触摸感测装置及具有改善的触摸感测辨别的电子设备

文档序号:1941203 发布日期:2021-12-07 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 触摸感测装置及具有改善的触摸感测辨别的电子设备 (Touch sensing device and electronic device with improved touch sensing discrimination ) 是由 李宙炯 高主烈 于 2021-02-10 设计创作,主要内容包括:本公开提供一种触摸感测装置及具有改善的触摸感测辨别的电子设备,所述触摸感测装置包括:第一触摸感测单元,包括彼此电连接的第一感测电极和第一感测电感器,其中,基于外部对象的接触,所述第一触摸感测单元的电容根据在所述第一感测电极与所述外部对象之间形成的寄生电容而变化;第一力感测单元,包括与框架的内侧表面间隔开的第一感测线圈,其中,基于按压触摸,所述第一力感测单元的电感根据所述第一感测线圈与所述框架之间的距离的变化而变化;以及电路单元,被配置为基于所述第一触摸感测单元的所述电容的变化和所述第一力感测单元的所述电感的变化来检测是否输入了所述外部对象的触摸。(The present disclosure provides a touch sensing apparatus and an electronic device with improved touch sensing discrimination, the touch sensing apparatus including: a first touch sensing unit including a first sensing electrode and a first sensing inductor electrically connected to each other, wherein a capacitance of the first touch sensing unit varies according to a parasitic capacitance formed between the first sensing electrode and an external object based on a contact of the external object; a first force sensing unit including a first sensing coil spaced apart from an inner side surface of a frame, wherein an inductance of the first force sensing unit varies according to a variation in a distance between the first sensing coil and the frame based on a pressing touch; and a circuit unit configured to detect whether a touch of the external object is input based on a change in the capacitance of the first touch sensing unit and a change in the inductance of the first force sensing unit.)

触摸感测装置及具有改善的触摸感测辨别的电子设备

本申请要求分别于2020年6月3日、2020年8月31日和2020年9月10日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0066813号、第10-2020-0110345号和第10-2020-0116281号韩国专利申请的优先权的权益,所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。

技术领域

本公开涉及触摸感测装置及具有改善的触摸感测辨别的电子设备。

背景技术

通常,期望可穿戴装置是薄的并且具有简单、干净的设计。为了实现这些属性,可利用使用防尘和防水技术实现的非机械开关代替可穿戴装置中的现有的机械开关,使得能够生产具有无缝壳体的可穿戴装置。

为了实现和开发非机械开关的目的,已经开发了诸如在金属表面上实现触摸的金属上触摸(ToM)技术、使用触摸面板的电容感测方法、微机电系统(MEMS)、微应变仪和其他技术的当前技术。此外,正在开发可确定按钮已被按下的力度的力触摸功能。

在现有的机械开关的情况下,可能需要大尺寸和大量的内部空间来实现开关功能,并且由于开关的具有不与外壳一体化的结构的向外突出形状,导致设计可能有些不整齐并且可能需要大量的空间。

此外,由于与被电连接的机械开关直接接触,可能存在触电的危险。此外,机械开关的结构可能使得难以实现防尘和防水。

即使在代替机械开关的具有触摸开关单元的现有开关装置中,也需要区分多触摸位置。当代替机械开关的现有开关装置的多个触摸开关设置在金属外壳上时,可能难以区分和识别多个触摸开关的位置。

上述信息被呈现为

背景技术

信息,仅用于帮助理解本公开。关于上述内容中的任何一项是否可适合作为关于本公开的现有技术,没有做出任何确定,也没有做出断言。

发明内容

提供本发明内容是为了按照简化的形式介绍在下面的

具体实施方式

中进一步描述的所选择的构思。本发明内容既不意在限定所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个总体方面,一种触摸感测装置被应用于电子设备,所述电子设备包括侧部和触摸开关单元,所述侧部具有盖和框架,所述触摸开关单元包括第一触摸构件和第一力构件。所述触摸感测装置包括:第一触摸感测单元,设置在所述盖内部,并且包括彼此电连接的第一感测电极和第一感测电感器,其中,基于通过所述第一触摸构件施加的外部对象的接触,所述第一触摸感测单元的电容根据在所述第一感测电极与所述外部对象之间形成的寄生电容而变化;第一力感测单元,包括被设置为与所述框架的内侧表面间隔开的第一感测线圈,其中,基于通过所述第一力构件施加的按压触摸,所述第一力感测单元的电感根据所述第一感测线圈与所述框架之间的距离的变化而变化;以及电路单元,被配置为基于所述第一触摸感测单元的所述电容的变化和所述第一力感测单元的所述电感的变化来检测是否输入了所述外部对象的触摸。

所述第一感测电极可设置在所述第一触摸构件内部,其中,所述第一触摸构件是所述盖的一部分。所述第一感测电感器可安装在基板上。所述第一触摸感测单元还可包括第一连接线,所述第一连接线使所述第一感测电极与所述第一感测电感器的一端彼此电连接。

所述第一感测电极可包括两个第一感测电极,所述两个第一感测电极设置在所述第一触摸构件的内侧的不同位置,并且分别连接到所述第一感测电感器的所述一端和另一端。所述第一连接线可包括两条第一连接线,所述两条第一连接线分别将所述两个第一感测电极电连接到所述第一感测电感器的所述一端和所述另一端。

所述第一感测线圈可被设置为与所述第一力构件间隔开,并且可安装在基板上以与所述第一力构件的内侧表面相对。所述第一力构件可以是所述框架的一部分。所述第一力感测单元还可包括第一支撑构件,所述第一支撑构件包括:第一主体构件,由所述框架的内部结构支撑,并且被构造为支撑所述基板的其上安装有所述第一感测线圈的部分;以及第一柱构件,支撑在所述第一主体构件上,并且附接到所述第一力构件的两端。

所述触摸感测装置还可包括:第二触摸感测单元,设置在所述盖内部,并且包括彼此电连接的第二感测电极和第二感测电感器,其中,基于通过所述盖的第二触摸构件施加的所述外部对象的接触,所述第二触摸感测单元的电容根据在所述第二感测电极与所述外部对象之间形成的寄生电容而变化。

所述第二感测电极可设置在作为所述盖的一部分的第二触摸构件内部,其中,所述第二感测电感器安装在基板上,并且其中,所述第二触摸感测单元还包括第二连接线,所述第二连接线使所述第二感测电极与所述第二感测电感器的一端彼此电连接。

所述第二感测电极可包括两个第二感测电极,所述两个第二感测电极设置在所述第二触摸构件的内侧的不同位置,并且分别连接到所述第二感测电感器的所述一端和另一端。所述第二连接线可包括两条第二连接线,所述两条第二连接线分别将所述两个第二感测电极电连接到所述第二感测电感器的所述一端和所述另一端。

所述电路单元可包括:第一触摸检测电路,被配置为响应于发生通过所述第一触摸构件施加的所述外部对象的所述接触,基于根据在所述第一感测电极与所述外部对象之间形成的所述寄生电容的电容变化,输出针对所述第一触摸构件的第一触摸检测信号;第一力检测电路,被配置为响应于发生通过所述第一力构件施加的所述按压触摸,基于由于所述第一力构件向内偏转而发生的电感变化,输出针对所述第一力构件的第一力检测信号;第二触摸检测电路,被配置为响应于发生通过所述第二触摸构件施加的所述外部对象的所述接触,基于根据在所述第二感测电极与所述外部对象之间形成的所述寄生电容的电容变化,输出针对所述第二触摸构件的第二触摸检测信号;以及触摸辨别电路,被配置为基于所述第一触摸检测信号、所述第一力检测信号以及所述第二触摸检测信号来辨别触摸开关。

所述第一触摸构件、所述第一力构件和所述第二触摸构件可以以之字形形式设置。

所述框架与所述盖的边界可具有之字形形式。所述第一触摸构件、所述第一力构件和所述第二触摸构件可设置在直线上。

所述触摸感测装置还可包括:第二力感测单元,包括被设置为与所述框架的所述内侧表面间隔开的第二感测线圈,其中,基于通过作为所述框架的一部分的第二力构件施加的按压触摸,所述第二力感测单元的电感根据所述第二感测线圈与所述框架之间的距离的变化而变化。

所述第二感测线圈可被设置为与所述第二力构件的内侧表面间隔开,并且可安装在基板上以与所述第二力构件的所述内侧表面相对。所述第二力感测单元还可包括第二支撑构件,所述第二支撑构件包括:第二主体构件,由所述框架的内部结构支撑,并且被构造为支撑所述基板的其上安装有所述第二感测线圈的部分;以及第二柱构件,支撑在所述第二主体构件上,并且附接到所述第二力构件的两端。

所述第一感测电极可设置在所述盖的与所述第一感测线圈和所述第二感测线圈以及所述第一感测电感器相对的整个内侧上。

所述电路单元可包括:第一力检测电路,被配置为响应于发生通过所述第一力构件施加的所述按压触摸,基于由于所述第一力构件向内偏转而发生的电感变化,输出针对所述第一力构件的第一力检测信号;第一触摸检测电路,被配置为响应于发生通过所述第一触摸构件施加的所述外部对象的所述接触,基于根据在所述第一感测电极与所述外部对象之间形成的所述寄生电容的电容变化,输出针对所述第一触摸构件的第一触摸检测信号;第二力检测电路,被配置为响应于发生通过所述第二力构件施加的所述按压触摸,基于由于所述第二力构件向内偏转而发生的电感变化,输出针对所述第二力构件的第二力检测信号;以及触摸辨别电路,被配置为基于所述第一力检测信号、所述第一触摸检测信号以及所述第二力检测信号来辨别所述外部对象的所述触摸的位置。

在另一总体方面,一种触摸感测装置被应用于电子设备,所述电子设备包括具有盖和框架的侧部、各自为所述盖的一部分的第一触摸构件和第二触摸构件以及各自为所述框架的一部分的第一力构件和第二力构件。所述触摸感测装置包括:第一混合感测单元,设置在所述盖内部,并且包括彼此电连接的第一感测电极和第一感测电感器以及被设置为与所述框架的内侧表面间隔开的第一感测线圈,其中,基于通过所述第一触摸构件和所述第一力构件施加的外部对象的触摸,所述第一混合感测单元的电容根据在所述第一感测电极与所述外部对象之间形成的寄生电容而变化,并且基于通过所述第一触摸构件和所述第一力构件施加的所述外部对象的所述触摸,所述第一混合感测单元的电感根据所述第一感测线圈与所述框架之间的距离的变化而变化;第二混合感测单元,设置在所述盖内部,并且包括彼此电连接的第二感测电极和第二感测电感器以及被设置为与所述框架的所述内侧表面间隔开的第二感测线圈,其中,基于通过所述第二触摸构件和所述第二力构件施加的外部对象的触摸,所述第二混合感测单元的电容根据在所述第二感测电极与所述外部对象之间形成的寄生电容而变化,并且基于通过所述第二触摸构件和所述第二力构件施加的所述外部对象的所述触摸,所述第二混合感测单元的电感根据所述第二感测线圈与所述框架之间的距离的变化而变化;以及电路单元,被配置为:基于所述第一混合感测单元的所述电容的变化、所述第二混合感测单元的所述电容的变化、所述第一混合感测单元的所述电感的变化以及所述第二混合感测单元的所述电感的变化,检测是否输入了通过所述第一触摸构件和所述第一力构件施加的所述外部对象的所述触摸以及通过所述第二触摸构件和所述第二力构件施加的所述外部对象的所述触摸中的每个。

所述第一感测电极可设置在所述第一触摸构件内部。所述第一感测电感器可安装在基板上。所述第一感测线圈可被设置为与所述第一力构件的内侧表面间隔开,并且可安装在所述基板上以与所述第一力构件的所述内侧表面相对。所述第一混合感测单元还可包括:第一连接线,使所述第一感测电极与所述第一感测电感器的一端彼此电连接;以及第一支撑构件,包括:第一主体构件,由所述框架的内部结构支撑,并且被构造为支撑所述基板的其上安装有所述第一感测线圈的部分;以及第一柱构件,支撑在所述第一主体构件上,并且附接到所述第一力构件的两端。

所述第二感测电极可设置在所述第二触摸构件内部。所述第二感测电感器可安装在基板上。所述第二感测线圈可被设置为与所述第二力构件的内侧表面间隔开,并且可安装在所述基板上以与所述第二力构件的所述内侧表面相对。所述第二混合感测单元还可包括:第二连接线,使所述第二感测电极与所述第二感测电感器的一端彼此电连接;以及第二支撑构件,包括:第二主体构件,由所述框架的内部结构支撑并且被构造为支撑所述基板的其上安装有所述第二感测线圈的部分;以及第二柱构件,支撑在所述第二主体构件上,并且附接到所述第二力构件的两端。

所述触摸感测装置还可包括:屏蔽构件,利用绝缘材料形成,被设置为围绕所述第一连接线的至少一部分。

所述电路单元可包括:第一触摸检测电路,被配置为响应于发生通过所述第一触摸构件和所述第一力构件施加的所述触摸,基于根据在所述第一感测电极与所述外部对象之间形成的所述寄生电容的电容变化,输出针对所述第一触摸构件的第一触摸检测信号;第一力检测电路,被配置为响应于发生通过所述第一触摸构件和所述第一力构件施加的所述触摸,基于由于所述第一力构件向内偏转而发生的电感变化,输出针对所述第一力构件的第一力检测信号;第二触摸检测电路,被配置为响应于发生通过所述第二触摸构件和所述第二力构件施加的所述触摸,基于根据在所述第二感测电极与所述外部对象之间形成的所述寄生电容的电容变化,输出针对所述第二触摸构件的第二触摸检测信号;第二力检测电路,被配置为响应于发生通过所述第二触摸构件和所述第二力构件施加的所述触摸,基于由于所述第二力构件向内偏转而发生的电感变化,输出针对所述第二力构件的第二力检测信号;以及触摸辨别电路,被配置为基于所述第一触摸检测信号、所述第一力检测信号、所述第二触摸检测信号以及所述第二力检测信号来辨别触摸开关。

在另一总体方面,一种电子设备包括:侧部,包括盖和结合到所述盖的框架;触摸开关单元,包括作为所述盖的一部分的第一触摸构件和作为所述框架的一部分的第一力构件;第一触摸感测单元,设置在所述盖内部,并且包括彼此电连接的第一感测电极和第一感测电感器,其中,基于通过所述第一触摸构件施加的外部对象的接触,所述第一触摸感测单元的电容根据在所述第一感测电极与所述外部对象之间形成的寄生电容而变化;第一力感测单元,包括被设置为与所述框架的内侧表面间隔开的第一感测线圈,其中,基于通过所述第一力构件施加的按压触摸,所述第一力感测单元的电感根据所述第一感测线圈与所述框架之间的距离的变化而变化;以及电路单元,被配置为基于所述第一触摸感测单元的所述电容的变化和所述第一力感测单元的所述电感的变化来检测是否输入了所述外部对象的触摸。

所述第一感测电极可设置在所述第一触摸构件内部。所述第一感测电感器可安装在基板上。所述第一触摸感测单元还可包括第一连接线,所述第一连接线使所述第一感测电极与所述第一感测电感器的一端彼此电连接。

所述第一感测电极可包括两个第一感测电极,所述两个第一感测电极设置在所述第一触摸构件的内侧的不同位置,并且分别连接到所述第一感测电感器的所述一端和另一端。所述第一连接线可包括两条第一连接线,所述两条第一连接线分别将所述两个第一感测电极电连接到所述第一感测电感器的所述一端和所述另一端。

所述第一感测线圈可被设置为与所述第一力构件间隔开,并且可安装在基板上以与所述第一力构件的内侧表面相对。所述第一力感测单元还可包括第一支撑构件,所述第一支撑构件包括:第一主体构件,由所述框架的内部结构支撑,并且被构造为支撑所述基板的其上安装有所述第一感测线圈的部分;以及第一柱构件,支撑在所述第一主体构件上,并且附接到所述第一力构件的两端。

所述电子设备还可包括:第二触摸感测单元,设置在所述盖内部,并且包括彼此电连接的第二感测电极和第二感测电感器,其中,基于通过所述盖的第二触摸构件施加的所述外部对象的接触,所述第二触摸感测单元的电容根据在所述第二感测电极与所述外部对象之间形成的寄生电容而变化。

所述第二感测电极可设置在第二触摸构件内部。所述第二感测电感器可安装在基板上。所述第二触摸感测单元还可包括第二连接线,所述第二连接线使所述第二感测电极与所述第二感测电感器的一端彼此电连接。

所述第二感测电极可包括两个第二感测电极,所述两个第二感测电极设置在所述第二触摸构件的内侧的不同位置,并且分别连接到所述第二感测电感器的所述一端和另一端。所述第二连接线可包括两条第二连接线,所述两条第二连接线分别将所述两个第二感测电极电连接到所述第二感测电感器的所述一端和所述另一端。

所述电路单元可包括:第一触摸检测电路,被配置为响应于发生通过所述第一触摸构件施加的所述外部对象的所述接触,基于根据在所述第一感测电极与所述外部对象之间形成的所述寄生电容的电容变化,输出针对所述第一触摸构件的第一触摸检测信号;第一力检测电路,被配置为响应于发生通过所述第一力构件施加的所述按压触摸,基于由于所述第一力构件向内偏转而发生的电感变化,输出针对所述第一力构件的第一力检测信号;第二触摸检测电路,被配置为响应于发生通过所述第二触摸构件施加的所述外部对象的所述接触,基于根据在所述第二感测电极与所述外部对象之间形成的所述寄生电容的电容变化,输出针对所述第二触摸构件的第二触摸检测信号;以及触摸辨别电路,被配置为基于所述第一触摸检测信号、所述第一力检测信号以及所述第二触摸检测信号来辨别触摸开关。

所述第一触摸构件、所述第一力构件和所述第二触摸构件可以以之字形形式设置。

所述框架与所述盖的边界可具有之字形形式。所述第一触摸构件、所述第一力构件和所述第二触摸构件可设置在直线上。

所述电子设备还可包括:第二力感测单元,包括被设置为与所述框架的内侧表面间隔开的第二感测线圈,其中,基于通过作为所述框架的一部分的第二力构件施加的按压触摸,所述第二力感测单元的电感根据所述第二感测线圈与所述框架之间的距离的变化而变化。

所述第二感测线圈可被设置为与所述第二力构件的内侧表面间隔开。所述第二力感测单元还可包括第二支撑构件,所述第二支撑构件包括:第二主体构件,由所述框架的内部结构支撑,并且被构造为支撑其上安装有所述第二感测线圈的基板;以及第二柱构件,支撑在所述第二主体构件上,并且附接到所述第二力构件的两端。

所述第一感测电极可设置在所述盖的与所述第一感测线圈和所述第二感测线圈以及所述第一感测电感器相对的整个内侧上。

所述电路单元可包括:第一力检测电路,被配置为响应于发生通过所述第一力构件施加的所述按压触摸,基于由于所述第一力构件向内偏转而发生的电感变化,输出针对所述第一力构件的第一力检测信号;第一触摸检测电路,被配置为响应于发生通过所述第一触摸构件施加的所述外部对象的所述接触,基于根据在所述第一感测电极与所述外部对象之间形成的所述寄生电容的电容变化,输出针对所述第一触摸构件的第一触摸检测信号;第二力检测电路,被配置为响应于发生通过所述第二力构件施加的所述按压触摸,基于由于所述第二力构件向内偏转而发生的电感变化,输出针对所述第二力构件的第二力检测信号;以及触摸辨别电路,被配置为基于所述第一力检测信号、所述第一触摸检测信号和所述第二力检测信号来辨别所述外部对象的所述触摸的位置。

在另一总体方面,一种电子设备包括:侧部,包括盖和结合到所述盖的框架;触摸开关单元,包括作为所述盖的一部分的第一触摸构件和作为所述盖的一部分的第二触摸构件以及作为所述框架的一部分的第一力构件和作为所述框架的一部分的第二力构件;第一混合感测单元,设置在所述盖内部,并且包括彼此电连接的第一感测电极和第一感测电感器以及被设置为与所述框架的内侧表面间隔开的第一感测线圈,其中,基于通过所述第一触摸构件和所述第一力构件施加的外部对象的触摸,所述第一混合感测单元的电容根据在所述第一感测电极与所述外部对象之间形成的寄生电容而变化,并且基于通过所述第一触摸构件和所述第一力构件施加的所述外部对象的所述触摸,所述第一混合感测单元的电感根据所述第一感测线圈与所述框架之间的距离的变化而变化;第二混合感测单元,设置在所述盖内部,并且包括彼此电连接的第二感测电极和第二感测电感器以及被设置为与所述框架的所述内侧表面间隔开的第二感测线圈,其中,基于通过所述第二触摸构件和所述第二力构件施加的外部对象的触摸,所述第二混合感测单元的电容根据在所述第二感测电极与所述外部对象之间形成的寄生电容而变化,并且基于通过所述第二触摸构件和所述第二力构件施加的所述外部对象的所述触摸,所述第二混合感测单元的电感根据所述第二感测线圈与所述框架之间的距离的变化而变化;以及电路单元,被配置为:基于所述第一混合感测单元的所述电容的变化、所述第二混合感测单元的所述电容的变化、所述第一混合感测单元的所述电感的变化以及所述第二混合感测单元的所述电感的变化,检测是否输入了通过所述第一触摸构件和所述第一力构件施加的所述外部对象的触摸以及通过所述第二触摸构件和所述第二力构件施加的所述外部对象的触摸中的每个。

所述第一感测电极可设置在所述第一触摸构件内部。所述第一感测电感器可安装在基板上。所述第一感测线圈可被设置为与所述第一力构件间隔开,并且可安装在所述基板上以与所述第一力构件的内侧表面相对。所述第一混合感测单元还可包括:第一连接线,使所述第一感测电极与所述第一感测电感器的一端彼此电连接;以及第一支撑构件,包括:第一主体构件,由所述框架的内部结构支撑,并且被构造为支撑所述基板的其上安装有所述第一感测线圈的部分;以及第一柱构件,支撑在所述第一主体构件上,并且附接到所述第一力构件的两端。

所述第二感测电极可设置在所述第二触摸构件内部。所述第二感测电感器可安装在基板上。所述第二感测线圈可被设置为与所述第二力构件间隔开,并且安装在所述基板上以与所述第二力构件的内侧表面相对。所述第二混合感测单元还可包括:第二连接线,使所述第二感测电极与所述第二感测电感器的一端彼此电连接;以及第二支撑构件,包括第二主体构件,由所述框架的内部结构支撑,并且被构造为支撑所述基板的其上安装有所述第二感测线圈的部分;以及第二柱构件,支撑在所述第二主体构件上,并且附接到所述第二力构件的两端。

所述电子设备还可包括:屏蔽构件,利用绝缘材料形成,被设置为围绕所述第一连接线的至少一部分。

所述电路单元可包括:第一触摸检测电路,被配置为响应于发生通过所述第一触摸构件和所述第一力构件施加的所述触摸,基于根据在所述第一感测电极与所述外部对象之间形成的所述寄生电容的电容变化,输出针对所述第一触摸构件的第一触摸检测信号;第一力检测电路,被配置为响应于发生通过所述第一触摸构件和所述第一力构件施加的所述触摸,基于由于所述第一力构件向内偏转而发生的电感变化,输出针对所述第一力构件的第一力检测信号;第二触摸检测电路,被配置为响应于发生通过所述第二触摸构件和所述第二力构件施加的所述触摸,基于根据在所述第二感测电极与所述外部对象之间形成的所述寄生电容的电容变化,输出针对所述第二触摸构件的第二触摸检测信号;第二力检测电路,被配置为响应于发生通过所述第二触摸构件和所述第二力构件施加的所述触摸,基于由于所述第二力构件向内偏转而发生的电感变化,输出针对所述第二力构件的第二力检测信号;以及触摸辨别电路,被配置为基于所述第一触摸检测信号、所述第一力检测信号、所述第二触摸检测信号以及所述第二力检测信号来辨别触摸开关。

在另一总体方面,一种触摸感测装置被应用于电子设备,在所述电子设备中,利用第一非导电材料形成的盖和利用与所述第一非导电材料相同或不同的第二导电材料形成的框架彼此结合。所述触摸感测装置包括:触摸感测单元,设置在所述盖内部,并且被配置为根据是否对所述盖施加了触摸而输出第一感测信号;力感测单元,包括被设置为与所述框架的内侧表面间隔开的感测线圈,所述力感测单元被配置为根据是否通过所述框架施加了按压触摸而输出具有可变幅值的第二感测信号;以及电路单元,被配置为基于所述第一感测信号和所述第二感测信号检测是否被外部对象输入了触摸。

所述触摸感测单元可包括:光源单元,被配置为产生光信号并将光信号发射到所述盖的外部;以及接收单元,被配置为接收在所述光信号被外部物体反射然后穿过所述盖之后入射的反射信号。

所述触摸感测单元可包括:发射单元,被配置为产生超声波信号并将所述超声波信号发射到所述盖的外部;以及接收单元,被配置为接收在所述超声波信号被外部物体反射然后穿过所述盖之后入射的反射信号。

所述感测线圈可与作为所述框架的一部分的力构件间隔开,并且可安装在基板上以与所述力构件的内侧表面相对。所述力感测单元还可包括由所述框架的内部结构支撑的支撑构件,所述支撑构件被构造为支撑所述力构件,使得当未通过所述力构件施加所述按压触摸时保持从所述力构件到所述感测线圈的预定距离,并且当通过所述力构件施加所述按压触摸时允许所述力构件向内偏转。

所述电路单元可包括:第一检测单元,被配置为响应于所述第一感测信号的幅值大于或等于第一阈值而输出第一检测信号;第二检测单元,被配置为响应于所述第二感测信号的幅值大于或等于第二阈值而输出第二检测信号;以及触摸检测电路,被配置为基于所述第一检测信号和所述第二检测信号来确定是否被所述外部对象输入了所述触摸。

所述触摸感测单元可包括光学传感器、超声波传感器和温度传感器中的任意一种或者任意两种或更多种的任意组合。

在另一总体方面,一种电子设备包括:侧部,包括盖和结合到所述盖的框架;触摸开关单元,包括作为所述盖的一部分的触摸构件和作为所述框架的一部分的力构件;触摸感测单元,设置在所述盖内部,并且被配置为根据是否对所述盖施加了接触而输出第一感测信号;以及力感测单元,包括被设置为与所述框架的内侧表面间隔开的感测线圈,所述力感测单元被配置为根据是否通过所述框架施加了按压触摸而输出具有可变幅值的第二感测信号;以及电路单元,被配置为基于所述第一感测信号和所述第二感测信号检测是否被外部对象输入了触摸。

所述触摸感测单元可包括:光源单元,被配置为产生光信号并将所述光信号发射到所述盖的外部;以及接收单元,被配置为接收在所述光信号被外部物体反射然后穿过所述盖之后入射的反射信号。

所述触摸感测单元可包括:发射单元,被配置为产生超声波信号并将所述超声波信号发射到所述盖的外部;以及接收单元,被配置为接收在所述超声波信号被外部物体反射然后穿过所述盖之后入射的反射信号。

所述感测线圈可与所述力构件间隔开,并且可安装在基板上以与所述力构件的内侧表面相对。所述力感测单元还可包括由所述框架的内部结构支撑的支撑构件,所述支撑构件被构造为支撑所述力构件,使得当未通过所述力构件施加所述按压触摸时保持从所述力构件到所述感测线圈的预定距离,并且当通过所述力构件施加所述按压触摸时允许所述力构件向内偏转。

所述电路单元可包括:第一检测单元,被配置为响应于所述第一感测信号的幅值大于或等于第一阈值而输出第一检测信号;第二检测单元,被配置为响应于所述第二感测信号的幅值大于或等于第二阈值而输出第二检测信号;以及触摸检测电路,被配置为基于所述第一检测信号和所述第二检测信号来确定是否被所述外部对象输入了所述触摸。

所述触摸感测单元可包括光学传感器、超声波传感器和温度传感器中的任意一种或者任意两种或更多种的任意组合。

在另一总体方面,一种电子设备包括:盖,包括触摸构件;框架,结合到所述盖,并且包括力构件;触摸感测单元,包括设置在所述盖内部的感测电极和电感器,并且具有响应于所述触摸构件与外部对象的接触而变化的电容;力感测单元,包括被设置为与所述框架的内侧表面间隔开的感测线圈,所述力感测单元具有响应于所述框架的由施加到力构件的力引起的偏转而变化的电感;以及电路单元,被配置为基于所述电容和所述电感来识别由所述外部对象输入的触摸。

所述电路单元可包括:检测电路,被配置为基于所述电容的变化输出第一检测信号,并且基于所述电感的变化输出第二检测信号;以及触摸辨别电路,被配置为响应于所述第一检测信号高于第一阈值并且所述第二检测信号高于第二阈值,识别出被所述外部对象输入了所述触摸。

所述电路单元可包括:检测电路,被配置为基于所述电容的变化和所述电感的变化来输出检测信号;以及触摸辨别电路,被配置为基于所述检测信号与阈值的比较来识别被所述外部对象输入的所述触摸。

通过下面的具体实施方式、附图和权利要求,其他特征和方面将是显而易见的。

附图说明

图1是示出根据示例的电子设备的透视图。

图2是示出根据示例的电子设备的透视图。

图3是示出根据示例的电子设备的侧部的正视图。

图4是示出根据示例的电子设备的侧部的正视图。

图5是示出根据示例的电子设备的侧部的正视图。

图6是示出根据示例的电子设备的内部结构的截面图。

图7是示出根据示例的电子设备的内部结构的截面图。

图8是示出根据示例的电子设备的内部结构的截面图。

图9是示出根据示例的电子设备的内部结构的截面图。

图10是示出根据示例的图7的电子设备的操作的视图。

图11是示出根据示例的电子设备的内部结构的截面图。

图12是示出根据示例的图11的电子设备的操作的视图。

图13是示出根据示例的电子设备的内部结构的截面图。

图14是示出根据示例的图13的电子设备的操作的视图。

图15是示出根据示例的电子设备的内部结构的视图。

图16是示出第一触摸检测电路的示例的视图。

图17是示出第一力检测电路的示例的视图。

图18是示出根据示例的电子设备的内部结构的视图。

图19是示出根据示例的图18的电子设备的触摸感测装置的示例的视图。

图20是示出根据示例的图18的电子设备的触摸感测装置的示例的视图。

在整个附图和具体实施方式中,相同的附图标记和字符指示相同的元件。附图可不按照比例绘制,并且为了清楚、说明和方便起见,可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而,在理解本公开之后,在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、变型和等同物将是显而易见的。例如,在此描述的操作的顺序仅仅是示例,并且不限于在此阐述的顺序,而是除了必须以特定顺序进行的操作之外,可做出在理解本公开之后将是显而易见的改变。此外,为了提高清楚性和简洁性,可省略对本领域已知的特征的描述。

在此描述的特征可以以不同的形式实施,并且将不被解释为限于在此描述的示例。更确切地说,已提供在此描述的示例仅是为了示出在理解本公开之后将是显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。在下文中,尽管将参照附图详细地描述本公开的实施例,但应注意的是,示例不限于此。

在整个说明书中,当诸如层、区域或基板的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时,该元件可直接“在”所述另一元件“上”、直接“连接到”所述另一元件或直接“结合到”所述另一元件,或者它们之间可存在一个或更多个其他元件。相比之下,当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时,它们之间可不存在其他元件。如在此使用的,元件的“一部分”可包括整个元件或者少于整个元件。

如在此使用的,术语“和/或”包括相关所列项中的任意一项和任意两项或更多项的任意组合;同样,“……中的至少一个”包括相关所列项中的任意一项和任意两项或更多项的任意组合。

尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分,但是这些构件、组件、区域、层或部分将不受这些术语的限制。更确切地说,这些术语仅用来将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此,在不脱离示例的教导的情况下,在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称作第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

为了易于描述,在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”、“下面”等的空间相对术语来描述如附图中示出的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相对术语意在除了包含附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的装置被翻转,则描述为相对于另一元件位于“上方”或“上面”的元件则将相对于另一元件位于“下方”或“下面”。因此,术语“上方”根据装置的空间方位包括“上方”和“下方”两种方位。装置还可以以其他方式被定位(旋转90度或者处于其他方位),并且将相应地解释在此使用的空间相对术语。

在此使用的术语仅用于描述各种示例且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差,可发生附图中所示的形状的变化。因此,在此描述的示例不限于附图中所示的具体形状,而是包括制造期间发生的形状的改变。

在此描述的示例的特征可按照在理解本公开之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外,尽管在此描述的示例具有各种构造,但是在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的其他构造是可行的。

在此,注意的是,关于示例的术语“可”的使用(例如,关于示例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个示例,而全部示例不限于此。

图1是示出根据示例的电子设备10的透视图。图2是示出根据示例的电子设备10-1的透视图。

参照图1,电子设备10可包括框架51、玻璃52、盖53和触摸开关单元TSW。

框架51可以是构成电子设备10的中央骨架的金属框架。玻璃52可以是设置在框架51的前表面(形成框架51的一侧)上的前显示玻璃。盖53可以是设置在框架51的后表面(形成框架51的另一侧)上的非导体。例如,盖53的材料可以是玻璃或塑料,但不限于玻璃或塑料。

作为示例,电子设备10可包括具有三层结构的侧部50,所述三层结构包括玻璃52、框架51和盖53。

例如,参照图1,电子设备10可以是具有以下结构的移动电话:框架51设置在电子设备10的中心中,玻璃52设置在电子设备10的前表面(形成电子设备10的上部)上,并且盖53可设置在电子设备10的后表面(作为电子设备10的下部)上。

作为另一示例,电子设备10的侧部可具有包括框架51和盖53的双层结构。在这种情况下,框架51可设置在电子设备10的中心中,并且盖53可设置在电子设备10的后表面(作为电子设备10的下部)上。

触摸开关单元TSW可包括用于代替机械按钮的设置在电子设备10的侧部上的第一触摸构件TM1、第一力构件FM1和第二触摸构件TM2。

作为示例,第一触摸构件TM1和第二触摸构件TM2可以是盖53的一部分,并且第一力构件FM1可以是框架51的一部分。

参照图1,玻璃52、框架51和盖53之间的边界以线性形式制造和组装,使得第一触摸构件TM1、第一力构件FM1和第二触摸构件TM2可以以例如图1所示的之字形形式(而不是线性形式)设置。

作为示例,参照图2,电子设备10-1可具有包括框架51-1、玻璃52和盖53-1的侧部50-1。在电子设备10-1中,第一触摸构件TM1、第一力构件FM1和第二触摸构件TM2可通过以下方式设置在基本直线上:在框架51-1或盖53-1的一部分中形成弯曲部,以将第一触摸构件TM1和第二触摸构件TM2定位在弯曲部中。弯曲部被设置为定位第一触摸构件TM1、第一力构件FM1和第二触摸构件TM2,并且弯曲部的形状或尺寸不限于以上示例。

例如,参照图1和图2,电子设备10和10-1均可以是便携式装置(诸如,智能电话)或可穿戴装置(诸如,智能手表)。电子设备10和10-1不限于特定装置,并且可以是便携式设备或可穿戴电子设备或具有用于控制操作的开关的电子设备。

在这里的描述中,触摸可包括与接触相对应的触摸(例如,接触触摸)、与按压相对应的触摸(例如,按压触摸)或在触摸构件附近发生的触摸(例如,接近触摸)。术语“接触(或接触触摸)”指的是没有伴随按压力的简单接触,并且术语“按压(或按压触摸)”指的是接触之后的按压力。此外,“接近触摸”指的是包括接触以及在可进行触摸感测的位置附近发生的接触的事件。因此,在以下描述中,除非另外指定接触触摸、按压触摸或接近触摸,否则触摸可包括接触、力(按压力)和接近触摸,或者可包括接触、按压力和接近触摸中的任何一种。

在图1和图2中,例如,根据每个示例的触摸构件和力构件(诸如,第一触摸构件TM1、第一力构件FM1和第二触摸构件TM2)可不暴露于外部实体。例如,每个触摸构件和力构件可具有通过各种钝化处理从外部实体肉眼不可见的结构。

在图1和图2中,示出了包括两个触摸构件(即,第一触摸构件TM1和第二触摸构件TM2)以及一个力构件(即,第一力构件FM1)的三个构件,但在此的公开内容不限于这三个构件。

在示例中,可实现包括一个或更多个触摸构件以及一个或更多个力构件的触摸感测装置。

此外,与其中多个触摸传感器设置在现有金属外壳内部的情况不同,由于根据在此的公开内容的触摸感测装置具有其中感测电极SE1和SE2设置在利用非导电材料(诸如,玻璃)构成的盖53/53-1内部的结构,因此可解决辨别金属外壳上的多个触摸开关的困难。

当描述本公开的附图中的示例时,针对具有相同附图标记和相同功能的组件,可省略的重复描述,而可仅描述不同之处。

图3是示出根据示例的电子设备10-2的侧部的正视图。图4是示出根据示例的电子设备10-3的侧部的正视图。

参照图3和图4,框架51与盖53之间的边界可以以线性形式来构造。

参照图3,触摸开关单元TSW-1可包括第一触摸构件TM1和第一力构件FM1,第一触摸构件TM1和第一力构件FM1以之字形形式而不是线性形式设置。

参照图4,第一触摸构件TM1、第一力构件FM1和第二触摸构件TM2可以以之字形形式(而不是线性形式)设置。

图5是示出根据示例的电子设备10-4的侧部的正视图。

参照图5,在框架51-2和盖53-2中的任一者中,可在两个点中形成弯曲部BP。因此,框架51-2和盖53-2可被制造为使得它们之间的边界具有之字形形式,并且第一触摸构件TM1、第一力构件FM1和第二触摸构件TM2可以以线性形式设置。

参照图3、图4和图5,电子设备10-2/10-3/10-4的侧部50/50-2具有包括玻璃52、框架51/51-2和盖53/53-2的三层结构。参照图4和图5,第一触摸构件TM1、第一力构件FM1和第二触摸构件TM2可设置在电子设备10-2/10-3/10-4的侧部50/50-2上,以使触摸开关单元TSW代替机械按钮。第一触摸构件TM1和第二触摸构件TM2可以是盖53/53-2的一部分,并且第一力构件FM1可以是框架51/51-2的一部分。在图3至图5中,第一触摸构件TM1、第一力构件FM1和第二触摸构件TM2被示出为示例,但触摸开关单元TSW不限于第一触摸构件TM1、第一力构件FM1和第二触摸构件TM2。

作为示例,附加触摸构件可以是盖53/53-1的一部分,并且附加力构件可以是框架51/51-2的一部分。

在这里的公开内容中,由于第一触摸构件TM1、第二触摸构件TM2和第一力构件FM1可设置在任意位置,只要它们在被人(例如,人手)触摸(接触或按压)时识别出触摸(接触或按压触摸)即可,因此第一触摸构件TM1、第二触摸构件TM2和第一力构件FM1的位置不必限于图3至图5所示的示例。

在诸如普通移动电话的电子设备的情况下,音量按钮或电源按钮可在电子设备的侧部50/50-2上形成为物理按钮(键)。在这种情况下,物理按钮应突出,使得人手可按压物理按钮。然而,当使用物理按钮时,物理按钮由于物理磨损等而具有有限的耐久期。此外,物理按钮的突出形状可能使得难以执行防水处理,并且可能导致在美学上不整洁。

在下文中,将参照图6至图14描述根据示例的为解决以上问题而提出的触摸感测装置和电子设备。

图6是示出根据示例的电子设备10-5的内部结构的截面图。

参照图6,电子设备10-5可包括例如:侧部50,包括框架51和盖53;触摸开关单元TSW-1,包括第一触摸构件TM1和第一力构件FM1;以及触摸感测装置100,被配置为检测通过触摸开关单元TSW-1的触摸。

第一触摸构件TM1可以是盖53的一部分,并且可利用与盖53的材料相同的材料形成。例如,当盖53利用玻璃形成时,第一触摸构件TM1也可利用玻璃形成。

第一力构件FM1可以是框架51的一部分,并且可利用与框架51的材料相同的材料形成。例如,当框架51利用金属形成时,第一力构件FM1也可利用金属形成。

触摸感测装置100可包括第一触摸感测单元TSP1、第一力感测单元FSP1和电路单元800。

作为示例,第一触摸感测单元TSP1可包括第一感测电极SE1和第一感测电感器LE1,第一感测电极SE1和第一感测电感器LE1设置在盖53内部并且彼此电连接。因此,当通过盖53施加诸如人体1(参见图10)的外部对象的触摸(例如,接触)时,可根据触摸(例如,接触)在第一感测电极SE1与人体1之间形成寄生电容,以改变包括寄生电容的总电容。

作为示例,第一力感测单元FSP1可包括第一感测线圈SC1,第一感测线圈SC1与框架51的内侧表面间隔开预定距离(例如,D1)。因此,当通过框架51施加触摸(例如,按压触摸)时,电感可根据第一感测线圈SC1与框架51之间的距离基于触摸(例如,按压触摸)的变化而变化。当在电流流过第一感测线圈SC1的同时通过按压触摸改变第一感测线圈SC1与框架51之间的距离时,电感通过因距离的变化产生的涡流的作用而改变(例如,减小),并且可使基于电感的谐振频率增大。

作为示例,电路单元800可基于由第一触摸感测单元TSP1形成的可变电容和由第一力感测单元FSP1形成的电感来检测是否输入了人体1的触摸。

例如,第一触摸感测单元TSP1可包括设置在第一触摸构件TM1内部的第一感测电极SE1、第一感测电感器LE1和第一连接线W10。

第一触摸构件TM1可以是利用非导电材料形成的盖53的一部分,并且可利用例如非导电材料(诸如,玻璃或塑料)形成。

第一感测电极SE1可设置在第一触摸构件TM1(作为盖53的一部分)内部。

第一感测电感器LE1可电连接到第一感测电极SE1,并且可安装在基板200上。

第一连接线W10可使第一感测电极SE1和第一感测电感器LE1的一端彼此电连接。

例如,第一力感测单元FSP1可包括设置在第一力构件FM1内部的第一感测线圈SC1和第一支撑构件300-10。

第一力构件FM1可以是利用导体形成的框架51的一部分,并且可利用例如导体(诸如,金属)形成。

作为示例,第一感测线圈SC1可与第一力构件FM1间隔开预定距离(例如,D1),并且可安装在基板200上以与第一力构件FM1的内侧表面相对。

作为示例,第一支撑构件300-10可包括第一主体构件300-1以及第一柱构件300-11和300-12。

第一主体构件300-1可由框架51的内部结构51S支撑,并且可支撑其上安装有第一感测线圈SC1的基板200。

第一柱构件300-11和300-12由第一主体构件300-1支撑,并且可附接到框架51的第一力构件FM1的两端。

当未施加通过第一力构件FM1的触摸(例如,按压触摸)时,由于第一支撑构件300-10,可保持第一力构件FM1与第一感测线圈SC1之间的预定距离(例如,D1)。当施加通过第一力构件FM1的触摸(例如,按压触摸)时,第一力构件FM1可向内偏转。

此外,触摸检测装置100可包括电路单元800、电容器元件等,电路单元800安装在基板200的一个表面或另一表面上。电路单元800可包括:振荡电路,通过基板200连接到感测电极SE1和SE2中的每个;以及触摸辨别电路,被配置为检测所施加的触摸(接触或按压触摸)的位置。下面将更详细地描述振荡电路和触摸辨别电路。

例如,当按压触摸被施加到第一力构件FM1时,第一力构件FM1可向内偏转以改变框架51与相应的第一感测线圈SC1之间的距离。这种距离的变化可能导致电感的变化。根据这种作用,可执行根据按压触摸的电感感测。

此外,设置在第一力构件FM1一侧上的第一触摸构件TM1设置在盖53上,以在发生人体的接触时在人体(例如,人手)与第一感测电极SE1之间形成寄生电容。这样形成的寄生电容可导致电容的变化。根据这种作用,可执行根据接触的电容感测。

当人体按压框架51时,框架51可向内偏转以改变电感,因此力操作(通过按压触摸执行的触摸操作)可被执行。当人体(例如,人手)接触盖53时,可在第一感测电极SE1与人体之间形成寄生电容以改变电容,因此触摸操作(通过接触执行的触摸操作)可被执行。

因此,在本公开的触摸中,人体(例如,人手)可同时触摸框架51和盖53。

第一力构件FM1可以是框架51的设置在由第一柱构件300-11和300-12支撑的两个点之间的区域。第一力构件FM1的这种限定可应用于在此的每个示例。

图7是示出根据示例的电子设备10-6的内部结构的截面图。

参照图7,电子设备10-6可包括:侧部50,包括框架51和盖53;触摸开关单元TSW,包括第一触摸构件TM1、第一力构件FM1和第二触摸构件TM2;以及触摸感测装置100-1,被配置为检测通过触摸开关单元TSW的触摸。

触摸感测装置100-1具有其中对图6中的触摸感测装置100的结构添加第二触摸感测单元TSP2的结构,并且还包括电路单元800-1,电路单元800-1被配置为:基于由第一触摸感测单元TSP1形成的可变电容、由第二触摸感测单元TSP2形成的可变电容以及由第一力感测单元FSP1形成的电感,检测是否输入了人体1的触摸。

参照图7,第二触摸感测单元TSP2可设置在盖53内部,并且可包括彼此电连接的第二感测电极SE2和第二感测电感器LE2。因此,当通过盖53施加人体1的触摸(例如,接触)时,可根据触摸(例如,接触)在第二感测电极SE2与人体1之间形成寄生电容,并且可改变包括寄生电容的总电容。

例如,第二触摸感测单元TSP2可包括设置在第二触摸构件TM2内部的第二感测电极SE2、第二感测电感器LE2和第二连接线W20。

第二触摸构件TM2可以是盖53的一部分,并且可利用例如非导电材料(诸如,玻璃或塑料)形成。

第二感测电极SE2可设置在第二触摸构件TM2(作为盖53的一部分)内部。

第二感测电感器LE2可电连接到第二感测电极SE2,并且可安装在基板200上。

第二连接线W20可使第二感测电极SE2与第二感测电感器LE2的一端彼此电连接。

在本公开中,第一连接线W10和第二连接线W20可以是形成在柔性印刷电路板(FPCB)上的导线或导体线路。第一连接线W10和第二连接线W20不限于这些示例,并且可以是任意导体线路,只要它们使第一感测电极SE1与第一感测电感器LE1彼此电连接并且使第二感测电极SE2与第二感测电感器LE2彼此电连接即可。

此外,由于相应的感测电极和相应的感测电感器通过连接线(诸如,第一连接线W10和第二连接线W20)连接,因此不必限制设置感测电感器的位置。因此,可自由地确定设置感测电感器的位置。

为了给出另外描述,如图1和图2所示,第一力构件FM1可设置在第一触摸构件TM1与第二触摸构件TM2之间,而如图7所示,第一力构件FM1的面积可大于第一触摸构件TM1和第二触摸构件TM2的总面积。

第一触摸构件TM1和第二触摸构件TM2是被配置为检测接触的构件,并且是被配置为检测当发生触摸时由人体1形成的电容引起的电容变化的构件。第一力构件FM1是被配置为检测力的构件。当施加力时,框架51偏转(例如,金属偏转)。因此,框架51与第一感测线圈SC1之间的气隙可发生变化。第一力感测单元FSP1被设置为检测由气隙的变化引起的电感的变化。

例如,当人手按压第一触摸构件TM1和第二触摸构件TM2中的一个以及第一力构件FM1时,因人体接触而执行的触摸感测(“电容感测”)和因施加的力而执行的力感测(“电感感测”)可同时操作。另一方面,当除了人手之外的东西按压第一触摸构件TM1和第二触摸构件TM2中的一个以及第一力构件FM1时,因人体接触而执行的触摸感测可不操作,而力感测可操作。因此,由于可执行相应的操作来区分是否是人手,因此可执行防止误动作功能。

例如,在图7所示的实施例中,当人手接触框架51并且施加力以使框架51向内偏转时,发生力操作。当人手接触盖53而非框架51时,由于在设置在盖53内部的第一感测电极SE1和第二感测电极SE2与人体1之间形成的寄生电容而发生触摸操作。

触摸感测装置100-1的结构可包括用于触摸感测操作的两个电感器LE1和LE2以及用于力感测操作的一个第一感测线圈SC1。两个电感器LE1和LE2可分别是第一感测电感器和第二感测电感器。可执行触摸感测操作以感测实际触摸位置,并且可执行力感测操作以检查触摸感测操作。

在下文中,将描述应用于本公开的电感改变操作。当力被施加到框架51的第一力构件FM1时,第一力构件FM1可被按压以使框架51向内偏转。因此,框架51与第一感测线圈SC1之间的距离D1可改变。此外,在电流流过第一感测线圈SC1的同时,从第一感测线圈SC1到作为相邻导体的框架51的距离可改变,以产生涡流。由于涡流,电感可改变(例如,减小)。因此,谐振频率可改变(例如,增大),以基于谐振频率的变化来检测施加的力。

图8是示出作为图6中的电子设备10-5的变型版本的电子设备10-7的内部结构的截面图。

参照图8,电子设备10-7可包括:侧部50,包括框架51、玻璃52和盖53;触摸开关单元TSW-1,包括第一触摸构件TM1和第一力构件FM1;以及触摸感测装置100-2,被配置为检测通过触摸开关单元TSW-1的触摸。

触摸感测装置100-2可包括第一触摸感测单元TSP1-1,第一触摸感测单元TSP1-1包括作为图7中的第一感测电极SE1的变型形式的两个第一感测电极SE1-1和SE1-2。

作为示例,两个第一感测电极SE1-1和SE1-2设置在第一触摸构件TM1(作为盖53的一部分)的内部的不同位置。在两个第一感测电极SE1-1和SE1-2中,一个第一感测电极SE1-1可连接到第一感测电感器LE1的一端,并且另一第一感测电极SE1-2可连接到第一感测电感器LE1的另一端。

第一触摸感测单元TSP1-1可包括两条第一连接线W10-1和W10-2。在两条第一连接线W10-1和W10-2中,一条第一连接线W10-1可使第一感测电极SE1-1与第一感测电感器LE1的一端彼此电连接,并且另一条第一连接线W10-2可使第一感测电极SE1-2与第一感测电感器LE1的另一端彼此电连接。

图9是示出作为图7中的电子设备10-6的变型版本的电子设备10-8的内部结构的截面图。

参照图9,电子设备10-8可包括:侧部50,包括框架51、玻璃52和盖53;触摸开关单元TSW,包括第一触摸构件TM1、第二触摸构件TM2和第一力构件FM1;以及触摸感测装置100-3,被配置为检测通过触摸开关单元TSW的触摸。

触摸感测装置100-3可包括第一触摸感测单元TSP1-1,第一触摸感测单元TSP1-1包括两个第一感测电极SE1-1和SE1-2。触摸感测装置100-3还可包括第二触摸感测单元TSP2-1,第二触摸感测单元TSP2-1包括作为图7中的第二感测电极SE2的变型形式的两个第二感测电极SE2-1和SE2-2。

作为示例,两个第一感测电极SE1-1和SE1-2可设置在第一触摸构件TM1(作为盖53的一部分)的内部的不同位置。在两个第一感测电极SE1-1和SE1-2中,一个第一感测电极SE1-1可连接到第一感测电感器LE1的一端,并且另一第一感测电极SE1-2可连接到第一感测电感器LE1的另一端。

此外,两个第二感测电极SE2-1和SE2-2可设置在第二触摸构件TM2(作为盖53的一部分)的内部的不同位置。在两个第二感测电极SE2-1和SE2-2中,一个第二感测电极SE2-1可连接到第二感测电感器LE2的一端,并且另一第二感测电极SE2-2可连接到第二感测电感器LE2的另一端。

第一触摸感测单元TSP1-1可包括两条第一连接线W10-1和W10-2。在两条第一连接线W10-1和W10-2中,一条第一连接线W10-1可使第一感测电极SE1-1与第一感测电感器LE1的一端彼此电连接,并且另一条第一连接线W10-2可使第一感测电极SE1-2与第一感测电感器LE1的另一端彼此电连接。

第二触摸感测单元TSP2-1可包括两条第二连接线W20-1和W20-2。作为示例,在两条第二连接线W20-1和W20-2中,一条第二连接线W20-1可使第二感测电极SE2-1与第二感测电感器LE2的一端彼此电连接,并且另一条第二连接线W20-2可使第二感测电极SE2-2与第二感测电感器LE2的另一端彼此电连接。

在图6至图9所示的触摸感测装置100、100-1、100-2和100-3中,第一触摸感测单元TSP1/TSP1-1和第二触摸感测单元TSP2/TSP2-1可操作以感测触摸位置,并且第一力感测单元FSP1可操作以检查触摸感测的错误。

图10是示出图7中的电子设备10-6的操作的视图。

参照图7和图10,电路单元800-1包括第一触摸检测电路800-1-T1、第一力检测电路800-1-F1、第二触摸检测电路800-1-T2和触摸辨别电路850。

作为示例,当通过第一触摸构件TM1发生人体1的触摸(例如,接触)时,第一触摸检测电路800-1-T1可基于电容的变化来输出针对第一触摸构件TM1的第一触摸检测信号SDT1,所述电容的变化取决于在人体与第一感测电极SE1之间形成的寄生电容。

当通过第一力构件FM1发生触摸(按压触摸)时,第一力检测电路800-1-F1可基于电感的变化来输出针对第一力构件FM1的第一力检测信号SDF1,所述电感的变化是由于第一力构件FM1向内偏转而发生的。

当通过第二触摸构件TM2发生人体的触摸(例如,接触)时,第二触摸检测电路800-1-T2可基于电容的变化来输出针对第二触摸构件TM2的第二触摸检测信号SDT2,所述电容的变化取决于在人体1与第二感测电极SE2之间形成的寄生电容。

触摸辨别电路850可基于第一触摸检测信号SDT1、第一力检测信号SDF1和第二触摸检测信号SDT2来辨别触摸开关。

例如,当人体1(例如,人手)触摸(接触并按压)第一力构件FM1和第二触摸构件TM2时,可在第二触摸构件TM2与人体1之间形成寄生电容,因此,第二触摸检测电路800-1-T2可输出第二触摸检测信号SDT2。

与此同时,当第一力构件FM1被按压以改变第一力构件FM1与第一感测线圈SC1之间的距离(D1→D2)时,第一力构件FM1与第一感测线圈SC1之间的距离可改变以产生涡流。因此,如上所述,总电感根据涡流的作用而变化。结果,第一力检测电路800-1-F1可输出第一力检测信号SDF1。

因此,触摸辨别电路850可基于第二触摸检测信号SDT2和第一力检测信号SDF1识别出第二触摸构件TM2被触摸。

相比之下,当人体1(例如,人手)触摸(接触并按压)第一力构件FM1和第一触摸构件TM1时,触摸辨别电路850可通过上述操作基于触摸检测信号SDT1和第一力检测信号SDF1识别出第一触摸构件TM1被触摸。

图11是示出根据示例的电子设备10-9的内部结构的截面图。

参照图11,电子设备10-9可包括:侧部50,包括框架51和盖53;触摸开关单元TSW-2,设置在侧部50上并且包括第一力构件FM1、第一触摸构件TM1和第二力构件FM2;以及触摸感测装置100-4,被配置为检测通过触摸开关单元TSW-2的触摸。

触摸感测装置100-4可包括第一触摸感测单元TSP1、第一力感测单元FSP1、第二力感测单元FSP2和电路单元800-2。

第一触摸构件TM1可以是盖53的一部分,并且第一力构件FM1和第二力构件FM2可以是框架51的不同部分。

第一触摸感测单元TSP1可包括第一感测电极SE1和第一感测电感器LE1,第一感测电极SE1和第一感测电感器LE1设置在盖53内部并且彼此电连接。因此,当通过盖53的第一触摸构件TM1施加人体1的触摸(例如,接触)时,可根据触摸(例如,接触)在第一感测电极SE1与人体1之间形成寄生电容,以改变包括寄生电容的总电容。

作为示例,第一感测电极SE1可设置在盖53的与第一感测线圈SC1、第二感测线圈SC2和第一感测电感器LE1相对的整个内侧上。

第一力感测单元FSP1包括第一感测线圈SC1,第一感测线圈SC1与框架51的内侧表面间隔开预定距离。因此,当通过框架51施加触摸(例如,按压触摸)时,电感可根据第一感测线圈SC1与框架51之间的距离基于触摸(例如,按压触摸)的变化而变化。

第二力感测单元FSP2可包括第二感测线圈SC2,第二感测线圈SC2与框架51的内侧表面间隔开预定距离。因此,当通过框架51施加触摸(例如,按压触摸)时,电感可根据第二感测线圈SC2与框架51之间的距离基于触摸(例如,按压触摸)的变化而变化。

例如,第一触摸感测单元TSP1可包括设置在第一触摸构件TM1内部的第一感测电极SE1、第一感测电感器LE1和第一连接线W10。

第一触摸构件TM1可以是盖53的一部分,并且可利用非导电材料(诸如,玻璃或塑料)形成。

第一感测电极SE1可设置在第一触摸构件TM1内部。

第一感测电感器LE1可电连接到第一感测电极SE1,并且可安装在基板200-1上。

第一连接线W10可使第一感测电极SE1与第一感测电感器LE1的一端彼此电连接。

例如,第一力感测单元FSP1可包括第一感测线圈SC1和第一支撑构件300-10。

第一感测线圈SC1可与第一力构件FM1的内侧表面间隔开预定距离(例如,D1)。

第一支撑构件300-10可包括第一主体构件300-1以及第一柱构件300-11和300-12。

第一主体构件300-1可由框架51的内部结构51S支撑,并且可支撑基板200-1的其上安装有第一感测线圈SC1的部分。

第一柱构件300-11和300-12可支撑在第一主体构件300-1上,并且可附接到第一力构件FM1的两端。当未通过第一力构件FM1施加触摸(例如,按压触摸)时,由于第一支撑构件300-10,可保持从第一力构件FM1到第一感测线圈SC1的预定距离(例如,D1)。当通过第一力构件FM1施加触摸(例如,按压触摸)时,第一力构件FM1可向内偏转。

例如,第二力感测单元FSP2可包括第二感测线圈SC2和第二支撑构件300-20。

第二感测线圈SC2可与第二力构件FM2的内侧表面间隔开预定距离(例如,D2)。

第二支撑构件300-20可包括第二主体构件300-2以及第二柱构件300-21和300-22。

第二主体构件300-2可由框架51的内部结构51S支撑,并且可支撑基板200-1的其上安装有第二感测线圈SC2的部分。

第二柱构件300-21和300-22可由第二主体构件300-2支撑,并且可附接到第二力构件FM2的两端。当未通过第二力构件FM2施加触摸(例如,按压触摸)时,由于第二支撑构件300-20,可保持从第二力构件FM2到第二感测线圈SC2的预定距离(例如,D2)。当通过第二力构件FM2施加触摸(例如,按压触摸)时,第二力构件FM2可向内偏转。

在图11中所示的触摸感测装置中,第一力感测单元FSP1和第二力感测单元FSP2可操作以感测触摸位置,并且第一触摸感测单元TSP1可操作以检查触摸感测的错误。

图12是示出图11中的电子设备10-9的操作的视图。

参照图11和图12,电路单元800-2可包括第一力检测电路800-2-F1、第一触摸检测电路800-2-T1、第二力检测电路800-2-F2和触摸辨别电路850-2。

当通过第一力构件FM1发生触摸(例如,按压触摸)时,第一力检测电路800-2-F1可基于由于第一力构件FM1向内偏转而发生的电感变化来输出针对第一力构件FM1的第一力检测信号SDF1。

当通过第一触摸构件TM1发生人体1的触摸(例如,按压触摸)时,第一触摸检测电路800-2-T1可基于根据在人体1与第一感测电极SE1之间形成的寄生电容的电容变化来输出针对第一触摸构件TM1的第一触摸检测信号SDT1。

当通过第二力构件FM2发生触摸(例如,按压触摸)时,第二力检测电路800-2-F2可基于由于第二力构件FM2向内偏转而发生的电感变化来输出针对第二力构件FM2的第二力检测信号SDF2。

触摸辨别电路850-2可基于第一力检测信号SDF1、第一触摸检测信号SDT1和第二力检测信号SDF2辨别触摸(例如,按压)位置。

例如,当人体1(例如,人手)触摸(接触并按压)第二力构件FM2和第一触摸构件TM1时,可在第一触摸构件TM1与人体之间形成寄生电容,因此第一触摸检测电路800-2-T1可输出第一触摸检测信号SDT1。

同时,当第二力构件FM2被按压为改变第二力构件FM2与第二感测线圈SC2之间的距离(D11→D12)时,第二感测线圈SC2与第二力构件FM2之间的距离可改变以产生涡流。因此,如上所述,总电感根据涡流的作用而变化。结果,第二力检测电路800-2-F2可输出第二力检测信号SDF2。

因此,触摸辨别电路850-2可基于第一触摸检测信号SDT1和第二力检测信号SDF2识别出第二力构件FM2被触摸。相比之下,当人体1(例如,人手)触摸(接触并按压)第一力构件FM1和第一触摸构件TM1时,触摸辨别电路850可通过上述操作基于第一力检测信号SDF1和第一触摸检测信号SDT1识别出第一力构件FM1被触摸。

图13是示出根据示例的电子设备10-10的内部结构的截面图。

参照图13,电子设备10-10可包括:侧部50,包括框架51和盖53;触摸开关单元TSW-3,设置在侧部50中,并且包括第一力构件FM1和第二力构件FM2以及第一触摸构件TM1和第二触摸构件TM2;以及触摸感测装置100-5,被配置为检测通过触摸开关单元TSW-3的触摸。

触摸感测装置100-5可包括第一混合感测单元HB-S100、第二混合感测单元HB-S200和电路单元900。

第一混合感测单元HB-S100可包括设置在盖53内部并且彼此电连接的第一感测电极SE1和第一感测电感器LE1以及被设置为与框架51的内侧表面间隔开预定距离(例如,D1)的第一感测线圈SC1。因此,当通过盖53施加人体1的触摸(例如,接触+按压触摸)时,电容根据基于触摸(例如,接触和按压触摸)在第一感测电极SE1与人体1之间形成的寄生电容而变化,并且电感可根据第一感测线圈SC1与框架51之间的距离的变化而变化。

第二混合感测单元HB-S200可包括设置在盖53内部并且彼此电连接的第二感测电极SE2和第二感测电感器LE2以及被设置为与框架51的内侧表面间隔开预定距离(例如,D2)的第二感测线圈SC2。因此,当通过盖53施加人体1的触摸(例如,接触和按压触摸)时,电容根据基于触摸(例如,接触和按压触摸)在第二感测电极SE2与人体1之间形成的寄生电容而变化,并且电感可根据第二感测线圈SC2与框架51之间的距离的变化而变化。

电路单元900可利用第一混合感测单元HB-S100和第二混合感测单元HB-S200基于电容的变化和电感的变化来检测是否输入了人体1的每次触摸。

例如,第一混合感测单元HB-S100可包括:第一感测电极SE1,设置在第一触摸构件TM1内部;第一感测电感器LE1;第一连接线W10;第一感测线圈SC1,被设置为与第一力构件FM1的内侧表面间隔开预定距离;以及第一支撑构件300-10。

第一感测电极SE1可设置在第一触摸构件TM1(作为盖53的一部分)内部。

第一感测电感器LE1可电连接到第一感测电极SE1,并且安装在基板200-1上。

第一连接线W10可使第一感测电极SE1与第一感测电感器LE1的一端彼此电连接。

第一感测线圈SC1可与第一力构件FM1(作为框架51的一部分)的内侧表面间隔开预定距离,并且可安装在基板200-1上以与第一力构件FM1的内侧表面相对。

作为示例,第一支撑构件300-10可包括第一主体构件300-1以及第一柱构件300-11和300-12。

第一主体构件300-1可由框架51的内部结构51S支撑,并且可支撑基板200-1的其上安装有第一感测电感器LE1和第一感测线圈SC1的部分。

第一柱构件300-11和300-12支撑在第一主体构件300-1上,并且可附接到第一力构件FM1的两端。当未通过第一力构件FM1施加触摸(例如,按压触摸)时,由于第一支撑构件300-10,可保持从第一力构件FM1到第一感测线圈SC1的预定距离(例如,D1)。当通过第一力构件FM1施加触摸(例如,按压触摸)时,第一力构件FM1可向内偏转。

例如,第二混合感测单元HB-S200可包括:第二感测电极SE2,设置在第二触摸构件TM2内部;第二感测电感器LE2;第二连接线W20;第二感测线圈SC2,被设置为与第二力构件FM2的内表面间隔开预定距离;以及第二支撑构件300-20。

第二感测电极SE2可设置在第二触摸构件TM2(作为盖53的一部分)内部。

第二感测电感器LE2可电连接到第二感测电极SE2,并且可安装在基板200-1上。

第二连接线W20可使第二感测电极SE2与第二感测电感器LE2的一端彼此电连接。

第二感测线圈SC2与第二力构件FM2(作为框架51的一部分)的内侧表面间隔开预定距离,并且可安装在基板200-1上以与第二力构件FM2的内侧表面相对。

作为示例,第二支撑构件300-20可包括第二主体构件300-2以及第二柱构件300-21和300-22。

第二主体构件300-2可由框架51的内部结构51S支撑,并且可支撑基板200-1的其上安装有第二感测电感器LE2和第二感测线圈SC2的部分。

第二柱构件300-21和300-22可支撑在第二主体构件300-2上,并且可附接到第二力构件FM2的两端。当未通过第二力构件FM2施加触摸(例如,按压触摸)时,由于第二支撑构件300-20,可保持从第二力构件FM2到第二感测线圈SC2的预定距离(例如,D2)。当通过第二力构件FM2施加触摸(例如,按压触摸)时,第二力构件FM2可向内偏转。在此,第一支撑构件300-10和第二支撑构件300-20构成支撑部300。参照图13,作为示例,在电子设备10-10的侧部50中,第一触摸构件TM1和第一力构件FM1可彼此相邻地设置并且第二触摸构件TM2和第二力构件FM2可彼此相邻地设置,使得当发生一次触摸时,第一触摸构件TM1和第一力构件FM1被同时接触和按压,或者第二触摸构件TM2和第二力构件FM2被同时接触和按压。

例如,当人手触摸侧部50时,可同时触摸第一触摸构件TM1和第一力构件FM1或者可同时触摸第二触摸构件TM2和第二力构件FM2,因此,可将第一触摸构件TM1、第一力构件FM1、第二触摸构件TM2和第二力构件FM2的布置和尺寸确定为执行混合感测操作。

图14是示出图13中的电子设备10-10的操作的视图。

参照图13和图14,电路单元900可包括第一触摸检测电路900-T1、第一力检测电路900-F1、第二触摸检测电路900-T2、第二力检测电路900-F2和触摸辨别电路950。

当通过第一触摸构件TM1发生人体1的触摸(例如,接触)时,第一触摸检测电路900-T1可基于电容变化来输出针对第一触摸构件TM1的第一触摸检测信号,所述电容变化取决于在人体1与第一感测电极SE1之间形成的寄生电容。

当通过第一力构件FM1发生人体1的触摸(例如,按压触摸)时,第一力检测电路900-F1可基于电感变化来输出针对第一力构件FM1的第一力检测信号SDF1,所述电感变化是由于第一力构件FM1向内偏转而发生的。

当通过第二触摸构件TM2发生人体1的触摸(例如,接触)时,第二触摸检测电路900-T2可基于电容变化来输出针对第二触摸构件TM2的第二触摸检测信号SDT2,所述电容变化取决于在人体1与第二感测电极SE2之间形成的寄生电容。

当通过第二力构件FM2发生人体1的触摸(例如,按压触摸)时,第二力检测电路900-F2可基于电感变化来输出针对第二力构件FM2的第二力检测信号SDF2,所述电感变化是由于第二力构件FM2向内偏转而发生的。

触摸辨别电路950可基于第一触摸检测信号SDT1、第一力检测信号SDF1、第二触摸检测信号SDT2和第二力检测信号SDF2辨别触摸开关。

例如,第一触摸检测电路900-T1、第一力检测电路900-F1、第二触摸检测电路900-T2和第二力检测电路900-F2中的每者可在发生针对相应的触摸构件或相应的力构件的触摸时输出高于阈值的检测信号。

作为示例,如图14所示,当第二触摸构件TM2和第二力构件FM2被触摸时,第二触摸检测电路900-T2和第二力检测电路900-F2可输出第二触摸检测信号SDT2和第二力检测信号SDF2。

触摸辨别电路950可接收第二触摸检测信号SDT2和第二力检测信号SDF2。当第二触摸检测信号SDT2和第二力检测信号SDF2具有比阈值高的值时,触摸辨别电路950可识别出第二触摸构件TM2和第二力构件FM2被触摸。

相比之下,作为示例,当人体1(例如,人手)触摸(接触并按压)第一力构件FM1和第一触摸构件TM1时,触摸辨别电路950可通过上述操作基于第一力检测信号SDF1和第一触摸检测信号SDT1识别出第一触摸构件TM1和第一力构件FM1被触摸。

图15是示出根据示例的电子设备10-11的内部结构的视图。

与图6中的电子设备相比,图15中所示的电子设备10-11还可包括屏蔽构件400。

屏蔽构件400可被设置为围绕第一连接线W10的至少一部分(例如,整体),以防止第一连接线W10与其他相邻元件(诸如,框架51的内部结构51S、基板200、第一感测电感器LE1等)接触。因此,屏蔽构件400可将第一连接线W10与其他元件电屏蔽。

例如,屏蔽构件400可以是利用能够执行电屏蔽的导电材料形成的电缆覆盖材料件,但屏蔽构件400不限于这样的示例。

由于第一连接线W10可通过屏蔽构件400与其他元件电屏蔽,因此第一感测电感器LE1和基板200可更自由地设置。因此,可改善设置电子设备10-11的组件的自由度。

电子设备10-11被描述为图6的电子设备10-5的变型示例,然而,在其他实施例中,屏蔽构件400可应用于连接每个感测电极和相应的感测电感器的所有连接线。

图16是示出第一触摸检测电路900-T1的示例的视图。

参照图16,第一触摸检测电路900-T1可包括第一振荡电路OSC1,并且第一振荡电路OSC1可包括电感单元L1、电容单元C1和放大器单元A1。

电感单元L1可具有电感L,并且电容单元C1可具有电容C。电感单元L1和电容单元C1构成谐振电路,使得在由电感L和电容C确定的频率f处发生谐振。放大器单元A1可形成负电阻,使得谐振电路保持谐振以进行振荡,因此可产生具有相应谐振频率的第一触摸检测信号SDT1。

在这种情况下,由于总电容根据由触摸形成的寄生电容而变化,因此谐振频率可变化。通过对谐振频率进行计数而产生的计数值可用于检测是否发生触摸。

这种操作原理可应用于第二触摸检测电路900-T2。

图17是示出第一力检测电路900-F1的示例的视图。

参照图17,第一力检测电路900-F1可包括第二振荡电路OSC2,并且第二振荡电路OSC2可包括电感单元L2、电容单元C2和放大器单元A2。

电感单元L2可具有电感L,并且电容单元C2可具有电容C。电感单元L2和电容单元C2构成谐振电路,使得在由电感L和电容C确定的频率f处发生谐振。放大器单元A2可形成负电阻,使得谐振电路保持谐振以进行振荡,并且因此可产生具有谐振频率的第二触摸检测信号SDT2。

在这种情况下,谐振频率可根据由力形成的电容变化而变化。通过对谐振频率进行计数而产生的计数值可用于检测是否施加了力。

这种操作原理可应用于第二力检测电路900-F2。

图18是示出根据示例的电子设备10-12的内部结构的视图。电子设备10-12与图6中所示的电子设备10-5之间的不同之处在于第一触摸感测单元TSP1-2,并且将着重于相对于电子设备10-5的差异并省略对相同内容的描述的同时提供对其的描述。

参照图18,电子设备10-12包括侧部50、触摸开关单元TSW-1和触摸感测装置100-6,触摸感测装置100-6包括第一触摸感测单元TSP1-2、第一力感测单元FSP1和电路单元800-3。第一触摸感测单元TSP1-2和第一力感测单元FSP1构成第一混合传感器单元HB-S100-1。

侧部50可具有盖53和结合到盖53的框架51。

触摸开关单元TSW-1可包括作为盖53的一部分的第一触摸构件TM1和作为框架51的一部分的第一力构件FM1。

第一触摸感测单元TSP1-2可设置在盖53内部。当在盖53上发生物体的触摸时,第一触摸感测单元TSP1-2可根据是否发生了触摸而输出第一感测信号SS1。

第一力感测单元FSP1包括第一感测线圈SC1,第一感测线圈SC1被设置为与框架51的内侧表面间隔开预定距离。当通过框架51施加按压触摸时,第一力感测单元FSP1可根据是否施加了按压触摸而提供具有可变幅值的第二感测信号SS2。

电路单元800-3可基于由第一触摸感测单元TSP1-2产生的第一感测信号SS1和由第一力感测单元FSP1产生的第二感测信号SS2来检测是否被人体1输入了触摸。

第一力感测单元FSP1可包括第一感测线圈SC1和第一支撑构件300-10,第一支撑构件300-10包括第一主体构件300-1以及第一柱构件300-11和300-12。

第一感测线圈SC1可与第一力构件FM1间隔开预定距离,并且可安装在基板200上以与第一力构件FM1的内侧表面相对。

第一主体构件300-1以及第一柱构件300-11和300-12可由框架51的内部结构51S支撑。当未通过第一力构件FM1施加按压触摸时,第一主体构件300-1以及第一柱构件300-11和300-12可支撑第一力构件FM1,从而保持第一力构件FM1与第一感测线圈SC1之间的预定距离。当通过第一力构件FM1施加按压触摸时,第一主体构件300-1以及第一柱构件300-11和300-12可允许第一力构件FM1向内偏转。

例如,当触摸感测装置100-6包括第一混合传感器单元HB-S100-1时,包括在第一混合传感器单元HB-S100-1中的第一触摸感测单元TSP1-2可包括传感器TS1,传感器TS1是光学传感器、超声波传感器和温度传感器之一,但不限于这些示例。

例如,关于第一混合传感器单元HB-S100-1,将参照图19描述传感器TS1是光学传感器的情况。可选地,将参照图20描述第一混合传感器单元HB-S100-1'包括第一触摸感测单元TSP1-2'的情况,第一触摸感测单元TSP1-2'包括超声波传感器TS1'。

图19是示出图18中的电子设备10-12的触摸感测装置100-6的示例的视图。

参照图19,第一触摸感测单元TSP1-2可包括光学传感器TS1。在这种情况下,第一触摸感测单元TSP1-2可设置在第一触摸构件TM1的内侧表面上。第一触摸感测单元TSP1-2不仅可检测第一触摸构件TM1上的触摸,而且可检测在紧接触摸之前的未触摸状态下的触摸的接近。包括触摸和接近的这种连续操作将被称为接近触摸。作为示例,包括第一触摸构件TM1的盖53可利用光信号可穿过的材料(诸如,玻璃或塑料)形成,但盖53的材料不限于此。

光学传感器TS1可包括:光源单元TX,被配置为产生光信号并且将光信号发射到盖53的外部;以及接收单元RX,被配置为接收在光信号被外部物体反射然后穿过盖53之后入射的反射信号。接收单元RX可输出第一感测信号SS1。

第一力感测单元FSP1可包括第一振荡电路OSC1。第一振荡电路OSC1可包括第一感测线圈SC1和连接到第一感测线圈SC1的振荡单元LCosc,并且可输出第二感测信号SS2。作为示例,包括在第一振荡电路OSC1中的振荡单元LCosc可包括电容提供部(例如,电容器元件)和谐振保持部(例如,反相器元件)。振荡单元LCosc的一部分或整体可被包括在电路单元800-3中,或者可安装在电路单元800-3外部的基板200上。

电路单元800-3可包括第一检测单元810、第二检测单元820和触摸检测电路850-3。

当从第一触摸感测单元TSP1-2输入的第一感测信号SS1的幅值大于或等于第一阈值时,第一检测单元810可输出第一检测信号SD1。第一阈值可以是为基于第一感测信号SS1的幅值来确定是否输入了触摸而预设的参考值。

当从第一力感测单元FSP1输入的第二感测信号SS2的幅值大于或等于第二阈值时,第二检测单元820可输出第二检测信号SD2。第二阈值可以是为基于第二感测信号SS2的幅值来确定是否施加了力而预设的参考值。

触摸检测电路850-3可基于第一检测信号SD1和第二检测信号SD2识别是否施加了触摸。例如,当人体1触摸第一触摸构件TM1时,第一检测信号SD1可以是高电平信号。此外,当人体1对第一力构件FM1施加按压触摸时,第二检测信号SD2可以是高电平信号。因此,当第一检测信号SD1和第二检测信号SD2两者是高电平信号时,可识别出人体1的触摸。

另一方面,当除人体之外的物体触摸第一触摸构件TM1时,第一检测信号SD1可以是高电平信号。此外,当物体未对第一力构件FM1施加按压触摸时,第二检测信号SD2可以是低电平信号。因此,当第一检测信号SD1和第二检测信号SD2两者不都是高电平信号时,可识别出触摸不是人体的触摸。

如上所述,可使用触摸感测和力感测来识别和区分由人体1施加的有意触摸以及由除人体之外的物体施加的无意触摸。

图20是示出代替上述触摸感测装置100-6的可包括在图18中的电子设备10-12中的触摸感测装置100-6'的另一示例的视图。

图19中所示的触摸感测装置100-6与图20中所示的触摸感测装置100-6'的不同之处在于包括在触摸感测装置100-6'中的第一触摸感测单元TSP1-2'。在图20的论述中,将省略与参照图19给出的描述相同的描述。参照图20,第一触摸感测单元TSP1-2'可包括超声波传感器TS1'。在这种情况下,第一触摸感测单元TSP1-2'可设置在第一触摸构件TM1的内侧表面上。作为示例,包括第一触摸构件TM1的盖53可利用超声波信号可穿过的材料(诸如,玻璃或塑料)形成,但盖53的材料不限于此。

超声波传感器TS1'可包括:发射单元TX',被配置为产生超声波信号并且将超声波信号发射到盖53的外部;以及接收单元RX',被配置为接收在超声波信号被外部物体反射然后穿过盖53之后入射的反射信号。接收单元RX'可输出第一感测信号SS1。

此外,第一力感测单元FSP1可包括第一振荡电路OSC1。第一振荡电路OSC1可包括第一感测线圈SC1和连接到第一感测线圈SC1的振荡单元LCosc,并且可输出第二感测信号SS2。作为示例,包括在第一振荡电路OSC1中的振荡单元LCosc可包括电容提供部(例如,电容器元件)和谐振保持部(例如,反相器元件)。振荡单元LCosc的一部分或整体可被包括在电路单元800-3中,或者可安装在电路单元800-3外部的基板200上。

电路单元800-3可包括第一检测单元810、第二检测单元820和触摸检测电路850-3。

当从第一触摸感测单元TSP1-2'输入的第一感测信号SS1的幅值大于或等于第一阈值时,第一检测单元810可输出第一检测信号SD1。

当从第一力感测单元FSP1输入的第二感测信号SS2的幅值大于或等于第二阈值时,第二检测单元820可输出第二检测信号SD2。

触摸检测电路850-3可基于第一检测信号SD1和第二检测信号SD2识别是否输入了触摸。例如,当人体1触摸第一触摸构件TM1时,第一检测信号SD1可以是高电平信号。此外,当人体1对第一力构件FM1施加按压触摸时,第二检测信号SD2可以是高电平信号。因此,当第一检测信号SD1和第二检测信号SD2两者是高电平信号时,可识别出人体1的触摸。

在下文中,将给出除人体之外的物体触摸电子设备10-12的侧部50的情况的描述。在这种情况下,当除人体之外的物体触摸第一触摸构件TM1时,第一检测信号SD1可以是高电平信号。另一方面,当物体未对第一力构件FM1施加按压触摸时,第二检测信号SD2可以是低电平信号。因此,当第一检测信号SD1和第二检测信号SD2两者不都是高电平信号时,可识别出触摸不是人体的触摸。

如上所述,可使用触摸感测和力感测来识别和区分由人体施加的有意触摸以及由除人体之外的物体施加的无意触摸。

在这里的描述中,电子设备可包括具有另一感测结构的传感器,而不是包括设置在盖内部的感测电极和感测电感器的电容感测结构。例如,如上所述,具有另一感测结构的传感器可以是光学传感器、超声波传感器、温度传感器等。光学传感器、超声波传感器和温度传感器之中被采用的传感器可设置在作为盖的一部分的触摸构件的内侧表面上。作为示例,温度传感器可使用温度变化来检测人体的触摸。

由于上面提到的光学传感器、超声波传感器和温度传感器仅是触摸传感器的示例,因此在这里公开的触摸传感器单元中可采用任意传感器,只要传感器可检测触摸即可。

此外,任意传感器可代替第一力感测单元FSP1,只要传感器可检测力即可。作为示例,应变计或压电传感器可代替第一力感测单元FSP1。

因此,如上所述,可将任意传感器应用于混合传感器单元(例如,HB-S100-1)的结构中包括的触摸感测单元(例如,TSP1-2),只要传感器可感测触摸即可。此外,可将任意传感器应用于力感测单元(例如,FSP1),只要传感器可感测力即可。

如上所述,在此的公开内容可应用于移动装置或可穿戴装置的开关(例如,侧开关)。

上述示例可代替设置在现有的移动电话的侧面上的音量键或电源键,并且在此描述的每个示例可用于具有后盖结构(例如,利用非导电材料制成的盖结构)的装置中。此外,根据在此公开的每个实施例的结构的感测方法与在前显示器玻璃的触摸屏中使用的感测方法不同。

在某些现有结构中,线圈附接到设置在线圈正下方的表面。然而,在本公开中,线圈不附接到玻璃。在现有情况下,需要长度为16mm或更大的线圈。然而,根据本公开,通过改善感测效率,即使利用相对较短的感测线圈(电感)也可执行操作。例如,可感测较低的电感。

在现有的电容感测方法中,使用可变电容识别触摸,可变电容是通过使用通过金属上触摸(ToM)技术的LDC IC执行LC谐振并且使作为触摸目标表面的金属偏转而形成的。然而,本公开采用检测在人手触摸玻璃时在人手与存在于玻璃内部的导体的感测电极之间形成的寄生电容的变化的电容感测方法,而不是使用由在金属偏转时发生的线圈与金属之间的距离变化引起的涡流变化的方法。

如上所述,根据示例,可改善感测电感器的内部布置的自由度。

此外,感测电极可设置在利用非导电材料形成的盖(例如,后玻璃)内部,以改善多点触摸操作中每个触摸开关的辨别。

此外,当发生人体的触摸(例如,接触)时,可同时执行电容感测和电感感测,并且当发生非人体的触摸(例如,接触)时,可不执行电容感测。因此,可改善触摸感测辨别。

结果,可通过执行电容感测和电感感测两者的混合感测来解决由应用了感测装置的电子设备的变形引起的误动作问题。

执行本申请中描述的操作的图19至图20中的光源单元TX、发射单元TX'、振荡单元LCosc、接收单元RX和RX'、第一检测单元810、第二检测单元820以及其他单元和模块通过硬件组件实现,所述硬件组件被配置为执行本申请中描述的通过硬件组件执行的操作。可用于执行本申请中描述的操作的硬件组件的示例在适当的情况下包括:控制器、传感器、生成器、驱动器、存储器、比较器、算术逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器以及被配置为执行本申请中描述的操作的任意其他电子组件。在其他示例中,通过计算硬件(例如,通过一个或更多个处理器或计算机)来实现执行本申请中描述的操作的一个或更多个硬件组件。可通过一个或更多个处理元件(诸如,逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或者被配置为以定义的方式响应并且执行指令以获得期望的结果的任意其他装置或装置的组合)实现处理器或计算机。在一个示例中,处理器或计算机包括或者连接到存储通过处理器或计算机执行的指令或软件的一个或更多个存储器。通过处理器或计算机实现的硬件组件可执行诸如操作系统(OS)和在OS上运行的一个或更多个软件应用的指令或软件,以执行本申请中描述的操作。硬件组件还可响应于指令或软件的执行来访问、操作、处理、创建和存储数据。为简单起见,单数的术语“处理器”或“计算机”可用于描述在本申请中所描述的示例,但在其他示例中,可使用多个处理器或计算机,或者处理器或计算机可包括多个处理元件或多种类型的处理元件,或者包括这二者。例如,可通过单个处理器或者两个或更多个处理器或者处理器和控制器来实现单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件。可通过一个或更多个处理器或者处理器和控制器来实现一个或更多个硬件组件,可通过一个或更多个其他处理器或者另一处理器和另一控制器来实现一个或更多个其他硬件组件。一个或更多个处理器或者处理器和控制器可实现单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件。硬件组件可具有任意一个或更多个不同的处理配置,其示例包括单处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理、单指令多数据(SIMD)多处理、多指令单数据(MISD)多处理和多指令多数据(MIMD)多处理。

执行本申请中描述的操作的方法由计算硬件(例如,由一个或更多个处理器或计算机)执行,如上所述实现的所述计算硬件执行指令或软件,以执行本申请中描述的由所述方法执行的操作。例如,单个操作或者两个或更多个操作可由单个处理器、或者两个或更多个处理器、或者处理器和控制器来执行。一个或更多个操作可由一个或更多个处理器或者处理器和控制器来执行,并且一个或更多个其他操作可由一个或更多个其他处理器或者另一处理器和另一控制器来执行。一个或更多个处理器或者处理器和控制器可执行单个操作或者两个或更多个操作。

用于控制计算硬件(例如,一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件可被编写为计算机程序、代码段、指令或它们的任意组合,以单独地或共同地指示或配置一个或更多个处理器或计算机以操作为机器计算机或专用计算机,以执行由硬件组件和如上所述的方法执行的操作。在一个示例中,指令或软件包括由一个或更多个处理器或计算机直接执行的机器代码(诸如由编译器产生的机器代码)。在另一示例中,指令或软件包括由一个或更多个处理器或者计算机使用解释器执行的高级代码。可基于附图中示出的框图和流程图以及说明书中的相应的描述(公开了用于执行通过如上所述的硬件组件和方法执行的操作的算法)使用任意编程语言编写所述指令或软件。

用于控制计算硬件(例如,一个或更多个处理器或计算机)以实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构可被记录、存储或固定在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质中或上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘以及被配置为以非暂时性方式存储指令或软件以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构并且将所述指令或软件以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构提供给一个或更多个处理器或计算机,以使一个或更多个处理器或计算机可执行指令的任意其他装置。在一个示例中,指令或软件以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构分布在联网的计算机系统中,使得指令和软件以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构由一个或更多个处理器或计算机以分布的方式被存储、访问和执行。

尽管以上已示出和描述了具体示例,但在理解本公开之后将显而易见的是,在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下,可在这些示例中做出形式上和细节上的各种改变。在此描述的示例将仅被认为是描述性的意义,而不是出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术,和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或电路中的组件和/或用其他组件或它们的等同物替换或补充描述的系统、架构、装置或电路中的组件,则可获得合适的结果。因此,本公开的范围不由具体实施方式限定,而是由权利要求及其等同物来限定,并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变型将被解释为包括在本公开中。

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