TWI396014B - 多功能型背光單元及使用該多功能型背光單元之資訊機器 - Google Patents

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TWI396014B
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Koichi Fukasawa
Mitsunori Ishizaka
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Citizen Electronics
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Description

多功能型背光單元及使用該多功能型背光單元之資訊機器
本發明係關於於用以照明顯示裝置之背光單元中，使具備光通訊功能或是將太陽光聚光之功能之多功能型背光單元及使用該多功能型背光單元之資訊機器。
一般做為行動電話及個人電腦等的顯示裝置而使用之液晶面板，係與依據導光板之面發光的背光單元加以組合而使用，於此背光單元中，係已進行各種改良。
以往為人所知者有，使面發光的亮度達到一致而經過改良之導光板以及採用該導光板之背光單元(例如參照日本特開2001－210120號公報、申請專利範圍以及第1圖)。
第6A圖係顯示日本特開2001－210120號公報中所揭示之習知的背光單元。此背光單元係包含導光板50，此導光板50係具有大致呈矩形狀之形狀，並具有光的入射面51、底面52及光的出射面53。於底面52，係以預定間隔形成有複數條溝54，該複數條溝54係往平行於入射面51的長邊延伸且具有三角形的剖面形狀。光源55係與入射面51相對而設置，並使從該光源55所射出的光線入射於入射面51之方式，以聚光板56將光源55加以覆蓋。此外，擴散反射片57係與導光板50的底面52相對而設置。在此，從光源55射出並通過入射面51而入射於導光板50之光線，係於底面52及出射面53產生反射，並於導光板50內往遠離入射面51之方向(箭頭A)行進，然後入射於溝54產生折射而被引導至出射面53。
接下來參照第6B圖，說明從光源55射出之光線的路徑。光源55所發出之光線，從入射面51入射至導光板50，於底面52及出射面53重複產生反射並往箭頭A之方向行進，而入射於例如溝54a、溝54b、溝54d、溝54e。入射於溝54a之光線58a、入射於溝54b之光線58b、入射於溝54d之光線58d、及入射於溝54e之光線58e，係各自藉由這些溝加以反射而被引導至出射面53。在此，形成於底面52之溝54a至54e係隨著遠離入射面51，從形成於入射面51附近之溝54a開始至溝54e為止之溝的深度依序逐漸增大，因此，即使隨著遠離入射面51而使光的強度降低，由於入射於溝之比例增加，因此被引導至出射面53之比例亦增加。結果可防止距離入射面51較遠的區域之亮度降低，而從導光板50的出射面53中，射出亮度幾乎為一致的光線。
此外，關於以往之以行動電話及筆記型個人電腦等為代表之資訊機器，係開發出具有可與外部機器進行資料通訊之裝置之產品，關於資料通訊裝置，係揭示有具備依據紅外線之通訊裝置之行動電話，以及利用該行動電話之通訊系統(例如參照日本特開2004－294310號公報、申請專利範圍以及第1圖)。
第7圖係顯示日本特開2004－294310號公報中所揭示之習知之具有通訊裝置之行動電話，以及利用該行動電話之通訊系統。行動電話60係除了經由天線61之一般的通訊功能之外，內藏有紅外線接收傳送部62。此外，汽車導航裝置63除了顯示面板64之外，亦內藏有紅外線接收傳送部65。結果為，藉由行動電話60及汽車導航裝置63的各個紅外線接收傳送部62、65，而建構依據紅外線66之通訊系統。
在此，行動電話60係將目的地的電話號碼資料記憶於內部記憶體，並視需要將電話號碼資料藉由紅外線66傳送至汽車導航裝置63。汽車導航裝置63係將所接收到的電話號碼資料設定為目的地，而可將目的地指引給使用者。藉由如此的構成，於使用者搭乘車輛時，只需將行動電話放置在汽車導航裝置附近，即可自動地設定汽車導航裝置的目的地，因此可構成具有便利性優良之系統。
然而，日本特開2001－210120號公報中所揭示之背光單元，於組裝有該背光單元之資訊機器的構成要素中，係具有相對較大的形狀，然而僅具有用以照明顯示面板等之背光之單一功能，無法將所輸出的可見光使用於照明以外的目的，因此並未有效利用導光板及光源。
尤其是近年來，以行動電話及筆記型個人電腦等為代表之可攜式資訊機器，除了越來越高功能化之外，更要求需具有小型化以及輕量化，為了滿足此類需求，例如要求藉由所內藏的1項零件來實現多項功能之多功能型零件，而習知的背光單元並無法滿足此需求。
日本特開2004－294310號公報中所揭示之具有依據紅外線之通訊手段之行動電話等，係採用紅外線來做為通訊手段，因此就保護使用者以及周圍的人們的眼睛之觀點來看，僅預定以較小電力來傳送，結果使得通訊的傳達距離變得非常短，當機器之間的距離較遠時，會產生通訊障礙，此外，通訊速度亦成為問題。此外，關於資訊機器間的無線通訊技術，最近係有一部分採用依據藍芽(Bluetooth)等電波之無線通訊裝置，但由於電磁波對人體以及醫療儀器的影響以及電波法規之限制等，電波的輸出以及頻率乃存在極為嚴格的限制，而難以廣泛普及。此外，於實現紅外線通訊裝置以及依據電波之無線通訊裝置時，由於組裝於資訊機器之零件數目會增加，因而難以達到機器小型化，並無可避免的會產生成本上升之問題。
第8圖係顯示依據習知的太陽電池之充電方式的一例。43為太陽電池，44為用以保護太陽電池43之透明蓋體，45為入射於太陽電池43之入射光。在此，入射光45係大致垂直入射於太陽電池43，因此，太陽電池43為了獲得較大之電動勢，必須配合入射光45的面積而增加太陽電池43的面積，因而有導致太陽電池之成本上升以及形狀的大型化之問題。
本發明之目的在於提供一種採用用以照明液晶面板等之背光單元的可見光，而具備背光功能，並且具備與外部的資訊機器之通訊功能或是依據太陽電池之充電功能之多功能型背光單元及使用該多功能型背光單元之資訊機器。
為了達成上述目的，本發明的一實施例之多功能型背光單元係具備：導光板，具有可讓光線入射及射出之第一及第二入射/出射面；發光裝置，與此第一入射/出射面相向配置，並將光線照射於此第一入射/出射面；及光接收裝置，與第一入射/出射面相向配置，並接收從該第一入射/出射面射出之光線；而導光板係構成為：使由發光裝置射出且入射於第一入射/出射面的光線，通過導光板內而從第二入射/出射面射出，且構成為：使入射於第二入射/出射面的光線通過導光板而從第一入射/出射面射出，並可藉由光接收裝置接收光。
藉此，可使接近於導光板而配置之發光裝置具有背光的功能，並且可活用導光板之寬廣的發光/光接收面，而實現以發光裝置及光接收裝置來進行依據光線之資訊的接收傳送之光通訊功能以及太陽電池的功能之多功能型背光單元，藉此，即使於小型的可攜式機器中，亦可活用導光板之寬廣的發光/光接收面，藉此而達到更有效率之良好的光通訊或是太陽光之接收。
以下參照圖式，詳細說明本發明的較佳實施例。
第1圖係顯示本發明之多功能型背光單元的第一實施例。
此多功能型背光單元係具備：導光板1；將光線傳送至此導光板1之發光裝置；及接收來自導光板1之光線的光接收裝置。
導光板1係具有預定厚度的大致呈矩形之形狀，藉由任意之透明構件製作。此導光板1例如係具備：設置於其一側面且可讓入射光7入射並將出射光11射出之第一入射/出射面2；設置於上面且可讓入射光10入射並將出射光8射出之第二入射/出射面3；及設置於下面4，並將光線從第一入射/出射面2傳送至第二入射/出射面3，相對的亦將光線從第二入射/出射面3傳送至第一入射/出射面2之傳送機構。
於此實施例中，傳送機構例如係由設置於下面4之複數個溝5a至5g所組成(參照第1圖)。
這些溝5a至5g係於第一入射/出射面2的長邊平行延伸，並且從第一入射/出射面2開始以預定間隔配置。這些溝係各自具有從導光板下面朝向第二入射/出射面3的方向切入之三角形剖面形狀。
其中，溝5a至5g的數量並無特別限定，可為任意數。此外，關於溝5a至5g的形狀，為了使做為光源的LED6a至6c所發出之往第一入射/出射面2入射之入射光7容易產生一致的反射，可考慮具有隨著遠離第一入射/出射面2而使距離底面4的高度變高之形狀，亦即三角形剖面形狀的切入變深，或是將構成三角形剖面形狀之斜面的傾斜角加以改變等之形狀。
藉由上述構成，從第一入射/出射面2入射於導光板1內之入射光7，係藉由複數個溝5a至5g而反射，並從第二入射/出射面3做為出射光8而射出。此外，從第二入射/出射面3入射於導光板1內之入射光10，係藉由複數個溝5a至5g而反射，並從第一入射/出射面2做為出射光11而射出。
發光裝置係具有與第一入射/出射面2相向配置之至少一個光源。於圖式的實施例中，此光源例如係由沿著第一入射/出射面2並隔著間隔而配置之複數個發光二極體(以下稱為LED)6a至6c所組成。於此實施例中，這些LED係構成為發出可見光。在此，LED6a至6c所發出之可見光，係做為入射光7從導光板1的第一入射/出射面2入射於導光板1的內部，於導光板1的內部擴散並於溝產生反射，而成為出射光8從整個第二入射/出射面3射出。
光接收裝置係具有接受來自導光板1的光線之至少1個光接收部。於圖式的實施例中，此光接收部係由，沿著此第一入射/出射面2而與第一入射/出射面2相向配置之複數個光接收元件9a、9b所組成。於此實施例中，這些光接收元件例如由光電二極體所組成。於此實施例中，光接收元件9a、9b係各自配置於LED6a與LED6b之間以及LED6b與LED6c之間(參照第1圖)。在此，當太陽光等入射光10入射於導光板1的第二入射/出射面3，則此入射光10係於導光板1內部被聚光並藉由溝5而反射，從第一入射/出射面2做為出射光11而射出，由光接收元件9a、9b接收出射光11。
於此實施例中，光接收元件9a、9b係採用光電二極體，但亦可為之後所述之太陽電池，或是光電電晶體等。此外，於本實施例中，係配置3個LED做為光源，配置2個光電二極體做為光接收元件，但這些個數並無特別限定，可依據導光板1的尺寸及規格而任意變更。此外，LED及光接收元件的排列順序亦無特別限定。
藉由以上構成，導光板1的第一入射/出射面2係具有將LED6a至6c所發出的光線做為入射光7而入射於導光板1內部之功能，但亦具有將在導光板1內部所聚光的光線做為出射光11而射出之功能。此外，導光板1的第二入射/出射面3係具有將在導光板1內部所擴散的光線做為出射光8而射出之功能，但亦具有將來自於外部的入射光10入射之功能。
如第3圖所示，發光裝置係具有連接於LED6a至6c之切換電路24；連接於此切換電路之背光驅動電路22；連接於切換電路之送訊驅動電路23；及連接於切換電路24、背光驅動電路22及送訊驅動電路23之控制裝置21。
光接收裝置係具有連接於光接收元件9a、9b之放大電路25；及控制電路。於此實施例中，此光接收裝置的控制電路係設定為採用上述發光裝置的控制裝置21。因此，控制裝置21係包含各自控制發光裝置及光接收裝置之程式。於此光接收裝置中，係構成為輸入來自光接收元件9a、9b之光接收信號P7a、P7b，並藉由放大電路25將此光接收信號放大，並將該輸出信號P8輸出至控制裝置21。其中，上述控制裝置21係由微電腦所構成。
於此實施例中，切換電路24、背光驅動電路22、送訊驅動電路23、放大電路25及控制裝置21，係形成發光裝置及光接收裝置的電子電路，此電子電路係安裝於電路基板20(參照第3圖)。
控制裝置21係用以控制本發明之多功能型背光單元。由於背光驅動電路22將LED6a、6b及6c做為背光加以驅動，因此從控制裝置21輸入背光控制信號P1，並輸出背光驅動信號P2。由於送訊驅動電路23係對LED6a、6b及6c進行送訊驅動，因此係從控制裝置21輸入送訊控制信號P3，並輸出送訊驅動信號P4。切換電路24係輸入背光驅動信號P2及送訊驅動信號P4，並藉由來自控制裝置21之切換信號P5，來選擇並切換背光驅動信號P2及送訊驅動信號P4中之任一者，並輸出LED驅動電流P6a至P6c。LED6a至6c係各自輸入LED驅動電流P6a至P6c，並發出射向第一入射/出射面2的入射光7。
接下來參照第2A圖，詳細說明上述多功能型背光單元之發光裝置的作用。
LED6a至6c所發出之射向第一入射/出射面2之入射光7，係藉由內藏於各個LED之透鏡(未圖示)聚光，並成為具有尖銳的指向性而入射於第一入射/出射面2。入射於此第一入射/出射面2之入射光7，係藉由些微之入射角的不同，而各自分別入射於溝5a至5g並反射。
亦即，如第2A圖所示，入射光的一部分7a係入射於溝5a並被反射，並從導光板1的第二入射/出射面3做為出射光8a而射出。此外，入射光之其他的一部分7b係入射於溝5b而被反射，並從第二入射/出射面3做為出射光8b而射出。此外，入射光之其他的一部分7c係入射於溝5c而被反射，並從第二入射/出射面3做為出射光8c而射出。此外，入射光之其他的一部分7g係入射於溝5g而被反射，並從第二入射/出射面3做為出射光8g而射出。
此外，雖然圖式上有所省略，但是入射光亦各自入射於溝5d至5f而被反射，並從第二入射/出射面3做為出射光而射出。此外，雖然未圖示，但是LED6a至6c所發出之射向第一入射/出射面2之入射光，除了入射光7a至7g以外亦存在，亦具有於底面4產生反射之入射光以及於第二入射/出射面3產生反射之入射光。這些入射光係於導光板1內部重複產生反射，最終係以溝5a至5g或是底面4加以反射而擴散，並從第二入射/出射面3射出。亦即，LED6a至6c所發出之射向第一入射/出射面2之入射光7，主要係由於導光板1的溝5a至5g之作用而於導光板1內部重複產生反射/擴散，並以幾乎為一致之亮度從第二入射/出射面3射出。
接下來參照第2B圖，詳細說明上述多功能型背光單元之光接收裝置的作用。
在此，設定為來自外部的光線(例如太陽光)做為入射光10a至10g入射於導光板1的第二入射/出射面3。亦即，入射光10a係入射於導光板1的溝5a而被反射，並從第一入射/出射面2做為出射光11a而射出並入射於光接收元件9a、9b。此外，入射光10b係入射於導光板1的溝5b而被反射，並從第一入射/出射面2做為出射光11b而射出並入射於光接收元件9a、9b。此外，入射光10c係入射於導光板1的溝5c而被反射，並從第一入射/出射面2做為出射光11c而射出並入射於光接收元件9a、9b。此外，入射光10g係入射於導光板1的溝5g而被反射，並從第一入射/出射面2做為出射光11g而射出並入射於光接收元件9a、9b。
此外，雖然圖式上有所省略，但是入射光10d至10f亦同樣各自入射於溝5d至5f而被反射，並從第一入射/出射面2射出而入射於光接收元件9a、9b。此外，未圖示之入射光，除了入射光10a至10g以外亦存在，這些入射光係於導光板1內部重複產生反射，最終係從第一入射/出射面2做為出射光11而射出。亦即，太陽光等來自外部的入射光10，主要係由於導光板1的溝5a至5g之作用而於導光板1內部產生反射而聚光，並從第一入射/出射面2做為出射光11而射出，並入射於光接收元件9a、9b。
接下來參照第3圖，說明本發明之多功能型背光單元的基本動作之背光控制動作。
控制裝置21係輸出由3位元的數位信號所組成之背光控制信號P1。背光驅動電路22係被輸入背光控制信號P1，並於內部進行D/A轉換，而輸出由8個類比電壓所組成之背光驅動信號P2。例如，若背光控制信號P1的3個位元均為邏輯“0”，則背光驅動信號P2成為零伏特，若背光控制信號P1的3個位元均為邏輯”1”，則背光驅動信號P2成為最大值之3伏特。此外，背光控制信號P1並不限定於3個位元，可為任意數，此外，背光驅動信號P2的最大值亦無任何限定。
此外，控制裝置21係輸出由邏輯“0”的1位元數位信號所組成之切換信號P5，來控制切換電路24。若輸入邏輯“0”的切換信號P5時，則切換電路24選擇背光驅動信號P2，並於內部進行電壓電流轉換，將對應背光驅動信號P2之LED驅動電流P6a至P6c予以輸出，而對LED6a至6c進行點燈控制。亦即，若背光驅動信號P2為零伏特，則切換電路24使LED驅動電流P6a至P6c成為零安培，因此LED6a至6c熄滅，若背光驅動信號P2為最大值之3伏特，則切換電路24使LED驅動電流P6a至P6c成為最大電流，從LED6a至6c射向第一入射/出射面2之入射光7成為最大亮度。
此外，於背光驅動信號P2為零伏特至3伏特之間時，切換電路24係以依據背光驅動信號P2的電壓值之電流值，輸出LED驅動電流P6a至P6c，因此，從LED6a至6c射向第一入射/出射面2之入射光7的亮度，係依據背光驅動信號P2而產生變化。如上所述，此入射光7係從導光板1的第一入射/出射面2入射並於導光板1內部產生反射/擴散，並做為幾乎為一致的亮度之出射光8，從導光板1的第二入射/出射面3射出。藉由以上的動作，本發明之多功能型背光單元可藉由內藏的控制裝置21之控制，成為可進行任意改變點燈/熄滅、以及亮度之顯示裝置的背光單元而達到其功能。
接下來參照第3圖，說明於本發明之多功能型背光單元中，將內藏的資訊往外部傳送時之傳送動作。
控制裝置21係視需要，將錯誤修正碼附加至應傳送至外部之資訊，並做為送訊控制信號P3而輸出。送訊控制信號P3例如為8位元的數位信號。送訊驅動電路23係將所輸入的送訊控制信號P3轉換為序列資料，並做為送訊驅動信號P4而輸出。此外，控制裝置21係輸出邏輯“1”的1位元數位信號所組成之切換信號P5，來控制切換電路24。若輸入邏輯“1”的切換信號P5時，則切換電路24選擇送訊驅動信號P4，並輸出依據送訊驅動信號P4的序列資料之LED驅動電流P6a至P6c，而對LED6a至6c進行高速的開(ON)/關(OFF)控制。
結果，LED6a至6c所發出之可見光的入射光7，係依據送訊驅動信號P4的序列資料而被控制為進行高速的ON/OFF(亦即點燈/非點燈)，而成為經由送訊驅動信號P4所調變後的光線。亦即，於送訊驅動信號P4的序列資料為邏輯“1”時，入射光7成為ON(點燈)，序列資料為邏輯“0”時，入射光7成為OFF(非點燈)。其中，入射光7的ON/OFF亦可為邏輯反轉。如上所述，此調變後的入射光7係從導光板1的第一入射/出射面2入射並於導光板1內部產生反射/擴散，且做為出射光8從導光板1的第二入射/出射面3射出。
藉由以上的動作，本發明之背光單元可藉由內藏的控制裝置21之控制，而具有可根據所傳送的資訊將出射光8予以調變，並藉由可見光將資訊傳送至外部機器(未圖示)之傳送功能。
接下來參照第3圖，說明於本發明之多功能型背光單元中，從外部機器接收資訊時之收訊動作。
當從外部機器(未圖示)傳送來根據資訊所調變後的光線時，則如上所述，多功能型背光單元的導光板1係從第二入射/出射面3使該光線做為入射光10而入射，從第一入射/出射面2做為出射光11而射出，並入射於光接收元件9a、9b。光接收元件9a、9b係將接收出射光11，並輸出依據該強弱之光接收信號P7a、P7b。放大電路25將光接收信號P7a、P7b放大，並輸出該輸出信號P8。控制裝置21係被輸入輸出信號P8而進行A/D轉換，並視需要來執行錯誤修正處理等並解調為接收資料，而記憶於記憶體(未圖示)。
藉由以上的動作，本發明之多功能型背光單元，可藉由導光板1將來自外部機器之調變後的光線聚光並由光接收元件接收光，藉此可具有接收來自外部機器的資訊之收訊功能。
接下來參照第4圖，說明應用本發明的多功能型背光單元之行動電話之構成。
30為做為本發明的資訊機器之行動電話，31為主體部，32為藉由鉸鏈33而對主體部31成為可開閉之可動部。於主體部31係裝載有：用以進行電波的接收傳送之天線34；操作按鍵35；及電路基板20等。如上所述，於電路基板20係安裝有用以控制多功能型背光單元的功能之控制裝置21等，其他雖未圖示，但亦安裝有做為行動電話之接收傳送單元及記憶體等。於可動部32係配置有：揚聲器36及用來顯示電話號碼及郵件等資訊之顯示裝置之液晶面板37，於液晶面板37的背後，係配置有本發明之多功能型背光單元的主要構成要素之導光板1及LED6a至6c。與LED6a至6c一同配置之光接收元件9a、9b，並未顯示於圖中。
接下來參照第4圖，說明本發明之行動電話30的動作。
首先，當行動電話30的使用者(未圖示)一邊觀看液晶面板37一邊進行操作按鍵35的操作而撥出電話時，行動電話30係藉由天線34來進行接收傳送，於連接於對方的行動電話等之後，可藉由揚聲器36及麥克風(未圖示)來進行通話。此外，使用者亦可一邊觀看液晶面板37一邊進行操作按鍵35的操作，而製作郵件並加以傳送。在此，於以液晶面板37來顯示電話號碼及郵件等資訊時，只需使本發明之多功能型背光單元做為背光而產生功能即可。亦即，可從配置於液晶面板37背後之導光板1使LED6a至6c的出射光8射出，並照明液晶面板37而顯示出各種資訊。於液晶面板37進行彩色顯示時，出射光8較理想為白色光。
此外，於使行動電話30與位於附近之外部機器(未圖示)通訊而進行資訊傳達時，只需使本發明之多功能型背光單元做為依據可見光之通訊手段而產生功能即可。亦即，於從行動電話30將資訊傳送至外部機器時，係使行動電話30之液晶面板37的面接近進行資料通訊的外部機器，然後使用者進行操作按鍵35的操作而選擇送訊動作並加以執行。藉此，如上所述，安裝在電路基板20之控制裝置21係根據所傳送之資訊，來驅動LED6a至6c，導光板1係將藉由資訊所調變後的出射光8，經由液晶面板37往外部射出。藉由此動作，本發明之行動電話30可藉由調變後的可見光，將各種資訊傳送至外部機器。
此外，於行動電話30從外部機器接收資訊時，係與送訊動作相同，使行動電話30之液晶面板37的面接近進行資料通訊的外部機器(未圖示)，然後從外部機器將藉由傳送資訊所調變後的光線射出。此外，來自外部機器之出射光較理想為可見光。在此，行動電話30係以來自外部機器之光線做為入射光10，經由液晶面板37而入射於導光板1，光接收元件9a、9b(參照第3圖)係接收藉由導光板1所聚光之出射光11，控制裝置21係從光接收元件9a、9b的光接收信號解調接收資訊並予以記憶。藉由此動作，本發明之行動電話30係接收外部機器所傳送之調變後的可見光，藉此可接收各種資訊。
如上所述，根據本發明，可實現具有以光源做為顯示裝置等的背光之功能，並且藉由光源及發光元件來進行依據可見光之資訊傳達之光通訊功能之多功能型背光單元。此外，藉由將本發明之多功能型背光單元裝載於行動電話等資訊機器，可讓資訊機器具備附有背光之視認性極為優良的顯示功能，並具備安全且可靠度極高且便利性極為優良之通訊功能，並且可實現因零件數量減少所帶來之小型輕量化以及成本下降之優點。
此外，關於本發明之應用例，例如有將裝載有本發明的多功能型背光單元之行動電話與做為外部機器之個人電腦加以組合之通訊系統。例如，藉由本發明之依據可見光之通訊手段，將記憶在個人電腦之電話號碼清單傳送至行動電話，並使行動電話接收所傳送的資料，藉此可自動登錄電話號碼。此外，關於其他的應用例，有將裝載有本發明的多功能型背光單元之行動電話與做為外部機器之印表機加以組合之相片列印系統。例如，將藉由組裝於行動電話內的照相機所拍攝之畫像資料，以行動電話所內藏之本發明之多功能型背光單元傳送至印表機，並使印表機接收畫像資料，藉此可列印畫像。
關於裝載有本發明的多功能型背光單元之資訊機器，並不限定於行動電話，可為個人電腦、或資訊終端、或汽車導航系統等車載用資訊機器。此外，第3圖所示之方塊圖並不限定於此構成，只要可滿足功能，則可為任意構成。此外，構成多功能型背光單元之控制裝置21，可為用以控制所裝載之資訊機器的一部分或是全部之控制手段。
接下來參照第3圖，說明附加有調光功能之本發明之多功能型背光單元的第二實施例。
此實施例的構成係與第一實施例相同，因此省略該構成之說明，並參照第3圖來說明其動作。
於第3圖中，控制裝置21係將由3位元的數位信號所組成之背光控制信號P1予以輸出。背光驅動電路22係被輸入背光控制信號P1，並於內部進行D/A轉換，而輸出由類比電壓所產生之背光驅動信號P2。此外，控制裝置21係輸出由邏輯“0”的1位元數位信號所組成之切換信號P5，來控制切換電路24。若切換電路24輸入邏輯“0”的切換信號P5，即選擇背光驅動信號P2，並於內部進行電壓電流轉換，輸出依據背光驅動信號P2之LED驅動電流P6a至P6c，使LED6a至6c點燈。藉此，本實施例之多功能型背光單元亦可具備背光功能。
此外，如上所述，以太陽光等外光做為入射光10，而入射於第1圖所示之導光板1並於內部聚光，光接收元件9a、9b係接收導光板1內部所聚光之光線為出射光11，而輸出光接收信號P7a、P7b。在此，控制裝置21係從放大電路25輸入有光接收信號P7a、P7b被予以放大後的輸出信號P8，於內部對此輸出信號P8進行A/D轉換後，將轉換後的數位資料做為外光的強度而暫時記憶。此外，控制裝置21係依據所記憶之輸出信號P8的數位資料，使背光控制信號P1的值成為可變而依序輸出。將依序輸出之背光控制信號P1輸入於背光驅動電路22，而輸出背光驅動信號P2，並透過切換電路24，使LED6a至6c所發出之射向第一入射/出射面2之入射光7的發光量成為可變。藉此，本實施例之多功能型背光單元，係可依據外光的強度來調整LED6a至6c的發光量，而使背光的亮度達到最適化。
例如，於裝載有本發明之多功能型背光單元之資訊機器放置在室內之相對較暗的環境時，由於入射於多功能型背光單元的導光板1之外光較暗，因此表示外光強度之輸出信號P8係成為較小的值。在此，控制裝置21係根據輸出信號P8的值來判斷出資訊機器周圍的外光為較暗，而降低背光控制信號P1之值以使背光的亮度變暗，於周圍較暗的狀態下，可使背光不會過於炫目而調整為最佳的背光亮度。此外，於裝載有多功能型背光單元之資訊機器放置在室外之相對較亮的環境時，由於入射於多功能型背光單元的導光板1之外光較亮，因此表示外光強度之輸出信號P8係成為較大的值。在此，控制裝置21係根據輸出信號P8的值來判斷出資訊機器周圍的外光為較亮，而增加背光控制信號P1之值以使背光的亮度變亮，即使於周圍的外光較亮，亦可充分辨識出資訊機器所裝載之顯示裝置的顯示內容，而調整為最佳的背光亮度。
如上所述，裝載有本實施例之多功能型背光單元之資訊機器，可因應周圍的亮度而適當地調整所內藏之顯示裝置的背光亮度，因此不論是資訊機器放置在較暗的室內，或是放置在太陽光所照射之較亮的室外，均可經常保持在使用者可容易辨識出顯示裝置的顯示內容之狀態，而可提供對使用者而言為容易使用之資訊機器。此外，由於顯示裝置的背光亮度可適當調整，因此可節省其消耗電力，延長電池驅動時間，而可提供具有優良便利性之資訊機器。
接下來參照第5圖，說明附加有對二次電池的充電功能之本發明之多功能型背光單元的第二實施例。
此實施例的構成之一部分係與第一實施例重複，因此對於相同的部分係附加相同符號，並省略部份重複之處的說明。
於第5圖中，40為做為光接收元件之太陽電池，其正端子係輸出做為電動勢之光接收信號P9，負端子係連接於GND。41為做為充電控制手段之充電電路，係輸入有來自太陽電池40之光接收信號P9以及來自控制裝置21之充電控制信號P10，並輸出充電輸出信號P11。42為二次電池，係具有作為裝載有本發明的多功能型背光單元之資訊機器的電源之功能，其正端子係輸入有充電輸出信號P11，並輸出電池輸出P12。此外，負端子係連接於GND。
放大電路25係輸入有來自太陽電池40之光接收信號P9，而輸出輸出信號P8。控制裝置21係輸入有來自二次電池42之電池輸出P12以及輸出信號P8，而輸出充電控制信號P10。此外，二次電池42之電池輸出P12不僅供應至控制裝置21，亦供應至其他電路等，但在此省略說明。於電路基板20係安裝有控制裝置21；充電電路41；放大電路25；及二次電池42等，此外，亦安裝有第1圖所示之其他電路，在此係加以省略。此外，二次電池42亦可不安裝於電路基板20，而成為分離配置。
此外，太陽電池40係將第2B圖所示之光接收元件9a、9b加以置換，並配置成接近導光板1的第一入射/出射面2。結果，導光板1係從第二入射/出射面3使來自太陽光等入射光10入射並於內部聚光，而從第一入射/出射面2做為出射光11而入射於太陽電池40，因此太陽電池40可讓太陽光等入射光10極為有效率的入射，而以較小尺寸的太陽電池來獲得較大的電動勢。
接下來說明第二實施例之多功能型背光單元的動作。
於第5圖中，做為太陽電池40的電動勢之光接收信號P9，係經由充電電路41做為充電輸出信號P11被供應至二次電池42，而對二次電池42進行充電。控制裝置21係監視做為二次電池42的輸出之電池輸出P12，若電池輸出P12超過預定電壓，則輸出充電控制信號P10而控制充電電路41，來截斷充電輸出信號P11並停止充電，以使二次電池42不會被過度充電。此外，來自放大電路25之輸出信號P8，係用於進行來自外部機器的接收功能，以及依據外光而調整背光亮度之調光功能，但這些動作係與第一實施例相同，因此省略說明。
上述實施例之多功能型背光單元及使用該多功能型背光單元之資訊機器，可藉由導光板而有效率的將入射光聚光，並且可於面積較小的太陽電池極有效率的接收該聚光後的光線而對二次電池進行充電。結果為可提供一種裝載小型且低成本之二次電池的充電系統，且亦具備背光功能以及與外部機器之光通訊功能之功能強大的資訊機器。
於上述實施例中，亦可省略背光功能以及與外部機器之光通訊功能，而藉由將入射光聚光之導光板、太陽電池、二次電池及微電腦等之電子電路的構成，來提供具有優良充電效率之充電專用系統。
以上係敘述本發明之較佳實施例，但是本發明並不限定於這些實施例，在此應予注意的是可對這些實施例進行各種變形及變更。
1、50．．．導光板
2．．．第一入射/出射面
3．．．第二入射/出射面
4．．．下面
5a至5g、54、54a至54e．．．溝
6a至6c．．．發光二極體
7、7a至7g、10、10a至10g．．．入射光
8、11．．．出射光
9a、9b．．．光接收元件
20．．．電路基板
21．．．控制裝置
22．．．背光驅動電路
23．．．送訊驅動電路
24．．．切換電路
25．．．放大電路
30．．．行動電話
31．．．主體部
32．．．可動部
33．．．鉸鏈
34．．．天線
35．．．操作按鍵
36．．．揚聲器
37．．．液晶面板
40．．．太陽電池
41．．．充電電路
42．．．二次電池
51．．．光的入射面
52．．．底面
53．．．光的出射面
55．．．光源
56．．．聚光板
57．．．擴散反射片
30、60．．．行動電話
61．．．天線
62、65．．．紅外線接收傳送部
63．．．汽車導航裝置
64．．．顯示面板
66．．．紅外線
P1．．．背光控制信號
P2．．．背光驅動信號
P3．．．送訊控制信號
P4．．．送訊驅動信號
P5．．．切換信號
P6a至P6c．．．LED驅動電流
P7a、P7b．．．光接收信號
P8．．．輸出信號
P9．．．光接收信號
P10．．．充電控制信號
P11．．．充電輸出信號
P12．．．電池輸出
第1圖係顯示本發明之多功能型背光單元的第一實施例之斜視圖。
第2A圖係顯示用以說明第1圖所示之多功能型背光單元之發光裝置的作用之側面圖。
第2B圖係顯示第1圖所示之多功能型背光單元之光接收裝置的作用之側面圖。
第3圖係顯示第1圖所示之多功能型背光單元之全體構成之方塊圖。
第4圖係顯示應用本發明的多功能型背光單元之行動電話之側面圖。
第5圖係顯示本發明之多功能型背光單元的第二實施例之方塊圖。
第6A圖係顯示習知的背光單元之斜視圖。
第6B圖係顯示第6A圖所示之習知的背光單元的光路徑之側面圖。
第7圖係顯示具有習知的通訊裝置之行動電話以及利用該行動電話之通訊系統之概略圖。
第8圖係顯示依據習知的太陽電池之充電方式的一例之斜視圖。
1．．．導光板
2．．．第一入射/出射面
3．．．第二入射/出射面
4．．．下面
5a至5g．．．溝
6a至6c．．．發光二極體
7、10．．．入射光
8、11．．．出射光
9a、9b．．．光接收元件

Claims (16)

  1. 一種多功能型背光單元，係具備：導光板，具有可讓光線入射及出射之第一及第二入射/出射面；發光裝置，與上述第一入射/出射面相向配置，並將光線照射於該第一入射/出射面；及光接收裝置，與上述第一入射/出射面相向配置，並接收從該第一入射/出射面射出之光線；而上述導光板係構成為：將由上述發光裝置射出的光線，從上述第一入射/出射面通過上述導光板內而從上述第二入射/出射面射出，且構成為：可藉由上述光接收裝置，接收從上述第二入射/出射面入射並通過上述導光板而從上述第一入射/出射面射出之光線。
  2. 如申請專利範圍第1項之多功能型背光單元，其中，上述發光裝置係具備與上述第一入射/出射面相向配置之至少一個光源。
  3. 如申請專利範圍第1項之多功能型背光單元，其中，上述光接收裝置係具備與上述第一入射/出射面相向配置之至少一個光接收元件。
  4. 如申請專利範圍第1項之多功能型背光單元，其中，上述第一入射/出射面係設置於導光板的一側面；上述第二入射/出射面係設置於導光板的上面；於與上述第二入射/出射面相向之導光板的下面，係以預定間隔形成有大致呈三角形剖面之複數個溝，該複數個溝係大致平行於上述第一入射/出射面的長邊而延伸並朝上述第二入射/出射面切入於導光板；上述導光板係構成為：藉由上述溝將從第一入射/出射面入射之光線反射，並從上述第二入射/出射面出射，此外，上述導光板係藉由上述溝，將從上述第二入射/出射面入射之來自外部的入射光聚光，並從上述第一入射/出射面射出。
  5. 如申請專利範圍第1項之多功能型背光單元，其中，上述發光裝置係具備：光源；以此光源做為背光而加以驅動之背光驅動電路；以及將以上述光源做為資訊的傳送而加以驅動之送訊驅動電路。
  6. 如申請專利範圍第5項之多功能型背光單元，其中，上述發光裝置更具備：用以選擇上述背光驅動電路的驅動以及上述送訊驅動電路的驅動中之任一者之切換電路。
  7. 如申請專利範圍第6項之多功能型背光單元，其中，上述發光裝置更具備控制電路，該控制電路係連接於上述切換電路，並控制該切換電路，以使該切換電路以選擇上述背光驅動電路的驅動以及上述送訊驅動電路的驅動中之任一者的方式進行切換。
  8. 如申請專利範圍第1項之多功能型背光單元，其中，上述光接收裝置係包含：與第一入射/出射面相向配置之至少一個光接收元件；將來自該光接收元件之光接收信號放大之放大電路；以及輸入來自上述放大電路之輸出信號之控制電路。
  9. 如申請專利範圍第1項之多功能型背光單元，其中，上述發光裝置係包含：至少一個光源、以及以此光源做為背光而加以驅動之背光驅動電路；上述光源為發出可見光之發光二極體，上述發光二極體所發出之可見光，係依據來自背光驅動電路之背光驅動信號而受到控制，上述導光板係將從上述第一入射/出射面入射之上述可見光做為背光而從上述第二入射/出射面射出。
  10. 如申請專利範圍第1項之多功能型背光單元，其中，上述發光裝置係具有：至少一個光源、以及以此光源做為資訊的傳送而加以驅動之送訊驅動電路；上述光源為發出可見光之發光二極體，上述發光二極體所發出之可見光，係依據來自上述送訊驅動電路之送訊驅動信號而被調變，上述導光板係將從上述第一入射/出射面入射且經上述調變後的可見光，從上述第二入射/出射面射出而將資訊傳送至外部機器。
  11. 如申請專利範圍第8項之多功能型背光單元，其中，上述光接收元件係接收入射於上述第二入射/出射面並藉由上述導光板予以聚光且從上述導光板的第一入射/出射面射出之光線，並輸出依據入射於上述第二入射/出射面之光線強弱的上述光接收信號，上述控制電路係將來自上述放大電路之輸出信號進行解調，並接收來自外部機器之資訊。
  12. 如申請專利範圍第8項之多功能型背光單元，其中，上述發光裝置係包含：至少一個光源、以及將該光源做為背光而加以驅動之背光驅動電路；上述光接收元件係與上述第一入射/出射面相向配置，接收入射於上述第二入射/出射面並藉由上述導光板予以聚光且從上述導光板的第一入射/出射面射出之光線，並輸出依據入射於上述第二入射/出射面的光線之光接收信號，上述控制電路係依據來自上述放大電路之輸出信號來控制上述背光驅動電路，並調整上述光源所發出之可見光的發光量。
  13. 一種資訊機器，係具備如申請專利範圍第1項之多功能型背光單元；以及顯示裝置；並構成為：藉由上述多功能型背光單元來構成上述顯示裝置的背光，且藉由上述多功能型背光單元來進行與外部機器之依據可見光之資訊傳達。
  14. 一種資訊機器，係具備如申請專利範圍第1項之多功能型背光單元；以及具有光接收面之顯示裝置；並構成為：上述顯示裝置的光接收面係與上述多功能型背光單元的第二入射/出射面相向配置，並藉由上述多功能型背光單元，依據周圍的亮度來調整上述顯示裝置的背光強度。
  15. 一種資訊機器，係具備如申請專利範圍第1項之多功能型背光單元；具有光接收面之顯示裝置；以及二次電池；而上述顯示裝置的光接收面係與上述多功能型背光單元的第二入射/出射面相向配置，且上述多功能型背光單元的光接收元件為太陽電池，並具備藉由來自此太陽電池之光接收信號而對上述二次電池進行充電之充電控制電路。
  16. 如申請專利範圍第13項至第15項中任一項之資訊機器，其中，上述資訊機器為行動電話或個人電腦，或是資訊終端或車載資訊機器。
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