DE2230658B2

DE2230658B2 - Vorrichtung zur uebertragung von nachrichten durch licht

Info

Publication number: DE2230658B2
Application number: DE19722230658
Authority: DE
Inventors: Arthur Dipl.-Ing. Dr. 7809 Denzlingen Walter
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1972-06-22
Filing date: 1972-06-22
Publication date: 1976-05-26
Also published as: DE2230658A1; IT989097B; FR2189954A1; GB1429875A; FR2189954B3

Description

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Die Lrfind'jng bezieht sich auf eine Vorrichtung zur ilxTtr;igung von Nachrichten durch zwei Lichtbündel m (jcgL-in erkehr mit zu ei in je einem Gehäuse unter-'. hr.uhten Sende-Empfangs-Einheiten, zwischen deen mn der zu übertragenden Nachricht modulierte -λ h'.hiiiuiel verlauten, die \on dem Sender der einen ^!n! dem I nipfänge: der anderen Einheit ausgesandl wK. empfangen werden, wobei die Fokussierung auf ender und Empfänger mittels in den Einheiten vorge-■ '-lu r Optiken erfolgt und in jeder ['.inheil nur ein )!-'iekii\ und dahinter ein Strahlenteiler vorgesehen ist, i-ii-her die \on dem zugeordneten Sender kommen-, ;■ !vu. die zu dem zugeordneten Empfänger gelangenden Lichtbündel zwischen den Strahlenteilern der beiden Einheiten zu einander durchsetzenden Lichtbündeln zusammenfaßt.

Derartige Vorrichtungen, bei denen je nach Lichtquelle und Zweckmäßigkeit jedes bekannte Lichtmodulaiionsverfahren verwendet werden kann, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt (Journal of the Optical Society öl America. Band 38, Nr. 3, März 1948, S. 253 bis 268). Die Lichtverbindung zwischen jeweils zwei im Gegenverkehr miteinander stehenden Einheiten wird durch zwei Objektive auf jeder Seite hergestellt, durch die die zwei von den Sendern ausgestrahlten und von den Empfängern aufgenommenen Lichtbündel von der einen zur anderen Einheit und umgekehrt gelenkt werden. Unter Licht im Sinne der Erfindung ist nicht nur das sichtbare Licht, sondern auch der UV-~und der IR-Bereich zu verstehen. Die Verbindung zwischen den Sende-Empfangs-Einheiten erfolgt bevorzugt durch die Atmosphäre hindurch, jedoch kann grundsätzlich auch ein Lichtleiter als verbindendes Element verwendet werden. Bei den bekannten Vorrichtungen, Dei denen Sende- und Empfangs-Lichtbündel auf den gleichen optischen Wegen verlaufen, erfolgt die Trennung von Sende- und Empfangslichi unter Verwendung nur eines Objektivs in einer Sende-Empfangv Einheit im al gemeinen durch halbdurchlässige Spiegel (US-PS 21 87 908). Hierbei entstehen jedoch grundsätzlich erhebliche Lichtverluste, welche besonders dann sehr nachteil g sind, wenn größere Übertragungsstrckken zu überbrücken sind.

Die Aufgase der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen. die sich nichi nur auf Grund eines einfachen und übersichtlichen Aufbaus zur rationellen Massenfertigung eignet, sondern gleichzeitig das von den Lichtsendern kommende Licht in optimaler Weise ausnutzt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor. daß die beid?n Sender Licht verschiedener Wellenlänge aussenden und die Strahlenteiler dichroitische Spiegel sind, welche das Licht der einen Wellenlänge durchlassen, das der anderen reflektieren und umgekehrt. Auf Grund dieser Ausbildung geht an jedem Teilerspiegel nur etwi 5% Licht verloren, was eine sehr gute Lichtausbeute bedeutet.

Eine erste Weiterbildung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Sender und die Spiegel auf der optischen Achse der Objektive und die Empfänger dazu vorzugsweise um 90° versetzt angeordnet und die dichroitischtn Spiegel zueinander komplementär sind. Bei dieser Weilerbildung kann der gleiche bauliche Aufbau verwendet werden, wobei lediglich der Sender und der dichroitische Spiegel in zwei miteinander zu sammenarbcitenden Sende-Empfangs-Einheiten verschieden sind.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist so gestaltet, daß ein Sender und ein Empfänger mit den Spiegeln auf der optischen Achse der Objektive und der andere Sender und Empfänger um 90° versetzt dazu angeordnet und die dichroilischcn Spiegel gleich ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform ist in dem Gehäuse jeder Sende-Empfangs-Einheit das Objektiv in zwei vorzugsweise um 90° gegeneinander versetzten Lagen anbringbar, wobei in der einen Lage das Objektiv auf der Linie Strahlenteilerspiegel —Sender und in der anderen Lage auf der Linie Strahlenteilerspiegel— Empftnger liegt. Trotz unterschiedlicher Anordnung von Sender und Empfänger in den miteinander zusammenarbeitenden Sende-Empfangs-Einheiten ist

«ο eine rationelle Fertigung gewährleistet.

LJm die Wellenlängenbereiche der Sende-Empfangs-Einheilen noch schärfer trennen zu können, sind bevorfugt zwischen Strahlenteiler einerseits und Sender $nd/oder Empfänger andererseits auf den jeweiligen Wellenlängenbereich abgestimmte optische Filter angeordnet. Hierdurch kann insbesondere die Über-■prechcharakteristik wesentlich verbessert werden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F I g. 1 ein Prinzipschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Sende-Empfangs-Einheiten und

F i g. 2 ein Prinzipschema einer weiteren Ausfühfungsform.

Nach F ig. 1 besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Übertragung von Nachrichten durch zwei Ijchtbündel 17, 18 aus zwei Sende-Empfangs-Einheiten II, 12. jede von diesen enthält einen Sender 19, 20, tinen Strahlenteiler 15, 16 und ein^n Empfänger 21, 22. Pie von jeder Einheii ausgehenden Lichtbünde) 17 bzw. 18 werden durch im Gehäuse der Einheiten 11, 12 angeordnete Objektive 13,14 gebildet.

Bei der Ausführungsforrn nach F i g. 1 liegen Sender 19, 20 und Strahlenteiler 15, 16 mit den Objektiven 13. 14 auf der gleichen Achse, während die Empfänger 21, 22 senkrecht zu dieser Achse angeordnet sind.

Die Sender 19, 20 senden Licht unterschiedlicher Wellenlänge aus, während die Strahlenteiler 15, 16 tueinander komplementäre dichroitische Spiegel sind. Die Strahlenteiler lassen dann nämlich cüs von dem tugeordneten Sender kommende Licht in dem betreffenden Wellenlängenbereich praktisch vollständig tlurch, während der dichroitische Spiegel auf der Gegenseite das Licht dieses Wellenlängenbereiches praktisch vollständig in den zugehörigen Empfänger reflektiert. Dadurch ist die Lichtausbeute sehr hoch.

Das Licht von dem Sender 19 gelangt also durch den Spiegel i5, die Objektive 13, 14 zum dichroitischen Spiegel 16, an dem es zum Empfänger 22 reflektiert wird. Das Licht von der Lichtquelle 20 geht durch den Spiegel 16 hindurch und wird über die Objektive 14. 13 zum dichroiti'chen Spiegel 15 in der Sende-Empfangs-Einheit 11 geschickt, an dem es in den Empfänger 21 reflektier! wird. Es wird also bei baulich gleicher Ausbildung beider Einheiten 11, 12 ein gleichzeitiger Gegensprechverkehr ermöglicht. Lediglich die Lichtsender und die dichroitischen Spiegel sind auf unterschiedliche Frequenzbereiche abgestimmt.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2, in der gleiche

ίο Bezugszahlen entsprechende Teile wie in F i g. 1 bezeichnen, werden als Strahlenteiler 15, 16 zwei gleiche dichroitische Spiegel verwendet. Aus diesem Grunde sind der Sender 20 und der Empfänger 22 in der Einheit 12 gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 vertauscht angeordnet. Das vom Sender 19 kommende Licht kann nunmehr nach dem Passieren beider Spiegel 15. 16 in den Empfänger 22 gelangen, während das vom Sender 20 ausgehende Licht zweifach in den Empfänger 21 reflektiert wird.

Um auch bei der Ausführungsform nach F j g. 2 eine wirtschaftliche Fertigung zu ermöglichen, sind in den Gehäusen jeder Einheit 11, 12 zwei um 90^: versetzte Öffnungen 27, 28 vorgesehen, in die das Objektiv 13 bzw. 14 wahlweise eingesetzt werden kann. Das Einsetzen kann z. B. durch Schrauben oder mittels eines Bajonettverschlusses erfolgen. Auf diese Weise können zwei Sende-Empfangs-Einheiten 11, 12 einfach dadurch für den gegenseitigen Nachrichtenübermit'.lungsverkehr geeignet gemacht werden, daß bei der einen Ein-

heit 11 das Objektiv 13 in die öffnung 28. bei der anderen Einheit 12 das Objektiv 14 in die Öffnung 27 eingesetzt wird, wobei die Sender 19, 20 wieder mit unterschiedlichen Frequenzbereichen arbeilen.

Die gegenseitige Entkopplung der beiden verwendeten Wellenlängenbereiche kann noch dadurch verbessert werden, daß zwischen Sender und/oder Empfänger einerseits und Strahlenteiler 15, 16 andererseits auf die betreffenden Wellenlängenbereiche abgestimmte Filier 23. 24, 25, 26 eingeschaltet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Übertragung von Nachrichten durch zwei Lichtbündel im Gegenverkehr mit zwei 5 in je einem Gehäuse untergebrachten Sende-Empfangs-Einheiten, zwischen denen mit der zu übertragenden Nachricht modulierte Lichtbündel verlaufen, die von dem Sender der einen und dem Empfänger der anderen Einheit ausgesandt bzw. empfangen werden, wobei die Fokussierung ;>uf Sender und Empfänger mittels in den Einheiten vorgesehener Optiken erfolgt und in jeder Einheit nur ein Objektiv und dahinter ein Strahlenteiler vorgesehen ist. welcher die von dem zugeordneten Sender korninenden bzw. die zu dem zugeordneten Empfänger gelangenden Lichtbündel zwischen den Strahienteilern der beiden Einheiten zu einander durchsetzenden Lichlbündeln zusammenfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sender (19, 20) Licht verschiedener Wellenlänge aussenden und die Strahlenteiler dichroitische Spiegel (15, 16) sind, welche das Licht der einen Wellenlänge durchlassen, das der anderen reflektieren und umgekehrt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (19, 20) und die Spiegel (15, lh) auf der optischen Achse der Objektive (13, 14) und die Empfänger (21, 22) dazu vorzugsweise um 90 versetzt angeordnet und die dichroitischen Spiegel (15, 16) zueinander komplementär sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sender (19) und ein Empfänger (22) mit den Spiegeln (15, 16) auf der optischen Achse der Objektive (13, 14) und der andere Sender (20) und der Empfänger (22) um 90" versetzt da/u angeordnet und die dichroitischen Spiegel (15, 16) gleich ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse jeder Sende-Empfangs-Einheit (U, 12) das Objektiv (13. 14) in zwei vorzugsweise um 90° gegeneinander versetzten Lagen anbringbar ist, wobei in der einen Lage das Objektiv auf der Linie Strahlenteilerspiegel (15) —Sender (19) und in der anderen Lage auf der Linie Strahlenteilerspiegel (16)— Empfänger (22) liegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Strahlenteiler (15. 16) einerseits und Sender (19, 20) und/oder Empfänger (21, 22) andererseits auf den jeweiligen Wellenlängenbereich abgestimmte optische Filter (23, 24, 25. 26) angeordnet sind.