CN115769168A - 用于柔性显示设备的具有板止动件的铰链机构 - Google Patents

Abstract

本文描述了一种具有柔性显示器的可折叠触摸屏显示设备，其包括能够从紧凑状态折叠到扩展状态的部段并且包括具有板止动件的铰链机构。紧凑状态的外形与手持电话相当。扩展状态的外形与更大的电话或平板电脑相当。这两种状态都可以包括集成的扬声器和麦克风。铰链机构的板止动件在设备的柔性显示部段下方和之间提供支撑结构，以防止折叠超过平的打开状态至钝角。该设备能够包括指示配置状态的传感器和用于对准、锁定和进一步结构支撑的机构。附接到柔性显示器或刚性显示器的至少一个部段的模块可以包含所有的处理和存储器，以及在任何状态下都可用的通信系统。

Description

用于柔性显示设备的具有板止动件的铰链机构

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年3月25日提交的名称为“HINGE MECHANISM HAVING PLATESTOPS FOR A FLEXIBLE DISPLAY DEVICE(用于柔性显示设备的具有板止动件的铰链机构)”的美国专利申请No.62/994,571的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及计算设备，更具体地，涉及具有触摸屏显示器的计算设备，该触摸屏显示器能够从紧凑状态折叠到扩展状态。

背景技术

如今，手持计算设备的使用已经通过电子技术的许多进步(包括部件的小型化、处理速度的加快、存储容量的提高以及电池效率的优化)而显著实现。触摸屏显示技术的进步也使得界面在小尺寸上的使用变得更具适应性和直观性。由于过去十年中的这些巨大改进，手持计算设备(比如移动电话)和更大计算设备之间的性能差异已变得越来越细微。

如今，手持计算设备的使用已经通过电子技术的许多进步(包括部件的小型化、处理速度的加快、存储容量的提高以及电池效率的优化)而显著实现。触摸屏显示技术的进步也使得界面在小尺寸上的使用变得更具适应性和直观性。由于过去十年中的这些巨大改进，手持计算设备(比如移动电话)和更大计算设备之间的性能差异已变得越来越细微。

因此，需要能够在不牺牲小型和手持的便利性的情况下调整尺寸的触摸屏显示设备。还需要一种能够防止设备折叠到不希望的角度的结构铰链支撑件，这种不希望的角度可能影响柔性显示器的寿命或损坏柔性显示器使其不可用。

发明内容

为减轻与小尺寸触摸屏相关的困难，已经提出了柔性显示器的变型和多屏幕显示器的实施方式，以实现显示器从紧凑状态到扩展状态的转换。尽管柔性显示器和多屏幕显示器的使用提供了尺寸上的转换优势，但是如何将其实施仍然存在许多限制。例如，由于柔性显示器在折叠时具有半径，因此难以将多个部段配置到不影响设备的厚度的折叠位置。如果将柔性显示器用作触摸屏，那么被构建为降低设备的机械复杂性和厚度的能够防止设备折叠到超过柔性显示器的折叠能力的钝角的可重新配置结构将是有利的。

需要一种计算设备，该计算设备能够保留电话的外形和功能，同时还提供能够从紧凑状态重新配置为扩展状态的触摸屏显示器。此外，需要能够防止柔性显示器折叠到超过其折叠能力的钝角的结构铰链支撑件。

本发明公开了一种具有柔性显示器的可折叠触摸屏显示设备，该可折叠触摸屏显示设备由多个部段组成，能够从紧凑状态折叠至扩展状态，该可折叠触摸屏显示设备还包括具有板止动件的铰链机构。紧凑状态的外形大约为典型手持电话的大小或者更小。扩展状态的外形大约为更大的电话或平板电脑的大小，其还可以包括笔记本电脑的机械功能。两种状态都可以包括集成的扬声器和麦克风。铰链机构的板止动件提供位于设备的柔性显示部段下方和之间的支撑结构，其防止设备折叠超过平坦的打开状态至钝角并且可以位于两个或更多个部段之间。设备可以进一步包括指示配置状态的传感器和用于对准、锁定和进一步结构支撑的机构。在一个实施例中，附接到柔性显示器或刚性显示器的至少一个部段、位于柔性显示器或刚性显示器的至少一个部段内或以其他方式与柔性显示器或刚性显示器的至少一个部段相关联的模块可以包含所有或基本上所有的处理和存储器，以及可以在任何状态下使用的通信系统。

附图说明

被视为本发明的主题在说明书的结论部分中被特别指出并明确要求保护。然而，当结合附图阅读时，通过参考下文的详细描述，可以更好地理解本发明的组织和操作的方法，以及其目的、特征和优点，其中：

图1为处于扩展状态的可折叠计算设备的前透视图，其中该计算设备的柔性显示器和铰链机构以虚线显示在设备的中心，以及示出铰链的底侧的可折叠计算设备的后透视图；

图2为图1所示的可折叠计算设备的前视图和后视图，其中示出了其柔性显示器和铰链机构；

图3示出了如图1所示的处于扩展状态的可折叠计算设备和铰链机构的两个截面视图，其中上方视图示出了设备和铰链的上部区段，而下方视图示出了设备和铰链的中部区段；

图4示出了图3中的可折叠计算设备和铰链机构的同样的两个截面视图，但设备处于折叠紧凑状态；

图5为可折叠计算设备的仰视图，其中上方所示为展开状态，下方所示为折叠状态。

应当理解，为了说明的简明性和清晰性，附图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其他元件被放大。此外，在认为适当的情况下，附图标记可以在附图中重复以指示对应或类似的元件。

具体实施方式

在以下详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员应当理解，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他情况下，没有详细地描述公知的方法、程序和部件，以免混淆本发明。

尽管本发明的实施例在这方面没有限制，但是使用比如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”等术语的讨论可以指计算机、计算平台、计算系统或其他电子计算设备的操作和/或过程，其将表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理(例如，电子)量的数据操纵和/或转换为类似地表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理量的其他数据或者可以存储指令以执行操作和/或过程的其他信息非临时存储介质。尽管本发明的实施例在这方面没有限制，但是本文使用的术语“多个”和“许多个”可以包括例如“几个”或者“两个或更多个”。术语“多个”或“许多个”可以在整个说明书中用于描述两个或更多个部件、设备、元件、单元、参数等。除非另有明确说明，否则本文描述的方法实施例不限于特定的顺序或序列。此外，所描述的一些方法实施例或其要素可以同时、在同一时间点或者并行地发生或执行。

根据图1所示的示例性实施例，可折叠计算设备11以处于扩展状态的图形17示出，其具有第一柔性显示部段60和第二柔性显示部段63，该第一柔性显示部段和第二柔性显示部段可以通过位于两个显示部段之间的铰链59抵靠彼此折叠为平的。图1的图形17进一步示出了铰链59的三个主要区段，其包括顶部区段51、中部区段55和底部区段53。区段51和53被配置成在机械和结构上彼此相同，而区段55为区段51和53的镜像。图3和图4中进一步示出了这些铰链区段和与其直接集成的板止动件的细节。在图形19中，可折叠计算设备11以其底侧朝上示出，以突出显示铰链59如何在设备的整个长度上从设备的顶侧57延伸到设备的底侧，其中外围端口65以及扬声器和麦克风开口66位于该底侧处。支撑柔性显示部段60和63的左侧结构61和右侧结构67从图1和图2的示意图中可以看到。在左侧结构61的顶部部分集成有相机30，而右侧结构67的后部部分集成有辅助相机68。

为了进一步详细阐述铰链59的细节，图3示出了处于扩展状态(如同图1所示的设备)的具有铰链59的可折叠计算设备11的两个截面视图，其中第一截面视图35示出了铰链59的顶部区段51，而第二截面视图37示出了可折叠计算设备11和铰链59的中部区段55。在截面视图35中，能够沿铰链59的脊部观察到板止动件85，当可折叠计算设备11折叠到打开位置并且支撑柔性显示部段63时，该板止动件最终用于止动从可折叠计算设备11的右侧结构67延伸的板87。在截面视图35的左侧，板止动件83示出在铰链59的左侧，该板止动件最终用于止动从左侧结构61延伸并且支撑柔性显示部段60的板81。在截面视图37中，能够沿铰链59的脊部观察到板止动件91，当可折叠计算设备11折叠到打开位置并且支撑柔性显示部段60时，该板止动件最终用于止动从可折叠计算设备11的左侧结构61延伸的板93。在截面视图37的右侧，板止动件90示出在铰链59的右侧，该板止动件最终用于止动从右侧结构67延伸并且支撑柔性显示部段63的板95。

应当注意，铰链套筒内的这些结构性板止动特征的主要功能是防止可折叠计算设备11在处于打开状态时折叠超过平角，并且类似地，防止显示器在设备处于折叠状态时从该位置折叠超过90度。这防止柔性显示部段60和63被折叠得比其设计要折叠得更远，从而不会损害显示器的功能。当设备处于展开状态时，其还需要设置结构支撑件，以抵消用户的手指在与设备的触摸屏交互时对设备的作用力。这些与铰链59和其折叠机构一起定位的同样的板止动件也可以用于为具有以此类方式折叠(即两个显示部段的背部在紧凑状态下彼此相遇)的柔性显示器的可折叠设备提供支撑。这实质上是附图中公开的实施例的翻转。与使用当两个结构部段展开时隐藏的套筒相比，在铰链套筒内使用板止动件还提供了更薄的组件。重要的是应当注意到，这种铰链构造可以用具有多于两个部段的设备来实施。

在图4中，截面视图71及其所有特征与图3中的截面视图35相对应，并且截面视图75及其所有特征与图3中的截面视图35相对应。主要区别在于，图4的截面视图71和75示出了处于折叠状态的设备，其中板止动特征防止设备向内朝向铰链的中心折叠超过90度。由于该铰链机构及其板止动件的配置方式，与可能被实施以实现类似结果的其他类型的机械特征相比最终实现了更薄的组件。实施这种设计方法还降低了机械复杂性，这可以进一步降低设备的成本并且便于组装。

图5示出了可折叠计算设备11的仰视图，其被配置为从视图98看处于展开状态，并且随后从视图99看处于折叠状态。该图形不仅示出了设备如何相对于铰链59折叠，还示出了当设备处于折叠的紧凑状态时楔形形状如何能够提供矩形形式(如视图99所示)，同时仍然提供在与可折叠计算设备11集成的柔性显示器的中心处保持一半径所需的小的间隙和角度，其位于柔性显示部段60和63之间。

Claims (14)

1.一种装置，其包括：

(a)柔性触敏显示器，其包括第一柔性触敏显示器部件和第二柔性触敏显示器部件；其中：

(1)所述第一柔性触敏显示器部件附接到第一结构支撑件部段；

(2)所述第二柔性触敏显示器部件附接到第二结构支撑件部段；

(3)所述柔性触敏显示器进一步包括具有完全折叠状态；

(4)所述柔性触敏显示器进一步包括具有部分扩展状态；

(5)所述柔性触敏显示器进一步包括具有完全扩展状态；

(b)铰链套筒结构，其具有从所述铰链套筒结构延伸的至少一个板；

(c)与所述第一结构支撑件成一体的第一板以及与所述第二结构支撑件成一体的第二板，其中，所述第一板或第二板当旋转抵靠从所述铰链套筒结构延伸的至少一个板时停止移动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中：

从所述铰链套筒结构延伸的至少一个板被定位成平行于所述铰链套筒结构的长顶部和长底部。

3.根据权利要求1所述的装置，其中：

从所述铰链套筒结构延伸的至少一个板被定位成垂直于所述铰链套筒结构的长顶部和长底部。

4.根据权利要求1所述的装置，其中：

当所述第一结构支撑件相对于所述第二结构支撑件旋转到折叠位置时，所述第一板被从所述铰链套筒结构延伸的至少一个板止动。

5.根据权利要求1所述的装置，其中：

当所述第二结构支撑件相对于所述第一结构支撑件旋转到折叠位置时，所述第二板被从所述铰链套筒结构延伸的至少一个板止动。

6.根据权利要求1所述的装置，其中：

当所述第一结构支撑件相对于所述第二结构支撑件旋转到展开位置时，所述第一板被从所述铰链套筒结构延伸的至少一个板止动。

7.根据权利要求1所述的装置，其中：

当所述第二结构支撑件相对于所述第一结构支撑件旋转到展开位置时，所述第二板被从所述铰链套筒结构延伸的至少一个板止动。

8.根据权利要求1所述的装置，其中：

所述完全折叠状态包括在所述第一柔性触敏显示器部件和第二柔性触敏显示器部件之间的完全折叠角度，所述完全折叠角度小于10度；并且

所述完全扩展状态包括在所述第一柔性触敏显示器部件和第二柔性触敏显示器部件之间的完全扩展角度，所述完全扩展角度在170度和190度之间；并且

所述部分扩展状态包括落入所述完全折叠状态和所述完全扩展状态之间的角度。

9.一种装置，其包括：

(a)刚性触敏显示器；

(b)柔性触敏显示器，所述柔性触敏显示器包括第一柔性触敏显示器部件和第二柔性触敏显示器部件；其中：

(1)所述第一柔性触敏显示器部件附接到第一结构支撑件部段；

(2)所述第二柔性触敏显示器部件附接到第二结构支撑件部段；

(3)所述柔性触敏显示器进一步包括具有完全折叠状态；

(4)所述柔性触敏显示器进一步包括具有部分扩展状态；

(5)所述柔性触敏显示器进一步包括具有完全扩展状态；

(c)铰链套筒结构，其具有从所述铰链套筒结构延伸的至少一个板；

(d)与所述第一结构支撑件成一体的第一板以及与所述第二结构支撑件成一体的第二板，其中，所述第一板或第二板当旋转抵靠从所述铰链套筒结构延伸的至少一个板时停止移动。

10.根据权利要求9所述的装置，其中：

所述完全折叠状态包括在所述第一柔性触敏显示器部件和第二柔性触敏显示器部件之间的完全折叠角度，所述完全折叠角度小于10度；并且

所述完全扩展状态包括在所述第一柔性触敏显示器部件和第二柔性触敏显示器部件之间的完全扩展角度，所述完全扩展角度在170度和190度之间；并且

所述部分扩展状态包括落入所述完全折叠状态和所述完全扩展状态之间的角度。

11.一种装置，其包括：

(a)柔性触敏显示器，其包括第一柔性触敏显示器部件和第二柔性触敏显示器部件；其中：

(1)所述第一柔性触敏显示器部件附接到第一结构支撑件部段；

(2)所述第二柔性触敏显示器部件附接到第二结构支撑件部段；

(3)所述柔性触敏显示器进一步包括具有完全折叠状态；

(4)所述柔性触敏显示器进一步包括具有部分扩展状态；

(5)所述柔性触敏显示器进一步包括具有完全扩展状态；

(b)第一结构支撑件和第二结构支撑件，当所述装置处于完全扩展状态时，所述第一结构支撑件和第二结构支撑件在截面上构成三角形形状，使得当所述设备处于完全折叠状态时，所述第一结构支撑件和第二结构支撑件在截面上构成具有矩形边界的形状。

12.根据权利要求11所述的装置，其中：

所述完全折叠状态包括在所述第一柔性触敏显示器部件和第二柔性触敏显示器部件之间的完全折叠角度，所述完全折叠角度小于10度；并且

所述完全扩展状态包括在所述第一柔性触敏显示器部件和第二柔性触敏显示器部件之间的完全扩展角度，所述完全扩展角度在170度和190度之间；并且

所述部分扩展状态包括落入所述完全折叠状态和所述完全扩展状态之间的角度。

13.一种装置，其包括：

(a)刚性触敏显示器；

(b)柔性触敏显示器，其包括第一柔性触敏显示器部件和第二柔性触敏显示器部件；其中：

(1)所述第一柔性触敏显示器部件附接到第一结构支撑件部段；

(2)所述第二柔性触敏显示器部件附接到第二结构支撑件部段；

(3)所述柔性触敏显示器进一步包括具有完全折叠状态；

(4)所述柔性触敏显示器进一步包括具有部分扩展状态；

(5)所述柔性触敏显示器进一步包括具有完全扩展状态；

(c)第一结构支撑件和第二结构支撑件，当所述装置处于完全扩展状态时，所述第一结构支撑件和第二结构支撑件在截面上构成三角形形状，使得当所述设备处于完全折叠状态时，所述第一结构支撑件和第二结构支撑件在截面上构成具有矩形边界的形状。

14.根据权利要求13所述的装置，其中：

所述完全折叠状态包括在所述第一柔性触敏显示器部件和第二柔性触敏显示器部件之间的完全折叠角度，所述完全折叠角度小于10度；并且

所述完全扩展状态包括在所述第一柔性触敏显示器部件和第二柔性触敏显示器部件之间的完全扩展角度，所述完全扩展角度在170度和190度之间；并且

所述部分扩展状态包括落入所述完全折叠状态和所述完全扩展状态之间的角度。

Images