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光電変換装置
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- 【要約】
【課題】メンテナンスの手間を増やすことなく、長時間の停電時にも動作を継続することができる、光電変換装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る光電変換装置は、光伝送システムにおいて光信号を電気信号に変換する光電変換装置であって、無バイアス状態としたフォトダイオード１と、フォトダイオード１から出力される信号の交流成分のみを取り出すコンデンサ２と、コンデンサ２を介して取り出された交流成分の信号を出力する出力端子３と、出力端子３に接続される機器との間のインピーダンス整合を行う抵抗４と、を備えている。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送システムにおいて光信号を電気信号に変換する光電変換装置であって、
無バイアス状態としたフォトダイオードと、
前記フォトダイオードから出力される信号の交流成分のみを取り出すコンデンサと、
前記コンデンサを介して取り出された交流成分の信号を出力する出力端子と、
前記出力端子に接続される機器との間のインピーダンス整合を行う整合用手段と、
を備えた光電変換装置。
【請求項２】
前記整合用手段は抵抗を含み、
当該抵抗に至る直流成分を遮断する直流分離手段を備えた、
請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記整合用手段は整合トランスを含む、
請求項１又は２に記載の光電変換装置。
- 【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムにおいて光信号を電気信号に変換する光電変換装置であって、特に無給電にて動作可能な光電変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、光通信技術の進展に伴い、光ケーブルを用いた光伝送システムが普及している。この光伝送システムによれば、数１０Ｋｍ程度の無中継伝送が可能となるため、伝送システムを容易に広域化できる。この光伝送システムは、概略的には、図９に示すように、送信者側に配置した光送信機１００や光増幅器１０１と、受信者側に配置した光回線終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）１０２とを、光ケーブル１０３にて構成された長距離伝送路を介して接続して構成されている。そして、ＴＶ信号や告知放送信号を混合し、この混合された電気信号を光送信機１００によって光信号に変換し、この光信号を光増幅器１０１にて増幅した後、光ケーブル１０３を介して光回線終端装置１０２に出力する。この光回線終端装置１０２では、光信号をＲＦ信号に変換して、ＴＶ受像機１０４や告知放送受信機１０５に出力する。
【０００３】
ここで、光回線終端装置１０２には、光信号を電気信号に変換するためのＰＤ（Photo Diode）が組み込まれている。このＰＤ周辺の回路図を図１０に示す。例えば、ＰＤ１１０がＰＩＮフォトダイオードである場合、ＰＤ１１０には＋Ｖｃｃの逆電圧が印加されているため、ＰＩＮ構造の中のｉ層内に空乏層ができる。この状態において、ＰＤ１１０の外部からエネルギ・バンドキャップ以上の光エネルギーが入射されると、この光エネルギーが空乏層で吸収され、伝導電子と正孔との生成及びドリフトが行われることにより、光強度変化に比例した電流（逆電流）が流れ、光電変換を行うことができる。そして、このようにＰＤ１１０から出力される信号における交流成分をコンデンサ１１１によるＡＣ結合によって取り出して、出力端子１１２に出力していた。
【０００４】
ここで、緊急告知放送を行う放送システムにおいては、災害等に伴う停電時においても放送を継続できる体制が必要になる。しかしながら、停電によって光回線終端装置に対する電源供給が停止すると、ＰＤ１１０に逆電圧が印加されなくなるため、光電変換を行うことができなくなる。このような事態を防止するため、従来は、乾電池や大容量キャパシタをバックアップ電源として光回線終端装置に内蔵することで、停電時においても逆電圧を印加し、光電変換を継続可能としていた（例えば特許文献１には大容量キャパシタを用いる例が開示されている）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７４２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、乾電池をバックアップ電源として用いた場合には、乾電池の寿命や自然放電を監視したり、必要に応じて乾電池を交換したりする等、光回線終端装置のメンテナンスに手間を要するという問題があった。また、大容量キャパシタをバックアップ電源として用いた場合には、最長でも１時間程度しか逆電圧を印加することができず、長時間のバックアップ体制を構築することが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、メンテナンスの手間を増やすことなく、長時間の停電時にも動作を継続することができる、光電変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の光電変換装置は、光伝送システムにおいて光信号を電気信号に変換する光電変換装置であって、無バイアス状態としたフォトダイオードと、前記フォトダイオードから出力される信号の交流成分のみを取り出すコンデンサと、前記コンデンサを介して取り出された交流成分の信号を出力する出力端子と、前記出力端子に接続される機器との間のインピーダンス整合を行う整合用手段と、を備えている。
【０００９】
請求項２に記載の光電変換装置は、請求項１に記載の光電変換装置において、前記整合用手段は抵抗を含み、当該抵抗に至る直流成分を遮断する直流分離手段を備えている。
【００１０】
請求項３に記載の光電変換装置は、請求項１又は２に記載の光電変換装置において、前記整合用手段は整合トランスを含んでいる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の光電変換装置によれば、フォトダイオードから出力される信号の交流成分のみを取り出して出力端子を介して出力することで、逆電圧を印加することなく光電変換を行うことができるので、停電時においても乾電池や大容量キャパシタを用いることなく光電変換を継続することができ、メンテナンスの手間を増やすことなく、長時間の停電時にも動作を継続することができる。
また、整合用手段を用いて後段機器との間のインピーダンス整合を行うことが可能になる。
【００１２】
また、請求項２に記載の光電変換装置によれば、抵抗に至る直流成分を直流分離手段を介して遮断することができるので、ＲＦ信号の交流成分のみを出力端子に出力することができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の光電変換装置によれば、整合用手段のインピーダンスと後段の機器のインピーダンスとが相互に一致しない場合であっても、インピーダンス整合を行うことが可能になるため、整合用手段のインピーダンスを極力大きくすることで出力端子から出力されるＲＦ信号を大きくすることができる。
- 【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＰＤ周辺の回路図である。
【図２】ＰＤの電圧−電流特性図である。
【図３】実施の形態２に係るＰＤ周辺の回路図である。
【図４】実施の形態３に係るＰＤ周辺の回路図である。
【図５】実施の形態４に係るＰＤ周辺の回路図である。
【図６】実施の形態４の変形例に係るＰＤ周辺の回路図である。
【図７】実施の形態５に係るＰＤ周辺の回路図である。
【図８】実施の形態５の変形例に係るＰＤ周辺の回路図である。
【図９】光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】従来の光回線終端装置におけるＰＤ周辺の回路図である。
- 【公開番号】特開２０１１−２０５１４０（Ｐ２０１１−２０５１４０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【発明の名称】光電変換装置
- 【出願番号】特願２０１１−１５３０３９（Ｐ２０１１−１５３０３９）
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】
【識別番号】０００００３４０３
【氏名又は名称】ホーチキ株式会社
- 【代理人】
【識別番号】１００１０７３６４
【弁理士】
【氏名又は名称】斉藤 達也
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