CN104871095A - 便携式触摸电子物体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包括壳体(3)的便携式电子物体，壳体(3)包括由绝缘材料制成的至少一个第一部件(3a)，所述便携式电子物体包括至少一个电子模块(10)，该电子模块向显示装置(15)提供至少一条信息，所述便携式电子物体还包括控制装置(20)，该控制装置(20)允许使用者作用于所述至少一个电子模块。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括壳体的便携式电子物体，所述壳体包括由陶瓷材料制成的第一部件，所述便携式电子物体包括至少一个电子模块，该电子模块向显示装置提供至少一条信息，该显示装置设置在玻璃下方，所述便携式电子物体还包括控制装置，该控制装置使得使用者能够作用于所述至少一个电子钟表模块。
背景技术
诸如电子装置或例如便携式钟表的便携式电子物体包括壳体，该壳体通常由中间部件形成，该中间部件由后盖和玻璃封闭。在壳体内部设置有钟表机芯，该钟表机芯可完全是机械式的或电子式的。该钟表机芯被设置成提供时间信息，所述时间信息通过模拟或数字显示装置被显示。钟表还包括控制装置，该控制装置使得使用者能够与所述钟表交互。
通常，控制装置采用按钮或表冠的形式，该按钮或表冠机械地作用在所述钟表机芯上。可通过触摸界面来增补这些按钮和表冠。该触摸界面用于改善钟表的交互性且简化操作，特别是当钟表计划具有大量菜单和功能时。通过消除表冠或按钮的通常的外部凸起，该触摸界面还可有助于改善产品的美学外观。
触摸界面可以是电阻式触摸界面或电容式触摸界面。对于电容式触摸界面的情况而言，该触摸界面可以采用电极的形式，所述电极设置在玻璃的下表面上，所述玻璃是不导电元件。电极经受电场的作用。当使用者希望激活界面时，使用者优选使用其手指在玻璃的外表面上施加接触。这意味着该接触可以是轻敲或轻触。该接触导致产生附加的电容，该附加的电容形成在所述电极和作为导电元件的手指之间。电容的上述变化被电子钟表机芯探测到，该电子钟表机芯将根据其程序而作用。该触摸界面被制造在表玻璃/表镜上，而不是壳体上，因为壳体通常由金属制成且因而是导电的。壳体不允许产生电容。
然而，这些设置在钟表玻璃上的触摸界面具有缺点。
将触摸界面设置在玻璃上的第一缺点在于，其没有提供信息的最佳可见性。实际上，具有设置在钟表玻璃上的触摸界面这一点意味着使用者必须经常地将其手指放置在玻璃上。因此，显示在表盘上的信息的可见性经常受到使用者的手指的阻碍。使用者因此更加难以读取由钟表提供的信息。
另一缺点在于具有与传统的控制件(诸如按钮或表冠)相关联的触摸界面使得钟表更加复杂。实际上，除了触摸界面以外还具有多个按钮这一点导致按钮和触摸界面之间的大量结合。因此，钟表操作起来更加复杂。
另一缺点在于，对于具有深色表盘的钟表或具有深色背景的负对比型显示器而言，经常将手指放置在玻璃上会留下痕迹(油脂、汗液等)，这降低了(像被指纹覆盖的窗口的)产品的吸引力。
发明内容
本发明的目的是通过提出提供一种便携式电子物体来克服现有技术的缺点，该电子物体直观且易于使用，并且具有在所有情形下可被清晰地读取的信息。
为此，本发明涉及一种包括壳体的便携式电子物体，该壳体包括由绝缘材料制成的至少一个第一部件，所述便携式电子物体包括至少一个电子模块，该电子模块向显示装置提供至少一条信息，所述便携式电子物体还包括控制装置，该控制装置允许使用者作用于所述至少一个电子模块，其特征在于，所述控制装置至少包括触控装置，该触控装置包括设置在所述至少一个第一部件中的至少一个电极系统，所述至少一个电极系统包括由绝缘材料制成的支承件，至少一个电极设置在该支承件上，所述电极系统还包括固定装置，该固定装置用于将所述支承件固定至电子机芯和将所述至少一个电极电连接至电子模块。
本发明的一个优点在于，其提供了一种便携式电子物体，该便携式电子物体通过将触摸界面设置在便携式物体的壳体上而将使用直观触摸界面的易用性与良好的可见性结合起来。因此，使用者在其使用触摸界面时避免了阻挡显示装置。
在第一有利实施例中，所述至少一个电极是固定至所述支承件的由导电材料制成的片状件。
在第二有利实施例中，所述至少一个电极直接形成在所述支承件上。
在第三有利实施例中，固定装置包括至少一个安装凸缘，所述安装凸缘由导电材料制成，并且一方面固定至钟表机芯，且另一方面固定至支承件，以允许所述至少一个安装凸缘和所述至少一个电极之间的电传导。
在第四有利实施例中，所述至少一个电极系统包括设置在同一支承件上的多个电极。
本发明还涉及一种包括壳体的便携式电子物体，该壳体包括由绝缘材料制成的至少一个第一部件，所述便携式电子物体包括至少一个电子模块，该电子模块向显示装置提供至少一条信息，所述便携式电子物体还包括控制装置，该控制装置允许使用者作用于所述至少一个电子模块，其特征在于，所述控制装置至少包括触控装置，该触控装置包括至少一个电极系统并且设置在所述至少一个第一部件中。
在另一有利实施例中，所述至少一个电极系统包括由金属材料制成的至少一个结构，该结构形成电极并且直接电连接至电子模块。
在另一有利实施例中，所述至少一个电极系统包括至少一个柔性印刷电路，该柔性印刷电路形成电极并且直接电连接至电子模块。
在另一有利实施例中，所述至少一个电极系统包括至少一个电极，该至少一个电极设置在所述第一部件的内表面上，并且通过连接装置电连接至电子模块。
在另一有利实施例中，所述至少一个电极是由导电材料制成的片状件，该片状件被固定至所述第一部件的内表面。
在另一有利实施例中，所述至少一个电极是沉积在所述第一部件的内表面上的一层导电材料。
在另一有利实施例中，壳体中间部件完全由绝缘材料制成。
在另一有利实施例中，所述绝缘材料是陶瓷。
在另一有利实施例中，触摸装置包括靠近所述第一部件的内表面的至少一个电极系统。
在另一有利实施例中，触摸装置包括与所述第一部件的内表面接触的至少一个电极系统。
在另一有利实施例中，所述壳体由中间部件形成，该中间部件由玻璃和后盖封闭。
在另一有利实施例中，所述便携式物体是钟表。
附图说明
在下文对仅以非限制性示例给出的并通过附图示出的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、优点和特征将变得更加显而易见，其中：
-图1是便携式电子装置的示意图。
-图2是根据本发明的电子装置的示意性横截面。
-图3是根据本发明的电子装置的示意性俯视图。
-图4是根据本发明的电子装置的机芯的示意性横截面。
-图5是针对根据本发明的电极系统的第一方案的示意图。
-图6是根据本发明的钟表的电子模块的示意性分解图。
-图7至9示出根据本发明的电极系统的三种方案的示意图。
-图10是根据本发明的电极系统的变型横截面的示意图。
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为移动电话或移动GPS装置或便携式电脑或触摸板、用于运动的心率监测器或便携式音乐播放器或钟表1。在下面的描述中，本文将采用钟表的示例，但是该示例不是限制性的。该钟表1包括壳体或外壳3，该壳体或外壳3由中间部件5形成，所述中间部件5由后盖9和玻璃7封闭。电子模块10设置在壳体3的内部。该电子模块10构造成提供至少一条需要显示的信息。电子模块10例如是电子钟表机芯11，电子钟表机芯11包括至少一个微控制器12，该微控制器12连接至时基14，并且构造成提供至少一条时间信息，例如当前时间。微控制器12还可以是特定用途集成电路(ASIC)。上述信息被发送至显示装置15，显示装置15可以是模拟式的或数字式的。钟表机芯11还可以包括各种传感器，例如用于提供高度或深度或气象数据的压力传感器16。还可以设有温度传感器17或方位传感器18。另外，还可以设想在钟表1的壳体3的内部设置多个电子模块10，各电子模块10提供至少一条信息。在下文的描述中，将假设在所述壳体内部仅设置一个电子钟表机芯。
在图2中可见的电子钟表机芯11包括主板10c，该主板10c包含用于诸如电池的蓄电器10b的凹进腔室10d。该钟表机芯10还包括印刷电路板或PCB 10a，各种集成电路和电气或电子构件被固定至该印刷电路板10a。印刷电路板10a和主板10c被设置成使得固定至所述印刷电路板的各种构件可由电池10b供电。
钟表1还包括控制装置20，控制装置20用于使得使用者能够与所述电子钟表模块11交互。这使得使用者可以选择和激活/启用各种功能。
有利地根据本发明，控制装置20至少包括设置在钟表1的壳体3上的触摸装置21。钟表可设置成仅包括触摸装置21，但是它也可以包括用于控制特定功能的至少一个按钮或表冠。
触摸装置21为电容式类型。这种电容式系统采用设置在绝缘件的下表面上并经受电场作用的电极的原理。当使用者使用其手指接触绝缘件的另一表面时形成附加的电容，以改变由系统监视的总电容，该附加的电容允许被检测。
触摸装置21包括电极系统100和绝缘件。有利地，本发明假设壳体3用作绝缘件。为了实现这一点，钟表壳体3包括至少一个第一部件3a，该第一部件3a由绝缘材料(优选为陶瓷材料)制成。也可以使用塑料材料或蓝宝石。由绝缘材料制成的该第一部件3a由此形成触摸装置21所必需的所述绝缘件。由绝缘材料制成的该第一部件3a由此具有外表面和内表面，其中，使用者将作用在所述外表面上，而在所述内表面上设置有电极系统100。例如，壳体中间部件5被设置成包括由陶瓷材料制成的第一部件3a。
在图10中可见的壳体中间部件5的示例性实施例中，壳体中间部件可以采用金属或塑料框架3c的形式，该框架3c具有与最终的壳体中间部件相同的形状但还具有一孔口，第一陶瓷部件3a被插入到该孔口中。该第一陶瓷部件3a通过粘接或螺接或任何其它可能的固定方式被整体固定至所述框架。优选地，整个壳体中间部件5由陶瓷制成，从而获得一体式壳体中间部件或一体式部件。因此，获得一种更易于实施的方法。
电极系统100包括至少一个电极101，电极101电连接至电子钟表机芯11。该电极系统100被设置成靠近由不导电材料制成的第一部件3a的内表面3b放置。靠近由绝缘材料制成的第一部件3a的内表面3b意味着，当使用者的手指与所述第一部件的外表面接触时，产生附加的电容。电容的上述改变被电子钟表机芯11检测到，该电子钟表机芯11将根据在所述电子钟表机芯中所执行的程序而作用。
例如，触摸装置21被设置在壳体中间部件上的9点钟和/或3点钟区域中。因此，应当理解的是，对于正方形的壳体和壳体中间部件而言，触摸装置21被设置在壳体中间部件的平行于12点钟-6点钟轴线的区域上。对于具有圆形形状的壳体和壳体中间部件而言，触摸装置21被设置在2点钟-4点钟区域和8点钟-10点钟区域上、即两个对称相对的角状部之间的区域上。触摸装置21被设置在壳体中间部件上的9点钟和3点钟区域中这一点提供了使用灵活性，使得当使用者在其右手腕上佩戴钟表时可仅激活9点钟区域的触摸装置21，或当使用者在其左手腕上佩戴钟表时可仅激活3点钟区域的触摸装置21。设置在壳体中间部件上的9点钟和3点钟区域中的触摸装置21的所述选择性激活可以是自动的或手动的。
当然，触摸装置可设置在壳体中间部件5上的任何位置。
在本发明的优选实施例中，完全由陶瓷材料制成并且在图2的横截面中可见的壳体中间部件5具有特殊的几何结构。该特殊的几何结构构造成使得壳体中间部件设有侧面50，侧面50具有第一部分51、第二部分52和倾斜的第三部分53，第一部分51垂直于所述壳体3的后盖9延伸，第二部分52平行于玻璃7延伸并且被设置在与所述玻璃7相同的平面上，第三部分53连接第一部分51和第二部分52。在俯视图中，该构型使得可以获得用于触键的表面，该触键具有不允许使用者的手指滑出的尺寸。壳体中间部件5的内壁5a与第一部件3a的内表面3b相似，具有空心部分54，从而电极系统100能够被容纳在其中。应理解的是，壳体中间部件5可简单地包括两个相互垂直的部分。
该优选实施例的电极系统100包括至少一个电极101，该至少一个电极101设置在支承件103上。图4仅示出电子模块10和不带有壳体中间部件5的电极系统。支承件103采用由诸如塑料、木材或陶瓷的绝缘材料制成的部件的形式。至少一个电极101被设置在该支承件103上。该电极101由像诸如铜或金的金属一样的导电材料制成。该电极101可由金属片形成，该金属片通过钎焊、机械紧固或使用导电或不导电的粘合剂粘接而被固定至支承件103。导电粘合剂填充有确保导电性的粒子，例如银粒子。电极101还可直接制造在支承件103上。例如，电生长(croissance galvanique)、电成型或电镀技术的使用使得可沉积薄薄的一层导电材料。
在当前示例中，支承件103具有与设置在壳体中间部件5的内壁5a上的空心部分54的轮廓基本上相似的轮廓。此处，支承件103具有由两条垂直的直线形成的、具有截头顶部以形成倾斜的平面的轮廓，即与壳体中间部件5的侧面50相似的轮廓。当然，壳体中间部件5的空心部分54和支承件103的轮廓可具有非常不同的形状。当然，支承件103和/或电极101可以具有与壳体中间部件5的形状相似的形状。
如图6中所示，电子钟表机芯11还包括固定装置104，支承件103被固定在固定装置104上。固定装置104可为安装凸缘105，安装凸缘105采用固定至主板10c或所述印刷电路板的金属件的形式。所述安装凸缘105被设置成电连接至印刷电路板10a。例如，这些安装凸缘105采用板的形式，该板弯曲成直角，从而形成两个分支部。第一分支部105a被固定至印刷电路板10a，并且电连接至各电路，优选地被主板10c和所述印刷电路板10a夹持。一旦主板10b和印刷电路板已装配好，第二分支部105b就被压靠在所述主板的侧壁上。因此，这使得支承至少一个电极101的支承件103能够被固定在所述安装凸缘105上。因此，可以设想必须电连接至电极101的集成电路经由导线或钎焊或导电粘合剂被连接。有利地，安装凸缘105被设置成电连接电极和印刷电路板。
在图6中可见的该方案的变型中，可以设想支承件103支承多个电极101。因此，支承件103在较长的长度上延伸，以使得电极101可设置成一个挨着另一个。为了固定这种支承件，使用多个安装凸缘105来保证良好的附装。优选地，将使用数量等于电极101的数量的多个安装凸缘105，从而每个电极101通过一个安装凸缘105电连接至印刷电路板10c。
当电子钟表机芯11和设有电极101和固定装置104的支承件103被插入壳体3内部时，可以设想电极101可与壳体中间部件5的内壁5a接触，或相反地，如图2中所示，在电极101和所述内壁5a之间存在空间(e)。由于环境空气本来就是电介质，因此该空间(e)的存在未必是不利的。空间(e)简单地导致装置的固有电容的变化。因此，可以设想能够通过使电极101移动至更靠近或更远离壳体中间部件5的内表面3b来调整触摸装置21的固有电容且因而灵敏度。
可以有利地假定，该空间(e)的存在是所期望的。实际上，这种空间(e)可被用于帮助安装电子钟表模块11。电子钟表模块11在安装之前被组装好，这意味着在机芯被插入壳体3的内部之前，电极系统100被固定至钟表机芯11。过量的空间能够允许调整钟表机芯11的位置。
一旦钟表机芯10被固定在壳体内部，电极系统100和壳体中间部件5之间的空间就可以被填充。该空间(e)可填充有诸如塑料树脂的绝缘材料，或选择性地针对各电极填充诸如导电粘合剂的导电材料，同时避免使各电极相互连接而承担短路的风险。该导电粘合剂可以改善导电性。
当然，可以设想电极系统100可以采用不同的形式。
在另一方案中，可以设想实际的安装凸缘105用作电极。实际上，安装凸缘105由导电材料制成，以允许电极101和印刷电路板10a之间的电连接。为了产生该效果，有必要使安装凸缘105靠近第一部件3a的内表面3b。该方案使得可以获得由金属结构形成的电极，该金属结构被直接固定和直接连接至印刷电路板10a。
在图7和8中可见的变型中，金属结构不是安装凸缘105，而是单独制造以形成电极的金属结构106。这些金属结构的形状被设计成形成尽可能更有效的电极101。例如，如果由绝缘材料制成的第一部件的内表面是平整的，则金属结构可以采用T形结构的形式。中心分支部是固定至印刷电路板的分支部，而与中心分支部垂直的分支部是形成电极的分支部，手指将相对该电极而放置。在另一示例中，如果第一部件的内表面是弯曲的，则可以设想金属结构包括平行于印刷电路板的平面的第一平整分支部。在该第一平行分支部的自由端处延伸有第二平整分支部。该第二分支部垂直于第一分支部延伸。该分支部可以延伸而形成T形结构或仅延伸成形成与如上所述的安装凸缘相似的结构。在该第二分支部的一端处延伸有第三弯曲分支部。该第三弯曲分支部延伸成形成凸表面。在第一分支部和第二分支部形成T形结构的示例中，第三弯曲部在两个端部之间延伸。因此，电极的形状可以适合于壳体中间部件的形状，且更特别地适合于第一部件的形状。
在第三方案中，电极101为柔性电路107。实际上，柔性电路107由通过柔性材料制成的衬底形成，在该柔性材料上制作出电气通路。因此，这些柔性印刷电路107具有能够被调整以适配于壳体(柔性印刷电路107安装在该壳体中)的复杂形状的优点。柔性电路通过一端被固定至印刷电路板，另一端保持自由。该自由端因此可以被弯曲，从而使得所述柔性印刷电路能够匹配第一部件的内表面的形状。优选地，柔性印刷电路的导电通路与第一部件的内表面接触。
在另一变型中，电极系统100的各电极采用由导电材料制成的盘形件的形式。该导电材料的盘形件被设置在壳体中间部件的第一部件的内表面上。该盘形件可以由沉积在壳体中间部件的第一部件的内表面上的一层导电材料或一层导电涂料或由固定或粘接在壳体中间部件的第一部件的内表面上的导电材料片状件形成。电极系统还包括用于将各电极盘形件101电连接至钟表机芯的印刷电路板10c的连接装置。根据钟表的构型，这些连接装置可以采用各种形式。例如，这些连接装置可以是电线或柔性印刷电路或导电粘合剂或甚至是安装凸缘。
这种变型的优点在于电极关于壳体中间部件的第一部件的精确定位。实际上，通过将电极101直接制造在壳体中间部件的第一部件的内表面上，所述电极将必然被适当地定位。因此，即使钟表机芯将具有从其最佳位置偏离的位置，电极也不会偏离。诸如电线或柔性印刷电路的连接装置从而设置成补偿这种偏离。
显而易见的是，在不背离由随附权利要求限定的本发明范围的情况下，可以对上述本发明的各种实施例作出各种对于本领域技术人员显而易见的变型和/或改进和/或结合。
显而易见的是，根据本发明设置的触摸装置21被用于操作各种钟表功能，例如设定当前时间、日期或设定闹钟时间。为了实现这一点，可以规定设置在壳体中间部件的3点钟和9点钟区域的触摸装置设置有至少两个电极或至少两个触键。在一特定案例中，壳体中间部件设置有三个电极或三个触键。在例如设定当前时间的所述特殊案例中，可以设想第一电极用于激活该功能，而第二和第三电极用于增加或减小当前时间。第一电极还用于确认当前时间的设定。
另外，应理解的是，对于除了钟表之外的便携式物体1而言，所述便携式电子物体将仅包括壳体3，壳体3设有由绝缘材料制成的至少一个第一部件3a。便携式电子物体包括至少一个电子模块10，该电子模块向显示装置15提供至少一条信息，显示装置15可以例如是集成在壳体中的LCD屏幕。
Claims (17)
1.一种包括壳体(3)的便携式电子物体(1)，所述壳体(3)包括由绝缘材料制成的至少一个第一部件(3a)，所述便携式电子物体包括至少一个电子模块(10)，该电子模块向显示装置(15)提供至少一条信息，所述便携式电子物体还包括控制装置(20)，所述控制装置(20)允许使用者作用于所述至少一个电子模块，其特征在于，所述控制装置至少包括触控装置(21)，该触控装置(21)包括设置在所述至少一个第一部件中的至少一个电极系统(100)，所述至少一个电极系统(100)包括由绝缘材料制成的支承件(103)，至少一个电极(101)设置在该支承件(103)上，所述电极系统还包括固定装置(104)，所述固定装置(104)用于将所述支承件固定至电子机芯(10)和将所述至少一个电极电连接至所述电子模块。
2.根据权利要求1所述的便携式电子物体，其特征在于，所述至少一个电极(101)是固定在所述支承件(103)上的由导电材料制成的片状件。
3.根据权利要求1所述的便携式电子物体，其特征在于，所述至少一个电极(101)被直接制造在所述支承件(103)上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的便携式电子物体，其特征在于，所述固定装置(104)包括至少一个安装凸缘(105)，该安装凸缘(105)由导电材料制成并且一方面固定至所述电子模块且另一方面固定至所述支承件，以允许所述电子模块和所述至少一个电极之间的电传导。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的便携式电子物体，其特征在于，所述至少一个电极系统(100)包括设置在同一支承件(103)上的多个电极(101)。
6.一种包括壳体(3)的便携式电子物体(1)，所述壳体(3)包括由绝缘材料制成的至少一个第一部件(3a)，所述便携式电子物体包括至少一个电子模块(10)，该电子模块向显示装置(15)提供至少一条信息，所述便携式电子物体还包括控制装置(20)，该控制装置(20)允许使用者作用于所述至少一个电子模块，其特征在于，所述控制装置至少包括触控装置(21)，该触控装置(21)包括至少一个电极系统(100)并且设置在所述至少一个第一部件中。
7.根据权利要求6所述的便携式电子物体，其特征在于，所述至少一个电极系统(100)包括由金属材料制成的至少一个结构，该结构形成电极并且直接电连接至所述电子模块。
8.根据权利要求6所述的便携式电子物体，其特征在于，所述至少一个电极系统(100)包括至少一个柔性印刷电路(107)，该柔性印刷电路(107)形成电极并且直接电连接至所述电子模块。
9.根据权利要求6所述的便携式电子物体，其特征在于，所述至少一个电极系统(100)包括至少一个电极(101)，所述至少一个电极(101)被设置在所述第一部件(3a、5)的内表面(3b、5a)上并且通过连接装置电连接至所述电子模块。
10.根据权利要求9所述的便携式电子物体，其特征在于，所述至少一个电极(101)是由导电材料制成的片状件，该片状件被固定至所述第一部件的内表面。
11.根据权利要求9所述的便携式电子物体，其特征在于，所述至少一个电极(101)是沉积在所述第一部件的内表面上的一层导电材料。
12.根据上述权利要求中任一项所述的便携式电子物体，其特征在于，所述壳体(3)完全由绝缘材料制成。
13.根据上述权利要求中任一项所述的便携式电子物体，其特征在于，所述绝缘材料是陶瓷。
14.根据权利要求1至8中任一项所述的便携式电子物体，其特征在于，所述电极系统(100)被设置成靠近所述第一部件(3a、5)的内表面(3b、5a)。
15.根据权利要求1至8中任一项所述的便携式电子物体，其特征在于，所述电极系统(100)与所述第一部件(3a、5)的内表面(3b、5a)接触。
16.根据上述权利要求中任一项所述的便携式电子物体，其特征在于，所述壳体(3)由壳体中间部件(5)形成，所述壳体中间部件(5)由玻璃(7)和后盖(9)封闭。
17.根据上述权利要求中任一项所述的便携式电子物体，其特征在于，所述便携式物体是钟表。
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