DE10157790A1 - Displayfenster zur Schallabstrahlung in Kommunikations- und Multimediaendgeräten - Google Patents

Abstract

Bei einem mobilen Endgerät mit einem Gehäuse (1), das im Bereich eines Anzeigefeldes des Endgerätes eine Öffnung aufweist, die wenigstens teilweise mit einem Anzeigefenster (2) abgedeckt ist, das von Aktuatoren zur Abstrahlung von Schallwellen betätigt und an dem Gehäuse (1) elastisch gelagert ist, wird die Aufgabe, die Montage des Anzeigefensters (2) zu verbessern, dadurch gelöst, dass wenigstens ein Abschnitt (3) des Randes des Anzeigefensters (2) an dem Gehäuse (1) im Wesentlichen starr befestigt ist und das Anzeigefenster (2) einwärts von dem wenigstens einen im Wesentlichen starr befestigten Abschnitt (3) derart elastisch ausgebildet ist, dass das Anzeigefenster (2) zur Abstrahlung von Schallwellen angepasst ist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein mobiles Endgerät nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie auf ein Anzeigefenster dafür.
• Ein solches Endgerät ist beispielsweise aus der WO 00/024174 A1 bekannt. Dabei wird das Anzeigefenster als Lautsprecher zur Schallabstrahlung genutzt, was für zukünftige mobile Endgeräte, wie Mobiltelefone, Webpads, PDAs, Notebooks usw., erhebliche Vorteile mit sich bringt. Es können kleinere Endgeräte mit einer verbesserten Schallwiedergabe hinsichtlich Bandbreite, Lautstärke und Verzerrung usw., insbesondere im Bassbereich realisiert werden. Darüber hinaus kann das Risiko einer Gehörschädigung vermieden werden, wenn das Endgerät im Freisprechmodus versehentlich an das Ohr gehalten wird. Im Handgerätbetrieb, bei dem ein Mobiltelefon am Ohr benutzt wird, ist durch die Flächenabstrahlung des Anzeigefensters die Positionierung des Endgerätes am Ohr gegenüber derzeit erhältlichen Geräten mit einer kleineren Schallaustrittsöffnung unkritisch.
• Bei dem Anzeigefenster, das als Lautsprecher benutzt wird, wird über einen Aktuator eine Anregung von Biegeschwingungen herbeigeführt, so dass Schallabstrahlung erfolgt. Das Anzeigefenster ist hierzu elastisch zu lagern und von dem Gehäuse des Endgerätes mechanisch und akustisch zu entkoppeln.
• Bisher wurde die mechanische und akustische Entkopplung des Anzeigefensters von dem Gehäuse durch eine "schwimmende" Lagerung des Anzeigefensters über einen Schaumstoffring realisiert. Dieser Schaumstoffring mit rechtwinkeligem Querschnitt hat eine übereinstimmende Höhe und Breite von etwa 1 mm. Der Schaumstoffring verbindet den Rand des Anzeigefensters mit dem Gehäuse des Endgerätes und ist üblicherweise beidseitig klebend beschichtet, so dass die eine Seite mit dem Gehäuse und die andere Seite mit dem Anzeigefenster verklebt werden kann.
• Bei diesem Stand der Technik wird es als nachteilig angesehen, dass die Montage der Anzeigefenster zur Gewährleistung der elastischen Lagerung aufwendig ist.
• Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Lagerung der Anzeigefenster bei mobilen Endgeräten, welche die Anzeigefenster zur Schallabstrahlung nutzen, zu verbessern.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch ein mobiles Endgerät mit einem Gehäuse, das im Bereich eines Anzeigefeldes des Endgerätes eine Öffnung aufweist, die wenigstens teilweise mit einem Anzeigefenster abgedeckt ist, das von Aktuatoren zur Abstrahlung von Schallwellen betätigt und an dem Gehäuse gelagert ist wobei wenigstens ein Abschnitt des Randes des Anzeigefensters an dem Gehäuse im wesentlichen starr befestigt ist und das Anzeigefenster an einem Zwischenabschnitt einwärts von dem wenigstens einen im wesentlichen starr befestigten Abschnitt derart elastisch ausgebildet ist, dass das Anzeigefenster zur Abstrahlung von Schallwellen angepasst ist.
• Die Grundidee der Erfindung besteht darin, dass Anzeigefenster selbst zur elastischen Lagerung zu nutzen, in dem die Eigenelastizität des Anzeigefenstermaterials für die elastische Lagerung ausgenutzt wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik entfällt somit für den wenigstens einen Abschnitt des Randes des Anzeigefensters die Notwendigkeit, gesonderte Mittel, wie Schaumstoffmaterial, zur elastischen Lagerung des Anzeigefensters vorzusehen.
• Bevorzugt ist jedoch der gesamte Rand des Anzeigefensters im wesentlichen starr an dem Gehäuse befestigt. Bei dieser Ausführungsform wird der im Stand der Technik übliche Schaumstoffring vollständig eingespart, wodurch sich die Produktion und Fertigung des Endgerätes vereinfachen. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, dass sich das Anzeigefenster besser gegenüber dem Gehäuse abdichten lässt, so dass ein Eindringen von Schmutz oder Wasser in das Gehäuse des Endgerätes wirksam vermieden werden kann. Die starre Befestigung des Randes des Anzeigefensters gestattet nämlich die Verwendung von Befestigungsmitteln, die eine wesentlich erhöhte Dichtigkeit gegenüber Flüssigkeiten haben als die bisher verwendeten Schaumstoffringe.
• Um die erforderliche Elastizität des Anzeigefensters für eine Verwendung als Lautsprecher bereitzustellen, wird das Anzeigefenster in einen inneren Teil, der als Lautsprecher arbeiten soll, und einen äußeren Teil, der starr am Gehäuse befestigt ist, aufgeteilt. Diese beiden Teile sind elastisch miteinander verbunden, und zwar durch den Zwischenabschnitt aus dem Anzeigefenstermaterial, der so modifiziert ist, dass er über eine solche Elastizität verfügt, dass der innere Teil als Lautsprecher arbeiten kann.
• Zur Bereitstellung dieser Elastizität sind mehrere Ausführungsformen denkbar. In einem Fall kann die Materialdicke des Anzeigefensters im wesentlichen gleichbleibend sein, wobei jedoch an dem Zwischenabschnitt die Materialdicke des Anzeigefensters so vermindert ist, dass das Anzeigefenster zur Abstrahlung von Schallwellen angepasst ist. In dem Zwischenabschnitt liegt somit eine verminderte Materialdicke vor, so dass die erforderliche Elastizität zur Lagerung des inneren Teils des Anzeigefensters zur Verfügung steht.
• Bei einer anderen Ausführungsform kann die Materialdicke des Anzeigefensters in seinem Randbereich vom inneren des Anzeigefensters aus in Richtung auf den wenigstens einen im wesentlichen starr befestigten Abschnitt bzw. in Richtung auf den Rand des Anzeigefensters unter Einschluss des Zwischenabschnitts so abnehmen, dass das Anzeigefenster zur Abstrahlung von Schallwellen angepasst ist. In diesem Fall nimmt die Materialdicke des Anzeigefensters entweder stetig oder in Form eines Absatzes von innen nach außen ab, wobei die Materialdicke im äußeren Bereich so gewählt ist, dass sich die erforderliche Elastizität ergibt.
• Bei alternativen Ausführungsformen zur Bereitstellung der erforderlichen Elastizität sind Materialschwächungen denkbar.
• Als besonderer Vorteil der Ausführungsform, bei der der gesamte Rand des Anzeigefensters im wesentlichen starr an dem Gehäuse befestigt ist, ist hervorzuheben, dass ein geschlossener Bogen in der Ebene des Anzeigefensters, bei dem das Material des Anzeigefensters zur Bereitstellung von Elastizität geschwächt ist, beliebig angeordnet werden kann. Insbesondere ist es möglich, die Anordnung des Bogens so zu wählen, dass möglichst viele Eigenschwingungsmoden des Anzeigefensters ausgebildet werden können. Insofern ergeben sich mehr Freiheiten für das akustische Design des Anzeigefensters, insbesondere hinsichtlich der Kontrolle der akustischen Moden des Anzeigefensters. Wenn sich möglichst viele Eigenschwingungsmoden des Anzeigefensters ausbilden lassen, ergibt sich für das Anzeigefenster ein um so glatterer Frequenzgang. Da im Stand der Technik für die äußere Form des Anzeigefensters, beispielsweise aufgrund von Designanforderungen, akustisch nicht optimale Formen gewählt werden, legt die aus Gründen des Designs festgelegte Form gleichzeitig die akustische Qualität des als Lautsprecher benutzten Anzeigelautsprechers fest. Demgegenüber können gemäß der Erfindung sowohl Designanforderungen als auch akustischen Anforderungen an das Anzeigefenster unabhängig voneinander Rechnung getragen werden.
• Zur - im wesentlichen starren - Befestigung des Anzeigefensters an dem Gehäuse des Endgerätes kann der wenigstens eine Abschnitt des Randes des Anzeigefensters bzw. der Rand insgesamt mit dem Gehäuse des Endgerätes verklebt sein.
• Bevorzugt weist das Gehäuse im Randbereich des Anzeigefensters einen Absatz auf, der zur Begrenzung der Durchbiegung des Anzeigefensters ausgebildet und angeordnet ist. Daraus ergibt sich ein höherer Schutz des unter dem Anzeigefenster liegenden Anzeigefeldes gegenüber einer Durchbiegung des Anzeigefensters im Mittenbereich nach innen bei hohem Druck von außen.
• Bei dem Mobiltelefon kann eine Designeinlage in das Anzeigefenster integriert sein, wobei es bevorzugt nahe der Außenseite des Anzeigefensters angeordnet ist. Auf diese Weise kann auf der Innenseite des Anzeigefensters eine Profilierung vorgesehen sein, mit der die erforderliche Elastizität bereitgestellt wird.
• Bevorzugt ist ein Teil des Anzeigefensters einwärts von dem Zwischenabschnitt mit einem schwingungsdämpfenden Element zur Unterdrückung eines Nachschwingens ausgestattet. Dies hat den Vorteil, einer verbesserten akustischen Qualität des von dem Anzeigefenster ausgesandten Schallsignals.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen noch näher beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 eine Teil-Querschnittsansicht einer Gehäuseoberschale eines Mobiltelefons mit daran angebrachtem Anzeigefenster gemäß seiner ersten Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 2 eine Teil-Querschnittsansicht einer Gehäuseoberschale eines Mobiltelefons mit daran angebrachtem Anzeigefenster gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 3 eine Querschnittansicht eines Teils eines Anzeigefensters mit integrierter Designeinlage und
• Fig. 4 eine Draufsicht eines Anzeigefensters.
• In Fig. 1 ist bei einem Mobiltelefon der Übergangsbereich zwischen einer Gehäuseoberschale 1 und einem zur Schallabstrahlung genutzten Anzeigefenster 2 dargestellt. Ein Randabschnitt 3 des Anzeigefensters 2 liegt auf einem Absatz 4 der Gehäuseoberschale 1 auf, und zwar unter Zwischenlage einer Klebeschicht 5. Der Randabschnitt 3 ist somit im wesentlichen starr, d. abgesehen von einer verbleibenden Elastizität der Klebeschicht 5, an der Gehäuseschale 1 befestigt. Der Randabschnitt 3 des Anzeigefensters 2 weist eine verminderte Materialdicke gegenüber dem verbleibenden Teil des Anzeigefensters 2 auf. Ein Zwischenabschnitt 21 mit verminderter Materialdicke einwärts von dem Randabschnitt 3 ist nicht mit der Gehäuseoberschale 1 verklebt, so dass er seine eigene Elastizität zeigt. Diese eigene Elastizität ist so bemessen, dass der einwärts von dem Randabschnitt 3 befindliche Teil des Anzeigefensters 2 als Lautsprecher arbeiten kann. Zu diesem Zweck ist der einwärts gelegene Teil des Anzeigefensters 2 mit Aktuatoren (nicht dargestellt) versehen, die das Anzeigefenster 2 zu Biegeschwingungen anregen können.
• Zur Begrenzung einer Biegeauslenkung des Anzeigefensters 2 nach innen, in Richtung auf ein Anzeigefeld (nicht dargestellt) des Mobiltelefons, ist ein Absatz 6 an der Gehäuseoberschale 1 vorgesehen, der sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel einwärts an den Absatz 4 anschließt. Der Höhenunterschied zwischen den Absätzen 4 und 6 ist so bemessen, dass bei einer Durchbiegung des Anzeigefensters 2 in Richtung auf das darunter liegende Anzeigefeld das Anzeigefeld nicht berührt werden kann. Insbesondere stößt das Anzeigefenster 2 bei Ausführung einer Biegeschwingung eher an die sich ergebende Kante 7 des Absatzes 6 an, als das Anzeigefeld zu berühren. Es ist hervorzuheben, dass anstelle des Absatzes 6 jegliche andere mechanische Ausgestaltung der Gehäuseoberschale zur Begrenzung der Biegungsauslenkung des Anzeigefensters 2 verwendet werden kann, die einen Anschlagpunkt oder eine Anschlagfläche für das Anzeigefenster 2 schafft.
• Zur Vermeidung eines Nachschwingens des zur Schallabstrahlung genutzten Teils des Anzeigefensters 2 ist einwärts von dem Zwischenabschnitt 21 ein schwingungsdämpfendes Element 22 vorgesehen, dass zwischen dem Absatz 6 und einem zugeordneten Abschnitt des Anzeigefensters 2 angeordnet ist. Als Material für das schwingungsdämpfende Element 22 kann Schaumstoff verwendet werden.
• Aus Fig. 2 geht eine alternative Ausführungsform eines mobilen Endgerätes hervor, wobei, wie in Fig. 1, der Übergangsbereich zwischen einer Gehäuseoberschale 8 und einem Anzeigefenster 9 dargestellt ist. Ein Randbereich 10 des Anzeigefensters 9 ist mittels einer Klebeschicht 11 an einem Absatz 12 der Gehäuseoberschale 8 im wesentlichen starr befestigt. Die Materialdicke des Anzeigefensters 9 ist im wesentlichen gleichbleibend. Einwärts von dem Randabschnitt 10 ist jedoch ein Zwischenabschnitt 13 des Anzeigefensters 9 vorgesehen, der eine verminderte Materialdicke aufweist. Dieser Zwischenabschnitt 13 verfügt über eine solche Eigenelastizität, dass der einwärtige Teil des Anzeigefensters 9 als Lautsprecher betrieben werden kann.
• Ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist zur Ausbildung eines Anschlagpunktes 14 ein Absatz 15 der Gehäuseoberschale 8 vorgesehen. Der Anschlagpunkt 14 vermeidet eine zu groß bemessene Durchbiegung des Anzeigefensters 9 in Richtung auf eine Anzeigefeld (nicht dargestellt) des Mobiltelefons.
• Zur Vermeidung eines Nachschwingens eines zur Schallabstrahlung genutzten Teils des Anzeigefensters 9 ist im Bereich des Zwischenabschnitts 13 ein schwingungsdämpfendes Element 23 vorgesehen. Das schwingungsdämpfende Element 23 ist innerhalb einer Vertiefung angeordnet, die sich aufgrund der verminderten Materialdicke des Anzeigefensters 9 im Zwischenabschnitt 13 ergibt. Alternativ kann ein schwingungsdämpfendes Element bei der Ausführungsform nach Fig. 2 auch zwischen dem Absatz 15 und einem zugeordneten Abschnitt des Anzeigefensters 9 angeordnet sein.
• Sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 erstreckt sich die Gehäuseoberschale 1 bzw. die Gehäuseoberschale 8 über eine Strecke entlang dem Anzeigefenster 2 bzw. dem Anzeigefenster 9, so dass einerseits genügend Raum zur Aufnahme eines jeweiligen Anzeigefeldes verbleibt und andererseits der jeweilige Anschlagspunkt 7 bzw. 14 seinem Zweck entsprechend genügend weit innen liegt.
• In Fig. 3 entspricht die Gestaltung eines Anzeigefensters 16 derjenigen des Anzeigefensters 9 von Fig. 2. Eine Designeinlage 17 ist in das Anzeigefenster 16 integriert und in demjenigen Bereich des Anzeigefensters 16 angeordnet, in dem eine Materialdickenverminderung vorliegt. Dies hat zur Folge, dass die Materialdickenverminderung von außen des Mobiltelefons durch die Designeinlage 17 verdeckt ist. Die Designeinlage 17 kann außerdem zum Verdecken vorgesehener Aktuatoren zum Betrieb des Anzeigefensters 16 als Lautsprecher angeordnet sein.
• Fig. 4 zeigt eine Draufsicht eines Anzeigefensters 18, wobei der Verlauf eines Bogens mit verminderter Materialdicke gestrichelt dargestellt ist. In Fig. 4 sind die jeweils rechtwinkligen Verläufe des Randes des Anzeigefensters 18 und des Bogens 19 hinsichtlich ihrer Seitenabmessungen verschieden, so dass die Seitenabmessungen des Anzeigefensters 18 an Designanforderungen angepasst werden können, während der Verlauf des Bogens 19 mit verminderter Materialdicke im Hinblick auf akustische Erfordernisse für einen von dem Bogen 19 umgebenen Teil 20 des Anzeigefensters 18 optimiert werden kann. Hieraus wird ersichtlich, dass im Gegensatz zum Stand der Technik Unabhängigkeit hinsichtlich der geometrischen Abmessungen des Anzeigefensters und eines als Lautsprecher benutzten Teil des Anzeigefensters 18 besteht.
• Als Materialbeispiele für die Anzeigefenster werden Plexiglas (PMMA), Vivak, Polycarbonat, in Erwägung gezogen. Zur Herstellung der Anzeigefenster kann ein Sprayverfahren oder ein Gießverfahren eingesetzt werden, um die oben beschriebenen Profilierungen in Form von Abschnitten mit verminderter Materialdicke zu verwirklichen. Auch ist eine mechanische Bearbeitung eines Anzeigefensters, das im Ausgangszustand eine gleichbleibende Materialdicke hat, möglich. Die zwei erstgenannten Verfahren erlauben es insbesondere, wie in Fig. 4 veranschaulicht, Designeinlagen in Anzeigefenster zu integrieren.

Claims (11)

1. Mobiles Endgerät mit einem Gehäuse, das im Bereich eines Anzeigefeldes des Endgerätes eine Öffnung aufweist, die wenigstens teilweise mit einem Anzeigefenster abgedeckt ist, das von Aktuatoren zur Abstrahlung von Schallwellen betätigt und an dem Gehäuse gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt (3; 10)des Randes des Anzeigefensters (2; 9; 16; 18) an dem Gehäuse (1; 8) im wesentlichen starr befestigt ist und das Anzeigefenster (2; 9; 16; 18) an einem Zwischenabschnitt (13; 21) einwärts von dem wenigstens einen im wesentlichen starr befestigten Abschnitt (3; 10) derart elastisch ausgebildet ist, dass das Anzeigefenster (2; 9; 16; 18) zur Abstrahlung von Schallwellen angepasst ist.

2. Endgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Rand des Anzeigefensters (2; 9; 16; 18) im wesentlichen starr an dem Gehäuse (2; 8) befestigt ist.

3. Endgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialdicke des Anzeigefensters (2; 9; 16; 18) gleichbleibend ist, jedoch an dem elastischen Zwischenabschnitt (13) im wesentlichen die Materialdichte des Anzeigefenster (2; 9; 16; 18) so vermindert ist, dass das Anzeigefenster (2; 9; 16; 18) zur Abstrahlung von Schallwellen angepasst ist.

4. Endgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, die Materialdicke des Anzeigefensters (2; 9; 16; 18) in seinem Randbereich vom Inneren des Anzeigefensters (2; 9; 16; 18) aus in Richtung auf den wenigstens einen im wesentlichen starr befestigten Abschnitt des Anzeigefensters (2; 9; 16; 18) unter Einschluss des elastischen Zwischenabschnitts (21) so abnimmt, dass das Anzeigefenster (2; 9; 16; 18) zur Abstrahlung von Schallwellen angepasst ist.

5. Endgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Abschnitt (3; 10) des Randes des Anzeigefensters mit dem Gehäuse des Endgerätes verklebt ist.

6. Endgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) im Randbereich des Anzeigefensters (2; 9; 16; 18) einen Absatz (6; 15) aufweist, der zur Begrenzung der Durchbiegung des Anzeigefensters (2; 9; 16; 18) ausgebildet und angeordnet ist.

7. Endgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Designeinlage (17) in das Anzeigefenster (2; 9; 16; 18) integriert ist.

8. Endgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Designeinlage (17) nahe der Außenseite des Anzeigefensters (2; 9; 16; 18) angeordnet ist.

9. Endgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Anzeigefensters (2; 9; 16; 18) einwärts von dem Zwischenabschnitt (13; 21) mit einem schwingungsdämpfenden Element (22; 23) zum Unterdrücken eines Nachschwingens ausgestattet ist.

10. Anzeigefenster zur Schallabstrahlung bei mobilen Endgeräten, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigefenster (2; 9; 16; 18) in einen inneren Teil zur Abstrahlung von Schallwellen und einen äußeren Teil zur Befestigung an einem Gehäuse des Endgerätes aufgeteilt ist, wobei der innere Teil (20) und der äußere Teil über einen in einem geschlossenen Bogen (19) verlaufenden Zwischenabschnitt (13; 21) des Anzeigefensters(2; 9; 16; 18) miteinander verbunden sind, der eine solche Elastizität aufweist, dass der innere Teil (20) zur Anregung mit Biegewellen zur Schallabstrahlung angepasst ist.

11. Anzeigefenster nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabschnitt (13; 21) eine gegenüber dem Rest des Anzeigefensters (2; 9; 16; 18) verminderte Materialdicke aufweist.