TWI609293B - 資訊輸入及輸出裝置及其編碼模組 - Google Patents

Description

資訊輸入及輸出裝置及其編碼模組

本案係關於一種資訊輸入及輸出裝置及其編碼模組，尤指一種藉由磁場的變化以輸入資訊並維持良好防水能力的資訊輸入及輸出裝置及其編碼模組。

隨著各式智慧型裝置的蓬勃發展，各式各樣的科技產品相繼問世，並逐漸融入一般日常生活中。例如：智慧型手機、智慧型家電以及智慧型穿戴配件等。透過智慧型裝置，使用者可以快速且方便地瀏覽各式訊息，並且藉由輸入介面選擇功能以及輸入資訊。

一般的智慧型裝置普遍透過觸控式的輸入介面選擇需要的功能以及輸入必要的資訊。其中，智慧型穿戴配件，例如：智慧型眼鏡以及智慧型手錶等係為目前發展的重點之一，但是為了符合方便使用者隨身攜帶、節省材料以及收納空間等需求，智慧型穿戴裝置大多朝向輕量化、薄型化以及防水防塵等設計發展。換言之，為了符合輕量化及薄型化的需求，智慧型眼鏡以及智慧型手錶並無法具有足夠的空間搭載觸控式的輸入介面，即使智慧型眼鏡以及 智慧型手錶搭載觸控式的輸入介面，亦會壓縮觸控式操作介面的尺寸，衍生出操作不便以及降低操控靈活性等問題。

此外，於日常生活中，使用者可能經常性地接觸到灰塵、濕氣以及潑水等情況，為了確保智慧型穿戴裝置的正常運作，必須提高智慧型穿戴裝置的防塵以及防水等能力，以避免智慧型穿戴裝置因入塵或浸水導致功能受損，因此如何有效提升智慧型穿戴裝置的防水及防塵等能力亦為重要的課題之一。

有鑑於此，如何發展一種資訊輸入及輸出裝置及其編碼模組，以解決習用技術的缺失，實為相關技術領域者目前迫切需要解決的課題。

本案之目的在於提供一種資訊輸入及輸出裝置及其編碼模組，藉由在外環體內部置入磁性轉輪，讓磁性轉輪隨著外環體的轉動而同步轉動，以當使用者轉動外環體時，透過密閉於資訊輸入及輸出裝置內部的磁感應器進行編碼，俾解決習用之穿戴型智慧裝置無法朝向輕量化、薄型化、無法有效防水防塵功能以及操作不易等缺失。

本案之另一目的在於提供一種資訊輸入及輸出裝置及其編碼模組，藉由在外環體內部置入磁性轉輪，讓磁性轉輪隨著外環體的轉動而同步轉動，以當使用者轉動外環體時，透過密閉於資訊輸入及輸出裝置內部的磁感應器進行編碼，並且藉由量測磁場變化的方式，實現對封閉的結構輸入資訊的功效，俾達到輕量化、薄型化、具有良好防水防塵功能以及操作容易等優點。

根據本案之構想，本案之一較廣實施態樣為提供一種資訊輸入及輸出裝置，其包括外環體、殼體、磁性轉輪以及編碼模組。殼體包括環形側壁以及底板。外環體包括第一表面以及單一個凹槽，第一表面係緊鄰於殼體之環形側壁設置，凹槽係形成於第一表面。磁性轉輪固定設置於凹槽。編碼模組包括電路板以及資訊處理單元。電路板固定設置於殼體之底板。資訊處理單元固定設置於電路板。其中，外環體以及磁性轉輪可轉動地設置於殼體之環形側壁之外側壁面，當外環體轉動時，磁性轉輪與外環體同步地轉動，且資訊處理單元偵測磁性轉輪之磁場變化次數以及磁場變化方向，並轉化為位置資訊及方向資訊。

根據本案之構想，本案之另一較廣實施態樣為提供一種編碼模組，適用於資訊輸入及輸出裝置，其中資訊輸入及輸出裝置更包括殼體、外環體以及磁性轉輪，殼體包括環形側壁及底板，外環體包括第一表面以及單一個凹槽，凹槽係形成於第一表面，第一表面係緊鄰於環形側壁設置。磁性轉輪固定設置於凹槽。編碼模組包括：電路板以及資訊處理單元。電路板固定設置於殼體之底板。資訊處理單元固定設置於電路板。其中，外環體可轉動地設置於殼體之環形側壁之外側壁面。當外環體轉動時，磁性轉輪與外環體同步地轉動，且資訊處理單元偵測磁性轉輪之磁場變化次數以及磁場變化方向，並轉化為位置資訊及方向資訊。

1‧‧‧資訊輸入及輸出裝置

10‧‧‧殼體

101‧‧‧環形側壁

101a‧‧‧外側壁面

101b‧‧‧內側壁面

102‧‧‧底板

11‧‧‧外環體

111‧‧‧凹槽

12‧‧‧磁性轉輪

121‧‧‧磁鐵

13‧‧‧編碼模組

131‧‧‧電路板

132‧‧‧資訊處理單元

14‧‧‧保護蓋

15‧‧‧容置空間

16‧‧‧開口

H1‧‧‧第一長度

H2‧‧‧第二長度

S1‧‧‧第一表面

S2‧‧‧第二表面

T1‧‧‧第一梯部

T2‧‧‧第二梯部

第1圖係為本案較佳實施例之資訊輸入及輸出裝置之立體結構示意圖。

第2圖係為第1圖所示之資訊輸入及輸出裝置之分解結構示意圖。

第3圖係為第2圖所示之殼體之細部結構示意圖。

第4圖係為第1圖所示之資訊輸入及輸出裝置之局部結構示意圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。

請參閱第1圖並配合第2圖，第1圖係為本案較佳實施例之資訊輸入及輸出裝置之立體結構示意圖；以及第2圖係為第1圖所示之資訊輸入及輸出裝置之分解結構示意圖。如第1圖及第2圖所示，資訊輸入及輸出裝置1包括殼體10、外環體11、磁性轉輪12、編碼模組13以及保護蓋14。殼體10包括環形側壁101以及底板102。於一些實施例中，殼體10係由非導磁性材料構成，即環形側壁101與底板102皆選用非導磁性材料。於一較佳實施例中，環形側壁101係與底板102一體成形，然並不以此為限，環形側壁101與底板102亦可藉由卡合、黏合或鎖固等方式相互組接而成。

請參閱第2圖並配合第3圖，第3圖係為第2圖所示之殼體之細部結構示意圖。如第2圖及第3圖所示，環形側壁101係環繞設置於底板102，且環形側壁101係與底板102定義出容置空間15及開口16，編碼模組13設置於容置空間15。此外，保護蓋14係設置於環形側壁101之開口16，並與底板102相對，以將容置空間15封閉，使容置空間15成為密閉的空間。藉此，殼體10與保護蓋14係完整地將編碼模組13包覆於容置空間15，使編碼模組13與外界完全隔絕，達到良好的防水防塵之優點。於一些實施例中，環形側壁101係包括外側壁面101a以及內側壁面101b。環形側壁101之外側101a係與內側101b相對，即當資訊輸入 及輸出裝置1組裝完成時，環形側壁101之外側壁面101a係顯露在外，環形側壁101之內側壁面101b係被包覆在內。於一些實施例中，環形側壁101之外側壁面101a係具有第一梯部T1，且第一梯部T1係由外側壁面101a向外延伸突出。當資訊輸入及輸出裝置1組裝完成時，使外環體11設置於第一梯部T1，並藉由第一梯部T1支撐外環體11，避免外環體11鬆脫或滑開。於另一些實施例中，環形側壁101之內側壁面101b係具有第二梯部T2。第二梯部T2係位於內側壁面101b之端部並緊鄰於開口16處，並從內側壁面101b往外側壁面101a之方向凹陷形成。當資訊輸入及輸出裝置1組裝完成時，使保護蓋14設置於第二梯部T2，以藉由第二梯部T2支撐保護蓋14。藉此，資訊輸入及輸出裝置1除可透過第一梯部T1以及第二梯部T2等結構實現支撐與固定之目的，更可進一步提升防水防塵的功效。

此外，如第2圖及第3圖所示，外環體11包括第一表面S1、第二表面S2以及單一個凹槽111。第一表面S1與第二表面S2彼此相對設置，且第一表面S1係緊鄰並環繞於環形側壁101設置。凹槽111係形成於第一表面S1，且磁性轉輪12係固定設置於凹槽111中。此外，第一表面S1與第二表面S2係構成外環體11的完整表面，例如：第一表面S1係為外環體11之內部圓環狀表面，第二表面S2係為外環體11除去第一表面S1之其餘表面。於本實施例中，凹槽111係從第一表面S1往第二表面S2之方向延伸，但實質上凹槽111並未穿透第二表面S2。於一些實施例中，磁性轉輪12係由複數個磁鐵121連續地排列構成，如第2圖所示，每一個N極及每一個S極係構成一個磁鐵121，且相鄰的磁鐵121係彼此互相吸引構成完整的環型結構。此外，複數個磁鐵121之數量係可配合實際功能進行調整，換言之，複數個磁鐵121之數量可從2個依需求逐個增加至20個，但不以此為限，且較佳為磁性轉輪12由8個磁鐵構成，亦即8個N極及8個S極排列組成一圓環。於另一些實施例中，凹槽111之形狀係與磁性轉輪12之形狀相匹配，且磁性 轉輪12係可以卡合或黏合等方式，使磁性轉輪12穩定地固定於凹槽111內，並讓磁性轉輪12與外環體11同步地轉動，藉以避免磁性轉輪12因鬆脫或滑動等情事導致磁鐵的磁吸力無法有效發揮之問題。

請再參閱第2圖，如圖所示，編碼模組13包括電路板131以及資訊處理單元132。電路板131固定設置於殼體10之底板102，例如：利用鎖固或卡合等方式，將電路板131固定在殼體10之底板102上，避免電路板131鬆脫。資訊處理單元132固定設置於電路板131，並與電路板131連接。於本實施例中，資訊處理單元132係由二個磁感應器構成，且二個磁感應器係緊鄰於環型側壁101之內側壁面101b，以正確地接收磁性轉輪12之磁場變化方向，進而判別外環體11以及磁性轉輪12之轉動方向，即藉由二個磁感應器判斷外環體11以及磁性轉輪12的轉動方向為順時針旋轉或逆時針旋轉。

請參閱第4圖並配合第2圖，第4圖係為第1圖所示之資訊輸入及輸出裝置之局部結構示意圖。如第4圖所示，當資訊輸入及輸出裝置1組裝完成時，外環體11係可轉動地設置於殼體10之環形側壁101之外側壁面101a，並承載於第一梯部T1上。當外環體11轉動時，固定設置於外環體11之凹槽111之磁性轉輪12係可隨著外環體11同步且同向地轉動，透過資訊處理單元132感測一特定位置所產生的磁場屬性及強度，例如：資訊處理單元132係可感測特定位置當前係屬N極磁場或S極磁場，以將磁性轉輪12轉動時所產生之磁場變化次數以及磁場變化方向進行編碼，並轉化為相應的位置資訊及方向資訊。

請再參閱第4圖，於一些實施例中，第一梯部T1至底板102之最小垂直距離為第一長度H1，資訊處理單元132至底板102之最大垂直距離為第二長度H2。於本實施例中，第一長度H1係小於第二長度H2。藉此，當資訊輸入及輸出裝置1組裝完成時，設置於外環體11內之磁性轉輪12係隔著環形側壁101與 資訊處理單元132相對設置，提升資訊處理單元132所感測到的磁場變化次數及磁場變化方向的準確度。

於另一些實施例中，電路板131更包括至少一個積體電路(未圖示)，分別固定設置於電路板131上，並與電路板131形成電連接，以透過電路板131使至少一個積體電路與資訊處理單元132連接，並將資訊處理單元132所產生之位置資訊及方向資訊傳送給至少一個積體電路，以透過積體電路進一步地將位置資訊及方向資訊轉化為特定的資訊或功能。因此，使用者可利用手指抵頂住外環體11之第二表面S2藉以轉動外環體11，並將外環體11的轉動運動轉化為特定的資訊，藉以實現利用外環體11作為輸入介面之目的。

綜上所述，本案之資訊輸入及輸出裝置及其編碼模組藉由在外環體內部置入磁性轉輪，讓磁性轉輪隨著外環體的轉動而同步轉動，以當使用者轉動外環體時，透過密閉於資訊輸入及輸出裝置內部的磁感應器進行編碼，俾解決習用之穿戴型智慧裝置無法朝向輕量化、薄型化、無法有效防水防塵功能以及操作不易等缺失。並且藉由量測磁場變化的方式，實現對封閉的結構輸入資訊的功效，無須另外增設觸控輸入介面，亦無須破壞傳統穿戴型裝置的密閉結構，達到輕量化、薄型化、具有良好防水防塵功能以及操作容易等優點。

本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1‧‧‧資訊輸入及輸出裝置

10‧‧‧殼體

101‧‧‧環形側壁

101a‧‧‧外側壁面

101b‧‧‧內側壁面

102‧‧‧底板

11‧‧‧外環體

111‧‧‧凹槽

12‧‧‧磁性轉輪

121‧‧‧磁鐵

13‧‧‧編碼模組

131‧‧‧電路板

132‧‧‧資訊處理單元

14‧‧‧保護蓋

15‧‧‧容置空間

16‧‧‧開口

S1‧‧‧第一表面

S2‧‧‧第二表面

T1‧‧‧第一梯部

T2‧‧‧第二梯部

Claims (10)

1. 一種資訊輸入及輸出裝置，包括：一殼體，包括一環型側壁以及一底板；一外環體，包括一第一表面以及單一個凹槽，該第一表面係緊鄰於該殼體之該環形側壁設置，且該凹槽係形成於該第一表面；一磁性轉輪，固定設置於該凹槽中，且該磁性轉輪係由複數個磁鐵連續地排列構成；以及一編碼模組，包括：一電路板，固定設置於該殼體之該底板；以及資訊處理單元，固定設置於該電路板；其中，該外環體以及該磁性轉輪可轉動地設置於該殼體之該環形側壁之一外側壁面，當該外環體轉動時，該磁性轉輪與該外環體同步地轉動，且該資訊處理單元偵測該磁性轉輪之一磁場變化次數以及一磁場變化方向，並轉化為一位置資訊及一方向資訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之資訊輸入及輸出裝置，其中該殼體係由非導磁性材料構成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之資訊輸入及輸出裝置，更包括一保護蓋，該環形側壁環繞設置於該底板並定義出一容置空間以及一開口，且該保護蓋係設置於該環形側壁之該開口，並藉由該殼體與該保護蓋完整地將該導磁件與該編碼模組包覆於該容置空間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之資訊輸入及輸出裝置，其中該凹槽係架構為一環型凹槽。
5. 如申請專利範圍第1項所述之資訊輸入及輸出裝置，其中該磁性轉輪係以卡合或黏合之方式固定於該凹槽內。
6. 如申請專利範圍第1項所述之資訊輸入及輸出裝置，其中該資訊處理單元係由二個磁感應器構成，且該二個磁感應器係緊鄰於該環型側壁之一內側壁面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之資訊輸入及輸出裝置，其中該環形側壁之該外側壁面係具有一第一梯部，該外環體係設置於該第一梯部。
8. 如申請專利範圍第7項所述之資訊輸入及輸出裝置，其中該第一梯部至該底板之垂直距離為一第一長度，該資訊處理單元至該底板之最大垂直距離為一第二長度，且該第一長度係小於該第二長度。
9. 如申請專利範圍第1項所述之資訊輸入及輸出裝置，其中該電路板更包括至少一個積體電路。
10. 一種編碼模組，適用於一資訊輸入及輸出裝置，其中該資訊輸入及輸出裝置更包括一殼體、一外環體以及一磁性轉輪，該殼體包括一環形側壁及一底板，該外環體包括一第一表面以及單一個凹槽，該第一表面係緊鄰於該殼體之該環形側壁設置，且該凹槽係形成於該第一表面，該磁性轉輪固定設置於該凹槽中，且該磁性轉輪係由複數個磁鐵連續地排列構成，該編碼模組包括：一電路板，固定設置於該殼體之一底板；以及資訊處理單元，固定設置於該電路板；其中，該外環體以及該磁性轉輪可轉動地設置於該殼體之該環形側壁之一外側壁面，當該外環體轉動時，該磁性轉輪與該外環體同步地轉動，且該資訊處理單元偵測該磁性轉輪之一磁場變化次數以及一磁場變化方向，並轉化為一位置資訊及一方向資訊。