專利名稱：用于電子裝置紅外線接收的光導(dǎo)管的制作方法
此處所用術(shù)語光、紅外線能量以及紅外線(IR)是可以互相替換使用的，它們表示紅外波長形式的電磁能，信號或輻射。
IR遙控廣泛地用于控制消費類電子設(shè)備。各種電子設(shè)備中的IR接收器(IRR)部分通常位于安裝在面板上窗孔或晶體后面靠近所述面板的位置。為此，常常設(shè)置一個固定在所述面板上的單獨的印刷電路板(PCB)模塊。但是，相對于單獨生產(chǎn)和加工PCB并將其布線連接，直接將IRR組裝在主PCB上的成本較低且便于加工。但是，由于主PCB一般位于遠(yuǎn)離面板靠后的位置，這種主PCB位置靠后的安排可能會降低IR系統(tǒng)的性能，尤其是遙控的源信號相對于晶體的角度偏離軸線的情況。
光導(dǎo)管已經(jīng)廣泛被用于將IR從電子設(shè)備的面板傳送到IR接收器。它們一般由透明塑料、例如、聚碳酸酯制成。透明聚碳酸酯是可用的最佳材料之一，因為對于3毫米的厚度，它具有約95％的高透明度。
但是，有兩個問題限制了塑料光導(dǎo)管的長度和效率。首先，出于美觀的考慮，要求作為光導(dǎo)管的面板表面的晶體對人眼呈深色。為此，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，或光導(dǎo)管越長，所傳導(dǎo)的光就越少。通常要求所述晶體具有85％的透射比，而光導(dǎo)管只能達(dá)到75％透射比。許多情況采用兩片設(shè)計來解決這個問題深色晶體，其后設(shè)置一透明塑料光導(dǎo)管。
第二個問題是有關(guān)光導(dǎo)管直徑的模制限制。直徑越大的光導(dǎo)管采集和傳送到接收器的光越多。但是，如此厚的塑料部件難以模塑，因此也更加昂貴。通常采用直徑較小的光導(dǎo)管，其成本較低，但是性能不是很好。
但是，即使不添加染料，光導(dǎo)管越長，也會因塑料中的光損失而使所傳導(dǎo)的光越少。受讓人已成功實現(xiàn)的最長光導(dǎo)管長達(dá)23.75毫米。超過此長度，系統(tǒng)性能就會大大降低。但是，對于超過所述長度的情況，也允許以多方面的適應(yīng)性在離開面板較長距離上設(shè)置紅外靈敏傳感器。
當(dāng)前所述光導(dǎo)管從光源(例如，紅外(IR)遙控器)接收光，并將其導(dǎo)向電子設(shè)備中的光敏接收器。所述光導(dǎo)管由如下兩個部分構(gòu)成晶體部分，充當(dāng)接收光的窗孔；以及光導(dǎo)管部分，它引導(dǎo)所述光照射到紅外靈敏檢測器上。所述光導(dǎo)管是中空的，且具有高反射性的內(nèi)表面。晶體和光導(dǎo)管部分彼此緊固而構(gòu)成一個整體裝置。


圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的光導(dǎo)管的透視圖。
圖2顯示圖1的光導(dǎo)管的分解透視圖。
圖3顯示圖1和圖2的光導(dǎo)管的測試設(shè)置的示意。
圖1和圖2顯示構(gòu)成中空的，延伸的光導(dǎo)管12的結(jié)構(gòu)10。光源，如紅外遙控器(未顯示)，將光線射入光導(dǎo)管12的入口端14，所述入口端14覆蓋有薄形材料11。紅外能量被引導(dǎo)成與光導(dǎo)管12的縱軸平行，并在出口端16輸出。射出出口端16的所述能量照射到紅外靈敏檢測器(未示出，例如光敏二極管、光敏晶體管、光電管等)上。發(fā)射紅外能量的遙控器、所述紅外靈敏檢測器以及其中所具有的控制電路并不構(gòu)成本發(fā)明的任何部分，僅僅為了更全面地公開本發(fā)明和/或聲明本發(fā)明的權(quán)利的目的而予以討論。
更確切地說，本發(fā)明實現(xiàn)了薄IR晶體11的最佳效果和薄片金屬IR導(dǎo)管12的透光率(throughput)的組合。所述光導(dǎo)管由如下兩個部分構(gòu)成晶體11，由深色透明聚碳酸酯材料制成；以及導(dǎo)管式光導(dǎo)管部分12，它在示范的實施例中由制成中空的圓管形的鍍錫金屬薄板構(gòu)成。晶體11包括與光導(dǎo)管部分12的空腔/空穴15的內(nèi)側(cè)密接的部分11a。然后，在示范的實施例中，通過在金屬薄板連續(xù)沖模中的全自動工藝將兩個零件11和12組裝和打樁(staked)在一起。
本發(fā)明的設(shè)想包括采用其他合適的緊固方式，例如更緊密的配合，粘合，熱焊接等。這樣，該光導(dǎo)管組合件變成在長度上幾乎可以是現(xiàn)有技術(shù)的最長可用塑料體光導(dǎo)管的兩倍的單件整體裝置。本發(fā)明的設(shè)想還包括把導(dǎo)管12的入口端14配合在晶體11的相吻合的內(nèi)腔(未顯示)中，并將兩個部件以類似的方式緊固在一起。本發(fā)明的設(shè)想包括可以在入口端16或入口端16與光敏紅外檢測裝置之間的光路上的某處使用合適材料制成的集光鏡(未顯示)。
模制具有薄的光入口壁的晶體11，使得紅外信號能量的透射比將會在85％至90％的范圍之內(nèi)，例如紫色的3毫米厚聚碳酸酯。內(nèi)反射面20與空氣接觸，且空氣作為傳播介質(zhì)，這樣沿所述圓管的縱向長度方向幾乎沒有透光率損失。因此，唯一會產(chǎn)生的損失來自內(nèi)反射壁20的光反射，而利用光滑和/或拋光材料可將所述損失減少到最小。光滑明亮的鍍錫鋼作為一種低成本商用材料且易于機(jī)械加工，顯然可提供非常好的效果。當(dāng)然，也可以采用具有IR反射內(nèi)表面20的鋁，銅，玻璃或塑料圓筒段。另外，由于本示范的實施例中的金屬導(dǎo)管/反射器12和20的橫截面幾何形狀是圓形，所以光子能量沿反射導(dǎo)管12的縱向幾何軸和同軸光軸被高效率地傳送。當(dāng)然，也可以采用其他橫截面幾何形狀，例如，卵形，橢圓形，矩形或正方形。
最好利用本發(fā)明的光導(dǎo)管使得在遙控器輸出最小IR的情況下IR接收器的接收性能滿足某些要求。相應(yīng)的測試裝置如圖3所示，其中利用新電池校準(zhǔn)遙控器。最好在偏離軸線高達(dá)45度的任何方向上接收來自遙控器的輸入時，所述IR接收器均可正常工作。
測試結(jié)果表明根據(jù)本發(fā)明的各個方面的所述光導(dǎo)管，同軸位置至少具有等效的性能，而在垂直和水平偏離軸線一定角度的情況下具有較現(xiàn)有塑料體光導(dǎo)管設(shè)計優(yōu)良的性能。在結(jié)構(gòu)上，根據(jù)本發(fā)明的光導(dǎo)管已經(jīng)允許光導(dǎo)管長度超過40毫米，且具有可接受的參數(shù)。另外，本發(fā)明不僅提高了性能，而且由于大多數(shù)所采用的材料是低成本的鍍錫鋼，所以還比其他設(shè)計便宜。
雖然所提供上述說明是采用IR遙控器作為IR源，但是利用非遙控器的IR源、例如鍵盤或其他IR發(fā)射裝置、以便將控制信號和/或信息信號的IR連接到所述接收器也在本發(fā)明的設(shè)想范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.對紅外能量發(fā)射裝置敏感的電子裝置中的一種光導(dǎo)管，它包括裝置(10)，用于從所述發(fā)射裝置接收紅外能量，用作所述接收的能量的導(dǎo)管，以便將其照射到紅外靈敏檢測器，所述裝置(10)包括入口材料部分(11)，后者至少部分地透射紅外能量，其特征在于光導(dǎo)管部分(12)具有能量入射窗孔(14)和能量射出窗孔(16)，其中所述光導(dǎo)管部分是中空的且具有紅外能量反射內(nèi)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)可以發(fā)射所接收的紅外能量，以便將其照射到紅外靈敏檢測器；所述入口材料部分(11，11a)與所述光導(dǎo)管部分緊固在一起并覆蓋所述入射窗孔(14)。
2.權(quán)利要求1的光導(dǎo)管，其特征在于所述光導(dǎo)管部分是由金屬制成的，其內(nèi)表面(20)鍍有高反射性材料。
3.權(quán)利要求1的光導(dǎo)管，其特征在于所述光導(dǎo)管部分(12)是由塑料制成的，其內(nèi)表面具有高反射性。
4.權(quán)利要求2的光導(dǎo)管，其特征在于所述光導(dǎo)管部分(12)的橫截面是圓形的。
5.權(quán)利要求1的光導(dǎo)管，其特征在于所述入口材料部分(11，11a)通過機(jī)械方式與所述光導(dǎo)管部分緊固在一起。
6.權(quán)利要求1的光導(dǎo)管，其特征在于所述入口材料部分與所述光導(dǎo)管部分粘合在一起。
7.權(quán)利要求1的光導(dǎo)管，其特征在于通過加熱將所述入口材料部分與所述光導(dǎo)管部分粘合在一起。
8.權(quán)利要求1的光導(dǎo)管，其特征在于所述入口材料部分在人眼觀察時呈深色。
9.權(quán)利要求1的光導(dǎo)管，其特征在于所述入口材料部分可以固定在所述電子裝置的面板上。
10.權(quán)利要求1的光導(dǎo)管，其特征在于所述射出窗孔包括設(shè)置在所述空心體內(nèi)部的透鏡，用于將所述能量集中于所述紅外能量檢測裝置上。
11.權(quán)利要求1的光導(dǎo)管，其特征在于所述光導(dǎo)管部分的長度沿著縱軸方向，所述能量入射窗孔和所述能量射出窗孔沿著與所述縱軸同軸的直線光軸設(shè)置。
12.權(quán)利要求1的光導(dǎo)管，其特征在于所述入射和射出窗孔都是圓形的。
13.權(quán)利要求1的光導(dǎo)管，其特征在于所述入口材料部分和所述細(xì)長的光導(dǎo)管部分構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)。
14.權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述電子裝置可以是具有或不具有視頻顯示器的電視接收器，DVD重放機(jī)，F(xiàn)M接收機(jī)，CD重放機(jī)或音頻系統(tǒng)中任何一種。
15.權(quán)利要求2的光導(dǎo)管，其特征在于所述光導(dǎo)管部分由鍍錫金屬薄板制成。
16.一種光導(dǎo)管，它包括裝置(10)，用于從所述發(fā)射裝置接收紅外能量，用作所述接收的能量的導(dǎo)管，以便將其照射到紅外靈敏檢測器，所述裝置(10)包括入口材料部分(11，11a)，后者至少部分地透射紅外能量，其特征在于光導(dǎo)管部分(12)具有能量入射窗孔(14)和能量射出窗孔(16)，其中所述光導(dǎo)管部分(12)是中空的且具有紅外能量反射內(nèi)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發(fā)射所接收的紅外能量，以便將其照射到紅外靈敏檢測器；所述入口材料部分與所述光導(dǎo)管部分緊固在一起并覆蓋所述入射窗孔。
17.一種制造光導(dǎo)管的方法，它包括以下步驟提供光導(dǎo)管(12)和晶體部分(11，11a)，其特征在于將所述光導(dǎo)管部分與所述晶體部分彼此緊固在一起以構(gòu)成整體裝置。
18.權(quán)利要求17的方法，其特征在于所述光導(dǎo)管部分是中空的以及所述晶體部分覆蓋所述光導(dǎo)管部分的光入射窗孔。
全文摘要
提供一種用于電子裝置的光導(dǎo)管(10)。細(xì)長的光導(dǎo)管部分(12)接收從遙控器發(fā)射的紅外能量,充當(dāng)用于將接收的能量照射到紅外靈敏檢測器上的高效導(dǎo)管。光導(dǎo)管部分(12)是中空的,且具有反射內(nèi)表面(15)。光導(dǎo)管部分(12)的光入射窗孔(14)覆蓋有對紅外能量基本上透明的材料(11,11a)。材料(11,11a,12)和光導(dǎo)管部分緊固在一起,構(gòu)成整體裝置。
文檔編號G02B6/10GK1330462SQ0112170
公開日2002年1月9日 申請日期2001年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月16日
發(fā)明者M·A·約德, M·W·托爾納 申請人:湯姆森許可公司