DE2358626A1 - Drathloses informationsuebertragungssystem - Google Patents

Description

LICENTIA
Patent-Vervraltungs-GmbH

6000 Frankfurt (Main) 70» Theodor-Stern-Kai 1

Ulm (Donau), 22. Nov. 1973 PT-UL/Schz/hä UL 73/159

"Drahtloses Informations-Übertragungssystem"

Die Erfindung betrifft ein drahtloses Übertragungssystem für Informationen von einem Sender zu einem oder mehreren vorzugsweise ortsunabhängigen Empfängern, die sich - von dem Sender aus gesehen — bei maximaler Entfernung von größenordnungsmäßig 100 Metern immer in einem vorgegebenen Raumwinkelbereich befinden, in dessen. Spitze sich der Sender befindet.

Systeme dieser Art für wesentlich geringere Maximalentfernungen zwischen Sender und Empfänger sind in verschiedenen Varianten bekannt. .

Beispielsweise ist in der Zeitschrift ORGADATA vom Okt. 1973 auf Seite 10 eine drahtlose Personenführungsanlage zur Verwendung in lärmerfüllter Umgebung beschrieben, mittels ' derer beispielsweise eine Besichtigungsgruppe von der sie

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führenden Person über die Besichtigungsgegenstände weitgehend ungestört informiert werden kann, indem die führende Person durch Besprechung eines Mikrofons, dessen Ausgangsschwingungen einen von ihr getragenen Kleinsender modulieren, ihre Informationen über Funk an die zu der

en Besichtigungsgruppe gehörenden Person/weitergibt , die

jeweils einen Flinkempfänger mit Kopfhörer tragen.

Weiterhin sind mehrsprachige simultane Sprachübertragungen ermöglichende Einrichtungen zur bevorzugten Verwendung auf politischen, wissenschaftlichen und kulturellen Kongressen bekannt, bei denen diese Einrichtungen empfangsseitxg gleichfalls mit Kopfhörern ausgerüstet und entweder drahtgebunden nach Art von Telefonen oder drahtlos mittels verschiedener unterschiedlich modulierter Hochfrequenzträger arbeiten.

Nachteilig einerseits; an diesen drahtgebundenen Einrichtungen ist die notwendigerweise durch den Drahtanschluß der Kopfhörer bedingte starke Bewegungseinsehränkung der die Kopfhörer tragenden Personen und andererseits an diesen drahtlosen Einrichtungen die notwendige Einholung der Betriebsgenehmigung bei der zuständigen Behörde, die Frequenzen und Funkkanäle zuteilt·

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Schließlich ist zur drahtlosen Übertragung des Empfangstones eines Fernsehempfängers von dem Empfänger zu mindestens einer einen Kopfhörer tragenden Person eine Übertragungseinrichtung bekannt, die am Fernsehempfänger einen Infrarotsender und am Kopfhörer einen Infrarotdedektor aufweist,'wobei die Infrarotstrahlung vom Fernsehrmpfänger aus in einem Raumwinkelbereich von 90 bis 100 ausgesendet und mit den Tonempfangssignalen moduliert istj vergleiche die Zeitschrift Electronics vom 27· Sept. 1973, Seiten 12E und

Keinen Bezug nimmt die Erfindung auf öffentliche Rundfunkübertragungen oder auf bewegliche Sprechfunkstellen bsw. des postalischen beweglichen Landfunks (Autotelefone), deren Sende/Empfangsbereiche sehr große Dimensionen im Vergleich zur Maximalentfernung zwischen Sender und Empfänger beim erfindungsgemäßen System aufweisen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, von diesem Stand der Technik ausgehend ein drahtloses Übertragungssystem der einleitend genannten Art in bedienungsmäßiger und benutzungsmäßiger Hinsicht zu verbesseren.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sender ein Laser vorgesehen ist, dessen Ausstrahlung entsprechend den zu übertragenden Informationen modulierbar ist, daß vor der Strahlungsaustrittsöffnung des Lasers eine an sich bekannte optische Vorrichtung angeordnet ist, mittels derer der gegebenenfalls modulierte Laserstrahl zur weitgehend gleichmäßigen Ausleuchtung des vorgegebenen Raumwinkelbereichs des bzw. der Empfanger(s) aufgefächert wird, und daß der bzw. die Empfänger zum Empfang und zur Demodulation der Laserstrahlung sowie zur akustischen Wiedergabe, vorzugsweise zur Wiedergabe mittels Kopfhörer, und/oder zur visuellen Wiedergabe und/oder zur automatischen Auswertung der Informationen (Fernsteuerung, Fernlenkung) eingerichtet sind.

Vorteilhaft für die Erfindung ist besonders die Breitbandigkeit des Übertragungskanals und die innerhalb eines großen Raumwinkelbereichs von bsw«^90 gegenüber dem vorerwähnten Stand der Technik, der sich auf die Infrarotübertragung

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bezieht, weitaus größere maximale Übertragungsentfernung von bsw. 100 m.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Übertragungssystems zur simultanen Sprachübertragung von einer größeren Anzahl von Sprachen zwischen Dolmetscher und Übertragungsteilnehmern ergibt sich für die Letzteren eine willkommene Bewegungsfreiheit , die bei drahtgebundener Übertragung extrem eingeschränkt wäre.

Vorteilhaft ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Übertragungssystems auch in Museen, Ausstellungen oder ähnlichen Anlagen in Verbindung mit einer Führungseinrichtung, wobei in jedem Raum ein Lasersender mit einem Informationsspeicher, bsw. einem Tonbandspeicher|steht, der auf Knopfdruck neben dem Raumeingang drahtlos in den Kopfhörern der Empfänger des erfindungsgemäßen Systems.» die von den Besuchern getragen werden, Erklärungen zu den Exponaten abgibt.

Die Mehrkanaligkeit, die bsw. bei einer mehrsprachigen Simultanübertragung erforderlich ist, läßt sich beim erfindungsgemäßen Übertragungssystem vorteilhaft durch Verwendung verschiedener Trägerfrequenzen und empfangsseitig darauf abgestimmter¹ Filter oder durch Verwendung

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einer den einzelnen Kanälen entsprechenden Kodierung der Sendesignale und Dekodierung der Empfangssignale verwirklichen«

Eine weitere vorteilhafte Einsetzbarkeit des erfindungsgemäßen Systems ergibt sich bei einer drahtlosen Rufanlage in Fabrik-, Instituts- oder Krankenhausräumen oder ähnlichem, wobei ein Lasersender in jedem Raum steht, der mittels Selektivrufs die jeweiligen Empfänger zum Ansprechen (Summer, Durchsage) bringt·

In Viedergaberäumen von Lichtspieltheatern oder im Wiedergabeber eich eines Freiluftkinos können mittels des erfindungsgemäßen Systems vorteilhaft mehrsprachige Begleittöne zu den Kinobildern, bsw. für Gastarbeiter, übertragen werden, wobei die Besucher bsw. an der Eintrittskasse einen Empfänger für die gewünschte Sprache ausleihen können·

wie beim vorerwähnten Beispiel kann das erfindungsgemäße System vorteilhaft beim mehrsprachigen gleichzeitigen Empfang von Fernseh- oder Rundfunksendungen oder bei der Wiedergabe von m'onophonen oder Stereophonischen Tonaufzeichnungen benutzt werden·

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Signale der, Beim Stereoempfang -werden die/beiden Stereokanäle drahtlos zu je einem Ohrhörer des Kopfhörers übertragen.

Mittels des erfindungsgemäßen Systems sind auchvörteil— haft Fernst euerungs-und Fernschaltauf gab ei im Nahbereich durchführbar, bsw. bei medizinischen Tierversuchen, bei denen ferngesehaltene Elektroden ins Gehirn implantiert sind.

Anhand der Abbildungen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

Figur 1 zeigt einen durch ein Kästchen A symbolisierten Laser mit einem durch zwei Pfeile b dargestellten parallelen Laserstrahl.

Hierbei handelt es sich um die Darstellung der üblicherweise bei der Informationsübertragung mittels Laserstrahlen vorteilhaft ausgenutzten Eigenschaften eines Lasers, die folgende Merkmale aufweisen:

1.) die natürliche starke Bündelung des Strahls (damit wird eine kleine Raumdämpfung erzielt);

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2.) die natürliche Kohärenz des Strahle (was vorteilhaft ist für eine günstige Frequenzselektion und ein gutes Signal/Stör-Verhältnis);

3«) die breitbandige Modulationsfähigkeit sowie die große Zahl der möglichen Frequenzkanäle (als Folge der hohen

Frequenz) und
4.) die hohe Störstrahlungsfreiheit.

Soll jedoch, unter Beibehaltung der Lasereigenschaften nach 2.), 3·) und 4.), eine Informationsübertragung auf kurze Entfernung, aber in einen größeren Raumwinkelbereich erfolgen* so stört die Eigenschaft l). Um diese Eigenschaft zu ändern, muß der parallele Strahl im Sinne der Erfindung mit Hilfe von zum Beispiel Reflexions- bzw· Durchstrahlungsoptiken (Spiegel bzw. Linsen) "entbündelt" werden, d.h. er muß in einen großen Winkelbereich "aufgefächert" werden, wobei die große Raumdämpfung in Kauf genommen werden kann, da nur Nahbereichsübertragung (d.h. Entfernungen von <ca. 100 m) beabsichtigt ist.

Diese Auffächerung bzw. Entbündelung erfolgt bei der Erfindung bsw. gemäß dem Aufführungsbeispiel der Erfindung nach Figur 2. Zur Auffächerung dient hierbei bsw. eine Auffächerungsoptik b¹, die aus einem Linsensystem bestehen kann.

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Der parallele Strahl b des Lasers a kann bei größerem gewünschten Raumvrinkel · als c der Figur 2 in zrwei oder mehreren Stufen aufgefächert -werden, bsw» gemäß dem rechten Teil der Figur 2 dadurch» daß er mittels einer Auffächerungsoptik b' zunächst in den aufgefächerten Strahl c und in einer zweiten Auffächerungsoptik d,,die eine Vielfachlinse ist» in einen weiter aufgefächerten Strahl f gewandelt wJ.rd. Diese Vielfachlinse besteht zweekmäßigerweise aus einer Vielzahl kleiner Zerstreuungslinsen e, die auf einer gemeinsamen Kugelschale angeordnet sind. Mittels des letzterwähnten Ausführungsbeispieif mit zweistufiger Auffächerung kann der parallele Laserstrahl b in Raumwinkel aufgefächert werden, die größer als 90 sind*

Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Figur 3 besteht die zu übertragende Information im dargestellten Fall aus Niederfrequenzsignalen NF, sie kann aber auch andere niederfrequente Daten - bzw. Steuersignale beinhalten. Im gezeigten Beispiel der Figur 3 wird die zu übertragende Information dreikanalig zugeführt und übertragen; selbstverständlich ist grundsätzlich die Kanalzahl beliebig. Die

NF-Signale werden Modulatoren a" zugeführt, die den eigentlichen Lasersender b" ansteuern.

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Der mit der Information modulierte parallele Laserstrahl c^f

wird mit Hilfe einer Auffä'cBtingsoptik d¹ aufgefächert, so daß vom aufgefächerten Strahl d" ein Raumwinkelbereich bestrichen wird, der größer als 90 ist. Die Auf fach erungsoptilE d* kann bsw. im Sinne des rechten Teils der Figur

noch, (Optiken b^r und d) zwei- oder auch/mehrstufig aufgebaut sein« Im Wirkungsbereich des aufgefächerten Strahles d" befindet sich gemäß Figur 3 ^e^-ⁿ Laserempfänger e¹, der aus einem Laser-Sensor f', einer Demodulator —.und Verstärkerschaltung g und elektromagnetischen Wandlern h,

4.m Beispiel Kopfhörern, besteht· Der Demodulator ist dabei so ausgelegt, daß bei mehrkanaliger Modulation des Lasersenders ein gewünschter Informationskanal selektiv eingestellt werden kann« Der Laser-Sensor f' ist bsw, eine Fotodiode oder ein Fototransistor» Es ist zweckmäßig^dem

f«

Laser—Sensor eine Sammellinse i vorzuschalten.

Gemäß Figur 4 genügt für den Selektivrufempfang ein kleiner Ohrhörer k mit einem zugehörigem Taschenempfanger 1 mit Lasei*Sensor, der sich bsw. auf der Außenseite einer Anzugstasche m befestigen lässt«

Für laufende Sprach— und Musikübertragungen eignet sich besonders vorteilhaft ein Kopfhörer gemäß Figur 5, der an

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Claims (5)

- 11 - UL 73/159 seinem Bügel mit einem Laser»Sensor und Empfänger η konstruktiv kombiniert ist· Die Lautstärkeregelung erfolgt hsv. mitteis eines an einem der Ohrhörer ο angeordneten Exnstellorganes p. - 12 - 509828/029 0 - 12 - UL 73/159 Patentansprüche

1./Drahtloses Übertragungssystem für Informationen von einem Sender zu einem oder mehreren vorzugsweise ortsunabhängigen Empfängern, die sich - von dem Sender aus gesehen - immer in einem vorgegebenen Kaunwinkelbereich befinden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sender ein Laser vorgesehen ist, dessen Ausstrahlung entsprechend den zu übertragenden Informationen modulierbar ist, daß vor der Strahlungsaustrittsöffnung des Lasers eine an sich bekannte optische Vorrichtung angeordnet ist, mittels derer der gegebenenfalls modulierte Laserstrahl zur weitgehend gleichmäßigen Ausleuchtung des vorgegebenen Raumwinkelbereichs des bzw. der Empfänger(s) aufgefächert wird, und daß der bzw· die Empfänger zum Empfang und zur Demodulation .der Laserstrahlung sowie zur akustischen Wiedergabe, vorzugsweise zur Wiedergabe mittels Kopfhörer, und/ oder zur visuellen Wiedergabe und/oder zur automatischen Auswertung der Informationen (Fernsteuerung, Fernlenkung) eingerichtet sind·

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2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrische Raumwinkel des Raumwinkel—

oder mehr
bereichs etwa 90 /und die maximale Entfernung des bzw.

der Empfänger von dem Sender etwa 100 m betragen.

3. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch seine Verwendung innerhalb eines Gebäudes, zum Beispiel innerha£b eines Vertragssaalesj in einem Museumsraum, in einem Ausstellungsraum für Exponate beispielsweise der Kunst, in einem Fabrik-, Instituts- oder Krankenhausraum, in einem Fernseh-Wiedergaberaum, im Wiedergabesaal eines Lichtspieltheaters oder im Wiedergabebereich eines Freiluftkinos, in einem Wiedergaberaum für monophone oder stereophonische Aufzeichnungen oder Rundfunksendungen, oder bei medizinischen Tierversuchen z.B. mit ferngeschalteten, ins Gehirn implantierten Elektroden.

4. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3* gekennzeichnet durch gleichzeitige mehrkanalige, zum Beispiel mehrsprachige Übertragungen mittels verschiedener Trägerfrequenzen und/oder mittels den einzelixen Kanälen entsprechender Kodierung der Sendesignale und Dekodierung, der Empfangssignale, wobei die einzelnen Kanäle nach einer

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an|sicli bekannten Selektivrufmethode einzelnen vorgegebenen Empfängern ohne Empfangsmöglichkeit für die anderen Empfänger zugeordnet werden können.

5· Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Empfängern zusätzlich Laser-Sender beispielsweise für Rückmeldungen an den Sender vorgesehen sind, an dessen Ort sich ein entsprechender Empfänger befindet.

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