光電変換装置
【課題】電源給電時には多くのＴＶ受像機にＲＦ信号を入力できると共に、電源無給電時であっても告知放送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】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回線終端装置１０であって、光信号を電気信号に変換するＰＤ１１ａと、所定電源からの給電時にＰＤ１１ａから出力された電気信号の少なくとも一部を増幅して外部機器に出力する第１出力部１２と、所定電源からの給電時及び無給電時にＰＤ１１ａから出力された電気信号の少なくとも一部を増幅することなく外部機器に出力する第２出力部１３を備える。
【解決手段】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回線終端装置１０であって、光信号を電気信号に変換するＰＤ１１ａと、所定電源からの給電時にＰＤ１１ａから出力された電気信号の少なくとも一部を増幅して外部機器に出力する第１出力部１２と、所定電源からの給電時及び無給電時にＰＤ１１ａから出力された電気信号の少なくとも一部を増幅することなく外部機器に出力する第２出力部１３を備える。
【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７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、送信者側において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に送信する。この光回線終端装置１０２では、光信号を電気信号（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。図７では、光回線終端装置１０２の後段に分配器１０６が設けられており、この分配器１０６にて分配されたＲＦ信号が、複数のＴＶ受像機１０４の各々や告知放送受信機１０５に出力される。この構成では、光回線終端装置１０２のＲＦ信号の出力レベルが大きい程、分配器１０６による分配数を多くすることができ、より多くのＴＶ受像機１０４にＲＦ信号を入力できる。
【０００３】
この光回線終端装置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８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に出力することができる。
【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告知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）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７４２１１号公報
【発明の開示】
【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】
その一方、このような課題を解決するため、本件出願人は、ＰＤを逆電圧印加のない無バイアスモード（太陽電池モード）で使用し、このＰＤ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、光電変換を行うことを発案した。例えば、図９のＰＤ周辺の回路図に示すように、ＰＤ１１０をコンデンサ１１１によるＡＣ結合を介して出力端子１１２に接続する。このＰＤ１１０にエネルギ・バンドキャップ以上の光エネルギーが入射されると、光強度に比例した起電力が発生し、この起電力の直流成分がコンデンサ１１１で落とされることによって、交流成分（ＲＦ信号）のみが出力端子１１２に出力される。
【０００８】
しかしながら、図９の如き回路においては、停電時でもＲＦ信号を出力できるという利点がある一方、ＲＦ信号を増幅することができないので、図７のように分配器１０６にてＲＦ信号を分配して多数のＴＶ受像機１０４に供給することは困難になるという新たな問題が生ずる。しかしながら、図９の回路に単に増幅器を設けた場合には、停電時に増幅器への給電も停止することから当該増幅器が動作不能となってＲＦ信号が出力できなくなり、停電時に告知放送を継続するという初期の目的が達成できなくなる。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電源給電時には多くのＴＶ受像機にＲＦ信号を入力できると共に、電源無給電時であっても告知放送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】
【００１０】
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、前記光信号を前記電気信号に変換するフォトダイオードと、前記所定電源からの給電時に、前記フォトダイオードから出力された電気信号の少なくとも一部を、増幅して外部機器に出力する第１出力手段と、前記所定電源からの給電時及び無給電時に、前記フォトダイオードから出力された電気信号の少なくとも一部を、増幅することなく外部機器に出力する第２出力手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の本発明において、前記フォトダイオードから出力された電気信号の交流成分のみを取り出すコンデンサを備え、前記コンデンサにて取り出された交流成分を前記第１出力手段及び前記第２出力手段に入力すること、を特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の本発明において、前記第１出力手段には、前記フォトダイオードから出力された電気信号の高周波数成分のみを取り出す高域通過濾波手段を設け、前記第２出力手段には、前記フォトダイオードから出力された電気信号の低周波数成分のみを取り出す低域通過濾波手段を設けたこと、を特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の本発明において、前記第２出力手段は、当該第２出力手段に接続される前記外部機器との間のインピーダンス整合を行う整合用手段を備えること、を特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の本発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の本発明において、前記第１出力手段の出力信号と前記第２出力手段の出力信号との混合信号を前記外部機器に出力する出力端子、を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の本発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の本発明において、前記第１出力手段の出力信号を前記外部機器に出力する第１出力端子と、前記第２出力手段の出力信号を前記外部機器に出力する第２出力端子と、前記第１出力手段の出力信号と前記第２出力手段の出力信号とを方向性結合する方向性結合手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の本発明によれば、給電時には、信号を増幅して高いレベルで出力でき、無給電時には、増幅器が停止状態にあっても信号の出力を継続することができる。
【００１７】
請求項２に記載の本発明によれば、フォトダイオードから出力された電気信号の交流成分のみを分離して出力することができる。
【００１８】
請求項３に記載の本発明によれば、給電時には、高周波信号のみを増幅して高いレベルで出力でき、無給電時には、増幅器が停止状態にあっても低周波数信号を分離して継続出力することができる。
【００１９】
請求項４に記載の本発明によれば、整合用手段を用いて外部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。特に、整合用手段を第２出力手段に設けることで、整合用手段のトランスの巻数を大きくした場合の巻線ロスの影響が第１出力手段の信号に及ばないので、第１出力手段の信号の出力レベルとは切り離して、第２出力手段の信号の出力レベルを設定できる。
【００２０】
請求項５に記載の本発明によれば、第１出力手段の出力端子と第２出力手段の出力端子とを相互に共通化できるので、光回線終端装置とＴＶ受像機や告知放送受信機の端末機器群とを相互に接続する同軸ケーブルの敷設数を低減することができる。
【００２１】
請求項６に記載の本発明によれば、モニタ専用端子を設けることなくモニタ出力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る光回線終端装置の各実施の形態を詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念を説明した後、〔II〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態は、光回線終端装置を、電源の給電時と無給電時の両方において動作可能とするものである。給電時には、従来と同様に、ＰＤに逆電圧を印加して光電変換を行わせると共に、この光電変換によって取得したＲＦ信号を増幅して出力することで、分配器で分配して多くのＴＶ受像機にＲＦ信号を入力することを可能とする。一方、停電等による無給電時には、ＰＤに逆電圧を印加できないため、ＰＤを無バイアスモードで使用して光電変換を行うことで、給電時より品質を落とした状態での信号伝送を行う。特に、これら増幅を行う系統と増幅を行わない系統とを分離したことで、増幅を行わない系統においては、増幅器への給電の有無に関わらず、信号を送信することができる。
【００２４】
〔II〕各実施の形態の具体的内容
次に、各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００２５】
〔実施の形態１〕
最初に、実施の形態１について説明する。この実施の形態１は、給電時にＲＦ信号を出力する第１出力手段と、給電時及び無給電時にＲＦ信号を出力する第２出力手段とを、相互に完全に分離した形態である。
【００２６】
図１は実施の形態１に係る光回線終端装置を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である（ただし光回線終端装置の上流側を省略する）。この光伝送システム１は、概略的には図７に示した従来の光伝送システムと同様に構成されているが、光回線終端装置１０からは２系統の出力が出ており、そのうちの一方（図示における給電時出力であり、ここではＴＶ信号）が分配器２を経て複数のＴＶ受像機３に供給され、他方（図示における常時出力であり、ここでは告知放送信号）が告知放送受信機４に供給されている。
【００２７】
図２は図１の光回線終端装置１０の回路図である。この光回線終端装置１０は、光電変換部１１、第１出力部（給電時出力回路）１２、及び、第２出力部（常時出力回路）１３を図示のように接続して構成されている。
【００２８】
光電変換部１１は、光信号を電気信号に変換してＲＦ信号として出力する光電変換手段であり、ＰＤ１１ａ、抵抗１１ｂ、コイル１１ｃ、１１ｄ、スイッチ１１ｅ、及び、コンデンサ１１ｆを備えて構成されている。抵抗１１ｂは突入電流防止用の抵抗、コイル１１ｃはチョークコイル、コイル１１ｄはＰＤ電流の直流成分をＰＤ１１ａに還流するためのインダクタ（直流成分還流手段）である。スイッチ１１ｅは、給電時に線路を開くことによって電圧をＰＤ１１ａに印加させ、無給電時には線路を閉じることによってＰＤ１１ａを直流的に短絡する切替手段であり、手動により又は公知の方法にて自動に切替えられる。コンデンサ１１ｆはＰＤ電流の交流成分（ＲＦ信号）のみを取り出すためのＡＣ結合コンデンサである。
【００２９】
第１出力部１２は、光電変換部１１のＰＤ１１ａから出力されたＲＦ信号の少なくとも一部を、増幅して外部機器（ここでは図１の分配器２）に出力するものであり、特許請求の範囲における第１出力手段に対応する。この第１出力部１２は、ＨＰＦ（High Pass Filter）１２ａ、複数の増幅器１２ｂ、及び、第１出力端子（給電時出力端子）１２ｃを図示のように接続して構成されている。ＨＰＦ１２ａは、ＲＦ信号の高周波数成分のみを取り出すもので、特許請求の範囲における高域通過濾波手段に対応する。増幅器１２ｂは、正電源＋Ｖｃｃを用いてＲＦ信号を増幅する増幅手段である。なお、この増幅器１２ｂの段数（図２では３段）は、所望のＴＶ信号のレベルに応じて決定することができる。第１出力端子１２ｃは、ＲＦ信号を図１の分配器２に対して出力する出力手段である。
【００３０】
第２出力部１３は、光電変換部１１のＰＤ１１ａから出力されたＲＦ信号の少なくとも一部を、増幅することなく外部機器（ここでは図１の告知放送受信機４）に出力するものであり、特許請求の範囲における第２出力手段に対応する。この第２出力部１３は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１３ａ、整合回路１３ｂ、及び、第２出力端子（常時出力端子）１３ｃを図示のように接続して構成されている。ＬＰＦ１３ａは、ＲＦ信号の低周波数成分のみを取り出すもので、特許請求の範囲における低域通過濾波手段に対応する。整合回路１３ｂは、第２出力端子１３ｃに接続される外部機器との間のインピーダンス整合を行うもので、特許請求の範囲における整合用手段に対応する。この整合回路１３ｂは、抵抗１３ｂ１及びトランス１３ｂ２を図示のように接続して構成されている。この整合回路１３ｂを設けることで、外部機器とのインピーダンス整合を行うことが可能になると共に、抵抗１３ｂ１の抵抗値を極力大きくすることで第２出力端子１３ｃから出力されるＲＦ信号を大きくすることができる。
【００３１】
このような構成において、正電源＋Ｖｃｃの給電時には、スイッチ１１ｅがオープンされ、正電源＋Ｖｃｃから給電された電圧がＰＤ１１ａに印加され、このＰＤ１１ａにて光電変換され出力されたＲＦ信号が第１出力部１２及び第２出力部１３へ出力される。このＲＦ信号のうち、高周波数（例えば９０ＭＨｚ以上）成分であるＴＶ信号は、ＨＰＦ１２ａを通過して増幅器１２ｂに入力され、この増幅器１２ｂによって多段増幅されて、第１出力端子１２ｃを介して図１の分配器２に出力される。このように光回線終端装置１０からは増幅されたＴＶ信号が出力されるので、このＴＶ信号を分配器２にて分配しても一定の出力レベルを維持することができ、多くのＴＶ受像機３にＴＶ信号を供給することができる。また、光電変換部１１から出力されたＲＦ信号のうち、低周波数（例えば７０〜７６ＭＨｚ）成分である告知放送信号は、ＬＰＦ１３ａを通過して整合回路１３ｂに至り、第２出力端子１３ｃを介して図１の告知放送受信機４に出力される。なお、第２出力部１３には増幅器がないことから、告知放送信号のレベルは、第１出力部１２から出力されるＴＶ信号のレベルより小さくなるが、通常、告知放送受信機４は宅内に１台しか設置されず、分配器２にて告知放送信号を分配する必要がないため、十分なレベルを確保することができる。
【００３２】
一方、図２において、停電等によって正電源＋Ｖｃｃが無給電状態になった時には、スイッチ１１ｅがクローズされ、ＰＤ１１ａは電圧印加のない無バイアスモードで使用される光電変換手段として機能する。図３はＰＤ１１ａの電圧−電流特性図である。ＰＤ１１ａにエネルギ・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、光強度に比例した起電力が発生する。この起電力は、図２のコンデンサ１１ｆによるＡＣ結合によって直流成分が落とされることによって、交流成分（ＲＦ信号）のみが第１出力部１２及び第２出力部１３へ出力される。特に、この回路では、スイッチ１１ｅがクローズされることで、ＰＤ１１ａが直流的に短絡されるので、ＰＤ１１ａの端子間容量を無給電時において可能な限り小さくすることができ、ＰＤ１１ａの高速性を最大限に維持することができる。
【００３３】
この無給電状態では、増幅器１２ｂに正電源＋Ｖｃｃが供給されないことから、ＴＶ信号を第１出力端子１２ｃから出力することができずＴＶ放送は停止するが、停電時にはＴＶ受像機３の電源も落ちるために実質的な問題は生じない。しかしながら、光電変換部１１から出力されたＲＦ信号のうち、低周波数成分である告知放送信号は、正電源＋Ｖｃｃの給電時と同様に、ＬＰＦ１３ａを通過して整合回路１３ｂに至り、第２出力端子１３ｃを介して図１の告知放送受信機４に出力される。従って、無給電時においても、告知放送を継続することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態１においては、高周波数帯域のＲＦ信号をＴＶ信号とし、低周波数帯域のＲＦ信号を告知放送信号として説明しているが、両信号を相互に分離できる限りにおいて、具体的な信号やフィルタの種類は任意である。例えば、緊急放送信号が１０８〜１７０ＭＨｚのミッドバンドで行われる場合、ＨＰＦ１２ａに代えて阻止周波数帯域が１０８〜１７０ＭＨｚのＢＥＦ（Band Elimination Filter）を設けると共に、ＬＰＦ１３ａに代えて通過周波数帯域が１０８〜１７０ＭＨｚのＢＰＦ（Band Pass Filter）を設けてもよい。
【００３５】
また、整合回路１３ｂは図２の位置Ｐ１や位置Ｐ２に移動してもよい。ただし、告知放送信号の出力レベルを大きくするために抵抗１３ｂ１の抵抗値を大きくした場合には、トランス１３ｂ２の巻数が大きくなるため、高周波数帯域での巻線ロスが大きくなる。この場合、整合回路１３ｂを位置Ｐ１に配置すると、巻線ロスの影響が告知放送信号のみならず高周波数帯域の信号（ここではＴＶ信号）にも生じるため、ＴＶ信号の出力レベルを大きくするためには抵抗１３ｂ１の抵抗値を大きくすることができず、結果として、告知放送信号の出力レベルも制限される。一方、整合回路１３ｂを図２に示した位置に配置すると、巻線ロスの影響は高周波数帯域の信号に及ばないので、ＴＶ信号の出力レベルを大きくした場合であっても、告知放送信号の出力レベルを上げることができるのでより好ましい。
【００３６】
（実施の形態１の効果）
このように実施の形態１によれば、給電時には、告知放送信号を出力できると共に、ＴＶ信号を増幅して高いレベルで出力でき、無給電時には、告知放送信号の出力を継続することができる。
【００３７】
〔実施の形態２〕
次に、本発明に係る実施の形態２について詳細に説明する。この実施の形態２は、第１出力手段の出力信号と第２出力手段の出力信号との混合信号を外部機器に出力する共通の出力端子を設けた形態である。ただし、特に説明なき構成においては実施の形態１と同様であるものとし、実施の形態１と同様の構成要素には、必要に応じて、実施の形態１で使用したものと同一の符号を付する。
【００３８】
図４は実施の形態２に係る光回線終端装置を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である（ただし光回線終端装置の上流側を省略する）。この光伝送システム５は、概略的には図１の光伝送システム１と同様に構成されているが、光回線終端装置２０からは１系統の出力のみが出ており、この出力が分波器を介して２分波され、その内の一方（給電時出力であり、ここではＴＶ信号）が分配器２を介して複数のＴＶ受像機３の各々に供給され、他方（常時出力であり、ここでは告知放送信号）が告知放送受信機４に供給されている。
【００３９】
図５は図４の光回線終端装置２０の回路図である。この光回線終端装置２０は、光電変換部２１、第１出力部２２、第２出力部２３、及び、共通の出力端子２４を図示のように接続して構成されている。ここで、光電変換部２１は、図２の光回線終端装置１０の光電変換部１１と同様に構成されているのでその説明を省略する。
【００４０】
第１出力部２２は、２つのＨＰＦ１２ａと、１つの増幅器１２ｂを図示のように接続して構成されており、第２出力部２３は、２つのＬＰＦ１３ａと、整合回路１３ｂを備えて構成されている。なお、整合回路１３ｂは図２と同様に構成できるので、図５（及び後述する他の図面）においては細部を省略したブロック表現にて示す。出力端子２４は、これら第１出力部２２及び第２出力部２３の後段に配置されており、この出力端子２４に対して第１出力部２２及び第２出力部２３の出力が混合して入力される。
【００４１】
このような構成において、正電源＋Ｖｃｃの給電時には、光電変換部２１から出力された信号が第１出力部２２及び第２出力部２３へ出力される。このＲＦ信号のうち、高周波数成分であるＴＶ信号は、第１出力部２２のＨＰＦ１２ａを通過して増幅器１２ｂに入力され、増幅器１２ｂによって増幅されて、ＨＰＦ１２ａを介して出力される。また、光電変換部２１から出力されたＲＦ信号のうち、低周波数成分である告知放送信号は、第２出力部２３のＬＰＦ１３ａを通過して整合回路１３ｂに至り、ＬＰＦ１３ａを介して出力される。このように出力されたＴＶ信号及び告知放送信号は、混合されて出力端子２４へ出力される。この混合信号は、図４の分波器６にてＴＶ信号と告知放送信号に分波され、ＴＶ信号は分配器２を経て複数のＴＶ受像機３の各々に供給され、告知放送信号が告知放送受信機４に供給される。
【００４２】
一方、図５において、停電等によって正電源＋Ｖｃｃが無給電状態になった時には、光電変換部２１から出力された信号が第１出力部２２及び第２出力部２３へ出力され、低周波数成分である告知放送信号のみが、正電源＋Ｖｃｃの給電時と同様に、第２出力部２３から出力端子２４へ出力され、図４の分波器６を介して告知放送受信機４に供給される。
【００４３】
この構成では、図４の分波器６が必要になるが、光回線終端装置２０とＴＶ受像機３や告知放送受信機４の如き端末機器群とが相互に離れているような場合には、これらを接続する同軸ケーブル７を１本のみ敷設すればよいので特に有効である。また、ＴＶ受像機３の設置数が比較的少ないような場合等、ＴＶ信号の出力レベルを告知放送信号の出力レベルに比べてあまり大きくする必要がない場合には特に有効である。なお、通常、告知放送受信機４の所要入力信号レベルは、ＴＶ受像機３の所要入力信号レベルより１０ｄＢ程度低いため、図５の第１出力部２２の増幅器１２ｂにおける増幅が当該１０ｄＢ程度以下であれば、告知放送信号をＴＶ信号と同様に分配することができる（ただし、実際には、告知放送受信機４の所要入力信号レベルとＴＶ受像機３の所要入力信号レベルとの相互の差異は、整合回路１３ｂを用いた出力レベル調整や、図４の同軸ケーブル７や分配器２における高周波信号と低周波信号との損失の差異を補償するためのチルト（図示せず）の有無等に応じて異なり得る）。
【００４４】
（実施の形態２の効果）
このように実施の形態２によれば、実施の形態１の効果に加えて、ＴＶ信号の出力端子と告知放送信号の出力端子を相互に共通化できるので、光回線終端装置２０とＴＶ受像機３や告知放送受信機４の如き端末機器群とを相互に接続する同軸ケーブル７の敷設数を低減することができる。
【００４５】
〔実施の形態３〕
次に、本発明に係る実施の形態３について詳細に説明する。この実施の形態３は、第１出力手段の出力信号と第２出力手段の出力信号とを方向性結合する方向性結合手段を設けた形態である。ただし、特に説明なき構成においては実施の形態１と同様であるものとし、実施の形態１と同様の構成要素には、必要に応じて、実施の形態１で使用したものと同一の符号を付する。
【００４６】
図６は本実施の形態３に係る光回線終端装置３０の回路図である。この光回線終端装置３０は、光電変換部３１、第１出力部３２、第２出力部３３、及び、方向性結合器３４を図示のように接続して構成されている。ここで、光電変換部３１は、図２の光回線終端装置２０の光電変換部１１と同様に構成されているのでその説明を省略する。
【００４７】
第１出力部３２は、２つのＨＰＦ１２ａ、１つの増幅器１２ｂ、及び、第１出力端子１２ｃを備えて構成されており、第２出力部３３は、２つのＬＰＦ１３ａ、整合回路１３ｂ、及び、第２出力端子１３ｃを備えて構成されている。また、第１出力部３２における下流側のＨＰＦ１２ａの後段と第２出力部３３における下流側のＬＰＦ１３ａの後段との相互間に、方向性結合器３４が接続されている。この方向性結合器３４は、第１出力部３２の出力信号と第２出力部３３の出力信号とを方向性結合するもので、特許請求の範囲における方向性結合手段に対応する。
【００４８】
このような構成において、正電源＋Ｖｃｃの給電時には、光電変換部３１から出力された信号が第１出力部３２及び第２出力部３３へ出力される。このＲＦ信号のうち、高周波数成分であるＴＶ信号は、第１出力部３２のＨＰＦ１２ａを通過して増幅器１２ｂに入力され、増幅器１２ｂによって増幅されて、ＨＰＦ１２ａを介して出力される。また、光電変換部３１から出力されたＲＦ信号のうち、低周波数成分である告知放送信号は、第２出力部３３のＬＰＦ１３ａを通過して整合回路１３ｂに至り、ＬＰＦ１３ａを介して出力される。ここで、ＨＰＦ１２ａの出力とＬＰＦ１３ａの出力とは、方向性結合器３４にて混合されて第１出力端子１２ｃ及び第２出力端子１３ｃを介して出力される。従って、第１出力端子１２ｃからの出力は、ＴＶ放送出力として利用可能であると共に、告知放送信号のモニタ出力として利用でき、第２出力端子１３ｃからの出力は、告知放送出力として利用可能であると共に、ＴＶ信号のモニタ出力として利用できる。このため、例えば、第１出力端子１２ｃからの出力を用いてＴＶ受像を継続しながら、第２出力端子１３ｃからの出力を用いてＴＶ信号をモニタすること等ができる。特に、モニタ専用の端子を設けることなくモニタ出力を得ることができる。
【００４９】
一方、停電等によって正電源＋Ｖｃｃが無給電状態になった時には、光電変換部３１から出力された信号が第１出力部３２及び第２出力部３３へ出力され、低周波数成分である告知放送信号のみが、正電源＋Ｖｃｃの給電時と同様に、第２出力部３３のＬＰＦ１３ａを介して出力される。この出力は、方向性結合器３４にて混合されて第１出力端子１２ｃ及び第２出力端子１３ｃを介して出力される。従って、第２出力端子１３ｃからの出力は告知放送出力として利用可能であると共に、第１出力端子１２ｃからの出力は告知放送出力のモニタ出力として利用できる。
【００５０】
（実施の形態３の効果）
このように実施の形態３によれば、実施の形態１の効果に加えて、モニタ専用端子を設けることなくモニタ出力を得ることができる。
【００５１】
〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００５２】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【００５３】
（光電変換装置について）
なお、本発明に係る光電変換装置は、光回線終端装置に限定されず、光信号を電気信号に変換するための任意の目的の装置に適用することができる。
【００５４】
（回路構成について）
なお、実施の形態１から実施の形態３の回路においては、ＰＤ１１ａの極性を各実施の形態とは逆極性にすると共に、負電源による逆電圧を印加しても、同様の効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
この発明は、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に適用でき、電源給電時には高出力レベルの信号を出力できると共に、長時間の停電時にも信号出力を継続することに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光回線終端装置を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光回線終端装置の回路図である。
【図３】ＰＤの電圧−電流特性図である。
【図４】実施の形態２に係る光回線終端装置を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図５】図４の光回線終端装置の回路図である。
【図６】実施の形態３に係る光回線終端装置の回路図である。
【図７】従来の光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図８】従来の光回線終端装置におけるＰＤ周辺の回路図である。
【図９】従来の問題の一部を解決するためのＰＤ周辺の回路図である。
【符号の説明】
【００５７】
１、５ 光伝送システム
２、１０６ 分配器
３、１０４ ＴＶ受像機
４、１０５ 告知放送受信機
６ 分波器
７ 同軸ケーブル
１０、２０、３０、１０２ 光回線終端装置
１１、２１、３１ 光電変換部
１１ａ、１１０ ＰＤ
１１ｂ、１３ｂ１ 抵抗
１１ｃ、１１ｄ コイル
１１ｅ スイッチ
１１ｆ、１１１ コンデンサ
１２、２２、３２ 第１出力部
１２ａ ＨＰＦ
１２ｂ 増幅器
１２ｃ 第１出力端子
１３、２３、３３ 第２出力部
１３ａ ＬＰＦ
１３ｂ 整合回路
１３ｂ２ トランス
１３ｃ 第２出力端子
２４、１１２ 出力端子
１００ 光送信機
１０１ 光増幅器
１０３ 光ケーブル
【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７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、送信者側において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に送信する。この光回線終端装置１０２では、光信号を電気信号（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。図７では、光回線終端装置１０２の後段に分配器１０６が設けられており、この分配器１０６にて分配されたＲＦ信号が、複数のＴＶ受像機１０４の各々や告知放送受信機１０５に出力される。この構成では、光回線終端装置１０２のＲＦ信号の出力レベルが大きい程、分配器１０６による分配数を多くすることができ、より多くのＴＶ受像機１０４にＲＦ信号を入力できる。
【０００３】
この光回線終端装置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８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に出力することができる。
【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告知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）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７４２１１号公報
【発明の開示】
【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】
その一方、このような課題を解決するため、本件出願人は、ＰＤを逆電圧印加のない無バイアスモード（太陽電池モード）で使用し、このＰＤ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、光電変換を行うことを発案した。例えば、図９のＰＤ周辺の回路図に示すように、ＰＤ１１０をコンデンサ１１１によるＡＣ結合を介して出力端子１１２に接続する。このＰＤ１１０にエネルギ・バンドキャップ以上の光エネルギーが入射されると、光強度に比例した起電力が発生し、この起電力の直流成分がコンデンサ１１１で落とされることによって、交流成分（ＲＦ信号）のみが出力端子１１２に出力される。
【０００８】
しかしながら、図９の如き回路においては、停電時でもＲＦ信号を出力できるという利点がある一方、ＲＦ信号を増幅することができないので、図７のように分配器１０６にてＲＦ信号を分配して多数のＴＶ受像機１０４に供給することは困難になるという新たな問題が生ずる。しかしながら、図９の回路に単に増幅器を設けた場合には、停電時に増幅器への給電も停止することから当該増幅器が動作不能となってＲＦ信号が出力できなくなり、停電時に告知放送を継続するという初期の目的が達成できなくなる。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電源給電時には多くのＴＶ受像機にＲＦ信号を入力できると共に、電源無給電時であっても告知放送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】
【００１０】
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、前記光信号を前記電気信号に変換するフォトダイオードと、前記所定電源からの給電時に、前記フォトダイオードから出力された電気信号の少なくとも一部を、増幅して外部機器に出力する第１出力手段と、前記所定電源からの給電時及び無給電時に、前記フォトダイオードから出力された電気信号の少なくとも一部を、増幅することなく外部機器に出力する第２出力手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の本発明において、前記フォトダイオードから出力された電気信号の交流成分のみを取り出すコンデンサを備え、前記コンデンサにて取り出された交流成分を前記第１出力手段及び前記第２出力手段に入力すること、を特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の本発明において、前記第１出力手段には、前記フォトダイオードから出力された電気信号の高周波数成分のみを取り出す高域通過濾波手段を設け、前記第２出力手段には、前記フォトダイオードから出力された電気信号の低周波数成分のみを取り出す低域通過濾波手段を設けたこと、を特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の本発明において、前記第２出力手段は、当該第２出力手段に接続される前記外部機器との間のインピーダンス整合を行う整合用手段を備えること、を特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の本発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の本発明において、前記第１出力手段の出力信号と前記第２出力手段の出力信号との混合信号を前記外部機器に出力する出力端子、を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の本発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の本発明において、前記第１出力手段の出力信号を前記外部機器に出力する第１出力端子と、前記第２出力手段の出力信号を前記外部機器に出力する第２出力端子と、前記第１出力手段の出力信号と前記第２出力手段の出力信号とを方向性結合する方向性結合手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の本発明によれば、給電時には、信号を増幅して高いレベルで出力でき、無給電時には、増幅器が停止状態にあっても信号の出力を継続することができる。
【００１７】
請求項２に記載の本発明によれば、フォトダイオードから出力された電気信号の交流成分のみを分離して出力することができる。
【００１８】
請求項３に記載の本発明によれば、給電時には、高周波信号のみを増幅して高いレベルで出力でき、無給電時には、増幅器が停止状態にあっても低周波数信号を分離して継続出力することができる。
【００１９】
請求項４に記載の本発明によれば、整合用手段を用いて外部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。特に、整合用手段を第２出力手段に設けることで、整合用手段のトランスの巻数を大きくした場合の巻線ロスの影響が第１出力手段の信号に及ばないので、第１出力手段の信号の出力レベルとは切り離して、第２出力手段の信号の出力レベルを設定できる。
【００２０】
請求項５に記載の本発明によれば、第１出力手段の出力端子と第２出力手段の出力端子とを相互に共通化できるので、光回線終端装置とＴＶ受像機や告知放送受信機の端末機器群とを相互に接続する同軸ケーブルの敷設数を低減することができる。
【００２１】
請求項６に記載の本発明によれば、モニタ専用端子を設けることなくモニタ出力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る光回線終端装置の各実施の形態を詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念を説明した後、〔II〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
〔Ｉ〕各実施の形態に共通の基本的概念
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態は、光回線終端装置を、電源の給電時と無給電時の両方において動作可能とするものである。給電時には、従来と同様に、ＰＤに逆電圧を印加して光電変換を行わせると共に、この光電変換によって取得したＲＦ信号を増幅して出力することで、分配器で分配して多くのＴＶ受像機にＲＦ信号を入力することを可能とする。一方、停電等による無給電時には、ＰＤに逆電圧を印加できないため、ＰＤを無バイアスモードで使用して光電変換を行うことで、給電時より品質を落とした状態での信号伝送を行う。特に、これら増幅を行う系統と増幅を行わない系統とを分離したことで、増幅を行わない系統においては、増幅器への給電の有無に関わらず、信号を送信することができる。
【００２４】
〔II〕各実施の形態の具体的内容
次に、各実施の形態の具体的内容について説明する。
【００２５】
〔実施の形態１〕
最初に、実施の形態１について説明する。この実施の形態１は、給電時にＲＦ信号を出力する第１出力手段と、給電時及び無給電時にＲＦ信号を出力する第２出力手段とを、相互に完全に分離した形態である。
【００２６】
図１は実施の形態１に係る光回線終端装置を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である（ただし光回線終端装置の上流側を省略する）。この光伝送システム１は、概略的には図７に示した従来の光伝送システムと同様に構成されているが、光回線終端装置１０からは２系統の出力が出ており、そのうちの一方（図示における給電時出力であり、ここではＴＶ信号）が分配器２を経て複数のＴＶ受像機３に供給され、他方（図示における常時出力であり、ここでは告知放送信号）が告知放送受信機４に供給されている。
【００２７】
図２は図１の光回線終端装置１０の回路図である。この光回線終端装置１０は、光電変換部１１、第１出力部（給電時出力回路）１２、及び、第２出力部（常時出力回路）１３を図示のように接続して構成されている。
【００２８】
光電変換部１１は、光信号を電気信号に変換してＲＦ信号として出力する光電変換手段であり、ＰＤ１１ａ、抵抗１１ｂ、コイル１１ｃ、１１ｄ、スイッチ１１ｅ、及び、コンデンサ１１ｆを備えて構成されている。抵抗１１ｂは突入電流防止用の抵抗、コイル１１ｃはチョークコイル、コイル１１ｄはＰＤ電流の直流成分をＰＤ１１ａに還流するためのインダクタ（直流成分還流手段）である。スイッチ１１ｅは、給電時に線路を開くことによって電圧をＰＤ１１ａに印加させ、無給電時には線路を閉じることによってＰＤ１１ａを直流的に短絡する切替手段であり、手動により又は公知の方法にて自動に切替えられる。コンデンサ１１ｆはＰＤ電流の交流成分（ＲＦ信号）のみを取り出すためのＡＣ結合コンデンサである。
【００２９】
第１出力部１２は、光電変換部１１のＰＤ１１ａから出力されたＲＦ信号の少なくとも一部を、増幅して外部機器（ここでは図１の分配器２）に出力するものであり、特許請求の範囲における第１出力手段に対応する。この第１出力部１２は、ＨＰＦ（High Pass Filter）１２ａ、複数の増幅器１２ｂ、及び、第１出力端子（給電時出力端子）１２ｃを図示のように接続して構成されている。ＨＰＦ１２ａは、ＲＦ信号の高周波数成分のみを取り出すもので、特許請求の範囲における高域通過濾波手段に対応する。増幅器１２ｂは、正電源＋Ｖｃｃを用いてＲＦ信号を増幅する増幅手段である。なお、この増幅器１２ｂの段数（図２では３段）は、所望のＴＶ信号のレベルに応じて決定することができる。第１出力端子１２ｃは、ＲＦ信号を図１の分配器２に対して出力する出力手段である。
【００３０】
第２出力部１３は、光電変換部１１のＰＤ１１ａから出力されたＲＦ信号の少なくとも一部を、増幅することなく外部機器（ここでは図１の告知放送受信機４）に出力するものであり、特許請求の範囲における第２出力手段に対応する。この第２出力部１３は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１３ａ、整合回路１３ｂ、及び、第２出力端子（常時出力端子）１３ｃを図示のように接続して構成されている。ＬＰＦ１３ａは、ＲＦ信号の低周波数成分のみを取り出すもので、特許請求の範囲における低域通過濾波手段に対応する。整合回路１３ｂは、第２出力端子１３ｃに接続される外部機器との間のインピーダンス整合を行うもので、特許請求の範囲における整合用手段に対応する。この整合回路１３ｂは、抵抗１３ｂ１及びトランス１３ｂ２を図示のように接続して構成されている。この整合回路１３ｂを設けることで、外部機器とのインピーダンス整合を行うことが可能になると共に、抵抗１３ｂ１の抵抗値を極力大きくすることで第２出力端子１３ｃから出力されるＲＦ信号を大きくすることができる。
【００３１】
このような構成において、正電源＋Ｖｃｃの給電時には、スイッチ１１ｅがオープンされ、正電源＋Ｖｃｃから給電された電圧がＰＤ１１ａに印加され、このＰＤ１１ａにて光電変換され出力されたＲＦ信号が第１出力部１２及び第２出力部１３へ出力される。このＲＦ信号のうち、高周波数（例えば９０ＭＨｚ以上）成分であるＴＶ信号は、ＨＰＦ１２ａを通過して増幅器１２ｂに入力され、この増幅器１２ｂによって多段増幅されて、第１出力端子１２ｃを介して図１の分配器２に出力される。このように光回線終端装置１０からは増幅されたＴＶ信号が出力されるので、このＴＶ信号を分配器２にて分配しても一定の出力レベルを維持することができ、多くのＴＶ受像機３にＴＶ信号を供給することができる。また、光電変換部１１から出力されたＲＦ信号のうち、低周波数（例えば７０〜７６ＭＨｚ）成分である告知放送信号は、ＬＰＦ１３ａを通過して整合回路１３ｂに至り、第２出力端子１３ｃを介して図１の告知放送受信機４に出力される。なお、第２出力部１３には増幅器がないことから、告知放送信号のレベルは、第１出力部１２から出力されるＴＶ信号のレベルより小さくなるが、通常、告知放送受信機４は宅内に１台しか設置されず、分配器２にて告知放送信号を分配する必要がないため、十分なレベルを確保することができる。
【００３２】
一方、図２において、停電等によって正電源＋Ｖｃｃが無給電状態になった時には、スイッチ１１ｅがクローズされ、ＰＤ１１ａは電圧印加のない無バイアスモードで使用される光電変換手段として機能する。図３はＰＤ１１ａの電圧−電流特性図である。ＰＤ１１ａにエネルギ・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、光強度に比例した起電力が発生する。この起電力は、図２のコンデンサ１１ｆによるＡＣ結合によって直流成分が落とされることによって、交流成分（ＲＦ信号）のみが第１出力部１２及び第２出力部１３へ出力される。特に、この回路では、スイッチ１１ｅがクローズされることで、ＰＤ１１ａが直流的に短絡されるので、ＰＤ１１ａの端子間容量を無給電時において可能な限り小さくすることができ、ＰＤ１１ａの高速性を最大限に維持することができる。
【００３３】
この無給電状態では、増幅器１２ｂに正電源＋Ｖｃｃが供給されないことから、ＴＶ信号を第１出力端子１２ｃから出力することができずＴＶ放送は停止するが、停電時にはＴＶ受像機３の電源も落ちるために実質的な問題は生じない。しかしながら、光電変換部１１から出力されたＲＦ信号のうち、低周波数成分である告知放送信号は、正電源＋Ｖｃｃの給電時と同様に、ＬＰＦ１３ａを通過して整合回路１３ｂに至り、第２出力端子１３ｃを介して図１の告知放送受信機４に出力される。従って、無給電時においても、告知放送を継続することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態１においては、高周波数帯域のＲＦ信号をＴＶ信号とし、低周波数帯域のＲＦ信号を告知放送信号として説明しているが、両信号を相互に分離できる限りにおいて、具体的な信号やフィルタの種類は任意である。例えば、緊急放送信号が１０８〜１７０ＭＨｚのミッドバンドで行われる場合、ＨＰＦ１２ａに代えて阻止周波数帯域が１０８〜１７０ＭＨｚのＢＥＦ（Band Elimination Filter）を設けると共に、ＬＰＦ１３ａに代えて通過周波数帯域が１０８〜１７０ＭＨｚのＢＰＦ（Band Pass Filter）を設けてもよい。
【００３５】
また、整合回路１３ｂは図２の位置Ｐ１や位置Ｐ２に移動してもよい。ただし、告知放送信号の出力レベルを大きくするために抵抗１３ｂ１の抵抗値を大きくした場合には、トランス１３ｂ２の巻数が大きくなるため、高周波数帯域での巻線ロスが大きくなる。この場合、整合回路１３ｂを位置Ｐ１に配置すると、巻線ロスの影響が告知放送信号のみならず高周波数帯域の信号（ここではＴＶ信号）にも生じるため、ＴＶ信号の出力レベルを大きくするためには抵抗１３ｂ１の抵抗値を大きくすることができず、結果として、告知放送信号の出力レベルも制限される。一方、整合回路１３ｂを図２に示した位置に配置すると、巻線ロスの影響は高周波数帯域の信号に及ばないので、ＴＶ信号の出力レベルを大きくした場合であっても、告知放送信号の出力レベルを上げることができるのでより好ましい。
【００３６】
（実施の形態１の効果）
このように実施の形態１によれば、給電時には、告知放送信号を出力できると共に、ＴＶ信号を増幅して高いレベルで出力でき、無給電時には、告知放送信号の出力を継続することができる。
【００３７】
〔実施の形態２〕
次に、本発明に係る実施の形態２について詳細に説明する。この実施の形態２は、第１出力手段の出力信号と第２出力手段の出力信号との混合信号を外部機器に出力する共通の出力端子を設けた形態である。ただし、特に説明なき構成においては実施の形態１と同様であるものとし、実施の形態１と同様の構成要素には、必要に応じて、実施の形態１で使用したものと同一の符号を付する。
【００３８】
図４は実施の形態２に係る光回線終端装置を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である（ただし光回線終端装置の上流側を省略する）。この光伝送システム５は、概略的には図１の光伝送システム１と同様に構成されているが、光回線終端装置２０からは１系統の出力のみが出ており、この出力が分波器を介して２分波され、その内の一方（給電時出力であり、ここではＴＶ信号）が分配器２を介して複数のＴＶ受像機３の各々に供給され、他方（常時出力であり、ここでは告知放送信号）が告知放送受信機４に供給されている。
【００３９】
図５は図４の光回線終端装置２０の回路図である。この光回線終端装置２０は、光電変換部２１、第１出力部２２、第２出力部２３、及び、共通の出力端子２４を図示のように接続して構成されている。ここで、光電変換部２１は、図２の光回線終端装置１０の光電変換部１１と同様に構成されているのでその説明を省略する。
【００４０】
第１出力部２２は、２つのＨＰＦ１２ａと、１つの増幅器１２ｂを図示のように接続して構成されており、第２出力部２３は、２つのＬＰＦ１３ａと、整合回路１３ｂを備えて構成されている。なお、整合回路１３ｂは図２と同様に構成できるので、図５（及び後述する他の図面）においては細部を省略したブロック表現にて示す。出力端子２４は、これら第１出力部２２及び第２出力部２３の後段に配置されており、この出力端子２４に対して第１出力部２２及び第２出力部２３の出力が混合して入力される。
【００４１】
このような構成において、正電源＋Ｖｃｃの給電時には、光電変換部２１から出力された信号が第１出力部２２及び第２出力部２３へ出力される。このＲＦ信号のうち、高周波数成分であるＴＶ信号は、第１出力部２２のＨＰＦ１２ａを通過して増幅器１２ｂに入力され、増幅器１２ｂによって増幅されて、ＨＰＦ１２ａを介して出力される。また、光電変換部２１から出力されたＲＦ信号のうち、低周波数成分である告知放送信号は、第２出力部２３のＬＰＦ１３ａを通過して整合回路１３ｂに至り、ＬＰＦ１３ａを介して出力される。このように出力されたＴＶ信号及び告知放送信号は、混合されて出力端子２４へ出力される。この混合信号は、図４の分波器６にてＴＶ信号と告知放送信号に分波され、ＴＶ信号は分配器２を経て複数のＴＶ受像機３の各々に供給され、告知放送信号が告知放送受信機４に供給される。
【００４２】
一方、図５において、停電等によって正電源＋Ｖｃｃが無給電状態になった時には、光電変換部２１から出力された信号が第１出力部２２及び第２出力部２３へ出力され、低周波数成分である告知放送信号のみが、正電源＋Ｖｃｃの給電時と同様に、第２出力部２３から出力端子２４へ出力され、図４の分波器６を介して告知放送受信機４に供給される。
【００４３】
この構成では、図４の分波器６が必要になるが、光回線終端装置２０とＴＶ受像機３や告知放送受信機４の如き端末機器群とが相互に離れているような場合には、これらを接続する同軸ケーブル７を１本のみ敷設すればよいので特に有効である。また、ＴＶ受像機３の設置数が比較的少ないような場合等、ＴＶ信号の出力レベルを告知放送信号の出力レベルに比べてあまり大きくする必要がない場合には特に有効である。なお、通常、告知放送受信機４の所要入力信号レベルは、ＴＶ受像機３の所要入力信号レベルより１０ｄＢ程度低いため、図５の第１出力部２２の増幅器１２ｂにおける増幅が当該１０ｄＢ程度以下であれば、告知放送信号をＴＶ信号と同様に分配することができる（ただし、実際には、告知放送受信機４の所要入力信号レベルとＴＶ受像機３の所要入力信号レベルとの相互の差異は、整合回路１３ｂを用いた出力レベル調整や、図４の同軸ケーブル７や分配器２における高周波信号と低周波信号との損失の差異を補償するためのチルト（図示せず）の有無等に応じて異なり得る）。
【００４４】
（実施の形態２の効果）
このように実施の形態２によれば、実施の形態１の効果に加えて、ＴＶ信号の出力端子と告知放送信号の出力端子を相互に共通化できるので、光回線終端装置２０とＴＶ受像機３や告知放送受信機４の如き端末機器群とを相互に接続する同軸ケーブル７の敷設数を低減することができる。
【００４５】
〔実施の形態３〕
次に、本発明に係る実施の形態３について詳細に説明する。この実施の形態３は、第１出力手段の出力信号と第２出力手段の出力信号とを方向性結合する方向性結合手段を設けた形態である。ただし、特に説明なき構成においては実施の形態１と同様であるものとし、実施の形態１と同様の構成要素には、必要に応じて、実施の形態１で使用したものと同一の符号を付する。
【００４６】
図６は本実施の形態３に係る光回線終端装置３０の回路図である。この光回線終端装置３０は、光電変換部３１、第１出力部３２、第２出力部３３、及び、方向性結合器３４を図示のように接続して構成されている。ここで、光電変換部３１は、図２の光回線終端装置２０の光電変換部１１と同様に構成されているのでその説明を省略する。
【００４７】
第１出力部３２は、２つのＨＰＦ１２ａ、１つの増幅器１２ｂ、及び、第１出力端子１２ｃを備えて構成されており、第２出力部３３は、２つのＬＰＦ１３ａ、整合回路１３ｂ、及び、第２出力端子１３ｃを備えて構成されている。また、第１出力部３２における下流側のＨＰＦ１２ａの後段と第２出力部３３における下流側のＬＰＦ１３ａの後段との相互間に、方向性結合器３４が接続されている。この方向性結合器３４は、第１出力部３２の出力信号と第２出力部３３の出力信号とを方向性結合するもので、特許請求の範囲における方向性結合手段に対応する。
【００４８】
このような構成において、正電源＋Ｖｃｃの給電時には、光電変換部３１から出力された信号が第１出力部３２及び第２出力部３３へ出力される。このＲＦ信号のうち、高周波数成分であるＴＶ信号は、第１出力部３２のＨＰＦ１２ａを通過して増幅器１２ｂに入力され、増幅器１２ｂによって増幅されて、ＨＰＦ１２ａを介して出力される。また、光電変換部３１から出力されたＲＦ信号のうち、低周波数成分である告知放送信号は、第２出力部３３のＬＰＦ１３ａを通過して整合回路１３ｂに至り、ＬＰＦ１３ａを介して出力される。ここで、ＨＰＦ１２ａの出力とＬＰＦ１３ａの出力とは、方向性結合器３４にて混合されて第１出力端子１２ｃ及び第２出力端子１３ｃを介して出力される。従って、第１出力端子１２ｃからの出力は、ＴＶ放送出力として利用可能であると共に、告知放送信号のモニタ出力として利用でき、第２出力端子１３ｃからの出力は、告知放送出力として利用可能であると共に、ＴＶ信号のモニタ出力として利用できる。このため、例えば、第１出力端子１２ｃからの出力を用いてＴＶ受像を継続しながら、第２出力端子１３ｃからの出力を用いてＴＶ信号をモニタすること等ができる。特に、モニタ専用の端子を設けることなくモニタ出力を得ることができる。
【００４９】
一方、停電等によって正電源＋Ｖｃｃが無給電状態になった時には、光電変換部３１から出力された信号が第１出力部３２及び第２出力部３３へ出力され、低周波数成分である告知放送信号のみが、正電源＋Ｖｃｃの給電時と同様に、第２出力部３３のＬＰＦ１３ａを介して出力される。この出力は、方向性結合器３４にて混合されて第１出力端子１２ｃ及び第２出力端子１３ｃを介して出力される。従って、第２出力端子１３ｃからの出力は告知放送出力として利用可能であると共に、第１出力端子１２ｃからの出力は告知放送出力のモニタ出力として利用できる。
【００５０】
（実施の形態３の効果）
このように実施の形態３によれば、実施の形態１の効果に加えて、モニタ専用端子を設けることなくモニタ出力を得ることができる。
【００５１】
〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００５２】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【００５３】
（光電変換装置について）
なお、本発明に係る光電変換装置は、光回線終端装置に限定されず、光信号を電気信号に変換するための任意の目的の装置に適用することができる。
【００５４】
（回路構成について）
なお、実施の形態１から実施の形態３の回路においては、ＰＤ１１ａの極性を各実施の形態とは逆極性にすると共に、負電源による逆電圧を印加しても、同様の効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
この発明は、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に適用でき、電源給電時には高出力レベルの信号を出力できると共に、長時間の停電時にも信号出力を継続することに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光回線終端装置を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光回線終端装置の回路図である。
【図３】ＰＤの電圧−電流特性図である。
【図４】実施の形態２に係る光回線終端装置を用いた光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図５】図４の光回線終端装置の回路図である。
【図６】実施の形態３に係る光回線終端装置の回路図である。
【図７】従来の光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図８】従来の光回線終端装置におけるＰＤ周辺の回路図である。
【図９】従来の問題の一部を解決するためのＰＤ周辺の回路図である。
【符号の説明】
【００５７】
１、５ 光伝送システム
２、１０６ 分配器
３、１０４ ＴＶ受像機
４、１０５ 告知放送受信機
６ 分波器
７ 同軸ケーブル
１０、２０、３０、１０２ 光回線終端装置
１１、２１、３１ 光電変換部
１１ａ、１１０ ＰＤ
１１ｂ、１３ｂ１ 抵抗
１１ｃ、１１ｄ コイル
１１ｅ スイッチ
１１ｆ、１１１ コンデンサ
１２、２２、３２ 第１出力部
１２ａ ＨＰＦ
１２ｂ 増幅器
１２ｃ 第１出力端子
１３、２３、３３ 第２出力部
１３ａ ＬＰＦ
１３ｂ 整合回路
１３ｂ２ トランス
１３ｃ 第２出力端子
２４、１１２ 出力端子
１００ 光送信機
１０１ 光増幅器
１０３ 光ケーブル
【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、
前記光信号を前記電気信号に変換するフォトダイオードと、
前記所定電源からの給電時に、前記フォトダイオードから出力された電気信号の少なくとも一部を、増幅して外部機器に出力する第１出力手段と、
前記所定電源からの給電時及び無給電時に、前記フォトダイオードから出力された電気信号の少なくとも一部を、増幅することなく外部機器に出力する第２出力手段と、
を備えることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記フォトダイオードから出力された電気信号の交流成分のみを取り出すコンデンサを備え、前記コンデンサにて取り出された交流成分を前記第１出力手段及び前記第２出力手段に入力すること、
を特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記第１出力手段には、前記フォトダイオードから出力された電気信号の高周波数成分のみを取り出す高域通過濾波手段を設け、
前記第２出力手段には、前記フォトダイオードから出力された電気信号の低周波数成分のみを取り出す低域通過濾波手段を設けたこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記第２出力手段は、当該第２出力手段に接続される前記外部機器との間のインピーダンス整合を行う整合用手段を備えること、
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記第１出力手段の出力信号と前記第２出力手段の出力信号との混合信号を前記外部機器に出力する出力端子、
を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記第１出力手段の出力信号を前記外部機器に出力する第１出力端子と、
前記第２出力手段の出力信号を前記外部機器に出力する第２出力端子と、
前記第１出力手段の出力信号と前記第２出力手段の出力信号とを方向性結合する方向性結合手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光電変換装置。
【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、
前記光信号を前記電気信号に変換するフォトダイオードと、
前記所定電源からの給電時に、前記フォトダイオードから出力された電気信号の少なくとも一部を、増幅して外部機器に出力する第１出力手段と、
前記所定電源からの給電時及び無給電時に、前記フォトダイオードから出力された電気信号の少なくとも一部を、増幅することなく外部機器に出力する第２出力手段と、
を備えることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記フォトダイオードから出力された電気信号の交流成分のみを取り出すコンデンサを備え、前記コンデンサにて取り出された交流成分を前記第１出力手段及び前記第２出力手段に入力すること、
を特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記第１出力手段には、前記フォトダイオードから出力された電気信号の高周波数成分のみを取り出す高域通過濾波手段を設け、
前記第２出力手段には、前記フォトダイオードから出力された電気信号の低周波数成分のみを取り出す低域通過濾波手段を設けたこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記第２出力手段は、当該第２出力手段に接続される前記外部機器との間のインピーダンス整合を行う整合用手段を備えること、
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記第１出力手段の出力信号と前記第２出力手段の出力信号との混合信号を前記外部機器に出力する出力端子、
を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記第１出力手段の出力信号を前記外部機器に出力する第１出力端子と、
前記第２出力手段の出力信号を前記外部機器に出力する第２出力端子と、
前記第１出力手段の出力信号と前記第２出力手段の出力信号とを方向性結合する方向性結合手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光電変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−３３４０５（Ｐ２００９−３３４０５Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９４４４７（Ｐ２００７−１９４４４７）
【出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（０００００３４０３）ホーチキ株式会社 (792)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（０００００３４０３）ホーチキ株式会社 (792)
【Ｆターム（参考）】
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