CN103685624A - 手持电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种手持电子装置，其具有一显示侧以及相对于显示侧的一背侧。此手持电子装置包括壳体、主机系统、光学元件、开窗区以及液晶光阀。主机系统与光学元件配置于壳体内，且光学元件电性耦接到主机系统。开窗区位于显示侧或背侧，用以暴露光学元件。液晶光阀配置于开窗区且电性耦接到主机系统，用以控制通过开窗区的光通量。

Description

手持电子装置

技术领域

本发明涉及一种电子装置，且特别是涉及一种手持电子装置。

背景技术

手持电子装置，例如移动电话（mobile phone）与个人数字化助理（personal digital assistant,PDA），因其方便性与可携性，已逐渐成为人们日常生活中不可或缺的工具。除了传统的通讯功能外，手持电子装置的附加功能也逐渐增加，例如将光学元件的照相或摄影的功能整合至可携式电子装置。

在现今的手持电子装置设计方式中，手持电子装置的光学元件，例如摄像元件(camera device)，是配置于手持电子装置的显示面，或是配置于手持电子装置的机身的背盖上。但无论摄像元件是配置在何种位置，都是直接显露于手持电子装置的外部表面。在手持电子装置的外观设计越来越被消费者所重视的今日，外露的光学元件会影响手持电子装置的外观，或是设计者必须调整手持电子装置的外型或结构设计来降低此外露的光学元件对整体外观造成的破坏。换言之，现有附加在手持电子装置的光学元件会限制手持电子装置的外型设计的弹性，也相应增加了手持电子装置的制作成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手持电子装置，可以避免光学元件对手持电子装置的整体外观造成破坏，有助于提高手持电子装置的外型设计的弹性，以及降低手持电子装置的制作成本。

为了达上述目的，本发明提出一种手持电子装置具有一显示侧以及相对于显示侧的一背侧。此手持电子装置包括壳体、主机系统、光学元件、开窗区以及一液晶光阀。主机系统与光学元件配置于壳体内，且光学元件电性耦接到主机系统。开窗区位于显示侧或背侧，用以暴露光学元件。液晶光阀配置于开窗区且电性耦接到主机系统，用以控制通过开窗区的光通量。

在本发明的一实施例中，上述的液晶光阀包括一液晶层以及一控制电极。前述控制电极电性耦接到主机系统，用以施加一电场于液晶层。

在本发明的一实施例中，上述的液晶光阀更包括两偏光片(polarizer)，分别设置于液晶层的相对两侧，其中两偏光片的偏振方向实质上正交。

在本发明的一实施例中，上述的光学元件具有一作用面，此作用面朝向显示侧，且手持电子装置还包括一透明盖板以及一遮蔽层。前述透明盖板位于显示侧并且连接壳体。遮蔽层配置于透明盖板与光学元件之间，且遮蔽层具有一第一开口以形成开窗区。此光学元件例如是一摄像元件或一发光元件。

在本发明的一实施例中，上述的遮蔽层的第一开口包括至少一按键图案，可搭配前述发光元件作为手持电子装置上的输入界面。

在本发明的一实施例中，上述的手持电子装置还包括一导光元件，配置于前述按键图案与发光元件之间。

在本发明的一实施例中，上述的手持电子装置还包括一光侦测元件，位于显示侧，并且电性耦接到主机系统，用以侦测一环境光。当环境光的光强度大于一阀值时，主机系统关闭发光元件，而当环境光的光强度小于阀值时，主机系统开启发光元件。

在本发明的一实施例中，上述的手持电子装置还包括一触控感测元件，配置于透明盖板与光学元件之间。

在本发明的一实施例中，上述的触控感测元件具有一线路，且遮蔽层覆盖线路。

在本发明的一实施例中，上述的光学元件具有一作用面，此作用面朝向背侧，又开窗区包括位于壳体上的一开口，且作用面与开口水平位置重叠。此光学元件例如是一摄像元件或一发光元件。

在本发明的一实施例中，上述的液晶光阀包括一被动式液晶层以及一控制电极。前述的被动式液晶层连接壳体且封抵开窗区。控制电极电性耦接到主机系统，用以施加一电场于被动式液晶层，以控制被动式液晶层遮蔽或暴露光学元件的作用面。

基于上述，本发明的手持电子装置在对应于光学元件的开窗区设置了液晶光阀，用于控制通过开窗区的光通量，调整光学元件暴露于外界的程度，以避免光学元件对手持电子装置的整体外观造成破坏。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的一种手持电子装置的俯视图；

图2是本发明的一种手持电子装置的仰视图；

图3绘示图1的手持电子装置沿A-A’线的剖面结构；

图4A绘示图1的手持电子装置沿B-B’线的剖面结构；

图4B是图4A中A部分的放大俯视图；

图5绘示图1的手持电子装置沿C-C’线的剖面结构；

图6是液晶光阀于未施加电压时的立体图；

图7是液晶光阀于施加电压时的立体图。

主要元件符号说明

100：手持电子装置

100a：显示侧

100b：背侧

110：壳体

110a：开口

120：主机系统

130a、130c：摄像元件

130b：发光元件

130d：闪灯

132a、132b、132c：作用面

140a、140b、140c、140d：开窗区

150：液晶光阀

151：液晶层

152：上部控制电极

153：下部控制电极

154：第一偏光片

155：第二偏光片

156：玻璃基板

160：透明盖板

170：遮蔽层

170a：第一开口

170b：按键图案

180：触控感测元件

180a：线路

190：导光元件

D1、D2：偏振方向

L：光线

V：电压

具体实施方式

图1是依照本发明的一种手持电子装置的俯视图。图2是依照本发明的一种手持电子装置的仰视图。请同时参考图1与图2。手持电子装置100具有一显示侧100a以及相对于显示侧100a的一背侧100b。手持电子装置100包括壳体110、主机系统120、摄像元件130a与130c、发光元件130b、闪灯130d、开窗区140a、140b、140c、140d以及多个液晶光阀150。主机系统120与摄像元件130a与130c以及发光元件130b、闪灯130d皆配置于壳体110内，且摄像元件130a、130c、发光元件130b、闪灯130d电性耦接到主机系统120。开窗区140a、140b位于手持电子装置100的显示侧100a，开窗区140c、140d位于手持电子装置100的背侧100b。

各开窗区140a、140b、140c、140d用以暴露对应的光学元件，举例来说，图1中的开窗区140a曝露出配置于壳体110内的摄像元件130a，开窗区140b曝露出配置于壳体110内的发光元件130b。图2中的开窗区140c曝露出配置于壳体110内的另一摄像元件130c，开窗区140d曝露出配置于壳体110内的闪灯130d。多个液晶光阀150配置于相应的开窗区140a、140b、140c、140d且电性耦接到主机系统120，用以控制通过各开窗区140a、140b、140c、140d的光通量。

配合开窗区位于手持电子装置100的显示侧100a或是背侧100b，以及曝露于各开窗区的不同光学元件的种类，可将开窗区的位置以及其所搭配的光学元件分为四种情形。当开窗区位于手持电子装置100的显示侧100a时(如图1的开窗区140a、140b)，光学元件可以是摄像元件130a或是发光元件130b，搭配手持电子装置100中其他的相关构件，摄像元件130a可做为手持电子装置100的前镜头，发光元件可130b做为手持电子装置100中，触控按钮的发光源。

当开窗区位于手持电子装置100的背侧100b时(如图2的开窗区140c、140d)，光学元件可以是摄像元件130c或是闪灯130d。同样地，配合其他相关构件，摄像元件130c与闪灯130d可做为手持电子装置100的后镜头或闪光灯。以下将分别针对上述的四种情形来描述本发明的四个实施例，此四种实施例可同时适用在同一个手持电子装置100，或是分别实施于不同的手持电子装置当中。在此的说明是将此四种实施例同时实施于同一个手持电子装置100中为例，但本发明并不限于此，设计者可按照设计时的需求以及欲达成的效果来考虑要在手持电子装置中采用的实施例数量。

首先，以开窗区位于手持电子装置100的显示侧100a，且光学元件为摄像元件130a为例。图3绘示图1的手持电子装置100沿A-A’线的剖面结构。请同时参考图1以及图3。在本实施例中，由于是以开窗区位于手持电子装置100的显示侧100a为例，因此摄像元件130a的一作用面132a，会朝向手持电子装置100的显示侧100a。此外，手持电子装置100还包括一透明盖板160以及一遮蔽层170，透明盖板160位于壳体110的显示侧110a，并且与壳体110连接。遮蔽层170配置于透明盖板160与摄像元件130a之间，且遮蔽层170具有一第一开口170a，以形成开窗区140a。手持电子装置100还包括一触控感测元件180，配置于透明盖板160与摄像元件130a之间。此外，触控感测元件180可以具有一线路180a，且遮蔽层170覆盖线路180a。

液晶光阀150配置于第一开口170a下，可控制通过第一开口170a的光通量。举例而言，当摄像元件130a处于关闭状态时，主机系统120可控制使液晶光阀150成为不透光的状态。此时，摄像元件130a会被液晶光阀150遮蔽，因此使用者在摄像元件130a处于关闭状态时是无法由外界看到摄像元件130a。相对地，若摄像元件130a处于开启状态，主机系统120可使液晶光阀150成为透光的状态。此时，光线可通过液晶光阀150，使得摄像元件130a可以拍摄外界景物。

图4A绘示图1的手持电子装置沿B-B’线的剖面结构。图4B是图4A中A部分的放大俯视图。请同时参考图1、图4A以及图4B。第二实施例的部分元件与结构配置与第一实施例相同，因此在此以同样的标号来表示相同或类似的元件。同样地，发光元件130b的作用面132b会朝向手持电子装置100的显示侧100a。在本实施例中，光学元件是发光元件130b，例如发光二极管灯。在此实施例中，遮蔽层170的第一开口170a具有按键图案170b。第二实施例与第一实施例类似，当发光元件130b处于关闭状态，此时主机系统120可通过例如施加电压的方式，控制液晶光阀150使光线无法穿过液晶光阀150，因此使用者无法看到壳体110内部的发光元件130b。反之，若发光元件130b处于开启状态，此时主机系统120可控制液晶光阀150使光线可穿过液晶光阀150。当光线可通过液晶光阀150时，光线会穿过遮蔽层170的按键图案170b，使用者由手持电子装置100的外部可看到发光的按键图案170b。虽然在本实施例中，按键图案170b的位置于位在遮蔽层170，但本发明并不限于此，在另一个未绘示的实施例中，手持电子装置100的按键图案170b位在发光元件130b与液晶光阀150之间。

为了让使用者看到的按键图案170b的光线更均匀，可携式电子装置100还包括一导光元件190，例如导光薄膜。导光元件190配置于按键图案170b与发光元件130b之间。在本实施例中，配合手持电子装置100的触控感测元件180，显示于显示侧100a上的按键图案170b可供使用者以触控的方式操作。

此外，手持电子装置100还包括一光侦测元件(图中未绘示)，此光侦测元件位于显示侧110a，并且电性耦接到主机系统120，用以侦测环境光。当环境光的光强度大于一阀值时，主机系统120关闭发光元件130b，而当环境光的光强度小于此阀值时，主机系统120开启发光元件130b。因此，通过光侦测元件，本实施例的可携式电子装置100可侦测出环境光的光强度，并根据光强度的值以主机系统120来控制发光元件130b是否开启，因此对使用者而言，发光元件130b具有根据使用环境而自动开启或是自动关闭的功能，使用上具有良好的便利性。

图5绘示图2的手持电子装置沿C-C’线的剖面结构。请同时参考图2以及图5。在开窗区140c是位于手持电子装置100的背侧100b的例子中，开窗区140c包括位于壳体110上的一开口110a。如图5所绘示，液晶光阀150配置于摄像元件130c以及壳体110之间。在第三实施例中，液晶光阀150控制通过开窗区140c的光通量的方式与前述的其他实施例相同，因此在此不再赘述。此外，如图2所绘示，当开窗区位于背侧100b时，光学元件并不限于是摄像元件130c，也可以是闪灯130d。在光学元件为闪灯130d的例子中，其剖面的结构配置与第三实施例相同，液晶光阀150控制通过开窗区140d的光通量的方式也于上述其他的实施例相同，其差别仅在于光学元件的种类，因此在此不加以赘述。

在本实施例中，是以开窗区位于手持电子装置100的背侧100b为例，所以摄像元件130c的作用面132c是朝向手持电子装置100的背侧100b。此外，若摄像元件130c与闪灯130d是同时设计于同一个手持电子装置100的背侧100b，则闪灯130d可在外界环境光线过暗的情况下发出光线，以辅助摄像元件130c的摄像功能。

以上已说明手持电子装置100中各元件的相关位置以及液晶光阀150于手持电子装置中的作用，以下将配合附图更具体地说明液晶光阀150控制通过各对应的开窗区140a、140b、140c、140d的光通量的方法。

图6是液晶光阀于未施加电压时的立体图。图7是液晶光阀于施加电压时的立体图。请参考图6与图7。详细而言，液晶光阀150包括一液晶层151、一上部控制电极152、一下部控制电极153、第一偏光片154、第二偏光片155以及两片玻璃基板156。上部控制电极152与下部控制电极153电性耦接到主机系统120，用以施加一电场于液晶层151。第一偏光片154与第二偏光片155分别设置于液晶层151的相对两侧。其中，第一偏光片154以及第二偏光片155的偏振方向D1与D2实质上正交。具体来说，液晶光阀150控制通过各开窗区140a、140b、140c、140d(图中未绘示)的光通量的方式，是通过通入一电压V以改变上部控制电极152与下部控制电极153之间的电场。

请先参考图6，此时，上部控制电极152与下部控制电极153尚未通入电压V。当光线L通过第一偏光片154时，只有与第一偏光片154的偏振方向D1相同的单一偏振方向的光线可以通过。接着，单一偏振的光线L通过液晶层151，其中由于液晶层151内的液晶分子具有旋光特性，因此光线L的偏振方向在通过液晶层151后会产生偏转。更具体而言，光线L通过第一偏光片154时具有偏振方向D1，且光线L在通过液晶层151后，偏振方向D1会偏转90度，而平行于第二偏光片155的偏振方向D2。因此，液晶光阀150透光。光线L可以依序通过第一偏光片154、液晶层151以及第二偏光片155，或者反向通过第二偏光片155、液晶层151以及第一偏光片154。

此外，请参考图7，上部控制电极152与下部控制电极153被通入电压V，而产生电场于液晶层151。此时，液晶层151内的液晶分子的排列方式会受到电场的控制而改变。光线L通过液晶层151时，其偏振方向不会改变，仍维持与偏振方向D2正交的方向，因此光线L无法通过第二偏光片155。液晶光阀150不透光。

承上述，吾人可通过施加电压V以产生电场于液晶光阀150，以控制其液晶层151中液晶分子的排列方式，并由此达到控制通过各个相应的开窗区140a、140b、140c、140d的光通量的目的。当液晶光阀150为无法透光的情况时，摄像元件130a、130c、发光元件130b、闪灯130d会被遮蔽，因此可以有效避免各光学元件130a、130b、130c、130d对手持电子装置100的整体外观造成的破坏，达到美化手持电子装置100外观的效果。此外，当施加于液晶光阀150的电压V消失，则液晶光阀150具有透光性，因此摄像元件130a、130c，发光元件130b、闪灯130d显露于外界，使得摄像元件130a、130c、发光元件130b、闪灯130d可以正常运作。

具体而言，液晶光阀150控制通过开窗区140a、140b、140c、140d的光通量的作动原理，与正常白(normally white)模式的被动式液晶元件相似。意即，当电压V施加于液晶层151时，液晶光阀150是不透光的。反之，当没有电压V施加于液晶层151时，液晶光阀150是可透光的。所以，液晶层151可视为被动式液晶层。当然，驱动液晶光阀150的方式并不限于此，熟悉此项技艺者也可采用类似的设计以达到控制液晶光阀150的目的，例如采用正常黑(normally black)模式的被动式液晶元件，或是通过主动式液晶元件来对通过开窗区140a、140b、140c、140d的光通量进行连续性的调整，此时液晶光阀150的透光度可有多种变化，如90%、70%、50%、30%、0等。

综上所述，本发明的手持电子装置利用配置于开窗区的液晶光阀来控制通过开窗区的光通量。可以依据光学元件的使用状态来调整通过开窗区的光通量，以控制光学元件暴露于外界的程度，或者通过液晶光阀来遮蔽非使用状态下的光学元件。如此，可以有效避免光学元件对手持电子装置的整体外观造成的破坏，有助于提高手持电子装置的外型设计的弹性，降低手持电子装置的制作成本。

虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (15)

1.一种手持电子装置，其具有一显示侧以及相对于该显示侧的一背侧，该手持电子装置的特征在于包括：

壳体；

主机系统，配置于该壳体内；

光学元件，配置于该壳体内，并且电性耦接到该主机系统；

开窗区，位于该显示侧或该背侧，用以暴露该光学元件；以及

液晶光阀，配置于该开窗区，并且电性耦接到该主机系统，用以控制通过该开窗区的光通量。

2.如权利要求1所述的手持电子装置，其中该液晶光阀包括：

液晶层；

控制电极，电性耦接到该主机系统，用以施加一电场于该液晶层。

3.如权利要求1所述的手持电子装置，其中该液晶光阀还包括两偏光片，分别设置于该液晶层的相对两侧，其中该两偏光片的偏振方向实质上正交。

4.如权利要求1所述的手持电子装置，其中该光学元件具有一作用面，该作用面朝向该显示侧，且该手持电子装置还包括：

透明盖板，位于该显示侧，并且连接该壳体；以及

遮蔽层，配置于该透明盖板与该光学元件之间，且该遮蔽层具有第一开口，以形成该开窗区。

5.如权利要求4所述的手持电子装置，其中该光学元件包括摄像元件。

6.如权利要求4所述的手持电子装置，其中该光学元件包括发光元件。

7.如权利要求6所述的手持电子装置，其中该遮蔽层的该第一开口包括至少一按键图案。

8.如权利要求7所述的手持电子装置，还包括导光元件，配置于该按键图案与该发光元件之间。

9.如权利要求7所述的手持电子装置，还包括光侦测元件，位于该显示侧，并且电性耦接到该主机系统，用以侦测一环境光，其中当该环境光的光强度大于一阀值时，该主机系统关闭该发光元件，而当该环境光的光强度小于该阀值时，该主机系统开启该发光元件。

10.如权利要求4所述的手持电子装置，还包括触控感测元件，配置于该透明盖板与该光学元件之间。

11.如权利要求10所述的手持电子装置，其中该触控感测元件具有线路，且该遮蔽层覆盖该线路。

12.如权利要求1所述的手持电子装置，其中该光学元件具有一作用面，该作用面朝向该背侧，又该开窗区包括位于该壳体上的开口，且该作用面与该开口水平位置重叠。

13.如权利要求12所述的手持电子装置，其中该光学元件包括摄像元件。

14.如权利要求12所述的手持电子装置，其中该光学元件包括发光元件。

15.如权利要求1所述的手持电子装置，其中该液晶光阀包括：

被动式液晶层，连接该壳体，且封抵该开窗区；以及

控制电极，电性耦接到该主机系统，用以施加一电场于该被动式液晶层，以控制该被动式液晶层遮蔽或暴露该光学元件的该作用面。

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