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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf die mechanische und elektrische
Struktur eines Tastenfeldes oder einer Tastatur. Insbesondere betrifft
die Erfindung ein Tastenfeld oder eine Tastatur, bei dem oder bei
der eine Schicht von zumindest teilweise leitenden Kuppeln verwendet
wird, um leitende Verbindungen in Erwiderung auf Tastendrucke herzustellen.
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Membrantastenfelder
befinden sich typischerweise in tragbaren elektronischen Apparaten, wie
Mobiltelefonen, Palmtop-Computern und persönlichen digitalen Assistenten.
Der Ausdruck Membrantastenfeld bezieht sich auf eine Anordnung druckbarer
Tasten, bei denen wesentliche Teile der elektromechanischen Struktur
aus Schichten bestehen, die sich im wesentlichen durch das gesamte
Abdeckungsgebiet des Tastenfeldes ziehen. 1a ist
ein teilweise geschnittene Explosionsansicht, die eine bekannte
Struktur für
so ein Tastenfeld darstellt. Die Oberfläche einer gedruckten Leiterplatte 101 umfasst eine
Anzahl von Kontaktflächen,
wo mindestens zwei leitende Streifen 102 und 103 dicht
zueinander kommen. Abgestützt über der
gedruckten Leiterplatte 101 und von ihr durch eine perforierte
Isolationsschicht 104 getrennt, ist eine Anordnung von
leitenden Kuppeln 105, so dass jede leitende Kuppel direkt über den
leitenden Streifen 102 und 103 liegt. Eine Tastenmatte 106 ist
oben auf den leitenden Kuppeln angeordnet. Sie ist aus einem elastischen
Material hergestellt und hat hervortretende Vorsprünge 107 oben auf
jeder leitenden Kuppel. Eine perforierte äußere Abdeckung 108 liegt
oben auf den vorher erwähnten Strukturkomponenten,
so dass jeder hervortretende Vorsprung 107 der Tastenmatte
leicht durch die Öffnungen
in der äußeren Abdeckung
vorsteht.
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Die
Tastenmatte 106 ist aus lichtdurchlässigem Silikongummi oder einem
anderen geeigneten Material, das Licht ziemlich gut leitet, hergestellt,
so dass eine Anzahl an der Oberfläche montierter Licht emittierende
Dioden (SM-LEDs) 109 für die Beleuchtung
verwendet werden können.
Die SM-LEDs 109 sind an Kontaktflächen 110 und 111 angelötet, so dass
sich in der zusammengebauten Konfiguration ihre Hauptrichtung der
Abstrahlung durch einen Rand der Tastenmatte 106 in deren
Substanz erstreckt. Licht, das durch die Oberflächen der hervortretenden Vorsprünge 107 austritt,
liefert die visuelle Beleuchtungswirkung, die vom Benutzer gesehen wird.
Die Oberflächen
der hervortretenden Vorsprünge 107 können teilweise
mit einer undurchsichtigen Schicht abgedeckt sein, so dass Licht
nur durch eine Öffnung,
die den Umriss eines Zeichens oder einer Gruppe von Zeichen hat,
austreten kann. 1b zeigt dieselbe Struktur in
einer zusammengebauten Konfiguration.
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1c zeigt
ein einfaches Schaltungsdiagramm der Beleuchtungsanordnung; die
Tastenfeldfunktion ist in 1c nicht
gezeigt. Die SM-LEDs 109, die für die Beleuchtung verwendet
werden, bilden eine seriell verbundene Kette, deren kathodenseitiges
Ende mit Erdpotential gekoppelt ist. Das anodenseitige Ende der
Kette ist mit einem Mikroprozessor 120 gekoppelt, der einen
steuerbaren Schalter 121 zwischen dem anodenseitigen Ende
der SM-LED Kette und einer positiven Versorgungsspannung Vcc umfasst.
Der Mikroprozessor 120 umfasst auch Mittel 122 für das Detektieren
der Notwendigkeit für
eine Beleuchtung des Tastenfeldes. Der in 1c gezeigte
Block 122 ist typischerweise ein Softwareverfahren, das
ausgebildet ist, um den Funktionszustand der durch das Tastenfeld
gesteuerten in Frage stehenden Vorrichtung zu überwachen und einen Ausgabepuls
zu erzeugen, der den Schalter 121 schließt, immer
wenn der Funktionszustand vorschlägt, dass die Beleuchtung des
Tastenfeldes vorteilhaft sein würde.
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Die
Beleuchtungsanordnung der 1a, 1b und 1c ermöglicht nur
die gleichzeitige Beleuchtung des gesamten Tastenfeldes. Es würde natürlich möglich sein,
die SM-LEDs 109 in zwei oder mehr Unterketten zu gruppieren,
die unabhängig voneinander
mit einer positiven Spannung gekoppelt werden könnten. Es ist jedoch auch in
einer solchen weiterentwickelten Anordnung schwierig, die Ausbreitung
des Lichts in der Substanz der Tastenmatte 106 so zu steuern,
dass nur ein Teil des Tastenfeldes erleuchtet erscheint. Eine zunehmende
Zahl von Unterketten würde
auch direkt die erforderliche E/A-Stiftzahl (Eingabe/Ausgabe) des
Mikroprozessors 120 erhöhen,
was bei der Entwicklung keinen bevorzugten Trend darstellt. Ein
weiterer Nachteil der Anordnung der 1a, 1b und 1c ist
der, dass die SM-LEDs 109 einen gewissen Raum (in der Größenordnung
von mindestens 0,6 mm) in der vertikalen Richtung benötigen. Auch
andere Teile der Tastenfeldanordnung haben jeweils eine Dicke, die nicht
null beträgt,
so dass insgesamt die beleuchtete Tastenfeldanordnung ziemlich dick
wird.
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Die
Patentveröffentlichung
US 4,307,268 offenbart ein
taktiles Schnappbetätigungselement
für eine
Verwendung in Tastaturen, wobei das Element eine kreisförmig geformten
invertierbaren erste Kuppel und eine zweite Kuppel, die mit einem
Betätigungsvorsprung
ausgebildet ist, der sich von der invertierbaren zweiten Kuppel
erstreckt, wobei der Betätigungskuppelvorsprung
integral mit der invertierbaren Kuppel ausgebildet ist und nicht
invertierbar ist, umfasst. Das Element wird durch eine Betätigungskraft
betätigt,
die direkt oder indirekt durch die nicht invertierende zweite Kuppel
wirkt, um die erste Kuppel zu invertieren und eine taktile Rückkopplung zu
liefern. Die Tastatur umfasst eine Vielzahl von Tasten, wobei jede
Taste ein Element, eine leitende Schaltung, die mit der ersten Kuppel
verbunden ist und mit der Inversion der ersten Kuppel bewegt werden
kann, um eine zweite leitende Schaltung, die mit dem Element verbunden
ist, elektrisch zu kontaktieren, einschließt. Somit ist eine typische
Tastenfeldstruktur mit umgekehrten Kuppeln beschrieben, und es ist
tatsächlich
keine Beleuchtung offenbart. Durch die umgekehrten Kuppeln ist die
bekannte Tastenfeldstruktur für
eine relativ dünne
Beleuchtungsstruktur problematisch.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Tastenfeldanordnung
zu liefern, deren Dicke relativ klein ist. Eine zusätzliche
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine dünne, beleuchtete Tastenfeldanordnung
zu liefern. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Tastenfeldbeleuchtungsanordnung zu liefern, die für verschiedene Arten
von Beleuchtungseffekten mit minimalem Aufwand rekonfiguriert werden
kann.
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Die
Aufgaben der Erfindung werden durch das Invertieren der Kuppeln
in einer Tastenfeldanordnung von ihrer konventionellen nach oben
hervortretenden Ausrichtung erzielt, so dass die Kuppeln in Richtung
zur mechanischen Stützstruktur
der Tastenfeldanordnung statt zu den Berührungsflächen der Tasten hervortreten.
Gewisse andere Aufgaben der Erfindung werden durch die Verwendung
von Lichtquellen, die aus geschichteten Folienstrukturen hergestellt
sind, wie organische LEDs auf Polymerbasis, für die Beleuchtung von Tasten
oder Tastengruppen erzielt. Gewisse Aufgaben der Erfindung können sogar
durch andere Lichtquellen, wie SM-LEDs erzielt werden, die verwendet
werden, wenn die mechanische Struktur des Tastenfeldes korrekt konstruiert
ist.
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Die
Erfindung betrifft ein Tastenfeld für eine tragbare elektronische
Vorrichtung. Die charakteristischen Merkmale eines Tastenfelds gemäß der Erfindung
sind im unabhängigen
Patentanspruch, der sich auf ein Tastenfeld richtet, angegeben.
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Konventionellerweise
hat man gedacht, dass zumindest teilweise leitende Kuppeln, die
die Kuppellage oder Kuppelschicht in einem Membrantastenfeld bilden,
nach "oben" hervortreten müssen, das
heißt zur
Außenfläche, auf
die der Benutzer schaut und von der er das Tastenfeld bedient. In
einer konventionellen Anordnung bewirkt die Aktion des Drückens einer
Taste eine punktartige Kraft, die nach unten gegen das Zentrum einer
Kuppel ausgeübt
wird. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es vollständig möglich und
sogar vorteilhaft, die Kuppeln so auszubilden, dass sie stattdessen
nach unten hervortreten. "Nach
unten" bedeutet
hier die Richtung weg von der Oberfläche, auf die der Benutzer sieht
und wo er das Tastenfeld betätigt.
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Die
Erfindung stellt keine besondere Anforderungen an die Lichtquellen,
die verwendet werden, um das Tastenfeld zu beleuchten. Es kann sogar
gar keine Beleuchtung vorhanden sein. Die mechanische Struktur gemäß der Erfindung
neigt jedoch dazu, gewisse Beleuchtungsanordnungen vorteilhafter
als andere zu machen.
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Organische
LEDs, auch als OLEDs bekannt, sind Licht ausstrahlende Halbleitervorrichtungen,
die aus einem Stapel sehr dünner
Materialschichten bestehen. Eine einfache OLED-Struktur besteht aus einem transparenten
Substrat, einer Anodenelektrodenschicht, eine Polymerrekombinationsschicht
und einer Kathodenelektrodenschicht, die aufeinander liegen. In
einer Tastenfeldanordnung gemäß der Erfindung
können
eine oder mehrere OLEDs mit einzelnen Tasten oder Tastengruppen
verbunden werden, so dass sie die Rolle der bekannten oberflächenmontierten
Dioden bei der Beleuchtung des Tastenfeldes übernehmen können. Die OLEDs sind in die
Tastenfeldstruktur integriert, so dass eine der Schichten, die in
der Tastenfeldstruktur auch aus anderen Gründen existiert, auch als die
Substratschicht für
die OLEDs dient. Eine alternative Lösung besteht darin, vollständige OLEDs
herzustellen und sie an den anderen Teilen der Tastenfeldanordnung
zu befestigen, indem sie beispielsweise an eine Oberfläche geklebt
oder gelötet
werden oder indem sie in ein durch Spritzguss ausgebildetes Materialstück eingebettet
werden.
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Eine
OLED oder eine vergleichbare Halbleiterlichtquelle, die für die Tastenfeldbeleuchtung
verwendet wird, kann sogar mit einem Halbleiterschaltelement wie
einem organischen Feldeffekttransistor, der auch als OFET bekannt
ist, zusammen gruppiert werden. Der Vorteil, der sich aus einem
solchen Gruppieren ergibt, ergibt sich aus der Tatsache, dass ein
einzige Paar von Versorgungsspannungsleitungen für eine Anzahl von Lichtquellen
verwendet werden kann, und dennoch mindestens eine der Lichtquellen
(die eine, die mit einem Schaltelement gruppiert wurde) durch ein
einfaches Steuersignal niedriger Leistung einzeln an- und aus geschaltet
werden kann. Eine Konvertereinheit wird typischerweise benötigt, um
die Beleuchtungssteuerbefehle, die von einem Mikroprozessor ausgegeben
werden, in Schaltsignale für
die einzelnen Lichtquellen-Schaltelement-Paare umzuwandeln.
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Ein
beleuchtetes Tastenfeld gemäß der Erfindung
besteht typischerweise aus Schichten, so dass sich eine Kuppelschicht
oder Kuppellagenschicht nicht oben auf der Schicht befindet, die
die Kontaktpunkte umfasst, sondern unter dieser. Die Kombination
einer solchen Anordnung von Schichten für die Verwendung von OLEDs
als Lichtquellen für die
Beleuchtung führt
zu einer Lösung,
bei der die Lichtquellen sehr dicht an der sichtbaren Oberfläche der
beleuchteten Tasten angeordnet sein können. Der dadurch gewonnene
Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, dass wenn das emittierte Licht
nur einen sehr kurzen Weg in einer transparenten oder lichtdurchlässigen Substanz
zurücklegen
muss, bevor es in die Luft und zu den Augen eines Benutzer hin ausgestrahlt
wird, nur ein Bruchteil der elektrischen Leistung für die Beleuchtung
verwendet werden muss, der verwendet wurde, um die Lichtquellen
bei konventionellen Lösungen
anzusteuern, ohne die beobachtbare Intensität des Lichts zu beeinträchtigen. Eine
natürlich
auftretende Sichtweise ist die, dass mit derselben Menge elektrischer
Leistung, die für
die Beleuchtung wie in konventionellen Lösungen verwendet wird, eine
hellere Beleuchtungswirkung erzielt werden kann.
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Die
neue Eigenschaften, die als charakteristisch für die Erfindung angesehen werden,
sind insbesondere in den angefügten
Ansprüchen
aufgeführt.
Die Erfindung selbst wird jedoch sowohl in ihrer Konstruktion und
ihrem Verfahren des Betriebs zusammen mit zusätzlichen Aufgaben und Vorteilen
am besten aus der folgenden Beschreibung spezifischer Ausführungsformen
verständlich,
wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird.
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1a zeigt
eine bekannte Tastenfeldstruktur in einer Explosionsdarstellung;
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1b zeigt
die Tastenfeldstruktur der 1a in
einer zusammengebauten Konfiguration;
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1c zeigt
gewisse elektrische Eigenschaften der Beleuchtungsanordnung der
Struktur der 1a und 1b;
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2 zeigt
eine einfache geschichtete Struktur einer OLED;
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3 zeigt
eine einfache geschichtete Struktur eines OFET;
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4 zeigt
das Prinzip der Platzierung sowohl der Schaltfunktion als auch der
Beleuchtung in der Nähe
jeder Taste;
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5 zeigt
eine Ausführungsform
der Erfindung, bei der eine OLED die leitenden Streifen umgibt,
die für
das Schalten verwendet werden;
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6a, 6b und 6c zeigen
einige alternative Orte einer tastenspezifischen OLED;
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7 zeigt
eine gedruckte Leiterplatte für ein
Widerstandstastenfeld mit einer tastenspezifischen Beleuchtung;
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8 zeigt
ein einfaches Schaltungsdiagramm für ein beleuchtetes Tastenfeld;
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9 zeigt
eine Variation des Schaltungsdiagramms der 8;
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10 zeigt
eine weitere Variation des Schaltungsdiagramms der 8;
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11 zeigt
ein alternatives Strukturprinzip für ein geschichtetes Tastenfeld;
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12 zeigt
die Anwendung des Prinzips der 11 auf
eine OLED-Beleuchtung;
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13 zeigt
die Anwendung des Prinzips der 11 auf
eine SM-LED-Beleuchtung; und
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14 zeigt
ein Verfahren für
das Verwenden der Beleuchtung eines Tastenfelds.
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Um
für die
vorliegende Erfindung zusätzlichen
Hintergrund zu liefern, ist eine bekannte einfache OLED-Struktur in 2 gezeigt.
Ein transparentes oder lichtdurchlässiges Substrat 201 weist
eine im wesentlichen platte Form auf und besitzt zwei parallele
ebene Oberflächen.
Die Hauptfunktion der Substratschicht 201 besteht darin,
als eine mechanische Stützstruktur
zu wirken und es dem Licht zu ermöglichen, durch sie hindurch
zu gehen. Ein geeignetes, beispielhaftes Substratmaterial ist Borsilikatglas.
Eine transparente oder lichtdurchlässige Anodenschicht 202 ist
auf einer der ebenen Oberflächen angeordnet.
Die Anodenschicht 202 muss zusätzlich zur Eigenschaft, dass
sie transparent oder lichtdurchlässig
ist, bis zu einem gewissen Grad leitfähig sein und eine relativ hohe
Austrittsarbeit aufweisen. Ein geeignetes Material für die Anodenschicht 202 ist beispielsweise
Indiumzinnoxid (ITO). Die Oberfläche der
Anodenschicht 202, die nicht gegen das Substrat 201 liegt,
wird im wesentlichen von einer Polymerrekombinationsschicht 203,
die auch als die aktive Schicht bekannt ist, bedeckt. Sie ist beispielsweise aus
Polyphenylenvinylen (PPV) hergestellt und sandwichartig zwischen
der Anodenschicht 202 und einer Kathodenschicht 204 eingefügt, die
aus einem leitenden Material hergestellt ist, das eine relativ niedrige Austrittsarbeit
aufweist, wie Aluminium. Die OLED-Struktur kann zusätzliche
Schichten umfassen, wie Schutzbeschichtungen, über dem gesamten Stapel der
Anodenschicht, der aktiven Schicht und der Kathodenschicht, um sie
gegenüber
schädlichen Umwelteinflüssen zu
isolieren.
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Wenn
die OLED der 2 mit einer Versorgungsspannung
gekoppelt ist, so dass die Anodenschicht 202 mit einem
höheren
Potential gekoppelt ist als die Kathodenschicht 204, so
ist sie in der Vorwärtsrichtung
vorgespannt. Die Differenz der Austrittsarbeit zwischen den Anoden-
und Kathodenschichten bewirkt, dass Löcher von der Anodenschicht
in die aktive Schicht injiziert werden, und dass Elektronen von
der Kathodenschicht in die aktive Schicht injiziert werden. Die
Bewegung der geladenen Teilchen durch die aktive Schicht bedeutet,
dass ein elektrischer Strom durch sie fließt. Die Rekombination der Löcher mit
den Elektronen in der aktiven Schicht bewirkt, dass Quanten elektromagnetischer Strahlung
emittiert werden. Wenn die Auswahl der Austrittsfunktionen passend
ausgeführt
wurde, weisen die emittierten Quanten eine Wellenlänge auf, die
in den Bereich des sichtbaren Lichts fällt. Das Licht, das durch die
Anodenschicht 202 und das Substrat 201 austritt,
kann visuell beobachtet werden. Diskrete Emissionsmuster können einfach
unter Verwendung eines Stapels des kontinuierlichen Substrats, der
Anodenschicht und der aktiven Schicht, und oben auf diesen aus einer
Anzahl diskreter Kathoden ausgebildet werden. Ausgeklügeltere
Musterstrukturen können eine
Anzahl von Anoden und eine Anzahl von Kathoden verwenden, so dass
für jedes
Anoden-Kathoden-Paar ein emittierende Pixel- oder Bildelement an
dem Punkt gebildet wird, wo sie überlappen.
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3 zeigt
eine bekannte Struktur eines organischen FET, der als sehr dünner Halbleiterschalter,
der auf einer planaren Oberfläche
angeordnet ist, verwendet werden kann. Die Substratschicht 301 ist aus
degenerierten Silizium hergestellt und bildet das Gate des FET.
Auf der planaren Fläche
des Gate ist eine dünne
Isolierschicht 302 ausgebildet, deren Funktion darin besteht,
das Gate von der nächsten Schicht
elektrisch zu isolieren, bei der es sich um eine organische Halbleiterschicht 303 handelt,
die den Kanal des FET bildet. Oben auf der Kanalschicht 303 sind
zwei leitende Elektroden, isoliert voneinander, angeordnet, nämlich der
Drain-Anschluss 304 und der Source-Anschluss 305 des
FET.
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4 zeigt
auf einer ziemlich abstrakten Ebene, ein Prinzip einer Tastenfeldbeleuchtung,
bei dem die Beleuchtungsfunktion sehr dicht an jede Taste gebracht
ist. Wir nehmen an, dass eine gewisse, im wesentlichen starre mechanische
Stützstruktur 401 für eine Gegenaktion
zur mechanischen Niederdrückungskraft,
die von einem Benutzer in Verbindung mit dem Drücken einer Taste 402 verursacht wird,
vorgesehen ist. Die Stützstruktur 401 kann
beispielsweise eine gedruckte Leiterplatte sein, die in einer vom
Tastenfeld gesteuerten elektronischen Vorrichtung angeordnet und
durch Stützklammern
am Ort gehalten wird, die einen Teil der gesamten mechanischen Struktur
der Vorrichtung bildet. Die Stützstruktur 401 muss
nicht eben sein. Zwischen jeder Taste 402 und der Stützstruktur 401 gibt
es einen Raum 403, in dem die Schaltfunktion(en), die jeder Taste
zugehören,
verwirklicht sind. Der Raum 403 kann beispielsweise den
Aufbau leitender Streifen, die dicht beieinander sind, und einer
elastisch verformbaren leitenden Kuppel dicht bei ihnen umfassen.
Derselbe Raum 403 kann auch eine Beleuchtungsanordnung
umfassen, die für
diese Taste spezifisch ist, wobei die Beleuchtungsanordnung auf
der Verwendung einer OLED als Licht ausstrahlende Komponente basiert.
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Die
Form der OLED und ihr Ort in Beziehung zu den anderen Komponenten
der Tastenstruktur kann beträchtlich
variieren. 5 zeigt schematisch eine Lösung, bei
der leitende Streifen 501 und 502, die die leitende
Kuppel (in 5 nicht gezeigt) miteinander
verbindet, wenn die Taste gedrückt
wird, in der Mitte platziert sind, und ein nahezu kreisförmiges OLED-Element 503 umrundet
sie auf der Oberfläche einer
gedruckten Leiterplatte 504. Im oberen alternativen vergrößerten Teil
der 5 ist ein Querschnitt des OLED-Elements gezeigt,
wo die Kathodenschicht 505, die aktive Schicht 506,
die Anodenschicht 507 und die Substratschicht 508 sichtbar sind,
wobei die relative Dicke der ersten drei dieser Schicht stark übertrieben
ist. Im unteren alternativen vergrößerten Teil der 5 bildet
die OLED eine integrierte Struktur mit der gedruckten Leiterplatte,
so dass das Plattenmaterial 504 als das Substrat wirkt. Da
das Plattenmaterial nicht transparent ist, und da die gewünschte Richtung
des ausgestrahlten Lichts weg von der Leiterplatte (aufwärts) zeigt,
befinden sich hier die Schichten der OLED in einer umgekehrten Reihenfolge
in Bezug auf das Substrat, wenn man sie mit dem oben beschriebenen
vergleicht: nächst
dem Substrat 504 ist die Kathodenschicht 510 angeordnet,
oben auf ihr die aktive Schicht 511 und als oberste Schicht
die Anodenschicht 512, die, wie das vorher ausgeführt wurde,
transparent ist. Die Kathodenschicht 510 kann sogar exakt
wie andere leitende Flächen
und Spuren auf der gedruckten Leiterplatte ausgebildet werden, was
weiter den Grad der Integration erhöht. Wenn die leitende Kuppel
zumindest teilweise transparent oder für Licht durchlässig ist,
kann ihr Durchmesser in der Struktur der 5 frei gewählt werden.
Wenn die leitende Kuppel jedoch vollständig undurchsichtig ist, muss
ihr Durchmesser kleiner als mindestens der Außendurchmesser des OLED-Elements
sein, und am besten auch kleiner als der Innendurchmesser des OLED-Elements, so dass
das emittierte Licht um die Ränder der
leitenden Kuppel herum gehen kann.
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Die 6a, 6b und 6c zeigen
schematisch einige andere Arten der Platzierung der OLED in der
Nähe der
leitenden Streifen, die zusammen mit der leitenden Kuppel die schaltenden
Teile einer Taste bilden. In 6a sind
die leitenden Streifen 501 und 502 ähnlich wie
in 5 ausgebildet, aber die OLED 601 ist
nur auf einer Seite von ihnen angeordnet. Es würde natürlich möglich sein, mehrere OLEDs zu
platzieren, wie die eine, die in 6a gezeigt
ist, auf verschiedenen Seiten der leitenden Streifen und die OLEDs
in Serie oder parallel zu verbinden, so dass sie alle gleichzeitig
eine Beleuchtung bieten. 6b zeigt
eine Anordnung, bei der sich die OLED 610 in der Mitte
befindet, und bei der die leitenden Streifen 611 und 612 konzentrische
Kreis um sie bilden. In einem Tastenfeld des Stands der Technik, bei
dem sich die leitende Kuppel zwischen der OLED und dem Benutzer
befindet, ist diese Art der Anordnung natürlich nur möglich, wenn die leitende Kuppel (in 6b nicht
gezeigt) transparent oder lichtdurchlässig ist, oder wenn es eine Öffnung durch
die leitende Kuppel gibt, damit das emittierte Licht hindurch scheinen
kann. Unten wird beschrieben, wie die Erfindung es möglich macht,
solche Anforderungen zu erleichtern.
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6c zeigt
eine beispielhafte Anordnung von leitenden Streifen für eine sogenannte
Mehrfachkuppeltaste, bei dem es mehr als eine leitende Kuppel (in 6c nicht
gezeigt) unter einer einzigen Taste gibt, so dass die Schaltfunktion
von dem Teil oder dem Abschnitt der Taste, der gedrückt wird,
abhängt. Insbesondere
gibt es einen ersten leitenden Streifen 620, einen zweiten
leitenden Streifen 621 und einen gemeinsamen leitenden
Streifen 622. Die OLED 623 ist hier zum Teil zwischen
den Kuppelflächen
platziert. Die oben erwähnten
Möglichkeiten
entweder eine vollständige
OLED zu nehmen und sie an anderen Teilen der Struktur zu befestigen,
oder die OLED in andere Teile zu integrieren, so dass mindestens eine
der OLED-Schichten dieselbe oder eine ähnliche Schicht wie andere
strukturelle Schichten ist, gilt unabhängig von der Position, Größe und Form
der OLED.
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7 zeigt
die Anwendbarkeit der Erfindung in Verbindung mit dem Konzept eines
Widerstandstastenfelds. Aus der vorherigen Patentanmeldung des Anmelders
mit der Nummer
EP 99660183.7 ,
die hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird, ist ein funktionales
Prinzip für
das Implementieren eines Tastenfeldes bekannt, so dass jeder Tastenort
einem Kontaktpunkt zwischen einem im wesentlichen linearen Widerstandselement
und einem leitenden Element entspricht. Insbesondere entspricht
jeder Tastenort einem gewissen eindeutigen Paar von Distanzen, die
von den Enden des Widerstandselement zum Kontaktpunkt gemessen werden.
Die Eingabeinformation, die das Drücken einer Taste darstellt,
wird durch das Messen der Spannungen zwischen jedem Ende des Widerstandselements
und dem Kontaktpunkt und dem Abbilden ihrer absoluten Werte oder ihres
Verhältnisses
in ein Stück
Eingabeinformation in einer Verzeichnistabelle, erzeugt. Ein Vorteil
des Widerstandstastenfeldprinzips ist die kleine Anzahl von Verbindungen,
die zwischen dem Tastenfeld und der zugehörigen Verarbeitungselektronik
erforderlich ist.
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Eine
Aufsicht auf die gedruckte Leiterplatte einer Widerstandstastenfeldanordnung
ist in 7 gezeigt. Die elektrischen Verbindungen, die
für die Schaltfunktionen
erforderlich sind, bestehen aus einem ersten Ende 701 des
Widerstandsstreifens, einem zweiten Ende 702 des Widerstandsstreifens
und einem Kontaktpunkt 703 mit einer gemeinsamen leitenden
Elektrode. Um die Schaltfunktion so zuverlässig wie möglich zu halten, bestehen die
Tastenorte aus leitenden Streifenteilen in 7, und das
eigentliche Widerstandsmaterial ist als relativ kurze Abschnitte
zwischen den Tastenorten verteilt. Eine Schraffur zeigt graphisch
die Widerstandsteile. Mit "Widerstand" meinen wir, dass
der spezifische Widerstand des Materials hoch genug ist, um sinnvolle
Differenzen zwischen Spannungswerten zu erzeugen, wenn zwei benachbarte
Tasten gedrückt
werden.
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Die
OLEDs 704 sind in der Nähe
jedes Tastenorts in 7 angeordnet. Die leitenden
Verbindungen, die verwendet werden, um eine Spannung für solche
OLEDs zu liefern, die Licht emittieren sollen, sind in 7 nicht
gezeigt, aber es liegt in den Fähigkeiten
eines Fachmanns solche Verbindungen zu liefern, indem beispielsweise
eine doppelseitige oder gedruckte Mehrschichtleiterplatte verwendet wird.
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8 ist
ein mögliches
Schaltungsdiagramm für
eine beleuchtete Tastenfeldstruktur, dessen Gestalt dem Modell der 7 folgt.
Jeder Tastenort ist in 8 als ein Schalter 801 dargestellt, und
die verteilten Widerstandsabschnitte zwischen den Tastenorten, die
zusammen einen Widerstandspfad vom ersten Ende 701 zum
zweiten Ende 702 bilden, erscheinen als Widerstände 802.
Hier nehmen wir an, dass das zweite Ende 702 mit dem logischen Erdpotential
verbunden ist. Jede OLED erscheint in 8 als eine
Licht ausstrahlende Diode 803. Man beachte, dass die physikalischen
Orte der graphischen Symbole in einem Schaltungsdiagramm nicht den
tatsächlichen
relativen physikalischen Orten der entsprechenden Komponenten entsprechen
müssen.
In der einfachen Ausführungsform
der 8 gibt es eine getrennte Versorgungsspannungsleitung 811 bis 819 zur
Anode jeder OLED, und alle Kathoden sind durch die zweite Endverbindung 702 des
Widerstandsstreifens mit Erde verbunden.
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Der
Nachteil der Ausführungsform
der 8 besteht in der großen Zahl von Verbindungen,
die benötigt
werden, um die OLEDs getrennt an und aus zu schalten. 9 umfasst
als Zusatz zum Schaltungsdiagramm der 8 einen
Seriell-Parallel-Wandler 901,
der Eingangssignale über
eine serielle Leitung 902 annimmt, und sie in gewisse vorprogrammierte Beleuchtungsmuster
umwandelt, die implementiert werden, um die Versorgungsspannungen
ausgewählten
OLEDs durch die Leitungen 911 bis 919 zu liefern.
Der Seriell-Parallel-Wandler
ist in seiner einfachsten Ausführungsform
ein lineares Schieberegister, in welches eine Sequenz von Bits seriell
geschrieben wird und von dem mindestens ein Teil der Bits der Sequenz
in einer parallelen Weise gelesen werden. Er kann auch beispielsweise
eine programmierbare Logik umfassen.
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Sogar
die Ausführungsform
der 9 weist den Nachteil auf, dass ein relativ hoher
Strom von jedem parallelen Ausgang des Seriell-Parallel-Wandlers 901 genommen
werden muss, damit die OLEDs genug Licht ausstrahlen. 10 zeigt
eine Anordnung, bei der jede OLED 803 durch eine Haltleiterschaltkomponente 1001,
wie einen Feldeffekttransistor, begleitet wird. Jedes seriell gekoppelte OLED-Transistor-Paar
bildet eine steuerbare, Licht ausstrahlende Einheit, von der eine
gewisse Anzahl (neun in 10) parallel
zwischen einem Paar von Versorgungsspannungselektroden gekoppelt
ist. In 10 sind diese Versorgungsspannungselektroden dieselben
wie das erste 701 und das zweite 702 Ende des
Widerstandsstreifens. Die Gate-Elektrode des FET bildet die Steuereingabe
der steuerbaren, Licht ausstrahlenden Einheit. Die Steuereingaben sind
mit den Ausgaben des Seriell-Parallel-Wandlers 901 gekoppelt,
so dass der praktische Betrieb der Schaltung derselbe ist wie der,
die in 9 dargestellt ist, mit der Ausnahme, dass nun
der Seriell-Parallel-Wandler 901 nur einen sehr niedrigen
Strom an jeden Eingang liefern muss.
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Die
Erfindung begrenzt die Auswahl der Halbleiterschaltkomponenten in
der Anordnung der 10 nicht, wobei aber spezifische
Vorteile durch die Verwendung von OFETs erzielt werden können. Früher haben
wir angegeben, dass die Dicke der Tastenfeldanordnung am vorteilhaftesten
minimiert werden sollte, was die Verwendung von OLEDs als Lichtquellen
speziell vorteilhaft macht, da sie sehr dünn ausgebildet werden können. Zusätzlich bestehen
die OLEDs aus Schichten, die sogar zusammen mit den anderen Schichten
der Tastenfeldstruktur erzeugt werden können, was zu einer hoch integrierten
Lösung
ohne oder mit nur geringem Löten
führt.
OFETS zeigen dieselben Vorteile.
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Wenn
der Transport von Beleuchtungsbefehlen zur Tastenfeldanordnung (die
den Seriell-Parallel-Wandler einschließt) zu langsam oder sonst wie unmöglich ist,
kann man eine Parallelabbildungsschaltung statt dem Seriell-Parallel-Wandler 901 verwenden.
Es kann beispielsweise vier parallele Eingangsleitungen zur Abbildungsschaltung
geben, und neun (oder so viele wie es unabhängige Lichtquellen gibt) Ausgangsleitungen
von dort. Mit vier parallelen Eingangsleitungen ist es möglich, 16
verschiedene Beleuchtungsbefehle zu geben. Obwohl nicht alle mögliche Permutationen
aktivierter OLEDs dadurch erzeugt werden können, stellen 16 verschiedene
Beleuchtungsmuster dennoch eine merkliche Verbesserung gegenüber den
Beleuchtungslösungen
des Typs "vollständig an/vollständig aus" des Stands der Technik
dar.
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Vorangehend
haben wir implizit angenommen, dass die OLEDs (und möglicherweise
die begleitenden OFETs) auf der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte
erscheinen. Es ist vorteilhaft, da die geforderten elektrischen
Verbindungen leicht in der gedruckten Leiterplatte implementiert
werden können,
und das Herstellungsverfahren der gedruckten Leiterplatte in jedem
Fall die gesteuerte Ablagerung von gemusterten Schichten auf deren
Oberfläche(n) umfasst,
was es leicht macht, auch die Produktion der OLED-Schichten (und
OFET-Schichten) in das Herstellungsverfahren zu integrieren. Wenn
jedoch eine konventionelle Lösung
mit leitenden Kuppeln und sogar einer kontinuierlichen leitenden
Kuppelschicht verwendet wird, bleibt das Problem der Anordnung,
die das Leiten des Lichts auf die andere Seite der Kuppeln oder
der Kuppelschicht ermöglicht.
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Es
ist möglich,
die OLEDs (und OFETs) auch zwischen den Kuppeln (oder der Kuppelschicht)
und den äußeren Strukturkomponenten
zu platzieren, das ist auf der Oberseite der Kuppelschicht statt
unterhalb von ihr. Die Kuppelschicht, die Tastenmatte oder sogar
die äußere Abdeckung
des elektrischen Apparats kann als die Stützstruktur für die OLEDs (und
OFETs) dienen. Alle diese Alternativen umfassen die weitere Auswahl
entweder der Befestigung vollständiger
OLEDs (und OFETs) an den anderen Strukturkomponenten oder die Verwendung
der anderen Strukturkomponenten als integrale Teile der OLED-Struktur
(und der OFET-Struktur). Die letztere Alternative erlaubt beispielsweise,
dass die OLEDs in einem Druckverfahren erzeugt werden, das Lithographieverfahren
oder Siebdruckverfahren verwendet, um die benötigten gemusterten Schichtstrukturen
abzulagern.
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11 zeigt
ein Strukturprinzip für
ein Tastenfeld, das im Vergleich zu allen Lösungen, die oben beschrieben
sind, vollständig
neu ist. Die Struktur ist in einer Explosionsdarstellung gezeigt,
um eine bessere Sicht ihrer Komponenten zu ermöglichen. Innerhalb einer gewissen
elektronischen Vorrichtung gibt es eine im wesentlichen starre mechanische
Stützstruktur 1101.
Oben auf ihr befindet sich eine Kuppelschicht 110, die
eine Anzahl von leitenden Kuppeln 1103 umfasst. Die Kuppelschicht 1102 ist
aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt und so ähnelt sie
den bekannten Kuppelschichten, die in Tastenfeldanordnungen verwendet
werden. Die Kuppelschicht 1102 ist jedoch so ausgerichtet,
dass die Kuppeln von ihr nach unten hervortreten, das heißt in Richtung
der Stützstruktur 1101 und
nicht nach oben zur Richtung hin, von der der Benutzer die Tasten drücken wird.
Schmale Vorsprünge 104 können auf der
Oberfläche
der Stützstruktur 1101 vorgesehen sein,
um einen punktartigen Kontakt zwischen der Stützstruktur 1101 und
jeder Kuppel 1103 in der Kuppelschicht 1102 zu
gewährleisten.
Ein punktartiger Kontakt zu einer Kuppel erleichtert das taktile
Gefühl, das
vom Benutzer erfahren wird, wenn er die Taste drückt, die mit der Kuppel verbunden
ist.
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Oben
auf der Kuppelschicht 1102 gibt es eine gedruckte Leiterplatte 1105,
die dünn
genug ist, um zu einem gewissen Grad flexibel zu sein. Sie kann
beispielsweise aus den bekannten flexiblen Materialien der gedruckten
Leiterplatte hergestellt sein, die auch als flexible Platten oder
einfach Flexible bekannt sind. Wenn das Konzept der Widerstandstastatur
verwendet wird, kann die gedruckte Leiterplatte 1105 aus
einer Polymerfolie (beispielsweise einem Polyester) hergestellt
sein, auf die die Widerstandstastaturschaltung gedruckt wird; OLEDs
oder ähnlich geschichtete
Lichtquellen können
in eine solche Polymerfolie integriert werden. In 11 umfasst
die gedruckte Leiterplatt 1105 auf der Oberfläche, die
gegen die Kuppelschicht 1102 zu liegen kommt, leitende
Streifen 1106 an Orten, die den Orten der Kuppeln 1103 entsprechen.
Um eine elektrische Isolierung zwischen der Kuppelschicht 1102 und
solchen Teilen der gedruckten Leiterplatte 1105 zu liefern,
die nicht in leitenden Kontakt mit der Kuppelschicht kommen sollten,
kann eine perforierte Isolationsschicht 1107 zwischen der
Kuppelschicht 1102 und der gedruckten Leiterplatte 1105 verwendet
werden.
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Auf
der oberen Seite der gedruckten Leiterplatte 1105 befindet
sich eine elastische Tastenmatte 1108, die weiter mit einer
perforierten äußeren Abdeckung 1109 abgedeckt
sein kann, wenn dies notwendig ist. Die Tastenmatte 1108 ist
transparent oder für Licht
durchlässig
und kann hervortretende Vorsprünge
umfassen, um die Plätze
der Tasten zu markieren, wobei dies aber nicht notwendig ist. Die
Transparenz der Tastenmatte braucht nicht total zu sein, da es genügt, wenn
mindestens einige Tastenorte transparente oder lichtdurchlässige Flächen enthalten,
die beispielsweise die Form von Zahlen oder alphabetischen Zeichen
haben können.
Die Beleuchtung der Tasten ist in den Raum 1110 eingebaut,
der zwischen der gedruckten Leiterplatte 1105 und der elastischen Tastenmatte 1108 gelassen
ist. Eine kontinuierliche Tastenmatte könnten ersetzt oder ergänzt werden
mit einer Anzahl von kleineren Untermatten oder sogar mit einer
Anzahl einzelner Tastenflächen.
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12 zeigt
die Kombination des tastenspezifischen OLED-Beleuchtungsprinzip
mit der geschichteten Struktur, das schematisch in 11 gezeigt
ist. Die Schichten in der Tastenfeldstruktur der 12 sind
dieselben wie in 11, aber sie sind nun in einer
zusammengebauten Konfiguration gezeigt. Zwischen der oberen Fläche der
gedruckten Leiterplatte 1105 und der elastischen Tastenmatte 1108 gibt
es eine Anzahl von OLEDs 1201, so dass jede OLED direkt
unter ihrer eigenen Taste platziert ist. Die elektrischen Verbindungen,
die für
die OLEDs 1201 benötigt
werden, können
die gedruckte Leiterplatte 1105 als ihre Stützstruktur
verwenden. Die OLEDs 1201 können sogar als integrale Teile
der gedruckten Leiterplatte 1105 hergestellt werden, indem sie
beispielsweise auf die Oberfläche
der gedruckten Leiterplatte gedruckt werden, was früher in Verbindung
mit den anderen Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben wurde. Alternativ können die OLEDs 1201 an
der elastischen Tastenmatte 1108 befestigt werden, wobei
sie in diesem Fall freiliegende Kontaktflächen auf der Seite der OLEDs
umfassen müssen
(oder mit solchen gekoppelt sein müssen), die gegen die gedruckte
Leiterplatte gelangen. Die OLEDs können sogar in der Substanz
entweder der gedruckten Leiterplatte oder der Tastenmatte eingebettet
werden. Die Hauptrichtung des von den OLEDs abgestrahlten Lichts
verläuft
nach oben durch die Tasten.
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13 zeigt,
wie das in 11 gezeigte Strukturprinzip
verwendet werden kann, um die Tastenfeldbeleuchtung zu revolutionieren,
sogar wenn ansonsten mehr konventionelle Lichtquellen verwendet
werden. In der Struktur der 13 befindet
sich eine relativ dünne
Lichtführungsschicht 1301 zwischen
der gedruckten Leiterplatte 1105 und der Tastenmatte 1108;
statt der Verwendung einer getrennten Lichtführungsschicht könnte man
auch die Tastenmatte 1108 als Licht führendes Element verwenden.
Oberflächenmontierte
LEDs 1302 sind auf der oberen Fläche der gedruckten Leiterplatte 1105 platziert,
so dass wenn sie angeschaltet werden, sie Licht in die Lichtführung emittieren.
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Das
Strukturprinzip der 11, von dem einige praktischere
Ausführungsformen
in den 12 und 13 gezeigt
sind, erlaubt es, die Lichtquellen der Beleuchtungsanordnung so
zu platzieren, dass das Hindurchgehen von Licht von der Lichtquelle zum
Punkt, wo es die Tastenfeldstruktur verlässt und in die Richtung auf
das Auge des Benutzers geht, sehr kurz gemacht werden kann und es
dem Licht leicht gemacht wird, da hindurch zu gehen. Diese Tatsache
kann mindestens auf zwei Arten verwendet werden. Entweder können wir
dieselbe Menge elektrischer Leistung wie in Anordnung des Stands
der Technik verwenden, um die Beleuchtungsanordnung zu betreiben,
wobei in diesem Fall die Menge des Lichts, die das Auge des Benutzers
erreicht, größer als
zuvor gemacht werden kann. Oder wir zielen darauf ab, dieselbe beobachtbare
Menge des Lichts zu erzeugen, wobei in diesem Fall viel weniger
elektrische Energie benötigt
wird.
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Im
Vorangehenden haben wir nicht im Detail betrachtet, wie die flexiblen
Beleuchtungsmöglichkeiten,
die durch die Erfindung hervorgebracht werden, verwendet werden.
Der Zweck der Tastenfeldbeleuchtungsanordnungen des Stands der Technik
hat allein darin bestanden, es dem Benutzer zu ermöglichen,
den Ort der Tasten zu sehen und/oder die Zeichen der Tasten zu identifizieren,
auch dann, wenn das Umgebungslicht nicht ausreichend hell ist. Dies ist
verständlich,
da die Beleuchtungsanordnungen des Stands der Technik keinen sehr
hohen Pegel einer Beleuchtung erzeugen, und die Beleuchtung einzelner
Tasten oder Tastengruppen nicht möglich war. Gemäß der Erfindung
können
jedoch einzelne Tasten oder Tastengruppen, die nur einen Teil des
gesamten Tastenfelds bilden, getrennt beleuchtet werden. Zusätzlich erlaubt
das Platzieren der Lichtquellen in einer vorteilhaften Art, wie
das früher
beschrieben wurde, die Menge des beobachtbaren Lichts anzuheben, so
dass die Beleuchtungseffekte trotz einer relativ hellen Umgebungsbeleuchtung
sichtbar sind.
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Von
bekannten Mobiletelefonen ist es bekannt, dass das Mobiltelefon
einen Anrufer identifiziert und einen unterschiedlichen Klingelton
gemäß der Identität des Anrufers
wählt.
Beispielsweise kann das Telefon programmiert werden, um Anrufe von
einem gewissen sehr spezifischen Anrufer mit einem eindeutigen Klingelton
anzukündigen,
oder die möglichen
Anrufer können
in Anrufergruppen aufgeteilt werden, so dass jede Gruppe mit einem
eigenen Klingelton verbunden wird. Die für eine Taste oder eine Tastengruppe
spezifische Beleuchtungsanordnung gemäß der Erfindung kann in einer ähnlichen
Weise verwendet werden. 14 ist
ein Zustandsdiagramm, bei dem der Zustand 1401 dem Basisbetriebsmodus
eines Mobiltelefons entspricht, wenn es angeschaltet aber unbenutzt
ist. Während
eines Programmierverfahrens wurde mindestens eine Anruferidentität mit einem
gewissen Beleuchtungsmuster oder einer gewissen Sequenz von Beleuchtungsmustern
verknüpft.
Wenn eine Rufverbindungsanforderung gemäß dem Zustand 1402 empfangen
wird, versucht das Telefon den Anrufer im Zustand 1403 zu identifizieren.
In Abhängigkeit
davon, welches Beleuchtungsmuster oder welche Mustersequenz, wenn
es ein solches oder eine solche gibt, mit dem Anrufer, der identifiziert
wird, verknüpft
wurde, wird entweder kein Beleuchtungseffekt gewählt, wie im Zustand 1404,
oder ein gewisses Beleuchtungsmuster oder mehrere Muster werden
statt oder als Ergänzung
zum akustischen Klingelton wie in den Zuständen 1405 und 1406 gewählt. Die
Verwendung einer Sequenz von Beleuchtungsmuster mit ausreichender Schnelligkeit
schafft den Eindruck einer Animation: Die Tastenfeldbeleuchtung
spielt dem Benutzer einen einfachen "Film" vor.
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In
vielen Fällen
kann es sein, dass der Benutzer einer durch ein Tastenfeld gesteuerten
Vorrichtung im Zweifel darüber
ist, welche Taste als nächstes
gedrückt
werden sollte. Die tastenspezifische Beleuchtungsanordnung gemäß der Erfindung kann
für eine
Benutzerführung
verwendet werden. Der Zustand 1407 stellt eine gewisse
Situation dar, bei der es eine am wahrscheinlichsten oder nur eine mögliche Taste
gibt, die der Benutzer als nächstes drücken sollte.
Im Zustand 1408 wird die Taste oder es werden solche Tasten
identifiziert, und in einem der Zustände 1409, 1410 oder 1411 kann
oder können
sie markiert werden, indem sie beleuchtet wird oder werden, während die
anderen Tasten nicht beleuchtet werden, indem sie mit einer höheren Lichtintensität als die
anderen Tasten beleuchtet wird oder werden, indem ihre Beleuchtung
blinkt oder durch das Erzeugen irgend eines anderen Beleuchtungseffekts.
Wenn in einer gewissen Situation nur ein begrenzter Teil des gesamten
Tastenfelds "aktiv" oder für die Benutzer
verfügbar
ist, kann dies durch das Beleuchten von nur diesem Teil des Tastenfelds
betont werden.
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Die
Beleuchtungseffekt können
auch für Freizeitzwecke
verwendet werden. Spiele sind schon in Mobiltelefonen integriert,
die zum Prioritätsdatum der
vorliegenden Patentanmeldung bekannt sind, so dass die Beleuchtung
spezifischer Tasten oder Tastengruppen zum Teil des Spiels gemacht
werden könnte.
Der Zustand 1412 stellt einen Spielmodus dar. Die erste
Annahme ist die, dass die Beleuchtung einem dekorativen und illustrierendem
Zweck dient. Der Zustand 1413 stellt das Auftreten eines
hohen Punktestands oder eines anderen erreichten Zieles im Spiel
dar, der dann in einem der Zustände 1414 oder 1415 mit
einer animierten und/oder blinkenden Beleuchtung irgend einer Art
belohnt wird. Eine andere Annahme ist die, dass die Beleuchtung
zu einem integralen Teil des Spielens eines Spiels gemacht wird,
das gespielt wird, indem die Tasten gemäß dem Zustand 1416 gedrückt werden.
Ein Beispiel der letzteren Kategorie ist ein Spiel, das das Gedächtnis des Benutzer
und die Reflexe testet, so dass eine Sequenz von Tasten in einer
Folge beleuchtet wird, und der Benutzer muss die Tasten in derselben
Reihenfolge drücken,
so lange er kann. Die Beleuchtungsfunktionen, die mit solchen Spielen verbunden
sind, sind in 14 durch die Zustände 1417 und 1418 dargestellt.
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Wenn
wir annehmen, dass das Steuern der Beleuchtungsmuster auf der Verwendung
eines Seriell-Parallel-Wandlers
basiert, wie in den 9 und 10, so
gibt es zwei Basislösungen
für die
Aufgabe der Erzeugung von Beleuchtungssequenzen. Die einfachste
von diesen ist im Hinblick auf die strukturelle und funktionale
Komplexität
des Seriell-Parallel-Wandlers die, dass jeder Befehl, der durch
den Mikroprozessor durch die serielle Verbindung an den Seriell-Parallel-Wandler
gegeben wird, exakt ein Beleuchtungsmuster darstellt. Um eine Animationswirkung
zu verwirklichen, die eine Sequenz von aufeinander folgenden Beleuchtungsmustern
ist, sendet der Mikroprozessor aufeinander folgende Befehle an die
Seriell-Parallel-Wandler. Die andere Alternative besteht darin,
dass ein einzelner Befehl eine vollständige Sequenz von Beleuchtungsmustern
bedeutet. Gemäß der letztern
Lösung
prüft der
Seriell-Parallel-Wandler,
wenn er einen Befehl vom Mikroprozessor durch die serielle Verbindung
bekommt, ob der Befehl ein einzelnes Muster oder eine Sequenz bedeutet.
Wenn er eine Sequenz angibt, so liest er die Muster, die die Sequenz
bilden, aus einem Speicher und gibt die Steuersignale an die Lichtquellen
(oder die Lichtquelle + Schalteinheiten), so dass die Muster nacheinander
erzeugt werden. Das Tempo des Wechselns von einem Muster zu einem
anderen Muster in der Sequenz muss in Bezug auf ein gewisses Taktsignal
bestimmt werden. Der Seriell-Parallel-Wandler kann einen eigenen
Taktsignalgenerator aufweisen, um das Taktsignal zu erzeugen, oder
er kann ein Taktsignal von einigen anderen Teilen der elektronischen
Vorrichtung empfangen.
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Unabhängig davon,
ob die Beleuchtung in Form eines einzelnen Musters oder einer Sequenz geliefert
wird, muss die Dauer, während
der die Beleuchtung an ist, bestimmt werden. Auch für diesen Zweck
können
wir entweder definieren, dass die Beleuchtung für dieselbe Dauer an ist, für die der
Befehl vom Mikroprozessor zum Seriell-Parallel-Wandler an ist, oder
dass der Seriell-Parallel-Wandler Mittel für das Implementieren einer
Zeitkonstante umfasst, so dass er, nachdem er einen Befehl vom Mikroprozessor
erhalten hat, den Beleuchtungseffekt, der vom Befehl angegeben wird,
andauernd hält
während
einer Zeit, die gleich der Zeitkonstante ist, die vom Moment des
Empfangens des Befehls vergangen ist. Gemäß einer nochmals anderen Lösung erfüllt der Seriell-Parallel-Wandler
jeden Befehl sofort und führt Änderungen
nur durch, nachdem er den nächsten Befehl
empfangen hat, wobei ein spezifischer Befehl als "Ausschaltbefehl" definiert worden
ist.
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Im
Vorangehenden haben wird hauptsächliche
OLEDs als die Lichtquellen beschrieben, die aus geschichteten Folienstrukturen
hergestellt werden, und die für
eine Tasten- oder
Tastengruppen-spezifische Beleuchtung verwendet werden. Dies ist
eine Konsequenz der Tatsache, dass die OLEDs die wichtigste Kategorie
von Lichtquellen sind, die aus geschichteten Folienstrukturen hergestellt
sind, die zum Prioritätsdatum
der vorliegenden Patentanmeldung bekannt sind. Es sollte jedoch
angemerkt werden, dass die Erfindung unter keinen Umständen auf
die Verwendung von OLEDs beschränkt
ist, und tatsächlich
erfordert das Basisstrukturprinzip der Erfindung überhaupt
nicht, dass eine Beleuchtung des Tastenfeldes erfolgt.
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Die
oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung
sollten als Hilfen für das
Anwenden der Ansprüche
verstanden werden, und nicht als explizite Beschränkungen
im Hinblick auf eine solche Anwendbarkeit. Der Umfang der Erfindung
wird durch die unabhängigen
Ansprüche
bestimmt. Die Merkmale, die in den abhängigen Ansprüchen angegeben
sind, sind frei kombinierbar, wenn dies nicht explizit anders angegeben
ist. Richtungsausdrücke,
wie "obere Fläche" oder "oben auf" beziehen sich nur
auf die Richtungen, die in den Zeichnungen dargestellt sind und
begrenzen die Anwendbarkeit der Erfindung nicht auf Strukturen,
die nur in einer gewissen Richtung ausgerichtet sind. Das Verb "umfassen" wird als eine offene
Begrenzung verwendet, das den Einschluss anderer, nicht angegebener
Merkmale nicht ausschließt.