CN105164561A - 具有共享光导的电子装置 - Google Patents

Abstract

一种音频/视频装置，包括包围机壳（11）和机壳内部的电子电路（14）。电路包括是光源（15）和光学检测器（16）的接口组件。与接口组件相关联的光信号作为控制信号被接收或者作为反馈信号被发射。音频/视频装置包括单个光导（17），用于在包围机壳中的孔或透明部分（12）与相应接口组件之间、在机壳内部传输光信号。通过光学滤波器和/或通过接口组件的时分复用操作来防止光信号之间的干扰。

Description

具有共享光导的电子装置

技术领域

本发明涉及发射和接收光信号的电子音频和视频装置，并且特别地但非排他地涉及显示装置和电视机。

背景技术

许多消费电子装置为了发信号和控制目的在它们工作期间发射和/或接收光信号。例如，使用基于红外光的远程控制来控制许多DVD和蓝光播放器。它们通常包含LED指示器，其例如用于将装置的待机状态发信号给用户。

在电视机中，通常存在红外远程控制和状态LED的这些相同功能。此外，电视机通常配备有光传感器，其测量环境中的环境光照水平以使得电视机显示器的亮度可以适应于该环境。更多和不同的光信号可能由其他装置接收或发射。

为了发信号和控制目的而接收或发射的光通常通过该装置的机壳的前部中的孔或者通过机壳的光学透明的部件行进。涉及光学功能的电子器件，诸如LED、传感器和驱动电子器件通常位于放置在这些孔后面的印刷电路板上。

在现代平坦屏幕电视机中，存在最小化机壳尺寸的趋势，从而如从正面所见的在显示器周围仅留下尽可能窄的边。这与对于上文提到光学元件和相关电子器件的需求相互冲突。如在US5036188A中描述的，可能的解决方案是使用光导来传输用于远程控制的光。这允许红外传感器和相关电子器件位于显示器的后面而不是机壳中的光学孔的后面。

发明内容

本发明的目的在于提供对于电子音频和视频装置的低成本解决方案，以处理多个光信号，同时在装置的包围机壳中要求有限量的空间。

出于该目的，根据本发明的第一方面，一种音频/视频装置包括包围机壳和电子电路，所述电子电路包括至少两个接口组件，所述电路位于能够使用至少两个光信号的机壳内，每个光信号与接口组件的其中之一相关联，并且作为控制信号被接收或者作为反馈信号被发射，其中音频/视频装置包括单个光导，所述光导用于在包围机壳的外部中的孔或透明部分与相应接口组件之间、在机壳内部传输光信号。

这些措施具有以下效果：在音频/视频装置中，多个检测器和光源可以安装在主电路板上，同时按照它们功能的要求，光学地连接至外部环境。这节省了额外电路板的成本，同时所引入的附加成本仅限于单个光导。而且，其节省了包围机壳的部分中的空间，这会有利于例如窄边的平板电视中的设计。

在该装置的实施例中，至少一个接口组件包括用于发射光信号中的第一光信号的光源并且至少一个接口组件包括用于检测光信号中的第二光信号的光检测器，所述装置包括控制电路，所述控制电路用于以时分复用模式激活检测器和光源以防止检测与发射之间的干扰。

该装置的另一实施例包括光学过滤器，其用于通过将与旨在用于检测器的光信号的光学波长不同的光学波长滤除，来屏蔽包括所述检测器的至少一个接口组件以防非旨在用于所述检测器的光。

附图说明

从以下描述中通过示例方式描述的实施例并且从附图，本发明的这些和其他方面将变得清楚，并且进一步引用以下描述中通过示例方式描述的实施例并且参考附图，来阐明本发明的这些和其他方面，其中：

图1示出显示装置，其在装置机壳中具有电路板、LED和检测器、光导和孔；

图2示出具有检测器和LED的电路板，其带有光导；

图3示出具有检测器和LED的电路板，其带有具有反射表面的光导；

图4示出具有检测器和LED的电路板，其带有分叉光导；

图5示出检测器和LED如何在开和关状态之间交替切换；

图6示出用于控制检测器和LED的切换的电路；

图7示出在窄机壳边缘中具有孔的显示装置的主视图。

具体实施方式

以下描述聚焦于应用于平板电视的本发明的实施例。然而，必须认识到，本发明并不仅限于电视机，而是可以应用于其他音频/视频装置，诸如计算机监视器、DVD播放器、蓝光盘播放器或家庭影院系统。

图1图示以截面示出的诸如平板电视机的显示装置。包围机壳11包含显示器13。该显示器可以例如是LCD显示器或者OLED显示器。在显示器后面，如从装置的正面可见的，定位有电路板14，其包含电视机的主电子电路。

光源15和检测器16（一起被称为接口组件）形成该电路的部分。光源15可以是LED或其他光源。这些光源发射旨在辐射到电视机的机壳外部的光。例如，光源可以包括LED，该LED用于向用户指示装置的电源状态。该LED可以接通或关断，或者改变颜色以指示该电视机处于待机或者在启动或者在工作中。光源的另一示例是红外LED，其可以向其他装置发送信号以便控制它们。

检测器16可以例如是光电二极管或者光电导装置。它们用于接收控制装置的工作的光信号。例如，红外检测器可以用于接收由用户操作的远程控制器发射的红外信号以便控制该装置。作为另一示例，可见光检测器可以用于测量装置机壳外部的环境光水平，因此显示器13的亮度可以被针对环境调节。又一示例是诸如CCD的图像传感器，其捕捉用于视频通信的图像。

从光源15发射或者将由检测器16检测的光不得不行进通过位于装置的包围机壳11的外部中的孔或透明段12。为了在孔或透明段12与相应光源15和检测器16之间传输光，使用光导17。该光导必须对于要行进通过它的光（通常为可见光或红外光）的波长是透明的。可以使用玻璃或诸如PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）的无色塑料。光导可以由装配在一起的一片或多片固体材料组成。其也可以由一束光纤组成，可能地在端部具有光学耦合元件。

图2图示光导17的基本形状。在该实施例中，使用简单的单个光导。光导由拉长的管体组成，其中光通过全内反射传播。该原理根据用于例如LCD背光的光导是公知的。光导的一端定位于一起紧密地安装在电路板14上的接口组件（15、16）上方。光导的另一端定位于包围机壳11中的孔或透明段12上方。由光源15发射的光在一端进入光导并且在另一端从光导出射，通过孔或透明段12离开机壳。来自机壳外部的光通过孔或透明段12进入，通过光导行进并且由检测器16检测。

图3图示光导的另一实施例。光导17现在配备有成一角度布置的反射表面18，使得通过光导行进的光可以朝向检测器16反射，同时光导本身定位于基本平行于电路板14。类似地，从光源15发射的光由反射表面18反射到光导17中。光导与电路板平行的布置节省了机壳中的空间，这在期望将装置的总体深度保持最小的诸如平板电视的装置中是有利的。在图3中，光导被图示为单个部件，但具有反射表面的端部也可以增加作为单独的光学元件。

图4图示光导的又一实施例。在该情况下，光导17在接口组件（15、16）的端部处分叉，这使得这些能够更加分开地定位在电路板14上。在该实施例中，光损失会比在以上实施例中更高，但在许多情况下这是可承受的。

显然，光导的许多其他实施例是可能的，并且在此提出的实施例的特征可以以不同方式组合。例如，成一角度的反射表面可以用于最接近于机壳孔的光导端部。作为另一示例，图4中示出的光导的分叉端部均可配备有成一角度的反射表面。

为了不同目的而通过光导行进的光信号可能彼此干扰或者阻碍彼此的检测。减小这样的干扰的有效方式是在检测器上使用光学滤波器，以滤除任何非旨在用于该检测器的光。例如，用于检测红外远程控制信号的检测器可以在屏蔽可见光时工作得更好。图2和图3均示出光学滤波器19定位为接近于检测器16，以使得滤波器阻挡光以防无意地到达检测器。这仅在干扰光信号具有诸如不同波长或偏振的不同性质，因此它们可以由光学滤波器分开的情况下起作用。

如果具有相同波长的光信号彼此干扰，则它们可以以时分复用模式工作以避免干扰。例如，由电力指示器LED发射的光可能妨碍环境光水平的正确测量。图5图示两个干扰光信号如何可以进行时分复用。该图示出由轨迹21指示的如何在开状态和关状态之间交替切换光源。同时，由轨迹22指示的，可以在关状态与开状态之间交替切换检测器。同步是使得在检测器开时光源始终为关，反之亦然。因此，由光源发射的光将不干扰相同波长区域中的其他光的检测。切换完成地足够快，以便对于人眼来说不会看作闪烁，典型地在大于100Hz时。

如上所述的检测器的关状态可字面上表示检测器关断。其也可以表示检测器开启，但是检测器的测量结果在干扰光源开启的间隔期间不被使用。

图6图示如何控制以上切换。控制器31控制光发射和光接收两者。为了控制光发射，控制器31在正确时刻将LED驱动器33开启和关断。这导致在正确时刻由LED35发射光。为了控制光检测，控制器31将开和关信号发送至采样保持电路32，其取得来自检测器34的测量结果。同步是使得在LED关断时仅获得测量值，并且测量值返回到控制器31。取决于接口组件的本质以及与装置的其他功能的集成，可以设计不同的控制电路。

图7示出诸如电视机的显示装置的主视图。其图示孔或透明段12可以如何布置在机壳11的正面，机壳通常仅作为窄边缘或边包围显示器13。当然，取决于装置的详细设计，孔可以定位在机壳的顶部、底部、左或右边缘。

在非显示音频/视频装置中，存在选择孔或透明段在包围机壳中的位置的更多自由。其将通常位于机壳的正面，这最便于接收远程控制光信号，以及向用户发送光学反馈信号。

Claims (9)

1.一种音频/视频装置，包括包围机壳（11）和电子电路（14），所述电子电路（14）包括至少两个接口组件（15、16），所述电路位于能够使用至少两个光信号的所述机壳内，每个光信号与所述接口组件的其中之一相关联，并且作为控制信号接收或者作为反馈信号发射，其中所述音频/视频装置包括单个光导（17），所述光导（17）用于在所述包围机壳的外部中的孔或透明部分（12）与相应接口组件之间、在所述机壳内部传输所述光信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，至少一个接口组件包括用于发射所述光信号中的第一光信号的光源（15）并且至少一个接口组件包括用于检测所述光信号中的第二光信号的光检测器（16），所述装置包括控制电路（31），所述控制电路（31）用于以时分复用模式激活所述检测器（34）和光源（35）以防止所述检测与所述发射之间的干扰。

3.根据权利要求1或2所述的装置，包括光学滤波器（19），用于通过将与旨在用于检测器（16）的光信号的光学波长不同的光学波长滤除以将包括所述检测器（16）的至少一个接口组件与非旨在用于所述检测器的光屏蔽。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述装置是显示装置。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述显示区域基本上由窄机壳边缘包围，并且所述包围机壳（11）的所述孔或透明段（12）位于所述边缘内。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，至少一个检测器设置为检测远程控制装置的光信号。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，至少一个光源设置为发射向用户指示所述装置的状态的光信号。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，至少一个检测器设置为测量环境光水平以控制所述装置的一个或多个功能。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，受控制的功能包括显示亮度。