TWI239749B - Exchangeable housing-parts with a sensor-element - Google Patents

Description

1239749 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種具有感測器元件之可更換之外殼構件，其 用在一可攜式之電子裝置（特別是行動電話）中。 【先前技術】 此種外殼構件在先前技術中已爲人所知。例如，已揭示之 文件DE1 00 18375A1中描述一用於行動電話之可更換之外 殻上部’其上配置著一種功能元件。該功能元件例如是一 種輸入-或輸出元件或亦可爲一種感測器元件。此外，該行 動電話和該外殻上部另包含一些元件，其可使行動電話辨 認：哪一個外殼上部位於該行動電話上。經由此種辨認機 構亦可辨認所安裝之功能元件。由一安裝在該外殻上部上 之感測器所接收之信號經由行動電話上之電性接觸區而繼 續傳送且在該處進行處理。 上述配置之缺點是：施加在外殼上部中之該感測器之控 制和信號處理是在行動電話中進行。由於藉由更換該行動 電話之外殻上部可使各種形式儘可能不同之功能元件和感 測器在理論上與該行動電話一起使用，則該行動電話一開 始就須設計成可控制全部之可與該行動電話一起使用之功 能元件。這一方面在構成該行動電話時需要一種很有遠見 之規劃且另一方面在加入新的功能元件至該行動電話之外 殼上部中時會妨礙每一種可變化性（Flexibility)。 由於類比式感測器（例如，光學式-，電容式-或電感式感 測器元件）亦可用作功能元件，則在行動電話中須設有完整 之控制電路以控制這些可與行動電話一起使用之形式儘可 1239749 能不同之感測器。由於這些感測器之操作電壓’校準方法 和控制方式通常互相不同’因此該行動電話需要一種高的 設備費用，這樣會使行動電話昂貴很多且其發展和製造亦 複雜很多。 【發明內容】 本發明之目的是使一種可攜式電子裝置之外形和功能可 簡易地適應各別之需求。 該目的以一種可更換之外殼構件來達成，其具有一可攜 式電子裝置（特別是行動電話）所需之感測器元件，其中該可 更換之外殼構件包含一控制裝置以控制該感測器元件。 藉由該控制裝置與該感測器元件整合在該可更換之外殼 構件中，則例如在控制該感測器元件或在評估該感測器信 號時可將感測器特定之特性考慮在該控制元件中且因此亦 考慮在該可更換之外殻構件中。這樣可使該感測器元件簡 易地與該可攜式電子裝置一起操作。此外，該感測器元件 之ί空制和由該感測器元件所提供之信號之評估亦可在該控 制裝置中進行，使該電子裝置中操作該感測器所需之資源 可較先前技術者減少。 可攜式之電子裝置例如可爲行動電話，PDAs (Personal

Digital Assistants)，迷你電腦（Palm Tops)，組構器或其它類 似之裝置。 司使用形式儘可能不同之類比式及/或數位式感測器作爲 該感測器元件，其例如可以是：溫度感測器，濕度感測器， 热壓感測器’加速度感測器，傾斜感測器，磁場感測器， 1239749 光學感測器或氣體感測器。 此外，光學-及/或聲學-輸入-及/或輸出單元亦可安裝在該 可更換之外殼構件上或整合在其中。各輸出元件例如可用 來使該感測器元件所測得之資料被輸出且同樣由該控制裝 置所控制。各輸入元件例如可爲麥克風或視頻相機。 經由該可更換之外殼構件與一感測器元件和其所屬之控 制裝置之組合，則可使該可攜式電子裝置達成一種功能上 和外表上之各別化之特性。 例如，就一種可攜式電子裝置（例如，行動電話）而言可配 置一 ”戶外”式外殼構件，其包含：一溫度感測器，一氣壓 感測器（其例如用來預報氣候或作爲高度測量器），一磁場感 測器（作爲羅盤用）及所屬之（各）控制裝置。因此，設有一種 全部之感測器都可共用之控制裝置。此外，每一感測器元 件都分別設有一特定之控制裝置。該外殼構件可依據其使 用情況而設計成”戶外”型。其例如亦可具有風景畫或具有 一種自然組態（例如，木質，表層，綠草式外觀）。 又，該可更換之外殼構件例如可設計成”環境測量”型外殼 構件，其例如可具有一種臭氧感測器和一種紫外線（UV)感 測器。該可更換之外殼構件之此種設計因此可適當包含一 種盛夏之圖像。利用該可更換之外殼構件，則該可攜式之 電子裝置特別是可用來測量典型之盛夏對環境之影響。 由於該感測器元件用之控制裝置整合在該可更換之外殻 構件中，則新的感測器元件可彈性地與現有之可攜式電子 裝置一起使用，此乃因全部之感測器特性都可由該控制裝 1239749 置所含蓋。以此種方式就該可攜式之電子裝置之外殼而言 即可滿足特定之顧客需求，此種需求在設計該可攜式電子 裝置時即可不必考慮。 此外，本發明之可更換之外殻構件亦可用在價格便宜之 可攜式電子裝置中，其以多樣之方式事後可在功能上或設 計上具有個人化之特性。 在較佳之實施形式中，該控制裝置可用來使由感測器元 件所輸出之感測器原始資料被處理成數位式感測器資料。 這樣可使該控制裝置與該數位式可攜式電子裝置之通信簡 化，於是可使該感測器元件與該可攜式電子裝置之使用更 簡化。該控制裝置另外可用來使數位式感測器信號輸出至 該可攜式電子裝置及/或由該可攜式電子裝置接收該感測器 元件用之控制資料。 在本發明之一有利之形式中，該可攜式電子裝置具有一 可與外部電子裝置進行通信用之介面。該介面例如能以標 準化之介面，數位式介面，串列式I2C -介面及/或串歹u式 RX/TX介面來構成。該介面例如可與該可攜式電子裝置之 插接元件相連，藉此可經由一外部之連接電纜而與外部之 電子裝置形成一可拆卸之連接。此外，該介面可與該可攜 式電子裝置之連接單元相連接而接通至一無線區域網路（例 如，藍牙模組或WLAN-模組）。該介面之優點是：其是一通 吊已爲人所知之經吊使用之）丨面’其可使該可攜式電子裝 置與另一裝置或其它多個裝置之通信簡化或進行通信。 該介面本身可以是一種至無線區域網路（例如，藍牙模組 1239749 或WLAN)之介面。在此種情況下，該可攜式電子裝置和該 控制裝置之間可經由無線網路來進行通信。此時，該可更 換之外殼構件同樣可具有一種至無線網路（例如，藍牙模組 或WLAN-模組）之相對應之介面。

爲了使該感測器元件之控制裝置可簡易地與該電子裝置 互相通信’則可形成該控制裝置以便可經由該介面而與該 可攜式電子裝置相通信。以此種方式，則該可攜式電子裝 置中在與該感測器元件用之控制裝置通信時不必設置特殊 之裝置，這樣可使該可攜式電子裝置之規劃，硏發及/或製 造更簡化。

作爲該可攜式電子裝置之與該控制裝置通信用之介面 時，可選用一種爲此目的而設置之特定之介面或選用一種 在該可攜式電子裝置中已用作其它目的之介面。因此，在 該可攜式電子裝置（例如，行動電話）中例如可同時使用一種 已用來與外部之相關構件互相通信之RX/TX-介面（這是由 於構件-成本上之原因且爲了使硏發費用保持最少）。所屬之 介面導線可與所屬插頭相連且仍可（例如，藉由一種連接元 件）延伸至該可更換之外殻構件中之控制裝置。 使用上述任一種介面（例如，RX/TX_介面）所具有之優點 是：可使用該可攜式電子裝置中已設置之通信結構。因此， 該可攜式電子裝置（例如，行動電話）中例如可設有一種至該 裝置之記憶元件中已儲存之Java_應用程式之介面。一種用 於感測器中且儲存在該可攜式電子裝置之記憶元件中之 Java-應用程式例如可經由該介面（例如，RX/TX_介面）而存 -10- 1239749 取該感測器資料，進行評估及/或情況需要時將其顯示在該 電子裝置中已存在之顯示裝置上，此時該可攜式電子裝置 在構造上不必依據該感測器來調整。因此可使用各種形式 儘可能不同之應用程式。由於Java是一種開放之平台形 式，則許多儘可能不同之提供者亦可提供各種應用程式和 特定之裝置平台所需之服務。各種不同之可更換之外殼構 件及各種與感測器元件所形成之不同之組合能以上述方式 達成。 該可更換之外殻構件之另一有利之形式是在該控制裝置-及/或該感測器元件之電源供應係由該可攜式電子裝置來達 成時形成。這樣另外又可使該控制裝置及/或該感測器元件 不必在該可更換之外殼構件中另外設置一種各別之電源供 應器（例如，電池或蓄電池），否則須另外設置一種位於外部 之電源供應彡而。 當該控制裝置設計成可用來控制該感測器元件用之電源 供應器時，則該可更換之外殼構件或該相對應之可攜式電 子裝置可更簡化。在此種情況下，該可更換之外殼構件及/ 或該可攜式電子裝置中該感測器元件用之電源供應器之各 別之控制器即不需要。 在本發明之另一形式中，該可更換之外殼構件可包含一 種連接元件使感測器資料由該控制元件傳送至該可攜式電 子裝置或使控制資料由可攜式電子裝置傳送至該控制裝 置。該連接元件例如可以插接元件構成或至少包含一個插 接元件，其另外亦能以電纜元件構成或包含一種電續元 1239749 件，特別是平帶式電纜。 爲了能儘可能彈性地使用一種可攜式電子裝置及各種不 同之可更換之外殼構件，則亦可在該連接元件和該可更換 之外殼構件之間製成一可拆卸之連接件或在該連接元件和 該可攜式電子裝置之間製成一可拆卸之連接件。藉由此種 可拆卸之連接件（其例如以插接元件構成或以夾接元件構 成），則可使該可更換之外殼構件簡易地由該可攜式電子裝 置達成機械上之分離。 當該連接元件和該可更換之外殼構件之間之連接或該連 接元件和該可攜式電子裝置之間之連接是一種可拆卸之連 接時，則可形成另一有利之形式。這樣可使該可攜式電子 裝置，可更換之外殼構件和該連接元件之製造較簡易，此 乃因在該外殻構件上及/或在該電子裝置上例如不需一種步 驟來安裝插頭。此外，此種形式可使該可攜式電子裝置之 製造在價格上特別便宜，此乃因在製造該電子裝置和該可 更換之外殻構件時不必考慮該連接元件且該連接元件可各 別地製成（例如，可製成便宜之接地物件）。 又，上述之形式可簡易地將該可更換之外殻構件和該可 攜式電子裝置相組合，此乃因在組合之前該連接元件例如 可安裝在該可攜式電子裝置上且然後可更簡易地安裝該可 更換之外殻構件。 一種可由該可更換之外殼構件-且亦可由該可攜式電子裝 置拆卸之連接元件例如在一個-或二個接觸側上可具有一種 插接元件或具有適合作爲壓緊接觸用之導電區。 -12- 1239749 又，當該控制元件及/或該感測器元件之電源供應可藉由 該連接元件來達成時，則該可攜式電子裝置和該可更換之 外殼構件之間之其它電性連接件即不需要。 當該可攜式電子裝置包含一種記憶元件以儲存電腦程式 (特別是控制該控制裝置用之J a v a -程式）時，則各種不同之 可更換之外殼構件和一可攜式電子裝置之使用方式可更簡 化及/或更有彈性。由於該可攜式電子裝置之至少各單一之 功能可參考該可更換之外殼構件中之感測器元件而在稍後 由一儲存在該記憶元件中之軟體來進行，則在該可攜式電 子裝置中操作該感測器元件所需之硬體費用可進一步降 低。因此，此種裝置能以較低之費用來設計且構成。 例如，在設計該可攜式電子裝置之後亦可設計一種具有 新式感測器元件之新式可更換之外殻構件且藉此來使用已 設計完成之可攜式電子裝置。這是可能的，此乃因一方面 該感測器元件之控制和信號評估可藉由該可更換之外殻構 件中所安裝之控制裝置來進行且該可攜式電子裝置與該控 制裝置之間之通信可經由一稍後在該可攜式電子裝置之記 憶元件中所儲存之軟體來進行。 相對應之電腦程式或軟體例如在該可攜式電子裝B製@ 時可以儲存在該記憶元件中。此外，該電腦程式或軟體亦 可經由一與該裝置介面相連接之所屬連接裝置而傳送S -該 記憶元件。此種所屬連接裝置例如可以是一種插接元件或 一種無線之連接元件（例如，藍牙模組或WLAN ·模組）。以此 種方式可在事後使電腦程式傳送至該可攜式電子裝置以^ |空 1239749 制一整合在該可更換之外殼構件中之感測器元件。 該可攜式電子裝置可包含一種行動無線電-電信模 行動無線電終端機構成。在此種情況下，該電腦程 由所屬之行動無線電網路而傳送至該記憶元件。 例如，可使用】ava語言作爲已儲存之電腦程式用 語言’其就該可攜式電子裝置而言通常用作軟體平 此’電子裝置例如可包含一用於一種感測器元件之 用程式，其可藉由該控制裝置而存取該感測器-資料 評估，以多種方式來顯示該資料或作進一步處理。 器-資料之傳送，同步等等可在另一電子裝置（例如， 行動無線電台）上藉由HTML和一可對HTML進行存 服器來進行。例如，該可攜式電子裝置之顧客可將 經由網際網路（Internet)或行動無線電網路而儲存〕 檔’處理及/或與其它使用者相交換。此種構成方式 種各樣之應用程式，且由於；fava是一種公開之平台 亦可對該平台提供第三使用者，應用程式及/或服務 可製成各種可更換之外殼構件，其與各感測器元件 各種不同之組合。 又，本發明上述之目的由一可攜式電子裝置（特別 電話）來達成’其包含：一可更換之外殼構件，其具 器元件；一控制裝置’用來控制該感測器元件。此 裝置能以價格便宜地且較簡易地在外部上或功能上 別之特性，此乃因該可攜式電子裝置在製造及設計 幾乎不須考慮可能被使用之感測器元件且同時隨著 組或以 式可經 之程式 台。因 J a v a -應 且進行 該感測 電腦， 取之伺 其資料 乏/或歸 允許各 ，因此 。於是 可具有 是行動 有感測 種電子 具有各 時稍後 功能之 -14- 1239749 改變亦可使外部之形式改變。 其它較佳之實施形式包含在申請專利範圍各附屬項中 【實施方式】 本發明以下將參考所附之圖式來詳述。 第1圖是行動電話10之橫切面，其中第1圖中只顯示 行動電話1 0之後方上部。該行動電話1 〇包含一種電路 20 (PC B)，其具有該行動電話10操作用之主要之電子組件 此外，該行動電話1 〇包含一種蓄電池3 0，其用來對該行 電話1 0進行供電。該蓄電池3 0經由電壓導引件3 2而供 電能至該電路板2 0。第1圖中另又顯示該行動電話1 〇之 殼40後方之部份，其具有二個凸起42，44以容納該感測 模組5 0。該感測器模組5 0除了該特定之感測器元件5 2 外另有一電子構件（例如，一控制裝置）。該感測器模組 經由一種連接元件6 0而與該行動電話1 〇之電路板2 0相 接。經由該連接元件60例如可使電性之控制信號由電路 2 0傳送至該感測器模組5 0或使感測器資料由該模組5 0 送至電路板20。 第2圖顯示本發明之感測器模組1 00之一種可能之第一 施形式。該感測器模組1 〇〇包含一種類比式感測器Π 0和 種數位式感測器1 40。這些感測器經由一控制單元或控制 置1 20而受到控制。此外，第2圖另顯示一種行動電話-本裝置1 8 0，其具有一種操作電壓輸出端1 8 4和一種接地 出端1 86，以提供電壓至該感測器模組1 00。此外，該行 電話-基本裝置另包含：一接收線1 8 8，以接收該感測 該 板 〇 動 應 外 器 之 50 連 板 傳 實 裝 基 輸 動 πα

Claims (1)

1239749 拾、申請專利範圍： 第9 3 1 0 1 1 6 5號「具有感測器元件之可更換之外殼構件」 專利案 （94年3月修正） 1. 一種具有感測器元件（52，110，140，210，240)之可更 換之外殻構件（40)，其是用於一可攜式電子裝置（特別是 行動電話）中，其特徵爲：該可更換之外殼構件（40)包含 一種控制裝置（120，220)以控制各感測器元件（52，110， 140 ， 210 ， 240) ° 2. 如申請專利範圍第1項之可更換之外殼構件（40)，其中 該控制裝置（120，220)用來處理由各感測器元件（52， 1 10，140，210，240)所發出之感測器原始資料使成爲數 位式感測器資料。 3. 如申請專利範圍第 2項之可更換之外殼構件（40)，其中 該控制裝置（120，220)用來發出數位式感測器資料至該 可攜式電子裝置及/或用來接收由該可攜式電子裝置而 來之用於各感測器元件（52，110，140，210，240)之控 制資料。 4. 如申請專利範圍第1或3項之可更換之外殼構件（40)， 其中該可攜式電子裝置具有一裝置介面（182, 188, 190, 2 82，28 8，290)以與外部之電子裝置通信。 5. 如申請專利範圍第4項之可更換之外殼構件（40)，其中 該裝置介面（182，188，190，282，288，29 0)是以標準 化之介面，數位式介面，串列式I2C-介面，串列式RX/TX-介面及/或至區域性無線網路（188，190，28 8，290)之介 1239749 6·如申請專利範圍第4項之可更換之外殻構件（40)，其中 該控制裝置（120，220)藉由該裝置介面（182，188，190, 282，288，290)而與該可攜式電子裝置相通信。 7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之可更換之外殼構 件（40)，其中該控制裝置（120，220)及/或各感測器元件 (52，110，140，210，240)之電流供應是藉由該可攜式 電子裝置來達成。 8. 如申請專利範圍第7項之可更換之外殻構件（40)，其中 該控制裝置（120，220)是用來控制各感測器元件（52， 1 10，140，210，240)之電流供應。 9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之可更換之外殼構 件（4〇)，其中具有一種連接元件（60)以用來使感測器資 料由該控制裝置（120，220)傳送至該可攜式電子裝置及/ 或使控制資料由該可攜式電子裝置傳送至控制裝置 (120 ， 220) ° 10. 如申請專利範圍第9項之可更換之外殼構件（40)，其中 在該連接元件（60)和該可更換之外殼構件（40)之間可形 成一可拆卸之連接及/或在該連接元件（60)和該可攜式電 子裝置之間可形成一可拆卸之連接。 11. 如申請專利範圍第9項之可更換之外殼構件（40)，其中 控制裝置（120，220)-及/或各感測器元件（52，1 10，140， 2 10，240)之電流供應可藉由該連接元件（60)來達成。 1 2.如申請專利範圍第1至3項中任一項之可更換之外殼構 件（40)，其中該可攜式電子裝置包含一種記憶裝置以儲 存一種電腦程式’特別是Java-程式，以控制該控制裝 Ί2397亂 / ;飞 置（120 ， 220)。 13·如申請專利範圍第12項之可更換之外殻構件（40)，其 中該記憶裝置之電腦程式可經由一與裝置介面（1 8 2， 188，190，28 2，2 8 8，290)相連接之所屬連接裝置來傳 送。 14. 如申請專利範圍第12 項之可更換之外殻構件（40)，其 中該可攜式電子裝置包含一種行動無線電通信模組且該 記憶裝置之電腦程式可經由一所屬之行動無線電網路來 傳送。 15. 如申請專利範圍第13項之可更換之外殼構件（40)，其 中該可攜式電子裝置包含一種行動無線電通信模組且該 記憶裝置之電腦程式可經由一所屬之行動無線電網路來 傳送。 16. —種可攜式電子裝置（10)，特別是行動電話（10)，其特 徵爲具有如申請專利範圍第1至1 5項中任一項之具有感 測器元件之可更換之外殼構件（40);其中該可攜式電子 裝置（10)，特別是行動電話（10)，係與該具有感測器元件 之可更換之外殼構件（40)—起使用。 17. —種控制裝置（120，220)，其是在與申請專利範圍第丄 至1 5項中任一項之具有感測器元件之可更換之外殼構件 (4 0) —起使用時進行操作。