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Allgemeiner
Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Beleuchtung eines
Displays in einer elektronischen Vorrichtung, wobei Umgebungslicht durch
einen Lichtwellenleiter an ein lichtempfindliches Bauteil der Vorrichtung
geleitet wird, wobei das lichtempfindliche Bauteil einen Displaybeleuchter steuert,
der das Display auf der Grundlage des Umgebungslichts beleuchtet.
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Ferner
betrifft die Erfindung eine elektronische Vorrichtung, die ein Displayelement,
ein Displayschutzfenster, das zum Schützen des Displayelements angeordnet
ist, zumindest einen Displaybeleuchter, ein lichtempfindliches Bauteil,
das zum Steuern der Beleuchtungsstärke des Beleuchters auf der
Grundlage des Umgebungslichts angeordnet ist, einen Lichtwellenleiter,
der das Umgebungslicht von der Umgebung der Vorrichtung an das lichtempfindliche
Bauteil leitet, umfaßt.
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Die
elektronischen Vorrichtungen – in
dieser Schrift im folgenden als „Vorrichtung" bezeichnet –, die in
dieser Schrift angeführt
sind, dienen typischerweise zum Beispiel Mobilstationen, wie Mobiltelefonen
und Kommunikationsvorrichtungen, oder elektronischen Spielen, Kombinationen
der vorhergehenden oder anderen, entsprechenden Vorrichtungen. Den
Vorrichtungen ist ein Display gemeinsam, zum Beispiel ein Flüssigkristalldisplay,
das durch ein Hintergrundlicht, Frontlicht oder beides beleuchtet
ist. Die Beleuchtung des Displays ist dazu bestimmt, die Deutlichkeit
und Sichtbarkeit des Displays unter verschiedenen Beleuchtungsbedingungen
zu verbessern.
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Es
sind Anordnungen bekannt, bei denen sich die Beleuchtungsintensität gemäß dem Umgebungslicht
automatisch selbst anpassen kann, wodurch automatisch optimale Displaybeleuchtung
unter verschiedenen Beleuchtungsbedingungen vorgesehen ist. Bei
diesen Anordnungen ist die Umgebungsbeleuchtung typischerweise durch
ein Bauteil erkannt, das auf gewisse Weise auf eine Änderung der
Beleuchtung reagiert. Zu solchen lichtempfindlichen Bauteilen gehören Leuchtdioden,
Phototransistoren und Photowiderstände. Ein derartiges Bauteil – im folgenden
als lichtempfindliches Bauteil bezeichnet – ist gewöhnlich ziemlich anfällig und
daher vorzugsweise innerhalb der Vorrichtung eingepasst. Ein Lichtwellenleiter
ist zwischen dem lichtempfindlichen Bauteil und der Außenfläche der
Vorrichtung angeordnet, durch den Umgebungslicht in das lichtempfindliche
Bauteil eintritt. Das lichtempfindliche Bauteil reagiert auf die
Umgebungslichtbedingungen auf der Grundlage des Lichts, das durch
den Lichtwellenleiter ankommt, und paßt die Displaybeleuchtung an. Ein
derartiges Bauteil ist beispielsweise aus
EP 1 085 731 bekannt.
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Ein
Problem bei der oben beschriebenen Anordnung ist, daß der Lichtwellenleiter
ein kleines und transparentes Bauteil ist und bei der Herstellung
und dem Zusammenbau der Vorrichtung sehr schwer zu handhaben ist.
Der Lichtwellenleiter erfordert Befestigungselemente zu seiner Befestigung
an der Vorrichtung und einen Arbeitsschritt, in dem der Lichtwellenleiter
an diesen Befestigungselementen befestigt wird. Außerdem erfordert
der Lichtwellenleiter eine Abdichtung zum Abdichten der Fugenfläche zwischen
dem Lichtwellenleiter und dem Gehäuse der Vorrichtung gegen Feuchtigkeit
und Staub. Daher entstehen durch den Lichtwellenleiter während der Bauteilherstellung
sowie des Vorrichtungszusammenbaus Kosten. Ein weiteres Problems
des Stands der Technik ist, daß der
Luftspalt zwischen dem Lichtwellenleiter und dem Rest der Vorrichtung
die elektrostatische Entladungsabschirmung (ESD-Abschirmung) reduziert:
ein ESD-Funke kann durch den Spalt in die Vorrichtung eindringen,
wodurch die elektrischen Bauteile der Vorrichtung gefährdet sind.
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Die
US-Patentschrift 5,384,577 offenbart eine andere Lösungsart,
bei der ein Flüssigkristalldisplay
durch eine Elektrolumineszenzplatte beleuchtet ist, die dahinter
eingepaßt
ist. Die Elektrolumineszenzplatte weist außerdem eine zweite Funktion
auf: sie dient als lichtempfindliches Bauteil, das Umgebungsbeleuchtung
erkennt und die Displaybeleuchtung einschaltet, wenn die Umgebungsbeleuchtung unter
einem bestimmten Grenzwert liegt. Eine derartige Lösung ist
ziemlich teuer und komplex.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung,
die es implementiert, zu entwickeln, um die oben angegebenen Probleme
zu lösen.
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Das
Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter als
ein Teil des Displayschutzfensters eingegliedert ist.
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Die
elektronische Vorrichtung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß der
Lichtwellenleiter als ein Teil des Displayschutzfensters eingegliedert ist.
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Der
wesentliche Erfindungsgedanke ist, daß der Lichtwellenleiter als
ein Teil des Displayschutzfensters eingegliedert ist.
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Die
Erfindung sieht den Vorteil vor, daß ihre Implementierung einfach
und der Raum, den ihr Bau erfordert, klein ist, weil keine separaten
Befestigungsstrukturen des Lichtwellenleiters benötigt sind. Die
Handhabung des Lichtwellenleiters ist wesentlich leichter als zuvor.
Der Lichtwellenleiter verursacht keine Fugenflächen, die am Gehäuse der
Vorrichtung abgedichtet sein müssen.
Aus demselben Grund ist die ESD-Abschirmung der Vorrichtung besser
als zuvor. Der Schritt des Zusammenbaus der Vorrichtung wird leichter
und billiger, da weder Handhabungsschritte oder Einrichtungsschritte
für einen separaten
Lichtwellenleiter noch jegliche Handhabungsmittel oder -werkzeuge
dafür benötigt sind.
Der Lichtwellenleiter erhöht
außerdem
die Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Bauteils, und er kann
zum Einstellen des Winkels, in dem Umgebungslicht gemessen wird,
genutzt sein.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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Die
Erfindung wird nun mittels bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen detaillierter beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische, perspektivische Darstellung einer Ausführungsform
der elektronischen Vorrichtung der Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung von oben des Displayschutzfensters der
elektronischen Vorrichtung von 1 und
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3 eine
schematische Darstellung des Displayschutzfensters von 2 als
weggeschnittenes Diagramm A-A.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 ist
eine schematische, perspektivische Darstellung einer Ausführungsform
der elektronischen Vorrichtung der Erfindung. In dieser Anwendung
betrifft die elektronische Vorrichtung Mobilstationen, wie Mobiltelefone
und Kommunikationsvorrichtungen und elektronische Spiele oder dergleichen. Es
sind Vorrichtungen, die dem Fachmann an sich bekannt sind, so daß sie hierin
nicht detaillierter beschrieben werden.
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Die
Vorrichtung 1 umfaßt
ein Display 2 und Betriebsmittel 3 der Vorrichtung,
die typischerweise eine Tastatur und/oder andere Funktionstasten
umfassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Display 2 ein
Flüssigkristalldisplay,
sein Betrieb kann jedoch auch auf einer anderen, an sich bekannten Lösung gründen. Das
Display 2 kann auch ein berührungsempfindlicher Bildschirm
sein.
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Das
Display 2 ist unter einem Displayschutzfenster 4 – im folgenden
Fenster 4 – angeordnet.
Das Fenster 4 deckt eine Öffnung ab, die in dem Vorrichtungsgehäuse 5 für das Display 2 hergestellt
ist, und schützt
ein Displayelement vor physischem und chemischem Schaden. Es verhindert
außerdem,
daß Schmutz, Staub
und Feuchtigkeit in das Display 2 und die Vorrichtung 1 eindringen.
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Das
Fenster 4 ist am Gehäuse 5 befestigt. Alternativ
kann es auch am Körper
der Vorrichtung, der in der Figur aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt
ist, oder an dem Displayelement befestigt sein, das in Verbindung
mit 3 detaillierter beschrieben wird. Das Fenster 4 ist
aus einem Material hergestellt, das sichtbares Licht im wesentlichen durchläßt, d. h.
aus einem transparenten Material. Das Material ist gewöhnlich ein
amorpher Thermoplast, wie Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat
(PC) oder dergleichen. Ein Lichtwellenleiter 6 ist in dem
Fenster 4 eingegliedert und wird in Verbindung mit den
folgenden Figuren detaillierter beschrieben.
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2 ist
eine schematische Obenansicht des Displayschutzfensters der elektronischen
Vorrichtung von 1. Das Fenster 4 ist
aus einem im wesentlichen transparenten Material durch beispielsweise
Spritzguß hergestellt,
der ein schnelles und häufig
genutztes Herstellungsverfahren in großem Maßstab darstellt.
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Der
Lichtwellenleiter 6 ist in dem Fenster 4 eingegliedert.
In dieser Anwendung bezieht sich der Begriff „eingliedern" auf die Tatsache,
daß der
Lichtwellenleiter 6 ein Teil des Fensters 4 in
der Vorrichtung oder des Schutzfensters 4 ist: aus Herstellungsgründen können der
Lichtwellenleiter 6 und das Fenster 4 beispielsweise
durch Spritzguß als
separat geformte Teile hergestellt sein, die dann beispielsweise
durch Kleben oder Schweißen
aneinander befestigt werden, um einstückig zu sein. Das Fenster 4 und
der Lichtwellenleiter 6, der darin eingegliedert ist, sind
vorzugsweise einstückig
hergestellt.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
ist das Querprofil des Lichtwellenleiters 6 im wesentlichen kreisförmig, und
der Lichtwellenleiter 6 ist auf der Kante des Fensters 4 angeordnet.
Die Form des Querprofils des Leiters 6 kann natürlich eine
andere Form aufweisen, und der Lichtwellenleiter 6 kann
in einem anderen Abschnitt des Fensters 4 angeordnet sein.
Das Fenster 4 weist außerdem
typischerweise andere Funktionsteile auf, wie Befestigungselemente 7 zum
Befestigen des Fensters in der Vorrichtung 1.
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3 ist
ein weggeschnittenes Diagramm A-A von 2. Das Fenster 4 ist
im wesentlichen staub- und wasserdicht am Vorrichtungsgehäuse 5 beispielsweise
durch Kleben befestigt. Unter dem Fenster ist ein Displayelement 11 eingepaßt, das
die eigentliche sichtbare Information des Displays 2 bildet.
Das Displayelement 11 ist jetzt ein Flüssigkristallelement, kann sich
jedoch auf jede andere an sich bekannte Displaytechnologie gründen. In
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist das Fenster 4 an dem Displayelement 11 befestigt.
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Zum
Beleuchten des Displayelements 11 umfaßt das Display 2 einen
Displaybeleuchter 10. Der Beleuchter 10 beleuchtet
das Displayelement 11 von hinten, d. h. das Display 2 weist
Hintergrundbeleuchtung auf. Die Displaybeleuchtung kann auch als Frontbeleuchtung
oder eine Kombination von Hintergrund- und Frontbeleuchtung angeordnet
sein. Der Displaybeleuchter 10 ist beispielsweise eine
LED oder jeglicher andere entsprechende, an sich bekannte Beleuchter.
In Mobilstationen beispielsweise ist eine geeignete Displaybeleuchtung
durch verhältnismäßig kleine
und stromsparende Bauteile, wie LED, implementiert. Eine Lumineszenzbeleuchtung kann
in der Vorrichtung 1 auf andere Weise als neben dem Display 2 angeordnet
und das Licht mit anderen Lichtwellenleitern zu dem Displayelement 11 geleitet sein.
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Der
Lichtwellenleiter 6 ist als Teil des Fensters eingegliedert
und verläuft
von der nach außen zeigenden
Seite des Fensters zur nach innen zeigenden Seite des Fensters.
Der Lichtwellenleiter 6 weist ein erstes Ende 12,
das auf der nach außen
zeigenden Seite des Fensters 4 angeordnet ist, und ein zweites
Ende 13 auf, das auf der nach innen zeigenden Seite des
Fensters 4, d. h. innerhalb der Vorrichtung 1,
angeordnet ist. Die optische Achse 14 des Lichtwellenleiters 6 ist
senkrecht zur Fensterebene angeordnet. Das Licht L, das von der
Umgebung der Vorrichtung in das erste Ende 12 des Lichtwellenleiters
eindringt, wird durch den Lichtwellenleiter 6 zum zweiten
Ende 13 des Leiters geleitet. Der Leiter 6 – einschließlich seiner
beiden Enden 12 und 13 – ist so gestaltet, daß die notwendige
Anzeige der Umgebungsbeleuchtung und einer Änderung darin aus dem Licht
erhalten werden, das das zweite Ende des Leiters 6 verläßt.
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Ein
lichtempfindliches Bauteil 8 ist in unmittelbarer Nähe des zweiten
Endes 13 des Lichtwellenleiters 6 auf der optischen
Achse 14 des Leiters zum Messen der Umgebungsbeleuchtung
auf der Grundlage des Lichts aus dem Leiter 6 angeordnet.
Auf der Grundlage des Lichts aus dem Leiter 6 erzeugt das lichtempfindliche
Bauteil 8 ein Signal, das proportional zum Umgebungslicht
ist und zur Steuerelektronik 9 der Displaybeleuchtung gesendet
wird. Die Steuerelektronik 9 paßt die Beleuchtungsstärke des
Displaybeleuchters 10 an und kann die Beleuchtung sogar
völlig
ausschalten. Die lichtempfindlichen Bauteile 8 und die
Steuerelektronik 9 sind einem Fachmann an sich bekannt
und werden daher hierin nicht detaillierter beschrieben. Das lichtempfindliche
Bauteil 8 ist beispielsweise eine Leuchtdiode, ein Phototransistor,
ein Photowiderstand oder jegliches andere entsprechende, an sich
bekannte Bauteil.
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Die
Länge des
Leiters 6 ist so angeordnet, daß sich das zweite Ende 13 in
einem optimalen Abstand zu dem lichtempfindlichen Bauteil 8 befindet;
in einigen Ausführungsformen
befindet sich das zweite Ende 13 in Kontakt mit dem lichtempfindlichen
Bauteil 8.
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Da
der Leiter 6 als Teil des Fensters 4 eingegliedert
ist, muß der
sehr kleine Leiter beispielsweise beim Zusammenbau der Vorrichtung 1 nicht
separat gehandhabt werden. Jegliche Befestigungselemente des Leiters
sind gleichfalls unnötig,
da der Leiter zur selben Zeit an der Vorrichtung 1 befestigt
ist, wenn das Fenster 4 durch die Befestigungselemente 7 befestigt
ist. Es gibt keine Fläche
zwischen dem Leiter 6 und dem Fenster 4 oder dem
Leiter 6 und dem Vorrichtungsgehäuse 5, die abgedichtet
werden muss und eine Abdichtung benötigt. Die Eingliederung des Fensters 4 und
des Lichtwellenleiters 6 vermindert die Anzahl von Bauteilen,
die mit dem Leiter 6 verbunden sind, erheblich und erleichtert
die Zusammenbauarbeit bezüglich
des Leiters 6 wesentlich.
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Es
ist dem Fachmann offensichtlich, daß der Grundgedanke der Erfindung
mit dem Fortschreiten der Technologie auf zahlreiche, verschiedene
Weisen implementiert sein kann. Die Erfindung und ihre Ausführungsformen
sind daher nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern
können innerhalb
des Anwendungsgebiets der Ansprüche variieren.
Somit kann der Lichtwellenleiter 6 so angeordnet und gestaltet
sein, daß seine
optische Achse nicht senkrecht zur Ebene des Fensters 4 verläuft; anders
gesagt kann der Winkel, in dem das Umgebungslicht gemessen wird,
eingestellt sein. Der Lichtwellenleiter 6 kann aus einem
anderen Material als das Fenster 4 hergestellt sein. Dies
ist beispielsweise durch Nutzung eines Zweikomponentenspritzgußverfahrens
möglich,
oder durch Herstellen des Fensters 4 und des Leiters 6 als
separat geformte Stücke
und einstückiges
Befestigen derselben aneinander. Das Vorrichtungsgehäuse 5 kann
außerdem
so geformt sein, daß das
erste Ende 12 des Lichtwellenleiters 6 und das
eigentliche Display 2 und der Abschnitt des Fensters 4,
der es schützt,
in separaten Öffnungen des
Gehäuses 5 angeordnet
sind. Das Fenster 4 kann außerdem mehrere Lichtwellenleiter 6 aufweisen.