RU2564042C2 - Наручные часы с тактильными областями емкостного типа, содержащие аккумуляторный отсек, закрытый электропроводящей крышкой - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение относится к часовому изделию наручного типа с емкостными сенсорными областями. Часы с емкостными зонами (14) содержат корпус (24), изготовленный из электронепроводящего материала и имеющий отсек, в котором расположена батарейка (28), закрытый электропроводящей крышкой (30) аккумуляторного отсека, установленной в корпусе (24) наручных часов. При этом между электропроводящей крышкой (30) и одной из клемм батарейки (28) установлена электропроводящая уплотнительная прокладка (32). Технический результат заключается в создании часов с емкостными сенсорными областями, снабженных средствами установки одинакового потенциала у системы обнаружения и пользователя наручных часов. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к часовому изделию наручного типа с емкостными сенсорными областями, содержащему аккумуляторный отсек, закрытый электропроводящей крышкой. В частности, настоящее изобретение относится к наручным часам подобного типа, содержащим аккумуляторный отсек, закрытый электропроводящей крышкой, улучшающей функционирование наручных часов.

Наручные часы с емкостными сенсорными областями, в частности, включают в себя часовое стекло, изготовленное из прозрачного органического или минерального материала, расположенное над устройством часовой индикации. Устройство часовой индикации может быть аналогого типа. В этом случае оно состоит из циферблата, над которым передвигаются, например, часовая и минутная стрелки. Устройство часовой индикации также может быть цифрового типа. В этом случае оно включает в себя отображающую ячейку, оптические свойства которой меняются в результате подачи соответствующего напряжения или тока. Для формирования сенсорных областей возможно, например, расположить электроды, изготовленные из прозрачного проводящего материала, такого как оксид индия и олова или ITO, на поверхности стекла оппозитно устройству отображения времени.

В положении покоя при помощи воздуха, от которого они отделены часовым стеклом, сенсорные области образуют две обкладки конденсатора, обладающие определенной емкостной величиной. Подобная емкостная величина определяется суммой разных конструктивных емкостей электронной системы, связанной с электродом, образующим сенсорную область. Емкостное значение изменяется после того, как пользователь касается пальцем внешней поверхности стекла и электрода, образующего конкретную сенсорную область. Касание пальцем увеличивает конструктивные емкости, а следовательно, меняет общую емкость, регистрируемую электронной системой управления наручных часов. Электронная система управления, находящаяся в корпусе наручных часов, обнаруживает подобное изменение и на основании подобных изменений отдает соответствующие команды. После получения подобной информации электронная цепь управления выполняет необходимые действия.

Следует понимать, что для того, чтобы наручные часы с емкостными сенсорными областями функционировали правильно, электронная система наручных часов должна максимально точно определять емкостные изменения в сенсорных областях, выбираемых пользователем, который касается их своим пальцем. В зависимости от типа материала, используемого при производстве наручных часов, могут возникать ситуации, когда емкостные изменения, возникающие при касании пальцем пользователя стекла наручных часов, будут весьма незначительными по сравнению с величиной конструктивной емкости, а следовательно, их определение будет затруднено. Вследствие этого электронные системы обнаружения наручных часов могут быть неспособны обнаруживать касание пальцем пользователя выбранных сенсорных областей и выполнять необходимые пользователю действия, что создает проблему.

Если корпус наручных часов является металлическим корпусом, то подобная проблема не возникает, поскольку, нося часы на запястье, пользователь устанавливает электрический потенциал своего тела в качестве внутреннего опорного потенциала, известного электронной системе наручных часов. Поэтому, когда пользователь касается пальцем стекла наручных часов, все элементы, задействуемые в определении емкостных изменений, включая человека, носящего наручные часы, имеют одинаковый потенциал, являющийся внутренним опорным потенциалом, известным электронной системе наручных часов. На самом деле подобные элементы являются частью замкнутого электрического контура, формируемого между пальцем правой руки пользователя и левым запястьем. Поскольку все элементы электронной системы наручных часов имеют одинаковый внутренний опорный потенциал, дополнительный емкостной эффект, возникающий при касании пальцем пользователя сенсорных клавиш всегда, независимо от обстоятельств, имеет, по существу, одинаковую величину, что значительно улучшает обнаруживающую способность электронной системы обнаружения наручных часов.

Проблема возникает, когда корпуса наручных часов изготавливаются из электронепроводящего материала, такого как пластик. На самом деле в этом случае потенциал человека, носящего наручные часы, не устанавливается в качестве внутреннего опорного потенциала электронной системы наручных часов, а следовательно, является переменным. В результате этого потенциал человека, носящего наручные часы, значительно отличается в зависимости от особенностей человека и обстоятельств в определенный момент времени, поэтому изменение емкости, возникающее при касании пальцем пользователя стекла часов, не является воспроизводимым и может создавать ситуации, когда электронная система наручных часов окажется неспособной определять наличие пальца владельца на сенсорной клавише. Для избежания подобной проблемы одно из решений, например, заключается в заполнении пластикового материала проводящими частицами. Однако в этом случае проводящие частицы придают пластику темный цвет и полностью лишают дизайнера наручных часов возможности выбора цвета корпуса наручных часов.

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы устранить вышеупомянутые недостатки, а также предложить наручные часы с емкостными сенсорными областями, снабженные средствами установки одинакового потенциала у системы обнаружения и владельца наручных часов.

Таким образом, настоящее изобретение относится к наручным часам с емкостными сенсорными областями, содержащим корпус, изготовленный из электронепроводящего материала, указанный корпус включает в себя аккумуляторный отсек с находящейся в нем батарейкой, который закрыт электропроводящей крышкой аккумуляторного отсека, электропроводящая крышка аккумуляторного отсека закреплена в корпусе наручных часов, а между крышкой аккумуляторного отсека и электродом батарейки установлена электропроводящая уплотнительная прокладка.

Настоящим изобретением предлагаются наручные часы с тактильными областями емкостного типа, корпус которых, несмотря на то, что он изготовлен из электронепроводящего материала, тем не менее позволяет создать у всех его элементов, включая тело человека, носящего наручные часы, задействуемых для определения изменения емкости сенсорной области, одинаковый электрический потенциал. Таким образом, становится возможным исключить практически любые отклонения емкостных величин, возникающих, когда владелец наручных часов касается пальцем определенной сенсорной клавиши на стекле наручных часов, и в конечном итоге обеспечить бесперебойное функционирование наручных часов. На самом деле за счет использования электропроводящей уплотнительной прокладки, когда владелец касается пальцем стекла наручных часов, между пальцем пользователя, стеклом наручных часов, сенсорной областью, которой касается палец пользователя, печатной платой, на которую установлена электронная цепь управления сенсорными областями, батарейкой, крышкой аккумуляторного отсека, с которой батарейка контактирует через уплотнительную прокладку, и запястьем пользователя, с которым соприкасается крышка аккумуляторного отсека, образуется замкнутая цепь.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятны из последующего подробного описания типового варианта осуществления наручных часов с емкостными сенсорными областями по изобретению, данный пример используется исключительно в качестве неограничивающей иллюстрации со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором единственная фигура является схематичным изображением в поперечном сечении наручных часов с емкостными сенсорными областями по изобретению, снабженных аккумуляторным отсеком.

Настоящее изобретение основано на общей идее, заключающейся в оснащении аккумуляторного отсека наручных часов с сенсорными клавишами, корпус которых изготовлен из электронепроводящего материала, например заполненного проводящими частицами эластомера, электропроводящей крышкой аккумуляторного отсека, снабженной уплотнительной прокладкой, изготовленной из проводящего материала, таким образом, чтобы, когда владелец часов касается пальцем стекла наручных часов, все элементы, задействуемые в обнаружении изменения емкости, включая тело владельца, имели одинаковый электрический потенциал, соответствующий внутреннему опорному потенциалу электронной системы наручных часов. Следовательно, становится возможным создавать одинаковый электрический потенциал в системе обнаружения и у владельца наручных часов, что значительно повышает способность электронной системы наручных часов по обнаружению дополнительной емкости, возникающей при касании пальца пользователя сенсорного стекла, обеспечив за счет этого исправное функционирование наручных часов.

На единственной фигуре, прилагаемой к настоящему описанию, показан схематический вид в поперечном сечении наручных часов с емкостными сенсорными областями. Обозначенные в целом ссылочной позицией 1, данные наручные часы включают в себя прозрачное стекло 2, изготовленное из органического или минерального материала. Подобное стекло закрывает аналоговое устройство 4 отображения времени, содержащее циферблат 6, сверху которого перемещаются часовая стрелка 8 и минутная стрелка 10. По меньшей мере, один электрод, образующий сенсорную область 14, встроен в поверхность 12 стекла 2 оппозитно устройству 4 отображения времени. Подобная сенсорная область 14 изготовлена из прозрачного электропроводящего материала, такого как оксид индия и олова.

За счет области, от которой сенсорная область 14 отделена часовым стеклом 2, она образует две обкладки конденсатора С2, обладающего определенной емкостью. Подобная емкостная величина С2 складывается из всех конструктивных емкостей, находящихся вокруг электрода, как внутри наручных часов (печатная плата 22, металлические элементы, приводы, соединители и прочие элементы), так и снаружи (рука пользователя, окружающая среда).

Величина емкости С2 меняется, когда владелец касается своим пальцем 16 стекла 2 наручных часов в сенсорной области 14. Подобная сенсорная область 14 соединена с интегрированной цепью 18 управления при помощи соединителя 20, проходящего вертикально между стеклом 2 наручных часов и печатной платой 22, на которой установлена интегрированная цепь 18 управления. Соединитель 20 является соединителем типа «зебра», который проводит электричество только в вертикальном направлении.

Когда пользователь касается пальцем 16 стекла 2, обращенного в сторону сенсорной области 14, он изменяет величину С2 ее емкости. Это изменение емкости обнаруживается интегрированной цепью 18 управления, которая после получения подобной информации выполняет соответствующие действия.

В случае металлического корпуса наручных часов все элементы, задействуемые для обнаружения изменения емкости сенсорной области, включая тело владельца наручных часов, имеют одинаковый электрический потенциал, соответствующий внутреннему опорному потенциалу электронной системы наручных часов. На самом деле подобные компоненты являются частью электрического контура, проходящего от запястья пользователя и замыкающегося на пальце пользователя. В результате все компоненты имеют одинаковый электрический потенциал, что исключает любые колебания в случае создания пальцем пользователя дополнительной емкости и значительно повышает эффективность обнаружения дополнительной емкости электронной системой наручных часов. За счет этого оптимизируется изменение емкости, регистрируемое системой обнаружения, между пальцем пользователя и соответствующей сенсорной областью, что исключает любую вероятность сбоя при обнаружении пальца пользователя электронной цепью управления.

В случае наручных часов с емкостными сенсорными областями, корпус которых изготовлен из электронепроводящего материала, например пластика, дело обстоит иначе. На самом деле корпус выступает в качестве электроизоляционного элемента и препятствует созданию электрического контура между пальцем, различными компонентами, задействуемыми в обнаружении емкостного изменения в сенсорной области, и запястьем пользователя, замыкаемого пальцем пользователя. В итоге тело пользователя, играющее определенную роль при обнаружении емкостных изменений, имеет переменный потенциал по сравнению с внутренним потенциалом наручных часов, а обнаружение дополнительной электрической емкости, создаваемой пальцем пользователя, представляется затруднительным для системы обнаружения. Для устранения данной проблемы одно из решений может заключаться в заполнении пластикового материала проводящими частицами. Однако в этом случае получаемый в результате пластиковый материал будет иметь темный цвет, а дизайнер будет лишен возможности выбора цвета корпуса наручных часов.

Согласно изобретению корпус 24 наручных часов 1 включает в себя аккумуляторный отсек 26, в котором находится батарейка 28. Этот аккумуляторный отсек 26 закрыт электропроводящей крышкой 30, а между электропроводящей крышкой 30 и батарейкой 28 находится уплотнительная прокладка 32, изготовленная из электропроводящего материала. Данная прокладка 32, уплотняющая аккумуляторный отсек 26, также обеспечивает непрерывную электропроводимость между одной из клемм батарейки 28 и электропроводящей крышкой 30. Прокладка 32 может быть, например, изготовлена из заполненного проводящими частицами эластомера. Электрический контакт между крышкой 30 аккумуляторного отсека и батарейкой 28 можно дополнительно улучшить за счет помещения между двумя этими элементами слоя из проводящей консистентной смазки. Другая клемма батарейки 28 соединена с печатной платой 22 для запитывания интегрированной цепи 18 управления и сенсорной области 14.

Таким образом, благодаря настоящему изобретению все элементы, задействуемые для обнаружения изменений электрической емкости в сенсорной области, входят в замкнутый проводящий контур между пальцем пользователя и запястьем. В частности, электропроводящая уплотнительная прокладка 32 используется для замыкания контура 34 между пальцем 16 пользователя, касающимся стекла 2 наручных часов 1, стеклом 2, сенсорной областью 14, интегрированной цепью 18 управления, батарейкой 28, уплотнительной прокладкой 32, крышкой 30 аккумуляторного отсека и запястьем 36 пользователя. За счет этого между запястьем 36 пользователя, крышкой 30 аккумуляторного отсека, уплотнительной прокладкой 32, батарейкой 28, печатной платой 22, электрическим соединителем 20, сенсорной областью 14 и стеклом 2 наручных часов 1 создается электрическая емкость С2. Поскольку все данные элементы имеют одинаковый электрический потенциал, это значительно улучшает дополнительный емкостной эффект С1, создаваемый пальцем пользователя, и соответственно оптимизирует изменение величины емкости, регистрируемой системой обнаружения. Следовательно, исключается любая ошибочная оценка емкостных изменений интегрированной цепью управления наручных часов.

Claims (8)

1. Наручные часы с емкостными зонами (14), содержащие корпус (24), изготовленный из электронепроводящего материала и имеющий отсек, в котором расположена батарейка (28), закрытый электропроводящей крышкой (30) аккумуляторного отсека, установленной в корпусе (24) наручных часов, при этом между электропроводящей крышкой (30) и одной из клемм батарейки (28) установлена электропроводящая уплотнительная прокладка (32).

2. Часы по п.1, характеризующиеся тем, что крышка (30) аккумуляторного отсека изготовлена из электропроводящего металлического материала.

3. Часы по п.1, характеризующиеся тем, что уплотнительная прокладка (32) изготовлена из заполненного проводящими частицами эластомерного материала.

4. Часы по п.2, характеризующиеся тем, что уплотнительная прокладка (32) изготовлена из заполненного проводящими частицами эластомерного материала.

5. Часы по п.1, характеризующиеся тем, что между крышкой (30) аккумуляторного отсека и уплотнительной прокладкой (32) нанесен слой из проводящей консистентной смазки.

6. Часы по п.2, характеризующиеся тем, что между крышкой (30) аккумуляторного отсека и уплотнительной прокладкой (32) нанесен слой из проводящей консистентной смазки.

7. Часы по п.3, характеризующиеся тем, что между крышкой (30) аккумуляторного отсека и уплотнительной прокладкой (32) нанесен слой из проводящей консистентной смазки.

8. Часы по п.4, характеризующиеся тем, что между крышкой (30) аккумуляторного отсека и уплотнительной прокладкой (32) нанесен слой из проводящей консистентной смазки.