CN108572760A - 复合传感系统、可携式电子装置与触控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种复合传感系统、可携式电子装置与触控方法。复合传感系统包括传感片以及承载架。传感片包括基板以及配置于基板上的触控传感线路与压力传感线路，其中压力传感线路在基板上的正投影与触控传感线路在基板上的正投影彼此错开。承载架具有承载空间以及邻接承载空间的承载肩部，其中承载架以承载肩部承载传感片。承载空间用以容纳显示元件，触控传感线路位于显示元件上方。

Description

复合传感系统、可携式电子装置与触控方法
技术领域
本发明涉及一种复合传感系统、可携式电子装置与其触控方法，且特别是涉及一种触控传感与压力传感的复合传感系统、可携式电子装置与触控传感与压力传感的触控方法。
背景技术
目前，常见的压力传感系统之一是采用电容结构作为传感系统的基本架构，因此也可以称为电容式压力传感系统。简单来说，这类压力传感系统的设计是在上、下相对的两基板上分别设置电极，并在两上下相对的电极间填充介质(例如是海绵或空气)以形成电容结构。当外部有压力施加于压力传感系统时，上下基板的间距会随着缩减。两相对电极之间的距离也会随之缩减而改变两电极之间的电容值，因此压力传感系统可由两电极之间的电容值改变而回推得到外部所施加的压力大小。在现在的时代，许多开发业者会将压力传感系统加入日常生活不可或缺的电子装置中，例如手机或平板。如此一来，将可使得使用者有更多的操作方式使电子装置执行使用者所需求的功能。
图1为传统的传感系统的剖面示意图。请参考图1，传统的传感系统100由下至上的配置有承载件120、缓冲元件140、压力传感片112、显示元件170以及触控传感片114。压力传感片112中具有压力传感线路116，与配置于承载件120上的接地电极130形成电容。使用者施予传感系统100一个外部压力时，压力传感线路116与接地电极130的距离D会产生改变，因此压力传感片112可传感出电容变化值而达成压力传感的目的。
然而，上述传统的传感系统应用于可携式电子装置时，整个装置的厚度就会因为压力传感片112而大幅增加，且增设独立的压力传感片112也使可携式电子装置的成本提高。因此，如何在可携式电子装置有限的空间中加入压力传感系统已成为开发业者研发的主要目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合传感系统、可携式电子装置与触控方法，可解决可携式电子装置制造成本过高与尺寸过厚的问题。
为达上述目的，本发明的复合传感系统包括传感片以及承载架。传感片包括基板以及配置于基板上的触控传感线路与压力传感线路，其中压力传感线路在基板上的正投影与触控传感线路在基板上的正投影彼此错开。承载架具有承载空间以及邻接承载空间的承载肩部，其中承载架以承载肩部承载传感片。承载空间用以容纳显示元件，触控传感线路位于显示元件上方。
本发明的可携式电子装置包括显示元件以及复合传感系统。复合传感系统包括传感片以及承载架。传感片包括基板以及配置于基板上的触控传感线路与压力传感线路，其中压力传感线路在基板上的正投影与触控传感线路在基板上的正投影彼此错开。承载架具有承载空间以及邻接承载空间的承载肩部，其中承载架以承载肩部承载传感片。承载空间用以容纳显示元件，触控传感线路位于显示元件上方。
本发明用以触控如上述的可携式电子装置的触控方法包括下列步骤。根据触控传感线路的传感结果决定使用者于显示元件上的触控位置。根据压力传感线路的传感结果执行触控位置所对应的多个指令中的一个。
在本发明的一实施例中，上述的复合传感系统还包括接地电极与第一缓冲件，配置于压力传感线路与承载肩部之间，其中第一缓冲件位于压力传感线路与接地电极之间。
在本发明的一实施例中，上述的复合传感系统还包括第二缓冲件，配置于接地电极与承载肩部之间。
在本发明的一实施例中，上述的接地电极埋设于承载肩部内，其中第一缓冲件位于压力传感线路与承载肩部之间。
在本发明的一实施例中，上述的承载肩部位于承载空间的相对两侧。
在本发明的一实施例中，上述的承载肩部环绕承载空间。
在本发明的一实施例中，上述的复合传感系统还包括玻璃盖板，其中传感片配置于玻璃盖板上，且传感片位于玻璃盖板与承载肩部之间。
在本发明的一实施例中，上述的承载架的材质为金属。
在本发明的一实施例中，上述的可携式电子装置还包括光学胶，配置于传感片与显示元件之间。
基于上述，在本发明的复合传感系统、可携式电子装置与触控方法中，压力传感线路与触控传感线路整合在同一基板上，因此可携式电子装置的制造成本可以降低且尺寸可以缩减。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。
附图说明
图1为传统的传感系统的剖面示意图；
图2为本发明一实施例的可携式电子装置的剖面示意图；
图3为图2的复合传感系统的局部放大剖视图；
图4为本发明另一实施例的复合传感系统的局部放大剖视图；
图5为本发明再一实施例的复合传感系统的局部放大剖视图；
图6为本发明一实施例的复合传感系统的俯视示意图；
图7为本发明另一实施例的复合传感系统的俯视示意图；
图8是本发明一实施例适用于可携式电子装置的触控方法的流程图。
符号说明
100：传统的传感系统
112：压力传感片
114：触控传感片
120：承载件
140：缓冲元件
200、200A、200B、200C、200D、200E：复合传感系统
210：传感片
212：基板
214、214A、214B：触控传感线路
116、216、216A、216B：压力传感线路
217：驱动电极
218：传感电极
220：承载架
222、222A、222B：承载空间
224、224A、224B：承载肩部
130、230、230A、230B：接地电极
240：第一缓冲件
250：第二缓冲件
260：玻璃盖板
170、270：显示元件
272：光学胶
274：支撑件
276：电路板
278：电池
300：可携式电子装置
S800、S810：步骤
A：区域
D：距离
P1：压力传感线路在基板上的正投影
P2：触控传感线路在基板上的正投影
具体实施方式
本发明的部分实施例接下来将会配合附图来详细描述，以下的描述所引用的元件符号，当不同附图出现相同的元件符号将视为相同或相似的元件。这些实施例只是本发明的一部分，并未揭示所有本发明的可实施方式。更确切的说，这些实施例只是本发明的权利要求中的装置的范例。
图2为依照本发明一实施例的可携式电子装置的剖面示意图。图3是图2的复合传感系统的局部放大剖视图。请参阅图2及图3，本实施例的可携式电子装置300具有传感功能，适于使用者以触控的方式进行指令操作，且可携式电子装置300例如是手机、平板电脑，但本发明并不以此为限。
本实施例的可携式电子装置300包括显示元件270与本发明一实施例的复合传感系统200A。复合传感系统200A包括传感片210以及承载架220。传感片210包括基板212以及配置于基板212上的触控传感线路214与压力传感线路216，其中压力传感线路216在基板212上的正投影P1与触控传感电路214在基板212上的正投影P2彼此错开，由于图3是复合传感系统210的局部放大剖视图，因此仅绘示出部分的正投影P2。承载架220具有承载空间222以及邻接承载空间222的承载肩部224，其中承载架220以承载肩部224承载传感片210。压力传感线路216位于承载肩部224上方，例如压力传感线路216位于基板212与承载肩部224之间，但本发明不局限于此。承载空间222容纳显示元件270。触控传感线路214位于显示元件270上方。详细而言，触控传感线路214铺设于传感片210的基板212中对应于承载架220的承载空间222处，而压力传感线路216铺设于基板212中对应于承载架220的承载肩部224处。因此，压力传感线路216在基板212上的正投影P1与触控传感电路214在基板212上的正投影P2不会重叠且彼此错开。如此一来，压力传感线路216与触控传感线路214整合在同一基板212上，因此可携式电子装置300的制造成本可以降低且尺寸可以缩减。
在本发明的一实施例中，可携式电子装置300还包括玻璃盖板260，其中传感片210配置于玻璃盖板260上，且传感片210位于玻璃盖板260与承载肩部224之间。因此，玻璃盖板260可以保护位于玻璃盖板260与承载肩部224之间的传感片210。此外，使用者在玻璃盖板260上施加的力量的大小也可传递至传感片210。
在本发明的一实施例中，承载架220的材质例如为金属，使用材质为金属的承载架220可以直接与传感片210中的压力传感线路216形成电容。在其他情况中，承载架220的材质也可以选用其他例如是一般塑胶等材质，本发明并不以此为限。
在本发明的一实施例中，可携式电子装置300还包括光学胶272，配置于传感片210与显示元件270之间。详细而言，光学胶272均匀地涂布在显示面板270与传感片210之间，将显示面板270与传感片210黏合在一起。光学胶272的存在可使得可携式电子装置300不会产生界面反射的问题，具有良好的显示效果。
此外，可携式电子装置300还可选择性地包括支撑件274、电路板276以及电池278。电池278配置于承载空间222。电路板276配置于电池278上，且电池278位于电路板276与承载架220之间。支撑件274配置于电路板276与显示元件270之间，用以支撑显示元件270，以及隔开电路板276与显示元件270。
请继续参阅图3，本发明一实施例的复合传感系统200A还包括接地电极230A与第一缓冲件240。接地电极230A与第一缓冲件240配置于压力传感线路216与承载肩部224之间。第一缓冲件240位于压力传感线路216与接地电极230A之间。第一缓冲件240例如是双面胶带，或是其他具有弹性之材料，但本发明并不限于此。使用者对复合传感系统200A施予压力后，位于压力传感线路216与接地电极230A之间的第一缓冲件240会受到压力而被压缩。因此，压力传感线路216与接地电极230A之间的距离会产生变化，使得压力传感线路216根据此变化传感出压力传感线路216与接地电极230A之间的电容变化值。详细而言，使用者对复合传感系统200A施予压力后，压力传感线路216会朝向承载肩部224位移，使得压力传感线路216与配置在承载肩部224的接地电极230A之间的距离缩短而造成电容值改变。如此一来，复合传感系统200A可根据压力传感线路216的传感结果执行触控位置所对应的多个指令中的一个。由于压力传感线路216与触控传感线路214可同时制作在单一个传感片210内，因此可以降低复合传感系统200A的制造成本，还解决了现有的可携式电子装置不轻薄的问题。
在本实施例中，触控传感线路214例如包括驱动电极217与传感电极218，用以传感使用者于显示元件270上的触控动作造成的电性变化。复合传感系统200A会根据触控传感线路214的传感结果决定使用者于显示元件270上的触控动作的位置。再搭配压力传感线路216的传感结果的不同，就可以触发触控动作的位置所对应的多个指令的其中一个。
图4为依照本发明另一实施例的复合传感系统的局部放大剖视图。请参考图4，本实施例的复合传感系统200B类似于图3的复合传感系统200A，但是两者之间的主要差异在于复合传感系统200B还包括第二缓冲件250，配置于接地电极230A与承载肩部224之间。使用者对复合传感系统200B施予压力后，位于压力传感线路216与接地电极230A之间的第一缓冲件240，以及位于接地电极230A与承载肩部224之间的第二缓冲件250，会同时受到压力而被压缩。因此，压力传感线路216会与接地电极230A之间的距离产生变化，使得压力传感线路216根据此变化传感出电容变化值。另一方面，位于接地电极230A与承载肩部224之间的第二缓冲件250可以缓冲并保护接地电极230A与承载肩部224。详细而言，使用者对复合传感系统200B施予压力后，压力传感线路216会朝向承载肩部224位移，同时接地电极230A也会往承载肩部224处位移，但位移的幅度较压力传感线路216小，使得压力传感线路216与配置在承载肩部224的接地电极230A之间的距离缩短造成电容值改变。复合传感系统200B可根据压力传感线路216的传感结果执行触控位置所对应的多个指令中的一个。由于本实施例复合传感系统200B具有第一缓冲件240与第二缓冲件250，有两段式的压缩空间，可提高被传感的范围值，因此可使得复合传感系统200B在压力传感时有更佳传感效果，并增加复合传感系统200B的耐用程度。本实施例复合传感系统200B也可以达到先前所述的功效及优点，在此就不予赘述。
图5为依照本发明再一实施例的复合传感系统的局部放大剖视图。请参考图5，本实施例的复合传感系统200C类似于图3的复合传感系统200A，但是两者之间的主要差异在于复合传感系统200C中的接地电极230B埋设于承载肩部224内，其中第一缓冲件240位于压力传感线路216与承载肩部224之间。使用者对复合传感系统200C施予压力后，位于压力传感线路216与接地电极230A之间的第一缓冲件240会受到压力而被压缩。因此，压力传感线路216与接地电极230B之间的距离会产生变化，使得压力传感线路216根据此变化传感出电容变化值。详细而言，使用者对复合传感系统200C施予压力后，压力传感线路216会朝向承载肩部224位移，使得压力传感线路216与配置在承载肩部224的接地电极230B之间的距离缩短而造成电容值改变。因此，复合传感系统200C可根据压力传感线路216的传感结果执行触控位置所对应的多个指令中的一个。由于本实施例复合传感系统200B的接地电极230B埋设于承载肩部224内，因此可使得复合传感系统200C的传感片210与承载架220更容易组装。本实施例的复合传感系统200C也可以达到先前所述的功效及优点，在此就不予赘述。
图6为依照本发明一实施例的复合传感系统的俯视示意图。请参考图6，图6所绘示的复合传感系统200D可应用于图2的可携式电子装置300中。在本实施例中，承载肩部224A位于承载空间222A的相对两侧。传感片210中的压力传感线路216A位于传感片210的相对两侧，并且压力传感线路216A位于承载肩部224A上。详细而言，在本实施例的复合传感系统200D中，压力传感线路216A制作于传感片210的相对两测，并且与位于承载空间222A相对两侧的承载肩部224A相对应。因此，使用者对复合传感系统200D施予压力后，压力传感线路216A与承载肩部224A之间的距离会缩短，以使得压力传感线路216A传感出压力传感结果。由于本实施例的承载肩部224A只需配置于承载空间222A的相对两侧，压力传感线路216A只需配置在传感片210的相对两侧，因此可降低复合传感系统200D的制造成本，且承载空间222A相对较大。
图7为依照本发明另一实施例的复合传感系统的俯视示意图。请参考图7，本实施例的复合传感系统200E类似于图6的复合传感系统200D，但是两者之间的主要差异在于复合传感系统200E中的承载肩部224B位于承载空间222B的周缘处，例如是承载肩部224B环绕承载空间222B的整个周缘。传感片210中的压力传感线路216B位于传感片210的周缘处，并且压力传感线路216B位于承载肩部224B上。因为压力传感线路216B位于承载空间222B的周缘处，所以不论使用者施力的位置在哪里，都可以得到较为平均而准确的传感结果。本实施例的复合传感系统200E也可以达到先前所述的功效及优点，在此就不予赘述。
图8是依照本发明一实施例适用于可携式电子装置的触控方法的流程图。请参考图2及图8，本实施例的触控方法适用于图2的可携式电子装置300或其他符合本发明的精神的可携式电子装置。步骤S800中，是根据触控传感线路214的传感结果决定使用者于显示元件270上的触控位置。接着在步骤S810中，根据压力传感线路216的传感结果执行触控位置所对应的多个指令中的一个。由于本实施例的触控方法采用整合了触控传感线路214以及压力传感线路216的传感片210，所以可以不用再额外配置一个压力传感片112或是触控传感片114如图1所绘示。而且，单一层结构的传感片210的配置方式可以降低可携式电子装置300的制造成本，并使可携式电子装置300的尺寸更加轻薄。
综上所述，在本发明的复合传感系统、可携式电子装置与触控方法中，压力传感线路配置于基板与邻接承载空间的承载肩部之间。压力传感线路与触控传感线路整合在同一基板上。通过对可携式电子装置的触控使得压力传感线路与承载肩部之间的距离产生改变，可根据此变化传感出电容变化值而可判断施加的压力大小，并根据传感结果执行触控位置所对应的多个指令中的一个，因此达成施力大小不同可触发不同功能的目的。此外，无须配置额外的一片压力传感片，故可携式电子装置的制造成本可以降低且尺寸可以缩减。另外，当本发明的可携式电子装置进一步包括缓冲件时，可使复合传感系统有更佳的压力传感效果，并增加复合传感系统的耐用程度。
虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (18)

1.一种复合传感系统，其特征在于，包括：
传感片，包括基板以及配置于所述基板上的触控传感线路与压力传感线路，其中所述压力传感线路在所述基板上的正投影与所述触控传感线路在所述基板上的正投影彼此错开；以及
承载架，具有承载空间以及邻接所述承载空间的承载肩部，其中所述承载架以所述承载肩部承载所述传感片，所述承载空间用以容纳显示元件，所述触控传感线路位于所述显示元件上方。
2.如权利要求1所述的复合传感系统，其特征在于，还包括接地电极与第一缓冲件，配置于所述压力传感线路与所述承载肩部之间，其中所述第一缓冲件位于所述压力传感线路与所述接地电极之间。
3.如权利要求2所述的复合传感系统，其特征在于，还包括第二缓冲件，配置于所述接地电极与所述承载肩部之间。
4.如权利要求2所述的复合传感系统，其特征在于，所述接地电极埋设于所述承载肩部内，其中所述第一缓冲件位于所述压力传感线路与所述承载肩部之间。
5.如权利要求1所述的复合传感系统，其特征在于，所述承载肩部位于所述承载空间的相对两侧。
6.如权利要求1所述的复合传感系统，其特征在于，所述承载肩部环绕所述承载空间。
7.如权利要求1所述的复合传感系统，其特征在于，还包括玻璃盖板，其中所述传感片配置于所述玻璃盖板上，且所述传感片位于所述玻璃盖板与所述承载肩部之间。
8.如权利要求1所述的复合传感系统，其特征在于，所述承载架的材质为金属。
9.一种可携式电子装置，其特征在于，包括：
显示元件；以及
复合传感系统，包括：
传感片，包括基板以及配置于所述基板上的触控传感线路与压力传感线路，其中所述压力传感线路在所述基板上的正投影与所述触控传感电路在所述基板上的正投影彼此错开；以及
承载架，具有承载空间以及邻接所述承载空间的承载肩部，其中所述承载架以所述承载肩部承载所述传感片，所述承载空间用以容纳所述显示元件，所述触控传感线路位于所述显示元件上方。
10.如权利要求9所述的可携式电子装置，其特征在于，所述复合传感系统还包括接地电极与第一缓冲件，配置于所述压力传感线路与所述承载肩部之间，所述第一缓冲件位于所述压力传感线路与所述接地电极之间。
11.如权利要求10所述的可携式电子装置，其特征在于，所述复合传感系统还包括第二缓冲件，配置于所述接地电极与所述承载肩部之间。
12.如权利要求10所述的可携式电子装置，其特征在于，所述接地电极埋设于所述承载肩部内，其中所述第一缓冲件位于所述压力传感线路与所述承载肩部之间。
13.如权利要求9所述的可携式电子装置，其特征在于，所述承载肩部位于所述承载空间的相对两侧。
14.如权利要求9所述的可携式电子装置，其特征在于，所述承载肩部环绕所述承载空间。
15.如权利要求9所述的可携式电子装置，其特征在于，所述复合传感系统还包括玻璃盖板，所述传感片配置于所述玻璃盖板上，且所述传感片位于所述玻璃盖板与所述承载肩部之间。
16.如权利要求9所述的可携式电子装置，其特征在于，所述承载架的材质为金属。
17.如权利要求9所述的可携式电子装置，其特征在于，还包括光学胶，配置于所述传感片与所述显示元件之间。
18.一种触控方法，用以触控如权利要求9所述的可携式电子装置，其特征在于，所述触控方法包括：
根据所述触控传感线路的传感结果决定使用者于所述显示元件上的触控位置；以及
根据所述压力传感线路的传感结果执行所述触控位置所对应的多个指令中的一个。
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