JPS5927134B2

JPS5927134B2 - 光信号伝送装置

Info

Publication number: JPS5927134B2
Application number: JP55037761A
Authority: JP
Inventors: 則政岸; 安久竹内; 清笹沼; 伸一加藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-03-25
Filing date: 1980-03-25
Publication date: 1984-07-03
Also published as: JPS56135346A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は車両用負荷を制御するためステアリングホィー
ルに設けたステアリングスイッチの操作によつて出力し
た信号を光伝送する光伝送路の受光ゲインを高めるよう
にした光信号伝送装置に関する。

本特許出願人は、第１図に示すような、ステアリングホ
ィールに設けたステアリングスイッチの操作によつて出
力し、光伝送路を伝送した信号に応じて出力される制御
信号によつて車両用負荷を制御する車両用負荷制御装置
を本特許出願と同日付の特許出願において提案した。

即ち、第１図は、この車両用負荷制御装置を示し、ステ
アリングホィール１３のスイッチボード１３ａに設けら
れた１１個のステアリングスイッチＩＴａ、ＩＴｂ、・
・−ＩＴにと、ステアリングスイッチ１７ａ、ｌｌｂ、
・・・ＩＴにの操作によつて出力されるスイッチ情報を
入力して各スイッチに対応したパルス符号化信号を出力
するエンコーダ回路２１と、パルス符号化信号を入力し
て、例えば、発光ダイオードより成る発光素子２２ａか
ら光信号を出力する電光変換回路２２と、光信号を伝送
する、例えば、光透過率が高く、かつ、大きい強度を有
したアクリル樹脂、Ｕポリマー、ポリカー・ボネート
等の先導リング２３と、先導リング２３の光信号を受け
て電気信号に変換する、例えば、赤外用のホトダイオー
ド等の受光素子２４と、変、換された電気信号を増幅す
る増幅回路２５と、増幅信号をあるレベルでカツトして
元のパルス波形に整形する閾値回路２６と、値回路２
６が出力するパルス符号化信号を複合してどのステアリ
ングスイツチが押されたかを判断するデコーダ回路２７
と、デコーダ回路２７の判断に基いて出力される駆動信
号を受けて対応する負荷の選択されたスイツチを駆動す
る駆動回路２８とを有している。

ステアリングホイール１３のスイツチボード１３ａに設
けられた１１個のステアリングスイツチ１７ａ，１７ｂ
，・・・１７ｋの指令内容（スイツチ情報）とそれを表
わすコード列の一例を示すと次の通りである。以上の構
成において、例えば、ラジオの３チヤンネルを選択する
ため、ステアリングスイツチ１７ｄを押すと、エンコー
ダ回路２１がそのスイツチ情報を入力して前表に示すコ
ード列（［０」，「ｌ」，「０」，”「０」）を含んだ
伝送コードを出力する。

これが光電変換回路２２に入力し、光電変換回路２２が
発光素子２２ａを駆動して発光素子２２ａより光信号が
出力される。変換された光信号は光導リング２３の壁面
を反射しながら内部に伝搬するため、ステアリングホイ
ール１３の操舵角に関係なく受光素子２４が光導リング
２３の出力光を受光して受光レベルに応じた電気信号を
出力する。この電気信号が増幅回路２５によつて増幅さ
れ、閾値回路２６において予め定めたレベル以上の信号
をカツトされて整形された元のパルス符号化信号として
出力される。このパルス信号がデコード回路２７に人力
され、そこで復号されてステアリングスイツチ１７ｄが
押されたことを検出する。この検出によつて、ラジオの
３チヤンネルを選択するように割当てられた駆動回路２
８に制御信号が出力され、その駆動回路２８がオンして
チヤンネルの選択状態を切換え、３チヤンネルの選択が
行われる。しかし、第１図に示した車両用負荷制御装置
において、光導リング２３から出力される光信号を単に
受光素子で受けるだけでは受光素子２４の受光面が非常
に小さいため、受光光量が小さくて受光ゲインを得にく
い場合がある。

受光素子２４の受光ゲインが低い場合、次のような問題
が生じる。

（１）光フアイバーケーブルに接続して光信号を伝送す
ることが比較的困難になる。

従つて、ノイズ等の外部要因の影響を受け易い電気信号
で伝送しなければならず、また、受信回路の設置に位置
的、スペース的制限が生じる。（２）感度の良い受光素
子を選択しなければならず、コスト高になる。

（３）後段に接続される増幅回路の増幅率を高くすると
、ノイズも同時に増幅されてＳ／Ｎ比が低下する。

また、実開昭５３−１００２６６号の信号伝達装置はス
テアリングホイールと一体化された回転軸の外周に大径
で中空円筒状の信号キヤリアレンズ手段を同心円状に固
定し、ステアリング・ハンドルと回転軸の回転時におい
ても回転軸に固定された送信素子から信号キヤリアレン
ズ手段に対して信号を常時送信できるようにした構成を
開示している。しかし、該装置にあつては送信素子が信
号キヤリア・レンズ手段の受光面と離間しており、両者
間に一定のスペースが存するため、送信素子からの光も
他の光ノイズも同様に、信号キヤリアレンズ手段の受光
面から入力する。

送信素子からの光も、光ノイズも、受光面から信号キヤ
リアレンズ手段内に入る際に一定の抵抗を受けて変調し
、両者の識別が困難化する恐れがある。これを防ぐため
に装置全体を暗室に入れると、構成が複雑、大型化し、
ステアリング部に適さないものとなる。即ち、ハンドル
及びその支持部等からなるステアリング部は車両の運転
席前方の狭いスペースにかなりのスペースを占めるため
、その形状はできる限り小型であることが、運転車の操
作性からも好ましいが、装置全体をしや光板や暗室で遮
蔽することは、大型化をまねく恐れがある。本発明は、
上記に鑑みてなされたものであり、構成の複雑化、集光
器の大型化を伴うことなく、高い受光ゲインを得ること
ができるようにするため、光導リング内に発光素子を埋
め込むとともに、該光導リングのリング状光出力面より
も受光面積が狭く、しかも該光出力面の一部だけに対向
する光信号受光面を有する集光器を設けた光信号伝送装
置を提供するものである。

即ち、本発明による光信号伝送装置は、ステアリングホイールに設けられた複数のステアリング
スイツチの各操作によつて出力される信号に応じた光信
号を出力する発光回路と、光信号出力面を有し、前記光
信号を入力して前記光信号出力面から該光信号を出力す
る光導リングと、前記光信号出力面に対向した受光面、
および該受光面が受光した光信号を集光して出力する光
出力部を有した集光器と、前記光出力部が出力した光信
号を入力して該光信号に応じた信号を車両用負荷を制御
するために出力する受光回路とを具備している。

以下本発明による光信号伝送装置を詳細に説明する。

第２図は、本発明の一実施例を示し、ステアリングスイ
ツチの操作によつてエンコーダ回路から出力されたパル
ス符号化信号を光信号に変換して出力する発光素子２２
ａと、発光素子２２ａから出力される光信号を入力して
伝搬し、光出力面２３ａから光信号を出力する光導リン
グ２３と、光導リング２３の光出力面２３ａから出力さ
れる光信号を集光する集光器３０と、集光器３０の光信
号を受光して電気信号に変換出力する受光素子２４とを
有している。

発光素子２２ａは第２図に示すように光導リング２３内
に埋め込まれている。集光器３０は後述する表に示すよ
うな光透過率が高くて屈折率の高い材質から構成され、
光導リング２３の光出力面２３ａに対向して光信号を受
ける広い受光面３１と、受光素子２４に受光面３１が受
光した光信号を出力する光出力部３２と、受光面３１が
受光した光信号を出力部３２に集光する集光部３３とを
有している。以上の構成において、光導リング２３に埋
め込まれた発光素子２２ａが光信号を出力すると該光信
号は光導リング２３内に直接的に伝えられるため、該光
信号の光量は大となり光導リング２３内全体に均一に展
開する。

その内部を伝搬する光信号は光出力面２３ａから出力し
て集光器３０の受光面３１（光出力面２３ａより小面積
でしかも受光面３１の１部に対してだけ対向している）
によつて受光され、集光部３３によつて集光された後光
出力部３２から出力する。受光素子２４が集光器３０の
光出力部３２から出力した光信号を受光して電気信号に
変換出力し、後段に接続される制御回路を含んだ受信回
路に与えて車両用負荷を制御させる。以上の構成によれ
ば、光導リング２３の光出力面２３ａからの光量が均一
かつ大であるため、集光器の受光面の面積が小であつて
も十分な受光量を確保することができる。

従つて、集光器を小型化し、装置全体を小型化すること
ができる。第３図は、本発明の他の実施例を示し、第２
図と共通する部分は同一の引用数字で示されているため
重複する説明は省略する。ただ、第２図の実施例との比
較において、光導リング２３の光出力面２３ａが下面か
ら外側面に変更されており、それに対応して集光器３０
の受光面３１が光導リング２３の外側面の光出力面２３
ａに対向している。集光器３０の受光面３１の背部には
４５しの角度を有したテーパが付されており、受光面３
１が受光した光信号を集光部３３に容易に集光できるよ
うにしている。第４図は、第２図および第３図に示した
実施例の変形を示し、集光器３０はその材質より大きい
屈折率を有した材質の凸レンズ部材３４を集光部３３か
らほぼその焦点距離ｆの位置に備えた構成を有し、より
高い集光効果を挙げて光出力部３２から出力する光信号
の光量を大きくしようとするものである。

同様に、集光器３０の受光面３１をフレネルめレンズ面
に力旺することによつても同じような効果を期すること
ができる。第５図は、集光器３０の光出力部３２に光フ
アイバーケーブル５０を接続する実施例を示し、導体嵌
合部５１ａ，５２ａおよびクリツプ５１ｂ，５２ｂを有
するコネクタ５１，５２によつて両者の接続が実現され
る。

即ち、受光面３１、集光部３３および光出力部３２より
成る集光器３０の光出力部３２をコネクタ５１に挿入の
うえクリツプ５１ｂによつてカシメ固定するとともにコ
ネクタ５２に光フアイバーケーブル５０を挿入クリツプ
５２ｂによつて固定する。然る後、コネクタ５１，５２
の嵌合部５１ａ，５２ａを嵌合させて光軸を一致させ、
コネクタ５１，５２同志をねじ接続することによつて接
続部が構成される。当然、光フアイバーケーブル５０の
他端が受光素子に接続され、そこで光信号が電気信号に
変換される。この実施例は、光出力部３２を光フアイバ
ーケーブル５０によつて延長したものと見做すことがで
きる。以上の実施例によれば、ノイズ等の外部要因の影
響を受けない光信号の状態で伝送できるため、高いＳ／
Ｎ比を維持しながら所望の場所に受信回路（制御回路含
め）を設置することができる。尚、以上の実施例におい
て、集光器の材質として次のものを利用することができ
る。以上説明したように、本発明による光伝送装置によ
れば、光導リング内に発光素子を埋め込むとともに、該
光導リングのリング状光出力面よりも受光面積が狭くし
かも該出力面の一部だけに対向する光信号受光面を有す
る集好器を設けたため、構成の複雑化、集光器の大型化
を伴なうことなく、高い受光ゲインを得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は車両用負荷制御装置を示す説明図。

Claims

【特許請求の範囲】１ステアリングホイールに設けられた複数のステアリ
ングスイッチの各操作によつて出力される信号に応じた
光信号を出力する発光素子と、光信号出力面を有し、前
記光信号を入力して前記光信号出力面から該光信号を出
力する光導リングと、前記光信号出力面に対向した受光
面、および該受光面が受光した光信号を集光して出力す
る光出力部を有した集光器と、前記光出力部が出力した
光信号を入力して該光信号に応じた信号を車両用負荷を
制御するために出力する受光回路とを具備し、前記発光
素子は前記光導リング内に埋設されており、前記集光器
の前記受光面の面積は前記光導リングの光信号出力面の
全面積より小であり、しかも該光信号出力面の一部だけ
に対向していることを特徴とする光信号伝送装置。２前記集光器が、前記受光面が受光した光信号を前記
光出力部に集光する凸レンズ部材を含む構成の特許請求
の範囲第１項記載の光信号伝送装置。３前記集光器の前記光出力部が、更に、光信号を他へ
伝送する光ファイバーケーブルを含む構成の特許請求の
範囲第１項記載の光信号伝送装置。