触摸感测装置和电子装置的制作方法

触摸感测装置和电子装置
1.本申请要求于2019年10月25日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0134071号韩国专利申请和于2020年3月12日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0030935号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。
技术领域
2.本申请涉及能够识别多个触摸的位置的触摸感测装置和电子装置。


背景技术：

3.通常，可穿戴装置倾向于具有更薄、更简单和更干净的设计，相应地，可穿戴装置中的现有机械开关正在消失。这可以通过防尘和防水技术的实施以及开发具有平滑表面设计的集成模型来实现。
4.目前，正在开发诸如金属被触摸的金属上触摸(tom)技术、使用触摸面板的电容器感测技术、微机电系统(mems)和微应变计的技术。此外，还正在开发力触摸功能。
5.在现有的机械开关的情况下，在内部需要大的尺寸和空间来实现开关功能，并且存在壳体的外观不整洁的缺点，这是由于开关凸出到壳体的外部或者开关的结构未与壳体集成为一体，以及需要相对大的空间。
6.另外，由于与连接到电路的机械开关直接接触而存在触电的危险，特别是存在难以实现防水和防尘的机械开关的缺点。
7.另外，在具有代替机械开关的触摸开关单元的现有的开关装置中，难以区分多个触摸的位置。


技术实现要素：

8.提供本发明内容以按照简化的形式对所选择的构思进行介绍，并且下面在具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在明确所要求保护的主题的主要特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
9.在一个总体方面，一种触摸感测装置位于电子装置中，所述电子装置包括设置在所述电子装置的壳体中的触摸操纵单元，所述触摸操纵单元包括穿透所述壳体的第一绝缘构件，所述触摸感测装置包括：第一传感器单元，设置在所述第一绝缘构件的内表面上；以及振荡电路，连接到所述第一传感器单元，所述振荡电路被配置为产生具有第一谐振频率的第一振荡信号，所述第一谐振频率响应于由于所述第一绝缘构件被触摸而产生的触摸电容而变化，其中，所述第一传感器单元接触所述第一绝缘构件的所述内表面，并且不接触所述壳体。
10.所述触摸感测装置还可包括触摸检测电路，所述触摸检测电路被配置为基于由所述振荡电路产生的所述第一振荡信号来检测所述第一绝缘构件的触摸。
11.所述第一绝缘构件可包括在所述壳体的内表面与所述第一传感器单元之间延伸
的内延伸部，并且所述第一传感器单元可通过所述第一绝缘构件的所述内延伸部与所述壳体的所述内表面分开。
12.所述第一传感器单元可包括连接到所述振荡电路的第一感测电感器元件。
13.所述第一传感器单元可包括：第一感测电极，接触所述第一绝缘构件的所述内表面；以及第一感测电感器元件，连接到所述第一感测电极和所述振荡电路。
14.所述触摸感测装置还可包括第一海绵，设置在所述第一绝缘构件的所述内表面与所述第一传感器单元之间。
15.所述触摸操纵单元还可包括穿透所述壳体的第二绝缘构件，并且所述触摸感测装置还可包括第二传感器单元，所述第二传感器单元设置在所述第二绝缘构件的内表面上。
16.所述触摸感测装置还可包括第三传感器单元，所述第三传感器单元与所述壳体的内表面间隔开。
17.在另一总体方面，一种电子装置包括：壳体；触摸操纵单元，设置在所述壳体中并且包括穿透所述壳体的第一绝缘构件；第一传感器单元，设置在所述第一绝缘构件的内表面上；振荡电路，连接到所述第一传感器单元，所述振荡电路被配置为产生具有第一谐振频率的第一振荡信号，所述第一谐振频率响应于由于所述第一绝缘构件被触摸而产生的触摸电容而变化；以及触摸检测电路，被配置为基于由所述振荡电路产生的所述第一振荡信号来检测所述第一绝缘构件的触摸，其中，所述第一传感器单元接触所述第一绝缘构件的所述内表面，并且不接触所述壳体。
18.所述第一绝缘构件可包括在所述壳体的内表面与所述第一传感器单元之间延伸的内延伸部，并且所述第一传感器单元可通过所述第一绝缘构件的所述内延伸部与所述壳体的所述内表面分开。
19.所述电子装置还可包括导体构件，所述导体构件嵌入所述第一绝缘构件中。
20.所述导体构件可暴露在所述第一绝缘构件的外表面上。
21.所述第一传感器单元可包括连接到所述振荡电路的第一感测电感器元件。
22.所述第一传感器单元可包括：第一感测电极，接触所述第一绝缘构件的所述内表面；以及第一感测电感器元件，连接到所述第一感测电极和所述振荡电路。
23.所述电子装置还可包括第一海绵，所述第一海绵设置在所述第一绝缘构件的所述内表面与所述第一传感器单元之间。
24.所述触摸操纵单元还可包括穿透所述壳体的第二绝缘构件，并且所述电子装置还可包括第二传感器单元，所述第二传感器单元设置在所述第二绝缘构件的内表面上。
25.所述电子装置还可包括第三传感器单元，所述第三传感器单元与所述壳体的内表面间隔开。
26.在另一总体方面，一种触摸感测装置，所述触摸感测装置位于电子装置中，所述电子装置包括壳体和第一触摸构件，所述第一触摸构件穿透所述壳体并且利用与制成所述壳体的材料不同的材料制成，所述触摸感测装置包括：第一传感器单元，接触所述第一触摸构件的内表面并且与所述壳体分开；以及第一振荡电路，连接到所述第一传感器单元并且被配置为产生具有响应于所述第一触摸构件被触摸而改变的第一谐振频率的第一振荡信号。
27.所述壳体可利用导电材料制成，所述第一触摸构件可利用绝缘材料制成，并且所述第一触摸构件可将所述第一传感器单元与所述壳体分开。
28.所述第一触摸构件可包括嵌入所述第一触摸构件中的第一导体构件，使得所述第一导体构件通过所述第一触摸构件与所述壳体分开，并且所述第一导体构件既不暴露在所述第一触摸构件的外表面上也不暴露在所述第一触摸构件的内表面上，或者所述第一导体构件暴露在所述第一触摸构件的所述外表面和所述第一触摸构件的所述内表面中的任意一者或两者上。
29.所述电子装置还可包括第二触摸构件，所述第二触摸构件穿透所述壳体并且利用与制成所述壳体的材料不同的材料制成，并且所述触摸感测装置还可包括：第二传感器单元，接触所述第二触摸构件的内表面并且与所述壳体分开；以及第二振荡电路，连接到所述第二传感器单元并且被配置为产生具有响应于所述第二触摸构件被触摸而改变的第二谐振频率的第二振荡信号。
30.在另一总体方面，一种电子装置包括：壳体；第一触摸构件，穿透所述壳体并且利用与制成所述壳体的材料不同的材料制成；第一传感器单元，接触所述第一触摸构件的内表面并且与所述壳体分开；第一振荡电路，连接到所述第一传感器单元并且被配置为产生具有响应于所述第一触摸构件被触摸而改变的第一谐振频率的第一振荡信号；以及触摸检测电路，被配置为基于所述第一振荡信号检测所述第一触摸构件是否已经被触摸。
31.所述壳体可利用导电材料制成，所述第一触摸构件可利用绝缘材料制成，并且所述第一触摸构件可将所述第一传感器单元与所述壳体分开。
32.所述第一触摸构件可包括第一导体构件，所述第一导体构件嵌入所述第一触摸构件中，使得所述第一导体构件通过所述第一触摸构件与所述壳体分开，并且所述第一导体构件既不暴露在所述第一触摸构件的外表面上也不暴露在所述第一触摸构件的内表面上，或者所述第一导体构件暴露在所述第一触摸构件的所述外表面和所述第一触摸构件的所述内表面中的任意一者或两者上。
33.所述电子装置还可包括：第二触摸构件，穿透所述壳体并且利用与制成所述壳体的材料不同的材料制成；第二传感器单元，接触所述第二触摸构件的内表面并且与所述壳体分开；以及第二振荡电路，连接到所述第二传感器单元并且被配置为产生具有响应于所述第二触摸构件被触摸而改变的第二谐振频率的第二振荡信号，其中，所述触摸检测电路还被配置为基于所述第二振荡信号检测所述第二触摸构件是否已经被触摸。
34.通过以下具体实施方式、附图和权利要求，其它特征和方面将是显而易见的。
附图说明
35.图1a和图1b示出了电子装置的示例的外观。
36.图2示出了沿着图1a的线ii-ii'截取的触摸感测装置的示例和电子装置的示例的截面结构。
37.图3示出了沿着图1b的线iii-iii'截取的触摸感测装置的另一示例和电子装置的另一示例的截面结构。
38.图4示出了当触摸操纵单元的绝缘构件未被触摸时的振荡电路的示例。
39.图5示出了当触摸操纵单元的绝缘构件被触摸时的振荡电路的示例。
40.图6示出了触摸检测电路的示例。
41.图7示出了触摸检测电路的另一示例。
42.图8示出了触摸操纵单元的示例。
43.图9示出了触摸操纵单元的另一示例。
44.图10示出了触摸操纵单元的另一示例。
45.图11示出了触摸操纵单元的另一示例。
46.图12示出了触摸感测装置的海绵的示例。
47.图13示出了触摸感测装置的传感器单元的示例。
48.图14示出了触摸感测装置的传感器单元的另一示例。
49.图15示出了触摸感测装置的传感器单元的另一示例。
50.图16示出了触摸操纵单元的绝缘构件的示例。
51.图17示出了触摸操纵单元的绝缘构件的另一示例。
52.在全部附图和具体实施方式中，相同的附图标记指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，为了清楚、说明及便利起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
具体实施方式
53.提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、变型和等同物将是显而易见的。例如，在此描述的操作的顺序仅仅是示例，并且不限于在此阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略对本领域已知的功能和构造的描述。
54.在此描述的特征可以以不同的形式实施，并且将不被解释为限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例，仅是为了示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。
55.在此，应注意的是，关于示例或实施例的术语“可”的使用(例如，关于示例或实施例可包括或实现什么)意味着存在其中包括或实现这种特征的至少一个示例或实施例，而所有示例和实施例不限于此。
56.在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可直接“位于”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其它元件。相比之下，当元件被描述为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于它们之间的其它元件。
57.如这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个和任意两个或更多个的任意组合。
58.尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种元件，但是这些元件不受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。因而，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一元件也可被称为第二元件。
59.为了易于描述，在此可使用诸如“上方”、“上面”、“下方”和“下面”、的空间相对术语来描述如附图中示出的一个元件与另一元件的关系。这样的空间相对术语意在除了包含
附图中描绘的方位之外还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“上方”或“上面”的元件将相对于另一元件位于“下方”或“下面”。因此，术语“上方”根据装置的空间方位包含“上方”和“下方”两种方位。装置还可以以其它方式被定位(例如，旋转90度或者处于其它方位)，并且将相应地解释在此使用的空间相对术语。
60.这里使用的术语仅用于描述各种示例且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合，但是不排除存在或添加一个或更多个其它特征、数字、操作、构件、元件和/或它们的组合。
61.由于制造技术和/或公差，附图中所示出的形状可能发生变型。因而，这里所描述的示例不限于附图中所示出的特定形状，而是包括制造期间所发生的形状上的变化。
62.这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容后将显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种构造，但是在理解本申请的公开内容后将显而易见的其它构造是可行的。
63.图1a和图1b示出了电子装置的示例的外观。图1a示出了包括第一绝缘构件的电子装置的示例的外观，并且图1b示出了包括第一绝缘构件和第二绝缘构件的电子装置的另一示例的外观。在本公开的示例中，绝缘构件也可称为触摸构件。
64.参照图1a，电子装置10可包括触摸屏11、壳体500和触摸操纵单元tsw，触摸操纵单元tsw包括第一绝缘构件im1，第一绝缘构件im1替代机械按钮型开关。
65.参照图1b，电子装置10可包括触摸屏11、壳体500和触摸操纵单元tsw，触摸操纵单元tsw包括第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2，第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2替代机械按钮型开关。
66.虽然为了便于描述，图1b示出了触摸操纵单元tsw包括第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2的情况，但是该构造不限于两个绝缘构件，即，第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2。例如，绝缘构件的数量可增加到超过两个绝缘构件。在本公开的示例中，触摸构件可利用与制成壳体500的材料不同的材料制成。
67.壳体500可利用诸如金属的导体制成。例如，当壳体500利用导体制成并且将被触摸的多个触摸区域设置在多个不同位置时，可能不容易识别多个触摸区域的相应位置。然而，在本申请中公开的示例中，绝缘构件设置在每个触摸区域中，使得可容易地识别触摸区域(或触摸位置)。
68.例如，参照图1a和图1b，电子装置10可以是便携式装置(诸如智能手机)，或者可以是可穿戴装置(诸如智能手表)，但不限于任何特定装置。例如，电子装置10可以是便携式电子装置或可穿戴电子装置、或者具有用于操作控制的开关的任何电子装置。
69.壳体500可以是暴露于电子装置的外部的外壳。例如，当触摸感测装置应用于移动装置时，壳体500可以是设置在移动装置10的侧面上的盖。例如，壳体500可与设置在移动装置10的后表面上的盖一体地形成，或者可与设置在移动装置10的后表面上的盖分开形成。
70.如上所述，壳体500可以是电子装置10的外壳，并且不受到具体位置、形状或结构的特别限制。
71.参照图1b，第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2可设置在电子装置10的壳体500
中，但是该构造不限于此。
72.第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2可设置在电子装置10的盖上。在这种情况下，盖可以是不包括触摸屏的盖(例如，侧盖、后盖)，或者可以是可形成在前表面的一部分上的盖。虽然为了便于描述，作为壳体的示例，示出了第一绝缘构件和第二绝缘构件设置在电子装置的侧盖上的情况，但是该构造不限于此。
73.图2示出了沿着图1a的线ii-ii'截取的电子装置的示例和触摸感测装置的示例的截面结构。
74.参照图2，电子装置10可包括壳体500、触摸操纵单元tsw和嵌入电子装置10中的触摸感测装置。
75.壳体500可以是电子装置10的利用如上所述的导体制成的导电外壳。
76.触摸操纵单元tsw可包括穿透壳体500的第一绝缘构件im1。
77.触摸感测装置可包括第一传感器单元sen1、振荡电路600和触摸检测电路800。
78.第一传感器单元sen1可设置在第一绝缘构件im1的内表面上。例如，第一传感器单元sen1可接触第一绝缘构件im1的内表面，并且可不接触壳体500。
79.振荡电路600可包括第一振荡电路600-1。第一振荡电路600-1连接到第一传感器单元sen1。当第一绝缘构件im1被触摸时，产生触摸电容ctouch(见图5)，并且第一振荡电路600-1的谐振频率根据触摸电容ctouch而变化。因此，振荡电路600可产生具有根据触摸电容ctouch而变化的谐振频率的第一振荡信号lcosc1。
80.触摸检测电路800基于由振荡电路600产生的第一振荡信号lcosc1来检测第一绝缘构件im1的触摸，并且产生指示第一绝缘构件im1已被触摸的第一触摸检测信号df1。
81.例如，第一绝缘构件im1可包括在壳体500的内表面与第一传感器单元sen1之间延伸的内延伸部im1-1。第一传感器单元sen1可通过第一绝缘构件im1的内延伸部im1-1与壳体500的内表面分开。
82.当描述本申请的附图时，对于具有相同附图标记和相同功能的元件，可省略不必要的重复描述，并且可仅描述附图中的差异。
83.图3示出了沿着图1b的线iii-iii'截取的电子装置的另一示例和触摸感测装置的另一示例的截面结构。
84.参照图3，电子装置10可包括壳体500、触摸操纵单元tsw和触摸感测装置。
85.壳体500可以是电子装置10的利用如上所述的导体制成的导电外壳。
86.触摸感测装置可包括第一传感器单元sen1、第二传感器单元sen2、振荡电路600和触摸检测电路800。
87.触摸操纵单元tsw可包括穿透壳体500的第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2。
88.第一传感器单元sen1可设置在第一绝缘构件im1的内表面上。例如，第一传感器单元sen1可接触第一绝缘构件im1的内表面，并且可不接触壳体500。
89.第二传感器单元sen2可设置在第二绝缘构件im2的内表面上。例如，第二传感器单元sen2可接触第二绝缘构件im2的内表面，并且可不接触壳体500。
90.振荡电路600可包括第一振荡电路600-1和第二振荡电路600-2。
91.第一振荡电路600-1连接到第一传感器单元sen1。当第一绝缘构件im1被触摸时，产生触摸电容ctouch(参见图5)，并且第一振荡电路600-1的谐振频率根据触摸电容ctouch
而变化。因此，第一振荡电路600-1可产生具有根据触摸电容ctouch而变化的谐振频率的第一振荡信号lcosc1。
92.另外，第二振荡电路600-2连接到第二传感器单元sen2。当第二绝缘构件im2被触摸时，产生与图5中的触摸电容ctouch类似的触摸电容，并且第二振荡电路600-2的谐振频率根据触摸电容而变化。因此，第二振荡电路600-2可产生具有根据触摸电容而变化的谐振频率的第二振荡信号lcosc2。
93.触摸检测电路800基于由振荡电路600产生的第一振荡信号lcosc1来检测第一绝缘构件im1的触摸，并且产生指示第一绝缘构件im1已被触摸的第一触摸检测信号df1。此外，触摸检测电路800基于由振荡电路600产生的第二振荡信号lcosc2来检测第二绝缘构件im2的触摸，并且产生指示第二绝缘构件im2已被触摸的第二触摸检测信号df2。
94.例如，第一绝缘构件im1可包括在壳体500的内表面与第一传感器单元sen1之间延伸的内延伸部im1-1。第一传感器单元sen1可通过第一绝缘构件im1的内延伸部im1-1与壳体500的内表面分开。
95.此外，第二绝缘构件im2可包括在壳体500的内表面与第二传感器单元sen2之间延伸的内延伸部im2-1。第二传感器单元sen2可通过第二绝缘构件im2的内延伸部im2-1与壳体500的内表面分开。
96.在图2和图3中，第一传感器单元sen1和第二传感器单元sen2可安装在基板200上，并且基板200可由支架300支撑。支架300可利用绝缘体制成，并且可安装在电子装置10的内部结构上。
97.另外，电路部cs、第一电容器元件621和第二电容器元件622可安装在基板200上。基板200可以是印刷电路板(pcb)或柔性印刷电路板(fpcb)，但不限于此。例如，基板200可以是其上可形成电路图案的板(例如，诸如pcb或fpcb的各种类型的电路板中的任一种)，或者可以是面板(例如，用于面板级封装(plp)的面板)。
98.第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2利用绝缘材料(即，非导电材料)制成，使得它们与导电的壳体500电绝缘。例如，第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2的材料可以是塑料、橡胶或粘结体。
99.当人的手指触摸第一绝缘构件im1(或第二绝缘构件im2)时，该触摸产生寄生电容，寄生电容影响设置在第一绝缘构件im1(或第二绝缘构件im2)的内表面上的第一传感器单元sen1(或第二传感器单元sen2)，并且引起连接到第一传感器单元sen1(或第二传感器单元sen2)的振荡电路600的谐振频率的改变。
100.参照图1a至图3，触摸操纵单元tsw可包括一个或更多个绝缘构件。绝缘构件可具有非导电材料填充壳体500中的孔并且凸出到壳体500外部以向用户告知触摸位置的结构。当如图1b和图3所示地设置多个绝缘构件时，可检测用户将其手指从一个绝缘构件滑动到另一绝缘构件的滑动手势。
101.由于第一振荡电路600-1和第二振荡电路600-2具有相同的结构并且根据相同的工作原理进行操作，因此将描述第一振荡电路600-1，并且第一振荡电路600-1的描述将用作第二振荡电路600-2的描述。
102.图4示出了当触摸操纵单元的绝缘构件未被触摸时的振荡电路的示例，并且图5示出了当触摸操纵单元的绝缘构件被触摸时的振荡电路的示例。
103.参照图4和图5，第一振荡电路600-1包括第一电感电路610-1、第一电容电路620-1和第一放大电路630-1。
104.第一电感电路610-1可包括第一传感器单元sen1，第一传感器单元sen1安装在基板200上并且具有电感lind，电感lind作为第一振荡电路600-1的谐振电路的电感。例如，第一传感器单元sen1可包括具有电感lind的第一电感器元件。
105.第一电容电路620-1可包括第一电容器元件621，第一电容器元件621安装在基板200上并且具有电容cext(由串联连接的两个电容2cext的等效电容表示)，电容cext作为第一振荡电路600-1的谐振电路的电容。
106.第一放大电路630-1连接到第一电感电路610-1和第一电容电路620-1，以产生第一振荡信号lcosc1，第一振荡信号lcosc1具有由第一电感电路610-1和第一电容电路620-1形成的谐振电路所确定的谐振频率。
107.参照图4，当第一绝缘构件im1未被手指触摸时，即，当没有触摸输入时，第一电容电路620-1的电容cext可由两个电容2cext串联连接的等效电容表示。
108.参照图5，当第一绝缘构件im1被手指触摸时，即，当存在触摸输入时，第一电容电路620-1还可包括由手指触摸第一绝缘构件im1产生的触摸电容ctouch。
109.触摸电容ctouch与第一电容器元件621的两个电容2cext串联连接的等效电容中的一个电容2cext并联连接，并且可包括彼此串联连接的多个电容(ccase、cfinger和cgnd)。
110.ccase可以是壳体500与具有电感lind的第一传感器单元sen1之间的外壳(壳体)电容，cfinger可以是人手指电容，并且cgnd可以是电路地与大地之间的接地电容。
111.以下，将描述第一振荡电路600-1的谐振频率。
112.首先，参照图4，当第一绝缘构件im1没有被手指触摸时，即，当没有触摸输入时，第一振荡电路600-1可以是并联振荡电路，并联振荡电路包括第一电感电路610-1中包括的第一传感器单元611的电感lind和第一电容电路620-1中包括的第一电容器元件621的电容cext，并且第一电容器元件621的电容cext由两个电容2cext串联连接的等效电容表示。
113.因此，当第一绝缘构件im1没有被手指触摸时，即，当没有触摸输入时，第一振荡电路600-1的第一谐振频率fres1可由下面的式1表示。
114.fres1≒1/{2π
×
sqrt(lind
×
cext)}(1)
115.在式1中，≒意指相同或相似，并且意指可进一步包括其它值。换句话说，可存在可包括在式1中的影响第一谐振频率fres1的其它参数。
116.参照图5，当第一绝缘构件im1被手指触摸时，即，当存在触摸输入时，第一电容电路620-1还包括由手指触摸第一绝缘构件im1产生的触摸电容ctouch，所以第一电容电路620-1的总电容改变。
117.也就是说，第一振荡电路600-1可包括当手指触摸第一绝缘构件im1时产生的触摸电容ctouch(ccase、cfinger、cgnd)以及包括在第一电容电路620-1中的第一电容器元件621的电容cext的等效电容的串联连接的两个电容2cext。
118.因此，当第一绝缘构件im1被手指触摸时，即，当存在触摸输入时，第一振荡电路600-1的第二谐振频率fres2可由下面的式2表示。
119.fres2≒1/{2π
×
sqrt(lind
×
[2cext||(2cext+ct)])}(2)
[0120]
其中，ct≒ccase||cfinger||cgnd
[0121]
在式2中，≒意指相同或相似，并且意指可进一步包括其它值。换句话说，可存在可包括在式2中的影响第二谐振频率fres2的其它参数。
[0122]
在式2中，ccase是存在于壳体500与具有电感lind的第一传感器单元sen1之间的壳体电容或外壳电容，cfinger是人手指电容，并且cgnd是电路地与大地之间的接地电容。
[0123]
在式2中，||表示两个电容串联连接。例如，a||b表示电容“a”和“b”串联连接，并且具有等于(a
×
b)/(a+b)的等效电容。
[0124]
当比较针对无触摸输入的式1和针对触摸输入的式2时，式1的电容cext的等效电容的两个电容2cext中的一个增加为式2的电容2cext+ct。因此，可以看出，针对无触摸输入的式1的第一谐振频率fres1减小到针对触摸输入的式2的第二谐振频率fres2。
[0125]
因此，可以看出，与图4的第一振荡电路600-1的总电容相比，图5的第一振荡电路的总电容改变。
[0126]
参照图4和图5，第一振荡电路600-1的描述也适用于第二振荡电路600-2，因此已经省略了第二振荡电路600-2的描述。
[0127]
图6示出了触摸检测电路的示例。
[0128]
参照图6，触摸检测电路800可包括数字频率计数器810和触摸检测器820。
[0129]
数字频率计数器810可将由第一振荡电路600-1产生的第一振荡信号lcosc1转换成为数字值的第一计数值l_cnt1。例如，数字频率计数器810可基于参考时钟信号clk_ref对第一振荡信号lcosc1进行计数以获得第一计数值l_cnt1。
[0130]
当基于参考时钟信号clk_ref对第一振荡信号lcosc1进行计数时，参考时钟信号clk_ref的频率不需要非常高，所以产生具有高频率的参考时钟信号clk_ref的昂贵的参考时钟发生器是不必要的。因此，可简化数字频率计数器810的设计并且可降低实施成本。
[0131]
然后，触摸检测器820可基于由数字频率计数器810获得的第一计数值l_cnt1来检测是否存在触摸输入，并且输出触摸检测信号df1，其中，df表示detect_flag。
[0132]
图7示出了触摸检测电路的另一示例。
[0133]
参照图7，触摸检测电路800可包括数字频率计数器810和触摸检测器820。
[0134]
数字频率计数器810可将由第一振荡电路600-1和第二振荡电路600-2产生的第一振荡信号lcosc1和第二振荡信号lcosc2转换成为数字值的第一计数值l_cnt1和第二计数值l_cnt2。例如，数字频率计数器810可基于参考时钟信号clk_ref对第一振荡信号lcosc1进行计数以获得第一计数值l_cnt1，并且可基于参考时钟信号clk_ref对第二振荡信号lcosc2进行计数以获得第二计数值l_cnt2。
[0135]
当基于参考时钟信号clk_ref对第一振荡信号lcosc1和第二振荡信号lcosc2进行计数时，参考时钟信号clk_ref的频率不需要非常高，所以产生具有高频率的参考时钟信号clk_ref的昂贵的参考时钟发生器是不必要的。因此，可简化数字频率计数器810的设计并且可降低实施成本。
[0136]
然后，触摸检测器820可基于由数字频率计数器810获得的第一计数值l_cnt1和第二计数值l_cnt2来检测触摸是否被输入，并且输出第一触摸检测信号df1和第二触摸检测信号df2，其中df表示detect_flag。
[0137]
在图1所示的示例中，手指通过第一绝缘构件im1或第二绝缘构件im2与第一传感
器单元sen1或第二传感器单元sen2分开。手指与第一传感器单元sen1或第二传感器单元sen2之间的第一绝缘构件im1或第二绝缘构件im2的绝缘材料的厚度越大，触摸感测装置的灵敏度越低。
[0138]
为了提高触摸感测装置的感测灵敏度，可在第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2中的每个中嵌入导体构件，以减小手指与第一传感器单元sen1或第二传感器单元sen2之间的绝缘材料的厚度。导体构件可暴露在第一绝缘构件im1或第二绝缘构件im2的外表面和内表面中的任一者或两者上。
[0139]
将参照图8至图11描述导体构件嵌入第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2中的每个中的示例。
[0140]
图8示出了触摸操纵单元的示例。
[0141]
参照图8，第一导体构件im1-m嵌入第一绝缘构件im1中，并且暴露在第一绝缘构件im1的外表面和内表面上。
[0142]
因此，当第一绝缘构件im1被手指触摸时，第一导体构件im1-m与第一绝缘构件im1的外表面上的手指接触，并且与第一绝缘构件im1的内表面上的第一传感器单元sen1接触。
[0143]
在该示例中，第一导体构件im1-m与壳体500分开，并且当第一绝缘构件im1被手指触摸时，手指和第一传感器单元sen1可通过第一导体构件im1-m彼此接触，并且因此与第一导体构件im1-m未嵌入第一绝缘构件im1中的情况相比，灵敏度可提高。
[0144]
第一导体构件im1-m的以上描述也适用于嵌入第二绝缘构件im2中的第二导体构件im2-m。
[0145]
图9示出了触摸操纵单元的另一示例。
[0146]
参照图9，第一导体构件im1-m嵌入第一绝缘构件im1中，并且不暴露在第一绝缘构件im1的外表面上，而是暴露在第一绝缘构件im1的内表面上。
[0147]
因此，当第一绝缘构件im-1被手指触摸时，第一导体构件im1-m不与第一绝缘构件im1的外表面上的手指接触，而是与第一绝缘构件im1的内表面上的第一传感器单元sen1接触。
[0148]
在该示例中，第一导体构件im1-m与壳体500分开，并且当第一绝缘构件im1被手指触摸时，如图9所示的在第一绝缘构件im1中嵌入第一导体构件im1-m时的手指与第一传感器单元sen1之间的绝缘材料的厚度小于如图2及图3所示的在第一绝缘构件im1中未嵌入第一导体构件im1-m时的手指与第一传感器单元sen1之间的绝缘材料的厚度，从而提高灵敏度。
[0149]
第一导体构件im1-m的以上描述也适用于嵌入第二绝缘构件im2中的第二导体构件im2-m。
[0150]
图10示出了触摸操纵单元的另一示例。
[0151]
参照图10，第一导体构件im1-m嵌入第一绝缘构件im1中并且暴露在第一绝缘构件im1的外表面上，但是不暴露在第一绝缘构件im1的内表面上。
[0152]
因此，当第一绝缘构件im1被手指触摸时，第一导体构件im1-m与第一绝缘构件im1的外表面上的手指接触，但不与第一绝缘构件im1的内表面上的第一传感器单元sen1接触。
[0153]
在该示例中，第一导体构件im1-m与壳体500分开，并且当第一绝缘构件im1被手指触摸时，如图10所示的在第一绝缘构件im1中嵌入第一导体构件im1-m时的手指与第一传感
器单元sen1之间的绝缘材料的厚度小于如图2及图3所示的在第一绝缘构件im1中未嵌入第一导体构件im1-m时的手指与第一传感器单元sen1之间的绝缘材料的厚度，从而提高灵敏度。
[0154]
第一导体构件im1-m的以上描述也适用于嵌入第二绝缘构件im2中的第二导体构件im2-m。
[0155]
图11示出了触摸操纵单元的另一示例。
[0156]
参照图11，第一导体构件im1-m嵌入第一绝缘构件im1中，并且既不暴露在第一绝缘构件im1的外表面上也不暴露在第一绝缘构件im1的内表面上。
[0157]
因此，当第一绝缘构件im1被手指触摸时，第一导体构件im1-m不与第一绝缘构件im1的外表面上的手指接触，并且不与第一绝缘构件im1的内表面上的第一传感器单元sen1接触。
[0158]
在该示例中，第一导体构件im1-m与壳体500分开，并且当第一绝缘构件im1被手指触摸时，如图11所示的在第一绝缘构件im1中嵌入第一导体构件im1-m时的手指与第一传感器单元sen1之间的绝缘材料的厚度小于如图2和图3所示的在第一绝缘构件im1中未嵌入第一导体构件im1-m时的手指与第一传感器单元sen1之间的绝缘材料的厚度，从而提高灵敏度。
[0159]
第一导体构件im1-m的以上描述也适用于嵌入第二绝缘构件im2中的第二导体构件im2-m。
[0160]
图12示出了触摸感测装置的海绵的示例。
[0161]
参照图12，触摸感测装置可包括设置在第一绝缘构件im1与第一传感器单元sen1之间的第一海绵cso1。在这种情况下，存在第一海绵cso1可吸收或容许制造公差的优点。
[0162]
参照图12，第一导体构件im1-m示出为具有图9的结构，但不限于此。例如，在图12的第一绝缘构件im1在其中包括第一导体构件im1-m的情况下，第一导体构件im1-m可具有图8至图11中的任意一个的结构。
[0163]
另外，参照图12，触摸感测装置可包括设置在第二绝缘构件im2与第二传感器单元sen2之间的第二海绵cso2。在这种情况下，存在第二海绵cso2可吸收或容许制造公差的优点。
[0164]
例如，第一海绵cso1和第二海绵cso2可以是导电海绵，并且当使用这种导电海绵时，可进一步提高感测灵敏度。
[0165]
图13示出了触摸感测装置的传感器单元的示例。
[0166]
参照图13，第一传感器单元sen1可接触第一绝缘构件im1的内表面，并且可包括连接到图3中的振荡电路600的第一感测电感器元件sle1。
[0167]
另外，第二传感器单元sen2可接触第二绝缘构件im2的内表面，并且可包括连接到图3中的振荡电路600的第二感测电感器元件sle2。
[0168]
图14示出了触摸感测装置的传感器单元的另一示例。
[0169]
参照图14，第一传感器单元sen1可包括接触第一绝缘构件im1的内表面的第一感测电极sed1、以及连接到第一感测电极sed1和图3中的振荡电路600的第一感测电感器元件sle1。
[0170]
另外，第二传感器单元sen2可包括接触第二绝缘构件im2的内表面的第二感测电
极sed2、以及连接到第二感测电极sed2和图3中的振荡电路600的第二感测电感器元件sle2。
[0171]
如上所述，对应的传感器单元的感测电极设置在壳体内部，所以当人的手指触摸对应的绝缘构件的触摸位置时，感测电极可能受到触摸的影响，从而使得触摸感测装置能够感测触摸。由于每个感测电极接触对应的绝缘构件的内表面并且因此单独地操作，所以可单独地检测触摸位置，从而使得能够检测多个触摸。
[0172]
因此，参照图13和图14，感测电极或感测电感器元件可设置在对应的传感器单元接触对应的绝缘构件的内表面的位置处。
[0173]
图15示出了触摸感测装置的传感器单元的另一示例。
[0174]
参照图15，触摸感测装置还可包括与壳体500的内表面间隔开的第三传感器单元sen3。如图15所示，第三传感器单元sen3可安装在基板200上，同时当壳体未被手指按压时，第三传感器单元sen3与壳体500的内表面间隔开预定距离d1。第三传感器单元sen3可包括感测线圈，并且当手指按压壳体的面对第三传感器单元sen3的部分时，壳体的内表面与第三传感器单元sen3之间的距离改变，从而改变第三传感器单元sen3的感测线圈的电感以及类似于图3中的第一振荡电路600-1和第二振荡电路600-2的振荡电路的谐振频率。因此，可执行振荡电路的谐振频率基于壳体的内表面与第三传感器单元sen3之间的距离的改变而变化的电感感测。
[0175]
虽然在图15中第三传感器单元sen3设置在第一传感器单元sen1与第二传感器单元sen2之间，但是这仅仅是示例，并且第三传感器单元sen3可替代地设置在其它位置处。
[0176]
在具有图15的感测结构的触摸感测装置中，当触摸操纵单元被人手指按压时，触摸感测(电容感测)和力感测(电感感测)两者可同时操作，并且当触摸操纵单元被人手指以外的东西按压时，仅力感测(电感感测)可操作。这种操作上的差异使得可以区分是否是人手指按压了触摸操纵单元，以防止误操作。
[0177]
图16示出了触摸操纵单元的绝缘构件的示例，并且图17示出了触摸操纵单元的绝缘构件的另一示例。
[0178]
参照图16，壳体具有孔h1和h2，第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2分别穿透孔h1和h2。图16中的第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2的形状仅是示例，并且第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2可具有各种其它形状。
[0179]
例如，可通过用绝缘材料填充壳体500中的孔h1和h2来形成第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2。作为金属主体的导体构件可以以图8至图11所示的各种方式中的任意一种方式嵌入第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2中的每个中。
[0180]
参照图17，第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2是将壳体500的外表面分成多个部分的第一绝缘体结构iso1和第二绝缘体结构iso2。作为金属主体的导体构件可以以图8至图11所示的各种方式中的任意一种方式嵌入第一绝缘体结构iso1和第二绝缘体结构iso2中的每个中。构成第一绝缘构件im1的第一绝缘体结构iso1的外部形状和构成第二绝缘构件im2的第二绝缘体结构iso2的外部形状不限于图17中所示的形状，而是可具有各种其它形状。
[0181]
如图16和图17所示，当第一绝缘构件im1和第二绝缘构件im2与导电壳体500电绝缘时，单独的触摸区域可彼此区分开。
[0182]
在上述示例中，电子装置中的物理按钮或开关被多个触摸感测结构代替，每个触摸感测结构包括绝缘构件，这使得可以将单独的触摸区域彼此区分开。这使得电子装置的设计更简单并且降低制造成本，消除物理按钮或开关的磨损或故障，并且提供防尘和防水性，这是因为在触摸感测结构与电子装置的壳体之间不存在物理间隙。
[0183]
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