CN111722734B - 发光触摸板装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光触摸板装置，该装置包括一电路板、多个传感器、一导光片、一发光件以及多个第一间隔块。传感器设置于电路板，相邻两传感器的几何中心之间的距离为一第一长度。导光片设置于电路板的上方，并包括至少一光点区及至少一无光点区。光点区内设置有多个光点部，无光点区内不设置任何光点部。发光件设置于导光片的邻近处，并朝导光片发出光线。该些第一间隔块设置于导光片，且位于无光点区。相邻两第一间隔块的几何中心之间的距离为一第二长度，相邻两第一间隔块的间隔距离为一第三长度。
Description
技术领域
本发明涉及一种触摸板装置，特别涉及一种发光触摸板装置。
背景技术
传统的触摸板(touch pad)并不具有发光的效果，通常只有单纯的轨迹输入模式，并常用来替代鼠标的输入功能。为了满足多种输入模式，市面上出现了一种新的触摸板的应用，即结合触摸板与背光模块的发光触摸板装置。以目前大部分的发光触摸板装置为例，在不发光时，执行一般触摸板的模式(轨迹检测)，例如用来操控鼠标光标；发光时则可显示特定的图样，并执行对应特定图样的功能，例如显示数字键盘，并执行点碰输入的模式。可以理解的是，特定图样通常就是发光区的所在位置。
发光触摸板装置的主要构成包括多层堆叠的膜片及设有发光元件的电路板，而各层之间通常是通过水胶黏合。为了符合触摸板的感应需求(即避免触控系统判读错误的情形)，会在不需要出光的区域(即不具有特定图样的区域)布满水胶，使触摸板的表面平整且不易在使用者的触压下形变，以避免触控信号有不一致的情形发生。
然而，布满水胶会造成出光效率变差。具体而言，若在用来导光的膜片上直接涂布黏胶的话，会产生类似光学网点(optical dot)的效果(即会改变膜片内部光线传播的全反射条件)。基于能量守恒，若有部分的光线在布胶区被消耗掉，则触摸板上发光图样的亮度也会随之衰减。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的主要目的在于提供一种发光触摸板装置，其具有多个间隔块设置于导光片，并通过间隔块的特殊配置来解决习知发光触摸板装置出光效率不佳的问题。
为达成上述的目的，本发明提供一种发光触摸板装置包括一电路板、多个传感器、一导光片、一发光件、多个第一间隔块以及一控制单元。传感器设置于电路板，相邻两传感器的几何中心之间的距离为一第一长度。导光片设置于电路板的上方，并包括至少一光点区、至少一无光点区、一底面及一顶面。光点区内设置有多个光点部，无光点区内不设置任何光点部。底面朝向电路板，顶面位于底面的相反侧。发光件设置于导光片的邻近处，并朝导光片发出光线。第一间隔块设置于导光片的底面或顶面，且位于无光点区。相邻两第一间隔块的几何中心之间的距离为一第二长度，相邻两第一间隔块的间隔距离为一第三长度。控制单元电性连接传感器及发光件。
根据本发明的一实施例，导光片包括多个光点区及多个无光点区，光点区中的至少一光点区内的光点部排列呈一特定图样，特定图样供使用者识别。
根据本发明的一实施例，发光触摸板装置还包括多个第二间隔块。第一间隔块设置于底面，第二间隔块设置于顶面。相邻两第二间隔块的几何中心之间的距离为第二长度，相邻两第二间隔块的间隔距离为第三长度。
根据本发明的一实施例，任一第二间隔块的几何中心与其中一第一间隔块的几何中心对齐。
根据本发明的一实施例，任一第一间隔块的几何中心与其中一传感器的几何中心对齐。
根据本发明的一实施例，第二长度小于或等于第一长度的两倍。
根据本发明的一实施例，第三长度小于一第四长度。第四长度为一种圆柱型金属测试棒的直径或一种非圆柱型金属测试棒的开放端表面的最大尺寸。
根据本发明的一实施例，发光触摸板装置还包括一反射片。反射片设置于电路板与导光片之间。第一间隔块位于导光片与反射片之间且支撑导光片。
根据本发明的一实施例，电路板还包括多个凸部，发光触摸板装置还包括多个排气块。排气块设置于反射片与电路板之间，排气块分别位于凸部。
根据本发明的一实施例，发光触摸板装置还包括一遮光片以及一接触片。遮光片设置于导光片上方，第二间隔块位于遮光片与导光片之间且支撑遮光片。接触片设置于遮光片上方。
根据本发明的一实施例，每一第一间隔块是一固化后具有抗挠性的胶块。
根据本发明的一实施例，发光触摸板装置还包括至少一填充块。填充块设置于相邻两第一间隔块之间的一空隙，并连接相邻两第一间隔块。填充块是一固化后具有抗挠性的胶块。
承上所述，依据本发明的发光触摸板装置，其包括多个第一间隔块并设置于导光片，且位于无光点区。通过相邻两第一间隔块的几何中心之间的距离为第二长度，相邻两第一间隔块的间隔距离为第三长度。换言之，第一间隔块是间隔地设置在导光片的无光点区，可减少光能量损耗，借此达到提升发光触摸板装置整体出光效率的效果。
另外，在一些实施例中，再通过相邻两第一间隔块的间隔距离(第三长度)小于圆柱型金属测试棒的直径(一种第四长度)或是非圆柱型金属测试棒的开放端表面的最大尺寸(另一种第四长度)的设计，亦或，再通过相邻两第一间隔块的几何中心之间的距离(第二长度)小于或等于相邻两传感器的几何中心之间的距离(第一长度)的两倍，就可以同时达到提升发光触摸板装置的整体出光效率及避免系统误判的效果。
附图说明
图1为本发明的一实施例的发光触摸板装置应用在一种可携式电子装置的立体示意图。
图2为图1所示的发光触摸板装置的俯视示意图。
图3为图2所示的发光触摸板装置被使用者的手指触碰时的局部剖面示意图。
图4为图2所示的发光触摸板装置被一种金属测试棒触碰时的局部剖面示意图。
图5为图2所示的发光触摸板装置的导光片及第一间隔块的仰视示意图。
图6为本发明的另一实施例的发光触摸板装置的局部剖面示意图。
图7为本发明的又一实施例的发光触摸板装置的局部剖面示意图。
图8为本发明的再一实施例的发光触摸板装置的导光片、第一间隔块及填充块的仰视示意图。
其中，附图标记：
发光触摸板装置1、1a、1b 电路板10
凸部11 凹槽12
传感器20 导光片30
顶面31 底面32
光点区33 光点部331
无光点区34 发光件40
第一间隔块50、50a、50c 第二间隔块51、51a
填充块53c 控制单元60
反射片70 遮光片80
接触片90 排气块100
黏胶层A 非圆柱型金属测试棒B
可携式电子装置D 特定图样G
第一长度L1 第二长度L2
第三长度L3 第四长度L4
具体实施方式
为能更了解本发明的技术内容，特举较佳具体实施例说明如下。
图1为本发明的一实施例的发光触摸板装置应用在一种可携式电子装置的立体示意图，图2为图1所示的发光触摸板装置的俯视示意图，图3为图2所示的发光触摸板装置被使用者的手指触碰时的局部剖面示意图，图4为图2所示的发光触摸板装置被一种金属测试棒触碰时的局部剖面示意图，图5为图2所示的发光触摸板装置的导光片及第一间隔块的仰视示意图，请同时参考图1至图5所示。在本实施例中，发光触摸板装置1可以是应用在可携式电子装置D(例如：笔记本电脑)的触摸板，并可执行至少两种不同的输入模式。举例而言，用于操控鼠标光标的一般输入模式(例如：轨迹检测)；以及对应发光触摸板装置1所显示的特定图样G的特定输入模式，如图2所示的数字键盘图样(即特定图样G)所对应的点碰输入模式(于后进一步说明)。
如图2及图3所示，本实施例的发光触摸板装置1包括一电路板10、多个传感器20、一导光片30、一发光件40、多个第一间隔块50以及一控制单元60。其中，传感器20与发光件40设置于电路板10，且控制单元60电性连接传感器20及发光件40，控制单元60借此接收各传感器20所发出的感测信号，并依据所执行的输入模式控制发光件40发光。又，控制单元60可以设置在可携式电子装置D中(例如：主板系统)或是设置在电路板10上(例如：微控制器芯片)，本发明并不限制，故图2、图3及图4中的控制单元60仅以方块图简单表示。
又，在本实施例中，传感器20是等距地间隔设置，例如：相邻两传感器20的几何中心之间的距离为一第一长度L1(如图4所示)。较佳的，多个传感器20是以二维数组的形式排列于电路板10，且每一传感器20可以为一电容式传感器。当带着电荷的物体靠近电路板10时，例如：以手指(带电物体)触碰发光触摸板装置1时，距离手指较近的传感器20会因受到电场而产生感应电流，接着发送相关于此感应电流大小的一感测信号至控制单元60。控制单元60借此得知手指碰触的位置，并与可携式电子装置D目前正在执行的输入模式产生连结以运行相应的处理程序(例如：操作屏幕上显示的鼠标光标)。
如图4及图5所示，导光片30设置于电路板10的上方。本实施例的发光件40设置在导光片30侧缘的邻近处，并朝导光片30发出光线。本实施例的导光片30包括顶面31、底面32、至少一光点区33及至少一无光点区34，本实施例是以导光片30包括多个光点区33及多个无光点区34为例说明。其中，底面32朝向电路板10，顶面31位于底面32的相反侧，且顶面31为出光面。须说明的是，图3及图4是对应无光点区34的局部剖面示意图，光点区33未示于图3与图4；图5则是由底面32所在的一侧朝上看的仰视示意图，故于图5中所绘示的特定图样G是与图2呈水平镜像翻转。光点区33内设置有多个光点部331，其为密集排列的光学网点结构(请参考图5中的局部放大区域)，且光点部331排列形成特定图样G，故图5以涂满黑色的特定图样G表示之。光点部331可设置在顶面31或底面32，本发明并不限制。其中，每一光点部331可以是由印刷油墨形成的网点，也可以是让导光片30表面粗糙化的微结构，例如：朝外凸出或朝内凹入的微结构，以取消光线在导光片30内部传播的全反射条件。发光件40所发出光线在导光片30内到达光点区33时，部分光线将被光点部331导向顶面31(出光面)。由于光点部331破坏了此部分光线的全反射，故光线会改变方向而朝顶面31传播。
也就是说，有光点部331分布的区域(即光点区33)才会呈现视觉上的发光效果。在本实施例中，多个光点区33中的至少一光点区33内的光点部331排列呈前述的特定图样G，例如：图2中所示的数字、运算字符、箭号及文字等。换言之，部分光点区33中的光点部331的排列即呈现出数字、运算字符、箭号或文字等特定图样G在点碰输入模式时，控制单元60控制发光件40发光，使光线进入导光片30并抵达光点部331，即可让光线被导向顶面31(出光面)，而使特定图样G呈现出发光的效果，以供使用者识别出触摸板上的何处是(虚拟的)按键。反之，无光点区34内由于不设置任何光点部331，所以在视觉上无光点区34不会有发光效果。
如图4及图5所示，本实施例的第一间隔块50位于无光点区34。又，第一间隔块50可设置在导光片30的底面32或顶面31，本发明并不限制，本实施例是以设置于底面32为例。在本实施例中，相邻两第一间隔块50的几何中心之间的距离为一第二长度L2，相邻两第一间隔块50的间隔距离为一第三长度L3。换言之，第一间隔块50是间隔设置在导光片30的无光点区34。在本实施例中，每一第一间隔块50是一固化后具有抗挠性的胶块。具体而言，可于导光片30的底面32或顶面31采用如网版印刷等技术，间隔地涂布如水胶等固化后具有抗挠性的黏合剂，待固化后即可形成各个第一间隔块50。
又，第一间隔块50可用来作为膜片与膜片之间的一种连接方式。具体而言，本实施例的发光触摸板装置1还包括一反射片70，反射片70设置于电路板10与导光片30之间。本实施例的反射片70与电路板10是通过布满黏着剂(例如：一种水胶)所形成一黏胶层A连接在一起，而反射片70与导光片30则是通过第一间隔块50连接。具体而言，第一间隔块50位于导光片30与反射片70之间，其可连接导光片30与反射片70，并支撑导光片30。其中，反射片70可将从导光片30的底面32折射出来的光线反射回导光片30内，借此提高光能量的利用率。
一般而言，各层膜片(例如：前述的导光片30及反射片70)之间是通过如水胶等固化后具有抗挠性的黏合剂连接。为了符合触摸板的感应需求(即保持表面平整以避免触控系统判读错误)，先前技术是在导光片30的无光点区34完全布满水胶(形成类似于前述的黏胶层A的情况)，但却会破坏光线在导光片30内进行全反射的条件，如此一来，除了会影响导光片30内部光线的传递，也会增加光能量的损耗，因而降低发光触摸板装置1的整体出光效率。本实施例通过在导光片30上的无光点区34间隔地设置第一间隔块50，不但维持导光片30与反射片70之间的黏接功能，更因第一间隔块50的分布面积明显小于全部布满水胶的面积，故可减少光能量的损耗，有效提升发光触摸板装置1的整体出光效率。
较佳的，发光触摸板装置1还包括一遮光片80(black mask)及一接触片90。遮光片80设置于导光片30上方，接触片90则设置于遮光片80的上方。其中，接触片90的材质可以是聚酯树脂(mylar)、玻璃或是其他适用于触摸板表面的材质，本发明并不限制。又，遮光片80与接触片90之间可通过完全布满黏着剂(形成另一黏胶层A)而黏合在一起，而遮光片80与导光片30之间则是通过第二间隔块51连接。在一些其他的实施例中，遮光片80也可以通过印刷油墨的方式直接形成在接触片90朝向导光片30的一面，如此一来就能省去其中一层黏胶层A。具体而言，本实施例的发光触摸板装置1还包括多个第二间隔块51，并设置于导光片30的顶面31，使第二间隔块51位于遮光片80与导光片30之间。故第二间隔块51连接导光片30与遮光片80，并支撑遮光片80。较佳的，第二间隔块51的配置与第一间隔块50大致相同。例如，相邻两第二间隔块51的几何中心之间的距离为第二长度L2，相邻两第二间隔块51的间隔距离为第三长度L3。换言之，第二间隔块51是间隔设置在导光片30的顶面31。如前述，由于第二间隔块51的分布面积亦明显小于全部布满水胶的面积，故可减少光能量的损耗，同样可有效提升发光触摸板装置1的整体出光效率。
较佳的，任一第一间隔块50的几何中心与其中一传感器20的几何中心对齐。一般来说，若第一间隔块50之间的间隔距离(第三长度L3)大于使用者以手指进行触控输入时的接触面积(一般为使用者的指腹宽度)，则触控系统可能会有判读错误的情况发生。例如，若使用者刚好按压到两个第二间隔块51/第一间隔块50之间的空隙，则可能因接触片90下凹形变的程度稍微较大，使得邻近的传感器20也产生相近强度的触控信号，进而导致系统无法判读出手指按压的精确位置。有鉴于此，发光触摸板装置1在质量检测阶段，经常使用圆柱型的金属测试棒或是一种非圆柱型金属测试棒B(例如：方塔柱型)进行标准的触控准确度测试。本实施例定义非圆柱型金属测试棒B的开放端表面的最大尺寸为第四长度L4，如图4所示。在其他以圆柱型金属测试棒进行测试的实施例中，则可定义圆柱型金属测试棒的直径为第四长度L4。
因此，为了同时达到提升出光效率及避免系统误判的较佳效果，可对发光触摸板装置1进行以下设计：第三长度L3小于第四长度L4。换言之，本实施例通过间隔设置第一间隔块50，且相邻两第一间隔块50的间隔距离(第三长度L3)小于非圆柱型金属测试棒B的开放端表面的最大尺寸(第四长度L4)，以同时达到提升发光触摸板装置1的整体出光效率及避免触控系统判读错误的效果。较佳的，第二间隔块51也可以采用相同的方式配置，例如：任一第二间隔块51的几何中心可与其中一第一间隔块50的几何中心对齐，故相邻两第二间隔块51的间隔距离(第三长度L3)同样小于非圆柱型金属测试棒B的开放端表面的最大尺寸(第四长度L4)，如图4所示。
图6为本发明的另一实施例的发光触摸板装置的局部剖面示意图，请参考图6所示。首先，本实施例的发光触摸板装置1a与前述实施例的差异在于：第一间隔块50a及第二间隔块51a的配置(间距不同)，故其他元件的标号与前述实施例相同。在本实施例中，第二长度L2(相邻两第一间隔块50a的几何中心之间的距离或相邻两第二间隔块51a的几何中心之间的距离)小于或等于第一长度L1(相邻两传感器20的几何中心之间的距离)的两倍。换言之，本实施例更密集的配置第一间隔块50a及第二间隔块51a，使相邻两第一间隔块50a及相邻两第二间隔块51a之间的空隙更小，以加强抑制接触片90被使用者手指按压而凹陷的形变程度，借此能更充分地免除触控系统判读手指位置错误的情况。也就是说，通过规划第二长度L2的设计，可以调整发光触摸板装置1a的触控准确度。
如图3所示，一般来说，电路板10会因电路走线或元件的分布，使得电路板10的表面呈现出不平整的凹凸起伏结构。因此，在本实施例中，电路板10包括间隔排列的多个凸部11(其下方通常是线路或元件)及位于凸部11之间的多个凹槽12。由于反射片70与电路板10之间是通过布满的黏着剂(例如：水胶)连接，在反射片70与电路板10贴合的过程中难免会有些许的空气被包覆在内。虽然这些被包覆的空气一开始多会呈现小气泡随机分布在凹槽12的角落内，如图3中的箭号所指之处，然而，由于水胶是遇热会软化的材料，故在使用者长时间使用发光触摸板装置1后(例如：手指滑动或可携式电子装置D本身运作时所发出的废热均会使水胶的软化加剧)，原本四散在凹槽12的小气泡会聚集成为尺寸相对较大的气泡，造成发光触摸板装置1的表面隆起，此非理想的情形一般称之为“股包”。为尽可能减少股包的发生，在一实施例中，可通过设置排气块100(见图7)达到反射片70与电路板10贴合后的排气效果。
图7为本发明的又一实施例的发光触摸板装置的局部剖面示意图，请参考图7所示。本实施例的发光触摸板装置1b与前述实施例的发光触摸板装置1的差异在于：发光触摸板装置1b还包括多个排气块100。排气块100设置于反射片70与电路板10之间，排气块100分别位于凸部11。又，排气块100也可以是固化后具有抗挠性的胶块，用以连接电路板10与反射片70。具体而言，制作发光触摸板装置1b时，可于电路板10的凸部11涂布如水胶等固化后具有抗挠性的黏合剂，待固化后即可形成排气块100。换言之，本实施例是通过设置在电路板10的凸部11的排气块100连接电路板10与反射片70。排气块100的设计除了使凹槽12不再成为空气聚积的死角以外，即便在反射片70与电路板10贴合时有大量的空气被包覆，也可以通过凹槽12与反射片70之间的空隙所形成的排气通道，将多余的气体完全排出，以达成排气的功效，因此可避免股包产生。
图8为本发明的再一实施例的发光触摸板装置的导光片、第一间隔块及填充块的仰视示意图，如图8所示。发光触摸板装置(请参考前述实施例，例如：图3或图4)还包括至少一填充块53c。填充块53c设置于相邻两第一间隔块50c之间的一空隙，并连接相邻两第一间隔块50c。同样的，填充块53c也是固化后具有抗挠性的胶块，并可与第一间隔块50c一体连接形成胶条。针对需特别加强黏着的区域，可增加设置填充块53c，以达到较佳的黏合效果。一般来说，所采用的填充块53c的整体数量会明显少于第一间隔块50c的整体数量，如此一来就能确保第一间隔块50c及填充块53c分布面积的总和仍比全部布满水胶的面积来得小，以达到发光触摸板装置出光效率的改善。
综上所述，依据本发明的发光触摸板装置，其包括多个第一间隔块并设置于导光片，且位于无光点区。通过相邻两第一间隔块的几何中心之间的距离为第二长度，相邻两第一间隔块的间隔距离为第三长度。换言之，第一间隔块是间隔地设置在导光片的无光点区，可减少光能量损耗，借此达到提升发光触摸板装置整体出光效率的效果。
另外，在一些实施例中，再通过相邻两第一间隔块的间隔距离(第三长度)小于圆柱型金属测试棒的直径(一种第四长度)或是非圆柱型金属测试棒的开放端表面的最大尺寸(另一种第四长度)的设计，亦或，再通过相邻两第一间隔块的几何中心之间的距离(第二长度)小于或等于相邻两传感器的几何中心之间的距离(第一长度)的两倍，就可以同时达到提升发光触摸板装置的整体出光效率及避免系统误判的效果。
应注意的是，上述诸多实施例是为了便于说明而举例，本发明所主张的权利范围自应以权利要求书所界定的范围为准，而非仅限于上述实施例。
Claims (11)
1.一种发光触摸板装置，其特征在于，包括：
一电路板；
多个传感器，设置于该电路板，相邻两该传感器的几何中心之间的距离为一第一长度；
一导光片，设置于该电路板的上方，并包括至少一光点区、至少一无光点区、一底面及一顶面，该至少一光点区内设置有多个光点部，该至少一无光点区内不设置任何光点部，该底面朝向该电路板，该顶面位于该底面的相反侧；
一发光件，设置于该导光片的邻近处，并朝该导光片发出光线；
多个第一间隔块，设置于该导光片的该底面或该顶面，且位于该至少一无光点区，相邻两该第一间隔块的几何中心之间的距离为一第二长度，相邻两该第一间隔块的间隔距离为一第三长度，该第一间隔块是间隔地设置在该导光片的该无光点区；
多个第二间隔块，该些第一间隔块设置于该底面，该些第二间隔块设置于该顶面，任一该第二间隔块的几何中心与其中一该第一间隔块的几何中心对齐；以及
一控制单元，电性连接该些传感器及该发光件。
2.根据权利要求1所述的发光触摸板装置，其特征在于，该导光片包括多个该光点区及多个该无光点区，该些光点区中的至少一该光点区内的该些光点部排列呈一特定图样，该特定图样供使用者识别。
3.根据权利要求1所述的发光触摸板装置，其特征在于，相邻两该第二间隔块的几何中心之间的距离为该第二长度，相邻两该第二间隔块的间隔距离为该第三长度。
4.根据权利要求1所述的发光触摸板装置，其特征在于，任一该第一间隔块的几何中心与其中一该传感器的几何中心对齐。
5.根据权利要求4所述的发光触摸板装置，其特征在于，该第二长度小于或等于该第一长度的两倍。
6.根据权利要求4所述的发光触摸板装置，其特征在于，该第三长度小于一第四长度，该第四长度为一种圆柱型金属测试棒的直径或一种非圆柱型金属测试棒的开放端表面的最大尺寸。
7.根据权利要求1所述的发光触摸板装置，其特征在于，该发光触摸板装置还包括：
一反射片，设置于该电路板与该导光片之间，该些第一间隔块位于该导光片与该反射片之间且支撑该导光片。
8.根据权利要求7所述的发光触摸板装置，其特征在于，该电路板还包括多个凸部，该发光触摸板装置还包括：
多个排气块，设置于该反射片与该电路板之间，该些排气块分别位于该些凸部。
9.根据权利要求1所述的发光触摸板装置，其特征在于，该发光触摸板装置还包括：
一遮光片，设置于该导光片上方，该些第二间隔块位于该遮光片与该导光片之间且支撑该遮光片；以及
一接触片，设置于该遮光片上方。
10.根据权利要求1所述的发光触摸板装置，其特征在于，每一第一间隔块是一固化后具有抗挠性的胶块。
11.根据权利要求1所述的发光触摸板装置，其特征在于，该发光触摸板装置还包括：
至少一填充块，该至少一填充块设置于相邻两该第一间隔块之间的一空隙，并连接相邻两该第一间隔块，该至少一填充块是一固化后具有抗挠性的胶块。
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