CN108549505A - 电子系统及其超声波触控装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子系统及其超声波触控装置。该超声波触控装置，包括：发射组件；接收组件，设于发射组件上，接收组件包括多个接收单元，多个接收单元间隔排布，其中，多个接收单元的排布路径为滑动触控轨迹。将上述超声波触控装置应用于电子系统上，可以实现音量大小或功能率大小的调节，相对于机械按键，更便于使用，用户体验更好。

Description

电子系统及其超声波触控装置

技术领域

本发明涉及触控技术领域，特别是涉及一种电子系统及其超声波触控装置。

背景技术

娱乐类电子系统(例如，智能手机、平板电脑、音箱等)以及生活类电子系统(例如风扇、抽油烟机等)通常设置有机械按键。对于娱乐类电子系统及生活类电子系统而言，最常见的机械按键为音量调节按键及功率调节按键，例如，智能手机的侧边通常设置有上音量按键以及下音量按键，连续按压上音量按键，可以增大音量，而连续按压下音量按键，可以降低音量；音箱的外壳上通常设置有音量调节旋钮，按顺时针方向旋转，可以增大音量，按逆时针方向旋转，可以降低音量；风扇的操作面板上设置有功率按键，通过连接按压功率按键，风扇的功率可以在不同功率之间切换。

而随着触控技术在电子系统中的深入应用，机械按键显得越来越不方便，而且外凸的机械按键需要在电子系统的外壳上开口，不利于电子系统防水防尘。

发明内容

基于此，有必要提供一种能调节音量大小或功能率大小的电子系统及其超声波触控装置。

一种超声波触控装置，包括：

发射组件；以及

接收组件，设于所述发射组件上，所述接收组件包括多个接收单元，多个所述接收单元间隔排布，其中，多个所述接收单元的排布路径为滑动触控轨迹。

将上述超声波触控装置应用于电子系统上，可以实现音量大小或功能率大小的调节，相对于机械按键，更便于使用，用户体验更好，且更利于防水防尘。

在其中一个实施例中，多个所述接收单元排列呈长条形或环形。

在其中一个实施例中，当多个所述接收单元排列呈环形时，所述接收组件还包括中心接收单元，所述中心接收单元位于所述环形的中部。

在其中一个实施例中，所述发射组件包括依次层叠设置的第一电极层、发射器及第二电极层，所述接收单元包括依次层叠的第三电极层、接收器及第四电极层，所述第三电极层设于所述发射组件具有所述第二电极层的一侧上。

在其中一个实施例中，所述第三电极层与所述第二电极层导通构成参考电极层。

在其中一个实施例中，所述第三电极层靠近所述第二电极层的一侧包括电连接区与非电连接区，所述电连接区与所述第二电极层之间设置有导电层，所述非电连接区与所述第二电极层之间设置有胶粘层。

在其中一个实施例中，所述发射器包括相对的第一表面以及第二表面，所述第一电极层及所述第二电极层分别设于所述第一表面以及所述第二表面；

其中，所述第一电极层包括位于所述第一表面的主体部、位于所述第二表面的第一外接部，以及连接所述主体部与所述第一外接部的连接部，所述第一外接部与所述第二电极层间隔，以与所述第二电极层绝缘；

所述第二电极层包括位于所述第三电极层的外侧的第二外接部；

所述第一外接部及所述第二外接部用于供电装置连通。

在其中一个实施例中，所述超声波触控装置还包括盖板及粘结层；

所述盖板、所述粘结层、所述发射组件以及所述接收组件依次层叠设置；

或者，所述盖板、所述粘结层、所述接收组件以及所述发射组件依次层叠设置。

在其中一个实施例中，所述超声波触控装置还包括绝缘层；

所述盖板、所述粘结层、所述绝缘层、所述发射组件以及所述接收组件依次层叠设置；

或者，所述盖板、所述粘结层、所述绝缘层、所述接收组件以及所述发射组件依次层叠设置。

一种电子系统，包括：

金属外壳；以及

上述的超声波触控装置，所述发射组件或所述接收组件设于所述金属外壳的内壁上，所述金属外壳构成所述超声波触控装置的盖板。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的超声波触控装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的超声波触控装置的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的超声波触控装置的工作原理示意图；

图4为本发明一实施例提供的超声波触控装置的信号变化示意图；

图5为本发明一实施例提供的超声波触控装置的剖面示意图；

图6为图5的局部分解图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明一实施例提供的超声波触控装置10，能应用于需要调节音量大小或功率大小的电子系统上，以滑动触控的方式调节音量大小或功率大小。其中，电子系统可以为需要调节音量大小的智能手机、音箱等，也可以为需要调节功率大小的风扇、抽油烟机等。

如图1所示，超声波触控装置10包括发射组件100以及接收组件200，接收组件200设于发射组件100上。接收组件200包括多个接收单元200a，在一实施例中，接收单元200a的数目为六个，分别为图1中的Rx0-Rx5，多个接收单元200a间隔排布。其中，多个接收单元200a的排布是依据滑动触控时的移动轨迹来设置。

如图1所示，在图1所示实施例中，发射组件100呈长条形，多个接收单元200a沿发射组件100的延伸方向间隔排布，也即多个接收单元200a排列呈长条形，超声波触控装置10的滑动触控轨迹为直线的滑动触控轨迹。也即，超声波触控装置10可为滑动触控条。

在一实施例中，发射组件100呈长条形，多个接收单元200a呈横向排列。发射组件100的形状并不限定多个接收单元200a的排列形状，例如，当发射组件100呈圆盘形时，多个接收单元200a也可以排列呈长条形。

在一实施例中，相邻两个接收单元200a之间的间距L1可为4-6mm。人的手指(食指)的宽度大约为10mm,也即相邻两个接收单元200a之间的间距约为半个手指的宽度。如此，在滑动触控时，可以有效避免手指同时位于相邻两个接收单元200a上方，使得触控信号更准确。

在一实施例中，接收单元200a呈方形，接收单元200a的边长为4-6mm。如此，在滑动触控时，可以确保一个接收单元200a被手指覆盖。

如图2所示，在图2所示实施例中，发射组件100呈圆形，多个接收单元200a环绕发射组件100的中心间隔排布，也即多个接收单元200a呈环形排列，超声波触控装置10的滑动触控轨迹为环形的滑动触控轨迹。此时，超声波触控装置10可做为滑动触控旋钮。在一实施例中，超声波触控装置10为滑动触控飞梭旋钮。普通的机械旋钮，通常只能旋转一周，也即旋转360°，而机械飞梭旋钮不限定旋转周数，可以一直往一个方向旋转。

在一实施例中，接收单元200a呈方形，相邻两个接收单元200a之间的间距自内向外逐渐增加。在一实施例中，接收单元200a可以为圆形，相邻两个接收单元200a之间的间距自中间向两端逐渐增加。因此，在一实施例中，控制相邻两个接收单元200a的中部的间距L2为4-6mm，并控制方形接收单元200a的边长为4-6mm。

在一实施例中，接收单元200a的数目为八个，分别为图2中的Rx1-Rx8。

在一实施例中，接收组件200还包括中心接收单元200b(Rx0)，中心接收单元200b位于多个接收单元200a围成的环状中心。在一实施例中，中心接收单元200b可作为开关，以控制电子装置停止工作或开启工作。

如图3所示，超声波触控装置10还包括盖板300，盖板300为发射组件100及接收组件200的载体，在一实施例中，盖板300可以为金属盖板、玻璃盖板、塑料盖板等，发射组件100与接收单元200a均包括压电材料。发射组件100远离接收单元200a的一侧设于盖板300，发射组件100发射的超声波穿过盖板300后，与空气接触，部分超声波被空气反射回来，并传递至接收单元200a。当手指12碰触到盖板时，手指12会吸收部分超声波，导致反射至接收单元200a上的超声波减少，也即导致信号减弱。

在图3中，手指12位于第一个接收单元200a(Rx1)上方，反射至第一个接收单元200a(Rx1)上的超声波减少，而反射至第二个接收单元200a(Rx2)和第三个接收单元200a(Rx3)上的超声波不变(信号不变)。当手指12位于Rx2上方时，反射至Rx2上的超声波减少，而反射至Rx1和Rx3上的超声波不变。依次类推，从而当从Rx1滑向Rx3时，也即沿滑动触控轨迹滑动时，可以获得不同位置的接收单元200a的信号减弱，进而获得滑动方向，进而可以触发音量大小调节或功率大小调节。

如图4所示，在一实施例中，超声波触控装置10存储有初始信号图(曲线A)，初始信号图以时间为横坐标，以电压为纵坐标，初始信号图为具有波峰及波谷的波形图，波峰及波谷之间的高度为H1。其中，每一接收单元200a对应一个初始信号图，当反射至接收单元200a上的超声波不变，即信号不变时，与该接收单元200a对应的初始信号图不变；而当反射至接收单元200a上的超声波减少，即信号减弱时，与该接收单元200a对应的初始信号图改变(曲线B)，波峰与波谷相向移动，波峰与波谷之间高度H2变小。

如图5所示，发射组件100包括依次层叠设置的第一电极层110、发射器120及第二电极层130。当第一电极层110与第二电极层130和供电电路连通，并在第一电极层110与第二电极层130之间产生电压差时，发射器120可以产生超声波。

在一实施例中，第一电极层110远离发射器120的一表面设置有绝缘层400，绝缘层400通过粘结层500设于盖板300上。在其他实施例中，当粘结层500为绝缘胶层时，绝缘层400可以省略，粘结层500具有粘结及绝缘双重功能。

在一实施例中，发射器120包括相对的第一表面122以及第二表面124，第一电极层110及第二电极层130分别设于第一表面122以及第二表面124。

在一实施例中，第一电极层110包括位于第一表面122的主体部112、位于第二表面124的第一外接部114，以及连接主体部112与第一外接部114的连接部116。其中，第一外接部114与第二电极层130间隔，以与第二电极层130绝缘。第一外接部114与第二电极层130分别通过导线40与供电装置30连通。

接收单元200a包括依次层叠的第三电极层210、接收器220及第四电极层230。当超声波反射至接收器220上时，在第三电极层210与第四电极层230之间产生电压差，该电压差通过和第三电极层210与第四电极层230连通的电路传输给信号处理器。

第三电极层210通过导电层600与第二电极层130导通，从而第三电极层210与第二电极层130共同构成参考电极层，参考电极层可以增加信号稳定性。在一实施例中，导电层600为银胶层。在其他实施例中，第三电极层210也可以不与第二电极层130导通，此时，导电层600可以省略。

如图6所示，在一实施例中，第三电极层210与导电层600对应的区域为电连接区212，未与导电层600对应的区域为非电连接区214。非电连接区214与第二电极层130之间设置有胶粘层700。在一实施例中，导电层600的数目为一个，胶粘层700的数目为两个，两个胶粘层700分布于导电层600的两侧。在一实施例中，两个胶粘层700分别与导电层600的两侧连接。

在一实施例中，第二电极层130的一端延伸至第三电极层210靠近外接电路端112的一端外，第二电极层130包括位于第三电极层210外侧的第二外接部132，第二外接部132通过导线40与供电装置30连通。

进一步，如图5所示，本实施例还提供一种电子系统，该电子系统包括金属外壳20以及设于金属外壳20的内壁上的上述超声波触控装置10，其中，上述超声波触控装置10的盖板300为金属外壳20的一部分。如此，在金属外壳20上设置超声波触控装置10时，不需要在金属外壳20上开孔，从而使得电子系统具有较好的防水防尘功能，而且超声波触控装置10位于金属外壳20内，可以避免超声波触控装置10凸出于金属外壳20。

进一步，在一实施例中，金属外壳20的外表面可以经冲压形成凹槽，同时在形成位于金属外壳20的内壁上的凸起，凸起即为上述超声波触控装置10的盖板300。从而可以将手指12伸入凹槽内，在凹槽内进行音量大小或功率大小的调控。

在一实施例中，盖板300位于发射组件100远离接收组件200的一侧。如此，发射组件100发射的超声波能快速与手指12接触。在其他实施例中，盖板300也可以位于接收组件200远离发射组件100的一侧。如此，可以降低反射至盖板300的超声波的损失，增加信号灵敏度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超声波触控装置，其特征在于，包括：

发射组件；以及

接收组件，设于所述发射组件上，所述接收组件包括多个接收单元，多个所述接收单元间隔排布，其中，多个所述接收单元的排布路径为滑动触控轨迹。

2.根据权利要求1所述的超声波触控装置，其特征在于，多个所述接收单元排列呈长条形或环形。

3.根据权利要求1所述的超声波触控装置，其特征在于，当多个所述接收单元排列呈环形时，所述接收组件还包括中心接收单元，所述中心接收单元位于所述环形的中部。

4.根据权利要求1所述的超声波触控装置，其特征在于，所述发射组件包括依次层叠设置的第一电极层、发射器及第二电极层，所述接收单元包括依次层叠的第三电极层、接收器及第四电极层，所述第三电极层设于所述发射组件具有所述第二电极层的一侧上。

5.根据权利要求4所述的超声波触控装置，其特征在于，所述第三电极层与所述第二电极层导通构成参考电极层。

6.根据权利要求5所述的超声波触控装置，其特征在于，所述第三电极层靠近所述第二电极层的一侧包括电连接区与非电连接区，所述电连接区与所述第二电极层之间设置有导电层，所述非电连接区与所述第二电极层之间设置有胶粘层。

7.根据权利要求4所述的超声波触控装置，其特征在于，所述发射器包括相对的第一表面以及第二表面，所述第一电极层及所述第二电极层分别设于所述第一表面以及所述第二表面；

其中，所述第一电极层包括位于所述第一表面的主体部、位于所述第二表面的第一外接部，以及连接所述主体部与所述第一外接部的连接部，所述第一外接部与所述第二电极层间隔，以与所述第二电极层绝缘；

所述第二电极层包括位于所述第三电极层的外侧的第二外接部；

所述第一外接部及所述第二外接部用于供电装置连通。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的超声波触控装置，其特征在于，所述超声波触控装置还包括盖板及粘结层；

所述盖板、所述粘结层、所述发射组件以及所述接收组件依次层叠设置；

或者，所述盖板、所述粘结层、所述接收组件以及所述发射组件依次层叠设置。

9.根据权利要求8所述的超声波触控装置，其特征在于，所述超声波触控装置还包括绝缘层；

所述盖板、所述粘结层、所述绝缘层、所述发射组件以及所述接收组件依次层叠设置；

或者，所述盖板、所述粘结层、所述绝缘层、所述接收组件以及所述发射组件依次层叠设置。

10.一种电子系统，其特征在于，包括：

金属外壳；以及

如权利要求1-9中任一项所述的超声波触控装置，所述发射组件或所述接收组件设于所述金属外壳的内壁上，所述金属外壳构成所述超声波触控装置的盖板。