JPS58146152A - 光学伝送システム - Google Patents
光学伝送システムInfo
- Publication number
- JPS58146152A JPS58146152A JP57029739A JP2973982A JPS58146152A JP S58146152 A JPS58146152 A JP S58146152A JP 57029739 A JP57029739 A JP 57029739A JP 2973982 A JP2973982 A JP 2973982A JP S58146152 A JPS58146152 A JP S58146152A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- light emitting
- emitting element
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
- H04B10/806—Arrangements for feeding power
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
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。
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、温度、圧力等の各種物理量を光信号を利用し
て伝送する光学伝送システムに関するものである。更に
詳しくは、本発明は、細いノ(ルス幅の光信号を伝送す
ることによって、低消費電力でありながら、大光出力信
号を伝送できるようにした光学伝送システムに関するも
のである。
て伝送する光学伝送システムに関するものである。更に
詳しくは、本発明は、細いノ(ルス幅の光信号を伝送す
ることによって、低消費電力でありながら、大光出力信
号を伝送できるようにした光学伝送システムに関するも
のである。
光ファイバなどの光伝送路あるいは半導体レーザ、LE
Dなどの各糧光学素子の一発の進展に伴ない、各種の光
学計測、伝送システムが、従来のシステムに代えて種々
提案されている。
Dなどの各糧光学素子の一発の進展に伴ない、各種の光
学計測、伝送システムが、従来のシステムに代えて種々
提案されている。
従来提案されている各種システムは、レーザダイオード
や発光ダイオード等の発光素子を用い、温度、圧力等の
物理量に関連した信号を、光の周波数信号、パルス幅信
号あるいは光の増減信号に変換し、伝送するもの、ある
いは、液晶やPLZT等の光の反射又は透過量を制御す
る光学制御素子を用い、受信側から供給される光を制御
し、受信側に返送するもの#!かわる。
や発光ダイオード等の発光素子を用い、温度、圧力等の
物理量に関連した信号を、光の周波数信号、パルス幅信
号あるいは光の増減信号に変換し、伝送するもの、ある
いは、液晶やPLZT等の光の反射又は透過量を制御す
る光学制御素子を用い、受信側から供給される光を制御
し、受信側に返送するもの#!かわる。
しかしながら、発光素子を用いたものは、この発光素子
を駆動するために、伝送側に大きな駆動電力を必要とす
る欠点がある。これに対して、光学制御素子を用いるも
のは、このような欠点がない反面、現在入手可能な光学
制御素子は、光の減衰量が多いうえに効率が悪いこと、
周囲温度の影響を受けやすい等の問題点がある。
を駆動するために、伝送側に大きな駆動電力を必要とす
る欠点がある。これに対して、光学制御素子を用いるも
のは、このような欠点がない反面、現在入手可能な光学
制御素子は、光の減衰量が多いうえに効率が悪いこと、
周囲温度の影響を受けやすい等の問題点がある。
ここにおいて、本発明は、伝送側に発光素子を用いるも
のでありて、この発光素子から細いパルス幅の光信号を
伝送することによりて、低消費電力で、正確な物理量信
号を伝送できる光学伝送システムを実現しようとするも
のである。
のでありて、この発光素子から細いパルス幅の光信号を
伝送することによりて、低消費電力で、正確な物理量信
号を伝送できる光学伝送システムを実現しようとするも
のである。
第1図は、本発明に係るシステムの一例を示す構成ブロ
ック図である。図において、1は伝送端、2は受信端、
3は伝送端1と受信端2とを結ぶ光伝送路で、ここでは
2本の光7アイパ31,32テl11成されたものを示
す。伝送端1において、11は伝送すべく物理量が与え
られこれを電気信号に変換する変換回路を総括的に示し
たもの、12はこの変換回路11からの電気信号e1を
入力し、例えにパルス幅信号に変換するパルス幅変換回
路、13はパルス幅変換回路12からのパルス幅信号を
、細いパルス信号に変換し、発光素子14を駆動する発
光素子駆動回路である。この発光素子駆動回路13とし
ては、例えばモノマルチ回路が用いられる。15は発光
素子14と直列に接続され駆動回路13の出力によって
導通するトランジスタである。なお、発光素子14は、
光ファイバ32の一端に光学的に結合している。16は
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池、光
電池のような光電変換手段で、光ファイバ31の一端に
光学的に結合している。17は光電変換手段16からの
電気エネルギーがえくわえられる蓄電回路で、ここでは
コンデンサが用いられているが蓄電池を用いても良い。
ック図である。図において、1は伝送端、2は受信端、
3は伝送端1と受信端2とを結ぶ光伝送路で、ここでは
2本の光7アイパ31,32テl11成されたものを示
す。伝送端1において、11は伝送すべく物理量が与え
られこれを電気信号に変換する変換回路を総括的に示し
たもの、12はこの変換回路11からの電気信号e1を
入力し、例えにパルス幅信号に変換するパルス幅変換回
路、13はパルス幅変換回路12からのパルス幅信号を
、細いパルス信号に変換し、発光素子14を駆動する発
光素子駆動回路である。この発光素子駆動回路13とし
ては、例えばモノマルチ回路が用いられる。15は発光
素子14と直列に接続され駆動回路13の出力によって
導通するトランジスタである。なお、発光素子14は、
光ファイバ32の一端に光学的に結合している。16は
光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池、光
電池のような光電変換手段で、光ファイバ31の一端に
光学的に結合している。17は光電変換手段16からの
電気エネルギーがえくわえられる蓄電回路で、ここでは
コンデンサが用いられているが蓄電池を用いても良い。
この伝送端1においては、変換回路11.パルス幅変換
回路12゜発光素子駆動回路13及びトランジスタ15
2発光素子14の直列回路は、いずれも、蓄電回路17
の出力端子+Vに接続されてお9、光電変換手段16が
らの電力によって作動するようになっている。
回路12゜発光素子駆動回路13及びトランジスタ15
2発光素子14の直列回路は、いずれも、蓄電回路17
の出力端子+Vに接続されてお9、光電変換手段16が
らの電力によって作動するようになっている。
受信端2において、21は光源で、光ファイバ31の他
端に光学的に結合している。この光源としては、レーザ
光源1発光ダイオード、白熱ランプ等が使用可能である
。22は受光素子で、光ファイバ32の他端に光学的に
結合している。この受光素子としては、受光ダイオード
、ホトトランジスタ。
端に光学的に結合している。この光源としては、レーザ
光源1発光ダイオード、白熱ランプ等が使用可能である
。22は受光素子で、光ファイバ32の他端に光学的に
結合している。この受光素子としては、受光ダイオード
、ホトトランジスタ。
光導電素子などが使用し得る。
このように構成した装置の動作は次の通りである。受信
端2の光源21を動作させ、ここからの光エネルギーを
光ファイバ31を介して伝送端1に送る。伝送端1にお
いて、光電変換手段16は、光ファイバ31の一端から
出射する光エネルギーを受光し、これを電気エネルギー
に変換する。この電気エネルギーは蓄電回路17に蓄え
られるとともに、各回路11.12.13の作動電力と
して供給される。
端2の光源21を動作させ、ここからの光エネルギーを
光ファイバ31を介して伝送端1に送る。伝送端1にお
いて、光電変換手段16は、光ファイバ31の一端から
出射する光エネルギーを受光し、これを電気エネルギー
に変換する。この電気エネルギーは蓄電回路17に蓄え
られるとともに、各回路11.12.13の作動電力と
して供給される。
変換回路11は、これに測定すべき物理量が与えられ、
この物理量に対応した電気信号e1を出力する。パルス
幅変換回路12は、入力される電気信号e、をこれに対
応したデユティレシオのパルス1!(1号epに変換す
る。発光素子駆動回路13は、例えばモノマルチ回路で
構成されておシ、入力されるパルス幅信号eの立上シ及
び立下シ部分で、幅tのp 細いパルス信号に変換する。トランジスタ15はこの細
いパルス信号によって導通し、発光素子14Fi、、細
いパルス幅t、の光信号P。を発生し、これが、光ファ
イバ32を介して受信端2@に燃られる。
この物理量に対応した電気信号e1を出力する。パルス
幅変換回路12は、入力される電気信号e、をこれに対
応したデユティレシオのパルス1!(1号epに変換す
る。発光素子駆動回路13は、例えばモノマルチ回路で
構成されておシ、入力されるパルス幅信号eの立上シ及
び立下シ部分で、幅tのp 細いパルス信号に変換する。トランジスタ15はこの細
いパルス信号によって導通し、発光素子14Fi、、細
いパルス幅t、の光信号P。を発生し、これが、光ファ
イバ32を介して受信端2@に燃られる。
受信端2において、受光素子22は光ファイバ32を介
して伝送された細いパルス幅の光信号p。を受光し、こ
れを電気信号に変換し、増幅した後、信号処理回路(図
示せず)で信号処理され、物理量を知ることができる。
して伝送された細いパルス幅の光信号p。を受光し、こ
れを電気信号に変換し、増幅した後、信号処理回路(図
示せず)で信号処理され、物理量を知ることができる。
このように構成した装置によれば、発″光素子14は、
モノマルチ回路13を介して、例えばt−2001JS
程度の幅の狭いパルス、の光信号を発生するもので(T
− あるところから、このパルス信号の信号周期をT ml
secとするとともに、発光素子14としてLED(
1,8V、 50mA定格)を使用し、回路電圧を3v
とするものとすれば、この発光素子14およびトランジ
スタ15における消費電力胸は、 Pw −3(V) x 5QmA)x −’−藁30p
W となる。したがりて、伝送端は、他の回路での消費電力
を含めて、50)IW以下の低電力で動作する〇よって
、光電変換手段16から供給される電力によって、伝送
端を動作させることができる。
モノマルチ回路13を介して、例えばt−2001JS
程度の幅の狭いパルス、の光信号を発生するもので(T
− あるところから、このパルス信号の信号周期をT ml
secとするとともに、発光素子14としてLED(
1,8V、 50mA定格)を使用し、回路電圧を3v
とするものとすれば、この発光素子14およびトランジ
スタ15における消費電力胸は、 Pw −3(V) x 5QmA)x −’−藁30p
W となる。したがりて、伝送端は、他の回路での消費電力
を含めて、50)IW以下の低電力で動作する〇よって
、光電変換手段16から供給される電力によって、伝送
端を動作させることができる。
因みに、発光素子14を、パルス幅信号変換回路12か
らのパルス幅信号ep (デ艮ティレジ第50%程度)
で駆動するものとすれば、その消費電力りは、発光素子
14およびトランジスタ150部分だけで75mWを必
要とする。
らのパルス幅信号ep (デ艮ティレジ第50%程度)
で駆動するものとすれば、その消費電力りは、発光素子
14およびトランジスタ150部分だけで75mWを必
要とする。
第2図は、伝送端1において、熱電対1oからの信号を
入力し、これを細いパルス信号に変換して、発光素子1
4を駆動する回路の一例を示す電気的接続図である。こ
こでは、熱電対1oからの信号exは、増幅器A□で増
幅した後、パルス幅変換回路12に印加されている。パ
ルス幅変換回路12は、互に逆動作するスイッチQ□、
Q2.このスイッチ。1.Q2を介して印加する信号を
積分する演算増幅器A2とコンデンサCからなる積分器
INT 、積分器INTの出方と所定電位とを比較する
比較器A3.この比較器からの出力信号を入力とし、内
部に基準時間Tsを発生させる回路を持ちスイッチQ□
、Q2を駆動するロジック回路工で構成されている。ロ
ジック回路LGは、消費電力の少ないC−MOSで構成
されている。
入力し、これを細いパルス信号に変換して、発光素子1
4を駆動する回路の一例を示す電気的接続図である。こ
こでは、熱電対1oからの信号exは、増幅器A□で増
幅した後、パルス幅変換回路12に印加されている。パ
ルス幅変換回路12は、互に逆動作するスイッチQ□、
Q2.このスイッチ。1.Q2を介して印加する信号を
積分する演算増幅器A2とコンデンサCからなる積分器
INT 、積分器INTの出方と所定電位とを比較する
比較器A3.この比較器からの出力信号を入力とし、内
部に基準時間Tsを発生させる回路を持ちスイッチQ□
、Q2を駆動するロジック回路工で構成されている。ロ
ジック回路LGは、消費電力の少ないC−MOSで構成
されている。
このロジ、り回路LGは、積分器INTを、スイッチQ
□が導通している一定時間Ts、増幅器A□の出力EX
を積分させ、続いてスイッチ。□をOFF Kするとと
もにスイッチQ2を導通させ、積分器INTの出方が所
定の基準電圧Esになるまで放電させるもので、その出
力端K、第3図(−r)に示すように、Ex、 Esに
対応した傾斜角で増減する鋸歯状波信号を得る。
□が導通している一定時間Ts、増幅器A□の出力EX
を積分させ、続いてスイッチ。□をOFF Kするとと
もにスイッチQ2を導通させ、積分器INTの出方が所
定の基準電圧Esになるまで放電させるもので、その出
力端K、第3図(−r)に示すように、Ex、 Esに
対応した傾斜角で増減する鋸歯状波信号を得る。
比較回路A3は、積分器INTがら出力される第3図B
)K示すような信号と基準電圧Esとを比較することに
よって、第3図(ロ)に示すような波形のパルス幅信号
を出力する。このパルス幅信号は、ロジック回路LGを
介して駆動回路13に印加されるとともに、スイッチQ
□、Q2を交互に駆動する。このような動作によって、
ロジック回路LGを介して比較器A3から出力されるパ
ルス幅信号のデ鼻ティレシオが、熱電対1oがらの出力
信号exに対応したものとなる。
)K示すような信号と基準電圧Esとを比較することに
よって、第3図(ロ)に示すような波形のパルス幅信号
を出力する。このパルス幅信号は、ロジック回路LGを
介して駆動回路13に印加されるとともに、スイッチQ
□、Q2を交互に駆動する。このような動作によって、
ロジック回路LGを介して比較器A3から出力されるパ
ルス幅信号のデ鼻ティレシオが、熱電対1oがらの出力
信号exに対応したものとなる。
駆動回路13は、ロジック回路LGがらのパルス幅信号
を入力し、その立上如と立下シ時に、幅tpの細いパル
ス信号を出力し、トランジスタ15を介して第3図e9
に示すような光パルス信号を出力する〇このような回路
において、増幅器A1〜A3.ロジック回路LG、駆動
回路13.トランジスタ15は、いずれも図示して表い
光電変換手段から供給される電力によって作動している
。
を入力し、その立上如と立下シ時に、幅tpの細いパル
ス信号を出力し、トランジスタ15を介して第3図e9
に示すような光パルス信号を出力する〇このような回路
において、増幅器A1〜A3.ロジック回路LG、駆動
回路13.トランジスタ15は、いずれも図示して表い
光電変換手段から供給される電力によって作動している
。
第4図は、伝送端の!に別の実施例を示す要部接続図で
ある。
ある。
この実施例においては、温度を検出すゐ手段として音叉
型の振動式センサ11を使用したものである。発振回路
18は、この振動式センサ11を含んで自励振回路を構
成してお夛、発振囲路18の出力端に温度に関連し九第
5図0)に示すような例えに32kHz付近の周波数信
号りを出力する。デバイダ19は例えばC−MOSで構
成され九もので、ζこで発振回路17からの周波数信号
を所定量(例えば1/215 )分周し、第5図←)に
示すような約uizli度の低周波の周波数信号ef2
.とする。駆動1路13は、この低周波の周波数信号e
f2を入力し、第5図(ハ)に示すような幅tpの細い
パルス信号e。とし、これにより、発光素子14を発光
させる。発光素子14がらの光パルスは、光ファイバ3
2を介して受信端側に伝送され、受信端側においては、
例えばタイムインターバルカラ/りで測定することによ
って、温度を知ることができる。
型の振動式センサ11を使用したものである。発振回路
18は、この振動式センサ11を含んで自励振回路を構
成してお夛、発振囲路18の出力端に温度に関連し九第
5図0)に示すような例えに32kHz付近の周波数信
号りを出力する。デバイダ19は例えばC−MOSで構
成され九もので、ζこで発振回路17からの周波数信号
を所定量(例えば1/215 )分周し、第5図←)に
示すような約uizli度の低周波の周波数信号ef2
.とする。駆動1路13は、この低周波の周波数信号e
f2を入力し、第5図(ハ)に示すような幅tpの細い
パルス信号e。とし、これにより、発光素子14を発光
させる。発光素子14がらの光パルスは、光ファイバ3
2を介して受信端側に伝送され、受信端側においては、
例えばタイムインターバルカラ/りで測定することによ
って、温度を知ることができる。
ここで、発振回路18、デバイダ拍、駆動回路13、発
光素子14は、伝送端2側に設置された小製の蓄電池E
Bから、その作動電力が供給されている。
光素子14は、伝送端2側に設置された小製の蓄電池E
Bから、その作動電力が供給されている。
156図は、振動式センサ11の他の構成例を示す図で
ある。ここでは平行ビームの両端に測定すべき力Fを与
えるようにしたものであって、発振回路17かも、力F
K関連した周波数信号(e、)を出力する。このような
構成の振動式センサによって、各116湯量を検出する
ものは、発振回路18で消費する電力を着しく少なくで
自るというIfIIIkがToろ。
ある。ここでは平行ビームの両端に測定すべき力Fを与
えるようにしたものであって、発振回路17かも、力F
K関連した周波数信号(e、)を出力する。このような
構成の振動式センサによって、各116湯量を検出する
ものは、発振回路18で消費する電力を着しく少なくで
自るというIfIIIkがToろ。
なお、上記の各説明では、発光素子14からの光信号を
光ファイバを介して受信端に伝送するものであるが、光
空間伝送路を利用して受信端に伝送するようKしてもよ
い。
光ファイバを介して受信端に伝送するものであるが、光
空間伝送路を利用して受信端に伝送するようKしてもよ
い。
以上説明した通り、本発明に係る装置は、伝送ff1K
設置した発光素子を細いパルス幅信号によって駆動し、
ここから細いパルス幅の光信号を出力するようにしたも
ので、低消費電力で作動する伝送7ステムが実現できる
。また、伝送端側における各回路の作動電力を、受信端
側から伝送される光を受ける光電変換手段から得るよう
にすれば、伝送端と受信端との間の電力及び信号の伝送
をすべて光信号を利用して行うことができ、本質安全防
爆上の対策や、ノイズあるいは信号のアイソレージ冒ン
等、特別な考慮を必要としない、安価なシステムが実現
できる。
設置した発光素子を細いパルス幅信号によって駆動し、
ここから細いパルス幅の光信号を出力するようにしたも
ので、低消費電力で作動する伝送7ステムが実現できる
。また、伝送端側における各回路の作動電力を、受信端
側から伝送される光を受ける光電変換手段から得るよう
にすれば、伝送端と受信端との間の電力及び信号の伝送
をすべて光信号を利用して行うことができ、本質安全防
爆上の対策や、ノイズあるいは信号のアイソレージ冒ン
等、特別な考慮を必要としない、安価なシステムが実現
できる。
第1図は、本発明に係るシステムの一例を示す構成プロ
、り図、第2図及び第4図は本発明に係るシステムにお
いて伝送端の一例を示す1N部接続図、第3図は第2図
回路の動作液形図、第5図は第4図回路の動作波形図、
第6図線本発明システムに用いられろ振動式センナの一
例を示す構成斜視図である。 1・・・伝送端、2・・・受信端、5・・・光伝送路、
11・・・変換回路、12・・・パルス幅変換回路、1
3・・・駆動回路、14・・・発光素子、15・・・ト
ランジスタ、16・・・光電変換手段、17・・・蓄電
回路、21・・・光源、22・・・受光素子。 代理人 弁理士 小 沢 信 助“−こ ス l 国 1 一口 ?2 7 3 図 ゛ 〉イメ各5 −」 オ
4 図■ 75 図 オ 2 図 骨
、り図、第2図及び第4図は本発明に係るシステムにお
いて伝送端の一例を示す1N部接続図、第3図は第2図
回路の動作液形図、第5図は第4図回路の動作波形図、
第6図線本発明システムに用いられろ振動式センナの一
例を示す構成斜視図である。 1・・・伝送端、2・・・受信端、5・・・光伝送路、
11・・・変換回路、12・・・パルス幅変換回路、1
3・・・駆動回路、14・・・発光素子、15・・・ト
ランジスタ、16・・・光電変換手段、17・・・蓄電
回路、21・・・光源、22・・・受光素子。 代理人 弁理士 小 沢 信 助“−こ ス l 国 1 一口 ?2 7 3 図 ゛ 〉イメ各5 −」 オ
4 図■ 75 図 オ 2 図 骨
Claims (2)
- (1) 伝送端側から測定物理量に関連した光信号を
受信端側に伝送するシステムにおいて、前記伝送端側に
1測定物理量を電気的な信号に変換する変換回路と、発
光素子と、前記変換回路からの信号を入力し前記発光素
子に微少時間駆動電流を与えてこの発光素子を駆動する
駆動回路手段とを設け、前記発光素子から細いパルス幅
の光信号を受信端側に伝送するようにしたことを特徴と
する光学伝送システム0 - (2)伝送端側に設けた変換回路、発光素子及び駆動回
路手段は、受信端側から伝送された光エネルギーを受光
する光電変換手段からその作動電力が供給されて動作す
る特許請求の範囲第1項記載の光学伝送システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57029739A JPS58146152A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 光学伝送システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57029739A JPS58146152A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 光学伝送システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58146152A true JPS58146152A (ja) | 1983-08-31 |
Family
ID=12284469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57029739A Pending JPS58146152A (ja) | 1982-02-25 | 1982-02-25 | 光学伝送システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58146152A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6239349U (ja) * | 1985-08-27 | 1987-03-09 | ||
JPH0284829A (ja) * | 1987-09-16 | 1990-03-26 | Totoku Electric Co Ltd | 光通信機器 |
JPH02104035A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-04-17 | Nippon Tekunaato:Kk | 光通信機器 |
JPH0470132A (ja) * | 1990-07-10 | 1992-03-05 | Nec San-Ei Instr Co Ltd | 光伝送用送受信装置 |
JPH04184123A (ja) * | 1990-11-16 | 1992-07-01 | Hitachi Ltd | 物理量センサ |
EP1406070A1 (en) * | 2002-10-01 | 2004-04-07 | Simmonds Precision Products, Inc. | Optically coupled sensor for application to combustible liquids |
Citations (1)
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-
1982
- 1982-02-25 JP JP57029739A patent/JPS58146152A/ja active Pending
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