Beschreibung
Miniaturisiertes Telekommunikationsgerät
Die vorliegende Erfindung betrifft ein miniaturisiertes Telekommunikationsgerät .
Durch zunehmende Integration der Komponenten mobiler Telekommunikationsgeräte, den damit einhergehenden verringerten E- nergieverbrauch der Geräte und Fortschritte in der Technik der für den Betrieb benötigten netzunabhängigen Akkumulatoren ist es möglich, Telekommunikationsgeräte zunehmend kleiner und leichter zu bauen. Eine fortschreitende Miniaturisierung dieser Geräte ist an sich wünschenswert, um es den Anwendern so bequem wie möglich zu machen, die Geräte mit sich zu führen. Ein Problem bei der Miniaturisierung ergibt sich jedoch aus der Bedienbarkeit : Um die Funktionen eines Telekommunika- tionsgeräts aktivieren zu können, d.h. ein Gespräch anzunehmen, einzuleiten, die Nummer eines Gesprächspartners zu wählen, etc., uss der Benutzer Tasten eines solchen Geräts betätigen. Die Miniaturisierung stößt daher an eine Grenze, wenn die Größe dieser Tasten und ihr Abstand kleiner wird als die Fingerspitzen eines Benutzers, so dass dieser nicht mehr ohne weiteres kontrollieren kann, welche von mehreren nebeneinanderliegenden Tasten er drückt.
Eine Möglichkeit, dieses Problem zu umgehen, ist die Zuordnung von zwei oder mehr Funktionen zu einer Taste, wie sie insbesondere von elektronischen Taschenrechnern bekannt ist. Diese Lösung ist jedoch unbefriedigend, weil sie die Zahl der Tastenbetätigungen erhöht, die erforderlich sind, um eine gegebene Funktion auszulösen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Mobiltele- fon zu schaffen, dessen Funktionen mit einer reduzierten Zahl von Tasten anwählbar sind, ohne dass die Zahl der Handgriffe, die ein Benutzer zum Auswählen einer bestimmten Funktion
durchführen uss, sich gegenüber einem herkömmlichen Tastentelefon erhöht.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Telekommunikationsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Während bei einem herkömmlichen mobilen Telekommunikationsgerät beim Auswählen einer Funktion das Gehäuse vom Benutzer in der Hand gehalten wird und als ruhend angesehen werden kann, während die Tasten in Bezug auf das Gehäuse bewegt werden, kann bei dem erfindungsgemäßen Telekommunikationsgerät das Gehäuse selbst die Funktion einer Taste in einem verallgemeinerten Sinn übernehmen, indem eine zwischen dem Gehäuse und dem Befestigungselement wirkende Kraft oder ein zwischen dem Gehäuse und dem Befestigungselement wirkendes Drehmoment von einem Sensor erfasst und von einem Prozessor ausgewertet wird, um die Funktion des Telekommunikationsgeräts nach den Wünschen eines Benutzers zu steuern. Die Erfassung einer Kraft umfasst dabei auch die Erfassung einer Bewegung.
Um eine möglichst große Zahl von Funktionen auf einfache Weise steuern zu können, sind zweckmäßigerweise mehrere Sensoren zum Erfassen von Kräften oder Drehmomenten in mehreren Raumrichtungen vorgesehen.
Einer bevorzugten Ausgestaltung zufolge weist das Befestigungselement eine Basisplatte auf, mit der das Gehäuse verbunden ist, und als Sensoren sind ein Sensor zum Erfassen ei- nes Drehmoments um eine zur Basisplatte senkrechte Achse und/oder ein oder mehrere Sensoren zum Erfassen eines Drehmoments um eine oder mehrere zur Basisplatte parallele Achsen vorgesehen.
Alternativ oder ergänzend zu den Dreh omentsensoren können auch Sensoren zum Erfassen einer Verschiebung des Gehäuses in Bezug auf die Basisplatte vorgesehen sein, vorzugsweise zum
Erfassen von Verschiebungen in ein oder mehreren zu der Basisplatte parallelen Richtungen.
Um eine unerwünschte Auslösung der durch die Verschiebung auslösbaren Funktionen des Telekommunikationsgeräts aus- schließen zu können, sind vorzugsweise Mittel zum Sperren der Verschiebung des Gehäuses vorgesehen.
Einer einfachen Ausgestaltung zufolge kann ein Sensor als Schaltkontakt realisiert sein, der nach Verschiebung um einen vorgegebenen Weg oder bei Überschreitung eines vorgegebenen Drehmoments einen elektrischen Kontakt schließt. Es kann aber auch von Vorteil sein, das Telekommunikationsgerät mit einer Mehrzahl von ein quantitatives Signal liefernden Sensoren und einen Prozessor auszustatten, der eingerichtet, ein quantitatives Verhältnis der von den Sensoren gelieferten Signale zu bestimmen. Dies ermöglicht es, mit einer relativ kleinen Zahl von Sensoren eine große Zahl von Funktionen zu steuern.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass am Rand einer vom Befestigungselement abgewandten und deshalb für einen Benutzer gut sichtbaren Seite des Gehäuses den Zif- fern 0 bis 9 zugeordnete Markierungen angebracht sind. Die Verschiebung oder das Drehmoment, die durch Drücken einer solchen Markierung auf das Gehäuse ausgeübt werden, können mit Hilfe der Sensoren erfasst und vom Prozessor einer gewählten Ziffer zugeordnet werden. Das Befestigungselement ist vorzugsweise als Armband ausgebildet, so dass das erfindungsgemäße Telekommunikationsgerät vom Benutzer am Handgelenk getragen werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh- rungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines miniaturisierten Telekommunikationsgeräts, das zum Tragen am Handgelenk eines Benutzers vorgesehen ist;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Telekommunikationsgeräts aus Fig. 1;
Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch den Verbindungsbereich zwischen Gehäuse und Basisplatte des Telekommu- nikationsgeräts aus Fig. 1;
Fig. 4 eine Ansicht des Telekommunikationsgeräts der Fig. 1, die die erfassbaren Kräfte nach einer ersten Ausgestaltung zeigt;
Fig. 5 eine Ansicht analog der Fig. 4, die die erfassbaren Kräfte nach einer zweiten Ausgestaltung zeigt;
Fig. 6 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Telekommunikationsgeräts;
Fig. 7 einen schematischen horizontalen Schnitt durch das Telekommunikationsgerät aus Fig. 6 entlang eines zu dem in Fig.3 dargestellten analogen Zwischenraums 11;
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII aus Fig. 7;
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine dritte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Telekommunikationsgeräts;
Fig. 10 einen horizontalen Schnitt durch das Telekommunikationsgerät aus Fig. 9 analog dem Schnitt der Fig. 7;
Fig. 11 einen Schnitt entlang der Linie XI-XI aus Fig. 10 in einem gegen Betätigung gesicherten Zustand des Telekommunikationsgeräts; und
Fig. 12 einen Schnitt analog dem der Fig. 11 in einem Zustand, in dem eine Betätigung des Telekommunikationsgeräts möglich ist.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Telekommunikationsgeräts. Es umfasst ein (in der Fig. nur zum Teil gezeigtes) Armband 1, das in Aufbau und Funktion einem herkömmlichen Uhrenarmband entspricht. An diesem Armband 1 ist ein Gehäuse 2 befestigt, das die elektronischen Kompo- nenten des Telekommunikationsgeräts und einen Akkumulator aufnimmt. An der dem Benutzer zugewandten Sichtseite des Gehäuses 2 sind ein Anzeigeschirm 3, z.B. eine Flüssigkristallanzeige, für die Anzeige des Betriebszustandes, für eine vom Benutzer angewählte Rufnummer oder die Rufnummer eines anru- fenden Gesprächspartners, in einem internen Verzeichnis des Telekommunikationsgeräts gespeicherte Rufnummern etc. angeordnet. Des weiteren sind eine Gehäuseöffnung für ein Mikrofon 4 und zwei Funktionstasten 5 gezeigt. Ein Lautsprecher kann in das Gehäuse 2 integriert sein, es besteht auch die Möglichkeit, einen Kopf- oder Ohrhörer über einen (nicht dargestellten) Steckverbinder an das Telekommunikationsgerät anzuschließen. Die Funktionstasten 5 können z.B. zum Ein- und Ausschalten des Geräts und zum Annehmen eines eintreffenden Anrufs dienen.
Wie die Seitenansicht von Fig. 2 zeigt, ist das Gehäuse 2 ü- ber einen kurzen Schaft 6 mit einem Bereich des Armbandes verbunden, der hier dicker dargestellt ist, als die seitlich angrenzenden Abschnitte 7 des Armbandes 1 und in seiner Gestalt an den Querschnitt des Arms des Benutzers angepasst ist, so dass er am Arm gegen ein ungehindertes Verkippen gesichert ist. Dieser Abschnitt wird als Basisplatte 8 bezeichnet.
Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab ein Beispiel für eine mögliche Struktur des Schaftes 6. Der Schaft 6 umfasst hier einen zentralen, geringfügig biegbaren Stift 9, der Basis- platte 8 und Gehäuse 2 verbindet. Der Stift 9 ist umgeben von
einem hohlzylinderför igen Ring 10, der hier mit dem Gehäuse 2 fest verbunden und von der Basisplatte 8 durch einen Spalt 11 getrennt ist.
Selbstverständlich könnte der Ring 10 äquivalent auch mit der Basisplatte 8 verbunden und von dem Gehäuse 2 beabstandet sein.
Der Stift 9 und der Ring 10 tragen Paare von einander gegenüberliegenden Elektroden 12, die jeweils einen Kondensator bilden, dessen Kapazität von der Breite eines Luftspalts 13 zwischen dem Stift 9 und dem Ring 10 abhängt. Wenn der Benutzer eine Kraft nach links in der Fig. auf das Gehäuse 2 ausübt, so führt dies zu einer Verbreiterung des Luftspalts 13 links vom Stift 9 und zu einer Verengung des Luftspalts 13 rechts vom Stift 9. Die daraus resultierende Veränderung der Kapazitäten ist mit Hilfe einer geeigneten Messschaltung 30 erfassbar. Die Messschaltung 30 bildet somit zusammen mit den Elektroden 12 einen Sensor für eine auf das Gehäuse 2 nach links (oder nach rechts) in Fig. 3 ausgeübte Kraft.
Weitere Paare von Elektroden 14 sind jeweils am Ring 10 und der Basisplatte 8 einanderzugewandt angeordnet. Wenn auf das Gehäuse 2 gegen die Achse des Stifts 9 versetzt, z.B. in Richtung des Pfeils P, eine Kraft ausgeübt wird, so führt dies zu einem Drehmoment und einer Verbiegung des Stifts 9, mit der Folge, dass der Abstand zwischen dem rechten Paar von Elektroden 14 abnimmt und zwischen dem linken Paar von Elektroden 14 zunimmt. Auch die daraus resultierende Kapazitätsveränderung ist durch die Messschaltung 30 oder eine zweite, gleichartige Messschaltung nachweisbar, die somit zusammen mit den Elektroden 14 einen Drehmomentsensor bildet.
Ein auf das Gehäuse 2 ausgeübtes Drehmoment führt zwar auch zu einer Veränderung der Abstände zwischen den Elektroden 12, doch ist diese Veränderung kleiner, als wenn eine zur Basisplatte 8 tangentiale, auf eine Verschiebung des Gehäuses 2
hinwirkende Kraft ausgeübt wird. Anhand des Verhältnisses der festgestellten Kapazitätsänderungen der Elektrodenpaare 12 bzw. 14 ist ein Prozessor 29, der die Ausgangssignale der Messschaltungen 30 empfängt, in der Lage, zwischen einem vom Benutzer ausgeübten Drehmoment um eine zur Basisplatte 8 parallele Drehachse und einer zur Basisplatte 8 parallelen Verschiebungskraft zu unterscheiden. D.h. der Prozessor 29 ist anhand der von der Messschaltung 30 gelieferten Signale in der Lage, zu unterscheiden, ob der Benutzer eine Verschie- bungskraft FI oder F2 (siehe Fig. 2) auf eine Seite des Gehäuses ausübt, oder ob er rechts oder links vom Schaft 6, entsprechend den Kräften F3 bzw. F4, von oben auf das Gehäuse 2 drückt. Durch jede dieser vier Betätigungskräfte FI bis F4 kann somit eine andere Funktion des Telekommunikationsgeräts ausgelöst werden.
Die Kondensatoren bildenden Elektrodenpaare 12, 14 können ä- quivalent durch Piezoelemente in Verbindung mit einer geeigneten Messschaltung ersetzt werden. Es können auch Schaltkontakte eingesetzt werden.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der in Fig. 1 mit III-III bezeichneten Linie. Eine analoge Anordnung von Elektroden 12 bzw. 14 kann darüber hinaus, z.B. um 90° verdreht, in einem Schnitt entlang der Linie III -III der Fig. 1, vorgesehen werden. Dies ermöglicht es dem Prozessor, wenigstens acht verschiedene Betätigungskräfte zu unterscheiden, nämlich, wie in Fig. 4 gezeigt, jeweils auf Seitenflächen des Gehäuses ausgeübte Kräfte FI, F2, F5, F6 und auf vier verschiedene Viertel der Sichtseite des Gehäuses 2 ausgeübte Kräfte F3, F4, F7, F8.
Wenn eine Kraft entlang einer der zwei in Fig. 4 gestrichelt dargestellten Begrenzungslinien ausgeübt wird, so führt dies zu Abstandsveränderungen und damit zu Meßsignalen vergleichbarer Größe an Paaren von Elektroden 12 bzw. 14 auf der Linie III-III und III -IIIΛ. Es kann vorgesehen werden, dass der
Prozessor eine solche Kombination von Meßsignalen als nichtauswertbar verwirft. Das Auftreten einer solchen Kombination von Meßsignalen kann jedoch vom Prozessor auch als Aufruf einer weiteren Funktion des Telekommunikationsgerätsdurch den Benutzer ausgewertet werden. D.h. der Prozessor ist in der Lage, zwischen insgesamt 16 am Seitenrand des Gehäuses 2 in unterschiedliche Richtungen oder an unterschiedlichen Orten der Sichtseite des Gehäuses ausgeübten Kräften zu unterscheiden und in Abhängigkeit von der Art der ausgeübten Kraft un- terschiedliche Funktionen auszulösen. Ein Beispiel für die Orientierung bzw. örtliche Verteilung dieser Kräfte ist in Fig. 5 gezeigt.
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbei- spiel des erfindungsgemäßen Telekommunikationsgeräts. Wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 verfügt das Gehäuse 2 über einen Anzeigeschirm 3, ein Mikrofon 4 und zwei Funktionstasten 5. An der dem Benutzer zugewandten Sichtseite des kreisrunden Gehäuses sind im Bereich des äußeren Randes zwölf Male oder Markierungen 15 regelmäßig verteilt angeordnet. Die Mar- kierungen 15 können als kleine Vorsprünge oder Vertiefungen des Gehäuses ausgebildet sein, sie können vom Rest des Gehäuses 2 farblich abgesetzt sein, oder sie können auch lediglich durch ein aufgedrucktes Symbol 16 gebildet sein. Die Symbole 16 bezeichnen die Ziffern 0 bis 9 sowie zwei auch auf her- kömmlichen Telefon-Tastaturen gebräuchliche Symbole, Stern und Raute. Die Anordnung der Ziffern 0 bis 9 entspricht der Anordnung der Zahlen auf dem Zifferblatt einer Uhr, wobei die Ziffer 0 an die 12 Uhr-Position gesetzt ist.
Wie beim Telekommunikationsgerät aus Fig. 1 ist das Gehäuse 2 durch einen Zwischenraum 11 (der in Fig. 3 dargestellt ist) von einer Basisplatte 8 getrennt. Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch das Telekommunikationsgerät der Fig. 6 in Höhe dieses (zu dem in Fig. 3 dargestellten analogen) Zwischenraums 11. Zwölf Elektroden 14 (von denen eine in der Figur stellvertre- tend gekennzeichnet wurde) sind auf der Basisplatte 8 kreis-
förmig und gleichmäßig verteilt angeordnet. In der Mitte der kreisförmigen Anordnung der Elektroden 14 befindet sich ein Ring 17, dessen äußerer Umriss die Gestalt eines gleichmäßigen Zwölfecks hat und in dessen hohlem Innenraum eine kräfti- ge Spiralfeder 18 oder ein anderes geeignetes, flexibel biegsames Element untergebracht ist. Die zwölf gradlinigen Abschnitte des Umfangs des Rings 17 sind jeweils einer der E- lektroden 14 zugewandt.
Fig. 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII aus Fig. 7 in einem Zustand, in dem ein Benutzer auf die mit „0' bezeichnete Markierung 15 des Gehäuses 2 drückt. Das Gehäuse 2 ist aus einer Ruhelage, in der Basisplatte 8 und Gehäuse 2 zueinander parallel sind und das Gehäuse 2 auf dem gesamten Umfang des Rings 17 aufliegt, in eine Stellung verkippt, in der die der „0* -Markierung benachbarten Elektroden 14 einander angenähert sind, die der „6* -Markierung benachbarten E- lektroden 14 voneinander abgerückt sind, das Gehäuse 2 den Ring 17 nur im Bereich von dessen der „0* -Markierung zugewandter Kante 19 berührt und die Spiralfeder 18 gedehnt ist. Durch die zwölfeckige Außenform des Rings 17 ist gewährleistet, dass das Gehäuse 2 jeweils nur um eine von insgesamt zwölf möglichen Achsen kippt, so dass, im hier dargestellten Fall, die Annäherung der der „0,Λ-Markierung benachbarten E- lektroden 14 messbar stärker ist als die der benachbarten, der „lλλ -Markierung bzw. der „#* -Markierung zugeordneten E- lektroden. Durch Vergleichen der von den Messschaltungen der verschiedenen Elektroden 14 gelieferten Signale kann der Prozessor sicher feststellen, welche der verschiedenen Markierungen 15 ein Benutzer gedrückt hat.
Bei dieser Ausgestaltung ist es auch möglich, die Paare von Elektroden 14 jeweils durch entsprechend angeordnete Schaltkontakte zu ersetzen, von denen, wenn ein Benutzer auf eine Markierung 15 drückt, immer nur der der Markierung jeweils nächstbenachbarte Schaltkontakt geschlossen wird.
Fig. 9 zeigt eine dritte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Telekommunikationsgeräts in einer Draufsicht analog der der Fig. 6. Die Elemente 3, 4, 5 an der Sichtseite des Gehäuses 2 sind die gleichen wie bei den Ausgestaltungen der Fig. 1 und 6. Wie insbesondere in den Schnitten der Fig. 11 und 12 zu erkennen, ist das Gehäuse 2 aus einem Hauptkörper 20 und einem den Hauptkörper umgebenden Ring 21 aufgebaut, der senkrecht zur Ebene der Fig. 9 bzw. auf- und abwärts in den Fig. 12 verschiebbar ist. Der Ring 21 weist an seiner Außenfläche zwölf schräge Facetten 22 auf. Jede dieser Facetten 22 ist wie die Markierungen 15 der Ausgestaltung aus Fig. 6 entweder einer der Ziffern 0 bis 9, *- oder #-Funktion zugeordnet.
Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch das Telekommunikationsgerät der Fig. 9 entlang der Linie X-X aus Fig. 11. Man erkennt, dass der Hauptkörper 20 in seinem unteren Bereich einen
Grundriss in Form eines Sterns mit zwölf stumpfen Zacken 23 hat, der von einem mit der Basisplatte 8 verbundenen Ring 24 mit Spiel umgeben ist. Die Innenseite des Rings 24 ist gebildet durch zwölf gradlinige Segmente 25, die jeweils durch einwärts gerichtete Zacken 26 getrennt sind.
In der in Fig. 11 gezeigten Stellung umgibt der Ring 21 im wesentlichen spielfrei sowohl den Hauptkörper 20 als auch den mit der Basisplatte 8 verbundenen Ring 24. In dieser Stellung ist eine Bewegung des Hauptkörpers 20 gegen die Basisplatte 8 nicht möglich.
Fig. 12 zeigt den Ring 21 in einer angehobenen Stellung, in der er den Ring 24 nicht mehr umgibt. In dieser Stellung des Rings ist das Gehäuse 2 parallel zur Basisplatte 8 verschiebbar, wie in der Fig. durch einen Pfeil angedeutet. Durch die Verschiebung kann jeweils einer der stumpfen Zacken 23 des
Hauptkörpers 20 in Kontakt mit einem gegenüberliegenden gradlinigen Segment 25 des Rings 24 gebracht werden und so einen elektrischen Kontakt zwischen Zacken 23 und Segment 25 herstellen. Zacken 23 und Segment 25 bilden somit einen Sensor
für eine Verschiebung des Gehäuses 2 in Bezug auf das Befestigungselement 1. Breite und Länge der einwärts gerichteten Zacken 26 des Rings 24 sind so festgelegt, dass zu jedem Zeitpunkt immer nur ein stumpfer Zacken 23 das gegenüberlie- gende Segment 25 berühren kann. So kann ein Benutzer durch sukzessives Drücken gegen mehrere Facetten 22 der Reihe nach mehrere Kontakte schließen und dadurch z.B. eine Rufnummer anwählen.
Ein Federelement, das jeweils nach dem Schließen eines Kon- takts und Loslassen des Gehäuses 2 das Gehäuse 2 in eine mittige Position rückstellt, in der es den Ring 24 nicht berührt, ist vorhanden, aber der Übersichtlichkeit halber in der Fig. nicht dargestellt.
Einer bevorzugten Weiterentwicklung zufolge ist das Gehäuse 2 nicht nur parallel zur Basisplatte 8 verschiebbar, sondern auch entgegen der Kraft einer Feder um eine zur Basisplatte 8 senkrechte Achse drehbar. Eine solche Drehung führt dazu, dass die Seiten der stumpfen Zacken 23 des Hauptkörpers 20 jeweils mit den einen oder anderen Flanken der einwärts ge- richteten Zacken 26 des Rings 24 in Kontakt kommen und auf diese Weise einen elektrischen Kontakt eines Schalters schließen, der als Sensor für eine Drehung dient. Wie in Fig. 10 als Beispiel gezeigt, kann ein solcher Schalter bzw. Sensor aufgebaut sein aus zwei leitend miteinander verbundenen Flanken 27 von der diametral gegenüberliegenden Zacken 26 des Rings 24 einerseits und diesen Flanken gegenüberliegenden, spannungsbeaufschlagten Elektroden 28 an den stumpfen Zacken 23.
Mit Hilfe des durch diese Flanken bzw. Elektroden 27, 28 ge- bildeten Sensors ist eine Drehung im Uhrzeigersinn erfassbar, eine der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte, spie- gelsymmetrische Anordnung von Flanken und Elektroden dient zur Erfassung einer Drehung im Gegenuhrzeigersinn.
Die Erfassung einer Drehung in einer von zwei Richtungen kann vom Prozessor z.B. eingesetzt werden, um in einem auf dem Anzeigeschirm 3 angezeigten Rufnummernverzeichnis vor- oder zu- rückzublättern, oder auch, um eine falsch eingegebene Ziffer einer Rufnummer durch schrittweises Inkre entieren oder Dekrementieren zu berichtigen.