TWI479380B - 可攜式電子裝置及其按鍵墊 - Google Patents

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Description

可攜式電子裝置及其按鍵墊
本發明關於一種可攜式電子裝置，尤指一種用於可攜式電子裝置之可分離的按鍵墊及具有該按鍵墊之可攜式電子裝置。
目前市面上的平板電腦與智能手機等具有觸控螢幕的產品越來越普遍，當使用者需藉由鍵盤輸入文字時，平板電腦或智能手機多於其觸控螢幕上顯示虛擬鍵盤，以供使用者觸碰輸入。由於使用者僅是藉由手指觸碰螢幕來模擬按壓按鍵，實際上虛擬鍵盤的按鍵是否被有效觸發實是問題，尤其是當平板電腦或智能手機未即時回應使用者的觸碰行為時，極易造成使用者使用上的困擾。基於使用者的經驗，若需長時間按鍵輸入，使用者多偏好使用實體鍵盤輸入。因此，目前已有專用的外接式鍵盤問市，提供使用者實體按鍵的操作環境。然而，目前外接式鍵盤多採硬質設計，且其配置有與平板電腦或智能手機連接所需之電子元件使得體積不易縮減，均不利收納。
鑑於先前技術中的問題，本發明之目的在於提供一種用於可攜式電子裝置之可分離的按鍵墊及具有該按鍵墊之可攜式電子裝置，以提供使用者於使用該可攜式電子裝置提供的虛擬鍵盤時按鍵按壓的手感，滿足使用者的使用習慣。此外，該按鍵墊採可撓性設計，有助於收納。
本發明之按鍵墊用於一可攜式電子裝置，該可攜式電子裝置包含一面板，該面板具有一電容式觸控表面，該可攜式電子裝置於該電容式觸控表面上提供一虛擬鍵盤介面，該虛擬鍵盤介面具有複數個觸控位置，該按鍵墊可放置於該電容式觸控表面上並對應該虛擬鍵盤介面。該按鍵墊包含一可撓絕緣墊、複數個導電鍵帽及複數個導電接觸部。該可撓絕緣墊以一可分離的方式設置於該電容式觸控表面上，該可撓絕緣墊具有複數個通孔，每一個通孔對應該複數個觸控位置其中之一。該複數個導電鍵帽設置於該可撓絕緣墊之上，每一個導電鍵帽對應該複數個通孔其中之一。每一個導電接觸部連接該複數個導電鍵帽其中之一，每一個導電接觸部與該電容式觸控表面之間存在一間隔，其中每一個導電鍵帽可被按壓使得該對應的導電接觸部經由該對應的通孔接觸該對應的觸控位置。藉此，使用者得以手指按壓該導電鍵帽以使對應的導電接觸部接觸該虛擬鍵盤介面，以實現觸控輸入。
本發明之可攜式電子裝置包含一處理模組、一面板及一按鍵墊。該面板與該處理模組電連接並具有一電容式觸控表面。該處理模組透過該面板於該電容式觸控表面上提供一虛擬鍵盤介面，該虛擬鍵盤介面具有複數個觸控位置。該按鍵墊包含一可撓絕緣墊、複數個導電鍵帽及複數個導電接觸部。該可撓絕緣墊以一可分離的方式設置於該電容式觸控表面上，該可撓絕緣墊具有複數個通孔，每一個通孔對應該複數個觸控位置其中之一。該複數個導電鍵帽設置於該可撓絕緣墊之上，每一個導電鍵帽對應該複數個通孔其中之一。每一個導電接觸部連接該複數個導電鍵帽其中之一，每一個導 電接觸部與該電容式觸控表面之間存在一間隔，其中每一個導電鍵帽可被按壓使得該對應的導電接觸部經由該對應的通孔接觸該對應的觸控位置。同樣地，使用者得以手指按壓該導電鍵帽以使對應的導電接觸部接觸該虛擬鍵盤介面，以實現觸控輸入。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱第1圖及第2圖，第1圖為本發明根據一較佳具體實施例之可攜式電子裝置1之示意圖，第2圖為可攜式電子裝置1之功能方塊圖。於本實施例中，可攜式電子裝置1包含一平板電腦12及一按鍵墊14。平板電腦12包含一處理模組122、一面板124及其他所需電子元件(未繪示)。面板124為一觸控顯示面板，面板124與處理模組122電連接，面板124包含一顯示模組1242及一觸控模組1244，因此處理模組122能透過面板124可執行顯示及觸控控制等工作。於實作上，該觸控顯示面板之顯示及觸控均透過面板124的同一實體表面進行。於本實施例中，觸控模組1244具有一電容式觸控表面12442，即第1圖中平板電腦12可視之顯示區域。處理模組122透過觸控模組1244於電容式觸控表面12442上提供一虛擬鍵盤介面12444，同時處理模組122透過顯示模組1242顯示對應虛擬鍵盤介面12444之鍵盤影像，以供使用者視覺辨識。虛擬鍵盤介面12444具有複數個觸控位置，亦即虛擬按鍵的位置。補充說明的是，於運作上，使用者透過虛擬鍵盤介面12444進行之輸入操作主要係由觸控模組1244處理，故於應用上，虛擬鍵盤介面12444不以顯示 鍵盤影像為必要，惟顯示鍵盤影像及回應使用者觸碰之互動式按鍵影像均有助於提昇虛擬鍵盤介面12444的使用友善性。
請併參閱第3圖及第4圖，第3圖為按鍵墊14放置於電容式觸控表面12442上並對應虛擬鍵盤介面12444上時沿第1圖中X-X線之剖面圖，第4圖為第3圖中按鍵墊14被按壓時之剖面圖。按鍵墊14包含一可撓絕緣墊142、複數個導電鍵帽144及複數個導電接觸部146。可撓絕緣墊142設置於電容式觸控表面12442上，可撓絕緣墊142具有複數個通孔1422，每一個通孔1422對應該複數個觸控位置其中之一。該複數個導電鍵帽144設置於可撓絕緣墊142之上，每一個導電鍵帽144對應該複數個通孔1422其中之一。每一個導電接觸部146連接該複數個導電鍵帽144其中之一，每一個導電接觸部146與電容式觸控表面12442之間存在一間隔148，通常略大於可撓絕緣墊142之厚度，使得按鍵墊14可提供使用者有感之按壓行程。使用上，每一個導電鍵帽144可被按壓使得對應的導電接觸部146經由對應的通孔1422接觸電容式觸控表面12442上對應的觸控位置，此時間隔148縮減為零。
此外，於本實施例中，按鍵墊14尚包含複數個彈性體150，設置於可撓絕緣墊142上，每一個彈性體150對應該複數個通孔1422其中之一，每一個導電鍵帽144設置於對應的彈性體150上，每一個導電鍵帽144可被按壓使得對應的彈性體150產生彈性變形，此彈性變形引起的回復力將於按壓外力消失後使導電鍵帽144回復原位。根據彈性體150的作動原理，雖然彈性體150與導電接觸部146不以有結構上的關聯為必要，但是若彈性體150亦可導電的，則彈 性體150與應對的導電接觸部146可採用導電材料(例如導電橡膠)一體成形，可簡化製程，提昇產品可靠度。此時，結構上可視為每一個導電接觸部146經由對應的彈性體150與對應的導電鍵帽144連接。更進一步地，如本實施例所示，按鍵墊14包含一導電橡膠墊152，設置於可撓絕緣墊142上，導電橡膠墊152、該複數個導電彈性體150及該複數個導電接觸部146一體成形，如此可更進一步簡化製程、減少零件數量並提昇產品可靠度。補充說明的是，彈性體150除具有使導電鍵帽144歸位的功能外，亦可提供使用者回饋力，可增加使用者的按壓手感。另外，每一個導電鍵帽144包含複數個突出部1442，朝向可撓絕緣墊142突出，當導電鍵帽144被按壓時，突出部1442有助於避免導電鍵帽144過度傾斜。
補充說明的是，基於不同的電容式觸控原理，當導電接觸部146接觸電容式觸控表面12442時，可能有些許電荷自電容式觸控表面12442經由導電接觸部146傳導至導電橡膠墊152及並經由導電鍵帽144傳導至使用者的手指，或是使用者的手指經由導電鍵帽144、導電接觸部146而改變電容式觸控表面12442局部的電荷分佈，兩者皆可引發觸控模組1244偵測。但本發明均不以此兩種電容式觸控技術為限。
於本實施例中，於處理模組122提供虛擬鍵盤介面12444後，使用者需將按鍵墊14對正虛擬鍵盤介面12444以放置於電容式觸控表面12442上，以能正確地經由按壓導電鍵帽144觸發虛擬鍵盤介面12444，但本發明不以此為限。於實際應用上，處理模組122可藉由法判斷按鍵墊14於電容式觸控表面12442上之相對位置，並根 據該相對位置直接提供虛擬鍵盤介面12444或調整現存虛擬鍵盤介面12444之位置。請參閱第5圖，其為根據一實施例虛擬鍵盤介面12444配合按鍵墊14之放置以調整位置之示意圖。虛擬鍵盤介面12444之複數個觸控位置中包含非共線之一第一觸控位置12444a(例如Z鍵位置)、一第二觸控位置12444b(例如B鍵位置)及一第三觸控位置12444c(例如K鍵位置)，按鍵墊14之複數個導電鍵帽144對應包含一第一導電鍵帽144a(即Z鍵鍵帽)、一第二導電鍵帽144b(即B鍵鍵帽)及一第三導電鍵帽144c(即K鍵鍵帽)。如第5圖所示，虛擬鍵盤介面12444已依預定位置提供於電容式觸控表面12442上，利用第一觸控位置12444a與第二觸控位置12444b間之連線(以虛線表示)作為基準線，第三觸控位置12444c相對於第二觸控位置12444b之方位作為鍵盤方向。按鍵墊14放置後，處理模組122透過面板124對應第一導電鍵帽144a、第二導電鍵帽144b及第三導電鍵帽144c於電容式觸控表面12442上之觸碰，對應判斷出一第一參考位置(即第5圖中第一導電鍵帽144a所在位置)、一第二參考位置(即第5圖中第二導電鍵帽144b所在位置)及一第三參考位置(即第5圖中第三導電鍵帽144c所在位置)。同樣地，處理模組122可透過此三個參考位置判斷出按鍵墊14目前的基準線(即第一導電鍵帽144a與第二導電鍵帽144b間之虛線)及鍵盤方向(即第三導電鍵帽144c相對於第二導電鍵帽144b之方位)，此可找出按鍵墊14相對於目前虛擬鍵盤介面12444之水平偏移量X1、垂直偏移量Y1及旋轉角度A1。接著，處理模組122根據此水平偏移量X1、垂直偏移量Y1及旋轉角度A1於電容式觸控表面12442上重新提供虛擬鍵盤介 面12444，使得調整後的第一觸控位置12444a、第二觸控位置12444b及第三觸控位置12444c能分別對應該第一參考位置、該第二參考位置及該第三參考位置，亦即分別對應第一導電鍵帽144a、第二導電鍵帽144b及第三導電鍵帽144c。換言之，使用者可任意放置按鍵墊14於電容式觸控表面12442上，皆可正確地實施按鍵輸入。
補充說明的是，於實際操作中，用於定位按鍵墊14之按壓操作可能未依序實施，故於實作上，第一觸控位置12444a、第二觸控位置12444b及第三觸控位置12444c僅需形成不等邊之三角形即可定判斷出對應第一觸控位置12444a、第二觸控位置12444b及第三觸控位置12444c之該第一參考位置、該第二參考位置及該第三參考位置。此外，前述僅為調整虛擬鍵盤介面12444之演算法之一說明例，本發明不以此為限。原則上，處理模組122比對第一觸控位置12444a、第二觸控位置12444b及第三觸控位置12444c與該第一參考位置、該第二參考位置及該第三參考位置間之差異以產生虛擬鍵盤介面12444使得此時第一觸控位置12444a、第二觸控位置12444b及第三觸控位置12444c對應該第一參考位置、該第二參考位置及該第三參考位置，即可實現本發明關於調整虛擬鍵盤介面12444之功能。另外，前述均以虛擬鍵盤介面12444已預先提供為例說明，但本發明不以此為限。於實作上，虛擬鍵盤介面12444無需預先提供於電容式觸控表面12442上，僅需預先定義於電容式觸控表面12442上之第一觸控位置12444a、第二觸控位置12444b及第三觸控位置12444c，處理模組122即可依第一觸控位置12444a、第二觸控位置12444b及第三觸控位置12444c與該第一參考位置、該第二參考位 置及該第三參考位置間之差異，於電容式觸控表面12442上正確產生虛擬鍵盤介面12444。
再補充說明的是，於前述實施例中，按鍵墊14採用二層結構(即可撓絕緣墊142加上導電橡膠墊152)再於其上加上該複數個導電鍵帽144之結構，但本發明不以此為限。請參閱第6圖，其為根據另一實施例之按鍵墊34之剖面圖。於本實施例中，按鍵墊34與按鍵墊14之結構邏輯相同，主要不同之處在於按鍵墊34之可撓絕緣墊342與複數個彈性體350一體成形，例如採用非導電的彈性橡膠，而按鍵墊34之導電接觸部346與對應的導電鍵帽344一體成形，例如採用材質較硬的導電橡膠或可導電的工程塑膠。結構上，彈性體350可視為可撓絕緣墊342上之突起部分，其內自然形成通孔3422，突起部分的頂端形成通孔以供導電接觸部346穿過，導電接觸部346與電容式觸控表面12442(以鏈線表示於第6圖中)間亦形成間隔348，同樣可提供使用者有感之按壓行程。相較於按鍵墊14之結構，按鍵墊34之零件數量更少，更有助於提昇製程及產品的可靠度。
另外，於前述實施例中，可攜式電子裝置1採用平板電腦12，但本發明不以此為限。於實作上，本發明之可攜式電子裝置亦可採用其他具有觸控顯示功能之板狀電子裝置，甚至本發明之可攜式電子裝置可僅提供輸入功能，亦即不採用顯示觸控面板，而僅使用觸控面板，同樣可實現本發明之功能。
相較於先前技術，本發明之按鍵墊採用撓性結構有助於收納，解決習知專用的外接式鍵盤硬質結構且結構複雜、內部電子組件繁多、體積不易縮減致使收納不易的問題。此外，本發明之按鍵墊可 提供使用者於使用可攜式電子裝置提供的虛擬鍵盤時按鍵按壓的手感，滿足使用者的使用習慣，並且於實作上，若按鍵墊未配置其他電子元件，按鍵墊之保存及維護無需慮及短路等電性問題。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1‧‧‧可攜式電子裝置
12‧‧‧平板電腦
14、34‧‧‧按鍵墊
122‧‧‧處理模組
124‧‧‧面板
142、342‧‧‧可撓絕緣墊
144、344‧‧‧導電鍵帽
144a‧‧‧第一導電鍵帽
144b‧‧‧第二導電鍵帽
144c‧‧‧第三導電鍵帽
146、346‧‧‧導電接觸部
148、348‧‧‧間隔
150、350‧‧‧彈性體
152‧‧‧導電橡膠墊
1242‧‧‧顯示模組
1244‧‧‧觸控模組
1422、3422‧‧‧通孔
1442‧‧‧突出部
12442‧‧‧電容式觸控表面
12444‧‧‧虛擬鍵盤介面
12444a‧‧‧第一觸控位置
12444b‧‧‧第二觸控位置
12444c‧‧‧第三觸控位置
X1‧‧‧水平偏移量
Y1‧‧‧垂直偏移量
A1‧‧‧旋轉角度
第1圖為本發明根據一較佳具體實施例之可攜式電子裝置之示意圖。
第2圖為第1圖中可攜式電子裝置之功能方塊圖。
第3圖為第1圖中可攜式電子裝置之按鍵墊放置於平板電腦上時之剖面圖。
第4圖為第3圖中按鍵墊被按壓時之剖面圖。
第5圖為根據一實施例虛擬鍵盤介面配合按鍵墊之放置以調整位置之示意圖。
第6圖為根據另一實施例之按鍵墊之剖面圖。
14‧‧‧按鍵墊
124‧‧‧面板
142‧‧‧可撓絕緣墊
144‧‧‧導電鍵帽
146‧‧‧導電接觸部
148‧‧‧間隔
150‧‧‧彈性體
152‧‧‧導電橡膠墊
1422‧‧‧通孔
1442‧‧‧突出部
12442‧‧‧電容式觸控表面

Claims (18)

  1. 一種可攜式電子裝置，包含：一處理模組；一面板，與該處理模組電連接並具有一電容式觸控表面，該處理模組透過該面板於該電容式觸控表面上提供一虛擬鍵盤介面，該虛擬鍵盤介面具有複數個觸控位置；以及一按鍵墊，放置於該電容式觸控表面上並對應該虛擬鍵盤介面，該按鍵墊包含：一可撓絕緣墊，設置於該電容式觸控表面上，該可撓絕緣墊具有複數個通孔，每一個通孔對應該複數個觸控位置其中之一；複數個導電鍵帽，設置於該可撓絕緣墊之上，每一個導電鍵帽對應該複數個通孔其中之一；以及複數個導電接觸部，每一個導電接觸部連接該複數個導電鍵帽其中之一，每一個導電接觸部與該電容式觸控表面之間存在一間隔，其中每一個導電鍵帽可被按壓使得該對應的導電接觸部經由該對應的通孔接觸該對應的觸控位置。
  2. 如請求項1所述之可攜式電子裝置，其中該按鍵墊包含複數個彈性體，設置於該可撓絕緣墊上，每一個彈性體對應該複數個通孔其中之一，每一個導電鍵帽設置於該對應的彈性體上，每一個導電鍵帽可被按壓使得該對應的彈性體產生彈性變形。
  3. 如請求項2所述之可攜式電子裝置，其中該複數個彈性體係可導 電的，每一個導電接觸部經由該對應的彈性體與該對應的導電鍵帽連接。
  4. 如請求項3所述之可攜式電子裝置，其中該複數個彈性體係可導電的，每一個彈性體與該對應的導電接觸部一體成形。
  5. 如請求項4所述之可攜式電子裝置，其中該按鍵墊包含一導電橡膠墊，設置於該可撓絕緣墊上，該導電橡膠墊、該複數個導電彈性體及該複數個導電接觸部一體成形。
  6. 如請求項5所述之可攜式電子裝置，其中每一個導電鍵帽包含複數個突出部，朝向該可撓絕緣墊突出。
  7. 如請求項2所述之可攜式電子裝置，其中該可撓絕緣墊與該複數個彈性體一體成形。
  8. 如請求項7所述之可攜式電子裝置，其中每一導電接觸部與該對應的導電鍵帽一體成形。
  9. 如請求項1所述之可攜式電子裝置，其中該面板係一觸控顯示面板，該處理模組控制該觸控顯示面板顯示對應該虛擬鍵盤介面之鍵盤影像。
  10. 如請求項1所述之可攜式電子裝置，該複數個觸控位置包含非共線之一第一觸控位置、一第二觸控位置及一第三觸控位置，該複數個導電鍵帽對應包含一第一導電鍵帽、一第二導電鍵帽及一第三導電鍵帽，其中該處理模組透過該面板對應該第一導電鍵帽、該第二導電鍵帽及該第三導電鍵帽於該電容式觸控表面上之觸碰，對應判斷出一第一參考位置、一第二參考位置及一第三參考位置並產生該虛擬鍵盤介面使得該第一觸控位置、該第二觸控位 置及該第三觸控位置對應該第一參考位置、該第二參考位置及該第三參考位置。
  11. 一種按鍵墊，用於一可攜式電子裝置，該可攜式電子裝置包含一面板，該面板具有一電容式觸控表面，該可攜式電子裝置於該電容式觸控表面上提供一虛擬鍵盤介面，該虛擬鍵盤介面具有複數個觸控位置，該按鍵墊可放置於該電容式觸控表面上並對應該虛擬鍵盤介面，該按鍵墊包含：一可撓絕緣墊，設置於該電容式觸控表面上，該可撓絕緣墊具有複數個通孔，每一個通孔對應該複數個觸控位置其中之一；複數個導電鍵帽，設置於該可撓絕緣墊之上，每一個導電鍵帽對應該複數個通孔其中之一；以及複數個導電接觸部，每一個導電接觸部連接該複數個導電鍵帽其中之一，每一個導電接觸部與該電容式觸控表面之間存在一間隔，其中每一個導電鍵帽可被按壓使得該對應的導電接觸部經由該對應的通孔接觸該對應的觸控位置。
  12. 如請求項11所述之按鍵墊，其中該按鍵墊包含複數個彈性體，設置於該可撓絕緣墊上，每一個彈性體對應該複數個通孔其中之一，每一個導電鍵帽設置於該對應的彈性體上，每一個導電鍵帽可被按壓使得該對應的彈性體產生彈性變形。
  13. 如請求項12所述之按鍵墊，其中該複數個彈性體係可導電的，每一個導電接觸部經由該對應的彈性體與該對應的導電鍵帽連接。
  14. 如請求項13所述之按鍵墊，其中該複數個彈性體係可導電的，每一個彈性體與該對應的導電接觸部一體成形。
  15. 如請求項14所述之按鍵墊，其中該按鍵墊包含一導電橡膠墊，設置於該可撓絕緣墊上，該導電橡膠墊、該複數個導電彈性體及該複數個導電接觸部一體成形。
  16. 如請求項15所述之按鍵墊，其中每一個導電鍵帽包含複數個突出部，朝向該可撓絕緣墊突出。
  17. 如請求項12所述之按鍵墊，其中該可撓絕緣墊與該複數個彈性體一體成形。
  18. 如請求項17所述之按鍵墊，其中每一導電接觸部與該對應的導電鍵帽一體成形。
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