CN104570716B - 便携式电子物体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种便携式电子物体(1)，其设有壳体(10)，该壳体(10)包括由后盖和表镜(13)封闭的中间部件(11)和固定到中间部件的表圈(14)，所述壳体包括由印刷电路板(22)构成的至少一个电子模块(20)，所述电子模块(20)上固定有向显示装置(30)发送信息的至少一个微控制器(23)，所述物体还包括触摸式控制装置(50)，该触摸式控制装置(50)包括至少一个基部元件(51)，所述基部元件(51)上布置有至少一个电极，所述电极通过导电路径(53)电连接至微控制器。

Description

便携式电子物体
技术领域
本发明涉及一种设有壳体的便携式电子物体，该壳体包括由后盖和表镜封闭的中间部件和固定到中间部件的表圈，所述壳体包括由印刷电路板构成的至少一个电子模块，该电子模块上固定有向显示装置发送数据的至少一个控制电路，所述物体还包括触摸式控制装置，该触摸式控制装置包括至少一个基片，该基片上沉积有至少一个电极，所述电极通过导电路径电连接至控制电路。
背景技术
便携式电子物体诸如电子装置或例如便携式钟表，包括大体由中间部件构成的壳体，该中间部件由后盖和表镜封闭。壳体内部布置有钟表机芯，该钟表机芯可以是电动机械式的或完全电子的。该钟表机芯布置成提供时间信息，所述时间信息通过模拟式或数字式显示装置显示。该钟表还包括让使用者能够与所述钟表交互的控制装置。
通常，控制装置采用机械地作用在所述钟表机芯上的按钮或表冠的形式。可以用触摸界面补充这些按钮和表冠。该触摸界面用于改进钟表的交互性和简化操作，特别是当钟表提供相当数量的菜单和功能时。
触摸界面可以是电阻性触摸界面或电容性触摸界面。对于电容性触摸界面的情况，其可以采用放置在表镜下表面上的电极的形式，该表镜是非导电元件。电极受到电场作用。当使用者希望激活界面时，他优选使用其手指在表镜的外表面上施加接触力。这意味着接触力可以是轻敲或轻触。该接触导致在所述电极和手指(该手指是导电元件)之间形成的附加电容出现。电子钟表机芯检测到该电容的变化，并将根据其程序设计动作。该触摸界面在表镜上而不是在壳体上产生，因为壳体通常由金属制成并因此导电。壳体不允许电容出现。
然而，这些布置在钟表表镜上的触摸界面具有不允许数据最佳可视化的缺点。实际上，具有布置在钟表表镜上的触摸界面的事实意味着使用者必须定期地将其手指放在表镜上。因此，显示在刻度盘上的数据的可视化定期地通过使用者的手指减少。使用者因此更难读取由钟表提供的数据。
另外，这些触摸键大体上通过在基板诸如表镜上沉积诸如铟锡氧化物(ITO)层的金属层形成。在表镜上施加该类ITO层的一个缺点是这是复杂且昂贵的操作。因此，需要非常严谨的制造来得到好的产品收得率。
发明内容
本发明的目的是，通过提出提供一种便携式电子触摸式物体来克服已有技术的缺点，该物体的生产更简单、更便宜并且使用更灵活。
本发明因此涉及一种设有壳体的便携式电子物体，该壳体包括由后盖和表镜封闭的中间部件和固定到中间部件的表圈，所述壳体包括由印刷电路板构成的至少一个电子模块，该电子模块上固定有向显示装置发送数据的至少一个微控制器，所述物体还包括触摸式控制装置，该触摸式控制装置包括至少一个基部元件，该基部元件上构造有至少一个电极，所述电极通过导电路径电连接至微控制器，其特征在于所述基部元件是柔性/挠性的，从而基部元件可以变形，以适应便携式物体的形状和直接连接至印刷电路板。
在第一有利实施例中，基部元件由诸如聚酰亚胺的塑料制成，电极是沉积在所述基部元件上的导电材料层。
在第二有利实施例中，触摸式控制装置包括多个基部元件，每个基部元件上布置有电极。
在第三有利实施例中，触摸式控制装置包括多个基部元件，每个基部元件上布置有至少两个电极。
在另一有利实施例中，每个基部元件包括主部段和两个臂部，该主部段通过其一个端部连接至电子模块，所述两个臂部在所述主部段的自由端的两侧延伸，电极布置在所述臂部上。
在另一有利实施例中，触摸式控制装置包括布置有多个电极的基部元件，所述基部元件包括通过副部段连接至电子模块的外周部段，电极布置在所述外周部段上。
在另一有利实施例中，基部元件的所述外周部段具有与壳体的形状相同的形状。
在另一有利实施例中，触摸式控制装置布置在表圈上。
在另一有利实施例中，表圈为固定表圈。
在另一有利实施例中，表圈是旋转表圈。
在另一有利实施例中，中间部件和表圈为一体件，以构成中间部件-表圈。
附图说明
在下文对本发明的至少一个实施例的详细描述中，根据本发明的便携式电子装置或物体的目的、优点和特征将更显而易见，该描述仅仅通过非限制性示例给出，并通过附图示出，其中：
图1是根据本发明的便携式电子物体的示意性截面图。
图2是根据本发明的具有转动的表圈的另一种便携式电子物体的示意性截面图。
图3是根据本发明的具有表圈-中间部件的另一种便携式电子物体的示意性横截面。
图4至6示出根据本发明的触摸式装置的示意性变型。
具体实施方式
图1示出根据本发明的便携式电子装置1或便携式电子物体。该便携式电子物体可以是移动电话或移动全球定位系统(GPS)装置或便携式计算机或触摸平板产品、用于运动的心率监视器或便携式音乐播放器或钟表。
该电子装置包括壳体10，该壳体10由通过后盖12(在图1中未示出，但是在图2中可见)和表镜13封闭的中间部件11构成。壳体10内布置有电子模块20。该电子模块20被配置成提供至少一条需要在显示装置30上显示的信息。该电子模块20例如是电子钟表机芯11。
而模块20又包括板21，板21具有隔腔或凹腔，该隔腔或凹腔被布置成接纳电能储蓄器，特别是单体电池。
模块20还包括固定在所述板上的至少一个印刷电路板或PCB 22。在该印刷电路板22上设有至少一个微控制器23，微控制器23配置成提供至少一项数据。微控制器23还可以是专用集成电路(ASIC)。该数据被发送至显示装置30，显示装置30可以是诸如指针的模拟式或诸如液晶屏的数字式。这些显示装置位于表镜13和电子模块20之间，表镜13和显示装置30之间布置有衬垫或凸缘31。
模块20还可以包括多种传感器，例如压力传感器，以提供高度或深度或气象数据。还可以设有温度传感器或用于指南针功能的传感器。另外，可以设想在壳体10内布置多个电子模块20，每个电子模块20向显示装置30提供至少一项数据。
在便携式电子装置是钟表的情况下，模块20或模块20之一将是电子钟表机芯。
钟表1还包括用于让使用者能够与所述模块20交互的控制装置40。这使得使用者可以选择和激活多种功能。控制装置40至少包括触摸式控制装置50。控制装置还可包括布置在中间部件11上的推压件或按钮。
有利地，根据本发明，这些触摸式控制装置50包括固定到电子模块20的柔性基部元件51，在柔性基部元件51上布置有至少一个电极52，所述电极52被构造在所述柔性基部元件51上。该柔性基部元件51有利地是柔性印刷电路板，即高性能塑料基板，例如聚酰亚胺(Kapton)或聚酯。沉积的电极52呈形成连接点的导电材料层的形式。例如，用作基部元件的柔性印刷电路板51可以用银在聚酯上丝网印刷而成，或柔性印刷电路板51可以用铜在Kapton上丝网印刷而成。电极52具有圆形、平行六面体或三角形的形状。
为了将电极52电连接至微控制器23，触摸式控制装置50还包括布置在所述柔性基部元件51上的至少一个导电路径53。该导电路径53与连接至所述微控制器的印刷电路板22的至少一个电路径23a协作。可以使用印刷电路板22和基部元件51上的连接点来保证电连续性。可以使用粘合剂将基部元件51固定到印刷电路板22。
使用这些柔性印刷电路板51的一个优点是它们允许使用用于传统印刷电路板的部件装配，同时使得电路在使用期间能够遵守特殊的形状或弯曲。
使用柔性基部元件51的另一优点是该类印刷电路板的成本比沉积在诸如表镜的基部上的ITO层的成本低。
最后，另一优点是柔性印刷电路板51的简单性。实际上，使用柔性印刷电路板51不仅不会对可以使用的部件施加限制，而且本发明可以具有用作用于电极52的和将电极52连接至控制电路的基部元件的一体件。
为了实现接近于具有触摸表镜的已有手表的功能，设有多个电极52是必要的。在一有利的布置中，触摸式控制装置50包括12个电极52，每个电极都布置在基部元件51上；因此12个基部元件51是必要的。这些电极52位于中间部件上，从而使用者可以操作它们。当然，可以选择电极52的数量，例如可以只设有一个电极52或设有6至7个电极。
壳体10因此包括用于布置电极52的表圈14。表圈14位于中间部件11上并围绕表镜13。表圈14可以是旋转表圈14c或固定表圈14b。表圈14还可以布置成使得中间部件11和表圈14构成一体件，即中间部件-表圈14a。中间部件11和表圈14具有外壁和内壁，该外壁是使用者看到的表面。为了使触摸式控制装置50的电极52高效，该表圈14由非导电材料制成，以允许出现电容效应。表圈可以不完全由非导电材料制成，而只有使用者作用的区域是非导电的。如果电极52的尺寸适当(即足够大)，则系统的灵敏度降低，但是仍然起作用。
优选地，基部元件51和电极52布置在时圈上，从而易于操作。这些电极52因此布置在表圈14上，即中间部件-表圈14a、固定表圈14b或旋转表圈14c上。
在其中电极52布置在中间部件-表圈14a的替代方案中，柔性印刷电路板51弯曲成使得电极52与中间部件-表圈14a的内壁接触，如图3中所示。可以设想使内壁凹陷，从而柔性印刷电路板51可以楔入其中。还可以将所述柔性印刷电路板51接合到内壁上。
在图1中所示的具有固定表圈14b的另一替代方案中，表圈呈环形部件140的形式。在图1的示例中，固定表圈14b的环形部件140具有U形横截面，U形的基部用作使用者可见的表面。环形部件的与表镜相对地定位的臂部设有凸起141，凸起141从臂部的自由端垂直于所述臂部延伸出来。该凸起141在装配表镜13和固定表圈14b期间使用，表圈14b被预装配至表镜13，从而部分地支承在凸缘31上。当装配表镜13时，该表镜支承在固定表圈14b的环形部件140的凸起141上。固定表圈14b因此被楔入表镜13和中间部件11之间。该布置意味着可以使固定表圈14b具有中心内部空间。
当电极52布置在固定表圈14b上时，电极在表圈14b的中空部分中。为此，中间部件11是中空的，从而在电子模块20和表圈的中空的内部空间之间存在一通道，如图1中所示。为了将柔性印刷电路板51保持在表圈的中空内部空间中，图1中所采用的解决方案包括使用楔形件54。该楔形件54放置在表圈的中空内部空间中。楔形件54布置成放置在柔性印刷电路板51和中间部件11之间。以这种方式，楔形件54作用在柔性印刷电路板51上，从而电极52与表圈14b的内壁接触。
在具有旋转表圈14c的另一替代方案中，表圈同样呈环形部件150的形式。在图2的示例中，固定表圈14b的环形部件150具有分成三个部分的部段。该部段配置成使得旋转表圈14c设有侧翼部，该侧翼部具有平行于表镜13延伸的第一部分151，垂直于表镜13延伸的第三部分153、和连接第一部分151和第三部分153的倾斜的第二部分152。在第一部分151和第三部分153的自由端设有附接装置160。附接装置160是插入中间部件11中的用作凹部件的凹槽162中的诸如钩子161的凸部件。该中间部件11因此具有由两个垂直的壁构成的台肩，凹部件设置在该壁上。旋转表圈14c的环形部件150和中间部件11的台肩形成一内部空间。
当电极52布置在旋转表圈14c上时，电极在表圈14c的中空部分中。为此，中间部件11是中空的，从而在电子模块20和旋转表圈14c的中空内部空间之间存在一通道，如图2中所示。为了将柔性印刷电路板51保持在旋转表圈14c的中空的内部空间中，图2中所采用的解决方案包括使用楔形件55。该楔形件55就位在旋转表圈14c的中空内部空间中。楔形件55布置成就位在柔性印刷电路板51和中间部件11之间。以这种方式，楔形件55支承柔性印刷电路板51，从而电极52靠近旋转表圈14c的内壁，然而却不与旋转表圈14c接触，以允许表圈14c转动。还可以设想在位于由旋转表圈14c的环形部件150和中间部件的台肩形成的内部空间中设有框架。该框架可以支承柔性印刷电路板51。
在图4中所示的第一变型中，每个基部元件(即每个柔性印刷电路板51)可以具有多于一个电极52。为了实现该目的，柔性印刷电路板51具有合适的形状。该合适的形状采用T形，即柔性印刷电路板51包括主部段51a。该主部段51a通过其一端连接至电子模块，同时，两个臂部51b在其自由端的两侧延伸。通过该配置，可以具有位于柔性印刷电路板51的端部和臂部51b的多个电极52。导电路径53然后向着主部段51a会聚，然后电连接至微控制器23。优选地，臂部51b呈现出曲率，以具有与表圈14的形状相匹配的形状。臂部51b的曲率允许所述柔性印刷电路板51的更好的集成。
因此，对于具有12个触摸键的电子物体，可以设想具有4个根据本变型的柔性印刷电路板51，如图4中所示。每个柔性印刷电路板51承载3个电极52，并且其臂部51b形成一圆弧。4个柔性印刷电路板51的圆弧的总和是与由表圈14形成的圆类似的圆。
在图5中可见的第二变型中，触摸式控制装置50包括仅一个柔性印刷电路板51，该柔性印刷电路板51被布置成承载所有电极52。为了实现该目的，柔性印刷电路板51包括外周部段51c，在该外周部段51c上制成多个电极52。该外周部段51c具有与壳体10的形状相同的形状，即该外周部段51c可以是环形或正方形或桶形。外周部段51c通过至少一个副部段51d连接至电子模块20的微控制器23，该副部段51d关于环形部段51c径向地延伸。导电路径53向着副部段51d会聚，以将电极52电连接至微控制器23。
在图5中可见的该第二变体的一优选型式中，柔性印刷电路板51具有两个副部段51d。这些副部段51d在直径上相对。该优选型式具有简化电极52和微控制器23之间的电连接的优点。导电路径53因此被分成两组，每组向着一个副部段51d聚集。应当理解的是，路径53以小于或等于90°的角度呈角度地远离一个副部段51d，并且向着所述副部段51d聚集。
该第二变型的一个优点是它简化了制造过程，因为只需要制造一个印刷电路板和将其固定在电子模块20上。
很明显，在不背离由随附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对上述本发明的各种实施例进行各种对该领域的技术人员显而易见的改变和/或改进和/或组合。
因此，可以设想电极52呈导电路径53的形式，该电极52在其自由端处绕其自身卷绕，该路径不与自身接触，如图6中所示。

Claims (15)

1.一种便携式电子物体(1)，其包括壳体(10)，该壳体(10)包括由后盖和表镜(13)封闭的中间部件(11)和固定到该中间部件的表圈(14)，所述壳体容纳由印刷电路板(22)构成的至少一个电子模块(20)，所述电子模块(20)上固定有向显示装置(30)发送信息的至少一个微控制器(23)，所述物体还包括触摸式控制装置(50)，该触摸式控制装置(50)包括至少一个基部元件(51)，所述基部元件(51)上构造有至少一个电极(52)，所述电极设置在所述表圈内和所述表镜的径向外侧，所述电极通过导电路径(53)电连接至该微控制器，其特征在于，所述基部元件是柔性的，以便能够变形以适应该便携式电子物体的形状和直接连接至该印刷电路板(22)。
2.根据权利要求1所述的便携式电子物体，其特征在于，所述基部元件(51)由塑料制成，所述电极(52)为沉积在所述基部元件上的导电材料层。
3.根据权利要求1所述的便携式电子物体，其特征在于，所述触摸式控制装置(50)包括多个基部元件(51)，每个基部元件(51)上都布置有电极(52)。
4.根据权利要求2所述的便携式电子物体，其特征在于，所述触摸式控制装置(50)包括多个基部元件(51)，每个基部元件(51)上都布置有电极(52)。
5.根据权利要求1所述的便携式电子物体，其特征在于，所述触摸式控制装置(50)包括多个基部元件(51)，每个基部元件(51)上都布置有至少两个电极(52)。
6.根据权利要求2所述的便携式电子物体，其特征在于，所述触摸式控制装置(50)包括多个基部元件(51)，每个基部元件(51)上都布置有至少两个电极(52)。
7.根据权利要求5所述的便携式电子物体，其特征在于，每个基部元件(51)都包括主部段(51a)和两个臂部(51b)，该主部段(51a)通过其一个端部连接至所述电子模块，所述两个臂部(51b)在所述主部段的自由端的两侧延伸，所述电极布置在所述臂部上。
8.根据权利要求6所述的便携式电子物体，其特征在于，每个基部元件(51)都包括主部段(51a)和两个臂部(51b)，该主部段(51a)通过其一个端部连接至所述电子模块，所述两个臂部(51b)在所述主部段的自由端的两侧延伸，所述电极布置在所述臂部上。
9.根据权利要求1所述的便携式电子物体，其特征在于，所述触摸式控制装置包括其上布置有多个电极的基部元件，所述基部元件(51)包括通过副部段(51d)连接至所述电子模块的外周部段(51c)，所述电极布置在所述外周部段(51c)上。
10.根据权利要求2所述的便携式电子物体，其特征在于，所述触摸式控制装置包括其上布置有多个电极的基部元件，所述基部元件(51)包括通过副部段(51d)连接至所述电子模块的外周部段(51c)，所述电极布置在所述外周部段(51c)上。
11.根据权利要求9所述的便携式电子物体，其特征在于，所述基部元件(51)的所述外周部段(51c)具有与所述壳体的形状相同的形状。
12.根据权利要求10所述的便携式电子物体，其特征在于，所述基部元件(51)的所述外周部段(51c)具有与所述壳体的形状相同的形状。
13.根据权利要求1所述的便携式电子物体，其特征在于，所述表圈(14)是固定表圈(14b)。
14.根据权利要求1所述的便携式电子物体，其特征在于，所述表圈(14)是旋转表圈(14c)。
15.根据权利要求1所述的便携式电子物体，其特征在于，所述中间部件(11)和表圈(14)是一体件，以构成中间部件-表圈(14a)。
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