KR100204072B1 - 응용 인터페이스 카드용 적외선 송수신기 - Google Patents

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Abstract

무선 근거리 통신망 (Local Area Network: LAN) 내에서 컴퓨터와 함께 사용하기 위한 응용 인터페이스 카드(application interface card)용 적외선 송수신기(infrared transceiver)가 개시된다. 송수신기는 적외선 카드에 대해 컴팩트한 배열(compact arrangement)을 유지하면서 실내에서의 적외선 빔 분산을 최대화시키기 위한 다면 빔 편향 장치(multi-facet beam deflector)를 포함한다. 다른 특징으로, 송수신기는 직렬 IR 또는 점-대-점 통신 응용을 위한 지향 능력(directional capability)을 제공하기 위한 회전형 터릿(revolving terret)을 포함한다. 송수신기는 PCMCIA 인터페이스 카드에 적합하다.

Description

응용 인터페이스 카드용 적외선 송수신기
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 노트북(notebook) 및 랩탑 컴퓨터(Laptop computer)에서 사용되는 응용 인터페이스 카드용 광 송신기 및 수신기 장치에 관한 것이다.
근거리 통신망(LAN)이 컴퓨팅 분야에 널리 보급되어 있으며, 또 LAN 내에서의 컴퓨터의 접속은 서버(server), 프린터, 스캐너(scanner) 및 게이트웨이(gateway) 통신 장치와 같은 자원의 효율적인 할당 및 분산 프로세싱에 대해 편리한 수단을 제공한다. 사무 환경에서, LAN은 전형적으로 스테이션 또는 컴퓨터들 사이에 와이어링(wiring)된 상호접속을 포함한다. 와이어링된 LAN은 네트워크 내의 스테이션들을 상호접속시키기 위하여 비용이 많이 드는 케이블링(cabling)을 요구한다는 단점을 갖는다. 상기 케이블링을 설치하는 것은 일반적으로 불편하며, 또 만일 네트워크를 포함하는 스테이션의 물리적 위치를 변경하는 것이 요구된다면 비가요성(inflexibility)이 초래되도록 만든다.
와이어링된 LAN의 단점을 극복하기 위하여, 와이어링된 LAN의 케이블링 접속을 대체하기 위하여 무선 통신 링크를 사용하는 것이 제안되었다. 2 지점 사이의 무선 통신은 잘 알려져 있으며, 무선 LAN을 위한 해결책으로서 2가지 방법이 출현하였다.하나의 해결책은 통신 채널을 구현하기 위하여 무선 주파수(RF)통신 기술을 사용하는 것이다. 다른 해결책은 통신 매체로서 적외선(IR) 방사 (radiation)를 사용한다. 적외선 기초 시스템(infrared based system)은 광범위한 설득력을 갖는데, 특히 사무 빌딩(office building)과 같은 실내 환경내서 유용한다. 적외선 기초 시스템은 RF 기초 시스템에 적용되는 보다 엄격한 정부 규제(government regulation), 예를 들면 마이크로웨이브 주파수 신호를 사용하는 시스템에 대해 요구되는 규제를 따를 필요가 없다는 또 다를 장점을 갖는다.
적외선을 사용하는 무선 LAN에서의 통신 상호접속은 적외선 송수신기를 사용하여 설치된다. 스테이션, 예를 들면 개인용 컴퓨터(PC)가 송수신기에 접속된다. 송수신기는 적외선 송신기 및 적외선 수신기를 갖는다. 적외선 송신기는 최소한 하나의 적외선 발광 다이오드(LED)를 포함하며, 또 전형적으로는 적외선 LED들의 어레이를 포함한다. 적외선 수신기는 LAN 상의 통신 스테이션의 송신기 내의 LED의 출력 파장 스펙트럼에 응하는 하나 이상의 광다이오드를 포함한다.
본 기술에서의 적외선- 기초 송수신기는 2개의 일반 범주에 속한다: 방산형 IR 송수신기(diffused IR transceiver) 및 지향형 빔 IR 송수신기. 방산형 IR 송수신기는 전형적으로 사무 공간 전체에 적외선 빔을 분산시키는 LED 어레이를 포함한다. 적외선 빔은 사무실 전체에 위치된 스테이션 상의 송수신기의 수신기에 의하여 픽업(pick up)된다. 방산형 IR 송수신기는 데이터 프로세싱 스테이션, 즉, 컴퓨터가 사무 공간 내에 위치된 다른 다수의 스테이션과 교신하는 것을 허용한다. 지향성 빔 IR 송수신기에서는 적외선 빔이 통신이 의도된 스테이션의 송수신기룰 향하도록 지향된다. 바꾸어 말하면, 2개의 스테이션 사이에 시경로 라인(line of sight path)이 있으며, 또 적외선 빔은 이러한 시경로 라인을 따라서 지향된다. 지향형 빔 IR 송수신기는 일반적으로 포인트 앤드 슈드(point and shoot) 또는 직렬IR 시스템으로서 언급되며, 또 컴퓨터와 주변 장치, 예를 들면 노트북 컴퓨터 및 레이저 프린터 사이의 통신 링크를 성립하는데 널리 사용된다.
적외선 통신 링크의 성능 및 완전성(integrity)은 동작 환경, 특히 주변광(ambient light) 및 내부 표면의 반사도(reflectivity)에 좌우될 것이다. 적외선 시스템은 주변광 레벨이 매우 높지 않은 사무 공간, 특히 캐리어 빔(carrier beam)이 매우 높은 주파수로 변조되지 않은 시스템 내에서 더 양호한 성능을 제공하는 경향이 있다. 사무 공간의 내부 표면의 반사도는 적외선 빔의 전송에 역시 영향을 줄 것이다. 적외선 빔을 흡수하는 경향을 갖는 표면은 적외선 통신 시스템, 특히 방산형 빔 장치를 포함하는 시스템의 성능을 열화시킬 것이다. 적외선 송수신기에 대한 셋업 기술(set-up technique)을 사용하고 또 빔 경로의 배향(orientation)에 대해 조정함으로써 동작 환경의 영향을 감소시키는 것이 가능하다.
감소된 크기의 랩탑, 노트북 컴퓨터 및 휴대용 컴퓨팅 장치(handheld computing device)의 발전은 LAN에 대한 접속 능력을 제공하기 위하여 상기 컴퓨터들의 하우징(housing) 내에 설치되는 꼭 맞는 적절한 크기의 모뎀 및 네트워크 어댑터(network adapter)의 동시 개발을 요구해 왔다.
이러한 경향은 인터페이스 회로를 하우징시키기 위한 PCMCIA(개인용 컴퓨터 메모리 카드 국제 협의회, Personal Computer Memory Card International Association) 카드의 개발을 가져 왔다. PCMCIA 카드는 업계에 PC 카드로서 역시 알려져 있다. 이러한 카드는 컴퓨터 하우징 내에 구비된 슬롯 내로 삽입되며, 외부 통신 라인과 컴퓨터 사이의 인터페이스를 제공한다. PC 카드는 2가지 표준 크기로 제공된다. 유형 I PC 카드는 3.3 mm 두께이며, 유형 Ⅱ 카드는 5 mm 두께이다.
무선 LAN의 개발과 함께, 랩탑과 노트북 컴퓨터 및 휴대용 컴퓨팅 장치와 함께 사용하기 위한 PCMCIA 응용 인터페이스 카드용 적외선 광송수신기를 제공하는 것이 요구된다.
본 발명은 PCMCIA 응용 적외선 카드에 적절한 적외선 송수신기를 제공한다. 한 실시예에서, 본 발명은 방출된 빔이 동작 영역 내에서 분산되는 방산형 IR형 응용 카드 적외선 송수신기를 제공한다. 다른 실시예에서, 본 발명은 방출된 빔이 수신 장치의 송수신기를 향하는 선정된 경로 또는 시선을 따라 지향되는 지향형 빔 유형의 응용 카드 적외선 송수신기를 제공한다.
제1특징으로, 본 발명은 컴퓨터용 무선 통신 인터페이스를 제공하기 위한 응용 적외선 카드를 제공하는데, 상기 인터페이스 카드는 : (a) 카드 하우징; (b) 상기 카드 하우징의 연장부 상에 위치된 다수의 발광 다이오드; (c) 상기 컴퓨터로부터 신호를 수신하기 위한 인터페이스 수단을 포함하며 또 상기 발광 다이오드를 작동 시키기 위한 회로 수단; (d) 발광 다이오드의 방출 단부(emitting end) 에 위치되어 선정된 빔 분산 패턴을 생성하기 위하여 발광 다이오드에 의해 방출된 상기 빔을 제어된 방향으로 편향(deflecting)시키기 위한 반사 수단(reflecting means)을 포함한다.
본 발명에 따른 빔 편향 장치는 다수의 복합 각을 이룬 표면(compound angle surface)들을 포함한다. 각을 이룬 표면은 반구 분산 패턴(hemispherical dispersion pattern)의 다른 부분들 내로 각각의 빔을 편향시키도록 배열된다. 각을 이룬 표면을 크롬 도금 플라스틱(chrome plated plastic)등의 재료와 같은 고 반사 재료(highly reflective material)로 형성된다. 본 발명에 따른 장치는 송수신기를 PCMCIA형 카드에 적절하게 만드는 컴팩트한 디자인을 유지하면서 LED 빔의 개선된 분산을 제공한다.
제2특징으로, 본 발명은 컴퓨터용 무선 통신 인터페이스를 제공하기 위한 응용 인터페이스 카드를 제공하는데, 상기 인터페이스 카드는: (a) 컴퓨터 상의 슬롯에 꼭 맞도록 조절된 길이방향 부재(longitudinal member)를 갖는 카드 하우징; (b) 최소한 하나의 발광 다이오드를 포함하고; (c) 상기 카드 하우징은 상기 길이방향 부재의 외부 단부에서 플랫폼(platform)을 포함하고, 상기 플랫폼은 회전형 터릿과 상기 터릿 상에 상기 발광 다이오드를 장착하기 위한 수단을 포함하며; (d) 상기 컴퓨터로부터 신호를 수신하기 위한 인터페이스 수단을 포함하며 또 상기 발광 다이오드를 작동시키기 위한 회로 수단을 더 포함하며; (e) 상기 터릿은 상기 카드를 홀딩(holding)하는 상기 컴퓨터의 부분을 변경시키지 않으면서 상기 빔에 대해 점-대-점 경로를 제공하기 위하여 상기 발광 다이오드로부터 방출된 상기 빔의 방향을 변경시키도록 회전 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터릿 장치는 컴퓨터 사용자가 컴퓨터의 배향 또는 위치를 변경시키지 않고 수신 장치의 송수신기에 대해 빔이 지향되도록 허용한다.
제1도는 본 발명에 따른 적외선 송수신기용 응용 인터페이스 카드의 사시도.
제2도는 렌즈 커버(Lens cover)가 제거된 제1도의 적외선 송수신기의 사시도.
제3도는 본 발명에 따른 적외선 송수신기에 구현된 LED와 광다이오드 어레이(photodiode array) 및 다면 빔 편향 장치의 평면도.
제4a도는 본 발명에 따른 다면 빔 편향 장치에 의해 반사된 빔의 분포를 도시하는 제1도의 적외선 송수신기의 평면도.
제4b도는 제4a도의 빔 분산의 측면도.
제5도는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전형 터릿을 갖는 적외선 송수신기용 응용 인터페이스 카드의 사시도.
제6도는 제5도에 도시된 위치로부터 90˚ 회전된 터릿을 갖는 응용 인터페이스 카드의 사시도.
제7도는 터릿 상부에 커버가 장착된 제5도의 응용 인터페이스 카드의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 슬롯 10 : 응용 인터페이스 카드
11,50 : 커버 12 : 하우징
14 : 길이방향 부재 16 : 외부 플랫폼
18,44 :발광 다이오드 20, 22. 46 : 광다이오드
24 : 다면 빔 편향 장치 26a 내지 26h : 복합 각을 이룬 표면
28 : 빔 30a 내지 30h : 편향된 빔
32 : 분산 패턴 42 : 터릿
이제 예로서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예를 설명한다.
먼저 참조번호(10)으로 표시된 본 발명에 따른 응용 인터페이스 카드를 도시하는 도1을 참조한다. 유사한 참조번호들은 도면의 유사한 구성소자를 나타낸다. 응용 카드(10)은 길이방향 부재(14)로 구성된 하우징(12)를 포함한다. 하우징(12)는 전자 회로를 홀딩하기 위한 격실(compartment)을 포함한다. 길이방향 부재(14)는 도4(b)의 부분 단면도로 도시된 컴퓨터(1) 내의 적절한 슬롯(2) 안쪽에 꼭 맞는 크기를 갖는다. 예를 들어, 유형 I PCMCIA 카드는 3.3mm 두께이며, 유형Ⅱ PCMCIA 카드는 5mm 두께이다.
도2에 도시된 바와 같이, 응용 카드(10)은 외부 플랫폼(16)을 포함한다. 외부 플랫폼(16)은 카드(10)이 슬롯(2)에 완전히 삽입된 때에 컴퓨터(1)로부터 연장된다. 플랫폼(16)은 발광 다이오드(18) 어레이 및 광다이오드(20,22)를 장착하기 위한 기판을 제공한다. 도3에 도시된 바와 같이, 어레이(18)은 각각 참조번호(18a 내지18h)로서 도시된 8개의 발광 다이오드를 포함한다. 다이오드(18)은 도4(b)에 도시된 바와 같이 길이방향 부재(14)에 실질적으로 평행한 수평면(horizontal plane) 내에 장착된다. 도4(b)에 역시 도시된 바와 같이, 광다이오드(20 및 22)들은 수평 방향에 대해 약 25° 의 각도로 장착된다.
도3을 참조하면, 응용 카드(10)은 다면 빔 편향 장치(24)를 포함한다. 빔 편향 장치(24)는 LED(18)의 방출 단부에 인접하여 플랫폼(16) 상에 장착된다. 빔 편향 장치(24)는 참조번호(26a 내지 26h)로서 일반적으로 표시된 일련의 복합 각을 이룬 표면을 포함한다. 복합 각을 이룬 표면은 선정된 각도로 LED로부터의 빔을 편향시키도록 배열된다. 표면(26)은 최적 빔 편향을 제공하기 위하여 크롬 도금 플라스틱과 같은 고 반사 재료로 양호하게 형성 또는 피복된다. 예를 들어, LED(18)은 도3의 파선 윤곽(broken outline)으로 도시된 빔(28a)를 방출한다. 빔(28a)는 복합 각을 이룬 표면(26a)과 충돌하여 빔(30a)와 같이 편향된다. 마찬가지로, 다른 복합 각을 이룬 표면(26b 내지 26h)들도 도2 내지 도4에 도시된 바와 같이 개별적으로 기울어진 빔(30b 내지 30h)를 발생시키도록 배열된다. 본 발명의 이러한 특징에 따르면, 빔(28)은 파선 체인 윤곽(broken chain outline)을 사용하여 도4(b)에 도시된 바와 같이 1/2 반구 분산 패턴(32)를 발생시키도록 편향된다. 분산 패턴(32)는 평면 상에 위치되는 노트북(1), 예를 들면 데스크탑의 슬롯(2) 내에 끼워진 PCMCIA형 카드의 물리적인 장치에 대한 공간 내의 빔 유효범위를 최대화시킨다.
도1을 참조하면, 응용 인터페이스 카드(10)은 플랫폼(16) 상으로 닫히는 커버(11)을 포함한다. 커버(11)은 LED(18)에 의해 방출된 파장을 전송하기에 적합한 재료, 예를 들면, 도색된LEXAN 재료(LEXAN은 General Electric의 상표이다)로 형성된다. 커버(11)은 LED 어레이(18) 및 광다이오드(20, 22) 및 관련 회로를 보호한다. 도1에 도시된 바와 같이, 커버(11)은 소망 방향으로 기울어진 빔(30)을 지향시키는 것을 돕는 볼록부(convex portion, 13)을 포함할 수 있다.
도5를 참조하면, 상기 도면은 본 발명의 다른 실시예에 따른 응용 인터페이스 카드(40)을 도시한다. 유사한 참조번호들은 도면의 유사한 구성소자를 나타내도록 사용된다. 응용 인터페이스 카드(40)은 점-대-점 또는 직렬 IR 통신을 제공하기 위한 장치를 포함한다.
도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 플랫폼(16)은 회전형 터릿 (42)를 포함한다. 발광 다이오드(44a, 44b) 및 광다이오드(46)이 터릿(42)의 표면 상에 장착된다. LED(44)가 수신 스테이션(도시되지 않음)의 방향으로 빔(48)을 방출하도록 장착된다. 터릿(42)는 0° 내지 180° 범위 상에서 회전 가능하다.
본 발명의 이러한 특징에 따르면, 회전형 터릿(42)는 노트북 컴퓨터(1)을 이동시킬 필요 없이 빔(48, 직렬 IR)의 방향을 조정하는 능력을 제공한다. 도6에 도시된 바와 같이, 터릿[42, 및 LED(44) 및 광다이오드(46)]은 도5에 도시된 위치A로부터 90° 인 위치B로 회전되었다.
도7을 참조하면, 응용 인터페이스 카드(40)이 터릿(42) 위에 꼭 맞는 커버(50)을 양호하게 포함한다. 커버(50)은 LED(44), 광다이오드(46) 및 관련 회로를 보호하는 역활을 한다. 커버(50)은 LED(44)에 의해 바우ㅊㄹ되어 광다이오드(46)에 의해 검출되는 방사파장을 통과시키는 재료로 형성된다. 적외선 기초 시스템인 경우, 커버(50)에 적절한 재료는 LEXAN(General Electric의 상표)이다. 커버(50)은 빔의 전송 및 수신을 개선시키는 광 특성을 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명은 그 교시 또는 본질적인 특성으로부터 벗어나지 않고 다른 특정 형식으로 구현될 수 있다. 따라서, 제시되어 검토된 실시예들은 제한적 의미가 아닌 설명을 위한 것으로 간주되어야 한다. 본 발명의 범위는 선행 설명보다는 첨부된 특허 청구 범위에 의해 나타내지며, 따라서 특허 청구 범위와 동등한 의미 및 범위에 속하는 모든 변경들은 본발명의 범위에 포함된다.

Claims (8)

  1. 컴퓨터용 무선 통신 인터페이스를 제공하기 위한 응용 인터페이스 카드(application interface card)에 있어서, (a) 카드 하우징(card housing); (b) 상기 카드 하우징 연장부 상에 위치된 다수의 발광 다이오드 및 광다이오드; (c) 상기 컴퓨터로부터 신호를 수신하기 위한 인터페이스 수단을 포함하며, 상기 발광 다이오드 및 상기 광다이오드를 작동시키기 위한 회로 수단; 및 (d) 상기 발광 다이오드의 방출 단부(emitting end)에 위치되어 선정된 빔 분산 패턴을 발생시키도록 상기 발광 다이오드에 의해 방출된 빔을 제어된 방향으로 편향시키기 위한 반사 수단(reflecting means)을 포함하는 응용 인터페이스 카드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반사 수단은 상기 발광 다이오드에 의해 방출된 빔을 선정된 방향으로 편향시키도록 배열된 다수의 각을 이룬 표면(angled surface)을 포함하는 응용 인터페이스 카드.
  3. 제2항에 있어서, 상기 편향된 빔은 1/2 반구 분산 패턴(half hemispherical dispersion pattern)을 형성하며, 상기 컴퓨터로부터 방산(emanating)되는 응용 인터페이스 카드.
  4. 제3항에 있어서, 상기 발광 다이오드는 상기 하우징의 연장부를 가로 지르는 로우(row) 내에 수평으로 장착되는 응용 인터페이스 카드.
  5. 제4항에 있어서, 상기 각을 이룬 표면은 크롬 도금된 플라스틱(chrome plated plastic)으로 형성되는 응용 인터페이스 카드.
  6. 컴퓨터용 무선 통신 인터페이스를 제공하기 위한 응용 인터페이스 카드에 있어서, (a) 상기 컴퓨터 상의 슬롯 내에 꼭 맞도록 변형된 길이방향 부재(longitudinal member)를 갖는 카드 하우징; 및 (b) 다수의 발광 다이오드 및 광다이오드를 포함하고, (c) 상기 카드 하우징은 상기 길이방향 부재의 외부 단부에서 플랫폼(platform)을 포함하고, 상기 플랫폼은 회전형 터릿(rotatable turret) 및 상기 터릿상에 상기 발광 다이오드 및 상기 광다이오드를 장착하기 위한 수단을 포함하며, (d) 상기 컴퓨터로부터 신호를 수신하기 위한 인터페이스 수단을 포함하며,상기 발광 다이오드 및 상기 광다이오드를 작동하기 위한 회로 수단을 더 포함하며, (e) 상기 터릿은 상기 카드를 홀딩(holding)하는 상기 컴퓨터의 위치를 변경하지 않으면서 상기 빔에 대해 점-대-점 경로(point-to-point path)를 제공하기 위하여 상기 발광 다이오드로부터 방출된 상기 빔의 방향을 변경시키도록 회전가능한 응용 인터페이스 카드.
  7. 제6항에 있어서, 상기 발광 다이오드는 상기 카드 하우징의 상기 길이 방향 부재에 실질적으로 평행한 평면 내에 장착되는 응용 인터페이스 카드.
  8. 제7항에 있어서, 상기 발광 다이오드에 의해 방출된 상기 빔을 투과시키는 재료로 형성되며 또 상기 터릿 위에 꼭 맞도록 변형된 커버(cover)를 더 포함하는 응용 인터페이스 카드.
KR1019960045008A 1995-12-29 1996-10-10 응용 인터페이스 카드용 적외선 송수신기 KR100204072B1 (ko)

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