TW201307916A - 具有多層發光圖案之輸入裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種具有多層發光圖案之輸入裝置，包括一輸入介面、一第一發光元件、一第一導光板、一第二發光元件以及一第二導光板。第一導光板具有複數第一發光圖案，位於第一導光板下方之第二導光板具有複數第二發光圖案，且複數第一發光圖案以及複數第二發光圖案係由微導光結構排列而形成。複數第一發光圖案之微導光結構數量少於複數第二發光圖案之微導光結構數量。

Description

具有多層發光圖案之輸入裝置

本發明係關於一種輸入裝置，尤指一種具有發光圖案之輸入裝置。

觸控輸入裝置之應用相當廣泛，目前市面上有一些觸控輸入裝置同時具備兩種不同之輸入模式。其中觸控輸入裝置具有一發光模組，當發光模組開啟時，觸控輸入裝置顯示預設之圖案而提供第一種輸入模式。當發光模組未開啟時則不顯示圖案，因而提供第二種輸入模式。亦即，使用者可藉由圖案是否被顯示而判斷觸控輸入裝置目前處於何種輸入模式，進而依據其模式輸入訊號。例如發光模組不開啟時，觸控輸入裝置外觀為整面黑色之狀態，輸入模式被預設為控制滑鼠游標之模式，此時，使用者可根據顯示為整面黑色之觸控輸入裝置時而進行移動滑鼠及點選之動作。而於發光模組開啟時觸控輸入裝置顯示發光之鍵盤，輸入模式被預設為控制鍵盤的模式，此時，使用者可根據被顯示之發光之鍵盤圖案而透過觸控輸入裝置輸入文字以及符號等。因此，此種發光觸控輸入裝置之設計重點在於如何確保於發光模組未開啟時不顯示圖案，而於發光模組開啟時才顯示發光之圖案，以避免使用者發生混淆之情形。

請參閱圖1，其為一種習知發光輸入裝置之結構側視示意圖。習知發光輸入裝置1包括一輸入介面11、一發光模組12以及麥拉片13(Mylar plate)，其由下而上依序為輸入介面11、發光模組12以及麥拉片13。輸入模組11用以被使用者以手指或筆觸發而產生相對應之訊號，發光模組12包含一發光元件121以及一導光板122，發光元件121用以產生光束(未顯示於圖中)，而導光板122位於發光元件121之一側，用以引導光束，使光束投射至輸入介面11，其中發光元件121係為發光二極體(Light Emitting Diode，LED)。麥拉片13具有複數發光圖案131，該複數發光圖案131係設置於麥拉片13之一下表面133上，其中複數發光圖案131係以遮光率約98%之透光黑色油墨印製而成，而其下表面133上除了複數發光圖案131以外之區域則以不透光黑色油墨印製而形成複數遮光層132。因此，光線僅能穿透麥拉片13之下表面133上印製有複數發光圖案131之位置，其他區域則無法透光。當發光輸入裝置1之發光模組12未被開啟時，環境中仍有微弱之光線進入發光輸入裝置1，但由於發光圖案131之區域遮光率約為98%，而使用者無法以肉眼辨別經由此區域透出的2%環境中之微弱光線之光量，因此麥拉片13上之複數發光圖案131不會被呈現出來，亦即不會被使用者看見。當發光輸入裝置1之發光模組12被開啟時，有大量的光束進入發光輸入裝置1，此時，雖然僅有2%之光線能穿透麥拉片13，其光量已足以使人眼辨別其光量之差異而可觀察到發光之複數發光圖案131，以便使用者辨識發光輸入裝置1上之發光之複數發光圖案131所指示之輸入的位置。上述為習知觸控輸入裝置之結構以及其功能。

然而，隨著科技之發展，觸控輸入裝置之功能更加豐富，市面上即推出一種具有多層發光圖案之輸入裝置。請參閱圖2，其為習知具有多層發光圖案之輸入裝置之結構側視示意圖。具有多層發光圖案之輸入裝置2包括一輸入介面21、一第一發光模組22、一第二發光模組23、一電路板24以及一保護層25。其由下而上依序為輸入介面21、第二發光模組23第一發光模組22以及保護層25。第一發光模組22包含一第一發光元件221以及一第一導光板222，第一發光元件221用以產生一第一光束(未顯示於圖中)，而第一導光板222位於第一發光元件221之一側，用以引導第一光束，使第一光束投射至輸入介面21，且第一導光板222具有複數第一發光圖案2221，其設置於第一導光板222之一下表面2222。也就是說，當第一發光元件221產生第一光束時，第一導光板222上之第一發光圖案2221被顯示，其中複數第一發光圖案2221係構成用以輸入字母之英數鍵盤介面。

而第二發光模組23包含一第二發光元件231以及一第二導光板232，第二發光元件231用以產生一第二光束(未顯示於圖中)，而第二導光板232位於第二發光元件231之一側，用以引導第二光束，使第二光束投射至輸入介面21，且第二導光板232具有複數第二發光圖案2321，其設置於第二導光板232之一下表面2322。也就是說，當第二發光元件231產生第二光束時，第二導光板232上之第二發光圖案2321被顯示，其中複數第二發光圖案2321係構成用以輸入中文文字之中文鍵盤介面，且第一發光元件221以及第二發光元件231皆為發光二極體。

請再次參閱圖2，保護層25設置於第一發光模組22之上方，保護層25用以保護第一發光模組22使其避免受到外力之碰撞或摩擦。保護層25具有一遮光層251，且遮光層251設置於保護層25之一上表面252，遮光層251用以遮蔽大部分之第一光束、大部分之第二光束或外來光線，其中遮光層251係利用遮光油墨於其上表面上印刷而形成，且遮光層251之預定遮光率約為98%。電路板24設置於第一發光模組22以及第二發光模組23之一側。而第一發光元件221以及第二發光元件231係設置於電路板24，由圖2可知，第一發光元件221以及第二發光元件231係一種正向式發光二極體。

當具有多層發光圖案之輸入裝置2之第一發光模組22以及第二發光模組23未被開啟時，環境中仍有微弱之光線進入具有多層發光圖案之輸入裝置2，但由於遮光層251之預定遮光率約為98%，而使用者無法以肉眼辨別經由遮光層251透出的2%環境中之微弱光線之光量，因此第一導光板222以及第二導光板232上之複數第一發光圖案2221以及複數第二發光圖案2321不會被呈現出來，亦即不會被使用者看見。而當具有多層發光圖案之輸入裝置2之第一發光模組22被開啟時，有大量之第一光束進入具有多層發光圖案之輸入裝置2，此時，雖然僅有2%之光線能穿透遮光層251，其光量已足以使人眼辨別其光量之差異而可觀察到發光之複數第一發光圖案2221，以便使用者辨識具有多層發光圖案之輸入裝置2上之第一發光圖案2231所指示之輸入的位置。而其第二發光模組23被開啟時之運作情形與其第一發光模組22之運作情形完全相同，而不再贅述。

習知具有多層發光圖案之輸入裝置2中，第一導光板222上之複數第一發光圖案2221之設置位置係與第二導光板232上之複數第二發光圖案2321互相錯開。如此錯開之結構設計可使第二發光元件231之第二光束穿過位於上層之複數第一發光圖案2221之光量減少，使得應被顯示之複數第二發光圖案2321被顯示之同時，不應被顯示之複數第一發光圖案2221係不明顯地被顯示。

雖然習知具有多層發光圖案之輸入裝置2利用第一發光圖案2221之設置位置係與第二導光板232上之第二發光圖案2321錯開之設計而避免第一發光圖案2221之顯示，但第一發光圖案2221仍會被顯示且使用者可以肉眼辨識出第一發光圖案2221。因此，需要一種可改善多種發光圖案同時顯示情形之具有多層發光圖案之輸入裝置。

本發明之主要目的在提供一種可改善多種發光圖案同時顯示情形之具有多層發光圖案之輸入裝置。

於一較佳實施例中，本發明提供一種具有多層發光圖案之輸入裝置，包括：一輸入介面，用以被觸碰而產生一觸控訊號；一第一發光元件，用以產生一第一光束；一第一導光板，位於該第一發光元件之一側且具有複數第一發光圖案，用以引導該第一光束且顯示該複數第一發光圖案；其中該複數第一發光圖案係由M個微導光結構排列而形成；一第二發光元件，設置於該第一發光元件之下方，用以產生一第二光束；以及一第二導光板，設置於該第一導光板之下方且位於第一發光元件之一側且具有複數第二發光圖案，用以引導該第二光束且顯示該複數第二發光圖案；其中該複數第二發光圖案係由N個微導光結構或N個導光網點排列而形成，且N大於M。

於一較佳實施例中，本發明具有多層發光圖案之輸入裝置更包括一保護層，設置於該第一導光板之上方，其中該保護層包括一遮光區域以及一透光區域，該遮光區域環繞於該透光區域，且該遮光區域用以遮蔽該第一光束或該第二光束；而該透光區域用以因應該第一光束或該第二光束而顯示該複數第一發光圖案或該複數第二發光圖案。

於一較佳實施例中，該透光區域被摻雜複數遮光粒子，使該透光區域具有一預定遮光率，當該第一發光元件或該第二發光元件未產生該第一光束或該第二光束時，該第一發光圖案或該第二發光圖案因應該預定遮光率而不被顯示於該第一導光板或該第二導光板上。

於一較佳實施例中，當該第一光束或該第二光束未被產生時，來自該輸入裝置外之一外來光線被具有該預定遮光率之該透光區域遮蔽而不顯示該複數第一發光圖案或該複數第二發光圖案，其中該預定遮光率係介於80%～90%之間。

於一較佳實施例中，該第一發光元件以及該第二發光元件皆係側向式發光二極體，且該保護層係為一玻璃板或一塑膠板。

於一較佳實施例中，該輸入介面設置於該第一導光板與該保護層之間，且該輸入介面係為可透光之表面電容式觸控感測器、可透光之內部電容式觸控感測器或可透光之投射電容式觸控感測器。

於一較佳實施例中，該輸入介面設置於該第二導光板之下方，且該輸入介面係為不透光之印刷電路板電容式觸控感測器。

於一較佳實施例中，該複數第一發光圖案係設置於該第一導光板之一上表面或一下表面上，而該複數第二發光圖案係設置於該第二導光板之一上表面或一下表面上。

於一較佳實施例中，本發明具有多層發光圖案之輸入裝置更包括一電路板，位於該第一發光元件與該第二發光元件之間，且該第一發光元件係設置於該電路板之一第一面上，而該第二發光元件係設置於該電路板之一第二面上，該電路板用以提供電力予該第一發光元件以及該第二發光元件。

於一較佳實施例中，該N個導光網點係以印刷技術形成於該第二導光板上。

鑑於習知技術之缺陷，本發明提供一種具有多層發光圖案之輸入裝置。請參閱圖3，其為本發明具有多層發光圖案之輸入裝置於第一較佳實施例中之結構側視圖。具有發光圖案之輸入裝置3包括一輸入介面31、一第一發光元件32、一第二發光元件33、一第一導光板34、一第二導光板35、一電路板36以及一保護層37。輸入介面31用以被使用者以手指或觸控筆觸發而產生相對應之觸控訊號，而第一發光元件32設置於電路板36之一第一面361上，其用以根據電路板36所提供之電力而產生一第一光束(未顯示於圖中)，於本較佳實施例中，輸入介面31係為可透光之一表面式電容式觸控感測器，且第一發光元件32係一側向式發光二極體。第一導光板34位於第一發光元件32之一側，用以引導第一光束，使第一光束投射至輸入介面31，且第一導光板34具有複數第一發光圖案341，其設置於第一導光板34之一下表面342，也就是說，當第一發光元件32產生第一光束時，第一導光板34上之複數第一發光圖案341被顯示。

第二發光元件33設置於電路板36之一第二面362上，其用以根據電路板36所提供之電力而產生一第二光束(未顯示於圖中)，第二發光元件33係為側向式發光二極體。第二導光板35位於第二發光元件33之一側，用以引導第二光束，使第二光束投射至輸入介面31，且第二導光板35具有複數第二發光圖案351，其設置於第二導光板35之一下表面352。也就是說，當第二發光元件33產生第二光束時，第二導光板35上之複數第二發光圖案351被顯示。於本較佳實施例中，複數第一發光圖案341係由M個微導光結構(例如微透鏡、V型切口)排列而形成，且複數第二發光圖案351係由N個微導光結構排列而形成，其中N大於M，亦即複數第一發光圖案341之微導光結構數量小於複數第二發光圖案351之微導光結構數量。形成發光圖案之微導光結構係用以影響第一導光板34或第二導光板35內局部光線的入射角，破壞其全反射路徑而使第一光束或第二光束折射穿透第一導光板34或第二導光板35，使微導光結構位置上方透出光線而呈現複數第一發光圖案341或複數第二發光圖案351。

於本較佳實施例中，複數第一發光圖案341係設置於第一導光板34之下表面342上，而複數第二發光圖案351則設置於第二導光板35之一下表面352上。而於其他較佳實施例中，複數第一發光圖案亦可設置於第一導光板之一上表面上，同樣地，複數第二發光圖案則可設置於第二導光板之一上表面上。

圖3中，保護層37設置於輸入介面31之上方，保護層37用以保護輸入介面31。保護層37包括一透光區域371以及一遮光區域372，遮光區域372環繞於透光區域371(請參照圖4)，且遮光區域372用以遮蔽第一光束、第二光束或來自於環境之一外來光線。透光區域371用以因應第一光束或第二光束而顯示複數第一發光圖案341或複數第二發光圖案351，且透光區域371被摻雜複數遮光粒子，使透光區域371具有一預定遮光率，於本較佳實施例中，保護層37係為一玻璃板，且其預定遮光率係介於80%～90%之間。

當具有多層發光圖案之輸入裝置3之第一發光元件32以及第二發光元件33未被驅動且第一光束以及第二光束未被產生時，第一導光板34以及第二導光板35因應透光區域371之預定遮光率而不顯示複數第一發光圖案341以及複數第二發光圖案351。其原因在於，當其第一發光元件32以及第二發光元件33皆不產生光束時，僅有周邊環境中之微弱外來光線可進入保護層37之透光區域371中，並由於其透光區域371之預定遮光率為80～90%，使得進入其透光區域371之微弱光線有80%～90%會被透光區域371吸收，其餘10～20%之光線則穿過輸入介面31而入射至第一導光板34。當其餘10～20%之光線抵達第一導光板34之下表面342上之微導光結構時，由於不同方向之光線入射至微導光結構時之入射角度不同，約有一半之光線會經折射而繼續往第一導光板34之下方前進，因此僅剩約10%之光線會被反射而往輸入介面31之方向行進。於光線被反射之過程中，透光區域371再次吸收光線，使得僅剩約2%之光線透出透光區域371，且無法顯示複數第一發光圖案341以及複數第二發光圖案351，亦即使用者不會看見第一發光圖案341以及第二發光圖案351。

請參閱圖4，其為本發明具有多層發光圖案之輸入裝置之第一發光元件於第一較佳實施例中被開啟之結構上視示意圖。當第一發光元件32被啟動時，大量的第一光束從側邊進入第一導光板34。進入第一導光板34之第一光束經過微導光結構所組成之複數第一發光圖案341時，其第一光束因全反射路徑被微導光結構破壞而往第一導光板34之上方行進。其第一光束通過輸入介面31並進入保護層37之透光區域371時，大約有80~90%之第一光束會被透光區域371吸收，使得約10~20%之第一光束得以通過而呈現發光之複數第一發光圖案341，且其發光之複數第一發光圖案341可被使用者看見，如圖4所示。

接下來請參閱圖5，其為本發明具有多層發光圖案之輸入裝置之第二發光元件於第一較佳實施例中被開啟之結構上視示意圖。當第二發光元件33被啟動時，大量的第二光束從側邊進入第二導光板35。進入第二導光板35之第二光束經過微導光結構所組成之複數第二發光圖案351時，其第二光束因全反射路徑被微導光結構破壞而往第二導光板35之上方行進。其第二光束通過第一導光板34時，由於其複數第一發光圖案341之微導光結構之數量為M個，其數量較少，故大多數第二光束通過第一導光板34且不經過微導光結構以進入輸入介面31，而僅有微量第二光束通過第一導光板34上之微導光結構，且通過第一導光板34上之微導光結構之微量第二光束通過輸入介面31而進入保護層37，並被其透光區域371吸收，當然，於具有多層發光圖案之輸入裝置3未設置有透光區域371之情況下，該些通過第一導光板34上之微導光結構之微量第二光束亦無法使複數第一發光圖案341被顯示。至於不經過微導光結構之第二光束通過輸入介面31並進入保護層37之透光區域371時，大約有80~90%之第二光束會被透光區域371吸收，使得約10~20%之第二光束得以通過而呈現發光之複數第二發光圖案351，且其發光之複數第二發光圖案351可被使用者看見，而複數第一發光圖案341則不顯示，如圖5所示。

由圖4以及圖5可知，複數第一發光圖案341係構成用以控制音樂播放之音樂播放介面，而複數第二發光圖案351係構成用以輸入字母以及符號之鍵盤介面。由圖中顯示之複數第一發光圖案341以及複數第二發光圖案351之輪廓即可得知，其複數第一發光圖案341之微導光結構之數量小於複數第二發光圖案351之微結構數量。

再者，本發明更提供一第二較佳實施例。請參閱圖6，其為本發明具有多層發光圖案之輸入裝置於第二較佳實施例中之結構側視圖。具有發光圖案之輸入裝置4包括一輸入介面41、一第一發光元件42、一第二發光元件43、一第一導光板44、一第二導光板45、一電路板46以及一保護層47。本較佳實施例之具有發光圖案之輸入裝置4與第一較佳實施例之具有發光圖案之輸入裝置3之組成元件大致上相同，其不同之處有三，第一，其輸入介面41係設置於第二導光板45之下方，且輸入介面41係為不透光之印刷電路板電容式觸控感測器。第二，複數第一發光圖案441係以M個微導光結構排列而形成，而複數第二發光圖案451係由N個導光網點排列而形成，且該N個導光網點係以印刷技術形成於第二導光板45上。第三，第一導光板44之複數第一發光圖案441係設置於第一導光板44之一上表面442上，且第二導光板45之複數第二發光圖案451係設置於第二導光板45之一下表面452上。至於與第一較佳實施例相同之結構則不再贅述。

需特別說明的是，位於複數第一發光圖案下方之複數第二發光圖案可由N個導光網點或N個導光微結構排列而形成，但複數第一發光圖案則不可採用導光網點排列而形成，其原因在於導光網點係以印刷技術而形成，當位於上方之複數第一發光圖案採用導光網點時，其導光網點會阻擋下方之第二光束通過，使得應被顯示之複數第二發光圖案無法被顯示。

而於其他較佳實施例中，輸入介面更根據不同需求而可採用可透光之內部電容式觸控感測器或可透光之投射電容式觸控感測器，以便於使用者因應不同需求而操作之。

根據上述各較佳實施例可知，本發明具有多層發光圖案之輸入裝置係根據第一導光板以及第二導光板上之哪一導光微結構數量較多，並將具有較多導光微結構之第二導光板設置於第一導光板之下方，藉此而儘可能減少由下往上通過第一導光板上之導光微結構之第二光束，經過反覆實驗可知，本發明具有多層發光圖案之輸入裝置確實可緩和上層之複數第一發光圖案微微被顯示之情形，亦即其多層發光圖案同時顯示之情形可被改善。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

1．．．發光輸入裝置

2、3、4．．．具有多層發光圖案之輸入裝置

11、21、31、41．．．輸入介面

12、22、23．．．發光模組

13．．．麥拉片

24、36、46．．．電路板

25、37、47．．．保護層

32、33、42、43、121、221、231．．．發光元件

34、35、44、45、122、222、232．．．導光板

131、341、351、441、451、2221、2321．．．發光圖案

133．．．麥拉片之下表面

251．．．遮光層

252．．．保護層之上表面

342、2222．．．第一導光板之下表面

352、452、2322．．．第二導光板之下表面

371．．．透光區域

372．．．遮光區域

361．．．電路板之第一面

362．．．電路板之第二面

442．．．第一導光板之上表面

圖1係習知背光輸入裝置之外觀結構示意圖。

圖2係另一種習知背光輸入裝置之外觀結構示意圖。

圖3係本發明具有發光圖案之輸入裝置於第一較佳實施例中之結構側視圖。

圖4係本發明具有多層發光圖案之輸入裝置之第一發光元件於第一較佳實施例中被開啟之結構上視示意圖。

圖5係本發明具有多層發光圖案之輸入裝置之第二發光元件於第一較佳實施例中被開啟之結構上視示意圖。

圖6係本發明具有發光圖案之輸入裝置於第二較佳實施例中之結構側視圖。

3．．．具有多層發光圖案之輸入裝置

31．．．輸入介面

32、33．．．發光元件

34、35．．．導光板

36．．．電路板

37．．．保護層

341、351．．．發光圖案

342．．．第一導光板之下表面

352．．．第二導光板之下表面

361．．．電路板之第一面

362．．．電路板之第二面

371．．．透光區域

372．．．遮光區域

Claims (10)

1. 一種具有多層發光圖案之輸入裝置，包括：一輸入介面，用以被觸碰而產生一觸控訊號；一第一發光元件，用以產生一第一光束；一第一導光板，位於該第一發光元件之一側且具有複數第一發光圖案，用以引導該第一光束且顯示該複數第一發光圖案；其中該複數第一發光圖案係由M個微導光結構排列而形成；一第二發光元件，設置於該第一發光元件之下方，用以產生一第二光束；以及一第二導光板，設置於該第一導光板之下方且位於第一發光元件之一側且具有複數第二發光圖案，用以引導該第二光束且顯示該複數第二發光圖案；其中該複數第二發光圖案係由N個微導光結構或N個導光網點排列而形成，且N大於M。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有多層發光圖案之輸入裝置，更包括一保護層，設置於該第一導光板之上方，其中該保護層包括一遮光區域以及一透光區域，該遮光區域環繞於該透光區域，且該遮光區域用以遮蔽該第一光束或該第二光束；而該透光區域用以因應該第一光束或該第二光束而顯示該複數第一發光圖案或該複數第二發光圖案。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具有多層發光圖案之輸入裝置，其中該透光區域被摻雜複數遮光粒子，使該透光區域具有一預定遮光率，當該第一發光元件或該第二發光元件未產生該第一光束或該第二光束時，該第一發光圖案或該第二發光圖案因應該預定遮光率而不被顯示於該第一導光板或該第二導光板上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具有多層發光圖案之輸入裝置，其中當該第一光束或該第二光束未被產生時，來自該輸入裝置外之一外來光線被具有該預定遮光率之該透光區域遮蔽而不顯示該複數第一發光圖案或該複數第二發光圖案，其中該預定遮光率係介於80%～90%之間。
5. 如申請專利範圍第2項所述之具有多層發光圖案之輸入裝置，其中該第一發光元件以及該第二發光元件皆係側向式發光二極體(Side view LED)，且該保護層係為一玻璃板或一塑膠板。
6. 如申請專利範圍第2項所述之具有多層發光圖案之輸入裝置，其中該輸入介面設置於該第一導光板與該保護層之間，且該輸入介面係為可透光之表面電容式觸控感測器、可透光之內部電容式觸控感測器或可透光之投射電容式觸控感測器。
7. 如申請專利範圍第2項所述之具有多層發光圖案之輸入裝置，其中該輸入介面設置於該第二導光板之下方，且該輸入介面係為不透光之印刷電路板電容式觸控感測器。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具有多層發光圖案之輸入裝置，其中該複數第一發光圖案係設置於該第一導光板之一上表面或一下表面上，而該複數第二發光圖案係設置於該第二導光板之一上表面或一下表面上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具有多層發光圖案之輸入裝置，更包括一電路板，位於該第一發光元件與該第二發光元件之間，且該第一發光元件係設置於該電路板之一第一面上，而該第二發光元件係設置於該電路板之一第二面上，該電路板用以提供電力予該第一發光元件以及該第二發光元件。
10. 如申請專利範圍第1項所述之具有多層發光圖案之輸入裝置，其中該N個導光網點係以印刷技術形成於該第二導光板上。