CN213426137U - 线缆开关及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种线缆开关及电子设备。线缆开关包括线芯和依次层叠且包覆在所述线芯外围的检测电极、第一基材层和屏蔽层，所述屏蔽层接受外界的按压压力，使得所述第一基材层被压缩，并改变所述屏蔽层和所述检测电极之间的距离。本申请通过将检测电极设置于屏蔽层与线芯之间，通过检测屏蔽层与检测电极之间的电容变化，即作用于线缆开关上的压力变化而触动线缆开关，避免了误触问题。

Description

线缆开关及电子设备

技术领域

本申请涉及开关技术领域，尤其涉及一种线缆开关及电子设备。

背景技术

现有的线缆开关主要包括按键式线缆开关和电容式线缆开关，线缆开关广泛应用于耳机、腕带、手环等可穿戴产品。

按键式线缆开关受自身结构的影响，具有尺寸大、交互生涩和质感生硬的问题。电容式线缆开关的尺寸小、交互手感好，越来越多的应用于可穿戴产品，但是电容式线缆开关普遍存在误触的问题，比如应用于挂脖式耳机时，线缆上加电容式开关后，由于线缆与人体(比如用户的脖子)接触频繁，与人体接触时的干扰很难通过软件或者算法规避而出现误触问题。

如何解决电容式线缆开关的误触问题应为业界的研发方向。

实用新型内容

本申请实施例公开了一种线缆开关及电子设备，能够解决电容式线缆开关的误触问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种线缆开关，包括线芯和依次层叠且包覆在所述线芯外围的检测电极、第一基材层和屏蔽层，所述屏蔽层接受外界的按压压力，使得所述第一基材层被压缩，并改变所述屏蔽层和所述检测电极之间的距离。

本申请通过将检测电极设置于屏蔽层与线芯之间，即检测电极位于屏蔽层的内侧，相比于现有技术中检测电极位于屏蔽层的外侧(其中，屏蔽层的内侧是指屏蔽层朝向线芯的一侧，屏蔽层的外侧是指屏蔽层背离线芯的一侧)，通过检测屏蔽层与检测电极之间的电容变化(即作用于线缆开关上的压力变化)而触动线缆开关，避免了误触问题。

一种可能的实施方式中，所述第一基材层具有弹性形变能力。

一种可能的实施方式中，所述第一基材层与所述屏蔽层之间设有弹片，所述屏蔽层借助所述弹片可恢复至未压缩状态。

一种可能的实施方式中，所述第一基材层为多孔结构。

一种可能的实施方式中，所述检测电极的数量为多个，多个所述检测电极对应多个调节功能，多个所述检测电极沿着所述线芯的延伸方向间隔设置。

一种可能的实施方式中，所述线缆开关包括引线，所述引线的一端连接所述检测电极，所述引线的另一端连接芯片，所述芯片通过所述引线检测所述检测电极与所述屏蔽层之间的电容。

一种可能的实施方式中，所述线芯的直径的延伸方向为第一方向，所述检测电极的厚度为所述检测电极在所述第一方向上的尺寸，所述引线的直径小于所述检测电极的厚度。

一种可能的实施方式中，所述线芯包括缆芯和第二基材层，所述缆芯用于传输信号，所述第二基材层包覆所述缆芯，所述第二基材层的弹性模量大于所述第一基材层的弹性模量。

一种可能的实施方式中，所述线芯和所述检测电极之间设有用于避免所述线芯对所述检测电极的干扰的第一屏蔽层。

一种可能的实施方式中，所述屏蔽层背离所述第一基材层的一侧设有第三基材层，所述第三基材层的外表面间隔设有便于用户触控的凸部和凹部。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括设备主板、芯片和上述任一项实施方式所述的线缆开关，所述芯片位于所述设备主板上，所述检测电极与所述芯片连接。

一种可能的实施方式中，所述设备主板上设有地电位，所述屏蔽层与所述地电位连接。

本申请通过将检测电极设置于屏蔽层与线芯之间，即检测电极位于屏蔽层的内侧，检测屏蔽层与检测电极之间的电容变化(即作用于线缆开关上的压力变化)而触动线缆开关，避免了误触问题。本申请的线缆开关为电容式线缆开关，只需要在原来的线缆结构中设置检测电极，基本没有改变或者只是较少增加了线缆的直径，结构简单、尺寸小，易加工，具备便携、对线缆外观影响小、交互手感好的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的一种线缆开关的应用环境的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种线缆开关的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种现有的线缆开关的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种线缆开关的检测原理图；

图5是本申请实施例提供的另一种线缆开关的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种线缆开关的原理示意图；

图7是本申请实施例提供的另一种线缆开关的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种线缆开关外部形态的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行描述。

本申请提供一种线缆开关及电子设备。线缆开关为电容式，电容式线缆开关具有尺寸小、交互手感好的优点。线缆开关广泛应用于电子设备，电子设备可以为耳机、腕带、手环等可穿戴产品，也可以为其他需要设置开关部件的电子设备，本申请不做限定。

请参见图1，所示为本申请一实施例中的线缆开关的应用环境的示意图。在本实施方式中，以线缆开关20应用于挂脖耳机10为例进行说明，挂脖耳机10包括耳塞11、主板12、芯片13和线缆开关20。主板12位于耳塞11内，芯片13位于主板12上，线缆开关20的两端分别与两个耳塞11连接。线缆开关20设有电极设置区14，检测电极22(请参见图2)位于电极设置区14(即图1中虚线框的位置)，检测电极22与芯片13连接。图1只是示意性的表示检测电极的位置，检测电极的设置不限于图示位置，换言之，电极设置区14的位置可以根据需要调整。

如图2所示，线缆开关20包括线芯21和依次层叠且包覆在线芯21外围的检测电极22、第一基材层23、屏蔽层24和第三基材层25。屏蔽层24接受外界的按压压力，当屏幕层24接收到按压时，第一基材层23被压缩，并改变屏蔽层24和检测电极22之间的距离，即屏蔽层24和检测电极22之间的距离缩短，使得屏蔽层24和检测电极22之间的电容也会改变。

本申请通过将检测电极22设置于屏蔽层24与线芯21之间，即检测电极22位于屏蔽层24的内侧，相比于现有技术中将检测电极22设置于屏蔽层24的外侧(其中，屏蔽层24的内侧是指屏蔽层24朝向线芯21的一侧，屏蔽层24的外侧是指屏蔽层24背离线芯21的一侧)，通过检测屏蔽层24与检测电极22之间的电容变化(即作用于线缆开关20上的压力变化)而触动线缆开关20，避免了误触问题。

具体而言，参阅图3，图3是现有的线缆开关的结构示意图。在现有的线缆开关30中，检测电极32位于屏蔽层34的外侧(其中，现有技术中的线芯31包括缆芯311和第二基材层312，检测电极32和屏蔽层34之间设有第一基材层33)，手指接触线缆开关30(即手指与线缆开关30最外层的第三基材层35的外表面接触)时，手指与检测电极32之间便存在电容，便可以触动线缆开关30。当线缆开关30应用于挂脖耳机，脖子部位的皮肤与线缆开关30接触时，脖子部位的皮肤与检测电极32之间也可以形成电容，以触动线缆开关30，但是脖子部位的皮肤触动开关就属于误触，非常影响用户的使用体验。

参阅图4，图4是本申请线缆开关20的检测原理图。需要说明的是，图4中的检测电极22和屏蔽层24之间的虚线并不存在在线缆开关20中，只是示意性的表示检测电极22和屏蔽层2之间存在电容C。本申请的检测电极22位于屏蔽层24的内侧，如此，屏蔽层24屏蔽掉了手指和身体其他部位皮肤的信号，检测到的是检测电极22与屏蔽层24之间的电容，只有手指用力按压线缆开关20，且该按压力使第一基材层23被压缩，检测电极22与屏蔽层24之间的距离缩小，此时检测电极22与屏蔽层24之间的电容发生改变。如此，按压压力大于一个值时，电容就会发生改变，检测到电容的变化后便可触动开关关或开。然而，身体其他部位的皮肤只是接触线缆开关20，并没有施加较大的按压压力时，这样检测电极22与屏蔽层24之间的电容不会改变，不会触动线缆开关20，也就不会出现误触的问题，可以很好的满足用户对耳机线缆的交互要求，提高用户的使用体验。

第一基材层23具有弹性形变能力，换言之，第一基材层23的形状、尺寸等在受到外力时可以发生改变。具体而言，线缆开关20是通过检测电极22和屏蔽层24之间的电容改变而开启相应的功能，检测电极22与屏蔽层24之间的距离改变会影响检测电极22与屏蔽层24之间的电容，本申请通过限定第一基材层23的弹性形变能力，以使第一基材层23接受到外界的按压压力后被压缩，且使得按压压力消失后第一基材层23带动屏蔽层24恢复至未压缩状态，以改变屏蔽层24和检测电极22之间的距离，屏蔽层24和检测电极22之间的距离改变使得屏蔽层24和检测电极22之间的电容改变，检测到电容的变化以触动线缆开关20。

第一基材层23是不导电的绝缘介质，防止检测电极22和屏蔽层24之间的电容被击穿。具体地，第一基材层23可以为硅胶、橡胶、泡棉等具有良好弹性形变能力且不导电的材料。

可以理解地，第一基材层23可以设置为多孔结构。第一基材层23为多孔结构时，第一基材层23在较小力度下也可以形成较大的形变，即较小的力度下电容也可以产生较大的变化，从而提升压力检测灵敏度，使得线缆开关20的灵敏度提高。

一种可能的实施方式中，参阅图5，第一基材层23与屏蔽层24之间可以设有弹片26，屏蔽层24可以借助弹片26可恢复至未压缩状态。具体而言，通过在第一基材层23和屏蔽层24之间设置弹片26，可以增加屏蔽层24的回弹能力，增加线缆开关20的灵敏度，使得按压压力消失后，屏蔽层24快速恢复至未压缩状态。图5只是示意性的设置了一个弹片26，可以理解地，弹片26可以为多个，弹片26的位置也不限于图5中的位置，弹片26的数量、位置等可以根据需要设置。

参阅图6，图6是线缆开关的原理示意图。检测电极22的数量可以为多个，多个检测电极22对应多个调节功能，多个检测电极22沿着线芯的延伸方向(线芯的延伸方向即为第三基材层25的延伸方向，这里称为第二方向X2)间隔设置。检测电极22的数量为多个时，可以实现不同的调节功能，比如，线缆开关20应用于挂脖耳机时，检测电极22可以包括第一电极、第二电极和第三电极，第一电极用于控制耳机的开关，第二电极用于控制音量的增加，第三电极用于控制音量的减小，多个检测电极22在第二方向X2上间隔设置即可，具体的间隔距离可以根据需要设置，只要互不影响，便于操作即可。用户操作时按压不同检测电极22区域对应的位置就可以实现线缆开关20的不同功能调节。

检测电极22的数量根据具体的应用环境及不同的应用需求设置，换言之，检测电极22可以为一个、两个、三个、四个等，本申请不做限定。检测电极22可以为金属箔、金属网、导电布等具有良好导电性和柔性的材料。

线缆开关20设有引线221，引线221的一端连接检测电极22，引线221的另一端连接芯片(图6未示)，芯片通过引线221检测检测电极22与屏蔽层24之间的电容。检测电极22与检测电容的芯片连接，当作用于线缆开关20上的压力改变时，屏蔽层24与检测电极22之间的距离改变，即屏蔽层24与检测电极22之间的电容改变，芯片检测到电容的变化以驱动电子设备执行相应的操作。

线缆开关20中设有多个引线221时，多个引线221错位设置，互不接触，避免不同的检测电极22上的引线221接触引起电路故障。

参阅图2和图6，线芯21的截面可以为图2中的圆形，也可以为扁平状或者其他形状，以线芯21的截面为圆形为例，线芯21的直径的延伸方向为第一方向X1，检测电极22的厚度为检测电极22在第一方向X1上的尺寸，引线221的直径小于检测电极22的厚度。芯片检测到的是沿线芯延伸方向(即第二方向X2)上的所有电容，即屏蔽层24和检测电极22之间的电容、屏蔽层24和引线221之间的电容，引线221的直径较大时，线缆的非检测电极区弯折时，屏蔽层24和引线221之间的电容变化较大，影响电容的检测准确性，因此，为了降低非检测电极区弯折、挤压等造成对地电容变化，在工艺可以达到的情况下，引线221的直径尽可能小，只要可以起到连接和信号传导的作用，这样也节约了成本。

线芯21包括缆芯211和包裹线芯211的第二基材层212。缆芯211用于传输信号(缆芯211用于供电或者传递声音等)，缆芯211的数量可以为多个，第二基材层212包覆缆芯211，第二基材层212的弹性模量大于第一基材层23的弹性模量。弯折或者挤压时，检测电极22与缆芯211之间距离太近会导致噪声，第二基材层212位于检测电极22和缆芯211之间，通过限定第二基材层212的弹性模量大于第一基材层23的弹性模量，这样在有压力作用于线缆开关20时，第二基材层212的形变小，检测电极22与缆芯211之间的距离变化较小，有效避免了产生噪音。可以理解地，第二基材层212可以为弹性模量较大的硅胶和泡棉，第一基材层23可以为弹性模量较小的橡胶等。

线芯21存在交流信号，容易对检测电极22造成干扰，如图7所示，可以在线芯21和检测电极22之间设置第一屏蔽层27，第一屏蔽层27和检测电极22之间设有第四基材层28，第一屏蔽层27用于避免线芯21对检测电极22的干扰，以提高压力检测的准确性。

可以理解地，参阅图1、图2和图4，屏蔽层24的作用是屏蔽线缆开关20的外部环境对线缆开关20内部的影响同时降低传输信号的损耗。设备主板12上设有地电位(图中未示)，屏蔽层24与地电位连接，实现屏蔽层24的接地，屏蔽层24接地可以将干扰信号导入大地，避免外部干扰信号对内部信号的影响。由于屏蔽层24与设备主板12上的地电位连接(即屏蔽层24接地)，本申请测得的电容为屏蔽层24和检测电极22之间的对地电容。

屏蔽层24可以为金属箔、金属网等，为电容的检测提供了屏蔽和电线接地端。第一屏蔽层27也可以为金属箔、金属网等。

参阅图8，第三基材层25的外表面间隔设置便于用户触控的凸部251和凹部252。具体而言，以线缆开关20应用于挂脖耳机为例，挂脖耳机在应用时，开关可能在用户的视线盲区，或者用户在运动时不方便用肉眼去找开关的位置。本申请通过设置凸部251和凹部252，手指接触线缆开关20时，可以根据线缆开关20的凸部251和凹部252的形态实现盲操，例如，凸部251对应的是音量增加的检测电极，凹部252对应的是音量减小的检测电极，这样用户只是根据线缆开关20的外部形态即可进行操作，不用眼睛去找相应的操作区域，提高用户的使用体验。

第三基材层25的外表面也可以只设置多个凹部252，多个凹部252在第三基材层25的表面间隔分布，不同的凹部252对应不同的调节功能，这样相比于同时设置凹部和凸部的情况，避免了凸部的设置增加线缆开关的尺寸，用户根据不同凹部的位置判断相应凹部对应的调节功能，以使用户实现盲操。

第三基材层25需要满足耐弯折的要求，且由于第三基材层25是线缆开关20中与用户直接接触的部分，第三基材层25还要兼顾与用户接触的手感以及与用户皮肤接触的舒适性等效果，因此第三基材层25通常为氟橡胶、硅胶、泡棉等弹性材料。

可以理解地，在线缆开关20的制作过程中，首先第二基材层212(比如可以为橡胶)将缆芯211包覆，形成线芯21，线芯21的外表面的检测电极区(检测电极区为线芯上用于设置检测电极的区域，在整个线芯的延伸方向上，检测电极不是完全包覆线芯，检测电极只是包覆局部的线芯，检测电极只位于线缆上设置开关的位置)包覆检测电极22，同时在检测电极22上连接引线221。在检测电极22的外表面上包覆第一基材层23，在第一基材层23的外表面上包覆屏蔽层24，在屏蔽层24的外表面上包覆第三基材层25，形成线缆开关20。可以理解地，这只是一种线缆开关20的形成过程，在实际的制作过程中，可以根据线缆及线缆开关20的需要，在各个层间增加相应的功能结构，比如，在线芯21和检测电极22之间增加第一屏蔽层27等，本申请不做限定。

本申请通过检测到手指的按压压力后，触动线缆开关20，具体而言，手指按压线缆开关20，使得线缆开关20内部的第一基材层23被压缩，检测电极22和屏蔽层24之间的电容变化，芯片13检测到电容的变化(电容的变化即为按压压力的变化)即对于开启线缆开关20的相应的调节功能。

本申请的线缆开关20通过将检测电极22设置于屏蔽层24与线芯21之间避免了误触问题。本申请利用线缆本身的屏蔽层24和第一基材层23，只需要在原来的线缆结构中设置检测电极22就可以形成压力检测的电容器，换言之，可以在具有弹性能力的软材质线缆上直接结合，基本没有改变或者只是较少增加了线缆的直径，结构简单、尺寸小，具备便携、对线缆外观影响小、交互手感好的优点。此外，本申请利用线缆本身的第一基材以及屏蔽层形成压力检测电容，节约了成本，性价比高。

以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种线缆开关，包括线芯，其特征在于，还包括依次层叠且包覆在所述线芯外围的检测电极、第一基材层和屏蔽层，所述屏蔽层接受外界的按压压力，使得所述第一基材层被压缩，并改变所述屏蔽层和所述检测电极之间的距离。

2.如权利要求1所述的线缆开关，其特征在于，所述第一基材层具有弹性形变能力。

3.如权利要求2所述的线缆开关，其特征在于，所述第一基材层与所述屏蔽层之间设有弹片，所述屏蔽层借助所述弹片可恢复至未压缩状态。

4.如权利要求2所述的线缆开关，其特征在于，所述第一基材层为多孔结构。

5.如权利要求1所述的线缆开关，其特征在于，所述检测电极的数量为多个，多个所述检测电极对应多个调节功能，多个所述检测电极沿着所述线芯的延伸方向间隔设置。

6.如权利要求1所述的线缆开关，其特征在于，所述线缆开关包括引线，所述引线的一端连接所述检测电极，所述引线的另一端连接芯片，所述芯片通过所述引线检测所述检测电极与所述屏蔽层之间的电容。

7.如权利要求6所述的线缆开关，其特征在于，所述线芯的直径的延伸方向为第一方向，所述检测电极的厚度为所述检测电极在所述第一方向上的尺寸，所述引线的直径小于所述检测电极的厚度。

8.如权利要求1所述的线缆开关，其特征在于，所述线芯包括缆芯和第二基材层，所述缆芯用于传输信号，所述第二基材层包覆所述缆芯，所述第二基材层的弹性模量大于所述第一基材层的弹性模量。

9.如权利要求1所述的线缆开关，其特征在于，所述线芯和所述检测电极之间设有用于避免所述线芯对所述检测电极的干扰的第一屏蔽层。

10.如权利要求1所述的线缆开关，其特征在于，所述屏蔽层背离所述第一基材层的一侧设有第三基材层，所述第三基材层的外表面间隔设有便于用户触控的凸部和凹部。

11.一种电子设备，其特征在于，包括设备主板、芯片和如权利要求1-10任一项所述的线缆开关，所述芯片位于所述设备主板上，所述检测电极与所述芯片连接。

12.如权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述设备主板上设有地电位，所述屏蔽层与所述地电位连接。

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