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Die vorliegende Erfindung betrifft elektronische Computer und
insbesondere eine neue Einrichtung für das Bereitstellen einer
Verbindung zwischen einem Computer und verschiedenen
Peripheriekomponenten (z.B. Druckern), die üblicherweise mit diesem
verwendet werden. Gemäß der Definition betrifft die Erfindung
insbesondere derartige Verbindungen für Computer des tragbaren
Typs (z.B. Laptops). Die Ausführungen in diesem Dokument sind
jedoch im wesentlichen auf alle Arten von Computer anzuwenden.
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Elektronische Computer werden üblicherweise unter Verwendung
elektrischer Einrichtungen mit verschiedenen
Peripheriekomponenten, einschließlich Modulatoren/Demodulatoren (MODEMs) und
Druckerkomponenten, sowie anderen Computern verbunden. Im Fall
von tragbaren Computern (insbesondere des Typs Laptop) werden
mehrere relativ lange elektrische Kabel benötigt, um derartige
Verbindungen herzustellen. Derartige Kabel können wiederum
relativ schwer und/oder unhandlich sein und so einige der
gewünschten Ziele von tragbaren Computern (z.B. Kompaktheit, relativ
angenehme Bedienung) erheblich zunichte machen.
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Wie in diesem Dokument definiert wird, definiert die vorliegende
Erfindung eine Einrichtung für das Bereitstellen verbesserter
Computerverbindungen durch die Verwendung von
Lichtwellenleitern. Wie bekannt ist, nimmt die Verwendung von
Lichtwellenleitern in der Computerumgebung zu. Die US-Patentschrift
4.953.929 ist als ein Beispiel für einen Stecker anzusehen, der
einen Lichtwellenleiter verwendet, der in Steckern des Typs
Gegentakt abgeschlossen ist. Desweiteren ist die
US-Patentschrift 5.005.939 als ein Beispiel für ein optoelektronisches
Modul zum Koppeln eines Paares von (z.B. in einem einzelnen
Kabel untergebrachten) Lichtwellenleitern an die elektrischen
Schaltkreise eines elektronischen Computers anzusehen. Das Modul
dient somit als eine Umwandlungseinrichtung für das Umwandeln
der eingehenden optischen Signale in elektrische Signale, um
diese durch die Schaltkreise des Computers weiterzuleiten, und
für das Umwandeln der elektrischen Signale des Computers in
optische Signale, um diese durch die Lichtwellenleiter zu
leiten.
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Die Vorteile von Lichtwellenleitern gegenüber anderen Arten von
übertragungsmedien sind wohlbekannt. Die mögliche Bandbreite
(bzw. Nachrichtenübertragungskapazität) der Lichtwellenleiter
ist extrem hoch. Systeme, die Lichtwellenleiterkabel verwenden,
sind gegen elektromagnetische Interferenzen, die gelegentlich
Systeme mit elektrischen Kabeln beeinträchtigen, beständig.
Lichtwellenleiter-Systeme werden darüber hinaus als etwas
sicherer angesehen als Systeme mit elektrischen Kabeln, da es
für unberechtigtes Personal schwieriger ist, ein faseroptisches
Kabel anzuzapfen oder auf dieses zuzugreifen, ohne entdeckt zu
werden. Derartige Kabel, insbesondere vom Typ mit
Kunststoffkern, sind üblicherweise leicht, flexibel und
knickbeständig, was sie besonders für die Verwendung in der tragbaren
Computerumgebung geeignet macht.
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Faseroptische Kabel verwenden einzelne oder mehrere
Faserstränge, die jeweils einen innenliegenden kreisförmigen
Glasoder Kunststoffkern haben, der mit einem ihn im Umfang
umgebenden Mantel beschichtet ist, der einen anderen Brechungsindex
hat. Das Licht wird entlang des Kerns übertragen und von der
Schnittstelle zwischen Kern und Mantel vollständig reflektiert.
Derartige Vorrichtungen können als übertragungsleitungen für das
übertragen von Daten, die Lichtenergie tragen, verwendet werden.
Eine faseroptische übertragungsleitung kann aus einer einzigen
Faser gebildet sein oder mehrere Fasern umfassen, die zu einem
Kabel gebündelt sind. Darüber hinaus können mehrere
Lichtwellenleiter-übertragungsleitungen parallel angeordnet werden, um die
gleichzeitige übertragung von Daten über die einzelnen separaten
Leitungen zu ermöglichen, beispielsweise wie in der zuvor
erwähnten Patentschrift 5.005.939.
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Es besteht die überzeugung, daß ein Computer mit einer
faseroptischen Verbindungseinrichtung, wie sie hier definiert ist,
einen bedeutenden Fortschritt in bezug auf den Stand der Technik
darstellen wird.
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Es ist daher ein primärer Gegenstand der vorliegenden Erfindung,
den Stand der Technik von elektrischen Computern zu verbessern.
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Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, einen elektrischen
Computer mit einer neuen und einzigartigen Einrichtung für das
Verbinden desselben mit anderen Computern und verschiedenen
Peripheriekomponenten wie Druckern und MODEMs bereitzustellen.
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Es ist ebenfalls ein Gegenstand der Erfindung, einen derartigen
Computer und eine derartige Verbindungseinrichtung
bereitzustellen, bei der Lichtwellenleiter und die zahlreichen hiermit
in Verbindung stehenden Vorteile genutzt werden.
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Es ist noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung, eine
derartige faseroptische Verbindungseinrichtung bereitzustellen, die
eine relativ einfache Konstruktion aufweist und relativ einfach
zu verwenden ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Computer mit einer
Mikroprozessoreinrichtung gemäß der Definition in Anspruch 1
bereitgestellt.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung in
Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
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FIG. 1 eine perspektivische Darstellung eines elektronischen
Computers gemäß einem Aspekt der Erfindung zeigt;
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FIG. 2 eine perspektivische Teilansicht einer einziehbaren
faseroptischen Steckerbaugruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung für die Verwendung in dem in FIG. 1 gezeigten
Computer zeigt;
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FIG. 3 eine stark vergrößerte perspektivische Teilansicht eines
Teils der faseroptischen Steckerbaugruppe von FIG. 2 ist;
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FIG. 4 eine Draufsicht auf einen Querschnitt durch die drehbare
Spule und die faseroptischen Stecker der Erfindung, wie sie in
dem in FIG. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet werden,
zeigt, wobei FIG. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 von FIG.
3 zeigt;
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FIG. 5 eine perspektivische Teilansicht einer faseroptischen
Steckerbaugruppe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist; und
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FIG. 6 eine perspektivische Teilansicht eines Teils einer
faseroptischen Steckerbaugruppe gemäß wieder einem anderen
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.
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Um die vorliegende Erfindung sowie andere und weitere
Gegenstände, Vorteile und Fähigkeiten derselben besser verstehen zu
können, wird nun in Verbindung mit den oben beschriebenen
Zeichnungen auf die folgende Offenbarung und die beigefügten
Ansprüche Bezug genommen.
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In FIG. 1 wird ein Computer 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt. Wie gezeigt wird, kann es sich bei dem
Computer 10 um einen tragbaren Typ (z.B. ein Laptop) handeln,
aber es wird klargestellt, daß die Erfindung nicht hierauf
beschränkt ist. Wie bekannt ist, umfaßt der Computer 10 eine
Mikroprozessoreinrichtung (nicht gezeigt), die - in einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung - vom den Fachleuten bekannten
Typ sein kann. Mikroprozessoreinrichtungen sind in der
Computertechnik wohlbekannt und werden neben der Durchführung
arithmetischer und logischer Berechnungen verwendet, um verschiedene
Anweisungen zu decodieren und sie zum Steuern der Aktivitäten im
System des Computers zu verwenden. Ein Beispiel für einen
solchen Mikroprozessor wird in Fachkreisen als ein Intel
Mikroprozessor 80C88A bezeichnet, der Attribute sowohl eines
Mikroprozessors mit acht als auch mit sechzehn Bit aufweist. Dieser
Mikroprozessor ist mit einer Taktrate von acht MHz verfügbar und
bietet zwei Betriebsarten. Wie angemerkt wurde, stellt ein
derartiger Mikroprozessor einen von mehreren Mikroprozessoren dar,
die in der gegenwärtigen Erfindung verwendet werden können.
Dementsprechend wird eine weitere Beschreibung als nicht
erforderlich angesehen.
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Der Computer 10, wie er in FIG. 1 gezeigt wird, umfaßt
desweiteren eine Speichereinrichtung, wie diese ebenfalls in
bestehenden Computersystemen bekannt ist. Die Speichereinrichtung (nicht
gezeigt) wird in einem Computer verwendet, um sowohl Daten als
auch Anweisungen zu speichern, die gegenwärtig im System
verwendet werden. Derartige Speichereinrichtungen sind in Fachkreisen
wohlbekannt und sind üblicherweise in mehrere Module
untergliedert, von denen jedes mehrere tausend Speicherstellen
enthält. Jede Speicherstelle kann wiederum einen Teil oder alle
Teile eines Datums oder einer Anweisung enthalten, und ihr ist
eine Kennzeichnung zugeordnet, die als Speicheradresse (oder
einfach als Adresse) bezeichnet wird. Die zuvor erwähnte
Mikroprozessoreinheit führt ihre Arbeit im Computer aus, indem sie
nacheinander Anweisungen in den Speicher stellt oder aus diesem
holt und die durch sie angewiesenen Aufgaben ausführt. Wie im
Fall der zuvor erwähnten Mikroprozessoreinrichtung kann der
Computer 10, wie er hier definiert ist, eine bekannte
Speichereinrichtung
verwenden, die gegenwärtig in vielen bestehenden
Computersystemen und insbesondere in Systemen des tragbaren Typs
verwendet wird.
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Zusätzlich zu obigem umfaßt der Computer 10 auch eine
E/A-Einrichtung, die, wie in Fachkreisen bekannt ist, aus einer
Vielzahl von Geräten für die Kommunikation mit der Pheripheriewelt
des Computers und für das Speichern großer Datenmengen besteht.
Im Fall von Computer 10 umfaßt diese E/A-Einrichtung eine
Tastatur 11 und eine zugehörige Anzeigeeinrichtung 13 (z.B. eine
Flüssigkristallanzeige) neben anderen Komponenten,
einschließlich der nachfolgend in diesem Dokument definierten Komponenten.
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Zusätzlich zu obigem kann der Computer 10 desweiteren eine
Stromquelle (z.B. eine interne Batterie) und andere, hier nicht
erwähnte Komponenten aufweisen.
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Gemäß einem wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt
der Computer 10 desweiteren eine neue und einzigartige
Einrichtung für das Bereitstellen einer geeigneten Verbindung zwischen
dem Computer und geeigneten Peripheriekomponenten (z.B. MODEMs,
Drucker, Plotter, andere Computer usw.). Gemäß der Definition in
diesem Dokument stellt diese neue Verbindungseinrichtung eine
beträchtliche Verbesserung gegenüber derartigen bestehenden
Verbindungseinrichtungen dar, insbesondere gegenüber den
Einrichtungen, die gegenwärtig in zahlreichen tragbaren Computern des
Typs Laptop verwendet werden. Gemäß der Definition beseitigt die
Erfindung viele der unerwünschten Attribute (z.B. lästige
elektrische Kabel), während sie gleichzeitig noch immer eine
effektive Verbindung auf sichere und relativ leicht zu erzielende
Weise gewährleistet.
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Wie in den Zeichnungen gezeigt wird, umfaßt die E/A-Einrichtung
des Computers 10 desweiteren eine einziehbare faseroptische
Steckerbaugruppe 15 (in FIG. 1 nur teilweise gezeigt), die - wie
beschrieben wird -, die zahlreichen zuvor erwähnten Attribute
der Lichtwellenleitertechnik nutzt. Unter besonderer Bezugnahme
auf Fig. 2 bis FIG. 4 wird gezeigt, daß die einziehbare
faseroptische Steckerbaugruppe 15 einen drehbare Spule 17 und ein
erstes Paar Lichtwellenleiter 19 umfaßt, die für das Wickeln um
die Spule 17 während der Drehung derselben geeignet sind. Für
die Zwecke der Erfindung können bekannte Lichtwellenleiter 19
verwendet werden, wobei derartige Leiter üblicherweise von einer
Schutzschicht (Mantel) umgeben sind. Vorzugsweise handelt es
sich bei den Leitern 19 um Leiter des relativ geringwertigen
(aus Kunststoff oder ähnlichem Material hergestellten) Typs.
Derartige Kunststoffleiter sind in Fachkreisen bekannt und sind
üblicherweise relativ dünn, leicht, flexibel und knickbeständig.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen bestimmten Leitertyp
beschränkt. In den Zeichnungen, wie sie in FIG. 2 bis FIG. 4
gezeigt werden, werden zwei derartige Leiter gezeigt. Es ist
jedoch bekannt, daß die beiden einzelnen Leiter mit einem
Abstand zueinander in einem einzigen Schutzgehäuse untergebracht
werden können, um so ein einzelnes Kabel zu bilden, das aus dem
Gehäuse 21 des Computers 10 herausragt. Zur leichteren
Verständlichkeit werden in den Zeichnungen zwei derartige Kabel gezeigt.
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Wie angemerkt wurde, ist das Lichtwellenleiter-Paar 19 so
angepaßt, daß es während der Spulendrehung (wie sie vom Bediener des
Computers beim Einleiten oder Beenden der Verbindung zu einer
entsprechenden Peripheriekomponenten ausgelöst werden kann) um
die Spule 17 gewickelt werden kann. Wie gezeigt wird, ist die
Spule 17 so konzipiert, daß sie eine erste ausgerichtete
Position auf einem Substrat 23 einnimmt, das Bestandteil der E/A-
Einrichtung der Erfindung ist. Die Spule 17 läßt sich
insbesondere so auf dem Substrat 23 drehen, daß in der zuvor erwähnten
ersten Position das Anschlußende 25 (FIG. 3) jedes
Lichtwellenleiters optisch ordnungsgemäß mit einer anderen Einrichtung
(unten beschrieben) von Baugruppe 15 ausgerichtet ist. Dies
bedeutet, die Empfangs- und Sendeenden der Leiter sind präzise
auf die entsprechenden Leiter der in dieser Erfindung
verwendeten Sende- und Empfangskomponenten ausgerichtet. Der überzeugung
nach ist eine derartige Ausrichtung für die Zwecke einer
effektiven Funktionsweise der Erfindung entscheidend. Wenn man FIG. 3
und FIG. 4 vergleicht, befinden sich die Anschlußenden 25
vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten des zentralen
Kernbereichs 27 von Spule 17. Im unteren Bereich 31 der Spule sind
zwei öffnungen 29 vorgesehen, die für das Aufnehmen der
jeweiligen Anschlußenden in ihrem Innern ausgelegt sind (siehe FIG. 3).
Wie in diesem Dokument beschrieben wird, ist die Spule 17 zum
Drehen ausgelegt (z.B. in der Richtung "gegen den Uhrzeigersinn"
in FIG. 3 und FIG. 4), wenn der Bediener des Computers an den
Lichtwellenleitern 19 zieht(z.B. in Richtung "D" (FIG. 4)). Die
Leiter 19 werden für Illustrationszwecke in FIG. 4 in relativ
lockerer Ausrichtung auf der Spule 17 gezeigt, wobei angemerkt
wird, daß diese Leiter auf im wesentlichen feste Weise um den
Mittelkern 27 gewickelt werden (siehe z.B. FIG. 3).
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An den entgegengesetzten Enden der Leiter 19 von Spule 17
befinden sich die entsprechenden faseroptischen Stecker 37. Wie
gezeigt wird, ist jeder Lichtwellenleiter in einem entsprechenden
Stecker 37 abgeschlossen, wobei der Stecker wiederum dafür
ausgelegt ist, in einem entsprechenden optoelektronischen
Empfangsglied (nicht gezeigt) angeordnet zu werden, das wiederum
Bestandteil von einer der zuvor erwähnten Peripheriekomponenten
ist, mit denen der Computer 10 verbunden ist. Beispiele für
derartige optoelektronische Empfangsglieder werden in der zuvor
erwähnten Patentschrift 5.005.939 beschrieben. Optoelektronische
Empfänger (a/k/a-Module), die für das Aufnehmen derartiger
Stecker ausgelegt sind&sub1; sind in Fachkreisen bekannt. Das Modul
gemäß der Definition in der Patentschrift 5.005.939 wird jedoch
in Anbetracht seiner zahlreichen Vorteile im Betrieb bevorzugt.
Diese werden weiter unten genauer definiert. Auf die Offenbarung
von Patentschrift 5.005.939 wird Bezug genommen, wodurch diese
Patentschrift Bestandteil dieses Dokuments wird. Die Erfindung
ist jedoch nicht auf dieses bestimmte Modul beschränkt, da hier
auch andere in Fachkreisen bekannte Komponenten erfolgreich
verwendet werden können. Bei Low-End-Anwendungen (z.B.
Laptop-Computern), in denen die zuvor definierten Kunststoffleiter
verwendet werden, könnte der Sender der Erfindung beispielsweise eine
kostengünstige, sichtbares Licht ausstrahlende Diode (L.E.D.)
umfassen.
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Wie dargelegt wurde, ist jeder Lichtwellenleiter in einem
Stecker 37 abgeschlossen. Beispiele für derartige Stecker sind
in Fachkreisen bekannt. Als Beispiel ist ein bekannter
faseroptischer Stecker, der zusammen mit einem anderen ähnlichen
Stecker erfolgreich in der Erfindung verwendet werden kann, von
der NTT (Nippon Telegraph and Telephone) International
Corporation, Tokio, Japan erhältlich, der als gerader Steckverbinder
SC-01 bezeichnet wird. Diese Stecker umfassen jeweils ein (im
Querschnitt) rechteckiges Gehäuse, wie dieses gezeigt wird, und
verwenden eine hochpräzise Keramik-Quetschhülse. Alternativ
könnte eine weniger teure Quetschhülse aus Kunststoff oder
Metall eingesetzt werden, insbesondere wenn der oben erwähnte
Kunststoffleiter verwendet wird. Bei der Verwendung derartiger
Stecker ist eine sehr geringe Reflexionsdämpfung möglich. Die
Gehäuse, die bei diesen Steckern verwendet werden, haben
üblicherweise eine Länge von nur etwa einem Zoll und
Querschnittsmaße von nur ca. 0,35 Zoll auf ca. 0,29 Zoll. Ein solcher
Stecker kann auch Einmoden- oder Mehrmodenfasern aufnehmen,
einschließlich derjenigen des zuvor erwähnten Kunststofftyps. Ein
Kunststoffmaterial, das für die Außengehäuse der einzelnen
Stecker verwendet wird, ist Polybutylen-Terephthalat, das eine
zwanzigprozentige Glasfaserverstärkung hat. Wie dargelegt wurde,
enthält jeder Stecker in seinem Innern auch eine Quetschhülse,
die so ausgelegt ist, daß sie das jeweilige Ende der einzelnen
Lichtwellenleiter 19 aufnimmt. Durch die Verwendung einer
derartigen Quetschhülse wird ein definitives Halten des
Lichtwellenleiter-Anschlußendes und eine anschließende Ausrichtung dessel-
ben
auf einen zweiten (z.B. in einer entsprechenden Quetschhülse
angeordneten) Lichtwellenleiter oder eine andere derartige
optische Komponente sichergestellt. Jeder derartige Stecker umfaßt
das zuvor erwähnte herausragende Kabel. Es wird klargestellt,
daß die Erfindung nicht auf den zuvor erwähnten faseroptischen
Stecker beschränkt ist, sondern daß andere Stecker,
einschließlich Stecker mit anderer äußerlicher Gestaltung (z.B. hexagonal,
rund usw.), unter Verwendung der Lehren in diesem Dokument
ebenfalls effektiv zurückgehalten, ausgerichtet und positioniert
werden können. Derartige Stecker werden auch in der
US-Patentschrift 4.953.929 beschrieben, auf deren Offenbarung Bezug
genommen wird, wodurch diese Patentschrift Bestandteil dieses
Dokuments wird.
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Zusätzlich zu obigem ist es auch möglich, die in Fachkreisen als
Duplexstecker bezeichneten Stecker zu verwenden. Ein solcher
Stecker ist bekannt und umfaßt üblicherweise ein Paar einzelner
Leiter- und Quetschhülsen-Unterbaugruppen oder ähnliches, die in
einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei das Gehäuse
wiederum dafür ausgelegt ist, in den Aufnahmebereich eines
bekannten Empfängers, beispielsweise eines optoelektronischen
Moduls eingeführt zu werden. Wie in der Patentschrift 5.005.939
definiert wird, ist das dort gelehrte Modul auch geeignet, um
derartige Stecker des Typs Duplexstecker aufzunehmen. Eine
weitere Beschreibung der verschiedenen optischen Stecker, die in
der Erfindung verwendet werden können, wird daher als nicht
erforderlich angesehen.
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Die Spule 17 nimmt auf dem Substrat 23 eine erste Position ein,
um eine effektive optische Ausrichtung zwischen den
Anschlußenden 25 der Lichtwellenleiter 19 und der zugehörigen
optoelektronischen Struktur zu erzielen, die Bestandteil der E/A-
Einrichtung des Computers ist. Um dies zu erzielen, verfügt die
Spule 17 über eine zentrale Welle 41, die so ausgelegt ist, daß
sie in das Substrat 23 eingesetzt werden kann, wobei die Spule
um die Welle 41 in der Achse derselben drehbar ist, und über
eine Torsionsfeder 43, die - wie dies in FIG. 3 gezeigt
wird -an einem Ende der Welle 41 (in einem Schlitz 45 derselben) und
am anderen Ende im Mittelkern 27 der Spule (in einem darin
gebildeten Schlitz 47) befestigt ist. Auf diese Weise übt die
Feder 43, wenn die Spule 17 in der gezeigten Richtung ("gegen
den Uhrzeigersinn") gedreht wird, eine Kraft auf die Spule aus,
um die Spule kontinuierlich auf die in FIG. 3 gezeigte
ausgerichtete Rücklaufposition auszurichten. Es ist bekannt, daß die
Spule 17 während einer derartigen Drehung die zuvor erwähnte
erste Position der optischen Ausrichtung alle 360 Grad Drehung
einnehmen kann. Um die Spule 17 in dieser gewünschten Position
"einzufangen", umfaßt die Spule 17 desweiteren einen
zentrifugalen Kupplungsmechanismus 49 in Form eines Halteglieds 51, das
durch die Mittelöffnung 53 des Kerns und eine innenliegende
Öffnung 55 in Feder 43, an der dieses Halteglied 51 in die Welle 41
geschraubt wird, eingeführt wird. Das Halteglied 51 umfaßt so
das Außengewinde 57, das in das Innengewinde (nicht gezeigt) in
Welle 41 eingreift. Als Bestandteil dieses Kupplungsmechanismus
wird eine Arretierung 61 im unteren Bereich der Mittelöffnung 53
bereitgestellt, die dafür ausgelegt ist, in eine im Glied 51
gebildete Kerbe 63 einzugreifen.
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Somit dient der beschriebene zentrifugale Kupplungsmechanismus
bei jeder Umdrehung der Spule 17 um 360 Grad dazu, die Spule in
der gewünschten Ausrichtungsposition zu halten, die in FIG. 3
dargestellt wird. Die Freigabe aus dieser Position kann erzielt
werden, indem eine entsprechende Kraft (z.B. in der Richtung "D"
in FIG. 4) in einer Weise ausgeübt wird, die in etwa dem
Bedienen eines typischen Fensterrollos ähnlich ist. Es besteht die
überzeugung, daß der Bediener des Computers somit in der Lage
ist, je nach Bedarf Verbindungsleitungen verschiedener Länge
herzustellen. Die Spule 17 wird in FIG. 6 in der beschriebenen
ausgerichteten Position mit der zuvor erwähnten Mittelwelle,
Torsionsfeder und den Haltegliedern in der vollständig zusammen-
gebauten Position gezeigt (wenngleich mit einer alternativen
E/A-Struktur). Wie in FIG. 6 zu sehen ist, ist die Feder 43 im
wesentlichen um die Welle 41 gewickelt.
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Gemäß den Lehren in diesem Dokument umfaßt die E/A-Einrichtung
der Erfindung desweiteren optoelektronische
Umwandlungseinrichtungen 71 (FIG. 2) für die Umwandlung der optischen
Signale, die einen der Lichtwellenleiter 19 passieren, in
elektrische Signale sowie die Umwandlung der elektrischen Signale
vom Computer in optische Signale, die dann vom Computer 10 durch
einen der Lichtwellenleiter übertragen werden. Eine bevorzugte
optoelektronische Umwandlungseinrichtung für die Verwendung in
der vorliegenden Erfindung wird in der zuvor erwähnten
Patentschrift 5.005.939 beschrieben. Gemäß der dortigen Definition
umfaßt die Einrichtung 71 ein optoelektronisches Modul mit einem
Gehäuse 73, das so ausgelegt ist, daß es auf einem geeigneten
Substrat (z.B. einer Leiterplatte) positioniert werden kann, um
elektrisch mit den Schaltkreisen (z.B. Schaltkreisleitungen 75)
desselben verbunden zu werden. Gemäß der Definition in
Patentschrift 5.005.939 umfaßt das optoelektronische Modul leitende
Stifte oder ähnliches (hier nicht gezeigt), die so angepaßt
werden können, daß sie in die jeweiligen Öffnungen in einem solchen
Substrat eingeführt werden können, um an die jeweiligen
Schaltkreise desselben angeschlossen zu werden. Daher wird festgelegt,
daß in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung das
Substrat 23, wie es hier gezeigt wird, eine Leiterplatte und
bevorzugterweise eine Leiterplatte des Mehrlagentyps darstellt.
Derartige Leiterplatten sind in Fachkreisen wohlbekannt, und
eine weitere Beschreibung wird nicht als erforderlich angesehen.
Wie in der Patentschrift 5.005.939 definiert wird, umfaßt das
optoelektronische Modul ein Paar optischer Unterbaugruppen (die
in Patentschrift 5.005.939 als optoelektronische Geräte
bezeichnet werden), um die zuvor erwähnten zweifachen
Umwandlungsfähigkeiten bereitzustellen. Als Beispiel wird in FIG. 2 eine
derartige Unterbaugruppe durch die Ziffer 77 dargestellt, und
sie fungiert als die optische Empfangskomponente für die
Einrichtung 71 und ist somit für das Empfangen optischer
Datensignale und für das Umwandeln derselben in elektrische Signale,
die schließlich an das Substrat 23 (Leiterplatte) weitergeleitet
werden, ausgelegt. Gemäß der Beschreibung in Patentschrift
5.005.939 umfaßt die Unterbaugruppe 77 vorzugsweise einen Kopf
für die mechanische Auflage, eine Linse für das Fokussieren des
optischen Inputs auf den ebenfalls hierin verwendeten Chip sowie
herausragende Drähte für den Anschluß an Schaltkreise im
betreffenden Substrat. Das Chipmaterial kann Silizium oder
Galiumarsenid umfassen, wie dies in Fachkreisen bekannt ist. Eine
weitere Beschreibung dieser Komponenten wird daher nicht für nötig
erachtet. Um die optische Verbindung zwischen der optischen
Unterbaugruppe 77 und einem zugehörigen Anschlußende 25 eines
der Lichtwellenleiter 19 herzustellen, wird ein einzelner Leiter
78 optisch mit der Unterbaugruppe 77 verbunden und auf einer
Oberfläche von Substrat 23 positioniert. Der Leiter 78 wird in
seiner Position gehalten, um optisch auf das zugehörige
Anschlußende (das in FIG. 3 links von ihm befindliche Ende)
ausgerichtet zu werden, wie dies in FIG. 3 gezeigt wird. Auf
ähnliche Weise umfaßt die optoelektronische Umwandlungseinrichtung 71
der Erfindung desweiteren eine zweite optische Unterbaugruppe
79, die - gemäß der Definition in Patentschrift 5.005.939 - als
Umwandler für das Umwandeln der elektrischen Signale aus dem
Substrat 23 in die gewünschten optischen Daten für die
übertragung nach außen durch die verbleibenden Lichtwellenleiter 19
dient. Die Unterbaugruppe 79 dient somit als ein Sender
optischer Signale, und er kann unter Verwendung eines herausragenden
Lichtwellenleiters 80 optisch mit dem verbleibenden Anschlußende
25 verbunden werden, wie dies in FIG. 2 und FIG. 3 gezeigt wird.
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Wie definiert wird, kann die optoelektronische
Umwandlungseinrichtung der Erfindung somit ein zweites Paar
Lichtwellenleiter (78, 80) umfassen, die wiederum freiliegende Endsegmente
81 aufweisen (FIG. 3), welche gemäß der Darstellung sicher und
fest auf dem Substrat 23 befestigt sind, um präzise auf die
zugehörigen Anschlußenden 25 der Leiter 19 ausgerichtet zu sein.
Es wird festgelegt, daß die Art zum Erzielen dieser Ausrichtung,
wie sie hier gezeigt wird, lediglich zu Illustrationszwecken
gezeigt wird. Dies heißt, es wird klargestellt, daß eine
zusätzliche Vorrichtung verwendet werden kann, um eine derartige
Ausrichtung effektiver als in der gezeigten Weise zu erzielen. Die
gezeigte entgegengesetzte Ausrichtung der jeweiligen Enden der
Lichtwellenleiter kann unter Verwendung relativ geringwertiger
Lichtwellenleiter (z.B. Leiter aus Kunststoff- oder ähnlichem
Material als Kostensenkungsmaßnahme) erzielt werden. Ein
derartiger Kunststoffleiter, wie er oben erwähnt wurde, ist in
Fachkreisen bekannt und ist relativ dünn, leicht, flexibel und
zugleich knickbeständig. Ein derartiger Leiter kann aufgrund der
geringeren Bandbreitenanforderungen für derartige Computer mit
zahlreichen aktuellen tragbaren Computern verwendet werden.
Sollten höhere Bandbreiten gewünscht werden, kann wiederum eine
komplexere Ausrichtungsstruktur erforderlich und wünschenswert
sein. Ein Beispiel für einen geeigneten Kunststoffleiter, der in
Anwendungen mit geringerer Bandbreite verwendet werden kann, ist
bei der Mitsubishi Corporation unter dem Produktnamen ESKA 1001A
erhältlich.
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In FIG. 5 wird eine einziehbare faseroptische Steckerbaugruppe
gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung
gezeigt. Diese Baugruppe umfaßt neben einer modifizierten
Version einer optoelektronischen Umwandlungseinrichtung, wie sie
in FIG. 2 oben beschrieben wird, eine Spule 17 des oben
beschriebenen Typs. Diese Umwandlungseinrichtung 71' verwendet
insbesondere die verschiedenen Schaltkreise derselben (auch hier
können solche Schaltkreise den Schaltkreisen ähneln, die in dem
in Patentschrift 5.005.939 definierten optoelektronischen Gefüge
verwendet werden), die auf einer Oberfläche des E/A-Substrats
23' angeordnet sind. Derartige Schaltkreise werden durch die
Ziffer 91 gekennzeichnet, wobei verschiedene Schaltkreis-
abschnitte derselben jeweils in bezug auf eine entsprechende
optische Unterbaugruppe 77 und 79 arbeiten. Verständlicherweise
können diese Unterbaugruppen stark denjenigen in der oben
beschriebenen Einrichtung 71 ähneln. Wie gezeigt wird, kann die
externe elektrische Verkabelung 93 derselben im Substrat 23'
positioniert werden, um elektrisch mit den verschiedenen
Abschnitten der Schaltkreise 91 verbunden zu werden. Hier wird
das Koppeln der elektrischen Leiter 78 und 80 verwendet, wie
dies im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fall war.
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In FIG. 6 wird nochmals ein anderes Ausführungsbeispiel einer
optoelektronischen Umwandlungseinrichtung gezeigt. Diese
Einrichtung, die als 71'' bezeichnet wird, umfaßt auch
verschiedene Schaltkreisabschnitte der gewünschten Schaltkreise 91, die
auf der Oberfläche des Substrats angeordnet sind, wobei das
Substrat in etwa dem Substrat in FIG. 5 ähnelt. Die Einrichtung
71'' umfaßt auch die optischen Unterbaugruppen 77 und 79, ordnet
diese jedoch bezeichnenderweise mit Abstand im Substrat 23' an,
so daß ihre Enden (einschließlich der zuvor erwähnten Linsen
usw.) in bezug auf zugehörige Anschlußenden 25 der Leiter 19
entscheidend sind. Dies wird erreicht, indem man eine geeignete
Öffnung oder ähnliches im Substrat 23' bereitstellt und die
entsprechende optische Unterbaugruppe (77, 79) hierin anordnet.
Die Verbindung zu den Schaltkreisen 91 wird somit elektrisch
unter Verwendung der elektrischen Kabel 94 (zwischen den
betreffenden Schaltkreisabschnitten und den einzelnen
betreffenden Unterbaugruppen) erzielt.
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Wie oben dargelegt wurde, können die Lichtwellenleiter 19 ein
gewünschtes Stück herausgezogen werden, um die erforderliche
Verbindung zu den gewünschten Peripheriekomponenten
herzustellen, mit denen der Computer 10 gekoppelt werden soll. In der
eingezogenen Position wird vorgezogen, daß die optischen Stecker
(z.B. 37) in einem geeigneten Gehäuse 95 enthalten sind, wie
dies in FIG. 2 und FIG. 5 illustriert ist. Wie gezeigt wird,
kann das Gehäuse 95 auf dem Substrat 23 angeordnet sein oder
auch Bestandteil des Gehäuses 21 (FIG. 1) sein. Letztere
Anordnung kann in dem Fall gewünscht werden, daß die Spule 17 auf
einem Substrattyp angeordnet werden muß, bei dem es sich nicht
um eine Leiterplatte handelt. In einer solchen Anordnung kann
eine derartige Leiterplatte dann auf diesem Substrat
positioniert werden, um in der in diesem Dokument beschriebenen Weise
zu arbeiten. Die Erfindung ist daher nicht auf
Ausführungsbeispiele von Substraten des Typs beschränkt, der speziell in
FIG. 2 bis FIG. 6 gezeigt wird. In nochmals einem anderen
Ausführungsbeispiel kann die beschriebene einziehbare
Spulenbaugruppe separat vom Hauptgehäuse für Computer 10 angeordnet
werden und an entgegengesetzten Enden beider Leiterpaare
entsprechende Stecker (z.B. die Stecker 37) umfassen. Ein Paar
Stecker könnte mit den optischen Unterbaugruppen des Computer
(wie beispielsweise in Patentschrift 5.005.939) verbunden
werden, während das entgegengesetzte Paar direkt in eine
ausgewählte Peripheriekomponente wie die oben erwähnten Komponenten
gesteckt würde. Die einziehbare Spule würde so als Zwischenglied
dienen, um je nach Bedarf Leiter aufzunehmen oder freizugeben.
Bezeichnenderweise würde diese gesamte Stecker-Spulen-Baugruppe
als vom Haupt-Computergehäuse, wie es in FIG. 1 gezeigt wird,
separate Struktur dienen, wodurch die vorliegende Erfindung noch
vielseitiger wird.
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Somit wurde ein Computer gezeigt und beschrieben, in dem eine
neue und verbesserte Anschlußbaugruppe für das optische
Verbinden des Computers mit den gewünschten Peripheriegeräten gelehrt
wird. Gemäß der Definition umfaßt diese Verbindungseinrichtung
die Nutzung von Lichtwellenleitern und der zahlreichen
unverkennbaren Vorteile derselben. Die Steckerbaugruppe, wie sie in
diesem Dokument gelehrt wird, weist einen relativ einfachen
Aufbau auf und kann auf sichere, effektive und relativ einfache
Weise vom Bediener des Computers bedient werden.
Obwohl die gegenwärtig als bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung angesehenen Ausführungsbeispiele gezeigt und
beschrieben wurden, wird es für Fachleute offensichtlich sein, daß
verschiedene Änderungen und Modifizierungen an ihnen vorgenommen
werden können, ohne daß vom Umfang der Erfindung, wie er in den
beigefügten Ansprüchen definiert wird, abgewichen wird.