HUT76951A

HUT76951A - Optikai adó-vevő modul

Info

Publication number: HUT76951A
Application number: HU9700412A
Authority: HU
Inventors: Fritz Gfeller; Heinz Richard; Beat Weiss
Original assignee: International Business Machines Corporation
Priority date: 1994-09-03
Filing date: 1994-09-03
Publication date: 1998-01-28
Also published as: TW275729B; CA2197916C; PL320018A1; WO1996008090A1; CZ292638B6; SG32472A1; KR100256477B1; DE69425447D1; DE69425447T2; RU2138912C1; US6424442B1; EP0783808A1; EP0783808B1; BR9408606A; CN1159264A; PL175130B1; CN1081413C; JPH10500546A; KR970705878A; CA2197916A1

Description

A találmány tárgya optikai adójeléivé adó-vevő modul adatkommunikáció céljára. Az adóvevő modul szerelőlapon (140) fészereit fényemittáló dióda tömböt tartalmaz, amelyek egy gömbsüveg alakú házban (142) szabályosan és szimmetrikusan vannak elrendezve. A ház (142)^/a fényforrás felerősítésére diffuzor eszközöket tartalmaz. A diódák adó részén túl az adó-vevő modul vevő részt is tartalmaz, amelynek a szerelőlap (lúOj^alatt elrendezett négy fotodiódája (143) van. A fotodiódák (143) meg vannak döntve és különböző irányokba néznek, hogy a modul körül minden oldalról alkalmasak legyenek^enyt fogadni. A fotodiódákat (143) Faraday-kalickaként szolgáló vékony huzaUjáló (145) védi az elektromágneses interferencia csökkentése révén. A fotodiódát (143) alatt felületszerelt technológiával gyártott elektronikus áramköri hordozó (144) van elhelyezve.

(14. ábra) >/

ZV

* p 970nATZ Optikai adó-vevő modul

A találmány tárgya optikai adatátvitelhez használatos adó és vevő modul, amely elsősorban infravörös adatátviteli rendszerekben használható.

A munkaállomások és a személyi számítógépek, ezen belül mind az asztali, mind a hordozó számítógépek számának az üzleti élet, adminisztráció, gyártás területein tapasztalható gyors és nagy mértékű növekedésével megnövekedett az igény ezeknek a rendszereknek a rugalmas és egyszerű összekapcsolása iránt. Hasonló igény jelentkezik a számítógép perifériális eszközei, például a billentyűk, egerek, nyomtatók, plotterek, szkennerek, kijelzők, stb. gyors felcsatlakoztatásával kapcsolatosan is. A vezetékes hálózatok és kábelek alkalmazása különösen akkor jelentkezik hátrányosan, ahogy a rendszerek és a perifériális eszközök száma, sűrűsége nő és főleg olyan esetekben, ahol a rendszerek elhelyezése, az egyes rendszerek vagy alrendszerek konfigurációja gyakran változik. Ilyen helyeken ezért célszerű az egyes alrendszerek illetve gépek és perifériális egységek közötti összeköttetést vezeték nélküli kommunikációs úton megoldani, hogy ezzel megszüntessük a vezetékes hálózatok okozta hátrányokat és kötöttségeket.

Különösen az egyes rendszerek és távoli készülékek közötti információ cseréhez használt optikai jelek alkalmazása került a figyelem középpontjába az utóbbi években. Ezeknek a vezeték nélküli optikai kommunikációs rendszerekhez az az előnye, hogy a hagyományos vezetékezésre nincs többé szükség. A rádiófrekvenciás vezeték nélküli jelátvitellel szemben az optikai, ezen belül az infravörös vezeték nélküli jelátvitel egyik fő előnye, hogy a kommunikációt nem kötik különféle szabályozások és nincs szükség egy adott ország rádiófrekvenciás forgalmazással foglalkozó hatóságának vagy a postának valamilyen engedélyére. Ezen túlmenően nem léphet fel elektromágneses interferencia és más rádiófrekvenciás csatornák sem okozhatnak zavart vagy interferenciát, és a sugárzás is általában egy adott helységen belül zajlik, ezáltal nagyobb adatbiztonság érhető el, mint a falakon keresztülhatoló rádiófrekvenciás rendszerekkel. Ez azt is jelenti, hogy a szomszédos helységben telepített hasonló rendszerrel sem léphet fel interferencia, és az adatforgalom biztonsága és az adatok illetéktelen számára való hozzáférhetetlensége is kiválónak mondható. A rádiófrekvenciás antennákhoz képest az infravörös optikai jeltovábbítás céljára használt fényemittáló diódák és

-2fotodiódák méretei közismerten kisebbek, ami elsősorban hordozható rendszerek és számítógépek esetében jelent előnyt.

Ezekben a rendszerekben az optikai jelek vagy közvetlenül jutnak el a vevő rendszer optikai vevőjéhez, vagy közvetett úton érik el azt, miután a kisugárzott jel haladási iránya megfelelő beavatkozásoknak, például visszaverődéseknek vagy felületi töréseknek köszönhetően változik. Napjainkban a hordozható számítógépekhez kifejlesztett asztali csatlakoztató egységekben (dokkoló egységekben) az elsőként megnevezett változatot alkalmazzák, tehát az adatátvitel egy olyan optikai adó és egy olyan optikai vevő között zajlik, amelyek centiméterekben mérhető távolságban és megfelelő módon egymásra irányítottan helyezkednek el. Ez utóbbi eset jellemző az irodai környezetben használt alkalmazásokra, ahol az optikai jel adó és vevő közötti néhány méteres zavartalan átvitele vagy nem előnyös, vagy a közvetlen útvonalba eső elkerülhetetlen zavarok, akadályok következtében egyenesen lehetetlen. A nagy mértékű flexibilitást célzó egyik ismert megoldás értelmében az optikai adó rendszer az optikai jeleket a helység mennyezetére sugározza, ahonnan a jelek visszaverődnek vagy szétszóródnak. így a sugárzás egyszerű módon az optikai vevőt körülvevő meghatározott zónába jut el. A mennyezetről visszajutó fényjelek eloszlása, erőssége számos olyan részlettől is függ, melyek kizárólag az adott alkalmazásra és körülményekre jellemzők. Ennél a megközelítésnél lényeges a jelátvitel hatósugara is, azaz az a távolság, amely az adó rendszer és a vevő rendszer között fennállhat, hiszen az átviteli hatótávolságot több minden korlátozza, elsősorban az, hogy a kibocsátott sugárzás energia fluxusa a sugárzási távolsággal arányosan csökken, és a vevő rendszer érzékenységét is a jel/zaj viszonya egy megadott értékre korlátozza. Azoknál a jellemzőnek mondható ismert optikai jelátviteli rendszereknél, melyek optikai teljesítményét egyrészt az alkalmazott fénykibocsátó források valamint a fénykibocsátásra vonatkozó biztonsági követelmények határolják be, egy Mb/s adatátviteli sebességű adatátvitel esetén néhány méteres átviteli hatótávolságot tudnak felmutatni. Egy vezeték nélküli optikai kommunikációs rendszer kritikus paraméterei közé soroljuk az elérhető adatátviteli sebességet valamint az adatcserét folytató rendszerek közötti távolságot. Irodai környezetben szükség lehet arra, hogy egy hagyományos optikai jeladó átviteli hatósugarát meghaladó távolságra kell adatokat eljuttatni.

-3 Napjaink ismert vezeték nélküli optikai adatátviteli rendszerei számos hiányossággal, hátránnyal rendelkeznek. Először az átviteli hatósugár nem alkalmas olyan környezetekre, mint például a nagy méretű irodai termek és konferencia termek, és a sugárzási karakterisztika és hatósugár sem egyenletes általában, így az adót és a vevőt minden alkalommal nagy pontossággal kell egymásra irányítani. Ezen túlmenően azt is figyelembe kell vennünk, hogy a legtöbb környezetben elkerülhetetlen környezeti fény, azaz természetes világosság, napfény vagy világítótestektől származó fény van jelen, melyek az optikai jelvevőket mindig elérik, kivéve, ha a rendszer csak teljesen sötétben üzemeltethető. Az elkerülhetetlen környezeti fényhatás időfüggő jeleket okozhat, például a fényforrásokból származó váltakozó áramú jeleket és ezért jelentős, néhány gyakorlati esetben pedig domináns zajforrás az optikai vevő szempontjából. Ily módon a környezeti fény a vevő jel/zaj arányát befolyásolja, és ezen keresztül kihatással van az átviteli hatósugárra is. Az elkerülhetetlen fény jelentkezése leggyakrabban statisztikailag mérhető és igen gyakran befolyásolhatatlan, intenzitása időként drasztikus mértékben változhat, hiszen függ a napfénytől vagy a kikapcsolt-bekapcsolt lámpáktól, stb. A jel/zaj arányt statisztikusan ugyancsak befolyásoló és ezzel együtt az elérhető átviteli hatósugarat is befolyásoló további valóságos hatás az optikai vevő jelét befolyásoló útvonali akadályok jelentkezése.

A vázolt problémák megoldására elsőként olyan megoldás tűnik célszerűnek, hogy növelnünk kell az adó modul kibocsátott optikai teljesítményét. Ez azonban számos és különböző okból a gyakorlatban előnytelennek bizonyult. Az ilyen adó modulok teljesítmény felvétele különösen hordozható rendszerekben, például a noteszgépekben elviselhetetlenül nagy lenne. Egy másik, sokkal jelentősebb szempont, amely az optikai vezeték nélküli kommunikációs rendszerekben egyre inkább előtérbe kerül, az optikai biztonság. Közismert, hogy az optikai sugárzás meghatározott paraméterek esetén veszélyt jelenthet az emberi szem valamint a bőr számára, és ez a veszély számos tényezőtől függ, beleértve az adási energiát vagy teljesítményt, az időt és a hullámhosszat.

A WO 90/03072 számú publikált nemzetközi bejelentés olyan optikai adatátviteli modult ismertet, amelynek fényemittáló diódákból összeépített tömbje van, amelyek egy félgömb alakú házban szabályosan helyezkednek el.

-4Az US 5 258 867 számú szabadalmi bejelentés különböző adatkommunikációs modulokat ismertet, különösen ilyen modulokban a fény összegyűjtésére és nyalábolására szolgáló megoldásokat. Néhány kiviteli alakjánál olyan reflektort használ, amely gondoskodik a fénysugár összegyűjtéséről úgy, hogy a fényvevőhöz több összegyűjtött fény továbbítható. Hasonló reflektor használható a dióda által kibocsátott fény nyalábolására is.

Az Optical Wireless: New Enabling Transmitter Technologies című publikációban (Ρ. P. Smyth et al., IEEE International Conference on Communications '93, május 23-26, 1993, Genova, Svájc, Technical Program, Conference Record, Volume 1/3, pp 562-566, ) a jelenleg létező és érvényes, látásra vonatkozó biztonsági szabványok módosításáról valamint egy újfajta optikai adási technológiáról olvashatunk. Ez az újfajta adási technológia azon az ötleten alapul, hogy az optikai forrás területét meg kell növelnünk annak érdekében, hogy csökkentsük a retina károsodásának a veszélyét. A nevezett cikkben például számítógéppel előállított fázishologrammot javasolnak arra, hogy egy egyetlen lézerdiódából álló fényforrással többszörös sugarat állítsanak elő.

Jóllehet ez a javaslat az első helyes lépés egy általunk helyesnek ítélt irányban, azonban nem oldja meg a ki nem elégítő átviteli hatósugár és a megfelelő szemvédelem problémáit.

A találmánnyal célunk elsősorban javított tulajdonságokkal rendelkező optikai adó modul előállítása. Ezen belül célunk olyan optikai adó modul megvalósítása, amely kis méretű és optimális sugárzási mintát biztosít. Célunk továbbá, hogy olyan optikai adó modult állítsunk elő, amely megfelel a jelenlegi biztonsági követelményeknek (például az EEC 825-1 jelzésű szabványnak).

Célunk továbbá a találmánnyal olyan optikai adó modul előállítása, amelynek sugárzási mintája kapcsolható illetve átkapcsolható.

A kitűzött feladat megoldása során olyan optikai adatátviteli modult vettünk alapul, amely infravörös fényemittáló diódákból álló tömböt tartalmaz, amelyben a fényemittáló diódák szabályos és előnyösen szimmetrikus módon vannak elrendezve, és vagy önállóan vagy közösen megcímezhetők, továbbá üreget alkotó gömbsüveg alakú háza van. Ezt a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy a tömb az üregben van elhelyezve, és a gömbsü-5veg alakú háznak diffúzor elemei vannak, amelyek az üreg belsejében lévő tömbből kibocsátott infravörös fény a diffúzor elemen keresztül haladva kellő forrás nagyítást biztosít.

A találmány szerinti modul egy előnyös kiviteli alakja értelmében a tömb fényemittáló diódái szerelőlapon vannak úgy elrendezve, hogy fó sugárzási tengelyük megközelítőleg a gömbsüveg alakú ház középvonalával párhuzamosan húzódik.

A találmány szerinti modul egy további előnyös kiviteli alakja értelmében a tömb fényemittáló diódái szerelőlapon vannak oly módon elrendezve, hogy fo sugárzási tengelyük a gömbsüveg alakú ház középvonalához képest szöget bezáróan húzódik.

Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha a fényemittáló diódák úgy vannak elrendezve, hogy a középvonal irányába néznek.

Előnyös továbbá a találmány értelmében, ha a fényemittáló diódák úgy vannak elrendezve, hogy homlokoldaluk a középvonalhoz viszonyítva sugárirányban kifelé néz.

Előnyös továbbá, ha a gömbsüveg alakú ház benne elrendezett sugárnyaláb formáló fázis hologramot tartalmaz.

Fentieken túlmenően előnyös, ha a gömbsüveg alakú ház diffúzor eszközként szolgáló, nagy törésmutatójú szuszpendált részecskéket tartalmaz.

Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha a gömbsüveg alakú ház belső és/vagy külső felületén diffúzor eszközként szolgáló redőzött felületet tartalmaz.

A találmány szerinti modul egy további előnyös kiviteli alakja értelmében a redőzött felület a modul fényemittáló diódája által kibocsátott fénynyaláb hullámhosszával egyező érdességű.

Előnyös továbbá, ha a gömbsüveg alakú ház belső és/vagy külső felületén diffúzor eszközként szolgáló méhsejt mintázattal van ellátva.

Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha a gömbsüveg alakú ház a fényemittáló dióda tömb által kibocsátott fény egy részét közvetlen rálátásos kommunikációt biztosító módon lefelé eltérítő prizmagyűrűt tartalmaz.

-6Fentieken túlmenően előnyös, ha a gömbsüveg alakú ház belső felületén elhelyezett, a fényemittáló dióda tömb által kibocsátott fényt felfelé, a házat a diffuzor eszközön keresztül elhagyó módon visszaverő reflektorokat tartalmaz.

Előnyös továbbá, ha a gömbsüveg alakú ház reflektor sorozatot, felfelé néző fényeltérítő prizmákat és lefelé néző fényeltérítő prizmákat tartalmaz, amelyek a ház belső felülete mentén elrendezetten vannak elhelyezve úgy, hogy a fényemittáló dióda tömb reflektorokhoz és prizmákhoz viszonyított helyzetétől függően a modul sugárzási karakterisztikája átkapcsolható.

Ugyancsak előnyös a találmány értelmében, ha a gömbsüveg alakú ház több reflektort és több prizmát tartalmaz, amelyek a házban oly módon vannak egy kör kerülete mentén elrendezve, hogy a fényemittáló dióda tömbnek a reflektorokhoz vagy prizmákhoz viszonyított helyzetétől függően a modul sugárzási karakterisztikája átkapcsolható.

A találmány szerinti modul egy további előnyös kiviteli alakja értelmében a gömbsüveg alakú ház a fényemittáló dióda tömbhöz viszonyítva lépésekben forgathatóan van kiképezve.

Előnyös továbbá a találmány értelmében, ha a ház középvonalához képest döntötten elrendezett fotodióda tömbből álló vevőt tartalmaz.

Ugyancsak előnyös, ha a fotodiódák a fényemittáló dióda tömb alatt vannak ugyanabban a házban elhelyezve.

Fentieken túlmenően előnyös továbbá, ha a fotodiódák a fényemittáló dióda tömb felett vannak ugyanabban a házban elhelyezve.

A találmány szerinti modul egy további előnyös kiviteli alakja értelmében a fotodiódák a házban rögzített szerelőlapon vannak felszerelve.

Előnyös továbbá a találmány értelmében, ha a ház elektronikus áramkört tartó hordozót és/vagy vékony huzalhálót tartalmaz.

* · · · ···· • · · • · · « · • ···· · · · ···· · ··· ·

-ΊΑ. kitűzött feladat megoldása során továbbá olyan számítógépet vettünk alapul, amely a találmány szerinti optikai adó modult tartalmazza és amely a találmány szerint interfész egységen keresztül van a számítógép buszához csatlakoztatva.

A találmány szerinti számítógép egy előnyös kiviteli alakja értelmében az optikai adó modul a számítógép kijelző paneljához van oldható módon erősítve.

A találmány szerinti számítógép egy további előnyös kiviteli alakja értelmében az optikai adó modul a számítógép kijelző paneljába van mereven vagy eltávolítható módon integrálva.

A kitűzött feladat megoldása során továbbá olyan adó-vevő modult vettünk alapul vezeték nélküli adatkommunikációra valamint a találmány szerinti szerinti modullal együttes használatra, amely a találmány értelmében fotodióda tömböt, a fotodióda tömb által vett jeleket erősítő erősítőket, a fotodióda tömb által vett jelekben lévő információt detektáló egységet a modul infravörös fényemittáló dióda tömbjét meghajtó meghajtó fokozatot a fotodióda tömb egyes fotodiódái által vett jeleket aktív módon kiválasztó és egyedi módon kombináló egységet, valamint egy visszhangjel erősségét meghatározva közelítésdetektálást végző és a detektált visszhangjel előre meghatározott értékének meghaladása esetén a modul infravörös fényemittáló dióda tömbjét lekapcsoló egységet tartalmaz.

A kitűzött feladat megoldása során fentieken túlmenően olyan adó-vevő modult vettünk alapul vezeték nélküli adatkommunikációra a találmány szerinti modullal együttes használatra, amely a találmány szerint a modul fotodióda tömbje által vett jeleket erősítő erősítőket, a modul fotodióda tömbje által vett jelekben lévő információt detektáló egységet, a modul infravörös fényemittáló dióda tömbjét meghajtó meghajtó fokozatot, modul fotodióda tömbjének egyes fotodiódái által vett jeleket aktívan kiválasztó és egyedien kombináló egységet, valamint egy visszhangjel nagyságát meghatározva közelítésérzékelést végző és a modul infravörös fényemittáló dióda tömbjét a visszhangjel előre meghatározott értékének túllépése esetén lekapcsoló egységet tartalmaz.

A találmányt az alábbiakban a csatolt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a javasolt optikai adó-vevő modul néhány példaként! kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az

• · ·

1. ábra

2. ábrán

3. ábra

4. ábra

5. ábrán

6a. ábra

6b. ábra

7. ábrán

8. ábra

9. ábra

10. ábrán

11. ábrán

12. ábra a találmány szerinti optikai adó modul egy lehetséges kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszete, a három különböző, de szabályos és szimmetrikus fényemittáló dióda elrendezést mutatunk be, a a találmány szerinti optikai adó modul egy másik lehetséges kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszete, a a találmány szerinti optikai adó modul egy további lehetséges kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszete, az a találmány szerinti optikai adó modul egy további lehetséges kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszete látható, a gömbsüveg alakú ház keresztmetszetét mutatja, a egy eltérő gömbsüveg alakú ház keresztmetszetét mutatja, a a találmány szerinti optikai adó modul egy további lehetséges kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszete látható, a a találmány szerinti optikai adó modul egy lehetséges kiviteli alakjának vázlatos felülnézete, a a találmány szerinti optikai adó modul egy másik lehetséges kiviteli alakjának vázlatos felülnézete, a a találmány szerinti optikai adó modul egy további lehetséges kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszete látható, a a találmány szerinti optikai adó modul egy további lehetséges kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszete látható, a a találmány szerinti, kapcsolható sugárzási karakterisztikájú optikai adó modul lehetséges kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszete, a • · • · · · · · • ···· · · · · •··· · ··· · ···

	-9-
13 a. ábrán	a 12. ábra szerinti, egy adott sugárzási karakterisztikával rendelkező optikai adó modul vázlatos felülnézete látható, a
13b. ábrán	a 12. ábra szerinti eltérő sugárzási karakterisztikával rendelkező optikai adó modul vázlatos felülnézete látható, a
13c. ábrán	a 12. ábra szerinti eltérő sugárzási karakterisztikával rendelkező optikai adó modul vázlatos felülnézete látható, a
14. ábra	a találmány szerinti optikai adó-vevő modul egy további lehetséges kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszete, a
15 a. ábra	a találmány szerinti optikai adó-vevő modul egy további lehetséges kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszete, a
15b. ábrán	a 15a. ábra szerinti optikai adó-vevő modul vevő részének vázlatos felülnézete látható, a
16. ábra	a találmány szerinti optikai adó-vevő modul egy további lehetséges kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszete, a
17a. ábra	a találmány szerinti, változtatható sugárzási karakterisztikájú optikai adó-vevő modul egy lehetséges kiviteli alakjának vázlatos kereszt- metszete, a
17b. ábrán	a 17a. ábra szerinti optikai adó-vevő modul házának és reflektor gyűrűjének vázlatos felülnézete látható, a
18a. ábra	a találmány szerinti, kapcsolható sugárzási karakterisztikájú optikai adó-vevő modul egy további lehetséges kiviteli alakjának vázlatos keresztmetszete, a
18b. ábrán	a 18a. ábra szerinti optikai adó-vevő modul házának és reflektor gyűrűjének vázlatos felülnézete látható, a

- ΙΟΙ 9a. ábra a találmány szerinti, kapcsolható sugárzási karakterisztikával rendelkező optikai adó-vevő modult tartó rögzítő szerelvény vázlatos nézete, a

19b. ábrán a 19a. ábra szerinti szerelvény látható felnyitott, felbillentett helyzetben, a

20. ábra a találmány szerinti kapcsolható sugárzási karakterisztikával rendelkező optikai adó modul vázlatos keresztmetszete, a

21a. ábrán notesz számítógépet tüntettünk fel hozzácsatlakoztatott optikai adó vagy adó-vevő modullal, a

21b. ábrán notesz számítógépet tüntettünk fel, amelynek a találmány szerinti optikai adó modul vagy adó-vevő modul szerves részét képezi és a

22. ábra a találmány szerinti optikai adó-vevő modul analóg végfokozatának egy lehetséges kialakítását mutatja tömbvázlat szinten.

A technika állásának ismertetése kapcsán leírtak alapján egy vezeték nélküli optikai adó modulnak az alábbi feltételeket kell kielégítenie:

1) a lehető legmagasabb szintű szem biztonság;

2) optimális jelforrás sugárzási karakterisztika, amely a korlátozott teljesítményű optikai jelet hatékony módon képes szétosztani úgy, hogy maximális átviteli távolságot éljünk el minimális dinamikus távolság mellett. Ez különösen olyan környezetben jelentős, ahol az optikai adó modult szokásos irodai körülmények között használjuk (alacsony mennyezet, diffúz teijedési mód).

3) Nincs szükség az adók és a vevők egymásra hangolására;

4) nagyon magas és nagyon rossz (vagy egyáltalán nem létező) hullám visszaverési tulajdonságú mennyezeteknél (átriumos épületek, szabadtér, nagy méretű színházterek) az adó-vevő

- 11 modulok egymáshoz illesztését nem igénylő, látóvonalbeli jelterjedés kihasználásának a lehetősége.

Az 1. ábrán a találmány szerinti optikai adó modul egy lehetséges kiviteli alakját, egyben találmányunk alapvető gondolatát tüntettük fel illetve magyarázzuk meg. Az ábrán bemutatott optikai adó modul 11 fényemittáló dióda tömböt tartalmaz, amely szabályos és szimmetrikus módon van elrendezve. A 11 fényemittáló diódák megfelelő elhelyezését 10 szerelőlap biztosítja. All fényemittáló dióda tömb gömbsüveg alakú 12 házban helyezkedik el. A bemutatott kiviteli alak esetében a gömbsüveg alakú 12 ház hosszúkás hengeres cső, amelynek egyik vége félgömb alakban le van zárva. A 12 ház legalább részben fényáteresztő. Ezen túlmenően diffüzor eszközöket is tartalmaz a megjelenő forrás felnagyítása céljából. A diffüzor eszközök két különböző módon valósíthatók meg. Egyik módszer értelmében a 12 ház például olyan műanyagból készül, amely nagy törésmutatójú szuszpendált részecskéket tartalmaz és így a 12 ház legalább egyes részei diffüzorként működnek. Egy másik lehetőség szerint a 11 fényemittáló diódák által kibocsátott fénysugarak diffúzióját redőzött felületű 12 házzal éljük el. Egy olyan polimetril/metakrilát 12 ház, amelyet 100-150 pm méretű üvegzúzalékkal homokfüvúnk, négyszeres tengelymenti teljesítmény csökkenést hoz létre 7,5°-ról 10,0°-ra megnövekedett félteljesítmény szöggel (11 fényemittáló diódaként Stanley gyártmányú DN305 típusjelzésű diódákat használtuk), a fény diffüzorra való függőleges beesésénél mérve. Másfajta diffüzor eszközöket a többi, később bemutatásra kerülő kiviteli alak kapcsán mutatunk be. A diffüzor eszköz felületének durvaságától függően vagy a diffüzor házba integrált részecskék számának és méretének függvényében vagy teljes diffüzor eszközt vagy egy részleges diffüzor eszközt kapunk. Egy ilyen teljes diffüzor eszközt használva lambertsugárzót kapunk.

A 11 fényemittáló diódák elrendezési szimmetriájának és elevációs szögének függvényében, továbbá a 11 fényemittáló diódák sugárzási szögétől, a 12 ház alakjától, a diffüzor eszközöktől, valamint a diffüzor eszközöknek a 12 házban való elhelyezkedésétől függően különböző sugárzási karakterisztikákat nyerhetünk.

A 2. ábrán három példakénti 21 fényemittáló dióda elrendezést tüntettünk fel. A 2. ábra bal szélső vázlatán 20 szerelőlap csupán három 21 fényemittáló diódát tartalmaz, amelyek sza- 12bályos egyenlő oldalú háromszög egy-egy csúcsában helyezkednek el. A 2. ábra középső vázlatán 22 szerelőlap négy 23 fényemittáló diódát tartalmaz, és a 2. ábra jobbszélső vázlatán 24 szerelőlap nyolc 25 fényemittáló diódát hordoz. A nyolc 25 fényemittáló dióda a 24 szerelőlapon kör mentén helyezkedik el. A bemutatott három vázlat alapján kézenfekvő, hogy bármilyen szimmetrikus és szabványos dióda elrendezés szóba jöhet egy megfelelő 12 házba történő beépítés esetében és megfelelő difiüzor eszköz használata mellett, hogy a szemet nagy mértékben óvó és optimális sugárzási karakterisztikájú sugárforrást hozzunk létre.

Mielőtt áttérnénk további kiviteli alakok bemutatására szeretnénk néhány részletet bemutatni az alkalmazott fényemittáló diódákkal kapcsolatban. A 11, 21, 23, 25 fényemittáló diódák szokványos, kereskedelmi forgalomban kapható diódák, amelyek kis méretű hagyományos műanyag házban vannak tokozva. Ezek a műanyag házas diódák különböző méretűek, anyagúak, és eltérő sugárzási karakterisztikával és sugárzási szöggel rendelkeznek. Céljainkra jól megfelelt például a Stanley cég DN3O5 és DN304 típusjelzésű fényemittáló diódája, de a találmány természetesen nem korlátozódik ilyen hagyományos, különálló diódák használatára, melyek mindegyike külön-külön van tokozva. Bizonyos körülmények között előnyös lehet olyan dióda tömb (array) alkalmazása, melyek egyetlen közös házban vannak kialakítva. Azt sem kell külön kifejtenünk, hogy ezeket a különálló vagy tömbben kiképzett fényemittáló diódákat egyetlen közös hordozón növesztve külön tok nélkül is meg lehet valósítani, és ilyen esetben a diódákat befogadó gömbsüveg alakú ház helyettesíti a dióda vagy diódák műanyag tokozását és védi azokat a káros külső környezeti behatásokkal szemben.

A 3. ábrán a találmány szerinti optikai adó modul, amelyen egy másik lehetséges kiviteli alakjának vázlatát mutatjuk be. Az optikai adó modulnak 30 szerelőlapja van, amelyen 31 fényemittáló diódák vannak szabályos és szimmetrikus módon elrendezve. A 30 szerelőlap szélei felhajlanak, és a 31 fényemittáló diódák ezen a felhajló peremen vannak oly módon elhelyezve, hogy homlokfelületük a hengeres 32 ház forgástengelyére van irányítva. A diffüzor eszköz a 32 házba például szuszpendált részecskék révén van beleintegrálva.

··· ·

- 13 A 4. ábrán vázolt következő lehetséges kiviteli alaknál alkalmas sugárnyaláb formálás céljára számítógéppel előállított 43 fázis hologramot alkalmazunk. A 43 fázis hologram hengeres 42 házban helyezkedik el, amely 40 szerelőlapon elhelyezett 41 fényemittáló dióda tömböt zár le.

Az 5. ábrán félgömb alakú 52 házzal rendelkező optikai adó modult tüntettünk fel. Ez a kiviteli alak 50 szerelőlapot tartalmaz, amely 51 fényemittáló dióda tömböt hordoz. Az 52 ház egy része 53 teljes diffüzor felületet tartalmaz, amely az 51 fényemittáló diódák által kibocsátott fénynyalábok szórását végzik. Hasonló eredményt érhetünk el az 52 házon kiképzett méhsejtszerű diffúziós mintával is. Ha a diffúziós felületet az 52 ház belső oldalán képezzük ki, elkerülhetjük annak a zsírral, porral stb. való beszennyeződését. A diffúziós felület durvaságának változtatásával különböző diffúziós mértéket érhetünk el, éppígy a méhsejtszerű minta módosításával, vagy pedig a diffúziós felületnek az 52 ház mind belső, mind külső oldalán való kialakításával. A kívánt felületi durvaságot homokfúvással vagy a műanyag 52 ház sajtolására használt szerszám marásával, stb. érhetjük el. Szuszpendált anyagrészecskéket tartalmazó műanyag 52 ház esetében, a diffúzió mértékét különböző méretű és/vagy alakú anyagrészecskék beágyazásával is módosítani tudjuk.

A 6a. és 6b. ábrán másfajta gömbhéj alakú 60 és 61 házak vázlatát tüntettük fel.

A 7. ábrán bemutatott találmány szerinti optikai adó modul sík 70 szerelőlapot tartalmaz, amelyen hagyományos 71 fényemittáló diódák vannak elrendezve. A 71 fényemittáló diódák kivezetései meg vannak hajlítva úgy, hogy a gömbhéj alakú 72 ház 74 forgástengelye felé bocsátanak ki fényt. Ez az elrendezés különösen olyan alkalmazásoknál előnyös, ahol a rendelkezésre álló tér korlátozott, és az egész optikai adó modulnak kis méretűnek kell lennie. Megfigyeltük, hogy a 71 fényemittáló diódák hajlásszöge, azaz a 72 ház 74 forgástengelyére merőleges sík és a 71 fényemittáló diódák 75 hossztengelye közötti szög előnyösen 5° és 80°, még előnyösebben 20° és 40° közé kell essen. Optimális szögként 25°-ot határoztunk meg, amennyiben az itt bemutatott és igényelt optikai adó modulokat használjuk. Ez a 25°os hajlásszög maximális szórási tartományt biztosít alacsony mennyezetű (2,5-3,5 m magas) iroda helységekben.

• · » ·

-14Α 8. ábrán a találmány szerinti optikai adó modul egy további kialakítása látható, felülnézetben. Ennél a kiviteli alaknál nyolc 81 fényemittáló dióda van 80 szerelőlapon körkörösen és szabályosan elrendezve úgy, hogy a külön-külön tokozással ellátott 81 fényemittáló diódákból a fény az optikai adó modul 83 forgástengelyéhez viszonyítva sugárirányban lép ki. Ennél a kiviteli alaknál előnyösnek találtuk, ha megközelítőleg 25° elevációs szögű keskeny nyalábú 81 fényemittáló diódákat alkalmazunk.

A 9. ábrán hasonló, csillagszerű konfiguráció felülnézete és működési vázlata látható. Ennél a kiviteli alaknál 90 szerelőlapon 91 fényemittáló diódák vannak úgy szabályszerűen és körgyűrű mentén elrendezve, hogy fénykibocsátó felületük az optikai adó modul házának forgástengelye felé van irányítva. A 9. ábra bal oldalán 93 teljes diffúziós felületű házrészt tüntettünk fel. Teljes diffúzió alatt azt értjük, hogy a redőzött felület a teljes fénynyaláb áthaladási szakaszt beborítja. A diffüzor erős diffüzor lehet, és ekkor Lambertsugárzót alkot, vagy gyenge lehet, amely a fényt még tovább szórja és javítja ezzel az eszköz szemre ártalmatlan jellegét). Ezt a 93 teljes diffüzor felületet a gömbsüveg alakú ház belső felületén valósítottuk meg. A 93 teljes diffüzor felülettel elérhető hozzátartozó sugárzási karakterisztikát mellette tüntettük fel. Az ábra jobb oldalán egy olyan ugyancsak gömbsüveg alakú ház részletét tüntettük fel, amely diffüzor eszközként szolgáló 92 méhsejt mintázatot tartalmaz, és az ezzel létrehozott sugárzási karakterisztikát ugyancsak az ábra mellett tüntettük fel. A rajzon látható, hogy a fénynyaláb részei a diffüzort zavartalanul keresztezik, és csupán kis mennyiségű fényrész szóródik szét. Ilyen méhsejt mintázatot tudunk megvalósítani például úgy, hogy a házba túrátokat fúrunk vagy a homokfúváshoz megfelelő maszkot használunk.

A 10. ábrán egy további találmány szerinti lehetséges optikai adó modul látható, amelynek gömbsüveg alakú 102 háza, 103 diffüzor eszköze valamint járulékos gyűrű alakú 104 prizmarésze van. Az ábrán szaggatott vonalakkal rajzoltuk be, ahogy a 104 prizma szakasz a fénynyaláb egy részét vízszintes irányban eltéríti (az ábrán ezt a részt Δ-val jelöltük). A maradék fénynyaláb rész közvetlenül a 103 diffüzor eszközön keresztül lép ki a 102 házból. A 104 prizma szakasz javítja a látóvonalbeli kommunikációt.

A találmány szerinti optikai adó modul egy további lehetséges kiviteli alakja all. ábrán figyelhető meg. Ennél a kiviteli alaknál 110 szerelőlapon 111 fényemittáló dióda tömb van el·« · »·«*··* ··· ·· a·» • · a a a a a a··· · · a · a»·· · «·· a ····

- 15 rendezve. Alii fényemittáló diódák a 110 szerelőlaphoz képest ferdén állnak, és a fényt nagyjából sugárirányban bocsátják ki. A gömbsüveg alakú 112 háznak belső felületén 114 reflektorgyurűje, valamint 113 diffüzor eszköze van. A 114 reflektorgyűrű a 111 fényemittáló diódák által kibocsátott fénynyalábot legalább részben felfelé veri vissza, mielőtt a fénynyaláb áthatol a 113 diffüzor eszközön.

A 12. ábrán a találmány szerinti optikai adó modul egy további lehetséges kiviteli alakját tüntettük fel. Ez a kiviteli alak a 13a-12c. ábrákon vázlatosan bemutatott módon lehetővé teszi a sugárzási karakterisztika módosítását. A sugárzási karakterisztika módosításának a célja vagy az, hogy a lehető legteljesebben körsugárzó tartományt biztosító sugárzási karakterisztikát kapjunk (például 25°-os karakterisztikát, lásd a 13a. és 13b. ábrát) vagy egy meghatározott irányban kapjunk maximális hatósugarat (lásd a 13c. ábrát). Ez a módosítható sugárzási karakterisztikájú optikai adó modul 120 szerelőlapot tartalmaz, amelyen 121 fényemittáló dióda tömb van elrendezve. A 121 fényemittáló diódák olyan gömbsüveg alakú 122 házban helyezkednek el, amelynek 123 diffüzor eszköze, 124 reflektora, fényt felfelé térítő prizmái és fényt lefelé térítő 126 prizmái vannak, mely utóbbi kettőnek a felülete fel van durvítva. Ennek a módosítható sugárzási karakterisztikájú modulnak a működési vázlatát a 13a-13c. ábrák segítségével mutatjuk be bővebben. Az ábrákon az optikai adó modul felülnézete látható. A 13a. ábra szerint a 122 háznak 124 reflektorai valamint eltérítő 125 és 126 prizmái vannak, mindegyik a 122 ház belső felülete mentén kiképezve. Az egyszerűség érdekében a 124 reflektorokat vastag vonallal jelezzük az ábrán. A sugárzási karakterisztika módosítása úgy biztosítható, hogy a 124 reflektorokat és eltérítő 125, 126 prizmákat tartalmazó 122 házat a 121 fényemittáló dióda tömb forgástengelye körül és ahhoz viszonyítva el tudjuk forgatni. Az eltérítési szögek (a vízszintes síkban) határozzák meg a kívánt visszavert sugárirányt. A forgatható 122 házon kiképzett 132 jelölőnyíl mutatja a kiválasztott sugárzás karakterisztikát a (rögzített) 134 szimbólumokhoz képest. Ha a 132 jelölőnyíl az üres kör 134 szimbólumra mutat, az optikai adó modul megközelítőleg a = 25°-os elevációs szögben bocsát ki fényt minden irányba, azaz ebben az üzemmódban az optikai adó modul körsugárzó (omnidirekcionális) antennaként működik, maximális átviteli hatósugárral és kis környezeti fényviszonyoknál alkalmazható. Ez a pozíciója 45°-onként ismétlődik.

» ««* · »· • · • « ♦· ···« · 4·· · ···

- 16 Ha a 132 jelölőnyíl a teli kör 134 jelölésre mutat, ez azt jelenti, hogy erős környezeti fényviszonyok mellett a modul közvetlen környezetében megnövelt körsugárzási teljesítménysűrűséget nyújtó a = 30°-40° tartományba eső fénysugár elevációs szöget kapunk. Ez a pozíció 45°-ként ismétlődik. A 13c. ábrán a 132 jelölőnyíl a nyíl 134 szimbólumra mutat, ami azt jelzi, hogy megnövelt és irányított hatótávolságú sugárnyaláb irányítást kapunk. A házban haladó sugárnyalábokat szaggatott nyilakkal jelöljük, és 45°-os szögnövekményekben nyolc különböző sugárzási irányt választhatunk ki.

A 14-16. ábrákon a találmány szerinti különböző optikai adó-vevő modul kiviteli alakokat tüntettünk fel. A 14. ábrán látható kiviteli alak gyakorlatilag a 3. ábrán bemutatott optikai adó modulon alapul, azzal az eltéréssel, hogy az adórészen kívül egy vevőrészt is tartalmaz. A vevőrész a 140 szerelőlap alatt elrendezett négy 143 fotodiódát tartalmaz. A 143 fotodiódák különböző irányokban vannak megdöntve és különböző irányokban néznek, hogy a modul minden irányból képes legyen a beérkező fény fogadására. A 143 fotodiódák irányítása és konfigurálása az egyes 143 fotodiódák látószögétől függ, valamint a 142 ház alakjától és a 143 fotodiódák 142 házon belüli elhelyezkedésétől. A 143 fotodiódákat Faradaykalickaként szolgáló vékony 145 huzalháló védi, amely az elektromágneses interferencia csökkentésére szolgál. A 14. ábrán bemutatott kiviteli alaknál a 145 huzalháló a gömbsüveg alakú 142 házba van beépítve. A bemutatott modulban a 143 fotodiódák alatt SMD azaz felületszerelt technológiás 144 hordozó helyezkedik el, amely különböző előerősítők, fényemittáló dióda meghajtók vagy teljes analóg integrált áramkörök felvételére szolgál, amenynyiben ezt a rendelkezésre álló hely megengedi. A következő kiviteli alak, amelyet ugyancsak vázlatos keresztmetszetben a 15. ábrán tüntettünk fel, olyan optikai adó-vevő modult mutat, amelyben a vevőrész az adórész fölött, tehát a 150 szerelőlapon rögzített fényemittáló diódák fölött helyezkedik el. A vevőrész öt 153 fotodiódából álló tömböt tartalmaz, melyek mindegyike úgy van elrendezve, hogy bárhonnan érkező fényt képes érzékelni. A 153 fotodiódákat ugyancsak 155 huzalháló védi, amely a 152 ház kupola alakú végrészébe van beépítve. A 153 fotodiódák alatt elektronikus áramkört hordozó 154 hordozó helyezkedik el. A vevőrészt az adórésztől 156 reflektor választja el. A 15b. ábrán a vevőrész felülnézetét is feltüntettük, igen csak vázlatos módon.

- 17Α 16. ábrán egy további optikai adó-vevő modul lehetséges kialakítását mutatjuk be. Ez a modul tulajdonképpen a 7. ábrán bemutatott optikai adó modulon alapul, annak továbbfejlesztéseként tekinthető, és attól abban különbözik, hogy ugyanabban a 162 házban egy vevőrész is el van helyezve. A vevőrész 160 szerelőlapon felszerelt 161 fotodióda tömböt tartalmaz. A vevőrész úgy helyezkedik el, hogy a fényemittáló diódák által kibocsátott fénynyaláb zavarás nélkül képes a házon és a diffuzor eszközön áthaladni. Ennél a kiviteli alaknál igen előnyös megközelítőleg 25°-os elevációs szögű, keskeny fénynyalábot előállító fényemittáló diódák használata. Igen jó eredményeket értünk el három-hat 161 fotodiódából álló, 30°-45°-os elevációs szögű csillag alakzatú tömb alkalmazásával.

A találmány egy további lehetséges kiviteli alakját a 17a. és 17b. ábra mutatja. A keresztmetszetben illetve felülnézetben bemutatott kiviteli alak módosítható sugárzási karakterisztikájú modult mutat, amelyben 201 fényemittáló dióda tömb 203 szerelőlapon helyezkedik el. A 201 fényemittáló diódák szimmetrikusan a gömbsüveg alakú diffuzor 200 ház alatt vannak elrendezve. Ha ez a 200 ház a 201 fényemittáló diódákhoz viszonyítva a Pos.l pozícióban helyezkedik el (lásd a 17a. és 17b. ábrák jobb oldali részét), a fény függőlegesen lép ki a 200 házból. Attól függően, hogy a 200 háznak ez a része diffuzor elemként van-e kialakítva, a sugárzási karakterisztika fókuszált vagy szétszórt. A 200 ház 202 reflektorgyűrűt tartalmaz. Ha a 200 ház vagy a 202 reflektorgyűrű a 201 fényemittáló diódákhoz viszonyítva a másik, a 17a. és 17b. ábra bal oldalán feltüntetett Pos.2 pozícióban található, a 201 fényemittáló diódák által kibocsátott fénynyaláb a 200 ház oldalélé felé verődik vissza. Ez az oldalél általában a fénynyaláb kiszélesedését előidéző diffuzor eszközöket tartalmaz. A 17b. ábrán látható, hogy a 202 reflektorgyűrű nyelvekkel ellátott gyűrű lehet. A 202 reflektorgyűrűt dombornyomással vagy perforálással kialakított vékony fémrétegből készíthetjük. A 17a. és 17b. ábrán bemutatott kiviteli alaknál egy 22,5°-os elforgatás teszi lehetővé az egyik helyzetből a másik helyzetbe való átállítást.

A módosítható, átkapcsolható sugárzási karakterisztikával rendelkező optikai adó-vevő modul egy másik lehetséges kialakítására ad példát a 18a. és 18b. ábra. Ez a kiviteli alak 211 fényemittáló diódákból álló tömböt tartalmaz, amely 213 szerelőlap fürataiban vagy mélyedéseiben helyezkednek el. A 211 fényemittáló diódákat gömbsüveg alakú diffuzor 210 ház borítja be. A 210 házban 212 reflektorgyűrű van beépítve. Ez a 212 reflektorgyűrű • ·υ· 94 ·< ·

- 18 nyelveket vagy nyúlványokat tartalmaz, melyek úgy vannak meghajlítva, hogy 211 fényemittáló diódák által kibocsátott fénynyaláb a diffuzor 210 ház oldalfalai irányában verődjön vissza (lásd a 18a. és 18b. ábrák baloldalán a Pos.2 jelzésű pozíciót). Ha a 210 házat a 212 reflektorgyűrűvel úgy forgatjuk el, hogy a 211 diódák kikerülnek a fényvisszaverő nyelvek vagy nyúlványok alól, a fénynyaláb a 213 szerelőlaphoz képest függőlegesen felfelé lép ki a 210 házból (lásd a 18a. és 18b. ábra jobb oldalán a Pos.l jelzésű pozíciót).

A 19a. és 19b. ábrák az átkapcsolható sugárzási karakterisztikájú 220 modulhoz való rögzítőszerelvényt mutatnak be. A 19a. ábrán a 210 ház és a 212 reflektorgyűrű a Pos.2 jelzésű pozícióban helyezkedik el, azaz a kibocsátott fénynyaláb omnidirekcionális, és az adó a nyilak által jelzett irányban sugároz ki. A 19b. ábrán a 211 rögzítőszerelvény a 220 modullal fel van nyitva, és a 220 modul a Pos. 1 jelzésű pozícióban található, azaz a fényt a 211 fényemittáló diódák 213 szerelőlapjára merőlegesen sugározza ki. Ez a 221 rögzítőszerelvény közvetlen rálátásos kommunikációt tesz lehetővé, ha a 220 modul a Pos. 1 jelzésű pozícióban található és egy távoli vevőre van ráirányítva.

A 20. ábrán a kapcsolható sugárzási karakterisztikájú optikai adó-vevő modul egy további lehetséges kiviteli alakja látható. Ennél a kiviteli alaknál a 221 fényemittáló diódák középvonala a 223 szerelölaphoz képest körülbelül 25°-os szögben meg van döntve. Ha a gömbsüveg alakú 220 ház a 20. ábra jobb oldalán Pos. 1 jelzésű helyzetben található, a fénysugarak a 220 házat a jelzett módon hagyják el. Ha a 220 ház a Pos.2 jelzésű helyzetben található, akkor a 221 fényemittáló diódák elé 222 reflektor helyeződik és a fénysugár felfelé verődik vissza (lásd a 20. ábra baloldali részét). A bemutatott példában a 222 reflektor olyan vékony fémlemez, amelynek hajlásszöge kb. 58°-os. A 222 reflektorokat a 220 házba épített vagy ahhoz rögzített fémgyűrű is tarthatja.

A 17, 18 és 20. ábrákon bemutatott reflektorgyürüt prizmagyűrű is helyettesítheti. Ez a gyűrű műanyagból is készíthető és olyan elrendezésű prizmasort tartalmaz, hogy a prizmagyűrűnek a fényemittáló diódákhoz viszonyított állásától függően különböző sugárzási karakterisztikákat kaphatunk. A prizmagyűrü a gömbsüveg alakú ház integrált része is lehet. Különböző megoldások elképzelhetők arra nézve, hogy például vagy a prizmagyűrűt tartalmazó ház vagy a reflektorgyűrűt tartalmazó ház forgatható el a benne elhelyezkedő fényemit• ·

- 19táló diódákhoz képest vagy maga a prizmagyűrű van úgy kiképezve, hogy a házhoz és az abban lévő fényemittáló diódákhoz képest forog el, vagy a házban maguk a fényemittáló diódák fordíthatók el.

A 11. és 12. ábrákon bemutatott reflektorokat olyan fémgyűrű is helyettesítheti, amely nyelvekkel vagy nyúlványokkal van ellátva, ahogy azt a 17., 18. és 20. ábrákkal kapcsolatosan leírtuk. Az egyedüli eltérés az ott bemutatott átkapcsolható modulhoz képest az, hogy ez a fémgyűrű ebben az esetben rögzített lenne, azaz nem forgatható el.

A 21a. és 21b. ábrán a találmány szerinti optikai adó-vevő modul notesz számítógépekhez kifejlesztett illetve használható kiviteli alakja látható. A notesz számítógépekkel használt optikai adó-vevő modulok semmilyen közeli akadállyal nem találkoznak, sem a noteszgép háza sem annak kijelzőt magában foglaló teteje vonatkozásában. A 21a. ábrán levehető optikai adó-vevő 171 modullal ellátott 170 notesz számítógép vázlatát tüntettük fel. A 171 modult mágnes vagy 172 csipesz rögzíti a 170 notesz számítógéphez. A 171 modult 173 kábel köti össze a 170 notesz számítógép valamelyik csatlakozó nyílásába bedugaszolt interfész kártyával. A 21b. ábrán 174 notesz számítógépet láthatunk, amely integrált 175 modult tartalmaz. Ez a 175 modul a 174 notesz számítógép kijelzőjéhez kapcsolódik és így az összes szükséges elektromos kötés és adott esetben szükséges interfész áramkör a 174 notesz számítógépben helyezkedik el. A 175 modul természetesen a bemutatott helyről a 174 notesz számítógép összecsukása, hordozása idejére levehető.

A 22. ábrán speciálisan kiképzett analóg végfokozat tömbvázlatát tüntettük fel. A végfokozat vevőként szolgáló 181 fotodióda tömb egyes fotodiódáihoz csatlakoztatott 180 előerősítőket tartalmaz. 182 kapcsolók 183 kapcsolóvezérlő fokozattal együtt az egyes fotodiódák által vett jelek kiválasztását végzi. A vett jelek mindegyikét vagy a vett jelek meghatározott szempont szerint kiválasztott alkészletét 184 erősítőfokozatba vezetjük, majd annak kimenetéről 185 szűrőn át 186 komparátor fokozatba vezetjük. A bemutatott kapcsolási elrendezésben közelségérzékelő egységet képeztünk ki. Közelségérzékelés céljára a 181 fotodiódák által vett és 187 fényemittáló dióda tömb által kibocsátott visszhangjelet figyeljük. Ha ez a visszhangjel túllép egy előre meghatározott értéket, a 187 fényemittáló diódákat automatikusan lekapcsoljuk. Ezt az aktív biztonsági intézkedést 184 csúcsérték detektor se-20gítségével valósítjuk meg, amely n párhuzamos vonalú buszon keresztül kapcsolódik a 180 előerősítők kimenetére. 190 vezérlő fokozattal elemezzük a vett jelet és ebből határozzuk meg a már túlságosan nagy visszhangjeleket és ilyen esetben a 191 meghajtókat haladéktalanul lekapcsoljuk, hogy a fénykibocsátást megszakítsuk. A 190 vezérlő fokozat 189 egyenfeszültségű fotoáram detektorral és 183 kapcsolásvezérlő fokozattal együtt automatikus jelkiválasztást és/vagy jelkombinálást tesz lehetővé. A kiválasztás figyelembe veszi az aktuális jel erősséget és/vagy a 181 fotodiódák egyenáramát (a közvetlen környezeti fényforrásoktól, mint a napfénytől, az asztali lámpáktól érkező sörétzaj mérésével) is.

A teljes analóg végfokozat 192 interfész egységen (PCMCIA kivitel) kapcsolódik 193 mikroprocesszor buszra.

A bemutatott optikai adó illetve adó-vevő modulok az emberi szemet nem károsító, biztonságos optikai rendszerek és számos járulékos előnnyel bírnak. Kis méretben, kompakt kivitelben gyártatok és alkalmasak számítógépekbe és más eszközökbe való integrálásra. A találmány szerinti modulok könnyen csatlakoztathatók bármely notesz számítógéphez is és elsődleges jellemzőjük optimális, közel egységes körsugárzó karakterisztikájuk, amely egyes kiviteli alakoknál kívánság szerint átkapcsolható. A modulok lehetővé teszik a behatárolt teljesítményű optikai jelek hatékony szétosztását és vételét, ezzel a lehető legnagyobb átviteli távolság elérését. Az erős és irányított környezeti fényt például a 18. ábrán bemutatott analóg végfokozattal nyomhatjuk el. A találmány szerinti modulok a hagyományos adóvevő moduloktól annyiban különböznek, hogy kisebb a mérhető teljes sörétzaj, ezzel javul a jel/zaj arány és az átviteli hatósugár. Ezen túlmenően nincs szükség az adó-vevő modulok pontos egymásra irányítására. A találmány szerinti modul egyik speciális kiviteli alakja kétfajta adás üzemmódot is megvalósít, nevezetesen diffúz, szétszórt illetve rálátásos kommunikációt folytat.

A bemutatott optikai adó modul és optikai adó-vevő modul megfelel az EEC825-1 jelzésű szabvány előírásainak. Ezt nagy területről látható fényforrással és/vagy az említett biztonsági blokkoló megoldással érjük el, ha egy tárgy vagy inkább egy személy feje túlságosan közel kerül a fénykibocsátó forráshoz. Mint ismertettük ez a blokkoló megoldás közelség ért

-21 zékelésén alapulhat, azaz figyeljük az erős visszavert visszhangjelet, amelyet egy a fényforráshoz közeli vagy közelítő objektum vált ki.

Találmányunk automatikusan semlegesíti az erős beeső irányított környezeti fényt (az íróasztal lámpákról, ablakról, közvetlen napfényről) annak érdekében, hogy egy adott adatátviteli sebesség céljára optimalizálja az átviteli hatósugarat. Ezt a tulajdonságot szektorszerűen különböző térbeli irányokba néző egyedi fotodiódák szelektív kombinálásával valósíthatjuk meg, a legnagyobb jel/zaj arányt kiválasztva.

• ·· ·

-22Szabadalmi igénypontok

Claims

Szabadalmi igénypontok

1/13

FIG. 1

FIG. 2

1. Optikai adatátviteli modul, amely infravörös fényemittáló diódákból álló tömböt tartalmaz, amelyben a fényemittáló diódák szabályos és előnyösen szimmetrikus módon vannak elrendezve, és vagy önállóan vagy közösen megcímezhetők, továbbá üreget alkotó gömbsüveg alakú háza van, αζζαί jellemezve, hogy a tömb az üregben van elhelyezve, és a gömbsüveg alakú háznak (52) diffuzor elemei vannak, amelyek az üreg belsejében lévő tömbből kibocsátott infravörös fény a diffuzor elemen keresztül haladva kellő forrás nagyítást biztosít.

2. Az 1. igénypont szerinti modul azzal jellemezve, hogy a tömb fényemittáló diódái (11, 201) szerelőlapon (10, 203) vannak úgy elrendezve, hogy fő sugárzási tengelyük megközelítőleg a gömbsüveg alakú ház (12, 200) középvonalával párhuzamosan húzódik.

3. Az 1. igénypont szerinti modul azzal jellemezve, hogy a tömb fényemittáló diódái (31, 41, 51,71, 81, 91, 101. 111, 121, 221) szerelőlapon (30, 40, 50, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 140, 150, 223) vannak oly módon elrendezve, hogy fő sugárzási tengelyük a gömbsüveg alakú ház (32, 42, 52, 60, 61, 72, 102, 112, 122, 142, 152, 162, 220) középvonalához képest szöget bezáróan húzódik.

4. A 3. igénypont szerinti modul azzal jellemezve, hogy a fényemittáló diódák (31, 41, 51, 71, 91, 101) úgy vannak elrendezve, hogy a középvonal irányába néznek.

5. A 3. igénypont szerinti modul azzal jellemezve, hogy a fényemittáló diódák (81, 111, 121, 221) úgy vannak elrendezve, hogy homlokoldaluk a középvonalhoz viszonyítva sugárirányban kifelé néz.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti modul azzal jellemezve, hogy a gömbsüveg alakú ház (42) benne elrendezett sugárnyaláb formáló fázis hologramot (43) tartalmaz.

7. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti modul azzal jellemezve, hogy a gömbsüveg alakú ház (52) diffuzor eszközként (53) szolgáló, nagy törésmutatójú szuszpendált részecskéket tartalmaz.

-23

8. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti modul azzal jellemezve, hogy a gömbsüveg alakú ház belső és/vagy külső felületén diffúzor eszközként szolgáló redőzött felületet (93) tartalmaz.

9. A 8. igénypont szerinti modul azzal jellemezve, hogy a redőzött felület (93) a modul fényemittáló diódája által kibocsátott fénynyaláb hullámhosszával egyező érdességű.

10. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti modul azzal jellemezve, hogy a gömbsüveg alakú ház belső és/vagy külső felületén diflúzor eszközként szolgáló méhsejt mintázattal (92) van ellátva.

11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti modul azzal jellemezve, hogy a gömbsüveg alakú ház (102) a fényemittáló dióda (101) tömb által kibocsátott fény egy részét (Δ) közvetlen rálátásos kommunikációt biztosító módon lefelé eltérítő prizmagyűrűt (104) tartalmaz.

12. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti modul azzal jellemezve, hogy a gömbsüveg alakú ház (112) belső felületén elhelyezett, a fényemittáló dióda (111) tömb által kibocsátott fényt felfelé, a házat (112) a diffúzor eszközön (113) keresztül elhagyó módon visszaverő reflektorokat (114) tartalmaz.

13. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti modul azzal jellemezve, hogy a gömbsüveg alakú ház (122) reflektor (124) sorozatot, felfelé néző fényeltérítő prizmákat (125) és lefelé néző fényeltérítő prizmákat (126) tartalmaz, amelyek a ház (122) belső felülete mentén elrendezetten vannak elhelyezve úgy, hogy a fényemittáló dióda (121) tömb reflektorokhoz (124) és prizmákhoz (125, 126) viszonyított helyzetétől függően a modul sugárzási karakterisztikája átkapcsolható.

14. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti modul azzal jellemezve, hogy a gömbsüveg alakú ház (200, 210, 220) több reflektort (202, 212, 222) és több prizmát tartalmaz, amelyek a házban (200, 210, 220) oly módon vannak egy kör kerülete mentén elrendezve, hogy a fényemittáló dióda (201, 211, 221) tömbnek a reflektorokhoz (202, 212, 222) vagy prizmákhoz viszonyított helyzetétől függően a modul sugárzási karakterisztikája átkapcsolható.

• ·

-2415. A 13. vagy 14. igénypont szerinti modul azzal jellemezve, hogy a gömbsüveg alakú ház (122, 200, 210, 220) a fényemittáló dióda (121, 201, 211, 221) tömbhöz viszonyítva lépésekben forgathatóan van kiképezve.

16. Az 1-15. igénypontok bármelyike szerinti modul azzal jellemezve, hogy a ház középvonalához képest döntötten elrendezett fotodióda (143, 153, 161) tömbből álló vevőt tartalmaz.

17. A 16. igénypont szerinti modul azzal jellemezve, hogy a fotodiódák (143) a fényemittáló dióda tömb alatt vannak ugyanabban a házban (142) elhelyezve.

18. A 16. igénypont szerinti modul azzal jellemezve, hogy a fotodiódák (152, 161) a fényemittáló dióda tömb felett vannak ugyanabban a házban (152, 162) elhelyezve.

19. A 16-18. igénypontok bármelyike szerinti modul azzal jellemezve, hogy a fotodiódák (143, 153, 161) a házban (142, 152, 162) rögzített szerelőlapon (160) vannak felszerelve.

20. A 16. igénypont szerinti modul azzal jellemezve, hogy a ház (142, 152) elektronikus áramkört tartó hordozót (144, 154) és/vagy vékony huzalhálót (145, 155) tartalmaz.

21. Számítógép (170, 174) azzal jellemezve, hogy az 1-20. igénypontok bármelyike szerinti optikai adó modult (174, 175) tartalmaz, amely interfész egységen keresztül van a számítógép (170, 174) buszához csatlakoztatva.

22. A 21. igénypont szerinti számítógép azzal jellemezve, hogy az optikai adó modul (171) a számítógép (170, 174) kijelző paneljához van oldható módon erősítve.

23. A 21. igénypont szerinti számítógép azzal jellemezve, hogy az optikai adó modul (175) a számítógép (170, 174) kijelző paneljába van mereven vagy eltávolítható módon integrálva.

24. Adó-vevő modul vezeték nélküli adatkommunikációra valamint az 1-15. igénypontok bármelyike szerinti modullal együttes használatra, azzal jellemezve, hogy fotodióda (181) tömböt, a fotodióda (181) tömb által vett jeleket erősítő erősítőket (180, 184), a fotodióda (181) tömb által vett jelekben lévő információt detektáló egységet (186) a modul infravörös fényemittáló dióda tömbjét meghajtó meghajtó fokozatot (191) a fotodióda (181) tömb

-25 egyes fotodiódái (181) által vett jeleket aktív módon kiválasztó és egyedi módon kombináló egységet (182, 183, 190), valamint egy visszhangjel erősségét meghatározva közelítésdetektálást végző és a detektált visszhangjel előre meghatározott értékének meghaladása esetén a modul infravörös fényemittáló dióda tömbjét lekapcsoló egységet (188-191) tartalmaz.

25. Adó-vevő modul vezeték nélküli adatkommunikációra valamint az 16-19. igénypontok bármelyike szerinti modullal együttes használatra, azzal jellemezve, hogy a modul fotodióda tömbje által vett jeleket erősítő erősítőket (180, 184), a modul fotodióda tömbje által vett jelekben lévő információt detektáló egységet, a modul infravörös fényemittáló dióda tömbjét meghajtó meghajtó fokozatot, modul fotodióda tömbjének egyes fotodiódái által vett jeleket aktívan kiválasztó és egyedien kombináló egységet, valamint egy visszhangjel nagyságát meghatározva közelítésérzékelést végző és a modul infravörös fényemittáló dióda tömbjét a visszhangjel előre meghatározott értékének túllépése esetén lekapcsoló egységet (188-191) tartalmaz.

DR. BOGSCH ATTILA ügyvéd

Rogftch A Partners

1051 Buoapflst Bajcsy-Zsilmszky út 16 tel 118-1111, Fax: 137-7828 • «· ρ 970ο⁴¹²

2/13

KÖZZÉTÉTELI ‘40

Ρ9700*12 • · ·