TWI457507B - Light transmission pivot structure - Google Patents
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Description
本發明是關於摺疊式的行動電話、筆記型電腦等行動機器中，利用光的傳播進行經樞軸連結成轉動自如的二個框體間之通訊的光傳達樞軸構造。
先前，已知的行動無線終端設備具備有二軸樞軸可使分別具有顯示部和操作部的兩框體繞著開閉中心軸摺疊自如，並且，可繞著垂直於開閉中心軸的垂直旋轉中心軸旋轉自如。該終端設備，為了在兩框體相對位移時還是能夠達到兩框體間的光通訊，在顯示部側的框體和操作部側的框體分別設有光通訊元件的同時，在開閉中心軸及垂直旋轉中心軸上設有光訊號的通過路徑空間，及在兩中心軸的交點設有鏡子。
〔專利文獻1〕日本特開2007-274057號公報
上述技術中，因是構成為從一方的光通訊元件照射的光通過可成為通光路徑的空間，由設置在開閉中心軸及垂直旋轉中心軸之交點的鏡子反射，入光至另一方的光通訊元件，所以鏡子和光通訊元件的相對性位置關係非常重要，因此組裝要求高精度。
由於需要可做為通光路徑的空間，因此附近電氣配線不小心的移動或塵埃的進入都能夠簡單遮住通光路徑，造成妨礙通訊的問題。此外，因框體本身的變形會直接牽涉到通光路徑的變形，所以做為通光路徑的空間其尺寸上需寬裕，以致有妨礙框體小型化的問題。
本發明是有鑑於上述狀況所研創的發明，目的在於提供一種即使在轉動操作框體時還是能夠維持光通訊的光傳達樞軸構造。
(第1特徵構成)
本發明的光傳達樞軸構造的特徵構成，是將具備有第1光元件的第1框體和具備有第2光元件的第2框體透過第1樞軸部彼此連結成能夠繞著第1軸芯轉動的同時，利用導光路體使上述第1光元件和第2光元件連接成能夠光傳達，上述導光路體，具有彎頭的同時，具有形成在該彎頭一方側的第1部位和形成在彎頭另一方側的第2部位，上述第1部位，是以其前端部和上述第1光元件成相向的同時，與上述第1樞軸部成同軸芯狀配置在上述第1框體側，上述第2部位，是以其前端部和上述第2光元件成相向的同時配置在第2框體側，上述第1樞軸部，具備：並設固定在第1框體的兩處的腳部，及在上述兩處的腳部之間所具備的第1轉動板，上述第1轉動板是對第1框體繞著上述第1軸芯成轉動自如，上述第2樞軸部，具備安裝
有第2框體的第2轉動板，上述第1轉動板與上述第1轉動板連結繞著上述第2軸芯成轉動自如，上述第1樞軸部具備保持上述導光路體使上述第1部位的軸芯與上述第1軸芯一致的安裝部，上述第2樞軸部具備保持上述導光路體使上述第2部位的軸芯與上述第2軸芯一致的安裝部，兩個上述安裝部中的至少其中一方為插通保持上述導光路體的構造，在上述導光路體的凸緣部與保持該凸緣部的上述安裝部之間，沿著上述凸緣部的軸芯方向具備配線構件的配線路徑用的間隙。
(作用效果)
本構成中，因是以設有導光路體做為設置在第1框體的第1光元件和設置在第2框體的第2光元件之間的光傳播路徑，所以光能夠通過導光路體內部從上述第1光元件到達上述第2光元件。因此，能夠確實進行上述第1光元件和第2光元件間的光傳播。
此外，能夠不用擔心其他的要素例如電源等配線構件或侵入機械內的灰塵干涉到光傳播的路徑，能夠進行穩定的光通訊。再加上，光通訊的路徑為獨立設置，所以能夠自由選擇配線構件的配線位置。因此，能夠整理配置上述導光路體和配線構件使該等不會纏繞在一起。其結果，難以產生配線構件的切斷等，還能夠確保上述兩框體大的轉動角度。
本構成的樞軸構造中，上述第1框體和第2框體是透
過第1樞軸部彼此連結成能夠繞著第1軸芯轉動的同時，上述導光路體是將設置在上述第1框體的上述第1光元件和設置在上述第2框體的上述第2光元件連接成可光傳達，因此能夠確實進行經第1樞軸部連結成轉動自如的上述兩框體間的光通訊。
形成在上述導光路體彎頭一方側的第1部位是和上述第1樞軸部同軸芯狀配置在上述第1框體側的同時，上述第1部位的前端部是和上述第1光元件成相向。另一方面，形成在上述彎頭另一側的第2部位是配置在上述第2框體側的同時，上述第2部位的前端部是對應著上述第2元件。基於此，當上述兩框體透過上述第1樞軸部繞著上述第1軸芯轉動操作時，上述導光路體會和上述兩框體的轉動動作同步繞著上述第1軸芯轉動。因此，能夠維持穩定的光通訊，同時能夠抑制上述兩框體轉動操作造成的上述導光路體損傷。
並透過繞著上述第1軸芯正交之第2軸芯成轉動自如的第2樞軸部可使上述兩框體繞著上述第2軸芯成轉動自如，因此就能夠將上述兩框體彼此設置成各種姿勢。由於上述第2樞軸部是安裝在上述第1樞軸部構成構件的同時，上述第2軸芯是和上述第2元件入光方向的中心軸(導光路體的中心軸)一致，所以即使在上述兩框體被操作成繞著上述第2軸芯轉動時，上述第2光元件和上述導光路體的相對位置也不會改變。因此，能夠維持穩定的光通訊，同時能夠抑制框體轉動操作造成的導光路體損傷。
又由於上述導光路體安裝在上述第1樞軸部時的安裝部，及上述導光路體安裝在上述第2樞軸部時的安裝部當中的任一方為可插通保持著上述導光路體之構造，上述導光路體的插通部設有間隙，因此能夠使上述導光路體位置固定的同時，能夠在上述間隙穿通電源配線等配線構件。
(第2特徵構成)
本發明的光傳達樞軸構造的特徵構成，是上述彎頭具備有可使光的路徑在上述第1光元件和上述第2光元件之間改變的反射部。
(作用效果)
由於上述導光路體能夠使上述第1光元件和上述第2光元件之間光傳達的同時，其彎頭具備有可改變光路徑的反射部，因此只要將上述導光路體的位置固定成可使上述第1部位及第2部位的前端部分別和上述第1光元件及第2光元件成相向，就能夠透過上述反射部的反射使來自上述第1光元件的光確實反射往上述第2光元件的方向，能夠確實進行上述兩光元件間的光傳達。
[概要]
本發明的光傳達樞軸構造(以下，稱本發明裝置)，
主要是針對行動電話行動電話、筆記型電腦等摺疊式行動機器中，透過可使複數框體結合成轉動自如的樞軸進行基板間光通訊的光傳達樞軸構造。
本發明裝置的實施形態是根據圖面進行說明。
[行動電話機本體]
應用本發明裝置的例子，例如有摺疊式行動電話機。行動電話機本體1，如第1圖及第3圖所示，是由：具有第1光元件6的同時設有送訊側基板4的第1框體2；具有第2光元件7的同時設有受訊側基板5的第2框體3；可使上述兩框體2、3連結成能夠繞著第1軸芯81轉動的第1樞軸部8；可繞著對第1軸芯81成正交的第2軸芯91成轉動自如的第2樞軸部9；及可成為光訊號之傳播路徑的導光路體10所構成。
當在操作鍵執行輸入操作時，上述輸入操作的訊號是透過送訊側基板4從第1光元件6以光訊號進行照射。從第1光元件6照射的光訊號，是從導光路體10的第1部位11側的前端部15入光至導光路體10內，從第2部位12側的前端部16出光，往第2元件7入光。入光至第2元件7的光訊號，是透過受訊側基板5使顯示部顯示內容變更成對應輸入操作的顯示內容。
根據本構成時，不受隔著第1樞軸部8和第2樞軸部9之兩框體2、3轉動動作的限制，透過導光路體10就能夠確實執行第1光元件6和第2光元件7之間的光通訊。
與上述順序相反，有時顯示內容的對應訊號是從第2框體3側送往第1框體2側，此時，光訊號會無任何妨礙地遵循與上述順序相反的路徑。
第1光元件6及第2光元件7所使用的發光元件是採用LED、面發光雷射(VCSEL)等，受光元件是採用光敏二極管等。
[樞軸構造]
能夠實現繞著第1軸芯81轉動的操作及繞著第2軸芯轉動的操作的樞軸構造，如第2圖及第3圖所示，是由：可使第1框體2和第2框體3連結成能夠繞著第1軸芯81成轉動自如的第1樞軸部8；及安裝在第1樞軸部8構成構件即第1轉動板84的同時可使第1框體2和第2框體3連結成能夠繞著第1軸芯81正交的第2軸芯91成轉動自如的第2樞軸部9所構成。
第1樞軸部8，是由：固定在第1框體2的腳部83；繞著第1軸芯81對腳部83成轉動自如的第1轉動板84；可使腳部83和第1轉動板84連結成能夠繞著第1軸芯81轉動的第1樞軸環85及第2樞軸環86所構成。第1樞軸環85，沿著第1軸芯81設有可插通保持著導光路體10的第1部位11的圓筒狀安裝用第1貫通孔82。第1貫通孔82的中心軸是和第1軸芯81一致。
第2樞軸部9，是由：第1樞軸部8構成構件即第1轉動板84；固定在第2框體3的同時繞著第2軸芯91對
第1轉動板84成轉動自如的第2轉動板93；可使第1轉動板84和第2轉動板93連結成繞著第2軸芯91轉動自如的第3樞軸環94所構成。第3樞軸環94，沿著第2軸芯91設有可插通保持著導光路體10的第2部位12的圓筒狀安裝用第2貫通孔92。第2貫通孔92的中心軸是和第2軸芯91一致。
根據本構成時，如第4(a)圖及第4(b)圖所示，當兩框體2、3透過第1樞軸部8繞著第1軸芯81轉動操作時，導光路體10會和兩框體2、3的轉動動作同步繞著第1軸芯81轉動，第1光元件6和導光路體10的相對位置不變。因此，能夠維持穩定的光通訊，同時能夠抑制上述兩框體2、3轉動操作造成的上述導光路體10損傷。
此外，如第4(b)圖及第4(c)圖所示，當兩框體2、3繞著第1軸芯81的轉動操作又加上透過第2樞軸部9繞著第2軸芯91轉動操作時，第2光元件7和導光路體10的相對位置不會改變。因此，能夠維持穩定的光通訊，同時能夠抑制兩框體2、3轉動操作造成的上述導光路體10損傷。
繞著第1軸芯81的轉動操作和繞著第2軸芯91的轉動操作，只要第1框體2和第2框體3不互相干涉，就不會妨礙彼此的轉動操作。雖然需要有可使兩框體互相不干涉的措施，但此為理所當然的設計事項，所以於此省略說明。
[導光路體]
導光路體10，如第3圖所示，是由：具有反射部14可使第1光元件6所發出的光訊號朝第2光元件7方向反射的彎頭13；形成在彎頭13一方側的圓筒狀第1部位11；及形成在彎頭13另一方側的圓筒狀第2部位12所構成。
第1部位11是插通在第1框體2側的第1貫通孔82，第2部位12是插通在第2框體3側的第2貫通孔92。彎頭13是和第1部位11同樣配置在第1框體2側。第1部位11和第2部位12是正交，第1部位11側的前端部15是和第1光元件6相向，第2部位12側的前端部16是和第2光元件7相向。
根據本構成時，不用擔心電源等配線構件(未圖示)或侵入至機器內的灰塵會干涉到光傳播的路徑，能夠進行穩定的光通訊。再加上，因光通訊的路徑是獨立設置，所以能夠自由選擇配線構件的配線位置。因此，能夠整理配置上述導光路體10和配線構件使該等不會纏繞在一起。其結果，難以產生配線構件的切斷等，還能夠確保上述兩框體2、3大的轉動角度。
彎頭13所具備的反射部14，因能夠使來自於第1光元件6的光訊號確實並且正確反射往第2光元件7，所以為了達成適當的光通訊，只要將導光路體10的位置固定成可使導光路體的第1部位和第1光元件6成相向，及可使導光路體的第2部位和第2光元件7成相向即可。
導光路體的素材，只要是對於傳播的光波長具有高透過率和高折射率的素材即可，可以是玻璃製及丙烯酸樹脂等聚合物製。導光路體以光纖構成時，其彎頭的相關限制少利用範圍變大。
導光路體10，其前端部15、16只要和第1光元件6及第2光元件成相向即可，也可增加彎頭13的曲折數量。但是，若彎頭變較多，則有時會導致導光路體10的第1部位11難以插通在第1貫通孔82，或者，使導光路體10的第2部位12難以插通在第2貫通孔92。有時也會造成導光路體10本身的製造困難。於該狀況時，如第5(a)圖所示，也可將彎頭為一處的L字型導光路體10連結使用。為了抑制光量從連結的位置17損失降低，只要在連結的位置17插入折射率介質油(maching oil)即可。此外，為了防止連結位置17的兩導光路體10位置偏差，例如第5(b)圖所示，只要追加可從其兩端分別插入兩導光路體10就不會產生位置偏差的引導構件18即可。
[另一實施形態]
上述的光傳達樞軸構造是例示著在第2樞軸部確保有間隙以做為配線構件的配線路徑之光傳達樞軸構造。不過也可如第6圖所示，將導光路體10的直徑設定成比第1樞軸環85的第1貫通孔82及第3樞軸環94的第2貫通孔92的直徑還小，將分別與第1貫通孔82及第2貫通孔92相等直徑的圓筒狀凸緣部19、20設置在導光路體10的
第1部位11外圍面上及第2部位12外圍面上。上述兩凸緣部19、20的位置是設定成當導光路體10插通在第1貫通孔82及第2貫通孔92時，抵接保持在第1貫通孔82的內圍面及第2貫通孔92的內圍面。第2部位12側的凸緣部20，設有凹部21可使其與第2貫通孔92內圍面之間形成有間隙22。除了上述部份以外，其他部份是和上述實施形態相同因此省略說明。
根據本構成時，導光路體是透過兩凸緣部19、20就可安裝成位置固定在兩貫通孔的同時，凹部21和第2貫通孔92內圍面之間的間隙22是可形成第1框體2和第2框體3之間的配線構件的配線路徑。因此，配線構件和導光路體10不會纏繞在一起，不會妨礙到兩框體2、3的轉動操作。此外，因是配線在軸芯附近，所以即使是在上述兩框體相對位移時，配線構件也難以產生拉伸或扭曲等。
可取代凹部在凸緣部設置孔形成間隙；導光路體不設置凸緣部而是在第3樞軸環94的內圍面側設有導光路體10保持用的突起由該突起構成間隙，或者也可在第3樞軸環94的外圍面設有開口或間隙等。可插通保持著導光路體的安裝部，其形狀只要形成不妨礙到兩框體的轉動操作同時能夠保持著導光路體，則也可以是如樞軸環般的輪環形狀。
針對行動電話機、筆記型電腦、PDA、電子記事本、
電子辭典、數位攝影機等複數框體結合成可轉動的電子機器中，可獲得能夠穩定並且確實執行框體間之光通訊的光傳達樞軸構造。
2‧‧‧第1框體
3‧‧‧第2框體
6‧‧‧第1光元件
7‧‧‧第2光元件
8‧‧‧第1樞軸部
9‧‧‧第2樞軸部
10‧‧‧導光路體
11‧‧‧第1部位
12‧‧‧第2部位
13‧‧‧彎頭
14‧‧‧反射部
15‧‧‧前端部
16‧‧‧前端部
81‧‧‧第1軸芯
第1圖為具備有光傳達樞軸構造的行動電話機本體透視圖。
第2圖為光傳達樞軸構造的透視圖。
第3圖為光傳達樞軸構造的模式圖。
第4圖為表示具備有光傳達樞軸構造的行動電話機本體轉動動作透視圖，(a)圖為表示行動電話繞著第1軸芯轉動180度後的狀態，(b)圖為表示從(a)圖的狀態繞著第1軸芯轉動45度程度後的狀態，(c)圖為表示從(b)圖的狀態繞著著第2軸芯順時針轉動45度程度後的狀態。
第5(a)圖為表示複數的L字型導光路體經連接後的狀態透視圖，(b)圖為表示(a)圖狀態的導光路體設有環構件時的狀態透視圖。
第6圖為表示導光路體具備有具凹部之凸緣時的透視圖。
第7圖為表示導光路體具備有具凹部之凸緣時的透視圖。
4‧‧‧送訊側基板
5‧‧‧受訊側基板
6‧‧‧第1光元件
7‧‧‧第2光元件
8‧‧‧第1樞軸部
9‧‧‧第2樞軸部
10‧‧‧導光路體
11‧‧‧第1部位
12‧‧‧第2部位
13‧‧‧彎頭
14‧‧‧反射部
15‧‧‧前端部
16‧‧‧前端部
81‧‧‧第1軸芯
83‧‧‧腳部
84‧‧‧第1轉動板
85‧‧‧第1樞軸環
86‧‧‧第2樞軸環
91‧‧‧第2軸芯
93‧‧‧第2轉動板
94‧‧‧第3樞軸環
Claims (2)
- 一種光傳達樞軸構造，其特徵為：將具備有第1光元件的第1框體和具備有第2光元件的第2框體透過第1樞軸部彼此連結成能夠繞著第1軸芯轉動的同時，利用導光路體使上述第1光元件和第2光元件連接成能夠光傳達，上述導光路體，具有彎頭的同時，具有形成在該彎頭一方側的第1部位和形成在彎頭另一方側的第2部位，上述第1部位是以其前端部和上述第1光元件成相向的同時，與上述第1樞軸部成同軸芯狀配置在上述第1框體側，上述第2部位是以其前端部和上述第2光元件成相向的同時配置在上述第2框體側，上述第1樞軸部，具備：並設固定在第1框體的兩處的腳部，及在上述兩處的腳部之間所具備的第1轉動板，上述第1轉動板是對第1框體繞著上述第1軸芯成轉動自如，上述第2樞軸部，具備安裝有第2框體的第2轉動板，上述第1轉動板與上述第1轉動板連結繞著上述第2軸芯成轉動自如，上述第1樞軸部具備保持上述導光路體使上述第1部位的軸芯與上述第1軸芯一致的安裝部，上述第2樞軸部具備保持上述導光路體使上述第2部 位的軸芯與上述第2軸芯一致的安裝部，兩個上述安裝部中的至少其中一方為插通保持上述導光路體的構造，在上述導光路體的凸緣部與保持該凸緣部的上述安裝部之間，沿著上述凸緣部的軸芯方向具備配線構件的配線路徑用的間隙。
- 如申請專利範圍第1項所記載的光傳達樞軸構造，其中，於上述彎頭具備有可使光的路徑在上述第1光元件和上述第2光元件之間改變的反射部。
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