Title:
Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, bei dem die Begleitelemente, wie Annäherungssensor, Blitzlichtgeber und Kamera in das Innere des Mobiltelefons versteckt, trotzdem aber vollfunktionstüchtig sind. Der Annäherungssensor ist nicht mehr aus IR-Sensoren sondern aus Induktivitäts-Spulen gebaut. Vorteile der Spulen sind, dass diese komplett unter dem Bildschirm verschwinden können und trotzdem eine Annäherung eines Menschengesichts zuverlässig erfassen.
Für die Beleuchtung werden vorzugsweise LED oder Laserstrahler 1 Laserdioden verwendet. Zudem sind die Laserdioden mit einer Laserlicht-Zoom-Funktion ausgestattet, mit dem man weit entfernte Ziele zuverlässig beleuchten und fotografieren kann. Die Linse vor dem Laserstrahler ist entlang der optischen Achse beweglich. Die Bewegung erfolgt extrem schnell und präzise durch berührungslosen Antrieb über Magnetfeld-Wechselwirkung.





Inventors:
gleich Anmelder
Application Number:
DE102016013511A
Publication Date:
10/19/2017
Filing Date:
11/11/2016
Assignee:
Merlaku, Kastriot, 80995 (DE)
International Classes:
H04M1/02; G03B17/00; H04M1/21; H04W88/02
Foreign References:
94666532016-10-11
201300767122013-03-28
EP21442932010-01-13
Claims:
1. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Annäherungssensor, der aus einem Induktions-/Induktivitäts-Spulen-Sensor-System besteht, eingebaut ist.

2. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Induktions-/Induktivitäts-Spulen-Sensor-System aus mindestens
– einer Elektromagnet-Spule/Luft-Spule,
– einem Signal-Geber oder Signal-Generator, der mit der Spule gekoppelt ist,
– einer Auswerteeinheit, welche sehr kleine Veränderungen am Induktions-Eigenschaften der Spule erfassen kann,
besteht.

3. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Induktions-/Induktivitäts-Spulen eingebaut sind, dessen elektromagnetische Schwingungen über die Auswerteeinheit auf Referenz-Schwingungen zu einander ausgewertet werden, eingebaut sind.

4. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von sehr kleinen Induktivitäts-Spulen eingebaut sind, die unter dem Bildschirm auf einer etwas größeren Fläche, vorzugsweise in dem oberen Bildschirmbereich, das auch mit dem Ohr des Benutzers in Kontakt beim Telefonieren kommt, eingebaut sind.

5. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen so angeordnet sind, dass deren Magnet-Feld-Achsen perpendikular zu der Bildschirmfläche des Mobiltelefons stehen.

6. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen mit einem Wechselstrom- oder Puls-Signal über dem Signal-Geber oder Signal-Generator versorgt werden.

7. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen, auf der Mobiltelefon-Rückseite von den Induktivitäts-Einflüssen aus der Umgebung abgeschirmt sind.

8. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselstrom-Signal eine Sinus- oder Rechteck-Form oder eine andere geometrische Form in einer Grafikdarstellung hat.

9. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule/Spulen unmittelbar unter dem Display eingebaut sind oder auf der Rückseite des Displays integriert sind.

10. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule/Spulen aus sehr feine Leitungen oder Windungen besteht.

11. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule nur eine oder wenige Windungen aufweist.

12. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule auf der Rückseite des Displays per Fotolithografie oder eine anderes Licht-Ätz-Verfahren hergestellt ist und auf der Rückseite des Displays integriert ist.

13. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Kamera ausgestattet ist, die an einem Rand oder am Eck des Mobiltelefons eingebaut ist, wobei diese über einem ausfahrbarem Teil/ausfahrbaren Rahmen oder einem Mechanismus, elektrisch in Richtung der Längsachse des Mobiltelefons ein- und ausfahrbar ist.

14. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein- und Ausfahren der Kamera berührungslos über mindestens einem statisch eingebauten Elektromagneten und einem Dauermagneten, der mit der beweglichen Kamera oder einem Rahmen/Gehäuse, in dem/in das die Kamera befestigt ist, gekoppelt ist, die in Magnetfeldwechselwirkung zueinander stehen, erfolgt.

15. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Kamera ausgestattet ist, die an einem Rand oder am Eck des Mobiltelefons eingebaut ist, wobei deren Blickfeld-Achse/optische Achse mehr oder weniger die Längsachse des Mobiltelefons entspricht, sowie einem Spiegel oder einem anderen Licht-Ablenkungselement, der im Blickfeld der Kamera eingebaut ist und das Licht aus der zu fotografierenden Umgebung um ca. 90° in Richtung Kamera ablenkt, aufweist.

16. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel oder das Licht-Ablenkelement schwenkbar und dessen Licht-Ablenk-Winkel damit veränderbar ist.

17. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel oder das Licht-Ablenkelement, so schwenkbar ist, dass die Optische Achse der Kamera sowohl für Front-Aufnahmen als auch für Aufnahmen aus der Rückseite des Mobiltelefons ablenkbar ist.

18. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der Patentansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht-Ablenkelement elektromagnetisch schwenkbar ist.

19. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der Patentansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht-Ablenkelement mit einem Dauermagneten ausgestattet ist, wobei ein Elektromagnet in unmittelbarer Nähe statisch eingebaut ist, der in Magnetfeldwechselwirkung mit dem Dauermagneten steht.

20. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht-Ablenkelement durch den Elektromagneten in mindestens zwei stabilen Zustände kippbar/schwenkbar ist, wobei ein Zustand/Kippneigung für die Lichtablenkung der Frontaufnahmen und ein anderer Zustand/Kippneigung für die Rück-Aufnahmen geeignet.

21. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Leuchtmittel annähernd oder exakt parallelstrahlend zu der optischen Achse der Kamera/Längsachse des Mobiltelefons, in das Mobiltelefon drin eingebaut ist.

22. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrahl des Leuchtelements auf das Licht-Ablenkelement trifft und somit nach außen wahlweise nach hinten, aus der Rückseite des Mobiltelefons für die Beleuchtung der Rück-Aufnahmen oder nach vorne für die Beleuchtung der Front-Aufnahmen, ablenkbar ist.

23. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der Patentansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht-Ablenkelement ca. 90° schwenkbar in der optischen Achse der Kamera oder der Längsachse des Mobiltelefons angeordnet ist.

24. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der Patentansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dauermagnet oder ein Magnet-Schicht auf der Rückseite des Licht-Ablenkelements eingebaut ist.

25. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der Patentansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel oder das Licht-Ablenkelement ein- und ausfahrbar ist.

26. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein- und Ausfahren elektromagnetisch erfolgt.

27. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass für das Ein- und Ausfahren der Spiegel oder des Licht-Ablenkelements ein statisch angebrachter Elektromagnet und ein Dauermagnet, der mit der Spiegel oder dem Licht-Ablenkelement gekoppelt ist, wobei eine Magnetfeldwechselwirkung zwischen dem Elektromagneten und dem Dauermagneten stattfindet, sowie eine Steuerung, die den Elektromagneten steuert, eingebaut sind.

28. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der Patentansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel oder das Licht-Ablenkelement in einem durchsichtigen Gehäuse, vorzugsweise einem gekapselten Gehäuse mit mindestens einem oder mehreren durchsichtigen Lichtfenstern, eingebaut ist.

29. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Rand des Mobiltelefons oder in einem/dem ausfahrbaren Teil mit der Kamera oder dem Licht-Ablenkelement, mindestens eine LED oder Laserdiode, als Leuchtmittel mit der Strahlrichtung nach vorne und/oder nach hinten eingebaut ist.

30. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der Patentansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel eine LED oder eine Laserdiode ist.

31. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserdiode eine RGB- oder eine monolithische Laserdiode ist, die weißes Licht abgibt.

32. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der Patentansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem LED oder Laserdiode eine kleine Linse oder ein Linsen-System, die/das das abgegebene Licht mehr oder weniger konvergieren/divergieren kann, eingebaut ist.

33. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die kleine Linse oder das Linsen-System in der optischen Achse des Leuchtmittels beweglich ist.

34. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die kleine Linse oder das Linsen-System in der optischen Achse über einen eingebauten Elektromagnet-Antrieb beweglich ist.

35. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der Patentansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Linse über einem statisch eingebauten Elektromagneten und einem in die Linse oder mit der Linse gekoppelten Dauermagneten erfolgt.

36. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet ringförmig gebaut ist und mit dem Rand der Linse mechanisch gekoppelt ist.

37. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der Patentansprüche 32 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse am Rand mit einer flexiblen ringförmigen Membrane, die lediglich Bewegungen in der optischen Achse ermöglicht, gekoppelt ist.

38. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Rand des Mobiltelefons ein Umgebungs-Licht-Sensor eingebaut ist.

39. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach einem der der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera die Umgebungs-Helligkeits-Sensoreigenschaften und/oder die Annäherungssensor-Eigenschaften über eine Steuerung übernimmt.

40. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung so konzipiert ist, dass diese die Kamera nur kurzeitig und in Zeit-Intervallen aktiviert, um die Umgebungs-Helligkeit und/oder die Annäherung des Kopfes des Benutzers zu erfassen.

41. Mobiltelefon mit einem großen, vorzugsweise randlosen Bildschirm, nach Patentanspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung für die Umgebungs-Helligkeits-Sensoreigenschaften und/oder die Annäherungssensor-Eigenschaften, mit dem Lage-/Schwerkraft-Sensor des Mobiltelefons gekoppelt ist.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Mobiltelefon, das mit einen neuartigen Annäherungssensor und Kamera ausgestattet ist, die den Einbau eines randfreien Displays möglich machen.

Ein Mobiltelefon mit einem randlosen Bildschirm herzustellen ist heutzutage keine Herausforderung mehr, weil die Displays in beliebige Größen herstellbar sind. Allerdings es gibt zahlreiche technische Hindernisse, die die Handy-Begleitelemente mit sich bringen. Z. B. als großes Hindernis gilt die Front-Kamera am Mobiltelefon, die einen Lichtfenster benötigt. Hinzu kommt das Leuchtmittel für die Front-Kamera sowie die Annäherungs-Sensoren und Umgebungslichtsensoren, die ebenso wichtig sind, weil diese den Bildschirm beim Telefonieren abschalten, um Strom zu sparen und vor allem um weitere ungewollte Touch-Eingaben durch das Ohr zu verhindern. Der Umgebungslichtsensor regelt die Display-Helligkeit anhand der Lichtverhältnisse in der Umgebung.

Für das Problem der Frontbeleuchtung kann man die Helligkeit des Bildschirms benutzen. Das machen sogar einige Hersteller. Somit wäre mehr oder weniger die Front-LED nicht unbedingt notwendig. Viel Licht bringt der Bildschirm in seinem hellsten Zustand auch nicht, aber das würde für nahe Portrait Fotos sog. Selfies oder kleine eigene Videoaufnahmen des Benutzers reichen. Das zweite Problem, sind die Annäherungs-Sensoren (IR- oder Lichtsensoren), die ebenso einen oder mehrere Lichtfenster brauchen. Auch das Problem wurde von einigen Herstellern gelöst (z. B. Xiaomi mit dem Smartphone Modell Mi Mix S), indem diese statt eines IR- oder Lichtsensors, Ultraschall-Sensoren verwenden, die unter dem Display eingebaut werden können. Das Hauptproblem bleibt aber weiterhin die Front-Kamera.

Das Patent US 9,466,653 beschreibt ein Display, wobei ein Umgebungs-Licht-Sensor oder der Annäherungssensor in dem Display selbst integriert werden kann.

Die Anmeldung US 20140132578 beschreibt ein Verfahren, wobei ein Umgebungslichtsensor die Displayhelligkeit steuern soll.

US 20130076712 A1 beschreibt ein Display, das von mehreren Sensoren, die sowohl sichtbares Licht, als auch unsichtbares Licht (vermutlich IR) erfassen können, gesteuert wird.

Die Anmeldung EP 2144293 A2 beschreibt ein OLED Display mit integrierten Sensoren, die das Display steuern.

Der in den Patentansprüchen 1 bis 41 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Lösung für ein Mobiltelefon mit einem randlosen Bildschirm zu schaffen, wobei Begleitelemente in Form eines neuartigen Annäherungssensors, der auch zuverlässig funktioniert, eine brauchbare Rück- und Front-Kamera und eine gute Beleuchtung, sogar mit Licht-Zoom-Funktion in dem Mobiltelefon so integriert sind, dass diese dem randlosen Bildschirm nicht im Wege stehen.

Dieses Problem wird mit den in den Patentansprüchen 1 bis 41 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Vorteile der Erfindung sind:

  • – der Annäherungssensor besteht aus Induktivitäts-Spulen und kann komplett unter dem Display verschwinden,
  • – die Kamera hindert überhaupt nicht mehr bei der Bildschirmgröße-Auswahl, weil sie entweder am Rand des Mobiltelefons ausfahrbar eingebaut ist oder mit einem ausfahrbarem Lichtablenkelement gekoppelt ist, somit eine freie Bildschirmgrößen-Auswahl, auch komplett randlos möglich ist,
  • – ebenso aus dem Rand des Mobiltelefons ein- und ausfahrbare Leuchtmittel, das mit der ausfahrbaren Kamera oder ausfahrbaren Licht-Ablenk-Mittel gekoppelt ist,
  • – präzise und schnelle Licht-Zoom-Möglichkeit bei größere Entfernungen,
  • – optimale und weitgehend präzise Steuerung dieser Begleitelemente.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 5 erläutert. Sie zeigen:

1 eine Variante, wobei eine Kamera ausfahrbar ist,

2 ein Mobiltelefon mit Annäherungssensoren aus Induktivitäts-Spulen,

3 ein Mobiltelefon mit Laserdioden,

4 den Aufbau des Licht-Zoom-Systems,

5 die in Längsachse des Mobiltelefons blickende Kamera und den Einbau von Lichtablenkelemente für die Kamera und Lichtelemente.

In das Mobiltelefon 1 ist eine Elektromagnet-Spule 2, in Form einer Luft-Spule eingebaut, dessen Magnetfeld-Achse 3 perpendikular zu der Bildschirm-Fläche steht. Hinten ist die Spule durch eine kleine Metall-Platte 4, Gitter oder einer Legierungs-Folie auf der Mobiltelefon-Rückseite abgeschirmt, sodass kein großartiger Einfluss auf sie aus der Mobiltelefon-Rückseite 5 kommt (2). Das Funktions-Prinzip sieht so aus:
Man kennt aus der Elektronik, insbesondere aus der Funktechnik die Tatsache, dass wenn man mit dem Finger oder Handfläche zu nah an einer Elektromagnet-Luftspule kommt, die mit einem Schwingkreis in einer Schwingresonanz steht, ihre Schwingresonanz bzw. die Schwingfrequenz verändert wird. Das geschieht aus dem Grund, weil der menschliche Körper und seine Glieder Wasser enthalten und das hat dielektrische Eigenschaften und somit auch eine Permittivität in Bezug auf Elektro- oder Magnetfelder. Eine Luftspule hat keinen Kern und in einer Schwingresonanz-Aktivität reagiert empfindlich auf die Annäherungen von Körperteilen, was die Schwingfrequenz stört und diese dabei mehr oder weniger ändert. Die Änderung der Frequenz ist nicht allzu groß, aber im dutzende oder hunderte MHz-Bereich kann einige KHz oder sogar MHz betragen, was leicht durch eine Auswerte-Einheit erfasst werden kann. Vom Prinzip her, funktioniert ähnlich auch ein Musikinstrument namens Theremin.

Die Elektromagnet-Spule/Lquft-Spule wird über einem Signal-Generator 6 mit einem sehr schwachen Wechselstrom-Signal mit eine bestimmten Frequenz versorgt, der gleichzeitig auch gemessen wird. Die Spule steht über einem Schwingkreis/Oszillator in einer elektrischen Schwingresonanz. Die Schwingfrequenz kann z. B. mehrere dutzende MHz betragen. Optimal ist eine Gruppe von kleinen Spulen, die in dem Bereich eingebaut sind, die das Ohr beim Telefonieren großflächig berühren würde. Alle diese Spulen schwingen mit der gleichen oder ähnlichen Frequenz und können von dem gleichen Signal oder noch besser durch getrennte Leitungen mit jeweils einen eigenem Signal versorgt werden. Wenn ein oder zwei Finger den Bildschirm 7 gleichzeitig berühren, werden zwar die Spulen, direkt darunter ihre Schwingresonanz und damit auch die Frequenz ändern (das kommt davon, weil die Induktivitätswerte der Spule durch die Annäherung der Finger leicht verändert werden), die anderen Spulen bleiben aber mehr oder weniger unbeeinflusst. Somit erkennt die Auswerteeinheit 8, dass hier noch kein großflächiger Körperteil, wie z. B. das Ohr wäre, das Handy berührt hat. Die Auswerteeinheit muss zwar nicht, kann aber zusätzlich mit einer Referenzspule 9 gekoppelt werden, die in einem Ferrit-Käfig 31 abgeschirmt ist, um eine Differenzfrequenz zu ermitteln. Sobald aber das Ohr das Mobiltelefon berührt, werden mehrere Spulen betroffen werden und die Auswerteeinheit registriert dass mehrere Spulen 2 ihre Schwingresonanz geändert haben, somit wird vermutet, dass das Ohr den Bildschirm berühren wird und der Bildschirm 7 sofort abgeschaltet. Die Resonanz-Änderung der Spulen erfolgt schon einige Millimeter oder Zentimeter (abhängig von der Größe und Schwingfrequenz der Spulen), bevor irgendwas den Bildschirm berührt, somit eine blitzschnelle Bildschirm-Abschaltung eingeleitet werden kann. Die Abschaltung erfolgt innerhalb von Mikrosekunden und das ist so schnell, dass das Ohr kaum es schafft, den Bildschirm im aktiven Zustand zu berühren.

Weil die Hand auf der anderen Seite das Handy anfasst, die abgeschirmt von den Spulen durch eine Metall-Platte, ein Metall-Gitter oder einer speziellen Folie ist, bleiben die Induktionsspulen 2 weitgehend unbeeinflusst davon. Auch das Bedienen des Bildschirms mit den Fingern wird nicht zu einer Bildschirm-Abschaltung führen, weil dabei lediglich eine oder eine kleine Anzahl von Spulen 2, bedingt durch die Form des Fingers betroffen werden. Erst wenn das Ohr zu nah am Handy ankommt, bzw. wenn mehrere der Spulen gleichzeitig betroffen sind, wird der Bildschirm abgeschaltet. Das Ohr berührt nicht punktuell wie der Finger das tut, sondern eher großflächig bzw. zuerst linienförmig, also die berührte Flächen-Größe beträgt vielmehr als bei einem Finger der Fall wäre. Die Spulen 2 sind direkt unter dem Display eingebaut. Sie sind sehr flach, weisen eine sehr dünne Leitung auf und können mit nur eine oder wenige Windungen gebaut werden. Sie können auch in das Display selbst integriert werden und mit Licht-Ätz-Verfahren auf der Rückseite des Displays eingebaut werden. Die Elektromagnet-Kraft, bzw. der Stromsignal der Spulen ist so niedrig, dass sie keine Störungen auf dem Display verursachen, auch wenn dies unmittelbar darunter sich befinden.

Was die Kamera 10 betrifft, diese wird am Rand vorzugsweise am oberen Rand 11 des Mobiltelefons eingebaut. Die Kamera kann ausfahrbar sein, wie auf der 1 dargestellt ist. Ein kleiner Rahmen 19 oder kleines Gehäuse, in dem/das die Kamera eingebaut ist, wird elektromagnetisch in Längsachse des Mobiltelefons herausgefahren, wenn die Kamera benötigt wird, bzw. Kamera-Funktion aktiviert wird. Beim Nichtgebrauch, wird der Kamera-Halterahmen 19 mit der Kamera 10 komplett eingezogen bzw. in dem Rand versenkt. Das Ein- und Ausfahren erfolgt einfach durch einen Elektromagneten, der statisch im Mobiltelefon eingebaut ist und einem Dauermagneten, der mit dem Rahmen gekoppelt ist. Durch die Magnetfeldwechselwirkung zwischen dem Elektromagneten und dem Dauermagneten, kommt es zu Abstoß- und Einzieh-Kraft-Erzeugung, die die Bewegung der Rahmen mit der Kamera bewerkstelligt. Eine kleine Luftspule und ein sehr kleiner Neodym-Magnet wären vollkommen ausreichend dafür. Eine Steuerung, die mit dem Elektromagneten gekoppelt ist, regelt die Elektromagnet-Kraft sowie die Umpolung des Elektromagnets.

Auf der 5 ist die Kamera so angeordnet, dass diese in Längsachse des Mobiltelefons 12 gerichtet ist. Die Kamera hier ist statisch eingebaut. Durch ein sehr kleines bewegliches Lichtablenkungselement, vorzugsweise einen Spiegel 13 am Rand, wird das Blickfeld der Kamera nach vorne oder hinten abgelenkt. Der Spiegel kann elektromagnetisch herausfahrbar und hinter einer durchsichtigen Schutzgehäuse oder Schutzkapsel 14 eingebaut werden, oder einfach in einem durchsichtigen Schutzgehäuse schwenkbar eingebaut werden. Die Kippneigung der Spiegel, bzw. die Drehung erfolgt ebenso elektromagnetisch, über einem Magneten 15, der in der Drehachse oder auf der Rückfläche des Spiegels 16 eingebaut ist und einem kleinen Elektromagneten 17, der statisch eingebaut ist und den Spiegel berührungslos durch Magnetfeldwechselwirkung orientiert. Der Elektromagnet sollte eine Luftspule sein, weil dann diese um die Kamera gewickelt werden kann und die Magnetfelder besser entfalten kann. Durch die Magnetfeldwechselwirkung zwischen der Luftspule und dem Dauermagneten, der mit dem Spiegele gekoppelt ist, wird der Spiegel, je nach Polarität der Spule so geneigt, dass das Blickfeld der Kamera nach hinten oder nach vorne gerichtet wird. Somit können mit einer Kamera Front- oder Rückaufnahmen gemacht werden, je nachdem wie der Spiegel geneigt wird. Über das Lichtablenkelement kann auch das Licht eines Leuchtmittels (z. B. LED oder Laserdiode) aus dem Inneren des Mobiltelefons in die Mobiltelefon-Längsachsen-Richtung abgegeben und dann nach vorne oder nach hinten abgelenkt werden. Es können zwar mehrere bzw. unzählige Dreh-Zustände des Spiegels oder Ablenkelements damit realisiert werden, für diese Zwecke sind aber lediglich zwei Zustände notwendig und vom Nutzen, also bistabiler Zustand – einer für die Lichtachsen-Ablenkung der Kamera nach hinten und einer nach vorne. Die Kamera selbst bewegt sich nicht, aber der Spiegel oder auch ein anderes Lichtablenkungselement, wie ein optischer Prisma, schon und das in einer Drehachse 16. Für eine Vereinfachung der Erfindung, sollte die Drehachse 16 rechtwinklig zu der optischen Achse 18 der Kamera angeordnet sein. Dadurch dass der Spiegel oder das Prisma sehr nah an die Kamera platziert ist, können diese extrem klein und unauffällig gebaut werden. Somit wären Designs für Mobiltelefone/Smartphone realisierbar, deren Vorderfläche komplett aus einem Bildschirm besteht, also absolut randlos in alle Richtungen. Auch die Beleuchtung für die Kamera kann in dem ausfahrbaren Teil/Rahmen 19 integriert werden. Vorzugsweise kann man LED-s 20 oder Laserdioden 21 dafür benutzen, die eine sehr hohe Lichtausbeute haben. Bei der Verwendung von Laserdioden kann man drei Laserdioden gleichzeitig verwenden, die alle drei Licht-Grundfarben abgeben: Rot, Grün, Blau – RGB. Eine Vierte Laserdiode für gelbes Laserlicht würde die Beleuchtung noch verbessern. Es gibt aber auch Monolithische Laserdioden, oder auch Laserdioden, die über einem Konverter das monochromatische Licht umwandeln, die ein weißes Licht erzeugen können. Diese würde dann die RGB-Laserdioden-Gruppe ersetzen, was die Sache einfacher macht.

Eine kleine und in deren optischen Achse bewegliche Linse 22 kann vor der Leuchtdiode oder Laserdiode direkt im Licht-/Laser-Strahl eingebaut werden, um deren Licht mehr oder weniger zu fokussieren, was eine Art Licht-Zoom-Funktion ermöglicht (4). Die Bewegung erfolgt in der Lichtstrahl-Achse 23 entlang. Damit können auch weit entfernte Ziele gut beleuchtet und fotografiert werden. Diese Methode kann sowohl für die Front-Aufnahmen, als auch für Rück-Aufnahmen verwendet werden, allerdings macht es mehr Sinn, wenn diese für die Aufnahmen aus der Mobiltelefon-Rückseite verwendet werden, weil damit man einen Überblick über das Display hat und auch weit entfernte Ziele optimaler fotografieren kann. Die Bewegung der Linse erfolgt durch einen Elektromagneten 24 in Form einer Spule und einem Dauermagneten 25, der vorzugsweise ringförmig und am Rand 26 der beweglichen Linse 22 eingebaut ist. Durch die Elektromagnetkraft der Spule, die in der Nähe der Linse 22 statisch eingebaut ist, wird der Dauermagnet 25 abgestoßen oder angezogen werden, je nachdem, wie die Polarität der Spule 24 über eine Steuerung 27 geregelt wird. Eine kleine flexible Halteteil, vorzugsweise eine Membrane 28, die ringförmig gebaut ist, die mit konzentrischen Falten 29 versehen ist (ähnlich wie die Spulen-Membrane beim Lautsprechern gebaut), kann sehr gut die Linse in Position halten, sodass diese nur in der optischen Lichtstrahl-Achse 23 entlang beweglich bleibt. Die Linse befindet sich in Zentrum der Membrane und wird nur an ihren Rand 26 befestigt, sodass das Licht, das durch die Linse kommt, nicht beeinflusst wird. Am Rand der Linse ist auch der ringförmige Dauermagnet 25 eingebaut. Die Bewegung der Linse hin und her, kann sehr präzise ausgeführt werden und wird durch die Magnetfeld-Intensität bzw. Stromintensität der Spule/Elektromagnetspule 24 gesteuert. Ist das Magnetfeld der Spule schwach, wird die Linse z. B. nach vorne nur minimal geschoben. Kehrt die Polarität der Spule um, wird die Linse angezogen. Auch Schwingungen der Linse mit einer beliebigen Frequenz innerhalb der physikalischen Grenzwerte der Materialeigenschaften der Linse sind möglich, um das Licht sehr schnell zu fokussieren und dann wieder den Lichtkegel breiter zu machen. Je härter und kleiner die Linse gebaut ist, desto schneller kann sie schwingen, ohne beschädigt zu werden.

Was die Erfassung der Umgebungshelligkeit betrifft, kann man den Helligkeits-Sensor 30 auch seitlich, bzw. am Rand des Mobiltelefons 1 einbauen. Ein solcher Sensor ist total klein und dessen Durchmesser kann weniger als einem Millimeter betragen, daher total leicht an einem beliebigen Rand des Mobiltelefons integrierbar ist. Weil die Mobiltelefon-Ränder öfters gebogen sind, kann er so in der Biegung eingebaut werden, dass er trotzdem wenn nicht komplett lotrecht zu Bildschirm, zumindest etwas schräg in Lotrichtung zu Bildschirm seinen Erfassungsbereich entfaltet, bzw. so ausgerichtet eingebaut werden kann. Unbedingt ein Umgebungshelligkeitssensor einzubauen ist es nicht wirklich notwendig, weil diese Rolle leicht die Kamera übernehmen kann (egal ob die Front- oder Rück-Kamera). Dafür muss die Kamera nicht ständig eingeschaltet bleiben. Eine kurze Kamera-Aktvierung beim Einschalten des Displays würde dafür reichen. Auch über eine Steuerung, die die Kamera zeitweise z. B. alle 20–60 Sekunden sehr kurz aktiviert – solange der Bildschirm aktiv ist, kann die Helligkeit der Umgebung zuverlässig erfassen. Theoretisch mit der Front-Kamera kann über eine solche Steuerung, die die Kamera nur in Zeitintervallen kurz aktiviert, auch die Annäherungs-Sensor-Funktion bewerkstelligt werden. Die Kamera würde dann die Annäherung erfassen und den Bildschirm automatisch abschalten. Über den Schwerkraftsensor des Mobiltelefons kann sehr genau ermittelt werden, ob das Mobiltelefon ruhig steht/liegt und wann das Mobiltelefon schräg oder senkrecht gehalten wird, um zu telefonieren, und erst dann die Kamera für die Annäherungs-Sensor-Funktion bereitgestellt werden bzw. aktiviert werden. Die Bildschirm-Steuerung durch die Kamera kann auch über die Software leicht geregelt werden. Bei ankommenden Anrufen oder während Wahlverfahren bei ausgehenden Anrufen kann softwaregesteuert automatisch die Kamera für Annäherungs-Sensor-Funktion aktiviert werden.

Bezugszeichenliste

1
Mobiltelefon
2
Elektromagnet-Spule/Luft-Spule/Induktionsspule
3
Magnetfeld-Achse
4
kleine Metall-Platte/Gitter oder eine Legierungs-Folie
5
Mobiltelefon-Rückseite
6
Signal-Generator
7
Bildschirm
8
Auswerteeinheit
9
Referenz-Spule
10
Kamera
11
obere Rand des Mobiltelefons
12
Längsachse des Mobiltelefons
13
Spiegel
14
Schutzgehäuse oder Schutzkapsel
15
Magnet für den Spiegel
16
Drehachse des Spiegels
17
Elektromagnet für den Spiegel
18
optische Achse der Kamera
19
ausfahrbares Teil/Rahmen
20
LED-s
21
Laserdiode
22
bewegliche Linse
23
Lichtstrahl-Achse
24
Elektromagnet für die Linse
25
Dauermagnet für die Linse
26
Rand der beweglichen Linse
27
Steuerung für die Linse
28
Membrane
29
konzentrische Falten
30
Helligkeits-Sensor
31
Ferrit-Käfig

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • US 9466653 [0004]
  • US 20130076712 A1 [0006]
  • EP 2144293 A2 [0007]