專利名稱：檢測(cè)壓力波動(dòng)的裝置、顯示裝置、記錄裝置和發(fā)聲系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)壓力波動(dòng)的裝置，特別是涉及檢測(cè)聲信號(hào)(麥克風(fēng))的裝置。本發(fā)明尤其涉及一種可用于(手提)顯示裝置的麥克風(fēng)。這種顯示裝置得到了不斷增加的廣泛應(yīng)用，比如，可用于移動(dòng)電話。然而，本發(fā)明還可以用于其它的顯示裝置，如信息處理器(Organizer)、膝上型計(jì)算機(jī)或類似裝置。由于不斷提高的小型化，對(duì)具有記錄功能以及有鍵盤(pán)功能的顯示屏的集成度要求都在增加。
本發(fā)明的目的是通過(guò)一種方法來(lái)解決上述問(wèn)題，在這種方法中，所述元件或至少部分所述元件的集成度盡可能提高。為了這個(gè)目的，提供了一種可檢測(cè)壓力波動(dòng)的裝置，該裝置包括光學(xué)透明的可變形材料制成的光波導(dǎo)，沿光波導(dǎo)一部分邊緣的光源，和光敏元件。一般，光波導(dǎo)包括光學(xué)透明的可變形材料制成的基片或部分基片，其帶有橫向于第一表面的側(cè)面，至少一個(gè)側(cè)面有光線入口表面，而光源發(fā)出的光可以在所述側(cè)面耦合；和在橫向于第一表面的平面上的光線出口部分。
本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識(shí)，彈性材料可由于壓力波動(dòng)(例如，聲波)而變形。變形量取決于壓力波動(dòng)(聲波)，且隨著變形，耦合輸出光波導(dǎo)的光線量也發(fā)生變化。離開(kāi)的光線的變化可被光敏元件，如光敏二極管，檢測(cè)到。這種光敏元件(還有光源)可沿光波導(dǎo)邊緣的另一部分設(shè)置，或沿基片或部分基片的另外部分設(shè)置，或設(shè)置在基片或部分基片的另外部分內(nèi)。
光波導(dǎo)最好具有多個(gè)端面，至少一個(gè)端面是光線入口表面，從光源發(fā)出的光線可以在光波導(dǎo)的端面進(jìn)行耦合。而光敏元件可有利地設(shè)置在相對(duì)所述端面的另一端面的區(qū)域上。
所述光波導(dǎo)可以成為較大組件的一部分，例如，作為設(shè)置了另外的相關(guān)裝置(例如，移動(dòng)電話)的操作元件的基片的一部分。用作如液晶顯示器的照明光源(背光或前光)的波導(dǎo)的第二光波導(dǎo)可以設(shè)置在基片的其他位置。
為了實(shí)現(xiàn)傳聲器的最佳功能，光波導(dǎo)的厚度最好是小于1mm。
傳聲器當(dāng)然還可以集成到其他的裝置上。
通過(guò)下面介紹的實(shí)施例，將對(duì)本發(fā)明的這些和其它特征進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)本發(fā)明有更清楚的了解。其中

圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的傳聲器的移動(dòng)電話的平面圖；圖2是沿圖1中剖面II-II的剖面圖；圖3是已經(jīng)設(shè)置傳聲器的部分基片的平面圖；圖4是圖3中一部分的放大圖；和圖5顯示了作為其長(zhǎng)度和聲壓力的函數(shù)的膜片的撓度。
附圖是示意性的并未按比例繪制。對(duì)應(yīng)的元件一般用相同的標(biāo)記來(lái)表示。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝置1，圖中的移動(dòng)電話包括通常具有的鍵2、顯示屏3和外殼5上的傳聲器4。在這個(gè)示例中，顯示器是液晶顯示器，帶有在兩個(gè)基片6，7(見(jiàn)圖2)之間的一層液晶顯示材料(未顯示)。顯示器3可以是有源(AMLCD)或無(wú)源型的。
在這個(gè)示例中，顯示器3固定在透明的支承件(基片)8上，支承件上在鍵2所在的區(qū)域設(shè)有多個(gè)凹進(jìn)部分9。如果希望的活，檢測(cè)鍵上壓力的裝置可設(shè)置在凹進(jìn)部分9所在區(qū)域。
基片8(支承件)可由合成材料制成，其上設(shè)有孔10，傳聲器設(shè)置在孔10中。為此，孔10(見(jiàn)圖3，4)容納有光學(xué)透明材料的第一光波導(dǎo)11，16，18，光波導(dǎo)具有第一表面12和光線入口部分13，入口部分位于橫向于第一表面的平面上沿著光波導(dǎo)邊緣的第一部分。雖然光線不必在靠近入口部分13產(chǎn)生，在下面的介紹中，這個(gè)平面仍被視作入口部分(一般來(lái)說(shuō)，光線通過(guò)正交于主表面的平面進(jìn)入部分光波導(dǎo))。在這個(gè)示例中，光線由基片8上的另一凹進(jìn)部分15中的LED 14產(chǎn)生。光線還可以在其他區(qū)域產(chǎn)生，然后由鏡面或其他光學(xué)元件引導(dǎo)到入口部分(表面)13。在相關(guān)的示例中，光波導(dǎo)的部分11具有比帶有錐度的耦合輸入部分13和帶有錐度的耦合輸出部分18小的厚度。部分11用作傳聲器的膜片。
LED 14發(fā)出的光線在表面13的區(qū)域耦合輸入光波導(dǎo)11，通過(guò)帶有錐度的部分16耦合進(jìn)入厚度為h和長(zhǎng)度為L(zhǎng)的膜片11。光線在穿過(guò)膜片11后通過(guò)帶錐度的耦合輸出部分18在表面19的區(qū)域脫離耦合。為了檢測(cè)離開(kāi)的光線，在本發(fā)明，孔21中設(shè)有光敏二極管20或另外的光敏元件。為了進(jìn)行令人滿意的工作，厚度h盡可能地小，由于使后面的變化范圍變大，使膜片11中的光線變化最大化。當(dāng)用于模中時(shí)，厚度大約在0.8mm，但厚度達(dá)到0.2mm也是可能的。
當(dāng)出現(xiàn)壓力波動(dòng)(例如聲波)時(shí)，彈性材料的膜片11變形，在光波導(dǎo)中光線的反射程度隨這個(gè)變形而改變，離開(kāi)的光線的變化通過(guò)光敏元件進(jìn)行檢測(cè)，在這個(gè)示例中光敏元件是光敏二極管25。
由于光波導(dǎo)11，16，18形成了一個(gè)組件，更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)非常有效的方式來(lái)得到，例如可通過(guò)模制的方式。由于膜片是開(kāi)放結(jié)構(gòu)，當(dāng)聲波從兩個(gè)相對(duì)的方向進(jìn)入時(shí)，只有很小的變形。與現(xiàn)有的傳聲器結(jié)構(gòu)相比，這種傳聲器對(duì)環(huán)境聲音的敏感度較低。
離開(kāi)的光線的變化通過(guò)光敏元件進(jìn)行檢測(cè)，在這個(gè)示例中是光敏二極管25。光線還可以通過(guò)鏡面或其他光學(xué)元件從表面19引導(dǎo)到適當(dāng)?shù)胤?，在另外的位置進(jìn)行檢測(cè)。如果顯示裝置是由點(diǎn)陣形式的非晶(或多晶)的薄膜晶體管組成，基片可通過(guò)另外的特別設(shè)置的用于檢測(cè)的薄膜晶體管進(jìn)行擴(kuò)展，有必要的話，進(jìn)行優(yōu)化。這主要應(yīng)用在當(dāng)省略基片6而基片8也用作LCD基片的情況下。
對(duì)離開(kāi)光線變化造成的光敏二極管的光電流變化進(jìn)行檢測(cè)，有各種的可能性，比如通過(guò)適當(dāng)?shù)姆糯笃鬟M(jìn)行放大的方法。LED14可以一定頻率發(fā)射光脈沖，該頻率與記錄的(聲)波頻率偏差極大，故檢測(cè)可以通過(guò)頻率區(qū)分進(jìn)行。
圖6顯示了作為長(zhǎng)度和聲壓力函數(shù)的厚度為0.8mm的膜片的撓度變化。所顯示的聲壓值(0.00002Pa，0.0002Pa，...，0.2Pa，2Pa)分別對(duì)應(yīng)于安靜、小聲、一般談話、街頭噪聲、交響樂(lè)隊(duì)樂(lè)聲和飛機(jī)噪音。
本發(fā)明當(dāng)然并不限于上面介紹的示例。例如，也可以使用非LED光源。還可以采用其他的顯示裝置來(lái)代替液晶顯示器，比如基于電泳、場(chǎng)致發(fā)光、P(O)LED以及機(jī)械反射鏡的顯示器。此外，檢測(cè)壓力波動(dòng)(傳聲器)的裝置也可以應(yīng)用于完全不同的領(lǐng)域，例如，口授裝置或其他的記錄裝置，其中記錄裝置可具有記憶功能(例如，磁帶記錄裝置、半導(dǎo)體記憶體，或可讀寫(xiě)存儲(chǔ)器的記錄功能)。一般地，傳聲器可應(yīng)用于包括至少一個(gè)放大器和揚(yáng)聲器的發(fā)聲系統(tǒng)。
本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于前面介紹的實(shí)施例。
本發(fā)明基于各個(gè)和全部的新穎特征和各個(gè)和全部的特征組合。權(quán)利要求中的標(biāo)記不是為限制保護(hù)范圍。動(dòng)詞‘包括’及其形式變化的使用并不排除權(quán)利要求所述元件之外的元件。元件前的不定冠詞‘a(chǎn)’或‘a(chǎn)n’并不表示排除多個(gè)這種元件。
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)壓力波動(dòng)的裝置，所述裝置包括光學(xué)透明的可變形材料制成的基片或部分基片，其具有橫向于第一表面的若干側(cè)面，至少一個(gè)所述側(cè)面具有光線入口表面，光源發(fā)出的光線可以在所述側(cè)面耦合；在橫向于所述第一表面的平面上的光線出口部分；和光敏元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光源位于所述基片或所述部分基片的另外部分內(nèi)或沿另外部分設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光敏元件位于所述基片或所述部分基片的另外部分內(nèi)或沿另外部分設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括具有多個(gè)端面的光波導(dǎo)，至少一個(gè)所述端面是光線的入口表面，光源發(fā)出的光線可以在所述光波導(dǎo)端面耦合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述光敏元件位于相對(duì)所述光波導(dǎo)端面的另一端面上的區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述光波導(dǎo)的厚度最多為1mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述光波導(dǎo)的厚度最多為0.2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光敏元件包括半導(dǎo)體元件。
9.一種顯示裝置，包括照明元件，所述照明元件具有至少一個(gè)像素和可照射所述像素的另外的光波導(dǎo)；和如權(quán)利要求1所述的可檢測(cè)壓力波動(dòng)的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其特征在于，所述光波導(dǎo)和所述另外的光波導(dǎo)位于同一個(gè)基片。
11.一種記錄壓力波動(dòng)的記錄裝置，至少具有記憶功能并包括如權(quán)利要求1所述的裝置。
12.一種發(fā)聲系統(tǒng)，包括至少一個(gè)放大器、揚(yáng)聲器和如權(quán)利要求1所述的裝置。
全文摘要
顯示器的合成材料制成的基片(8)的一部分與光源，即LED(14)，和光電探測(cè)器(20)結(jié)合用作光學(xué)擴(kuò)音器。設(shè)置了可隨聲波產(chǎn)生的空氣壓力波動(dòng)而變形的膜片(11)。通過(guò)光電檢測(cè)器對(duì)壓力波動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，以便進(jìn)行下一步處理。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1463357SQ02801678
公開(kāi)日2003年12月24日 申請(qǐng)日期2002年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月18日
發(fā)明者F·G·C·維韋格 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司