TW201311121A - 手持電子裝置 - Google Patents

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TW201311121A
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Han-Ping Kuo
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    • H04M1/0214—Foldable telephones, i.e. with body parts pivoting to an open position around an axis parallel to the plane they define in closed position
    • H04M1/0216—Foldable in one direction, i.e. using a one degree of freedom hinge
    • H04M1/022—The hinge comprising two parallel pivoting axes

Abstract

一種手持電子裝置，包括一第一機體、一第二機體、以及一連桿。第一機體具有一第一上表面，且第二機體具有一第二上表面。連桿的一端沿第一樞軸耦接至第一機體，且連桿的另一端沿第二樞軸耦接至第二機體。第二機體適於堆疊在第一機體的第一上表面，使手持電子裝置呈一收合狀態。連桿適於相對第一機體樞轉，使手持電子裝置之第一機體與第二機體並排而呈一展開狀態。

Description

手持電子裝置
本發明關於一種手持電子裝置，特別是關於一種具有雙顯示器的手持電子裝置。
近年來，手持電子裝置為求攜帶方便，莫不朝向輕薄短小的趨勢發展。為使其方便攜帶於身上，終端產品多以折疊式或滑動式手持電子裝置作為設計架構，以達成最大空間利用效率。
以折疊式手持電子裝置為例，由於一般折疊式手持電子裝置在展開狀態時，會因顯示區域之間距過寬而使畫面遭到分割，造成視覺上不連續的現象，進而影響使用時的便利性。
就滑動式手持電子裝置而言，上下兩機體可相對滑動以形成展開狀態，然而其機構設計更為複雜，零件數目多而不易於組裝。
本發明之一範疇在於提出一種應用於手持電子裝置之連桿機構，以解決先前技術所遭遇到之上述問題。
本發明提供一種手持電子裝置，包括一第一機體、一第二機體以及一連桿。第一機體具有一第一上表面、相對於第一上表面的一底面、一第一端面以及相對於第一端面的一第二端面。第二機體具有一第二上表面。連桿沿一第一樞軸耦接至第一機體，並且沿一第二樞軸耦接至第二機體。第一樞軸與第二樞軸實質上相互平行。第二機體適於堆疊在第一機體的一第一上表面，使手持電子裝置呈一收合狀態，且手持電子裝置呈一展開狀態時，其中第二機體並排(side by side)於第一機體之第二端面側且第一上表面齊平於第二上表面。其中，當手持電子裝置呈一收合狀態時，以第一機體的第一端面與底面交會處為原點，且由原點沿著底面向第二端面延伸的方向為X軸，並由原點沿著第一端面向第一上表面延伸的方向為Y軸，而第一樞軸在X-Y平面上的座標為(XC1,YC1)，且第二樞軸在X-Y平面上的座標為(XC2,YC2)，則：
XC2=[(YC2－YC1)2+XC1 2－(W－XC1+δH)2]/[2(W+δH)]；
YC2=HU+YC1+δV；
其中，W為第一機體在X軸向上的長度；
HB為第一機體在Y軸向上的厚度；
HU為第二機體在Y軸向上的厚度；
L為第一樞軸與第二樞軸在X-Y平面上的距離；
δH為手持電子裝置處於展開狀態時，第一機體與第二機體在X軸向上的間距；以及
δV為手持電子裝置處於收合狀態時，第一機體與第二機體在Y軸向上的間距。
在本發明之一實施例中，所述連桿的一底端在展開狀態時齊平於第一機體的底面。
在本發明之一實施例中，所述連桿包括兩支臂(supporting arm)以及一連接桿。所述兩支臂分別設置於第一機體的相對兩側並且實質上相互平行。各支臂的兩端分別沿第一樞軸以及第二樞軸樞接至第一機體與第二機體。連接桿連接於兩支臂之間。
在本發明之一實施例中，所述各支臂具有至少一曲折部(bended portion)，且此曲折部在展開狀態時齊平於第一機體的底面。
在本發明之一實施例中，所述各支臂為一直桿。
在本發明之一實施例中，所述第一機體含有一第一顯示器，位於第一上表面。
在本發明之一實施例中，所述第二機體含有一第二顯示器，位於第二上表面。
在本發明之一實施例中，所述第一機體含有一第一顯示器，位於第一上表面，且所述第二機體同時含有一第二顯示器，位於第二上表面。
在本發明之一實施例中，所述第一顯示器具有觸控功能。
在本發明之一實施例中，所述第二顯示器具有觸控功能。
在本發明之一實施例中，所述連桿為塑膠、金屬或複合材料等具備結構強度之材質。
關於本發明之特徵可以藉由以下的詳細說明並配合所附圖式得到更進一步的瞭解。
圖1為本發明之實施例之一種手持電子裝置的爆炸圖。請參考圖1，手持電子裝置100包含第一機體110、第二機體120與一連桿130。連桿130藉由第一樞軸142，如螺栓，耦接至第一機體110，並藉由第二樞軸144，如螺栓，耦接至第二機體120，而構成旋轉機構，且第一樞軸142與第二樞軸144實質上相互平行。如此，第一機體110與第二機體120的相對位置可隨連桿130之運動而改變，因而能使所述手持電子裝置於展開狀態與收合狀態之間切換。
所述連桿130可為各種構形，例如本實施例的連桿130是由兩支臂132以及連接桿134所構成。具體而言，兩支臂132分別設置於第一機體110的相對兩側並且實質上相互平行。各支臂132的兩端分別藉由第一樞軸142以及第二樞軸144樞接至第一機體110與第二機體120。連接桿134連接於兩支臂132之間，以使兩支臂132同步運動。連桿130可為塑膠、金屬或複合材料等具備結構強度之材質。
圖2A與2B為手持電子裝置100的作動剖面示意圖，其中圖2A所示之手持電子裝置100位於收合狀態，而圖2B所示之手持電子裝置100位於展開狀態。當手持電子裝置100位於圖2A所示的收合狀態時，第二機體120堆疊於第一機體110的上表面110a之上，使所述手持電子裝置100較不占空間而便於攜帶，此外，連桿130之連接桿134於收合狀態時可容置於第二機體120背側之容置空間(圖未示)，以節省手持電子裝置100之整體厚度。連桿130適於相對第一機體110樞轉，以抬升第二機體120離開第一機體110的上表面110a，並且帶動第二機體120移至第一機體110的一側，使手持電子裝置成為圖2B所示的展開狀態。在圖2B所示的展開狀態下，第一機體110與第二機體120並排，且第一機體110的上表面110a會齊平於第二機體120的上表面120a，如此，有利於實現各種功能變化，例如當第一機體110的上表面110a具有顯示器，而第二機體120的上表面120a也具有顯示器，可呈現無接縫顯示、無接縫之雙螢幕觸控與互動操作等。
另一方面，考量到第一機體110與第二機體120的厚度可能具有差異，例如第二機體120的厚度可能小於第一機體110的厚度，因此本實施例更可在展開狀態下使連桿130的底端139齊平於第一機體110的底面110b，使手持電子裝置100可被穩固地水平置放於平面上，以增進使用上的便利性。更具體而言，以圖1所示由兩支臂132以及連接桿134所構成的連桿130為例，各支臂132可具有至少一處曲折部139。此曲折部139可在展開狀態時齊平於第一機體110的底面110b，以實現前述穩定支撐手持電子裝置100的功能。
當然，本發明並不限制連桿130的構形。圖3繪示本發明另一實施例的手持電子裝置300，其與前述實施例之手持電子裝置100的主要差異在於：連桿130的支臂332為直桿，並藉由第一樞軸342與第二樞軸344樞接至第一機體310與第二機體320。
在本發明中，連桿、第一樞軸以及第二樞軸的相對位置為影響手持電子裝置能否順利作動的關鍵，因此必須針對連桿的長度、第一樞軸的位置以及第二樞軸的位置等進行估算與設計。
以圖2A與2B所示之手持電子裝置100為例，第一機體110具有上表面110a、底面110b之外，還具有連接於上表面110a與底面110b之間的第一端面110c與第二端面110d。第一端面110c與第二端面110d相對。在此，定義第一機體110的第一端面110c與底面110b交會處為原點，且由原點沿著底面110b向第二端面110d延伸的方向為X軸，並由原點沿著第一端面110c向第一上表面110a延伸的方向為Y軸。假設第一樞軸142在X-Y平面上的座標為(XC1,YC1)，且第二樞軸144在X-Y平面上的座標為(XC2,YC2)，則第一樞軸142與第二樞軸144在X-Y平面上的位置必須符合下列方程式：
XC2=[(YC2－YC1)2+XC1 2－(W－XC1+δH)2]/[2(W+δH)]；
YC2=HU+YC1+δV；
其中，W為第一機體110在X軸向上的長度；
HB為第一機體110在Y軸向上的厚度；
HU為第二機體120在Y軸向上的厚度；
L為連桿130的有效長度，也就是第一樞軸142與第二樞軸144在X-Y平面上的最短距離；
δH該手持電子裝置100處於展開狀態時，第一機體110與第二機體120在X軸向上的間距；以及
δV為手持電子裝置100處於收合狀態時，第一機體110與第二機體120在Y軸向上的間距。
藉由前述對連桿130的長度、第一樞軸142的位置以及第二樞軸144的位置等進行估算與設計，可避免因結構件之間的不當干涉而導致手持電子裝置100無法順利作動的情形。同時，也可在收合狀態或展開狀態下，避免第一機體110與第二機體120之間距過大，而影響手持電子裝置100的外觀、操作或正常的功能執行等。例如，在展開狀態下，當第一機體110與第二機體120之間距過大時，可能在雙螢幕的顯示狀態下發生顯示畫面不連續的問題，或者在第一機體110與第二機體120之間進行觸控操作時影響操作的手感與流暢度。
下文更進一步說明本發明之手持電子裝置可能的作動流程。以前述實施例的手持電子裝置100為例，圖4為手持電子裝置100由收合狀態轉變為展開狀態的一種作動模式。首先，如階段(a)所示，手持電子裝置100位於收合狀態，第二機體120堆疊於第一機體110的上表面110a之上。接著如階段(b)~階段(e)所示，第二機體120與連桿130共同沿第一樞軸142做順時針旋轉運動。然後如階段(f)所示，第二機體120沿第二樞軸144做逆時針旋轉運動，而成為如階段(g)所示的展開狀態。
圖5為手持電子裝置100由收合狀態轉變為展開狀態的另一種作動模式。首先，如階段(a)所示，手持電子裝置100位於收合狀態，第二機體120堆疊於第一機體110的上表面110a之上。接著如階段(b)~階段(e)所示，第二機體120與連桿130同時分別沿第二樞軸144與第一樞軸142做相對移動與旋轉的複合運動，亦即，第二機體120以第二樞軸144為中心做逆時針旋轉運動，而同時連桿130以第一樞軸142為中心做順時針旋轉運動。然後如階段(f)所示，連桿130已轉至定位，而第二機體120繼續沿第二樞軸144做逆時針旋轉運動，而成為如階段(g)所示的展開狀態。
上述二種作動模式之主要差異為當第二機體120沿第一樞軸142做順時針旋轉運動時，第二機體120是否同時沿第二樞軸144做逆時針旋轉運動。於第一種作動模式中，當第二機體120與連桿130共同沿第一樞軸142做順時針旋轉運動時，第二機體120與第二樞軸144之間沒有相對的旋轉運動。於第二種作動模式中，當連桿130沿第一樞軸142做順時針旋轉運動時，第二機體120同時沿第二樞軸144做逆時針旋轉運動。
前述圖4與5分別舉例說明了本發明之手持電子裝置可能的作動方式。然而，手持電子裝置的作動方式並不限於此，而可能隨著機構設計或使用者操作習慣等因素，在可能的範圍內被調整或變更。此外，逆向操作圖4與5的流程，便可使手持電子裝置100由展開狀態回復到收合狀態。
本發明的手持電子裝置藉由連桿來達成兩機體之間的展開與收合動作，並且可使得兩機體的上表面在展開後齊平，以實現各種功能變化，例如無接縫顯示、無接縫之雙螢幕觸控與互動操作等。
舉例而言，圖6繪示依據本發明另一實施例的一種具有雙螢幕的手持電子裝置600。如圖6所示，第一機體610含有第一顯示器660，位於第一機體610的上表面610a。第二機體620也含有第二顯示器670，位於第二機體620的上表面620a，其中第一顯示器660與第二顯示器670可為具觸控功能之顯示器，且較佳為窄邊框之顯示器。當所述手持電子裝置600呈展開狀態時，第一顯示器660與第二顯示器670共平面，以共同顯示一圖框畫面或者可進行互動的觸控操作。例如，第二顯示器670用以顯示第二畫面672，而第一顯示器660除了顯示第一畫面662之外，更提供虛擬鍵盤664，例如由第一畫面662所顯示之鍵盤664，以作為使用者的輸入介面。藉由前述實施例所述的機構設計，可以使第一機體610與第二機體620順利進行收合與展開的操作，並且縮小第一機體610與第二機體620的間隙，可實現無接縫的畫面顯示，並且有助於提昇使用者操作的手感與流暢度。
本發明提出的手持電子裝置藉由連桿來達成兩機體之間的展開與收合動作，並且可使得兩機體的上表面在展開後齊平，以實現各種功能變化，例如無接縫顯示、無接縫之雙螢幕觸控與互動操作等。由於連桿的機構設計簡單，需要搭配的零件數目少，因此可降低製作成本，在機構組裝上也更為便利。再者，受益於機構的簡化設計，手持電子裝置的體積可被縮小，有利於產品的薄型化發展。
雖然本發明已以多個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．手持電子裝置
110．．．第一機體
110a．．．第一機體的上表面
110b．．．底面
110c．．．第一端面
110d．．．第二端面
120．．．第二機體
120a．．．第二機體的上表面
130．．．連桿
132．．．支臂
134．．．連接桿
139．．．曲折部
142．．．第一樞軸
144．．．第二樞軸
300．．．手持電子裝置
310．．．第一機體
320．．．第二機體
332．．．支臂
342．．．第一樞軸
344．．．第二樞軸
600．．．手持電子裝置
610．．．第一機體
610a．．．第一機體的上表面
620．．．第二機體
620a．．．第二機體的上表面
660．．．第一顯示器
662．．．第一畫面
664．．．虛擬鍵盤
670．．．第二顯示器
672．．．第二畫面
圖1為本發明之一實施例之一種手持電子裝置的爆炸圖。
圖2A與2B為手持電子裝置100的作動示意圖。
圖3繪示本發明另一實施例的手持電子裝置。
圖4為圖1之手持電子裝置由收合狀態轉變為展開狀態的一種作動模式。
圖5為圖1之手持電子裝置由收合狀態轉變為展開狀態的另一種作動模式。
圖6繪示依據本發明另一實施例的一種具有雙螢幕的手持電子裝置。
100．．．手持電子裝置
110．．．第一機體
110a．．．第一機體的上表面
120．．．第二機體
130．．．連桿
142．．．第一樞軸
144．．．第二樞軸

Claims (18)

  1. 一種手持電子裝置，包括：一第一機體，具有一第一上表面、相對於該第一上表面的一底面、連接該第一上表面與該底面的一第一端面以及相對於該第一端面的一第二端面；一第二機體，具有一第二上表面；以及一連桿，沿一第一樞軸樞接至該第一機體，並且沿一第二樞軸樞接至該第二機體，該第一樞軸與該第二樞軸實質上相互平行，該第二機體適於堆疊在該第一機體的該第一上表面，使該手持電子裝置呈一收合狀態，且該手持電子裝置呈一展開狀態時，其中該第二機體並排(side by side)於該第一機體之該第二端面側且該第一上表面齊平於該第二上表面，其中，當該手持電子裝置呈該收合狀態時，以該第一機體的該第一端面與該底面交會處為原點，且由該原點沿著該底面向該第二端面延伸的方向為X軸，並由該原點沿著該第一端面向該第一上表面延伸的方向為Y軸，而該第一樞軸在X-Y平面上的座標為(XC1,YC1)，且該第二樞軸在X-Y平面上的座標為(XC2,YC2)，則：XC2=[(YC2－YC1)2+XC1 2－(W－XC1+δH)2]/[2(W+δH)]；YC2=HU+YC1+δV；其中，W為該第一機體在X軸向上的長度；HB為該第一機體在Y軸向上的厚度；HU為該第二機體在Y軸向上的厚度；L為該第一樞軸與該第二樞軸在X-Y平面上的距離；δH為該手持電子裝置處於該展開狀態時，該第一機體與該第二機體在X軸向上的間距；以及δV為該手持電子裝置處於該收合狀態時，該第一機體與該第二機體在Y軸向上的間距。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之手持電子裝置，其中該連桿的一底端在該展開狀態時齊平於該第一機體的該底面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之手持電子裝置，其中該連桿包括：兩支臂(supporting arm)，設置於該第一機體的相對兩側並且實質上相互平行，各該支臂的兩端分別沿該第一樞軸以及該第二樞軸樞接至該第一機體與該第二機體；以及一連接桿，連接於該兩支臂之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之手持電子裝置，其中各該支臂具有至少一曲折部(bended portion)，且該曲折部在該展開狀態時齊平於該第一機體的該底面。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之手持電子裝置，其中各該支臂為一直桿。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之手持電子裝置，其中該第一機體含有一第一顯示器，位於該第一上表面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之手持電子裝置，其中該第二機體含有一第二顯示器，位於該第二上表面。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之手持電子裝置，其中該第一顯示器具有觸控功能。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之手持電子裝置，其中該第二顯示器具有觸控功能。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之手持電子裝置，其中該連桿為塑膠、金屬或複合材料等具備結構強度之材質。
  11. 一種具有雙顯示器的手持電子裝置，包括：一第一機體，具有一第一上表面、相對於該第一上表面的一底面、連接該第一上表面與該底面的一第一端面以及相對於該第一端面的一第二端面；一第二機體，具有一第二上表面；一第一顯示器，位於該第一上表面；一第二顯示器，位於該第二上表面；以及一連桿，沿一第一樞軸樞接至該第一機體，並且沿一第二樞軸樞接至該第二機體，該第一樞軸與該第二樞軸實質上相互平行，該第二機體適於堆疊在該第一機體的該第一上表面，使該手持電子裝置呈一收合狀態，且該手持電子裝置呈一展開狀態時，其中該第二機體並排(side by side)於該第一機體之該第二端面側且該第一顯示器齊平於該第二顯示器，其中，當該手持電子裝置呈該收合狀態時，以該第一機體的該第一端面與該底面交會處為原點，且由該原點沿著該底面向該第二端面延伸的方向為X軸，並由該原點沿著該第一端面向該第一上表面延伸的方向為Y軸，而該第一樞軸在X-Y平面上的座標為(XC1,YC1)，且該第二樞軸在X-Y平面上的座標為(XC2,YC2)，則：XC2=[(YC2－YC1)2+XC1 2－(W－XC1+δH)2]/[2(W+δH)]；YC2=HU+YC1+δV；其中，W為該第一機體在X軸向上的長度；HB為該第一機體在Y軸向上的厚度；HU為該第二機體在Y軸向上的厚度；L為該第一樞軸與該第二樞軸在X-Y平面上的距離；δH為該手持電子裝置處於該展開狀態時，該第一機體與該第二機體在X軸向上的間距；以及δV為該手持電子裝置處於該收合狀態時，該第一機體與該第二機體在Y軸向上的間距。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之手持電子裝置，其中該連桿的一底端在該展開狀態時齊平於該第一機體的該底面。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之手持電子裝置，其中該連桿包括：兩支臂(supporting arm)，設置於該第一機體的相對兩側並且實質上相互平行，各該支臂的兩端分別沿該第一樞軸以及該第二樞軸樞接至該第一機體與該第二機體；以及一連接桿，連接於該兩支臂之間。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之手持電子裝置，其中各該支臂具有至少一曲折部(bended portion)，且該曲折部在該展開狀態時齊平於該第一機體的該底面。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之手持電子裝置，其中各該支臂為一直桿。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之手持電子裝置，其中該第一顯示器具有觸控功能。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之手持電子裝置，其中該第二顯示器具有觸控功能。
  18. 如申請專利範圍第11項所述之手持電子裝置，其中該連桿為塑膠、金屬或複合材料等具備結構強度之材質。
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