CN1985500A - 电子设备和检测壳体方向的方法 - Google Patents

Abstract

一种具有通过双轴铰链(21)而连接的上壳体(2)和下壳体(3)的手机(1)，其中磁体(61)被内置于上壳体中离开上壳体的穿过双轴铰链垂直轴(Y)的中心轴的位置处。根据当两个壳体被合上时上壳体的方向，磁体变到相对中心轴对称的位置处。因此，当MR传感器(62、63)被布置在下壳体中与上述位置相对应的位置处时，可以确定上壳体的方向。传统上，检测壳体的方向总共需要四个元件；但是本发明能够总共利用三个元件，即一个磁体和两个MR传感器，实现壳体方向的检测。检测壳体方向所需要的元件数可以被减少，因此可以减少用于放置这些元件的面积。

Description

电子设备和检测壳体方向的方法

技术领域

本发明涉及电子设备和检测壳体方向的方法，更具体地说，涉及其中两个壳体通过双轴铰链被连接的电子设备以及检测该电子设备的壳体方向的方法。

背景技术

手机和PHS(个人手持系统)是被普遍拥有的设备，在日本它们的总订户数超过了8千7百万(到2004年5月为止)。

如图1中所示，传统的可折叠手机包括操作单元104、控制器105、存储器113、音频处理器107、麦克风171、扬声器172、无线电单元108、天线181、图像传感单元110、显示控制器109、显示屏111、中断控制器112、开/合检测器106和开关161。在这些元件中，操作单元104、控制器105、存储器113、音频处理器107、无线电单元108、图像传感单元110、显示控制器109、中断控制器112和开/合检测器106连接到总线114。

通常，显示屏111和操作单元104被分别置于上壳体和下壳体中。上壳体和下壳体通过仅在一个方向上转动的单轴铰链连接。为了检测两个壳体的开/合状态，在上壳体中放置了磁体，并且开关161被置于下壳体中与磁体相对的部位。当两个壳体合在一起使磁体和开关161彼此接近时，开关161被接通。当两个壳体打开使磁体和开关161彼此分开时，开关161被关断。开关161的通/断操作使得开/合检测器106可以检查两个壳体是打开的还是合在一起的。

一旦检测到两个壳体是合在一起的，开/合检测器106就向中断控制器112输出中断信号。一旦接收到中断信号，中断控制器112就检查来自开/合检测器106的处理是否是比当前正在进行的中断处理更高级别的处理。作为检查的结果，如果来自开/合检测器106的处理是最高级别的处理，则中断控制器112进而向控制器105输出中断请求。

接收到来自中断控制器112的中断请求的控制器105访问中断控制器112中的寄存器，以检查最高级别的中断处理。控制器105响应于被确认的中断处理来执行适当的处理(例如参见日本专利申请早期公开No.2001-136251(参考文献1))。

虽然手机等的主要功能是语音通信，但是它们近来已发展成为更复杂的形式，包括电子邮件浏览器功能、web浏览功能、图像传感功能等。对于手机等来说，利用传统的简单的可折叠形状来处理更多的功能是不可能的，并且出现了利用双轴铰链代替单轴铰链的情况。双轴铰链是具有通常彼此垂直的两个可动轴的铰链。

如图2和图3中所示，在利用双轴铰链的传统折叠式手机101中，双轴铰链121具有“固定”在下壳体103的短边附近的一个可动轴，和以被固定的可动轴为中心转动的另一可动轴。在下面的描述中，双轴铰链121中基本与下壳体103的短边平行的轴被称为水平轴x，并且双轴铰链121的基本与下壳体103的短边垂直的轴被称为垂直轴y。

显示屏111被置于手机101的上壳体中。当显示屏111被设为与下壳体103相对，并且上壳体102和下壳体103被折叠在一起时，得到图2中所示的状态。在这种状态下，假设上壳体102以水平轴x为中心打开大约90°，上壳体102以垂直轴y为中心转动大约180°，并且上壳体102以水平轴x为中心合上大约90°。于是，上壳体102和下壳体103可以合在一起，而显示屏111被暴露在外面，如图3中所示。在这种状态下，用户可以利用宽屏幕来检查电子邮件和使用图像传感功能。

利用双轴铰链的传统的折叠式手机101使用两对磁体和霍耳元件。这允许当两个壳体102和103合在一起时检测上壳体102的方向。

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，使用一对磁体和开关161允许检测两个壳体的开/合状态。在利用双轴铰链的传统的折叠式手机101中，由于下面的原因使得不能区分图2中所示的状态和图3中所示的状态。当开关161接通时，其表示两个壳体102和103被合在一起。但是，不能识别上壳体102的方向。在使用磁体和霍耳元件等代替磁体和开关161的情况下，也会出现这个问题。

使用两对磁体和霍耳元件允许当壳体被合在一起时检测壳体的方向。但是，在这种情况下，必要元件的数目增多了，不可避免地增大了用于安置这些元件的面积。

上述问题不仅发生在折叠式手机中，而且在诸如PDA(个人数字助理)、笔记本个人计算机、便携式摄像机等之类的电子设备中也很常见。

为了解决上述问题作出了本发明，并且本发明的目的是减少用于安置被用于检测壳体方向的元件的区域。

解决问题的手段

为了达到上述目的，根据本发明，提供了一种电子设备，其特征在于包括第一壳体、包括与第一壳体相对的平面的第二壳体、双轴铰链以及第一磁性元件，双轴铰链包括两个可动轴，并且将第一壳体连接到第二壳体，所述两个可动轴包括与第二壳体的平面平行的水平轴和垂直于水平轴的垂直轴，并且第一磁性元件被置于第一壳体中离开第一壳体的中心轴的位置处，所述第一壳体的中心轴沿双轴铰链的垂直轴延伸。

根据本发明，提供了一种检测壳体方向的方法，其特征在于包括以下步骤：通过被置于第二壳体中在第二壳体的中心轴两边的位置处的两个磁传感器中的一个检测由被置于第一壳体中离开第一壳体的中心轴的位置处的磁体产生的磁场，其中第二壳体通过双轴铰链被连接到第一壳体，并且根据两个磁传感器中的哪一个检测到磁场来确定第一壳体的方向。

发明的效果

根据本发明，第一磁性元件被置于第一壳体中离开第一壳体的中心轴的位置处。根据第一和第二壳体被合在一起时第一壳体的方向，第一磁性元件变到相对于中心轴对称的位置处。因此，第二磁性元件被放置在第二壳体中与上述位置相对应的位置处使得可以确定第一壳体的方向。传统上，检测壳体的方向总共需要四个元件。与此相比，根据本发明，总共使用三个元件(即一个第一磁性元件和两个第二磁性元件)就可以实现壳体方向的检测。按照这种方式，本发明可以减少检测壳体方向所需要的元件数，并且因此减少用于安置这些元件的面积。

附图说明

图1是使用单轴铰链的传统折叠式手机的功能框图；

图2是利用双轴铰链的传统折叠式手机的立体图，示出了其中壳体被合在一起而隐藏显示屏的状态；

图3是利用双轴铰链的传统折叠式手机的立体图，示出了其中壳体被合在一起而暴露显示屏的状态；

图4是根据本发明第一实施例的折叠式手机的立体图，示出了其中壳体被合在一起而隐藏显示屏的状态；

图5是根据本发明的第一实施例的折叠式手机的立体图，示出了其中上壳体打开的状态；

图6是根据本发明的第一实施例的折叠式手机的立体图，示出了其中上壳体转动的状态；

图7是根据本发明的第一实施例的折叠式手机的立体图，示出了上壳体被转动了180°之后的的状态；

图8是根据本发明第一实施例的折叠式手机的立体图，示出了其中壳体被合在一起而暴露显示屏的状态；

图9是根据本发明第一实施例的折叠式手机的功能框图；

图10是图9的开/合检测器的功能框图；

图11是根据本发明的第二实施例的折叠式手机的立体图；

图12是根据本发明的第二实施例的折叠式手机的功能框图；并且

图13是图12的开/合检测器的功能框图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本发明的实施例。

将描述根据本发明的第一实施例的折叠式手机。如图4到图8中所示，根据第一实施例的折叠式手机1具有显示屏(显示装置)11被置于其表面上的上壳体(第一壳体)2、操作单元4被置于其表面上的下壳体(第二壳体)3，以及连接两个壳体2和3的双轴铰链21。从上部看时，壳体2和3都基本上为矩形。双轴铰链21连接到壳体2和3的短边。双轴铰链21是具有两个可动轴的铰链，这两个可动轴通常彼此垂直。在本说明书中，基本与放置操作单元4的下壳体3的平面平行的轴被称为水平轴X，并且基本与水平轴X垂直的轴被称为垂直轴Y。上壳体2和下壳体3可以以双轴铰链21的水平轴X为中心打开和合上。上壳体2可以以双轴铰链21的垂直轴Y为中心转动。

如图5中所示，上壳体2的中心轴沿双轴铰链21的垂直轴Y延伸。上壳体2在离开上壳体2的中心轴的位置处具有内置的磁体(磁体或第一磁性元件)61，该磁体产生磁场。下壳体3的中心轴A垂直于双轴铰链21的水平轴X。当两个壳体2和3被合在一起并且彼此相对时，下壳体3的中心轴A与上壳体2的中心轴相对。下壳体3在中心轴A两边的位置处具有检测磁场的两个内置的磁传感器(第二磁性元件)62和63。更具体地说，这两个磁传感器62和63关于下壳体3的中心轴A基本对称地放置。当如图4中所示，两个壳体2和3被合在一起时，磁传感器62与磁体61相对。当如图8中所示，上壳体2以双轴铰链21的垂直轴Y为中心被转动180°并且两个壳体2和3被合在一起时，磁传感器63与磁体61相对。

作为磁传感器62和63，可以使用磁阻传感器(下文中被称为“MR(磁阻)传感器”)。MR传感器是利用磁场引起的阻抗变化的磁传感器。霍耳元件检测极性是N极还是S极。与此相比，MR传感器的特性在于MR传感器的传感不考虑磁极的极性。在下面的描述中，MR传感器被用作磁传感器62和63，其中一个被称为第一MR传感器62，另一个被称为第二MR传感器63。

下面将参考图9描述折叠式手机的布置。除了上述的显示屏11、操作单元4、磁体61以及第一和第二MR传感器62和63之外，折叠式手机1还具有控制器5、存储器13、音频处理器17、麦克风71、扬声器72、无线电单元8、天线81、图像传感单元10、显示控制器9、开/合检测器6以及中断控制器12。在这些元件中，操作单元4、控制器5、存储器13、音频处理器7、无线电单元8、图像传感单元10、显示控制器9、开/合检测器6以及中断控制器12连接到总线14。

控制器5控制折叠式手机1的各个部分的操作。存储器13存储操作控制器5的程序和各种其它数据。音频处理器7执行例如对从麦克风71输入的信号的A/D转换和对要输出到扬声器72的信号的D/A转换之类的处理。无线电单元8执行例如对天线81发射和接收的信号进行频率变换、编码或解码之类的处理。图像传感单元10通过照相机来进行记录。当在显示屏11上显示包括字符的图像时，显示控制器9进行控制。开/合检测器6基于两个MR传感器62和63的检测结果，检测上壳体2和下壳体3的开/合状态。开/合检测器6还具有方向确定单元(方向确定装置)64，如图10中所示，其根据两个MR传感器62和63中的哪一个检测到磁场，来确定当壳体被合在一起时上壳体2的方向，即显示屏11的方向。当两个壳体2和3被合在一起，显示屏11被暴露在外面时，中断控制器12执行中断控制。

下面将再次参考图4到图8描述折叠式手机1的操作。为了描述的方便，假设磁体61的N极指向显示屏11，其S极指向显示屏11的相对侧。

在图4中所示的状态中，上壳体2和下壳体3被合在一起，使得显示屏11与下壳体3相对。此时，第一MR传感器62与磁体61的N极相对。因此，磁体61的N极向第一MR传感器62施加高密度的磁通量。一旦磁通量被施加到第一MR传感器62的检测表面上，电流就从第一MR传感器62流向开/合检测器6。由于没有磁通量被施加到第二MR传感器63的检测表面，所以没有电流从第二MR传感器63流到开/合检测器6。当开/合检测器6检测到来自第一MR传感器62的电流时，可以确定上壳体2被合上，且未将显示屏11暴露在外面。

如图5中所示，假设与下壳体相对的上壳体2以水平轴X为中心被打开大约90°。这去除了作用在第一MR传感器62上的磁体61的磁通量。因此，不仅来自第二MR传感器63的电流停止，而且来自第一MR传感器62的电流也停止。因而，开/合检测器6确定上壳体已经打开。

在图5中所示的状态中，当上壳体2以垂直轴Y为中心被转动大约90°时，得到图6中所示的状态。当上壳体2以垂直轴Y为中心再被转动90°时，显示屏11的背面与下壳体3相对，如图7中所示。此时，第二MR传感器63与磁体61的S极相对。

在这种状态中，假设上壳体2以水平轴X为中心被合上大约90°。这使得上壳体2和下壳体3被合在一起，显示屏11被暴露在外面。此时，来自磁体61的S极的磁通量作用在第二MR传感器63的检测表面上。这使得电流从第二MR传感器63流到开/合检测器6。此时，没有电流从第一MR传感器62流到开/合检测器6。当开/合检测器6检测到来自第二MR传感器63的电流时，可以确定上壳体2已经合上，显示屏11被暴露在外面。

一旦确定这一点，开/合检测器6就向中断控制器12输出中断信号。假设在开/合检测时进行的处理在当前请求的处理中具有最高优先级。在这种情况下，中断控制器12进一步向控制器5输出中断信号。一旦接收到来自中断控制器12的中断信号，控制器5就执行在开/合检测时应当进行的处理。

从开/合检测器6输出中断信号所需要的条件可以包括以下这些：

·当信号从第一MR传感器62或第二MR传感器63被输入时(只有当壳体被合在一起时才发生这种反应)；

·当来自第一MR传感器62或第二MR传感器63的信号改变时

(当壳体被合在一起或打开时都会发生这种反应)；

·当来自第一MR传感器62或第二MR传感器63的信号被中断时

(只有当壳体被打开时才发生这种反应)。

注意，条件不局限于上述的那些条件。例如，当特定的应用或功能(照相机)进行时，壳体的状态变化可能不被告知给控制器5。

开/合检测时可能进行的处理可以包括下面这些：

·改变显示屏11的显示方向；

·改变显示屏11的显示内容；

·打开/关闭显示屏11的背光(未示出)；

·启用或禁用显示屏11；

·起动或停止图像传感单元10；

·起动出厂时设置的应用；

·起动用户预先设置的应用；

·调节麦克风71和扬声器72的灵敏度；

·当提供了多个麦克风71或扬声器72时，在它们之间切换。

注意，处理不局限于上述的那些处理。

如上所述，根据本实施例，磁体61被置于上壳体2中离开上壳体2的中心轴的位置。根据上壳体2和下壳体3被合在一起时上壳体2的方向，磁体61变到相对中心轴对称的位置处。通过将第一MR传感器62和第二MR传感器63置于下壳体3中与上述对称位置相对应的位置处，可以确定上壳体的方向。传统上，检测壳体的方向需要两个“公”元件(霍耳元件的磁通量或开关的突起)和两个“母”元件(霍耳元件或开关本身)。与此相比，本实施例可以将“公”元件的数目减为一个。按照这种方式，本实施例可以减少检测壳体方向所必要的元件数目，并且因此减少了用于安置这些元件的面积。

根据本实施例，磁体61被布置在上壳体2中，并且第一MR传感器62和第二MR传感器63被布置在下壳体3中。或者，第一MR传感器62和第二MR传感器63可以被布置在上壳体2中，并且磁体61可以被布置在下壳体3中。根据本实施例，第一MR传感器62和第二MR传感器63被布置在下壳体3的没有连接双轴铰链21的那一端。或者，第一MR传感器62和第二MR传感器63可以被布置在双轴铰链21的附近。代替第一MR传感器62和第二MR传感器63，可以使用对应于相应极性的霍耳元件。在这种情况下，部件(那些与N极发生作用和与S极发生作用的部件)的种类数量增多，就制造成本而言是不利的。

下面将描述根据本发明第二实施例的折叠式手机。如图11中所示，根据第二实施例的折叠式手机1A利用具有不同极性的两个磁体(磁体或第二磁性元件)65和66，以及一个检测磁通量方向的磁传感器(第一磁性元件)67，以得到与上述第一实施例相同的效果。下文中将描述利用霍耳元件67作为磁传感器67的情况。

根据本实施例，N极磁体65和S极磁体66被布置在与第一实施例的第一MR传感器62和第二MR传感器63的位置相对应的位置处。霍耳元件67被布置在与第一实施例的磁体61的位置相对应的位置处。更具体地说，下壳体3在下壳体3的中心轴A两边几乎对称的位置处具有内置的N极磁体65和S极磁体66。上壳体2在离开上壳体2的中心轴的位置处具有内置的霍耳元件67。霍耳元件67电连接到开/合检测器6A，如图12中所示。霍耳元件67的输出电流的方向根据磁通量的方向而变化。因此，图13中所示的开/合检测器6A的方向确定单元(方向确定装置)64A根据霍耳元件67的输出电流的方向来确定上壳体2的方向。在图11和图12中，与图5和图9中所示的组件相等同的部分用与图5和图9中相同的标号表示。

工业应用

折叠式手机可以利用本发明。诸如PDA、笔记本个人计算机和便携式摄像机之类的电子设备也可以利用本发明。

Claims (14)

1.一种电子设备，其特征在于包括：

第一壳体；

第二壳体，所述第二壳体包括与所述第一壳体相对的平面；

双轴铰链，所述双轴铰链包括两个可动轴，并且将所述第一壳体连接到所述第二壳体，所述两个可动轴包括与所述第二壳体的所述平面平行的水平轴以及垂直于所述水平轴的垂直轴；以及

第一磁性元件，所述第一磁性元件被置于所述第一壳体的离开所述第一壳体的中心轴的位置处，所述第一壳体的中心轴沿所述双轴铰链的垂直轴延伸。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于所述第一壳体包括以所述双轴铰链的垂直轴为中心转动的壳体。

3根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于还包括两个磁性元件，所述两个磁性元件置于所述第二壳体的在垂直于所述双轴铰链的水平轴的所述第二壳体的中心轴两边的位置处。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于所述两个第二磁性元件包括被置于所述第二壳体的关于所述第二壳体的中心轴而对称的位置处的磁性元件。

5.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于所述第二磁性元件包括当所述第一壳体与所述第二壳体相对时，被置于与所述第一磁性元件相对的位置处的磁性元件。

6.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于还包括被置于所述第一壳体的表面上的显示装置。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于：

所述第一磁性元件包括产生磁场的磁体，并且

所述第二磁性元件包括检测所述磁场的磁传感器。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于还包括方向确定装置，用于基于所述两个磁传感器的检测结果确定所述显示装置的方向。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于所述方向确定装置包括用于根据所述两个磁传感器中的哪一个检测到所述磁场来确定所述显示装置的方向的装置。

10.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于：

所述两个第二磁性元件包括具有不同极性的磁体，并且

所述第一磁性元件包括检测磁通量的方向的磁传感器。

11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于还包括方向确定装置，用于基于所述磁传感器的检测结果确定所述显示装置的方向。

12.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于所述电子设备包括手机。

13.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于所述电子设备包括笔记本个人计算机。

14.一种检测壳体方向的方法，其特征在于包括以下步骤：

通过被放置在第二壳体的在所述第二壳体的中心轴两边的位置处的两个磁传感器中的一个，检测由被放置在第一壳体的离开所述第一壳体的中心轴的位置处的磁体产生的磁场，其中所述第二壳体通过双轴铰链被连接到所述第一壳体；以及

根据所述两个磁传感器中的哪一个检测到所述磁场来确定所述第一壳体相对于所述第二壳体的方向。

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