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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Datenübertragung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Objekten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine solche Vorrichtung ist aus der
DE 102 22 221 A1 bekannt. Zur positionsunabhängigen Einstellung der Dämpfung des optischen Übertragungskanals ist ein einstellbares optisches Dämpfungsglied zwischen dem Lichtleiter und dem Empfänger vorgesehen. Hierbei wird auf die Einstellung der Dämpfung, jedoch nicht auf die Aus- und Einkopplung optischer Signale aus bzw. in den Lichtleiter eingegangen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur optischen Datenübertragung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Objekten zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine zuverlässige bidirektionale Datenübertragung im Vollduplex- oder Halbduplexbetrieb ermöglicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei einer Vorrichtung zur optischen Datenübertragung zwischen einem stationären ersten Objekt und einem relativ zu diesem beweglichen zweiten Objekt, mit jeweils mindestens einem an jedem der beiden Objekte angeordneten optoelektronischen Sender und Empfänger, wobei an dem ersten Objekt mindestens ein sich parallel zur Bewegungsbahn des zweiten Objektes erstreckender Lichtleiter angeordnet ist, an dessen einem Ende der Sender und der Empfänger des ersten Objektes angeordnet sind, und wobei seitlich des Lichtleiters der Sender und der Empfänger des zweiten Objektes angeordnet sind, weist erfindungsgemäß der Lichtleiter auf seiner dem Sender und Empfänger des zweiten Objektes zugewandten Seite eine sich kontinuierlich in seiner Längsrichtung erstreckende Modifikation seiner Oberflächenstruktur auf, die eine teilweise seitliche Auskopplung eines durch den Sender des ersten Objektes in der Lichtleiter eingestrahlten Lichtsignals in Richtung des Empfängers des zweiten Objektes und eine Einkopplung eines durch den Sender des zweiten Objektes auf den Lichtleiter eingestrahlten Lichtsignals in Richtung des Empfängers des ersten Objektes ermöglicht.
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Hierdurch wird eine bidirektionale optische Kommunikation von hoher Störsicherheit und Zuverlässigkeit zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Objekten ermöglicht, die sich durch einen einfachen Aufbau und durch eine von der Position des zweiten Objektes unabhängige Funktionsfähigkeit auszeichnet.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind zwei separate parallel zueinander angeordnete Lichtleiter vorgesehen und an einem Ende eines dieser Lichtleiter ist der Sender des ersten Objektes und seitlich dieses Lichtleiters der Empfänger des zweiten Objektes angeordnet. An einem Ende des anderen Lichtleiters ist der Empfänger des ersten Objektes und seitlich dieses Lichtleiters der Sender des zweiten Objektes angeordnet. Hierdurch werden zwei separate Kommunikationskanäle für die beiden einander entgegengesetzten Übertragungsrichtungen geschaffen, die im Vollduplexmodus betrieben werden können.
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Alternativ kann bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ein einziger Lichtleiter vorgesehen sein, an dessen einem Ende der Sender und der Empfänger des ersten Objektes angeordnet sind. Seitlich des Lichtleiters sind hier der Sender und der Empfänger des zweiten Objektes angeordnet und die von den beiden verschiedenen Sendern abgestrahlten Lichtsignale haben verschiedene Wellenlängen. Auch hierdurch werden zwei separate Kommunikationskanäle für die beiden einander entgegengesetzten Übertragungsrichtungen geschaffen, die im Vollduplexmodus betrieben werden können.
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Wenn der Lichtleiter einen Kern und einen diesen umgebenden, nach innen reflektierenden Mantel hat, ist es besonders zweckmäßig, dass die Oberflächenmodifikation einen sich in Längsrichtung des Lichtleiters erstreckenden Schlitz in dem Mantel aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann die Modifikation der Oberfläche des Lichtleiters eine sich in Längsrichtung des Lichtleiters erstreckende optische Gitterstruktur oder einen sich in Längsrichtung des Lichtleiters erstreckenden Streifen größerer Oberflächenrauigkeit aufweisen. Eine weitere Möglichkeit der Modifikation der Oberfläche ist die Anordnung eines sich in Längsrichtung des Lichtleiters erstreckenden Streifens aus einem Material mit einem geringeren Brechungsindex als desjenigen des Lichtleiters und/oder eine sich in Längsrichtung des Lichtleiters erstreckende streifenförmige Beschichtung aus einem reflexionsmindernden Material. Darüber hinaus kann die Modifikation der Oberfläche eine sich in Längsrichtung des Lichtleiters erstreckende Nut oder einen in Längsrichtung des Lichtleiters verlaufenden, nach außen ragenden Vorsprung aufweisen. Diese alternativen bzw. zusätzlichen Maßnahmen sind auch auf einen Lichtleiter ohne reflektierenden Mantel anwendbar.
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Zur Verlängerung der Reichweite der optischen Kommunikation kann am Ende des an dem ersten Objekt angeordneten Lichtleiters mindestens ein weiterer Lichtleiter gleicher Art fluchtend mit dem jeweils vorausgehenden Lichtleiter angeordnet sein, an dessen dem vorausgehenden Lichtleiterzugewandten Ende jeweils ein optoelektronischer Sender und Empfänger angeordnet sind. An den Enden des ersten und aller weiteren Lichtleiter ist jeweils eine mit dem Sender und dem Empfänger verbundene Kommunikationseinheit angeordnet und alle Kommunikationseinheiten sind über eine von dem Lichtleiter separate Datenleitung miteinander verbunden.
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Die Sender an den Enden aller Lichtleiter sind vorzugsweise über die separate Datenleitung und die Kommunikationseinheiten mit einer gemeinsamen Nachrichtenquelle verbunden. Aus dieser können sie zeitgleich mit einem gleichen Sendesignal gespeist werden, wodurch alle Lichtleiter ständig das gleiche optische Signal führen können, was insbesondere für die Kontinuität der Kommunikation bei der Bewegung des zweiten Objektes am Übergang zwischen zwei Lichtleitern zweckmäßig ist. Umgekehrt sind die Empfänger an den Enden aller Lichtleiter vorzugsweise über die Kommunikationseinheiten und die separate Datenleitung mit einer gemeinsamen Nachrichtensenke verbunden, an die sie ihre Empfangssignale übertragen werden. Die gemeinsame Nachrichtenquelle und Nachrichtensenke kann insbesondere eine zentrale Steuereinheit sein, welche die Bewegung des zweiten Objektes über die optische Kommunikation steuert.
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Um eine unterbrechungsfreien Kommunikation an einem Übergang zwischen zwei benachbart aufeinanderfolgenden Lichtleitern zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, dass das zweite Objekt zwei Sender und zwei Empfänger aufweist, und dass die Sender und die Empfänger in der Bewegungsrichtung nebeneinander in einem solchen Abstand angeordnet sind, dass bei einer Bewegung des zweiten Objektes am Übergang zwischen zwei benachbarten Lichtleitern stets mindestens einer der Empfänger sich in einer Position befindet, in welcher der Empfang eines Lichtsignals aus einem der Lichtleiter möglich ist und mindestens einer der Sender sich in einer Position befindet, in welcher die Einstrahlung eines Lichtsignals in einen der Lichtleiter möglich ist.
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Bevorzugt weist das zweite Objekt eine Kommunikationseinheit 16 auf, welche den Betrieb der Sender und der Empfänger des zweiten Objektes steuert und anhand der von den Empfängern des zweiten Objektes empfangenen Lichtsignale die Annäherung des zweiten Objektes an einen Übergang zwischen zwei benachbarten Lichtleitern feststellt und durch eine Umschaltung zwischen den verschiedenen Sendern und/oder Empfängern die optische Kommunikation an besagtem Übergang unterbrechungsfrei aufrechterhält.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt
- 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 2 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 3 eine weitere Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 4a-4d Querschnittsansichten von vier verschiedenen Ausführungsformen eines Lichtleiters einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 5 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Lichtleiters einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 6 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Lichtleiters einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
- 7 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. An einem Ende eines Lichtleiters 1 befindet sich ein erstes stationäres Objekt 2 und seitlich des Lichtleiters 1 befindet sich ein zweites bewegliches Objekt 3. Der Lichtleiter 1 ist mit dem ersten Objekt 2 fest verbunden und das zweite Objekt 3 ist längs des Lichtleiters 1 beweglich geführt, was in 1 durch Pfeile neben dem Objekt 3 angedeutet ist. Die durch die Führung vorgegebene Bewegungsbahn des zweiten Objektes 3 ist vorzugsweise geradlinig, doch sie könnte auch gekrümmt sein. Dementsprechend hat der Lichtleiter 1 vorzugsweise in seiner Längsrichtung eine geradlinige oder eine gekrümmte Form.
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Das erste Objekt 2 weist einen optoelektronischen Sender 4, beispielsweise in Form einer LED oder einer Laserdiode, sowie einen optoelektronischen Empfänger 5, beispielsweise in Form einer Fotodiode oder eines Fototransistors auf. Das zweite Objekt 3 weist ebenfalls einen optoelektronischen Sender 6, beispielsweise in Form einer LED oder einer Laserdiode, sowie einen optoelektronischen Empfänger 7, beispielsweise in Form einer Fotodiode oder eines Fototransistors auf. Der Sender 4 des ersten Objekts 2 koppelt an einem Längsende des Lichtleiters 1 in diesen ein erstes Lichtsignal 8 ein, welches sich in dem Lichtleiter 1 unter mehrfacher Reflexion an dessen Oberfläche in dessen Längsrichtung ausbreitet. Das andere Längsende des Lichtleiters 1 ist mit einem optischen Abschluss, d.h. mit einer absorbierenden Oberflächenstruktur versehen, um eine Reflexion des Lichtsignals 8 zurück zu dem Empfänger 5 des ersten Objektes 2 zu verhindern.
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An einer Seite weist der Lichtleiter 1 in Längsrichtung eine linienförmige Modifikation 9 seiner Oberfläche auf, die eine Auskopplung eines Teils der Leistung des Lichtsignals 8 aus dem Lichtleiter 1 in seitlicher Richtung entlang seiner gesamten Länge bewirkt. Dies ist in 3 schematisch dargestellt. Demzufolge kann das Lichtsignal 8 von dem optoelektronischen Empfänger 7 des zweiten Objektes 3 entlang der gesamten Länge des Lichtleiters 1 unabhängig von der Position des zweiten Objektes 3 empfangen werden, wodurch ein optischer Kommunikationskanal von dem ersten stationären Objekt 2 zu dem zweiten beweglichen Objekt 3 bereitgestellt wird.
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Umgekehrt ermöglicht die linienförmige Modifikation 9 der Oberfläche des Lichtleiters 1 auch die Einkopplung eines von dem Sender 6 des zweiten Objektes 3 ausgestrahlten Lichtsignals 10 in den Lichtleiter 1. Dieses Lichtsignal 10 breitet sich in dem Lichtleiter unter mehrfacher Reflexion an dessen Oberfläche in dessen Längsrichtung bis zu dem Empfänger 5 des ersten Objektes am Ende des Lichtleiters 1 aus und wird von diesem empfangen. Hierdurch wird ein weiterer optischer Kommunikationskanal in entgegengesetzter Richtung, nämlich von dem zweiten Objekt 3 zu dem ersten Objekt 2 bereitgestellt.
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Bei der ersten Ausführungsform von 1 benutzen beide Kommunikationskanäle ein und denselben Lichtleiter 1. Um dies zu ermöglichen, sind die Wellenlängen der von dem Sender 4 des ersten Objektes 2 und der von dem Sender 6 des zweiten Objektes 3 ausgestrahlten Lichtsignale voneinander verschieden und die spektralen Empfindlichkeiten der beiden Empfänger 5 und 7 sind jeweils an diese unterschiedlichen Wellenlängen angepasst. Hierdurch wird eine Trennung der Kanäle bewirkt.
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Die in 2 dargestellte zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten dadurch, dass für die zwei Kommunikationskanäle zwei separate Lichtleiter 1A und 1B vorgesehen sind, von denen der in 2 obere Lichtleiter 1A dem Kanal mit der Übertragungsrichtung von dem beweglichen Objekt 3 zu dem stationären Objekt 2 und der in 2 untere Lichtleiter 1B dem Kanal mit der Übertragungsrichtung von dem stationären Objekt 2 zu dem beweglichen Objekt 3 zugeordnet ist. Da sich die Lichtsignale 8 und 10 hier in separaten Lichtleitern ausbreiten, ist die Verwendung verschiedener Wellenlängen nicht notwendig, d.h. die Lichtsignale 8 und 10 können hier dieselbe Wellenlänge haben, so dass zwei gleiche Sender 4 und 6 und zwei gleiche Empfänger 5 und 7 verwendet werden können. Ansonsten unterscheiden sich die die zwei Ausführungsformen nicht in ihrer Funktionsweise und alle übrigen Komponenten sind die gleichen.
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In den 4a bis 4d sind einige mögliche Ausführungsformen der Modifikation 9 der Oberfläche des Lichtleiters 1, die sich jeweils in dessen Längsrichtung erstreckt, schematisch im Querschnitt dargestellt. Bei einem Lichtleiter 1, wie er in 4a dargestellt ist, nämlich mit einem Kern 11 und einem reflektierenden Mantel 12, der einedem Kern 11 zugewandten spiegelnde metallische Oberfläche hat, kann die Modifikation 9 der Oberfläche in einfacher Weise durch einen Schlitz in dem Mantel 12 realisiert werden.
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Als weiteres Ausführungsbeispiel einer Oberflächenmodifikation 9 ist in 4b die Ausbildung einer Gitterstruktur oder eines Bereiches mit größerer Rauigkeit in der Oberfläche des Lichtleiters 1 dargestellt. Diese und auch alle nachfolgend beschriebenen Arten einer Oberflächenmodifikation 9 können auch bei einem Lichtleiter 1 aus einem homogenen Material wie z.B. PMMA, Glas oder optisch transparentes Silikon ohne reflektierenden Mantel 12 angewendet werden. Eine weitere mögliche Ausführungsform einer Oberflächenmodifikation 9 ist die in 4c dargestellte Anordnung eines Streifens aus einem Material, dessen Brechungsindex einen Wert zwischen demjenigen des Lichtleiters 1 und demjenigen von Luft hat, auf der Oberfläche des Lichtleiters 1. Eine weitere mögliche Ausführungsform einer Oberflächenmodifikation 9 ist die in 4d dargestellte Beschichtung des Lichtleiters 1 mit einem Streifen aus einer Antireflexionsschicht. Im Vergleich zu dem in 4c dargestellten Materialstreifen ist die Antireflexionsschicht von 4d wesentlich dünner und wird auf die Oberfläche aufgetragen.
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Eine weitere mögliche Variante einer Oberflächenmodifikation 9 zeigt 5. Hier handelt es sich entweder um eine Nut in der Oberfläche des Lichtleiters 1 oder um einen von der Oberfläche des Lichtleiters 1 nach außen ragenden Vorsprung, der in 5 gestrichelt angedeutet ist. Die in 5 gezeigte Querschnittsform der Nut bzw. des Vorsprungs ist beispielhaft gemeint und könnte auch abgerundet anstatt dreieckig sein. Wie durch 6 angedeutet ist, muss der Querschnitt des Lichtleiters 1 keineswegs kreisförmig sein, sondern die Oberfläche des Lichtleiters 1 kann auch ganz oder teilweise durch ebene Flächen gebildet sein. Als Beispiel zeigt 6 einen Lichtleiter 1 mit trapezförmigem Querschnitt und einer Oberflächenmodifikation 9 an einer der vier Seiten.
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Bei allen Ausführungsformen kommt es lediglich darauf an, dass die normale Oberflächenstruktur linienförmig in Längsrichtung gestört ist, so dass die normalerweise an der Oberfläche stattfindende Reflexion eines sich in Längsrichtung ausbreitenden Lichtsignals 8 an der Grenzfläche in dem modifizierten Bereich 9 nicht mehr erfolgt, sondern ein Teil der Leistung des Lichtsignals 8 an dieser Stelle in seitlicher Richtung aus dem Lichtleiter 1 heraus gestreut und umgekehrt die Einkopplung eines Lichtsignals 10 in den Lichtleiter 1 hinein ermöglicht wird.
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Die seitliche Auskopplung eines Teils der Leistung eines sich in Längsrichtung des Lichtleiters 1 ausbreitenden Lichtsignals 8 oder 10 infolge der Modifikation 9 der Oberfläche des Lichtleiters 1 hat eine fortschreitende Dämpfung des Lichtsignals 8 oder 10 in seiner Ausbreitungsrichtung zur Folge, wodurch die Reichweite des Lichtsignals 8 oder 10 geringer ist, als sie es in einem Lichtleiter 1 gleicher Art ohne die Modifikation 9 der Oberfläche wäre. Hierdurch wird die Reichweite der optischen Kommunikation begrenzt. Eine mögliche Gegenmaßnahme ist eine Variation der Oberflächenmodifikation 9 in Längsrichtung des Lichtleiters 1, beispielsweise im Fall eines Lichtleiters 1 mit einem reflektierenden Mantel 12 (4a) in Form einer in Längsrichtung des Lichtleiters 1 mit zunehmender Entfernung von einem Ende des Lichtleiters 1 aus zunehmenden Breite eines Schlitzes in dem Mantel 12. Zwar kann hierdurch der Zunahme der Dämpfung des ausgekoppelten Signals 8 mit zunehmender Entfernung von dem am Ende des Lichtleiters 1 angeordneten Sender 4 entgegengewirkt werden, doch bleibt die Reichweite infolge der unvermeidbaren Dämpfung dennoch begrenzt.
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Wie diese Begrenzung überwunden werden kann, wird nachfolgend anhand 7 beschrieben, wobei dieser Beschreibung die erste Ausführungsform mit einer Trennung der zwei Kanäle durch Verwendung verschiedener Wellenlängen zugrunde liegt. Die beschriebene Lösung kann aber, wie für einem Fachmann aus der Beschreibung sofort ersichtlich wird, ohne weiteres auch auf die zweite Ausführungsform mit zwei getrennten Lichtleitern 1A und 1B für die zwei Kanäle angewendet werden.
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Wie 7 zeigt, sind mehrere an einem Ende jeweils mit einem Sender 4 und einem Empfänger 5 ausgestattete Lichtleiter 1 aufeinanderfolgend und miteinander fluchtend angeordnet. Sie sind jeweils mit einer elektronischen Kommunikationseinheit 13 verbunden, die über eine Datenleitung 14 mit der entsprechenden Kommunikationseinheit 13 des vorausgehenden Lichtleiters 1 verbunden ist. Auch in dem ersten Objekt 2 ist eine Kommunikationseinheit 13 vorgesehen. Diese ist mit einer zentralen Steuereinheit 15 verbunden, welche über die optische Kommunikation die Bewegung des zweiten Objektes 3 steuert. Das zweite Objekt 3 ist mit zwei Kombinationen (6A, 7A und 6B, 7B) aus je einem Sender 6A bzw. 6B und einem Empfänger 7A bzw. 7B ausgestattet, die in der Bewegungsrichtung des Objektes 3 nebeneinander angeordnet sind, wobei ihr Abstand so groß ist, dass an einem Übergang zwischen zwei benachbarten Lichtleitern 1 stets mindestens eine der Kombinationen (6A, 7A und 6B, 7B) aus je einem Sender 6A bzw. 6B und einem Empfänger 7A bzw. 7B in einer Position ist, in der ein Empfang eines Lichtsignals 8 aus einem der Lichtleiter 1 durch einen der Empfänger 7A oder 7B und eine Einstrahlung eines Lichtsignals 10 in einen der Lichtleiter 1 durch einen der Sender 6A oder 6B möglich ist.
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Die Sender 4 aller Lichtleiter 1 werden mit demselben von der zentralen Steuereinheit 15 abgegebenen elektrischen Sendesignal gespeist indem jede Kommunikationseinheit 13 eines Lichtleiters 1 das elektrische Sendesignal über den jeweils nächsten Abschnitt der Datenleitung 14 an die jeweils nächste Kommunikationseinheit 13 weiterleitet. In der anderen Richtung sendet jede Kommunikationseinheit 13 mit Ausnahme derjenigen des ersten Objektes 2 das jeweilige Empfangssignal des Empfängers 5 eines Lichtleiter 1 über die Datenleitung 14 als elektrisches Signal an die Kommunikationseinheit 13 des jeweils vorausgehenden Lichtleiters 1 zurück, der es über den vorausgehenden Abschnitt der Datenleitung 14 an die jeweils vorausgehende Kommunikationseinheit 13 weiterleitet, bis es am Ende zu der Kommunikationseinheit 13 des ersten Objektes 2 und von dieser zu der zentralen Steuereinheit 15 gelangt.
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Die Datenleitung 14 ist folglich eine Busleitung, die sowohl Datensignale und Steuersignale zur Abwicklung des Datenverkehrs, als auch die zum Betrieb der Sender 4 und Empfänger 5 nötige elektrische Leistung überträgt, wobei es sich physikalisch üblicherweise um ein mehradriges Kabel handelt. Die Datenleitung 14 ist in 7 als serielle Busleitung dargestellt, doch es könnte sich auch um eine Busleitung mit parallelem Anschluss der Kommunikationsmodule 13 handeln. Ein Beispiel für eine mögliche Ausführungsform der Datenleitung 14 ist ein Protokoll auf der Basis von Ethernet wie etwa Industrial Ethernet. Physisch kann es sich bei der Datenleitung um eine elektrische, aber auch um eine optische Übertragungsleitung handeln.
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Abhängig von der momentanen Position des zweiten Objektes 3 können sich seine Sender 6A, 6B und Empfänger 7A, 7B jeweils beide in einer zur optischen Kommunikation über einen benachbarten Lichtleiter 1 geeigneten Position befinden. In diesem Fall ist von den beiden Sendern 6A, 6B nur der bezüglich der Bewegungsrichtung hintere in Betrieb, da ein Betrieb beider Sender eine störende Überlagerung ihrer Lichtsignale zur Folge hätte. An einem Übergang zwischen zwei benachbarten Lichtleitern 1 können sich ein Sender 6A, 6B und der zugehörige Empfänger 7A, 7B in einer nicht zur optischen Kommunikation geeigneten Position befinden. In diesem Fall, der durch eine Kommunikationseinheit 16 des zweiten Objektes 3 anhand des Ausbleibens des Empfangssignals bei dem in der Bewegungsrichtung vorderen Empfänger 7A oder 7B erkannt werden kann, schaltet die Kommunikationseinheit 15 den in der Bewegungsrichtung vorderen Sender 6A oder 6B ein, der normalerweise nicht in Betrieb ist, bevor der in der Bewegungsrichtung hintere Sender 6B oder 6A in eine nicht kommunikationsfähige Position gelangt. Durch den ausreichenden Abstand der beiden Sender 6A und 6B gelangt der in der Bewegungsrichtung vordere Sender 6A oder 6B an dem nächsten Lichtleiter 1 in eine kommunikationsfähige Position, bevor der in der Bewegungsrichtung hintere Sender 6B oder 6A in eine nicht kommunikationsfähige Position gelangt, wodurch positionsunabhängig die senderseitige Kommunikationsfähigkeit des zweiten Objektes 3 sichergestellt wird.Wenn der in der Bewegungsrichtung hintere Empfänger 7B oder 7A nach einem Ausbleiben des Empfangssignals wieder ein Empfangssignal liefert, dann befindet sich auch der hintere Sender 6B oder 6A an einem neuen Lichtleiter 1 wieder in einer kommunikationsfähigen Position und der Sendebetrieb wird durch die Kommunikationseinheit 16 wieder vom vorderen Sender 6A oder 6B auf den hinteren Sender 6B oder 6A umgeschaltet. Die Empfänger 7A und 7B sind stets beide in Betrieb, wobei im Bereich eines Übergangs zwischen zwei benachbarten Lichtleitern 1 zeitweise abwechselnd nur einer von beiden ein Empfangssignal liefert. Wenn abseits eines solchen Übergangs beide Empfänger 7A und 7B ein Empfangssignal liefern, so wird dasjenige des in der Bewegungsrichtung hinteren Empfängers 7B oder 7A verwendet, d.h. von der Kommunikationseinheit 15 weiterverarbeitet. Das Empfangssignal des in der Bewegungsrichtung vorderen Empfängers 7A oder 7B wird fortlaufend beobachtet, um anhand seines Ausbleibens die Annäherung des Objektes 3 an den Übergang zum nächsten Lichtleiter 1 festzustellen.
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Alternativ zu der vorausgehend beschriebenen Funktionsweise wäre es auch möglich, dass jeder Sender 6A und 6B und jeder Empfänger 7A und 7B an einem Übergang zwischen zwei Lichtleitern 1 gleichzeitig über jeweils einen der Lichtleiter 1 mit einem jeweils anderen Kommunikationsmodul 13 verbunden ist und eine doppelte Übertragung von Datentelegrammen durch die beiden beteiligten Kommunikationsmodule 13 unterbunden wird, indem diese entscheiden, von welchem Sender 6A oder 6B kommende Datentelegramme zu der zentralen Steuereinheit 15 weitergeleitet werden und zu welchem Empfänger 7A oder 7B von der zentralen Steuereinheit 15 kommende Datentelegramme weitergeleitet werden.
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Weiterhin alternativ könnte auch eine Verdoppelung von Datentelegrammen durch die gleichzeitige Verbindung verschiedener Kommunikationsmodule 13 mit verschiedenen Sendern 6A oder 6B und Empfängern 7A und 7B toleriert werden und es könnten doppelt übertragene Datentelegramme durch die zentrale Steuereinheit 15 bzw. durch die Kommunikationseinheit 16 des zweiten Objektes 3 verworfen werden. Letztere muss lediglich verhindern, dass beide Sender 6A und 6B des zweiten Objekts 3 in den gleichen Lichtleiter 1 senden.
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Möglich wäre auch eine Funktionsweise, bei der die Empfänger 7A und 7B immer beide aktiv sind und die Kommunikationeinheit 16 mit Informationen über die momentan zur Kommunikation verfügbaren Stationen 13 liefern und die Stationen 13 ihre Anwesenheit periodisch mit kurzen Signalen signalisieren. In diesem Fall initiiert die Kommunikationseinheit 16 beim Abreißen der Verbindung eines der Sender-/Empfänger-Paare 6A/7A oder 6B/7B eine Neuverbindung mittels des anderen verfügbaren Sender-/Empfänger-Paares 6B/7B bzw. 6A7/A. Die Kommunikationsmodule 13 kommunizieren untereinander, welches von ihnen momentan mit der Kommunikationseinheit 16 verbunden ist und leiten die Datenpakete entsprechend von der zentralen Steuereinheit 15 zu dem verbundenen Kommunikationmodul 13 bzw. von diesem zu der zentralen Steuereinheit 15. Dasjenige Ende eines Lichtleiters 1, 1A, 1B, an welchem kein Sender 5 und Empfänger 6 angeordnet ist, ist mit einem optischen Abschluß 17 versehen. Wenn Reflexionen an diesem Ende eines Lichtleiters 1, 1A, 1B, störend sind, dann ist der optischen Abschluß 17 lichtabsorbierend ausgelegt, d.h. er umfasst eine Beschichtung aus lichtabsorbierendem Material. Bei Bedarf kann der optische Abschluss 17 aber auch reflektierend ausgelegt sein, um die Lichtintensität am Ende eines Lichtleiters 1, 1A, 1B zu erhöhen.
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Die Verlängerung der Reichweite der Kommunikation durch eine sequentielle Anordnung mehrerer gleichartiger Lichtleiter wurde vorausgehend anhand der Ausführungsform der Erfindung mit zwei Übertragungskanälen für zwei entgegengesetzte Übertragungsrichtungen in einem einzigen Lichtleiter 1 unter Verwendung verschiedener Wellenlängen für die beiden Kanäle beschrieben. Sie kann aber ebenso gut auf die Ausführungsform der Erfindung mit zwei Übertragungskanälen für zwei entgegengesetzte Übertragungsrichtungen unter Verwendung von zwei separaten Lichtleitern 1A, 1B für die beiden Kanäle angewendet werden. In diesem Fall existiert für jeden Kanal eine sequentielle Anordnung von gleichartigen Lichtleitern 1A bzw. 1B und die zwei Sender 6A, 6B und die zwei Empfänger 7A, 7B des zweiten Objektes 3 befinden sich jeweils benachbart zu einer von zwei verschiedenen sequentiellen Anordnungen von Lichtleitern 1A bzw. 1B.
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Es versteht sich, dass die Anwendbarkeit der Erfindung nicht auf ein System mit nur einem einzigen beweglichen Objekt 3 beschränkt ist, sondern dass sie sich dazu eignet, eine Kommunikation zwischen einem stationären Objekt 2 und mehreren beweglichen Objekten 3 sowie zwischen mehreren beweglichen Objekten 3 untereinander zu ermöglichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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