KR20070094840A - 데이터 통신을 위한 개량형 통신 링크 - Google Patents

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KR20070094840A
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마르쿠스 쇼르프
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노키아 코포레이션
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Abstract

광신호를 제공할 수 있는 제1광전자 기기와 광신호를 수신할 수 있는 제2광전자 기기 사이에 데이터를 통신하기 위한 통신 링크에 대해 개시한다. 제1채널은 고속 접속이 요구되는 정보를 운반하는 고속 광 채널임이 바람직하고, 제2채널은 가령 저전력 감시 기능을 제공하는 저속 채널임이 바람직하다. 광신호를 제공하는 제1광전자 기기, 광신호를 수신하는 제2광전자 기기, 제1채널, 및 제2 채널을 구비하는 광기계 장치 역시 개시된다.

Description

데이터 통신을 위한 개량형 통신 링크{An improved communication link for communicating data}
본 발명은 광학적 전송에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 제1광전자(opto-electronic) 장치와 제2광전자장치 사이에서 데이터를 통신하는 개량형 통신 링크에 관한 것이다.
수많은 휴대형 전자 기기들이, 둘 이상의 장치 부분들이 서로 포개지거나 서로로부터 분리될 수 있는, 소위 말하는 분리형 디자인을 구비할 수 있다. 그러한 기기의 예가, 반쪽은 디스플레이이고 반쪽은 키보드인 두 개의 반쪽 등을 구비한,휴대 전화 장치, PDA(개인 디지털 정보기기) 장치, 또는 랩탑 컴퓨터일 수 있다. 그 휴대 장치의 한 예가 노키아 커뮤니케이터(Nokia Communicator)이다. 이런 분리형 디자인의 장치에서, 그 다른 부분들이 서로 통신할 필요가 있다. 다른 분리형 디자인 장치의 예로 카메라 모듈이나 비디오 캠코더와 같은 탈부착가능 액세서리들을 구비하는 전화기를 들 수 있다.
통상적으로, 분리형 디자인 기기들의 서로 다른 부분들 사이의 통신 접속은 케이블들을 통해 설정된다. 예를 들어 분리형 디자인의 전화기에서, 디스플레이에 디스플레이될 정보는 보통 키보드로부터, 병렬 데이터 버스일 수 있는 플랫 케이블을 거쳐 운반된다. 플랫 케이블은 디스플레이 쪽 회로 보드 상의 한 플랫 케이블 커넥터 및 키보드 쪽 회로 보드 상의 또 하나의 플랫 케이블 커넥터에 연결된다. 플랫 케이블은 여러 개의 복수 전선들로 이뤄져 전기적 전류를 운반한다. 이 금속 전선들은 개별 전선별로 보호용 외피로 둘러싸일 수 있다. 시간이 지나면서 플랫 케이블 커넥터들에 대해 불량 접속이 일어날 수 있다. 또, 날카로운 물체 및 부식용 약제들이 예기치않게 플랫 케이블을 망가뜨려, 디스플레이와 키보드 사이의 통신을 중단시킬 수 있다. 게다가, 플랫 케이블은 그 폭이 전선들의 개수에 따라 좌우되기 때문에 부피가 너무 커질 수 있다.
미국 특허 번호 6,470,132에서는 상술한 타입의 휴대형 전자 기기에 대한 케이블 접속의 대안적 디자인에 대해 개시하고 있다. US 6,470,132는 광 신호들을 송수신하는 광전자 기기들을 가진 두 회로 보드들 사이에서, 통신 데이터를 광학 신호들로서 운반하는 광 가이드로서의 역할을 하는 광학적 힌지(hinge)에 대해 설명한다. US 6,470,132의 광학적 힌지는 상술한 플랫 케이블과 플랫 케이블 커넥터들과 관련된 안전성 문제를 해소할 수 있다. US 6,470,132의 광학적 힌지는 또한 어떤 기계적 커넥터들도 필요하지 않기 때문에 케이블 접속 때보다 적은 공간을 필요로 하는 접속을 지원할 수 있다.
미국 특허 번호 5,914,976에서, 직렬 및 병렬 광 링크를 위한, VCSEL(vertical cavity surface emitting laser) 기반 멀티-파장 송신기 및 수신기 모듈들이 개시된다. 모듈은 공통 중심 종축을 따라 동시에 정렬되는 하나 이상의 VCSEL 송신기들과 광검출기들을 포함한다. 들어오는 수신광 및 송신광은 상이한 파장들을 가지며 동일한 광섬유나 자유공간 광 링크와 결합된다. VCSEL 송신기는 한 쌍의 미러(mirror) 스택과, 그 미러 스택 쌍들 사이에 놓인 액티브 영역을 포함한다. 미러 스택들은 각각 GaAs 및 AlGaAs 계층들이 번갈아 분산된 브랙(Bragg) 반사기를 형성하는 시스템이다. 미러 스택들 중 적어도 하나는 액티브 영역과 융합된 웨이퍼이다. 미터 스택들 중 하나는 전송광에 대해 0.0001 퍼센트 이하의 투과율을 가진다. VCSEL 송신기는 펌프 VCSEL에 의해 광학적으로 펌핑될 수 있으며, 이때 펌프 레이저 방출은 가령 850 nm 펌프 VCSEL이다.
미국 특허 번호 6,373,046에서, 비동시적 송수신에 적합한 작은 크기의 광전송 유닛이 개시된다. 이전에 알려진 방식들보다 작은 그 전송 유닛은, 전치 증폭기 회로, 및 송수신기를 탑재함으로써 만들어진다. 송수신기는 나란하게 배치되지 않고 서로 적어도 부분적으로 겹치도록 배치된다. 송수신기는 하나의 동일한 광소자를 사용한다. US 6,373,046에서, 송신기는 발광 다이오드(LED)이고 수신기는 PIN 다이오드임이 바람직하다.
그러나, 광학적 상호접속은 모바일 단말들에서 매우 실용적인 것으로 간주되어 왔다. 데이터 전송 목적의 광접속은 보통 충분한 데이터 전송 효율을 지원할 만큼의 고속 접속을 필요로 한다. LED, 레이저, 광 다이오드와 같은 광전자적 변환기들의 효율성은 전기적 상호접속보다는 상대적으로 낮다. 또, 휴대형 분리 디자인 전자 기기들에서는 흔히, 수신기 부분이 영구적으로 깨어있거나, 가령 키패드가 눌러질 때 들어오는 어떤 신호들을 알아차리기 위해 규칙적으로 깨어있을 필요 가 있다. 따라서 고속 광접속은 다소 많은 전력을 소비한다. 그러나, 휴대형 전화나 PDA와 같은 모바일 단말기들에 있어서는 저전력 소비가 예민한 요소이다.
광학적 상호접속의 수신기 쪽은 전력 절감을 위해 슬립 모드로 스위치 오프될 수 있다. 그러나, 수신기가 슬립 모드에서는 어떤 신호도 수신할 수 없기 때문에 특정 시간에 그 상호접속을 빠르게 부활시키는 것이 쉽지 않다.
장치의 예로서 노키아 9210 커뮤니케이터 전화와 같은 PDA 장치를 사용해 그 문제를 설명할 수 있다. 그 PDA 장치에서는, 작은 디스플레이와, 가능한 키패드를 구비하는 전화 기능과, 좀 더 큰 디스플레이와 키보드를 구비한 PDA 기능이 있을 수 있다. PDA 디스플레이 및 전화 디스플레이 및 PDA 키보드는 서로와 통신하는 개별적 부분들 안에 놓인다. 그 개별 부분들 사이의 접속은 보통, PDA 디스플레이 요건을 만족시키도록 고속 데이터 상호접속이 된다. 이 접속은 보통 위에서 설명한 것과 같은 플렉스(flex) 케이블에 의해 보장된다. 직렬 고속 광 접속이 상대적으로 다치기 쉽고 큰 플렉스 케이블을 대체하는데 사용될 것이다. 서로 통신하는 개별 부분들의 이동에 대해 많은 자유를 주기 때문에, 광 접속은 새로운 기계적 디자인 수단을 제공할 것이다. 플렉스 케이블 대신 광접속을 이용하면 더 적은 수작업이 필요로 되므로 제조 시간 역시 줄일 수 있을 것이다. 그러나 직렬 광 접속은 고속 데이터 레이트에서는 다소 너무 많은 전력을 소비할 수 있다. 그러나, 컴뮤니케이터의 마개가 닫힐 때, PDA 디스플레이는 스위치 오프되어 고속 접속이 더 이상 필요로 되지 않는다. 어쨌거나 약간의 상호접속은 필요로 되는데, 그것은 키보드 기능과 작은 전화 디스플레이는 아직 동작상태에 있기 때문이다.
한 가지 해법이, 디스플레이 부분의 고속 광 수신기를 가끔 한번 짧은 듀레이션(지속기간) 동안 웨이크 업시키고 긴 듀레이션의 웨이크 업(wake-up) 신호가 수신되는지를 체크하는 것이다. 그 경우, 송신기 주도의 웨이크 업 신호의 듀레이션과, 웨이크 업 신호가 있는지 수신기를 체크하는 동작은 조심스럽게 조정되어야 한다. 송신기는 수신기의 웨이크 업 체크 주기와 수신기가 웨이크 업하는 데 필요한 시간을 더한 것으로부터 계산될 수 있는 최악의 경우를 생각한 시간 이후에만 고속 모드로 스위치될 수 있는데, 이는 송신기 쪽에서는 수신기 쪽이 언제 웨이크 업할지 모르기 때문이다. 이것이 웨이크 업을 상대적으로 느리게 만들고 그 자체로서 전력을 소비하지만, 한편으로는 상대적으로 적은 구성 요소들을 필요로 한다.
그러나, 제1광전자 장치와 제2광전자 장치 사이에 데이터를 통신하기 위한 개량형 통신 링크의 필요성이 있게 된다. 감소된 전력 소비와 함께 고속 광접속을 지원함이 바람직하다. 어떤 경우들에서는, 사용중이 아닐 때 스위치 오프되어 있고 짧은 시간 동안 완전히 동작상태로 돌아올 수 있는 고속 광접속을 지원함이 바람직할 것이다.
본 발명의 실시예들은 상기 한 가지 이상의 문제들 또는 이슈들에 대처하고자 한 것이다.
본 발명에 따르면, 광신호를 제공할 수 있는 제1광전자 장치와 광신호를 수신할 수 있는 제2광전자 장치 사이에 데이터를 통신하기 위한 통신 링크가 제공되며, 상기 통신 링크는 제1채널 및 제2 채널을 구비한다.
본 발명에 따르면, 광신호를 제공하는 제1광전자 장치, 광신호를 수신하는 제2광전자 장치, 제1채널, 및 제2 채널을 구비하는 통신 링크를 제공하는 광기계적 장치 역시 제공된다.
본 발명에 따르면, 광신호를 제공하는 제1광전자 장치와 광신호를 수신할 수 있는 제2광전자 장치 사이에서 데이터를 통신하는 통신 링크 역시 제공되며, 상기 통신 링크는 제1채널 및 제2 채널을 포함하고, 상기 제1광전자 장치는 제2광전자 장치 내, 제1채널과 결부된 적어도 일부의 수신기 부분의 동작을 판단한다.
소정 실시예들에서, 제1채널 및 제2 채널은 서로 나란하다.
소정 실시예들에서, 제1채널은 고속 광 채널이고 제2 채널은 저속 광 채널이다.
다른 실시예들에서, 제1채널은 상대적으로 고전력인 광 채널이고, 제2 채널은 상대적으로 저저력인 광채널이다.
다른 소정 실시예들에서, 제1광채널은 고속 광 채널이고, 제2채널은 케이블 같은 전기적 접속을 통해 제공된다. 다른 소정 실시예들에서, 제2채널은 다른 무선 상호접속(가령, 블루투스, RFID 기술, 유도성 혹은 용량성 전송)을 통해 제공될 수 있다.
다른 소정 실시예들에서, 제1채널 및 제2 채널은 하나의 광 링크에 의해 제공될 수 있다.
제2채널은 제1광전자 장치로부터의 신호 활동에 대한 지속적 모니터링을 제공할 수 있음이 바람직하다. 특히, 제2OEE(광전자 장치)에서 제2채널과 결부된 수신기 회로는 제1OEE로부터의 신호 활동에 대한 지속적 모니터링을 제공할 수 있다. 제1채널은 제2채널에 의해 제공된 지시에 따라 스위치 온 될 수 있다. 특히, 제2OEE는 제1OEE에 의해 제2채널을 통해 제공된 지시에 응하여, 수신기 회로임이 바람직한 제2OEE의 제1채널과 관련된 회로를 스위치 온 할 것이다. 제2채널을 통해 제공된 지시는 키 누름에 대한 응답과 같은 것으로서, 제1OEE에 의해 제공될 것이다. 지시는 제1광전자 기기로부터의 신호 활동 또는 제1광전자 기기로부터의 명령에 의해 주어질 수 있다. 제1채널은 제1광전자 장치로부터 아무 신호 활동도 수신되지 않을 때나, 제1광전자 기기가 명령 등의 적절한 지시를 제공할 때 스위치 오프될 수 있다; 이와 달리, 제1채널은 제1OEE로부터 아무 신호 활동도 수신되지 않을 때 스위치 온 될 수도 있다. 제1채널이 스위치 오프될 때, 제2채널에서 저전력 모니터링 회로가 스위치 온 될 수 있다. 제1 및 제2 채널 모두를 재원하는 단일 광 링크의 경우, 광 채널은 저속 모드로 스위치될 수 있다.
스위칭 온 또는 오프되는 제1채널에 대한 참조는, 제1채널과 결부된 수신기 회로의 스위칭 온 또는 오프를 수반함이 바람직하지만, 반드시 모두가 수신기 회로일 필요는 없다.
바람직한 실시예에서, 제2채널은 제1OEE로부터 제2OEE로 신호를 송신하기 위한 단방향 채널이다. 제1채널이 제1OEE에서 제2OEE로 신호를 송신하는 단방향 채널임이 바림직하다. 제1채널의 최대 송/수신 속도나 대역폭은 제2채널의 최대 송/수신 속도나 대역폭 보다 큼이 적합하다. 제2OEE의 고속 수신기 회로에 의해 보다 빠른 송/수신 속도가 지원될 있다.
본 발명에 따른 광기계 장치에 있어서, 제1광전자 기기 및 제2광전자 기기는 ,제1광전자 기기로 하여금 제2광전자 기기에 대해 어떤 회전축을 회전하게 할 수 있는 어떤 결합(coupling)을 통해 서로와 물리적으로 연결될 수 있다.
또한, 서로 통신하는 적어도 두 개의 분리 부분을 포함하고 본 발명에 따른 광기계적 장치를 포함하는 장치가 제공된다. 그 분리 부분들은 디스플레이, 키패드, 전화기 본체, 카메라 모듈 등과 같은 부분들을 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 분리 부분들은 제1OEE와 결부된 키패드, 제2OEE와 결부된 디스플레이를 포함한다. 다른 실시예에 따르면, 분리 부분들은 제1OEE와 결부된 카메라 모듈, 및 제2OEE와 결부된 전화기 본체를 포함한다.
본 발명은, 가령, 고속, 고전력 소비의 구성 요소들을 완전히 스위치 오프시키면서, 느리고, 초저전력임이 바람직하며 저렴하고 작은 웨이크 업 채널만을 살아 있게 남겨둠으로써, 광학적 링크의 저전력 슬립 모드를 실현시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들이 구현되는 광 힌지(hinge)의 예를 보인다. 도 1의 광 힌지는, 서로에 대해 소정 각도로 회전축(30)을 회전할 수 있는 제1광 소자(10)와 제2광 소자(20)를 구비한다. 회전 각도는 보통 180도이지만, 광 힌지의 실제 디자인에 따라 360도까지도 될 수 있다. 제1 및 제2광 소자들(10, 20)은, 원하는 어플리케이션에 사용될 광 파장에 대해 높은 투과율을 보이도록 선택됨이 바람직한 광물질로 만들어진다.
제1광 소자(10)는 제1광 소자(10)를 어떤 광전자 기기와 광학적으로 결합시키는 제1공동(cavity)(12)를 구비하고, 제2광 소자(20)는 제2광 소자(20)를 어떤 다른 광전자 기기와 광학적으로 결합시키기 위한 제2공동(22)을 구비한다. 광전자 기기는 보통 포토-트랜시버들, 발광기들 및/또는 포토 센서들을 포함할 수 있다. 도 1의 광 힌지는 한 공동에 결합된 한 광전자 기기에서 생성된 광 신호를 다른 공동에 결합된 다른 광전자 기기로 전송하도록 구성된다. 광 빔은 한 광전자 기기에서 다른 기기로 정보를 운반하는 광신호를 포함할 수 있다. Y따라서, 광 힌지는 광전자 기기들 사이에서의 통신 링크 역할을 할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 광 힌지의 광 기능의 간략화된 표현을 보인다. 광신호(32)를 생성할 수 있는 제1광전자 기기(14)가 제1공동(12)에 결합된다. 제1광전자 기기(14)에 의해 생성된 광신호(32)가 제1공동(12)의 공간을 통해 광 소자(10)로 전송된다. 광 신호(32)는 광 소자(10)에 의해 광 소자(20)로 유도된 다(guided). 그리고 나서 광 신호(32)는 제2공동(22)의 공간으로 유도되고 마지막으로 제2공동(22)에 결합된 제2광전자 기기(24)로 보내진다.
도 3에서, 광 접속을 이용하는 실시예가 도시된다. 광 접속은, 제1광 소자(10) 및 제2광 소자(20)를 구비하는 도 1 및 2에 도시된 광 힌지일 것이다. 제1광 소자(10)는 제1공동(12)을 통해 제1광전자 기기(14)와 연결된다. 제1광전자 기기(14)는 적외선 송신기 등일 수 있고, 제1회로 보드(16) 상에서 땜납 될(soldered) 수 있다. 광 접속의 다른 편에서, 제2광 소자(20)가 제2공동(22)을 통해 제2광전자 기기와 연결된다. 제2광전자 기기(24)는 포토 다이오드 수신기 등일 수 잇고, 제2회로 보드(26) 상에 땜납 될 수 있다.
도 1 내지 3의 광 힌지에 대한 소정 실시예들의 기능이 US 6,470,132에 보다 자세히 개시되어 있다. 도 1 내지 3은 다만 본 발명의 용도에 적합한 광 접속의 예만을 보이는 것임을 알아야 한다. 이 광 접속은 도시된 것과는 실질적으로 다를 수 있으며, 광 채널을 이용하는 어떤 통신 접속도 될 수 있다.
광 신호가 다른 방향으로도 전송될 수 있음을 또한 알아야 한다. 예로서, 제2광전자 기기(24)는 발광기일 수 있고 제1광전자 기기(14)는 제2광전자 기기(24)에서 생성된 광 빔에 의해 운반된 광 신호를 수신하는 포토 센서들일 수 있다. 이와 달리, 제1광전자 기기(14) 및 제2광전자 기기(24) 모두가 포토-트랜시버와 같이 두 방향 통신을 가능하게 하는 장치들일 수도 있다.
본 발명의 예들에서, 제1광전자 기기(14)로부터 제2광전자 기기(24)를 향하는 오직 한 방향의 통신만 도시되어 있다. 이것은 본 발명의 개념을 강조하기 위 한 것일 뿐으로, 본 발명은 그러나 광 채널을 활용하는 다른 타입의 통신 링크들에도 역시 동등하게 적용될 수 있다.
제1광전자 기기(14) 및 제2광전자 기기(24)는, 제2광전자 기기(24)에 대해 제1광전자 기기(14)의 회전축(30)을 중심으로 하는 회전을 가능하게 하는 결합을 통해, 서로 물리적으로 연결될 수 있다. 예로서, 이러한 종류의 결합은 상술한 바와 같이 휴대형 전화, PDA 장치, 랩탑 컴퓨터, 또는 비디오 캠코더에 적용될 수 있다. 이러한 장치들은 일반적으로, 서로 통신하는 적어도 두 개의 분리된 부분들을 구비한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제2채널을 더 포함하는, 도 1에 도시된 광 힌지의 광학적 기능을 간단히 표현한 것이다. 도 4에 도시된 실시예에서, 제2채널은 부가적 제2광전자 기기와의 광 채널로서 구현된다. 도 4에서 고속 수신기 포토 다이오드(64)가 저속 웨이크-업 포토 다이오드(66)와 나란하게 위치한다. 송신기(14)에서 나온 광 신호(32)가 수신기 포토 다이오드들(64 및 66)을 모두 밝힌다. 저속 웨이크-업 포토 다이오드들(66)을 밝히는 광 신호의 세기는 고속 수신기 포토 다이오드(64)를 밝히는 신호 세기와 같거나 혹은 다를 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예를 도시한 것이다. 본 발명에서, 제1광전자 기기(14)와 제2광전자 기기(24) 사이에서 데이터를 통신하기 위한 통신 링크가 제1(통신)채널(34) 및 제2(통신)제이거나 전기 접속에 의해 제공되는 채널임이 바람직하다. 저속 링크의 데이터 레이트는 고속 링크보다 1000배 정도 느린 것일 수 있다. 예를 들어, 고속 광 채널은 100 Mbit/s의 속도이고, 저속 광 채널은 100kbit/s일 수 있다. 전기적 접속은 직류(DC) 배터리 전력 공급의 가장 높은값에서 교류(AC) 변조된 신호일 수 있다.
제2채널(36)은 제1채널(34) 보다 적은 전력을 필요로 함이 바람직하다.
제1광전자 기기(14)는 광 신호(32)를 제공할 수 있고, 발광 다이오드(LED), 공진하는 공동 발광 다이오드(RCLED, resonant cavity light emitting diode) 혹은 수직 공동 표면 레이지 발사 다이오드(VCSEL, vertical cavity surface emitting laser diode) 같은 전송기일 수 있다. 제2광전자 기기(24)는 광신호(32)를 수신할 수 있고, 포토 다이오드나 포토 트랜지스터 같은 수신기일 수 있다. 광 신호(32)는 제1채널(34) 하나를 통해 전송될 수도 있고, 제1채널(34) 및 제2 채널(36) 모두에서 동시에, 혹은 이하에서 설명하는 것과 같이 번갈아 전송될 수 있다.
제2채널(36)은 제1채널(34)과 나란함이 바람직하다.
두 채널들(34, 36)은 여러 방식에 따라 주어질 수 있다. 하나의 대안이, 하나의 포토 다이오드에 대해 두 개의 제어 회로를 제공하는 것일 수 있는데, 이때 한 회로는 고속 접속을 위한 것이고, 다른 회로는 저속 접속을 위한 것일 수 있다.
두 채널들(34, 36)을 제공하는 다른 대안이, 광 수신을 위해 두 포토 다이오드들을 제공하는 것일 수 있다. 작은 포토 다이오드임이 바람직한 하나는 고속 접속을 위해 사용되고, 큰 것임이 바람직한 다른 포토 다이오드는 저속 접속을 위해 사용된다. 작은 포토 다이오드는 동일한 패키지 안에서 큰 포토 다이오드 위에 쌓아 올려진다.
두 채널들은 광학적으로 분리될 수 있다. 그 경우, 저속 접속이 고속 접속 과 고정적으로 혹은 교차하면서 사용될 수 있다. 예를 들어, 분리 디자인(split desigh)의 전화기에서, 저속 접속은 그 전화기가 닫힌 상태일 때 사용되고, 고속 접속은 그 전화기가 열린 상태일 때 단독으로, 혹은 저속 접속과 함께 사용될 수 있다.
두 채널들(34, 36)을 제공하는 또 다른 대안은, 광학적 접속 및 전기적 접속의 조합을 이용하는 것이다. 고속 포토 다이오드가 사용되어 고속 데이터 통신을 위한 제1채널(34)을 제공할 수 있다. 가령 직류(DC) 배터리 전력 공급에 부가되는 교류(AC) 변조 신호인 전기적 접속이 사용되어 특히 모니터링 용도로서 제2채널(36)을 제공할 수 있다. 전기적 접속은, 가령, 제1 및 제2광전자 기기들 중 하나에 자리한 배터리로부터 제1 및 제2광전자 기기의 다른 쪽에 위치한 전자 장치로 전기적 전력을 운반하도록 구성된 배터리 케이블을 통해 지원될 수 있다. 다른 예는 인쇄 회로 기판 트랙들과 와이퍼 상호연결을 통한 전기적 접속을 제공하는 것일 수 있다.
제2채널(36)은 제1광전자 기기(14)로부터 신호 활동의 지속적 모니터링을 제공하기 위해 제2광전자 기기(24)에 의해 사용될 수 있다. 제2채널(36)은 웨이크-업 용도로 사용되어 제1채널(34)이 제2채널(36)이 제공한 지시에 따라 스위치 온 되게 할 수 있다. 그 지시는 제1광전자 기기(14)로부터의 신호 활동에 관한 것일 수 있다. 그 지시는 제1채널(34)이 웨이크 업(wake up)되게 만들 수 있는데, 즉, 제1광전자 기기(14)로부터의 신호 동작이 제2OEE에 의해 제2채널 상에서 인지되거나, 제1OEE(14)로부터 특정 명령이 제2OEE에 의해 제2채널 상에서 인지되었을 때 제1채널이 현지 오프 상태라면 그것을 스위치 온 되게 할 수 있다. 제1채널(34)은 제2OEE에서 제1채널(34)과 결부된 포토 다이오드나 그 포토 다이오드에 대한 제어 회로와 같은 수신기 회로를 동작시킴으로써 웨이크 업 된다.
제1광전자 기기(14)로부터의 지시는 제1채널 및 제2광전자 기기(24)와 결부된 수신기 회로가 언제 작동될지를 결정할 수 있다.
제1광전자 기기(14), 즉 송신기 쪽은 그 안에서 신호 활동이 개시되기 때문에 언제 깰지를 자체적으로 안다. 따라서, 기존의 광 링크와 비교할 때 어떤 것도 송신기 쪽에서 달라져야 할 것은 없다. 제2광전자 기기(24), 즉, 수신기 쪽에서, 바람직하게는 제2의 저속의 저렴한 수신기 포토 다이오드가 설치되거나, 제2의 저속, 저전력 및 저렴한 증폭기/디지타이저(digitizer) 시스템에 부착될 수 있다.
이 저속의 저렴한 수신기 포토 다이오드는 제1채널 및 제2광전자 기기(24)와 결부된 적어도 일부의 수신기 회로와 결합된다. 일실시예에서 그 저속의 저렴한 수신기 포토 다이오드는 고속 포토 다이오드와 결합되어, 제1광전자 기기로부터 웨이크 업 또는 신호 활동을 수신할 때 그 고속 포토 다이오드를 작동시키도록 한다.
제2포토 다이오드는 서로 다른 패키지 안에 있거나, 바람직하게는 제2광전자 기기(24)의 고속 포토 다이오드와 같은 패키지 안에 있어 공간을 절약할 수 있다. 제1고속 포토 다이오드는 용량성(capacitive) 문제를 고려해 작은 것이 바람직하고, 제2의, 저속 웨이크-업 포토 다이오드는 감도 문제를 고려해 큰 것임이 바람직하고, 두 포토 다이오드 칩들 모두 서로에 대해 쌓아 올려질 수 있다.
이와 달리, 두 포토 다이오드들 모두 서로 나란하게 놓일 수도 있다. 이 경 우, 병합(incorporated) 렌즈를 갖는 패키지가 사용될 수 있다. 그러면, 고속 포토 다이오드는 최상의 고속 링크 성능을 위해 렌즈 시스템의 초점 안에 놓일 수 있다. 저속 웨이크-업 포토 다이오드는 그 경우 자신의 차선의(sub-optimal) 위치를 높은 감도로서 보상한다.
소정 실시예들에서, LED와 같은 송신기와 포토 다이오드 같은 수신기는 분리형 디자인의 전화기에서 전화 케이스 외부 힌지 안에 포함될 수 있다. 이것이 회로 보드에 의해 점유되는 영역을 더 감소시킬 수 있는데, 그 이유는 회로 보드가 힌지를 따라 늘어나기 때문이다.
실시예에서, 시스템이 슬립 모드로 갈때, 제1광전자 기기(14) 안의 송신기가 스위치 오프된다. 제2광전자 기기(24) 안의 수신기가 소정 시간 동안 아무 광신호도 수신하지 않을 때, 수신기 제어기가, 이 실시예에서 포토 다이오드 및 증폭기/디지타이저 시스템으로 이뤄진 고속 채널일 수 있는 제1채널(34)을 스위치 오프시키고, 제2채널(36)의 저전력 웨이크-업 회로로 스위치된다.
슬립 모드에서 깨기 위해, 제1광전자 기기(14)의 송신기가 다시 스위치 온 되고 저주파수 웨이크 업 신호를 발산시킨다. 웨이크 업 신호는 고정(static) 신호일 수도 있다. 제2채널(36)의 웨이크 업 회로는 이 저주파수 신호를 검출할 수 있고 제1채널(34)이 고속 모드로 스위치 온 되도록 유도한다.
이와 달리, 제1광전자 기기(14), 즉 송신기 회로가 제2광전자 기기(24), 즉 수신기 회로에, 고속 모드가 저전력 모드로 스위치될 수 있음을 가리키는 명령을 전송할 수도 있다. 이 명령은 고속 혹은 저속 데이터 스트림 안에 내장될 수도 있 다.
소정 실시예들에서, 제2포토 다이오드는 생략될 수 있다. 웨이크 업 회로가 병렬로 고속 증폭기/디지타이저 시스템에 연결될 수 잇다.
소정 실시예들에서, 고속 및 저속 채널들은 서로 다른 링크들일 수 있다. 저속 링크가 영구하게 사용되거나 고속 링크와 교대로 사용될 수 있다. 후자의 경우, 고속 데이터만을 위해 고속 광 링크를 사용하고, 제어 정보, 웨이크 업 신호, 또는 노키아 커뮤니케이터의 경우 작은 전화 디스플레이를 위한 데이터와 같은 저속 데이터를 위해서는 저속 링크를 통해 전송할 수 있다. 그리면, 제2채널(36)은, 제2채널을 통해 바람직하게는 어떤 명령인 적절한 지시가 송신기(14)로부터 저속 수신기(26)로 보내질 때 제1의 고속 채널(34)이 스위치 온 될 필요가 있음을 나타낸다. 이 실시예에서, 제2송신기 회로가 필요하게 될 것이다. 데이터 스트림을 고속과 저속 부분으로 분리하는 것이 데이터 처리를 보다 용이하게 할 수 있다. 또, 고속 광학 링크가 더 좁은 대역폭에 대해 설계될 수 있어, 전력과 비용을 절약할 수 있다. 저속 링크는 그 자체의 용도를 위해 최적화될 수 있다.
소정 실시예들에서, 제2채널(36)은, 제1고속 광 채널과 나란함이 바람직한, 배터리 케이블과 같은 전기적 접속을 통해 제공될 수 있다. 웨이크 업 신호는 전기적으로 연결된 시스템들인 경우 배터리 케이블을 통해 전송될 수 있다. 도 5로부터 도시되는 것과 같이, 광기계적 장치에 부가적인, 전기적 전력 접속(38)이 있을 수 있다. 전기적 전력 접속(38)은 오직 전력 공급용일 수도 있고, 아니면 동시에 제2채널을 제공함으로써 별도의 제2채널(36)이 있을 필요가 없게 만들 수 있다. 전기적 접속의 수는 광기계 장치의 디자인에 따라 달라지며, 하나 이상의 전기적 접속이 있을 수 있다. 전기적 전력 접속(38)은 힌지나 통상적 외부 케이블들을 통해 제공될 수 있다. 한 가지 방법이 직류(DC) 배터리 전압 상의 교류(AC) 변조 신호일 수 있다. 수신기 측에서, AC는 배터리 케이블에 밴드패스-결합된 입력들을 가진 간단한 검출기를 통해 검출될 수 있다. 서로에 대해 충분히 멀리 떨어진 중심 변조 주파수들을 사용하여, 배터리 케이블을 통한 양방향 저속 데이터 전송을 구현할 수 있다. 그렇게 함으로써, 데이터가 디스플레이 모듈로부터 키보드 부분으로도 전송될 수 있다.
도 6은 직류(DC) 배터리 전압 3.3V(위) 상에 있는 최소 쉬프트 키잉(MSK, minimum shift keying) 변조 신호와, 그 원래의 이진 데이터 비트 스트림(아래)의 예를 보인 것이다. MSK를 가령 100kb/s(kilobit/초)와 같이 사용할 때, 500 kHz 등의 중심 주파수를 선택할 수 있다. 주파수 이동은 데이터 레이트의 1/4이 되므로, 이 예에서는 25 kHz이다. 따라서, '0' 비트는 525 kHz의 신호 주파수로 표현되고, '1' 비트는 475 kHz의 신호 주파수로 표현될 수 있고, 그 반대의 경우도 성립할 것이다. 다른 변조 계획들이 이와 마찬가지로 사용되어, 동시에 같은 케이블을 통해 배터리 전력 전송 및 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다.
여기 기술한 광기계 장치는 위에서 설명한 것과 같이 다양한 분리형 디자인의 장치에서 사용될 수 있다. 이러한 장치에는, 카메라와 같은 탈부착형 모듈(들)을 옵션으로서 가지는 휴대 전화, PDA, 랩탑 컴퓨터, 혹은 비디오 캠코더가 포함될 수 있다. 적어도 두 개의 분리된 부분들에, 키패드 부분과 디스플레이 부분이 포 함될 수 있다. 제1광전자 기기는 키패드 부분에 자리한 송신기 발광 다이오드를 포함할 수 있고, 제2광전자 기기는 디스플레이 부분에 자리한 수신기 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 적어도 두 분리된 부분들에 카메라 모듈과 전화 본체가 포함될 수 있다. 이것이 도 7에 도시된다. 이 경우, 제1광전자 기기는 캬메라 모듈에 자리한 송신기 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 이 장치의 두 부분들은 상술한 광 힌지를 통해, 아니면 광 섬유와 같은 다른 광학적 접속을 통해 상호 연결될 수 있다.
도 7은 탈부착형 카메라 모듈(40)이 제공되는, 모바일 전화와 같은 휴대형 전자 기기의 본체(50)를 도시한 것이다. 이 실시예에서, 카메라 모듈은 이 장치 본체(50)를 향해 광 신호(32)를 발산하는 송신기로서 동작할 수 있다. 카메라 모듈(40)은 가령 자석(42)등에 의해 장치 본체(50)에 기계적으로 고정되거나, 유도기들(44)에 의해 전기적으로 고정될 수 있다. 카메라 모듈(40)은 백업 배터리나 자체 배터리 시스템을 통해 단독 모드로서 지원될 수 있어, 그 단독 모드 중에는 아무 유도적 결합도 필요로 되지 않을 수 있다. 이러한 전형적 구성은, 탈부착형 카메라 모듈과 모바일 단말기 사이에, 용이하고 방수성의 내구력 있는 인터페이스를 제공한다. 카메라 모듈은 쉽게 회전될 있다. Y퍼스널 컴퓨터에도 유사한 접속이 제공되어, 카메라 장치의 사용에 대한 다른 대안을 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 도 7의 휴대형 전자 기기(50)와 카메라 모듈(40)은 물리적으로 결합되지 않은 장치들일 수 있어 서로와 무관하게 작동할 수 있지만, 일 미터 이하와 같은 짧은 거리를 통해 서로와 동작 가능하게 결합될 수 있다. 두 장치들 은, 가령, 작업반(worktop)이나 책상 위, 또는 차안에 위치할 수 있다. 이 실시예에서, 카메라는 앞으로 이미지들을 전송하기 위해 무선 전화와 같은 휴대형 전자 기기로 그 이미지들을 전송할 수 있다; 이와 달리 카메라와 프린터 같은 두 장치들이 동작 가능하게 연결될 수도 있다.
상술한 설명으로부터 자명하듯이, 본 발명은, 가령, 고속, 고전력 소비의 구성 요소들을 완전히 스위치 오프시키면서, 느리고, 초저전력임이 바람직하며 저렴하고 작은 웨이크 업 채널만을 살아있게 남겨둠으로써, 광학적 링크의 저전력 슬립 모드를 실현시킬 수 있다.
본 발명과 관련하여 논의된 장치들과 기능들은 부가적 기능들일 수 있다. 예로서, 제2광전자 기기는 송신기로부터 광신호 세기를 감시하기 위해, 그리고 수신기 증폭도나 송신기 전력을 조정하기 위해, 상기 시스템에 부가적으로 적용되는 것일 수 있다. 후자의 경우, 부가적 다운링크를 통해 어떤 명령이 보내질 수 있다.
따라서 출원인은, 상술한 각각의 분리된 개별 사양들과 이들의 조합이 여기 개시된 문제들을 해결하느냐와 무관하게 청구항들의 범위의 한계 안에서 본 명세서에 기반하여 이 분야의 당업자의 공통된 일반적 지식에 비춰 전체로서 수행될 수 있을 정도로, 상기 개별 사양들과 이들의 조합을 개시한다. 출원인은 본 발명의 양태들이 그러한 개별 사양이나 사양들의 조합으로 이뤄질 수 있음을 가리킨다. 상술한 설명에 비춰, 본 발명의 범주 안에서 다양한 변형이 이뤄질 수 있다는 것을 이 분야의 당업자라면 잘 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 광 힌지의 예를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 예시된 광 힌지의 광 기능에 대한 간략화된 표현을 보인다.
도 3은 광 힌지를 이용하는 실시예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 제2채널을 더 포함하는 도 1에 도시된 광 힌지의 광 기능의 간단한 표현을 보인다.
도 5는 본 발명의 일실시예를 보인다.
도 6은 주파수 변조된 신호(위)와 그에 대응하는 이진 데이터 스트림(이하)의 예를 보인다.
도 7은 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 장치의 예를 보인다.

Claims (28)

  1. 제1통신 채널을 통해 광신호 형태의 제1데이터를 수신하는 제1수신기 회로; 및
    제2통신 채널을 통해 제2데이터를 수신하는 제2수신기 회로를 포함하고,
    상기 제1수신기 회로는, 제1데이터를 수신하도록 작동할 수 없는 제1모드와, 제1데이터를 수신하도록 작동할 수 있는 제2모드를 포함하고, 상기 제2수신기 회로가 제2데이터를 수신한 데 응하여 제1모드에서 제2모드로 스위치하도록 동작함을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1수신기 회로가 제2모드에 있을 때, 제1수신기 회로는, 제2데이터를 수신하도록 작동할 때의 제2수신기 회로보다 많은 전력을 소비함을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1통신 채널은 제2통신 채널보다 빠르게 데이터를 전송하도록 작동함을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1수신기 회로는 광전자 장치를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2데이터는 광신호 형태로 되어 있고, 제2수신기 회로는 광전자 장치를 포함하고, 제1수신기 회로 및 제2수신기 회로는 서로 다른 제어 회로를 구비함을 특징으로 하는 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제2데이터는 광신호의 형태로 되어 있고, 제2수신기 회로는 제2광전자 장치를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2광전자 장치들은 같은 패키지 안에 구비됨을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2데이터는 전자 신호의 형태로 된 것임을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2통신 채널은 배터리로부터 제2수신기 회로로 전력을 운반하는 케이블에 의해 제공됨을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2데이터는 교류 변조 신호임을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1데이터를 전송하기 위한 광 전송기를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 광 전송기를 포함한 한 부분과 제1수신기 회로를 포함한 한 부분으로 된 두 부분을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 두 부분은 상대적으로 이동가능함을 특징으로 하는 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 부분들 중 하나는 다른 부분에서 분리가능한 것임을 특징으로 하는 장치.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 부분들 중 하나를 기준으로 다른 하나를 회전시키는 광 힌지(hinge)를포함하고,
    상기 광 힌지가 제1통신 채널을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1수신기 회로가 어떤 기간에 광신호를 수신하지 않을 때, 제1수신기는 슬립(sleep) 모드로 들어감을 특징으로 하는 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제2데이터는, 제2수신기 회로가 제1수신기 회로를 슬립 모드로부터 깨워야 한다는 것을 지시하는 것임을 특징으로 하는 장치.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2수신기 회로는 제2통신 채널에서 제2데이터를 지속적으로 모니터함을 특징으로 하는 장치.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장치는 휴대형 전화기로서 작동할 수 있음을 특징으로 하는 장치.
  20. 통신 채널을 통해 수신기 회로에서 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 데이터 수신에 대해 반응하여, 추가 수신기 회로를 제1모드로부터 제2모드로 스위칭하여, 상기 추가 수신기 회로가 추가 통신 채널을 통해 광 신호 형태의 추가 데이터를 수신하도록 하는 단계를 포함하고,
    상기 제1모드는 추가 수신기 회로가 추가 데이터를 수신하게 작동하지 못하는 모드이고, 상기 제2모드는 추가 수신기 회로가 추가 데이터를 수신하도록 작동할 수 있는 모드임을 특징으로 하는 방법.
  21. 휴대형 전자 장치에 있어서,
    제1파트;
    제2파트;
    제1데이터 레이트로 상기 제1파트 및 제2파트 사이에 데이터를 전송하도록 설정된 제1데이터 채널; 및
    제2데이터 레이트로 상기 제1파트 및 제2파트 사이에 데이터를 전송하도록 설정된 제2데이터 채널을 포함하고,
    상기 제1데이터 레이트는 상기 제2데이터 레이트 보다 높음을 특징으로 하는 휴대형 전자 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1데이터 채널은 광 데이터 채널이고, 상기 제2데이터 채널은 전자 데이터 채널임을 특징으로 하는 휴대형 전자 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 제1 및 제2데이터 채널은 광 데이터 채널들임을 특징으로 하는 휴대형 전자 장치.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1파트 및 제2파트는 힌지(hinge)를 통해 연결됨을 특징으로 하는 휴대형 전자 장치.
  25. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1파트는 상기 제2파트로부터 탈부착 가능함을 특징으로 하는 휴대형 전자 장치.
  26. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1파트는 디스플레이를 포함하고, 상기 제2파트는 키패드를 포함함을 특징으로 하는 휴대형 전자 장치.
  27. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1데이터 채널을 통해 전송되는 데이터를 수신하도록 설정된 제1수신기 회로, 및 상기 제2데이터 채널을 통해 전송되는 데이터를 수신하도록 설정된 제2수신기 회로를 더 구비함을 특징으로 하는 휴대형 전자 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제1수신기 회로가 작동할 수 있을 때, 제1수신기 회로는, 제2수신기 회로가 작동가능할 때의 제2수신기 회로 보다 많은 전력을 소비함을 특징으로 하는 휴대형 전자 장치.
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