JP2016076913A - 光導波路を利用した光信号送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光を集光するユニットと光信号を検出して電気信号により形成するユニットを薄い厚さで形成する。
【解決手段】光信号受信装置は、一端１０１と他端１０２とを有する光導波路１００と、赤外線信号を検出してそれに応じた電気信号を出力する赤外線センサー２１０、周辺光を検出してそれに応じた電気信号を出力する照度センサー２２０、及び発光素子２３０を含むセンサーユニット２００と、外部光を遮光して他端とセンサーユニットが装着される遮光ハウジング３００と、赤外線センサー及び照度センサーのうち少なくとも一方から出力された電気信号で発光素子を制御する制御部４００と、を含む。光導波路は、一端が周辺光と赤外線信号を集光する第１レンズ１１０と光学的に連結されて他端から周辺光と赤外線信号をセンサーユニットに与え、他端で発光素子が発生した光を集光して一端に提供して第１レンズを通じて発光素子が発光した光を外部に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光導波路を利用した光信号送受信装置に関する。

従来の遠隔調節装置（ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）などは無線周波（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域を使用する場合もあるが、大部分は赤外線（Ｉｎｆｒａ−ｒｅｄ ｒａｙ）を発光し、受光して通信する赤外線通信方法を利用する。赤外線通信方法は、赤外線発光素子で所定のプロトコルによる情報を発光し、赤外線センサーに受光して、これを一定なデコーダー（ｄｅｃｏｄｅｒ）により情報を変換する形態である。

ユーザが赤外線通信方式の遠隔調節装置を通じて制御することができるＴＶ、モニター、ブルーレイ（Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ）再生装置、ＤＶＤ再生装置またはコンピュータなどの製品には、遠隔調節装置から提供された赤外線信号を受信する赤外線センサー及び赤外線信号を受信したことを表示する発光素子を含む赤外線通信モジュールが装着される。

現在、ＴＶなどのような画像表示装置は、軽薄短小化されており、画像表示装置の全体的な厚さを減少させて、画像が表示されるディスプレイ部を取り囲んだベゼル（ｂｅｚｅｌ）の幅を減らす努力が進行されており、このような製品が市場を占有している。このような装置も赤外線遠隔調節装置を使用して制御され、赤外線センサー、発光素子などを含む赤外線受信モジュールがプリント回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）に具現されてベゼルに装着されるので、ベゼルの幅を減少させることに限界があり、ディスプレイの全体的な厚さを減らすことに限界が発生し、さらに信号線路、電源線路を主基板であるビデオボード（ｖｉｄｅｏ ｂｏａｒｄ）で提供しなければならないので、製造工程と製造単価が増加する。

したがって、前記のような従来の諸問題点を解消するために提案されたものであって、本発明の目的は、赤外線により制御される製品を薄型化することができ、特に画像表示装置を狭いベゼル（ｎａｒｒｏｗ ｂｅｚｅｌ）化すると同時に製造工程と製造単価を減縮することができる技術を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明による光信号受信装置は、一端（ｏｎｅ ｅｎｄ）と他端（ａｎｏｔｈｅｒ ｅｎｄ）とを有する光導波路と、赤外線信号を検出して前記赤外線信号に応じた電気信号を出力する赤外線センサー（Ｉｎｆｒａ−ｒｅｄ Ｓｅｎｓｏｒ）、周辺光（ａｍｂｉｅｎｔ ｌｉｇｈｔ）を検出して前記周辺光に応じた電気信号を出力する照度センサー（Ａｍｂｉｅｎｔ Ｌｉｇｈｔ Ｓｅｎｓｏｒ）、及び発光素子（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）を含むセンサーユニットと、外部光を遮光して前記他端と前記センサーユニットが装着される遮光ハウジングと、赤外線センサー及び照度センサーのうち少なくとも一方から出力された電気信号の提供を受けて前記発光素子を制御する制御部と、を含む。前記光導波路は、前記一端が前記周辺光及び前記赤外線信号を集光する第１レンズと光学的に連結されて前記他端を通じて集光された前記周辺光及び前記赤外線信号を前記センサーユニットに与え、前記他端を通じて発光素子が発光した光を集光し前記一端に提供して前記第１レンズを通じて発光素子が発光した光を外部に表示する。

本発明の実施例によれば、光を集光するユニットと光信号を検出して電気信号により形成するユニットが、一体に形成されなくて薄い厚さで形成することができ、両ユニットが離隔されているので、狭いベゼルを具現することができるという長所が提供される。

本発明の一実施例による光信号送受信装置を示す概要図である。 光経路変換部材の具現例を概要的に示す図である。 第２レンズを具現した例を概要的に示す図である。 制御部が照度センサーから電気信号の提供を受ける期間と発光素子に電気信号を提供する期間を概要的に示す図である。

本発明に関する説明は、構造的または機能的な説明のための実施例に過ぎず、本発明の実施の範囲を限定するものではなく、本発明の明細書及び図面内容に基づいてなされた均等な変更及び付加は、いずれも本発明の特許請求の範囲内に含まれるものとする。

第１、第２などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するための目的で使用されるもので、前記用語により権利範囲が限定されものではない。例えば、第１の構成要素は第２の構成要素と命名することができ、類似に第２の構成要素も第１の構成要素と命名することができる。いかなる構成要素が他の構成要素の「上部に」または「上に」あるとの用語は、その他の構成要素の直ぐ上にあることもできるが、中間に他の構成要素が存在することを意味することもできる。一方、いかなる構成要素が他の構成要素に「接触されて」いるとの用語は、中間に他の構成要が存在しないことを意味する。また、構成要素間の関係を説明する他の表現、すなわち、「介在して」と「直ぐ〜介在して」、「〜間に〜」と「直ぐ〜間に〜」または「〜に隣接する」と「〜に直接隣接する」なども同様に解釈できる。

単数の表現は、文脈上明白に相違に記載しない限り複数の表現を含む。本出願において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するのであって、一つまたはその以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除することではない。

本発明の実施例を説明するために参照される図面は、説明の便宜及び理解を助けるために意図的に大きさ、高さ、厚さなどが誇張されて表現されており、比率によって拡大または縮小されたものではない。また、図面に示される構成要素は、意図的に縮小して表現されたり、意図的に拡大して表現されたりすることができる。

特定しない限り、技術的や科学的な用語を含んでここで使用されるすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により一般的に理解される意味と同一な意味を有する。一般的に使用される辞典に定義された用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致することと解でき、本出願において明白に定義しない限り、理想的や過度に形式的な意味を有することで解釈できない。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の一実施例による光信号送受信装置の概要を示す概要図である。図１を参照すると、本発明の実施例による光信号送受信装置は、光導波路１００と、センサーユニット２００と、遮光ハウジング３００と、制御部４００と、を含むことができる。

光導波路１００は、一端１０１と他端１０２を有する。光導波路の一端１０１は、赤外線信号と周辺光を集光する第１レンズ１１０と光学的に連結され、光導波路の他端１０２を通じて赤外線センサー２１０及び照度センサー２２０に赤外線信号と周辺光を提供する。一実施例において、光導波路１００は、光ファイバーを含むことができ、いずれか一端から光導波路１００に入射した光は、光導波路内部で全反射（ＴＩＲ：Ｔｏｔａｌ Ｉｎｎｅｒ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）されて他の端に伝達される。

第１レンズ１１０は、ユーザが遠隔調節装置（図示せず）を通じて電子装置を制御するために提供した赤外線信号と周辺光を集光して光導波路１００を通じてセンサーユニット２００に提供する。一実施例において、本発明の実施例による光信号送受信装置がＴＶに使われる場合に、第１レンズ１１０は、ＴＶが位置した環境での周辺光（ａｍｂｉｅｎｔ ｌｉｇｈｔ）及びユーザが提供した赤外線信号の収集が容易な位置に配置され、一例で、第１レンズ１１０は、ベゼル（図示せず）に突き出されて位置することができる。他の例で、第１レンズ１１０は、美観上ベゼルに挿入されて突き出されないように位置してもよい。図１において、第１レンズ１１０は、凸レンズで示したが、これは例示に過ぎず、フレネルレンズ（Ｆｒｅｓｎｅｌ Ｌｅｎｓ）で具現された凸レンズで具現することも当然可能である。また、ユーザが提供した赤外線信号及び周辺光を集光することができるレンズであれば、いずれも使用が可能である。

一実施例において、第１レンズ１１０が集光した光は、光経路変換部材１３０を経て光導波路の一端１０１に伝達される。光導波路１００は、透明な光ファイバー（ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ）で具現することができ、一定な曲率半径以下で曲がっていれば、折れるか、材質に変性が発生して光伝達特性が悪くなる。したがって、第１レンズ１１０が収集した赤外線信号及び周辺光は、光経路変換部材１３０を通じて経路が変換され、光経路変換部材に連結された光導波路の一端１０１に提供されることができる。

図２の（ａ）及び（ｂ）は、光経路変換部材１３０の具現例を概要的に示す図である。図２の（ａ）は、光経路変換部材１３０ａのコーナーを曲線で処理して内部で収集された光を反射させて光経路を変換するように具現した例を示す。図２の（ｂ）は、光経路変換部材１３０ｂのコーナーを面取り処理して内部で収集された光を反射させて光経路を変換するように具現した例を示す。

遮光ハウジング３００は、外部光を遮光し、他端１０２とセンサーユニット２００が装着される。一実施例において、遮光ハウジング３００には、光導波路の他端１０２が着脱可能に装着される。光導波路１００に伝達された赤外線信号及び周辺光は、他端１０２を通じてセンサーユニット２００に伝達される。

一実施例において、第２レンズ１２０は、光導波路の他端１０２と光学的に連結されて光導波路１００から提供された赤外線信号及び周辺光をセンサーユニット２００に伝達する。また、第２レンズ１２０は、発光素子２３０が発生した光を集光して一端１０１に伝達する。

図３は、第２レンズ１２０を具現した例を概要的に示す図である。第２レンズ１２０は、図３の（ａ）に示すように、凸レンズで形成することができ、図３の（ｂ）に示すように、凹レンズで形成することができる。また、図３の（ｃ）に示すように、フレネルレンズで形成できるが、中心から所定半径内は凹レンズであり、所定半径以外は凸レンズである複合レンズで形成することができる。また、図３の（ｄ）に示すように、所定半径内は凸レンズであり、所定半径以外は凹レンズとして機能する複合レンズで形成することができる。

第２レンズ１２０を凸レンズ、凹レンズ及び複合レンズで形成することで、分光性能を向上させて第１レンズから収集された赤外線信号及び周辺光を赤外線センサー２１０及び照度センサー２２０に均一に照射することができ、集光性能を向上させて発光素子２３０が発光した光を第１レンズに伝達して外部に表示される光量を向上させることができる。

センサーユニット２００は、赤外線センサー（ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｅｎｓｏｒ）２１０、照度センサー（ａｍｂｉｅｎｔ ｌｉｇｈｔ ｓｅｎｓｏｒ）２２０及び発光素子（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）２３０を含む。赤外線センサー２１０は、ユーザが提供した８４０ｎｍ〜１０００ｎｍの波長帯域の赤外線信号を検出して赤外線信号に応じた電気信号（ＩＲ）を制御部４００に提供する。照度センサー２２０は、可視光帯域の周辺光を検出して周辺光に応じた電気信号（ＡＬＳ）を制御部４００に提供する。発光素子２３０は、制御部４００から発光素子駆動信号（ＬＥＤ）の印加を受けて可視光帯域の光を提供する。

一実施例において、本発明の実施例による光信号送受信装置がＴＶ、モニターなど画像表示装置に使われる場合に、センサーユニット２００は、画像表示装置の主基板（ｍａｉｎ ｂｏａｒｄｓ）の一つであるビデオボードに電気的に連結されるように装着される。それによって、画像表示装置のベゼル部分の幅と画像表示装置の厚さを減少させることができるので、軽くて、厚さが薄く、狭いベゼル（ｎａｒｒｏｗ ｂｅｚｅｌ）を有する画像表示装置を具現することができる。

制御部４００は、赤外線センサー２１０から赤外線信号に応じた電気信号（ＩＲ）を受け取ると、発光素子駆動信号（ＬＥＤ）を発光素子２３０に提供し、発光素子が光を発生するように制御する。発光素子２３０が提供した光は、第２レンズを通じて集光され、光導波路１００及び第１レンズ１１０を通じて外部に放出されて、ユーザに赤外線信号を受信したことを表示する。

制御部４００は、照度センサー２２０から周辺光に応じた電気信号(ＡＬＳ)を受け取る。一実施例において、本発明の実施例による光信号送受信装置がＴＶなどの画像表示装置に使われる場合に、画像表示装置が配置された環境が明るい場合には、画像表示装置が表示する画像が明るいとユーザがイメージを一層鮮やかに鑑賞することができるが、画像表示装置が位置する環境が暗い場合には、画像表示装置が表示する画像が明るくなくてもユーザがイメージを鮮やかに鑑賞することができるので、電力消耗の側面で有利である。したがって、制御部４００は、照度センサーから電気信号(ＡＬＳ)の提供を受けて、周辺の照度によって表示されるイメージの明るさを制御することができる。

発光素子２３０は、上述のように可視光帯域の光を発生し、照度センサー２２０も同様に可視光帯域の光を検出する。したがって、発光素子２３０と照度センサー２２０が同時に動作する場合、発光素子２３０が発生する光を照度センサー２２０が検出して意図しない動作をすることがあり得る。したがって、制御部４００は、照度センサーから電気信号（ＡＬＳ）を得る期間と、発光素子２３０が発光するように印加する制御信号（ＬＥＤ）を提供する期間と、を分離して動作する。

一実施例において、制御部４００は、図４の（ａ）に示すように、照度センサー２２０から電気信号の提供を受ける期間（丸付き１）と、発光素子２３０を制御する制御信号（ＬＥＤ）を提供する期間（丸付き２）が重複されないように動作する。他の実施例において、制御部４００は、図４の（ｂ）に示すように、電気信号の提供を受ける期間（丸付き１）と、発光素子２３０を制御する制御信号（ＬＥＤ）を提供する期間（丸付き２）が一定間隔を置いて繰り返して動作する。したがって、発光素子が提供する光の波長帯域が照度センサー２２０の感知する光の波長帯域と一致しても問題が発生しない。

一実施例において、本発明の実施例による光信号送受信装置が動作中ではない場合にも制御部が持続的に交替に照度センサー２２０から電気信号の提供を受けて、発光素子２３０を制御する制御信号（ＬＥＤ）を提供する場合、電力が不必要に無駄使いされる可能性がある。したがって、制御部４００は、赤外線センサー２１０が赤外線信号を感知して赤外線信号に応じた電気信号（ＩＲ）を出力するのを待つ。赤外線センサー２１０が赤外線信号を感知するのを待つ期間において、制御部４００は、照度センサー２２０によって出力される電気信号（ＡＬＳ）を待たず、発光素子２３０が動作しないように制御する。

本発明の実施例による光信号送受信装置によれば、ＴＶ、モニターなど画像表示装置のベゼルの幅を減少させて画像表示装置の厚さを減少させることができる。また、画像表示装置の外観を改善し、購買効果を向上させる長所もある。また、センサーユニットをベゼルにプリント回路基板（ＰＣＢ）の形態で具現しないで主基板に装着するように具現することにより、電源線路及び信号線路を追加的に配置する必要がなく、製造工程と製造単価を減縮させる長所がある。

以上、添付した図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施例及び添付された図面に限定されるものではない。

１００：光導波路
１０１：一端
１０２：他端
１１０：第１レンズ
１２０：第２レンズ
２００：センサーユニット
２１０：赤外線センサー
２２０：照度センサー
２３０：発光素子
３００：遮光ハウジング
４００：制御部

前記目的を達成するための本発明による光信号受信装置は、一端（ｏｎｅ ｅｎｄ）と他端（ａｎｏｔｈｅｒ ｅｎｄ）とを有する光導波路と、赤外線信号を検出して前記赤外線信号に応じた電気信号を出力する赤外線センサー（Ｉｎｆｒａ−ｒｅｄ Ｓｅｎｓｏｒ）、周辺光（ａｍｂｉｅｎｔ ｌｉｇｈｔ）を検出して前記周辺光に応じた電気信号を出力する照度センサー（Ａｍｂｉｅｎｔ Ｌｉｇｈｔ Ｓｅｎｓｏｒ）、及び発光素子（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）を含むセンサーユニットと、外部光を遮光して前記他端と前記センサーユニットが装着される遮光ハウジングと、赤外線センサー及び照度センサーのうち少なくとも一方から出力された電気信号の提供を受けて前記発光素子を制御する制御部と、を含む。前記光導波路は、前記一端が前記周辺光及び前記赤外線信号を集光する第１レンズと光学的に連結されて前記他端を通じて集光された前記周辺光及び前記赤外線信号を前記センサーユニットに与え、前記他端を通じて発光素子が発光した光を集光し前記一端に提供して前記第１レンズを通じて発光素子が発光した光を外部に表示し、前記制御部は、前記照度センサーから電気信号の提供を受ける期間が、前記発光素子が発光するように制御する期間と重複されないようにする。

Claims (12)

1. 一端と他端とを有する光導波路と、
   赤外線信号を検出して前記赤外線信号に応じた電気信号を出力する赤外線センサー、周辺光を検出して前記周辺光に応じた電気信号を出力する照度センサー、及び発光素子を含むセンサーユニットと、
   外部光を遮光し、前記他端と前記センサーユニットが装着される遮光ハウジングと、
   前記赤外線センサー及び前記照度センサーのうち少なくとも一方から出力された電気信号の提供を受けて前記発光素子を制御する制御部と、を含み、
   前記光導波路は、前記一端が前記周辺光及び前記赤外線信号を収集する第１レンズと光学的に連結されて前記他端を通じて収集された前記周辺光及び前記赤外線信号を前記センサーユニットに与え、前記他端を通じて発光素子が発生した光を集光し前記一端に提供して前記第１レンズを通じて発光素子が発光した光を外部に表示することを特徴とする、光信号送受信装置。
2. 前記光導波路は、光ファイバーを含むことを特徴とする請求項１に記載の光信号送受信装置。
3. 前記第１レンズが収集した前記周辺光と前記赤外線信号の経路を変換して前記一端に提供し、前記他端が収集した前記発光素子が発光した光を前記一端を通じて提供を受けて前記第１レンズに提供する光経路変換部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光信号送受信装置。
4. 前記遮光ハウジングは、前記他端が着脱可能に形成されることを特徴とする請求項１に記載の光信号送受信装置。
5. 前記光信号送受信装置は、前記他端と前記センサーユニットとの間に配置された第２レンズをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光信号送受信装置。
6. 前記第２レンズは、凸レンズ、凹レンズ及び凸レンズと凹レンズの複合レンズの中でいずれの一つであることを特徴とする請求項５に記載の光信号送受信装置。
7. 前記制御部は、赤外線センサーが赤外線信号を感知して出力する電気信号の提供を受けて、前記電気信号に応じた光を発生するように前記発光素子を制御することを特徴とする請求項１に記載の光信号送受信装置。
8. 前記制御部は、赤外線センサーが赤外線信号を感知して出力する電気信号の提供を受ける場合に、前記照度センサーから電気信号の提供を受けて前記発光素子を制御することを特徴とする請求項１に記載の光信号送受信装置。
9. 前記制御部は、前記照度センサーから電気信号の提供を受ける期間が、前記発光素子が発光するように制御する期間と重複されないようにすることを特徴とする請求項１に記載の光信号送受信装置。
10. 前記赤外線信号は、８４０ｎｍ〜１０００ｎｍの波長を有し、前記周辺光及び前記発光素子が発光した光は、可視光帯域の光であることを特徴とする請求項１に記載の光信号送受信装置。
11. 前記センサーユニットは、前記光信号送受信装置を含む装置の主基板に電気的に連結されるように装着されることを特徴とする請求項１に記載の光信号送受信装置。
12. 前記光信号送受信装置は、画像表示装置に使用されることを特徴とする請求項１に記載の光信号送受信装置。
    

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