CN103763410A

CN103763410A - 电子设备

Info

Publication number: CN103763410A
Application number: CN201310706461.6A
Authority: CN
Inventors: 町田祐一
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2014-04-30
Also published as: US20090285578A1; EP2120429B1; EP2120429A3; ATE551821T1; CN101582934A; JP2009278463A; JP4596039B2; US8335436B2; EP2120429A2

Abstract

本发明公开了一种电子设备，包括：光发送模块，构造成将电信号转换成光学信号并发射光；光接收模块，构造成接收从所述光发送模块发射的光并将所述光学信号转换成电信号；运动单元，构造成使所述光发送模块和所述光接收模块中的至少一者沿着从所述光发送模块发射的光的光轴执行线性运动和/或执行围绕所述光轴的旋转。

Description

电子设备

本申请是申请人“索尼株式会社”于2009年5月15日提交的、申请号为200910140792.1、题为“电子设备”的分案申请。

技术领域

本发明涉及电子设备。具体而言，该电子设备包括运动单元，运动单元使光发送模块和光接收模块中的至少一者沿着光的光轴执行线性运动和/或执行围绕光轴的旋转，并且该电子设备在线性运动和旋转中通过光学空间传输在光发送模块与光接收模块之间执行数据传输。

背景技术

近年来，作为便携式终端（例如蜂窝电话），具有各种结构（例如可折叠（可旋转）结构和可滑动结构）的便携式终端已经投入使用。在由信号线将能够执行旋转、线性运动等的部件（电路板）相互连接的情况下，例如利用柔性电缆和束线并使接触点滑动，而将这些部件彼此电连接。

例如，日本专利公开No.2006-303719（第4页，图1）（下文中称为专利文献1）中公开了一种便携式终端，该终端具有以可自由滑动的方式彼此连接的上部壳体和下部壳体。在这种可滑动便携式终端中，上部壳体中的电路板与下部壳体中的电路板由柔性衬底彼此电连接。此外，日本专利公开No.2007-534242（第7页，图4）（下文中称为专利文献2）公开了一种通信装置，该装置具有通过铰链机构而以可旋转方式与壳体连接的接口单元。在这种可旋转通信装置中，接口单元与壳体中的电子电路由设在臂中的电缆彼此电连接。

另外，已经提出了使用光学通信的方法作为数据传输的方法。例如，日本专利公开No.2005-333019（第6页，图1）（下文中称为专利文献3）中公开了一种光学连接器，该连接器包括具有激光二极管的凸支架和具有光电二极管的凹支架。在这种光学连接器中，凹支架与凸支架接合，从而能够进行光通信。

但是，这些专利文献存在以下问题。

（1）对于专利文献1和2中公开的便携式终端，电缆在壳体的旋转和滑动中需要被折叠、扭转和/或伸长/收缩，造成这样的问题：对弯曲部分和扭转部分施加了较重的载荷，因此降低了耐用性。近年来，随着信息传输量的增加和传输速度的增强，信号线的数目增加、电缆宽度和电缆束的直径的增加、每一电缆的尺寸减小等正在进行。因此可以预料，降低耐用性会造成很大问题。

（2）在可滑动便携式终端中使接触点滑动的方法存在这样的问题：由于接触压力的改变，产生机械载荷的变化和电信号噪声。

（3）对于专利文献3中公开的光学连接器，由于通过凸支架与凹支架接合来执行通信，所以造成了操作限制。因此，例如，在上述壳体发生旋转和滑动的状态下，就难以执行数据传输。

发明内容

本发明需要提供一种电子设备，该设备没有操作限制，并且具有增强的耐用性和可靠性。

根据本发明的一种实施例，提供了一种电子设备，包括：光发送模块，构造成将电信号转换成光学信号并发射光；光接收模块，构造成接收从光发送模块发射的光并将光学信号转换成电信号；运动单元，构造成使光发送模块和光接收模块中的至少一者沿着从光发送模块发射的光的光轴执行线性运动和/或执行围绕所述光轴的旋转。

在根据本发明实施例的电子设备中，从光发送模块发射的光被光接收模块接收。从光发送模块发射的光包含了从电信号（例如视频信号和音频信号）转换成光信号而得到的信号。由运动单元使光发送模块和光接收模块执行线性运动和旋转运动。此时，光发送模块和光接收模块在线性运动中沿着光的光轴运动并在旋转运动中围绕光轴旋转。因此，即使在光发送模块和光接收模块的线性运动和旋转操作过程中，也可以通过光学空间传输（光学无线通信）来执行数据传输。

根据本发明实施例的电子设备包括运动单元，运动单元使光发送模块和光接收模块中的至少一者执行沿着光的光轴的线性运动和/或执行围绕光轴的旋转。由于该特征，即使在光发送模块和光接收模块的线性运动和旋转时，也可以抑制机械应力和噪声的发生，这可以增强耐用性和可靠性。此外，由于可以通过光学空间传输进行数据传输，所以在线性运动和旋转中不存在操作限制，这使得能够进行在有线结构中不可能的操作。

附图说明

图1的示意图示出了光发送模块和光接收模块的构造；

图2的示意图示出了光学空间传输的（第一）基本操作；

图3的示意图示出了光学空间传输的（第二）基本操作；

图4的示意图示出了光学空间传输的（第三）基本操作；

图5的立体图示出了根据本发明一种实施例的蜂窝电话的构造；

图6的示意图示出了光学空间传输的配置；

图7的示意图示出了滑动单元的结构；

图8的示意图示出了铰链单元的结构；

图9的示意图示出了蜂窝电话的框图结构；

图10A和图10B的示意图示出了光学空间传输中蜂窝电话的（第一）操作；

图11A和图11B的示意图示出了光学空间传输中蜂窝电话的（第二）操作；

图12A和图12B的示意图示出了光学空间传输中蜂窝电话的（第三）操作；

图13A和图13B的示意图示出了光学空间传输中蜂窝电话的（第四）操作；

图14A和图14B的示意图示出了光学空间传输中蜂窝电话的（第五）操作；

图15A和图15B的示意图示出了光学空间传输中蜂窝电话的（第六）操作；

图16A和图16B的示意图示出了光学空间传输中蜂窝电话的（第七）操作；

图17A和图17B的示意图示出了光学空间传输中蜂窝电话的（第八）操作；

图18A和图18B的示意图示出了光学空间传输中蜂窝电话的（第九）操作；

图19A和图19B的示意图示出了光学空间传输中蜂窝电话的（第十）操作；

图20A和图20B的示意图示出了光学空间传输中蜂窝电话的（第十一）操作；以及

图21的立体图示出了根据本发明另一实施例的监视摄像机的构造。

具体实施方式

第一实施例

下面将参照附图对本发明的实施例进行说明。下面首先说明根据本发明实施例的光学空间传输的基本操作。在光学空间传输中，使用作为光发送模块的一种示例的发送器光学子组件（TOSA）20，以及作为光接收模块的一种示例的接收器光学子组件（ROSA）30。

图1是示出TOSA20和ROSA30构造的示意图。TOSA20是用于光发送的小型光学装置，并包括激光二极管202、准直透镜204和支撑件206。支撑件206例如是圆筒部件，并支撑激光二极管202和准直透镜204。激光二极管202发射具有预定波长的激光L。准直透镜204布置在激光二极管202的光轴O上，并将从激光二极管202发射的激光L转换成平行光。准直透镜204的直径可以设定得较大，使得激光L的光束直径可以被设定得较大，从而允许如下所述的光电检测器302的位置误差。

ROSA30是用于光接收的小型光学装置，并包括光电检测器303、物镜304和支撑件306。支撑件306例如是圆筒部件，并支撑光电检测器302和物镜304。物镜304接收由准直透镜204转换成平行光的激光L，并将激光L会聚到光电检测器302上。将物镜304的直径设定成大于激光L的光束直径可以将耦合效率设定至100％。光电检测器302布置在激光二极管202的光轴O上，并接收由物镜304会聚的激光L，从而将光学信号转换成电信号。

（1）线性运动

图2的示意图示出了当ROSA30相对于TOSA20线性运动的时候，光学空间传输的操作。ROSA30布置在从TOSA20发射的激光L的光轴O上，并沿着光轴O线性运动以靠近或远离TOSA20。在光学空间传输中，耦合效率与TOSA20与ROSA30之间的距离无关，因为激光L在TOSA20中被转换成平行光并且激光L在ROSA30中被会聚。这使得ROSA30能够以轻微的损耗（在原理上是0％）接收激光L。因此，即使在TOSA20与ROSA30之间的线性距离改变时，也可以准确和稳定地执行数据传输。

（2）旋转运动

图3的示意图示出了当ROSA30相对于TOSA20以旋转方式运动的时候，光学空间传输的操作。ROSA30布置在从TOSA20发射的激光L的光轴O上，并围绕TOSA20的光轴O旋转。因为TOSA20和ROSA30在光轴O（直线）上对准，所以即使在TOSA20和ROSA30围绕光轴O左右旋转或无限旋转的时候，也可以准确和稳定地执行数据传输。

（3）弯曲操作

图4的示意图示出了当激光L由反射镜56弯曲从而改变其行进方向的时候，光学空间传输的操作。

反射镜56布置在TOSA20与ROSA30之间。反射镜56是反射器的一种示例，并布置在TOSA20的光轴O1上。ROSA30布置在由反射镜56弯曲的激光L的光轴O2上。这使ROSA30能够接收在从TOSA20发射之后由反射镜56弯曲的激光L。即使在反射镜56以预定角度倾斜时，将反射镜56布置在光轴O1上并将ROSA30布置在光轴O2上也使得可以精确和稳定地接收由反射镜56弯曲的激光L。

（蜂窝电话的构造）

下面将对蜂窝电话10进行说明，光学空间传输作为上述基本操作（1）至（3）的组合，可以应用于蜂窝电话10。图5的立体图示出根据本发明一种实施例的蜂窝电话10的构造。蜂窝电话10包括第一壳体50、第二壳体52、滑动单元（运动单元，见图7）58、铰链单元（运动单元，见图8）54、TOSA20、ROSA30、反射镜56以及显示单元40。

第一壳体50和第二壳体52通过铰链单元54以可旋转方式彼此连接，并通过滑动单元58以可滑动方式彼此连接。第一壳体50具有在俯视图中是矩形的长方体形状。其上表面部分形成有凹入部分（见图10A），凹入部分是将外部形状比第一壳体50略小的局部部分切去而造成的。第一壳体50的凹入部分的顶表面上设有操作部件92（见图10A），操作部件92在第二壳体52受到滑动时暴露。操作部件92例如包括多个字母数字按钮以及电源按钮。

第二壳体52具有与凹入部分的形状对应的长方体形状，并以可旋转和可滑动的方式配装在第一壳体50的凹入部分中。第二壳体52的上表面部分设有显示单元40，显示单元40由液晶显示器或有机电致发光（EL）显示器形成。用于滑动的开口520（见图10A）沿着第二壳体52的短边方向形成于侧表面部分中。

图6的示意图示出在光学空间传输时，TOSA20、反射镜56和ROSA30的构造。如图5和图6所示，TOSA20以使激光L的输出端口方向朝着第二壳体52的方式附装并固定到第一壳体50的沿着第一壳体50的长边方向的末端（角部）。

反射镜56安装在第二壳体52内部并安装在侧端，所述侧端在从TOSA20发射的激光L的光轴O1上并面向TOSA20。反射镜56布置成使得由反射镜56的反射表面与光轴O1形成的角度以及由反射镜56的反射表面与光轴O2形成的角度分别为45°。从TOSA20发射的激光L由反射镜56弯曲大约90°，并朝着ROSA30直线行进。

ROSA30布置在第二壳体52的侧端上，所述侧端在由反射镜56弯曲的激光L的光轴O2上并在第二壳体52的短边方向上与反射镜56相对那侧。在第二壳体52沿着第一壳体50的短边方向滑动并围绕光轴O1旋转的状态下，ROSA30也通过反射镜56接收从TOSA20发射的激光L。

图7的示意图示出滑动单元58的结构的一种示例。具体而言，图7示出了当把蜂窝电话10上下颠倒时，蜂窝电话10内部的滑动单元58的结构。滑动单元58包括轨道64和导向件66。

轨道64形成于第二壳体52的上表面的背面，并形成于第二壳体52的沿着第二壳体52的长边方向的两端。轨道64沿着第二壳体52的短边方向设置。导向件66的上部通过支撑件76附装到铰链单元54，导向件66的下部以可滑动方式与轨道64接合。这种结构使得第二壳体52能够在每个箭头方向D1和D2上沿着轨道64相对于第一壳体50滑动。在所示的示例中，箭头方向D1和D2与光轴O2平行。这些支撑件76通过连接件68彼此连接，连接件68沿着第二壳体52的长边方向延伸。

图8的示意图示出了铰链单元54的结构的一种示例。铰链单元54附装到第一壳体50内部第一壳体50沿第一壳体50的长边方向的末端（角部）（见图7）。铰链单元54由轴承74和由该轴承74以可旋转方式支撑的轴72组成。TOSA20（点划线）附装并固定到轴承74的与第二壳体52相反那侧的外表面。轴72具有圆柱形状并附装到轴承74，使得其轴心位于光轴O1上。反射镜56通过支撑件76附装到轴72的一端。这样，反射镜56随着轴72的旋转而围绕光轴O1旋转。在这种示例中，蜂窝电话10构造成使得当第二壳体52沿着其长边方向的侧部52a或52b位于（滑动到）铰链单元54的附近时，第二壳体52能够被铰链单元54旋转（见图5以及图11A和图11B）。

支撑件76和反射镜56布置在第二壳体52内部与TOSA20（铰链单元54）相对的侧端，并被保持成夹在第二壳体的上表面部分与下表面部分之间。由于这种结构，当第二壳体52沿箭头方向D3以铰链单元54为支撑点进行旋转时，支撑件76和反射镜56随着这种旋转而沿箭头方向D3一体地旋转。在第二壳体52的另一侧端（见图7），也设有与上述铰链单元54具有相同结构的铰链单元54。

图9的示意图示出了蜂窝电话10的构造框图的一种示例。

蜂窝电话10包括用于与基站进行双向通信的天线80和发送器/接收器82、用于输出音频（例如铃声和接收到的语音）的扬声器86、以及用于对发送语音等进行收集的麦克风84。此外，蜂窝电话10还包括具有用于对蜂窝电话10的整体进行控制的CPU的控制器88、由ROM（只读存储器）和RAM（随机存取存储器）形成的存储器90、以及用户执行输入操作所用的操作部件92。这些单元设在第一壳体50中。

蜂窝电话10包括设置在第一壳体50中的串行器22和TOSA20，以及设置在第二壳体52中的ROSA30、解串行器34和显示单元40。串行器22对例如图像信号和视频信号进行串行，并将所得的信号提供给TOSA20，所述图像信号和视频信号是通过连接到控制器88的大量信号线提供的。TOSA20将从串行器22提供的、经过串行化的图像信号等从电信号转换成光学信号，并将光学信号发送到第二壳体52中的ROSA30。

ROSA30接收从TOSA20提供的光学信号，并将光学信号转换成电信号。ROSA30将电信号提供给解串行器34。解串行器34将串行化的电信号并行化，从而将该信号转换成初始的图像信号，并将其提供给显示单元40。显示单元40根据从解串行器34提供的图像信号等在屏幕上显示图像。以此方式，图像信号、视频信号和音频信号可以通过光学空间传输（光学无线通信）而在第一壳体50与第二壳体52之间传输。

尽管在这种示例中，显示单元40只设置在第二壳体52中，但是也可以在第一壳体50中设置另一个显示单元。此外，还可以设置由互补金属氧化物半导体（CMOS）等形成的成像单元，并可以设置调谐器单元，以使显示单元40能够显示运动图像。

（蜂窝电话的操作）

下面将说明光学空间传输中蜂窝电话10的操作的一种示例。下面的说明基于这样的假设：在蜂窝电话10的操作过程中，光学信号从TOSA20向ROSA30传输。图10A至图20B的示意图示出了光学空间传输时蜂窝电话10的操作。图10A、图11A、图12A、图13A、图14A、图15A、图16A、图17A、图18A、图19A和图20A分别示出了蜂窝电话10整体的操作，而图10B、图11B、图12B、图13B、图14B、图15B、图16B、图17B、图18B、图19B和图20B分别只示出了反射镜56和ROSA30的操作。

如图10A和图10B所示，当第二壳体52通过用户的操作而沿第一壳体50的短边方向（箭头方向D1）滑动时，ROSA30随着这种滑动而沿着光轴O2在箭头方向D1上运动。此时，反射镜56不滑动而是处于静止，因为它通过铰链单元54固定到第一壳体50。

如图11A和图11B所示，当第二壳体52滑动到第一壳体50的侧面部分20a并且使ROSA30靠近反射镜56时，由第二壳体52中的轨道64上设置的限位器（未示出）使第二壳体52的滑动停止。第二壳体52从第一壳体50的侧面部分20a向外突出。

随后，如图12A和图12B所示，通过铰链单元54使第二壳体52围绕光轴O1旋转。具体而言，第二壳体52以第二壳体52的侧部52a为支撑点沿逆时针方向旋转。随着第二壳体52的旋转，反射镜56和ROSA30围绕光轴O1一体地旋转。因此，ROSA30旋转成位于光轴O2上。随后，如图13A至图15B所示，通过铰链单元54使第二壳体52连续地逆时针旋转180°，使第二壳体52上下翻转。

随后，如图16A和图16B所示，第二壳体52沿第一壳体50的短边方向（箭头方向D1）滑动。ROSA30随着第二壳体52的滑动而沿着光轴O2在箭头方向D1上运动。即，ROSA30沿着远离反射镜56的方向运动。反射镜56不滑动，而是静止，因为它通过铰链单元54而被固定到第一壳体50。

如图17A和图17B所示，当第二壳体52滑动到第一壳体50的侧面部分20a并且ROSA30移动到远离反射镜56的位置时，由第二壳体52中的轨道64上设置的限位器（未示出）使第二壳体52的滑动停止。第二壳体52从第一壳体50的侧面部分20a向外突出。

随后，如图18A和图18B所示，通过铰链单元54使第二壳体52围绕光轴O1旋转。具体而言，第二壳体52以第二壳体52的侧部52b为支撑点逆时针旋转。随着第二壳体52的旋转，反射镜56和ROSA30围绕光轴O1一体地旋转。因此，ROSA30旋转成位于光轴O2上。

随后，如图19A至图20B所示，通过铰链单元54使第二壳体52连续地逆时针旋转180°，从而使第二壳体52上下翻转。这样，第二壳体52总共旋转了360°，通过将其上下表面翻转而回到其初始状态，造成了显示单元40布置在第二壳体52的上表面处的状态（见图5）。

如上所述，在本实施例中，即使在第二壳体52的滑动和旋转操作过程中，反射镜56布置在TOSA20的光轴O1上并且ROSA30布置在由反射镜56弯曲的激光L的光轴O2上这样的状态也得以保持。因此，即使在第二壳体52的操作过程中，也可以在TOSA20与ROSA30之间通过光学空间传输来执行数据传输。

因此，与现有技术不同，即使在第一壳体50和第二壳体52的线性运动和旋转操作时，也可以对由电缆等的滑动和弯曲造成的机械应力和电信号噪声的发生进行抑制。这可以增强蜂窝电话10的耐用性和可靠性。

此外，由于经过多个信号线的数据被串行器22进行串行化，使得数据可以由一个通道传输，所以传输路径可以实现节省空间。尽管数据被这样串行化，但是与现有技术中的有线连接方式相比传输速度并未降低，因为可以由光学空间传输来执行数据传输。

此外，使用反射镜56还使得不需要TOSA20和ROSA30彼此相对，这可以在传输路径设计中提供更高的灵活性。尽管在上述第一实施例中使用了一个反射镜56，但是也可以通过使用两个或更多个反射镜并在两个或更多个位置处对激光L进行弯曲来实现光学空间传输。

第二实施例

下面将参照附图对本发明的另一种实施例进行说明。对于光学空间传输等而言的基本操作，与针对第一实施例所述相同的那些部件将被赋予相同的标号和符号，并将省略其详细说明。

图21的示意图示出了根据本发明第二实施例的监视装置100的构造。监视装置100通过附装件104附装到室内空间中的天花板等，并用于对商店、室外空间等中的特定拍摄范围进行成像和记录。旋转铰链单元106布置在监视装置100与附装件104之间。旋转铰链单元106由驱动单元（未示出，例如电动机）以可旋转方式驱动，从而使监视装置100围绕光轴O旋转。

TOSA20设置在监视装置100内，ROSA30设置在附装件104内。ROSA30布置在从TOSA20发射的激光L的光轴O上。由监视装置100中的成像单元（未示出）进行成像所产生的图像数据通过串行器等而提供给TOSA20。TOSA20将图像信号转换成光学信号，并将其传输到ROSA30。ROSA30将从TOSA20接收的光学信号转换成电信号，并将其提供给室内空间中预定位置处设置的显示装置和高容量储存装置（例如硬盘驱动器（HDD））。

尽管在上述实施例中监视装置100被旋转，但是该实施例也可以应用到附装件104伸长/收缩的情况。在该情况下，可以利用针对第一实施例所述的基本操作（1）的线性运动（见图2）。ROSA30可以布置在天花板的背面。此外，如果希望对激光L进行弯曲，则可以采用上述基本操作（3）的弯曲操作（见图4）。

如上所述，在本实施例中，监视装置100和附装件104不是通过电线（例如电缆），而是通过光学无线通信而彼此连接。这使得监视装置100能够在360°范围内无限旋转。这样，可以容易地对室内空间的全部方向进行成像，增强了安全性。

本发明的技术范围不限于上述实施例，而是包括在不脱离本发明的实质的情况下，通过给上述实施例增加各种改变所获得的技术。

例如，尽管上述实施例涉及应用于蜂窝电话10和监视装置100的示例，但是本发明的实施例还可以应用于具有铰链单元和滑动单元的个人计算机、数码相机、摄像机、游戏机、扫描仪等。

本申请包含2008年5月15日在日本特许厅提交的日本在先专利申请JP2008-128752所公开的主题相关的主题，该申请的全部内容通过引用方式结合于此。

尽管已经用具体形式对本发明的优选实施例进行了说明，但这些说明只是为了示意性目的，应当明白，在不脱离所附权利要求的精神或范围的情况下，可以进行各种变更和修改。

Claims

1.一种电子设备，包括：

光发送模块，构造成将电信号转换成光学信号并发射光；

光接收模块，构造成接收从所述光发送模块发射的光并将所述光学信号转换成电信号；以及

运动单元，构造成使所述光发送模块和所述光接收模块中的至少一者沿着从所述光发送模块发射的光的光轴执行线性运动和围绕所述光轴的旋转。

2.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：

反射器，构造成设置在所述光发送模块与所述光接收模块之间，并反射从所述光发送模块发射的光，其中，

所述反射器布置在所述光发送模块的光轴上，并且

所述光接收模块布置在由所述反射器反射的光的另一光轴上。

3.根据权利要求2所述的电子设备，还包括：

第一壳体和第二壳体，布置成通过滑动单元彼此以可滑动的方式连接，所述滑动单元设置成所述运动单元的一部分并能够沿着由所述反射器反射的光的光轴滑动，其中，

所述光发送模块设置在所述第一壳体中，

所述光接收模块设置在所述第二壳体中，

所述反射器设置在所述第二壳体中，并且

来自所述光发送模块的光通过所述反射器由所述光接收模块接收。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其中，

允许围绕所述光轴旋转的铰链单元被设置成所述运动单元的一部分，

所述第一壳体和所述第二壳体通过所述铰链单元以可旋转方式彼此连接，

所述反射器附装到所述铰链单元，并且

通过所述铰链单元使所述第二壳体旋转，随着所述第二壳体的旋转，所述光接收模块和所述反射器与所述第二壳体一体地旋转。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其中，

所述光发送模块具有用于将所述光转换成平行光的准直透镜。