DE3619559C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Kommunikationssystem mit paralleler optischer Informationsübertragung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Kommunikationssystem ist bereits aus der DE 20 64 295 C2 bekannt. Es enthält

• - eine Senderanordnung aus einer Mehrzahl von entlang einer Zeile angeordneten lichtemittierenden Elementen,
• - eine Empfängeranordnung mit einer Mehrzahl von entlang einer Parallelzeile angeordneten lichtempfangenden Elementen, die jeweils das von der Senderanordnung emittierte Licht in ein elektrisches Signal umwandeln, und
• - eine zwischen der Senderanordnung und der Empfängeranordnung befindliche Abbildungseinrichtung zur Abbildung jeweils eines lichtemittierenden Elements der Senderanordnung auf ein diesem zugeordnetes lichtempfangendes Element der Empfängeranordnung.

Bei dem bekannten Kommunikationssystem kann allerdings nicht ausgeschlossen werden, daß im Falle einer parallelen Datenübertragung Übersprecherscheinungen in dem Bereich der Abbildungseinrichtung auftreten, die durch den Lichtleiter gebildet wird. Die gesamte Abbildungseinrichtung weist darüber hinaus einen komplizierten Aufbau auf, da mehrere Abbildungseinheiten vorhanden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Kommunikationssystem so weiterzubilden, daß unterschiedliche Datenkombinationen im Parallelbetrieb störungsfreier und bei einfacherem Aufbau des Kommunikationssystems übertragen werden können.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß die lichtemittierenden Dioden getrennt ansteuerbar sind und die Abbildungseinrichtung aus einer einzigen Linseneinheit besteht, die die Senderanordnung unmittelbar auf die Empfängeranordnung projiziert.

Die Linseneinheit kann beispielsweise eine einzelne Konvexlinse oder eine stabförmige Linse mit geeigneter Brechungsindexverteilung sein.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Kommunikationssystems für parallele optische Informationsübertragung,

Fig. 2 die Anordnung einer Linseneinheit zwischen einer Senderanordnung und einer Empfängeranordnung, und

Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm von Steuersignalen zur Steuerung des Kommunikationssystems.

Im nachfolgenden wird ein Kommunikationssystem nach der Erfindung mit paralleler, optischer Informationsübertragung anhand der Fig. 1 bis 3 näher beschrieben. Das Kommunikationssystem nach Fig. 1 enthält eine Senderanordnung 2 mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen 2 a, 2 b, 2 c, . . ., 2 h und 2 i, eine Empfängeranordnung 4 mit einer Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen 4 a, 4 b, 4 c, . . ., 4 h und 4 i, eine Abbildungseinrichtung 5, beispielsweise eine Linse, eine Mehrzahl von Treibern 6 a, 6 b, 6 c, . . ., 6 h und 6 i zur Ansteuerung der lichtemittierenden Elemente 2 a, 2 b, 2 c, . . ., 2 h und 2 i, sowie eine Mehrzahl von Verstärkern 7 a, 7 b, 7 c, . . ., 7 h und 7 i zur Verstärkung der von den lichtempfangenden Elementen 4 a, 4 b, 4 c, . . ., 4 h und 4 i gelieferten elektrischen Signale. Die Senderanordnung 2 und die Empfängeranordnung 4 liegen parallel zueinander, wobei die Abbildungseinrichtung 5 zwischen der Senderanordnung 2 und der Empfängeranordnung 4 positioniert ist. Mit Hilfe der Abbildungseinrichtung 5 wird die Senderanordnung 2 auf die Empfängeranordnung 4 abgebildet. Licht von der Senderanordnung 2, die als lichtemittierende Elemente 2 a, 2 b, 2 c, . . ., 2 h und 2 i beispielsweise lichtemittierende Dioden enthält, wird über die Abbildungseinrichtung 5 zur Empfängeranordnung 4 übertragen, die als lichtempfangende Elemente 4 a, 4 b, 4 c, . . ., 4 h und 4 i beispielsweise Photodioden aufweist. Die Übertragung der Information auf optischem Wege erfolgt dabei für jeden Kanal getrennt, so daß eine parallele Datenübertragung zwischen der Senderanordnung 2 und der Empfängeranordnung 4 möglich ist. Ein optischer Kanal wird beispielsweise durch die lichtemittierende Diode 2 a, die Abbildungseinrichtung 5 und die Photodiode 4 i gebildet, während ein anderer optischer Kanal durch die lichtemittierende Diode 2 i, die Abbildungseinrichtung 5 und die Photodiode 4 a gebildet wird, usw.

Die lichtemittierenden Dioden 2 a, 2 b, 2 c, . . ., 2 h und 2 i sind entlang einer Zeile angeordnet. Entsprechendes gilt für die Photodioden 4 a, 4 b, 4 c, . . ., 4 h und 4 i. Die Senderanordnung 2 bzw. Senderzeile und die Empfängeranordnung 4 bzw. Empfängerzeile liegen, wie bereits erwähnt, parallel zueinander.

Entsprechend der Fig. 2 wird bei einer als Abbildungseinrichtung 5 dienenden Linse ein Bild B eines Gegenstandes A in einem Abstand b vom Zentrum der Linse erzeugt, wenn der Gegenstand A sich auf der gegenüberliegenden Seite unter einem Abstand a vom Linsenzentrum befindet. Mit f ist die Brennweite der Linse angegeben. Zwischen den Abständen a und b sowie der Brennweite f gilt folgende Beziehung:

1/a + 1/b = 1/f (1)

Aufgrund dieser Beziehung ergibt sich eine Vergrößerung M zu:

M = b/a (2)

Werden der Abstand a zu 2f (a = 2f) und der Abstand b zu 2f (b = 2f) gewählt, so ergibt sich eine Vergrößerung M von 1 (M = 1).

Die Senderanordnung 2, die Linse 5 und die Empfängeranordnung 4 in Fig. 1 sind so zueinander angeordnet, daß eine Vergrößerung von M = 1 vorhanden ist. Das bedeutet, daß die Senderanordnung 2 über die Linse 5 im Maßstab 1 : 1 auf die Empfängeranordnung 4 abgebildet wird, und umgekehrt. Licht, das jeweils von den lichtemittierenden Dioden 2 a, 2 b, 2 c, . . ., 2 h und 2 i abgestrahlt wird, wird auf die jeweils zugeordneten Photodioden 4 i, 4 h, 4 g, . . ., 4 b und 4 a fokussiert. Es ergeben sich somit optische Kanäle zwischen der Diode 2 a und der Photodiode 4 i, der Diode 2 b und der Photodiode 4 h, der Diode 2 c und der Photodiode 4 d, der Diode 2 d und der Photodiode 4 f, der Diode 2 e und der Photodiode 4 e, der Diode 2 f und der Photodiode 4 d, der Diode 2 g und der Photodiode 4 c, der Diode 2 h und der Photodiode 4 b sowie zwischen der lichtemittierenden Diode 2 i und der Photodiode 4 a.

Jeweils eine der lichtemittierenden Dioden 2 a, 2 b, 2 c, . . ., 2 h und 2 i ist jeweils mit einer Treiber- bzw. Steuerschaltung 6 a, 6 b, 6 c, . . ., 6 h und 6 i verbunden. Zu diesen Treiber- bzw. Steuerschaltungen 6 a bis 6 i ist jeweils eine Signalleitung D 0, D 1, D 2, . . ., D 7 und STB geführt. Die Signalleitung STB liegt dabei an der Treiber- bzw. Steuerschaltung 6 i.

Die Photodioden 4 a, 4 b, 4 c, . . ., 4 h und 4 i auf der Empfängerseite sind mit Verstärkern 7 a, 7 b, 7 c, . . ., 7 h und 7 i jeweils verbunden. Dagegen sind zu den Verstärkern 7 a, 7 b, 7 c, . . ., 7 h und 7 i ausgangsseitig Signalleitungen STB′, D 7′, D 6′, . . ., D 1′ und D 0′ geführt. Die Signalleitung STB′ liegt dabei am Verstärker 7 h.

Die lichtemittierenden Dioden 2 a, 2 b, 2 c, . . ., 2 h und 2 i werden durch die LED-Treiberschaltungen 6 a, 6 b, 6 c, . . ., 6 h und 6 i in Abhängigkeit von Daten eingeschaltet bzw. gesteuert, die diesen über die Signalleitungen D 0, D 1, D 2, . . ., D 7 und STB an der Senderseite zugeführt werden.

Das von den lichtemittierenden Dioden abgestrahlte Licht wird über die Linse 5 auf die jeweil zugeordneten Photodioden übertragen, wobei die Photodioden für die Umwandlung der optischen Daten in elektrische Signale sorgen.

Die Ausgangssignale der Photodioden werden mit Hilfe der Verstärker 7 a, 7 b, 7 c, . . ., 7 h und 7 i jeweils verstärkt und über die Signalleitungen STB′, D 7′, D 6′, . . ., D 1′ und D 0′ weitergeleitet.

Wie oben beschrieben, erfolgt die Datenübertragung senderseitig über die Signalleitungen D 0, D 1, D 2, . . ., D 7 und STB, und empfängerseitig über die Signalleitungen STB′, D 7′, D 6′, . . ., D 1′ und D 0′. Ein Signal STB an der senderseitigen Signalleitung STB dient zur Synchronisation bzw. zeitlichen Steuerung der Signalübertragung an der Senderseite und der Empfängerseite. Wird entsprechend der Fig. 3 das Signal STB von der Senderseite zur Empfängerseite übertragen und/oder das Signal STB′ von der Empfängerseite zur Senderseite, so werden die Daten D 0, D 1, D 2, . . ., D 6 und D 7 über die senderseitigen Signalleitungen zur selben Zeit zur Empfangsseite übertragen, so daß an den empfangsseitigen Signalleitungen die Daten D 0′, D 1′, D 2′, . . ., D 6′ und D 7′ erscheinen, die den Daten D 0, D 1, D 2, . . ., D 6 und D 7 entsprechen. Die Übertragung der Daten D 0 bis D 7 und die Übertragung des Signals STB, STB′ erfolgen zur selben Zeit. Soll das Signal STB′ von der Empfängerseite zur Senderseite übertragen werden, so muß das Element 4 a als lichtemittierende Diode ausgebildet sein, und das Element 2 i als Photodiode. 6 i ist dann ein Verstärker, während 7 a eine Treiberschaltung ist.

Die Daten D 0′, D 1′, D 2′, . . ., D 6′ und D 7′ können in einem Speicher, beispielsweise in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM zwischengespeichert oder direkt einer Signalverarbeitungsrichtung (nicht dargestellt) zugeführt werden.

Die Abbildungseinrichtung 5 kann beispielsweise eine einzelne Konvexlinse oder eine geeignete Linseneinheit sein. Als Abbildungseinrichtung 5 kann aber auch ein aus einzelnen Stäben bestehendes Linsenfeld oder dergleichen verwendet werden. Das aus einzelnen Stäben bestehende Linsenfeld kann beispielsweise eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden optischen Fasern mit einer geeigneten Brechungsindexverteilung aufweisen. Ferner läßt sich auch eine sogenannte SELFOC-Linse mit geeigneter Brechungsindexverteilung verwenden.

Wie oben beschrieben, liegt die Abbildungseinrichtung 5 bzw. Linse zwischen den lichtemittierenden Elementen und den lichtempfangenden Elementen, so daß Licht von einem lichtemittierenden Element auf ein diesem zugeordnetes lichtempfangendes Element übertragen werden kann.

Die jeweiligen Paare aus einem lichtemittierenden Element und einem lichtempfangenden Element können unabhängig voneinander betrieben werden, ohne daß Übersprecherscheinungen auftreten.

Auch bei sehr kleinem Abstand zwischen den jeweiligen optischen Kanälen, die aus je einem lichtemittierenden und einem lichtempfangenden Element bestehen, läßt sich ein paralleler Datentransfer einwandfrei durchführen. Der Systemaufbau kann sehr kompakt ausgeführt werden.

Claims (4)

1. Kommunikationssystem mit paralleler optischer Informationsübertragung, mit

• - einer Senderanordnung (2) aus einer Mehrzahl von entlang einer Zeile angeordneten lichtemittierenden Elementen (2 a, . . ., 2 i),
• - einer Empfängeranordnung (4) mit einer Mehrzahl von entlang einer Parallelzeile angeordneten lichtempfangenden Elementen (4 a, . . ., 4 i), die jeweils das von der Senderanordnung (2) emittierte Licht in ein elektrisches Signal umwandeln, und
• - einer zwischen der Senderanordnung (2) und der Empfängeranordnung (4) befindlichen Abbildungseinrichtung (5) zur Abbildung jeweils eines lichtemittierenden Elements (2 a, . . ., 2 i) der Senderanordnung (2) auf ein diesem zugeordnetes lichtempfangendes Element (4 i, . . ., 4 a) der Empfängeranordnung,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die lichtemittierenden Elemente (2 a, . . ., 2 i) getrennt ansteuerbar sind und
• - die Abbildungseinrichtung (5) aus einer einzigen Linseneinheit besteht, die die Senderanordnung (2) unmittelbar auf die Empfängeranordnung (4) projiziert.

2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linseneinheit (5) eine einzelne Konvexlinse ist.

3. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linseneinheit (5) aus einer stabförmigen Linse mit geeigneter Brechungsindexverteilung besteht.