CN116266667A - 便携式电子物体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种便携式电子物体(1)，该便携式电子物体(1)包括设置有外部元件(2)的外壳(3)，所述外部元件(2)完全或部分地形成所述便携式电子物体(1)的触摸界面，所述外部元件包括中空主体，所述中空主体容纳衬底(5)，在所述衬底(5)上形成有所述便携式电子物体(1)的通信模块(6)的天线电路(10)和所述便携式电子物体(1)的触摸控制件(8)的触摸控制电路(13)。

Description

便携式电子物体
技术领域
本发明涉及一种包括外部元件的便携式电子物体，所述外部元件完全或部分地形成触摸界面并且包括所述便携式电子物体的通信模块的天线电路。
背景技术
可以连接到通信网络的许多便携式电子物体在现有技术中是已知的，例如设置有触摸界面的电子表，触摸界面通常布置在这些电子表的表镜中。一般而言，这种触摸界面用于改善手表的交互性并简化其操作，特别是当这些触摸界面提供大量菜单和功能时。
为了能够连接到诸如蓝牙类型的通信网络或地理定位相关的网络，此类电子物体包括通常集成了天线的通信装置。已知的是，这种天线的最佳尺寸直接取决于发射/接收信号的波长。实际上，具有最佳长度的天线允许以全功率发送/接收完整的信号。
在诸如手表之类的电子物体中，可用空间有限，天线应当具有合适的设计，以便集成在表壳中。如果手表集成了在无线电频率(例如2.4GHz或1.5GHz)上工作的无线电通信装置，则产品的尺寸对于波长(120mm和200mm)而言变得至关重要。
此外，由于诸如手表的电子物体包括许多金属部分并且天线应与其隔离，因此还应考虑其它约束。
在此背景下，可以理解，需要找到一种解决方案，特别是不具有现有技术的缺点的解决方案。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种便携式电子物体，例如手表，其包括触摸界面并且集成了天线电路，该天线电路具有最佳长度以便完整并以全功率发送/接收信号并且旨在安装在容纳容积有限的表壳中。
本发明的另一个目的是获得一种便携式电子物体，其美观性、能量消耗和制造成本不受或几乎不受将触摸界面和天线电路集成到该电子物体的外部元件中的影响。
为此目的，本发明涉及一种便携式电子物体，该便携式电子物体包括设置有外部元件的外壳，所述外部元件完全或部分地形成所述便携式电子物体的触摸界面，所述外部元件包括中空主体，所述中空主体容纳衬底，在该衬底上形成有所述便携式电子物体的通信模块的天线电路和所述便携式电子物体的触摸控制件的触摸控制电路。
在其它实施例中：
-衬底包括主要部分以及第一和第二连接部分，每个连接部分都旨在相对于该主要部分弯折；
-衬底包括上表面，天线电路和触摸控制电路形成在该上表面上；
-天线电路包括形成在衬底的主要部分的上表面的第一部分上的第一和第二导线束，所述第一和第二导线束中的每一者都具有近端和远端，并且所述第一和第二导线束在它们的近端和远端之间平行延伸，第一和第二导线束通过它们的远端并在它们的近端处连接；
-触摸控制电路包括形成在衬底的主要部分的上表面的第二部分上的至少一个电极，所述电极由施加在所述上表面上的至少一种导电材料层形成；
-该衬底的主要部分的上表面优选定位在限定于外部元件的中空主体中的壳腔内，并与该壳腔的形成该外部元件的外表面的壁相对；
-衬底由柔性塑料制成；
-天线电路包括微电路，微电路经由形成在衬底的上表面上的第一连接线连接到第一和第二导线束；
-控制电路包括微控制器，微控制器经由形成在衬底的上表面上的至少一条第二连接线连接到所述至少一个电极；
-外部元件由至少一种介电材料和/或非导电材料制成；
-该便携式电子物体是手表，特别是智能手表，所述手表包括外部元件，该外部元件是设置有壳腔的表圈，所述衬底布置在该壳腔内；
-通信模块配置为根据蓝牙类型协议进行通信。
附图说明
本发明的其它特征和优点将从以下参考下面列出的附图进行的详细描述中更清楚地显现：
-图1是根据本发明的一个实施例的便携式电子物体的示意图，该便携式电子物体包括完全或部分地形成所述物体的触摸界面的外部元件；
-图2是可容纳在外部元件的壳腔内的衬底的图示，所述衬底包括根据本发明的实施例的所述物体的通信模块的天线电路和所述物体的触摸控制件的触摸控制电路；
-图3是根据本发明的实施例的包括天线电路和触摸控制电路的衬底的变型的图示，以及
-图4示出当便携式电子物体是根据本发明的实施例的电子表时形成包括衬底的外部元件的表圈。
具体实施方式
参照图1，本发明涵盖便携式电子物体1或便携式电子设备。在本发明的当前实施例中，该便携式电子物体1优选为电子表，例如智能手表。或者，应当指出的是，该便携式电子物体1也可以是智能手机、移动GPS设备、笔记本电脑、触控式平板电脑、运动手表、健身追踪器、心率计设备或音乐播放器。
在此背景下，该便携式电子物体1设置有包括外部元件2的外壳3，该外部元件2完全或部分地形成所述便携式电子物体1的触摸界面，所述便携式电子物体的佩戴者可以通过该触摸界面与所述便携式电子物体交互。该外壳3还包括中间部件，该中间部件可由金属(例如钢，优选不锈钢)、合成材料(例如包括用纤维(通常为碳纤维)增强的聚合物基体的复合材料)或陶瓷或至少一种介电和/或非导电材料制成。外壳3还包括后盖和表镜，后盖和表镜用于与中间部件一起形成该外壳3的壳腔。特别是，所述便携式电子物体1的显示装置7和电子装置4布置在该壳腔内。
显示装置7包括显示元件，其可以是诸如指针的模拟显示元件和/或诸如LCD、LED或OLED屏幕的数字显示元件。该显示装置7位于表镜与电子装置4之间，在表镜与该显示装置7之间可布置有间隔件或凸缘。
对于电子装置4，它配置为提供必须在该显示装置7上显示的至少一条信息。非穷尽地且非限制性地，该电子装置4包括通信模块6、便携式电子物体1的控制模块、电能蓄能器(特别是电池)以及不同的传感器，例如参与确定地理位置、位置的海拔高度或温度的传感器，或确定便携式电子物体1的佩戴者的生物特征、生命特征和/或行为参数的传感器。
应当指出，在这种构型中，控制模块使得该便携式电子物体1的佩戴者能够与该便携式电子物体1交互，特别是通过能够启用/停用/选择可通过该便携式电子物体1实现的不同功能实现交互。该控制模块包括触摸控制件8，并且在一些替代方案中包括其它控制构件，例如布置在中间部件上的推动件或按钮。
在电子装置4中，通信模块6包括连接到微电路11的天线电路10，并且触摸控制件8包括连接到触摸控制电路13的微控制器12。稍后我们将看到，天线电路10和触摸控制电路13布置在衬底5上，衬底5包括在外部元件2内，外部元件2完全或部分地形成所述便携式电子物体1的触摸界面。
优选地，该外部元件2紧固在外壳3的中间部件上。该外部元件2可以是可移除地紧固在中间部件上的部件，或者是与该中间部件一体制成的部件。它可以由一个整体部件构成，或者相反地由以可逆和/或紧密方式连接在一起的两个部分制成的部件构成。外部元件2包括中空主体，该中空主体包括壳腔，设置有天线电路10和触摸控制电路13的衬底5位于该壳腔内。为了使该天线电路10和该控制电路13有效和/或最佳地工作，该外部元件2由至少一种介电和/或非导电材料制成。所述至少一种材料允许有助于实现触摸控制件8的电容效应。该材料还有助于使天线电路10的辐射不劣化、扩大其电长度并提高其在物理尺寸方面的效率。例如，这种材料可以是聚合物、钛或陶瓷或任何其它合成材料。应当指出的是，该外部元件2的整个主体可以不由这种类型材料制成，而是只有该主体的布置有天线电路10和控制电路13的部分由这种材料制成。
在便携式电子物体1是电子表的情况下，外部元件2可以是图4中可见的表圈。该表圈于是位于中间部件处并扣住表镜。它可以由旋转表圈或固定表圈构成。表圈也可以布置在外壳3中以与中间部件形成一体，即，中间部件-表圈。中间部件和表圈具有外表面，该外表面是该手表的佩戴者可见的表面。表圈可以在其外表面上包括刻度。在图示的示例中，刻度包括数字(优选阿拉伯数字)形式的图形标识24。可以进一步注意到，在此背景下，电子装置4例如是电子钟表机芯。
参照图2至4，该外部元件2内包括的衬底5有利地以柔性印刷电路(通称为“flex”)的形式制成。优选地，也称为“支承件”或“板”的衬底5由高性能柔性塑料材料制造。这种塑料材料可以是聚合物，例如称为KaptonTM的聚酰亚胺或聚酯。该衬底5包括具有大致圆形形状的主要部分17a以及在衬底5的主要部分17a的外边缘23a(图2中可见)或内边缘23b(图3中可见)上限定出的第一连接部分17b和第二连接部分17c，第一连接部分17b和第二连接部分17c从所述外边缘23a、内边缘23b放射状地延伸出来。第一连接部分17b和第二连接部分17c的形式是衬底5的突起。该衬底5包括上表面16和下表面，它们是平面的并且彼此平行。衬底5的主要部分17a的形状与衬底5要定位在其内的表圈2的壳腔的形状相似或基本相似。在此构型中，该衬底5的主要部分17a的上表面16优选地布置在该壳腔内，并与该壳腔的构成/形成该外部元件2的外表面的壁相对。对于第一连接部分17b和第二连接部分17c，其各自都旨在相对于上表面16弯折，以便分别连接到触摸控制件8的微控制器12和通信模块6的微电路11。为此，外部元件2可以包括开口，该开口提供通向包括触摸控制件8的微控制器12和通信模块6的微电路11的电子装置4的印刷电路14的通道。形成在该外部元件2的主体中的该开口可由第一连接部分17b和第二连接部分17c穿过。
参照图2和3，触摸控制件8包括连接到触摸控制电路13的微控制器12。该触摸控制电路13包括电极22，电极22沉积在外部元件2内包括的衬底5的主要部分17a上。每个电极22的形式都可以是形成连接点的导电材料层。该电极22具有圆形或平行六面体或三角形的形状。在此构型中，触摸控制电路13还包括至少一条第二连接线20，该第二连接线20在衬底5的上表面16上。该至少一条第二连接线20能够与包括微控制器12的电子装置4的印刷电路14的至少一条电线15b协作。这样，每个电极22因此通过所述至少一条第二连接线20和所述至少一条电线15b连接到微控制器12。因此，所述至少一条第二连接线20在衬底5的上表面16上，同时从电极22一直延伸到第一连接部分17b的自由端。最后，可以注意到，触摸控制电路13优选地包括与主要部分17a所包括的电极22一样多的第二连接线20。
在图2至4中可见的实施例中，便携式电子物体1是电子表，触摸控制件8包括分布在衬底5的主要部分17a的上表面16上的六个电极22。更具体地，这些电极22被施加/沉积在衬底5的该上表面16上，以便在表圈的外表面25上限定/形成两个不同的触摸区域18a、18b，这两个触摸区域18a、18b形成所述便携式电子物体1的触摸界面。第一触摸区域18a包括三个电极22，这三个电极22分别布置在限定于表圈2的外表面25上的图形标识24二、三和四下方。第二触摸区域18b也包括三个电极22，这三个电极22分别布置在限定于表圈的外表面25上的图形标识24五、六和七下方。在此构型中，第一触摸区域18a使得手表的佩戴者能够通过执行附件如触笔或他的肢体之一如手指的尖端在该第一触摸区域18a上的移动、特别是“竖直移动”(在图4中标记为Dv)来与手表交互。对于第二触摸区域18b，它使得手表的佩戴者能够通过执行这种附件或他的肢体之一的尖端在该第二触摸区域18b上的移动、特别是“水平移动”(图4中标记为Dh)来与手表交互。竖直移动描绘了与表圈的对称轴线A平行或基本平行的轨迹，而水平移动描绘了与该对称轴线A或与通过竖直移动描绘的轨迹垂直或基本垂直的轨迹。该对称轴线A将表圈分成两个相等的部分，同时将该表圈的外表面25上存在的图形标识24十二和六连接。
在电子装置4中，通信模块6使得便携式电子物体1能够连接到蓝牙类型的通信网络。换言之，通信模块6配置为根据蓝牙类型协议进行通信。或者，该通信模块6使得便携式电子物体1能够连接到GNSS(地理定位和导航卫星系统)卫星定位网络，例如GPS(全球定位系统)、Glonass或Galileo。该通信模块6包括连接到微电路11的天线电路10。该天线电路10在衬底5的上表面16上。该天线电路10包括第一导线束19a和第二导线束19b，每条导线束都具有近端和远端，并且在它们的近端和远端之间平行延伸。在该天线电路10中，具有平行的两条导线束的架构允许拓宽频带(100MHz)，这是例如通过蓝牙类型通信网络(2.4GHz)进行通信所必需的。在该天线电路10中，第一导线束19a和第二导线束19b通过它们的远端并且在它们的近端处连接。在此构型中，天线电路10基本上根据圆弧线延伸，并包括平行布置在衬底5上的遵循该圆弧线的两条导线束19a、19b。该天线电路10还包括连接到这些近端的第一连接线21，第一连接线21在衬底5的上表面16上。该第一连接线21能够与包括通信模块6的微电路11的电子装置4的印刷电路14的至少一条电线15a协作。这样，天线电路10通过所述至少一条第一连接线21和所述至少一条电线15a连接到该微电路11。此外，该第一连接线21在衬底5的上表面16上，同时从第一导线束19a和第二导线束19b的近端一直延伸到衬底5的第二连接部分17c的自由端。
如我们所见，天线电路10和触摸控制电路13完全或部分地形成在衬底5的主要部分17a的上表面16的不同部分上。更具体地，主要部分17a的该上表面16包括具有基本相同的表面积或相同的表面积的两个部分。该第一部分包括天线电路10的第一导线束19a和第二导线束19b以及第一连接线21的一部分。第二部分包括触摸控制电路13的电极22以及第二连接线20的一部分。
还应当指出的是，触摸控制电路13和天线电路10可以在由聚酯制成的衬底5上用银进行丝网印刷，或者可以在由聚酰亚胺制成的衬底5上用铜进行丝网印刷。
不言而喻，本发明不限于刚刚描述的实施例，并且本领域技术人员可以考虑各种简单的修改和变型而不背离通过所附权利要求所限定的本发明的范围。

Claims (12)

1.一种便携式电子物体(1)，该便携式电子物体(1)包括设置有外部元件(2)的外壳(3)，所述外部元件(2)完全或部分地形成所述便携式电子物体(1)的触摸界面，所述外部元件包括中空主体，所述中空主体容纳衬底(5)，在所述衬底(5)上形成有所述便携式电子物体(1)的通信模块(6)的天线电路(10)和所述便携式电子物体(1)的触摸控制件(8)的触摸控制电路(13)。
2.根据权利要求1所述的便携式电子物体(1)，其特征在于，所述衬底(5)包括主要部分(17a)以及第一连接部分(17b)和第二连接部分(17c)，所述第一连接部分(17b)和所述第二连接部分(17c)均旨在相对于所述主要部分(17a)弯折。
3.根据前述权利要求中任一项所述的便携式电子物体(1)，其特征在于，所述衬底(5)包括上表面(16)，所述天线电路(10)和所述触摸控制电路(13)形成在所述上表面(16)上。
4.根据权利要求3所述的便携式电子物体(1)，其特征在于，所述天线电路(10)包括第一导线束(19a)和第二导线束(19b)，所述第一导线束(19a)和所述第二导线束(19b)形成在所述衬底(5)的主要部分(17a)所包括的上表面(16)的第一部分上，所述第一导线束(19a)和所述第二导线束(19b)均具有近端和远端并且在所述近端和所述远端之间平行延伸，所述第一导线束(19a)和所述第二导线束(19b)在所述远端和所述近端处相连接。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的便携式电子物体(1)，其特征在于，所述触摸控制电路(13)包括至少一个电极(22)，所述电极(22)形成在所述衬底(5)的主要部分(17a)所包括的上表面(16)的第二部分上，所述电极(22)由施加在所述上表面(16)上的至少一种导电材料层形成。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的便携式电子物体(1)，其特征在于，该衬底(5)的主要部分(17a)所包括的上表面(16)定位在限定于所述外部元件(2)的所述中空主体中的壳腔内，并与该壳腔的形成该外部元件(2)的外表面的壁相对。
7.根据权利要求6所述的便携式电子物体(1)，其特征在于，所述衬底(5)由柔性塑料制成。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的便携式电子物体(1)，其特征在于，所述天线电路(10)包括微电路(11)，所述微电路(11)经由形成在所述衬底(5)的上表面(16)上的第一连接线(21)连接到所述第一导线束(19a)和所述第二导线束(19b)。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的便携式电子物体(1)，其特征在于，所述触摸控制电路(13)包括微控制器(12)，所述微控制器(12)经由形成在所述衬底(5)的上表面(16)上的至少一条第二连接线(20)连接到所述至少一个电极(22)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的便携式电子物体(1)，其特征在于，所述外部元件(2)由至少一种介电材料和/或非导电材料制成。
11.根据前述权利要求中任一项所述的便携式电子物体(1)，其特征在于，所述便携式电子物体(1)是手表，特别是智能手表，所述手表包括所述外部元件(2)，所述外部元件(2)是设置有壳腔的表圈，所述衬底(5)布置在所述壳腔内。
12.根据前述权利要求中任一项所述的便携式电子物体(1)，其特征在于，所述通信模块(6)配置为根据蓝牙类型协议进行通信。
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