DE3109887A1

DE3109887A1 - Optical two-way intercom system

Info

Publication number: DE3109887A1
Application number: DE19813109887
Authority: DE
Inventors: Sebulon 5600 Wuppertal Halbach
Original assignee: Kabelwerke Reinshagen GmbH
Current assignee: Kabelwerke Reinshagen GmbH
Priority date: 1981-03-14
Filing date: 1981-03-14
Publication date: 1982-09-23
Also published as: DE3109887C2

Abstract

Optical two-way intercom system, in which optical signals are fed in by an optical transmitter (5 or 6, 18 or 19) at least on one side of an optical path (optical waveguide 1, 15, 16) and in which an acknowledgement of the optical signals is sent to an optical receiver (6 or 5, 19 or 18) in the optical transmitter (5 or 6, 18 or 19). So that transmission and reception can be performed via the same optical waveguide (1, 15, 16), the optical transmitter and the optical receiver (5 or 6, 18 or 19) are disposed one behind the other, where at least the inner element has an optical transmission aperture (5a, 6a, 18a, 19a). The invention can be used in optical paths of any type where an acknowledgment is to be sent via the same optical path, such as, for example, in the case of thin optical waveguide fibres. <IMAGE>

Description

Beschreibungdescription

Optisches Gegensprech-System.Optical intercom system.

Die ]rfindung betrifft ein optisches eensprech-System, bei dem Lichtsignale durch einen Lichtsender mindestens auf einer Seite einer optischen Strecke eingespeist werden und bei dem eine Rückmeldung der Lichtsignale zu einem Lichtempfänger beim Lichtsender erfolgt.The invention relates to an optical intercom system in which light signals fed by a light transmitter on at least one side of an optical path and in which a feedback of the light signals to a light receiver at Light transmitter takes place.

Bekannte optische Systeme arbeiten mit der Einspeisung durch eine lichtaussendende Einrichtung, z.B. Laser, Leuchtdioden oder Glühlampen auf der einen Seite und auf der anderen Seite des lichtleitenden Systems mit Empfängern, wie z.B. Fototransistoren, Fotodioden oder Fotowiderständen. Die Lichtsignale können auch im UV- oder IR-Bereich liegen. Für die Rückmeldung eines Signals ist eine zweite Lichtleitung erforderlich. Bekannt sind zwar foto-elektrische Elemente mit Doppelfunktion als Sender und Empfänger.Known optical systems work with the feed through a light-emitting device, e.g. laser, light-emitting diodes or incandescent lamps on one side Side and on the other side of the light-guiding system with receivers, e.g. Photo transistors, photo diodes or photo resistors. The light signals can also lie in the UV or IR range. For the feedback of one signal there is a second Light guide required. Photo-electric elements with a dual function are known as sender and receiver.

Solche Elemente sind jedoch sehr kostenaufwendig herzustellen und dementsprechend teuer.However, such elements are very expensive to manufacture and accordingly expensive.

Aufgabe der Erfindung ist es, für allgemeine Anwendung kostengünstig eine Anordnung anzugeben, die das Einspeisen und gleichzeitige Empfangen von Lichtsignalen über eine Lichtleitstrecke, insbesondere über eine Lichtleitfaser, gestattet.The object of the invention is to be inexpensive for general use to specify an arrangement that enables the feeding and simultaneous reception of light signals via an optical fiber, in particular via an optical fiber.

Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Sende-und J>lpfangselement in bezug auf die Achse des Lichtwellenleiters hintereinander anzuordnen. Dabei kann, um eine Störung des innenliegenden Elementes zu vermeiden, mindestens das innenliegende Element eine Durchtrittsöffnung haben, die das Anschließen des anderen Elementes in optischer Hinsicht gestattet. Für das Einstrahlen kann der optische Effekt ausgenutzt werden, daß sich Licht mit hoher Intensität auf kleinem Durchmesser transportieren läßt. Das vom Sender kommende Licht wird durch eine an sich bekannte Sammellinse so gebündelt, daß die Lichtenergie durch einen relativ kleinen Lichtwellenleiterdurchmesser hindurchtritt. Dieser kleine Lichtwellenleiter wird durch eine öffnung des Empfängers gesteckt, so daß sich etwa in der Mitte der EmpfAngerflAche die Injektionsöffnung des Senders befindet. Für den Fall, daß der Lichtwellenleiter einen relativ großen Durchmesser aufweist, kann die Injektions-Leitung mit einem kleinen Durchmesser unmittelbar auf den großen Durchmesser des Lichtwellenleiters angesetzt sein. Bei kleineren Flächen ist gegebenenfalls erfindungsgemäß eine zweite Sammellinse einzusetzen, die es gestattet, die gemeinsame Lichtdurchtrittsöffnung zu verkleinern, damit dünne Lichtwellenleiter versorgt werden können. Bei Fasern mit sehr geringem Durchmesser wird vorgeschlagen, sowohl Sender als auch Empfänger zu durchbohren und einen gemeinsamen Verteiler zu benutzen. Der Verteiler besteht aus einem Kabel, dessen Basisfläche, die zum Sammeln von Licht geeignet ist, wie eine Sammellinsenfläche oder eine Fresnel-Linsel und aus einem Mitteldurchtritt, durch den das dahintergeschaltete element versorgt werden kann. Die Versorgung des zweiten Elementes erfolgt mit Hilfe eines Hohlspiegels, dessen Abbildung auf die Öffnung des Durchtrittskabels gerichtet ist.To this end, it is proposed according to the invention that the transmitting and receiving element to be arranged one behind the other with respect to the axis of the optical waveguide. In doing so, around to avoid a disturbance of the internal element, at least the inner element have a passage opening that allows the connection of the other element allowed in optical terms. For the radiation the optical effect can be used that light with high intensity on small Can transport diameter. The light coming from the transmitter is turned on by a known converging lens so bundled that the light energy through a relative small optical fiber diameter passes through. This little fiber optic cable is inserted through an opening of the receiver so that it is approximately in the middle of the Receiver surface the injection opening of the transmitter is located. In the event that the Optical fiber has a relatively large diameter, the injection line can with a small diameter directly to the large diameter of the optical waveguide be scheduled. In the case of smaller areas, a second area may be required according to the invention Use converging lens that allows the common light passage opening to be reduced in size so that thin optical fibers can be supplied. With fibers Very small diameter is proposed, both transmitter and receiver to pierce and use a common manifold. The distributor exists from a cable whose base surface, which is suitable for collecting light, such as a converging lens surface or a Fresnel lens and a central passage, through which the downstream element can be supplied. The supply of the second element takes place with the help of a concave mirror, whose Illustration is directed towards the opening of the passage cable.

Die Zeichnung zeigt drei Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im folgenden näher erläutert werden.The drawing shows three embodiments of the invention, which in will be explained in more detail below.

Die Figuren zeigen Schnitte durch Sende/Empfangsanordnungen für Lichtwellenleiter unterschiedlicher Dicke.The figures show sections through transmitting / receiving arrangements for optical waveguides different thickness.

Figur 1 zeigt eine Anordnung mit einem durchbohrten Lichtolement und einer Sammellinse.Figure 1 shows an arrangement with a pierced light element and a converging lens.

Figur 2 zeigt eine Anordnung mit einem durchbohrten Lichtelement, einer Sammellinse und einer ringförmigen Sammellinse.Figure 2 shows an arrangement with a pierced light element, a converging lens and an annular converging lens.

Figur 3 zeigt eine Anordnung mit zwei durchbohrten Lichtelementen, einer ringförmigen Sammellinse und einer Hohlspiegelanordnung.Figure 3 shows an arrangement with two pierced light elements, an annular converging lens and a concave mirror assembly.

In der Figur 1 ist ein relativ dicker Lichtwellenleiter 1 mit einem Durchmesser dargestellt, der größer ist als der Durchmesser des Zwischenstückes 2. In einem lichtundurchl.!ssigen Gehäuse 3 befindet sich in Richtung der Lichtwellenleiterachse 4 zwei Elemente 5 und 6, die zum Senden bzw.In the figure 1 is a relatively thick optical waveguide 1 with a Diameter shown which is larger than the diameter of the intermediate piece 2. In an opaque housing 3 is located in the direction of the optical waveguide axis 4 two elements 5 and 6, which are used for sending or

zum Empfang von Lichtsignalen geeignet sind. Die Elemente 5 und 6 weisen elektrische Anschlüsse 7, 8, 9 und 10 auf. Die von dem oder zu dem Element 6 gehenden Strahlen sind durch eine Sammellinse 11 (Fresnel-Linse) und dem Zwischenstück 2 mit dem Lichtwellenleiter 1 optisch verbunden. Das element 5 weist in seiner Mitte eine Durchtritts-Öffnung 5a auf, um das Zwischenstück 2 durchzulassen.are suitable for receiving light signals. Elements 5 and 6 have electrical connections 7, 8, 9 and 10. The from or to the element 6 passing rays are through a converging lens 11 (Fresnel lens) and the intermediate piece 2 optically connected to the optical waveguide 1. The element 5 points in its center a passage opening 5a to allow the intermediate piece 2 to pass through.

Wenn das Element 6 als Sender gestaltet wird, treffen die Lichtstrahlen auf die FlAche 12 der Sammellinse 11 auf und werden gesammelt, so daß sie in dem ZwischenstUck 2 als konzentrierte Strahlung ankommen. Die Strahlung strahlt in den Lichtwellenleiter 1 ein und wird dann zu dem gegenüberliegenden Element geführt. Die von der gegenüberliegenden Seite ankommende Strahlung ist auf den gesamten Durchmesser des Lichtwellenleiter 1 verteilt und trifft deshalb auf das als Detektor geschaltetete Element 5 in einem Ringbereich 13. Für die Detektion ist die Fläche des Zwischenstückes 2 zwar verloren, da jedoch die Querschnittsfläche des Ringbereiches 13 wesentlich größer kls die Querschnittsfläche des Zwischenstückes 2, ist eine ausreichende Empfangsleistung zu erreichen.If the element 6 is designed as a transmitter, the light rays hit on the surface 12 of the converging lens 11 and are collected so that they are in the Intermediate piece 2 arrive as concentrated radiation. The radiation radiates into the Optical fiber 1 and is then led to the opposite element. The radiation arriving from the opposite side is on the entire diameter of the optical waveguide 1 distributed and therefore meets the switched as a detector Element 5 in a ring area 13. The area of the intermediate piece is used for detection 2 is lost, but the cross-sectional area of the ring area 13 is substantial greater than kls the cross-sectional area of the intermediate piece 2 is sufficient reception power to reach.

Die vorbeschriebene Anordnung kann auch umgekehrt erfolgen, in der Weise, daß das Element 5 ringförmig in die Lichtwellenleiterfläche einstrahlt und nur das auf die Fläche des Zwischenstückes 2 auftreffende Rücksignal von dem Element 6 empfangen wird.The above-described arrangement can also be carried out in reverse, in the Way that the element 5 radiates ring-shaped into the optical waveguide surface and only the return signal from the element impinging on the surface of the intermediate piece 2 6 is received.

In der Figur 2 ist die Anordnung der Figur 1 insofern variiert, als mit der Sammellinse 14 noch ein weiterer Sammelkörper hinzugenommen wurde. Die Sammellinse 14 zentriert die beiden Lichtströme auf eine kleinere Fläche, so daß es möglich ist, mit einem geringeren Durchmesser des Lichtwellenleiters 15 auszukommen. Mit der Figur 1 Übereinstimmende bauteile sind mit den yleicEIen Bezugszahlen, aber mit einem Index bezeichnet.In FIG. 2, the arrangement of FIG. 1 is varied in that with the converging lens 14 yet another collecting body was added. The collecting lens 14 centers the two luminous fluxes on a smaller area, making it possible is to get by with a smaller diameter of the optical waveguide 15. With Components that correspond to FIG. 1 are identified by the yleicEIen reference numerals, but denoted by an index.

In einer weiteren Fortbildung der Erfindung kann, wie Fitlur 3 zeigt, für besonders dünne Lichtwellenleiter 16 die rjnstrahlung durch einen neuartigen Sanunelkörper 17 weiter konzentriert werden. Der Lichtsender 18 ist wie der 6.ichtempfänger 19 mit einer Mittelbohrung 18a bzw. 19a versehen und in seiner Strahlungsrichtung von dem Lichtwellenleiter 16 abwärts angeordnet. Durch den Hohlspiegel 20 wird das austretende Licht in die Stirnfläche 21 des Ansatzstückes 22 geworfen, so daß es über den Sammelkörper 17 in den Lichtwellenleiter 16 eingestrahlt wird. Die Rückstrahlung 23 aus dem Lichtleiter 16 geht im Bereich der Eintrittsöffnung 24 zwar verloren, wird aber durch die angesetzte Sammellinse 25 des Sammelkörpers 17, soweit sie nicht in die Eintrittsöffnung 24 hineingelangt ist, auf die lichtempfindlichen Flächen 26 des Empfängers 19 geleitet. Die Verbindung mit dem Lichtwellenleiter 16 erfolgt über den Ansatz 27. Mit der Figur 1 übereinstimmende sonstige Bauteile sind mit den gleichen Bezugszahlen, aber mit einem Index bezeichnet.In a further development of the invention, as Fitlur 3 shows, for particularly thin optical waveguides 16, the radiation through a novel Sanunel body 17 are further concentrated. The light transmitter 18 is like the 6th light receiver 19 provided with a central bore 18a or 19a and in its direction of radiation arranged downward from the optical waveguide 16. The concave mirror 20 makes this emerging light thrown into the end face 21 of the extension piece 22, so that it is radiated into the optical waveguide 16 via the collector body 17. The reflection 23 from the light guide 16 is lost in the area of the inlet opening 24, but is through the attached collecting lens 25 of the collecting body 17, as far as it is not has entered the inlet opening 24, onto the light-sensitive surfaces 26 of the receiver 19 is directed. The connection with the optical waveguide 16 takes place on the approach 27. With the figure 1 matching other components are with the same reference numbers but with an index.

Claims

Claims 1. Optical intercom system in which light signals liver a light transmitter (5 or 6, 18 or 19) on one side of an optical Line (fiber optic 1) 1 ', 15, 16) and for which a feedback to a light receiver 6 or 5, 19 or 18) on the same side takes place, thereby characterized in that the light transmitter (5 or 6, 18 or 19) and the light receiver (6 or 5, 19 or

18) are arranged axially one behind the other.

2. Optical intercom system according to claim 1, characterized in that that at least the inner, on the optical path (optical fiber 1, 1 ', 15, 16) adjacent light transmitters or light receivers (5 or 6, 18 or 19) have a passage opening (5a, 5a ', 18a, 19a) has.

3. Optical intercom system according to claim 1 or 2, characterized in that that the light coming from the light transmitter (6 or 5, 19 or 18) passes through a converging lens (11, 11 ', 25) and through an optical waveguide (2, 2', 27) with a relatively small Diameter is bundled and that this small light waveguide (2, 2 ', 27) thereby an approximately central passage opening (5a, 6a, 18a, 19a) of the light receiver and / or Light transmitter (5 or 6, 18 or 19) is plugged in.

4. Optical intercom system according to claim 3, characterized in that that the small optical waveguide (2, 27) directly to the diameter of an optical waveguide (1, 16) is set.

5. Optical intercom system according to claim 3 or 4, characterized in that that a second converging lens (14) is arranged, which also the light of the inner Light element (5 ') bundles.

6. Optical intercom system according to claim 3, characterized in that that both the light transmitter and the light receiver (18 or 19) have a through opening (18a, 19a) have a rotationally symmetrical light distributor (17) arranged which consists of a converging lens (25) and a piece of optical waveguide (22), that the converging lens (25) serves to supply the inner light element (19) that the piece of optical fiber (22) for supplying the outer light element (18) serves, whereby it penetrates central openings (18a, 19a) of both light elements (18,19), and that to supply the outer light element (18) a behind the piece of optical waveguide (22) and arranged behind the outer light element (18) Concave mirror (20) is used.