DE60021154T2

DE60021154T2 - Lichtleiter zur Beleuchtung der Anzeige oder der Tastatur eines tragbaren Kommunikationsgeräts

Info

Publication number: DE60021154T2
Application number: DE60021154T
Authority: DE
Inventors: Alte Messel
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Conversant Wireless Licensing SARL
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 2000-10-19
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: GB9924736D0; EP1094482B1; US6550927B1; EP1094482A2; GB2355569A; EP1094482A3; DE60021154D1

Description

Die Erfindung betrifft Kommunikationseinheiten, die einen Lichtleiter zum Leiten von Licht von einer Lichtquelle aufweisen, um eine Anzeige zu beleuchten. Lichtleiter werden auch genutzt, um Licht von einer Lichtquelle zu übertragen, um die Tastatur/die Tasten zu beleuchten. In Mobiltelefonen ist der Lichtleiter zwischen einer Leiterplatte und der Anzeige und/oder der Tastatur angebracht, um das Licht von einer Lichtquelle, z.B. einer LED, zu übertragen, um die Anzeige und/oder die Tastatur zu beleuchten.
Dies wird beispielsweise in US 5 746 493 gezeigt, wo ein Lichtleiter beschrieben wird, der eine Vielzahl von lichtkoppelnden Aussparungen hat. Manche der lichtkoppelnden Aussparungen sind zwischen Tastenlöchern auf dem Lichtleiter angebracht, wo die auf einer Leiterplatte befestigten LEDs nach oben stehen, und durch den Lichtleiter Licht übertragen, um hauptsächlich die Tastatur und teilweise die Anzeige zu beleuchten. Auf einer Seite des Lichtleiters sind die lichtkoppelnden Aussparungen bogenförmig, um Licht von der LED gleichmäßig in den Lichtleiter zu übertragen.
Ein anderer Ansatz zum Beleuchten einer Tastatur ist in US 5711588 gezeigt, wo das Licht von einer Abdeckung, die über den Tasten einer Tastaturanordnung angebracht ist, in die Tasten reflektiert wird. In diesem Fall wird kein Lichtleiter benötigt, noch wird eine Lichtquelle für jede Taste in der Tastatur benötigt. Noch ein weiterer Ansatz wird in US 5847336 gezeigt, mit einer LED für jede Taste, um die Tasten unmittelbar zu beleuchten. Die LEDs sind auf einer biegsamen Folie befestigt, die direkt unter der Tastatur angebracht wird. Zwischen dieser biegsamen Folie und der Leiterplatte befindet sich eine Kuppelfläche mit Kuppeln, die ein Paar von elektrischen Kontakten auf der Leiterplatte kurzschließen, wenn die Tasten gedrückt werden. Dieser Ansatz wird nicht zur Beleuchtung der Anzeige, sondern nur der Tastatur genutzt.
Noch ein weiterer Ansatz wird in US 5708428 beschrieben, wo LEDs durch Einsatzformen (insert moulding) direkt in den Lichtleiter eingebettet sind. Der Lichtleiter wird zwischen der Tastatur und der Leiterplatte angebracht und hat eine Öffnung, um zu ermöglichen, dass der Leiter auf der Unterseite jeder Taste entsprechend angeordnete Kontakte auf der Leiterplatte berühren kann.
Darüber hinaus beschreibt JP 9287971 eine Vorrichtung, um das Licht eines im wesentlichen linearen Leuchtelements in eine lichtleitende Platte zu führen, ohne die Dicke der Platte zu erhöhen. Um das Licht übertragen zu können, ohne eine dickere Platte zu haben, wird eine Linse, genauer eine Fresnel-Linse, verwendet.
EP A 0414366 offenbart einen Lichtleiter, um eine Tastatur oder ein Tastenfeld von hinten zu beleuchten, der eine transparente gitterartige Platte mit einer Reihe von Öffnungen umfasst, von denen jede eine Taste unterbringt. Die Platte weist eine eingebaute Linse auf, die mit einem Spiegel ausgerichtet ist, um Licht von einer externen Quelle in die Plattenebene zu lenken.
Die Druckschrift US-A-5130897 offenbart einen Lichtleiter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Gemäß der Erfindung wird ein Lichtleiter nach Anspruch 1 bereitgestellt. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Die Erfindung wird nachstehend durch Beispiele, in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung vollständiger beschrieben, wobei:
1–2 in einer perspektivischen Ansicht eine bevorzugte Ausführungsform der Kommunikationseinheit gemäß der Erfindung zeigen,
3 schematisch die wesentlichen Teile eines Telefons für die Kommunikation mit einem Zellularnetz zeigt,
4–5 einen Lichtleiter in einer perspektivischen Ansicht zeigen,
6 eine Vorderansicht des Lichtleiters zeigt, in der verschiedene Querschnitte gekennzeichnet sind,
7 Querschnitt A-A des Lichtleiters zeigt,
8 Querschnitt B-B des Lichtleiters zeigt,
9 Querschnitt C-C des Lichtleiters zeigt,
10 eine Vorderansicht des Lichtleiters zeigt, in welcher der Querschnitt D-D gekennzeichnet ist,
11 den Querschnitt D-D des Lichtleiters zeigt,
12 die Oberseite des Lichtleiters mit einer angebrachten Plastik-Kuppelfläche in einer perspektivischen Ansicht zeigt,
13 die Unterseite des Lichtleiters mit einer angebrachten Plastik-Kuppelfläche in einer perspektivischen Ansicht zeigt,
14 die Plastik-Kuppelfläche mit einer Reflektorfläche in einer perspektivischen Ansicht zeigt.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Kommunikationseinheit gemäß der Erfindung mit Bezug auf ein handtragbares Telefon beschrieben, vorzugsweise ein Mobiltelefon. Eine bevorzugte Ausführungsform dieses Telefons wird in 1 und 2 gezeigt. Das Telefon wird in 1 in der Ansicht von vorne gezeigt und in 2 von hinten. Wie ersichtlich werden wird, ist das Telefon mit einer Frontabdeckung 2 versehen, die einen Fensterrahmen 3 hat, der das Schutzfenster des Anzeigeanordnung 1 umgibt. Das Telefon umfasst eine Benutzerschnittstelle, die einen An-Aus-Knopf 4, eine Tastatur/Tastenfeld 7, eine Batterie 11, eine Anzeige/LCD 1, eine Hörmuschel 21 und ein Mikrofon 22 hat (nicht in 1 oder 2 gezeigt).
3 zeigt schematisch die wichtigsten Teile einer bevorzugten Ausführungsform des Telefons, wobei die Teile wesentlich für das Verständnis der Erfindung sind. Das Mikrofon 22 zeichnet die Sprache des Benutzers auf, und die dadurch gebildeten analogen Signale werden in einem A/D-Wandler (nicht gezeigt) analog-digital-gewandelt, bevor die Sprache in einem Audioteil 20 verschlüsselt wird. Das verschlüsselte Sprachsignal wird an den Controller 18 (Prozessor der physikalischen Schicht bzw. Bitübertragungsschicht) übertragen, der z.B. die GSM-Endgeräte-Software unterstützt. Der Controller 18 bildet außerdem die Schnittstelle zu den peripheren Einheiten des Geräts, einschließlich RAM und ROM-Speicher 17a und 17b, einer SIM-Karte 16, der Anzeige 1 und der Tastatur 7 (sowie Daten, Stromversorgung, etc.). Der Controller 18 kommuniziert mit dem Sender-Empfänger-Schaltkreis 19. Der Audioteil 20 sprachdekodiert das Signal, das vom Controller 18 an die Hörmuschel 21 über einen D/A-Wandler (nicht gezeigt) übertragen wird.
Die bevorzugte Ausführungsform des Telefons der Erfindung ist für den Gebrauch in Verbindung mit dem GSM-Netz angepasst, aber selbstverständlich kann die Erfindung auch in Verbindungen mit anderen Telefonnetzen angewandt werden. Das könnten Zellularnetze sein, verschiedene Formen von schnurlosen Telefonsystemen oder Dualband-Telefone, die auf Gruppen dieser Systeme/Netze zugreifen.
Der Controller 18 ist mit der Benutzerschnittstelle verbunden. Daher ist es der Controller 18, der die Aktivität des Telefons überwacht und die Anzeige 1 in Reaktion darauf steuert.
Daher ist es der Kontroller 18, der das Auftreten eines Zustandsänderungsereignisses erfasst und den Zustand des Telefons und damit den Anzeigetext ändert. Der Benutzer kann ein Zustandsänderungsereignis auslösen, wenn er die Tastatur 7 einschließlich der Navigationstaste 10 aktiviert, und diese Arten von Ereignissen werden Eintrittsereignisse oder Nutzerereignisse genannt. Das Netz, das mit dem Telefon kommuniziert, kann jedoch ebenfalls ein Zustandsänderungsereignis auslösen. Diese Arten von Ereignissen und andere Ereignisse außerhalb der Steuerung des Benutzers werden Nicht-Nutzerereignisse genannt. Nicht-Nutzerereignisse umfassen Zustandsänderung während des Verbindungsaufbaus, Änderungen der Batteriespannung, Änderungen der Antennenbedingungen, Nachricht über den Empfang von SMS, etc.
In 4 wird ein Lichtleiter 30 zum Beleuchten einer Anzeige 1 oder einer Tastatur 7 gezeigt, der ein im wesentlichen transparentes plattenförmiges Element beinhaltet. Das transparente plattenförmige Element hat Empfangsmittel 35, um Licht von entsprechenden Lichtquellen (nicht gezeigt) zu empfangen und um das Licht in das transparente plattenförmige Element des Lichtleiters 30 zu führen. Das transparente plattenförmige Element umfasst einen ersten Teil 32 des Lichtleiters, der ein Hintergrundschirm für eine Anzeige ist und einen zweiten Teil 33, der ein Tastaturteil ist. Der Lichtleiter 30 könnte aus einem Plastikmaterial oder anderen im wesentlichen durchsichtigen Materialien gefertigt sein. Der Tastaturteil enthält eine Vielzahl von Tastenlöchern 34 und Empfangsmittel 35. Die Empfangsmittel 35 enthalten eine Vielzahl von lichteinkoppelnden Oberflächen 35, die in Richtung entsprechender Lichtquellen (nicht gezeigt) zeigen. Die lichteinkoppelnden Oberflächen 35 sind im wesentlichen parallel zur Hauptoberfläche des Lichtleiters 30 und übertragen das Licht von einer Lichtquelle (nicht gezeigt), die sich unter jeder lichteinkoppelnden Oberfläche 35 befindet, in den Lichtleiter 30. Die lichteinkoppelnden Oberflächen 35 weisen Mittel auf, um das Licht im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Lichtquelle zu streuen, um die Anzeige 1 zu beleuchten. Die Mittel zum Streuen des Lichts von der Lichtquelle in den Lichtleiter 30 sind eine Linse 37 und ein Diffusor bzw. lichtstreuender Körper 38 (siehe 7). Die Linse 37 ist vorzugsweise konkav und die Lichtquelle (nicht gezeigt) könnte eine LED sein.
In 7 wird gezeigt, dass die Linse 37 und der lichtstreuende Körper 38 beinahe nicht so dick sind wie der Lichtleiter 30. Die Tangente des mittleren Teils der Linse ist parallel zu der Oberfläche des Lichtleiters 30, die am nächsten an der Lichtquelle (nicht gezeigt) liegt. Das bedeutet, dass die Dicke des Lichtleiters 30 nicht dicker sein muss als der lichtstreuende Körper/die Linse, was es ermöglicht, einen dünneren Lichtleiter und weniger Material zu haben. Dieser Lichtleiter 30 ist außerdem effizienter, da die Linse 37 und der lichtstreuende Körper 38 einen sehr großen Anteil des Lichts von der Lichtquelle (nicht gezeigt) zum Lichtleiter 30 übertragen. In früher bekannten Lichtleitern, wie dem in US 5746493 gezeigten, wird das Licht direkt von der LED in den Lichtleiter übertragen, was einen höheren Energieverlust ergibt. In dieser Druckschrift werden auch LEDs genutzt, die sich durch den gesamten Lichtleiter erstrecken und so den möglichen Energieverlust erhöhen.
Der Lichtleiter 30 könnte auch genutzt werden, um die Tastatur 7 zu beleuchten. Das Licht, das vom lichtstreuenden Körper im wesentlichen parallel zu den Oberflächen des Lichtleiters 30 übertragen wird, wird an den Tastenlöchern 34 von einer abgeschrägten Oberfläche 39 in die Tastenlöcher 34 reflektiert. Die abgeschrägte Oberfläche 39 reflektiert das Licht im Lichtleiter 30 senkrecht zur Oberfläche des Lichtleiters 30 auf die Tastatur 7.
Die dem ersten Teil 32, der ein Hintergrundschirm für eine Anzeige 1 ist, am nächsten liegenden lichteinkoppelnden Oberflächen 40 weisen Mittel auf, um sicherzustellen, dass ein Maximum des Lichts von der Lichtquelle (nicht gezeigt), z.B. einer LED, in den ersten Teil 32 des Lichtleiters 30 übertragen wird. Die Lichtquelle (nicht gezeigt) befindet sich unter der lichteinkoppelnden Oberfläche 40 und ist auf einer Leiterplatte (nicht gezeigt) befestigt. Diese Mittel sind ein lichtstreuender Körper 42, der sich zu einem Ende der Linse 43 erstreckt und das Licht von der Linse überträgt, um größtenteils in den ersten Teil übertragen zu werden.
Der Lichtleiter 30 umfasst eine Oberseite, die in Richtung der Tastatur 7 und der Anzeige 1 weist und eine Unterseite, die in Richtung einer Leiterplatte (nicht gezeigt) weist.
In 12 und 13 ist ein Lichtleiter 30 gezeigt, an dem auf einer Seite des Lichtleiters 30, der unteren Seite des Lichtleiters, eine Plastik-Kuppelfläche 50 befestigt ist. Die Plastik-Kuppelfläche 50 ist auf der Seite, die nicht an dem Lichtleiter befestigt ist, mit Metallkuppeln 51 versehen, die durch Drücken der Tasten 8 dazu gebracht werden, einen jeder Taste 8 entsprechenden Schaltkreis/Schalter auf einer Leiterplatte (nicht gezeigt) kurzzuschließen. Die Kuppelfläche 50 ist außerdem mit einer Vielzahl von Löchern 52 versehen, durch welche das Licht die lichteinkoppelnden Oberflächen 35 auf dem Lichtleiter erreicht, andernfalls würde das Licht von den Lichtquellen (nicht gezeigt) nicht durch die Plastik-Kuppelfläche 50 hindurch gehen. Der Teil der Plastik-Kuppelfläche 50, der den ersten Teil 32 bedeckt, welcher der Hintergrundschirm für die Anzeige 1 ist, beinhaltet ein Reflektorfläche 53 zur Verbesserung der Beleuchtung der Anzeige. In 14 wird die Plastik-Kuppelfläche 50 mit der Reflektorfläche 53 gezeigt.
Die Plastikkuppelfläche 50 wird mit einem Klebemittel auf den Lichtleiter 30 geklebt. Dieses Klebemittel wird auch auf die Plastik-Kuppelflächen(50)-Oberflächen aufgebracht, die die Tastenlöcher 34 bedecken, um die Tastatur flexibel am Lichtleiter 30 zu befestigen. Wenn das Telefon auseinandergebaut wird, ist die Tastatur 7 daher am Lichtleiter 30 befestigt, und es gibt weniger lose Teile. Die Tastatur 7 kann, wenn notwendig, auch auf einfache Weise ersetzt werden.
In Anbetracht der vorstehenden Beschreibung wird es für den Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen innerhalb der Reichweite der Ansprüche vorgenommen werden können.

Claims

Ein Lichtleiter (30) zur Beleuchtung einer Anzeige (1) oder einer Tastatur (7) umfassend: ein im Wesentlichen transparentes und im Wesentlichen ebenes Bauteil mit Empfangsmitteln (35) zur Lichtaufnahme von entsprechenden Lichtquellen und zur Führung des Lichts in das Bauteil, wobei die Empfangsmittel (35) umfassen: lichteinkoppelnde Oberflächen, im Wesentlichen parallel zu der Ebene des Lichtleiters und angeordnet, um Licht von den entsprechenden Lichtquellen aufzunehmen; und Mittel (37, 38) zum Verteilen des Lichts im Wesentlichen parallel zu der Ebene des Lichtleiters, wobei der Lichtleiter weiterhin eine Kunststoff-Kuppelfläche (50) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff Kuppelfläche (50) an einer Seite des Lichtleiters angebracht ist und mit Durchgangslöchern (52) ausgestattet ist, um dem Licht von den Lichtquellen zu ermöglichen, das Bauteil zu erreichen, wobei die Kunststoff-Kuppelfläche weiterhin eine Reflexionsfläche (53) umfasst.
Ein Lichtleiter gemäß Anspruch 1, wobei die Kuppeln (51) der Kunststoff-Kuppelfläche Metall-Kuppeln sind, um die Vervollständigung einer Schaltung auf einer Platine zu ermöglichen, auf welcher die Kuppeln angebracht sind, um aufgenommen zu werden.
Ein Lichtleiter gemäß Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend Mittel zum flexiblen Anbringen der Tastatur (7) an der Kunststoff-Kuppelfläche (50).
Ein Lichtleiter gemäß Anspruch 3, wobei die flexiblen Anbringungsmittel einen Klebstoff umfassen, welcher jede Taste (8) der Tastatur auf der Kunststoff-Kuppelfläche (50) hält.
Ein Lichtleiter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zum Verteilen des Lichts eine Linse (37) und einen Diffusor (38) umfassen, und wobei das Bauteil Tastenlöcher (34) umfasst, welche die Tasten (8) der Tastatur (7) aufnehmen, wobei die Tastenlöcher abgeschrägte Oberflächen zum Reflektieren des Lichts in dem Lichtleiter vertikal zu der Ebene des Lichtleiters haben.
Ein Lichtleiter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lichtleiter einen die Tastatur unterstützenden Abschnitt (33) und einen das Display unterstützenden Abschnitt (32) umfasst, wobei die Reflexionsfläche (53) angeordnet ist, um den das Display unterstützenden Abschnitt (32) zu bedecken.
Ein Lichtleiter gemäß Anspruch 6, wobei die lichteinkoppelnden Oberflächen auf dem die Tastatur unterstützenden Abschnitt (33), der am Nächsten zu dem das Display unterstützenden Abschnitt (32) ist , Mittel zur Lichtübertragung in den das Display unterstützenden Abschnitt (32) des Lichtleiters haben.
Ein Lichtleiter gemäß Anspruch 7, wobei die Lichtübertragungsmittel einen Diffusor umfassen, der sich zu einem Ende einer Linse ausdehnt, welcher das Licht von der Linse zu dem das Display unterstützenden Abschnitt (32) überträgt.
Ein Kommunikationseinheit, welche einen Lichtleiter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.