铰链装置及用于铰链装置的布线元件

摘要

铰链装置及用于铰链装置的布线元件，其中一种铰链装置，包括一个第一铰链部件，以可旋转的方式连接到第一电子装置，一个第二铰链部件，它有一个第二铰链轴，以一种倾斜的方式在预定的角度连接到第一铰链部件的第一铰链轴，一个布线元件，用于通过以缠绕第一和第二铰链轴的外圆周表面的方式顺序经过第一和第二铰链轴来连接第一和第二电子装置。相应地，铰链装置可以连接多个电子装置以使这些电子装置在多个旋转方向上是可以相互旋转的，而不需要执行在每个铰链轴上成形通孔，并且将布线元件插入这些通孔的复杂制造过程。

说明书

技术领域

本发明涉及一种铰链装置。尤其是，本发明涉及到一种用于沿多个旋转方向连接多个电子装置以使这些电子装置可以彼此相对旋转的铰链装置，以及适用于铰链装置的布线元件。

背景技术

通常，一种单独准备的小尺寸的电子装置，例如显示单元，是以可旋转的方式连接到可以由用户携带和使用的便携式电子装置，例如摄影装置，便携式电话，个人数字助理(PDA)，笔记本式计算机，便携式音频/视频放映装置，以及其他设备。显示单元包括一个显示面板，例如用于视频播放的液晶显示器(LCD)，并且显示单元以一种旋转的方式在至少一个方向上通过使用一种铰链装置连接到便携式装置的主体。可旋转的连接使便携式电子装置以各种不同的姿态定位时用户能够观看显示在显示面板上的图像。

图1是既可用于便携式摄像机又可用于数字照相机的复合摄影装置100的示范性的例子，显示单元120以可旋转的方式安装于其中，作为上述便携式电子装置的一个例子。

参照图1，摄影装置100包括一个便携式装置主体110和一个显示单元120，显示单元120通过铰链装置130以一种旋转的方式连接到便携式装置主体110的一侧。便携式装置主体110包括一个光学单元113，用于拍摄物体，以及一个操作按钮115。显示单元120包括一个显示操作部件122(参照图3)以及一个外壳125，用于围绕显示操作部件122的轮廓。显示操作部件122有一个显示面板123，用于显示图像，以及一个操作板126(参照图3)。

图2是用于将显示单元120连接到便携式装置主体110以使显示单元120能够以X，Y轴为旋转中心旋转的一种传统的铰链装置的示范性的例子。

参照图2，传统的铰链装置130包括一个第一铰链部件131，第一铰链部件131以可旋转的方式连接到便携式装置主体110的一侧(参照图1)；一个第二铰链部件135，第二铰链部件135固定到显示单元120的一侧(参照图1)并以可旋转的方式连接到第一铰链部件131。除此之外，一个连接器141单独提供给布线元件140的一端以与显示单元120的显示操作部件122连接。

第一铰链部件131以可旋转的方式将显示单元120连接到便携式装置主体110以使它们能够在第一和第二旋转方向(a，b)上旋转，第一和第二旋转方向以X轴为旋转中心打开和关闭。X轴沿着第一铰链轴132的主坐标轴延伸。第二铰链部件135以可旋转的方式将显示单元120连接到便携式装置主体110以使它们能够在第三和第四旋转方向(c，d)上旋转，第三和第四旋转方向以Y轴为旋转中心。Y轴沿着第二铰链轴136的主坐标轴延伸。显示单元120可以沿打开方向(a)从关闭位置旋转到一个预定的角度，在关闭位置处显示单元120容纳在一个接收部分117里。通常，铰链轴132，136的布置可以使X轴和Y轴彼此大体垂直。

具有上述构造的传统的铰链装置130使显示单元120相对于便携式装置主体110在多个方向上都是可以旋转的。因此，即使在使用以各种不同姿态定位的摄影装置100时，用户也可以方便地观看显示在显示面板123上的图像。通过将线形的布线元件140插入到第一和第二铰链轴132，136的通孔132a，136a中，传统的铰链装置130也能防止布线元件140暴露到摄影装置100的外面去。因此，摄影装置100的外观变得整齐和干净并且也防止了在布线元件140暴露到外面时可能发生的布线元件140的损坏。

然而，在这样的传统铰链装置130中，存在这样的不方便，也即通孔132a，136a应该分别成形在第一和第二铰链轴132，136上，以将显示单元120连接到便携式装置主体110上以使相互间的信号传递成为可能。而且，线形的布线元件140应该插入到通孔132a，136a中。

然而，随着通过布线元件140而进行的显示单元120与便携式装置主体110之间交换的信息量的增加，便携式装置100需要有一个足够厚的布线元件140以及一个大的连接器141。因此，便携式装置100的制造过程变得很麻烦，并且，相应地，很难提供一个紧凑的便携式电子装置。而且，显示单元120的旋转范围被设置得越大，线形的布线元件140被损坏的可能性就越大。因此，扩展显示单元120的旋转范围是不容易的。

发明内容

在解决上述问题的努力中，本发明的一个方面是提供一种用于将第一和第二电子装置电力连接到一起的布线元件，其中第一和第二电子装置分别包括一个便携式装置主体和一个显示单元，并且第一和第二电子装置是通过一种铰链装置连接的。铰链装置包括一个第一铰链部件，以可旋转的方式连接到第一电子装置，以及一个第二铰链部件，它有一个第二铰链轴，在预定的角度连接到第一铰链部件的第一铰链轴。布线元件包括一个第一缠绕部分，用于绕着第一铰链轴的外圆周表面缠绕，一个第二缠绕部分，用于绕着第二铰链轴的外圆周表面缠绕，以及一个连接部件，用于将第一和第二缠绕部分彼此连接。

本发明的另一目的是提供一种铰链装置，包括一个第一铰链部件，以可旋转的方式连接到第一电子装置，以及一个第二铰链部件，它有一个第二铰链轴，在预定的角度连接到第一铰链部件的第一铰链轴。本发明还有一个目的是提供一种布线元件用于通过以缠绕第一和第二铰链轴的外圆周表面的方式顺序经过第一和第二铰链轴来连接第一和第二电子装置。

附图说明

本发明的上述目的和其他优点通过下面结合附图的详细描述变得很明显，其中：

图1是便携式摄影装置的透视图，这是一个通常的便携式电子装置的例子；

图2是示出用于图1所示的便携式电子装置的显示单元的铰链装置的内部结构的透视图；

图3是示出根据本发明的一个实施例的便携式电子装置的显示单元以及用于显示单元的铰链装置的内部结构的透视图；

图4是图3所示的铰链装置的放大的透视图；

图5是示出根据本发明的第一实施例的布线元件预制状态的平面图；

图6是示出图5中的布线元件在安装到铰链装置时的部分制作状态的透视图；

图7是示出根据本发明的第二实施例的布线元件预制状态的平面图；

图8是示出图6中的布线元件在安装到铰链装置时的部分制作状态的透视图；

具体实施方式

现在参照附图描述本发明的实施例。

在描述本发明的实施例中，用与图1和图2中示出和描述的传统的便携式电子装置的元件相同的图形标号来表示具有相同构造和功能的元件，并且其描述被省略。描述中所说明的问题，例如详细构造及元件，仅仅是用于帮助对本发明的全面理解。因而，本发明可以在没有这些所说明的问题的情况下被执行，这是很明显的。

在本发明的一个实施例中，铰链装置连接不同的第一和第二电子装置以使这些电子装置可以在彼此相互倾斜的第一和第二旋转方向上旋转。通过使用铰链装置，第一和第二电子装置能够在它们之间传递电信号。

图3和图4示出了根据本发明一个实施例的用于连接显示单元120和便携式装置主体110(图1所示)以使它们可相互旋转的铰链装置200。如下所述，便携式装置主体110会被当做第一个电子装置的例子，并且显示单元120会被当做第二个电子装置的例子，以更好地理解本发明的实施例。

参照图3和图4，根据本发明优选实施例的铰链装置200包括一个第一铰链部件210，一个第二铰链部件230，一个布线元件或接线元件250以及一个外壳240。标号241，242，243，224分别代表第一凸起，第一检测传感器，第二凸起，以及第二检测传感器。当通过使显示单元120相对于便携式装置主体110旋转以使显示单元120以预定的姿态定位时，这些元件用于输出一个检测信号以指明显示单元120的姿态。如果必要的话，响应显示单元120的姿态，显示单元120可以旋转以使通过显示面板123显示的图像可以上下翻转。由于使用所述元件进行图像的翻转对于本领域的普通技术人员来说是众所周知的，它的构造和功能的详细描述就省略了。

第一铰链部件210在第一和第二方向(a，b)上以可旋转的方式支撑显示单元120，显示单元120沿第一和第二旋转方向(a，b)打开和关闭。第一铰链部件210包括一个第一固定元件211，固定在便携式装置主体110的内侧；一个第一铰链轴213，相对于第一和第二方向(a，b)以可旋转的方式安装在第一固定元件211；以及一个第一旋转元件215，从第一铰链轴213延伸。作为参照，本发明的一个实施例中的第一和第二方向(a，b)以一个沿着第一铰链轴213的主坐标轴延伸的虚拟X轴作为旋转中心。

第二铰链部件230用于使显示单元120在第三和第四方向(c，d)上旋转，在显示单元120从接收部分117(参照图1)中脱离之后，所述第三和第四方向(c，d)根据某个已知角度相对于第一铰链轴213的旋转方向倾斜。为了使显示单元120以这种方式旋转，第二铰链部件230包括安装在第一旋转元件215上的一个第二铰链轴231以使第二铰链轴231能够在第三和第四方向(c，d)上旋转，以及第二铰链部件230包括一个第二固定元件235，用于连接显示单元120和第二铰链轴231。作为参照，本发明的一个实施例中的第三和第四方向(c，d)以一个沿着第二铰链轴231的主坐标轴延伸的虚拟Y轴作为旋转中心。X轴和Y轴最好是彼此垂直或大体垂直的。

布线元件250连接显示单元120和便携式装置主体110以使电信号可以在它们之间传递。通过首先经过第二铰链轴231然后经过第一铰链轴213，布线元件250从显示单元120延伸到便携式装置主体110。

外壳240围绕第一和第二铰链部件210，230，以及布线元件250暴露于显示单元120和便携式装置主体110之间的那部分，其中显示单元120连接到便携式装置主体110。

具有上述构造的根据本发明的一个实施例的铰链装置200的特征在于通过围绕第一和第二铰链轴213，231的外圆周表面或外周表面缠绕预定的次数，而没有穿过第一和第二铰链轴213，231，布线元件250连接显示单元120和便携式装置主体110。

铰链装置200最好在其内部设有印制的金属图案或金属导线图案或金属图案件(printed metal pattern)，以使上面提到的电信号的传递能够发生。铰链装置200在其两端还有整体成形的连接器251，连接器251连接到便携式装置主体110和显示操作部件122的第一和第二连接器110b，124(如图5所示)。铰链装置200使用软性印制电路(FPC)，软性印制电路能够为布线元件250自由地弯曲。布线元件250的两端从外壳240的内部分别伸向显示单元120和便携式装置主体110的内部。布线元件250穿过一个成形于显示单元120的外壳125上的连接孔125a，以及一个布置在便携式装置主体110的连接部件119(参照图1)上的连接孔(未示出)。由于外壳240围住了暴露于显示单元120和便携式装置主体110之间的铰链装置200的外形，如上所述，布线元件250没有暴露在摄影装置110(参照图1)的外面。

图5和6示出了根据本发明的第一实施例的布线元件250。参照图5和6，根据本发明的第一实施例的布线元件250包括一个第一缠绕部分253，用于绕着第一铰链轴213的外圆周表面或外周表面缠绕；一个第二缠绕部分255，用于绕着第二铰链轴231的外圆周表面或外周表面缠绕；以及连接部件256，用于以倾斜的方式连接第一和第二缠绕部分253，255。布线元件250还包括连接器251，用于连接到分别安装在便携式装置主体110和显示单元120内部的第一和第二板110a，126的第一和第二连接器110b，124。连接部件256在它的一端有一个第一角部分256a，角部分256a用于连接到第一缠绕部分253；并且连接部件256在它的另一端有一个第二角部分256b，第二角部分256b用于连接到第二缠绕部分255。连接部件256包括一个第五角部分256c，用于以倾斜的方式连接第一和第二角部分256a，256b。第五角部分256c可以被省略，这取决于布线元件250的形状。第三连接器256d位于连接部件256的一侧，在第一和第二角部分256a，256b之间以使第三连接器256d可以连接到第一检测传感器244(图3所示)。第一检测传感器244是翻转单元的一部分，所述翻转单元用于根据显示单元120的姿态上下翻转显示在显示单元120上的图像。

图6是示出图5中的布线元件250在安装到铰链装置200时的部分制作状态的透视图。布线元件250的一部分由一种已知的覆盖材料所覆盖。这层覆盖材料防止布线元件250在显示单元120从第一到第四旋转方向(a～d)相对于便携式装置主体110旋转时由于与便携式装置主体110，外壳240，以及显示单元120的接触而损坏或磨蚀。布线元件250位于便携式装置主体110，外壳240，以及显示单元120之间间距(I-I，II-II)里的那部分很难从便携式装置100的外面观察到。最好是由树脂制成的黑色薄膜用作覆盖材料。

铰链装置200的构造最好能使显示单元120可以相对于便携式装置主体110在第一到第四旋转方向上(a～d)在预定的角度内旋转。将旋转限制在特定的预定角度内能防止布线元件250由于显示单元120在一个方向的过度旋转或无限制的旋转而扭曲或损坏。因此，由铰链装置200限定的显示单元120相对于便携式装置主体110的旋转范围是由一种限制装置所确定的。

再参照图4，根据本发明一个实施例的显示单元120的旋转范围是由铰链装置200限制的以使显示单元120可以在图1所示的第一旋转方向(a)上旋转达到或达到大约180°。第一旋转方向(a)使显示单元120从它的位于接收部分117里的储存位置旋转到图1所示的位置(完全打开的位置)，并且再次沿着第三旋转方向(c)旋转达到或达到大约180°。第一和第二旋转方向(a，b)的旋转范围限制是由显示单元120与接收部分117以及位于接收部分117上端的便携式装置主体110的一部分的接触而确定的。第三和第四旋转方向(c，d)的旋转范围限制是由布置在第一铰链部件210上的第一凸起218(图4所示)，与布置在第二铰链轴231上的第二凸起219的接触所确定的。

显示单元120的旋转范围限制确定了用于分别缠绕第一和第二铰链轴213，231的第一和第二缠绕部分253，255的最小长度。随着显示单元120的旋转范围的增加，第一和第二缠绕部分253，255的最小长度也增加。这防止由于显示单元120的旋转所引起的第一和第二缠绕部分253，255的缠绕/松开而引起布线元件250的损坏或退化。由于显示单元120在第一到第四旋转方向(a～d)上的旋转分别被限制在不超过180°，第一和第二缠绕部分253，255由这样一个长度形成，即布线元件250可以绕第一和第二铰链轴213，231缠绕超过1.5次。因此，在显示单元120在第一到第四旋转方向(a～d)上相对于便携式装置主体110旋转时，可以防止布线元件250的扭曲以及随之而引起的损坏。

如果缠绕部分253，255由这样的长度形成，即使它们能够绕每个铰链轴213，231缠绕几次，那么显示单元120的旋转就很容易被执行并且缠绕/松开的空间达到最小。然而每个缠绕部分253，255的长度不能被做得无限长，因为铰链装置200的体积会由于围绕铰链轴213，231的缠绕部分253，255的厚度而变大。这样，如果缠绕部分253，255的长度不必要的长，就很难提供紧凑的电子装置(例如，摄影装置100)。因此，第一和第二缠绕部分253，255的长度应该在这样的一个范围内适当调整，也即铰链装置200的体积可以在符合预定旋转范围的情况下达到最小，并且缠绕部分253，255不会由于显示单元120的旋转而损坏或降级。在第二缠绕部分255绕第二铰链轴231(其布置间距比第一铰链轴213要窄)缠绕时尤其如此。考虑到这些，第二缠绕部分255的长度可以绕第二铰链轴231缠绕3.5次。在以这种方式构造时，由于显示单元120的旋转而防止了布线元件250的损坏，而且用于绕第二铰链轴231的外圆周表面缠绕或松开的第二缠绕部分255所占据的体积也达到最小。

再参照图5和图6，将布线元件250连接到第一和第二板110a，126的第一和第二连接器110b，124的连接器251分别位于便携式装置主体110的一侧，在第一缠绕部分253里，以及显示单元120的一侧的末端，在第二缠绕部分255里。第一和第二连接器110b，124的位置改变了布线元件250的整个形状。如图5和6所示，在第一连接器110b布置在与第一铰链轴213的主坐标轴(X轴)垂直的虚拟第一轴(X1轴)上的情况下，连接器251直接布置在第一缠绕部分253的末端。在第二连接器124布置在第二铰链轴255的Y轴上的情况下，连接器251以一种倾斜的方式通过第四角部分257b连接到第二缠绕部分255。

具有如此构造的布线元件250最好还包括一个预定的增强元件270。增强元件270防止在第二缠绕部分255绕第二铰链轴231缠绕时由于施加在第四角部分257b上的剪应力而使第四角部分257b被撕下。在上述的本发明的实施例中，增强元件270安装在第四角部分257b的内部，并且是以安装的一块金属图案的形式提供的，而不论在第一和第二板110a，126之间是否信号交换。由于任何一个本领域的普通技术人员都能够理解，无论任何形式的增强元件都可用于防止剪应力撕下第四角部分257b。

图7和8示出了根据本发明的第二实施例的布线元件250’。参照图7和8，第二实施例的布线元件250’与第一实施例的相似之处在于布线元件250’有第一和第二缠绕部分253’，255’以及连接部件256’。然而，第一和第二缠绕部分253’，255’的每一部分的形状和位置的不同之处在于它们的长度与本发明的第一实施例中所描述的它们的各自的部件不同。第一和第二缠绕部分253’，255’的长度可以使它们绕第一和第二铰链轴213，231缠绕超过1.5次。

根据本发明的第二实施例，第一连接器110b布置在第一铰链轴213的主坐标轴方向上。因此，根据本发明第二实施例的布线元件250’还包括第三角部分257a’。金属图案或布线图案(matal pattern)270作为增强元件安装在第三角部分257a’上以防止与在如上所述的本发明的第一实施例中的第四角部分257b的情况一样的第三角部分257a’由于剪应力而损坏和降级。第三和第四角部分257b’的形状可以各种方法来改变，这取决于第一和第二连接器100b，124的位置。

在上述描述中，铰链装置被描述为仅用于既是便携式摄像机又是数字照相机的复合的摄影装置100中。铰链装置可以用于便携式装置的显示单元中。然而，本发明的描述不必要限制在那种特定的情况。例如，本发明也可以容易地应用到包括能够在多个方向上旋转的显示单元的其它各种便携式电子装置中，例如便携式电话，PDA，笔记本式计算机，以及其它便携式电子装置。

根据如上所述的本发明的实施例构造的一种铰链装置和布线元件能够连接显示单元120和便携式装置主体110以使布线元件250，250’不暴露在外面。这甚至不需要在每个铰链轴的中心部分成形通孔，并且将布线元件250，250’插入这些通孔这样的复杂过程就可以实现。

当FPC用于布线元件250，250’时，先前技术中的特殊问题，也即连接器应该单独安装在布线元件的末端，被解决了，并且显示单元的旋转范围可以被扩展而不损坏布线元件。

尽管参照优选实施例示出和描述了本发明，但本发明并不限于这些构造和操作，这是很明显的，并且在不偏离权利要求所限定的精神和发明范围的情况下，可以对它在形式和细节上做各种改变，这对本领域的普通技术人员来说都是可以理解的。因此，对本发明的实施例的所有合适的修改，变化以及等同物都是在本发明的范围内的。