LED 液晶电视创新型红外遥控导光柱的设计应用

文/方连惠

本文主要介绍新形态导光柱

原理，基于光学原理和整机结构

外观要求进行新形态导光柱的设

计和应用，对LED 液晶电视的整

机外观造型和结构设计提出新的

思路和方法。

摘 要

射率nf 乘以折射角θf 的正弦值，

ni*sinθi=nf*sinθf

●全反射定律：光从光密介质（塑料等）

传播到光疏介质（空气），折射角> 入射角。

当入射角比临界角大时，光线将会停止进入另

一介质，入射光将会向内面反射；当折射角等

于90°时，入射光将会折射并沿着两种介质的

交界面传播，这时sinθf (90° )=1.0。根据光的

折射定律，可计算出产生全反射时临界入射角

为sinθi=ni/nf。

3 设计要点

3.1 导光柱材料选择

从透光率和塑型两个方面考虑，原则上

尽量选择透光率高的材料，目前我公司优选使

用的导光柱材料为PMMA（亚克力)。

塑料名称透光率（%） 成型特性

ABS 89 易成型

AS 90 易粘模，脆性

PC 90 易成型

PMMA 92 易成型

亚克力透光率>92%， 折射率

nf=1.482 ～ 1.521，空气折射率ni=1.0，根据

全反射定律sinθi=ni/nf 得出临界全反射角度为

41.107° ~42.436°，遥控红外光在导光柱内入射

角大于临界角值即可发生全反射。

3.2 导光柱最小横截面积设计：

参考遥控接收头规格书，遥控接收头的

接收角度为±45°，根据45°等边直角三角形两

直角边相等的定律，计算如下：

a’=a”=1.2mm；x1=x2=x3=0.8+1.2+d=d

+2；

导光柱最小横截面长L=x1+3.8+x3；得出

L=2d+7.8

导光柱最小横截面宽W=x1+x2； 得出

W=2d+4

导光柱最小横截面积

S = L ×W= ( 2 d + 7 . 8 ) × ( 2 d + 4 ) ； 得出

S=4d2+23.6d+31.2

根据设计经验，导光柱与遥控接收头的

间隙d=0.5mm

则得出：L=8.8mm；W=5mm；导光柱最

小横截面积S=44mm2。

4 样品实际对比测试

转角半径34mm，遥控接收头端横截面

L=11mm；W=4.3mm；S=47.3mm2

接收距离、接收角度对比测试：

测试条件：通过外置红外遥控接收头模

块模拟测试，将红外遥控接收头紧密粘贴到导

光柱上，放置在密闭盒子中，仅保留导光柱接

收面在外。

测试数据如表1 所示。

测试结论：

测试指标满足相关设计规范要求，对比

量产产品，除水平方向±45°接收距离

略低，其余指标均优于量产产品。

5 结语

新型导光柱设计应用总结：

（1）导光柱选用透明亚克力材料，透光

率>95%，并可满足塑型需要。

（2）导光柱遥控接收头端横截面面积

=47.3mm2 满足理论最小横截面面积≥ 44mm2

要求。

（3）导光柱使用圆弧拐角，圆弧半径

34mm，导光柱拐角面厚4.5mm，满足R ≥ d/

(1- /2) 的要求。

（4）样品实测结果需满足相关规范要求，

导光柱设计需满足使用性能指标。

对电视机中应用的导光柱进行研究，通

过理论计算和实际测试数据的对比，确定了导

光柱材料、形状及安装结构等因素，解决了电

视机中板载红外遥控接收的设计，保证了整机

的系统设计，对后续的设计应用积累了丰富的

设计经验，在后续的产品开发中，可以快速的

导入实际开发设计。

参考文献

[1]《贴片红外遥控接收放大器》产品规格书

[Z]. 厦门华联电子有限公司,2005.

[2]《彩色电视广播接收机通用规范》[Z]. 国

标GB/T 10239-2011.

作者单位

四川长虹电器股份有限公司多媒体产业公司

四川省绵阳市 621000

表1

测试对象正向接收距离

水平方向垂直方向

角度接收距离角度接收距离

量产产品

10m +45° 7m +15° 6m

-45° 8m -15° 8m

导光柱密闭盒

19m +45° 6m +45° 8m

-45° 7m -45° 12m