DE10032542A1

DE10032542A1 - Rotation sensor has active optical link with amplifier compensates for loss

Info

Publication number: DE10032542A1
Application number: DE10032542A
Authority: DE
Inventors: Georg Lohr
Original assignee: Schleifring und Apparatebau GmbH
Current assignee: Schleifring und Apparatebau GmbH
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2002-01-24
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: DE10032542B4

Abstract

A rotation sensor has an optical transmitter (1) and receiver (2) with erbium doped optical amplifier

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur akti ven optischen Signalübertragung. Zur Übertragung opti scher Signale sind eine Vielzahl unterschiedlicher Sy steme bekannt. In der Regel sind diese als signaltrans parente passive Übertragungssysteme ausgelegt. Damit derartige passive Systeme in einem möglichst weiten Be reich einsetzbar sind, müssen sie auf eine möglichst niedrige Durchgangsdämpfung hin optimiert werden. Eine derartig niedrige Durchgangsdämpfung lässt sich nur durch eine möglichst verlustlose Abbildung des Sendee lements auf das Empfangselement realisieren. Dies er fordert verschiedene Linsensysteme, sowie höchste An forderungen an die mechanischen Toleranzen des gesamten Drehübertragungssystems.The invention relates to a device for acti ven optical signal transmission. For transmission opti shear signals are a multitude of different systems known. As a rule, these are as signal trans Parent passive transmission systems designed. In order to such passive systems in the widest possible range are rich in use, they have to be as possible low through loss can be optimized. A such low through loss can only be through a lossless representation of the broadcast Realize elements on the receiving element. This he demands different lens systems, as well as highest demands requirements on the mechanical tolerances of the whole Rotary transmission system.

Beispielhaft ist ein derartiges Übertragungssystem in der US-Patentanmeldung Nr. 4,725,116 beschrieben. Das Hauptaugenmerk dieser Patentanmeldung richtet sich auf die saubere und einwandfreie Justierung der lichtlei tenden Fasern, so dass eine möglichst verlustfreie Ab bildung möglich ist. In diesem Umfeld gibt es eine Vielzahl weiterer Erfindungen, welche sich mit dem sel ben Themenkreis der möglichst verlustlosen optischen Abbildung beschäftigen. In jedem Fall ist das Ziel der verlustlosen optischen Abbildung nur mit hohem mechani schen und finanziellen Aufwand erreichbar.Such a transmission system is exemplified in in U.S. Patent Application No. 4,725,116. The The main focus of this patent application is on the clean and flawless adjustment of the light guide tendency fibers, so that a loss-free Ab education is possible. There is one in this environment Many other inventions, which deal with the sel ben topic of the most lossless optical Deal illustration. In any case, the goal is lossless optical imaging only with high mechani human and financial expenses attainable.

Presentation of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein kostengün stiges optisches Übertragungssystem mit wesentlich ver ringertem mechanischen und optischen Aufwand darzustel len.The object of the invention is therefore a cost-effective permanent optical transmission system with substantially ver reduced mechanical and optical effort len.

Die Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Mit teln gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegen stand der Unteransprüche.The task is with the specified in claim 1 With solved. Advantageous further developments are counter stood the subclaims.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, an Stelle eines auf Verlustarmut optimierten optischen Systems ein mög lichst einfaches optisches System mit hohen Verlusten zu verwenden und diese in einer vor- bzw. nachgeschal teten insbesondere elektrischen Verstärkerstufe wieder zu kompensieren. Dazu wird im Strahlengang des opti schen Drehübertragungssystems an mindestens einer Stel le ein aktives optisches Element, wie z. B. eine Leuchtdiode, eine Laserdiode oder empfängerseitig eine Fotodiode eingesetzt. Wird eine Sendediode eingesetzt, so wird dieser ein Verstärker zur Kompensation der Ver luste vorgeschaltet, im Falle einer Empfangsdiode wird dieser ein Verstärker zur Kompensation der Verluste des Übertragungssystems nachgeschaltet. Es ist grundsätz lich auch möglich, ein aktives Sendeelement, wie eine Sendediode, und ein aktives Empfangselement, wie eine Fotodiode im gleichen Strahlengang zu kombinieren und vor die Sendediode sowie hinter die Empfangsdiode einen entsprechenden Verstärker zur Kompensation der Übertra gungsverluste zu schalten.The invention is based on the idea of replacing one an optical system optimized for low loss very simple optical system with high losses to use and this in an upstream or downstream teten in particular electrical amplifier stage again to compensate. For this purpose, the opti rotation transmission system on at least one position le an active optical element, such as. Legs LED, a laser diode or a receiver Photodiode used. If a transmitter diode is used, so this becomes an amplifier to compensate for the Ver Luste upstream, in the case of a receiving diode this an amplifier to compensate for the losses of the Downstream transmission system. It is fundamental Lich also possible, an active transmission element, such as a Transmitting diode, and an active receiving element, such as a Combine and photodiode in the same beam path one in front of the transmitter diode and one behind the receiver diode appropriate amplifier to compensate for the transmission switching losses.

Es besteht somit die Möglichkeit zur Kompensation der Übertragungsverluste eines optischen Systems mindestens einen elektro-optischen Wandler und einen elektrischen Verstärker bereitzustellen. Dabei können vorteilhaft elektrische Verstärkerschaltungen verwendet werden.It is therefore possible to compensate for the Optical system transmission losses at least an electro-optical converter and an electrical one To provide amplifiers. It can be advantageous electrical amplifier circuits are used.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegen den Erfindung wird der Verstärker auch als ein rein op tischer Verstärker bereitgestellt. Dies kann insbeson dere auf der Grundlage einer erbium-dotierten Faser er folgen. Damit entfällt die Notwendigkeit der Umwandlung der optischen Signale in elektrische, wie dies bei Ver wendung eines elektrischen Verstärkers gegeben wäre.According to an advantageous embodiment of the present the invention the amplifier is also called a purely op table amplifier provided. In particular, this can based on an erbium-doped fiber consequences. This eliminates the need for conversion the optical signals into electrical, as in Ver would be given using an electrical amplifier.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er findung befindet sich an beiden Seiten des Verstärkers jeweils ein elektrooptischer Wandler. Dies bedeutet, dass im Falle einer Anordnung eines Verstärkers vor dem Sender dafür noch ein zusätzliches optisches Empfangs element, wie eine Fotodiode, vor dem Verstärker ange ordnet wird, so dass das Gesamtsystem optische Signale empfangen, diese in elektrische umsetzen, wieder in op tische zurückwandeln kann und schließlich auf der Ausgangsseite wieder optische Signale zur Verfügung stellt. Ist dagegen ein Verstärker der Empfangsseite des Drehübertragungssystems zugeordnet, so kann hier an der Ausgangsseite ein elektrisch-optischer Wandler, wie eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode, angebracht wer den, um die elektrischen Signale wiederum in optische Signale umzuwandeln. Damit ist das Gesamtsystem auch in diesem Falle in der Lage, optische Eingangssignale zu verarbeiten und wiederum optische Ausgangssignale aus zugeben. Sind in der Anordnung zwei Verstärker, nämlich ein Verstärker auf der Eingangsseite, welcher dem Sen der des Drehübertragungssystems zugeordnet ist, sowie ein Verstärker auf der Ausgangsseite, welcher dem Emp fänger des Drehübertragungssystems zugeordnet ist, vor handen, so können sowohl an der Eingangsseite des Ge samtsystems, als auch an der Ausgangsseite des Gesamt systems elektro-optische Wandler angebracht werden.In a further advantageous embodiment of the Er is located on both sides of the amplifier one electro-optical converter each. This means, that in the case of an amplifier arrangement before The transmitter also has an additional optical reception element, like a photodiode, in front of the amplifier is arranged so that the overall system optical signals received, convert them into electrical, again in op tables can convert back and finally on the exit side optical signals available again provides. In contrast, is an amplifier on the receiving side assigned to the rotation transmission system, so here the output side of an electrical-optical converter, such as a light-emitting diode or a laser diode, who attached to turn the electrical signals into optical ones Convert signals. The entire system is also in in this case able to input optical signals process and turn out optical output signals to admit. Are two amplifiers in the arrangement, namely an amplifier on the input side, which the Sen which is assigned to the rotation transmission system, and an amplifier on the output side, which the Emp is assigned to the catcher of the rotation transmission system act, so both on the input side of the Ge overall system, as well as on the output side of the total systems electro-optical converters can be attached.

Gemäß weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen ist damit auch die mit dem Drehübertragungssystem nicht verbunde ne Seite des Verstärkers mit einem weiteren elektro optischen Wandler zur Umsetzung optischer Signale ver bunden. Damit ist vorteilhaft einer optischen Übertra gungsstrecke eine elektrische Verstärkung lediglich zwischengeschaltet. Eine Anpassung externer optischer Übertragungsleitungen an die elektrischen Verstärker ist damit nicht notwendig. This is in accordance with further advantageous configurations even those not connected to the rotation transmission system ne side of the amplifier with another electro optical converter for converting optical signals ver prevented. This is advantageous for an optical transmission only an electrical amplification interposed. An adaptation of external optical Transmission lines to the electrical amplifiers is therefore not necessary.

Zudem braucht vorteilhaft in jedem Strahlengang ledig lich ein optisches fokussierendes Element bereitge stellt werden. Damit können vorteilhaft die optischen Systeme möglichst einfach bereitgestellt werden.In addition, advantageously needs single in each beam path Lich an optical focusing element ready be put. This allows the optical Systems are provided as simply as possible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er findung befindet sich im Verstärker eine Einrichtung, welche digitale Signale rekonstruiert. Eine derartige Rekonstruktion kann entsprechend dem Stand der Technik auf verschiedene Arten erfolgen. Die einfachste Art ist die Rekonstruktion der Amplitude mittels eines Kompara tors. Eine Rekonstruktion der Signale im Zeitbereich, d. h. die Verringerung von Anstiegszeiten, Jitter und Verzerrungen läßt sich durch eine PLL-gesteuerte Tak tregenerationsschaltung erreichen.In a further advantageous embodiment of the Er there is a device in the amplifier, which digital signals are reconstructed. Such Reconstruction can be done according to the state of the art done in different ways. The easiest way is the reconstruction of the amplitude using a Kompara tors. A reconstruction of the signals in the time domain, d. H. the reduction of rise times, jitter and Distortion can be controlled by a PLL-controlled clock reach the tregenerating circuit.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besitzt der Verstärker eine Regelschaltung zur Regelung der Ausgangssignalamplitude oder von Teilen derselben. Der artige Schaltungen sind entsprechend dem Stand der Technik in vielerlei Ausführungsformen bekannt. Eine besonders einfache Ausführung enthält einen Spitzen wertdetektor, welcher die Amplituden des Signals be stimmt und das daraus gewonnene Signal wieder zur Ver stärkungsregelung an den Verstärker weiterleitet. Eine andere Regeleinrichtung, wie sie z. B. zur Amplituden regelung bei Videosignalen eingesetzt wird, ermittelt die Amplituden bestimmter Signalanteile und steuert entsprechend den Verstärker. In a further embodiment of the invention the amplifier has a control circuit for regulating the Output signal amplitude or parts thereof. the like circuits are according to the state of the Technology known in many embodiments. A particularly simple design contains a tip value detector, which be the amplitudes of the signal true and the signal obtained from it again for ver gain control passes on to the amplifier. A other control device, such as. B. for amplitudes control is used for video signals the amplitudes of certain signal components and controls according to the amplifier.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin dung ist der Verstärker derart gestaltet, dass er die Gesamtsystemverstärkung einschließlich der optischen Übertragungsstrecke auf einem konstanten Wert hält. Dies kann im einfachsten Falle erreicht werden durch eine Verstärkungskennlinie des Verstärkers, welche re ziprok zur Kennlinie des optischen Übertragungselemen tes ist.In another advantageous embodiment of the Erfin The amplifier is designed in such a way that it Overall system reinforcement including optical Keeps transmission path at a constant value. In the simplest case, this can be achieved by a gain characteristic of the amplifier, which right ziprok to the characteristic of the optical transmission element it is.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er findung befindet sich eine zweite optische Übertra gungsstrecke, welche stationär entweder auf Sender- oder Empfängerseite angebracht ist und nicht zur Drehü bertragung dient. Diese Übertragungsstrecke wird dann vom Verstärker in einer Mitkoppelungsschleife derart eingesetzt, dass eine konstante Systemverstärkung er reicht wird.In a further advantageous embodiment of the Er there is a second optical transmission distance, which is stationary either on the transmitter or receiver side is attached and not to the rotary transmission serves. This transmission route is then from the amplifier in a positive feedback loop like this used that a constant system gain he is enough.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Kompensationsübertragungsstrecke mittels eines Getriebes an die erste Drehübertragungsstrecke angekop pelt, so dass sie sich gleichsinnig mit dieser bewegt. Dadurch können auch dynamische, während der Rotation auftretende Abbildungsfehler, welche wiederum Amplitu denschwankungen hervorrufen, kompensiert werden.In a further embodiment of the invention second compensation transmission link by means of a Gearbox coupled to the first rotary transmission link pelt so that it moves in the same direction with it. This can also be dynamic while rotating occurring imaging errors, which in turn amplitudes cause fluctuations, be compensated.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist im Strahlengang mindestens ein teildurchlässiger Spiegel angeordnet. Dieser erlaubt die Auskopplung eines be stimmten Signalanteiles an Sender bzw. Empfänger. Zur Realisierung mehrkanaliger Übertragungssysteme können auch mehrere dieser Spiegel hintereinander angeordnet werden.In a further embodiment of the invention Beam path at least one partially transparent mirror arranged. This allows the decoupling of a be agreed signal share to sender or receiver. to Realization of multi-channel transmission systems can also several of these mirrors arranged one behind the other become.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exempla risch beschrieben, auf die im übrigen hinsichtlich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfin dungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:The invention is hereinafter without limitation of all general inventive idea based on execution examples with reference to the drawing exempla risch described on the rest of the Disclosure of all inventions not further explained in the text details in accordance with the invention are expressly referred to. It demonstrate:

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Anordnung entsprechend dem Anspruch 1; FIG. 1 shows an inventive arrangement in accordance with claim 1;

Fig. 2: beispielhafte Anordnung mit optischem Detektor und elektrischem Verstärker; FIG. 2 shows exemplary arrangement with an optical detector and an electrical amplifier;

Fig. 3: beispielhafte Anordnung mit einer Umsetzung op tisch-elektrisch-optisch; Fig. 3: exemplary arrangement with an implementation op table-electrical-optical;

Fig. 4: beispielhafte Anordnung mit Verstärker auf der Sendeseite; FIG. 4 shows exemplary arrangement with amplifier on the transmitting side;

Fig. 5: beispielhafte Anordnung mit einer Umsetzung op tisch-elektrisch-optisch auf der Sendeseite; Fig. 5: exemplary arrangement with an implementation op table-electrical-optical on the transmission side;

Fig. 6: beispielhafte Anordnung mit elektro-optischen Wandlern auf Sende- und Empfangsseite; FIG. 6 shows exemplary arrangement of electro-optical transducers to transmit and receive side;

Fig. 7: schematische Darstellung einer besonders einfa chen Anordnung; Fig. 7: schematic representation of a particularly simple arrangement;

Fig. 8: schematische Dartstellung einer mehrkanaligen An ordnung. Fig. 8: schematic darts of a multi-channel order.

Fig. 1) stellt schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung dar. Zwischen einer ersten Komponente (1) und einer gegenüber dieser drehbar angeordneten zweiten Komponente (2) werden optische Signale übertragen. Um das Drehübertragungssy stem besonders einfach zu gestalten, wird auf aufwendige optische Komponenten verzichtet. Statt dessen erfolgt die Kompensation der optischen Verluste durch einen in das System integrierten Verstärker. Ein solcher Verstärker kann wahlweise aus einem rein optischen Verstärker (erbi um-dotierte Faser) oder auch aus einem elektrischen Ver stärker bestehen. Im zweiten Falle ist es aber notwendig, dass zusätzliche elektrooptische Komponenten zur Umset zung der Lichtsignale in elektrische Signale vorgesehen werden. Diese sind heutzutage aber besonders kostengün stig in großen Stückzahlen auf dem Markt, so dass diese Anordnung besonders preiswert realisierbar ist. Entspre chend der Erfindung kann der Verstärker wahlweise in der ersten Einheit (1), der zweiten Einheit (2) oder jeweils ein Verstärker in beiden Einheiten vorhanden sein. Fig. 1) schematically represents an arrangement according to the invention. Optical signals are transmitted between a first component ( 1 ) and a second component ( 2 ) rotatably arranged relative thereto. In order to make the rotation transmission system particularly simple, complex optical components are dispensed with. Instead, the optical losses are compensated by an amplifier integrated in the system. Such an amplifier can optionally consist of a purely optical amplifier (erbi um-doped fiber) or an electrical Ver. In the second case, however, it is necessary to provide additional electro-optical components for converting the light signals into electrical signals. Nowadays, however, these are particularly inexpensive in large quantities on the market, so that this arrangement can be implemented particularly inexpensively. According to the invention, the amplifier can optionally be present in the first unit ( 1 ), the second unit ( 2 ) or an amplifier in both units.

Fig. 2) zeigt eine beispielhafte Ausführung mit elektrooptischen Konvertern auf der Empfängerseite. Das optische Eingangs signal (10) wird mittels einer senderseitigen Komponente (11) zur empfangsseitigen Komponente (15), welche einen elektrooptischen Konverter, wie beispielsweise eine Foto- Diode, enthält, übertragen. Das elektrische Ausgangs signal (17) dieser Einheit wird an einen elektrischen Verstärker (16) übertragen und als elektrisches Ausgangs signal (18) der gesamten Drehübertragungseinheit an nach folgende Baugruppen weitergeleitet. Fig. 2) shows an exemplary embodiment with electro-optical converters at the receiver side. The optical input signal ( 10 ) is transmitted by means of a transmitter-side component ( 11 ) to the receiving-side component ( 15 ), which contains an electro-optical converter, such as a photo diode. The electrical output signal ( 17 ) of this unit is transmitted to an electrical amplifier ( 16 ) and passed on as an electrical output signal ( 18 ) of the entire rotary transmission unit to the following modules.

Fig. 3) zeigt eine beispielhafte Anordnung mit optischen Aus gangssignalen und elektrischer Zwischenverstärkung. Das optische Eingangssignal (10) wird mit einer senderseiti gen Einheit (11) zu einer empfangsseitigen Einheit (15) übertragen. Diese setzt die optischen Signale in elektri sche Signale (17) um, welche in einer Verstärkerstufe (16) weiter verstärkt werden. Diese verstärkten Ausgangs signale (18) werden einer weiteren elektrooptischen Wand lerstufe, wie z. B. einer LED- oder Laser-Diode zugeführt und als optisches Ausgangssignal (20) ausgegeben. Eine derartige Anordnung ist besonders vorteilhaft, da sie ei nerseits optische Eingangssignale verarbeiten kann, ande rerseits optische Ausgangssignale ausgibt. Durch den elektrischen Verstärker lassen sich nicht nur die opti schen Verluste der Drehübertragungsanordnung, d. h. der optischen Strecke zwischen den Einheiten (11) und (15) kompensieren, sondern es lassen sich auch weitere in der Gesamtanordnung, d. h. in den optischen Zuleitungen, wel che die Signale (10) bzw. (20) übertragen, auftretende Verluste kompensieren. Damit kann diese Anordnung gleich zeitig die Aufgabe eines optischen Zwischenverstärkers bzw. eines Repeaters übernehmen. Fig. 3) shows an exemplary arrangement with optical output signals and electrical intermediate amplification. The optical input signal ( 10 ) is transmitted with a transmitter-side unit ( 11 ) to a receiver-side unit ( 15 ). This converts the optical signals into electrical signals ( 17 ), which are further amplified in an amplifier stage ( 16 ). These amplified output signals ( 18 ) are a further electro-optical wall stage, such as. B. an LED or laser diode and output as an optical output signal ( 20 ). Such an arrangement is particularly advantageous since it can process optical input signals on the one hand and outputs optical output signals on the other hand. The electrical amplifier can not only compensate the optical losses of the rotary transmission arrangement, ie the optical path between the units ( 11 ) and ( 15 ), but it can also be in the overall arrangement, ie in the optical feed lines, which che the Transmit signals ( 10 ) or ( 20 ), compensate for losses. This arrangement can thus take over the task of an optical repeater or a repeater at the same time.

Fig. 4) zeigt eine beispielhafte Anordnung mit einer Verstärker stufe auf der Sendeseite. Hier wird ein elektrisches Ein gangssignal (12) einer elektrischen Verstärkerstufe (13) zugeführt, welche ein Signal zur Ansteuerung eines elek trooptischen Wandlers, wie z. B. einer LED- oder Laser- Diode (14), erzeugt. Das optische Signal wird zu einem Empfänger (21) übertragen und als optisches Signal (20) an nachfolgende Komponenten weitergeleitet. Der Empfänger (21) kann hier ebenso wie die Sender (11) in den vorher gehenden Abbildungen wahlweise aus einem lichtleitenden Medium, wie beispielsweise einem Lichtwellenleiter (Glas/Kunststoff-Faser) in welches das Licht direkt ein- bzw. ausgekoppelt wird, oder auch aus einem Linsensystem, welches zur Einkoppelung bzw. Auskoppelung von Licht in derartige Lichtleiter vorgesehen ist, bestehen. Fig. 4) shows an exemplary arrangement with an amplifier stage on the transmission side. Here, an electrical input signal ( 12 ) is fed to an electrical amplifier stage ( 13 ), which has a signal for controlling an electro-optical converter, such as. B. an LED or laser diode ( 14 ). The optical signal is transmitted to a receiver ( 21 ) and passed on to subsequent components as an optical signal ( 20 ). The receiver ( 21 ), like the transmitter ( 11 ) in the previous illustrations, can either be made of a light-conducting medium, such as an optical waveguide (glass / plastic fiber), into which the light is directly coupled or decoupled, or else consist of a lens system, which is provided for coupling or decoupling light into such light guides.

Fig. 5) zeigt eine beispielhafte Anordnung mit einer elektrischen Verstärkung auf der Sendeseite. Hierbei wird ein opti sches Eingangssignal (22) von einem optoelektrischen Wandler (19) in ein elektrisches Signal (12) umgesetzt. Dieses wird mittels eines elektrischen Verstärkers (13) derart verstärkt, dass es von einem elektrooptischen Wandler (14) als optische Information zur optischen Emp fangseinheit (21) übertragen und als Lichtsignal (20) an nachfolgende Einheiten ausgegeben werden kann. Fig. 5) shows an exemplary arrangement with an electrical amplification on the transmission side. In this case, an optical input signal ( 22 ) is converted by an optoelectric converter ( 19 ) into an electrical signal ( 12 ). This is amplified by means of an electrical amplifier ( 13 ) in such a way that it can be transmitted by an electro-optical converter ( 14 ) as optical information to the optical receiver unit ( 21 ) and output as a light signal ( 20 ) to subsequent units.

Fig. 6) zeigt eine beispielhafte Anordnung mit elektro-optischen Wandlern auf Sende- und Empfangsseite. Ein elektrisches Signal wird mittels eines elektrischen Verstärkers (13) verstärkt und an einen optischen Sender (14) weitergege ben. Dieser überträgt es an den dem gegenüber drehbar an geordneten optischen Empfänger (15), welcher wiederum ein elektrisches Ausgangssignal an den zweiten Verstärker (16) weiterleitet. Dieser gibt ein verstärktes elektri sches Signal an nachfolgende Einheiten weiter. Diese An ordnung kann selbstverständlich entsprechend den Anord nungen aus Fig. 3) und Fig. 5) derart ausgestaltet wer den, dass sie optische Empfänger auf der Eingangseite und optische Sender auf der Ausgangsseite besitzt. Fig. 6) shows an exemplary assembly having electro-optical transducers to transmit and receive side. An electrical signal is amplified by means of an electrical amplifier ( 13 ) and passed on to an optical transmitter ( 14 ). This transmits it to the optical receiver ( 15 ), which is rotatable relative to it and which in turn forwards an electrical output signal to the second amplifier ( 16 ). This passes on an amplified electrical signal to subsequent units. This arrangement can of course be designed in accordance with the arrangements of FIG. 3) and FIG. 5) in such a way that it has optical receivers on the input side and optical transmitters on the output side.

Fig. 7) zeigt eine beispielhafte mechanische Anordnung der Erfin dung. Eine erste Einheit (51) ist gegenüber einer zweiten Einheit (53) drehbar angeordnet. Die Drehung erfolgt um die Drehachse (59) in der Drehebene (52). Die erste Ein heit (51) enthält mindestens eine optische Komponente (54) und die zweite Einheit (53) enthält mindestens eine zweite optische Einheit (55). Diese beiden optischen Ein heiten sind vorteilhafter Weise so angeordnet, dass sie die gleiche optische Achse besitzen. Fig. 7) shows an exemplary mechanical arrangement of the inven tion. A first unit ( 51 ) is rotatably arranged with respect to a second unit ( 53 ). The rotation takes place about the axis of rotation ( 59 ) in the plane of rotation ( 52 ). The first unit ( 51 ) contains at least one optical component ( 54 ) and the second unit ( 53 ) contains at least one second optical unit ( 55 ). These two optical units are advantageously arranged so that they have the same optical axis.

Fig. 8) zeigt beispielhaft eine Anordnung zur mehrkanaligen Dre hübertragung. Zur Orientierung ist hier die Drehebene (61) eingezeichnet. Die Ein- bzw. Auskoppelung der optischen Signale erfolgt hier beispielhaft mit teildurchläs sigen Spiegeln (65, 66, 67, 68, 69, 70), welche den ent sprechenden optischen Komponenten (62, 63, 64, 71, 72, 73) zugeordnet sind. Diese teildurchlässigen Spiegel kön nen in einer besonders einfachen Ausführung der Erfindung wellenlängenunselektiv sein und beispielsweise einen ge ringen Anteil von 10% des optischen Signales auskoppeln. Die dadurch entstehenden hohen Verluste können durch die erfindungsgemäß vorhandenen Verstärker problemlos wieder kompensiert werden. Daher können bei dieser Erfindung vorteilhafter Weise im Gegensatz zu anderen optischen Übertragungssystemen Spiegel mit besonders niedrigen Auskopplung in Richtung der Lichtführung zu den jeweili gen optischen Komponenten verwendet werden, da die Verlu ste wieder kompensiert werden können. Dies soll anhand einer Signalübertragung zwischen der optischen Komponente (71) und der optischen Komponente (64) verdeutlicht wer den. Beispielhaft sei die optische Komponente (71), ein Sender, welche mittels des Spiegels (68) Licht entlang der optischen Achse in Richtung der Spiegel (67, 66 und 65) einkoppelt. Ein entsprechender Anteil dieses Lichtes wird vom empfängerseitigen Spiegel (67) ausgekoppelt und an die Empfangseinheit (64) weitergeleitet. Besitzt bei spielsweise der Spiegel (67) nur eine Reflexion von 10% in Richtung des optischen Empfängers (64), so werden 90% des Lichtes in Richtung der Spiegel (66) bzw. (65) wei tergeleitet. Dies bedeutet einerseits für den optischen Pfad in Richtung des Empfängers (64) eine Dämpfung des optischen Signals auf 10%, andererseits würden Lichtan teile von optischen Sendern (73), welche beispielsweise an die Empfangseinheit (62) weiter übertragen werden sollten, durch das Passieren mehrerer Spiegel nur unwe sentlich gedämpft, da die Dämpfung der einzelnen Spiegel relativ gering ist. In einer besonders vorteilhaften Aus bildung der Erfindung können hier auch wellenlängenselek tive Spiegel eingesetzt werden. Weiterhin gibt es bei ei ner derartigen Anordnung keinerlei Beschränkungen bezüg lich der Richtung der Signalübertragung. So kann bei spielsweise von einer Sendeeinheit (71) zu einer Emp fangseinheit (64), von einer weiteren Sendeeinheit (73) zu einer weiteren Empfangseinheit (72) und von einer bei spielhaften Sendeeinheit (63) zu einer Empfangseinheit (72) Signale übertragen werden. Alle anderen denkbaren Kombinationen sind auch hier realisierbar. Eine besonders sinnvolle Ausgestaltung besteht darin, dass ein zusätzli cher optischer Kanal zur Messung der Streckendämpfung verwendet wird, dieser wieder ein Rückkoppelsignal in ei ne Verstärkerstufe zur Kompensation der Streckenverluste erzeugt, so dass unabhängig von der Streckendämpfung ein konstanter Verstärkungsfaktor eingestellt werden kann. Fig. 8) shows an example of an arrangement for multi-channel rotary transmission. The level of rotation ( 61 ) is shown here for orientation. The coupling or decoupling of the optical signals is carried out here, for example, with semi-transparent mirrors ( 65 , 66 , 67 , 68 , 69 , 70 ) which correspond to the corresponding optical components ( 62 , 63 , 64 , 71 , 72 , 73 ) are. In a particularly simple embodiment of the invention, these semitransparent mirrors can be wavelength-selective and, for example, extract a small portion of 10% of the optical signal. The resulting high losses can be easily compensated for by the amplifiers according to the invention. Therefore, in this invention, in contrast to other optical transmission systems, mirrors with a particularly low coupling-out in the direction of the light guidance to the respective optical components can advantageously be used, since the losses can be compensated for again. This is illustrated by a signal transmission between the optical component ( 71 ) and the optical component ( 64 ) who the. As an example, consider the optical component ( 71 ), a transmitter which uses the mirror ( 68 ) to couple light along the optical axis in the direction of the mirror ( 67 , 66 and 65 ). A corresponding portion of this light is coupled out from the receiver-side mirror ( 67 ) and passed on to the receiving unit ( 64 ). If, for example, the mirror ( 67 ) only has a reflection of 10% in the direction of the optical receiver ( 64 ), 90% of the light is passed on in the direction of the mirror ( 66 ) or ( 65 ). On the one hand, this means for the optical path in the direction of the receiver ( 64 ) an attenuation of the optical signal to 10%, on the other hand, Lichtan parts of optical transmitters ( 73 ), which should be transmitted to the receiving unit ( 62 ), for example, by passing through several mirrors only slightly damped, since the damping of the individual mirrors is relatively low. In a particularly advantageous embodiment of the invention, wavelength-selective mirrors can also be used here. Furthermore, there is no restriction regarding the direction of signal transmission in such an arrangement. For example, signals can be transmitted from a transmitter unit ( 71 ) to a receiver unit ( 64 ), from a further transmitter unit ( 73 ) to a further receiver unit ( 72 ) and from an example transmitter unit ( 63 ) to a receiver unit ( 72 ) , All other conceivable combinations can also be implemented here. A particularly useful embodiment is that an additional optical channel is used to measure the path loss, which in turn generates a feedback signal in an amplifier stage to compensate for the path losses, so that a constant gain factor can be set independently of the path loss.

Claims

1. Arrangement for optical rotation transmission with beam guidance through the axis of rotation consisting of two mutually rotatable units, which are designed either for sending or receiving signals, characterized in that an active optical element is provided at least at one point in the optical path and there is an additional amplifier which compensates for the transmission losses of the optical system.

2. Arrangement according to claim 1 characterized in that the transmitter from an optical radiation generating Semiconductor exists.

3. Arrangement according to claim 1 or 2 characterized in that the receiver detects from an optical radiation renden semiconductor exists.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the amplifier is a purely optical amplifier, at for example based on an erbium-doped company it is.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one electro-optical converter and one elec trical amplifier to compensate for the transmission loss of an optical system is present.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that at most one optical focus in each beam path element is included.

7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that that is not connected to the rotation transmission system Side of the amplifier with another electroopti connected converter for converting optical signals that is.

8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the amplifier in the case of digital Si transmission gnale a device for the reconstruction of the digita len signals.

9. Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the amplifier in the case of the transmission of analog Si gnale a device for controlling the signal ampli tude to a constant value.

10. Arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the amplifier in the case of the transmission of analog Si gnale a device for regulating the overall system amplification including optical transmission distance to a constant value.

11. Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that an additional optical coupling element, consisting a transmitter and a receiver, both of which are fixed to each other, consisting of the same optical coupling elements as the first Coupling element and also a positive feedback circuit is available for the amplifier, the gestal is that with the help of the second coupling element the total gain is kept at a constant value is valid.

12. Arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that an arrangement in the optical transmission path, best consisting of at least one partially transparent mirror, a part of the optical power to one decoupled transmitter or receiver, available is.