TWI475459B - 可攜式電子裝置及其複合式觸控模組 - Google Patents

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Description

可攜式電子裝置及其複合式觸控模組
本發明是關於一種複合式觸控模組，特別是一種結合觸控輸入及近場通訊功能之複合式觸控模組，及應用該複合式觸控模組之可攜式電子裝置。
應用觸控方式來操作可攜式電子裝置已成為現今主流技術，舉凡筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機或GPS等均會結合觸控輸入功能進行對應操作。以筆記型電腦為例，通常在鍵盤附近會配置有觸控板(Touch Pad)，供使用者以觸控輸入方式代替滑鼠或鍵盤，提供更直覺且便利之操作。
此外，近場通訊(Near Field Communication,NFC)技術亦廣泛應用於兩個裝置間之近距離傳輸通訊；為因應使用者需求，目前已有廠商將近場通訊技術結合筆記型電腦等可攜式電子裝置，以提供更多功能。由於執行近場通訊功能必須設置對應天線結構及相關部件，因此可攜式電子裝置就要在有限空間內挪出空間設置；如筆記型電腦只能利用靠近觸控板之主機底座空間以供設置，然而對於筆記型電腦之空間使用就更顯拮据。
因此，若能結合近場通訊功能於觸控板模組上，將有助於解決設置空間不足之疑慮，實為一值得研究的課題。
本發明之主要目的係在提供一種結合觸控輸入及近場通訊功能之複合式觸控模組。
為達到上述之目的，本發明之複合式觸控模組包括電容式觸控板及近場通訊模組。電容式觸控模組包括複數輸入線路及複數輸出線路，其中各輸入線路與各輸出線路彼此交叉配置且實質上相互垂直，以形成棋盤式線路。近場通訊模組包括疊設於電容式觸控模組之天線結構，天線結構跨過至少部分之複數輸入線路及至少部分之複數輸出線路，且天線結構不與所跨過之任一輸入線路實質上平行，且不與所跨過之任一輸出線路實質上平行。
藉由本發明之設計，複合式觸控裝置結合近場通訊天線與電容式觸控模組後，不但能支援觸控輸入及近場通訊之雙重功能，同時能節省其設置於可攜式電子裝置上之空間；此外，本發明之設計亦可減少近場通訊天線與電容式觸控模組間之相互干擾。
為能讓 貴審查委員更瞭解本發明之技術內容，特舉出較佳實施例說明如下。
本發明之複合式觸控模組應用於可攜式電子裝置，在以下實施例中可攜式電子裝置係以筆記型電腦為例來說明，但本發明不以此為限，本發明亦可應用於平板電腦、智慧型手機或其他具有觸控輸入功能之可攜式電子裝置。
請參考圖1是本發明之複合式觸控模組10應用於可攜式電子裝置1之系統方塊圖。
如圖1所示，本發明之複合式觸控模組10應用於可攜式電子裝置1，而複合式觸控模組10電性連接系統單元20，使得系統單元20能接收複合式觸控模組10所產生之訊號來執行對應訊號處理。在本實施例中，本發明之複合式觸控模組10包括電容式觸控板11、第一控制單元12、近場通訊天線13及第二控制單元14，電容式觸控板11電性連接第一控制單元12，近場通訊天線13電性連接第二控制單元14；而第一控制單元12及第二控制單元14分別與系統單元20電性連接。此處系統單元20可包括中央處理單元或/及作業系統等。
電容式觸控板11為板狀結構，其設置有複數交錯排列之輸入輸出線路來執行分時多工之矩陣式掃描，用以感測使用者因觸控輸入所產生之電容值變化。觸控處理單元12則依據自電容式觸控板11取得之電容值變化，來判斷電容式觸控模組11受觸控之對應位置及操作狀態，進而依據判斷結果通知可攜式電子裝置1之系統單元20以執行對應操作。
近場通訊天線13結合電容式觸控板11，在本實施例中，近場通訊天線13係疊設於電容式觸控板11上，而形成一整體結構，其中近場通訊天線13之本體為以金屬材質製成之一迴路結構。近場通訊天線13可藉由通電而產生磁場，配合同樣具有近場通訊功能之外部裝置與其近距離接觸，來產生磁場變化，進而達到相互通訊以傳遞 訊號之功能。第二控制單元14則設置有控制電路，負責處理近場通訊訊號及儲存相關資料。
以下請參考圖2(a)及圖2(b)。圖2(a)是本發明之複合式觸控模組10之近場通訊天線13結合電容式觸控板11之示意圖；圖2(b)是本發明之複合式觸控模組10之近場通訊天線13結合於電容式觸控板11之不同位置之示意圖。
如圖2(a)所示，電容式觸控板11包括複數輸入線路I及複數輸出線路O，其分布於觸控板本體上；其中各輸入線路I與各輸出線路O彼此交叉配置且實質上相互垂直，以形成棋盤式線路；而複數輸入線路I及複數輸出線路O會形成複數感應交點(如圖中所示之各點狀交點)，當任一感應交點因觸控操作而導通時，由輸入線路所發出之電流訊號會經由該感應交點從輸出線路流回，並產生電容值變化，使得電容式觸控板11藉以執行觸控感測，判斷使用者觸控之位置與對應操作狀態。
近場通訊天線13疊設於電容式觸控板11上，隨著其尺寸設計不同，在不影響近場通訊天線13功能執行之情況下，近場通訊天線13可僅佔電容式觸控板11之一部分面積，亦即令近場通訊天線13所佔面積小於電容式觸控板11之面積。一方面減少近場通訊天線13之天線迴路太長或所佔面積範圍太廣時，可能會造成天線效能變差之情況；另一方面可減少使用者運用觸控板進行觸控操作時，觸碰到天線所在位置之機會。近場通訊天線13跨過至少部分之複數輸入線路I及至少部分之複數輸出線路 O；也就是說，近場通訊天線13至少會跨過數條輸入線路I及數條輸出線路O，以提供足夠天線迴路區域執行近場通訊功能，但本發明不以此為限。
舉例來說，假設電容式觸控板11包括20條輸入線路及12條輸出線路所構成之感測區域，其中近場通訊天線13可能僅跨過6條輸入線路及6條輸出線路所構成之區域。在此情況下，如圖2(a)所示，近場通訊天線13可設置在電容式觸控板11之一角落位置；此外，近場通訊天線13亦可設置在如圖2(b)中電容式觸控板11之一近側邊位置。由於使用者大多會優先利用電容式觸控板11之近中心部位，執行對應之觸控操作，藉由前述近場通訊天線13之位置設置，能盡量降低近場通訊天線13造成觸控誤判之情況，但近場通訊天線13之設置位置不以此為限。
請參考圖3是本發明之複合式觸控模組10於電容式觸控板11結合近場通訊天線13之位置之局部示意圖。
如圖3所示，本發明之複合式觸控模組10在設計上，近場通訊天線13不會與所跨過之任一輸入線路實質上平行(即不會與所跨過之任一輸出線路實質上垂直)，且不會與所跨過之任一輸出線路實質上平行(即不會與所跨過之任一輸入線路實質上垂直)。換句話說，在各輸入線路與各輸出線路實質上彼此平行之狀況下，近場通訊天線13與所跨過之任一輸入線路或任一輸出線路會彼此交錯形成一夾角，且該些夾角大於0度而小於90度。藉此，使得近場通訊天線13與任一輸出線路 或任一輸出線路之彼此交會處均保持點接觸，可避免天線迴路與任一輸出線路或任一輸出線路平行之狀態下形成線接觸，而造成使用者觸控操作時容易產生大範圍之誤判。
當近場通訊天線13與各輸入或輸出線路交錯所產生之交點越少，使用者在執行觸控操作時因近場通訊天線13干擾而導致誤判之狀況也會變少。因此，為了更減少近場通訊天線13與各輸入或輸出線交錯所產生之交點數量，在線路配置上，令近場通訊天線13與其所跨過之任一輸入線路或任一輸出線路所形成之交點不超過二點。
又如圖3所示，在本發明之一實施例中，近場通訊天線13採用一菱形天線迴路為主體。由於菱形之四邊均為具有斜率之斜邊，不會與任一輸入或輸出線路實質上平行；此外，菱形之天線結構設計使得如圖中近場通訊天線13之左上、左下、右上及右下可空出空間，不但減少近場通訊天線13可能影響觸控操作之範圍，同時此結構形狀不會影響近場通訊天線13之近場通訊功能。而除了前述設計外，近場通訊天線13亦可採用圓形天線迴路或應用其他多邊形天線迴路之設計。
如前所述，近場通訊天線13在設置上會跨過之數條輸入線路及數條輸出線路，而被跨過之該些輸入線路及該些輸出線路之間會相互交錯以形成複數感應交點。因此，在本發明之一實施例中，近場通訊天線13在設置上會避開該些感應交點之位置，而不會跨過複數感應點之 任一點。藉此設計，使得使用者於電容式觸控板11上進行觸控操作時，能降低近場通訊天線13針對非鄰近該次觸控操作之其他感應交點之影響，減少系統誤判觸控訊號之可能性。
以下請一併參考圖4(a)至圖4(c)。圖4(a)是針對本發明之複合式觸控模組10進行觸控操作之示意圖；圖4(b)是針對圖4(a)之觸控位置A1判斷對應觸控區域之示意圖；圖4(c)是針對圖4(a)之觸控位置A2判斷對應觸控區域之示意圖。
如圖4(a)所示，沿用前述實施例，假設本發明之複合式觸控模組10採用菱形天線迴路之近場通訊天線13，疊設於電容式觸控板11上。假設近場通訊天線13僅跨過電容式觸控板11上6條輸入線路(I1~I6)及6條輸出線路(O1~O6)所構成之區域。而藉由分時多功之矩陣式掃描設計，電容式觸控板11會針對所有輸入線路逐一進行掃描(即以I1-I2-I3…之順序掃描)，因此在同一時間只會掃描一條輸入線路。當使用者針對A1點進行觸控操作時，由輸出線路O1所發出之電場訊號自A1點經由近場通訊天線13之迴路設計所傳導，導致在針對輸出線路O1進行掃描時，系統會產生誤判而認為接觸位置是如圖4(b)所示之B區域之較大影響範圍。由於所傳導之電場訊號會隨著傳導距離之長短而相對衰減，加上近場通訊天線13未與任一感應交點相交，因此可藉由前述第一控制單元(圖未示)進行訊號強度之比對篩選，判斷實際 接觸位置應為接近輸出線路O1與輸入線路I3之感應交點，以減少誤判情況之發生。
又如圖4(a)及圖4(c)所示，沿用前述實施例之近場通訊天線13線路設置，假設使用者針對A2點進行觸控操作時，由輸出線路O1所發出之電場訊號自A2點經由近場通訊天線13之迴路設計所傳導，導致在針對輸出線路O1進行掃描時，系統同樣會產生誤判而認為接觸位置是如圖4(c)所示之不同範圍C1及C2兩個區域。而藉由前述第一控制單元對C1及C2區域訊號強度之比對篩選，即可判斷實際接觸位置應為接近輸出線路O1與輸入線路I1之感應交點之C1區域。
本發明更包括一種可攜式電子裝置1。可攜式電子裝置包括本體30及如前所述之複合式觸控模組10，而複合式觸控模組10結合於本體30。因此，可攜式電子裝置1藉由前述複合式觸控模組10提供觸控輸入及近場通訊之雙重功能。
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。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‧‧‧可攜式電子裝置
10‧‧‧複合式觸控模組
11‧‧‧電容式觸控板
12‧‧‧第一控制單元
13‧‧‧近場通訊天線
14‧‧‧第二控制單元
20‧‧‧系統單元
30‧‧‧裝置本體
I、I1~I6‧‧‧輸入線路
O、O1~O6‧‧‧輸出線路
圖1是本發明之複合式觸控模組應用於可攜式電子裝置之系統方塊圖。
圖2(a)是本發明之複合式觸控模組之近場通訊天線結合電容式觸控板之示意圖。
圖2(b)是本發明之複合式觸控模組之近場通訊天線結合於電容式觸控板之不同位置之示意圖。
圖3是本發明之複合式觸控模組於電容式觸控板結合近場通訊天線之位置之局部示意圖。
圖4(a)是針對本發明之複合式觸控模組進行觸控操作之示意圖。
圖4(b)是針對圖4(a)之觸控位置A1判斷對應觸控區域之示意圖。
圖4(c)是針對圖4(a)之觸控位置A2判斷對應觸控區域之示意圖。
11‧‧‧電容式觸控板
13‧‧‧近場通訊天線
I‧‧‧輸入線路
O‧‧‧輸出線路

Claims (12)

  1. 一種複合式觸控模組，包括：一電容式觸控板，包括複數輸入線路及複數輸出線路，其中各該輸入線路與各該輸出線路實質上彼此垂直交叉配置，以形成一棋盤式線路；以及一近場通訊天線，疊設於該電容式觸控板上，該近場通訊天線跨過至少部分該複數輸入線路及至少部分該複數輸出線路，且該近場通訊天線不與所跨過之任一該輸入線路實質上平行，且不與所跨過之任一該輸出線路實質上平行。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之複合式觸控模組，其中該近場通訊天線形成一菱形迴路天線、一圓形迴路天線或一多邊形迴路天線。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之複合式觸控模組，其中該近場通訊天線所佔之面積小於該電容式觸控模組之面積。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之複合式觸控模組，其中該近場通訊天線位於該電容式觸控板之一角落位置或一近側邊位置。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之複合式觸控模組，其中該近場通訊天線所跨過之至少部分該複數輸入線路及至少部分該複數輸出線路係形成複數感應交點，且該天線結構並未跨過該複數感應交點之任一點。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之複合式觸控模組，其中該近場通訊天線與其所跨過之任一該輸入線路或任一該輸出線路所形成之交點不超過二點。
  7. 一種可攜式電子裝置，包括：一本體；以及一複合式觸控模組，結合該本體，該複合式觸控模組包括：一電容式觸控板，包括複數輸入線路及複數輸出線路，其中各該輸入線路與各該輸出線路彼此交叉配置且實質上相互垂直，以形成一棋盤式線路；以及一近場通訊天線，疊設於該電容式觸控板上，該近場通訊天線跨過至少部分該複數輸入線路及至少部分該複數輸出線路，且該近場通訊天線不與所跨過之任一該輸入線路實質上平行，且不與所跨過之任一該輸出線路實質上平行。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之可攜式電子裝置，其中該近場通訊天線形成一菱形迴路天線、一圓形迴路天線或一多邊形迴路天線。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之可攜式電子裝置，其中該近場通訊天線所佔之面積小於該電容式觸控模組之面積。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之可攜式電子裝置，其中該近場通訊天線位於該電容式觸控板之一角落位置或一近側邊位置。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之可攜式電子裝置，其中該近場通訊天線所跨過之至少部分該複數輸入線路及至少部分該複數輸出線路係形成複數感應交點，且該天線結構並未跨過該複數感應交點之任一點。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之可攜式電子裝置，其中該近場通訊天線與其所跨過之任一該輸入線路或任一該輸出線路所形成之交點不超過二點。
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