JPS60160232A - データ伝送装置 - 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】 本発明は、２個の相互回転自在部分の間のデータ伝送の
ため、一方の相互回転自在部分が送信装置を備え、かつ
他方の相互回転自在部分が受信装置を備え、受信装置に
は、２個の相互回転自在部分の回転に当り位相角および
／または振幅が反対方向に変化する信号を供給される少
なくとも２個のホトダイオード・トランスジューサを設
けるデー−−夕云送装置に関する。

かかる形式のデータ伝送装置は西ドイツ公開特許公報Ｄ
Ｅ−Ｏ８８２０５０８５号から既知であり、これを第１
図に示しである。この既知のデータ伝送装置は内部反射
凹面円筒ミラー８を備えており、これにレーザ４の形態
の送信装置を堅固に連結する。詳細には説明しないがミ
ラー８の内側の一部分に、２個の受信トランスジューサ
（ホトダイオード）１０および２０から成る受信装置を
配設する。ミラー８と、受信装置配設部分とは互に他に
対し回転自在である。

レーザ４は平行光ビームを送出し、このビームはミラー
の形態のビーム分割器５により第１図の図面の平面に平
行な２つのビームに分割され、これらビームは同一強度
を有しているが第１図の図面の平面に垂直な平面におい
て反対方向に回転し、ミラー８の内面から反射される。

このように２つの光ビームに分割することが必要となる
理由は、ビットレート（各ビットはレーザ光の大きい強
度または小さい強度によって特徴づけられる）が高いの
で、２つの光ビームに分割しないと、受信装置配設部分
の回転に当り移行時間につき不連続が起り、これにより
信号の評価が不可能となるからである。ビーム１および
２が回転する平面においては円筒ミラー８の内面の約半
分が交互に非反射部となり、次の如き動作が行われる。

第１図に示したビーム分割器６と受信装置の中心との間
の角度６がはぼ１８０°より小さい限り、ビーム２はミ
ラー２１を介してホトダイオード２０に導かれる。この
角度においてはホトダイオード１０は信号を受信せず、
その理由はビームｌはホトダイオード１０に割当てられ
たミラー１１に到達する以前にミラー８の内面の非反射
部に入射し、ここに吸収されるからである。角度６を１
８０°より大きくした場合、逆の状態となる。その場合
ビームはホトダイオード】Ｏに導かれる一方、ホトダイ
オード２０には光が入射しない。ホトダイオード１０　
、２．０がミラー８に対し直径方向反対位置に配設され
（従って角度６が正確に１８０°）かつこの角度位置の
周りで特定角度範囲（例えば２°）において移動した場
合には、両方のダイオードｌＯおよび２０が割当てられ
たビーム１および２を受光する。

他の評価のため前記既知のデータ伝送装置においては２
個のホトダイオードを並列に接続しく前記西ドイツ公開
特許公報ＤＥ−０３１！１２０５０６５号の第４頁第２
章節を参照）、即ち２個のホトダイオードの電流を加算
回路１００によって加算する。この加算により、一方の
ホトダイオードに割当てられたビームが入射できなφと
きでも２つの信号に関連する雑音レベルも加算され、そ
の結果評価回路の入力感度が低下する。

本発明の目的は、かかる入力感度の低下を伴うことなく
、ホトダイオードの出力信号から、送信装置の信号に極
めて良好に対応する信号を発生するデータ伝送装置を提
供するにある。

かかる目的を達成するため本発明のデータ伝送装置は、
受信トランスジューサの後位にリミッタ−増幅器を配設
し、その出力信号をＯＲ１ｇ回路の入力端子に結合し、
ＯＲ回路の出方信号が受信装置の出力信号を形成するよ
う構成したことを特徴とする。

ＩＪ　ｅツタ−増幅器を介し、特定の閾値以上の信号の
すべての瞬時値は第ルベルになり、かつ特定の閾値以下
の信号のすべての瞬時値は第２レベルになるので、閾値
を超える信号は実際上２進信号に変換され、これがＯＲ
回路において処理される。従って２つのチャンネルに存
在する雑音レベルは加算されない。

次に図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図に示した構成において送信器の如く作動する２個
の受信トランスジューサ即ちホトダイオード１０および
２ｏによって送出された信号は本発明の実施例における
前置増幅器１２および２２にそれぞれ供給する（第２図
）。前置増幅器１２および２２の出力信号ｕ１およびＵ
、は無線周波増幅器１８および２３に供給し、これら増
幅器は被制御（広帯域）直流増幅器または交流増幅器と
する。無線周波増幅器１８および２８の出力信号はりミ
ツター増幅器１４および２４に供給する。リミッタ−増
幅器１４および２４の出力信号Ｓ工およびＳ、はＯＲ回
路３０の入力端子に供給し、こＣＯＲ回路の出力信号Ｓ
。はレーザ４のビームの強圧とほぼ同一の波形を有する
。データ伝送装置によって伝送すべき情報の一例を第ｓ
　ｇ　ａに示す。この情報は１″および６０＃の系列か
ら戒っている。そのビットレートは、データ伝送装置を
コンピュータ断層撮影装置と共に使用する場合約１５０
メガビツト／秒である。

第ａ　ｆｉｌ　ａにおける如き情報によりレーザの強度
を変調して、レーザにより発射されたビーム１゜２が＠
ｌ＃に対して大きい強度を有しかつ１０”に対して小さ
い強度を有するようにする。ビーム１．２の強度の波形
を第８図すに示す。

２つのビーム１．Ｈの一方は割当てられたホトダイオー
ド１０または２ｏに到達し；ビーム分割器５および受信
装置１０．２０の間の角度が１８０’のとき、両方のビ
ームは対応するホトダイオードに到達する。この点につ
き移行時間および振幅は角度６に左右される。コンピュ
ータ断層撮影の目的のためにはミラー８の直径は約１ｍ
であり、従）　ってレーザビーム１，２がビーム分割器
５がら円、筒ミラー８上の直径方向反対位置に移行する
時間は個々の情報ビットが互に追随して生起するレート
の大きさ程度である。

ビーム１および２の受信によりトランスジューサとして
作動するホトダイオード１０．２０によって発生する電
気信号は微弱であり（μＡのオーダー）、かつその波形
はレーザの出力における光強度の波形（第８図ｂ）に対
し著しく変形される。

増幅器１２および１８または２２および２３は場合によ
りホトダイオード１　ｏ　ｐ　２０の出方信号を直線性
で増幅するので、ホトダイオード１０．増幅器１２およ
び１８の出力端子における信号並に・ホトダイオード２
０．増幅器２２および２８の出力端子における信号はそ
れぞれ振幅は異なるが同じ時間的変化波形を呈する。第
２図の上下２つのチャンネルにおける信号ｕ１およびＵ
、を第３図Ｃおよび第８図ｅにそれぞれ示しである。こ
れらの図から明らかなように、信号Ｕ□の振幅は減少す
る一方、信号ｕ２の振幅は増大し、その理由は受信装置
１０．２０を配設する部分と円筒ミラー８は、角度６（
第１図）が減少するような態様で互に回転（１回転／秒
で）するからである。

更にこれらの図から明らかなように、特定の時間（オー
バーラツプ）範囲においては２つの信号のうちのいずれ
かが現われなくなる。この範囲以前およびこの範囲を超
えると２つの信号ｕ０およびｕ２の一方だけはゼロでな
くなり、その理由は受信装置１０．２０が２つのビーム
１＋２の一方だけが割当てられたホトダイオードに到達
する角度状態になる一方、他方ビームは、既に述べたよ
うに、円筒ミラー３の非反射区域により著しく吸収され
るからである。図面ではこの非反射区域は数ビツト周期
の長さに過ぎないが実際上、約６ｍ秒の間毎秒当り１回
転での回転（約２°の角度オーバーラツプ範囲に対応）
に際し両方のホトダイオードがゼロ以外の信号を供給さ
れると仮定すると、非反射区域は故百万ビット周期とな
る。従って本発明ではあるチャンネルから他のチャンネ
ルへのＭ＃が円滑に行われる。

第８図Ｃおよび第８図ｅにおいてＩＪ　ミツター増幅器
１４．２４の閾値を鎖線で示しである＠電圧ｕ１．ｕ２
（増幅＠１　Ｂ　、　２１３ニよル増幅後）カコの閾値
より大きい場合には、リミッタ−増幅器１４および２４
の出力信号は第１の値となり、一方電圧Ｕ工ｔ　Ｕ、が
この閾値より小さい場合リミッタ−Ｈａ幅Ｎ１４および
２４の出力信号は第２の値となる。このようにして発生
した信号ｓ１およびＳ、を第８図ｄおよび第８図ｆに示
す。これらの波形図から明らがなように、第３図すにお
ける如く信号の初めの２個の正パルスはリミッタ−増幅
器１４の出方信号Ｓ□にだけ含まれている。次のパルス
に際しては信号ｕ２が短い時間だけ閾値に到達゛するか
ら、実際上リミツ女−増幅器２４は短期間だけ付勢され
る。このパルスはレーザの第８パルス（第８図ｂ）に比
べ著しく短く、この第８パルスは信号Ｓ工の第３パルス
により極めて良好に近似され、ＯＲ回路８０の出力信号
Ｓ。の波形はこの時点では実際上信号Ｓ□に対応し、即
ち微弱信号（この場合Ｓ、　）は抑圧される。その少し
後には信号ｕ０の振幅が減少しかつ信号ｕ２の振幅が増
大して信号ｕ２の方が信号Ｕ□より大きくなる。その場
合信号すの波形はＳ工によるより８２により良好に表わ
され、出力信号Ｓ。は信号Ｓ２における対応するパルス
によって表わされる。かかる態様において一方のチャン
ネル（１０，１２，１１１１ｊ１４）から他方チャンネ
ル（２ｏ、ｇｇ、ｇａ、２４）への遷移が緩慢に行われ
、従ってＯＲ回路８０の出力信号Ｓ。は元の信号（第８
図、ｂ）の波形に良好に対応する信号”１１　Ｓｌの部
分によって決定される。

第４図は本発明の他の実施例を示し、本例では２つのチ
ャンネルにおける増幅を信号レベルに応じて切換えて、
高い方の信号レベルを有するチャンネルにおける増幅の
方が常に大きくなるようにする。これにつき第５図を参
照することにし、この図にはホトダイオードｌＯおよび
２０の位置における光エネルギｐ１．ｐ２を角度６の関
数として示しである。ホトダイオード２０の入力端にお
ける光エネルギーｐ２はぽにおいて最大であり、その理
由はこの点におけるビーム２は実際上減衰することなく
ホトダイオード２０に到達するからである。回転角度が
増大するに従ってビーム２が反射され強度が喪失するか
ら強度ｐ、が減少する。

角度６が１８０°より若干大きくなると光エネルギーの
著し一減少が起り、その理由はホトダイオード２０に向
うビーム２が反射ゼロ区域または極く僅か反射する区域
に入射するからであり、回転により更に角度６が増大す
ると光エネルギーは値ｐｏになる。ホトダイオード１０
が受光する光エネルギーは回転角度６の関数として正確
に反対の経路を辿り、即ち１８０°における垂線に対し
対称になる。０°より若干大きい角度から１８０°より
若干小さい角度までの角度においては、実際上ホトダイ
オード１０には光が到達しない。然る後、回転角度が増
大すると光エネルギーが増大し、即ち１８０°までは著
しく増大し、その後は比較的緩かに増大し、３６０°に
おいて最大となる。かかる態様で、ホトダイオード１０
および２０によって受光される光エネルギー、またはこ
れら光エネルギーの比を角度位置の目安として使用して
１８０゜の範囲において一方のチャンネルから他方チャ
ンネルへの遷移を達成するようにすることができる。

原理的にはこれは角度トランジューサを介して行うこと
もできるが、これには付加的な費用が必要になる。

信号１１ｘ　ｒ　ｕ２の時間平均（送信装置４および受
信装置１０．２０の間の１回転に比べ短い時間について
平均値をめた）は光エネルギーｐＩ　＋　ｐｇに対応す
るから、信号Ｕ□Ｔ　ｕｓも増幅器を駆動するのに使用
できる。この目的のためこれら信号は前置増幅器１２ま
たは２２の出力端子から時定数部品（その詳細は省略）
を介して、無線周波増幅器１８および２８の駆動入力端
子に結合した窓比較器８１の入力端子に供給して、２つ
の入力信号の間のレベル差が所定値（例えば５ｄＢ）以
下になった場合両方の無線周波増幅器が同一感度を呈し
、その他の場合には低い方のレベルの信号が供給された
無線周波増幅器１８または２８の感度が低下するように
する。感度の変化は増幅度の変化または動作点（トリガ
レベル）の推移の形態とすることができる。

窓比較器３１は２個の比較器で構成し、一方の比較器に
は２つの信号Ｕ工およびｕ２の一方を直接供給し、かつ
他方信号（Ｕ　またはＵ工）を減衰器を介して供給し、
この減衰器の減衰度を所要レベル差（５ｄＢ　）に等し
くシ、かつこれら比較器の出力端子を無線周波増幅器１
８および２８の駆動出力端子に接続する。その感度を制
御できる高周波増幅器１８および２８の出力信号は再び
リミッタ−増幅器１４および２４により変換してＯＲ回
路３０の２つの入力端子に供給し、第４図の実施例は窓
比較器８１を設けて無線周波増幅器１δおよび２３の感
度をその駆動入力端子における信号によって制御できる
ようにした点においてだけ第２図の実施例とは異なる。

かかる変形により、データ伝送に使用されないチャンネ
ルにおける干渉信号の振幅が正常レベル信号の大きさ程
度である場合でも前記干渉信号が抑圧される。

本発明を前記西ドイツ公開特許公報ＤＥ−Ｏ３８２０５
６０５号につき説明したが、本発明は、受信信号の位相
位置（移行時間）および／または振幅が２つの相互回転
自在部分の間の回転の際に変化するこの２つの相互回転
自在部分の間の他のデータ云送装置にも適用できる。そ
の−例が西ドイツ公開特許公報ＤＥ−０８８３８１７２
２号に記載されており、これにおいては第２の受信器−
結合素子を使用し、他方の受信器−結合素子が送信器−
結合素子に対し正確に反対位置にある場合２個の隣接す
る送信器−結合素子の間の中央に対し反対位置となるよ
うにしている。その場合一方の結合素子から供給される
信号振幅が最大となる一方、他方の結合素子から供給さ
れる信号振幅が最小となり、この場合にも先に述べた態
様において一方のチャンネルから他方チャンネルへの遷
移を行って、データ伝送が常に、いずれかの所定時間に
最強信号を有するチャンネルによって決定されるように
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用できる既知のデータ云送装置の路
線図、 第２図は本発明の実施例を示すブロック図、第３図は第
２図の作動説明図、 第４図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第５図
は第４図の作動説明図である。 １、・・・２・・・ビーム　８・・・円筒ミラー４・・
・レーザ　５・・・ビーム分ｍ４Ｍ１０、２０・・・ホ
トダイオード １１、　ｌ・・・ミラー　ｉ２．２２・・・前置増幅器
１８、２８・・・無線周波増幅器 １４、２４・・・リミッタ−増幅器 ８０・・・ＯＲ回路　８１・・・窓比較器１００・・・
加算回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １２個の相互回転自在部分の間のデータ伝送のため、一
   方の相互回転自在部分が送信装置（４）を備え、かつ他
   方の相互回転自在部分が受信装置を備え、受信装置には
   、２個の相互回転自在部分の回転に当り位相角および／
   または振幅が反対方向に変化する信号を供給される少な
   くとも２個のホトダイオード・トランスジューサ（１０
   ，２０）を設けるデータ伝送装置において、受信トラン
   スジューサ（１０１２０）の後位にリミッタ−増幅器（
   １４，２４）を配設し、その出力信号をＯＲ回路（８０
   ）の入力端子に結合し、ＯＲ回路の出力信号（Ｓｏ）が
   受信装置の出力信号を形成するよう構成したことを特徴
   とするデータ伝送装置。 ム　ホトダイオード・トランスジューサの出力端子から
   ＯＲ回路の入力端子までのチャンネルにおける増幅器を
   駆動するため、振幅および／または位相が等しい際他方
   のチャンネルにおける感度を増大および／または減少す
   る回路を設ける特許請求の範囲第１項記載のデータ伝送
   装置。 ＆　前記回路が比較器を備え、この比較器がホトダイオ
   ード・トランスジューサ（１０゜２０）によって供給さ
   れた信号（ｕｚ　ｒ　ｕｓ　−）のレベルを比較し、低
   い方のレベルを有するチャンネルにおける増幅度を高い
   方のレベルを有するチャンネルにおける増幅度より小さ
   くするという態様で２個のチャンネルの増幅器を駆動す
   る特許請求の範囲第１項記載のデータ伝送装置。