DE60020540T2

DE60020540T2 - Verbesserte schaltung und optische anordnung für infrarotsignal-transceiver

Info

Publication number: DE60020540T2
Application number: DE60020540T
Authority: DE
Inventors: Allan T. HAMILTON
Original assignee: Zilog Inc
Current assignee: Zilog Inc
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2020-04-04
Also published as: EP1166471A1; EP1166471B1; WO2000060774A1; JP2002541719A; ATE297078T1; EP1166471B8; DE60020540D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Infrarot-Datenübertragungssysteme und konkreter ein verbessertes Schaltkreisdesign und optisches System für Infrarotsignal-Transceiver.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Im Zuge der immer größeren Zugänglichkeit der Technik für den „Normalbürger" ist die Fähigkeit zur Nutzung, Speicherung, Übertragung und sonstigen Handhabung von Informationen zu einer zentralen Aktivität der meisten Unternehmen sowie des einzelnen Verbrauchers geworden. Der Zugang zu den Informationsressourcen erfolgt üblicherweise über ein Netzwerksystem, z. B. das Internet, „Intranets", Local Area Networks, Wide Area Networks sowie Unternehmensdatenbanken.
Das herkömmliche Verfahren zur Verbindung mit einem dieser Informationsnetzwerke erfordert Kabel und Leitungen; da man sich jedoch immer stärker auf den Zugang zu Informationen stützt, besteht zunehmend der Wunsch, diesen Zugang von mobilen oder tragbaren Vorrichtungen aus zu haben. Diese tragbaren Vorrichtungen wie z. B. persönliche digitale Assistenten, handgehaltene Computer und sogar Mobiltelefone werden mittlerweile durch Infrarot-Datenübertragungstechnik miteinander und mit Netzwerken verbunden. Es ist heute praktisch unmöglich, ein Notebook zu kaufen, das nicht über eine integrierte Infrarot-Datenübertragungsbaueinheit verfügt.
Die DE 19727633 , US 5506445 und EP 0876011 offenbaren Beispiele für bekannte Infrarot-Transceiversysteme.
1 stellt die typische Infrarot-Datenübertragungshardware dar, die in elektronischen Vorrichtungen installiert ist; sie zeigt eine Perspektivansicht einer Infrarot-Transceiverbaueinheit 10 nach dem Stand der Technik. Wie vorstehend ausgeführt, sind diese Baueinheiten 10 in praktisch jedem heute verkauften No tebook zu finden. Bis auf wenige Ausnahmen sind die Komponenten der Baueinheit 10 produktlinien- und herstellerübergreifend praktisch identisch. Die typische Baueinheit 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in dem der Infrarotemitter und -detektor (siehe 2) montiert sind. Der „Transceiver" ist eigentlich eine Datenverarbeitungsschaltung zum Managen des Emitters und des Detektors; seine Anordnung ist daher nicht optisch abhängig (und er funktioniert sogar in „IR-Dunkelheit" besser). Das Gehäuse 12 ist üblicherweise aus Kunststoff geformt, wobei in einer Seite des Gehäuses 12 eine erste Linseneinheit 14 ausgebildet ist. Wie ersichtlich ist, weist die herkömmliche erste Linseneinheit 14 zwei Linsen auf, jeweils eine für den Emitter und den Detektor (beide Linsen mit ähnlichen optischen Eigenschaften und beide Präzision und Reproduzierbarkeit erfordernd). Dem Gehäuse 12 benachbart befindet sich eine Schutzlinse 16. Die Schutzlinse 16 ist im Allgemeinen aus einem farbigen Kunststoff aufgebaut, der für Infrarotsignale durchlässig ist. In den meisten Fällen ist die Schutzlinse 16 an dem Außengehäuse der elektronischen Vorrichtung befestigt und dient dem Schutz der Arbeitsabläufe im Inneren der Vorrichtung, während sie gleichzeitig Infrarotsignale ein- und austreten lässt. 2 zeigt weitere Details bezüglich der Arbeitsweise der Baueinheit 10 nach dem Stand der Technik.
2 ist eine seitliche Schnittansicht der Infrarot-Transceiverbaueinheit 10 nach dem Stand der Technik aus 1. Wie ersichtlich ist, ist das Gehäuse 12 im Allgemeinen am „Motherboard" 18 oder einer anderen Leiterplatte in der elektronischen Vorrichtung befestigt. In dem Gehäuse 12 ist ein Emitter/Detektor-Paar 20 angeordnet. Es ist davon auszugehen, dass es auch üblich ist, mehr als einen einzigen Emitter und/oder Detektor in einem Gehäuse 12 zu platzieren (z. B. zwei Emitter und einen Detektor etc.); es wird hier lediglich der Kürze halber mit einem Emitter/Detektor-Paar 20 operiert.
Das Emitter/Detektor-Paar 20 sendet und empfängt Infrarotsignale. Das Emitter/Detektor-Paar 20 ist typischerweise an einer Stütze 22 montiert und dadurch im Signalweg der Linse 14 positioniert, um durch diese hindurch Infrarotsignale zu senden und zu empfangen. Wie vorstehend ausgeführt, ist in dem Gerätegehäuse 24 eine Öffnung 25 ausgebildet, in der eine Schutzlinse 16 installiert ist. Die Schutzlinse 16 schützt einfach die Arbeitsabläufe im Inneren des Geräts vor Verschmutzung.
Diese Baueinheit 10 nach dem Stand der Technik hat verschiedene Mängel. Erstens kann das Vorstehen der ersten Linseneinheit 14 das Ergreifen des Gehäuses 12 durch Menschen und/oder Maschinen, welche die elektronischen Vorrichtungen montieren, erschweren. Die erschwerte Greifbarkeit kann zu Herstellungsfehlern, Produktionsverzögerungen und im Allgemeinen zu höheren Produktionskosten führen. Es wird ein Design der ersten Linseneinheit benötigt, welches das Ergreifen durch das Montagepersonal nicht erschwert.
Zweitens muss die erste Linseneinheit 14 im Hinblick auf ihre Herstellung und ihr Design höheren Anforderungen gerecht werden als das durchschnittliche Kunststoffgehäuse für eine elektronische Vorrichtung, um sicherzustellen, dass die Lichtbrechungseigenschaften der Linse 14 voraussagbar und wiederholbar sind. Da die erste Linseneinheit 14 fest in das Gehäuse 12 integriert ist, unterliegt das gesamte Gehäuse 12 erhöhten Qualitätsanforderungen. Es wäre wesentlich kostengünstiger, wenn das Design der fest integrierten ersten Linseneinheit 14 keine erhöhten Qualitätsanforderungen für das gesamte Gehäuse 12 bedingen würde.
Weitere Mängel der Baueinheit 10 nach dem Stand der Technik sind in 3 aufgezeigt. 3 ist eine seitliche Schnittansicht der Transceiverbaueinheit 10 aus 1 und 2, die den typischen Sendestreuungswinkel Θ_T der Baueinheit 10 darstellt. Den aktuellen Normen der IrDA (Infrared Data Association) zufolge muss der Sendestreuungswinkel Θ_T mindestens 15 (fünfzehn) Grad bezogen auf die Brennachse 26 betragen (natürlich in zwei Dimensionen). Der Sendestreuungswinkel Θ_T ist die Gesamtsumme des Brechungswinkels Θ_T der ersten Linse und des Brechungswinkels Θ₂ der Schutzlinse. Alle Baueinheiten 10 nach dem Stand der Technik schließen eine Schutzlinse 16 ohne Brechungsvermögen ein; der Brechungswinkel Θ₂ der Schutzlinse beträgt somit typischerweise 0 Grad. Folglich beträgt der Brechungswinkel Θ₁ einer herkömmlichen ersten Linseneinheit 15 (fünfzehn) Grad.
Aus der Tatsache, dass der gesamte Sendestreuungswinkel Θ_T durch die erste Linseneinheit 14 bewirkt wird, ergeben sich verschiedene Folgen für das Design. Das Emitter/Detektor-Paar 20 muss am Brennpunkt 30 der ersten Linseneinheit 14 angeordnet sein, um sicherzustellen, dass keine Signaldaten verloren gehen. Dadurch ist die Höhe 28 (sowie die horizontale Anordnung) des Emitter/Detektor-Paars 20 ganz konkret festgelegt. Darüber hinaus muss die Stütze (siehe 2) eingeschlossen sein, um das Emitter/Detektor-Paar 20 gegenüber die Leiterplatte 18 erhöht anzuordnen. Besser wäre eine Anordnung, bei der das Emitter/Detektor-Paar 20 direkt auf der Leiterplatte 18 montiert werden könnte. Darüber hinaus ist der Abstand 32 zwischen der ersten Linseneinheit 14 und der Schutzlinse 16 äußerst kritisch. Sofern sich die erste Linseneinheit 14 nicht sehr nahe bei der Schutzlinse 16 befindet, muss die Schutzlinse 16 relativ groß sein oder der geforderte Streuungswinkel wird nicht erreicht. Eine große Schutzlinse 16 kann eine ernstliche Einschränkung für das Design kleinerer elektronischer Vorrichtungen sein, wo nur sehr wenig Platz für die Komponenten zur Verfügung steht. Besser wäre ein Design, bei dem die Schutzlinse 16 sehr klein und die Entfernung 32 zwischen den Linsen flexibel sein kann, und das dennoch die Anforderungen der IrDA bezüglich des Streuungswinkels erfüllt.
Ein weiteres Problem besteht in Bezug auf das herkömmliche Design von IR-Transceiverbaueinheiten. Wie aus 9 ersichtlich ist, welche die IR-Transceiverbaueinheit 10 aus 1 und 2 darstellt, weist die IR-Transceiverbaueinheit 10 ein Gehäuse 12 auf, in dem sich eine Leiterplatte 18 befindet. Es wird davon ausgegangen, dass die Leiterplatte in einigen Fällen durch einen Leadframe ersetzt sein könnte. Die Leiterplatte hat im Allgemeinen eine Vorderseite 68 und eine Rückseite 70; das Gehäuse 12 ist typischerweise mit einem Detektor-Linsenelement 14A und einem Emitter-Linsenelement 14B (die zusammen das vorstehend im Zusammenhang mit 1 beschriebene erste Linsenelement 14 ausmachen) ausgebildet. Der Detektor 64 ist herkömmlicherweise auf der Leiterplatte 18 und in dem Lichtweg des Detektor-Linsenelements 14A montiert. Ebenfalls auf der Leiterplatte 18, jedoch in dem Lichtweg des Emitter-Linsenelements 14B ist im Allgemeinen ein Emitter 62 montiert. Die Transceiverschaltkreisvorrichtung 72, die typischerweise eine integrierte Schaltkreisvorrichtung ist, die Hardware zum Senden und Empfangen von Signalen von dem Emitter 62 bzw. dem Detektor 64 aufweist, ist ebenfalls auf der Leiterplatte 18 befestigt („geografisch" zwischen dem Detektor 64 und dem Emitter 62 angeordnet). Bei der Konstellation mit Leiterplatte 18 sind die Transceiverschaltkreisvorrichtung 72, der Detektor 64 und der Emitter 62 über Verbindungsmittel 74, in diesem Fall solche der auf dem Fachgebiet herkömmlicherweise bekannten Drahtverbindungsart, elektrisch mit der Leiterplatte 18 verbunden. Das Problem bei der herkömmlichen IR-Transceiverbaueinheit 10 ist ein Platzproblem. In dem in 9 gezeigten Paket bedingt die Anforderung separater Aufstandsflächen für den Emitter 62, den Detektor 64 und die Transceiverschaltkreisvorrichtung 72, dass die Leiterplatte groß ist, und weiterhin, dass eine Mehrzahl von Linsenelementen vorhanden ist. Es wäre nützlich, wenn diese große Kombination von Aufstandsflächen durch eine Reduzierung der Vorrichtungsgröße der Transceiverbaueinheit minimiert werden könnte, möglicherweise verbunden mit einer Kostenreduzierung, neben anderen Vorteilen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der vorgenannten, mit den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik verbundenen Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Schaltkreisdesign und optisches System für Infrarotsignal-Transceiver bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, dass das verbesserte System eine IR-Transceiverbaueinheit einschließt, die für das Montagepersonal leicht greifbar ist. Es ist ebenfalls eine Aufgabe, dass die dem Transceiversystem zugeordneten ersten und zweiten Linsen einfacher herzustellen sind als derzeitige Linsendesigns. Noch eine weitere Aufgabe besteht darin, dass der bislang kritische Abstand der Linsen zwischen den Emitter/Detektor-Vorrichtungen und der ersten Linse eine flexible Größe wird, die von dem konkreten Gerät abhängt, in dem das System installiert ist. Eine weitere Aufgabe besteht im Wegfall der Stütze für die Emitter/Detektor-Vorrichtungen durch den Austausch des derzeitigen bilderzeugenden Transceiversystems gegen ein nicht-bilderzeugendes Transceiversystem. Schließlich besteht eine Aufgabe in der Montage oder anderweitigen Kombination von Emitter/Detektor-Vorrichtungen zu einer einzigen Emitter/Detektor-Vorrichtungs-Baugruppe. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung und Verbesserung einer IR-Transceiverbaueinheit mit viel kleineren äußeren Abmessungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung, die als neu angesehen werden, sind im Einzelnen in den beigefügten Ansprüchen niedergelegt. Der Aufbau und die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung sowie weitere Aufgaben und Vorteile sind am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung zusammen mit den dazugehörigen Zeichnungen verständlich, in denen:
1 eine Perspektivansicht einer Infrarot-Transceiverbaueinheit nach dem Stand der Technik ist;
2 eine seitliche Schnittansicht der Infrarot-Transceiverbaueinheit nach dem Stand der Technik aus 1 ist;
3 eine seitliche Schnittansicht der Transceiverbaueinheit aus 1 und 2 ist, die den typischen Sendestreuungswinkel darstellt;
4 eine seitliche Schnittansicht eines Beispiels der verbesserten Transceiverbaueinheit ist;
5 eine seitliche Schnittansicht eines weiteren Beispiels der verbesserten Transceiverbaueinheit ist;
6 eine teilweise seitliche Schnittansicht noch eines weiteren bevorzugten Merkmals der verbesserten Transceiverbaueinheit ist;
7 eine teilweise Perspektivansicht noch eines weiteren Beispiels des verbesserten Transceivers ist;
8 eine teilweise seitliche Schnittansicht einer integrierten Emitter/Detektor-Vorrichtungs-Baugruppe ist;
9 eine Schnittansicht von oben der in 1 dargestellten, herkömmlichen IR-Transceiverbaueinheit ist;
10 eine Schnittansicht von oben der erfindungsgemäßen verbesserten IR-Transceiverbaueinheit ist, in der eine rückseitig montierte Transceiverschaltkreisvorrichtung dargestellt ist;
11 eine Schnittansicht von oben einer weiteren verbesserten IR-Transceiverbaueinheit ist, in der eine weitere rückseitig montierte Transceiverschaltkreisvorrichtung 9 dargestellt ist;
12 eine Schnittansicht von oben noch einer weiteren verbesserten IR-Transceiverbaueinheit ist, in der eine integrierte Emitter/Detektor-Vorrichtung und eine rückseitig montierte Transceiverschaltkreisvorrichtung dargestellt sind;
13 eine Schnittansicht von oben einer weiteren verbesserten IR-Transceiverbaueinheit ist, die ebenfalls mit der erfindungsgemäßen integrierten Emitter/Detektor-Vorrichtung und einem weiteren Beispiel einer rückseitig montierten Transceiverschaltkreisvorrichtung arbeitet;
14 eine Schnittansicht von oben noch einer weiteren verbesserten IR-Transceiverbaueinheit ist, die mit einer vorderseitig montierten Transceiver/Emitter/Detektor-Baugruppe arbeitet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die nachstehende Beschreibung soll den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung umzusetzen und anzuwenden, und legt die nach Ansicht der Erfinder besten Arten und Weisen der Ausführung ihrer Erfindung dar. Verschiedene Modifikationen sind jedoch für den Fachmann offensichtlich, da die generischen Prinzipien der vorliegenden Erfindung hierin konkret definiert wurden, um ein verbessertes optisches System für Infrarotsignal-Transceiver bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung ist am besten verständlich, wenn zuerst 4 herangezogen wird. 4 ist eine seitliche Schnittansicht eines Beispiels der verbesserten Transceiverbaueinheit 34. Ähnlich wie die Baueinheiten nach dem Stand der Technik weist diese verbesserte Baueinheit ein Gehäuse 36 und eine zweite Linse 40 auf, die mit einer Entfernung 38 zueinander beabstandet sind. Das Einzigartige an dieser konkreten Baueinheit 34 sind die optischen Eigenschaften der zweiten Linse 40. Diese zweite Linse 40 ist nicht nur eine Schutzabdeckung für die Elektronik, sondern hat auch Brechungseigenschaften. Dadurch entspricht der Sendestreuungswinkel Θ_TA dieser bevorzugten Baueinheit 34 dem Brechungswinkel Θ_1A der ersten Linseneinheit plus dem zusätzlichen Brechungswinkel Θ_2A der zweiten Linse. Bei dieser neuen Anordnung ist folglich ein viel weiterer Sendebereich möglich, weil der Sendestreuungswinkel Θ_TA deutlich über die normalen fünfzehn Grad hinaus vergrößert werden kann. Weiterhin kann die zweite Linse 40 gegen andere zweite Linsen mit anderen opti schen Eigenschaften austauschbar sein. Auf diese Weise kann für ein einziges Gerät eine unbegrenzte Anzahl von Streuungswinkeln Θ_TA erreicht werden.
Übergehend zu 5 könnten wir jetzt die Folgen und Vorteile des neuen Designs weiter untersuchen. 5 ist eine seitliche Schnittansicht eines weiteren Beispiels der verbesserten Transceiverbaueinheit 42. Ähnlich wie die Baueinheit 34 aus 4 weist diese Baueinheit 42 eine zweite Linse 40 mit Brechungsvermögen auf. Bei diesem vorliegenden Beispiel hat jedoch die erste Linseneinheit 46 kein Brechungsvermögen (d. h. Θ_1B = 0 Grad). Daher wird der gesamte Sendestreuungswinkel Θ_TB durch die Beiträge der zweiten Linse 40 bestimmt; das Licht wird beim Passieren der ersten Linseneinheit 46 nicht abgelenkt.
Aufgrund der Nichtablenkung des Lichts durch die erste Linseneinheit 46 wird die Entfernung 52 zwischen den Linsen nicht länger von der Größe der Öffnung (siehe 2) und der zweiten Linse 40 bestimmt. Dies stellt einen erheblichen Vorteil gegenüber den Baueinheiten nach dem Stand der Technik dar, da das Gehäuse 44 an einer Stelle der Leiterplatte platziert werden kann, die für das Layout der Leiterplatte günstig ist, ohne Berücksichtigung seiner Entfernung von dem Außengehäuse (und der zweiten Linse 40).
Darüber hinaus hat dieses neue Design weitere Vorteile. Da das Licht durch die erste Linseneinheit 46 nicht fokussiert wird, gibt es keinen Brennpunkt für das Licht. Das herkömmliche Emitter/Detektor-Paar 20 kann durch das „nicht-bilderzeugende" Emitter/Detektor-Paar 50 ersetzt werden, das nicht von einem Brennpunkt abhängig ist. „Nicht-bilderzeugende" Detektoren erfassen einfach das gesamte einfallende Infrarotlicht; sie sind üblicherweise preiswerter als die in herkömmlichen IR-Transceiverbaueinheiten eingesetzten „bilderzeugenden" Detektoren. Das einfallende und (gesendete) Licht kann einfach durch einen Spiegel 48 nach unten zu dem Emitter/Detektor-Paar 50 (oder aus diesem heraus) abgelenkt werden. Da kein Brennpunkt mehr zu berücksichtigen ist, ist die Anordnung des Emitter/Detektor-Paars 50 sehr flexibel. Eigentlich wäre es natürlich, das Emitter/Detektor-Paar 50 direkt auf der Leiterplatte zu montieren, wobei die Emitter/Detektor-Höhe 28 faktisch Null wäre. Das heißt, dass das Emitter/Detektor-Paar 50 leicht mittels herkömmlicher Leiterplatten-Montageprozesse montiert werden kann; das Gehäuse könnte sogar später hin zugefügt werden. Folglich werden die der IR-Transceiverbaueinheit 42 zuordenbaren Herstellungskosten wesentlich reduziert.
Bei einer weiteren Reihe von Beispielen können verschiedene Streuungswinkel für verschiedene Bereiche der zweiten Linse 56 vorliegen. Ein Beispiel wird in 6 gegeben, die eine teilweise seitliche Schnittansicht noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen verbesserten Transceiverbaueinheit 54 ist. In dieser Figur entspricht der Sendestreuungswinkel Θ_TC der Summe des Brechungswinkel Θ_2C des oberen Bereichs der zweiten Linse und des Brechungswinkels ϕ_2C des unteren Bereichs der zweiten Linse. Wie ersichtlich ist, haben diese beiden Bereiche unterschiedliche Brechungseigenschaften. Es dürfte zu erkennen sein, dass ein praktisch unbegrenztes Set von Kombinationen verschiedener Brechungsbereiche gewünscht sein kann. 7 ist eine teilweise Perspektivansicht noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Infrarot-Transceiverbaueinheit 58. Bei dieser Ausführungsform ist die zweite Linse 60 in vier Bereiche unterteilt, die jeweils einzigartige Brechungseigenschaften haben, wie durch den oberen linken Brechungswinkel Θ_2DL, den oberen rechten Brechungswinkel Θ_2DR, den unteren linken Brechungswinkel ϕ_2DL und den unteren rechten Brechungswinkel ϕ_2DR angezeigt. Es dürfte wiederum offensichtlich sein, dass dies lediglich ein Designbeispiel ist; es wird eine große Vielfalt an Bereichen und Brechungseigenschaften erwartet. Es ist auch möglich, dass zurzeit eine zweite Linse mit verschiebbaren und/oder variablen Brechungsbereichen erhältlich ist, wie z. B. mittels Flüssigkristalltechnologie. Darüber hinaus könnte die zweite Linse so gestaltet werden, dass sie bestimmte Bereiche „ausschneidet", indem sie selektiv für die Sendung von Infrarotsignalen undurchlässig ist. Jedes dieser Merkmale stellt einen erheblichen Fortschritt gegenüber den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik dar.
Ein weiterer erheblicher Fortschritt der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Montieren oder anderweitige Kombinieren des Emitter/Detektor-Paars zu einer einzigen, integrierten Emitter/Detektor-Vorrichtungs-Baugruppe 66, wie in 8 dargestellt. Der Emitter ist viel kleiner als der Detektor (herkömmlich 0,3 mm² gegenüber 1,8 mm²); darüber hinaus wird die Emitterschaltung herkömmlicherweise auf einem transparenten Substrat aufgebaut. Es ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass der Emitter 62 direkt auf dem Detektor 64 (d. h. im Weg des einfallenden und austretenden IR-Signals) platziert wird, um eine integrierte Emitter/Detektor-Vorrichtung 66 auszubilden. Dies war im Rahmen von Transceiverbaueinheiten-Designs nach dem Stand der Technik sehr schwierig, weil der Emitter und der Detektor sehr wahrscheinlich verschiedene Brennpunkte hatten. Mit der vorstehend hierin beschriebenen Verbesserung ist der Brennpunkt der ersten Linseneinheit jedoch kein Thema mehr.
Zu 10 übergehend können wir ein weiteres Beispiel betrachten. 10 ist eine Schnittansicht von oben der erfindungsgemäßen verbesserten IR-Transceiverbaueinheit 76, in der eine rückseitig montierte Transceiverschaltkreisvorrichtung 72 dargestellt ist. Ähnlich wie in 9 hat die Vorrichtung in 10 eine Leiterplatte 18 mit einer Vorderseite 68 und einer Rückseite 70. Ebenfalls schließt diese Transceiverbaueinheit 76 ein Detektor-Linsenelement 14A und ein Emitter-Linsenelement 14B ein, die auf der Vorderseite der Leiterplatte 18 angeordnet und durch Verbindungsmittel 74 elektrisch verbunden sind. Das Einzigartige an diesem Beispiel ist, dass die Transceiverschaltkreisvorrichtung 72 tatsächlich auf der Rückseite 70 der Leiterplatte 18 angeordnet ist. In diesem Fall ist die Transceiverschaltkreisvorrichtung 72 über alternierende Verbindungsmittel 78, die in diesem Fall eine „Stoßbefestigung" (ein übliches Vorrichtungslötverfahren) aufweisen, elektrisch mit der Leiterplatte 18 verbunden. Wie bei der verbesserten Baueinheit 76 in 10 ersichtlich ist, ist, da die Transceiverschaltkreisvorrichtung 72 nicht mehr zwischen dem Detektor-Linsenelement 14A und dem Emitter-Linsenelement 14B angeordnet ist, die Breite der Leiterplatte 18 und folglich die Größe des Gehäuses 12 viel geringer, wodurch die Baueinheit 76 viel kleiner ist.
Wenn wir jetzt zu 11 übergehen, können wir noch ein weiteres Beispiel einer verbesserten IR-Transceiverbaueinheit 80 sehen. 11 ist eine Schnittansicht von oben einer weiteren verbesserten IR-Transceiverbaueinheit, in der eine weitere rückseitig montierte Transceiverschaltkreisvorrichtung 72 dargestellt ist. In 11 ist die Grundstruktur ein Leadframe 82. Ebenso wie die Leiterplatte der vorangehenden Figuren ist ein Leadframe eine übliche Struktur zur Montage von Vorrichtungen in der Halbleiter- und Elektronikindustrie. Der Leadframe 82 hat eine Rückseite 84 und eine Vorderseite 86, so wie bei der Leiterplatte 18. Bei der Transceiverbaueinheit 80 dieses Beispiels ist sowohl der Detektor 64 als auch der Emitter 62 an der Vorderseite 86 des Leadframe 82 befestigt, jedoch ist in diesem Fall die Transceiverschaltkreisvorrichtung 72 durch die herkömmlichen Verbindungsmittel 74, die eine typische Drahtverbindungsverbindung für elektrische Leitung aufweisen, an der Rückseite 84 des Leadframe 82 befestigt. Wie bei der Baueinheit 76 in 10 bietet diese Ausführungsform den Vorteil einer reduzierten Paketgröße und schafft zumindest zwei Montage- und Verbindungsoptionen für die Transceiverschaltkreisvorrichtung 72.
12 stellt noch eine weitere erfindungsgemäße verbesserte IR-Transceiverbaueinheit 88 dar. 12 ist eine Schnittansicht von oben noch einer weiteren verbesserten IR-Transceiverbaueinheit 88, in der eine integrierte Emitter/Detektor-Vorrichtung 66 und eine rückseitig montierte Transceiverschaltkreisvorrichtung 72 dargestellt sind. Bei diesem Beispiel wird die integrierte Emitter/Detektor-Vorrichtung 66 auf der Vorderseite der Leiterplatte 18 eingesetzt und ist über Verbindungsmittel 74 damit verbunden. Da die Emitter/Detektor-Vorrichtung 66 integriert ist, entfällt die Notwendigkeit von zwei Linsenelementen, was ein einziges erstes Linsenelement 14C zur Folge hat. Darüber hinaus ist die Transceiverschaltkreisvorrichtung 72 an der Rückseite 70 der Leiterplatte 18 befestigt, so wie vorstehend im Zusammenhang mit 10 beschrieben. Wie zu erkennen ist, sorgt diese bevorzugte Ausführungsform der Transceiverbaueinheit 88 für eine noch weitere Reduzierung der Paketgröße gegenüber früheren Einheiten.
In ähnlicher Weise stellt 13 die integrierte Emitter/Detektor-Vorrichtung 66 dar, die an der Vorderseite 86 des Leadframe befestigt ist, wobei die Transceiverschaltkreisvorrichtung 72 an der Rückseite 84 des Leadframe 82 befestigt ist. 13 ist eine Schnittansicht von oben einer weiteren verbesserten IR-Transceiverbaueinheit 89, die ebenfalls mit der erfindungsgemäßen integrierten Emitter/Detektor-Vorrichtung 66 und einem weiteren Beispiel einer rückseitig montierten Transceiverschaltkreisvorrichtung 72 arbeitet. Wie bei der Baueinheit 88 in 12 schafft diese vorliegende Ausführungsform einer verbesserten IR-Transceiverbaueinheit 89 wiederum erhebliche Vorteile bei der Reduzierung der Paketgröße.
Schließlich gehen wir zu 14 über, um noch ein weiteres Beispiel einer verbesserten IR-Transceiverbaueinheit 90 zu untersuchen. 14 ist eine Schnittansicht von oben noch einer weiteren verbesserten IR-Transceiverbaueinheit 90 mit einer vorderseitig montierten Transceiver/Emitter/Detektor-Baugruppe. Diese Baueinheit 90 ermöglicht die kleinste Paketgröße. In diesem Fall sind die integrierte Emitter/Detektor-Vorrichtung 66 und die Transceiverschaltkreisvorrichtung 72 in einer Transceiver/Emitter/Detektor-Baugruppe 96 zusammengefasst. Da die Emitter/Detektor-Vorrichtung 66 und die Transceiverschaltkreisvorrichtung 72 zusammengefasst sind, können alle Vorrichtungen an der Vorderseite 94 der Schaltkreisstruktur 90 befestigt werden. Wie zu erkennen ist, könnte die Schaltkreisstruktur 90 eine Leiterplatte oder einen Leadframe oder andere herkömmliche strukturelle schaltkreisschaffende Vorrichtungen, die auf dem Fachgebiet herkömmlich sind, aufweisen. Es dürfte aus dieser Ansicht zu entnehmen sein, dass, da alle Vorrichtungen an der Vorderseite der Schaltkreisstruktur 94 befestigt sind, nicht nur die Breite des Gehäuses 12 reduziert wird, sondern auch die Tiefe geringer ist als bei denjenigen Verbesserungen, die vorstehend im Zusammenhang mit 10 bis 13 beschrieben wurden. Bei weiteren Beispielen könnten mehrere Emitter/Detektor-Vorrichtungen 66 über die Fläche einer einzigen Transceiverschaltkreisvorrichtung 72, die dann an der Vorderseite 94 der Schaltkreisstruktur 90 befestigt wird, verteilt sein. Darüber hinaus und wie vorstehend im Zusammenhang mit 3 bis 8 ausgeführt, wird hier zwar ein einziges erstes Linsenelement 14C gezeigt, jedoch könnte diese verbesserte IR-Transceiverbaueinheit 90 auch eine Ausführungsform einschließen, bei der ein erstes Linsenelement 14C sowie ein zweites Linsenelement 40 vorhanden ist. Noch weitergehend ist das Beispiel konzipiert, bei dem in einer einzigen Vorrichtung sowohl die Transceiverschaltung als auch die Emitter- und Detektorschaltung kombiniert sind, so dass diese integrierte Vorrichtung mit einem einzigen Satz Verbindungsmitteln 74 an der Vorderseite 94 der Schaltkreisstruktur 90 befestigt wird.
Der Fachmann wird erkennen, dass verschiedene Anpassungen und Modifikationen der eben beschriebenen Beispiele gestaltet werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher ist zu verstehen, dass die Er findung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche anders praktiziert werden kann als hierin konkret beschrieben.

Claims

Ein Transceiversystem (90) zum Senden und Empfangen von Infrarotsignalen, das aufweist: eine Schaltkreisstruktur (94), auf deren einer Seite eine Transceiver/Emitter/Detektor-Baugruppe (96) angeordnet ist, wobei die Transceiver/Emitter/Detektor-Baugruppe (96) zumindest einen Emitter und zumindest einen Detektor, die eine integrierte Emitter/Detektor-Vorrichtung (66) bilden, und zumindest eine Transceiverschaltkreisvorrichtung (72) aufweist; und ein erstes Linsenelement (14C), das einen Lichtweg schafft, wobei das erste Linsenelement (14C) und die Transceiver/Emitter/Detektor-Baugruppe (96) einander unterstützend angeordnet sind, so dass die Transceiver/Emitter/Detektor-Baugruppe (96) in einer Linie mit dem Lichtweg liegt; dadurch gekennzeichnet, das es weiterhin eine zweite Linseneinheit (40) aufweist, die entlang dem Lichtweg ausgerichtet ist.
Die Vorrichtung (90) nach Anspruch 1, wobei die Emitter/Detektor-Vorrichtung (66) mit der Transceiverschaltkreisvorrichtung (72) direkt elektrisch verbunden ist.
Die Vorrichtung (90) nach Anspruch 2, wobei die Emitter/Detektor-Vorrichtung (66) zumindest zwei Emitter und einen einzigen Detektor aufweist.
Die Vorrichtung (90) nach Anspruch 2, wobei die Transceiver/Emitter/Detektor-Baugruppe (96) eine einzige diskrete Vorrichtung aufweist.
Die Vorrichtung (90) nach Anspruch 1, die weiterhin ein Gehäuse aufweist, das die Schaltkreisstruktur (94) und die Transceiver/Emitter/Detektor-Baugruppe (96) umschließt.