KR20120060247A - 광케이블 및 라이트가이드 커플러를 경유하여 패키지된 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
라이트가이드 및 광파이버 케이블을 통하여 광 수신기, 광 송신기 및 광기전성 셀을 포함하여 구성되는 패키지된 반도체에 포함되는 전기 및 통신 회로를 커플링하기 위한 방법 및 장치. 패키지된 반도체 조합은, 직접적인 광 링크를 경유하여 및 광 프리즘, 필터, 하프 미러 및 렌즈를 경유하여 싱글 또는 복수의 일방향 광 신호 즉, 수신 또는 송신 및 싱글 또는 복수의 양방향 광 신호 통신을 위하여 한 개 또는 두 개 또는 복수의 광 소자를 포함하여 구성된다. 패키지된 반도체는 싱글코어를 갖는 및 멀티코어 라이트가이드를 위한 싱글 또는 복수의 라이트가이드 또는 광파이버에의 적어도 하나의 광 액세스를 포함한다. 빌트인 또는 부착식 홀더는 부착되는 케이블의 말단이 커팅, 트리밍 및 쉐이핑에 의하여 종단되어, 한 개 또는 복수의 광 액세스에 서로 다른 라이트가이드 케이블을 부착하기 위하여 사용된다. 패키지된 회로는 라이트가이드 및 광파이버 케이블의 광 네트워크를 통하여, 제한된 짧은 거리 내에서 통신하기 위하여 사용된다.
Description
본 발명은 가정, 사무실과 공장 자동화 및 통신 매체의 전기 및 통신 기기와 가전기기에의 사용을 위하여, 라이트가이드 및 플라스틱 광파이버를 경유하여 스위치, MOSFET, 트랜지스터, 사이리스터, 트라이악(triac) 및 포토 릴레이(photo relay)를 포함하여 구성되는 광기전성(photovoltaic) 또는 포토커플러(photocoupler) 기기로 광 신호를 전파 및/또는 공급하는 것에 관한 것이다.
유선 또는 무선 컨트롤 기기는 일반적으로, 가정, 아파트, 사무실, 공장 및 빌딩에서 히터, 에어컨, 모터와 모터 기기, 조명 및 다른 전기 가전기기와 같은 AC 또는 DC 전원의 전기 기기 및 가전기기를 원격으로 작동하기 위하여, 가전기기를 온-오프 스위치하는데 사용된다.
가전기기를 온-오프 스위치하기 위하여 및/또는 트라이악 또는 FET 스위치를 경유하여 또는 사이리스터를 경유하여 전등을 흐리게(dimming) 하는 것과 같이 작동 레벨을 설정하거나 또는 명령하기 위하여 사용되는 스위칭 및 릴레이 기기는 저전압 네트워크로 알려진 네트워크를 경유하여 수동으로 작동되거나 또는 원격 컨트롤러에 유선으로 연결된다. 저전압 네트워크는 동일한 월 박스(wall box) 내에서 전기 스위칭 기기에 연결될 수 없다. 전원 라인 연결을 수반하는 저전압 네트워크는 대부분의 세계 각국에서 전기 및 건축 법규에 의하여 금지된다.
그러나, 위 법규는 전기 가전기기 및 전등의 자동화된 스위칭 및 제어를 위한 저비용의 간단한 해결책의 도입을 지연시켰다. 이제는 전력 소비 감소를 위한 요구가 증대되고, 빌딩 및 공장에서 많은 스위치 및 다른 전기와 전자 기기의 프로그래밍을 위한 필요가 명백해짐에 따라, 저전압 와이어와 다른 간단한 해결책은 전원 라인이 연결되는 전기 박스 내부에서 전원 라인 스위치 및 다른 제어 기기에 제어 및 통신 신호를 전파 및 공급하기 위하여 요구되었다.
전기 및 통신 기기 사이 또는 내부에서 하드 와이어(구리)를 경유하여 상호연결하는 것은 서로 다른 그라운드 퍼텐셜 또는 서로 다른 신호 레벨 또는 전원 라인 퍼텐셜에 의하여 유사하게 금지된다. 포토커플러의 사용은 상호 연결하는 지점에서 서로 다른 퍼텐셜을 포함하는 제한을 극복한다. 광범위하게 알려진 포토커플링 기기는 서로 다른 패키지에서 유용하고, 전기, 전자 및 통신 산업 전반에 제공된다. 모든 알려진 포토커플러에서, 전류 신호는 IC 패키지 및 다른 패키지 내부로 내장되거나 또는 반대 편의 핀 다이오드 또는 포토 트랜지스터 또는 다른 광 또는 광기전성 수신 구조로 광 신호를 전파하기 위하여 개별적으로 실장된 LED 또는 레이저에 공급될 것이 요구되고, 이에 의하여 송신기의 입력 단자와 수신 기기 또는 구조의 출력 단자 사이의 전류의 흐름을 차단하게 된다.
비록 포토커플러의 입력 및 출력이 전기적으로 절연되더라도, 이러한 포토커플러는 포토커플러 기기의 입력 및 출력 단자는 고정 배선(hard wired)될 필요가 있고, 이러한 배선 및 연결은 종래의 세계 각국의 빌딩 또는 공장의 AC 전기 와이어링 시스템을 수반하거나 또는 함께 도입될 수 없기 때문에, 전기 및 건축 법규 제한을 극복할 수 없다.
전기 월 박스 내부에서 릴레이 및 디머(dimmers)가 라이트가이드 또는 광파이버 케이블에 의하여 연결되는 이러한 제한에 대한 해결책은 2008년 9월 24일 출원된 미국 특허 출원 12/236,656에 공개되어 있고, 그 내용은 여기에 참조하여 포함되어 있다.
그러나 위의 미국 특허 출원 12/236,656에서 공개된 라이트가이드 해결책은 제조 비용을 증가시키는 작은 패키지된 기기로 집합되는 다수의 부분 및 구성 요소를 포함하는 컨트롤러와 스위치, 릴레이 또는 디머 기기 사이에서 일방향 또는 양방향 통신을 제공하기 위한 다른 회로를 수반하는 포토 트랜지스터 및/또는 핀 다이오드의 사용을 설명한다.
또한, 위에 참조된 미국 출원 12/236,656과 2007년 10월 18일 출원된 미국 출원 11/874,309 및 2007년 11월 14일 출원된 미국 출원 11/939,785에 공개된 종래 기술은 주어진 가전기기의 전류 드레인에 관련된 전원 온 또는 오프 상태, 대기 및/또는 특정 데이터와 같은 전류 드레인 정보를 컨트롤러에 공급하기 위한 스위치, 디머 및 전원 아웃렛을 통한 전류 흐름의 감지를 설명한다. 이러한 데이터는 전류 센서를 경유하여 감지되고, 라이트가이드 또는 광파이버 케이블을 통하여 LED와 같은 송신 기기에 의하여 컨트롤러로 전파된다.
미국 출원 12/236,656에서의 종래 기술은 컨트롤러로부터 스위칭 기기로 일방향의 제어 명령을 전파하기 위한 싱글 라이트가이드를 공개한다. 또한, 이는 스위칭 기기로 명령을 전파하기 위한 일방향 및 스위칭 기기로부터 반송되는 데이터를 역방향으로 전파하기 위한 일방향 즉, 양방향 전파를 위한 듀얼 라이트가이드를 공개한다. 뿐만 아니라, 이는 싱글 라이트가이드 또는 광 파이버를 경유하여, 명령을 스위치에 전파하고 스위치로부터 전류 드레인 또는 부하 상태와 같은 반송된 데이터를 전파하기 위한 하프 미러 구조를 포함하는 광학 프리즘의 사용을 공개한다.
상기 언급된 바와 같이, 스위칭 기기의 제한된 공간 내부로 IR 또는 가시광선 송신기와 수신기 및 이들이 상호 결합된 회로, 부분 및 구성 요소를 포함하는 미국 출원 12/236,656에서 공개된 기기를 제조하는 데 드는 비용은 공통으로 사용되는 기계식 스위치 및 기기의 제조 비용보다 높고, 저비용에서 라이트가이드 또는 광파이버를 경유하여 광 신호의 상호 연결을 가능하게 하는 보다 간단한 구조가 필요하다.
유사하게, 잘 알려진 포토커플러에서 사용되는, 광 송신기와 광 수신기 사이의 공간 및 이의 두께를 채우는 실리콘과 같은 광 송신 물질은 내부 구조에 있어서 둘의 반대되는 상태를 나타낸다. 절연체를 관리하는 규범과 규칙은 포토커플러의 입력 및 출력 단자 사이에 적용되는 매우 높은 전압에서의 실험 절차를 명시하고, 이는 LED와 포토 트랜지스터 또는 다른 수신 구조 사이의 실리콘 또는 광 송신 물질의 두께에 있어서 증가를 요구한다. 물질 두께의 증가는 광 수신기에 도달하는 광 또는 IR을 기하급수적으로(1/거리^2) 감소시키는 IR 또는 가시광선 송신을 위한 거리에 있어서의 증가를 의미하고, 따라서 감도, 응답 시간을 감소시키고 노이즈 민감도를 증가시킨다. 보다 간단하고 향상된 방법 및 장치가 포토커플링 해결책을 위하여 필요하다.
본원 발명은 기존 발명의 상기 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 첫 번째 목적은 가시광선, UV 또는 IR 신호를 포함하여 구성되는 광 신호의 통신을 위하여 및 서로 떨어져 있는 송신기-수신기 회로를 상호 연결하기 위하여, 한쪽 끝에 위치한 패키지된 반도체 기기의 광전자성 및 광기저성 수신기와 다른쪽 끝에 위치한 패키지된 반도체 기기의 LED 또는 레이저 송신기 사이의 라이트가이드 또는 광파이버를 직접적으로 연결하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 예를 들면, 광 송신기 및 광 수신기는 동일한 인쇄 회로 기판에 실장되나, 광 신호를 통신함에 의하여 전기적으로 절연될 것이 요구된다. 다른 예는 저전압 제어 신호로부터 AC 및/또는 DC 전원 스위치, 라이트 디머 및 다른 AC 및/또는 DC 전원 기기를 작동하기 위하여, 지정된 전기 박스에서의 제어 신호를 절연하기 위한 필요이다. 뿐만 아니라 이러한 전원 기기는 위에 참조된 미국 특허 출원 11/874,309, 11/939,785 및 12/236,656에서 공개된 온-오프, 대기 또는 다른 전류 센싱 레벨 및 데이터와 같은 전류 드레인 및 상태의 광 신호를 출력하기 위한 홀(hall) 센서와 같은 AC 또는 DC 전류 센서 또는 반도체 송신기 패키지의 센싱 회로를 포함할 것이다.
본 발명의 라이트가이드 커플러 패키지는 핀 포토 다이오드, 포토 다이오드, 포토 다이오드 어레이, 광기전성 셀, 포토 다이악, 포토 사이리스터, 포토 트라이악, 포토 트랜지스터, 옵토커플드(optocoupled) MOSFET(OCMOSFET), LED, 레이저 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 광 소자(photo or opto element)를 포함한다.
본 발명의 다른 목적은 미국 출원 11/509,315에서 묘사된 것과 같은 구동 회로 또는 다른 구동 회로를 사용하여, 비디오 인터폰 및 쇼핑 터미널(shopping terminal)에 의하거나 또는 다른 전용 컨트롤러에 의하여 서로 다른 가전기기로 제어 코드 및 신호의 생성을 포함하는, 비디오 인터폰 및/또는 "쇼핑 터미널"을 통하여 및/또는 통신 네트워크를 경유하여 전기 가전기기의 상태를 작동 및 감시하는 것이다. "쇼핑 터미널"은 미국 특허 7,290,702에 공개되어 있다. 비디오 인터폰 시스템은 미국 특허 5,923,363, 6,603,842 및 6,940,957에 공개되어 있다.
그러나, 본 발명의 다른 목적은 구리 와이어를 경유하여 연결될 수 없는 전기 시스템 또는 주택이나 홈 오토메이션을 갖는 이러한 통신 기기를 상호 연결하기 위한 라이트가이드 및 광파이버의 간단 유사한 삽입을 수용하기 위하여, 광 송신기 및 광 수신기를 통신 IC에 포함하는 것에 의하여 및 라이트가이드 홀더를 갖는 집적된 패키지를 채용하는 것에 의하여, 허브, 네트워크 스위치와 루터(routers) 및 PC에서 사용되는 것과 같은 통신 회로의 상호 연결을 제공하는 것이다.
다음 설명에서의 소자, 부분, 구조 및 기술과 관련된 포토(photo), 옵토(opto) 또는 옵티컬(optical)의 의미는 동일하다.
아래의 설명에서 포토커플러의 의미는 LED 또는 레이저와 같은 광 송신기와 포토 다이오드, 포토 트랜지스터 또는 광기전성 셀과 같은 광 수신기 사이에서 적어도 하나의 내부의 광 링크를 통합(incorporating)하는 잘 알려진 서로 다른 집적된 반도체 패키지를 나타낸다.
아래의 설명에서 라이트가이드 커플러의 의미는 광 송신기 또는 송신기 및/또는 광수신기 또는 수신기 및/또는 수신기를 또한 의미하는 광기전성 셀을 의미하는 구조화된 소자 광 소자 사이에서 통합하는 집적된 반도체 회로 패키지를 나타낸다. 패키지는 광 수신기 또는 광 송신기 또는 모두에 정렬된 광 액세스를 포함한다. 패키지는 라이트가이드 또는 광파이버를 광 액세스에 삽입하기 위하여 (내장: built-in) 라이트가이드 홀더 구조로 조립되거나 또는 이러한 라이트가이드 홀더는 패키지로 첨부를 위하여 별개의 구조로 이루어질 것이다.
아래의 설명에서 라이브 AC의 의미는 AC 전원 또는 메인(mains)의 뉴트럴 라인의 반대로써, AC 전원 또는 메인의 핫 라인을 나타낸다. 부하의 의미는 기계식 온-오프 스위치, 릴레이, MOSFET, 트라이악 또는 디머를 경유하여 뉴트럴 라인과 라이브 AC 라인 사이를 연결하는 조명 기구(light fixture)과 같은 가전기기를 나타낸다.
아래의 설명에서 접점의 의미는 본 발명의 라이트가이드 커플러의 회로를 연결하기 위하여 사용되는 핀, 솔더 핀, 표면 마운트 접점, 표면 마운트 단자, 플러그, 소켓, 포스트, 블레이드, 단자 블록, 스크류 단자, 크림프 단자, 패스트온 단자, 솔더 단자, 솔더 접점 및 이들의 조합을 나타낸다.
아래의 설명에서 송신기의 의미는 전기 신호를 UV, IR 또는 가시광선 신호로 변환하는 LED. 레이저 또는 다른 발광 기기를 나타낸다.
송신의 의미는 송신기로부터 소형 원격 제어로부터와 같은 공중으로 또는 라이트가이드나 광파이버로 UV, IR 또는 가시광선 방출을 나타낸다.
수신기의 의미는 UV, IR 또는 가시광선을 전기 신호 또는 전하량으로 전환하는 포토 다이오드, 핀 다이오드, 포토 트랜지스터 또는 다른 광기전성 또는 광전자성 수신기를 나타낸다.
수신의 의미는 소형 IR 원격 제어로부터와 같은 가시선(line of sight)의 공중에서 또는 수신기의 베어 서페이스(bare surface) 위의 라이트가이드 또는 광파이버를 경유하여 또는 프리즘, 하프 미러, 렌즈, 필터 및 다른 광 구조를 포함하는 투명 물질을 경유하여 UV, IR 또는 가시광선의 수신을 나타낸다.
트랜시버(transceiver)의 의미는 수신된 광 신호를 수신기로 반사(reflecting) 또는 반향(directing)에 의하여 및 송신된 광 신호가 광케이블로 지나가는 것을 허락함에 의하여, 라이트가이드 또는 광파이버와 같은 싱글 광케이블을 통하여 양방향 광신호를 전달하기 위하여, 광학 프리즘에 첨부된 LED와 포토 다이오드를 포함하여 구성되는 트랜시버 또는 반도체 패키지에 내장된 포토 트랜지스터 또는 LED와 포토 다이오드 또는 포토 트랜지스터를 포함하는 결합된 송신기와 수신기를 나타낸다. 트랜시버의 의미는 두 개의 광케이블을 경유하여 양방향 광 신호를 전파하는 트랜시버를 포함한다.
광학 프리즘의 의미는 프리즘을 경유하여 및 싱글 라이트가이드 또는 광파이버를 경유하여 전파된 양방향 광 신호(수신된 및 송신된 광 신호)를 편향(deflecting) 및/또는 분리하기 위한 구조를 나타낸다. 상기 프리즘은 편광 광 필터, 주어진 가시 파장 패스 필터, 가시 대역 패스 필터, 주어진 파장 UV 패스 필터, 주어진 파장 IR 패스 필터, 주어진 파장 UV 컷 필터, 주어진 파장 IR 컷 필터, 주어진 반사값을 갖는 하프 미러 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된 광학 기기를 포함하여 구성되고, 여기서 상기 필터 및/또는 상기 하프 미러는, 상기 프리즘을 형성하고 또는 상기 프리즘에 첨부되고 및/또는 상기 프리즘에 씌워지고(coated) 및/또는 틴트(tint), 파티클 또는 프로세스의 형태로 프리즘 물질로 삽입된다. 뿐만 아니라, 미국 특허 출원 12/236,656에서 공개된 프리즘 구조의 상세한 내용은 여기에 참조되어 포함되어 있다.
비록 UV, IR 또는 가시광선은 아래의 설명에서 개별적으로 재인용되고 있으나, UV, IR 및 가시광선은 전부를 의미한다. 광, UV, IR 또는 가시광선의 의미는 광 신호에 택일적으로 사용되고, 특정하게 설명되지 않는다면 어느 하나의 의미 또는 다른 의미로 제한되어서는 안된다.
컨트롤러 또는 제어 기기의 의미는 한방향 또는 양방향 명령 및 통신을 전파하기 위하여 저전압 또는 버스 라인(bus line)으로 알려진 제어 라인을 경유하여 스위치 및 다른 기기를 제어하는 시스템 컨트롤러를 나타낸다. 제어 라인은 12VDC와 같이 낮은 전원을 기기에 공급할 것이다. 또한, 컨트롤러는 라이트가이드 또는 광파이버를 위한 일방향 또는 양방향 광 통신 회로 및 홀더를 포함하는 AC 또는 DC 스위칭 기기와 통신하기 위하여 광 신호(광, UV, IR 또는 가시광선 신호)를 전파한다.
전류 센서의 의미는 DC 전원 라인을 통하여 DC 전류 드레인을 감지하기 위한 DC 전류 센서 및/또는 홀 센서에 의한 자기장 감지 또는 위에서 참조된 미국 특허 출원 11/874,309, 11/939,785 및 12/236,656에서 공개된 것처럼, 추론에 의한 감지를 포함하는, AC 전원 라인 와이어를 통하여 또는 스위칭 기기를 통하여 드레인된 AC 전류를 감지하기 위한 및/또는 일방향 또는 양방향 광 신호를 경유하여 전류 드레인 상태를 생성하기 위한 AC 전류 센서를 나타낸다.
진행 중인 미국 출원의 의미는 2007년 10월 18일과 2007년 11월 14일에 각각 출원된 미국 특허 출원 11/874,309 과 11/939,785 및 미국 특허 출원 12/236,656을 나타낸다.
AC 또는 DC 전원의 가전기기를 원격으로 작동하기 위한 광기전성과 광전자성 커플러 및 릴레이를 연결하기 위한 방법 및 장치와 본 발명의 다른 목적은 본 발명의 라이트가이드 커플러 사이에 라이트가이드 또는 광파이버의 삽입에 의하여 달성된다. 라이트가이드 커플러 중 하나는 전기적 명령 및 통신 신호를 수신 및 송신하는 저전압 컨트롤러에 포함되고, 가전기기의 작동을 위하여 스위치 또는 전기 가전기기에 포함되는 상대의 라이트가이드 커플러로 라이트가이드 또는 광파이버 케이블을 경유하여 온-오프 명령을 포함하는, 일방향 또는 양방향 UV, IR 또는 광 신호를 통신하기 위하여, 광신호로 신호를 전환하기 위하여 본 발명의 라이트가이드 커플러를 사용한다.
본 발명의 라이트가이드 커플러는 라이트가이드 또는 광파이버 케이블을 경유하여 가전기기를 제어하기 위하여, 집에서, 주택에서, 사무실에서, 상점에서 및 공장에서 사용되는 조명 가전기기와 LED 조명기, 주방 가전기기, 오디오와 비디오 가전기기, 난방과 냉방 가전기기, 통풍기, 세탁 및 건조 가전기기, 정원 가전기기 및 어떤 다른 가전기기와 같은 전기 가전기기의 어떠한 형태도 포함될 수 있다. 바꾸어 말해서, 라이트가이드 커플러는 라이트가이드 커플러 또는 AC 또는 DC 전원 스위칭 기기의 다른 광학 기기와 함께 라이트가이드를 경유하여 가전기기를 작동 및/또는 이를 온-오프 스위칭하기 위하여, 전원 스위치 및/또는 가전기기로부터 분리된 에어컨 컨트롤러와 같은 가전기기의 전용 컨트롤러에 삽입될 수 있다. 그리고, 연결된 전기 가전기기로부터 전원 전류 드레인을 확인하는 광 신호를 수신하는 것은 전기 가전기기 또는 전원 스위치로부터 온-오프 상태 또는 대기 상태와 같은 반송된 광 신호를 생성한다.
전류 드레인 또는 온-오프 상태 데이터는 온-오프와 같은 수신된 작동 명령에 대응하여 또는 전류 센서 출력을 기반으로 조회 명령(데이터를 위한 요청)에 대응하여 보내지고, 이에 의하여 전기 가전기기의 오류 없는 원격 제어를 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 전기 시스템에 혼연된 라이트가이드 및 광파이버에 광 액세스를 포함하도록 구성된, 본 발명의 광 소자 및 광 링크를 포함하는 통신 반도체 패키지 장치 사이의 광 통신을 포함하는, 두 개의 라이트가이드 커플러 사이에서 저비용으로 싱글 또는 듀얼 라이트가이드 또는 광파이버를 직접 연결함에 의하여 가정 또는 사무실 및 기타 장소에서 빠른 속도의 광 통신을 제공하는 것이다.
진행 중인 미국 특허 출원에서 공개된 것과 유사하게, 실재하는 표준 전기 스위치 및 아웃렛에 패키지된 라이트가이드 커플러-AC 스위칭 기기 및/또는 전류 센서 기기를 결합하는 방법은 각각의 현저한 이점을 제공한다; 하나는 낮은 표준 원가, 대량 생산된 스위치 및 아웃렛의 사용으로 인한 결합되어 원격으로 제어되는 스위치 및 아웃렛의 전체적인 비용의 감소이다. 두 번째 이점은 수동 스위치와 라이트가이드 커플러 반도체 패키지 스위치의 결합에 의해 달성된다. 결합된 합동의 “라이트가이드 제어 및 수동으로 작동되는 스위치”는 한편으로 공통으로 사용되는 스위치 및 아웃렛을 경유하는 수동 작동과 라이트가이드 커플러 패키지 스위치를 경유하여 수동 작동과 병행하는 원격 작동 즉, 듀얼 작동을 제공하기 위하여 패키지된 라이트가이드 커플러 반도체 스위치에 직접적으로 구성되거나 플러그인에 의하여 또는 스크류 부착을 경유하여 또는 다른 방법으로 결합될 수 있다. 이러한 이점들은 진행 중인 미국 출원에서 설명된 것처럼 수동 및 원격 스위칭 작동 사이에 충돌이 없는 전체적인 조화에 이르는 본 발명의 다른 목적이다.
진행 중인 미국 출원은 AC 가전기기 및 조명 기구를 위한 두 개의 타입의 스위치의 사용 즉, 두 개의 별개 장소로부터 조명 기구를 스위칭하는 것과 같은 주어진 가전기기의 온-오프 스위칭을 위한 SPDT(single pole-double throw) 스위치를 설명한다. 세 개 또는 다수의 스위치가 있는 예에서는 동일한 조명 기구를 온-오프 스위치하기 위하여, 위에 설명된 두 개의 SPDT 스위치 사이에서 주어진 스트레이트-크로스(straight-cross) 형태로 연결되는 다른 타입의 DPDT(dual pole-dual throw) 스위치가 필요하다. 또한, DPDT 스위치는 “크로스” 또는 “리버싱” 또는 4방향 스위치로 알려져 있다.
따라서, 본 발명의 목적 중 하나는 조명 기구 또는 다른 전기 가전기기를 작동하기 위하여, 수동 SPDT 광 스위치에 부착되고 구조화되는 라이트가이드 커플러-SPDT MOSFET 또는 트라이악 또는 사이리스터 및 유사한 스위칭 소자에 라이트가이드를 삽입하는 것이며, 이에 의하여 "공통으로 사용되는(commonly used)" 수동 스위치를 경유하는 작동을 유지하고, 주어진 형태로 스위치에 연결되는 SPDT 라이트가이드 커플러 반도체 스위치를 경유하여 원격 스위칭을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 수동 SPDT 스위치 및 두 개의 SPDT 스위치 및 하나 또는 그 이상의 DPDT 스위치를 포함하는 더 많은 광범위한 스위칭 셋업에 연결되는 시스템에서, 조명 기구 또는 다른 전기 가전기기를 원격으로 온-오프 스위칭하기 위한 SPDT 라이트가이드 커플러로 명령을 전파하기 위하여 라이트가이드를 삽입하는 것이다.
AC 또는 DC SPST(single pole single throw) 또는 SPDT 라이트가이드 커플러 스위치는 광학 CMOSFET 또는 OCMOSFET 스위치로 또한 알려진 MOSFET 스위치 또는 반도체 릴레이(SSR)를 사용할 수 있다. LED에 의해 방출되는 조도에 기초하여 광 전류를 생성하는 전형적인 포토 트랜지스터와는 달리, OCMOSFET은 게이트 소스 전압을 증가시키기 위하여 게이트 커패시턴스를 충전하는 광기전성 셀을 사용하고, 이에 의하여 OCMOSFET을 켜게 된다. 이는 "메이크-타입 접점(make-type contact)" MOSFET으로 또한 의미되는, "상시 개방(normally open)" OCMOSFET를 교정한다. "상시 폐로(normally closed)" 또는 전도성(conducting) MOSFET인 다른 "브레이크-타입 접점(break-type contact)" OCMOSFET은 OCMOSFET을 경유하여 전류를 차단하여, LED가 켜졌을 때 역 게이트 소스 전압으로 게이트 커패시턴스를 충전하고 바이어스를 걸기 위하여 광기전성 셀을 역으로 연결한다.
두 가지의 OCMOSFET의 사용에 대하여 설명되는 것처럼, 광기전성 셀을 조명함에 의하여 OCMOSFET을 온-오프 스위치하는 라이트가이드를 삽입하기 위하여, 공통 개방(commonly open) 및 공통 폐로(commonly closed), 또는 광 액세스 및 홀더를 포함하여 적용된 싱글 반도체 구조로 결합된 듀얼 OCMOSFET의 구조화는 다양한 전원 조합 및 회로에서 이러한 스위치를 통합하기 위한 AC/DC 고전압 SPDT 스위치를 제공하기 위한 완벽한 해결책이다.
유사한 구조는 본 발명의 라이트가이드 또는 광파이버를 액세스, 고정 및 결합하기 위하여 적용되는, 반도체 구조로 패키지될 수 있는 모든 것 즉, 사이리스터, 트라이악 및 다이악과 같은 다른 AC 스위치에 적용될 수 있다.
어떠한 데이터도 수동 스위치 그 자체로부터 컨트롤러로 공급될 수 없기 때문에, 수동 SPDT 스위치로 "애드온(add on) 장치"로써 SPDT 라이트가이드 커플러의 사용은 가전기기의 온-오프 상태를 원격으로 식별할 수 없는 것처럼 제어 시스템을 혼란시킬 수 있다. 주어진 회로에서 각각의 SPDT 및 DPDT 스위치가 연결될 때, 주어진 회로의 모든 스위치에 관계된 데이터는 컨트롤러로 송신되어야 하기 때문에, 온-오프 상태를 식별하는 것은 더욱더 복잡하다. 비록 이러한 데이터는 유용하나, 이는 복잡하고, 곤란하고, 에러 발생이 쉬운 인스톨 기간 동안 컨트롤러를 프로그래밍할 때, 수동 스위치의 상세한 모든 것을 기록하도록 명령한다. 비록 매시간 모든 스위치의 데이터의 송신을 취급하고, 요구하는 복잡한 데이터를 추가하려는 것은 가능하나, 수동 스위치 또는 라이트가이드 커플러는 시스템에서 활성화되고, 이에 대응하여 이는 실질적으로 더 많은 데이터 트래픽 및 프로세스를 삽입한다. 상기의 이유에 의하여, 전류 드레인 데이터가 필요하다.
그러므로, 상기와 같은 이유 때문에 본 발명의 다른 중요한 목적은 가전기기가 온 또는 오프 스위치되거나 대기 모드에 있을 때의 식별을 위한 라이트가이드 커플러-전류 센서의 삽입이다. 또한 여기에서, 전기 회로(전류 탐지기)에 라이브 AC 전원 라인의 연결은 전기 및 건축 법규에 따른 전기안전 법규, 규칙 및 규정을 준수할 것이 요구되고, 이는 동일한 전기 박스 내부에서 저전압 통신 라인에 연결될 수 없다. 그러나 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라이트가이드 커플러-AC 전류 센서는 라이트가이드 또는 광파이버를 경유하여 광 신호를 생성하기 위하여 AC 라인에 연결될 수 있다. 그러나, 전류 탐지기 또는 센서는 진행 중인 미국 출원에서 공개된 것처럼, 추론에 의한 또는 홀 센서와 같은 자기장 센서에 의한 AC 전류 탐지기가 될 수 있다.
전류를 소비하는 가전기기가 진행 중인 미국 출원에서 공개된 전류 센서가 제공되지 않는 텔레비전 및 텔레비전이 플러그되는 전기 AC 아웃렛일 때, 텔레비전의 온-오프 상태는 홈 오토메이션 컨트롤러에 알려지지 않는다. 이러한 이유로, 라이트가이드 커플러-AC 전류 센서는 전류 드레인을 나타내는 광 신호를 전파하는 및 전류 드레인 광 신호를 본 발명의 라이트가이드 커플러-전류 데이터 수신기로 제공하는 라이트가이드 케이블을 사용하기 위하여 AC 플러그 어댑터로 삽입될 수 있다.
예를 들어, 텔레비전 수신기는 상기 AC 플러그 어댑터로 AC 케이블을 플러그하여, 표준 AC 아웃렛을 경유하여 전원이 공급된다. 텔레비전으로 전원 온 명령이 소형 IR 원격 제어를 경유하여 또는 진행 중인 미국 출원에서 공개된 IR 리피터(repeater)를 경유하여 또는 비디오 인터폰 및/또는 쇼핑 터미널을 통하여 송신되는 동안, 플러그 어댑터의 AC 전류 센서로부터 광 신호는 본 발명의 라이트가이드-전류 데이터 수신기로 공급되고, 전류 데이터 수신기로부터 저전압 통신 라인을 통해 전용 홈 오토메이션 컨트롤러, 비디오 인터폰 또는 쇼핑 터미널로 제공된다.
전류 데이터는, 예를 들어 텔레비전 수신기로 송신된 전원-온 명령에 대응하여 공급되고, 이에 의하여 텔레비전의 전원이 온되는 것을 확정한다. 이와 같은 홈 오토메이션 컨트롤러의 반송 확인(return confirmation)에 의하여, 비디오 인터폰 또는 쇼핑 터미널은 텔레비전 및 다른 가전기기의 "온 상태(on state)" 또는 가전기기를 스위치 오프하는 명령이었다면 "오프 상태(off state)"를 항상 업데이트한다.
이후 내용에서 홈 오토메이션 컨트롤러에 관한 참조는 미국 특허와 진행 중인 미국 출원에서 공개된 비디오 인터폰 및/또는 쇼핑 터미널과 유사한 컨트롤 키를 갖는 패널 또는 터치 스크린 및 회로에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법은, 전기 가전기기를 제어하기 위하여 라이트가이드(lightguide), 광파이버 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 광케이블을 경유하여 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법으로서, 상기 패키지된 반도체는 포토 다이오드, 광기전성(photovoltaic) 셀, 포토 다이악(diac), 포토 사이리스터, 포토 트라이악(triac), 포토 트랜지스터, 포토 MOSFET, LED, 레이저 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 광 소자(photo element)에 적어도 하나의 광학적으로 정렬(align)된 액세스(access) 및 상기 광케이블을 상기 액세스에 고정시키기 위한 내장(built-in) 홀더, 부착(attachable) 홀더 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 홀더를 포함하고: 상기 회로는 드라이버, 버퍼, 디스트리뷰터, 리피터, 컨트롤러, 스위치, 전류 센서, 전류 데이터 프로세서 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택되며, 상기 방법은: a. 커팅(cutting), 트리밍(trimming), 쉐이핑(shaping) 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 공정(process)에 의하여 상기 광케이블의 말단(end)을 종단(terminating)하는 단계; b. 상기 광케이블의 종단된 말단을 상기 홀더를 통해 상기 액세스에 삽입(introducing) 및 고정하는 단계; 및 c. 상기 액세스 및 상기 소자를 통한 상기 광케이블을 경유하여 상기 광 신호의 송신, 수신 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 전파(propagation) 및 상기 신호를 상기 회로에 통신하는 것에 의하여 상기 가전기기의 적어도 하나에 상기 제어를 제공하는 단계를 포함하여 구성되고,
바람직하게는, 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 포함하여 구성되는 적어도 두 개의 광 소자는 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러(half mirror), 인라인(in-line) 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 액세스 내부 구조를 경유하여 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
바람직하게는, 두 개의 송신기와 하나의 수신기 및 두 개의 수신기와 하나의 송신기를 포함하여 구성되는 조합 중 하나로부터 선택된 적어도 세 개의 광 소자는 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 세 개의 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 액세스 내부 구조를 경유하여 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
바람직하게는, 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 포함하여 구성되는 적어도 두 개의 광 소자는 싱글코어를 갖는 두 개의 광케이블 및 듀얼코어를 갖는 상기 광케이블 중 하나를 경유하여 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 상기 홀더 및 상기 액세스는 상기 듀얼코어 광케이블을 두 개의 광 링크를 갖는 듀얼코어 액세스에 고정하기 위한 상기 홀더 및 두 개의 상기 싱글코어 광케이블을 싱글 광 링크를 각각 갖는 두 개의 액세스에 고정하기 위한 두 개의 홀더를 포함하여 구성되는 조합 중 하나로 구조화되고,
바람직하게는, 상기 액세스를 경유하여 광 신호를 수신 및 송신하는 것 중 하나를 복수로 연결하기 위한 복수의 수신기 및 복수의 송신기 중 하나로부터 선택된 복수의 광 소자는 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 상기 홀더는 각각의 상기 소자를 멀티코어 중 하나의 코어에 연결하기 위하여 상기 멀티코어를 갖는 상기 광케이블을 멀티 광 링크를 갖는 상기 액세스에 고정하고,
바람직하게는, 복수의 액세스를 경유하여 광 신호를 수신 및 송신하는 것 중 하나를 복수로 연결하기 위한 복수의 수신기 및 복수의 송신기 중 하나로부터 선택된 복수의 광 소자는 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 복수의 홀더는 복수의 상기 광케이블을 싱글 광 링크를 각각 갖는 상기 액세스에 고정하고,
바람직하게는, 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 액세스 내부의 복수의 구조를 경유하여 복수의 양 방향 광 신호를 연결하기 위한 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 각각의 쌍(pair)으로 포함하여 구성되는 복수의 광 소자의 쌍은 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 상기 홀더는 적어도 두 개의 상기 쌍을 멀티코어 중 적어도 두 개의 코어로 연결하기 위하여 상기 멀티코어를 갖는 상기 광케이블을 광 링크를 갖는 상기 액세스에 고정하고,
바람직하게는, 복수의 액세스 중 각각의 액세스의 내부의 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 복수의 구조를 경유하여 복수의 양방향 광 신호를 연결하기 위한 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 각각의 쌍으로 포함하여 구성되는 복수의 광 소자의 쌍은 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 적어도 두 개의 홀더는 두 개의 광케이블을 상기 액세스 중 두 개에 고정하고,
바람직하게는, 복수의 액세스 및 상기 액세스 중 하나를 경유하여 정렬된 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 각각의 쌍으로 포함하여 구성되는 복수의 광 소자의 쌍은 복수의 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 적어도 두 개의 상기 쌍을 멀티코어 중 두 쌍의 코어 또는 싱글코어를 갖는 상기 광케이블 중 네 개에 연결하기 위하여, 상기 홀더 중 하나로부터 선택된 조합은 상기 멀티코어를 갖는 하나의 상기 광케이블을 상기 액세스에 고정하고, 복수의 홀더는 싱글코어를 각각 갖는 복수의 광케이블을 상기 액세스에 고정하고,
바람직하게는, 상기 회로는 두 개의 트래블러(traveler) 접점을 경유하여 수동 및 원격 중 하나로 작동되는 기계식(mechanical) SPDT 스위치에 연결하기 위한 SPDT 스위치이고,
바람직하게는, 상기 기계식 SPDT 스위치 및 상기 패키지된 반도체는 적어도 상기 두 개의 트래블러 접점을 경유하여 결합되고,
바람직하게는, 상기 회로는 SPDT 스위치이고, 상기 패키지된 반도체는 광기계식(opto-mechanical) 스위치의 일부로 구성되고, 상기 SPDT 스위치의 두 개의 트래블러 접점은 상기 광기계식 스위치의 기계식 트래블러 접점을 형성하고, 상기 SPDT 스위치의 공통 단자 및 상기 광기계식 스위치의 기계식 폴(pole)의 단자는 전원 라인 및 부하 연결을 위하여 구비되고,
바람직하게는, 상기 회로는 부하의 전류 드레인을 감지 및 센서 신호를 생성(generating)하기 위한 전류 센서이고, 상기 소자는 상기 센서 신호에 상응하는 광 신호를 출력하기 위한 적어도 하나의 송신기이고,
바람직하게는, 상기 패키지된 반도체는 부하의 전류 드레인 데이터를 포함하여 구성되는 광 신호를 받기 위한 수신기를 포함하고, 상기 회로는 유선 네트워크를 경유하여 전파(propagation)하기 위하여 수신된 전류 드레인 데이터를 전기적 신호로 전환(converting)하기 위한 데이터 프로세서이고,
바람직하게는, 전류 드레인 데이터를 수신하기 위한 상기 수신기는 상기 부하의 식별 데이터(identifying data)를 상기 프로세서에 포함된 메모리로 인스톨하기 위한 광 송신기로부터 광 신호를 수신하고, 상기 프로세서는 상기 식별 데이터의 적어도 일부를 상기 유선 네트워크를 경유하여 전파된 상기 전류 드레인의 상기 데이터에 첨부(attach)하고,
바람직하게는, 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 싱글 광 링크, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 복수의 상기 액세스의 각각의 내부의 구조를 경유하여 수신, 송신, 양방향 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 복수의 광 신호를 분배하기 위한 복수의 광 소자 및 복수의 액세스는 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 복수의 홀더는 복수의 광케이블을 상기 액세스에 고정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 패키지된 반도체 회로는, 포토 다이오드, 광기전성 셀, 포토 다이악, 포토 사이리스터, 포토 트라이악, 포토 트랜지스터 포토 MOSFET, LED, 레이저 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 광 소자에 정렬된 적어도 하나의 광 액세스 및 라이트가이드, 광파이버 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 광케이블의 말단을 상기 액세스에 고정하기 위한 내장 홀더, 부착 홀더 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 홀더를 포함하는 패키지된 반도체 회로로서; 드라이버, 버퍼, 디스트리뷰터, 리피터, 컨트롤러, 스위치, 전류 센서, 전류 데이터 프로세서 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 회로는 핀, 솔더(solder) 핀, 표면 마운트 접점, 표면 마운트 단자, 플러그, 소켓, 포스트, 블레이드, 단자 블록, 스크류 단자, 크림프(crimp) 단자, 패스트 온 단자, 솔더 단자, 솔더 접점 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 접점을 경유하여 전기적으로 연결되고; 및 상기 패키지된 반도체, 상기 홀더 및 상기 액세스는 커팅, 트리밍, 쉐이핑 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 공정(process)에 의하여 종단되는 상기 광케이블의 상기 말단을 상기 광 소자를 통하는 상기 회로에 고정 및 광학적으로 연결하는 것으로 구조화되고,
바람직하게는, 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 포함하여 구성되는 적어도 두 개의 광 소자는 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 액세스 내부 구조를 경유하여 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
바람직하게는, 두 개의 송신기와 하나의 수신기 및 두 개의 수신기와 하나의 송신기를 포함하여 구성되는 조합 중 하나로부터 선택된 적어도 세 개의 광 소자는 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 세 개의 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 액세스 내부 구조를 경유하여 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
바람직하게는, 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 포함하여 구성되는 적어도 두 개의 광 소자는 두 개의 광케이블 및 듀얼코어를 갖는 상기 광케이블 중 하나를 경유하여 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 상기 홀더 및 상기 액세스는 듀얼코어를 갖는 상기 광케이블을 듀얼 광 링크를 갖는 듀얼코어 액세스에 고정하기 위한 상기 홀더 및 상기 두 개의 광케이블을 싱글 광 링크를 각각 갖는 두 개의 액세스에 고정하기 위한 두 개의 홀더를 포함하여 구성되는 조합 중 하나로 구조화되고,
바람직하게는, 상기 액세스를 경유하여 복수의 한 방향 광 신호를 연결하기 위한 복수의 수신기 및 복수의 송신기 중 하나로부터 선택된 복수의 광 소자는 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 상기 홀더는 각각의 상기 광 소자를 멀티코어 중 하나의 코어에 연결하기 위하여 상기 멀티코어를 갖는 상기 광케이블을 멀티 링크를 갖는 상기 액세스에 고정하고,
바람직하게는, 복수의 액세스를 경유하여 복수의 일방향 광 신호를 연결하기 위한 복수의 수신기 및 복수의 송신기 중 하나로부터 선택된 복수의 광 소자는 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 복수의 홀더는 각각의 상기 광 소자를 하나의 상기 광케이블에 연결하기 위하여 복수의 광케이블을 상기 액세스에 고정하고,
바람직하게는, 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 액세스 내부의 다중의 구조를 경유하여 복수의 양방향 광 신호를 연결하기 위한 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 각각의 쌍으로 포함하여 구성되는 복수의 광 소자의 쌍은 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 상기 홀더는 각각의 상기 쌍을 멀티코어 중 하나의 코어에 광학적으로 연결하기 위하여 상기 멀티코어를 갖는 상기 광케이블을 상기 액세스에 고정하고,
바람직하게는, 각각의 상기 액세스 내부의 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 구조를 각각 경유하는 복수의 액세스를 경유하여 복수의 양방향 광신호를 연결하기 위한 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 각각의 쌍으로 포함하여 구성되는 복수의 광 소자의 쌍은 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 복수의 홀더는 각각의 상기 쌍을 상기 광케이블 중 하나에 광학적으로 연결하기 위하여 복수의 광케이블을 상기 액세스에 고정하고,
바람직하게는, 복수의 액세스 및 단일 상기 액세스 중 하나를 경유하여 정렬된 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 각각의 쌍으로 포함하여 구성되는 복수의 광 소자의 쌍은 복수의 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 적어도 두 개의 상기 쌍을 멀티코어 중 두 쌍의 코어 또는 싱글코어를 갖는 상기 광케이블 중 네 개에 연결하기 위하여 상기 홀더 중 하나는 상기 멀티코어를 갖는 상기 광케이블 중 하나를 상기 단일 액세스에 고정하고, 복수의 홀더는 싱글코어를 갖는 복수의 광케이블을 상기 액세스에 고정하고,
바람직하게는, 상기 회로는 두 개의 트래블러 접점을 경유하여 수동 및 원격 중 하나로 작동되는 기계식 SPDT 스위치에 연결하기 위한 SPDT 스위치이고,
바람직하게는, 상기 기계식 SPDT 스위치 및 상기 패키지된 반도체는 적어도 상기 두 개의 트래블러 접점을 경유하여 결합되고,
바람직하게는, 상기 회로는 SPDT 스위치이고, 상기 패키지된 반도체는 광기계식 스위치의 일부로 구성되고, 상기 SPDT 스위치의 두 개의 트래블러 접점은 상기 광기계식 스위치의 기계식 트래블러 접점을 형성하고, 상기 SPDT 스위치의 공통 단자 및 상기 광기계식 스위치의 기계식 폴의 단자는 전원 라인 및 부하 연결을 위하여 구비되고,
바람직하게는, 상기 회로는 부하의 전류 드레인을 감지 및 센서 신호를 생성하기 위한 전류 센서이고, 상기 광 소자는 상기 센서 신호에 상응하는 광 신호를 출력하기 위한 적어도 하나의 송신기이고,
바람직하게는, 상기 패키지된 반도체는 부하의 전류 드레인 데이터를 포함하여 구성되는 광 신호를 받기 위한 수신기를 포함하고, 상기 회로는 유선 네트워크를 경유하여 전파하기 위하여 수신된 전류 드레인 데이터를 전기적 신호로 전환하기 위한 데이터 프로세서이고,
바람직하게는, 전류 드레인 데이터를 수신하기 위한 상기 수신기는 상기 부하의 식별 데이터를 상기 프로세서에 포함된 메모리로 인스톨하기 위한 광 송신기로부터 광 신호를 수신하고, 상기 프로세서는 상기 식별 데이터의 적어도 일부를 상기 유선 네트워크를 경유하여 전파된 상기 전류 드레인의 상기 데이터에 첨부하고,
바람직하게는, 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 싱글 광 링크, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 복수의 상기 액세스의 각각의 내부의 구조를 경유하여 수신, 송신, 양방향 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 복수의 광 신호를 분배하기 위한 복수의 광 소자 및 복수의 액세스는 상기 패키지된 반도체에 포함되고, 복수의 홀더는 복수의 광케이블을 상기 액세스에 고정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광케이블 및 라이트가이드 커플러를 경유하여 패키지된 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법 및 장치에 의하면, 전기 시스템에 혼연된 라이트가이드 및 광파이버에 광 액세스를 포함하도록 구성된, 본 발명의 광 소자 및 광 링크를 포함하는 통신 반도체 패키지 장치 사이의 광 통신을 포함하는, 두 개의 라이트가이드 커플러 사이에서 저비용으로 싱글 또는 듀얼 라이트가이드 또는 광파이버를 직접 연결함에 의하여 가정 또는 사무실 및 기타 장소에서 빠른 속도의 광 통신을 제공하는 현저한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 광케이블 및 라이트가이드 커플러를 경유하여 패키지된 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법 및 장치에 의하면, 수동 SPDT 스위치 및 두 개의 SPDT 스위치 및 하나 또는 그 이상의 DPDT 스위치를 포함하는 더 많은 광범위한 스위칭 셋업에 연결되는 시스템에서, 조명 기구 또는 다른 전기 가전기기를 원격으로 온-오프 스위칭하기 위한 SPDT 라이트가이드 커플러로 명령을 전파하기 위하여 라이트가이드를 삽입할 수 있는 현저한 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 포토커플러 각각의 투시도 및 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b에서 도시된 종래의 포토커플러에 본 발명의 라이트가이드 또는 광파이버를 수용하여 적용된 투시도 및 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 종래의 기계식 AC 스위치에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라이트가이드 커플러-OCMOSFET 부착 및 결합된 어셈블리를 도시한 투시도이다.
도 4a 내지 도 4c는 AC 또는 DC 스위칭 OCMOSFET, 즉 진행 중인 미국 출원에서 공개된 전원 스위치를 작동하기 위하여 SPDT 셋업에서 상시 폐로, 상시 개방 및 결합된 OCMOSFET의 연결을 도시한 회로도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라이트가이드 또는 광파이버를 수용하여 적용된 도 4a 내지 도 4c에서 도시된 AC 또는 DC 스위칭 OCMOSFET을 도시한 회로도이다.
도 6a 및 도 6b는 두 개의 라이트가이드 및 프리즘 또는 렌즈를 경유하는 싱글 라이트가이드를 경유하여 작동되는 두 개의 OCMOSFET의 상시 개방 및 상시 폐로 스위치에 결합된 SPDT 수동 스위치를 도시한 회로도이다.
도 7a 및 도 7b는 추가적인 라이트가이드 또는 동일한 싱글 라이트가이드와 렌즈를 통하여 전류 드레인 데이터를 전파하기 위하여, 도 6b에 도시된 회로도에 추가적인 전류 센서 및 LED를 갖는 변형된 회로도이다.
도 8a 내지 도 8d는 고정 플러그를 갖는 라이트가이드 홀더와 함께 라이트가이드 커플러를 도시하는 투시도 및 홀더에 결합된 라이트가이드 커플러에 라이트가이드 부착을 도시하는 단면도이다.
도 9a 내지 도 9d는 듀얼 양방향 광 전파를 위하여 어셈블된 라이트가이드 커플러, 라이트가이드 커플러의 배열 및 라이트가이드 커플러에 멀티코어 라이트가이드 케이블의 부착을 도시하는 투시도이다.
도 10a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라이트가이드 커플러-전류 데이터 수신기를 도시하는 전기적 블록 다이어그램이다.
도 10b 및 도 10c는 본 발명의 라이트가이드 커플러-전류 센싱 어댑터를 통하여 미국 및 유럽의 전기 가전기기를 상호 연결하는 일 예를 도시한 투시도이다.
도 10d는 본 발명에 따른 라이트가이드 커플러로 데이터를 인스톨하기 위한 광 송신기의 일 예를 도시하는 투시도이다.
도 11a는 본 발명에 따른 라이트가이드 커플러-디스트리뷰터를 도시하는 전기적 블록 다이어그램이다.
도 11b는 본 발명에 따른 라이트가이드 커플러-디스트리뷰터를 LED 또는 조명 기구에 상호 연결하는 일 예를 도시하는 투시도이다.
도 12a 내지 도 12c는 결합된 라이트가이드 커플러 반도체 패키지 단자의 구조를 통하여 수동으로 스위치하는 모습을 도시하는 단면도이다.
도 12d 내지 도 12e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결합된 수동 및 라이트가이드 포토 커플러 반도체 스위치의 모습을 도시하는 투시도이다.
도 12f는 공지된 전면 커버 및 키 레버를 포함하는 도 12b에서 도시된 결합된 스위치의 분해도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b에서 도시된 종래의 포토커플러에 본 발명의 라이트가이드 또는 광파이버를 수용하여 적용된 투시도 및 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 종래의 기계식 AC 스위치에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라이트가이드 커플러-OCMOSFET 부착 및 결합된 어셈블리를 도시한 투시도이다.
도 4a 내지 도 4c는 AC 또는 DC 스위칭 OCMOSFET, 즉 진행 중인 미국 출원에서 공개된 전원 스위치를 작동하기 위하여 SPDT 셋업에서 상시 폐로, 상시 개방 및 결합된 OCMOSFET의 연결을 도시한 회로도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라이트가이드 또는 광파이버를 수용하여 적용된 도 4a 내지 도 4c에서 도시된 AC 또는 DC 스위칭 OCMOSFET을 도시한 회로도이다.
도 6a 및 도 6b는 두 개의 라이트가이드 및 프리즘 또는 렌즈를 경유하는 싱글 라이트가이드를 경유하여 작동되는 두 개의 OCMOSFET의 상시 개방 및 상시 폐로 스위치에 결합된 SPDT 수동 스위치를 도시한 회로도이다.
도 7a 및 도 7b는 추가적인 라이트가이드 또는 동일한 싱글 라이트가이드와 렌즈를 통하여 전류 드레인 데이터를 전파하기 위하여, 도 6b에 도시된 회로도에 추가적인 전류 센서 및 LED를 갖는 변형된 회로도이다.
도 8a 내지 도 8d는 고정 플러그를 갖는 라이트가이드 홀더와 함께 라이트가이드 커플러를 도시하는 투시도 및 홀더에 결합된 라이트가이드 커플러에 라이트가이드 부착을 도시하는 단면도이다.
도 9a 내지 도 9d는 듀얼 양방향 광 전파를 위하여 어셈블된 라이트가이드 커플러, 라이트가이드 커플러의 배열 및 라이트가이드 커플러에 멀티코어 라이트가이드 케이블의 부착을 도시하는 투시도이다.
도 10a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라이트가이드 커플러-전류 데이터 수신기를 도시하는 전기적 블록 다이어그램이다.
도 10b 및 도 10c는 본 발명의 라이트가이드 커플러-전류 센싱 어댑터를 통하여 미국 및 유럽의 전기 가전기기를 상호 연결하는 일 예를 도시한 투시도이다.
도 10d는 본 발명에 따른 라이트가이드 커플러로 데이터를 인스톨하기 위한 광 송신기의 일 예를 도시하는 투시도이다.
도 11a는 본 발명에 따른 라이트가이드 커플러-디스트리뷰터를 도시하는 전기적 블록 다이어그램이다.
도 11b는 본 발명에 따른 라이트가이드 커플러-디스트리뷰터를 LED 또는 조명 기구에 상호 연결하는 일 예를 도시하는 투시도이다.
도 12a 내지 도 12c는 결합된 라이트가이드 커플러 반도체 패키지 단자의 구조를 통하여 수동으로 스위치하는 모습을 도시하는 단면도이다.
도 12d 내지 도 12e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결합된 수동 및 라이트가이드 포토 커플러 반도체 스위치의 모습을 도시하는 투시도이다.
도 12f는 공지된 전면 커버 및 키 레버를 포함하는 도 12b에서 도시된 결합된 스위치의 분해도이다.
본 발명의 전술한 목적과 특징 및 다른 목적과 특징은 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아래의 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본원 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.
도 1a는 도 1b의 LED(3)와 같은 광 송신기 및 서로 대면하는 송신기와 수신기 양측을 구비한 포토 트랜지스터(4)와 같은 광 수신기를 포함하여 구성되는 종래의 포토 커플러를 도시하고, 이는 광학적으로 중심이 일치한다. 송신기(3)(LED)는 단자(2, 2A)에 의해 연결 및 지지되고, 수신기(4)는 두 개의 단자(5, 5A)에 의해 연결 및 지지된다. 포토커플러(1)의 입력 단자(2, 2A)는 전기 입력 신호를 받기 위하여 사용되고, 출력 단자(5, 5A)는 광학적으로 절연된 전기 신호를 출력하기 위하여 사용된다. 포토커플러(1)는 도 1b에서 도시된 플라스틱 봉입물(7)로 패키지된다. LED는 상부에 위치하여 도시되고, 포토 트랜지스터는 하부에 도시되나, 이러한 셋업은 역으로도 가능하고, 양측은 포토커플러 패키지(7)의 좌측과 우측으로 수직하게 실장될 수도 있다.
도 1b는 포토커플러 구조의 단면을 도시하고, LED(3)와 포토 트랜지스터(4) 사이의 공간을 채우는 물질(6)은 광, IR 또는, UV 송신을 위하여 완전하게 투명한 충분히 절연된 물질이어야 한다. 물질의 두께와 관련한 충돌로 인하여 LED(3)와 포토 트랜지스터(4) 사이의 물질(6)의 두께 또는 거리는 매우 중요하다. 두꺼운 물질은 높은 전압에 높은 절연을 제공하지만, 두꺼운 물질은 포토 트랜지스터에 적은 양의 광이 도달한다는 것을 의미한다. 조명은 거리의 제곱에 따라 감소하고 따라서, 두꺼운 절연은 포토 트랜지스터에 도달하는 광, IR 또는, UV의 양을 감소시킨다. 따라서, 두꺼운 절연은 포토커플러의 감도와 응답시간을 감소시키고, 노이즈 민감을 증가시키며, 이러한 모든 것은 포토커플러의 동작에 있어서 저하의 원인이 된다.
도 2a는 본 발명에 따른 라이트가이드 커플러(11)의 투시도를 도시하고, 여기에서 포토 트랜지스터 표면 또는 수신기(4)는 액세스 시설(9)을 통해 라이트가이드(10)에 노출된다. 라이트가이드(10)는 완전한 절연체이고, 도 2b의 단면도에서 도시된 것처럼 얇은 필름 거리(6)에 위치될 수 있다. 어떠한 금속 홀더 또는 단자 혹은 다른 전도성 물질이 삽입되지 않기 때문에 라이트가이드(10)와 관련된 절연의 문제는 나타나지 않을 것이다. 포토 트랜지스터(4)와 연결되는, 예를 들어 라이브 AC 라인 등, 저전압 라인 단자에 대하여는 어떠한 연결도 없다. 완전한 절연체인 라이트가이드는 관련된 어떤 위험 및 다른 잠재적인 문제없이 포토 트랜지스터 표면에 문자 그대로 접촉(거리는 수 미크론)한다.
도 2a 및 도 2b에서 도시된 단자(8)는 전기적 또는 광 통신에 관련되지 않을 뿐만 아니라 전원 또는 전압 퍼텐셜에도 관련되지 않는다는 오직 기계식 지원을 위하여와 같이, 접속되지 않는 것으로 도시되는 것을 또한 주목하여야 한다. 단자(8)는 위의 라이브 AC 퍼텐셜의 예처럼 갖는 출력 단자의 연장이 될 수 있고, 이는 모든 단자에 동일한 AC 퍼텐셜을 줄 것이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 라이트가이드 커플러-SPDT OCMOSFET 스위치(80)를 공통으로 사용되는 수동 SPDT 스위치(30)에 결합하는 것을 설명한다. 도 3a는 라이트가이드 커플러-SPDT OCMOSFET을 연결하는 핀 및 소켓을 도시하고, 여기서 핀(23)은 트래블러 2 라인을 나타내고, 핀(24)은 트래블러 1 라인을 나타내며, 핀(25)은 라이브 AC 라인이다. 세 개의 핀 및 소켓(34, 35, 36)의 매칭은 도 4c 또는 도 5c에 또한 도시된다. 도 5c는 도 3a에서 또한 도시되는 라이트가이드 커플러(80), 스위치(30), 라이브 단자(32) 및 부하 단자(33) 사이의 전기 회로와 연결을 전체적으로 설명한다.
도 3b(배면도)에서의 결합된 기계식 스위치는, 라이트가이드를 위치에 유지하기 위한 텅(tongue)(22) 및 조임 스크류(22S)를 포함하여 구성되는 빌트인 홀더 시설에 의한 라이트가이드 또는 광파이버(10)을 위한 액세스(21)를 도시한다. 도 3c(전면도)는 라이트가이드 또는 광파이버(10), 텅(22) 및 스크류(22S), 기계식 스위치 홀더(37) 및 스위치 키 레버(38)를 위한 액세스(21)를 도시한다. 도 3b 및 3C는 이러한 결합된 스위치 어셈블리(90)가 이를 표준 전기 박스 내부에서 연결 및 인스톨하기 위하여 제공하는 단순성과 용이성을 명확하게 증명한다.
이하에서 빌트인 홀더의 의미는 라이트가이드를 광 소자에 광학적으로 연결하기 위하여 광 액세스에 라이트가이드 또는 광파이버를 유지하고 고정하기 위한 구조의 부품 또는 부분 또는 영역을 나타낸다. 이는 광 액세스를 통하여 라이트가이드 케이블과 광 소자 사이의 광학적 연결을 인스톨하기 위하여, 라이트가이드를 라이트가이드 커플러 바디에 부착하기 위한 분리되고, 부착되고, 사용되는 스냅-온(snap-on) 플러그 및/또는 적어도 하나의 구조가 될 수 있는 부착식 홀더의 의미와 대조된다.
도 4a는 조명 기구와 같은 가전기기를 포함하는 AC 또는 DC 가전기기를 온-오프 스위칭하기 위하여 공지된 OCMOSFET(60)(optocoupled MOSFET) 상시 오프(비전도성) 스위칭 회로를 도시한다. 도 4a의 OCMOSFET 스위치(60)는 LED(61)가 켜졌을 때 게이트 커패시터(미도시)를 게이트 소스 전압으로 충전하고, 전도하기 위하여 MOSFET를 온으로 스위치하기 위한 광기전성(photovoltaic) 셀과 합체되는 공지된 표준 온-오프 스위치이다. OCMOSFET(60)은 AC 또는 DC 전류를 가전기기에 운반하는 전기 회로를 개폐하기 위한 레버 작동 스프링 접점과 같이 일반적으로 사용되는 기계식 전기 스위치를 대체하는 SPST(single pole-single throw) 스위치로 의미될 수 있다.
도 4b의 OCMOSFET(60R)는 LED(61)가 켜지고 광기전성 셀(62R)을 조명할 때, OCMOSFET를 오프로 스위치하고 FET를 통한 전류 흐름을 차단하는 바이어스된 역 게이트 소스 전압으로 OCMOSFET의 게이트의 커패시턴스를 충전하기 위하여, MOSFET는 상시 온(전도성)이고, 광기전성 셀(62R)은 역으로 연결되는 예외를 갖는 도 4a의 회로와 유사하다.
진행 중인 미국 출원에서 공개된 것처럼, 홈 오토메이션을 위하여 사용되는 원격으로 작동되는 스위치는 트라이악(triacs)에 사용되는 SPDT(single pole double throw) 전자 스위치이다. SPDT 기계식 스위치에 따른 SPDT 전자 스위치의 조합은 직접 기계식 스위칭과 원격 제어 스위칭 모두에 의하여 AC 가전기기에 공급되는 AC 전류의 개폐를 보장하기 위하여 필요하다. 도 4c의 결합된 상시 개방 및 상시 폐로 OCMOSFET 스위치는 이러한 SPDT 배치(arrangement)를 위하여 제공된다.
도 4c의 스위칭 회로는 두 개의 결합된 OCMOSFET 스위치를 두 개의 트래블러 접점 (24, 23)을 경유하여 도시된 기계식 SPDT 스위치(30)에 연결한다. 두 개의 LED 스위치가 전원 온(또는 오프) 명령을 경유하여 켜질 때, 위에 설명한 것처럼 OCMOSFET(60)은 전도하기 위하여 온으로 스위치되고, OCMOSFET(60R)은 역 광기전성(photovoltaic) 셀(62R)의 음전하에 의하여 오프로 스위치된다. 이러한 회로 배치를 갖는 두 개의 결합된 OCMOSFET(60, 60R)은 완전한 SPDT 전자 스위치를 형성한다. 그러나, OCMOSFET(60, 60R)은 온-오프 스위칭 신호를 위하여 두 개의 입력 단자를 갖는 포토커플러 기기의 송신기(61)에 의하여 작동된다. 저전압 컨트롤 라인에의 연결을 위한 이러한 단자는 전기 월 박스(wall boxes) 내부에서 또는 AC 전원 라인 및 커넥션을 따라 시행될 수 없다. 따라서, OCMOSFET(60, 60R)은 수동 AC 전원 스위치(30)를 구비한 이러한 조합에 사용될 수 없다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c에서 도시된 라이트가이드 커플러-OCMOSFET 스위치(70, 70R, 80)는 수동-원격 AC 또는 DC 전원 스위치(90)를 형성하기 위하여, 도 3c의 전원 스위치(30)에 부착 및 결합될 수 있다.
광기전성(photovoltaic) 셀(62)을 켜고, 도 4a, 도 4b 및 도 4c에서 도시된 LED(61)를 대신하여, 도 5a, 도 5b 및 도 5c의 라이트가이드 또는 광파이버(10)는 광기전성 셀을 켜게 되고, 이에 의하여 OCMOSFET(70, 70R)을 온 또는 오프 스위치하기 위하여 위에 설명한 것처럼 게이트 커패시터를 충전한다. OCMOSFET(80)은 부착된 라이트가이드(10)를 향하여 양측이 광학적으로 중심이 일치되는, 듀얼 광기전성 셀(62. 62R)을 나타내는 듀얼 OCMOSFET을 갖는 솔리드 스테이트(solid state) 패키지의 결합된 SPDT 회로이다. 이러한 배치에 의하여, 기계식 SPDT 스위치(30)를 포함하는 도 5c에서 도시된 조합 스위치 회로(90)는 라이트가이드 또는 광파이버(10)에 더하여 단지 두 개의 전원 와이어 AC 메인(32) 및 부하(33)에 의하여 도 3a, 도 3b 및 도 3c에서 도시된 것처럼 간단하게 연결될 수 있는 것은 명백하다.
라이트가이드 커플러(80)의 세 개의 단자(23, 24, 25)는 도 3a, 도 3b 및 도 3c에 도시된 것처럼 간단하게, 전체적인 상호 연결 및 전기적 연결을 완성하도록 핫 라인 또는 소스를 위한 커넥터(34), 트래블러 1을 위한 커넥터(35) 및 트래블러 2를 위한 커넥터(36)에 매치된다.
비록, 도 5c에서 도시된 커넥터(32)는 라이브 AC에 연결되고 스위치 폴 단자(33)는 부하에 연결되나, 라이브 AC 또는 핫 라인과 부하는 역으로도 가능하다. 그러므로, 이후 및 청구항에서 라이브 AC, 핫 라인, AC 메인 및/또는 부하를 스위치 폴(33) 및 단자(25, 34, 스위치 단자(32)로의 연결)에의 의미에 대한 참조는 상호 호환적이고, 여기서 라이브 AC, AC 메인 또는 핫 라인은 부하로써 읽어질 수 있고, 반대의 경우도 마찬가지이다.
도 5a 및 도 5b의 OCMOSFET(70)은 단순한 구조와 유사하게 AC 핫 라인(32), 부하(33) 및 라이트가이드(10)에 연결될 수 있고, 원격으로 제어될 수 있다. 비록 이러한 셋업은 도 5c의 스위치 셋업(90)에 의해 제공되는 병렬(parallel) 수동 스위칭 능력(capability)을 제공하지는 않으나, 도 5a 및 도 5b에서 도시되는 OCMOSFET(70, 70R)는 본 발명의 라이트가이드를 경유하여 작동되는 완전하게 원격으로 제어되는 전원 스위치이다.
도 6a는 기계식 SPDT 스위치(30)를 두 개의 분리된 OCMOSFET, 즉 듀얼 가이드라이트(10)를 경유하여 제어되는 상시 폐로 형태(70) 및 상시 개방 형태(70R)에의 어셈블링(92)를 나타낸다. 이러한 배치에서, 두 개의 가이드라이트(10)는, 병렬로 연결되고 함께 켜지는 두 개의 LED(미도시)와 같이 동시에 켜지는 광 신호를 공급받아야 한다. 택일적으로 켜지는 두 개의 LED(미도시) 및 두 개의 라이트가이드(10)을 경유하여 두 개의 상시 개방 OCMOSFET 스위치(70) 또는 두 개의 상시 폐로 OCMOSFET 스위치(70R)를 어셈블하고 결합된 SPDT OCMOSFET 스위치를 작동하는 것은 이와 유사하게 가능하고, 여기서 하나의 LED 가 켜질 때 다른 것은 꺼지며, 반대의 경우도 마찬가지이다.
기계식 SPDT 스위치(30)에의 두 개의 OCMOSFET 스위치(70, 70R)의 다른 조합(94)은 도 6b에 도시된다. 이러한 셋업에서 각각의 OCMOSFET의 광기전성(photovoltaic) 셀(62, 62R)은 광 액세스(9) 내의 광 렌즈(64) 또는 프리즘(미도시)을 경유하여 싱글 라이트가이드(10)가 제어 신호를 두 개의 개별적 패키지(70 또는 70R)로 향하게 할 수 있는 것과 같이 위치된다.
위의 내용으로부터, 도 5a 및 도 5b에서 도시된 상시 개방 또는 상시 폐로의 개별적 OCMOSFET 스위치는 라이트가이드(10)를 경유하여 원격으로 작동될 수 있으며, 도 5c에서 도시된 결합된 반도체 패키지는 싱글 라이트가이드 케이블(10)을 경유하여 SPDT 셋업에서 작동될 수 있음은 명확하다. 또한, 두 개의 개별적 OCMOSFET 스위치(70,70R) 패키지는 수동 스위치(30)에 결합될 수 있고, 도 6a에서 도시된 것처럼 두 개의 라이트가이드(10)를 경유하여 및 도 6b에서 도시된 것처럼 싱글 라이트가이드(10)를 경유하여 작동될 수 있음은 명확하다.
위에 설명한 것처럼, 어떠한 전류 센싱 정보를 갖지 않는 SPDT 기계식 스위치에 원격으로 작동되는 SPDT OCMOSFET 스위치의 조합은 혼란을 야기할 수 있다. 수동 스위치는 스위치되는 트래블러 단자 1 또는 2로 정보 또는 데이터를 생성하지 않고, 따라서 연결된 가전기기의 실제의 온-오프 상태를 식별하는 것은 불가능하다. 이러한 전류 드레인 또는 상태 정보 없이 원격 컨트롤러는 업데이트하지 않으며, 이는 가전기기를 절대로 온 또는 오프 스위치 할 수 없다.
이러한 이유로 라이트가이드(10)를 경유하여 반송된 데이터를 컨트롤러에 공급하기 위하여, 전류 센서를 라이브 AC 라인에 삽입하는 것이 필요하다. 도 7a에서 도시된 전류 센서(27) 및 도 7b에서 도시된 전류 센서(67)는, 전원 와이어를 통하는 전류에 의해 생성되는 자기장을 감지하기 위한 홀(hall) 센서를 사용함에 의한 또는 참조된 특허 출원에서 설명된 추론에 의한 AC 전류 센서가 될 수 있고, 또는 광 상태 신호를 컨트롤러에 송신하기 위하여 도 7a의 LED(26) 및 도 7b의 LED(66)로 전류 드레인 데이터 또는 신호를 출력하기 위한 다른 전류 센서일 수도 있다.
도 7a의 LED(26)는 전용의 일방향(반송된 데이터) 라이트가이드(10)를 경유하여 전류 상태를 컨트롤러(미도시)로 송신하고, 반면에 도 7b의 LED(66)는 렌즈(64)를 경유하는 전류 상태 신호를 양방향 신호를 전파하는 라이트가이드(10)에 송신한다.
전류 상태를 송신하기 위한 전류 센서 및 LED는 예를 들면 도 7b의 LED(66) 등, 각각의 OCMOSFET 스위치 내의 구조화된 반도체 회로일 수 있으며, 광 액세스 내의 물리적인 위치로 구성될 수 있으며, 라이트가이드와 함께 광 라인에 있을 수도 있다. LED(66)과 유사한 두 개의 LED는 액세스 내에 위치될 수 있으며, 전류 센서가 각각의 결합된 OCMOSFET(70+70R) 반도체 구조의 집적된 부분일 때, 액세스 및 라이트가이드와 일렬로 될 수 있다. 도 5c의 SPDT OCMOSFET(80)에도 동일하게 적용된다. 이러한 배치에서, 전류 센서와 전류 상태 LED 송신기를 포함하는 전체 SPDT OCMOSFET은 도 3a, 도 3b 및 도 3c에서 도시된 것처럼 수동 스위치(30)에 결합, 플러그 또는 부착될 수 있는 집적 회로(80)로 패키지될 수 있으며, 도 12a 내지 도 12f에 도시된 것처럼 수동 스위치로 구성될 수 있으며, 에러 없이 병렬로 수동 및 원격으로 작동될 수 있음은 명백하다.
렌즈(64)를 대신하여 하프 미러(half mirror) 구조 또는 편광된(polarized) 필터 또는 주어진 광 밴드를 갖는 필터 또는 특정 파장 광 필터와 같은 프리즘이 사용될 수 있다. 유사하게, 서로 다른 파장 송신기는 광 송신 신호를 수신한 광 신호와 구별하기 위하여 사용될 수 있다.
주어진 밴드 및/또는 주어진 특정 파장 내에서 주어진 광 송신을 인도하고(direct), 분산시키고(disperse), 여과(filter)하기 위하여 공지된 서로 다른 방법들이 있으며, 이러한 방법 및 기술 중 어떤 것은 싱글 라이트가이드를 경유하여 양방향 신호를 전파하기 위하여 패키지된 OCMOSFET 스위치로 적용되고 구성될 수 있다. 도시된 렌즈(64)는 싱글 라이트가이드를 경유하여 컨트롤러로 전류 상태를 송신하고 온-오프 명령을 수신하는 동안, 간단한 플러그인 SPDT OCMOSFET 패키지가 전원 및 부하 라인에 개별적으로 연결되는 수동 SPDT 스위치 또는 SPST OCMOSFET의 부착을 위하여 구성될 수 있는 것과 같이, 반도체 패키지에 내장된 몰드된(molded) 플라스틱 또는 실리콘 구조가 될 수 있다.
다른 스위칭 기기는 공지된 트랜지스터, 사이리스터, 다이악 및 트라이악 등 다양한 구성을 포함하는 본 발명의 라이트가이드 커플러에 패키지되고 사용될 수 있다. 회로를 스위칭하는 트라이악은 여기에 참조되어 포함된 미국 특허 출원 12/236,656 에서 모두 설명되었다. 비록, 회로는 전자 스위치 또는 디머(dimmer)에 다른 구성을 어셈블하기 위하여 블록 다이어그램으로 도시되었으나, 트라이악 회로는 다이악으로부터 공통적으로 공급되는 제로 크로싱 트리거(zero crossing trigger)에 의해 작동되는 공지된 회로이다. 이러한 다이악 및 트라이악은 포토커플러 패키지에 포함되는 것으로 공지되어 있고, 본 발명의 라이트가이드 커플러에도 유사하게 포함될 수 있다.
유사한 AC 또는 DC 스위칭 회로는, 본 발명의 라이트가이드 커플러의 반도체 구조 내에 포함된 광기전성(photovoltaic) 셀로부터 공급될 수 있는 게이트를 통하여 트리거되는 공지된 사이리스터를 사용할 수 있다. 동일하게는, DC 전원 라인을 온-오프 스위치하기 위하여 및/또는 전류와 부하를 제어하기 위하여 달링턴(Darlington) 및 다른 전원 회로에서 작동하는 광 트랜지스터에도 적용될 수 있다.
트라이악, 다이악, 사이리스터 및 트랜지스터를 위한 회로는 도시되지 않았으나, 모두 공지되어 있다. MOSFET 스위치의 공개는 본 발명의 바람직한 실시예에서 본 발명의 확장에 대하여 명확하게 설명하고 있는 것처럼 다른 전원 스위칭 장치에도 적용될 수 있다.
상기의 및 이후에 참조되는 라이트가이드와 광파이버의 의미는 유사하거나 또는 동일한 것 중 하나이다. 라이트가이드 및 광파이버는 이들의 양측 의미에 적용되는 광 전파 및 전파 계산에 기초한 전체적인 내부의 반사에 의하여 광을 전파한다. 그러나 실제에서의 의미는, 서로 다른 케이블 구조, 물질 및 파이버 코어와 클래딩의 두께 또는 직경을 위하여 사용된다. 그러므로, 비록 두 개의 의미는 상기 및 이후에서 이처럼 반복되나, 상기 및 이후와 청구항에서의 "광파이버"의 의미는 "라이트가이드", "플라스틱 광파이버"(POF:plastic optical fiber)로 공지된 케이블 및 250㎛ (0.25mm /0.01inch) 또는 이보다 큰 코어 직경을 갖는 광파이버 케이블을 나타낸다.
매우 먼 거리와 전세계적 고속 통신에 사용되는 광파이버는 스텝 인덱스 파이버, 그레이디드 인덱스 파이버 및 싱글 모드의 세 가지 타입으로 구성되어 있다. 스텝 인덱스 파이버의 코어 직경은 200㎛이고, 이는 저속 통신 및 백 미터 남짓의 짧은 거리에서 사용될 수 있으며, 지금도 드물게 사용된다. 비록 직경 100㎛ 보다 더 두꺼운 코어를 갖는 것도 유용하나, 대중적인 파이버는 50㎛ 또는 64㎛의 직경의 코어를 갖는 멀티 모드 케이블 또는 그레이디드 인덱스 파이버이다. 멀티 모드 파이버는 1km 또는 2km 이상의 거리에서 사용되나, 실제로는 1km 미만의 짧은 거리에서 사용된다.
고속 통신을 위하여 사용되는 파이버는, 수십 및 수백 km의 먼 거리에 걸쳐 광 신호의 전파를 가능하게 하는 8㎛(10㎛ 보다 작은)의 코어 직경을 갖는 싱글 모드 파이버이다.
멀티 모드 파이버가 광 신호를 생성하기 위하여 LED를 사용하는 반면에, 싱글 모드 파이버는 광 신호 생성을 위하여 고비용의 레이저만을 사용한다. 게다가, 멀티 모드 및 싱글 모드 파이버 양측의 매우 얇은 코어는 인스톨(installation), 와이어링(wiring) 및 어셈블링(assembling)하는 동안에 적합하게 하기 위하여 비용과 시간이 소요되는 고정밀의 파이버 말단 및 커넥터를 요구한다.
멀티 모드 및 싱글 모드 파이버의 다른 중요한 항목은, 수 마이크론(마이크로미터) 크기의 파이버 코어 때문에 이들이 전파하는 광량이 매우 적다는 것이다. 동일한 이유로, 멀티 모드 및 싱글 모드 파이버는 광학 트랜스임피던스(transimpedance) 증폭기 패키지로 함께 패키지될 수 있는 트랜스임피던스 증폭기와 함께 공지된 고속 핀 다이오드와 같은, 매우 민감하고 비용이 드는 수신 소자를 요구한다. 유사하게, LED 및 레이저는 광 투과 정확도를 향상하기 위하여 광파이버(피그테일)에 결합(접착되거나 기계적으로 부착)된다. 이러한 파이버 결합 레이저 패키지는 쿨러 및/또는 다른 기기 및 회로를 포함할 것이다.
또한, 플라스틱 광파이버(POF)로 의미되는 보다 두꺼운 코어의 라이트가이드는, 인체 내의 장기의 사진을 찍기 위한 외과 및 비외과의 파이버 스코프와 같은 의학 장비의 조명을 위하여 광범위하게 사용된다. 보다 두꺼운 광파이버는 저속 통신을 위한 100m, 중속(300kb/s) 통신을 위한 50-60m 및 고속 통신을 위한 10-20m의 실제의 길이로 라이트가이드의 사용을 제한하는 0.5dB/m까지, 보다 높은 감쇠량(attenuations)을 갖는 스텝 인덱스 파이버 타입에 속한다.
그러나, 보다 큰 코어 직경은 보다 많은 광을 전파하고, 따라서 저비용의 포토 레지스터, 포토 다이오드, 포토 다이악, 포토 트랜지스터 및 광기전성(photovoltaic) 셀에 사용될 수 있다. 큰 코어 직경(2.0mm 또는 그 이상/0.1 inch) 때문에, 라이트가이드를 수신기의 광 민감 표면(photo sensitive surface)에 정렬하는 정밀도는 싱글 모드 또는 멀티 모드 광파이버 커넥터에서 치명적인 마이크론 단위의 정밀도를 요구하지 않는다. 이는 광 신호를 라이트가이드에 공급하는 LED에도 동일하게 적용된다. 또한, LED를 라이트가이드와 짝을 이루는 것은 엄격한 정밀도를 요구하지 않으며, 마이크론 단위의 정밀도는 LED에 의해 방출되는 광을 액세스하는 라이트가이드의 위치에 치명적이지 않게 된다.
두꺼운 코어 라이트가이드 및 플라스틱 광파이버는 보다 많은 광을 보다 큰 광 포토 센서 표면을 갖는 수신기로 전파하고, 따라서 매우 높은 민감도 및 멀티 모드와 싱글 모드 광파이버에 사용되는 고비용의 수신기와 송신기를 요구하지 않는다. 커넥터, 라이트가이드에의 동일한 적용은 높은 정밀도의 커넥터를 요구하지 않으며, 라이트가이드는 커넥터가 전혀 없거나, 또는 케이블 말단을 패키지된 반도체의 광 액세스로 고정하기 위하여 간단한 기계식 스냅온(snap-on) 커넥터 또는 케이블 홀더를 갖는 본 발명의 반도체 패키지에 부착될 수 있다. 게다가, 멀티코어 라이트가이드는 어떠한 "멀티 핀"(multi pin) 커넥터 및 이와 유사한 것을 요구하지 않고, 간단한 기계식 부착에 의하여 라이트가이드 커플러의 멀티 입력, 출력 및 양방향 액세스에 삽입될 수 있는 평평하고 둥근 케이블에 유용하다.
다른 이점은 추가적인 래핑(lapping) 또는 폴리싱(polishing)을 요구하지 않고, 예리한 나이프 또는 기요틴(guillotine) 스타일 커터에 의해 자를 수 있는 보다 부드러운 물질인 PMMA 또는 과플루오르화(perfluorinated) 폴리머 즉, 코어 라이트가이드의 플라스틱 물질이다. 부드러운 코어는, 전체적으로 반복하여 케이블을 벤드(bend)하는 것이 인스톨러에게 강요되는 다수의 구획 및 벽을 갖는 아파트 및 건물에서 유용한, 5mm(0.2 inch) 만큼 작은 반경으로 라이트가이드의 예리한 벤딩(bending)을 제공한다. 이는 더 단단한 광파이버에 기초한 실리카(silica) 또는 다른 유리 물질이, 케이블 말단의 래핑 및 폴리싱을 요구하고, 고가의 정밀한 커넥터에 피팅될 것을 요구하고, 길게 연장된 통신 네트워크에 어떠한 문제도 제기되지 않는 최소 50mm(2inch) 의 반경으로 부드럽게 벤딩될 것을 요구하는 것과 명확하게 대조된다. 그러나, 멀티 모드 또는 싱글 모드 광파이버 케이블을 밀집된 표준 월 전기 박스(standard wall electrical boxes) 내부에서 스위치에 연결하는 것은 문자 그대로 불가능하다.
게다가, 눈으로 볼 수 없는 850nm, 1350nm 및 1,550nm 이상의 밴드(band)에서 파장을 갖는 IR 신호를 전파하는 광파이버와 대조적으로, 라이트가이드 및 플라스틱 광파이버는 가시광선을 전파하기 위하여 고안된다. 비록, 라이트가이드는 넓은 광 신호 스펙트럼(UV로부터 IR까지)을 전파하지만, 라이트가이드의 피크 전파 또는 최소로 약화된 파장은 650nm 또는 적색광 영역이다. 이는 광 컨트롤 및 통신 신호를 컨트롤러로/컨트롤러로부터, 제어 신호 컨버터로/제어 신호 컨버터로부터 및 라이트가이드 커플러 패키지 반도체 사이에서 송신하기 위한 송신기와 같이, 저비용의 고휘도 적색 LED 소자의 사용을 가능하게 한다.
상기 설명으로부터, 저속 통신을 위하여 100m(330feet) 보다 적은 길이를 가지며, 벽에 또는 벽을 따라 연장된 케이블을 갖는 가정, 주택, 사무실과 작은 영업장 및 공장에서 250㎛ 보다 큰 코어를 갖는 라이트가이드와 플라스틱 광파이버 또는 광파이버의 사용은, 전체적으로 정밀도 및 고비용을 포함하여 고속 통신을 위하여 길게 연장된 멀티 모드 및 싱글 모드 광파이버의 사용과 전체적으로 다르고, 본 발명의 라이트가이드 커플러와 함께 작동할 수 없음은 명확하다.
위에서 설명된 것처럼, 본 발명의 두 개 또는 그 이상의 라이트가이드 커플러를 연결하는 광 네트워크는 주요한 제한 요소가 되는 통신 속도와 함께 길이에 있어서 제한된다. 라이트가이드는 1 미터 길이(dB/m) 마다 및 코어 직경(mm)에 기초하는 감쇠량에 의해 특정된다. 보다 큰 코어 직경은 보다 많은 광을 통과시키고, 보다 작은 감쇠량을 제공하나, 보다 두꺼운 코어(향상된 스텝 인덱스)는 주파수 또는 통신 속도를 제한하고, 이런 이유로 감쇠량, 통신 속도 및 라이트가이드의 연장된 길이 사이는 균형이 이루어져야 한다.
게다가, 비록 짧은 거리는 저비용으로 광학적으로 연결될 수 있으나, 싱글 라이트가이드를 경유하여 양방향 광 신호를 전파하는 하프 미러, 필터 및 렌즈를 포함하는 프리즘과 같은 구조화된 광 소자의 사용은 케이블 비용뿐만 아니라 광 전파를 50% 또는 그 이상까지 감소시키고, 이에 의하여 프리즘 및 이와 관련된 광소자는 라이트가이드 네트워크 연장 길이를 더욱 감소시킨다.
이러한 이유로, 저속 통신을 요구하는 전기 스위치 미 가전기기를 제어하기 위하여 프리즘 및 싱글 라이트가이드를 사용하는 것이 선호될 것이다. 짧은, 16 미터(50ft) 까지의 네트워크를 위한 고속 양방향 통신을 제한하고, 아래에 설명된 것처럼 멀티코어 라이트가이드 커플러 및 케이블을 사용하여야 한다.
도 8a는 홀더(105, 110)와 함께 바람직한 실시예의 라이트가이드 커플러(100)의 분해도 및 내부 구조를 도시한다. 커플러(100)는 LED(3A, 3B)와 같은 두 개의 광 송신기 및 포토 다이오드 또는 포토 트랜지스터(4A, 4B)와 같은 두 개의 광 수신기를 포함하여 구성되는 듀얼 양방향 커플러이다. 우측의 쌍(3B, 4B)은 우측의 핀(5B)에 연결되는 반면에, 좌측의 쌍, 즉 송신기(3A) 및 수신기(4A)는 좌측의 핀(5A)에 연결되는 것으로 도시된다. 각각의 일측에는 단지 세 개의 핀(5A, 5B)이 도 8a 내지 도 8c에 도시되어 있으나, DIP(dual in line)로 알려진 각각의 일측에 8개 또는 10개의 핀과 같이 어떤 개수의 핀도 삽입될 수 있으며, 싱글 라인 핀이 전면이나 후면 또는 전면과 후면 모두에 삽입될 수 있다. 택일적으로 핀은 도 2a에서 도시된 것처럼 패키지의 후면에 삽입될 수 있다. 핀의 수는 커플러(100) 내부에 도시된 구조화된 반도체 회로(101)를 위하여 필요한 접점 또는 연결을 수용하여야 한다.
비록 송신기(3A, 3B) 및 수신기(4A, 4B)는 핀(5A, 5B)에 연결된 것으로 도시되었으나, 송신기가 내부의 드라이버 및/또는 수신기로부터의 신호에 의해 구동될 때, 생성된 신호는 주어진 내부의 패키지된 회로에 공급되고, 송신기나 수신기 또는 양측은 반도체 패키지 회로(101)에 및 비필수적으로 핀에 내부적으로 연결될 것이다. 그러나, 광 송신기 및/또는 수신기는 내부 회로와 핀 양측에 연결될 수 있고, 및/또는 송신기와 수신기는 내부의 반도체 구조화 회로 자체의 부분이 될 수 있으며, 어떠한 분리된 전기적 연결을 전체적으로 요구하지 않는다.
구조화된 반도체 회로(101)는 매우 잘 알려진 집적된 반도체 구조이고, 이는 본 발명의 적어도 하나의 라이트가이드 또는 광파이버를 통하여 이를 커플링하기 위한 다이오드, 다이악, 사이리스터, 트랜지스터, FET, MOSFET 및 스위치로 불리는 싱글 기기 회로와 같은 단순 회로 및/또는 CPU(central processing unit), DSP(digital signal processer), 전류 센서, 전류 데이터 프로세서, 증폭기, 드라이버, 버퍼, 디스트리뷰터, 컴펜세이터, 리미터, 컴퍼레이터, 필터, 모듈레이터, 디모듈레이터, 인코더, 디코더, 타이머, 오실레이터, 클락, 믹서, RF 송신기, RF 수신기, RF 트랜시버, 허브, 루터 및 이들의 조합과 같은 복합 회로 및/또는 다른 공지된 회로 및/또는 장래에 개발될 다른 회로를 예로서 포함하여 구성되는 공지된 전기적 패키지 회로일 수 있다.
나아가, 도 8a는 광 송신기(3A, 3B) 및 수신기(4A, 4B)로 광 링크를 제공하기 위한 4 개의 액세스(9)와 스크류(102)를 사용하여 홀더(105)를 라이트가이드 커플러(100)에 부착시키기 위한 기계식 바(103)를 도시한다. 빌트인 홀더이며, 라이트가이드 커플러 패키지 자체의 내부에 구성되며, 액세스(21)를 수반하는 도 3b 및 도 3c에서 도시되는 홀더(22)와 대조적으로, 홀더(105)는 부착식 홀더이다.
부착식 홀더(105)는 라이트가이드 커플러(100)에 부착되도록 분리된 구조를 갖는다. 도 8a의 홀더(105)는 4 개의 액세스를 4 개의 인렛(inlets)(106)에 정렬하기 위하여 및 라이트가이드(10)를 광 송신기와 수신기(3A, 3B, 4A, 4B)에 부착하기 위하여, 액세스(9)의 돌출된 링 또는 컨벡스(convex)에 알맞은 4 개의 후면의 둥근 컨케이브(concave)와 함께 도시된다. 비록 컨케이브(106R)는 홀더 내부의 모양으로 도시되고, 돌출된 링은 라이트가이드 커플러(101)로부터 돌출되어 도시되었으나, 링 및 컨케이브는 역으로도 가능하고 또는 전혀 필수적이 아닐 수도 있다. 각각의 부분에서 포지셔닝 홀(positioning holes)로 삽입되는 작은 하나 또는 두 개의 구조화된 핀은 보다 정밀하게 할 수 있다. 이와 유사하게, 홀더를 패키지된 라이트가이드 커플러에 대하여 정밀하게 위치하기 위하여 프레임 또는 보더 가이드가 사용될 수 있다. 복수의 스크류 또는 접착제와 같은 물질을 포함하여, 홀더(105)를 라이트가이드 커플러에 결합 또는 부착하는 다양한 방법이 있다.
4 개의 인렛(106)의 4 개의 전면(106F)은 원형의 바이스(111)를 사용하여 라이트가이드(10)를 위치에 고정하기 위하여 컨케이브된 콘(cone)의 형태를 갖는다. 도 8b에서는 바이스의 형태를 갖는 두 개의 돌출된 바이스(111)를 각각 갖는 고정 플러그(110)로 또한 의미되고, 컨케이브된 콘(106F)에 대하여 라이트가이드 또는 광파이버(10)를 고정하는 두 개의 홀더(110)의 후면이 도시된다. 도 8a에서 도시된 홀더 또는 고정 플러그(110)의 정면도 및 도 8b에서 도시된 배면도는 고정 플러그(110)를 홀더(105)의 스터드(107)에 고정시키는 스크류(112)를 사용하여, 고정 플러그 또는 홀더(110)에 의해 라이트가이드(10)를 액세스(9)에 부착하는 간편성을 대표적으로 나타낸다.
도 8c는 위에서 설명된 것처럼, 액세스의 돌출된 링(9)을 수용하는 인렛(106R)의 후면 컨케이브에 스크류(112)에 의하여 홀더(105)를 부착하는 라이트가이드 커플러(100)의 단면도를 도시한다. 홀더나 고정 플러그(110), 스크류(112) 및 라이트가이드(10)는 삽입되기 위하여 준비되는 것으로 도시된다. 플러그(110)의 부착에 앞서, 바이스(111)는 풀리게 되고, 라이트가이드(10)는 자유롭게 삽입될 수 있게 된다. 도 8d는 라이트가이드 및 컨케이브된 콘(106F)에 대하여 압력을 받는 바이스(111)에 의해 고정되는 라이트가이드에, 스크류에 의하여 부착되고 고정되는 홀더(110)를 도시한다. 라이트가이드(10)는 완벽한 광 링크로, 광 송신기(3) 표면 및 광 수신기(4) 표면에 문자 그대로 접촉(얇은 프로텍션을 통해)하도록, 계속 밀어 넣어진다.
도시된 라이트가이드 커플러(100)는 송신기(3A)로부터 광 출력 액세스가 위의 액세스가 되고, 수신기(4A)로의 입력 광 액세스가 아래의 액세스가 되도록 송신기(3A)와 수신기(4A)가 수직으로 위치하는 것처럼, 각각의 광학적 쌍으로 구성된다. 이러한 셋업 또는 배치는 역으로도 가능하고, 유사하게 입력 및 출력 쌍은 라이트가이드 커플러(100)의 좌측 및 우측으로 수평하게 구성 및 배치할 수 있다. 이러한 수직 또는 수평의 배치는, 많은 라이트가이드 커플러를 수평 또는 수직의 광 허브, 루터, 컨트롤러 및 디스트리뷰터의 간단하고 편리한 제조를 위하여 제공되는, 도 9b에서 도시된 것처럼 인-아웃 광 액세스 배열로 결합하는 것을 가능하게 한다.
도 9a는 스크류(112)에 의해 위치하도록 고정되는, 홀더(105, 110)와 함께 및 4 개의 라이트가이드(10)와 함께 라이트가이드 커플러(100)를 도시한다. 비록, 라이트가이드 또는 광파이버 케이블(10)의 실제적인 두께 또는 직경은 2mm 내지 3mm와 같이 작고, 라이트가이드(100)의 전체적인 실제 크기는 홀더(105)가 약 20mm의 폭 및 22mm의 높이(1inch 보다 작은)가 될 수 있도록 작으나, 부품 사이즈의 소형화 경향 역시 언급되어야 한다.
라이트가이드 및 광파이버는 서로 다른 멀티코어 케이블 조합으로 생산되거나, 다듬어지고 및/또는 형상화되고 또는 번들된 멀티코어 셋업으로 결합될 수 있다. 기요틴 커터, 케이블 트리머 및 쉐이퍼(미도시)와 같은 서로 다른 수공구는 보다 부드러운 라이트가이드 및 보다 경직된 광파이버 케이블의 향상된 커팅, 트런케이팅, 트리밍, 쉐이핑 및 번들링을 위하여 제공된다. 2개, 3개, 4개, 6개 및 그 이상의 코어와 같은 멀티코어 구조의 라이트가이드는, 멀티 일방향 광 신호 분배와 제어를 위하여 및/또는 이들의 멀티 양방향 적용과 조합을 위하여, 보다 작은 사이즈의 멀티코어 라이트가이드 홀더 및 보다 큰 규모의 라이트가이드 커플러의 디자인 및 제조가 가능하도록 제조되고 유용하다.
도 9c는 보다 작은 사이즈를 가지며, 듀얼 인-아웃 광학적 쌍의 통신을 위해 제공되는 라이트가이드 커플러(200)에 부착되는 홀더(205)와 함께 듀얼 코어 라이트가이드 케이블(12)을 도시한다. 핀(205)은 홀더를 갖는 표면 실장 솔더 접점이며, 두 개의 고정 플러그(210)는 라이트가이드의 종단 및 부착 프로세스를 반으로 감소시킴에 의하여 어셈블리의 높이를 제한하고 연결을 간단하게 하는 것이 가능하도록 보다 짧다.
도 9d는 너비와 높이에서 보다 작은 크기를 갖는 라이트커플러(400) 및 홀더(405)에의 부착을 통하여, 듀얼 인-아웃(in-out), 4 개의 아웃(out) 또는 4 개의 인(in) 광 신호 전파를 위한 4 개의 코어를 갖는 멀티코어 라이트가이드 케이블(14)를 도시한다. 또한 여기에서, 전기적 접점(205)은 IC 또는 다른 패키지를 표면 실장하기 위하여 사용되는 것처럼 표면 솔더 단자 또는 접점이다. 홀더(205, 405)의 양측의 인렛(206, 406)은 듀얼코어 및 4 개의 코어의 피치(pitch)에 상응하는 보다 작은 피치로 구성된다. 피치 및 인렛은 평평하거나 둥근 케이블 및 다른 주어진 형태와 같은 멀티코어 라이트가이드 케이블의 서로 다른 모양, 사이즈 및 피치에 대응 또는 상응하게 구성될 수 있다. 이는 라이트가이드 커플러(200, 400) 구성에 동일하게 적용되고, 라이트가이드 커플러는 주어진 멀티코어 라이트가이드 케이블의 피치, 사이즈 및 형태에 상응하게 제조되거나, 라이트가이드 제조자가 준수하는 표준 사이즈를 제공하도록 제조될 수 있다.
도 9c 및 도 9d의 바이스(211, 411)를 갖는 홀더(210, 410)는 도 8a 내지 도 8d에서 도시된 바이스(111)과 유사하지만, 듀얼코어(12) 및 4 개의 코어(14)의 라이트가이드 케이블을 고정하기 위하여 사이즈되고, 따라서 컨케이브된 콘의 형태를 갖는 전면의 컨케이브된 콘(206F, 406F)은 완전한 원형의 형태를 갖지 않는다. 스크류(112)는 스터드(207, 407)로 홀더 또는 고정 플러그(210, 410)를 고정하는 것으로 도시되나, 스크류를 대신하는 고정 후크, 바 및 다른 고정 구조의 다양한 형태가 사용될 수 있다. 도 10a 및 도 10b는 이러한 간단한 셀프-락 또는 스냅-온 플러그(18)을 도시한다. 미국 특허 출원 12/236,656 은 라이트가이드를 위한 다른 고정 및 결합 시설을 공개하고 있고, 이는 여기에 참조하여 포함되어 있다.
도 10a는 광 전류 상태와 드레인 신호를 수신하기 위하여 및 비디오 인터폰 모니터, 쇼핑 터미널 또는 전용 컨트롤러를 포함하는 주택의 오토메이션 컨트롤러의 트위스트된 쌍 네트워크(128)를 경유하여 전환된 신호를 전파하기 위하여 신호를 전기적 신호로 전환하기 위하여, 라이트가이드 커플러-데이터 수신기(120)의 결합된 전기 및 광 회로 다이어그램을 도시한다. AC 또는 DC 아웃렛을 통한 전기 가전기기의 작동 및 제어는 주어진 전기 아웃렛 및 연결된 전기 가전기기의 식별을 명령한다. 이러한 데이터베이스는 거주자가 가전기기를 옮기고, 가전기기의 전기 연결을 임의로 바꾸기 때문에, 건물이 설계되었을 때 및 전기 시스템이 구축되었을 때에 생성될 수 없다. 반면에, 모든 전기 아웃렛에 전류 센서를 인스톨하는 것은 비용이 많이 들고, 뿐만 아니라 주택이나 사무실 또는 공장의 모든 방 또는 구역에서 서로 다른 가전기기의 임의의 연결을 갖는 오토메이션 데이터베이스를 업데이트하는 것은 매우 복잡하다.
상기의 이유로, 가전기기의 작동을 위하여 전류 데이터 수신기(120)에 전원을 공급하는 저전압 네트워크를 갖는 오토메이션 컨트롤러에 전류 드레인 및/또는 가전기기의 상태를 전파하기 위하여, 홈 오토메이션 시스템의 저전압 네트워크(128)와 접속되는 복수의 광 입력을 갖는 라이트가이드 커플러-전류 데이터 수신기를 인스톨하는 것은 보다 비용이 저렴할 것이다. 도 10a에 도시된 전류 데이터 수신기(120)는 싱글 라이트가이드(10)에 광 링크를 제공하기 위하여 싱글 광 수신기(4) 및 싱글 액세스(141)와 함께 라이트가이드 커플러(121)을 포함한다. 그러나, 도 10b 및 도 10c의 전류 데이터 수신기(120U, 120E)의 라이트가이드 커플러는 도 8a의 커플러(100)과 유사한 구성을 갖는 4 개의 입력 수신기를 도시한다.
전류 데이터 수신기(120)의 커플러(121)는 저전압 네트워크 또는 통신 라인(128)을 통하여 수신된 데이터를 프로세싱 및 가전기기의 상태 및/또는 전류 드레인 데이터를 통신하기 위하여 전류 데이터 프로세서 또는 CPU 또는 DSP와 메모리(122)를 포함한다. CPU(122)의 메모리는 주택, 사무실 또는 워크샵의 방 또는 구역 및 전류를 드레인하는 가전기기 또는 부하의 상세 또는 항목을 식별하는 데이터를 저장하기 위하여 사용된다. 식별 데이터는 CPU에 직접적으로 또는 저전압 통신 라인(128)을 경유하여 홈 오토메이션 컨트롤러로부터, 도 10d에서 도시된 것처럼 액세스(141)를 통하여 광 송신기(500)로부터 로드될 수 있다. 그렇지 않으면, 이러한 데이터는 진행 중인 미국 특허 출원에서 공개된 것처럼 디지털 로터리(rotary) 스위치를 경유하여 세트(set)될 수 있다.
도시된 저전압 네트워크(128)는 또한 전원을 이와 접속된 네트워크 기기로 운반하고, 전원을 추출하고 추출된 전원을 라인(128P)을 경유하여 라이트가이드 커플러(121)로 공급하기 위한 DC 추출기(125)를 경유하여 라이트가이드 커플러(121)에 접속된다. 추출 회로(125)의 상세한 내용은 진행 중인 미국 특허 출원에 공개되어 있다.
도 10b는 텔레비전 셋(148)에 전원을 공급하기 위한 미국 표준 전기 아웃렛(142), 전기 월 박스(146) 및 AC 플러그(149)를 도시한다. AC 전류 센싱 어댑터(149)는 도 8a에서 도시된 커플러와 유사하나 싱글 송신기로 구성된 라이트가이드 커플러 및 전류 상태 송신기(3)을 포함한다. 전류 센서는 마그네틱 홀 센서 또는 유도 트랜스포머 또는 진행 중인 미국 특허 출원에서 공개된 코일 또는 도 8a의 101과 같은 커플러 회로의 반도체 구조가 될 수 있다. 커플러의 송신기 또는 LED(3)는 도 10b에서 도시된 액세스(141)를 경유하여 광학적으로 연결된다. 전류 센서 어댑터는 전원 아웃렛을 연속적으로 연장하고(142를 147로), 텔레비전 셋이 온으로 스위치될 때, 전류 센싱 어댑터는 전류 드레인을 감지하고, LED를 켜고, 특정 전류 드레인 정보를 갖는 데이터를 생성할 것이다.
라이트가이드 케이블(10)은 라이트가이드(10)를 액세스(141)에 고정하고 결합시키기 위한 스냅-온 플러그로 된, 홀더(18)를 사용하는 액세스(141)를 경유하여 전류 센싱 어댑터에 부착된다. 라이트가이드(10)의 다른 말단은 스크류(112)를 죄임에 의하여, 위에 설명된 홀더 또는 고정 플러그(110)를 경유하여 전류 데이터 수신기(120U)의 4 개의 액세스 중 하나에 부착된다. 이는 전류 센싱 어댑터(140)와 전류 데이터 수신기(120U) 사이의 광 링크를 완성하게 된다.
정확히 동일하게, 이는 도 10c에 도시된 유럽 표준 전기 시스템에 적용된다. 도시된 부하 또는 기기는 스페이스 히터(158)이고, 이러한 기기는 추가 데이터의 프로세싱을 요구한다. 예를 들면, 히터(158)가 온으로 스위치되고 미리 정해진 온도에 도달할 때, 온도 조절기는 전원을 차단하게 되고, 시스템에는 어떠한 전류도 공급되지 않을 것이다. 이는 왜곡된 정보로써, 히터가 온으로 스위치되어 있는 반면에, 히터가 오프 상태에 있는 것처럼 식별될 것이기 때문이다. 이러한 이유로, 전류 데이터 수신기는 온 또는 오프 명령이 히터에 전파될 때마다 온-오프 명령이 업데이트되어야 한다. 이러한 데이터에 의해 시스템은 온도 조절 동작의 결과로서 전류가 흐르지 않는다는 것을 식별할 것이다.
도 10c에서의 또 다른 차이점은 모두가 각각의 라이트가이드 케이블(10)을 위한 홀더로써 스냅-온 플러그(18)에 의해 부착될 수 있는, 전류 상태 수신기(120E)의 4 개의 액세스(141)이다. 다른 차이점은 도 10b가 미국 표준 타입인 것에 반하여, 모두가 유럽 표준 타입으로 도시되는 표준 유럽 월 아웃렛(152), 전류 센서 어댑터(150), AC 플러그(159) 및 전기 월 박스(156)에 모두 관련된다는 것이다.
위의 설명으로부터, 라이트가이드 커플러를 위한 본 발명은 전류 센싱과 전류 데이터 전파의 조합에 사용될 수 있으며, 가정, 주택, 사무실 및 공장에서의 가장 경제적인 해결책을 제공할 수 있다. 라이트가이드 커플러는 홈 오토메이션 제어를 위한 지역 통신 네트워크에 사용될 수 있으며, 서로 다른 전기 가전기기를 감시 및 제어하는 데 필요한 저비용의 기기를 제공한다.
도 10d에서 도시된 광 송신기(500)는 홈 오토메이션 시스템을 위해 사용되는 IR 원격 제어와 유사하고, 방 또는 구역 어드레스 또는 넘버, 가전기기의 전류 드레인 항목을 포함하는 가전기기의 타입과 같은 항목을 식별하는 데이터와 같은 광 데이터를 공급하기 위하여, 라이트가이드 어댑터(510)에 부착된 것으로 도시된다. 이러한 데이터는 전류 센싱 어댑터가 인스톨되었을 때에 및 라이트가이드가 전류 상태 수신기(120U 또는 120E)에 부착되기 전에 공급되고, 사용자 또는 인스톨러에게 가장 간단한 데이터의 기록을 제공하며, 그렇지 않으면 이는 노하우에 기초를 둔 프로세스이다.
도 11a의 블록 다이어그램은 도 10a에서 도시된 라이트가이드 커플러-전류 데이터 수신기(120)의 확장된 회로인 라이트가이드 커플러-디스트리뷰터(130)를 도시한다. 라이트가이드 커플러-디스트리뷰터(130)는 4 개의 광 액세스를 포함하고, 액세스(141-1)는 도 10a에서 도시된 액세스(141)와 같이, 포토 다이오드(4)를 경유하여 데이터를 수신하기 위한 광 입력이다. 액세스(141-2)는 광학적으로 정렬된 LED(3) 또는 송신기로부터 연결된 라이트가이드(10)를 경유하여 제어 및 명령을 전파하기 위한 출력이다. 액세스(141-3, 141-4)는 각각의 액세스를 통하여 직접적인 양방향 링크를 갖는 수신기(4) 및 송신기(3)를 각각 경유하여 광 신호를 통신하기 위한 양방향 광 액세스로 도시된다. 메모리(132)를 갖는 CPU는 확장된 광 소자 또는 도 11a에서 도시된 3 개의 수신기(4) 및 3 개의 송신기(3)를 위한 확장된 I/O 포트를 갖는 도 10a의 CPU 및 메모리 회로(122)와 유사하다.
데이터 프로세서 또는 CPU 또는 DSP(132)는 컨트롤러(미도시)와 통신하기 위한 전기 통신 네트워크(128)에 DC 추출기(125)를 통하여 연결된다. DC 추출기는 라이트가이드 커플러-전류 데이터 수신기(120)를 위하여 상기에서 설명한 것과 같이, 통신 네트워크로부터 DC를 추출하고, 전원 라인(128P)을 경유하여 CPU(132)에 전원을 공급한다.
위의 내용으로부터, 액세스(141-1)을 경유하는 데이터 수신기 입력은 도 10b 및 도 10c에 도시된 전류 센서 어댑터(140 또는 150)로부터 전류 데이터를 수신하기 위하여 사용될 수 있음은 명백하다. 이와 유사하게, 가전기기 및 이의 위치에 관한 항목은 도 10d의 송신기(500)을 경유하여 또는 CPU에 직접적으로 또는 네트워크(128)를 경유하여 CPU(132)의 메모리로 인스톨 또는 로드될 수 있음은 명백하다.
광 출력 액세스(141-2)는 수신된 명령에 답하는 어떠한 광 데이터를 갖지 않고, 수신하는 단지 액세스만을 갖는 라이트가이드 커플러를 포함하는 가전기기에 명령 및 제어를 공급하기 위하여 사용된다. 도시된 액세스(141-2)의 송신기(3)는 입력 액세스(141-1)의 수신기(4) 또는 액세스(141-3, 141-4)에 의하여 또는 네트워크(128)를 경유한 명령을 통하여 수신된 광 명령 신호를 작동하는 송신기가 될 수 있다. CPU(132)는 명령을 목적지로 릴레이 또는 송신하기 위하여, I/O 드라이버 포트를 경유하여 각각의 LED(3)로, 수신된 광 명령 및 제어 신호를 디코드(decode) 하도록 및 수신된 신호를 어드레스에 따라 다시 향하게 하도록 프로그램 된다.
액세스(141-1, 141-2)는 인스톨된 어드레스 및 항목에 기초하여, 양방향 라이트가이드 커플러를 포함하는 동일한 가전기기와 함께 두 개의 싱글코어 가이드라이트(10)를 경유하여 또는 참조된 미국 출원에서 공개된 것과 같은 다른 광 장치를 경유하여 양방향 광 신호를 상호적으로 통신할 수 있다.
수신기(4)와 송신기(3)에 직접적인 광 링크를 갖도록 도시된 양방향 광 액세스(141-3, 141-4)는 렌즈, 프리즘 및/또는 필터를 대신하여 포함할 수 있다. 양방향 액세스는 도 11a의 라이트가이드 커플러-디스트리뷰터(130)를 경유하여 오토메이션 컨트롤러(미도시)와 정보를 교환하기 위하여, 양방향 라이트가이드 커플러를 포함하여 구성되는, 예를 들면 USB 어댑터를 경유하여 PC와 같은 통신 기기 또는 가전기기에 광학적으로 연결될 수 있다.
액세스(141-3, 141-4)는 다른 가전기기 예를 들면, 도 11b에서 도시된 램프(160) 또는 조명 기구의 수동 SPDT 스위치(161)에 연결되는 도 7b에서 도시된 스위치(70+70R)과 유사한 라이트가이드 커플러-SPDT CMOSFET 또는 트라이악 스위치를 포함하는 조명 기구(160)에 연결될 수 있다. 램프(160)를 작동하는 라이트가이드 커플러 스위치는 디머(dimmer) 회로를 포함하여 구성될 수 있고, 조명 소자는 예를 들어, 고휘도 LED 또는 LED 어레이(array)가 될 수 있고, 이의 밝기 제어는 라이트가이드 커플러-디스트리뷰터(130)의 CPU(132)에 의해 또는 램프(160)에 포함되는 라이트가이드 커플러-스위치에 의해 제어되는 펄스 폭 및/또는 펄스 레이트(rate)에 의하여 증가되고 또는 감소될 수 있다.
구조화 또는 접속된 전류 센서를 포함하는 양방향 광 링크를 갖는 라이트가이드 커플러를 포함하여 구성되는 어떤 가전기기, 예를 들어 도 10b와 도 10c의 TV 셋(148)과 스페이스 히터(158)는 양방향 액세스(141-3 또는 141-4)에 광학적으로 접속될 수 있고, 라이트가이드 커플러-디스트리뷰터(130)를 통해 제어되고 작동될 수 있으며, 전류 센서 어댑터(140 또는 150)의 사용 없이 반송된 광 전류 드레인 데이터 또는 상태 신호를 전파할 수 있다. 게다가, 이러한 가전기기의 항목 및 가전기기의 위치는 전류 데이터 수신기(120)를 위하여 위에 설명된 동일 또는 유사한 프로세스에서, 개별적으로 각각의 액세스(141-3, 141-4)에 광 송신기(500)에 의하여 로드되거나 인스톨 될 수 있다.
도 12a 내지 도 12f는 "광-기계식(opto-mechanical)" 전원 스위치(290)의 조합으로, SPDT 라이트가이드 커플러 유닛(210)에 결합하여 구성되는 기계식 SPDT 스위치 어셈블리를 도시한다. 광-기계식 스위치(290)는 접점(25) 및 소켓(34)을 상호 연결하는 전원을 또한 포함하는 기계식 스위치(30)의 소켓 단자로의 부착을 위한 핀 접점으로써(23, 24), 도 3a 내지 도 3c에 도시된 트래블러 단자 또는 접점(23, 24)을 사용한다. 반대로, AC 라이브 및 로드 단자(31, 24)가 라이트가이드 커플러 패키지 스위치(210)로 구성되는 반면에, 접점(23, 24)은 스위치 자체의 트래블러 접점으로 구성된다.
스위치 폴(31)(부하)은 기계식 및 원격으로 작동되는 라이트가이드 커플러 SPDT 스위치 어셈블리를 함께 결합하기 위하여 필요한 전기 접점 및 단자 모두를 포함하여 구성되는, 결합된 스위치를 위한 베이스로 패키지(210)를 변형시키는 단자(33)(부하)를 포함하는 구조로 SPDT 라이트가이드 커플러 스위치 패키지(210)에 부착된다. 도 12f에 도시된 광-기계식 스위치(290)는 상기 설명된 도 3a 내지 도 3c에 도시되고, 도 5c, 도6B 및 도 7b에서 상술된 결합 스위치(90)와 유사한, 슬림한 구조의 스위치이다. 비록 도시되지는 않았으나, 결합된 스위치는 상기 설명된 것처럼 SPDT 라이트가이드 커플러 패키지(210)와 함께 듀얼 라이트가이드(10)를 사용하기 위한 두 개의 라이트가이드 액세스(21)을 제공함에 의하여, 도 6a 및 도 7a에서 도시된 결합된 스위치(92, 95)를 또한 포함한다.
도 12a 내지 도 12c는 결합된 라이트가이드 커플러 SPDT 스위치 어셈블리(200)의 세 개의 단면도 즉, 도 12a는 로커(rocker) 어셈블리가 하부 위치로 정지된 상태를 도시하고, 도 12b는 변화 상태(상부 위치 및 하부 위치 사이의)를 도시하고, 도 12c는 상부 위치로 정지된 상태를 도시한다. 로커 어셈블리는 로커 바디(201), 중앙 피벗 핀(202), 피스톤 홀더와 가이드(203), 스파이럴 스프링(205)을 포함한 할로우(hollow) 피스톤 및 상부 또는 하부 위치에서 로커의 동작을 정지시키기 위한 상부와 하부의 두 개의 스톱 바(204)를 포함한다.
도시된 로커의 메카니즘 및 작동은 서로 다른 로커 스위치를 제조하기 위하여 많은 제조자들이 사용하는 공지된 구성이다. 도시된 구성에서, 피스톤(205)은 로커 어셈블리가 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로 스위치될 때, 시소(seesaw) 접점 어셈블리(206)의 중앙 위치를 향하여 로커가 움직이는 동안 스파이럴 스프링을 수축하며, 홀더와 가이드(203) 안쪽으로 밀어 넣어진다. 스프링은, 로커의 동작과 피스톤이 시소 접점(206)의 중앙 위치를 지나갈 때, 다른 트래블러 접점에 스냅(snap) 및 맞물리도록 시소 접점(206)의 반대편으로 피스톤에 힘을 가함으로써, 이완되고 장력이 완화된다.
접점 어셈블리(206)는 도 12d 및 도 12e에 도시된 중앙 바(207)를 축으로 하고, 단자(31)에 밀접하게 접촉되고, 어셈블리(206)의 "U"자 형태의 부분(206U)의 두 개의 수직 암에 의하여, 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로 피스톤의 동작을 정지하도록 구성된다. 로커 바디(201)의 중앙 피벗 핀(202) 및 중앙 바(207)는, 로커 바디(201) 및 시소 단자(206)가 중앙 핀(202) 및 바(207) 주위로 각각 로킹(rocking) 및 시소잉(seesawing)되는 것과 같이 결합된 스위치 어셈블리(290)의 케이스(230)에 포함된 홀더(미도시)에 의해 지지된다.
시소 접점 어셈블리(206)는 로커 바디(201)가 하부 정지 상태에 있을 때, 상부 트래블러 접점(24)에 맞물리도록 도시된다. 시소 접점은 시소의 상부의 접점에 대한 스프링 및 피스톤(205)의 완전한 힘이 약해지더라도, 단자(31)(부하)와 트래블러 접점(24) 사이의 전기적 접점을 유지하며, 비록, 로커 바디(201)가 도 12b에 도시된 중간의 동작 위치에 있더라도, 상부 트래블러 접점(24)에 맞물리도록 도시된다.
도 12c에서 시소 접점(206)은, 부하 단자(31)를 스위치된 트래블러 단자(23)에 연결하고, 정지 암(206U)을 향하여 수축된 스프링 및 피스톤(205) 동작의 이완되는 힘에 의하여 완전하게 맞물리도록 로커 어셈블리(201)가 상부 위치에서 정지되었을 때, 하부의 트래블러 단자(23)와 맞물리도록 플립(flipped)되거나 스위치되도록 도시된다.
도 12d는 결합된 스위치 어셈블리의 좌측 면(290L)과 라이브 AC 또는 DC 단자(32) 및 라이트가이드 커플러 스위치 패키지 어셈블리(210)에 직접적으로 구성되는 접점(34)을 도시한다. 또한, 결합된 스위치(290)의 케이스(230)에 구성되는 라이트가이드 액세스(21), 라이트가이드 고정 텅(tongue)(22) 및 고정 스크류(22S)가 도시된다. 반면에, 도 12e는 결합된 스위치의 우측 면(290R)을 도시한다. 우측 면은 부하 단자(31) 및 부하 와이어를 스위치에 연결하기 위한 접점(33)을 포함한다. 또한, 도 12e는 SPDT 라이트가이드 커플러 스위치 패키지(210)로부터 열을 방출하기 위하여 필요할 수 있는 조립된 히트 싱크(241)를 도시한다.
라이트가이드 커플러 스위치 패키지(210)는 도 12a 내지 도 12c, 도 12e 및 도 12f에서 도시된 히트 싱크(241)를 부착하기 위한 히트 싱크 표면(213)을 포함한다. 서로 다른 히트 싱크 타입 및 사이즈는 반도체 스위치로부터 열을 방출하기 위하여 필요하다. 히트 싱크는 스위치를 전기 박스(미도시)에 어셈블링하기 위하여 및 전기 코드에 준하여 그라운드(ground) 또는 어스(earth) 와이어를 연결하기 위하여 결합된 광-기계식 스위치(290)를 위한 금속 홀더로써 사용된다. 이러한 그라운드 연결(242)은 도 12f에 도시된다.
도 12f는 공지된 전면 커버(243) 및 로커 키 레버(244)를 포함하는 결합된 스위치(290)의 분해도이다. 로커 바디(201)는 로커 키 레버(244)의 후면의 말단에서 핀(44)을 수용 및 고정하기 위한 원형의 컷아웃(45)을 포함하도록 도 12a 내지 도 12f에 도시된다. 이에 의하여, 라이트가이드 커플러 반도체 패키지 스위치에 구성된 기계식 SPDT 스위치를 포함하여 구성되는 결합된 스위치(290)는 공지된 전원 스위치를 대체할 수 있게 되고, 전기 박스 내부에서 전기 및 건축 법규를 준수하며 어떠한 위험 없이 인스톨할 수 있게 되고, 라이트가이드 및/또는 광파이버 케이블을 경유하는 광 통신을 사용하여, 결합된 로커 스위치를 경유하여 수동으로 작동 및 주택의 오토메이션 또는 다른 전용의 제어 시스템을 경유하여 원격으로 작동할 수 있게 된다.
그러나, 도 12a 내지 도 12f에 도시된 결합된 로커 광-기계식 스위치(290)는 단지 바람직한 실시예 중 하나의 실시예일 뿐이고, 본 발명의 반도체 스위치 패키지에 결합되는 라이트가이드에 부착되거나, 플러그되거나 및/또는 구성되는 단자를 가지며, 주택, 사무실, 비즈니스 시설, 공장 및 다른 시설에서 사용되는 마이크로 스위치, 토글 스위치, 로터리 스위치, 슬라이드 스위치, 푸쉬 스위치, 풀 스위치 및 어떠한 다른 전원 스위치를 포함하는, 많은 다른 타입의 스위치가 대신하여 사용될 수 있다.
상기의 설명으로부터, 본 발명의 반도체 라이트가이드 커플러 패키지를 사용하는 통신 기기와 가전기기를 광학적으로 연결하기 위한, 저비용의 간단한 해결책에 기초할 수 있는 다양한 서로 다른 회로, 연결, 특징 및 적용이 존재함은 명확하다.
물론, 앞서 말한 공개는 오직 본 발명의 바람직한 실시예에만 연관되어 있고, 발명의 범위와 정신에서 멀리 떨어지지 않은 수정 등의, 공개의 목적으로 여기에서 선택된 발명의 예의 모든 변경 및 수정을 커버하기 위한 목적임을 이해하여야 한다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이므로, 본 발명의 범위는 상기에서 설명된 실시예에 국한되어서 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들을 포함하여 결정되어야 한다.
1: 포토 커플러 3: 송신기
4: 수신기 7: 포토커플러 패키지
9: 액세스 10: 라이트가이드
11: 라이트가이드 커플러 18: 스냅-온 플러그
21: 액세스 30: SPDT 스위치
60: OCMOSFET 61: 송신기
62: 광기전성 셀 64: 렌즈
66: LED 67: 전류 센서
70, 80: 라이트가이드 커플러-OCMOSFET 스위치
100, 200, 400: 라이트가이드 커플러 106, 206, 406: 인렛
107, 207, 407: 스터드 111, 211, 411: 바이스
120: 데이터 수신기 128: 저전압 네트워크
130: 라이트가이드 커플러-디스트리뷰터 140, 150: 전류 센싱 어댑터
141: 액세스 142, 152: 표준 아웃렛
146, 156: 전기 월 박스 500: 송신기
4: 수신기 7: 포토커플러 패키지
9: 액세스 10: 라이트가이드
11: 라이트가이드 커플러 18: 스냅-온 플러그
21: 액세스 30: SPDT 스위치
60: OCMOSFET 61: 송신기
62: 광기전성 셀 64: 렌즈
66: LED 67: 전류 센서
70, 80: 라이트가이드 커플러-OCMOSFET 스위치
100, 200, 400: 라이트가이드 커플러 106, 206, 406: 인렛
107, 207, 407: 스터드 111, 211, 411: 바이스
120: 데이터 수신기 128: 저전압 네트워크
130: 라이트가이드 커플러-디스트리뷰터 140, 150: 전류 센싱 어댑터
141: 액세스 142, 152: 표준 아웃렛
146, 156: 전기 월 박스 500: 송신기
Claims (32)
- 전기 가전기기를 제어하기 위하여 라이트가이드(lightguide), 광파이버 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 광케이블을 경유하여 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법으로서,
상기 패키지된 반도체는 포토 다이오드, 광기전성(photovoltaic) 셀, 포토 다이악(diac), 포토 사이리스터, 포토 트라이악(triac), 포토 트랜지스터, 포토 MOSFET, LED, 레이저 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 광 소자(photo element)에 적어도 하나의 광학적으로 정렬(align)된 액세스(access) 및 상기 광케이블을 상기 액세스에 고정시키기 위한 내장(built-in) 홀더, 부착(attachable) 홀더 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 홀더를 포함하고:
상기 회로는 드라이버, 버퍼, 디스트리뷰터, 리피터, 컨트롤러, 스위치, 전류 센서, 전류 데이터 프로세서 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택되며, 상기 방법은:
a. 커팅(cutting), 트리밍(trimming), 쉐이핑(shaping) 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 공정(process)에 의하여 상기 광케이블의 말단(end)을 종단(terminating)하는 단계;
b. 상기 광케이블의 종단된 말단을 상기 홀더를 통해 상기 액세스에 삽입(introducing) 및 고정하는 단계; 및
c. 상기 액세스 및 상기 소자를 통한 상기 광케이블을 경유하여 상기 광 신호의 송신, 수신 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 전파(propagation) 및 상기 신호를 상기 회로에 통신하는 것에 의하여 상기 가전기기의 적어도 하나에 상기 제어를 제공하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 1에 있어서,
하나의 수신기 및 하나의 송신기를 포함하여 구성되는 적어도 두 개의 광 소자는 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러(half mirror), 인라인(in-line) 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 액세스 내부 구조를 경유하여 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 1에 있어서,
두 개의 송신기와 하나의 수신기 및 두 개의 수신기와 하나의 송신기를 포함하여 구성되는 조합 중 하나로부터 선택된 적어도 세 개의 광 소자는 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 세 개의 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 액세스 내부 구조를 경유하여 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 1에 있어서,
하나의 수신기 및 하나의 송신기를 포함하여 구성되는 적어도 두 개의 광 소자는 싱글코어를 갖는 두 개의 광케이블 및 듀얼코어를 갖는 상기 광케이블 중 하나를 경유하여 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
상기 홀더 및 상기 액세스는 상기 듀얼코어 광케이블을 두 개의 광 링크를 갖는 듀얼코어 액세스에 고정하기 위한 상기 홀더 및 두 개의 상기 싱글코어 광케이블을 싱글 광 링크를 각각 갖는 두 개의 액세스에 고정하기 위한 두 개의 홀더를 포함하여 구성되는 조합 중 하나로 구조화되는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 액세스를 경유하여 광 신호를 수신 및 송신하는 것 중 하나를 복수로 연결하기 위한 복수의 수신기 및 복수의 송신기 중 하나로부터 선택된 복수의 광 소자는 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
상기 홀더는 각각의 상기 소자를 멀티코어 중 하나의 코어에 연결하기 위하여 상기 멀티코어를 갖는 상기 광케이블을 멀티 광 링크를 갖는 상기 액세스에 고정하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 1에 있어서,
복수의 액세스를 경유하여 광 신호를 수신 및 송신하는 것 중 하나를 복수로 연결하기 위한 복수의 수신기 및 복수의 송신기 중 하나로부터 선택된 복수의 광 소자는 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
복수의 홀더는 복수의 상기 광케이블을 싱글 광 링크를 각각 갖는 상기 액세스에 고정하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 1에 있어서,
프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 액세스 내부의 복수의 구조를 경유하여 복수의 양 방향 광 신호를 연결하기 위한 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 각각의 쌍(pair)으로 포함하여 구성되는 복수의 광 소자의 쌍은 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
상기 홀더는 적어도 두 개의 상기 쌍을 멀티코어 중 적어도 두 개의 코어로 연결하기 위하여 상기 멀티코어를 갖는 상기 광케이블을 광 링크를 갖는 상기 액세스에 고정하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 1에 있어서,
복수의 액세스 중 각각의 액세스의 내부의 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 복수의 구조를 경유하여 복수의 양방향 광 신호를 연결하기 위한 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 각각의 쌍으로 포함하여 구성되는 복수의 광 소자의 쌍은 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
적어도 두 개의 홀더는 두 개의 광케이블을 상기 액세스 중 두 개에 고정하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 1에 있어서,
복수의 액세스 및 상기 액세스 중 하나를 경유하여 정렬된 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 각각의 쌍으로 포함하여 구성되는 복수의 광 소자의 쌍은 복수의 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
적어도 두 개의 상기 쌍을 멀티코어 중 두 쌍의 코어 또는 싱글코어를 갖는 상기 광케이블 중 네 개에 연결하기 위하여, 상기 홀더 중 하나로부터 선택된 조합은 상기 멀티코어를 갖는 하나의 상기 광케이블을 상기 액세스에 고정하고, 복수의 홀더는 싱글코어를 각각 갖는 복수의 광케이블을 상기 액세스에 고정하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 회로는 두 개의 트래블러(traveler) 접점을 경유하여 수동 및 원격 중 하나로 작동되는 기계식(mechanical) SPDT 스위치에 연결하기 위한 SPDT 스위치인 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 10에 있어서,
상기 기계식 SPDT 스위치 및 상기 패키지된 반도체는 적어도 상기 두 개의 트래블러 접점을 경유하여 결합되는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 회로는 SPDT 스위치이고, 상기 패키지된 반도체는 광기계식(opto-mechanical) 스위치의 일부로 구성되고,
상기 SPDT 스위치의 두 개의 트래블러 접점은 상기 광기계식 스위치의 기계식 트래블러 접점을 형성하고, 상기 SPDT 스위치의 공통 단자 및 상기 광기계식 스위치의 기계식 폴(pole)의 단자는 전원 라인 및 부하 연결을 위하여 구비되는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 회로는 부하의 전류 드레인을 감지 및 센서 신호를 생성(generating)하기 위한 전류 센서이고,
상기 소자는 상기 센서 신호에 상응하는 광 신호를 출력하기 위한 적어도 하나의 송신기인 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 패키지된 반도체는 부하의 전류 드레인 데이터를 포함하여 구성되는 광 신호를 받기 위한 수신기를 포함하고,
상기 회로는 유선 네트워크를 경유하여 전파(propagation)하기 위하여 수신된 전류 드레인 데이터를 전기적 신호로 전환(converting)하기 위한 데이터 프로세서인 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 14에 있어서,
전류 드레인 데이터를 수신하기 위한 상기 수신기는 상기 부하의 식별 데이터(identifying data)를 상기 프로세서에 포함된 메모리로 인스톨하기 위한 광 송신기로부터 광 신호를 수신하고,
상기 프로세서는 상기 식별 데이터의 적어도 일부를 상기 유선 네트워크를 경유하여 전파된 상기 전류 드레인의 상기 데이터에 첨부(attach)하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 청구항 1에 있어서,
프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 싱글 광 링크, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 복수의 상기 액세스의 각각의 내부의 구조를 경유하여 수신, 송신, 양방향 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 복수의 광 신호를 분배하기 위한 복수의 광 소자 및 복수의 액세스는 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
복수의 홀더는 복수의 광케이블을 상기 액세스에 고정하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로에 광 신호를 커플링하기 위한 방법.
- 포토 다이오드, 광기전성 셀, 포토 다이악, 포토 사이리스터, 포토 트라이악, 포토 트랜지스터 포토 MOSFET, LED, 레이저 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 광 소자에 정렬된 적어도 하나의 광 액세스 및 라이트가이드, 광파이버 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 광케이블의 말단을 상기 액세스에 고정하기 위한 내장 홀더, 부착 홀더 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 홀더를 포함하는 패키지된 반도체 회로로서;
드라이버, 버퍼, 디스트리뷰터, 리피터, 컨트롤러, 스위치, 전류 센서, 전류 데이터 프로세서 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 회로는 핀, 솔더(solder) 핀, 표면 마운트 접점, 표면 마운트 단자, 플러그, 소켓, 포스트, 블레이드, 단자 블록, 스크류 단자, 크림프(crimp) 단자, 패스트 온 단자, 솔더 단자, 솔더 접점 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 접점을 경유하여 전기적으로 연결되고; 및
상기 패키지된 반도체, 상기 홀더 및 상기 액세스는 커팅, 트리밍, 쉐이핑 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 공정(process)에 의하여 종단되는 상기 광케이블의 상기 말단을 상기 광 소자를 통하는 상기 회로에 고정 및 광학적으로 연결하는 것으로 구조화되는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 17에 있어서,
하나의 수신기 및 하나의 송신기를 포함하여 구성되는 적어도 두 개의 광 소자는 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 액세스 내부 구조를 경유하여 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 17에 있어서,
두 개의 송신기와 하나의 수신기 및 두 개의 수신기와 하나의 송신기를 포함하여 구성되는 조합 중 하나로부터 선택된 적어도 세 개의 광 소자는 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 세 개의 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 액세스 내부 구조를 경유하여 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 17에 있어서,
하나의 수신기 및 하나의 송신기를 포함하여 구성되는 적어도 두 개의 광 소자는 두 개의 광케이블 및 듀얼코어를 갖는 상기 광케이블 중 하나를 경유하여 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
상기 홀더 및 상기 액세스는 듀얼코어를 갖는 상기 광케이블을 듀얼 광 링크를 갖는 듀얼코어 액세스에 고정하기 위한 상기 홀더 및 상기 두 개의 광케이블을 싱글 광 링크를 각각 갖는 두 개의 액세스에 고정하기 위한 두 개의 홀더를 포함하여 구성되는 조합 중 하나로 구조화되는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 17에 있어서,
상기 액세스를 경유하여 복수의 한 방향 광 신호를 연결하기 위한 복수의 수신기 및 복수의 송신기 중 하나로부터 선택된 복수의 광 소자는 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
상기 홀더는 각각의 상기 광 소자를 멀티코어 중 하나의 코어에 연결하기 위하여 상기 멀티코어를 갖는 상기 광케이블을 멀티 링크를 갖는 상기 액세스에 고정하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 17에 있어서,
복수의 액세스를 경유하여 복수의 일방향 광 신호를 연결하기 위한 복수의 수신기 및 복수의 송신기 중 하나로부터 선택된 복수의 광 소자는 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
복수의 홀더는 각각의 상기 광 소자를 하나의 상기 광케이블에 연결하기 위하여 복수의 광케이블을 상기 액세스에 고정하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 17에 있어서,
프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 액세스 내부의 다중의 구조를 경유하여 복수의 양방향 광 신호를 연결하기 위한 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 각각의 쌍으로 포함하여 구성되는 복수의 광 소자의 쌍은 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
상기 홀더는 각각의 상기 쌍을 멀티코어 중 하나의 코어에 광학적으로 연결하기 위하여 상기 멀티코어를 갖는 상기 광케이블을 상기 액세스에 고정하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 17에 있어서,
복수의 액세스를 경유하여 복수의 양방향 광신호를 연결하기 위한 - 각 양방향 광신호는 상기 액세스 각각의 내부의 프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 구조를경유함 - 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 각각의 쌍으로 포함하여 구성되는 복수의 광 소자의 쌍은 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
복수의 홀더는 각각의 상기 쌍을 상기 광케이블 중 하나에 광학적으로 연결하기 위하여 복수의 광케이블을 상기 액세스에 고정하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 17에 있어서,
복수의 액세스 및 단일 상기 액세스 중 하나를 경유하여 정렬된 하나의 수신기 및 하나의 송신기를 각각의 쌍으로 포함하여 구성되는 복수의 광 소자의 쌍은 복수의 양방향 광 신호를 연결하기 위하여 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
적어도 두 개의 상기 쌍을 멀티코어 중 두 쌍의 코어 또는 싱글코어를 갖는 상기 광케이블 중 네 개에 연결하기 위하여 상기 홀더 중 하나는 상기 멀티코어를 갖는 상기 광케이블 중 하나를 상기 단일 액세스에 고정하고, 복수의 홀더는 싱글코어를 갖는 복수의 광케이블을 상기 액세스에 고정하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 17에 있어서,
상기 회로는 두 개의 트래블러 접점을 경유하여 수동 및 원격 중 하나로 작동되는 기계식 SPDT 스위치에 연결하기 위한 SPDT 스위치인 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 26에 있어서,
상기 기계식 SPDT 스위치 및 상기 패키지된 반도체는 적어도 상기 두 개의 트래블러 접점을 경유하여 결합되는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 17에 있어서,
상기 회로는 SPDT 스위치이고, 상기 패키지된 반도체는 광기계식 스위치의 일부로 구성되고,
상기 SPDT 스위치의 두 개의 트래블러 접점은 상기 광기계식 스위치의 기계식 트래블러 접점을 형성하고, 상기 SPDT 스위치의 공통 단자 및 상기 광기계식 스위치의 기계식 폴의 단자는 전원 라인 및 부하 연결을 위하여 구비되는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 17에 있어서,
상기 회로는 부하의 전류 드레인을 감지 및 센서 신호를 생성하기 위한 전류 센서이고,
상기 광 소자는 상기 센서 신호에 상응하는 광 신호를 출력하기 위한 적어도 하나의 송신기인 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 17에 있어서,
상기 패키지된 반도체는 부하의 전류 드레인 데이터를 포함하여 구성되는 광 신호를 받기 위한 수신기를 포함하고,
상기 회로는 유선 네트워크를 경유하여 전파하기 위하여 수신된 전류 드레인 데이터를 전기적 신호로 전환하기 위한 데이터 프로세서인 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 30에 있어서,
전류 드레인 데이터를 수신하기 위한 상기 수신기는 상기 부하의 식별 데이터를 상기 프로세서에 포함된 메모리로 인스톨하기 위한 광 송신기로부터 광 신호를 수신하고,
상기 프로세서는 상기 식별 데이터의 적어도 일부를 상기 유선 네트워크를 경유하여 전파된 상기 전류 드레인의 상기 데이터에 첨부하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
- 청구항 17에 있어서,
프리즘, 렌즈, 필터, 하프 미러, 인라인 싱글 광 링크, 인라인 양방향 광 링크 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 복수의 상기 액세스의 각각의 내부의 구조를 경유하여 수신, 송신, 양방향 및 이들의 조합을 포함하여 구성되는 그룹으로부터 선택된 복수의 광 신호를 분배하기 위한 복수의 광 소자 및 복수의 액세스는 상기 패키지된 반도체에 포함되고,
복수의 홀더는 복수의 광케이블을 상기 액세스에 고정하는 것을 특징으로 하는 패키지된 반도체 회로.
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