CN104537955B - 弯折单元、柔性显示屏及移动终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弯折单元、柔性显示屏及移动终端，弯折单元包括一电压控制器及至少一个弯折机构，每个弯折机构均包括电极以及一腔体，所述腔体中填充有液态金属，所述腔体的顶部设有一用于密封所述液态金属的可形变的顶盖，所述腔体具有一延伸方向，所述腔体沿所述延伸方向的两端固定，所述电压控制器用于与所述电极电连接，并通过所述电极向所述液态金属施加电压以使其表面张力降低，所述液态金属用于在表面张力降低时向外膨胀以向所述顶盖施压，所述顶盖用于在受压后弯折。本发明利用液态金属制作新型的柔性显示屏，使得手机等的显示屏能够弯折，具有开拓性的技术贡献。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性显示屏领域，特别是涉及一种弯折单元、柔性显示屏及移动终端。
背景技术
传统的用于弯折的机械结构复杂，体积庞大，将其用于柔性显示屏的弯折会造成整个移动终端臃肿，而弯折结构无外乎于步进马达驱动、电磁力吸附等形式，因此，能否实现在小体积情况下用简单结构及特殊材料实现弯折结构成为本领域新的发展方向。
显示屏领域现在进入柔性屏时代，各大公司纷纷推出各自的柔性屏技术及移动终端。现有的普通显示屏，如TFT(薄膜晶体管显示屏)，它有背光部分及表面玻璃等组成，材料本身都是硬质的，不可能用来作为柔性屏使用，因此，现有很难做出可弯折的柔性屏，并且柔性屏弯折必然会覆盖部分显示区域，导致屏幕区域变小，这种情况下，显示的内容就要缩小或重新排版，从而严重影响用户的使用体验，给用户带来很多不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中用于弯折的机械结构复杂、体积庞大，很难做出可弯折的柔性屏的缺陷，提供一种弯折单元、柔性显示屏及移动终端。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供了一种弯折单元，其特点在于，包括一电压控制器及至少一个弯折机构，每个弯折机构均包括电极以及一腔体，所述腔体中填充有液态金属，所述腔体的顶部设有一用于密封所述液态金属的可形变的顶盖，所述腔体具有一延伸方向，所述腔体沿所述延伸方向的两端固定，所述电压控制器用于与所述电极电连接，并通过所述电极向所述液态金属施加电压以使其表面张力降低，所述液态金属用于在表面张力降低时向外膨胀以向所述顶盖施压，所述顶盖用于在受压后弯折。
较佳地，所述顶盖为波纹结构。
较佳地，所述电压控制器用于通过改变向所述液态金属施加的电压的大小来改变所述液态金属的表面张力的降低幅度；和/或，所述电压控制器还用于通过所述电极向所述液态金属施加反向电压以使其表面张力提高，所述液态金属还用于在表面张力提高时向内收缩以取消向所述顶盖施压，所述顶盖还用于在压力消失后恢复原状。
本发明的目的在于还提供了一种柔性显示屏，其特点在于，其包括上述的弯折单元，每个弯折机构的所述腔体沿所述延伸方向的两端均固定于所述柔性显示屏上。
本发明的目的在于还提供了一种移动终端，其特点在于，其包括上述的柔性显示屏，所述移动终端还包括一控制单元，所述控制单元用于在接收到一启动信号后控制所述弯折单元弯折所述柔性显示屏，并在接收到一结束信号后控制所述弯折单元终止弯折所述柔性显示屏。
较佳地，所述移动终端的背面设有一位于所述弯折单元上方的后摄像头，所述控制单元用于通过控制所述柔性显示屏弯折以带动所述后摄像头的朝向向着所述移动终端的正面转动。
较佳地，所述移动终端的背面还设有一位于所述后摄像头上方的辅显示屏，所述辅显示屏的设置位置使得：当通过所述柔性显示屏的弯折使得所述后摄像头的朝向转至所述移动终端的正面后，所述辅显示屏与所述柔性显示屏的暴露区域在垂直于所述柔性显示屏的视角下相互邻接形成一拼接显示区域；且当通过所述柔性显示屏的弯折使得所述后摄像头的朝向转至所述移动终端的正面后，所述控制单元用于利用所述拼接显示区域的整体进行显示。
较佳地，所述控制单元用于在接收到所述启动信号后，记录所述柔性显示屏的当前弯折角度作为一初始弯折角度，并在接收到所述结束信号后，控制所述弯折单元将所述柔性显示屏恢复至平直状态或恢复至所述初始弯折角度。
较佳地，所述移动终端还包括一图像反转单元和一图像预览单元，所述控制单元用于在通过所述柔性显示屏的弯折使得所述后摄像头的朝向转至所述移动终端的正面后，控制所述后摄像头进行拍摄，并用于通过所述图像反转单元将所述后摄像头拍摄的图像在竖直方向上进行反转、并利用所述图像预览单元在所述拼接显示区域中提供预览。
较佳地，所述移动终端还包括一图像拼接单元，所述控制单元还用于在通过所述柔性显示屏的弯折使得所述后摄像头的朝向向着所述移动终端的正面转动的过程中，控制所述后摄像头以均匀的拍摄角度间隔多次拍照，并利用所述图像拼接单元将多次拍照获得的图像拼接为一全景图像。
本发明的积极进步效果在于：本发明利用液态金属制作新型的柔性显示屏，从而使得手机等移动终端的显示屏能够弯折，推动了柔性屏领域的技术发展，拓宽了显示屏的应用领域和应用场景，在柔性屏领域具有开拓性的技术贡献。
附图说明
图1为本发明的实施例1的移动终端的结构示意图。
图2为本发明的实施例1的移动终端的模块示意图。
图3为本发明的实施例2的移动终端在弯折前的正面示意图。
图4为本发明的实施例2的移动终端在弯折后的正面示意图。
图5为本发明的实施例2的移动终端在弯折前显示屏的显示示意图。
图6为本发明的实施例2的移动终端在弯折后显示屏的第一显示示意图。
图7为本发明的实施例2的移动终端在弯折后显示屏的第二显示示意图。
图8为本发明的实施例2的移动终端进行自拍模式操作时的流程图。
图9为本发明的实施例3的移动终端进行全景模式拍摄时的流程图。
图10为本发明的实施例4的移动终端弯折后的结构示意图。
图11为本发明的实施例5的移动终端的后摄像头进行运动物体跟踪时的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种移动终端(例如手机)，移动终端具有一柔性显示屏，柔性显示屏具有一软硬结合的材料形成的支撑载体1，包括其壳体同样由软硬结合的材料组成，所述移动终端包括用于使所述柔性显示屏沿一弯折路径弯折的弯折单元，所述弯折单元包括一电压控制器(图中未示出)以及沿所述弯折路径设置的多个弯折机构，每个弯折机构均包括电极(图中未示出)以及一延伸方向垂直于所述弯折路径的腔体2，所述腔体2沿其延伸方向的两端固定于所述柔性显示屏上，所述腔体2中充满液态金属，所述腔体2的顶部设有一用于密封所述液态金属的可形变的顶盖，所述腔体2由固定端固定在硬质部分，且由软体控制通电后为折弯提供折弯力，在所述腔体2的附近还设有液态金属制动器3，液态金属制动器3组装到支撑载体的硬质区域，起到将液态金属腔体固定到支撑载体1的作用，传递控制器力并起到通电作用，并为柔性显示屏的折弯提供动力。在本实施例中，液态金属优选地为镓铟合金，镓的熔点为29℃，铟的熔点为156℃，当两者熔合之后，新形成的合金在室温下保持液态，这种液态金属具有大约500mN/m(毫牛每米)的表面张力，意味着将其放置平面时，可以让其处于球形状态且保持不变。当向镓铟合金通+1V的电压时，其表面张力会下降，球形状态会变成薄薄的扁平状，这个过程是可逆的，即当通-1V的电压(即反向电压)时，其又会恢复成球状。
在本发明中，所述腔体2的相对接近所述柔性显示屏的一侧(即所述腔体2的底部)的受压形变性能低于所述腔体2的相对远离所述柔性显示屏的一侧(即所述腔体2的顶盖)的受压形变性能，所述腔体2的相对接近所述柔性显示屏的一侧不可伸缩，所述腔体2的相对远离所述柔性显示屏的一侧可伸缩，所述腔体2的相对远离所述柔性显示屏的一侧为波纹结构(具有特殊的褶皱)。所述电压控制器通过所述电极向所述液态金属施加电压以使其表面张力降低，所述液态金属在表面张力降低时向外膨胀，以向所述顶盖施压，所述顶盖在受压后沿弯折路径弯折，具体地，液态金属在通电后其表面变形过程十分迅速，且表面积改变幅度可高达上千倍，而且具有单一的快速定向移动的特性，故利用所述特殊结构的腔体2将液态金属密封到所述腔体2内，当利用软体控制电路由FPC(柔性电路板)通一定电量到腔体2内的液态金属后，其液态金属开始向不同的方向快速移动，但所述腔体2的底部被限制住，而其外侧面(即相对远离所述柔性显示屏的一侧，即顶盖)具有特殊的褶皱，此时受力时，褶皱开始展开并传递展开力推动固定端带动所述支撑载体1折弯，进而使得所述柔性显示屏沿相应的弯折路径弯折。
在本实施例的具体实施过程中，所述电压控制器可以通过改变供给至所述电极的电压大小来改变液态金属的表面张力的降低幅度，从而控制所述柔性显示屏的弯折幅度，所述电压控制器还可以通过所述电极向所述液态金属施加反向电压以使其表面张力提高，而所述液态金属在表面张力提高时会向内收缩，从而取消对所述顶盖施加的压力，所述顶盖在压力消失后则恢复原状，以使得所述柔性显示屏沿所述弯折路径恢复。
在本发明中，所述移动终端还包括各种器件组件4，具体为实现各种应用功能的器件，例如实现拍照功能的摄像头等，还包括后壳5，从而为各个器件提供保护和美观作用，所述后壳5也相应地具有一弯折区，所述弯折区为一柔性材质(如热塑性聚氨酯弹性体TPU)与两段的硬质部分双色注塑或模内注塑成一整体，同样在制动器的作用力下发生弯折。
如图2所示，所述移动终端还包括一控制单元6，所述控制单元6用于在接收到一启动信号后控制所述弯折单元弯折所述柔性显示屏，并在接收到一结束信号后控制所述弯折单元终止弯折所述柔性显示屏；所述弯折路径沿所述移动终端的横向延伸，所述移动终端的背面设有一位于所述弯折路径上方的后摄像头，所述控制单元6还可以通过控制所述柔性显示屏弯折以带动所述后摄像头的朝向向着所述移动终端的正面转动。
所述移动终端的背面还设有一位于所述后摄像头上方的辅显示屏，所述辅显示屏的设置位置使得：当通过所述柔性显示屏的弯折使得所述后摄像头的朝向转至所述移动终端的正面后，所述辅显示屏与所述柔性显示屏的暴露区域在垂直于所述柔性显示屏的视角下相互邻接形成一拼接显示区域；且当通过所述柔性显示屏的弯折使得所述后摄像头的朝向转至所述移动终端的正面后，所述控制单元6利用所述拼接显示区域的整体进行显示。
所述控制单元6在接收到所述启动信号后，还可以记录所述柔性显示屏的当前弯折角度作为一初始弯折角度，并在接收到所述结束信号后，控制所述弯折单元将所述柔性显示屏恢复至平直状态或恢复至所述初始弯折角度；所述移动终端还包括一图像反转单元7和一图像预览单元8(参见图2)，所述控制单元6在通过所述柔性显示屏的弯折使得所述后摄像头的朝向转至所述移动终端的正面后，控制所述后摄像头进行拍摄，并通过所述图像反转单元7将所述后摄像头拍摄的图像在竖直方向上进行反转、并利用所述图像预览单元8在所述拼接显示区域中提供预览。
所述移动终端还包括一图像拼接单元9，所述控制单元6还在通过所述柔性显示屏的弯折使得所述后摄像头的朝向向着所述移动终端的正面转动的过程中，控制所述后摄像头以均匀的拍摄角度间隔多次拍照，并利用所述图像拼接单元9将所述多次拍照获得的图像拼接为一全景图像。
本发明移动终端控制柔性显示屏弯折的工作流程依次简述如下：首先软体UI(用户界面)接收指令，CPU(中央处理器)接受指令，通过FPC给控制器预设定量的电量，液态金属通电后开始展开，控制器腔体的外侧壁的褶皱部分开始展开向固定端传递压力，固定端带动硬质区域由支撑载体柔软区开始弯折，弯折到达预设值后停止，移动终端完成整个弯折流程。
实施例2
在本实施例中，通过用户发出控制指令，控制实施例1的移动终端的柔性显示屏向前弯折180°，从而利用柔性显示屏的弯折使得主摄像头(后摄像头)翻转至前面充当副摄像头(前摄像头)，以实现用户自拍。其中实现弯折的机构为液态金属制动器，具体的工作原理可参见实施例1。
本实施例实现柔性显示屏沿着轴线可程控地弯折180°的原理为：在柔性显示屏的弯曲轴线上放置一组液态金属制动器，制动器的不可伸缩面的连接线位于柔性显示屏的弯曲轴线上，制动器的电极并联到一个可程控电压控制器上，所述电压控制器的输出电压与输入指令值成正比，当输入指令不同时，输出电压也不同，制动器组沿轴线施加的压力也不同，屏幕沿轴线弯折的角度也不同，从而可以通过输入电压控制器的不同指令来控制屏幕沿轴线弯折的角度。
本实施例的移动终端弯折前后的正面示意图分别参见图3和4，在图3中，移动终端尚未弯折，在图4中，移动终端的柔性显示屏弯折180°后，后摄像头翻转至移动终端正面以充当前摄像头(图4中最顶部圆圈即表示弯折后翻转至正面的后摄像头)。
本实施例实现弯折的具体操作方式可以为(移动终端处在拍照或摄像模式中)：
1、可以用音量上下键来控制柔性显示屏的弯折程度，即按音量下键，柔性显示屏开始从平整逐渐弯折，直到柔性显示屏的整个上部弯折至移动终端正面的限位处静止，反之按音量上键，则弯折的柔性显示屏上部分复原至原先的平整状态。
2、移动终端侧面有触摸滑块(硬件)，可以向上或向下滑动来控制柔性显示屏的弯折。
3、移动终端主显示屏下方具有滑动模块，滑动模块位于中心位置，可以向左滑动或向右滑动来控制柔性显示屏弯折。
如图5所示，本发明的具有柔性显示屏的移动终端在弯折前整个柔性显示屏为平整状态，此时柔性显示屏会在正面主显示屏中全屏显示拍摄的内容，如图6所示为移动终端在弯折180°后显示屏的第一种显示方式，此时背面小屏与正面主显示屏下部分拼接而成后整体显示拍摄内容，图7则为移动终端在弯折180°后显示屏的第二种显示方式，此时背面小屏显示OSD(屏幕菜单调节方式)信息、各类按钮(如拍摄按钮)等，此时只在正面主显示屏的下部分显示拍摄内容。
本实施例中在上述弯折过程中，UI的具体显示处理情形为：
在手机处于任何状态时，如果用户想要自拍，可以发出控制指令使得柔性显示屏弯折线的上部分进行弯折，只要这个过程开始进行，主显示屏显示的内容可为一个动画界面，显示柔性显示屏开始弯折到后摄像头逐渐弯折到手机正面充当前摄像头使用的整个过程。当柔性显示屏弯折到位后，手机背面副屏和主屏下部分拼接成整体，此时摄像头根据自拍的参数进行初始化，形成自拍模式，将预览画面整个显示在拼接的屏幕上(可参见图6)，此时一些OSD信息、按钮等就显示在屏幕适当位置，或者，还可以将自拍预览画面显示在正面主显示屏下部分，而背面小屏可以显示任意操作按钮、OSD信息等(可参见图7)。当柔性显示屏弯折后，正面被遮挡的区域就不显示任何内容了，且如果使用AMOLED(有源矩阵有机发光二极体面板)自发光柔性显示屏的话，不显示的区域不发光，可以减少柔性显示屏的功耗，同时，自拍画面会等比例缩小，以适合重新拼接的屏幕。
本实施例自拍模式的具体流程为：客户启动后摄像头变前摄像头模式，记录柔性显示屏当前弯曲角度A，后摄像头重新初始化为自拍模式；然后用户发送180°弯曲指令，柔性显示屏弯曲到位后，摄像头预览打开；开始摄像或拍照，然后移动终端的控制单元判断是否将移动终端恢复为拍摄前状态，若是，则发送弯曲A度的指令，柔性显示屏弯曲度恢复到拍摄前状态，若否，则发送弯曲0度指令，柔性显示屏复原为不弯曲状态，之后后摄像头重新初始化为后摄模式，然后结束流程，具体的流程图可参见图8。
实施例3
本实施例中在利用实施例1的移动终端执行柔性显示屏弯折180°的操作的过程中实现全景照片的拍摄，具体可实现：
1、稳定地拍摄全景照片(通过柔性显示屏弯折线上部分弯折180°来实现自动地、稳定地、匀速地拍摄180°全景照片，水平角度和垂直角度都可以)。
2、稳定地拍摄全景视频(实现自动地、稳定地、匀速地拍摄180°全景视频，不用人手持手机进行身体转动，只需拿好手机，固定一个姿势，完全靠柔性显示屏弯折180°来拍摄全景视频，这样视频会更稳定、更匀速)。
本实施例启动全景模式进行拍摄的具体流程为：移动终端首先提示用户竖直放置所述移动终端，记录柔性显示屏当前弯曲角度A，打开后摄预览，发送0度弯曲指令，柔性显示屏复原为水平面，提示使用者对准全景拍摄的中心，发送指令让柔性显示屏弯曲到0°和30°拍摄两张照片，再提示使用者竖直方向旋转柔性显示屏90°，通过重力传感器判断移动终端是否已经竖直方向旋转360°，若否，则发送指令让柔性显示屏弯曲到0°和30°(此时为旋转90°后)拍摄两张照片，然后继续执行旋转90°并执行判断操作，若是，则说明移动终端已旋转一周，此时就恢复柔性显示屏的当前弯曲角度A，并关闭后摄预览，然后将抓取的8张图片基于最佳缝合线的融合算法合成为一张全景照片，并结束流程，具体的流程图可参见图9。
实施例4
本实施例为利用实施例1的移动终端的柔性显示屏向背面弯折0-60度左右，利用背面小屏进行显示。
图10中为柔性显示屏弯折线上部分沿弯折线向手机背面弯折0-60度左右，这样手机背面朝上放置在平面上时，会形成图10中的效果，应用场景：这个背面小屏能显示时间、日期、天气等，任何推送的消息都可以以跑马灯的形式显示出来，以及其他任何适合小屏显示的应用，比如视频聊天等。
在上述场景中，柔性显示屏向背面弯折0-60度左右的触发条件为：当移动终端放置在平面上时，利用重力传感器，可以取得移动终端正面朝上还是背面朝上的值，只有移动终端背面朝上，才会切换为小屏模式。此时，如果符合上述场景的应用启动时，就会形成如图10中的状态(通过摄像头来探测摄像头与用户眼睛的角度，从而调整小屏翘起的角度来正对用户眼睛)。或者，如果移动终端收到视频聊天请求，柔性显示屏也可以切换到小屏模式，形成如图10中的状态，此时背面小屏可以作为视屏聊天界面使用，这样用户可以释放双手来进行视频通话。
实施例5
本实施例利用实施例1的移动终端的柔性显示屏的弯折实现后摄像头对运动物体的追踪，其具体流程为：移动终端启动后摄运动模式，打开后摄预览，记录当前柔性显示屏弯曲角度A，通过人脸模式来选定跟踪目标，设定两次调节柔性显示屏角度的时间间隔，抓取一帧预览图片，根据目标在预览中的相对位置，计算目标要显示到预览中央所需要的弯曲角度，然后加上初始弯曲角度，得到最终角度，然后将最终角度发给电压控制器，在指定时间内，比较两帧图片中指定目标的相对位移，转化为柔性显示屏要进一步弯曲的角度，保证目标在预览中央，当旋转角度接近极限后，将柔性显示屏的角度复原为0度，并在UI上提供客户需要移动移动终端以再次跟踪运动目标，其具体流程图可参见图11。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种弯折单元，其特征在于，包括一电压控制器及至少一个弯折机构，每个弯折机构均包括电极以及一腔体，所述腔体中填充有液态金属，所述腔体的顶部设有一用于密封所述液态金属的可形变的顶盖，所述腔体具有一延伸方向，所述腔体沿所述延伸方向的两端固定，所述电压控制器用于与所述电极电连接，并通过所述电极向所述液态金属施加电压以使其表面张力降低，所述液态金属用于在表面张力降低时向外膨胀以向所述顶盖施压，所述顶盖用于在受压后弯折。
2.如权利要求1所述的弯折单元，其特征在于，所述顶盖为波纹结构。
3.如权利要求1所述的弯折单元，其特征在于，所述电压控制器用于通过改变向所述液态金属施加的电压的大小来改变所述液态金属的表面张力的降低幅度；和/或，所述电压控制器还用于通过所述电极向所述液态金属施加反向电压以使其表面张力提高，所述液态金属还用于在表面张力提高时向内收缩以取消向所述顶盖施压，所述顶盖还用于在压力消失后恢复原状。
4.一种柔性显示屏，其特征在于，其包括如权利要求1-3中任意一项所述的弯折单元，每个弯折机构的所述腔体沿所述延伸方向的两端均固定于所述柔性显示屏上。
5.一种移动终端，其特征在于，其包括如权利要求4所述的柔性显示屏，所述移动终端还包括一控制单元，所述控制单元用于在接收到一启动信号后控制所述弯折单元弯折所述柔性显示屏，并在接收到一结束信号后控制所述弯折单元终止弯折所述柔性显示屏。
6.如权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端的背面设有一位于所述弯折单元上方的后摄像头，所述控制单元用于通过控制所述柔性显示屏弯折以带动所述后摄像头的朝向向着所述移动终端的正面转动。
7.如权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端的背面还设有一位于所述后摄像头上方的辅显示屏，所述辅显示屏的设置位置使得：当通过所述柔性显示屏的弯折使得所述后摄像头的朝向转至所述移动终端的正面后，所述辅显示屏与所述柔性显示屏的暴露区域在垂直于所述柔性显示屏的视角下相互邻接形成一拼接显示区域；且当通过所述柔性显示屏的弯折使得所述后摄像头的朝向转至所述移动终端的正面后，所述控制单元用于利用所述拼接显示区域的整体进行显示。
8.如权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述控制单元用于在接收到所述启动信号后，记录所述柔性显示屏的当前弯折角度作为一初始弯折角度，并在接收到所述结束信号后，控制所述弯折单元将所述柔性显示屏恢复至平直状态或恢复至所述初始弯折角度。
9.如权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端还包括一图像反转单元和一图像预览单元，所述控制单元用于在通过所述柔性显示屏的弯折使得所述后摄像头的朝向转至所述移动终端的正面后，控制所述后摄像头进行拍摄，并用于通过所述图像反转单元将所述后摄像头拍摄的图像在竖直方向上进行反转、并利用所述图像预览单元在所述拼接显示区域中提供预览。
10.如权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端还包括一图像拼接单元，所述控制单元还用于在通过所述柔性显示屏的弯折使得所述后摄像头的朝向向着所述移动终端的正面转动的过程中，控制所述后摄像头以均匀的拍摄角度间隔多次拍照，并利用所述图像拼接单元将多次拍照获得的图像拼接为一全景图像。
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