CN114222964B - 用于显示器上旋钮设备的基部组件以及相关系统、方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了显示器上旋钮(KoD)设备以及相关系统、方法和设备。KoD设备包括至少一个电极，该至少一个电极包含导电材料。该KoD设备还包括基部组件，该基部组件被配置为定位在触摸屏设备的触摸屏与该至少一个电极之间。该至少一个电极被配置为被定位成通过该基部组件与该触摸屏设备的触摸传感器接合接近。

Description

用于显示器上旋钮设备的基部组件以及相关系统、方法和 设备
优先权声明
本专利申请要求以下专利申请的申请日期的权益：2019年8月15日提交并且名称为“使用触觉圆顶开关按压的显示器上旋钮以及相关系统、方法和设备(KNOB ON DISPLAYWITH PUSH USING A TACTILE DOME SWITCH AND RELATED SYSTEMS,METHODS,ANDDEVICES)”的美国临时专利申请号62/887,657；和2019年9月17日提交的名称为“具有内部电极的显示器上旋钮(KNOB ON DISPLAY WITH INTERNAL ELECTRODES)”的美国临时专利申请号62/901,383；它们的全部公开内容据此以引用方式并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及用于触摸屏设备的显示器上旋钮(knob on display)设备，并且更具体地涉及包括基部组件的显示器上旋钮设备。
背景技术
显示器上旋钮(KoD，在本文也可互换地称为“KoD设备”)是附接到触摸屏设备的物理旋钮。例如，有时这些KoD会胶合到触摸屏设备。KOD被配置为与触摸屏设备的触摸传感器交互。该触摸屏设备可提供各种不同的图形用户界面，可使用KoD来经由触摸传感器与这些图形用户界面交互。
附图说明
虽然本公开以特别指出并清楚地要求保护具体实施方案的权利要求书作为结尾，但当结合附图阅读时，通过以下描述可更容易地确定本公开范围内的实施方案的各种特征和优点，在附图中：
图1是根据一些实施方案的KoD系统的第一实施方案的框图；
图2是根据一些实施方案的用于KoD的扁平电路的示例的底视图；
图3A是根据一些实施方案的KoD的顶部透视图；
图3B是图3A的KoD的底视图；
图3C是图3A和图3B的KoD的底部透视图；
图4是根据一些实施方案的KoD系统中的图3A、图3B和图3C的KoD的透视图；
图5是包括图3A、图3B、图3C和图4的KoD的KoD系统的透视图，其中KoD处于松开位置；
图6是图4和图5的KoD系统的透视图，其中KoD处于按下位置；
图7是根据一些实施方案的用于KoD的扁平柔性印刷电路的示例的底视图；
图8是包括图7的柔性印刷电路的KoD的示例的剖视图；
图9A至图9C是根据一些实施方案的双PCB KoD的一部分的一组视图；
图10是根据一些实施方案的包括图9A至图9C的部分的双PCB KoD的剖视图；
图11A是根据一些实施方案的包括图9A至图9C的部分的另一双PCB KoD的剖视图；
图11B是图11A的KoD的示例的分解图；
图11C至图11H是图11A的KoD的各种视图；
图12是根据一些实施方案的注射成型KoD的剖视图；
图13A和图13B是图12的KoD的基板和包覆成型件的示例的相应视图；
图14A和图14B是根据一些实施方案的另一KoD的视图；
图15A至图15C是图14A和图14B的KoD的包覆成型结构的示例的视图；
图16是图15A至图15C的包覆成型结构的包覆成型件的侧视透视图；
图17是图15A至图15C的包覆成型结构的基板的顶部透视图；
图18A至图18F是图14A至图14B的KoD的视图；
图19是根据一些实施方案的示出操作KoD设备的方法的流程图；
图20是根据一些实施方案的KoD系统的第二实施方案的框图；
图21A至图21J是KoD设备的视图，该KoD设备为图20的KoD设备的示例；
图22A和图22B是类似于图20的KoD系统的KoD系统的视图；
图23是根据一些实施方案的示出组装KoD系统的方法的流程图；并且
图24是可用于一些实施方案的计算设备的框图。
具体实施方式
在以下具体实施方式中，参考了形成本公开的一部分的附图，并且在附图中以举例的方式示出了可实施本公开的实施方案的特定示例。充分详细地描述了这些实施方案，以使本领域的普通技术人员能够实践本公开。然而，可利用本文已启用的其他实施方案，并且可在不脱离本公开内容的范围的情况下进行结构、材料和流程变化。
本文所呈现的图示并不旨在为任何特定方法、系统、设备或结构的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的实施方案的理想化表示。在一些情况下，为了读者的方便，各附图中的类似结构或部件可保持相同或相似的编号；然而，编号的相似性并不一定意味着结构或部件在尺寸、组成、构造或任何其它属性方面是相同的。
以下描述可包括示例以帮助本领域的普通技术人员实践本发明所公开的实施方案。术语“示例性的”、“比如”和“例如”的使用意味着相关描述是说明性的，虽然本公开内容的范围旨在涵盖示例和法律等同形式，但使用此类术语并不旨在将实施方案或本公开内容的范围限制于指定的部件、步骤、特征、功能等。
应当容易理解，如本文一般所述并且在附图中示出的实施方案的部件可以许多种不同的配置来布置和设计。因此，对各种实施方案的以下描述并不旨在限制本公开的范围，而是仅代表各种实施方案。虽然这些实施方案的各个方面可在附图中给出，但附图未必按比例绘制，除非特别指明。
此外，所示出和描述的特定实施方式仅为示例，并且不应理解为实施本公开的唯一方式，除非本文另外指明。元件、电路和功能可以框图形式示出，以便不以不必要的细节模糊本公开。相反，所示出和描述的特定实施方式仅为示例性的，并且不应理解为实施本公开的唯一方式，除非本文另外指明。另外，块定义和各个块之间逻辑的分区是特定实施方式的示例。对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，本公开可通过许多其他分区解决方案来实践。在大多数情况下，已省略了关于定时考虑等的细节，其中此类细节不需要获得本公开的完全理解，并且在相关领域的普通技术人员的能力范围内。
本领域的普通技术人员将会理解，可使用多种不同技术和技法中的任何一者来表示信息和信号。为了清晰地呈现和描述，一些附图可以将信号示出为单个信号。本领域的普通技术人员应当理解，信号可表示信号总线，其中总线可具有多种位宽度，并且本公开可在包括单个数据信号在内的任意数量的数据信号上实现。
结合本文所公开的实施方案描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以用被设计用来执行本文所描述的功能的通用处理器、专用处理器、数字信号处理器(DSP)、集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑装置、分立栅极或晶体管逻辑、分立硬件部件或其任意组合来实现或执行。通用处理器(在本文中可也称为“主机处理器”或简称“主机”)可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实现为计算设备的组合，诸如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核结合的一个或多个微处理器或任何其他此类配置。在通用计算机被配置为执行与本公开的实施方案相关的计算指令(例如，软件代码)时，包括处理器的通用计算机被认为是专用计算机。
实施方案可根据被描绘为流程图、流程示意图、结构图或框图的过程来描述。虽然流程图可将操作动作描述为顺序过程，但是这些动作中的许多动作可在另一序列中、并行地或基本上同时地执行。此外，可重新安排动作的顺序。本文中的过程可对应于方法、线程、函数、过程(procedure)、子例程、子程序、其他结构或它们的组合。此外，本文所公开的方法可以通过硬件、软件或这两者来实现。如果在软件中实现，这些函数可作为一个或多个指令或代码存储或传输到计算机可读介质上。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，该通信介质包括有利于将计算机程序从一个位置传递到另一个位置的任何介质。
本文中使用诸如“第一”、“第二”等称呼的对元件的任何引用并不限制那些元件的数量或顺序，除非明确说明了这种限制。相反，这些名称可在本文中用作在两个或更多个元件或元件的实例之间进行区分的便利方法。因此，提及第一元件和第二元件并不意味着在那里只能采用两个元件，或者第一元件必须以某种方式在第二元件之前。此外，除非另外指明，一组元件可包括一个或多个元件。
如本文所用，提及给定参数、属性或条件时的术语“大体上”是指并且包括在一定程度上本领域的普通技术人员将理解在具有较小差异的情况下(诸如，例如，在可接受的制造公差内)达到给定的参数、属性或条件。以举例的方式，取决于基本上满足的具体参数、属性或条件，参数、属性或条件可至少满足90％、至少满足95％、或甚至至少满足99％。如出于本公开中描述的实施方案的目的所理解的，电容传感器可响应于对象(诸如手指或触笔)与电容传感器的接触敏感区域接触或对象接近电容传感器的接触敏感区域。在本公开中，“接触”和“触摸”意在涵盖对象与触敏区域(例如但不限于，电极或覆盖电极或电极组的一个或多个覆盖层)的物理接触以及对象存在于触敏区域的附近而没有物理接触两者。不一定需要与电容传感器的实际物理接触。
以举例的方式，当对象接触电容传感器时，电容变化可发生在接触位置处或附近的电容传感器内。如果接触满足一定阈值，则模拟采集前端可“检测”到该接触。“电荷后转移”是在一些触摸采集前端中实现的用于检测电容变化的技术的非限制性示例，其中响应于电容变化而对感测电容器充电(例如，更快或更慢地充电)并且在多个充电转移周期内将电荷转移到积分电容器。可由模数转换器(ADC)将与此类电荷转移相关联的电荷量转换为数字信号，并且数字控制器可处理那些数字信号(通常称为“Δ计数”或仅称为“Δ”)以确定测量值和/或检测对象是否接触了传感器。
自电容传感器(self-capacitance sensor，在本文中也称为“self-cap sensor”)是响应于对地电容变化的电容场传感器。自电容传感器通常排列成独立地对触摸作出反应的行和列的阵列。作为非限制性示例，自电容传感器可包括采用重复充电后转移周期的电路，该电路使用具有浮动端的共同集成CMOS推挽式驱动电路。
互电容传感器是检测/响应驱动电极和感测电极这两个电极之间的电容变化的电容场传感器。驱动电极和感测电极对在驱动线和感测线的每个交点处形成电容器。自电容技术和互电容技术可在相同的触摸界面系统中使用并且可彼此互补，例如，自电容可用于确认使用互电容检测的触摸。
作为示例，触摸传感器可以针对例如触摸板或显示屏的2维(2D)接触敏感表面的2D布置(即，2D触摸传感器)覆盖，并且可促进用户与相关联的家用电器进行交互。绝缘保护层(例如但不限于树脂、玻璃和/或塑料)可用于覆盖触摸传感器，并且在本文可称为“覆盖层”或“触摸屏”。如本文所用，“触摸屏设备”是结合有2D触摸传感器(例如，该2D触摸传感器在显示器上方的透明介质中实现，有时在触摸传感器前面具有包含额外的透明介质(诸如玻璃)的覆盖层或触摸屏)的显示器(诸如液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管(TFT)LCD或发光二极管(LED)显示器)。
以使用采用电荷转移技术的互电容传感器的矩阵传感器方法的触摸传感器为例，驱动电极可在基板的一侧成行延伸，并且感测电极可在基板的另一侧成列延伸，以限定N×M个节点的“矩阵”阵列。每个节点对应于驱动电极的导电线与感测电极的导电线之间的交点。驱动电极同时驱动给定行中的所有节点，并且感测电极感测给定列中的所有节点。在节点位置处的驱动电极和感测电极的电容耦接(互电容)，或者感测电极与接地的耦接(自电容)可响应于指示触摸事件的电容变化而被单独测量或两者都被测量。例如，如果向行2的驱动电极施加驱动信号并且列3的感测电极是有源的，则节点位置为：行2，列3。可顺序通过驱动电极和感测电极的不同组合来扫描节点。在一种模式中，驱动电极可被顺序地驱动，而感测电极全都被连续地监测。在另一种模式中，每个感测电极可以被顺序地采样。
以使用自电容传感器的矩阵传感器方法的触摸屏为例，电极可成行和列延伸，以限定N×M个节点的“矩阵”阵列。矩阵传感器可被构造成在每个节点处具有电极的交叉点，每个电极是可单独寻址的，或者每个行和列可以是可寻址电极，并且每个节点对应于唯一的行/列对。向传感器的电极重复提供驱动信号(即，A/C激励)。当对象接触传感器时，对象和电极之间的耦接增加了电极上消耗的电流，这增加了表观传感器电容，并且可检测到传感器电容的该增加。例如，如果在将驱动信号施加到电极行2和电极列3时检测到电容的增加，则触摸的位置可以是行2，列3。插值技术可用于识别节点之间的位置。可顺序通过电极的行和列的组合来顺序扫描节点。
上述驱动信号(即，AC激励)是电磁发射(EME)的一个原因。电容通常与驱动信号同步测量。因此，测量的采样率和EME的发射频率之间存在直接关系。
本文公开的KoD设备在KoD设备的面向触摸传感器的侧上具有一个或多个导电垫。这些导电垫由控制电路系统(例如，微控制器)通过触摸传感器面板检测以报告KoD的位置、角度和/或按钮按压。与先前的KoD设备相比，本文公开的KoD可具有下列一个或多个优点：
机械部件减少，简化了设计
Z按压行程距离减小(其中Z为朝向触摸屏设备的方向)
电连接的可靠性提高
KoD的总Z高度小于十毫米(10mm)，符合汽车安全法规。
本文公开的KoD设备可提供下列一个或多个优点：
按压KoD时，充当触觉反馈，给用户一种“点击”的感觉
针对按压提供弹簧回返(圆顶(dome)开关的圆顶材料(例如，金属)偏转并回到其自然形成的松开状态)
提供从KoD的触摸表面(例如，KoD顶部的表面)到旋转电极垫的电连接路径
一旦按下圆顶(例如，经由用户按压KoD的触摸表面)，就提供从KoD的触摸表面到按压电极垫的电连接路径
形成KoD的稳定的触摸表面，当手指在其表面上方移动时，会产生均匀的按压感
提供与电极垫的相对良好的电连接
与按下KoD时，电极垫会朝向触摸屏行进的KoD相比，简化了机械结构
生产结合了传统全机械解决方案的设计原理(即，不在触摸传感器上)的KoD传感器
检测电极垫的旋转
检测触觉圆顶的按压。
本发明的实施方案的KoD的电极垫有效地始终在物理上接合接近触摸屏设备的触摸传感器。例如，KoD的电极垫可与触摸屏设备的触摸屏和触摸传感器保持恒定距离，而不管KoD的按下位置或松开位置。当松开KoD开关(即，不按下KoD开关)时，旋转电极垫始终电连接到KoD的触摸表面，而按压电极垫以电浮置状态与KoD的触摸表面电断开，然后当按下KoD开关时，按压电极垫电连接到KoD的触摸表面。因此，与依赖于随着用户按压KoD的触摸表面而自身朝向触摸传感器表面物理地移动的按压电极垫相比，本发明的实施方案的按压电极垫保持接合接近触摸传感器，但响应于KoD的按下而选择性地电连接到KoD的触摸表面。随着KoD在按下位置和松开位置之间的转变，按压电极垫和旋转电极垫可与触摸屏设备的触摸屏和触摸传感器保持恒定相应距离。因此，本文公开的实施方案避免了与随着KoD开关的按下而朝向触摸传感器物理地移动的按压电极垫相关联的问题。例如，现有技术避免的一个问题是，在移动按压电极垫时，使用KoD开关的大的Z方向行程距离(例如，一毫米至两毫米，其远大于典型触觉圆顶开关所需的距离)，以确保在未按下KoD开关时，按压电极不会进入触摸传感器的检测阈值距离。现有技术避免的另一个问题是，难以对KoD的部件的机械公差进行分析，KoD的部件具有可移入和移出触摸屏设备的触摸传感器表面的接合接近范围内的按压垫。
在一些实施方案中，印刷电路板(PCB)或柔性印刷电路(FPC)可在触摸屏上直接用作KoD的基部。PCB/FPC可具有连接到触觉圆顶开关的旋转电极垫和按压电极垫。旋转电极垫连接到圆顶的外支腿并且圆顶的中心可切换地连接(例如，基于KoD的按下状态或未按下状态选择性地连接)到按压电极垫。因此，不需要使用具有回到KoD触摸表面的弹簧连接的单独的物理旋转电极垫。此外，在此类实施方案中，Z方向(朝向触摸屏设备的方向)行程距离可小于一毫米(例如，0.3毫米至0.5毫米)，这是触觉圆顶开关的典型。
在一些实施方案中，KoD包括折叠FPC，以使得FPC的一部分能够接近触摸屏平放，而FPC的其他部分表现为触摸屏上的额外的电极。此外，该折叠FPC可包括孔来接纳中心毂，该中心毂可用粘合剂粘附到触摸屏。KoD可围绕中心毂旋转，以使得旋转电极垫能够围绕中心毂旋转。
在一些实施方案中，使用双射注射成型来制造用于电极垫零件的导电塑料。在一些实施方案中，使用嵌件成型来在塑料注射之前将金属电极插入模具中。在一些实施方案中，可使用两种材料三维(3D)印刷，其中一根细丝包含导电材料。在一些实施方案中，可使用激光直接结构化来形成成型互连设备。
本文公开的实施方案可用于汽车市场和消费品市场。作为非限制性示例，本文公开的KoD可用于汽车中控台和消费电器。然而，应当理解，本文公开的实施方案可用于触摸屏设备上的KoD可能有用或可能有帮助的任何环境中。
本文还公开了具有稳健电极设计的KoD设备，该稳健电极设计降低了对外来元素(诸如水和污垢)进入的敏感性，并且改进了用于附接到触摸屏设备的触摸屏的附着面积。KoD设备的后部上的一个或多个导电垫由触摸屏设备的控制电路系统检测(例如，经由触摸屏设备的触摸传感器)以报告一个或多个导电垫的位置/角度。
本文公开的一些KoD设备是提供至少一些免受外来元素(例如，水、灰尘、污垢)影响的保护的机电解决方案。在一些实施方案中，用于KoD设备的基部组件至少部分地包围KoD设备的电极。该基部组件可使用基部组件的完整表面区域来直接附接到触摸屏，从而最大限度地提高附着力(与仅使用基部组件的表面区域的一部分粘附到触摸屏相比)。防止任何外来元素(诸如水和污垢)进入电极区域，因为基部组件的边缘唇缘或侧壁可减少水和污垢的流入。在一些实施方案中，可使用基部组件与上部旋转部件之间的密封件(例如，橡胶密封件)来形成完全密封的KoD设备。
与将一个或多个电极垫放置成与触摸屏设备的触摸屏表面接触相比，本文公开的KoD设备避免允许(即，抑制但不一定始终阻止)外来元素(诸如灰尘和液体)进入到电极下，从而降低电性能和机械性能。此外，与粘合剂区域仅相当于将KoD附接到触摸传感器的KoD设备的内部中心区域相比，本文公开的实施方案允许将粘合剂施加到基部组件的整个底侧。因此，与本公开的发明人已知的其他KoD设备相比，本文公开的KoD设备不允许(即，禁止但不一定始终阻止)外来元素进入KoD设备的触摸屏与电极之间。因此，本文公开的实施方案相当于禁止液体和污垢进入，至少部分地密封并且增加附着表面积以使得KoD设备能够很好地结合到触摸屏设备的稳健解决方案。
与本公开的发明人已知的设备相比，本文公开的实施方案提供改进的性能和防水性。此外，可避免灰尘或液体进入，因为由于粘合剂完全覆盖了基部组件的下侧，因此可防止灰尘和液体进入本文公开的KoD设备下方。这种改进的粘合剂表面区域可增强KoD设备与触摸屏设备之间的连接的强度、耐久性和稳定性中的一者或多者。
图1是根据一些实施方案的KoD系统100的框图。KoD系统100包括KoD 102和触摸屏设备104。触摸屏设备104包括可操作地耦接到触摸传感器106的控制电路系统108和在触摸传感器106上方的触摸屏120。KoD 102包括触摸表面116、开关114、旋转电极垫112和按压电极垫110。触摸表面116电连接到旋转电极垫112，并且通过开关114选择性地电连接到按压电极垫110。KoD 102被配置为安装到触摸屏设备104，其中旋转电极垫112和按压电极垫110接合地接近118触摸传感器106。
如本文所用，术语“接合地接近”是指接近触摸屏(例如，触摸屏120)，在该接近范围内，触摸屏设备(例如，触摸屏设备104)的触摸传感器(例如，触摸传感器106)可以可测量地响应触摸表面(例如，触摸表面116)上的接触，而按压电极垫(例如，按压电极垫110)或旋转电极垫(例如，旋转电极垫112)电连接到触摸表面(例如，触摸表面116)。在一些情况下，电极垫可被称为接合接近触摸屏设备的触摸屏，并且在其他情况下，电极垫可被称为接合地接近触摸屏设备的触摸传感器，这两者可互换地指代上文提供的“接合地接近”的定义。
在一些实施方案中，KoD 102包括触摸表面116，该触摸表面包含导电材料(未示出)，触摸表面116被配置为使得触摸表面被配置为使得触摸表面可操作以响应于施加到触摸表面116的压力(触发开关114的压力)而被定位在松开位置(默认情况下)和按下位置。KoD 102还包括按压电极垫110，该按压电极垫被配置为定位成在松开位置和按下位置两者中都接合地接近触摸屏设备104的触摸传感器106。按压电极垫110与触摸屏120保持恒定距离，而不管KoD 102的松开位置或按下位置。按压电极垫110响应于触摸表面116的按下位置而电连接到触摸表面116的导电材料并且响应于触摸表面116的松开位置与触摸表面116的导电材料电隔离。在一些实施方案中，KoD 102进一步包括旋转电极垫112，该旋转电极垫被配置为定位成在触摸表面116的松开位置和按下位置两者中都接合接近触摸屏设备104的触摸传感器106。旋转电极垫112在触摸表面116的松开位置和按下位置两者中都电连接到触摸表面116的导电材料。因此，触摸屏设备104的控制电路系统108可经编程(例如，使用固件或软件)以检测用户触摸触摸表面116(例如，“抓取检测”)。
在一些实施方案中，KoD 102进一步包括FPC，该FPC被配置为将按压电极垫110和旋转电极垫112电连接到触摸表面116。在一些实施方案中，KoD 102包括PCB，该PCB被配置为将按压电极垫110和旋转电极垫112电连接到触摸表面116。在一些实施方案中，KoD 102包括折叠FPC，该折叠FPC被配置为将按压电极垫110和旋转电极垫112电连接到触摸表面116。在一些实施方案中，KoD 102包括导电包覆成型件，该导电包覆成型件包括按压电极垫110和旋转电极垫112。
在一些实施方案中，触摸表面116的松开位置与触摸表面116的按下位置之间的距离小于一毫米，优选地介于十分之三毫米(0.3mm)和半毫米(0.5毫米)之间。在一些实施方案中，触摸表面116的松开位置与触摸表面116的按下位置之间的距离为约十分之六毫米(0.6mm)。在一些实施方案中，按压电极垫110被配置为响应于触摸表面116处于松开位置而保持在电浮置状态(例如，未电连接到触摸表面116)。KoD 102进一步包括开关114，该开关被配置为响应于按下位置而选择性地将按压电极垫110耦接到触摸表面116的导电材料(例如，开关114可包括其上的触摸表面116)。稍为详细地描述本发明的实施方案，其中按压电极垫110响应于按下位置而耦接到触摸表面116的导电材料，并且响应于触摸表面116处于松开位置而不电连接到触摸表面116，但不应理解为反过来也可以类似地实现。因此，通常，触摸表面116响应于KoD设备102的第一位置(例如，被按下)而电连接到按压电极垫110，触摸表面116响应于KoD设备102的第二位置(例如，被松开)而与按压电极垫110电隔离。在一些实施方案中，开关114包括圆顶开关。在一些实施方案中，开关114包括多个圆顶开关(例如，对于足够大以容纳多个KoD的KoD设备)。
图2是根据一些实施方案200的用于KoD的扁平电路的示例的底视图。扁平电路200包括PCB 208和经由一个或多个圆顶开关垫210电连接到PCB 208的触觉圆顶开关206。PCB208包括按压电极垫202和旋转电极垫204。旋转电极垫204电连接到圆顶开关垫210，使得旋转电极垫204电连接到触觉圆顶开关206的触摸表面212，而不管触觉圆顶开关206的位置。因此，如果用户的手指、触笔或其他触摸仪器与触觉圆顶开关206接触，则旋转电极垫204经由圆顶开关垫210和触摸表面212电连接到用户的手指、触笔或其他触摸仪器。
按压电极垫202响应于触觉圆顶开关206的按下位置而选择性地电连接到触觉圆顶开关206的触摸表面212，并且响应于触觉圆顶开关206的松开位置而与触摸表面212电隔离。因此，当用户的手指、触笔或其他触摸仪器与触觉圆顶开关206接触并将触觉圆顶开关按入按下位置时，按压电极垫202经由触摸表面212电连接到手指、触笔或其他触摸仪器。另一方面，当触觉圆顶开关206处于松开位置时，即使用户的手指、触笔或其他触摸仪器与触摸表面212接触，按压电极垫202也与用户的手指、触笔或其他触摸仪器电隔离。作为非限制性示例，电连接到按压电极垫202的迹线可在触觉圆顶开关206下方延伸到触觉圆顶开关206下方的接触垫214。在KoD应用于触摸屏设备的触摸屏的情况下，触觉圆顶开关206在与触摸屏设备的触摸传感器接合接近范围之外。当触觉圆顶开关206被按下时，触觉圆顶开关206可接触触觉圆顶开关206下方的接触垫，该触觉圆顶开关将触觉圆顶开关206电连接到按压电极垫202。
图3A至图3C是根据一些实施方案的KoD 300的各种视图。图3A是KoD 300的顶部透视图。图3B是图3A的KoD 300的底视图。图3C是图3A和图3B的KoD 300的底部透视图。
KoD 300包括承载导电(例如，金属)结构的主体306，该导电结构包括按压电极垫310、旋转电极垫312、圆顶开关垫314、按压接触件迹线308、旋转迹线316、导电结构402和导电结构404。主体306可包含刚性电绝缘材料(例如，丙烯酸)。按压电极垫310和旋转电极垫312可定位在KoD 300的底侧上，该底侧可被配置为接近触摸屏可旋转地固定(例如，直接固定在触摸显示器上，固定成接合接近触摸屏的触摸传感器)。
圆顶开关垫314和按压接触件迹线308可定位在KoD 300的顶侧上。KoD 300还包括可操作地耦接到圆顶开关垫314的圆顶开关302。圆顶开关垫314通过主体306的顶部上的旋转迹线316电连接到旋转电极垫312。作为非限制性示例，导电结构404可将主体306的顶部上的旋转迹线316连接到主体306的底侧上的旋转电极垫312。按压接触件迹线308可在圆顶开关302下方延伸到按压接触件406。按压接触件406被配置为响应于圆顶开关302处于按下位置而电连接到圆顶开关302，并且响应于圆顶开关302处于松开位置而与圆顶开关302电隔离。按压接触件迹线308通过导电结构402电连接到按压电极垫310。
KoD 300包括圆顶开关302和圆顶开关302上的触摸表面304。触摸表面304包含导电材料以将触摸表面304电连接到与KoD 300交互的用户的手指或触笔。在圆顶开关302的松开位置和按下位置两者中，对触摸表面304的触摸可经由圆顶开关302、圆顶开关垫314、旋转迹线316和导电结构404电耦接到旋转电极垫312。在圆顶开关302的松开位置中，对触摸表面304的触摸可与按压电极垫310电隔离。在圆顶开关302的按下位置中，对触摸表面304的触摸可经由圆顶开关302、按压接触件406、按压接触件迹线308和导电结构402而电连接到按压电极垫310。
KoD 300进一步包括被配置为接纳中心毂(未示出)的凹槽408。该中心毂可固定(例如，粘附)到触摸屏并且KoD 300可围绕中心毂旋转。因此，在操作中，KoD 300可围绕KoD300的中心轴线410旋转412，并且按压电极垫310和旋转电极垫312的位置可围绕中心轴线410旋转412。
图4是根据一些实施方案的KoD系统700中的图3A、图3B和图3C的KoD 300的透视图。KoD系统700包括触摸屏设备(例如，图5的触摸屏设备806)，该触摸屏设备包括触摸屏702。KoD 300固定在触摸屏702上(例如，使用例如粘合剂粘在触摸屏702上)。在KoD 300定位在触摸屏702上的情况下，KoD 300的旋转电极垫312和按压电极垫202(图3A)与触摸屏702(例如，与触摸屏702的触摸传感器)持续接合接近。旋转电极垫312永久地连接到圆顶，并且按压电极垫202默认处于电浮置状态(例如，与触摸表面304(图3A)电断开)。KoD 300的旋转706导致旋转电极垫312随KoD 300一起旋转。如先前所讨论，圆顶开关302(图3A)的按压将按压电极垫202电连接到触摸表面304。
图5是KoD系统700的透视图，其中KoD 300处于松开位置808。图5示出了触摸屏设备806、触摸屏设备806的触摸屏702、KoD 300以及用户的触摸触摸表面304(图3A)的而不按压圆顶开关302(图3A)进入按下位置的手指804。换句话说，KoD处于松开位置808。因此，旋转电极垫312(图3B)电连接到触摸表面304(图3A)，并且继而电连接到用户的手指804。因此，触摸屏702检测到接近旋转电极垫312的触摸。旋转环802在触摸屏702上示为显示在接近旋转电极垫312处，以指示经由旋转电极垫312检测到的触摸。可旋转KoD 300，从而随着旋转电极垫312的旋转，围绕KoD 300的纵向中心轴线径向移动检测到的触摸的位置。
图6是KoD系统700的透视图，其中KoD 300处于按下位置904。图6示出了用户的手指804向圆顶开关302(图3A)施加压力906。因此，KoD 300处于按下位置904。圆顶开关302的按压将触摸表面304(图3A)电连接到按压电极垫310(图3A、图3B、图3C)，从而将用户的手指804电连接到按压电极垫310。因此，触摸屏设备806的触摸传感器检测到接近按压电极垫310的触摸，该触摸由在触摸屏702上显示的推环902示出，以指示响应于按压电极垫310检测到的触摸的检测。还示出了旋转环802，因为旋转电极垫312(图3B)始终电连接到触摸表面304，并且因此当与触摸表面304接触时也电连接到用户的手指804，导致触摸屏702在接近旋转电极垫312的位置处检测到触摸。在一些实施方案中，如图6所示，按下位置904可导致触摸表面相对于松开位置808(图5)中的触摸表面的位置的位移小于一毫米(例如但不限于0.3毫米至0.5毫米)。
在一些实施方案中，触摸屏设备806被配置为在不同时间显示接近KoD 300的多个不同图形用户界面元素，以使得用户能够在不同时间点经由KoD 300与不同图形用户界面元素交互。作为非限制性示例，触摸屏设备806可被配置为在不同时间显示各种不同的汽车图形用户界面元素。作为具体的非限制性示例，第一组图形用户界面元素可包括气候控制用户界面元素，第二组图形用户界面元素可包括立体声控制用户界面元素，并且第三组图形用户界面元素可包括汽车座椅和/或后视镜控制元素。触摸屏设备806和KoD 300可一起操作，以使用户能够经由KoD 300的旋转和按压来与这些元素交互。
图7是根据一些实施方案的用于KoD(例如，图8的KoD 1100)的扁平FPC 1000的示例的底视图。FPC 1000具有中心孔1006、圆顶开关接触件1008和按压接触件1014。FPC 1000还包括电极垫，该电极垫包括按压电极垫1010和旋转电极垫1012。
旋转电极垫1012可电连接到圆顶开关接触件1008(例如，经由FPC 1000的一个或多个导电迹线)。因此，当用户触摸耦接到圆顶开关接触件1008的圆顶开关时，用户的手指可电连接到旋转电极垫1012，而不管KoD (例如，图8的KoD 1100)的开关(例如，图1的开关114)的位置。
按压电极垫1010可电连接到按压接触件1014(例如，经由FPC 1000的一个或多个导电迹线)。因此，当用户按下耦接到圆顶开关接触件1008的圆顶开关时，用户的手指可响应于圆顶开关的按下(例如，在开关的按下位置处将圆顶开关接触到按压接触件1014)而电连接到按压电极垫1010。
图8是包括图7的FPC 1000的KoD 1100的示例的剖视图。FPC 1000以折叠FPC配置来配置，与图7的扁平FPC 1000形成对比，扁平FPC处于扁平配置(即，未折叠)。KoD 1100包括圆顶开关1104，该圆顶开关可操作地耦接到(例如，电连接和机械连接)到FPC 1000的圆顶开关接触件1008(图7)。KoD 1100还包括配置为承载FPC 1000的主体1110。KoD 1100进一步包括中心保持插口1106，该中心保持插口延伸穿过FPC 1000的中心孔1006。在一些实施方案中，主体1110可被配置为围绕中心保持插口1106旋转。因此，KoD 1100被配置为围绕KoD 1100的中心轴线1112旋转。主体1110、中心保持插口1106或两者可包括锁定特征以将中心保持插口1106固定到主体1110以使得主体1110能够围绕中心保持插口1106旋转。作为非限制性示例，主体1110或中心保持插口1106可包括棘爪(未示出)，并且主体1110或中心保持插口1106中的另一者可包括棘爪致动器(未示出)以将主体1110机械地连接到中心保持插口1106。在一些实施方案中，中心保持插口1106可被配置为直接固定(例如，胶合)到触摸屏。在一些实施方案中，可将一个或多个中间结构放置在KoD 1100与触摸屏之间。作为非限制性示例，基部组件(例如，图20的基部组件2318、图21A的基部组件2504、图21B的基部组件2504)可位于KoD 1100与触摸屏之间。
KoD 1100还包括可操作地耦接到圆顶开关1104的致动器1108。致动器1108包括触摸表面1102(例如，致动器1108的顶表面和/或侧表面)。因此，当用户触摸触摸表面1102时，用户的手指可经由致动器1108电连接到圆顶开关1104和圆顶开关接触件1008。例如，响应于对触摸表面1102的触摸，用户的手指可电连接到旋转电极垫1012(图7)，该旋转电极垫经由FPC 1000电连接(例如，持续电连接)到圆顶开关接触件1008。因此，随着用户旋转KoD1100，旋转电极垫1012可持续被KoD 1100固定到的触摸屏的触摸传感器检测到，而不管KoD1100的位置(例如，按下位置、松开位置)如何。因此，随着旋转电极垫1012在触摸屏设备的触摸屏前面的行进，触摸屏设备的触摸传感器可跟踪旋转电极垫1012的位置。圆顶开关1104还被配置为当KoD 1100处于按下位置时，经由按压接触件1014选择性地将触摸表面1102电连接到FPC 1000的按压电极垫1010(图7)。因此，响应于用户在KoD 1100处于按下位置的情况下按下致动器1108，触摸表面1102电连接到按压电极垫1010，从而由触摸传感器响应于按压电极垫1010电连接到用户手指而记录触摸。尽管按压电极垫1010可随KoD 1100的旋转而旋转，但可响应于检测到按压电极垫1010和旋转电极垫1012两者来检测KoD 1100的按压。仅检测到一个垫可能与KoD 1100的松开状态相关联。
图9A至图9C是根据一些实施方案的双PCB KoD的部分1208的一组视图。图9A是部分1208的顶部透视图，图9B是部分1208的底部透视图，并且图9C是部分1208的具有圆顶开关1228的顶部透视图。部分1208包括底部PCB 1214、顶部PCB 1218以及底部PCB 1214与顶部PCB 1218之间的棘爪致动器1216。可使用粘合剂来连接部分1208的各个层。作为非限制性示例，可在底部PCB 1214与棘爪致动器1216之间使用粘合剂来将底部PCB 1214固定到棘爪致动器1216。此外，可在棘爪致动器1216与顶部PCB 1218之间使用粘合剂来将棘爪致动器1216固定到顶部PCB 1218。
图9B示出底部PCB 1214包括旋转电极垫1210和按压电极垫1212(例如，金属电极诸如铜电极)。因此，如果需要不同数量、尺寸或配置的电极垫，则底部PCB 1214可很容易替换为具有期望数量、尺寸和配置的电极垫的不同底部PCB。图9A和图9C示出顶部PCB 1218包括圆顶开关垫1222和旋转迹线1226，该圆顶开关垫被配置为将圆顶开关1228安装到其上，该旋转迹线被配置为将圆顶开关垫1222电连接到旋转电极垫1210。顶部PCB 1218还包括按压接触件1220，该按压接触件被配置为响应于圆顶开关1228的按下位置而电连接到圆顶开关1228，并且响应于圆顶开关1228的松开位置而与圆顶开关1228电隔离。顶部PCB 1218进一步包括按压接触件迹线1224，该按压接触件迹线被配置为将按压接触件1220电连接到按压电极垫1212。
图10是根据一些实施方案的包括图9A至图9C的部分1208的双PCB KoD 1300的剖视图。图11A是根据一些实施方案的另外两个PCB KoD 1400的剖视图。图10的KoD 1300包括在缓冲垫1304上的触摸帽1306。图11A的KoD 1400包括经由夹具1320保持在适当位置的触摸帽1308。KoD 1300和KoD 1400示出部分1208，该部分包括底部PCB 1214、棘爪致动器1216和顶部PCB 1218以及顶部PCB 1218上的圆顶开关1228。KoD 1300和KoD 1400还包括延伸穿过底部PCB 1214的毂1310。毂1310可被配置为固定到触摸屏(例如，图4的触摸屏702)。作为非限制性示例，毂1310可通过毂1310的底部上的粘合剂1316固定到触摸屏。与KoD 1100围绕图8的中心保持插口1106的旋转类似，部分1208被配置为围绕毂1310旋转，以使得旋转电极垫1210(图9B)能够随着部分1208的旋转而移动。在一些实施方案中，毂1310可包括棘爪1312，该棘爪被配置为随着部分1208相对于毂1310的旋转而提供针对棘爪致动器1216的机械阻力。棘爪致动器1216和棘爪1312还可用作部分1208与毂1310之间的锁定特征1330，以将部分1208固定到毂1310以使得部分1208能够围绕毂1310旋转。
KoD 1300包括触摸帽1306，该触摸帽可操作地耦接到圆顶开关1228，以使得用户能够通过按压触摸屏1306来将圆顶开关1228按入按下位置。KoD 1300还包括缓冲垫1304，该缓冲垫在顶部PCB 1218的周边定位在顶部PCB 1218上。缓冲垫1304被配置为响应于触摸帽1306的压下而压缩，以使得触摸屏1306能够相对于部分1208移位。作为非限制性示例，缓冲垫1304可包含开孔泡沫或其他材料(例如，弹性聚合物)或物体(例如，弹簧)，其压缩并恢复到其预压缩的体积和形状。
触摸帽1306包括其上的触摸表面1314。触摸帽1306的至少一部分包含导电材料以将触摸表面1314电连接到圆顶开关1228。因此，当用户触摸触摸表面1314时，用户的手指电连接到圆顶开关1228。由于圆顶开关1228始终电连接到旋转电极垫1210，因此用户的手指在KoD 1300的按下位置和KoD 1300的松开位置两者中都电连接到旋转电极垫1210。此外，当KoD 1300处于按下位置时，用户的手指电连接到按压电极垫1212(图9B)，而当KoD 1300处于松开位置时，用户的手指与按压电极垫1212电隔离。
KoD 1400还包括触摸帽1308，该触摸帽可操作地耦接到圆顶开关1228，以使得用户能够通过按压触摸屏1308来将圆顶开关1228按入按下位置。触摸帽1308包括触摸帽侧1318，该触摸帽侧围绕部分1208的横向侧向下延伸，以随着触摸帽被按入按下位置而引导触摸帽1308。KoD 1400还包括夹具1320，该夹具延伸穿过顶部PCB 1218以将触摸帽1308相对于部分1208保持在适当位置。棘爪致动器1216可包括通道1322，以使得夹具1320能够穿过棘爪致动器1216。顶部PCB 1218还可包括供夹具1320延伸穿过的通道，但夹具1320中的每个夹具的远侧端部的水平尺寸均可大于穿过顶部PCB 1218的通道的水平尺寸，以防止触摸帽1308被拉离部分1208。夹具1320中的每个夹具的近侧端部可固定到触摸帽1308。
触摸帽1308包括其上的触摸表面1324。触摸表面1324可沿着触摸帽1308的顶表面和/或沿着触摸帽1308的侧1318的外表面延伸。触摸帽1308的至少一部分包含导电材料以将触摸表面1324电连接到圆顶开关1228。因此，当用户触摸触摸表面1324时，用户的手指电连接到圆顶开关1228。由于圆顶开关1228持续电连接到旋转电极垫1210，因此用户的手指在KoD 1400的按下位置和KoD 1400的松开位置两者中都电连接到旋转电极垫1210。此外，当KoD 1400处于按下位置时，用户的手指电连接到按压电极垫1212，而当KoD 1400处于松开位置时，用户的手指与按压电极垫1212电隔离。
图11B是图11A的KoD 1400的示例的分解图。如先前所讨论，KoD 1400包括其上具有触摸表面1324的触摸帽1308、圆顶开关1228、夹具1320(例如，导电夹具)、顶部PCB 1218、棘爪致动器1216、底部PCB 1214、毂1310和粘合剂1316(例如，用于将KoD 1400施加到触摸屏设备的触摸屏的粘合剂)。
图11C至图11H是图11A和图11B的KoD 1400的各种视图。图11C是底视图，图11D是穿过图11C的横截面D-D截取的剖视图，图11E是顶视图，图11F是穿过图11C的横截面F-F截取的剖视图，图11G是顶部透视图，并且图11H是底部透视图。
图12是根据一些实施方案的注射成型KoD 1600的剖视图。作为非限制性示例，KoD1600可包括双射注射成型KoD。KoD 1600可能与图10的KoD 1300有一些相似之处。例如，KoD1600包括分别与图10的KoD 1300的棘爪致动器1216、毂1310、棘爪1312、粘合剂1628、触摸屏1306、触摸表面1314、圆顶开关1228和缓冲垫1304类似的棘爪致动器1606、毂1610、棘爪1612、粘合剂1628、触摸帽1616、触摸表面1618、圆顶开关1608和缓冲垫1614。然而，KoD1600包括基板1604(例如，ABS基板)和包覆成型件1602(例如，导电包覆成型件)，而不是图10的KoD 1300的底部PCB 1214和顶部PCB 1218。
包覆成型件1602包括导电结构，诸如按压电极垫1624、旋转电极垫1626、圆顶开关垫1622和按压接触件1620，它们与图9A至图9C的按压电极垫1212、旋转电极垫1210、圆顶开关垫1222和按压接触件1220类似。然而，与PCB上的导电迹线材料(诸如它们在图10的KoD1300中的对应物)相比，按压电极垫1624、旋转电极垫1626、圆顶开关垫1622和按压接触件1620可包含注射材料。作为非限制性示例，注射材料可包括导电聚合物、涂有导电材料的电绝缘聚合物或其他导电包覆成型材料。按压电极垫1624经由包覆成型件1602电连接到按压接触件1620。另外，旋转电极垫1626经由包覆成型件1602电连接到圆顶开关垫1622。然而，按压电极垫1624和按压接触件1620通过基板1604与旋转电极垫1626和圆顶开关垫1622电绝缘。应注意，为了简单起见，如图12所示，并未详细示出按压电极垫1624、按压接触件1620、旋转电极垫1626和圆顶开关垫1622来说明它们单独的结构。然而，在图13A和图13B中示出这样的细节。
基板1604被配置为提供对包覆成型件1602的结构支撑，并使按压电极垫1624和按压接触件1620与旋转电极垫1626和圆顶开关垫1622绝缘。基板1604包含电绝缘材料。在图13A和图13B中示出关于KoD 1600的更多细节。
图13A和图13B是图12的KoD 1600的基板1604和包覆成型件1602的示例的视图。图13A是基板1604和包覆成型件1602的底部透视图，并且图13B是基板1604和包覆成型件1602的顶部透视图。图13A示出了按压电极垫1624和旋转电极垫1626。图13B示出了按压接触件1620和圆顶开关垫1622。
图14A和图14B是根据一些实施方案的另一KoD 2000的一组视图。图14A是KoD2000的底部透视图，并且图14B是KoD 2000的顶部透视图。KoD 2000包括包覆成型结构1806和触摸帽1808。触摸帽1808包括触摸表面1810。包覆成型结构1806包括按压电极垫1812和旋转电极垫1814。触摸表面1810电连接到旋转电极垫1814，而不管KoD 2000是处于按下位置还是处于松开位置。触摸表面1810响应于KoD 2000处于按下位置而电连接到按压电极垫1812。触摸表面1810响应于KoD 2000处于松开位置而与按压电极垫1812电隔离。
KoD 2000还包括插入到包覆成型结构1806中的毂1816。毂1816被配置为固定到触摸屏，并且包覆成型结构1806被配置为围绕毂1816旋转。因此，旋转电极垫1814被配置为响应于包覆成型结构1806围绕毂1816的旋转而在围绕毂1816的旋转方向上沿着触摸屏移动。按压电极垫1812也可围绕毂1816旋转。因此，可响应于KoD 2000的按下位置和对触摸表面1810的触摸来检测按压电极垫1812和旋转电极垫1814两者。在KoD 2000的这种按下位置，可通过跟踪旋转电极垫1814、按压电极垫1812或两者的旋转来跟踪KoD的旋转。
图15A至图15C是图16A和图16B的KoD 2000的包覆成型结构1806的示例的视图。图15A是包括定位在基板1918内的包覆成型件1916的包覆成型结构1806的顶部透视图，图15B是包覆成型结构1806的底部透视图，并且图15C是包覆成型结构1806的侧视透视图。包覆成型结构1806包括包覆成型件1916和被配置为承载包覆成型件1916的基板1918。在一些实施方案中，包覆成型件1916被配置为卡扣配合在基板1918内。在一些实施方案中，包覆成型件1916和/或基板1918包括被配置为与基板1918和/或包覆成型件1916的一个或多个凹槽配合的一个或多个结构。
图16是图15A至图15C的包覆成型结构1806的包覆成型件1916的侧视透视图。包覆成型件1916包括电连接到旋转电极垫1814的圆顶开关垫1922。圆顶开关垫1922被配置为使得圆顶开关能够安装到其上。圆顶开关可操作地耦接到触摸帽1808，使得触摸帽1808的触摸表面1810响应于KoD 2000的按下位置和松开位置两者而通过圆顶开关电连接到圆顶开关垫1922和旋转电极垫1814。
包覆成型件1916还包括电连接到按压电极垫1812的按压接触件1920。按压接触件1920被配置为响应于KoD 2000(图14A和图14B)的按下位置而电连接到触摸帽1808(图14A和图14B)的触摸表面1810(图14B)。作为非限制性示例，圆顶开关可被配置为响应于KoD2000的按下位置而接触按压接触件1920。此外，圆顶开关可被配置为响应于KoD 2000的松开位置而不接触按压接触件1920。
图17是图15A至图15C的包覆成型结构1806的基板1918的顶部透视图。基板1918包括帽夹具1912，该帽夹具被配置为将触摸帽1808(图14A和图14B)固定到包覆成型结构1806。基板1918还包括棘爪致动器1914(例如，弹簧棘爪致动器)，该棘爪致动器被配置为与毂1816(图14A)中的棘爪配合。在一些实施方案中，如图17所示，棘爪致动器1914是镜像的(例如，双侧对称的)，以为在KoD 2000的两个旋转方向上旋转KoD 2000的用户提供类似的体验。
图18A至图18F是图14A和图14B的KoD 2000的视图。图18A是图14A和图14B的KoD2000的分解图。如先前所讨论，KoD 2000包括：触摸帽1808，该触摸帽具有触摸表面1810；圆顶开关2004；包覆成型结构1806；毂1816，该毂具有棘爪2006(该棘爪被配置为与图17的棘爪致动器1914配合)；和粘合剂2002(例如，用于将毂1816固定到触摸屏设备)。
图18B至图18F是图14A至图14B和图18A的KoD 2000的其他视图，其中的图中文字标识了如上文所指出的各种元件。图18B是底视图，图18D是顶视图，图18C是沿图18B的线C-C截取的剖视图，图18E是沿图18B的横截面E-E截取的剖视图，并且图18F是沿图18B的横截面F-F截取的剖视图。
图19是示出根据一些实施方案的操作KoD设备(例如，本文公开的任何KoD设备)的方法2200的流程图。在操作2202处，方法2200包括响应于手指对触摸表面的触摸而将用户的接触KoD设备的触摸表面的手指电连接到旋转电极垫，而不管KoD设备的按下位置或KoD设备的松开位置。
在操作2204处，方法2200包括响应于KoD设备的按下位置而将手指电连接到KoD设备的按压电极垫。在一些实施方案中，响应于按下位置而将手指电连接到按压电极垫包括响应于圆顶开关对按压接触件的按压而使按压接触件与电连接到触摸表面的圆顶开关接触，该按压接触件电连接到按压电极垫。
在操作2206处，方法2200包括响应于KoD设备的松开位置而将手指与KoD设备的按压电极垫电隔离。在一些实施方案中，响应于松开位置而将手指与按压电极垫电隔离包括将按压接触件与电连接到触摸表面的圆顶开关电隔离，该按压接触件电连接到按压电极垫。
在操作2208处，方法2200包括将按压电极垫与触摸屏设备的触摸屏保持恒定距离，而不管KoD设备的按下位置和松开位置。
图20是根据一些实施方案的KoD系统2300的框图。KoD系统2300可与图1的KoD系统100类似。例如，KoD系统2300包括类似于图1的KoD 102和触摸屏设备104的KoD设备2302和触摸屏设备2304。与图1的触摸屏设备104的控制电路系统108和触摸传感器106类似，触摸屏设备2304包括可操作地耦接到触摸传感器2306的控制电路系统2308。KoD设备2302包括类似于图1的触摸表面116、开关114、旋转电极垫112和按压电极垫110的触摸表面2316、开关2314、旋转电极垫2312和按压电极垫2310。至少一个电极(例如，按压电极垫2310、旋转电极垫2312)包含导电材料。触摸表面2316电连接到旋转电极垫2312，并且通过开关2314选择性地电连接到按压电极垫2310。KoD设备2302被配置为安装到触摸屏设备2304的触摸屏2320，其中至少一个电极(例如，旋转电极垫2312和按压电极垫2310)接合接近触摸传感器2306。作为非限制性示例，旋转电极垫2312和按压电极垫2310可被定位成与触摸屏设备2304的触摸屏2320相距恒定距离。
KoD设备2302还包括基部组件2318，该基部组件被配置为定位在触摸屏设备2304的触摸屏2320与按压电极垫2310和旋转电极垫2312之间。至少一个电极被配置为通过基部组件2318和触摸屏2320与触摸传感器2306交互。例如，基部组件2318可足够薄以使得触摸传感器2306能够通过基部组件2318和触摸屏2320检测至少一个电极(例如，按压电极垫2310和旋转电极垫2312)。换句话讲，至少一个电极通过基部组件接合接近2322触摸传感器2306。在一些实施方案中，基部组件2318被配置为至少部分地覆盖KoD设备2302的包括一个或多个电极的端部。基部组件2318(包含将基部组件2318固定到触摸屏设备2304的粘合剂)的厚度可为但不限于约0.5毫米(0.5mm)或更小。
在一些实施方案中，基部组件2318包括朝向KoD设备2302的导电帽延伸的一个或多个侧壁(例如，至少部分地容纳内部壳体(诸如图21B的内部壳体2626))。在一些实施方案中，KoD设备2302包括在基部组件2318的一个或多个侧壁与导电帽之间的一个或多个密封件以密封KoD设备2302的内部(例如，防止液体、灰尘、污垢或其他污染物)。在一些实施方案中，基部组件2318包括柱(例如，图21B的柱2630)，该柱被配置为从其延伸到KoD设备2302的内部壳体(例如，图21B的内部壳体2626)中，以使得内部壳体能够围绕柱旋转。该内部壳体的旋转可使得机械地耦接到内部壳体的旋转电极垫2312和按压电极垫2310能够围绕柱随内部壳体一起旋转。在一些实施方案中，基部组件包括棘爪(例如，图21B的棘爪2628)并且内部壳体包括棘爪致动器(例如，图21B的棘爪2618和棘爪弹簧2622)以提供机械阻力，并且在某些情况下提供触觉“咔哒”反馈，以使内部壳体围绕柱旋转。棘爪和棘爪致动器可用作锁定机构，以将基部组件固定到内部壳体，同时允许内部壳体围绕柱且在基部组件内旋转。
KoD设备2302包括触摸表面2316，该触摸表面包含导电材料，触摸表面2316被配置为响应于施加到触摸表面2316的压力(该压力闭合开关2314，以便将触摸表面2316电连接到按压电极垫2310)而定位在松开位置(默认情况下)和按压位置。KoD设备2302还包括按压电极垫2310，该按压电极垫被配置为定位成在松开位置和按下位置两者中接合接近触摸屏设备2304的触摸传感器2306。例如，触摸按压电极垫2310可定位成与触摸屏2320和触摸传感器2306相距恒定距离，而不管KoD设备2302的松开位置和按下位置。按压电极垫2310响应于按下位置而电连接到触摸表面2316的导电材料并且响应于松开位置而与触摸表面2316的导电材料电隔离。KoD设备2302进一步包括旋转电极垫2312，该旋转电极垫被配置为定位成在松开位置和按下位置两者中接合接近触摸屏设备2304的触摸传感器2306。例如，旋转电极垫2312可定位成与触摸屏2320和触摸传感器2306相距恒定距离，而不管KoD设备2302的松开位置和按下位置。旋转电极垫2312在松开位置和按下位置两者中都电连接到触摸表面2316的导电材料。
在一些实施方案中，基部组件2318被配置为在基部组件2318的与至少一个电极相对的侧(例如，基部组件2318的面向触摸屏设备2304的触摸屏2320的表面)上承载粘合剂(例如，图21B的粘合剂2624)。粘合剂被配置为将KoD设备2302固定到触摸屏设备2304的触摸屏2320。因此，基部组件2318被配置为固定到触摸屏2320。在一些实施方案中，基部组件的与至少一个电极相对的至少基本上整个侧被配置为承载粘合剂。
在一些实施方案中，KoD设备2302进一步包括FPC，该FPC被配置为将按压电极垫2310和旋转电极垫2312电连接到触摸表面2316。在一些实施方案中，KoD设备2302包括PCB，该PCB被配置为将旋转电极垫2312电连接到触摸表面2316，并且进一步将按压电极垫2310可切换地连接到触摸表面2316。在一些实施方案中，KoD设备2302包括折叠FPC，该折叠FPC被配置为将旋转电极垫2312电连接到触摸表面2316，并且进一步将按压电极垫2310可切换地连接到触摸表面2316。在一些实施方案中，KoD设备2302包括导电包覆成型件，该导电包覆成型件包括按压电极垫2310和旋转电极垫2312。
在一些实施方案中，触摸表面2316的松开位置与触摸表面2316的按下位置之间的距离小于一毫米(例如，0.3mm至0.5mm)。在一些实施方案中，触摸表面2316的松开位置与触摸表面2316的按下位置之间的距离为约0.6mm。在一些实施方案中，按压电极垫2310被配置为响应于触摸表面2316处于松开位置而保持在电浮置状态。KoD设备2302进一步包括开关2314，该开关被配置为响应于按下位置而选择性地将按压电极垫2310可操作地耦接到触摸表面2316的导电材料。在一些实施方案中，开关2314包括圆顶开关。
与图1的KoD 102类似，KoD设备2302可包括任何KoD，诸如KoD 300、KoD 1100、KoD1300、KoD 1400、KoD 1600、KoD 2000或其他KoD设备，其中添加了基部组件2318。作为非限制性示例，KoD设备2302可包括包覆成型件内部壳体实施方式(例如，与KoD 1600或KoD2000类似)，其中添加了基部组件。
图21A至图21J是KoD设备2500的视图，该KoD设备为图20的KoD设备2302的示例。图21A是KoD设备2500的透视图。KoD设备2500包括触摸表面2502和基部组件2504。基部组件2504包括侧2506，该侧被配置为粘附到触摸屏设备的触摸屏。基部组件2504的侧2506被配置为面向触摸屏，并且与基部组件2504的面向KoD设备2500的一个或多个电极的侧相对。为了将KoD设备2500粘附到触摸屏，可将粘合剂施加到基部组件2504的侧2506的至少基本上整个表面，侧2506与基部组件2504的面向一个或多个电极的侧相对。
图21B是图21A的KoD设备2500的分解图。KoD设备2500包括：导电装饰环2602(例如，该导电装饰环包含激光切割金属)；环形粘合剂2604(例如，可用夹具替换以将导电装饰环2602夹到导电帽2606上)；导电帽2606(例如，该导电帽包括触摸表面2502)；圆顶开关2608；圆顶PCB 2610；星锁保持器2612；轴承2614；连接弹簧2616(例如，两个连接弹簧)；棘爪球2618(例如，用作棘爪致动器的球，在某些情况下是由热塑性塑料(诸如)形成的3mm球)；电极PCB 2620(例如，包括至少一个电极，诸如图20的旋转电极垫2312和/或按压电极垫2310)；棘爪弹簧2622；基部组件2504(例如，由ABS形成)；和粘合剂2624(例如，3M的467粘合剂)。在一些实施方案中，粘合剂2624的尺寸可设定成覆盖基部组件2504的与电极PCB 2620的一个或多个电极相对的侧2506(即，基部组件2504的被配置为面向触摸屏设备的侧2506)的至少基本上整个表面。例如，如图21B所示，粘合剂2624与基部组件2504的侧2506尺寸相同。
基部组件2504和导电帽2606一起封装其他部件(例如，电极PCB 2620、内部壳体2626、棘爪弹簧2622、棘爪球2618、轴承2614、连接弹簧2616、星锁保持器2612、圆顶PCB2610和圆顶开关2608)。基部组件2504可用粘合剂2624直接固定到触摸屏(例如，图20的触摸屏2320)。基部组件2504还可包括棘爪2628，以与棘爪球2618接合，并提供对KoD设备2500的旋转的机械阻力，并且将基部组件2504机械地固定到内部壳体2626。基部组件2504进一步包括柱2630，该柱被配置为耦接到轴承2614，这使得内部壳体2626和耦接到其的部件(例如，电极PCB 2620、圆顶PCB 2610、圆顶开关2608、导电帽2606、环形粘合剂2604、导电装饰环2602)能够相对于柱2630旋转。
在一些实施方案中，连接弹簧2616被配置为将圆顶PCB 2610连接到内部壳体2626。在一些实施方案中，该组件可使用星锁保持器2612和连接弹簧2616固定到基部组件2504。然而，在一些实施方案中，可使用焊料将圆顶PCB 2610连接到电极PCB 2620。相对薄的轴承2614(在一些实施方案中为1mm至2mm厚)可用于减小KoD设备2500的总高度。在一些实施方案中，不是使用轴承2614，而是可使用两种不同塑料之间的界面作为轴承，这可能是相对低成本的实施方式。如上文所指出的，KoD设备2500的总高度应优选地不超过10mm。
电极PCB 2620的至少一个电极(例如，图20的按压电极垫2310、旋转电极垫2312)可通过基部组件2504和粘合剂2624来感测。当基部组件变成触摸传感器表面的延伸部时，基部组件2504的厚度可能会影响性能。
图21C至图21H示出了KoD设备的各种视图，其中的图中文字如上文所标识。图21C是KoD设备2500的底视图，图21E是KoD设备2500的顶视图，并且图21G是KoD设备2500的透视图。图21D是穿过图21C的横截面D-D截取的剖视图，图21F是穿过图21C的横截面F-F截取的剖视图，并且图21H是穿过图21C的横截面H-H截取的剖视图。
图21I和图21J是KoD设备2500的剖视图。图21I示出了与基部组件2504的侧壁2812的内壁的棘爪2628接合的棘爪球2618。棘爪弹簧2622被配置为向棘爪球2618施加向外的力以保持止动球2618与棘爪2628之间的接合。图21I还示出了施加到基部组件2504的侧2506(由基部组件2504的侧2506承载)的粘合剂2624，侧2506被配置为面向触摸屏设备。作为非限制性示例，粘合剂2624可被配置为跨越基部组件2504的至少基本上整个侧2506，如图21I所示。同样作为非限制性示例，基部组件2504的厚度2810可基本上为0.5mm或更小。
如图21J所示，KoD设备2500可包括在基部组件2504与导电帽2606之间的至少一个密封件2806，以防止外来材料进入KoD设备2500。在一些实施方案中，导电帽2606包括一个或多个夹具2808，该一个或多个夹具被配置为将导电帽2606固定到内部壳体2626，如图21J所示。
图22A和图22B是与图20的KoD系统2300类似的KoD系统3002的视图。KoD系统3002包括与图20的触摸屏设备2304类似的触摸屏设备3008。触摸屏设备3008包括与图20的触摸屏2320类似的触摸屏3010。触摸屏设备3008还包括与图20的触摸传感器2306和控制电路系统2308类似的触摸传感器和控制电路系统(未示出)。KoD系统3002进一步包括固定到触摸屏3010的图21A的KoD设备2500。作为非限制性示例，KoD设备2500的基部组件2504(未示出)可使用粘合剂2624(图21B)固定到触摸屏3010。导电帽2606的旋转3018可导致KoD设备2500的旋转电极垫随导电帽2606一起旋转。KoD设备2500的按压电极垫和旋转电极垫可接合接近3016触摸屏设备3008的触摸传感器。
图22B示出了用户的手指3012接触KoD设备2500的触摸表面2502。响应于手指3012接触触摸表面2502，触摸屏设备3008被布置为在触摸屏3010上显示对应于按压电极垫和旋转电极垫中的一者或多者的检测的环3014。该检测由触摸表面2502与旋转电极垫的电连接以及触摸表面2502与按压电极垫的可切换连接产生，如上文所讨论。因此，KoD设备2500被配置为将手指3012电连接到按压电极垫和旋转电极垫中的一者或多者。
考虑到基部组件2504的存在，可基于KoD设备2500的敏感性性能调整触摸屏设备3008的控制电路系统(例如，图20的控制电路系统2308)的固件以提供足够的性能。
图23是示出根据一些实施方案的组装KoD系统(例如，图20的KoD系统2300)的方法3100的流程图。在操作3102中，方法3100包括将粘合剂(例如，图21B的粘合剂2624)施加到KoD设备(例如，图20的KoD设备2302、图21A的KoD设备2500)的基部组件(例如，图20的基部组件2318、图21A的基部组件2504)，该基部组件至少部分地容纳一个或多个电极(例如，图20的按压电极垫2310和/或旋转电极垫2312)，该一个或多个电极被配置为与触摸屏设备(例如，图20的触摸屏设备2304、图22A和图22B的触摸屏设备3008)的触摸传感器(例如，图20的触摸传感器2306)交互。作为非限制性示例，图21B示出了待施加到基部组件2504的粘合剂2624。在一些实施方案中，将粘合剂施加到基部组件包括将粘合剂施加到基部组件的被配置为面向触摸屏设备的基本上整个表面。
在操作3104中，方法3100包括将KoD设备固定到触摸屏设备的触摸屏，其中在一个或多个电极与触摸屏之间具有基部组件。作为非限制性示例，图22A和图22B示出了经由图21B的粘合剂2624固定到触摸屏设备3008的KoD设备2500。
图24是可用于一些实施方案的计算设备3200的框图。该计算设备3200包括可操作地耦接到一个或多个数据存储设备(在本文有时称为“存储装置”3204)的一个或多个处理器3202(在本文有时称为“处理器”3202)。存储装置3204包括存储在其上的计算机可读指令(例如，软件、固件)。计算机可读指令被配置为指示处理器3202执行本文所公开的实施方案的操作。作为非限制性示例，计算机可读指令可被配置为指示处理器3202执行图1的控制电路系统108和/或图20的控制电路系统2308的至少一部分或全部。
在一些实施方案中，处理器3202包括中央处理单元(CPU)、微控制器、可编程逻辑控制器(PLC)、其他可编程端部或它们的任何组合。在一些实施方案中，存储装置3204包括易失性数据存储装置(例如，随机存取存储器(RAM))、非易失性数据存储装置(例如但不限于闪存存储器、硬盘驱动器、固态驱动器、可擦可编程只读存储器(EPROM))。在一些实施方案中，处理器3202被配置为将存储在非易失性数据存储装置中的计算机可读指令传输到易失性数据存储装置以供执行。在一些实施方案中，处理器3202和存储装置3204可被实现为单个设备(例如，半导体器件产品、片上系统(SOC))。
应当指出的是，应注意避免圆顶开关与按压电极垫之间的电容耦合触发错误按压检测。如果该电容至少比按下状态下的电极节点电容小四倍(甚至十倍)，则错误检测应该是最小的或者被消除了。此外，应注意避免将中央圆顶放置得太靠近触摸屏，从而干扰触摸屏。此外，对于极低剖面KoD，应注意使触摸表面远离触摸传感器的接合接近范围，尤其是在松开位置，以避免触摸表面本身触发触摸传感器的触摸。此外，在具有相对较大直径的KoD中，可使用围绕直径的多个按压电极垫。响应于对KoD的按压，最邻近按压位置的按压电极垫可电连接到KoD的触摸表面。
实施例
以下是示例性实施方案的非穷举、非限制性列表。并非以下列出的示例性实施方案中的每一个均被清楚且单独地指示为可与下面列出的示例性实施方案以及上述实施方案中的所有其他实施方案组合。然而，意图是这些示例性实施方案可与所有其他示例性实施方案和上述实施方案组合，除非对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是这些实施方案不可组合。
实施例1：一种显示器上旋钮(KoD)设备，该KoD设备包括：触摸表面，该触摸表面包含导电材料，该触摸表面被配置为响应于施加到触摸表面的压力而定位在默认情况下的松开位置和按下位置；和按压电极垫，该按压电极垫被配置为定位成在松开位置和按下位置两者中都接合接近触摸屏设备的触摸传感器，该按压电极垫响应于按下位置而电连接到触摸表面的导电材料并且在松开位置与触摸表面的导电材料电隔离。
实施例2：根据实施例1所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括旋转电极垫，该旋转电极垫被配置为定位成在松开位置和按下位置两者中都接合接近触摸屏设备的触摸传感器，该旋转电极垫在松开位置和按下位置两者中都电连接到触摸表面的导电材料。
实施例3：根据实施例2所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括柔性印刷电路，该柔性印刷电路被配置为将按压电极垫和旋转电极垫电连接到触摸表面。
实施例4：根据实施例2所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括印刷电路板，该印刷电路板被配置为将按压电极垫和旋转电极垫电连接到触摸表面。
实施例5：根据实施例2所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括折叠柔性印刷电路，该折叠柔性印刷电路被配置为将按压电极垫和旋转电极垫电连接到触摸表面。
实施例6：根据实施例2所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括导电包覆成型件，该导电包覆成型包括按压电极垫和旋转电极垫。
实施例7：根据实施例1至6中任一项所述的KoD设备，其中触摸表面的松开位置与触摸表面的按下位置之间的距离小于一毫米(1mm)(例如，0.3mm至0.5mm)。
实施例8：根据实施例1至7中任一项所述的KoD设备，其中触摸表面的松开位置与触摸表面的按下位置之间的距离在十分之三毫米(0.3mm)与五毫米(5mm)之间。
实施例9：根据实施例1至8中任一项所述的KoD设备，其中按压电极垫被配置为响应于触摸表面处于松开位置而保持在电浮置状态。
实施例10：根据实施例1至9中任一项所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括开关，该开关被配置为响应于按下位置而选择性地将按压电极垫可操作地耦接到触摸表面的导电材料。
实施例11：根据实施例10所述的KoD设备，其中开关包括圆顶开关。
实施例12：一种显示器上旋钮(KoD)设备，该KoD设备包括：至少一个电极，该至少一个电极包含导电材料，该至少一个电极被配置为定位成接合接近触摸屏设备的触摸传感器；和基部组件，该基部组件被配置为定位在触摸屏设备的触摸屏与至少一个电极之间，该至少一个电极被配置为通过基部组件与触摸传感器交互。
实施例13：根据实施例12所述的KoD设备，其中基部组件被配置为在基部组件的与至少一个电极相对的触摸传感器侧上承载粘合剂以将KoD设备固定到触摸屏设备的触摸屏。
实施例14：根据实施例13所述的KoD设备，其中基部组件的至少基本上整个触摸传感器侧被配置为承载粘合剂。
实施例15：根据实施例12至14中任一项所述的KoD设备，其中基部组件被配置为至少部分地覆盖KoD设备的包括至少一个电极的端部。
实施例16：根据实施例12至15中任一项所述的KoD设备，其中基部组件为约0.5毫米厚(0.5mm)。
实施例17：根据实施例12至16中任一项所述的KoD设备，其中基部组件包括朝向KoD设备的导电帽延伸的一个或多个侧壁。
实施例18：根据实施例17所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括在基部组件的一个或多个侧壁与KoD设备的导电帽之间的一个或多个密封件。
实施例19：根据实施例12至18中任一项所述的KoD设备，其中至少一个电极包括按压电极垫，该按压电极垫被配置为响应于用户按下KoD设备的导电帽而与触摸传感器交互。
实施例20：根据实施例12至19中任一项所述的KoD设备，其中至少一个电极包括旋转电极垫，该旋转电极垫被配置为响应于用户旋转KoD设备的导电帽而在触摸传感器的接合接近范围内旋转。
实施例21：一种包括KoD系统的车辆，该KoD系统包括触摸屏设备和根据实施例12至20中任一项所述的KoD设备。
实施例22：一种显示器上旋钮(KoD)设备，该KoD设备包括：至少一个电极，该至少一个电极包含导电材料，该至少一个电极被配置为定位成接合接近触摸屏设备的触摸屏；和基部组件，该基部组件被配置为定位在触摸屏设备的触摸屏与至少一个电极之间，该至少一个电极被配置为定位成通过基部组件接合接近触摸屏设备的触摸屏。
实施例23：根据实施例22所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括在基部组件的与至少一个电极相对的侧上的粘合剂以将KoD设备固定到触摸屏设备的触摸屏。
实施例24：根据实施例23所述的KoD设备，其中粘合剂被施加到基部组件的与至少一个电极相对的至少基本上整个侧，使得粘合剂与基部组件的与至少一个电极相对的整个侧具有相同的尺寸。
实施例25：根据实施例22至24中任一项所述的KoD设备，其中基部组件被配置为至少部分地覆盖KoD设备的端部。
实施例26：根据实施例22至25中任一项所述的KoD设备，其中基部组件表现出0.5毫米或更小的厚度。
实施例27：根据实施例22至26中任一项所述的KoD设备，其中基部组件包括朝向KoD设备的导电帽延伸的一个或多个侧壁。
实施例28：根据实施例27所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括在基部组件的一个或多个侧壁与KoD设备的导电帽之间的一个或多个密封件。
实施例29：根据实施例22至28中任一项所述的KoD设备，其中至少一个电极包括按压电极垫，该按压电极垫被配置为响应于KoD设备的导电帽被按下而与触摸传感器交互。
实施例30：根据实施例22至29中任一项所述的KoD设备，其中至少一个电极包括旋转电极垫，该旋转电极垫被配置为响应于KoD设备的导电帽的旋转而在触摸传感器的接合接近范围内旋转。
实施例31：根据实施例22至30中任一项所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括：内部壳体，该内部壳体耦接到至少一个电极；和轴承，该轴承耦接到内部壳体；其中基部组件包括柱，该柱耦接到轴承以使得内部壳体和至少一个电极能够围绕柱旋转。
实施例32：根据实施例31所述的KoD设备，其中基部组件包括棘爪并且内部壳体包括一个或多个棘爪致动器，以提供对内部壳体围绕柱的旋转的机械阻力。
实施例33：一种显示器上旋钮(KoD)系统上，该KoD系统包括：触摸屏设备，该触摸屏设备包括触摸传感器和触摸屏；和KoD设备，该KoD设备包括：基部组件，该基部组件固定到触摸屏设备的触摸屏；和一个或多个电极，该一个或多个电极被定位成通过基部组件与触摸屏设备的触摸传感器接合接近。
实施例34：根据实施例33所述的KoD系统，其中：基部组件包括从其延伸的柱；并且KoD设备进一步包括耦接到一个或多个电极的内部壳体，该基部组件被配置为至少部分地容纳内部壳体，该内部壳体和该一个或多个电极被配置为围绕基部组件的柱旋转。
实施例35：根据实施例33至34中任一项所述的KoD系统，其中触摸屏设备进一步包括控制电路系统，该控制电路系统被配置为控制触摸屏设备以显示KoD设备被配置为与其交互的多个不同的图形用户界面。
实施例36：根据实施例33至35中任一项所述的KoD系统，其中基部组件使用粘合剂固定到触摸屏。
实施例37：根据实施例36所述的KoD系统，其中粘合剂跨越基部组件的面向触摸屏的至少基本上整个表面。
实施例38：根据实施例33至37中任一项所述的KoD系统，其中KoD设备进一步包括触摸表面，该触摸表面响应于KoD设备的第一位置而电连接到一个或多个电极的按压电极垫，该触摸表面响应于KoD设备的第二位置而与按压电极垫电隔离。
实施例39：根据实施例38所述的KoD系统，其中一个或多个电极包括旋转电极垫，该旋转电极垫被配置为电连接到KoD设备的触摸表面，而不管KoD设备的第一位置和KoD设备的所述第二位置。
实施例39A：根据实施例33至39中任一项所述的KoD系统，其中一个或多个电极包括旋转电极垫，该旋转电极垫被配置为电连接到KoD设备的触摸表面，而不管KoD设备的按下位置和KoD设备的松开位置。
实施例40：一种组装显示器上旋钮(KoD)系统的方法，该方法包括：将粘合剂施加到KoD设备的基部组件，该基部组件至少部分地容纳一个或多个电极；以及将KoD设备固定到触摸屏设备的触摸屏，其中在一个或多个电极与触摸屏之间具有基部组件并且其中一个或多个电极被定位成通过基部组件接合接近触摸屏设备的触摸传感器。
实施例41：根据实施例40所述的方法，其中将粘合剂施加到基部组件包括将粘合剂施加到基部组件的被配置为面向触摸屏的基本上整个表面。
实施例41A：根据实施例40所述的方法，其中一个或多个电极定位在距触摸屏设备的触摸传感器固定距离处。
实施例42：一种显示器上旋钮(KoD)设备，该KoD设备包括：触摸表面，该触摸表面包含导电材料，该触摸表面被配置为定位在松开位置和按下位置；和按压电极垫，该按压电极垫被配置为定位成在松开位置和按下位置两者中都接合接近触摸屏设备的触摸传感器，该按压电极垫响应于按下位置和松开位置中的一者而电连接到触摸表面的导电材料并且在按下位置和松开位置中的另一者与触摸表面的导电材料电隔离。
实施例42A：根据实施例40所述的KoD设备，其中按压电极垫响应于按下位置而电连接到触摸表面的导电材料并且在松开位置与触摸表面的导电材料电隔离。
实施例43：根据实施例42所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括旋转电极垫，该旋转电极垫被配置为定位成在松开位置和按下位置两者中都接合接近触摸屏设备的触摸传感器，该旋转电极垫在松开位置和按下位置两者中都电连接到触摸表面的导电材料。
实施例44：根据实施例43所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括柔性印刷电路，该柔性印刷电路被配置为响应于按下位置和松开位置中的一者而将按压电极垫和旋转电极垫电连接到触摸表面。
实施例45：根据实施例43所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括印刷电路板，该印刷电路板被配置为响应于按下位置和松开位置中的一者而将按压电极垫和旋转电极垫电连接到触摸表面。
实施例46：根据实施例43所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括折叠柔性印刷电路，该折叠柔性印刷电路被配置为响应于按下位置和松开位置中的一者而将按压电极垫和旋转电极垫电连接到触摸表面。
实施例47：根据实施例43所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括导电包覆成型件，该导电包覆成型包括按压电极垫和旋转电极垫。
实施例48：根据实施例43至47中任一项所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括毂，该毂被配置为固定到触摸屏设备的触摸屏，该旋转电极垫被配置为围绕毂旋转。
实施例49：根据实施例48所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括棘爪致动器，该棘爪致动器机械地耦接到旋转电极垫，其中毂包括棘爪，该棘爪被配置为响应于棘爪致动器围绕毂的旋转而提供针对棘爪致动器的机械阻力。
实施例50：根据实施例42至49中任一项所述的KoD设备，其中触摸表面的松开位置与触摸表面的按下位置之间的距离小于一毫米(1mm)(例如，0.3mm至0.5mm)。
实施例51：根据实施例42至50中任一项所述的KoD设备，其中触摸表面的松开位置与触摸表面的按下位置之间的距离在0.3毫米与0.5毫米(0.3mm至0.5mm)之间。
实施例52：根据实施例42至51中任一项所述的KoD设备，其中按压电极垫被配置为响应于触摸表面处于松开位置而保持在电浮置状态。
实施例53：根据实施例42至52中任一项所述的KoD设备，该KoD设备进一步包括开关，该开关被配置为响应于按下位置而选择性地将按压电极垫可操作地耦接到触摸表面的导电材料。
实施例54：根据实施例53所述的KoD设备，其中开关包括圆顶开关。
实施例55：一种操作显示器上旋钮(KoD)设备的方法，该方法包括：将KoD设备的触摸表面电连接到旋转电极垫，而不管KoD设备的按下位置或KoD设备的松开位置；响应于所述KoD设备的所述按下位置而将所述触摸表面电连接到所述KoD设备的按压电极垫；以及响应于KoD设备的松开位置而将触摸表面与KoD设备的按压电极垫电隔离。
实施例56：根据实施例55所述的方法，该方法进一步包括将按压电极垫和旋转电极垫与触摸屏设备的触摸屏保持恒定距离，而不管KoD设备的按下位置和松开位置。
实施例57：根据实施例55至56中任一项所述的方法，其中响应于按下位置而将触摸表面电连接到按压电极垫包括响应于圆顶开关对按压接触件的按压而将圆顶开关接触到按压接触件，该圆顶开关电连接到触摸表面，该按压接触件电连接到按压电极垫。
实施例58：根据实施例55至57中任一项所述的方法，其中响应于松开位置而将触摸表面与按压电极垫电隔离包括将按压接触件与圆顶开关电隔离，该圆顶开关电连接到触摸表面，该按压接触件电连接到按压电极垫。
实施例59：一种显示器上旋钮(KoD)系统上，该KoD系统包括：触摸屏设备，该触摸屏设备包括触摸屏和触摸传感器；和KoD设备，该KoD设备固定到触摸屏，该KoD设备包括：触摸表面；和按压电极垫和旋转电极垫，该按压电极垫和该旋转电极垫被配置为与触摸屏保持恒定距离，而不管KoD设备的按下位置和松开位置。
实施例60：根据实施例59所述的(KoD)系统，其中该KoD设备进一步包括毂，该毂固定到触摸屏，其中该旋转电极垫被配置为响应于KoD设备的旋转而围绕毂旋转。
实施例61：根据实施例59至60中任一项所述的(KoD)系统，其中旋转电极垫电连接到触摸表面，而不管KoD设备的按下位置和松开位置，并且其中按压电极垫响应于按下位置而电连接到触摸表面并且响应于松开位置而与触摸表面电隔离。
结语
如在本公开中使用的，术语“模块”或“部件”可以是指被配置为执行可以存储在计算系统的通用硬件(例如，计算机可读介质、处理设备等)上并且/或者由通用硬件执行的模块或部件和/或软件对象或软件例程的动作的特定硬件实施方式。在一些实施方案中，本公开中描述的不同部件、模块、发动机和服务可以实现为在计算系统上执行的对象或进程(例如，作为单独的线程)。虽然本公开中描述的系统和方法中的一些系统和方法通常被描述为在软件中实现(存储在通用硬件上并且/或者由通用硬件执行)，但是特定硬件实施方式或软件和特定硬件实施方式的组合也是可能且可以预期的。
如本公开内容所用，涉及多个元件的术语“组合”可包括所有元件的组合或某些元件的各种不同子组合中的任何一种组合。例如，短语“A、B、C、D或它们的组合”可指A、B、C或D中的任一个；A、B、C和D中的每一个的组合；以及A、B、C或D的任何子组合，如A、B和C；A、B和D；A、C和D；B、C和D；A和B；A和C；A和D；B和C；B和D；或C和D。
用于本公开，尤其是所附权利要求书中的术语(例如，所附权利要求书的主体)通常旨在作为“开放”术语(例如，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”等)。
另外，如果预期特定数量的引入的权利要求表述，则在权利要求中将明确叙述此类意图，并且在不进行此类表述的情况下，不存在此类意图。例如，作为对理解的帮助，以下所附权利要求书可包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求表述。然而，使用此类短语不应理解为暗示由不定冠词“一个”或“一种”引入的权利要求表述将包含此类引入的权利要求表述的任何特定权利要求限定于仅包含一个此类表述的实施方案，即使当相同的权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词，诸如“一个”或“一种”(例如，“一个”和/或“一种”可被解释为指的是“至少一个”或“一个或多个”)；使用用于引入权利要求表述的定冠词的使用也是如此。
此外，即使明确列举了所引入的权利要求表述的特定编号，本领域的技术人员也将认识到，此类表述应被解释为意指至少所列举的数目(例如，在不存在其他修饰语的情况下，“两个表述”的基本表述是指至少两个表述或两个或更多个表述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”或“A、B和C等中的一个或多个”的惯例的那些情况下，通常此类构造旨在仅包括A、仅包括B、仅包括C、包括A和B两者、包括A和C两者、包括B和C两者或包括A、B和C三者等等。
此外，无论在说明书、权利要求书或附图中，呈现两个或更多个另外的术语的任何分离的词或短语应当理解为考虑包括术语中的一个、两个术语中的任意一个或两个术语两者的可能性。例如，短语“A或B”应理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
虽然本文关于某些图示实施方案描述了本发明，但本领域的普通技术人员将认识到并理解本发明不受此限制。相反，在不脱离下文所要求保护的本发明的范围及其法律等同形式的情况下，可对图示实施方案和所述实施方案进行许多添加、删除和修改。此外，来自一个实施方案的特性可与另一个实施方案的特性组合，同时仍被包括在发明人所设想的本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种显示器上旋钮KoD设备，所述KoD设备包括：
所述KoD设备顶部处的导电帽；
所述导电帽下方的圆顶开关，所述导电帽包括电连接到所述圆顶开关的触摸表面；
包括导电垫的印刷电路，所述导电垫包括将所述圆顶开关安装到其上的一个或多个圆顶开关垫；
所述KoD设备底部处的基部组件；
所述基部组件和所述印刷电路之间的内部壳体，所述内部壳体能够围绕所述基部组件内的柱旋转；以及
至少一个电极，所述至少一个电极包含导电材料，所述至少一个电极包括电连接到所述一个或多个圆顶开关垫的第一电极，所述至少一个电极机械地耦接到所述内部壳体以随所述内部壳体一起旋转，
其中所述基部组件的底侧要被安装到触摸屏设备的触摸屏，以使得所述至少一个电极被定位成通过所述基部组件接合接近所述触摸屏设备的所述触摸屏。
2.根据权利要求1所述的KoD设备，所述KoD设备进一步包括施加到所述基部组件的与所述至少一个电极相对的所述底侧的粘合剂以将所述KoD设备固定到所述触摸屏设备的所述触摸屏。
3.根据权利要求1所述的KoD设备，其中包括所述导电垫的所述印刷电路包括印刷电路板(PCB)或柔性印刷电路中的一者。
4.根据权利要求1所述的KoD设备，其中包括所述导电垫的所述印刷电路包括折叠柔性印刷电路，所述折叠柔性印刷电路包括所述至少一个电极。
5.根据权利要求1所述的KoD设备，其中所述基部组件表现出0.5毫米或更小的厚度。
6.根据权利要求1所述的KoD设备，其中所述基部组件包括朝向所述导电帽延伸的一个或多个侧壁。
7.根据权利要求6所述的KoD设备，所述KoD设备进一步包括位于所述基部组件的所述一个或多个侧壁与所述导电帽之间的一个或多个密封件。
8.根据权利要求1所述的KoD设备，其中所述导电帽、所述圆顶开关、以及包括所述导电垫的所述印刷电路被配置为响应于所述导电帽的旋转而随所述内部壳体旋转。
9.根据权利要求1所述的KoD设备，所述KoD设备进一步包括：
轴承，所述轴承耦接到所述内部壳体，
其中所述柱耦接到所述轴承以使得所述内部壳体和所述至少一个电极能够围绕所述柱旋转。
10.根据权利要求9所述的KoD设备，其中所述基部组件包括棘爪并且所述内部壳体包括一个或多个棘爪致动器，以提供对所述内部壳体围绕所述柱的旋转的机械阻力。
11.一种显示器上旋钮KoD系统，所述KoD系统包括：
触摸屏设备，所述触摸屏设备包括触摸传感器和触摸屏；以及
KoD设备，所述KoD设备包括：
所述KoD设备顶部处的导电帽；
所述导电帽下方的圆顶开关，所述导电帽包括电连接到所述圆顶开关的触摸表面；
包括导电垫的印刷电路，所述导电垫包括将所述圆顶开关安装到其上的一个或多个圆顶开关垫；
所述KoD设备底部处的基部组件；
所述基部组件和所述印刷电路之间的内部壳体，所述内部壳体能够围绕所述基部组件内的柱旋转；
包含导电材料的一个或多个电极，所述一个或多个电极包括电连接到所述一个或多个圆顶开关垫的第一电极，所述一个或多个电极机械地耦接到所述内部壳体以随所述内部壳体一起旋转；
所述基部组件的底侧固定到所述触摸屏设备的所述触摸屏；和
所述一个或多个电极被定位成通过所述基部组件与所述触摸屏设备的所述触摸传感器接合接近。
12.根据权利要求11所述的KoD系统，其中包括所述导电垫的所述印刷电路包括以下至少一项：
印刷电路板(PCB)或柔性印刷电路。
13.根据权利要求11所述的KoD系统，其中所述基部组件使用粘合剂固定到所述触摸屏。
14.根据权利要求11所述的KoD系统，其中所述印刷电路包括折叠柔性印刷电路，所述折叠柔性印刷电路包括所述一个或多个电极。
15.根据权利要求11所述的KoD系统，其中：
所述导电垫包括所述圆顶开关下方的按压接触件，
所述一个或多个电极包括第二电极，
所述第二电极电连接到所述按压接触件，
所述第二电极机械地耦接到所述内部壳体以随所述内部壳体一起旋转，
所述圆顶开关将电连接到所述按压接触件以使得所述触摸表面响应于所述触摸表面的按下位置而电连接到所述第二电极，并且所述触摸表面响应于所述触摸表面的松开位置而与所述第二电极电隔离。
16.根据权利要求15所述的KoD系统，其中所述第一电极电连接到所述导电帽的所述触摸表面，而不管所述触摸表面的所述按下位置和所述触摸表面的所述松开位置。
17.根据权利要求11所述的KoD系统，其中所述导电帽、所述圆顶开关、以及包括所述导电垫的所述印刷电路被配置为响应于所述导电帽的旋转而随所述内部壳体旋转。
18.一种组装显示器上旋钮KoD系统的方法，所述方法包括：
提供KoD设备，所述KoD设备包括所述KoD设备顶部处的导电帽；所述导电帽下方的圆顶开关，所述导电帽包括电连接到所述圆顶开关的触摸表面；包括导电垫的印刷电路，所述导电垫包括将所述圆顶开关安装到其上的一个或多个圆顶开关垫；所述KoD设备底部处的基部组件；所述基部组件和所述印刷电路之间的内部壳体，所述内部壳体能够围绕所述基部组件内的柱旋转；以及一个或多个电极，所述一个或多个电极包含导电材料，所述一个或多个电极包括电连接到所述一个或多个圆顶开关垫的第一电极，所述一个或多个电极机械地耦接到所述内部壳体以随所述内部壳体一起旋转；
将粘合剂施加到KoD设备的所述基部组件的底侧；以及
使用所述基部组件的所述底侧上的所述粘合剂将所述KoD设备固定到触摸屏设备的触摸屏，以使得所述一个或多个电极被定位成通过所述基部组件接合接近所述触摸屏设备的触摸传感器。
19.根据权利要求18所述的方法，其中将所述粘合剂施加到所述基部组件的所述底侧包括将所述粘合剂施加到所述基部组件的面向所述触摸屏的基本上整个底面。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述一个或多个电极定位在距所述触摸屏设备的所述触摸传感器固定距离处。
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