JPS58114195A - 回転体と固定体間の双方向性光伝送器 - 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】 本発明は回転体、と固定体間の双方同性光伝送器、さら
に詳しく言えば主として自動車のステアリングコラム部
と車両体との間において光を用い非接触で信号を授受す
る光伝送器に関するものである。

従来自動車のステアリングコラム部の信号伝送方式とし
ては摺動輪等の通電装置を介して伝送する方式が主流で
あった。

しかし、この方式は、接触部分の酸化皮膜発生による電
気抵抗の増加、あるいは接点跳躍による小スパーク発生
等の問題を５するため、警笛スイッチ信号などの信頼性
をあまり要求されない単純な信号伝送に限定され、最近
のように操縦輪上に巡航制御スイッチ等のスイッチ機能
を多数装着する場合あるいは車両体に搭載された電子機
器から信号を操縦輪上にて発光素子で表示する場合など
のように１．信号情報密度が高まり双方同化、すなわち
信号の送信と受信が並行して行なわれてゆく２− 傾同のもとでは、上述の方式には限界が生じてきている
。

このたぬ電波または光を用い非接触にて伝送す”る方式
が順次提案されてはいるが、例えば電波を用いる方式で
は自動車がスパークプラグなどの高雑二音源を有してお
り、本質的に信頼性が低下、する欠点があるため、最近
では、光を用いる伝送方式が重要視されつつある。

さて光を用いた回転体、固定体相互の一般的信号伝送方
法について第１図から第８図までに詳説する。第１図は
回転軸に一体に固着された回転体とその軸受部である固
定体間における双方同性光伝送器の概略図を示し、回転
体２と該回転体の軸１を軸支している固定体７の対向面
にはそれぞれ一対の発光素子４，５および受光素子８，
６が配置されている。

車両体へ伝送される回転体である操縦輪上の操作スイッ
チ信号および固定体である車両体から操縦輪上の表示装
置へ伝送される電気信号は、回転体、固定体にそれぞれ
搭載された電気回路により光パルス多重変調され発光素
子４と受光素子８の間、又発光素子５と受光素子６の間
で光により送受光がなされるものである。

第２図はこの光信号伝送器において発光素子から受光素
子へ到達するまでの光の径路を表わしている。実線８が
本来の光信号径路を表わし破Ｍ１９は対同面間を反射し
ながら他信号系統の受光素子へ火元する漏洩光を示す。

漏洩光が増力口すると、混信が大きくなり、ＳＮ比（信
号対雑音比）が低下してくる。本図は同一信号系統の素
子が互いに向きあった位置にあるため、本来の光信号径
路である実ｆｆＭ８は最短となり、漏洩光はかなり減少
すン＝φ第８図に示される一回転位置においては、同一
光信号系統の素子が１８００ずれ、他系統の素子と対向
しているため、ＳＮ比は大幅に低下する。

本発明は以上記されたように、固定体と回転体の相対的
な回転移動により漏洩光が増減し、Ｓ／Ｎ比が大幅に変
化するのを防止するためなされたものであり１．その目
的とするところは回転体と固定体間の空間に回転軸と同
心円状に障壁をもうけ、対向面間を２分し同一系統の光
学素子の対を該障壁の内部と外部にそれぞれ配置するこ
とにより、他信号系統への漏洩光を減少させて混信減少
およびＳ／Ｎ比の改良をはかった伝送器を提供すること
である。

次に本発明につき図面にもとづき詳細に説明してゆく。

第４図（ｄ、この発明の一実施例を示すもの−であり、
第５図は、第４図の光伝送器においてｖ　−ｖ’にそっ
た断面図を示している。ここでは、回転体２、固定体７
がらそれぞれ対向して突設された円筒状の遮光性障壁２
／、　７／が遊嵌して空間Ａを成しており、該障壁によ
り分離された内部の空間Ａとその外部空間Ｂに対する対
向面に受光素子と発光素子の対８，４および５，６が一
対ずつ配置され、互いに漏洩光を防止、する構成となっ
ている。

また、この障壁の形状、構成シ上述に限定されず、対向
面間を２分割して、漏洩光を減少させる形状であれば任
意であり、例えば突出部は片面のみからでもよく、ある
いは円筒状物を着脱自在に取付けたものでもよい。

光学素子数↓光伝達効率の向上のため一対ずつには限定
されない。

さて、ざらに良好な混信防止効果を得るには、双方の光
学素子特性を相違させ、別の光波長帯を用いる手段を併
用する。

第６図はこの発明の実施に使用する最も一般的で安価な
発光素子の特性であり、横軸は波長、縦軸は相対発光強
度を表わす。

ここで、１０は中心波長５００〜６００　（ｉｎ）、ス
ペクトル幅８０（ｍｍ）のＧＡＰｓ系の発光ダイオード
の特性、１１は中心波長９００（ｍｍ）、スペクトル幅
４０　（ｍｕ　）のＧＡｐ、、系の発光ダイオードが有
する特性をそれぞれ示している。

これに対し受光素子としては上２の発光素子の中心波長
域に中心感度領域を合わせたものあるいはこれらと光学
フィルターを組み合わせ感度を調整したものを採用し、
双方向の波長帯の重なりを防止し混信を無くするもので
ある。

またその上さらに一層の混信防止効果を得るためには異
なった搬送周波数にて光パルス信号を変調する手段を用
いる。

第７図は、光パルス信号を完全振幅変調し伝送する電気
回路ブロック図が示されている。

回転体からの電気信号は変調器２０によって搬送周波数
ｆ、で完全振幅変調がなされ、発光素子５で光パルスに
変換され、受光素子６にて受信される。該受信パルスは
フィルター回路２１から検波回路２２を通り元信号に復
調がなされる。

一方固定体からの電気信号は搬送周波数ｆ２で上記と同
様に変復調が行なわれ、固定体側にて元信号に復調され
る。

以上説明したように、本発明は自動車の操縦輪と車体部
との間の双方同信号伝送において電気信号を多重変調し
光パルス化して送受信するにあたり、回転体と該回転体
を軸支する固定体の対向面間において少なくとも回転体
・または固定体のいずれか一方に回転軸に対して同心円
状の障壁を設け、ざらに該障壁および外部にそれぞれ発
光素子を一対あるいに複数配置したことにより、光信号
伝送径路が分離されたため、従来実現が難かしかった混
信の少ない双方同性光伝送器を構成することが可能とな
ったものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な双方同性光信号伝送器の構成図、 第２図、第８図は光伝送径路の概略図、第４図は本発明
の一実施例、 第５図は、第４図の光伝送器の■−■に沿った横断面図
を表わしている。 第６図は光学素子の発光特性図、第７図は電気回路ブロ
ック図を示す。 図中、■・・・回転軸、２・・・回転体、２／、？／・
・・障壁、８．６・・・受光素子、４，５・・・発光素
子。 代理人　弁理士　　竹　　内　　　９ 第１図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｍ　　回転体と該回転体を軸支する固定体の対向面間に
   おいて、少なくとも回転体またに固定体のいずれか一方
   に回転軸に対して同心円状の遮光性障壁が設けられ、 該障壁の内部および外部にそれぞれ発光素子および受光
   素子を一対あるいは複数配置したことを特徴とする双方
   同性光伝送器。 （２）上記遮光性障壁により分割された空間で伝搬され
   る光の波長帯が相異なっていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の双方同性光伝送器。 （３）　　上記遮光性障壁により分割された空間で伝搬
   される光変調波の搬送周波数が異なっていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光伝送器。 （４）　　上記遮光性障壁により分割された空間で伝送
   される光の波長帯および光変調波の搬送周波数が異なっ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   伝送器。