Microsoft-patent toont scharnier met vloeistof voor apparaat met vouwbaar scherm

Een patent van Microsoft toont een scharnier voor een vouwbaar apparaat met een oledscherm waarbij gebruikgemaakt wordt van vloeistof. Dat moet de constructie verstevigen en zorgen dat er geen rommel in komt.

Het patent van Microsoft, dat opgemerkt werd door WindowsUnited, bevat gedetailleerde beschrijvingen en tekeningen van scharnieren voor apparaten met een vouwbaar scherm. Er wordt een variant omschreven waarbij vloeistof in de holle ruimtes zit die ontstaan bij het buigen van het scharnier. De vloeistof kan bijvoorbeeld olie zijn.

In het patent wordt geen volledig apparaat beschreven, het gaat enkel over scharnieren voor schermen. Of Microsoft de techniek daadwerkelijk gaat toepassen is niet bekend, maar het patent wijst erop dat het bedrijf nieuwe manieren onderzoekt om scharnieren te verbeteren.

Het patent staat op naam van Microsoft Technology Licensing, wat erop zou kunnen duiden dat het bedrijf van plan is om licenties op de techniek aan andere bedrijven te geven. Volgens The Verge heeft Microsoft dat ook gedaan met patenten die het heeft op scharnieren van huidige Surface-apparaten, zoals de Surface Pro.

Op 2 oktober gaat Microsoft volgens geruchten een vouwbaar apparaat tonen. Dat gaat echter om een product met twee schermen in plaats van één vouwbaar oledscherm. Het is de verwachting dat dit vouwbare Surface-apparaat op een lichtgewicht versie van Windows 10 draait, die intern Windows Lite wordt genoemd. Microsoft zou hiervoor nauw samenwerken met Intel en andere oem's.

Reacties (15)

[Stygeon]

Het is geen patent, het is een patentaanvraag... Later als ie groot is, wordt ie misschien een patent.

Er zijn twee dingen niet helemaal super aan dit nieuwsartikel:

• Het artikel hier (en op the verge) gaat over een scharnier met vloeistof er in, maar volgens Microsoft zelf is dat de uitvinding niet. De aanvrage gaat vooral over een scharnier met een koord er in dat bij vouwen de lengte van het oppervlak aan één kant korter trekt, zodat er geen rimpels komen in het ding dat je vouwt. Zie bijvoorbeeld de allereerste paragraaf van de "description", of zie bijvoorbeeld claim 1. De "fluid-filled hinge" is een neven-gedachte, en de fluid "can be any type of gas or liquid" (zie paragraaf 00041 van de tekst) zonder veel verdere uitleg. In de hele aanvrage komt "fluid" echt maar 14 keer voor of zo, en die "cord" wordt juist 80 keer genoemd. Dit is een sterke aanwijzing dat ze zelf vinden dat de uitvinding misschien de architectuur is, en niet het vullen-met-vloeistof-(of-gas). Als ze dat vulsel echt belangrijk hadden gevonden, dan hadden ze er waarschijnlijk wat meer op ingezet qua uiteg en beschrijving. Momenteel is de beste uitleg over de vloeistof "For example, the fluid could be an oil, such as a vegetable oil, among other fluids." (wederom paragraaf 00041).

• Dat het op naam van "microsoft technology licensing" staat doet je toch ook niet denken dat ze er iets kleins en zachts mee willen gaan maken, want het heet microsoft? Vaak hebben grote bedrijven een losse entiteit die alle IP vasthoudt. Dit is zodat er bij IP-rechtszaken niet meteen dagvaardingen naar CEO's gaan en zo, maar dat die oproepen gewoon naar de IP-baas gaan, of zo. En wat doet dan zo'n IP-entiteit? Die licensieert naar het moederbedrijf, of naar het bedrijf dat de productie doet, of hoe dan ook. Daarom is het verklaarbaar dat je je bedrijf "licensing" in de naam meegeeft. Dat zegt verder niets over of je je IP in de etalage hebt staan of niet.

[Nycrea]

Hoe ik het patent lees, gaat het niet over de hinge voor een flexibel display waar het cord genoemd wordt.
Het fluid is volgens mij dus zeker wel een belangrijk deel van dit ontwerp. Zoals in 00044 staat:
"FIGS. 10A-10C show views of the flexible display 112B and the deformable member 124B in the zero-degree (e.g., closed) orientation. The fluid filled deformable member 124B can deform so that the flexible display 112B can maintain a minimum bend radius R that will not damage the deformable member."

[Stygeon]

Omdat je het interessant lijkt te vinden, zal ik nog wat meer schrijven:

Ja, in 00044 staat die fluid inderdaad. Als optie. Ze hebben het dan over uitvoeringsvorm "112B". Dat is de vorm die in 00041 begint, waar ik ook over schreef, waarin vloeistof als optie wordt genoemd. 00041 begint met "In this implementation ..." en gaat dus over een alternatief. In die ene uitvoeringsvorm is de fluid inderdaad nodig (Want het is nou eenmaal de uitvoeringsvorm met de fluid).

Dat is niet raar, dit soort aanvragen staan altijd vol met alternatieven. In 00007 t/m 00039 staat bijvoorbeeld niets over de fluid, terwijl daar ook de scharnier beschreven wordt. Een richtingaanwijzer is wat ze nou eigenlijk claimen, en dat is primair het ontwerp met het koord (en nog andere dingen zoals "deformable member" of zo). Ze kunnen het nooit zónder koord claimen (want claim 1 is het breedst en daar zit dat koord al in), maar wel zonder vloeistof of gas.

Een andere manier om te overwegen waarom de fluid nou zo belangrijk is en andere features niet: de fluid staat genoemd, maar het cord ook, en een spring ook, en een biasing element ook, en zo voorts. De vloeistof springt er niet bepaald uit. Het gaat vaker en meer over de spring, of de cord, of de biasing element. Die andere elementen, daar had het artikel dus mogelijk ook over kunnen gaan - maar het gaat over de vloeistof (waarschijnlijk omdat the verge dat doet. En dan is dus de vraag waarom the verge het over de vloeistof heeft.)

Conclusie: voor het specifieke ontwerp dat jij citeert, zijnde de gemeldde uitvoeringsvorm met de fluid, daarvoor is de fluid inderdaad belangrijk. Voor de andere uitvoeringsvormen niet.

[Nycrea]

Dank voor de nuttige toelichting!

[torp]

Het mag een patentaanvraag zijn, maar het is wel zeer gedetailleerd over de constructie met tandwielen en veertjes etc. Hetgeen doet vermoeden dat het ook al is uitgevoerd.

Ik vraag me af of zo'n "scharnier" met vloeistof of gas ook handig kan zijn bij geavanceerde protheses of kunstledematen.

[teacup]

Ben het met Stygeon eens dat het patent vooral over een afwikkelend koord gaat. Wat er gebeurt is wat mij betreft het duidelijkst te zien in fig 5c-5e, 10/18. Ofschoon heel uitgebreid zie ik (tandwieltjes) nog wel elementen terugkeren uit een eerder Microsoft patent (nieuws: Patentaanvraag van Microsoft toont vouwbare tablet met zelfregulerend...)

Om het begrip afwikkelen even te duiden. Afwikkelen gebeurt ook bij de rollen van een ketting die over de vertanding van een kettingwiel lopen, of de in elkaar grijpende tanden van twee tandwielen. Kenmerkend aan dat afwikkelen is dat vlakken (tanden van de tandwielen, rollen en tanden van kettingwiel) over elkaar rollen/kantelen met minimale of geen wrijving. Om dit laatste aspect is een afrolmechanisme ook een populaire oplossing om een scharnier in de ruimte te bewerkstelligen, om bijvoorbeeld zonnepanelen uit te klappen of om een klep dat een wetenschappelijk instrument op een satelliet beschermt te openen.

Het mooie aan dat afrolprincipe is dat het een mechanisme heel gecontroleerd kan laten bewegen. In dit geval bepaalt het tegelijkertijd de rotatie en de relatieve positie van die bewegende helften, afhankelijk van die rotatie. In de plaatjes zijn ook spiraalveren te zien (fig 8a/8b, 15/18) die, zoals ik het uitleg, het koord op voorspanning houdt en ook de lengteverandering van het koord toelaat. Twee veren zijn nodig voor de beweging, zodra de ene veer korter wordt, wordt de andere langer. Het koord zelf verandert dus denk ik niet in lengte. Door het op- of afwikkelen verandert de lengte in de parten. Verderop in het patent wordt wel een escape in gebouwd die ook elasticiteit in het koord mogelijk maakt.

Nu is de uitdaging voor Microsoft dat die twee bewegende helften van Microsofts device niet vrijelijk in de ruimte kunnen rondzweven, alleen maar geregeerd door de oprollende koorden. Het scharnier zit afgesloten van de buitenlucht ingepakt in facings. Helemaal om schuivende (lees: wrijvende) elementen kan Microsoft niet heen, getuige de bridge structuren die ook op 5c-5e te zien zijn.

Het plaatje met de fluïdum ruimtes (9A 17/18) maar ook 10A 18/18 lijkt voor mij een beetje los te staan van de plaatjes die het scharnier beschrijven. Zoals Stygeon met zijn frequenties al duidde lijkt de beschrijving van deze fluïdum ruimtes wat schetsmatiger. Van de in totaal 68 paragrafen gaan er maar 5 over die fluïdum ruimtes. Hieronder wat ingedikt die beschrijving:

[00041-00044]An alternative example of an deformable member is positioned between the flexible display and the bridge structures of the hinge assembly. A flexible cover is positioned opposite the flexible display. The flexible cover can cosmetically cover the hinge assembly and/or prevent foreign materials from entering the hinge assembly/device. The deformable member includes a cavity defining element that can define one or more cavities that can contain a fluid. The cavity defining element can be any type of flexible material, such as various polymers, that is impermeable to fluids (seals fluids within the cavity). The fluid can be any type of gas or liquid. In the illustrated implementation, the fluid is a semi-viscous fluid that moves slowly within the cavity at operating temperatures of the device. For example, the fluid could be an oil, such as a vegetable oil, among other fluids. The deformable member can support the flexible display in the 180-degree orientation so that the flexible display has a generally uniform feel (e.g., area over hinge assembly feels the same as areas over the first and second portions). Movement of fluid can allow the deformable member to assume a shape that accommodates the flexible display in other orientations, such as this lOO-degree orientation.The fluid filled deformable member can deform so that the flexible display can maintain a minimum bend radius R that will not damage the deformable member.

Wat ik lees is dat wordt onderkend dat de ruimtes niet doorlaatbaar mogen zijn voor het fluïdum (niet per se vloeistof) dat ze bevatten. Dit is nog best wel een ding, en dit was het eerste waaraan ik dacht toen ik vanmorgen dit artikel zag. De schetsmatigheid waarin dit gedeelte zich nog bevindt leid ik af uit de algemeenheid waarmee het materiaal van de ruimte en dat van het fluïdum wordt geduid. Het patent suggereert ook dat alles hierbij nog mogelijk is. Of Microsoft wil nog niet het achterste van zijn tong laten zien, of dit stuk bevindt zich nog vol in onderzoek. Ook de relatie tussen het mechanische scharnier en de implementatie van die fluïdum ruimtes is nog wat los. De keuze van materialen heeft trouwens veel consequenties, denk aan samendrukbaarheid van gassen, uitzettingscoëfficiënten, expansie bij brand, de genoemde doorlaatbaarheid (het fluïdum kan in het ergste geval door de wanden van de ruimtes diffunderen).

Het idee van die fluïdum ruimtes lijkt dus nog wat pril. Met alleen al de ontwerpcriteria die ik hierboven noem is er denk ik op dit vlak nog wel wat werk aan de winkel. Maar er is veel te zeggen voor de benadering van Microsoft. Wordt de positie van de bewegende helften van het device door het koord in de tang gehouden, die fluïdum ruimtes doen hetzelfde voor de toplaag waarmee het inwendige van het device afgesloten wordt voor invloeden van buitenaf. Eigenlijk wordt ook de toplaag afgewikkeld over de fluïdum ruimtes en vormen die fluïdum ruimtes dus een soort as waaromheen die toplaag zich kan buigen. Zo wordt de vervorming van de toplaag binnen gecontroleerde grenzen gehouden. Dit vermindert het risico op vermoeiing in de toplaag (crazes) of voorkomt haar. Door het fluïdum is de mechanica van het scharnier beter beschermd en is de scharnierrand beter in staat om klappen te incasseren.

Al met al een volgend hoofdstuk in een lang ontwikkeltraject. De lengte van dit traject (dat in mijn ogen zijn aanvang had bij de ontwikkeling van de surface phone) zou je als kritisch kunnen beschouwen. Microsoft zou ik wel willen meegeven dat ze met ontwikkeling van de bovenste plank bezig zijn. Termen als productontwikkeling worden, ook op tweakers, te pas en te onpas gebruikt. Dit zie ik als een voorbeeld van echte productontwikkeling. Tegen de stroom in zoeken naar oplossingen om een uitdagend doel te bereiken, en waarvoor een multidisciplinair en complex pad moet worden afgelopen. Wat mij betreft credits voor Microsoft.

Edit: taal

[Reactie gewijzigd door teacup op 23 juli 2024 12:59]

[jochemdepochem]

Interessant ontwerp. Merk hierbij op dat het scherm, volgens mij, een zogenoemde hairpin vormt in het scharnier. Hierdoor zou het scherm in theorie plat gevouwen kunnen worden.

[Franckey]

Hier staat een tekening waarbij die helemaal plat is: https://www-engadget-com....with-liquid-hinge-patent/

[NBK]

Door de buitenste laag (in de tekening dus de onderste laag) redelijk stijf te maken kun je via de vloeistof en holle ruimtes in het apparaat juist zorgen dat het scherm nooit helemaal scherp gevouwen kan worden maar altijd een beetje bol gedrukt word. Terwijl de druk van de vloeistof er in open positie juist voor zorgt dat het scherm weer zo vlak mogelijk word.
Ik verwacht ook dat die vloeistof meer een soort gel is dan een echte vloeistof. Vloeistof loopt immers naar beneden door de zwaartekracht en zit dan niet meer op de plek waar je het wil hebben.

Deze schets maakt wel mooi duidelijk hoe verschrikkelijk dun die OLED schermen eigenlijk zijn.

[Reactie gewijzigd door NBK op 23 juli 2024 12:59]

[BadRespawn]

Ik verwacht ook dat die vloeistof meer een soort gel is dan een echte vloeistof. Vloeistof loopt immers naar beneden door de zwaartekracht en zit dan niet meer op de plek waar je het wil hebben.

Als de "cavity" helemaal vol zit met vloeistof dan zit die altijd op de plek waar je het wil hebben.
De cavity met vloeistof functioneert kennelijk als vervormbaar element in het scharnier waardoor het idd in open positie helemaal vlak kan zijn, en het toch helemaal dicht kan worden gevouwen zonder dat er ruimtes zijn waar stof e.d. in terecht kan komen wat het scharnieren zou kunnen hinderen, ook kan het apparaat op deze manier (spat)waterdicht zijn.

[Nyarlathotep]

Dit bewijst maar weer hoe vaag en arbitrair patenten zijn (in de US).

Links zie je een pijl naar een 'hinge assembly'. Aan de rechterkant staat daar 'flexible cover' bij hetzelfde onderdeel.
Je ziet twee keer een 'bridge structure' en maar één keer de 'fluid'. Terwijl er duidelijk twee 'fluid' reservoirs zichtbaar zijn.
Die grote witte rechthoekige 'blokken' worden helemaal niet beschreven.
Er klopt geen hol van, sorry dat ik het zo zeg.

Edit: De bron toont maar liefst 18 afbeeldingen. Een hele puzzel...

[Reactie gewijzigd door Nyarlathotep op 23 juli 2024 12:59]

[ViveUtVivas]

Als je hiernaar kijkt : https://patentscope.wipo....WO2019173118&tab=DRAWINGS
Afbeelding 9A dan zie je het verschil.

'hinge assembly' is het geheel van de opbouw van de "hinge"
'flexible cover' ligt over geheel het apparaat heen dat zie je ook beter in afbeelding 9A terug.

[BadRespawn]

Dit bewijst maar weer hoe vaag en arbitrair patenten zijn (in de US).

Links zie je een pijl naar een 'hinge assembly'. Aan de rechterkant staat daar 'flexible cover' bij hetzelfde onderdeel.

Rechts staat geen pijl, maar een lijn die het oppervlak ("cover") raakt.

[Silversatin]

Is dit een klein hint naar de revival van de Microsoft Courier tablet ?

[Gelukshand]

Nee, dit is namelijk al 405x dat Microsoft een patent heeft aangevraagd en gekregen over zulke onderwerpen.
Ging het niet over scharnier dan ging het wel display of OS.

De grootste hint is wel dat het OS (windows Lite) daar voor is gemaakt.
https://www.windowslatest...-windows-core-os-spotted/
2 oktober is er event waar wellicht Microsoft de plannen naar buiten brengt.

Maar de geruchten over zo'n apparaat is al 2 jaar oud. Telkens schuift Microsoft de deadline naar voren, terwijl de ontwikkelingen wel verder gaan. Microsoft is zwijgzaam. Ze bevestigen of ontkennen niets.

Ik beschrijf dit als dat Microsoft het in de ijskast heeft liggen, maar weigert het om het eruit te halen.

Ik denk dat Microsoft ook op 2 oktober niets gaat vermelden of dit concept. Dit was vorig jaar namelijk ook het geval en de jaar daarvoor ook al.