無線光學(xué)通信的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】公開了進(jìn)行無線光學(xué)通信的系統(tǒng)、方法和交通工具。無線光學(xué)收發(fā)器包括傳輸器光源，其被配置為通過第一球透鏡傳輸在第一波長的第一光學(xué)信號以產(chǎn)生分布式第一光學(xué)信號。所述分布式第一光學(xué)信號被配置為被遠(yuǎn)程接收器通過第一視距傳輸來接收。檢測器被配置為通過第二球透鏡接收在第二波長的聚焦的第二光學(xué)信號。控制器被可操作地耦合到所述光源和所述檢測器。所述控制器被配置為接收外傳數(shù)據(jù)并產(chǎn)生第一電子信號，其配置為調(diào)制所述第一光學(xué)信號以傳輸所述外傳數(shù)據(jù)。所述控制器還被配置為從所述檢測器接收第二電子信號并解調(diào)所述第二電子信號以產(chǎn)生傳入數(shù)據(jù)。適合交通工具的內(nèi)部客艙，其中分布式第一光學(xué)信號在所述艙中提供照明。
【專利說明】無線光學(xué)通信的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明基本涉及無線通信。
【背景技術(shù)】
[0002]很多人為個(gè)人和專業(yè)用途利用無線通信設(shè)備的便利。無線電話使個(gè)人能夠與家人、朋友交談，無論個(gè)人在哪里都能聯(lián)系都他。企業(yè)為使用電腦的員工和老顧客使用方便為其提供無線網(wǎng)。智能電話、電子閱讀設(shè)備和平板電腦的普及進(jìn)一步增加了個(gè)人對無線網(wǎng)的使用。
[0003]為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施無線網(wǎng)路由器或接入點(diǎn)可降低為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線的價(jià)格和難度。進(jìn)一步的，在交通工具中安裝網(wǎng)絡(luò)的情況下，例如在商用飛機(jī)、輪船、火車或機(jī)動(dòng)交通工具中實(shí)施無線網(wǎng)可減少線的重量，所述線可需要被加到交通工具中的計(jì)算設(shè)備的接口。
[0004]使用無線通信可呈現(xiàn)出一些缺點(diǎn)。例如，一些無線通信可不安全，因?yàn)槠淇杀粩r截。另外，無線、射頻(RF)通信可干擾在飛機(jī)上的通信操作和航空電子設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]無線光學(xué)收發(fā)器、方法和交通工具被公開以啟用無線光學(xué)通信。與無線射頻通信相比，無線光學(xué)收發(fā)器通信通過調(diào)制光學(xué)信號來通信。所述無線光學(xué)收發(fā)器可通過可見光的調(diào)制來通信。所述可見光可被足夠高的頻率上調(diào)制，這樣所述調(diào)制可不被人類視覺所察覺。所以，無線光學(xué)收發(fā)器可被耦合到光源上，例如機(jī)艙光或飛行器上或其他類型的交通工具上個(gè)人乘客的光，所述無線光收發(fā)器可提供可見光也可傳輸數(shù)據(jù)信號?？商娲模鰺o線光收發(fā)器可通過調(diào)制可見光譜外的光信號來通信，例如紅外信號。
[0006]無線光學(xué)收發(fā)器可包括分開的傳輸器和接收器光學(xué)組件。所述光學(xué)組件可包括球透鏡以啟用光學(xué)信號廣角傳輸和接收。在特定的實(shí)施例中，所述無線光學(xué)收發(fā)器可為對應(yīng)于小外形收發(fā)器多源協(xié)議(Small Form Factor Transceiver Multisource Agreement,即SFF MSA)的任何配置。所述無線光學(xué)收發(fā)器可支持節(jié)點(diǎn)之間的全雙工、雙向通信。所述傳輸器光學(xué)組件可被放置在相對于接收器光學(xué)組件的偏置位置，以使被光學(xué)傳輸器傳輸?shù)男盘柌桓蓴_光學(xué)接收器對其他信號的接收。為進(jìn)一步防止干擾，所述傳輸器光學(xué)組件和所述接收器光學(xué)組件可被放置在無線光學(xué)收發(fā)器的相對的兩端。所述傳輸器光學(xué)組件也可被配置為在第一波長傳輸而接收器光學(xué)組件也可被配置為結(jié)收來自工作在第二波長的傳輸器的信號。
[0007]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述無線光學(xué)收發(fā)器(所述傳輸器光學(xué)組件和所述接收器光學(xué)組件的至少一個(gè))被金屬支架支持以消散熱量。進(jìn)一步的，所述無線光學(xué)收發(fā)器金屬支架可被定形以使得基本平面的基板被安裝在SFF MSA插座中，且所述金屬支架不接觸SFF MSA兼容的接觸引腳。
[0008]所述無線光學(xué)收發(fā)器可與其他收發(fā)器通信，例如與安裝在客艙的在飛行中的或在途的娛樂系統(tǒng)相關(guān)的無線光學(xué)收發(fā)器。使用無線光學(xué)通信，乘客可從可用的娛樂產(chǎn)品和機(jī)載系統(tǒng)可給乘客的個(gè)人娛樂設(shè)備提供的娛樂產(chǎn)品中作出選擇。所述無線光學(xué)通信啟用雙向的數(shù)據(jù)交換，省去了在機(jī)載系統(tǒng)和遍布客艙的每個(gè)單獨(dú)的娛樂設(shè)備之間布線的花費(fèi)、復(fù)雜性和線的重量。所述信號可為通過多個(gè)不同的無線光學(xué)收發(fā)器傳輸?shù)姆植际叫盘?。所以，如果一個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器失去了視線距離或稱為視距(line-of-sight)光學(xué)通信，與乘客的電子設(shè)備相關(guān)的無線光學(xué)收發(fā)器能夠從另一個(gè)傳輸所述光學(xué)通信的無線光學(xué)收發(fā)器接收所述光學(xué)通信。被單個(gè)的娛樂設(shè)備使用的無線光學(xué)收發(fā)器可被安裝在座椅靠背，所述單個(gè)娛樂設(shè)備安裝在所述座椅靠背。另外，被提供或耦合到無線光學(xué)收發(fā)器的計(jì)算機(jī)、無線電話、游戲設(shè)備、電子閱讀設(shè)備和其他設(shè)備可通過無線通信來訪問因特網(wǎng)、打電話或參與數(shù)據(jù)通信。
[0009]交通工具可包括內(nèi)部客艙，其配備有一個(gè)或多于一個(gè)光學(xué)傳輸器或一個(gè)或多于一個(gè)光學(xué)接收器。所述光學(xué)傳輸器可從機(jī)載系統(tǒng)接收信號，將其轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號并在內(nèi)部客艙內(nèi)將其傳輸。當(dāng)所述光學(xué)傳輸器被配置為傳輸在可見光譜內(nèi)的光學(xué)信號，所述光學(xué)傳輸器也可作為客艙燈。多個(gè)光學(xué)傳輸器可被用于在所述內(nèi)部客艙的多個(gè)冗余位置產(chǎn)生相同的光學(xué)信號。與乘客車站或與乘客設(shè)備相關(guān)的設(shè)備可被配置為與一個(gè)或多于一個(gè)光學(xué)接收器通信，所述通信可為相同波長的通信或不同波長的通信，所述同波長可在可見光譜內(nèi)也可不在可見光譜內(nèi)。
[0010]在特定的實(shí)施例中，無線光學(xué)接收器包括傳輸器光源，其配置為傳輸在第一波長的第一光學(xué)信號。第一球透鏡可被耦合到所述光源。所述第一球透鏡可具有第一表面，其包括第一部分和與第一部分相對的第二部分。所述第一表面可被配置為從在所述第一部分的光源接收所述第一光學(xué)信號，并折射在所述第一部分和所述第二部分的第一光學(xué)信號以產(chǎn)生分布式第一光學(xué)信號。所述分布式第一光學(xué)信號可被配置為通過第一視距傳輸被遠(yuǎn)程的接收器接收。所述無線光學(xué)收發(fā)器也可包括接收器檢測器和耦合到所述檢測器的第二球透鏡。所述第二球透鏡可具有第二表面，其包括第三部分和與第三部分相對且與所述接收器相鄰的第四部分。所述第三部分可被配置為通過接收來自遠(yuǎn)程傳輸器的第二視距傳輸而接收第二光學(xué)信號。所述第二球透鏡可被配置為折射在第三部分和第四部分的所述第二光學(xué)信號以聚焦所述第二光學(xué)信號以產(chǎn)生聚焦的第二光學(xué)信號?？刂破骺杀豢刹僮鞯鸟詈系剿龉庠春退鰴z測器。所述控制器可被配置為接收傳出數(shù)據(jù)并產(chǎn)生第一電信號，所述第一電信號被配置為調(diào)制所述第一光學(xué)信號以傳輸所述傳出數(shù)據(jù)。所述控制器可被配置為從所述檢測器接收第二電信號并解調(diào)所述第二電信號以產(chǎn)生輸入數(shù)據(jù)。
[0011]在另一個(gè)特定的實(shí)施例中，方法包括從交通工具的機(jī)載系統(tǒng)接收第一電信號。所述第一電信號可被轉(zhuǎn)換為第一波長的第一調(diào)制光學(xué)信號。所述第一調(diào)制光學(xué)信號可被折射以產(chǎn)生分布式第一光學(xué)信號。所述分布式第一光學(xué)信號可被投射到所述交通工具的內(nèi)部客艙，其中所述分布式第一光學(xué)信號可為可被檢測的，其被內(nèi)部機(jī)艙內(nèi)的電子設(shè)備通過視距光學(xué)傳輸可檢測。通過來自所述電子設(shè)備的第二視距光學(xué)傳輸，所述第二光學(xué)信號可在第二波長被接收。所述第二光學(xué)信號可被聚焦以產(chǎn)生聚焦的第二光學(xué)信號。所述聚焦的第二光學(xué)信號可被解調(diào)制以產(chǎn)生第二電子信號。所述第二電子信號可被提供給所述機(jī)載系統(tǒng)。
[0012]在另外一個(gè)特定的實(shí)施例中，交通工具包括內(nèi)部客艙。機(jī)載系統(tǒng)可被配置為與至少一個(gè)位于內(nèi)部客艙的電子設(shè)備交換數(shù)據(jù)。所述機(jī)載系統(tǒng)可被配置為產(chǎn)生包括第一數(shù)據(jù)的第一電子信號。所述機(jī)載系統(tǒng)可被配置為接收第二電子信號，其包括來自至少一個(gè)電子設(shè)備的第二數(shù)據(jù)。無線光學(xué)網(wǎng)絡(luò)可被配置為啟用無線光學(xué)通信與內(nèi)部客艙至少一個(gè)電子設(shè)備通信。所述無線光學(xué)網(wǎng)絡(luò)可包括至少一個(gè)光源，其被配置為通過第一視距傳輸?shù)谝徊ㄩL的第一光學(xué)信號到所述內(nèi)部客艙。所述至少一個(gè)光源可被配置為從所述機(jī)載系統(tǒng)接收所述第一電子信號并將所述第一電子信號轉(zhuǎn)換為第一光學(xué)信號。第一光學(xué)信號的調(diào)制可被配置為人的視覺不可察覺的。至少一個(gè)檢測器可被配置為通過第二視距傳輸接收來自至少一個(gè)電子設(shè)備的第二波長的第二光學(xué)信號。所述至少一個(gè)檢測器可被配置為將第二光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為第二電子信號并將所述第二電子信號提供給機(jī)載系統(tǒng)。所述第二光學(xué)信號可被配置為人的視覺不察覺。
[0013]如上描述的所述特征、功能和優(yōu)勢可在多個(gè)實(shí)施例中被單獨(dú)實(shí)現(xiàn)或可被在另外的實(shí)施例中被合并，其進(jìn)一步的細(xì)節(jié)在下面參照下面的描述和附圖。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1A、1B和IC分別是無線光學(xué)收發(fā)器第一特定圖示實(shí)施例的側(cè)視圖、頂視圖和底視圖；
[0015]圖2是無線光學(xué)收發(fā)器第二特定圖示實(shí)施例的側(cè)視圖；
[0016]圖3A和圖3B分別是無線光學(xué)收發(fā)器第三特定圖示實(shí)施例的側(cè)視圖和端視圖。
[0017]圖4是無線光學(xué)收發(fā)器第四特定圖示實(shí)施例的側(cè)視圖；
[0018]圖5是交換數(shù)據(jù)的一對無線光學(xué)收發(fā)器的特定實(shí)施例的側(cè)視圖；
[0019]圖6是交換數(shù)據(jù)的一對無線光學(xué)收發(fā)器的另一特定實(shí)施例的側(cè)視圖；
[0020]圖7是交通工具內(nèi)部客艙一部分的特定實(shí)施例的剖面圖，其中無線光學(xué)網(wǎng)絡(luò)被用于一個(gè)或多于一個(gè)機(jī)載系統(tǒng)與一個(gè)或多于一個(gè)內(nèi)部客艙的電子設(shè)備之間的通信。
[0021]圖8是第一多個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器傳輸分布式信號到第二多個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器的特定的實(shí)施例的視圖；并且
[0022]圖9是在交通工具內(nèi)部客艙中無線光學(xué)通信的方法的特定圖示實(shí)施例的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0023]此處揭示的實(shí)施例包括啟用無線光學(xué)通信的無線光學(xué)收發(fā)器、方法和交通工具。無線光學(xué)收發(fā)器可包括分開的傳輸器和接收器光學(xué)組件，其使用球透鏡以分散和聚焦光學(xué)信號。所述光學(xué)組件可為設(shè)備的一部分，所述設(shè)備被配置為遵守小外形收發(fā)器多源協(xié)議(SFF MSA)。為了遵守小外形收發(fā)器多源協(xié)議(SFF MSA)，所述傳輸器和接收器光學(xué)組件可被放置成彼此相對近，這可導(dǎo)致被傳輸器光學(xué)組件傳輸?shù)男盘柛蓴_接收器光學(xué)組件接收的信號。此處公開的實(shí)施例圖示了幾種可被用于限制或抑制這樣干擾的方法。例如，所述傳輸器光學(xué)組件可被放置在相對于所述光學(xué)接收器組件偏移的位置，這樣被所述傳輸器光學(xué)組件傳輸?shù)男盘柧筒粫?huì)干擾接收器光學(xué)組件對其它信號的接收。在另一個(gè)示例中，所述傳輸器和接收器光學(xué)組件可被分開。在另一個(gè)示例中，所述傳輸器光學(xué)組件可使用不同于被所述接收器光學(xué)組件接收的信號的波長來傳輸信號。
[0024]圖1A-1C、2、3A_3B和4描述了無線光學(xué)收發(fā)器的特定的實(shí)施例，其被不同配置以抑制第一光學(xué)信號對第二光學(xué)信號的潛在干擾，所述第一光學(xué)信號被無線光學(xué)收發(fā)器的光學(xué)傳輸器或自由空間傳輸器光學(xué)組件(F-TOSA)投射，第二光學(xué)信號被光學(xué)接收器或自由空間接收器的光學(xué)組件(F-ROSA)接收。為了對比而非限制的目的，所述詞語“水平”和“垂直”被用于對比所述無線光學(xué)收發(fā)器的特定的實(shí)施例，所述特定的實(shí)施例出現(xiàn)在圖1A-1C、
2、3A-3B和4。所述水平的和垂直指定只用于對比如圖1A-1C、2、3A-3B和4所示的無線光學(xué)收發(fā)器的特定的實(shí)施例，并不意味著在無線光學(xué)收發(fā)器使用時(shí)的特定取向。所述無線光學(xué)收發(fā)器的特定的實(shí)施例可被安裝在任意預(yù)期的方向，其與圖1A-1C、2、3A-3B和4所示的特定的實(shí)施例的方向無關(guān)。
[0025]例如，圖1A圖示了無線光學(xué)收發(fā)器100的特定的實(shí)施例，其中F-T0SA110可垂直延伸到超過F-R0SA120位置的位置。所以，被所述光學(xué)傳輸器110傳輸?shù)墓鈱W(xué)信號可不射到所述F-R0SA120。圖2圖示了無線光學(xué)收發(fā)器200的特定的實(shí)施例，其中F-T0SA210和F-R0SA220可垂直延伸到離所述無線光學(xué)收發(fā)器的相同位置。為了抑制干擾，所述F-T0SA210可傳輸波長與F-R0SA220配置接收的波長不同的光學(xué)信號。圖3A描述了無線光學(xué)收發(fā)器300的特定的實(shí)施例，其中F-T0SA310可水平的與F-R0SA320分開。所述水平分離可抑制由F-T0SA310傳輸?shù)墓庑盘柹涞紽-R0SA320。而且，參照圖2的進(jìn)一步描述，在無線光學(xué)收發(fā)器的任何一個(gè)特定的實(shí)施例中，在無線光學(xué)收發(fā)器中使用的球透鏡的特性可被選擇以抑制被F-TOSA傳輸?shù)乃龇植际焦鈱W(xué)信號射到所述F-R0SA。減小干擾的多個(gè)方法在圖中被分別圖示和描述，但是，在特定的實(shí)施例中，兩個(gè)或兩個(gè)以上此處描述的方法可被無線光學(xué)收發(fā)器一起應(yīng)用。
[0026]圖1A是無線光學(xué)收發(fā)器100的一個(gè)特定的實(shí)施例的側(cè)視圖。所述無線光學(xué)收發(fā)器100可包括印刷線路板(PWB) 102，F(xiàn)-TOSAl 10，F(xiàn)-R0SA120，傳輸器控制器130和接收器控制器132。所述F-T0SA110和所述傳輸器控制器130聯(lián)合在一起可被作為傳輸器。所述F-ROSA120和所述接收器控制器132聯(lián)合在一起可被作為接收器。
[0027]所述PWB102可為基本平面的基板，其作為無線光學(xué)收發(fā)器100電子的和物理的基板。所述F-TOSAl 10和所述F-R0SA120可被安裝在PWB120的第一表面104。所述F-T0SA110和所述F-R0SA120可各自從所述PWB120的第一表面104以第一方向150延伸,所述第一方向基本垂直于所述PWB120的第一表面104。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，所述F-T0SA110可包括光源112、第一球透鏡116和第一支架118。所述光源112可通過一對第一電導(dǎo)線114電子的且物理的耦合到所述印刷線路板(PWB) 102。所述第一電導(dǎo)線114可提供第一電信號111給所述光源112。響應(yīng)于所述第一電信號111，所述光源112可產(chǎn)生第一光學(xué)信號113。所述光源112可為，例如發(fā)光二極管(LED)或激光器。下面為了進(jìn)一步的描述，所述光源112可產(chǎn)生人類可見光譜的光或人類不可見光譜的光，例如紅外線。
[0028]所述光源112可被放置于第一球透鏡116的第一表面101的第一位置115并被第一支架118固定。所述第一支架118可由金屬形成以消散從所述光源112、所述第一球透鏡116或從兩者吸收到的熱量。所述光源112產(chǎn)生的第一光學(xué)信號可被提供到所述第一球透鏡116的第一表面101的第一部分115，并可被折射以作為折射的或分布式第一光學(xué)信號119射出所述第一球透鏡116的第一表面101的第二部分117。所述分布式第一光學(xué)信號119可比所述第一光學(xué)信號113覆蓋更廣的區(qū)域。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，所述分布式第一光學(xué)信號119可覆蓋基本錐形范圍，其具有比在沒有第一球透鏡折射所述第一光學(xué)信號113時(shí)第一光學(xué)信號113覆蓋的半功率角大的半功率角。所述分布式第一光學(xué)信號119可傳輸所述第一光學(xué)信號113的內(nèi)容給一個(gè)或多于一個(gè)位于選擇的覆蓋區(qū)域(沒有在圖1A中示出)的接收設(shè)備。
[0029]在一個(gè)特定的實(shí)施例中，所述F-R0SA120可包括接收器122、第二球透鏡126和第二支架128。所述F-R0SA120可包括檢測器122，其通過一對第二導(dǎo)線124電子地且物理的耦合到所述印刷線路板(PWB)102。所述第二導(dǎo)線124可傳導(dǎo)來自所述檢測器122的第二電子信號121。所述第二電子信號121可被所述檢測器122響應(yīng)于接收聚焦的第二光學(xué)信號129而產(chǎn)生。所述檢測器122可被放置于第二球透鏡126的第二表面103的第四部分127。所述第二球透鏡126可被第二支架128固定在相鄰檢測器122的位置。所述第二支架128可由金屬形成以消散從所述檢測器122、所述第二球透鏡126或從兩者吸收到的熱量。第二光學(xué)信號123可在所述第二球透鏡126的第二表面103的第三部分125被接收。所述第二光學(xué)信號123可被所述第二球透鏡126折射以聚焦所述第二光學(xué)信號123以產(chǎn)生聚焦的第二光學(xué)信號129，其可被聚焦到所述檢測器122。所述第二光學(xué)信號123可在所述第二球透鏡126的第二表面103的第三部分125被接收。所述第二光學(xué)信號123可攜帶在選擇的覆蓋區(qū)域(沒有在圖1A中示出)從所述一個(gè)或多于一個(gè)傳輸電子設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)。
[0030]所述傳輸器控制器130可通過連接器引腳108接收外傳數(shù)據(jù)131。所述傳輸器控制器130可產(chǎn)生所述第一電子信號111以驅(qū)動(dòng)所述光源112以調(diào)制所述第一光學(xué)信號113。所述接收器控制器132可接收第二電子信號121并可解調(diào)所述第二電子信號121以產(chǎn)生傳入數(shù)據(jù)133。所述傳入數(shù)據(jù)133可被提供到所述連接器引腳108。所述連接其引腳108可將所述無線光學(xué)收發(fā)器100電子的耦合到一個(gè)設(shè)備(沒有在圖1中示出)。所述設(shè)備可被配置為提供傳出數(shù)據(jù)131并接收傳入數(shù)據(jù)133，參照圖5和圖6的進(jìn)一步描述。安裝柱106可被用于將所述無線光學(xué)收發(fā)器100機(jī)械的耦合到所述設(shè)備，無線光學(xué)收發(fā)器100通過所述連接器引腳108與該設(shè)備通信。
[0031]盡管所述傳輸器控制器130和所述接收器控制器132在圖1A、1C和圖2_4中被示出為分離的集成電路設(shè)備，但是所述傳輸器控制器130和所述接收器控制器132中的每個(gè)可被多個(gè)集成的或非集成的設(shè)備實(shí)施?？纱娴?，所述傳輸器控制器130和所述接收器控制器132也可被實(shí)施在單個(gè)設(shè)備中。所述傳輸器控制器130和所述接收器控制器132聯(lián)合起來可作為無線光學(xué)傳輸器100的控制器。
[0032]在一個(gè)特定的實(shí)施例中，所述無線光學(xué)收發(fā)器100被配置為遵守小外形收發(fā)器多源協(xié)議(SFF MSA)的規(guī)范。根據(jù)小外形收發(fā)器多源協(xié)議(SFF MSA)的規(guī)范，所述印刷線路板(PWB) 102可具有長度140，其不大于1.9英寸。根據(jù)小外形收發(fā)器多源協(xié)議(SFF MSA)的規(guī)范，所述印刷線路板(PWB) 102可具有寬度152，其不大于0.5英寸。也就是說，約1.9英寸X0.5英寸的尺寸基本上符合SFF MSA規(guī)范指示的尺寸。另外，在一個(gè)特定的實(shí)施例中，所述印刷線路板(PWB)102可包括布線引出線，其將所述控制器130和132耦合到所述引腳108以在基本符合SFFMSA規(guī)范所描述的接線引出線。
[0033]所述第一球透鏡116、第二球透鏡126或這兩者可每個(gè)都具有相對小的直徑142以使無線光學(xué)收發(fā)器100遵守小外形收發(fā)器多源協(xié)議(SFFMSA)的規(guī)范。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，第一球透鏡116和第二球透鏡126的直徑142約8毫米(例如，大約0.315英寸)，雖然大一點(diǎn)或小一點(diǎn)的球可被使用。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，所述球透鏡116和126可由玻璃或另一種具有高折射率的材料形成。高折射率可以使能光信號的廣泛分布和收集。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，所述印刷線路板(PWB)102可為標(biāo)準(zhǔn)的PWB厚度146，例如約60毫英寸(例如大約1.524毫米)。
[0034]所述第一支架118可支持所述第一球透鏡116，這樣第一球透鏡116的第一表面101的第二部分117延伸超過所述第二球透鏡126的第二表面103的第三部分125。從而F-TOSAl 10超越F-R0SA120產(chǎn)生的偏移可能會(huì)降低或抑制干擾。特定的，所述偏移可抑制由所述F-TOSAl 10產(chǎn)生的所述分布式第一光學(xué)信號119干擾由所述F-R0SA120接收的第二光學(xué)信號123。例如，所述第一支架118可定位在第一球透鏡116的第一表面101的第二部分117以延伸偏移距離，超過所述第二球透鏡126的第二表面103的的第三部分125，其中所述偏移距離被選擇，使得所述分布式第一光學(xué)信號119可不射到所述第二球透鏡126的第二表面103。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，所述偏移距離可為所述第一球透鏡116的直徑142的至少一半。
[0035]例如，為避免所述分布式第一光學(xué)信號119干擾在所述無線光學(xué)收發(fā)器100中的所述第二光學(xué)信號123，所述第一球透鏡116的第二部分117可從所述PWB102的第一表面104可延伸超過半英寸的第一距離144，所述無線光學(xué)收發(fā)器配置為遵守小外形收發(fā)器多源協(xié)議(SFF MSA)的規(guī)范。所述第二球透鏡126的第二表面103的第三部分125可從所述PWB102的所述第一表面104延伸少于半英寸的第二距離145。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，其中所述第一球透鏡116的直徑142約為8mm (例如，約0.315英寸)。在所述第一距離144所述第一支架118支持所述第一球透鏡116，其可在所述PWB102的第一表面104的上方約16mm (例如，約0.6225英寸)。在所述第二距離145所述第二支架128支持所述第二球透鏡116，使得第二球透鏡116的第二表面103的第三部分125可在所述PWB102的第一表面104的上方約12mm (例如，約0.465英寸)。在所述第一距離144和所述第二距離145之間的差距約為4mm，或約為所述第一球透鏡116的直徑142的一半。
[0036]圖1B圖示了圖1A中所述無線光學(xué)收發(fā)器100的特定的實(shí)施例的頂視圖或俯視圖。圖1B圖示了位于所述PWB102所述第一表面的所述F-T0SA110、所述F-R0SA120、所述傳輸器控制器130和所述接收器控制器132。所述圖1B的頂視圖也示出了所述安裝柱106和所述連接器引腳108，其可被用于將所述無線光學(xué)收發(fā)器耦合到另一個(gè)設(shè)備。
[0037]圖1C示出了圖1A和圖1B中所述無線光學(xué)收發(fā)器100的特定的實(shí)施例的底視圖或仰視圖。所述底視圖示出了所述安裝柱106和所述連接器引腳108，其可從所述PWB102的第二表面105延伸。所述底視圖不出了所述第一導(dǎo)線114,其可將所述F-TOSAl 10的光源112電子的且物理的耦合到所述PWB102。所述底視圖示出了所述第二導(dǎo)線124，其可將所述F-T0SA120的光源122電子的且物理的耦合到所述PWB102。所述底視圖也示出了螺絲孔162，其可用于物理的將所述F-T0SA110和所述F-R0SA120固定到所述PWB102。
[0038]圖2是無線光學(xué)收發(fā)器200的第二實(shí)施例的側(cè)視圖。所述無線光學(xué)收發(fā)器200可包括PWB202、F-T0SA210、F-R0SA220、傳輸器控制器230和接收器控制器232。所述傳輸器控制器230和所述接收器控制器232可聯(lián)合起來作為無線光學(xué)收發(fā)器200的控制器。所述傳輸器控制器230可通過連接器引腳208接收外傳數(shù)據(jù)(圖2中沒有示出)。所述傳輸器控制器230可產(chǎn)生第一電子信號(圖2中沒有示出)以驅(qū)動(dòng)所述光源212來調(diào)制第一光學(xué)信號(圖2中沒有示出)。所述接收器控制器232可接收由檢測器222響應(yīng)于接收第二光學(xué)信號(圖2中沒有示出)而產(chǎn)生的第二電子信號(圖2中沒有示出)。所述接收器控制器232可解調(diào)所述第二電子信號以產(chǎn)生傳入數(shù)據(jù)(圖2中沒有示出)。所述傳入數(shù)據(jù)可提供到所述連接器引腳208。
[0039]不像圖1中的無線光學(xué)收發(fā)器100的所述F-T0SA110和所述F-R0SA120，所述F-T0SA210和所述F-R0SA220可從所述PWB202的第一表面204延伸相同距離244。所述光源212和所述檢測器222可位于相對于所述PWB202的第一表面204的相同的距離。第一支架218可將第一球透鏡216置于光源212的上方。第二支架228可將第二球透鏡226置于所述檢測器222的上方，這樣所述F-T0SA210和所述F-R0SA220可從所述PWB202的第一表面204延伸相同的距離244。基于初始的傳輸角，在此處所述光源212產(chǎn)生所述第一光學(xué)信號，其將被所述第一球透鏡216分配，并且基于所述第一球透鏡的折射特性，可避免干擾，而沒有F-T0SA210和F-R0SA220相對位置的偏移?？商娲幕蛄硗獾模绻伤鯢-T0SA210產(chǎn)生的分布式第一光學(xué)信號被傳輸在與由F-R0SA210接收到的第二光學(xué)信號不同的波長，所述分布式第一光學(xué)信號可射到所述第二球透鏡226而不導(dǎo)致干擾。當(dāng)分布式第一光學(xué)信號被以第一波長傳輸，所述第一波長與由所述F-R0SA220接收到的第二光學(xué)信號的第二波長不同，所述分布式第一光學(xué)信號可被濾波器阻擋，所述濾波器被包括在F-R0SA220或與F-R0SA220相關(guān)聯(lián)。進(jìn)一步可替換的或另外的，所述檢測器222可被選擇或配置為響應(yīng)所述第二光學(xué)信號的第二波長但不響應(yīng)于分布式第一光學(xué)信號的所述第一波長。
[0040]圖3A是無線光學(xué)收發(fā)器300的第三實(shí)施例的側(cè)視圖。所述無線光學(xué)收發(fā)器300可包括PWB302、F-T0SA310、F-R0SA320、傳輸器控制器330和接收器控制器332。所述F-T0SA310、F-R0SA320和所述傳輸器控制器330和所述接收器控制器332可安裝在所述PWB302的所述第一表面304上，分別如在圖1A-1C和圖2中的無線光學(xué)收發(fā)器100和200。傳輸器控制器330和接收器控制器332可合起來作為所述無線光學(xué)收發(fā)器300的控制器。所述傳輸器控制器330可通過連接器引腳308接收外傳數(shù)據(jù)(圖3A中沒有示出)并可產(chǎn)生第一電子信號(圖3A中沒有示出)。所述傳輸器控制器330可驅(qū)動(dòng)所述光源312來調(diào)制第一光學(xué)信號(圖3A中沒有示出)。所述接收器控制器332可接收由檢測器322響應(yīng)于接收第二光學(xué)信號(圖3A中沒有示出)而產(chǎn)生的第二電子信號(圖3A中沒有示出)。所述接收器控制器332可解調(diào)所述第二電子信號以產(chǎn)生傳入數(shù)據(jù)(圖3A中沒有示出)。所述傳入數(shù)據(jù)可提供到所述連接器引腳308。
[0041]增加所述F-T0SA310和所述F-R0SA320之間的分離可減少由在所述F-R0SA320處的所述分布式第一光學(xué)信號導(dǎo)致的干擾的風(fēng)險(xiǎn)。例如，所述F-T0SA310和所述F-R0SA320可被置于朝向所述無線光學(xué)收發(fā)器300的相對的端317和319。增加所述F-T0SA310和所述F-R0SA320之間的分離可被與放置F-T0SA310 —起應(yīng)用或不一起應(yīng)用，所述放置是將所述F-T0SA310放置在延伸超過如圖3A所示的F-R0SA320的一個(gè)位置，參照如圖1A所描述的。所述F-T0SA310和所述F-R0SA320之間的分離也可被與配置所述F-T0SA310和所述F-R0SA320 一起應(yīng)用或不一起應(yīng)用，所述配置是所述F-T0SA310和所述F-R0SA320被配置為工作在不同的波長，參照如圖2所描述的。
[0042]圖3B圖示了圖3A中無線光學(xué)收發(fā)器300特定的實(shí)施例的端視圖或側(cè)視圖。圖3B的所述端視圖位于與所述R-TOSA相鄰的第二端319。圖3B的所述端視圖圖示了支持第二球透鏡326的支架328，其包括凹口 384，在此處所述支架328接近所述PWB302的所述第一表面304。每個(gè)凹口 384可定義隔離槽386，其位于所述支架328和所述PWB302的第一表面304之間，以便利所述無線光學(xué)收發(fā)器300符合所述小外形收發(fā)器多源協(xié)議(SFF MSA)的規(guī)范。所述間隙386可防止所述支架318接觸符合SFF MSA的連接器引腳308的突出端309，所述連接器引腳從所述PWB302的第一表面304延伸，所述支架由導(dǎo)電金屬制成。包括所述凹口 384以創(chuàng)建在所述支架328中的所述間隙386在所述支架318的第二端319，因?yàn)檫B接器引腳308在PWB302的第二端319從PWB302延伸。所述間隙386可防止所述支架328短路或干擾所述導(dǎo)電引腳308的所述突出端309或PWB302的所述第一表面上的其他導(dǎo)電表面。
[0043]圖4是無線光學(xué)收發(fā)器400的第四實(shí)施例的側(cè)視圖。所述無線光學(xué)收發(fā)器400可包括PWB402、F-T0SA410、F-R0SA420、傳輸器控制器430和接收器控制器432。所述傳輸器控制器430和所述接收器控制器432可合起來作為無線光學(xué)收發(fā)器400的控制器。所述傳輸器控制器430可通過連接器引腳408接收外傳數(shù)據(jù)(圖4中沒有示出)。所述傳輸器控制器430可產(chǎn)生第一電子信號(圖4中沒有示出)以驅(qū)動(dòng)所述光源412來調(diào)制第一光學(xué)信號(圖4中沒有示出)。所述接收器控制器432可接收由檢測器422響應(yīng)于接收第二光學(xué)信號(圖4中沒有示出)而產(chǎn)生的第二電子信號(圖4中沒有示出)。所述接收器控制器432可解調(diào)所述第二電子信號以產(chǎn)生傳入數(shù)據(jù)(圖4中沒有示出)。所述傳入數(shù)據(jù)可提供到所述連接器引腳408o
[0044]所述無線光學(xué)收發(fā)器400的F-T0SA410和F-R0SA420可從所述無線光學(xué)收發(fā)器的一端401沿第一方向450延伸，所述第一方向450基本與所述PWB402的表面404和405平行。這和例如，圖1中的無線光學(xué)收發(fā)器100相反，其中所述第一 F-T0SA110和所述第一F-ROSA120沿第一方向150延伸，所述第一方向基本與所述PWB102的所述第一表面104垂直。圖4中圖示的所述無線光學(xué)收發(fā)器400的配置可啟用在沿軸線(圖4中沒有示出)的范圍的光學(xué)通信，所述軸線沿所述第一方向450延伸。
[0045]在所述無線光學(xué)收發(fā)器400中，所述F-T0SA410可包括光源412。所述光源412可耦合到導(dǎo)線414，導(dǎo)線414將所述光源412置于朝向所述PWB402的所述端401并朝向基本與所述PWB402的表面404和405相平行的方向。第一球透鏡416可通過第一支架418相對于光源412定位，所述第一支架418耦合到所述PWB402的第一表面404。所述F-R0SA420可包括檢測器422，其可耦合到導(dǎo)線424，導(dǎo)線424將所述檢測器422置于朝向所述PWB402的端401，并面向基本與所述PWB402的所述表面404和405平行的方向。第二球透鏡426可通過第二支架428相對所述檢測器422定位，所述第二支架可耦合到所述PWB402的第二表面405。
[0046]在所述特定的圖示實(shí)施例中，第一距離442，在此處所述F-T0SA410延伸超過所述PWB402的所述端401，其可比所述F-R0SA420延伸超過所述PWB402的所述端401處的第二距離444大。參照如圖1A之前描述的，在所述第一距離442和所述第二距離444之間的偏移可通過防止由所述F-T0SA410產(chǎn)生的所述第一光信號(圖4中沒有示出)射到所述F-R0SA420減少干擾。另外的或可替代的，所述傳感器412和422可被選擇或配置為傳輸和接收在不同波長的光信號以抑制干擾(例如，參照圖2所述)。所述球透鏡416和426的折射特性可被選擇或配置為抑制干擾。(例如，參照如圖2所示)。
[0047]所述無線光學(xué)收發(fā)器400可被配置為遵守所述SFF MSA規(guī)范。為了遵守所述SFFMSA規(guī)范，所述無線光學(xué)收發(fā)器400可包括安裝柱406和連接器引腳408，其比圖1中的無線光學(xué)收發(fā)器100的所述安裝柱106和鏈接器引腳108要長。所述更長的安裝柱406和連接器引腳408可為所述無線光學(xué)收發(fā)器400提供額外的安裝間隙。所述額外的安裝間隙可使得所述F-R0SA420能夠安裝在所述PWB402的所述第二表面405，所述安裝柱和406和連接器引腳408從此處延伸。
[0048]圖5圖示了特定的實(shí)施例，一對無線光學(xué)收發(fā)器501和511通過分布式光學(xué)信號507和517通信。例如，無線光學(xué)收發(fā)器501和511中的每一個(gè)都可為圖4中的無線光學(xué)收發(fā)器400之一。所述無線光學(xué)收發(fā)器501和511可包括分別安裝在所述無線光學(xué)收發(fā)器501和511兩端的F-T0SA503和513以及F-R0SA505和515，參照圖4所示。
[0049]所述第一無線光學(xué)收發(fā)器501可耦合到所述第一電子設(shè)備502。在圖5的實(shí)施例中，所述第一電子設(shè)備502可提供插口，所述插口使安裝柱506和從所述無線光學(xué)收發(fā)器510延伸的連接器引腳508嚙合。在一個(gè)特定的圖示實(shí)施例中，所述第一電子設(shè)備502可包括插口 509，其配置為接收所述無線第一光學(xué)收發(fā)器501。所述插口 509可被配置為基本遵守所述SFF MSA規(guī)范。所述第一電子設(shè)備502也可包括布線插孔550，其可在通信電纜554的終端接合連接器552。所述第一電子設(shè)備502可包括一個(gè)或多于一個(gè)通信組件，例如媒體轉(zhuǎn)換器設(shè)備503，其轉(zhuǎn)換信號以啟用所述無線光學(xué)收發(fā)器501和一個(gè)系統(tǒng)(圖5中沒有示出)之間的通信，所述通信電纜耦合到所述系統(tǒng)。所以所述第一電子設(shè)備502可通過所述通信電纜554接收外傳數(shù)據(jù)(圖5中沒有示出)并傳輸傳入數(shù)據(jù)。所述布線插孔550和所述連接器552可啟用使用RJ45類型連接的以太網(wǎng)鏈接，雖然任何類型的連接和通信協(xié)議都可被使用。所述第二無線光學(xué)收發(fā)器511可耦合到第二電子設(shè)備512。所述第一電子設(shè)備502和所述第二電子設(shè)備512可啟用通信，例如交通工具機(jī)載的分離系統(tǒng)(圖5中沒有示出)之間的通信。可替代的，所述第一電子設(shè)備502可啟用與機(jī)載設(shè)備的通信，并且所述第二電子設(shè)備512可啟用與機(jī)載的乘客使用的個(gè)人或便攜設(shè)備的通信。
[0050]如圖5所示，所述第一 F-T0SA503可水平延伸的比所述第一無線光學(xué)收發(fā)器的所述第一 F-R0SA501遠(yuǎn)。所述第二無線光學(xué)收發(fā)器511的所述第二 F-T0SA513也可從所述第二無線光學(xué)收發(fā)器511延伸的比所述第二無線光學(xué)收發(fā)器511的所述第二 F-R0SA515遠(yuǎn)。在圖5中，所述F-T0SA503和513延伸超過F-R0SA505和515的距離的差距可被偏移540表示。參照圖1A和圖4之前所描述的，所述偏移540可抑制所述第一 F-T0SA503和所述第一F-R0SA505之間的和所述第二 F-T0SA513和所述第二 F-R0SA515之間的干擾。例如，作為所述第一 F-T0SA503和所述第一 F-R0SA505之間的偏移540的結(jié)果，由所述F-T0SA503傳輸?shù)姆植际降谝还鈱W(xué)信號507可不會(huì)射到所述第一無線光學(xué)收發(fā)器的F-T0SA505。類似的，作為所述第二 F-T0SA513和所述第二 F-R0SA515之間的偏移540的結(jié)果，由所述F-T0SA513傳輸?shù)牡诙植际焦鈱W(xué)信號517可不會(huì)射到所述第一無線光學(xué)收發(fā)器的F-T0SA515。
[0051]在一個(gè)特定的實(shí)施例中，所述無線光學(xué)收發(fā)器501和511是相匹配的一對。所述第一無線光學(xué)收發(fā)器501的F-T0SA503可位于所述第一無線光學(xué)收發(fā)器201的上表面523。所述第二無線光學(xué)收發(fā)器511的F-R0SA515可位于所述第二無線光學(xué)收發(fā)器511的上表面533。對應(yīng)的，所述第二無線光學(xué)收發(fā)器511的F-T0SA513可位于所述第二無線光學(xué)收發(fā)器511的下表面535，并且所述第一無線光學(xué)收發(fā)器501的F-R0SA505可位于所述第一無線光學(xué)收發(fā)器501的下表面525。所述F-T0SA503和513、F-R0SA505和515之間的互補(bǔ)定位，可減少在所述無線光學(xué)收發(fā)器501和511之間的互相交換的分布式光學(xué)信號507和517之間的相消干擾。[0052]所述分布式光學(xué)信號507和517可包括人眼可見光譜內(nèi)的光學(xué)信號。所述分布式光學(xué)信號507和517可被以較高的速度調(diào)制,這樣所述分布式光學(xué)信號507和517的調(diào)制可比人的視覺可察覺地更快速的進(jìn)行?？商娲模粋€(gè)或兩個(gè)所述分布式光學(xué)信號可被以超出人眼可見光譜傳輸，例如通過紅外信號。[0053]在一個(gè)特定的實(shí)施例中，所述第一 F-T0SA503和所述第一 F-R0SA505、所述第二F-T0SA513和所述第二 F-T0SA515之間的干擾可被減少，通過配置所述F-T0SA503和513傳輸不同的波長并配置所述F-R0SA505和515以接收不同波長的信號。例如，所述第一F-T0SA503可傳輸?shù)谝徊ㄩL\ !并且所述第二 F-T0SA513可被配置為傳輸?shù)诙ㄩL入2，入2與所述第一波長X1不同。另外的或替代的，所述球透鏡的折射率可被選擇以抑制干擾(參照圖2所示)。另外的或替代的，所述F-T0SA503和513可從所述F-T0SA505和515垂直的分開以抑制干擾(參照如圖3A所示)。
[0054]圖6圖不了一對無線光學(xué)收發(fā)器601和611通過分布式光學(xué)信號607和617來通信的另一個(gè)特定的實(shí)施例。例如，所述無線光學(xué)收發(fā)器601和611的每一個(gè)可為圖1A-1C中的所述無線光學(xué)收發(fā)器100之一、圖2中的所述無線光學(xué)收發(fā)器200之一或圖3A-3B中的所述無線光學(xué)收發(fā)器中的一個(gè)。
[0055]所述第一無線光學(xué)收發(fā)器可耦合到第一電子設(shè)備(圖6中沒有示出)以啟用第一系統(tǒng)(圖6中沒有示出)和第二系統(tǒng)之間的通信，所述第二系統(tǒng)耦合到所述第二無線收發(fā)器611。例如，所述第一無線光學(xué)收發(fā)器601可耦合到飛行器的機(jī)載系統(tǒng)(圖6中沒有示出)并且所述第二無線收發(fā)器611可耦合到第二機(jī)載系統(tǒng)或在飛行器客艙中使用的電子設(shè)備(圖6中沒有示出)。
[0056]如圖6所示，所述第一 F-T0SA603可垂直(在如圖6所示的向下方向)延伸超過所述第一無線光學(xué)收發(fā)器601的所述第一 F-R0SA605。所述第二無線光學(xué)收發(fā)器611的所述第二 F-T0SA613可垂直的從所述第二無線光學(xué)收發(fā)器611延伸超過所述第二無線光學(xué)收發(fā)器611的所述第二 F-R0SA615。在圖6中，所述F-T0SA603和613延伸超過所述F-R0SA605和615的距離差距由偏移640表示。如之前參照圖1A、4和5描述的，所述偏移610可抑制所述第一 F-T0SA603和所述第一 F-R0SA605之間的和所述第二 F-T0SA613和所述所述第二F-R0SA615之間的干擾。例如，作為所述第一 F-T0SA603和所述第一 F-R0SA605之間的偏移640的結(jié)果，由所述F-T0SA603傳輸?shù)姆植际降谝还鈱W(xué)信號607可不射到所述第一無線光學(xué)收發(fā)器的所述F-R0SA605。類似的，作為所述第二 F-T0SA613和所述第二 F-R0SA615之間的偏移640的結(jié)果，由所述F-T0SA613傳輸?shù)牡诙植际焦鈱W(xué)信號617可不射到所述第二 F-R0SA615。
[0057]在特定的實(shí)施例中，所述無線光學(xué)收發(fā)器601和611是相配的一對。參照圖6的方向，所述第一無線光學(xué)收發(fā)器601的F-T0SA603可被置于所述第一無線光學(xué)收發(fā)器601的右端623 (從所述連接器引腳609處移走)，而所述F-R0SA605被置于朝向所述第一無線光學(xué)收發(fā)器601的左端621 (臨近所述連接器引腳609)。所述第二無線光學(xué)收發(fā)器611的所述F-R0SA615可被置于所述第二無線光學(xué)收發(fā)器611的右端631 (臨近所述連接器引腳619)并與所述第一無線光學(xué)收發(fā)器601的F-T0SA603相對。所述第二無線光學(xué)收發(fā)器611的所述F-T0SA613可被置于所述第二無線光學(xué)收發(fā)器611的左端633 (與所述連接器引腳619相對)并與所述第一無線光學(xué)收發(fā)器601的F-R0SA605相對。所述F-T0SA603和613、所述F-R0SA605和615的互補(bǔ)定位可減少無線光學(xué)收發(fā)器601和611之間交換的分布式光學(xué)信號607和617之間的相消干擾。
[0058]所述分布式光學(xué)信號607和617可包括人眼可見光譜內(nèi)的光學(xué)信號。所述分布式光學(xué)信號607和617可被以高速度調(diào)制,這樣所述分布式光學(xué)信號607和617的調(diào)制可比人的視覺可覺察地更快速進(jìn)行?？商娲模粋€(gè)或兩個(gè)所述分布式光學(xué)信號可被以超出人眼可見光譜傳輸，例如通過紅外信號。
[0059]在一個(gè)特定的實(shí)施例中，所述第一 F-T0SA603和所述第一 F-R0SA605、所述第二F-T0SA613和所述第二 F-R0SA615之間的干擾可通過配置所述F-T0SA603和613傳輸不同的波長并配置所述F-R0SA605和615以接收不同波長的信號被減少。例如，所述第一F-T0SA603可傳輸?shù)谝徊ㄩL\ !并且所述第二 F-T0SA613可被配置為傳輸?shù)诙ㄩL入2，入2與所述第一波長X1不同。另外的或替代的，所述球透鏡的折射率可被選擇以抑制干擾(參照圖2所示)。另外的或替代的，所述F-T0SA603和613可被從所述F-R0SA605和615水平的分開以抑制干擾(參照如圖3A所示)。
[0060]圖7是交通工具700例如商業(yè)客機(jī)的內(nèi)部客艙702的部分703的一個(gè)特定的實(shí)施例的剖面圖，其中無線光學(xué)網(wǎng)絡(luò)701可啟用一個(gè)或多于一個(gè)機(jī)載系統(tǒng)704與一個(gè)或多于一個(gè)電子設(shè)備730-734之間的通信，所述電子設(shè)備在內(nèi)部客艙702中被使用。在所述內(nèi)部客艙702中使用的無線光學(xué)網(wǎng)絡(luò)701可如圖1A-6所示使用多個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器。
[0061]所述一個(gè)或多于一個(gè)機(jī)載系統(tǒng)704可包括機(jī)上娛樂(IFE)服務(wù)器，無線空對地因特網(wǎng)服務(wù)器，電話空對地接力系統(tǒng)，用于IFE或其他客艙內(nèi)收費(fèi)服務(wù)的支付系統(tǒng)，或任何其他類型的乘客希望訪問的機(jī)載系統(tǒng)。所述一個(gè)或多于一個(gè)機(jī)載系統(tǒng)704也可包括支持機(jī)艙工作人員的系統(tǒng)。例如，所述機(jī)載系統(tǒng)704可包括與食物和飲料服務(wù)相關(guān)的或與其他客艙內(nèi)服務(wù)相關(guān)的系統(tǒng)。所述電子設(shè)備730-734可包括個(gè)人IFE設(shè)備730-732，個(gè)人電腦，例如筆記本電腦733，手持設(shè)備，例如智能電話734或其他設(shè)備。所述一個(gè)或多于一個(gè)機(jī)載系統(tǒng)704可被連接，例如通過有線連接，連接到第一多個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器710-712。所述一個(gè)或多個(gè)機(jī)載系統(tǒng)704提供第一電子信號705到所述第一多個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器710-712。所述第一多個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器710-712可調(diào)制所述第一電子信號705以產(chǎn)生分布式光學(xué)信號760-763。所述分布式光學(xué)信號760-763可被投射到內(nèi)部客艙702以與所述第二多個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器750-754通信。所述第二多個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器750-754可被耦合到電子設(shè)備730-734。所以，所述機(jī)載系統(tǒng)704和所述電子設(shè)備730-734可通過所述第一無線光學(xué)收發(fā)器710-712和所述第二多個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器750-754來通信。
[0062]所述無線光學(xué)收發(fā)器710-712包括客艙燈或被包括在客艙燈內(nèi)，這樣分布式光學(xué)信號760-762提供客艙照明源。所述無線光學(xué)收發(fā)器710-712可為頭頂燈，例如所述無線光學(xué)收發(fā)器710和711，或其可為個(gè)人旅客燈。可替代的，所述無線光學(xué)收發(fā)器710-712可傳輸可見光譜外的分布式光學(xué)信號760-763。另外的或可替代的,所述無線光學(xué)收發(fā)器710-712在其他客艙燈(無論是頭頂客艙燈或個(gè)人乘客燈)被打開時(shí)可傳輸可見光譜內(nèi)的分布式光學(xué)信號，并可在在其他客艙燈關(guān)閉時(shí)傳輸可見光譜外的分布式光學(xué)信號760-763。
[0063]所述個(gè)人IFE設(shè)備730-732可通過分布式第一光學(xué)信號760-762接收廣播飛行中的電影或其他IFE的信號。所述分布式第一光學(xué)信號760-762可被所述第一無線光學(xué)收發(fā)器710和711傳輸，所述第一無線光學(xué)收發(fā)器710和711作為頭頂客艙燈工作，提供客艙照明。所述第一無線光學(xué)收發(fā)器710和711中的一個(gè)可為多于一個(gè)所述電子設(shè)備提供通信。例如，所述第一無線光學(xué)收發(fā)器710可提供服務(wù)給所述個(gè)人IFE設(shè)備730和731以及所述筆記本電腦733。所述個(gè)人IFE設(shè)備730-732可分別通過所述第二無線光學(xué)收發(fā)器750-752接收所述分布式第一光學(xué)信號760-762。
[0064]所述個(gè)人IFE設(shè)備730-732可通過所述第二無線光學(xué)收發(fā)器750-752傳輸數(shù)據(jù)。例如，所述個(gè)人IFE設(shè)備731可通過所述第二無線光學(xué)收發(fā)器751傳輸娛樂選擇或其他數(shù)據(jù)給所述第一無線光學(xué)收發(fā)器710。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，通過所述第二無線光學(xué)收發(fā)器750-752傳輸給所述第一無線光學(xué)收發(fā)器710-712的數(shù)據(jù)可被以可見光譜外的波長傳輸，以減少由內(nèi)部客艙的雜散光源導(dǎo)致的對乘客的打擾或刺激。
[0065]所述內(nèi)部客艙702內(nèi)的所述無線光學(xué)網(wǎng)絡(luò)701也可啟用與其他電子設(shè)備的通信，例如所述筆記本電腦733和所述智能電話734。為了使筆記本電腦733和智能電話734通過所述光學(xué)無線網(wǎng)絡(luò)通信，所述筆記本電腦733和所述智能電話734中的每個(gè)可被配備、裝有或耦合到第二無線光學(xué)收發(fā)器753和754?？商娲幕蛄硗獾?，在一個(gè)或多于一個(gè)椅背740-742中，插座可被提供以使得所述筆記本電腦733和所述智能電話734能夠使用內(nèi)置的第二無線光學(xué)收發(fā)器，例如所述第二無線光學(xué)收發(fā)器750-752中的一個(gè)。在圖7中，所述筆記本電腦733被示出通過所述第二無線光學(xué)收發(fā)器753用第二光學(xué)無線信號773傳輸數(shù)據(jù)。所述智能電話734被示出通過第一光學(xué)無線信號763在第二無線光學(xué)收發(fā)器754接收數(shù)據(jù)并通過第二光學(xué)無線信號774在第二無線光學(xué)收發(fā)器754傳輸數(shù)據(jù)。所述第一光學(xué)無線信號763和所述第二光學(xué)無線信號774可通過所述第一無線光學(xué)收發(fā)器712交換。所述第一無線光學(xué)收發(fā)器712可解調(diào)所述第二光學(xué)信號774以產(chǎn)生第二電子信號707。所述第一無線光學(xué)收發(fā)器712可發(fā)送所述第二電子信號707到所述一個(gè)或多于一個(gè)機(jī)載系統(tǒng)704，例如，通過有線連接。
[0066]圖8圖示了環(huán)境的特定的實(shí)施例，其中多個(gè)第一無線光學(xué)收發(fā)器810-813通過多個(gè)分離的第二無線光學(xué)收發(fā)器830-833從第一傳輸設(shè)備811到第二接收系統(tǒng)881通信數(shù)據(jù)，所述第二無線光學(xué)收發(fā)器830-833處于多輸入多輸出(“MM0”)配置。所述多個(gè)第二無線光學(xué)收發(fā)器830-833也可通過所述多個(gè)第一無線光學(xué)收發(fā)器810-813從第二傳輸設(shè)備861到第一接收系統(tǒng)831通信數(shù)據(jù)。所述多個(gè)第一無線光學(xué)收發(fā)器810-813和所述多個(gè)分離的第二無線光學(xué)收發(fā)器830-833可包括一個(gè)或多于一個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器100、200、300和400的特定的實(shí)施例，分別如參考圖1A-1C、2、3A-3B和4所述的。每個(gè)所述無線光學(xué)收發(fā)器810-813和830-833可被放置以在預(yù)期的覆蓋區(qū)域內(nèi)傳輸和接收信號。例如，所述第一多個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器810-813被示出具有覆蓋區(qū)域820-823。所述覆蓋區(qū)域820-823可被半功率角(half-power angle)825定義，其對于每個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器820-823都可以是相同的，如圖8所示，或者基于操作環(huán)境或所述應(yīng)用的性質(zhì)，所述覆蓋區(qū)域可為不同的形狀，其中所述無線光學(xué)收發(fā)器可被使用在所述環(huán)境中或用于所述應(yīng)用。
[0067]在所述光學(xué)MIMO配置中，信號從多個(gè)冗余位置傳輸，所述冗余位置在所述多個(gè)第一無線光學(xué)收發(fā)器810-813和所述多個(gè)第二無線光學(xué)收發(fā)器830-833之間。如之前所描述的，無線光學(xué)通信需要通信的收發(fā)器之間的視距(line of sight)。但是，在圖8中的光學(xué)MMO配置中，如果障礙850阻礙了在多個(gè)所述第一和第二無線光學(xué)收發(fā)器810-813、830-833之間的一個(gè)或多于一個(gè)視距，所述信號仍然可以在第一和第二無線光學(xué)收發(fā)器810-813和830-833之間通信。當(dāng)所述障礙850移動(dòng)了，其他視距可被阻礙而另外一些視距
可被清空。
[0068]因?yàn)楸凰龅谝欢鄠€(gè)無線光學(xué)收發(fā)器810-813和被所述第二多個(gè)無線光學(xué)收發(fā)器830-833傳輸?shù)拿總€(gè)信號是冗余的，只有被所述多個(gè)接收無線光學(xué)收發(fā)器830-833接收的信號的一個(gè)實(shí)例可被提供到所述第二接收系統(tǒng)881。所以，在一個(gè)特定的實(shí)施例中，對應(yīng)由所述多個(gè)第二無線光學(xué)收發(fā)器830-833接收的信號的輸出可被耦合到第二接收信號比較器871。所述第二接收信號比較器871可決定所述多個(gè)第二無線光學(xué)收發(fā)器830-833之中的哪一個(gè)接收到到最強(qiáng)的信號。所述最強(qiáng)的信號隨后被提供給所述第二接收系統(tǒng)881。所以，例如，如果所述第二無線光學(xué)收發(fā)器830、831和833每個(gè)沿著開放的視距890、891和893分別接收信號，所述第二接收信號比較器871可確定第二無線光學(xué)收發(fā)器830、831和833中的哪個(gè)收到了最強(qiáng)的信號并隨后提供該信號給所述第二接收系統(tǒng)881。所以，所述第二接收系統(tǒng)881可接收所由所述第一傳輸系統(tǒng)811傳輸?shù)男盘?，即使，例如所述第二無線光學(xué)收發(fā)器可沒有到所述多個(gè)第一無線光學(xué)收發(fā)器810-813中的任何一個(gè)的清楚的視距，并且所述第二無線光學(xué)收發(fā)器831可只具有一條斜線視距到所述多個(gè)第一無線光學(xué)收發(fā)器810-813之一。相應(yīng)的，對應(yīng)所述多個(gè)第一無線光學(xué)收發(fā)器810-813接收的信號的輸出可被耦合到所述第一接收信號比較器821。所述第一接收信號比較器821可確定所述多個(gè)第一無線光學(xué)收發(fā)器810-813之中的哪個(gè)接收到最強(qiáng)的信號。所述最強(qiáng)的信號隨后被提供給所述第一接收系統(tǒng)831。
[0069]圖9是在交通工具上的無線光學(xué)通信方法900的特定的實(shí)施例的流程圖。所述無線光學(xué)通信可使用無線光學(xué)收發(fā)器被提供，分別例如圖1A-1C、2、3A-3B和4中的一個(gè)或多于一個(gè)所述無線光學(xué)收發(fā)器100、200、300和400。所述方法900可被執(zhí)行,例如,被一對無線光學(xué)收發(fā)器，例如圖5中的所述第一無線光學(xué)收發(fā)器501和所述第二無線光學(xué)收發(fā)器511執(zhí)行。所述方法900可被在交通工具中執(zhí)行，參照圖7所示。
[0070]第一電子信號可被從交通工具的機(jī)載系統(tǒng)接收，在902。例如，所述第一電子信號可包括提供到連接器引腳108的外傳數(shù)據(jù)131，參照圖1A所示。參照圖5所示，所示第一無線光學(xué)收發(fā)器501可從第一電子設(shè)備502接收所述第一電子信號，所述第一電子設(shè)備502通過通信電纜554耦合到機(jī)載系統(tǒng)554。所述第一電子信號在904可被轉(zhuǎn)換為第一波長的第一調(diào)制光學(xué)信號。例如，所述第一電子信號可被圖1A中的所述傳輸器控制器130和所述光源112轉(zhuǎn)換為第一光學(xué)信號113。所述第一調(diào)制信號的調(diào)制可基本不可被人的視覺檢測。為了說明，所述第一波長可基本處于可見光譜外，并且，因此不可被人的視覺所察覺。在另一說明中，所述第一調(diào)制光學(xué)信號可被以高頻率調(diào)制，所以，無論所述第一波長是否在可光譜內(nèi)，所述第一調(diào)制光學(xué)信號的的調(diào)制不可被人的視覺察覺。
[0071]所述第一調(diào)制信號可在906被折射以產(chǎn)生分布式第一光學(xué)信號。例如，圖1中的所述第一調(diào)制光學(xué)信號113可被提供給所述第一球透鏡116的所述第一表面101的所述第一部分115。所述第一球透鏡116可折射所述第一調(diào)制光學(xué)信號以在所述第一球透鏡116的所述第一表面101的所述第二部分117產(chǎn)生所述分布式光學(xué)信號119。所述分布式第一光學(xué)信號可在908被傳輸?shù)浇煌üぞ叩乃鰞?nèi)部客艙的空間。所述分布式第一光學(xué)信號可為被所述內(nèi)部客艙內(nèi)的電子設(shè)備通過第一視距光學(xué)傳輸可檢測的。例如，圖7中的所述分布式第一光學(xué)信號760可通過所述第一無線光學(xué)收發(fā)器710傳輸?shù)剿鼋煌üぞ?00的所述內(nèi)部客艙702。參照圖8所示，所述分布式光學(xué)信號可被傳輸通過區(qū)域820-823，所述區(qū)域基本具有錐形形狀。
[0072]在第二波長的第二光學(xué)信號可在910通過第二視距光學(xué)傳輸從所述電子設(shè)備接收。所述第二光學(xué)信號可為人眼不可察覺的。例如，一個(gè)電子設(shè)備，例如圖7中的所述電子設(shè)備731，可發(fā)送第二光學(xué)信號771到所述第一無線光學(xué)收發(fā)器710。所述第二光學(xué)信號可在912被聚焦以產(chǎn)生聚焦的第二光學(xué)信號。例如，所述圖1A中的所述第二光學(xué)信號123射到所述第二球透鏡126的所述第二表面103的所述第三部分125。所述第二球透鏡126聚焦所述第二光學(xué)信號123以將所述聚焦的光學(xué)信號129提供給所述檢測器122。
[0073]所述聚焦的光學(xué)信號可被解調(diào)制以在914產(chǎn)生第二電子信號。例如，圖1A中的所述檢測器122和所述接收器控制器132可解調(diào)所述聚焦的光學(xué)信號129以產(chǎn)生所述傳入數(shù)據(jù)133，其被提供到所述連接器引腳108。所述第二電子信號在916可被提供給所述機(jī)載系統(tǒng)。例如，圖7中的所述第一無線光學(xué)收發(fā)器712，在接收和解調(diào)所述第二光學(xué)信號774以產(chǎn)生所述第二電子信號707之后，將所述第二電子信號提供給一個(gè)或多于一個(gè)機(jī)載系統(tǒng)704。
[0074]此處描述的實(shí)施例的圖示是為了提供對所述多個(gè)實(shí)施例的框架的基本了解。所述圖示并不意味著作為使用此處描述的結(jié)構(gòu)和方法的儀器和系統(tǒng)所有元素和特征的完整描述。在看過本公開之后，許多其他的實(shí)施例對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。其他的實(shí)施例可使用或來源于本公開，這樣在不脫離本公開范圍的情況下所作出對結(jié)構(gòu)的或邏輯的替換或改變。例如，方法按步驟可被按照與圖中所示的不同的順序執(zhí)行，或者一個(gè)或多于一個(gè)方法步驟可被省略。因此，其公開內(nèi)容和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
[0075]此外，盡管使用了特定的實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述，但應(yīng)理解，設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)相同或相似的結(jié)果的任何后續(xù)的安排可替代所示的特定實(shí)施例。本公開意在覆蓋各種實(shí)施例的任何和所有后續(xù)修改或變化。上述實(shí)施例的組合，本文中沒有具體描述的其它實(shí)施例，在本領(lǐng)域技術(shù)人員看過本公開后對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。
[0076]本公開的摘要被提交，其不表示會(huì)被用來解釋或限制權(quán)利要求的范圍或含義。另夕卜，在前面的詳細(xì)描述中，各種功能可以被組合在一起，或描述在一個(gè)單一的實(shí)施例中，以達(dá)到簡化本公開的目的。本公開不應(yīng)被解釋為聲明的實(shí)施例需要比每條權(quán)利要求明確記載的更多的特征。相反，如下列權(quán)利要求所反映，要求保護(hù)的主題可能針對比任何所公開的實(shí)施例的所有功能要少。
【權(quán)利要求】
1.一種無線光學(xué)收發(fā)器，其包括: 光源，其被配置為傳輸?shù)谝徊ㄩL的第一光學(xué)信號； 第一球透鏡，其耦合到所述光源，所述第一球透鏡具有第一表面，所述第一表面包括第一部分和與第一部分相對的第二部分，所述第一表面配置為在所述第一部分從所述光源接收第一光學(xué)信號，并在所述第一部分和第二部分折射所述第一光學(xué)信號以產(chǎn)生分布式第一光學(xué)信號，所述分布式第一光學(xué)信號配置為通過第一視距傳輸而被遠(yuǎn)程接收器接收； 檢測器，其配置為接收在第二波長的聚焦的第二光學(xué)信號； 第二球透鏡，其耦合到所述檢測器，所述第二球透鏡具有第二表面，所述第二表面具有第三部分和與第三部分相對且與所述檢測器相鄰的第四部分，所述第三部分被配置為從遠(yuǎn)程傳輸器通過第二視距傳輸接收第二光學(xué)信號，并在所述第三部分和所述第四部分折射所述第二光學(xué)信號以聚焦所述第二光學(xué)信號而產(chǎn)生聚焦的第二光學(xué)信號；以及 控制器，可操作地耦合到所述光源和所述檢測器，其中所述控制器被配置為接收外傳數(shù)據(jù)并產(chǎn)生第一電子信號，所述產(chǎn)生第一電子信號配置為調(diào)制所述第一光學(xué)信號以傳輸所述外傳數(shù)據(jù)，并且其中所述控制器被配置為從所述檢測器接收第二電子信號并解調(diào)所述第二電子信號以產(chǎn)生傳入數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線光學(xué)收發(fā)器，進(jìn)一步包括基本平面的基板，其中所述光源和所述檢測器以第一方向從所述基本平面的基板延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線光學(xué)收發(fā)器，其中: 所述光源以所述第一方向從所述基本平面的基板延伸第一距離，所述檢測器以所述第一方向從所述基本平面的基板延伸第二距離；其中所述第一距離超過所述第二距離第一差距，其中所述第一差距被配置為防止所述第二球透鏡接收通過所述第一球透鏡來的所述分布式第一光學(xué)信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線光學(xué)收發(fā)器，其中: 所述第一方向與所述基本平面的基板的表面基本垂直或者與所述基本平面的基板的表面基本平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線光學(xué)收發(fā)器，其中: 所述光源和所述檢測器被放置到所述基本平面的基板的相鄰的相對邊緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線光學(xué)收發(fā)器，其中: 所述基本平面的基板具有尺寸和布線引出線，所述布線引出線將所述控制器耦合到多個(gè)連接器引腳，所述連接器引腳被配置為符合小外形收發(fā)器多源協(xié)議即SFF MSA
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線光學(xué)收發(fā)器，其中所述控制器包括傳輸器控制器和分開的控制器，其中所述傳輸器控制器和所述接收器控制器包括至少兩個(gè)分開的物理設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線光學(xué)收發(fā)器，其中所述第一波長不同于第二波長。
9.一種方法，包括: 從交通工具的機(jī)載系統(tǒng)接收第一電子信號； 將所述第一電子信號轉(zhuǎn)換為第一波長的第一調(diào)制光學(xué)信號； 折射所述第一調(diào)制光學(xué)信號以產(chǎn)生分布式第一光學(xué)信號； 傳輸所述分布式第一光學(xué)信號到所述交通工具的內(nèi)部客艙的空間，其中所述分布式第一光學(xué)信號是在所述內(nèi)部客艙內(nèi)的電子設(shè)備通過第一視距光學(xué)傳輸可檢測的；從所述電子設(shè)備通過第二視距傳輸接收在第二波長的第二光學(xué)信號； 將所述第二光學(xué)信號聚焦以產(chǎn)生聚焦的第二光學(xué)信號； 解調(diào)所述聚焦的第二光學(xué)信號以產(chǎn)生第二電子信號；并且 將所述第二電子信號提供給所述機(jī)載系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述分布式第一光學(xué)信號提供所述內(nèi)部客艙內(nèi)的客艙照明。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括:當(dāng)所述第一視距光學(xué)傳輸被至少部分阻擋時(shí)，傳輸來自內(nèi)部客艙中至少兩個(gè)位置的所述分布式第一光學(xué)信號，以啟用所述電子設(shè)備來檢測所述分布式第一光學(xué)信號。
12.—種交通工具，包括: 內(nèi)部客艙； 機(jī)載系統(tǒng)，其配置為與位于所述內(nèi)部客艙內(nèi)的至少一個(gè)電子設(shè)備交換數(shù)據(jù)，其中所述機(jī)載系統(tǒng)被配置為產(chǎn)生包括第一數(shù)據(jù)的第一電子信號，并且其中所述機(jī)載系統(tǒng)被配置為接收來自所述至少一個(gè)電子設(shè)備的第二電子信號，所述第二電子信號其包括第二數(shù)據(jù)； 無線光學(xué)網(wǎng)絡(luò)，其配置為啟用與位于所述內(nèi)部客艙內(nèi)的至少一個(gè)電子設(shè)備的無線光學(xué)通信，所述無線光學(xué)網(wǎng)絡(luò)包括: 至少一個(gè)光源，其配置為通過第一視距傳輸而將第一波長的第一光學(xué)信號傳輸?shù)剿鰞?nèi)部客艙，其中所述至少一個(gè)光源被配置為從所述機(jī)載系統(tǒng)接收所述第一電子信號并將所述第一電子信號轉(zhuǎn)換為所述第一光學(xué)信號，并且其中所述第一光學(xué)信號的調(diào)制被配置為人的視覺不可察覺的；以及 至少一個(gè)檢測器，其配置為通過第二視距傳輸而從所述至少一個(gè)電子設(shè)備接收第二波長的第二光學(xué)信號，其中所述至少一個(gè)檢測器被配置為將所述第二光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為所述第二電子信號，并將所述第二電子信號發(fā)送到所述機(jī)載系統(tǒng)，并且其中所述第二光學(xué)信號被配置為人的視覺不可察覺的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的交通工具，其中: 所述第一波長位于可見光譜內(nèi)，并且所述至少一個(gè)光源進(jìn)一步被配置為作為所述內(nèi)部客艙的客艙燈光。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的交通工具，其中: 所述至少一個(gè)光源是多個(gè)光學(xué)傳輸器中的一個(gè)，所述多個(gè)光學(xué)傳輸器被配置為在多個(gè)第一冗余位置產(chǎn)生所述第一光學(xué)信號；并且 所述至少一個(gè)檢測器是多個(gè)檢測器中的一個(gè)，所述多個(gè)檢測器被配置為在多個(gè)第二冗余位置接收所述第一光學(xué)信號。
【文檔編號】H04B10/116GK103493404SQ201280020691
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月26日
【發(fā)明者】E·Y·常, D·G·克什子 申請人:波音公司