信息处理系统双枢轴铰链信号路径的制作方法

信息处理系统双枢轴铰链信号路径


背景技术：

1.本发明总体涉及便携式信息处理系统领域，并且更具体地涉及信息处理系统双枢轴铰链信号路径。
2.随着信息的价值和用途持续增长，个人和企业寻求用于处理和存储信息的另外的方式。用户可用的一个选项是信息处理系统。信息处理系统通常处理、编译、存储和/或传达用于商业、个人或其他目的的信息或数据，从而允许用户利用这些信息的价值。由于技术和信息处理需要和需求在不同的用户或应用程序之间有所不同，因此信息处理系统也可关于以下方面有所不同：处理什么信息，如何处理信息，处理、存储或传达多少信息，以及可如何快速且高效地处理、存储或传达信息。信息处理系统的变化允许信息处理系统是通用的或针对具体用户或具体用途(诸如金融交易处理、航班预订、企业数据存储或全球通信)而配置的。另外，信息处理系统可包括多种硬件和软件部件，所述多种硬件和软件部件可被配置为处理、存储和传达信息，并且可包括一个或多个计算机系统、数据存储系统和联网系统。
3.便携式信息处理系统将处理部件、显示器和电源集成在便携式壳体中，以支持移动操作。便携式信息处理系统允许最终用户在会议之间、在旅行期间以及在家庭位置与办公室位置之间携带系统，以便最终用户可在移动时访问处理能力。平板电脑配置通常在平面壳体上暴露触摸屏显示器，所述触摸屏显示器既作为视觉图像输出信息，又作为触摸接受输入。可转换配置通常包括多个单独壳体部分，这些部分彼此耦接使得系统在闭合位置与打开位置之间转换。例如，主壳体部分集成处理部件和键盘，并且利用铰链旋转地耦接到集成显示器的盖壳体部分。在翻盖式配置中，盖壳体部分旋转大约九十度至主壳体部分上方的升高位置，使得最终用户可以在查看显示器时键入输入。在使用后，可转换信息处理系统将盖壳体部分旋转到主壳体部分之上以保护键盘和显示器，由此减少系统占用空间以改进存储和移动性。
4.近来，可转换信息处理系统已开始将触摸屏显示器集成在两个壳体部分的顶部之上，使得在壳体部分旋转180度至平面平板电脑模式时可使用更大的显示器占用空间。在翻盖式模式下，取向为底座的触摸屏显示器为最终用户呈现键盘，或者，外围键盘可搁置在底座附近或底座之上以接受键控输入。除了在平板电脑模式下提供增加的触摸屏显示器占用空间之外，双显示器配置还通过消除键盘来减小系统厚度(即，z高度)，并且减轻了系统重量。减小的系统厚度提高了系统便携性。
5.双显示器配置的一个困难在于壳体部分的较低z高度趋于减小铰链尺寸和可用于在壳体部分之间敷设通信线的空间量。例如，图形处理器通常驻留在一个壳体部分中以生成在两个壳体部分处限定视觉图像的像素值。图形电缆通常用于跨铰链将像素值传输到显示器。在一些低z高度系统中，处理部件可利用提供通信的系统链路(诸如pcie链路)跨两个壳体部分设置。为了提供稳健的通信交接，电缆敷设必须防止可由于壳体部分绕铰链旋转而引起的损坏。支持360度旋转移动的便携式信息处理系统通常具有双轴铰链，这加剧了电缆敷设难度，其中电缆敷设通过每个轴并经受绕每个轴的运动。


技术实现要素：

6.因此，需要一种提供跨便携式信息处理系统的双轴杆枢轴的信号路径的系统和方法。
7.根据本发明，提供了一种系统和方法，所述系统和方法大幅减少与用于在旋转地耦接的壳体部分之间传递信号的先前方法和系统相关联的缺点和问题。信号管道滑动到铰链的双轴杆上以与所述轴杆一起旋转，并且包括跨所述轴杆传导信号的导电表面。接触指状物从由所述双轴杆铰链旋转地耦接的相对壳体部分中的每个壳体部分伸出以接触所述导电表面，从而在所述壳体部分之间限定信号通路，所述信号通路保持所述壳体部分在旋转期间的通信。
8.更具体地，便携式信息处理系统利用设置在壳体部分中的处理部件处理信息，所述壳体部分由双轴杆铰链彼此旋转地耦接，诸如以支持360度旋转。所述处理部件通过信号通信系统跨所述双轴杆铰链通信，所述信号通信系统在所述壳体部分相对于彼此的360度旋转内保持通信。每个壳体部分将多个信号线缆与信号接触元件耦接，并且每个线缆与端接于导电尖端处的接触指状物交接。所述接触指状物插入在信号管道的支撑件之间形成的开口中，所述信号管道集成导电表面以用于传输通信信号。在一个示例性实施方案中，所述信号管道支撑件具有在预定旋转取向下形成的非导电表面，使得在所述旋转取向下发起功能，诸如将系统断电、将系统上电、呈现键盘、移除键盘、将显示器断电、在柔性显示器处形成或移除张力以及将显示器的一部分断电。
9.本发明提供了多个重要技术优势。重要技术优势的一个示例在于，通过双轴铰链提供信号路径，而无需在铰链移动期间可能受到束缚的电缆。代替穿过所述铰链的电缆，集成在多个双盘形支撑件中的每一者中的导电板与位于所述壳体部分中的每一者处的接触指状物一起传达信号。所述双盘形支撑件适形于双轴铰链的平行轴杆，以在所述壳体部分在360度相对旋转内移动时绕所述轴杆容易地旋转。在一些情况下，在所述导电板中形成的开口部分基于所述壳体部分的旋转取向来控制信号通道，诸如以将系统上电或断电，或者在实现翻盖式配置时在壳体部分的显示器处命令键盘。利用廉价且容易制造的结构，实现跨旋转地耦接的壳体部分的可靠且稳健的信号传递。
附图说明
10.通过参考附图，本领域那些技术人员可更好地理解本发明，并且本发明的许多目标、特征和优点变得显而易见。贯穿几个附图使用相同的附图标记指代相同或类似的元件。
11.图1描绘了具有信号管道的便携式信息处理系统的分解图，该信号管道与双轴杆铰链集成以在旋转地耦接的壳体部分之间传递信息；
12.图2描绘了跨双轴铰链传递通信信号的信号通信系统的分解图；
13.图3描绘了信息处理系统的侧剖视透视图，该信息处理系统通过信号管道在壳体部分之间传达信号；
14.图4a和图4b描绘了信息处理系统的侧剖视透视图，该信息处理系统在预定旋转取向下通过具有部分导电表面的信号管道在壳体部分之间传达信号；并且
15.图5描绘了集成在处于闭合配置的信息处理系统中的信号通信系统的上部透视图。
具体实施方式
16.便携式信息处理系统通过信号通信系统跨双轴铰链传达信号，所述信号通信系统将耦接到铰链轴杆的导电表面与从旋转地耦接的壳体部分伸出的接触指状物交接。出于本公开的目的，信息处理系统可以包括可操作来出于商业、科学、控制或其他目的而计算、分类、处理、传输、接收、检索、发起、切换、存储、显示、显现、检测、记录、重现、处理或利用任何形式的信息、情报或数据的任何工具或工具集合。例如，信息处理系统可以是个人计算机、网络存储装置或任何其他合适的装置，并且可以在大小、形状、性能、功能性和价格上有所不同。信息处理系统可包括随机存取存储器(ram)、一个或多个处理资源(诸如中央处理单元(cpu)或者硬件或软件控制逻辑)、rom和/或其他类型的非易失性存储器。信息处理系统的另外的部件可以包括一个或多个磁盘驱动器、用于与外部装置进行通信的一个或多个网络端口以及各种输入和输出(i/o)装置，诸如键盘、鼠标和视频显示器。信息处理系统还可以包括可操作来在各种硬件部件之间传输通信的一条或多条总线。
17.现在参考图1，分解图描绘了具有信号管道12的便携式信息处理系统10，该信号管道12与双轴杆14铰链16集成以在旋转地耦接的壳体部分18之间传递信息。在示例性实施方案中，信息处理系统10利用跨两个壳体部分18设置的处理部件处理信息，所述两个壳体部分18通过信号管道12进行通信。例如，在壳体部分18中的一个壳体部分中，第一母板20将中央处理单元(cpu)22与随机存取存储器(ram)24和固态驱动器(ssd)26交接。cpu 22执行诸如来自操作系统和/或应用程序的指令，这些指令诸如通过将系统上电的启动过程从ssd 26调用到ram 24。另一个壳体部分18集成母板20，所述母板20将图形处理器单元(gpu)28和嵌入式控制器(ec)30交接。gpu 28诸如通过与芯片组协作处理由cpu 22提供的信息，以创建在第一显示器和第二显示器34处限定视觉图像的像素值，这些显示器耦接在壳体部分18的顶部之上。嵌入式控制器30管理信息处理系统与输入/输出装置(诸如键盘、鼠标和/或触摸屏)的交互，并且还管理施加到处理部件的功率，诸如从集成电源(像电池32)提供的功率。示例性实施方案示出了壳体部分18中的处理部件的一个示例性设置，然而，多种因素可驱动不同类型的设置，诸如热管理、功率消耗、部件之间的通信延迟、z高度和其他因素。
18.在示例性实施方案中，壳体部分18通过一个或多个双轴铰链16彼此旋转地耦接。支架36利用铰链16相对于轴杆14耦接到每个壳体部分18，该铰链16包括同步机构(诸如齿轮)，使得壳体部分18以同步化方式相对于彼此旋转360度。因此，信息处理系统10从使显示器34彼此面向的闭合位置旋转到各种打开位置。在旋转大约90度处，翻盖式配置允许一个壳体部分18搁置为底座，而另一个壳体部分18将其显示器34提升到查看位置。在这种翻盖式配置中，在底座壳体部分18的显示器34处呈现键盘允许最终用户在查看另一个显示器34时键入输入。在旋转180度处，两个显示器34搁置在共享平面中，以提供具有增加的显示器占用空间的平板电脑模式。壳体部分18相对于彼此完整旋转360度将显示器34放置在信息处理系统10的相反面上，例如可方便用户在移动时查看信息。双轴铰链16通过使壳体运动同步化来支持这些配置之间的旋转。
19.支持处理部件跨双轴铰链的通信呈现一个困难，因为敷设通过铰链16的电缆趋于受到束缚，除非提供足够的间距，但增大的间距趋于增加信息处理系统10的z高度。在示例性实施方案中，处理部件在壳体部分18之间的通信通过信号管道12进行路由选择，所述信号管道12包括对准以配合在铰链16的两个轴杆14上方的两个开口38。信号管道12集成多个
导电表面，所述多个导电表面各自跨轴杆14携载信号。每个母板20处的通信信号通过线缆40行进到信号接触元件42，所述信号接触元件42伸出与信号管道12的导电表面交接的接触指状物44。因此，例如，通信信号从第一线缆40行进到第一信号接触元件42接触指状物44，其在360度旋转取向下保持与信号管道12的导电表面的电气交接。信号管道12跨铰链16轴杆14传递通信信号以将信号传递到相对壳体部分的信号接触元件42的接触指状物44。接触指状物44与线缆40交接以将从信号管道12接收的通信信号传递到母板20及所述母板支持的处理部件。示例性实施方案将线缆40描绘为在一端端接于母板20处且在相反一端端接于信号接触元件42处的电缆，然而，在替代实施方案中，信号接触元件42可直接安装到经对准的母板20，以使得接触指状物44插入信号管道12中。
20.现在参考图2，分解图描绘了跨双轴铰链传递通信信号的信号通信系统。在示例性实施方案中，信号管道12是一组可堆叠且包覆成型的双盘形支撑件，其形成有与360度双轴铰链的铰链枢轴轴杆共线的两个开口38。双盘形支撑件中的每一者堆叠成连续体以形成信号管道12，在每个支撑件之间限定空间以供来自相对信号接触元件42的接触指状物44插入。在示例性实施方案中，完全导电表面46或部分导电表面48插入每个开口中以提供在相对信号接触元件42的接触指状物44之间传导信号的导电介质。因此，例如，在信号管道12中形成的每个空间提供来自每个相对信号接触元件42的单个接触指状物44的单个信号传输路径。通过介入在限定旋转取向范围内与导电指状物44对准的非导电表面，部分导电表面48仅在预定旋转取向范围内支持信号通信。相反，完全导电表面46在完整的360度旋转取向内保持电信号传输。
21.在示例性实施方案中，导电表面被包覆成型到信号管道12中。在替代实施方案中，导电表面可替代地插入成型或者可视情况使用其他制造技术。将信号管道12形成为单个连续件提供了制造效率，然而，在替代实施方案中，可将单个双盘形支撑件组装成期望尺寸的信号管道12。在一个示例性实施方案中，信号管道12可与扭矩元件集成在一起，所述扭矩元件施加阻碍绕双轴铰链的旋转移动的摩擦，这可通过将支撑件偏置在一起并抵靠接触指状物44来帮助保持电气接触。在一个替代示例中，导电表面可集成在信号管道12的每个支撑件的两侧，使得每个接触指状物44携载两个电信号，其中从相反侧中的每一侧传达电信号。在一个示例性实施方案中，差分信号对通过共享接触指状物44的相反侧以及通过信号管道12内的空间的相对侧传达以帮助高效通信。替代地，差分信号对可通过单独接触指状物传达到信号管道12的单个支撑件，使得差分信号通过由非导电材料(诸如塑料)隔开的导电表面在同一支撑件的相反侧上行进。在各种实施方案中，可以根据需要进行各种信号布置以提高信号传输效率。
22.现在参考图3，侧剖视透视图描绘了信息处理系统10，该信息处理系统通过信号管道12在壳体部分18之间传达信号。在示例性实施方案中，信息处理系统10将壳体部分18旋转略大于90度至翻盖式配置。一个壳体18的水平取向用作基座，该基座将另一个壳体部分保持处于竖直取向，其中显示器34处于查看位置。从两个壳体部分18伸出的接触指状物44与信号管道12的导电表面交接以在壳体部分18之间限定信号通路。如在示例性实施方案中显而易见，完全导电表面46将在完整的360度旋转内保持信号传输交接。在示例性实施方案中，完全导电表面46是钯
‑
镍(80
‑
20)合金，其具有快速镀硬金表面耐磨表面涂层。在示例性实施方案中，接触指状物44的放大视图描绘了弹簧表面50，所述弹簧表面50通过响应于垂
直于或正交于信号管道12中的支撑件的导电表面的压缩力而使弹簧表面50挠曲来朝向与导电表面46的物理接口偏置。在接触指状物44将两个信号传达到相反导电表面的示例性实施方案中，弹簧表面50暴露在接触指状物44的相反侧上，并且单独线缆与每个弹簧表面50交接。
23.现在参考图4a和图4b，侧剖视透视图描绘了信息处理系统10，该信息处理系统在预定旋转取向下通过具有部分导电表面48的信号管道12在壳体部分18之间传达信号。在示例性实施方案中，描绘了信息处理系统10从闭合位置到打开位置的转变，其中接触指状物44相对于部分导电表面48的接触确定对信息处理系统10施加功率。如所描绘的，在闭合位置中，接触指状物44与信号管道12的非导电部分52对准，使得诸如功率的通信信号不在壳体部分18之间传输。一旦壳体部分转变到打开位置，则接触指状物44就与导电表面48建立信号通信，这向信息处理系统10指示已经实现了将向处理部件施加功率的旋转取向。在示例性实施方案中，接触指状物44与导电表面的对准触发信号传输以指示功能，诸如通过在嵌入式控制器gpio处应用“高”。在替代实施方案中，接触指状物44与非导电表面的对准可触发功能，诸如通过设定gpio“低”。
24.在各种实施方案中，多种功能可通过一个或多个接触指状物44与导电和/或非导电表面的对准与限定旋转取向范围相关联。例如，在一个示例中，导电或非导电表面的对准可发起电池切断和/或电池与电源的重新连接，诸如以在关闭模式下保存电池续航时间。在另一个替代实施方案中，翻盖式取向的检测可在一个壳体部分的显示器处自动应用键盘呈现并且在指示平板电脑模式时移除键盘。在又一个替代实施方案中，诸如当在360度旋转时一次可查看仅一个显示器时，可关闭一个壳体部分处的显示器以保存电力。在另一个示例性实施方案中，诸如塑料有机发光二极管(poled)显示器的柔性显示器可具有在预定旋转取向下(诸如在闭合位置中)自动释放的张力。
25.现在参考图5，上部透视图描绘了集成在处于闭合配置的信息处理系统10中的信号通信系统。在示例性实施方案中，信号接触元件42耦接到母板20以从嵌入母板20中的线缆接收信号并且通过信号管道12传输信号。双轴铰链的轴杆14穿过信号管道12的开口38。在示例性实施方案中，信号管道12位于信息处理系统10的中心位置。在替代实施方案中，一个或多个信号管道12可沿着轴杆14设置在基于处理部件设置或其他设计因素而选择的位置处。
26.虽然已经详细描述了本发明，但是应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可对本发明做出各种改变、替换和变更。