[发明专利]用于电子设备的侧壁开关

说明书

智能设备框架的侧壁中的诸如电源按钮和音量上下按钮等机械式微型开关保持了可靠性方面的弱点。为了克服这一缺点，以紧靠侧壁的方式布置诸如压电换能器等换能器，并且在侧壁中构造有至少一个微狭缝，从而形成能够偏转到框架中的活板。微狭缝和活板能够在用户施加力时实现侧壁的一部分在原本非常刚性的框架中的足够大以至于可由传感器检测的位移以及足够大以至于可由用户感测到但又不能太大以至于使换能器或框架内部的其它电子部件面临损害风险的位移。

技术领域

本公开涉及用于侧壁开关的致动器，并且尤其涉及作为诸如平板电脑、智能设备、智能手机和手表之类的电子设备中的侧壁开关使用的压电致动器。

背景技术

自从发明蜂窝电话以来，微动开关被用作输入设备以用于多种功能。自从带有触摸传感器的智能手机问世以来，大多数机械按钮都被触摸屏上的交互所取代。然而，在智能手机框架的侧壁中仍然保留了一些微动开关，例如电源按钮、音量增大/减小按钮等。机械按钮是可靠性方面的薄弱环节，并且需要在手机框架上切出一些缺口。

压电效应是可逆过程，由此当向压电材料施加力时产生电荷，而当向压电材料施加电荷时产生力。电荷既可以作为电流也可以作为电压进行测量，并提供了一种很好的用于估算施加在材料上的机械应力的方法。一个示例应用是使用压电材料来代替机械开关。因此，当用户按下包括压电材料的按钮时，产生电压/电流，由此可以通过电子设备检测电压/电流的这种变化，该电子设备通知系统用户按下了按钮。

逆压电效应具有相反的结果。当向压电材料施加电压时，在压电材料中产生机械应力。该应力将产生力以及压电材料的取决于施加的位移。一个示例应用是在触觉致动器中的应用，其中，期望产生感觉(例如，振动)以向用户提供感官反馈。该设备将向触觉致动器施加电压波形以产生期望的感觉。一般而言，对于有用的运动或力，需要将数十至数百伏的电压施加到压电致动器以产生可辨别的感觉。

对于需要感测和致动中的一者或两者的系统，压电换能器是有吸引力的，因为该系统可以使用同时充当传感器和致动器的单个元件，即压电致动器。双重功能元件支持诸如机械按钮更换之类的应用，在这种应用中，需要感测以向系统提供命令，并且需要触觉反馈以向系统提供自然的用户界面。

压电换能器将施加给它们的力/位移转换成电压(传感器)或将施加给它们的电压转换成力/位移(致动器)。然而，大多数电子设备(例如智能手机或平板电脑)的机械结构的外部框架通常非常坚固。因此，根据当前的电话设计，触发压电传感器所需的力将非常高。而且，由压电致动器产生的振动将不会通过这种刚性结构良好地传递给用户。

发明内容

本发明的目的是通过将诸如智能电话或平板电脑之类的电子设备的侧壁中的微动开关替换为压电换能器来克服现有技术的缺点，因此电子设备的侧壁对用户是无缝的。

因此，本发明涉及一种电子设备，该电子设备包括：用于封装电子部件的框架，框架包括侧壁、第一微狭缝和第二微狭缝，第一微狭缝和第二微狭缝延伸穿过侧壁并被构造成用于形成可偏转到框架中的活板或窄条；安装在框架上的顶盖板，其被构造成用于提供用户界面；以及换能器，换能器以抵靠活板或窄条的方式安装在框架的内部，以用于控制电子设备的操作，并被构造成用于感测活板或窄条的偏转和/或被构造成用于响应于偏转而提供躯体感觉。

本发明的另一方面涉及一种用于电子设备的壳体，该壳体包括：用于封装电子部件的框架，该框架包括侧壁、第一微狭缝和第二微狭缝，第一微狭缝和第二微狭缝延伸穿过该侧壁并被构造成用于形成可偏转到框架中的活板或窄条。

附图说明

将参考代表本发明优选实施例的附图更详细地说明本发明，其中：

图1是根据本发明实施例的平面图；

图2A根据本发明实施例的局部剖面图；

图2B是图2A的设备的局部剖视图；

图3是图1的设备的局部等距视图；