TW202024872A - 觸控板模組及具有觸控板模組的電子計算機 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種觸控板模組，包括電路板以及開關結構，且電路板與開關結構的穹丘彈性體之間設置有可提供緩衝效果之導電元件，藉此可避免穹丘彈性體與電路板之間產生敲擊的聲響，進而提升使用者操作時的舒適感。此外，本發明還提供具有上述表面固定型開關的觸控板模組與電子計算機。

Description

觸控板模組及具有觸控板模組的電子計算機
本發明係涉及輸入裝置的領域，尤其係關於一種具有觸控功能的輸入裝置。
隨著科技的日新月異，電子設備的蓬勃發展為人類的生活帶來許多的便利性，因此如何讓電子設備的操作更人性化是重要的課題。舉例來說，日常生活常見的電子設備為筆記型電腦、手機、衛星導航裝置…等，由於該些電子設備的儲存容量以及處理器運算效能大幅提昇，使得其所具有的功能日益變得強大且複雜。為了能有效率地操作該些電子設備，電子設備的製造商使用了觸控板作為輸入裝置以操控該些電子設備。
請參閱圖1，其為習知筆記型電腦與其觸控板模組之結構示意圖。觸控板模組1設置於筆記型電腦2的外殼21中，並至少部分顯露於外以供使用者接觸而對筆記型電腦2進行操作，例如，使用者可藉由手指接觸觸控板模組1且於觸控板模組1上滑動以移動螢幕22上的游標23，亦可藉由按壓觸控板模組1而使筆記型電腦2執行特定功能，因使觸控板模組1可替代滑鼠的功用，令使用者不需因額外攜帶或裝設滑鼠而帶來不便。
請同步參閱圖2~圖4，圖2為圖1所示觸控板模組 於未被觸壓時的概念示意圖，圖3為圖2所示觸控板模組於被按壓後的概念示意圖，圖4為圖1所示觸控板模組之電路板及開關的部分結構剖面概念示意圖。筆記型電腦2的外殼21具有向內凹陷的框架24，且框架24內的相對兩側分別設置有向框架24內延伸的支撐結構241與觸發部242，而觸控板模組1的第一端11連接於支撐結構241，使得觸控板模組1的第二端12能以支撐結構241為支點而相對於觸發部242擺動。
此外，觸控板模組1包括開關13以及電路板14，開關13位於觸控板模組1之第二端12的下方並相對應於觸發部242，且開關13內設有金屬穹丘彈性體(metal dome)131，而電路板14上具有相對應於金屬穹丘彈性體131的第一導電部141與第二導電部142，且第一導電部141與第二導電部142之間具有間隔距離，其中，當觸控板模組1未被觸壓時，金屬穹丘彈性體131不會發生形變，此時金屬穹丘彈性體131僅與第一導電部141接觸而不與第二導電部142接觸，其如圖4所示。
再者，當使用者觸壓觸控板模組1時，觸控板模組1的第二端12以支撐結構241為支點而相對於觸發部242向下擺動，直至觸控板模組1的開關13抵頂框架24的觸發部242而使金屬穹丘彈性體131產生形變，此時金屬穹丘彈性體131除接觸第一導電部14外亦會接觸第二導電部142，使得第一導電部141與第二導電部142之間形成電性導通，如此一來，開關13被觸發而輸出開關訊號予筆記型電腦2，藉此令筆記型電腦2執行相對應的功能。而當使用者不再觸壓觸控板模組1時，觸控板模組1的第二端12會因應金屬穹丘彈性體131的彈性力及/或支撐結構241 的彈性力而相對於觸發部242向上擺動，使得金屬穹丘彈性體131的形狀恢復如圖4所示，且觸控板模組1恢復原位。
然而，習知觸控板模組1的缺點在於，當使用者觸壓觸控板模組1時會產生不悅耳的噪音，而該些噪音來自於開關13敲擊觸發部242的聲響以及金屬穹丘彈性體131因產生形變而敲擊第二導電部142的聲響。因此，現有在觸發部242上設置橡膠體(圖未示)以緩衝開關13直接敲擊觸發部242的觸控板模組被提出，亦有透過橡膠套(圖未示)包覆開關13以阻絕內部敲擊聲響向外傳遞的觸控板模組被提出。惟，無論是在觸發部242上設置橡膠體或是透過橡膠套包覆開關13，其降低噪音的效果仍有限，故具有改善的空間。
本發明之一目的在提供一種於其電路板與穹丘彈性體之間設置可提供緩衝效果之導電元件的觸控板模組，藉此可避免穹丘彈性體因形變而與電路板之間產生直接性的敲擊聲響，進而提升使用者操作觸控板模組的舒適感。
本發明之一另一目的在提供一種具有上述觸控板模組的電子計算機。
於一較佳實施例中，本發明提供一種觸控板模組，包括：一電路板，包括一第一電路板連接部以及一第二電路板連接部，且該第一電路板連接部以及該第二電路板連接部之間具有一水平間隔距離；以及一開關結構，包括： 一第一導電元件，設置於該電路板之下方並接觸該第一電路板連接部，且該第一導電元件具有一穿孔；一穹丘彈性體；以及一第二導電元件，設置於該穹丘彈性體以及該第一導電元件之間，且該第二導電元件與該第二電路板連接部具有一垂直間隔距離；其中，當該開關結構因應該觸控板模組被下壓而向下抵頂一觸發部時，該穹丘彈性體產生形變並推抵該第二導電元件，使至少部分之該第二導電元件穿過該穿孔而接觸該第二電路板連接部，令該第一導電部以及該第二導電部之間形成電性導通。
於一較佳實施例中，本發明亦提供一種電子計算機，包括：一外殼，具有向內凹陷之一框架；一處理器，設置於該外殼內；以及一觸控板模組，設置於該框架中而與該處理器電性相連，包括：一電路板，包括一第一電路板連接部以及一第二電路板連接部，且該第一電路板連接部以及該第二電路板連接部之間具有一水平間隔距離；以及一開關結構，包括：一第一導電元件，設置於該電路板之下方並接觸該第一電路板連接部，且該第一導電元件具有一穿孔；一穹丘彈性體；以及一第二導電元件，設置於該穹丘彈性體以及該第一 導電元件之間，且該第二導電元件與該第二電路板連接部具有一垂直間隔距離；其中，當該開關結構因應該觸控板模組被下壓而向下抵頂一觸發部時，該穹丘彈性體產生形變並推抵該第二導電元件，使至少部分之該第二導電元件穿過該穿孔而接觸該第二電路板連接部，令該第一導電部以及該第二導電部之間形成電性導通。
1‧‧‧觸控板模組
2‧‧‧筆記型電腦
3‧‧‧觸控板模組
3’‧‧‧觸控板模組
4‧‧‧電子計算機
5‧‧‧訊號傳輸手段
6‧‧‧桌上型電腦
11‧‧‧觸控板模組的第一端
12‧‧‧觸控板模組的第二端
13‧‧‧開關
14‧‧‧電路板
21‧‧‧外殼
22‧‧‧螢幕
23‧‧‧游標
24‧‧‧框架
31‧‧‧上蓋板
32‧‧‧電路板
33‧‧‧開關結構
34‧‧‧觸控板模組的第一端
35‧‧‧觸控板模組的第一端
36‧‧‧框架
37‧‧‧觸發部
38‧‧‧支撐結構
39‧‧‧膠體
41‧‧‧外殼
42‧‧‧螢幕
43‧‧‧游標
44‧‧‧框架
45‧‧‧處理器
46‧‧‧觸發部
47‧‧‧支撐結構
131‧‧‧金屬穹丘彈性體
141‧‧‧第一導電部
142‧‧‧第二導電部
241‧‧‧支撐結構
242‧‧‧觸發部
321‧‧‧第一電路板連接部
322‧‧‧第二電路板連接部
331‧‧‧第一導電元件
332‧‧‧第二導電元件
333‧‧‧穹丘彈性體
334‧‧‧下蓋體
441‧‧‧容置空間
3311‧‧‧穿孔
圖1：係為習知筆記型電腦與其觸控板模組之結構示意圖。
圖2：係為圖1所示觸控板模組於未被觸壓時的概念示意圖。
圖3：係為圖2所示觸控板模組於被按壓後的概念示意圖。
圖4：係為圖1所示觸控板模組之電路板及開關的部分結構剖面概念示意圖。
圖5：係為本發明電子計算機及其觸控板模組於一較佳實施例的外觀結構示意圖。
圖6：係為圖5所示電子計算機之框架與觸控板模組的部分結構側視概念示意圖。
圖7：係為圖6所示觸控板模組之開關結構於一視角的部分結構立體分解示意圖。
圖8：係為圖6所示觸控板模組之開關結構於一另一視角的部分結構立體分解示意圖。
圖9：係為圖7所示觸控板模組的部分結構剖面示意 圖。
圖10：係為圖6所示觸控板模組於被觸壓時的概念示意圖。
圖11：係為本發明觸控板模組於一另一較佳實施例之應用示意圖。
圖12：係為圖11所示觸控板模組的部分結構剖面概念示意圖。
請參閱圖5，其為本發明電子計算機及其觸控板模組於一較佳實施例的外觀結構示意圖。電子計算機4係為筆記型電腦，但不以此為限，並包括外殼41、螢幕42、處理器45以及觸控板模組3，且處理器45設置於外殼41內並用以處理電子計算機4的電子訊號，而外殼41具有向內凹陷的框架44(參見圖6)；其中，觸控板模組3可被設置於框架44中而與處理器45電性相連，且至少部分的觸控板模組3顯露於外以供使用者接觸而對電子計算機4進行操作，例如，使用者可藉由將手指接觸觸控板模組3且於觸控板模組3上滑動以移動螢幕42上的游標43，亦可藉由按壓觸控板模組3而使電子計算機4執行特定功能。
請同步參閱圖6，其為圖5所示電子計算機之框架與觸控板模組的部分結構側視概念示意圖。電子計算機4的框架44具有容置空間441，且容置空間441用來供觸控板模組3設置於其中，而觸控板模組3由上而下依序包括上蓋板31、膠體39、電路板32以及開關結構33，且上蓋板31以及電路板32經由膠體39而相結合。又，開關結構33設置於電路板32的下方並位於觸控 板模組3的第一端34，且電路板32上包括彼此之間具有水平間隔距離而不相接觸的第一電路板連接部321以及第二電路板連接部322(參見圖7)，用以與開關結構33電性相連。
此外，上蓋板31的上表面係暴露於外以供使用者接觸與操作，電路板32則感應使用者於上蓋板31上的接觸與操作行為而輸出相應的電子訊號，進而使電子計算機4執行相應的指令。於本較佳實施例中，電路板32的第一電路板連接部321以及第二電路板連接部322係以一同心圓排列型態形成於電路板32的下表面，且上蓋板31可為玻璃蓋板或塑料蓋板，而膠體39可為感壓膠(Pressure Sensitive Adhesive,PSA)，但不以上述為限。
再者，電子計算機4還包括觸發部46以及支撐結構47，且觸發部46以及支撐結構47皆設置於框架44的內側並位於框架44的容置空間441中；其中，支撐結構47係供觸控板模組3的第二端35設置於其上，以作為觸控板模組3之第一端34進行擺動的支點，而觸發部46位在開關結構33下方的相應處，主要是用以於觸控板模組3之第一端34向下擺動時被開關結構33抵頂，其可為凸狀或平坦狀並與框架44一體成形，亦可以是另外設置於框架44內的元件。
請參閱圖7~圖9，圖7為圖6所示觸控板模組之開關結構於一視角的部分結構立體分解示意圖，圖8為圖6所示觸控板模組之開關結構於一另一視角的部分結構立體分解示意圖，圖9為圖7所示觸控板模組的部分結構剖面示意圖。開關結構33包括第一導電元件331、第二導電元件332、穹丘彈性體333以及下蓋體334。且第一導電元件331具有穿孔3311，其設置於電路 板32的下方並接觸第一電路板連接部321，而第二導電元件332設置於穹丘彈性體333以及第一導電元件331之間，下蓋體334則與第一導電元件331共同包覆穹丘彈性體333以及第二導電元件332而使穹丘彈性體333與第二導電元件332被夾設於下蓋體334與第一導電元件331之間。其中，由於第二導電元件332與電路板32的第二電路板連接部322之間被第一導電元件331間隔開來，因此第二導電元件332與第二電路板連接部322之間具有垂直間隔距離。此外，當觸控板模組3未被觸壓時，穹丘彈性體333中僅有垂直相應於第一電路板連接部321的部分與第二導電元件332接觸，而穹丘彈性體333中垂直相應於第二電路板連接部322的部分則與第二導電元件332之間具有另一垂直間隔距離，其如圖9所示。
於本較佳實施例中，第一導電元件331係為一導電銅箔或一導電布並呈中空環形狀，其選材考量為容易與電路板相結合，而第二導電元件332則由彈性材質所製成，如導電橡膠，其選材考量為帶來緩衝降噪的效果，此將於稍後詳述。此外，穹丘彈性體333可由金屬材質所製成，而下蓋體334係由塑膠材質或金屬材質所製成，惟上述僅為實施例，第一導電元件331、第二導電元件332、穹丘彈性體333以及下蓋體334的選用材質及其形狀皆不以上述為限。
請同步參閱圖9與圖10，圖10為圖6所示觸控板模組於被觸壓時的概念示意圖。當觸控板模組3的上蓋板31被觸壓時，觸控板模組3的第一端34會以支撐結構47為支點而相對於觸發部46向下擺動，直至開關結構33抵頂觸發部46而使開關結 構33中的穹丘彈性體333產生形變，於穹丘彈性體333產生形變的過程中，穹丘彈性體333中垂直相應於電路板3之第二電路板連接部322的部分會向上推抵第二導電元件332，進而使得部份的第二導電元件332向上穿過第一導電元件331的穿孔3311而與電路板32的第二電路板連接部322相接觸，因此電路板32的第一電路板連接部321與第二電路板連接部322之間可透過第一導電元件331以及第二導電元件332而電性導通，使得電路板32輸出相應的電子訊號予電子計算機4，藉以令電子計算機4執行相對應的功能。
此外，當使用者不再觸壓觸控板模組3時，觸控板模組3的第一端34會因應穹丘彈性體333的彈性力及/或支撐結構47的彈性力而相對於觸發部46向上擺動，最後，穹丘彈性體333的形狀恢復如圖9所示，且觸控板模組3恢復原位。
特別說明的是，由於本發明觸控板模組3於電路板32的第二電路板連接部322與穹丘彈性體333之間設置可提供緩衝效果的第二導電元件332，並透過第一導電元件331將第二導電元件332與第二電路板連接部322垂著地間隔開來，因此可避免穹丘彈性體333因形變而與電路板32的第二電路板連接部322之間產生直接性的敲擊聲響，進而提升使用者操作觸控板模組3的舒適感。
惟，上述皆僅為實施例，熟知本技藝人士皆可依據實際應用需求而進行任何均等的變更設計。舉例來說，雖然上述實施例中的觸控板模組3在觸控板模組3未被觸壓時，穹丘彈性體333中垂直相應於第一電路板連接部321的部分就已與第二導 電元件332接觸，但可變更設計為，在觸控板模組3未被觸壓時，穹丘彈性體333中垂直相應於第一電路板連接部321的部分未與第二導電元件332接觸，直至上蓋板31被觸壓而使得穹丘彈性體333產生形變時，穹丘彈性體333中垂直相應於第一電路板連接部321的部分才會與第二導電元件332接觸。
再舉例來說，觸控板模組可被變更設計為獨立於電子計算機外的輸入裝置。請參閱圖11與圖12，圖11為本發明觸控板模組於一另一較佳實施例之應用示意圖，圖12為圖11所示觸控板模組的部分結構剖面概念示意圖，其中，本較佳實施例之觸控板模組3’大致類似於先前實施例中所述者，在此即不再予以贅述，而不同之處在於，觸控板模組3’還包括觸發部37、支撐結構38以及用來容置上蓋板31、膠體39、電路板32以及開關結構33的框架36，且觸發部37可為凸狀或平坦狀並與框架36一體成形，亦可以是另外設置於框架36內的元件，其中，觸控板模組3’可透過訊號傳輸手段5，如通用串列匯流排(USB)，而連接於桌上型電腦6。
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。
32‧‧‧電路板
33‧‧‧開關結構
321‧‧‧第一電路板連接部
322‧‧‧第二電路板連接部
331‧‧‧第一導電元件
332‧‧‧第二導電元件
333‧‧‧穹丘彈性體
334‧‧‧下蓋體
441‧‧‧容置空間
3311‧‧‧穿孔

Claims (20)

  1. 一種觸控板模組，包括：一電路板，包括一第一電路板連接部以及一第二電路板連接部，且該第一電路板連接部以及該第二電路板連接部之間具有一水平間隔距離；以及一開關結構，包括：一第一導電元件，設置於該電路板之下方並接觸該第一電路板連接部，且該第一導電元件具有一穿孔；一穹丘彈性體；以及一第二導電元件，設置於該穹丘彈性體以及該第一導電元件之間，且該第二導電元件與該第二電路板連接部具有一垂直間隔距離；其中，當該開關結構因應該觸控板模組被下壓而向下抵頂一觸發部時，該穹丘彈性體產生形變並推抵該第二導電元件，使至少部分之該第二導電元件穿過該穿孔而接觸該第二電路板連接部，令該第一導電部以及該第二導電部之間形成電性導通。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控板模組，其中該第二導電元件係由一彈性材質所製成。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控板模組，其中該第二導電元件係為一導電橡膠。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控板模組，其中該第一導電元件係為一導電銅箔或一導電布。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控板模組，其中該第一導電元件係呈一中空環形狀。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控板模組，其中該第一電路板連接部以及該第二電路板連接部係以一同心圓排列型態形成於該電路板上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控板模組，更包括一上蓋板，且該上蓋板設置於該電路板之上方。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控板模組，其中該上蓋板為一玻璃蓋板或一塑料蓋板，且該上蓋板經由一膠體而與該電路板相膠合。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控板模組，其中該開關結構更包括一下蓋體，且該下蓋體用以與該第一導電元件共同包覆該穹丘彈性體以及該第二導電元件。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控板模組，係被容置於一框架中，且該觸發部位在該框架之內側，以供該開關結構抵頂。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控板模組，其中該框架係位於一電子計算機中，抑或是該觸控板模組包括該框架。
  12. 一種電子計算機，包括：一外殼，具有向內凹陷之一框架；一處理器，設置於該外殼內；以及一觸控板模組，設置於該框架中而與該處理器電性相連，包括：一電路板，包括一第一電路板連接部以及一第二電路板連接部，且該第一電路板連接部以及該第二電路板連接部之間具有一水平間隔距離；以及一開關結構，包括： 一第一導電元件，設置於該電路板之下方並接觸該第一電路板連接部，且該第一導電元件具有一穿孔；一穹丘彈性體；以及一第二導電元件，設置於該穹丘彈性體以及該第一導電元件之間，且該第二導電元件與該第二電路板連接部具有一垂直間隔距離；其中，當該開關結構因應該觸控板模組被下壓而向下抵頂一觸發部時，該穹丘彈性體產生形變並推抵該第二導電元件，使至少部分之該第二導電元件穿過該穿孔而接觸該第二電路板連接部，令該第一導電部以及該第二導電部之間形成電性導通。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之電子計算機，其中該第二導電元件係由一彈性材質所製成。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之電子計算機，其中該第二導電元件係為一導電橡膠。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之電子計算機，其中該第一導電元件係為一導電銅箔或一導電布。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之電子計算機，其中該第一導電元件係呈一中空環形狀。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之電子計算機，其中該觸控板模組更包括一上蓋板，且該上蓋板設置於該電路板之上方。
  18. 如申請專利範圍第12項所述之電子計算機，其中該上蓋板為一玻璃蓋板或一塑料蓋板，且該上蓋板經由一膠體而與該電路板相膠合。
  19. 如申請專利範圍第12項所述之電子計算機，其中該開關結構組更包括一下蓋體，且該下蓋體用以與該第一導電元件共同包覆該穹丘彈性體以及該第二導電元件。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之電子計算機，其中該框架包括一容置空間以及位在該框架內側之該觸發部，且該容置空間用以容置該觸控板模組。
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