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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023006699
(43)【公開日】2023-01-18
(54)【発明の名称】光受信方法及び光受信装置
(51)【国際特許分類】
H04B 10/69 20130101AFI20230111BHJP
H04B 10/2575 20130101ALI20230111BHJP
H04B 1/18 20060101ALI20230111BHJP
【ＦＩ】
H04B10/69
H04B10/2575
H04B1/18 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021109426
(22)【出願日】2021-06-30
(71)【出願人】
【識別番号】000114226
【氏名又は名称】ミハル通信株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100144749
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 正英
(74)【代理人】
【識別番号】100076369
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 正治
(72)【発明者】
【氏名】椿 一成
(72)【発明者】
【氏名】栗原 正美
【テーマコード（参考）】
5K062
5K102
【Ｆターム（参考）】
5K062AA12
5K062BF02
5K102AA52
5K102AB02
5K102AD04
5K102AH21
5K102MA02
5K102MB13
5K102PH31
5K102RC02
5K102RD05
(57)【要約】 （修正有）
【課題】無給電時の光入力レベルが高くても、光電変換されたＦＭ信号の出力を低下しにくくする光受信方法及び光受信装置（光回線終端装置）を提供する。
【解決手段】光受信装置は、受信した光信号を電気信号に変換する光電変換手段１と、光電変換手段１に対して電圧供給する電源供給手段Ｖｃｃと、光電変換手段１が出力する電気信号を出力端側に伝送する二つの伝送ラインＡＬ、ＫＬを備える。二つの伝送ラインのうちの何れか一方の伝送ラインに短絡回路４があり、電源供給手段Ｖｃｃから光電変換手段１に電源供給される給電時には双方の伝送ライン電気信号が出力され、電源供給されない無給電時には短絡回路４を備えた伝送ラインＫＬが短絡回路４で短絡されて、その伝送ラインＫＬからは電気信号が出力されず、短絡されない他方の伝送ラインＡＬからのみ電気信号が出力されて、その伝送ラインＡＬに接続された受信機器で少なくともＦＭ信号を受信する。
【選択図】図１
【解決手段】光受信装置は、受信した光信号を電気信号に変換する光電変換手段１と、光電変換手段１に対して電圧供給する電源供給手段Ｖｃｃと、光電変換手段１が出力する電気信号を出力端側に伝送する二つの伝送ラインＡＬ、ＫＬを備える。二つの伝送ラインのうちの何れか一方の伝送ラインに短絡回路４があり、電源供給手段Ｖｃｃから光電変換手段１に電源供給される給電時には双方の伝送ライン電気信号が出力され、電源供給されない無給電時には短絡回路４を備えた伝送ラインＫＬが短絡回路４で短絡されて、その伝送ラインＫＬからは電気信号が出力されず、短絡されない他方の伝送ラインＡＬからのみ電気信号が出力されて、その伝送ラインＡＬに接続された受信機器で少なくともＦＭ信号を受信する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＦＭ信号とＲＦ信号を含む光信号を、光電変換手段により光電変換して両信号を含む電気信号に変換する光受信方法において、
光電変換手段に電源電圧が供給される給電時には、当該光電変換手段が光信号を電気信号に変換して、光電変換手段の二つの出力側に接続されている二つの伝送ラインの双方に出力し、夫々の伝送ラインの出力端に接続された受信機器でＦＭ信号とＲＦ信号の双方又はいずれか一方を受信することができ、
前記光電変換手段に電源電圧が供給されない無給電時には、当該光電変換手段が光信号を電気信号に変換して、光電変換手段の二つの出力側に接続されている二つの伝送ラインの双方に出力されるが、一方の伝送ラインが短絡回路で短絡されてその伝送ラインからは電気信号が出力されず、短絡されない他方の伝送ラインからのみ電気信号が出力されて、短絡されない伝送ラインに接続された受信機器で少なくともＦＭ信号を受信できるようにした、
ことを特徴とする光受信方法。
光電変換手段に電源電圧が供給される給電時には、当該光電変換手段が光信号を電気信号に変換して、光電変換手段の二つの出力側に接続されている二つの伝送ラインの双方に出力し、夫々の伝送ラインの出力端に接続された受信機器でＦＭ信号とＲＦ信号の双方又はいずれか一方を受信することができ、
前記光電変換手段に電源電圧が供給されない無給電時には、当該光電変換手段が光信号を電気信号に変換して、光電変換手段の二つの出力側に接続されている二つの伝送ラインの双方に出力されるが、一方の伝送ラインが短絡回路で短絡されてその伝送ラインからは電気信号が出力されず、短絡されない他方の伝送ラインからのみ電気信号が出力されて、短絡されない伝送ラインに接続された受信機器で少なくともＦＭ信号を受信できるようにした、
ことを特徴とする光受信方法。
【請求項2】
請求項１記載の光受信方法において、
光電変換手段がフォトダイオードであり、二つの伝送ラインの一方がフォトダイオードのアノード側に接続されたアノード側伝送ライン、他方がフォトダイオードのカソード側に接続されたカソード側伝送ラインであり、給電時にはフォトダイオードのアノード側から出力される電気信号がアノード側伝送ラインに、カソード側から出力される電気信号がカソード側伝送ラインに出力され、無給電時にはアノード側伝送ライン又はカソード側伝送ラインの一方が短絡され、他方が短絡されず、短絡されない伝送ラインから少なくともＦＭ電気信号が出力されるようにした、
ことを特徴とする光受信方法。
光電変換手段がフォトダイオードであり、二つの伝送ラインの一方がフォトダイオードのアノード側に接続されたアノード側伝送ライン、他方がフォトダイオードのカソード側に接続されたカソード側伝送ラインであり、給電時にはフォトダイオードのアノード側から出力される電気信号がアノード側伝送ラインに、カソード側から出力される電気信号がカソード側伝送ラインに出力され、無給電時にはアノード側伝送ライン又はカソード側伝送ラインの一方が短絡され、他方が短絡されず、短絡されない伝送ラインから少なくともＦＭ電気信号が出力されるようにした、
ことを特徴とする光受信方法。
【請求項3】
請求項１又は請求項２記載の光受信方法において、
光電変換手段から出力される電流が、給電時には逆方向バイアス状態となってインピーダンスが増大し、無給電時には順方向バイアス状態となってインピーダンスが減少する還流手段を通して光電変換手段に還流されるようにした、
ことを特徴とする光受信方法。
光電変換手段から出力される電流が、給電時には逆方向バイアス状態となってインピーダンスが増大し、無給電時には順方向バイアス状態となってインピーダンスが減少する還流手段を通して光電変換手段に還流されるようにした、
ことを特徴とする光受信方法。
【請求項4】
ＦＭ信号とＲＦ信号を含む光信号を受信して、両信号を含む電気信号に変換する光電変換手段を備えた光受信装置において、
前記光信号を電流に変換する光電変換手段と、
前記光電変換手段に対して電圧を供給する電源供給手段と、
前記光電変換手段の二つの出力側から出力される電流を伝送する二つの伝送ラインを備え、
二つの伝送ラインのうちいずれか一方の伝送ラインに短絡回路があり、
前記電源供給手段から光電変換手段に電源供給される給電時には、前記二つの伝送ラインに電流が出力され、
前記電源供給手段から光電変換手段に電源供給されない無給電時には、短絡回路を備えた伝送ラインが当該短絡回路で短絡されてその伝送ラインには電流が流れず、短絡されない他方の伝送ラインからのみ電流が出力されて、少なくともＦＭ信号を短絡されない伝送ラインに接続された受信機器で受信できる、
ことを特徴とする光受信装置。
前記光信号を電流に変換する光電変換手段と、
前記光電変換手段に対して電圧を供給する電源供給手段と、
前記光電変換手段の二つの出力側から出力される電流を伝送する二つの伝送ラインを備え、
二つの伝送ラインのうちいずれか一方の伝送ラインに短絡回路があり、
前記電源供給手段から光電変換手段に電源供給される給電時には、前記二つの伝送ラインに電流が出力され、
前記電源供給手段から光電変換手段に電源供給されない無給電時には、短絡回路を備えた伝送ラインが当該短絡回路で短絡されてその伝送ラインには電流が流れず、短絡されない他方の伝送ラインからのみ電流が出力されて、少なくともＦＭ信号を短絡されない伝送ラインに接続された受信機器で受信できる、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項5】
請求項４記載の光受信装置において、
短絡回路が結合コンデンサと短絡スイッチの組み合わせで構成されている、
ことを特徴とする光受信装置。
短絡回路が結合コンデンサと短絡スイッチの組み合わせで構成されている、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項6】
請求項４又は請求項５記載の光受信装置において、
光電変換手段がフォトダイオードであり、一方の伝送ラインがフォトダイオードのアノード側から出力される電気信号を伝送するアノード側伝送ラインであり、他方の伝送ラインがフォトダイオードのカソード側から出力される電気信号を伝送するカソード側伝送ラインである、
ことを特徴とする光受信装置。
光電変換手段がフォトダイオードであり、一方の伝送ラインがフォトダイオードのアノード側から出力される電気信号を伝送するアノード側伝送ラインであり、他方の伝送ラインがフォトダイオードのカソード側から出力される電気信号を伝送するカソード側伝送ラインである、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項7】
請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の光受信装置において、
光電変換手段に直列接続されて、光電変換手段からの電流を電圧に変換して出力する電流電圧変換手段を備えた、
ことを特徴とする光受信装置。
光電変換手段に直列接続されて、光電変換手段からの電流を電圧に変換して出力する電流電圧変換手段を備えた、
ことを特徴とする光受信装置。
【請求項8】
請求項７記載の光受信装置において、
光電変換手段及び電流電圧変換手段に対して並列接続された整流手段を備え、
整流手段は電源供給手段からの給電時には逆方向バイアス状態となってインピーダンスが増大し、無給電時には順方向バイアス状態となってインピーダンスが減少する、
ことを特徴とする光受信装置。
光電変換手段及び電流電圧変換手段に対して並列接続された整流手段を備え、
整流手段は電源供給手段からの給電時には逆方向バイアス状態となってインピーダンスが増大し、無給電時には順方向バイアス状態となってインピーダンスが減少する、
ことを特徴とする光受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、送信側から光伝送網を介して受信者（加入者）側に送信される光信号を電気信号に変換する光受信方法及び光受信装置（光回線終端装置：ＯＮＵ：Optical Network Unit）に関する。
【背景技術】
【0002】
光伝送システムを採用したＣＡＴＶシステムでは、送信者側の光送信機と受信者側の光受信装置とが光伝送路を介して接続されている。ＣＡＴＶシステムでは告知放送信号（ＦＭ信号）とテレビ放送信号（ＲＦ信号）とを多重化したＦＭ・ＲＦ多重光信号（以下、単に「光信号」という。）を受信者側に配信し、その光信号をＯＮＵでＦＭ・ＲＦ多重電気信号（以下、単に「電気信号」という。）に変換して出力し、ＯＮＵの出力側に接続されている受信者側の受信機器で受信できるようにしている。
【0003】
光受信装置には光信号を電気信号に変換する光電変換装置が組み込まれている。光電変換装置には一般的にフォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）が使用されている。ＰＤに逆電圧（逆バイアス電圧）を印加することで、ＰＤに入射した光エネルギーの光強度変化に比例した電流（逆電流）が流れて光電変換される。
【0004】
告知放送は災害情報や緊急情報等の放送であるため、商用電源停電時（無給電時：逆バイアス時）でも光電変換して受信できることが必要である。無給電時でも告知放送を受信できるようにした光電変換装置は従来からある（特許文献１、２）。
【0005】
特許文献１は図９（ａ）（ｂ）のように高域伝送路１０と低域伝送路１１を設けて、高域信号については高域伝送路１０を介してフォトダイオード２に還流させることで、高域信号が電流調節手段を通過する場合に生じるロスを回避できるようにしてある。また、高域伝送路１０に結合コンデンサＣ２を設け、結合コンデンサＣ２をフォトダイオード２のカソードＫ側に直列に接続して接地してある。結合コンデンサＣ２はフォトダイオード２から出力される電気信号のうち高域信号のみを結合して通過させるための高域信号通過手段であるため、低域ではハイインピーダンスになり、高域ではローインピーダンスとなるように数ｐＦの小容量のコンデンサが使用されている。結合コンデンサＣ２は無給電時には高域信号を還流（ループ）させる効果があるが、給電時は高周波信号を接地（ショート）させるものであるため大容量のコンデンサを使用することはできない。このため、高域信号に対するインピーダンスが大きくなり、無給電時の光入力レベルが高くなると、光電変換されたＦＭ信号（高域信号）の出力が低減する。
【0006】
特許文献２は図１０（ａ）（ｂ）のように、電源ラインにショットキーバリアダイオード１１を実装して無給電時のＦＭ信号の高出力化を可能としてあるが、ショットキーバリアダイオード１１は容量が非常に大きく周波数特性に影響があるため、インダクタ１４を通した後に実装している。この場合、給電時は、光入力レベルが高くなっても光電変換されたＦＭ信号の出力が殆ど低下せず（図８の給電時曲線：従来／本特許）、理想曲線（図８）に近い曲線になるが、無給電時は、光入力レベルが高くなると光電変換されたＦＭ信号の出力が低下し（図８の無給電時曲線：従来）、高出力化が必ずしも十分ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０１１－１５１６４号公報
【特許文献2】特開２０１６－２１３５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、無給電時に光入力レベルが高くなっても、光電変換された電気信号（ＦＭ信号）の高出力化を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の光受信方法は、光伝送システムで伝送される光信号を、光電変換手段で光信号の強度（光強度）に応じた電気信号に変換し、変換された電気信号を光電変換手段の出力側の二つの伝送ラインの双方に出力して、夫々の伝送ラインの出力側に接続された受信機器で受信することができるようにした光受信方法である。
【0010】
本発明の光受信方法の特徴は、光電変換手段に電源供給手段から電圧が供給される給電時には、光電変換手段で光電変換された電気信号が光電変換手段の出力側の伝送ラインの双方に流れて、両伝送ラインに接続された受信機器で電気信号を受信することができ、電源供給手段から電圧が供給されない無給電時には、一方の伝送ラインを結合コンデンサと短絡スイッチを備えた短絡回路で短絡して光電変換手段から短絡して、光電変換手段から出力される電気信号が短絡された伝送ラインには伝送されず、短絡されない伝送ラインに伝送されて、その伝送ラインに接続された受信機器で少なくともＦＭ信号を受信できるようにしたことである。
【0011】
本発明の光受信装置は、光伝送システムで伝送される光多重信号を受信して、両信号を含む電気信号に変換する光受信装置である。その特徴は、受信した光多重信号をその光強度に応じた電気信号に変換する光電変換手段と、光電変換手段に電圧を供給する電源供給手段と、光電変換手段の出力側から出力される電気信号を伝送する二つの伝送ラインを備え、いずれか一方の伝送ラインを光電変換手段から短絡する短絡回路と、電源供給手段から光電変換手段に電源供給される給電時には双方の伝送ラインで電気信号が伝送されて、それら伝送ラインの夫々に接続された受信機器で電気信号を受信することができ、電源供給手段から光電変換手段に電源電圧が供給されない無給電時には、短絡回路を備えた伝送ラインが当該短絡回路で短絡されて光電変換手段の一方の出力側から出力される電気信号はその伝送ラインを伝送されず、光電変換手段の他方の出力側から出力される電気信号は短絡回路を備えない伝送ラインを伝送されて、その伝送ラインに接続された受信機器で少なくともＦＭ信号を受信できるようにしたことにある。
【0012】
前記結合コンデンサは数ｐＦ程度ではなく大容量のコンデンサを使用することが望ましい。光電変換手段をフォトダイオードとし、フォトダイオードのアノード側にアノード側伝送ライン、カソード側にカソード側伝送ラインを設けることができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明の光受信方法及び光受信装置によれば次のような効果がある。
（１）無給電時に光電変換手段の一方の出力側の伝送ラインが、短絡回路で短絡されて光電変換手段から短絡されるので、光電変換手段から出力される電気信号がその伝送ラインには流れず、短絡されない他方の伝送ラインに流れる。このため、無給電時に光信号の入力レベルが高くなってもＦＭ信号の出力レベルが殆ど低減せず（図８の無給電時：本特許）、理想曲線（図８）に近い高出力化が可能となる。
（２）結合コンデンサとして大容量のコンデンサを使用できるため、高域信号に対するインピーダンスが小さくなり、無給電時の光入力レベルが高くなっても、光電変換されたＦＭ信号（高域信号）の出力が低減しない（図８）。
（１）無給電時に光電変換手段の一方の出力側の伝送ラインが、短絡回路で短絡されて光電変換手段から短絡されるので、光電変換手段から出力される電気信号がその伝送ラインには流れず、短絡されない他方の伝送ラインに流れる。このため、無給電時に光信号の入力レベルが高くなってもＦＭ信号の出力レベルが殆ど低減せず（図８の無給電時：本特許）、理想曲線（図８）に近い高出力化が可能となる。
（２）結合コンデンサとして大容量のコンデンサを使用できるため、高域信号に対するインピーダンスが小さくなり、無給電時の光入力レベルが高くなっても、光電変換されたＦＭ信号（高域信号）の出力が低減しない（図８）。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の光受信装置の一例であって、カソード側伝送ラインに短絡回路（結合コンデンサ及び短絡スイッチ）を設けた場合の回路図。
【図2】本発明の光受信装置の他例であって、短絡回路を電源ラインの外側に設けた場合の回路図。
【図3】本発明の光受信装置の他例であって、増幅器が複数のダイオードで構成された場合の回路図。
【図4】本発明の光受信装置の他例であって、出力端子が一つの出力端子（共通出力端子）であり、二つの伝送ラインをスイッチで共通端子に切り替え接続する場合の回路図。
【図5】本発明の光受信装置の他例であって、出力端子が一つの共通出力端子であり、二つの伝送ラインの出力を混合器で共通出力端子に混合する場合の回路図。
【図8】無給電時の光信号の入力強度と光電変換されたＦＭ信号の出力レベルの特性比較図。
【図9】従来の光受信装置の回路図であり、（ａ）は給電時、（ｂ）は無給電時の説明図。
【図10】従来の他の光受信装置の回路図であり、（ａ）は給電時、（ｂ）は無給電時の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下に、本発明の光受信方法と光受信装置の実施形態を併せて説明する。
本発明の光受信方法は、光電変換手段に電源供給手段から電圧が供給される給電時には、光電変換された電気信号を光電変換手段の出力側の二つの伝送ラインの双方で伝送して、両伝送ラインに接続された受信機器で電気信号を受信することができ、無給電時には、一方の伝送ラインを短絡回路で短絡して、光電変換手段から出力される電気信号が短絡された伝送ラインからは出力されず、短絡されない伝送ラインからのみ出力されて、その伝送ラインに接続された受信機器で少なくともＦＭの電気信号を受信できるようにした方法である。
本発明の光受信方法は、光電変換手段に電源供給手段から電圧が供給される給電時には、光電変換された電気信号を光電変換手段の出力側の二つの伝送ラインの双方で伝送して、両伝送ラインに接続された受信機器で電気信号を受信することができ、無給電時には、一方の伝送ラインを短絡回路で短絡して、光電変換手段から出力される電気信号が短絡された伝送ラインからは出力されず、短絡されない伝送ラインからのみ出力されて、その伝送ラインに接続された受信機器で少なくともＦＭの電気信号を受信できるようにした方法である。
【0016】
（光受信装置の実施形態１：図１）
図１は本発明の光受信装置の実施形態の一例である、この光受信装置は、光信号を電気信号に変換する光電変換手段１、光電変換手段１に電源を供給する電源供給手段Ｖｃｃ、光電変換手段１で光電変換された電流を電圧に変換する電流電圧変換手段（電流電圧変換回路）２、光電変換手段１の二つの出力側に設けられた伝送ラインＡＬ、ＫＬ、整流用ダイオードＤ２、コイルＬ１を備えている。前記両伝送ラインＡＬ、ＫＬのうち一方の伝送ラインＫＬは短絡回路４を備えている。短絡回路４は結合コンデンサＣ５と短絡スイッチＳＷ２で構成されており、無給電時に伝送ラインＫＬを短絡させて光電変換手段１を短絡するものである。ＯＵＴ１、ＯＵＴ２は出力端子である。
図１は本発明の光受信装置の実施形態の一例である、この光受信装置は、光信号を電気信号に変換する光電変換手段１、光電変換手段１に電源を供給する電源供給手段Ｖｃｃ、光電変換手段１で光電変換された電流を電圧に変換する電流電圧変換手段（電流電圧変換回路）２、光電変換手段１の二つの出力側に設けられた伝送ラインＡＬ、ＫＬ、整流用ダイオードＤ２、コイルＬ１を備えている。前記両伝送ラインＡＬ、ＫＬのうち一方の伝送ラインＫＬは短絡回路４を備えている。短絡回路４は結合コンデンサＣ５と短絡スイッチＳＷ２で構成されており、無給電時に伝送ラインＫＬを短絡させて光電変換手段１を短絡するものである。ＯＵＴ１、ＯＵＴ２は出力端子である。
【0017】
光電変換手段１にはフォトダイオードＤ１が使用されている。フォトダイオードＤ１のカソード側はコイルＬ１を介して電源供給手段Ｖｃｃに接続され、アノード側は電流電圧変換回路２に直列接続されている。光電変換手段１は光電変換可能なものであればフォトダイオード以外のものであってもよい。フォトダイオードＤ１はアノード側が電流電圧変換回路２を介して接地され、カソード側が電源供給手段Ｖｃｃ及びコイルＬ１、Ｌ２に接続されて、アノードから出力される電流を電流電圧変換回路２を介してフォトダイオードＤ１のカソードに還流する還流回路５を構成する。
【0018】
図１の電流電圧変換回路２はフォトダイオードＤ１から出力される電流を電圧に変換して出力するものであり、抵抗Ｒ１が使用されている。電流電圧変換回路２は他の構成であってもよい。
【0019】
図1の二つの伝送ラインＡＬ、ＫＬは、光電変換手段１で光電変換された電気信号を出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に伝送するものである。光電変換手段１にフォトダイオードＤ１を使用した図１ではフォトダイオードＤ１のカソード側をカソード側伝送ラインＫＬ、アノード側をアノード側伝送ラインＡＬとしてある。
【0020】
結合コンデンサＣ５はフォトダイオードＤ１から出力される電気信号のうち高域信号と結合されるものである。結合コンデンサＣ５としては数ｐＦ程度ではなく、数十ｐＦ以上の大容量のものが適する。コンデンサは、静電容量が大きくなるとインピーダンスが減少する特性がある。本発明では結合コンデンサＣ５に大容量のコンデンサを使用することにより、高域信号に対するインピーダンスが小さくなり、無給電時に光入力レベルが高くなっても、光電変換されたＦＭ信号（高域信号）の出力が低減しない（図８）。
【0021】
短絡スイッチＳＷ２は結合コンデンサＣ５との組み合わせで短絡回路４を構成するものである。短絡スイッチＳＷ２は増幅器（ＩＣ１）、ＤＣカット用のコンデンサＣ１、Ｃ２と共にカソード側伝送ラインＫＬに設けてある。短絡スイッチＳＷ２は給電時に開、無給電時に自動で閉に切り替わるものである。給電時に開くとカソード側伝送ラインＫＬに出力されるフォトダイオードＤ１のカソード側からの出力が、出力端子ＯＵＴ１に出力され、無給電時に閉じるとカソード側伝送ラインＫＬを接地（短絡）して、結合コンデンサＣ５で結合された電気信号が接地（短絡）されて、出力端子ＯＵＴ１に出力されない。
【0022】
図１の整流用ダイオードＤ２には、例えば、ショットキーバリアダイオードを使用することができる。整流用ダイオードＤ２は電源供給手段Ｖｃｃから電圧が供給される給電時には逆方向バイアス状態となってインピーダンスが増大し、電圧が供給されない無給電時には順方向バイアス状態となってインピーダンスが減少する。整流用ダイオードＤ２はバイポーラトランジスタのベースとエミッタを接続した構成にしたり、ＦＥＴのゲートとソースを接続した構成としたりすることもできる。また、多数のダイオードが集積された集積回路とすることもできる。
【0023】
［図１の光受信装置の給電時の動作］
図１の電源供給手段Ｖｃｃには各種電源を使用可能であるが、例えば、商用電源を降圧し、整流して生成することができる。商用電源が正常である場合は、電源供給手段Ｖｃｃの電圧は整流用ダイオードＤ２、フォトダイオードＤ１に逆電圧として印加されて給電状態となる。
図１の電源供給手段Ｖｃｃには各種電源を使用可能であるが、例えば、商用電源を降圧し、整流して生成することができる。商用電源が正常である場合は、電源供給手段Ｖｃｃの電圧は整流用ダイオードＤ２、フォトダイオードＤ１に逆電圧として印加されて給電状態となる。
【0024】
給電時には、電源供給手段ＶｃｃからコイルＬ１、増幅器ＩＣ１にも給電される。このとき短絡スイッチＳＷ２は開となっている。この状態で、図示しない光伝送網を介して伝送されてきた光信号がフォトダイオードＤ１に入力されると、フォトダイオードＤ１は光入力レベルに対応する電気信号（電流）を出力する。光入力レベルが高く（強く）なると光入力レベルに応じて出力電流が大きくなる。出力電流が変化すると電流電圧変換回路２に流れる電流も変化する。電流電圧変換回路２はフォトダイオードＤ１のアノード側から出力される電流を電圧に変換する。フォトダイオードＤ１のアノード側の出力電流はアノード側伝送ラインＡＬを通して出力端子ＯＵＴ２に出力され、カソード側の出力電流はカソード側伝送ラインＫＬを通して出力端子ＯＵＴ１に出力される。カソード側伝送ラインＫＬを流れる電流は増幅器ＩＣ１で増幅されて出力端子ＯＵＴ１に出力される。出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に出力される信号はＦＭ・ＲＦ多重信号であるため、出力端子ＯＵＴ１に接続されるＴＶ受像機でＲＦ信号を、出力端子ＯＵＴ２に接続される告知放送受信機でＦＭ信号を受信することができる。
【0025】
［図１の光受信装置の無給電時の動作］
商用電源の停電やその他の理由によって、図１の光受信装置に電源供給手段Ｖｃｃから電圧が給電されなくなる無給電時になると、フォトダイオードＤ１は逆方向バイアスの状態ではなくなり、短絡スイッチＳＷ２は自動的に閉じる。この状態で、光がフォトダイオードＤ１に入力されると、光の入力レベルに対応する電流がフォトダイオードＤ１のアノードから出力される。この電流は電流電圧変換回路２の抵抗Ｒ１からトランスＴ１、コイルＬ１を介して整流用ダイオードＤ２のアノードに印加される。このとき、整流用ダイオードＤ２は順方向バイアス状態となってインピーダンスが減少し、フォトダイオードＤ１、トランスＴ１、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ４、整流用ダイオードＤ２及びコイルＬ１による閉回路（還流回路）５が形成されるので、フォトダイオードＤ１のアノードから出力される電流はこの還流回路５を経てフォトダイオードＤ１のカソードに還流する。
商用電源の停電やその他の理由によって、図１の光受信装置に電源供給手段Ｖｃｃから電圧が給電されなくなる無給電時になると、フォトダイオードＤ１は逆方向バイアスの状態ではなくなり、短絡スイッチＳＷ２は自動的に閉じる。この状態で、光がフォトダイオードＤ１に入力されると、光の入力レベルに対応する電流がフォトダイオードＤ１のアノードから出力される。この電流は電流電圧変換回路２の抵抗Ｒ１からトランスＴ１、コイルＬ１を介して整流用ダイオードＤ２のアノードに印加される。このとき、整流用ダイオードＤ２は順方向バイアス状態となってインピーダンスが減少し、フォトダイオードＤ１、トランスＴ１、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ４、整流用ダイオードＤ２及びコイルＬ１による閉回路（還流回路）５が形成されるので、フォトダイオードＤ１のアノードから出力される電流はこの還流回路５を経てフォトダイオードＤ１のカソードに還流する。
【0026】
無給電時は、電源供給手段Ｖｃｃの電源回路（図示せず）の電圧を制御するための出力トランジスタが遮断状態となっているので、図１の整流用ダイオードＤ２のカソードから出力された電流は電源供給手段Ｖｃｃの電源回路側には流れず、フォトダイオードＤ１のアノードから出力される電流は略全てがフォトダイオードＤ１のカソードに還流する。このとき、短絡スイッチＳＷ２が閉じているため、還流された電流は結合コンデンサＣ５－短絡スイッチＳＷ２を通してアースされて（短絡されて）カソード側伝送ラインＫＬには流れない。このとき、フォトダイオードＤ１のアノード側から出力される電流がトランスＴ１の出力端子（二次側端子）からアノード側伝送ラインＡＬの結合コンデンサＣ３を介して出力端子ＯＵＴ２に出力される。出力端子ＯＵＴ２に出力される信号はＦＭ・ＲＦ多重信号であるため、無給電時であっても出力端子ＯＵＴ２に接続されている告知放送受信機でＦＭ信号を受信することができる。
【0027】
（光受信装置の実施形態２：図２）
図２は本発明の光受信装置の第２の実施形態である。その基本構成は図１と同様であり、異なるのは、図２のカソード側伝送ラインＫＬの結合コンデンサＣ５及び短絡スイッチＳＷ２を、電源ラインＶＬの外側に配置したことである。結合コンデンサＣ５は図１の場合と同様に大容量のものが適する。短絡スイッチＳＷ２も図１の場合と同様に給電時に開であり、無給電時に自動的に閉に切り替わるものである。
図２は本発明の光受信装置の第２の実施形態である。その基本構成は図１と同様であり、異なるのは、図２のカソード側伝送ラインＫＬの結合コンデンサＣ５及び短絡スイッチＳＷ２を、電源ラインＶＬの外側に配置したことである。結合コンデンサＣ５は図１の場合と同様に大容量のものが適する。短絡スイッチＳＷ２も図１の場合と同様に給電時に開であり、無給電時に自動的に閉に切り替わるものである。
【0028】
［図２の光受信装置の給電時の動作］
図２の光信号装置の給電時の動作、無給電時の動作は図１の場合と同様である。即ち、給電時には短絡スイッチＳＷ２が開いているため、フォトダイオードＤ１のカソード側から出力されてカソード側伝送ラインＫＬに流れる電流は、増幅器ＩＣ１で増幅されて出力端子ＯＵＴ１に出力され、出力端子ＯＵＴ１に接続されているＴＶ受像機でＲＦ信号を受信することができる。フォトダイオードＤ１のアノード側から出力される電流はトランスＴ１の二次側からアノード側伝送ラインＡＬに流れて出力端子ＯＵＴ２に出力され、出力端子ＯＵＴ２に接続されている告知放送受信機でＦＭ信号を受信することができる。
図２の光信号装置の給電時の動作、無給電時の動作は図１の場合と同様である。即ち、給電時には短絡スイッチＳＷ２が開いているため、フォトダイオードＤ１のカソード側から出力されてカソード側伝送ラインＫＬに流れる電流は、増幅器ＩＣ１で増幅されて出力端子ＯＵＴ１に出力され、出力端子ＯＵＴ１に接続されているＴＶ受像機でＲＦ信号を受信することができる。フォトダイオードＤ１のアノード側から出力される電流はトランスＴ１の二次側からアノード側伝送ラインＡＬに流れて出力端子ＯＵＴ２に出力され、出力端子ＯＵＴ２に接続されている告知放送受信機でＦＭ信号を受信することができる。
【0029】
［図２の光受信装置の無給電時の動作］
無給電時には短絡スイッチＳＷ２が自動的に閉じ、カソード側伝送ラインＫＬが結合コンデンサＣ５－短絡スイッチＳＷ２を通して接地（短絡）される。このため、フォトダイオードＤ１のカソード側から出力される電流はカソード側伝送ラインＫＬに出力されないが、フォトダイオードＤ１のアノードから出力される電流はトランスＴ１の二次側からアノード側伝送ラインＡＬに流れて出力端子ＯＵＴ２に出力される。このため、無給電時でも、ＦＭ・ＲＦ信号はレベル低下せずに出力端子ＯＵＴ２に出力され、出力端子ＯＵＴ２に接続されている告知放送受信機でＦＭ信号を受信することができる。
無給電時には短絡スイッチＳＷ２が自動的に閉じ、カソード側伝送ラインＫＬが結合コンデンサＣ５－短絡スイッチＳＷ２を通して接地（短絡）される。このため、フォトダイオードＤ１のカソード側から出力される電流はカソード側伝送ラインＫＬに出力されないが、フォトダイオードＤ１のアノードから出力される電流はトランスＴ１の二次側からアノード側伝送ラインＡＬに流れて出力端子ＯＵＴ２に出力される。このため、無給電時でも、ＦＭ・ＲＦ信号はレベル低下せずに出力端子ＯＵＴ２に出力され、出力端子ＯＵＴ２に接続されている告知放送受信機でＦＭ信号を受信することができる。
【0030】
（光受信装置の実施形態３：図３）
図１の光受信装置は増幅器ＩＣ１を一個だけ使用した場合であるが、図３は複数の増幅器ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３・・・を多段接続したものである。増幅器ＩＣ１は複数の増幅器ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３・・・を備えた集積回路とすることもできる。
図１の光受信装置は増幅器ＩＣ１を一個だけ使用した場合であるが、図３は複数の増幅器ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３・・・を多段接続したものである。増幅器ＩＣ１は複数の増幅器ＩＣ１、ＩＣ２、ＩＣ３・・・を備えた集積回路とすることもできる。
【0031】
［図３の光受信装置の給電時、無給電時の動作］
図３の光受信装置は、基本的構成が図１の場合と同様であり、異なるのは、増幅器ＩＣ１を複数にしたことだけであるため、図３の光受信装置の給電時、無給電時の動作は図１の場合と同様である。
図３の光受信装置は、基本的構成が図１の場合と同様であり、異なるのは、増幅器ＩＣ１を複数にしたことだけであるため、図３の光受信装置の給電時、無給電時の動作は図１の場合と同様である。
【0032】
（光受信装置の実施形態４：図４）
図４の光受信装置は出力端子共通型であり、図１～図３の光受信装置のＲＦ信号出力用の出力端子ＯＵＴ１とＦＭ信号出力用の出力端子ＯＵＴ２を一つの出力端子（共通出力端子）ＯＵＴ３とし、切り替えスイッチＳＷ３の切り替えにより、カソード側伝送ラインＫＬから出力される電流とアノード側伝送ラインＡＬから出力される電流のいずれかを共通出力端子ＯＵＴ３に出力できるようにしたものである。図４の光受信装置の給電時、無給電時の切り替えスイッチＳＷ３までの動作は図１～図３の場合と同様である。このため、共通出力端子ＯＵＴ３に接続してある受信機がＴＶ受信機の場合はＲＦ信号とＦＭ信号の双方を受信することができ、告知放送受信機の場合はＦＭ信号を受信することができる。
図４の光受信装置は出力端子共通型であり、図１～図３の光受信装置のＲＦ信号出力用の出力端子ＯＵＴ１とＦＭ信号出力用の出力端子ＯＵＴ２を一つの出力端子（共通出力端子）ＯＵＴ３とし、切り替えスイッチＳＷ３の切り替えにより、カソード側伝送ラインＫＬから出力される電流とアノード側伝送ラインＡＬから出力される電流のいずれかを共通出力端子ＯＵＴ３に出力できるようにしたものである。図４の光受信装置の給電時、無給電時の切り替えスイッチＳＷ３までの動作は図１～図３の場合と同様である。このため、共通出力端子ＯＵＴ３に接続してある受信機がＴＶ受信機の場合はＲＦ信号とＦＭ信号の双方を受信することができ、告知放送受信機の場合はＦＭ信号を受信することができる。
【0033】
（光受信装置の実施形態５：図５）
図５の光受信装置は、図４の切り替えスイッチＳＷ３に代えて混合器３を使用したものである。この場合は、カソード側伝送ラインＫＬからの出力とアノード側伝送ラインＡＬからの出力が混合器３で混合されて、共通出力端子ＯＵＴ３にＲＦ・ＦＭ混合の電気信号が出力される。図５の光受信装置の給電時、無給電時の、切り替えスイッチＳＷ３までの動作は図４の場合と同様である。このため、共通出力端子ＯＵＴ３に接続してある受信機がＴＶ受信機の場合はＲＦ信号とＦＭ信号の双方を受信することができ、告知放送受信機の場合はＦＭ信号を受信することができる。
図５の光受信装置は、図４の切り替えスイッチＳＷ３に代えて混合器３を使用したものである。この場合は、カソード側伝送ラインＫＬからの出力とアノード側伝送ラインＡＬからの出力が混合器３で混合されて、共通出力端子ＯＵＴ３にＲＦ・ＦＭ混合の電気信号が出力される。図５の光受信装置の給電時、無給電時の、切り替えスイッチＳＷ３までの動作は図４の場合と同様である。このため、共通出力端子ＯＵＴ３に接続してある受信機がＴＶ受信機の場合はＲＦ信号とＦＭ信号の双方を受信することができ、告知放送受信機の場合はＦＭ信号を受信することができる。
【0034】
（光受信装置の実施形態６：図６）
図１、図２の実施形態では、カソード側伝送ラインＫＬに結合コンデンサＣ５、増幅器ＩＣ１、直流阻止用のコンデンサＣ２、Ｃ３等を入れてあるが、フォトダイオードＤ１は、カソード側とアノード側のどちらからも同じ電流が出力されるため、カソード側伝送ラインＫＬの構成とアノード側伝送ラインＡＬの構成を入れ替えることもできる。図６の光受信装置は図１のカソード側伝送ラインＫＬの構成とアノード側伝送ラインＡＬの構成を入れ替えたものである。具体的には、アノード側伝送ラインＡＬに結合コンデンサＣ５、短絡スイッチＳＷ２、コンデンサＣ１、増幅器ＩＣ１、コンデンサＣ２を設け、カソード側伝送ラインＫＬにコンデンサＣ３を入れたものである。短絡スイッチＳＷ２は図３の場合と同様に給電時に開、無給電時に自動的に閉に切り替わるものである。結合コンデンサＣ５は図２の場合と同様に大容量のものが適する。
図１、図２の実施形態では、カソード側伝送ラインＫＬに結合コンデンサＣ５、増幅器ＩＣ１、直流阻止用のコンデンサＣ２、Ｃ３等を入れてあるが、フォトダイオードＤ１は、カソード側とアノード側のどちらからも同じ電流が出力されるため、カソード側伝送ラインＫＬの構成とアノード側伝送ラインＡＬの構成を入れ替えることもできる。図６の光受信装置は図１のカソード側伝送ラインＫＬの構成とアノード側伝送ラインＡＬの構成を入れ替えたものである。具体的には、アノード側伝送ラインＡＬに結合コンデンサＣ５、短絡スイッチＳＷ２、コンデンサＣ１、増幅器ＩＣ１、コンデンサＣ２を設け、カソード側伝送ラインＫＬにコンデンサＣ３を入れたものである。短絡スイッチＳＷ２は図３の場合と同様に給電時に開、無給電時に自動的に閉に切り替わるものである。結合コンデンサＣ５は図２の場合と同様に大容量のものが適する。
【0035】
［図６の光受信装置の給電時の動作］
図６の光受信装置の給電時の動作は図１の場合と同様である。フォトダイオードＤ１で光電変換された電流がカソードからカソード側伝送ラインＫＬに、アノードからアノード側伝送ラインＡＬに出力される。夫々の伝送ラインを流れる電気信号は出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に出力され、それら出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に接続された受信機器でＦＭ信号、ＲＦ信号を受信することができる。
図６の光受信装置の給電時の動作は図１の場合と同様である。フォトダイオードＤ１で光電変換された電流がカソードからカソード側伝送ラインＫＬに、アノードからアノード側伝送ラインＡＬに出力される。夫々の伝送ラインを流れる電気信号は出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に出力され、それら出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に接続された受信機器でＦＭ信号、ＲＦ信号を受信することができる。
【0036】
［図６の光受信装置の無給電時の動作］
図６の光受信装置の無給電時の動作は、図１の光受信装置の無給電時の動作と同様である。無給電時には短絡スイッチＳＷ２が閉となってアノード側伝送ラインＡＬが短絡されるため、フォトダイオードＤ１で光電変換された電流は、結合コンデンサＣ５、短絡スイッチＳＷ２を備えたアノード側伝送ラインＡＬに流れることはなく、カソード側伝送ラインＫＬにのみ流れて出力端子ＯＵＴ１に出力される。このため、出力端子ＯＵＴ１に接続された告知放送受信機で少なくともＦＭ信号を受信することができる。
図６の光受信装置の無給電時の動作は、図１の光受信装置の無給電時の動作と同様である。無給電時には短絡スイッチＳＷ２が閉となってアノード側伝送ラインＡＬが短絡されるため、フォトダイオードＤ１で光電変換された電流は、結合コンデンサＣ５、短絡スイッチＳＷ２を備えたアノード側伝送ラインＡＬに流れることはなく、カソード側伝送ラインＫＬにのみ流れて出力端子ＯＵＴ１に出力される。このため、出力端子ＯＵＴ１に接続された告知放送受信機で少なくともＦＭ信号を受信することができる。
【0037】
（光受信装置の実施形態７：図７）
図７の実施形態は図２のカソード側伝送ラインＫＬの構成とアノード側伝送ラインＡＬの構成を入れ替えたものである。具体的には、アノード側伝送ラインＡＬに結合コンデンサＣ５、短絡スイッチＳＷ２、コンデンサＣ１、増幅器ＩＣ１、コンデンサＣ２を設け、カソード側伝送ラインＫＬにコンデンサＣ３を入れたものである。短絡スイッチＳＷ２は図２の場合と同様に給電時に開、無給電時に自動的に閉に切り替わるものである。結合コンデンサＣ５は図２の場合と同様に大容量のものが適する。
図７の実施形態は図２のカソード側伝送ラインＫＬの構成とアノード側伝送ラインＡＬの構成を入れ替えたものである。具体的には、アノード側伝送ラインＡＬに結合コンデンサＣ５、短絡スイッチＳＷ２、コンデンサＣ１、増幅器ＩＣ１、コンデンサＣ２を設け、カソード側伝送ラインＫＬにコンデンサＣ３を入れたものである。短絡スイッチＳＷ２は図２の場合と同様に給電時に開、無給電時に自動的に閉に切り替わるものである。結合コンデンサＣ５は図２の場合と同様に大容量のものが適する。
【0038】
［図７の光受信装置の給電時の動作］
図７の光受信装置の給電時の動作は図２の場合と同様である。フォトダイオードＤ１で光電変換された電流は、カソードからカソード側伝送ラインＫＬに、アノードからアノード側伝送ラインＡＬに出力され、夫々の伝送ラインに接続された出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２にＦＭ・ＲＦ信号が出力され、夫々の出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に接続された受信機器でＦＭ信号、ＲＦ信号を受信することができる。
図７の光受信装置の給電時の動作は図２の場合と同様である。フォトダイオードＤ１で光電変換された電流は、カソードからカソード側伝送ラインＫＬに、アノードからアノード側伝送ラインＡＬに出力され、夫々の伝送ラインに接続された出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２にＦＭ・ＲＦ信号が出力され、夫々の出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に接続された受信機器でＦＭ信号、ＲＦ信号を受信することができる。
【0039】
［図７の光受信装置の無給電時の動作］
図７の光受信装置の無給電時の動作は図２の光受信装置の無給電時の動作と同様である。無給電時は短絡スイッチＳＷ２が閉じてアノード側伝送ラインＡＬが短絡されるため、フォトダイオードＤ１で光電変換された電流は結合コンデンサＣ５、短絡スイッチＳＷ２を備えたアノード側伝送ラインＡＬに流れることはなく、カソード側伝送ラインＫＬにのみ出力され、カソード側伝送ラインＫＬの出力端子ＯＵＴ１にＦＭ・ＲＦ信号が出力され、出力端子ＯＵＴ１に接続された告知放送受信機で少なくともＦＭ信号を受信することができる。
図７の光受信装置の無給電時の動作は図２の光受信装置の無給電時の動作と同様である。無給電時は短絡スイッチＳＷ２が閉じてアノード側伝送ラインＡＬが短絡されるため、フォトダイオードＤ１で光電変換された電流は結合コンデンサＣ５、短絡スイッチＳＷ２を備えたアノード側伝送ラインＡＬに流れることはなく、カソード側伝送ラインＫＬにのみ出力され、カソード側伝送ラインＫＬの出力端子ＯＵＴ１にＦＭ・ＲＦ信号が出力され、出力端子ＯＵＴ１に接続された告知放送受信機で少なくともＦＭ信号を受信することができる。
【産業上の利用可能性】
【0040】
前記実施形態はあくまでも本発明の例であるため、本発明はそれら実施形態に限定されるものではなく、発明の課題を解決できる範囲で設計変更可能である。
【符号の説明】
【0041】
１ 光電変換手段
２ 電流電圧変換回路
３ 混合器
４ 短絡回路
５ 還流回路
Ｄ１ フォトダイオード
Ｄ２ 整流用ダイオード
Ｌ１、Ｌ２ コイル
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ コンデンサ
Ｃ５ 結合コンデンサ
ＳＷ２ 短絡スイッチ
ＳＷ３ 切り替えスイッチ
ＡＬ 伝送ライン（アノード側伝送ライン）
ＫＬ 伝送ライン（カソード側伝送ライン）
ＶＬ 電源ライン
Ｖｃｃ 電源供給手段
ＯＵＴ１ 出力端子
ＯＵＴ２ 出力端子
ＯＵＴ３ 共通出力端子
２ 電流電圧変換回路
３ 混合器
４ 短絡回路
５ 還流回路
Ｄ１ フォトダイオード
Ｄ２ 整流用ダイオード
Ｌ１、Ｌ２ コイル
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ コンデンサ
Ｃ５ 結合コンデンサ
ＳＷ２ 短絡スイッチ
ＳＷ３ 切り替えスイッチ
ＡＬ 伝送ライン（アノード側伝送ライン）
ＫＬ 伝送ライン（カソード側伝送ライン）
ＶＬ 電源ライン
Ｖｃｃ 電源供給手段
ＯＵＴ１ 出力端子
ＯＵＴ２ 出力端子
ＯＵＴ３ 共通出力端子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】