DE10136409A1 - Elektronigehäuse mit Fenster für Lichtwellen-Signale - Google Patents

Abstract

Erfindungsgemäß ist ein Elektronikgehäuse für eine elektronische Schaltung, die eine Empfangsdiode zum Empfang von Signalen in Form modulierter Lichtwellen, insbesondere Infrarot(IR)-Wellen, aufweist, mit einem für die Wellen durchlässigen Fenster, dadurch gekennzeichnet, das mindestens ein Bereich des Fensters (12, 14, 16, 42) als optische Linse oder Eingang in einen Lichtleiter ausgebildet ist, die die Wellen auf die Empfangsdiode richten.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronikgehäuse für eine elektronische Schaltung, die ein Signalübertragungsbauteil, insbesondere einen Sender oder eine Empfangsdiode von Signalen in Form modulierter Lichtwellen, insbesondere Infrarot(IR)-Wellen, aufweist, mit einem für die Wellen durchlässigen Fenster.
• Insbesondere für Fernbedienungen werden in der Elektronik Empfangsdioden zum Empfang von Signalen in Form modulierter Lichtwellen, insbesondere Infrarot(IR)- Wellen, eingesetzt. Die Signale werden üblicherweise von einem Sender, der ebenfalls Teil einer elektronischen Schaltung ist, erzeugt und nach Empfang mittels der Empfangsdiode von der elektronischen Schaltung, deren Teil die Empfangsdiode ist, elektronisch verarbeitet. Derartige Vorrichtungen sind zum Beispiel überall dort einsetzbar, wo eine elektronisch steuerbare Einrichtung aus einiger Entfernung bedienbar und/oder von Informationssignalen erreichbar sein soll, ohne eine physikalisch feste Verbindung in Form von Leitungen herstellen zu müssen. Beispiele für solche Fernbedienungsvorrichtungen sind in Fernsehgeräten, Stereoanlagen, Garagentoren oder auch Autotürschlössern eingesetzt. Beispiele für solche Vorrichtungen zur Fernübermittlung von Informationen finden sich in der Computerhardware etwa zwischen Mobiltelefonen und Notebook oder auch zwischen Computer und Maus oder Drucker oder auch in der Unterhaltungselektronik zum Beispiel zwischen Stereoanlage und Lautsprecher oder Kopfhörer.
• Die bekannten Empfangsdioden sind aber nachteilig durch einen begrenzten Richtungskegel-Winkel beim Empfang der modulierten Lichtwellen eingegrenzt, und dies betrifft insbesondere die in der Großserienherstellung elektronischer Schaltungen verwendeten Empfangsdioden als SMD-Bauteile. Wenn nämlich der Sender der Lichtwellen sich im Randbereich dieses Kegels oder sogar außerhalb befindet, wird die Signalübermittlung beeinträchtigt oder sogar unterbrochen. Dadurch ist die im Allgemeinen mit der ersparten körperlichen Leitungsverbindung erwünschte Mobilität und/oder Positionierungsfreiheit eingeschränkt eben auf höchstens diesen Übertragungskegel.
• Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Gehäuse für eine Schaltung mit einem Signalübertragungsbauteil, insbesondere einen Sender oder einer Empfangsdiode von Signalen in Form modulierter Lichtwellen, insbesondere Infrarot(IR)-Wellen, zu schaffen, welches die Signalübertragung der modulierten Lichtwellen verbessert.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einem Elektronikgehäuse mit den Merkmalen des Anspruch 1 oder 2 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Ein Elektronikgehäuse für eine elektronische Schaltung mit einem Signalübertragungsbauteil von Signalen in Form modulierter Lichtwellen, insbesondere einem Sender oder einer Empfangsdiode, insbesondere Infrarot(IR)-Wellen, hat ein für die Wellen durchlässiges Fenster. Erfindungsgemäß ist von dem Fenster mindestens ein Bereich als optische Linse oder als Eingang in einen Lichtleiter ausgebildet.
• Dabei führt der Lichtleiter zu dem Signalübertragungsbauteil, und die Linse ist so fokussiert, dass ihr Strahlengang zu dem Signalübertragungsbauteil führt.
• Dies vergrößert vorteilhaft den Empfangsrichtungskegel einer Empfangsdiode als Signalübertragungsbauteil in dem erfindungsgemäßen Gehäuse. Der Signalempfang ist erfindungsgemäß also vorteilhafterweise weniger richtungsempfindlich. Folglich kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses für einen großen Empfangsrichtungs-Kegelwinkel die Anzahl von in verschiedene Richtungen ausgerichteten Empfangsdioden verringert werden, was durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Gehäuses Teilekosten zum Aufbau einer in dem Gehäuse untergebrachten Schaltung vorteilhaft reduziert. Dies gilt insbesondere auch für die Großserienfertigung, wo zum Beispiel in Technikbereichen, die oben zum Stand der Technik genannt sind, Schaltungen zur Signalübertragung mittels modulierter Lichtwellen besonders häufig realisiert sind. Dort schlägt einerseits auch geringe Kostenersparnis an jedem einzelnen Bauteil insgesamt stark zu Buche, und andererseits finden dort gerade SMD-Empfangsdioden Verwendung, deren Empfangsrichtungs-Kegelwinkel besonders klein ist. Hier lässt sich folglich das erfindungsgemäße Gehäuse insbesondere durch seine preiswerte Herstellbarkeit (zum Beispiel aus Kunststoff mit einem aus transluzentem Kunststoff eingesetzten oder eingegossenem Fenster mit integrierter Linse oder integriertem Lichtleiter) zur Verbesserung der Signalübertragung durch Verminderung der Richtungsempfindlichkeit vorteilhaft einsetzen.
• Aber auch bei Ausgestaltung des Signalübertragungsbauteils als Sender von z. B. modulierten Lichtsignalen ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Fensters als Linse und/oder Lichtleiter vorteilhaft, denn von dem Sender abgestrahlte Lichtsignale werden erfindungsgemäß in einem erweiterten Richtungskegelwinkel abgestrahlt, so dass ein genaues Ausrichten des Senders auf einen Empfänger weniger erforderlich ist.
• Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Gehäuse in einen Kopfhörer integriert, um ohne Kabel zum Beispiel von einer Stereoanlage Signale an den Kopfhörer zu übertragen, die von den akustischen Wandlern des Kopfhörers für einen Benutzer hörbar wiedergegeben werden. Dabei kann bei einem Kopfbügel-Kopfhörer das erfindungsgemäße Gehäuse zum Beispiel in einer Ohrmuschel der Kopfhörers angeordnet sein (wobei das Fenster mit der Linse zum Signalempfang vom Kopfhörer nach außen weist). Besonders bevorzugt ist aber die Integration des erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses in einen Kinnbügel-Kopfhörer wo das Gehäuse als Verbindungsstück der zwei Ohrhörerbügel dienen kann. Hier liegt dann das Elektronikgehäuse auf der Brust des Benutzers, der den Kinnbügel-Kopfhörer trägt, und die von dem Benutzer weg weisende Oberfläche des Gehäuses stellt einen möglichen Übertragungsraum für die Lichtwellen-Signale mit einem möglichen Empfangsrichtungskegelwinkel von ungefähr 180° dar. Durch entsprechende Anordnung an einem Fenster mit mehreren Linsen oder von mehreren Fenstern (mit jeweils einer oder mehreren Linsen) ist eine zum Beispiel konkav nach außen gewölbte äußere Oberfläche des Gehäuses erfindungsgemäß so ausgestaltet, dass sich sogar der gesamte mögliche Übertragungsraum mit einem Kegelwinkel von 180° als Richtungs-Kegelwinkel zur Signalübertragung realisieren lässt. Auch für dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel kann das erfindungsgemäße Schaltungsgehäuse für eine Schaltung mit mehreren, vorzugsweise verschieden gerichteten Empfangsdioden eingerichtet sein.
• In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses, die sich insbesondere auf dessen Verwendung als Element eines Kopfhörers (und insbesondere eines Kinnbügel-Kopfhörers) richtet, ist das Fenster in einem Schalenteil des Gehäuses ausgebildet, welche über einem für die Diode eingerichteten Bauraum im Innern des Elektronikgehäuses verschiebbar und/oder verdrehbar ist. Dann ist das Fenster mindestens in einem Teil des Spurbereichs ausgebildet, den der Bauraum bei der Verschiebung und/oder Verdrehung auf dem Schalenteil überstreicht. Dies ist insbesondere relevant für ein Schalenteil des erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses, das zur Betätigung einer Funktion, zum Beispiel eines Schiebe- oder Drehreglers der Schaltung entsprechend beweglich gelagert ist. Wäre nämlich in einem solchen Fall das Fenster nur so groß, dass es sich nur in einer bestimmten Position des Schalenteils über dem für die Diode eingerichteten Bauraum befindet, so würde die Diode zwar in dieser Position von Lichtwellen-Signalen erreicht, bei Verschiebung oder Verdrehung des Schalenteil aber wäre der Zugang für die Lichtwellen zu der Diode versperrt. Diese Versperrung kann andererseits aber erfindungsgemäß auch ausgenützt werden, indem durch Verschiebung oder Verdrehung des Schalenteils zum Beispiel in eine bestimmte Position eben bewusst die Signalübertragung zu der Diode versperrt ist - sich also erfindungsgemäß ausschalten lässt.
• Der Spurbereich, in dem das Fenster in dem beweglichen Schalenteil ausgebildet ist, hat vorzugsweise eine kreisbogenförmige Gestalt bei einem verdrehbaren Schalenteil oder eine geradlinige Gestalt bei einem verschiebbaren Schalenteil.
• In einer speziellen Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Elektronikgehäuse im wesentlichen kreiszylindrisch in Gestalt einer Dose mit einem darauf drehbaren kreisrunden Deckel als beweglichem Schalenteil zur Betätigung eines Drehreglers der Schaltung (insbesondere zur Lautstärkeregelung bei Verwendung an einem Kopfhörer und insbesondere einem Kinnbügelkopfhörer, wie oben beschrieben). Mindestens eine Diode sitzt bei dieser Ausgestaltung außermittig unter dem kreisrunden Deckel in dem Elektronikgehäuse, und so ist in dem Deckel das Fenster dann kreisbogenförmig ausgestaltet, wobei der Kreisbogen konzentrisch ist mit dem kreisrunden Deckel und der Radius des Kreisbogens dem Abstand der Diode von Drehachse des Deckels entspricht. Bei mehreren Dioden (wenn also wie oben beschrieben ein noch größerer Empfangsrichtungskegelwinkel bewirkt sein soll) ist entweder die (Spur-) Breite des kreisbogenförmigen Fensters entsprechend größer, oder es sind mehrere konzentrische kreisbogenförmige Fenster in dem kreisrunden, drehbaren Deckel vorgesehen.
• Erfindungsgemäß ist auch das beschriebene Elektronikgehäuse zusammen mit der die Diode aufweisende Schaltung, die in dem Gehäuse untergebracht ist.
• Die vorliegende Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
• Fig. 1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses mit einer Schaltung,
• Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Kinnbügel-Kopfhörer mit dem Elektronikgehäuse gemäß Fig. 1,
• Fig. 3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses,
• Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf das Elektronikgehäuse gemäß Fig. 3 und
• Fig. 5 zeigt eine geschnittene Seitenansicht noch einer alternativen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Elektronikgehäuses.
• Mit Blick auf Fig. 1 ist ein Elektronikgehäuse 2 erkennbar, in dem eine Platine 4 mit einer elektronischen Schaltung angeordnet ist. Die Platine 4 weist drei Empfangsdioden 6, 8 und 10 auf. Eine Außenfläche des Gehäuses 2, die die Platine 4 auf der Seite der Dioden 6, 8 und 10 überdeckt, ist mit Fenstern 12, 14 und 16 ausgerüstet, die für Lichtwellen durchlässig sind. Die Fenster 12, 14 und 16 sind in Richtung der Mittelachse 18 des jeweiligen Empfangsrichtungskegels 20 der Dioden 6 (für die Dioden 8 und 10 nicht dargestellt) über den Dioden 6, 8 und 10 angeordnet. So können Lichtwellen-Signale, insbesondere Infrarot-Signale, von außerhalb des Gehäuses 2 zu den Dioden 6, 8 und 10 im Inneren des Gehäuses 2 durch die Fenster 12, 14 und 16 dringen.
• Mit Blick auf Fig. 2 bildet das Gehäuse 2 das Verbindungsstück zwischen zwei Ohrhörerbügeln 24 eines Kinnbügelkopfhörers 26. Die Fenster 12, 14 und 16 sind in der Draufsicht erkennbar in einem sternförmigen Muster angeordnet. Die Fenster 12, 14 und 16 sind in der Draufsicht kreisrund und in der Wand 28 des Gehäuses 2 angeordnet, die von der Brust (nicht dargestellt) des Benutzers, der den Kopfhörer 26 trägt, wegweist.
• Wieder mit Blick auf Fig. 1 sind die Fenster 12, 14 und 16 konvex, also als Sammellinsen ausgebildet. Sie sind hier einseitig konvex dargestellt, können aber auch beidseitig konvex sein. Vorteilhaft erreicht wird dadurch, das modulierte Lichtwellen als Signalträger, die stärker als der Empfangsrichtungskegel 22 von der Lotrechten 20 der Diode 6 abweichend auf das Gehäuse 2 treffen, von der Linse 12 in den Empfangsrichtungskegel 22 umgelenkt werden und also auf die Empfangsdiode 6 treffen (entsprechendes gilt für die Dioden 8 und 10). Somit hat der Empfangsrichtungskegel der gesamten erfindungsgemäßen Anordnung einen vorteilhaft größeren Winkel als die Empfangsrichtungskegel der einzelnen Dioden (z. B. Empfangsrichtungskegel 22 der Diode 6). In der Ausgestaltung gemäß Fig. 1 wird dies zusätzlich begünstigt dadurch, dass die Dioden 6, 8 und 10 unterschiedlich ausgerichtet sind, was an der unterschiedlichen Neigung ihrer Lotrechten 20, 32 und 34 erkennbar ist.
• Mit Blick auf Fig. 3 ist eine alternative Ausgestaltung eines Elektronikgehäuses 2a erkennbar. Es unterschiedet sich von dem Elektronikgehäuse gemäß Fig. 1 und 2 dadurch, dass es nicht in einen Kinnbügel-Kopfhörer 26 eingegliedert, sondern unabhängig zum Beispiel zur Signalversorgung von Ohrstecker-Kopfhörern (nicht dargestellt) einsetzbar ist. Das Gehäuse 2a weist dazu einen Befestigungsclip 35 auf, mit dem sich das Gehäuse 2a zum Beispiel in eine Tasche an der Brust eines Hemdes einhängen lässt. Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht in der Ausgestaltung des Deckels 28, der nicht wie bei dem Elektronikgehäuse 2 gemäß Fig. 1 und 2 fest mit dem übrigen Gehäuse verbunden ist, sondern der drehbar einen Drehregler 36 der Schaltung auf der Platine 4 betätigt. Auf diesem Potentiometer 36 ist der Deckel 28 denn auch um die Achse 38 (die auch die Mittenachse des kreiszylindrischen Gehäuses 2a darstellt) verdrehbar gelagert. Des weiteren ist die Platine 4 bei diesem Ausführungsbeispiel nur mit einer Empfangsdiode 6a ausgestattet, deren Lotrechte 20a parallel zu der Achse 38 des Gehäuses 2a verläuft 20a.
• Wenn nun der Deckel 28a um die Achse 38 gedreht wird, um mittels des Potentiometers 36 zum Beispiel die Lautstärke eines als modulierte Lichtwelle an die Empfangsdiode 6a übermittelten akustischen Signals zu verstellen (ablesbar an der Skala 40 auf der Außenseite des Deckels 28a gemäß Fig. 4, dann überstreicht die Diode 6a auf der Rückseite des Deckels 28a einen kreisbogenförmigen Spurbereich, und dieser Deckelbereich ist mit Blick auf Fig. 4 als kreisbogenförmiges Fenster 42 ausgebildet. So ist die Empfangsdiode 6a in jeder Drehposition des Deckels 28a durch das Fenster 42 für die Lichtwellen-Signale erreichbar. Der Querschnitt des kreisbogenförmigen Fensters 42 gemäß Fig. 3 ist einseitig konvex ausgebildet und wirkt somit zumindest in der Schnittebene der Darstellung gemäß Fig. 3 als erfindungsgemäße Sammellinse.
• Mit Bezug auf Fig. 5 ist noch eine andere Ausführungsform der Erfindung in geschnittener Seitenansicht dargestellt, aus der erkennbar wird, dass ein Deckel 28b eines Gehäuses 2b nach außen konvex gewölbt insgesamt aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff ausgebildet ist. An dem Deckel 28b schließen innenseitig drei Lichtleiter 44 an, die auf der lichtempfindlichen Oberseite einer Empfangsdiode 6b enden. Der Deckel 28b ist also insgesamt als ein für Lichtwellen durchlässiges Fenster ausgebildet, von dem drei Bereiche 46 jeweils Eingänge in einen Lichtleiter 44 bilden. Lichtstrahlen 48, die im Bereich der Eingänge 46 auf den Deckel 28b treffen, werden folglich von den Lichtleitern 44 zu der Empfangsdiode 6b geleitet.
• Die Empfangsdiode 6b ist Teil einer durch eine Platine 4b angedeuteten elektronischen Schaltung, die die Lichtsignale 48 verarbeiten kann.

Claims (9)

1. Elektronikgehäuse für eine elektronische Schaltung, die ein Signalübertragungsbauteil, insbesondere einen Sender oder eine Empfangsdiode von Signalen in Form modulierter Lichtwellen, insbesondere Infrarot(IR)-Wellen, aufweist, mit einem für die Wellen durchlässigen Fenster, dadurch gekennzeichnet, das mindestens ein Bereich des Fensters (12, 14, 16, 42) als optische Linse ausgebildet ist, deren Strahlengang zu einem Bauraum (6, 6a) für das Signalübertragungsbauteil führt.

2. Elektronikgehäuse für eine elektronische Schaltung, die ein Signalübertragungsbauteil, insbesondere einen Sender oder eine Empfangsdiode von Signalen in Form modulierter Lichtwellen, insbesondere Infrarot(IR)-Wellen, aufweist, mit einem für die Wellen durchlässigen Fenster, dadurch gekennzeichnet, das mindestens ein Bereich (46) des Fensters (28b) als Eingang in einen Lichtleiter (44) ausgebildet ist, der zu einem Bauraum (6b) für das Signalübertragungsbauteil führt.

3. Elektronikgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) Element eines Kopfhörers (26) ist.

4. Elektronikgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) das Verbindungsstück der zwei Ohrhörerbügel (24) eines Kinnbügel-Kopfhörers (26) bildet.

5. Elektronikgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere Fenster (12, 14, 16) für ein oder mehrere Signalübertragungsbauteile (6, 8, 10).

6. Elektronikgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (42) in einem Schalenteil (28a) des Gehäuses (2a) ausgebildet ist, welcher über einem für das Signalübertragungsbauteil eingerichteten Bauraum (6a) verschiebbar und/oder verdrehbar ist und dass das Fenster (42) mindestens in einem Teil des Spurbereichs ausgebildet ist, den der Bauraum (6a) auf dem Schalenteil (28a) bei einer Verschiebung und/oder Verdrehung überstreicht.

7. Elektronikgehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalenteil (28a) als kreisrunder Deckel des Gehäuses (2a) ausgebildet ist und einen Drehregler (36) der Schaltung um eine Achse (38) betätigt, die durch den Mittelpunkt des kreisrunden Deckels (28a) geht, und dass das Fenster (42) kreisbogenförmig ist mit einer Mittelachse (38), die der Drehachse (38) des Drehreglers (36) entspricht und einem mittleren Radius, der den mittleren Abstand des Bauraums (6a) für das Signalübertragungsbauteil von der Achse (38) entspricht.

8. Elektronikgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (28b) in einem Schalenteil (28b) des Gehäuses (2b) ausgebildet ist, welcher über einem für das Signalübertragungsbauteil eingerichteten Bauraum (6b) verschiebbar und/oder verdrehbar ist und dass der Lichtleiter (44) so ausgebildet ist, das sein Signalübertragungsbauteil-seitiges Ende mindestens in einem Teil der verschiedenen Drehpositionen des Deckels (28b) zu dem Bauraum (6b) für das Signalübertragungsbauteil führt.

9. Elektronikgehäuse mit der elektronischen Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.