JPH0213143A - 光データ伝送装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、光データ伝送装置、殊に、回転部材のよう
な可動部材中における計測データを、光を介して読み取
るためのテレメータ装置として好適な光データ伝送装置
に関する。

従来技術 回転部材のような可動部材中の計測データを読み取る場
合には、いわゆるテレメータ装置を利用するのが便利で
ある。たとえば、回転部材中の温度データを計測すると
きは、温度センサと、温度センサからの出力信号を適当
にデータ処理した上、データ信号として発信することが
できる送信部とを回転部材中に設置する一方、受信部を
固定して設置し、送信部からのデータ信号を受信するこ
とによって、所定の温度データを読み取ることができる
。

かかるデータ伝送システムを構築する際のデータ伝送媒
体としては、光または電波が使用されるのが普通であり
、一般には、外来ノイズに影響されることか少ない点で
は前者が優れている一方、送信部と受信部との相対的な
位置関係によらず、両者間のデータ伝送が可能であるた
め、データ伝送可能な領域範囲（以下、単に、伝送可能
範囲という）を広くとることができるという点では、後
者が優れている。

そこで、従来の光データ伝送装置においては、送信部か
らは、常時、データ信号を繰り返し発信させてお（一方
、受信部は、送信部が伝送可能範囲に入り、受信部に到
達するデータ信号があるときにのみ、これを受信し、読
み取るようにするのが一般的である。

発明が解決しようとする課題 而して、かかる従来技術によるときは、送信部は、それ
が伝送可能範囲に入っているか否かに拘らず、データ信
号を繰り返し発信するので、送信部における消費電力に
無駄があるという問題があった。すなわち、かかるテレ
メータ装置を使用しなければならないときは、送信部を
設置する可動部材中には、商用電源が得られないのが普
通であるため、送信部は、専用のバッテリ等の独立電源
から給電されなければならない所、データ信号を発信す
るための発光部は、最も電力消費が多い部分であるから
、データ信号が受信部に到達することが保証されない伝
送可能範囲外においても、データ信号を繰り返し発信す
ることは、バッテリの消耗を不当に早＜シ、ひいては、
システム全体の安定な動作が確保できないという重大な
欠点となるものである。

また、送信部が伝送可能範囲にあることを検出し、その
ときにのみデータ信号を発信するようにするとすれば、
送信部と受信部との相対位置を検知する検出装置を別に
設けなければならないので、全体構成が著るしく複雑と
なるという問題が避けられないものである。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑
み、受信部からは、常時、データ要求信号を発信し、送
信部は、伝送可能範囲に入り、このデータ要求信号を受
信できたときにのみ、データ信号を発信するようにする
ことによって、送信部における発光部は、このようにし
て発信されるデータ信号の発信時においてのみ作動すれ
ばよ（、したがって、消費電力を必要最少限にすること
ができ、しかも、送信部と受信部との相対位置を検知す
るための検出装置は、何ら必要としない、新規の光デー
タ伝送装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、それぞ
れ、発光部と受光部とを備えた送信部と受信部とを設け
、前者は可動部材に搭載し、後者は固定して設置して、
送信部が伝送可能範囲に入ったときに、光を介して、両
者間のデータ伝送を行なうものにおいて、受信部の発光
部は、送信部の伝送可能範囲通過時間より短い周期ごと
にデータ要求信号を発信し、受信部の受光部は、送信部
からのデータ信号を受信する一方、送信部の受光部は、
受信部からのデータ要求信号を受信し、送信部の発光部
は、データ要求信号の受信に呼応してデータ信号を発信
するようにしたことをその要旨とする。

なお、送信部と受信部とにおける各発光部と受光部とは
、それぞれ、一体に構成することができ、また、送信部
の発光部は、データ信号の発信時においてのみ電源に接
続するようにすることができる。

さらに、送信部は、伝送可能範囲内において、データ信
号を１回のみ発信するようにしてもよいものとする。

作用 而して、この構成によるときは、可動部材に搭載された
送信部が伝送可能範囲内に入ると、まず、送信部の受光
部は、受信部から常時発信されているデータ要求信号を
受信する。そこで、送信部の発光部は、これに呼応して
データ信号を発信するが、この際、受信部からのデータ
要求信号が送信部において受信されたということは、送
信部からのデータ信号も、確実に受信部に到達し、受信
部において受信することができるということを意味する
から、このようにして発信されるデータ信号は、その持
続時間が、送信部の伝送可能範囲通過時間に対して余裕
がある限り、必ず、受信部において有効に受信され、読
み取ることができる。

送信部と受信部との各発光部と受光部とを一体に構成す
れば、発光部と受光部との位置の相違による位相遅れが
ないから、データ要求信号の受信とテ：−タ信号の発信
との間には、何ら格別の時間要素を介在せしめる必要が
なく、したがって、全体構成を単純化することができる
と同時に、動作の確実性を高めることができる。

送信部の発光部は、データ信号の発信時においてのみ電
源に接続するようにすれば、電力の無駄な消費を一層確
実に駆出することが可能である。

また、送信部からのデータ信号の発信を、伝送可能範囲
内において１回のみに限定すれば、データ信号の持続中
に、送信部が伝送可能範囲から逸脱することにより、発
信されたデータ信号が無効になるおそれがな（なるから
、無駄なデータ信号の発信の機会をなくすることができ
る。

以上のように作用するものである。

実施例 以下、図面を以って実施例を説明する。

光データ伝送装置は、送信部１０と受信部２０とを組み
合わせてなる（第１図）。

送信部１０は、センサＳとともに、たとえば、回転円板
状の可動部材Ｒ上に搭載されている一方（第２図）、受
信部２０は、可動部材Ｒによって回転させられる送信部
１０が、その回転の途中において、−時的に相対向し得
る位置に、固定して設置されているものとする。

送信部１０は、センサＳの出力信号Ｓａを入力する制御
部１１の他に、発光部１３と受光部１４とを備えてなり
（第１図）、発光部１３と受光部１４とは、一体に構成
されているものとする。制御部１１と、発光部１３、受
光部１４とは、モデム１２を介して接続されている一方
、制御部１１を含む送信部１０の全体は、バッテリ１５
から給電されている。ただし、発光部１３は、制御部１
１によって制御される開閉スイッチ１６を介して、バッ
テリ１５に接続されており、さらに、制御部１１には、
表示部１７が接続されている。

受信部２０は、制御部２１と、受光部２２と、発光部２
３とを備えてなる。すなわち、受光部２２と発光部２３
とは制御部２３に接続される一方、制御部２１には、表
示部２４が接続されている。また、受光部２２と発光部
２３とは、一体に構成されているものとする。

センサＳは、たとえば温度センサであって、回転部材Ｒ
中の所定個所の温度を検出し、出力信号Ｓａを出力する
ものとする。送信部１０の制御部１１は、このようにし
て得られる出力信号Ｓａの内容を適当にデータ処理し、
モデム１２に出力するから、モデム１２は、このデータ
により、パルス変調信号１２ａを作成して、発光部１３
に出力することができる。ただし、パルス変調信号１２
ａは、その始点から終点までの間に、たとえば、スター
トコードＤ１、適当な制御コードＤ２、デー９コードＤ
３、データ終了コードＤ４、エンドコードＤ５を時系列
的に縦続してなるパルス信号である（第３図）。したが
って、発光部１３は、データ信号ＳＬ１として、このパ
ルス変調信号１２ａと同形のパルス列からなる光信号を
発信出力することができる。なお、発光部１３からのデ
ータ信号ＳＬＩは、可視光または赤外線のいずれてあっ
てもよいものとする。

受信部２０は、制御部２１において、内蔵クロックによ
って、周期的に繰り返される短パルスの連続からなるパ
ルス信号２１−ａを作り、これを発光部２３に出力する
ものとし、したがって、発光部２３からは、データ要求
信号ＳＬ２として、これと同形の光信号が発信されるも
のとする（第４図）。

いま、回転部材Ｒが回転するとき、送信部１０は、回転
部材Ｒの１回転ごとに受信部２０と相対向する位置Ａを
通過する（第２図）。そこで、送信部１０が、位置Ａを
中心として、中心角±θの範囲にあるときは、送信部１
０の発光部１３からのデータ信号ＳＬ１は、受信部２０
の受光部２２に入光することができ、同時に、受信部２
０の発光部２３からのデータ要求信号ＳＬ２は、送信部
１０の受光部１４に入光することができるから、この範
囲を、伝送可能範囲Ｂと定義する。

次いで、送信部１０が、伝送可能範囲Ｂの範囲外から、
その範囲内に入るときを考えると、受信部２０の発光部
２３からは、常時、データ要求信９ＳＬ２が発信されて
いるから（第４図）、送信部１０の受光部１４には、送
信部１０が送信可能範囲Ｂ内に入った後の最初のパルス
Ｐ１が、まず、入力される。そこで、送信部１０の制御
部１１は、受光部１４とモデム１２とを介し、このよう
にして検知されるパルスＰ１に呼応して、発光部１３か
らデータ信号ＳＬＩを発信仕しめるものとすれば、デー
タ信号ＳＬＩは、受信部２０の受光部２２に確実に到達
するので、受信部２０の制御部２１は、これを読み取っ
て、表示部２４に表示することができるものである。た
だし、このとき、データ信号ＳＬＩの持続時間′Ｆｄは
、送信部１０が伝送可能範囲Ｂを通り過ぎるに要する時
間（以下、伝送可能範囲通過時間という）Ｔｂに対して
十分余裕があるものとし、このためには、データ要求信
号ＳＬ２の周期Ｔｅは、Ｔｅ＜Ｔｂに選定するのがよい
。

以上の概略動作を含む送信部１０の作動内容は、第５図
のフローチャートによって表わすことができる。

すなわち、送信部１０の制御部１１は、まず、バッテリ
１−５の出力電圧をチエツクしく同図のプログラムステ
ップ（１）、以下、単に、（１）のように記す）、バッ
テリ１５が不良であるときは、その旨を表示部１７に表
示するとともに（２）、図示しないメモリに記憶する。

バッテリ１５が正常であるときは（１）、受信部２０か
らのデータ要求信号ＳＬ２が受信されるのを待ち（３）
、最初のパルスＰ１が検知されたときは、これに呼応し
て、開閉スイッチ１６を制御し、バッテリ１５を発光部
１３に接続するとともに（４）、データ信号ＳＬＩを発
信する（５）。

なお、このとき、バッテリ１５が不良であることが記憶
されているときは、センサＳからのデータに代えて、バ
ッテリ１５が不良である旨を、データ信号ＳＬＩとして
発信することもできるものとする。

つづいて、開閉スイッチ１６により、バッテリ１５を発
光部１３から切り離しく６）、次回のデータ発信に備え
て、センサＳからの出力信号Ｓａを読み取り、その結果
を使用して、必要なデータ処理を行なった上（７）、待
機する。

以上の動作を繰り返すことにより、回転部材Ｒの１回転
ごとに、センサＳによる計測データを、確実に、受信部
２０に伝送することができるものである。

なお、可働部材Ｒの回転速度が非常に遅（なったとき等
において、データ信号ＳＬＩの発信終了後に、第２のパ
ルスＰ２を検知する場合には、単一の伝送可能範囲Ｂ内
において、２回以上に亘り、データ信号ＳＬＩが発信さ
れる場合が起り得る（第６図）。かかる場合にあっては
、最後に発信されるデータ信号ＳＬＩの後部が、有効に
受信部２０に到達しない場合があるので、このときは、
何らかの対策をとることが好ましい。たとえば、受信部
２０において、データ信号ＳＬＩの有効性の判断機能を
設け、エンドコードＤ５が得られなかったときのデータ
信号ＳＬＩを無効と扱うようにし、または、送信部１０
において、可動部材Ｒの１回転検出機構を設けて、単一
の伝送可能範囲Ｂ内においては、データ信号ＳＬＩを１
回のみしか発信しないようにし、あるいは、これらを併
用することができる。

以上の説明において、送信部１０は、バッテリ１５に代
えて、他の任意の発電機構からなる電源から給電される
ようにしてもよい。たとえば、可動部材Ｒの近傍に、電
磁石または永久磁石を配設するとともに、可動部材Ｒ中
にコイルを埋設し、可動部材Ｒの回転により、コイルが
磁界を切るようにすれば、このコイル中に電圧を誘起す
ることができるから、これを電源として、送信部１０の
消費電力を賄うことが可能である。ただし、このときは
、コイルと送信部１０との間には、適当な整流平滑回路
の他、コンデンサ・バッテリのような蓄電素子を介装し
てもよいことは勿論である。

さらには、可動部材Ｒの表面に光電池を配設し、外部か
らの光によって、可動部材Ｒ中において発電機能を発揮
訪しめることも可能である。

このようにして、可動部材Ｒ中に発電機構を内蔵する場
合において、その発電容量を十分大きくすることができ
るときには、開閉スイッチ１６を省略してもよいが、発
光部１３が作動するときの最大消費電力が、その発電容
量を上まわるときは、開閉スイッチ１６は依然として有
効である。すなわち、発光部１３が作動を完了したとき
は、これを電源から切り離し、発電機構からの電力は、
蓄電素子の充電に使用する一方、発光部１３を作動させ
るときは、蓄電素子に蓄積された電力を放電させて使用
することができるからである。

発明の詳細 な説明したように、この発明によれば、可動部材に搭載
した送信部と、固定して設置した受信部との間において
、光によるデータ伝送を行なう場合に、受信部から送信
部に対して、短い周期ごとにデータ要求信号を発信する
一方、送信部は、このデータ要求信号の受信に呼応して
、受信部に対してデータ信号を発信するようにすること
によって、送信部は、伝送可能範囲にあって、データ信
号が有効に受信部に到達する時点においてのみデータ信
号を発信することができるから、送信部における消費電
力を必要最少限にすることができ、しかも、送信部が伝
送可能範囲に入ったことは、送信部において、データ要
求信号が受信できたことによって確実に判別することが
できるから、送信部と受信部との相対位置を検知するた
めの格別の検出装置は何ら必要としないという優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は実施例を示し、第１図は全体電気
系統図、第２図は使用状態説明図、第３図はデータ信号
の構成図、第４図は動作信号波形図、第５図はプログラ
ムフローチャート、第６図は異常動作時における動作信
号波形図である。 Ｒ・・・可動部材 Ｂ・・・伝送可能範囲 ′「ｂ・・・伝送可能範囲通過時間 Ｔｅ・・・周期 ＳＬＩ・・・データ信号 ＳＬ２・・・データ要求信号 １０・・・送信部 ２０・・・受信部 １３．２３・・・発光部 １４．２２・・・受光部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）可動部材に搭載された送信部と、固定して設置され
   た受信部とを備え、可動部材の移動により前記送信部が
   伝送可能範囲に入ったときに、光を介して、前記送信部
   と受信部との間におけるデータ伝送を行なう光データ伝
   送装置において、前記受信部は、前記送信部の伝送可能
   範囲通過時間より短い周期ごとにデータ要求信号を発信
   する発光部と、前記送信部からのデータ信号を受信する
   受光部とを備える一方、前記送信部は、前記データ要求
   信号を受信する受光部と、前記データ信号を発信する発
   光部とを備え、前記データ要求信号の受信に呼応して前
   記データ信号を発信するようにしたことを特徴とする光
   データ伝送装置。 ２）前記発光部と受光部とは、前記送信部と受信部ごと
   に、一体に構成することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の光データ伝送装置。 ３）前記送信部の発光部は、前記データ信号の発信時に
   おいてのみ電源に接続することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の光データ伝送装置。 ４）前記送信部は、前記伝送可能範囲内において、前記
   データ信号を１回のみ発信することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれか記載の光データ
   伝送装置。