CN101523874B - 点对带光通信系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于在设备的第一外壳(102)和第二外壳(104)之间传输光的点对带光通信系统(200)。该点对带光通信系统(200)包括能够发光的点光通信元件(202)。该点光通信元件(202)耦合到第一外壳(102)或第二外壳(104)。该点对带光通信系统(200)也包括带光通信元件(204)，该带光通信元件(204)耦合到点光通信元件(202)未耦合的第一外壳(102)或第二外壳(104)。该带光通信元件(204)的长度对应于第一外壳(102)和第二外壳(104)的行进距离。该带光通信元件(204)定位成与该点光通信元件(202)的行进路径一致。

Description

点对带光通信系统
技术领域
本发明总体上涉及在设备的多个外壳之间的通信系统，所述多个外壳适于相对于彼此移动，并且更具体而言，涉及点对带光通信系统(point to strip optical communication system)。
背景技术
这十年见证了在通信设备中活动元件日益增加的使用和复杂性，这些活动元件需要物理链接或和/或通信地耦合到在该通信设备中的其他元件。这样的通信设备的示例包括，但不限于，无线电话、寻呼机、膝上型电脑以及个人数字助理(PDA)。这些活动元件的示例包括，但不限于，照相机、显示器以及指纹传感器。在至少一种普通配置中，通信设备可以包括第一外壳和第二外壳，其中，越来越多的活动部件被设置在第一外壳和第二外壳二者之一中。这势必导致在第一外壳和第二外壳之间传送的数据量越来越大，以在它们之间传输诸如视频内容和音频内容。通过增加数据线路的数量和/或增加至少一些数据线路的数据速率，可以适应越来越大的数据量。
在第一外壳和第二外壳之间传送数据的一种已知方法中，经由复杂的多层柔性电路路由数据。多层柔性电路一般包括与绝缘材料交错的多层高密度传导迹线。然后，多层柔性电路穿过在第一外壳和第二外壳之间的受限空间。然而，通过该受限空间路由大量信号可能导致多层柔性电路机械可靠性降低，并且具有较大的射频干扰。在滑动器配置中，通信设备的多层电柔性电路应当被设计成具有滚动配置。在该滚动配置中，多层电柔性电路的最小弯曲半径可以明显影响设备的厚度。
在涉及通过柔性电路传输数据的一些实例中，可以将屏蔽层设置在多层柔性电路的至少一些区域，以最小化由多层柔性电路导致的射频干扰。然而，这经常导致增加柔性电路的刚度、复杂性和成本。在多层柔性电路弯曲或扭曲的一些区域中，这些层将彼此分离，以便提供多层柔性电路机械弯曲的能力。然而，这些层分离的能力及其相应的分离的适应性调节(accommodation)经常可以导致屏蔽效率的降低。
替代地，减少通过多层柔性电路传送的信号数目以简化该多层柔性电路的结构的任何尝试，经常要求增加在至少一些剩余数据线路上的信号的数据速率，这可以导致甚至更大量的射频干扰。
鉴于上述讨论，需要一种用于在第一外壳和第二外壳之间传输数据的系统，该系统限制任何射频干扰的量。而且，该系统应当适应在第一外壳和第二外壳之间相对高速的数据传输。此外，该系统应当是成本有效的并且易于组装，同时最小化对设备整体厚度的影响。
发明内容
本发明提供了一种用于在设备的第一外壳和第二外壳之间进行数据传输的点对带光通信系统。通常，将光形式的信号(即，电磁辐射)用于在设备的第一外壳和第二外壳之间传输数据的点对带光通信系统中。在本发明的至少一个实施例中，提供了一种用于在设备的第一外壳和第二外壳之间传输光的点对带光通信系统。第一外壳和第二外壳可以相对于彼此移动与在多个不同使用位置之间的行进距离相对应的距离。点对带光通信系统包括点光通信元件。点光通信元件能够发光，并且可以耦合到第一外壳或第二外壳。点对带光通信系统也包括能够接收所述光的带光通信元件。带光通信元件可以耦合到点光通信元件未耦合的第一外壳和第二外壳中的另一个。带光通信元件的长度可以对应于第一外壳和第二外壳的行进距离。带光通信元件可以定位成与点光通信元件的行进路径一致。
在本发明的进一步的实施例中，提供了一种设备。该设备可以包括两部分外壳，该两部分外壳包括第一外壳和第二外壳，它们适于相对于彼此移动。该设备也可以包括用于在第一外壳和第二外壳之间传输光的一个或多个点对带光通信系统。而且，一个或多个点对带光通信系统中的每个可以包括点光通信元件，点光通信元件能够发光。点光通信元件可以耦合到第一外壳或第二外壳。点对带光通信系统也可以包括能够接收所述光的带光通信元件。带光通信元件可以耦合到点光通信元件未耦合的第一外壳和第二外壳中的另一个。带光通信元件的长度可以对应于第一外壳和第二外壳的行进距离。带光通信元件可以定位成与点光通信元件的行进路径一致。
参考附图，根据本发明的一个或多个实施例的以下描述，本发明的这些和其他特征以及优点是显而易见的。
附图说明
在附图的各个视图中，相同的附图标记指的是相同或功能类似的元件，并且附图连同下文的详细描述一起并入本说明书并且构成本说明书的一部。附图用于全部根据本发明进一步图示各种实施例并且解释各种原理和优点。
图1图示了具有适于相对于彼此移动的两部分外壳的设备，在该设备中可应用本发明的各种实施例外壳；
图2图示了根据本发明的至少一个实施例的用于在具有第一外壳和第二外壳的设备中使用的点对于带光通信系统的剖视图；
图3图示了根据本发明至少一个实施例的点对带光通信系统；
图4图示了根据本发明另一实施例的点对带光通信系统；
图5图示了根据本发明至少一个实施例的具有多个点对带光通信路径的设备的点对带光通信系统的示例；以及
图6图示了根据本发明至少一个实施例的设备的电子电路。
本领域的技术人员应当理解，在附图中的元件是出于简单和清楚的目的而图示的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸相对于其他元件可能被扩大，以有助于提高对本发明的实施例的理解。
具体实施方式
在详细描述根据本发明的用于通信的特定系统之前，应当注意，本发明主要是作为关于点对带光通信系统的装置组件而存在。因此，已经在附图中通过常规符号在适当之处表示了这些装置组件，仅示出了与本发明的理解相关的那些具体细节，以便对于受益于此处描述的本领域的技术人员显而易见的细节不会使本公开模糊。
在该文档中，术语“包括”或其任何其他变化意在涵盖非排他性包括，以便包括一系列元件的物品或装置不仅包括那些元件，而可以包括未明确列出的或在这样的物品或装置中固有的其他元件。在没有更多限制的情况下，以“包括……”继续的元件不排除在包括该元件的物品或装置中存在另外的相同元件。如在该文档中使用的术语“另一个”被定义为至少第二个或更多。如此处所使用的术语“包括”和/或“具有”被定义为包括。
图1图示了设备100，其中可应用本发明的各种实施例。设备100的示例包括，但不限于，无线通信设备、无线电话、寻呼机、膝上型电脑、音乐重放设备(即，MP3播放器)以及个人数字助理(PDA)。设备100包括第一外壳102和第二外壳104。第一外壳102和第二外壳104可以相对于彼此移动与第一外壳102或第二外壳104在多个不同使用位置之间的行进距离相对应的距离。该行进距离是当在不同使用位置之间移动时，第一外壳102或第二外壳104相对于另一个所移动的相对距离。在本发明的至少一个实施例中，多个不同使用位置可以包括，但不限于，第一外壳102和第二外壳104的关闭位置和打开位置。在图1中的双向箭头图示了第一外壳102和第二外壳104相对于彼此的可能移动，这形成了关闭位置、打开位置以及处于二者之间的任何数目的位置。在所图示的特定实施例中，第一外壳102和第二外壳104可以沿着一对基本上平行的路径相对于彼此而行进。这有时被称为滑动器配置。
在本发明的进一步实施例中，第一外壳102或第二外壳104可以包括一个或多个活动元件，这些活动元件中的每个需要物理地和/或通信地耦合到在第一外壳102或第二外壳104中的另一个上存在的一个或多个相应元件。这种活动元件的示例包括，但不限于，照相机、显示器和指纹传感器。例如，在第一外壳102上存在的照相机可能需要耦合到在第二外壳104上存在的微处理器。
图2图示了根据本发明的至少一个实施例的具有第一外壳102和第二外壳104的设备的点对带光通信系统200的剖视图。该设备的示例可以包括图1所示的设备100。如上所述，根据本发明的至少一些实施例，第一外壳102和第二外壳104可以被并入作为具有滑动器配置的设备的一部分。该点对带光通信系统200包括能够发光的点光通信元件202。点光通信元件202可以耦合到第一外壳102或第二外壳104。点光通信元件202的示例可以包括，但不限于，边缘发射激光源、垂直腔面发射激光器(VCSEL)和发光二极管。通常，点光通信元件202产生具有一个或多个特征的光，这些特征可以改变，以便在所产生的光上编码和/或叠加数据流。出于在所产生的光中编码数据的目的而可以改变的光的特征的示例包括振幅、频率和相位。
点对带光通信系统200也包括带光通信元件204，带光通信元件204能够接收和/或检测包括由点光通信元件202发出的光的变化特征的光。带光通信元件204的示例可以包括，但不限于，光电二极管。带光通信元件204可以耦合到点光通信元件202未耦合的第一外壳102和第二外壳104中的另一个。在本发明的至少一个实施例中，带光通信元件204的长度可以对应于第一外壳102或第二外壳104的行进距离。此外，带光通信元件204定位成与点光通信元件202的行进路径一致，其中，由于第一外壳102和/或第二外壳104在多个不同使用位置之间移动，所以该行进路径包括与点光通信元件202的位置相对应的一组点。由于带光通信元件204沿着点光通信元件202的行进路径的长度延伸，所以由点光通信元件202发出的光可以照到带光通信元件204，而不管第一外壳102和第二外壳104的位置。
在本发明的至少一个实施例中，第一点光通信元件可以耦合到第一外壳102，并且相应的第一带光通信元件可以耦合到第二外壳104。而且，第二点光通信元件可以耦合到第二外壳104，并且相应的第二带光通信元件可以耦合到第一外壳102。这两对相对应的点光通信元件和带光通信元件可以使得能够在第一外壳102和第二外壳104之间进行双向光数据传输，与图5所示的实施例一致。
图3图示了根据本发明的至少一个实施例的用于在诸如图1所示的设备100的设备中使用的点对带光通信系统200。点对带光通信系统200包括耦合到第一外壳102的点光通信元件202。第一外壳102另外包括孔302，孔302与点光通信元件202对准，以便该孔302可以将由点光通信元件202发出的光传送到带光通信元件204，带光通信元件204被包括为第二外壳104的一部分。通常，孔302的大小与点光通信元件的大小有关，并且进一步与由此产生的光束的相应大小、方向和形状有关，和/或与要传输的光束的期望大小、方向和形状有关。在本发明的至少一个实施例中，孔302可以由在各个外壳中切开的狭缝形成。在某些实例中，点光通信元件202可以由窗口保护，该窗口设置成与孔302一致。该窗口可以由光透明材料制成，光透明材料允许由点光通信元件202产生的光穿过该材料。在这些实例的一些中，该窗口可以是透镜的形式，透镜可以有助于进一步形成或定向穿过该透镜的光。
此外，带光通信元件204具有孔304，孔304也包括窗口，该窗口类似地包括能够允许光穿过的光透明材料。用于形成可以与点光通信元件202和带光通信元件204中的每个相关联的窗口的一个或二者的至少部分的适合光透明材料的示例包括，但不限于，塑料材料和玻璃材料。孔304的长度大小确定为适应和/或包含当第一和第二外壳沿着相应行进距离相对于彼此移动时设备的各种使用位置，该移动意在支持在第一和第二外壳之间的光通信。以这种方式，点光通信元件202可以在每个预期使用位置保持通信对准状态。窗口的使用可以帮助限制诸如尘埃、烟雾或其他微粒的环境污染物和/或污染物进入外壳，并干扰光通信路径。本领域的技术人可以容易地理解，尽管示出了点光通信元件202和相应孔302与第一外壳102相关联，但是点光通信元件202和相应孔302可以替代地与第二外壳104相关联，在这种情形下，相关联的带光通信元件204和任何相应的窗口304将很可能与第一外壳102相关联。
图4图示了根据本发明的另一实施例的点对带光通信系统200。除了点光通信元件202和带光通信元件204，点对带光通信系统200也包括机械支架402。机械支架402用于相对于电路基板提升点光通信元件202，这转而允许使点光通信元件202更紧密地接近带光通信元件204。该更紧密的接近使得能够使用较低功率的点光通信元件202。此外，更紧密的接近可以简化在点光通信元件202和带光通信元件204之间的对准，由此允许关于相对于彼此和其他周围结构与每个元件的方向和布置相关联的的相应允许偏差具有更大灵活性。本领域的技术人员将容易理解，可以替代地通过使用间隔装置或其他相应结构相对于点光通信元件202重新定位带光通信元件204。然而，因为大小和形状的差异，调整点光通信元件202的位置通常更容易。
图5图示了根据本发明的至少一些实施例的并入多个点对带光通信系统200的设备100。一个或多个点对带光通信系统200每个能够在第一外壳102和第二外壳104之间独立地传输光，其每个可以通过修改由点光通信元件202的每个产生的光的一个或多个特征利用数据流进行编码。例如，一个或多个点对带光通信系统200可以包括第一点对带光通信系统，其中，点光通信向元件202耦合到第一外壳102，并且相应带光通信元件204耦合到第二外壳104。一个或多个点对带光通信系统200也可以包括第二点对带光通信系统，其中，点光通信元件202耦合到第二外壳104，并且相应带光通信元件204耦合到第一外壳102。本实施例可以使得能够在第一外壳102或第二外壳104上的多个活动元件到在第一外壳102和第二外壳104中的另一个上的相应元件之间进行数据传输。在至少一些情形中，以光的特征编码的更高带宽信号可以用于数据的光通信。更高带宽信号可以使得能够将多个电信号流多路复用到单个光信道上，其中，如果经由有线连接电传送相同的更高带宽信号，则可能产生不必要的电磁噪声或干扰级。这可以有助于减少用于支持在第一外壳102和第二外壳104之间的光通信的一个或多个点对带光通信系统200的数目。
图6图示了用于结合带光通信元件204的一些示例使用的电子电路600。电子电路600包括电子求和电路602，其用于将来自多个检测器604的所检测到的光电流求和。当带光通信元件204不可用作单个长检测器棒时，可以使用多个检测器604，但是替代地带光通信元件204可以由更多数目的较小检测器棒形成。在本发明的进一步的实施例中，跨阻抗放大器606可以结合检测器604使用。跨阻抗放大器606可以将所检测到的光电流转换成电压信号。然后，电子求和电路602可以将来自跨阻抗放大器606的电压信号求和。基于所检测到的来自邻近检测器604的光电流，电子求和电路602也可以将光插入在一个或多个检测器604之间的间隙。
如上所述，本发明的各种实施例使得能够进行数据的光通信。点对带光通信系统使得能够进行成本有效的数据的高速光通信。在本发明中所提供的点对带光通信系统不涉及多层电柔性电路的使用，由此增加了设备的可靠性，避免了射频干扰源，并且简化了设备的组装。相对于替代地采用上述柔性电路的设备，本发明也使得能够进一步降低设备的厚度。
在前面的说明中，已经参考具体实施例描述了本发明及其益处和优点。然而，本领域的技术人员应当理解，在不背离如下文权利要求所阐明的本发明的范围的情况下，可以进行各种修改和变更。因此，说明书和附图应当被视为说明性而非限制性的。所有这样的修改应意在被包括在本发明的范围内。这些益处、优点、问题的解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更明显的任何元件不应当被解释为任何或所有权利要求的关键、必须或必要特征或元件。本发明仅由随附的权利要求限定，包括在本申请未决期间进行的任何修改和如所授权的那些权利要求的所有等同物。

Claims (20)

1.一种用于在设备的第一外壳和第二外壳之间传输光的点对带光通信系统，所述第一外壳和所述第二外壳相对于彼此移动与在多个使用位置之间的行进距离相对应的距离，所述点对带光通信系统包括：
能够发光的点光通信元件，所述点光通信元件被耦合到所述第一外壳和所述第二外壳中的一个；以及
能够接收所述光的带光通信元件，所述带光通信元件被耦合到所述点光通信元件未耦合的所述第一外壳和所述第二外壳中的另一个，其中，所述带光通信元件的长度对应于所述第一外壳和所述第二外壳的所述行进距离，并且其中，所述带光通信元件定位成与所述点光通信元件的行进路径一致。
2.根据权利要求1所述的点对带光通信系统，其中，所述第一外壳和所述第二外壳沿着一对基本上平行的路径中的各自路径行进。
3.根据权利要求1所述的点对带光通信系统，其中，所述第一外壳和所述第二外壳被并入作为具有滑动器配置的通信设备的一部分。
4.根据权利要求1所述的点对带光通信系统，其中，所述点光通信元件从包括边缘发射激光源、垂直腔面发射激光器和发光二极管的组中选择。
5.根据权利要求1所述的点对带光通信系统，其中，所述带光通信元件是光电二极管。
6.根据权利要求1所述的点对带光通信系统，其中，所述点光通信元件的所耦合的所述第一外壳和所述第二外壳中的一个包括用于传送由所述点光通信元件发出的所述光的孔，并且其中所述孔与所述点光通信元件对准。
7.根据权利要求1所述的点对带光通信系统，其中，所述点光通信元件和所述带光通信元件中的至少一个被包括光透明材料的窗口屏蔽。
8.根据权利要求7所述的点对带光通信系统，其中，所述光透明材料从包括塑料材料和玻璃材料的组中选择。
9.根据权利要求1所述的点对带光通信系统，其中，所述带光通信元件包括一个或多个检测器。
10.根据权利要求9所述的点对带光通信系统，进一步包括将所述一个或多个检测器的所检测到的光电流求和的电子电路。
11.根据权利要求1所述的点对带光通信系统，进一步包括在所述点光通信元件所耦合的所述第一外壳和所述第二外壳上存在的机械支架，其中，所述点光通信元件安装在所述机械支架上，并且其中所述机械支架使所述点光通信元件与所述带光通信元件紧密地接近。
12.一种包括用于在设备的多个外壳之间提供通信的通信系统的设备，所述设备包括：
两部分外壳，所述两部分外壳包括适于相对于彼此移动的第一外壳和第二外壳；以及
一个或多个点对带光通信系统，所述一个或多个点对带光通信系统的每个能够在所述第一外壳和所述第二外壳之间传输光，其中，所述一个或多个点对带光通信系统中的每个包括：
能够发光的点光通信元件，所述点光通信元件被耦合到所述第一外壳和所述第二外壳中的一个；以及
能够接收所述光的带光通信元件，所述带光通信元件被耦合到所述点光通信元件未耦合的所述第一外壳和所述第二外壳中的另一个，其中，所述带光通信元件的长度对应于在所述第一外壳和所述第二外壳的多个使用位置之间的行进距离，并且其中，所述带光通信元件定位成与所述点光通信元件的行进路径一致。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述点光通信元件从包括边缘发射激光源、垂直腔面发射激光器和发光二极管的组中选择。
14.根据权利要求12所述的设备，其中，所述带光通信元件是光电二极管。
15.根据权利要求12所述的设备，其中，所述点光通信元件所耦合的所述第一外壳和所述第二外壳中的一个包括用于传送由所述点光通信元件发出的所述光的孔，并且其中，所述孔与所述点光通信元件对准。
16.根据权利要求12所述的设备，其中，所述点光通信元件和所述带光通信元件中的至少一个被包括光透明材料的窗口屏蔽。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述光透明材料从包括塑料材料和玻璃材料的组中选择。
18.根据权利要求12所述的设备，其中，所述带光通信元件包括一个或多个检测器。
19.根据权利要求12所述的设备，其中，所述一个或多个点对带光通信系统包括第一点对带光通信系统，所述第一点对带光通信系统具有耦合到所述第一外壳的点光通信元件和耦合到所述第二外壳的相应带光通信元件；以及第二点对带光通信系统，所述第二点对带光通信系统具有耦合到所述第二外壳的点光通信元件和耦合到所述第一外壳的相应带光通信元件。
20.根据权利要求12所述的设备，其中，所述设备是无线通信设备。
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