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力检测输入结构制造技术

技术编号:25184379 阅读:24 留言:0更新日期:2020-08-07 21:12
本申请涉及力检测输入结构。本发明专利技术提供了一种输入机构,所述输入机构诸如表冠检测施用力的量。在各种实施例中,包括输入机构的组件具有壳体;杆状物,该杆状物耦接到该壳体,使得该杆状物能够相对于该壳体旋转、平移和横向移动;传感器,该传感器耦接在该杆状物和外壳之间,当该杆状物相对于该外壳移动时,力被传递到该传感器;以及处理单元,该处理单元耦接到该传感器。该处理单元可操作以基于来自该传感器的信号确定力的测量。

【技术实现步骤摘要】
力检测输入结构本申请是申请日为2017年6月30日、申请号为201780020801.6、名称为“力检测输入结构”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用该专利合作条约专利申请要求2016年7月25日提交的且题为“Force-DetectingInputStructure”的美国非临时申请No.15/219,253的优先权,该申请的内容全文以引用方式并入本文。
所描述的实施方案整体涉及诸如表冠的输入机构。更特别地,本实施方案涉及检测施用的力的量的输入机构,诸如表冠。
技术介绍
许多设备(诸如可穿戴电子设备)使用各种输入机构来接收用户输入。许多设备特别是小外形设备诸如手表、智能手表、可穿戴设备等可具有有限数量的输入机构。例如,许多手表包括表冠或类似的输入机构。一些表冠能够被旋转以卷绕手表。其他表冠可能够平移到时间改变的位置,于是其他表冠能够被旋转以改变手表的时间。
技术实现思路
本公开涉及检测施用力的输入机构,诸如表冠、按钮、键、表面等。输入机构可包括在电子设备中。用户可通过旋转输入机构、平移输入机构、横向移动输入机构等提供输入。输入机构可包括一个或多个力传感器,电子设备可使用该力传感器以确定施用到输入机构的力的非二进制量。由于电子设备可确定对应于不同类型的运动的力的非二进制量,所以输入机构可用于接收多种不同的输入。在各种实施方案中,电子设备包括外壳、耦接到外壳的轴环,以及从轴环延伸的输入结构。轴环包括可移动导体、导电元件和限定在可移动导体和导电元件之间的隔离件。输入结构的运动改变了可移动导体和导电元件之间的电容。在一些实施例中,电子设备还包括处理单元,处理单元可操作以基于电容的改变确定施用到输入结构的力的量。在多个实施例中,电子设备还包括设置在隔离件内的硅氧烷。在各种实施例中,导电元件包括柔性电路,该柔性电路延伸穿过轴环的至少一部分到外壳中。在一些实施例中,轴环包括内芯,导电元件耦接到内芯;以及设置在隔离件中的柔顺材料,所述隔离件耦接导电元件和可移动导体。在多个实施例中,输入结构可操作以在不改变可移动导体与导电元件之间的电容的情况下移动。在一些实施方案中,输入机构组件包括壳体,以及杆状物,该杆状物耦接到壳体,使得杆状物能够相对于壳体旋转、可朝向和远离壳体平移,以及能够相对于壳体横向移动。输入机构组件还包括传感器,该传感器耦接在杆状物和壳体之间,当杆状物相对于壳体横向移动时将力传递到传感器;以及处理单元,处理单元耦接到传感器,可操作以基于来自传感器的信号确定力的测量。处理单元也可操作以确定杆状物横向移动的方向。在各种实施例中,传感器是应变仪。在其他实施例中,传感器包括第一导体、第二导体,以及使第一导体和第二导体隔开的电介质。电介质可为柔顺材料。在多个实施例中,输入机构组件还包括耦接到外壳的轴环,并且传感器将杆状物耦接到轴环。在各种实施例中,输入机构组件还包括无线传输机构,无线传输机构无线地耦接处理单元和传感器。在一些实施例中,输入机构组件还包括附加传感器,附加传感器耦接在杆状物和处理单元之间,并且处理单元可操作以基于来自附加传感器的信号确定使杆状物平移的力的测量。在多个实施方案中,一种电子设备,包括:主体;耦接器,该耦接器至少部分地定位在主体内;输入机构,该输入机构连接到该耦接器,可操作以相对于该主体移动;电容传感器,该电容传感器耦接到该输入机构,当该输入机构移动时,将力传递到该电容传感器;以及处理单元,该处理单元可操作以基于该电容传感器的电容的改变来确定力的量。在各种实施例中,耦接器包括电容传感器。在一些实施例中,电容传感器包括第一电容元件、第二电容元件,以及柔顺材料,该柔顺材料定位在第一电容元件和第二电容元件之间。在此类实施例的一些具体实施中,柔顺材料在耦接器和主体之间延伸,并且将耦接器密封到主体。在一些实施例中,输入机构相对于主体横向移动。在各种实施例中,输入机构的一部分移动到更靠近主体。在多个实施例中,第一导体和第二导体之间的接近度的改变与力的量成比例。附图说明通过以下结合附图的详细描述将易于理解本公开,其中相似的附图标记指代相似的结构元件。图1描绘了包括力检测输入结构的示例电子设备。图2A描绘了沿着图1的A-A截取的图1中的电子设备的示意性剖视图,示出了力检测输入结构的第一实施例。图2B描绘了当用户施加力以使输入结构相对于电子设备的外壳横向移动时图2A的电子设备。图2C描绘当用户施加力以朝向电子设备的外壳平移输入结构时图2A的电子设备。图3描绘了根据另外的实施方案的力检测输入结构的第二实施例。图4描绘了根据另外的实施方案的力检测输入结构的第三实施例。图5描绘了根据另外的实施方案的力检测输入结构的第四实施例。图6描绘了根据另外的实施方案的力检测输入结构的第五实施例。图7描绘了根据另外的实施方案的力检测输入结构的第六实施例。图8描绘了根据另外的实施方案的力检测输入结构的第七实施例。图9描绘了根据另外的实施方案的力检测输入结构的第八实施例。图10描绘了示出用于检测施用到表冠的力的示例方法的流程图。可通过图1至图6的电子设备执行该方法。具体实施方式现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解,以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反,其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修改形式和等同形式。以下描述包括体现本公开的各种元素的样本系统、方法和装置。然而,应当理解,所描述的公开可以除本文所述的那些形式之外的多种形式来实施。以下公开涉及可包括在电子设备中的表冠或其他输入机构或结构,诸如按钮、键、开关、表面等。输入结构可旋转、平移、横向移动等。输入结构可包括定位在输入结构中的一个或多个力传感器,该力传感器可用于确定施用的施用力的量。由于电子设备可确定对应于不同类型的运动的施用力,所以输入结构可用于接收多种不同的输入。下面参考图1至图10来论述这些实施方案和其他实施方案。然而,本领域的技术人员将易于了解,本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的,而不应被视为限制性的。图1描绘了示例电子设备100,实施例电子设备100包括力检测输入结构101。电子设备100可操作以接收来自用户的输入。电子设备100也可操作以响应于经由力检测输入结构101接收的输入执行各种动作。电子设备100可基于力检测输入结构101的旋转、力检测输入结构101的平移、力检测输入结构101的横向移动、将力施用到力检测输入结构101等,接收不同的输入。当力施加到力检测输入结构101上时,电子设备100可确定或测量力。一般来讲,电子设备100可将不同量的力解释为不同的输入。图2A描绘了沿着图1的A-A截取的图1的电子设备100的示意性剖视图,示出力检测输入结构101的第一实施例。输入结构101包括杆状物203,杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子手表,包括:/n限定开口的外壳;/n触摸显示器,所述触摸显示器至少部分地位于所述外壳的开口内;/n表冠,所述表冠沿所述外壳的一侧定位并且包括:/n被配置为接收力输入的盖;和/n力传感器,所述力传感器耦接到所述盖并且包括第一导电元件和与所述第一导电元件隔开的第二导电元件;和/n处理单元,所述处理单元位于所述外壳内并且可操作地耦接到所述力传感器,所述处理单元被配置为基于第一导电元件和第二导电元件之间的电容变化来估计力输入的量。/n

【技术特征摘要】
20160725 US 15/219,2531.一种电子手表,包括:
限定开口的外壳;
触摸显示器,所述触摸显示器至少部分地位于所述外壳的开口内;
表冠,所述表冠沿所述外壳的一侧定位并且包括:
被配置为接收力输入的盖;和
力传感器,所述力传感器耦接到所述盖并且包括第一导电元件和与所述第一导电元件隔开的第二导电元件;和
处理单元,所述处理单元位于所述外壳内并且可操作地耦接到所述力传感器,所述处理单元被配置为基于第一导电元件和第二导电元件之间的电容变化来估计力输入的量。


2.根据权利要求1所述的电子手表,其中:
所述表冠还包括耦接到所述盖的杆状物;
所述开口是第一开口;
所述外壳沿所述外壳的所述一侧限定第二开口;以及
所述表冠的杆状物延伸到第二开口中并且可旋转地耦接到所述外壳。


3.根据权利要求2所述的电子手表,其中:
力传感器位于所述表冠的所述杆状物和所述盖之间;
力输入使所述盖相对于所述杆状物移动;以及
所述盖的移动使得第一导电元件和第二导电元件之间的电容变化。


4.根据权利要求2所述的电子手表,其中:
所述力传感器沿所述杆状物的末端定位;
力输入使所述盖和所述杆状物相对于所述外壳移动;以及
所述盖和所述杆状物的移动使得第一导电元件和第二导电元件之间的电容变化。


5.根据权利要求4所述的电子手表,其中:
所述电子手表还包括沿所述杆状物的所述末端定位的圆顶开关;以及
所述力传感器位于所述圆顶开关和所述杆状物之间。


6.根据权利要求1所述的电子手表,其中:
第一导电元件通过柔顺材料与第二导电元件隔开;以及
所述力输入使所述柔顺材料变形,从而使第一导电元件更靠近第二导电元件。


7.根据权利要求6所述的电子手表,其中,所述柔顺材料是硅氧烷材料。


8.一种电子手表,包括:
外壳;
至少部分地位于所述外壳内的显示器;
表冠,所述表冠可旋转地耦接到所述外壳并且被配置为接收旋转输入,所述表冠包括力传感器,所述力传感器被配置为响应于施加到表冠的力而变形;以及
定位在所述外壳内并且可操作地耦接到力传感器的处理单元,所述处理单元被配置为响应于力传感器的输出来估计所述力的量;
其中:
所述显示器对所述处理单元估计的力的量进行响应;以及
所述显示器对所述表冠接收到的旋转输入进行响应。


9.根据权利要求8所述的电子手表,其中:
力传感器包括第一导电元件和第二导电元件;
柔顺材料位于第一导电元件和第二导电元件之间;以及
所述柔顺材料被配置为响应于施加到所述表冠的力而变形。


10.根据权利要求9所述的电子手表,其中:
所述电子手表还包括耦接到所述外壳的内芯;
所述表冠包括耦接到所述内芯的盖;
第一导电元件相对于所述内芯固定;以及
第二导电元件相对于所述盖固定。


11.根据权利要求8所述的电子手表,其中:
所述表冠包括被配置为接收力的盖;以及
所述力使所述盖朝着所述外壳移位。


12.根据权利要求8所述的电子手表,其中:
所述力是第一力;
所述表冠包括被配置为接收第一力的盖;
所述盖被配置为响应于接收到所述第一力而在朝着所述外壳的第一方向上移位;
所述盖被配置为接收第二力;
所述盖被配置为响应于第二力而在与第一方向成横向的第二方向上移位;以及
所述显示器对施加到所述表冠的第二力进行响应。


13.根据权利要求8所述的电子手表,其中:
所述显示器被配置为显示图标;
所述处理单元被配置为确定力的量是否超过阈值;以及
响应于所述力超过所述阈值,执行与所述图标相关联的应用。


14.一种电子手表,包括:
外壳;
显示器,所述显示器至少部分地位于所述外壳内并且被配置为显示图形输出;
表冠,所述表冠耦接到所述外壳并且包括:
限定外表面的盖,所述外表面被配置为接收力;和
力传感器,所述力传感器耦接到所述盖并且被配置为响应于所接收的力而产生非二进制输出;和
处理单元,所述处理单元被配置为响应于所述非二进制输出来修改显示器的图形输出。


15.根据权利要求14所述的电子手表,其中:
所述力传感器包括第一导电元件和第二导电元件;
第一导电元件通过柔顺电介质材料与第二导电元件隔开;以及
所述力传感器被配置为基于由所接收的力引起的第一导电元件和第二导电元件之间的电容变化来产生所述非二进制输出。


16.根据权利要求15所述的电子手表,其中:
所述表冠包括耦接到所述盖的杆状物;
第一导电元件相对于所述盖固定;以及
第二导电元件相对于所述杆状物固定。


17.根据权利要求14所述的电子手表,其中,所述处理单元被配置为确定所述非二进制输出是否超过阈值。


18.根据权利要求17所述的电子手表,其中,所述电子手表被配置为响应于所述非二进制输出超过所述阈值来执行应用。


19.根据权利要求14所述的电子手表,其中:
所述力传感器包括应变仪;以及
所述应变仪被配置为响应于所接收的力而产生所述非二进制输出。


20.根据权利要求14所述的电子手表,其中:
所述力传感器包括压电元件;以及
所述压电元件被配置为响应于所接收的力而产生所述非二进制输出。


21.一种电子手表,包括:
外壳,所述外壳限定开口;
触摸显示器,所述触摸显示器被配置为显示图形输出并且至少部分地位于所述外壳的开口内;
表冠,所述表冠耦接到所述外壳并且包括:
被配置为接收力输入的盖;和
耦接到所述盖的轴;
力传感器,所述力传感器耦接到所述表冠并且被配置为响应于所述力输入而产生电信号;和
处理单元,所述处理单元位于所述外壳内并且可操作地耦接到所述力传感器,所述处理单元被配置为:
检测所述电信号的变化;和
响应于所述电信号的变化超过阈值,修改所述触摸显示器的图形输出。


22.根据权利要求21所述的电子手表,其中,修改所述图形输出包括选择在所述触摸显示器上显示的图标。


23.根据权利要求22所述的电子手表,其中:
阈值是第一阈值;以及
响应于所述电信号的变化超过第二阈值,所述处理单元被配置为执行与所述图标相关联的应用。


24.根据权利要求23所述的电子手表,其中所述第二阈值大于所述第一阈值。


25.根据权利要求21所述的电子手表,其中,所述力传感器被配置为响应于沿着与所述轴的轴线基本平行的轴向方向施加的力输入来检测所述电信号的变化。


26.根据权利要求21所述的电子手表,其中,所述力传感器被配置为估计施加所述力输入的方向。


27.一种电子手表,包括:
外壳;
显示器,所述显示器至少部分地位于所述外壳内并且被配置为显示图形输出;
表冠,所述表冠与所述外壳耦接并且被配置为接收力输入;
力传感器,所述力传感器耦接到所述表冠并且被配置为响应于所述力输入而产生电信号;和
处理单元,所述处理单元位于所述外壳内并且可操作地耦接到所述力传感器,所述处理单元被配置为:
检测所述电信号的变化;和
响应于所述电信号的变化超过阈值,修改所述显示器的图形输出。


28.根据权利要求27所述的电子手表,其中:
所述表冠包括延伸到由所述外壳限定的开口中的轴;以及
所述表冠被配置为响应于旋转输入而旋转所述轴的轴线。


29.根据权利要求28所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:C·M·埃利E·G·德琼F·R·罗斯科普夫
申请(专利权)人:苹果公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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