Anlage zur Übertragung von Signalen mittels modulierter Lichtstrahlung
(Lichtsprechgerät) Es ist bekannt, Signale zu übertragen mittels in ihrer Helligkeit
gesteuerter Lichtstrahlung. Im Empfänger einer solchen Anlage wird die in dieser
Weise modulierte Lichtstrahlung mittels photoelektrischer Zellen demoduliert, durch
die die Helligkeitsschwankungen in Strom- bzw. Spannungsschwankungen umgewandelt
werden. Der Erfindungsgegenstand ist eine Anlage, die ebenfalls mit modulierter
Lichtstrahlung der Übertragung von Signalen dient, deren Vorzug gegenüber den bekannten
Anlagen darin besteht, daß die Signalübertragung weitgehend unabhängig ist von störenden
Lichthelligkeitsschwankungen, und zwar entweder derartigen Schwankungen der sendeseitig
verwendeten Lichtquelle oder von Schwankungen in der Helligkeit, die von anderen
Lichtquellen bzw. Himmelserscheinungen, wie z. B. Blitzen, herrühren.System for the transmission of signals by means of modulated light radiation
(Light communication device) It is known to transmit signals by means of their brightness
controlled light radiation. In the recipient of such an attachment, the in this
Way modulated light radiation demodulated by means of photoelectric cells
which converts the brightness fluctuations into current or voltage fluctuations
will. The subject of the invention is a system that is also modulated with
Light radiation is used to transmit signals, which has an advantage over the known
Systems consists in the fact that the signal transmission is largely independent of disruptive ones
Light brightness fluctuations, either such fluctuations on the transmitting side
used light source or fluctuations in brightness caused by others
Light sources or celestial phenomena, such as B. lightning.
Gemäß der Erfindung wird zur Modulation der Lichtstrahlung keine Helligkeitssteuerung
vorgenommen, sondern eine modulationsmäßige Änderung der Farbe der ausgesandten.
Lichtstrahlung. Demgemäß ist also das erfindungsgemäße Sendegerät für Farbmodulation
und das zugehörige Empfangsgerät für Farbendemodulation eingerichtet.According to the invention, no brightness control is used to modulate the light radiation
made, but a modulation-like change in the color of the sent.
Light radiation. Accordingly, the transmitter according to the invention is for color modulation
and the associated receiver set up for color demodulation.
Abb. r erläutert das Schema einer beispielsweisen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anlage. Links ist das Senderschema und rechts das Empfängerschema
dargestellt. Die Lichtstrahlen der Lichtquelle r werden in dem Prisma :2 gebrochen
und dabei in ihre Farbbestandteile zerlegt. Im Punkt 3 ist das Prisma drehbar gelagert
und
wird über die Hebelanordnung q. durch eine nicht weiter dargestellte Steuerungseinrichtung
modulationsmäßig hin und her bewegt, so daß die vom Prisma 2 ausgehenden Farbstrahlen
gleichfalls um bestimmte Winkelbeträge hin und her schwanken. Durch die Sammellinse
5 werden die Farbstrahlen auf die Spaltanordnung 6 geworfen, durch deren Spalt infolge
des Modulationsvorganges farbiges Licht fällt, dessen Farbe im Rhythmus des Modulationsvorganges
sich laufend ändert. Auf der Empfangsseite sammelt die Linse 7 die. aufgenommene
Farbenstrahlung auf die Photozelle g., der das Farbfilter 8 vorgeschaltet ist. Die
Durghlaßfähigkeit des Farbfilters ist in bezug auf die mittlere Farbe des vom Sender
ausgestrahlten Lichts so gewählt, daß die modulationsmäßige Farbenänderung in dem
einen Sinne eine Erhöhung und in dem anderen Sinne eine Herabsetzung der durch das
Farbfilter B hindurchtretenden Lichtmenge bewirkt. Die photoelektrische Zelle g
spricht in bekannter Weise auf die Lichtmengenschwankungen dergestalt an, daß am
Belastungswiderstand io, der die Elektroden der photoelektrischen Zellen miteinander
verbindet, eine Spannung entsteht, die proportional der durch das Farbfilter 8 hindurchgelassenen
Lichtmenge schwankt, so daß an den Klemmen i i das Demodulationsprodukt in Form
einer Wechselspannung abgegriffen werden kann.Fig. R illustrates the scheme of an exemplary embodiment
the system according to the invention. The sender scheme is on the left and the receiver scheme on the right
shown. The light rays of the light source r are refracted in the prism: 2
and broken down into their color components. At point 3 the prism is rotatably mounted
and
is via the lever assembly q. by a control device not shown
Moved back and forth modulation, so that the color rays emanating from the prism 2
also fluctuate back and forth by certain angular amounts. Through the converging lens
5, the color rays are thrown onto the gap arrangement 6, through the gap as a result
colored light falls during the modulation process, the color of which falls in the rhythm of the modulation process
is constantly changing. On the receiving side, the lens 7 collects the. recorded
Color radiation on the photocell g., Which is preceded by the color filter 8. the
The permeability of the color filter is relative to the mean color of the transmitter
Emitted light chosen so that the modulation-like color change in the
in one sense an increase and in the other sense a decrease in the
Color filter B causes the amount of light passing through. The photoelectric cell g
responds in a known manner to the fluctuations in the amount of light in such a way that on
Load resistance io that connects the electrodes of the photoelectric cells with one another
connects, a voltage arises which is proportional to that which has passed through the color filter 8
The amount of light fluctuates, so that the demodulation product in the form of the terminals i i
an alternating voltage can be tapped.
Abb. i a erläutert im Diagrammbild die Wirkungsweise des Farbfilters
8; auf der Ordinate ist die Durchlaßfähigkeit D und auf der Abszisse die Lichtwellenlänge
IW aufgetragen. Das Farbfilter und die mittlere vom Sender ausgestrahlte Farbe mit
der Wellenlänge Wo sind in bezug aufeinander so gewählt, daß Wo auf einer Flanke
der Durchlässigkeitskurve des Farbfilters 8 liegt.Fig. I a explains how the color filter works in the diagram
8th; on the ordinate is the transmittance D and on the abscissa is the light wavelength
IW applied. The color filter and the mean color emitted by the transmitter with
of the wavelength Wo are chosen with respect to one another in such a way that Wo are on a flank
the permeability curve of the color filter 8 lies.
Die erfindungsgemäße Anlage ist, wie bereits erwähnt., von störenden
Helligkeitsschwankungen, die bei dem Übertragungsvorgang auftreten können, weitgehend
unabhängig. Denn man wird naturgemäß die Farbmodulation zu diesem Zweck derart stark
machen, daß bei im übrigen gegebenen Verhältnissen die von der lichtelektrischen
Zelle g zu verarbeitenden Helligkeitsschwankungen infolge der Farbmodulation die
weitaus größeren gegenüber den Helligkeitsschwankungen- sind, -die von sonstigen
unerwünschten Helligkeitsschwankungen herrühren.As already mentioned, the system according to the invention is troublesome
Fluctuations in brightness that can occur during the transfer process, largely
independent. Because the color modulation is naturally so strong for this purpose
make that, given the other conditions, those of the photoelectric
Cell g to be processed brightness fluctuations due to the color modulation
Much larger compared to the fluctuations in brightness, -those of others
result from undesirable fluctuations in brightness.
Gemäß einem weiteren Teil der Erfindung wird die angestrebte Störfreiheit
der Übertragung dadurch grundsätzlich noch erhöht, daß der Empfangsdemodulator aus
einer Gegentaktanordnung gebildet wird, die nach dem Gesichtspunkt der Unabhängigkeit
des Demodulationsproduktes von der Lichtamplitude bemessen ist; das Merkmal der
Gegentaktanordnung besteht darin, daß sie die aufgenommene Lichtstrahlung in zwei
Strahlkanäle verzweigt, von denen jeder in einer photoelektrischen Zelle endet,
und ferner darin, daß die erwähnten Zellen in bezug auf die Lichtwellenlänge von
inverser Empfindlichkeit sind und das Demodulationsprodukt als Differenz der Ausgangsspannungen
der beiden photoelektrischen Zellen ab-1
kegrl der lichtelektrischen nhZellen
arkann entweder durch die entsprechenden Daten der einzelnen Zelle selbst bedingt
sein, oder sie kann, was in der Regel der Fall sein wird, durch ein vorgeschaltetes
Farbfilter indirekt herbeigeführt sein.According to a further part of the invention, the desired freedom from interference in the transmission is in principle still increased in that the receiving demodulator is formed from a push-pull arrangement which is dimensioned according to the aspect of the independence of the demodulation product from the light amplitude; The feature of the push-pull arrangement is that it branches the received light radiation into two beam channels, each of which ends in a photoelectric cell, and also that the cells mentioned are of inverse sensitivity with respect to the light wavelength and the demodulation product as the difference in the output voltages of the two photoelectric cells of the photoelectric off 1 kegrl nhZellen arkann either be due to the corresponding data of the single cell itself, or it can, which will normally be the case, be brought about indirectly by an upstream color filter.
Die Abb. 2 erläutert ein Ausführungsbeispiel eines in der gekennzeichneten
Weise ausgeführten Empfängers. Durch die Sammellinse 7 wird die aufgenommene farbmodulierte
Lichtstrahlung auf die Spitze eines zu einem Winkel gebogenen Glasstabes 12 gesammelt.
An dieser Stelle wird das Licht in die beiden Stabschenkel 12', 12' verteilt und
entlang der Längsachse dieser Schenkel durch dieselben hindurchgeleitet zu den beiden
lichtelektrischen Zellen g' und g". Diesen beiden Zellen sind jeweils ein
Farbfilter 8' bzw. 8" vorgeschaltet, deren Lichtdurchlässigkeit so aufeinander abgestimmt
ist, daß sich eine resultierende Empfindlichkeit in lichtelektrischer Hinsicht ergibt,
die invers ist, das heißt also, bei einer bestimmten Farbenschwankung erhöht sich
die Lichtmenge, die durch das eine Filter hindurchgelassen wird, und verringert
sich um einen entsprechenden Verhältnisbetrag die Lichtmenge, die durch das andere
Filter hindurchgelassen wird. Dadurch ergeben sich Ausgangsspannungen der beiden
lichtelektrischen Zellen, die im Gegentakt schwanken. Der Belastungswiderstand der
Zelle g' ist mit 13' und derjenige der Zelle g" ist mit i3" bezeichnet. Die Schaltung
ist so ausgeführt, daß sich an dem weiteren Widerstand io :die Differenz der beiden
Photozellenspannungen einstellt. Wie erwähnt, ist die Anordnung so bemessen, daß
sich eine Unempfindlichkeit des Demodulationsproduktes gegenüber der Lichtamplitude
ergibt; das heißt normalerweise, daß die Anordnung symmetrisch bemessen ist, was
wirkungsmäßig bedeutet, daß die mittlere Lichtdurchlässigkeit und damit auch die
mittlere Ausgangsspannung in beiden Kanälen gleich groß ist; das heißt also, werden
vom Empfänger störende Lichtschwankungen aufgenommen, die entweder von einer Überlagerung
aus einer Störquelle herrühren oder durch Schwankungen der Senderlichtquelle hervorgerufen
werden, so heben sich die dadurch bedingten Stromerhöhungen in den photoelektrischen
Zellen gegenseitig auf, weil ja am Widerstand io die Differenz der beiden Kanalausgangsspannungen
abgegriffen wird.Fig. 2 explains an embodiment of a receiver designed in the manner indicated. The collected color-modulated light radiation is collected by the collecting lens 7 onto the tip of a glass rod 12 which is bent at an angle. At this point the light is distributed in the two rod legs 12 ', 12' and passed along the longitudinal axis of these legs to the two photoelectric cells g 'and g ". A color filter 8' or 8" is connected upstream of each of these two cells whose light transmittance is matched to one another in such a way that the resulting sensitivity in photoelectric terms is inverse, that is to say, for a certain color fluctuation, the amount of light that is allowed to pass through one filter increases and decreases by a corresponding ratio the amount of light that is transmitted through the other filter. This results in output voltages of the two photoelectric cells that fluctuate in push-pull. The load resistance of cell g 'is denoted by 13' and that of cell g "is denoted by i3". The circuit is designed in such a way that the difference between the two photocell voltages is set at the further resistor io. As mentioned, the arrangement is dimensioned in such a way that the demodulation product is insensitive to the light amplitude; that normally means that the arrangement is dimensioned symmetrically, which in terms of effect means that the average light transmittance and thus also the average output voltage in both channels is the same; In other words, if the receiver picks up disruptive light fluctuations, which either originate from a superposition of an interference source or are caused by fluctuations in the transmitter light source, the resulting increases in current in the photoelectric cells cancel each other out because the resistance io is the difference between the both channel output voltages is tapped.