KR102035445B1 - 전자 시계 - Google Patents

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KR102035445B1
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콜린 엠. 엘리
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애플 인크.
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Abstract

개시내용의 일 실시예는 입력 모듈을 포함한다. 입력 모듈은 스위치, 스위치에 작동가능하게 연결되고 스위치를 작동시키도록 구성된 회전형 및 병진형 입력 부재, 및 스위치에 작동가능하게 연결되고 입력 부재와 전기적으로 통신하는 전기적 컨택을 포함한다. 동작 중에, 입력 부재와 전기적 컨택 사이의 전기적 연결은 입력 부재의 병진 및 회전 중에 유지된다. 입력 모듈은 다양한 전자 디바이스들에 사용될 수 있고 사용자에 의해 이 디바이스들에 입력을 제공하는 데 사용될 수 있다.

Description

전자 시계{ELECTRONIC WATCH}
관련 출원 상호 참조
본 특허 협력 조약 출원은 2013년 8월 9일에 출원되고, 발명의 명칭이 "전자 디바이스용 촉각 스위치(Tactile Switch for an Electronic Device)"인, 미국 가출원 제61/864,389에 대한 우선권을 주장하고, 상기 출원의 내용은 본 명세서에 전체적으로 참조로서 포함된다.
기술분야
본 개시내용은 일반적으로 전자 디바이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컴퓨팅 디바이스용 입력 디바이스에 관한 것이다.
스마트폰, 게임기, 컴퓨터, 시계 등과 같은 많은 유형의 전자 디바이스들은 사용자 입력을 수신하기 위해 버튼 또는 스위치와 같은 입력 디바이스들을 이용한다. 그러나, 버튼 또는 스위치와 같은 많은 입력 디바이스들은 단일 유형의 입력만을 허용할 수 있다. 예를 들어, 버튼은 한 유형의 신호만을 전송할 수 있고, 이는 회로를 완성하는 버튼의 압축이다. 전자 디바이스의 크기가 감소됨에 따라, 사용자에 의해 디바이스에 정보를 제공하는 데 사용될 수 있는 입력 유형들의 개수 또는 기능을 줄이지 않으면서, 더 적은 수의 입력 버튼 또는 디바이스를 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 버튼 또는 스위치가 이동가능 또는 회전가능한 경우에, 버튼은 데이터 및/또는 전력이 버튼과 전자 디바이스의 하나 이상의 컴포넌트 사이에 전달되도록 요구하는 센서 또는 기타 전자 구성요소를 포함하지 않을 수 있는데, 그 이유는 움직임이 전기적 접촉을 어렵게 만들기 때문이다.
발명의 배경이 되는 기술을 기재하고 있는 선행기술문헌으로 국제공개공보 WO 2012/083380호, 미국특허출원공보 제2003/0160680호 등이 있다.
본 개시내용의 일례는 입력 모듈의 형태를 취한다. 입력 모듈은 스위치, 스위치에 작동가능하게 연결되고 스위치를 구동하도록 구성된 회전 및 병진가능한 입력 부재, 및 스위치에 작동가능하게 연결되고 입력 부재와 전기적으로 통신하는 전기적 컨택을 포함한다. 동작 중에, 입력 부재와 전기적 컨택 사이의 전기적 연결은 입력 부재의 병진 및 회전 중에 유지된다. 입력 모듈은 다양한 전자 디바이스들에 사용될 수 있고 사용자에 의해 이 디바이스들에 입력을 제공하는 데 사용될 수 있다.
개시내용의 다른 예는 스위치 조립체의 형태를 취한다. 스위치 조립체는 회전 및 병진가능한 입력 부재, 입력 부재에 작동가능하게 연결되고 그것과 함께 이동가능한 커플링, 커플링에 작동가능하게 연결되는 촉각 스위치, 및 촉각 스위치에 작동가능하게 연결되고 커플링과 전기적으로 통신하는 전기적 컨택을 포함한다. 입력 부재가 병진이동할 때 입력 부재는 전기적 컴포넌트를 구동하도록 구성되고, 입력 부재가 회전함에 따라 커플링은 회전한다. 추가적으로, 커플링과 전기적 컨택 사이의 전기적 연결은 입력 부재의 병진 및 회전 중에 유지된다.
개시내용의 또 다른 예는 착용가능한 전자 디바이스를 포함한다. 착용가능한 전자 디바이스는 공동을 정의하는 인클로저 및 인클로저를 관통해 정의되는 버튼 개구를 포함한다. 착용가능한 전자 디바이스는 또한 공동 내에 수용되는 하나 이상의 프로세싱 요소, 및 인클로저에 작동가능하게 연결되는 스위치 모듈을 포함한다. 스위치 모듈은 프로세싱 요소와 통신하는 촉각 스위치, 촉각 스위치와 작동가능하게 연결되는 회전 및 병진가능한 입력 부재, 및 촉각 스위치에 작동가능하게 연결되고 입력 부재에 전기적으로 결합되는 컨택을 포함한다. 동작 중에, 입력 부재와 컨택 사이의 전기적 결합은 입력 부재의 병진 및 회전 중에 유지된다.
도 1은 다중 입력 디바이스를 포함하는 착용가능한 전자 디바이스의 상부 평면도이다.
도 2는 착용가능한 전자 디바이스의 간략화된 블록 다이어그램이다.
도 3은 도 1의 선 3-3을 따라 취해진 착용가능한 전자 디바이스의 단면도이다.
도 4는 사용자 입력 힘이 전자 디바이스용 촉각 스위치 조립체의 버튼에 가해지고 있는 것을 나타내는 도 3과 유사한 단면도이다.
도 5는 도 4의 촉각 스위치 조립체에 사용될 수 있는 촉각 스위치의 다른 예의 정면도이다.
도 6은 도 5의 촉각 스위치의 상부 평면도이다.
도 7은 도 5의 촉각 스위치의 하부 평면도이다.
도 8은 병진하는 힘이 가해짐에 따른 도 5의 촉각 스위치의 정면도이다.
도 9는 회전하는 힘이 가해짐에 따른 도 5의 촉각 스위치의 정면도이다.
도 10은 도 4의 촉각 스위치 조립체에 사용될 수 있는 촉각 스위치의 다른 예의 정면도이다.
도 11은 도 10의 촉각 스위치의 상부 평면도이다.
도 12는 도 10의 촉각 스위치의 하부 평면도이다.
개괄
본 개시내용의 일부 실시예들은 촉각 스위치 조립체를 포함한다. 촉각 스위치 조립체는 다수의 전자 디바이스에서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 촉각 스위치 조립체는 휴대용 전자 디바이스, 예컨대 착용가능한 전자 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 등에 통합될 수 있다. 착용가능한 전자 디바이스는 시계, 휴대용 음악 플레이어, 컴퓨팅 또는 게임 디바이스, 스마트폰 등일 수 있다. 일부 실시예에서, 착용가능한 전자 디바이스는 사용자의 손목 둘레에 착용할 수 있는 시계이다. 이러한 실시예들에서, 촉각 스위치 조립체는 시계의 크라운(crown)을 형성하고 디바이스를 위한 인클로저의 측벽에 연결되는 버튼을 포함할 수 있다.
촉각 스위치 조립체는 촉각 스위치, 사용자 입력 부재, 및 전단 플레이트(shear plate) 또는 전기적 컨택을 포함한다. 버튼, 스위치, 플랜지 등일 수 있는 사용자 입력 부재는 기계적으로 스위치를 활성화함으로써 촉각 스위치에 제1 유형의 입력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 촉각 스위치는 입력 버튼에 병진하는 사용자 힘으로 인해 압축되는 돔을 포함할 수 있고, 압축되는 경우, 촉각 스위치는 사용자 입력을 나타내는 신호를 생성한다. 이 예에서, 돔의 압축은 또한 사용자에 피드백, 예를 들어, 촉각 피드백을 제공할 수 있다.
전단 플레이트는 촉각 스위치와 사용자 입력 버튼을 전기적으로 연결하여 전기 신호들이 촉각 스위치와 사용자 입력 버튼 사이 및/또는 촉각 스위치와 사용자 입력 버튼 상의 하나 이상의 전기적 컴포넌트(예를 들어, 센서) 사이에서 전송가능하도록 할 수 있다. 다른 실시예들에서, 전기 신호들, 전력 등이 스위치와 버튼 사이에서 플렉스, 와이어, 트레이스 또는 전단 플레이트 및 버튼에 부착되는 기타 전기적 구성요소에 의해 전송될 수 있다. 전단 플레이트는 또한 전단력이 촉각 스위치에 전달되는 것을 막는 역할을 해서, 촉각 스위치가 손상되는 것을 방지한다. 사용자 입력 버튼은 또한 제2 유형의 입력을 촉각 스위치 조립체에 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력 부재는 촉각 스위치에 대하여 회전가능할 수 있다. 이 예에 계속하여, 전단 플레이트는 촉각 스위치와 사용자 입력 버튼 사이에 배치되어, 사용자 입력 부재가 전단 플레이트에 대하여 회전되는 경우에도 사용자 입력 부재가 전단 플레이트와 통신을 유지하도록 할 수 있다. 예를 들어, 전단 플레이트는 사용자 입력 버튼이 회전하는 동안 사용자 입력 부재와 전기적 연결을 유지하는 브러시 컨택을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서 촉각 스위치 조립체는 생리학적 센서로서 사용될 수 있고/있거나 생체인식 센서와 연결되어 이용될 수 있지만, 특정 실시예들에서 센서가 생략될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 특정 실시예에서, 착용가능한 전자 디바이스를 이용하여 사용자 신체의 전기적 파라미터, 예컨대 심박, 심장의 전기적 활동성 등을 측정할 수 있다. 일례로서, 촉각 스위치 조립체를 이용하여 사용자의 심전도를 획득할 수 있다. 이 예에서, 착용가능한 디바이스는 제1 사용자 컨택 위치를 포함할 수 있고 사용자 입력 버튼은 사용자가 터치할 때 제2 사용자 컨택 위치를 형성할 수 있다. 이 실시예에서, 두 컨택은 사용자와 디바이스 사이에 전기적 경로를 형성하여 디바이스가 사용자의 심박을 감지하도록 할 수 있다. 이 실시예들에서, 전단 플레이트 상의 컨택은 전도성일 수 있고/있거나 촉각 스위치 자체에 버튼과 상호작용하기 위한 전도성 너브 또는 컨택 포인트를 포함할 수 있다. 이 실시예들은 촉각 스위치가 하우징 내의 하나 이상의 구성요소에 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 촉각 스위치 조립체는 또한 사용자 입력 버튼 상의 또는 그것에 통합된 하나 이상의 감지 요소 및/또는 입력/출력 요소를 포함할 수 있다. 통신 컴포넌트가 사용자 입력 버튼을 착용가능한 디바이스의 하나 이상의 내부 컴포넌트에 전기적으로 연결되기 때문에, 사용자 입력 버튼 상의 센서 및/또는 기타 전자 컴포넌트들은 전단 플레이트와 통신할 수 있고 센서 및/또는 기타 컴포넌트들의 신호는 사용자 입력 버튼으로부터 전단 플레이트 상의 전기적 컨택을 통해 하나 이상의 프로세싱 요소로 전송될 수 있다. 일부 실시예들에서, 와이어, 플렉스, 트레이스 또는 기타 전기적 구성요소가 전단 플레이트와 입력/출력 요소, 예컨대 사용자 입력 버튼을 전기적으로 연결할 수 있다.
촉각 스위치 조립체는 여러 유형의 사용자 입력, 예컨대, 회전 입력, 병진 입력, 및/또는 전기적 입력을 수용하도록 구성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 일 실시예에서, 촉각 스위치 조립체는 전단 플레이트를 포함할 수 있고, 촉각 스위치에 손상 없이 회전 입력 및 병진 입력을 수용하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 촉각 스위치 조립체는 입력 부재를 움직이는 동안에도(예를 들어, 병진 및/또는 회전) 전자 디바이스 내의 하나 이상의 컴포넌트와 전기적으로 통신할 수 있다. 이 예들에서, 회전 입력을 바라지 않거나 또는 회전 입력이 제한될 경우, 전단 플레이트를 생략할 수 있고 촉각 스위치 자체에 전도성 컨택, 예컨대 전기 전도성 너브를 포함할 수 있다.
이제 도면들로 돌아가서, 예시적인 착용가능한 전자 디바이스가 이제 더 상세히 논의될 것이다. 도 1은 착용가능한 전자 디바이스의 평면도이다. 도 2는 도 1의 착용가능한 전자 디바이스의 단순화된 블록 다이어그램이다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 착용가능한 전자 디바이스(100)는 허브(102) 또는 컴퓨팅 센터를 포함할 수 있다. 전자 디바이스(100)가 사용자에 의해 착용되도록 구성되는 실시예에서, 디바이스(100)는 허브(102)의 양 측면들에 연결될 수 있는 하나 이상의 스트랩(104, 106)을 포함할 수 있다. 스트랩들(104, 106) 각각은 손목, 팔, 다리, 가슴의 일부, 또는 사용자 신체의 다른 부분 둘레를 감싸서 허브(102)를 사용자에게 고정할 수 있다. 예를 들어, 스트랩들(104, 106) 각각의 단부는 체결 메커니즘(108)에 의해 함께 연결될 수 있다. 체결 메커니즘(108)은 실질적으로 임의의 유형의 체결 디바이스, 예컨대, 후크 및 루프, 자석 잠금장치, 스냅, 버튼, 걸쇠(clasp) 등일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 그러나, 도 1에 도시된 것과 같은 일 실시예에서, 체결 메커니즘(108)은 제2 스트랩(106) 내의 하나 이상의 구멍(112) 안으로 삽입되어 제1 및 제2 스트랩(104, 106)을 서로 고정할 수 있는 프롱(prong)(134) 또는 구성요소를 포함하는 버클이다.
착용가능한 전자 디바이스의 허브(102)는 일반적으로 착용가능한 전자 디바이스(100)의 컴퓨팅 및 프로세싱 요소들을 포함한다. 도 3은 도 1의 선 3-3을 따라 취해진 허브(102)의 부분 단면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 허브(102)는 인클로저(114)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 디스플레이(116)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이(116)는 허브(102)의 한 면을 형성할 수 있고 인클로저(114)는 디스플레이(116)의 에지 및 후면을 둘러쌀 수 있다. 추가적으로, 착용가능한 디바이스(100)의 내부 컴포넌트들은 디스플레이(116)와 인클로저(114) 사이에서 인클로저(114) 내에 포함될 수 있다. 인클로저(114)는 허브(102)의 내부 컴포넌트들을 보호할 뿐만 아니라, 디스플레이(116)를 허브(102)에 연결한다.
인클로저(114)는 다양한 재료들, 예컨대 플라스틱, 금속, 합금, 및 기타 등등으로부터 구성될 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 인클로저(114)는 촉각 스위치 조립체(110) 또는 그 일부분을 수용하는 버튼 개구(172)(도 3 참조)를 포함한다. 버튼 개구(172)는 인클로저(114)의 측벽(188) 내에 채널을 형성하며, 인클로저(114)의 외부 표면(188)으로부터 내부 표면(190)까지 연장된다. 버튼 개구(172)는 일반적으로 촉각 스위치 조립체(110)의 버튼에 대응하도록 구성된다. 그렇긴 하지만, 버튼 개구(172)는 다른 방식으로 형상화 및 크기설정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 일부 실시예들에서, 인클로저(114)는 버튼 개구(172) 안쪽에 슬리브(220)를 포함할 수 있다. 이 실시예들에서, 버튼 및/또는 촉각 스위치 조립체의 다른 부분들을 슬리브(220) 안으로 수용할 수 있고, 슬리브는 촉각 스위치 조립체(110)를 인클로저(114)에 연결한다. 슬리브(220)는 인클로저(114)의 공동(139)을 밀봉하도록 돕고, 촉각 스위치 조립체의 하나 이상의 컴포넌트를 인클로저에 고정하도록 돕는 역할을 할 수 있다. 일부 실시예들에서 슬리브(220)는 절연 재료일 수 있고 촉각 스위치 또는 예컨대 헤드 및 커플링과 같은 촉각 스위치의 일부분을 인클로저로부터 절연할 수 있다. 아래에 더 자세히 논의될 바와 같이, 이를 통해 촉각 스위치 조립체는 사용자 신체의 하나 이상의 특성, 예컨대 사용자의 심박을 측정할 수 있다.
인클로저(114)는 또한, 디스플레이(116)를 수용하기 위해 상측 표면 상에 형성되는 홈(186)을 포함할 수 있다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 디스플레이(116)는 접착제 또는 다른 체결 메커니즘들을 통해 인클로저(114)에 연결될 수 있다. 이 예에서, 디스플레이는 인클로저의 오목한 부분 또는 홈 안에 안착되고 인클로저는 디스플레이의 에지를 둘러싼다. 그러나, 다른 실시예에서, 디스플레이와 인클로저는 다른 방식으로 서로 연결될 수 있다.
디스플레이(116)는 실질적으로 착용가능한 디바이스(100)에 시각적인 출력을 제공할 수 있는 임의의 유형의 디스플레이 스크린 또는 디바이스일 수 있다. 일례로서, 디스플레이(116)는 액정 디스플레이, 발광 다이오드 디스플레이 등일 수 있다. 추가적으로, 디스플레이(116)는 또한 사용자 입력을 수신하도록 구성될 수 있는데, 예컨대 용량성 감지 요소들을 통해 사용자 입력들을 수신하는 다중-터치 디스플레이 스크린과 같다. 많은 실시예에서, 디스플레이(116)는 동적으로 가변적일 수 있지만, 다른 실시예에서, 디스플레이(116)는 동적으로 변하지 않을 수 있는 비-전자 구성요소, 예컨대 채색한 면판(painted faceplate)일 수 있다.
디스플레이(116)는 선택적으로 수정가능한 복수의 아이콘들(118, 120) 또는 다른 그래픽들을 포함한다. 일례로서, 제1 그래픽(118)은 시간 변화를 나타내는 문자들, 예를 들어 시, 분, 및 초를 나타내는 숫자들을 스스로 변경하는 시간 그래픽을 포함할 수 있다. 제2 그래픽(120)은 배터리 수명, 수신된 메시지들 등과 같은 통지 그래픽을 포함할 수 있다. 두 그래픽들(118, 120)은 실질적으로 디스플레이(116) 상의 임의의 위치에 배치될 수 있으며, 원하는 대로 바뀔 수 있다. 추가적으로, 그래픽들(118, 120)의 개수, 크기, 형상, 및 기타 특성들 역시 변경될 수 있다.
촉각 스위치 조립체(110)는 작동가능하게 인클로저(114)에 연결된다. 촉각 스위치 조립체(110)는 하기에 보다 상세히 논의될 것이지만, 대체로 사용자가 착용가능한 전자 디바이스(100)에 입력을 제공하게 할뿐만 아니라 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다.
도 2를 참조하면, 착용가능한 전자 디바이스는 복수의 프로세싱 또는 컴퓨팅 요소들을 포함한다. 예를 들어, 착용가능한 전자 디바이스(100)는 전원(122), 하나 이상의 프로세싱 요소(124), 메모리 컴포넌트(128), 하나 이상의 선택적 센서(126), 및 입력/출력 컴포넌트(130)를 포함할 수 있다. 내부 컴포넌트들 각각은 인클로저(114) 내에 수용될 수 있으며, 하나 이상의 시스템 버스(132), 트레이스, 인쇄 회로 보드, 또는 다른 통신 메커니즘을 통해 통신할 수 있다.
전원(122)은 착용가능한 디바이스(100)의 허브(102) 및 다른 구성요소들에 전력을 제공한다. 전원(122)은 배터리 또는 다른 휴대용 전력 요소일 수 있다. 추가적으로, 전원(122)은 재충전가능 또는 교체가능할 수 있다.
프로세싱 요소(124) 또는 프로세서는 실질적으로 명령을 수신 및 실행할 수 있는 임의의 유형의 디바이스이다. 예를 들어, 프로세싱 요소(124)는 프로세서, 마이크로컴퓨터 등일 수 있다. 추가적으로, 프로세싱 요소(124)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있으며, 일부 실시예에서는, 다수의 프로세싱 요소들을 포함할 수 있다.
하나 이상의 센서(126)는, 착용가능한 전자 디바이스(100)의 하나 이상의 동작에 영향을 주는 데 사용될 수 있는 다수의 상이한 파라미터들 또는 특성들을 감지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서들(126)은 가속도계, 자이로스코프, 용량성 센서, 광 센서, 이미지 센서, 압력 또는 힘 센서 등을 포함할 수 있다. 하기에 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 센서들(126) 중 하나 이상은 촉각 스위치 조립체(110)와 함께 또는 그것과 별도로 사용되어, 사용자 입력을 허브(102)에 제공할 수 있다. 특정 실시예들은 센서 또는 센서들(126)을 생략할 수 있다.
도 2를 계속 참조하면, 메모리 컴포넌트(128)는 착용가능한 디바이스(100)에 의해 활용될 수 있는 전자 데이터를 저장한다. 예를 들어, 메모리 컴포넌트(128)는 다양한 애플리케이션들에 대응하는 전기적 데이터 또는 콘텐트, 예컨대 오디오 파일, 비디오 파일, 문서 파일 등을 저장할 수 있다. 메모리(128)는 예를 들어 비-휘발성 저장장치, 자기 저장 매체, 광학 저장 매체, 광자기(magneto-optical) 저장 매체, 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 소거 가능하고 프로그래밍 가능한 메모리, 또는 플래시 메모리일 수 있다.
입력/출력 인터페이스(130)는 사용자 또는 하나 이상의 다른 전자 디바이스로부터 데이터를 수신할 수 있다. 추가적으로, 입력/출력 인터페이스(130)는 사용자 또는 다른 전자 디바이스로의 데이터 송신을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 입력/출력 인터페이스(130)는 네트워크로부터 데이터를 수신하는 데 사용될 수 있거나, 무선 또는 유선 접속(인터넷, 와이파이, 블루투스, 및 이더넷은 몇 가지 예들임)을 통해 전자 신호들을 전송 및 송신하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 입력/출력 인터페이스(130)는 다수의 네트워크 또는 통신 메커니즘들을 지원할 수 있다. 예를 들어, 네트워크/통신 인터페이스(130)는 블루투스 네트워크를 통해 다른 디바이스와 쌍을 이루어 다른 디바이스로 신호들을 전달하면서, 동시에 와이파이 또는 다른 네트워크로부터 데이터를 수신할 수 있다.
촉각 스위치 조립체(110)가 이제 더 상세히 논의될 것이다. 촉각 스위치 조립체(110)는 버튼(148), 커플링(218), 전단 플레이트(156), 및 촉각 스위치(214)를 포함할 수 있다. 촉각 스위치의 컴포넌트들은 작동가능하게 서로 연결될 수 있고 선택 컴포넌트들은 서로 전기적으로 통신할 수 있다.
도 3을 참조하면, 버튼(148)은 촉각 스위치 조립체(110)를 위한 사용자 인터페이스를 형성하고 인클로저(114)로부터 밖으로 연장된다. 예를 들어, 버튼(148)은 하우징에 대하여 병진 및/또는 회전가능한 버튼 또는 스위치와 같은 입력 부재일 수 있다. 버튼(148)이 인클로저에 대하여 병진 및 회전할 수 있어서, 사용자는 회전력 및/또는 병진하는 힘을 촉각 스위치 조립체에 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 버튼(148)은 착용가능한 전자 디바이스(100)에 대한 크라운을 형성할 수 있고 다른 실시예들에서 버튼(148)은 전자 디바이스에 대한 입력 버튼 또는 스위치를 형성할 수 있다. 버튼(148)은 일반적으로 원통형 본체 및 둥글고 납작한 상부를 가질 수 있는 플랜지 형상의 부재일 수 있다. 버튼(148)은 사용자 입력을 수용하도록 구성된 외곽 표면(232) 및 버튼(148)의 내부 표면(234)으로부터 연장되는 중심부(150)를 포함한다. 중심부(150)는 중심부(150)의 길이 또는 길이의 일부를 따라 종방향으로 연장되는 커플링 개구(236)를 형성할 수 있다. 다시 말하면, 중심부(150)는 중공 또는 부분적으로 중공일 수 있다. 일부 실시예들에서, 버튼(148) 및/또는 중심부(150)는 전기 전도성 재료로 만들어질 수 있고/있거나 전기 전도성 재료를 추가하거나 도핑할 수 있다.
도 3을 계속 참조하면, 커플링(218)은 샤프트와 같은, 기계적 및/또는 전기적으로 버튼(148)을 촉각 스위치(214)에 연결하는 연결장치일 수 있다. 커플링(218)은 버튼(148)과 일체형으로 형성될 수 있거나 그것에 작동가능하게 연결된 별도의 컴포넌트일 수 있다. 예를 들어, 버튼(148)의 중심부(150)는 버튼과 일체형으로 형성되는 커플링 부재를 형성할 수 있다. 커플링(218)은 하나 이상의 금속 또는 금속 합금과 같은 전도성 재료로 만들어질 수 있다. 전도성 특성으로 인해, 커플링(218)은 촉각 스위치(214) 및 전단 플레이트(156)에 버튼(148)을 전기적으로 결합하도록 추가로 작용할 수 있지만, 다른 실시예들에서 그와 같은 전기적 연결에서 전단 플레이트를 포함하거나 또는 포함하지 않고 와이어, 플렉스 또는 기타 회로가 전기적으로 버튼과 스위치를 연결한다. 커플링은 또한 그것의 하부 표면 상에 흑연과 같은 마찰이 적은 재료를 포함하여, 커플링이 전단 플레이트와 작동가능하게 연관되는 경우에도 더 용이하게 회전하도록 할 수 있다.
커플링(218)은 하부 단부(222)로부터 연장되는 샤프트(240)를 포함할 수 있다. 하부 단부(222)의 직경은 샤프트(240)보다 더 클 수 있다. 하부 단부(222)는 외곽 표면 둘레에서 연장되는 환형 쉘프(228)를 포함할 수 있다. 환형 쉘프(228)는 인클로저(114) 및/또는 슬리브(220)의 내부 표면에 대하여 밀봉하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 환형 쉘프(228)는 추적가능 요소(146), 센서, 또는 밀봉 부재를 커플링(218)에 고정하도록 구성될 수 있다.
커플링(218)의 하부 단부(222)는 커플링(218)을 전단 플레이트(156)에 작동가능하게 연결하는 조인트를 형성한다. 이 실시예들에서, 커플링(218)은 하부 단부(222)에 연결되는 결합 특징부(226)를 포함할 수 있다. 결합 특징부(226)는 커플링이 회전하거나 또는 정지하고 있는 동안 전단 플레이트(156)에 회전가능하게 연결되고 전단 플레이트(156)에 대한 전기적 연결을 유지하도록 구성된다; 이것은 아래에 더 자세히 논의될 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 결합 특징부(226)는 하부 단부(222)의 하부 표면(244)에 형성되는 리세스(224)를 포함한다. 환형 벽(242)은 하부 표면(244)으로부터 연장되어 리세스(224)를 둘러싼다.
도 3을 계속 참조하면, 전단 플레이트(156)는 커플링(218)과 촉각 스위치(214) 사이에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전단 플레이트(156)는 촉각 스위치(214)와 통합될 수 있고, 그것의 일례가 도 10에 도시된다. 다른 실시예들에서, 도 3에 도시된 것과 같이, 전단 플레이트(156)는 촉각 스위치(214)에 작동가능하게 연결된 별개의 컴포넌트일 수 있다. 아래에 더 자세히 논의될 바와 같이, 전단 플레이트(156)는 실질적으로 커플링으로부터의 전단력이 촉각 스위치(214)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
전단 플레이트(156)는 본체(250)로부터 위로 연장되는 전기적 컨택(158)을 포함할 수 있다. 전기적 컨택(158)은 전도성 재료이거나 또는 다른 방식으로 전도성 재료가 추가되어 전기적 컨택(158)이 전기 신호들을 전송할 수 있다. 본체(250)는 플레이트의 형상을 취하거나 또는 다른 방식으로 촉각 스위치(214)의 길이 및/또는 폭에 걸쳐 연장되도록 구성될 수 있다. 전단 플레이트(156)는 적어도 부분적으로 단단하고 커플링(218)에서 촉각 스위치(214)로 힘을 전달하도록 구성될 수 있으며, 이는 아래에 더 자세히 논의될 것이다. 추가적으로, 전단 플레이트(156)는 전기적 컨택(158)을 프로세싱 요소(124) 및/또는 전원에 연결하는 하나 이상의 단말 또는 연결 메커니즘을 포함할 수 있다.
촉각 스위치(214)는 너브(216) 및 접이식 돔(252)을 포함할 수 있다. 너브(216)는 돔(252)의 내부에 있는 컨택 요소와 상호작용하여 스위치 센서(160)가 활성화된 때를 나타낸다. 예를 들어, 컨택 요소(168)가 스위치의 하부와 접촉할 때, 회로가 완성될 수 있고, 신호가 자극되거나 또는 생성되는 등일 수 있다. 돔(252)은 미리 결정된 힘 레벨에 도달하면 접히거나 또는 구부러지고, 힘이 제거되면 자신의 원래 형상으로 되돌아가는 탄성 및 가요성 재료이다. 돔(252)은 얇은 금속 돔, 플라스틱 돔일 수 있거나, 또는 다른 것은 다른 재료들로부터 구성될 수 있다. 돔(252)은 사용자에 의해 가해지는 접는 힘에 응답하여 가청음, 및 대항력(opposing force)을 생성할 수 있다. 가청음 및 대항력은 사용자가 돔(252)을 압축할 때 사용자에게 피드백을 제공한다. 너브(216)는 돔(252)에 연결되고, 너브(216)에 힘이 가해질 때, 너브(216)는 돔(252)을 접는다.
일부 실시예들에서, 착용가능한 전자 디바이스는 추적가능 요소(146) 및 감지 요소(142)를 포함할 수 있다. 감지 요소(142)는 버튼(148)에 대한 입력을 검출하기 위하여 추적가능 요소(146)를 검출하도록 구성된다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 버튼(148)(또는 다른 버튼)은 회전하여 제1 입력을 제공하고, 압축되어 제2 입력을 제공할 수 있다. 이 예에서, 감지 요소(142)는 커플링(218) 및/또는 중심부(150)에 장착될 수 있는 추적가능 요소(146)의 위치를 추적함으로써 회전 입력을 감지할 수 있다. 일례로서, 추적가능 요소(146)는 자기 요소일 수 있고 감지 요소(142)는 추적가능 요소(146)의 회전을 추적하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 홀 효과 센서와 같은 자기장 센서를 포함할 수 있다. 또 다른 선택사항으로서, 회전이 광학적으로 감지될 수 있다. 추적가능 요소(146)는 연속물과 같은 패턴, 명암 마크, 줄무늬 등의 세트 또는 기타 패턴, 또는 반사, 광택 등이 달라지는 영역일 수 있다. 감지 요소(142)는 광원(도시되지 않음)에 의해 생성되고 추적가능 요소에 반사된 광을 수광할 수 있다. 반사광은 추적가능 요소의 패턴에 따라 달라질 수 있어서, 반사광은 감지될 수 있고 광이 침범한 추적가능 요소의 패턴이 결정될 수 있다. 따라서, 추적가능 요소의 패턴이 그것의 표면을 따라 충분히 독특한 경우, 버튼 입력이 감지될 수 있다. 또 다른 선택사항으로서, 추적가능 요소의 패턴은 추적가능 요소의 환경에 따라 달라질 수 있고 추적가능 요소는 샤프트(240)가 회전함에 따라 회전할 수 있다. 따라서, 샤프트의 회전 위치는 추적가능 요소(146)로부터 결정될 수 있다. 또 다른 선택사항으로서, 추적가능 요소가 샤프트 자체에 통합될 수 있고, 별도의 단편이 아닐 수 있다. 즉, 샤프트는 위의 특정 실시예들에서 논의된 바와 같이 표시될 수 있다.
촉각 스위치 조립체(110)는 선택적으로 버튼(148) 내에 위치하거나 또는 버튼에 연결되는 하나 이상의 센서(126)를 추가로 포함할 수 있다. 센서(126)들은 버튼(148) 내의 하나 이상의 와이어 또는 경로를 통하거나, 또는 버튼(148)이 전도성 재료일 수 있는 경우에 커플링(218)에 전기적으로 연결될 수 있다. 센서(126)는 하나 이상의 특성을 감지하고, 커플링(218)을 통해 데이터를 프로세싱 요소(124)에 전달하도록 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 착용가능한 전자 디바이스(100) 내의 촉각 스위치 조립체(110)의 조립체가 이제 더 자세히 논의될 것이다. 촉각 스위치(214)는 기판(166) 또는 착용가능한 디바이스(100)의 공동(139) 내의 다른 지지 구조체에 연결된다. 기판(166) 및/또는 스위치(214)는 프로세싱 요소(124)(도 2 참조)와 전기적으로 통신할 수 있다. 돔(252)은 너브(216)가 실질적으로 버튼 개구(172)와 정렬되도록, 인클로저(114)의 벽(190)을 향해 배향된다. 전단 플레이트(156)는 촉각 스위치(214) 위에 위치하고 작동가능하게 연결된다. 전단 플레이트(156)는, 전기적 컨택(158)이 실질적으로 스위치(214)의 너브(216)와 정렬될 수 있도록 배향된다.
도 3을 계속 참조하면, 커플링(218)은 전단 플레이트(156)에 작동가능하게 연결되고 컨택(158)에 전기적으로 연결된다. 특히, 전기적 컨택(158)은 커플링(218)의 하부 표면(244)에 형성된 리세스(224) 안으로 수용될 수 있다. 환형 벽(242)은 전기적 컨택(158)을 둘러싼다. 일부 실시예들에서, 전기적 컨택(158)은 환형 벽(242)의 내부 및/또는 커플링의 리세스(224)의 단부 벽과 접촉할 수 있다. 이런 방식으로, 커플링(218)은 전단 플레이트(156)에 연결될 수 있고 또한 그것과 전기적으로 통신할 수 있다.
커플링(218)의 샤프트(240)는 버튼 개구(172)를 통해 연장되고, 중심부(150)의 커플링 개구(236) 안으로 수용된다. O-링, 컵 씰, 또는 멤브레인과 같은 밀봉 부재(154)가 샤프트(240) 둘레에 수용되어, 슬리브(220) 또는 인클로저(114)의 내벽에 대하여 밀봉한다. 버튼(148)은 커플링(218)으로부터 밖으로 연장되고 인클로저(114)의 외곽 에지까지 연장된다.
촉각 스위치 조립체(110)의 착용가능한 디바이스(100)와의 동작은 이제 더 자세히 논의될 것이다. 사용자가 버튼(148)에 회전력을 제공하는 경우, 중심부(150) 및 버튼(148)은 힘의 방향으로 회전할 것이다. 버튼(148)의 회전으로 인해 커플링(218)이 버튼(148)을 따라 회전한다. 커플링(218)이 회전함에 따라, 추적가능 요소(146)가 회전하여, 감지 요소(142)가 커플링(218)의 회전을 추적하게 하고, 이는 버튼(148)에 대한 사용자 입력에 연관될 수 있다. 추가적으로, 커플링(218)은 전단 플레이트(156)의 전기적 컨택(158) 주위를 회전한다. 환형 벽(242)은 커플링(218)이 컨택(158)에서 축을 벗어나 회전하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 두 컴포넌트들이 서로 고정되도록 돕는다. 일부 실시예들에서 전기적 컨택(158)은 브러시 컨택일 수 있거나 또는 다른 방식으로 실질적으로 커플링(218)의 회전을 저해하지 않고 리세스(224)를 형성하는 벽과 커플링(218)의 환형 벽(242) 사이의 전기적 연결을 유지하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 커플링(218)이 전기적 컨택(158) 주위를 회전하기 때문에, 커플링(218)이 겪는 회전력은 전기적 컨택이 연결된 전단 플레이트 아래에 위치한 촉각 스위치(214)에 전달되지 않을 수 있다. 전단력이 촉각 스위치(214)에 전달되는 것을 방지함으로써, 촉각 스위치(214)는 회전되지 않을 수 있는데, 회전은 스위치에 손상을 가하고, 스위치가 커플링에 대하여 이전되거나, 및/또는 다른 방식으로 촉각 스위치에 손상을 가할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 전기적 컨택(158)은 약 20N의 전단력 및 적어도 10N-mm보다 큰 토크를 겪도록 구성될 수 있다. 이것은 촉각 스위치 조립체(110)가 버튼(148)에 대한 회전 입력을 수용하는 동안, 어떠한 컴포넌트에도 손상을 주지 않고 커플링과 컨택 사이의 전기적 연결을 유지하도록 한다.
도 4는 도 3과 유사한 착용가능한 전자 디바이스(100)의 단면이지만, 버튼(148)에 가해지는 압축력을 도시한다. 도 4를 참조하면, 사용자가 힘, 기울어진 힘(AF) 또는 축방향 힘(F) 중 어느 하나를 가함에 따라, 버튼(148)은 측벽(260)을 향해 이동하고, 버튼(148)의 하부 표면(262)은 인클로저(114)에 인접하게 된다. 버튼(148)의 측방향 이동으로 인해, 커플링(218)이 대응하여 이동하고 공동(139) 안으로 더 미끄러져 들어간다. 커플링(218)이 공동(139) 안으로 이동함에 따라, 힘(AF, F)을 전단 플레이트(156)에 전달한다. 특히, 리세스의 단부 벽이 전기적 컨택(158)을 누르고, 이는 돔(252)의 너브(216)를 압축한다. 일부 실시예들에서 촉각 스위치 조립체(110)는 1 내지 3 뉴튼의 범위의 사용자 입력 힘을 수용하도록 구성될 수 있다. 전단 플레이트(156)가 적어도 다소 딱딱할 수 있기 때문에, 전단 플레이트(156)는 커플링(218)에서 돔(252)으로 힘을 전달하여 그것이 접히도록 한다. 돔(252)이 접힘에 따라, 촉각 스위치(214) 내의 전기적 컨택은 돔의 내부 표면을 터치하여 전기적 연결을 완성하고, 사용자 입력을 나타낸다.
버튼(148)에서 힘이 제거되면, 돔은 탄성적으로 자신의 원래 위치로 되돌아가고, 버튼 및 커플링 둘 모두를 그것들의 원래 위치로 되돌아가게 하는 바이어스 힘을 커플링(218)에 제공한다. 일부 실시예들에서, 촉각 스위치는 (전단 플레이트를 통해 직접 또는 간접적으로) 커플링에 힘을 가하는 스프링과 같은 별도의 바이어스 요소를 포함할 수 있다. 이 실시예들에서, 버튼(148) 및 커플링(218)은 사용자 병진 힘(F)이 버튼(148)에 가해지기 전에 그것들의 원래 위치로 되돌아갈 수 있다.
일부 실시예들에서, 촉각 스위치(214)가 커플링 바로 아래에 있을 때에도, 촉각 스위치(214)가 기울어진 힘(AF)에 의해 활성화될 수 있도록 버튼 개구(172)가 충분히 클 수 있다. 다시 말하면, 버튼 개구(172) 측벽 내의 중심부(150) 및/또는 커플링(218)의 마찰 결합이 기울어진 힘(AF)을 견디는 데 불충분한 경우 기울어진 힘(AF) 또는 기타 축을 벗어난 힘이 촉각 스위치(214)를 활성화할 수 있다. 각도가 커질수록, 중심부 및/또는 커플링 상에서 작용하는 마찰력이 증가하고, 중심부 및/또는 버튼 개구의 크기를 다르게 함으로써 기울어진 힘(AF)이 스위치를 활성화할 수 있는 미리 결정된 각도 범위가 선택될 수 있다. 예를 들어, 입력 힘의 최대 각도가 선택될 수 있고, 힘이 그 각도 아래인 경우, 기울어진 힘이 촉각 스위치(214)를 활성화할 수 있고 기울어진 힘이 최대 각도 이상인 경우, 입력 버튼은 활성화되지 않을 수 있다. 예를 들어, 최대 30 또는 45 도의 각도에서 입력 버튼에 가해지는 힘은 촉각 스위치(214)를 활성화할 수 있다.
도 4를 계속 참조하면, 촉각 스위치(214)가 커플링(218)에 의해 압축되는 동안, 커플링(218)은 전기적 컨택(158)과 계속 전기적으로 통신한다. 이것에 의해, 센서(126)는 전단 플레이트(156)를 통해 하나 이상의 프로세싱 요소(124)와 계속 통신을 유지 및/또는 버튼(148)은 계속 전기적으로 전단 플레이트(156)에 연결된다.
본 개시내용의 촉각 스위치(214)는 사용자가 여러 유형의 입력, 예를 들어, 회전, 병진, 및 기울어진 입력을 착용가능한 디바이스(100)에 제공하도록 한다. 추가적으로, 촉각 스위치 조립체(110)는 이동을 제한하지 않으면서, 이동가능 컴포넌트들, 특히 버튼(148) 및 커플링(218)이 전단 플레이트(156)와 (및 디바이스 내의 다른 전기적 컴포넌트들) 계속 전기적 통신을 유지하도록 한다. 이를 통해, 버튼(148) 상의 하나 이상의 감지 요소(126)가 인클로저(114) 내에 위치하는 비-이동가능 컴포넌트들 또는 기타 컴포넌트들에 신호를 제공하도록 한다. 감지 요소(126)들은 커플링(218) 및 버튼(148)을 통해 전력을 수신할 수 있다.
일부 실시예들에서, 촉각 스위치 조립체(110)는 선택적으로 생리학적 센서로 이용될 수 있지만, 이 기능은 특정 실시예들에서 생략될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 인클로저(114)는 전기 전도성이고, 사용자에 의해 착용 시 사용자의 피부와 통신할 수 있다. 도 3을 참조하면, 이 실시예에서 슬리브(220)는 고무, 플라스틱 등과 같은 절연 재료일 수 있고, 버튼(148), 중심부(150), 및 커플링(218)을 전도성 하우징(114)으로부터 분리한다. 예컨대 심전도계(ECG)를 이용하여 사용자 심장의 하나 이상의 특성을 측정하기 위하여, 사용자는 자신의 손가락으로 버튼(148)을 누를 수 있다. 이 예에서, 착용가능한 디바이스(100)는 사용자 손목 둘레에 착용될 수 있고, 버튼(148) 위에 위치한 손가락은 디바이스(100)를 착용한 팔의 반대편 팔 손가락일 수 있다. 사용자의 손가락과 헤드(148) 사이의 연결은 ECG의 제1 리드 역할을 할 수 있고 사용자의 손목(또는 팔의 다른 부분) 사이의 연결은 ECG의 제2 리드 역할을 할 수 있다.
사용자가 자신의 손가락을 버튼(148) 위에 놓음에 따라, 커플링(218)과 전기적 컨택(158)을 통한 전기적 연결은 제2 참조점을 고려한다. 이런 방식으로, 제1 위치에서 검출된 전압 신호들은 제2 위치에서 검출된 전압 신호들과 비교 및 차감되어 두 신호들 사이의 상승과 하락을 검출할 수 있다. 이러한 상승과 하락은 사용자 심장의 리듬과 연관될 수 있다. 추가적으로, 일부 실시예들에서, 사용자 심장의 ECG 특성들을 측정하기 위하여, 디바이스(100)는 사용자의 피부에 연결되는 것들 중 하나를 이용하여 사용자에게 펄스 또는 신호를 보낼 수 있다.
브러시 컨택
일부 실시예들에서, 촉각 스위치 자체에 전기적 컨택을 포함할 수 있고, 전단 플레이트는 생략되거나 또는 촉각 스위치와 통합될 수 있다. 도 5 내지 도 7은 착용가능한 전자 디바이스로부터 분리된 촉각 스위치의 다른 예들의 다양한 도면들을 도시한다. 이 실시예들에서, 촉각 스위치 조립체는 하나 이상의 입력 유형을 수신할 뿐만 아니라, 디바이스 내의 하나 이상의 구성요소와 계속 전기적 통신을 유지하도록 구성될 수 있다. 도 5 내지 도 7의 촉각 스위치(314)는 실질적으로 촉각 스위치(114)와 동일하지만, 돔의 외곽 표면 상의 전기적 컨택과 일체형으로 형성될 수 있다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 이 실시예에서, 촉각 스위치(314)는 기판(366), 기판(366)의 하부 표면(374)으로부터 연장되는 하나 이상의 지지부(368)를 포함할 수 있다. 지지부(368)들은 예컨대 기판(166) 상에서 착용가능한 전자 디바이스(100) 내의 촉각 스위치(314)를 지지한다.
촉각 스위치(314)는 기판(366)의 상부 표면(372)으로부터 연장되는 너브(316)를 포함할 수 있다. 너브(316)는 돔(352)에 대한 전기적 컨택을 형성하고, 이는 아래에 더 자세히 논의될 것이다. 너브(316)는 연결 단자(360a, 360b, 360d, 360e)들 중 하나 이상과 전기적으로 통신할 수 있고, 이는 프로세싱 요소(124)(도 2 참조)와 통신할 수 있다. 너브(316)는 전도성 돌출부일 수 있거나 대응하는 돔 컨택과 선택적으로 통신하도록 구성되는 컨택 패드 또는 기타 전도성 세그먼트를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 돔(352)은 탄성적일 수 있고, 미리 결정된 사용자 힘이 가해지면 접히고 자신의 초기 위치로 되돌아가도록 구성될 수 있다. 돔(352)은 돔(352)의 일면으로부터 연장되는 다리(370)를 포함할 수 있다. 다리(370)는 가요성 회로(플렉스), 와이어링 등과 같은 하나 이상의 전기적 통신 메커니즘을 지원할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 돔(352)은 또한 베이스 컨택(316) 위에 위치하는 돔 공동(320)을 형성할 수 있다. 돔(352)의 상부 표면(322)은 너브(316)의 상부 표면으로부터 공간적으로 분리되도록 구성되어, 돔의 상부 표면(322)에 충분한 힘이 가해질 때에만 돔이 컨택(316)을 터치하도록 할 수 있다. 돔 컨택(318)은 돔(352)의 내부 표면에 작동가능하게 연결될 수 있고 적어도 부분적으로 너브(316)와 정렬될 수 있다.
돔(352)은 플라스틱과 같은 비-전도성 재료일 수 있다. 일 실시예에서, 돔(352)은 사출 성형 플라스틱일 수 있다. 그러나, 위에서 언급한 바와 같이, 돔(352)의 하나 이상의 컴포넌트는 가요성 회로(플렉스), 구리 배선 등과 같은 전기 전도성 컴포넌트를 포함할 수 있다. 대안적으로, 돔(352)은 금속 요소 또는 기타 전기 전도성 재료일 수 있고 그것들에 연결되는 하나 이상의 절연 요소를 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 촉각 스위치(314)는 추가로 전기적 컨택(358)을 포함할 수 있고, 이는 전단 플레이트(156)의 컨택(158)을 대체할 수 있어서, 전단 플레이트가 생략될 수 있다. 전기적 컨택(358)은 돔(352)의 상부 표면(322)에 작동가능하게 연결될 수 있다. 촉각 스위치를 이용하여 회전 입력을 수신하는 실시예들에서, 전기적 컨택(358)은 커플링(318)에 대한 브러시 컨택을 형성하여 촉각 스위치(314)와 커플링(318)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이런 방식으로, 전기적 컨택은 전기적 컨택(158)과 실질적으로 유사할 수 있지만, 이 실시예에서, 전기적 컨택(358)은 돔(352)과 일체형으로 형성될 수 있다. 그러나, 회전 입력이 필요 없는 실시예들에서, 전기적 컨택(358)은 전단력을 수용하지 않는 전도성 표면일 수 있다.
전기적 컨택(358)은 연결 단자(360a, 360b, 360c, 360d)들 중 하나와 통신한다. 예를 들어, 전기적 컨택(358)은 리드(360a)와 통신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 돔은 전기적 컨택(358)을 리드(360a)에 연결하는 플렉스 또는 기타 전단 플레이트를 포함할 수 있거나 또는 대안적으로, 돔(352) 자체가 전도성이어서 두 컴포넌트들을 서로 연결하는 역할을 할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전기적 컨택(158)은 커플링(218) 안에 수용될 수 있다. 그러나, 도 6에 도시된 실시예와 같은 일부 실시예들에서, 전기적 컨택(358)은 환형 벽(382)에 의해 둘러싸인 수용 공동(384)을 형성할 수 있다. 이 실시예들에서, 커플링(318)의 하나 이상의 부분은 전기적 컨택 내에 형성된 리세스 또는 개구 안으로 수용될 수 있다. 이런 방식으로, 커플링(218)은 환형 벽(382)의 내부 벽들과 접촉하면서, 전기적 컨택(358) 내에서 회전할 수 있다.
촉각 스위치 조립체의 동작이 이제 더 자세히 논의될 것이다. 도 3 및 도 8을 참조하면, 예를 들어, 사용자 입력 힘(F)으로 인해, 커플링(218)이 압축됨에 따라, 커플링(218)은 전기적 컨택(358)을 압축한다. 전기적 컨택(358)이 압축됨에 따라, 힘이 돔(352)에 전달되고, 돔이 접히면서, 너브(316)의 상부 표면 상으로 돔 컨택(318)을 누른다. 돔 컨택(318)이 너브(316)를 터치함에 따라, 전기적 신호가 생성되고 단자(360a, 360b, 360c, 360d)들 중 하나를 통해 프로세싱 요소(124)(도 2 참조)에 전달된다. 이어서 프로세싱 요소(124)은 사용자 입력을 촉각 스위치(314)에 기록한다.
도 9는 사용자가 회전력을 가함에 따른 촉각 스위치 및 커플링의 단순 정면도이다. 도 9를 참조하면, 사용자가 회전 입력 힘(R)을 촉각 스위치 조립체(310)에 제공할 수 있는 경우에, 커플링(218)은 버튼(148)에 가해지는 힘을 수용하여, 커플링(218)으로 하여금 대응하여 회전하도록 할 수 있다. 커플링(218)이 전기적 컨택(358)의 리세스(384) 안으로 수용되는 실시예들에서(도 6 참조), 커플링(218)은 전기적 컨택(358)의 벽 및/또는 하부 표면(383)(도 6 참조) 사이의 연결을 유지하면서, 환형 벽(382) 내에서 회전할 수 있다. 이는 촉각 스위치(314)에 대한 전기적 연결을 계속 유지하면서 커플링(218)이 사용자로부터의 회전 입력을 따라 회전하도록 한다.
전도성 너브
일부 실시예들에서, 촉각 스위치의 너브는 전도성일 수 있고 전단 플레이트는 생략될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 사용자 입력 표면은 하우징에 대하여 수평 또는 수직하게 이동하는 것과 같이 병진하도록 구성될 수 있고, 이 실시예들에서, 촉각 스위치는 전단력을 수용하지 않을 수 있다. 대안적으로, 촉각 스위치를 계속 활성화하면서, 촉각 스위치의 너브는 전단력을 수용하도록 구성될 수 있다.
도 10 내지 도 12는 촉각 스위치의 다른 예의 다양한 도면들을 도시한다. 도 10 내지 도 12를 참조하면, 이 실시예의 촉각 스위치(414)는 촉각 스위치(114, 314)들과 실질적으로 유사할 수 있지만, 전도성 너브를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 전단 플레이트는 촉각 스위치의 너브와 통합될 수 있다. 특히, 촉각 스위치(414)는 기판(466), 하나 이상의 기판 지지부(468), 복수의 연결 단자(460a, 460b, 460c, 460d), 및 너브(416)를 포함할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 너브(416)는 기판(466)의 상부 표면(472)에 작동가능하게 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판(466), 또는 상부 표면(472)의 적어도 일부분들은 스위치(414)의 여러 단자들뿐만 아니라, 스위치(414)의 특정 컴포넌트들에 대한 너브(416)를 전기적으로 분리하기 위하여 절연될 수 있다. 너브(416)는 너브(416)의 상부 표면 상의 패드(421)와 같은 전도성 부분을 포함할 수 있거나, 또는 너브(416)는 전도성 재료, 또는 전도성 요소가 추가되는 다른 재료로 만들어질 수 있다. 단자들 중 하나 이상은 너브(416)와 전기적으로 통신한다. 예를 들어, 단자(460d)는 너브(416)와 통신할 수 있는 반면, 단자(460a, 460b, 460c)들은 기판(466) 내에서 스위치 컨택에 대한 하나 이상의 컨택으로서 사용될 수 있다. 이 실시예들에서, 너브(416)는 커플링을 회전하도록 하는 브러시 컨택의 역할을 할 수 있다.
촉각 스위치(414)는 도 3의 촉각 스위치 조립체(110)에 이용될 수 있다. 이 실시예들에서, 너브(416)는 커플링(218)의 리세스(224) 내에 수용될 수 있다. 전기적 컨택(158)과 유사하게, 너브(416)는 환형 벽(226)의 측벽들 사이에 수용될 수 있고, 이는 작동가능하게 너브와 커플링(218)을 연결한다.
촉각 스위치 조립체(110)가 도 10 내지 도 12의 촉각 스위치(414)를 포함하는 실시예들에서, 너브(416)는 전도성일 뿐만 아니라, 전단력 및 부하를 견딜 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전단 플레이트가 생략되는 경우, 커플링(218)이 너브(416)의 상부 및 너브(416)의 둘레를 회전함에 따라 너브(416)는 전단력을 겪을 수 있다. 추가적으로, 너브는 커플링(218)의 힘과 같은 기계적 입력을 수용하도록 구성되고, 힘이 실리면, 너브(416)는 단자들 중 하나 이상을 서로 연결함으로써 스위치 회로를 완성한다. 일례로서, 너브(416)는 압축력이 버튼(148)에 가해지면 적어도 부분적으로 압축되어, 너브(416)가 돔으로서 기능하여, 촉각 피드백을 사용자에게 제공할 뿐만 아니라 사용자의 입력에 대응하는 신호를 생성하도록 한다.
결론
전술된 설명은 넓은 응용을 갖는다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 예들은 착용가능한 전자 디바이스에 중점을 두지만, 본 명세서에 개시된 개념들이 임의의 실질적으로 다른 유형의 전자 디바이스에 동일하게 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 유사하게, 입력 버튼이 시계의 크라운에 대하여 논의될 수 있지만, 본 명세서에 개시된 디바이스 및 기술들은 다른 유형의 입력 버튼 구조체들에 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 임의의 실시예의 논의는 단지 예시적일 수 있는 것을 의미하고, 청구범위를 포함하는 본 개시 내용의 범위가 이들 예로 제한됨을 나타내는 것으로 의도되지 않는다.

Claims (20)

  1. 전자 시계로서,
    제1 전기적 전도성 부분을 포함하는 시계 인클로저 - 상기 시계 인클로저는,
    내부 볼륨(interior volume); 및
    상기 내부 볼륨으로 연장되는 개구
    를 정의함 -;
    제2 전기적 전도성 부분을 포함하는 크라운;
    상기 크라운에 결합되고, 상기 개구를 통해 상기 내부 볼륨 안으로 연장되는 샤프트;
    상기 시계 인클로저의 상기 내부 볼륨 내에 위치되는 회로; 및
    상기 내부 볼륨 내에 있고, 상기 샤프트 및 상기 회로에 의해 상기 크라운의 상기 제2 전기적 전도성 부분에 전기적으로 결합되는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 제1 전기적 전도성 부분은 제1 신체부(body part)에 접촉하도록 구성되며,
    상기 제2 전기적 전도성 부분은 제2 신체부에 접촉하도록 구성되고,
    상기 제2 전기적 전도성 부분 및 상기 샤프트는 상기 시계 인클로저로부터 전기적으로 분리되며,
    상기 제1 및 제2 전기적 전도성 부분들은 적어도 하나의 전압을 검출하기 위해 사용되며,
    상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 전압으로부터 적어도 부분적으로 심전도(electrocardiogram)를 결정하도록 구성되는, 전자 시계.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신체부는 사용자의 제1 팔의 손목이고,
    상기 제2 신체부는 상기 사용자의 제2 팔의 손가락인, 전자 시계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전압은,
    상기 제1 전기적 전도성 부분에서 검출된 제1 전압; 및
    상기 제2 전기적 전도성 부분에서 검출된 제2 전압
    을 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 제1 전압을 상기 제2 전압과 비교함으로써 상기 심전도를 결정하도록 구성되는, 전자 시계.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 크라운은 회전 입력 및 병진 입력을 수신하도록 구성되는, 전자 시계.
  7. 삭제
  8. 전자 시계로서,
    제1 전극으로서 구성되는 제1 부분을 갖는 시계 인클로저;
    상기 시계 인클로저의 측면을 따라 위치되고, 입력을 수신하도록 구성되며, 제2 전극으로서 구성되는 제2 부분을 갖는, 크라운;
    상기 시계 인클로저의 내부 볼륨 안으로 연장되고, 상기 크라운의 상기 제2 부분에 전기적으로 결합되는 전도성 샤프트;
    상기 전도성 샤프트에 전기적으로 결합되는 회로;
    상기 시계 인클로저 내에 적어도 부분적으로 위치되는 터치 감지 디스플레이 - 상기 터치 감지 디스플레이는,
    터치 입력을 수신하고,
    그래픽 출력을 디스플레이하도록 구성됨 -; 및
    프로세서 - 상기 프로세서는 상기 제1 및 제2 전극들의 출력들을 사용하여 심전도 측정을 결정하도록 구성됨 -
    를 포함하고,
    상기 크라운의 상기 제2 부분 및 상기 전도성 샤프트는 상기 시계 인클로저로부터 전기적으로 분리되고,
    상기 전도성 샤프트 및 상기 회로는 상기 크라운의 상기 제2 부분을 상기 프로세서에 전기적으로 결합시키는, 전자 시계.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 및 제2 전극들을 사용하여 적어도 하나의 전압을 결정함으로써 상기 심전도 측정을 결정하는, 전자 시계.
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 전극에서 수신된 제1 신호를 상기 제2 전극에서 수신된 제2 신호와 비교함으로써 상기 심전도 측정을 결정하는, 전자 시계.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제1 전극은 사용자의 제1 팔의 손목에 접촉하도록 구성되고,
    상기 제2 전극은 상기 사용자의 제2 팔의 손가락에 접촉하도록 구성되는, 전자 시계.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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