KR20010113479A - 전자 장치에 의한 적외선 수신용 광파이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 장치용 광파이프(10)를 제공한다. 긴 광파이프부(12)는 원격 장치로부터 방출된 적외선 에너지를 수신하고, 그 수신된 적외선 에너지가 적외선 감지 장치에 도달할 수 있게 하는 고효율 도관의 역할을 한다. 상기 긴 광파이프부(12)는 반사성 내표면(15)을 갖는 중공체이다. 상기 광파이프부(12)의 빛 유입 개구(14)는 적외선 에너지에 대해 실질적으로 투명한 재료(11, 11a)로 덮여 있다. 이 재료(11, 11a, 12)와 상기 광파이프부는 서로 고정되어 일체형 장치를 형성한다.

Description

전자 장치에 의한 적외선 수신용 광파이프 {LIGHTPIPE FOR INFRARED RECEPTION BY ELECTRONIC DEVICES}

본 명세서에서는 빛, 적외선 에너지 및 적외선(IR)이란 용어가 서로 바꿔 사용되며, 적외선 파장을 갖는 전자기 에너지, 신호 또는 복사를 의미한다.

IR 원격 제어는 소비재 전자 기기의 제어에 널리 사용되고 있다. 각각의 기기의 IR 수신기(IRR)부는 장치의 프런트 패널에 부착된 윈도우 또는 크리스털의 후방에서 프런트 패널 부근에 위치하는 것이 전형적이다. 이는 종종 프런트 패널에 고정되는 별도의 인쇄 회로 기판(PCB) 모듈을 형성함으로써 이루어진다. 그러나, 별도의 PCB를 제조, 취급 및 배선하기보다는 IRR을 직접 주PCB에 조립하는 편이 비용이 덜 들고 더 편리하다. 그러나, 주PCB는 종종 프런트 패널로부터 더 뒤쪽에 위치하기 때문에, 이러한 주PCB의 후방 배치로 인해서 IR 시스템의 성능이 저하될 수 있으며, 크리스털에 대해 소스 원격 제어 신호가 축선으로부터 벗어나 각도를 이루는 경우에 특히 그러하다.

기기의 프런프 패널로부터 IR을 IR 수신기로 전송하기 위해 광파이프가 널리 사용되어 왔다. 이러한 광파이프는 전형적으로 폴리카보네이트와 같은 투명한 플라스틱으로 제조되었다. 투명한 폴리카보테이트는 3 mm의 두께에 대해 대략 95%의 높은 투명도를 갖기 때문에 사용하기에 가장 좋은 재료 중의 하나이다.

그러나, 두 가지 문제로 인해서 플라스틱 광파이프의 길이와 효과가 제한된다. 먼저, 미적 조건으로부터 광파이프의 프런프 패널면인 크리스털이 어둡게 보여야 한다. 이는, 예를 들면 짙은 자주빛을 내는 어두운 염료를 재료에 첨가함으로써 달성된다. 염료의 첨가량이 증가할수록, 또는 광파이프가 길어질수록 빛이 전달되는 양이 감소한다. 크리스털은 85%를 투과시켜야 한다는 것이 통상적인 요구 조건이지만, 광파이프는 단지 75%만 투과시키면 충분하다. 많은 경우, 어두운 크리스털과, 그 뒤에 위치하는 투명한 플라스틱 광파이프의 2개 부분으로 설계함으로써 이 문제를 극복한다.

두 번째 문제는 광파이프의 직경에 대한 성형 상의 제약이다. 광파이프는 직경이 클수록 더 많은 빛을 수집해서 수신기로 전송한다. 그러나, 불행하게도 그러한 두꺼운 플라스틱 부분은 성형하기가 힘들며, 따라서 더 비싸다. 따라서, 성능은 그다지 양호하지 않지만 가격이 보다 저렴한 소직경 광파이프를 사용하는 것이 통상적이다.

그러나, 염료를 첨가하지 않은 경우라도, 광파이프가 길어질수록 플라스틱 내부에서의 손실로 인해서 전송되는 빛의 양이 감소한다. 본원의 출원인이 제조할 수 있었던 가장 긴 광파이프는 23.75 mm였다. 이 길이를 초과하면 시스템 성능이 크게 저하된다. 그러나, 이 보다 긴 광파이프를 제조할 수 있다면 적외선 감지 센서를 프런트 패널로부터 보다 먼 거리에 융통성 있게 배치할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 광파이프의 사시도.

도 2는 도 1의 광파이프의 분해 사시도.

도 3은 도 1의 광파이프의 시험용 설정을 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 광파이프 구조체

11: 크리스털부

12: 광파이프부

14: 에너지 유입 단부

15: 중공부

16: 에너지 유출 단부

본 발명의 광파이프는 적외선(IR) 원격 제어부와 같은 소스로부터 빛을 받아서 전자 기기의 감광 수신기로 전송한다. 광파이프는 빛을 수신하는 윈도우의 역할을 하는 크리스털부와, 빛을 안내해서 적외선 감지 장치에 도달하도록 하는 광파이프부의 2개 부분으로 구성된다. 광파이프부는 고반사성 내표면이 형성되어 있는 중공체이다. 크리스털부와 광파이프부는 서로 고정되어 일체형 장치를 형성한다.

도 1 및 도 2에는 긴 중공형 광파이프(12)로 형성된 광파이프 구조체(10)가 도시되어 있다. 적외선 원격 제어부와 같은 광원(도시하지 않았음)이 얇은재료(11)로 덮여 있는 광파이프(12)의 유입 단부(14) 내로 빛을 방사한다. 적외선 에너지는 광파이프(12)의 길이 방향 축선과 평행하게 전송되어 유출 단부(16)에서 탈출한다. 유출 단부(16)를 떠나는 에너지는, 예를 들면 포토다이오드, 포토트랜지스터, 포토셀 등과 같이 적외선 감지 장치(도시하지 않았음)에 도달한다. 적외선 에너지를 방사하는 원격 제어부와, 제어 회로가 포함된 적외선 감지 장치는 본 발명의 일부가 아니며, 따라서 본 명세서에서는 본 발명을 보다 상세히 개시하고 특허 청구하기 위해 설명한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 얇은 IR 크리스털(11)의 최선의 결과와 시트 금속 IR 도관(12)의 처리 결과를 결합시킨다. 광파이프는 어둡고 투명한 폴리카보네이트 재료로 이루어진 크리스털부(11)와, 본 실시예의 경우 주석 도금 시트 금속으로 둥근 중공관을 형성함으로써 이루어진 도관 광파이프부(12)의 2개 부분으로 구성된다. 크리스털부(11)는 광파이프부(12)의 중공/공동(15)의 내부와 맞물리는 부분(11a)을 포함한다. 다음으로, 이들 2개 부분(11, 12)을 조립한 뒤, 본 실시예에서는 시트 금속 전진 다이에서 완전 자동화된 공정으로 함께 스테이킹(staking)한다.

다른 적절한 고정 방법, 예를 들면 매우 밀접한 끼워맞춤, 접착, 열용접 등을 사용할 수 있다는 것도 본 발명의 고려 범위 내에 있다. 이러한 방식으로, 광파이프 조립체는 종전에 이용할 수 있는 가장 긴 플라스틱 본체 광파이프의 거의 2배 길이가 될 수 있는 일체형 단일 유닛이 된다. 도관(12)의 유입 단부(14)가 크리스털(11) 내의 상보적인 공동(도시하지 않았음) 내에 끼워맞춰지는 것도 본 발명의 고려 범위 내에 있으며, 이들 2개 부분은 유사한 방식으로 함께 고정할 수 있다. 적절한 재료로 이루어진 집광 렌즈(도시하지 않았음)를 유출 단부(16)나, 유출 단부(16)와 감광성 적외선 검출 장치 사이의 다른 빛의 경로에 사용할 수 있는 것도 본 발명의 고려 범위 내에 있다.

크리스털(11)에 빛이 들어가는 얇은 벽을 성형함으로써, 적외선 신호 에너지의 투과율은, 예를 들면 두께가 3 mm인 자주색 폴리카보네이트의 경우 85% 내지 90%의 범위가 된다. 적외선 반사성 내표면(20)은 전파 매체로서의 공기에 노출되어 있어 관의 길이 방향으로의 처리 손실이 거의 없다. 따라서, 내부 반사벽(20)으로부터 반사되는 빛으로부터만 손실이 발생할 수 있으며, 이 손실은 매끄럽고 그리고/또는 연마된 재료를 사용함으로써 최소화된다. 가공이 용이하고 저렴한 시판 재료인 매끄럽고 광택있는 주석 도금강이 우수한 결과를 발휘하는 것으로 판명되었다. 그러나, 적외선 반사성 내표면(20)을 갖는 알루미늄, 구리, 유리 또는 플라스틱 원통부도 사용할 수 있다. 또한, 본 실시예의 금속 도관/반사구(12, 20)의 횡단면의 형상이 원형이므로, 광에너지가 길이 방향의 기하학적 축선과, 그와 동축인 반사 도관(12)의 광학적 축선을 따라 충분히 전송된다. 그러나, 달걀형, 타원형, 직사각형 또는 정사각형 등의 다른 황단면 형상을 사용할 수 있다.

IR 수신기의 수신도가 본 발명의 광파이프를 사용하는 원격 제어부로부터의 최소 IR 출력에 대한 일정 요구 조건을 충족시키는 것이 바람직하다. 그러한 시험용 설정이 도 3에 도시되어 있으며, 이 경우 원격 제어부는 새로운 배터리로 교정된다. IR 수신기는 축선과 임의 방향으로 45도까지의 각도를 이루는 원격 제어부로부터의 입력을 수신할 때 조작 가능한 것이 바람직하다.

지금까지 IR 소스가 IR 원격 제어부인 경우에 대해 설명하였지만, IR 소스가 원격 제어부가 아니고 키보드나 다른 IR 전송 장치와 같이 제어 신호 및/또는 정보 신호의 IR을 수신기로 연결시키기 위한 다른 장치일 수 있다는 것도 본 발명의 고려 범위 내에 속한다.

시험 결과, 본 발명의 일 태양에 따른 광파이프는 선행 기술 플라스틱 본체 광파이프 설계와 비교할 때 축선 상에서 적어도 동등한 성능을 제공하고, 수직 및 수평 방향으로 축선을 벗어난 각도에서는 보다 양호한 성능을 제공한다는 것이 판명되었다. 본 발명에 따른 광파이프의 구조는 파라미터가 수용 가능한 범위에 있는 길이가 40 mm를 초과하는 광파이프 구조를 실현 가능하게 한다. 또한, 본 발명의 설계는 성능을 개선시킬 뿐만 아니라, 사용된 재료의 대부분이 저가의 주석 도금강이기 때문에 다른 설계의 경우보다 더 저렴하다.

Claims (18)

1. 적외선 에너지 방출 장치에 응답하는 전자 장치에서, 상기 적외선 에너지 방출 장치로부터 적외선 에너지를 수신하고, 그 수신된 적외선 에너지가 적외선 감지 장치에 도달하도록 하는 도관의 역할을 하는 수신 수단(10)을 포함하며, 이 수신 수단(10)은 적어도 부분적으로 적외선 에너지를 투과시키는 도입 재료부(11)를 포함하는 광파이프에 있어서, 중공형 광파이프부(12)는 에너지 유입 개구(14)와, 에너지 유출 개구(16)와, 적외선 에너지를 반사시키는 내표면(20)을 포함하며, 상기 에너지 유입 개구(14)는 유입되는 적외선 에너지를 수신할 수 있고, 상기 에너지 유출 개구(16)는 수신된 적외선 에너지를 투과시켜 상기 적외선 감지 장치에 도달하도록 할 수 있으며, 상기 도입 재료부(11, 11a)는 상기 광파이프부에 고정되어 상기 에너지 유입 개구(14)를 덮는 것을 특징으로 하는 광파이프.
2. 제1항에 있어서, 상기 광파이프부는 금속으로 이루어지고, 상기 내표면(20)은 고반사성 재료로 도금된 금속인 것을 특징으로 하는 광파이프.
3. 제1항에 있어서, 상기 광파이프부(12)는 플라스틱으로 이루어지고, 상기 내표면은 고반사성인 것을 특징으로 하는 광파이프.
4. 제2항에 있어서, 상기 광파이프부(12)는 단면이 원형인 것을 특징으로 하는광파이프.
5. 제1항에 있어서, 상기 도입 재료부(11, 11a)는 상기 광파이프부에 기계적으로 고정되는 것을 특징으로 하는 광파이프.
6. 제1항에 있어서, 상기 도입 재료부는 상기 광파이프부에 접착되는 것을 특징으로 하는 광파이프.
7. 제1항에 있어서, 상기 도입 재료부는 열을 인가함으로써 상기 광파이프부에 부착되는 것을 특징으로 하는 광파이프.
8. 제1항에 있어서, 상기 도입 재료부는 사람이 눈으로 보았을 때 어둡게 보이는 것을 특징으로 하는 광파이프.
9. 제1항에 있어서, 상기 도입 재료부는 전자 장치의 프런트 패널에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 광파이프.
10. 제1항에 있어서, 상기 에너지 유출 개구는 적외선 에너지를 상기 적외선 감지 장치 상에 집중시키기 위한 렌즈를 중공체 내에 포함하는 것을 특징으로 하는 광파이프.
11. 제1항에 있어서, 상기 광파이프부의 길이는 길이 방향 축선을 따라 형성되고, 상기 에너지 유입 개구 및 에너지 유출 개구는 상기 길이 방향 축선과 동축인 직선의 광학 축선을 따라 위치하는 것을 특징으로 하는 광파이프.
12. 제1항에 있어서, 상기 에너지 유입 개구 및 에너지 유출 개구는 원형인 것을 특징으로 하는 광파이프.
13. 제1항에 있어서, 상기 도입 재료부와 긴 상기 광파이프부는 일체형 구조체를 형성하는 것을 특징으로 하는 광파이프.
14. 제1항에 있어서, 상기 전자 장치는 비디오 디스플레이, DVD 플레이어, FM 수신기, CD 플레이어 또는 오디오 시스템을 포함하거나 포함하지 않는 임의의 텔레비젼 수신기일 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제2항에 있어서, 상기 광파이프부는 주석 도금된 시트 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 트랜스미터 장치로부터 적외선 에너지를 수신하고, 그 수신된 적외선 에너지가 적외선 감지 장치에 도달하도록 하는 도관의 역할을 하는 수신 수단(10)을 포함하며, 이 수신 수단(10)은 적어도 부분적으로 적외선 에너지를 투과시키는 도입 재료부(11, 11a)를 포함하는 광파이프에 있어서, 중공형 광파이프부(12)는 에너지 유입 개구(14)와, 에너지 유출 개구(16)와, 적외선 에너지를 반사시키는 내표면을 포함하며, 상기 에너지 유입 개구는 유입되는 적외선 에너지를 수신할 수 있고, 상기 에너지 유출 개구는 수신된 적외선 에너지를 투과시켜 상기 적외선 감지 장치에 도달하도록 할 수 있으며, 상기 도입 재료부는 상기 광파이프부에 고정되어 상기 적외선 에너지 유입 개구를 덮는 것을 특징으로 하는 광파이프.
17. 광파이프부(12) 및 크리스털부(11, 11a)를 마련하는 공정을 포함하고, 상기 광파이프부와 크리스털부를 서로 고정시켜 일체형 장치를 형성하는 것을 특징으로 하는 광파이프 제조 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 광파이프부는 중공체이고, 상기 크리스털부는 상기 광파이프부의 빛 유입 개구를 덮는 것을 특징으로 하는 광파이프 제조 방법.