CN218158996U - 一种电容式传感机构及音频播放设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电容式传感机构及音频播放设备，所述电容式传感机构的延伸台设置于第一壳体内，并沿延伸台的延伸方向设置有芯管，延伸台、第一壳体的内壁和芯管的部分外壁构成一安装腔，第一极片设置于安装腔内且安装于第一壳体的内壁上；锥形套至少包括设置为凸台的第一段和侧面设置为锥形面的第二段，锥形套滑动套设于芯管的外壁，凸台的外壁位于安装腔内；第二极片设置于凸台的外壁上；按压段内设置有与锥形面的第二段相配合的推块。本实施例的变面积电容式传感机构，无需采用复杂的走线等设计，采用变面积式电容传感器，只需用户轻轻按压即可改变两极片间重叠面积，进而改变电容以及电流等，因此使用便捷、高效。

Description

一种电容式传感机构及音频播放设备

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，具体涉及一种电容式传感机构及音频播放设备。

背景技术

电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，将被测物理量或机械量转换成为电容变化量变化的一种转换装置，其广泛用于位移、角度、振动、速度、压力、成分分析、介质特性等方面的测量。

目前现有的音频播放设备按键多采用电阻式压力传感器，而电阻压力式传感器大多对按压位置的准确性要求较高，触发的所需的力度较大，需要使用者经过长时间的肌肉记忆，使用便捷性不高。另外，电容式按键不仅容易受其他因素的干扰，而且对结构空间和硬件走线等要求高，不利于在新类型产品(如耳机)中进行推广应用。

因此，需要一种新的按键传感方案。

实用新型内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种电容式传感机构及音频播放设备，用于真无线立体声耳机等音频播放设备中。

本说明书实施例提供以下技术方案：

本说明书实施例提供一种电容式传感机构，所述电容式传感机构包括：第一壳体、第一极片、第二极片、延伸台、锥形套和按压段；

所述延伸台设置于所述第一壳体内，并沿所述延伸台的延伸方向设置有芯管，所述延伸台、所述第一壳体的内壁和所述芯管的部分外壁构成一安装腔，所述第一极片设置于所述安装腔内且安装于所述第一壳体的内壁上；

所述锥形套至少包括设置为凸台的第一段和侧面设置为锥形面的第二段，所述锥形套滑动套设于所述芯管的外壁，所述凸台的外壁位于所述安装腔内；

所述第二极片设置于所述凸台的外壁上；

所述按压段内设置有与所述锥形面的第二段相配合的推块；

其中，当所述按压段受到外部按压时，所述推块挤推所述锥形面的第二段，使所述锥形套沿着所述芯管滑动以带动所述第二极片移动，使得所述第二极片与所述第一极片之间的重叠面积变为第一面积；当所述按压段未受到外部按压时，所述锥形套沿着所述芯管滑动以回复到原始位置以带动所述第二极片移动，使得所述第二极片与所述第一极片之间的重叠面积变为第二面积。

本说明书实施例还提供一种音频播放设备，所述音频播放设备包括上述任一项所述的电容式传感机构；其中所述音频播放设备包括蓝牙耳机。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

本说明书实施例的变面积电容式传感机构，无需复杂的走线设计，采用变面积式电容传感器，完全不存在两个极片间其他因素的影响，例如两极片间距离改变的影响造成电容传感器的电容改变，只需用户轻轻按压即可改变两极片间重叠面积，进而改变电容以及电流等，因此使用便捷、高效。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本说明书实施例提供的一种音频播放设备用电容式传感机构的结构示意图；

图2是本说明书实施例提供的一种音频播放设备用电容式传感机构中按压段的结构示意图；

图3是本说明书实施例提供的一种音频播放设备用电容式传感机构中上壳体的结构示意图；

图4是本说明书实施例提供的一种音频播放设备用电容式传感机构的外观示意图。

图1～4中，1-上壳体，2-延伸台，3-芯管，4-环形限位台，5-锥形套，6-凸台，51-锥形面的第二段，7-内极片，8-安装腔，9-外极片，10-按压段，11-推块，12-弹簧座，13-弹簧，14-导轨，15-导轨槽，16-下壳体。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。

目前现有的音频播放设备按键多采用电阻式压力传感器，而电阻压力式传感器大多对按压位置的准确性要求较高，触发的所需的力度较大，需要使用者经过长时间的肌肉记忆，使用便捷性不高。另外，电容式按键不仅容易受其他因素的干扰，而且对结构空间和硬件走线等要求高，不利于在新类型产品(如耳机)中进行推广应用。

有鉴于此，发明人设置如图1所示的电容式传感机构，电容式传感机构包括：第一壳体、第一极片、第二极片、延伸台、锥形套和按压段；所述延伸台设置于所述第一壳体内，并沿所述延伸台的延伸方向设置有芯管，所述延伸台、所述第一壳体的内壁和所述芯管的部分外壁构成一安装腔，所述第一极片设置于所述安装腔内且安装于所述第一壳体的内壁上；所述锥形套至少包括设置为凸台的第一段和侧面设置为锥形面的第二段，所述锥形套滑动套设于所述芯管的外壁，所述凸台的外壁位于所述安装腔内；所述第二极片设置于所述凸台的外壁上；所述按压段内设置有与所述锥形面的第二段相配合的推块。其中，当所述按压段受到外部按压时，所述推块挤推所述锥形面的第二段，使所述锥形套沿着所述芯管滑动以带动所述第二极片移动，使得所述第二极片与所述第一极片之间的重叠面积变为第一面积；当所述按压段未受到外部按压时，所述锥形套沿着所述芯管滑动以回复到原始位置以带动所述第二极片移动，使得所述第二极片与所述第一极片之间的重叠面积变为第二面积。

本实施例的变面积电容式传感机构，无需采用复杂的走线等设计，采用变面积式电容传感器，完全不存在两个极片间其他因素的影响，例如两极片间距离的影响，只需用户轻轻按压即可改变两极片间重叠面积，进而改变电容以及电流等，因此使用便捷、高效。

以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

本说明书实施例提供的电容式传感机构可以包括：第一壳体(例如上壳体)、第一极片(例如外极片)和第二极片(例如内极片)、延伸台、锥形套和按压段；所述延伸台设置于所述第一壳体内，并沿所述延伸台的延伸方向设置有芯管，所述延伸台、所述第一壳体的内壁和所述芯管的部分外壁构成一安装腔，所述第一极片设置于所述安装腔内且安装于所述第一壳体的内壁上；

所述锥形套至少包括设置为凸台的第一段和侧面设置为锥形面的第二段，所述锥形套滑动套设于所述芯管的外壁，所述凸台的外壁位于所述安装腔内；

所述第二极片设置于所述凸台的外壁上；

所述按压段内设置有与所述锥形面的第二段相配合的推块；

其中，当所述按压段受到外部按压时，所述推块挤推所述锥形面的第二段，使所述锥形套沿着所述芯管滑动以带动所述第二极片移动，使得所述第二极片与所述第一极片之间的重叠面积变为第一面积；当所述按压段未受到外部按压时，所述锥形套沿着所述芯管滑动以回复到原始位置以带动所述第二极片移动，使得所述第二极片与所述第一极片之间的重叠面积变为第二面积。

参见图1和图2，图1是本说明书实施例提供的一种音频播放设备用电容式传感机构的结构示意图，图2是本说明书实施例提供的一种音频播放设备用电容式传感机构中按压段的结构示意图。

如图1和图2所示，该电容式传感机构可以包括上壳体1，延伸台2，芯管3，锥形套5，凸台6，锥形面的第二段51，内极片(即第二极片)7，安装腔8，外极片9(即第一极片)，按压段10，推块11。还可以包括环形限位台4，下壳体16，由弹簧座12和弹簧13组成的弹性组件，参见下文详细描述。

其中，所述第一壳体1内设置有延伸台2，延伸台2沿延伸方向上设置有芯管3。其中延伸方向为竖直向下，一些实施例中芯管与延伸台一体化设置，另一些实施例中芯管与延伸台分别独立设置，并且固定连接。如图1所示，延伸台2、所述第一壳体1的内壁和所述芯管3的部分外壁构成一安装腔8，所述第一极片(即外极片9)设置于所述安装腔8内且安装于所述第一壳体1的内壁上。

所述锥形套5至少包括设置为凸台6的第一段和侧面设置为锥形面的第二段51，所述锥形套5滑动套设于所述芯管3的外壁，所述凸台6的外壁位于所述安装腔8内；所述第二极片(例如内极片7)设置于所述凸台6的外壁上；所述按压段10内设置有与所述锥形面的第二段51相配合的推块11。

参见图1，上壳体1与按压段10连接，上壳体和按压段外形均为圆柱形结构。其中上壳体为硬材质，按压段为柔性材质。上壳体内部有水平设置的延伸台2，延伸台上设置有竖直向下伸出的芯管，所述延伸台、上壳体的下段内壁与芯管的部分外壁构成一安装腔8，所述安装腔内上壳体圆周内壁上固定连接有环形片状结构的外极片(即第一极片)，芯管3外侧滑动连接有锥形套，该锥形套倒立设置，锥形套第一段(横截面积较大端)设置有凸台，凸台的外壁设置在安装腔内，锥形套侧面设置为锥形面的第二段。凸台的圆周外壁上固定连接有环形片状结构的内极片(即第二极片)，如图2所示，所述按压段10内设置有与所述锥形面的第二段51相配合的推块11。

其中，当所述按压段受到外部按压时，所述推块挤推所述锥形面的第二段，使所述锥形套沿着所述芯管滑动以带动所述第二极片移动，使得所述第二极片与所述第一极片之间的重叠面积变为第一面积；当所述按压段未受到外部按压时，所述锥形套沿着所述芯管滑动以回复到原始位置以带动所述第二极片移动，使得所述第二极片与所述第一极片之间的重叠面积变为第二面积。

该电容式传感机构使用时用两根手指从两侧按压按压段10，在按压段10的推力作用下，所述推块11挤推所述锥形面的第二段51，使锥形套5沿芯管3向上滑动以带动第二极片7移动，使得内极片7与外极片9重叠面积变小变为第一面积，触发该电容式传感器；当所述按压段未受到外部按压即释放按压段10后，所述锥形套5沿着所述芯管3滑动以回复到原始位置以带动所述第二极片7移动，使得所述第二极片与所述第一极片之间的重叠面积变为第二面积。该电容式传感机构使用时实现变面积式电容传感器，将该电容传感器与蓝牙耳机内部芯片连接，当触发该电容传感器的压力达到不同的预设阈值，该电容传感器将压力信号转化为电信号并输送至入蓝牙耳机内部的芯片，从而实现入耳式蓝牙耳机可以触发不同档位的主动降噪功能等。

由于现有按压式电阻传感器在按压变距离的同时会伴随相对面积的改变，因此造成现有按压式传感器大多对按压位置的准确性要求较高，并且所需触发的力度也较大，还需使用者经过长时间的肌肉记忆才可很好的把握按压力度，因此使用便捷性不高。而本实施例的变面积电容式传感机构，采用变面积式电容传感器，完全不存在两个极片间其他因素的影响，例如两极片间距离改变的影响造成电容传感器的电容影响，只需用户轻轻按压即可改变两极片间重叠面积，进而改变电容以及电流等，因此使用便捷、高效。同时还可以准确设置不用的按压阈值，以对应不同档位的音量调节等，提高按压的准确性和使用的高效性。

如图2所示，所述按压段的圆周内壁上均匀分布有一组楔形结构的推块11。本实施例中，在用户按压按压段时，推块11可提升对锥形套5的推动效果，提升该电容传感器的可靠性。

在一些实施例中，所述电容式传感机构还包括：弹簧组件，所述延伸台与所述凸台之间连接有弹簧组件。所述弹簧组件包括弹簧和弹簧座；所述延伸台的下端面和所述凸台的上端面上均设置有弹簧座，所述弹簧的两端均卡接在所述弹簧座中。

参见图1和图3，所述延伸台与所述凸台之间连接有弹性组件。其中弹性组件包括弹簧13和弹簧座12。所述延伸台的下端面和凸台的上端面上都设置有一组弹簧座，延伸台与所述凸台之间连接的弹簧两端卡接在弹簧座中。弹簧座12可提升弹簧13的稳定性。因此使用时，用户轻轻按压推动锥形套沿芯管移动，即可改变两极片间重叠面积，进而改变电容以及电流等，采用弹簧组件提升按压的稳定性。因此使用便捷、高效。

该电容式传感机构使用时用两根手指从两侧按压按压段10，在按压段10的推力作用下，锥形套5沿芯管3向上移动，对应其中的内极片7与外极片9重叠面积变小，触发该电容传感器；释放按压段10后，在弹簧13的作用下，锥形套5下降到初始位置，内极片7与外极片9完全重叠；该电容式传感机构使用时实现变面积式电容传感器，将该电容传感器与蓝牙耳机内部芯片连接，当触发该电容传感器的压力达到不同的预设阈值，该电容传感器将压力信号转化为电信号并输送至入蓝牙耳机内部的芯片，从而实现入耳式蓝牙耳机可以触发不同档位的主动降噪功能等。由于现有按压式电阻传感器在按压变距离的同时会伴随相对面积的改变，因此造成现有按压式传感器大多对按压位置的准确性要求较高，并且所需触发的力度也较大，还需使用者经过长时间的肌肉记忆才可很好的把握按压力度，因此使用便捷性不高。而本实施例的变面积电容式传感机构，采用变面积式电容传感器，完全不存在两个极片间其他因素的影响，例如两极片间距离改变的影响造成电容传感器的电容影响，只需用户轻轻按压即可改变两极片间重叠面积，进而改变电容以及电流等，因此使用便捷、高效。同时还可以准确设置不用的按压阈值，以对应不同档位的音量调节等，提高按压的准确性和使用的高效性。

在一些实施例中，所述电容式传感机构还包括限位台，所述限位台设置于所述芯管的下端。参考图1，该电容式传感机构还包括环形限位台4。

如图1所示，所述芯管底部设置有水平向外延伸的环形限位台。环形限位台4对锥形套5下降位置进行限定，以便锥形套5在按压段内更好的使用，只需用户轻轻按压即可改变两极片间重叠面积，进而改变电容以及电流等，因此使用便捷、高效。

在一些实施例中，所述芯管的外壁上设置有导轨，所述锥形套和所述凸台的内壁上对应设置有导轨槽，所述导轨槽与所述导轨滑动配合。其中，所述导轨槽和所述导轨的横截面设置为梯形。

参见图3，图3是本说明书实施例提供的一种音频播放设备用电容式传感机构中上壳体的结构示意图。如图3所示，该电容式传感机构还包括：导轨和导轨槽。所述芯管3的圆周外壁上设置有一组导轨14，所述锥形套5和凸台6的圆周内壁上设置有一组导轨槽15，所述导轨槽15与导轨14滑动配合。在一些实施例中，所述导轨槽15和导轨14的横截面设置为梯形。本实施例中，导轨槽15与导轨14滑动配合可提升锥形套5的稳定性，梯形的横截面侧向受力能力更好，结构不易损坏。且提升锥形套5在按压段内的使用性，只需用户轻轻按压即可改变两极片间重叠面积，进而改变电容以及电流等，因此使用便捷、高效。

在一些实施例中，所述电容式传感机构还包括第二壳体，所述第二壳体设置于所述按压段的下方。参见图4，图4是本说明书实施例提供的一种音频播放设备用电容式传感机构的外观示意图。如图1和图4所示，该电容式传感机构还包括下壳体16(即为第二壳体)，所述下壳体设置于所述按压段的下方。

在一些实施例中，所述按压段采用柔性材料，所述第一壳体和所述第二壳体采用硬性材料。其中柔性材料按照材料的变形能力定义，可以包括聚乙烯醇(PVA)、聚酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酯乙二醇酯(PEN)、纸片、纺织材料等。由于按压段采用柔性材料有助于按压推力的产生，因此只需用户轻轻按压即可改变两极片间重叠面积，进而改变电容以及电流等，因此使用便捷、高效。

如图1、图3和图4所示，上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体之间连接有按压段，所述上壳体、下壳体和按压段外形均为圆柱形结构，所述上壳体、下壳体为硬材质，所述按压段为柔性材质。其中硬性材料和柔性材料是按照材料的变形能力来定义的，硬性材料指的是变形能力弱一些，但是它的耐磨性好，强度高，一般硬质材料都是60十几度；而柔性材料易挤压变形，因此可以很好的产生推力。

一些实施例中，一种音频播放设备，所述音频播放设备包括上述实施例任一项所述的电容式传感机构；其中所述音频播放设备包括蓝牙耳机。

参见上述实施例，该电容式传感机构使用时用两根手指从两侧按压按压段10，在按压段10的推力作用下，锥形套5沿芯管3向上移动，对应其中的内极片7与外极片9重叠面积变小，触发该电容传感器；释放按压段10后，在弹簧13的作用下，锥形套5下降到初始位置，内极片7与外极片9完全重叠；该电容式传感机构使用时实现变面积式电容传感器，将该电容传感器与蓝牙耳机内部芯片连接，当触发该电容传感器的压力达到不同的预设阈值，该电容传感器将压力信号转化为电信号并输送至入蓝牙耳机内部的芯片，从而实现入耳式蓝牙耳机可以触发不同档位的主动降噪功能等。由于现有按压式电阻传感器在按压变距离的同时会伴随相对面积的改变，因此造成现有按压式传感器大多对按压位置的准确性要求较高，并且所需触发的力度也较大，还需使用者经过长时间的肌肉记忆才可很好的把握按压力度，因此使用便捷性不高。而本实施例的变面积电容式传感机构，采用变面积式电容传感器，完全不存在两个极片间其他因素的影响，例如两极片间距离改变的影响造成电容传感器的电容影响，只需用户轻轻按压即可改变两极片间重叠面积，进而改变电容以及电流等，因此使用便捷、高效。同时还可以准确设置不用的按压阈值，以对应不同档位的音量调节等，提高按压的准确性和使用的高效性。

本实用新型可以应用于蓝牙耳机或其它音频播放设备中，取代传统的按压式按键，对按压位置精确度要求底，操作更加便捷，更利于产品的推广。

要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的产品实施例而言，由于其与方法是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电容式传感机构，其特征在于，所述电容式传感机构包括：第一壳体、第一极片、第二极片、延伸台、锥形套和按压段；

所述延伸台设置于所述第一壳体内，并沿所述延伸台的延伸方向设置有芯管，所述延伸台、所述第一壳体的内壁和所述芯管的部分外壁构成一安装腔，所述第一极片设置于所述安装腔内且安装于所述第一壳体的内壁上；

所述锥形套至少包括设置为凸台的第一段和侧面设置为锥形面的第二段，所述锥形套滑动套设于所述芯管的外壁，所述凸台的外壁位于所述安装腔内；

所述第二极片设置于所述凸台的外壁上；

所述按压段内设置有与所述锥形面的第二段相配合的推块；

其中，当所述按压段受到外部按压时，所述推块挤推所述锥形面的第二段，使所述锥形套沿着所述芯管滑动以带动所述第二极片移动，使得所述第二极片与所述第一极片之间的重叠面积变为第一面积；当所述按压段未受到外部按压时，所述锥形套沿着所述芯管滑动以回复到原始位置以带动所述第二极片移动，使得所述第二极片与所述第一极片之间的重叠面积变为第二面积。

2.根据权利要求1所述的电容式传感机构，其特征在于，所述电容式传感机构还包括：弹簧组件，所述延伸台与所述凸台之间连接有弹簧组件。

3.根据权利要求2所述的电容式传感机构，其特征在于，所述弹簧组件包括弹簧和弹簧座；所述延伸台的下端面和所述凸台的上端面上均设置有弹簧座，所述弹簧的两端均卡接在所述弹簧座中。

4.根据权利要求1所述的电容式传感机构，其特征在于，所述电容式传感机构还包括限位台，所述限位台设置于所述芯管的下端。

5.根据权利要求1所述的电容式传感机构，其特征在于，所述芯管的外壁上设置有导轨，所述锥形套和所述凸台的内壁上对应设置有导轨槽，所述导轨槽与所述导轨滑动配合。

6.根据权利要求5所述的电容式传感机构，其特征在于，所述导轨槽和所述导轨的横截面设置为梯形。

7.根据权利要求1所述的电容式传感机构，其特征在于，所述电容式传感机构还包括第二壳体，所述第二壳体设置于所述按压段的下方。

8.根据权利要求1所述的电容式传感机构，其特征在于，所述按压段采用柔性材料。

9.根据权利要求7所述的电容式传感机构，其特征在于，所述第一壳体和所述第二壳体采用硬性材料。

10.一种音频播放设备，其特征在于，所述音频播放设备包括权利要求1-9中任一项所述的电容式传感机构；其中所述音频播放设备包括蓝牙耳机。

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