СПОСОБ БЛИЖНЕЙ ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ, ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ/ЧТЕНИЯ

1. Способ ближней оптической связи между двумя оптоэлектронными устройствами, взаимодействующими по принципу «ведущий-ведомый» (Master-Slave - далее M-S), основанный на том, что первичный источник излучения помещают только в первое - М-устройство, а второе - S-устройство используют в пассивном режиме, при котором оно получает питание в результате фотовольтаического преобразования энергии поглощенной части первичного (падающего) излучения, посылаемого М-устройством при запросе S-устройства, и, в свою очередь, отвечает на запрос путем модуляции вторичной (отраженной или иным способом возвращенной М-устройству) части его излучения, отличающийся тем, что для проведения обмена данными между устройствами в соответствии с установленным протоколом, оба устройства приводят в соприкосновение так, чтобы между активной структурой в составе М-устройства - оптическим приемопередатчиком, и активной структурой в составе S-устройства - мишенью, сформировался бы световод, концентрирующий излучение в канале связи между устройствами и ограничивающий его распространение в окружающее пространство, после чего, по стартовой команде, генерируемой М-устройством, осуществляют обмен данными, причем в качестве мишени в S-устройстве используют функциональную область обратимого (обращаемого) оптоэлектронного прибора, могущего работать как приемником (преобразователем энергии) первичного излучения, так и электрически управляемым передатчиком (модулятором) вторичного излучения.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стартовую команду, инициирующую обмен данными, в М-устройстве генерируют автоматически при соприкосновении обоих устройств, для чего в состав М-устройства включают сенсор оказываемого на него давления.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что световод образуют с общим каналом для первичного и вторичного излучений, а запросные сигналы первичного излучения и ответные сигналы вторичного излучения разделяют по времени, строя схему S-устройства так, чтобы в нем передние фронты ответных импульсов формировались бы за задними фронтами запросных.
4. Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что световод с общим каналом для первичного и вторичного излучений образуют путем присоединения к одному из устройств отрезка полой трубки с отражающей внутренней поверхностью, охватывающей активные структуры обоих устройств: первого - постоянно, а второго - временно (на период касания).
5. Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что световод с общим каналом для первичного и вторичного излучений образуют путем присоединения к одному из устройств жесткого волоконно-оптического блока, представляющего собой пучок параллельно уложенных и совместно работающих волоконных световодов в общей защитной оболочке, заостренный и/или закругленный на внешнем конце, которым касаются оптически прозрачного окна (лунки соответствующего радиуса закругления в оптически прозрачном окне) второго устройства.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что световод образуют с раздельными каналами для первичного и вторичного излучений путем присоединения к М-устройству жесткого волоконно-оптического блока, представляющего собой заостренный и/или закругленный на внешнем конце, которым касаются оптически прозрачного окна (лунки соответствующего радиуса закругления в оптически прозрачном окне) S-устройства, пучок параллельно уложенных, но раздельно работающих волоконных световодов в общей защитной оболочке, причем по группе волокон, расположенных по центру (в сердцевине) пучка, канализируют первичное излучение, а по группе волокон, расположенных по периферии (в кольцевой зоне, прилегающей к оболочке) пучка, канализируют вторичное излучение.
7. Способ по пп. 1 и 6, отличающийся тем, что на внутреннем (соединенном с М-устройством) конце световода с раздельными каналами для первичного и вторичного излучений выполняют хвостовик с сечением, меньшим сечения его основной части - таким, чтобы в него вошла только сердцевина, предназначенная для канализирования первичного излучения, а торцы периферийных волокон, предназначенных для канализирования вторичного излучения, оказались бы в зоне ступенчатого перехода от основной части световода к хвостовику, причем оптический приемопередатчик М-устройства строят с отдельными приемной и передающей структурами (оптоэлектронными приборами) по оптической схеме, обеспечивающей разделение первичного и вторичного излучений по соответствующим приборам с достаточным уровнем оптической развязки между ними.
3
5
8. Оптоэлектронный Носитель Информации (далее - ОНИ), представляющий собой ретранслятор сигнала Устройства Записи/Чтения (далее - УЗЧ), получающий свое питание в результате фотовольтаического преобразования энергии излучения, посылаемого УЗЧ при запросе носителя, и отвечающий на запрос путем модуляции вторичного (отраженного или иным способом возвращенного УЗЧ) излучения, отличающийся тем, что он выполнен в виде гибридной микросборки, содержащей кремниевую интегральную схему (ИС) со схемами энергонезависимой памяти, к которой, в виде замкнутой кольцевой цепи, присоединены оптически активная диодная структура из материала, например, группы АВ, позволяющего ей работать как в фотодиодном (преобразовательном), так и в светодиодном (излучательном) режимах, и индуктивный элемент (микроэлемент), индуктивность которого определена по критерию достаточности энергии, накопленной в его магнитном поле за один импульс тока, для формирования ответного импульса света, излучаемого структурой в светодиодном режиме по окончании засвечивающего импульса вследствие того, что ток в цепи с индуктивностью мгновенно прекратиться не может, причем ИС содержит электронный ключ, размыкающий упомянутую цепь в случаях, когда двоичный разряд цифровой последовательности, передаваемой в текущий интервал, таков, что формирование ответного импульса не требуется.
9. ОНИ по п. 8, отличающийся тем, что в нем ИС и диодная структура смонтированы в перпендикулярных плоскостях: первая - на боковой, вторая - на торцевой поверхностях, по меньшей мере, одного из выводов, и совместно залиты (опрессованы) оптически прозрачным компаундом, а индуктивный микроэлемент установлен снаружи на отрезках выводов минимальной длины, выпущенных за пределы заливки (опрессовки).
10. ОНИ по пп. 8 и 9, отличающийся тем, что он заключен в обойму-держатель, обеспечивающую удобство обращения с ним и/или его присоединения к маркируемому предмету, и защищен от несанкционированных действий разрушающейся при снятии липкой аппликацией с защитным (труднокопируемым) рисунком, охватывающей обойму, причем на уровне носителя в аппликации выполнены перфорации, прорывающиеся при первом акте записи/чтения (инициализации носителя) конечными пользователями.
11. ОНИ по пп. 8 и 9, отличающийся тем, что он заключен в конический наконечник цифровой ручки (стилуса) и состыкован внутри с пропущенным по оси наконечника жестким волоконно-оптическим блоком, представляющим собой пучок параллельно уложенных и совместно работающих волоконных световодов в общей защитной оболочке, внешний торец которого, подобно шариковому пишущему узлу, обработан на сферу.
12. ОНИ по п. 8, отличающийся тем, что в нем ИС и диодная структура смонтированы в параллельных плоскостях на противоположных лицевых сторонах двух выводных рамок, сложенных вместе тыльными сторонами так, что выводы, подлежащие внутренним соединениям, оказываются совмещенными (наложенными), и совместно залиты (опрессованы) оптически прозрачным компаундом в форме миниатюрного короткого цилиндра (таблетки), причем внешние контуры рамок и не подлежащие внешним соединениям (технологические) выводы удалены после заливки (опрессовки).
13. ОНИ по пп. 8 и 12, отличающийся тем, что он заключен в открытую со стороны трубчатого хвостовика головку пустотелой заклепки или застежки (кнопки) в составе оснащаемого ОНИ предмета (чехла предмета) личного пользования, а индуктивный микроэлемент выполнен на кольцевом (тороидальном) сердечнике и установлен снаружи в одной плоскости с ОНИ, расположенным в центральном отверстии сердечника.
14. ОНИ, представляющий собой ретранслятор сигнала УЗЧ, получающий свое питание в результате фотовольтаического преобразования энергии излучения, посылаемого УЗЧ при запросе носителя, и отвечающий на запрос путем модуляции вторичного (отраженного или иным способом возвращенного УЗЧ) излучения, отличающийся тем, что он содержит схемы энергонезависимой памяти и оптически активную диодную структуру, работающую исключительно в фотодиодном (преобразовательном) режиме, а также, по меньшей мере, один дополнительный структурный и/или схемный элемент, обеспечивающий модуляцию излучения, отраженного от диодной структуры, причем, из всех вышеупомянутых элементов, по меньшей мере, схемы энергонезависимой памяти реализованы в составе кремниевой ИС.
15. ОНИ по п. 14, отличающийся тем, что дополнительные элементы, обеспечивающие модуляцию отраженного излучения - исключительно схемные - в составе контроллера, управляющего, в режиме передачи, электрической нагрузкой диодной структуры с целью модуляции отраженного излучения по параметру, чувствительному к доле поглощенной энергии, выведенной из структуры в преобразованной (электрической) форме.
16. ОНИ по п. 14, отличающийся тем, что оптически активная диодная структура реализована в составе кремниевой ИС на ее единой планарной поверхности со схемами энергонезависимой памяти.
17. ОНИ по п. 14, отличающийся тем, что оптически активная диодная структура реализована в составе кремниевой ИС на ее второй (тыльной) планарной поверхности - противоположной той, на которой расположены схемы энергонезависимой памяти.
18. ОНИ по п. 14, отличающийся тем, что оптически активная диодная структура содержит внешний полупрозрачный электрод, включенный в схему в качестве общего для режимов приема и передачи, поверх которого известными технологическими методами нанесены дополнительные структурные элементы в виде электрически управляемого оптически активного слоя, выполненного, например, из сегнетоэлектрического или жидкокристаллического диэлектриков, а также второго полупрозрачного электрода, включенного в схему в качестве модулятора для режима передачи.
19. ОНИ по пп. 14 и 18, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из дополнительных структурных элементов расположен на прозрачной диэлектрической подложке, несущей ИС, и подключен к ее схеме методами сборки, применяемыми в гибридно-пленочной технологии.
3
5
20. УЗЧ, содержащее оптический приемопередатчик, посылающий первичное излучение к ОНИ при его запросе, и принимающий вторичное (отраженное или иным способом возвращенное УЗЧ) излучение от ОНИ при его ответе, и систему разделения запросных и ответных сигналов, отличающееся тем, что оно содержит общую для режимов передачи и приема оптически активную диодную структуру из материала, например, группы АВ, позволяющего ей работать как в светодиодном (излучательном), так и в фотодиодном (преобразовательном) режимах, и электронную систему временного разделения запросных и ответных сигналов в виде коммутатора, поочередно подсоединяющего оптически активную диодную структуру к выходу усилителя запросных сигналов или к входу усилителя ответных сигналов.
21. УЗЧ, содержащее оптический приемопередатчик, посылающий первичное излучение к ОНИ при его запросе, и принимающий вторичное (отраженное или иным способом возвращенное УЗЧ) излучение от ОНИ при его ответе, и систему разделения запросных и ответных сигналов, отличающееся тем, что оно содержит оптическую систему пространственного разделения запросных и ответных сигналов в виде отрезка жесткого волоконно-оптического блока, представляющего собой пучок параллельно уложенных волоконных световодов, который на своем внешнем конце заострен и/или закруглен, а на внутреннем конце содержит хвостовик с сечением, меньшим сечения его основной части - таким, чтобы в него вошла только сердцевина, предназначенная для канализирования первичного излучения, а торцы периферийных волокон, предназначенных для канализирования вторичного излучения, оказались бы в зоне ступенчатого перехода от основной части к хвостовику, причем хвостовик пропущен через отверстие в, по меньшей мере, одном зеркале, расположенном наклонно относительно оптической оси так, чтобы торцы периферийных волокон отображались бы на световоспринимающую поверхность, по меньшей мере, одного приемного (преобразовательного) прибора приемопередатчика, установленного напротив зеркала рядом с волоконно-оптическим блоком, а передающий (излучательный) прибор приемопередатчика - светодиод или лазер - установлен на выпущенном за пределы зеркала (системы зеркал) торце хвостовика.
22. УЗЧ по п. 21, отличающееся тем, что хвостовик волоконно-оптического блока пропущен через центральное (проходящее через вершину) отверстие в пирамидке с зеркальными гранями, напротив каждой из которых установлен отдельный приемный (преобразовательный) прибор.
23. УЗЧ по п. 21, отличающееся тем, что его схема содержит специализированный для обработки изображений цифровой сигнальный процессор (DSP-процессор), позволяющий ему работать в реальном масштабе времени - в качестве дополнительной опции, вне связи с ОНИ - в режиме графического манипулятора (аналога оптической мыши), причем на вход DSP-процессора подано оцифрованное изображение кольцевой зоны волоконно-оптического блока, полученное с нескольких приемных приборов (для пирамидальной системы зеркал), или, по меньшей мере, с одного приемного прибора, выполненного в виде многоэлементной матрицы, в условиях подсветки опорной поверхности, через сердцевину волоконно-оптического блока, работающим в непрерывном режиме (режиме подсветки) передающим прибором.
24. УЗЧ по пп. 21-23, отличающееся тем, что оно выполнено в виде ручки для письма (с дополнительным пишущий узлом) и содержит автономный элемент питания, а также типовой модуль беспроводного радиочастотного интерфейса (например, "Bluetooth") для связи с хост-компьютером.