CN1330462A - 用于电子装置红外线接收的光导管 - Google Patents

Abstract

提供一种用于电子装置的光导管(10)。细长的光导管部分(12)接收从遥控器发射的红外能量,充当用于将接收的能量照射到红外灵敏检测器上的高效导管。光导管部分(12)是中空的,且具有反射内表面(15)。光导管部分(12)的光入射窗孔(14)覆盖有对红外能量基本上透明的材料(11,11a)。材料(11,11a,12)和光导管部分紧固在一起,构成整体装置。

Description

用于电子装置红外线接收的光导管

此处所用术语光、红外线能量以及红外线(IR)是可以互相替换使用的，它们表示红外波长形式的电磁能，信号或辐射。

IR遥控广泛地用于控制消费类电子设备。各种电子设备中的IR接收器(IRR)部分通常位于安装在面板上窗孔或晶体后面靠近所述面板的位置。为此，常常设置一个固定在所述面板上的单独的印刷电路板(PCB)模块。但是，相对于单独生产和加工PCB并将其布线连接，直接将IRR组装在主PCB上的成本较低且便于加工。但是，由于主PCB一般位于远离面板靠后的位置，这种主PCB位置靠后的安排可能会降低IR系统的性能，尤其是遥控的源信号相对于晶体的角度偏离轴线的情况。

光导管已经广泛被用于将IR从电子设备的面板传送到IR接收器。它们一般由透明塑料、例如、聚碳酸酯制成。透明聚碳酸酯是可用的最佳材料之一，因为对于3毫米的厚度，它具有约95％的高透明度。

但是，有两个问题限制了塑料光导管的长度和效率。首先，出于美观的考虑，要求作为光导管的面板表面的晶体对人眼呈深色。为此，在材料中添加了深色染料，例如使之呈深紫色的染料。添加的染料越多，或光导管越长，所传导的光就越少。通常要求所述晶体具有85％的透射比，而光导管只能达到75％透射比。许多情况采用两片设计来解决这个问题：深色晶体，其后设置一透明塑料光导管。

第二个问题是有关光导管直径的模制限制。直径越大的光导管采集和传送到接收器的光越多。但是，如此厚的塑料部件难以模塑，因此也更加昂贵。通常采用直径较小的光导管，其成本较低，但是性能不是很好。

但是，即使不添加染料，光导管越长，也会因塑料中的光损失而使所传导的光越少。受让人已成功实现的最长光导管长达23.75毫米。超过此长度，系统性能就会大大降低。但是，对于超过所述长度的情况，也允许以多方面的适应性在离开面板较长距离上设置红外灵敏传感器。

当前所述光导管从光源(例如，红外(IR)遥控器)接收光，并将其导向电子设备中的光敏接收器。所述光导管由如下两个部分构成：晶体部分，充当接收光的窗孔；以及光导管部分，它引导所述光照射到红外灵敏检测器上。所述光导管是中空的，且具有高反射性的内表面。晶体和光导管部分彼此紧固而构成一个整体装置。

图1显示根据本发明的光导管的透视图。

图2显示图1的光导管的分解透视图。

图3显示图1和图2的光导管的测试设置的示意。

图1和图2显示构成中空的，延伸的光导管12的结构10。光源，如红外遥控器(未显示)，将光线射入光导管12的入口端14，所述入口端14覆盖有薄形材料11。红外能量被引导成与光导管12的纵轴平行，并在出口端16输出。射出出口端16的所述能量照射到红外灵敏检测器(未示出，例如光敏二极管、光敏晶体管、光电管等)上。发射红外能量的遥控器、所述红外灵敏检测器以及其中所具有的控制电路并不构成本发明的任何部分，仅仅为了更全面地公开本发明和/或声明本发明的权利的目的而予以讨论。

更确切地说，本发明实现了薄IR晶体11的最佳效果和薄片金属IR导管12的透光率(throughput)的组合。所述光导管由如下两个部分构成：晶体11，由深色透明聚碳酸酯材料制成；以及导管式光导管部分12，它在示范的实施例中由制成中空的圆管形的镀锡金属薄板构成。晶体11包括与光导管部分12的空腔/空穴15的内侧密接的部分11a。然后，在示范的实施例中，通过在金属薄板连续冲模中的全自动工艺将两个零件11和12组装和打桩(staked)在一起。

本发明的设想包括采用其他合适的紧固方式，例如更紧密的配合，粘合，热焊接等。这样，该光导管组合件变成在长度上几乎可以是现有技术的最长可用塑料体光导管的两倍的单件整体装置。本发明的设想还包括把导管12的入口端14配合在晶体11的相吻合的内腔(未显示)中，并将两个部件以类似的方式紧固在一起。本发明的设想包括可以在入口端16或入口端16与光敏红外检测装置之间的光路上的某处使用合适材料制成的集光镜(未显示)。

模制具有薄的光入口壁的晶体11，使得红外信号能量的透射比将会在85％至90％的范围之内，例如紫色的3毫米厚聚碳酸酯。内反射面20与空气接触，且空气作为传播介质，这样沿所述圆管的纵向长度方向几乎没有透光率损失。因此，唯一会产生的损失来自内反射壁20的光反射，而利用光滑和/或抛光材料可将所述损失减少到最小。光滑明亮的镀锡钢作为一种低成本商用材料且易于机械加工，显然可提供非常好的效果。当然，也可以采用具有IR反射内表面20的铝，铜，玻璃或塑料圆筒段。另外，由于本示范的实施例中的金属导管/反射器12和20的横截面几何形状是圆形，所以光子能量沿反射导管12的纵向几何轴和同轴光轴被高效率地传送。当然，也可以采用其他横截面几何形状，例如，卵形，椭圆形，矩形或正方形。

最好利用本发明的光导管使得在遥控器输出最小IR的情况下IR接收器的接收性能满足某些要求。相应的测试装置如图3所示，其中利用新电池校准遥控器。最好在偏离轴线高达45度的任何方向上接收来自遥控器的输入时，所述IR接收器均可正常工作。

测试结果表明根据本发明的各个方面的所述光导管，同轴位置至少具有等效的性能，而在垂直和水平偏离轴线一定角度的情况下具有较现有塑料体光导管设计优良的性能。在结构上，根据本发明的光导管已经允许光导管长度超过40毫米，且具有可接受的参数。另外，本发明不仅提高了性能，而且由于大多数所采用的材料是低成本的镀锡钢，所以还比其他设计便宜。

虽然所提供上述说明是采用IR遥控器作为IR源，但是利用非遥控器的IR源、例如键盘或其他IR发射装置、以便将控制信号和/或信息信号的IR连接到所述接收器也在本发明的设想范围之内。

Claims (18)

1.对红外能量发射装置敏感的电子装置中的一种光导管，它包括：

装置(10)，用于从所述发射装置接收红外能量，用作所述接收的能量的导管，以便将其照射到红外灵敏检测器，

所述装置(10)包括入口材料部分(11)，后者至少部分地透射红外能量，其特征在于：

光导管部分(12)具有能量入射窗孔(14)和能量射出窗孔(16)，其中所述光导管部分是中空的且具有红外能量反射内表面(20)，所述入射窗孔(14)可以接收入射能量而所述射出窗孔(16)可以发射所接收的红外能量，以便将其照射到红外灵敏检测器；

所述入口材料部分(11，11a)与所述光导管部分紧固在一起并覆盖所述入射窗孔(14)。

2.权利要求1的光导管，其特征在于所述光导管部分是由金属制成的，其内表面(20)镀有高反射性材料。

3.权利要求1的光导管，其特征在于所述光导管部分(12)是由塑料制成的，其内表面具有高反射性。

4.权利要求2的光导管，其特征在于所述光导管部分(12)的横截面是圆形的。

5.权利要求1的光导管，其特征在于所述入口材料部分(11，11a)通过机械方式与所述光导管部分紧固在一起。

6.权利要求1的光导管，其特征在于所述入口材料部分与所述光导管部分粘合在一起。

7.权利要求1的光导管，其特征在于通过加热将所述入口材料部分与所述光导管部分粘合在一起。

8.权利要求1的光导管，其特征在于所述入口材料部分在人眼观察时呈深色。

9.权利要求1的光导管，其特征在于所述入口材料部分可以固定在所述电子装置的面板上。

10.权利要求1的光导管，其特征在于所述射出窗孔包括设置在所述空心体内部的透镜，用于将所述能量集中于所述红外能量检测装置上。

11.权利要求1的光导管，其特征在于所述光导管部分的长度沿着纵轴方向，所述能量入射窗孔和所述能量射出窗孔沿着与所述纵轴同轴的直线光轴设置。

12.权利要求1的光导管，其特征在于所述入射和射出窗孔都是圆形的。

13.权利要求1的光导管，其特征在于所述入口材料部分和所述细长的光导管部分构成整体结构。

14.权利要求1的装置，其特征在于所述电子装置可以是具有或不具有视频显示器的电视接收器，DVD重放机，FM接收机，CD重放机或音频系统中任何一种。

15.权利要求2的光导管，其特征在于所述光导管部分由镀锡金属薄板制成。

16.一种光导管，它包括：

装置(10)，用于从所述发射装置接收红外能量，用作所述接收的能量的导管，以便将其照射到红外灵敏检测器，

所述装置(10)包括入口材料部分(11，11a)，后者至少部分地透射红外能量，其特征在于：

光导管部分(12)具有能量入射窗孔(14)和能量射出窗孔(16)，其中所述光导管部分(12)是中空的且具有红外能量反射内表面，所述入射窗孔可以接收入射的能量而所述射出窗孔可以发射所接收的红外能量，以便将其照射到红外灵敏检测器；

所述入口材料部分与所述光导管部分紧固在一起并覆盖所述入射窗孔。

17.一种制造光导管的方法，它包括以下步骤：

提供光导管(12)和晶体部分(11，11a)，

其特征在于：

将所述光导管部分与所述晶体部分彼此紧固在一起以构成整体装置。

18.权利要求17的方法，其特征在于所述光导管部分是中空的以及所述晶体部分覆盖所述光导管部分的光入射窗孔。

Images