KR102394607B1 - 터치 버튼 컴포넌트, 진동 센서 컴포넌트 및 전자 디바이스 - Google Patents

터치 버튼 컴포넌트, 진동 센서 컴포넌트 및 전자 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR102394607B1
KR102394607B1 KR1020207028809A KR20207028809A KR102394607B1 KR 102394607 B1 KR102394607 B1 KR 102394607B1 KR 1020207028809 A KR1020207028809 A KR 1020207028809A KR 20207028809 A KR20207028809 A KR 20207028809A KR 102394607 B1 KR102394607 B1 KR 102394607B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
housing
vibration
unit
touch button
touch
Prior art date
Application number
KR1020207028809A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200127027A (ko
Inventor
젱핑 싱
마오쉥 후앙
Original Assignee
후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
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 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 filed Critical 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
Publication of KR20200127027A publication Critical patent/KR20200127027A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102394607B1 publication Critical patent/KR102394607B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/043Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves
    • G06F3/0436Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves in which generating transducers and detecting transducers are attached to a single acoustic waves transmission substrate
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/0202Constructional details or processes of manufacture of the input device
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0488Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/964Piezo-electric touch switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96Touch switches
    • H03K2217/96015Constructional details for touch switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96Touch switches
    • H03K2217/96062Touch switches with tactile or haptic feedback

Abstract

본 출원은 전자 제품의 분야에 관한 것이고, 특히 압력 터치 기술에 관한 것이다. 구동 유닛은 하우징을 구동하여 진동시키고; 하우징이 터치 힘을 받을 때 하우징의 진동이 억제된다. 하우징의 진동이 검출되고, 하우징의 진동이 억제된 경우가 사용자의 힘 습관을 충족시키는 것으로 확인될 때 트리거 신호가 출력된다. 본 출원은 터치 버튼 컴포넌트, 진동 센서 컴포넌트 및 전자 디바이스를 제공하여 하우징의 내부 표면에 부착된 터치 버튼을 구현하며, 이것은 전자 디바이스의 통합을 용이하게 한다.

Description

터치 버튼 컴포넌트, 진동 센서 컴포넌트 및 전자 디바이스
본 출원은 2018년 3월 19일자로 중국 특허청에 출원된 "TOUCH BUTTON COMPONENT, VIBRATION SENSOR COMPONENT, AND ELECTRONIC DEVICE"라는 명칭의 중국 특허 출원 No. 201810224372.0의 우선권을 주장하며, 중국 출원은 그 전체가 본 명세서에서 참조로 포함된다.
본 발명은 전자 제품의 분야에 관한 것으로, 특히 압력 터치 기술(pressure touch technology)에 관한 것이다.
이동 디바이스 기술의 발전과 더불어, 통합은 추세가 될 것이며, 방수, 사용자 경험 등의 측면에서 큰 이점을 가질 것이다. 물리적인 버튼은 이동 디바이스의 통합에 걸림돌이 되기 때문에, 가상 버튼을 어떻게 설계할지가 업계에서 해결해야 할 시급한 문제이다.
본 발명의 실시예는 이동 디바이스의 통합을 용이하게 하는 터치 버튼 솔루션을 제공한다.
제 1 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 하우징, 진동 센서 및 비교 트리거 유닛을 포함하는 터치 버튼 컴포넌트를 제공하며, 여기서 진동 센서는 구동 유닛 및 감지 검출 유닛을 포함하고, 구동 유닛 및/또는 감지 검출 유닛은 하우징의 진동 영역의 내부 표면에 부착되고, 구동 유닛은 진동을 발생시키고 하우징을 구동하여 진동시키도록 구성되고, 감지 검출 유닛은 하우징의 진동을 검출하고 검출 신호를 출력하도록 구성되고, 비교 트리거 유닛은 검출 신호를 수신하고 검출 신호가 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위 내에 속하는지를 결정하고, 검출 신호가 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위 내에 속할 때 트리거 신호를 출력하도록 구성된다. 이러한 솔루션에서, 하우징의 내부 표면에 부착되는 터치 버튼이 구현될 수 있으며, 이것은 전자 디바이스의 통합을 용이하게 한다.
구체적으로, 비교 트리거 유닛은 검출 신호를 수신하고, 검출 신호를 임계치와 비교하여 비교 결과를 획득하고, 비교 결과를 출력하도록 구성되며, 여기서 임계치는 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위의 경계 값(boundary value)이다. 비교 결과가 검출 신호가 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위 내에 속한다고 나타낼 때, 출력된 비교 결과는 트리거 신호로서 사용된다. "경계 값"은 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위의 상한치 또는 하한치일 수 있으며 그 이유는 다음과 같다: 사용자가 터치 버튼을 누를 때, 사용자의 터치 힘(touch force)은 하우징의 진동 진폭을 감소시키거나, 하우징의 진동 진폭을 증가시킬 수 있다. 즉, 사용자의 터치 힘은 하우징의 진동을 억제하거나, 하우징의 진동 진폭을 강화할 수 있다. 사용자의 터치 힘이 하우징의 진동을 억제할 때, 임계치는 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위의 상한치이다. 사용자의 터치 힘이 하우징의 진동 진폭을 강화할 때, 임계치는 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위의 하한치이다.
검출 신호는 하우징의 진동 진폭을 나타내기 위해 사용되고, 검출 신호는 전압 신호일 수 있거나, 저항(resistance) 값의 변화일 수 있다. 대응적으로, 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위는 하우징의 진동 영역이 사용자에 의해 터치 버튼을 트리거하는 데 사용되는 습관 힘(habit force)을 받은 다음에 획득되는 진폭 범위이다. 사용자의 터치 습관에 부합한다는 것은 사용자의 터치 감각을 만족시키는 것을 의미한다. 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위는 서로 다른 사용자의 터치 습관에 기초하여 데이터를 수집 및 샘플링하고, 통계 분석을 수행함으로써 획득되는 범위 값이다.
본 출원은 가상 버튼 아키텍처를 제공한다. 하우징은 진동 센서의 구동 유닛에 의해 진동하도록 구동된다. 하우징의 진동 진폭은 감지 검출 유닛에 의해 검출된다. 터치 힘은 하우징의 진동을 억제하거나, 하우징의 진동을 강화한다. 검출된 진폭과 임계치 사이의 관계는 비교 트리거 유닛에 의해 비교되어 터치 버튼을 구현한다.
구현예에서, 하우징이 터치 힘을 받지 않을 때, 구동 유닛이 하우징을 구동할 때 발생되는 진동의 진폭은 제 1 범위 내에 있고, 비교 트리거 유닛은 검출 신호와 임계치의 비교 결과에 기초하여 트리거 신호를 출력한다. 하우징에 가해진 터치 힘이 하우징의 진동을 억제할 때, 임계치는 제 1 범위의 하한치 미만이고, 검출 신호의 진폭이 임계치 미만일 때, 비교 트리거 유닛은 트리거 신호를 출력한다. 하우징에 가해진 터치 힘이 하우징의 진동을 강화할 때, 임계치는 제 1 범위의 상한치보다 크고, 검출 신호의 진폭이 임계치보다 클 때, 비교 트리거 유닛은 트리거 신호를 출력한다. 제 1 범위의 데이터는 터치 버튼 컴포넌트가 위치하는 전자 디바이스의 온도 및 재료와 같은 요인에 의해 영향을 받는다. 복수의 테스트 후에, 하우징이 사용자의 터치 힘을 받지 않을 때 통계를 통해 획득되는 진동 진폭은 전압 신호 또는 저항의 변화일 수 있다. 제 1 범위는 전자 디바이스에 통합된 마스터 칩 또는 코프로세서 내 회로에 의해 설정될 수 있거나, 전자 디바이스에서 독립적으로 존재하는 독립 회로에 의해 설정될 수 있다.
구현예에서, 비교 트리거 유닛은 기준 진폭 입력단, 검출 신호 입력단 및 비교기를 포함한다. 비교기의 제 1 단부는 기준 진폭 입력단에 전기적으로 연결되고 임계치를 입력하도록 구성된다. 비교기의 제 2 단부는 검출 신호 입력단에 전기적으로 연결되고 검출 신호를 입력하도록 구성된다. 비교기는 검출 신호의 진폭을 임계치와 비교하도록 구성된다. 비교기의 출력단은 제어 유닛에 전기적으로 연결된다. 제어 유닛은 비교기의 비교 결과에 기초하여 트리거 신호를 출력하도록 구성된다. 제어 유닛은 전자 디바이스 내 마스터 칩의 회로 유닛일 수 있거나, 코프로세서의 회로 유닛일 수 있거나, 또는 마스터 칩 및 코프로세서와 독립적인 회로 유닛일 수 있다.
구현예에서, 비교 트리거 유닛은 분압 회로를 더 포함한다. 분압 회로는 기준 진폭 입력단과 비교기의 제 1 단부 사이에 전기적으로 연결된다. 임계치가 전압 신호일 때, 분압 회로는 임계치에 대해 전압 분할을 수행한 다음 임계치를 비교기의 제 1 단부로 전달하도록 구성된다.
구현예에서, 터치 버튼 컴포넌트는 진폭 판별 유닛을 더 포함한다. 진폭 판별 유닛은 하우징의 외부 표면이 터치 힘을 받지 않을 때 복수의 검출 신호를 획득하고 - 검출 신호는 하우징의 진동 진폭을 나타내는 데 사용됨 - ; 복수의 검출 신호 중 발생 확률이 가장 높은 값을 기준 값으로 사용하도록 구성된다. 기준 값은 임계치를 계산하는 데 사용된다. 구현예에서, 임계치를 계산하기 위한 특정 알고리즘은 임계치가 기준 값과 계수의 곱과 같다는 것이고, 계수의 값 범위는 0.1-0.9이다.
다시 말해서, 진폭 판별 유닛에 의해 지속적으로 판독된 검출 신호의 진폭이 안정적인 채로 유지되면, 진폭 판별 유닛은 기준 값을 생성하고, 기준 진폭 입력단은 기준 값을 비교기에 설정한다. 진폭 판별 유닛은 전자 디바이스의 마스터 칩 또는 코프로세서에 배치될 수 있거나, 마스터 칩 또는 프로세서와 독립적인 하드웨어 회로로서 배치될 수 있다.
구현예에서, 임계치는 제 1 범위의 하한치의 0.1-0.9 배이고, 제 1 범위는 하우징이 터치되지 않을 때 감지 검출 유닛에 의해 출력되는 검출 신호의 범위이다.
구현예에서, 임계치는 제 1 범위의 상한치의 1.1 배 이상이고, 제 1 범위는 하우징이 터치되지 않을 때 감지 검출 유닛에 의해 출력되는 검출 신호의 범위이다.
구현예에서, 완충 구역이 하우징의 내부 표면상에 배치되고, 완충 구역은 진동 영역을 둘러싸고, 하우징의 내부 표면상에 볼록하게 배치된 하나 이상의 범프는 완충 구역상에 배치된다. 완충 구역은 하우징과 통합될 수 있으며, 하우징의 내부 표면상에 볼록하게 배치된다. 진동 영역의 특정 위치는 완충 구역을 배치함으로써 제한되는데, 이것은 진동 센서의 구동 유닛 및 감지 검출 유닛을 배치하고 설치하는 데 도움이 된다. 완충 구역은 진동 영역의 진동을 흡수할 수 있으며, 이것은 진동 영역의 진동이 하우징의 다른 부분으로 확산되는 것을 방지한다.
구현예에서, 하나의 범프가 있고, 범프는 에워싼 링 구조 내에 있다. 구체적으로, 에워싼 링 구조 내 완충 구역은 진동 영역을 둘러싼다. 완충 구역에 의해 둘러싸인 영역의 형상은 원형 링, 타원형 링, 사각형 링 등일 수 있다. 케이싱에 수직인 방향에서, 완충 구역의 단면의 형상은 정사각형, 삼각형, 사다리꼴, 반원 또는 다른 불규칙한 형상일 수 있다. 완충 구역의 특정 형상은 본 출원에서 제한되지 않는다.
구현예에서, 대안적으로 복수의 범프가 있을 수 있고, 복수의 범프는 진동 영역 주위에 이격되어 있다. 즉, 복수의 범프는 링 형상으로 배열되고, 인접한 범프들 사이에는 갭이 제공된다. 특정 구현예에서, 복수의 범프는 동일하게 배열된다.
구현예에서, 두 개의 범프가 있고, 범프는 서로 맞은편에 배치되며, 진동 영역은 두 범프들 사이에 위치한다. 이러한 구현예는 이동 단말기의 중간 프레임에 적용되는데, 말하자면 하우징이 중간 프레임의 부분이다. 중간 프레임상에서, 두 개의 범프가 중간 프레임을 연장하는 방향으로만 간격을 두고 배치되어 완충 구역을 형성하여, 진동 영역의 진동이 외부로 확산되는 것을 방지하며, 그럼으로써 터치 버튼의 감도와 신뢰성을 개선할 수 있다.
구현예에서, 그루브(groove)가 하우징의 내부 표면상에 배치되고, 그루브는 진동 영역의 주변에 분포되며, 그루브는 하우징의 진동을 흡수하기 위해 사용되는 가요성 재료 또는 탄성 구조로 채워진다. 가요성 재료는 실리카 겔(silica gel), 폼(foam) 등일 수 있고, 탄성 구조는 스프링 또는 스프링 플레이트와 같은 구조일 수 있다. 가요성 재료 및 탄성 구조는 둘 모두 진동 흡수의 성능을 갖는다. 가요성 재료 또는 탄성 구조는 그루브에 배치되어 진동 영역의 진동을 흡수하여, 진동 영역의 진동이 외부로 확산되는 것을 방지하고, 그럼으로써 터치 버튼의 감도와 신뢰성을 개선한다.
구현예에서, 오목 부분(recessed portion)이 하우징의 외부 표면상에 배치되고, 진동 영역은 오목 부분의 바닥에 위치한다. 구체적으로, 진동 영역은 오목 부분의 바닥의 전체 영역을 포함할 수 있고, 또는 진동 영역은 오목 부분의 바닥의 일부 영역을 포함 할 수 있다. 오목 부분의 바닥의 두께는 오목 부분의 주변에 위치하는 하우징의 부분의 두께보다 작다. 오목 부분을 배치하면 터치 버튼을 배치하기 위한 하우징의 영역을 더 얇게 만들게 되어, 터치 버튼의 감도를 개선하고 사용자에게 정확한 위치 설정을 제공한다. 이것은 동작시키기 쉬우며, 우발적인 터치를 일으키기 쉽지 않다.
구현예에서, 구동 유닛은 하우징에 부착된 제 1 진동 시트를 포함하고, 제 1 진동 시트의 표면에는 구동 전극이 배치되고, 구동 전극은 신호 생성 회로의 신호를 수신하여 진동을 발생하도록 구성된다.
구현예에서, 감지 검출 유닛은 제 2 진동 시트 및 제 2 진동 시트의 표면상에 형성된 유도 전극을 포함한다. 유도 전극은 검출 회로에 전기적으로 연결되어 진동 신호를 검출 회로에 전달하도록 구성된다. 검출 회로는 검출 신호를 출력하도록 구성된다. 제 2 진동 시트와 제 1 진동 시트는 적층 방식으로 배치되어 전체적으로 연결된다. 구동 전극은 제 2 진동 시트로부터 떨어져 있는 제 1 진동 시트의 표면상에 위치한다. 유도 전극은 제 1 진동 시트로부터 떨어져 있는 제 2 진동 시트의 표면에 위치한다. 터치 버튼은 접지 층을 더 포함한다. 접지 층은 제 1 진동 시트와 제 2 진동 시트 사이에 샌드위치되어 있다. 감지 검출 유닛과 구동 유닛은 접지 층을 사용하여 접지된다.
구현예에서, 구동 패드가 제 1 진동 시트로부터 떨어져 있는 제 2 진동 시트의 표면상에 배치되고, 구동 전극은 구동 패드에 전기적으로 연결되고, 구동 패드는 신호 생성 회로에 다음에 전기적으로 연결되도록 구성된다.
구현예에서, 접지 패드가 제 1 진동 시트로부터 떨어져 있는 제 2 진동 시트의 표면상에 배치되고, 접지 패드는 접지 용으로 사용되고, 접지 층은 접지 패드에 전기적으로 연결되며, 접지 패드와 구동 패드는 제 2 진동 시트의 가장자리에 위치하고 유도 전극으로부터 절연된다.
구현예에서, 감지 검출 유닛은 제 1 진동 시트 상에 배치된다. 감지 검출 유닛은 유도 전극을 포함한다. 유도 전극은 검출 회로에 전기적으로 연결되어 진동 신호를 검출 회로에 전달하도록 구성된다. 검출 회로는 검출 신호를 출력하도록 구성된다. 유도 전극과 구동 전극은 제 1 진동 시트의 서로 다른 영역에 위치한다. 제 1 진동 시트에는 접지 층이 더 배치된다. 제 1 진동 시트에 수직인 방향에서, 접지 층은 구동 전극 및 유도 전극과 따로따로 맞은편에 있다.
구현예에서, 유도 전극과 구동 전극은 제 1 진동 시트의 동일한 표면상에 배치되고, 접지 층은 제 1 진동 시트의 다른 표면상에 배치되며, 접지 층이 위치하는 표면은 하우징에 부착되도록 구성된다.
구현예에서, 유도 전극과 구동 전극은 제 1 진동 시트의 서로 다른 표면상에 배치된다. 접지 층은 제 1 진동 시트의 서로 다른 표면상에 분포된 제 1 접지 영역 및 제 2 접지 영역을 포함한다. 제 1 진동 시트에 수직인 방향에서, 제 1 접지 영역은 구동 전극과 맞은편에 있고, 제 2 접지 전극은 유도 전극과 맞은편에 있다.
구현예에서, 감지 검출 유닛은 압전 저항(piezoresistive) 재료로 만들어진다. 감지 검출 유닛은 제 1 진동 시트에 부착되고, 제 1 진동 시트의 진동에 의해 야기된 감지 검출 유닛의 저항의 변화를 검출함으로써 하우징의 진동을 검출하도록 구성된다.
구현예에서, 구동 유닛은 자석 및 코일을 포함한다. 코일은 신호 생성 회로에 전기적으로 연결된다. 신호 생성 회로는 코일을 구동하여 전자기력 효과를 발생시켜, 자석이 진동을 발생시키고 자석의 진동이 하우징을 진동하도록 구동한다.
구현예에서, 감지 검출 유닛은 진동 시트, 유도 전극 및 접지 층을 포함한다. 유도 전극은 검출 회로에 전기적으로 연결되어 진동 신호를 검출 회로에 전달하도록 구성된다. 검출 회로는 검출 신호를 출력하도록 구성된다. 유도 전극 및 접지 층은 진동 시트의 두 개의 마주하는 표면상에 각각 위치한다. 진동 시트에 수직인 방향에서, 접지 층과 유도 전극은 서로 맞은편에 있다. 자석은 진동 시트에 부착되어 진동 시트를 진동하도록 구동한다.
구현예에서, 진동 시트는 하우징에 부착되고, 진동 시트는 자석과 하우징 사이에 위치한다.
구현예에서, 자석은 유도 전극이 배치된 진동 시트의 표면상에 부착되고, 접지 층이 배치된 진동 시트의 표면은 하우징에 부착된다.
구현예에서, 감지 검출 유닛은 압전 저항 재료로 만들어지고, 감지 검출 유닛은 자석 또는 하우징에 부착되며, 감지 검출 유닛의 저항 값의 변화를 이용하여 민감한 영역의 진동을 검출한다.
구현예에서, 자석은 하우징에 부착된다. 감지 검출 유닛은 압전 저항체(piezoresistive body) 및 압전 저항체의 표면상에 배치된 두 개의 연결 단부를 포함한다. 압전 저항체는 하우징에 부착된다. 두 개의 연결 단부는 하우징으로부터 떨어져 있는 압전 저항체의 표면상에 위치한다. 두 개의 연결 단부는 압전 저항 검출 회로에 전기적으로 연결되도록 구성된다. 압전 저항 검출 회로는 압전 저항체의 저항 값의 변화에 기초하여 검출 신호를 출력하도록 구성된다. 저항 값의 변화 값은 검출 신호의 진폭이다.
구현예에서, 감지 검출 유닛은 감지 유닛, 증폭 회로 및 필터 회로를 포함한다. 감지 유닛은 하우징의 진동을 감지하여 신호를 출력하도록 구성된다. 감지 유닛에 의해 출력된 신호는 연속으로 증폭 회로 및 필터 회로를 통과하여 검출 신호를 형성한다. 필터 회로는 다른 스트레스 간섭을 걸러 내도록 구성되어, 검출 신호가 하우징의 진동 정보에만 대응하도록 한다.
제 2 양태에 따르면, 본 출원은 하우징 및 진동 센서를 포함하는 진동 센서 컴포넌트를 제공한다. 진동 센서는 구동 유닛 및 감지 검출 유닛을 포함한다. 구동 유닛은 진동을 발생시키고 하우징을 구동하여 진동시키도록 구성된다. 감지 검출 유닛은 하우징의 진동을 검출하고 검출 신호를 출력하도록 구성된다. 완충 구역이 하우징의 내부 표면상에 볼록하게 배치된다. 완충 구역에 의해 에워싸인 영역이 진동 영역이다. 하우징의 내부 표면상에 볼록하게 배치된 하나 이상의 범프가 완충 구역상에 배치된다. 구동 유닛 및/또는 감지 검출 유닛은 진동 영역의 내부 표면에 부착된다.
이러한 솔루션에서, 하우징의 내부 표면에 부착되는 터치 버튼이 구현될 수 있으며, 이것은 전자 디바이스의 통합을 용이하게 한다. 또한, 완충 구역의 설계에 의하면, 진동 영역의 진동이 하우징의 다른 부분으로 확산되는 것이 방지되고, 그럼으로써 진동 센서 컴포넌트의 정밀도와 신뢰성을 개선하고 우발적인 터치를 방지하는 기능을 구현할 수 있다. 사용자가 진동 영역을 제외한 하우징을 터치하면, 터치 힘은 진동 영역 내 하우징의 진동에 영향을 미치지 않고, 진동 센서 컴포넌트를 트리거하지 않는다.
구체적으로, 완충 구역은 하우징과 통합될 수 있으며, 하우징의 내부 표면상에 볼록하게 배치된다. 진동 영역의 특정 위치는 완충 구역을 배치함으로써 제한되는데, 이것은 진동 센서의 구동 유닛 및 감지 검출 유닛을 배치하고 설치하는 데 도움이 된다. 완충 구역은 진동 영역의 진동을 흡수할 수 있으며, 이것은 진동 영역의 진동이 하우징의 다른 부분으로 확산되는 것을 방지한다.
구현예에서, 하나의 범프가 있고, 범프는 에워싼 링 구조 내에 있다. 구체적으로, 완충 구역은 진동 영역을 둘러싸는 에워싼 링 구조 안에 있을 수 있다. 완충 구역에 의해 둘러싸인 영역의 형상은 원형 링, 타원형 링, 사각형 링 등일 수 있다. 케이싱에 수직인 방향에서, 완충 구역의 단면의 형상은 정사각형, 삼각형, 사다리꼴, 반원 또는 다른 불규칙한 형상일 수 있다. 완충 구역의 특정 형상은 본 출원에서 제한되지 않는다. 구현예에서, 대안적으로 복수의 범프가 있을 수 있고, 복수의 범프는 진동 영역 주위에 이격되어 있다. 즉, 복수의 범프는 링 형상으로 배열되고, 인접한 범프들 사이에는 갭이 제공된다. 특정 구현예에서, 복수의 범프는 동일하게 배열된다.
구현예에서, 두 개의 범프가 있고, 범프는 서로 맞은편에 배치되며, 진동 영역은 두 범프들 사이에 위치한다. 이러한 구현예는 이동 단말기의 중간 프레임에 적용되는데, 말하자면 하우징이 중간 프레임의 부분이다. 중간 프레임상에서, 두 개의 범프가 중간 프레임을 연장하는 방향으로만 간격을 두고 배치되어 완충 구역을 형성하여, 진동 영역의 진동이 외부로 확산되는 것을 방지하며, 그럼으로써 터치 버튼의 감도와 신뢰성을 개선할 수 있다.
제 3 양태에 따르면, 본 출원은 하우징 및 진동 센서를 포함하는 진동 센서 컴포넌트를 제공한다. 진동 센서는 구동 유닛 및 감지 검출 유닛을 포함한다. 구동 유닛은 진동을 발생시키고 하우징을 구동하여 진동시키도록 구성된다. 감지 검출 유닛은 하우징의 진동을 검출하고 검출 신호를 출력하도록 구성된다. 하우징상에 있고 구동 유닛 및/또는 감지 검출 유닛에 부착하는 데 사용되는 영역은 진동 영역이다. 구동 유닛 및/또는 감지 검출 유닛은 진동 영역의 내부 표면에 부착된다. 그루브가 하우징의 내부 표면상에 배치된다. 그루브는 진동 영역의 주변에 분포되며, 그루브는 하우징의 진동을 흡수하기 위해 사용되는 가요성 재료 또는 탄성 구조로 채워진다. 그루브 내의 가요성 재료 또는 탄성 구조는 그루브의 일부 공간만을 채우고, 또는 그루브를 완전히 채우거나 그루브를 초과할 수 있다.
구체적으로, 그루브는 에워싼 링을 형성하도록 연장되는 그루브 구조를 가질 수 있거나, 그루브는 복수의 작은 그루브를 포함할 수 있다. 복수의 작은 그루브는 링 형태로 배열되고, 인접한 두 개의 작은 그루브가 이격된다. 확장을 통한 그루브의 특정 링 형상은 원형 링, 타원형 링, 사각형 링 등일 수 있다. 케이싱에 수직인 방향에서, 완충 구역의 단면의 형상은 정사각형, 삼각형, 사다리꼴, 반원 또는 다른 불규칙한 형상일 수 있다. 그루브의 특정 형상은 본 출원에서 제한되지 않는다.
제 4 양태에 따르면, 본 출원은 또한 전자 디바이스를 제공하고, 여기서 전자 디바이스는 케이싱, 칩 및 전술한 터치 버튼 컴포넌트들 포함하고, 터치 버튼 컴포넌트의 하우징은 케이싱의 부분이며, 칩은 터치 버튼에 의해 출력되는 트리거 신호를 수신하도록 구성된다.
제 5 양태에 따르면, 본 출원은 케이싱, 칩 및 전술한 진동 센서 컴포넌트를 포함하는 전자 디바이스를 제공하고, 진동 센서 컴포넌트의 하우징은 케이싱의 부분이며, 칩은 센서 컴포넌트에 의해 출력된 검출 신호를 수신하도록 구성된다.
구현예에서, 터치 버튼 컴포넌트의 비교 트리거 유닛은 칩에 통합된다.
구현예에서, 이동 단말기는 코프로세서를 더 포함하고, 터치 버튼 컴포넌트의 비교 트리거 유닛은 코프로세서에 통합된다.
본 출원에서 제공되는 터치 버튼 컴포넌트의 비교 트리거 유닛은 센서 제어 칩에 배치될 수 있으며, 마스터 칩 또는 코프로세서에 통합될 수 있다. 코프로세서(coprocessor)는 시스템 마이크로프로세서의 특정 처리 작업을 줄이기 위해 구성된 칩으로, 중앙 처리 유닛에 의해 수행될 수 없는 또는 중앙 처리 유닛에 의해 낮은 효율과 효과로 수행되는 처리 작업을 중앙 처리 유닛이 완료하는데 지원하기 위해 개발되고 적용된 프로세서이다. 물론, 비교 트리거 유닛은 대안적으로 마스터 칩 또는 프로세서와 독립적인 하드웨어 회로로서 배치될 수 있다.
구현예에서, 케이싱은 전면 패널, 중간 프레임 및 후면 커버를 포함하고, 터치 버튼 컴포넌트 또는 진동 센서 컴포넌트의 하우징은 중간 프레임의 외부 프레임이다.
구현예에서, 적어도 두 개의 터치 버튼 컴포넌트가 있고, 이동 단말기는 일반 구동 모듈을 더 포함하고, 여기서 일반 구동 모듈은 터치 버튼 사이의 누화를 줄이기 위해 적어도 두 개의 터치 버튼의 구동 유닛을 순차적으로 비동기적으로 구동한다.
본 발명의 실시예 또는 배경에서 기술적 솔루션을 보다 명확하게 설명하기 위해, 다음으로 본 발명의 실시예 또는 배경에 필요한 첨부 도면을 설명한다.
도 1은 본 출원에 따른 전자 디바이스의 개략도이다.
도 2는 본 출원의 구현예에 따른 터치 버튼 컴포넌트의 개략도이다.
도 3은 본 출원의 구현예에 따른 진동 상태에서 터치 힘이 없는 터치 버튼 컴포넌트의 개략도이다.
도 4는 도 3에 도시된 진동 상태에서 터치 힘이 터치 버튼 컴포넌트에 가해진 이후의 개략도이다.
도 5는 본 출원의 구현예에 따른 터치 버튼 컴포넌트의 개략도이며, 여기서 터치 버튼 컴포넌트는 완충 구역을 포함한다.
도 6은 본 출원의 구현예에 따른 터치 버튼 컴포넌트의 개략도이며, 여기서 완충 구역은 에워싼 링 구조를 갖는다.
도 7은 본 출원의 구현예에 따른 터치 버튼 컴포넌트의 개략도이며, 여기서 완충 구역은 링 형상으로 분포되는 복수의 범프를 포함한다.
도 8은 본 출원의 구현예에 따른 터치 버튼 컴포넌트의 개략도이며, 여기서 완충 구역은 서로 맞은편에 배치된 한 쌍의 격벽 구조의 아키텍처를 포함한다.
도 9는 본 출원의 구현예에 따른 터치 버튼 컴포넌트의 개략도이며, 여기서 그루브가 하우징의 내부 표면상에 배치되며 가요성 재료 또는 탄성 구조를 채우는 데 사용된다.
도 10은 도 9에 도시된 그루브 및 가요성 재료 또는 탄성 구조의 구현예의 개략도이다.
도 11은 도 9에 도시된 그루브 및 가요성 재료 또는 탄성 구조의 다른 구현예의 개략도이다.
도 12는 본 출원의 구현예에 따른 터치 버튼 컴포넌트의 개략도이며, 여기서 오목 부분이 하우징의 외부 표면상에 배치된다.
도 13은 본 출원에 따른 터치 버튼 컴포넌트에서 진동 센서의 구현예의 개략도이다.
도 14는 본 출원에 따른 터치 버튼 컴포넌트에서 진동 센서의 구현예의 개략도이다.
도 15는 본 출원에 따른 터치 버튼 컴포넌트에서 진동 센서의 구현예의 개략도이다.
도 16은 본 출원에 따른 터치 버튼 컴포넌트에서 진동 센서의 구현예의 개략도이다.
도 17은 본 출원에 따른 터치 버튼 컴포넌트에서 진동 센서의 구현예의 개략도이다.
도 18은 본 출원에 따른 터치 버튼 컴포넌트에서 진동 센서의 구현예의 개략도이다.
도 19는 본 출원에 따른 터치 버튼 컴포넌트에서 비교 트리거 유닛의 구현예의 개략도이다.
본 출원의 실시예는 아래에서 본 발명의 실시예의 첨부 도면을 참조하여 설명된다.
본 출원은 터치 버튼 컴포넌트 및 센서 컴포넌트에 관한 것이며, 전자 디바이스에 적용된다. 전자 디바이스는 이동 단말기(예를 들어, 스마트폰), 웨어러블 전자 디바이스(예를 들어, 스마트워치), 가전 제품, 차량 대시 보드 및 다른 전기 제품일 수 있다.
터치 버튼 컴포넌트는 전자 디바이스에 배치된 가상 버튼이며, 볼륨 조절 버튼, OK 버튼, 전원 버튼과 같은 기능 버튼을 구현할 수 있다. 예를 들어, 터치 버튼 컴포넌트는 이동 단말기의 케이싱 상에 배치되고, (예를 들어, 이동 전화를 예로 사용하는) 전자 디바이스의 케이싱은 전면 패널, 중간 프레임 및 후면 커버를 포함한다. 터치 버튼 컴포넌트는 전면 패널, 중간 프레임 또는 후면 커버 상에 배치될 수 있으며, 전자 디바이스에 배치된 칩에 전기적으로 연결되고, 칩은 터치 버튼에 의해 출력되는 트리거 신호를 수신하도록 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 구현예에서, 본 출원에서 제공되는 전자 디바이스(100)는 전면 패널(101), 중간 프레임(102) 및 후면 커버(103)를 포함하고, 본 출원의 터치 버튼 컴포넌트(200)는 중간 프레임(102)상에 배치된다. 도 1의 터치 버튼 컴포넌트(200)는 파선 박스에 의해 표시된다. 본 출원에서 터치 버튼 컴포넌트는 가상 버튼, 즉, 비 물리적 기계적 버튼이기 때문에, 터치 버튼 컴포넌트(200)의 특정 구조는 전자 디바이스(100)의 외부 표면에서 볼 수 없다. 실제 응용에서, 전자 디바이스(100)의 외부 표면에는 사용자에게 터치 버튼의 위치를 알리기 위해 마크 심볼(mark symbol)이 설정될 수 있고; 또는 투명 영역, 빛이 통과할 수 있는 영역 또는 오목 부분이 이동 단말기(100)의 하우징에 배치되어 이러한 배치를 통해 터치 버튼 컴포넌트(200)의 위치를 결정할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 출원의 이러한 실시예에서 제공된 터치 버튼 컴포넌트(200)는 하우징(10), 진동 센서(20) 및 비교 트리거 유닛(30)을 포함하고, 진동 센서(20)는 구동 유닛 및 감지 검출 유닛을 포함한다(도 2는 구동 유닛 및 감지 검출 유닛을 도시하지 않으며, 구동 유닛 및 감지 검출 유닛은 차후의 특정 구현예에서 도면을 참조하여 설명된다). 본 출원에서 제공되는 터치 버튼 컴포넌트(200)에 의하면, 하우징의 내부 표면에 부착된 터치 버튼이 구현될 수 있고, 이것은 전자 디바이스의 통합에 도움이 된다. 구동 유닛 및/또는 감지 검출 유닛은 하우징(10)의 내부 표면에 부착된다. 본 출원은 복수의 구현예와 관련된다. 구동 유닛이 하우징(10)의 내부 표면에 부착될 수 있고, 또는 감지 검출 유닛이 하우징(10)의 내부 표면에 부착될 수 있으며; 대안적으로, 구동 유닛 및 감지 검출 유닛이 둘 모두 하우징(10)의 내부 표면에 부착될 수 있다. 구체적인 구현예는 나중에 상세히 설명된다.
구동 유닛은 진동을 발생시키고 하우징(10)을 구동하여 진동시키도록 구성되고, 감지 검출 유닛은 하우징(10)의 진동을 검출하고 검출 신호를 비교 트리거 유닛(30)으로 출력하도록 구성되고, 비교 트리거 유닛(30)은 검출 신호를 수신하고 검출 신호가 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위 내에 속하는지를 결정하며, 검출 신호가 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위 내에 속할 때 트리거 신호를 출력하도록 구성된다.
비교 트리거 유닛(30)은 또한 검출 신호를 임계치와 비교하여 비교 결과를 획득하며, 비교 결과를 출력하도록 구성된다. 임계치는 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위의 경계 값이고, 비교 결과가 검출 신호가 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위 내에 속한다고 표시할 때, 출력 비교 결과는 트리거 신호로서 사용된다. "경계 값"은 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위의 상한치 또는 하한치일 수 있으며 그 이유는 다음과 같다: 사용자가 터치 버튼을 누를 때, 사용자의 터치 힘(touch force)은 하우징의 진동 진폭을 감소시키거나, 하우징의 진동 진폭을 증가시킬 수 있다. 즉, 사용자의 터치 힘은 하우징의 진동을 억제하거나, 하우징의 진동 진폭을 강화할 수 있다. 사용자의 터치 힘이 하우징의 진동을 억제할 때, 임계치는 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위의 상한치이다. 사용자의 터치 힘이 하우징의 진동 진폭을 강화할 때, 임계치는 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위의 하한치이다.
검출 신호는 하우징의 진동 진폭을 나타내기 위해 사용되고, 검출 신호는 구동 유닛 및 감지 검출 유닛의 특정 설계 형태와 관련되는 전압 신호일 수 있거나, 저항 값의 변화일 수 있다. 대응적으로, 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위는 하우징의 진동 영역이 사용자에 의해 터치 버튼을 트리거하는 데 사용되는 습관 힘을 받은 다음에 획득되는 진폭 범위이다. 사용자의 터치 습관에 부합한다는 것은 사용자의 터치 감각을 만족시키는 것을 의미한다. 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위는 서로 다른 사용자의 터치 습관에 기초하여 데이터를 수집 및 샘플링하고, 통계 분석을 수행함으로써 획득되는 범위 값이다.
구현예에서, 하우징(10)이 터치 힘을 받지 않을 때, 구동 유닛이 하우징을 구동할 때 발생하는 진동의 진폭은 제 1 범위 내에 있다. 도 2는 진동 센서(20)가 작동 상태에 있지 않고 하우징(10)이 진동을 발생하지 않는 것을 도시한다. 도 3은 하우징(10)이 터치 힘을 받지 않을 때 구동 유닛의 작용하에 하우징(10)의 진동에 관한 개략도이며, 여기서 진동 과정에서 두 개의 위치 상태가 포함되고, 각각 실선 및 파선으로 표시된다. 하우징(10)의 외부 표면이 터치 힘을 받을 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자의 손가락이 하우징(10)을 터치하고, 하우징(10)의 진동이 터치 힘의 작용하에 억제되며, 도 4에 도시된 상태에서 하우징(10)의 진동 진폭은 도 3에 도시된 하우징(10)의 진동 진폭보다 적다. 물론, 몇몇 진동 주파수 상태에서, 하우징(10)의 진동 진폭은 더 커지는데, 즉, 본 출원의 터치 버튼 컴포넌트에 의하면, 하우징(10)에 가해진 터치 힘의 기능은 하우징(10)의 진동 진폭을 또한 증가시킬 수 있다.
비교 트리거 유닛(30)은 검출 신호를 수신하고, 검출 신호와 임계치 사이의 비교 결과에 기초하여 트리거 신호를 출력하도록 구성된다. 하우징에 가해진 터치 힘이 하우징(10)의 진동을 억제할 때, 임계치는 제 1 범위의 하한치 미만이고, 검출 신호의 진폭이 임계치 미만일 때, 비교 트리거 유닛은 트리거 신호를 출력한다. 하우징(10)에 가해진 터치 힘이 하우징(10)의 진동을 강화할 때, 임계치는 제 1 범위의 상한치보다 크고, 검출 신호의 진폭이 임계치보다 클 때, 비교 트리거 유닛은 트리거 신호를 출력한다. 제 1 범위의 데이터는 터치 버튼 컴포넌트가 위치하는 전자 디바이스의 온도 및 재료와 같은 요인에 의해 영향을 받는다. 복수의 테스트 후에, 하우징이 사용자의 터치 힘을 받지 않을 때 통계를 통해 획득되는 진동 진폭은 전압 신호 또는 저항의 변화일 수 있다. 제 1 범위는 전자 디바이스에 통합된 마스터 칩 또는 프로세서 내 회로에 의해 설정될 수 있고, 또는 마스터 칩 또는 프로세서에 독립적인 하드웨어 회로에 의해 설정될 수 있다.
본 출원은 가상 버튼 아키텍처를 제공한다. 하우징은 진동 센서의 구동 유닛에 의해 진동하도록 구동된다. 하우징의 진동 진폭은 감지 검출 유닛에 의해 검출된다. 하우징(10)의 진동을 억제하고 또는 하우징(10)의 진동을 강화하는 터치 힘이 있을 때, 검출된 진폭과 임계치의 관계가 비교 트리거 유닛(30)에 의해 비교되어 터치 버튼을 구현한다.
제 1 범위는 구동 유닛이 하우징(10)을 구동하고 하우징(10)이 어떠한 터치 힘도 받지 않을 때 발생되는 진동의 진폭 범위이다. 하우징(10)이 어떠한 환경적 요인에 의해서도 방해받지 않고 어떠한 터치 힘도 받지 않을 때, 구동 유닛이 하우징(10)을 구동할 때 발생되는 진동의 진폭은 하나의 값이어야 한다. 그러나 이동 단말기는 일부 환경적 요인, 예를 들면 온도 변화, 하우징 재료의 차이, 및 사용자 상태의 변화에 의해 불가피하게 영향을 받는다(예를 들어, 이동 단말기가 사용자 주머니에 있고, 사용자가 정적 상태 및 이동 상태에 있고, 또는 이동 단말기와 사용자 사이의 접촉 또는 마찰이 변하며; 이러한 모든 요인이 하우징(10)의 진동 진폭에 영향을 미친다). 이러한 환경 요인의 영향 때문에, 다음과 같이 정의된다: 구동 유닛이 하우징(10)을 구동할 때 발생되는 진동의 진폭 범위는 하우징(10)이 어떠한 터치 힘도 받지 않을 때 제 1 범위이다. 제 1 범위는 사용자의 터치 힘이 없을 때 복수의 테스트 및 통계를 통해 획득된 진동 진폭으로 설정되며, 전압 신호 또는 저항의 변화일 수 있다.
사용자 경험 또는 실험 데이터에 기초하여, 비교 트리거 유닛이 트리거 신호를 생성하는 조건으로서 제 1 범위의 하한치보다 작거나 제 1 범위의 상한치보다 큰 임계치를 사용하는 것이 비교적 적절하다는 것을 알 수 있으므로, 정확한 결정이 수행될 수 있고, 트리거 정확도와 터치 버튼의 신뢰성이 개선될 수 있다. 구현예에서, 임계치는 제 1 범위의 하한치의 0.1-0.9 배이고, 또는 임계치는 제 1 범위의 상한치의 1.1 배 이상이다.
본 출원에서, 하우징(10)의 내부 표면상에 완충 구조가 배치되어, 진동 센서에서 발생되는 진동이 구동 유닛 및/또는 감지 검출 유닛에 부착되는 하우징의 영역에 집중되도록 하고, 진동이 하우징(10)의 다른 영역으로 진동이 확산되는 것이 방지되도록 한다. 이러한 방식으로, 터치 버튼의 감도가 보장될 수 있으며, 터치 힘이 하우징의 진동 위치에 가해질 때, 터치 버튼은 즉시 시작된다. 또한, 터치 버튼 상에서 하우징(10)의 다른 영역 상의 우발적인 터치로 인한 충격이 또한 방지될 수 있다. 하우징(10)의 다른 영역은 구동 유닛의 진동에 영향을 받지 않기 때문에, 터치 힘이 하우징(10)의 다른 영역에서 존재할 때, 구동 유닛이 하우징을 구동할 때 발생되는 진동의 진폭이 억제되지 않거나 강화되지 않으며, 그래서 터치 버튼은 트리거되지 않는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 구현예에서, 완충 구역(40)은 하우징(10)의 내부 표면상에 볼록하게 배치되는데, 즉, 하우징의 내부 표면상에 볼록하게 배치된 하나 이상의 범프가 완충 구역상에 배치된다. 완충 구역(40)에 의해 에워싸인 영역이 진동 영역(A)으로, 도 5에서 하우징(10)상의 두 파선 사이의 영역이 진동 영역(A)이다. 본 명세서에서 "에워싼"이라는 것은 에워싼 울타리(enclosed encircling)를 포함하고, 또한 에워싸이지 않은 울타리, 예를 들어 반쪽 울타리도 포함하고, 또는 완충 구역은 진동 센서의 두 개의 마주하는 측 상에 형성되며, 즉, "()" 또는 "[]"와 유사한 구조이다. 진동 센서(20)(즉, 구동 유닛 및/또는 감지 검출 유닛)는 진동 영역(A)의 내부 표면에 부착된다. 완충 구역(40)은 하우징(10)과 통합될 수 있거나, 완충 구역(40)과 하우징(10)은 별도의 구조일 수 있으며, 완충 구역(40)은 접합 또는 용접과 같은 고정 방법을 사용하여 하우징(10)의 내부 표면상에 고정된다. 완충 구역(40)은 하우징(10)의 내부 표면상에 볼록하게 배치되어 진동 영역(A)을 제한하여, 진동 센서(20)의 진동이 진동 영역(A)의 진동에만 영향을 미치고 완충 구역이 진동 영역(A)의 진동을 흡수할 수 있도록 하며, 그럼으로써 진동 영역(A)의 진동이 하우징(10)의 다른 부분, 즉, 도 5에서 두 개의 파선을 넘어선 영역(B)으로 확산되는 것을 방지한다. 완충 구역(40)을 배치하면 또한 진동 센서(20)를 위치 설정하고 장착하는 데 도움이 된다.
구현예에서, 완충 구역(40)에는 하나의 범프가 있고, 범프는 진동 센서(20) 둘레의 에워싼 링 구조 내에 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 완충 구역에 의해 둘러싸인 영역의 형상은 원형 링, 타원형 링, 사각형 링 등일 수 있다. 케이싱에 수직인 방향에서, 완충 구역의 단면의 형상은 정사각형, 삼각형, 사다리꼴, 반원 또는 다른 불규칙한 형상일 수 있다. 완충 구역의 특정 형상은 본 출원에서 제한되지 않는다.
구현예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 완충 구역(40)에는 복수의 범프(41)가 있고, 복수의 범프(41)는 진동 센서(20)의 주변 주위에 이격되어 있다. 즉, 복수의 범프(41)는 링 형상으로 배열되고, 인접한 범프(41)들 사이에는 갭이 제공된다. 특정 구현예에서, 복수의 범프(41)는 동일하게 배열된다.
구현예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 두 개의 범프(42)가 있고, 두 개의 범프(42) 사이에는 진동 영역(A)이 형성되고, 진동 센서(20)(구동 유닛 및/또는 감지 검출 유닛)는 진동 영역(A)의 내부 표면에 부착된다. 이러한 구현예는 이동 단말기의 중간 프레임에 적용되는데, 말하자면 하우징(10)이 중간 프레임의 부분이다. 중간 프레임상에서, 두 개의 범프(42)가 중간 프레임을 연장하는 방향으로만 간격을 두고 배치되어, 진동 영역(A)의 진동이 외부로 확산되는 것을 방지하며, 그럼으로써 터치 버튼의 감도와 신뢰성을 개선할 수 있다.
구현예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 하우징(10) 상에 있고 진동 센서(20)(구동 유닛 및/또는 감지 검출 유닛)에 부착하기 위해 사용되는 영역이 진동 영역(A)이고, 그루브(50)는 하우징(10)의 내부 표면상에 배치되고, 그루브(50)는 진동 영역(A)의 주변에 분포되고, 그루브(50)에는 필러(51)가 배치되고, 필러(51)는 가요성 재료 또는 탄성 구조이며 하우징(10)의 진동을 흡수하도록 구성된다. 설명과 이해의 편의를 위해, 도 9의 필러(51)는 하우징(10) 외부에서, 즉, 필러(51)가 그루브(50)에 채워지지 않은 상태에서 분해된다. 도 9에서 화살표는 채우는 방향을 나타낸다. 가요성 재료는 실리카 겔, 폼 등일 수 있고, 탄성 구조는 스프링 또는 스프링 플레이트와 같은 구조일 수 있다. 가요성 재료 및 탄성 구조는 둘 모두 진동 흡수의 성능을 갖는다. 그루브(50)에 배치되는 가요성 재료 또는 탄성 구조는 진동 영역의 진동을 흡수하여, 진동 영역(A)의 진동이 외부로 확산되는 것을 방지하고, 그럼으로써 터치 버튼의 감도와 신뢰성을 개선할 수 있다. 그루브(50) 내의 가요성 재료 또는 탄성 구조는 (도 10에 도시된 바와 같이) 그루브(50)의 일부 공간만을 채우거나, (도 11에 도시된 바와 같이) 그루브(50)를 완전히 채우거나 그루브(50)를 초과할 수 있다.
구체적으로, 그루브(50)는 에워싼 링을 형성하도록 연장되는 그루브 구조를 가질 수 있거나, 그루브(50)는 복수의 작은 그루브를 포함할 수 있다. 복수의 작은 그루브는 링 형태로 배열되고, 인접한 두 개의 작은 그루브는 이격된다. 확장을 통한 그루브(50)의 특정 링 형상은 원형 링, 타원형 링, 사각형 링 등일 수 있다. 케이싱에 수직인 방향에서, 그루브의 단면의 형상은 정사각형, 삼각형, 사다리꼴, 반원 또는 다른 불규칙한 형상일 수 있다. 그루브의 특정 형상은 본 출원에서 제한되지 않는다.
도 12에 도시된 바와 같이, 구현예에서, 오목 부분(13)이 하우징(10)의 외부 표면에 배치되고, 진동 영역은 오목 부분(13)의 바닥(131)에 위치한다. 진동 영역은 오목 부분(13)의 바닥(131)의 전체 영역을 포함할 수 있거나, 진동 영역은 오목 부분(13)의 바닥(131)의 일부 영역을 포함할 수 있다. 오목 부분(13)의 바닥(131)의 두께는 오목 부분(13)의 주변에 위치하는 하우징(10)의 부분의 두께보다 작다. 진동 센서(20)(구동 유닛 및/또는 감지 검출 유닛)는 진동 영역의 내부 표면에 부착된다. 오목 부분(13)을 배치하면 터치 버튼을 배치하기 위한 하우징(10)의 영역(즉, 민감한 영역)을 더 얇게 만들게 되어, 터치 버튼의 감도를 개선하고 사용자에게 정확한 위치 설정을 제공한다. 이것은 동작시키기 쉬우며, 우발적인 터치를 일으키기 쉽지 않다.
본 출원은 또한 하우징 및 진동 센서를 포함하는 진동 센서 컴포넌트를 제공한다. 진동 센서는 구동 유닛 및 감지 검출 유닛을 포함한다. 구동 유닛은 진동을 발생시키고 하우징을 구동하여 진동시키도록 구성된다. 감지 검출 유닛은 하우징의 진동을 검출하고 검출 신호를 출력하도록 구성된다. 완충 구역이 하우징의 내부 표면상에 볼록하게 배치된다. 완충 구역에 의해 에워싸인 영역이 진동 영역이다. 하우징의 내부 표면상에 볼록하게 배치된 하나 이상의 범프가 완충 구역상에 배치되고, 구동 유닛 및/또는 감지 검출 유닛은 진동 영역의 내부 표면에 부착된다. 이러한 솔루션에서, 하우징의 내부 표면에 부착되는 터치 버튼이 구현될 수 있으며, 이것은 전자 디바이스의 통합을 용이하게 한다. 또한, 완충 구역의 설계에 의하면, 진동 영역의 진동이 하우징의 다른 부분으로 확산되는 것이 방지되고, 그럼으로써 진동 센서 컴포넌트의 정밀도와 신뢰성을 개선하고 우발적인 터치를 방지하는 기능을 구현할 수 있다. 사용자가 진동 영역을 제외한 하우징을 터치하면, 터치 힘은 진동 영역 내 하우징의 진동에 영향을 미치지 않고, 진동 센서 컴포넌트를 트리거하지 않는다.
다른 구현예에서, 본 출원은 또한 하우징 및 진동 센서를 포함하는 진동 센서 컴포넌트를 제공한다. 진동 센서는 구동 유닛 및 감지 검출 유닛을 포함한다. 구동 유닛은 진동을 발생시키고 하우징을 구동하여 진동시키도록 구성된다. 감지 검출 유닛은 하우징의 진동을 검출하고 검출 신호를 출력하도록 구성된다. 하우징상에 있고 구동 유닛 및/또는 감지 검출 유닛에 부착하는 데 사용되는 영역은 진동 영역이다. 구동 유닛 및/또는 감지 검출 유닛은 진동 영역의 내부 표면에 부착된다. 그루브가 하우징의 내부 표면상에 배치되고, 그루브는 진동 영역의 주변에 분포되고, 그루브는 하우징의 진동을 흡수하기 위해 사용되는 가요성 재료 또는 탄성 구조로 채워진다. 가요성 재료 또는 탄성 구조와 짝지은 그루브의 기능은 전술한 구현예의 범프의 기능과 유사하다.
본 출원에서 구동 유닛 및 감지 검출 유닛의 특정 디바이스는 예를 사용하여 설명되는 다음의 구현예를 포함한다. 구동 유닛은 압전 플레이트 구조 또는 자석 부분 및 코일을 포함하는 구동 구조를 가질 수 있으며, 감지 검출 유닛은 압전 플레이트 구조 또는 압전 저항 재료를 가질 수 있다. 다음에는 구동 유닛 및 감지 검출 유닛의 특정 구현예가 설명된다. 본 출원은 다음의 구현예에서 정의된 아키텍처로 제한되지 않는다. 구동 유닛이 진동을 발생시키고 하우징을 구동하여 진동시킬 수 있고, 감지 검출 유닛이 하우징의 진동 진폭을 감지할 수 있는 모든 솔루션은 본 출원의 범위에 속한다.
구현예에서, 도 13을 참조하면, 진동 센서(20)의 구동 유닛(21) 및 감지 검출 유닛(22)은 둘 모두 압전 플레이트 구조를 갖는다. 구동 유닛(21)은 하우징에 부착되도록 구성된 제 1 진동 시트(212)를 포함하고, 제 1 진동 시트(212)의 표면에는 구동 전극(214)이 배치되고, 구동 전극(214)은 신호 생성 회로(D)의 구동 신호(S1)를 수신하여 진동을 발생하도록 구성된다. 이러한 구현예에서, 구동 유닛(21)은 압전 플레이트 구조를 갖고, 제 1 진동 시트(212)는 캐리어이며 세라믹 재료일 수 있다. 구동 전극(214)은 제 1 진동 시트(212)의 표면상에 형성되고 신호 생성 회로(D)와 전기적으로 연결된다. 신호 생성 회로(D)는 구동 전극(214)을 향해 구동 신호(S1)를 생성하고, 구동 신호(S1)는 구형파, 정현파 또는 삼각파와 같은 교류 신호일 수 있으며, 구동 전극(214)은 구동 신호(S1)를 수신한 후에 진동을 발생한다.
감지 검출 유닛(22)은 제 2 진동 시트(222) 및 제 2 진동 시트(222)의 표면상에 형성된 유도 전극(224)을 포함한다. 유도 전극(224)은 검출 회로(T)에 전기적으로 연결되어 진동 신호(S2)를 검출 회로(T)에 전달하도록 구성된다. 검출 회로(T)는 검출 신호를 출력하도록 구성된다. 제 2 진동 시트(222)와 제 1 진동 시트(212)는 적층 방식으로 배치되어 전체적으로 연결된다. 구체적으로, 구동 유닛(21)과 감지 검출 유닛(22)은 접합 공정 또는 동시 소성 공정을 이용하여 서로 연결될 수 있다. 구동 전극(214)은 제 2 진동 시트(222)로부터 떨어져 있는 제 1 진동 시트(212)의 표면상에 위치하고, 유도 전극(224)은 제 1 진동 시트(212)로부터 떨어져 있는 제 2 진동 시트(222)의 표면상에 위치한다. 터치 버튼은 접지 층(G)을 더 포함한다. 접지 층(G)은 제 1 진동 시트(212)와 제 2 진동 시트(222) 사이에 샌드위치되어 있다. 감지 검출 유닛(22) 및 구동 유닛(21)은 접지 층(G)을 이용하여 접지된다. 구현예에서, 구동 유닛(21)이 하우징에 강제 진동을 발생시킬 수 있을 때, 진동은 구동 유닛(21)과 고정적으로 통합된 감지 검출 유닛(22)으로 직접 전달된다. 구동 유닛(21) 및 감지 검출 유닛(22)은 둘 모두 압전 플레이트 구조를 가지며, 이것은 압전 재료의 압전 효과 및 전기적 출력, 즉, 검출 신호의 생성을 용이하게 한다. 검출 신호는 진동 진폭일 수 있다. 하우징이 터치 힘을 받을 때, 터치 힘은 하우징의 진동을 억제하므로, 하우징의 진동 진폭이 명백하게 약화되고, 감지 검출 유닛(22)에 의해 출력되는 전압 진폭도 또한 약화되며, 검출 신호의 진폭은 임계치보다 작아진다. 이 경우, 비교 트리거 유닛은 트리거 신호를 출력한다.
도 14를 참조하면, 구현예에서, 구동 패드(P1)가 제 1 진동 시트(212)로부터 떨어져 있는 제 2 진동 시트(222)의 표면상에 배치되고, 구동 전극은 구동 패드에 전기적으로 연결되며, 구동 패드(P1)는 신호 생성 회로에 전기적으로 연결되도록 구성된다. 구체적으로, 구동 패드(P1)는 용접용 전선을 이용하여 신호 생성 회로(D)에 전기적으로 연결될 수 있다.
구현예에서, 접지 패드(P2)가 제 1 진동 시트(212)로부터 떨어져 있는 제 2 진동 시트(222)의 표면상에 배치된다. 접지 패드(P2)는 접지에 사용되며, 접지 층(G)은 접지 패드(P2)에 전기적으로 연결된다. 접지 패드(P2) 및 구동 패드(P1)는 제 2 진동 시트(222)의 가장자리에 위치하며, 유도 전극(224)과 절연되어 있다. 이러한 구현예에서, 하우징에 부착되는 진동 센서의 표면이 매끈하게 되도록 하기 위해, 접지 패드(P2) 및 구동 패드(P1)는 제 1 진동 시트(212)로부터 떨어져 있는 제 2 진동 시트(222)의 표면상에 배치되며, 제 1 진동 시트(212)는 제 2 진동 시트(222)와 케이싱(10) 사이에 위치한다. 이러한 아키텍처는 연결과 배선을 용이하게 한다. 물론, 접지 패드(P2)는 대안적으로 제 1 진동 시트(212) 및 제 2 진동 시트(222)의 측면에 배치될 수 있다.
도 15를 참조하면, 구현예에서, 감지 검출 유닛(22)은 제 1 진동 시트(212) 상에 배치된다. 감지 검출 유닛(22)은 유도 전극(224)을 포함한다. 유도 전극(224)은 검출 회로(T)에 전기적으로 연결되어 진동 신호(S2)를 검출 회로(T)에 전달하도록 구성된다. 검출 회로(T)는 검출 신호를 출력하도록 구성된다. 유도 전극(224)과 구동 전극(214)은 제 1 진동 시트(212)의 서로 다른 영역에 위치한다. 접지 층(G)이 또한 제 1 진동 시트(212) 상에 배치된다. 제 1 진동 시트(212)에 수직인 방향에서, 접지 층(G)은 구동 전극(214) 및 유도 전극(224)과 따로따로 맞은편에 있다. 이러한 구현예에서, 구동 유닛(21) 및 감지 검출 유닛(22)은 동일한 진동 시트 상에 배치되는데, 즉, 구동 유닛 및 감지 검출 유닛은 각각 하나의 압전 플레이트 구조의 서로 다른 영역에서 형성된다. 이러한 진동 센서는 이동 단말기에 적용되며, 이것은 내부 공간을 효과적으로 활용하는 데 도움이 된다.
구체적으로, 구현예에서, 유도 전극(224) 및 구동 전극(214)은 제 1 진동 시트(212)의 동일한 표면상에 배치된다. 접지 층(G)은 제 1 진동 시트(212)의 다른 표면상에 배치된다. 접지 층(G)이 위치하는 표면은 하우징(10)에 부착되도록 구성된다. 다른 구현예에서, 유도 전극 및 구동 전극은 제 1 진동 시트의 서로 다른 표면상에 배치된다. 접지 층은 제 1 진동 시트의 서로 다른 표면상에 분포된 제 1 접지 영역 및 제 2 접지 영역을 포함한다. 제 1 진동 시트에 수직인 방향에서, 제 1 접지 영역은 구동 전극과 맞은편에 있고, 제 2 접지 전극은 유도 전극과 맞은편에 있다.
도 16을 참조하면, 구현예에서, 구동 유닛(21)은 압전 플레이트 구조를 갖고, 하우징에 부착된 제 1 진동 시트(212)를 포함한다. 구동 전극(214)은 제 1 진동 시트(212)의 표면상에 배치되고, 구동 전극(214)는 신호 생성 회로(D)의 신호를 수신하여 진동을 발생시키도록 구성된다. 감지 검출 유닛(22)은 압전 저항 재료로 만들어지고, 감지 검출 유닛(22)은 제 1 진동 시트(212)에 부착되는데, 즉, 압전 저항 재료로 만들어진 감지 검출 유닛(22)은 제 1 진동 시트(212)와 통합된다. 감지 검출 유닛(22)은 제 1 진동 시트(212)의 진동에 의해 야기된 감지 검출 유닛(22)의 저항 변화를 검출함으로써 하우징(10)의 진동을 검출하도록 구성된다. 감지 검출 유닛(22)은 저항기(resistor)(R)를 형성하고, 저항기(R)의 양단에 위치하는 두 개의 출력 인터페이스(225)를 포함한다.
도 17을 참조하면, 구현예에서, 구동 유닛(21)은 자석(213) 및 코일(215)을 포함한다. 코일(215)은 신호 생성 회로(D)에 전기적으로 연결된다. 신호 생성 회로(D)는 코일(215)을 구동하여 전자기력 효과를 발생시켜서, 자석(213)이 진동을 발생하도록 한다. 자석(213)의 진동은 하우징을 구동하여 진동시킨다. 자석(213)은 하우징에 고정적으로 연결된다. 구현예에서, 감지 검출 유닛(22)은 압전 플레이트 구조를 갖고, 자석(213)과 감지 검출 유닛(22)은 통합된 구조를 형성한다. 특정 구조는 다음과 같다: 감지 검출 유닛은 진동 시트(221), 유도 전극(224) 및 접지 층(G)을 포함한다. 유도 전극(224)은 검출 회로(T)에 전기적으로 연결되어 진동 신호(S2)를 검출 회로(T)에 전달하도록 구성된다. 검출 회로(T)는 검출 신호를 출력하도록 구성된다. 유도 전극(224) 및 접지 층(G)은 각각 진동 시트(221)의 두 개의 마주하는 표면상에 위치한다. 진동 시트(221)에 수직인 방향에서, 접지 층(G)과 유도 전극(224)은 서로 맞은편에 있다. 자석(213)은 진동 시트(221)에 부착되어 진동 시트(221)를 진동시키도록 구동하고, 진동 시트(221)는 하우징에 부착되어 하우징을 진동시키도록 구동한다. 이러한 구현예에서, 자기 드라이브 및 압전 구조의 아키텍처가 사용되므로, 진폭은 여전히 낮은 전압에서 출력될 수 있고, 구동 유닛은 심지어 로컬 촉각 피드백(local tactile feedback)으로도 사용될 수 있다.
구현예에서, 진동 시트(221)는 하우징에 부착되고, 진동 시트(221)는 자석(213)과 하우징(10) 사이에 위치한다. 자석(213)은 유도 전극(224)이 배치된 진동 시트의 표면에 부착된다. 접지 층(G)이 배치된 진동 시트(221)의 표면은 하우징(10)에 부착된다.
도 18을 참조하면, 구현예에서, 구동 유닛(21)은 자석(213) 및 코일(215)을 포함한다. 감지 검출 유닛(22)은 압전 저항 재료로 만들어지며, 감지 검출 유닛(22)은 자석(213) 또는 하우징(10)에 부착된다. 다시 말해서, 감지 검출 유닛(22)은 자석(213)에 부착될 수 있고, 자석(213)은 하우징(10)에 부착되며; 또는 감지 검출 유닛(22) 및 자석(213)은 둘 모두 하우징(10)에 부착된다. 감지 검출 유닛(22)과 자석(213)은 연결될 수도 있고 또는 연결되지 않을 수도 있다. 이러한 구현예에서, 하우징의 진동은 감지 검출 유닛(22)의 저항 값의 변화를 이용하여 검출된다.
구현예에서, 자석(213)은 하우징에 부착된다. 감지 검출 유닛(22)은 압전 저항체(piezoresistive body)(227) 및 압전 저항체(227)의 표면상에 배치된 두 개의 연결 단부(225)를 포함한다. 압전 저항체(227)는 하우징(10)에 부착된다. 두 개의 연결 단부(225)는 하우징(10)으로부터 떨어져 있는 압전 저항체(227)의 표면상에 위치한다. 두 개의 연결 단부(225)는 압전 저항 검출 회로에 전기적으로 연결되도록 구성된다. 압전 저항 검출 회로는 압전 저항체의 저항 값의 변화에 기초하여 검출 신호를 출력하도록 구성되고, 저항 값의 변화는 검출 신호의 진폭이다.
구현예에서, 감지 검출 유닛은 감지 유닛, 증폭 회로 및 필터 회로를 포함한다. 감지 유닛은 하우징의 진동을 감지하여 신호를 출력하도록 구성되며, 감지 유닛에 의해 출력된 신호는 연속적으로 증폭 회로 및 필터 회로를 통과하여 검출 신호를 형성한다. 필터 회로는 다른 스트레스 간섭을 걸러 내도록 구성되어, 검출 신호가 하우징의 진동 정보에만 대응하도록 한다. 전술한 솔루션에서 감지 검출 유닛이 압전 플레이트 아키텍처일 때, 감지 유닛에 의해 출력되는 신호는 하우징의 진동의 진폭 신호이고, 전술한 솔루션에서 감지 검출 유닛이 압전 저항 재료로 만들어질 때, 감지 유닛에 의해 출력되는 신호는 저항 변화이다.
도 19를 참조하면, 구현예에서, 비교 트리거 유닛(30)은 기준 진폭 입력단(31), 검출 신호 입력단(32) 및 비교기(33)를 포함한다. 비교기(33)는 신호를 제어 유닛(300)으로 전달한다. 제어 유닛(300)은 전자 디바이스의 마스터 칩에 집적된 회로 유닛일 수도 있거나, 코프로세서 내 회로 유닛일 수 있다. 제어 유닛(300)은 대안적으로 마스터 칩 및 코프로세서와 독립적인 제어 칩일 수 있다. 비교기(33)의 제 1 단부는 기준 진폭 입력단(31)에 전기적으로 연결되고 임계치를 입력하도록 구성된다. 비교기(33)의 제 2 단부는 검출 신호 입력단(32)에 전기적으로 연결되고 감지 검출 유닛(20)에 의해 전달된 검출 신호를 입력하도록 구성된다. 비교기(33)는 검출 신호의 진폭을 임계치와 비교하도록 구성된다. 비교기(33)의 출력단은 제어 유닛(300)에 전기적으로 연결되어 비교 결과를 제어 유닛(300)에 출력하고, 제어 유닛(300)은 비교기(33)의 비교 결과에 기초하여 트리거 신호를 출력하도록 구성된다.
구현예에서, 비교 트리거 유닛(30)은 분압 회로(34)를 더 포함한다. 분압 회로(34)는 기준 진폭 입력단(31)과 비교기(33)의 제 1 단부 사이에 전기적으로 연결된다. 임계치가 전압 신호일 때, 분압 회로(34)는 임계치에 대해 전압 분할을 수행한 다음 임계치를 비교기(33)의 제 1 단부로 전달하도록 구성된다. 분압 회로(34)는 저항기(R1) 및 저항기(R2)를 포함한다.
구현예에서, 터치 버튼 컴포넌트는 진폭 판별 유닛(35)을 더 포함한다. 진폭 판별 유닛(35)은 하우징(10)의 외부 표면이 터치 힘을 받지 않을 때 복수의 검출 신호를 획득하고 - 검출 신호는 하우징(10)의 진동 진폭을 나타내는 데 사용됨 - ; 복수의 검출 신호 중 발생 확률이 가장 높은 값을 기준 값으로 사용하도록 구성된다. 기준 값은 임계치를 계산하는 데 사용된다. 구현예에서, 임계치를 계산하기 위한 특정 알고리즘은 임계치가 기준 값과 계수의 곱과 같다는 것이다. 계수의 값 범위는 0.1-0.9이다. 진폭 판별 유닛(35)은 검출 신호 입력단(32)과 비교기(33)의 제 2 단부 사이에 전기적으로 연결된다. 하우징의 외부 표면이 터치 힘을 받지 않을 때, 진폭 판별 유닛(35)에 의해 지속적으로 판독되는 검출 신호의 진폭이 안정적인 채로 유지되면, 진폭 판별 유닛(35)은 기준 값을 생성하고, 기준 진폭 입력단(31)은 기준 값을 비교기(33)에 설정한다.
구현예에서, 기준 값을 생성하기 위해 진폭 판별 유닛(35)에 의해 사용되는 알고리즘은 기준 값 = 진폭 판별 유닛에 의해 판독된 검출 신호의 진폭 × 계수라는 것이다. 계수의 값 범위는 0.1-0.9이다. 계수는 실험 데이터 및 사용자 경험에 기초하여 설정되며 사용된 하우징의 재료와 관련이 있고, 그래서 응용 환경에도 또한 관련이 있다.
구현예에서, 감지 검출 유닛은 감지 유닛, 증폭 회로 및 필터 회로를 포함한다. 감지 유닛은 하우징의 진동을 감지하여 신호를 출력하도록 구성된다. 감지 유닛에 의해 출력된 신호는 연속으로 증폭 회로 및 필터 회로를 통과하여 검출 신호를 형성한다. 필터 회로는 다른 스트레스 간섭을 걸러 내도록 구성되어, 검출 신호가 하우징의 진동 정보에만 대응하도록 한다.
구현예에서, 적어도 두 개의 터치 버튼 컴포넌트가 있다. 이동 단말기는 일반 구동 모듈을 더 포함한다. 일반 구동 모듈은 터치 버튼 사이의 누화를 줄이기 위해 적어도 두 개의 터치 버튼의 구동 유닛을 순차적으로 비동기적으로 구동한다. 다음은 제 1 터치 버튼과 제 2 터치 버튼을 예로서 사용하여 순차 비동기적 구동을 설명한다. 첫째, 제 1 터치 버튼의 구동 유닛이 일정 기간 동안 구동된다(기간은 밀리 초 단위, 즉 수 밀리 초 또는 수십 밀리 초이다). 동시에, 제 1 터치 버튼의 감지 검출 유닛이 검출을 수행한다. 제 1 터치 버튼의 비교 트리거 유닛이 결정을 수행한 다음, 결정 결과에 기초하여 제 1 터치 버튼을 트리거할지를 결정한다. 그 다음에, 제 1 터치 버튼의 구동이 디스에이블되고, 제 2 터치 버튼이 동일한 기간 동안 구동되기 시작한다. 동시에, 제 2 터치 버튼의 감지 검출 유닛이 검출을 수행한다. 제 2 터치 버튼의 비교 트리거 유닛이 결정을 수행한 다음, 결정 결과에 기초하여 제 2 터치 버튼을 트리거할지를 결정한다. 터치 버튼이 두 개뿐이면, 두 개의 터치 버튼이 순차적으로 비동기적으로 구동된다(또한 순차적으로 순환 구동하는 것으로 이해될 수 있다). 이러한 구동 및 검출 방식은 인접한 터치 버튼들 사이의 간섭을 줄여준다.
전술한 설명은 본 발명의 특정 실시예일뿐이지, 본 발명의 보호 범위를 제한하려는 것은 아니다. 본 발명에 개시된 기술적 범위 내에서 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 파악되는 임의의 변형 또는 대체는 본 발명의 보호 범위 내에 속할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 청구항의 보호 범위의 대상이 될 것이다.

Claims (15)

  1. 하우징, 진동 센서 및 비교 트리거 유닛을 포함하는 터치 버튼 컴포넌트로서,
    상기 진동 센서는 구동 유닛 및 감지 검출 유닛을 포함하고, 상기 구동 유닛 및 상기 감지 검출 유닛은 상기 하우징의 진동 영역의 내부 표면에 부착되고, 상기 구동 유닛은 진동을 발생시키고 상기 하우징을 구동하여 진동시키도록 구성되고, 상기 감지 검출 유닛은 상기 하우징의 진동을 검출하고 검출 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 비교 트리거 유닛은 상기 검출 신호를 수신하고 상기 검출 신호가 사용자의 터치 습관에 부합하는 범위 내에 속하는지를 결정하며, 상기 검출 신호가 상기 사용자의 상기 터치 습관에 부합하는 상기 범위 내에 속할 때 트리거 신호를 출력하도록 구성되며,
    완충 구역이 상기 하우징의 내부 표면상에 배치되고, 상기 완충 구역은 상기 진동 영역을 둘러싸고, 상기 하우징의 상기 내부 표면상에 볼록하게 배치되는 하나 이상의 범프가 상기 완충 구역상에 배치되거나, 또는, 그루브(groove)가 상기 하우징의 내부 표면상에 배치되고, 상기 그루브는 상기 진동 영역의 주변에 분포되고, 상기 그루브는 가요성 재료 또는 탄성 구조로 채워지는
    터치 버튼 컴포넌트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교 트리거 유닛은 또한 상기 검출 신호를 임계치와 비교하여 비교 결과를 획득하고, 상기 비교 결과를 출력하도록 구성되며, 상기 임계치는 상기 사용자의 상기 터치 습관에 부합하는 상기 범위의 경계 값(boundary value)이고, 상기 비교 결과가 상기 검출 신호가 상기 사용자의 상기 터치 습관에 부합하는 상기 범위 내에 속한다고 표시할 때, 상기 비교 트리거 유닛에 의해 출력된 상기 비교 결과는 상기 트리거 신호로서 사용되는
    터치 버튼 컴포넌트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 임계치는 제 1 범위의 하한치의 0.1-0.9 배이고, 상기 제 1 범위는 상기 하우징이 터치되지 않을 때 상기 감지 검출 유닛에 의해 출력되는 상기 검출 신호의 범위인
    터치 버튼 컴포넌트.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 임계치는 제 1 범위의 상한치의 1.1 배 이상이고, 상기 제 1 범위는 상기 하우징이 터치되지 않을 때 상기 감지 검출 유닛에 의해 출력되는 상기 검출 신호의 범위인
    터치 버튼 컴포넌트.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 터치 버튼 컴포넌트는 진폭 판별 유닛을 더 포함하고, 상기 진폭 판별 유닛은 상기 하우징의 외부 표면이 터치 힘(touch force)을 받지 않을 때 복수의 검출 신호를 획득하고, 상기 복수의 검출 신호 중 발생 확률이 가장 높은 값을 기준 값으로 사용하도록 구성되고, 상기 기준 값은 상기 임계치를 계산하기 위해 사용되고, 상기 임계치는 상기 기준 값과 계수의 곱과 같고, 상기 계수의 값 범위는 0.1-0.9인
    터치 버튼 컴포넌트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 신호는 상기 하우징의 진동 진폭을 나타내기 위해 사용되고, 상기 사용자의 상기 터치 습관에 부합하는 상기 범위는 상기 사용자에 의해 상기 터치 버튼을 트리거하는 데 사용되는 습관 힘(habit force)을 상기 진동 영역이 받은 후에 상기 하우징의 상기 진동 영역의 진폭 범위인
    터치 버튼 컴포넌트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    오목 부분이 상기 하우징의 외부 표면상에 배치되고, 상기 진동 영역은 상기 오목 부분의 바닥에 위치하고, 상기 오목 부분의 상기 바닥의 두께는 상기 오목 부분의 주변에 위치한 상기 하우징의 부분의 두께보다 작은
    터치 버튼 컴포넌트.
  8. 전자 디바이스로서,
    상기 전자 디바이스는 케이싱, 칩 및 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 터치 버튼 컴포넌트를 포함하고, 상기 터치 버튼 컴포넌트의 하우징은 상기 케이싱의 부분이고, 상기 칩은 상기 터치 버튼 컴포넌트에 의해 출력되는 상기 트리거 신호를 수신하도록 구성되는
    전자 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 케이싱은 전면 패널, 중간 프레임 및 후면 커버를 포함하고, 상기 터치 버튼 컴포넌트의 상기 하우징은 상기 중간 프레임의 외부 프레임인
    전자 디바이스.
  10. 하우징 및 진동 센서를 포함하는 진동 센서 컴포넌트로서,
    상기 진동 센서는 구동 유닛 및 감지 검출 유닛을 포함하고, 상기 구동 유닛은 진동을 발생시키고 상기 하우징을 구동하여 진동시키도록 구성되고, 상기 감지 검출 유닛은 상기 하우징의 진동을 검출하고 검출 신호를 출력하도록 구성되고, 완충 구역이 상기 하우징의 내부 표면상에 볼록하게 배치되고, 상기 완충 구역에 의해 에워싸인 영역이 진동 영역이고, 상기 하우징의 상기 내부 표면에 볼록하게 배치된 하나 이상의 범프가 상기 완충 구역상에 배치되고, 상기 구동 유닛 및 상기 감지 검출 유닛은 상기 진동 영역의 내부 표면에 부착되는
    진동 센서 컴포넌트.
  11. 하우징 및 진동 센서를 포함하는 진동 센서 컴포넌트로서,
    상기 진동 센서는 구동 유닛 및 감지 검출 유닛을 포함하고, 상기 구동 유닛은 진동을 발생시키고 상기 하우징을 구동하여 진동시키도록 구성되고, 상기 감지 검출 유닛은 상기 하우징의 진동을 검출하고 검출 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 하우징상에 있고 상기 구동 유닛 및 상기 감지 검출 유닛에 부착하는 데 사용되는 영역이 진동 영역이고, 상기 구동 유닛 및 상기 감지 검출 유닛은 상기 진동 영역의 내부 표면에 부착되고, 그루브가 상기 하우징의 내부 표면상에 배치되고, 상기 그루브는 상기 진동 영역의 주변에 분포되고, 상기 그루브는 가요성 재료 또는 탄성 구조로 채워지는
    진동 센서 컴포넌트.
  12. 전자 디바이스로서,
    상기 전자 디바이스는 케이싱, 칩 및 제 10 항 또는 제 11 항에 따른 진동 센서 컴포넌트를 포함하고, 상기 진동 센서 컴포넌트의 하우징은 상기 케이싱의 부분이고, 상기 칩은 상기 센서 컴포넌트에 의해 출력되는 상기 검출 신호를 수신하도록 구성되는
    전자 디바이스.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 케이싱은 전면 패널, 중간 프레임 및 후면 커버를 포함하고, 상기 진동 센서 컴포넌트의 상기 하우징은 상기 중간 프레임의 외부 프레임인
    전자 디바이스.
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020207028809A 2018-03-19 2019-02-28 터치 버튼 컴포넌트, 진동 센서 컴포넌트 및 전자 디바이스 KR102394607B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810224372.0 2018-03-19
CN201810224372.0A CN110289844B (zh) 2018-03-19 2018-03-19 触压按键组件、振动传感器组件和电子设备
PCT/CN2019/076506 WO2019179297A1 (zh) 2018-03-19 2019-02-28 触压按键组件、振动传感器组件和电子设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200127027A KR20200127027A (ko) 2020-11-09
KR102394607B1 true KR102394607B1 (ko) 2022-05-04

Family

ID=67986664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207028809A KR102394607B1 (ko) 2018-03-19 2019-02-28 터치 버튼 컴포넌트, 진동 센서 컴포넌트 및 전자 디바이스

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11409362B2 (ko)
EP (1) EP3757732B1 (ko)
KR (1) KR102394607B1 (ko)
CN (1) CN110289844B (ko)
WO (1) WO2019179297A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111757760A (zh) * 2020-05-20 2020-10-09 焦旭 公共设备的操控部件
CN111740733B (zh) * 2020-06-10 2022-05-27 瑞声科技(南京)有限公司 触摸开关及其控制方法
KR102647699B1 (ko) * 2021-10-08 2024-03-14 (주)라이빅 차량의 내부 구조물

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120270605A1 (en) * 2011-04-25 2012-10-25 Garrone Ryan J Vibration Sensing System and Method for Categorizing Portable Device Context and Modifying Device Operation
JP2014067219A (ja) * 2012-09-26 2014-04-17 Murata Mfg Co Ltd 触覚提示装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2008146678A1 (ja) * 2007-05-23 2010-08-19 日本電気株式会社 圧電アクチュエータ及び電子機器
EP2350795B1 (en) * 2008-10-14 2017-04-05 Hochschule für angewandte Wissenschaften Fachhochschule Coburg Touch sensor and method for determining the position of a touch
KR101516982B1 (ko) 2008-12-24 2015-04-30 삼성전자주식회사 진동 터치 센서와 진동 터치 센싱 방법 및 진동 터치 스크린 디스플레이 패널
JP2010244253A (ja) * 2009-04-03 2010-10-28 Sony Corp 情報処理装置、通知方法、およびプログラム
US8633916B2 (en) 2009-12-10 2014-01-21 Apple, Inc. Touch pad with force sensors and actuator feedback
US8432368B2 (en) * 2010-01-06 2013-04-30 Qualcomm Incorporated User interface methods and systems for providing force-sensitive input
JP2011242386A (ja) 2010-04-23 2011-12-01 Immersion Corp 接触センサと触覚アクチュエータとの透明複合圧電材結合体
US8519982B2 (en) 2010-06-21 2013-08-27 Sony Corporation Active acoustic touch location for electronic devices
KR101402535B1 (ko) * 2012-06-20 2014-06-02 한국과학기술원 터치 센싱 장치 및 방법
JP2014123292A (ja) * 2012-12-21 2014-07-03 Panasonic Corp 振動制御装置、タッチパネル入力装置、および振動制御方法
CN203326978U (zh) * 2013-06-14 2013-12-04 深圳欧菲光科技股份有限公司 按键模块及具有该按键模块的触摸电子设备
CN104821813B (zh) * 2015-05-21 2018-07-31 广东安居宝数码科技股份有限公司 基于压电效应的按键输入装置和方法
CN106301324B (zh) * 2015-06-05 2023-05-09 深圳纽迪瑞科技开发有限公司 压力感应按键结构及具有该压力感应按键结构的终端设备
US9851848B2 (en) * 2015-12-14 2017-12-26 Microsoft Technology Licensing, Llc Touch sensitive device casing
JP2018036959A (ja) * 2016-09-01 2018-03-08 株式会社デンソーテン 制御装置、入力装置、入力システム、表示装置および制御方法
DK201670728A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-19 Apple Inc Devices, Methods, and Graphical User Interfaces for Providing Feedback During Interaction with an Intensity-Sensitive Button
US10276002B2 (en) * 2017-01-13 2019-04-30 Intel Corporation Apparatus and method for modifying a haptic output of a haptic device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120270605A1 (en) * 2011-04-25 2012-10-25 Garrone Ryan J Vibration Sensing System and Method for Categorizing Portable Device Context and Modifying Device Operation
JP2014067219A (ja) * 2012-09-26 2014-04-17 Murata Mfg Co Ltd 触覚提示装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110289844B (zh) 2021-01-29
KR20200127027A (ko) 2020-11-09
EP3757732A1 (en) 2020-12-30
US20210004089A1 (en) 2021-01-07
EP3757732A4 (en) 2021-11-17
CN110289844A (zh) 2019-09-27
WO2019179297A1 (zh) 2019-09-26
EP3757732B1 (en) 2023-05-31
US11409362B2 (en) 2022-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102394607B1 (ko) 터치 버튼 컴포넌트, 진동 센서 컴포넌트 및 전자 디바이스
CN105068680B (zh) 一种具有触感振动功能的触控笔
JP5919025B2 (ja) 電子機器
WO2012114761A1 (ja) 電子機器
US20130201127A1 (en) Input device
EP3165997B1 (en) Automotive input apparatus comprising a touch sensitive input device
US9176585B2 (en) Touch panel support
JP2012190452A (ja) 電子機器
JP2012190450A (ja) 電子機器
JP2012173955A (ja) 電子機器
CN110187757B (zh) 触压按键组件、控制电路及电子设备
JP2022529577A (ja) タッチキーアセンブリ、制御回路、および電子デバイス
JP5767995B2 (ja) 電子機器
JPWO2013027374A1 (ja) 電子機器
CN206574060U (zh) 具有力检测的电子设备
JP5805571B2 (ja) 電子機器
US8319670B2 (en) Input arrangement
CN115079815A (zh) 被配置为利用惯性致动器提供局部触觉反馈的模块化系统
JP5719196B2 (ja) 電子機器
JP6664079B2 (ja) 入力装置
JP2012185815A (ja) 電子機器
CN114051603A (zh) 具有匹配的向触碰件中的振动耦合以产生触觉反馈的操作元件
JP5715862B2 (ja) 電子機器
JP6443989B2 (ja) 入力装置
CN217443836U (zh) 触控板、振动马达和电子设备

Legal Events

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