CN201557159U - 增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备 - Google Patents

Abstract

在构成翻盖结构便携式电子设备的第一机体或第二机体之内表面增设一块双稳态显示屏，则使得便携式电子设备可以结合非双稳态和双稳态显示屏的优点，增强了便携式电子设备的阅读功能，优化地，结合触控技术，使双稳态显示形成双稳态显示触摸屏，可为便携式电子设备提供一条低功耗且灵活的输入途径。

Description

增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备

技术领域

本实用新型涉及一种翻盖结构便携式电子设备，特别是涉及具有双稳态显示屏的双屏幕翻盖结构便携式电子设备。

背景技术

近年兴起的双稳态显示(Bistable Display)技术，顾名思义，是当驱动信号撤消后可保留信号撤销前的图像的显示技术，基于这种技术的显示器具有类似于传统纸张的显示效果、超薄、超低功耗等特性，因而被通俗地称做电子纸。双稳态显示技术的出现，为电子阅读提供了广泛的想象空间。市场上不断推出基于双稳态显示技术的电子阅读设备，例如基于双稳态显示技术中的电泳显示(Electrophoretic Display)屏已被多家消费性电子公司的电子阅读器终端所应用，具有代表性的包括飞利浦公司旗下iRex推出的iLiad阅读器，亚马逊公司推出的kindle阅读器，以及国内南开津科公司推出的翰林V3等。这些阅读器的显示屏幕均采用了来自美国E Ink公司的如国际申请专利“WO99/53373”中所述之电泳显示技术。除此之外，双稳态显示技术还包括了双稳态液晶显示技术、胆固醇液晶显示技术等。但现今的双稳态显示屏具有一些缺点，特别是其刷新速度较低，因而不适合展示动态文本；而且由于双稳态显示屏的固有物理属性，使得其在可以预见的未来都将难以应用于需要快速变化的动态画面显示，尤其是视频和游戏画面的显示。这个缺点导致目前应用双稳态显示屏的电子设备只能作为单纯的阅读器存在，从而功能很单一。

另一方面，目前市场上广泛流行的便携式电子设备，如MP4，手机，掌上游戏机等，普遍采用为非双稳态技术的液晶显示屏(LCD)或有机发光显示屏(OLED)(为简便起见，以下仅以液晶显示屏来阐述)作为显示界面。液晶显示屏具有快的刷新速度，使得其可以很好的应付视频和游戏需要。但是液晶显示屏用来阅读电子文档则有其缺点：首先，液晶屏的功耗较大，长时间阅读会消耗较多的电力，从而影响便携式电子设备的续航能力；其次，液晶屏有闪烁，长时间阅读会造成眼睛疲劳。以上缺点决定了液晶屏并不适合作为阅读电子文档的媒介。

随着人们口袋中便携式电子设备的增多，人们期望能够有一款设备能够有效综合各种功能，因而目前的手机都朝着功能多样化的智能手机发展。按照这个趋势，如便携式电子设备能将多媒体娱乐和良好的阅读功能结合，将符合市场的需求。

在现有的技术中，不乏将双稳态显示屏和液晶显示屏两种技术结合起来的例子。例如如专利号为“02250388.9”的中国专利中公布了一种包含双稳态液晶显示屏和普通液晶显示屏的电子阅读设备，但上述专利技术的两个显示屏为实现同一画面而设定的，因而不能充分挖掘双稳态显示技术和非双稳态显示技术搭配的优点；而且上述专利中的双稳态显示屏幕限定为双稳态液晶显示屏，已不能最好地适应显示技术的发展。

在如专利号为“200720054703.8”的中国专利中公布了一种具有电子纸和液晶屏的手持式电子设备，但其中所述之电子纸被“粘贴”于该专利中所述之主体一侧面上，因而根据现有技术，该设备的可靠性令人担忧；此外上述专利中的电子纸和液晶屏不能同时为使用者所观看，因而亦没能充分挖掘双稳态显示技术和非双稳态显示技术搭配的优点。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述当前技术中存在的不足，首先提供一种增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备，其结合双稳态显示屏和非双稳态显示屏的优点，既能为使用者提供多媒体和娱乐功能，又能为使用者提供改善的电子阅读体验；优化地，利用双稳态显示屏和非双稳态显示屏配合，结合触控技术，使上述翻盖结构便携式电子设备能提供一种灵活且低功耗的虚拟键盘输入途径。

为实现上述技术目的，本实用新型所述之增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备包含：一第一机体和一第二机体；第一机体和第二机体通过翻盖铰链连接成翻盖结构(或称折叠结构)；其中第一机体和/或第二机体包含主电路、若干按键，所述主电路包含至少一个中央处理器或处理器核心、至少一种存储器、若干输入输出外设；一非双稳态显示屏，以及主电路中相应的非双稳态显示控制器；一个双稳态显示屏以及主电路中相应的双稳态显示控制器；其中非双稳态显示屏安装于第一机体的内表面，双稳态显示屏安装于第二机体的内表面。上述内、外表面是这样区别的：当第一机体和第二机体相互闭合处于闭合状态使用者所能见到的整个便携式电子设备的上下两个表面为外表面，而相应地，只有当第一机体和第二机体打开时的处于开启状态才能见到的两表面为内表面。上述这种区分在当今便携式电子设备中是显而易见的。所述非双稳态显示屏，包括液晶显示屏(LCD)或有机发光显示屏(OLED)；所述双稳态显示屏，如有源矩阵电泳显示屏(AMEPD)、双稳态液晶显示屏(BistableLCD)胆固醇液晶显示屏(Cholesteric LCD)；上述第一机体和/或第二机体还包含有若干按键，例如开关机键、控制按键等；

在当今的翻盖结构便携式电子设备中，其通过翻盖铰链相接的两个部件亦可被分别称之为翻盖和基体。通常，铰链的转轴固定于基体上，而翻盖绕基体旋转；但旋转是相对的，因而上述翻盖和基体的区分并不构成本质的不同，但这种区分却为人们提供了直观的意义。上述的第一机体可为翻盖，相应地，第二机体则为基体；或第二机体可为翻盖，相应第一机体为基体。

优化地，所述翻盖铰链使得第一机体和第二机体之间除了可以具有开闭自由度之外，还具有一个和开闭自由度正交的旋转自由度，从而使得第一机体或第二机体具有旋转功能。具体地，以第一机体为例，当第一机体具有旋转自由度旋转180度时，原本处于内表面的显示屏被置于整个电子设备的外侧，成为外表面上的显示屏，从而可以在设备处于闭合状态下被使用者所观看。

优化地，本实用新型所述之增设有双稳态显示屏的翻盖便携式电子设备还具有一第三显示屏，设置于第一机体或第二机体的外表面上，第三显示屏可为双稳态显示屏或为非双稳态显示屏。优化地，上述设有第三显示屏的电子设备的第一机体或第二机体具有旋转自由度。

优化地，上述非双稳态显示屏和/或双稳态显示屏上还安装有透明触控面板及相应透明触控面板控制器，从而上述两个显示屏成为触摸屏；特别是，在至少双稳态显示屏上安装有透明触控面板，则组成双稳态显示触摸屏，从而为整个便携式电子设备增加了一条灵活且低功耗的输入途径。

优化地，在第一机体或第二机体的内表面上还设有感光孔。

在上述的本实用新型的翻盖结构便携式电子设备的构成中，翻盖结构常见于翻盖手机，因而其为一公知技术。本实用新型所述之翻盖结构，一般包括了侧翻盖结构和竖翻盖结构。上述两种翻盖结构均见于市场应用，其本质相同，区分的标准在于翻盖转轴设置于便携式电子设备的长边方向还是短边方向：若翻盖转轴设置于短边方向，则可将之称为竖翻盖结构，若翻盖转轴设置于长边方向，则可将之称为侧翻盖结构。由于竖翻盖结构早于侧翻盖结构被消费者认识，因而人们将竖翻盖结构简称为翻盖结构。本实用新型所述之翻盖结构则包含了竖翻盖和侧翻盖两种结构。

上述的非双稳态显示屏，例如非双稳态的液晶显示屏或有机发光显示屏，其已被广泛地应用于各种电子设备中。上述的双稳态显示屏，例如有源矩阵电泳显示屏、双稳态液晶显示屏或胆固醇液晶显示屏，亦被成功商业化，大量应用于专门的电子阅读器中。上述的透明触控面板及其控制器结合显示屏可为使用者提供直观易操作的屏幕触控功能，该技术亦被实用多年。

本实用新型相对于现有技术，其主要优点在于，一方面本实用新型利用当今最前沿的双稳态显示技术，增强了便携式电子设备的阅读功能，降低电子阅读所需功耗，并同时保留了传统的多媒体和娱乐功能；第二方面，通过采用翻盖结构，使得本实用新型能够让使用者同时观看上述两块屏幕，因而增加了便利性和功能性；第三方面，本实用新型通过增设透明触控面板形成虚拟键盘，特别是，将虚拟键盘设于在双稳态显示屏上，则可以获得相比传统方式更大的虚拟键盘操作区域，方便用户输入，且可获得更佳的功耗表现，使得长时间使用虚拟键盘亦不会显著增加整个电子设备的功耗。

下面将结合附图来阐述本实用新型的若干较佳实施例，以便增强对本实用新型的理解。在以下的描述中，为了使本实用新型能被彻底理解，提出了几个具体的细节。但显然，对于本专业技术人员，没有这些具体的细节中的某一些或全部，也可以实施本实用新型。在某些示例中，为了避免不必要地使本实用新型的特征技术变得模糊不清，对于众所周知的结构没有做详细的描述。

附图说明：

图1A：增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备的第一较佳实施例处于开启状态的正视图。

图1B：增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备的第一较佳实施例处于开启状态的侧视图。

图1C：增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备的第一较佳实施例的内部电路图。

图2A：增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备的第一较佳实施例处于闭合状态的主视图。

图2B：增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备的第一较佳实施例处于开启状态的侧视图。

图3A：增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备的第二较佳实施例处于开启状态且旋转90度的正视图。

图3B：增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备的第二较佳实施例处于开启状态且旋转90度的左侧视图。

图3C：增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备的第二较佳实施例处于开启状态且旋转90度的右侧视图。

图3D：增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备的第二较佳实施例处于闭合状态且旋转180度的主视图。

图4A：增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备的第三较佳实施例处于开启状态且旋转90度的正视图。

图4B：增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备的第三较佳实施例处于开启状态且旋转90度的左侧视图。

图4C：增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备的第三较佳实施例处于开启状态且旋转90度的右侧视图。

图中组件符号说明：

增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备：100，200，300

第一机体：110，210，310

第二机体：120，220，320

非双稳态显示屏：111，211，311

双稳态显示屏121，221，321，315

翻盖铰链：123，223，323

按键：124，224，324

透明触控面板：122，222，212，322，312，316

感光孔：125，225，325

主电路：140

处理器：130

输入输出外设：132

存储器：131

非双稳态显示控制器：133

双稳态显示控制器：134

透明触控面板控制器：135

感光元件及控制装置：137

电源：136

具体实施方式：

图1、图2所示的本实用新型的第一较佳实施例中，100表示增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备(以下以设备100代称)，具体地，该设备100采用了竖翻盖结构设计。图1A、图1B分别为第一较佳实施例处于翻盖打开的第二使用状态的主视图和侧视图。该设备100具体可为一手机，其中第一机体110为翻盖，第二机体120为基体，第二机体120内表面装设有双稳态显示屏121以及透明触控面板122，第一机体110上表面装设有传统的非双稳态显示屏111。其中双稳态显示屏121可为双稳态的有源矩阵电泳显示屏、双稳态液晶显示屏、胆固醇液晶显示屏；非双稳态显示屏112可为非双稳态的液晶显示屏，有机发光显示屏，以液晶显示屏为例。透明触控面板121贴设在双稳态显示屏122上可组成双稳态显示触摸屏，例如在索尼公司的Sony Reader PRS-700中使用了电泳显示触摸屏。透明触控面板122常见有电阻式触控面板，电容式触控面板。在具体的产品中，可以根据整个电子设备定位和成本预算来决定采用上述任一触控面板，而这种选择并不构成对本实用新型本质的改变。上述的双稳态显示屏122，由于其通过反射外界光线来进行显示，因而在结构上可以免去如液晶显示器所需的背光模块，在理论上可获得比液晶显示屏更薄的厚度。因此，通过利用双稳态显示屏122来取代传统翻盖电子设备上的键盘，不会显著增加整个电子设备的厚度。如前所述，由于双稳态显示屏122需要通过反射外界光线来进行显示，因而当外界光线不佳或者黑暗环境下，使用者将无法读取双稳态显示屏122上之信息，为了适应在此种环境下读取信息之需要，在环境光较暗淡时，需要对双稳态显示屏进行照明，例如在Sony Reader PRS-700即使用了LED侧灯的照明方法。在本实施例中通过设置感光孔125和相应感光元件及控制装置137，可以感知环境光线强度，进而通过电子设备的逻辑电路或软件来决定开关LED灯以及其他照明操作。自动感光技术已被应用于手机中，例如诺基亚E61等。在本实施例中，感光孔125优化地设置于基体120的内表面，可获得除控制LED灯之外更多的功能。例如，当翻盖打开时，透过感光孔，通过感光元件及控制装置137可以感知环境光线，将相关信息送给设备100内部电路处理；当翻盖闭合时(见图2)，感光孔被遮蔽，此时只有少量光线进入感光孔125中。因而，通过感知翻盖闭合和翻盖打开状态下进入感光孔光线的多少，可以判断设备100之翻盖是处于开启或者闭合状态。在设备100上还设有若干按键，如按键124。

图1C示意了设备100的内部电路连接框图。图1C中，主电路140，其中存储器131和输入输出外设132通过总线连接于处理器130；通常，处理器130集成了非双稳态显示控制器133，例如液晶显示控制器，非双稳态显示控制器133电连接于非双稳态显示屏以控制其显示。在本第一较佳实施例中，双稳态显示控制器134独立于处理器130之外，双稳态显示控制器134电连接于处理器130和存储器131，以便从处理器130中获得显示控制信号，并从处理器130或存储器131中获取显示数据，最终双稳态显示控制器134电连接于双稳态显示屏，从而控制双稳态显示屏的显示。透明触控面板122通过透明触控面板控制器135电连接于处理器的IO口，以便处理器130获得来自透明触控面板的信息。感光元件及控制装置137电连接于处理器130。上述输入输出外设132，具体地，例如在手机设备中，可包含如射频前端、音频输出和放大、麦克风输入控制器，摄像头控制器等。上述电路连接框图各部件均为公知的部件，例如双稳态显示控制器可选用E Ink公司Metronome 8T125100A，EPSOND13521B等电泳显示控制器，其适用于控制有源矩阵电泳显示屏。上述其他各部件的选型不再一一详述。电泳显示控制器亦可被集成于中央处理器或者电泳显示驱动器中，一如当前液晶显示控制器的做法，由于其对于本实用新型而言仅作为一种等效替换的作用，故而在本实用新型中不再一一详述。

图2A、图2B分别示意了本实用新型第一较佳实施例处于翻盖闭合状态的正视图和左侧视图。图2A表明，当翻盖处于闭合状态时，所述设备100的使用和普通便携式电子设备使用无异。

图3为本实用新型第二较佳实施例，200表示增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备(以下以设备200代称)，图3A为处于翻盖开启且翻盖旋转90度的主视图，图3B为左侧视图，图3C为右侧视图，图3D为旋转180度且处于翻盖闭合状态的主视图。本实用新型的第二较佳实施例相对于第一较佳实施例多一个旋转自由度，若以右手螺旋方向来标定自由度，则翻盖开启和旋转两自由度正交。相比于第一较佳实施例，本实施例中，第一机体(在此具体为翻盖)210的内表面上安装有非双稳态显示屏211以及透明触控面板，从而形成了非双稳态的触摸屏。当翻盖开启，旋转角度为0时，非双稳态显示屏211和双稳态显示屏221相对，使用者可同时观看两块屏幕，如传统翻盖电子设备那样进行使用。当翻盖旋转180度，将非双稳态显示屏置于设备200的外侧，且将翻盖闭合时，设备200可作为传统直板电子设备使用。具有旋转自由度的手机已见于市场，其铰链223相对于第一较佳实施例的铰链213有所不同，具体可参照相关手机产品，如东芝V903T，关于具有双自由度的铰链，则可以参考中国专利“200410055717.2”等文献。本实施例的其他构成部件名称见于前述“图中组件符号说明”中，各部件之功能可和第一较佳实施例相对应，电路系统可完全相同或类似，故而在此不再一一赘述。

图4为本实用新型第三较佳实施例，300表示增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备(以下以设备300代称)，图4A为处于翻盖开启且翻盖旋转90度的主视图，图4B为左侧视图，图4C为右侧视图。相比于第二较佳实施例，本实施例中，第一机体(在此具体为翻盖)210的外表面上还安装有双稳态显示屏213。当翻盖开启，旋转角度为0时，非双稳态显示屏211和双稳态显示屏221相对，使用者可同时观看两块屏幕，如传统翻盖电子设备那样进行使用，当翻盖闭合时，双稳态显示屏213处于设备300的外侧，其可作为外显示屏，显示一些简单信息，如显示电话号码或阅读短信，更可作为阅读界面，在不需要翻盖开启时即可使用的阅读功能。当翻盖旋转180度，将非双稳态显示屏置于设备200的外侧，且将翻盖闭合时，设备200可作为传统直板电子设备使用，翻盖开启时，两块双稳态显示屏221和213相对，因而具有类似传统书籍的模式，相较于第二较佳实施例方便阅读，但具有较高的成本。本实施例的其他构成部件名称见于前述“图中组件符号说明”中，各部件之功能可和第一较佳实施例相对应，电路系统可完全相同或类似，故而在此不再一一赘述。

在本实用新型的构思下，还存在其他实施例，例如，本实用新型所述的翻盖结构可以为侧翻盖结构，本实用新型所述之第二机体具体可为翻盖，而相应地第一机体为基体等，这些实施例可视为上述三个较佳实施例中各种概念的等效替换或增减，因而在此不再一一赘述。阐明上述各实施例之目的在于增强公众对于本实用新型的理解，而非对本实用新型的限定。在本实用新型的构思下，本专业技术人员可作出各种等效之改变而不超出本实用新型之范围。

Claims (10)

1.一种增设有双稳态显示屏的翻盖结构便携式电子设备，包括：

一第一机体；

一第二机体，所述第二机体和第一机体通过翻盖铰链连接成翻盖结构；

主电路，设于第一机体和/或第二机体中，用于电子设备的控制驱动和信息处理；

按键，设于第一机体和/或第二机体上，用于用户交互；

一非双稳态显示屏，设于第一机体内表面；

其特征在于：至少还在上述第二机体的内表面上设有一双稳态显示屏，主电路中相应设有双稳态显示控制器。

2.如权利要求1所述之翻盖结构便携式电子设备，其特征在于所述第一机体为翻盖，相应第二机体为基体；或所述第二机体为翻盖，相应地，第一机体为基体。

3.如权利要求1所述之翻盖结构便携式电子设备，其特征在于在所述第一机体或第二机体的外表面还设有一双稳态显示屏或非双稳态显示屏。

4.如权利要求1所述之翻盖结构便携式电子设备，其特征在于所述的翻盖铰链为双自由度翻盖铰链，可使第一机体或第二机体可以具有一旋转自由度。

5.如权利要求3所述之翻盖结构便携式电子设备，其特征在于所述的翻盖铰链为双自由度翻盖铰链，可使第一机体或第二机体可以具有一旋转自由度。

6.如权利要求1～5任一项所述之翻盖结构便携式电子设备，其特征在于所述的非双稳态显示屏包括基于下列不同技术类别的非双稳态显示屏：液晶显示屏、有机发光显示屏。

7.如权利要求1～5任一项所述之翻盖结构便携式电子设备，其特征在于所述的双稳态显示屏为下列显示屏之一：有源矩阵电泳显示屏、双稳态液晶显示屏、胆固醇液晶显示屏。

8.如权利要求1～5任一项所述之翻盖结构便携式电子设备，其特征在于所述的非双稳态显示屏和/或双稳态显示屏上设有透明触控面板，主电路中相应设有透明触控面板控制器。

9.如权利要求1～5所述之翻盖结构便携式电子设备，其中所述双稳态显示控制器为一独立的双稳态显示控制芯片或为一集成于中央处理器中的双稳态显示控制器或为一集成于双稳态显示驱动器中的双稳态显示控制器。

10.如权利要求1～5任一项所述之翻盖结构便携式电子设备，其中所述之第一机体或第二机体之内表面设有感光孔。

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