JPS6232658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転体と固定体間の双方向性光伝送
器、さらに詳しく言えば主として自動車のステア
リングコラム部と車両体との間において光を用い
非接触で信号を授受する光伝送器に関するもので
ある。

従来自動車のステアリングコラム部の信号伝送
方式としては摺動輪等の通電装置を介して伝送す
る方式が主流であつた。

しかし、この方式は、接触部分の酸化皮膜発生
による電気抵抗の増加、あるいは接点跳躍による
小スパーク発生等の問題を有するため、警笛スイ
ツチ信号などの信頼性をあまり要求されない単純
な信号伝送に限定され、最近のように操縦輪上に
巡航制御スイツチ等のスイツチ機能を多数装着す
る場合あるいは車両体に搭載された電子機器から
信号を操縦輪上にて発光素子で表示する場合など
のように、信号情報密度が高まり双方向化、すな
わち信号の送信と受信が並行して行なわれてゆく
傾向のもとでは、上述の方式には限界が生じてき
ている。

このため電波または光を用い非接触にて伝送す
る方式が順次提案されてはいるが、例えば電波を
用いる方式では自動車がスパークプラグなどの高
雑音源を有しており、本質的に信頼性が低下する
欠点があるため、最近では、光を用いる伝送方式
が重要視されつつある。

さて光を用いた回転体、固定体相互の一般的信
号伝送方法について第１図から第３図までに詳説
する。第１図は回転軸に一体に固着された回転体
とその軸受部である固定体間における双方向性光
伝送器の概略図を示し、回転体２と該回転体の軸
１を軸支している固定体７の対向面にはそれぞれ
一対の発光素子４，５および受光素子３，６が配
置されている。

車両体へ伝送される回転体である操縦輪上の操
作スイツチ信号および固定体である車両体から操
縦輪上の表示装置へ伝送される電気信号は、回転
体、固定体にそれぞれ搭載された電気回路により
光パルス多重変調され発光素子４と受光素子３の
間、又発光素子５と受光素子６の間で光により送
受光がなされるものである。

第２図はこの光信号伝送器において発光素子か
ら受光素子へ到達するまでの光の径路を表わして
いる。実線８が本来の光信号径路を表わし破線９
は対向面間を反射しながら他信号系統の受光素子
へ入光する漏洩光を示す。

漏洩光が増加すると、混信が大きくなり、SN
比（信号対雑音比）が低下してくる。本図は同一
信号系統の素子が互いに向きあつた位置にあるた
め、本来の光信号径路である実線８は最短とな
り、漏洩光はかなり減少する。第３図に示される
回転位置においては、同一光信号系統の素子が
180゜ずれ、他系統の素子と対向しているため、
SN比は大幅に低下する。

本発明は以上記されたように、固定体と回転体
の相対的な回転移動により漏洩光が増減し、Ｓ／
Ｎ比が大幅に変化するのを防止するためなされた
ものであり、その目的とするところは回転体と固
定体間の空間に回転軸と同心円状に障壁をもう
け、対向面間を２分し同一系統の光学素子の対を
該障壁の内部と外部にそれぞれ配置し、さらに光
の波長帯、光変調波の搬送周波数を異ならせるこ
とにより他信号系統への漏洩光を減少させて混信
減少およびＳ／Ｎ比の改良をはかつた伝送器を提
供することである。

次に本発明につき図面にもとづき詳細に説明し
てゆく。

第４図は、この発明の一実施例を示すものであ
り、第５図は、第４図の光伝送器においてＶ―
V′にそつた断面図を示している。ここでは、回
転体２、固定体７からそれぞれ対向して突設され
た円筒状の遮光性障壁２′，７′が遊嵌して空間Ａ
を成しており、該障壁により分離された内部の空
間Ａとその外部空間Ｂに対する対向面に受光素子
と発光素子の対３，４および５，６が一対ずつ配
置され、互いに漏洩光を防止する構成となつてい
る。

また、この障壁の形状、構成は上述に限定され
ず、対向面間を２分割して、漏洩光を減少させ
る。形状であれば任意であり、例えば突出部は片
面のみからでもよく、あるいは円筒状物を着脱自
在に取付けたものでもよい。

光学素子数も光伝達効率の向上のため一対ずつ
には限定されない。一方遮光性障壁２′，７′間に
は若干の間隙が存在し、そこを通つて他の空間に
漏洩光が発生するのは不可避である。そこで、さ
らに良好な混信防止効果を得るには、双方の光学
素子特性を相違させ、別の光波長帯を用いる手段
を併用する。

第６図はこの発明の実施に使用する最も一般的
で安価な発光素子の特性であり、横軸は波長、縦
軸は相対発光強度を表わす。

ここで、１０は中心波長500〜600（mm）、スペ
クトル幅30（mm）のＧ_AＰ_S系の発光ダイオードの
特性、１１は中心波長900（mm）、スペクトル幅40
（mm）のＧ_AＡ_S系の発光ダイオードが有する特性
をそれぞれ示している。

これに対し受光素子としては上記の発光素子の
中心波長域に中心感度領域を合わせたものあるい
はこれらと光学フイルターを組み合わせ感度を調
整したものを採用し、双方向の波長帯の重なりを
防止し混信を無くするものである。

またその上さらに一層の混信防止効果を得るた
めには異なつた搬送周波数にて光パルス信号を変
調する手段を用いる。

第７図は、光パルス信号を完全振幅変調し伝送
する電気回路ブロツク図が示されている。

回転体からの電気信号は変調器２０によつて搬
送周波数_１で完全振幅変調がなされ、発光素子
５で光パルスに変換され、受光素子６にて受信さ
れる。該受信パルスはフイルター回路２１から検
波回路２２を通り元信号に復調がなされる。

一方固定体からの電気信号は搬送周波数_２で
上記と同様に変復調が行なわれ、固定体側にて元
信号に復調される。

以上説明したように、本発明は自動車の操縦輪
と車体部との間の双方向信号伝送において電気信
号を多重変調し光パルス化して送受信するにあた
り、回転体と該回転体を軸支する固定体の対向面
間において少なくとも回転体または固定体のいず
れか一方に回転軸に対して同心円状の障壁を設
け、さらに該障壁および外部にそれぞれ発光素子
を一対あるいは複数配置したことにより、光信号
伝送径路が分離し、さらに光の波長帯、光の搬送
周波数が相違されたため従来実現が難かしかつた
混信の少ない双方向性光伝送器を構成することが
可能となつたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な双方向性光信号伝送器の構成
図、第２図、第３図は光伝送径路の概略図、第４
図は本発明の一実施例、第５図は、第４図の光伝
送器のＶ―Ｖに沿つた横断面図を表わしている。
第６図は光学素子の発光特性図、第７図は電気回
路ブロツク図を示す。 図中、１…回転軸、２…回転体、２′，７′…障
壁、３，６…受光素子、４，５…発光素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転体と固定体の対向面間において、少なく
   とも回転体または固定体のいずれか一方に回転軸
   に対して同心円状の遮光性障壁が設けられ、 該障壁の内部および外部に発光素子および受光
   素子を一対あるいは複数配置した双方向性光伝送
   器において、上記遮光性障壁により分割された空
   間で伝搬される光の波長帯、あるいは光変調波の
   搬送周波数が異なつていることを特徴とする光伝
   送器。 ２ 上記遮光性障壁により分割された空間で伝送
   される光の波長帯および光変調波の搬送周波数が
   異なつていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の光伝送器。