JP2008152282A - コンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、コンピュータ制御されるディスプレイ・デバイスである。一実施形態で、ディスプレイ・デバイスに、表示データを受け取る入力を有するフラット・パネル・ディスプレイが含まれる。さらに、可動アセンブリを、ディスプレイに結合することができる。可動アセンブリによって、フラット・パネル・ディスプレイの移動の少なくとも3つの自由度を提供することができる。さらに、可動アセンブリは、フラット・パネル・ディスプレイのディスプレイ構造の断面積より実質的に小さい断面積を有する。さらに、可動アセンブリに、複数の積み重ねられたボールアンドソケット・アセンブリを含めることができる。
【選択図】図1E
Description
図3を参照すると、本発明の一実施形態に関連する例示的なトルクおよび転倒モーメントの図が示されている。図3に示された、この実施形態の3つの構成要素は、基部コンピュータ・システム310A、可動アセンブリ310B、FPDD310Cである。基部コンピュータ・システム310Aは、可動エンクロージャ242Aに対応し、基部コンピュータ・システム310Aには、可動アセンブリ310Bを基部コンピュータ・システム310Aに固定する基部も含まれる。基部コンピュータ・システム310Aには、一実施形態で、コンピュータ・システムのある種の要素(たとえば、図1Eを参照すると、プロセッサ153、メモリ155、バス157、マス・メモリ163、I/Oコントローラ165、インターフェース167、CD−ROMドライブまたは他のタイプの光学ドライブ)が含まれ、基部コンピュータ・システム310Aは、電力とデータ・ケーブル(1つまたは複数)を介してFPDD310Cに電気的に結合され、このケーブルによって、FPDD310Cに電力が供給され、FPDD310Cのディスプレイのデータが供給される(任意選択として、FPDD310C上のコントロールから基部コンピュータ・システム310A内のコンピュータ・システムに、制御信号などのデータが伝えられる)。一実施形態では、そのようなケーブル(1つまたは複数)が、可動アセンブリ310Bの内部に収納され、隠され、普通はユーザに可視でない。
一実施形態で、図2A〜2Dに示されたFPDD240は約1.94kg(4.20ポンド)の目標重さを有する15インチLCDパネルである。38.0cm(15.0インチ)の長さは、ビューイング・エリアのある角から反対の角への対角線方向の寸法である。
一実施形態で、図2A〜2Dに示された可動アセンブリ200の重さは、球、ソケット、ケーブルを含めて約0.907kg(2.0ポンド)である。一実施形態で、可動アセンブリ200の総関節長(部材200の縦次元に沿って測定される)は約39.37cm(15.5インチ)であり、その最大片持ばり距離は約34.29cm(13.5インチ)である。可動アセンブリ200によって、少なくとも3自由度、好ましくは6自由度(X、Y、Z、ピッチ、ヨー、ロール)でFPDDを移動する能力がもたらされる。
一実施形態で、10個のソケット、9個の関節球、2個の固定終端球がある。各球の直径は約38.00mmであり、セグメント間の目標関節角度は、±14度である。
一実施形態で、7×19構成(たとえば、0.0254cm(0.01インチ)ストランド)を有する0.4763cm(3/16インチ)ステンレス鋼航空ケーブルが、前に説明した引張りケーブルに使用される。引張りケーブルは、直径約0.635cm(0.25インチ)までナイロン・ジャケットで覆うことができ、アクチュエータ機構端にボール・シャンク・フェルールを備え、基部端にも止めフェルールを備えることができる。引張りケーブルは、可動アセンブリの内部の中央に配置されるので、引張りケーブル経路長が実質的に一定になることを諒解されたい。また、引張りケーブルが、特定の長さに制限されるのではなく、引張りケーブルの長さを、可動アセンブリの長さに応じて変更できることを諒解されたい(たとえば、一実施形態で、引張りケーブルを、約398.90mmの長さとすることができる)。
一実施形態では、各研磨ソケット・アセンブリに2つの研磨インサートが含まれる。第1の研磨インサートは、内ねじ山を含む基底部分を有し、第2の研磨インサートは、対応する外ねじ山を有する基底部分を有する。研磨インサートの内面は凹面であり、シリカ、酸化アルミニウム、または炭化タングステンなどの粒状材料をコーティングすることができる。一実施形態では、研磨インサートの内面が約0.12mmの近似粒子サイズを有する炭化タングステン粒子をロウ付けされる。この実施形態では、摩擦面カバレッジが、おおむね#140グリットと同等である。さらに、環状プランジャの行程は、境界あたり約0.25mmである。
一実施形態で、アクチュエータ機構のレバー比は約11:1であり、この機構のストロークは約0.0mmから約0.7mmの範囲であり、動作範囲は約0.0mmから約0.5mmである。一実施形態で、ユーザ・ストローク範囲(公称)は約50.0mmから約70.0mmである。ユーザの力は、一実施形態では約9.07kg(20.0ポンド)から約11.34kg(25.0ポンド)の範囲とすることができる。他の実施形態では、ユーザの力を、約9.07kg(20.0ポンド)未満とすることができる。クリープ調整範囲は約3.0mmとすることができる。力調整範囲は、±約27.22kg(60.0ポンド)(たとえば、281.23g/cm(400ポンド/インチ)で0.64cm(0.25インチ))とすることができる。
一実施形態で、可動エンクロージャは約5.44kg(12.0ポンド)から約5.90kg(13.0ポンド)の範囲の重さを有し、フットプリント直径は約240.0mmである。基部が、1特定のサイズ、重さ、形状、または外見に制限されないことに留意されたい。そうではなく、より重い基部は、より小さいフットプリントを有することができ、逆も同様である。さらに、可動エンクロージャの底面を上面より大きくまたはより小さくすることができる。可動エンクロージャの底部に滑り止め面を設けることもできる。一実施形態では、滑り止め面を、粘着性、多孔性、ゴム様材料とすることができる。もう1つの実施形態では、滑り止め面を、ゴム吸引デバイスとすることができる。もう1つの実施形態で、滑り止め面を、磁気デバイスまたは電磁デバイスとすることができる。さらに、基部に、1つまたは複数の入力デバイス(たとえば、押しボタン、接触感知ボタン、接触感知スクリーンなど)、周辺ポート、または周辺デバイス(たとえば、DVDドライブおよびCD−ROMドライブ、スピーカなど)を設けることができる。前に説明したように、コンピュータの1つまたは複数の構成要素を可動エンクロージャ内に収納することができる。
可動アセンブリ200が、特定の負荷の支持に制限されるのではなく、可動アセンブリ200が、さまざまな負荷に対処するように設計できることを諒解されたい。一実施形態では、基部ソケットでのモーメント合計が下記のように計算される。
ディスプレイ+機構:2.36kg(5.2ポンド)×34.29cm(13.5インチ)=80.92kg×cm(70.2インチ×ポンド)
可動アセンブリ:907g(2.0ポンド)×16.51cm(6.5インチ)=15.00kg×cm(13.0インチ×ポンド)
合計:=95.92kg×cm(83.2インチ×ポンド)
下の表に、本発明の一実施形態に関連する例示的寸法を示す。
項目 mm % 注
113.4kgでのケーブル弾性伸び 0.66 11% データ・シートに基づいて
計算
長期伸び 0.20 3% 定格負荷の60%で
0.001インチ/インチ/
VerSales
圧縮 1.20 19% 経験的データに基づく推定
幾何学的経路長変化 0.40 6% 幾何形状に基づいて計算
ケーブル曲げ剛性 0.60 10% 経験的データに基づく推定
熱膨張 0.17 3% 70℃温度変化に基づいて
計算
プランジャ行程 3.00 48% 一実施形態(0.25mm×
12)に基づく
______________________
合計(推定) 6.23 100%
図4Aを参照すると、本発明の一実施形態による、可動アセンブリ400、アクチュエータ・アセンブリ400A、FPDD440の断面平面図が示されている。引張りケーブル490は球426の中央部分を通ってディスプレイ端で球フェルール434で終わり、球フェルール434はハンドル460の遠位端に結合される。もう1つの実施形態では、球フェルール434をクランク(図示せず)に結合することができ、このクランクが、ハンドル460に結合される。図4Aでは、ハンドル460の遠位端が、支柱409に結合され、支柱409が、ばねアセンブリまたはピストン・アセンブリ470に結合される。クランク、ハンドル460、支柱409、ばねアセンブリまたはピストン・アセンブリ470を下でさらに説明する。
支持機構の適当さを試験するために実行された実験によって、2つの大きな短所が強調された。短所とは、かなりの保持摩擦力と、片手でフラット・パネル・ディスプレイ・デバイスを支持しながら、もう一方の手で摩擦作動デバイスを操作する必要である。ボールアンドソケット・ジョイントの組などのグースネック設計によって、従来の支持機構より多くの自由度と広い範囲の見る位置が実現されるが、フラット・パネル・ディスプレイ・デバイス(FPDD)などの重い物体を安定した位置で支持するのに、大きい摩擦力が必要になる。通常、必要な保持摩擦力は、大人のユーザが克服できる力(たとえば、81.65〜181.40kg(180〜400ポンド)以上)より大きい。保持摩擦力が、大人のユーザが簡単に克服できる量(たとえば、9.07〜13.61kg(20〜30ポンド))である場合に、従来技術のグースネック様支持機構は徐々に落ちるか、突然完全に落ち、FPDDに損傷を与える。
図4Aを参照すると、ばねまたはピストン・アセンブリ470は、ばねまたはピストン・アセンブリ470が約35.72kg/cm(200.0ポンド/インチ)の復元力を働かせる限り、当技術分野で既知の複数の適切な事前製造の金属ばねまたは気体ピストン・アセンブリの1つとすることができる。一実施形態で、ばねまたはピストン・アセンブリ470の外面寸法は約5.08cm(2.0インチ)から約5.72cm(2.25インチ)の長さである。実例として、ばねまたはピストン・アセンブリ470によって与えられる復元力は約32.15kg/cm(180.0ポンド/インチ)から約71.40kg/cm(400.0ポンド/インチ)の範囲にすることができる。一実施形態で、ばねまたはピストン・アセンブリ470に弾性部材を含めることができ、この部材は圧縮された時に、圧縮された弾性部材を圧縮されない状態に戻す傾向がある復元力を働かせる。弾性部材の例に、金属ばね、複合材料から作られたばね、水圧ピストンなどが含まれる。
本明細書および請求項のさまざまな点で、さまざまな用語が交換可能に使用されていることを諒解されたい。したがって、そのような用語は、互いに矛盾がない形で解釈されなければならない。交換可能に使用される用語には、「柔軟なサポート機構」、「柔軟なネック」、「ネック」、「可動アセンブリ」が含まれる。追加の用語に、「基部」や「可動エンクロージャ」が含まれる。さらなる追加の用語に、「フラット・パネル・ディスプレイ・デバイス」、「フラット・パネル・ディスプレイ」、「ディスプレイ」が含まれる。さらなる追加の用語に、「ばね/ピストン・アセンブリ」、「ばね」、「ピストン」、「力ジェネレータ」が含まれる。ここでは指定されないが、明細書および/または請求項に現れる追加の用語も、交換可能に使用されることを諒解されたい。
Claims (48)
- 表示データを受け取る入力を有するフラット・パネル・ディスプレイと;
前記ディスプレイに結合された可動アセンブリであって、前記フラット・パネル・ディスプレイ・デバイスの移動の少なくとも3つの自由度を提供し、前記フラット・パネル・ディスプレイのディスプレイ構造の断面積より実質的に小さい断面積を有する前記可動アセンブリと;を具備した、コンピュータ制御されるディスプレイ・デバイスであって、前記可動アセンブリは、複数の積み重ねられたボールアンドソケット・アセンブリを有することを特徴とし、前記ボールアンドソケット・アセンブリは:
実質的に球面の球と;
第1環状プランジャであって、それを貫通する穴を画定する壁と、そこにはめ込まれる第1凹インサートを有する第1環状ブランジャと;
第2環状プランジャであって、それを貫通する穴を画定する壁と、そこにはめ込まれる第2凹インサートを有し、前記第2凹インサートが前記第1凹インサートに結合される第2環状プランジャと;
表示データを提供するケーブルであって、前記可動アセンブリ内に配置され、その第1端が前記フラット・パネル・ディスプレイの前記入力に機能的に結合され、その第2端がコンピュータ・システムと機能的に結合されるケーブルと;
前記可動アセンブリ内に配置され、前記可動アセンブリの一端に機能的に結合する引張りデバイスであって、力が前記引張りデバイスに印加される時に前記可動アセンブリの移動を停止し、前記力が弱められる時に前記移動を許可する引張りデバイスと;
前記ケーブルが動作不能にされないようにするために前記可動アセンブリ内に配置されるアンチねじりデバイスと;
前記フラット・パネル・ディスプレイに結合するアクチュエータ・アセンブリであって、第1位置と第2位置との間で可動であり、前記第1位置を占める時に前記引張りデバイスに力を印加し、前記第2位置を占める時に前記力を弱めるために機能的に前記引張りデバイスに結合されるアクチュエータ・アセンブリと;
から構成されることを特徴とするコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。 - 前記可動アセンブリは、蛇様であり、滑らかに位置を変更することを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ制御されることを特徴とするディスプレイ・デバイス。
- 前記フラット・パネル・ディスプレイは液晶ディスプレイ・スクリーンを具備することを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記入力は無線ポートであることを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ制御されることを特徴とするディスプレイ・デバイス。
- 前記フラット・パネル・ディスプレイは、前記可動アセンブリが安定した位置にある時にユーザーによって可動であることを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記可動アセンブリは可動管状構造であることを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記データ・ケーブル、前記引張りデバイスおよび前記アンチねじりデバイスのうちの1つが、前記可動アセンブリ内に配置されることを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記可動アセンブリは、摩擦の多い領域と、摩擦の少ない領域を有することを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記摩擦の多い領域は、前記可動アセンブリに結合された支持構造の近くに配置される少なくとも1つのボールアンドソケット・アセンブリを含むことを特徴とする請求項8に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記摩擦の少ない領域は、前記フラット・パネル・ディスプレイの近くに配置される少なくとも1つのボールアンドソケット・アセンブリを含むことを特徴とする請求項8に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記ボールアンドソケット・アセンブリは、金属、金属合金、セラミック、プラスティック、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される材料からなることを特徴とする請求項1に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記球は、アルミニウムからなることを特徴とする請求項1に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記球は、ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項1に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記球は、平らにされた第1端と平らにされた第2端、前記球の中心を通って前記第1端から前記第2端まで延びる穴、および前記穴内に配置される内側ケーブル・ガイド部分を有することを特徴とする請求項1に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記内側ケーブル・ガイドが中心穴と複数のオフセンタ開口を画定し、前記中心穴が引張りデバイスを収納し、前記複数のオフセンタ開口がデータ・ケーブルとアンチねじりデバイスを収納することを特徴とする請求項14に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記データ・ケーブルは、前記内側ケーブル・ガイドの前記オフセンタ部分の1つを通って走ることを特徴とする請求項15に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- データを表示する前記ケーブルは、前記可動アセンブリの固定経路長より約20%長い長さを有し、前記固定経路長は前記フラット・パネル・ディスプレイの外側部分から前記可動アセンブリに結合された支持構造の外側部分まで測定されたものであることを特徴とする請求項16に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記アンチねじりデバイスは、前記内側ケーブル・ガイドの前記オフセンタ部分を通って走るループにされたケーブルであることを特徴とする請求項15に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記ループにされたケーブルは、前記可動アセンブリの固定経路長より約20%、30%長い長さを有し、前記固定経路長は前記可動アセンブリの第1端に配置されたディスプレイ終端ソケットの外側部分から前記可動アセンブリの第2端に配置された基部終端球の外側部分までで測定されたものであることを特徴とする請求項18に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記球は凸化粧面と凸接触面を有し、前記凸化粧面が前記第1または第2環状プランジャの1つによって支持され、前記凸接触面が、前記球の平らにされた端に実質的に近接する縁によって位置決めされることを特徴とする請求項1に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 圧縮されるまで前記第1と第2プランジャを離隔するために前記プランジャに機能的に結合される弾性機構をさらに含む請求項1に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記球は凸化粧面と凸接触面を有し、前記凸接触面が前記第1または第2凹インサートの1つとの接触を断つように、前記弾性機構が延ばされた状態のときに、前記凸化粧面が前記第1または第2環状プランジャの1つによって支持され、前記凸接触面が前記球の平らにされた端に実質的に近接する縁によって位置決めされることを特徴とする請求項21に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記弾性機構は、ウェーブ・スプリングであることを特徴とする請求項21に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記凸接触面は、前記弾性機構が圧縮されるときに前記凹インサートと接触することを特徴とする請求項22に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記凸接触面は、前記凸接触面の外面から前記凸化粧面の外面まで測定される厚さを有し、前記厚さは、前記環状プランジャの内側環状リップに接触することによって前記球が前記穴を通って中央に延びる縦軸から回転できる角度を制限するためのものであることを特徴とする請求項22に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記凸接触面は、前記球と同一の材料からなることを特徴とする請求項22に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記凸接触面は、前記球を含む材料と異なる材料からなることを特徴とする請求項22に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記凸接触面は、セラミックが充てんされたプラスティックを有することを特徴とする請求項22に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記凸接触面は、摩擦が増えていくように製造されることを特徴とする請求項22に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記凸接触面は、粒状材料を含むコーティングを有することを特徴とする請求項29に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記粒状材料が、シリカ、炭化タングステン、酸化アルミニウムからなる群から選択されることを特徴とする請求項30に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記球が終端球であり、前記終端球は、一端に平らにされた基部、反対の端に凸接触面、前記終端球を通って前記一端から前記反対の端まで延びる穴、前記穴内に位置決めされたケーブル・ガイドを有し、前記基部が前記終端球を構造に締結するためにその中に締結機構を有することを特徴とする請求項1に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記構造は、前記フラット・パネル・ディスプレイであることを特徴とする請求項32に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記第1または第2環状プランジャの1つに配置された球止めは、球チルトを中心から約15度に制限することを特徴とする請求項1に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記引張りデバイスは、前記アクチュエータに結合された近位端と終端球に結合された遠位端を有するケーブルであることを特徴とする請求項1に記載のボールアンドソケット・アセンブリ。
- 前記力は約90.72kg(200.0ポンド)から約181.44kg(400.0ポンド)であることを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記可動アセンブリと前記フラット・パネル・ディスプレイの位置決めをサポートするために前記可動アセンブリに結合された可動基部をさらに含む請求項1に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記可動基部は、マイクロプロセッサ、メモリ、バス、I/O(入出力)コントローラ、I/Oポートを含むコンピュータ構成要素を収納し、前記マイクロプロセッサが、前記フラット・パネル・ディスプレイの前記入力に結合されることを特徴とする請求項37に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記可動基部は、前記可動アセンブリと前記フラット・パネル・ディスプレイに関する釣り合いおもりとして働くことを特徴とする請求項38に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記アクチュエータはフラット・パネル・ディスプレイに取り付けられることを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記アクチュエータは電子的に作動されることを特徴とする請求項40に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記アクチュエータは電磁的に作動されることを特徴とする請求項40に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記引張りデバイスは固定経路長を有するケーブルであることを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記アクチュエータ・アセンブリは:
トングと;
前記トングに結合され、取外し可能なハンドルを有するクランクと;
前記クランクに結合された支柱と;
前記支柱と弾性機構に結合されたばね軸と;
から構成されることを特徴とする請求項1に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。 - 前記弾性機構は、ピストンとばねからなる群から選択されることを特徴とする請求項44に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記トング、クランク、支柱、ばね軸を収納し、支持するアクチュエータ・ハウジングをさらに有することを特徴とする請求項44に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記弾性機構は約90.72kg(200.0ポンド)の復元力を提供することを特徴とする請求項44に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
- 前記アクチュエータ・アセンブリの少なくとも1つの構成要素は、アルミニウム、ステンレス鋼、プラスティック、およびセラミックが充てんされたプラスティックからなる群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項44に記載のコンピュータ制御されるディスプレイ・デバイス。
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