CN1130611C - 计算机信号传输装置 - Google Patents

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Abstract

一种计算机信号传输装置，包括：衬底，安装于计算机主系统机架上；驱动器，安装于衬底上，用于将视频信号转换为电流信号；半导体激光器组，用于发射与驱动器电流信号相对应的光；光纤束，用于向显示器传输半导体激光器组发射出的光；光接收器组，用于将通过光纤束传输的光转换为电流信号；转换器，用于将光接收器组输出的电流信号转换为视频信号。

Description

计算机信号传输装置
技术领域
本发明涉及一种计算机信号传输装置，特别是一种能够从装有计算机系统的主系统机架(main system frame)中以高传输速率向显示器传输信息的信号传输装置。
背景技术
图1所示的是一种常规便携式计算机，它包括装有计算机系统的主系统机架10、显示主系统机架10中各种信息的显示器11、和输入各种信息和指令的键盘12。
显示器11可以是液晶显示器(LCD)或等离子显示板(PDP)。近些年，高分辨率和大的显示器的需求在增长。而且由主系统机架10向显示器11传输的数据量以及数据传输速率也在增长。
在这种常规计算机中，如图2所示，金属电线制成的电缆15用于由主系统机架10向显示器11传输信息信号。信息信号，即晶体管-晶体管逻辑(TTL)信号，通过电缆15由主系统机架10向显示器11传输，显示器11根据传输信号显示接收到的信息或图像。
另一种常规方法如图3所示，使用低压差动信号(LVDL)。详细地说，由主系统机架10输出的TTL信号，即平行象素数据，通过LVDS发射器20转换为低功率串行数据，然后经过电缆25传输。发射的串行数据通过设置在显示器11中的LVDS接收器27转换为并行TTL信号，显示器11根据TTL信号显示图像。
这种常规计算机的主系统机架10和显示器11之间的信号传输是通过金属电缆15或25实现的，其传输特性由R-C时间常数决定。然而，由于R-C时间常数具有一个临界值，信号传输速率就受到限制。因此，金属电线电缆15或25就不能满足数据传输量和传输速率增长的需求。此外，信息信号经过金属电线传输时，很可能产生电磁干扰(EMI)。
另外，如果选用LVDS，就不能实现长距离传输，例如把信息信号传输至外部显示器，这是因为LVDS是由相对较低的电压，例如大约为350mv驱动的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种计算机信号传输装置，它能够实现主系统机架和显示器之间的信号高速传输，并且能够实现主系统机架和外部显示器之间的长距离信号传输。
根据本发明目的的一个方面，提供了一种计算机信号传输装置，用于从计算机主系统机架向显示器传输视频信号，该信号传输装置包括：衬底，安装于计算机主系统机架上；驱动器，安装于衬底上，用于将视频信号转换为电流信号；半导体激光器组，由和将被传输的视频信号的位数一样多的半导体激光器组成，用于发射与驱动器电流信号相对应的光；光纤束，用于向显示器传输半导体激光器组发射出的光；光接收器组，由对应于半导体激光器组的光电二极管组成，用于将通过光纤束传输的光转换为电流信号；以及转换器，用于将光接收器组输出的电流信号转换为视频信号。
根据本发明目的的另一个方面，提供了一种计算机信号传输装置，用于从计算机主系统机架向第一和第二显示器传输视频信号，它包括：衬底，安装于计算机主系统机架上；驱动器，安装于衬底上，用于将视频信号转换为电流信号；半导体激光器组，用于发射与驱动器电流信号相对应的光；光束分离器，用于分离半导体激光器组发射出的光；第一传输部分，它具有：用于向第一显示器传输光束分离器分离出的一部分光的第一光纤束、用于将通过第一光纤束传输的光转换为电流信号的第一光接收器组、以及用于将由第一光接收器组输出的电流信号转换为视频信号的第一转换器；第二传输部分，它具有：用于向第二显示器传输光束分离器分离出的其它部分光的第二光纤束、用于将通过第二光纤束传输的光转换为电流信号的第二光接收器组、以及用于将第二光接收器组输出的电流信号转换为视频信号的第二转换器。
根据本发明目的的又一方面，提供了一种计算机信号传输装置，用于从计算机主系统机架向第一和第二显示器传输视频信号，该信号传输装置包括：衬底，安装于计算机主系统机架上；驱动器，安装于衬底上，用于将视频信号转换为电流信号；第一传输部分，它具有：由和将被传输的视频信号的位数一样多的半导体激光器组成的并用于发射对应于所述驱动器的所述电流信号的光的第一半导体激光器组、用于向第一显示器传输第一半导体激光器组发射出的光的第一光纤束、由对应于所述半导体激光器的数量的数个光电二极管组成的并用于将通过第一光纤束传输的光转换为电流信号的第一光接收器组、以及用于将第一光接收器组输出的电流信号转换为视频信号的第一转换器；以及第二传输部分，它具有：由和将被传输的视频信号的位数一样多的半导体激光器组成的并用于发射对应于所述驱动器的所述电流信号的光的第二半导体激光器组、用于向第二显示器传输第二半导体激光器组发射出的光的第二光纤束、由对应于所述半导体激光器的数量的数个光电二极管组成的并用于将通过第二光纤束传输的光转换为电流信号的第二光接收器组、以及用于将第二光接收器组输出的电流信号转换为视频信号的第二转换器。
附图说明
通过参考附图详细地描述最佳实施例，本发明的上述目的和效果将会变得更清楚，附图中：
图1表示常规便携式膝上计算机外观的透视图；
图2表示计算机中常规信号传输装置的一个例子的视图；
图3表示计算机中常规信号传输装置的另一个例子的视图；
图4表示本发明第一实施例的计算机信号传输装置的透视图；
图5表示本发明第二实施例的计算机信号传输装置的结构框图；
图6表示选用了图5所示信号传输装置的便携式计算机的透视图；以及
图7表示本发明第三实施例的计算机信号传输装置的结构框图。
具体实施方式
参见图4，本发明第一实施例的计算机信号传输装置包括：安装于计算机主系统机架100上的衬底30、安装于衬底30上的驱动器31、被驱动器31的驱动信号驱动的半导体激光器组35、向显示器110的光接收器组45传输半导体激光器组35发射出的光的光纤束40、和使光接收器组45检测到的信号转换为视频信号的转换器51。
图形卡可作为衬底30，在此情况下，衬底30输出例如16位、32位或64位并行视频信号，即晶体管-晶体管逻辑(TTL)信号。
驱动器31使每个TTL信号单独地转换为一电流信号。这里，如果TTL信号为高电平，驱动器31就输出ON(通)电流信号，如果TTL信号为低电平，驱动器31就输出OFF(断)电流信号。
半导体激光器组35包括数个半导体激光器32a、32b、32c和32d，它们每个单独地发射出光，并由驱动器31驱动以有选择地输出激光束。半导体激光器组35由与被同时传输的TTL信号的位数一样多的半导体激光器组成。也就是说，如图4所示，四个半导体激光器32a、32b、32c和32d对应于4位TTL信号。
这里，半导体激光器32a、32b、32c和32d最好是垂直腔表面发射激光器(VCSELs)。这是因为VCSEL发射出的激光方向是平行于半导体材料层的叠层方向，这样就能便于激光器组的制造。此外，VCSEL发射出的激光的形状大体上是圆形，因此激光发射角就比较小，以便与光纤束40的耦合就容易些。
光纤束40由许多能够独立地传输每个半导体激光器32a、32b、32c和32d发射出激光的光纤组成。也就是说，在本实施例中，光纤束40由四个光纤组成。此外，光纤束40的长度大致和主系统机架100与显示器110之间的距离相当。而且，如果选用塑料光纤，就能实现低成本的信号传输装置。
金属套筒(ferrule)14和43连接于光纤束40的两端。连接于光纤束40一端的金属套筒41与半导体激光器组35耦接以便光纤对应于每个半导体激光器32a、32b、32c和32d。连接于光纤束40另一端的金属套筒43与显示器110的光接收器组45耦接。光接收器组45由数个使入射光束转换为电流信号的光接收器45a、45b、45c和45d组成，光接收器45a、45b、45c和45d与光纤束40的每个光纤相连接。光接收器45a、45b、45c和45d最好是光电二极管或光电晶体管。如果选用异质结光电晶体管(HPT)，则入射的光信号在检测后能够被放大。
光接收器组45检测到的信号在转换器45中转换为TTL信号，即视频信号。也就是说，当从可以是图形卡的衬底30输出高电平TTL信号，使得半导体激光器32a、32b、32c和32d发射出光束时，则相应的光接收器45a、45b、45c和45d就检测到ON电流信号，并且检测到的信号通过转换器51输出高电平的TTL信号。与此同时，当从图形卡输出低电平TTL信号，使得半导体激光器32a、32b、32c和32d不发射出光束时，则相应的光接收器45a、45b、45c和45d就检测到OFF电流信号，转换器51根据OFF电流信号输出低电平TTL信号。TTL信号在转换器51中经过放大器(未图示)放大。因此，显示器110根据转换器51输出的TTL信号显示图像。
图5表示本发明第二实施例的计算机信号传输装置的结构框图。这里，和图4中相同的参考标号表示相同的部件。
信号传输装置包括：光束分离器60，用于分离半导体激光器组35发射出的光；第一传输部分70，用于传输经过光束分离器60发散过的光信号；和第二传输部分80，用于把光束分离器60发散过的其它光信号传输给外部显示器91。
如果需要的话，外部显示器91就如图6所示地通过连接电缆有选择地和计算机的主系统机架100相连接。
光束分离器60根据驱动器31的驱动信号部分地发射和反射半导体激光器组35发出的光，以便最好以50∶50的比例分离入射光。
第一传输部分70包括：第一光纤束72，用于向显示器110传输经过光束分离器60分离的一部分光；第一光接收器组75，设置在第一光纤束72的输出端，用于独立地使入射光转换为电流信号；以及第一转换器77，用于将第一光接收器组75输出的电流信号转换为驱动显示器110的视频信号。此外，与半导体激光器组35和第一光接收器组75耦合的金属套筒71和73连接于第一光纤束72的两端。
第二传输部分80包括：第二光纤束82，用于向外部显示器91传输经过光束分离器60分离的其它部分光；第二光接收器组85，设置在第二光纤束82的输出端，用于独立地使入射光转换为电流信号；以及第二转换器87，用于将第二光接收器组85输出的电流信号转换为驱动外部显示器91的视频信号。此外，与半导体激光器组35和第二光接收器组85耦合的金属套筒81和83连接于第二光纤束82的两端。
这里，如图6所示，金属套筒81与连接器88耦合以便和主系统机架100的连接插口93相连接。而且，金属套筒83、第二光接收器组85和第二转换器87最好安装在可与外部显示器91拆分的适配器89中。
半导体激光器组35、第一和第二光纤束72和82、第一和第二光接收器组75和85以及第一和第二转换器77和87的结构与第一实施例中的相同。
在本实施例中，由于信号是经过光纤束传输的，所以高质量的光信号就能从主系统机架100传输至较远的、例如为50m或更远距离的外部显示器91以及显示器110。
图7表示本发明第三实施例的计算机信号传输装置的结构示意图。这里，与图5和6中相同的参考标号表示与第一和第二实施例中相同的部件。
图7的信号传输装置包括：第一传输部分70’，用于向第一显示器110传输信号；和第二传输部分80’，用于向外部显示器91传输信号。
根据第三实施例的特点，用于发射出将经过第一传输部分70’传输的光的第一半导体激光器组35安装在主系统机架100的衬底30上，用于发射出将经过第二传输部分80’传输的光的第二半导体激光器组94安装在连接器88’上。这里，连接器88’与图6中计算机的主系统机架100的连接插口93耦接以便和驱动器31形成电连接。
此外，第一和第二半导体激光器组35和94根据驱动器31的驱动来有选择地发射光，因此，它们的结构与上述实施例的相同。
视频信号经过主系统机架100的驱动器31的驱动在第一半导体激光器组35中转换为光信号，然后通过第一传输部分70’传输。接着被传输的光信号在第一转换器77中又转换回视频信号，以此驱动显示器110。
以同样的方式，视频信号经过驱动器31的驱动在第二半导体激光器组94中转换为光信号，然后通过第二传输部分80’传输。接着被传输的光信号又转换回视频信号，以此驱动外部显示器91。
另一种情况是，第二半导体激光器组94也可以安装在主系统机架100的衬底30上。
在本发明的计算机信号传输装置中，视频信号转换为将经过光纤束传输的光信号，以便能够实现高速数据传输而不会产生电磁干扰的问题。而且，信号能够传输至与计算机主系统机架相距较远的外部显示器中。

Claims (10)

1.一种计算机信号传输装置，用于从计算机主系统机架向显示器传输视频信号，其特征在于：该信号传输装置包括：
衬底，安装于计算机主系统机架上；
驱动器，安装于衬底上，用于将视频信号转换为电流信号；
半导体激光器组，由和将被传输的视频信号的位数一样多的半导体激光器组成，用于发射与驱动器电流信号相对应的光；
光纤束，用于向显示器传输半导体激光器组发射出的光；
光接收器组，由数目对应于半导体激光器组的多个光电二极管组成，用于将通过光纤束传输的光转换为电流信号；以及
转换器，用于将光接收器组输出的电流信号转换为视频信号。
2.如权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于：半导体激光器是垂直腔表面发射激光器，其发射出的光的方向平行于半导体材料层的叠层方向。
3.如权利要求1所述的信号传输装置，其特征在于：光纤束由塑料光纤组成。
4.一种计算机信号传输装置，用于从计算机主系统机架向第一和第二显示器传输视频信号，其特征在于：该信号传输装置包括：
衬底，安装于计算机主系统机架上；
驱动器，安装于衬底上的，用于将视频信号转换为电流信号；
半导体激光器组，用于发射与驱动器电流信号相对应的光；
光束分离器，用于分离半导体激光器组发射出的光；
第一传输部分，它具有：用于向第一显示器传输光束分离器分离出的一部分光的第一光纤束、用于将通过第一光纤束传输的光转换为电流信号的第一光接收器组、以及用于将第一光接收器组输出的电流信号转换为视频信号的第一转换器；以及
第二传输部分，它具有：用于向第二显示器传输光束分离器分离出的其它部分光的第二光纤束、用于将通过第二光纤束传输的光转换为电流信号的第二光接收器组、以及用于将第二光接收器组输出的电流信号转换为视频信号的第二转换器。
5.如权利要求4所述的信号传输装置，其特征在于：半导体激光器组由和将被传输的视频信号的位数一样多的半导体激光器组成。
6.如权利要求4所述的信号传输装置，其特征在于：半导体激光器是垂直腔表面发射激光器，其发射出光的方向平行于半导体材料层的叠层方向。
7.如权利要求4所述的信号传输装置，其特征在于：第二传输部分包括一连接器，其与设置在计算机主系统机架上的连接插口连接，并具有与第二光纤束一端耦接的金属套筒。
8.一种计算机信号传输装置，用于从计算机主系统机架向第一和第二显示器传输视频信号，其特征在于：该信号传输装置包括：
衬底，安装于计算机主系统机架上；
驱动器，安装于衬底上，用于将视频信号转换为电流信号；
第一传输部分，它具有：由和将被传输的视频信号的位数一样多的半导体激光器组成的并用于发射对应于所述驱动器的所述电流信号的光的第一半导体激光器组、用于向第一显示器传输第一半导体激光器组发射出的光的第一光纤束、由对应于所述半导体激光器的数量的数个光电二极管组成的并用于将通过第一光纤束传输的光转换为电流信号的第一光接收器组、以及用于将第一光接收器组输出的电流信号转换为视频信号的第一转换器；以及
第二传输部分，它具有：由和将被传输的视频信号的位数一样多的半导体激光器组成的并用于发射对应于所述驱动器的所述电流信号的光的第二半导体激光器组、用于向第二显示器传输第二半导体激光器组发射出的光的第二光纤束、由对应于所述半导体激光器的数量的数个光电二极管组成的并用于将通过第二光纤束传输的光转换为电流信号的第二光接收器组、以及用于将第二光接收器组输出的电流信号转换为视频信号的第二转换器。
9.如权利要求8所述的信号传输装置，其特征在于：半导体激光器是垂直腔表面发射激光器，其发射出光的方向平行于半导体材料层的叠层方向。
10.如权利要求8所述的信号传输装置，其特征在于：第二传输部分包括一连接器，其与设置在计算机主系统机架上的连接插口连接，并具有与第二光纤束一端耦接的金属套筒，其中第二半导体激光器组安装在该连接器中。
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