TWM556045U - 光接收裝置及其光通訊系統 - Google Patents

Description

光接收裝置及其光通訊系統

本新型是有關一種光接收裝置及其光通訊系統，特別是一種將光接收器與微控制器分離封裝之光接收裝置及其光通訊系統。

一般而言，光通訊系統是利用一發光元件作為一光發射器，並採用一感光元件作為一光接收器，以傳輸具有編碼資料之光訊號，可搭配不同的載波頻率與編碼方式，實現無線傳輸訊號之目的。

常見的感光元件，例如：光電二極體(Photo-Diode)，可以接收光訊號，並將其轉換為電訊號，惟此電訊號是微弱的電壓或電流訊號，需先經過放大電路之處理，再輸出一接收訊號。由於光電二極體本身即內建放大電路，因此單價成本較高，且光電二極體之光接收頻率範圍較窄，在使用上受限於特定載波頻段，有所不便。

綜上所述，提供接收頻率範圍較寬之光接收裝置便是目前極需努力的目標。

本創作提供一種光接收裝置及其光通訊系統，其是利用發光二極體作為光接收器，並透過互相分離設置之微控制器來調整、放大、過濾來自光接收器之電訊號。因此，使用者可依設計需求，自由選配不同之微控制器與光接收器，以增加光接收裝置的載波頻段使用範圍與電路設計彈性。

本創作一實施例之光通訊系統包含一光發射裝置以及一光接收裝置。光發射裝置發射一光訊號，光訊號具有一編碼資料。光接收裝置包含一光接收器以及一微控制器。光接收器具有一發光二極體結構，且光接收器接受並轉換光訊號為一電訊號。微控制器包含一接收電路以及一類比轉換電路。接收電路與光接收器電性連接，且接收電路在一頻率接收範圍內接收來自光接收器之電訊號，以產生一接收訊號。類比轉換電路與接收電路電性連接，且類比轉換電路接收並轉換接收訊號為一數位訊號，且數位訊號包含編碼資料。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本創作之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

以下將詳述本創作之各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外，本創作亦可廣泛地施行於其它的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本創作之範圍內，並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本創作有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本創作可能在省略部分或全部特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免對本創作形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際之尺寸或數量，有些細節可能未完全繪出，以求圖式之簡潔。

請參照圖1，本創作之一實施例之光通訊系統包含一光發射裝置10以及一光接收裝置。光發射裝置10發射一光訊號L，光訊號具有一編碼資料。舉例而言，光發射裝置10可為一發光二極體元件，如圖2所示。此外，無論是紅外光、可見光或紫外光等不同波長之光線均可作為光訊號L，但不以此為限。

光接收裝置包含一光接收器20以及一微控制器30。需說明者，光接收器20與微控制器30為不同之封裝器件，亦即光接收器20本身不包含放大電路，而是透過互相分離設置之微控制器30來調整、放大、過濾光接收器20所輸出之電訊號A。藉此，使用者可依設計需求，自由選配不同之光接收器20與微控制器30，其工作原理容後說明。

光接收器20接受並轉換光訊號L為一電訊號A。需說明的是，本創作選用發光二極體元件作為光接收器，亦即光接收器20具有一發光二極體結構而非光電二極體結構，這是由於發光二極體元件的PN接面能隙特性可產生光電效應，在短距離光傳輸中，可將接收到的光訊號轉換為電訊號。又，發光二極體元件的的光電效應操作頻寬通常遠大於光電二極體元件，因此，具有發光二極體結構之光接收器可以增加其載波頻段使用範圍。換言之，本創作可利用發光二極體元件之電氣特性做短距離之光通訊傳輸或開關偵測，但不以此為限。

微控制器30包含一接收電路31以及一類比轉換電路32。補充說明的是，接收電路31以及類比轉換電路32是一併封裝於微控制器30內，而與光接收器20彼此分離設置於不同之封裝器件。因此，使用者可依設計需求，自由選配不同之光接收器20與微控制器30，以增加電路設計彈性。

接收電路31與光接收器20電性連接，主要是用來讀取外部發光二極體元件(即光接收器20)所輸出之微弱電流或電壓。此外，接收電路31是在一頻率接收範圍內接收來自光接收器20之電訊號A，並產生一接收訊號R。

舉例而言，接收電路31可為一電晶體；或著，接收電路31可為包含電阻和電容之一RC電路，但不以此為限。

類比轉換電路32與接收電路31電性連接，且類比轉換電路32接收並轉換接收訊號R為一數位訊號D，且數位訊號D包含編碼資料，以供後段電路之讀取及使用。於一實施例中，類比轉換電路更可包含一放大單元，且放大單元將放大數位訊號，但不以此為限。

請參照圖2，於一實施例中，接收電路31是一可變接收電路。舉例而言，接收電路31是一可變RC電路，其包含一可變電阻以及一可變電容至少其中之一，但不以此為限。於另一實施例中，微控制器30更包含一可程式設定單元33與接收電路31電性連接，且可程式設定單元33可供使用者控制一設定參數E，致使接收電路31依據設定參數E調整接收電路31之頻率接收範圍。亦即，可程式設定單元33與可變接收電路搭配使用，即可由使用者調整微控制器之載波頻段使用範圍，便於搭配不同電氣特性之光接收器20。藉此，使用者可透過微控制器30之可程式設定單元33來自由選配不同之光接收器20，依據設計需求，以增加光接收裝置的載波頻段使用範圍，並可選用元件成本較低之光接收器20，同時具有多種優點。

請參照圖3，於另一實施例中，微控制器30包含一接收電路31、一類比轉換電路32以及一可程式設定單元33。其中，類比轉換電路32包含但不限於一比較器，而接收電路31包含一可變接收單元311以及一訊號調整單元312。訊號調整單元312與可變接收單元311、可程式設定單元33以及類比轉換電路32電性連接，且訊號調整單元312可以優化電訊號A或接收訊號R之訊號品質，舉例而言，可變接收單元311雖然具有些微程度的過濾訊號功能，但仍無法濾除部份雜訊，因此，於一實施例中，訊號調整單元312可包含一濾波器，進一步濾除電訊號A之雜訊，以產生接收訊號R；於另一實施例中，訊號調整單元312亦可包含一接收放大器，用以放大可變接收單元311所產生之接收訊號R，但不以此為限。

綜合上述，本創作之光接收裝置及其光通訊系統，其是利用發光二極體作為光接收器，並透過互相分離設置之微控制器來處理光接收器所輸出之電訊號。其中，發光二極體元件的的光電效應特性可以增加光接收器之載波頻段使用範圍，此外，微控制器30與光接收器20彼此分離設置於不同之封裝器件，可供使用者依設計需求，自由選配不同之微控制器與光接收器。例如，透過可程式設定單元與可變接收電路，使用者可調整微控制器之載波頻段使用範圍，便於搭配不同電氣特性之光接收器，依據設計需求選用元件成本較低之光接收器，同時增加光接收裝置的載波頻段使用範圍，具有多種優點已如前述。

以上所述之實施例僅是為說明本創作之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施，當不能以此限定本創作之專利範圍，即大凡依本創作所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍內。

10‧‧‧光發射裝置
20‧‧‧光接收器
30‧‧‧微控制器
31‧‧‧接收電路
311‧‧‧可變接收單元
312‧‧‧訊號調整單元
32‧‧‧類比轉換電路
33‧‧‧可程式設定單元
A‧‧‧電訊號
D‧‧‧數位訊號
E‧‧‧設定參數
L‧‧‧光訊號
R‧‧‧接收訊號

圖1為一示意圖，顯示本創作一實施例之光通訊系統。 圖2為一示意圖，顯示本創作另一實施例之光通訊系統。 圖3為一示意圖，顯示本創作一實施例之微控制器。

10‧‧‧光發射裝置

20‧‧‧光接收器

30‧‧‧微控制器

31‧‧‧接收電路

32‧‧‧類比轉換電路

A‧‧‧電訊號

D‧‧‧數位訊號

L‧‧‧光訊號

R‧‧‧接收訊號

Claims (16)

1. 一種光通訊系統，包含： 一光發射裝置，用以發射一光訊號，該光訊號具有一編碼資料；以及 一光接收裝置，包含： 一光接收器，具有一發光二極體結構，用以接受並轉換該光訊號為一電訊號；以及 一微控制器，包含： 一接收電路，與該光接收器電性連接，用以在一頻率接收範圍內接收來自該光接收器之該電訊號，以產生一接收訊號；以及 一類比轉換電路，與該接收電路電性連接，用以接收並轉換該接收訊號為一數位訊號，且該數位訊號包含該編碼資料。
2. 如請求項1所述之光通訊系統，其中該接收電路為一可變接收電路，且該微控制器更包含： 一可程式設定單元，與該接收電路電性連接，用以供使用者控制一設定參數；其中該接收電路依據該設定參數調整該接收電路之該頻率接收範圍。
3. 如請求項1所述之光通訊系統，其中該接收電路包含一可變電阻以及一可變電容至少其中之一。
4. 如請求項1所述之光通訊系統，其中該接收電路包含一電晶體。
5. 如請求項1所述之光通訊系統，其中該接收電路更包含一訊號調整單元，用以濾除該電訊號之雜訊，以產生該接收訊號。
6. 如請求項1所述之光通訊系統，其中該接收電路更包含一訊號調整單元，用以放大該接收訊號。
7. 如請求項1所述之光通訊系統，其中該類比轉換電路更包含一數位放大單元，用以放大該數位訊號。
8. 如請求項1所述之光通訊系統，其中該光接收器與該微控制器為不同之封裝器件。
9. 一種光接收裝置，用以與一光發射裝置組成一光通訊系統，其中該光發射裝置發射一光訊號，該光訊號具有一編碼資料，該光接收裝置包含： 一光接收器，具有一發光二極體結構，用以接受並轉換該光訊號為一電訊號；以及 一微控制器，包含： 一接收電路，與該光接收器電性連接，用以依據一設定參數調整該接收電路之一頻率接收範圍，且在該頻率接收範圍內接收來自該光接收器之該電訊號，以產生一接收訊號；以及 一類比轉換電路，與該接收電路電性連接，用以接收並轉換該接收訊號為一數位訊號，且該數位訊號包含該編碼資料。
10. 如請求項9所述之光接收裝置，其中該接收電路為一可變接收電路，且該微控制器更包含： 一可程式設定單元，與該接收電路電性連接，用以供使用者控制一設定參數；其中該接收電路依據該設定參數調整該接收電路之該頻率接收範圍。
11. 如請求項9所述之光接收裝置，其中該接收電路包含一可變電阻以及一可變電容至少其中之一。
12. 如請求項9所述之光接收裝置，其中該接收電路包含一電晶體。
13. 如請求項9所述之光接收裝置，其中該接收電路更包含一訊號調整，用以濾除該電訊號之雜訊，以產生該接收訊號。
14. 如請求項9所述之光接收裝置，其中該接收電路更包含一訊號調整單元，用以放大該接收訊號。
15. 如請求項9所述之光接收裝置，其中該類比轉換電路更包含一放大單元，用以放大該數位訊號。
16. 如請求項9所述之光接收裝置，其中該光接收器與該微控制器為不同之封裝器件。