光信号与光能传输的中继方法、装置、系统与应用

本发明所属领域属通信与能源领域的整合技术领域。本发明涉及 一种无线光通信信号与无线光能传输的连接中继方法、装置、机构、 系统、网络与网际网络，且特别是有关于通信信号自供应能源与太阳 能能源，双能源同时并用的能源中继装置。本系统亦可单纯应用于光 能源传输的中继系统。

1970年US patent 3900404“optical communication system”，以荧光 灯(fluorescent lamp light)，或称日光灯，作为通信光源的技术揭示， 但未包括本发明相关中继器的效果。如未来有相关此光通信系统需要 延长通信信号的距离，而需采用中继器，本发明的发光光源组件部170 可采用荧光灯为光源，即可应用于此专利所揭示的通信系统中，协助 光信号与光能的中继传输。

1994年Raj K.Jian and G.A.Landis等人在Proceeding of 1994 IEEE  1st World Conference on Photovoltaic Energy Conversion‑WCPEC(A Joint  Conference of PVSC，PVSEC，and PSEC)，Vol.2，pp.1874‑1877文 献中，以“Transient response of Gallium Arsenide and Silicon Solar Cells  under laser pulse”为题，揭示以激光为光源，以太阳能电池板为接收器， 可以实现点对点单向光信号通信系统，但未包括本发明的相关中继器 的效果。如未来有相关类似此光通信系统需要延长通信信号的距离， 而需采用中继器，本发明的发光光源组件部170可采用激光为光源， 即可应用于此专利所揭示的通信系统中，协助光信号与光能的中继传 输。

1995年R.A.Lowe，G.A.Landis，P.Jenkins等人在IEEE  Transactions on Electron Devices，vol.42，Issue：4，pp.744‑751文 献中，以“Response of photovoltaic cells to pulsed laser illumination”为 题，揭示太阳能光伏电池板可以接收来自由电子激光的点对点数字信 号通信传输，但未包括本发明的相关中继器的效果。如未来有相关类 似此光通信系统需要延长通信信号的距离，而需采用中继器，本发明 的发光光源组件部170可采用激光为光源，即可应用于此专利所揭示 的通信系统中，协助光信号与光能的中继传输。

2007年日本Nakagawa Laboratories，Inc.通过欧盟专利 EP1855398A1，专利名称“Illumination light communication device”中， 揭示以多个白光LED作为光通信发光源的通信链路，但未包括本发 明的相关中继器的效果。如未来有相关类似此光通信系统需要延长通 信信号的距离，而需采用中继器，本发明的发光光源组件部170可采 用多个白光LED为光源，即可应用于此专利所揭示的通信系统中，协 助光信号与光能的中继传输。

2009年日本Nakagawa Laboratories，Inc.通过美国专利US patent  7583901，专利名称“Illumination light communication device”中，揭示 以power line传输信号到多个白光LED光源，做为广播(broadcasting) 信号，空域多任务型通信系统技术，但未包括本发明的相关中继器的 效果。如未来有相关类似此光通信系统需要延长通信信号的距离，而 需采用中继器，本发明的发光光源组件部170可采用多个白光LED为 光源，即可应用于此专利所揭示的通信系统中，协助光信号与光能的 中继传输。

2010年Ian Ashdown于美国专利US patent 7689130，专利名称 “Method and apparatus for illumination and communication”中，揭示以 PWM及PCM调变照明用LED以实现光通信的技术，但未包括本发 明的相关中继器的效果。如未来有相关类似此光通信系统需要延长通 信信号的距离，而需采用中继器，本发明的电信号处理组件部亦可采 用PWM及PCM调变技术，重制信号，即可应用本发明于该专利所 揭示的通信系统中，协助提供该专利的通信系统所需光信号与光能的 中继传输。

2008年赖利弘，黄芳，谢文升，赖利温等人于台湾专利 TW200828634”，发明名称“包括太阳能组件与发光组件的单芯片型光 芯片及其制作方法”中，揭示一种利用区域选择成长方法制作的包括 太阳能电池与发光组件集成化为单芯片半导体制程，显示单芯片制程 组合太阳能电池与LED作为太阳能照明器的可行性，已可用于照明的 领域，但未包括本发明的相关中继器的效果。如未来有相关该发明的 太阳能照明器集成电路适合各式各样的应用，例如激光指示器、激光 瞄准器、激光瞄准装置、激光水平仪及激光测量装置等激光二极管应 用领域，或装饰灯、庭院灯、花园灯、广告灯、街灯、道路警示灯及 道路指示灯等发光二极管等应用领域，本发明可以提供扩充该专利所 提的各应用领域的装置的通信中继功能。

2008年申请的国际公开号为WO/2008/127953，发明名称为 “SYNCHRONIZATION AND PROCESSING OF SECURE  INFORMATION VIA OPTICALLY TRANSMITTED DATA”PCT申请 中，揭示使用照明光源作为可携式电子器件的光通信技术，但未包括 本发明的相关中继器的效果。如未来有相关该发明的可携式电子器件 的光通信的相关应用，本发明可以提供扩充该专利所提的各应用领域 的装置的通信中继与光能中继的功能。

2005年R.J.Walters，J.H.Warner，G.P.Summers，G.C.Gilbreath， J.L.Murphy，W.S.Rabinovich，S.R.Messenger，J.R.Lorentzen，D.M.Wilt， M.J.Krasowski，P.P.Jenkins，M.A.Smith，等人在Conference Record of  the Thirty‑First IEEE photovoltaic Specialist Conference(IEEE Cat. No.05CH37608)，pp.735‑738发表论文“Photovoltaically powered  modulating retroreflector optical data links”中，揭示以太阳能光伏电池板 接受太阳能以供应多重量子井反射式调变器(multiple quantum well  modulating retroreflector)的电力能量来源，供应太空中的激光通信链路 信号调变使用，其实验揭示调变速率可达100KHz，但未包括本发明 的相关中继器的效果。如未来有相关该文献的可携式电子器件的光通 信的相关应用，本发明可以提供扩充该文献所提的可携式电子器件各 应用领域的装置的通信中继与光能中继的功能，使其光能中继的距离 得以延长。

2004年T.Douseki发表于15th IEEE International Symposium on  Personal，Indoor and Mobile Radio Communications(2004 PIMRC)， pp.2529‑2533的论文“A batteryless optical‑wireless system with  white‑LED illumination”中，揭示以白光LED为光源及光能来源，并以 太阳能电池板为接收器，实验证实40cm的无储能电池式100kbps光通 信链路实现的可行性。此研究为短距离点对点实验结果，但未包括本 发明的相关中继器的效果。如未来有相关该文献的可携式电子器件的 光通信的相关应用，本发明可以提供扩充该文献所提的可携式电子器 件各应用领域的装置的通信中继与光能中继的功能，使其使其光能中 继的距离得以延长。

2009年Lubin Zeng，D.O’Brien，Hao Minh，G.Faulkner， Kyungwoo Lee，Daekwang Jung，YunJe Oh，Eun Tae Won，等人， 发表于IEEE Journal on Selected Areas in Communications，vol.27， no.9，pp.1654‑1662的论文”High Data rate multiple input multiple  output(MIMO)optical wireless communications using white led lighting” 中，揭示以可见光LED数组为光信号源，以多点传感器为光信侦测组 件，实验证实数组式光信收发器通信结合MIMO通信技术的可行性， 但未包括本发明的相关中继器的效果。如未来有相关该文献的数组式 光信收发器通信结合MIMO通信技术的光通信的相关应用，本发明可 以提供扩充该文献所提的数组式光信收发器通信结合MIMO通信技术 的光通信各应用领域的装置的通信中继与光能中继的功能，使其通信 距离得以延长。

2006年June‑Hun Kim，Chung Ghiu Lee，Chul Soo Park，Swook  Hann，Dong‑Hwan Kim等韩国学者于Proc.of SPIE 6353，635340发 表“Visible light communication at 20Mb/s using illumination LEDs”，此论 文揭示研究以红光LED结合蓝光LED的多颜波长作为通信光信号源 实施信号传递的可行性，但未包括本发明的相关中继器的效果。如未 来有相关该文献的多颜波长可见光通信的相关应用，本发明可以提 供扩充该文献所提的多颜波长可见光通信技术的光通信各应用领域 的装置的通信中继与光能中继的功能，使其点对点的通信距离得以延 长。

2009年Kaiyun Cui，Gang Chen，Qunfeng He，Zhengyuan Xu 等人，于Proc.SPIE 7464，7464D发表“Indoor optical wireless  communication by ultraviolet and visible light”，此论文揭示美国学者使 用含有紫外线与白光波长的白光LED，证实可于非光线直射状态，仍 可获得通信能力，但效果与直射光源效果相差极多，因此，间接证明 本发明的实用性，可于无法直射的处使用本发明的技术，以本发明技 术，将光伏接收转换器组件部与发光光源组件部方向组装于不同方向， 或以蛇管固定于不同方向，即可将通信品质提升，达到通信效能提升 的进步性。因本发明可提升该文献系统的通信品质，足见本发明的进 步性。如未来有相关该文献的使用含有紫外线与白光波长的白光LED 光通信的相关应用，本发明可以提供扩充该文献所提的使用含有紫外 线与白光波长的白光LED光通信技术的光通信各应用领域的装置的通 信中继与光能中继的功能，使其通信距离得以延长。

2003年Komine等人于IEEE Trans.On consumer electronics  49(1)：71‑79，发表论文“Integrated system of white LED visible‑light  communication and power‑line communication”，揭示以power‑line  modem做为网络通信电信号来源，以可见光LED数组为光信号发光 光源，实验证实白光可见光LED数组为光信号发光光源通信的可行性， 但未包括本发明的相关中继器的效果。如未来有相关该文献的白光可 见光LED数组光通信的相关应用，本发明可以提供扩充该文献所提的 白光可见光LED数组各应用领域的装置的通信中继与光能中继的功 能，使其室内光通信系统的通信距离得以延长。

2010年韩国Samsung Electronics公司Yoo Jeong Hyun等人于US  patent 7663501专利“Apparatus and method of controlling emitting color  of visible light according to a current communication state in a VLC  device”揭示可见光通信系统中，光源颜控制装置，类似光纤通信中 的分波多任务(wavelength division multiplexing)技术，但未包括本发明 的相关中继器的效果。如未来有相关该专利的光源颜控制的光通信 的相关应用，本发明可以提供扩充该专利所提的白光可见光LED数组 各应用领域的装置的通信中继与光能中继的功能，使其室内光通信系 统的通信距离得以延长。

2009年Avago Technologies ECBU IP(Singapore)Pte.Ltd.公司Gim  Eng Chew等人于美国专利US patent 7601940揭示“Gain control system  for visible light communication systems”，此专利揭示光侦测器后接可调 增益放大器，增益控制器以使可见光点对点通信系统中的光接收信号 增益可以获得控制，但未包括本发明的相关中继器的效果。如未来有 相关该专利的室内可见光点对点光通信系统的相关应用，本发明可以 提供扩充该专利所提的室内可见光点对点光通信系统各应用领域的装 置的通信中继与光能中继的功能，使其室内光通信系统的通信距离得 以延长。

2008年宁波安迪光电科技有限公司的占贤武在中华人民共和国专 利CN101140973揭示“白光发光二极管”，此专利揭示白光发光二极管 的组成与制造方法，但未包括本发明的相关中继器效果。如未来有相 关应用该专利的光通信或光能传输系统扩充为网络的相关应用，本发 明可以提供扩充该专利所应用的光通信或光能传输系统各应用领域的 装置的通信中继与光能中继的功能，使其系统白光的中继距离得以延 长。

2006年席巴特制品化学股份有限公司的田边十日、山本宏、坛 纪久，等发明人于台湾专利TW200602462揭示“新颖有机发光组件”， 此专利揭示有机发光材料，可作为软性白光照明的光电材料，但未包 括本发明的相关中继器效果。如未来有相关应用该专利的光通信或光 能传输系统扩充为网络的相关应用，本发明可以提供扩充该专利所应 用的光通信或光能传输系统各应用领域的装置的通信中继与光能中继 的功能，使其系统白光的中继距离得以延长。

2010年BRUCE BRYAN于台湾专利TW I319472揭示“生物发光 新颖对象”，此专利揭示提供用以产生生物发光的系统与装置，及此等 系统及装置与无生命制品的组合，以产生新颖对象，但未包括本发明 的效果。如未来有相关应用该专利的光通信或光能传输系统扩充为网 络的相关应用，本发明可以提供扩充该专利所应用的光通信或光能传 输系统各应用领域的装置的通信中继与光能中继的功能，使应用其生 物发光的光波中继距离得以延长。

2001年住友电气工业股份有限公司的奥野俊明、角井素贵两人于 台湾专利TW463473“光通信系统”，此专利揭示的中继器为一光纤放 大器构造，与本发明揭示的技术构造，方法，应用均不同，该专利为 应用于光纤通信领域一有线通信系统，与本发明的主要应用为无线光 通信系统不同。如未来有相关应用该专利的光通信传输系统扩充为网 络的相关应用，本发明可以提供扩充该专利所应用的光通信传输系统 各应用领域的装置的通信中继与光能中继的功能，使应用该系统的光 波中继距离得以延长。

2005年中华电信股份有限公司的林多常、廖虹惠、江衍旭、蒋博 文于台湾专利TWI226463揭示“主动转被动光中继器”，此专利揭示的 中继器主要部分为一被动光纤耦合器数组构造，与本发明的技术、构 造、方法均不同，亦为应于光纤通信领域的有线通信统，与本发明的 应用于无线光通信系统不同。如未来有相关应用该专利的光通信传输 系统扩充为网络的相关应用，本发明可以提供扩充该专利所应用的光 通信传输系统各应用领域的装置的通信中继与光能中继的功能，使应 用该系统的光波中继距离得以延长。

本发明可将以上文献中的各种系统揭示的背景技术所采用的光 源，纳入中继器的发光光源组件部中的发光组件，于扩充应用的不同 系统应用时，作为结合本发明时的技术扩充考量，以作为以上各文献 中，各种光通信系统的转换与中继使用，达到各种文献揭示的不同光 通信网路之间产生桥接器或路由器的功能，例如，本发明的中继器可 接收激光光信号与光能后，将信号转换为白光光源输出至下一个中中 继器，达到中继兼桥接的功能，具有发明的创造性。

为解决上述公知各种半导体发光二极管光源或激光光源或其它光 源应用于光纤通信或无线光通信系统与网络中，需要延长通信距离中 继功能与提供中继器自有能源供应的问题，其特征在于，本发明提供 一种光信信号与光能传输的中继方法、装置、系统与应用，光信号与 光能中继的方法、装置、机构、系统、网络与网际网络。本发明的光 信号与光能中继的方法是光信号与光能得以自光伏接收转换器组件部 接收后，将电信号与电能分别经过电信号处理组件部与电能处理组件 部重制后，再将光信号与光能送到发光光源组件部传送出去，达到无 线光通信系统的信号中继与能源中继的目的，或达到无线光能传输系 统的能源与信号中继的目的，或同时达到此光信号与光能中继的目的。 本发明的电信号处理组件部，电能处理组件部，与发光光源组件部使 用的能源，来自于光伏接收转换器组件部接收通信信号输入的自供应 能源与太阳能能源，属可双能源同时并用的能源中继装置，或可择一 的单能源使用的能源供应方法。

本发明提供一种光信号与光能中继器装置，也就是提供一种光信 号与光能中继传输的中继装置，包括：光伏接收转换组件部，电信号 处理组件部，电能处理组件部，发光光源组件部，电输出入总线。本 发明中的光伏接收转换组件部可任意组合包括一个至多个光伏接收转 换组件，光伏光电转换组件，光伏影像感测组件；其中接收组件的组 装可为分散组件式或集成式组件或混合分布式与集成式组件装置。光 伏接收转换组件部的材料可为多种硬式材料与软式材料的组合，可使 用于各种外观形状的光伏接收转换组件，可组装为硬式电子电路装置 或软式电子电路装置，或混合硬式电子电路装置或软式电子电路装置。 光伏组件的材料可为半导体粉体涂料或染料光敏性材料，可涂装于任 何形状与材料的对象，组合成为光伏接收转换组件部。本发明中的光 伏接收转换组件部可镀膜或贴附或组装任意组合包括一个或多个：滤 光镜、衰减镜、调相镜、偏极镜于一个至多个光伏组件之前，作为输 入光波的波长、强度、相位、偏极调整选择的使用。本发明中的电信 号处理组件部，可任意组合包括一个至多个：总线电路，电信号放大 器，阈值器，可程控集成电路，数字信号处理器，节能传感器，显示 器，控制信号输入，调变器，解调器，多任务器，路由器，桥接器， 电信号塞入/撷取器(electrical add/drop multiplexer)，滤波器，本地震荡 发光光源等装置，采用直接接收技术或同调接收技术。电信号放大器 可任意组合包括一个至多个电压放大器，电流放大器，转阻放大器， 转导放大器，仪器放大器，数字放大器。适用于分时多任务，分频多 任务，分波多任务，分域多任务，分码多任务等多任务通信技术的协 议。电信号处理组件部材料可为多种硬式材料与软式材料的组合，可 使用于各种外观形状的电信号处理组件部。电信号处理组件部适用于 数字，模拟或混合数字模拟技术的信号调变型式，采用的组件可用分 布式电子电路组件或集成式电子电路组件或分散与集成式的组合。本 发明中的电能处理组件部，可任意组合包括一个至多个：总线电路， 稳压器、稳流器、滤波器、整流器、电流计，电压计，功率计，电能 计，电储能器等装置，电能处理组件部材料可为多种硬式材料与软式 材料的组合，以供与软性电子式光伏电池或软性太阳能组件部组合， 采用的组件可用分布式电子电路组件或集成式电子电路组件或分散与 集成式的组合，可使用于各种外观形状的电能处理组件部。电储能器 可任意组合包括零个至多个：锂电池、电解质电池、氢电池、燃料电 池、蓄电池、充电电池、生物电池等电池装置。

本发明中的发光光源组件部，可任意组合包括一个至多个：白光 发光二极管，激光二极管，单发光二极管，多发光二极管，红外 发光二极管，紫外发光二极管，萤光灯，卤素灯，日光灯，磷光灯， 钝气灯，金属气体灯，金属丝灯，有机发光光源。发光光源组件部的 材料可为多种硬式材料与软式材料的组合，可使用于各种外观形状的 发光光源组件。本发明中的发光光源组件部可镀膜或贴附或组装任意 组合包括一个至多个：滤光镜、衰减镜、调相镜、偏极镜于一个或多 个发光组件之前，作为输出光波的波长、强度、相位、偏极调整选择 的使用。

本发明可应用于光信号传输的中继系统，使光信号得以延长传输 距离。本发明可应用于光能源传输的中继系统，使光能源得以延长传 输距离。本发明可应用于同时传递光信号与光能源传输的中继系统， 使光信号与光能源得以延长传输距离。

本发明提供与各种通信系统与能源系统应用技术整合为新颖的应 用网络的应用技术。本发明可应用于各种有线通信，无线通信，多波 道通信，交换通信统与网际网络之中。本发明可应用于将技术文献中 提及的各种系统所需光源纳入中继器的发光光源组件部中的发光组件 考量，以作为以上或其他各文献中，各种光通信系统的转换与中继使 用，达到各种文献揭示的不同光通信网路之间产生桥接器或路由器的 功能，例如，本发明的中继器可接收激光光信号与光能后，将信号转 换为白光光源输出至下一个中继器，达到中继兼桥接或路由的功能， 具有发明的创造性。本发明可应用于各种通信网路拓扑架构的组合装 置，成为各种通信交换器，桥接器，路由器，主被动连接器，分配器 的关键性组件。本发明可与各式调变与解调技术结合，应用于各种调 变与解调技术的通信系统与通信网路之中。本发明可与各式多任务与 解多任务技术结合，应用于各种调变与解调技术的通信系统与通信网 路之中。本发明可与各式太阳能技术结合，应用于各种太阳能产品的 扩增通信应用衍生性产品之中。本发明可与各式照明技术结合，应用 于各种照明产品的扩增通信应用衍生性产品之中。本发明可与各式软 性电子技术结合，应用于各种软性电子产品，软性电子书产品，可携 式消费性电子产品的扩增通信与能源的应用衍生性产品之中。本发明 可与各式遥控电子技术结合，应用于各种遥控电子产品的扩增通信与 能源的应用衍生性产品之中。本发明可与各式感测防灾电子技术结合， 应用于各种感测防灾电子产品的扩增通信与能源的应用衍生性产品之 中，协助灾区建立暂时性快速建立的组合通信系统使用。本发明可与 各式固定通信网路，移动通信网路，或混合移动与固定的通信网络技 术结合，应用于各种固定通信网路，移动通信网路，或混合移动与固 定的通信网络技术的应用衍生性产品之中。本发明可以多个农业自动 化工具机或机器人技术结合，应用于各种农业自动化工具机或机器人 从事农业生产的工作，并可再与遥控电子技术结合，协助无人化农场 的农业生产信号的传递。

全文请参考以下附图说明本发明的非限制性的具体实施例，其中 各附图中相同参考数字表示相同或功能相近的组件，除非以其它方式 指定。

图1说明了根据本发明的一种光信号与光能中继器装置示意图， 以辅助描述光信号与光能中继器内的组件实现中继功能的方法与实用 性；

图2所示为光信号与光能中继器装置示意图，为显示一种可采行 的具体实施例，以辅助描述光信号与光能中继器内的电信号处理组件 部采用白光本地振荡器组件实现中继功能的方法与新颖性；

图3所示为可程控式中继器装置示意图，以辅助描述光信号与光 能中继器内的采用可程控实现中继功能的方法与实用功能扩充性；

图4所示为组合中继器与蛇管示意图，为显示一种可采行的具体 机械构造实施例，以辅助描述光信号与光能中继器的改变空间方向的 方法与装置新颖性；

图5所示为中继器的空间摆放示意图，以辅助描述运用本发明的 中继器延长距离的进步性，与改变中继器转变通信链路的空间布局方 法与系统；

图6所示为具有信号塞取(add/drop)功能的光信号与光能中继器 装置示意图，以辅助描述运用本发明的采用混合传输速率的通信传输 方法与系统新颖性；

图7所示为光纤通信系统采用光信号与光能中继器装置作为延长 通信距离的双向通信示意图，以辅助描述本发明于各种网络间中继桥 接的功能。

本发明本身以及较佳装置组合模式、进一步展现应用于系统延长 距离与提供自有能源的优点，将借助于参照以下面说明性实施例的描 述并结合阅读附图而能被最佳地了解，但是所述较佳实施例仅做一说 明而非用以限定本发明。

如图1所示，光信号输入与光能输入110包含输入光通信信号与 输入光能。光信号输入采用5颗白光发光二极管，以OOK(ON‑OFF  Keying)数字调变，使白光信号成为明暗闪烁的输入光通信信号110， 此光信号的光波为非同调光波直接振幅调变。光能输入110部份，直 接使用此光信号光的直流信号部分能量。于本实施例中，光波照射光 伏接收转换器组件部120采用目前市面上俗称太阳能板的光伏接收转 换器，其型号为SINONAR SC5030。光信号输入与光能输入110的光 波照射光伏接收转换器组件部120，会使光信号输入与光能输入110的 光波经光伏效应，使光伏接收转换器组件部120产生电信号与电能。 将光伏接收转换器组件部120产生的电信号，经电信号总线电路130 送至电信号处理组件部150，将需要中继传输的通信信号恢复重制出 来，经恢复重制的电信号，经电信号总线电路1301，送至发光光源组 件部170。于本实施例中，发光光源组件部170采用目前市面上用于脚 踏车前灯的白光发光二极管5颗，或一般实验用红光发光二极管，或 一般实验用绿光发光二极管，经电光转换后，将电信号转换为光信号 180输出。将光伏接收转换器组件部120产生的电能，经电能流总线电 路140送至电能处理组件部160，电信号处理组件部150与发光光源组 件部170，并经发光光源组件部170将电能转换为光能输出180，做为 中继光能供光能传输使用。本实施例证明可同时传递光信号与光能量， 特别是OOK keying调变时，可以不加入电能处理组件部160，电信号 处理组件部150，而直接将电信号总线电路130与电能流总线电路140 并联，将电信号与电能同时汇入发光光源组件部170，亦可实现本发明 的光信号与光能中继的效果。

图2所示为光信号与光能中继器装置示意图，为显示一种可行的 具体实施例，以辅助描述光信号与光能中继器内的电信号处理组件部 采用白光本地振荡器组件实现中继功能的方法与新颖性。如图2所示， 加入作为本地震荡器组件210并与电信号处理组件部150合组为一新 组件，内含本地震荡发光光源组件的电信号处理组件部20，如采用目 前市面上用于干电池式手电筒照明的白光发光二极管所发射的白光或 使用白光激光，则本地震荡发光光源组件所发射的光波220，可使入射 的OOK keying的信号于光信号输提供额外光能入射光伏接收转换器组 件部120，经过如本发明图1的中继器10，可于光信号输出与光能输 出180，观察到光信号与光能强度增强现象。在实施本地震荡实验时， 光能输入110部份，尚可接受非传输用的散射太阳光波，即于白昼亦 可使用。

图3所示为可程控式中继器装置示意图30，以辅助描述光信号与 光能中继器内的采用可程控组件实现中继功能的方法与实用功能扩充 性。如图3所示，输入的程序可经由控制程序指令输入的人机接口装 置310，经可程控信号总线3401输入到微电脑装置320，用以预先将 可程控式中继器装置30运作所需的程序作程序化输入，经由可程控信 号总线3401，亦可接收微电脑装置320收集的中继器装置10与本地震 荡发光光源210的反馈信号，作为控制程序修正调整的使用。微电脑 装置320内的程序可经由可程控信号总线3402传送至显示装置330， 而显示装置330可将显示的信息或由触控显示装置330输入的信号由 可程控信号总线3402回传至微电脑装置320，作为微电脑装置320控 制使用。控制程序指令输入的人机接口装置310的指令亦可由可程控 信号总线3403传给显示装置330，而显示装置330的信息亦可由可程 控信号总线3403传送给控制程序指令输入的人机接口装置310，作为 人机接口装置信号处理搜集使用。可程控信号总线3404传输微电脑装 置320控制本地震荡发光光源组件210的控制信号，本地震荡发光光 源组件210发光的光信号特征，可经由本地震荡发光光源组件210内 附的传感器，将信号经可程控信号总线3404回馈给微电脑装置320， 作为稳定光源输出光信号特征的控制，如光强度大小，光相位控制， 光频谱控制，光偏极控制等等，使光信号输出与光能输出180获致最 佳的效能。可程控信号总线3405传输微电脑装置320控制光伏接收转 换器组件部120的控制信号，使光伏接收转换器组件部120接收本地 震荡发光光源组件210发光的光信号特征与光信号输入与光能输入110 的光信号特征达到最佳接收效果，并可产生同偏极混波，同调混波等 效果，使光信号输出与光能输出180获致最佳的效能。可程控信号总 线3405回馈给微电脑装置320有关光伏接收转换器组件部120本身的 环境参数，如温度，湿度，环境光量，及本地震荡发光光源组件210 所发射的光波特征，与光信号输入与光能输入110所发射的光波特征， 供微电脑装置320运算使用。可程控信号总线3406传输微电脑装置320 控制电能处理组件部160的控制信号，使电能处理组件部160执行电 能处理程序，进行最佳化电能输出管理分配，节省中继器10本身运作 所需的电能消耗，并可回馈电能处理组件部160的电能流总线电路140 所收集的电能信息，供微电脑装置320运算使用。可程控信号总线3407 传输微电脑装置320控制电信号总线电路130的控制信号，使控制电 信号总线电路130可执行交换，终止等指令，可程控信号总线3407 回馈给微电脑装置320有关控制电信号总线电路130的电信号传输状 态，供微电脑装置320运算使用，如侦测到电信号微弱，微电脑装置 320可增加本地震荡发光光源组件210能量，或控制光伏接收转换器组 件部120的偏压，接收光角度，接收光偏极等参数，以增强接收通信 信号的效能。可程控信号总线3408传输微电脑装置320控制电信号处 理组件部150的控制信号，使电信号处理组件部150执行各种电信号 的信号处理的运作，使通信信号得以作最佳化信号处理，可程控信号 总线3408回馈给微电脑装置320有关控制电信号处理组件部150的通 信信号劣化的参数信息，供微电脑装置320运算使用。可程控信号总 线3409传输微电脑装置320控制电能流总线电路1401，经电能流总线 电路1402与电能流总线电路1403分别分配给电信号处理组件部150 与发光光源组件部170的电能多寡与时序，使电能分配给电信号处理 组件部150与发光光源组件部170能获得最佳的电能分配，终止与交 换，并可经由电能流总线电路1403传输需要中继的光能经由发光光源 组件部170转换输出。可程控信号总线3408回馈给微电脑装置320有 关电能流总线电路1401‑1403的电能参数信息，供微电脑装置320运算 使用。可程控信号总线3410传输微电脑装置320控制电信号总线电路 1301的控制信号，使控制电信号总线电路1301可执行交换，终止等指 令，可程控信号总线3410回馈给微电脑装置320有关控制电信号总 线电路1301的电信号传输状态，供微电脑装置320运算使用，如侦测 到电信号微弱，微电脑装置320可增加电信号处理组件部150的输出 电信号强度与效能，以增强传输通信信号经发光光源组件部170输出 的效能。可程控信号总线3411传输微电脑装置320控制发光光源组件 部170的控制信号，使发光光源组件部170输出最佳程序化控制的光 能与光信号，达到光能与光信号中继传输的目的。可程控信号总线3411 回馈给微电脑装置320有关发光光源组件部170的输出光能与光信号 特征，供微电脑装置320运算使用，如平衡光能与光信号的光量大小， 偏极状态，光束空间分布，传输时序等等参数的回馈运算，使输出的 光能与光信号中继传输效能最佳化。

图4所示为组合中继器与蛇管示意图，为显示一种可行的具体机 械构造实施例，以辅助描述光信号与光能中继器的改变空间方向的方 法与装置新颖性。所采用的中继器亦可为中继器10，或中继器20。此 图4所示的组合中继器与蛇管示意图以中继器30为例与蛇管410组合 显示可行的具体机械构造组合方式之一。蛇管410所采用的材质为纯 化材质，混合材质，或组合材质，以能任意弯曲，并能固定形状的方 式为主要功能特征。纯化材质，如金属、橡胶、塑料、高分子材料、 生物材料、纸、布、木材、土材等单一材质，利用物质的延展性、张 力、应力等特性提供蛇管固定支撑功能。混合材质，如金属、橡胶、 塑料、高分子材料、生物材料、纸、布、木材、土材等两种以上的材 质混合，利用混合物质的延展性、张力、应力等特性提供蛇管固定支 撑功能。组合材质，如金属、橡胶、塑料、高分子材料、生物材料、 纸、布、木材、土材等两种以上的材质组合，利用组合混合物质的延 展性、张力、应力等特性提供蛇管固定支撑功能。本发明的蛇管不限 任何形状与机械结构，图4所示的蛇管410所采用的立体形状为圆柱 形管状结构，为显示可行的具体机械构造组合方式之一，以便于说明 实施例。中继器中各组成组件，可放至于蛇管的内、外或材质之中， 或与材质混合或组合。图4所示的中继器30以示意图方式放至于蛇管 410之内，为显示可行的具体机械构造组合方式之一，以便于说明实施 例，430显示内部装置的剖析图，仅作实施例方便理解中继器的部分 组件放置于蛇管410之内。中继器30中所采用的光伏接收转换器组件 部120可分为三部分，其第一部分，如太阳能硅芯片，与蛇管410的 材质镶嵌组合于蛇管410的材质中，作为接收光信号输入与光能输入 110使用；光伏接收转换器组件部120的第二部份1201，如薄膜太阳 能高分子材质，以涂抹或镀膜技术附着于蛇管410的材质外，作为接 收光信号输入与光能输入110使用；如图标的1201处，应当认识到， 这是为了便于说明薄膜光伏接收转换器组件附着于蛇管外壁用。光伏 接收转换器组件部120的第三部份，则放于蛇管410的管内，于图4 中未另标示，惟以蛇管410正上方射入蛇管内的光信号输入与光能输 入110表示蛇管内包含光伏接收转换器组件部120的第三部分；此三 部分可显示本发明中组成组件于蛇管的内、外、中均可组合的可分散 性，与具体机械构造组合的不受拘限性，以显示本发明的创新性与应 用性。图4所示的显示装置330与蛇管410的材质镶嵌组合于蛇管410 的材质中，但亦可如光伏接收转换器组件部120分为三部分，与蛇管 410的材质任意组合。控制程序指令输入的人机接口装置310，于图4 显示为一简易型摇杆装置，仅为实施例说明用，可不局限于此种装置。 420可程控输出输入接口面板后方具有电子电路组件，整合控制程序 指令输入的人机接口装置310与显示装置330及4201电信号输入端口 与4202电信号输出端口等电子电路接口装置，方便本发明与其它通信 与能源装置连接使用。

图5所示为中继器的空间摆放示意图，以辅助描述运用本发明的 中继器延长距离的进步性，与改变中继器转变通信链路的空间布局方 法与系统。图5所示为左上方为一三维空间直角坐标系统示意图，为 说明实施例使用，但是，本发明机械结构可任意扭转为任一方向，故 不局限于三维空间直角坐标系统的应用。光信号输入与光能输入110 经通信链路的某一中继器4050，光信号输出与光能输出180即为下一 级中继器4051的光信号输入与光能输入，经中继器4051的光信号输 出与光能输出181即为下一级中继器4052的光信号输入与光能输入， 以此类推，达到中继光信号与光能的目的。经中继器4052的于较低的 空间阶层传递给中继器4052后，可经由中继器4053将光信号输出与 光能输出182光信号输出与光能输出183而将信号经中继器4054转接 至较高空间阶层。此实施例显示可经由中继器4050一个中继器将光信 号与光能换空间阶层传递，亦可由中继器4053与中继器4054两个中 继器将光信号与光能换空间阶层传递，以此可类推转换空间位置可经 由一个以上的中继器作任意排列组合，达到转换空间位置的目的。经 中继器4054的光信号输出与光能输出184，再经中继器4055光信号输 出与光能输出185，再经中继器4056的光信号输出与光能输出186，再 经中继器4057的光信号输出与光能输出187，再经中继器4058的光 信号输出与光能输出188，再经中继器4059的光信号输出与光能输出 189，将光信号输出与光能输出带回到光信号输入与光能输入110的同 一楼层，此实施例说明本发明的组合，可以形成一环形网络拓扑架构。 光信号输出与光能输出189送至图5所示右方桌A 530与下方桌子B 540，此两桌子A与B为示意图，亦可为任意的农场A，B或车子A， B；作为中继器转换应用任意场域或任意应用系统的说明使用，不局限 于本发明的图标。为清楚表达本发明的中继器中继的光信号与光能如 何传输中继，将图左上方的空间示意图缩小尺寸，将桌面上放置的中 继器尺寸放大，以利揭示本发明内容，故图中各部分未完全按比例绘 制，应当认识到，这是为了便于说明用。以桌上的应用为例，本发明 的中继器4060与中继器4061可作为桌子A 530与桌子B 540的光信号 与光能中继使用。中继器4060的光信号输出与光能输出可因光波自然 扩束，为说明本实施例，可概分为光信号输出与光能输出5101与光信 号输出与光能输出5102两个不同的有效中继方向，表示光信号输出与 光能输出5101经中继器4060的中继光信号与光能可以被放置于中继 器4061蛇管内的光伏接收转换器组件部的第三部份所接收；而另一部 分光信号输出与光能输出5102可以被中继器4061蛇管外的光伏接收 转换器组件部的第二部份所接收；光伏接收转换器组件部120表示光 伏接收转换器组件部的第一部分，则可接收如台灯或环境光源或白光 激光，作为光能中继的使用。此图标的说明揭示，中继光信号与光能 的链路中，可任意加入外在环境能源或整合不同方向的中继光信号， 使光信号输出与光能输出5103能获致最佳效能。

图6所示为具有信号塞取功能的光信号与光能中继器装置示意图， 以辅助描述运用本发明的采用混合传输速率的通信传输方法与系统新 颖性。内含本地震荡发光光源组件与电塞取多任务装置(electrical  add/drop multiple access device)的电信号处理组件部60包含一电塞取 多任务装置610，一电开关620，一电信号处理组件部150，一本地震 荡发光光源组件210，经由电塞取多任务装置的电信号输入总线680输 入的电信号可经由电塞取多任务装置610信号处理后送至电开关620， 并可选择将信号接至本地震荡发光光源组件的电信号输入端口630或 电信号处理组件部的电信号输入端口650。选择之一是将信号接至本地 震荡发光光源组件的电信号输入端口630，经本地震荡发光光源组件的 电信号输入总线640传送至本地震荡发光光源组件210，经本地震荡发 光光源组件将信号塞入(add)至中继器10中，再经由中继器10将塞入 信号转换为光信号180输出。另一选择是将信号接至电信号处理组件 部的电信号输入端口650，经电信号处理组件部的电信号输入总线660 将信号塞入至中继器10中，再经由中继器10将塞入信号转换为光信 号180输出。自中继器10中撷取的信号可以经电信号处理组件部的电 信号输出总线670传送到电塞取多任务装置610，经过信号处理后，将 撷取的信号经由电塞取多任务装置的电信号输出总线690输出电信号。 此实施例揭示可将中继器与网际网络通信装置作信号交换结合，有助 于作网际网络的桥接与路由的扩充功能使用。

图7所示为光纤通信系统采用光信号与光能中继器装置作为延长 通信距离的示意图。任意一个光纤通信系统710的输出光信号，可以 作为中继器4070的光信号输入与光能输入110，经中继器4070的光信 号输出与光能输出180，可以作为中继器4071的光信号输入与光能输 入，经由中继器4071的光信号输出与光能输出181，任意数目的串接 中继器链路4071n表示有任意数目的中继器串接形成光信号与光能的 中继链路，这任意数目的串接中继器链路4071n的光信号输入与光能 输入，即为中继器4071的光信号输出与光能输出181，经过中继器链 路4071n的光信号输出与光能输出182。以中继器4071为例，说明中 继器链路可与计算机通信网路桥接的一种方式，但不局限本发明所说 明的方式。计算机通信网路可以计算机通信塞取多任务装置，经电塞 取多任务装置的电信号输入总线680可将计算机通信信号经过中继器 4071，塞入到中继器链路，再传送到中继链路中的任意网络终端装置， 如无线通信网路740中的可携式装置，或遥控远距摄影装置750，或最 后传送到任意一个光纤通信系统720。经由电塞取多任务装置的电信号 输出总线690，亦可将光纤通信系统710的通信信号撷取到计算机通信 网路之中。光信号输出与光能输出182即为中继器4072的光信号输入 与光能输入，无线通信装置可以经由电信号输出端口4202将中继链路 上的信号撷取出来，亦可将信号经由电信号输入端口4201塞入到中继 器4072，再经由中继链路传送至此通信系统的任一终端装置中。无线 通信网路740中所包含的任意无线通信装置可与无线通信网路可携式 装置经由无线电波作双向通信，使通信信号得以双向传送于此中继通 信链路之中。中继器4072的光信号输出与光能输出183即为任意数目 的串接中继器链路4072n的光信号输入与光能输入，经中继器链路 4072n的光信号输出与光能输出184为中继器4073的光信号输入与光 能输入。经中继器4073的光信号输出与光能输出185，即为中继器4074 的光信号输入与光能输入。经中继器4074的光信号输出与光能输出 186，即为任意数目的串接中继器链路4074n的光信号输入与光能输 入。经任意数目的串接中继器链路4074n的光信号输出与光能输出187， 即为中继器4075的光信号输入与光能输入。经中继器4075的光信号 输出与光能输出188，即为任意数目的串接中继器链路4075n的光信号 输入与光能输入。经任意数目的串接中继器链路4075n的光信号输出 与光能输出189，即为中继器4076光信号输入与光能输入。经中继器 4076的光信号输出与光能输出190，即为任意数目的串接中继器链路 4076n的光信号输入与光能输入。经任意数目的串接中继器链路4076n 的光信号输出与光能输出191，即为中继器4077光信号输入与光能输 入。经中继器4077的光信号输出与光能输出192，即为中继器4078光 信号输入与光能输入。中继器4078的光信号输出193，即为任意一个 光纤通信系统720的光信号输入信号。以上自光信号输入与光能输入 110，经光信号输出与光能输出180‑193的中继光通信链路，可视为任 意一个光纤通信系统710至任意一个光纤通信系统720的下行中继通 信链路。自任意一个光纤通信系统720的光信号输出与光能输出194， 经中继器4079，再经光信号输出与光能输出195，再经中继器链路 4079n，再经光信号输出与光能输出196，传送信号至任意一个光纤通 信系统710的上行中继通信链路。由此上行与下行通信中继链路，可 以建构双向通信链路，同时进行双向通信。于上行通信中继链路中， 亦可如同通信中继链路，桥接任何通信装置、系统或网络，本发明实 施例的上行通信中继链路以塞入(add)/撷取(drop)任意一个电子影音摄 取装置750的信号，如数字相机，录像机，摄影机...等信号，以利揭 示本发明可应用于遥测、遥控或远距农场与教室等不受本发明所局限 场所的双向中继链路建构的应用性。如图7所示，任意一个电子影音 摄取装置750的信号，可经由680电塞取多任务装置的电信号输入总 线将所摄取的影音信号塞入任一中继器，如中继器4079，再传送至此 通信系统的任一终端装置，如任意一个可携式装置无线电波通信网路 740的可携式装置，如PDA，使远程遥控人员可及时了解灾区情形， 作为指挥或新闻报导，联络等多种应用用途使用。遥控人员亦可将控 制信号利用此通信中继链路传送，经电塞取多任务装置的电信号输出 总线690撷取下来，传送至任意一个电子影音摄取装置750，作为远距 操控使用。

本发明可应用于各种有线通信，无线通信，多波道通信，交换通 信系统与网际网络之中。本发明可应用于各种通信网路拓扑架构的组 合建置，成为各种通信交换器，桥接器，路由器，主被动连接器，分 配器的关键性组件。本发明可与各式调变与解调技术结合，应用于各 种调变与解调技术的通信系统与通信网路之中。本发明可与各式多任 务与解多任务技术结合，应用于各种调变与解调技术的通信系统与通 信网路之中。本发明可与各式太阳能技术结合，应用于各种太阳能产 品的扩增通信应用衍生性产品之中。本发明可与各式照明技术结合， 应用于各种照明产品的扩增通信应用衍生性产品之中。本发明可与各 式软性电子技术结合，应用于各种软性电子产品，软性电子书产品， 可携式消费性电子产品的扩增通信与能源的应用衍生性产品之中。本 发明可与各式遥控电子技术结合，应用于各种遥控电子产品的扩增通 信与能源的应用衍生性产品之中。本发明可与各式感测防灾电子技术 结合，应用于各种感测防灾电子产品的扩增通信与能源的应用衍生性 产品之中，协助灾区建立暂时性快速建立的组合通信系统使用。本发 明可与各式固定通信网路，移动通信网路，或混合移动与固定的通信 网络技术结合，应用于各种固定通信网路，移动通信网路，或混合移 动与固定的通信网络技术的应用衍生性产品之中。本发明可以多个农 业自动化工具机或机器人技术结合，应用于各种农业自动化工具机或 机器人从事农业生产的工作，并可再与遥控电子技术结合，协助无人 化农场的农业生产信号的传递。本发明的太阳能转换信号可因中继器 分散各地点可以作为各分散地点的太阳能状态实时传感器，并经过本 发明的中继器，连续传输到合适到智能电网管控中心，提供智能电网 的智能型收集太阳能管控使用，本发明的技术可与其它智能电网技术 结合，为将来绿能源、再生能源、绿光电等相关系统提供关键性 元器件技术。

虽然已对目前视为本发明之范例性具体实施例进行说明并描述， 但本领域普通技术人员与应熟悉技术人士与应熟悉相关衍生性应用人 士应明了，其它不同之修改或以等效物替换，皆属于本发明的保护范 围内且不背离本发明之真实范畴。此外，本领域普通技术人员与应熟 悉技术人士与应熟悉相关衍生性应用人士可思及的变化或修改或可完 成许多修改以使特殊状况适应本发明的原理，而不脱离发明所述的核 心发明理念皆可涵盖在本发明要求保护范围内。因此，本发明不限于 所揭示的特定具体实施例，而是本发明包括属于随附申请专利范围内 的所有具体实施例。