DE10058865A1

DE10058865A1 - Beleuchtungseinrichtung mit einem transparenten Körper und einer Lichtquelle

Info

Publication number: DE10058865A1
Application number: DE10058865A
Authority: DE
Inventors: Guenter Schrepfer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-06-06
Also published as: WO2002042685A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung mit einem transparenten Körper (2) und einer Lichtquelle (7), wobei die Lichtquelle (7) Licht in den transparenten Körper (2) einkoppelt. Der transparente Körper (2) ist mit einem fluoreszierenden Material versehen, so dass der transparente Körper (2) nach einer Einkoppelung von Licht nachleuchtet. Auf diese Weise können insbesondere Mobiltelefone mit einer energiesparenden Beleuchtungseinrichtung versehen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung mit einem transparenten Körper und einer Lichtquelle, insbesondere für einen Anzeigebildschirm und/oder eine Tastaturbeleuchtung in einem Mobiltelefon.

Insbesondere portable elektronische Geräte weisen zur Anzeige von Informationen energiesparende Anzeigevorrichtungen, wie z. B. LCD-Displays auf. Diese Anzeigevorrichtungen sind häufig nicht selbstleuchtend und benötigen daher zum Ablesen im Dunkeln eine zusätzliche Beleuchtungseinrichtung. Üblicher weise wird, um den Energieverbrauch zu minimieren, die Be leuchtungseinrichtung nur dann eingeschaltet, wenn der Benut zer die Anzeige ablesen will. Der Benutzer muss also die Be leuchtung manuell einschalten.

Eine solche Beleuchtungseinrichtung belastet ferner den Energiespeicher im erheblichen Maße. Um den Energieverbrauch möglichst gering zu halten, werden vorzugsweise Leuchtdioden oder Elektrolumineszenzplatten verwendet, wobei das durch die Leuchtdioden erzeugte Licht durch einen Transparenten Körper mit aber mattierter Oberfläche gleichmäßig auf die Anzeige fläche verteilt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Beleuchtungs einrichtung zur Verfügung zu stellen, die insbesondere beson ders energiesparend ist.

Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst. Weitere vor teilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen an gegeben.

Erfindungsgemäß ist eine Beleuchtungseinrichtung mit einem transparenten Körper und einer Lichtquelle vorgesehen, wobei durch die Lichtquelle Licht in den transparenten Körper ein koppelbar ist. Der transparente Körper ist so mit einem fluoreszierenden Material versehen, dass der transparente Körper nach einer Einwirkung von Licht nachleuchtet.

Auf diese Weise kann vorteilhaft erreicht werden, dass mit der Beleuchtungseinrichtung eine Ausleuchtung einer Sache vorgenommen werden kann, wobei die Zufuhr von Energie für die Lichtquelle nicht permanent erfolgen muss. Die Lichtquelle aktiviert das fluoreszierende Material, das nach Abschalten der Lichtquelle noch einige Zeit nachleuchtet. Während das fluoreszierende Material nachleuchtet, wird keine Energie aus einem Energiespeicher bezogen, da die Lichtquelle nicht aktiv ist. Auf diese Weise kann eine erhebliche Menge an Energie eingespart werden.

Darüber hinaus ist vorteilhaft, dass die Beleuchtungsein richtung nicht zur Beleuchtung z. B. einer Anzeige, Tastatur o. ä. durch einen Benutzer eingeschaltet werden muss, da das Nachleuchten der Beleuchtungseinrichtung eine permanente Be leuchtung ermöglicht. Das längere Nachleuchten des fluores zierenden Materials ermöglicht es weiterhin, das Gerät im Dunkeln leichter zu finden, weil es ständig Licht abgibt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorge sehen, dass der transparente Körper flächig ausgestaltet ist. Damit kann insbesondere bei Bildschirmanzeigen sichergestellt werden, dass diese gleichmäßig ausgeleuchtet werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorge sehen, dass die Beleuchtungseinrichtung weiterhin einen Lichtsensor und eine Steuereinrichtung umfasst. Der Lichtsen sor ist so angeordnet, dass er die Helligkeit des nachleuch tenden transparenten Körpers messen kann. Die Steuerein richtung ist mit der Lichtquelle so verbunden, dass sie die Lichtquelle abhängig von der gemessenen Helligkeit einschal tet.

Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Beleuchtungs einrichtung stets Licht abgibt. Sobald die Helligkeit des fluoreszierenden Körpers unter ein bestimmtes Niveau sinkt, wird die Lichtquelle durch die Steuereinrichtung eingeschal tet und so der fluoreszierende Körper "aufgeladen". So wird zu jedem Zeitpunkt eine Ausleuchtung durch die Beleuchtungs einrichtung gewährleistet. Gemäß einer besonderen Aus führungsform befindet sich die erfindungsgemäße Beleuchtungs einrichtung in einem Anzeigebildschirm und/oder in einer Tastatur eines Mobiltelefons. Insbesondere durch den Trend zur Verkleinerung von Mobiltelefonen ist es notwendig, die Größe des Energiespeichers zu reduzieren, wodurch dessen Ka pazität abnimmt. Dafür ist insbesondere wichtig, dass der Energieverbrauch eines solchen Gerätes minimiert wird, um den Energiespeicher so klein wie möglich auszuführen. Mit der er findungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ist es somit möglich, insbesondere bei einem Mobiltelefon eine Verbesserung des Komfort und eine Reduzierung des Energieverbrauchs zu er reichen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Flüssigkristallanzeige mit einer erfindungsgemä ßen Beleuchtungseinrichtung;

Fig. 2 eine Anzeigevorrichtung mit gesteuerter Lichtquelle; und

Fig. 3 ein Mobiltelefon mit der erfindungsgemäßen Beleuch tungseinrichtung.

Fig. 1 zeigt schematisiert eine Flüssigkristallanzeige. Die Figur dient lediglich der Veranschaulichung der erfindungs gemäßen Vorrichtung und ist nicht maßstabsgetreu ausgeführt.

Insbesondere die vertikale Dimension ist stark vergrößert dargestellt.

Die Flüssigkristallanzeige weist eine obere transparente Platte 1 und eine untere transparente Platte 2 auf, zwischen denen Flüssigkristallmoleküle 3 eingebracht sind. Auf einer Außenfläche der unteren Platte 2 ist eine reflektierende Schicht 4 aufgebracht, um das nach unten austretende Licht in Richtung der aktiven Anzeigevorrichtung zurückzureflektieren. Die obere und untere Platte 1, 2 weisen jeweils eine Polari sationsschicht 5, 6 auf, durch die nur ein Lichtanteil mit einer bestimmten Polarisationsrichtung durchgelassen wird. Die Flüssigkristallmoleküle 3 werden durch geeignete auf den Glasplatten aufgebrachte Elektroden (nicht gezeigt) unter Spannung gesetzt. Die Flüssigkristallmoleküle 3 ändern ihre Polarisationswirkung je nach Höhe und Polarität der angeleg ten Spannung.

Da die Flüssigkristallanzeige nicht aktiv Lichtstrahlung aus sendet, muss zusätzlich eine Beleuchtungseinrichtung 7 vorge sehen werden. Die Beleuchtungseinrichtung 7 koppelt Licht seitlich in die Glasplatte 2 ein. Die untere Platte 2 wirkt dabei als Transparenten Körper. Die Oberfläche der Platte 2 ist leicht angerauht, so dass über die gesamte Fläche der Glasplatte Licht ausgekoppelt wird. Auf diese Weise ist es möglich, eine Hintergrundbeleuchtung für die Flüssigkristall anzeige zu schaffen. Eine gewünschte Information wird dann angezeigt, in dem die von der Platte 2 abgegebene Hinter grundbeleuchtung an definierten Bereichen durch die unter Spannung gesetzte Flüssigkristallschicht 3 abgeschattet bzw. durchgelassen wird.

Die Platte 2 ist mit einem fluoreszierenden Material ver sehen. Dies kann entweder in das transparente Material der Platte eingebracht sein, oder sich als fluoreszierende Schicht auf der Platte 2 befinden. Durch Einschalten der Be leuchtungseinrichtung 7 wirkt Lichtstrahlung auf das fluoreszierenden Material ein, durch die das fluoreszierenden Mate rial angeregt wird. Nach Abschalten der Beleuchtungseinrich tung leuchtet das fluoreszierenden Material noch eine Zeit lang nach, z. B. für die Dauer von einigen Stunden, und ermög licht es einem Benutzer, die Anzeige abzulesen, auch wenn die Beleuchtungseinrichtung 7 nicht aktiviert ist.

Als bevorzugte fluoreszierenden Materialien können beispiels weise CaAl₂O₄, Sr₄Al₁₄O₂₅, SrAl₂O₄, Y₂O₂S, Europium, Dysprosium, Titan, Magnesium und Neodym vorgesehen sein. Insbesondere werden diese in aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlichen Stoffkombination verwendet.

Wie man erkennt, ist es möglich, durch Wahl einer geeigneten Zusammensetzung des fluoreszierenden Materials die gewünschte Farbe des Nachleuchtens zu bestimmen.

Vorteilhaft an einer solchen Vorrichtung ist es, dass der Be nutzer zum Ablesen einer Anzeige nicht jedes Mal die Beleuch tungseinrichtung einschalten muss. Dadurch kann Energie ein gespart werden, was insbesondere bei portablen Geräten mit z. B. Batteriebetrieb wichtig ist. Darüber hinaus entfällt z. B. auch die manuelle Bedienung, wenn ein Benutzer das Gerät in einer dunklen Umgebung bedienen bzw. eine Anzeige ablesen will. Durch das längere Nachleuchten ist es möglich, die An zeige jederzeit im Dunkeln abzulesen, ohne dass eine Energie verbrauchende Beleuchtungseinrichtung 7 aktiviert werden muss. Auch ist ein solches Gerät im Dunkeln leichter aufzu finden, da das Leuchten ständig gesehen werden kann.

Vorzugsweise könnte eine solche Beleuchtungseinrichtung in einer LCD-Anzeige eines Mobiltelefons integriert sein. Mobil telefone werden zunehmend kleiner und es wird dadurch schwie riger, ausreichend Energiekapazität in den ebenfalls immer kleiner werdenden Energiespeichern zur Verfügung zu stellen. Aus diesem Grunde sind Maßnahmen notwendig, Energie einzuspa ren. Durch die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung wird somit erreicht, dass der Energieverbrauch zur Ausleuchtung der Anzeige eines Mobiltelefons reduziert werden kann.

In Fig. 2 ist eine Anzeigevorrichtung 10 in einer Seitenan sicht dargestellt, die entsprechend der in Fig. 1 dargestell ten Anzeigevorrichtung aufgebaut ist. Die Anzeigevorrichtung umfasst weiterhin einen Lichtsensor 11 und eine Steuerein richtung 12. Dabei ist der Lichtsensor 11 so angeordnet, dass die Helligkeit des fluoreszierenden Lichtleiters 2 (bei deak tivierter Lichtquelle 7) gemessen werden kann. Die Steuerein richtung 12 ist so mit der Lichtquelle verbunden, dass sie die Lichtquelle 7 abhängig von der gemessenen Helligkeit ein schaltet. Auf diese Weise ist es möglich, dass das fluores zierenden Material aufgeladen wird, sobald die Helligkeit der abgegebenen Fluoreszensstrahlung unter ein bestimmtes Niveau sinkt. Nach einer bestimmten "Aufladezeit" kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle 7 wieder abgeschaltet wird. Es kann dadurch erreicht werden, dass die Beleuchtungseinrich tung jederzeit Licht abgibt, so dass die Anzeigevorrichtung jederzeit ablesbar ist.

Es ist weiterhin denkbar, dass das fluoreszierende Material so ausgewählt ist, dass es auch durch Tageslichteinstrahlung aktiviert werden kann. Auf diese Weise könnte unter Umständen auf eine Lichtquelle verzichtet werden, wenn die Speicher fähigkeit des fluoreszierenden Materials ausreicht, über eine längere Dunkelphase hinweg ein sichtbares Nachleuchten zu be wirken.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung in einem Tastenfeld angeordnet ist, so dass die Tasten ständig beleuchtet sind. Dadurch können diese auch im Dunkeln sicher gefunden und bedient werden, wo durch sich Fehleingaben vermeiden lassen. Da bei herkömm lichen Mobiltelefonen ebenfalls vorgesehen ist, die Tastatur mit aktiven Lichtquellen auszuleuchten, kann die Verwendung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung zur Ausleuch tung von Tasten einer Tastatur als eine weitere Energieein sparmöglichkeit angesehen werden.

Fig. 3 zeigt ein Mobiltelefon 20, das eine Anzeigevorrichtung 21 und ein Tastenfeld 22 aufweist. Das Mobiltelefon 20 ist mit der Beleuchtungseinrichtung gemäß der Erfindung versehen, so dass Anzeigevorrichtung 21 und Tastenfeld 22 auch im Dunkeln erkennbar sind, selbst wenn keine Lichtquelle akti viert ist.

Die in der vorangehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirk lichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen wesentlich sein.

Claims

1. Beleuchtungseinrichtung mit einem transparenten Körper (2) und einer Lichtquelle (7), wobei durch die Lichtquelle (7) Licht in den transparenten Körper (2) einkoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Körper (2) mit einem fluoreszierenden Material versehen ist, so dass der transparente Körper (2) nach einer Einwirkung von Licht nachleuchtet.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das fluoreszierende Material mindestens einen der Stoffe aus der Gruppe CaAl₂O₄, Sr₄Al₁₄O₂₅, Y₂O₂S₂, Europium, Neodym, Magnesium, Dysprosium und Titan enthält.

3. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der transparenten Körper (2) flächig ausgestaltet ist.

4. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Körper ein Lichtleiter ist.

5. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Lichtsensor (11) und eine Steuereinrichtung (12) vorgesehen ist, wobei der Lichtsensor (11) so angeordnet ist,
dass der Lichtsensor (11) die Helligkeit des nachleuchtenden transparenten Körpers (2) messen kann, und die Steuereinrichtung (12) so mit dem transparenten Körper verbunden ist, dass die Steuereinrichtung (12) die Lichtquelle (7) abhängig von der gemessenen Helligkeit einschaltet.

6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) so gestaltet ist, dass die Steuereinrichtung (12) die Lichtquelle (7) nach einer bestimmten Zeit abschaltet.

7. Anzeigebildschirm mit einer Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Beleuchten eine Anzeige auf einem Anzeigebildschirm (10).

8. Tastaturbeleuchtung mit einer Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

9. Mobiltelefon mit einer Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.