CN112445270B - 终端的按键结构和终端 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种终端的按键结构和终端，属于终端技术领域。该按键结构包括一个或多个压力传感器、超声传感器、一个或多个形变部件、控制部件和柔性线路板，其中：一个或多个压力传感器、超声传感器、一个或多个形变部件和控制部件均固定在柔性线路板上；超声传感器用于发射机械波，接收经过终端的中框外表面或者显示屏面板外表面反射的回波，并将基于回波生成的回波信号发送给控制部件；控制部件用于基于接收到的压力信号和回波信号，生成操作信息，将操作信息发送给终端的处理器，使处理器基于操作信息执行操作处理。采用本申请，可以提高终端的使用寿命。

Description

终端的按键结构和终端

技术领域

本申请涉及终端技术领域，特别涉及一种终端的按键结构和终端。

背景技术

随着终端技术的快速发展，诸如手机、平板电脑等终端已经成为人们生活中不可或缺的通信工具。

相关技术中，终端的中框上通常设置有按键安装孔，按键结构(如电源键、音量键等)可以安装在按键安装孔中，并且，为了使按键结构能够在按键安装孔中被按下和弹起，相应的，按键结构与按键安装孔之间存在一定的间隙，这样，用户便可以通过按压按键结构，实现相应的功能。

在实现本申请的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

水和灰尘等很容易通过按键结构与按键安装孔之间的间隙进入到终端的内部，影响终端的使用，降低了终端的使用寿命。

发明内容

本申请实施例提供了一种终端的按键结构和终端，能够解决相关技术的问题，所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种终端的按键结构，所述按键结构包括一个或多个压力传感器、超声传感器、至少一个形变部件、控制部件和柔性线路板，其中：所述一个或多个压力传感器、所述超声传感器、所述至少一个形变部件和所述控制部件均固定在所述柔性线路板上，所述形变部件背对所述柔性线路板的表面用于固定在终端的中框内表面或者显示屏面板内表面上，所述控制部件分别与所述压力传感器、所述超声传感器电性连接；所述压力传感器，用于检测形变信息，将基于所述形变信息生成的压力信号发送给控制部件；所述超声传感器，用于发射机械波，接收经过终端的中框外表面或者显示屏面板外表面反射的回波，并将基于所述回波生成的回波信号发送给控制部件；所述控制部件，用于基于接收到的所述压力信号和所述回波信号，生成操作信息，将所述操作信息发送给所述终端的处理器，以使所述处理器基于所述操作信息执行相应的操作处理。

本申请实施例所示的方案，压力传感器可以周期性的检测形变信息，基于检测到的形变信息生成压力信号，并将压力信号发送给控制部件。超声传感器可以周期性的向外发射机械波，机械波传播到中框的外表面上之后，发生反射，产生回波，超声传感器接收到回波之后，可以生成回波信号，并将回波信号发送给控制部件。控制部件接收到压力传感器发送的压力信号和超声传感器发送的回波信号之后，可以对压力信号和回波信号进行解析，生成操作信息，并将操作信息发送给终端的处理器。处理器根据预先储存的操作信息与操作之间的对应关系，执行与接收到的操作信息相对应的操作，例如，终端的处理器中预先存储的操作信息与操作之间的对应关系，可以如图2所示。

可见，该按键结构与相关技术中的按键结构相比较，至少存在以下有益效果：

第一，该按键结构安装在中框的内表面上，而不是安装在设置在中框上的按键安装孔中，所以，终端的中框上无需开设按键安装孔，那么水和灰尘等也不容易进入到终端的内部，进而可以提高终端的使用寿命。

第二，该按键结构是虚拟按键，与机械按键相比，不会出现卡键而导致按键结构功能失效的情况，进而，可以提高该按键结构的使用寿命，也进一步提高了终端的使用寿命。

第三，该按键结构安装在中框的内表面上，在外观上，中框的表面是一体的，不具有其它结构，进而，符合终端的一体化发展趋势。

第四，该按键结构通过压力传感器检测按压信息，通过超声传感器检测与中框外表面或者显示屏面板外表面相接触的物体的材质信息，终端的处理器基于按压信息和触摸物体的材质信息，来执行相应的操作，进而可以降低该按键结构被误操作的概率。

在一种可能的实现方式中，所述形变部件的数量为两个，所述超声传感器位于所述两个形变部件之间。

本申请实施例所示的方案，形变部件的数量可以是一个也可以是多个，在多个形变部件的情况下，多个形变部件和超声传感器位于柔性线路板的同一侧，上述多个形变部件可以形成多个间距，该按键结构可以包括多个超声传感器，那么，每个间距中可以安装一个超声传感器，或者，该按键结构可以包括一个超声传感器，该一个超声传感器位于多个间距中的一个间距中。本实施例对形变部件的具体数量不做限定，技术人员可以根据需求灵活设定，为方便介绍可以以两个形变部件进行示例，两个形变部件的情况下，超声传感器可以位于这两个形变部件之间。

在一种可能的实现方式中，所述压力传感器的数量为一个时，所述压力传感器的位置与所述超声传感器的位置相对。

本申请实施例所示的方案，一个压力传感器的情况下，压力传感器的位置可以与超声传感器的位置相对应，例如，压力传感器位于柔性线路板的第一表面上，超声传感器位于柔性线路板的第二表面上，且压力传感器与超声传感器的位置相对。

在一种可能的实现方式中，所述压力传感器的数量为多个时，多个压力传感器在所述柔性线路板的背对所述形变部件的表面上均匀分布。

本申请实施例所示的方案，多个压力传感器的情况下，多个压力传感器在柔性线路板的背对形变部件的表面上均匀分布。例如，多个压力传感器在柔性线路板的第一表面上均匀分布，示例性地，压力传感器的数量为三个，这三个压力传感器均固定在柔性线路板的第一表面上，两个形变部件和超声传感器均固定在柔性线路板的第二表面上，其中，一个压力传感器的位置与超声传感器的位置相对应，一个压力传感器的位置与一个形变部件的位置相对应，另一个压力传感器的位置与另一个形变部件的位置相对应。

在一种可能的实现方式中，所述形变部件与所述超声传感器之间的间距处于第一数值范围内。

本申请实施例所示的方案，超声传感器位于两个形变部件之间，而为了使超声传感器不会完全占据两个形变部件之间的间距，相应的，每个形变部件与超声传感器之间的间距处于第一数值范围内。其中，技术人员可以根据理论计算和多次试验，来确定第一数值范围，使得超声传感器与形变部件之间的间距不会太大也不会过小。

在一种可能的实现方式中，所述形变部件为弹性金属板或者弹性塑料板。

本申请实施例所示的方案，该按键结构的形变部件是能够发生变形的部件，例如，可以是弹性金属板或者弹性塑料板，示例性地，形变部件可以是钢板、铝板、合金板等。

在一种可能的实现方式中，所述操作信息包括按压信息和与所述中框外表面或者所述显示屏面板外表面相接触的物体的材质信息。

本申请实施例所示的方案，操作信息可以包括按压信息和与中框外表面或者显示屏面板外表面相接触的物体的材质信息，按压信息可以是有按压和无按压，材质信息可以包括人手材质、布料材质、皮质材质、笔材质等。

在一种可能的实现方式中，所述压力传感器为电阻应变片压力传感器、硅阻微机电系统MEMS压力传感器、电容压力传感器、电感压力传感器和谐振式压力传感器中的一种。

本申请实施例所示的方案，压力传感器可以为电阻应变片压力传感器、硅阻微机电系统(micro-electro-mechanical system，MEMS)压力传感器、电容压力传感器、电感压力传感器和谐振式压力传感器中的一种。技术人员可以根据实际情况，灵活选择压力传感器的具体结构。

第二方面，提供了一种终端，所述终端包括第一方面所述的按键结构，所述形变部件背对所述柔性线路板的表面固定在所述终端的中框内表面或者显示屏面板内表面上。

本申请实施例所示的方案，该终端可以包括上述所述的按键结构，该按键结构安装在中框的内表面上，或者，该按键结构也可以安装在显示屏面板的内表面上。示例性地，该按键结构的形变部件背对柔性线路板的表面可以固定在终端的中框内表面或者显示屏面板内表面上。

在一种可能的实现方式中，所述超声传感器背对所述柔性线路板的表面与所述中框内表面或者显示屏面板内表面之间的间距处于第二数值范围内。

本申请实施例所示的方案，该按键结构安装在中框上的情况下，如果超声传感器与中框相靠近，那么超声传感器可以与中框的内表面相接触，或者，也可以是，超声传感器背对柔性线路板的表面与中框内表面之间的间距处于第二数值范围内。

同样，该按键结构安装在显示屏面板上的情况下，如果超声传感器与显示屏面板相靠近，那么超声传感器可以与显示屏面板的内表面相接触，或者，也可以是，超声传感器背对柔性线路板的表面与显示屏面板内表面之间的间距处于第二数值范围内。

在一种可能的实现方式中，所述按键结构的数量为多个，多个按键结构在所述中框内表面或者显示屏面板内表面上均匀分布。

本申请实施例所示的方案，终端上可以包括多个按键结构，那么这多个按键结构可以在中框内表面或者显示屏面板内表面上均匀分布。例如，多个按键结构在中框的内表面上或者显示屏面板的内表面上，可以呈线性分布、二位阵列式分布或者三维阵列式分布等，技术人员可以根据终端的实际结构对该按键结构进行灵活布置。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请实施例中，该终端的按键结构可以包括一个或多个压力传感器、超声传感器、一个或多个形变部件、控制部件和柔性线路板，其中：一个或多个压力传感器、超声传感器、一个或多个形变部件和控制部件均固定在柔性线路板上；形变部件背对柔性线路板的表面固定在终端的中框内表面或者显示屏面板内表面上。这样，该按键结构安装在中框的内表面上，而不是安装在设置在中框上的按键安装孔中，所以，终端的中框上无需开设按键安装孔，那么水和灰尘等也不容易进入到终端的内部，进而可以提高终端的使用寿命。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种终端的按键结构的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种操作信息与操作之间的对应关系示意图；

图3是本申请实施例提供的一种终端的按键结构的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种电阻应变片压力传感器的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种控制部件的结构示意图。

图例说明

1、压力传感器 2、超声传感器

3、形变部件 4、控制部件

5、柔性线路板 6、中框

41、中央处理模块 42、数据处理模块

43、控制模块 44、发射模块

45、收发模块 46、第一信号调理模块

47、第二信号调理模块 48、第一模拟转数字模块

49、第二模拟转数字模块

具体实施方式

本申请实施例提供了一种按键结构，该按键结构可以是安装在终端上的电源键和音量键等，相关技术中，这些按键结构大多是机械按键，安装在终端的中框上，例如，按键结构安装在按键安装孔中。但是这种按键结构至少存在以下问题：

第一，按键结构与按键安装孔之间的间隙，很容易使水和灰尘等进入终端的内部，影响终端的使用，进一步降低终端的使用寿命。

第二，用户频繁按压按键结构，很容易使按键结构在按键安装孔中发生松动，发生松动后的按键结构容易卡在按键安装孔中，出现卡键而导致按键结构的功能失效的现象。

第三，上述按键结构安装在终端的中框上，也比较影响终端的外观，不利于终端一体化的发展趋势。

相关技术中，安装在终端的中框上的按键结构，也有虚拟按键，这种按键结构通常包括压力传感器，用户按压中框上对应按键结构的位置时，压力传感器可以检测到按压，并将生成的压力信号发送给终端的处理器，处理器接收到压力信号之后，可以基于该压力信号执行相应的操作处理，如增大音量或者开机等。但是这种按键结构至少存在以下问题：

用户不小心触碰到中框上靠近按键结构的位置时，按键结构的压力传感器也会检测到压力，进而触发该按键结构所对应的功能，可见，具备该按键结构被误操作的概率较大。

本申请提供了一种终端的按键结构，能够解决上述问题，如图1所示，该按键结构可以包括一个或多个压力传感器1、超声传感器2、一个或多个形变部件3、控制部件4和柔性线路板5，其中：一个或多个压力传感器1、超声传感器2、一个或多个形变部件3和控制部件4均固定在柔性线路板5上，控制部件4分别与压力传感器1、超声传感器2电性连接。

其中，压力传感器1，用于检测形变信息，将基于形变信息生成的压力信号发送给控制部件4。超声传感器2，用于发射机械波，接收经过终端的中框外表面或者显示屏面板外表面反射的回波，并将基于回波生成的回波信号发送给控制部件4。控制部件4，用于基于接收到的压力信号和回波信号，生成操作信息，将操作信息发送给终端的处理器，以使处理器基于操作信息执行相应的操作处理。

其中，操作信息可以包括按压信息和与中框外表面或者显示屏面板外表面相接触的物体的材质信息，按压信息可以是有按压和无按压，材质信息可以包括人手材质、布料材质、皮套材质、笔材质等。

在实施中，该按键结构可以安装在终端的侧部，例如，该按键结构可以是电源键或者音量键等，可以安装在终端的中框的内表面上。中框的内表面也即是，位于终端内部的表面，相应的，中框的外表面也即是，与中框的内表面相对的表面，露在终端的外部。该按键结构也可以安装在终端的显示面板上，例如，该按键结构可以是返回键或者起始键，可以安装在显示面板的内表面上。本实施例中为方便介绍，可以以该按键结构安装在终端的中框上进行示例。

如图1所示，该按键结构的一个或多个压力传感器1、超声传感器2、一个或多个形变部件3和控制部件4均固定在柔性线路板5上。相应的，一种位置关系可以是，如图1所示，一个或者多个压力传感器1位于柔性线路板5的第一表面上，一个或多个形变部件3、超声传感器2和控制部件4均位于柔性线路板5的第二表面上。另一种可能的位置关系还可以是，一个或多个压力传感器1、超声传感器2、一个或多个形变部件3和控制部件4均固定在柔性线路板5的第二表面上。其中，柔性线路板5的第一表面与第二表面相对。本实施例对上述各个部件在柔性线路板5上的位置关系不做具体限定，可以以如图1所示的位置关系进行示例，其余情况与之类似，便不再一一赘述。

在实施中，形变部件3用于在用户触按中框或者显示屏面板时，发生形变，相应的，形变部件3的背对所述柔性线路板5的表面，固定在终端的中框内表面或者显示屏面板内表面上。而如上述所述，超声传感器2用于接收经过终端的中框外表面或者显示屏面板外表面反射的回波，相应的，为了降低回波的衰减，超声传感器2可以与中框或者显示屏面板紧邻。那么，这样，一个或者多个形变部件3和超声传感器2可以都位于柔性线路板5的同一侧，进而，该按键结构安装在中框的内表面或者显示屏面板的内表面时，形变部件3背对柔性线路板5的表面固定在中框的内表面上或者显示屏面板的内表面，超声传感器2背对柔性线路板5的表面也与中框或者显示屏面板紧邻。

在实施中，形变部件3的数量可以是一个也可以是多个，在多个形变部件3的情况下，多个形变部件3和超声传感器2位于柔性线路板5的同一侧，上述多个形变部件3可以形成多个间距，该按键结构可以包括多个超声传感器2，那么，每个间距中可以安装一个超声传感器2，或者，该按键结构可以包括一个超声传感器2，该一个超声传感器2位于多个间距中的一个间距中。本实施例对形变部件3的具体数量不做限定，技术人员可以根据需求灵活设定，为方便介绍可以以两个形变部件3进行示例，两个形变部件3的情况下，超声传感器2可以位于这两个形变部件3之间。

其中，一个或多个压力传感器1的位置可以与形变部件3的位置相适配，也可以与超声传感器2的位置相适配，示例性地，一个压力传感器1的情况下，压力传感器1的位置可以与超声传感器2的位置相对应，例如，压力传感器1位于柔性线路板5的第一表面上，超声传感器2位于柔性线路板5的第二表面上，且压力传感器1与超声传感器2的位置对应。又示例性地，多个压力传感器1的情况下，多个压力传感器1在柔性线路板5的背对形变部件3的表面上均匀分布。例如，多个压力传感器1在柔性线路板5的第一表面上均匀分布，示例性地，压力传感器1的数量为三个，这三个压力传感器1均固定在柔性线路板5的第一表面上，形变部件3和超声传感器2均固定在柔性线路板5的第二表面上，其中，一个压力传感器1的位置与超声传感器2的位置相对应，一个压力传感器1的位置与一个形变部件3的位置相对应，另一个压力传感器1的位置与另一个形变部件3的位置相对应。

本实施例对压力传感器1的数量不做具体限定，本领域的技术人员可以根据实际需要选择压力传感器1的数量，例如，如果该按键结构的尺寸比较大，那么技术人员可以选择多个压力传感器1，又例如，如果该按键结构的尺寸比较小，那么技术人员可以选择使用一个压力传感器1。本实施例为方便介绍，可以以一个压力传感器1进行示例，多个压力传感器1的情况与之类似，便不再一一赘述。

在实施中，压力传感器1可以周期性的检测形变信息，基于检测到的形变信息生成压力信号，并将压力信号发送给控制部件4。超声传感器2可以周期性的向外发射机械波，机械波传播到中框6的外表面上之后，发生反射，产生回波，超声传感器2接收到回波之后，可以生成回波信号，并将回波信号发送给控制部件4。控制部件4接收到压力传感器1发送的压力信号和超声传感器2发送的回波信号之后，可以对压力信号和回波信号进行解析，生成操作信息，并将操作信息发送给终端的处理器。处理器根据预先储存的操作信息与操作之间的对应关系，执行与接收到的操作信息相对应的操作，例如，终端的处理器中预先存储的操作信息与操作之间的对应关系，可以如图2所示。

例如，操作信息为有按压，且与中框外表面相接触的物体的材质为人手，如果该操作信息与唤醒操作相对应，则处理器可以执行终端的唤醒操作。这种情况，可以视为用户主动对终端的按键结构进行操作的行为。

又例如，操作信息为有按压，且与中框外表面相接触的物体的材质为空气，如果该操作信息被设置为误触发操作，则处理器检测到该操作信息之后，不执行任何操作。这种情况，很可能是用户不小心碰触到该按键结构的周围位置，而引发压力传感器1生成压力信号导致的。

又例如，操作信息为无按压，且与中框外表面相接触的物体的材质为布料材质，如果该操作信息被设置为误触发操作，则处理器检测到该操作信息之后，不执行任何操作。这种情况，很可能是用户的衣服与终端的中框相接触，而引发超声传感器2生成回波信号导致的。

可见，该按键结构与相关技术中的按键结构相比较，至少存在以下有益效果：

第一，该按键结构安装在中框的内表面上，而不是安装在设置在中框上的按键安装孔中，所以，终端的中框上无需开设按键安装孔，那么水和灰尘等也不容易进入到终端的内部，进而可以提高终端的使用寿命。

第二，该按键结构是虚拟按键，与机械按键相比，不会出现卡键而导致按键结构功能失效的情况，进而，可以提高该按键结构的使用寿命，也进一步提高了终端的使用寿命。

第三，该按键结构安装在中框的内表面上，在外观上，中框的表面是一体的，不具有其它结构，进而，符合终端的一体化发展趋势。

第四，该按键结构通过压力传感器检测按压信息，通过超声传感器检测与中框外表面或者显示屏面板外表面相接触的物体的材质信息，终端的处理器基于按压信息和触摸物体的材质信息，来执行相应的操作，进而可以降低该按键结构被误操作的概率。

在一种可能的实施方式中，如上述所述，一个或多个压力传感器1、超声传感器2、一个或多个形变部件3和控制部件4均固定在柔性线路板5上，其中，固定方式可以是胶粘也可以是焊接等。其中，使用胶粘的方式时，所使用的胶可以是双面胶、紫外光固化胶(ultraviolet rays，UV)胶、两液混合硬化胶(简称AB胶)和水胶等，而且为了减少形变在传递的过程产生的衰减，相应的胶粘的厚度为指定数值，该指定数值技术人员可以通过理论计算和多次试验而确定，例如，可以在3微米和5微米之间。这种使用胶粘实现固定的方式，装配工序简单，可以实现即贴即用，也便于后期的维护。

下面将对按键结构的各个部件进行详细介绍：

其中，该按键结构的形变部件3是能够发生变形的部件，例如，可以是弹性金属板或者弹性塑料板，示例性地，形变部件3可以是钢板、铝板、合金板等。下面可以对形变部件3对中框6的微变形进行放大的原理进行说明：

例如，形变部件3的第一表面固定在中框6上，形变部件3的第二表面与压力传感器1相固定。那么，当用户触按中框6，使得中框6发生微变形时，形变部件3的第二表面，会沿着长度方向，向左右方向延伸，进而发生变形。由于形变部件3的弹性高于中框的弹性，相应的，形变部件3发生的变形量大于中框发生的变形量，所以，中框与压力传感器1之间安装有形变部件3，使得中框虽然具有微小的变形，也能使压力传感器1检测到形变，而生成压力信号。

在实施中，为了进一步提高形变量，该按键结构可以包括多个形变部件3，例如可以包括两个形变部件3，两个形变部件3的情况下，为了使压力传感器1能够检测到这两个形变部件3的形变，相应的，两个形变部件3和压力传感器1都固定在柔性线路板5上，这样，柔性线路板5可以将两个形变部件3发生的形变传递给压力传感器1，使压力传感器1检测到变形，进一步提高了压力传感器1检测变形的灵敏度。

而且，两个形变部件3之间不相接触，两者之间具有间距，可以进一步增大变形，这是因为，如图1所示，中框6上对应形变部件3的位置处，有形变部件3提供支撑力，而中框上对应间距的位置处，没有支撑力，那么用户触按中框6上对应间距的位置处时，中框6更容易发生变形，中框6产生的变形量增大，也可以提高两个形变部件3的变形量，进而可以提高压力传感器1检测形变的灵敏度。

由上述所述，超声传感器2位于两个形变部件3之间，而为了使超声传感器2不会完全占据两个形变部件3之间的间距，相应的，每个形变部件3与超声传感器2之间的间距处于第一数值范围内。其中，技术人员可以根据理论计算和多次试验，来确定第一数值范围，使得超声传感器2与形变部件3之间的间距不会太大也不会过小。

由上述所述，两个形变部件3和超声传感器2可以固定在柔性线路板5的同一表面，例如，都固定在柔性线路板5的第二表面上。而形变部件3远离柔性线路板5的表面用于和中框6相固定，那么，超声传感器2远离柔性线路板5的表面也与中框6的内表面相靠近，为了使两个形变部件3之间具有足够的空间，相应的，如图3所示，超声传感器2与中框6的内表面之间的间距在第二数值范围内。其中，技术人员可以根据理论计算和多次试验，来确定第二数值范围，使得超声传感器2与中框6之间的间距不会太大也不会过小。

这种两个形变部件3之间具有间距，每个形变部件3与超声传感器2之间具有间距，超声传感器2与中框6的内表面具有间距，使得中框6上对应间距的位置处的应力比较集中，进而可以提高形变量，使得用户使用较小的力度的情况下，压力传感器1也能检测到形变，进而，可以提高按键结构的灵敏度。

在一种可能的实施方式中，一个或者多个形变部件3可以是规格完全相同的部件，例如，材质和尺寸完全相同，示例性地，形变部件3的尺寸可以是6×3×2毫米。一个或者多个形变部件3的材质和尺寸也可以不相同，具体的情况，技术人员可以根据实际需求设定，例如，可以根据压力传感器1和超声传感器2的具体形状，灵活选择一个或者多个形变部件3的具体形状，使得相邻两个形变部件3可以适应压力传感器1和超声传感器2。

以上是对形变部件3的功能以及对提高形变量的方式的介绍，下面将对超声传感器2进行介绍：

如上述所述，超声传感器2可以位于两个形变部件3之间，超声传感器2位于两个形变部件3之间，一方面可以增加压力传感器1的灵敏度，另一方面还极大缩小了该按键结构的体积，提高了空间利用率。

如上述所述，该按键结构的超声传感器2可以向外发射机械波，机械波传播到中框6的外表面上之后，可以在中框6的外表面上发生反射，产生回波，超声传感器2接收到回波之后，可以基于该回波生产回波信号，并将该回波信号发送给控制部件4。控制部件4可以对回波信号进行解析，确定与中框6的外表面相接触的物质的材质信息。其中，控制部件4解析与中框6的外表面相接触的物质的材质信息的原理可以如下：

如果中框6的外表面与空气相接触，超声传感器2接收到的回波的能量最大，生成的回波信号较强。而如果某一物体(如人手、手套等)和中框6的外表面相接触，超声传感器2产生的机械波，一部分会被与中框6的外表面相接触的物体吸收，进而导致经过中框6的外表面反射回来的回波的能量较弱，生成的回波信号较弱。因此，控制部件4可以基于接收到的回波信号，解析出中框6外表面对应超声传感器2的位置处，是否有物体触摸，如果有物体触摸，进一步还可以检测出，该物体具体是什么材质，例如，可以检测出是人手材质、布料材质、皮质材质还是笔材质等。

在一种可能的实施方式中，在用户触按该按键结构时，为了使用户能够触按在中框6对应超声传感器2所在的位置处，相应的，该按键结构的超声传感器2的尺寸可以与该按键结构的尺寸相适配。例如，超声传感器2的长度等于或者稍微大于该按键结构的长度。这样，用户触按中框6上，对应按键结构的位置时，那么，用户的手指在中框6上的触摸位置与超声传感器2的位置相对应，进而，控制部件4可以根据超声传感器2发送的回波信号，生成与中框6外表面相接触的物体的材质信息为人手材质。

在一种可能的实施方式中，超声传感器2在结构上可以包括匹配层、上电极、压电晶片、下电极和背衬层，其中，压电晶片固定在上电极和下电极之间，匹配层固定在上电极上，背衬层固定在下电极上，背衬层可以固定在柔性线路板5上，匹配层与中框6的内表面相靠近，上电极和下电极分别与控制部件电性连接。

其中，匹配层用于匹配压电晶片与机械波的传播介质支架的阻抗，使得压电晶片产生的机械波能够更高效的在传播介质中进行传播。例如，本实施例中机械波需要在中框或者显示面板中进行传播，相应的，匹配层用于匹配压电晶片与中框之间的阻抗，使得机械波能够顺利的在中框中进行传播。又例如，该超声传感器2也可以不和中框6相接触，超声传感器2与中框之间具有间距，这种情况下，该匹配层用于匹配压电晶片与空气层之间的阻抗，使得机械波能够顺利的在空气层中进行传播。

其中，匹配层的材质可以是由环氧树脂和钨粉按照指定比例进行配制而成，环氧树脂和钨粉的具体比例，和机械波的传播介质的材质和厚度等相关，例如，和中框的材质和厚度相关，技术人员可以根据实际情况，灵活设定。

其中，上电极与下电极用于对该超声传感器2施加电压，压电晶片用于逆压电效应的作用产生机械波，产生的机械波可以穿透上电极和匹配层，进入到中框，并在中框的外表面处发生反射，产生回波。回波再经过中框、匹配层和上电极传播到压电晶片上，压电晶片利用压电效应生成回波信号，回波信号再通过上电极、下电极分别与控制部件4之间的电路，流向控制部件4中。控制部件4接收到回波信号之后，对回波信号进行解析，生成操作信息。

此外，控制部件4从超声传感器2中接收到的回波信号中，还可以确定回波信号的位置信息，例如，压电晶片可以向控制部件4发送回波信号，控制部件4可以基于压电晶片的回波信号以及压电晶片的位置，确定回波信号所来自的位置，进而触摸操作的位置，进一步可以通过该按键结构可以实现触摸滑动操作和手握操作等交互方式。

本实施例可以实现触摸滑动、手握、大面积接触检测等更为复杂的交互方式。

以上是对超声传感器2的介绍，下面将对压力传感器1进行介绍：

该压力传感器1用于检测形变信息，并基于形变信息生成压力信号，压力传感器1可以为电阻应变片压力传感器、硅阻微机电系统(micro-electro-mechanical system，MEMS)压力传感器、电容压力传感器、电感压力传感器和谐振式压力传感器中的一种。技术人员可以根据实际情况，灵活选择压力传感器的具体结构。如图4所示，是一种可能的电阻应变片压力传感器，该电阻应变片压力传感器可以包括R1、R2、R3和R4四个应变电阻，以及四个焊接球(分别记为O1、O2、O3和O4)，该电阻应变片压力传感器可以通过上述四个焊接球焊接在柔性线路板5上。这样，当用户触按中框6，形变部件3发生变形，进而，引起柔性线路板5发生变形时，例如，柔性线路板5沿着长度方向，向左右方向延伸时，R2和R4被拉伸，它们的阻值会发生改变，进而，该电阻应变片压力传感器向控制部件4输出的压力信号也随之发生变化。

上述是对压力传感器1的介绍，下面将对控制部件4进行介绍：

如图5所示，控制部件4可以包括中央处理模块41、数据处理模块42、控制模块43、发射模块44、收发模块45、第一信号调理模块46、第二信号调理模块47、第一模拟转数字模块48、第二模拟转数字模块49，其中，上述模块之间的连接关系以及与超声传感器2和压力传感器1的连接关系可以如图5所示。

在一种可能的应用中，中央处理模块41是控制部件4的处理中心，负责逻辑处理及生成操作信息，并将操作信息上报给终端的处理器。数据处理模块42接收电信号(例如压力信号和回波信号)，并对接收到的电信号进行滤波、包络、积分、傅里叶变换等算法处理，并将处理后的电信号发送给中央处理模块41。控制模块43接收来自中央处理器41下发的控制命令，并对该命令进行解析和执行，例如，向发射模块44发送用于发射机械波的发射指令。

发射模块44收到控制模块43发送的发射指令后，产生一定频率的激励信号，该激励信号通过收发模块45施加于超声传感器2上，使超声传感器2可以产生一定频率的机械波。如上述所述，超声传感器2还会向控制部件4发送回波信号，相应的，超声传感器2生成的回波信号可以通过收发模块45，进入第一信号调理模块46，第一信号调理模块46用于对接收到的回波信号进行滤波、放大、包络提取等处理；然后第一信号调理模块46将处理后的回波信号，发送到第一模拟转数字模块48。第一模拟转数字模块48可以将处理后的回波信号转化为对应的数字信号，并送到数据处理模块42中。

压力传感器1检测到形变信息之后，可以产生压力信号，该压力信号流入第二信号调理模块47，第二信号调理模块47主要用于对压力信号进行滤波和放大处理；处理后的压力信号进入第二模拟转数字模块49，第二模拟转数字模块49可以将处理后的压力信号转化为对应的数字信号，并送到数据处理模块42中。

中央处理器41接收来自数据处理模块42的对应回波信号的数字信号和对应压力信号的数字信号之后，对这些数字信号进行解析处理，生成操作信息，并将该操作信息上报给终端的处理器，终端的处理器可以根据如图2所示的操作信息与操作之间的关系，执行与当前操作信息相对应的操作。

在本公开实施例中，该终端的按键结构可以包括一个或多个压力传感器、超声传感器、一个或多个形变部件、控制部件和柔性线路板，其中：一个或多个压力传感器、超声传感器、一个或多个形变部件和控制部件均固定在柔性线路板上；形变部件背对柔性线路板的表面固定在终端的中框内表面或者显示屏面板内表面上。这样，该按键结构安装在中框的内表面上，而不是安装在设置在中框上的按键安装孔中，所以，终端的中框上无需开设按键安装孔，那么水和灰尘等也不容易进入到终端的内部，进而可以提高终端的使用寿命。

此外，该按键结构通过压力传感器检测按压信息，来判断中框上对应按键结构的位置处有没有被按压；通过超声传感器检测与中框外表面或者显示屏面板外表面相接触的物体的材质信息，来判断触按中框上对应按键结构的位置的物体是人手还是衣服等。通过上述双重判断，来执行相应的操作，这样，该按键结构可以执行用户主动触按的操作，对用户误触按，可以不执行操作，进而可以降低该按键结构被误操作的概率。

本实施例还提供了一种终端，该终端可以是手机、平板电脑等任何具有按键结构的电子产品，该终端可以包括上述所述的按键结构，该按键结构安装在中框的内表面上，或者，该按键结构也可以安装在显示屏面板的内表面上。示例性地，该按键结构的形变部件背对柔性线路板5的表面可以固定在终端的中框内表面或者显示屏面板内表面上。

在实施中，该按键结构安装在中框上的情况下，如果超声传感器与中框相靠近，那么超声传感器可以与中框的内表面相接触，或者，也可以是，超声传感器背对柔性线路板的表面与中框内表面之间的间距处于第二数值范围内，原因在上述已陈述，可以参考上述，此处便不再赘述。

同样，该按键结构安装在显示屏面板上的情况下，如果超声传感器与显示屏面板相靠近，那么超声传感器可以与显示屏面板的内表面相接触，或者，也可以是，超声传感器背对柔性线路板的表面与显示屏面板内表面之间的间距处于第二数值范围内，原因在上述已陈述，可以参考上述，此处便不再赘述。

在一种可能的实施方式中，终端上可以包括多个按键结构，那么这多个按键结构可以在中框内表面或者显示屏面板内表面上均匀分布。例如，多个按键结构在中框的内表面上或者显示屏面板的内表面上，可以呈线性分布、二位阵列式分布或者三维阵列式分布等，技术人员可以根据终端的实际结构对该按键结构进行灵活布置。

在本公开实施例中，如上述所述，该终端的按键结构可以包括一个或多个压力传感器、超声传感器、一个或多个形变部件、控制部件和柔性线路板，其中：一个或多个压力传感器、超声传感器、一个或多个形变部件和控制部件均固定在柔性线路板上；形变部件背对柔性线路板的表面固定在终端的中框内表面或者显示屏面板内表面上。这样，该按键结构安装在中框的内表面上，而不是安装在设置在中框上的按键安装孔中，所以，终端的中框上无需开设按键安装孔，那么水和灰尘等也不容易进入到终端的内部，进而可以提高终端的使用寿命。

以上所述仅为本申请一个实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种终端的按键结构，其特征在于，所述按键结构包括一个或多个压力传感器（1）、超声传感器（2）、一个或多个形变部件（3）、控制部件（4）和柔性线路板（5），其中：

所述一个或多个压力传感器（1）、所述超声传感器（2）、所述一个或多个形变部件（3）和所述控制部件（4）均固定在所述柔性线路板（5）上，所述一个或多个形变部件（3）背对所述柔性线路板（5）的表面用于固定在终端的中框内表面或者显示屏面板内表面上，所述控制部件（4）分别与所述压力传感器（1）、所述超声传感器（2）电性连接，其中，所述中框或者所述显示屏面板上未开设按键安装孔；

所述压力传感器（1），用于检测形变信息，将基于所述形变信息生成的压力信号发送给控制部件（4）；

所述超声传感器（2），用于发射机械波，接收经过终端的中框外表面或者显示屏面板外表面反射的回波，将基于所述回波生成的回波信号发送给控制部件（4）；

所述控制部件（4），用于基于接收到的所述压力信号和所述回波信号，生成操作信息，将所述操作信息发送给所述终端的处理器，以使所述处理器基于所述操作信息执行相应的操作处理。

2.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于，当所述形变部件（3）的数量为两个时，所述超声传感器（2）位于两个形变部件（3）之间。

3.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于，所述压力传感器（1）的数量为一个时，所述压力传感器（1）的位置与所述超声传感器（2）的位置相对。

4.根据权利要求2所述的按键结构，其特征在于，所述压力传感器（1）的数量为多个时，多个压力传感器（1）在所述柔性线路板（5）的背对所述两个形变部件（3）的表面上均匀分布。

5.根据权利要求1至4任一项所述的按键结构，其特征在于，所述形变部件（3）与所述超声传感器（2）位于所述柔性线路板（5）的同一表面上，所述形变部件（3）与所述超声传感器（2）之间的间距处于第一数值范围内。

6.根据权利要求1至4任一项所述的按键结构，其特征在于，所述形变部件（3）为弹性金属板或者弹性塑料板。

7.根据权利要求1至4任一项所述的按键结构，其特征在于，所述压力传感器（1）为电阻应变片压力传感器、硅阻微机电系统MEMS压力传感器、电容压力传感器、电感压力传感器和谐振式压力传感器中的一种。

8.一种终端，其特征在于，所述终端包括权利要求1至7任一项所述的按键结构，所述形变部件（3）背对所述柔性线路板（5）的表面固定在所述终端的中框内表面或者显示屏面板内表面上。

9.根据权利要求8所述的终端，其特征在于，所述超声传感器（2）背对所述柔性线路板（5）的表面与所述中框内表面或者显示屏面板内表面之间的间距处于第二数值范围内。

10.根据权利要求8或9所述的终端，其特征在于，所述按键结构的数量为多个，多个按键结构在所述中框内表面或者显示屏面板内表面上均匀分布。

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