DE10339901A1

DE10339901A1 - Mobiles Kommunikationsgerät

Info

Publication number: DE10339901A1
Application number: DE10339901A
Authority: DE
Inventors: Roman Brunel; Martin Dr. Oelschläger; Stefan Siebinger
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-03-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mobiles Kommunikationsgerät mit zumindest einer Leiterplatine und mit zumindest einer Kamera, welche einen Bildaufnahmesensor aufweist, wobei eine durchsichtige elektrisch leitende Schicht an oder vor dem Bildaufnahmesensor der Kamera vorgesehen ist, wobei die durchsichtige elektrisch leitende Schicht mit einer Massefläche, insbesondere der Leiterplatine, des mobilen Kommunikationsgerätes elektrisch leitend verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein mobiles Kommunikationsgerät mit zumindest einer Leiterplatine und mit zumindest einer Kamera, welche einen Bildaufnahmesensor aufweist.
Im Bereich der mobilen Kommunikationsgeräte, wie Mobiltelefone, Smartphones, Schnurlostelefone, MP3-Player, tragbare Radios oder PDAs (PDA = persönlicher digitaler Assistent), besteht der Trend, dass diese mobilen Kommunikationsgeräte immer mehr technische Komponenten enthalten. Insbesondere werden immer mehr mobile Kommunikationsgeräte mit Kameras ausgestattet. Gleichzeitig darf sich aber das Volumen der mobilen Kommunikationsgeräte nicht vergrößern. D. h. die modernen mobilen Kommunikationsgeräte sollen bei kleinstmöglichen Abmaßen viele verschiedene technische Komponenten beinhalten. Hieraus ergibt sich zwangsläufig, dass alle technischen Komponenten innerhalb des mobilen Kommunikationsgerätes immer dichter aneinander rücken müssen. Nachteilig hierbei ist, dass sich die immer enger aneinanderliegenden technischen Komponenten gegenseitig elektromagnetisch stören. Hierbei ist die Störung zwischen Antenne und Kamera besonders kritisch, da beide technischen Komponenten oftmals direkt nebeneinander oder sogar ineinander liegen und sich das vorhandene Volumen innerhalb des mobilen Kommunikationsgerätes gegenseitig streitig machen.
Es gibt im wesentlichen zwei Kopplungspfade für die Störsignale. Zum einen die Leistungsabstrahlung einer in dem mobilen Kommunikationsgerät befindlichen Antenne, die für den Empfang und das Senden von Funksignalen zuständig ist. Die Leistungsabstrahlung der Antenne verursacht Störungen in der Kamera bei gleichzeitiger Bildaufnahme. Zum anderen überlagert sich das Taktsignal der Kamera mit dem Eingangssignal der Antenne des mobilen Kommunikationsgerätes.
Die Taktsignale können Eigenstörungen im mobilen Kommunikationsgerät verursachen, die über 30 dB betragen können.

Diese Probleme werden bislang durch eine vollständige elektromagnetische Schirmung der Kamera und gegebenenfalls der Zuleitungen der Kamera gelöst. D. h. die gesamte Kamera und gegebenenfalls die Zuleitungen werden durch spezielle elektrisch leitende Materialen umschlossen und dadurch abgeschirmt. Bei dieser Abschirmung gibt es lediglich eine kleine Öffnung für die Optik der Kamera. Die Abschirmung der gesamten Kamera innerhalb des mobilen Kommunikationsgerätes erfordert zusätzliches Volumen und Material, was hohe Kosten verursacht. Ferner ist die Kamera im Bereich der Optik, insbesondere im Bereich des Lichteinfalls und damit auch des Bildaufnahmesensors, nicht gegen elektromagnetische Strahlung geschirmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Kamera eines mobilen Kommunikationsgerätes platzsparend und kostengünstig vor Störungen durch elektromagnetische Strahlung anderer technischer Komponenten des mobilen Kommunikationsgerätes abzuschirmen und die Störsignalaussendung der Kamera zu unterbinden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein mobiles Kommunikationsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Ein mobiles Kommunikationsgerät mit einer Leiterplatine und mit zumindest einer Kamera, welche einen Bildaufnahmesensor aufweist, mit einer durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht an oder vor dem Bildaufnahmesensor der Kamera, wobei die durchsichtige elektrisch leitende Schicht mit einer Massefläche, insbesondere der Leiterplatine, des mobilen Kommunikationsgerätes elektrisch leitend verbunden ist, stellt eine platzsparende und kostengünstige Möglichkeit dar, die Kamera, insbesondere den Bildaufnahmesensor der Kamera, vor elektromagnetischer Strahlung anderer technischer Komponenten, insbesondere einer Antenne, des mobilen Kommunikationsgerätes abzuschirmen und die Störsignalaussendung der Kamera zu unterbinden. Durch die Anordnung einer durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht an oder vor dem Bildaufnahmesensor der Kamera kann einerseits die Abschirmung der Kamera auf wenige Bereiche begrenzt werden, andererseits kann gerade der Bereich des Lichteinfalls bzw. des Bildaufnahmesensors vor elektromagnetischer Strahlung geschützt werden. Die durchsichtige elektrisch leitende Schicht sitzt vorteilhafterweise direkt an dem Bildaufnahmesensor oder in einem geringen Abstand von diesem entfernt. Dadurch, dass die durchsichtige elektrisch leitende Schicht elektrisch leitend mit der Massefläche, insbesondere mit der Leiterplatte, des mobilen Kommunikationsgerätes verbunden ist, wird die elektromagnetische Strahlungsenergie, die im Bereich der durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht wirkt, an die Massefläche weitergeleitet. Durch die Abschirmung des Bildaufnahmesensors durch die erfindungsgemäße durchsichtige elektrisch leitende Schicht können Störungen aufgrund von elektromagnetischen Strahlungen anderer Komponenten, insbesondere der Antenne, die in unmittelbarer Nähe der Kamera angeordnet sind, verhindert werden. Insbesondere die störende Leistungsabstrahlung der Antenne eines mobilen Kommunikationsgerätes kann durch die erfindungsgemäße durchsichtige elektrisch leitende Schicht wirksam abgeleitet werden. Ebenfalls wird die Störaussendung von der Kamera in die Antenne unterbunden. Vorteilhaft ist, dass durch die Verwendung einer durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht nur der Bereich zwischen der durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht und dem Bildaufnahmesensor abgeschirmt werden muss, da die elektromagnetische Strahlung hier besonders störend ist. Die Linse der Kamera mit ihrer Halterung kann außerhalb der Abschirmung liegen und muss nicht abgeschirmt werden. Das Volumen der Abschirmung kann deutlich gegenüber einer Abschirmung der gesamten Kamera und den Zuleitungen der Kamera reduziert werden. Hierdurch wird zusätzliches Volumen frei, wodurch das mobile Kommunikationsgerät kleiner gefertigt werden kann, oder wodurch zusätzlicher Platz für die Antenne des mobilen Kommunikationsgerätes geschaffen wird. Die Antenne kann das Volumen, das außerhalb der Kameraabschirmung frei geworden ist, nutzen, wenn es aus nicht leitfähigem verlustarmen Material aufgebaut ist. Die seitliche Abschirmung besteht aus elektrisch leitendem Material, welches in dem Bereich zwischen durchsichtiger elektrisch leitender Schicht und Bildaufnahmesensor der Kamera des mobilen Kommunikationsgerätes angeordnet ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des mobilen Kommunikationsgerätes sieht vor, dass die durchsichtige elektrisch leitende Schicht den Abschluss einer Schirmkammer bildet, in der der Bildaufnahmesensor sitzt. Nicht nur die durchsichtige elektrisch leitende Schicht der Schirmkammer ist elektrisch leitend, sondern auch der Rest der Schirmkammer, in der der Bildaufnahmesensor sitzt, ist aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet. Die durchsichtige elektrisch leitende Schicht ist über die Seiten der Schirmkammer mit der Massefläche, insbesondere der Leiterplatine, des mobilen Kommunikationsgerätes elektrisch leitend verbunden. Die Schirmkammer ist eine Art Gefäß mit einem Boden, einer Wandung sowie der durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht als Deckel des Gefäßes. Der Boden und die Wandung der Schirmkammer sind ebenfalls elektrisch leitend ausgebildet, so dass eine durchgehend elektrisch leitende Verbindung vorhanden ist. Der Boden der Schirmkammer wird in der Regel durch die Massefläche, d. h. die Leiterpaltine, gebildet. Der Bildaufnahmesensor sitzt vorzugsweise im Bereich des Bodens der Schirmkammer. Die von der durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht aufgenommene Strahlungsenergie wird durch die elektrisch leitende Verbindung an die Massefläche, insbesondere an die Leiterplatine, des mobilen Kommunikationsgerätes weitergeleitet. Hierdurch stört die elektromagnetische Strahlung nicht den Bildaufnahmesensor und damit nicht die Bildaufnahme.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die durchsichtige elektrisch leitende Schicht den Bildaufnahmesensor abdeckt. Die transparente lichtdurchlässige elektrisch leitende Schicht sorgt für einen optimalen Lichteinfall auf den Bildaufnahmesensor, während sie gleichzeitig die elektromagnetische Strahlung abschirmt. Ideal ist es, wenn die durchsichtige elektrisch leitende Schicht über den gesamten Querschnitt der Öffnung der Kamera verläuft. Hierdurch wird die durch die Öffnung eintretende elektromagnetische Strahlung an die Masseteile des mobilen Kommunikationsgeräts weitergeleitet und beeinflusst somit den Bildaufnahmesensor nicht negativ. Die durchsichtige elektrisch leitende Schicht kann an ihren Enden in Richtung des Bildaufnahmesensors abgewinkelt sein und somit einen Teil der seitlichen Wandung der Schirmkammer einnehmen.

Ferner ist vorteilhaft, wenn die durchsichtige elektrisch leitende Schicht parallel zum Bildaufnahmesensor angeordnet ist. Hierdurch werden die durch die durchsichtige elektrisch leitende Schicht einfallenden Lichtstrahlen nicht in Ihrer Richtung verfälscht, sondern können ungehindert auf den Bildaufnahmesensor einfallen.

Bevorzugt ist die Wandung und der Boden der Schirmkammer an einem nicht elektrisch leitenden Träger angeordnet. Der Bildaufnahmesensor sitzt vorzugsweise am Boden des nicht elektrisch leitenden Trägers. Der nicht elektrisch leitende Träger dient als Befestigung für die elektrisch leitende Schirmkammer, d. h. insbesondere für die Wandung der Schirmkammer. Der nicht elektrisch leitende Träger kann beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein.

Erfindungsgemäß ist eine elektrisch leitende Verbindung vorgesehen, die die durchsichtige elektrisch leitende Schicht mit der Massefläche, insbesondere mit der Leiterplatine, des mobilen Kommunikationsgerätes elektrisch leitend verbindet. Die Verbindung kann ein elektrisch leitender Kontakt in Form mehrerer flexibler und/oder starrer Leitungen sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn die elektrisch leitende Verbindung der Schirmkammer eine Ummantelung des Bereichs zwischen Bildaufnahmesensor und durchsichtiger elektrisch leitender Schicht ist. D. h. der Bereich zwischen durchsichtiger elektrisch leitender Schicht und Bildaufnahmesensor ist durch ein elektrisch leitendes Material vollständig ummantelt. Die Ummantelung bildet die gesamte Wandung der Schirmkammer und ist mit der durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht und der Massefläche des mobilen Kommunikationsgerätes elektrisch leitend verbunden. Die Ummantelung sitzt idealerweise direkt an der Leiterplatine auf. Die Schirmkammer weist in allen Bereichen ein elektrisch leitendes Material auf, so dass elektromagnetische Strahlungsenergie und elektrische Ströme auf die Massefläche des Kommunikationsgerätes abgeleitet werden und somit nicht in die Schirmkammer gelangen. Die Ummantelung weist vorzugsweise ein Metall auf.

Bevorzugte ist eine Ausführungsform des mobilen Kommunikationsgerätes, bei dem die durchsichtige elektrisch leitende Schicht durch einen elektrisch leitfähigen Kontakt, insbesondere einen elektrisch leitfähigen Gummi, mit der elektrisch leitenden Verbindung verbunden ist. Hierdurch lässt sich besonders einfach eine Verbindung zwischen der durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht und der elektrisch leitenden Verbindung, insbesondere der Ummantelung, der Schirmkammer schaffen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kommunikationsgerätes sieht vor, dass die durchsichtige elektrisch leitende Schicht an einer durchsichtigen Schutzschicht, insbesondere aus Polyethylentherephthalat, Cellulosetriacetat, Polyethylennaphthenat oder Glas, angeordnet ist. Die Schutzschicht dient gleichzeitig als Trägerschicht für die durchsichtige elektrisch leitende Schicht. Idealerweise ist die durchsichtige elektrisch leitende Schicht auf jeder Seite durch eine Schutzschicht begrenzt. Die Schutzschicht ist aus transparentem Material ausgebildet, welches gleichzeitig auch als Infrarotfilter für die eintreffende Lichtstrahlung dienen kann.

Vorteilhafterweise weist die durchsichtige elektrisch leitende Schicht Indiumzinnoxid auf. Schichten aus Indiumzinnoxid sind elektrisch leitfähig und optisch transparent. Die Eigenschaften der Indiumzinnoxid-Schichten können durch das Verhältnis von Indium zu Zinn im Oxid variiert werden. Wird beispielsweise der Zinn-Anteil gesenkt, dann erhöht sich die elektrische Leitfähigkeit. Je nach Größe der durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht kann die Leitfähigkeit der Schicht durch Variieren des Zinn-Anteils erhöht oder gesenkt werden.

Vorteilhaft ist es, wenn die durchsichtige elektrisch leitfähige Schicht auf der durchsichtigen Schutzschicht aufgedruckt oder aufgesputtert ist. Schichten aus Indiumzinnoxid können auf Glas oder durchsichtigen Kunststoff, wie Polyethylentherephthalat, Cellulosetriacetat oder Polyethylennaphthenat aufgedruckt oder aufgesputtert werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Schirmkammer für einen Bildaufnahmesensor;
2 ein mobiles Kommunikationsgerät mit einer erfindungsgemäßen Schirmkammer für einen Bildaufnahmesensor;
3 eine vergrößerte Darstellung des Übergangs von durchsichtiger elektrisch leitender Schicht zur elektrisch leitenden Verbindung der Schirmkammer.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Schirmkammer 2 für den Bildaufnahmesensor 5 einer Kamera 4 eines mobilen Kommunikationsgerätes 1. Die Schirmkammer 2 weist ein elektrisch leitendes Material auf. Die Schirmkammer 2 ist an einem elektrisch nicht leitenden Träger 13 befestigt. Der Bildaufnahmesensor 5 ist im Bodenbereich an dem Träger 13 angeordnet. Die Leiterplatine 3 bildet zusammen mit der durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht 6 und der elektrisch leitenden Verbindung 7 die Schirmkammer 2. Die durchsichtige elektrisch leitende Schicht 6 fungiert dabei als Deckel der Schirmkammer 2. Die durchsichtige elektrisch leitende Schicht 6 ist über die elektrisch leitende Verbindung 7 mit der Massefläche 3, insbesondere der Leiterplatine, des mobilen Kommunikationsgerätes 1 elektrisch leitend verbunden. Die elektrisch leitende Verbindung 7 ist eine Ummantelung des Bereichs zwischen der durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht 6 und dem Bildaufnahmesensor 5. Elektromagnetische Strahlung, die auf die Schirmkammer 2 gerichtet ist, wird durch die Teile der Schirmkammer 2, nämlich durch die durchsichtige elektrisch leitende Schicht 6, durch die elektrisch leitende Verbindung 7 sowie durch die Massefläche 3 des mobilen Kommunikationsgerätes 1 derart beeinflusst, dass die elektromagnetische Strahlung die Bildaufnahme durch die Kamera 4 und insbesondere den Bildaufnahmesensor 5 nicht negativ beeinflusst. Gleichzeitig hält die Schirmkammer 2 auch die störenden Kamerasignale zurück, so dass die Antenne 9 nicht gestört wird. Dadurch, dass die optische Öffnung der Kamera 4 ebenfalls eine Abschirmung der elektromagnetischen Strahlung aufweist, nämlich durch die durchsichtige elektrisch leitende Schicht 6, können die Abmaße der Schirmammer 2 der Kamera 4 gering gehalten werden. Durch die durchsichtige elektrisch leitende Schicht 6 ist es ausreichend, wenn der Bereich des Bildaufnahmesensors 5 durch eine Schirmkammer 2 abgeschirmt wird. Dies schafft zusätzliches Volumen innerhalb des mobilen Kommunikationsgerätes 1, das beispielweise von der Antenne 9 des mobilen Kommunikationsgerätes 1 genutzt werden kann. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht 6 kann die Abschirmung des Bildaufnahmesensors 5 mit sehr geringen Abmaßen ausgeführt werden, wodurch Materialkosten gespart werden können und Platz für andere technische Komponenten innerhalb des mobilen Kommunikationsgerätes 1 geschaffen wird.
In der 2 ist ein erfindungsgemäßes mobiles Kommunikationsgerät 1 dargestellt, welches eine Kamera 4 und eine Antenne 9 zum Senden und Empfangen von Funksignalen aufweist. Die Schirmkammer 2 umgibt nur den Bereich der Kamera 4, an dem der Bildaufnahmesensor 5 angeordnet ist. Hierdurch können Platz und Kosten gespart werden. Die Antenne 9 des mobilen Kommunikationsgerätes 1 kann das freigewordene Volumen, das beim bekannten Lösungen durch Abschirmungen der gesamten Kamera 4 eingenommen wird, zusätzlich nutzen. Die durchsichtige elektrisch leitende Schicht 6 verläuft über den gesamten Querschnitt der Öffnung 12 der Optik der Kamera 4. Hierdurch wird die elektromagnetische Strahlung, die durch die Öffnung 12 der Kamera 4 eintritt, aufgefangen und über elektrisch leitende Verbindungen 7 an den Masseträger 3 des mobilen Kommunikationsgerätes 1 weitergeleitet. Elektromagnetische Strahlungsmaxima werden durch die Schirmkammer reduziert.
3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A in 1. Die durchsichtige elektrisch leitende Schicht 6, insbesondere aus Indiumzinnoxid, ist zwischen zwei transparenten Schutzschichten 8 angeordnet. Die Schutzschichten 8 dienen zum mechanischen Schutz der durchsichtigen elektrisch leitenden Schicht 6, aber auch zu deren Halt. Die transparenten Schutzschichten 8 können Infrarotfilter aufweisen. Die durchsichtige elektrisch leitende Schicht 6 kann auf eine transparente Schutzschicht 8 aufgedruckt oder aufgesputtert sein. Die durchsichtige elektrisch leitende Schicht 6 ist über einen elektrisch leitenden Kontakt 11, insbesondere einem elektrisch leitfähigen Gummi, mit der elektrisch leitenden Verbindung 7 verbunden. Die durchsichtige elektrisch leitende Schicht 6 kann auch direkt mit der elektrisch leitenden Verbindung 7 in Kontakt stehen.

Claims

Mobiles Kommunikationsgerät (1) mit zumindest einer Leiterplatine (3) und mit zumindest einer Kamera (4), welche einen Bildaufnahmesensor (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine durchsichtige elektrisch leitende Schicht (6) an oder vor dem Bildaufnahmesensor (5) der Kamera (4) vorgesehen ist, wobei die durchsichtige elektrisch leitende Schicht (6) mit einer Massefläche, insbesondere der zumindest einen Leiterplatine (3), des mobilen Kommunikationsgerätes (1) elektrisch leitend verbunden ist.
Mobiles Kommunikationsgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durchsichtige elektrisch leitende Schicht (6) den Abschluss einer Schirmkammer (2) bildet, in der der Bildaufnahmesensor (5) sitzt.
Mobiles Kommunikationsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die durchsichtige elektrisch leitende Schicht (6) den Bildaufnahmesensor (5) abdeckt.
Mobiles Kommunikationsgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durchsichtige elektrisch leitende Schicht (6) parallel zum Bildaufnahmesensor (5) angeordnet ist.
Mobiles Kommunikationsgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmkammer (2) an einem nicht elektrisch leitenden Träger (13) angeordnet ist.
Mobiles Kommunikationsgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Verbindung (7) der Schirmkammer (2) eine Ummantelung des Bereichs zwischen Bildaufnahmesensor (5) und durchsichtiger elektrisch leitender Schicht (6) ist.
Mobiles Kommunikationsgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durchsichtige elektrisch leitende Schicht (6) durch einen elektrisch leitfähigen Kontakt (11), insbesondere ein elektrisch leitfähigen Gummi, mit der elektrisch leitenden Verbindung (7) verbunden ist.
Mobiles Kommunikationsgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durchsichtige elektrisch leitende Schicht (6) an einer durchsichtigen Schutzschicht (8), insbesondere aus Polyethylentherephthalat, Cellulosetriacetat, Polyethylennaphthenat oder Glas, angeordnet ist.
Mobiles Kommunikationsgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durchsichtige elektrisch leitende Schicht (6) Indiumzinnoxid aufweist.
Mobiles Kommunikationsgerät (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die durchsichtige elektrisch leitfähige Schicht (6) auf der durchsichtigen Schutzschicht (8) aufgedruckt oder aufgesputtert ist.