CN102273182B - 可照明的移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种包括光导的移动装置，在多个位置修正所述光导以使得在所述光导中被引导的光至少部分地逸出。此外，提供了用于制造这种移动装置的方法和设备。

Description

可照明的移动装置

技术领域

本发明涉及移动装置，可以通过该移动装置内的一个或更多个光源来对该移动装置的部件进行照明。本发明还涉及用于这种装置的制造方法和制造设备。

背景技术

诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、数码相机、便携式游戏装置、音乐播放器或膝上型计算机的移动装置(即，便携式装置)是在日常生活中使用得越来越多的便利工具(convenience)。近年来，这些移动装置的功能由于合并了多种不同的功能而得到增加。例如，现代的移动电话通常集成了数码相机、记事本(organizer)功能、音乐播放器功能、收音机功能和/或游戏功能。

如上所述的移动装置有时在其中集成了照明装置来对该移动装置的部件进行照明。例如，移动电话的键区常会被照明以使得用户能够在弱光条件下或者甚至在黑暗中操作该移动电话。常规地，针对这种照明，可以在键区的各个按键下面提供光源(例如，发光二极管)，或者可以针对键区的所有按键提供更大的光源。在这种情况下，由于用户操作该移动电话而产生的静电放电会对这些光源的功能造成不利影响，或者甚至会毁坏这些光源的功能。

发明内容

根据一个实施方式，提供一种移动装置，该移动装置包括：

至少一个光源，其被配置为发出在可见范围中的光，

耦接(couple)到所述光源的光导(light guide)，其被配置为引导由所述至少一个光源发出的光穿过所述移动装置，

其中，在多个位置修正(modify)所述光导，以使得在所述光导中被引导的所述光的至少一部分在所述多个位置逸出(escape)。

根据一个实施方式，所述移动装置还可包括多个要被照明的元件，其中，所述多个元件中的每一个元件与所述多个位置中的至少一个位置相关联。

根据一个实施方式，可以从包括按键、按钮、控制杆和所述移动装置的区域的组中选择所述多个元件中的至少一个元件。

根据一个实施方式，所述多个位置中的至少两个位置可被配置为使得不同波长范围的光从所述光导逸出。

根据一个实施方式，所述至少一个光源可包括至少两个具有不同波长的光源。

根据一个实施方式，所述至少一个光源可包括发光二极管。

根据一个实施方式，所述光导可包括从包括塑料材料和玻璃材料的组中选择的材料。

根据一个实施方式，在所述多个位置中的至少一个位置，所述光导可包括修正(modification)，从包括以下修正的组中选择所述修正：从所述光导的外层移除材料、移除所述光导的芯层(core layer)的材料、根据预定图案修正材料以及根据预定图案移除材料。

根据一个实施方式，所述移动装置还包括光发射器和光接收器，该光发射器被配置为将根据要被发送的数据进行调制的光耦合(couple)到所述光导中，该光接收器耦接至所述光导，并且被配置为接收所述经调制的光并对所述光进行解调以恢复(retrieve)所述数据。

根据一个实施方式，所述经调制的光可具有在红外范围中的波长。

根据一个实施方式，可以从包括移动电话、游戏装置、个人数字助理、膝上型计算机和音乐播放器的组中选择所述移动装置。

根据另一实施方式，提供了一种制造移动装置的方法，该方法包括以下步骤：

提供光导，

对所述光导进行结构化，以使得在所述光导中被引导的光能够在多个预定位置逸出所述光导，以及

将所述光导合并到移动装置中。

根据一个实施方式，所述提供光导的步骤可以包括以下步骤：提供与载体元件耦接的所述光导，并且其中，所述将所述光导合并到所述移动装置中的步骤包括以下步骤：将所述光导与所述载体元件一起合并到所述移动装置中。

根据一个实施方式，所述对所述光导进行结构化的步骤可包括以下步骤：利用激光束来照射所述光导。

根据进一步的实施方式，提供了一种用于制造移动装置的设备，该设备包括：

激光器，

衍射光学元件，其被配置为从所述激光器接收激光束，并将经修正的激光束引导到光导上，以在所述光导中创建一个位置，在所述光导中被引导的光可以在该位置逸出所述光导，其中，所述光导要被合并到移动装置中以用于对该移动装置的部件进行照明。

根据一个实施方式，可以从包括全息衍射光学元件、轴棱镜(axicon)、布拉格光栅(Bragg grating)和声光模块的组中选择所述衍射光学元件。

附图说明

图1A示出根据一个实施方式的移动装置的顶视图。

图1B示出图1A的实施方式的移动装置的一些内部部件的顶视图。

图2是根据本发明的实施方式的操作的示意图，以及

图3是根据本发明的实施方式的方法的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图来详细描述本发明的实施方式。需要注意的是，下文所述的实施方式仅旨在例示本发明而不应当被理解为限制本发明的范围。

需要了解的是，在以下实施方式的描述中，还可以通过间接连接或耦接(即，具有一个或更多个另外的介入元件的连接或耦接)来实现附图所示的或本文所述的功能块、装置、组件、电路元件或其它物理或功能单元之间的任何直接连接或耦接(即，任何没有介入元件的连接)。

此外，应该理解的是，将实施方式划分为附图所示的或本文所述的功能块或单元不应当被理解为指示必须在物理上独立地实现这些单元。

应当理解的是，除非另行明确地指出，否则以下描述的各种实施方式的特征可以相互结合。

此外，应当理解的是，描述包括多个元件的实施方式不应当被理解为指示所有这些元件对于实施本发明都是必需的。相反，在其它实施方式中，可以仅存在这些元件中的一些。此外，可以提供没有明确描述的其它元件。

需要注意的是，以下详细说明中使用的诸如“顶部”、“底部”、“左”或“右”的任何方向术语仅用作附图的特定部分的简单参照，而不应当被理解为限制实施方式的元件在实现这些实施方式时的实际定位。

以下将详细描述本发明的实施方式。

以下所述的实施方式使用光导。在本申请的上下文中，光导通常被理解为一种能够将光从由一个或更多个光源产生光的位置引导到使用该光的不同位置的装置。具体地说，可以使用用于光的波导(waveguide)来作为光导。这些波导基本上利用以下原理：当具有第一折射率的第一材料被具有比该第一折射率低的第二折射率的第二材料包围时，光会在该第一材料中引导，因为超过预定角度(相对于与该第一材料和第二材料之间的界面垂直的假想线来测量该角度)入射在该界面上的光基本上完全被反射并因此可被保持在该第一材料中而损失很小。上述预定角度取决于该第一材料和该第二材料的折射率，并且通常被称为全反射角。

普遍使用的这种光导例如是玻璃光纤。利用简单的玻璃光纤，该光纤本身只包括第一材料，而例如通过包围该光纤的空气来提供上述第二材料。更加复杂的玻璃光纤可以包括从该光纤的中心到外部的多个层，这些层通常被同心设置并具有不同的折射率或变化的折射率。

其它波导可以包括嵌入在其它塑料材料中或空气中的塑料材料。光导不必具有光纤形状，也可以被实现为平面波导，即，被夹在其它材料之间的片状的波导。

现在参照附图，图1A中示出了根据本发明的实施方式的移动装置10的示意性顶视图。在图1A的实施方式中，移动装置10是移动电话。可以按照诸如数码相机、膝上型计算机、便携式音乐播放器、个人数字助理(PDA)或游戏装置的其它移动装置的形式来实现其它实施方式。如已经在引言部分提到的，在一些实施方式中，移动装置可以具有多个不同的功能，例如，移动电话的功能和数码相机的功能。

在图1A的实施方式中，移动装置10包括显示器11、控制杆12和包括多个按键13、14、15、16、17的键区。按键13、14、16、17是功能键，而按键15是用于输入数字0至9(例如，用于拨电话号码)的数字键。按键15也可用于输入文本，例如，用于SMS(短消息系统)消息所要使用的文本。

例如，在所示的实施方式中，按键13是用于发起呼叫或者用于应答入呼叫的按键，按键14是用于拒绝或终止呼叫的按键，按键16是*号键，而按键17是#号键，按键16和按键17通常用于远程控制目的(例如，当输入pin码时)。

控制杆12可以例如用于在屏幕11上导航。

所示的元件仅作为示例，并且可以存在诸如另外的按键或按钮的其它元件或更多的元件。

此外，图1A所示的移动装置10的顶部包括透明或半透明的区域18。

现在参照图1B，示出了图1A的移动装置的移除了盖的顶视图，以使得根据本发明的实施方式提供的照明系统可见。应该注意的是，图1B所示的组件不应当被理解为指示移动装置10内仅存在这些组件。相反，在移动电话类的移动装置10中通常存在多个其它的组件，仅举几例，如通信电路、天线、麦克风、扬声器、用户识别模块卡或存储器。这些组件与传统的移动电话中可找到的组件相对应，因此没有在图1B中示出。

图1B所示的照明系统包括与光导29耦接的光源20。光源20例如可包括一个或更多个发光二极管(LED)，例如，诸如红色LED、绿色LED和蓝色LED的不同颜色的LED。然而，也可以使用除LED以外的其它光源，例如，诸如半导体激光器的激光器或电灯泡。

光源20所产生的光被耦合到光导29中，并被引导到图1A中的元件12至18所在的区域，以对这些元件进行照明。

光导29例如可以是如上所述的玻璃光纤或基于塑料材料的波导，或者还可以是组合了玻璃和塑料材料的波导。

在多个预定位置修正光导29，以使得光在这些位置从该光导逸出，以对与各个位置相关联的一个或更多个元件进行照明。图1B中的这些位置包括位置22至28，其中，这些位置的标号与图1A的相关联的元件的标号加10相对应。例如，位置23与按键13相关联，而在位置23从光导29逸出的光对按键13进行照明。同样地，位置22与控制杆12相关联，位置24与按键14相关联，位置25与数字键15相关联，位置26与按键16相关联，位置27与按键17相关联，而位置28与区域18相关联。

例如，可以通过移除或修正光导29在这些位置的部分(例如从该光导移除材料)来产生这些位置。在一些实施方式中，通过利用激光束在光导上进行“书写(write)”来执行这种修正，这将在以下参照图2和图3来更详细地解释。

位置22至28具有相同或相似的结构，以使得对于逸出光导29的光具有相似的性质。在其它实施方式中，不同位置的性质是不同的。例如，光导在这些位置可被调节为仅使得指定波长范围的光逸出，并且该波长范围例如对于与位置22、23、24、26和27相关联的功能键和对于与位置25相关联的数字键是不同的。结果，例如可以利用红光来对功能键进行照明，同时可以利用蓝光或白光来对诸如图1A的数字键15的数字键进行照明。在这方面，如以上已经指出的，光源20可以包括一个或更多个发光二极管来提供所期望的颜色，或者可以包括例如白光源。

在一个实施方式中，与区域18相关联的位置28可被调节为使得另一波长范围的光从波导29逸出，以提供另一照明颜色。

然而，以上的颜色变化仅是示例，基本上，在位置22至28可以使用任何所期望的结构。

如以上解释，在图1A和图1B的实施方式中，光导29被用于将光从照明源20引导至该光逸出该光导并被用于对移动装置10的元件12至18进行照明的位置22至28。

可选地，光导29另外可以用于移动装置10的不同组件之间的通信。该通信可能由于使用与用于照明的可见光不同的波长范围中的光(例如使用红外光)来实现。通常用于经由光导进行通信的红外波长是例如大约1.55μm或1.3μm的波长，当然同样可以使用其它波长。作为例示性示例，图1B中示出了组件32和31。组件32和31可以包括通常用于诸如移动电话的移动装置的任何类型的电路。例如，组件32可以包括存储器，而组件31可以包括使用来自所述存储器的信息的电路。在另一实施方式中，组件32可以包括用于接收信号的天线，而组件31可以包括用于处理这些信号的电路。

在图1B的例示性示例中，组件32经由连接33(例如，基于电线的连接)向照明源20发送信号。所示的示例中的照明源20包括红外光源21(例如，红外LED)。由红外光源21发出的光根据经由连接33从组件32接收到的数据被调制，并被耦合到光导29中。位置30被设置为使得红外光从该光导逸出从而被组件31接收。组件31例如通过使用光电二极管或光电晶体管来将所接收到的光转换成电信号，并对该信号进行解调制以恢复所述数据。

应当注意的是，图1B所示的设置仅作为示例，在本发明的其它实施方式中可以有许多修改。例如，虽然在图1B中示出用于为图1A中的所有元件12至18提供照明的单一光导29，但是在其它实施方式中可以存在一个以上的光导。在这种情况下，可以针对独立的元件或独立元件组提供独立的光导。例如，可以提供第一光导来对诸如图1A的按键15的数字键进行照明，可以提供第二光导来对图1A的功能键13至17进行照明。同样，可以针对不同颜色的光提供不同的光导，这些光导可以(但不是必须)并行运行，以选择性地针对一些元件提供不同颜色的照明。

此外，虽然在图1B的示例中提供了针对要被照明的各个元件12至18的位置22至28，但是在其它实施方式中可以经由光逸出光导的单个位置来共同地对一些元件进行照明。

此外，关于针对各种元件之间的通信使用光导，虽然在图1B的示例中组件32使用照明源20(具体地说，红外光源21)来经由光导29发送数据，但是组件32可以包括红外光源并且直接与光导29耦接(与组件31的耦接相似)。此外，组件31同样可以包括红外光源，而组件32或照明源20可以包括诸如光电二极管的检测器以使得组件31与组件32之间能够双向通信。此外，经由光导的通信不限于图1B所示的两个组件。

现在参照图2，示出了根据本发明的实施方式的用于修正光导的设备。图2所示的设备可以例如用于在图1A和图1B的实施方式中的光导29上提供位置22至28和位置30(但不限于此)，并且通常可用于修正光导以使得光在预定位置逸出。

图2的实施方式的设备包括激光器40(例如，紫外线(UV)激光器)以发出激光束41。激光器40可以例如是固态激光器或气体激光器，但不限于此。在图2所示的实施方式中，使激光束41被引导到衍射光学元件(DOE)42，该衍射光学元件42修正激光束41以产生经修正的光束43。然后经修正的光束43用于在光导上“书写”以提供光可逸出该光导的位置，诸如图1B的位置22至28以及位置30。

衍射光学元件42可以例如是通过在材料中传播的声波来实现折射率的空间调制的全息DOE、轴棱镜、声光模块，或者是一个或更多个这些元件的组合。DOE的另一个示例是布拉格光栅。DOE 42可以例如被配置为利用特定的“抖动(jitter)”或调制周期来向激光束提供空间调制以在光导上“书写”重复的衍射图案，例如干涉图案。

应当注意的是，为了提供对根据图2的实施方式的设备的更容易的理解，省略了用于将光束42引导到DOE 42并用于使激光器对焦的诸如透镜或反射镜的传统光学元件，但是这些传统光学元件可以存在于一些实施方式中。

作为要被上述设备处理的波导的示例，图2示出了包括芯45和包围芯45的覆层(cladding)44的波导。例如，覆层44具有比芯45低的折射率。在这种情况下，覆层44对由激光器40发出的光敏感，而芯45对由该激光器发出的光不敏感，以使得该激光器仅操作该覆层。例如，该激光器可以按照由DOE 42预定的图案来蒸发或者移除覆层44的部分。该图案修正覆层44的折射率，并因此修正上述全反射的角度。在这种情况下，例如以会在未经修正的光导中导致全反射的角度入射的光会在经修正的部分处部分地离开该光导，导致照明。

应当注意的是，图2中的包括芯45和覆层44的光导仅作为示例，而诸如多层结构、平面结构或仅具有随后由激光束进行修正的单芯的结构的其它结构是可能的。

在图2所示的示例中，包括芯45和覆层44的光导与载体46接合。载体46可以例如是要被插入诸如图1B的移动装置10的移动装置的塑料片。

在这种情况下，在制造期间，在一种实施方式中，首先光导与塑料部件46接合，接着修正光导以创建光可以逸出该光导的位置，然后将该塑料片与该光导一起插入移动装置。

在这种实施方式中，如果相对于塑料部件46来执行位置的创建，则针对该光导在该塑料部件46上的定位的要求较宽松，以使得即使光导本身略微未对准(misalign)，也可在正确的位置创建光可逸出的位置。当然，可以使用诸如金属部件或包括混合材料的部件的另一部件来取代塑料部件46作为载体。在其它实施方式中，不使用载体，并且光导首先被修正，然后再被插入到移动装置内的位置中。

在图3中，示出了例示用于制造移动装置的方法的实施方式的流程图。在步骤50，提供光导，例如图2所示的光导。可以与图2所示的以塑料部件46作为示例的载体一同提供该光导，或者独立于任何载体来提供该光导。

在步骤51，对该光导进行结构化，也就是说，修正该光导以创建光可离开(exit)该光导的位置。这例如可以使用参照图2进行解释的设备来完成。

在步骤52，该光导可以与载体一起被合并到移动装置中。

应当注意的是，参照图3所述的各种操作不必按照如图所示的顺序来执行。例如，可以在对该光导进行结构化以前执行所述将该光导合并到该移动装置中的步骤，也就是说，当已经将该光导合并到该移动装置中时，对该光导进行结构化。

根据以上讨论的附图所示的实施方式的修改和变型可以看出，针对实现本发明存在许多可能性。因此，不应当将本发明的范围理解为被所示的实施方式限制，而应当将本发明的范围理解为仅被所附的权利要求及其等同物限制。

Claims (8)

1.一种移动装置，该移动装置包括：

至少一个光源，其被配置为发出在可见范围中的光，

耦接到所述光源的光导，其被配置为引导由所述至少一个光源发出的光穿过所述移动装置，

其中，在多个位置中的至少一个位置，所述光导包括修正，以使得在所述光导中被引导的光的至少一部分在所述至少一个位置逸出，从包括以下项的组中选择所述修正：从所述光导的外层移除材料、移除所述光导的芯层的材料、根据预定图案修正材料以及根据预定图案移除材料，其中，光能够从所述光导逸出的波长范围针对所述多个位置中的至少两个位置是不同的，并且

其中，所述至少一个光源提供不同波长范围中的光，

其中，所述移动装置还包括多个要被照明的元件，其中，所述多个元件中的每一个元件与所述多个位置中的至少一个位置相关联。

2.根据权利要求1所述的移动装置，其中，从包括按键、按钮、控制杆和所述移动装置的区域的组中选择所述多个元件中的至少一个元件。

3.根据权利要求1所述的移动装置，其中，所述至少一个光源包括至少两个具有不同波长的光源。

4.根据权利要求1所述的移动装置，其中，所述至少一个光源包括发光二极管。

5.根据权利要求1所述的移动装置，其中，所述光导包括从包括塑料材料、玻璃材料和组合塑料/玻璃材料的组中选择的材料。

6.根据权利要求1所述的移动装置，该移动装置还包括光发射器和光接收器，该光发射器被配置为将根据要被发送的数据进行调制的光耦合到所述光导中，该光接收器耦接至所述光导，并被配置为接收所述经调制的光并对所述光进行解调制以恢复所述数据。

7.根据权利要求6所述的移动装置，其中，所述经调制的光具有在红外范围中的波长。

8.根据权利要求1所述的移动装置，其中，从包括移动电话、游戏装置、个人数字助理、膝上型计算机和音乐播放器的组中选择所述移动装置。