CN220874524U - 触压感应模组、耳机及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种触压感应模组、耳机及电子装置,触压感应模组包括触压面、至少一个压力传感器、至少一个滑动传感器及检测电路,至少一个压力传感器位于触压面的正下方,用于响应于施加在触压面上的触压动作,生成压力感应信号;至少一个滑动传感器位于压力传感器的一侧,且位于触压面的正下方,用于响应于施加在触压面上的触滑动作,生成滑动感应信号;检测电路与至少一个压力传感器、至少一个滑动传感器电连接,用于在预设时间内获取到压力感应信号及滑动感应信号的情况下,生成用于指示滑动方向的触滑方向信号。本实施例提供的触压感应模组成本低、结构简单且具备触滑方向判断功能。
Description
技术领域
本申请涉及触控技术领域,尤其是涉及一种触压感应模组、耳机及电子装置。
背景技术
随着触控技术的快速发展,人们日常生活中大量使用各种键盘、触摸屏或耳机等。为了提高触控结构的美观度,具备触控功能的电子产品广泛采用触摸感应技术。
目前,具备触摸方向判断功能的电子装置,一般采用软件算法确定触摸滑动重心并计算滑动距离及滑动方向,对检测芯片的信号采样精度与计算能力要求较高,导致产品结构复杂、成本高、占用信号通道多,不能应用于低成本的耳机、玩具等电子产品中。
实用新型内容
基于此,有必要提供一种成本低、结构简单且具备触滑方向判断功能的触压感应模组、耳机及电子装置。
本申请的一方面提供一种触压感应模组,包括:触压面、至少一个压力传感器、至少一个滑动传感器及检测电路,至少一个压力传感器位于触压面的正下方,用于响应于施加在触压面上的触压动作,生成压力感应信号;至少一个滑动传感器位于压力传感器的一侧,且位于触压面的正下方,用于响应于施加在触压面上的触滑动作,生成滑动感应信号;检测电路与至少一个压力传感器、至少一个滑动传感器电连接,用于在预设时间内获取到压力感应信号及滑动感应信号的情况下,生成用于指示滑动方向的触滑方向信号。
上述实施例中的触压感应模组,通过在至少一个压力传感器的一侧设置至少一个滑动传感器,利用至少一个压力传感器响应于施加在触压面上的触压动作,生成压力感应信号,利用至少一个滑动传感器响应于施加在触压面上的触滑动作,生成滑动感应信号,使得检测电路能够直接根据在预设时间内检测到的压力感应信号及滑动感应信号确定滑动方向,无需依赖检测芯片的计算能力;可以设置压力传感器、滑动传感器均为电容式传感器,并设置压力传感器接地,以有效地降低触压感应模组占用信号通道数,降低产品结构及成本。
在其中一个实施例中,至少一个压力传感器位于触压面的中部的正下方;至少一个滑动传感器包括间隔分布于触压面正下方的第一滑动传感器、第j滑动传感器;触压面包括位于第一滑动传感器正上方的第一触压部及位于第j滑动传感器正上方的第j触压部;第一滑动传感器、第j滑动传感器分别与至少一个压力传感器间隔分布;第一滑动传感器用于响应于施加在第一触压部上的触滑动作,生成第一滑动感应信号;第j滑动传感器用于响应于施加在第j触压部上的触滑动作,生成第j滑动感应信号;检测电路与第一滑动传感器、第j滑动传感器均电连接,用于接收第一滑动感应信号、第j滑动感应信号中至少一个及压力感应信号,及用于生成用于指示在第一滑动传感器与压力传感器之间滑动的第一目标触滑方向信号,或用于生成用于指示在第j滑动传感器与压力传感器之间滑动的第j目标触滑方向信号;j≥2,j为整数。
在其中一个实施例中,至少一个压力传感器包括第k压力传感器,至少一个滑动传感器还包括第一滑动传感器及第i滑动传感器,第i滑动传感器、第一滑动传感器及第k压力传感器中任意两个间隔排布;触压面包括位于第一滑动传感器正上方的第一触压部、位于第i滑动传感器正上方的第i触压部,以及位于第k压力传感器正上方的第k触压部;目标滑动感应信号包括第1_k目标滑动感应信号、第1_i目标滑动感应信号、第k_i目标滑动感应信号;第一滑动传感器用于响应于施加在第一触压部上的触滑动作,生成第一滑动感应信号;第k压力传感器用于响应于施加在第k触压部上的触压动作,生成第k压力感应信号;第i滑动传感器用于响应于施加在第i触压部上的触滑动作,生成第i滑动感应信号;检测电路与第一滑动传感器、第k压力传感器及第i滑动传感器均电连接,用于接收第一滑动感应信号、第k压力感应信号及第i滑动感应信号中至少两个,及用于生成第1_k目标触滑方向信号、第1_i目标触滑方向信号及第k_i目标触滑方向信号中的任意一个;第1_k目标触滑方向信号用于指示在第一滑动传感器与第k压力传感器之间滑动,第1_i目标触滑方向信号用于指示在第i滑动传感器与第一滑动传感器之间滑动,第k_i目标触滑方向信号用于指示在第i滑动传感器与第k压力传感器之间滑动;i≥2,i为整数;k≥1,k为整数。
在其中一个实施例中,压力传感器包括第一基板、第一支撑柱、第一弹性体、第一下电极、第一帽盖及第一上电极,第一支撑柱的底部固定于第一基板上;第一弹性体设置于第一支撑柱的顶面;第一下电极设置于第一基板的顶面,呈环状且周向环绕第一支撑柱;第一帽盖覆盖第一支撑柱的顶面及部分侧表面,其中,第一弹性体位于第一帽盖的帽腔内;第一上电极与第一帽盖相连,呈环状且周向环绕第一支撑柱,用于在第一帽盖被触压并压缩第一弹性体的过程中下移,增加第一上电极与第一下电极之间的电容。通过设置第一帽盖被触压并压缩第一弹性体的过程中下移,带动与第一帽盖相连的第一上电极下移,从而减小第一上电极与第一下电极之间距离,增加第一上电极与第一下电极之间的电容,通过设置第一帽盖被触压下移过程中引起的电容增加量大于或等于预设阈值,从而经由检测该电容增加量引起的电信号变化量来确定触压操作有效,以进一步触发预设的触压控制功能;当触压操作消失,第一帽盖因第一弹性体恢复体积而复位,以等待下一次触压操作。本实施例提供的压力传感器结构简单,相较于采用多层堆叠薄膜电极的压力传感器,有效地降低了成本,并确保触压感应的灵敏性。
在其中一个实施例中,第一上电极在第一基板的顶面的正投影,与第一下电极在第一基板的顶面的正投影重合。
在其中一个实施例中,第一上电极与第一支撑柱连接,并经由第一支撑柱接地;第一下电极与检测电路电连接。
在其中一个实施例中,压力传感器还包括第一限位结构,第一限位结构设置于帽盖、支撑柱、下电极及上电极中至少一个上,第一限位结构用于在帽盖被触压并带动上电极下移的过程中,限制上电极的下移距离。
在其中一个实施例中,滑动传感器包括第二基板、第二支撑柱、第二弹性体及第二帽盖,第二支撑柱的底部固定于第二基板上;第二弹性体设置于第二支撑柱的顶面;第二帽盖覆盖第二支撑柱的顶面及部分侧表面,其中,第二弹性体位于第二帽盖的帽腔内;第二帽盖的纵截面为T型;第二帽盖包括第二上电极及与第二上电极围合成帽腔的帽桶;第二帽盖被触压,以经由第二支撑柱获取用于指示电荷变化量的滑动感应信号。
本申请的另一方面提供一种耳机,包括内置空腔体的壳体,以及本申请任一实施例中的触压感应模组,触压感应模组位于空腔体内,触压感应模组的触压面为壳体的触压面的至少部分。
本申请的再一方面提供一种电子装置,包括本申请任一实施例中的触压感应模组。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例描述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他实施例的附图。
图1为本申请一实施例中提供的一种触压感应模组的剖面结构示意图;
图2为本申请一实施例中提供的一种压力传感器的剖面结构示意图;
图3为本申请另一实施例中提供的一种压力传感器的剖面结构示意图;
图4a-图4d为本申请不同实施例中包括第一限位结构的压力传感器的剖面结构示意图;
图5为本申请一实施例中提供的一种滑动传感器的剖面结构示意图;
图6为本申请一实施例中提供的一种压力传感器的立体爆炸示意图;
图7为本申请另一实施例中提供的一种压力传感器的立体爆炸示意图;
图8为本申请再一实施例中提供的一种压力传感器的立体爆炸示意图;
图9为本申请一实施例中提供的一种耳机的剖面结构示意图。
附图标记说明:
100、基板;10、第一上电极;20、第一帽盖;21、延伸部;30、第一弹性体;31、弹簧;40、第一下电极;50、第一支撑柱;60、第一限位结构;611、限位台阶;612、限位环;621、凸块;70、卡环;201、触压面;202、空腔体;400、压力传感器;310、第一滑动传感器;320、第二滑动传感器;301、第二上电极;302、第二帽盖;303、第二弹性体;304、第二下电极;305、第二支撑柱;306、第二限位结构。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在描述位置关系时,除非另有规定,否则当一个元件例如层基板被指为在另一膜层“上”时,其能直接在其他膜层上或亦可存在中间膜层。进一步说,当层被指为在另一层“下”时,其可直接在下方,亦可存在一个或多个中间层。亦可以理解的是,当层被指为在两层“之间”时,其可为两层之间的唯一层,或亦可存在一个或多个中间层。本申请所称“上”、“下”是相对于压力传感器在应用过程中与使用者靠近的程度而言,相对靠近使用者的一侧为“上”,相对远离使用者的一侧为“下”。
在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下,除非使用了明确的限定用语,例如“仅”、“由……组成”等,否则还可以添加另一部件。除非相反地提及,否则单数形式的术语可以包括复数形式,并不能理解为其数量为一。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确规定和限定,术语“相连”或“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接连接,亦可以是通过中间媒介间接连接,可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”、“相互”、“叠合”、“层叠”和“若干”的含义是两个或两个以上。
请参考图1,在一些实施例中,一种触压感应模组包括:触压面、至少一个压力传感器400、至少一个滑动传感器及检测电路(未图示),至少一个压力传感器400位于触压面201的正下方,用于响应于施加在触压面201上的触压动作,生成压力感应信号;至少一个滑动传感器位于压力传感器400的一侧,且位于触压面201的正下方,用于响应于施加在触压面201上的触滑动作,生成滑动感应信号;检测电路设置于基板100上,检测电路与至少一个压力传感器400、至少一个滑动传感器电连接,用于在预设时间内获取到压力感应信号及滑动感应信号的情况下,生成用于指示滑动方向的触滑方向信号。
请继续参考图1,通过在至少一个压力传感器400的一侧设置至少一个滑动传感器,利用至少一个压力传感器400响应于施加在触压面201上的触压动作,生成压力感应信号,利用至少一个滑动传感器响应于施加在触压面201上的触滑动作,生成滑动感应信号,使得检测电路能够直接根据在预设时间内检测到的压力感应信号及滑动感应信号确定滑动方向,无需依赖检测芯片的计算能力;可以设置压力传感器400、滑动传感器均为电容式传感器,并设置压力传感器400接地,以有效地降低触压感应模组占用信号通道数,降低产品结构及成本。
在一些实施例中,至少一个压力传感器位于触压面的中部的正下方;至少一个滑动传感器包括间隔分布于触压面正下方的第一滑动传感器、第j滑动传感器;触压面包括位于第一滑动传感器正上方的第一触压部及位于第j滑动传感器正上方的第j触压部;第一滑动传感器、第j滑动传感器分别与至少一个压力传感器间隔分布;第一滑动传感器用于响应于施加在第一触压部上的触滑动作,生成第一滑动感应信号;第j滑动传感器用于响应于施加在第j触压部上的触滑动作,生成第j滑动感应信号;检测电路与第一滑动传感器、第j滑动传感器均电连接,用于接收第一滑动感应信号、第j滑动感应信号中至少一个及压力感应信号,及用于生成用于指示在第一滑动传感器与压力传感器之间滑动的第一目标触滑方向信号,或用于生成用于指示在第j滑动传感器与压力传感器之间滑动的第j目标触滑方向信号;j≥2,j为整数。
在其中一个实施例中,至少一个压力传感器包括第k压力传感器,至少一个滑动传感器还包括第一滑动传感器及第i滑动传感器,第i滑动传感器、第一滑动传感器及第k压力传感器中任意两个间隔排布;触压面包括位于第一滑动传感器正上方的第一触压部、位于第i滑动传感器正上方的第i触压部,以及位于第k压力传感器正上方的第k触压部;目标滑动感应信号包括第1_k目标滑动感应信号、第1_i目标滑动感应信号、第k_i目标滑动感应信号;第一滑动传感器用于响应于施加在第一触压部上的触滑动作,生成第一滑动感应信号;第k压力传感器用于响应于施加在第k触压部上的触压动作,生成第k压力感应信号;第i滑动传感器用于响应于施加在第i触压部上的触滑动作,生成第i滑动感应信号;检测电路与第一滑动传感器、第k压力传感器及第i滑动传感器均电连接,用于接收第一滑动感应信号、第k压力感应信号及第i滑动感应信号中至少两个,及用于生成第1_k目标触滑方向信号、第1_i目标触滑方向信号及第k_i目标触滑方向信号中的任意一个;第1_k目标触滑方向信号用于指示在第一滑动传感器与第k压力传感器之间滑动,第1_i目标触滑方向信号用于指示在第i滑动传感器与第一滑动传感器之间滑动,第k_i目标触滑方向信号用于指示在第i滑动传感器与第k压力传感器之间滑动;i≥2,i为整数;k≥1,k为整数。
请继续参考图1,在一些实施例中,至少一个压力传感器400位于触压面201的中部的正下方;至少一个滑动传感器包括间隔分布于触压面201正下方的第一滑动传感器310、第二滑动传感器320;触压面201包括位于第一滑动传感器310正上方的第一触压部(未图示)及位于第二滑动传感器320正上方的第二触压部(未图示);至少一个压力传感器400位于第一滑动传感器310、第二滑动传感器320之间;第一滑动传感器310用于响应于施加在第一触压部上的触滑动作,生成第一滑动感应信号;第二滑动传感器320用于响应于施加在第二触压部上的触滑动作,生成第二滑动感应信号;检测电路与第一滑动传感器310、第二滑动传感器320均电连接,用于在预设时间内获取到压力感应信号及第一滑动感应信号的情况下,生成用于指示在第一滑动传感器310与压力传感器400之间滑动的第一触滑方向信号,及用于在预设时间内获取到压力感应信号及第二滑动感应信号的情况下,生成用于指示在第二滑动传感器320与压力传感器400之间滑动的第二触滑方向信号。示例地,预设时间可以为0.8S-1.5S,例如,预设时间可以为0.8S、0.9S、1.0S、1.2S或1.5S等等。
进一步地,可以设置滑动传感器的顶面的尺寸大于压力传感器400的顶面的尺寸,以相对增大滑动传感器对应的触摸感应面的面积。
进一步地,触压面201的长度为5mm-8mm,例如,触压面201的长度为5mm、6mm、7mm或8mm等等。
在一些实施例中,至少一个滑动传感器包括第i滑动传感器,第i滑动传感器与第一滑动传感器、第二滑动传感器间隔分布且位于至少一个压力传感器的不同侧;触压面还包括位于第i滑动传感器正上方的第i触压部;第i滑动传感器用于响应于施加在第i触压部上的触滑动作,生成第i滑动感应信号;检测电路与第一滑动传感器、第二滑动传感器及第i滑动传感器均电连接,被配置为:在预设时间内获取到压力感应信号及第一滑动感应信号的情况下,生成用于指示在第一滑动传感器与压力传感器之间滑动的第一触滑方向信号;在预设时间内获取到压力感应信号及第二滑动感应信号的情况下,生成用于指示在第二滑动传感器与压力传感器之间滑动的第二触滑方向信号;以及在预设时间内获取到压力感应信号及第i滑动感应信号的情况下,生成用于指示在第i滑动传感器与压力传感器之间滑动的第i触滑方向信号;i≥3,i为整数。
进一步地,可以设置多个滑动传感器周向环绕压力传感器400,且呈阵列分布,便于经由多个滑动传感器判断触压的位置。
请参考图2,在一些实施例中,压力传感器400包括第一支撑柱50、第一弹性体30、第一下电极40、第一帽盖20及第一上电极10,第一支撑柱50的底部固定于基板100上;第一弹性体30设置于第一支撑柱50的顶面;第一下电极40设置于基板100的顶面,呈环状且周向环绕第一支撑柱50;第一帽盖20覆盖第一支撑柱50的顶面及部分侧表面,其中,第一弹性体30位于第一帽盖20的帽腔内;第一上电极10与第一帽盖20相连,呈环状且周向环绕第一支撑柱50,用于在第一帽盖20被触压并压缩第一弹性体30的过程中下移,增加第一上电极10与第一下电极40之间的电容。通过设置第一帽盖20被触压并压缩第一弹性体30的过程中下移,带动与第一帽盖20相连的第一上电极10下移,从而减小第一上电极10与第一下电极40之间距离,增加第一上电极10与第一下电极40之间的电容,通过设置第一帽盖20被触压下移过程中引起的电容增加量大于或等于预设阈值,从而经由检测该电容增加量引起的电信号变化量来确定触压操作有效,以进一步触发预设的触压控制功能;当触压操作消失,第一帽盖20因第一弹性体30恢复体积而复位,以等待下一次触压操作。本实施例提供的压力传感器结构简单,相较于采用多层堆叠薄膜电极的压力传感器,有效地降低了成本,并确保触压感应的灵敏性。
请继续参考图2,在一些实施例中,第一上电极10在基板100的顶面的正投影,与第一下电极40在基板100的顶面的正投影重合,以增加第一帽盖20被触压并带动第一上电极10下移过程中引起电容变化量的有效面积。
作为示例,请继续参考图2,可以设置第一帽盖20为非导电材料制成,主要用于支撑第一上电极10,在第一帽盖20的顶面被按压下移的过程中带动第一上电极10下移,以减小第一上电极10与第一下电极40之间的距离d,增加第一上电极10与第一下电极40之间的电容。第一帽盖20套设在第一支撑柱50的顶部,与第一支撑柱50的顶面与部分侧表面共同围合成帽腔,从而限制第一上电极10的水平移动距离。第一弹性体30位于帽腔内第一支撑柱50的顶面,限制了第一弹性体30的水平移动距离及竖直移动距离,增加了结构的稳固性,并方便产品的制备及组装。
作为示例,请继续参考图2,可以设置第一上电极10、第一下电极40分别连接第一电极引出端与第二电极引出端。第一电极引出端和第二电极引出端可以分别输入正、负极性的电压。在其它一些实施例中,第一电极引出端和第二电极引出端可以分别与非零电压和大地连接。
作为示例,请继续参考图2,可以设置第一支撑柱50为导电材料制成并接地,第一下电极40与基板100上的检测电路连接;第一上电极10与第一支撑柱50连接,并经由第一支撑柱50接地;可以有效地减少驱动信号输入的端子数,而且有效地减少了产品的工艺流程,减小了产品结构的复杂度。第一上电极10与第一下电极40之间形成电容,若第一帽盖20被触压并压缩第一弹性体30下移,带动第一上电极10下移,减小第一上电极10与第一下电极40之间的距离d,增加第一上电极10与第一下电极40之间的电容。若电容增加量大于或等于预设阈值,可以经由检测该电容增加量引起的电信号变化量来确定触压操作有效,以进一步触发预设的触压控制功能;当触压操作消失,第一帽盖20因第一弹性体30恢复体积而复位,以等待下一次触压操作。
进一步地,可以在预设时间内检测有效触压操作的次数来确认是双击或三击,以实现不同的功能控制。预设时间可以为0.8S-1.5S,例如,预设时间可以为0.8S、0.9S、1.0S、1.2S或1.5S等等。
示例地,若预设时间例如1S内检测到两次有效触压操作,则判定用户“双击”,可以根据该“双击”命令来触发相应的功能,例如增加耳机音量等。若预设时间例如1S内检测到三次有效触压操作,则判定用户“三击”,可以根据该“三击”命令来触发相应的功能,例如播放下一曲等等。还可以通过检测单次有效触压操作的维持时间是否超过额定阈值时间,来判断是否出现长按操作。例如,若在额定阈值时间例如1s内,检测到有效触压操作维持且没有检测到用于指示电容量减小的电信号,则判定用户“长按”,可以根据该“长按”命令来触发相应的功能,例如开机或关机。
进一步地,通过第一电极引出端和第二电极引出端可以向压力传感器输入不同极性的驱动电压信号。第一上电极10、第一下电极40之间形成一个电容感应器,可以感应施加其上的压力信号。电容感应器中的电场力F=(U2*K*εr*S1)/(d2*Y*S2),其中U为加在第一电极引出端和第二电极引出端的驱动电压,K为静电力常量,εr为第一上电极10与第一下电极40之间总介电常数,S1为电场有效面积,d为第一上电极10与第一下电极40之间的距离,Y为第一弹性体30的弹性模量,S2为弹性体的横截面积,故电容感应器中的电场力的大小与第一上电极10与第一下电极40之间的距离的平方呈反比。当手指触压第一帽盖20,第一帽盖20被触压并压缩第一弹性体30的过程中下移,带动与第一帽盖20相连的第一上电极10下移,从而减小第一上电极10与第一下电极40之间距离,当第一弹性体30形变最大时,第一上电极10与第一下电极40之间的吸附力也最大,被压缩的第一弹性体30受到的电场力最大,被压缩的第一弹性体30回弹至无压缩形变状态,使得用户感觉到明显的触压反馈。
作为示例,请继续参考图2,第一上电极10与第一支撑柱50连接,并经由第一支撑柱50接地;第一下电极40与检测电路电连接。
作为示例,请参考图3,可以设置第一帽盖20为导电材料制成,与第一上电极10一体成型,降低第一帽盖20的制备复杂度与成本。
作为示例,请参考图2-图3,第一上电极10与第一下电极40均为导电材料制成,例如,第一上电极10或第一下电极40的制备材料可以选自银浆、碳浆、纳米银丝、PEDOT、碳纳米管和石墨烯导等导电材料。
示例地,第一上电极10或第一下电极40可以通过溅射、蒸镀、印刷等方式制作在聚对苯二甲酸类塑料(Polyethylene terephthalate,PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)或玻璃等基材上。
示例地,基板100可以采用聚酰亚胺(Polyimide,PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephalate,PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate,PEN)等柔性材料中的至少一种制成。基板100也可以为印刷电路板。
在一些实施例中,弹性体包括弹簧、硅胶弹性体、橡胶弹性体及塑料弹性体等中至少一个。为了增加弹性体的弹性,还可以在硅胶弹性体、橡胶弹性体及塑料弹性体中增加空腔或小孔,例如将硅胶弹性体、橡胶弹性体及塑料弹性体做成蜂窝状。
在一些实施例中,弹性体还可以为丙烯酸酯弹性体、聚氨酯弹性体、丁腈橡胶、三氟乙烯以及它们相应的有机-无机、有机-有机复合材料等。本申请实施例中给出的弹性体的材料示例,旨在示例性说明本申请的具体工作原理,不在于限制本申请,在未改变本申请工作原理的情况下,仅对弹性体的形状、材料作等效改变,应当视为属于本申请的保护范围。
在一些实施例中,请参考图4a,压力传感器400还包括第一限位结构60,第一限位结构60设置于第一支撑柱50上,第一限位结构60用于在第一帽盖20被触压并带动第一上电极10下移的过程中与第一支撑柱50的顶面接触,限制第一上电极10的下移距离。
在一些实施例中,请参考图4b,压力传感器400还包括第一限位结构60,第一限位结构60设置于第一帽盖20上,第一限位结构60用于在第一帽盖20被触压并带动第一上电极10下移的过程中与第一支撑柱50的顶面接触,限制第一上电极10的下移距离。
在一些实施例中,请参考图4c,压力传感器400还包括第一限位结构60,第一限位结构60设置于第一上电极10上,第一限位结构60用于在第一帽盖20被触压并带动第一上电极10下移的过程中与第一支撑柱50的顶面接触,限制第一上电极10的下移距离,避免第一上电极10与第一下电极40接触。
在一些实施例中,请参考图4d,压力传感器400还包括第一限位结构60,第一限位结构60设置于第一下电极40上,第一限位结构60用于在第一帽盖20被触压并带动第一上电极10下移的过程中与第一支撑柱50的顶面接触,限制第一上电极10的下移距离,避免第一上电极10与第一下电极40接触。
在一些实施例中,请参考图5,滑动传感器包括第二支撑柱305、第二弹性体303、第二上电极301及第二帽盖302,第二支撑柱305的底部固定于基板100上;第二弹性体303设置于第二支撑柱305的顶面;第二帽盖302覆盖第二支撑柱305的顶面及部分侧表面,其中,第二弹性体303位于第二帽盖302的帽腔内;第二帽盖302的纵截面为T型;第二帽盖302包括第二上电极301及与第二上电极301围合成帽腔的帽桶;第二帽盖302被触压,以经由第二支撑柱305获取用于指示电荷变化量的滑动感应信号。
作为示例,请继续参考图5,滑动传感器还包括第二限位结构306,第二限位结构306与第二帽盖302相连,限定第二弹性体303的竖直移动距离;第二支撑柱305的纵截面为T型,且第二支撑柱305的横向突出部位于第二限位结构306以上的帽腔内,避免第二弹性体303回弹的过程中将第二帽盖302带离第二支撑柱305,提高滑动传感器的结构稳固性。
作为示例,请参考图6,可以设置第一弹性体30为弹簧31,弹簧31位于第一帽盖20的帽腔内,且固定于第一支撑柱50的顶面,用于在第一帽盖20被触压下移后,回弹并带动第一帽盖20复位。当弹簧31整体形变最大时,第一上电极10与第一下电极40之间的吸附力也最大,被压缩的弹簧31受到的电场力最大,被压缩的弹簧31回弹至无压缩形变状态,使得用户感觉到明显的触压反馈。
作为示例,请继续参考图6,第一支撑柱50的底部的尺寸小于第一支撑柱50的顶部的尺寸,便于将第一支撑柱50的底部固定于基板100上;若基板100包括PCB板,可以减小第一支撑柱50占用PCB板的面积。
作为示例,请继续参考图6,压力传感器400还包括卡环70,卡环70用于卡接在第一帽盖20的帽腔内表面的底部,用于将第一支撑柱50的突出部50a限定在卡环70以上的帽腔内,避免弹簧31回弹时脱离第一支撑柱50,以提高结构的稳定性。
示例地,还可以在卡环70上设置限位结构,避免第一上电极10与第一下电极40接触。
作为示例,请继续参考图6,第一限位结构包括限位台阶611,限位台阶611设置于帽腔内,与第一帽盖20一体成型,用于在第一帽盖20被触压并带动第一上电极10下移的过程中与第一支撑柱50的顶面接触,限制第一上电极10的下移距离。
作为示例,请参考图7,第一限位结构包括限位环612,限位环612固定于帽腔内第一帽盖20的侧表面或顶面,用于在第一帽盖20被触压并带动第一上电极10下移的过程中与第一支撑柱50的顶面接触,限制第一上电极10的下移距离。
作为示例,请参考图7,限位环612固定于上电极10的下表面或下电极40的上表面,用于限制第一上电极10的下移距离,避免第一上电极10与第一下电极40接触。
作为示例,限位环612可以设置于第一支撑柱50上,用于在第一帽盖20被触压并带动第一上电极10下移的过程中与第一上电极10的下表面接触,限制第一上电极10的下移距离。
可选地,可以将限位环612替换为限位块,以减少用料及制备成本。
作为示例,限位块可以固定于帽腔内第一帽盖20的侧表面或顶面,用于在第一帽盖20被触压并带动第一上电极10下移的过程中与第一支撑柱50的顶面接触,限制第一上电极10的下移距离,避免压力过大降低第一弹性体30的使用寿命。
作为示例,限位块可以固定于上电极10的下表面或下电极40的上表面,用于限制第一上电极10的下移距离,避免第一上电极10与第一下电极40接触。
作为示例,限位块可以设置于第一支撑柱50上,用于在第一帽盖20被触压并带动第一上电极10下移的过程中与第一上电极10的下表面接触,限制第一上电极10的下移距离。
作为示例,请继续参考图7,可以设置第一帽盖20包括延伸部21,延伸部21的延伸方向与第一上电极10的延伸方向平行,延伸部21可以为环状,且周向环绕帽腔,延伸部21在基板100顶面的正投影与第一下电极40在基板100顶面的正投影重合,延伸部21用于增加触压面的面积,提高触压感应的灵敏度。
可选地,延伸部21的材料可以为导电材料或非导电材料制成。导电材料可以选在铜、铁、金、银等及其组合。非导电材料可以为塑料。
作为示例,请参考图8,限位块可以为凸块621,凸块621固定于第一上电极10的下表面,用于在第一帽盖20被触压并带动第一上电极10下移的过程中与第一下电极40接触,并限制第一上电极10的下移距离。
可选地,凸块621与第一下电极40的接触部为弹性部,避免凸块621与第一下电极40接触的过程中,损坏第一下电极40的上表面。
可选地,弹性部可以为硅胶弹性部、橡胶弹性部、丙烯酸酯弹性部、聚氨酯弹性部、丁腈橡胶、三氟乙烯以及它们相应的有机-无机、有机-有机复合材料等。
可选地,限位块的材料可以为导电材料或非导电材料。导电材料可以选在铜、铁、金、银等及其组合。非导电材料可以为塑料。
作为示例,请继续参考图8,通过增大第一上电极10与第一下电极40的面积,在第一帽盖20下移相同距离的情况下,可以相对增加第一帽盖20下移引起的电容变化量,从而增加压力传感器的感应灵敏度。
作为示例,请参考图9,一种耳机包括内置空腔体202的壳体,以及本申请任一实施例中的触压感应模组,位于空腔体202内,触压感应模组位于空腔体202内,触压感应模组的触压面201为壳体的触压面的至少部分。
在一些实施例中,提供了一种电子装置,包括本申请任一实施例中的触压感应模组。
具体地,可以用一个压力传感器作为键盘中的一个按键,将每个按键分别连接对应的电极引出端,用于分别输入不同频率和/或幅值的驱动信号,使得每个按键在使用过程中,都可以根据用户不同的体验需求,输入不同频率和/或幅值的驱动电压信号,以获得不同的触觉反馈效果。
本申请提供的电子装置例如但不局限为消费性电子产品、家居式电子产品、车载式电子产品、金融终端产品等合适类型的电子产品。其中,消费性电子产品如为手机、平板电脑、笔记本电脑、桌面显示器、电脑一体机等。家居式电子产品如为智能门锁、电视、冰箱、穿戴式设备等。车载式电子产品如为车载导航仪、车载DVD等。金融终端产品如为ATM机、自助办理业务的终端等。
请注意,为了说明书的简洁,后文实施例中所给结构示意图中,除非单独给出对应的截面结构示意图之外,其他与本公开实施例实用新型点相关结构的不同视角的结构示意图可以相互参见。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种触压感应模组,其特征在于,包括:
触压面;
至少一个压力传感器,位于所述触压面的正下方,用于响应于施加在所述触压面上的触压动作,生成压力感应信号;以及
至少一个滑动传感器,位于所述压力传感器的一侧,且位于所述触压面的正下方,用于响应于施加在所述触压面上的触滑动作,生成滑动感应信号;
检测电路,与所述至少一个压力传感器、所述至少一个滑动传感器电连接,用于在预设时间内获取到所述压力感应信号及所述滑动感应信号的情况下,生成用于指示滑动方向的触滑方向信号。
2.根据权利要求1所述的触压感应模组,其特征在于,所述至少一个压力传感器位于所述触压面的中部的正下方;所述至少一个滑动传感器包括间隔分布于所述触压面正下方的第一滑动传感器、第j滑动传感器;
所述触压面包括位于所述第一滑动传感器正上方的第一触压部及位于所述第j滑动传感器正上方的第j触压部;
所述第一滑动传感器、所述第j滑动传感器分别与所述至少一个压力传感器间隔分布;
所述第一滑动传感器用于响应于施加在所述第一触压部上的触滑动作,生成第一滑动感应信号;
所述第j滑动传感器用于响应于施加在所述第j触压部上的触滑动作,生成第j滑动感应信号;
所述检测电路与所述第一滑动传感器、所述第j滑动传感器均电连接,用于接收所述第一滑动感应信号、所述第j滑动感应信号中至少一个及所述压力感应信号,及用于生成用于指示在所述第一滑动传感器与所述压力传感器之间滑动的第一目标触滑方向信号,或
用于生成用于指示在所述第j滑动传感器与所述压力传感器之间滑动的第j目标触滑方向信号;j≥2,j为整数。
3.根据权利要求1所述的触压感应模组,其特征在于,所述至少一个压力传感器包括第k压力传感器,所述至少一个滑动传感器还包括第一滑动传感器及第i滑动传感器,所述第i滑动传感器、所述第一滑动传感器及所述第k压力传感器中任意两个间隔排布;
所述触压面包括位于所述第一滑动传感器正上方的第一触压部、位于所述第i滑动传感器正上方的第i触压部,以及位于所述第k压力传感器正上方的第k触压部;
所述触滑方向信号包括第1_k目标触滑方向信号、第1_i目标触滑方向信号、第k_i目标触滑方向信号;
所述第一滑动传感器用于响应于施加在所述第一触压部上的触滑动作,生成所述第一滑动感应信号;所述第k压力传感器用于响应于施加在所述第k触压部上的触压动作,生成第k压力感应信号;所述第i滑动传感器用于响应于施加在所述第i触压部上的触滑动作,生成所述第i滑动感应信号;
所述检测电路与所述第一滑动传感器、所述第k压力传感器及所述第i滑动传感器均电连接,用于接收所述第一滑动感应信号、所述第k压力感应信号及所述第i滑动感应信号中至少两个,及用于生成第1_k目标触滑方向信号、第1_i目标触滑方向信号及第k_i目标触滑方向信号中的任意一个;
所述第1_k目标触滑方向信号用于指示在所述第一滑动传感器与所述第k压力传感器之间滑动,所述第1_i目标触滑方向信号用于指示在所述第i滑动传感器与所述第一滑动传感器之间滑动,所述第k_i目标触滑方向信号用于指示在所述第i滑动传感器与所述第k压力传感器之间滑动;i≥2,i为整数;k≥1,k为整数。
4.根据权利要求1-3任一项所述的触压感应模组,其特征在于,所述压力传感器包括:
第一基板;
第一支撑柱,底部固定于第一基板上;
第一弹性体,设置于所述第一支撑柱的顶面;
第一下电极,设置于所述第一基板的顶面,呈环状且周向环绕所述第一支撑柱;
第一帽盖,覆盖所述第一支撑柱的顶面及部分侧表面,其中,所述第一弹性体位于所述第一帽盖的帽腔内;
第一上电极,与所述第一帽盖相连,呈环状且周向环绕所述第一支撑柱,用于在所述第一帽盖被触压并压缩所述第一弹性体的过程中下移,增加所述第一上电极与所述第一下电极之间的电容。
5.根据权利要求4所述的触压感应模组,其特征在于,所述第一上电极在所述第一基板的顶面的正投影,与所述第一下电极在所述第一基板的顶面的正投影重合。
6.根据权利要求4所述的触压感应模组,其特征在于,所述第一上电极与所述第一支撑柱连接,并经由所述第一支撑柱接地;
所述第一下电极与所述检测电路电连接。
7.根据权利要求4所述的触压感应模组,其特征在于,还包括:
第一限位结构,设置于所述帽盖、所述支撑柱、所述下电极及所述上电极中至少一个上,用于在所述第一帽盖被触压并带动所述第一上电极下移的过程中,限制所述第一上电极的下移距离。
8.根据权利要求1-3任一项所述的触压感应模组,其特征在于,所述滑动传感器包括:
第二基板;
第二支撑柱,底部固定于第二基板上;
第二弹性体,设置于所述第二支撑柱的顶面;
第二帽盖,覆盖所述第二支撑柱的顶面及部分侧表面,其中,所述第二弹性体位于所述第二帽盖的帽腔内;所述第二帽盖的纵截面为T型;
所述第二帽盖包括第二上电极及与所述第二上电极围合成所述帽腔的帽桶;
所述第二帽盖被触压,以经由所述第二支撑柱获取用于指示电荷变化量的滑动感应信号。
9.一种耳机,其特征在于,包括:
壳体,内置空腔体;以及
权利要求1-8任一项所述的触压感应模组,至少部分位于所述空腔体内,所述触压感应模组的触压面为所述壳体的触压面的至少部分。
10.一种电子装置,其特征在于,包括:
权利要求1-8任一项所述的触压感应模组。
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