透明的光导向件和光导向组件制造技术

一种把光束从固定地安装在一印刷线路板上的光发射元件引向一在外壳中形成的显示窗口的光导向件，其中该外壳把光发射元件和印刷线路板包覆在内。光导向件包括一透明杆，沿透明杆的长度在不同的部位至少有第一和第二反射表面。透明杆被设计成光束能在三维沿透明杆的整个长度从在透明杆的一端形成的光接受面传输到在透明杆的另一端形成的光发射面。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及一种光学光导向件，尤其涉及把来自固定地安装在一印刷线路板上的光发射元件的光束导向形成在一外壳中的显示窗口的光导向件，其中外壳把光发射元件和印刷线路板包覆在其内。本专利技术还涉及一种光学光导向组件，它包括多个以并列方式连接在一起的光学光导向件。很久以来人们知道由诸如丙烯酸树脂的透明塑料材料制成的透明杆可用作通过其引导光束的光学光导向件。虽然透明杆不可能用在诸如通过光纤进行的长距离光的传输，但透明杆常常被用来把由诸如光发射二极管的光发射元件发射的光束引导到任何所需的地方。作为例子，诸如控制器的电子设备至少利用一个光发射二极管作为一状态指示器以提供一可视指示，例如电子设备是否正常运作。根据电子设备的类型和/或光发射二极管的类型，光发射二极管常常是固定地位于一印刷线路板上，指示器窗口形成在一把该印刷线路板包覆在内的外壳中。由于在印刷线路板上光发射二极管与在外壳中的指示器窗口之间有一相当长的距离，所以一般采用透明的光引导杆来把光发射元件的光束引导到指示器窗口，以便使用者或维修人员通过观察指示器窗口就能确定光发射二极管是否电激发。于1992年7月15日公开的日本技术专利申请第4-81101号揭示了与多个总的呈圆筒形的独立的、朝外伸出LED片状透镜(plate len)的表面的光导向轴套(light guide boss)一体形成的总的呈矩形的LED片状透镜的使用。LED片状透镜固定于电视接受机壳的下前面板部的一内表面上，在那儿形成有指示器窗口，使得光导向轴套的各个自由端与固定地安装在电视接受壳体内的一印刷线路板上的光发射二极管对齐。该公开描述了每一光导向轴套呈管状，而且可以倾斜，从而使各个光发射二极管与相关的指示器窗口光学连接，而指示器窗口和光发射二极管被置在相互有关的水平内。于1995年8月29日公开的日本专利申请第7-230024号在一个实施例中揭示了一种总的呈三角形的光导向件，它由一种透明的塑料制成，并具有彼此垂直的第一表面和第二表面以及与第一表面和第二表面中的任何一个表面倾斜的第三表面。当光导向块的第一表面和第二表面分别用作光接受面和光发射面时，第三表面用作反射表面，以把通过光接受面进入光导向块的光束朝向光发射面反射。该公开还在另一实施例中揭示了由一种透明塑料材料制成的、具有沿其长度构成的第一、第二和第三反射表面的单块光导向件。揭示在该公开中的另一实施例的光导向件是这样构成的，从光反射二极管发射的、并通过光接受面进入光导向件的光束在沿第一通道传输之后首先被第一反射表面反射，从而沿第二通道传输，然后被第二反射表面反射，从而沿基本上与光束朝第一反射表面传输逆向的方向的第三通道向第三反射表面传输，最后被第三反射表面反射，从而沿第四通道朝指示器窗口以基本平行于沿第二通道传输光束的方向传输。在光导向装置中构成的第一至第三通道位于一个基本上垂直于印刷线路板的同一个平面。于1996年7月16日公开的日本专利申请第8-184713号揭示了一种单块的光导向件，它总的呈L形板状结构，由一种透明的塑料材料制成，包括彼此倾斜的长体和短体。揭示在该公开中的光导向件在笔记本大小的个人计算机中用作一状态指示器，并被设计和构造成从光发射二极管发射的光束可从两个基本彼此垂直的方向观察，而与盖是否打开无关。为此，光导向件除与光发射二极管对齐的单个光接受面之外还有第一和第二光发射面，光导向件设计成与盖的位置无关，即来自光发射元件的光束可直接传向第一光发射面，但在一组四个反射表面反射之后朝第二光发射面传输，或者，在被一粗糙的反射面散射之后同时朝第一光发射面和第二光发射面传输。根据与发生在光导向块或件中的反射的数量无关的任何一个前述的公开，从光接受面向一个或多个光发射面传输的光束在一个相对于印刷线路板成一角度或直角的平面中传输。某一种被包覆的电子设备，例如一程序控制器需要使用多个光发射二极管为不仅是电子设备的不同运作状况而且是导向和离开全部电路的诸线路的不同线路状况提供可视指示。由于电路结构是根据标准例如VDEO 1601988(prEN501781995)或EN61131-21995制定的，程序控制器的按比例缩小就难以实现，这是因为安装在印刷线路板上的在各光发射二极管的位置与在外壳的壁中构成的各指示器窗口的位置之间具有较大的距离。具体地说，程序控制器包括相当大的电子元件和相当小的电子元件，它们都安装在一印刷线路上。相当大的电子元件至少包括一个具有一排多个插针(conncetor pin)的模块插座(modular pin connector)、多个继电器开关和一个变压器，它们都安装在印刷线路板的一第一级电路区域(高压有源区)，而包括光发射二极管在内的相对较小的电子元件安装在该印刷线路板的第二电路区域(低压有源区)。第一电路区域和第二电路区域需要有一个例如约3毫米的绝缘空间。另一方面，上述讨论的在程序控制器外壳中一些或全部指示器窗口必须与在模块插座中的插针的各个位置协调，使得与那些插针关联的线路状况可视地显示。这意味着在印刷线路板中的第一电路区域必须靠近构成指示器窗口和安装模块插座的壁，包括在第二电路区域中的光发射二极管必须位于离指示器窗口某位置处的至少一排之中。使程序控制器按比例缩小的一个可行的方案是使用细长的光导向件，对每一光发射二极管设置一个光导向件，以把光束从各自的光发射二极管传输到有关的指示器窗口。这些细长光导向件的结构基本上类似于或等于前述任何一个公开文本中揭示的光导向件。但是，正如前面所讨论的，在前面所提到的先前技术的光导向件或导向块中，进入光导向件或导向块中的光束仅仅在一个共用平面以垂直于印刷线路板的方向传到该板上。因此，当在上述类型的程序控制器中使用先前技术的光导向件时，诸光发射二极管必须彼此间隔一段较大的距离，从而限制了程序控制器按比例缩小的程度。可考虑使用光纤代替塑料光导向件。但是，业已发现，在印刷线路板与外壳的一面板之间的有效空间受到了严格的限制，由于光纤不能弯成直角而使用不方便。把光纤弯成直角或锐减又不在弯曲时断裂就需要一个较大的弯曲半径，因此，为了容纳光纤就需要一个较大的空间，这又妨碍了电子设备的按比例缩小。因此，本专利技术的目的是为了使电子设备进一步缩小，并提供一种改进的、能使光束沿至少以三维构成的三个光程从光发射元件传输到指示器窗口的光导向件。本专利技术还提供了一种改进的总的呈斜形的光导向组件，它包括多个光导向件，其每一个的结构能使光束沿至少以三维构成的三个光程从光发射元件传输到指示器窗口，使得光发射元件能以相当紧密的方式设置。为了实现本专利技术的这些和其它目的，根据本专利技术的一个方面，提供一种把光束从固定地安装在一印刷线路板上的光发射元件引向一在外壳中形成的显示窗口的光导向件，其中该外壳把光发射元件和印刷线路板包覆在内。光导向件包括一透明杆，沿透明杆的长度在不同的部位至少有第一和第二反射表面。透明杆具有整体模制结构，它至少包括第一至第三杆段，每一杆段具有彼此相对的第一端和第二端，并在第一和第三杆段的各自的第一端和第二端构成光接受面和光发射面，第二杆段的第一和第二端分别与第一和第三杆段的各自第二端和第一端相连。第一和第二杆段彼此成一角度，使它们位于第一共用平面，另一方面，第二和第三杆段彼此成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种把光束从固定地安装在一印刷线路板上的光发射元件引向一在外壳中形成的显示窗口的光导向件，其中该外壳把光发射元件和印刷线路板包覆在内，所述光导向件包括： 一透明杆，在该透明杆内构成第一反射表面和第二反射表面； 为整体模制结构的所述透明杆至少包括第一至第三杆段，每一杆段具有彼此相对的第一端和第二端，并在第一和第三杆段相应的第一端和第二端构成一光接受面和一光发射面，第二杆段的第一和第二端分别与第一和第三杆段的相应第二端和第一端相连； 所述第一和第二杆段彼此倾斜，使它们位于一第一共用平面，所述第二和第三杆段彼此倾斜，使它们位于一与第一共用平面成一预定角度的第二共用平面，以及 所述第一反射表面形成在第一和第二杆段之间的接合处，所述第二反射表面形成在第二和第三杆段之间的接合处；以及 所述透明杆位于印刷线路板之上，光接受面和光发射面分别与光发射元件和显示窗口对齐，由此从光发射元件发射的并通过光接受面进入第一杆段的光束向第一反射表面传输，然后在被第一反射表面反射之后通过第二杆段向第二反射表面传输，最后在被第二反射表面反射之后朝外射出光发射面，从而传输通过第三杆段。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：丸地义浩，上松荣一，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]