DE4444569A1 - Elektrooptisches Modul - Google Patents
Elektrooptisches ModulInfo
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektrooptisches Modul, insbeson
dere einen Transceiver, mit mindestens einem Sender, der bei
elektrischer Ansteuerung energiereiche Strahlung emittiert,
und mit einer Aufnahme, in die ein Verbindungsteil zum Ankop
peln eines Kopplungselements an den Sender einführbar ist.
Unter einem elektrooptischen Modul sind beispielsweise die
aus dem Prospekt "FIBER OPTIC COMPONENTS" der Siemens AG, Ausgabe
EC 0291, bekannten Module und insbesondere sogenannte Tran
sceiver zu verstehen. Die Module haben ein Gehäuse, in dem
oder an dem ein oder zwei elektrooptische Bauelemente gehal
ten sind. Bei einem Transceiver ist eines der Bauelemente ein
Sender (z. B. Laserdiode), der bei elektrischer Ansteuerung
energiereiche Strahlung emittiert; das andere Bauelement ist
ein Empfänger. Mit den optischen Wirkflächen oder Wirkberei
chen, d. h. dem Austritts- oder Eintrittsbereich des von dem
Bauelement gesendeten bzw. zu empfangenden Lichtes, sind
Lichtwellenleiterenden optisch koppelbar. Die Lichtwellen
leiterenden sind dazu im zentralen Axialbohrungen von Kopp
lungselementen in Form von Lichtwellenleitersteckerstiften
aufgenommen. Die Lichtwellenleitersteckerstifte sind in einem
Verbindungsteil (Lichtwellenleiterstecker) gelagert, das
durch eine Öffnung in eine Aufnahme des Modulgehäuses entlang
eines Einführweges zu dem Sender bzw. Empfänger hin einführ
bar ist.
Eine besondere Gefahr geht von dem Sender aus, wenn dieser
energiereiche Strahlung emittiert, solange (noch) kein Ver
bindungsteil in die Gehäuseöffnung eingeführt und der Wirk
bereich des Senders daher von außen zugänglich und sichtbar
ist. Die Emission energiereicher Strahlung kann in diesem
Fall nämlich die Augen, insbesondere die Netzhaut, von Lebe
wesen dauerhaft schädigen.
Im Hinblick auf diese Problematik sind elektrooptische Module
bekannt, deren Sender im ungekoppelten Zustand von einer me
chanischen Schutzvorrichtung nach außen hin abgedeckt ist.
Eine solche aus der US-PS 5,104,242 bekannte Vorrichtung be
steht aus einer schmalen Blattfeder, die bei gezogenem Licht
wellenleitersteckerstift in eine Stiftaufnahme hineinragt und
den optischen Weg nach außen blockiert. Diese filigrane Kon
struktion ist nicht nur fertigungstechnisch, sondern auch
hinsichtlich ihrer mechanischen Belastbarkeit problematisch.
Ein Ermüden und/oder ein Bruch der Blattfeder und der damit
einhergehende Verlust der Schutzwirkung kann ungünstigsten
falls unbemerkt bleiben. Bei einer ähnlichen, mit denselben
Sicherheitsbedenken behafteten bekannten (JP-A-57-142607)
Vorrichtung taucht eine federbeaufschlagte Schutzkappe bei
eingeführtem Steckerstift unter Freigabe des optischen Weges
in eine in der Aufnahme ausgebildete Ausnehmung ein.
Aus der EP-A2-0 437 162 ist ein Sicherheitssystem bekannt,
bei dem elektronisch durch Überwachung bestimmter Zeitfenster
das Eintreffen oder der Verlust erwarteter optischer Signale
festgestellt und ggf. die Aussendung weiterer Lichtimpulse
unterbunden wird. Das System erfordert eine vergleichsweise
aufwendige Initialisierungsprozedur beim Aufbau einer Daten
verbindung und beidendig der Kommunikationsstrecke entspre
chend aufwendig ausgestattete Sende/Empfangseinrichtungen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines
elektrooptischen Moduls, bei dem ein unbeabsichtigter Aus
tritt energiereicher Strahlung des Senders bei nicht einge
führtem Verbindungsteil zuverlässig verhindert ist.
Diese Aufgabe wird bei einem elektrooptischen Modul der ein
gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein
von einem Sendeelement auf ein Empfangselement gerichteter
Lichtschrankenstrahl die Aufnahme derart durchdringt, daß der
Lichtschrankenstrahl durch das eingeführte Verbindungsteil
und/oder Kopplungselement unterbrochen ist, und daß die
Ansteuerung des Senders nur bei unterbrochenem Lichtschran
kenstrahl freigegeben ist.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß oh
ne großen schaltungstechnischen Aufwand unter Verwendung ein
facher handelsüblicher Bauelemente der Austritt vagabundie
render Strahlung und damit eine Schädigung der Umwelt zuver
lässig verhindert ist. Als Sendeelement für die Lichtschranke
kommt z. B. eine unter der Typenbezeichnung IRL81A der Sie
mens AG handelsübliche GaAlAs-Infrarot-Sendediode in Frage.
Vorzugsweise enthält das Sendeelement eine gehäuseseitig in
tegrierte Optik. Als Empfangselement eignet sich beispiels
weise ein unter der Bezeichnung LPT80A der Siemens AG ver
triebener NPN-Fototransistor. Das Empfangselement weist vor
teilhafterweise ein Gehäuse mit integrierter halbkugelförmi
ger Linse auf. Die Lichtschranke arbeitet grundsätzlich in
Ruhestellung (ununterbrochener Lichtstrahl), in der eine An
steuerung des Senders und damit das Austreten vagabundieren
der Strahlung unterbunden bleibt. Erst wenn das Verbindungs
teil in die Aufnahme eingeführt und damit ein Austritt vaga
bundierender Strahlung verhindert ist, gelangt das Modul in
einen sendebereiten Zustand, weil aufgrund des von dem Ver
bindungsteil unterbrochenen Lichtschrankenstrahls die An
steuerung freigegeben ist.
Im Hinblick auf hohe zulässige Einbautoleranzen und eine
möglichst lange freie Lichtschrankenstrahlstrecke sieht eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß der Ab
strahlwinkel des Sendeelements mehr als 20° beträgt.
Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen
Moduls weiter zu erhöhen und um den Austritt vagabundierender
Strahlung auch bei einem einzelnen Defekt (single fault) des
Sendeelements oder Empfangselements zu gewährleisten, ist
nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein Mo
nitorempfänger vorgesehen, der von der Einführung des Ver
bindungsteils unbeeinflußt Streulicht des Sendeelements de
tektiert. Solange der Monitorempfänger mit Streulicht beauf
schlagt ist, kann mit hoher Sicherheit von einem funktionie
renden Sendeelement ausgegangen werden. Ein defektes, trotz
Eintreffen von Sendeelementsstrahlung fälschlicherweise kei
nen Empfang detektierendes Empfangselement führt allenfalls
dazu, daß die Ansteuerung des Senders unterbunden ist und
sich das Modul somit auf der sicheren Seite befindet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
einer Zeichnung näher erläutert; es zeigen: die
Fig. 1 und 2 unter Verwendung identischer Bezugszei
chen für entsprechende Elemente das erfindungsgemäße Modul
mit unterschiedlich weit eingeführtem Verbindungsteil
Fig. 3 eine Schaltungsanordnung mit Monitorempfänger und
Fig. 4 eine Logiktabelle.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte elektrooptische Modul
1 ist ein Transceiver, der eine andeutungsweise gezeigte Emp
fangsdiode als Empfänger 10 und eine Laserdiode als Sender 12
umfaßt. Der Empfänger 10 ist mit einer elektrischen Auswerte-
und Umsetzschaltung verbunden. Der Sender 12 ist gemäß
auszugebenden Daten 14 von einer Ansteuerschaltung 16 über
Ansteuerleitungen 18, 19 elektrisch ansteuerbar und emittiert
bei Ansteuerung energiereiche Strahlung. Empfänger 10 und
Sender 12 sind jeweils von einer offenen Hülse 22, 24 um
geben, in die je ein Kopplungselement in Form eines Lichtwel
lenleitersteckerstifts 26, 28 mit jeweils in einer zentralen
Axialbohrung 29, 30 verlaufendem und stirnseitig abschlie
ßendem Ende eines Lichtwellenleiters 32, 34 einsteckbar ist.
Die Lichtwellenleiterstecker 26, 28 sind rückseitig in einem
als sogenannten Duplexstecker ausgeführten, nur schematisch
angedeuteten Verbindungsteil 40 axialverschieblich gelagert.
Aus dem Verbindungsteil 40 tritt rückwärtig ein Lichtwellen
leiterkabel 42 aus, in dem sich die Lichtwellenleiter 32, 34
beispielsweise bis zu einem entsprechenden Verbindungsteil
fortsetzen. Das Verbindungsteil 40 ist in Pfeilrichtung 42
derart in eine von einem Modulgehäuse 48 gebildete Aufnahme
50 einführbar, daß die Stecker 26, 28 zur Ankopplung an den
Empfänger 10 bzw. den Sender 12 in die Hülsen 22, 24 gelangen
(Fig. 2).
Eine Lichtschranke 60 enthält ein Sendeelement 62, dessen
emittierte Strahlung als Lichtschrankenstrahl 63 auf den Emp
fangsbereich 64a eines Empfangselements 64 gerichtet ist. Der
Lichtschrankenstrahl 63 durchdringt die Aufnahme 50 derart,
daß das Verbindungsteil 40 und/oder die Stecker 26, 28 den
Lichtschrankenstrahl 63 unterbrechen, wenn das Verbindungs
teil 40 weit genug eingeführt ist (Fig. 2). Solange das Emp
fangselement 64 den Lichtschrankenstrahl 63 empfängt, gibt es
ausgangsseitig ein Empfangssignal 68 aus, das auf die Ansteu
erschaltung 16 unterbrechend (durch Schalter 70 angedeutet)
einwirkt. Dabei kann z. B. die Energieversorgung des Senders
12 unterbrochen sein, so daß trotz vorhandener Daten 14 und
sonst sendebereiter Ansteuerschaltung 16 keine Emission er
folgt. Der Schalter 70 dient selbstverständlich nur zur sym
bolischen Darstellung der Wirkung des unterbrochenen Licht
schrankenstrahls 63; ein Aussenden energiereicher Strahlung
durch den Sender 12 kann auch dadurch unterbunden bleiben,
daß eine der Ansteuerleitungen 18, 19 unterbrochen ist.
In der in Fig. 2 dargestellten Situation des vollständig
eingeführten Verbindungsteils 40 ist der Lichtschrankenstrahl
63 unterbrochen, so daß das Empfangselement 64 von dem
Sendeelement nicht mehr lichtbeaufschlagt ist. Demgemäß ist
der Schalter 70 geschlossen bzw. in geeigneter Weise für die
Ansteuerung des Senders 12 gemäß den Daten 14 - beispielswei
se durch Anlegen der Versorgungsspannung für die Ansteuer
schaltung 16 - gesorgt.
Fig. 3 zeigt das im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 be
schriebene Sendeelement als Schaltungssymbol. Der Licht
schrankenstrahl 63 ist durch das nur angedeutete Verbindungs
teil 40 unterbrechbar. Zusätzlich ist ein Monitorempfänger 80
vorgesehen, der von dem Einführzustand des Verbindungsteils
40 unabhängig und unbeeinflußt Streulicht 82 des Sendeele
ments 62 detektiert. Das infolge Streulichtdetektion entste
hende Ausgangssignal A des Monitorempfängers 80 gelangt über
eine Leitung 84 zu einem invertierenden Eingang 90 eines UND-
Gatters 92. Ein nichtinvertierender Eingang 93 des UND-
Gatters 92 ist mit dem Ausgangssignal B (entspricht dem Emp
fangssignal 68 in Fig. 1, 2) des Empfangselements 64 beauf
schlagt. Das Ausgangssignal C des UND-Gatters wirkt auf die
Ansteuerung des Senders 12 beispielsweise in der im Zusam
menhang mit dem in den Fig. 1 und 2 symbolisch dargestell
ten Schalter 70 beschriebenen Weise ein.
Die in Fig. 4 dargestellte Logiktabelle verdeutlicht den
zwischen den Signalen A, B und dem Ausgangssignal C des UND-
Gliedes 92 bestehenden logischen Zusammenhang. Wenn kein Ver
bindungsteil 40 in der Aufnahme 50 enthalten ist, empfängt
das Empfangselement 64 den Lichtschrankenstrahl 63 und gibt
als Signal B ein LOW-Signal (nachfolgend: "L") aus. Das UND-
Glied 92 gibt dadurch unabhängig (dargestellt durch "X") von
dem Signal A(X) ein den Sender 12 ausschaltendes Signal C
("L") ab. Bei unterbrochenem Lichtschrankenstrahl 63 ist das
Signal B ein High-Signal ("H"). In diesem Fall bestimmt das
Signal A die Freigabe der Ansteuerung des Senders 12. Wenn
nämlich der Monitorempfänger 80 weiterhin Streulicht 82
empfängt, gibt dieser als Signal A "L" aus; dies klas
sifiziert das Sendeelement 62 als funktionstüchtig. Durch die
Invertierung des Signals A vor der UND-Verknüpfung ergibt
sich als Ausgangssignal C "H", das die Ansteuerung des
Senders freigibt. Ist dagegen das Sendeelement 62 defekt,
empfängt der Monitorempfänger 80 kein Streulicht und gibt als
Signal A "H" aus. Als logische Konsequenz ist das Aus
gangssignal C des UND-Gliedes "L", so daß die Ansteuerung des
Senders 12 unterbleibt.
Claims (3)
1. Elektrooptisches Modul, insbesondere Transceiver,
mit mindestens einem Sender (12), der bei elektrischer
Ansteuerung energiereiche Strahlung emittiert, und
mit einer Aufnahme (50), in die ein Verbindungsteil (40) zum
Ankoppeln eines Kopplungselements (26) an den Sender (12)
einführbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - ein von einem Sendeelement (62) auf ein Empfangselement (64) gerichteter Lichtschrankenstrahl (63) die Aufnahme (50) derart durchdringt, daß der Lichtschrankenstrahl (63) durch das eingeführte Verbindungsteil (40) und/oder Kopplungs element (52) unterbrochen ist, und
- - daß die Ansteuerung des Senders (12) nur bei unterbrochenem Lichtschrankenstrahl (63) freigegeben ist.
2. Modul nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstrahlwinkel des Sendeelements (62) mehr als 20°
beträgt.
3. Modul nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
einen Monitorempfänger (80), der von der Einführung des
Verbindungsteils (40) unbeeinflußt Streulicht (82) des
Sendeelements (62) detektiert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944444569 DE4444569C2 (de) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | Elektrooptisches Modul |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944444569 DE4444569C2 (de) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | Elektrooptisches Modul |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4444569A1 true DE4444569A1 (de) | 1996-06-05 |
DE4444569C2 DE4444569C2 (de) | 1996-09-19 |
Family
ID=6535817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944444569 Expired - Fee Related DE4444569C2 (de) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | Elektrooptisches Modul |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4444569C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19654600A1 (de) * | 1996-12-20 | 1998-06-25 | Siemens Ag | Optische Datenübertragungseinrichtung mit einer Laserdiode |
DE102007018354A1 (de) | 2007-04-18 | 2008-10-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zur Einkopplung von Licht in eine Faser |
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EP0437162A2 (de) * | 1990-01-09 | 1991-07-17 | International Business Machines Corporation | Sicherheitssteuersystem für Lichtwellenleiterverbindung |
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DE4231919A1 (de) * | 1991-10-17 | 1993-04-22 | Ant Nachrichtentech | Anordnung fuer einen elektro-optischen sender |
-
1994
- 1994-12-02 DE DE19944444569 patent/DE4444569C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4444569C2 (de) | 1996-09-19 |
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