【专利解密】小米MIX Alpha是如何取消实体按键的?

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原标题:【专利解密】小米MIX Alpha是如何取消实体按键的?

【嘉德点评】从数字九键到全键盘,再到三大金刚键、虚拟导航键,关于手机的按键一直都不简单,随着全面屏、折叠屏时代的到来,实体按键该何去何从?小米虚拟压感按键或许是未来!

集微网消息,前几日小米概念机MIX Alpha发布,该手机采用了“环绕屏”的结构,它机身的正面、侧面以及背面都被一整块屏幕环绕。为了使外部线条更加美观,进一步增强用户体验,此款手机取消了所有的实体按键,取而代之的是虚拟压感按键。

压力感应按键是采用压力感应结构代替机械按键结构,能够将施加在压力感应面板上的力转化为控制信号,从而实现相应的控制功能。相比于机械按键,它具有灵敏度高、使用寿命长、占用面积小等优点。但是现有的压力感应按键存在不同程度的缺陷,如对结构要求严格、电路设计复杂、无法长按以及抗跌性能差等。

为了解决上述问题,小米此款概念机的供应商之一纽迪瑞科技,就申请了一项名为“压力感应按键装置及压力感应按键测量电路”的发明专利(专利号:201710117805 .8),申请人为深圳纽迪瑞科技开发有限公司。

图1

图1是压力感应按键装置100的结构示意图,该压力感应按键装置100主要包括承受压力的面板10和感应板件30这两个部分。面板10可以接收用户按压的压力,并把压力传递到感应板件30上,所以面板10一般是如金属板、玻璃板、塑料板等刚性材料,它受力所致的形变量远小于面板10与感应板件30之间的距离,因此可以避免面板10发生形变时因无法恢复而降低感应压力的准确性。感应板件30的第一表面31通过连接材料20(例如硅胶材料等)与面板10相连。

按键区域11位于面板上并与第一局部区域33的位置对应,在实际应用中,通过调整压力感应按键装置中的应变感应电阻的摆放位置和测量电路参数,可在一定范围内调整按键区域11大小和位置。

图2

上图是压力感应按键装置中的惠斯通电桥电路示意图,惠斯通电路位于感应板件30的第一表面31和第二表面32上,该电路包括8个具有压变效应的应变感应电阻,其中4个电阻位于第一表面上,4个电阻位于第二表面上。应变感应电阻R1、R2、R3和R4组成第一惠斯通电桥电路;R1、R2、R5和R6组成第二惠斯通电桥电路;R3、R4、R7和R8组成第三惠斯通电桥电路。

图3

图3为具有图2中的压力感应按键装置100的测量电路40的电路图,它将压力感应按键装置中的惠斯通电路的端点信号作为输入信号。由上图可知,该测量电路只由少量分立元件组成,不需要模数转换芯片以及处理器的数字运算处理,大大地简化了设计。

当按压面板10时,第一比较器电路46的输出端EN1会变成高电平,其他情况下,第一比较器电路46的输出端EN1均为低电平,从而保证了按压动作的检测功能。同样,为了实现长按功能,我们将第一比较电路46的输出信号EN1输入到RS锁存器电路的S端,将第二比较电路47的输出信号EN2输入到RS锁存器电路的R端,通过锁存器对状态的锁存作用,可以长时间保持按键的状态,进而完成长按功能。

此发明采用惠斯通电路作为压力感应单元的主要组成部分,大大简化了压力感应按键装置的结构,只需要通过连接材料将直接接受压力按压的面板和能使电阻成型于表面的感应板件连接起来即可。同时本发明通过改变惠斯通电路的端点信号,进而通过测量电路判断用户的按压、长按等动作,能够实现各种不同的压感按键功能。

可以看到近期发布的vivo NEX3、华为Mate30Pro以及小米的MIX Alpha等多款手机,几乎都已经取消了实体按键,所以“无按键”手机会成为新时代的潮流吗?(校对/holly)

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