KR101005660B1 - 컴퓨팅 디바이스의 타블릿 모드와 랩탑 모드 간의 전환을위한 시스템 및 장치 - Google Patents

Abstract

내부 트랙(track)을 갖는 몸체부, 내부 트랙을 따라 이어지는 폴로워 부재(follower member)를 갖는 디스플레이부, 및 몸체부 및 디스플레이부에 회전적으로 커플링(coupling)되어, 디스플레이부가 몸체부에 대하여 다수의 다른 위치 사이를 이동할 수 있게 하는 지지 암(support arm)을 갖는 전자 디바이스가 설명된다. 타블릿 개인용 컴퓨터는 직접적이고 효율적인 방식으로 타블릿 모드로부터 랩탑 모드로 전환될 수 있다.

몸체부, 디스플레이부, 폴로워 부재, 지지 암, 타블릿 모드

Description

컴퓨팅 디바이스의 타블릿 모드와 랩탑 모드 간의 전환을 위한 시스템 및 장치{DIRECT HINGE FOR OPTIMIZING CONVERSION}

도 1은 통상적인 컨버터블 컴퓨터(convertible computer)의 예시적인 다이어그램의 투시도.

도 2a는 본 발명의 하나 이상의 양상에 따른 컴퓨팅 디바이스의 예시적인 다이어그램의 후면 투시도.

도 2b, 2c, 2d 및 2e는 상이한 지지 부재의 실시예를 갖는, 도 2a에 예시된 디바이스와 유사한 컴퓨팅 디바이스의 예시적인 다이어그램의 후면 투시도.

도 3a, 3b, 3c 및 3d는 다양한 연속 위치에 있는 컨버터블 컴퓨팅 디바이스의 예시적인 다이어그램의 측면도.

도 3e는 예시적인 트랙 및 폴로워 메커니즘(follower mechanism)의 예시적인 다이어그램의 정면 단면도.

도 3f는 래치(latch) 및 릴리스 버튼부(release button feature)를 갖는 통상적인 컴퓨팅 디바이스의 예시적인 다이어그램의 측면도.

도 4a는 닫힌 위치에 있는 통상적인 컴퓨팅 디바이스의 베이스 유닛(base unit)의 예시적인 다이어그램의 평면 단면도.

도 4b는 닫힌 위치에 있는 통상적인 컴퓨팅 디바이스의 예시적인 다이어그램 의 평면도.

도 4c 및 4d는 다양한 위치에 있는 통상적인 컴퓨팅 디바이스의 예시적인 다이어그램의 정면 투시도.

도 5는 디스플레이 유닛의 예시적인 다이어그램의 후면도.

도 6a, 6b 및 6c는 연속적으로 전기적 커플링을 예시하는 일련의 위치에 있는 통상적인 컴퓨팅 디바이스의 예시적인 다이어그램의 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

210: 디스플레이 유닛

220: 베이스 유닛

230: 지지 부재

299: 사용자 입력 영역

310: 트랙

본 발명의 양상은 일반적으로 개인용 컴퓨팅 디바이스, PDA 및 셀룰러폰과 같은 하이브리드(hybrid)형 또는 컨버터블형 컴퓨팅 디바이스에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 양상은 컴퓨팅 디바이스의 타블릿 모드와 랩탑 모드 간의 전환을 위한 시스템 및 장치에 관한 것이다.

컴퓨터와의 사용자 상호작용은 나날이 증가하고 있다. 개인과 컴퓨터와의 상호작용을 필요로하는 작업들이 점점 더 많아지고 있고, 일과 오락 모두를 위해 컴퓨터와 상호작용하려고하는 사람들도 점점 더 많아지고 있다. 초기에, 개인용 컴퓨팅 디바이스는 CPU 및 모니터를 포함하는 번거로운 디바이스였다. 컴퓨팅 디바이스 영역의 기술이 발전하면서, 사용자가 보다 작고 편리한 방식으로 작업을 전송하게 하는 랩탑 스타일 컴퓨터가 개발되었다. 그러나 아직, 몇몇 환경은 랩탑 스타일 컴퓨터에 불리했다. 회의 또는 전화회의 동안, 종종 속기판 또는 종이에 회의의 메모 또는 중요한 점을 기록하는 것이 사용자에게 보다 쉬웠다. 어떤 정보는 나중에 컴퓨팅 디바이스에 입력되어야했다.

컴퓨팅 디바이스의 발전은 그 후 타블릿 스타일 컴퓨팅 디바이스를 선도했다. 초기의 PDA는 사용자가 표면에 기록할 수 있게 했으며, 디바이스 상의 어플리케이션 프로그램은 수기 스트로크(handwritten stroke)를 디바이스에의 입력으로서 인터프리트(interpret)했다. 사용자는 회의중에 기록하고, 그 후 컴퓨팅 디바이스에 직접 정보를 입력할 수 있다. 모니터나 디스플레이 및 키보드에 익숙한 사용자는 종래 컴퓨팅 디바이스만큼 용이하게 타블릿 스타일 컴퓨팅 디바이스를 이용할 수 없었다. 또한, 사용자가 고품질 모니터 또는 디스플레이를 사용하여 수기를 행하고 정보를 타이핑해 넣을 수 있는 능력을 갖길 원할 경우, 사용자는 2개의 분리된 컴퓨팅 디바이스를 구비해야만 한다. 기술이 계속 발전하면서, 사용자들은 결국 하이브리드 또는 컨버터블 유형 컴퓨팅 디바이스의 옵션을 갖게 되었다.

컨버터블형 컴퓨팅 디바이스는 사용자가 고품질 모니터 및 키보드를 포함하는 종래 컴퓨팅 디바이스와 사용자가 시트(sheet), 종이 또는 종이 패드에 기록하 는 것처럼 메모를 입력하게 하는 타블릿 스타일 컴퓨팅 디바이스 간에 전환할 수 있게 한다. 도 1은 이러한 컨버터블 컴퓨팅 디바이스의 한 예이다. 컨버터블 컴퓨팅 디바이스(100)는 모니터(100) 및 컴퓨터 프로세싱 하드웨어(120)를 포함한다. 모니터(110)는 컴퓨터 프로세싱 하드웨어(120) 상에서 동작하는 어플리케이션 프로그램에 기초하여 이미지를 디스플레이하도록 구성되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 모니터(110)는 연결 고리(130)에 따라 회전한다. 연결 고리(130)는 모니터(110)의 바깥쪽 단부를 따라 모니터(110)에 물리적으로 연결되어 있으며, 또한 컴퓨터 프로세싱 하드웨어(120)의 대응하는 바깥쪽 단부를 따라 컴퓨터 프로세싱 베이스(120)에 물리적으로 연결되어 있다. 연결 고리(130)는 모니터가 통상적인 랩탑 컴퓨팅 디바이스처럼 직립 위치에 있거나, 또는 통상적인 타블릿 스타일 컴퓨팅 디바이스처럼 컴퓨팅부(120)의 키보드 위의 수평 위치에 있게 하는 방식으로 회전하도록 구성된다. 모니터(110)와 컴퓨터 프로세싱 하드웨어(120) 사이의 모든 전기적 연결은 연결 고리(130)에 수납되어 있다.

통상적인 컨버터블/하이브리드 컴퓨팅 디바이스(100)는 연결 고리(130)의 동작을 위한 복잡한 토크(torgue) 메커니즘을 필요로한다. 내부 전선들은 특히 타블릿 스타일과 랩탑 스타일 구조 사이의 비틀림을 수용하기 위해, 연결부의 비틀림을 다룰 수 있도록 특히 설계되어야 한다. 이외에, 연결부(130)는 직립 또는 랩탑 스타일 구조인 동안 모니터(110) 전체의 무게를 지탱할 수 있어야 한다. 또한, 모니터(110)를 비틀 때 너무 강한 힘이 가해지면, 연결 고리(130)가 손상될 수 있다.

본 발명의 양상에서, 본 발명은 내부 트랙(track) 및 입력 디바이스를 구비한 몸체부, 하단 및 상단을 갖는 스크린 및 내부 트랙을 따라 움직이는 폴로워 부재(follower member)를 구비한 디스플레이부, 및 디스플레이 반대쪽 면의 하단과 상단 사이에서 디스플레이부에 회전적으로 부착되고, 몸체부에 회전적으로 부착되어, 디스플레이부가 몸체부에 대하여 복수의 개별적인 위치 사이를 이동할 수 있게 하는 지지 암(support arm)을 포함하는 전자 디바이스에 관한 것이다.

본 발명의 제2 양상은 디스플레이 하우징(display housing), 몸체 하우징(body housing), 플렉스 회로 전자 시스템(flex circuit electronic system), 및 플렉스 회로 전자 시스템의 적어도 일부를 수납하며, 컴퓨터가 타블릿 위치에 있을 때, 디스플레이 하우징이 몸체 하우징에 평행하게 겹처질 수 있도록 디스플레이 하우징과 몸체를 연결시키는 토크가 없는 힌지 메커니즘(hinge mechanism)을 포함하는 타블릿 개인용 컴퓨터 하이브리드 컴퓨터를 제공한다.

본 발명의 제3 양상은 스크린을 포함하는 제1 하우징 구성요소, 사용자 입력 영역을 포함하는 제2 하우징 구성요소, 고정된 구조를 갖도록 지지하는 제3 하우징 구성요소, 및 제1 하우징 구성요소와 제2 하우징 구성요소와 제3 하우징 구성요소를 이동가능하게 링크하며, 제1 하우징 구성요소가 x-z 평면에서 제2 하우징 구성요소에 대하여 병진 및 회전하는 것만을 허용하도록, 제1 구성요소와 제2 구성요소를 링크시키는 트랙 및 폴로워 메커니즘을 갖는 커플링 시스템(coupling system)을 포함하는 시스템을 제공한다.

본 발명의 제4 양상은 디스플레이를 갖는 전면과 뒷면을 구비한 디스플레이 하우징, 입력 하우징, 디스플레이 하우징과 입력 하우징을 링크시키며 디스플레이의 전면에 수직하여 연장된 디스플레이 유닛의 경계로 정의된 아웃라인(outline) 내에 연속적으로 완전하게 배치된 연결 부재를 갖는 컴퓨터를 제공한다.

본 발명의 상기 및 다른 양상, 특징 및 이점은 첨부된 도면에 관련하여 취해진 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명에 의해 쉽게 명백해지고 충분히 이해될 것이다.

다음의 예시적인 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 본 발명의 상기 요약은 첨부된 도면들에 관련하여 읽혀질 때, 보다 잘 이해될 수 있으며, 예로써 포함된 도면들은 청구된 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다.

다양한 예시적인 실시예에 대한 다음의 설명은 본 발명이 구현될 수 있는 다양한 실시예가 예시적으로 도시된 첨부된 도면(본 발명을 형성함)을 참조한다. 다른 실시예들도 이용될 수 있으며, 본 발명의 영역을 벗어나지 않으면서 구조 및 기능이 수정될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 2a는 컨버터블 컴퓨팅 디바이스에 이용되는 힌지 시스템을 예시한다. 힌지 시스템은 컴퓨팅 디바이스를, 예를 들어 랩탑 컴퓨터 위치인 제1 기능 위치로부터 예를 들어 타블릿 위치인 제2 기능 위치로 신속하게 곧바로 이동시킬 수 있다. 힌지 시스템은 또한 각각의 기능 위치에서 지지(support)를 제공하여 사용자가 컴퓨팅 디바이스와 상호작용하게 하고, 적어도 2개의 사용 위치 사이에 이동하게 함으로써 컴퓨팅 디바이스의 기능을 향상시킨다.

컨버터블 컴퓨팅 디바이스(200)는 디스플레이 유닛(210), 베이스 유닛(220) 및 지지 부재(230)를 갖는다. 디스플레이 유닛(210)은 잘 알려진 컴퓨터 또는 텔레비전 디스플레이, 스크린 또는 모니터의 다양한 것들을 포함할 수 있는데, 상기의 스크린 또는 모니터에는 LCD 스크린, 접촉 감지형 스크린(예를 들어, 직접적인 사람 접촉 또는 펜이나 스타일러스와 같은 디바이스로부터의 접촉을 감지하는 스크린) 및 음극선관 스크린 등이 포함된다. 다양한 크기의 디스플레이가 형성될 수 있지만, 가급적 디스플레이 유닛(210)의 광범위한 부분을 이용할 수 있도록 크기가 정해짐으로써, 사용자에게 디스플레이 유닛의 크기에 관련해 최적화된 보기(viewing)가 제공된다. 이러한 스크린은 비디오, 사진, 텍스트, 그래픽, 및 임의의 수많은 다른 유형의 시각적 정보를 제공할 수 있다.

베이스 유닛(220)은 전자 디바이스의 프로세싱 및 메모리 컴포넌트를 수납할 수 있으며, 또한 사용자 입력 컴포넌트도 포함한다. CPU 컴포넌트, 메모리, 전원, 모뎀과 무선 카드를 포함하는 통신 컴포넌트, 및 본 분야에 잘 알려진 다른 컴퓨팅 컴포넌트들이 베이스 유닛의 내부에 수납될 수 있다. 바람직하고 정확한 기능에 따라 컴퓨팅 디바이스에 이용되는 특정 컴포넌트가 다양해질 것이다. 사용자 입력 영역(299)은 베이스 유닛(220)의 외부 표면 상에 위치한다. 사용자 입력은 키보드, 숫자 패드, 조이스틱, 비디오 게임 제어기 버튼, 터치 패드, 롤 패드(roll pad), 마우스 볼, LED 센서 등을 포함할 수 있다.

베이스 유닛과 디스플레이 유닛(210)이 한 위치에 있는 트랙 및 폴로워 커플링, 및 또 다른 위치에 있는 지지 부재 커플링에 의해서 서로 링크됨으로써, 디스 플레이 유닛(210)은 베이스 유닛(220)에 관련하여 이동할 수 있다. 어떤 연결도 도 2a에 명확하게 보이지 않는다(도 3a-3d 참조). 한 위치에 있는 슬라이드가능한 트랙(310)과 폴로워(320), 및 또 다른 위치에 있는 회전적으로 힌지가 달린 끝을 갖는 지지 부재(230)에 의해서 디스플레이 유닛(210)과 베이스 유닛(220)이 링크되면, 디스플레이 유닛(210)은 베이스 유닛(220)에 관련하여 제어되면서 곧바로 이동한다.

지지 부재(230)의 한쪽 끝, 예를 들어 상단 끝(232)은 힌지(410)에 의해 디스플레이 유닛(210)에 회전적으로 연결된다. 힌지(410)는 디스플레이 유닛의 윗면(211)에서 디스플레이 유닛(210)과 접촉할 수 있다. 지지 부재(230)의 다른 쪽 끝, 예를 들어 바닥 쪽 끝(234)은 또 다른 힌지(420)에 의해 베이스 유닛(220)에 회전적으로 연결된다. 지지 부재(230) 전체 및 관련 힌지(410 및 420)는 디스플레이 유닛(210)의 경계로 정의된 영역 내에 있으며, 전면(212)에 수직으로 이어지거나 디스플레이의 표면을 보여준다.

지지 부재(230)는 디스플레이 유닛(210)을 구조적으로 지지하고, 베이스 유닛(220)에 관련하여 디스플레이 유닛(210)의 잠재적인 동작 범위를 제한할 수 있다. 지지 부재(230)는 디스플레이 유닛의 뒷면(211) 및 베이스 유닛(220)의 상단면과 함께, 전자 회로가 그를 따라 이어질 수 있는 전선관(conduit)을 형성한다. 디스플레이 유닛(210)과 베이스 유닛(220)을 연결하기 위해, 지지 부재는 토크가 없는 힌지를 제공하는데, 상기 힌지는 회전 저항성에 의지하는 단일 고리를 이용하지 않는다. 면적이 큰 회로가 도 2a에 나타난 것과 유사한 전기 디바이스에서 이 용되면, 회로가 손상되거나 파손될 것을 염려하지 않아도 된다. 이와 달리, 통상적인 토크 힌지 메커니즘을 사용하면, 메커니즘 내에 수납된 회로에 가해진 스트레스 및 회로의 일체성에 대한 손상 위험의 증가로 인해 이용될 수 있는 회로 유형이 훨씬 적다.

도 2b-2e는 컨버터블 컴퓨팅 디바이스에 사용될 수 있는 지지 부재(230)의 상이한 실시예들을 예시한다. 도 2b-2e의 각각의 지지 부재는 양쪽 반대 끝[예를 들어, 참조번호(410 및 420)]에 힌지를 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 지지 부재(230)는 제어되면서 곧바로 이동할 수 있도록, 베이스 유닛(220)과 디스플레이 유닛(210)을 서로 커플링시킨다. 이외에, 지지 부재(230)는 전자 디바이스에 사용되는 전자 회로를 수납할 수도 있다.

도 2b에서, 폭이 좁으며 간격을 두고 떨어져 있는, 컴퓨팅 디바이스의 2개의 지지 부재(230b)가 사각모양의 단일 지지 부재(230) 대신 이용된다. 도 2c는 도 2b에 나타난 지지 부재(230b)와 유사한 2개의 지지 부재(230c)를 갖는 컴퓨팅 디바이스를 예시하고 있지만, 도 2c에 나타난 2개의 지지 부재는 사용자 입력 영역(299)의 외각선(221) 안쪽에 있도록 배치된다. 이 상이한 예시적 실시예에서, 디스플레이 유닛(210)과 베이스 유닛(220) 간의 제2 커플링의 일부로서 이용되는 트랙은 사용자 입력 영역(299) 내로 이어질 수 있다. 트랙(310)은, 키보드 내의 키들 사이에 예를 들어 사다리(ladder) 형상으로 이어지도록 배치될 수 있는데, 이때 키보드의 형상 또는 레이아웃이 통상적인 키보드 구성과 크게 달라질 필요는 없다. 디스플레이 유닛(210)이 베이스 유닛(220)에 대하여 이동할 때 트랙(310)을 따라 미끄러져 이동하도록, 폴로워(320)가 디스플레이 유닛(210) 상에 배치될 수 있다. 도 2d는 본 발명에 따른 또 다른 상이한 지지 부재(230d)의 실시예를 예시한다. 여기서, 컴퓨팅 디바이스(200)는 휘어진 면을 갖는 단일 지지 부재(230d)를 갖는데, 상기 지지 부재(230d)는 베이스 유닛(220) 및 디스플레이 유닛(210)의 가로 중간쯤에서 그들을 구속하도록 배치된다. 지지 부재(230d)의 휘어짐이 디스플레이 유닛(210)의 뒷면(211) 상의 위치가 울퉁불퉁하게 튀어나올 수 있는 두꺼운 컴포넌트를 피할 수 있도록 함으로써, 컴퓨팅 디바이스(200)가 보다 얇은 단면을 가질 수 있기 때문에, 휘어진 면의 지지 부재(230d)는 컴퓨팅 디바이스(200)의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 지지 부재(230d)를 이동시킬 때의 그립 위치(grip location)를 만들기 위해, 사람 손에 맞게 곡선이 휘어질 수 있다. 도 2e는 지지 부재(230e)의 또 다른 상이한 실시예를 예시한다. 여기서, 단일 지지 부재(230e)는 사다리꼴 모양이다. 힌지 메커니즘을 통해 디스플레이 유닛(210)을 구속하는 지지 부재(230e) 끝의 폭은 베이스 유닛(220)을 구속하는 지지 부재 끝의 폭 보다 좁다. 도 2a 내지 도 2e가 몇몇의 지지 부재의 실시예들을 나타내고 있지만, 특정한 지지 부재(230)의 물리적 특성은 바람직한 미적 외형, 디스플레이 유닛(210) 또는 베이스 유닛(220)에의 특정한 부착 방식, 또는 바람직한 기하학적 특성에 기초하여 다양해질 수 있다.

베이스 유닛(220)과 디스플레이 유닛(210)을 커플링하는 트랙(310) 및 폴로워(320) 연결은 베이스 유닛(220) 하우징 내에 배치된 트랙(310), 및 디스플레이 유닛(210)으로부터 확장되어 트랙(310)의 길이에 따라 미끄러지는 관련 폴로워 (320)로 형성된다. 폴로워(320)가 트랙(310)을 따라 이동하면, 디스플레이 유닛(210)은 베이스 유닛(220)에 관련하여 다양한 위치로 배향된다. 컴퓨팅 디바이스(200)를 사용하는 동안, 폴로워(320)는 트랙(310)에 접촉하여 디스플레이의 배향을 잡고 있는다.

트랙(310) 및 폴로워(320)는 서로에 대하여 그들의 위치에 따른 이동 및 저항력 모두를 허용하도록, 그들의 구속하는 접촉면에 컴포넌트들을 일치시킨다. 트랙(310)은 일반적으로 수평 방향으로 이어지는 채널 또는 홈일 수 있다. 예를 들어, 채널은 단면이 U자 모양, V자 모양, 곡선 또는 원통 모양일 수 있다. 도 3e에 나타난 채널 및 폴로워처럼 채널은 불규칙적인 모양일 수도 있다. 관련 폴로워는 채널의 모양을 따르는 접촉면을 가질 것이다.

트랙(310)은 베이스 유닛(220)의 안쪽 단부 내에, 가급적으로 베이스 유닛의 입력 영역의 바깥 단부[예를 들어, 통상적인 랩탑 키보드의 바깥 단부 홈(221)]를 따라 배치될 수 있다. 트랙(330)은 베이스 유닛(220)의 외장면(260 및 280) 내에 존재할 것이다. 디스플레이 유닛(210)이 베이스 유닛(220)에 관련하여 경로를 용이하게 이동할 수 있도록 하기 위해, 베이스 유닛(220) 내에서의 트랙(310)의 높이가 다양할 수 있다. 다양한 높이를 갖는 트랙(310)의 예가 연속적인 도 3a-3d에 제시되어 있다. 이러한 트랙(310) 상에서, 디스플레이 유닛(210)의 전단부에 물리적으로 부착된 폴로워(320)가 이 다양한 높이 패턴을 따라갈 때, 디스플레이는 그것에 따라 자신을 순응시킨다. 이 방식으로, 폴로워(320)가 트랙(310)을 따라 이동하면, 컴퓨팅 디바이스(200)가 제1 기능 위치, 예를 들어 랩탑 위치로부터 제2 기능 위치, 예를 들어 노트북 위치으로 변형될 때, 디스플레이 유닛(210)이 베이스 유닛(220) 및 부착된 사용자 입력 영역(299)의 손상을 방지하면서 디스플레이를 이동시킬 수 있다.

도 3e는 트랙(310) 및 폴로워(320)의 한 예시적인 구성의 정면 단면도이다. 제시된 폴로워(320)는 연결 지점(322)에서 디스플레이 유닛(210)에 부착된 암(321)을 포함한다. 암(321)에서, 연결 지점(322)의 반대쪽 끝은 폴로워(320)의 구속 엔드 컴포넌트(323; engaging end component)이다. 구속 엔드 컴포넌트(323)는 트랙의 구속면(311)에 일치하도록 구성된다. 이 특정한 실시예에서, 구속 엔드 컴포넌트(323) 및 트랙 구속면(311)은 모두 반원이지만, 이 특정한 모양은 V자 모양, 사각형 또는 반육각형을 포함하는 수많은 잠재적인 일치 모양 중 임의의 것일 수 있다. 트랙(310)은 또한 사실상 트랙(310)을 덮고, 폴로워(320)을 인도하여, 폴로워(320)가 트랙(310)을 이탈하지 못하게 하는 덮개 컴포넌트(321)도 가질 수 있다. 다르게는, 동작의 범위를 증가시키기 위해, 트랙(310)의 상부를 열어 일시적으로 폴로워(320)를 트랙(310)에서 이탈시킬 수 있다.

전자 디바이스(200)가 사용자에 의해 복수의 기능적 위치 사이를 신속하게 곧바로 이동할 수 있도록 하기 위하여, 트랙(310)은 베이스 유닛(220) 상의 다수의 위치에 배치될 수 있다. 트랙(310)은 베이스 유닛(220)의 전단부(250)에 가까운 한 지점으로부터 베이스 유닛(220)의 후단부(270)에 가까운 한 지점까지, 좌단부(260)와 우단부(280)에 평행하게 이어져 있다. 도 2a에 나타나 있는 바와 같이, 베이스 유닛 상에 키보드를 보유하는 타블릿 컴퓨터의 바람직한 위치에서, 키보드 의 좌단부(261)와 우단부(281) 각각을 따라 하나의 트랙이 이어질 수 있다. 트랙(310)은 베이스 유닛(220)의 상단면(291)과 바닥면(292) 사이에 배치될 수 있으며, 타블릿 컴퓨팅 디바이스의 사용자가 쉽게 볼 수 없는 위치에 배치될 수 있다. 디바이스(200)가 타블릿 위치로부터 랩탑 위치로 이동하고 있는 동안, 본 실시예의 폴로워(320)들은 각각 좌단부(261)와 우단부(281)를 따라 이동한다.

상세하게 나타나 있지는 않은 다른 실시예들에서, 트랙(310) 또는 다수의 트랙(310)은 베이스 유닛(220)의 중앙을 따라서도 이어져 있을 수 있다. 예를 들어, 트랙은 타블릿 컴퓨터의 키보드의 키들 사이에 이어져 있을 수 있다. 이러한 트랙(310)은 계단 형상으로 된 통상적인 키보드 배열의 키들 주위에서 구부러지는 형상을 가질 수 있다. 다르게는, 컴퓨터(200)의 베이스 유닛(220)의 전단부(250)에 가까운 한 지점으로부터 베이스 유닛(220)의 후단부(270)에 가까운 한 지점까지 직선의 트랙(310)이 이어질 수 있도록 하기 위하여, 상기에 설명된 전환 힌지 메커니즘을 갖는 전자 디바이스 상에 배치된 키보드의 키 구성은 키보드의 적어도 한 영역 내에 있는 키들 사이에 직선 경로를 포함하도록 변경될 수 있다.

도 3a 내지 도 3d는, 컴퓨팅 디바이스(200)가 본 발명에 따른 힌지 메커니즘을 이용하여 타블릿 모드로부터 랩탑으로 전환되는 것의 측면도를 나타낸 것이다. 마찬가지로, 도 4a 내지 도 4d는, 도 3a 내지 도 3d에 도시된 것과 유사한 컴퓨팅 디바이스(200)가 본 발명에 따른 힌지 메커니즘을 이용하여 타블릿 모드로부터 랩탑으로 전환하는 것의 정면도를 나타낸 것이다. 타블릿 모드로부터 랩탑 모드로의 전환 과정 전체에서, 디스플레이는 외부에서 볼 수 있도록 유지된다. 상기에서 설 명된 실시예에서, 트랙(310)은 베이스 유닛(200)의 앞에서부터 베이스 유닛(220)의 뒤로 이동함에 따라, 일단 상승했다가 나중에 하강한다. 이러한 트랙(310)의 높이 상승이 디스플레이(210)를 들어올려서 베이스 유닛(220)의 손상방지를 돕고, 트랙(310)의 끝에서의 하강은 베이스의 손상방지가 끝난 후에 기울기 범위의 최대화를 돕는다.

도 3a, 4a 및 4b는 타블릿 모드로 되어 있는, 또는 닫힌 위치에 있는 디바이스를 도시하고 있다. 디스플레이 유닛(210) 하우징 내에 수납되어 있는 디스플레이는 바깥쪽을 향하고 있어서, 사용자가 본 기술분야에 공지되어 있는 터치 스크린 기능을 통하여 정보를 입력하고 쓰고 그릴 수 있게 해 준다. 도 4a에 도시되어 있는 바와 같이, 접촉 감지형 스크린을 갖는 디스플레이가 수납되어 있는 디스플레이 유닛이 베이스 유닛을 덮는다. 닫힌 위치에 있을 때에 컴퓨팅 디바이스의 표면 영역의 거의 전체가 접촉 감지형 스크린을 통한 데이터 입력에 사용될 수 있다. 여분의 컴포넌트의 양이 최소화되므로, 본 발명의 양태들은 훨씬 더 작은 컴퓨팅 디바이스의 구성을 용이하게 한다. 예를 들어, 본 발명에 따라 컴퓨팅 디바이스는 그 표면적이 베이스 또는 디스플레이 스크린의 표면적에 근사하도록 구성될 수 있다.

또한, 도 4a의 단면도에서, 내부 트랙(310), 지지 부재(230) 및 래치(350)의 위치를 분명하게 볼 수 있다. 본 실시예에서, 트랙(310)은 베이스 유닛(220)의 키보드의 좌측부(261) 및 우측부(281)를 따라 이어진다. 지지 부재(230)와 디스플레이의 뒷면을 회전가능하게 연결하는 힌지는 베이스 유닛(220)의 하우징 내부에 위 치한 것으로 나타나 있다. 컴퓨팅 디바이스가 열린 위치로 이동할 때, 디스플레이를 구속하는 힌지(410)가 베이스 유닛(220) 하우징 내부의 현재 위치로부터 베이스 유닛(220) 하우징 외부의 위치로 이동할 수 있도록 하기 위하여, 베이스 유닛(220)의 프레임 내에 슬롯(222)이 만들어진다.

도 3f에 나타나 있는 바와 같이, 컴퓨터는 릴리즈(360A)를 누른 후에 자동으로 제1 기능 위치로부터 제2 기능 위치로, 예를 들어 타블릿 위치로부터 랩탑 위치로 위치전환될 수 있다. 래치(350) 및 릴리즈(360A)는 본 기술분야에 공지되어 있는 어떠한 유형의 것이라도 가능하다. 도 3f의 예에서, 래치(350)는 디스플레이 유닛(210)의 우측부에 배치되어 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 디바이스가 타블릿 위치에 있을 때에, 래치(350)는 디바이스가 랩탑 위치로 위치전환하는 것을 방지한다. 사용자는 래치(350)를 해제하는 릴리즈(360A)를 눌러서, 디바이스가 제2 기능 위치(이 경우에서는 랩탑 위치)로 자동 전환되게 할 수 있다. 릴리즈(360B)는 예를 들어 베이스 유닛(220)의 상단면(291), 또는 디바이스가 타블릿 위치에 있을 때에 사용자가 접근할 수 있는 임의의 위치와 같이, 컴퓨팅 디바이스 상의 다양한 다른 위치들에 배치될 수 있다. 자동 전환은, 상술한 바와 같이 지지 부재(230)를 키보드로부터 멀어지는 방향으로 회전시키는 토션 스프링에 의해 대항되는 디스플레이 유닛(210) 상의 중력, 또는 공지되어 있는 기타 유사한 기능을 하는 메커니즘을 사용하여 이루어질 수 있다.

지지 부재(230)는, 컴퓨팅 디바이스가 닫힌 위치에 있는 동안에는 그 지지 부재의 최대 표면적이 디스플레이의 전면에 거의 평행하게 놓여지도록 배향된다. 닫힌 위치에 있는 동안, 지지 부재(230)가 디스플레이 유닛(210)의 경계에 의해 정의된 아웃라인 내에 계속 머물 수 있도록 하기 위하여, 디스플레이 유닛(210)이나 베이스 유닛(220)은 지지 부재(230) 및 관련 디스플레이 구속 힌지(410) 메커니즘이 놓여있을 수 있는 컷아웃 영역(510)을 소유할 수 있다. 도 5는 도 2a에 도시된 컴퓨팅 디바이스에 있는 것과 유사한 지지 부재(230)용 컷아웃(510)을 구비한 디스플레이 유닛의 뒷면을 도시하고 있다. 도시되어 있지는 않지만, 디바이스가 특정 위치에 배치된 때에 지지 부재(230) 또는 힌지 메커니즘의 다른 컴포넌트들이 놓여있을 수 있도록 하기 위하여, 컷아웃은 예를 들어 베이스 유닛(220)의 상단면(291)과 같이 컴퓨팅 디바이스 내의 어느 곳에라도 배치될 수 있다.

디바이스를 도 3a 및 도 4a의 배향에서 도 3b에 도시된 배향으로 이동시키기 위하여, 디스플레이의 뒷면이 상승될 수 있고, 그 동안 지지 부재(230)는 원래의 위치로부터 디스플레이 유닛(210)과 베이스 유닛(220) 사이로 기울어져 올라가기 시작한다. 일부 실시예들에서, 폴로워(320)는 처음에 앵커 위치에 배치될 수 있다. 앵커는 예를 들어 도 3a에 도시되어 있는 바와 같이, 디스플레이 유닛(210)의 전단부보다 45도 아래에 그리고 45도 앞에 위치될 수 있다. 이러한 기하학적 정렬은 닫힌 위치에서 열린 위치로의 전환 동안 디스플레이 유닛이 베이스를 손상방지하는 것을 도울 수 있다. 배치를 더 용이하게 하기 위하여, 디스플레이 유닛(210)에 가해지는 중력은, 베이스 유닛(220)으로부터 멀어지는 방향으로 지지 부재(230)를 회전시키는 지지 부재의 회전단에 있는 토션 스프링에 의해 대항될 수 있다. 지지 부재의 회전단에서의 마찰과 트랙(310)을 따른 마찰은 각각 배치 이동을 멈추 게 하는 데에 사용될 수 있다. 시스템이 닫힌 위치로 접근할 때, 래치(350)는 자신이 해제될 때까지 더 이상의 배치 이동을 금지하도록 맞물려 있을 수 있다. 닫힌 위치에서, 토션 스프링의 힘은, 래치(350)가 해제된 때에 사용자가 디스플레이 유닛(210)의 측면을 쉽게 손으로 잡을 수 있을 만큼 디스플레이 유닛(210)을 자동으로 상향 회전시키기에 충분할 정도로 크다. 디스플레이 유닛 하우징 또는 경계 프레임은 전자 디바이스를 배향시키기 위한 그립 포인트의 기능을 할 수 있다. 또한, 배치를 용이하게 하기 위하여, 디스플레이 유닛(210)은 디스플레이 유닛(210)의 전면의 뒷면에 부착된 그립부를 가질 수 있다. 그립부는 핸들, 페그(peg), 컷-아웃(cut-out) 또는 손으로 잡는 것을 용이하게 하는 기타 관련 구조물을 포함할 수 있다. 디스플레이 유닛(210)의 경계 자체가 그립부의 역할을 할 수 있다.

디스플레이의 후단부를 상승시키면, 디스플레이 유닛(210)의 전단부에 부착된 폴로워 부재(320)는 도시되어 있는 키보드의 좌측부 및 우측부를 따라 베이스 유닛(220)의 하우징 내에 배치된 트랙(310)을 따라 미끄러져 간다. 디스플레이의 후단부를 계속 상승시키면, 폴로워 부재(320)는 도 3c에 도시된 중간 위치까지 트랙(310)을 따라 계속 미끄러져 간다.

닫힌 위치로부터 열린 위치로의 전환 동안, 전자 디바이스는 정면에서 볼 때 도 4c에 도시되어 있는 것처럼 보일 수 있다. 폴로워 부재(320)가 트랙(310)의 뒤쪽으로 미끄러져 가고, 그에 의해 도시되지는 않은 연결된 지지 부재(230)와 함께, 디스플레이 유닛(210)이 베이스 유닛(220)에 평행한 위치로부터 베이스 유닛(220)에 거의 수직한 배향을 향해 회전하여 재배향됨에 따라, 베이스 유닛(220)의 점점 더 많은 부분을 밖에서 볼 수 있게 된다.

또한, 디스플레이 유닛(210)의 뒷부분을 도 3c의 배향으로부터 들어올리면, 폴로워(320)는 디바이스가 도 3d에 도시된 것처럼 배향될 때까지 도시된 트랙(310)을 계속 따라간다. 도 3d에 도시된 것처럼 배치되면, 디바이스는 랩탑 모드 또는 열린 위치에 있다고 할 수 있다. 디스플레이는 온전히 다 보일 수 있으며, 사용자가 키보드를 이용하여 디바이스에 정보를 입력하고 디스플레이 유닛(210) 내에 수납된 스크린을 볼 수 있도록 편안하게 배치된다. 디스플레이 유닛(210)은 키보드를 완전히 노출시키도록 배치되어, 키보드의 전체 기능이 사용될 수 있게 해 준다. 또한, 어떠한 개수의 증분적인 배향에서도 컴퓨팅 디바이스(200)를 고정시키기 위하여, 트랙(310)을 따른 복수의 위치에 잠금 메커니즘(330)이 배치될 수 있다. 잠금 메커니즘(330)은 또 다른 지지를 제공하기 위하여, 베이스 유닛(220)의 내부에 있는 트랙(310)에 가깝게 또는 그 뒤쪽에 배치될 수 있다. 다르게는, 디스플레이를 열린 위치에 고정시키기 위하여, 폴로워 부재(320)와 트랙(310) 간의 구속력만이 사용될 수 있다. 디바이스가 랩탑 모드로 배향되어 있을 때에는, 임의의 터치 패드 또는 기타 통상의 컴퓨팅 키보드 액세서리가 완전히 노출되어, 컨버터블 컴퓨팅 디바이스(본 예에서는 타블릿 PC)가 타블릿 기능을 갖지 않는 통상의 랩탑 컴퓨터와 유사하게 사용될 수 있게 해 준다.

본 발명의 힌지 메커니즘 또는 커플링 시스템을 이용하여 상이한 동작 모드들을 사용하도록 전환될 수 있는 컴퓨팅 디바이스는 간단한 전자장치 또는 케이블링 시스템을 이용할 수 있다. 그러한 디바이스에서의 케이블링 또는 회로는 방해 받거나 다르게 훼손될 정도로 큰 토크 또는 비틀림에 노출되지 않을 것이므로, 고강도 고탄성의 회로는 불필요하다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 컨버터블 컴퓨팅 디바이스 내에 수납된 회로의 배치를 나타낸 측면도이다. 도 6a는 닫힌 위치에서의 회로의 물리적 배향을 나타낸 것이고, 도 6c는 열린 위치에서의 회로의 물리적 배향을 나타낸 것이며, 도 6b는 닫힌 위치로부터 열린 위치까지의 또는 그 반대의 전환 동안 중간 위치에서의 회로의 물리적 배향을 나타낸 것이다.

도 6a의 측면도에 도시되어 있는 바와 같이, 닫힌 위치에서는, 디스플레이 유닛(210)의 배면을 구속하는 힌지(410)를 포함하는 지지 부재(230)의 일부분만이 베이스 유닛(220)의 슬릿 컷(slit cut)을 통해 보인다. 전자 회로의 한쪽 끝은 베이스 유닛 연결 지점(610)에서 베이스 유닛(220) 내에 수납된 하드웨어 컴포넌트들에 링크된다. 회로는 베이스 유닛 연결 지점(610)으로부터, 지지 부재(230)가 디스플레이 유닛(210)의 후면을 구속하는 디스플레이 유닛 연결 지점(620)까지 이어진다. 이러한 2개의 연결 지점을 연결하는 회로는 지지 부재(230)를 베이스 유닛(220)에 연결하는 회전 힌지에 인접한 베이스 유닛(220) 상의 한 위치로부터, 지지 부재(230)를 디스플레이 유닛에 연결시키는 회전 힌지(410)에 인접한 디스플레이 유닛(210) 상의 한 위치까지, 지지 부재(230)의 정면을 따라 이어진다. 컴퓨팅 디바이스가 닫힌 위치로부터 열린 위치로, 또는 그 반대 방향으로 이동할 때, 지지 부재(230)의 정면을 따라 이어지는 회로도 마찬가지로 이동한다. 그러나, 접속 지점(610, 620)에서는 제한된 이동만이 있기 때문에, 그 지점에는 최소한의 힘이 가 해진다. 지지 부재(230)의 표면을 따라 이어지는 회로의 부분들은 큰 이동 또는 힘을 받지 않고서도 디바이스의 움직임 범위 전체에서 이동할 수 있다. 회로는 지지 부재에 의해 외부의 물체로부터 보호되고, 지지 부재의 표면에 있는 접착제 또는 소형 후크에 의해 제자리에 고정될 수 있다. 이러한 회로에는, 종래의 컨버터블 퍼스널 컴퓨터에서 나타나던 것과 같이 잠재적으로 손상을 입힐 수 있는 토션 및 압축력이 절대로 가해지지 않는다.

또한, 베이스 유닛과 디스플레이 유닛(210)을 연결하는 이러한 전자 시스템은 플렉스 회로(flex circuit)라고 말할 수 있으며, 전기적 특성을 최적화할 수 있게 해 준다. 힌지 구성, 기하학적 배치 및 메커니즘은, 회로가 비틀리거나 극도로 접히는 것을 방지하여 신뢰도를 향상시킬 수 있게 해 준다. 플렉스 회로는 필요에 따라서는 수 인치의 폭을 가질 수 있으며, 따라서 종래의 힌지 케이블링보다 훨씬 더 많은 신호를 전달할 수 있게 해 주고, 또한 설계자들이 원래는 디스플레이 유닛에 있던 전기적 컴포넌트들을 베이스 유닛으로 옮기거나 그 반대로 옮기는 것과 같은 새로운 파티션 옵션을 실시할 수 있게 해 준다. 또한, 회로는 평평할 수 있고 지지 부재(230)의 표면을 따라 이어질 수 있다.

여기에 설명된 힌지 및 전자 시스템은, 컨버터블 전자 디바이스가 도 2a에 도시된 랩탑 모드와 같은 제1 기능 위치로부터 도 4b의 타블릿 모드와 같은 제2 기능 위치로 쉽고 신속하게 전환될 수 있게 해 준다. 상기에 설명된 힌지 메커니즘은, 통상적인 랩탑 모드 및 타블릿 모드로 기능하는 하이브리드 또는 컨버터블 컴퓨터 이외에도, PDA, 셀폰, 페이저, 스마트폰 카메라, 전화기 등과 같은 다양한 기 타 전자 디바이스들에 사용되어 기능성을 증가시킬 수 있다. 일반적으로, 본 발명은 입력부와 디스플레이부가 함께 커플링되어 있는 어떠한 전자 디바이스에서도 이용될 수 있다.

본 발명의 다양한 양태들을 구현하는 예시적인 시스템 및 방법들이 나타나 있지만, 본 기술 분야의 숙련된 기술자라면 본 발명이 이러한 실시예들로 국한되지 않는다는 것을 알 것이다. 본 기술 분야의 숙련된 기술자라면, 특히 상기의 교시에 비추어 다양한 수정을 해낼 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기에 설명된 실시예들의 구성요소들 각각은 다른 실시예들의 구성요소들과의 컴비네이션 또는 서브컴비네이션으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않고서도 변경이 이루어질 수 있다는 것도 분명하다. 따라서, 본 명세서는 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로 간주되어야 한다.

본 발명은 컴퓨팅 디바이스의 타블릿 모드와 랩탑 모드 간의 전환을 위한 시스템 및 디바이스를 제공한다.

Claims (21)

1. 타블릿 개인용 컴퓨터로서,

   컷아웃 리세스(cutout recess) 및 폴로워 부재(follower member)를 포함하는 디스플레이 하우징(display housing);

   전단(front end), 후단(back end), 상부(top), 하부(bottom), 입력 디바이스, 및 내부 트랙(internal track)을 갖는 몸체 하우징(body housing) - 상기 폴로워 부재는 상기 내부 트랙을 따라 움직임 - ;

   플렉스 회로 전자 시스템(flex circuit electronic system); 및

   상기 플렉스 회로 전자 시스템의 일부를 수납하며 상기 디스플레이 하우징과 상기 몸체 하우징을 연결시키는 힌지 메커니즘(hinge mechanism) - 상기 힌지 메커니즘은, 상기 컴퓨터가 타블릿 위치에서 랩탑 위치로 이동되었을 때, 상기 폴로워 부재가 상기 몸체 하우징의 상기 전단으로부터 상기 후단으로 상기 내부 트랙을 따라 움직이도록 구성되고, 상기 폴로워 부재는 상기 몸체 하우징의 상기 전단 및 상기 후단에 있을 때보다 상기 입력 디바이스에 인접할 때 상기 상부에 더 가까움 -

   을 포함하는 타블릿 개인용 컴퓨터.
2. 제1항에 있어서, 상기 입력 디바이스는 키보드인, 타블릿 개인용 컴퓨터.
3. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 하우징은 그립부(gripping feature)를 포함하는, 타블릿 개인용 컴퓨터.
4. 제1항에 있어서, 디바이스 배향을 구속하는 상기 내부 트랙 상의 잠금 메커니즘을 더 포함하는, 타블릿 개인용 컴퓨터.
5. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 하우징을 제1 위치 내에 해제가능하게 고정시키기 위한 래치(latch)를 더 포함하는, 타블릿 개인용 컴퓨터.
6. 제5항에 있어서, 상기 디스플레이 하우징은, 상기 래치가 해제되면 자동으로 제2위치로 이동하는, 타블릿 개인용 컴퓨터.
7. 제1항에 있어서, 상기 힌지 메커니즘의 제1 단(first end)은 상기 디스플레이 하우징의 뒷면(rear face)에 회전가능하게 부착된, 타블릿 개인용 컴퓨터.
8. 제7항에 있어서, 상기 제1 단과 반대쪽인 상기 힌지 메커니즘의 제2 단은 상기 몸체 하우징의 상단면에 회전가능하게 부착된, 타블릿 개인용 컴퓨터.
9. 제7항에 있어서, 상기 힌지 메커니즘의 일부는 상기 몸체 하우징의 상단면의 컷아웃에 놓여지는, 타블릿 개인용 컴퓨터.
10. 제1항에 있어서, 상기 힌지 메커니즘은 복수의 리지드 부재(rigid members)를 포함하며, 상기 리지드 부재 각각은 상기 디스플레이 하우징을 상기 몸체 하우징에 연결시키는, 타블릿 개인용 컴퓨터.
11. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 하우징은 스크린을 더 포함하는, 타블릿 개인용 컴퓨터.
12. 제11항에 있어서, 상기 스크린은 접촉 감지형 스크린을 더 포함하는, 타블릿 개인용 컴퓨터.
13. 상단(upper end) 및 하단(lower end)을 갖는 스크린을 포함하는 디스플레이를 포함하고 폴로워 부재를 갖는 제1 하우징 구성요소;

    전단, 후단, 상부, 하부, 사용자 입력 영역, 및 내부 트랙을 포함하는 제2 하우징 구성요소 - 상기 폴로워 부재가 상기 내부 트랙을 따라 움직이고, 상기 내부 트랙은 상기 전단으로부터 상기 후단으로 움직이며, 상기 내부 트랙은 상기 전단 및 상기 후단에서보다 상기 사용자 입력 영역에 인접한 부분에서 상기 상부에 더 가깝도록 구성됨 - ;

    대향하는 양 단부에 회전 힌지를 갖는 제3 하우징 구성요소 - 상기 회전 힌지 중 하나는 상기 디스플레이의 반대쪽 면 상의 상기 상단과 상기 하단 사이에서 상기 제1 하우징 구성요소에 부착됨 - ; 및

    상기 제1 하우징 구성요소가 x-z 평면에서 상기 제2 하우징 구성요소에 대하여 병진(translation) 및 회전하는 것만을 허용하도록, 상기 제1 하우징 구성요소, 상기 제2 하우징 구성요소, 및 상기 제3 하우징 구성요소를 이동가능하게 링크하는 커플링 시스템(coupling system)

    을 포함하는 커플링 시스템.
14. 제13항에 있어서, 상기 디스플레이는 접촉 감지형 스크린이고, 상기 사용자 입력 영역은 키보드를 포함하는, 커플링 시스템.
15. 제14항에 있어서, 상기 제3 하우징 구성요소는 전자 회로를 포함하는, 커플링 시스템.
16. 제13항에 있어서, 입력 디바이스는 좌단부(left edge) 및 우단부(right edge)를 갖고, 상기 트랙은 상기 제2 하우징 구성요소의 상기 전단과 상기 후단 사이의 상기 좌단부 및 상기 우단부에 대해 안쪽에서(medial) 움직이는, 커플링 시스템.
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