專利名稱：導光構件及具有該導光構件的電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光導元件技術領域，尤其涉及一種導光構件及具有該導光構件的電子設備。
背景技術：
目前，帶有遙控功能的電子設備，例如數(shù)字電視機、機頂盒等儀器、設備、家用電器等，其通過采用導光構件將遙控器發(fā)出的紅外光傳導至紅外接收頭處。以數(shù)字電視機為例，市場上的電視機100 ’可視角度越來越大，如圖I中的Z a為電視機100’的可視角度，其可達到170度甚至更大，如圖I中的Zb為機頂盒可接收遙控的角度，電視機100’的可視角度越來越大，用戶可以在更大的角度方向上遠距離看電視，但是機頂盒一般都使用性價比高的紅外遙控作為遙控控制，其遙控角度一般為90度的圓錐角， 現(xiàn)有技術中，于紅外接收頭設置一導光構件，用于將紅外光導向紅外接收頭，導光構件可將遙控器在一定角度范圍內發(fā)射的紅外光導向紅外接收頭，根據(jù)紅外接收頭的特性，存在遙控半光角度，隨著距離的增加，可控角度急劇減小。基于紅外接收頭最大接收角度限制，存在紅外遙控器控制不了的遙控盲區(qū)，并不能滿足用戶在大角度看電視時通過遙控器操作的需求?，F(xiàn)有技術中，導光構件呈圓柱狀，其一端為受光面，另一端為出光面，受光面和出光面均為平面狀，紅外光可由導光構件折射、反射后射向紅外接收頭?，F(xiàn)有技術中的導光構件，其只能將與機頂盒前面板法線之間較小夾角范圍內的紅外光導向紅外接收頭，此部分紅外光可折射、反射至出光面；與機頂盒前面板法線之間較大夾角范圍內的紅外光將從導光構件的側面折射出導光構件，此部分紅外光無法到達紅外接收頭處，導致機頂盒可接收遙控的角度較小。導光構件只能接收較小范圍內的紅外光，入射角度較大的紅外光將從導光構件的側面折射出導光構件，此部分紅外光無法到達紅外接收頭處，導致機頂盒可接收遙控的角度較小。用戶在大于可接收遙控角度的范圍外是無法使用遙控器操作電視的，給用戶的使用帶來了不便。另外，與機頂盒前面板法線之間較大夾角范圍內的紅外光，其與受光面接觸的橫界面積小，使遙控距離隨著角度的增大而使遙控距離迅速減短。而且現(xiàn)有技術中的導光構件，其不能將紅外光匯聚，無法增強紅外光的強度，在遙控器的發(fā)射功率同等的情況下，可遙控的距離短。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種導光構件及具有該導光構件的電子設備，增加了電子設備可遙控的角度，便于用戶的使用。本發(fā)明的技術方案是一種導光構件，所述導光構件米用折射率大于I的透光材料制成，所述導光構件的一端的端面上設置有受光面，所述導光構件的另一端的端面上設置有出光面，所述導光構件用于從受光面接收入射光，并將所述入射光進行折射或反射后， 將所述入射光從所述出光面射出；所述受光面呈內凹狀且?guī)в绣F面，所述出光面呈內凹狀。
本發(fā)明還提供了一種電子設備，所述電子設備具有上述的導光構件。本發(fā)明提供的一種導光構件及具有該導光構件的電子設備，其通過設置內凹且?guī)в绣F面的受光面以及內凹的出光面，使用戶在較偏的角度也能通過紅外遙控器遙控電子設備，電子設備可接收遙控的角度大，解決了現(xiàn)有技術中的難題，使用十分方便。而且大部分紅外光都可以射至紅外接收頭的前端的敏感區(qū)域，大大提高了遙控的靈敏度，從而延長了遙控的距離。


圖I是現(xiàn)有技術中的電視機的可視角度和可遙控角度的平面示意圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的一種導光構件的剖面示意圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的一種設有錐面段的導光構件的平面示意4是本發(fā)明實施例提供的一種設有錐面段的導光構件的平面示意5是本發(fā)明實施例提供的一種設有錐面段的導光構件的平面示意6是本發(fā)明實施例提供的一種設有錐面段的導光構件安裝于電子設備上的局部剖面示意圖；圖7是本發(fā)明實施例提供的一種受光面上錐面設置為二段的導光構件的平面示意圖；圖8是本發(fā)明實施例提供的一種受光面呈倒置的圓臺或錐臺狀的導光構件的剖面示意示意圖
示意圖


圖9是本發(fā)明實施例提供的一種受光面底部的凸起塊呈錐形的導光構件的剖面圖10是本發(fā)明實施例提供的一種受光面底部的凸起塊呈弧形的導光構件的剖面
圖11是本發(fā)明實施例提供的一種設有錐面部的導光構件的剖面示意圖； 圖12是本發(fā)明實施例提供的一種電子設備的局部剖面示意圖13是本發(fā)明實施例提供的一種的導光構件的平面示意圖14是本發(fā)明實施例提供的一種的導光構件的平面示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例提供的一種導光構件，可用于帶遙控功能的電子設備，如電視機、電視機頂盒、投影儀等電器或其它儀器設備上，以增大電子設備可遙控的角度；也可用于帶指示燈的電子設備上，以將指示燈的光線折射至面板。如圖2 圖6所不，上述導光構件100可米用PMMA(Poly methylMethacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯，也叫亞克力或有機玻璃)、ABS (AcrylonitrileButadiene Styrene,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)或SAN(苯乙烯-丙烯腈共聚物)等透光且折射率大于I的材料制成(折射率指光在真空中的相速度與光在介質中的相速度之比值)。本實施例中，將上述導光構件應用于電視機的機頂盒上，以闡明本發(fā)明實施例的有益效果。所述導光構件 100的一端的端面上開設有內凹且?guī)в绣F面的受光面101，所述導光構件100的另一端的端面上開設有內凹的出光面102。導光構件100用于從受光面101接收入射光，并將所述入射光進行折射或反射后，將所述入射光從所述出光面102射出。所述受光面101用于接收入射光并使入射光在受光面101上進行折射和/或反射，出光面102用于將導光構件100內的入射光折射出導光構件100外。本實施例中，導光構件100呈圓柱狀，或者，導光構件100 也可以呈片狀等合適形狀，均屬于本發(fā)明的保護范圍。受光面101設置于導光構件100的上端，出光面102設置于導光構件100的下端(需要指出的是，本文所指“上端”和“下端” 互為相對概念，在實際使用過程中，并不一定“上端”朝上，“下端”朝下)，側壁105為導光構件100的外周壁。進一步地，如圖3和圖4所示，導光構件100上設置有出光面101的一端，外側設置有錐面段103，沿導光構件100軸線遠離所述受光面101方向，導光構件100上錐面段103 的橫截面積逐漸縮小。受光面101可呈向內凹的錐面狀或斜面狀等，本實施例中，受光面101呈錐狀。優(yōu)選地，受光面101中錐面形成的錐角為所述導光構件100的全反射臨界角的兩倍，受光面 101中錐面的錐角指的受光面101的兩個錐面形成的夾角。光由光密媒質進入光疏媒質時， 要離開法線折射，當入射角Θ增加到某種情形時，折射線延表面進行，即折射角為90°，該入射角Θ稱為全反射臨界角。若入射角大于全反射臨界角，則無折射，全部光線均返回光密媒質，此現(xiàn)象稱為全反射。若導光構件100采用透明的PMMA材料，其折射率約為1.49， 全反射臨界角為42度，錐面的錐角可設置為全反射臨界角的兩倍，即84度，受光面101與前面板之間的夾角為48度。帶有錐面的受光面101主要用于將入射角(本段的入射角指遙控器發(fā)出的紅外光與機頂盒的前面板法線之間的夾角)小(例如遙控器發(fā)出的紅外光與機頂盒的前面板法線之間的夾角小于受光面101中錐面的錐角的一半時；仍以錐角為48 度為例，受光面101中錐面的錐角的一半為42度)的紅外光射至出光面102，入射角小于
42度的紅外光主要有以下幾種路徑，第一種路徑是紅外光經(jīng)受光面101折射后到達出光面 102 (例如圖3中的紅外光a);第二種路徑是紅外光經(jīng)面101折射后經(jīng)過側面105反射到達出光面102 (例如圖3中的紅外光c及圖5中的紅外光k);第三種路徑是紅外光經(jīng)受光面 101折射后經(jīng)過錐面段103反射到受光面102 (例如圖3中的紅外光b及圖5中的紅外光j、 I);第四種路徑是紅外光經(jīng)過受光面101折射后射向側壁105，然后反射至錐面段103，并在錐面段103處反射至出光面102 (例如圖5中的紅外光i)。入射的紅外光是直接射向出光面102還是射向導光構件100的側壁105或錐面段103，其與受光面101的傾斜夾角、導光構件100的直徑、長度、導光構件100的折射率以及入射點的位置有關。一般來說，若使用 PMMA材料，其全反射臨界角約為42度，一般入射角小于42度的紅外光，起主要作用的是受光面101，入射角大于42度時，起主要作用的是側壁105和受光面101內側。與圖3至圖5 中紅外光入射方向大致一致但是射在受光面101不同位置的光線，可以在受光面101上折射及在側壁105或錐面段103處反射后射向出光面102。如圖2 圖6所示，受光面101接收紅外光的橫截面積大，紅外光與受光面101接觸的橫界面積大且具有聚光的功能，即使遙控角度的增大，遙控的距離也不會縮短。所述導光構件100的另一端的端面上開設有內凹的出光面102，可使紅外光更容易到達接收頭200的敏感區(qū)，在遙控器發(fā)射功率同等的情況下，利于延長遙控的距離及提高遙控的靈敏度。當遙控器發(fā)射的紅外光射向受光面101時，受光面101可以將紅外光折射向錐面段103或折射向出光面102。而于導光構件100側壁設置錐面段103，其目的是為了改變射向出光面102邊緣的紅外光線的方向，以使紅外光向紅外接收頭200中央的敏感區(qū)域處匯聚(本段的入射角指紅外光與入射面法線之間的夾角)。如圖3、圖4所示，受光面101與前面板法線之間的夾角大于錐面段103與前面板法線之間的夾角，能使經(jīng)受光面101折射后到錐面段103的紅外光大部分發(fā)生全反射到出光面102。通過設置錐面段103，使紅外光向紅外接收頭200中央的敏感區(qū)域處匯聚，利于提高可遙控的靈敏度和范圍。便于用戶的使用，并且紅外光損失少，有利于提高遙控的距離。進一步地，也可以通過在導光構件100 的側面涂設一層不透明的反射涂層，以避免紅外光從導光構件100側壁折射出。優(yōu)選地，如圖2和圖3所示，所述出光面102呈內凹的球面狀或拋物面狀或弧面狀或球面狀等合適形狀。請繼續(xù)參考圖3 圖5，圖3 圖5中的虛線為紅外光的入射、折射及反射的路徑。 下面分兩種情況說明紅外光射向導光構件的情況第一種情況是遙控器發(fā)出的紅外光可直接射向受光面101，由于受光面101呈帶錐面的凹狀，入射角(本段中的入射角指遙控器發(fā)出的紅外光與機頂盒的前面板之間的夾角)較小(例如，小于42度)的紅外光a將直接折射至出光面102處，如圖3中紅外光a、b、c及圖5中i、j、k、I、的路徑所示，這些紅外光均可以通過受光面101及側壁105或錐面段103折射至出光面102，并且由呈凹狀的出光面 102折射至位于出光面102下方的紅外接收頭200處。第二種情況，如圖4中的紅外光d、e、f、g、h，用戶位于較偏的角度時(即遙控器發(fā)出的紅外光與機頂盒的前面板法線之間的夾角大于受光面101中錐面的錐角的一半時)，遙控器發(fā)射的紅外光d、e、f、g、h與機頂盒的前面板之間的夾角較小，遙控器發(fā)出的紅外光d、e、f、g、h無法直接射向內凹的受光面101，其只能從導光構件100的側面折射向受光面101內側,例如入射的紅外光d、e、f、g、h,從導光構件100側面折射的光線d、e、f、g、 h將到達受光面101的錐面處，紅外光發(fā)生全反射的現(xiàn)象，全反射的紅外光d、e、f、g、h可向下直達出光面102，或者反射至導光構件100的側壁105處，再反射至出光面102，并且由出光面102折射至位于出光面102下方的紅外接收頭200處。下面從理論推導紅外光的入射情況請參考圖13，假設導光構件100使用透明的PMMA (折射率為I. 49)材料，且假設入射到受光面101的左邊的入射角為A，通過受光面101折射角為B，如圖13所示；則有I. 49 = sinA/sinB,同時可以求出PMMA材料的全反射臨界角為b' = arcsin90/l. 49得出b ' =42 度，受光面101的錐角取全反射臨界角的2倍，即84度；設通過受光面101后的光在側壁105上的入射角為C，所以要想在側壁105內側發(fā)生全反射則需要C >b'即是C >42度。見圖13中，有90-b' = X+B,X = 90-C所以由上式得出C = B+b'，又因為b'為42度，所以只要B角為正時C恒大于42 度，則可推導出，從受光面101折射至側壁105的光線均能產生全反射的現(xiàn)象。
請參考圖14，假設從側邊入射的光線的入射角為A，經(jīng)過側壁105后折射角為B，C 為受光面101上內側發(fā)射全反射的入射角C。首先證明從側邊射進來的紅外光可以在受光面101內側上發(fā)生全反射。已知D = 42 度,O < A < 42 度，有折射率 I. 49 = sinA/sinB,根據(jù)圖14，C = 90-(180-(D+90+B))，得 C = B+D = 42+B，所以有 C > = 42 度，則在面101內側一定會發(fā)生全反射。B的最大值取決與A的最大，因為O <A< 42度，根據(jù)
I.49 = sinA/sinB可以求出，B最大大概為28度，所以C的范圍為42 < C < 70，可證明從側邊射進來的紅外光可以在受光面101內側上發(fā)生全反射。假設圖14中A為最大的入射角(42度)，則最大折射角B可以求出等于30度，求出外露在面板外面的長度0M(棱長為L:0Q的長度)。根據(jù)上面的推算可以得知角OKN = B+90 = 30+90 = 120度，當射入點在M時， Z OKN =Z OMQ = 120 度，則Z OQM = 180-D- Z OMQ = 180-42-120 = 18 度。設L 為圖 14 中 OQ 線的長度，則 OM = L*sin( Z 0QM)/sin( Z OQM+D) = L*sinl8 度/sin(18+42)度=L*0. 309/0. 866 = O. 3568*L ;所以建議導光構件100伸出機頂盒前面板部分的長度設置為O. 3568*L(當然這是以PMMA材料為例，不同折射率，其長度設置不同， 但均可根據(jù)上述思路得出深處機頂盒前面板部分的長度)。綜上所述，通過這樣的設計，使用戶在較偏的角度也能通過紅外遙控器遙控機頂盒，機頂盒可接收遙控的角度大，可達170度以上，甚至可達180度，解決了現(xiàn)有技術中的難題，用戶可以在電視機可視范圍內隨意通過紅外遙控器遙控電視機，使用十分方便。錐面段 103可用于將導光構件100內各個方向的紅外光向出光面102匯聚,大部分紅外光都可以射至紅外接收頭200的前端的敏感區(qū)域，避開了紅外接收頭200的半光角度外的不靈敏區(qū)，大大提高了遙控的靈敏度，從而延長了遙控的距離。即使垂直于導光構件100的側壁射入導光構件100時，紅外光可由受光面101反射至出光面102處，從而使遙控的角度大大增加并使遙控的距離延長。具體地，如圖3和圖6所示，導光構件100的側壁凸設有安裝凸緣110，所述安裝凸緣上開設有安裝孔111?？刹捎面i緊件穿設于安裝孔111并將導光構件固定于電子設備的面板400上。另外地，也可以通過其它合適方式，例如采用粘接、鉚接、卡嵌固定等方式將導光構件固定于電子設備上，均屬于本發(fā)明的保護范圍。具體地，如圖3和圖6所示，所述受光面101呈倒置的圓錐狀或呈倒置的棱錐狀， 錐面可設置有至少一個。如圖7所示，受光面101上的錐面也可以設置為二個或多個，二個或多個錐面可以首尾相接設置，均屬于本發(fā)明的保護范圍。受光面101的傾斜角度可以根據(jù)實際情況確定，其與錐面段103的位置及角度、導體柱本體100的高度、出光面102位置及尺寸相配合?；蛘撸鐖D8所示，所述受光面101呈倒置的圓臺狀或呈倒置的棱臺狀或其它合適的形狀，以便于加工，均屬于本發(fā)明的保護范圍?；蛘?，如圖9和圖10所示，所述受光面101呈倒置的圓錐狀或呈倒置的棱錐狀，且受光面101的底部還設置有凸起塊104。優(yōu)選地，所述凸起塊呈弧形或錐形或其它合適形狀，均屬于本發(fā)明的保護范圍。如圖7所示，凸起塊104呈錐形。如圖8所示，凸起塊104 呈弧形。
具體地，如圖11所示，導光構件100上設置有受光面101 —端，其外側設置有錐面部106。沿導光構件100軸線遠離出光面102的方向，導光構件100上錐面部106的橫截面積逐漸縮小。射向此錐面部106的紅外光，其有一部分入射角(本段的入射角指遙控器發(fā)出的紅外光與機頂盒的前面板之間的夾角)較小的紅外光將可以直接折射至出光面102 上，入射角較大的紅外光將折射至受光面101，再由受光面101反射至出光面102處或錐面段103處，反射至錐面段103處的紅外光可反射至出光面102處，折射或反射至出光面102 處的紅外光將由出光面102折射、匯聚至紅外接收頭200處。需要指出的是，雖然本發(fā)明的多個實施例中以導光構件100采用透明的PMMA材料，其折射率約為1.49來說明，但本領域的技術人員可知，導光構件也可采用具有其它折射率的透明材料。本發(fā)明實施例還提供了一種電子設備，電子設備可以是數(shù)字電視機、機頂盒等電器或其它儀器設備。所述電子設備具有上述的導光構件。通過在導光構件的上端面開設受光面101，以用于將入射角(本段中的入射角指遙控器發(fā)出的紅外光與機頂盒的前面板之間的夾角)小的紅外光直接折射至出光面102處以及用于將入射角大的紅外光折射或反射至錐面段103處；并于導光構件的外側設置可將由受光面101反射而來的紅外光反射至出光面102的錐面段103，折射或反射至出光面102的紅外光可折射至受光面101下方的紅外接收頭200處。使用戶在較偏的角度也能通過紅外遙控器遙控電子設備，電子設備可接收遙控的角度大，可達170度以上，解決了現(xiàn)有技術中的難題，使用十分方便。而且大部分紅外光都可以射至紅外接收頭200的前端的敏感區(qū)域，大大提高了遙控的靈敏度，從而延長了遙控的距離。具體地,如圖6所示,所述電子設備還包括殼體,所述殼體包括面板400,所述面板 400上開設有通孔401，所述導光構件設置于所述通孔401處，且所述導光本體開設有受光面101的一端凸出于所述面板400的表面，遙控器發(fā)出的紅外光可以通過導光構件100的外側折射至受光面101的內側，并由受光面101的內側反射至出光面102或錐面段103。大大增大了電子設備可接收遙控的角度，便于用戶的使用。具體地，所述殼體內設置有紅外接收頭200，所述紅外接收頭200設置有伸入至所述出光面102處的且與所述出光面102形狀匹配的凸起部?；蛘撸鐖D12所示，也可以在出光面102下方處設置發(fā)光指示燈500，發(fā)光指示燈 500設置有伸入至所述出光面102處的且與所述出光面102形狀匹配的凸起部根據(jù)光路可逆的理論，發(fā)光指示燈500所發(fā)出的光線可經(jīng)過導光構件的折射、反射，可射向較大的范圍，其部分光線可從導光構件100凸出于面板400的側壁處射出且與面板400平行，具體地，發(fā)光指示燈500的光線由發(fā)光面折射至錐面段103或受光面101，折射至錐面段103的光線可產生全反射現(xiàn)象并將光線反射至受光面101，反射或折射至受光面101的部分光線將產生全反射的現(xiàn)象，以將部分光線沿平行面板400的方向反射出來，以照亮面板400，一方面可使面板400與發(fā)示燈500的對比度沒那么強烈，從而達到防眩目的效果，另一方面照亮了面板400，便于用戶察看面板400上的按鍵等信息，以滿足操作面板400按鍵的需求，還美化了面板400，使電子設備美觀大方。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種導光構件，所述導光構件采用折射率大于I的透光材料制成，所述導光構件的一端的端面設置有受光面，所述導光構件的另一端的端面上設置有出光面，所述導光構件用于從受光面接收入射光，并將所述入射光進行折射或反射后，將所述入射光從所述出光面射出；其特征在于，所述受光面呈內凹狀且?guī)в绣F面，所述出光面呈內凹狀。
2.如權利要求I所述的導光構件，其特征在于，所述導光構件上設置有出光面的一端， 其外側設置有錐面段；沿所述導光構件軸線遠離所述受光面的方向，所述導光構件上錐面段的橫截面積逐漸縮小。
3.如權利要求I或2所述的導光構件，其特征在于，所述受光面呈倒置的圓錐狀或呈倒置的棱錐狀或呈倒置的圓臺狀或呈倒置的棱臺狀。
4.如權利要求3所述的導光構件，其特征在于，所述受光面的底部還設置有凸起塊。
5.如權利要求4所述的導光構件，其特征在于，所述凸起塊呈弧形或錐形。
6.如權利要求I或2所述的導光構件，其特征在于，所述出光面呈內凹的球面狀或拋物面狀。
7.如權利要求I或2所述的導光構件，其特征在于，所述導光構件上設置有受光面一端，其外側設置有錐面部，沿所述導光構件軸線遠離所述出光面的方向，所述導光構件上錐面部的橫截面積逐漸縮小。
8.如權利要求1-7任一所述的導光構件，其特征在于，所述受光面中錐面形成的錐角為所述導光構件的全反射臨界角的兩倍。
9.一種電子設備，其特征在于，所述電子設備具有如權利要求I至8中任一項所述的導光構件。
10.如權利要求9所述的電子設備，其特征在于，所述電子設備還包括殼體，所述殼體包括面板，所述面板上開設有通孔，所述導光構件設置于所述通孔處，且所述導光本體開設有受光面的一端凸出于所述面板的表面。
11.如權利要求10所述的電子設備，其特征在于，所述殼體內設置有紅外接收頭或發(fā)光指示燈，所述紅外接收頭或所述發(fā)光指示燈設置有伸入至所述出光面處的且與所述出光面形狀匹配的凸起部。
全文摘要
本發(fā)明適用于光導元件技術領域，公開了一種導光構件及具有該導光構件的電子設備。上述導光構件的一端的端面設置有受光面，另一端的端面上設置有出光面，導光構件用于從受光面接收入射光，并將入射光進行折射或反射后，將入射光從所述出光面射出；受光面呈內凹狀且?guī)в绣F面，出光面呈內凹狀。本發(fā)明提供的一種導光構件及具有該導光構件的電子設備，其通過設置內凹且?guī)в绣F面的受光面以及內凹的出光面，使用戶在較偏的角度也能通過紅外遙控器遙控電子設備，電子設備可接收遙控的角度大，解決了現(xiàn)有技術中的難題，使用十分方便。而且大部分紅外光都可以射至紅外接收頭的前端的敏感區(qū)域，大大提高了遙控的靈敏度，從而延長了遙控的距離。
文檔編號G02B6/00GK102590925SQ201210039540
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權日2012年2月21日
發(fā)明者張楊, 陳錦德 申請人:華為終端有限公司