TW201421195A - 整合式控制模組及其應用的電子裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係一種整合式控制模組及其應用的電子裝置，其中該電子裝置係包含有一主板及一觸控螢幕，該觸控螢幕係固定於一外框，且該外框形成有一攝影孔，其中該觸控螢幕及主板係電性連接一整合式控制模組，而該整合式控制模組係於一基板上設置有一影像擷取模組、一觸控電路及一主板連接單元，又該影像擷取模組包含有一對準外框攝影孔的攝影鏡頭及一攝影控制電路；如此該攝影控制電路及該觸控電路均透過該主機連接單元電性連接至該主板，以將攝影及觸控電路整合於該基板上，縮減佔用觸控螢幕外框內的元件配置空間。

Description

整合式控制模組及其應用的電子裝置

本發明係關於一種控制基板，尤指一種整合攝影及觸控電路的整合式控制模組及其應用的電子裝置。

由於觸控技術的進步，使得採用觸控螢幕的電子裝置愈見普及，例如手持智慧手機及平板電腦等，也由於觸控螢幕整合輸入及顯示功能的便利性，較為大型的可攜式電子裝置如筆記型電腦相關廠商也開始逐步推出具觸控螢幕的筆記型電腦；然而，筆記型電腦採用觸控螢幕並非直接替換相同尺寸的顯示面板般簡單。

請參閱圖7所示，一般筆記型電腦70係包含有一顯示器及一主板701，該主板701係設置於一與該顯示器外框71樞接的底座702上。由於目前手持式或可攜式電子裝置之數位攝影功能已是標準配備，故該顯示器除了該外框71及固定在該外框71內的顯示面板80外，尚有一攝影電路板81，該攝影電路板81係於一雙層板811上銲接有一攝影鏡頭812、一攝影控制電路813及一主機連接器814，該主機連接器814透過一排線72連接至主板701，將攝影訊號傳送至該主板701。

再者，對於無線網路建置密度提升，筆記型電腦也開始整合有天線模組，以筆記型電腦來說，一般會將天線模組選擇設置在顯示器外框71而非主板701，以減少干擾，誠如圖中所示，二天線模組90分置於該顯示器外框71二 側，由此可知筆記型電腦70的顯示器確實是需要足夠元件配置空間來容納並整合其它電子元件，提升筆記型電腦的附加價值。然而，由平板電腦帶起輕薄攜帶及觸控使用潮流，加速了筆記型電腦的改變，對於使用觸控螢幕的筆記型電腦來說，其顯示器外框71除了包含如圖8所示一觸控顯示面板80’外，該觸控顯示面板80’的一外側必須再以軟性電路板801連接的一觸控電路板82，該觸控電路板82包含有一四層板821，並於該四層板821上銲有觸控電路822的電子元件及一主機連接器823，該主機連接器823一樣要另一條排線72連接至主板，才能將觸控訊號傳送至該主板。

一般來說，觸控電路板82的觸控電路822較攝影電路板81的攝影控制電路813來得複雜，因此會使用四層板821，如圖9所示，除了需分別設置在螢幕外框71上，還必須使用二條排線72讓該觸控電路板82的主機連接器823及攝影電路板81的主機連接器814分別與該主板701連接，組裝步驟更顯繁雜。

隨著筆記型電腦的功能更加多元化，例如：觸控、無線網路及近場無限通訊(NFC)等功能的附加，筆記型電腦需要更多的空間來配置相關的電子元件。然而，筆記型電腦的輕薄化亦為近年來的趨勢，因此如何運用筆記型電腦中的既有空間，或縮減構件體積則是當前的一大課題。

有鑑於上述元件配置空間有限的電子裝置難以整合觸控顯示面板的技術難題，本發明主要目的係提供一種整合攝影及觸控電路的控制模組及其應用的電子裝置。

欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該控制模組係使用一基板，並於該基板上設置有一影像擷取模組、一觸控電路及一與該影像擷取模組及觸控電路電性連接的主板連接單元；其中：

上述影像擷取模組係包含有一攝影鏡頭及一攝影控制電路，並連同該觸控電路及主板連接器一同設置在該基板上；其中該攝影控制電路與該攝影鏡頭連接，透過一第一接線線路連接至該主板連接單元，以輸出攝影訊號；而該觸控電路則供觸控螢幕連接，透過一第二接線線路連接至該主板連接單元，以輸出觸控訊號。

上述本發明控制模組係整合攝影及觸控電路於一基板上，相較以往要分別組裝一攝影電路板及另一觸控電路板的觸控螢幕來說，本發明的控制模組不僅更簡少佔據該觸控螢幕的元件配置空間，亦能簡化組裝步驟。

又，上述控制模組應用於一種包含有一觸控螢幕及一主板的電子裝置上；其中該觸控螢幕的外框形成有一攝影孔，以供上述控制模組裝設至該外框內時，將該電路板上的攝影鏡頭對準該攝影孔，並將觸控螢幕的觸控訊號線電性連接至上述控制模組的觸控電路，再以排線連接該主板連接單元及該主板；如此，該控制模組只要以排線就能將攝影訊號及觸控訊號輸出至該主板，使得本發明的觸控螢幕的元件配置空間得以減縮，可設計得更為輕薄，或增加其它天線 模組整合的可能。

本發明係提供一種整合攝影及觸控電路的整合式控制模組，便於組裝觸控螢幕用，以下舉數個控制模組實施例加以說明本發明控制模組可能實施的具體結構，但不以此為限。

首先請參閱圖1，係本發明控制模組50應用於一電子裝置10的分解圖，在本實施例中電子裝置10係以一筆記型電腦為例，也可以是一平板電腦，故不以筆記型電腦為限。該筆記型電腦係主要包含一觸控螢幕20及一主板31；其中該主板31設於一底座32內，而該底座32一側係以樞鈕器33樞接該觸控螢幕20。

上述觸控螢幕20係包含有一外框21，該觸控螢幕20被固定於該外框21中；其中該外框21係包含有一前框211及一後蓋212，而該前框211上形成有一個攝影孔213，較佳的是將該攝影孔213形成在該前框212的上框條；至於該觸控螢幕20可以選用外掛式觸控板或內嵌式觸控板，而本實施例則採用外掛式觸控板，其係由一觸控板411疊設於一顯示板412上所構成。該觸控板411係夾設於前板211及後蓋212之間，以固定於該外框21內，而本發明的控制模組50亦固定於外框21中，以與觸控螢幕20的觸控板411電性連接，亦與筆記型電腦的主板31電性連接，以下謹進一步詳細說明控制模組50的具體結構，以及與觸控板411及主板31電性連接結構。

請同時參閱圖1及圖2A，本發明控制模組50的第一較佳實施例係包含：一基板51，係為多層印刷電路板；一影像擷取模組，係包含一攝影鏡頭52及一攝影控制電路54；其中該攝影鏡頭52係設置在該基板51上，並於控制模組50安裝至電子裝置的外框21時，該攝影鏡頭52必須對準該外框21之前框211的攝影孔213，而該攝影控制電路54係設置於該基板51上，並透過印刷線路與該攝影鏡頭52電性連接，以提供攝影鏡頭52電力，並控制、接收並輸出該攝影鏡頭52的攝影訊號；一觸控電路53，係設置於該基板51上，當控制模組50安裝至該外框21時，該觸控電路53係以軟性電路板411a與該觸控板411電性連接，而軟性電路板411a可選擇直接設置在基板51，而與該觸控電路53電性連接，或可令該觸控電路53包含有至少一訊號連接器531，以與軟性電路板411a插接，至於訊號連接器531的數量，則視觸控板411尺寸大小而定，愈大尺寸則可愈多訊號連接器531；在本實施例係為二個訊號連接器531，以供觸控板411的二條軟性電路板411a對應插接該觸控電路53電性連接，以插接方式與觸控板411電性連接，可方便本發明控制模組50的組裝及維修；及一主板連接單元55，係設置在該基板51上，以與該攝影控制電路54及觸控電路53電性連接；又該主板連接單元55可包含有第一及第二主板連接器，或將該第一及第二主板連接器整合成單一主板連接器，以供一排線60的一端插 接；其中該排線60另一端再連接至主板31，以將該攝影控制電路54的攝影訊號及觸控訊號輸出至該主板31；請配合參閱圖2B所示，係為該基板51的電路方塊圖，其中該基板51上形成有一第一接線線路501及一第二接線線路502，以分別連接主板連接單元55和攝影控制電路54及觸控電路53。

本發明利用將該影像擷取模組及觸控電路53整合在同一基板51上，使得本發明之控制模組10能夠依據外框21的空間尺寸來直接透過該基板51的層數選擇(例如：四層板或六層板等多層板)來調整其尺寸，以便該控制模組能夠容置於該外框21內，如圖5A所示，該基板51係選擇較佳的長及寬尺寸為85mm*9mm的四層板，以容置於寬度為W1的前框211中；若選擇六層板，則其較佳長及寬尺寸為85mm*6mm，可容置於如圖5B所示寬度較W1為窄的W2前框211中。

或者，再如圖5C所示，若選擇更多層數的多層板，則長度L2可更較四層板或六層板的長度L1更為減縮，如此放置於寬度為W1的前框211中，該前框211二側空間即增大，而可放置如NFC、LTE天線模組90，或可放置支援多輸出多輸入(MIMO)的通訊技術的天線。由此可知，本發明之控制模組不但能夠調整該基板51的尺寸，更可藉由改變該影像擷取模組與該觸控電路53等電子元件在該基板51上的配置型態來縮減該控制模組的尺寸，故可依據該外框21的配置空間而選擇合適的多層印刷電路板尺寸，但本發明的控制模組並不侷限於在此所舉的二種較佳尺寸。

如圖4A至圖4C，該主板連接單元55係依據單基板51上電子元件的配置，調整設置在該基板51的右側、左側或是中間位置。更可如圖3B及圖4C所示，若裝設基板51的前框211長度受限，但深度空間較充裕者，則可選用較多層數的六層板作為基板51，配合圖3A所示，六層板厚度d2也較四層板厚度d1厚，第二接線線路可以該六層板的內層接線線路實現之，故六層板長度較四層板的長度得以減縮，還可更進一步將該觸控電路及其訊號連接器與主板連接單元55一同設置在該六層板其中一表面，而該影像擷取模組則設置在六層板另一表面。

至於上述主板連接單元55的選用，則視攝影控制電路54及觸控電路53所使用的傳輸規格而定，如USB或IIC規格。請參閱圖6A所示的使用第一種單一IIC主板連接器的主板連接單元55’的側視圖，供採用相同IIC規格的攝影控制電路54及觸控電路53用，即上排5支第一IIC端子及下排6支第二IIC端子，其中第一IIC端子係與圖2B的第一接線線路501連接，而與攝影控制電路54電性連接，至於該第二IIC端子則與圖2B的第二接線線路502銲接，以與該觸控電路53電性連接，故圖5A的主板連接單元55’可供單排線插入而將攝影訊號與觸控訊號輸出。又，倘若IIC規格的攝影控制電路54及觸控電路53所使用的直流電壓相同，則可共用直流電壓的二支端子，而省掉二端子，而可使用9支IIC端子的單一主板連接器；再者，亦可再共用IIC規格中的SCL、SDA二支端子，再省掉二端子的使用，因此對於使用相同直流電壓的IIC攝影控制電路及觸控 電路，只須使用具有7支IIC端子的單一主板連接器，即如圖6B所示的使用第二種單一主板連接器的主板連接單元55”。倘若均採用USB規格的攝影控制電路54及觸控電路53，則其直流電壓端子可共用，即可共同連接至2支端子，而省掉二端子的使用，故可採用6支USB端子單一主板連接器。同理，當本發明的訊號連接單元55使用第一及第二訊號連接器，以採用IIC或USB的第一及第二訊號連接器來說，至少可共用一組直流電壓端子；又對於採用IIC第一及第二訊號連接器可更進一步共同SCL、SDA端子。

以上已說明本發明控制模組的具體結構，以下再進一步說明電子裝置的主板與該控制模組的電性連接結構。

請參閱圖1及圖4A至圖4B所示，係以筆記型電腦作為本發明電子裝置10的一例示，故本發明電子裝置10的主板31係裝設於底座32內，而上述控制模組50則是固定在觸控螢幕的外框21內，因此當控制模組50的主板連接單元55插入排線60的一端後，該排線60的另一端即穿過底座32與外框21二樞鈕器33的其中一個後，再進入底座32內與底座32內的主板31連接，至於穿入那個樞紐器33可由圖4A至圖4B所示，依據該控制模組50的單一主機連接器55銲接位置，選擇與之最近的樞紐器33，亦可視外框元件配置空間決定之。

若本發明電子裝置為一平板電腦，則該主板係一併固定在該外框內，如此單排線就直接連接至外框內的主板。

綜上所述，本發明控制模組確實可整合數位攝影及觸控功能，而且整合後的控制模組只需單一主機連接器，就 使用此控制模組的電子裝置來說，亦可節省一條排線的使用，除元件成本得以節省外，更重要的是外框內的元件配置空間獲得釋放，有利於電子產品的縮小，或增設無線天線或無線模組等額外功能的元件於其中。

10‧‧‧電子裝置

20‧‧‧觸控螢幕

21‧‧‧外框

211‧‧‧前框

12‧‧‧後蓋

213‧‧‧攝影孔

31‧‧‧主板

32‧‧‧底座

33‧‧‧樞鈕器

411‧‧‧觸控板

411a‧‧‧軟性電路板

412‧‧‧顯示板

50‧‧‧控制模組

501‧‧‧第一接線線路

502‧‧‧第二接線線路

51‧‧‧單基板

52‧‧‧攝影鏡頭

53‧‧‧觸控電路

531‧‧‧訊號連接器

54‧‧‧攝影控制電路

55、55’、55”‧‧‧主板連接單元

60‧‧‧單排線

70‧‧‧筆記型電腦

701‧‧‧主板

702‧‧‧底座

71‧‧‧外框

711‧‧‧攝影孔

72、73‧‧‧排線

80‧‧‧顯示面板

80’‧‧‧觸控顯示面板

801‧‧‧軟性電路板

81‧‧‧攝影電路板

811‧‧‧雙層板

812‧‧‧攝影鏡頭

813‧‧‧攝影控制電路

814‧‧‧主機連接器

82‧‧‧觸控電路板

821‧‧‧四層板

822‧‧‧觸控電路

823‧‧‧主機連接器

90‧‧‧天線模組

圖1：係本發明電子裝置一較佳實施例的立體分解圖。

圖2A：係本發明觸控螢幕的部份立體圖。

圖2B：係本發明一控制模組的電路方塊圖。

圖3A：係本發明一控制模組的側視平面圖。

圖3B：係本發明另一控制模組的側視平面圖。

圖4A：係本發明電子裝置的前視圖，其中控制模組的主板連接單元係位在右側位置。

圖4B：係本發明電子裝置的前視圖，其中控制模組的主板連接單元係位在中間位置。

圖4C：係本發明電子裝置的前視圖，其中控制模組的主板連接單元係位在左側。

圖5A：係本發明一基板置於一前框的前視圖。

圖5B：係本發明另一基板置於另一前框的前視圖。

圖5C：係本發明又一基板置於圖5A前框的前視圖。

圖6A：係本發明主板連接器的第一態樣的側視圖。

圖6B：係本發明主板連接器的第二態樣的側視圖。

圖7：係既有一筆記型電腦的立體分解圖。

圖8：係既有另一筆記型電腦的立體分解圖。

圖9：係圖8的前視圖。

20‧‧‧觸控螢幕

411‧‧‧觸控板

411a‧‧‧軟性電路板

412‧‧‧顯示板

50‧‧‧控制模組

51‧‧‧基板

52‧‧‧攝影鏡頭

53‧‧‧觸控電路

531‧‧‧訊號連接器

54‧‧‧攝影控制電路

55‧‧‧主板連接單元

60‧‧‧排線

Claims (26)

1. 一種整合式控制模組，包含：一基板，係形成有一第一接線線路及一第二接線線路；一影像擷取模組，係包含一攝影鏡頭及一攝影控制電路，該攝影鏡頭及攝影控制電路設置於該基板上，該攝影控制電路與該攝影鏡頭連接，輸出該攝影鏡頭的攝影訊號；一觸控電路，係設置於該基板上，並輸出觸控訊號；及一主板連接單元，係設置於該基板上，並以第一及第二接線線路分別與該攝影控制電路及觸控電路電性連接。
2. 如請求項1所述之整合式控制模組，該基板係為一多層印刷電路板。
3. 如請求項2所述之整合式控制模組，該觸控電路進一步包含有至少一訊號連接器，該至少一訊號連接器設置在該基板，供電性連接該觸控螢幕。
4. 如請求項3所述之整合式控制模組，該影像擷取模組、該觸控電路與該主板連接單元係設置在該基板的同一表面。
5. 如請求項3所述之整合式控制模組，該影像擷取模組設置在該基板的其中一表面，而該觸控電路與該主板連接單元則設置在該基板的另一表面。
6. 如請求項3所述之整合式控制模組，該影像擷取模組及該觸控電路係設置在該基板的其中一表面，而該至少一訊號連接器及該主板連接單元係設置在該基板的另一表面。
7. 如請求項4至6項中任一項所述之整合式控制模組，該單一主板連接單元係設置在該基板的右側、左側或中間位置。
8. 如請求項7所述之整合式控制模組，該主板連接單元係包含一第一及一第二主板連接器。
9. 如請求項8所述之整合式控制模組，該第一及第二主板連接器係整合成單一主板連接器。
10. 如請求項8所述之整合式控制模組，該第一及第二主板連接器係為IIC連接器，其中第一及第二主板連接器共用一組直流電壓端子及一組SCL、SDA端子。
11. 如請求項9所述之整合式控制模組，該單一主板連接器係為IIC連接器，僅包含一組直流電壓端子及一組SCL、SDA端子。
12. 如請求項8所述之整合式控制模組，該第一及第二主板連接器係為USB連接器，其中第一及第二主板連接器共用一組直流電壓端子。
13. 如請求項9所述之整合式控制模組，該單一主板連接器係為USB連接器，僅包含一組直流電壓端子。
14. 一種電子裝置，係包含一觸控螢幕及一主板；其中該觸控螢幕係固定於一外框，且該外框形成有一攝影孔，其中該觸控螢幕及主板係電性連接一整合式控制模組，該整合式控制模組包含：一基板，係形成有一第一接線線路及一第二接線線路；一影像擷取模組，係包含一攝影鏡頭及一攝影控制電路，該攝影鏡頭及該攝影控制電路設置於該基板上，其中 該攝影鏡頭係對準該外框的攝影孔，而該攝影控制電路係與該攝影鏡頭連接，輸出該攝影鏡頭的攝影訊號；一觸控電路，係設置於該基板上，與該觸控螢幕電性連接，並輸出觸控訊號；一主板連接單元，係設置於該基板上，並以第一及第二接線線路分別與該攝影控制電路及觸控電路電性連接；及一排線，其一端插設至該主板連接單元，另一端連接至該主板。
15. 如請求項14所述之電子裝置，該基板係為一多層印刷電路板。
16. 如請求項15所述之電子裝置，該觸控電路進一步包含有至少一訊號連接器，該至少一訊號連接器設置在該基板，供電性連接該觸控螢幕。
17. 如請求項16所述之電子裝置，該影像擷取模組、該觸控電路與該主板連接單元器係設置在該基板的同一表面。
18. 如請求項16所述之數位攝影暨觸控電路板，該影像擷取模組設置在該基板的其中一表面，而該觸控電路與該主板連接單元則設置在該基板的另一表面。
19. 如請求項16所述之數位攝影暨觸控電路板，該影像擷取模組及該觸控電路係設置在該基板的其中一表面，而該至少一訊號連接器及該主板連接單元係設置在該基板的另一表面。
20. 如請求項17至19項中任一項所述之電子裝置，該主板連接單元係設置在該基板的右側、左側或中間位置。
21. 如請求項20所述之電子裝置，該主板連接單元係包含一第一及一第二主板連接器。
22. 如請求項21所述之電子裝置，該第一及第二主板連接器係整合單一主板連接器。
23. 如請求項21所述之電子裝置，該第一及第二主板連接器係為IIC連接器，其中第一及第二主板連接器共用一組直流電壓端子及一組SCL、SDA端子。
24. 如請求項22所述之電子裝置，該單一主板連接器係為IIC連接器，僅包含一組直流電壓端子及一組SCL、SDA端子。
25. 如請求項21所述之電子裝置，該第一及第二主板連接器係為USB連接器，其中第一及第二主板連接器共用一組直流電壓端子。
26. 如請求項22所述之電子裝置，該單一主板連接器係為USB連接器，僅包含一組直流電壓端子。