红外线信号接收单元及电子装置 【技术领域】
本发明涉及红外线信号接收单元及电子装置。具体涉及搭载在电视(TV)、数字通用光盘(Digital Versatile Disc：DVD)设备、磁带录像机(Video Tape Recorder：VTR)、空气调节装置(空调)等中的红外线信号接收单元及电子装置。
背景技术
在接收从红外线远程控制器(红外线遥控器)等红外线信号发送单元发送的红外线信号的红外线信号接收单元中，利用光电二极管芯片等红外线光接受元件接收红外线信号。并且，利用红外线光接受元件接收到的红外线信号由信号控制处理用元件实施放大和波形整形等各种信号处理，响应于该接收到的红外线信号而进行TV、DVD设备、VTR、空调等的远程控制。
从红外线信号发送单元发送的红外线信号是数字信号。该红外线信号被光电二极管芯片的光接受面光接受，变换成微弱的电信号。然后，在该微弱的电信号中，利用滤波电路(带通滤波器)仅抽取特定频率的信号。此后，利用检波器电路输出与红外线信号相同的数字波形信息。
为了有效地接收从红外线信号发送单元发送的红外线信号，优选TV、DVD设备等的红外线信号接收单元被搭载在搭载设备的前面。另外，为了降低引起搭载设备的误动作的外部干扰光的影响，优选红外线光接受元件被设置在比搭载设备的前面靠里的位置。因此，在TV、DVD设备等搭载设备中，将导光体(光导)设置在从搭载设备的前面到红外线光接受元件之间，由此将入射到搭载设备的前面的红外线信号引导到红外线光接受元件的光接受面。
作为设有这种导光体的红外线信号接收单元，公开有如下所述的遥控光接受单元：导光体被配置成终端面的至少一部分与透镜部贴紧，以提高从导光体向透镜部引导的发送信号光的传输效率，所述终端面面向透镜部(用于把发送信号光会聚到光电变换装置)发出接收到的发送信号光(例如参照专利文献1。)。
另外，公开有如下所述的遥控光接受元件，该遥控光接受元件包括：具备接收从遥控器发送的红外线信号的光接受元件的电子电路基板；收纳电路基板并且由具有导电性的材料构成的壳体；安装在上述壳体上的前面板；以及安装在上述前面板上的具有红外线透射特性的透射板(有时也具有带菲涅耳透镜功能的形状。)，在设置在前面板中的开口部中具备波导管，以将透过透射板的红外线信号会聚到光接受元件(例如，参照专利文献2。)。
专利文献1：日本特开2006-179767号公报
专利文献2：日本特开2004-320304号公报
【发明内容】
发明要解决的问题
近几年，随着液晶显示器的普及、其屏幕大型化的发展，在液晶显示器启动时，红外线遥控器、DVD设备等红外线通信设备有时会出现误动作，或者红外线遥控器的效果变差。特别地，在背光装置的光源中采用冷阴极荧光管(Cold Cathode Fluorescent Tube：CCFT)的液晶TV等中，根据CCFT内密封的密封气体的组成的不同，在CCFT点亮后的几十秒～几分钟内会从CCFT发出(辐射)规定的波长区域的红外线，因此容易发生红外线通信设备的误动作、通信障碍。
本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于提供一种能够抑制红外线通信设备的误动作和通信障碍的红外线信号接收单元及电子装置。
用于解决问题的方案
本发明的发明人在对能够抑制红外线通信设备的误动作和通信障碍的红外线信号接收单元进行各种研究后发现，红外线信号接收单元内的红外线光接受元件的灵敏度高的波长区域与从液晶显示器等的背光装置放射(辐射)的作为外部干扰光地红外线的波长区域相重叠，因此红外线光接受元件的信号噪声比(下面称为“S/N比”)降低了。并且，作为提高红外线光接受元件的S/N比的方案，着眼于能在窄频带中选择性地获得高反射率的多层反射膜的反射特性。结果发现，如果在红外线信号接收单元内，设置反射作为外部干扰光的红外线的波长区域的多层反射膜，使红外线光接受元件接收透过上述多层反射膜的红外线信号，则作为外部干扰光的红外线被多层反射膜反射而不到达红外线光接受元件，其它波长区域的红外线信号不被多层反射膜反射而到达红外线光接受元件，因此能够提高红外线光接受元件的S/N比，想到能够很好地解决上述课题，实现本发明。
即，本发明是一种红外线信号接收单元，其具有导光体和接收被上述导光体引导的红外线信号的红外线光接受元件，其中，上述红外线信号接收单元具有反射与外部干扰光的波长区域相当的波长区域的红外线的多层反射膜，利用红外线光接受元件接收透过上述多层反射膜的红外线信号。
下面详细叙述本发明。
本发明的红外线信号接收单元具有导光体和接收被上述导光体引导的红外线信号的红外线光接受元件。本发明的红外线信号接收单元搭载在TV、DVD设备、VTR、空调等中，接收红外线信号发送单元发送的红外线信号。通常从防止外部干扰光所造成的误动作的观点出发，红外线光接受元件被设置在比红外线信号接收单元搭载设备的前面靠里的位置。因此，为了将红外线信号有效地引导到红外线光接受元件的光接受面，通常在从红外线信号接收单元搭载设备的前面到红外线光接受元件的光接受面之间设有导光体。导光体的出光面可以与红外线光接受元件的光接受面接触，也可以不接触。
上述导光体只要透过红外线即可，没有特别限定，不论透过可见光与否都可以。上述红外线光接受元件只要将红外线信号变换成电信号即可，没有特别限定，可以列举出光电二极管(利用以下特性的光电变换元件：pn结或呈现整流性的金属与半导体的接触的反方向电流由于光的照射所造成的光生伏特效应而增加)等。此外，红外线信号发送单元的光源没有特别限定，例如可以列举出红外发光二极管(具有在施加电压使电流流动时不发热地产生红外放射束的半导体触点的半导体器件)。
上述红外线信号接收单元具有反射与外部干扰光的波长区域相当的波长区域的红外线的多层反射膜，红外线光接受元件接收透过上述多层反射膜的红外线信号。通过在红外线信号接收单元内设置多层反射膜，能够使与外部干扰光的波长区域相当的波长区域的红外线不到达红外线光接受元件，而其它波长区域的红外线信号到达红外线光接受元件，因此能够提高S/N比。结果，能够抑制红外线通信设备的误动作和通信障碍，也能够提高红外线信号接收单元的灵敏度，顺利进行远距离间的红外线信号的交换。
在本说明书中，“外部干扰光”是指扰乱红外线信号接收单元的有秩序的动作状态、平衡状态等的来自红外线信号接收单元外的光。是否是外部干扰光，要由红外线光接受元件的接收灵敏度特性决定，因此优选上述多层反射膜反射红外线光接受元件的接收灵敏度较高的波长区域的红外线50％以上。此外，作为放射(辐射)与外部干扰光的波长区域相当的波长区域的红外线的装置，例如可以列举出液晶TV的背光装置的光源(CCFT(CCFL))、HCFT(HCFL))、半热阴极荧光灯(Semi Hot Cathode Fluorescent Tube：SHCFT)、外部电极荧光灯(External Electrode Fluorescent Lamp：EEFL)、无汞灯等。
在本说明书中，“多层反射膜”是指将2种以上的单层膜层叠而构成的反射膜，多层反射膜的层叠数只要是2以上即可，没有特别限定。作为多层反射膜的优选形态，可以列举出由具有高折射率的透明膜和具有低折射率的透明膜交替层叠而成的形态。
图7是是表示红外线光接受元件的光接受灵敏度谱(图中的A。)、红外线信号发送单元发送的红外线信号(以下称为“红外线B”。)的强度谱(图中的B。)、红外线B中能被多层反射膜反射的红外线(以下称为“红外线C”。)的强度谱(图中的C(斜线部分)。)、红外线B中能被红外线光接受元件接收的红外线(以下称为“红外线D”。)的强度谱(图中的D。)、作为外部干扰光的红外线(以下称为“红外线E”。)的强度谱(图中的E(涂黑部分)。)的关系的一个例子的图。此外，本发明不限于图7的关系。例如，红外线B的波长区域不是必须被收纳在红外线A的波长区域内，红外线C、E的波长区域也可以分离成多个而存在。
例如在红外线光接受元件是硅光电二极管的情况下，红外线光接受元件的光接受灵敏度与硅的光接受灵敏度相关。红外线B的强度谱与红外线信号发送单元的发光源的发光特性相关。红外线C的强度谱与多层反射膜的反射特性相关，通过控制多层反射膜的折射率及膜厚就能够容易地调整。红外线D的强度谱是从红外线B除去红外线C而得到的。红外线E是外部干扰光，因此通常是红外线光接受元件的接收灵敏度较高的波长区域所包含的红外线，属于从红外线信号接收单元外射入红外线光接受单元的红外线。
在本发明中，从降低射入红外线光接受元件的外部干扰光的观点出发，要求控制多层反射膜的折射率和膜厚使得作为外部干扰光的红外线E的波长区域与红外线C的波长区域一致，使红外线E的波长区域与红外线D的波长区域不重复。另一方面，从提高红外线光接受元件所接收的红外线信号的强度的观点出发，要求红外线D的波长区域处于红外线光接受元件的光接受灵敏度较高的波长区域，红外线D的波长区域较宽。
本发明的红外线信号接收单元只要是具有上述导光体、红外线光接受元件以及多层反射膜作为结构要素即可，对于有无其它结构要素没有特别的限定。
下面记载了本发明的红外线信号接收单元的优选方式。
作为上述多层反射膜的优选方式，可以列举出反射波长为912nm的红外线的方式。搭载在液晶TV等中的背光装置的光源通常采用CCFT等荧光管，在该荧光管内密封有氩和汞。在荧光管的管壁温度较低的点亮初期的期间，荧光管内部的汞蒸气压未充分上升，氩(Ar)的发光变强，结果是有时除可见光以外还会放出波长为912nm的红外线。当红外线光接受元件检测到该波长为912nm的红外线时，有可能造成红外线通信设备的误动作、通信障碍。例如，IrSS(Ir Simple Shot)(注册商标)标准的高速红外线通信已开始在数码相机、便携电话的领域普及，在该标准中，波长为912nm的红外线有可能被误识别为信号。根据本发明，波长为912nm的红外线在射入红外线光接受元件之前被多层反射膜反射，因此能够有效地抑制红外线通信设备的误动作和通信障碍。
作为上述多层反射膜的优选方式，可以列举出反射波长为878nm和893nm中的至少一方红外线的方式。作为降低荧光管点亮初期产生的红外线通信障碍的方法，可以考虑同时封入氩气、氪气作为CCFT的密封气体。根据该方法，能在荧光管的点亮初期将宽频带的氩气的发光置换成窄频带的氪气的发光，因此能用红外线吸收片有效地抑制CCFT放射的红外线的强度。但是，在源自氪气发光的红外线中未被红外线吸收片吸收干净的红外线有可能被放射，因此在红外线信号接收单元内设置对在氪气发光中强度特别强的波长为878nm和893nm的红外线中的至少一方、优选两方进行反射的多层反射膜，由此能够有效地抑制红外线所造成的红外线遥控器的误动作和通信障碍。
作为本发明的红外线信号接收单元的优选方式，可以列举出上述红外线光接受元件的光接受面是平面状、上述多层反射膜被形成在红外线光接受元件的光接受面上的方式。多层反射膜的反射率在窄频带中比金属高，对于光入射角度的变化较大。因此，为了消除指向性，将以往为半球面的红外线光接受元件的光接受面做成平面状，在其光接受面上形成多层反射膜，从而能够有效地反射与外部干扰光的波长区域相当的波长区域的红外线。
在上述红外线光接受元件的平面状的光接受面上配置多层反射膜的情况下，作为上述导光体的优选方式，可以列举出利用入光面及出光面中的至少一方，将与外部干扰光的波长区域相当的波长区域的红外线变换成在与多层反射膜的膜面垂直的方向行进的平行光线的方式。根据这种方式，能够利用多层反射膜更有效地反射与外部干扰光的波长区域相当的波长区域的红外线。作为将红外线变换成平行光线的导光体的方式，例如可以列举出入光面和出光面中的至少一方具有棱镜形状的方式、入光面和出光面的至少一方具有凸透镜形状的方式。作为棱镜形状，例如可以列举出配置多个三棱锥、四棱锥等多棱锥面、圆锥面等的形状。作为凸透镜形状，例如可以列举出配置多个半球面的形状。另外，从向平行光线的变换效率的观点出发，优选上述导光体利用出光面将红外线变换成平行光线。
作为本发明的红外线信号接收单元的优选方式，可以列举出上述导光体的出光面是平面状、上述多层反射膜被形成在导光体的出光面上的方式。据此，能够消除多层反射膜与空气的界面、导光体与空气的界面，因此能够有效地反射与外部干扰光的波长区域相当的波长区域的红外线。
作为本发明的红外线信号接收单元的优选方式，可以列举出上述红外线光接受元件的光接受面是凹面状、上述多层反射膜被形成在红外线光接受元件的光接受面上的方式。据此，即使导光体的出光面不将红外线变换成平行光线，也能够有效地反射与外部干扰光的波长区域相当的波长区域的红外线。
另外，本发明还是搭载有上述红外线信号接收单元的电子装置。根据本发明的电子装置，能够提供防止产生误动作和通信障碍的电子装置。电子装置的种类没有特别限定，例如可以列举出TV、DVD设备、VTR、空调等。
发明效果
根据本发明的红外线信号接收单元，能通过设置多层反射膜来反射与外部干扰光的波长区域相当的波长区域的红外线，因此能够抑制红外线通信设备的误动作和通信障碍。
【附图说明】
图1是表示实施方式1的搭载在液晶TV中的红外线信号接收单元的结构的截面示意图。
图2是表示实施方式2的搭载在液晶TV中的红外线信号接收单元的结构的截面示意图。
图3是表示实施方式3的搭载在液晶TV中的红外线信号接收单元的结构的截面示意图。
图4是表示实施方式4的搭载在液晶TV中的红外线信号接收单元的结构的截面示意图。
图5是表示实施方式5的搭载在液晶TV中的红外线信号接收单元的结构的截面示意图。
图6是表示实施方式6的搭载在液晶TV中的红外线信号接收单元的结构的截面示意图。
图7是表示红外线光接受元件的光接受灵敏度谱(A)、由红外线信号发送单元发送的红外线信号的强度谱(B)、能被多层反射膜反射的红外线的强度谱(C)、能被红外线光接受元件光接受的红外线的强度谱(D)以及作为外部干扰光的红外线的强度谱(E)的关系的一个例子的图。
附图标记说明
1a～1f：导光体的出光面；2a～2f：红外线光接受元件的光接受面；10a～10f：导光体；11a～11f：红外线光接受元件；20a～20f：外壳；21a～21f：台座；100a～100f：红外线信号接收单元。
【具体实施方式】
以下给出实施方式，更加详细地说明本发明，但是本发明不限于这些实施方式。
实施方式1
图1是表示实施方式1的搭载在液晶电视(TV)中的红外线信号接收单元的结构的截面示意图。
本实施方式的红外线信号接收单元100a具有导光体10a和接收由导光体10a引导的红外线信号的硅光电二极管芯片(红外线光接受元件)11a。导光体10a是直径5mm左右的圆柱状，入光面侧被安装在外壳(液晶TV的外箱)20a上，平面状的出光面1a以几mm的间隔与硅光电二极管芯片11a的光接受面2a对置。硅光电二极管芯片11a，其光接受面2a为半球状，被载置在用于载置硅光电二极管芯片的台座21a上。在本实施方式中，多层反射膜30a被形成在硅光电二极管芯片11a的半球状的光接受面2a上。
作为导光体10a的材料，例如可以列举出聚碳酸酯、丙烯酸树脂等热塑性树脂、环氧树脂等热固化性树脂。多层反射膜30a是由电介质膜、金属蒸镀膜等层叠2层以上而得到的。作为电介质膜的材料，例如可以举出聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)等树脂。作为多层反射膜30a的形成方法，例如可以举出在硅光电二极管芯片11a的光接受面2a上直接蒸镀的方法；蒸镀到基膜上之后贴附到硅光电二极管芯片11a的光接受面2a上的方法。多层反射膜30a具有反射波长为913±10nm、1015±10nm的红外线50％以上的特性。在液晶TV的背光装置的点亮初期，由于作为封入气体的氩气的发光而以高强度放射(辐射)波长为913±10nm、1015±10nm的红外线。该发光的波长区域窄，因此优选多层反射膜30a缩小所反射的波长区域并提高该波长区域内的反射率。此外，多层反射膜30a也可以具有反射966±10nm的特性。
根据本实施方式的红外线信号接收单元100a，从液晶TV的背光装置放射的作为外部干扰光的红外线被多层反射膜30a反射，不到达硅光电二极管芯片11a。另一方面，利用红外线遥控器、对应于IrSS规格的设备等红外线信号发送单元发送的红外线信号的至少一部分不会被多层反射膜30a反射，会到达硅光电二极管芯片11a。这样就能够提高硅光电二极管芯片11a的S/N比，结果是能够抑制液晶TV的误动作。
实施方式2
图2是表示实施方式2的搭载在液晶电视(TV)中的红外线信号接收单元的结构的截面示意图。
本实施方式的红外线信号接收单元100b具有导光体10b和接收被导光体10b引导的红外线信号的硅光电二极管芯片(红外线光接受元件)11b。导光体10b是直径5mm左右的圆柱状，入光面侧被安装在外壳(液晶TV的外箱)20b上，平面状的出光面1b以几mm的间隔与硅光电二极管芯片11b的光接受面2b对置。硅光电二极管芯片11b的光接受面2b为平面状，被载置在用于载置硅光电二极管芯片的台座21b上。在本实施方式中，多层反射膜30b被形成在硅光电二极管芯片11b的平面状的光接受面2b上。
根据本实施方式的红外线信号接收单元100b，大部分作为外部干扰光的红外线相对于多层反射膜30b的膜面垂直射入，因此能够有效地被多层反射膜30b反射。结果是能够提高硅光电二极管芯片11b的S/N比，因此能够抑制液晶TV的误动作。
实施方式3
图3是表示实施方式3的搭载在液晶电视(TV)中的红外线信号接收单元的结构的截面示意图。
本实施方式的红外线信号接收单元100c具有导光体10c和接收被导光体10c引导的红外线信号的硅光电二极管芯片(红外线光接受元件)11c。导光体10c是直径5mm左右的圆柱状，入光面侧被安装在外壳(液晶TV的外箱)20c上，棱镜形状(排列多个四棱锥面而成的形状)的出光面1c以几mm的间隔与硅光电二极管芯片11c的光接受面2c对置。硅光电二极管芯片11c的光接受面2c为平面状，被载置在用于载置硅光电二极管芯片的台座21c上。在本实施方式中，多层反射膜30c被形成在硅光电二极管芯片11c的平面状的光接受面2c上。
根据本实施方式的红外线信号接收单元100c，作为外部干扰光的红外线被导光体1c的棱镜形状的出光面1c变换成相对于多层反射膜30c的膜面垂直行进的平行光线，因此能够有效地被多层反射膜30c反射。结果是能够提高硅光电二极管芯片11c的S/N比，因此能够抑制液晶TV的误动作。
实施方式4
图4是表示实施方式4的搭载在液晶电视(TV)中的红外线信号接收单元的结构的截面示意图。
本实施方式的红外线信号接收单元100d具有导光体10d和接收被导光体10d引导的红外线信号的硅光电二极管芯片(红外线光接受元件)11d。导光体10d是直径5mm左右的圆柱状，入光面侧被安装在外壳(液晶TV的外箱)20d上，凸透镜形状(排列多个半球面而成的形状)的出光面1d以几mm的间隔与硅光电二极管芯片11d的光接受面2d对置。硅光电二极管芯片11d的光接受面2d为平面状，被载置在用于载置硅光电二极管芯片的台座21d上。在本实施方式中，多层反射膜30d被形成在硅光电二极管芯片11d的平面状的光接受面2d上。
根据本实施方式的红外线信号接收单元100d，作为外部干扰光的红外线被导光体1d的凸透镜形状的出光面1d变换成相对于多层反射膜30d的膜面垂直行进的平行光线，因此能够有效地被多层反射膜30d反射。结果是能够提高硅光电二极管芯片11d的S/N比，因此能够抑制液晶TV的误动作。
实施方式5
图5是表示实施方式5的搭载在液晶电视(TV)中的红外线信号接收单元的结构的截面示意图。
本实施方式的红外线信号接收单元100e具有导光体10e和接收被导光体10e引导的红外线信号的硅光电二极管芯片(红外线光接受元件)11e。导光体10e是直径5mm左右的圆柱状，入光面侧被安装在外壳(液晶TV的外箱)20e上，平面状的出光面1e以几mm的间隔与硅光电二极管芯片11e的光接受面2e对置。硅光电二极管芯片11e的光接受面2e为半球状，被载置在用于载置硅光电二极管芯片的台座21e上。在本实施方式中，多层反射膜30e被形成于导光体10e的平面状的出光面1e上。
根据本实施方式的红外线信号接收单元100e，能够消除存在于导光体10e和多层反射膜30e之间的多层反射膜30e与空气的界面和导光体10e与空气的界面，因此能够有效地反射作为与外部干扰光的波长区域相当的波长区域的红外线。结果是能够提高硅光电二极管芯片11e的S/N比，因此能够抑制液晶TV的误动作。
实施方式6
图6是表示实施方式6的搭载在液晶电视(TV)中的红外线信号接收单元的结构的截面示意图。
本实施方式的红外线信号接收单元100f具有导光体10f和接收被导光体10f引导的红外线信号的硅光电二极管芯片(红外线光接受元件)11f。导光体10f是直径5mm左右的圆柱状，入光面侧被安装在外壳(液晶TV的外箱)20f上，平面状的出光面1f以几mm的间隔与硅光电二极管芯片11f的光接受面2f对置。硅光电二极管芯片11f的光接受面2f为凹面状，被载置在用于载置硅光电二极管芯片的台座21f上。在本实施方式中，多层反射膜30f被形成在硅光电二极管芯片11f的凹面状的光接受面2f上。
根据本实施方式的红外线信号接收单元100f，作为外部干扰光的红外线相对于多层反射膜30f的膜面垂直射入，因此能够有效地被多层反射膜30f反射。结果是能够提高硅光电二极管芯片11f的S/N比，因此能够抑制液晶TV的误动作。
另外，在实施方式1～6中说明了搭载在液晶TV中的红外线信号接收单元，但是，搭载本发明的红外线信号接收单元的设备没有特别限定，也可以是DVD设备(DVD录像机)、VTR、空调等。
另外，本申请以2007年9月4日申请的日本专利申请2007-229305号为基础，主张基于巴黎公约和进入国的法规的优先权。该申请的内容其整体作为参照被引入本申请中。