CN104655241A - 电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子装置，包含壳体、触控板、处理器及一组导电橡胶。触控板具有接触面，处理器设置于壳体内，耦接于触控板。当该组导电橡胶碰触该接触面，且待测物体提供重力于该组导电橡胶造成该组导电橡胶被压缩时，处理器于触控板侦测数值，并根据数值取得待测物体的重量。

Description

电子装置

技术领域

本发明描述一种电子装置，尤指一种具有测重功能的电子装置。

背景技术

随着科技进步，各种电子装置被广泛地应用于日常生活中，常见的电子装置多半结合触控板或是触控荧幕以让使用者获得更好的操作体验。一般触控板或是触控荧幕常使用电容式的触控感测(Capacitive Touch Sensing)或是电阻式的触控感测(Resistive Touch Sensing)。电容式触控面板是利用数排的透明电极与人体之间的静电结合所产生的电容变化，从所产生的诱导电流来检测其座标。而电阻式触控面板主要由上下两组ITO导电层叠合而成，使用时利用压力使上下电极导通，经由控制器测知面板电压变化而计算出接触点位置进行输入。电容式触控面板以消费性电子产品为应用大宗，与电阻式触控面板相比，电容式触控面板表现出更加良好的触控性能及反应时间，使用者仅轻轻碰触就能迅速感应，对触碰力道的反应性非常灵敏，且有良好的使用寿命。

虽然电子装置结合电容式触控面板已在日常生活中随处可见，但仍有许多功能有待扩充。举例来说，当使用者出国时，可能会携带重量不一的行李，而各国机场的入关及出关常常对携带行李的重量有所限制。此时，若使用者未携带重量检测装置，可能会因无法自行检测行李重量而在登机程序上花费多余时间。另一个例子为，当使用者于购物时，许多计价方式为依照购物商品的重量计算价钱。此时，若使用者未携带重量检测装置，可能会无法自行检测购物商品的重量而在计价时受骗或吃亏。然而，以目前的电子装置而言，并无提供一种简便且准确的重量检测功能。并且，结合电子装置以及重量检测系统需要加装额外的测重电路，除了影响电子装置的耗能，亦影响其电路布局的体积。

因此，发展一种电子装置，在不改变其内部电路的前提下，具有准确的重量检测功能是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子装置，其具有准确的重量检测功能。

为达到上述目的，本发明一实施例描述了一种电子装置，包含壳体、触控板、处理器及一组导电橡胶。触控板具有接触面，处理器设置于壳体内，耦接于触控板，其中当待测物体提供重力于该组导电橡胶且该组导电橡胶碰触接触面时，处理器于触控板侦测一数值，并根据数值取得待测物体的重量。

较佳的，当该重力移除时，该处理器于该触控板侦测第二值，该处理器依据该第一值、该第二值及转换公式计算该待测物体的重量。该第一值及该第二值为该组导电橡胶碰触该接触面的面积值。

较佳的，另包含：侧盖，设置于该组导电橡胶及该待测物体之间，该侧盖的侧边枢接于该壳体侧边，该侧盖具有第一面及第二面，该组导电橡胶设置于该第二面上，且当该组导电橡胶碰触该接触面时，该第一面被用以承载该待测物体。

较佳的，另包含：背盖，设置于该组导电橡胶及该待测物体之间，该背盖可选择性的卡固与分离于该壳体上，该背盖具有第一背盖面及第二背盖面，该组导电橡胶设置于该第二背盖面上，且当该组导电橡胶碰触该接触面时，该第一背盖面被用以承载该待测物体。

较佳的，该触控板包含显示区及非显示区，该组导电橡胶设置于该触控板的该显示区及该壳体之间。

较佳的，该触控板包含显示区及非显示区，该组导电橡胶设置于该触控板的该非显示区及该壳体之间。

较佳的，该电子装置设置于该待测物体及该组导电橡胶之间。

较佳的，另包含：背盖及挂勾，该背盖的第一侧耦接于该壳体的第一侧，挂勾接于该壳体的第二侧及该背盖的第二侧，用以悬挂该待测物体；其中该组导电橡胶设置于该触控板及该背盖之间。

较佳的，该组导电橡胶的每一导电橡胶包含共接地埠，该共接地埠用以将该每一导电橡胶接地。

与现有技术相比，本发明电子装置实现测重功能的方法在于利用导电橡胶受到待测物体的重力影响而发生形变，使导电橡胶与触控面的接触面积改变，电子装置内部之处理器即根据侦测到触控面上的接触面积变化而估测待测物体的重量。本发明能在不改变内部电路结构的前提下，具有高精准度的重量检测功能。

附图说明

图1为本发明第一实施例的电子装置的架构图。

图2为本发明图1实施例在初始化时显示触控面板所显示的测重资讯示意图。

图3为本发明图1实施例在测重时显示触控面板所显示的测重资讯示意图。

图4为本发明第二实施例的电子装置的架构图。

图5为本发明第三实施例的电子装置的架构图。

图6为本发明第四实施例的电子装置的架构图。

图7A为本发明第五实施例的电子装置的架构图。

图7B为图7A实施例的电子装置的剖面图。

图8为本发明第六实施例的电子装置的架构图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

图1为本发明第一实施例的电子装置100的架构图。电子装置100包含导电橡胶10、载体20、壳体30、触控板40及处理器50。电子装置100具有量测待测物体D的重量的能力。触控板40设置于壳体30的一面，且具有一个接触面以感测各种碰触物体的接触面积。处理器50设置于壳体30内，耦接于触控板40。载体20用来乘载待测物体D。导电橡胶10设置于触控板40的接触面与载体20之间。导电橡胶10具有接地埠60，用以将导电橡胶10接地以增加电子装置100的测重效能。载体20设置于待测物体D与导电橡胶10之间。在本实施例中，载体20为任何具备乘载待测物体D的能力的物体，可为金属材质或非金属材质。导电橡胶10主要以高性能硅橡胶为基料，配特种填料(如铜镀银、铝镀银、玻璃镀银、石墨镀镍颗粒等)和助剂。导电橡胶10在本发明中可为任何具有弹性系数的导电性物体，其弹性系数可为任何数值，但基于成本、损耗与变形能力等因素，较佳的选择镍-铜、银-玻璃、银包铜作为导电填料，更能发挥本发明的效益。触控板40为电容式触控面板，且当触控板40被触控时，会通过自容式(Self-Capacitance)感测法或互容式(Mutual-Capacitance)感测法产生电容值。当导电橡胶10通过接地埠60接地时，因导电橡胶10与触控板40上的接触面会有较大动态范围(Dynamic Range)的电容值而增加电子装置100的测重效能。在本实施例中，待测物体D提供向下的正向力(重力)，而处理器50可依照导电橡胶10与触控板40上对应的电容值，透过查询表(Table)或转换公式(Transfer Function)计算待测物体D的重量。此外，虽然电子装置100使用载体20以乘载待测物体D，然而本发明却不限于此，其它实施例中的电子装置100亦可使用导电橡胶10直接乘载待测物体D。以下将详述本发明的电子装置100的测重流程以及测重原理。

这里举一个例子来详述电子装置100的测重流程以及测重原理。若使用者欲量测重量为WD的待测物体D的重量，使用者必须要将待测物体D置放于电子装置100的载体20上。此时，待测物体D的重力通过载体20传至导电橡胶10，使导电橡胶10发生形变(被压缩)。换言之，此时导电橡胶10底部所受的总重量为待测物体D的重量WD、载体20的重量W20以及导电橡胶10本身的重量W10。导电橡胶10此时发生形变的态样为压缩性形变，故导电橡胶10的底面积将会变大，导致导电橡胶10与触控板40接触面的接触面积亦会增加。在本实施例中，触控板40为电容式触控面板，因此符合C＝εA/d的接触电容公式。在此公式中，C为等效接触电容值，ε为介电质常数，A为接触面积，d为电容两夹板的等效距离。因此，在参数ε及d为固定的条件下，接触面积A与接触电容值C为正比关系。因此，当导电橡胶10与触控板40接触面的接触面积A增加时，接触电容值C亦会增加。处理器50侦测触控板40受到上述重力影响后的接触面积A及对应的接触电容值C后，即可通过查询表或转换公式计算对应估测重量WEst。此时，若处理器50计算出的估测重量WEst有高度的准确性，则估测重量WEst应满足W_Est＝W_D+W₁₀+W₂₀的关系。为了求得待测物体D的重量WD，使用者必须取得电子装置100初始化的重量。因此，使用者须将待测物体D由电子装置100上的载体20移除。此时，导电橡胶10底部所受的总重量为载体20的重量W20以及导电橡胶10本身的重量W10。由于导电橡胶10所受的重量减低，因此导电橡胶10与触控板40接触面的接触面积A将变小，而导致接触电容值C降低。处理器50侦测出触控板40受到待测物体D重力移除后的接触面积A及接触电容值C后，即可通过查询表或转换公式计算对应初始化重量WIni。此时，若处理器50计算出的初始化重量WIni有高度的准确性，则初始化重量WIni应满足W_Ini＝W₁₀+W₂₀的关系。随后，处理器50将计算待测物体D的估测重量WD_Est，且待测物体D的估测重量WD_Est将等于重量WEst减去重量WIni，即W_{D_Est}＝W_Est-W_Ini。

图2为电子装置100在初始化时，显示触控面板所显示的测重资讯示意图，而图3为电子装置100在测重时，显示触控面板所显示的测重资讯示意图。在本实施例中，触控板40为显示触控面板。于图2中，触控板40显示了导电橡胶10与触控板40接触面的接触区域R对应的类比对数位转换(Analog toDigital Converter，ADC)数值的资讯，以及接触区域R之外对应的ADC数值之资讯。在此，接触区域R内的ADC数值均远高于接触区域R之外的ADC数值。在本实施例中，由于接触区域R内的ADC数值正比于导电橡胶10与触控板40接触电容值C，故ADC数值越高表示触控板40受到的重力越大。在本实施例中，由于触控板40为电容式触控面板，因此触控板40包含触控讯号传输层及触控讯号接收层，而每层具有复数条触控讯号传输线以及触控讯号接收线。在图2中，触控板40将显示导电橡胶10与触控板40接触面的接触座标，如显示区域RC所示。在显示区域RC中，X轴为触控讯号接收线的索引(Index)，Y轴为触控讯号传输线的索引，显示区域RC中高亮度的部分即为导电橡胶10与触控板40接触面的接触区域。同样地，在图3中，触控板40也显示了导电橡胶10与触控板40接触面的接触区域R对应的ADC数值的资讯及接触区域R之外对应的ADC数值的资讯。触控板40亦于显示区域RC显示导电橡胶10与触控板40接触面的接触座标及接触区域。然而，对比于图2中电子装置100尚未放置待测物体D时的初始化状态，于图3电子装置100受到待测物体D重力的影响下，由于导电橡胶10更压缩，故图3的接触区域R的面积会比图2的接触区域R更大。并且，图3显示区域RC中的高亮度部分的面积亦比图2显示区域RC中的高亮度部分的面积更大，表示导电橡胶10受到待测物体D重力的压缩下，使得与触控板40接触面的接触区域跨越了更多的触控讯号接收线及触控讯号传输线。在本实施例中，由于触控板40能即时性(Real Time)地显示了导电橡胶10接触于触控板40接触面的座标资讯、面积资讯及数值资讯(ADC数值)，因此使用者可随时观看并理解电子装置100量测待测物体D时的重力变化。

图4及图5描述了本发明的具有测重功能的电子装置200及300。在图4及图5的实施例中，导电橡胶10可为多个导电橡胶101、102、103与104的组合，而这些导电橡胶的弹性系数必须相同。并且，图4及图5的实施例中，利用待测物体D的重力压缩导电橡胶101、102、103与104使之发生形变，而处理器50通过触控板40取得导电橡胶101、102、103与104接触面积总和A1与接触电容值C的变化，再通过查询表或转换公式计算待测物体D的重量WD的流程，同于前述第一实施例中电子装置100的流程，因此不再赘述，若这些导电橡胶的弹性系数或其他特性不相同，仍要实施本发明则需要针对每一个导电橡胶特定的查询表或转换公式计算，而非如前所述直接加总就可以进行估算。以下将详细描述图4及图5的电子装置200及300的实施例，其设计结构以及如何使用其测重功能的方法。

图4为本发明第二实施例的电子装置200的架构图。在图4中，电子装置200具有背盖21。背盖21的设置方式可为将其侧边(本实施例为背盖21的上侧边)枢接于壳体30的侧边(本实施例为下侧边)。背盖21亦可为电子装置200用来保护壳体30的壳套，以卡固方式枢接于壳体30。当背盖21收合时具有保护触控板40或电池(未图示)的功能。背盖21具有第一面211及第二面212，导电橡胶101、102、103与104设置于第二面212上。当使用者欲使用电子装置200量测待侧物体D的重量WD时，须将背盖21第二面212的导电橡胶101、102、103与104碰触于触控板40的接触面。使用者接下来须将待侧物体D放置于背盖21的第一面211上，使背盖21的第一面211乘载待测物体D。因此，待测物体D会产生重力，透过背盖21使导电橡胶101、102、103与104发生形变，而处理器50将依此计算出待测物体D的重量WD。在图4的实施例中，处理器50计算待测物体D的重量WD的方式可为取得待测物体D提供重力时的估测重量WEst，减去待测物体D重力移除时的初始化重量WIni，其中重量WEst等于背盖21的重量，导电橡胶101、102、103与104的总重量W10与待测物体D的重量WD之总和。重量WIni等于背盖21的重量，与导电橡胶101、102、103与104之总重量W10之总和。然而，虽然本发明的电子装置200以背盖21乘载待测物体D，然而本发明却不限于此，其它实施例中，电子装置200可用任何枢接于壳体30的平面乘载待测物体D，例如使用侧盖以乘载待测物体D。

图5为本发明第三实施例的电子装置300的架构图。在图5中，电子装置300的壳体30具有第一面311及第二面312。第一面311上具有触控板40，且包含接触面。第二面312用以乘载待侧物体D。在电子装置300中，导电橡胶101、102、103与104放在平面S上，用以承载壳体30并接触于触控板40的接触面，壳体30做为载盘来承载待侧物体D。当使用者欲使用电子装置300量测待侧物体D的重量WD时，须将待侧物体D置于壳体30的第二面312上。此时，待测物体D会产生重力，透过壳体30使导电橡胶101、102、103与104发生形变，而处理器50将依此计算出待测物体D的重量WD。在本实施例中，处理器50计算待测物体D的重量的方式可为取得待测物体D提供重力时的估测重量WEst，减去待测物体D重力移除时的初始化重量WIni，其中重量WEst等于壳体30以及内部元件所有的重量，与待测物体D的重量WD之总和。重量WIni等于壳体30以及内部元件所有的重量。本发明的导电橡胶101、102、103与104因要承载电子装置300，可做一体成型的设计，例如图5中四个导电橡胶101、102、103与104的底部相互连接而一体成形，可更稳定地支撑电子装置300，并依使用者的需求可设计做三点式、长条式的变化。

图6为本发明第四实施例的电子装置400的架构图。在图6中，电子装置400的导电橡胶110隐藏于壳体30内，触控板40相对于壳体30可上下移动。换言之，导电橡胶110设置于触控板40的背侧与壳体30的底侧间，触控板40的背侧具有触控功能。当使用者欲使用电子装置300量测待侧物体D的重量WD时，须将待侧物体D放于触控板40之上。此时，受到待侧物体D的重力影响而触控板40下压使隐藏于壳体30内的导电橡胶110发生形变而相对触控板40的背侧进行接触。而处理器50将依相对触控板40的背侧的接触面积，计算待测物体D的重量WD，于此实施例导电橡胶110为一口字形用以支撑触控板40，然本发明不限于此形状的支撑方式。

图7A为本发明第五实施例的电子装置500的架构图。在图7A中，电子装置500包含触控板40的表面，其包含了显示区V1以及非显示区V2。显示区V1用以显示影像，而非显示区V2可用以设置接收按键或是触碰符号等不具显示功能的区域。导电橡胶105与106可隐藏于壳体30内，该些导电橡胶设置于该触控板的该非显示区V2及该壳体30之间(如图7A所示)。图7B为图7A的空间座标P-P’截面的剖面图，电子装置500的表面设置透明保护板70。而透明保护板70的面积可约略等于电子装置500的上表面的面积，其下设置导电橡胶105与触控面板40，触控面板40可由壳体30内部结构固定，在图7A的实施例中，导电橡胶105与106分别设置于电子装置500的两侧边用以支撑透明保护板70，当待侧物体D放置于透明保护板70的上方时，因重力压挤导电橡胶105与106使透明保护板70相对于壳体30移动，造成导电橡胶105与106与触控面板40的接触面积同时发生改变。触控面板40与先前技术较大的差异处在于触控面板40除了显现于显示区V1外，更可延伸至非显示区V2以用于实施本发明的秤重功能。当使用者欲使用电子装置500量测待侧物体D的重量WD时，须将待侧物体D置于透明保护板70之上。此时，导电橡胶105与106将受到待侧物体D的重力影响而发生形变，处理器50将依此计算待测物体D的重量WD。此外，该些导电橡胶亦可设置于该触控板的显示区V1及该壳体30之间，或者设置于该触控板的该非显示区V2、显示区V1及该壳体30之间，亦可达到如上所述准确称重功能。

图8为本发明第六实施例的电子装置600的架构图。在图8中，电子装置600与电子装置200相似，差异之处为电子装置600具有挂勾90，而挂勾90接于背盖21的一侧(本实施例为下侧)以及壳体30的一侧(本实施例为下侧)，用以悬挂待测物体D。当使用者欲使用电子装置600量测待侧物体D的重量WD时，须将待测物体D悬挂于挂勾90之下。此时，待测物体D会提供向下的正向力(重量WD)，而因挂勾90接于背盖21及壳体30之一侧，故垂直向下的正向力(重量WD)会等于背盖21由左至右的压力P21，以及壳体30由右至左的压力P30的合力。在此情况下，背盖21由左至右的压力P21的水平分量PL会挤压导电橡胶101、102、103与104。同理，壳体30由右至左的压力P30的水平分量PR亦挤压导电橡胶101、102、103与104。更精确地说，压力PR、压力PL、压力P21及压力P30的关系为P_R＝P₃₀cos(θ₁)以及P_L＝P₂₁cos(θ₂)，其中θ₁系为压力PR-与压力P30方向的夹角，而θ₂系为压力PL-与压力P21方向的夹角。导电橡胶101、102、103与104同时受到压力PR-与压力PL-的挤压后，其与触控板40接触面的接触面积总和A1将发生改变，处理器50即依此计算待测物体D的重量WD。

在上述所有实施例中，虽然本发明应用四个导电橡胶101、102、103与104于电子装置中以实现量测待测物体D的功能。但本发明却不限于此，其它实施例中亦可使用任何数量的导电橡胶以达成测重功能。并且，本发明的导电橡胶的形状亦不限制于圆柱体，其它实施例亦可使用任何形状的导电橡胶。然而，应了解的是，使用圆柱体的导电橡胶由于受力平均，将更敏感地反应出重力对于接触面积的影响，使重量的量测结果更准确。

综上所述，本发明揭露一种电子装置，能在不改变内部电路结构的前提下，具有高精准度的重量检测功能。本发明电子装置实现测重功能的方法在于利用导电橡胶受到待测物体的重力影响而发生形变，使导电橡胶与触控面的接触面积改变，电子装置内部之处理器即根据侦测到触控面上的接触面积变化而估测待测物体的重量。此外，由于本发明的电子装置的导电橡胶与机身壳体可为一体成形的设计，使用者携带电子装置时等同于携带一个小型的测重装置。因此，本发明的电子装置在需要自行检测重量的场合时，具有高度的便利性。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种电子装置，其特征在于，包含：

壳体；

触控板，具有接触面；

处理器，设置于该壳体内，耦接于该触控板；及

一组导电橡胶；

其中当该组导电橡胶碰触该接触面，且待测物体提供重力于该组导电橡胶造成该组导电橡胶被压缩时，该处理器于该触控板侦测第一值，并根据该第一值取得该待测物体的重量。

2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，当该重力移除时，该处理器于该触控板侦测第二值，该处理器依据该第一值、该第二值及转换公式计算该待测物体的重量。

3.如权利要求2所述的电子装置，其特征在于，该第一值及该第二值为该组导电橡胶碰触该接触面的面积值。

4.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，另包含：

侧盖，设置于该组导电橡胶及该待测物体之间，该侧盖的侧边枢接于该壳体侧边，该侧盖具有第一面及第二面，该组导电橡胶设置于该第二面上，且当该组导电橡胶碰触该接触面时，该第一面被用以承载该待测物体。

5.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，另包含：

背盖，设置于该组导电橡胶及该待测物体之间，该背盖可选择性的卡固与分离于该壳体上，该背盖具有第一背盖面及第二背盖面，该组导电橡胶设置于该第二背盖面上，且当该组导电橡胶碰触该接触面时，该第一背盖面被用以承载该待测物体。

6.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该触控板包含显示区及非显示区，该组导电橡胶设置于该触控板的该显示区及该壳体之间。

7.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该触控板包含显示区及非显示区，该组导电橡胶设置于该触控板的该非显示区及该壳体之间。

8.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该电子装置设置于该待测物体及该组导电橡胶之间。

9.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，另包含：

背盖，该背盖的第一侧耦接于该壳体的第一侧；及

挂勾，接于该壳体的第二侧及该背盖的第二侧，用以悬挂该待测物体；

其中该组导电橡胶设置于该触控板及该背盖之间。

10.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该组导电橡胶的每一导电橡胶包含共接地埠，该共接地埠用以将该每一导电橡胶接地。