JPH0413320A - 単方向光信号伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、一般的な外乱光を有する場所に適用
されて、且つ莞要なデータ列信号のみを一方向に光伝送
することで、受光部側に設けられた信号処理回路にプロ
グラムされてなる制御信号が、前記外乱光が発するノイ
ズ等により誤動作するのを防止して、且つ前記信号処理
回路にプログラムされてなる制御信号を、前記データ列
信号の入力時のみ正確に出力させることが出来る単方向
光信号伝送装置に関する。

（従来の技術） 従来、光情報伝達や処理システム等には種々のデバイス
を用いたものが適用されてなるが、特に半導体の電気光
学効果を利用した単刃及び双方向の光信号伝送装置等が
広く用いられてなる。

尚、上記この種の単方向光信号伝送装置に於いて、例え
ば、発光回路側が商用電源を回路作動用として適用し、
且つ受光回路側が蓄電池等を回路作動用に適用する回路
構成からなるものが存在する。

即ち、上記の様に、受光回路側が回路作動用の電源供給
源として蓄電池等を用いてなる場合には、該蓄電池等の
消費電流を最小限に留める為に、微電流で作動する低消
費電流のタイマー回路により一定周期毎に所定の単位時
間内に限り、別回路に電源を供給する手段が一般的に用
いられてなる。

しかし、上記の手段に於いては、前記発光回路が任意の
タイミングで作動し、且つ発光する場合に、前記受光回
路側の電源供給周期が長いと送られてくるデータを即時
に処理することが困難となることから信号処理が出来ず
、又、即時に信号処理をさせようとすると、前記電源供
給周期が短くなり、よって、蓄電池等の消費電流が増大
する等の不都合が生じていた。

従って、上記の様な不都合を解消するために、例えば、
第２図に示す様に、光信号の受光回路側１８が増幅、検
波回路１９及び波形整形回路２０と信号処理回路２１と
により構成されてなる回路が適用されてなる。

即ち、上記の様な受光回路により構成された単方向光信
号伝送装置に於いては、発光回路側２２の半導体発光素
子２３より出力された光信号が、前記受光回路側１８の
半導体光電素子２４を介して受光された時に、光電変換
増幅回路１９．２０を介して出力される電気信号の入力
時に限り、信号・１理回路２１がトリガーされて起動す
るものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の様な受光回路により構成されてな
る単方向光信号伝送装置に於いては、下記の様な問題点
があった。

即ち、上記の構成からなる単方向光信号伝送装置に於い
ては、その使用される場所、その他種々の条件が適宜一
定であるとは限らない。

等を光信号として誤認識することになる。

よって、上記の様に外乱光のノイズ等により受光回路側
は誤動作することになり、しかも信号処理回路がトリガ
ーされて起動するためには、非常に大きな消費電流が必
要であるために、−旦上記の如く該信号処理回路が誤動
作により起動した場合には、電源を供給してなる電流容
量の限られた蓄電池等より無駄な電流を浪費してしまう
という樟めて重大な問題が生じていた。

而して、本考案は、上記の問題を全て解決するものであ
り、一般的な外乱光を有する場所に適用される単方向光
信号伝送装置に於いて、前記外乱光のノイズ等により受
光回路側に内蔵された信号処理回路の誤トリガーによる
誤動作を防止することで、蓄電池等より浪費される無駄
な電流の消耗を防止し、且つ必要な光信号の伝送に限り
、前記信号処理回路にプログラムされてなる制御信号を
正確に出力することが出来る極めて優れた単方向光信号
伝送装置を提供することを課題とするもの・である。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の課題を解決するために以下の手段を講
じたものである。

即ち、第１に本発明は、入力されるデータ列信号を光信
号に変換して出力する半導体発光素子を有する発光回路
と、前記半導体発光素子より出力された光信号を半導体
光電素子により受光して電気信号に変換した後増幅し、
且つ該増幅して得られたデータ列信号をデジタル列信号
に変換して出力する光電変換増幅回路、及び該光電変役
増幅回路のデジタル列信号の入力により起動すると同時
に、該デジタル列信号を判読し、且つ予めプログラムさ
れた制御信号を出力する信号処理回路とを有する受光回
路とからなる単方向光信号伝送装置であって、前記半導
体発光素子１６を有する発光回路１には、入力されるデ
ータ列信号の予め定められた最初の適用領域のみに限り
、出力される光信号の発光パワーを一時的に通常時の発
光パワーより増加させる発光パワー増強回路２が設けら
れ、且つ受光回路３には、前記発光パワー増強回路２が
作動した時に出力された光信号の搬送周波数に同調する
ことで、前記半導体光電素子４より変換された電気信号
を前記光電変換増幅回路うａ、　５ｂにより検出し、且
つ該検出された電気信号を介して起動するトリガブルタ
イマー１３が設けられ、しかも該トリガブルタイマー１
３が起動することにより、平常時には、前記受光回路３
内に設けられた増幅回路の利得を低く抑えてなる定電流
回路の増幅利得を一時的に増大させて、且つ前記光信号
の発光パワーを介し、て入力される電気信号レベルの低
下分を補うことで、前記光信号の発光パワーが低下して
も該発光パワーの低下に関係なく、前記信号処理回路１
２に予めプログラムされてなる制御信号を出力する構成
にある。

第２に本発明は、上記の構成に於いて、前記発光パワー
増強回路２が設けられた発光回路１の半導体発光素子１
６より一時的に出力される光信号の発光パワーは、少な
くとも通常時の発光パワーの２倍以上増幅されて前記半
導体発光素子１６より出力する構成にある。

第３に本発明は、上記第１又は第２の構成に於いて、前
記発光パワー増強回路２が作動する時、又は作動する直
前にキセノン放電管や高効率赤外線発光ダイオード等の
発光手段をパルス的に発光させることで、受光回路３に
光信号を出力する構成にある。

（作用） 上記構成からなる単方向光信号伝送装Ｈに於いては、発
光回路１に、入力されるデータ列信号の予め定められた
最初の適用領域のみに限り、出力される光信号の発光パ
ワーを一時的に通常時の発光パワーより増加させる発光
パワー増強回路２が設けられてなることから、前記光信
号を受光することで信号処理回路１２を起動させるため
の受光回路３の利得を通常時には、低く抑えることがで
きる。

よって、通常時には、前記受光回路３の増幅利゛慣は低
いために外乱光のノイズ等により該受光口路３内のトリ
ガブルタイマー１３がトリガーされることはなく、従っ
て、該トリガブルタイマー１３がトリガーされなければ
前記受光回路３内の信号処理回路１２は起動することは
ないために、前記外乱光のノイズ等による誤動作を防止
することができる。

更に、上記の発光パワー増強回路２を介して発光される
発光パワーが、グなくとも通常時の発光パワーの２倍以
上増幅されてなる場合には、受光回路３の通常時に於け
る増幅利得を、より低く抑えることができる。

よって、前記外乱光のノイズ等による誤動作をより確実
に防止することができる。

更に、上記発光パワー増強回路２が作動する時、又は作
動する直前にキセノン放電管や高効率赤外線発光ダイオ
ード等の発光手段をパルス的に発光させる場合には、前
記同様に受光回路３の利得を低く抑えることができる。

従って、外乱光のノイズ等により該受光回路３内のトリ
ガブルタイマー１３がトリガーされること以下、本発明
の一実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明に於ける単方向光信号伝送装置全体の基
本的構成を示すものであり、同図に於いて、１は中央処
理装置（ＣＰＬＩ）　＋４からのデータ列信号を、光信
号に変換して出力する発光回路を示し、ＮＰＮ形トシト
ランジスターｌ　”）　１５を前記中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）＋４より出力されるデータ列信号に従って作動させ
ることで、該ＮＰＮ形トシトランジスターｌ　”）　１
５のコレクタに接続された発光ダイオード（ＬＥＤ）＋
６を発光させる構成にある。

尚、同図の発光回路には、上記発光ダイオード（ＬＥＤ
）１６に接続される電流制限抵抗（Ｒ１゜Ｒ１）が設け
られて、上記中央処理装置（ＣＰＵ）１４より出力され
るデータ列信号の予め定められた最初の適用領域のみに
限り、ＰＮＰＮ上形ンジスタ（Ｃ２）１７を作動させる
ことで上記電流制限抵抗Ｒ１を短絡させて、−時的に上
記発光ダイオ発光パワー増強回路２が設けられてなる。

更に、第１図に於いて、３は発光回路１を介して発光さ
れた光信号の入力により、予めプログラムされた制御信
号を適宜出力する受光回路を示し、４は光信号を受光す
ることで光起電効果を有するＰＩＮフォトダイオードで
あり、同調周波数により前記光信号を電気信号に変換し
て出力する様′こ、ＬＣ並列共振回路５と並列に接続さ
れて、且つ前記発光回路のデータ列信号の搬送周波数に
同調する様に予め調整されてなる。

従って、上記並列共振回路５を介して出力された電気信
号は、コンデンサー（Ｃ２）を介してＣ−ＭＯＳ−ＩＣ
インバーター回路に抵抗（Ｒ３）で負帰還をかけた反転
形交流増幅回路６ａに入力されて増幅した後、コンデン
サー（Ｃ３）を介して抵抗（Ｒ４）で再度負帰還をかけ
た反転形交流増輻回路６ｂにより増幅された後に、コン
デンサー（動させることになる。

而して、上記反転形交流増幅回路６ａｌ　６ｂの回路作
動用電源は蓄電池９より供給されることになるが、その
供給回路には、電圧制御による電界効果トランジスタ（
ＦＥＴ）１０が設けられてなることから前記反転形交流
増幅回路５ａ、　５ｂの回路作動用電源は該電界効果ト
ランジスタ（ＦＥＴ）１０による低電流回路を介して供
給されることになる。

尚、同図に於いて、前記ＮＰＮ形トシトランジスター３
）８のコレクタと前記蓄電池９の正極間には、抵抗（Ｒ
６）とコンデンサー（Ｃ５）とによる並列回路１１か設
けられてなることから、出力される電気信号は、予め定
められた該並列回路ＩＩの時定数に依り前記データ列信
号の搬送周波数成分が除去されることでＨ（ハイレベル
）、しくローレヘ／ｌ、）のデジタル列信号に復調され
ることになる。

よって、上記の如く復調され出力されたデジタル列信号
は、該デジタル列信号を判読することで予めプログラム
された制御信号を出力する信号処理回路１２に入力され
ることになる。

又、前記ＮＰＮ形トシトランジスター３）８のコレクタ
出力は、コンデンサー（Ｃ６）及び抵抗（Ｒ７）を介し
て微分されて予め所望の時間に設定されたトリガブルタ
イマー１３に入力される。

尚、上記トリガブルタイマー１３の出力（Ｑ）は、前記
定電流回路より抵抗（Ｒ８）及びダイオード（０１）を
介して接続される。

よって、通常時トリガブルタイマー１３の出力（Ｑ）は
Ｌ（ローレベル）であり、抵抗（Ｒ８）及びダイオード
（Ｄｌ）には、定電流回路より電流が流れることになる
。

従って、上記の回路構成に於いて、定電流回路の出力電
圧は負荷電流が増大すれば低下し、又Ｃ−ＭＯＳ−Ｉ　
Ｃインバーター回路に抵抗（Ｒ３）で負帰還をかけた反
転形交流増幅回路６ａ、　６ｂの増幅利得は、電圧低下
に従って減少する特性を有することになるために、通常
時、定電流回路の負荷ｉは、前記反転形交流増幅回路５
ａ、　５ｂと抵抗（Ｒ冶）及びダイオード（Ｄｌ）とに
流れる電流総和となるが、−旦、前記トリガブルタイマ
ー１３がトリガーされると該トリガブルタイマー１３の
出力（Ｑ）はＨ（ハイレベル）となる。よって該トリガ
ブルタイマー１３の出力（Ｑ）がＨ（ハイレベル）にな
ることで抵抗（Ｒ８）の電流は遮断されることになり、
よって前記定電流回路の出力は通常時より上昇し増幅利
得は上昇することになる。

従って、通常時には、受光回路の増幅利得が低いために
、外乱光のノイズ等により該受光回路のトリガブルタイ
マーかトリガーされることはなく、発光回路の発光パワ
ー増強回路か作動した時に出力される光信号にのみ該受
光回路のトリガブルタイマーがトリガーされて増幅利得
か増大し入力信号レベルの低下分を補うのである。

尚、上記実施例に於いて、前記発光パワー増強回路が設
けられた発光回路の半導体発光素子１６より一時的に出
力される光信号の発光パワーを、少く抑えることができ
る。

更に、上記実施例に於いて、前記発光パワー増強回路が
作動する時、又は作動する直前にキセノン放電管や高効
率赤外線発光ダイオード等の発光手段をパルス的に発光
させることで、前記同様に受光回路の利得を低く抑える
ことができる。

従って、外乱光のノイズ等により該受光回路内のトリガ
ブルタイマーがトリガーされることなく前記の様に、外
乱光のノイズ等による誤動作を防止することができると
同時により高効率の光信号の伝送か行なえることになる
。

尚、上記実施例に於いて、発光回路の半導体発光素子よ
り発せられる光信号を受光する受光回路の半導体光電素
子は、草体にて構成されてなるか、決して限定されない
のは言う迄もなく、例えば、複数の半導体光電素子を並
列に接続することで、受光する光信号の受光感度をより
向上することができる。

光ノイズ等による誤動作なしに正確に出力する様に構成
されていれば、本実施例に於ける具体的な回路構成及び
素子数並びにデバイス等は全て本発明の意図する範囲内
であれば限定されず、任意に設計変更自在である。

（発明の効果） 斜上の様に、本発明は、入力されるデータ列信号を光信
号に変換して出力する発光回路と、該発蓄電池等の寿命
を延ばすことが出来る省エネルギーの回路を構成するこ
とができる。

而して、要は、発光回路を介して出力される光信号が、
該発光回路に入力されるデータ列信号の予め定められた
最初の適用領域のみに限り増強されて前記発光回路より
出力された時のみ、通常時には低く抑えられた受光回路
の増幅利得を一時的に増大し、且つ該受光回路に設けら
れた信号処理回路に予めプログラムされてなる制御信号
を他のたデータ列信号をデジタル列信号に変換して出力
する光電変換増幅回路、及び該光電変換増幅回路のデジ
タル列信号の入力により起動すると同時に、該デジタル
列信号を判読し、且つ予めプログラムされた制御信号を
出力する信号処理回路とを有する受光回路とからなる単
方向光信号伝送装置であって、前記発光回路には、入力
されるデータ列信号の予め定められた最初の適用領域の
みに限り、出力される光信号の発光パワーを一時的に通
常時の発光パワーより増加させる発光パワー増強回路が
設けられ、且つ受光回路には、前記発光パワー増強回路
が作動した時に出力された光信号の搬送周波数に同調す
ることで、前記半導体光電素子より変換された電気信号
を前記光電変換増幅回路により検出し、且つ該検出され
た電気信号を介して起動するトリガブルタイマーが設け
られ、しかも該トリガブルタイマーの起動により、平常
時には増幅回路の利得が低く抑えられた定電流回路の増
よって、従来の様に、誤動作により信号処理回路が起動
して蓄電池等の電源から無駄な電流を浪費することもな
く、又トリガブルタイマーがトリガーされて増幅利得か
増大し入力信号レベルの低下分を補うために、前記発光
回路のデータ列信号の発光パワーが急に低下しても何ら
困難性は生じない。

前記光信号の発光パワーが低下しても該発光パワーの低
下に関係なく前記増幅利得を増加させて信号処理回路に
予めプログラムされてなる制御信号を正確に出力するこ
とから、通常時には、受光回路の増幅利得を低く抑える
ことで、外乱光のノイズ等により該受光回路のトリガブ
ルタイマーがトリガーされることはなく、よって発光回
路の発光パワー増強回路が作動した時に出力される光信
号のみに、信号処理回路を起動させることができる。

又、上記の構成からなる単方向光信号伝送装置に於いて
、前記発光パワー増強回路が設けられた発光回路より一
時的に出力される光信号の発光パワーが、少なくとも通
常時の発光パワーの２倍以上増幅されてなる場合には、
受光回路の増幅利得をより低く抑えることができる。従
って、外乱光のノイズ等による誤作動をより確実に防止
することができると共に、通常時に於いて、より省電力
の回路を構成することができる。

更に、上記前者及び後者の構成からなる単方向光信号伝
送装置に於いて、前記発光パワー増強回路が作動する時
、又は作動する直前にキセノン放電管や高効率赤外線発
光ダイオード等の発光手段をパルス的に発光させること
で、受光回路の利得を低く抑えるだけでなく、高効率の
光信号の伝送を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に於ける単方向光信号伝送装置１・・・
発光回路　　２・・・発光パワー増強回路３・・・受光
回路　　５・・・並列共振回路Ｓａｌ　６ｂ・・・負帰
還反転形交流増幅回路７・・・微分時定数回路　　　９
・・・蓄電池１０・・・電界効果トランジスター

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力されるデータ列信号を光信号に変換して出力す
   る半導体発光素子を有する発光回路と、前記半導体発光
   素子より出力された光信号を半導体光電素子により受光
   して電気信号に変換した後増幅し、且つ該増幅して得ら
   れたデータ列信号をデジタル列信号に変換して出力する
   光電変換増幅回路、及び該光電変換増幅回路のデジタル
   列信号の入力により起動すると同時に、該デジタル列信
   号を判読し、且つ予めプログラムされた制御信号を出力
   する信号処理回路とを有する受光回路とからなる単方向
   光信号伝送装置であつて、前記半導体発光素子１６を有
   する発光回路１には、入力されるデータ列信号の予め定
   められた最初の適用領域のみに限り、出力される光信号
   の発光パワーを一時的に通常時の発光パワーより増加さ
   せる発光パワー増強回路２が設けられ、且つ受光回路３
   には、前記発光パワー増強回路２が作動した時に出力さ
   れた光信号の搬送周波数に同調することで、前記半導体
   光電素子４より変換された電気信号を前記光電変換増幅
   回路６ａ、６ｂにより検出し、且つ該検出された電気信
   号を介して起動するトリガブルタイマー１３が設けられ
   てなり、しかも該トリガブルタイマー１３が起動するこ
   とにより、平常時には、前記受光回路３内に設けられた
   増幅回路の利得を低く抑えてなる定電流回路の増幅利得
   を一時的に増大させて、且つ前記発光パワー増強回路２
   が作動した時に出力された光信号を介して入力される電
   気信号レベルの低下分を補うことで、前記光信号の発光
   パワーが低下しても該発光パワーの低下に関係なく、前
   記信号処理回路１２に予めプログラムされてなる制御信
   号を出力する構成からなることを特徴とする単方向光信
   号伝送装置。 ２、請求項１記載の単方向光信号伝送装置に於いて、前
   記発光パワー増強回路２が設けられた発光回路１の半導
   体発光素子１６より一時的に出力される光信号の発光パ
   ワーは、少なくとも通常時の発光パワーの２倍以上とな
   る様に、前記発光パワー増強回路２より増幅させて前記
   半導体発光素子１６より出力することを特徴とする単方
   向光信号伝送装置。 ３、請求項１又は２記載の単方向光信号伝送装置に於い
   て、前記発光パワー増強回路２が作動する時、又は作動
   する直前にキセノン放電管や高効率赤外線発光ダイオー
   ド等の発光手段をパルス的に発光させることで、受光回
   路３に光信号を出力することを特徴とする単方向光信号
   伝送装置。