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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Mobiltelefon mit einem Gehäuse, einer
Stromversorgungsquelle, einer Antenne zum Aussenden und Empfangen
von Signalen, einer Schaltkreisanordnung für eine Basisbandsignalverarbeitung,
einer Schaltkreisanordnung für
eine HF-Signalverarbeitung, einer Anzeigevorrichtung und einer Schaltkreisplatine, die
eine Massefläche
für die
Antenne bildet.
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Handelsübliche Mobiltelefone
entsprechend dem o. g. Aufbau, d. h. enthalten die genannten Komponenten,
die für
die bereit gestellten Funktionalitäten des Mobiltelefons, wie
den Rufbau und den Betrieb einer Kommunikations- oder Datenverbindung, erforderliche
sind. Allgemein wird an Mobiltelefone die Anforderung gestellt,
dass sie möglichst
klein sein sollen, gleichzeitig aber viele Funktionen unterstützen sollen
und sich durch eine besonders gute Bedienbarkeit auszeichnen. Diese
Anforderungen stehen teilweise untereinander im Widerspruch. Besonders kleine
Mobiltelefone sind schwer zu bedienen, da die dann zur Verfügung gestellten
Tasten sehr eng beieinander liegen. Außerdem kann die Anzeigeeinrichtung
dermaßen
klein sein, dass darauf dargestellte Zeichen nicht mehr lesbar sind.
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Im
Stand der Technik sind verschieden Lösungen bekannt, um den genannten
Anforderungen möglichst
gleichzeitig zu entsprechen. Bei einer Lösung ist das Mobiltelefon aus
zwei Gehäuseteilen aufgebaut,
die gegeneinander um eine Achse verschwenkbar sind, so dass in eingeklapptem
Zustand das Mobiltelefon klein ist, im ausgeklappten Zustand jedoch
von jedem Gehäuseteil
eine für
eine Tastatur oder Anzeige benutzbare Fläche zur Verfügung steht.
Auch sind Mobiltelefone bekannt, bei denen das Mobiltelefon aus
zwei Gehäuseteilen
besteht, die gegeneinander verschieblich sind („Slider-Mobiltelefon"). Zum Stand der
Technik gehören
auch Mobiltelefone, bei denen eine Tastatur herausklappbar ist. Bei
einer weiteren Lösung
sind ein unterer Gehäuseteil
und ein oberer Gehäuseteil
um eine gemeinsame Achse gegeneinander verdrehbar, wobei bei zueinander
senkrecht stehendem unteren und oberen Gehäuseteil der untere Gehäuseteil
eine vollwertige Tastatur bereitstellen kann.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Mobiltelefon
bereitzustellen, bei dem ein günstiger
Wert für
eine Volumenreduktion von einer äußeren Form
des Mobiltelefons für
einen Betrieb zu einer äußeren Form
des Mobiltelefons im unbenutzten Zustand erreichbar ist.
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Diese
Aufgabe wird bei dem Mobiltelefon der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
dass das Gehäuse
in einer Längsrichtung
des Mobiltelefons teleskopartig ausgebildet ist und mehrere Teleskopabschnitte
umfasst.
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Aufgrund
dieser Vorgehensweise ist es möglich,
das Mobiltelefon bei Nichtbenutzung gemäß dem Teleskopprinzip zusammen
zu schieben, so dass es sehr wenig Platz benötigt. Die teleskopartige Ausbildung
des Gehäuses
ermöglicht
es, dass durch Vorsehen einer geeigneten Anzahl von Teleskopabschnitten
eine gewünschte
Größe des Mobiltelefons im
auseinander gezogenen Zustand erreicht werden kann.
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Bevorzugt
umfassen die Teleskopabschnitte des Gehäuses zwei Endabschnitte, die
jeweils im Wesentlichen wannenförmig
ausgebildet sind. In dieser Weise entspricht das Aussehen des Mobiltelefons
demjenigen eines handelsüblichen
Mobiltelefons, was den Fuß-
und Kopfbereich desselben angeht. Zwischen diesen Endabschnitten
liegen Teleskopabschnitte in gewünschter
Anzahl.
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Im
einfachsten Fall können
insgesamt drei Teleskopabschnitte vorgesehen sein, von denen der mittlere
radial zwischen den beiden benachbarten Teleskopabschnitten liegt,
und zwar in dem Fall, wenn das Mobiltelefon sich in einem zusammen
geschobenen Zustand befindet. Der mittlere Teleskopabschnitt bildet
dann das Verbindungsglied zwischen den beiden Endabschnitten.
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Bevorzugt
liegt die Anzeigeinrichtung in Form einer ausrollbaren Folie vor,
deren eines Ende auf einer Welle in einem der Endabschnitte des
Gehäuses
gelagert ist, auf die die Folie auf rollbar ist, und deren anderes
Ende am anderen Endabschnitt angebracht ist. Auf diese Weise wird
eine Anzeigeeinrichtung realisiert, die erst beim Auseinanderschieben
des Mobiltelefons in einen vollwertig benutzbaren Zustand versetzt
wird. Aufgrund ihrer Ausrollbarkeit ist die Anzeigeeinrichtung für die teleskopartige
Ausbildung des Mobiletelefons besonders geeignet.
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Die
Teleskopabschnitte können
einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt
aufweisen und mit ihren Innenkanten an die Folie angrenzen. In diesem Fall
wird eine Mantelfläche
des Mobiltelefons von den beiden Endabschnitten, den zwischen liegenden
Teleskopabschnitten und der Folie gebildet. Dabei kann die Folie
Versteifungselemente aufweisen. Dies hat den Zweck, die Folie in
geeigneter Weise abzustützen.
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Versteifungselemente
für die
Folie, sofern erforderlich, können
bevorzugt in Form von Blattfederstegen vorliegen, die an den Rändern, bevorzugt
den Längsrändern, der
Folie vorgesehen sind. Auf diese Weise wird die Steifigkeit der
Folie erhöht,
so dass sie beispielsweise besser als berührungsempfindlicher Bildschirm
verwendet werden.
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Zur
weiteren Erhöhung
der Steifigkeit der Folie können
die Versteifungselemente Querstege umfassen, die auf einer Innenseite
der Folie in deren Querrichtung angebracht sind. Die Querstege sind weitere
Abstützelemente
für die
Folie, die es gestatten, die Folie zu Steuerungszwecken mit einem
Stift oder Finger zu berühren.
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Es
ist hervorzuheben, dass die Folie sowohl als Anzeigeeinrichtung
als auch als berührungsempfindlicher
Bildschirm ausgeführt
sein kann. In diesem Zusammenhang wird auf im Stand der Technik
bekannte Ausführungsformen
berührungsempfindlicher Bildschirme
hingewiesen, bei denen ein Berühren der
Folie mit Hilfe von Lichtschranken festgestellt und ein zugehöriges Messsignal
erzeugt wird, dass dann weiterverarbeitet werden kann.
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Die
Folie kann eine weitere Funktionalität des Mobiltelefons unterstützen, wenn
sie als Biegewellenlautsprecher ausgebildet ist und mit einem Aktuator
verbunden ist, der die Folie aufgrund von Audiosignalen, die von
der Schaltungsanordnung für
die Basisbandsignalverarbeitung geliefert werden, anregt.
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Außerdem kann
vorgesehen sein, dass zur Vergrößerung der
Massefläche
die Schaltkreisplatine mit metallisierten Bereichen der Teleskopabschnitte verbunden
ist. In diesem Fall wird wenigstens ein Bereich der Teleskopabschnitte
metallisiert sein, um eine geeignete Massefläche für die Antenne bereit zu stellen.
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Die
Bereitstellung dieser Massefläche
kann auch für
verschiedene Ausführungsbeispiele
der Erfindung mit abweichenden Antennenanordnungen günstig sein.
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Die
Antenne kann in einem der Endabschnitte angebracht sein (vgl. den
Fachartikel „Dual-frequency
planar inverted-F antenna with a rolled radiating arm for GSM/DCS
operation", von
Fu-Ren Hsiao et al., erschienen in „Microwave and Optical Technology
letter", Vol. 38,
No. 1, 05.07.2003, Seite 25 ff).
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Für die Unterbringung
der Antenne in einem der Endabschnitte ist es möglich, dass die Antenne als
gerollte PIFA-Antenne ausgebildet ist. Diese Antennenausführung ist
besonders platzsparend. Aus vorgenannter Literaturstelle ist die
allgemeine Ausführung
einer gerollten PIFA-Antenne bekannt.
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Bei
einer Alternative zur Ausbildung der Antenne kann vorgesehen sein,
dass die Antenne als Strukturelement vorliegt, beispielsweise als
Micro Strip. Auch bei der letztgenannten Ausführungsform ist es von Vorteil,
wenn die Teleskopabschnitte eine groß dimensionierte Massefläche für die Antenne
bereitstellen. In diesem Fall bilden die metallisierten Bereiche
der Teleskopabschnitte gemeinsam mit einer Massefläche der
Schaltkreisplatine eine Gesamtmassefläche („Ground Plane"). Wenn die Antenne als
Micro-Strip ausgeführt
ist, kann sie bevorzugt unterhalb der oben beschriebenen Folie angeordnet sein.
Es wird dann eine HF-Zuleitung von der Schaltkreisanordnung für eine HF-Signalverarbeitung
zu der Micro-Strip-Antenne erforderlich sein. Einen Teil einer solchen
HF-Zuleitung kann einer der Blattfederstege bilden. Es ist ebenfalls
denkbar, dass das Mobiltelefon sowohl eine gerollte PIFA-Antenne
in einem der Endabschnitte als auch eine Micro-Strip-Antenne unterhalb
der Folie aufweist, die beide für
ein Senden/Empfangen von Signalen benutzt werden.
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Es
wird als vorteilhaft angesehen, wenn der Akkumulator, die Schaltkreisanordnungen
für die
Basisbandsignalverarbeitung und die HF-Signalverarbeitung und die
Masse-Schaltkreisplatine
gemeinsam auf einem der Teleskopabschnitte angebracht sind. Besonders
geeignet ist dabei einer der Endabschnitte des Gehäuses. Aus
praktischen Gründen
ist ein solcher Endabschnitt zu wählen, der bei einem Zusammenschieben
des Mobiltelefons von seinem benachbarten Teleskopabschnitt außen umfasst
wird.
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Aus
Gründen
der Platzersparnis ist es von Vorteil, wenn die Schaltkreisanordnungen
für die
Basisbandsignalverarbeitung und die HF-Signalverarbeitung auf einem
gemeinsamen Chip realisiert sind. Chips, die sowohl eine HF- als
auch eine Basisbandsignalverarbeitung leisten, sind bereits im Stand
der Technik bekannt, vgl. „Single
Chip Radio" von
der Fa. Texas Instruments auf der Basis der DRP-Technologie.
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Zur
besonders einfachen Handhabung des Mobiltelefons ist es bevorzugt,
dass in dem Gehäuse eine
Federeinrichtung, wie eine Torsionsfeder, derart befestigt und ausgelegt
ist, dass sie in einer auseinander gezogenen Lage des Gehäuses eine
Rückstellkraft
ausübt.
Gegen diese Rückstellkraft
wird das Mobiltelefon in der Art eines Teleskops auseinander gezogen.
Bei Erreichen der Endlage kann vorgesehen sein, dass die Endabschnitte
und die dazwischen liegenden Teleskopabschnitte gegeneinander verrasten.
Diese Verrastung kann durch geeignete Lösemittel (Druckknopf) aufgehoben
werden, so dass bei Betätigung
der Lösemittel
das Mobiltelefon in seinen zusammen geschobenen Zustand gelangt.
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Zur
Realisierung der Federeinrichtung kann beispielsweise die oben angesprochene
Welle eine Torsionsfeder aufweisen, die bei einem Auseinanderziehen
des Gehäuses
des Mobiltelefons gespannt wird und so die erforderliche Rückstellkraft
bereitstellt.
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Alternativ
können
auch die oben angesprochenen Blattfederstege in Längsrichtung
der Folie an der Welle angebracht sein und so die Federeinrichtung
bilden. Die Blattfederstege sind so vorgespannt, dass sie für ein Zusammenschieben
des Gehäuses des
Mobiltelefons dazu neigen, ihre gerollte Ausgangslage wieder einzunehmen,
wobei die Folie auf die Welle aufgerollt wird.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
eines Mobiltelefons mit teleskopartigem Gehäuse in einem ausgefahrenen
Zustand,
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2 eine
Längsschnittansicht
des Mobiltelefons von 1 in einem zusammengeschobenen Zustand
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3 eine
Detailansicht des Mobiltelefons von 1 und 2 und
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4 eine
Ansicht von unten einer Folie zum Einsatz bei dem Mobiltelefon nach
den 1 und 2.
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1 ist
der allgemeine Aufbau eines Gehäuses
eines Mobiltelefons entnehmbar. Das Gehäuse ist aus drei Teleskopabschnitten 1, 2, 3 aufgebaut. Dabei
bilden die Teleskopabschnitte 1, 3 Endabschnitte
des Gehäuses,
die im Wesentlichen wannenförmig
ausgebildet sind. In dem dargestellten ausgefahrenen Zustand des
Mobiltelefons schließen die
drei Teleskopabschnitte 1, 2, 3 jeweils
aneinander an, wobei der Teleskopabschnitt 3 den Teleskopabschnitt 2 und
der Teleskopabschnitt 2 den Teleskopabschnitt 1 im
jeweiligen Berührungsbereich
umgreift.
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In
dem Teleskopabschnitt 1 ist eine Welle 4 vorgesehen,
auf der eine Folie 5 auf rollbar und mit einem ihrer Enden
befestigt ist. Die Folie 5 verläuft von ihrer Welle 4 aus
durch eine Auslassöffnung 6 des
Endabschnitts 1 hindurch und von da aus bis zu dem Endabschnitt 3,
an dem die Folie 5 mit ihrem festen Ende 7 angebracht
ist. Für
diese Befestigung des Endes 7 der Folie 5 weist
der Teleskopabschnitt 1 eine Auflagefläche auf, an der die Folie 5 beispielsweise
angeklebt sein kann. Die Teleskopabschnitte 1, 2, 3 haben, abgesehen
von den äußersten
Enden des Gehäuses,
einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt,
so dass sie insgesamt im ausgefahrenen Zustand des Gehäuses eine
Anzeigeöffnung
bereit stellen, die von einem Teil der Folie 5 eingenommen
wird. Die Folie 5 kann als flexible Anzeigefolie mit Aktivmatrix
ausgeführt
sein, wie sie beispielsweise in Prototypen von der Fa. Plastic Logic,
GB, und der Fa. E-Ink., USA, entwickelt werden. Die Folie 5 kann
darüber
hinaus als berührungsempfindlicher Bildschirm
ausgeführt
sein, so dass die Folie 5 neben der Anzeigefunktion auch
die Funktion einer Tastatur übernehmen
kann. Die Realisierung als berührungsempfindlicher
Bildschirm der Folie 5 kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt
werden, dass in dem Gehäuse
in bekannter Weise Lichtquellen und -Sensoren vorgesehen werden,
die zweidimensionale Berührungspunkte
der Folie 5 feststellen können und Signale generieren,
die dann innerhalb des Mobiltelefons weiterverarbeitet werden können, insbesondere in
Steuerbefehle umgesetzt werden können.
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Alternativ
kann eine Tastatur auch in einem der Teleskopabschnitte 1, 2, 3,
insbesondere auf der Oberseite des Endabschnitts 3 vorgesehen
sein.
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Es
ist ebenfalls denkbar, dass die Folie 5 aus einem solchen
Material hergestellt ist, das zusätzlich eine Funktionalität eines
Biegewellenlautsprechers ermöglicht.
In diesem Fall ist die Folie 5 in bekannter Weise mit einem
Piezo-Aktuator ausgestattet, der von einer Steuereinrichtung des
Mobiltelefons geeignet angesteuert wird.
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In
dem Teleskopabschnitt 1 sind neben der Welle vier weitere
Komponenten des Mobiltelefons untergebracht, nämlich der Akkumulator 8,
ein senkrecht angeordneter gemeinsamer Chip 9 für eine HF- und
Basisbandsignalverarbeitung sowie eine Schaltkreisplatine 10,
die die Hauptaufgabe hat, eine Massefläche bereitzustellen. Diese
Komponenten sind auf einer im Querschnitt rechtwinkeligen Halterung 11 angebracht.
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Eine
Gesamtmassefläche
wird von der Schaltkreisplatine 10 in Verbindung mit metallisierten Bereichen 12, 13 der
Teleskopabschnitte 2, 3 gebildet. Geeigneter Weise
sind die metallisierten Bereiche im unteren Teil des Gehäuses jeweils
elektrisch leitend mit der Schaltkreisplatine 10 verbunden.
Zum Verbinden der einzelnen metallisierten Bereiche 12, 13 miteinander
bzw. mit der Schaltkreisplatine 10 können geeignete Schleifkontakte
vorgesehen werden. Dabei ist eine Dimensionierung der metallisierten
Bereiche 12, 13 und der Schaltkreisplatine 10,
die gemeinsam eine Massefläche
ausbilden, so zu wählen,
dass eine Anpassung an gewünschte
Sende-/Empfangsfrequenzen des Mobiltelefons vorhanden ist.
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Das
Mobiltelefon nach 1 ist mit zwei Antennen ausgestattet,
wobei eine erste Antenne 14 als Mikro-Strip ausgeführt und
auf einer Unterseite der Folie 5 innerhalb des Teleskopabschnitts 3 im
Endbereich der Folie 5 angeordnet ist. Eine zweite Antenne 15,
ausgeführt
als sog. „gerollte
PIFA-Antenne" befindet
sich im Teleskopabschnitt 1 als Teil der Welle 4. Im
Einzelnen liegt die gerollte PIFA-Antenne 15 in Form eines
Hohlzylinders mit geeigneten Modifikationen für einen gewünschten Sende-/Empfangsbereich
vor. Der Hohlzylinder ist an einer Seite von einer Stirnfläche abgeschlossen,
in deren Mitte eine Torsionsfeder 21 befestigt ist. Das
andere Ende der Torsionsfeder 21 ist an dem Teleskopabschnitt 1 fest
angebracht, so dass ein Abrollen der Folie 5 von der zweiten
Antenne 15, an der sie befestigt ist, eine Auslenkung der
Torsionsfeder 21 bewirkt.
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Beide
Antennen 14, 15 sind über aus Übersichtlichkeitsgründen nicht
dargestellte HF-Zuleitungen mit dem Chip 9, insbesondere
einem HF-Signal Ein-/Ausgang elektrisch leitend verbunden. Die beiden
Antennen 14, 15 können gemeinsam genutzt werden
oder auch einzeln, wobei dann zwischen den beiden Antennen 14, 15 umgeschaltet
werden kann. Es ist sicherzustellen, dass durch ein Abstimmen bzw.
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Hinzuschalten/Abschalten
der Antennen 14, 15 sich die Empfangseigenschaften
im zusammengeschobenen und auseinandergezogenen Zustand des Mobiltelefons
nicht unterscheiden, d. h. von der äußeren Form des Mobiltelefons
unabhängig
gute Sende-/Empfangseigenschaften gewährleistet sind.
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In
der 2 ist das Mobiltelefon von 1 im zusammengeschobenen
Zustand dargestellt. Auch hier ist zu erkennen, dass die Komponenten des
Mobiltelefons, nämlich
der Akkumulator 8, der Chip 9 und die Schaltkreisplatine 10 in
dem innersten Teleskopabschnitt 1 untergebracht sind. Die
Folie 5 ist in 2 fast vollständig eingerollt.
Lediglich ein Bereich, der von einem entfernten Ende der Folie 5 ausgeht,
schließt
einen verbleibenden Teil der Anzeigeöffnung des Mobiltelefons. Die
Folie 5 aus flexiblem Material wirkt mit der Welle 4,
die bei dem Ausführungsbeispiel
nach 3 als Torsionsfeder ausgeführt ist, zusammen, um eine
Rückstellkraft
auf das Gehäuse
auszuüben,
wenn das Mobiltelefon den zusammengeschobenen Zustand einnehmen
soll. Dabei wirkt die Torsionsfeder mit Blattfederstegen 16, 17 zusammen,
die an den Längsrändern der
Folie 5 vorgesehen sind und eine Versteifungswirkung für die Folie 5 ausüben. Es
ist auch denkbar, dass die Blattfederstege 16, 17 die
erforderliche Rückstellkraft allein
bereitstellen.
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Es
kann vorgesehen sein, dass im Wesentlichen parallel zu der Welle 4 verlaufende
Querstege unter der Folie 5 vorgesehen sind, welche die
Folie 5 weiter versteifen und ihre Brauchbarkeit als berührungsempfindlicher
Bildschirm weiter erhöhen.
Die Blattfederstege 16, 17 sind derart vorgespannt,
dass sie bei einer freien Bewegung der Teleskopabschnitte 1, 2, 3 relativ
zueinander ein Aufrollen der Folie 5 auf die Welle 4 fördern. In
dieser Hinsicht erzielen die Blattfederstege 16, 17 zusammen
mit der Torsionsfeder 4 ein Einrollen der Folie 5.
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Auf
einer Unterseite der Folie 5 ist eine Arretierungsnase 18 vorgesehen,
die nach einem Ausfahren des Mobiltelefons hinter eine Innenkante 19 des
Teleskopabschnitts 1 greift bzw. einrastet. Die Arretierungsnase 18 kann
durch geeignete Betätigungsmittel
wie einen Knopf 19 betätigt
werden, so dass die Rastposition verlassen wird und die Folie 5 wieder
eingerollt werden kann. Dabei ist der Knopf 19 auf einer
Unterseite des mittleren Teleskopabschnitts 2 angeordnet
und steht über
einen Stab 20 sind in Eingriff mit der Arretierungsnase 18.
Der Knopf 19 und der Stab 20 sind relativ zu dem
Akkumulator 8, der Schaltkreisplatine 10 und dem
Chip 9 so anzuordnen, dass bei einem Zusammenschieben des
Gehäuses
des Mobiltelefons der Stab 20 an den genannten Bauteilen
vorbeigeführt
wird. Ebenso ist eine weitere Arretierungsnase 19 vorgesehen,
die im zusammengeschobenen Zustand des Mobiltelefons ihrer Rastposition
einnimmt (die Lage dieser Arretierungsnase muss in den Zeichnungen
noch ergänzt werden)
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4 zeigt
die flexible Folie 5 von unten, wobei die beiden Blattfederstege 16, 17 an
den Längsrändern der
Folie 5 sowie die erste, als Mikro-Strip ausgeführte Antenne 14 veranschaulicht
sind. Die Blattfederstege 16, 17 werden außerdem als
HF-Zuleitungen für
die erste Antenne 14 verwendet und sind damit (nicht dargestellt)
elektrisch leitend mit einem HF-Ein/Ausgang des Chips 9 verbunden.