CN214851755U - 一种压感耳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压感耳机，其中，耳机包括：耳机壳体，控制电路板以及压力感应模组，耳机壳体外侧壁设置有触控区，控制电路板设置在所述耳机壳体内，并与所述触控区垂直设置，压力感应模组设置于所述控制电路板所在平面的一侧。其中，压力感应模组的两侧与所述控制电路板连接，当耳机壳体被施加应变时压力感应模组产生相应的应变，以检测所述触控区的压力信号。本实用新型的压感耳机壳体无需多余开孔，通过压力感应模组与压感耳机壳体内侧壁抵接，以感应对应的触控区的微小变形，进而传递压力并检测压力信号，操作更方便，便于维护且可有效延长压感耳机的使用寿命周期。

Description

一种压感耳机

技术领域

本实用新型属于电子设备技术领域，具体涉及一种压感耳机。

背景技术

随着入耳式耳机的发展以及用户对交互功能多样化的需求，对实现耳机交互功能的按键的设计要求更高。在现有技术中，通常包括以下几种按键：1.机械式接触按键，由于机械按键的灵敏度较低，结构复杂，机械按键在操作时，需要施加较大的作用力，使耳机也会对用户的耳朵造成一定的挤压力，并且所需空间位置较大，手感体验性不好。2.基于电容式触摸芯片的按键，由于电容式触摸芯片基于X、Y轴的交互界面，用户触碰到交互界面就会触发，所以此类设置发生误触的概率高。3.基于惯性传感器的敲击式按键，采用敲击耳机感应面的次数设置对应的切换、音量调整等功能，但带在耳朵上用手敲击的话体验感较差，对耳膜、脑部有不适的冲击感。也有少部分耳机采用压感触控的方式来替代机械按键，但耳机体积小，对于触控元件的安装造成了极大的挑战，并且，因为安装公差的原因，良品率低。

因此，为了解决上述问题，有必要开发一种新的耳机，无需在耳机壳体表面开孔就能实现传统耳机的机械式按钮的功能，同时又能解决传统压感触安装方式上的困难，提升用户体验。

实用新型内容

本实用新型提出一种至少可以解决背景技术中存在的技术问题的压感耳机，包括：

一种压感耳机，其特征在于，包括：

耳机壳体，所述耳机壳体外侧壁设置有触控区；

控制电路板，所述控制电路板设置于所述耳机壳体内，并相对所述触控区所在面垂直设置；

压力感应模组，所述压力感应模组设置于所述控制电路板所在平面的一侧；

压力感应模组与控制电路板的两端均抵接在耳机壳体内侧壁；

所述压力感应模组的两端与所述控制电路板电连接，以将检测的所述触控区的压力信号传递至控制电路板；

压力感应模组的形变方向垂直于触控区的形变方向。

该方案中，用户按压触控区时，触控区发生微小形变，也即触控区对应的耳机壳体产生形变，与耳机壳体内侧壁抵接的压力感应模组压力感应模组因失稳而产生较大形变，进而将该压力信号传递给与其电连接的控制电路板以输出对应控制信号。本申请压力感应模组的形变方向垂直于触控区的形变方向，使压力感应模组具备更大的形变空间以及形变量，起到放大信号的作用，在较大应变范围内保持线性输出，对于交互功能的设计也有较大的冗余量。另外，压力感应模组以及控制电路板的装配参照耳机壳相对的内侧壁，减小在触控区形变方向上公差影响，避免因装配公差导致触控区的形变不能传递到压力感应模组上，提高产品的良品率。

可选的，所述压力感应模组与控制电路板之间所限定的空间内设置有弹性体，以对压力感应模组支撑和固定。

可选的，耳机壳体内，触控区所在侧与相对侧的内侧壁上对应设置有一组卡槽，用于限制控制电路板或压力感应模组的位移。

可选的，所述控制电路板与所述压力感应模组配合安装于同一卡槽处。

可选的，所述控制电路板配合安装于卡槽处，压力感应模组抵接于所述卡槽外侧的耳机内侧壁上。

可选的，压力感应模组包括：

压力感应电路板，所述压力感应电路板与控制电路板平行设置，压力感应电路板所背离控制电路板的一侧的中央区域设置有压力感应部，以在触控区受到作用力时，压力感应部产生变形；

弹性补强板，所述弹性补强板设置在压力感应电路板所朝向控制电路板的一侧，所述弹性补强板两端分别与触控区所对应的耳机内侧壁抵接。

可选的，所述弹性补强板的中央区域设置有贯穿其厚度的至少一个应力集中槽，所述应力集中槽自端部向内侧延伸。

可选的，所述压力感应部的中心与所述应力集中槽的中心共线。

可选的，在耳机壳体上与触控区呈预定角度的方向上切割有0至2个开口，以增强形变信号。

可选的，所述触控区自所述耳机壳体外侧壁向内侧壁凹陷，并与所述耳机壳体一体成型。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的压感耳机的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的压感耳机的触控区剖面示意图；

图3为本实用新型一实施例压力感应模组、控制电路板的相对位置示意图；

图4为本实用新型另一实施例压力感应模组、控制电路板的相对位置示意图；

图5为本实用新型一实施例的压力感应模组中弹性补强板的结构示意图；

图6为本实用新型一实施例的压力感应模组中压力感应电路板的结构示意图；

图7为本实用新型一实施例中按压示意图；

图8为本实用新型另一压感耳机安装结构示意图；

图9为本实用新型另一压感耳机安装结构示意图；

图10为图7实施例耳机壳体开口示意图；

图11、图12为图7实施例中压感耳机触控区受力后压力感应模组形变示意图；

图13为图8实施例中压感耳机触控区受力后压力感应模组形变示意图。

符号及元件说明：

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

对于无线耳机，其交互功能的实现通常需要用户以触控耳机的形式进行控制，具体的，可以采用设置在耳机壳体上的实体按键或者考虑到耳机的一体性而依据耳机壳体的形变，采用压力感应装置将压力信号转换为电信号。随着TWS(True Wireless Stereo,真无线立体声)耳机的兴起，耳机壳体内还需预留有入耳检测、拾取声音、虚拟音效和健康辅助等功能元件的装配空间，对各功能模块的装配精度要求高。因而，对于交互功能模块的结构设计，需要在满足实现基本交互控制以及有限的装配空间前提下，减少装配误差和增强信号的检测，以实现正常工作。

请参见图1至图3，为本实用新型压感耳机100的一个实施例，包括：耳机壳体110，所述耳机壳体110外侧壁设置有触控区111；

控制电路板120，所述控制电路板120设置于所述耳机壳体110内，并相对所述触控区111所在面垂直设置；压力感应模组130，所述压力感应模组130设置于所述控制电路板120所在平面的一侧；压力感应模组130与控制电路板120的两端均抵接在耳机壳体110内侧壁；所述压力感应模组130的两端与所述控制电路板120电连接，以将检测的所述触控区111的压力信号传递至控制电路板120；压力感应模组130的形变方向F’垂直于触控区111的形变方向F。

可以理解，触控区111所在面是根据触控区111形状而确定，触控区111可以是与耳机壳体110其他部分连续的曲面，对应触控区111所在面为曲面。优选的，考虑用户盲操作的交互实现，触控区111为与耳机壳体110其他部分连续的平面，即触控区111所在面为平面，以便手指在盲按时容易识别触控区111。

可选的，触控区111可以自耳机壳体110外侧壁向内侧壁凹陷，示例性的，如图1所示，本实施例在耳机壳体110的外侧壁上设有凹陷部，该凹陷部形成触控区111，值得注意的是，本实施例的触控区111与耳机壳体110一体成型，不需要对耳机壳体110进行多余开孔。当然，当触控区111为与其他部分连续的曲面时，也可考虑设置电容传感器用于识别位置，以满足盲操作时的位置检测。

可以理解，结合附图2，本实施例中，触控区111受到外部力作用竖直向下形变，与耳机壳体110内侧壁抵接的压力感应模组130因失稳而产生水平向左的较大形变，进而将检测到的信号传递至控制电路板120处理，从而根据不同信号实现不同的功能。

对于信号具体处理过程，可选的，控制电路板120包括模数转换器以及控制器。压力感应模组130检测到触控区111的形变，输出模拟信号，压力感应模组130的输出端连接模数转换器，模数转换器将该输出模拟信号转换为对应的数字信号以供控制器识别。控制器根据该数字信号输出对应的控制信号，以实现交互功能。

举例说明交互功能的实现方式，根据用户按压的方式，如以预定时间内的按压次数而压力感应模组130产生对应的输出信号，检测该预定时间内的电压信号的个数或者连续性分别对应切换音量、耳机开关机的功能。

可选的，为了压力感应模组130固定在控制电路板120上，压力感应模组130与控制电路板120之间所限定的空间设置有弹性体140。所述弹性体140可以泡棉或者是硅橡胶等具备弹性形变材质，以使压力感应模组130粘接在控制电路板120上，并且填充所述空间，使压力感应模组130的中央区域凸起或平直，当触控区111施加压力时产生微小形变，进而导致压力感应模组130的曲率增大，以检测触控区111的压力信号。

需要说明的是，本实施例对于压力感应模组130结构的形状不做具体限定，如图4所示，可以是相对控制电路板120平行设置；如图2所示，也可以是压力感应模组130的中央区域与控制电路板120之间的距离，大于其任一侧(图中为上下侧)与控制电路板120之间的距离，从而压力感应模组130呈弧形结构，所述弧形结构的曲率无特定要求。

示例性的，如图11和图12所示，压力感应模组130与控制电路板120之间的距离在变形后，均自其中央区域向两侧依次减小。也就是说，压力感应模组130中央区域位于最高点，一并结合图1所示，该最高点处与控制电路板120距离最远，以及其两侧分别向控制电路板120延伸，形成弧形结构，该弧形结构的压力感应模组130具有更高的灵敏度，可以在较小的作用力下对耳机进行控制。当然，对于本领域技术人员来说，可以根据实际需要将其设置成其他结构的压力感应模组130，例如可以是压力感应模组130中央区域平行于控制电路板120，从而呈梯形的结构。

在图2此类实施例下，压力感应模组130初始状态呈弧形结构，那么可选的，对压力感应模组130的输出信号进行校准，避免组装公差、结构公差导致的输出信号初始值不一致。

应当注意，无论是图2这类控制电路板120位于弧形结构的压力感应模组130的开口的一侧，还是图4这类压力感应模组130平行地设置于控制电路板120的一侧，都满足压力感应模组130位于控制电路板120的一侧，并且压力感应模组130形变方向F’垂直于触控区的垂直方向F。

为了用于限制控制电路板120及压力感应模组130的位移以及定位，耳机壳体110内，触控区111所在侧与相对侧的内侧壁上对应设置有一组卡槽112。可选的，参见图4、图7，其中，所述控制电路板120与所述压力感应模组130配合安装于同一卡槽112处，卡槽112所限定的空间内，控制电路板120与压力感应模组130抵接耳机壳体110内侧壁，压力感应模组130中央区域翘曲，所述中央区域以检测所述触控区111的压力信号。或者，在另一种实施方式中，参见图8、图9，所述控制电路板120配合安装于卡槽112处，压力感应模组130抵接于所述卡槽112外侧的耳机内侧壁上；可以理解，此实施方式下，由于控制电路板120被卡槽112限制水平方向上的位移，而压力感应模组130与控制电路板120之间设置有弹性体140固定，从而限制压力感应模组130抵接卡槽112外侧时相对耳机壳体110的位移，使得手指按压该触控区111处时，压力感应模组130能够在较小的作用力下检测触控区111处的压力信号，以对耳机进行控制。

进一步的，对于压力感应模组130的设置形式，在一种实施例中，压力感应模组130包括：压力感应电路板131，所述压力感应电路板131与控制电路板120平行设置，对应如图4至图6的结构，压力感应电路板131所背离控制电路板120的一侧的中央区域设置有压力感应部131a，其两侧分别与控制电路板120相连，以在触控区111受到作用力时，压力感应部131a产生变形；弹性补强板132，所述弹性补强板132设置在压力感应电路板131所朝向控制电路板120的一侧，所述弹性补强板132两端分别与触控区111所对应的耳机壳体110内侧壁抵接，应理解，此处术语“所对应”，对应图5的实施例，指卡槽112限定空间内的耳机壳体110内侧壁，对应图6的实施例，则指位于卡槽112外侧的耳机壳体110内侧壁。通过弹性补强板132将触控区111的压力信号传递至压力感应部131a，并通过压力感应部131a对压力信号进行检测。

应当注意，本申请提出的压力感应电路板131并不一定与控制电路板120平行设置，其与控制电路板120的相对位置取决于压力感应模组130的初始设置形态。例如，前述如图4的设置，压力感应模组130初始状态平直，则压力感应电路板131平行于控制电路板；若如图2或图8等设置，压力感应模组130初始状态呈弧形结构，则对应的，此时控制电路板120位于呈弧形结构的压力感应电路板131的开口所朝向的的一侧。

可以理解，压力感应电路板131中央区域的压力感应部131a与弹性补强板132的中央区域，与耳机壳体110上的触控区111相垂直，即所述中央区域的形变方向F’垂直于所述触控区111的形变方向F。

应指出，对于触控区111与压力感应部131a形变方向一致的现有设计，一方面触控区111传递的形变量较小，使得响应的模拟电压信号较小。另一方面触控区111与压力感应部131a面接触，则对二者间的装配要求更高，容易因装配公差导致触控区111的形变不能引起压力感应部131a的形变，使得交互功能失效。

进一步，为起到增大触控区111变形的作用，如图1、图9、图10所示，可在耳机壳体110上与所述触控区111呈预定角度的方向切割有开口113，便于按压。同时，与该触控区111对应的耳壳体内侧壁抵接的压力感应模组130，在触控区111受力时，实现更准确的传递压力并对压力进行检测的目的。优选地，如图9、图10所示，所述预定角度为90度，在一些实施例中，所述开口113可用于耳机充电仓的定位。

本实施例提供的压感耳机，通过在耳机壳体110外侧壁设置一体成型的触控区111，以及，与该触控区111相对应的耳机壳体110内设置有控制电路板120与压力感应模组130，通过压力感应模组130的中央区域与耳机壳体110内侧壁相抵接，以实现了检测触控区111的压力信号以及对该压力信号进行传递、处理，能够在较小的作用力下对压感耳机进行控制。本实施例的耳机壳体110无需多余开孔，操作更方便、易于维护且可有效延长压感耳机的使用寿命周期，提升用户体验效果。

进一步的，为了使压力感应部131a感应更大的形变，如图4和图5所示，本实施例的压力感应模组130弹性补强板132的中央区域设置有贯穿其厚度的至少一个应力集中槽132a，该应力集中槽132a自端部向内侧延伸，并且，压力感应部131a的中心与应力集中槽132a的中心共线。

需要说明的是，本实施例对于应力集中槽132a的数量及形状不做具体限定，例如，可以在弹性补强板132的中央区域设置有一个、两个或者更多个的应力集中槽132a，以及，可以将应力集中槽132a设置为U形槽、V字形槽、矩形槽或其他容易产生应力集中的开槽形式，对此可以根据实际需要进行具体设定。

具体地，如图4和图5所示，本实施例两种结构的弹性补强板132132的中央区域均对称设置有两个U形的应力集中槽132a，且两个U形应力集中槽132a的中心与压力感应部131a的中心共线，以使压力感应部131a感应更大的形变，从而增加信号量。

进一步需要说明的是，上述实施例中提及的压力感应模组130可采用压阻式压力传感器，压电式压力传感器或应变片式压力传感器等，对此不做具体限定。

仍需要说明的是，上述实施例中提及弹性补强板132材料一般为聚酰亚胺或其他耐高温绝缘弹性板材，以及，压力感应电路板131采用柔性电路板，有利于压力感应模组130在两端受压时发生弯曲变形。当然，对于本领域技术人员来说，还可以根据实际需要选择其他材料的弹性补强板132及电路板，对此不做具体限定。

可以理解，结合上述实施例的说明，本实用新型所提供一种压感耳机，相对于现有技术至少具有以下有益效果：第一，本实用新型在耳机壳体110外侧壁设置触控区111，并且将耳机壳体110与触控区111一体成型，不需要在耳机壳体110表面额外开孔，可有效延长耳机的使用寿命周期，并且，具有防水、防汗、防尘的功能，便于维护。第二，本实用新型的压感耳机内设置的压力感应模组130结构简单，通过压力感应模组130与耳机壳体110内侧壁抵接，以感应对应的触控区111的微小变形，进而传递并检测压力信号，代替了目前主流耳机的机械结构按钮，无需机械式的按压即能实现传统耳机机械按键的功能。第三，本实用新型压感耳机与传统压感耳机相比通过卡槽112限制压力感应模组130位置，将竖向应变转变为压力感应模组130的弯曲或水平方向的形变，起到放大信号的作用，减小装配公差对交互功能实现的影响，提高产品的良品率。第四，本实用新型的压力感应模组130呈弧形结构，具有较高的按压灵敏度，操作方便，并且，可有效增强用户使用效果。

应指出，本申请所指方向是依据部件的相对位置而言，所述“水平”，“竖直”不应理解为对本申请实际应用的限制。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种压感耳机，其特征在于，包括：

耳机壳体，所述耳机壳体外侧壁设置有触控区；

控制电路板，所述控制电路板设置于所述耳机壳体内，并相对所述触控区所在面垂直设置；

压力感应模组，所述压力感应模组设置于所述控制电路板所在平面的一侧；

压力感应模组与控制电路板的两端均抵接在耳机壳体内侧壁；

所述压力感应模组的两端与所述控制电路板电连接，以将检测的所述触控区的压力信号传递至控制电路板；

压力感应模组的形变方向垂直于触控区的形变方向。

2.根据权利要求1所述压感耳机，其特征在于，所述压力感应模组与控制电路板之间所限定的空间内设置有弹性体。

3.根据权利要求2所述压感耳机，其特征在于，耳机壳体内，触控区所在侧与相对侧的内侧壁上对应设置有一组卡槽。

4.根据权利要求3所述压感耳机，其特征在于，所述控制电路板与所述压力感应模组配合安装于同一卡槽处。

5.根据权利要求3所述压感耳机，其特征在于，所述控制电路板配合安装于所述卡槽处，压力感应模组抵接于所述卡槽外侧的耳机内侧壁上。

6.根据权利要求4或5所述压感耳机，其特征在于，压力感应模组包括：

压力感应电路板，所述压力感应电路板与控制电路板平行设置，压力感应电路板所背离控制电路板的一侧的中央区域设置有压力感应部，以在触控区受到作用力时，压力感应部产生变形；

弹性补强板，所述弹性补强板设置在压力感应电路板所朝向控制电路板的一侧，所述弹性补强板两端分别与触控区所对应的耳机内侧壁抵接。

7.根据权利要求6所述压感耳机，其特征在于，所述弹性补强板的中央区域设置有贯穿其厚度的至少一个应力集中槽，所述应力集中槽自端部向内侧延伸。

8.根据权利要求7所述压感耳机，其特征在于，所述压力感应部的中心与所述应力集中槽的中心共线。

9.根据权利要求8所述压感耳机，其特征在于，在耳机壳体上与触控区呈预定角度的方向上切割0至2个开口。

10.根据权利要求9所述压感耳机，其特征在于，所述触控区自所述耳机壳体外侧壁向内侧壁凹陷，并与所述耳机壳体一体成型。

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