TWI583291B - 具有觸控螢幕的電子裝置 - Google Patents

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Description

具有觸控螢幕的電子裝置
本發明是有關於一種電子裝置，特別是指一種具有觸控螢幕的電子裝置。
現今的消費性電子產品，例如智慧型手機(Smart Phone)、平板電腦(Tablet PC)，及衛星導航(GPS)等，皆朝輕、薄、短、小的方向設計，在此前提之下，鍵盤及滑鼠等輸入裝置逐漸被具有觸控功能的螢幕所取代。因此，近來傳統的筆記型電腦(Laptop)的螢幕也加入了觸控的功能。
參閱圖1，為一種現有的筆記型電腦1，包含了一主機11、一觸控螢幕12及二個樞轉單元13。
觸控螢幕12透過該等樞轉單元13可樞轉地與主機11相連接。
每一樞轉單元13包括一與主機11相連接之第一連接座131、一與第一連接座131相連接之中空第一樞轉件132、一與觸控螢幕12相連接之第二連接座133及一樞轉桿134，其由第二連接座133之一端朝第一樞轉件132 方向延伸且與第一樞轉件132緊配合地穿設在第一樞轉件132內，使觸控螢幕12可相對於主機11在一收合位置與一展開位置之間樞轉，在收合位置時，觸控螢幕12水平地鄰近該主機11，在非收合位置時，觸控螢幕12相對於主機11展開一角度。
撐立觸控螢幕12相對於主機11展開一角度，而不受重力的影響而向下墜落是靠該等樞轉桿134與該等第一樞轉件132之間的摩擦力所提供之一扭力。此扭力恆為一固定值，不因觸控螢幕12相對主機11展開之角度的不同而改變。然而，由於使用者必然會觸碰觸控螢幕12，倘若該扭力小於使用者碰觸觸控螢幕12之力道，則觸控螢幕12便會逐漸朝遠離主機11的方向樞轉，使得使用者須手動將觸控螢幕12調回適於操作之角度，而造成使用上之不便。
而若加大該等樞轉桿134與該等第一樞轉件132之間的摩擦力，使該扭力大於使用者碰觸觸控螢幕12之力道，如此雖可使觸控螢幕12在被觸碰的過程中不相對於主機11樞轉，但如此一來使用者將必須施加較大的力道才能扳動觸控螢幕12，亦造成使用上的不便。
因此，本發明之目的，即在提供一種在使用過程中觸控螢幕不會相對主機樞轉之具有觸控螢幕的電子裝置。
於是，本發明具有觸控螢幕的電子裝置，包含 一主機、一觸控螢幕、至少一樞轉單元、一止動單元及一控制單元。
該樞轉單元包括分別設在該主機與該觸控螢幕並相接合的一第一樞轉件及一第二樞轉件，該觸控螢幕藉該樞轉單元可相對於該主機在一收合位置與一展開位置之間樞轉。
該止動單元設置於該第一樞轉件與該第二樞轉件之間，並且包括一止動件及一驅動件，該驅動件能驅動該止動件在一頂抵該第一樞轉件及該第二樞轉件其中之一的止動位置及一離開該該第一樞轉件及該第二樞轉件其中之一的非止動位置之間移動。
該控制單元與該觸控螢幕及該驅動件電耦接，該控制單元根據對應該觸控螢幕狀態的一操作信號，控制該驅動件驅動該止動件位移於該止動位置而限制該觸控螢幕相對於該主機樞轉，以及於該非止動位置而使該觸控螢幕能相對於該主機樞轉。
其中，該控制單元包括一設在該主機之中央控制器，該中央控制器與該觸控螢幕及該驅動件電耦接，該中央控制器判斷該觸控螢幕被使用時，控制該驅動件驅動該止動件移動至該止動位置，並於判斷該觸控螢幕被扳動時，控制該驅動件驅動該止動件移動至該非止動位置。
其中，該控制單元還包括一設在該觸控螢幕且與該中央控制器電耦接，並用以監控該觸控螢幕使用狀態的微控制器，該微控制器在該觸控螢幕被使用時，將觸控 訊號傳送給該中央控制器。
其中，該控制單元還包括一設在該觸控螢幕，且與該中央控制器電耦接的重力感測器，該中央控制器根據該重力感測器傳來的訊號，判斷該觸控螢幕的一轉動角度大於一預設值時，即判定該觸控螢幕被扳動。
其中，該控制單元還包括一設在該主機且與該中央控制器電耦接，並用以監控該觸控螢幕位置的感測器，該觸控螢幕在該收合位置時，該感測器傳送一訊號給予該中央控制器，該中央控制器控制該驅動件驅動該止動件位於該非止動位置。
其中，該第一樞轉件具有一與該主機及該觸控螢幕其中之一相連接之第一連接座、一與該第一連接座相連接之樞轉件體該第二樞轉件具有一與該主機及該觸控螢幕其中另一相連接之第二連接座及一樞轉桿，該樞轉桿一端與該第二連接座相連接，另一端套設在該樞轉件體的一樞轉孔中，使該樞轉件體與該樞轉桿能緊配合地相對轉動。
其中，該止動件穿設在該第二樞轉件之樞轉桿上。
其中，該止動件包含一穿設在該樞轉桿之磁鐵及一設置在該磁鐵朝向該樞轉件體之一端面的墊片，且該驅動件是一電磁鐵，其能被該控制單元控制而對該磁鐵產生吸力或斥力，且在該止動位置時，該墊片頂抵於該樞轉件體，使該樞轉件體與該墊片之間的摩擦力大而難以相對 該樞轉桿轉動。
其中，該止動單元還包括一穿設在該樞轉桿並位於該止動件與該驅動件之間的彈性元件。
其中，該彈性元件為一壓縮彈簧。
本發明之功效在於透過該控制單元控制該驅動件而使該止動件在該止動位置及該非止動位置之間移動，確保操作該觸控螢幕時，該觸控螢幕不相對於該主機樞轉。
2‧‧‧主機
3‧‧‧觸控螢幕
4‧‧‧樞轉單元
41‧‧‧第一樞轉件
411‧‧‧第一連接座
412‧‧‧樞轉件體
413‧‧‧樞轉孔
42‧‧‧第二樞轉件
421‧‧‧第二連接座
422‧‧‧樞轉桿
5‧‧‧止動單元
51‧‧‧驅動件
52‧‧‧止動件
521‧‧‧磁鐵
522‧‧‧墊片
53‧‧‧限位桿
54‧‧‧彈性元件
6‧‧‧控制單元
61‧‧‧中央控制器
62‧‧‧重力感測器
63‧‧‧微控制器
64‧‧‧感測器
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一立體分解圖，說明一現有的筆記型電腦；圖2是一立體分解圖，說明本發明具有觸控螢幕的電子裝置的第一實施例；圖3是一立體分解圖，說明該第一實施例之該等樞轉單元與該等止動單元的結合狀態；圖4是一立體圖，說明該第一實施例之一止動單元之一止動件在一止動位置；圖5是一類似圖4的視圖，說明該止動件在一非止動位置；圖6是一立體圖，說明本發明具有觸控螢幕的電子裝置的第二實施例之一止動單元的一止動件在一止動位置；及圖7是一類似圖6的視圖，說明止動件在一非止動位置。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖2與3，本發明具有觸控螢幕的電子裝置之第一實施例包含一主機2、一觸控螢幕3、二樞轉單元4、二止動單元5及一控制單元6，電子裝置可為筆記型電腦或其他具有鉸練機構的掀蓋式電子裝置。
該等樞轉單元4設置在主機2與觸控螢幕3之間，且樞轉單元4的數目亦可為一個。每一樞轉單元4包括一第一樞轉件41與一第二樞轉件42。第一樞轉件41具有一與主機2相連接之第一連接座411及一與第一連接座411相連接之樞轉件體412。第二樞轉件42具有一與觸控螢幕3相連接之第二連接座421及一樞轉桿422。樞轉桿422的一端與第二連接座421相連接，另一端穿設在樞轉件體412的一樞轉孔413中，使觸控螢幕3可相對於主機2在一收合位置與一展開位置之間樞轉。在收合位置時，觸控螢幕3水平地鄰近主機2，在非收合位置時，觸控螢幕3相對於主機2展開一角度而可供使用者觀看觸控螢幕3以及對觸控螢幕3進行觸控操作。
每一止動單元5包括一套設在樞轉桿422上且靠近第二連接座421的驅動件51、二個分別由驅動件51的一端面朝樞轉件體412方向延伸之限位桿53，及一止動件52。驅動件51在本實施例中為一電磁鐵。止動件52具有一套設在樞轉桿422及該等限位桿53之磁鐵521，及一 設置在磁鐵521朝向樞轉件體412之一端面的墊片522。墊片522是由例如橡膠等具有高摩擦係數的材料所製成。止動單元5也可以只有一個，亦即只有一個第二樞轉件42的樞轉桿422設有止動單元5。
參閱圖2、4與5，控制單元6包括一中央控制器61、一重力感測器62、一微控制器63及一感測器64。
中央控制器61設置在主機2內，且與每一驅動件51電耦接，中央控制器61用以控制驅動件51產生磁性力，對止動件52產生一吸力或一斥力，以驅動止動件52在一止動位置及一非止動位置之間移動。當止動件52在如圖4所示之止動位置時，驅動件51對止動件52產生斥力，將止動件52之磁鐵521朝遠離驅動件51的方向推離，利用高摩擦係數的墊片522抵觸於樞轉件體412，增加樞轉桿422相對於樞轉件體412轉動的阻力，使觸控螢幕3被觸碰或受力時不易相對於主機2樞轉，而該等限位桿53也確保止動件52不隨樞轉件體412轉動。
而當止動件52在如圖5所示之非止動位置時，驅動件51對止動件52產生吸力，將磁鐵521朝離開樞轉件體412的方向吸取，使止動件52離開樞轉件體412，此時使用者僅需克服該等樞轉桿422與該等樞轉件體412之間的一摩擦力便可輕鬆的扳動觸控螢幕3。
重力感測器(G-Sensor)62設置在觸控螢幕3內並與中央控制器61電耦接(圖未示)，其被用以判斷觸控螢幕3的一轉動角度，且只要偵測到觸控螢幕3被轉動的角 度，便會將對應此轉動角度的一偵測訊號傳送給中央控制器61。若中央控制器61根據偵測訊號判斷此轉動角度大於一預設值，例如10度(可根據使用者的設定而改變)時，中央控制器61即判定使用者欲扳動觸控螢幕3，此時若止動件52在止動位置上，中央控制器61便會控制驅動件51產生吸力將止動件52移動回如圖5所示之非止動位置，以便讓使用者能輕鬆扳動觸控螢幕3。
微控制器63設置在觸控螢幕3內並透過一通用型之輸入輸出(General Purpose Input/Output,GPIO)(圖未示)介面與中央控制器61電耦接(圖未示)，且其執行燒錄於其中的一韌體以監控觸控螢幕3的使用狀態。當使用者以手碰觸觸控螢幕3時，觸控螢幕3便會將一觸控訊號傳送給微控制器63，微控制器63便會將此觸控訊號傳送給中央控制器61，中央控制器61便會控制驅動件51產生斥力使止動件52維持在如圖4所示之止動位置，減少觸控螢幕3因被使用者觸控而產生前後晃動的現象。此外，中央控制器61亦設定為，倘若中央控制器61在一段時間內(例如3~5秒)皆無收到由微控制器63傳送來的觸控訊號，即表示觸控螢幕3是處在閒置狀態，則中央控制器61便會控制驅動件51產生對止動件52的磁鐵521吸力，使止動件52移動到非止動位置，以便讓使用者較輕易扳動觸控螢幕3。一般而言此段時間的預設值為3至5秒，但亦可根據使用者的設定而改變。
本實施例的感測器64為一Holding sensor，設 置在主機2內，並與中央控制器61電耦接(圖未示)，其用以感測觸控螢幕3是否在收合位置，若觸控螢幕3在收合位置，則感測器64傳送一訊號給予中央控制器61，中央控制器61便會控制驅動件51產生一吸力使止動件52位於非止動位置，以便讓使用者能較輕易將觸控螢幕3由收合位置扳動至展開位置。
參閱圖6與圖7，是本發明具有觸控螢幕的電子裝置之第二實施例，本實施例與第一實施例的差別在於每一止動單元5還包括一套設在樞轉桿422並位於止動件52與驅動件51之間的彈性元件54。在本實施例中，彈性元件54為一壓縮彈簧，且恆產生一彈力。當止動件52在如圖6所示之止動位置時，驅動件51不會持續產生一斥力，而是靠彈性元件54之彈力抵推止動件52之磁鐵521使止動件52之墊片522恆頂抵該樞轉件體412。而當止動件52在如圖7所示之非止動位置時，驅動件51恆產生一大於彈性元件54之彈力的吸力將磁鐵521朝驅動件51的方向吸取，使止動件52遠離樞轉件體412，且彈性元件54被壓縮在止動件52與驅動件51之間。而本實施例其餘各部件之特徵、材料特性及操作步驟與上述之第一實施例相似，故不再贅述。
綜上所述，透過重力感測器62、微控制器63及感測器64監控使用者的操作狀況，再將訊號傳送給中央控制器61控制驅動件51，使止動件52在止動位置及非止動位置之間移動，確保使用者在操作觸控螢幕3的過程中 觸控螢幕3不相對於主機2樞轉，而使用者停止使用觸控螢幕3時，也能輕鬆扳動觸控螢幕3，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧主機
3‧‧‧觸控螢幕
4‧‧‧樞轉單元
41‧‧‧第一樞轉件
411‧‧‧第一連接座
412‧‧‧樞轉件體
413‧‧‧樞轉孔
42‧‧‧第二樞轉件
421‧‧‧第二連接座
422‧‧‧樞轉桿
5‧‧‧止動單元
51‧‧‧驅動件
52‧‧‧止動件
521‧‧‧磁鐵
522‧‧‧墊片
53‧‧‧限位桿
6‧‧‧控制單元
61‧‧‧中央控制器
62‧‧‧重力感測器
63‧‧‧微控制器
64‧‧‧感測器

Claims (10)

  1. 一種具有觸控螢幕的電子裝置，包含：一主機；一觸控螢幕；至少一樞轉單元，包括分別設在該主機與該觸控螢幕並相接合的一第一樞轉件及一第二樞轉件，該觸控螢幕藉該樞轉單元可相對於該主機在一收合位置與一展開位置之間樞轉；一止動單元，設置於該第一樞轉件與該第二樞轉件之間，並且包括一止動件及一驅動件，該驅動件能驅動該止動件在一頂抵該第一樞轉件及該第二樞轉件其中之一的止動位置及一離開該該第一樞轉件及該第二樞轉件其中之一的非止動位置之間移動；及一控制單元，與該觸控螢幕及該驅動件電耦接，該控制單元根據對應該觸控螢幕狀態的一操作信號，控制該驅動件驅動該止動件位移於該止動位置而限制該觸控螢幕相對於該主機樞轉，以及於該非止動位置而使該觸控螢幕能相對於該主機樞轉。
  2. 如請求項1所述的具有觸控螢幕的電子裝置，其中，該控制單元包括一設在該主機之中央控制器，該中央控制器與該觸控螢幕及該驅動件電耦接，該中央控制器判斷該觸控螢幕被使用時，控制該驅動件驅動該止動件移動至該止動位置，並於判斷該觸控螢幕被扳動時，控制該驅動件驅動該止動件移動至該非止動位置。
  3. 如請求項2所述的具有觸控螢幕的電子裝置，其中，該控制單元還包括一設在該觸控螢幕且與該中央控制器電耦接，並用以監控該觸控螢幕使用狀態的微控制器，該微控制器將該觸控螢幕的觸控訊號傳送給該中央控制器。
  4. 如請求項3所述的具有觸控螢幕的電子裝置，其中，該控制單元還包括一設在該觸控螢幕，且與該中央控制器電耦接的重力感測器，該中央控制器根據該重力感測器傳來的訊號，判斷該觸控螢幕的一轉動角度大於一預設值時，即判定該觸控螢幕被扳動。
  5. 如請求項4所述的具有觸控螢幕的電子裝置，其中，該控制單元還包括一設在該主機且與該中央控制器電耦接，並用以監控該觸控螢幕位置的感測器，該觸控螢幕在該收合位置時，該感測器傳送一訊號給予該中央控制器，該中央控制器控制該驅動件驅動該止動件位於該非止動位置。
  6. 如請求項5所述的具有觸控螢幕的電子裝置，其中，該第一樞轉件具有一與該主機及該觸控螢幕其中之一相連接之第一連接座、一與該第一連接座相連接之樞轉件體該第二樞轉件具有一與該主機及該觸控螢幕其中另一相連接之第二連接座及一樞轉桿，該樞轉桿一端與該第二連接座相連接，另一端套設在該樞轉件體的一樞轉孔中，使該樞轉件體與該樞轉桿能緊配合地相對轉動。
  7. 如請求項6所述的具有觸控螢幕的電子裝置，其中，該 止動件穿設在該第二樞轉件之樞轉桿上。
  8. 如請求項7所述的具有觸控螢幕的電子裝置，其中，該止動件包含一穿設在該樞轉桿之磁鐵及一設置在該磁鐵朝向該樞轉件體之一端面的墊片，且該驅動件是一電磁鐵，其能被該控制單元控制而對該磁鐵產生吸力或斥力，且在該止動位置時，該墊片頂抵於該樞轉件體，使該樞轉件體與該墊片之間的摩擦力大而難以相對該樞轉桿轉動。
  9. 如請求項8所述的具有觸控螢幕的電子裝置，其中，該止動單元還包括一穿設在該樞轉桿並位於該止動件與該驅動件之間的彈性元件。
  10. 如請求項9所述的具有觸控螢幕的電子裝置，其中，該彈性元件為一壓縮彈簧。
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