CN102801835A - 具有按压输入功能的手机套 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有按压输入功能的手机套，其在手机套壳内设置蓝牙模块、薄膜式压力感应器、A/D转换器、电池、薄膜开关以及薄膜基导线，所述薄膜开关与蓝牙模块相连，所述薄膜式压力感应器与电阻串联后与电池形成回路，薄膜式压力感应器与电阻串联的点连接A/D转换器，再连接到蓝牙模块；蓝牙模块与手机蓝牙模块进行通信，薄膜式压力感应器用于向手机传递按压操作信号，薄膜开关用于打开和关闭信号传输；电池还与蓝牙模块、A/D转换器相连；所有电气连接均通过薄膜基导线完成。优点是：本发明作为功能型手机套，可普遍应用在具有蓝牙功能的手机中，具备易安装，易连接，隐藏式设计等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有按压输入功能的手机套，其可作为一种手机输入装置。
背景技术
当今手机已成为一台移动的微型电脑，在办公室、餐厅以及在公交车内，随处可见用手机看小说、玩游戏、发微博的使用者。同时手机屏幕的尺寸也在逐年变大，从几年前的2、3英寸到目前4英寸，甚至5英寸手机也开始流行。这种“手机不离手”的现象以及逐渐变大的手机显示屏正带来诸多使用上的非便利性。
手机通常的输入方式是机械按键式输入，之后发展成为触摸屏幕式输入。机械按键式输入可以根据人体舒适度进行按压力调节，以达到最佳的输入感觉，这时输入不易产生误信号。触摸屏幕式输入方式，由于输入操作是通过在硬质平面（玻璃等）上进行滑动操作，输入时无法得到机械反馈，因此输入时易产生误信号，且对于一些特殊的使用环境，如公交车内等，输入舒适性更难得到保证。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种用于手机，尤其是大屏幕触摸输入式手机的具有按压输入功能的手机套，其能通过压力薄膜采集人体按压力，并通过蓝牙装置，将按压力转化成手机输入信号。
按照本发明提供的技术方案，所述具有按压输入功能的手机套包括手机套壳，在所述手机套壳内设置有蓝牙模块、薄膜式压力感应器、A/D转换器、电池、薄膜开关以及薄膜基导线，所述A/D转换器位于蓝牙模块内部，作为模拟信号与数字信号的转换接口，所述薄膜开关与蓝牙模块相连，所述薄膜式压力感应器与电阻串联后与电池形成回路，薄膜式压力感应器与电阻串联的点连接A/D转换器，再连接到蓝牙模块；蓝牙模块与手机蓝牙模块进行通信，薄膜式压力感应器用于向手机传递按压操作信号，薄膜开关用于打开和关闭信号传输；电池还与蓝牙模块、A/D转换器相连；所有电气连接均通过薄膜基导线完成。
进一步的，所述薄膜式压力感应器包括两片带有电极的柔性衬底，其中一片柔性衬底上采用丝网印刷工艺印刷有纳米压敏材料，然后两片带有电极的柔性衬底热压在一起；当薄膜式压力感应器受到握持压力时，纳米压敏材料发生变形，并造成阻值的变化，通过阻值的变化测量是否有握持式输入以及握持力的大小。
所述电极采用梳状电极，两片柔性衬底上的电极交错排列。
所述柔性衬底采用PI薄膜，厚度为20-30um，电极层厚度为18-22um，纳米压敏材料层厚度为20-30um。
所述纳米压敏材料采用碳纳米导电颗粒、油墨粘合剂、油墨溶剂的混合物，其中油墨溶剂与油墨粘合剂的质量比为1.5~6：1；油墨粘合剂与碳纳米导电颗粒的质量比为5~15：1；油墨溶剂为2-丁酮、乙二醇醚、四氢呋喃中的一种或几种；油墨粘合剂为聚丙烯粘合剂、天然或人工合成橡胶粘合剂、环氧树脂粘合剂、硅橡胶粘合剂中的一种或几种，碳纳米导电颗粒的直径为1~1000nm。
所述薄膜式压力感应器、薄膜开关所在的手机套壳区域为压力感应区域，手机套壳上的压力感应区域外侧具有条形突起。
压力输入方式通过时间长短进行两种输入模式的切换：短暂握持进行功能选择，长时握持进行确认。当握持时间<1秒，即将本次操作认作短暂握持；握持时间>2秒，即将本次操作认为长时握持。
按压薄膜开关后，压力感应开启，若第一个操作为短暂握持，则激活联系人界面；若第一个操作为长时握持，那么手机进入功能菜单，再通过短暂握持进行功能选择。
压力感应开启后，如果在第一设定时间内没有进行相关操作，则程序向上退出一级；如果在第二设定时间内没有进行相关操作，则自动关闭压力感应；所述第二设定时间>第一设定时间。
本发明的优点是：本发明作为手机的输入装置，通过压力薄膜感应，进行拨号、程序选定等操作，提高了特殊使用条件下手机输入的舒适性。通过压力薄膜感应人手握持力，并将压力的物理信号转换成电信号，通过蓝牙模块与手机进行通讯，以达到输入的目的。本发明作为功能型手机套，可普遍应用在具有蓝牙功能的手机中，具备易安装，易连接，隐藏式设计等特点。
附图说明
图1为发明的手机套示意图。
图2为发明的手机套内功能模块结构示意图。
图3为发明的薄膜式压力感应器原理示意图。
图4为发明的薄膜式压力传感器梳状电极示意图。
图5为发明的电路模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，所述的具有按压输入功能的手机套包括：在手机套壳1内设置有蓝牙模块7、薄膜式压力感应器10、A/D转换器、电池11、薄膜开关2以及薄膜基导线5，所述A/D转换器位于蓝牙模块7内部，作为模拟信号与数字信号的转换接口，所述薄膜开关2与蓝牙模块7相连，所述薄膜式压力感应器10与电阻串联后与电池11形成回路，薄膜式压力感应器10与电阻串联的点连接A/D转换器，再连接到蓝牙模块7；蓝牙模块7与手机蓝牙模块进行通信，薄膜式压力感应器10用于向手机传递按压操作信号，薄膜开关2用于打开和关闭信号传输；电池11还与蓝牙模块7、A/D转换器相连；所有电气连接均通过薄膜基导线5完成。
薄膜式压力感应器10以及薄膜开关2的信号分别与蓝牙模块7相连，作为两种输入方式，薄膜基导线5连接各个功能模块，从而构成回路。这些模块以及导电回路封装在手机套壳1内。压力感应器10、薄膜开关2以及薄膜基导线5均以聚酰亚胺PI薄膜为基底，并按照标准的薄膜电路工艺制作电极以及导线部分。下面将主要描述薄膜式压力感应器10以及本发明的控制方式。
薄膜式压力感应器10包括两片带有电极的PI薄膜（柔性衬底）。采用丝网印刷工艺将纳米压敏材料8印刷在带有电极的PI薄膜（柔性衬底）上，印刷纳米压敏材料8后的PI薄膜9b与另一个带有电极的PI薄膜9a热压在一起。当薄膜式压力感应器10受到握持压力时，纳米压敏材料8发生变形，并造成阻值的变化，通过阻值的变化可以测量是否有握持式输入以及握持力的大小。所述电极采用梳状电极，如图4所示，第一梳状电极12和第二梳状电极13交错排列，采用梳状电极可以有效增大纳米压敏材料8与PI薄膜的附着力，同时减小了压力感应器的器件容值。PI薄膜上电极层厚度约为18-22um，纳米压敏材料8层厚度为20-30um，PI薄膜厚度为20-30um。
纳米压敏材料8采用碳纳米导电颗粒、油墨粘合剂、油墨溶剂等有机材料的混合物，其中油墨溶剂与油墨粘合剂的质量比为1.5~6：1；油墨粘合剂与碳纳米导电颗粒的质量比为5~15：1；油墨溶剂为2-丁酮、乙二醇醚、四氢呋喃中的一种或几种；油墨粘合剂为聚丙烯粘合剂、天然或人工合成橡胶粘合剂、环氧树脂粘合剂、硅橡胶粘合剂中的一种或几种，碳纳米导电颗粒的直径为1~1000nm。
PI薄膜上的电极也可以采用导电银浆按照设定的梳状结构通过丝网印刷技术印刷在基底薄膜上，本实施例中采用的是标准的薄膜电路工艺，采用铜作为电极及电路走线。纳米压敏材料8通过丝网印刷方式印刷在PI薄膜9b基底上之后，在标准空气中进行退火处理，退火温度为120度，30分钟。
退火处理后的带有第一梳状电极12和第二梳状电极13的薄膜粘接在一起，这样两个电极就与纳米压敏材料8串联在一起。纳米压敏材料8的方块阻值为100Ohm，受压力后，可以在100欧姆至1K欧姆阻值间变化，在人手握持力作用下，其阻值变化区间为100欧姆至500欧姆。本发明内包含的薄膜式压力感应器10正常条件无按压时阻值为800欧姆至1.2K欧姆，在人手正常按压时，阻值变为5K-10K欧姆。当薄膜式压力感应器10阻值增大时，6K欧姆为按压判定界限，即当阻值大于6K欧姆时，作为触发。当薄膜式压力感应器10阻值减小时，4K欧姆为舒张判定界限，即当阻值小于4K欧姆时，作为触发关闭。
在手机套壳1设有薄膜式压力感应器10的区域对外部压力敏感，称为压力感应区域。本实施例包含两处压力感应区域，这两处区域电气并联（即多个薄膜式压力感应器10之间为并联），并联的支路与电阻串联后，其电压信号输入A/D转换器，再与蓝牙模块相连，如图5所示。整个输入电路的器件被集成在橡胶材质的手机套壳1内。手机套壳1上的压力感应区域外侧，供人手按压的地方设有条形突起4，以增大手机套壳1与人手的摩擦力，从而增加按压时人手的舒适度。
本发明中描述的功能性手机套，为手机提供了压力输入方式，从而达到控制手机功能的目的，同时手机套上安放有薄膜开关2，可以控制手机输入装置的开关。下面是一种通过人手握持力对手机进行控制的方式。
1）按压薄膜开关2后，薄膜开关2中心的LED灯点亮，用手掌握持手机套壳1上压力感应区域，手机程序开始计时，当握持时间<1秒，即将本次操作认作短暂握持，并激活联系人界面。
2）进入联系人界面后，握持手机套壳1压力感应区域，手机程序开始计时，并当握持时间<1秒，即将本次操作认作短暂握持，并下移一个联系人。
3）依照步骤2中描述方法，直至达到所选择的联系人时，握持手机套壳1上压力感应区域，手机程序开始计时，当握持时间>2秒，即将本次操作认为长时握持，并拨通该联系人。
4）按压薄膜开关2，薄膜开关中心LED关闭，这时停止压力感应。
5）如果在打开压力感应后，即进行长时握持，那么手机进入功能菜单，并可以通过短暂握持进行功能选择。
6）选择相应功能后，通过长时握持激活当前程序。
这样手机压力输入方式是通过时间长短进行两种输入模式的切换。短暂握持进行功能选择，长时握持进行确认。激活压力感应后，如果5秒内没有进行相关操作，那么程序向上退出一级。如果10秒内没有进行相关操作，那么自动关闭感应模式。
Claims (10)
1. 具有按压输入功能的手机套，包括手机套壳（1），其特征是：在所述手机套壳（1）内设置有蓝牙模块（7）、薄膜式压力感应器（10）、A/D转换器、电池（11）、薄膜开关（2）以及薄膜基导线（5），所述A/D转换器位于蓝牙模块（7）内部，作为模拟信号与数字信号的转换接口，所述薄膜开关（2）与蓝牙模块（7）相连，所述薄膜式压力感应器（10）与电阻串联后与电池（11）形成回路，薄膜式压力感应器（10）与电阻串联的点连接A/D转换器，再连接到蓝牙模块（7）；蓝牙模块（7）与手机蓝牙模块进行通信，薄膜式压力感应器（10）用于向手机传递按压操作信号，薄膜开关（2）用于打开和关闭信号传输；电池（11）还与蓝牙模块（7）、A/D转换器相连；所有电气连接均通过薄膜基导线（5）完成。
2.如权利要求1所述的具有按压输入功能的手机套，其特征是，所述薄膜式压力感应器（10）包括两片带有电极的柔性衬底，其中一片柔性衬底上采用丝网印刷工艺印刷有纳米压敏材料（8），然后两片带有电极的柔性衬底热压在一起；当薄膜式压力感应器（10）受到握持压力时，纳米压敏材料（8）发生变形，并造成阻值的变化，通过阻值的变化测量是否有握持式输入以及握持力的大小。
3.如权利要求1所述的具有按压输入功能的手机套，其特征是，所述电极采用梳状电极，两片柔性衬底上的电极交错排列。
4.如权利要求2或3所述的具有按压输入功能的手机套，其特征是，所述柔性衬底采用PI薄膜，厚度为20-30um，电极层厚度为18-22um，纳米压敏材料（8）层厚度为20-30um。
5.如权利要求2所述的具有按压输入功能的手机套，其特征是，所述纳米压敏材料（8）采用碳纳米导电颗粒、油墨粘合剂、油墨溶剂的混合物，其中油墨溶剂与油墨粘合剂的质量比为1.5~6：1；油墨粘合剂与碳纳米导电颗粒的质量比为5~15：1；油墨溶剂为2-丁酮、乙二醇醚、四氢呋喃中的一种或几种；油墨粘合剂为聚丙烯粘合剂、天然或人工合成橡胶粘合剂、环氧树脂粘合剂、硅橡胶粘合剂中的一种或几种，碳纳米导电颗粒的直径为1~1000nm。
6.如权利要求1所述的具有按压输入功能的手机套，其特征是，所述薄膜式压力感应器（10）、薄膜开关（2）所在的手机套壳（1）区域为压力感应区域，手机套壳（1）上的压力感应区域外侧具有条形突起（4）。
7.如权利要求1所述的具有按压输入功能的手机套，其特征是，压力输入方式通过时间长短进行两种输入模式的切换：短暂握持进行功能选择，长时握持进行确认。
8.如权利要求7所述的具有按压输入功能的手机套，其特征是，当握持时间<1秒，即将本次操作认作短暂握持；握持时间>2秒，即将本次操作认为长时握持。
9.如权利要求7所述的具有按压输入功能的手机套，其特征是，按压薄膜开关（2）后，压力感应开启，若第一个操作为短暂握持，则激活联系人界面；若第一个操作为长时握持，那么手机进入功能菜单，再通过短暂握持进行功能选择。
10.如权利要求9所述的具有按压输入功能的手机套，其特征是，压力感应开启后，如果在第一设定时间内没有进行相关操作，则程序向上退出一级；如果在第二设定时间内没有进行相关操作，则自动关闭压力感应；所述第二设定时间>第一设定时间。
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