CN102109886A - 卷轴屏幕电脑 - Google Patents

Abstract

本发明是便携式电脑，采用投影模块加卷轴屏幕的组合，替代现有便携式电脑的液晶显示屏幕，解决了现有便携式电脑因屏幕尺寸限制而难以进一步缩小的问题，卷轴屏幕易于展开和收拢，让便携式电脑在满足使用性能的前提下大幅度地缩小整机尺寸。

Description

卷轴屏幕电脑

技术领域：

本发明属于便携式电脑。

背景技术：

现有便携式电脑均采用液晶屏幕作为显示部分，由于液晶屏幕是刚性的，便携式电脑的最小尺寸受限于屏幕尺寸而无法进一步缩小；例如苹果公司的IPAD，即使精简掉了键盘，仍然无法缩小便携式电脑的尺寸——因为屏幕如果进一步缩小，则无法显示足够多内容、或劣化使用者的视觉效果。目前便携式电脑的主流发展方向是薄型化，但对提高便携性并没有多少帮助。也有人尝试对折叠组合液晶屏幕，例如Xentex双屏笔记本电脑，但是这种结构对线路连接件性能要求非常高，拼接出来的屏幕缺乏整体感，所以没有获得广泛采用。以OLED技术为代表的柔性显示器，虽然被设想未来替代现有液晶显示器，但其弯曲性能、耐用程度等指标目前尚不能满足应用要求。

与此同时，微型投影元件已经成功产业化。目前已经开发了独立的便携式投影仪、带投影功能的手机等产品；不过这些产品的本身电池不足，不能支持足够长时间的大画面显示。只有偶尔在公共场合做演示通过电脑视频接口输出到投影仪，投影仪并未专门用于便携式电脑显示。

专利文献方面，早在中国专利200620018909.0中就提出了将投影用于便携式电脑显示，由于设想中只有投影仪而没有配套幕布，应用中需要另外寻找幕布或墙面，缺乏广泛实用性；后来中国专利200710153482.4、200810108708.3、200920137873.1、201010191259.0，基本是将投影用于便携式电脑的辅助显示，仍然保留了原有的液晶屏幕，不能缩小便携式电脑的整体尺寸。直到中国专利200810194679.7才提出了折叠幕布和用支架定位幕布的思路，却没有提出折叠幕布的具体技术措施；其铰链、套管、滑块结构组合有助于支架活动，对幕布折叠没有帮助，幕布折叠操作麻烦、缺乏一致性。另外中国专利200920301042.3也提出了用活动支架定位幕布的方法，但幕布没有采用折叠措施，不能有效缩小便携式电脑的整体尺寸。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：在满足电脑使用性能的前提下，突破液晶屏幕对便携式电脑尺寸的限制，让便携式电脑更易于携带、方便使用。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：用投影模块加卷轴幕的组合充当便携式电脑的显示部分。

本便携式电脑包括主体0、其它外部设备1、外壳2、投影模块3、卷轴幕模块4，其中前面三者组成电脑机体部分。

主体0与一般便携式电脑主体一样，包括电池、主板和主板上的CPU、存储元件、有线连接接口、无线连接等各部分组成。主体0的形状与一般便携式电脑有所不同，其长度与宽度、厚度的比值更大，呈现扁长状、条状甚至柱状。这种形状的主体0，可能需要与目前便携式电脑主体不同的内部布局。

其它外部设备1也与一般便携式电脑一样，包括键盘、触摸板、轨迹球、鼠标、话筒、摄像头等输入设备，也包括扬声器、指示灯等输出设备。其它外部设备1与主体0有导线连接以传递信号，与外壳2有机械连接以固定位置。其它外部设备1中，一般键盘是占据面积最大的，只有当外壳2尺寸很小以至于无法容纳键盘时才需要考虑将键盘进一步缩小化，键盘缩小化的措施包括刚性折叠键盘、柔性卷曲键盘，也包括光学投影识别之类非实体键盘；当使用非实体键盘或者省略键盘时，电脑机体部分可以立置使用，适宜于在狭小空间操作；如果完全省略实体键盘而只用触摸板，则便携式电脑成为一个类似平板电脑、电子书的便携式电脑，其作用与平板电脑、电子书类似，但不像平板电脑那样触摸与显示屏幕合为一体。

外壳2与一般便携式电脑外壳的材质一样，一般是塑料，也可以用轻质金属进行加强；外壳2上留有各种外部设备的接口位置，也包括电源接口和各种输入输出接口。外壳2的形状与一般便携式电脑有所不同，其长度与宽度、厚度的比值更大，呈现扁长状、条状甚至柱状。当然，为方便和美观，外壳2可以做得更圆滑流畅。

投影模块3是本便携式电脑的显示输出部件，将显示信号转换成投射光线；其线路连接主板上的显示输出接口，其结构连接于外壳2。投影模块3一般固定于外壳2长度方向的中心位置，以保证投影效果。投影模块3可以采用各种类型微型投影仪技术，如液晶投射(LCD)、液晶反射(LCOS)、微镜反射(DLP)、数字光阀(DLV)、激光等。

卷轴幕模块4包括幕布41和幕布收展机构42。幕布41展开形状一般为矩形，以匹配显示电脑的显示输出内容，幕布41两对边分别固定连接在幕布收展机构42上。幕布41采用可反复卷折的柔性材料，如纸张、纺织物、塑料等；幕布41一般是白色的，用于反射投影模块3的光线，不过投影方式为背投时的幕布41则是透明的。

幕布收展机构42是一个由刚性卷轴421、弹性元件422、若干刚性杆、若干铰链等构件组成的机构，是本便携式电脑的关键部分，其中刚性元件与铰链据采用铝合金、塑料这类轻质高强度材料；幕布收展机构42以主动刚性卷轴4211、被动刚性卷轴4212和弹性元件422为核心，以刚性杆和铰链为支撑，在刚性杆上设置了定位构造进行定位，并可引入导轨、滑块、弹簧、伸缩套管等结构件；刚性杆上用于定位的定位构造，包括凸轮、自锁面、卡口、按扣、榫槽、销、钢珠滑轨等各种形式，其特点是其锁止和解除均比较简单快捷。幕布收展机构42与外壳2的边通过卡扣、螺钉等方式连接固定，这样在保证位置精确的同时能够比较方便地进行替换。幕布收展机构42由收卷和张开两部分机构组成，两部分机构的元件有时候会重叠。幕布收展机构42的收卷部分包括两根刚性卷轴421和弹性元件422，两根刚性卷轴421这两根刚性卷轴421与幕布41的两个对边通过卡扣、粘接、螺钉等方式连接固定，两根卷轴421的两端均为铰链，使它们能够自由绕卷轴转动；两根刚性卷轴421分别叫主动刚性卷轴4211、被动刚性卷轴4212，主动刚性卷轴4211的两端或一端安装着弹性元件422，弹性元件422可以是扭转弹簧或者盘卷的橡胶，在无其它阻挡的情况下弹性元件422可以扭转其所在的主动刚性卷轴4211，从而将幕布41卷到主动刚性卷轴4211上面、同时将被动刚性卷轴4212拉到一起，这样就实现了幕布41的收卷；主动刚性卷轴4211一般套上一个薄壳管以保护收卷后的幕布41，薄壳管在管长度方向开一狭缝供幕布41通过。幕布收展机构42的张开部分至少包括两根刚性杆和两个铰链，刚性杆用于支撑阻挡幕布41的卷缩和固定整个幕布41的展开位置，铰链用于保证刚性杆的可收折性；各个刚性杆上都有用于定位、限位的定位构造，以保障幕布41张开时各个刚性杆的位置精确性；这些刚性杆也可以有多种结构组合，例如常见的平行四边形机构、平面四杆机构，刚性杆组合长度变化一般用铰链转动实现，也可以用套管伸缩方式实现；为保障幕布收展机构42的张开部分操作流畅性，铰链处可以增加弯曲弹簧或压缩弹簧以加快动作，刚性杆的自由端可以增加导轨以保证一次到位；当幕布41使用时位置不同时，对应的幕布收展机构42的张开部分也将有所不同。

当便携式电脑没有开机使用时，幕布41卷在被弹性元件422驱动的主动刚性卷轴4211上，被动刚性卷轴4212紧挨主动刚性卷轴4211，幕布收展机构42完全收拢到外壳2旁边，只占据很小空间，这样便携式电脑具有了超越一般便携式电脑的小尺寸。当便携式电脑准备开机使用时，用手拉动幕布收展机构42中某些杆或者刚性卷轴421，即可展开幕布41；幕布收展机构42中可以在某个靠近外壳的位置设置一个突起，该突起紧靠电脑的电源开关按钮，从而能在展开幕布的同时为电脑开机。当便携式电脑准备关机收幕布41时，用手指拨动某些限位点即可解除支撑，幕布41在弹性元件422驱动下卷收起来。

通常电脑显示屏是横向长、纵向短，而平板电脑显示屏一般是横向短、纵向长，这两种显示方式本便携式电脑均可以实现。当幕布41的长边与外壳2长边一致时，直接展开即为横向长的显示屏，展开加平面旋转九十度即为纵向长的显示屏；当幕布41的短边与外壳2长边一致时，直接展开即为纵向长的显示屏，展开加平面旋转九十度即为横向长的显示屏。

通常便携式电脑的显示屏与机体是紧密的，而本便携式电脑由于采用投影技术显示，两者过于接近反而不一定有良好的显示效果，所以本便携式电脑一般用刚性杆将幕布41展开定位在外壳2距离较远的地方。由于幕布41通常远离外壳2，幕布41也可以展开到外壳2的上方，此时外壳2上的投影模块3可以从幕布41后方投射，幕布41采用透明材料，从而成为独特的背投便携式电脑。

附图说明：

图1是幕布长边与外壳长边一致、使用横向长显示屏的本便携式电脑示意图。

图2是幕布短边与外壳长边一致、使用横向长显示屏的本便携式电脑示意图。

图3是幕布短边与外壳长边一致、使用纵向长显示屏的本便携式电脑示意图。

图4是本便携式电脑幕布收拢状态的外形示意图。

图5是完全省略实体键盘的本便携式电脑示意图。

图6是背投方式的本便携式电脑示意图。

图7是本便携式电脑一种常用简单幕布收展机构的机构简图。

图8是本便携式电脑另一种常用简单幕布收展机构的机构简图。

图9是本便携式电脑一种远离外壳的幕布收展机构的机构简图。

图10是本便携式电脑一种背投用幕布收展机构的机构简图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明主要用于替代现有的笔记本电脑，以更小的携带体积实现最佳的使用效果。图1是幕布长边与外壳长边一致、使用横向长显示屏的本便携式电脑示意图，以显示屏横向长为整体最大长度限制，其使用形态与笔记本电脑、上网本类似，其它外部设备1、外壳2、投影模块3、幕布41和幕布收展机构42均可见，外壳2宽度小于同规格显示屏幕的笔记本电脑。图8是一种常用简单幕布收展机构42的机构简图，可以用于这种形式的的本便携式电脑：在主动刚性卷轴4211、被动刚性卷轴4212和弹性元件422之外还有两根刚性杆，这两根刚性杆一端用铰链固定、另一端在一个轨道上的滑块中活动穿过；用手拉开主动刚性卷轴4211、被动刚性卷轴4212，两根刚性杆随之转动，带动滑块在轨道中移动，直到目标位置后刚性杆上的定位构造起作用，滑块停止、定位构造抵消弹性元件422产生的拉力，幕布收展机构42得以展开并维持稳定；用手松动刚性杆上的定位构造，可以让其作用消失，幕布收展机构42在弹性元件422产生的拉力作用下收拢起来。图4是本便携式电脑幕布收拢状态的外形示意图，此时幕布41不再可见，幕布收展机构42的不少结构也被收拢隐藏起来，整体宽度小于同规格显示屏幕的笔记本电脑，因此占用空间更小。

本发明还可以使用横向短、纵向长的电脑显示屏。图3是幕布短边与外壳长边一致、使用纵向长显示屏的本便携式电脑示意图，其使用形态与笔记本电脑、上网本类似，其它外部设备1、外壳2、投影模块3、幕布41和幕布收展机构42均可见；不过由于使用纵向长显示屏，不仅外壳2宽度小于相同横向尺寸显示屏幕的笔记本电脑，而且显示屏面积大于相同横向尺寸显示屏幕的笔记本电脑。图5是完全省略实体键盘的本便携式电脑示意图，其使用形态与平板电脑、电子书类似，其它外部设备1、外壳2、投影模块3、幕布41和幕布收展机构42均可见，而且显示屏面积相当于同规格显示屏幕的平板电脑。图7是一种常用简单幕布收展机构42的机构简图，可以用于图3、图5这种形式的便携式电脑：在主动刚性卷轴4211、被动刚性卷轴4212和弹性元件422之外还有四根刚性杆，四根刚性杆分成对称的两组，每组的两根刚性杆相互以铰链连接，在杆上有定位构造用于铰链转动角度限位，刚性杆另一端分别以铰链方式连接主动刚性卷轴4211、被动刚性卷轴4212的支撑部；用手拉开主动刚性卷轴4211、被动刚性卷轴4212，两组刚性杆随之转动，最后轻拨刚性杆直到目标位置后上的定位构造起作用，定位构造抵消弹性元件422产生的拉力，幕布收展机构42得以展开并维持稳定；用手轻拨刚性杆，松动刚性杆上的定位构造，可以让其限位作用消失，幕布收展机构42在弹性元件422产生的拉力作用下收拢起来。

本发明还可以突破显示屏幕长度限制，做成比显示屏长度限制更小的整体。图2是幕布短边与外壳长边一致、使用横向长显示屏的本便携式电脑示意图，其它外部设备1、外壳2、投影模块3、幕布41和幕布收展机构42均可见；由于幕布41收拢时其短边与外壳2长边一致，所以幕布41展开时需要用幕布收展机构42将幕布41展开时平面旋转九十度；由于可以拥有比同规格显示屏幕的笔记本电脑小得多的整体尺寸，同理可以拥有比同规格整体尺寸的笔记本电脑大得多的显示屏幕，这种大投影屏幕需要幕布41远离外壳2以保障投影效果。图9是本便携式电脑一种远离外壳的幕布收展机构的机构简图，可以用于这种形式的的本便携式电脑，在主动刚性卷轴4211、被动刚性卷轴4212和弹性元件422之外还有六根刚性杆，其中主动刚性卷轴4211、被动刚性卷轴4212、弹性元件422和四根刚性杆及铰链，是用于展开和收拢幕布41，与图7所示结构、动作相同；余下的两根刚性杆用于定位幕布41，定位内容包括平面旋转、倾斜角度、到外壳2距离，一根刚性杆两端分别用铰链连接一根刚性卷轴421和外壳2，另一根刚性杆一端用铰链连接外壳2、另一端带卡口能卡在另一根刚性卷轴421上面固定；幕布收展机构42展开时，余下的两根刚性杆也打开到预定位置，幕布41张开后用手旋转九十度合上卡口，即可实现准确定位。

本发明还可以采用背投这种方式实现便携式电脑显示。图6是背投方式的本便携式电脑示意图，其它外部设备1、外壳2、投影模块3、幕布41和幕布收展机构42均可见；与其它方式不同，展开后的幕布41被幕布收展机构42支撑于外壳2的上方，投影模块3的投射光学从下方投射到幕布41背面，幕布41是透明的。图10是本便携式电脑一种背投用幕布收展机构的机构简图，可以用于这种形式的的本便携式电脑，在主动刚性卷轴4211、被动刚性卷轴4212和弹性元件422之外还有六根刚性杆，其中主动刚性卷轴4211、被动刚性卷轴4212、弹性元件422和四根刚性杆及铰链，是用于展开和收拢幕布41，与图7所示结构、动作相同；余下的两根刚性杆用于支撑和定位幕布41，定位内容包括平面旋转、倾斜角度、到外壳2距离，一根刚性杆两端分别用铰链连接一根刚性卷轴421和外壳2，另一根刚性杆一端用铰链连接另一根刚性卷轴421、另一端在外壳2一个轨道上的滑块中活动穿过；幕布收展机构42展开时，余下的两根刚性杆也打开到预定位置，由于另一根刚性杆具有较高自由度，可实现比较复杂运动，轻拨刚性杆直到目标位置后定位构造起作用，可以实现准确定位。

本发明的幕布收展机构42以主动刚性卷轴4211、被动刚性卷轴4212和弹性元件422为核心，刚性杆和铰链为支撑，在刚性杆上设置定位构造进行定位，并可引入导轨、滑块、弹簧、伸缩套管等结构件，通过手动操作实现幕布41的收展和定位。幕布收展机构42的类型非常多，图7、图8、图9、图10只是一些典型结构；由于机械结构的复杂多样性，幕布收展机构42的形式无法一一列举。

Claims (9)

1.一种便携式电脑，其特征是显示输出部分由在电脑机体上的投影模块3和卷轴幕模块4组合而成，卷轴幕模块4包括幕布41和幕布收展机构42，幕布收展机构42与电脑机体的外壳2连接固定；幕布收展机构42是以带弹性元件422的主动刚性卷轴4211和被动刚性卷轴4212为核心、以刚性杆和铰链为支撑所组成的机构，在刚性杆上有定位构造，幕布41两对边分别固定连接在两根刚性卷轴421上。

2.如权利要求1所述的便携式电脑，其特征是展开的幕布41远离电脑机体，幕布41与电脑机体间通过幕布收展机构42的刚性杆进行连接和定位。

3.如权利要求1所述的便携式电脑，其特征是幕布收展机构42包含导轨、滑块、弹簧、伸缩套管等结构件。

4.如权利要求1所述的便携式电脑，其特征是展开的幕布41被幕布收展机构42的刚性杆支撑在电脑机体上方，投影模块3从下向上投射到幕布41背面，幕布41采用透明材料。

5.如权利要求1所述的便携式电脑，其特征是幕布41展开后刚性卷轴421为纵向，幕布收展机构42可将幕布41平面旋转九十度。

6.如权利要求1所述的便携式电脑，其特征是幕布41的材料采用纸张。

7.如权利要求1所述的便携式电脑，其特征是电脑的其它外部设备1中键盘为刚性折叠键盘或性卷曲键盘。

8.如权利要求1所述的便携式电脑，其特征是电脑的其它外部设备1中键盘为光学投影识别键盘，电脑机体立置。

9.如权利要求1所述的便携式电脑，其特征是电脑的其它外部设备1中没有键盘、只有触摸板。

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