增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的製作方法

2023-05-22 03:23:46

專利名稱：：增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種翻蓋結構可攜式電子設備，特別是涉及具有雙穩態顯示屏的雙屏幕翻蓋結構可攜式電子設備。
背景技術：
：近年興起的雙穩態顯示(BistableDisplay)技術，顧名思義，是當驅動信號撤消後可保留信號撤銷前的圖像的顯示技術，基於這種技術的顯示器具有類似於傳統紙張的顯示效果、超薄、超低功耗等特性，因而被通俗地稱做電子紙。雙穩態顯示技術的出現，為電子閱讀提供了廣泛的想像空間。市場上不斷推出基於雙穩態顯示技術的電子閱讀設備，例如基於雙穩態顯示技術中的電泳顯示(ElectrophoreticDisplay)屏已被多家消費性電子公司的電子閱讀器終端所應用，具有代表性的包括飛利浦公司旗下iRex推出的iLiad閱讀器，亞馬遜公司推出的kindle閱讀器，以及國內南開津科公司推出的翰林V3等。這些閱讀器的顯示屏幕均採用了來自美國EInk公司的如國際申請專利「W099/53373」中所述之電泳顯示技術。除此之外，雙穩態顯示技術還包括了雙穩態液晶顯示技術、膽固醇液晶顯示技術等。但現今的雙穩態顯示屏具有一些缺點，特別是其刷新速度較低，因而不適合展示動態文本；而且由於雙穩態顯示屏的固有物理屬性，使得其在可以預見的未來都將難以應用於需要快速變化的動態畫面顯示，尤其是視頻和遊戲畫面的顯示。這個缺點導致目前應用雙穩態顯示屏的電子設備只能作為單純的閱讀器存在，從而功能很單一。另一方面，目前市場上廣泛流行的可攜式電子設備，如MP4，手機，掌上遊戲機等，普遍採用為非雙穩態技術的液晶顯示屏(IXD)或有機發光顯示屏(OLED)(為簡便起見，以下僅以液晶顯示屏來闡述)作為顯示界面。液晶顯示屏具有快的刷新速度，使得其可以很好的應付視頻和遊戲需要。但是液晶顯示屏用來閱讀電子文檔則有其缺點首先，液晶屏的功耗較大，長時間閱讀會消耗較多的電力，從而影響可攜式電子設備的續航能力；其次，液晶屏有閃爍，長時間閱讀會造成眼睛疲勞。以上缺點決定了液晶屏並不適合作為閱讀電子文檔的媒介。隨著人們口袋中可攜式電子設備的增多，人們期望能夠有一款設備能夠有效綜合各種功能，因而目前的手機都朝著功能多樣化的智慧型手機發展。按照這個趨勢，如可攜式電子設備能將多媒體娛樂和良好的閱讀功能結合，將符合市場的需求。在現有的技術中，不乏將雙穩態顯示屏和液晶顯示屏兩種技術結合起來的例子。例如如專利號為「02250388.9」的中國專利中公布了一種包含雙穩態液晶顯示屏和普通液晶顯示屏的電子閱讀設備，但上述專利技術的兩個顯示屏為實現同一畫面而設定的，因而不能充分挖掘雙穩態顯示技術和非雙穩態顯示技術搭配的優點；而且上述專利中的雙穩態顯示屏幕限定為雙穩態液晶顯示屏，已不能最好地適應顯示技術的發展。在如專利號為「200720054703.8」的中國專利中公布了一種具有電子紙和液晶屏的手持式電子設備，但其中所述之電子紙被「粘貼」於該專利中所述之主體一側面上，因而根據現有技術，該設備的可靠性令人擔憂；此外上述專利中的電子紙和液晶屏不能同時為使用者所觀看，因而亦沒能充分挖掘雙穩態顯示技術和非雙穩態顯示技術搭配的優點。
發明內容本實用新型的目的在於克服上述當前技術中存在的不足，首先提供一種增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備，其結合雙穩態顯示屏和非雙穩態顯示屏的優點，既能為使用者提供多媒體和娛樂功能，又能為使用者提供改善的電子閱讀體驗；優化地，利用雙穩態顯示屏和非雙穩態顯示屏配合，結合觸控技術，使上述翻蓋結構可攜式電子設備能提供一種靈活且低功耗的虛擬鍵盤輸入途徑。為實現上述技術目的，本實用新型所述之增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備包含一第一機體和一第二機體；第一機體和第二機體通過翻蓋鉸鏈連接成翻蓋結構(或稱摺疊結構)；其中第一機體和/或第二機體包含主電路、若干按鍵，所述主電路包含至少一個中央處理器或處理器核心、至少一種存儲器、若干輸入輸出外設；一非雙穩態顯示屏，以及主電路中相應的非雙穩態顯示控制器；一個雙穩態顯示屏以及主電路中相應的雙穩態顯示控制器；其中非雙穩態顯示屏安裝於第一機體的內表面，雙穩態顯示屏安裝於第二機體的內表面。上述內、外表面是這樣區別的當第一機體和第二機體相互閉合處於閉合狀態使用者所能見到的整個可攜式電子設備的上下兩個表面為外表面，而相應地，只有當第一機體和第二機體打開時的處於開啟狀態才能見到的兩表面為內表面。上述這種區分在當今可攜式電子設備中是顯而易見的。所述非雙穩態顯示屏，包括液晶顯示屏(LCD)或有機發光顯示屏(OLED)；所述雙穩態顯示屏，如有源矩陣電泳顯示屏(AMEPD)、雙穩態液晶顯示屏(BistableIXD)膽固醇液晶顯示屏(CholestericIXD)；上述第一機體和/或第二機體還包含有若干按鍵，例如開關機鍵、控制按鍵等；在當今的翻蓋結構可攜式電子設備中，其通過翻蓋鉸鏈相接的兩個部件亦可被分別稱之為翻蓋和基體。通常，鉸鏈的轉軸固定於基體上，而翻蓋繞基體旋轉；但旋轉是相對的，因而上述翻蓋和基體的區分並不構成本質的不同，但這種區分卻為人們提供了直觀的意義。上述的第一機體可為翻蓋，相應地，第二機體則為基體；或第二機體可為翻蓋，相應第一機體為基體。優化地，所述翻蓋鉸鏈使得第一機體和第二機體之間除了可以具有開閉自由度之夕卜，還具有一個和開閉自由度正交的旋轉自由度，從而使得第一機體或第二機體具有旋轉功能。具體地，以第一機體為例，當第一機體具有旋轉自由度旋轉180度時，原本處於內表面的顯示屏被置於整個電子設備的外側，成為外表面上的顯示屏，從而可以在設備處於閉合狀態下被使用者所觀看。優化地，本實用新型所述之增設有雙穩態顯示屏的翻蓋可攜式電子設備還具有一第三顯示屏，設置於第一機體或第二機體的外表面上，第三顯示屏可為雙穩態顯示屏或為非雙穩態顯示屏。優化地，上述設有第三顯示屏的電子設備的第一機體或第二機體具有旋轉自由度。優化地，上述非雙穩態顯示屏和/或雙穩態顯示屏上還安裝有透明觸控面板及相應透明觸控面板控制器，從而上述兩個顯示屏成為觸控螢幕；特別是，在至少雙穩態顯示屏上安裝有透明觸控面板，則組成雙穩態顯示觸控螢幕，從而為整個可攜式電子設備增加了一條靈活且低功耗的輸入途徑。[0013]優化地，在第一機體或第二機體的內表面上還設有感光孔。在上述的本實用新型的翻蓋結構可攜式電子設備的構成中，翻蓋結構常見於翻蓋手機，因而其為一公知技術。本實用新型所述之翻蓋結構，一般包括了側翻蓋結構和豎翻蓋結構。上述兩種翻蓋結構均見於市場應用，其本質相同，區分的標準在於翻蓋轉軸設置於可攜式電子設備的長邊方向還是短邊方向若翻蓋轉軸設置於短邊方向，則可將之稱為豎翻蓋結構，若翻蓋轉軸設置於長邊方向，則可將之稱為側翻蓋結構。由於豎翻蓋結構早於側翻蓋結構被消費者認識，因而人們將豎翻蓋結構簡稱為翻蓋結構。本實用新型所述之翻蓋結構則包含了豎翻蓋和側翻蓋兩種結構。上述的非雙穩態顯示屏，例如非雙穩態的液晶顯示屏或有機發光顯示屏，其已被廣泛地應用於各種電子設備中。上述的雙穩態顯示屏，例如有源矩陣電泳顯示屏、雙穩態液晶顯示屏或膽固醇液晶顯示屏，亦被成功商業化，大量應用於專門的電子閱讀器中。上述的透明觸控面板及其控制器結合顯示屏可為使用者提供直觀易操作的屏幕觸控功能，該技術亦被實用多年。本實用新型相對於現有技術，其主要優點在於，一方面本實用新型利用當今最前沿的雙穩態顯示技術，增強了可攜式電子設備的閱讀功能，降低電子閱讀所需功耗，並同時保留了傳統的多媒體和娛樂功能；第二方面，通過採用翻蓋結構，使得本實用新型能夠讓使用者同時觀看上述兩塊屏幕，因而增加了便利性和功能性；第三方面，本實用新型通過增設透明觸控面板形成虛擬鍵盤，特別是，將虛擬鍵盤設於在雙穩態顯示屏上，則可以獲得相比傳統方式更大的虛擬鍵盤操作區域，方便用戶輸入，且可獲得更佳的功耗表現，使得長時間使用虛擬鍵盤亦不會顯著增加整個電子設備的功耗。下面將結合附圖來闡述本實用新型的若干較佳實施例，以便增強對本實用新型的理解。在以下的描述中，為了使本實用新型能被徹底理解，提出了幾個具體的細節。但顯然，對於本專業技術人員，沒有這些具體的細節中的某一些或全部，也可以實施本實用新型。在某些示例中，為了避免不必要地使本實用新型的特徵技術變得模糊不清，對於眾所周知的結構沒有做詳細的描述。圖IA增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的第一較佳實施例處於開啟狀態的正視圖。圖IB增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的第一較佳實施例處於開啟狀態的側視圖。圖IC增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的第一較佳實施例的內部電路圖。圖2A增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的第一較佳實施例處於閉合狀態的主視圖。圖2B增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的第一較佳實施例處於開啟狀態的側視圖。圖3A增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的第二較佳實施例處於開啟狀態且旋轉90度的正視圖。[0024]圖3B增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的第二較佳實施例處於開啟狀態且旋轉90度的左側視圖。圖3C增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的第二較佳實施例處於開啟狀態且旋轉90度的右側視圖。圖3D增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的第二較佳實施例處於閉合狀態且旋轉180度的主視圖。圖4A增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的第三較佳實施例處於開啟狀態且旋轉90度的正視圖。圖4B增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的第三較佳實施例處於開啟狀態且旋轉90度的左側視圖。圖4C增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備的第三較佳實施例處於開啟狀態且旋轉90度的右側視圖。圖中組件符號說明增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備100，200，300第一機體110，210，310第二機體120，220，320非雙穩態顯示屏111，211，311雙穩態顯示屏121，221，321，315翻蓋鉸鏈123，223，323按鍵124，224，324透明觸控面板:122，222，212，322，312，316感光孔125，225，325主電路140處理器130輸入輸出外設I32存儲器131非雙穩態顯示控制器133雙穩態顯示控制器134透明觸控面板控制器135感光元件及控制裝置137電源13具體實施方式圖1、圖2所示的本實用新型的第一較佳實施例中，100表示增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備(以下以設備100代稱)，具體地，該設備100採用了豎翻蓋結構設計。圖1A、圖IB分別為第一較佳實施例處於翻蓋打開的第二使用狀態的主視圖和側視圖。該設備100具體可為一手機，其中第一機體110為翻蓋，第二機體120為基體，第二機體120內表面裝設有雙穩態顯示屏121以及透明觸控面板122，第一機體110上表面裝設有傳統的非雙穩態顯示屏111。其中雙穩態顯示屏121可為雙穩態的有源矩陣電泳顯示屏、雙穩態液晶顯示屏、膽固醇液晶顯示屏；非雙穩態顯示屏112可為非雙穩態的液晶顯示屏，有機發光顯示屏，以液晶顯示屏為例。透明觸控面板121貼設在雙穩態顯示屏122上可組成雙穩態顯示觸控螢幕，例如在索尼公司的SonyReaderPRS-700中使用了電泳顯示觸控螢幕。透明觸控面板122常見有電阻式觸控面板，電容式觸控面板。在具體的產品中，可以根據整個電子設備定位和成本預算來決定採用上述任一觸控面板，而這種選擇並不構成對本實用新型本質的改變。上述的雙穩態顯示屏122，由於其通過反射外界光線來進行顯示，因而在結構上可以免去如液晶顯示器所需的背光模塊，在理論上可獲得比液晶顯示屏更薄的厚度。因此，通過利用雙穩態顯示屏122來取代傳統翻蓋電子設備上的鍵盤，不會顯著增加整個電子設備的厚度。如前所述，由於雙穩態顯示屏122需要通過反射外界光線來進行顯示，因而當外界光線不佳或者黑暗環境下，使用者將無法讀取雙穩態顯示屏122上之信息，為了適應在此種環境下讀取信息之需要，在環境光較暗淡時，需要對雙穩態顯示屏進行照明，例如在SonyReaderPRS-700即使用了LED側燈的照明方法。在本實施例中通過設置感光孔125和相應感光元件及控制裝置137，可以感知環境光線強度，進而通過電子設備的邏輯電路或軟體來決定開關LED燈以及其他照明操作。自動感光技術已被應用於手機中，例如諾基亞E61等。在本實施例中，感光孔125優化地設置於基體120的內表面，可獲得除控制LED燈之外更多的功能。例如，當翻蓋打開時，透過感光孔，通過感光元件及控制裝置137可以感知環境光線，將相關信息送給設備100內部電路處理；當翻蓋閉合時(見圖2)，感光孔被遮蔽，此時只有少量光線進入感光孔125中。因而，通過感知翻蓋閉合和翻蓋打開狀態下進入感光孔光線的多少，可以判斷設備100之翻蓋是處於開啟或者閉合狀態。在設備100上還設有若干按鍵，如按鍵124。圖IC示意了設備100的內部電路連接框圖。圖IC中，主電路140，其中存儲器131和輸入輸出外設132通過總線連接於處理器130；通常，處理器130集成了非雙穩態顯示控制器133，例如液晶顯示控制器，非雙穩態顯示控制器133電連接於非雙穩態顯示屏以控制其顯示。在本第一較佳實施例中，雙穩態顯示控制器134獨立於處理器130之外，雙穩態顯示控制器134電連接於處理器130和存儲器131，以便從處理器130中獲得顯示控制信號，並從處理器130或存儲器131中獲取顯示數據，最終雙穩態顯示控制器134電連接於雙穩態顯示屏，從而控制雙穩態顯示屏的顯示。透明觸控面板122通過透明觸控面板控制器135電連接於處理器的IO口，以便處理器130獲得來自透明觸控面板的信息。感光元件及控制裝置137電連接於處理器130。上述輸入輸出外設132，具體地，例如在手機設備中，可包含如射頻前端、音頻輸出和放大、麥克風輸入控制器，攝像頭控制器等。上述電路連接框圖各部件均為公知的部件，例如雙穩態顯示控制器可選用EInk公司Metronome8T125100A,EPS0ND13521B等電泳顯示控制器，其適用於控制有源矩陣電泳顯示屏。上述其他各部件的選型不再一一詳述。電泳顯示控制器亦可被集成於中央處理器或者電泳顯示驅動器中，一如當前液晶顯示控制器的做法，由於其對於本實用新型而言僅作為一種等效替換的作用，故而在本實用新型中不再一一詳述。圖2A、圖2B分別示意了本實用新型第一較佳實施例處於翻蓋閉合狀態的正視圖和左側視圖。圖2A表明，當翻蓋處於閉合狀態時，所述設備100的使用和普通可攜式電子設備使用無異。圖3為本實用新型第二較佳實施例，200表示增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備(以下以設備200代稱)，圖3A為處於翻蓋開啟且翻蓋旋轉90度的主視圖，圖3B為左側視圖，圖3C為右側視圖，圖3D為旋轉180度且處於翻蓋閉合狀態的主視圖。本實用新型的第二較佳實施例相對於第一較佳實施例多一個旋轉自由度，若以右手螺旋方向來標定自由度，則翻蓋開啟和旋轉兩自由度正交。相比於第一較佳實施例，本實施例中，第一機體(在此具體為翻蓋)210的內表面上安裝有非雙穩態顯示屏211以及透明觸控面板，從而形成了非雙穩態的觸控螢幕。當翻蓋開啟，旋轉角度為0時，非雙穩態顯示屏211和雙穩態顯示屏221相對，使用者可同時觀看兩塊屏幕，如傳統翻蓋電子設備那樣進行使用。當翻蓋旋轉180度，將非雙穩態顯示屏置於設備200的外側，且將翻蓋閉合時，設備200可作為傳統直板電子設備使用。具有旋轉自由度的手機已見於市場，其鉸鏈223相對於第一較佳實施例的鉸鏈213有所不同，具體可參照相關手機產品，如東芝V903T，關於具有雙自由度的鉸鏈，則可以參考中國專利「200410055717.2」等文獻。本實施例的其他構成部件名稱見於前述「圖中組件符號說明」中，各部件之功能可和第一較佳實施例相對應，電路系統可完全相同或類似，故而在此不再一一贅述。圖4為本實用新型第三較佳實施例，300表示增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備(以下以設備300代稱)，圖4A為處於翻蓋開啟且翻蓋旋轉90度的主視圖，圖4B為左側視圖，圖4C為右側視圖。相比於第二較佳實施例，本實施例中，第一機體(在此具體為翻蓋)210的外表面上還安裝有雙穩態顯示屏213。當翻蓋開啟，旋轉角度為0時，非雙穩態顯示屏211和雙穩態顯示屏221相對，使用者可同時觀看兩塊屏幕，如傳統翻蓋電子設備那樣進行使用，當翻蓋閉合時，雙穩態顯示屏213處於設備300的外側，其可作為外顯示屏，顯示一些簡單信息，如顯示電話號碼或閱讀簡訊，更可作為閱讀界面，在不需要翻蓋開啟時即可使用的閱讀功能。當翻蓋旋轉180度，將非雙穩態顯示屏置於設備200的外側，且將翻蓋閉合時，設備200可作為傳統直板電子設備使用，翻蓋開啟時，兩塊雙穩態顯示屏221和213相對，因而具有類似傳統書籍的模式，相較於第二較佳實施例方便閱讀，但具有較高的成本。本實施例的其他構成部件名稱見於前述「圖中組件符號說明」中，各部件之功能可和第一較佳實施例相對應，電路系統可完全相同或類似，故而在此不再一一贅述。在本實用新型的構思下，還存在其他實施例，例如，本實用新型所述的翻蓋結構可以為側翻蓋結構，本實用新型所述之第二機體具體可為翻蓋，而相應地第一機體為基體等，這些實施例可視為上述三個較佳實施例中各種概念的等效替換或增減，因而在此不再一一贅述。闡明上述各實施例之目的在於增強公眾對於本實用新型的理解，而非對本實用新型的限定。在本實用新型的構思下，本專業技術人員可作出各種等效之改變而不超出本實用新型之範圍。權利要求一種增設有雙穩態顯示屏的翻蓋結構可攜式電子設備，包括一第一機體；一第二機體，所述第二機體和第一機體通過翻蓋鉸鏈連接成翻蓋結構；主電路，設於第一機體和/或第二機體中，用於電子設備的控制驅動和信息處理；按鍵，設於第一機體和/或第二機體上，用於用戶交互；一非雙穩態顯示屏，設於第一機體內表面；其特徵在於至少還在上述第二機體的內表面上設有一雙穩態顯示屏，主電路中相應設有雙穩態顯示控制器。2.如權利要求1所述之翻蓋結構可攜式電子設備，其特徵在於所述第一機體為翻蓋，相應第二機體為基體；或所述第二機體為翻蓋，相應地，第一機體為基體。3.如權利要求1所述之翻蓋結構可攜式電子設備，其特徵在於在所述第一機體或第二機體的外表面還設有一雙穩態顯示屏或非雙穩態顯示屏。4.如權利要求1所述之翻蓋結構可攜式電子設備，其特徵在於所述的翻蓋鉸鏈為雙自由度翻蓋鉸鏈，可使第一機體或第二機體可以具有一旋轉自由度。5.如權利要求3所述之翻蓋結構可攜式電子設備，其特徵在於所述的翻蓋鉸鏈為雙自由度翻蓋鉸鏈，可使第一機體或第二機體可以具有一旋轉自由度。6.如權利要求15任一項所述之翻蓋結構可攜式電子設備，其特徵在於所述的非雙穩態顯示屏包括基於下列不同技術類別的非雙穩態顯示屏液晶顯示屏、有機發光顯示屏。7.如權利要求15任一項所述之翻蓋結構可攜式電子設備，其特徵在於所述的雙穩態顯示屏為下列顯示屏之一有源矩陣電泳顯示屏、雙穩態液晶顯示屏、膽固醇液晶顯示屏。8.如權利要求15任一項所述之翻蓋結構可攜式電子設備，其特徵在於所述的非雙穩態顯示屏和/或雙穩態顯示屏上設有透明觸控面板，主電路中相應設有透明觸控面板控制器。9.如權利要求15所述之翻蓋結構可攜式電子設備，其中所述雙穩態顯示控制器為一獨立的雙穩態顯示控制晶片或為一集成於中央處理器中的雙穩態顯示控制器或為一集成於雙穩態顯示驅動器中的雙穩態顯示控制器。10.如權利要求15任一項所述之翻蓋結構可攜式電子設備，其中所述之第一機體或第二機體之內表面設有感光孔。專利摘要在構成翻蓋結構可攜式電子設備的第一機體或第二機體之內表面增設一塊雙穩態顯示屏，則使得可攜式電子設備可以結合非雙穩態和雙穩態顯示屏的優點，增強了可攜式電子設備的閱讀功能，優化地，結合觸控技術，使雙穩態顯示形成雙穩態顯示觸控螢幕，可為可攜式電子設備提供一條低功耗且靈活的輸入途徑。文檔編號H04M1/02GK201557159SQ20092013223公開日2010年8月18日申請日期2009年5月31日優先權日2009年5月31日發明者李曉申請人:李曉