EP2601725A2 - Portable device with improved energy autonomy - Google Patents

Portable device with improved energy autonomy

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Publication number
EP2601725A2
EP2601725A2 EP11761135.0A EP11761135A EP2601725A2 EP 2601725 A2 EP2601725 A2 EP 2601725A2 EP 11761135 A EP11761135 A EP 11761135A EP 2601725 A2 EP2601725 A2 EP 2601725A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
energy
transducer
converter
convert
output signal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11761135.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christoph BÜCHEL
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2601725A2 publication Critical patent/EP2601725A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/32—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply

Definitions

  • the present invention relates to the field of power supply of devices. It relates in particular to a portable device and a method for producing such a device according to the preamble of the independent claims.
  • Portable electronic devices require at a Be ⁇ drive electrical energy. This is generally provided by one or more also portable energy storage devices that is / are fixedly or separably connected to the device.
  • portable electronic devices are portable communication devices, in particular mobile telephones or wireless telephones, sound recording devices, CD, DVD, and media players (audio and video playback devices, in particular MP3 players), portable game consoles and televisions, external hard drives, photographic devices. and video cameras, navigation devices, etc.
  • portable computers eg laptops
  • PDAs personal di ⁇ gital assistant
  • Letz ⁇ tere are sometimes also called “Pocket PC” or "handheld” be ⁇
  • the battery After emptying an energy storage device, the battery is generally either replaced or recharged.
  • rechargeable energy storage systems For ecological and practical reasons, increasingly rechargeable energy storage systems are being used.
  • accumulators usually called batteries for short, are used.
  • Rechargeable fuel cells or capacitors are also used, the latter in particular in devices with a relatively low energy requirement.
  • a large part of the required electrical energy is used to generate at a normal use signals that allow communication of the devices with an environment, especially a user. This is generally done using one or more transducers which convert the electrical energy into energy of a second form.
  • transducers are used, for example, in the form of or in conjunction with a loudspeaker , a screen display, an antenna or the like and convert the electrical energy into acoustic energy, light energy, microwave energy and so on.
  • the intended functions include - in addition to the nominal function and generally one or more of enumerated in the preceding paragraph functions - usually also partial or additional functions that are often implemented as turn on or off options for a normal function. Examples of such options for photo and Videoauf ⁇ drawing functions are image stabilizer functions as in the Wikipedia article
  • a converter which converts energy of a first form, in particular electrical energy, into energy of a second form, or vice versa is configured so that it can deliver energy of the first form in a charging mode and transmit it to the device for can supply a supply of energy when used as intended.
  • the converter is suitable for generating an output signal, which is required in particular for at least one intended function of the device, by conversion between energy of the first form and energy of the second form.
  • the device is portable.
  • the latter comprises at least one converter for converting between energy of the first form and at least one second form of energy or vice versa, which is necessary for the provision of at least one intended function of the device.
  • the device so that the at least one transducer converts in a Lademo ⁇ dus energy of the second form into energy of the first form and may issue, so that the radiation emitted by the wall ⁇ ler in charge mode energy of the first form of a supply Device with energy can be supplied to this.
  • the portable device which requires energy of a first form during operation, this comprises at least one converter which is suitable for converting energy of a second form into energy of the first form in a charging mode and these leave; wherein the energy of the first form emitted by the at least one converter in the charging mode can be supplied to a power supply of the device.
  • the converter has a further function which is not associated with a power supply of the device per se.
  • at least one intended function of the device is implemented using the converter.
  • the at least one transducer is preferably capable of energy of the first form, in particular electrical energy, convert energy in the form of electromag ⁇ -magnetic waves, light energy, mechanical energy, kinetic energy and / or rotational energy into electromagnetic field energy or vice versa ⁇ .
  • the at least one converter is suitable, optionally, for example in dependence on a switching signal, or at the same time to carry out conversions in both directions.
  • transducer required for the intended use of the device to power the device allows prolonging the life of the device or, under favorable circumstances, even completely autonomous operation with no significant effect on size, weight or manufacturing costs.
  • fixed or detachably connected with the device min ⁇ least a rechargeable primary energy storage, wherein the output from the transducer in the charging mode energy can be fed so that it can be stored and removed at a later time.
  • a loudspeaker is provided as transducer, which converts electrical energy into sound energy when the device is used in accordance with its intended purpose, in order to detect an acoustic signal perceptible to a user, for example in the form of a voice, sound or sound To produce music signal. If the speaker is not required to produce a signal, is formed at a meeting on ⁇ sound waves to them due to induction of an electrical voltage between a first and second electrical connection thereof. This electrical voltage can be Tar ⁇ attacks and drive a current flow and thus used to supply a consumer, in particular the device itself, with electrical energy.
  • an antenna which is required when used as intended in particular a mobile telephone to order, ER of an electric power elec ⁇ tromagneticians signal, in particular an antenna signal can testify, which - for example, a remote Basisstati ⁇ on - a communication with a conversation partner or a data exchange with a data service or a server or other computer allows, can be used in a device according to the invention.
  • electromagnetic field energy is absorbed and thereby generates a tension ⁇ voltage which can be tapped in the charging mode from the antenna.
  • light emitting semiconductor devices insbeson ⁇ particular LEDs ( “light emitting diode”) can be used advantageously in a similar manner as the transducer in an inventive device use.
  • Individual LEDs are widely used in portable electronic devices used as status indicators operating state a Be ⁇ the device of the same or of parts to be signaled ⁇ Sieren.
  • LED displays which allow generation of complex visual signals.
  • liquid crystal displays or screens which are illuminated from a rear side with LEDs, and a video and / or can produce or represent video signal.
  • produce LEDs under light incidence a clamping ⁇ voltage and can deliver electrical ⁇ specific energy to a solar cell, which are supplied to the device in which the LED or LEDs are used, therefore, in analogy See also the Wikipedia articles
  • LED backlit screens are due to a relatively large surface area capable of special ⁇ DERS take much light energy when exposed to light. Thus, they are also able to deliver a lot of electrical energy, and therefore can be particularly advantageous in a device according to the invention. be set.
  • converter units which ⁇ add ver of movable, in particular rotatable components, for example a hard disk, is provided.
  • these units convert electrical energy, in particular by means of a motor, into kinetic energy, for example rotational energy, in order to cause one or more magnetizable plates in the hard disk to rotate. This rotation is required so that data can be read from different locations of the magnetizable plates and thus a time-varying data signal can be generated.
  • the unit is not used as intended - for example, if data is not written to or read from the hard disk - a rotational energy absorbed by the magnetizable disks due to accelerated movement of the portable equipment may be converted by the engine into electrical energy and delivered to the equipment become.
  • the engine acts as a dynamo.
  • an existing in the hard drive ⁇ ner, rotatably mounted and motorized arm can be used, are mounted on which read / write heads of the hard disk.
  • optical image stabilizers which are used in particular in cameras with photo or video recording function, have movable elements which are accelerated at a ⁇ befitting operation under conversion of electrical energy into kinetic energy, and can thus with advantage as a converter be used in a device according to the invention.
  • a motor in particular an ultrasound motor
  • ultrasonic motors are preferably used for this, as for example in the Wikipedia article
  • Over moving elements further have vibrating elements which are used to be able to produce a vibration signal in a determination ⁇ proper use of the device, and so to enable a portion of the device surface or the entire device to vibrate.
  • Vibration elements are preferably formed by a rotary motor, which is fixedly connected to a mass element which has an imbalance, for example an eccentric. But it can also be used piezoelectric elements short piezo elements to enable a Mas ⁇ senelement vibrate.
  • the aforementioned movable elements or vibrating elements can absorb energy, convert it to electrical energy and deliver it to the device.
  • the transducers described above are required to convert the intended use of the device electrical energy into energy of a second form.
  • they preferably generate an output signal from an electrical input signal while consuming electrical energy, in particular an acoustic, haptic, optical or electromagnetic output signal.
  • the signals are generally complex signals, in particular audio, image, video, or because ⁇ tensignale which allow an interaction or communication of the device with an environment, in particular a user, user or other device.
  • an energy conversion takes place in an opposite direction, ie energy of the second form, in particular from the environment, is taken up and converted into electrical energy.
  • Converters configured in this way are referred to below as bidirectional converters.
  • an inventive device also or exclu ⁇ Lich converter having, in which the energy conversion in the charge mode in the same direction is carried out as in beticiansge ⁇ MAESSEN use.
  • Converters used in this way are referred to below as unidirectional converters. These are used in the intended use of the device, for example, to convert input signals from the environment, in particular akus ⁇ tables or optical signals or data or command signals, which come for example from a user, user or other device, into an electrical output signal.
  • the electrical output signal can be generated while consuming electrical energy; advantageously the input signal energy can also exclu ⁇ Lich be removed.
  • the electrical output signal is processed in the device, inter preted ⁇ , stored and / or transmitted.
  • the output signal of a unidirectional transducer preferably using a bidirectional transducer, is again converted into a-generally modified and / or delayed-output signal.
  • CMOS sensors are used as unidirectional transducer in a device according to the invention.
  • image sensors are required to convert light energy into electrical energy and thus to produce an image signal which can be stored by the support ⁇ cash device and / or transmitted.
  • the image sensors can also be operated in a charging mode as a photocell and emit electrical energy.
  • a microphone is provided as the transducer which, when the device is used as intended, consists of sound energy generates an electrical output signal which is required for various intended functions of electrical appliances.
  • the microphone can also emit electrical energy in a charging mode and make it available to the device.
  • the inventive device in a further preferred development of the inventive device are as converter further touch or pressure-sensitive elements, in particular keyboards, joysticks, touch pads or touch screens, which generally requires who, ⁇ to enter on a device data or instructions to used to give energy in a charging mode and to supply the device for the purpose of supplying energy.
  • Particularly suitable are piezo elements, which are used in particular in keyboards or in certain touchscreen designs.
  • one or more piezoelectric elements are required to produce a voltage or a surge in contact or pressure, by means of which it can be determined whether or where a touch or a pressure has occurred, or which key was pressed.
  • La ⁇ mode the voltage generated by contact or pressure is used to provide the device with electrical energy.
  • acceleration sensors for example, control devices, which preferably have a mass element which is accelerated during a movement or in rotation, and generates a voltage or a current, preferably by induction or by means of piezoelectric effect.
  • one or more unidirectional and / or one or more bi-directional converter is provided, each of which is suitable, withdrawals ⁇ ben in a charging mode energy of the first form.
  • transducers are provided which, in addition to or instead of energy of the second form, also supply energy of a further form into energy of the first form.
  • the device can be designed so that this only energy from one or more transducers is fed in charging mode when the Ge ⁇ advises is not used as intended, that is, when no is ⁇ ner purposed functions used is.
  • the device is advantageous but designed to pass over or in the state of charge during a limited hours ⁇ tion of normal use, so while using at least ei ⁇ ner the purposed features of the device, those transformers, which are not required for the currently used-intended function be transferred and can give energy to the device.
  • those transformers which are not required for the currently used-intended function be transferred and can give energy to the device.
  • unidirectional transducers be ⁇ atmospheric proper operation and charging mode can also be superimposed. In this case, only a portion of the energy converted by the converter first form for the intended function verwen ⁇ det; an excess energy first form, however, kill ⁇ give and fed to the device.
  • This can be advantageously realized with wall ⁇ learning, which are particularly sensitive and / or particularly efficient convert energy second form into energy first form.
  • a mode with low sensitivity is advantageously provided, in which the transducer serves both the intended function and a delivery of electrical energy.
  • This can be particularly advantageous in controlling devices, used in particular motion sensi ⁇ tive controllers, joysticks, or a so-called track ball for game consoles, which HEF ⁇ term movements or accelerations need to be exposed to the successful control of a game program executed on the console part. Since relatively large amounts of kinetic energy are supplied in this way, converters which are able to convert them into electrical energy can supply the device with energy so efficiently.
  • the output from a transducer in charge mode energy can be fed directly to the device to announce clearl ⁇ term usage, where optionally an intermediate storage in a secondary energy storage device, preferably in a capacitor which takes place to fluctuations in an amount of from transducer balance the energy delivered.
  • a primary energy store of the device is designed as a rechargeable store, and the energy emitted by the converter is first supplied to the primary energy store, which releases it again during operation of the device.
  • Preferably means are provided or providable on the device according to the invention, which can increase a quantity of energy taken up by the uni- or bidirectional converters in charge mode second form, and thus also increase an amount of the electrical energy supplied to the device. In this way, a power supply of the device is optimized.
  • These means can be fixedly or separably connected to the device or the transducer.
  • funnel-shaped elements can be provided in order to bundle sound energy and to supply it specifically to the converter.
  • small-area optical converters in particular, individual LEDs, photodiodes or image sensors, reflective or focusing elements, in particular lenses, can be used to focus light, in particular sunlight, and / or direct it to the transducer.
  • LED (s) illuminated liquid crystal displays
  • ⁇ preferably a liquid crystal element and possibly existing color ⁇ filter, etc. configured so that they are in the charge mode of the
  • Light source can be removed or folded aside to allow an unimpeded incidence of light without unnecessary absorption.
  • solar energy can be applied to this Ver ⁇ contact as very efficient for supplying the device with power.
  • advantageous materials may be attached to the recorded heights during a movement kinetic energy to it ⁇ .
  • At rotatable components is preferably adjusted in this way, an imbalance or increased, so as to ensure that the offset is the component upon movement of the device in a Drehbewe ⁇ supply.
  • discs can be provided which have an imbalance. These can then be inserted into the device in charge mode instead of a CD or DVD, and enable the motor to rotate very efficiently as soon as the device is accelerated, eg by gravity.
  • auxiliary transducers in addition to or instead of the transducers provided for intended functions, one or more auxiliary transducers may be provided, which are preferably configured such that they inevitably result in the intended use of the device be actuated; and thereby generate energy, preferably energy of the first form, and deliver it to the device.
  • Such an auxiliary converter can advantageously be provided in particular in connection with a contact-sensitive or pressure-sensitive areas, in particular keyboards or touchscreens.
  • the entire touch screen, in particular a capacitive touch screen be stored on one or more piezo elements.
  • the piezoelectric element is compressed more or less so that a voltage is generated which can drive a current that supplies energy to the device.
  • auxiliary converter in which during a movement of the device, a mass element, for example an eccentric, is placed in a linear or rotary motion and electrical energy is obtained from this movement, preferably by means of a dynamo, can be used advantageously ⁇ the.
  • thermal converters for example Peltier elements, which are suitable can, for converting a TEM ⁇ peraturdifferenz into voltage and vice versa, used, in particular, a waste heat into electrical energy to convert.
  • thermal transducers can be used particularly advantageously in conjunction with bidirectional transducers required for the intended use, since these often produce a relatively large heat loss during intended use.
  • a rechargeable energy storage which can release energy of a first form, which is required for operation of the device; at least one transducer is provided, which is suitable for converting energy of a second form into energy of the first form and delivering it; connections, in particular switchable connections are provided, by means of which the energy emitted by the first form of the converter can be supplied to the energy store.
  • at least one function of the device which does not serve to supply power to the device, is implemented using the converter.
  • At least one transducer of the type used in connection with preferred further embodiments is used.
  • gene of the inventive device have been described.
  • one or more unidirectional and / or one or more bidirectional transducers are used.
  • An apparatus enables the combined supply and return of the energies released around mobile communication devices and their use, e.g. Shock, movement, friction, especially screen finger friction, light, wind up, heat - especially return of a body temperature and a heat produced by the battery itself - to the battery, making the devices work independently of external power connections.
  • FIG. 1 shows a section-wise schematic diagram of a prior ⁇ ferred embodiment of an inventive device in the form of a mobile phone.
  • FIG. 2 is a fragmentary schematic diagram of a character wide ⁇ ren preferred embodiment of an inventive device in the form of a mobile phone.
  • Fig. 1 shows a fragmentary circuit diagram of a preferred embodiment of an inventive device in the form of a mobile phone, which is powered by a battery 2 with elec ⁇ cal energy.
  • the mobile phone comprises a plurality of bidirectional converter, namely, a speaker 11, an antenna 12 and at least one LED 13.
  • the mobile telephone to ⁇ further comprises a large number of unidirectional transducer, namely a microphone 18 and is formed of piezoelectric keys 19 a keyboard, of which for the sake of clarity, only a single is shown.
  • Each transducer is associated with an electronic control unit ⁇ cal: Speaker control, micro ⁇ fonêtung, antenna controller, LED control and keyboard control.
  • the control units are connected to a central processing unit (CPU).
  • CPU central processing unit
  • the voltage control unit 3 further comprises a charging indication circuit 31 which is connected to an external voltage source, in particular a wetting or La ⁇ de réelle, allows a terminal of the voltage regulating unit 3, on the one hand to be able to charge the battery 2, and on the other hand, the mobile telephone independent of the To be able to operate battery 2.
  • the voltage regulation unit 3 is designed, for example, as an ASIC.
  • switch in particular in the form of transistor switches available, which allow to separate single or several loading mode ⁇ re converter of their associated control unit and / or from a ground.
  • rectifier circuit for one or more feedback connections 4 there is also a rectifier circuit, not shown in the figure, or preferably integrated in the voltage regulation unit 3.
  • Be issued has the mobile phone with a camera or video recording function, and preferably also a required for this image sensor with an associated control unit is integrated in the same way as the other transducer so that from that when exposed to light, in particular Son ⁇ neneinstrahlung, power to the battery 2 can.
  • FIG. 2 shows a partial circuit diagram of a further preferred exemplary embodiment of an apparatus according to the invention in the form of a mobile telephone.
  • taps are not provided directly to the transducers here. Switching between a specific operation and the charging mode is done by the controls associated with the transducers which supply the energy delivered by a transducer in the charge mode via return connections 4 'to one or more return terminals 32' of the voltage regulation unit 3.

Abstract

A portable electronic device is disclosed, this portable electronic device requiring a first type of energy, in particular electrical energy, to operate. The device comprises: at least one transducer which is suitable for converting between at least one second type of energy and the first type of energy, and which is required for at least one intended function of the device. In this case, the at least one transducer is suitable for converting energy of the second type into energy of the first type and outputting this energy in a charging mode, and the energy of a first type which is output by the at least one transducer in the charging mode can be supplied to the device in order to supply it with energy.

Description

Tragbares Gerät mit verbesserter Energieautonomie Portable device with improved energy autonomy
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Energieversorgung von Geräten. Sie betrifft insbesondere ein tragbares Gerät und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Geräts nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche. The present invention relates to the field of power supply of devices. It relates in particular to a portable device and a method for producing such a device according to the preamble of the independent claims.
Stand der Technik State of the art
[0002] Tragbare elektronische Geräte benötigen bei einem Be¬ trieb elektrische Energie. Diese wird im allgemeinen von einem oder mehreren ebenfalls tragbaren Energiespeichern zur Verfügung gestellt, der/die mit dem Gerät fest oder trennbar verbunden ist/sind . Portable electronic devices require at a Be ¬ drive electrical energy. This is generally provided by one or more also portable energy storage devices that is / are fixedly or separably connected to the device.
[0003] Beispiele tragbarer elektronischer Geräte sind tragbare Kommunikationsgeräte, insbesondere Mobiltelefone oder drahtlose Telefone, Tonaufzeichnungsgeräte, CD-, DVD-, und Mediaplayer (Wiedergabegeräte für Audio und Video, insbesondere MP3-Player) , tragbare Spielkonsolen und Fernsehgeräte, externe Festplatten, Foto- und Videokameras, Navigationsgeräte etc. Weitere Beispiele sind tragbare Computer (z.B. Notebooks) und PDAs („personal di¬ gital assistant" - sog. tragbare persönliche Assistenten). Letz¬ tere werden teilweise auch als „Pocket PC" oder „Handheld" be¬ zeichnet. Diese waren ursprünglich primär als elektronische Ka¬ lender und Notizbücher konzipiert; aktuelle Geräte weisen jedoch einen Funktionsumfang auf, der demjenigen tragbarer Computer nahe kommt. Auch tragbare Steuerungsgeräte, wie etwa Fernbedie¬ nungen oder Controller, insbesondere drahtlose bewegungssensiti- ve Controller, welche mittels Gesten und Bewegung eine intuitive Steuerung beispielsweise von Spielkonsolen erlauben, sind bekannte Beispiele. Examples of portable electronic devices are portable communication devices, in particular mobile telephones or wireless telephones, sound recording devices, CD, DVD, and media players (audio and video playback devices, in particular MP3 players), portable game consoles and televisions, external hard drives, photographic devices. and video cameras, navigation devices, etc. Other examples are portable computers (eg laptops) and PDAs. ( "personal di ¬ gital assistant." - so-called portable personal assistants) Letz ¬ tere are sometimes also called "Pocket PC" or "handheld" be ¬ These features were originally primarily as electronic Ka ¬ lender and notebooks designed;. However, current devices have a range of functions on which the one portable computer comes close too, portable control devices, such as Fernbedie ¬ calculations or controller, in particular wireless bewegungssensiti-. Controllers which permit intuitive control of, for example, game consoles by means of gestures and movement are known examples.
[0004] Nach einer Entleerung eines Energiespeichers wird die¬ ser im allgemeinen entweder ersetzt oder wiederaufgeladen. Aus ökologischen und praktischen Gründen werden zunehmend wiederauf- ladbare Energiespeicher eingesetzt. Dabei kommen insbesondere Akkumulatoren, üblicherweise kurz Akkus genannt, zum Einsatz. Auch wiederaufladbare Brennstoffzellen oder Kondensatoren finden Verwendung, letztere insbesondere in Geräten mit einem relativ geringen Energiebedarf. After emptying an energy storage device, the battery is generally either replaced or recharged. For ecological and practical reasons, increasingly rechargeable energy storage systems are being used. In particular, accumulators, usually called batteries for short, are used. Rechargeable fuel cells or capacitors are also used, the latter in particular in devices with a relatively low energy requirement.
[0005] Ein grosser Teil der benötigten elektrischen Energie dient dazu, bei einem bestimmungsgemässen Gebrauch Signale zu erzeugen, welche eine Kommunikation der Geräte mit einer Umgebung, insbesondere einem Benutzer, ermöglichen. Dies geschieht im allgemeinen unter Verwendung einer oder mehrerer Wandler, welche die elektrische Energie in eine Energie einer zweiten Form umwandeln. Bei einem Mobiltelefon kommen solche Wandler beispielsweise in Gestalt von bzw. in Verbindung mit einem Laut¬ sprecher, einer Bildschirmanzeige (Display) , einer Antenne oder ähnlichem zum Einsatz und wandeln die elektrische Energie in akustische Energie, Lichtenergie, Mikrowellenenergie usw. um. A large part of the required electrical energy is used to generate at a normal use signals that allow communication of the devices with an environment, especially a user. This is generally done using one or more transducers which convert the electrical energy into energy of a second form. In a mobile phone, such transducers are used, for example, in the form of or in conjunction with a loudspeaker , a screen display, an antenna or the like and convert the electrical energy into acoustic energy, light energy, microwave energy and so on.
[0006] Trotz beachtenswerter Fortschritte in der Akkutechnolo¬ gie wird eine Laufzeit, d.h. eine durchschnittliche oder maxima¬ le Zeitspanne, während welcher nach einem kompletten Aufladen des Energiespeichers oder einem Einsetzen eines vollen Energie¬ speichers in das Gerät Energie für dessen Betrieb zur Verfügung steht, im allgemeinen als zu kurz empfunden. Dies ist in erheblichem Masse darauf zurückzuführen, dass moderne tragbare Geräte einen ständig wachsenden Funktionsumfang aufweisen und deswegen häufig verwendet werden. Despite noteworthy advances in Akkutechnolo ¬ gie is a running time, ie an average or maxima ¬ le period of time during which energy is available for its operation after a complete charging of the energy storage or insertion of a full energy ¬ memory in the device , generally felt too short. This is due in large part to the fact that modern portable devices have a constantly growing range of functions and therefore frequently used.
[0007] Dies trifft beispielsweise auf Mobiltelefone zu, die aktuell neben einer nominellen Funktion - einer Verwendung zum Telefonieren - fast ausnahmslos auch als PDA, Foto- oder Video¬ kamera, Media-Player, Radio- oder Fernsehempfänger, Navigationsgerät, Tonaufzeichnungsgerät, Taschenrechner, Spielkonsole etc. verwendet werden können. Zu jeder dieser Verwendungen gehört mindestens eine korrespondierende Funktion. Derartige Funktionen werden im Folgenden als bestimmungsgemässe Funktionen elektronischer Geräte bezeichnet. Weitere übliche bestimmungsgemässe Funktionen elektronischer Geräte umfassen Datenspeicherfunktionen (insbesondere bei externen Festplatten oder Flash-Speichern) , Speicherung und Darstellung von Texten (insbesondere bei Lesegeräten für elektronische Bücher) , Datenübertragung und -Verarbeitung (insbesondere bei tragbaren Computern), usw. Diese bestimmungsgemässen Funktionen sind dadurch charakterisiert, dass sie für einen Anwender oder Benutzer des Geräts einen Nutzen schaffen oder schaffen können, der über den Betrieb des Geräts als solchen hinausgeht. Unter einem bestimmungsgemässen Gebrauch des Geräts soll im folgenden eine Nutzung mindestens ei¬ ner bestimmungsgemässen Funktionen verstanden werden. This is true, for example, to mobile phones that currently next to a nominal function - a use for making calls - almost without exception as a PDA, photo or video ¬ camera, media player, radio or television receiver, navigation device, audio recorder, calculator, Game console etc. can be used. Each of these uses has at least one corresponding function. Such functions are referred to below as intended functions of electronic devices. Other common intended functions of electronic devices include data storage functions (especially with external hard drives or flash memories), storage and display of texts (especially in electronic book readers), data transmission and processing (especially in portable computers), etc. These are intended functions characterized in that they can create or create benefits for a user or user of the device beyond the operation of the device as such. Under a proper use of the device is to be understood in the following use of at least ei ¬ ner intended functions.
[0008] Zu den bestimmungsgemässen Funktionen gehören - neben der nominellen Funktion und im allgemeinen einer oder mehreren der im vorstehenden Absatz aufgezählten Funktionen - meist auch Teil- oder Zusatzfunktionen, die häufig als ein- oder ausschaltbare Optionen zu einer bestimmungsgemässen Funktion implementiert sind. Beispiele solcher Optionen für Foto- und Videoauf¬ zeichnungsfunktionen sind Bildstabilisatorfunktionen, wie sie im Wikipedia-Artikel The intended functions include - in addition to the nominal function and generally one or more of enumerated in the preceding paragraph functions - usually also partial or additional functions that are often implemented as turn on or off options for a normal function. Examples of such options for photo and Videoauf ¬ drawing functions are image stabilizer functions as in the Wikipedia article
http://de.wi kipedia.org/w/index.php?title=Bildstabilisierung&oldid=75736084 http: //en.wi kipedia.org/w/index.php?title=image stabilization&oldid=75736084
beschrieben sind, oder Autofokus-Funktionen . Ein weiteres Bei- spiel sind Vibrationsfunktionen, die etwa als Anrufsignal für Telefone, insbesondere Mobiltelefone, hinlänglich bekannt sind. Auch Vibrationsfunktionen für einzelne und/oder mehrere Bereiche einer Oberfläche, beispielsweise eines berührungsempfindlichen Bildschirmes („Touchscreen") , wurden kürzlich beschrieben, so z.B. in der US 20100079264 AI. are described, or autofocus functions. Another example game are vibration functions that are well known as a call signal for phones, especially mobile phones. Vibrational functions for individual and / or multiple areas of a surface, for example a touch-sensitive screen ("touchscreen"), have also recently been described, for example in US 20100079264 AI.
[0009] Nicht zu den bestimmungsgemässen Funktionen zu rechnen sind Funktionen, die ausschliesslich oder zumindest in erster Linie einer Versorgung des Geräts mit Energie dienen, also ins¬ besondere Funktionen betreffend ein Aufladen, Pflegen oder Auswechseln von Akkus, oder eine Anzeige eines Ladezustands der Ak¬ kus o.ä. Solche Funktionen dienen lediglich einer Bereitstellung, Erhaltung oder Überprüfung einer Betriebsbereitschaft des Geräts, bringen aber für sich allein genommen dem Anwender oder Benutzer keinen Nutzen. Are not to be expected to the intended functions are functions that serve exclusively or at least primarily a supply of the device with energy, so in ¬ special features regarding charging, care or replacement of batteries, or an indication of a state of charge of Ak ¬ kus o.ä. Such functions merely serve to provide, maintain, or verify that the device is ready for use, but on their own do not benefit the user or user.
[0010] Zwar kann die Laufzeit im Prinzip relativ einfach durch Einsatz von Energiespeichern mit grösserer Kapazität erhöht werden. Allerdings besteht im allgemeinen ein direkter Zusammenhang zwischen der Kapazität eines Energiespeichers und dessen Grösse und Gewicht. Da andererseits die eingangs genannten tragbaren elektronischen Geräte zunehmend miniaturisiert werden, besteht seitens der Abnehmer eingeschränkte Akzeptanz für eine Erhöhung von Gewicht oder Grösse der Geräte, und somit auch für eine auf diesem Wege erreichbare Laufzeiterhöhung . Although the runtime can be increased in principle relatively easily by using energy storage with greater capacity. However, there is generally a direct relationship between the capacity of an energy store and its size and weight. On the other hand, since the above-mentioned portable electronic devices are increasingly being miniaturized, there is limited acceptance on the part of the customers for an increase in weight or size of the devices, and thus also for a runtime increase achievable in this way.
[0011] Ebenfalls eingeschränkte Akzeptanz besteht für zusätz¬ lich an tragbaren elektronischen Geräten vorgesehene Wandler, welche ausschliesslich als Generator zur Versorgung der Geräte mit Energie, insbesondere zu einem Aufladen des Akkus, dienen; für einen bestimmungsgemässen Gebrauch des entsprechenden Geräts jedoch nicht benötigt werden. Solche zusätzlich vorgesehenen Wandler sind z.B. in der DE 100 43 960 AI, FR 2 880 437 AI, GB 2 347 800 A, GB 2 442 772 A, GB 2 456 393 A, US 5630155 AI, US 20040119290 AI, US 20040204180 AI, US 20060139000 AI, US Also limited acceptance exists for additional ¬ Lich provided on portable electronic devices converter, which serve exclusively as a generator for supplying the devices with energy, in particular for charging the battery; However, for a proper use of the appropriate device are not needed. Such additional provided Transducers are described, for example, in DE 100 43 960 A1, FR 2 880 437 A1, GB 2 347 800 A, GB 2 442 772 A, GB 2 456 393 A, US Pat. No. 5,630,155 A1, US Pat. No. 2,004,192,990, US Pat. No. 2,004,041,800 A1, US 20060139000 A1 , US
20060238163 AI, US 20070049353 AI sowie der WO 03019766 AI be¬ schrieben . 20060238163 AI, US 20070049353 AI and WO 03019766 AI ¬ written .
Beschreibung der Erfindung Description of the invention
[0012] Es ist deswegen Aufgabe der Erfindung, ein Gerät, insbesondere ein tragbares elektronisches Gerät, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Geräts anzugeben, welches eine gegenüber bekannten Geräten eine verbesserte Energieautonomie, insbesondere eine erhöhte Laufzeit aufweist. It is therefore an object of the invention to provide a device, in particular a portable electronic device, and a method for producing such a device, which has over known devices improved energy autonomy, in particular an increased transit time.
[0013] Diese und weitere Aufgaben werden durch ein Gerät und ein Verfahren zur Herstellung eines Geräts mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausge¬ staltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben . These and other objects are achieved by an apparatus and a method for manufacturing a device having the features of the independent claims. Further advantageous refinements of the Fully ¬ invention are specified in the dependent claims.
[0014] Bei einem erfindungsgemässen Gerät ist ein Wandler, welcher Energie einer ersten Form, insbesondere elektrische Energie, in Energie einer zweiten Form wandelt oder umgekehrt, so konfiguriert, dass er in einem Lademodus Energie der ersten Form abgeben kann, und diese dem Geräts für eine Versorgung mit Energie bei einem bestimmungsgemässen Gebrauch zuführen kann. Vorzugsweise ist der Wandler geeignet, unter Umwandlung zwischen Energie der ersten Form und Energie der zweiten Form ein Ausgangssignal, welches insbesondere für mindestens eine bestim- mungsgemässe Funktion des Geräts benötig wird, zu erzeugen. Vor¬ zugsweise ist das Gerät tragbar. [0015] In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsge- mässen tragbaren Geräts umfasst dieses mindestens einen Wandler zur Umwandlung zwischen Energie der ersten Form und mindestens einer zweiten Form von Energie oder umgekehrt, welcher für die Bereitstellung mindestens einer bestimmungsgemässen Funktion des Geräts erforderlich ist. Erfindungsgemäss ist dabei das Gerät so konfiguriert, dass der mindestens eine Wandler in einem Lademo¬ dus Energie der zweiten Form in Energie der ersten Form umwandelt und diese abgeben kann, so dass die im Lademodus vom Wand¬ ler abgegebene Energie erster Form zu einer Versorgung des Geräts mit Energie diesem zugeführt werden kann. In a device according to the invention, a converter which converts energy of a first form, in particular electrical energy, into energy of a second form, or vice versa, is configured so that it can deliver energy of the first form in a charging mode and transmit it to the device for can supply a supply of energy when used as intended. Preferably, the converter is suitable for generating an output signal, which is required in particular for at least one intended function of the device, by conversion between energy of the first form and energy of the second form. Before ¬ preferably the device is portable. In an advantageous embodiment of the portable device according to the invention, the latter comprises at least one converter for converting between energy of the first form and at least one second form of energy or vice versa, which is necessary for the provision of at least one intended function of the device. According to the invention is configured the device so that the at least one transducer converts in a Lademo ¬ dus energy of the second form into energy of the first form and may issue, so that the radiation emitted by the wall ¬ ler in charge mode energy of the first form of a supply Device with energy can be supplied to this.
[0016] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des er- findungsgemässen tragbaren Geräts, welches bei einem Betrieb Energie einer ersten Form benötigt, umfasst dieses mindestens einen Wandler, welcher geeignet ist, in einem Lademodus Energie einer zweiten Form in Energie der ersten Form umzuwandeln und diese abzugeben; wobei die im Lademodus von dem mindestens einen Wandler abgegebene Energie erster Form zu einer Versorgung des Geräts mit Energie diesem zugeführt werden kann. Erfindungsgemä¬ ss weist der Wandler eine weitere Funktion auf, die nicht mit einer Energieversorgung des Geräts an sich in Zusammenhang steht. Insbesondere ist mindestens eine bestimmungsgemässen Funktion des Geräts unter Verwendung des Wandlers implementiert. In a further advantageous embodiment of the portable device according to the invention, which requires energy of a first form during operation, this comprises at least one converter which is suitable for converting energy of a second form into energy of the first form in a charging mode and these leave; wherein the energy of the first form emitted by the at least one converter in the charging mode can be supplied to a power supply of the device. According to the invention, the converter has a further function which is not associated with a power supply of the device per se. In particular, at least one intended function of the device is implemented using the converter.
[0017] Der mindestens eine Wandler ist vorzugsweise geeignet, Energie der ersten Form, insbesondere elektrische Energie, in elektromagnetische Feldenergie, Energie in Form von elektroma¬ gnetischen Wellen, Lichtenergie, mechanischer Energie, kinetischer Energie und/oder Rotationsenergie umzuwandeln oder umge¬ kehrt. Vorzugsweise ist der mindestens eine Wandler geeignet, wahlweise, z.B. in Abhängigkeit von einem Schaltsignal, oder gleichzeitig Umwandlungen in beiden Richtungen vorzunehmen. [0017] The at least one transducer is preferably capable of energy of the first form, in particular electrical energy, convert energy in the form of electromag ¬-magnetic waves, light energy, mechanical energy, kinetic energy and / or rotational energy into electromagnetic field energy or vice versa ¬. Preferably, the at least one converter is suitable, optionally, for example in dependence on a switching signal, or at the same time to carry out conversions in both directions.
[0018] Die Verwendung eines Wandlers, welcher für den bestim- mungsgemässen Gebrauch des Geräts erforderlich ist, zu einer Versorgung des Geräts mit Energie erlaubt eine Verlängerung der Laufzeit des Geräts oder unter günstigen Umständen sogar einen völlig autonomen Betrieb ohne nennenswerte Auswirkungen auf Grösse, Gewicht oder Herstellungskosten. Vorzugsweise ist min¬ destens ein wiederaufladbarer primärer Energiespeicher fest oder trennbar mit dem Gerät verbunden, welchem die vom Wandler im Lademodus abgegebene Energie zugeführt werden kann, so dass sie gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt entnommen werden kann . [0018] The use of a transducer required for the intended use of the device to power the device allows prolonging the life of the device or, under favorable circumstances, even completely autonomous operation with no significant effect on size, weight or manufacturing costs. Preferably, fixed or detachably connected with the device min ¬ least a rechargeable primary energy storage, wherein the output from the transducer in the charging mode energy can be fed so that it can be stored and removed at a later time.
[0019] In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäs- sen Geräts ist als Wandler ein Lautsprecher vorgesehen, welcher bei einem bestimmungsgemässen Gebrauch des Geräts elektrische Energie in Schallenergie umwandelt, um ein für einen Benutzer wahrnehmbares akustisches Signal z.B. in Form eines Sprach-, Ton- oder Musiksignals zu erzeugen. Wird der Lautsprecher nicht zur Erzeugung eines Signals benötigt, bildet sich bei einem Auf¬ treffen von Schallwellen auf diesen aufgrund von Induktion eine elektrische Spannung zwischen einem ersten und zweiten elektrischen Anschluss desselben. Diese elektrische Spannung kann abge¬ griffen werden und einen Stromfluss antreiben und somit zur Versorgung eines Verbrauchers, insbesondere des Geräts selbst, mit elektrischer Energie verwendet werden. In a preferred embodiment of the device according to the invention, a loudspeaker is provided as transducer, which converts electrical energy into sound energy when the device is used in accordance with its intended purpose, in order to detect an acoustic signal perceptible to a user, for example in the form of a voice, sound or sound To produce music signal. If the speaker is not required to produce a signal, is formed at a meeting on ¬ sound waves to them due to induction of an electrical voltage between a first and second electrical connection thereof. This electrical voltage can be abge ¬ attacks and drive a current flow and thus used to supply a consumer, in particular the device itself, with electrical energy.
[0020] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfin- dungsgemässen Geräts ist als Wandler eine Antenne vorgesehen, welche beim bestimmungsgemässen Gebrauch insbesondere eines Mobiltelefons benötigt wird, um aus elektrischer Energie ein elek¬ tromagnetisches Signal, insbesondere ein Antennensignal, zu er- zeugen, welches - beispielsweise über eine entfernte Basisstati¬ on - eine Kommunikation mit einem Gesprächspartner oder einen Datenaustausch mit einem Datendienst oder einem Server oder sonstigen Computer ermöglicht, kann in einem erfindungsgemässen Gerät eingesetzt werden. Dabei wird im Lademodus von der Antenne elektromagnetische Feldenergie aufgenommen und dabei eine Span¬ nung erzeugt, welche abgegriffen werden kann. [0020] In a further preferred development of the inventive device is provided as a converter, an antenna, which is required when used as intended in particular a mobile telephone to order, ER of an electric power elec ¬ tromagnetisches signal, in particular an antenna signal can testify, which - for example, a remote Basisstati ¬ on - a communication with a conversation partner or a data exchange with a data service or a server or other computer allows, can be used in a device according to the invention. In this case, electromagnetic field energy is absorbed and thereby generates a tension ¬ voltage which can be tapped in the charging mode from the antenna.
[0021] Auch lichtemittierende Halbleiterbauelemente, insbeson¬ dere LEDs („lichtemittierende Dioden") lassen sich vorteilhaft in ähnlicher Weise als Wandler in einem erfindungsgemässen Gerät verwenden. Einzelne LEDs werden in tragbaren elektronischen Geräten verbreitet als Statusanzeigen eingesetzt, um einen Be¬ triebszustand des Geräts oder von Teilen desselben zu signali¬ sieren. Es existieren jedoch auch LED-Displays, welche eine Erzeugung komplexer visueller Signale ermöglichen. Sehr weit verbreitet sind Flüssigkristalldisplays oder -bildschirme, welche von einer Rückseite mit LEDs beleuchtet werden, und ein Bild- und/oder Videosignal erzeugen bzw. darstellen können. Wie allgemein bekannt ist, erzeugen LEDs unter Lichteinfall eine Span¬ nung, und können somit in Analogie zu einer Solarzelle elektri¬ sche Energie abgeben, welche dem Gerät, in dem die LED oder LEDs eingesetzt sind, zugeführt werden kann. Siehe dazu auch die Wi- kipedia-Artikel [0021] Also, light emitting semiconductor devices, insbeson ¬ particular LEDs ( "light emitting diode") can be used advantageously in a similar manner as the transducer in an inventive device use. Individual LEDs are widely used in portable electronic devices used as status indicators operating state a Be ¬ the device of the same or of parts to be signaled ¬ Sieren. However, there are also LED displays, which allow generation of complex visual signals. are very widely used liquid crystal displays or screens, which are illuminated from a rear side with LEDs, and a video and / or can produce or represent video signal. As is well known, produce LEDs under light incidence a clamping ¬ voltage, and can deliver electrical ¬ specific energy to a solar cell, which are supplied to the device in which the LED or LEDs are used, therefore, in analogy See also the Wikipedia articles
http://en.wikipedia rg/w/index.php?title=LED_circuit&oldid=372851317 http: //en.wikipedia rg / w / index.php? title = LED_circuit & oldid = 372851317
und and
http://en.wi kipedia.org/w/index.php?title=Photodiode&oldid=373257401 http: //en.wi kipedia.org/w/index.php?title=Photodiode&oldid=373257401
[0022] LED-beleuchtete Bildschirme sind dabei aufgrund einer relativ grossen Oberfläche in der Lage, bei Lichteinfall beson¬ ders viel Lichtenergie aufzunehmen. Somit sind sie auch in der Lage, viel elektrische Energie abzugeben, und können deswegen besonders vorteilhaft in einem erfindungsgemässen Gerät einge- setzt werden. [0022] LED backlit screens are due to a relatively large surface area capable of special ¬ DERS take much light energy when exposed to light. Thus, they are also able to deliver a lot of electrical energy, and therefore can be particularly advantageous in a device according to the invention. be set.
[0023] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfin- dungsgemässen Geräts werden als Wandler Einheiten desselben, welche über bewegliche, insbesondere drehbare Bestandteile ver¬ fügen, beispielsweise eine Festplatte, vorgesehen. Beim bestim- mungsgemässen Gebrauch wird von diesen Einheiten elektrische Energie, isbesondere mittels eines Motors, in kinetische Energie umgewandelt, beispielsweise in Rotationsenergie, um eine oder mehrere in der Festplatte befindliche, magnetisierbare Platten in eine Drehbewegung zu versetzen. Diese Drehbewegung ist erforderlich, damit Daten von verschiedenen Stellen der magnetisier- baren Platten gelesen werden können und somit ein zeitlich veränderliches Datensignal erzeugt werden kann. Wird die Einheit nicht in der bestimmungsgemässen Weise verwendet - wenn z.B. keine Daten auf die Festplatte geschrieben oder von dieser gelesen werden - kann eine von den magnetisierbaren Platten aufgrund einer beschleunigten Bewegung des tragbaren Geräts aufgenommene Rotationsenergie vom Motor in elektrische Energie umgewandelt und an das Gerät abgegeben werden. Der Motor agiert dabei als Dynamo. In ähnlicher Weise kann ein in der Festplatte vorhande¬ ner, drehbar gelagerter und motorgetriebener Arm eingesetzt werden, an welchem Schreib-/Leseköpfe der Festplatte montiert sind. [0023] In a further preferred development of the inventive device are the same as converter units which ¬ add ver of movable, in particular rotatable components, for example a hard disk, is provided. When used as intended, these units convert electrical energy, in particular by means of a motor, into kinetic energy, for example rotational energy, in order to cause one or more magnetizable plates in the hard disk to rotate. This rotation is required so that data can be read from different locations of the magnetizable plates and thus a time-varying data signal can be generated. If the unit is not used as intended - for example, if data is not written to or read from the hard disk - a rotational energy absorbed by the magnetizable disks due to accelerated movement of the portable equipment may be converted by the engine into electrical energy and delivered to the equipment become. The engine acts as a dynamo. Similarly, an existing in the hard drive ¬ ner, rotatably mounted and motorized arm can be used, are mounted on which read / write heads of the hard disk.
[0024] Auch optische Bildstabilisatoren, welche insbesondere in Kameras mit Foto- oder Videoaufzeichnungsfunktion zum Einsatz kommen, verfügen über bewegliche Elemente, welche bei einem be¬ stimmungsgemässen Betrieb unter Umwandlung von elektrischer Energie in kinetische Energie beschleunigt werden, und können so mit Vorteil als Wandler in einem erfindungsgemässen Gerät eingesetzt sein. Ähnliches gilt für Autofokussysteme, bei welchen beispielsweise ein Motor, insbesondere ein Ultraschallmotor, eine Linse entlang einer optischen Achse verschieben kann, um eine Fokussierung einer Optik auf eine gewünschte Distanz zu er- lauben. Vorzugsweise werden dazu Ultraschallmotoren eingesetzt, wie beispielsweise im Wikipedia-Artikel Also, optical image stabilizers, which are used in particular in cameras with photo or video recording function, have movable elements which are accelerated at a ¬ befitting operation under conversion of electrical energy into kinetic energy, and can thus with advantage as a converter be used in a device according to the invention. The same applies to autofocus systems in which, for example, a motor, in particular an ultrasound motor, can displace a lens along an optical axis in order to focus optics at a desired distance. arbors. Ultrasonic motors are preferably used for this, as for example in the Wikipedia article
http://en.wikipedia rg/w/index.php?title=Ultrasonic_motor&oldid=375584771 beschreiben. Über bewegliche Elemente verfügen ferner Vibrationselemente, welche eingesetzt werden, um bei einem bestimmungs¬ gemässen Gebrauch des Geräts ein Vibrationssignal zu erzeugen können, und so einen Teil der Geräteoberfläche oder das gesamte Gerät in Vibration zu versetzen. Vibrationselemente werden vorzugsweise durch einen Rotationsmotor gebildet, welcher mit einem Massenelement fest verbunden ist, welches eine Unwucht aufweist, beispielsweise einen Exzenter. Es können aber auch piezoelektrische Elemente, kurz Piezoelemente, verwendet werden, um ein Mas¬ senelement in Schwingung zu versetzen. Bei Berührung, Druck oder Beschleunigung, z.B. aufgrund von Gravitation, können die vorstehend genannten beweglichen Elemente oder Vibrationselemente Energie aufnehmen, in elektrische Energie umwandeln und an das Gerät abgeben. http: //en.wikipedia rg / w / index.php? title = Ultrasonic_motor & oldid = 375584771 describe. Over moving elements further have vibrating elements which are used to be able to produce a vibration signal in a determination ¬ proper use of the device, and so to enable a portion of the device surface or the entire device to vibrate. Vibration elements are preferably formed by a rotary motor, which is fixedly connected to a mass element which has an imbalance, for example an eccentric. But it can also be used piezoelectric elements short piezo elements to enable a Mas ¬ senelement vibrate. Upon contact, pressure or acceleration, eg due to gravity, the aforementioned movable elements or vibrating elements can absorb energy, convert it to electrical energy and deliver it to the device.
[0025] Die vorstehend beschriebenen Wandler werden benötigt, um beim bestimmungsgemässen Gebrauch des Geräts elektrische Energie in Energie einer zweiten Form umzuwandeln. Dabei erzeugen sie vorzugsweise aus einem elektrischen Eingangssignal unter Verbrauch elektrischer Energie ein Ausgangssignal, insbesondere ein akustisches, haptisches, optisches oder elektromagnetisches Ausgangssignal. Bei den Signalen handelt es sich im allgemeinen um komplexe Signale, insbesondere Ton-, Bild-, Video- oder Da¬ tensignale, welche eine Interaktion oder Kommunikation des Geräts mit einer Umgebung, insbesondere einem Benutzer, Anwender oder einem anderen Gerät ermöglichen. In einem Lademodus des Wandlers erfolgt eine Energieumwandlung hingegen in einer entgegengesetzten Richtung, d.h. es wird Energie der zweiten Form, insbesondere aus der Umgebung, aufgenommen und in elektrische Energie umgewandelt. Derartig konfigurierte Wandler werden im Folgenden als bidirektionale Wandler bezeichnet. Vorteilhaft kann ein erfindungsgemässes Gerät jedoch auch oder ausschliess¬ lich Wandler aufweisen, bei welchen die Energieumwandlung im Lademodus in der gleichen Richtung erfolgt wie beim bestimmungsge¬ mässen Gebrauch. In solcher Weise eingesetzte Wandler werden im Folgenden als unidirektionale Wandler bezeichnet. Diese werden beim bestimmungsgemässen Gebrauch des Geräts beispielsweise benötigt, um Eingangssignale aus der Umgebung, insbesondere akus¬ tische oder optische Signale oder Daten- oder Befehlssignale, welche z.B. von einem Benutzer, Anwender oder anderem Gerät stammen, in ein elektrisches Ausgangssignal umzuwandeln. Dabei kann das elektrische Ausgangssignal unter Verbrauch elektrischer Energie erzeugt werden; vorteilhaft kann aber auch ausschliess¬ lich dem Eingangssignal Energie entnommen werden. Vorzugsweise wird das elektrische Ausgangssignal im Gerät verarbeitet, inter¬ pretiert, gespeichert und/oder übertragen. Teilweise wird aus dem elektrischen Ausgangssignal eines unidirektionalen Wandlers, vorzugsweise unter Verwendung eines bidirektionalen Wandlers, wieder in ein - im allgemeinen modifiziertes und-/oder zeitversetztes - Ausgangssignal erzeugt. The transducers described above are required to convert the intended use of the device electrical energy into energy of a second form. In this case, they preferably generate an output signal from an electrical input signal while consuming electrical energy, in particular an acoustic, haptic, optical or electromagnetic output signal. The signals are generally complex signals, in particular audio, image, video, or because ¬ tensignale which allow an interaction or communication of the device with an environment, in particular a user, user or other device. In a charging mode of the converter, however, an energy conversion takes place in an opposite direction, ie energy of the second form, in particular from the environment, is taken up and converted into electrical energy. Converters configured in this way are referred to below as bidirectional converters. Advantageous However, an inventive device also or exclu ¬ Lich converter having, in which the energy conversion in the charge mode in the same direction is carried out as in bestimmungsge ¬ MAESSEN use. Converters used in this way are referred to below as unidirectional converters. These are used in the intended use of the device, for example, to convert input signals from the environment, in particular akus ¬ tables or optical signals or data or command signals, which come for example from a user, user or other device, into an electrical output signal. In this case, the electrical output signal can be generated while consuming electrical energy; advantageously the input signal energy can also exclu ¬ Lich be removed. Preferably, the electrical output signal is processed in the device, inter preted ¬, stored and / or transmitted. In part, the output signal of a unidirectional transducer, preferably using a bidirectional transducer, is again converted into a-generally modified and / or delayed-output signal.
[0026] Besonders vorteilhaft können beispielsweise Bildsenso¬ ren, insbesondere CMOS-Sensoren, als unidirektionale Wandler bei einem erfindungsgemässen Gerät eingesetzt werden. In Geräten mit einer Bild- oder Videoaufzeichnungsfunktion werden derartige Bildsensoren benötigt, um Lichtenergie in elektrische Energie umzuwandeln und so ein Bildsignal zu erzeugen, welches vom trag¬ baren Gerät gespeichert und/oder übertragen werden kann. Analog zu vorstehend beschriebenen LEDs können die Bildsensoren jedoch in einem Lademodus auch als Photozelle betrieben werden und elektrische Energie abgeben. [0026] can be particularly advantageous, for example, Bildsenso ¬ reindeer, particularly CMOS sensors are used as unidirectional transducer in a device according to the invention. In devices with a picture or a video recording function, such image sensors are required to convert light energy into electrical energy and thus to produce an image signal which can be stored by the support ¬ cash device and / or transmitted. However, similar to the LEDs described above, the image sensors can also be operated in a charging mode as a photocell and emit electrical energy.
[0027] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfin- dungsgemässen Geräts ist als Wandler ein Mikrofon vorgesehen, welches beim bestimmungsgemässen Gebrauch des Geräts aus Schall- energie ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, welches für verschiedene bestimmungsgemässe Funktionen elektrischer Geräte benötigt wird. Auch das Mikrofon kann in einem Lademodus elektrische Energie abgeben und dem Gerät zur Verfügung stellen. [0027] In a further preferred development of the device according to the invention, a microphone is provided as the transducer which, when the device is used as intended, consists of sound energy generates an electrical output signal which is required for various intended functions of electrical appliances. The microphone can also emit electrical energy in a charging mode and make it available to the device.
[0028] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfin- dungsgemässen Gerätes werden als Wandler ferner berührungs- oder druckempfindliche Elemente, insbesondere Tastaturen, Joysticks, Touchpads oder Touchscreens, welche im allgemeinen benötigt wer¬ den, um an einem Gerät Daten oder Befehle einzugeben, dazu eingesetzt, in einem Lademodus Energie abzugeben und dem Gerät zwecks Versorgung mit Energie zuzuführen. Besonders geeignet sind Piezoelemente, welche insbesondere in Tastaturen oder bei gewissen Touchscreen-Designs zum Einsatz kommen. Dabei werden ein oder mehrere Piezoelemente dazu benötigt, bei Berührung oder Druck eine Spannung oder einen Stromstoss zu erzeugen, mittels welchen festgestellt werden kann, ob bzw. wo eine Berührung bzw. ein Druck erfolgt ist, oder welche Taste gedrückt wurde. Im La¬ demodus wird die durch Berührung oder Druck erzeugte Spannung verwendet, um das Gerät mit elektrischer Energie zu versorgen. In ähnlicher Weise lassen sich vorteilhaft auch Bewegungs¬ und/oder Beschleunigungssensoren beispielsweise von Steuerungsgeräten einsetzen, welche vorzugsweise über ein Massenelement verfügen, welches bei einer Bewegung beschleunigt bzw. in Rotation versetzt wird und eine Spannung oder einen Strom erzeugt, vorzugsweise mittels Induktion oder auch mittels piezoelektrischem Effekt. [0028] In a further preferred development of the inventive device are as converter further touch or pressure-sensitive elements, in particular keyboards, joysticks, touch pads or touch screens, which generally requires who, ¬ to enter on a device data or instructions to used to give energy in a charging mode and to supply the device for the purpose of supplying energy. Particularly suitable are piezo elements, which are used in particular in keyboards or in certain touchscreen designs. In this case, one or more piezoelectric elements are required to produce a voltage or a surge in contact or pressure, by means of which it can be determined whether or where a touch or a pressure has occurred, or which key was pressed. In La ¬ mode, the voltage generated by contact or pressure is used to provide the device with electrical energy. Similarly, can be used advantageously also motion ¬ and / or use of acceleration sensors, for example, control devices, which preferably have a mass element which is accelerated during a movement or in rotation, and generates a voltage or a current, preferably by induction or by means of piezoelectric effect.
[0029] In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäs- sen Geräts sind ein oder mehrere unidirektionale und/oder ein oder mehrere bidirektionale Wandler vorgesehen, von denen jeder geeignet ist, in einem Lademodus Energie der ersten Form abzuge¬ ben. Vorzugsweise werden Wandler vorgesehen, die zusätzlich zu oder anstelle von Energie zweiter Form auch Energie einer weite- ren Form in Energie erster Form umwandeln können. Dabei kann das Gerät so ausgelegt sein, dass diesem nur dann Energie von einem oder mehreren Wandlern im Lademodus zugeführt wird, wenn das Ge¬ rät nicht bestimmungsgemäss gebraucht wird, d.h. wenn keine sei¬ ner bestimmungsgemässen Funktionen benutzt wird. Vorteilhaft ist das Gerät aber so ausgelegt, dass auch während eines bestim¬ mungsgemässen Gebrauchs, also während der Nutzung mindestens ei¬ ner der bestimmungsgemässen Funktionen des Geräts, diejenigen Wandler, welche für die gerade verwendete bestimmungsgemässe Funktion nicht benötigt werden, in den Ladezustand übergehen oder versetzt werden und Energie an das Gerät abgeben können. Für einzelne, insbesondere unidirektionale Wandler, können be¬ stimmungsgemässe Funktion und Lademodus auch überlagert sein. In diesem Fall wird nur ein Teil der vom Wandler umgewandelten Energie erster Form für die bestimmungsgemässe Funktion verwen¬ det; eine überschüssige Energie erster Form wird hingegen abge¬ geben und dem Gerät zugeführt. Dies kann vorteilhaft mit Wand¬ lern realisiert werden, welche besonders empfindlich sind und/oder besonders effizient Energie zweiter Form in Energie erster Form umwandeln. Für diese wird vorteilhaft ein Modus mit niedriger Empfindlichkeit vorgesehen, in welchem der Wandler gleichzeitig der bestimmungsgemässen Funktion als auch einer Abgabe von elektrischer Energie dient. Dies lässt sich besonders vorteilhaft bei Steuerungsgeräten, insbesondere bewegungssensi¬ tiven Controllern, Joysticks oder einem sogenannten Trackball für Spielkonsolen einsetzen, welche zur erfolgreichen Steuerung eines auf der Konsole ausgeführten Spielprogramms zum Teil hef¬ tigen Bewegungen bzw. Beschleunigungen ausgesetzt werden müssen. Da auf diese Weise relativ grosse Mengen kinetischer Energie zu¬ geführt werden, können Wandler, welche in der Lage sind, diese in elektrische Energie umzuwandeln, das Gerät so sehr effizient mit Energie versorgen. [0029] In a preferred development of erfindungsgemäs- sen device, one or more unidirectional and / or one or more bi-directional converter is provided, each of which is suitable, withdrawals ¬ ben in a charging mode energy of the first form. Preferably, transducers are provided which, in addition to or instead of energy of the second form, also supply energy of a further form into energy of the first form. The device can be designed so that this only energy from one or more transducers is fed in charging mode when the Ge ¬ advises is not used as intended, that is, when no is ¬ ner purposed functions used is. The device is advantageous but designed to pass over or in the state of charge during a limited hours ¬ tion of normal use, so while using at least ei ¬ ner the purposed features of the device, those transformers, which are not required for the currently used-intended function be transferred and can give energy to the device. For some, especially unidirectional transducers, be ¬ atmospheric proper operation and charging mode can also be superimposed. In this case, only a portion of the energy converted by the converter first form for the intended function verwen ¬ det; an excess energy first form, however, abge ¬ give and fed to the device. This can be advantageously realized with wall ¬ learning, which are particularly sensitive and / or particularly efficient convert energy second form into energy first form. For this, a mode with low sensitivity is advantageously provided, in which the transducer serves both the intended function and a delivery of electrical energy. This can be particularly advantageous in controlling devices, used in particular motion sensi ¬ tive controllers, joysticks, or a so-called track ball for game consoles, which HEF ¬ term movements or accelerations need to be exposed to the successful control of a game program executed on the console part. Since relatively large amounts of kinetic energy are supplied in this way, converters which are able to convert them into electrical energy can supply the device with energy so efficiently.
[0030] In allen vorstehend beschriebenen Varianten und Weiter- bildungen des erfindungsgemässen Geräts kann die im Lademodus von einem Wandler abgegebene Energie direkt dem Gerät zum sofor¬ tigen Verbrauch zugeführt werden, wobei ggf. eine Zwischenspei- cherung in einem sekundären Energiespeicher, vorzugsweise in einem Kondensator, stattfindet, um Schwankungen einer Menge an vom Wandler abgegebener Energie auszugleichen. Vorzugsweise ist ein primärer Energiespeicher des Geräts jedoch als wiederaufladbarer Speicher ausgelegt, und die vom Wandler abgegebene Energie wird zunächst dem primären Energiespeicher zugeführt, welcher sie beim Betrieb des Geräts wieder freisetzt. [0030] In all variants described above and further formations of the inventive device, the output from a transducer in charge mode energy can be fed directly to the device to announce clearl ¬ term usage, where optionally an intermediate storage in a secondary energy storage device, preferably in a capacitor which takes place to fluctuations in an amount of from transducer balance the energy delivered. Preferably, however, a primary energy store of the device is designed as a rechargeable store, and the energy emitted by the converter is first supplied to the primary energy store, which releases it again during operation of the device.
[0031] Vorzugsweise sind am erfindungsgemässen Gerät Mittel vorgesehen oder vorsehbar, welche eine Menge der von den uni- oder bidirektionalen Wandlern im Lademodus aufgenommenen Energie zweiter Form erhöhen können, und somit auch eine Menge der dem Gerät zuführbaren elektrischen Energie erhöhen. Auf diese Weise wird eine Energieversorgung des Geräts optimiert. Diese Mittel können mit dem Gerät bzw. Dem Wandler fest oder trennbar verbunden sein. Für Lautsprecher oder Mikrofone können beispielsweise trichterförmige Elemente vorgesehen werden, um Schallenergie zu bündeln und gezielt dem Wandler zuzuführen. Für kleinflächige optische Wandler, insbesondere, einzelne LEDs, Photodioden oder Bildsensoren, können reflektierende oder fokussierende Elemente, insbesondere Linsen, verwendet werden, um Licht, insbesondere Sonnenlicht, zu bündeln und/oder gezielt auf den Wandler zu lenken . Preferably means are provided or providable on the device according to the invention, which can increase a quantity of energy taken up by the uni- or bidirectional converters in charge mode second form, and thus also increase an amount of the electrical energy supplied to the device. In this way, a power supply of the device is optimized. These means can be fixedly or separably connected to the device or the transducer. For speakers or microphones, for example, funnel-shaped elements can be provided in order to bundle sound energy and to supply it specifically to the converter. For small-area optical converters, in particular, individual LEDs, photodiodes or image sensors, reflective or focusing elements, in particular lenses, can be used to focus light, in particular sunlight, and / or direct it to the transducer.
[0032] Für rückseitig von einer Lichtquelle, insbesondere LED(s), beleuchtete Flüssigkristalldisplays, wird besonders vor¬ zugsweise ein Flüssigkristallelement und evtl. vorhandene Farb¬ filter etc. so ausgestaltet, dass sie im Lademodus von der For back of a light source, in particular LED (s), illuminated liquid crystal displays, is particularly preferably before ¬ preferably a liquid crystal element and possibly existing color ¬ filter, etc. configured so that they are in the charge mode of the
Lichtquelle entfernt oder beiseite geklappt werden können, um einen ungehinderten Einfall von Licht ohne unnötige Absorption zu ermöglichen. Insbesondere Sonnenenergie lässt sich auf diese Weise sehr effizient zum Versorgen des Geräts mit Energie ver¬ wenden. An beweglichen Bauteilen, welche im Lademodus kinetische Energie aufnehmen, können vorteilhaft Massen angebracht werden, um die bei einer Bewegung aufgenommene kinetische Energie zu er¬ höhen. Bei drehbaren Bauteilen wird auf diese Weise vorzugsweise eine Unwucht eingestellt oder erhöht, so dass sichergestellt ist, das das Bauteil bei Bewegung des Geräts in eine Drehbewe¬ gung versetzt wird. Insbesondere für Laufwerke mit Wechselmedi¬ en, z.B. CD- oder DVD-Laufwerke, wie sie insbesondere in tragba¬ ren Computern, aber auch einfachen Wiedergabegeräten zum Einsatz kommen, können Scheiben vorgesehen werden, welche eine Unwucht aufweisen. Diese können dann im Lademodus anstelle einer CD oder DVD in das Gerät eingelegt werden, und versetzen den Motor sehr effizient in Rotation, sobald das Gerät beschleunigt wird, z.B. durch Gravitation. Light source can be removed or folded aside to allow an unimpeded incidence of light without unnecessary absorption. In particular, solar energy can be applied to this Ver ¬ contact as very efficient for supplying the device with power. On movable components which absorb kinetic energy in the charging mode, advantageous materials may be attached to the recorded heights during a movement kinetic energy to it ¬. At rotatable components is preferably adjusted in this way, an imbalance or increased, so as to ensure that the offset is the component upon movement of the device in a Drehbewe ¬ supply. In particular, for drives with Wechselmedi ¬ en, eg CD or DVD drives, as used in tragba ¬ ren computers, but also simple playback devices are used, discs can be provided which have an imbalance. These can then be inserted into the device in charge mode instead of a CD or DVD, and enable the motor to rotate very efficiently as soon as the device is accelerated, eg by gravity.
[0033] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfin- dungsgemässen Geräts können zusätzlich zu oder anstelle der für bestimmungsgemässe Funktionen vorgesehenen Wandler noch ein, vorzugsweise mehrere Hilfswandler vorgesehen sein, welche vorzugsweise so konfiguriert sind, dass sie bei einem bestimmungs- gemässen Gebrauch des Geräts zwangsläufig betätigt werden; und dabei Energie, vorzugsweise Energie der ersten Form, erzeugen und an das Gerät abgeben. Vorteilhaft lässt sich ein derartiger Hilfswandler insbesondere in Verbindung mit einem berührungs- oder druckempfindlichen Bereichen, insbesondere Tastaturen oder Touchscreens vorsehen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise der gesamte Touchscreen, insbesondere ein kapazitiver Touchscreen, auf einem oder mehreren Piezoelementen gelagert werden. Gibt der Benutzer dann über den Touchscreen Daten oder Befehle ein, wird das Piezoelement mehr oder weniger stark zusammengedrückt, so dass eine Spannung entsteht, welche einen Strom antreiben kann, der dem Gerät Energie zuführt. Auch Hilfswandler, bei welchen bei einer Bewegung des Geräts ein Massenelement, beispielsweise ein Exzenter, in eine Linear- oder Drehbewegung versetzt wird und aus dieser Bewegung elektrische Energie, vorzugweise mittels eines Dynamos, gewonnen wird, können vorteilhaft eingesetzt wer¬ den . In a particularly preferred embodiment of the device according to the invention, in addition to or instead of the transducers provided for intended functions, one or more auxiliary transducers may be provided, which are preferably configured such that they inevitably result in the intended use of the device be actuated; and thereby generate energy, preferably energy of the first form, and deliver it to the device. Such an auxiliary converter can advantageously be provided in particular in connection with a contact-sensitive or pressure-sensitive areas, in particular keyboards or touchscreens. For this purpose, for example, the entire touch screen, in particular a capacitive touch screen, be stored on one or more piezo elements. If the user then enters data or commands via the touch screen, the piezoelectric element is compressed more or less so that a voltage is generated which can drive a current that supplies energy to the device. Also auxiliary converter, in which during a movement of the device, a mass element, for example an eccentric, is placed in a linear or rotary motion and electrical energy is obtained from this movement, preferably by means of a dynamo, can be used advantageously ¬ the.
[0034] In Analogie zu den Wandlern in den vorstehend beschrei benen Weiterbildungen der Erfindung können auch andere, dem Fachmann an sich bekannte Wandler, in einem erfindungsgemässen Gerät eingesetzt werden. Vorteilhaft können auch thermische Wandler, z.B. Peltier-Elemente, welche geeignet sind, eine Tem¬ peraturdifferenz in elektrische Spannung zu wandeln und umgekehrt, eingesetzt werden, insbesondere um eine Verlustwärme in elektrische Energie umzuwandeln. Besonders vorteilhaft können solche thermischen Wandler in Verbindung mit für den bestim- mungsgemässen Gebrauch benötigten bidirektionalen Wandlern eingesetzt werden, da diese beim bestimmungsgemässen Gebrauch häufig eine relativ grosse Verlustwärme produzieren. In analogy to the converters in the above beschrei surrounded refinements of the invention, other known in the art converter can be used in an inventive device. Advantageously also thermal converters, for example Peltier elements, which are suitable can, for converting a TEM ¬ peraturdifferenz into voltage and vice versa, used, in particular, a waste heat into electrical energy to convert. Such thermal transducers can be used particularly advantageously in conjunction with bidirectional transducers required for the intended use, since these often produce a relatively large heat loss during intended use.
[0035] Bei einem Verfahren zur Herstellung eines tragbaren Ge räts, wird ein wiederaufladbarer Energiespeicher vorgesehen, welcher eine Energie einer ersten Form freisetzen kann, die für einen Betrieb des Geräts benötigt wird; wird mindestens ein Wandler vorgesehen, welcher geeignet ist, Energie einer zweiten Form in Energie der ersten Form umzuwandeln und diese abzugeben; werden Verbindungen, insbesondere schaltbare Verbindungen vorgesehen, mittels welcher vom Wandler abgegebene Energie erster Form dem Energiespeicher zugeführt werden kann. Erfindungsgemäss wird dabei mindestens eine Funktion des Geräts, die nicht einer Energieversorgung des Geräts dient, unter Verwendung des Wandlers implementiert. In a method for manufacturing a portable Ge device, a rechargeable energy storage is provided which can release energy of a first form, which is required for operation of the device; at least one transducer is provided, which is suitable for converting energy of a second form into energy of the first form and delivering it; connections, in particular switchable connections are provided, by means of which the energy emitted by the first form of the converter can be supplied to the energy store. According to the invention, at least one function of the device, which does not serve to supply power to the device, is implemented using the converter.
[0036] In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäs sen Verfahrens wird mindestens ein Wandler der Art verwendet, wie sie weiter oben in Verbindung mit bevorzugten Weiterbildun- gen des erfindungsgemässen Geräts beschrieben wurden. Vorzugsweise werden ein oder mehrere unidirektionale und/oder ein oder mehrere bidirektionale Wandler verwendet. In a preferred embodiment of the method according to the invention, at least one transducer of the type used in connection with preferred further embodiments is used. gene of the inventive device have been described. Preferably, one or more unidirectional and / or one or more bidirectional transducers are used.
[0037] Ein erfindungsgemässes Gerät ermöglicht die kombinierte Zu- und Rückführung der um mobile Kommunikationsgeräte und ihren Gebrauch freigesetzten Energien, z.B. Erschütterung, Bewegung, Reibung, insbesondere Bildschirm-Fingerreibung, Licht, Aufziehen, Wärme - insbesondere Rückführung einer Körpertemperatur und einer vom Akku selbst produzierten Wärme - zum Akku, wodurch die Geräte unabhängig von externen Stromanschlüssen funktionieren. Vorzugsweise ist auch Rückführung der Energie von Eigensignalen des Gerätes, also beispielsweise Schallwellen eines Klingeltons, Musiksignals, Vibration usw., durch ein oder mehrere Wandler, insbesondere Lautsprecher, Mikrofon, piezoelektrischer Vibrator oder Vibrator-Exzenter, vorgesehen. An apparatus according to the invention enables the combined supply and return of the energies released around mobile communication devices and their use, e.g. Shock, movement, friction, especially screen finger friction, light, wind up, heat - especially return of a body temperature and a heat produced by the battery itself - to the battery, making the devices work independently of external power connections. Preferably, also feedback of the energy of the device's own signals, for example sound waves of a ringing tone, music signal, vibration, etc., is provided by one or more transducers, in particular loudspeaker, microphone, piezoelectric vibrator or vibrator eccentric.
[0038] Während sich die vorstehenden Schilderungen auf elektronische Geräte beziehen, lassen sich auch andere, insbesondere tragbare mechanische Geräte, zu deren Betrieb mechanische Ener¬ gie benötigt wird, in erfindungsgemässer Weise ausbilden. [0038] While the above descriptions refer to electronic devices can be other, in particular portable mechanical devices, mechanical Ener ¬ energy is required for their operation that form in the inventive manner.
[0039] Diese und weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen offensichtlich. These and other objects, advantages and features of the invention will be apparent from the following detailed description of a preferred embodiment of the invention taken in conjunction with the drawings.
Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures
[0040] Es zeigen schematisch [0041] Fig. 1 ein ausschnittsweises Schaltschema eines bevor¬ zugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Geräts in Form eines Mobiltelefons. They show schematically [0041] Fig. 1 shows a section-wise schematic diagram of a prior ¬ ferred embodiment of an inventive device in the form of a mobile phone.
[0042] Fig. 2 ein ausschnittsweises Schaltschema eines weite¬ ren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Geräts in Form eines Mobiltelefons. [0042] FIG. 2 is a fragmentary schematic diagram of a character wide ¬ ren preferred embodiment of an inventive device in the form of a mobile phone.
[0043] Grundsätzlich bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile . Basically, like reference numerals designate like parts.
Wege zur Ausführung der Erfindung Ways to carry out the invention
[0044] Fig. 1 zeigt ein ausschnittsweises Schaltschema eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Geräts in Form eines Mobiltelefons, welches von einen Akku 2 mit elek¬ trischer Energie versorgt wird. Das Mobiltelefon umfasst eine Vielzahl bidirektionaler Wandler, nämlich einen Lautsprecher 11, eine Antenne 12 und mindestens eine LED 13. Das Mobiltelefon um¬ fasst ferner eine Vielzahl unidirektionaler Wandler, nämlich ein Mikrofon 18 und eine Tastatur, die von piezoelektrischen Tasten 19 gebildet wird, von welchen der Übersichtlichkeit halber nur eine einzige dargestellt ist. Jeden Wandler ist einen elektroni¬ sche Steuerungseinheit zugeordnet: Lautsprechersteuerung, Mikro¬ fonsteuerung, Antennensteuerung, LED-Steuerung und Tastatursteuerung. Die Steuerungseinheiten sind mit einer zentralen Recheneinheit (CPU) verbunden. Die Versorgung der Steuerungseinheiten und der CPU mit elektrischer Energie erfolgt über eine Spannungsregeleinheit 3, welche einen Versorgungsausgang 30 um- fasst, welcher vorzugsweise eine stabilisierte Spannung zur Ver¬ fügung stellt, und an welche auch der Akku 2 anschliessbar ist. Die Spannungsregeleinheit 3 verfügt ferner über einen Ladean- schluss 31, welcher einen Anschluss der Spannungsregeleinheit 3 an eine externe Spannungsquelle, insbesondere ein Netz- oder La¬ degerät, ermöglicht, um einerseits den Akku 2 laden zu können, und um andererseits das Mobiltelefon unabhängig vom Akku 2 betreiben zu können. An den einzelnen Wandlern sind Abgriffe vorgesehen, an welchen die in einem Lademodus von den Wandlern abgegebene elektrische Energie abgegriffen und über Rückführungs¬ verbindungen 4 einem oder mehreren Rückführungsanschlüssen 32 der Spannungsregeleinheit 3 zugeführt, welche die zugeführte Energie verwenden kann, um den Akku 2 zu laden oder das Gerät zu betreiben. Die Spannungsregeleinheit 3 ist beispielsweise als ASIC ausgeführt. Vorzugsweise sind zusätzlich in der Figur nicht gezeigte Schalter, insbesondere in Form von Transistorschaltern, vorhanden, welche es erlauben, im Lademodus einzelne oder mehre¬ re Wandler von der ihnen zugeordneten Steuerungseinheit und/oder von einer Erde zu trennen. Im allgemeinen ist ferner für eine oder mehrere Rückführungsverbindungen 4 eine in der Figur nicht gezeigte Gleichrichterschaltung vorhanden oder vorzugsweise in der Spannungsregeleinheit 3 integriert. Verfügt das Mobiltelefon über eine Foto- oder Videoaufzeichnungsfunktion, ist vorzugsweise auch ein für diese benötigter Bildsensor mit einer zugeordneten Steuerung in gleicher Weise eingebunden wie die übrigen Wandler, so dass von diesem bei Lichteinfall, insbesondere Son¬ neneinstrahlung, Energie an den Akku 2 abgegeben werden kann. Fig. 1 shows a fragmentary circuit diagram of a preferred embodiment of an inventive device in the form of a mobile phone, which is powered by a battery 2 with elec ¬ cal energy. The mobile phone comprises a plurality of bidirectional converter, namely, a speaker 11, an antenna 12 and at least one LED 13. The mobile telephone to ¬ further comprises a large number of unidirectional transducer, namely a microphone 18 and is formed of piezoelectric keys 19 a keyboard, of which for the sake of clarity, only a single is shown. Each transducer is associated with an electronic control unit ¬ cal: Speaker control, micro ¬ fonsteuerung, antenna controller, LED control and keyboard control. The control units are connected to a central processing unit (CPU). The supply of the control units and the CPU with electrical energy via a voltage regulation unit 3, which a supply output 30 um- summarizes, which preferably provides a stabilized voltage for Ver ¬ addition, and to which also the battery 2 can be connected. The voltage control unit 3 further comprises a charging indication circuit 31 which is connected to an external voltage source, in particular a wetting or La ¬ degerät, allows a terminal of the voltage regulating unit 3, on the one hand to be able to charge the battery 2, and on the other hand, the mobile telephone independent of the To be able to operate battery 2. At the individual transducers taps are provided, on which the electrical energy emitted by the transducers in a charging mode tapped and fed via feedback ¬ connections 4 one or more return terminals 32 of the voltage regulation unit 3, which can use the supplied energy to charge the battery 2 or to operate the device. The voltage regulation unit 3 is designed, for example, as an ASIC. Preferably, in addition in the figure, not shown switch, in particular in the form of transistor switches available, which allow to separate single or several loading mode ¬ re converter of their associated control unit and / or from a ground. In general, for one or more feedback connections 4 there is also a rectifier circuit, not shown in the figure, or preferably integrated in the voltage regulation unit 3. Be issued has the mobile phone with a camera or video recording function, and preferably also a required for this image sensor with an associated control unit is integrated in the same way as the other transducer so that from that when exposed to light, in particular Son ¬ neneinstrahlung, power to the battery 2 can.
[0045] Fig. 2 zeigt ein ausschnittsweises Schaltschema eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäs- sen Geräts in Form eines Mobiltelefons. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 sind hier nicht direkt an den Wandlern Abgriffe vorgesehen. Eine Umschaltung zwischen einem bestim- mungsgemässem Betrieb und dem Lademodus erfolgt vielmehr durch die den Wandlern zugeordneten Steuerungen, welche die im Lademodus von einem Wandler abgegebene Energie über Rückführungsverbindungen 4 ' einem oder mehreren Rückführungsanschlüssen 32 ' der Spannungsregeleinheit 3 zuführen. 2 shows a partial circuit diagram of a further preferred exemplary embodiment of an apparatus according to the invention in the form of a mobile telephone. In contrast to the embodiment of FIG. 1 taps are not provided directly to the transducers here. Switching between a specific operation and the charging mode is done by the controls associated with the transducers which supply the energy delivered by a transducer in the charge mode via return connections 4 'to one or more return terminals 32' of the voltage regulation unit 3.
[0046] Auch wenn die Erfindung vorstehend mit Bezug auf spezi¬ fische Ausführungsformen beschrieben und veranschaulicht ist, ist diese nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr können innerhalb des Schutz- und Äquivalenzbereichs der Patent- ansprüche verschiedene Modifikationen von Einzelheiten vorgenommen werden, ohne dass daraus eine Abweichung von der Erfindung resultiert . [0046] Although the invention is described above with reference to specific fish ¬ embodiments and illustrated, it is not limited to these embodiments. Rather, various modifications of detail may be made within the scope and equivalence of the claims without resulting in any departure from the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Tragbares Gerät, insbesondere tragbares elektronisches Gerät, welches für einen Betrieb Energie einer ersten Form, insbesondere elektrische Energie, benötigt, umfassend: 1. Portable device, in particular portable electronic device, which requires energy of a first form, in particular electrical energy, for operation, comprising:
a) mindestens einen Wandler, welcher geeignet ist, zwi¬ schen mindestens einer zweiten Form von Energie und der ersten Form von Energie umzuwandeln, und a), Zvi ¬ rule convert at least a transducer which is suitable at least one second form of energy and the first form of energy, and
b) welcher für mindestens eine bestimmungsgemässe Funk¬ tion des Geräts erforderlich ist, b) which is required for at least an intended radio ¬ tion of the device,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
c) der mindestens eine Wandler geeignet ist, in einem Lademodus Energie der zweiten Form in Energie der ersten Form umzuwandeln und diese abzugeben, und dass  c) the at least one converter is adapted, in a charging mode, to convert energy of the second form into energy of the first form and deliver it;
d) die im Lademodus von dem mindestens einen Wandler abgegebene Energie erster Form dem Gerät zu einer Versorgung mit Energie zuführbar ist.  d) in the charge mode of the at least one converter output energy first form the device is supplied to a supply of energy.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wandler geeignet ist, zwischen Energie in Form von elektromagnetischen Wellen und Energie der ersten Form umzuwandeln. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one transducer is adapted to convert between energy in the form of electromagnetic waves and energy of the first form.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wandler geeignet ist, zwischen Lichtenergie und Energie der ersten Form umzuwandeln. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one converter is adapted to convert between light energy and energy of the first form.
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wandler geeignet ist, zwischen kinetischer Energie und Energie der ersten Form umzuwandeln. 4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one transducer is suitable between kinetic To transform energy and energy of the first form.
5. Gerät nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wandler geeignet ist, zwischen Ro- tationsenergie und Energie der ersten Form umzuwandeln. 5. Apparatus according to claim 1 or 4, characterized in that the at least one converter is suitable for converting between rotational energy and energy of the first form.
6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wandler geeignet ist, zwischen kinetischer Energie, mit der Ausnahme von Vibrations- oder Schwingungs¬ energie, und Energie der ersten Form umzuwandeln. 6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one converter is adapted to convert between kinetic energy, with the exception of vibration or vibration ¬ energy, and energy of the first form.
7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wandler geeignet ist, zwischen mechanischer Energie und Energie der ersten Form umzuwandeln. 7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one converter is adapted to convert between mechanical energy and energy of the first form.
8. Gerät nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wandler ein berührungs- oder druckempfindliches Element umfasst, mittels welchem am Ge¬ rät Daten oder Befehle eingegeben werden können. 8. Apparatus according to claim 1 or 7, characterized in that the at least one transducer comprises a touch-sensitive or pressure-sensitive element, by means of which Ge ¬ advises data or commands can be entered.
Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wandler bei einem bestimmungsgemässen Gebrauch des Geräts ein Ausgangssignal erzeugt, welches für mindestens eine bestimmungsgemässe Funktion des Geräts benötigt wird. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one converter generates an output signal when the device is used as intended, which is required for at least one intended function of the device.
10. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Wandler erzeugte Ausgangssi¬ gnal eine Kommunikation des Geräts mit einem Benutzer, Anwender oder einem anderen Gerät ermöglicht. 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transducer generated Ausgangssi ¬ signal allows communication of the device with a user, user or another device.
11. Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim vom Wandler erzeugten Ausgangssignal um ein Sprach, Ton- oder Musiksignal handelt. 11. Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that it is the output signal generated by the transducer is a voice, sound or music signal.
12. Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim vom Wandler erzeugten Ausgangssignal um ein Licht-, Bild- oder Videosignal handelt. 12. Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that it is the light output, image or video signal generated by the transducer.
13. Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim vom Wandler erzeugten Ausgangssignal um ein elektrisches Ausgangssignal handelt, welches ein 13. Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that it is the output signal generated by the transducer is an electrical output signal which a
Sprach-, Ton- oder Musiksignal kodiert.  Voice, sound or music signal encoded.
14. Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim vom Wandler erzeugten Ausgangssignal um ein elektrisches Ausgangssignal handelt, welches ein 14. Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that it is the output signal generated by the transducer is an electrical output signal which a
Licht-, Bild- oder Videosignal kodiert.  Light, image or video signal encoded.
15. Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim vom Wandler erzeugten Ausgangssignal um ein elektrisches Ausgangssignal handelt, welches ein Be¬ fehls-, Steuerungs- oder Datensignal kodiert. 15. Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that it is the output signal generated by the transducer is an electrical output signal which encodes a Be ¬ error, control or data signal.
16. Gerät nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das vom Wandler erzeugte Ausgangssignal vom Gerät bearbeitet, verarbeitet, interpretiert, gespei¬ chert und/oder übertragen werden kann. 16. Device according to one of claims 9 to 15, characterized ge ¬ indicates that the output signal generated by the transducer processed by the device, processed, interpreted, stored ¬ cher and / or can be transmitted.
17. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät mindestens einen primären Energiespeicher umfasst, welcher mit dem Gerät fest oder trennbar verbunden ist, und welcher vorgesehen ist, um Energie einer ersten Form für einen Betrieb des Geräts freizusetzen . 17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises at least one primary energy storage, which fixed to the device or is separably connected, and which is provided to release energy of a first form for operation of the device.
18. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der primäre Energiespeicher ein wiederaufladbarer Energie- Speicher ist, und dass die im Lademodus von dem mindestens einen Wandler abgegebene Energie erster Form dem primären Energiespeicher zuführbar ist . 18. Apparatus according to claim 17, characterized in that the primary energy storage is a rechargeable energy storage, and that in the charge mode of the at least one converter output energy of the first form is the primary energy storage can be supplied.
19. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass die im Lademodus von dem mindes¬ tens einen Wandler abgegebene Energie erster Form dem Gerät direkt zuführbar ist. 19. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that in the charging mode of the mindes ¬ least one transducer output energy first form the device is directly fed.
20. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere bidirektionale Wand¬ ler vorhanden sind, welche geeignet sind, bei einem bestim- mungsgemässen Gebrauch des Geräts Energie der ersten Form in Energie der zweiten Form umzuwandeln. 20. Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more bidirectional wall ¬ ler are present, which are suitable, in a proper use of the device according to the invention to convert energy of the first form into energy of the second form.
21. Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die bidirektionalen Wandler mindestens einen Lautsprecher, oder ein piezoelektrisches Element umfassen. 21. Apparatus according to claim 20, characterized in that the one or more bidirectional transducers comprise at least one loudspeaker, or a piezoelectric element.
22. Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die bidirektionalen Wandler mindestens eine LED oder eine Antenne umfassen. 22. Apparatus according to claim 20, characterized in that the one or more bidirectional transducers comprise at least one LED or an antenna.
23. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere unidirektionale Wand- ler vorhanden sind, welche geeignet sind, bei einem bestim- mungsgemässen Gebrauch des Geräts Energie der zweiten Form in Energie der ersten Form umzuwandeln. 23. Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more unidirectional wall When the device is used as intended, it converts energy of the second form into energy of the first form.
24. Gerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass für mindestens einen unidirektionalen Wandler bestimmungs- gemässe Funktion und Lademodus überlagerbar sind. 24. Apparatus according to claim 23, characterized in that for at least one unidirectional transducer intended function and charging mode are superimposed.
25. Gerät nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die unidirektionalen Wandler mindestens ein Mikrofon oder ein piezoelektrisches Element umfassen. 25. Apparatus according to claim 23 or 24, characterized in that the one or more unidirectional transducers comprise at least one microphone or a piezoelectric element.
26. Gerät nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die unidirektionalen Wandler mindestens einen Bildsensor umfassen. 26. Device according to claim 23 or 24, characterized in that the one or more unidirectional transducers comprise at least one image sensor.
27. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen oder vorsehbar sind, welche geeignet sind, eine Menge der von dem mindestens einen Wandler im Lademodus aufgenommenen Energie zweiter Form zu erhöhen. 27. Device according to one of the preceding claims, characterized in that means are provided or providable, which are adapted to increase an amount of energy absorbed by the at least one converter in the charging mode second form of energy.
28. Verfahren zum Herstellen eines tragbaren Geräts, insbesondere eines tragbaren elektronischen Geräts, bei welchem a) ein wiederaufladbarer Energiespeicher vorgesehen wird, welcher eine Energie einer ersten Form freisetzen kann, die für einen Betrieb des Geräts benötigt wird, b) ein Wandler vorgesehen wird, welcher geeignet ist, Energie einer zweiten Form in Energie der ersten Form umzuwandeln und diese abzugeben, 28. A method for manufacturing a portable device, in particular a portable electronic device, in which a) a rechargeable energy store is provided, which can release energy of a first form, which is required for an operation of the device, b) a converter is provided, which is suitable for converting energy of a second form into energy of the first form and delivering it,
c) Verbindungen, insbesondere schaltbare Verbindungen vorgesehen werden, mittels welcher vom Wandler abgegebene Energie erster Form dem Gerät, insbesondere dem Energie¬ speicher, zugeführt werden kann, c) compounds, in particular switchable compounds be provided by means of which emitted by the transducer energy of the first form may be supplied to the device, in particular the energy store ¬,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
d) mindestens eine Funktion des Geräts, die nicht einer d) at least one function of the device that is not one
Energieversorgung des Geräts dient, unter Verwendung des Wandlers implementiert wird. Power supply of the device is implemented using the converter.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandler vorgesehen wird, welcher geeignet ist, Energie in Form elektromagnetischer Wellen in Energie der ersten Form umzuwandeln. 29. The method according to claim 28, characterized in that a transducer is provided, which is adapted to convert energy in the form of electromagnetic waves into energy of the first form.
30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandler vorgesehen wird, welcher geeignet ist, Lichtenergie in Energie der ersten Form umzuwan¬ deln . 30. The method according to claim 28 or 29, characterized in that a transducer is provided, which is suitable light energy into energy of the first form umzuwan ¬ spindles.
31. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandler vorgesehen wird, welcher geeignet ist, kinetische Energie, mit der Ausnahme von Vibrati- ons- oder Schwingungsenergie, in Energie der ersten Form umzuwandeln . 31. Method according to claim 28 or 29, characterized in that a transducer is provided which is suitable for converting kinetic energy, with the exception of vibration or vibration energy, into energy of the first form.
32. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass als Wandler ein druck- oder berührungsempfindliches Element eingesetzt wird, mittels welchem Daten oder Befehle am Gerät eingegeben werden können. 32. The method according to claim 28, characterized in that as a transducer, a pressure or touch-sensitive element is used, by means of which data or commands can be input to the device.
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