CN109634447B - 用于电子设备的触觉开关 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于电子设备的触觉开关。本公开的一个实施例包括一种输入模块。该输入模块包括开关、可操作地连接到开关并被配置为致动开关的可旋转可平移输入构件，以及可操作地连接到开关并与输入构件电连通的电触点。在操作期间，在所述输入构件的平移和旋转期间，保持所述输入构件和所述电触点之间的电连接。可以将该输入模块用于各种电子设备，并能够被用户用于向那些设备提供输入。

Description

用于电子设备的触觉开关
本申请是申请日为2014年8月8日、申请号为201480044459.X、名称为“用于电子设备的触觉开关”的发明专利申请的分案申请。
对相关申请的交叉引用
本专利合作条约专利申请要求2013年8月9日提交且名称为“Tactile Switch foran Electronic Device”的美国临时申请号61/864,389的优先权，在此将其内容全文以引用方式并入。
技术领域
本发明总体上涉及电子设备，并且更具体地讲，涉及电子设备的输入设备。
背景技术
很多类型的电子设备诸如智能电话、游戏设备、计算机、手表等使用输入设备诸如按钮或开关来接收用户输入。然而，很多输入设备诸如按钮或开关，可能仅允许单一类型的输入。例如，按钮可能仅传输一种信号，即使电路完整的按钮按压。随着电子设备尺寸减小，可能希望具有更少的输入按钮或设备，而不会减少功能或用户可用于向设备提供信息的输入类型数量。此外，在按钮或开关可以移动或旋转的情况下，按钮可能不能包括传感器或需要在按钮和电子设备的一个或多个部件之间传输数据和/或电力的其他电子元件，因为运动可能会使得电连接变得困难。
发明内容
本公开的一个实例采取输入模块的形式。该输入模块包括开关、可操作地连接到开关并被配置为致动开关的可旋转可平移输入构件，以及可操作地连接到开关并与输入构件电连通的电触点。在操作期间，在所述输入构件的平移和旋转期间，保持所述输入构件和所述电触点之间的所述电连接。可以将该输入模块用于各种电子设备，并能够被用户用于向那些设备提供输入。
本公开的另一实例可以采取开关组件的形式。开关组件包括可旋转可平移输入构件、可操作地连接到输入构件并可随其移动的耦接件、可操作地连接到耦接件的触觉开关以及可操作地连接到触觉开关并与耦接件电连通的电触点。输入构件被配置为在输入构件平移时致动电气部件，并且耦接件随着输入构件旋转而旋转。此外，在所述输入构件的平移和旋转期间，保持所述耦接件和所述电触点之间的电连接。
本公开的又一实例包括可穿戴电子设备。可穿戴电子设备包括限定腔的壳体和通过所述壳体限定的按钮孔。可穿戴电子设备还包括接收在腔内的一个或多个处理元件，以及可操作地连接到壳体的开关模块。开关模块包括与处理元件连通的触觉开关、可操作地连接到触觉开关的可旋转可平移输入构件，以及可操作地连接到触觉开关并电耦合到输入构件的触点。在操作期间，在所述输入构件的平移和旋转期间，保持所述输入构件和所述触点之间的所述电耦合。
附图说明
图1为包括多输入设备的可穿戴电子设备的俯视平面图。
图2为可穿戴电子设备的简化框图。
图3是沿图1中的线3-3截取的可穿戴电子设备的截面图。
图4是类似于图3的截面图，示出了向用于电子设备的触觉开关组件的按钮施加用户输入力。
图5是可以用于图4的触觉开关组件的触觉开关另一实例的前正视图。
图6为图5的触觉开关的顶部平面图。
图7为图5的触觉开关的底部平面图。
图8为图5的触觉开关在向其施加平移力时的前正视图。
图9为图5的触觉开关在向其施加旋转力时的前正视图。
图10是可以用于图4的触觉开关组件的触觉开关又一实例的前正视图。
图11为图10的触觉开关的顶部平面图。
图12为图10的触觉开关的底部平面图。
具体实施方式
概述
本公开的一些实施例包括触觉开关组件。该触觉开关组件可以实现于若干电子设备中。在一些实施例中，可以将触觉开关组件并入便携式电子设备中，诸如可穿戴电子设备、膝上型计算机、平板电脑等中。可穿戴电子设备可以是手表、便携式音乐播放器、计算或游戏设备、智能电话等。在一些实施例中，可穿戴电子设备是能够戴在用户手腕周围的手表。在这些实施例中，触觉开关组件可以包括按钮，按钮形成手表的表冠并连接到设备壳体的侧壁。
触觉开关组件包括触觉开关、用户输入构件和剪切板或电触点。用户输入构件可以是按钮、开关、凸缘等，可以通过机械激活开关而向触觉开关提供第一类型的输入。例如，触觉开关可以包括由于施加到输入按钮的平移用户力而压缩的弹片，并且在压缩时，触觉开关生成表示用户输入的信号。在本实例中，弹片的压缩还向用户提供反馈，例如触觉反馈。
剪切板可以电连接触觉开关和用户输入按钮，使得可以在触觉开关和用户输入按钮之间和/或触觉开关和用户输入按钮上的一个或多个电气部件(例如，传感器)之间传输电信号。在其他实施例中，可以在开关和按钮之间，通过电线、导线、迹线或附着于剪切板和按钮的其他电元件引导电信号、电力等。剪切板还用于防止将剪切力传递到触觉开关，从而防止触觉开关被损坏。用户输入按钮还可以向触觉开关组件提供第二类型的输入。例如，用户输入构件可以相对于触觉开关旋转。继续本实例，剪切板可以定位于触觉开关和用户输入按钮之间，即使在相对其旋转用户输入构件时，也允许用户输入构件保持与剪切板连通。例如，剪切板可以包括电刷接触，其在旋转用户输入按钮时，保持与用户输入构件的电连接。
在一些实施例中，可以将触觉开关组件用作生理传感器和/或结合生物传感器使用，但应当认识到，可以从特定实施例省略传感器。在具体实施例中，可以使用可穿戴的电子设备测量用户身体的电学参数，诸如心率、心脏的电活动等。作为一个实例，可以使用触觉开关组件捕获用户的心电图。在本实例中，可穿戴设备可以包括第一用户接触位置，并且用户输入按钮在被用户接触时可以形成第二用户接触位置。在本实施例中，两个触点可以在用户和设备之间生成电气路径，允许设备感测用户的心率。在这些实施例中，剪切板上的触点可以是导电的和/或触觉开关自身可以包括用于与按钮交互的导电凸块或触点。这些实施例允许将触觉开关电连接到外壳内的一个或多个元件。
在一些实施例中，触觉开关组件还可以包括用户输入按钮上的或并入其中的一个或多个感测元件和/或输入/输出元件。因为通信部件将用户输入按钮电连接到可穿戴设备的一个或多个内部部件，所以用户输入按钮上的传感器和/或其他电子部件可以与剪切板通信，并且可以从用户输入按钮经由剪切板上的电触点向一个或多个处理元件传输来自传感器和/或其他部件的信号。在一些实施例中，导线、电线、迹线或其他电元件可以电连接剪切板和输入/输出元件，诸如用户输入按钮。
触觉开关组件可以被配置为接收多种类型的用户输入，诸如但不限于旋转输入、平移输入和/或电气输入。例如，在一个实施例中，触觉开关组件可以包括剪切板，并可以被配置为接收旋转输入，以及平移输入，而不会损坏触觉开关。除此之外或另选地，即使移动(例如，平移和/或旋转)输入构件，触觉开关组件也可以与电子设备内的一个或多个部件电连通。在这些实例中，如果不希望有旋转输入，或者如果旋转输入将受到限制，可以省略剪切板，并且触觉开关自身可以包括导电触点，诸如导电凸块。
现在转向附图，下面将更详细地讨论例示性可穿戴电子设备。图1是可穿戴电子设备的顶部平面图。图2是图1的可穿戴电子设备的简化框图。参考图1和2，可穿戴电子设备100可以包括集线器102或计算中心。在电子设备100被配置为由用户穿戴的实施例中，设备100可以包括一个或多个带104,106，其可以连接到集线器102的相对侧。带104,106中的每个带都可以缠绕用户身体的手腕、手臂、腿部、胸部或其他部分的一部分，以将集线器102固定到用户。例如，带104,106中的每个带的末端都可以通过紧固机构108连接在一起。紧固机构108可以是基本上任何类型的紧固设备，诸如但不限于钩环、磁性紧固件、搭锁、按钮、扣环等。然而，在一个实施例中，诸如图1中所示的实施例中，紧固机构108是包括插针134或能够插入第二带106中一个或多个孔112中的元件的扣环，以将第一带104和第二带106固定到一起。
可穿戴电子设备的集线器102一般包含可穿戴电子设备100的计算元件和处理元件。图3是沿图1中的线3-3截取的集线器102的局部横截面图。参考图1-3，集线器102可以包括至少部分地被壳体114围绕的显示器116。在一些实施例中，显示器116可以形成集线器102的面部，并且壳体114可以包裹在显示器116边缘和后侧周围。此外，可穿戴设备100的内部部件可以包含在壳体114内介于显示器116和壳体114之间。壳体114保护集线器102的内部部件，以及将显示器116连接到集线器102。
壳体114可以由各种材料，诸如但不限于塑料、金属、合金等构造。壳体114包括按钮孔172(参见图3)，以接收触觉开关组件110或其一部分。按钮孔172形成壳体114的侧壁188内的通道，并从壳体114的外表面188延伸到内表面190。按钮孔172一般被配置为对应于触觉开关组件110的按钮。即便如此，按钮孔172也可以是其他形状和尺寸的。
参考图3，在一些实施例中，壳体114可以包括内衬按钮孔172的套管220。在这些实施例中，触觉开关组件的按钮和/或其他部分可以被接收到套管220中，其将触觉开关组件110连接到壳体114。套管220可以用于帮助密封壳体114的腔139，以及帮助将触觉开关组件的一个或多个部件固定到壳体。在一些实施例中，套管220可以是绝缘材料，并可以使触觉开关或其部分诸如头部和耦接件与壳体绝缘。如下文将更详细论述的，这样可以允许触觉开关组件测量用户身体的一个或多个特征，诸如用户的心率。
壳体114还可以包括限定于顶表面上以接收显示器116的沟槽186。参考图1和3，显示器116可以通过粘合剂或其他紧固机构连接到壳体114。在本实例中，显示器坐于壳体的凹陷部分或沟槽内，并且壳体包裹于显示器边缘周围。然而，在其他实施例中，可以通过其他方式将显示器和壳体连接在一起。
显示器116可以是基本上任何类型的显示屏或能够为可穿戴设备100提供视觉输出的设备。例如，显示器116可以是液晶显示器、发光二极管显示器等。此外，显示器116还可以被配置为接收用户输入，诸如通过电容性感测元件接收用户输入的多点触摸显示屏。在很多实施例中，显示器116可以动态地改变；然而，在其他实施例中，显示器116可以是非电子部件，诸如不可以动态变化的图画面板。
显示器116包括多个图标118,120或可选择性更改的其他图形。例如，第一图形118可以包括时间图形，该时间图形改变其字母以表示时间改变，例如，数字代表表示小时、分钟和秒。第二图形120可以包括通知图形，诸如电池寿命、接收到的消息等。可以在显示器116上基本任何地方定位两个图形118,120，并可以根据需要改变图形。此外，也可以改变图形118,120的数量、尺寸、形状和其他特性。
触觉开关组件110可操作地连接到壳体114。将在下文中更详细地论述触觉开关组件110，但一般允许用户向可穿戴电子设备100提供输入，以及能够向用户提供触觉反馈。
参考图2，可穿戴电子设备包括多个处理元件或计算元件。例如，可穿戴电子设备100可以包括电源122、一个或多个处理元件124、存储器部件128、一个或多个可选传感器126和输入/输出部件130。内部部件中的每个部件都可以接收于壳体114内，并可以通过一个或多个系统总线132、迹线、印刷电路板或其他通信机构通信。
电源122向可穿戴设备100的集线器102和其他部件提供电力。电源122可以是电池或其它便携式电力元件。此外，电源122可以是可充电或可置换的。
处理元件124或处理器是基本上任何类型的能够接收和执行指令的设备。例如，处理元件124可以是处理器、微型计算机等。此外，处理元件124可以包括一个或多个处理器，并且在一些实施例中，可以包括多个处理元件。
一个或多个传感器126可被配置为感测可用于影响可穿戴电子设备100的一个或多个操作的若干不同参数或特性。例如，传感器126可以包括加速度计、陀螺仪、电容性传感器、光传感器、图像传感器、压力或力传感器等。如下文将要更详细论述的，可以结合触觉开关组件110或与其独立地使用一个或多个传感器126，以向集线器102提供用户输入。某些实施例可以省略一个或多个传感器126。
继续参考图2，存储器部件128存储可以由可穿戴设备100利用的电子数据。例如，存储器部件128可存储对应于各种应用程序的电气数据或内容，例如音频文件、视频文件、文档文件等。存储器128可以是例如非易失性存储装置、磁性存储介质、光学存储介质、光磁存储介质、只读存储器、随机存取存储器、可擦除可编程存储器或闪存存储器。
输入/输出接口130可以接收来自用户或一个或多个其他电子设备的数据。此外，输入/输出接口130可以方便向用户或其他电子设备发送数据。例如，输入/输出接口130可用于从网络接收数据，或者可用于通过无线或有线连接(互联网、WiFi、蓝牙和以太网作为一些实例)发送和传输电子信号。在一些实施例中，输入/输出接口130可以支持多种网络或通信机构。例如，网络/通信接口130可以与蓝牙网络上的另一个设备配对以向其他设备传输信号，同时从WiFi或其他网络接收数据。
现在将更详细地讨论触觉开关组件110。触觉开关组件110可以包括按钮148、耦接件218、剪切板156和触觉开关214。触觉开关的部件可以可操作地连接在一起，并且选择部件可以彼此电连通。
参考图3，按钮148形成用于触觉开关组件110的用户接口，并从壳体114向外延伸。例如，按钮148可以是输入构件诸如相对于外壳可平移和/或可旋转的按钮或开关。按钮148能够相对于壳体平移和旋转使得用户能够向触觉开关组件提供旋转力和/或平移力。在一些实施例中，按钮148可以形成可穿戴电子设备100的表冠，并且在其他实施例中，按钮148可以形成电子设备的输入按钮或开关。按钮148一般可以是凸缘形构件，其可以具有柱形主体和修圆或平坦顶部。按钮148包括被配置为接收用户输入的外表面232以及从按钮148的内表面234延伸的杆150。杆150可以限定耦合孔236，其沿杆150的长度或长度的一部分纵向延伸。换言之，杆150可以是中空或部分中空的。在一些实施例中，按钮148和/或杆150可以由导电材料制成和/或可以利用导电材料镶边或掺杂。
继续参考图3，耦接件218可以是连杆诸如轴，其通过机械和/或电学方式将按钮148耦合到触觉开关214。耦接件218可以与按钮148形成一体或可以是可操作地连接到其的独立部件。例如，按钮148的杆150可以形成与按钮形成一体的耦接构件。耦接件218可以由导电材料诸如一种或多种金属或金属合金制成。由于导电特性，耦接件218还可以用于将按钮148电耦合到触觉开关214和剪切板156，但在其他实施例中，导线、电线或其他电路可以电耦合按钮和开关，在这样的电连接中包括或不包括剪切板。耦接件还可以在其底表面上包括低摩擦材料诸如石墨，这样允许耦接件更容易旋转，即使在其与剪切板可操作关联时也如此。
耦接件218可以包括从底部末端222延伸的轴240。底部末端222可具有比轴240更大的直径。底部末端222可以包括围绕外表面延伸的环形搁架228。环形搁架228可被配置为针对壳体114的内表面和/或套管220进行密封。此外，环形搁架228可被配置为将可跟踪元件146、传感器或密封构件固定到耦接件218。
耦接件218的底部末端222形成接头，以操作性地将耦接件218连接到剪切板156。在这些实施例中，耦接件218可以包括连接到底部末端222的接合特征部226。接合特征部226被配置为可旋转地连接到剪切板156，并在耦接件旋转或静止时都保持电连接到剪切板156；在下文中将更详细论述这种情况。如图3所示，在一个实施例中，接合特征部226包括形成到底部末端222的底表面244中的凹槽224。环形壁242从围绕凹槽224的底表面244延伸。
继续参考图3，可以在耦接件218和触觉开关214之间定位剪切板156。在一些实施例中，剪切板156可以与触觉开关214集成在一起，图10中示出了其一个实例。在其他实施例中，诸如图3所示的实施例中，剪切板156可以是操作性连接到触觉开关214的独立部件。如下文更详细论述的，剪切板156可以基本上防止来自耦接件的剪切力被传输到触觉开关214。
剪切板156可以包括从主体250向上延伸的电触点158。电触点158是导电材料或通过其他方式利用导电材料镶边，使得电触点158可以传输电信号。主体250可以成形为板或通过其他方式被配置为跨越触觉开关214的长度和/或宽度延伸。剪切板156可以至少部分是刚性的，并被配置为从耦接件218向触觉开关214传输力，下文将更详细论述。此外，剪切板156可以包括一个或多个端子或连接机构，以将电触点158连接到到处理元件124和/或电源。
触觉开关214可以包括凸块216和可伸缩弹片252。凸块216与弹片252内部上的接触元件交互，以指示开关传感器160何时被激活。例如，在接触元件168接触开关底部时，可以完成电路，可以激励或生成信号，等等。弹片252是弹性和柔性材料，在预定力水平下会伸缩或弯曲，并且在力被撤除时返回其初始形状。弹片252可以是薄金属弹片、塑料弹片或可以由其他材料构造的其他弹片。弹片252可以响应于用户施加的伸缩力而产生可听到的声音，以及反向力。在用户按压弹片252时，可听声音和反向力向用户提供反馈。凸块216连接到弹片252，并且在向凸块216施加力时，凸块216使弹片252伸缩。
在一些实施例中，可穿戴电子设备可以包括可跟踪元件146和感测元件142。感测元件142被配置为检测可跟踪元件146，以便检测至按钮148的输入。例如，在一些实施例中，按钮148(或其他按钮)可以是可旋转的，以提供第一输入；并可以是可压缩的，以提供第二输入。在本实例中，感测元件142可以通过跟踪可跟踪元件146的位置而感测旋转输入，可跟踪元件146可以安装到耦接件218和/或杆150。作为一个实例，可跟踪元件146可以是磁性元件，并且感测元件142可以包括磁场传感器，诸如一个或多个霍尔效应传感器，其可用于跟踪可跟踪元件146的旋转。作为又一个选项，可以通过光学方式感测旋转。可跟踪元件146可以是图案，诸如亮暗标记、条纹等的系列、集合或其他图案，或反射率、抛光度变化的区域等。感测元件142可以接收由光源(未示出)产生并从可跟踪元件反射的光。反射光可以随着可跟踪元件的图案变化，从而可以感测反射光，并可以确定光入射的可跟踪元件的图案。于是，如果可跟踪元件的图案沿其表面充分独特，就可以感测按钮输入。作为又一个选择，可跟踪元件的图案可以沿着可跟踪元件的周边变化，并且可跟踪元件可以随轴240旋转而旋转。于是，可以从可跟踪元件146确定轴的旋转位置。作为又一个选项，可跟踪元件可以被并入轴自身上，并可以不是独立件。也就是说，可以如上文在某些实施例中所述那样标记轴。
触觉开关组件110任选地还可以包括定位于按钮148内或连接到按钮148的一个或多个传感器126。传感器126可以通过按钮148内的一个或多个导线或通路电连接到耦接件218，或者在一些情况下，按钮148可以是导电材料。传感器126可被配置为感测一个或多个特性并将数据通过耦接件218中继到处理元件124。
参考图3，现在将更详细论述可穿戴电子设备100内的触觉开关组件110的组件。触觉开关214连接到可穿戴设备100的腔139内的基板166或其他支撑结构。基板166和/或开关214可以与处理元件124电连通(参见图2)。弹片252朝向壳体114的壁190取向，使得凸块216基本上与按钮孔172对准。剪切板156定位于触觉开关214上方并可操作地连接到触觉开关214。对剪切板156进行取向，使得电触点158可以基本上与开关214的凸块216对准。
继续参考图3，耦接件218可操作地连接到剪切板156并电连接到触点158。具体而言，电触点158可以被接收于耦接件218的底表面244中形成的凹槽224中。环形壁242围绕电触点158。在一些实施例中，电触点158可以与环形壁242的内部和/或耦接件凹槽224的端壁接触。通过这种方式，耦接件218可以连接到剪切板156，并且还可以与其电连通。
耦接件218的轴240通过按钮孔172延伸，并被接收于杆150的耦接孔236中。在轴240的周围接收密封构件154，诸如O形环、杯形密封或膜，并针对套管220或壳体114的内壁密封。按钮148从耦接件218向外延伸，并延伸通过壳体114的外缘。
现在将更详细论述触觉开关组件110与可穿戴设备100的操作。如果用户向按钮148提供旋转力，则杆150和按钮148将在力的方向上旋转。按钮148的旋转导致耦接件218与按钮148一起旋转。随着耦接件218旋转，可跟踪元件146旋转，允许感测元件142跟踪耦接件218的旋转，这可以与到按钮148的用户输入相关。此外，耦接件218绕着剪切板156的电触点158旋转。环形壁242防止耦接件218从触点158偏轴旋转，还帮助将两个部件固定在一起。在一些实施例中，电触点158可以是电刷接触，或者可以通过其他方式被配置为保持限定凹槽224的壁和耦接件218的环形壁242之间的电连接，而基本上不会阻碍耦接件218的旋转。此外，因为耦接件218绕电触点158旋转，所以耦接件218经受的旋转力可能不会被传递到定位于电触点连接到的剪切板下方的触觉开关214。通过防止剪切力传递到触觉开关214，可以防止触觉开关214旋转，旋转可能会损伤开关，导致开关相对于耦接件发生位移，和/或对触觉开关造成其他损伤。在一些实施例中，电触点158可被配置为经受大约20N的剪切力和至少高于10N-mm的力矩。这允许触觉开关组件110接收至按钮148的旋转输入，同时保持耦接件和触点之间的电连接，而不损伤任一个部件。
图4是类似于图3的可穿戴电子设备100的截面图，但示出了施加到按钮148的压缩力。参考图4，在用户施加力时，无论是倾斜力AF还是轴向力F，按钮148都会向着侧壁260移动，使得按钮148的底表面262抵靠到壳体114。按钮148的横向运动导致耦接件218相应移动，并进一步滑到腔139中。在耦接件218移动到腔139中时，它将力AF、F传递到剪切板156。具体而言，凹槽的端壁压在电触点158上，电触点压在弹片252的凸块216上。在一些实施例中，触觉开关组件110可被配置为接收介于1到3牛顿之间的用户输入力。因为剪切板156可以至少稍微刚性，所以剪切板156将来自耦接件218的力传递到弹片252，导致其塌缩。在弹片252塌缩时，触觉开关214内的电触点接触弹片的内表面，以完成电连接，从而指示用户输入。
一旦从按钮148撤除力，弹片就弹性返回其初始位置，为耦接件218提供偏置力，以使按钮和耦接件都返回其初始位置。在一些实施例中，触觉开关可以包括独立的偏置元件，诸如弹簧，其(直接或通过剪切板间接)向耦接件施加力。在这些实施例中，按钮148和耦接件218可以在用户向按钮148施加平移力F之前返回至其初始位置。
在一些实施例中，按钮孔172可以充分大，从而即使在触觉开关214定位于耦接件正下方时，也可以由倾斜力AF激活触觉开关214。换言之，倾斜力AF或其他偏轴力可以在按钮孔172侧壁内的杆150和/或耦接件218的摩擦接合不足以抵抗倾斜力AF时，激活触觉开关214。随着角度增大，作用于杆和/或耦接件的摩擦力增大，并且通过改变杆和/或按钮孔的尺寸，可以选择倾斜力AF能够激活开关的预定角度范围。例如，可以选择输入力的最大角度，并且在力低于该角度时，倾斜力可以激活触觉开关214，并且在倾斜力处于或高于最大角度时，可能不会激活输入按钮。例如，以高达30或45度角施加到输入按钮的力可以能够激活触觉开关214。
继续参考图4，在耦接件218压下触觉开关214时，耦接件218保持与电触点158电连通。这允许传感器126通过剪切板156和/或按钮148与一个或多个处理元件124保持连通以保持电连接到剪切板156。
本公开的触觉开关214允许用户向可穿戴设备100提供多种类型的输入，例如旋转、平移和倾斜的。此外，触觉开关组件110允许可移动部件，尤其是按钮148和耦接件218保持与剪切板156(从而与设备内的其他电气部件)电连通而不会限制运动。这允许按钮148上的一个或多个感测元件126向位于壳体114内的不可移动部件或其他部件提供信号。感测元件126可以通过耦接件218和按钮148接收电力。
在一些实施例中，触觉开关组件110任选地可用作生理传感器，但可以将这项功能从某些实施例省略。例如，在一个实施例中，壳体114可以导电，并且在用户穿戴时，可以与用户的皮肤连通。参考图3，在本实施例中，套管220可以是绝缘材料，诸如橡胶、塑料等，并将按钮148、杆150和耦接件218与导电外壳114绝缘。为了诸如通过心电图(ECG)来测量用户心脏的一个或多个特征，用户可以在按钮148上按下其手指。在本实例中，可穿戴设备100可以穿戴于用户手腕周围，并且放在按钮148上的手指可以来自与穿戴设备100的手臂相对的手臂。用户手指和头部148之间的连接可以充当用于ECG的第一引线，并且用户手腕(或手臂的其他部分)之间的连接可以充当ECG的第二引线。
在用户将其手指放在按钮148上时，通过耦接件218和电触点158的电连接允许实现第二参考点。通过这种方式，可以将在第一位置处检测的电压信号与在第二位置处检测的电压信号进行比较，并相减以检测两个信号之间的升高和降低。这些升高和降低可以与用户心脏的节律相关。此外，在一些实施例中，设备100可以使用通往用户皮肤的连接中的一个连接以通过用户发送脉冲或信号，以便测量用户心脏的ECG特征。
电刷接触
在一些实施例中，触觉开关自身可以包括电触点，并且可以省略剪切板或与触觉开关集成在一起。图5-7示出了从可穿戴电子设备取下的触觉开关另一个实例的各种视图。在这些实施例中，触觉开关组件可被配置为接收一个或多个输入类型，另外保持与设备内的一个或多个元件电连通。图5-7的触觉开关314可以与触觉开关114基本上相同，但可以与弹片外表面上的电触点一体形成。参考图5-7，在本实施例中，触觉开关314可以包括基板366、从基板366的底表面374延伸的一个或多个支撑部368。支撑部368支撑可穿戴电子设备100内诸如基板166上的触觉开关314。
触觉开关314可以包括从基板366的顶表面372延伸的凸块316。凸块316形成用于弹片352的电触点，在下文中将更详细论述。凸块316可以与连接端子360a,360b,360d,360e中的一个或多个连接端子电连通，其可以与处理元件124连通(参见图2)。凸块316可以是导电突出，或者可以包括接触垫或其他导电段，其被配置为与对应弹片触点选择性连通。
参考图5，弹片352可以是弹性的，且可以被配置为在预定用户力下塌缩并弹回其初始位置。弹片352可以包括从弹片352一侧延伸的腿部370。腿部370可以支撑一个或多个电连通机构，诸如但不限于柔性电路(电线)、线路等。弹片352还可以限定弹片腔320，其被定位在基础触点316上方。弹片352的顶表面322可被配置为在空间上与凸块316的顶表面分开，使得在向弹片的顶表面322施加充分大力时，弹片仅可以接触触点316。弹片触点318可以可操作地连接到弹片352的内表面，并且至少部分地与凸块316对准。
弹片352可以是不导电材料诸如塑料。在一个实施例中，弹片352可以是注塑塑料。然而，如上所述，弹片352的一个或多个部件可以包括导电部件诸如柔性电路(电线)、铜线路等。或者，弹片352可以是金属元件或其他导电的材料，并且可以包括连接到其上的一个或多个绝缘元件。
参考图5和6，触觉开关314还可以包括电触点358，其可以替代剪切板156的触点158，从而可以省略剪切板。电触点358可以可操作地连接到弹片352的顶表面322。在可以使用触觉开关接收旋转输入的实施例中，电触点358可以形成用于耦接件318的电刷接触，以电连接触觉开关314和耦接件318。通过这种方式，电触点可以基本上类似于电触点158；然而，在本实施例中，可以与弹片352一体地形成电触点358。然而，在不希望有旋转输入的实施例中，电触点358可以是不接收剪切力的导电表面。
电触点358与连接端子360a,360b,360c,360d中的一个连接端子连通。例如，电触点358可以与引线360a连通。在一些实施例中，弹片可以包括电线或其他剪切板，其将电触点358耦合到引线360a，或者，弹片352自身可以是导电的，并用于将两个部件耦接在一起。
如图3所示，电触点158可以被接收到耦接件218中。然而，在一些实施例中，诸如图6中所示的实施例中，电触点358可以限定由环形壁382围绕的接收腔384。在这些实施例中，耦接件318的一个或多个部分可以被接收到电触点内限定的凹槽或孔中。通过这种方式，耦接件218可以在电触点358内旋转，从而接触环形壁382的内壁。
现在将更详细地讨论触觉开关的操作。参考图3和8，例如，由于用户输入力F，在耦接件218被压缩时，耦接件218压缩电触点358。由于电触点358被压缩，力被传递到弹片352，弹片塌缩，向凸块316的顶表面上挤压弹片触点318。由于弹片触点318接触凸块316，生成电信号并通过端子360a,360b,360c,360d中的一个端子传递到处理元件124(参见图2)。处理元件124然后向触觉开关314注册用户输入。
图9是当用户施加旋转力时，触觉开关和耦接件的简化的前正视图。参考图9，在用户可以向触觉开关组件310提供旋转输入力R的情况下，耦接件218可以接收施加到按钮148的力，导致耦接件218相应地旋转。在耦接件218接收到电触点358的凹槽384(参见图6)的实施例中，耦接件218可以在环形壁382内旋转，保持壁和/或电触点358的底表面383(参见图6)之间的连接。这允许耦接件218与来自用户的旋转输入一起旋转，同时仍然保持通往触觉开关314的电连接。
导电凸块
在一些实施例中，触觉开关的凸块可以是导电的，并且可以省略剪切板。例如，在一些实施例中，用户输入表面可被配置为平移，诸如相对于外壳水平或竖直地移动，并且在这些实施例中，触觉开关可以不接收剪切力。或者，触觉开关的凸块可被配置为接收剪切力，同时仍然激活触觉开关。
图10-12示出了触觉开关的另一实例的各种视图。参考图10-12，这一实施例中的触觉开关414可以基本上类似于触觉开关114,314，但可以包括导电凸块。换言之，剪切板可以与触觉开关的凸块集成在一起。具体而言，触觉开关414可以包括基板466、一个或多个基板支撑部468、多个连接端子460a,460b,460c,460d，以及凸块416。
参考图10和11，凸块416可以可操作地连接到基板466的顶表面472。在一些实施例中，基板466或顶表面472的至少部分可以被绝缘，以电隔离开关414的各个端子，以及用于开关414的特定部件的凸块416。凸块416可以包括导电部分，诸如凸块416顶表面上的焊盘421，或者凸块416可以由导电材料或以导电元素镶边的另一种材料制成。端子中的一个或多个端子与凸块416电连通。例如，端子460d可以与凸块416连通，而端子460a,460b,460c可以被用作用于基板466内的开关接触的一个或多个触点。在这些实施例中，凸块416可以充当电刷接触以允许耦接件旋转。
可以将触觉开关414用于图3的触觉开关组件110。在这些实施例中，可以将凸块416接收到耦接件218的凹槽224中。类似于电触点158，凸块416可以接收于环形壁226的侧壁之间，其可操作地连接凸块和耦接件218。
在触觉开关组件110包括图10-12的触觉开关414的实施例中，凸块416可被配置为不仅是导电的，而且还可以抵抗剪切力和过载。例如，在省略剪切板的情况下，在耦接件218在凸块416顶部并围绕凸块416旋转时，凸块416可能经受剪切力。此外，凸块被配置为接收机械输入诸如耦接件218的力，并且在加载力的情况下，凸块416通过将端子中的一个或多个端子连接在一起，完成开关电路。作为一个实例，在向按钮148施加压力时，凸块416可以至少部分地压缩，允许凸块416充当弹片，以向用户提供触觉反馈，以及生成对应于用户输入的信号。
结论
上述描述具有广泛的应用。例如，尽管本文公开的实例可集中于可穿戴电子设备，但应当理解，本文所公开的设想同样可应用于基本上任何其他类型的电子设备。相似地，尽管可结合用于手表的表冠讨论输入按钮，但本文所公开的设备和技术同样适用于其他类型的输入按钮结构。因此，对任何实施例的讨论仅旨在为示例性的，并非意在建议包括仅限于这些实例的权利要求的本公开的范围。

Claims (20)

1.一种电子手表，包括：
手表壳体，所述手表壳体包括第一导电部分并且限定：
内部体积；和
延伸到所述内部体积的开口；
表冠，所述表冠被配置为接收旋转输入并且包括第二导电部分；
轴，所述轴耦接到所述表冠，并且延伸穿过所述开口并延伸到所述内部体积中；和
处理器，所述处理器在所述内部体积内并通过所述轴电耦接到所述表冠，其中：
第一导电部分被配置为接触第一主体部分；
第二导电部分被配置为接触第二主体部分；
第一导电部分和第二导电部分被用于检测至少一个电压；以及
所述处理器被配置为至少部分地根据所述至少一个电压来确定心电图。
2.根据权利要求1所述的电子手表，其中：
所述电子手表还包括布置在所述手表壳体的所述内部体积内的电路；
第二导电部分和所述轴与所述手表壳体电隔离；以及
所述电路和所述轴将所述处理器电耦接到所述表冠的第二导电部分。
3.根据权利要求1所述的电子手表，其中：
第一主体部分是用户的第一手臂的手腕；以及
第二主体部分是所述用户的第二手臂的手指。
4.根据权利要求1所述的电子手表，其中：
所述至少一个电压包括：
在第一导电部分检测的第一电压；和
在第二导电部分检测的第二电压；并且
所述处理器被配置为通过比较第一电压与第二电压来确定所述心电图。
5.根据权利要求1所述的电子手表，其中：
所述电子手表还包括触敏显示器；以及
所述处理器还被配置为响应于确定所述心电图来修改所述触敏显示器的图形输出。
6.根据权利要求1所述的电子手表，其中所述表冠还被配置为接收平移输入。
7.根据权利要求6所述的电子手表，其中：
所述电子手表还包括触敏显示器；以及
所述处理器还被配置为响应于所述旋转输入或所述平移输入中的至少一个来修改所述触敏显示器的图形输出。
8.一种电子手表，包括：
手表壳体，所述手表壳体具有第一部分，所述第一部分被配置为第一电极；
表冠，所述表冠沿着所述手表壳体的一侧布置、被配置为接收旋转输入并且具有第二部分，所述第二部分被配置为第二电极；
触敏显示器，所述触敏显示器至少部分地布置在所述手表壳体内并且被配置为：
接收触摸输入；以及
显示图形输出；以及
处理器，所述处理器被配置为：
使用第一电极和第二电极的输出来确定心电图测量值；以及
响应于所述心电图测量值来修改所述触敏显示器的所述图形输出。
9.根据权利要求8所述的电子手表，其中所述电子手表还包括：
导电轴，所述导电轴延伸到所述手表壳体的内部体积中并且电耦接到所述表冠的第二部分；以及
电路，所述电路电耦接到所述导电轴。
10.根据权利要求9所述的电子手表，其中：
所述表冠的第二部分和所述导电轴与所述手表壳体电隔离；以及
所述导电轴和所述电路将所述表冠的第二部分电耦接到所述处理器。
11.根据权利要求8所述的电子手表，其中所述处理器通过使用第一电极和第二电极来确定至少一个电压来确定所述心电图测量值。
12.根据权利要求8所述的电子手表，其中：
所述表冠还被配置为接收平移输入；以及
所述处理器还被配置为基于所述旋转输入和所述平移输入中的每一个来修改所述触敏显示器的所述图形输出。
13.根据权利要求8所述的电子手表，其中所述处理器通过比较在第一电极接收的第一信号和在第二电极接收的第二信号来确定所述心电图测量值。
14.根据权利要求8所述的电子手表，其中：
所述第一电极被配置为接触用户的第一手臂的手腕；以及
所述第二电极被配置为接触所述用户的第二手臂的手指。
15.一种电子手表，包括：
壳体，所述壳体包括导电材料并且被配置为接触用户的手腕；
可旋转的表冠，所述表冠沿着所述壳体的一侧布置并且与所述壳体电隔离，并且被配置为由所述用户的手指触摸；
轴，所述轴耦接到所述可旋转的表冠，延伸到所述壳体中，并且将所述可旋转的表冠电耦接到处理器；
显示器，所述显示器由所述壳体承载并且被配置为显示图形对象；以及
处理器，所述处理器可操作地耦接到所述壳体和所述可旋转的表冠，所述处理器被配置为：
基于由所述壳体或所述可旋转的表冠中的至少一个通过所述用户的身体接收的电信号，确定所述用户的心电图ECG；
响应于确定所述用户的所述ECG，使得与所述ECG相关的图形对象在所述显示器上被显示；以及
响应于由所述可旋转的表冠接收到的旋转输入来修改所述图形对象。
16.根据权利要求15所述的电子手表，其中：
所述电子手表还包括轴，所述轴耦接到所述可旋转的表冠并且延伸到所述壳体中；以及
所述轴将所述可旋转的表冠电耦接到所述处理器。
17.根据权利要求15所述的电子手表，其中：
所述处理器还被配置为：
使得所述壳体或所述可旋转的表冠中的一个提供所述电信号；以及
使得所述壳体或所述可旋转的表冠中的另一个通过所述用户的身体接收所述电信号；以及
所述处理器通过比较所述电信号在被提供时的一个或多个特征与所述电信号在被接收时的一个或多个特征来确定所述用户的所述ECG。
18.根据权利要求15所述的电子手表，其中所述可旋转的表冠被配置为接触所述用户的手指。
19.根据权利要求15所述的电子手表，其中：
所述显示器是被配置为接收触摸输入的触敏显示器；以及
所述处理器还被配置为响应于所述触摸输入来修改所述图形对象。
20.根据权利要求15所述的电子手表，其中：
所述可旋转的表冠被配置为接收平移输入；以及
所述处理器还被配置为响应于所述平移输入来修改所述图形对象。
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