CN210745108U - 具有基于电感的用户接口元件的装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种具有基于电感的用户接口元件的装置，包括：壳体，该壳体具有第一内表面；以及，基于电感的用户接口元件，包括基板，该基板接近第一内表面并且沿着垂直于第一内表面的第一轴线与第一内表面间隔开第一间隙，其中，基板包括一个或多个感应按钮线圈并且基板选自由下述构成的组：柔性印刷电路(FPC)和刚性印刷电路板(PCB)；以及一个或多个压缩式二级体，该压缩式二级体置于第一内表面与基板之间，其中，第一内表面是平面的，一个或多个压缩式二级体在垂直于第一内表面的方向上具有与第一间隙相等的厚度，第一间隙在0.02mm至0.2mm之间，并且第一内表面、基板、一个或多个感应按钮线圈以及一个或多个压缩式二级体形成感应按钮的一部分。

Description

具有基于电感的用户接口元件的装置

技术领域

本公开内容涉及可穿戴设备技术领域，更具体地涉及包括基于电感的用户接口元件的机构。

背景技术

在本文中可以被称为生物计量监测设备或健身追踪器的可穿戴设备，诸如手表或个人健身与健康监测设备，可以由用户穿戴在用户的身体上的各种部位，诸如围绕用户的腕部穿戴。这种设备通常可能包括一个或多个按钮(button，按键)或者其他用户接口元件，其允许用户例如浏览不同的显示屏幕、启动计时器或以其他方式影响设备的功能。

实用新型内容

在本说明书中所描述的主题的一个或多个实现方式的细节在下文的附图和描述中进行阐述。其他特征、方面和优点将从描述、附图和权利要求变得明显。

在一些实现方式中，装置可以被设置为包括：壳体，该壳体具有第一内表面；基板，该基板接近第一内表面并且沿着垂直于第一内表面的第一轴线与第一内表面间隔开第一间隙；以及一个或多个压缩式二级体，该压缩式二级体置于第一内表面与基板之间。基板可以包括一个或多个感应按钮线圈并且可以是柔性印刷电路(FPC)或刚性印刷电路板(PCB)。在这种实现方式中，第一内表面可以是平面的，一个或多个压缩式二级体可以在垂直于所述第一内表面的方向上具有与第一间隙相等的厚度，并且第一内表面、基板、一个或多个感应按钮线圈以及一个或多个压缩式二级体可以形成感应按钮的一部分。在某些这种实现方式中，第一间隙在0.02mm 至0.2mm之间。

在一些实现方式中，第一间隙可以小于或等于0.1mm。在一些其他实现方式中，第一间隙可以小于0.1mm。

在一些实现方式中，一个或多个感应按钮线圈可以包括具有长圆形、矩形或椭圆形的螺旋形状的第一感应按钮线圈，该第一感应按钮线圈在平行于基板的一方向上具有大约8.3mm±0.1mm的长尺寸并且在平行于基板的另一方向上具有2.8mm±0.1mm的短尺寸，并且第一感应按钮线圈具有至少在7个至8个之间的环圈(loop，环状结构)。在一些实现方式中，一个或多个感应按钮线圈可以包括具有长圆形、矩形或椭圆形的螺旋形状的第一感应按钮线圈，该第一感应按钮线圈在平行于基板的一方向上具有大约8.3mm±6mm的长尺寸并且在平行于基板的另一方向上具有2.8mm ±2mm的短尺寸，并且第一感应按钮线圈可以具有至少在2至15个之间的环圈。在某些这种实现方式中，第一感应按钮线圈可以具有0.5至5uH的电感。

在一些实现方式中，一个或多个感应按钮线圈可以包括第二感应按钮线圈，该第二感应按钮线圈与第一感应按钮线圈相同，但是定位在基板的不同的层上并且以相反的方向卷绕，并且第一感应按钮线圈可以与第二感应按钮线圈电串联。

在一些实现方式中，一个或多个压缩式二级体可以各自包括间隔件层和粘附层，该粘附层可以将间隔件层的第一侧粘附到基板，并且间隔件层的第二侧可以在没有粘附的情况下接触第一内表面。

在一些实现方式中，一个或多个压缩式二级体可以各自包括间隔件层和粘附层，该粘附层可以将间隔件层的第一侧粘附到第一内表面，并且间隔件层的第二侧可以在没有粘附的情况下接触基板。

在一些实现方式中，装置还可以包括电感到数字转换器(LDC)，该电感到数字转换器电耦接到一个或多个感应按钮线圈并且被配置为测量一个或多个感应按钮线圈响应于第一内表面的变形的电感的变化。

在装置的一些实现方式中，该装置还可以包括：振动电机；以及控制器，该控制器包括存储器和一个或多个处理器。一个或多个处理器、存储器、振动电机和LDC可以可操作地连接，并且存储器可以储存用于控制一个或多个处理器执行下述的指令：从LDC接收指示一个或多个感应按钮线圈的电感的变化的信号，并且响应于该信号，使振动电机产生振动性输出。

在具有LDC的装置的一些实现方式中，该装置还可以包括第一印刷电路板(PCB)，并且LDC可以安装到第一PCB的面朝壳体的底部内表面的表面。第一PCB可以安装在所述壳体中，使得在壳体的底部内表面与第一 PCB之间在以LDC为中心的第一区域内不存在压缩载荷路径，当沿着第一轴线观察时，第一区域可以是具有至少4mm的直径的圆形区域，并且由于在第一区域内不存在压缩载荷路径，所以LDC可以基本上在机械上与壳体的偏斜隔离，从而减少了由LDC的屈曲引起的电瞬变。

在装置的某些这种实施方式中，该装置可以包括置于第一PCB与底部内表面之间的一个或多个PCB间隔件，该一个或多个PCB间隔件提供第一 PCB与底部内表面之间的压缩载荷路径，其中，每一个PCB间隔件是大体上平面的不导电材料件。

在装置的一些实现方式中，壳体可以具有第二内表面，第一内表面可以面朝第二内表面，使得第一内表面的法线与第二内表面相交，并且第一内表面可以是底切表面。

在装置的一些实现方式中，壳体可以包括第一外表面，当沿着第一轴线观察时，第一外表面与第一内表面叠置，第一外表面可以在长度上小于或等于20mm并且在宽度上小于或等于12mm，并且壳体还可以包括与第一外表面相邻的一个或多个第二外表面。在这种实现方式中，第一外表面可以形成一个或多个第二外表面中的不连续部，第一内表面与第一外表面之间的在平行于第一轴线的方向上的第一距离可以小于或等于1.5mm，并且第一距离可以是第一内表面与第一外表面之间的最短距离。

在装置的一些实现方式中，第一外表面可以具有凹形的截面。

在装置的一些实现方式中，装置还可以包括加固件，基板和一个或多个压缩式二级体可以置于第一内表面与加固件之间，基板可以是具有提供一个或多个感应按钮线圈的导电迹线的柔性印刷电路(FPC)，基板可以粘附或粘结到加固件，并且加固件可以具有至少15GPa的杨氏模量和0.3mm 或更高的厚度。

在装置的一些实现方式中，装置还可以包括：一个或多个压缩间隔件；压缩载荷分散器；以及载荷结构。在这种实现方式中，一个或多个压缩间隔件可以由弹性体材料制成，一个或多个压缩间隔件可以置于压缩载荷分散器与加固件之间，压缩载荷分散器可以由非弹性体材料制成，并且载荷结构可以被配置为将压缩载荷施加到压缩载荷分散器，从而将基板夹持在相对于壳体的适当位置。

在一些实现方式中，壳体可以用于腕部可穿戴设备，第一内表面可以具有上边缘，该上边缘被定位为当装置被穿戴在人的腕部上时离人的腕部最远，并且载荷结构和压缩载荷分散器可以被配置为：将压缩载荷从载荷结构、通过具有载荷重心的接触区转移到压缩载荷分散器，当沿着第一轴线观察时该接触区在介于上边缘与下述中心轴线之间的区域中，当沿着第一轴线观察时，该中心轴线大体上平行于该上边缘并且该中心轴线穿过位于一个或多个感应线圈的中间的点。

在一些实现方式中，当沿着第一轴线观察时，上边缘和中心轴线可以以第一距离间隔开，并且上述区域可以从第一距离的25％延伸至第一距离的75％。

在装置的一些实现方式中，装置还可以包括槽天线，该槽天线至少部分地由壳体的第一内表面和沿着第一轴线偏离于第一内表面的导电表面形成。在这种实现方式中，装置还可以包括：一个或多个射频系统部件，该射频系统部件被配置为生成射频信号或使用槽天线接收射频信号；电感到数字转换器(LDC)，该电感到数字转换器经由多个导电路径电耦接到一个或多个感应按钮线圈并且被配置为测量一个或多个感应按钮线圈响应于第一内表面的变形的电感的变化；以及多个解耦合感应器。在这种实现方式中，壳体可以是导电的，每一个解耦合感应器可以沿着导电路径中的一个对应的导电路径以串联的方式定位，使得流过每一个导电路径的电流都流过对应的解耦合感应器，基板和一个或多个感应按钮线圈可以置于第一内表面与导电表面之间，并且当沿着第一轴线观察时，解耦合感应器可以不与一个或多个感应线圈叠置。

在装置的一些实现方式中，槽天线的大小可以被设计为提供在2.4GHz 至2.5GHz频带范围内的功能性，并且每一个解耦合感应器可以具有33nH 或更高的电感。

根据本实用新型的另一实现方式，提供了一种装置，该装置包括：壳体，该壳体具有第一内表面；基板，该基板接近第一内表面并且沿着垂直于第一内表面的第一轴线与第一内表面间隔开第一间隙，其中，基板包括一个或多个感应按钮线圈以及一个或多个压缩式二级体，压缩式二级体置于第一内表面与基板之间，其中，第一内表面是平面的，一个或多个压缩式二级体在垂直于第一内表面的方向上具有与第一间隙相等的厚度，并且第一内表面、基板、一个或多个感应按钮线圈以及一个或多个压缩式二级体形成感应按钮的一部分。

附图说明

本文中所公开的各实现方式以示例且非限制的方式例示，在附图中，类似的附图标记指代相似的元件。

图1描绘了示例可穿戴设备。

图2描绘了图1的装置，但是省略了条带。

图3描绘了图2的壳体，其中移除了显示器和电池，揭示了安装在壳体内的各内部部件。

图4描绘了图2的装置的分解剖视图。

图5描绘了图1的示例装置的俯视图，其中指示了两个剖面。

图6示出了图5的示例装置的通过中间剖面的截面图。

图7示出了图5的示例装置的通过另一个剖面的截面图。

图8是图7的详图。

图9描绘了示例感应按钮的简化代表。

图10描绘了使用压缩式二级体的示例感应按钮的简化代表。

图11描绘了图2的装置的另一分解图。

图12和图13描绘了图1的示例装置的内部的平面图，其中，在每一个附图中示出有不同的PCB间隔件。

按比例绘制了图1至图13中的每一个附图，然而图与图之间不一定按照相同的比例。

具体实施方式

重要的是，本文中所讨论的概念不限于本文中所讨论的任何单一方面或实现方式，也不限于这种方面和/或实现方式的任何组合和/或排列。此外，本实用新型的方面和/或其实现方式中的每一个可以被单独地采用或者与本实用新型的其他方面和/或实现方式中的一个或多个组合地采用。为了简洁，许多那些排列和组合将不在本文中被分开地讨论和/或例示。

感应按钮或用户接口元件是人机接口领域中相对较新的发展。运行的一般原理在于，感应线圈被置成接近金属表面，使得金属表面的变形——例如通过用手指在金属表面上推动而引起的变形——引起感应线圈的电感的变化，该电感的变化可以被检测为“按钮推动”。这种电感变化可以例如使用电感到数字转换器(LDC)诸如Texas InstrumentsLDC1000来检测，其可以输出指示检测到的电感的数字信号。

感应按钮的性能通过按钮的多种特性来管理，包括：感应线圈大小/电感、感应线圈与金属表面之间的距离、以及金属表面的硬度。例如，金属表面越硬，则会需要越多的力气来使金属表面偏斜以产生可以被可靠地检测的电感的变化。因此，一般推荐的是，例如，将感应按钮的大小制成对于按压在其上的人的手指来说足够大，例如直径20mm，并且使这种按钮扁平(flat，平的)，例如，通过用片材金属件制成金属按钮表面。

关于感应线圈与金属表面之间的距离，一般优选的是将该距离保持在 0.2mm或更大或者0.1mm或更大，因为这为金属表面偏斜而不接触感应线圈/传感器提供了充足的空间并且提供了充足的额外缓冲以容纳制造公差。

本发明人对在可穿戴设备诸如手表或可穿戴健身监测器的约束内实现感应按钮技术做了广泛的研究。本发明人不知晓感应按钮已被实现在可穿戴设备中的任何现有实例，可能是因为这种设备相当小并且一般与典型的感应按钮设计准则不相容。例如，待在其中实现这种按钮的具体设备是可穿戴健身监测器，其具有大约20mm宽乘35mm长乘10mm深的壳体。显示器占据了20mm乘30mm的表面，留下仅非常少量的沿着设备壳体的侧部的基板面(real estate，不动产)，在该基板面中将并入感应按钮。同时，壳体也不具有任何扁平的外表面——每一个表面都以某种方式弯曲。因此，不存在用于所推荐的20mm直径按钮的空间，并且也没有能力提供扁平的感应按钮表面。同时，可用于封装感应按钮部件的壳体的内容积是极其有限的，因为相同的容积还被用于封装电池、加速器、压力传感器、近场通信天线、电路板、显示器部件、充电部件、射频发射器/接收器部件、振动电机、布线、紧固件、加固件、支架等。例如，在下文描绘在图1和随后的附图中的壳体中，可以存在总体小于4立方厘米例如3.9立方厘米的内部封装容积。

图1描绘了示例可穿戴设备。示例可穿戴设备102包括可以附接到装置100的可移除条带，该装置包括在一侧上具有感应按钮106的壳体104。在该实施例中，感应按钮的存在由沿着壳体的该侧的圆齿状(scalloped，有扇形缺口的、贝壳边形的、裙状花边的、有扇形饰边的、扇形的)凹槽或凹形“斗状件(scoop)”特征来指示。在该实施例中，“斗状件”为大约11 mm长和2mm宽，并使用例如0.25”球头铣刀机加工得到，然而取决于实现方式，这种特征也可以被设计为具有其他尺寸，例如，具有在5mm至 20mm长和1.5mm至12mm宽的范围内的尺寸。

图2描绘了图1的装置100，但是省略了条带。壳体104可以以下述为特征：顶表面，其提供了显示器194；端部，其附接条带或附接到条带；背侧，当被穿戴时其可以接触人的腕部；以及侧表面，其可以用于容纳按钮，诸如本文中所讨论的感应按钮。在该实施例中，壳体104的左侧表面以感应按钮106为特征，该感应按钮可以通过使用第一外表面120来表示，该第一外表面在该实施例中是凹形的。第一外表面120可以被第二外表面122 包围。示出在图2中的一个第二外表面122是遵循浅弓形路径的倾斜表面 (置于第一外表面120与显示器194之间的外表面122)，而另一个第二外表面122是弯曲的或弧形的并且遵循相似的浅弓形路径。这两个第二外表面122可以以大体上非相切的方式相遇以便产生可辨别的边缘(该边缘本身可以是弧形的以呈现较不尖锐的过渡部，但是仍然可以是可辨别的)。在该实施例中，第一外表面120是具有长轴线的长圆形圆齿状区，该区以由两个第二外表面122的相交所形成的边缘为中心，然而在其他的实施方式中，也可以使用外表面的其他布置结构，例如，铣削成的凹部。在其他实施方式中，第一外表面122可以具有与第二外表面122的轮廓(contouring，造型、轮廓线)匹配的轮廓，即，第一外表面120可以被简单地归入第二外表面122中。在这种实现方式中，感应按钮区可以通过一些其他机制来指示，诸如通过使用不同的表面质地(诸如，相比于平滑表面质地的滚花 (knurled，有滚纹的)或成脊状的表面质地)或者通过视觉(但非触觉) 指示物诸如不同颜色的外形来指示。

为了给图2赋予一些尺度感，所示出的壳体104可以具有：沿着第一轴线154的大约20mm的宽度108，沿着第二轴线156的大约35mm的长度110，以及沿着第三轴线158的大约10mm的厚度112。

图3描绘了图2的壳体，其中，显示器194和电池196被移除，揭示了安装在壳体104内的各种内部部件，诸如压缩载荷分散器146和天线支架192。天线支架192可以例如存在于以无线射频(RF)通信接口为特征的装置中。在该实施例中，天线支架192与壳体104电隔离，并且槽间隙沿着第一轴线154和第二轴线156形成在天线支架192与壳体104之间。在该实施例中，通过利用经由两个金属螺丝或金属弹簧夹的电接触，可以将两个或三个电连接点例如接地点添加在天线支架192与壳体104之间，以管理槽间隙的“长度”(槽间隙本质上被括(bracket，包括)在这种电接触点之间，从而限定槽间隙的长度)。壳体104，其在该情况下为金属，和天线支架192(或者，更准确地说，天线支架的导电表面)凭借该间隙可以形成槽天线，该槽天线可以被设计用于蓝牙天线频带例如2.4GHz至2.5 GHz或一些其他期望的频带。在于2017年12月14日提交的美国专利申请 No.15/842,689和于2016年12月14日提交的美国专利申请No.62/433,994 中有对这种槽天线进行更详细地讨论，该两个美国专利申请通过引用整体地并入本文(在这两个申请中的“天线支架”可以简单地称为“金属支架”，诸如在美国专利申请No.15/842,689的图10A和图10B中所示出的)。

在其他实现方式中，可以不包括天线支架192，例如，如果没有设置无线电通信接口或者如果使用了不同的天线结构的话。然而，在所描绘的实施例中，天线支架192起作用以朝向壳体104的左侧按压压缩载荷分散器 146，即，朝向第一外表面120按压压缩载荷分散器。在其他实施方式中，其他载荷结构可以用于在该方向上按压压缩载荷分散器146，例如，不是 RF组件的一部分或PCB的边缘的支架。

为了在这种微型壳体中实现感应按钮，本发明人选择在若干方面背离所推荐的感应按钮实践。例如，典型的感应按钮使用遍及传感器区具有均匀的截面或厚度的金属表面，例如，很像鼓上的膜。因此，当载荷被施加到按钮区的中心时，该表面以与鼓面(drum head，鼓头)偏斜相同的方式偏斜。对于给定的最小厚度，与任何其他的截面轮廓相比，每给定量的施加到按钮中心的力，扁平膜将通常产生最大量的偏斜。感应按钮用以检测按钮按压的能力通常通过感应线圈的敏感度(其受到大小的限制)和响应于按钮按压所经历的金属表面中的偏斜的量(偏斜的量通常一定引起比电路中的系统噪音大的电感方面的改变，以便可被识别为按钮按压)来管理。当然，偏斜的量取决于施加到表面的力的量，但是该力的量通常受人类手指可以舒适地作用在按钮上的力的量所约束。手指可致动的机械按钮(具有离散的移动部件的那些按钮)通常可以被设计为需要2N至5N的致动力，但是人们通常会希望在不具有移动部件的按钮上作用较小的力(例如，与他们会如何在触摸屏显示器上作用较小的力相似)，并且因此可以不以同样大的力推动按钮，诸如感应按钮。例如，典型的人可以在感应按钮上作用 0.5N至2N的力，以希望该感应按钮会记录按钮推动；本发明人进行了研究，这些研究表明，在用于腕部可穿戴设备的按钮的背景下，典型的人可以在腕部可穿戴设备按钮上作用典型的1N至4N的力，并且这些研究鉴于这种数据以3N的标称按钮致动力为目标。因为希望施加到感应按钮的力如此小，所以这种按钮优选地被设计为使按钮表面的偏斜最大化，以便响应于施加的微小的力而产生足够的偏斜，使得按钮推动可以在按钮电路的固有系统噪音的背景下被检测到。

相比之下，本发明人针对遍及感应传感器的金属推选使用非恒定的截面或厚度。例如，按钮的面朝感应传感器线圈的面向内的表面可以是平面的，但是按钮的面向外的表面可以是非平面的，即波状的(例如，具有凹形的轮廓，诸如图1中所示出的)。然而，膜类型按钮，例如具有恒定厚度的按钮表面的按钮，可以具有环绕这种按钮的外周界的脊部或凹槽，以有助于通过用户的手指进行按钮区的触觉识别，应当理解，这种脊部/凹槽是在遍及感应传感器的按钮区之外。在一些实施方式中，按钮区的至少50％、 60％、70％、80％、90％或100％在截面中可以是非平面的。

为了弥补由非平面的按钮区所提供的增加的硬度，在壳体的面向感应传感器线圈的面向内的表面之间的间隙可以被减小，例如被减小至小于0.15 mm。在一些实现方式中，在壳体的面向内的表面与感应传感器线圈之间的间隙可以是在0.1mm至0.15mm之间，而在其他的实现方式中，该间隙可以被减小至甚至小于0.1mm，例如0.099mm或更小。

图4描绘了图2的装置的分解剖视图。显示器194可以包括覆盖玻璃 (其是用于显示器的引线式标记194实际上所指向的)和被定位在覆盖玻璃之后的一个或多个部件，例如，触摸接口(如果使用了触摸屏)、显示器层以及潜在地背景灯(如果显示器层是例如不产生其自身的光的显示器)。在一些实现方式中，可能存在被定位在相同的部件堆叠体内在覆盖玻璃与电池196之间的其他元件，例如，近场通信天线和/或设备、RF天线馈电元件(诸如连接到被安装在印刷电路板172上的RF芯片组的单极天线元件，其可以RF电磁地耦接到天线支架192以产生RF信号辐射)。

图4已经将感应按钮部件移除，因此揭示了面朝感应按钮106的基板134的第一内表面114。在该实施例中，第一内表面114垂直于第一轴线154，然而在其他实现方式中，第一内表面114的法线可以不垂直于第一轴线154。将理解，除非在其他方面是明显的，在本文中所做的对第一轴线154的参考也可以或替代性地可以指涉垂直于第一内表面114的轴线。基板可以是例如柔性印刷电路(FPC)136，如所示出的，或者在其他实现方式中可以由传统的刚性印刷电路板(PCB)提供。基板可以为感应按钮106提供一个或多个感应按钮线圈138。在该实施例中，示出了长圆形的螺旋感应按钮线圈138，其长度是宽度的约4至5倍长。在长圆形的螺旋件中，每一个线性段在一半圆形的端部终止，该半圆形的端部在直径上比前一半圆形的端部稍小，从而允许每一个线性段平行于且偏离于相邻的线性段延展。这种长圆形的螺旋线圈可以具有长轴线和短轴线；这种感应按钮线圈的敏感度可以通过沿着短轴线的线圈尺寸来管理，同时，沿着长轴线的线圈尺寸可以延伸成下述区：在该区内，感应线圈沿着长轴线是敏感的。虽然未被示出，但是相同大小(但是相反的线圈方向)的第二感应按钮线圈可以被定位在基板134的相反侧上，其中，两个感应按钮线圈138串联地连接在一起(例如，通过穿过基板134的过孔——这种过孔在感应按钮线圈138的下部半圆形部分的中心是可见的)。在该实施例中，感应按钮线圈各自具有大约8.3 mm±0.1mm长乘2.8mm±0.1mm宽的外部尺寸，并且各自具有大约8个绕组/线圈/环圈。在一些实现方式中，可以存在一个或多个感应按钮线圈，其每一个在形状上可以是长圆形、矩形或椭圆形的螺旋，并且在平行于基板的方向上可以具有大约8.3mm±6mm的长尺寸以及在平行于基板的另一方向上可以具有2.8mm±2mm的短尺寸。这种感应按钮线圈可以具有至少在2至15个之间的环圈。

一个或多个感应按钮线圈138的输入和输出端可以经由由导电迹线140 提供的导电路径190电耦接至电感到数字转换器(LDC)(在这里未示出)，该电感到数字转换器可以由被安装到印刷电路板172的集成电路提供，该印刷电路板容纳有处理器(诸如处理器180)、存储器、以及用于为装置100 提供功能的各种其他电子部件。

基板134可以通过一个或多个压缩式二级体128偏离于第一内表面 114，该压缩式二级体可以置于第一内表面114与基板134之间。

作为在本文中所使用的术语，压缩式二级体是下述结构：其被设计为仅支持从压缩式二级体的一端到另一端的压缩加载，即拉伸载荷不能被传递通过压缩式二级体。因此，例如，如果压缩式二级体具有接触第一构件 (part，部件、零件、部分)的第一表面以及与第一表面相反的接触第二构件的第二表面，那么将第一构件朝向第二构件推动将压缩压缩式二级体，从而引起压缩式二级体将对应的压缩载荷作用在第一构件和第二构件的接触压缩式二级体的表面上。相反，将第一构件牵拉远离第二构件不会引起任何拉伸载荷被施加到第一构件和第二构件的接触压缩式二级体的任一表面。

提供两个结构之间的拉伸载荷路径的结构不能被认为是压缩式二级体。因此，例如，用于将两个结构结合在一起的双面胶带不会是压缩式二级体，因为这种胶带不仅会在两个部件之间传递压缩力，如果有人尝试将两个部件拉开的话其还会在该两个部件之间传递拉伸载荷。相似地，用于连接两个部件的螺纹紧固件也不会是压缩式二级体，因为这种紧固件在被收紧时会产生拉伸载荷。

图4中所示出的压缩式二级体128由成对的间隔件130和压敏粘附 (PSA)层132提供，该间隔件例如是PTFE或其他非粘弹性的材料。PSA 层132可以用于将间隔件130粘附到基板134，并且然后在组装期间可以被夹在基板134与第一内表面114之间。替代性地，间隔件130和PSA层132 的顺序可以被颠倒以允许间隔件取代地被粘附到第一内表面114。

在所描绘的实现方式中，提供加固件142以为基板134提供刚性，因为基板134是由FPC提供的。加固件142可以例如被胶合到基板134或者可以如所示出的利用PSA层142附接到基板134。在基板134已经呈刚性的实现方式中，例如该基板是由PCB提供的，如果基板134本身具有充足的硬度，那么加固件142可以被省略。经组装的基板134和加固件142(如有使用的话)可以通过压缩载荷分散器146被压缩成抵靠第一内表面114，该压缩载荷分散器可以是大体上刚性的构件，例如由塑料、金属或其他非弹性体的材料，其可以用于将压缩载荷施加到基板134和加固件142(如果存在的话)。一组压缩间隔件144可以置于压缩载荷分散器146与基板134 之间。压缩间隔件144可以例如由顺应材料诸如弹性体的泡沫或橡胶制成，以允许它们在载荷被施加到压缩载荷分散器146时被压缩。图5中的加固件例如可以为大约0.4mm厚并且可以由诸如FR4的材料制成，该加固件在 PCB制造中对我们来说是防火的复合基板。FPC，诸如在该实施例中对于基板134所使用的，可以为仅0.14mm厚，并且因此可以从加固件142的使用受益以便增加其刚性。

在一些实现方式中，基板134和加固件142可以被单一的刚性印刷电路板基板134替换，在该情况下，提供感应线圈的电路迹线可以被直接印刷在加固件上，该加固件可以具有的厚度在0.2mm至1.0mm之间或更大的范围内。

图5描绘了装置100的俯视图，其中指示了两个剖面——一个剖面穿过壳体104的中间，另一个剖面平行于第一个剖面但在与感应按钮106的端部中的一个端部相一致的位置处穿过壳体104。

图6示出了图5的装置100的通过中间剖面的截面图。在该视图中，装置被完整地组装，并且显然，设备内的封装极其紧凑。在所描绘的实现方式中，显示器194(所指示的覆盖玻璃以及在覆盖玻璃与电池196之间的额外部件)可以是壳体中的仅三个开口中的一个。一个其他开口是在底部中的用于心率监测器罩(blister，流线型外罩、局部隆起部、附加外壳)(从壳体的下侧突出的圆顶形区)的开口，并且最后一开口可以是定位在壳体中靠近感应按钮106的、可以通向示例装置中的气压传感器的小端口198 (参见图1和图2)。因为端口——如果存在的话——会被密封至气压传感器并且显示器194会被密封至壳体104，所以对于湿气不会存在其他入口路径，从而允许装置是防水的，例如，对于可能遇到的典型的水深例如10米来说是防水的。感应按钮106的使用避免了需要围绕按钮提供防水性，因为可以在没有对壳体的表面造成任何破损的情况下设置感应按钮106。此外，感应按钮106可以在被浸没时仍然可靠地起作用，而不像以非移动部件为特征的其他按钮诸如电容或电阻按钮那样。这种具有非移动部件的其他类型的按钮依赖于设备的表面或外壳(skin，外皮、表皮)上的电性质的变化，并且因此会受到设备周围的环境的影响。然而，感应按钮利用了由壳体的物理变形引起的设备内的电场的变化来确定是否发生了按钮按压。结果，其对湿气是不敏感的并且在露天和水下两种情况下均会运行。

如可以看到的，第一外表面120具有浅弓形的轮廓，并且在第一外表面120最接近第一内表面114的点处具有距第一内表面114最小的第一距离150。第一外表面120在不连续部124处过渡到第二外表面122，从而为用户提供关于感应按钮106的位置的触觉提示。

第一间隙126可以存在于第一内表面114与基板134之间；在该实现方式中并且如之前所讨论的，第一间隙可以为大约0.1mm(图6以大约12X 放大率示出，但在其他方面是按比例的)。基板134被加固件142背后加固 (back，支撑、支持)，该加固件通过压缩载荷分散器146被压缩朝向第一内表面114。在该实施例中，压缩载荷分散器146通过天线支架192被保持在适当的位置，然而其他实现方式可以提供替代性的机构用于将压缩载荷分散器146、加固件142和/或基板134保持在适当的位置。

在可穿戴设备壳体诸如壳体104的背景下，机加工或以其他方式形成壳体104内的精密特征的能力在一些实例中可能是非常有限的。例如，所描绘的实现方式的第一内表面114是底切表面，即必须使用T形槽铣削钻头。T形槽铣削钻头是具有延伸超过刀轴的直径的切割表面的铣削钻头。这种T形槽铣削钻头可以在平行于第三轴线158的方向上被降低到壳体104 的中心腔中，直到切割表面处于第一内表面114被示出的高度。然后可以使T形槽铣削钻头横向地移动，例如，沿着第一轴线154横向地移动，直到其切入壳体104的内侧壁中；T形槽铣削钻头然后也可以沿着第二轴线 156移动，以铣削出沿着第二轴线156延伸并提供第一内表面114的槽。例如，在所描绘的示例壳体104中，使用直径大约0.2”的T形槽铣刀来产生在长度上大约12.2mm并且从壳体的内边缘凹陷大约1.3mm的第一内表面。

如将是明显的，在这种壳体的内部上执行切入式钻孔以便提供所示出的第一内表面114是不可能的。这是因为，由于第二内表面116(以及提供第二内表面116的壳体104的侧壁)阻挡了通道，不存在沿着垂直于第一内表面114的第一轴线154到第一内表面114的通路。

T形槽技术允许这种表面被机加工——然而，用于这种操作的公差可能是难以保持的，因为T形槽技术涉及铣刀的侧加载，侧加载会引起第一内表面的深度由于铣刀的偏斜而潜在地变化。这种偏斜使得在第一内表面114 中机加工可以用于提供第一间隙126的梯级部是不切实际或不可能的(这种梯级部会涉及机加工梯级部表面并且然后将第一内表面机加工到仅0.1 mm或如此更深的深度)。当这种切口的公差可能与期望的深度相同时，切割这两个表面以便具有期望的偏离距离将是极其具有挑战性的。结果，对于底切第一内表面诸如第一内表面114来说，通过使用压缩式二级体128 来提供第一间隙126，该压缩式二级体的厚度与第一间隙126相同。

图7示出了图5的装置100的通过另一个剖面的截面图。除了图6中所示出的元件之外，图7还描绘了置于第一内表面114与基板134之间的压缩式二级体128以及在加固件142与压缩载荷分散器146之间的压缩间隔件144。

在所描绘的实施例中，压缩载荷分散器146通过与天线支架192的接触被压缩。在该特别的实例中，天线支架192与压缩载荷分散器146和天线间隔件193两者均接触，该天线间隔件可以置于天线支架192与第二内表面116之间。一旦感应按钮组件被插入具有内表面114的槽中，则天线支架192可以被插入壳体104中并且被挤压在可以以小于天线支架192的宽度的距离被间隔开的压缩载荷分散器146与天线间隔件193之间。结果，当天线支架192插入壳体104中时，天线支架192可以引起压缩间隔件144 被压缩，从而稳固地将感应按钮组件按压到第一内表面114中并且预加载该感应按钮。因此，在该特别的实现方式中，感应按钮组件和天线支架192 形成不仅能提供感应按钮功能还能提供RF天线功能的单一的、一体式的组件。

在测试一些感应按钮/槽天线配置期间，发现在感应按钮线圈138与槽天线之间存在强耦合；这种耦合干扰槽天线的性能，减损其有效性。

为了防止由天线支架192和壳体104所提供的槽天线的RF功能与感应按钮线圈138之间的干扰，两个解耦合感应器188(参见图4)可以被置成与一个或多个感应按钮线圈138串联，其中，一个或多个感应按钮线圈138 电气地置于解耦合感应器188之间，并且其中，每一个解耦合感应器188 电气地置于一个或多个感应按钮线圈138与LDC芯片/芯片组之间。一般来说，解耦合感应器188应当是最接近一个或多个感应按钮线圈138的电气部件(从电气原理图的角度，而不一定从物理的角度)。在该特别的实例中，解耦合感应器188是安装到PCB 172的表面安装式绕线线圈感应器。为了避免减损解耦合感应器188的有效性，解耦合感应器188可以置于PCB的边缘并且可以使得PCB 172的接地平面不延伸到解耦合感应器188被安装的区。例如，PCB 172的接地平面可以被防止延伸到距解耦合感应器188 0.3 mm、0.5mm或更大的距离内。在其他实现方式中，解耦合感应器188可以例如安装到FPC，诸如安装到可以桥接在一个或多个感应按钮线圈138与 LDC中间的FPC的部分。

在一些实现方式中，每一个解耦合感应器188可以例如具有33nH(纳亨)或更大的电感。如果期望的话，那么每一个解耦合感应器188可以由多个较小的感应器的集合来提供，这些多个较小的感应器串联地链接在一起，以便在本质上用作单一的较大感应器。相比之下，在这种实现方式中，感应按钮线圈138的电感在自由空间中可以在1至1.4μH之间的范围内，例如，大约1.2μH，例如，大约大2个数量级。在一些实现方式中，感应按钮线圈138的电感可以在0.5至5μH之间的范围内。

由于使用非平面的按钮表面，所观察到的感应按钮诸如上文所讨论的示例感应按钮的移位可能比在平面的按钮表面的情况下所观察到的移位低得多。为了弥补这种小的潜在的按钮移位，第一间隙126可以被制成小于针对感应按钮通常所推荐的，从而增加偏斜量与第一间隙大小的比(这会相应地增加在这种偏斜的情况下发生的电感变化的量)。如上文所讨论的，这种第一间隙大小可以小于0.15mm，或者，在一些情况下，小于0.1mm 或者小于或等于0.1mm。然而，本发明人确定，当感应按钮以这种小的第一间隙大小为特征时，优选的是在面向感应按钮线圈的按钮表面与容纳感应按钮线圈的基板之间使用压缩式二级体。这样做的原因在下面关于图9 和图10进行讨论。

图9描绘了示例感应按钮的简化表示。图9的感应按钮，图示A，包括已经被安装到基板934的加固件942，该基板具有面朝壳体904的第一内表面914的感应线圈。在该实施例中，基板934与第一内表面914通过两个间隔件堆叠体间隔开以形成第一间隙926，该间隔件堆叠体中的每一个具有置于两个粘附层932之间的间隔件930。粘附层932各自粘附到置于它们之间的间隔件930，并且还粘附到第一内表面914和基板934。这被例示在图9的例示A中。

在图9的图示B中，分布载荷已经被施加到壳体904，引起该壳体向内朝向基板934偏斜，从而减小了第一内表面914与基板934上的感应按钮线圈之间的第一间隙926。

在图9的图示C中，在壳体904上的分布载荷已经被移除。由金属制成的壳体几乎即刻弹回其未变形的状态。然而，粘附层932可以包括粘弹性的粘附，例如压敏粘附。粘弹性材料展示了弹性和粘性两种特性并且因此展示了与时间有关的应变。结果，一旦压缩载荷被移除，经受压缩的粘弹性材料会返回到其初始的形状，但是与由弹性材料诸如钢或铝所展示的恢复相比，粘弹性材料可能在延长的时间段内完成其初始形状的返回。

在本实施例的情况下，图示B中的按钮的变形可以引起粘附层932被压缩。此外，因为按钮在经受分布载荷时轻微地“成中凹形(dish，成盘状、成碟形)”，所以按钮的定位有粘附层932的边缘可能：与按钮的周界相比，越接近按钮中间经历的压缩越多。已经在与趋向边缘相比更靠近中心处被压缩的粘附层可能变形成具有楔形截面，如在图示B中所看到的。

一旦分布载荷被移除，则金属表面可以近乎立即恢复，牵拉着粘附层 932和间隔件930随其一起。此时，粘附层932尚未经历充足的时间来弹回到它们的初始形状。这引起拉伸载荷被施加到基板934——其中，较接近按钮的中心发生的拉伸加载越多(由于增加的移位)，相比于趋向按钮的边缘处(由于较小的移位)。响应于该加载，基板934和加固件942可以朝向第一内表面914向下偏斜。结果，第一间隙926可以在释放分布载荷紧之后大体上保持在与图示B中所示出的相同距离。因为这一点，通过按钮电子器件所测量的电感可以不明显地变化，赋予感应按钮仍然被按压的表象。

然而，随着时间推移，粘附层932可以逐渐地恢复，减少基板934和加固件942上的拉伸加载并且允许基板934和加固件942返回到它们的未被偏斜的状态。图示D示出了在返回至完全未被偏斜的状态的约半程之后的基板934和加固件942，并且图示E示出了在完全未被偏斜的状态下的基板934和加固件942。在该恢复期间的某些时刻，第一间隙926将已足够地打开，使得所得的电感变化可以被LDC记录为指示按钮不再被按压。然而，由于在分布载荷被移除的时刻与按钮被记录为不再被压下的时刻之间经过了一些时间，可能会给用户留下按钮发生故障的印象。例如，常见的是，为用户提供一些形式的触感反馈，例如，来自振动电机的振动脉冲(参见例如图4中的振动电机178；振动电机可以包括：旋转式偏心质量振动电机，其中，具有偏离于旋转轴线的质量中心的旋转质量产生引起振动的旋转不平衡；以及线性谐振致动器(LRA)，其中，质量沿着线性轴线来回振荡以产生振动；或者其他类型的振动诱发机制)，当感应按钮被按压以及还有当其被释放时该触感反馈被触发。如果用户释放按钮并且触感反馈在例如一秒或两秒之后发生，这可能引起用户想到感应按钮发生故障。

对于具有较大的第一间隙大小的感应按钮来说，似乎不会出现这个问题，最有可能是因为粘附层的厚度相对于第一间隙大小而言小得多，所以可以由粘附层932的粘弹性行为引起的基板934的小量偏斜对于设备的电感具有小得多的影响。

图10描绘了使用压缩式二级体的示例感应按钮的简化表示。与图9的示例感应按钮相似，图10图示A的感应按钮包括基板1034、加固件1042 和壳体1004。然而，在该情况下，第一间隙1026由两个压缩式二级体1028 限定，该两个压缩式二级体中的每一个都包括粘附层1032和间隔件1030。粘附层1032将间隔件1030粘附到基板1034，但是在间隔件1030与壳体 1004之间不存在任何粘附。

在图10的图示B中，已经施加了与图9的图示B的分布载荷相似的分布载荷，导致相似的粘附层1032的压缩。在图10的图示C中，分布载荷已经被移除，允许壳体1004返回到其未变形的状态。然而，由于在壳体1004 与基板1034之间不存在通过压缩式二级体1028的拉伸载荷路径，因此当壳体1004返回到其未变形的状态时，该壳体不会使压缩式二级体1028处于拉伸状态并且因此不会引起基板1034弯折。结果，在与壳体1004还原到其未变形的状态的同时，在基板1034与第一内表面1014之间的第一间隙1026返回到图10的图示A中所示出的状态。这引起在感应按钮上的力被移除的同时LDC记录感应按钮不再被推动。这避免了关于图9的实现方式所讨论的延迟释放行为。如在图10的图示D中可以看到的，随着时间推移，压缩式二级体1028将缓慢地返回到其未变形的状态，最终返回到图10 的图示E中所示出的状态。

因此，对于小间隙的感应按钮例如具有0.1mm或更小(或者可能地小于0.15mm)的第一间隙的感应按钮来说，压缩式二级体的使用可以允许避免上文所讨论的延迟释放行为，同时仍然允许使用粘附地背后加固式间隔件。

可以被包括在这种小间隙感应按钮的一些实现方式中的另一潜在有用的特征是在基板和感应线圈上提供偏离中心的压缩载荷，如下文关于图8 将被讨论的。图8是图7的详图。在图8中，一些额外的元件用引线式标记指示。例如，压缩载荷分散器146在其处接触天线支架192的接触区164 被指示出来。如可以看到的，接触区164——可以以简化的形式将其考虑为是置于该接触区上的接触载荷的重心——沿着与第一内表面114平行的方向以载荷偏离距离152偏离于感应线圈138的中心轴线160(在该情况下，中心轴线160大体上穿过感应线圈138的中点并且沿着第二轴线156延伸)。这使得沿着基板134的上部部分(相对于接触区164和图8的定向)所施加的压缩载荷比施加到基板134的下部部分的压缩载荷具有更高的量 (magnitude，大小、量级)。在一些实现方式中，接触区164可以具有定位在例如第一区域170内的载荷重心。在一些实现方式中，第一区域170可以在从第一内表面114的上边缘到中心轴线160的距离的25％至75％之间延伸。在所示出的实现方式中，压缩载荷分散器146与天线支架192之间的接触点是沿着天线支架192的上边缘的，然而其他实现方式可以以更多的分布加载为特征，例如，天线支架192可以被设计得更高，使得压缩载荷分散器146承载抵靠天线支架192的侧表面而不是其边缘。

结果，靠近第一内表面114的上部边缘162的第一间隙126可能略微窄于靠近第一内基板114的下部边缘的第一间隙。由于靠近上边缘162的减低的第一间隙126，感应按钮组件可能对施加到壳体104的上部部分的载荷具有增加的敏感度。例如，如果壳体104是用于可穿戴设备的话，那么该设备可以以一方式被穿戴，该方式使得对于用户来说也许较难于直接按压在壳体104的侧部上来启动感应按钮。在这种设备中，设备可以足够薄并且可以被穿戴得足够接近穿戴者的皮肤，使得在按钮的“中心”与穿戴者的皮肤之间可能不存在充足的空隙来允许手指以该中心点为中心施加载荷。用户更有可能沿着侧表面的进一步远离皮肤的上部部分进行按压——例如，沿着壳体的外部上边缘163和/或邻近该外部上边缘的第二外表面122 按压。结果，与靠近壳体的底部相比，通常可能在较靠近壳体的顶部处——靠近壳体的外部上边缘163——对该壳体施加有较多的力。此外，因为这种壳体通常可能是“帽”形的，例如，在显示器的区域中具有极少的材料或不具有材料，但是具有金属侧壁和金属底部，靠近这种“帽”的上“边沿”(诸如外部上边缘163)施加的压力可能比更接近“帽”的基底施加的相同量的压力引起壳体104的更大偏斜。

作为这种增加的潜在的偏斜结果，与传递到感应按钮线圈138上居中的点并沿着平行于第一轴线154的方向的按钮按压载荷相比，在这种壳体中的感应按钮可以对沿着这种壳体的外部上边缘施加的按钮按压载荷具有增加的敏感度。如果偏离中心的载荷然后被施加到基板134，那么这种感应按钮的敏感度可以被进一步增加，从而减少需要被施加到感应按钮以便启动该感应按钮的力的量。因此，基板134的偏离中心的加载可以提供感应按钮敏感度方面的有利增加和/或致动力方面的减少，从而增进用户体验。

在图8中还可见的是槽天线间隙182，其可以从天线支架192的导电表面184延伸到壳体104的所面向的侧壁例如壳体104的最接近的邻近侧壁，或者延伸到第一内表面114。槽天线间隙182可以例如是在0.5mm至1.7mm 之间的范围内。在一些实现方式中，槽天线间隙182可以沿着该间隙的长度在宽度上变化。例如，槽天线间隙182可以在铣削的凹部用于感应按钮部件的区域中加宽，该区域如由到用于槽天线间隙182的支架的虚线延伸部所表示。

由本发明人所确认的在小型壳体诸如可穿戴设备壳体中的感应按钮的使用中的另一问题在于，LDC本身的放置会影响感应按钮的性能。在小型壳体中，塑料或其他非导电间隔件可以被置于设备的具有电路板的堆叠布置结构中以将电路板支撑在壳体内。这不仅提供了对电路板的支撑，还减少了可能需要的旋拧连接件的数量(或者在一些情况下可以彻底地消除对旋拧件的需要)。

图11描绘了图2的装置的另一分解图。如图11中所示出的，PCB 172 具有被夹在PCB 172与壳体104的底部内表面118之间的PCB支撑件173。在该实例中，PCB支撑件173包括两个单独件，然而其他实现方式可以以单体构造为特征或者以额外的件为特征。PCB支撑件173可以例如由聚碳酸酯材料或其他非导电的大体上刚性的材料制成，其可以可选地被粘附到 PCB 172和/或底部内表面118。在该特别的实施例中，可以使用三个旋拧件将PCB 172固定到壳体104，并且可以使用PCB间隔件173来为PCB 173 的下侧提供额外的支撑。在该情况下，PCB 172可以具有例如被安装到PCB 172的背侧的LDC 176。

图12和图13描绘了装置100的内部的俯视图，其中，在每一个附图中示出有不同的PCB间隔件。在图12中，PCB间隔件173’一直向下延伸经过左侧上的LDC 176，进入距LDC 176一毫米或两毫米的范围内。然而，发觉甚至在没有压力被施加到感应按钮106时，施加到壳体104的背侧的载荷——例如施加到背侧上的包含面向皮肤的心率传感器的光学罩的载荷——也会引起感应按钮106记录按钮按压。本发明人最终发觉施加到壳体 104的底部的极小的载荷引起LDC 176轻微地屈曲；该屈曲引起LDC 176 的足够机械扭曲使LDC 176的电气运行变得减损，并且甚至在按钮按压没有发生时引起LDC 176产生指示已经发生按钮按压的电感变化读数。

在隔离该不希望的问题之后，确定的是PCB间隔件173’应当被修改，以便避免在围绕LDC 176的例如圆形区域的区域174内在内底部表面118 与PCB 172之间具有任何压缩载荷路径。这种区域174可以例如在PCB 172 的平面中在所有方向上从LDC 176延伸至少0.5mm或0.4mm。发现的是，这种机械隔离充分地保护LDC 176免受来自壳体104的背侧加载的潜在机械干扰，从而显著地减少或消除潜在的错误按钮按压事件。因此，对于间隔件支持的PCB来说，可能有利的是，避免在围绕LDC的排除区域中PCB 与间隔件之间的接触，该排除区域例如是从LDC的中心起0.5mm到0.4 mm。

虽然本文中所讨论的概念被开发用于腕部可穿戴设备诸如健康追踪器或手表中，但是这种概念也可以一般地适用于在其中可以实现感应用户接口元件的任何电子设备，尤其是适用于空间上受约束的设备，例如可穿戴设备、手机、袖珍照相机、头戴式耳机或头戴式耳麦等。

应当理解，关于边缘的短语“大体上平行”指的是下述边缘，如果是线性的，则是平行的或者在几度的范围内平行的，例如在1至5度的范围内平行的。此外，应当进一步理解，例如，非线性的边缘例如柔和地弯曲的边缘也可以被认为是平行于另一边缘或表面/平面。在这种情况下，弯曲的边缘可以被认为是近似于线性边缘，例如，距沿着弯曲的边缘的每一点具有最小平均最短距离的线。

应当理解，措辞“用于一个或多个<项目>中的每一个<项目>”如果被使用在本文中，则应当被理解为包括单一项目组和多项目组两者，即，措辞“用于…每一个”在下述意义上被使用：无论所指涉的是什么项目群体，该措辞在编程语言中被用于指代其中的每一个项目。例如，如果所指涉的项目群体是单一的项目，那么“每一个”将仅指涉该单一的项目(而不顾“每一个”的词典定义经常将该术语定义为指的是“两个或更多个事物中的每一个”)并且将不暗示必须存在至少两个这些项目。

应当进一步理解，虽然集中于特别的一个或多个示例实现方式，但是上文的公开内容不仅仅限于所讨论的实施例，还可以适用于相似的变型或机制，并且这种相似的变型和机制也被认为是在本公开内容的范围内。

Claims (41)

1.一种具有基于电感的用户接口元件的装置，其特征在于，所述装置包括：

壳体，所述壳体具有第一内表面；以及

所述基于电感的用户接口元件，其中所述基于电感的用户接口元件包括：

基板，所述基板接近所述第一内表面并且沿着垂直于所述第一内表面的第一轴线与所述第一内表面间隔开第一间隙，其中，所述基板包括一个或多个感应按钮线圈并且所述基板选自由下述构成的组：柔性印刷电路(FPC)和刚性印刷电路板(PCB)；以及

一个或多个压缩式二级体，所述压缩式二级体置于所述第一内表面与所述基板之间，其中：

所述第一内表面是平面的，

所述一个或多个压缩式二级体在垂直于所述第一内表面的方向上具有与所述第一间隙相等的厚度，

所述第一间隙在0.02mm至0.2mm之间，并且

所述第一内表面、所述基板、所述一个或多个感应按钮线圈以及所述一个或多个压缩式二级体形成感应按钮的一部分。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一间隙小于或等于0.1mm。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一间隙小于0.1mm。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述一个或多个感应按钮线圈包括具有长圆形、矩形或椭圆形的螺旋形状的第一感应按钮线圈，所述第一感应按钮线圈在平行于所述基板的一方向上具有大约8.3mm±6mm的长尺寸并且在平行于所述基板的另一方向上具有2.8mm±2mm的短尺寸，并且

所述第一感应按钮线圈具有至少在2个至15个之间的环圈。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：

所述一个或多个感应按钮线圈包括第二感应按钮线圈，所述第二感应按钮线圈与所述第一感应按钮线圈相同，但是定位在所述基板的不同的层上并且以相反的方向卷绕，并且

所述第一感应按钮线圈与所述第二感应按钮线圈电串联。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述一个或多个压缩式二级体各自包括间隔件层和粘附层，

所述粘附层将所述间隔件层的第一侧粘附到所述基板，并且

所述间隔件层的第二侧在没有粘附的情况下接触所述第一内表面。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述一个或多个压缩式二级体各自包括间隔件层和粘附层，

所述粘附层将所述间隔件层的第一侧粘附到所述第一内表面，并且

所述间隔件层的第二侧在没有粘附的情况下接触所述基板。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

电感到数字转换器(LDC)，所述电感到数字转换器电耦接到所述一个或多个感应按钮线圈并且被配置为测量所述一个或多个感应按钮线圈响应于所述第一内表面的变形的电感的变化。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

振动电机；以及

控制器，所述控制器包括存储器和一个或多个处理器，其中：

所述一个或多个处理器、所述存储器、所述振动电机和所述LDC可操作地连接，并且

所述存储器储存有用于控制所述一个或多个处理器执行下述的指令：

从所述LDC接收指示所述一个或多个感应按钮线圈的电感的变化的信号，并且

响应于所述信号，使所述振动电机产生振动性输出。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一印刷电路板(PCB)，其中：

所述LDC安装到所述第一PCB的面朝所述壳体的底部内表面的表面，

所述第一PCB安装在所述壳体中，使得在所述壳体的所述底部内表面与所述第一PCB之间在以所述LDC为中心的第一区域内不存在压缩载荷路径，

当沿着所述第一轴线观察时，所述第一区域是具有至少4mm的直径的圆形区域，并且

由于在所述第一区域内不存在所述压缩载荷路径，所以所述LDC在机械上与所述壳体的偏斜隔离，从而减少了由所述LDC的屈曲引起的电瞬变。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括置于所述第一PCB与所述底部内表面之间的一个或多个PCB间隔件，所述一个或多个PCB间隔件提供所述第一PCB与所述底部内表面之间的压缩载荷路径，其中，每一个PCB间隔件是平面的不导电材料件。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述壳体具有第二内表面，

所述第一内表面面朝所述第二内表面，使得所述第一内表面的法线与所述第二内表面相交，并且

所述第一内表面是底切表面。

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述壳体包括第一外表面，当沿着所述第一轴线观察时，所述第一外表面与所述第一内表面叠置，

所述第一外表面在长度上小于或等于20mm并且在宽度上小于或等于12mm，

所述壳体还包括与所述第一外表面相邻的一个或多个第二外表面，其中，所述第一外表面形成所述一个或多个第二外表面中的不连续部，

所述第一内表面与所述第一外表面之间的在平行于所述第一轴线的方向上的第一距离小于或等于1.5mm，并且

所述第一距离是所述第一内表面与所述第一外表面之间的最短距离。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一外表面具有凹形的截面。

15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括加固件，其中：

所述基板和所述一个或多个压缩式二级体置于所述第一内表面与所述加固件之间，

所述基板是具有提供所述一个或多个感应按钮线圈的导电迹线的柔性印刷电路(FPC)，

所述基板粘附或粘结到所述加固件，并且

所述加固件具有至少15GPa的杨氏模量和0.3mm或更高的厚度。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

一个或多个压缩间隔件；

压缩载荷分散器；以及

载荷结构，其中：

所述一个或多个压缩间隔件由弹性体材料制成，

所述一个或多个压缩间隔件置于所述压缩载荷分散器与所述加固件之间，

所述压缩载荷分散器由非弹性体材料制成，并且

所述载荷结构被配置为将压缩载荷施加到所述压缩载荷分散器，从而将所述基板夹持在相对于所述壳体的适当位置。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于：

所述壳体用于腕部可穿戴设备；

所述第一内表面具有上边缘，所述上边缘被定位为当所述装置被穿戴在人的腕部上时离所述人的腕部最远，并且

所述载荷结构和所述压缩载荷分散器被配置为：将压缩载荷从所述载荷结构、通过具有载荷重心的接触区转移到所述压缩载荷分散器，当沿着所述第一轴线观察时所述接触区在介于所述上边缘与下述中心轴线之间的区域中，当沿着所述第一轴线观察时，所述中心轴线平行于所述上边缘并且所述中心轴线穿过位于所述一个或多个感应按钮线圈的中间的点。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于：

当沿着所述第一轴线观察时，所述上边缘和所述中心轴线以第一距离间隔开，并且

所述区域从所述第一距离的25％延伸至所述第一距离的75％。

19.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

槽天线，所述槽天线至少部分地由所述壳体的所述第一内表面和沿着所述第一轴线偏离于所述第一内表面的导电表面形成；

一个或多个射频系统部件，所述射频系统部件被配置为生成射频信号或使用所述槽天线接收射频信号；

电感到数字转换器(LDC)，所述电感到数字转换器经由多个导电路径电耦接到所述一个或多个感应按钮线圈并且被配置为测量所述一个或多个感应按钮线圈响应于所述第一内表面的变形的电感的变化；以及

多个解耦合感应器，其中：

所述壳体是导电的，

每一个解耦合感应器沿着所述导电路径中的一个对应的导电路径以串联的方式定位，使得流过每一个导电路径的电流都流过对应的解耦合感应器，

所述基板和所述一个或多个感应按钮线圈置于所述第一内表面与所述导电表面之间，并且

当沿着所述第一轴线观察时，所述解耦合感应器不与所述一个或多个感应按钮线圈相叠置。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于：

所述槽天线的大小被设计为提供在2.4GHz至2.5GHz频带范围内的功能性，并且

每一个解耦合感应器具有33nH或更高的电感。

21.一种具有基于电感的用户接口元件的装置，其特征在于，所述装置包括：

壳体，所述壳体具有第一内表面；以及

所述基于电感的用户接口元件，其中，所述基于电感的用户接口元件包括：

基板，所述基板接近所述第一内表面并且沿着垂直于所述第一内表面的第一轴线与所述第一内表面间隔开第一间隙，其中，所述基板包括一个或多个感应按钮线圈；以及

一个或多个压缩式二级体，所述压缩式二级体置于所述第一内表面与所述基板之间，其中：

所述第一内表面是平面的，

所述一个或多个压缩式二级体在垂直于所述第一内表面的方向上具有与所述第一间隙相等的厚度，并且

所述第一内表面、所述基板、所述一个或多个感应按钮线圈以及所述一个或多个压缩式二级体形成感应按钮的一部分。

22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述第一间隙在0.02mm至0.2mm之间。

23.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述第一间隙小于或等于0.1mm。

24.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述第一间隙小于0.1mm。

25.根据权利要求21所述的装置，其特征在于：

所述一个或多个感应按钮线圈包括具有长圆形、矩形或椭圆形的螺旋形状的第一感应按钮线圈，所述第一感应按钮线圈在平行于所述基板的一方向上具有大约8.3mm±6mm的长尺寸并且在平行于所述基板的另一方向上具有2.8mm±2mm的短尺寸，并且

所述第一感应按钮线圈具有至少在2个至15个之间的环圈。

26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于：

所述一个或多个感应按钮线圈包括第二感应按钮线圈，所述第二感应按钮线圈与所述第一感应按钮线圈相同，但是定位在所述基板的不同的层上并且以相反的方向卷绕，并且

所述第一感应按钮线圈与所述第二感应按钮线圈电串联。

27.根据权利要求21所述的装置，其特征在于：

所述一个或多个压缩式二级体各自包括间隔件层和粘附层，

所述粘附层将所述间隔件层的第一侧粘附到所述基板，并且

所述间隔件层的第二侧在没有粘附的情况下接触所述第一内表面。

28.根据权利要求21所述的装置，其特征在于：

所述一个或多个压缩式二级体各自包括间隔件层和粘附层，

所述粘附层将所述间隔件层的第一侧粘附到所述第一内表面，并且

所述间隔件层的第二侧在没有粘附的情况下接触所述基板。

29.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

电感到数字转换器(LDC)，所述电感到数字转换器电耦接到所述一个或多个感应按钮线圈并且被配置为测量所述一个或多个感应按钮线圈响应于所述第一内表面的变形的电感的变化。

30.根据权利要求29所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

振动电机；以及

控制器，所述控制器包括存储器和一个或多个处理器，其中：

所述一个或多个处理器、所述存储器、所述振动电机和所述LDC可操作地连接，并且

所述存储器储存有用于控制所述一个或多个处理器执行下述的指令：

从所述LDC接收指示所述一个或多个感应按钮线圈的电感的变化的信号，并且

响应于所述信号，使所述振动电机产生振动性输出。

31.根据权利要求29所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一印刷电路板(PCB)，其中：

所述LDC安装到所述第一PCB的面朝所述壳体的底部内表面的表面，

所述第一PCB安装在所述壳体中，使得在所述壳体的所述底部内表面与所述第一PCB之间在以所述LDC为中心的第一区域内不存在压缩载荷路径，

当沿着所述第一轴线观察时，所述第一区域是具有至少4mm的直径的圆形区域，并且

由于在所述第一区域内不存在所述压缩载荷路径，所以所述LDC在机械上与所述壳体的偏斜隔离，从而减少了由所述LDC的屈曲引起的电瞬变。

32.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，所述装置还包括置于所述第一PCB与所述底部内表面之间的一个或多个PCB间隔件，所述一个或多个PCB间隔件提供所述第一PCB与所述底部内表面之间的压缩载荷路径，其中，每一个PCB间隔件是平面的不导电材料件。

33.根据权利要求21所述的装置，其特征在于：

所述壳体具有第二内表面，

所述第一内表面面朝所述第二内表面，使得所述第一内表面的法线与所述第二内表面相交，并且

所述第一内表面是底切表面。

34.根据权利要求21所述的装置，其特征在于：

所述壳体包括第一外表面，当沿着所述第一轴线观察时，所述第一外表面与所述第一内表面叠置，

所述第一外表面在长度上小于或等于20mm并且在宽度上小于或等于12mm，

所述壳体还包括与所述第一外表面相邻的一个或多个第二外表面，其中，所述第一外表面形成所述一个或多个第二外表面中的不连续部，

所述第一内表面与所述第一外表面之间的在平行于所述第一轴线的方向上的第一距离小于或等于1.5mm，并且

所述第一距离是所述第一内表面与所述第一外表面之间的最短距离。

35.根据权利要求34所述的装置，其特征在于，所述第一外表面具有凹形的截面。

36.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述装置还包括加固件，其中：

所述基板和所述一个或多个压缩式二级体置于所述第一内表面与所述加固件之间，

所述基板是具有提供所述一个或多个感应按钮线圈的导电迹线的柔性印刷电路(FPC)，

所述基板粘附或粘结到所述加固件，并且

所述加固件具有至少15GPa的杨氏模量和0.3mm或更高的厚度。

37.根据权利要求36所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

一个或多个压缩间隔件；

压缩载荷分散器；以及

载荷结构，其中：

所述一个或多个压缩间隔件由弹性体材料制成，

所述一个或多个压缩间隔件置于所述压缩载荷分散器与所述加固件之间，

所述压缩载荷分散器由非弹性体材料制成，并且

所述载荷结构被配置为将压缩载荷施加到所述压缩载荷分散器，从而将所述基板夹持在相对于所述壳体的适当位置。

38.根据权利要求37所述的装置，其特征在于：

所述壳体用于腕部可穿戴设备；

所述第一内表面具有上边缘，所述上边缘被定位为当所述装置被穿戴在人的腕部上时离所述人的腕部最远，并且

所述载荷结构和所述压缩载荷分散器被配置为：将压缩载荷从所述载荷结构、通过下述具有载荷重心的接触区转移到所述压缩载荷分散器，当沿着所述第一轴线观察时所述接触区在介于所述上边缘与下述中心轴线之间的区域中，当沿着所述第一轴线观察时，所述中心轴线平行于所述上边缘并且所述中心轴线穿过位于所述一个或多个感应按钮线圈的中间的点。

39.根据权利要求38所述的装置，其特征在于：

当沿着所述第一轴线观察时，所述上边缘和所述中心轴线以第一距离间隔开，并且

所述区域从所述第一距离的25％延伸至所述第一距离的75％。

40.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

槽天线，所述槽天线至少部分地由所述壳体的所述第一内表面和沿着所述第一轴线偏离于所述第一内表面的导电表面形成；

一个或多个射频系统部件，所述射频系统部件被配置为生成射频信号或使用所述槽天线接收射频信号；

电感到数字转换器(LDC)，所述电感到数字转换器经由多个导电路径电耦接到所述一个或多个感应按钮线圈并且被配置为测量所述一个或多个感应按钮线圈响应于所述第一内表面的变形的电感的变化；以及

多个解耦合感应器，其中：

所述壳体是导电的，

每一个解耦合感应器沿着所述导电路径中的一个对应的导电路径以串联的方式定位，使得流过每一个导电路径的电流都流过对应的解耦合感应器，

所述基板和所述一个或多个感应按钮线圈置于所述第一内表面与所述导电表面之间，并且

当沿着所述第一轴线观察时，所述解耦合感应器不与所述一个或多个感应按钮线圈相叠置。

41.根据权利要求40所述的装置，其特征在于：

所述槽天线的大小被设计为提供在2.4GHz至2.5GHz频带范围内的功能性，并且

每一个解耦合感应器具有33nH或更高的电感。

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