KR102151332B1 - 전자 디바이스를 위한 센서 어셈블리 - Google Patents

전자 디바이스를 위한 센서 어셈블리 Download PDF

Info

Publication number
KR102151332B1
KR102151332B1 KR1020187028029A KR20187028029A KR102151332B1 KR 102151332 B1 KR102151332 B1 KR 102151332B1 KR 1020187028029 A KR1020187028029 A KR 1020187028029A KR 20187028029 A KR20187028029 A KR 20187028029A KR 102151332 B1 KR102151332 B1 KR 102151332B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
cover
electronic device
input
sensor assembly
Prior art date
Application number
KR1020187028029A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180113218A (ko
Inventor
루시 엘리자베스 브라우닝
벤자민 제이. 포프
폴 유. 로이트호이저
스콧 에이. 마이어스
리차드 헝 민 딘
에드워드 에스. 후오
Original Assignee
애플 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 애플 인크. filed Critical 애플 인크.
Publication of KR20180113218A publication Critical patent/KR20180113218A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102151332B1 publication Critical patent/KR102151332B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1684—Constructional details or arrangements related to integrated I/O peripherals not covered by groups G06F1/1635 - G06F1/1675
    • G06F1/169—Constructional details or arrangements related to integrated I/O peripherals not covered by groups G06F1/1635 - G06F1/1675 the I/O peripheral being an integrated pointing device, e.g. trackball in the palm rest area, mini-joystick integrated between keyboard keys, touch pads or touch stripes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1684—Constructional details or arrangements related to integrated I/O peripherals not covered by groups G06F1/1635 - G06F1/1675
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1626—Constructional details or arrangements for portable computers with a single-body enclosure integrating a flat display, e.g. Personal Digital Assistants [PDAs]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1662—Details related to the integrated keyboard
    • G06F1/1671—Special purpose buttons or auxiliary keyboards, e.g. retractable mini keypads, keypads or buttons that remain accessible at closed laptop
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1684—Constructional details or arrangements related to integrated I/O peripherals not covered by groups G06F1/1635 - G06F1/1675
    • G06F1/1688—Constructional details or arrangements related to integrated I/O peripherals not covered by groups G06F1/1635 - G06F1/1675 the I/O peripheral being integrated loudspeakers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03547—Touch pads, in which fingers can move on a surface
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/16—Sound input; Sound output
    • G06F3/165—Management of the audio stream, e.g. setting of volume, audio stream path
    • G06K9/0002—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1306—Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing
    • H01L41/113—
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96—Touch switches
    • H03K17/962—Capacitive touch switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/975—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a capacitive movable element
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/033—Indexing scheme relating to G06F3/033
    • G06F2203/0338—Fingerprint track pad, i.e. fingerprint sensor used as pointing device tracking the fingertip image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/16—Sound input; Sound output
    • G06F3/167—Audio in a user interface, e.g. using voice commands for navigating, audio feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96—Touch switches
    • H03K17/964—Piezoelectric touch switches

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Telephone Function (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Abstract

전자 디바이스들을 위한 센서 어셈블리들이 기재된다. 일부 실시예들에 따르면, 센서 어셈블리들은 솔리드-스테이트 센서들, 예컨대, 용량성 센서들, 압전형 센서들 또는 압저항형 센서들을 포함한다. 센서 어셈블리들은, 그것들을 전자 디바이스 인클로저들의 작은 공간들 안으로의 통합에 매우 적합하게 만드는, 컴팩트한 프로필을 제공하는 다수의 특징부들을 포함할 수 있다. 센서 어셈블리들은 또한, 감지 이벤트의 정확한 검출을 가능하게 하는, 센서 어셈블리들의 다양한 부분들의 이동을 한정시키는 특징부들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 센서 어셈블리들은, 기계적 버튼의 느낌을 모방하고 사용자의 경험을 향상시키는 햅틱 액추에이터들, 스피커, 또는 둘 모두에 결합된다.

Description

전자 디바이스를 위한 센서 어셈블리
기재된 실시예들은 소비자 전자 디바이스들에 적합한 센서 어셈블리들에 관한 것이다. 일부 실시예들에 따르면, 센서 어셈블리들은 용량성 터치 센서들과 같은 솔리드-스테이트 센서들을 포함한다.
종래의 기계적 스위치들이 전자 제품들에서 여러 애플리케이션들에 사용된다. 예를 들어, 많은 버튼 및 키보드 디자인들이 상대적으로 큰 이동에 의존하여 전기 회로들을 완성하는 기계 기반의 액추에이터들을 포함한다. 기계적 스위치들의 장점은 그것들의 낮은 비용 및 청각적 및 촉각적 응답을 사용자에게 제공하는 능력을 포함한다. 그러나, 기계적 스위치들은 상대적으로 크기가 커서, 매우 제한적인 공간을 갖는 제품들 내에 통합하기 어렵다. 이는, 작은 인클로저 내에 채워지는 다수의 전자 컴포넌트들을 포함하는 현대적인 휴대용 전자 제품들 내에 통합하는 데 있어서 주요한 장애물이 될 수 있다. 또한, 기계적 스위치들은 빠르게 마모될 수 있어서, 빈번한 교체가 요구될 수 있다. 따라서 전자 디바이스들을 위한 개선된 센서 및 액추에이터 디자인이 필요하다.
본 명세서는 전자 디바이스들을 위한 센서 어셈블리들에 관한 다양한 실시예들을 기재한다. 특정 실시예들에서, 센서 어셈블리들은 활성화를 위해 작은 변위를 요구하며 작은 단면 프로파일을 갖는 솔리드-스테이트 센서들을 포함한다.
추가적인 실시예에 따라, 전자 디바이스가 기재된다. 전자 디바이스는 스피커 및 햅틱 컴포넌트를 포함한다. 전자 디바이스는 또한 전자 디바이스의 디스플레이를 커버하는 디스플레이 커버를 포함한다. 디스플레이 커버는 개구를 갖는다. 전자 디바이스는 추가로 전자 디바이스를 위한 입력을 수용하기 위한 센서 어셈블리를 포함한다. 센서 어셈블리는 디스플레이 커버의 개구 내에 위치설정되고, 입력을 수용하도록 구성된 외부 표면을 갖는 센서 커버를 포함한다. 센서 어셈블리는 또한 입력을 검출하도록 구성된 센서를 포함한다. 센서는 입력에 응답하여 햅틱 컴포넌트 및 스피커를 활성화하는 하나 이상의 신호들을 생성한다.
일 실시예에 따르면, 입력을 검출하고 그것에 응답하기 위한 센서 어셈블리가 기재된다. 센서 어셈블리는 입력을 수용하기 위한 외부 표면을 갖는 센서 커버를 포함한다. 센서 어셈블리는 또한 주연부를 둘러싸는 트림을 포함한다. 센서 어셈블리는 추가로 센서 커버와 트림의 레지 사이에 위치설정되는 유연성 부재를 포함한다. 유연성 부재는 입력에 응답하여 압축되고 회복력을 제공하도록 구성된다. 센서 어셈블리는 추가적으로 입력을 검출하도록 구성된 용량성 터치 센서를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스가 기재된다. 전자 디바이스는 전자 디바이스의 디스플레이를 커버하는 디스플레이 커버를 포함한다. 디스플레이 커버는 내적으로 모따기된 에지(chamfered edge)를 정의하는 개구를 갖는다. 전자 디바이스는 또한 전자 디바이스를 위한 입력을 수용하기 위한 센서 어셈블리를 포함한다. 센서 어셈블리는 개구 내에 위치설정되고, 입력을 수용하도록 구성된 외부 표면을 갖는 센서 커버를 포함한다. 센서 어셈블리는 또한 센서 커버와 디스플레이 커버 사이에서 개구 내에 위치설정된 트림을 포함한다. 트림은 디스플레이 커버의 내적으로 모따기된 에지와 맞물리는 외적으로 모따기된 에지를 갖는다. 센서 어셈블리는 추가로 입력을 검출하도록 구성된 센서를 포함한다.
이들 및 다른 실시예들이 이하에서 상세하게 기술될 것이다.
개시내용은 유사한 도면 부호가 유사한 구조적 요소들을 지시하는 첨부 도면과 관련하여 하기의 상세한 설명에 의해 쉽게 이해될 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 명세서에 기재된 센서 어셈블리들을 포함할 수 있는 소비자 전자 디바이스들의 사시도를 도시한다.
도 2는 일부 실시예들에 따른 센서 어셈블리를 구비한 전자 디바이스의 일부분의 분해도를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 도 1a에 도시된 전자 디바이스의 센서 어셈블리 부분의 평면도를 도시한다.
도 4a는 도 3b에 도시된 전자 디바이스의 센서 어셈블리 부분의 단면도를 도시한다.
도 4b는 센서 어셈블리, 햅틱 엔진 및 스피커를 갖는 전자 디바이스의 평면도를 도시한다.
도 5는 일부 실시예들에 따른 전자 디바이스의 센서 어셈블리 부분의 단면도를 도시한다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 전자 디바이스 내에 센서 어셈블리를 조립하기 위한 프로세스를 나타내는 흐름도를 도시한다.
도 7a 내지 도 7c는 일부 실시예들에 따른, 센서 어셈블리 실장 구성들의 단면도를 도시한다.
도 8a 내지 도 8e는 일부 실시예들에 따른, 센서 어셈블리 밀봉 구성들의 단면도를 도시한다.
도 9a 내지 도 9c는 일부 실시예들에 따른, 트림없는 센서 어셈블리 구성의 단면도 및 평면도를 도시한다.
도 10a 내지 도 10d는 일부 실시예들에 따른, 진동 센서 어셈블리 구성의 단면도 및 평면도를 도시한다.
도 11a 내지 도 11c는 일부 실시예들에 따른, 상이한 감지 구성들을 갖는 센서 어셈블리들의 단면도를 도시한다.
도 11d는 일부 실시예들에 따른, 도 11c의 센서 어셈블리 구성의 일부로서 브래킷의 사시도를 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 본딩 동작 전 및 본딩 동작 중 센서 어셈블리를 구비한 전자 디바이스의 일부분의 단면도를 각각 도시한다.
도 13a 내지 도 13f는 일부 실시예들에 따른 본딩 동작 중 접착제가 흘러넘치는 것을 방지하기 위한 센서 어셈블리 구성들을 도시한다.
이제, 첨부 도면들에 도시된 대표적인 실시예들이 상세하게 참조될 것이다. 하기의 설명이 실시예들을 하나의 바람직한 실시예로 한정하고자 하는 것이 아니라는 것이 이해되어야 한다. 반대로, 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 설명된 실시예들의 기술적 사상 및 범주 내에 포함될 수 있는 대안예들, 수정예들 및 등가물들을 포함하고자 한다.
본 명세서에 기재된 것들은 휴대용 전자 디바이스와 같은 소비자 제품들에 가장 적합한 센서 어셈블리들의 특징부들이다. 일부 실시예들에 따르면, 센서 어셈블리들은 솔리드-스테이트 센서들을 포함한다. 접촉 패드들 사이의 물리적 접촉에 의존하는 종래의 기계적 스위치 및 버튼과 비교하여, 솔리드-스테이트 센서는 전압 또는 정전용량 변화를 활용하여 켜기 모드와 끄기 모드를 스위칭한다. 이 양태는 솔리드-스테이트 센서가 기계적 스위치에 비해 덜 마모되는 경향을 갖도록 한다. 또한, 솔리드-스테이트 센서는 일반적으로 기계적 스위치 및 버튼보다 컴팩트하여, 휴대용 전자 디바이스를 위한 것들과 같은 소형 폼팩터 인클로저 내의 통합에 적합하게 한다.
또한, 솔리드-스테이트 압력 센서 설계는 기계적 스위치 및 버튼에 비교하여, 활성화하기 위하여 매우 적은 이동 및 힘을 요구할 수 있다. 센서 어셈블리들은 최소 또는 아주 작은 이동 (예컨대, 10 마이크로미터 이하, 때때로 5 마이크로미터 이하)을 수반하기 때문에, 사용자는 센서 어셈블리(예컨대, 버튼)가 눌릴 때 그것의 이동을 인지하지 못할 수 있다. 따라서, 센서 어셈블리는 사용자의 터치 입력에 응답하여 사용자에게 촉각적 피드백(출력)을 제공하도록 구성될 수 있고, 이는, 센서 어셈블리가 간신히 이동하는 경우에도, 버튼이 눌려서 활성화되었다는 경험을 사용자에게 준다. 촉각적 피드백의 예들은 햅틱(예컨대, 진동) 피드백을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 사용자에 대한 신호는 음향 또는 음파 피드백의 형태(즉, 소리를 냄)이다. 일부 경우들에서, 센서 어셈블리는 촉각적 피드백과 음향 피드백의 조합을 제공하도록 구성된다. 이 피드백 특징부들은 기계적 스위치 또는 버튼을 활성화하는 경험을 모방함으로써, 사용자에게 즐거운 경험을 제공할 수 있다. 또한, 센서 어셈블리는 사용자의 촉각적 입력(예컨대, 사용자의 터치)에 응답하여 촉각적 피드백을 제공할 수 있으며, 이는 사용자에게 전자 디바이스를 이용하여 매력적이고 만족스러운 감각 및 경험을 제공한다.
본 명세서에 기재된 센서 어셈블리들은 전자 디바이스 내에 통합되면 센서 어셈블리들의 성능을 향상시키는 다수의 특징부들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 커버 또는 캡을 둘러싸는 트림은 센서 어셈블리의 측방향 이동을 방지하고 센서 어셈블리의 일부분들의 이동을 터치 센서를 향하거나 또는 그로부터 멀어지는 방향으로 한정할 수 있다.
본 명세서에 기재된 센서 어셈블리들은 컴퓨터, 휴대용 전화기, 태블릿 디바이스, 웨어러블 전자 디바이스, 및 전자 디바이스 액세서리와 같은 소비자 제품들, 예컨대, 미국 캘리포니아 쿠페르티노 소재의 애플 인크에 의해 제조되는 것들에 통합하기에 매우 적합하다.
이들 및 다른 실시예들이 도 1a 내지 도 13f를 참조하여 아래에 논의된다. 그러나, 통상의 기술자들은 이러한 도면들에 대하여 본 명세서에서 제공되는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용이 설명의 목적을 위한 것일 뿐이며, 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다는 것을 쉽게 인식할 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 명세서에 기재된 것들과 같은 센서 어셈블리들을 포함할 수 있는 소비자 제품들을 도시한다. 도 1a는 휴대용 전화기(102)를 도시하고, 도 1b는 태블릿 컴퓨터(104)를 도시하며, 이들은 각각 사용자로부터의 입력을 감지하도록 구성된 센서 어셈블리들(106)을 포함한다. 센서 어셈블리들(106)은 각 디바이스들(102 또는 104) 내의 하나 이상의 전기 회로들을 활성화하도록 구성될 수 있고, 따라서 버튼 어셈블리 또는 스위치 어셈블리로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 센서 어셈블리들(106)은 디바이스들(102, 104)의 디스플레이들(108)의 양태들을 각각 활성화하도록 구성될 수 있다. 센서 어셈블리들(106)은 디바이스들(102, 104)의 인클로저(110)의 외관을 장식적으로 향상시키도록 설계될 수 있다. 일부 경우들에서, 센서 어셈블리들(106)은 인클로저(110)의 디스플레이 커버(112)와 통합된다.
센서 어셈블리들(106)은 입력(예컨대, 터치, 푸시, 모션, 광)의 검출을 위한 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 센서들은 하나 이상의 용량성, 압전형 및 압저항형 센서들을 포함한다. 일부 경우들에서, 센서 어셈블리들(106)은 사용자에게 햅틱 또는 음향 피드백과 같은 출력을 제공하여, 센서 어셈블리들(106)이 입력에 응답하여 활성화됨을 나타내도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 센서 어셈블리들(106)은 상이한 사용자들의 지문을 검출하고 구분할 수 있는 지문 센서들을 포함한다. 주의해야 할 점은 본 명세서에 기재된 센서 어셈블리들은 임의의 적합한 전자 디바이스 내에 통합될 수 있고, 도 1a 및 도 1b에 도시된 디바이스들(102, 104)에 제한되지 않는다. 예를 들어, 센서 어셈블리들은 랩톱 컴퓨터 또는 웨어러블 전자 디바이스에 구현될 수 있다.
도 2는 전자 디바이스(예컨대, 휴대용 전화기(102))의 일부분의 분해도를 도시하며, 센서 어셈블리(106)가 어떻게 디스플레이 커버(112)의 개구(201) 내에 꼭 맞도록 구성되는지 보여준다. 디스플레이 커버(112)는 아래에 놓인 디스플레이 어셈블리를 커버하고 보호하는 투명하거나 또는 부분적으로 투명한 재료에 대응할 수 있다. 디스플레이 커버(112)는 유리(예컨대, 사파이어), 플라스틱, 세라믹, 및/또는 기타 적합한 재료로 구성될 수 있다. 일부 경우들에서, 디스플레이 커버(112)는 체결 특징부들(208)을 이용하여 휴대용 전화기를 위한 인클로저의 다른 부분(예컨대, 인클로저의 금속 부분)과 결합된다. 센서 어셈블리(106)를 디스플레이 커버(112)에 체결구들(211)을 통해 고정하는 데 브래킷(211)이 이용될 수 있다. 주의해야 할 점은 센서 어셈블리(106)는 전자 디바이스의 임의의 적합한 부분의 개구 내에 삽입될 수 있고, 디스플레이 커버와의 통합에 제한되지 않는다. 예를 들어, 센서 어셈블리(106)는 전자 디바이스의 불투명한 인클로저 벽의 개구 내에 삽입될 수 있다.
도시된 바와 같이, 센서 어셈블리(106)는 전자 디바이스 안으로의 조립의 용이함을 위해 모듈 형태로 사전 조립될 수 있다. 센서 어셈블리(106)는 센서 부분(205) 및 케이블 부분(207)을 포함한다. 센서 부분(205)은 입력(예컨대, 터치, 푸시, 모션, 광)을 검출하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 센서는 사용자의 손가락으로부터의 터치 또는 푸시 입력을 검출하도록 구성된다. 일부 경우들에서, 센서는 하나 이상의 용량성, 압전형 및 압저항형 센서들을 포함한다. 일부 경우들에서, 센서 어셈블리(106)는 사용자들의 지문을 검출하도록 구성된 지문 센서를 포함한다. 케이블 부분(207)은 센서 부분(205)을 전자 디바이스 내의 다른 전기 컴포넌트들에 전기적으로 연결하는 배선을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 케이블 부분(207)은 하나 이상의 가요성(플렉스) 케이블들을 포함한다. 센서 커버(202)는 입력을 수용하도록 구성된 외적 또는 외부 표면을 갖는 장식 커버에 대응한다. 일부 실시예들에서, 센서 커버(202)는 아래에 놓인 지문 센서가 사용자의 지문의 패턴들을 검출할 수 있도록 적어도 부분적으로 투명하다.
센서 커버(202)의 주연부는 트림(204)에 의해 둘러싸이는데, 이는 센서 커버(202)를 수용하는 어퍼처를 갖는 강성 링 또는 프레임에 대응할 수 있다. 일부 경우들에서, 접착제 또는 중합체 층과 같은 중간매개층이 센서 커버(202)와 디스플레이 커버(112) 사이에 위치설정된다. 다른 경우들에서, 트림(204)은 센서 커버(202) 및 디스플레이 커버(112)와 직접 맞물려 밀착되도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 트림(204)은 금속 재료로 구성되는데, 이는 잘 부서지지 않으면서 충분한 강성을 제공할 수 있다. 그러나, 일부 경우들에서 트림은 중합체 또는 세라믹 재료들과 같은 기타 강성 재료들로 구성된다. 아래 더 상세하게 기재된 바와 같이, 트림(204)은 디스플레이 커버(112) 내에 조립되면 센서 어셈블리(106)의 모션을 제한할 수 있다. 또한, 트림(116)은 사용자에게 보일 수 있고, 따라서 센서 어셈블리(106)의 외관을 향상시킬 수 있다. 그것의 다중 기능들로 인해, 트림(116)은 브래킷, 브레이스, 지지부, 와셔, 링, 밴드 또는 기타 적합한 용어로 지칭될 수 있다.
센서 어셈블리(106)는 조립 및 해체가 용이하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서 어셈블리(106)는 개구(201)의 상부 측으로부터 조립될 수 있고, 브래킷(210)은 개구(201)의 하부 측으로부터 조립될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같다. 브래킷(210)은 전자 디바이스의 인클로저에 접지되는 금속으로 구성될 수 있고, 브래킷(210)의 비전도성 부분(212)은 브래킷(210)의 전도성 부분들은 센서 어셈블리(106)로부터 전기적으로 격리시킨다. 케이블 부분(207)이 디스플레이 커버(112) 아래에 위치설정되어야 하기 때문에, 케이블 부분(207)이 개구(201)를 관통해서 지나간 뒤, 트림(204)과 센서 커버(202)가 개구(201) 내에 잘 맞도록 조정될 수 있다. 이어서 체결구들(211)을 이용하여, 센서 어셈블리(106)를 지지하는 브래킷(210)을 디스플레이 커버(112)에 고정할 수 있다. 도 2의 실시예에서, 체결구들(211)은 스크류들이지만, 대안적으로 또는 추가적으로 클립, 압입 체결구, 용접, 또는 기타 적합한 체결구들을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 체결구(211a)는 개구(201) 및 센서 커버(202)의 중심과 정렬된다.
주의해야 할 점은, 센서 어셈블리(106)의 형상이 설계 요구사항에 따라 달라질 수도 있다는 것이다. 특히, 센서 커버(202) 및 트림(204)은 도시된 바와 같이 둥근 형 또는 원형에 제한되지 않는다. 예를 들어, 센서 커버(202) 및 트림(204)은 직사각형, 삼각형, 타원형 또는 임의의 기타 적합한 형상을 가질 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 센서 어셈블리(106)를 갖는 전자 디바이스(102)의 일부분의 평면도를 도시한다. 도 3b는 센서 커버(202)가 있는 센서 어셈블리(106)를 도시하고, 도 3a는 센서 커버(202)가 없는 센서 어셈블리(106)를 도시한다. 도 3a는 센서 컴포넌트(304)가 센서 커버(202) 아래에 위치설정되어 있음을 도시한다. 일부 실시예들에서, 센서 컴포넌트(304)는 지문 센서 또는 터치 센서이다. 센서 컴포넌트(304)를 유연성 부재(302)가 둘러싸고 있고, 이는 실리콘 또는 기타 중합체와 같은 유연성 또는 탄성 재료로 된 하나 이상의 층들에 대응한다. 일부 경우들에서, 유연성 부재(302)는 별개의 조각들을 포함하는데 ― 이 경우에, 직사각형 모양의 센서 컴포넌트(304)를 수용하기 위한 4개의 원형 세그먼트 모양의 조각들을 포함한다. 그러나, 주의해야할 점은, 유연성 부재(302)는 임의의 적합한 형상을 가지며 임의의 적합한 개수의 조각들을 포함할 수 있다는 것이다. 도 3b는 전자 디바이스(102) 내에 완전히 조립된 센서 어셈블리(106)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 센서 커버(202)는 트림(204)에 의해 둘러싸이고, 둘 모두 전자 디바이스(102)의 사용자에게 노출된다. 센서 커버(202)는 또한 사용자가 센서 어셈블리(106)를 접촉하고 활성화하기 위한 접촉 표면을 제공한다.
도 4a는 일부 실시예들에 따른, 전자 디바이스(102)의 일부분의 단면도(도 3b의 A-A)를 도시하며, 센서 어셈블리(106)가 어떻게 전자 디바이스(102) 내에 조립될 수 있는지 보여준다. 트림(204)은 센서 커버(202)와 디스플레이 커버(112) 사이에 위치설정되는데, 디스플레이 커버(112)는, 결과적으로, 인클로저 부분(110)에 결합된다. 도시된 바와 같이, 센서 어셈블리(106)는 매우 얇은 단면을 가지며, 그럼으로써 컴포넌트(414)와 같은 컴포넌트들을 위한 공간을 만든다. 일 특정 실시예에서, 컴포넌트(414)는 디스플레이 어셈블리의 일부인 드라이버이다. 트림(204)은 레지(404)를 포함하는데, 이는 센서 커버(202)의 후면을 지지한다. 두께(t)를 갖는 유연성 부재(302)가 센서 커버(202)와 트림(204)의 레지(404) 사이에 위치설정된다. 유연성 부재(302)는 접착제 층들(미도시), 예컨대, 열 활성화 필름, 감압 접착제, 액체 접착제, 또는 기타 적합한 접착제 재료의 층들에 의해 센서 커버(202) 및 레지(404)에 접착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 유연성 부재(302)는 흘러넘치는 접착제를 수용하는 홀들 또는 채널들을 포함한다.
삽화(400)는 센서 어셈블리(106)의 스택업의 상세한 단면도를 도시한다. 센서 커버(202) 아래에 지문 센서(304)가 있는데, 이는 센서 커버(202)를 통해 사용자의 지문을 스캔하도록 구성된다. 일부 경우들에서, 지문 센서(304)는 커패시터들의 어레이를 갖는 규소 칩이고, 사용자의 지문 이미지를 캡처하고 그것을 저장된 지문 데이터와 비교할 수 있는 소프트웨어와 통신한다. 지문 센서(304)는 광학적으로 투명한 접착제 또는 기타 적합한 접착제일 수 있는 접착제(407)에 의해 센서 커버(202)에 결합될 수 있다.
지문 센서(304) 아래에 터치 센서(402)가 있으며, 이는 도 4a의 실시예에서 제1 층(402a) 및 제2 층(402b)을 포함하는 용량성 터치 센서이다. 커패시터 모듈(423)은 터치 센서(402)와 연관된다. 일부 실시예들에서, 제1 층(402a) 및 제2 층(402b)은 각각 서로 용량 결합된 전도성 재료(예컨대, 구리) 또는 기타 적합한 재료(예컨대, 인듐 주석 산화물(ITO))의 층을 포함하는 편평한 가요성 재료들에 대응한다. 제1 층(402a)은 제1 접착제 층(408)에 의해 지문 센서(304)에 물리적으로 결합되고, 제2 층(402b)은 제2 접착제 층(409)에 의해 보강재(405)에 물리적으로 결합되는데, 제2 접착제 층(409)은 상이한 또는 동일한 유형의 접착제들일 수 있다. 제1 층(402a) 및 제2 층(402b)은 거리(d)를 갖는 간극(406)만큼 이격되어, 거리(d)의 변화가 전압 또는 정전용량 변화에 의해 검출되도록 한다. 거리(d)는 터치 센서(402)의 설계 및 제조에 따라 달라질 수 있다. 간극(406)은 공기 또는 유연성 겔과 같은 기타 비전도성 재료로 충전될 수 있다. 일부 실시예들에서, 공기가 겔보다 더 우수한 감지 능력을 제공하는 것을 발견하였다.
사용자가 센서 커버(202)의 외부 표면(413)을 터치하면, 힘이 센서(402)를 향하는 방향(403)(감지 방향으로 지칭됨)으로 그리고 눌린 위치 안으로 제1 층(402a)에 전달된다. 이는, 결과적으로, 용량성 층들(402a, 402b) 사이의 거리(d)의 대응하는 감소를 야기함으로써, 터치 센서(402)의 전압 또는 커패시턴스의 변화를 야기한다. 터치 센서(402)는 이어서 전자 디바이스(102)의 하나 이상의 전기 회로들을 활성화하는 신호를 생성한다. 유연성 부재(302)는 센서 커버(202), 및 그로써 또한 제1 층(402a)을 그것의 눌리지 않은 위치로 되돌리는 저항하는 힘(감지 방향(403)의 반대)을 제공하는 유연성 재료로 구성된다. 센서 커버(202)가 그것의 눌리지 않은 위치로 돌아가면, 유연성 부재(302)는 그것의 완전한 두께(t)로 돌아간다. 유연성 부재(302)를 위한 공간이 매우 작기 때문에, 두께(t)는 매우 얇아야 한다. 일부 경우들에서, 두께는 단지 약 500 마이크로미터이고 ― 일부 경우들에서, 약 50 내지 100 마이크로미터의 범위에 있다.
터치 센서(402)의 활성화를 일으키기기에 충분한 거리(d)의 변화는 터치 센서(402)의 설계에 따라 달라질 것이다. 일반적으로, 요구되는 거리(d)의 변화는 매우 적을 것이다. 일부 경우들에서, 거리(d)의 변화는 약 2 내지 3 마이크로미터이다(터치 센서(402)에 대하여 약 5 내지 10 nm/gram-힘의 유연성에 대응함). 트림(204)의 레지(404)는 감지 방향(403)으로의 센서 커버(202)의 이동의 양을 제한하는 하드 스톱(hard stop)의 역할을 한다. 특히, 레지는 제1 층(402a)이 제2 층(402b)과 접촉하지 못하게 하거나, 또는 다른 방식으로 제1 층(402a)이 제2 층(402b)에 너무 가깝지 않도록 한다. 일부 경우들에서, 사용자에 의해 눌릴 때 센서 커버(202)의 재료의 변위는 또한 거리(d)의 변화에 기여할 수 있다. 그러나, 이 양태는 센서 어셈블리(106)의 설계에 부분적으로 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 커버(202)는 강성 재료, 예컨대, 유리(예컨대, 사파이어), 세라믹 또는 강성 중합체로 구성되어, 센서 커버(202)의 재료 변위 영향들을 감소시키도록 한다. 일부 실시예들에서, 센서 커버(202)는 눌리지 않은 위치로부터 눌린 위치까지 약 50 마이크로미터 미만의 거리만큼 감지 방향(403)으로 이동한다. 일부 경우들에서, 센서 커버(202)는 눌리지 않은 위치로부터 눌린 위치까지 약 10 마이크로미터 미만의 거리만큼 이동한다. 특정 실시예에서, 센서 커버(202)는 눌리지 않은 위치로부터 눌린 위치까지 약 4 마이크로미터의 거리만큼 이동한다.
주의할 점은, 본 명세서에 기재된 실시예들이 용량성 센서에 제한되는 것은 아니라는 것이다 예를 들어, 용량성 터치 센서(402) 대신에, 또는 이에 추가적으로, 센서 어셈블리(106)는 압전형 또는 압저항형 센서를 포함할 수 있다. 즉, 임의의 적합한 솔리드-스테이트 센서들이 사용될 수 있다.
종래의 기계적 스위치 및 버튼과 비교하여, 센서 어셈블리(106)는 활성화를 위하여 어셈블리 자체의 매우 적은 물리적 이동을 요구한다. 이는 센서 어셈블리(106)가 기계적 스위치 및 버튼에 비교하여 훨씬 더 컴팩트한 단면(z-스택)을 갖게 함으로써, 컴포넌트(414)와 같은 전자 디바이스(102) 내의 다른 컴포넌트들을 위한 공간을 더 많이 제공한다. 또한, 센서 어셈블리(106)는 터치 센서(402) 내의 기계적 접촉에 의존하지 않을 수 있다. 대신, 센서(402)는 상대적으로 작은 힘 입력에 의해 유발되는 작은 전압 또는 커패시턴스 변화를 활용할 수 있는데, 이는 솔리드-스테이트 센서를 이용하여 수행될 수 있다. 일반적으로, 솔리드-스테이트 센서들, 예컨대, 용량성 터치, 압전형 및 압저항형 센서들은 반도체 재료들과 같은 고체 재료 내에 구축된 전기 회로들을 포함할 수 있다. 솔리드-스테이트 센서들의 상대적으로 비-기계적 양태는 센서 어셈블리(106)가 종래의 기계적 스위치 및 버튼에 비교하여 마모되는 경향이 덜하게 할 수 있다. 또한, 센서 어셈블리(106)는 활성화를 위해 기계적 스위치 및 버튼에 비교하여 작은 힘을 요구할 수 있기 때문에, 이는 더 쉬운 전자 디바이스(102)의 입력 수단 및 더 나은 사용자 경험을 제공할 수 있다. 또한, 솔리드-스테이트 센서는 기계적 스위치들에 비교하여 감지 방향(403)으로의 이동을 덜 요구할 수 있기 때문에, 센서 어셈블리(106)의 단면은 기계적 스위치 어셈블리의 단면보다 더 작을(얇을) 수 있다.
기타 설계 고려사항들은 눌린 위치와 눌리지 않은 위치 사이에서 전환할 때 센서 커버(202)의 이동을 한정시키는 특징부들을 포함한다. 예를 들어, 트림(204)이 디스플레이 커버(112) 및 센서 커버(202)와 긴밀하게 맞물리는 것은 감지 방향(403)에 대하여 센서 어셈블리(106)의 측방향 이동을 방지한다. 따라서, 트림(204)은 센서 커버(202) 및 디스플레이 커버(112)의 개구의 각각의 크기 및 형상에 따른 크기 및 형상을 가져야 한다. 또한, 보강재(405)는 터치 센서(402)의 제2 층(402b)을 단단하게 지지한다. 보강재(405)는 체결 부재들(418)을 통해 트림(204)에 결합되고, 이는 일부 실시예들에서 용접 지점들이다. 이는 일부 경우들에서 용접이 가장 강력한 본딩을 제공하고 센서 어셈블리(106)를 위해 제공된 제한된 공간 내에 가장 신뢰성있는 강성을 제공하는 것으로 밝혀졌기 때문이다. 위 구조 특징부들 및 브래킷(210)의 조합은 낙하 사건 및 다른 큰 힘의 사건들 동안 센서 어셈블리(106)가 내부 공동(412) 안으로 침해하여 컴포넌트(414)와 접촉하게 되는 것을 방지한다.
도 4a의 실시예에서, 트림(204)은 디스플레이 커버(112)의 모따기된 에지(411)에 대응하는 모따기된 에지(410)를 갖는다. 이 모따기된 설계는 센서 어셈블리(106)가 인클로저(110)의 내부 공동(412) 안으로 침투할 수 없도록 하는 하드 스톱을 생성한다. 특히, 브래킷(210) 및 체결구(211a)가 센서 어셈블리(106)를 지지하고 디스플레이 커버(112)에 고정하여도, 트림(204)의 모따기된 기하학적 형태들과 디스플레이 커버(112)의 매칭은 추가로 센서 어셈블리(106)의 변동 및 센서 어셈블리(106)의 내부 공동(412) 침해를 방지한다. 이러한 모따기된 기하학적 형태들은 제조 목적을 위하여 계단형 기하학적 형태보다 유리할 수 있다. 특히, 계단형 기하학적 형태는 모따기된 기하학적 형태보다 연마하기 더 어렵다. 또한, 각진 기하학적 형태는 계단형 기하학적 형태에 비교하여 스택업 허용오차에 대하여 더 많은 유연함을 허용한다. 일부 실시예들에서, 모따기된 에지들(410, 411)은 각각 디스플레이 커버(112)의 외부 표면(425)에 대하여 약 45 도 모따기된다. 일부 실시예들에서, 센서 어셈블리(106)는 센서 커버(202)의 외부 표면(413)이 디스플레이 커버(112)의 외부 표면(425)에 대하여 약간 오목하도록 설치된다(일부 경우들에서, 약 100 마이크로미터만큼 오목함). 센서 커버(202)의 이러한 오목한 구성은 센서 어셈블리(106)의 의도하지 않은 활성화(즉, 잘못된 트리거)를 방지하도록 도울 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서 어셈블리(106)는 피드백을 사용자에게 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 센서 어셈블리(106)는 전자 디바이스(102)로 하여금 진동하게 하는 햅틱 액추에이터(415)(햅틱 컴포넌트로 지칭될 수 있음)에 전기적으로 결합될 수 있다. 이러한 유형의 햅틱 피드백은 때때로 탭틱 피드백으로 지칭되며, 햅틱 액추에이터(415)는 탭틱 엔진으로 지칭될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 센서 어셈블리(106)는 음향 피드백을 사용자에게 제공하는 스피커(416)에 전기적으로 결합될 수 있다. 일부 경우들에서, 햅틱 피드백과 음향 피드백 둘의 조합은 기계적 버튼 또는 스위치의 눌림을 모방하는 사용자를 위한 경험을 생성한다. 일 실시예에서, 센서 어셈블리(106)는 스피커(416)로 하여금 기계적 버튼이 눌리는 소리를 모방하는 매우 조용하고, 높은 피치의 날카로운 소리를 내게 하고, 햅틱 액추에이터(415)로 하여금 기계적 버튼이 눌리는 느낌을 모방하는 매우 짧은 진동을 생성하게 한다. 일부 경우들에서, 햅틱 액추에이터(415)는 진동하고 또한 스피커(416)로부터의 소리의 추가 없이 소리를 낼 수 있다.
햅틱 액추에이터(415) 및 스피커(416)는 전자 디바이스(102)의 임의의 적합한 부분에 위치할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 액추에이터(415)는 센서 어셈블리(106)에 대하여 전자 디바이스(102)의 원위 면(미도시)에 위치설정될 수 있고, 전자 디바이스(102)의 다른 전자 컴포넌트들에 의해 활성화될 수 있다. 유사하게, 스피커(416)는 전자 디바이스(102)의 측벽(미도시)에 위치설정될 수 있고, 다른 소리들(예컨대, 링 톤 및 경보)을 사용자에게 제공하는 데 사용될 수 있다. 즉, 센서 어셈블리(106)는 햅틱 액추에이터(415) 및/또는 스피커(416)를 활성화할 수 있으며, 이들은 다른 목적을 위한 전자 디바이스(102)의 기존 컴포넌트들이다. 다른 실시예들에서, 햅틱 액추에이터(415) 및/또는 스피커(416)는 센서 어셈블리(106)를 위한 전용 피드백 컴포넌트들이다. 이러한 설계에서, 햅틱 액추에이터(415) 및/또는 스피커(416)를 센서 어셈블리(106)에 인접하게 위치설정하는 것이 이득일 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 밀봉 특징부들은 외부 환경으로부터 수분 장벽을 제공한다. 예를 들어, 유연성 부재(302)에 인접한 트림(204)의 내부 주연부 둘레에 위치설정된 밀봉부(420)는 외부 환경의 수분이 센서 커버(202)와 트림(204) 사이에 들어가서 지문 센서(304) 또는 터치 센서(402)와 접촉하는 것을 방지하고, 또는 내부 공동(412) 안으로 들어가는 것을 방지할 수 있다. 밀봉부(420)가 유연성 부재(302)에 인접하게 위치설정되기 때문에, 밀봉부(420)의 재료는 유연성 부재(302)의 압축 및 압축해제의 간섭을 방지하기에 충분히 유연해야 한다. 일부 경우들에서, 밀봉부(420)는 실리콘계 접착제와 같은 매우 유연한 중합체 접착제로 구성된다.
밀봉부(421)는 수분이 트림(204)과 디스플레이 커버(112) 사이로 내부 공동(412)에 들어가는 것을 방지할 수 있다. 일부 경우들에서, 밀봉부(421)는 트림(204)의 외측 주연부에 있는 그루브(422) 내에 위치설정된 O-링의 형태이다. 밀봉부(421)가 O-링인 경우, O-링의 직경은 종래에 제조된 것보다 작을 필요가 있는데, 그 이유는 센서 어셈블리(106) 내의 그리고 그 주변의 공간이 매우 제한적이기 때문이다. 특정 실시예에서, O-링 밀봉부(421)의 직경은 약 0.5 밀리미터 미만이다.
도 4b는 일부 실시예들에 따른, 햅틱 액추에이터(415) 및 스피커(416)와 비교하여 센서 어셈블리(106)의 위치를 나타내는 디바이스(102)의 일부분의 평면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 햅틱 액추에이터(415) 및 스피커(416)는 인클로저(110) 내에 하우징된 별개의 전자 컴포넌트들일 수 있다. 일부 경우들에서, 햅틱 액추에이터(415) 및 스피커(416)는 센서 어셈블리(106)에 근접하게 그리고 부분적으로 그 아래에 위치설정된다. 일부 경우들에서, 햅틱 액추에이터(415) 및 스피커(416)는 각각 센서 어셈블리(106)에 의해서만 조종되는 것이 아닌 기능들을 수행한다. 예를 들어, 햅틱 액추에이터(415)는 사용자로부터 다른 유형들의 입력, 예컨대, 디스플레이(417)를 접촉하는 사용자로부터의 터치 입력, 또는 디바이스(102)에 의해 조종되는 임의의 기타 적합한 신호(예컨대, 전화 통화, 텍스트 메시지들, 알람 등)에 응답하여 촉각적 피드백을 사용자에게 (예컨대, 인클로저(112)를 진동시킴으로써) 제공할 수 있다. 일부 경우들에서 햅틱 액추에이터(415)는 진동할 때 소리를 냄으로써, 또한 음향 피드백을 사용자에게 제공한다. 스피커(416)는 인클로저(110) 내의 하나 이상의 개구들(419)을 통과하는 소리를 내도록 배열될 수 있다. 스피커(416)는 디바이스(102)에 의해 조종되는 임의의 적합한 신호(예컨대, 사용자 입력, 전화 통화, 텍스트 메시지들, 알람 등)에 응답하여 소리(427)를 낼 수 있다. 따라서, 햅틱 액추에이터(415) 및 스피커(416)는 각각 다용도로 사용될 수 있고, 센서 어셈블리(106)의 서비스에만 전용되지 않는다. 그러나, 일부 실시예들에서, 햅틱 액추에이터(415) 및 스피커(416)는 센서 어셈블리(106)로부터의 신호에 응답하도록 완전히 전용된다.
주의해야 할 점은, 디바이스(102)의 햅틱 액추에이터(415) 및 스피커(416)의 위치는 설계 요구에 따라 달라질 수 있고, 도 4b에 도시된 위치들에 제한되지 않는다는 것이다. 일부 설계들에서, 햅틱 액추에이터(415) 및 스피커(416)를 센서 어셈블리(106)에 근접하게 위치설정하여 사용자가 햅틱 액추에이터(415)의 진동 및 스피커(416)의 잡음을 센서 어셈블리(106)의 누름과 더 용이하게 연관시킬 수 있도록 하는 것이 이득일 수 있다. 그러나, 일부 경우들에서, 햅틱 액추에이터(415) 및 스피커(416)를 디바이스(102) 내의 상이한 위치들에 위치설정하는 것이 이득일 수 있다. 예를 들어, 일부 설계들에서 햅틱 액추에이터(415)와 스피커(416) 중 하나 또는 둘 모두는 센서 어셈블리(106)의 위치를 기준으로 디바이스(102)의 반대편에 위치될 수 있다. 또한, 햅틱 액추에이터들(415) 및 스피커들(416)의 개수는 원하는 사용자 경험 및 설계 요구사항들에 따라 달라질 수 있다.
도 5는 일부 실시예들에 따른, 센서 어셈블리(506)를 포함하는 전자 디바이스(500)의 일부분의 단면도를 도시한다. 센서 어셈블리(506)는 인클로저 부분(512)의 개구 내에 조립된다. 일부 실시예들에서, 인클로저 부분(512)은 전자 디바이스(500)의 디스플레이 어셈블리를 커버하는 디스플레이 커버에 대응한다. 센서 어셈블리(506)는 지문 센서(524) 및 터치 센서(522)를 포함한다. 지문 센서(524)는 센서 커버(502)를 통해 사용자의 지문 특징부들을 인식하도록 구성된다. 터치 센서(522)는, 예컨대, 센서 커버(502)의 외부 표면(513)을 터치하는 사용자의 손가락으로부터의 입력을 검출하도록 구성된다. 터치 센서(522)는 터치 입력을 검출할 수 있는 임의의 적합한 솔리드-스테이트 센서일 수 있다. 일부 실시예들에서, 터치 센서(522)는 용량성 센서, 압전형 센서 및 압저항형 센서 중 하나 이상을 포함한다. 센서 어셈블리(506)의 작은 단면은 인클로저(512) 내에 전자 컴포넌트(514)와 같은 다른 컴포넌트들을 위한 더 많은 공간을 허용한다.
트림(504)은 센서 커버(502)의 주연부를 둘러싸고, 눌린 위치와 눌리지 않은 위치 사이의 센서 커버(502)의 이동을 한정시킨다. 특히, 트림(504)은 센서 커버(502)의 측방향 이동을 차단하여 감지 방향(503)(터치 센서(522)를 향함) 및 감지 방향(503)의 반대 방향(터치 센서(522)로부터 멀어짐)으로 센서 커버(502)의 이동을 제한하도록 한다. 유연성 부재(508)가 센서 커버(502)와 트림(504)의 레지(532) 사이에 위치설정된다. 유연성 부재(508)는 단일 조각 또는 다수의 조각들(예컨대, 도 3a의 유연성 부재(302) 참조)의 형태일 수 있다. 사용자가 센서 커버(502)의 외부 표면(513) 상에 힘을 가하면, 유연성 부재(508)의 두께(t)는 그에 따라 압축된다. 유연성 부재(508)는 센서 커버(502)를 눌린 위치로부터 눌리지 않은 위치로 다시 되돌리는 회복력을 제공하도록 구성된다.
센서 커버(502)는 터치 센서(522)의 제1 층(522a)에 결합되고, 보강재(505)는 터치 센서(522)의 제2 층(522a)에 결합된다. 보강재(505)는 트림(504)을 통해 인클로저 부분(512)에 단단히 결합됨으로써, 제2 층(522b)을 인클로저 부분(512)에 대하여 고정시킨다. 따라서, 센서 커버(502)가 힘에 응답하여 감지 방향(503)으로 눌린 위치까지 이동하면, 제1 층(522a)과 제2 층(522a) 사이의 간극(506)의 거리(d)가 감소됨으로써, 터치 센서(502) 내의 전압 또는 커패시턴스 변동을 야기한다. 일부 경우들에서, 이러한 전압 또는 커패시턴스 변화가 터치 센서(502)로 하여금 하나 이상의 컴포넌트들을 활성화하는 신호를 생성하게 한다. 유연성 부재(508)가 센서 커버(502)를 눌리지 않은 위치로 되돌리면, 간극(506)은 그것의 원래 거리(d)로 되돌아감으로써, 전압 또는 커패시턴스를 원래 전압으로 되돌린다. 일부 경우들에서, 전압 또는 커패시턴스 변화가 터치 센서(502)로 하여금 하나 이상의 컴포넌트들을 비활성화하고/하거나 하나 이상의 다른 컴포넌트들을 활성화하는 신호를 생성한다.
일부 실시예들에서, 센서 어셈블리(506)는 햅틱 액추에이터(515) 및/또는 스피커(516)에 전기적으로 결합된다. 이 구성은 사용자로부터의 터치 이벤트가 사용자에 대한 햅틱 및/또는 음향 피드백과 연관되도록 허용한다. 예를 들어, 센서 어셈블리(106)는 스피커(516)로 하여금 클릭하는 소리를 내도록 하고/하거나 햅틱 액추에이터(515)로 하여금 기계적 스위치의 누름을 모사하는 매우 짧은 진동을 생성하게 할 수 있다. 햅틱 액추에이터(515) 및 스피커(516)는 센서 어셈블리(506) 자체의 일부일 수 있거나, 또는 전자 디바이스(500)의 상이한 영역에 놓일 수 있다.
도 6은 전자 디바이스 내에 센서 어셈블리를 조립하기 위한 프로세스를 나타내는 흐름도를 도시한다. 602에서, 센서 어셈블리의 센서 커버의 주연부 둘레에 트림이 위치설정된다. 센서 커버는 둥근형, 직사각형, 삼각형, 타원형 또는 기타 적합한 형상을 가질 수 있고, 트림은 대응적으로 형상화된 어퍼처를 갖는다. 604에서, 하나 이상의 수분 밀봉부들이 트림 둘레에 위치설정된다. 일 실시예에서, 수분 밀봉부는 O-링 형상을 가지며, 트림의 외측 주연부에 있는 그루브 내에 위치설정된다. 수분 밀봉부는 규소 또는 기타 중합체 재료와 같은 유연성 재료로 구성될 수 있다.
606에서, 센서 어셈블리는 전자 디바이스를 위한 인클로저의 개구 내에 위치설정된다. 센서 어셈블리는 전자 디바이스를 위한 투명한, 유리 디스플레이 커버와 같은 인클로저의 벽, 또는 인클로저의 불투명한 금속 또는 플라스틱 벽 내에 조립될 수 있다. 개구와 트림 사이의 밀착이 성취되도록 개구는 트림의 외측 주연부의 형상에 대응하는 형상을 가져야 한다. 일부 경우들에서, 센서 어셈블리는 개구의 상부 측으로부터 조립되는 반면, 브래킷은 개구(201)의 하부 측으로부터 조립된다. 일부 경우들에서, 이는 트림 및 센서 커버를 개구 내에 잘 맞도록 조정하기 전에 센서 어셈블리의 케이블 부분을 구부려서 개구 내에 관통시키는 것을 수반한다. 일부 경우들에서, 센서 커버의 상부 표면이 인클로저의 상부 표면에 대하여 오목하다.
608에서, 센서 어셈블리는 인클로저에 고정된다. 일부 실시예들에서, 브래킷은 인클로저에 대하여 센서 어셈블리의 하부 부분을 지지한다. 스크류 또는 용접과 같은 체결구들이 브래킷 및 센서 어셈블리를 인클로저에 고정하는 데 사용될 수 있다. 일부 경우들에서, 체결구들은 트림과 인클로저 사이의 모따기된 계면들이 서로 단단히 맞물리는 방식으로 조여진다.
도 7a 내지 도 7c는 일부 실시예들에 따른, 센서 어셈블리 실장 구성들의 단면도를 도시한다. 도 7a는 전자 디바이스(700) 내에 조립된 센서 어셈블리(706)를 도시한다. 센서 어셈블리(706)는 트림(704)에 의해 둘러싸이는 주연부를 갖는 센서 커버(702)를 포함한다. 트림(704)은 센서 커버(702)와 인클로저 부분(712) 사이에 위치설정되고 그것들 둘 모두를 맞물리게 한다. 일부 실시예들에서, 인클로저 부분(712)은 전자 디바이스(700)의 디스플레이 어셈블리를 커버하는 디스플레이 커버에 대응한다. 도시된 바와 같이, 트림(704)은 모따기된 에지(707)를 가지며, 이는 인클로저 부분(712)의 대응하는 모따기된 에지(708)와 맞물린다. 일부 경우들에서, 센서 커버(702)의 외부 표면(711)이 인클로저 부분(712)의 외부 표면(713)에 대하여 오목하도록 모따기된 에지들(707, 708)의 기하학적 형태들이 선택된다. 도 7a에 도시된 모따기된 에지 실장 구성은 위에 기재된, 도 4a의 것과 유사하다.
도 7a의 실장 구성의 장점 중 하나는 트림(704)의 모따기된 에지(707)가 센서 커버(702)를 그것의 전체 주연부 둘레에 고정함으로써, 사용자가 센서 어셈블리(706)를 내부 공동(715) 안으로 밀어넣을 수 있거나 또는 전자 컴포넌트(714) 상에 압력을 가하는 것을 방지할 수 있다는 것이다. 전자 컴포넌트(714)가 상대적으로 깨지기 쉬운 컴포넌트들, 예컨대, 규소 칩을 포함하는 경우, 이는 특히 중요할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전자 컴포넌트(714)는 디스플레이 어셈블리의 일부로서 드라이버를 포함한다. 또한, 모따기된 에지들(707, 708)은 센서 어셈블리(706)를 잘 고정시켜서 전자 디바이스(700)가 낙하 사건 또는 기타 큰 충격 사건을 겪을 때에도 센서 어셈블리(706)가 공동(715) 안으로 침해하거나 또는 전자 컴포넌트(714) 상에 상당한 압력을 가하지 않도록 한다. 도 7a의 실장 구성의 다른 장점은 모따기된 에지들(707, 708)이 사용자의 손가락으로부터의 압력을 감지 방향(703)으로 국한시킬 수 있다는 것이다.
도 7b는 전자 디바이스(720) 내에 조립된 센서 어셈블리(726)를 도시한다. 트림 대신에, 센서 어셈블리(726)는 백플레이트(724)에 의해 지지된다. 백플레이트(724)는 센서 커버(722) 및 인클로저 부분(732) 둘 모두에 결합되고, 센서들(726, 727) 아래에 위치설정된다. 일부 실시예들에서, 센서(726)는 터치 센서의 일부분에 대응하고, 센서(727)는 지문 센서의 일부분에 대응한다. 백플레이트(724)는 접착제에 의해 또는 인서트 성형 프로세스로부터의 결합에 의해 인클로저 부분(732) 및/또는 센서 커버(722)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 백플레이트(724)는 인클로저 부분(732) 상으로 성형된 플라스틱 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 커버(722)의 외부 표면(731)은 인클로저 부분(732)의 외부 표면(733)에 대하여 오목하다.
도 7b의 실장 구성의 장점 중 하나는 백플레이트(724)가 사용자에게 보이지 않아서, 일부 응용들에서 장식적 이점을 제공할 수 있다는 것이다. 또한, 이 구성은 사용자의 손가락으로부터의 압력을 감지 방향(723)으로 국한시킬 수 있다. 또한, 그것의 위치 때문에, 백플레이트(724)는 센서 어셈블리(726)에 강한 지지를 제공하여 센서 어셈블리(726)가 내부 공동(735) 안으로 침해하거나 또는 전자 컴포넌트(734)와 접촉하지 않도록 할 수 있다. 그러나, 이 구성은 트림을 포함하는 실시예들보다 센서 어셈블리(726)의 상부에서 지지를 더 적게 제공할 수 있다. 그러나, 이 요인은 특정 응용 및 전자 디바이스(720)의 기타 설계 고려사항들에 따라 중요하지 않을 수 있다.
도 7c는 전자 디바이스(720) 내에 조립된 센서 어셈블리(746)를 도시한다. 이 실시예에서, 인클로저 부분(752)은 전자 디바이스(740)의 디스플레이 어셈블리를 커버하는 디스플레이 커버에 대응한다. 특정 실시예에서, 인클로저 부분(752)의 적어도 일부분은 적어도 부분적으로 투명하여 아래에 놓인 디스플레이가 인클로저 부분(752)을 통해 보일 수 있도록 한다. 별개의 센서 커버 대신에, 인클로저 부분(752)이 센서 어셈블리(746)를 커버한다. 즉, 인클로저 부분(752)이 센서 커버의 역할을 한다. 일부 실시예들에서, 센서 어셈블리(746)를 커버하는 부분은 국지적으로 얇아서 인클로저 부분(752) 내에 오목한 부분(742)을 제공하도록 한다. 오목한 부분(742)은 사용자가 인클로저 부분(752)을 터치할 때 사용자에 의해 검출가능하고(및 일부 경우들에서 사용자에 의해 시각적으로 검출가능함), 사용자가 센서 어셈블리(746)를 위치파악할 수 있도록 가이드의 역할을 할 수 있다. 다른 실시예들에서, 오목한 부분(742)은 인클로저 부분(752)의 내부 표면 내에 위치된다(즉, 센서(747)에 인접한 인클로저 부분(752)의 후면).
도 7c의 실장 구성의 장점 중 하나는 인클로저 부분(752)이 전자 디바이스(740)의 디스플레이 및 센서 어셈블리(746)를 커버하는 연속적인 표면을 제공한다는 것이다. 이것은 밀봉부를 사용하지 않고 액체 또는 기타 물질들로부터 센서 어셈블리(746)에 우수한 보호를 제공할 수 있다. 또한, 인클로저 부분(752)의 연속적인 표면은 일부 응용들에서 장식적으로 매력적일 수 있다. 그러나, 이 구성은 센서 어셈블리(746)의 이동을 감지 방향(743)으로 제한할 수 있다. 특히, 인클로저 부분(752)이 센서 어셈블리(746)를 커버하기 때문에, 감지 방향(743)으로의 센서 어셈블리(746)의 이동은 인클로저 부분(752)의 재료의 변위에 따라 달라지는데, 이는 감지 방향(743)으로의 이동량을 제한할 수 있다. 인클로저 부분(752)의 재료에 따라, 이것은 사용자가 작동을 위해 센서 어셈블리(746)를 충분히 누르는 것을 더 어렵게 만들 수 있다. 또한, 인클로저 부분(752)의 재료가 충분하게 가요성인 경우, 사용자의 터치 입력은 센서 어셈블리(746)로 하여금 내부 공동(755) 안으로 침해하거나 또는 전자 컴포넌트(754)를 터치하게 할 수 있다. 그러나, 이러한 요인들은 특정 응용 및 전자 디바이스(740)의 기타 설계 고려사항들에 따라 중요하지 않을 수 있다.
도 8a 내지 도 8e는 일부 실시예들에 따른, 센서 어셈블리 밀봉 구성들의 단면도를 도시한다. 도 8a는 전자 디바이스(800)의 인클로저 부분(812)의 개구 내에 위치설정된 센서 어셈블리(806)를 도시한다. 간략하게, 센서 어셈블리(806) 및 트림(804)이 단일 블록으로 도시되어 있다. 삽화(802)는 밀봉부(808)가 위치설정된, 트림(804)과 인클로저 부분(812) 사이의 계면 영역의 상세도를 도시한다. 밀봉부(821)는 수분이 트림(804)과 인클로저 부분(812) 사이에 들어가는 것을 방지한다. 일부 경우들에서, 밀봉부(821)는 트림(804)의 외측 주연부에 있는 그루브(810) 내에 위치설정된 O-링의 형태이다. 도 8a에 도시된 실시예는 도 4a의 밀봉 구성과 유사한 밀봉 구성을 갖는다.
도 8b는 전자 디바이스(820)의 인클로저 부분(832)의 개구 내에 위치설정된 센서 어셈블리(826)를 도시한다. 간략하게, 센서 어셈블리(826) 및 트림(824)이 단일 블록으로 도시되어 있다. 삽화(822)는 접착제(828)가 위치설정된, 트림(824)과 인클로저 부분(832) 사이의 계면 영역의 상세도를 도시한다. 위에 기재된 밀봉부(810)와 유사하게, 접착제(828)는 수분이 트림(824)과 인클로저 부분(832) 사이에 들어가는 것을 방지한다. 접착제(828)는 열 활성화 필름, 감압 접착제, 액체 접착제, 또는 기타 적합한 접착제 재료 중 하나 이상을 포함하는, 임의의 적합한 접착제로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 트림(834)은 접착제(828)를 수용하는 그루브(830)를 포함한다.
도 8c는 전자 디바이스(840)의 인클로저 부분(852)의 개구 내에 위치설정된 센서 어셈블리(846)를 도시한다. 간략하게, 센서 어셈블리(846) 및 트림(844)이 단일 블록으로 도시되어 있다. 삽화(842)는 접착제(848)가 위치설정된, 트림(844)과 인클로저 부분(852) 사이의 계면 영역의 상세도를 도시한다. 접착제(848)는 수분이 트림(844)과 인클로저 부분(852) 사이에 들어가는 것을 방지한다. 접착제(848)는 열 활성화 필름, 감압 접착제, 액체 접착제, 또는 기타 적합한 접착제 재료 중 하나 이상을 포함하는, 임의의 적합한 접착제로 구성될 수 있다. 도 8c의 실시예에서, 트림(844)과 인클로저 부분(852) 사이의 공간(850) 내에 접착제(848)가 위치설정된다. 공간(850)의 크기는 트림(844)의 모따기(853)와 인클로저 부분(852)의 모따기(855)의 오프셋에 따라 달라진다. 일 실시예에서, 트림(844)의 모따기(853)는 인클로저 부분(852)의 모따기(855)보다 크다.
도 8d는 전자 디바이스(860)의 인클로저 부분(872)의 개구 내에 위치설정된 센서 어셈블리(866)를 도시한다. 간략하게, 센서 어셈블리(866) 및 트림(864)이 단일 블록으로 도시되어 있다. 삽화(862)는 트림(864)과 인클로저 부분(872) 사이의 계면 영역의 상세도를 도시한다. 트림(864) 및 인클로저 부분(872)의 내부 표면들 상에 개스킷(868)이 위치설정되어, 트림(864)과 인클로저 부분(872) 사이에 수분이 들어가는 것을 방지하도록 구성된다. 개스킷(868)은 실리콘과 같은 하나 이상의 중합체 재료들을 포함하는 임의의 적합한 재료로 구성될 수 있다. 일부 경우들에서, 개스킷(868)은 접착제에 의해 트림(864) 및/또는 인클로저 부분(872)의 내부 표면들에 접착된다. 일부 실시예들에서, 개스킷(868)은 방수 플라스틱으로 구성되고, 접착제들의 스택을 통해 트림(864) 및 인클로저 부분(872)의 내부 표면들에 접착된다. 개스킷(868)은 인클로저의 내부로부터 액세스가능하기 때문에, 이 구성은 개스킷(868)이 센서 어셈블리(866)를 조립하기 전 또는 후에 조립되도록 허용한다.
도 8e는 전자 디바이스(880)의 인클로저 부분(892)의 개구 내에 위치설정된 센서 어셈블리(886)를 도시한다. 간략하게, 센서 어셈블리(886) 및 트림(884)이 단일 블록으로 도시되어 있다. 삽화(882)는 트림(884)과 인클로저 부분(892) 사이의 계면 영역의 상세도를 도시한다. 트림(884) 및 인클로저 부분(892)의 내부 표면들 상에 포팅(potting)(888)이 위치설정되어, 트림(884)과 인클로저 부분(892) 사이에 수분이 들어가는 것을 방지하도록 구성된다. 포팅(888)은 트림(864) 및/또는 인클로저 부분(872)의 내부 표면들에 적용되는 하나 이상의 접착제 재료를 포함할 수 있다. 포팅(888)은 포팅(888) 부분들이 트림(864) 및/또는 인클로저 부분(872) 사이에 흐르도록 충분하게 유동적인 상태에서 적용되어야 한다. 건조되고 경화되면, 포팅(888)은 충분한 밀봉을 제공한다. 포팅(888)은 센서 어셈블리(886)를 조립하기 전 또는 후에 적용될 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 일부 실시예들에 따른, 트림없는 센서 어셈블리 구성을 갖는 전자 디바이스(900)의 단면도 및 평면도를 도시한다. 도 9a 및 도 9b는 센서 어셈블리(906)를 갖는 전자 디바이스(900)의 일부분의 평면도를 도시한다. 도 9a는 센서 커버(902)가 있는 센서 어셈블리(906)를 도시하고, 도 9b는 센서 커버(202)가 없는 센서 어셈블리(906)를 도시한다. 도 9c는 도 9a의 B-B에서의 단면도를 도시한다.
도 9a는 센서 커버(902)와 디스플레이 커버(912) 사이에 트림이 없이 센서 커버(902)가 디스플레이 커버(912)에 인접함을 도시한다. 도 9b는 센서 컴포넌트(904)가 센서 커버(902) 아래에 위치설정되어 있음을 도시한다. 일부 실시예들에서, 센서 컴포넌트(904)는 지문 센서 또는 터치 센서이다. 센서 컴포넌트(904)를 마운팅 링(916)이 둘러싸고 있으며, 이는, 결과적으로, 압축성 개스킷(932)에 의해 둘러싸여 있다.
도 9c는 센서 커버(902)가 트림 없이 디스플레이 커버(912)에 인접하고, 디스플레이 커버(912)가 인클로저 부분(910)에 결합되는 것을 도시한다. 마운팅 링(916)은 센서 커버(902)를 지지하고, 센서 커버(902)와 보강재(905) 사이에 위치설정된다. 센서 어셈블리(906)는 체결구(911)에 의해 디스플레이 커버(912)에 결합된다. 일부 실시예들에서, 마운팅 링(916)은 센서 커버(902)의 외부 표면(913)에서 손가락의 존재를 정전용량적으로 감지하는 전도성 재료(예컨대, 금속)로 구성된다. 즉, 마운팅 링(916)은 센서 커버(902)를 통해 손가락의 존재를 정전용량적으로 검출하도록 구성된다.
압축성 개스킷(932)은 센서 커버(902)와 디스플레이 커버(912)의 레지(918) 사이에 위치설정된다. 압축성 개스킷(932)은 하나 이상의 중합체들 또는 접착제들을 포함하는 임의의 적합한 압축성 재료로 만들어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 압축성 개스킷(932)은 압축성 재료들의 층들로 구성된다. 압축성 개스킷(932)은 단일 조각의 형태이거나 또는 다수의 조각들을 가질 수 있다. 일부 경우들에서, 압축성 개스킷(932)은 센서 커버(902)의 둥근 형상에 대응하는 둥근 링 형상을 갖는다. 사용자가 센서 커버(902)의 외부 표면(913)을 터치하면, 압축성 개스킷(932)의 두께가 감지 방향(903)으로 감소한다. 힘이 제1 용량성 층(922a)으로 전달됨으로써, 제1 용량성 층(922a)과 제2 용량성 층(922b) 사이의 거리를 감소시킨다. 이는, 결과적으로, 터치 센서(922)의 전압 또는 커패시턴스의 변화를 야기한다. 터치 센서(922)는 이어서 전자 디바이스(900)의 하나 이상의 전기 회로들을 활성화하는 신호를 생성한다. 압축성 개스킷(932)은 센서 커버(902)를 그것의 눌리지 않은 위치로 다시 되돌리는 저항하는 힘(감지 방향(903)의 반대)을 제공하는 유연성 재료로 구성된다. 센서 커버(902)가 그것의 눌리지 않은 위치로 되돌아가면, 압축성 개스킷(932)은 그것의 완전한 두께로 돌아간다.
도 10a 내지 도 10d는 일부 실시예들에 따른, 진동하도록 구성된 센서 어셈블리(1006)의 단면도 및 평면도를 도시한다. 도 10a는 센서 어셈블리(1006)를 갖는 전자 디바이스(1000)의 일부분의 평면도를 도시한다. 도 10b는 도 10a의 C-C에서의 단면도를 도시한다. 도 10c는 도 10b의 D-D의 단면도를 도시한다. 도 10d는 도 10b의 E-E의 단면도를 도시한다.
도 10a는 압전형 액추에이터(1001)가 센서 어셈블리(1006)에 인접하게 위치되어 있는 것을 도시한다. 압전형 액추에이터(1001)는 사용자가 센서 커버(1002)를 터치하는 것에 응답하여 센서 어셈블리(1006)를 진동시키도록 구성된다. 도 10b는 센서 커버(1002)의 주연부가 이동형 트림(1008)에 의해 둘러싸여 있고, 이는 결과적으로 정지형 트림(1004)에 의해 둘러싸여 있는 것을 도시한다. 이동형 트림(1008)은 압축성 및 유연성 재료, 예컨대, 유연성 중합체(예컨대, 실리콘)로 구성될 수 있다. 정지형 트림(1004)은 상대적으로 강성 재료, 예컨대, 금속으로 만들어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 정지형 트림(1004)은 금속 링에 대응한다. 일부 경우들에서, 정지형 트림(1004)은 디스플레이 커버(1012)의 모따기된 에지와 맞물리는 모따기된 에지를 갖는다.
밀봉부(1011)는 이동형 트림(1008)과 정지형 트림(1004) 사이에 위치설정되고, 이동형 트림(1008)과 정지형 트림(1004) 사이에 물 또는 기타 액체의 침입을 방지하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 밀봉부(1011)는 압축성 재료, 예컨대, 가요성 중합체로 구성된다. 밀봉부(1011)의 형상 및 크기는 센서 어셈블리(1006) 내의 공간 제한에 따를 것이다. 일부 실시예들에서, 밀봉부(1011)는 O-링 형상을 갖는다. 일부 실시예들에서, 이동형 트림(1008)은 그루브(1013)를 가지며, 정지형 트림(1004)은 그루브(1015)를 갖는데, 이는 밀봉부(1011)를 수용한다. 센서 컴포넌트(1014)는 하나 이상의 센서들, 예컨대, 사용자의 지문의 특징부들을 검출하는 지문 센서 및/또는 사용자의 터치를 검출하는 터치 센서의 일부분에 대응할 수 있다.
디스플레이 커버(1012)는 커버 프레임(1015)에 의해 지지되고, 이는 결과적으로 인클로저 부분(1010)에 결합된다. 일부 실시예들에서, 커버 프레임(1015)은 보강 유리 섬유 재료, 예컨대, 폴리아미드로 보강된 유리-섬유로 구성된다. 디스플레이 커버(1012)와 커버 프레임(1015) 사이에 플랜지(1016)가 위치설정되어, 디스플레이 커버(1012)에 추가적인 지지를 제공한다. 일부 실시예들에서, 플랜지(1016)는 강성 금속, 예컨대, 스테인리스 강으로 구성된다. 센서 컴포넌트(1014) 아래에 유지 기둥(1017)이 위치설정된다. 브래킷(1019)은 정지형 액추에이터 빔(1020)을 지지하는데, 이는 압전형 액추에이터(1001)에 결합된다. 센서 컴포넌트(1014)가 사용자로부터의 터치를 검출하면, 센서 컴포넌트(1014)는 압전형 액추에이터(1001)를 활성화하는 신호를 생성한다. 압전형 액추에이터(1001)는 이어서 센서 어셈블리(1006)의 일부분들이 Z 평면을 따라 위아래로 움직이게(즉, 진동하게) 한다. 예를 들어, 압전형 액추에이터(1001)는 센서 커버(1002)가 입력에 응답하여 진동하는 것을 사용자가 느끼도록 센서 어셈블리(1006)를 움직이도록 구성될 수 있다. 즉, 센서 어셈블리(1006)는 사용자가 느낄 수 있고, 센서 어셈블리(1006)가 활성화되었음을 사용자에게 표시하는 촉각적 피드백(출력)을 제공할 수 있다.
도 10c의 단면도는 유지 기둥(1017)이 유지 클립(1025)에 의해 브래킷(1019)에 고정될 수 있음을 보여준다. 브래킷(1019)은 용접(1022)을 통해 정지형 트림(1004)에 결합된다. 유지 기둥(1017)은 이동형 트림(1008)에 결합되고, 이를 지지한다. 도 10d의 단면도는 정지형 액추에이터 빔(1020)이 브래킷(1019)에 의해 움직이지 않도록 잡혀 있음을 보여준다. 탄성이 있지만 강성인 재료(예컨대, 금속)로 구성될 수 있는 만곡 돔(1021)의 일 단부는 용접(1026)을 통해 커넥터(1024)에 결합되고, 다른 단부는 용접(1030)을 통해 정지형 액추에이터 빔(1020)에 결합된다. 커넥터(1024)는 압전형 액추에이터(1001)(미도시)에 결합된다. 센서 컴포넌트(1014)가 입력을 검출하면, 센서 컴포넌트(1014)는 압전형 액추에이터(1001)를 활성화하는 신호를 생성한다. 응답하여, 압전형 액추에이터(1001)는 커넥터(1024)를 미는 방향(1029)으로 밀게 된다. 커넥터(1024)는 정지형 액추에이터 빔(1020)을 따라 미끄러져, 만곡 돔(1021)으로 하여금 휘어져서 보강재(1027)를 밀어 올려 릴리스하게 한다. 보강재(1027)는 이어서 이동형 트림(1008)으로 하여금 압축 및 압축해제하게 함으로써, 센서 커버(1002)가 Z 평면을 따라 위아래로 움직이게(즉, 진동하게) 한다.
도 11a 내지 도 11c는 일부 실시예들에 따른, 상이한 감지 구성들을 갖는 센서 어셈블리들의 단면도를 도시한다. 도 11a 내지 도 11c의 실시예들은 덜 국지화된 베이스에서(즉, 센서 커버 바로 아래가 아님) 힘 입력의 검출을 허용하는 아키텍처들을 포함한다.
도 11a는 센서 어셈블리(1106)를 포함하는 전자 디바이스(1100)를 도시한다. 센서 어셈블리(1106)는 센서 커버(1102)를 포함하며, 이는 트림(1104)에 의해 둘러싸이고, 디스플레이 커버(1112) 내에 개구를 이용하여 위치설정된다. 디스플레이 커버(1112)는 인클로저 부분(1110)에 결합된다. 브래킷(1119)은 센서 어셈블리(1106)를 인클로저 부분(1110)에 고정한다. 지문 센서(1105)는 센서 커버(1102)를 통해 사용자의 지문 특징부들을 인식하도록 구성된다. 센서 어셈블리(1106)는 활성 영역 기반의 힘-감지 구성을 갖는다. 특히, 사용자가 센서 커버(1112)를 터치하거나 또는 누르면, 힘이 디스플레이 커버(1112)를 구부림으로써, 디스플레이 커버(1112)와 컴포넌트(1114) 사이의 거리(1108)를 감소시킬 것이다. 이는 디스플레이 커버(1112)와 컴포넌트(1114) 사이에 위치설정된 힘 센서(1118)(예컨대, 플렉스 용량성 센서)를 활성화한다. 이 구성은 센서 커버(1102) 주위의 영역에서의 감지를 허용한다.
도 11b는 센서 어셈블리(1126)를 포함하는 전자 디바이스(1120)를 도시한다. 센서 어셈블리(1126)는 센서 커버(1122)를 포함하며, 이는 트림(1124)에 의해 둘러싸이고, 디스플레이 커버(1132) 내에 개구를 이용하여 위치설정된다. 디스플레이 커버(1132)는 인클로저 부분(1130)(인클로저 섹션들(1130a, 1130b)을 포함함)에 결합된다. 브래킷(1139)은 센서 어셈블리(1126)를 인클로저 섹션들(1130a, 1130b)에 고정한다. 지문 센서(1125)는 센서 커버(1122)를 통해 사용자의 지문 특징부들을 인식하도록 구성된다. 센서 어셈블리(1126)는 디스플레이 커버-인클로저 감지 구성을 갖는다. 특히, 사용자가 센서 커버(1122)를 터치하거나 또는 누르면, 힘이 디스플레이 커버(1132)를 구부림으로써, 브래킷(1139)과 인클로저 섹션(1130a) 사이의 거리(1128)를 감소시킬 것이다. 이는 브래킷(1139)과 인클로저 섹션(1130a) 사이에 위치설정된 힘 센서(1129)(예컨대, 플렉스 용량성 센서)를 활성화한다.
도 11c는 센서 어셈블리(1146)를 포함하는 전자 디바이스(1140)를 도시한다. 센서 어셈블리(1146)는 센서 커버(1142)를 포함하며, 이는 트림(1144)에 의해 둘러싸이고, 디스플레이 커버(1152) 내에 개구를 이용하여 위치설정된다. 디스플레이 커버(1152)는 인클로저 부분(1150)에 결합된다. 브래킷(1159)은 센서 어셈블리(1146)를 인클로저 부분(1150)에 고정한다. 지문 센서(1145)는 센서 커버(1142)를 통해 사용자의 지문 특징부들을 인식하도록 구성된다. 센서 어셈블리(1146)는 외부 모듈 기반의 힘-감지 구성을 갖는다. 특히, 사용자가 센서 커버(1142)를 터치하거나 또는 누르면, 힘이 디스플레이 커버(1132)를 구부림으로써, 센서 어셈블리(1146)와 브래킷(1159) 사이의 거리(1158)를 감소시킬 것이다. 일부 실시예들에서, 거리(1158)는 센서 어셈블리(1146)의 보강재(1148)와 브래킷(1159) 사이의 거리이다. 이는 센서 어셈블리(1146)와 브래킷(1159) 사이에 위치설정된 힘 센서(1149)(예컨대, 플렉스 용량성 센서)를 활성화한다.
도 11d는 일부 실시예들에 따른, 도 11c의 센서 어셈블리(1146) 구성 내에 포함된, 브래킷(1159)의 사시도를 도시한다. 브래킷(1159)은 절개부(relief cut)(1155)를 포함하는데, 이는 디스플레이 커버(1152)의 작은 상대 변위로부터의 신호를 개선할 수 있다. 일부 실시예들에서, 브래킷(1159)은 전도성 부분(1153)(예컨대, 금속으로 구성됨) 및 전도성 부분(1153)을 전기적으로 격리시키는 비전도성 부분(1157)(예컨대, 플라스틱)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 비전도성 부분(1157)은 체결구들(미도시)을 위한 개구들(1151)을 포함할 수 있다. 브래킷(1159)은 단일 조각으로 도시된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 다수의 조각들을 갖는 브래킷이 사용된다.
도 12a 및 도 12b는 일부 실시예들에 따른, 각각 본딩 동작 전과 동작 중의 센서 어셈블리(1206)를 구비한 전자 디바이스의 일부분의 단면도들을 도시한다. 도 12a는 본딩 동작 이전의 센서 어셈블리(1206)를 도시하며, 유연성 부재(1208)가 센서 커버(1202)와 트림(1204) 사이에 위치설정되어 있다. 일부 실시예들에서, 유연성 부재(1208)는 실리콘 또는 기타 중합체와 같은 유연성 또는 탄성 재료의 하나 이상의 층들을 포함한다. 도 3의 유연성 부재(302)에 대하여 위에서 기재한 바와 같이, 유연성 부재(1208)는 한 조각이거나 또는 별개의 조각들(예컨대, 직사각형 모양의 센서 컴포넌트를 수용하기 위한 4개의 원형 세그먼트 모양의 조각들)을 포함할 수 있다. 그러나, 주의해야할 점은, 유연성 부재(1208)는 임의의 적합한 형상을 가지며 임의의 적합한 개수의 조각들을 포함할 수 있다는 것이다. 유연성 부재(1208)를 센서 커버(1202) 및 트림(1204)에 고정하기 위하여, 접착제 층(1209a)이 유연성 부재(1208)와 센서 커버(1202) 사이에 적용되고, 접착제 층(1209b)이 유연성 부재(1208)와 트림(1204)의 레지(1218) 사이에 적용된다. 접착제 층들(1209a, 1209b)은 임의의 하나 이상의 적합한 접착제 재료들, 예컨대, 열활성화 필름, 감압 접착제, 액체 접착제, 또는 기타 적합한 접착제 재료의 층들을 포함할 수 있다.
도 12b는 본딩 동작 중의 센서 어셈블리(1206)를 도시하며, 트림(1204)의 레지(1218)를 향해 힘이 센서 커버(1202)에 가해진다. 도시된 바와 같이, 접착제 층들(1209a, 1209b)이 액체 또는 반-액체 형태인 경우, 접착제 층들(1209a, 1209b)은 유연성 부재(1208)의 측면 둘레에 흘러넘친 부분(1212)이 형성되도록 야기할 수 있다. 접착제 층들(1209a, 1209b)이 건조되어 경화된 후에, 흘러넘친 부분(1212)은 유연성 부재(1208)의 재료보다 더 단단할 수 있는데, 이는 유연성 부재(1208)의 유연성을 감소시킬 수 있다.
도 13a 내지 도 13f는 접착제 흘러넘침(1212)이 발생하지 않도록 하기 위한 센서 어셈블리 구성들을 도시한다. 도 13a는 센서 어셈블리(1306)를 갖는 전자 디바이스의 일부분의 평면도 및 단면 A-A 도면을 도시한다. 평면도는 센서 커버(1302)가 없어서,센서 컴포넌트(1305)(예컨대, 지문 센서)를 노출시키는 센서 어셈블리(1306)를 도시한다. 단면 A-A 도면은 유연성 부재(1308)가 센서 커버(1302)와 트림(1304)의 레지(1307) 사이에 위치설정된 것을 도시한다. 접착제 층(1309a)의 두께(t1) 및 접착제 층(1309b)의 두께(t2)는 각각 흘러넘치는 것을 막거나 또는 감소시킬 만큼 충분히 얇지만, 유연성 부재(1308)를 센서 커버(1302) 및 트림(1304)에 부착시킬 만큼 충분히 두껍다. 일부 실시예들에서, 접착제 층들(1309a, 1309b)의 전체 두께(t1 + t2)는 약 20 마이크로미터이다.
도 13b는 센서 어셈블리(1316)를 갖는 전자 디바이스의 일부분의 평면도 및 단면 B-B 도면을 도시한다. 평면도는 센서 커버(1312)가 없어서,센서 컴포넌트(1315)(예컨대, 지문 센서)를 노출시키는 센서 어셈블리(1316)를 도시한다. 단면 B-B 도면은 센서 커버(1312)와 트림(1314)의 레지(1307) 사이에 위치설정된 유연성 부재(1318)를 도시한다. 이 실시예에서, 접착제 층들(1319a, 1319b)의 전체 두께(t3 + t4)는 각각 도 13a를 참조하여 위에서 기재된 접착제 층들(1309a, 1309b)의 전체 두께(t1 + t2)보다 크다. 이렇게 더 많은 양의 접착제 재료는 더 얇은 접착제 층들에 비교하여 유연성 부재(1318)를 센서 커버(1302) 및 트림(1304)에 본딩하는 강도를 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 전체 두께(t3 + t4)는 약 20 마이크로미터이다. 일부 경우들에서, 그러나, 이렇게 더 큰 두께들(t3, t4)은 도 2b를 참조하여 위에서 기재된 바와 같이, 유연성 부재(1318)의 에지들의 둘레에 흘러넘칠 위험성을 증가시킬 수 있다.
도 13c는 센서 어셈블리(1326)를 갖는 전자 디바이스의 일부분의 평면도 및 단면 C-C 도면을 도시한다. 평면도는 센서 커버(1322)가 없어서,센서 컴포넌트(1325)(예컨대, 지문 센서)를 노출시키는 센서 어셈블리(1326)를 도시한다. 단면 C-C 도면은 센서 커버(1322)와 트림(1324)의 레지(1327) 사이에 위치설정된 유연성 부재(1328)를 도시한다. 본딩 동작 중에 힘을 가하기 전에(예컨대, 도 2b 참조), 접착제 층(1329a)은 유연성 부재(1328)의 표면 영역을 덜 커버하고, 접착제 층(1329b)보다 적은 부피의 접착제 재료를 갖는다. 이 구성은 유연성 부재(1328)의 상부 에지들에서 흘러넘치는 양을 없애거나 또는 줄일 수 있다. 특히, 본딩 동작 중에 힘이 가해지면, 두 접착제 층들(1329a, 1329b)은 유연성 부재(1328)의 에지들을 향해 퍼질 것이다. 접착제 층(1329a)의 부피가 더 적기 때문에, 접착제 층(1329a)은 흘러넘치지 않거나 또는 매우 적게 넘칠 것이다. 이 구성은, 유연성 부재(1328)를 트림(1324)에 적절하게 접착하는 데 요구되는 접착제 재료의 양과 비교하여 유연성 부재(1328)를 센서 커버(1322)에 적절하게 접착하는데 접착제 재료가 덜 요구되는 실시예들에서 유용할 수 있다.
도 13d는 센서 어셈블리(1336)를 갖는 전자 디바이스의 일부분의 평면도 및 단면 D-D 도면을 도시한다. 평면도는 센서 커버(1332)가 없어서,센서 컴포넌트(1335)(예컨대, 지문 센서)를 노출시키는 센서 어셈블리를 도시한다. 단면 D-D 도면은 센서 커버(1332)와 트림(1334)의 레지(1337) 사이에 위치설정된 유연성 부재(1338)를 도시한다. 이 실시예에서, 두 접착제 층들(1339a, 1339b)은 유연성 부재(1338)의 표면 영역을 덜 커버하고, 도 3a 또는 도 3b의 실시예보다 적은 부피의 접착제를 갖는다. 이 구성은 본딩 동작 중에 힘이 가해지면(도 2b 참조), 유연성 부재(1338)의 상부 및 하부 에지들에서 흘러넘치는 양을 없애거나 또는 줄일 수 있다. 그러나, 접착제 층들(1339a, 1339b)이 유연성 부재(1338)를 센서 커버(1332) 및 트림(1334)과 적절하게 본딩할 만큼 충분한 부피를 갖도록 보장하기 위하여 주의를 기울일 필요가 있다. 일부 경우들에서, 이는 제조 프로세스 시 허용오차를 증가시키는 것을 의미할 수 있다.
도 13e는 센서 어셈블리(1346)를 갖는 전자 디바이스의 일부분의 평면도 및 단면 E-E 도면을 도시한다. 평면도는 센서 커버(1342)가 없어서,센서 컴포넌트(1345)(예컨대, 지문 센서)를 노출시키는 센서 어셈블리(1346)를 도시한다. 단면 E-E 도면은 센서 커버(1342)와 트림(1344)의 레지(1347) 사이에 위치설정된 유연성 부재(1348)를 도시한다. 이 실시예에서, 접착제 층들(1349a, 1349b)은 엇갈린 구성이다. 특히, 접착제 층(1349a)은 유연성 부재(1348)의 제1 단부(1341)에 더 가까이 위치설정되고, 접착제 층(1349b)은 유연성 부재(1348)의 제2 단부(1343)에 더 가까이 위치설정된다. 일부 경우들에서, 접착제 층들(1349a, 1349b)은 유연성 부재(1348)의 중간 부분(1340)에서 중첩되지 않는다. 본딩 동작 동안 힘이 가해지면, 흘러넘치는 것은 유연성 부재(1348)의 반대편 단부들(즉, 제1 단부(1341) 및 제2 단부(1343))로 지향될 것이다. 이는 유연성 부재(1348)의 에지들에서 접착제 층들(1349a, 1349b)의 흘러넘치는 어떠한 부분도 합쳐지는 것을 방지한다. 주의할 점은, 엇갈린 접착제 층 구성에도 불구하고 본딩 동작 동안 가해진 부하는 균등하도록 보장하기 위하여 주의를 기울일 필요가 있다는 것이다.
도 13f는 센서 어셈블리(1356)를 갖는 전자 디바이스의 일부분의 평면도 및 단면 F-F 도면을 도시한다. 평면도는 센서 커버(1352)가 없어서,센서 컴포넌트(1355)(예컨대, 지문 센서)를 노출시키는 센서 어셈블리(1356)를 도시한다. 단면 F-F 도면은 센서 커버(1352)와 트림(1354)의 레지(1357) 사이에 위치설정된 유연성 부재(1358)를 도시한다. 이 실시예에서, 유연성 부재(1358)는 오목한 부분들(1353)을 포함하고, 이들은 접착제 층(1259a)이 본딩 동작 동안 흘러들어가서, 유연성 부재(1358)의 외측 에지들 둘레에 접착제 재료가 흘러넘치는 것을 방지하는 공간을 제공하는 채널들에 대응한다(예컨대, 도 12b에 도시된 바와 같음). 또한, 이 구성은 유연성 부재(1358)의 표면에서 접착제 층(1259a)의 균등한 분포를 향상시킬 수 있다. 오목한 부분들(1353)은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있고, 도 13f에 도시된 세장형 채널 형상들에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 오목한 부분들은 원형, 삼각형, 직사각형, 및/또는 V자형일 수 있다. 일부 실시예들에서, 오목한 부분들은 접착제 층(1259b)을 수용하기 위하여 유연성 부재(1358)의 반대면 상에 존재한다. 일부 실시예들에서, 접착제 층(1259a) 및 접착제 층(1259b)을 수용하기 위하여 유연성 부재(1358)의 양면에 오목한 부분들을 포함한다.
전술한 설명은, 설명의 목적을 위해, 기술된 실시예들의 충분한 이해를 제공하기 위해 특정 명명법을 사용한다. 그러나, 특정 상세사항들은 설명된 실시예들을 실시하는 데 필수적인 것은 아니라는 것이 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 명세서에 설명된 특정 실시예들의 전술한 설명들은 예시 및 설명의 목적을 위해 제시된다. 이들은 망라하거나 기술된 실시예들을 개시된 정확한 형태로 한정하도록 의도되지 않는다. 많은 수정들 및 변형들이 상기 교시 내용들에 비추어 가능하다는 것이 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

Claims (30)

  1. 전자 디바이스로서,
    햅틱 컴포넌트;
    상기 전자 디바이스의 디스플레이를 커버하는 디스플레이 커버 - 상기 디스플레이 커버는 개구를 정의함 -; 및
    상기 전자 디바이스에 대한 입력을 수용하기 위한 센서 어셈블리를 포함하고, 상기 센서 어셈블리는:
    상기 디스플레이 커버의 상기 개구 내에 위치설정되고, 상기 입력을 수용하도록 구성된 외부 표면을 정의하는 센서 커버;
    상기 입력을 검출하도록 구성된 센서 - 상기 센서는 상기 입력에 응답하여 상기 햅틱 컴포넌트를 활성화하는 하나 이상의 신호들을 생성함 -;
    상기 센서 커버의 주연부를 둘러싸고 상기 디스플레이 커버 및 상기 센서 커버와 맞물리는 트림; 및
    상기 센서 커버와 상기 트림의 레지 사이에 위치설정된 유연성 부재를 포함하고, 상기 유연성 부재는 상기 입력에 응답하여 압축되고 회복력을 제공하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센서는 상기 센서 커버가 눌리거나 또는 터치될 때 터치 입력을 검출하도록 구성된 터치 센서이고, 상기 센서 어셈블리는:
    상기 센서 커버와 상기 터치 센서 사이에 위치설정된 지문 센서 - 상기 지문 센서는 지문 특징부들을 인식하도록 구성됨 -; 및
    상기 디스플레이 커버에 붙어서 상기 센서 어셈블리를 지지하는 브래킷 어셈블리를 포함하는, 전자 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 터치 센서는 소정 거리만큼 분리된 두 전도성 층들을 포함하는 용량성 센서이고,
    상기 입력은 상기 거리를 감소시키는, 전자 디바이스.
  4. 제2항에 있어서, 상기 햅틱 컴포넌트는 상기 입력에 응답하여 상기 전자 디바이스를 진동시키도록 구성된, 전자 디바이스.
  5. 제4항에 있어서, 스피커를 더 포함하고, 상기 스피커는 상기 입력에 응답하여 소리를 내도록 구성된, 전자 디바이스.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 센서 어셈블리는 지문 특징부들을 인식하도록 구성된 지문 센서를 포함하는, 전자 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 센서는 상기 센서 커버가 눌리거나 또는 터치될 때 터치 입력을 검출하도록 구성된 터치 센서인, 전자 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 센서 어셈블리는 상기 입력에 응답하여 상기 센서 커버를 진동시키도록 구성된 압전형 액추에이터를 포함하는, 전자 디바이스.
  10. 입력을 검출하고 이에 응답하기 위한 센서 어셈블리로서,
    상기 입력을 수용하기 위한 외부 표면을 정의하는 센서 커버;
    상기 센서 커버의 주연부를 둘러싸는 트림;
    상기 센서 커버와 상기 트림의 레지 사이에 위치설정된 유연성 부재 - 상기 유연성 부재는 상기 입력에 응답하여 압축되고 회복력을 제공하도록 구성됨 -; 및
    상기 입력을 검출하도록 구성된 용량성 터치 센서를 포함하는, 센서 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서, 상기 용량성 터치 센서는 소정 거리만큼 분리된 두 전도성 층들을 포함하고, 상기 입력은 상기 거리를 감소시키고, 상기 전도성 층 중 하나는 상기 하나의 전도성 층의 위치를 상기 트림에 대하여 유지하는 보강재에 결합되고,
    상기 용량성 터치 센서는 상기 입력에 응답하여 전자 디바이스의 햅틱 컴포넌트 및 스피커를 활성화하는 신호를 생성하도록 구성되고,
    상기 센서 어셈블리는:
    상기 센서 커버와 상기 용량성 터치 센서 사이에 위치설정된 지문 센서 - 상기 지문 센서는 지문 특징부들을 인식하도록 구성됨 -; 및
    상기 전자 디바이스의 일부분에 붙어 상기 센서 어셈블리를 지지하는 브래킷 어셈블리를 추가로 포함하는, 센서 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서, 상기 트림의 주연부 둘레의 그루브 내에 위치설정된 밀봉부를 추가로 포함하는, 센서 어셈블리.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 용량성 터치 센서는 제1 층 및 제2 층을 포함하고,
    상기 제1 층은 상기 센서 커버에 결합되고 상기 제2 층은 상기 제2 층의 위치를 상기 트림에 대하여 유지하는 보강재에 결합된, 센서 어셈블리.
  14. 제10항에 있어서, 상기 센서 어셈블리는 지문 특징부들을 인식하도록 구성된 지문 센서를 포함하는, 센서 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서, 상기 지문 센서는 상기 용량성 터치 센서와 상기 센서 커버 사이에 위치설정된, 센서 어셈블리.
  16. 제10항에 있어서, 상기 트림은 상기 센서 커버의 이동을 감지 방향 및 상기 감지 방향의 반대 방향으로 한정하는, 센서 어셈블리.
  17. 제10항에 있어서, 상기 용량성 터치 센서는 상기 입력에 응답하여 햅틱 컴포넌트 및 스피커를 활성화하는 신호를 생성하는, 센서 어셈블리.
  18. 전자 디바이스로서,
    상기 전자 디바이스의 디스플레이를 커버하는 디스플레이 커버 - 상기 디스플레이 커버는 내적으로 모따기된 에지를 정의하는 개구를 정의함 -; 및
    상기 전자 디바이스에 대한 입력을 수용하기 위한 센서 어셈블리를 포함하고, 상기 센서 어셈블리는:
    상기 개구 내에 위치설정되고, 상기 입력을 수용하도록 구성된 외부 표면을 정의하는 센서 커버;
    상기 센서 커버와 상기 디스플레이 커버 사이의 상기 개구 내에 위치설정된 트림 - 상기 트림은 상기 디스플레이 커버의 상기 내적으로 모따기된 에지와 맞물리는 외적으로 모따기된 에지를 가짐 -;
    상기 센서 커버와 상기 트림의 레지 사이에 위치설정된 유연성 부재 - 상기 유연성 부재는 상기 입력에 응답하여 압축되고 회복력을 제공하도록 구성됨 -; 및
    상기 입력을 검출하도록 구성된 센서를 포함하는, 전자 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 상기 센서는 터치 입력을 검출하도록 구성된 터치 센서이고, 상기 전자 디바이스는:
    스피커 및 햅틱 컴포넌트 - 상기 터치 센서는 상기 입력에 응답하여 상기 스피커 및 상기 햅틱 컴포넌트를 활성화하는 하나 이상의 신호들을 생성하도록 구성됨 -;
    상기 센서 커버와 상기 터치 센서 사이에 위치설정된 지문 센서 - 상기 지문 센서는 지문 특징부들을 인식하도록 구성됨 -;
    상기 센서 커버와 상기 트림의 레지 사이에 위치설정된 유연성 부재 - 상기 유연성 부재는 상기 입력에 응답하여 회복력을 제공하도록 구성됨 -; 및
    상기 디스플레이 커버에 붙어서 상기 센서 어셈블리를 지지하는 브래킷 어셈블리를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 햅틱 컴포넌트는 상기 입력에 응답하여 상기 전자 디바이스를 진동시키도록 구성되고,
    상기 스피커는 상기 입력에 응답하여 기계적 스위치의 모션 및 소리를 모사하는 방식으로 소리를 내도록 구성된, 전자 디바이스.
  21. 제19항에 있어서, 상기 햅틱 컴포넌트는 압전형 액추에이터인, 전자 디바이스.
  22. 제21항에 있어서, 상기 압전형 액추에이터는 상기 입력에 응답하여 상기 센서 어셈블리를 진동시키도록 구성된, 전자 디바이스.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 터치 센서는 소정 거리만큼 분리된 두 전도성 층들을 포함하는 용량성 센서이고,
    상기 입력은 상기 거리를 감소시키고, 상기 입력에 응답하여 상기 센서 커버가 구부러지면 상기 거리는 추가로 감소되는, 전자 디바이스.
  24. 제19항에 있어서, 상기 센서 커버의 상기 외부 표면은 상기 디스플레이 커버의 외부 표면에 대하여 오목한, 전자 디바이스.
  25. 제19항에 있어서, 상기 센서 어셈블리는 상기 트림의 주연부 둘레의 그루브 내에 위치설정된 밀봉부를 포함하는, 전자 디바이스.
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
KR1020187028029A 2016-08-30 2017-07-24 전자 디바이스를 위한 센서 어셈블리 KR102151332B1 (ko)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662381525P 2016-08-30 2016-08-30
US62/381,525 2016-08-30
US201662384083P 2016-09-06 2016-09-06
US62/384,083 2016-09-06
US201662424300P 2016-11-18 2016-11-18
US62/424,300 2016-11-18
US15/449,810 US9870033B1 (en) 2016-08-30 2017-03-03 Sensor assemblies for electronic devices
US15/449,810 2017-03-03
PCT/US2017/043446 WO2018044425A1 (en) 2016-08-30 2017-07-24 Sensor assemblies for electronic devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180113218A KR20180113218A (ko) 2018-10-15
KR102151332B1 true KR102151332B1 (ko) 2020-09-02

Family

ID=60934987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187028029A KR102151332B1 (ko) 2016-08-30 2017-07-24 전자 디바이스를 위한 센서 어셈블리

Country Status (7)

Country Link
US (4) US9870033B1 (ko)
EP (2) EP4092507B1 (ko)
JP (4) JP6669888B2 (ko)
KR (1) KR102151332B1 (ko)
CN (2) CN108885481B (ko)
AU (2) AU2017321121B2 (ko)
WO (1) WO2018044425A1 (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11327599B2 (en) 2011-04-26 2022-05-10 Sentons Inc. Identifying a contact type
KR101803261B1 (ko) 2011-11-18 2017-11-30 센톤스 아이엔씨. 터치 입력 힘 검출
CN104169847B (zh) 2011-11-18 2019-03-12 森顿斯公司 局部触觉反馈
CN106815572A (zh) 2017-01-03 2017-06-09 广东欧珀移动通信有限公司 用于指纹识别组件的支架、盖板组件及终端
TWI614695B (zh) * 2017-07-03 2018-02-11 敦泰電子有限公司 具指紋辨識之高屏佔比顯示裝置
CN109214257B (zh) * 2017-07-07 2024-03-01 宸美（厦门）光电有限公司 指纹辨识装置
US11009411B2 (en) 2017-08-14 2021-05-18 Sentons Inc. Increasing sensitivity of a sensor using an encoded signal
US11580829B2 (en) 2017-08-14 2023-02-14 Sentons Inc. Dynamic feedback for haptics
JP6942023B2 (ja) * 2017-10-10 2021-09-29 株式会社東海理化電機製作所 スイッチ装置
EP3557372B1 (en) * 2018-04-17 2021-10-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device including multiple fixing members to fix biometric sensor to display
KR20210037092A (ko) 2019-09-27 2021-04-06 삼성전자주식회사 디스플레이 하부에 배치되는 센서를 포함하는 전자 장치
DE102020110056A1 (de) * 2020-04-09 2021-10-14 Karl Storz Se & Co. Kg Bedienvorrichtung und medizinisches Gerät
CN111596750A (zh) * 2020-05-14 2020-08-28 东莞璟阳电子科技有限公司 按键系统及交互装置
US20210389795A1 (en) * 2020-06-11 2021-12-16 Apple Inc. Electronic device
KR20210158459A (ko) * 2020-06-23 2021-12-31 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR20220052136A (ko) * 2020-10-20 2022-04-27 삼성전자주식회사 버튼 구조물 및 이를 포함하는 전자 장치
WO2022101179A1 (en) * 2020-11-10 2022-05-19 Sanofi A touch sensor of a drug delivery device or of a drug delivery add-on device
CN113346890B (zh) * 2021-07-08 2023-08-08 维沃移动通信有限公司 压感按键和电子设备
US20230255559A1 (en) 2021-07-19 2023-08-17 Fitbit Llc Biometric Sensor Integrated with Electronic Display of a Wearable Device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110273267A1 (en) * 2010-05-06 2011-11-10 Byungeun Bong Mobile terminal and method of controlling the same
US20150071509A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-12 Apple Inc. Biometric Sensor Stack Structure

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69836803T2 (de) * 1997-03-21 2007-10-11 Sanyo Electric Co., Ltd., Moriguchi Vibrationsalarmgenertorvorrichtung und tragbare Kommunikationsvorrichtung mit einer derartigen Vibrationsgeneratorvorrichtung
US7800592B2 (en) * 2005-03-04 2010-09-21 Apple Inc. Hand held electronic device with multiple touch sensing devices
US6429846B2 (en) * 1998-06-23 2002-08-06 Immersion Corporation Haptic feedback for touchpads and other touch controls
JP2000347807A (ja) 1999-06-08 2000-12-15 Newcom:Kk 指やペンなどにより入力可能な座標入力装置
US6542058B2 (en) * 1999-10-18 2003-04-01 Duraswitch Industries, Inc. Island switch
US7499040B2 (en) * 2003-08-18 2009-03-03 Apple Inc. Movable touch pad with added functionality
JP4503424B2 (ja) * 2004-11-30 2010-07-14 アルプス電気株式会社 多段スイッチ装置
KR101354316B1 (ko) * 2005-03-04 2014-01-22 애플 인크. 다기능 휴대용 장치
JP2006293463A (ja) * 2005-04-06 2006-10-26 Sharp Corp 電子機器
US20080084384A1 (en) * 2006-10-05 2008-04-10 Immersion Corporation Multiple Mode Haptic Feedback System
JP2009217804A (ja) * 2007-09-21 2009-09-24 Sony Corp 入力装置及び電子機器
US7933123B2 (en) * 2008-04-11 2011-04-26 Apple Inc. Portable electronic device with two-piece housing
US8086424B2 (en) * 2008-07-11 2011-12-27 General Electric Company Method for determining life of filters in bag house
KR101030389B1 (ko) * 2008-12-17 2011-04-20 삼성전자주식회사 휴대용 단말기의 햅틱 기능 제어 방법
US20130207793A1 (en) 2009-01-21 2013-08-15 Bayer Materialscience Ag Electroactive polymer transducers for tactile feedback devices
US20100225600A1 (en) 2009-03-09 2010-09-09 Motorola Inc. Display Structure with Direct Piezoelectric Actuation
JP2010244361A (ja) * 2009-04-07 2010-10-28 Nec Corp 操作受付状況提示端末、操作受付状況提示方法および操作受付状況提示プログラム
JP5197521B2 (ja) 2009-07-29 2013-05-15 京セラ株式会社 入力装置
US9336428B2 (en) 2009-10-30 2016-05-10 Synaptics Incorporated Integrated fingerprint sensor and display
US8633916B2 (en) * 2009-12-10 2014-01-21 Apple, Inc. Touch pad with force sensors and actuator feedback
JP5635274B2 (ja) * 2010-01-27 2014-12-03 京セラ株式会社 触感呈示装置および触感呈示方法
US20120105354A1 (en) * 2010-10-31 2012-05-03 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Tactile Feedback Cover Lens for a Capacitive Touchscreen System
US9235240B2 (en) * 2010-11-11 2016-01-12 Apple Inc. Insert molding around glass members for portable electronic devices
US8498103B2 (en) * 2011-03-31 2013-07-30 Joseph A. Graneto, III Cover for portable computing device
US9710061B2 (en) * 2011-06-17 2017-07-18 Apple Inc. Haptic feedback device
US20130120265A1 (en) * 2011-11-15 2013-05-16 Nokia Corporation Keypad with Electrotactile Feedback
US9013405B2 (en) 2011-12-28 2015-04-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Touch-scrolling pad for computer input devices
US9633247B2 (en) 2012-03-01 2017-04-25 Apple Inc. Electronic device with shared near field communications and sensor structures
US9030440B2 (en) * 2012-05-18 2015-05-12 Apple Inc. Capacitive sensor packaging
US9041105B2 (en) * 2012-07-20 2015-05-26 International Business Machines Corporation Integrated circuit including transistor structure on depleted silicon-on-insulator, related method and design structure
US9178509B2 (en) * 2012-09-28 2015-11-03 Apple Inc. Ultra low travel keyboard
US20140125471A1 (en) * 2012-11-05 2014-05-08 Advanced Input Devices, Inc. Haptic feedback systems and methods
US9477313B2 (en) * 2012-11-20 2016-10-25 Samsung Electronics Co., Ltd. User gesture input to wearable electronic device involving outward-facing sensor of device
US9053617B2 (en) 2012-11-21 2015-06-09 Novasentis, Inc. Systems including electromechanical polymer sensors and actuators
US9155367B2 (en) * 2013-03-14 2015-10-13 Incipio Technologies, Inc. Biometric and proximity sensor compatible protective case for mobile device
US9984270B2 (en) * 2013-08-05 2018-05-29 Apple Inc. Fingerprint sensor in an electronic device
KR102110183B1 (ko) * 2013-08-19 2020-05-14 삼성디스플레이 주식회사 터치 입력 장치의 감도 보정 방법 및 이를 채용한 터치 입력 장치
US9368300B2 (en) * 2013-08-29 2016-06-14 Dell Products Lp Systems and methods for lighting spring loaded mechanical key switches
US9898642B2 (en) 2013-09-09 2018-02-20 Apple Inc. Device, method, and graphical user interface for manipulating user interfaces based on fingerprint sensor inputs
US9514902B2 (en) * 2013-11-07 2016-12-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Controller-less quick tactile feedback keyboard
US10296165B2 (en) 2013-12-10 2019-05-21 Lg Electronics Inc. Mobile terminal including display on front surface and rear input unit on rear surface and method for operating mobile terminal based on first input applied to rear input unit and second input applied to display
JP6013388B2 (ja) 2014-03-18 2016-10-25 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド キーボード装置、押しボタン装置、及び電子機器
CN104049803B (zh) 2014-06-16 2017-03-29 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种移动终端
JP6177729B2 (ja) * 2014-06-26 2017-08-09 京セラ株式会社 電子機器
GB2528855A (en) * 2014-07-31 2016-02-10 Touchnetix Ltd Displacement sensing apparatus and methods
CN105468186A (zh) 2014-09-11 2016-04-06 宸鸿科技(厦门)有限公司 触控装置
EP3018825A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-11 Aito Interactive Oy Piezoelectric sensor, apparatus and method for simultaneously generating a tactile signal and an acoustic signal
US9588643B2 (en) * 2014-12-18 2017-03-07 Apple Inc. Electronic devices with hand detection circuitry
US20160328065A1 (en) * 2015-01-12 2016-11-10 Rockwell Collins, Inc. Touchscreen with Dynamic Control of Activation Force
US20160379776A1 (en) * 2015-06-27 2016-12-29 Intel Corporation Keyboard for an electronic device
US9691238B2 (en) 2015-07-29 2017-06-27 Immersion Corporation Crowd-based haptics
KR102562612B1 (ko) * 2016-08-05 2023-08-03 삼성전자주식회사 압력 센서를 구비한 디스플레이를 포함하는 전자 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110273267A1 (en) * 2010-05-06 2011-11-10 Byungeun Bong Mobile terminal and method of controlling the same
US20150071509A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-12 Apple Inc. Biometric Sensor Stack Structure

Also Published As

Publication number Publication date
CN108885481A (zh) 2018-11-23
JP7002578B2 (ja) 2022-01-20
US10969834B2 (en) 2021-04-06
US9870033B1 (en) 2018-01-16
EP4092507A2 (en) 2022-11-23
CN114326938B (zh) 2023-04-25
US20210191458A1 (en) 2021-06-24
EP3420433B1 (en) 2022-07-13
EP4092507B1 (en) 2024-09-18
JP2019516166A (ja) 2019-06-13
US20180120893A1 (en) 2018-05-03
US20200042040A1 (en) 2020-02-06
KR20180113218A (ko) 2018-10-15
JP2020119573A (ja) 2020-08-06
EP4092507A3 (en) 2023-02-08
EP3420433A4 (en) 2019-10-09
CN114326938A (zh) 2022-04-12
CN108885481B (zh) 2021-11-16
US10488891B2 (en) 2019-11-26
EP3420433A1 (en) 2019-01-02
JP6669888B2 (ja) 2020-03-18
JP2022050496A (ja) 2022-03-30
AU2017321121B2 (en) 2019-09-12
JP2024125299A (ja) 2024-09-18
WO2018044425A1 (en) 2018-03-08
AU2017321121A1 (en) 2018-10-25
US11429158B2 (en) 2022-08-30
AU2019268124A1 (en) 2019-12-12
AU2019268124B2 (en) 2020-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102151332B1 (ko) 전자 디바이스를 위한 센서 어셈블리
US9740288B2 (en) Electronic device
JP4960039B2 (ja) スピーカー兼用タッチパネル
WO2011013588A1 (ja) 操作装置
JP5618867B2 (ja) 電子機器
WO2012114750A1 (ja) 電子機器
WO2012114754A1 (ja) 電子機器
JPWO2012117738A1 (ja) 電子機器及び電子機器の製造方法
WO2012114763A1 (ja) 電子機器
US20130002608A1 (en) Human-machine interface
WO2014046279A1 (ja) 振動装置、および電子機器
WO2011138200A1 (en) Input device
WO2013005432A1 (ja) 外部操作の検出構造体
WO2012137442A1 (ja) 電子機器
JP2014102804A (ja) 振動装置、および電子機器
CN110289844B (zh) 触压按键组件、振动传感器组件和电子设备
EP4456704A2 (en) Sensor assemblies for electronic devices
CN110875155A (zh) 键盘结构及其制作方法
JP5780641B2 (ja) 静電容量型センサを用いた三次元インターフェース構造
JP2012173892A (ja) 電子機器
JP2013025704A (ja) 外部操作の検出構造体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant