CN113918054A - 触摸感测装置及包括触摸感测装置的电子装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种触摸感测装置及包括触摸感测装置的电子装置，所述触摸感测装置包括：第一感测线圈，具有导电性；第二感测线圈，具有导电性；基板，具有容纳所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中的任一者或两者的空间，其中，所述基板的至少一部分设置在所述第一感测线圈与所述第二感测线圈之间；以及弹性构件，被构造为在外部压力被施加并且所述基板下降时被压缩。

Description

触摸感测装置及包括触摸感测装置的电子装置

本申请要求于2020年7月7日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0083284号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。

技术领域

以下描述涉及一种触摸感测装置及包括触摸感测装置的电子装置。

背景技术

通常，可穿戴装置优选具有较薄、较简单且较圆滑、较美观的设计。因此，在可穿戴装置中较低频率地实施现有的机械开关。随着防尘和防水技术的实现以及对具有平滑设计和统一构造的模型的开发，这样的设计是可行的。

当前，正在开发在金属上实现触摸输入的金属上触摸(ToM)技术、使用触摸面板的电容器感测技术、微机电系统(MEMS)、微应变仪技术等。此外，还正在开发力触摸功能。

在常规的机械开关的情况下，内部需要大的尺寸和空间来实现开关功能，并且常规的机械开关可具有与外壳不是一体的结构，或者可具有向外突出的形状，这导致不圆滑或不美观并且占用大量空间的缺点。

此外，由于与电连接的机械开关直接接触，存在触电的危险，特别是，由于机械开关的结构，存在可能难以实现防尘和防水的缺点。

发明内容

提供本发明内容是为了按照简化的形式介绍在下面的具体实施方式中进一步描述的所选择的构思。本发明内容既不意在限定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个总体方面，一种触摸感测装置包括：第一感测线圈，具有导电性；第二感测线圈，具有导电性；基板，具有容纳所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中的任一者或两者的空间，其中，所述基板的至少一部分设置在所述第一感测线圈与所述第二感测线圈之间；以及弹性构件，被构造为在外部压力被施加并且所述基板下降时被压缩。

所述触摸感测装置还可包括支撑构件，所述支撑构件被设置为平行于所述基板延伸并且固定所述基板。

所述支撑构件的至少一部分可以是凹入的，并且所述基板可固定在所述支撑构件的包括凹入部的位置处。所述第二感测线圈可设置在所述基板的一个表面上，并且可设置在所述支撑构件的所述凹入部中。

所述触摸感测装置还可包括至少一对支撑连接构件，所述至少一对支撑连接构件被设置为使得所述至少一对支撑连接构件中的每个支撑连接构件的一端结合到所述支撑构件，并且所述至少一对支撑连接构件垂直于所述支撑构件延伸。所述第一感测线圈和所述第二感测线圈可设置在所述至少一对支撑连接构件之间。

所述弹性构件的至少一部分可被设置为在竖直方向上与所述至少一对支撑连接构件的至少一部分叠置。

所述第一感测线圈可设置在所述基板的一个表面上，并且所述第二感测线圈可设置在所述基板的另一表面上。所述第一感测线圈和所述第二感测线圈可彼此电连接。

所述第一感测线圈可设置在所述基板的一个表面上，并且所述第二感测线圈可设置在所述基板的另一表面上。所述第一感测线圈和所述第二感测线圈可被设置为使得所述第一感测线圈的缠绕轴和所述第二感测线圈的缠绕轴被布置为相对于彼此交错。

所述第一感测线圈和所述第二感测线圈可设置在所述基板的相同的表面上。所述基板可弯曲为使得所述第一感测线圈和所述第二感测线圈彼此背对。

在另一总体方面，一种电子装置包括：壳体，在所述壳体的至少一部分中包括触摸开关部；下框架，与所述壳体的下表面间隔开；以及触摸感测装置，设置在所述壳体与所述下框架之间，并且被配置为感测施加到所述触摸开关部的外部压力。所述触摸感测装置包括：第一感测线圈，具有导电性；第二感测线圈，具有导电性；基板，具有容纳所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中的任一者或两者的空间，其中，所述基板的至少一部分设置在所述第一感测线圈与所述第二感测线圈之间；以及支撑连接构件，支撑所述壳体，使得所述基板在外部压力被施加到所述触摸开关部时下降。

所述电子装置还可包括感测电路单元，所述感测电路单元电连接到所述第一感测线圈和所述第二感测线圈并且被配置为基于所述第一感测线圈的电感变化与所述第二感测线圈的电感变化之和来产生所述外部压力的信息。

所述壳体和所述下框架可在设置在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈周围的位置处彼此连接。

所述触摸感测装置还可包括支撑构件，所述支撑构件被设置为平行于所述基板延伸并且固定所述基板。

所述支撑构件的至少一部分可以是凹入的，并且所述基板可固定在所述支撑构件的包括凹入部的位置处。所述第二感测线圈可设置在所述基板的一个表面上，并且可设置在所述支撑构件的所述凹入部中。

所述支撑连接构件可包括至少一对支撑连接构件，所述至少一对支撑连接构件被设置为使得所述至少一对支撑连接构件中的每个支撑连接构件的一端结合到所述支撑构件，所述至少一对支撑连接构件中的每个支撑连接构件的另一端结合到所述壳体，并且所述至少一对支撑连接构件垂直于所述支撑构件延伸。所述第一感测线圈和所述第二感测线圈可设置在所述至少一对支撑连接构件之间。

所述电子装置还可包括弹性构件，所述弹性构件设置在所述下框架与所述基板之间。

所述第一感测线圈可设置在所述基板的一个表面上，并且所述第二感测线圈可设置在所述基板的另一表面上。所述第一感测线圈和所述第二感测线圈可彼此电连接。

所述第一感测线圈可设置在所述基板的一个表面上，并且所述第二感测线圈设置在所述基板的另一表面上。所述第一感测线圈和所述第二感测线圈可被设置为使得所述第一感测线圈的缠绕轴和所述第二感测线圈的缠绕轴被布置为相对于彼此交错。

所述第一感测线圈和所述第二感测线圈可设置在所述基板的相同的表面上。所述基板可弯曲为使得所述第一感测线圈和所述第二感测线圈彼此背对。

通过下面的具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是显而易见的。

附图说明

图1是根据实施例的电子装置的外观的示图。

图2A是根据实施例的其中触摸感测装置中未设置有第二感测线圈的电子装置的结构的示图。

图2B是根据实施例的其中触摸感测装置中设置有第二感测线圈的电子装置的结构的示图。

图3是将外部压力施加到图2B的壳体的状态的示图。

图4是其中第一感测线圈和第二感测线圈连接到一个感测电路单元的示图。

图5是其中第一感测线圈和第二感测线圈分别连接到单独的感测电路单元的示图。

图6是根据实施例的包括线圈连接部的触摸感测装置的示图。

图7是根据实施例的其中第一感测线圈和第二感测线圈设置在基板上的交错位置处的示图。

图8是根据实施例的包括基板的触摸感测装置的示图，其中，所述基板的至少一些区域是柔性的。

图9A是根据实施例的其中触摸感测装置中设置有变形诱导轴的示图。

图9B是其中将外部压力施加到图9A的壳体的示图。

在整个附图和具体实施方式中，相同的附图标记指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明和方便起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、变型和等同物将是显而易见的。例如，在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序进行的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对本领域已知的特征的描述。

在此描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为限于在此描述的示例。更确切地说，提供在此描述的示例仅是为了示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。

在此，注意的是，关于实施例或示例的术语“可”的使用(例如，关于实施例或示例可包括或实现什么)意味着存在包括或实现这样的特征的至少一个实施例或示例，而全部实施例和示例不限于此。

在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“在”所述另一元件“上”、直接“连接到”所述另一元件或直接“结合到”所述另一元件，或者它们之间可存在一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，它们之间可不存在其他元件。

如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一项和任意两项或更多项的任意组合。

尽管可在此使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分将不受这些术语的限制。更确切地说，这些术语仅用来将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称作第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

为了易于描述，在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”的空间相对术语来描述如附图中示出的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相对术语意在除了包含附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则描述为相对于另一元件位于“上方”或“上面”的元件则将相对于另一元件位于“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包括“上方”和“下方”两种方位。装置还可以以其他方式被定位(例如，旋转90度或者处于其他方位)，并且将相应地解释在此使用的空间相对术语。

在此使用的术语仅用于描述各种示例且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可发生附图中所示的形状的变化。因此，在此描述的示例不限于附图中所示的具体形状，而是包括制造期间发生的形状的改变。

在此描述的示例的特征可按照在获得对本申请的公开内容的理解之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管在此描述的示例具有各种构造，但是在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的其他构造是可行的。

图1是根据实施例的电子装置10的外观的示图。

参照图1，电子装置10可包括例如壳体51、前显示玻璃52、后盖53和触摸开关部TSW。

壳体51可以是用于覆盖电子装置10的至少一部分的结构，并且可与形成电子装置10的中央框架的结构一体地形成。壳体51可根据电子装置10的类型和配置利用各种材料形成。例如，当电子装置10是智能电话(如图1中举例示出的)时，壳体51可利用金属框架的材料形成。可选地，壳体51也可利用非导电材料(诸如，玻璃)形成。

前显示玻璃52可设置在壳体51的一侧上，并且后盖53可设置在壳体51的另一相对侧上。也就是说，电子装置10可包括具有两层结构或三层结构的侧表面，所述两层结构或三层结构由前显示玻璃52、壳体51和后盖53构成。

触摸开关部TSW可以是形成在电子装置10的侧表面上以代替机械按钮的部分。触摸开关部TSW可以是被施加触摸输入的部分。例如，触摸开关部TSW可以是被用户的手施加压力的接触表面。此外，参照图1，触摸开关部TSW可对应于壳体51的至少一部分。

参照图1，电子装置10可以是便携式装置(诸如，智能电话等)，并且可以是可穿戴装置(诸如，智能手表)。然而，电子装置10不限于特定装置，并且电子装置10可以是便携式电子装置或可穿戴电子装置或者具有用于控制操作的开关的电子装置。

例如，电子装置10可以是智能电话、个人数字助理(PDA)、数字摄像机、数码相机、网络系统、计算机、监视器、平板PC、膝上型PC、上网本PC、电视机、视频游戏机、智能手表、汽车组件等，但不限于这样的示例。

在诸如普通移动电话的电子装置中，音量按钮或电源按钮可在电子装置的侧表面上形成为物理按钮(键)。在这种情况下，物理按钮可向外突出，使得物理按钮可被用户的手按压。然而，当使用物理按钮时，存在由磨损等导致的耐用寿命问题，并且存在难以使物理按钮防水的限制。

为了补偿该缺点，已经开发了触摸感测开关，但是常规触摸感测开关具有如下限制：传感器的灵敏度因为传感器的电感与用户施加到触摸感测开关的压力相比变化不大而劣化。此外，存在如下限制：当用户的非有意触摸和针对力触摸输入而有意施加的压力未被清楚地区分开时，可能发生误动作。

将参照图2A至图9B描述为解决上述限制而提出的实施例。

关于本公开的每个附图，对于相同的附图标记和具有相同功能的组件，可省略不必要的重复描述，并且可描述每个附图的可能的差异。

图2A是根据实施例的包括其中未设置有第二感测线圈的触摸感测装置100的电子装置10的结构的示图。图2B是根据实施例的其中触摸感测装置100-1中设置有第二感测线圈112的电子装置10的结构的示图。

参照图1和图2A，这里的公开内容的示例构思是：当用用户的手1向触摸开关部TSW施加压力时，感测壳体51向内弯曲的程度，以能够在没有物理按钮的情况下实现触摸输入。

前显示玻璃52可设置在壳体51上方，后盖53可设置在壳体51下方。在这种情况下，后盖53可以是例如背面玻璃。例如，参照图1、图2A和图2B，壳体51可在壳体51的至少一部分中包括触摸开关部TSW。此外，电子装置10还可包括下框架60。下框架60可利用导电材料或非导电材料制成，并且不限于特殊形状或结构。下框架60可被设置为与壳体51间隔开，同时具有与壳体51的下表面平行的一个表面。也就是说，壳体51和下框架60可具有彼此平行设置的对应表面，并且可在彼此平行的对应表面之间形成内部空间。

此外，参照图2A，电子装置10可包括触摸感测装置100，并且触摸感测装置100可设置在壳体51与下框架60之间。触摸感测装置100可感测施加到壳体51的触摸开关部TSW的外部压力。例如，触摸感测装置100可包括感测线圈110、基板120、支撑构件130、弹性构件150和支撑连接构件160。

触摸感测装置100是能够检测触摸输入的装置。作为参考，在本公开中，触摸、触摸输入和触摸施加包括在没有力的情况下进行接触的接触触摸以及涉及通过按压动作(压力)的力的力触摸。例如，在此的公开内容着重于通过电感感测的力触摸输入。此外，在下文中，力触摸输入是指触摸输入之中的通过施加压力的力触摸的输入。

更具体地，参照图2A，可通过用户的手1将力施加到壳体51的触摸开关部TSW。因此，壳体51可在触摸开关部TSW的位置周围向内弯曲，并且可导致形成在触摸感测装置100与壳体51之间的气隙(air gap)的尺寸变化。

在这种情况下，当气隙的尺寸改变时，电感改变。因此，当检测到电感的变化为参考值或更大时，触摸感测装置100可检测到力触摸输入被施加到触摸开关部TSW。

参照图2B，触摸感测装置100-1可具有使得触摸感测装置100-1的灵敏度可相对于图2A的触摸感测装置100的灵敏度有所改善的构造。也就是说，如图2B中所示，在触摸感测装置100-1中可同时设置有第一感测线圈111和第二感测线圈112。

如图2B中所示，壳体51和下框架60可通过绕过第一感测线圈111和第二感测线圈112而彼此连接。也就是说，通过在第一感测线圈111和第二感测线圈112周围形成壳体51和下框架60彼此接触的区域，可整体上形成电子装置10的框架。

参照图1和图2B，当触摸感测装置100-1插入到电子装置10中时，第一感测线圈111、第二感测线圈112、基板120和支撑构件130可被设置为平行于壳体51的内侧表面延伸。在这种情况下，触摸感测装置100-1的第一感测线圈111被安装为与壳体51间隔开，并且可在第一感测线圈111与壳体51之间形成具有长度d2的气隙。此外，第二感测线圈112可被安装为与下框架60间隔开，并且可在第二感测线圈112与下框架60之间形成具有长度d3的气隙。

因此，与图2A的触摸感测装置100(其中设置有单个感测线圈110并且在感测线圈110与壳体51之间形成具有长度d1的单个气隙)相比，图2B的触摸感测装置100-1包括第一感测线圈111和第二感测线圈112以及具有相应的长度d2和d3的多个气隙。

第一感测线圈111和第二感测线圈112具有导电性，并且第二感测线圈112可被设置为面向与第一感测线圈111相反的方向。例如，如图2B中所示，第一感测线圈111可被设置为面向壳体51的下表面，第二感测线圈112可被设置为面向下框架60的上表面。

第一感测线圈111的形状和第二感测线圈112的形状没有特别限制，并且第一感测线圈111和第二感测线圈112的线圈图案可形成为各种形状(诸如，圆形、方形等)。此外，还可以以布线图案的形式在印刷电路板(PCB)或柔性印刷电路板(FPCB)上形成感测线圈111和112中的每者，或者以片式电感器的形式构造第一感测线圈111和第二感测线圈112。

触摸感测装置100-1可检测到壳体51因用户的手1按压触摸开关部TSW的力而变形。也就是说，当用户的手1按压触摸开关部TSW时，壳体51朝向第一感测线圈111弯曲，因此，第一感测线圈111与壳体51之间的间隙的长度d2改变。

在这种情况下，压力也可传递到位于触摸感测装置100-1的最下部的弹性构件150，使得弹性构件150被压缩。当弹性构件150被压缩时，包括第一感测线圈111、第二感测线圈112、基板120和支撑构件130的结构可一起下降。于是，第二感测线圈112与下框架60之间的间隙的长度d3改变。也就是说，当压力被施加到壳体51时，长度d2和d3可在长度d2和d3同时减小的方向上改变。

稍后将相对于图3更详细地描述与其中长度d2和d3由于用户施加的外部压力而改变的状态相对应的结构以及长度d2和d3的改变的影响。

壳体51和下框架60可利用相同的材料或不同的材料制成。例如，壳体51和下框架60可利用铝或其他金属制成。作为示例，壳体51和下框架60是围绕第一感测线圈111和第二感测线圈112的导体。因此，在电流流过第一感测线圈111和第二感测线圈112时，壳体51与第一感测线圈111之间的距离d2以及下框架60与第二感测线圈112之间的距离d3可改变，以产生涡电流。通过根据距离变化产生涡电流，第一感测线圈111和第二感测线圈112的电感发生变化。

此外，谐振频率可根据电感的变化而变化。触摸感测装置100-1可基于上述谐振频率的变化来检测施加到触摸开关部TSW的压力的变化，并将压力的变化识别为力触摸输入。换句话说，第一感测线圈111和第二感测线圈112可用作电感器，使得触摸感测装置100-1可感测作为输入施加到电子装置10的外部压力。

参照图2B，基板120可具有第一感测线圈111和第二感测线圈112的至少一个设置空间，并且基板120的至少一部分可设置在第一感测线圈111与第二感测线圈112之间。基板120可以是FPCB，但不限于此。也就是说，除了FPCB之外，还可使用所有具有其中至少一个金属层和至少一个布线层交替堆叠的结构的各种类型的基板120。

根据本公开的实施例，第一感测线圈111可设置在基板120的一个表面上，并且第二感测线圈112可设置在基板120的另一表面上。也就是说，第一感测线圈111和第二感测线圈112可同时设置在基板120的两个表面上。

图2B示出了其中仅设置有一个第一感测线圈111和一个第二感测线圈112的实施例。然而，也可一起设置多个第一感测线圈111和多个第二感测线圈112。也就是说，当电子装置10包括多个触摸开关部TSW时，包括第一感测线圈111和第二感测线圈112的感测结构可重复地布置在电子装置10中。

支撑构件130可形成触摸感测装置100-1的框架，使得触摸感测装置100-1可插入到电子装置10中。在这种情况下，支撑构件130可被设置为平行于基板120，并且可固定基板120。也就是说，支撑构件130固定到壳体51的内部，并且基板120可设置在支撑构件130的上表面上，使得基板120可安装在壳体51内部。

根据电子装置10的类型和电子装置10的内部结构的形状，支撑构件130可以以各种构造实现，并且不限于特定形状或结构。也就是说，如图2B中所示，基板120可在至少一些区域中包括均匀平坦的结构，使得基板120可被设置为平行于壳体51和下框架60延伸。

包括支撑构件130的触摸感测装置100-1可插入到电子装置10中。支撑构件130可被实现为可从电子装置10的内部结构(诸如，壳体51和下框架60)拆卸。

参照图2B，支撑构件130可包括凹入区域131。凹入区域131也可被称为凹入部。也就是说，支撑构件130的至少一部分可以是凹入的。

基板120可固定在包括凹入区域131的位置处。在这种情况下，第一感测线圈111可设置在基板120的一个表面上，并且支撑构件130和第二感测线圈112可设置在基板120的另一表面上。也就是说，如图2B中所示，第二感测线圈112可设置在支撑构件130的凹入区域131中。通过如上所述地设置基板120，即使基板120的另一表面与支撑构件130接触，第二感测线圈112也可直接安装在基板120上。

弹性构件150可被设置为在外部压力被施加并且基板120下降时被压缩。也就是说，参照图2B，弹性构件150可设置在触摸感测装置100-1的最下部，因此可结合到下框架60。当外部压力被施加到壳体51时，弹性构件150可被压缩，以减小弹性构件150在竖直方向上的长度。

弹性构件150可利用可被压力压缩的各种材料形成。参照图2B，由于支撑构件130和壳体51通过支撑连接构件160连接，因此当压力被施加到壳体51时，压力可传递到位于支撑构件130下方的弹性构件150。例如，弹性构件150的至少一部分可被设置为在竖直方向上与支撑连接构件160叠置。

通过在支撑构件130下方设置弹性构件150，可使弹性构件150被压缩以增加壳体51的弯曲程度。于是，与未设置弹性构件150时相比，壳体51与第一感测线圈111之间的距离d2可以以更高的速率减小。

此外，当弹性构件150被压缩时，包括第一感测线圈111、第二感测线圈112、基板120和支撑构件130的结构可一起下降，从而也使第二感测线圈112与下框架60之间的距离d3减小。

如上所述，通过在触摸感测装置100-1中设置弹性构件150，可使在第一感测线圈111中产生的电感的变化量增加，同时，也可使第二感测线圈112的电感发生变化。也就是说，当将压力施加到壳体51时，由于检测到第一感测线圈111和第二感测线圈112中的同时增加的电感变化，因此可改善传感器的灵敏度。

参照图2B，触摸感测装置100-1可包括至少一对支撑连接构件160。一对支撑连接构件160可被安装为使得：支撑连接构件160中的每个支撑连接构件160的一端结合到支撑构件130，支撑连接构件160中的每个支撑连接构件160的另一端结合到壳体51，并且支撑连接构件160垂直于支撑构件130延伸。弹性构件150的至少一部分可被设置为在竖直方向上与至少一对支撑连接构件160叠置。

在该示例中，第一感测线圈111和第二感测线圈112可设置在至少一对支撑连接构件160之间。换句话说，至少一对支撑连接构件160可安装在其上分别设置有第一感测线圈111和第二感测线圈112的基板120的侧面上，并且可以以柱或壁的形式分隔空间。

当用户向壳体51的触摸开关部TSW施加压力时，支撑连接构件160可使得壳体51的一些区域容易地向内弯曲。也就是说，支撑连接构件160可执行在其两侧设置变形边界点的功能，使得壳体51可在被用户的手1施加压力的点的周围弯曲。

此外，因为弹性构件150的至少一部分可被设置为在竖直方向上与支撑连接构件160的至少一部分叠置，所以施加到壳体51的压力可集中并且通过支撑连接构件160传递到弹性构件150。也就是说，支撑连接构件160可执行辅助弹性构件150的压缩的功能。

作为参考，支撑连接构件160可利用各种导电材料或非导电材料制成。也就是说，由于当用户向壳体51施加压力时，支撑连接构件160以柱或壁的形式执行变形边界点的功能是足够的，因此如果支撑连接构件160利用绝缘体制成也没有关系。然而，由于不管施加到壳体51的压力和壳体51的变形如何都必须保持支撑连接构件160的结构，因此期望利用具有高强度的材料形成支撑连接构件160。此外，由于支撑连接构件160是安装在电子装置10中的组件，因此可能期望将轻质材料用于支撑连接构件160。

图3是根据实施例的其中将外部压力施加到图2B中的壳体51的状态的示图。

一起参照图2B和图3，当外部压力F被施加到壳体51时，壳体51可发生变形(如图3中所示)。也就是说，壳体51在触摸开关部TSW周围向内(在图3中向下)弯曲，触摸开关部TSW是压力直接施加到壳体51的点。

例如，壳体51利用具有延展性的材料制成，因此可在用户向其施加压力时容易地变形。此外，通过利用具有弹性的材料制成，壳体51可在变形之后容易地返回到其原始位置。例如，壳体51可利用各种金属制成，或者可利用其中添加有诸如软铁、钨、磷青铜、铬钼等金属材料的合金制成。

与示出壳体51变形之前的状态的图2B相反，图3示出了壳体51变形之后的状态，在壳体51变形之后的状态下，壳体51与第一感测线圈111之间的气隙的长度从d2减小到d21。此外，如上所述，还可设置弹性构件150，使得与未设置弹性构件150时相比，壳体51与第一感测线圈111之间的气隙可以以更高的速率减小。

当壳体51如图3中所示变形时，弹性构件150被压缩，因此，下框架60与第二感测线圈112之间的气隙的长度也从d3减小到d31。也就是说，可一起设置第一感测线圈111和第二感测线圈112，使得可在第一感测线圈111和第二感测线圈112中同时发生电感变化。于是，可使电感的总变化量最大化，从而可改善触摸感测装置100-1的感测灵敏度。

作为示例，当壳体51利用金属材料制成时，在电流同时流过第一感测线圈111和第二感测线圈112时，第一感测线圈111与壳体51之间的距离d2以及第二感测线圈112与下框架60之间的距离可减小，以产生涡电流。通过根据距离的变化产生涡电流，产生了第一感测线圈111和第二感测线圈112的电感的变化和谐振频率的变化。

在这种情况下，感测电路单元200(图4)可基于电感的变化和谐振频率的变化来确定相应的按压操作是否是正常力输入。也就是说，当电感的变化和谐振频率的变化是根据气隙快速减小的结果的变化时，相应的按压操作可被识别为施加到触摸开关部TSW的力输入。

此外，即使如图3中所示向壳体51的触摸开关部TSW施加压力，也可仅当施加的压力的大小超过预设参考值时，将施加的压力检测为正常力输入。也就是说，用户在携带电子装置10时可能会无意地触摸触摸开关部TSW。因此，当第一感测线圈111与壳体51之间的距离以及第二感测线圈112与下框架60之间的距离减小的量超过预设变化量的参考值时，感测电路单元200可确定外部压力被正常施加到触摸开关部TSW。

图4是根据实施例的其中第一感测线圈111和第二感测线圈112连接到一个感测电路单元200的示图。

参照图4，触摸感测装置100-1可包括感测电路单元200。感测电路单元200可连接到第一感测线圈111和第二感测线圈112，以检测外部压力的施加。在这种情况下，如图4中所示，第一感测线圈111和感测电路单元200可通过第一电路连接部301电连接，第二感测线圈112和感测电路单元200可通过第二电路连接部302电连接。

感测电路单元200可以是传感器IC(集成电路)。感测电路单元200可基于第一感测线圈111和第二感测线圈112的电感的变化来检测外部压力的施加。

例如，当压力被施加到壳体51时，壳体51与第一感测线圈111之间的距离以及下框架60与第二感测线圈112之间的距离可改变，使得可产生涡电流。因此，第一感测线圈111和第二感测线圈112中的每者的电感可发生变化。感测电路单元200可从上述电感变化来检测谐振频率的变化，因此可识别出力输入被施加到触摸开关部TSW。

也就是说，感测电路单元200可基于第一感测线圈111的电感变化与第二感测线圈112的电感变化之和来产生触摸开关部TSW的外部压力信息。

如图4中所示，第一感测线圈111和第二感测线圈112可连接到一个感测电路单元200。然而，第一感测线圈111和第二感测线圈112可分别连接到单独的感测电路单元201和202。

图5是根据实施例的其中第一感测线圈111和第二感测线圈112分别连接到单独的感测电路单元201和202的示图。

参照图5，第一感测线圈111可通过第一电路连接部301连接到第一感测电路单元201，第二感测线圈112可通过第二电路连接部302连接到第二感测电路单元202。如上所述，第一感测线圈111和第二感测线圈112可分别连接到单独的感测电路单元201和202，以分别用作单独的触摸感测装置。

例如，第一感测电路单元201可仅检测当第一感测线圈111与壳体51之间的距离改变时的电感变化。此外，第二感测电路单元202可仅检测当第二感测线圈112与下框架60之间的距离改变时的电感变化。

当第一感测电路单元201和第二感测电路单元202以彼此不同的方式检测压力的施加时，可容易地利用图5的结构。特别地，如图9A和图9B中所示，当实现添加有变形诱导轴140的构造的实施例时，可利用图5的结构。稍后将更详细地描述图9A和图9B。

图6至图8示出了在具有第一感测线圈111和第二感测线圈112的触摸感测装置100-2、100-3和100-4中具有第一感测线圈111和第二感测线圈112的各种布局的另外的实施例。

图6是根据实施例的其中触摸感测装置100-2中设置有线圈连接部170的示图。图7是根据实施例的触摸感测装置100-3的示图，在触摸感测装置100-3中，第一感测线圈111和第二感测线圈112设置在基板120-2上的交错位置处。图8是根据实施例的包括基板120-3的触摸感测装置100-4的示图，其中，基板120-3的至少一部分是柔性的。

参照图6，在触摸感测装置100-2中，第一感测线圈111可设置在基板120-1的一个表面上，第二感测线圈112可设置在基板120-1的另一表面上，并且第一感测线圈111和第二感测线圈112可通过基板120-1彼此电连接。也就是说，如图6中所示，触摸感测装置100-2还可包括线圈连接部170。

线圈连接部170具有使第一感测线圈111和第二感测线圈112彼此电连接的构造，并且使得感测线圈111和112两者之间串联连接或并联连接。也就是说，第一感测线圈111和第二感测线圈112可实现为好像它们是一个感测线圈。因此，即使仅针对第一感测线圈111和第二感测线圈112中的一者进行到感测电路单元200的连接，也可在相应的感测电路单元200中同时检测在两个感测线圈111和112中发生的电感变化。

此外，即使不使用占据大空间的电感器，通过如上所述通过线圈连接部170使第一感测线圈111和第二感测线圈112彼此连接，也可增加电感的变化量。也就是说，可进一步提高基于图2A的感测线圈110所占据的空间准备的传感器的效率。

参照图7，在触摸感测装置100-3中，第一感测线圈111可设置在基板120-2的一个表面上，第二感测线圈112可设置在基板120-2的另一表面上。第一感测线圈111和第二感测线圈112可被设置为使得第一感测线圈111的缠绕轴和第二感测线圈112的缠绕轴被布置为相对于彼此交错。也就是说，第一感测线圈111和第二感测线圈112可分别设置在基板120-2的两个表面上，但是可被设置为交错而不彼此叠置。

例如，通过如图7中所示地设置第一感测线圈111和第二感测线圈112，可更灵活地调整与设置在同一基板120-2上的其他组件的位置关系。

参照图8，在触摸感测装置100-4中，第一感测线圈111和第二感测线圈112可设置在基板120-3的相同的表面上。此外，基板120-3被构造为使得基板120-3的至少一部分是柔性的，并且基板120-3可弯曲为使得第一感测线圈111和第二感测线圈112彼此背对。

如上所述，可将诸如PCB、FPCB等的各种类型的柔性基板用于基板120-3。在这种情况下，例如，如图8中所示，基板120-3可弯曲为具有双层结构。也就是说，基板120-3可以是一体地形成在支撑构件130的两个表面上的单个构件。

通过使用如上所述的柔性基板120-3，在使第一感测线圈111和第二感测线圈112设置在基板120-3的相同的表面上时，第一感测线圈111和第二感测线圈112可实现为分别面向不同的方向。也就是说，由于可将第一感测线圈111和第二感测线圈112安装或图案化在基板120-3的相同的表面上，并且可不分别针对基板120-3的两个表面执行单独的工艺，因此可简化触摸感测装置100-4的制造工艺。

图9A是根据实施例的包括变形诱导轴140的触摸感测装置100-5的示图。图9B是其中将外部压力施加到图9A的壳体51的状态的示图。

如图9A中所示，触摸感测装置100-5可包括变形诱导轴140。在这种情况下，变形诱导轴140可被安装为与第一感测线圈111间隔开，并且可形成为柱或壁的形式，以阻挡第一感测线圈111的一侧。

变形诱导轴140可被构造为在用户向壳体51施加压力时用作杠杆。例如，当用户的手1在特定点按压壳体51时，壳体51在被施加压力的点处在向内方向上弯曲。在这种情况下，变形诱导轴140可用作杠杆，使得壳体51在基于变形诱导轴140与用户按压的点相对的点处在向外方向上弯曲。

变形诱导轴140可在第一感测线圈111的两侧不对称地形成空间。例如，如图9A中所示，当变形诱导轴140安装在第一感测线圈111的右侧时，第一感测线圈111的右侧的空间被阻挡。另一方面，第一感测线圈111的左侧的其中未安装变形诱导轴140的空间未被阻挡。因此，通过变形诱导轴140，第一感测线圈111的一个方向上的一侧可被阻挡，并且其一个方向上的另一侧可敞开。

变形诱导轴140可不设置在第二感测线圈112的一侧。如图9A中所示，变形诱导轴140可在壳体51与支撑构件130之间竖直地延伸，使得结合到支撑构件130的下表面的弹性构件150可容易地被压缩。当弹性构件150被压缩时，第二感测线圈112的电感发生变化，因此可优选的是，变形诱导轴140不形成为在支撑构件130下方延伸。

此外，如图9A中所示，可不在触摸感测装置100-5中设置支撑连接构件160。如上所述，支撑连接构件160辅助壳体51在被用户施加压力的点的周围变形。由于这种功能也可由变形诱导轴140来执行，因此支撑连接构件160和变形诱导轴140不必一起设置。

此外，与支撑连接构件160一样，变形诱导轴140可利用各种导电材料或非导电材料构成。也就是说，由于当用户向壳体51施加压力时，变形诱导轴140以柱或壁的形式执行杠杆的功能是足够的，因此即使变形诱导轴140利用绝缘体制成也没有关系。然而，由于不管施加到壳体51的压力和壳体51的变形如何都必须保持变形诱导轴140的结构，因此期望利用具有高强度的材料形成变形诱导轴140。此外，由于变形诱导轴140是安装在电子装置10中的组件，因此可能期望将轻质材料用于变形诱导轴140。

参照图9A，壳体51可基于与变形诱导轴140的接触点划分为第一区域R1和第二区域R2。第一区域R1可以是壳体51的与其中安装有第一感测线圈111的内部区域相对应的一个区域。也就是说，第一感测线圈111可设置在壳体51的第一区域R1下方。在这种情况下，第一区域R1和第一感测线圈111可间隔开，以在它们之间具有长度为d4的气隙。

此外，第二区域R2可以是壳体51的基于变形诱导轴140的与其中未安装第一感测线圈111的内部区域相对应的一个区域。也就是说，第一感测线圈111可不设置在壳体51的第二区域R2的正下方。

第二区域R2可被确定为触摸开关部TSW。也就是说，当比参考值大的压力被施加到第二区域R2时，触摸感测装置100-5可检测到力输入被正常施加。由于如上所述第二区域R2被确定为触摸开关部TSW，因此图9A的触摸感测装置100-5与使用反检测算法相关联，这将在下面描述。

当壳体51与第一感测线圈111之间的距离增大时，触摸感测装置100-5可确定外部压力被正常施加到触摸开关部TSW。也就是说，触摸感测装置100-5确定外部压力被正常施加到触摸开关部TSW的方法与其中常规触摸传感器检测到壳体51与触摸感测装置100(图2A)之间的距离减小的方法相反。

此外，由于可有效地使用检测壳体51与第一感测线圈111之间的距离增大的反检测算法，因此可补偿触摸传感器中频繁发生的误动作。

根据图9A中所示的实施例的电子装置10包括作为误动作部的第一区域R1和除第一区域R1之外的作为触摸开关部TSW的第二区域R2。因此，当用户将超过参考值的压力施加到第一区域R1时，施加到第一区域R1的压力可被触摸感测装置100-5确定为误动作。反之，当用户将超过参考值的压力施加到第二区域R2时，施加到第二区域R2的压力可被触摸感测装置100-5确定为正常力触摸输入，并且可产生正常操作信号。

一起参照图9A和图9B，当外部压力F被施加到壳体51的第二区域R2时，壳体51可发生变形。也就是说，第二区域R2(被直接施加压力的点)可向内(在图9B中向下)弯曲。

在这种情况下，由于变形诱导轴140用作杠杆，因此基于变形诱导轴140与被施加压力的点对称的相对点可向外(在图9B中向上)弯曲。因此，壳体51的第一区域R1比变形之前距离第一感测线圈111更远。

比较示出变形之前的状态的图9A和示出变形之后的状态的图9B，可确认壳体51的第二区域R2因外部压力F而变形，使得第二区域R2中的壳体51与下框架60之间的气隙的长度从d6减小到d61。可选地，可确认壳体51的第一区域R1通过变形诱导轴140向外弯曲，使得第一感测线圈111与第一区域R1中的壳体51之间的气隙的长度从d4增大到d41。

如上所述，由于第二区域R2被确定为触摸开关部TSW，因此图9B对应于用户向触摸开关部TSW施加压力的情况。也就是说，由于用户将压力施加到第二区域R2，并且第一区域R1与第一感测线圈111之间的距离增大，因此当外部压力被施加到触摸开关部TSW时，壳体51的第一区域R1与感测线圈111间隔开的竖直距离可增大。

此外，当壳体51与触摸感测装置100-5之间的距离增大时，触摸感测装置100-5可确定外部压力被正常施加到触摸开关部TSW。因此，当第一区域R1的气隙增大(如图9B中所示)时，触摸感测装置100-5可产生正常力输入信号。

此外，在图9B中所示的实施例中，当外部压力F被施加到壳体51的第一区域R1时，第一区域R1向内(在图9B中向下)弯曲。因此，壳体51的第一区域R1比变形之前更靠近第一感测线圈111。

如上所述，由于第一区域R1被确定为误动作部，因此当第一区域R1的气隙减小时，触摸感测装置100-5可确定相应的压力不是施加到触摸开关部TSW的正常力输入。也就是说，施加到第一区域R1的外部压力F可被确定为用户无意的误动作。因此，可通过添加变形诱导轴140来使传感器的误动作最小化。

参照图9B，当压力被施加到壳体51的第二区域R2时，弹性构件150可被压缩。因此，第二感测线圈112可与支撑构件130一起下降，并且第二感测线圈112与下框架60之间的距离可从d5减小到d51。

第二感测线圈112与下框架60之间的距离的减小可引起第二感测线圈112的电感的变化，从而可检测到外部压力的施加。然而，在图9A中所示的实施例中，由于添加了变形诱导轴140的构造，因此第一感测线圈111与壳体51之间的距离的增大被检测为正常力输入。

因此，如果始终应用这种反检测方法，则当第二感测线圈112与下框架60之间的距离减小时，触摸感测装置100-5识别出误动作。也就是说，可能存在针对相同的力输入根据第一感测线圈111和第二感测线圈112的感测结果彼此不一致的问题。

因此，在如图9A中所示的其中添加有变形诱导轴140的结构中，第一感测线圈111和第二感测线圈112可分别连接到单独的感测电路单元201和202。也就是说，如图5中所示并且如上所述，第一感测线圈111可连接到第一感测电路单元201，并且第二感测线圈112可连接到第二感测电路单元202。

在该示例中，第一感测电路单元201可根据上述反检测算法来执行触摸感测，并且第二感测电路单元202可实现为根据常规算法来执行触摸感测。也就是说，当第二感测线圈112与下框架60之间的距离减小时，第二感测电路单元202可检测出正常触摸输入。然后，通过其中压力被施加到触摸开关部TSW的相同操作，根据第一感测线圈111和第二感测线圈112的电感的变化可表现出彼此一致的感测结果。

如以上所阐述的，根据在此公开的实施例，触摸感测装置和电子装置可在没有从电子装置向外突出的机械开关的情况下检测施加到电子装置的外部压力。

因此，可提供与外壳一体化的触摸开关，可改善电子装置的耐用性，并且可改善空间利用率以及防尘和防水效果。

此外，根据在此公开的实施例，可增加感测线圈中产生的电感相对于壳体与感测线圈之间的单位间隔变化的变化量，因此可改善触摸传感器的感测灵敏度。

尽管本公开包括具体示例，但在理解本申请的公开内容之后将显而易见的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式上和细节上的各种改变。在此描述的示例将仅被认为是描述性的意义，而不是出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或电路中的组件和/或用其他组件或它们的等同物替换或补充描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可获得合适的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物来限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变型将被解释为包括在本公开中。

Claims (18)

1.一种触摸感测装置，包括：

第一感测线圈，具有导电性；

第二感测线圈，具有导电性；

基板，具有容纳所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中的任一者或两者的空间，其中，所述基板的至少一部分设置在所述第一感测线圈与所述第二感测线圈之间；以及

弹性构件，被构造为在外部压力被施加并且所述基板下降时被压缩。

2.根据权利要求1所述的触摸感测装置，所述触摸感测装置还包括支撑构件，所述支撑构件被设置为平行于所述基板延伸并且固定所述基板。

3.根据权利要求2所述的触摸感测装置，其中，所述支撑构件的至少一部分是凹入的，并且所述基板固定在所述支撑构件的包括凹入部的位置处，并且

其中，所述第二感测线圈设置在所述基板的一个表面上，并且设置在所述支撑构件的所述凹入部中。

4.根据权利要求2所述的触摸感测装置，所述触摸感测装置还包括至少一对支撑连接构件，所述至少一对支撑连接构件被设置为使得所述至少一对支撑连接构件中的每个支撑连接构件的一端结合到所述支撑构件，并且所述至少一对支撑连接构件垂直于所述支撑构件延伸，

其中，所述第一感测线圈和所述第二感测线圈设置在所述至少一对支撑连接构件之间。

5.根据权利要求4所述的触摸感测装置，其中，所述弹性构件的至少一部分被设置为在竖直方向上与所述至少一对支撑连接构件的至少一部分叠置。

6.根据权利要求1所述的触摸感测装置，其中，所述第一感测线圈设置在所述基板的一个表面上，并且所述第二感测线圈设置在所述基板的另一表面上，并且

其中，所述第一感测线圈和所述第二感测线圈彼此电连接。

7.根据权利要求1所述的触摸感测装置，其中，所述第一感测线圈设置在所述基板的一个表面上，并且所述第二感测线圈设置在所述基板的另一表面上，并且

其中，所述第一感测线圈和所述第二感测线圈被设置为使得所述第一感测线圈的缠绕轴和所述第二感测线圈的缠绕轴被布置为相对于彼此交错。

8.根据权利要求1所述的触摸感测装置，其中，所述第一感测线圈和所述第二感测线圈设置在所述基板的相同的表面上，并且

其中，所述基板弯曲为使得所述第一感测线圈和所述第二感测线圈彼此背对。

9.一种电子装置，包括：

壳体，在所述壳体的至少一部分中包括触摸开关部；

下框架，与所述壳体的下表面间隔开；以及

触摸感测装置，设置在所述壳体与所述下框架之间，并且被配置为感测施加到所述触摸开关部的外部压力，

其中，所述触摸感测装置包括：

第一感测线圈，具有导电性；

第二感测线圈，具有导电性；

基板，具有容纳所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中的任一者或两者的空间，其中，所述基板的至少一部分设置在所述第一感测线圈与所述第二感测线圈之间；以及

支撑连接构件，支撑所述壳体，使得所述基板在外部压力被施加到所述触摸开关部时下降。

10.根据权利要求9所述的电子装置，所述电子装置还包括感测电路单元，所述感测电路单元电连接到所述第一感测线圈和所述第二感测线圈并且被配置为基于所述第一感测线圈的电感变化与所述第二感测线圈的电感变化之和来产生所述外部压力的信息。

11.根据权利要求9所述的电子装置，其中，所述壳体和所述下框架在设置在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈周围的位置处彼此连接。

12.根据权利要求9所述的电子装置，其中，所述触摸感测装置还包括支撑构件，所述支撑构件被设置为平行于所述基板延伸并且固定所述基板。

13.根据权利要求12所述的电子装置，其中，所述支撑构件的至少一部分是凹入的，并且所述基板固定在所述支撑构件的包括凹入部的位置处，并且

其中，所述第二感测线圈设置在所述基板的一个表面上，并且设置在所述支撑构件的所述凹入部中。

14.根据权利要求13所述的电子装置，其中，所述支撑连接构件包括至少一对支撑连接构件，所述至少一对支撑连接构件被设置为使得所述至少一对支撑连接构件中的每个支撑连接构件的一端结合到所述支撑构件，所述至少一对支撑连接构件中的每个支撑连接构件的另一端结合到所述壳体，并且所述至少一对支撑连接构件垂直于所述支撑构件延伸，并且

其中，所述第一感测线圈和所述第二感测线圈设置在所述至少一对支撑连接构件之间。

15.根据权利要求9所述的电子装置，所述电子装置还包括弹性构件，所述弹性构件设置在所述下框架与所述基板之间。

16.根据权利要求9所述的电子装置，其中，所述第一感测线圈设置在所述基板的一个表面上，并且所述第二感测线圈设置在所述基板的另一表面上，并且

其中，所述第一感测线圈和所述第二感测线圈彼此电连接。

17.根据权利要求9所述的电子装置，其中，所述第一感测线圈设置在所述基板的一个表面上，并且所述第二感测线圈设置在所述基板的另一表面上，并且

其中，所述第一感测线圈和所述第二感测线圈被设置为使得所述第一感测线圈的缠绕轴和所述第二感测线圈的缠绕轴被布置为相对于彼此交错。

18.根据权利要求9所述的电子装置，其中，所述第一感测线圈和所述第二感测线圈设置在所述基板的相同的表面上，并且

其中，所述基板弯曲为使得所述第一感测线圈和所述第二感测线圈彼此背对。

Images