DE10032542B4

DE10032542B4 - Active optical rotary transformer

Info

Publication number: DE10032542B4
Application number: DE10032542A
Authority: DE
Inventors: Georg Dr. 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: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: DE10032542A1

Abstract

Anordnung zur optischen Drehübertragung bestehend aus zwei gegeneinander drehbaren Einheiten (1, 2), welche wahlweise zum Senden bzw. Empfangen von digitalen Signalen ausgelegt sind, wobei durch optische Zuleitungen ein optisches Eingangssignal (10) zugeführt und ein optisches Ausgangssignal (20) ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einer Stelle im optischen Pfad zwischen dem optischen Eingangssignal (10) und dem optischen Ausgangssignal (20) ein optoelektrischer Wandler (15) zur Umsetzung des optischen Eingangssignals in ein elektrisches Signal (17), mit nachfolgendem elektrischem Verstärker (16) und einem elektrooptischen Wandler (14) zur Ausgabe des verstärkten elektrischen Signals (18) als optisches Ausgangssignal (20) vorhanden ist, wobei die Übertragungsverluste des optischen Systems kompensiert werden, sowie weiterhin in dem Verstärker (16) eine Einrichtung zur Rekonstruktion der digitalen Signale vorhanden ist.arrangement for optical rotation transmission consisting of two mutually rotatable units (1, 2), which optionally designed for transmitting or receiving digital signals are, wherein optical lines through an optical input signal (10) supplied and an optical output signal (20) is output, characterized that at least at one point in the optical path between the optical Input signal (10) and the optical output signal (20) an opto-electric Converter (15) for converting the optical input signal into a electrical signal (17), with subsequent electric amplifier (16) and an electro-optical converter (14) for outputting the amplified electrical Signal (18) as an optical output signal (20) is present, wherein the transmission losses of the optical system, and continue to be in the amplifier (16) there is a device for reconstructing the digital signals is.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur aktiven optischen Signalübertragung. Zur Übertragung optischer Signale sind eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme bekannt. In der Regel sind diese als signaltransparente passive Übertragungssysteme ausgelegt. Damit derartige passive Systeme in einem möglichst weiten Bereich 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 Sendeelements auf das Empfangselement realisieren. Dies erfordert verschiedene Linsensysteme, sowie höchste Anforderungen an die mechanischen Toleranzen des gesamten Drehübertragungssystems.The The invention relates to a device for active optical Signal transmission. For transmission Optical signals are known a variety of different systems. As a rule, these are signal-transparent passive transmission systems designed. So that such passive systems in one possible wide range can be used, they must as possible low transmission loss to be optimized. Such a low transmission loss can be only by one possible lossless mapping of the transmitting element to the receiving element realize. This requires different lens systems, as well as highest requirements to the mechanical tolerances of the entire rotation 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 lichtleitenden Fasern, so dass eine möglichst verlustfreie Abbildung möglich ist. In diesem Umfeld gibt es eine Vielzahl weiterer Erfindungen, welche sich mit dem selben Themenkreis der möglichst verlustlosen optischen Abbildung beschäftigen. In jedem Fall ist das Ziel der verlustlosen optischen Abbildung nur mit hohem mechanischen und finanziellen Aufwand erreichbar.exemplary is such a transmission system in U.S. Patent Application No. 4,725,116. The main point This patent application is directed to the clean and impeccable Adjustment of the light-conducting fibers, so that as possible lossless illustration possible is. There are many other inventions in this environment which deals with the same topic of lossless as possible optical Deal with picture. In any case, the goal is lossless optical imaging achievable only with high mechanical and financial expenditure.

In der DE 34 11 121 C2 ist eine Vorrichtung zur optischen Drehübertragung zwischen zwei gegeneinander drehbaren Einheiten offenbart. Diese Vorrichtung weist eingangsseitig beziehungsweise ausgangsseitig optische Lichtleiter auf. Alternativ kann die Übertragung von elektrischen Signalen, wie Gleichspannungssignale von Temperaturfühlern und Druckaufnehmern, Wechselspannungen von Synchrongebern, Impulse von Zählern und Kopierern oder Videosignale von Fernsehkameras oder CCD-Zeilensensoren nach Umwandlung in Lichtsignale erfolgen. Hierbei können die elektrischen Signale mittels schneller Infrarot-LEDs/PIN-Fotodioden umgesetzt werden. Hierbei ist auch ein Ausgleich von Lichtstromschwankungen aufgrund der Rotation durch den zugehörigen Verstärker möglich. Allerdings ist dann mit dieser Anordnung eine Übertragung von optischen Signalen auf der Eingangsseite zu optischen Signalen auf der Ausgangsseite nicht mehr möglich.In the DE 34 11 121 C2 discloses a device for optical rotation transmission between two mutually rotatable units. This device has on the input side or output side optical fiber. Alternatively, the transmission of electrical signals, such as DC signals from temperature sensors and pressure transducers, AC voltages from synchronous encoders, pulses from counters and copiers, or video signals from television cameras or CCD line sensors can take place after conversion into light signals. Here, the electrical signals can be implemented by means of fast infrared LEDs / PIN photodiodes. In this case, a compensation of luminous flux fluctuations due to the rotation by the associated amplifier is possible. However, then with this arrangement, a transmission of optical signals on the input side to optical signals on the output side is no longer possible.

Die DE 692 22 912 T2 beschreibt eine Anordnung zur Kompensation von Übertragungsverlusten in optischen Systemen mit Lichtleitern. Dort wird ein optischer Verstärker bzw. ein Faserlichtverstärker eingesetzt, der die groß aufbauenden herkömmlichen Leistungsverstärker mit elektrischer Zwischenverstärkung und optoelektrischen bzw. elektrooptischen Wandlern ersetzt. Der Faserlicht verstärker basiert dabei auf einer mit seltenen Erden (z.B. Erbium) dotierten Faser.The DE 692 22 912 T2 describes an arrangement for compensation of transmission losses in optical systems with optical fibers. There, an optical amplifier or a fiber light amplifier is used, which replaces the large-scale conventional power amplifier with electrical intermediate amplification and opto-electrical or electro-optical converters. The fiber light amplifier is based on a rare earth (eg Erbium) doped fiber.

Darstellung der Erfindungpresentation the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein kostengünstiges optisches Übertragungssystem mit wesentlich verringertem mechanischen und optischen Aufwand darzustellen.The The object of the invention is therefore to provide a cost-effective optical transmission system represent with significantly reduced mechanical and optical effort.

Die Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The The object is achieved by the means specified in claim 1. advantageous Further developments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, an Stelle eines auf Verlustarmut optimierten optischen Systems ein möglichst einfaches optisches System mit hohen Verlusten zu verwenden und diese in einer vor- bzw. nachgeschalteten insbesondere elektrischen Verstärkerstufe wieder zu kompensieren. Dazu wird im Strahlengang des optischen Drehübertragungssystems an mindestens einer Stelle 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 Verluste vorgeschaltet, im Falle einer Empfangsdiode wird dieser ein Verstärker zur Kompensation der Verluste des Übertragungssystems nachgeschaltet. Es ist grundsätzlich 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 Übertragungsverluste zu schalten.The Invention is based on the idea, instead of one on low loss Optimized optical system as simple as possible optical System with high losses and use these in a or downstream in particular electrical amplifier stage compensate again. This is done in the optical path of the optical Rotation transmission system at least one location an active optical element, such. As a light emitting diode, a laser diode or receiver side, a photodiode used. If a transmitter diode is used, this becomes an amplifier for Compensation of losses upstream, in the case of a receiving diode this one amplifier downstream to compensate for the losses of the transmission system. It is basically also possible, an active transmitting element, such as a transmitting diode, and an active receiving element, how to combine a photodiode in the same beam path and before the transmitter diode and behind the receiving diode a corresponding amplifier for Compensation of transmission losses to switch.

Es befindet sich an beiden Seiten des Verstärkers jeweils ein elektro-optischer Wandler. Dies bedeutet, dass im Falle einer Anordnung eines Verstärkers vor dem Sender dafür noch ein zusätzliches optisches Empfangselement, wie eine Fotodiode, vor dem Verstärker angeordnet wird, so dass das Gesamtsystem optische Signale empfangen, diese in elektrische umsetzen, wieder in optische 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 werden, 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 auszugeben. Sind in der Anordnung zwei Verstärker, nämlich ein Verstärker auf der Eingangsseite, welcher dem Sender des Drehübertragungssystems zugeordnet ist, sowie ein Verstärker auf der Ausgangsseite, welcher dem Empfänger des Drehübertragungssystems zugeordnet ist, vorhanden, so können sowohl an der Eingangsseite des Ge samtsystems, als auch an der Ausgangsseite des Gesamtsystems elektro-optische Wandler angebracht werden.There is an electro-optical converter on both sides of the amplifier. This means that in the case of an amplifier arrangement in front of the transmitter, an additional optical receiving element, such as a photodiode, is placed in front of the amplifier so that the overall system can receive optical signals, convert them into electrical signals, convert them back to optical, and finally on the output side provides optical signals again. If, on the other hand, an amplifier is assigned to the receiving side of the rotation transmission system, an electrical-optical converter, such as a light-emitting diode or a laser diode, can be mounted on the output side in order to convert the electrical signals into optical signals. Thus, the entire system is in this case also able to process optical input signals and in turn output optical output signals. Are in the arrangement of two amplifiers, namely an amplifier on the input side, which is associated with the transmitter of the rotation transmission system, and an amplifier on the output side, which the Empfän ger of the rotation transmission system is present, available, so both on the input side of the Ge overall system, as well as on the output side of the overall system electro-optical converter can be attached.

Weiterhin 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 Komparators. Eine Rekonstruktion der Signale im Zeitbereich, d. h. die Verringerung von Anstiegszeiten, Jitter und Verzerrungen läßt sich durch eine PLL-gesteuerte Taktregenerationsschaltung erreichen.Farther is in the amplifier a device that reconstructs digital signals. Such Reconstruction can be different according to the state of the art Species take place. The simplest way is the reconstruction of the amplitude by means of a comparator. A reconstruction of the signals in the time domain, d. H. the reduction of rise times, jitter and distortions lets itself through achieve a PLL-controlled clock regeneration circuit.

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 There is thus the possibility for compensation of transmission losses an optical system at least one electro-optical converter and an electric amplifier provide. It can advantageous electrical amplifier circuits be used.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird der Verstärker auch als ein rein optischer Verstärker bereitgestellt. Dies kann insbesondere auf der Grundlage einer erbium-dotierten Faser erfolgen. Damit entfällt die Notwendigkeit der Umwandlung der optischen Signale in elektrische, wie dies bei Verwendung eines elektrischen Verstärkers gegeben wäre.According to one advantageous embodiment of the present invention is the amplifier also provided as a purely optical amplifier. This can be special based on an erbium-doped fiber. This eliminates the Need to convert the optical signals into electrical, as would be the case with the use of an electrical amplifier.

Gemäß weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen ist damit auch die mit dem Drehübertragungssystem nicht verbunde ne Seite des Verstärkers mit einem weiteren elektrooptischen Wandler zur Umsetzung optischer Signale verbunden. Damit ist vorteilhaft einer optischen Übertragungsstrecke eine elektrische Verstärkung lediglich zwischengeschaltet. Eine Anpassung externer optischer Übertragungsleitungen an die elektrischen Verstärker ist damit nicht notwendig.According to others advantageous embodiments is thus also with the rotation transmission system not connected ne side of the amplifier with another electro-optical converter for implementing optical Signals connected. This is advantageous for an optical transmission path an electrical amplification only interposed. An adaptation of external optical transmission lines to the electrical amplifiers is not necessary.

Zudem braucht vorteilhaft in jedem Strahlengang lediglich ein optisches fokussierendes Element bereitgestellt werden. Damit können vorteilhaft die optischen Systeme möglichst einfach bereitgestellt werden.moreover needs advantageously in each beam path only an optical be provided focusing element. This can be advantageous the optical systems as possible simply be provided.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besitzt der Verstärker eine Regelschaltung zur Regelung der Ausgangssignalamplitude oder von Teilen derselben. Derartige Schaltungen sind entsprechend dem Stand der Technik in vielerlei Ausführungsformen bekannt. Eine besonders einfache Ausführung enthält einen Spitzenwertdetektor, welcher die Amplituden des Signals bestimmt und das daraus gewonnene Signal wieder zur Verstärkungsregelung an den Verstärker weiterleitet. Eine andere Regeleinrichtung, wie sie z. B. zur Amplitudenregelung bei Videosignalen eingesetzt wird, ermittelt die Amplituden bestimmter Signalanteile und steuert entsprechend den Verstärker.In In a further embodiment of the invention, the amplifier has a Control circuit for regulating the output signal amplitude or parts the same. Such circuits are according to the state of Technology in many embodiments known. A particularly simple embodiment includes a peak detector, which determines the amplitudes of the signal and the resulting Signal back to the gain control the amplifier forwards. Another control device, as z. B. for amplitude control used in video signals, determined the amplitudes of certain Signal components and controls according to the amplifier.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung 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 reziprok zur Kennlinie des optischen Übertragungselementes ist.In another advantageous embodiment of the invention is the amplifier designed such that it the overall system gain including the optical transmission path keeps at a constant value. This can be achieved in the simplest case by a gain characteristic the amplifier, which is reciprocal to the characteristic of the optical transmission element.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung befindet sich eine zweite optische Übertragungsstrecke, welche stationär entweder auf Sender- oder Empfängerseite angebracht ist und nicht zur Drehübertragung dient. Diese Übertragungsstrecke wird dann vom Verstärker in einer Mitkoppelungsschleife derart eingesetzt, dass eine konstante Systemverstärkung erreicht wird.In a further advantageous embodiment of the invention is located a second optical transmission link, which stationary either on the sender or receiver side is attached and does not serve for rotation transmission. This transmission path is then from the amplifier used in a Mitkoppelungsschleife such that a constant system gain is reached.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Kompensationsübertragungsstrecke mittels eines Getriebes an die erste Drehübertragungsstrecke angekoppelt, so dass sie sich gleichsinnig mit dieser bewegt. Dadurch können auch dynamische, während der Rotation auftretende Abbildungsfehler, welche wiederum Amplitudenschwankungen hervorrufen, kompensiert werden.In Another embodiment of the invention is the second compensation transmission path coupled by means of a gear to the first rotation transmission path, so that she moves in the same direction with this. This can also be done dynamic while the rotation occurring aberrations, which in turn amplitude fluctuations cause to be compensated.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist im Strahlengang mindestens ein teildurchlässiger Spiegel angeordnet. Dieser erlaubt die Auskopplung eines bestimmten Signalanteiles an Sender bzw. Empfänger. Zur Realisierung mehrkanaliger Übertragungssysteme können auch mehrere dieser Spiegel hintereinander angeordnet werden.In a further embodiment of the invention is at least in the beam path a partially permeable Mirror arranged. This allows the extraction of a particular Signal component to transmitter or receiver. For the realization of multichannel transmission systems can also several of these mirrors are arranged one behind the other.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen hinsichtlich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:The Invention will be described below without limiting the general inventive concept of exemplary embodiments described by way of example with reference to the drawing, to the Furthermore with regard to the disclosure of all unspecified in the text Details of the invention expressly is referenced. Show it:

1: eine erfindungsgemäße Anordnung; 1 an arrangement according to the invention;

2: beispielhafte Anordnung mit einer Umsetzung optisch-elektrisch-optisch; 2 : exemplary arrangement with a conversion optical-electrical-optical;

3: beispielhafte Anordnung mit einer Umsetzung optisch-elektrisch-optisch auf der Sendeseite; 3 : exemplary arrangement with a conversion optical-optical-optical on the transmitting side;

4: schematische Darstellung einer besonders einfachen Anordnung; 4 : schematic representation of a particularly simple arrangement;

5: schematische Dartstellung einer mehrkanaligen Anordnung. 5 : schematic Dartstellung a multi-channel arrangement.

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 Drehübertragungssystem 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 (erbium-dotierte Faser) oder auch aus einem elektrischen Verstärker bestehen. Im zweiten Falle ist es aber notwendig, dass zusätzliche elektrooptische Komponenten zur Umsetzung der Lichtsignale in elektrische Signale vorgesehen werden. Diese sind heutzutage aber besonders kostengünstig in großen Stückzahlen auf dem Markt, so dass diese Anordnung besonders preiswert realisierbar ist. Entsprechend der Erfindung kann der Verstärker wahlweise in der ersten Einheit (1), der zweiten Einheit (2) oder jeweils ein Verstärker in beiden Einheiten vorhanden sein. 1 ) schematically represents an arrangement according to the invention. Between a first component ( 1 ) and a rotatable second component (FIG. 2 ), optical signals are transmitted. In order to make the rotation transmission system very simple, is dispensed with complex optical components. Instead, the optical losses are compensated by an amplifier integrated into the system. Such an amplifier may optionally consist of a purely optical amplifier (erbium-doped fiber) or of an electrical amplifier. In the second case, however, it is necessary to provide additional electro-optical components for converting the light signals into electrical signals. These are nowadays particularly cost-effective in large quantities on the market, so that this arrangement is particularly inexpensive to implement. According to the invention, the amplifier may optionally be in the first unit ( 1 ), the second unit ( 2 ) or one amplifier each in both units.

2) zeigt eine beispielhafte Anordnung mit optischen Ausgangssignalen und elektrischer Zwischenverstärkung. Das optische Eingangssignal (10) wird mit einer senderseitigen Einheit (11) zu einer empfangsseitigen Einheit (15) übertragen. Diese setzt die optischen Signale in elektrische Signale (17) um, welche in einer Verstärkerstufe (16) weiter verstärkt werden. Diese verstärkten Ausgangssignale (18) werden einer weiteren elektrooptischen Wandlerstufe, wie z. B. einer LED- oder Laser-Diode zugeführt und als optisches Ausgangssignal (20) ausgegeben. Eine derartige Anordnung ist besonders vorteilhaft, da sie einerseits optische Eingangssignale verarbeiten kann, andererseits optische Ausgangssignale ausgibt. Durch den elektrischen Verstärker lassen sich nicht nur die optischen 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, welche die Signale (10) bzw. (20) übertragen, auftretende Verluste kompensieren. Damit kann diese Anordnung gleichzeitig die Aufgabe eines optischen Zwischenverstärkers bzw. eines Repeaters übernehmen. 2 ) shows an exemplary arrangement with optical output signals and electrical intermediate amplification. The optical input signal ( 10 ) is connected to a transmitter-side unit ( 11 ) to a receiving unit ( 15 ) transfer. This converts the optical signals into electrical signals ( 17 ), which in an amplifier stage ( 16 ). These amplified output signals ( 18 ) are another electro-optical converter stage, such. B. an LED or laser diode supplied and as an optical output signal ( 20 ). Such an arrangement is particularly advantageous since it can process on the one hand optical input signals, on the other hand outputs optical output signals. Not only the optical losses of the rotary transmission arrangement, ie the optical path between the units ( 11 ) and ( 15 ) can be compensated, but it can also be in the overall arrangement, ie in the optical leads, which signals ( 10 ) respectively. ( 20 ), compensate for occurring losses. Thus, this arrangement can simultaneously take on the task of an optical repeater or a repeater.

3) zeigt eine beispielhafte Anordnung mit einer elektrischen Verstärkung auf der Sendeseite. Hierbei wird ein optisches 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 Empfangseinheit (21) übertragen und als Lichtsignal (20) an nachfolgende Einheiten ausgegeben werden kann. 3 ) shows an exemplary arrangement with an electrical amplification on the transmitting side. This is an optical input signal ( 22 ) of an opto-electrical converter ( 19 ) into an electrical signal ( 12 ) implemented. This is done by means of an electrical amplifier ( 13 ) in such a way that it can be amplified by an electro-optical transducer ( 14 ) as optical information to the optical receiving unit ( 21 ) and as a light signal ( 20 ) can be issued to subsequent units.

4) zeigt eine beispielhafte mechanische Anordnung der Erfindung. 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 Einheit (51) enthält mindestens eine optische Komponente (54) und die zweite Einheit (53) enthält mindestens eine zweite optische Einheit (55). Diese beiden optischen Einheiten sind vorteilhafter Weise so angeordnet, dass sie die gleiche optische Achse besitzen. 4 ) shows an exemplary mechanical arrangement of the invention. A first unit ( 51 ) is opposite a second unit ( 53 ) rotatably arranged. 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.

5) zeigt beispielhaft eine Anordnung zur mehrkanaligen Drehübertragung. Zur Orientierung ist hier die Drehebene (61) eingezeichnet. Die Ein- bzw. Auskoppelung der optischen Signale erfolgt hier beispielhaft mit teildurchlässigen Spiegeln (65, 66, 67, 68, 69, 70), welche den entsprechenden optischen Komponenten (62, 63, 64, 71, 72, 73) zugeordnet sind. Diese teildurchlässigen Spiegel können in einer besonders einfachen Ausführung der Erfindung wellenlängenunselektiv sein und beispielsweise einen geringen 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 niedrigerr Auskopplung in Richtung der Lichtführung zu den jeweiligen optischen Komponenten verwendet werden, da die Verluste wieder kompensiert werden können. Dies soll anhand einer Signalübertragung zwischen der optischen Komponente (71) und der optischen Komponente (64) verdeutlicht werden. 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 beispielsweise 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) weitergeleitet. Dies bedeutet einerseits für den optischen Pfad in Richtung des Empfängers (64) eine Dämpfung des optischen Signals auf 10%, andererseits würden Lichtanteile von optischen Sendern (73), welche beispielsweise an die Empfangseinheit (62) weiter übertragen werden sollten, durch das Passieren mehrerer Spiegel nur unwesentlich gedämpft, da die Dämpfung der einzelnen Spiegel relativ gering ist. In einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung können hier auch wellenlängenselektive Spiegel eingesetzt werden. Weiterhin gibt es bei einer derartigen Anordnung keinerlei Beschränkungen bezüglich der Richtung der Signalübertragung. So kann beispielsweise von einer Sendeeinheit (71) zu einer Empfangseinheit (64), von einer weiteren Sendeeinheit (73) zu einer weiteren Empfangseinheit (72) und von einer beispielhaften 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 zusätzlicher optischer Kanal zur Messung der Streckendämpfung verwendet wird, dieser wieder ein Rückkoppelsignal in eine Verstärkerstufe zur Kompensation der Streckenverluste erzeugt, so dass unabhängig von der Streckendämpfung ein konstanter Verstärkungsfaktor eingestellt werden kann. 5 ) shows an example of an arrangement for multi-channel rotary transmission. For orientation, here is the plane of rotation ( 61 ). The coupling or decoupling of the optical signals takes place here by way of example with semitransparent mirrors ( 65 . 66 . 67 . 68 . 69 . 70 ), which correspond to the corresponding optical components ( 62 . 63 . 64 . 71 . 72 . 73 ) assigned. In a particularly simple embodiment of the invention, these partially transmissive mirrors can be wavelength-selective and, for example, decouple a small proportion of 10% of the optical signal. The resulting high losses can be easily compensated by the present invention amplifier again. Therefore, in this invention, unlike other optical transmission systems, it is possible to advantageously use mirrors with a particularly low output in the direction of the light guidance to the respective optical components, since the losses can be compensated again. This is based on a signal transmission between the optical component ( 71 ) and the optical component ( 64 ) be clarified. Exemplary is the optical component ( 71 ), a transmitter, which by means of the mirror ( 68 ) Light along the optical axis in the direction of the mirror ( 67 . 66 and 65 ). A corresponding proportion of this light is emitted by the receiver-side mirror ( 67 ) and to the receiving unit ( 64 ) forwarded. For example, if the mirror has ( 67 ) only a reflection of 10% in the direction of the optical receiver ( 64 ), 90% of the light in the direction of the mirror ( 66 ) respectively. ( 65 ) forwarded. This means on the one hand for the optical path in the direction of the receiver ( 64 ) attenuation of the optical signal to 10%, on the other hand, light components of optical transmitters ( 73 ), which, for example, to the receiving unit ( 62 ) should be transmitted further, attenuated only slightly by passing through several mirrors, since the attenuation of the individual mirrors is relatively low. In a particularly advantageous embodiment of the invention, wavelength-selective mirrors can also be used here. Furthermore, with such an arrangement, there are no restrictions on the direction of signal transmission. For example, from a Transmitting unit ( 71 ) to a receiving unit ( 64 ), from another transmission unit ( 73 ) to a further receiving unit ( 72 ) and an exemplary transmitting unit ( 63 ) to a receiving unit ( 72 ) Signals are transmitted. All other conceivable combinations are also feasible here. A particularly useful embodiment is that an additional optical channel for measuring the path loss is used, this again generates a feedback signal in an amplifier stage to compensate for the line losses, so that regardless of the path loss, a constant gain factor can be adjusted.

Claims

Arrangement for optical rotary transmission consisting of two mutually rotatable units ( 1 . 2 ) which are optionally designed for transmitting or receiving digital signals, wherein an optical input signal ( 10 ) and an optical output signal ( 20 ) is output, characterized in that at least at one point in the optical path between the optical input signal ( 10 ) and the optical output signal ( 20 ) an opto-electrical converter ( 15 ) for converting the optical input signal into an electrical signal ( 17 ), followed by an electric amplifier ( 16 ) and an electro-optical converter ( 14 ) for outputting the amplified electrical signal ( 18 ) as an optical output signal ( 20 ), whereby the transmission losses of the optical system are compensated, as well as in the amplifier ( 16 ) there is a device for the reconstruction of the digital signals.

Arrangement according to claim 1, characterized in that in each case an opto-electrical converter ( 15 ) with subsequent electric amplifier ( 16 ) and an electro-optical converter ( 14 ) for amplification and regeneration of the input signal ( 10 ) on the input side and for amplification and regeneration of the output signal ( 20 ) is provided on the output side of the device.

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that in the amplifier ( 16 ) is provided for the reconstruction of the amplitude of the digital signals, a comparator.

Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the amplifier ( 16 ) is provided for the reconstruction of the digital signals in the time domain, a PLL-controlled clock regeneration circuit.

Arrangement according to one of Claims 1 to 4, characterized that in each beam path at most an optical focusing element is included.