CN101535919A - 可自动关闭的柔性显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种可自动关闭的柔性显示设备，其包括柔性显示器(38)；可操作地连接至柔性显示器(38)的延展机构(50)，延展机构(50)具有用以将延展机构(50)保持在打开位置的闩组件(36)；产生加速度信号的加速度传感器；响应加速度信号并在加速度信号超过预设加速度极限值时产生关闭信号的加速度处理器。闩组件(36)响应该关闭信号，以将延展机构(50)从打开位置释放。

Description

可自动关闭的柔性显示设备
【技术领域】
本发明总体涉及柔性显示设备(flexible display devices)，更具体来说，涉及提供可自动关闭的柔性显示器的柔性显示设备。
【背景技术】
近来，微型化以及增强的处理能力极大地增进了电子设备的便携性。复杂的设备已被缩减到袖珍尺寸。无论在哪需要时，消费者能携带和使用这类设备就如使用移动电话、音乐播放器、游戏机、数码照相机、数码摄像机、以及GPS定位器一样。尽管如此，设备的尺寸和形状因素通常被光学显示器所限制，因为目前大部分设备使用非柔性玻璃光学显示器。这类显示器体积大、质量重、昂贵并且易碎。易碎性随着显示器尺寸的增加而增加，但限制显示器尺寸将降低设备的实用性。要求高分辨率的内容，如地图，不能在小型显示器上显示。
为了获得更高的便携性并避免玻璃光学显示器的缺陷，柔性显示器被开发。柔性显示器在不使用时典型地由能在圆筒周围卷绕、或能折叠在壳体内以储放在关闭位置中的柔性材料制成。为了使用该柔性显示器，用户一只手拉住柔性显示器的暴露端部，而另一只手抓住壳体。柔性显示器转换到打开位置以显示所需要的内容。柔性显示器通常使用轻质延展机构(spreadermechanism)，以将柔性显示器保持在打开位置。
尽管在柔性显示器处于关闭位置时，其与延展机构被封装在壳体内并被很好地保护，但柔性显示设备处于打开位置时却很容易受损。如果在打开时掉在地上，柔性显示器则会破裂或被戳破，而延展机构则会被折弯或扭曲。曾有人尝试通过添加吸震材料和较重成分将柔性显示设备制得更耐用，但这会使得柔性显示设备更重而减低了便携性。
期望具有一种柔性显示设备，其能克服上述缺点。
【发明内容】
本发明的一方面提供一种柔性显示设备，其包括柔性显示器；能操作地连接至该柔性显示器的延展机构，该延展机构具有用以将延展机构保持在打开位置的闩组件；产生加速度信号的加速度传感器；响应于加速度信号并且当该加速度信号超过预设加速度极限值时产生关闭信号的加速度处理器。闩组件响应于关闭信号，以从打开位置释放延展机构。
本发明的另一方面提供一种用于自动关闭具有打开位置和关闭位置的柔性显示设备的方法，其包括测量柔性显示设备的加速度；确定该加速度是否超过预设最小加速度极限值；以及当该加速度超过预设最小加速度极限值时，将柔性显示设备从打开位置释放。
本发明的又一方面提供一种柔性显示设备系统，其包括具有用于延展柔性显示器的装置的柔性显示设备，该延展装置具有打开位置和关闭位置；用于测量柔性显示设备的加速度的装置；用于确定该加速度是否超过预设最小加速度极限值的装置；以及用于当加速度超过预设最小加速度极限值时将延展装置从打开位置释放的装置。
【附图说明】
通过结合附图阅读下列优选实施例的详细说明，本发明前述以及其它特点和优点将更显而易见。详细说明和附图仅为示例性说明而非限制本发明，本发明的范围由所附权利要求及其同等物限定。
图1为根据本发明所制的柔性显示设备的放大结构的前视图；
图2为用于根据本发明所制的图1中柔性显示设备的闩组件的细节图；
图3为根据本发明所制的另一柔性显示设备的放大结构的前视图；
图4为用于根据本发明所制的图3中柔性显示设备的闩组件的细节图；
图5为用于根据本发明所制的柔性显示设备的控制电路的框图；以及
图6为用于根据本发明所制柔性显示设备的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
图1为根据本发明所制的柔性显示设备的放大结构的前视图。在此示例中，柔性显示设备在闩组件中使用线圈，以当柔性显示设备掉落时将延展机构从打开位置磁性地释放。
柔性显示设备30包括第一框架32、第二框架34、柔性显示器38、以及延展机构50。延展机构50通过第一框架32和第二框架34可操作地连接至柔性显示器38，从而当柔性显示设备30处于如图所示的打开位置时将柔性显示器38保持在平面构造中。延展机构50具有闩组件36，其将延展机构50保持在打开位置。加速度传感器产生柔性显示设备30的加速度信号，如柔性显示设备30的质心(the center of mass)的加速度信号。响应该加速度信号的加速度处理器在该加速度信号超过最小加速度极限值(如重力加速度g或9.8m/sec2的一小部分)时产生关闭信号。闩组件36响应于关闭信号，用以将延展机构50从打开位置释放。在一个实施例中，闩组件36是被动型的，在此将其定义为不需要能量输入而保持在给定位置。例如，闩组件36为被动型，其能将延展机构50保持在打开位置而不需要能量输入。
柔性显示器38可以为能够显示图形信息的任意柔性显示器，如电子纸、电子墨水显示器(Eink display)、聚合物视觉显示器(polymer vision display)、电润湿显示器(electrowetting display)、聚合物发光二极管(PolyLED)显示器、有机发光二极管(OLED)、成层液晶(LC)显示器等。尽管柔性显示器38显示图形信息且可以是非透明的，但为清楚图示，柔性显示器38在图中是透明的。第一框架32和第二框架34典型地包括壳体部分(未示出)，可使这些壳体部分成对，以在柔性显示设备30处于关闭位置时封装柔性显示器38和延展机构50。在此示例中，柔性显示器38卷绕在第二框架34的轴(未示出)周围，用以储放在关闭位置。该轴为弹簧负载，用以保持柔性显示器38上的张力并将延展机构50从打开位置朝着关闭位置偏置。在另一实施例中，当柔性显示设备30处于关闭位置时，柔性显示器38被折叠。柔性显示设备30可以是显示信息的任意电子设备，如全球定位系统(GPS)接收器、移动电话、个人数字助手(PDA)、电子书阅览器、照片浏览器、MP3播放器、新闻提醒浏览器、流视频播放器、视频电子会议设备、远程控制器、娱乐收视指南设备等。
图2为用于根据本发明所制的图1中柔性显示设备的闩组件的细节图，其中，与图1相同的元件共用相同标号。在此示例中，闩组件36使用用以将延展机构50保持在打开位置的磁铁62以及用以释放延展机构50的线圈64。
闩组件36包括延展杆60、磁铁62以及线圈64。延展杆60是延展机构50的一部分，并通过销66可枢转地附接至第一框架32。延展杆60由磁铁材料组成或包括铁磁材料(ferromagnetic material)，如铁、镍、钴、铁磁合金等，从而，当延展机构50处于打开位置时，磁铁62将延展杆60保持为抵压磁铁62。尽管本领域的技术人员了解磁铁62可以是电磁铁，但磁铁62典型地是永磁铁。线圈64置于磁铁62上或附近，从而已通电线圈64产生的线圈磁场抵消了磁铁62的磁场，直到从磁铁62释放延展杆60所需要的程度。在一个实施例中，线圈64绕磁铁62的轴向长度缠绕。本领域技术人员应该理解，只要线圈磁场足以抵消磁铁磁场，可按任何需要布置磁铁62和线圈64。线圈64可操作地连接至加速度处理器(未示出)，其提供关闭信号用以对线圈64通电并释放延展机构50的延展杆60。当柔性显示设备掉落且来自加速度传感器的加速度信号超过预设最小加速度极限值时，产生关闭信号。
在操作过程中，当延展机构50移动到打开位置时，磁铁62接合延展杆60，从而显示使用该柔性显示器。磁铁62将延展机构50保持在打开位置，以抵抗柔性显示器上试图关闭柔性显示设备的的张力。当柔性显示设备掉落时，线圈64接收来自加速度处理器的关闭信号，用以对线圈64通电。线圈64的磁场抵消磁铁62的磁场，其释放了将延展机构50保持在打开位置的延展杆60。柔性显示器上的张力使延展机构50移动到关闭位置，从而将延展机构50和柔性显示器被装入并保护在柔性显示设备的壳体中。典型地，在撞击地面之前，柔性显示设备处于关闭位置。在一个实施例中，闩组件36包括便于手动释放闩组件36而关闭柔性显示设备的机构。例如，延展杆60可以从柔性显示设备的壳体突出，并且用户可以通过将延展杆60推离磁铁62而手动地将延展杆60从磁铁62释放。在另一实施例中，用户可启动闩组件36而关闭柔性显示设备。例如，可依照关闭信号通过按压按钮或其它开关为线圈64提供电力而对线圈64通电。
图3为根据本发明所制的另一柔性显示设备的放大结构的前视图，其中，与图1相同的元件共用相同标号。在此示例中，柔性显示设备在闩组件中使用螺线管，用以当柔性显示设备掉落时将延展机构从打开位置机械地释放。柔性显示设备30包括第一框架32、第二框架34、柔性显示器38、和延展机构50。延展机构50通过第一框架32和第二框架34可操作地连接至柔性显示器38，用以当柔性显示设备30处于如图所示的打开位置时将柔性显示器38保持在平面构造中。延展机构50具有闩组件36，其将延展机构50保持在打开位置。
图4为用于根据本发明图3中柔性显示设备的闩组件的细节图。在此示例中，闩组件36使用用以将延展机构50保持在打开位置传动杆90和弹簧86以及用以释放延展机构50的螺线管80。闩组件36显示在在闩锁位置，即，利用传动杆90闩锁延展杆60，用以将延展杆50保持在打开位置。
闩组件36包括延展杆60、传动杆90、弹簧86以及螺旋管80。延展杆60是延展机构50的一部分并通过销66可枢转地连接至第一框架32。传动杆90包括臂92和扣掣94。传动杆90通过传动销88可枢转地连接至第一框架32。当延展机构50置于打开位置时，延展杆60在闩锁位置接合传动杆90的扣掣94。弹簧86偏置传动杆90的臂92，以将延展杆60锁定到位。配置具有螺线管线圈82(solenoid coil)和螺线管铁心84(solenoid plunger)的螺旋管80，以便螺线管铁心84的移动将延展杆60从传动杆90释放。传动杆90放大了螺线管铁心84的运动。螺线管线圈82可操作地连接至加速度处理器(未示出)，该加速度处理器提供关闭信号，以对螺线管线圈82通电并释放延展机构50的延展杆60。当柔性显示设备掉落且来自加速度传感器的加速度信号超过预设最小加速度极限值时，产生关闭信号。
在操作中，当延展机构50移动到打开位置以显示使用柔性显示器时，传动杆90的扣掣94接合延展杆60。接合扣掣94的延展杆60的表面可以是圆角的，以使得延展杆60容易地移入扣掣94锁固的闩锁位置。扣掣94将延展机构50保持在打开位置，以抵抗柔性显示器上试图关闭柔性显示设备的张力。当柔性显示设备掉落时，螺线管线圈82接收来自加速度处理器的关闭信号，以对螺线管线圈82通电。来自螺线管铁心84的作用力克服来自弹簧86的作用力，其将延展杆60从扣掣94释放。柔性显示器的张力使延展机构50移动到关闭位置，从而将延展机构50和柔性显示器被装入并被保护在柔性显示设备的壳体中。典型地，在撞击地面之前，柔性显示设备处于关闭位置。在一个实施例中，闩组件36包括便于手动释放闩组件36而关闭柔性显示设备的机构。例如，臂92或臂92的延伸部可从柔性显示设备的壳体突出，且用户可以通过推动臂92手动地将延展杆60从扣掣94释放。在另一实施例中，用户可启动闩组件36以关闭柔性显示设备。例如，可以通过按压按钮或其它开关将电力提供给螺线管线圈82而对螺线管线圈82通电。
图5为用于根据本发明所制的柔性显示设备的控制电路的框图。控制电路100使用加速度传感器102来检测柔性显示设备的加速度。加速度传感器102产生提供给加速度处理器106的加速度信号104。当加速度信号104超过预设最小加速度极限值时，加速度处理器106响应加速度信号104并产生关闭信号，指示了柔性显示设备已经掉落。关闭信号108提供到闩组件36，该闩组件响应关闭信号而将延展机构从打开位置释放，使得柔性显示器上的张力关闭柔性显示设备。在一个实施例中，控制电路100可包括选择按钮110或其它开关，随着用户启动设备，产生关闭信号108到闩组件36，以将柔性显示设备从打开位置释放。
加速度处理器106可以是用以提供响应加速度信号的关闭信号的可操作的任意处理器，如数据处理器、微处理器、模拟电路等。加速度处理器106可以是在柔性显示设备中使用的主处理器的一部分，用以执行设备功能，例如图形显示、GPS信息处理，或其它功能，或者可以是专用于提供响应加速度信号的关闭信号的独立处理器。示例性加速度传感器包括可得自纽约伊萨卡Kionix公司的Kionix KXP74-1050、可得自德克萨斯州奥斯汀的飞思卡尔半导体公司(Freescale Semiconductor，Inc.)的飞思卡尔MMA7260Q、以及可得自马萨诸塞州北安多佛的美新公司(Memsic，Inc.)的美新MXA2500G&M。
图6为用于根据本发明所制的柔性显示设备的控制方法的流程图。加速度处理器利用来自加速度传感器的加速度信号来实现该控制方法并产生关闭信号。
在此示例中，当柔性显示设备未处于关闭位置时，循环执行控制方法200。加速度传感器测量柔性显示设备202的加速度，例如测量柔性显示设备的质心的加速度。确定加速度的绝对值是否大于预设最小加速度极限值amin204。在一个实施例中，预设最小加速度极限值amin占重力加速度的很大一部分，例如，大约9.5m/sec2或者类似值等。在一个实施例中，确定加速度绝对值是否小于预设最小加速度极限值amin204。在一个实施例中，预设最小加速度极限值amin略大于重力加速度，例如，大约10.0m/sec2或者类似值等。当加速度绝对值不大于预设最小加速度极限值时，计数器i被复位到初始值206，控制方法200继续测量柔性显示设备202的加速度。当加速度绝对值大于预设最小加速度极限值时，增加计数器i208。
确定计数器i是否大于预设间隔数，如五个间隔210。预设间隔数可以是一个或一个以上。当计数器i小于或等于预设间隔数时，控制方法200继续测量柔性显示设备的加速度。当计数器i大于预设间隔数时，产生关闭信号。在一个实施例中，可选地确定柔性显示设备是否处于打开位置212。当柔性显示设备处于打开位置时，将柔性显示器从打开位置214释放，例如响应关闭信号而释放闩组件。当柔性显示设备不处于打开位置时，计数器i复位为初始值216，控制方法继续测量柔性显示设备202的加速度。本领域的技术人员应该理解，可省略确定柔性显示设备是否处于打开位置212，且当计数器i大于预设间隔数时，无论柔性显示设备的位置如何，柔性显示设备都从打开位置释放。
选择循环时间以确保柔性显示设备在关闭前已经掉落，而允许在撞击地面前有时间关闭柔性显示设备。循环时间被用作时钟，而预设间隔数被用作确定柔性显示设备是否已经掉落的计时点。在一个实施例中，循环时间大约为20毫秒。从1.25米的高度掉落到地面需要大约500毫秒。采用20毫秒的循环时间以及五个预设间隔数，关闭信号在柔性显示器掉落后的100毫秒内产生。这余下了500毫秒中减少100毫秒，或即400毫秒用于柔性显示设备在撞击地面之前关闭。本领域的技术人员应该理解，循环时间和预设间隔数可根据需要的特定应用来选择。预设间隔数——其中的值在amin和amax之间——可以设置为大于一个间隔的值，用以确保所测量的值为真正掉落而非巧合产生的。典型地，当加速度在amin和amax之间保持一段时间后，显示器被释放。
除了预设最小加速度极限值amin外，使用预设最大加速度极限值amax确立加速度范围，其中，当加速度在预设时间或间隔数范围内时，加速度绝对值被认为是异常的且应当产生关闭信号。使用预设最大加速度极限值amax防止产生关闭信号，并防止在柔性显示设备震动或碰撞而非掉落时关闭柔性显示设备。选择介于amin和amax之间的范围，以考虑到加速度传感器的精度，即确保该范围在加速度传感器的精度内。当加速度超过最大加速度极限值amax时，预设最大加速度极限值amax可通过禁止柔性显示设备从打开位置释放而起作用。
本文所揭示的本发明实施例目前认为是优选的，在不脱离本发明范围的前提下可进行各种改变和修改。本发明的范围由所附权利要求确定，在等同物的意义和范围内的所有改变应囊括在其内。因此，说明书和附图被看作是说明性的，且并非意在限制所附权利要求的范围。
为了解释所附权利要求，应理解：
1)单词“包括(comprising)”不排除存在除列举在给定权利要求中的要素或作用之外的其它要素或作用；
2)要素之前的单词“一个(‘a’或‘an’)”不排除存在多个上述要素；
3)权利要求中的任何标号不限制它们的范围；
4)若干“装置(means)”可由相同项、硬件、或软件执行结构或功能来表示；
5)任何所公开的要素可由硬件部分(例如，包括不连续和完整的电子电路)、软件部分(例如，计算机编程)、以及它们的任何组合组成；
6)硬件部分可由模拟部分和数字部分中的一个或两个组成；
7)除非特别说明，任何所公开的设备或其部分可组合到一起或分离成更小部分；以及
8)除非特别指明，作用不需要特定顺序。

Claims (23)

1.一种柔性显示设备，其包括：
柔性显示器(38)；
延展机构(50)，其可操作地连接至柔性显示器(38)，延展机构(50)具有用以将延展机构(50)保持在打开位置的闩组件(36)；
加速度传感器，其产生加速度信号；以及
加速度处理器，其响应于加速度信号，并且以当加速度信号超过预设加速度极限值时产生关闭信号；
其中，闩组件(36)响应于关闭信号，以将延展机构(50)从打开位置释放。
2.如权利要求1所述的设备，其中，柔性显示器(38)处于张力下，用以将延展机构(50)推向关闭位置。
3.如权利要求1所述的设备，其中，闩组件(36)是被动型的。
4.如权利要求1所述的设备，其中，闩组件(36)包括：
延展杆(60)，其可操作地连接至延展机构(50)；
磁铁(62)，其具有磁铁磁场，磁铁(62)被设置用以吸引延展杆(60)，并且将延展机构(50)闩锁在打开位置；
线圈(64)，其可操作地接收关闭信号，线圈(64)响应于该关闭信号产生线圈磁场；
其中，该线圈磁场抵消了磁铁磁场，用以当线圈(64)接收到关闭信号时将延展杆(60)从磁铁(62)释放。
5.如权利要求4所述的设备，其中延展杆(60)能手动操作，以将延展机构(50)从打开位置释放。
6.如权利要求1所述的设备，其中闩组件(36)包括：
延展杆(60)，其可操作地连接至延展机构(50)；
传动杆(90)，其可操作地将延展杆(60)接合在闩锁位置；
螺旋管(80)，其具有螺线管线圈(82)和螺线管铁心(84)，螺线管线圈(82)响应于关闭信号可操作地移动螺线管铁心(84)；
其中，螺线管铁心(84)将传动杆(90)从闩位置移动，用以当螺线管线圈(82)接收到关闭信号时将延展杆(60)从传动杆(90)释放。
7.如权利要求6所述的设备，还包括弹簧86，其将传动杆(90)偏置到闩锁位置。
8.如权利要求6所述的设备，其中延展杆(60)能手动操作，以将延展机构(50)从打开位置释放。
9.如权利要求1所述的设备，还包括开关，其可操作地连接以响应于按下按钮而将关闭信号提供到闩组件(36)。
10.一种用于自动关闭具有打开位置和关闭位置的柔性显示设备的方法，其包括：
测量柔性显示设备的加速度；
确定加速度是否超过预设最小加速度极限值；以及
当加速度超过预设最小加速度极限值时，将柔性显示设备从打开位置释放。
11.如权利要求10所述的方法，还包括：
确定加速度是否超过预设最大加速度极限值；以及
当加速度超过预设最大加速度极限值时，禁止柔性显示设备从打开位置释放。
12.如权利要求10所述的方法，其中，测量加速度包括以间隔测量加速度，而确定步骤包括确定加速度在预设间隔数内是否超过预设最小加速度极限值。
13.如权利要求10所述的方法，其中，测量加速度包括当柔性显示设备不处于关闭位置时测量柔性显示设备的加速度。
14.如权利要求10所述的方法，其中，释放包括确定柔性显示设备是否处于打开位置，当加速度超过预设最小加速度极限值且柔性显示设备处于打开位置时，将柔性显示设备从打开位置释放。
15.如权利要求10所述的方法，还包括将柔性显示设备从打开位置手动释放。
16.如权利要求10所述的方法，还包括将按钮按下以产生关闭信号用以将柔性显示设备从打开位置释放。
17.一种柔性显示设备系统，包括：
柔性显示设备，其具有用于延展柔性显示器的装置，该延展装置具有打开位置和关闭位置；
用于测量柔性显示设备的加速度的装置；
用于确定加速度是否超过预设最小加速度极限值的装置；以及
用于当加速度超过预设最小加速度极限值时将延展装置从打开位置释放的装置。
18.如权利要求17所述的系统，还包括：
用于确定加速度是否超过预设最大加速度极限值的装置；以及
用于当加速度超过预设最大加速度极限值时，禁止将延展装置从打开位置释放的装置。
19.如权利要求17所述的系统，其中，用于测量加速度的装置包括用于以间隔测量加速度的装置，用于确定的装置包括用于以预设间隔数确定加速度是否超过预设最小加速度极限值的装置。
20.如权利要求17所述的系统，其中，用于测量加速度的装置包括用于当延展装置未处于关闭位置时测量柔性显示设备的加速度的装置。
21.如权利要求17所述的系统，其中，用于释放的装置包括用于确定延展装置是否处于打开位置的装置，以及用于当加速度超过预设最小加速度极限值且延展装置处于打开位置时，将延展装置从打开位置释放的装置。
22.如权利要求17所述的系统，其中，用于释放的装置还包括用于将延展装置从打开位置手动释放的装置。
23.如权利要求17所述的系统，还包括用于产生关闭信号以将柔性显示设备从打开位置释放的用户开启装置。
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