RU2138912C1 - Оптический передающий и приемопередающий модуль для беспроводной передачи данных - Google Patents

Оптический передающий и приемопередающий модуль для беспроводной передачи данных Download PDF

Info

Publication number
RU2138912C1
RU2138912C1 RU97105067A RU97105067A RU2138912C1 RU 2138912 C1 RU2138912 C1 RU 2138912C1 RU 97105067 A RU97105067 A RU 97105067A RU 97105067 A RU97105067 A RU 97105067A RU 2138912 C1 RU2138912 C1 RU 2138912C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
module according
module
infrared light
emitting diodes
Prior art date
Application number
RU97105067A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97105067A (ru
Inventor
Гфеллер Фриц
Рихард Хайнц
Вайсс Беат
Original Assignee
Интернэшнл Бизнес Машинз Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Интернэшнл Бизнес Машинз Корпорейшн filed Critical Интернэшнл Бизнес Машинз Корпорейшн
Publication of RU97105067A publication Critical patent/RU97105067A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2138912C1 publication Critical patent/RU2138912C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems
    • H04B10/1143—Bidirectional transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40—Transceivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

Оптический передающий и приемопередающий модуль предназначен для обмена данными. Техническим результатом является создание оптического передающего модуля небольших размеров с оптимальной диаграммой направленности излучения. Корпус модуля содержит рассеиватель для увеличения размера источника, передающий блок, состоящий из указанных диодов, приемопередающий модуль, который содержит приемник. Приемник имеет четыре фотодиода, расположенных под монтажным основанием, которые отклонены и обращены в разные стороны для приема света по всем направлениям вокруг модуля и защищены тонкой проволочной сеткой, которая играет роль клетки Фарадея для уменьшения электромагнитных помех. 26 з.п. ф-лы, 22 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к передающему и приемопередающему модулю для оптической передачи данных. Эти модули, в частности, подходят для использования в системах передачи данных, работающих в инфракрасном диапазоне.
Характеристика известного уровня техники.
С быстрым ростом количества рабочих станций и персональных компьютеров (например, настольных или переносных) во всех областях бизнеса, административного управления и производства возрастают также требования к гибкости и простоте взаимосвязи этих систем. Эта же потребность возникает и при подключении и разводке соединений периферийных устройств, таких как клавиатура, мышь, принтеры, сканеры, плоттеры, мониторы и т. п. При использовании электрических проводных сетей и кабелей возникают, в частности, проблемы, связанные с тесным расположением систем и периферийных устройств, особенно в тех многочисленных случаях, когда местоположение систем или конфигурацию подсистем необходимо часто изменять. Следовательно, желательно использовать беспроводные системы связи для соединений таких устройств и систем, чтобы исключить необходимость применения сетей из электрических кабелей.
В частности, в последние годы растет интерес к использованию оптических сигналов для обмена информацией между системами и удаленными приемными устройствами. Преимущество таких беспроводных оптических систем связи состоит в устранении большей части обычных проводных соединений. Что касается беспроводной передачи на радиочастоте (RF), то оптическая беспроводная передача в инфракрасной области (IR) имеет то преимущество, что нет необходимости следовать регламентированным правилам обмена информацией и не требуется лицензия PTT или FCC (Федеральная комиссия связи США). Кроме того, не нарушается работа систем из-за электромагнитных помех и помех со стороны других RF каналов, а излучение ограничивается помещением, так что гарантируется лучшая чем в RF системах защита данных. Таким образом, исключается воздействие со стороны подобных систем, работающих в соседних помещениях, и может быть достигнута высокая степень защиты информации, чем при радиопередаче. По сравнению с радиоантеннами размеры светоизлучающих диодов (LED) и фотодиодов обычно меньше, что представляет особый интерес для разработчиков портативных компьютеров.
Оптические сигналы в таких системах могут распространяться непосредственно по прямой на оптический приемник приемной системы либо могут достигать приемников опосредственно, после изменения направления распространения благодаря таким процессам, как отражение или рассеяние на поверхностях. Первый процесс в настоящее время реализуется в станциях загрузки для персональных компьютеров, где передатчик данных находится между оптическим передатчиком и приемником, которые выравнены соответствующим образом и расположены недалеко друг от друга на расстоянии в несколько см. Второй случай обычен для офисных систем, в которых беспрепятственная прямая передача оптических сигналов между передатчиками и приемниками, находящимися в нескольких метрах друг от друга, нецелесообразна или даже невозможна из-за наличия неустранимых препятствий на прямолинейной траектории. Один из известных подходов к достижению высокой степени гибкости связан с излучением оптических сигналов от передающей системы на потолок офиса, где они отражаются или диффузно рассеиваются. Таким образом, излучение распределяется в некоторой зоне вокруг передатчика. Распределение световых сигналов, идущих от потолка, зависит от множества деталей, которые отличают конкретное рассматриваемое помещение. Однако в этом контексте главное - это то, что дальность передачи, то есть расстояние между передающей системой и приемной системой, ограничена некоторой конечной величиной (здесь и далее называемой "дальностью передачи"), поскольку поток энергии передаваемого излучения уменьшается с ростом расстояния, а чувствительность приемника ограничена благодаря конечному значению отношения "сигнал-помеха". Обычные известные системы, работающие с уровнями оптической мощности, которые ограничены характеристиками источников света и требованиями по технике безопасности для светового облучения, имеют дальность передачи порядка нескольких метров при скоростях передачи данных 1 Мб-с (мегабайт в секунду).
Критическими параметрами беспроводных оптических систем связи являются достижимая скорость передачи данных и расстояние между системами, осуществляющими обмен данными на расстояниях, превышающих дальность передачи известного оптического передатчика.
У современных беспроводных оптических систем передачи данных имеется ряд недостатков. Во-первых, их дальность передачи не подходит, например, для использования в условиях больших офисных помещений и конференц-залов, и диапазон и характеристики излучения обычно неоднородны, что требует точного выравнивания передатчика и приемника.
Вдобавок, необходимо иметь в виду, что в большинстве помещений неизбежно присутствует окружающее освещение в виде дневного света или света от ламп, который всегда достигает оптических детекторов, если система не ограничена применением в условиях полной темноты. Неустранимое окружающее освещение может вызвать появление меняющихся во времени сигналов, например сигналов переменного тока (AC) от ламп, и во многих практических случаях окружающее освещение является преобладающим источником помех в оптическом приемнике. Таким образом, окружающее освещение оказывает влияние на отношение "сигнал-помеха" приемника, и следовательно, на дальность передачи. Появление неустранимого света в основном носит статистический характер и часто с трудом поддается контролю, а его интенсивность может существенно изменяться, как это очевидно бывает с солнечным светом или светом ламп, которые то включают, то выключают. Еще одним реальным фактором, который случайным образом воздействует на отношение "сигнал-помеха", является появление препятствий в оптическом тракте, искажающих сигнал приемника.
Первый подход к решению этих проблем связан с увеличением выходной мощности передающего модуля. Доказано, что это непрактично по ряду причин. Потребление энергии таких передающих модулей должно быть повышено, чтобы использовать их в портативных система, например ноутбуках или карманных компьютерах. Однако самым важным вопросом, возникающим при разработке оптических беспроводных систем, является оптическая безопасность. Известно, что оптическое излучение может вызвать повреждение глаз и кожи при достаточно высоком уровне облучения. Степень повреждения зависит от нескольких факторов, включая уровень (энергии, мощности) облучения, время облучения и длину волны.
В статье "Optical Wireless: New Enabling Transmitter Technology", P.P. Smyth и др., IEEE. International Conference on Communication 99, May 23-26, 1993, Geneva, Switzerland, Technical Program, Conference Record, Volume 1/3, pp. 562-566, обсуждаются изменения в существующих нормах техники безопасности дал глаз, а также новый вариант технологии передачи. Этот новый вариант технологии передачи основан на идее увеличения зоны действия оптического источника для того, чтобы уменьшить опасность повреждения сетчатки. В этой статье предлагается, например, использовать фазовую голограмму, генерируемую компьютером, для получения многолучевого излучения от одного лазерного диодного источника.
Этот подход - первый шаг в правильном направлении, но проблема недостаточной дальности передачи и достаточной безопасности для глаз еще по-настоящему не поставлена и не решена.
Наиболее близким к заявленному изобретению является "Оптическая система передачи данных" по заявке PCT WO 90/03072, содержащая матрицу инфракрасных светоизлучающих диодов, расположенных равномерно и предпочтительно симметрично, куполообразный корпус, образующий полость.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание улучшенного оптического передающего модуля.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание оптического передающего модуля небольших размеров и с оптимальной диаграммой направленности излучения.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание оптического передающего модуля, который удовлетворяет стандартам безопасности IEC 825-1 (Международная электротехническая комиссия).
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание оптического передающего модуля с переключаемой диаграммой направленности излучения.
Вышеуказанные задачи изобретения решены благодаря созданию оптического передающего модуля для передачи данных, содержащего матрицу инфракрасных светоизлучающих диодов, расположенных равномерно и предпочтительно симметрично и имеющих либо индивидуальную, либо общую адресацию, и куполообразный корпус, образующий полость, а матрица расположена внутри указанной полости, а куполообразный корпус содержит рассеиватель для инфракрасного света, излучаемого матрицей, для обеспечения видимого оптического увеличения источника инфракрасного света, инфракрасные светоизлучающие диоды матрицы расположены на монтажном основании так, что главная ось излучения упомянутых диодов проходит приблизительно параллельно центральной оси куполообразного корпуса.
Инфракрасные светоизлучающие диоды матрицы расположены на монтажном основании так, что главная ось излучения упомянутых диодов наклонена по отношению к центральной оси куполообразного корпуса.
Инфракрасные светоизлучающие диоды расположены так, что они обращены к указанной центральной оси.
Инфракрасные светоизлучающие диоды расположены так, что они обращены радиально наружу по отношению к указанной центральной оси.
Куполообразный корпус содержит фазовую голограмму для формирования оптического пучка, расположенную внутри корпуса, куполообразный корпус содержит взвешенные частицы с большим коэффициентом отражения, которые играют роль рассеивателя, куполообразный корпус содержит рифленую поверхность на внешней и/или внутренней поверхности, которая служит рассеивателем, рифленая поверхность имеет степень шероховатости, которая совпадает с длиной волны, излучаемой инфракрасными светоизлучающими диодами модуля, куполообразный корпус содержит рисунок, нанесенный в шахматном порядке на внутренней и/или внешней поверхности и служащий рассеивателем, куполообразный корпус содержит призматическое кольцо, которое отражает вниз часть света (Δ) , излучаемого матрицей инфракрасных светоизлучающих диодов так, что улучшается прямая связь по линии визирования, куполообразный корпус содержит отражатели, расположенные на внутренней поверхности корпуса, которые отражают свет, излучаемый матрицей инфракрасных светоизлучающих диодов, вверх таким образом, что он выходит из корпуса через рассеиватель, куполообразный корпус содержит ряд отражателей, обращенные вверх отклоняющие призмы и обращенную вниз отклоняющую призму, расположенные по окружности на внутренней поверхности корпуса и выполненные с возможностью поворота относительно положения матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов для изменения диаграммы направленности излучения модуля.
Куполообразный корпус содержит ряд отражателей, или ряд призм, расположенных по окружности в куполообразном корпусе и выполненных с возможностью поворота относительно положения матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов для изменения диаграммы направленности излучения модуля.
Куполообразный корпус выполнен с возможностью пошагового поворота относительно матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов, модуль также содержит приемник с матрицей фотодиодов, имеющей наклон по отношению к центральной оси корпуса, фотодиоды расположены под матрицей инфракрасных светоизлучающих диодов в том же корпусе, фотодиоды расположены над матрицей инфракрасных светоизлучающих диодов в том же корпусе, фотодиоды смонтированы на монтажном основании, которое закреплено в корпусе, корпус содержит подложку с электронными схемами и/или сетку из тонкой проволоки, модуль содержит интерфейс, подключаемый к шине компьютера, модуль содержит зажим, прикрепляемый к панели монитора компьютера, и кабель, подключаемый к интерфейсу, модуль выполнен с возможностью встраивания в панель монитора компьютера жестко или с возможностью убирания внутрь.
Модуль дополнительно содержит: матрицу фотодиодов, усилители для усиления сигналов, принимаемых матрицей фотодиодов, средство для обнаружения информации, содержащейся в сигналах, принимаемых матрицей фотодиодов, средство для возбуждения матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов модуля, средство для активного выбора и индивидуального комбинирования сигналов, принимаемых каждым фотодиодом матрицы фотодиодов, средства для обнаружения близости путем определения силы эхо-сигнала и выключения матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов модуля, если эхо-сигнал превышает предварительно определенное предельное значение.
Модуль содержит усилители для усиления сигналов, принимаемых матрицей фотодиодов модуля, средство для обнаружения информации, содержащейся в сигналах, принимаемых матрицей фотодиодов модуля, средство для возбуждения матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов модуля, средство для активного выбора и индивидуального комбинирования сигналов, принимаемых каждым фотодиодом матрицы фотодиодов модуля, средства для обнаружения близости путем определения силы эхо-сигнала и выключения матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов модуля, если эхо-сигнал превышает предварительно определенное предельное значение. Модуль содержит интерфейс, подключаемый к шине компьютера, модуль предназначен для использования в системе беспроводной передачи данных.
Описание используемых чертежей и обозначений
В дальнейшем изобретение подробно описывается со ссылками на следующие чертежи, на которых
фиг. 1 показывает схематическое поперечное сечение оптического передающего модуля согласно настоящему изобретению;
фиг. 2 показывает три различных регулярных и симметричных конфигурации инфракрасных светоизлучающих диодов;
фиг. 3 показывает схематическое поперечное сечение оптического передающего модуля согласно настоящему изобретению;
фиг. 4 показывает схематическое поперечное сечение оптического передающего модуля согласно настоящему изобретению;
фиг. 5 показывает схематическое поперечное сечение оптического передающего модуля согласно настоящему изобретению;
фиг. 6A - изображение поперечного сечения куполообразного корпуса;
фиг. 6B - изображение поперечного сечения куполообразного корпуса;
фиг. 7 показывает схематическое поперечное сечение оптического передающего модуля согласно настоящему изобретению;
фиг. 8 показывает схематический вид сверху оптического передающего модуля согласно настоящему изобретению;
фиг. 9 показывает схематический вид сверху оптического передающего модуля согласно настоящему изобретению;
фиг. 10 показывает схематическое поперечное сечение оптического передающего модуля согласно настоящему изобретению;
фиг. 11 показывает схематическое поперечное сечение оптического передающего модуля согласно настоящему изобретению;
фиг. 12 показывает схематическое поперечное сечение оптического передающего модуля с переключаемой диаграммой направленности излучения согласно настоящему изобретению;
фиг. 13A показывает схематический вид сверху оптического передающего модуля с переключаемой диаграммой направленности излучения, показанный на фиг. 12;
фиг. 13B показывает схематический вид сверху оптического передающего модуля с переключаемой диаграммой направленности излучения, показанный на фиг. 12;
фиг. 13C показывает схематический вид сверху оптического передающего модуля с переключаемой диаграммой направленности излучения, показанный на фиг. 12;
фиг. 14 показывает схематическое поперечное сечение оптического приемопередающего модуля согласно настоящему изобретению;
фиг. 15A показывает схематическое поперечное сечение оптического приемопередающего модуля согласно настоящему изобретению;
фиг. 15B показывает схематический вид сверху приемной части оптического приемопередающего модуля, показанного на фиг. 15A;
фиг. 16 показывает схематическое поперечное сечение оптического приемопередающего модуля согласно настоящему изобретению;
фиг. 17A показывает схематическое поперечное сечение оптического передающего модуля с переключаемой диаграммой направленности излучения согласно настоящему изобретению;
фиг. 17В - схематический вид сверху корпуса и отражательного кольца оптического приемопередающего модуля, показанного на фиг. 17A;
фиг. 18A показывает схематическое поперечное сечение оптического передающего модуля с переключаемой диаграммой направленности излучения согласно настоящему изобретению;
фиг. 18B - схематический вид сверху корпуса и отражательного кольца оптического приемопередающего модуля, показанного на фиг. 18A;
фиг. 19A показывает схематически фиксирующее приспособление для монтажа оптического приемопередающего модуля с переключаемой диаграммой направленности излучения согласно настоящему изобретению;
фиг. 19B - схематическое изображение фиксирующего приспособления на фиг. 19A в откинутом положении;
фиг. 20 показывает схематическое поперечное сечение оптического передающего модуля с переключаемой диаграммой направленности излучения согласно настоящему изобретению;
фиг. 21A показывает компьютер типа "ноутбук" с закрепленным на нем оптическим передающим и приемопередающим модулем;
фиг. 21B показывает компьютер типа "ноутбук" с встроенным оптическим передающим и приемопередающим модулем;
фиг. 22 - блок-схема аналогового входного каскада приемопередатчика согласно настоящему изобретению.
Общее описание
С учетом вышесказанного весьма желательно, чтобы беспроводные оптические передающие модули удовлетворяли следующим критериям:
1) как можно более высокая степень безопасности для глаз;
2) оптимальная диаграмма направленности излучения источника, эффективно распределяющая оптический сигнал с ограниченной мощностью так, чтобы максимально увеличить дальность передачи при минимальном динамическом диапазоне. Это особенно важно, если оптический передающий модуль используется в условиях обычного офиса (низкий потолок, режим диффузного распространения);
3) нет необходимости выравнивания передатчиков и приемников;
4) для очень высоких потолков с ограниченными возможностями (или отсутствием) отражения (здания с закрытым внутренним двором, большие лекционные залы, открытые пространства) - возможность прохождения сигнала по линии визирования (LOS) без необходимости выравнивания приемопередающих модулей.
Основная концепция передающего модуля согласно настоящему изобретению описывается со ссылками на фиг. 1.
Как показано на фигуре, такой оптический передающий модуль содержит матрицу инфракрасных светоизлучающих диодов 11, которые расположены равномерно и симметрично. Для фиксации диодов 11 в правильном положении используется монтажное основание 10. Матрица инфракрасных светоизлучающих диодов 11 располагается в куполообразном корпусе 12. В настоящем примере этот куполообразный корпус 12 представляет собой длинную цилиндрическую трубку с куполообразным концом. Этот корпус является прозрачным, по меньшей мере частично. Вдобавок он содержит рассеиватель, обеспечивающий увеличение размера видимого источника. Рассеиватель может быть реализован несколькими способами. Корпус 12, например, может состоять из пластика, содержащего взвешенные частицы с высоким коэффициентом отражения, так что по меньшей мере часть корпуса играет роль рассеивателя. В другом варианте выполнения рассеивание световых лучей, испускаемых инфракрасными светоизлучающими диодами 11, может быть достигнуто с помощью корпуса 12, имеющего рифленую поверхность. Корпус из плексигласа, прошедший пескоструйную обработку частицами стекла (размером от 100 до 150 микрон) обеспечивает четырехкратное ослабление мощности по оси при увеличении половинного угла отклонения потока энергии (использовались светодиоды DN 305 Stanley) от 7.5o до 10o (вертикальное падение света на рассеиватель). Другой рассеиватель будет описан в связи с последующими вариантами воплощения изобретения. В зависимости от степени шероховатости поверхности рассеивателя или количества и размера частиц, интегрированных в корпус рассеивателя, можно получить рассеиватель либо с полным, либо с частичным рассеиванием. Использование такого полного рассеивателя приводит к получению источника Ламберта (излучающей поверхности, подчиняющейся закону Ламберта).
В зависимости от симметрии конфигурации и угла места инфракрасных светоизлучающих диодов, угла излучения диодов, формы корпуса, рассеивателя и их расположения в указанном корпусе друг относительно друга могут быть получены различные диаграммы направленности излучения. На фиг. 2 показан вид сверху на три варианта конфигурации диодов. Монтажное основание 20, показанное на фиг. 2 слева, содержит только три инфракрасных светоизлучающих диода 21, расположение которых образует треугольник. На монтажном основании 22 равномерно расположены четыре диода 23, а на монтажном основании 24 расположено восемь инфракрасных светоизлучающих диодов 25. Эти восемь инфракрасных светоизлучающих диодов 25 расположены по окружности. Из этих трех примеров очевидно, что любое симметричное и регулярное расположение инфракрасных светоизлучающих диодов вместе с соответствующим корпусом и рассеивателем подходит для обеспечения высокой степени безопасности для глаз и оптимальной диаграммы направленности излучения источника.
Прежде чем перейти к дальнейшему описанию вариантов воплощения изобретения, коснемся более подробно инфракрасных светоизлучающих диодов. Показанные здесь инфракрасные светоизлучающие диоды (светодиоды) являются коммерчески доступными светодиодами, которые герметизированы в небольшом по размеру обычном пластмассовом корпусе. Такие светодиоды выполняются в пластмассовых корпусах различного размера, из различного материала и с разными диаграммами и углами направленности излучения. Хорошо подходят, например, светодиоды Stanley DN 305 и DN 304. Очевидно, что настоящее изобретение не ограничено использованием отдельных светодиодов, каждый из которых имеет собственный корпус. В некоторых случаях может оказаться выгодным использование матрицы, где все светодиоды герметизированы или смонтированы в одном общем корпусе. Кроме того, возможно использование отдельных инфракрасных светоизлучающих диодов либо матрицы из светоизлучающих диодов, выращенных на одной подложке без корпуса. Тогда куполообразный корпус, в который помещаются эти светодиоды, заменяет собственно светодиодный корпус и служит в качестве защиты для этих светодиодов.
На фиг. 3 показан другой оптический передающий модуль согласно настоящему изобретению. Этот модуль содержит монтажное основание 30, на котором равномерно и симметрично расположены светоизлучающие диоды 31. Монтажное основание 30 имеет наклонные поверхности, и диоды зафиксированы на них таким образом, что они обращены к центральной оси цилиндрического корпуса 32. Рассеиватель встроен в корпус, например, путем использования суспендированных частиц.
В следующем варианте, показанном на фиг. 4 для получения подходящей формы диаграммы направленности, используется формируемая компьютером фазовая голограмма 43. Эта голограмма образуется в цилиндрическом корпусе 42, который покрывает матрицу инфракрасных светоизлучающих диодов 41, расположенных на монтажном основании 40.
На фиг. 5 показан оптический передающий модуль с куполообразным корпусом 52. Этот модуль кроме того содержит монтажное основание 50, несущее инфракрасные светоизлучающие диоды 51. Часть корпуса 52 имеет поверхность 53 полного рассеивания для обеспечения рассеивания светового излучения, имитируемого светодиодами 51. Подобный же результат может быть получен путем нанесения на корпус в шахматном порядке рисунка рассеивателя. Если поверхность рассеивателя расположена внутри корпуса 52, то можно предотвратить засаливание рассеивателя пальцами или его запыление. Варьируя шероховатость поверхности рассеивателя путем изменения ее рисунка, наносимого в шахматном порядке, либо помещая поверхность рассеивателя внутри либо вне корпуса, можно получить различную степень рассеивания. Необходимая шероховатость поверхности может быть получена пескоструйной обработкой либо травлением формы для прессования пластикового корпуса. Для случая, когда пластиковый корпус содержит суспендированные частицы, степень рассеивания может быть изменена путем введения частиц различного размера и/или формы.
Другие варианты куполообразных корпусов 60 и 61 схематически изображены на фигурах 6A и 6B.
Оптический передающий модуль, показанный на фиг. 7, содержит плоское монтажное основание 70, на котором расположены инфракрасные светоизлучающие диоды 71. Контактные штыри этих диодов изогнуты, так что диоды излучают свет в направлении к центральной оси куполообразного корпуса 72. Такое расположение имеет преимущества в системах, где место ограничено и передающий модуль в целом должен иметь маленькие размеры. Определено, что угол наклона светодиодов, то есть угол между плоскостью, перпендикулярной центральной оси 74 куполообразного корпуса 72 и центральной осью 75 конуса излучения светодиода, должен предпочтительно составлять от 5o до 80o, в частности лежать между 20o и 40o. Оптимальное значение угла между центральной осью и монтажным основанием составляет порядка 25o, насколько это касается использования описанных здесь и в формуле изобретения модулей. Угол 25o дает максимальную степень рассеивания в офисах с низкими потолками (2,5-3,5 м).
Еще одна конфигурация показана на фиг. 8. В этом варианте на монтажном основании 80 расположено равномерно по окружности восемь инфракрасных светоизлучающих диодов 81, каждый из которых имеет собственный корпус, так что свет излучается радиально относительно центральной оси модуля 83. Для использования в этом варианте хорошо подходят узконаправленные светоизлучающие светодиоды с углом места порядка 25o.
Подобная звездообразная конфигурация с восемью светодиодами показана на фиг. 9. В этом варианте светодиоды 91, размещенные на монтажном основании 90, обращены к центральной оси корпуса. В левой части этой фигуры показан корпус с поверхностью полного рассеивателя 93. Полный рассеиватель означает, что рифленая поверхность перекрывает все поперечное сечение луча. Рассеиватель может быть сильным (представлять собой источник Ламберта) или слабым (осуществляет рассеяние луча для повышения безопасности глаз). Эта поверхность полного рассеивателя реализуется на внутренней поверхности куполообразного корпуса. Соответствующая диаграмма направленности излучения, получаемая с помощью рассеивателя 93, показана рядом с ним. Справа представлено эскизное изображение куполообразного корпуса с нанесенным в шахматном порядке рисунком 92, играющим роль рассеивателя. Рядом с этим эскизным изображением показана соответствующая диаграмма направленности. Часть света, как это показано на эскизе, проходит рассеиватель почти беспрепятственно, а остальные световые лучи рассеиваются. Такой выполненный в шахматном порядке рисунок может быть получен путем высверливания отверстий в корпусе или путем использования подходящей маски при пескоструйной обработке корпуса.
На фиг. 10 изображен оптический передающий модуль с куполообразным корпусом 102, рассеивателем 103 и дополнительной деталью в виде кольцеобразной призмы 104, встроенной в корпус. Как показано пунктирными линиями, это призматическое кольцо 104 отражает часть световой энергии, обозначенной Δ, в горизонтальном направлении. Остальная часть непосредственно излучается через рассеиватель 103. Призматическое кольцо 104 улучшает связь по траектории вдоль линии визирования.
Еще один вариант настоящего изобретения показан на фиг. 11. Модуль, показанный на этой фигуре, содержит монтажное основание 110, на котором размещается матрица инфракрасных светоизлучающих диодов 111. Эти диоды 111 наклонены по отношению к монтажному основанию 110 и излучают свет радиально. Куполообразный корпус 112 содержит отражательное кольцо 114 на внутренней поверхности и рассеиватель 113. Это отражательное кольцо отражает по меньшей мере часть лучей, испускаемых светодиодами 111 вверх, прежде чем лучи проходят рассеиватель 113.
На фиг. 12 показано поперечное сечение другого варианта выполнения изобретения. Оптический модуль, показанный на этой фигуре, позволяет переключать диаграмму направленности, как показано на фигурах 13A - 13C. Цель переключения - либо иметь диаграмму направленности (например, 25o), дающую максимальную дальность по всем направлениям (см. фигуры 13A и 13B), либо максимальную дальность в определенном направлении (см. фиг. 13C). Этот переключаемый модуль содержит монтажное основание 120, на котором закрепляется матрица светодиодов 121. Диоды размещаются в куполообразном корпусе 122, в котором имеется рассеиватель 123, отражатель 124, отклоняющие вверх призмы 125 и отклоняющие вниз призмы 126, обе с шероховатыми поверхностями. Режимы работы этого переключаемого модуля описываются со ссылками на фигуры 13A - 13C. На этих фигурах показан вид модуля сверху. Как показано на фиг. 13A, корпус 122 содержит ряд отражателей 124 и отклоняющих призм 125, 126 вдоль внутренней поверхности 130. Для упрощения отражатели 124 показаны жирной линией. Переключение диаграммы направленности может быть достигнуто тем, что корпус с отражателями 124 и отклоняющими призмами 125, 126 может поворачиваться относительно центральной оси матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов 121. Углы отклонения (горизонтальная плоскость) определяют желаемое направление отраженных лучей. Положение стрелки маркера 132 (на вращающемся корпусе 122) по отношению к (фиксированным) символам 134 указывает выбранную диаграмму направленности. Если маркер 132 указывает на символ "пустой круг", то модуль излучает свет с углом места порядка 25o во всех направлениях, то есть в этом режиме работы модуль играет роль всенаправленной антенны с максимальной дальностью передачи и подходит для условий низкого уровня окружающего освещения. Это положение повторяется каждые 45o. Маркер 132 на символе "зачерненный круг", см. фиг. 13B, указывает на угол места α порядка 30-40o для увеличенной всенаправленной плотности энергии в окрестности модуля в условиях высокого уровня окружающего освещения. Это положение повторяется каждые 45o. В примере, показанном на фиг. 13C, указатель 132 направлен на символ "стрелка", это указывает на то, что выбрано направление лучей для случая увеличенной направленной дальности. Лучи внутри корпуса показаны пунктирными стрелками. Можно выбрать восемь различных направлений излучения с шагом 45o.
На фигурах с 14 по 16 показан оптический приемопередающий модуль согласно настоящему изобретению. Вариант, показанный на фиг. 14, базируется на модуле, показанном на фиг. 3. Этот модуль кроме передающего блока содержит приемник. Приемник имеет четыре фотодиода 143, установленные ниже монтажного основания 140. Эти фотодиоды отклонены и обращены в разные стороны для приема света со всех направлений вокруг модуля. Ориентация и конфигурация этих фотодиодов зависят от поля обзора каждого фотодиода, а также от формы корпуса и их положения внутри корпуса. Фотодиоды защищены тонкой проволочной сеткой 145, которая играет роль клетки Фарадея для уменьшения электромагнитных помех. В настоящем изобретении эта проволочная сетка 145 встроена в куполообразный корпус 142. В этом модуле подложка 144 для электронной схемы, выполненной по технологии поверхностного монтажа (SMD) - технологии), расположена под фотодиодами 143. Эта подложка 144 может нести предусилители, схемы возбуждения LED, или полные аналоговые микросхемы, если позволяет место.
В следующем варианте, который показан на фиг. 15, приемный блок расположен над передающим блоком, то есть над инфракрасными светоизлучающими диодами, находящимися на монтажном основании 150. Приемник содержит матрицу из пяти фотодиодов 153, каждый из которых расположен таким образом, что свет принимается по всем направлениям. Эти фотодиоды защищены проволочной сеткой 155, встроенной в куполообразный конец корпуса 152. Подложка 154 с электронными схемами располагается непосредственно под этими фотодиодами 153. Приемный блок отделен от передатчика с помощью отражателя 156. На фиг. 15B схематически показан вид сверху приемного блока.
Еще один приемопередающий модуль показан на фиг. 16. Этот модуль базируется на передающем блоке, показанном на фиг. 7, и отличается тем, что приемник встроен в тот же самый корпус 162. Этот приемник содержит матрицу фотодиодов 161, смонтированных на основной плате 160. Приемник расположен так, что лучи, испускаемые светоизлучающими диодами, проходят сквозь корпус и рассеиватель почти беспрепятственно. Для этого варианта хорошо подходят узконаправленные светоизлучающие диоды с углом места порядка 25o. Модули со звездообразной матрицей из 3-6 фотодиодов с углом места 30-45o дают хорошие результаты.
Еще один вариант воплощения настоящего изобретения показан на фигурах 17A и 17B: поперечное сечение и вид в плане модуля с переключаемой диаграммой направленности. Матрица инфракрасных светоизлучающих диодов 201 располагается на монтажном основании 203. Инфракрасные светоизлучащие диоды 201 расположены симметрично, непосредственно под куполообразным корпусом с рассеивателем 200. Если этот корпус находится в положении 1 (Pos 1) по отношению к инфракрасным светоизлучающим диодам 201 (см. правую часть фигур 17A и 17B), то свет излучается через корпус 200 вертикально. В зависимости от того, выполнена или нет эта часть корпуса как рассеиватель, диаграмма направленности либо фокусируется, либо расходится. Корпус 200 содержит отражательное кольцо 202. Если корпус 200 или отражательное кольцо 202 поворачивается относительно светодиодов 201 (Pos. 2 на левой части фигур 17A и 17B), лучи света, эмитируемые светодиодами, отражаются по направлению к боковой грани корпуса 200. Эта боковая грань обычно содержит рассеиватель для обеспечения расширения луча. На фиг. 17B показано, что отражательное кольцо 202 может быть выполнено в виде кольца с несколькими "язычками". Отражательное кольцо может быть выполнено с использованием тонкой металлической полоски, которая перфорируется, либо на которую наносится насечка. В примере, показанном на фигурах 17A и 17B, поворот на 22,5o позволяет переключиться из положения 1 в положение 2.
Еще одна концепция оптического передающего модуля с переключаемой диаграммой направленности показано на фигурах 18A и 18B. Этот модуль содержит матрицу инфракрасных светоизлучающих диодов 211, которые установлены в отверстия или впадины на монтажном основании 213. Светодиоды 211 закрыты куполообразным корпусом с рассеивателем 210. Отражательное кольцо 212 встроено в корпус 210. Это кольцо 212 содержит язычки, или выступы, изогнутые так, что пучок света, эмитируемый светодиодами, отражается в направлении боковых стенок корпуса 210 с рассеивателем (см. положение 2 на левой стороне фигур 18A и 18B). Если корпус с отражательным кольцом повернут так, что светодиоды 211 оказались не под отражающими язычками, или выступами, кольца 212, то лучи света эмитируются вертикально вверх по отношению к монтажному основанию 213 (см. положение 1 в правой части фигур 18A и 18B).
На фигурах 19A и 19B показано фиксирующее устройство для монтажа модуля 220 с переключаемой диаграммой направленности. На фиг. 19A корпус и отражательное кольцо находятся в положении 2, то есть световой пучок эмитируется по всем направлениям, и передатчик излучает, как показано стрелками. На фиг. 19В фиксирующее устройство 211 с модулем 220 находится в раскрытом виде, а модуль в положении 1, то есть он излучает свет перпендикулярно монтажному основанию со светодиодами. Это фиксирующее устройство 221 дает возможность прямой связи вдоль линии визирования, если модуль находится в положении 1 и обращен к удаленному приемнику.
Другая конфигурация переключаемого передающего модуля показана на фиг. 20. В этом варианте центральная ось светодиодов 221 отклонена примерно на 25o по отношению к монтажному основанию 223. Если куполообразный корпус 220 находится в положении 1 (см. правую часть фиг. 20), то лучи света проходят через корпус, как показано на фигуре. В положении 2 отражатель 222 размещается перед инфракрасными светоизлучающими диодами 221, и пучок света отражается вверх (см. левую часть фиг. 20). В данном примере отражатель 222 представляет собой тонкую металлическую пластинку с углом наклона порядка 58o. Отражатели могут располагаться на металлическом кольце, которое встроено в корпус либо закреплено на нем.
Отражательное кольцо, показанное на фигурах 17, 18 и 20, может быть заменено призматическим кольцом. Это - кольцо, которое может быть выполнено из пластика и имеет ряд призм, сформированных и установленных таким образом, что в зависимости от положения этого призматического кольца по отношению к инфракрасным светоизлучающим диодам, получаются разные диаграммы направленности излучения. Это призматическое кольцо может являться составной частью куполообразного корпуса. Возможны различные подходы, когда корпус, несущий призматическое или отражательное кольцо, поворачивается относительно положения диодов или когда кольцо поворачивается относительно корпуса и диодов, либо когда поворачиваются сами диоды.
Отражатели на фигурах 11 и 12 могут быть заменены металлическим кольцом с "язычками", или выступами, как это описано в связи с фигурами 17, 18 и 20. Единственное отличие от переключаемого модуля состоит в том, что тогда это металлическое кольцо должно быть зафиксировано (без возможности поворота).
На фигурах 21A и 21B показаны два различных варианта интеграции или монтажа рассматриваемых передающего и приемопередающего модулей на компьютерах типа "ноутбук". Описанные здесь передающий или приемопередающий модули не должны иметь препятствий в ближнем поле обзора у корпуса или панели монитора компьютера, к которой монтируется или в которую встраивается модуль. На фиг. 21A показан компьютер типа "ноутбук" со съемным оптическим передающим/приемопередающим модулем 171. Этот модуль 171 крепится к компьютеру 170 с помощью магнита или зажима Velero 172. Кабель 173 обеспечивает соединение модуля 171 с платой интерфейса, вставляемой в одно из гнезд компьютера. На фиг. 21B показан компьютер 174 с встроенным модулем 175. Этот модуль встроен в монитор, а все электрические связи и соответствующие схемы интерфейса размещены внутри компьютера. Этот модуль 175 может быть убирающимся.
На фиг. 22 показана блок-схема специализированного аналогового входного устройства. Эта схема содержит предусилители 180, подключенные к каждому фотодиоду матрицы 181, играющей роль приемника, средство для активного выбора и индивидуального комбинирования сигналов, включающее в себя переключатели 182, блок 183 управления переключением и схему 190 управления, и средство 191 для возбуждения матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов, выполненное в виде возбудителя. Переключатели 182 вместе с блоком управления переключением 183 обеспечивают выбор сигналов, принимаемых соответствующими фотодиодами. Все либо некоторая часть принятых сигналов направляется на последующий усилитель 184 и затем через фильтр 185 подается на средство 186 для обнаружения информации, содержащейся в сигналах, выполненное в виде компаратора. В данной блок-схеме имеются средства для обнаружения близости (близко расположенных объектов), включающие в себя пиковый сигнальный детектор 188, детектор 189 постоянного (DC) фототока, схему 190 управления и возбудитель 191.
Для обнаружения близости сравниваются эхо-сигналы, принимаемые фотодиодами 181 и эмитируемые матрицей инфракрасных светодиодов 187. Если эхо-сигнал превышает заданный уровень, то инфракрасные светоизлучающие диоды 187 автоматически выключаются. Эта активная защитная блокировка достигается с помощью пикового сигнального детектора 188, который через шину, состоящую из параллельных линий, подключен к выходу предусилителей 180. Схема управления 190 анализирует принятый сигнал с целью обнаружения сильного эхо-сигнала. Тогда схема немедленно переключает возбудители 191 так, чтобы свет больше не излучался. Схема управления 190 вместе с детектором постоянного (DC) фототока 189 и блоком управления переключением 183 позволяет осуществлять автоматический выбор и/или комбинирование сигналов. При этом выборе принимаются в расчет действительные уровни сигналов и/или постоянных (DC) токов (измерение флуктуационных помех, принимаемых от источников направленного внешнего освещения типа солнечных лучей и настольных ламп) фотодиодов 181.
Полностью аналоговый входной блок подключается к микропроцессорной шине 193 через блок интерфейса 192 (PCMCIA - Ассоциация по интерфейсу плат памяти для персональных компьютеров).
Представленные здесь оптические передающие модули и приемопередающие модули являются безопасными для глаз оптическими системами и имеют ряд дополнительных преимуществ. Они компактны и подходят для интеграции с компьютерами и другими устройствами. Модуль согласно настоящему изобретению может быть легко смонтирован на компьютере "ноутбук". Модули отличаются оптимальными, близкими к равномерным круговым, характеристиками излучения, которые в некоторых вариантах воплощения являются переключаемыми. Модули позволяют эффективно распределить и принимать ограниченные по мощности оптические сигналы, максимально повышая дальность передачи. Интенсивное направленное окружающее освещение может быть подавлено с помощью аналогового входного блока, представленного на фиг. 18. Настоящие модули отличаются от известных передатчиков тем, что в них снижаются суммарные флуктуационные помехи, в результате чего улучшается отношение "сигнал - помеха" и увеличивается дальность передачи. Вдобавок нет необходимости в выравнивании приемопередающих модулей. В одном конкретном варианте настоящего изобретения достигаются два режима передачи, а именно с рассеиванием и/или вдоль линии визирования.
Настоящие передающие и приемопередающие модули удовлетворяют требованиям IEC 825-1 (Международная электротехническая компания). Это может быть достигнуто путем использования большого достаточно протяженного видимого источника и/или активной защитной блокировки, если голова человека приближается слишком близко к излучателю. Как было описано выше, такой механизм блокировки может быть основан на измерении с помощью фотодиодов излучающего приемопередающего модуля отраженного сильного эхо-сигнала, вызванного близко расположенным объектом (обнаружение близости).
Настоящее изобретение обеспечивает автоматическую блокировку интенсивного направленного внешнего освещения (от настольных ламп, окон, прямого солнечного света), для того, чтобы оптимизировать дальность передачи при заданной скорости передачи данных. Эта особенность может быть реализована путем селективного комбинирования отдельных фотодиодов, установленных в пространстве в различных направлениях (по секторам), что позволяет выбирать максимальное отношение "сигнал-помеха".

Claims (27)

1. Оптический модуль для передачи данных, содержащий матрицу инфракрасных светоизлучающих диодов (51), расположенных равномерно и предпочтительно симметрично и имеющих либо индивидуальную, либо общую адресацию, куполообразный корпус (52), образующий полость, отличающийся тем, что матрица расположена внутри указанной полости, а куполообразный корпус (52) содержит рассеиватель для инфракрасного света, излучаемого матрицей, для обеспечения видимого оптического увеличения источника инфракрасного света.
2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что инфракрасные светоизлучающие диоды матрицы (11,201) расположены на монтажном основании (10,203) так, что главная ось излучения указанных диодов проходит приблизительно параллельно центральной оси куполообразного корпуса (12,200).
3. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что инфракрасные светоизлучающие диоды матрицы (31,41,51,71,81,91,101,111,121,221) расположены на монтажном основании (30,40,50,70,80,90,100,110,120,140,150,223) так, что главная ось излучения указанных диодов наклонена по отношению к центральной оси куполообразного корпуса (32,42,52,60,61,72,102,112,122,142,152,162,220).
4. Модуль по п.3, отличающийся тем, что инфракрасные светоизлучающие диоды (31,41,51,71,91,101) расположены так, что они обращены к указанной центральной оси.
5. Модуль по п. 3, отличающийся тем, что инфракрасные светоизлучающие диоды (81,111,121,221) расположены так, что они обращены радиально наружу по отношению к указанной центральной оси.
6. Модуль по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что куполообразный корпус (42) содержит фазовую голограмму (43) для формирования оптического пучка, расположенную внутри корпуса.
7. Модуль по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что куполообразный корпус (52) содержит взвешенные частицы с большим коэффициентом отражения, которые играют роль рассеивателя (53).
8. Модуль по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что куполообразный корпус содержит рифленую поверхность (93) на внешней и/или внутренней поверхности, которая служит рассеивателем.
9. Модуль по п.8, отличающийся тем, что рифленая поверхность имеет степень шероховатости, которая совпадает с длиной волны, излучаемой инфракрасными светоизлучающими диодами модуля.
10. Модуль по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что куполообразный корпус содержит рисунок, нанесенный в шахматном порядке (92) на внутренней и/или внешней поверхности и служащий рассеивателем.
11. Модуль по одному из пп.1 - 10, отличающийся тем, что куполообразный корпус (102) содержит призматическое кольцо (104), которое отражает вниз часть света (Δ), излучаемого матрицей инфракрасных светоизлучающих диодов (101), так, что улучшается прямая связь по линии визирования.
12. Модуль по одному из пп.1 - 10, отличающийся тем, что куполообразный корпус (112) содержит отражатели (114), расположенные на внутренней поверхности корпуса (112), которые отражают свет, излучаемый матрицей инфракрасных светоизлучающих диодов (111), вверх таким образом, что он выходит из корпуса (112) через рассеиватель (113).
13. Модуль по одному из пп.1 - 10, отличающийся тем, что куполообразный корпус (122) содержит ряд отражателей (124), обращенные вверх отклоняющие призмы (125) и обращенную вниз отклоняющую призму (126), расположенные по окружности на внутренней поверхности корпуса (122) и выполненные с возможностью поворота относительно положения матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов (121) для изменения диаграммы направленности излучения модуля.
14. Модуль по одному из пп.1 - 10, отличающийся тем, что куполообразный корпус (200,210,220) содержит ряд отражателей (202,212,222) или ряд призм, расположенных по окружности в куполообразном корпусе (200,210,220) и выполненных с возможностью поворота относительно положения матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов (201,211,221) для изменения диаграммы направленности излучения модуля.
15. Модуль по п.13 или 14, отличающийся тем, что куполообразный корпус (122,200,210,220) выполнен с возможностью пошагового поворота относительно матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов (121,201,211,221).
16. Модуль по одному из пп.1 - 15, отличающийся тем, что также содержит приемник с матрицей фотодиодов (143,153,161), имеющей наклон по отношению к центральной оси корпуса.
17. Модуль по п.16, отличающийся тем, что фотодиоды (143) расположены под матрицей инфракрасных светоизлучающих диодов в том же корпусе (142).
18. Модуль по п.16, отличающийся тем, что фотодиоды (153,161) расположены над матрицей инфракрасных светоизлучающих диодов в том же корпусе (152,162).
19. Модуль по одному из пп.16 - 18, отличающийся тем, что фотодиоды (143,153,161) смонтированы на монтажном основании (160), которое закреплено в корпусе (142,152,162).
20. Модуль по п. 16, отличающийся тем, что корпус (142,152) содержит подложку (144,154) с электронными схемами и/или сетку из тонкой проволоки (145,155).
21. Модуль по одному из пп.1 - 20, отличающийся тем, что содержит интерфейс, подключаемый к шине компьютера.
22. Модуль по п.21, отличающийся тем, что содержит зажим (172), прикрепляемый к панели монитора компьютера, и кабель (173), подключаемый к интерфейсу.
23. Модуль по п.21, отличающийся тем, что выполнен с возможностью встраивания в панель монитора компьютера жестко или с возможностью убирания внутрь.
24. Модуль по одному из пп.1 - 15, отличающийся тем, что дополнительно содержит матрицу фотодиодов (181), усилители (180,184) для усиления сигналов, принимаемых матрицей фотодиодов, средство (186) для обнаружения информации, содержащейся в сигналах, принимаемых матрицей фотодиодов (181), средство (191) для возбуждения матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов модуля, средство (182,183,190) для активного выбора и индивидуального комбинирования сигналов, принимаемых каждым фотодиодом матрицы фотодиодов (181), средства (188-191) для обнаружения близости путем определения силы эхо-сигнала и выключения матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов модуля, если эхо-сигнал превышает предварительно определенное предельное значение.
25. Модуль по одному из пп.16 - 19, отличающийся тем, что содержит усилители (180,184) для усиления сигналов, принимаемых матрицей фотодиодов модуля, средство (186) для обнаружения информации, содержащейся в сигналах, принимаемых матрицей фотодиодов модуля, средство (191) для возбуждения матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов модуля, средство (182,183,190) для активного выбора и индивидуального комбинирования сигналов, принимаемых каждым фотодиодом матрицы фотодиодов модуля, средства (188-191) для обнаружения близости путем определения силы эхо-сигнала и выключения матрицы инфракрасных светоизлучающих диодов модуля, если эхо-сигнал превышает предварительно определенное предельное значение.
26. Модуль по п. 24 или 25, отличающийся тем, что содержит интерфейс (192), подключаемый к шине (193) компьютера.
27. Модуль по одному из пп.24 - 26, отличающийся тем, что предназначен для использования в системе беспроводной передачи данных.
RU97105067A 1994-09-03 1994-09-03 Оптический передающий и приемопередающий модуль для беспроводной передачи данных RU2138912C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP1994/002940 WO1996008090A1 (en) 1994-09-03 1994-09-03 Optical transmitter and transceiver module for wireless data transmission
EPPCT/EP94/02940 1994-09-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97105067A RU97105067A (ru) 1999-04-27
RU2138912C1 true RU2138912C1 (ru) 1999-09-27

Family

ID=8165885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97105067A RU2138912C1 (ru) 1994-09-03 1994-09-03 Оптический передающий и приемопередающий модуль для беспроводной передачи данных

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6424442B1 (ru)
EP (1) EP0783808B1 (ru)
KR (1) KR100256477B1 (ru)
CN (1) CN1081413C (ru)
BR (1) BR9408606A (ru)
CA (1) CA2197916C (ru)
CZ (1) CZ292638B6 (ru)
DE (1) DE69425447T2 (ru)
HU (1) HUT76951A (ru)
PL (1) PL175130B1 (ru)
RU (1) RU2138912C1 (ru)
SG (1) SG32472A1 (ru)
TW (1) TW275729B (ru)
WO (1) WO1996008090A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446051C1 (ru) * 2010-11-23 2012-03-27 Дмитрий Викторович Коновалов Полимерное формованное светопрозрачное изделие
RU2456713C1 (ru) * 2008-04-30 2012-07-20 Чжэцзян Манелюкс Лайтинг Ко., Лтд. Белый сид и белая сид лампа

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2322685C (en) * 1999-01-11 2004-10-26 International Business Machines Corporation Apparatus and method for improved connectivity in wireless optical communication systems
US7330661B1 (en) * 2000-04-05 2008-02-12 Nortel Networks Limited Method and apparatus for optical communication between devices
SE0002725D0 (sv) * 2000-07-20 2000-07-20 Pricer Ab Transceiving device
GB0025463D0 (en) * 2000-10-17 2000-11-29 Isis Innovation Improvements in or relating to optical wireless communications
US20020080449A1 (en) * 2000-12-08 2002-06-27 Tseng Chi Wang Light transceiver apparatus
US20040219947A1 (en) * 2000-12-21 2004-11-04 Tseng Chi Wang Wireless transmission device for a computer peripheral
US20020163699A1 (en) * 2001-02-16 2002-11-07 The Penn State Research Foundation Wireless infrared multi-spot diffusing communication system
RU2178954C1 (ru) 2001-03-01 2002-01-27 Септре Коммуникейшинс Лимитед Беспроводная дуплексная оптическая система связи
US6804465B2 (en) * 2001-03-06 2004-10-12 Incucomm, Inc. Wireless optical system for multidirectional high bandwidth communications
DE10119215A1 (de) * 2001-04-19 2002-10-24 Berchtold Holding Gmbh Operationsleuchte
US6839165B2 (en) * 2001-08-03 2005-01-04 Lutron Electronics Co., Inc. Dimmer control system having remote infrared transmitters
US6742185B1 (en) * 2003-03-27 2004-05-25 Visteon Global Technologies, Inc. Video screen module endcap wireless signal transmitter
US20040206970A1 (en) * 2003-04-16 2004-10-21 Martin Paul S. Alternating current light emitting device
US20040218766A1 (en) * 2003-05-02 2004-11-04 Angell Daniel Keith 360 Degree infrared transmitter module
JP2005151496A (ja) * 2003-11-20 2005-06-09 Funai Electric Co Ltd リモコン送信機
DE102004040837B4 (de) * 2004-08-23 2007-04-12 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren und System zur verteilten hochratigen Übertragung großer Digitaldatenmengen
US20060093271A1 (en) * 2004-11-03 2006-05-04 Fenwick David M Optical connections and methods of forming optical connections
JP2006173969A (ja) * 2004-12-15 2006-06-29 Sony Corp 全方向受光装置および赤外線受信装置
JP2006179995A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Sony Corp 遠隔制御システムおよび受信装置
US7428439B1 (en) 2005-01-13 2008-09-23 Linemaster Switch Corporation Wireless foot control system with optical transmitter and transceiver
US7606496B1 (en) * 2005-06-02 2009-10-20 Rockwell Collins, Inc. Communications and position location system and method
US7953326B2 (en) * 2006-02-06 2011-05-31 Woods Hole Oceanographic Institution Systems and methods for underwater optical communication
US20160121009A1 (en) * 2006-02-06 2016-05-05 Woods Hole Oceanographic Institution Optical Communication Systems and Methods
CN101878591B (zh) * 2007-11-08 2012-06-20 建兴电子科技股份有限公司 照明***
US20110026939A1 (en) * 2009-07-29 2011-02-03 Chung-Ping Chi Infrared-receiving device with expanded module and receiving method for the same
US20110319717A1 (en) * 2010-06-24 2011-12-29 Amit Pascal Optical window for in vivo imaging device
CN102401248A (zh) * 2010-09-14 2012-04-04 佶益投资股份有限公司 发光二极管灯源与光通信网络***
WO2015028528A1 (en) * 2013-09-02 2015-03-05 Koninklijke Philips N.V. Transparent computer structure
DE102014210903B4 (de) 2014-06-06 2019-11-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Lichtkanal, Lichtkanalsystem, Lichtelement und Verfahren zum Herstellen eines Lichtkanals
CN107110482A (zh) * 2014-10-23 2017-08-29 Mtg－梅尔特朗有限公司 用于危险区域的照明装置
US10100998B2 (en) * 2015-05-26 2018-10-16 The Boeing Company Electrically shielded lighting apparatus
US11456532B2 (en) 2016-05-04 2022-09-27 California Institute Of Technology Modular optical phased array
US10382140B2 (en) 2016-06-07 2019-08-13 California Institute Of Technology Optical sparse phased array receiver
US10795188B2 (en) 2016-10-07 2020-10-06 California Institute Of Technology Thermally enhanced fast optical phase shifter
US11249369B2 (en) 2016-10-07 2022-02-15 California Institute Of Technology Integrated optical phased arrays with optically enhanced elements
WO2018148758A1 (en) 2017-02-13 2018-08-16 California Institute Of Technology Passive matrix addressing of optical phased arrays
CN110383580B (zh) * 2017-03-09 2021-09-03 加州理工学院 互质光学收发器阵列
US11336373B2 (en) 2017-03-09 2022-05-17 California Institute Of Technology Co-prime optical transceiver array
US10707966B2 (en) * 2018-05-14 2020-07-07 California Institute Of Technology Ultrafast omnidirectional wireless data transfer apparatus and system
US11616574B2 (en) 2020-03-26 2023-03-28 California Institute Of Technology Optical ground terminal
WO2022135897A1 (en) * 2020-12-24 2022-06-30 Signify Holding B.V. An optical wireless communication device
CN113724624B (zh) * 2021-09-10 2023-03-31 深圳市鼎高光电产品有限公司 一种可自由拼接的面光源墙面模块

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59180582A (ja) 1983-03-31 1984-10-13 株式会社東芝 光半導体表示装置
JPS60246136A (ja) * 1984-05-22 1985-12-05 Canon Inc 光通信装置
US4856090A (en) * 1984-05-22 1989-08-08 Canon Kabushiki Kaisha Light communication equipment
JPH0740684B2 (ja) * 1985-02-08 1995-05-01 株式会社日立製作所 光拡散器
US4727600A (en) * 1985-02-15 1988-02-23 Emik Avakian Infrared data communication system
JPS62281623A (ja) * 1986-05-30 1987-12-07 Yagi Antenna Co Ltd 無人搬送車用光空間伝送装置
JPS6340048A (ja) 1986-08-04 1988-02-20 石野瓦工業株式会社 軒先がわらの葺設方法
JPS6364142A (ja) 1986-09-04 1988-03-22 Fujitsu Ltd メモリ管理制御方式
JPS6388639A (ja) 1986-10-01 1988-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd パイプライン加算回路
JPS63120437A (ja) 1986-11-10 1988-05-24 Agency Of Ind Science & Technol 半導体集積回路構造
JP2597665B2 (ja) 1988-08-18 1997-04-09 株式会社東芝 太陽センサ
US5060303A (en) * 1988-09-06 1991-10-22 Wilmoth Thomas E Optical data link system, and methods of constructing and utilizing same
JP2901382B2 (ja) 1991-07-12 1999-06-07 津田駒工業株式会社 織機のスキップフィーラ装置
JPH0582149A (ja) 1991-09-20 1993-04-02 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池発電装置の燃料供給装置
US5258867A (en) * 1991-10-10 1993-11-02 Light Ideas Incorporated Base station performance enhancements for infrared-linked telephone and communications systems
JPH06169288A (ja) 1992-09-30 1994-06-14 Sony Corp 受光装置
US5305833A (en) 1993-02-16 1994-04-26 Halliburton Company Shifting tool for sliding sleeve valves
US5782553A (en) * 1993-10-28 1998-07-21 Mcdermott; Kevin Multiple lamp lighting device
US5561346A (en) * 1994-08-10 1996-10-01 Byrne; David J. LED lamp construction
CA2166256C (en) 1995-12-28 2002-07-02 John V. Taglione Optical signal transceiver for use with diffusely transmitted optical radiation
CA2166356C (en) 1995-12-29 2002-01-29 Albert John Kerklaan Universally directionally adjustable optical transmitter and receiver assembly
CA2166334C (en) 1995-12-29 2001-12-25 Albert John Kerklaan Combination diffused and directed infrared transceiver

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Герасимов В.Г. и др. Основы промышленной электроники. - М.: Высшая школа, 1968, с.269. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456713C1 (ru) * 2008-04-30 2012-07-20 Чжэцзян Манелюкс Лайтинг Ко., Лтд. Белый сид и белая сид лампа
RU2446051C1 (ru) * 2010-11-23 2012-03-27 Дмитрий Викторович Коновалов Полимерное формованное светопрозрачное изделие
WO2012070980A1 (ru) * 2010-11-23 2012-05-31 Konovalov Dmitri Viktorovich Полимерное формованное светопрозрачное изделие

Also Published As

Publication number Publication date
CA2197916C (en) 2002-12-10
KR100256477B1 (ko) 2000-05-15
CN1081413C (zh) 2002-03-20
PL320018A1 (en) 1997-09-01
SG32472A1 (en) 1996-08-13
EP0783808B1 (en) 2000-08-02
WO1996008090A1 (en) 1996-03-14
DE69425447T2 (de) 2009-09-10
CN1159264A (zh) 1997-09-10
EP0783808A1 (en) 1997-07-16
PL175130B1 (pl) 1998-11-30
CA2197916A1 (en) 1996-03-14
TW275729B (ru) 1996-05-11
HUT76951A (hu) 1998-01-28
US6424442B1 (en) 2002-07-23
DE69425447D1 (de) 2000-09-07
KR970705878A (ko) 1997-10-09
CZ292638B6 (cs) 2003-11-12
JPH10500546A (ja) 1998-01-13
BR9408606A (pt) 1999-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2138912C1 (ru) Оптический передающий и приемопередающий модуль для беспроводной передачи данных
JP6923596B2 (ja) 高速自由空間光通信
JP3742458B2 (ja) キャンドル・アンテナ
US6932496B2 (en) LED-based elevated omnidirectional airfield light
Al-Ghamdi et al. Optimization of a triangular PFDR antenna in a fully diffuse OW system influenced by background noise and multipath propagation
Chen et al. Wide-FOV and high-gain imaging angle diversity receiver for indoor SDM-VLC systems
JPH09200139A (ja) アプリケーション・インタフェース・カード用の赤外線トランシーバ
Al-Ghamdi et al. Performance evaluation of a triangular pyramidal fly-eye diversity detector for optical wireless communications
US5253095A (en) Full duplex communication system and method of using same
US5774247A (en) Optical signal transceiver for use with diffusely transmitted optical radiation
EP0849896B1 (en) Transceiver module for wireless data transmission
EP0782281B1 (en) A combination diffused and directed infrared transceiver
US6377376B1 (en) Optoelectronic transceiver having emission angle equal to reception angle
JP3003947B2 (ja) 光送信機および送受信機モジュール
Masroor et al. Analyzing the effects of LED lamp arrangements on performance of an indoor visible light communication system
JP3694155B2 (ja) 光送受信装置
WO1997027450A1 (en) A position tracking system
WO1997027449A9 (en) Radiant energy transducing apparatus with constructive occlusion
Al-Ghamdi et al. Triangular PFDR antenna optimisation under the restriction of background noise and multipath propagation in an optical wireless system
Al-Ghamdi et al. Performance of an optical pyramidal fly-eye diversity receiver for indoor wireless communication systems in the presence of background noise and multipath dispersion
AG et al. Analysis of optical wireless systems based on line strip multibeam transmitters and diversity detection
Kumawat Optimum Uniform Illuminance And Communication In Indoor Vlc System Using Whale Optimization Algorithm…
JPH06252855A (ja) ワイヤレス光通信用装置