TW201303663A - 電子裝置及其觸控模組 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種電子裝置及其觸控模組，其中觸控模組包括觸控區域、偵測裝置及觸控定位裝置。觸控區域形成於電子裝置之殼體上，觸控區域包含複數個孔洞，其中複數個孔洞之各個孔洞未被外部物體遮蔽時，可供光線穿透；當複數個孔洞之各個孔洞被外部物體遮蔽時，光線無法穿透。偵測裝置設置於觸控區域之下方，用以偵測光線是否穿透各個孔洞，以判斷各個孔洞是否被外部物體遮蔽。觸控定位裝置與偵測裝置連接，用以根據各個孔洞是否被外部物體遮蔽，而判斷外部物體之觸控位置。

Description

電子裝置及其觸控模組

本發明係屬於一種電子裝置及其觸控模組，特別是一種具有陣列式孔洞觸控區域的電子裝置及其觸控模組。

一般而言，觸控板可分為電容式、電阻式、音波式、紅外線及電磁式等類型。然而，當筆記型電腦之外殼為金屬材質以呈現出剛硬堅固的效果時，如果在不破壞金屬外殼的前提下，仍要維持金屬外殼一體成形效果，則此時觸控板的選擇種類就受到限制。

舉例而言，電容式觸控板之工作原理是利用觸控板之電極與人體手指之間之靜電結合所產生電容變化，從產生的誘導電流來偵測計算手指觸控座標；因此電容式觸控板與手指之間不可有導電物質阻隔，所以目前電容式觸控板皆設計於筆記型電腦塑膠外殼下方或是塑膠外殼上方再貼覆塑膠薄片裝飾，而無法將電容式觸控板設計於筆記型電腦金屬外殼下方，又不破壞金屬外殼完整性。電阻式觸控板之原理為利用壓力使觸控板上下電極接觸產生電壓變化，藉此偵測觸控座標；然而因為金屬外殼剛性較高，電阻式觸控板並不適合設計於金屬外殼下方。音波式觸控板之原理為在操作區域三個角落由超音波發射器和接收器在操作區域形成一個均勻的聲波力場，利用聲波碰到軟性介質會吸收掉能量的特性達到觸控定位的目的；然而因為音波式觸控板之體積較大，並不適合作為筆記型電腦之小型觸控板使用。電磁式觸控板之原理為電磁感應方式，即以電磁筆為訊號發射端，電磁板為訊號接收端，當接近感應時磁通量發生變化，藉由運算達到觸控定位的目的；然而其缺點是不可使用手指觸控，而需使用特殊觸控筆，因此亦不適合作為筆記型電腦之觸控板使用。紅外線觸控板之原理為在操作區域四周設置紅外線發射器和接收器，利用不透光物體將光源發出的光訊號遮斷，藉由接收器感測光訊號的變化從而達到觸控定位的目的；然而因為紅外線觸控板之體積較大，亦不適合作為筆記型電腦之小型觸控板使用。

圖1即顯示一種先前技術的紅外線觸控板，該紅外線觸控板具有觸控區域91及設置在觸控區域91周圍之光發射器92及光接收器93，以藉由接收器93感測來自光發射器92之光訊號的變化，從而達到觸控定位的目的。然而，由於光發射器92與光接收器93皆需設置於觸控區域91上方，以使光源佈滿整個觸控區域91之上方，因此光發射器92、光接收器93與電子裝置之殼體90間即存在一階高L，而無法使觸控區域91與殼體90維持一體成形之效果。

因此，有必要提供一種新的觸控模組，以使觸控區域能與電子裝置之殼體維持一體成形之效果。

本發明之一目的在於提供一種能與電子裝置之殼體維持一體成形效果之觸控模組。

鑑於本發明之上述目的，本發明提供一種電子裝置及其觸控模組，其中觸控模組包括：一觸控區域，形成於電子裝置之殼體上，觸控區域包含複數個孔洞，其中複數個孔洞之各個孔洞未被外部物體遮蔽時，可供光線穿透，當複數個孔洞之各個孔洞被外部物體遮蔽時，光線無法穿透；一偵測裝置，設置於觸控區域之下方，用以偵測光線是否穿透複數個孔洞之各個孔洞，以判斷複數個孔洞之各個孔洞是否被外部物體遮蔽；以及一觸控定位裝置，與偵測裝置連接，用以根據複數個孔洞之各個孔洞是否被外部物體遮蔽，而判斷外部物體之觸控位置。

依據本發明之一實施例，複數個孔洞係藉由將電子裝置之殼體雷射穿孔而形成。

依據本發明之一實施例，複數個孔洞係呈陣列式排列，而形成孔洞陣列。

依據本發明之一實施例，偵測裝置為光感測器，以藉由偵測複數個孔洞之各個孔洞之光訊號強弱變化，而偵測光線是否穿透複數個孔洞之各個孔洞；或者偵測裝置為影像偵測器，以藉由偵測複數個孔洞之各個孔洞之影像明暗變化，而偵測光線是否穿透複數個孔洞之各個孔洞。

依據本發明之一實施例，複數個孔洞之各個孔洞係填充透光物質，其中透光物質為紫外線硬化膠或聚氨酯膠。

依據本發明之一實施例，觸控模組進一步包括光源裝置，設置於觸控區域之下方，用以發出光線。

依據本發明之一實施例，電子裝置為筆記型電腦，並且殼體為金屬殼體。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請先參考圖2及圖3關於依據本發明之一實施例之電子裝置及其觸控模組之示意圖。其中，圖2為依據本發明之一實施例之電子裝置之示意圖；圖3為依據本發明之一實施例之觸控模組之示意圖。

如圖2及圖3所示，本發明提供一種電子裝置1及其觸控模組2，其中觸控模組2係設置於電子裝置1。如圖3所示，觸控模組2包括觸控區域20、偵測裝置22及觸控定位裝置24。如圖2所示，觸控區域20係形成於電子裝置1之殼體10上，而與電子裝置1之殼體10維持一體成形之效果。觸控區域20包含複數個孔洞30，其中複數個孔洞30之各個孔洞未被外部物體40(例如使用者之手指，但本發明不以此為限，外部物體40亦可為觸控筆或類似之裝置)遮蔽時，可供光線穿透，當複數個孔洞30之各個孔洞被外部物體40遮蔽時，光線即無法穿透。偵測裝置22設置於觸控區域20之下方，用以偵測光線是否穿透複數個孔洞30之各個孔洞，以判斷複數個孔洞30之各個孔洞是否被外部物體40遮蔽。觸控定位裝置24與偵測裝置22連接，用以根據複數個孔洞30之各個孔洞是否被外部物體40遮蔽，而判斷外部物體40之觸控位置。

在本發明之一實施例中，複數個孔洞30係藉由將電子裝置1之殼體10雷射穿孔而形成人眼無法觀察到的微小孔洞，但本發明不以此為限，複數個孔洞30亦可藉由一般打孔技術而形成人眼可觀察到的孔洞。此外，在本發明之一實施例中，複數個孔洞30係呈陣列式排列，但本發明亦不以此為限。在本發明之一實施例中，電子裝置1為筆記型電腦，並且殼體10為不透光之金屬殼體，但本發明不以此為限。

由於本發明係在電子裝置1(例如筆記型電腦)之殼體10(例如金屬殼體)上形成觸控區域20而達到觸控定位的目的，因此觸控區域20能與電子裝置1之殼體10維持一體成形之效果。此外，由於本發明係藉由陣列式複數個孔洞30而達到觸控定位的目的，因此偵測裝置22及觸控定位裝置24皆可設計於殼體10下方，而不會受到殼體10之干擾。此外，本發明之觸控區域20亦可視需要設計為較小尺寸，而形成小尺寸之觸控模組2。

另外，為了避免灰塵、髒污等阻塞複數個孔洞30，在本發明之一實施例中，複數個孔洞30之各個孔洞係填充透光物質，例如紫外線硬化膠(UV膠)或聚氨酯膠(PU膠)，但本發明不以此為限。

在本發明之一實施例中，偵測裝置22可為光感測器，以藉由偵測複數個孔洞30之各個孔洞之光訊號強弱變化，而偵測該線是否穿透複數個孔洞30之各個孔洞；或者，偵測裝置22亦可為影像偵測器(例如攝影機)，以藉由偵測複數個孔洞30之各個孔洞之影像明暗變化或灰階值變化，而偵測光線是否穿透複數個孔洞之各個孔洞。在本發明之一實施例中，觸控定位裝置24為具有計算觸控位置及方向功能之裝置，其可包含軟體、硬體、電路或其結合。

在本發明之一實施例中，本發明之偵測裝置22所偵測之光線可為電子裝置1之殼體10外部之光源或設置於電子裝置1之殼體10內部之光源。以下請一併參考圖4至圖6，關於本發明之偵測裝置22偵測外部光源之光線及內部光源之光線之示意圖。其中，圖4為本發明之偵測裝置偵測外部光源之光線之示意圖；圖5為本發明之偵測裝置偵測內部光源之光線之示意圖；圖6為本發明之偵測裝置之偵測模擬結果示意圖。

如圖4所示，當外部環境光源(例如陽光、辦公室燈光)較充足時，本發明可應用外部光源進行偵測。如圖4所示，當使用者藉由觸控模組2進行觸控操作時，各個孔洞30a因未被外部物體40(例如使用者之手指)遮蔽，故光線31a可穿透各個孔洞30a；相對而言，孔洞30b因被外部物體40遮蔽，故光線31b無法穿透孔洞30b；並且由於殼體10為不透光金屬殼體，因此光線31c亦無法穿透殼體10。此時偵測裝置22藉由偵測複數個孔洞30a及30b之各個孔洞之光訊號強弱變化或影像明暗變化，即可得知光線31a穿透各個孔洞30a，而光線31b並未穿透孔洞30b。

如圖5所示，在本發明之一實施例中，本發明之觸控模組2進一步包括光源裝置26設置於觸控區域20之下方，用以發出光線，其中光源裝置26所發出光線不以可見光為限，其亦可為紅外線等其他波段光源之光線。如圖5所示，當使用者藉由觸控模組2進行觸控操作時，各個孔洞30a因未被外部物體40遮蔽，故光線31a可穿透各個孔洞30a；相對而言，孔洞30b因被外部物體40遮蔽，故光線31b無法穿透孔洞30b，而係被反射回偵測裝置22；並且由於殼體10為不透光之材質所製成，因此光線31c亦無法穿透殼體10，而係被遮蔽及反射回偵測裝置22。此時偵測裝置22藉由偵測複數個孔洞30a及30b之各個孔洞之光訊號強弱變化或影像明暗變化，即可得知光線31a穿透各個孔洞30a，而光線31b並未穿透孔洞30b，而係被反射回偵測裝置22，亦即表示外部物體40已移動至30b。

圖6即顯示偵測裝置22之偵測模擬結果，其中觸控區域20之各個孔洞30a係未被外部物體40遮蔽，而孔洞30b則被遮蔽。接下來觸控定位裝置24即可藉由演算法計算各個孔洞30a及30b之相對的位置座標，而判斷外部物體40之觸控位置。同時，當外部物體40進行各種動態觸控操作(例如拖曳)時，本發明亦可藉由偵測裝置22之持續偵測及觸控定位裝置24之持續定位，而得知外部物體40之觸控位置及移動方向。

如圖7A及圖7B所示，在本發明之一實施例中，觸控定位裝置24係藉由偵測裝置22所偵測之光訊號強弱變化或影像明暗變化所反應出的電壓訊號之X方向與Y方向電壓波形變化，而以程式計算出外部物體40之觸控位置及移動方向，但本發明不以此為限。舉例而言，在本發明之一實施例中，本發明亦可藉由偵測裝置22(例如攝影機)，偵測光線穿透或反射具有陣列式複數個孔洞30之觸控區域20的影像灰階值，根據影像灰階值變化，即可以程式計算出外部物體40之觸控位置及移動方向。

此外，在本發明之觸控模組2包括光源裝置26之實施例中(即如圖5所示之實施例)，當外部光源充足時，本發明亦可關閉光源裝置26，而以外部光源所發出之光線進行偵測。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，為一大突破。惟須注意，上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明之範圍。任何熟於此項技藝之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神下，對實施例作修改與變化。本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所述。

1．．．電子裝置

10．．．殼體

2．．．觸控模組

20．．．觸控區域

22．．．偵測裝置

24．．．觸控定位裝置

26．．．光源裝置

30、30a、30b．．．複數個孔洞

31a、31b、31c．．．光線

40．．．外部物體

圖1顯示一種先前技術的紅外線觸控板。

圖2為依據本發明之一實施例之電子裝置之示意圖。

圖3為依據本發明之一實施例之觸控模組之示意圖。

圖4為偵測裝置偵測外部光源之光線之示意圖。

圖5為偵測裝置偵測內部光源之光線之示意圖。

圖6為偵測裝置之偵測模擬結果示意圖。

圖7A為X方向與Y方向電壓波形變化偵測模擬結果示意圖。

圖7B為X方向與Y方向電壓波形變化偵測模擬結果示意圖。

2．．．觸控模組

10．．．殼體

20．．．觸控區域

22．．．偵測裝置

24．．．觸控定位裝置

26．．．光源裝置

30a、30b．．．複數個孔洞

31a、31b、31c．．．光線

40．．．外部物體

Claims (11)

1. 一種觸控模組，係設置於一電子裝置，該觸控模組包括：一觸控區域，形成於該電子裝置之一殼體上，該觸控區域包含複數個孔洞，其中該複數個孔洞之各個孔洞未被一外部物體遮蔽時，可供一光線穿透，當該複數個孔洞之各個孔洞被該外部物體遮蔽時，該光線無法穿透；一偵測裝置，設置於該觸控區域之下方，用以偵測該光線是否穿透該複數個孔洞之各個孔洞，以判斷該複數個孔洞之各個孔洞是否被該外部物體遮蔽；以及一觸控定位裝置，與該偵測裝置連接，用以根據該複數個孔洞之各個孔洞是否被該外部物體遮蔽，而判斷該外部物體之一觸控位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控模組，其中該複數個孔洞係呈陣列式排列，而形成一孔洞陣列。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控模組，其中該偵測裝置為一光感測器，該光感測器係藉由偵測該複數個孔洞之各個孔洞之一光訊號強弱變化，而偵測該光線是否穿透該複數個孔洞之各個孔洞。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控模組，其中該偵測裝置為一影像偵測器，該影像偵測器係藉由偵測該複數個孔洞之各個孔洞之一影像明暗變化，而偵測該光線是否穿透該複數個孔洞之各個孔洞。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控模組，其中該複數個孔洞之各個孔洞係填充一透光物質。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控模組，其中該透光物質為一紫外線硬化膠或一聚氨酯膠。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控模組，進一步包括一光源裝置，設置於該觸控區域之下方，用以發出該光線。
8. 一電子裝置，包括：一殼體；以及一觸控模組，該觸控模組包括：一觸控區域，形成於該殼體上，該觸控區域包含複數個孔洞，其中該複數個孔洞之各個孔洞未被一外部物體遮蔽時，可供一光線穿透，當該複數個孔洞之各個孔洞被該外部物體遮蔽時，該光線無法穿透；一偵測裝置，設置於該觸控區域之下方，用以偵測該光線是否穿透該複數個孔洞之各個孔洞，以判斷該複數個孔洞之各個孔洞是否被該外部物體遮蔽；以及一觸控定位裝置，與該偵測裝置連接，用以根據該複數個孔洞之各個孔洞是否被該外部物體遮蔽，而判斷該外部物體之位置。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該觸控模組包含一光源裝置，設置於該觸控區域之下方，用以發出該光線。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該偵測裝置為一光感測器，該光感測器係藉由偵測該複數個孔洞之各個孔洞之一光訊號強弱變化，而偵測該光線是否穿透該複數個孔洞之各個孔洞。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中該偵測裝置為一影像偵測器，該影像偵測器係藉由偵測該複數個孔洞之各個孔洞之一影像明暗變化，而偵測該光線是否穿透該複數個孔洞之各個孔洞。