CN1450776A - 折叠式信息装置 - Google Patents

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Abstract

折叠式信息装置，包括备有显示器的上部单元，备有操作键的下部单元，连接上部单元和下部单元的双轴铰链，其允许上部单元相对于下部单元自由地打开、闭合以及转动，和置于双轴铰链顶端部分的光学部分。光学部分包括LED和摄像机中的至少一个。双轴铰链的顶端部分，在上部和下部单元的打开、闭合及转动状态中总是外露的。

Description

折叠式信息装置
技术领域
本发明涉及可折叠的便携式信息装置，如便携式电话装置或个人数字装置，尤其是带有图像捕获装置和可见报警装置的便携式信息装置。
背景技术
市场上可买到的带有摄像机的便携式电话，其中很多具有折叠式结构，因为它能被紧密地容纳在内。随着这种趋势，提出了各种类型的带有摄像机的便携式装置。
例如，未审公开号为2001-186396的日本专利申请，揭示了一个带有摄像机的便携式信息终端装置，该装置具有一对可通过安装在摄像机上的铰链进行折叠的单元。把摄像机朝向铰链转轴的垂直方向。
本申请提出了一种可折叠的便携式信息终端，该终端具有新的铰链结构(见申请号为No.10/259,509的美国专利申请)。此外，本申请提出了一种可折叠的便携式信息终端，该终端具有上述新的铰链结构和安装在下部单元一侧的摄像机(于2002年2月14日提出的申请号为No.2002-036715的日本专利申请)。
另一方面，便携式电话通常具有可见报警装置，如发光二极管(LED)，用于通知用户有来电。在由上部单元和下部单元构成的可折叠的便携式电话的情况下，提供多个LED，以便于闭合时用户能看到。作为选择，可以在上部单元的末端用单个LED，以便于甚至在闭合时能看到。然而，这种方案并不能提供很好的可见性。尤其是，考虑到节省空间和成本的问题，提供多个LED是不可取的。
发明内容
本发明的一个目的是，提供一种可折叠的便携式信息装置，允许便利的可操作性和提高光学部分的可见性。
本发明的另一个目的是，提供一种可折叠的便携式信息装置，允许光线捕获部件的便利的可操作性。
本发明的又一个目的是，提供一种可折叠的便携式信息装置，允许提高发光部分的可见性。
按照本发明，一可折叠的便携式信息装包括。
附图说明
图1A是根据本发明一具体实施例，在通常闭合状态下便携式电话的俯视图；
图1B是根据所述实施例在打开状态下便携式电话的俯视图；
图1C是根据所述实施例，在这种显示侧表面朝后打开上部单元的状态下便携式电话的仰视图；
图1D是根据所述实施例，便携式电话的俯视图，显示了下部单元和上部单元的主停位置(相对位置)；
图1E是根据所述实施例，在这种显示侧表面向外闭合上部单元的状态，便携式电话的俯视图；
图2是实施例中双轴铰链及其邻近区域的主要结构透视图，；
图3A是在图2中所示的圆柱形壳体的俯视图；
图3B是在图3A中所示的圆柱形壳体的侧面剖视图；
图4是根据所述实施例，显示了便携式电话电路的示意方框图；
图5A和5B是根据所述实施例，用于解释磁性传感器以及磁铁在便携式电话中的布局的示意俯视图；
图6是一显示了磁铁位置的说明性视图，上述位置对应于上部单元各个主转位置中的下部单元的霍尔元件。
具体实施方式
如图1A-1E中所示，根据本发明一实施例，便携式电话500主要包括三部分：下部单元100，具有一操作部分；上部单元200，具有一显示部分202；以及一双轴铰链部件300，作为可移动的连接部件(或者通用铰链部件)，用来连接下部单元100和上部单元200，以便使它们能自由地转动和打开/闭合。
如随后所述，双轴铰链部件300在其顶面具有一光学部分，它包括光线接收部分(摄像机部分)121和/或发光部分(LED部件)122。摄像机部分121带有小型、细长的摄像机，如CCD(电荷耦合器件)或CMOS摄像传感器。
下部单元100以及上部单元200，具有厚度预定及尺寸大致相同的扁平的椭圆外形。下部单元100以及上部单元200通过双轴铰链部件300的双轴铰链机械连接，这将在下面详细描述。上部单元200能绕双轴铰链相对于下部单元100自由地转动及打开/闭合。下部单元100和上部单元200通过适当的连接装置、如FPC(软性印制电路)经由双轴铰链部件300而电连接。
下部单元100的外壳101，容纳图4中虚线100A所包围的各种电路。操作部分置于下部单元100的一个表面(操作表面)101a上，并且包括多个用于完成便携式电话500的各种功能的操作键。此外，一个用于麦克风103的开口部分被置于同一操作表面的前端部。
上部单元200的外壳201，容纳图4中虚线200A所包围的各种电路。具有近似矩形形状的显示单元202被置于上部单元200的一个表面(显示表面)的垂直方向上。扬声器203被置于前端。在与显示表面201a相对的表面上有一小型的辅助显示单元206。
上部单元200和下部单元100通过双轴铰链连接，所述双轴铰链被构造成包括两个能独立旋转的正交旋转轴。如随后将要描述的，双轴铰链允许上部单元200如附图1A-1E中所示那样相对于下部单元100运动。
上部单元200在铰链侧末端形成一缺口部分200a，以便使缺口部分200a为双轴铰链部分300提供相对于下部单元100自由地打开、闭合以及旋转上部单元200的空间。因此，在如附图1A-1E中所示的状态下，双轴铰链部件300的顶部外露并能被用户看到。尤为特别的是，在如图1A所示的闭合状态下，摄像机部分121及LED部件122通过上部单元200的缺口部分200a而外露出来。在如图1B所示的打开状态，或如图1E中所示，在显示侧表面向外闭合上部单元200的状态，摄像机部分121及LED部件122也通过缺口部分200a而外露。
更可取地是，在下部单元100和上部单元200的铰链侧表面形成凹部，以便在打开或闭合上部单元200时不会摩擦下部单元100。双轴铰链部件
参照图2，双轴铰链部件300由双轴铰链及光学部分组成。所述双轴铰链有第一旋转轴(下文中的水平旋转轴)301和第二旋转轴(下文中的打开/闭合旋转轴)302。所述光学部分包括圆柱形壳体309，容纳摄像机部分121以及LED部件122。所述圆柱形壳体309被固定到水平旋转轴301处，其中摄像机部分121的光轴最好与水平旋转轴301的中心轴在一条直线上。
底座(base plate)304可转动地支撑水平旋转轴301，所述底座是从里面固定到下部单元100的。水平旋转轴301从下部单元操作表面垂直伸出。所述打开/闭合旋转轴302，是水平的(平行于下部单元100)，与水平旋转轴301成直角地穿过水平旋转轴301的末端，并被可转动地固定。
所述打开/闭合旋转轴302有一盘绕的卡合板弹簧305以及一环形卡合板306，活动地和缠绕地与伸出至其两侧的每个轴部分啮合。把一L形金属板的支架303在其一端303a处固定到伸出的轴部分的前端部。每个支架303的另一端303b是个具有以直角弯曲的L形腿的安装翼303c，其在附图中看来是水平伸出的。上部单元200容纳水平旋转轴301的下部、打开/闭合旋转轴302、以及支架303、303。在安装翼303c上具有填充孔303d，用来从里面把支架303、303固定到上部单元200。
水平旋转轴301以及打开/闭合旋转轴302能在一有限范围内独立旋转。底座304近似于矩形形状，且长边304a与下部单元100外壳的连接侧端部的曲形相匹配。一长、宽预定的长导孔304c，从底座304的另一长边304b以一恒定的间隔，在另一长边的中央形成。以常宽切除对应于长导孔304c的长边304b的中央部分。这种结构，使得在长边304b的横截面处形成了矩形形状的导向杆304d。水平旋转角度限制塞块307盘绕在这个导向杆304d上，以便于其可在预定距离内滑动。一制止爪(没有示出)，在朝水平旋转轴301侧伸出的水平旋转角度限制塞块307的下侧的中央位置处形成。在申请号为No.10/259,509的美国专利申请中，更详细地描述所述双轴铰链。光学部分
如图3A及3B所示，在如图2中所示的双轴铰链的顶部所具有的光学部分，由容纳摄像机部分121以及LED部件122的圆柱形壳体309构成。所述圆柱形壳体309被固定到水平旋转轴301上。可替换地，水平旋转轴301和圆柱形壳体309可以被整个地做成一块。
参照附图3B，摄像机部分121是由印刷电路板601、图像捕获装置602、光学透镜603、和透光(opticllay transparent)圆形树脂板604组成，所述组成部件容纳在圆柱形壳体309的中空部分。图像捕获装置602可以是CCD图像传感器或CMOS图像传感器，其连接到固定在圆柱形壳体309中空部分底部的印刷电路板601上。光学透镜603安装到图像捕获装置602上，并在其上成像。为了保护光学透镜603，在圆柱形壳体309的顶部表面具有一透光树脂板604作为窗口。
LED部件122由透光树脂605、空腔606、以及光源607组成，所述组成部件容纳在圆柱形壳体309的侧壁中的一个位置处。透光树脂605被嵌入在圆柱形壳体309的侧壁中。光源607可以是安装到空腔606内部的LED。从LED射出的光线被射向透光树脂605，因此用户能很清楚地看到所述光线。在用LED607作为可见报警以通知用户有来电的情况下，用户能轻易地察觉到来电，因为如图1A-1E所示，圆柱形壳体309的顶部是一直暴露的并能被用户看到的。
如上所述，在双轴铰链部件300的顶部具有LED部件122。因此，不管下部单元100与上部单元200的位置关系如何，单个LED的可见报警都能轻易地引起人的注意。
摄像机部分121的图像捕获装置602以及LED部件122的LED607通过FPC(软性印制电路)连接线609和608分别连接到下部单元100。被捕获的图像信号在经由连接线609输出到下部单元100之前，可由印刷电路板601的电子电路处理。下部单元100电连接到上部单元200，例如，通过挖空水平旋转轴和打开/闭合旋转轴，并从该孔穿过互连线。可替换地，FPC可以用于以把薄膜状FPC环绕在两旋转轴上这样一种方式连接下部单元100和上部单元200的两端。电子电路
接下来，将根据当前实施例来描述便携式电话的电子电路。
如图4所示，根据当前实施例的便携式电话，被构造成包括一天线104，一RF电路105，一调制解调器106，一基带处理电路107，一编解码电路108，一控制单元109，一麦克风103，操作键102，一报警装置110(在这里为LED部件122)，以及三个用于探测上部单元200位置(相对于下部单元100的姿态)的磁性传感器111a，111b，和111c。
此外，便携式电话具有摄像机部分121，用于捕获静止图像或视频图像，以及存储器120，用于存储由摄像机部分121获得的图像信息。这些功能部件安装在下部单元100内部。用于探测上部单元200位置(相对于下部单元的姿态)的装置，并不局限于磁性传感器(霍尔元件)。例如，也有可能是簧片开关或者是已知的机械开关。
控制单元109包括：一旋转角探测器112，用来基于每个磁性传感器111的输出确定上部单元200的旋转角度；一打开/闭合探测器113，用于探测包括向前/向后状态的打开/闭合状态；一显示控制器114，用于控制显示内容的方向以便于反映旋转角探测器112和打开/闭合探测器113的输出；一来电和终端控制器115，能根据打开/闭合及上部单元的移动操作来执行来电控制操作；一报警控制器116，能根据打开/闭合以及上部单元的移动操作来控制来电通知。
RF电路105，具有没示出的接收电路，发射电路，以及频率合成器。操作键102包括一发射键，一用于字母/假名/汉字/数字的转换键，一电源开/关键，一用于光标操作的十字键，以及一结束键。
此外，把所述实施例的便携式电话构造成包括：一扬声器203，一相应于磁性传感器111a和111b的磁铁204a，一相应于磁性传感器111c的磁铁204c，一成为主屏的显示单元(一液晶显示器：LCD)202，一触板机构205，一辅助显示单元206，以及一辅助操作键207，上述部件嵌入在显示单元202的表面。辅助操作键207包括一摄像机启动键，用于操作摄像机部分121的摄像功能，以及一图像发送建，用于把由摄像机捕获的图像发送到相对的一方。这些功能部件安装在上部单元上。扬声器203起电话接收器的作用，同时也起着声音报警装置的作用。
这些组成电子电路的单个电路部分可以是常规的电路，它们的具体描述和功能将被省去。
根据当前具有两个通过双轴铰链部件300连接的单元100和200的实施例，在便携式电话500中，上部单元200能通过绕第二旋转轴302转动，相对于下部单元打开和闭合，并能绕第一转轴301相对于下部单元100转动。因此，虽然上部单元200的前后表面的方向被限制为与第二转轴302平行的方向，上部单元200仍能在下部单元100的一表面侧，绕第一旋转轴301的位置绕轴转动到一任意位置。此外，也有可能在同一位置上完全颠倒。换句话说，下部单元100及上部单元200能按照需要采取各种相对姿态。在一预定的停止位置，可能与水平旋转轴限制装置和插锁机构保持一相对姿态。位置探测
如上所述，磁性传感器111a、111b以及111c和磁铁204配合，以探测下部单元100和上部单元200之间的相对位置。下面将详细描述磁性传感器111和磁铁204的安装位置。
如图5A所示，在传感器的传感一侧朝向操作表面一侧的情况下，把四个霍尔元件(磁性传感器)111a-111d布置在下部单元100内部。把两个霍尔元件111a和111b布置在绕水平旋转轴301的预定半径的圆周上，并布置在与下部单元的长轴成45°角以在附图中形成90°的中心角的两半径直线上。把第三霍尔元件111d布置在下部单元100的长轴与绕水平旋转轴301的预定半径的圆周的交点处。第四霍尔元件111c被置于移动到下部单元前端的一侧的位置处。每个霍尔元件都能探测磁铁产生的磁场方向。
另一方面，如图5B所示，半圆形且沿着附图中的厚度方向被磁化的磁铁204a，在上部单元200内部沿着绕第一旋转轴301的预定半径的圆周进行固定。此外，在上部单元的前端，对应于霍尔元件111c的位置备有磁铁204b。
可以把磁性传感器111置于上部单元200上，把磁铁204置于下部单元100上。必须把组成一对的磁性传感器和磁铁中的一个置于上部单元上，把另外一个置于下部单元上。没必要总用半圆形磁铁，并且单个磁铁可以置于霍尔元件111a和111b的相应位置上。
如图6所示，在两单元以显示表面外露的方式折叠起来的情况下，Lo1指示磁铁204a的位置，Lo4指示磁铁204b的位置。在这种状态下，相应的霍尔元件111a、111b以及111c产生输出，并因此能根据来自旋转角度探测器112和打开/闭合探测器113的输出确定上部单元的当前状态(位置)。
当以附图中的顺时针方向旋转90°角时，Lo2指示磁铁204a的位置。在这种情况下，只有霍尔元件111b产生输出，并由此能确定上部单元的状态(位置)。当再次以附图中的顺时针方向旋转90°角时，Lo3指示磁铁204a的位置(通常的通讯位置)。在这种情况下，不能从任一霍尔元件获得输出。因此，有可能确定上部单元的状态(位置)。
当两个单元在显示表面朝里折叠时，磁铁204a的位置也变成了Lo1(在图5的情况下磁场方向变成相反的方向)。然而，因为磁铁204c的位置变成了与霍尔元件111c不一致的Lo4’，这就有可能测定显示表面朝里处于折叠状态的两个单元。操作
如前所述，LED607用作可见警报，以通知用户有来电，因为圆柱形壳体309的顶部，所以用户很容易意识到有来电。
如上所述，具有摄像机部分121和LED部件122的双轴铰链部件300的顶部表面，如图1A-1E总是裸露的，并且不管下部单元100和上部单元200的位置关系如何总能被用户看到。换句话说，摄像机部分121以及LED122总是指向与下部单元100表面相同的方向，而不管上部单元相对于下部单元如何定位。因此，只要上部单元200如图1B-1E所示大致平行于下部单元100，摄像机部分121就能在下部单元100的表面一侧捕获图片。
在图1B、1D和1E的情况下，能捕获当前在便携式电话上操作的用户的图像，并在显示器202上显示。在图1C的情况下，当看到在显示器202上显示的图像时可以在其上捕获目标图像。
更准确地说，在图1B的情况下，用户操作一预定的第二操作键207或操作键102，以通过摄像机部分121捕获用户图像。由摄像机部分121捕获的图像数据，经由信息传送处理器118，传送到显示控制器114，并在显示部分202上显示。用户可以操作一预定的第二操作键207或操作键102，以把图像数据存储在存储器120内。照这样，能显示并记录用户图像。此外，存储在存储器120中的图像数据能根据用户指令经由通讯控制器117发送出去。
在摄像机部分121是视频摄像机的情况下，图像由摄像机部分121捕获，声音由麦克风103捕获以产生声音信号。视频信号通过通信控制器117发送，当从另一方收到视频信号时，收到的图像可以和用户图像一起在显示部分202的屏幕上显示，而收到的声音由扬声器203再现。这样就完成了视频电话的通讯。
类似地，在图1C的情况下，当看到显示器202上所显示的图像时，能在那里捕获，记录或者发送目标图像。
根据当前实施例，在图1D的情况下可以使用摄像功能。当上部单元200旋转到水平定向的位置时，安装到水平旋转轴301(参见图2)上的摄像机部分121也被旋转。因此，能在水平定向位置把用户图像显示在显示部分202上。这样的水平定向的图像，在发送之前，能电子地旋转90°角成垂直定向的图像。
根据本实施例，能在图1E的情况下使用摄像功能。在这种情况下，摄像机部分121被倒转，并且因此，在显示和记录之前，通过图像处理器119转换所捕获图像的方向。当在显示部分202上看到时，用户能操作一预定的第二操作键207以在存储器120中存储用户图像。
如上所述，摄像机部分121被安装到双轴铰链部件300的顶部，其视线与下部单元100操作键表面的标准方向相同。因为在双轴铰链部件300周围，在上部单元200中形成了缺口部分200a，摄像机部分121总是外露的，从而用户通过改变上部单元200的方向，能很容易地在那里仅用一个摄像机捕捉用户或目标图像。因为在那里只需一个摄像机来捕获用户或目标图像，所以就降低了成本。因为无需机械装置来改变摄像机自身，所以可靠性得到了提高。另外，在双轴铰链300的顶部也备有LED部件122，用户被可靠地通知有来电或类似情况。
也可能仅在双轴绞链300的顶部上提供LED部件122。在这种情况下，LED部件122可以置于双轴铰链部件300的顶部表面的中央。类似地，可能只在双轴铰链部件300顶部备有摄像机部分121。
摄像机部分121可以具有倾斜机构、光学远摄机构和/或图像放大机构，以增强其便利性。
已经参照实施例解释了本发明。然而，本发明并不局限于这些实施例，也可能用不同的方式实现本发明。例如，可以把双轴铰链部件300设计成与上述实施例不同的结构。连接元件必须能连接上部单元和下部单元，以便于上部单元能在其顶部的光学部分一直可见的情况下自由地转动、打开及闭合。在本发明的技术领域内，也可以对其他元件进行修改。
例如，显示单元并不局限于LCD，并且可以使用电子发光器(EL)。此外，可以在上述上部单元的侧表面上备有操作按钮，作为辅助操作部分。当显示单元朝里闭合所述单元时，最好终止显示和背光(如果它是背光LCD的话)以节约能量。
虽然，用便携式电话作为实施例来解释了本发明，但是本发明并不局限于便携式电话。若其操作部分及显示部分是分开的并且是可折叠的，则也可把本发明应用到折叠式信息终端，如PDA(个人数字助理)，这样也能完成如上所述的类似的操作和作用。

Claims (15)

1.折叠式信息装置，包括：
第一单元，在其一侧具有显示部分；
第二单元，在其一侧具有操作部分；
一可移动的连接机构，连接第一单元和第二单元，以便于允许第一单元在露出可移动连接机构的顶端部分的情况下，相对于第二单元自由地打开、闭合以及旋转；以及
一光学部分，置于可移动连接机构的顶端部分上。
2.根据权利要求1中所述的折叠式信息装置，其特征在于：所述光学部分包括发光部分和光线接收部分中的至少一个。
3.根据权利要求1或2中所述的折叠式信息装置，其特征在于：所述可移动连接机构是连接第一单元和第二单元以便于允许第一单元自由地打开、闭合、旋转的双轴铰链，
其中所述双轴铰链包括：
第一旋转轴，其牢固地并可旋转地置于第二单元一端附近的的操作表面上，所述第一旋转轴近乎垂直地从操作表面伸出；以及
第二旋转轴，其与第一旋转轴相互垂直，并置于第一旋转轴的前端部附近，轴向地并可转动地支撑第一单元，
其中，光学部分被固定到第一旋转轴的顶端部分。
4.折叠式信息装置，包括：
第一单元，在其一侧具有显示部分；
第二单元，在其一侧具有操作部分；
一双轴铰链，用于连接第一单元和第二单元，以便于第一单元和第二单元在第一旋转轴上自由地打开及闭合，并在第二旋转轴上相对转动，其中，第一旋转轴的顶端部分至少在打开，闭合及旋转状态是外露的；以及
一光学部分，置于第一旋转轴的顶端部分。
5.根据权利要求4中所述的折叠式信息装置，其特征在于，第一单元相应于第一旋转轴的顶端部分有一缺口部分，以便于第一旋转轴的顶端部分不被第一单元所覆盖。
6.根据权利要求4或5中所述的折叠式信息装置，其特征在于，光学部分包括一壳体，该壳体容纳发光部分和摄像机部分中的至少一个。
7.根据权利要求6中所述的折叠式信息装置，其特征在于，所述发光部分包括：
一发光装置，用于发光；及
一透光部件，外露在壳体的外部顶端表面上，用于向外部传输光线。
8.根据权利要求6中所述的折叠式信息装置，其特征在于，所述摄像机部分包括：
一图像捕获装置；
一成像透镜，用于在图像捕获设备上成像；以及
一透光板，外露在壳体的外部顶端表面上，用于接收外部光线以把其传递到成像透镜。
9.根据权利要求8中所述的折叠式信息装置，其特征在于，摄像机部分的光轴在第一旋转轴的方向上延伸。
10.根据权利要求6中所述的折叠式信息装置，其特征在于，壳体容纳发光部分和摄像机部分，且摄像机部分的光线接收部分置于壳体顶端表面的中央，而发光部分的发光部分偏离中心地置于壳体顶端表面上。
11.根据权利要求6中所述的折叠式信息装置，其特征在于，第一单元在其一侧还备有辅助操作部分，其中辅助操作部分用来操作摄像机部分。
12.根据权利要求6中所述的折叠式信息装置，其特征在于，容纳摄像机部分的壳体随着第一单元的转动而同步旋转。
13.根据权利要求12中所述的折叠式信息装置，其特征在于，当第一单元和第二单元相对转动形成90度角时，被摄像机部分捕获的一水平定向的图像被显示在水平定向的显示部分上。
14.根据权利要求13中所述的折叠式信息装置，其特征在于，在存储于存储器之前，把水平定向的图像转换成垂直定向的图像。
15.根据权利要求13中所述的折叠式信息装置，其特征在于，在发送之前把水平定向的图像转换成垂直定向的图像。
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