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【关键词】液晶电视 红外遥控 导光柱 光学
原理 亚克力 设计
1 技术背景
随着液晶电视的普及，在人们的日常生
活中，电视占有不可或缺的地位。位于家庭客
厅中显著位置的电子产品，能够更好的融入整
体风格，产品的外观尤其重要。为了做到电视
机的超薄，新外观电视采用板载红外遥控接收
头的方式进行设计。本文设计应用的导光柱需
要将红外遥控信号从整机正面导入。由于板载
设计，贴装在主板上的遥控接收头距离整机下
边缘距离较长，并且接收通路与导光柱接收的
信号成90 度角，为保证性能要求，需设计一
种新形态的导光柱满足此设计要求。
2 原理分析
2.1 红外遥控接收原理
电视机中红外遥控头接收外部遥控器发
射的调制在38K 载波频率上的红外编码信号，
通过内部的光电二极管将红外光信号转
换成电信号，经放大、整形、解调等步骤，还
原成发射端发出的相应协议脉冲编码信号，完
成遥控指令的传递，从而响应用户的操作。
2.2 液晶电视整机遥控规范
根据《彩色电视广播接收机通用规范》
国标GB10239-2011 中之规定：遥控器与整机
在光轴上的遥控距离需要》8 米；受控角水平
方向与光轴需要》30°角，垂直方向与光轴需
要》15°角，同时还要不受外接环境光的干扰。
在设计上需要充分考虑实际的应用目标，满足
距离和受控角度等的要求。
2.3 导光柱原理
光线传播遵循3 大物理定律：
●反射定律：光线的入射角与反射角相等
θi= θr
●折射定律：第一种介质的折射率ni 乘以
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”=
+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=
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
=
要求。
（3）导光柱使用圆弧拐角，圆弧半径
(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
-45°
导光柱密闭盒
-45°
