TWI585652B - 觸控輸入裝置、電子裝置及觸控輸入方法 - Google Patents

Description

觸控輸入裝置、電子裝置及觸控輸入方法

本發明係關於一種觸控輸入裝置、電子裝置及觸控輸入方法，特別是關於一種具有觸覺反饋功能的觸控輸入裝置及包含該觸控輸入裝置的電子裝置、以及藉由該觸控輸入裝置執行的觸控輸入方法。

隨著科技的發展，並為了擴增電子裝置與使用者之間的互動模式，目前有許多電子裝置除了具有供使用者輸入的輸入裝置，例如實體或虛擬鍵盤，更另外增設觸覺反饋的元件，其通常設置在靠近電子裝置外殼的區域，並可使電子裝置的部分區域產生振動，令使用者藉由感受振動以達到反饋或互動之目的。

一般而言，輸入裝置具有壓力感測器，例如電容式、電阻式、或應變規式的力感應器（force sensor），藉由壓力感測器偵測使用者的輸入動作。而目前具有觸覺反饋（haptic feedback）功能的電子裝置，主要是在電子裝置內配置致動器，並透過致動器產生振動。

然而，目前對於電子裝置的設計需求趨於輕薄短小，而不論是使用何種類型的壓力感測器及致動器，皆必須於電子裝置內同時設置壓力感應器及致動器此二種不同的零件，其分別佔據不同的使用空間，與目前節省空間的設計趨勢相違背，且須使用不同的零件更增加材料成本。

本發明之主要目的係在提供一種觸控輸入裝置、電子裝置及觸控輸入方法，其藉由將壓電元件連接於輸入元件及電路板，並利用壓電元件具有將機械能與電位能相互轉換的特性，以同時達到偵測輸入動作及振動反饋的二種功能，故可節省空間，及減少材料成本。

為達成上述之目的，本發明提供一種觸控輸入裝置，包含一輸入元件、至少一壓電元件以及一電路板。壓電元件接觸輸入元件，壓電元件能夠接收來自輸入元件的一壓力而變形產生一輸出電壓。電路板電性連接壓電元件，電路板包含一處理模組及一電源供應模組。處理模組電性連接壓電元件，並接收輸出電壓，處理模組依據輸出電壓計算對應該壓力的一壓力值，當壓力值大於一預定壓力值，輸出一執行事件。電源供應模組電性連接處理模組及壓電元件，且電源供應模組依據該執行事件輸出一交流電至壓電元件，使壓電元件交替地產生拉伸變形及壓縮變形，進而帶動輸入元件產生振動。

為達成上述之目的，本發明更提供一種電子裝置，電子裝置包含一觸控輸入裝置。觸控輸入裝置包含一輸入元件、至少一壓電元件以及一電路板。壓電元件接觸於輸入元件，壓電元件能夠接收來自輸入元件的一壓力而變形產生一輸出電壓。電路板電性連接壓電元件。電路板包含一處理模組及一電源供應模組。處理模組電性連接壓電元件並接收輸出電壓，處理模組依據輸出電壓計算對應該壓力的一壓力值，當壓力值大於一預定壓力值，輸出一執行事件。電源供應模組電性連接處理模組及壓電元件，且電源供應模組根據執行事件輸出一交流電至壓電元件，使壓電元件交替地產生拉伸變形及壓縮變形，進而帶動輸入元件產生振動。

根據本發明之一實施例，執行事件包含開啟一應用程式。

根據本發明之一實施例，執行事件包含控制交流電的一輸出電壓及一輸出時間間距，以控制壓電元件的一振動幅度及一振動頻率。

根據本發明之一實施例，壓電元件包含一壓電材料片、至少二電極及一金屬片，壓電材料片貼合於金屬片，且該至少二電極分別設置於壓電材料片及金屬片。

根據本發明之一實施例，壓電元件具有二電極，該二電極分別設置於壓電材料片及金屬片，處理模組及電源供應模組電性連接該二電極。

根據本發明之一實施例，壓電元件具有四電極，該四電極的其中之二設置於壓電材料片，該四電極包含二第一電極及二第二電極，該二第一電極分別設置於壓電材料片及金屬片，該二第二電極分別設置於壓電材料片及金屬片，處理模組電性連接該二第一電極，電源供應模組電性連接該二第二電極。

根據本發明之一實施例，設置於壓電材料片的至少一電極的極性與設置於金屬片的至少一電極的極性分別為正極及負極。

根據本發明之一實施例，壓電元件包含一自由端及一固定端，自由端可動地連接於輸入元件，固定端固定於電路板，且壓電元件的自由端能夠接收來自輸入元件的壓力而使壓電元件被壓縮變形。

根據本發明之一實施例，輸入元件更包含一連接件，壓電元件的自由端可動地連接於連接件，電路板更包含一固定件，壓電元件的固定端固定於固定件。

根據本發明之一實施例，壓電元件更包含一配重塊，且配重塊設置於自由端及固定端之間。

根據本發明之一實施例，壓電元件包含一自由端及一固定端，固定端固定於輸入元件，自由端與固定端相對設置，電路板連接於自由端與固定端之間，且壓電元件的固定端能夠接收來自輸入元件的壓力而使壓電元件被壓縮變形。

根據本發明之一實施例，電路板更包含一連接件，連接件連接於壓電元件，且連接件連接於自由端與固定端之間，輸入元件更包含一固定件，壓電元件的固定端固定於固定件。

根據本發明之一實施例，壓電元件更包含一配重塊，其設置於壓電元件的自由端。

根據本發明之一實施例，輸入元件為一觸控板或一觸控顯示面板。

為達成上述之目的，本發明還提供一種觸控輸入方法，應用於上述之觸控輸入裝置，觸控輸入方法包含以下步驟：壓電元件接收來自輸入元件的一壓力而變形產生一輸出電壓；處理模組接收輸出電壓並依據輸出電壓計算對應壓力的一壓力值；當壓力值大於一預定壓力值，處理模組輸出一執行事件；電源供應模組根據執行事件輸出一交流電至壓電元件；以及壓電元件交替地產生拉伸變形及壓縮變形，進而帶動輸入元件產生振動。

承上所述，依據本發明之一種觸控輸入裝置及電子裝置，其藉由將壓電元件接觸輸入元件及連接於電路板，並利用壓電元件可將機械能（壓縮變形）轉換為電位能（輸出電壓）的特性，以偵測於輸入元件的輸入動作；再利用壓電元件可將電位能轉換為機械能（拉伸變形及壓縮變形）的特性，進而使輸入元件產生振動，以達到反饋功能。因此，本發明之輸入裝置可藉由壓電元件同時達到偵測輸入動作及振動反饋的二種功能，以取代習知的力感應器及致動器，故可節省空間，及減少材料成本。

為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。

圖1為本發明之觸控輸入裝置的第一實施例的示意圖，請參考圖1所示。首先，本實施例之觸控輸入裝置1可以為獨立的電子裝置，並可與其他電子裝置電性連接，例如與電腦、或手機、平板電腦等電子裝置電性連接。另外，觸控輸入裝置1亦可以直接裝設在電子裝置，以共同形成具有觸覺反饋功能的電子裝置，例如共同形成具有觸覺反饋功能的智慧型手機、智慧型手錶、平板電腦、或是觸控顯示螢幕等電子裝置。

觸控輸入裝置1包含一輸入元件11、至少一壓電元件12以及一電路板13。本實施例之輸入元件11是供使用者進行輸入動作的元件，具體而言，使用者可藉由按壓輸入元件11，亦即，對輸入元件11施予一壓力，即為本實施例所述之輸入動作。較佳的，輸入元件11可以為觸控板（touch pad），亦可以為具有顯示器的觸控顯示面板（touch panel）。

本實施例之壓電元件12接觸輸入元件11。具體而言，可將一個或多個壓電元件12設置於輸入元件11的內表面111，並使壓電元件12的其中一端連接於輸入元件11。詳細而言，可選擇在輸入元件11之一特定區域（例如四個側邊區域的其中之一）的內表面111，設置一個或多個壓電元件12，本實施例係以設置二個壓電元件12為例說明，如圖1所示。另外，亦可選擇在輸入元件11的多個特定區域（例如四個側邊區域）的內表面，皆設置壓電元件12，本發明並不限制。

在本實施例中，壓電元件12包含一自由端121及一固定端122，而自由端121與固定端122位於壓電元件12的相對二端。其中，自由端121可動地連接於輸入元件11，固定端122則固定於電路板13。詳細而言，本實施例之輸入元件11更包含一連接件112，其可以為連桿或樞軸等連接結構，使壓電元件12的自由端121可動地連接於連接件112，使壓電元件12可藉由連接件112與輸入元件11相互連接。而連接件112的設計，使壓電元件12的自由端121並非完全鎖固於輸入元件11，仍可以連桿或樞軸為軸轉動。

又，本實施例之電路板13更包含一固定件131，壓電元件12的固定端122固定於固定件131。例如，固定件131可以為黏著劑、鎖固件或卡扣件，以將壓電元件12的固定端122黏合、鎖固或卡扣於電路板13。需說明的是，本實施例之壓電元件12係以固定件131所連接的一端稱為固定端122，而相對於固定端122則為自由端121。

又，壓電元件12設置於輸入元件11及電路板13之間，且本實施例之電路板13與輸入元件11係平行設置，且二者相距一預定距離D，亦即，使輸入元件11與電路板13之間相距該預定距離D，以形成可設置壓電元件12的空間，且為壓電元件12產生形變時所需的空間。電路板13可設置於電子裝置的殼體，例如固定於智慧型手機的殼體，或是可直接與電子裝置的電路板共用，相對應的，輸入元件11為可按壓件。在本實施例中，輸入元件11與電路板13平行設置，且電路板13係位於輸入元件11的內表面111，而壓電元件12位於輸入元件11與電路板13之間，其一端接觸輸入元件11，另一端電性連接於電路板13。

詳細而言，壓電元件12係由壓電材料（piezo）所組成的元件，壓電材料可例如但不限於壓電陶瓷或壓電聚合物，例如聚偏氟乙烯（Polyvinylidene difluoride, PVDF），而壓電材料具有可在機械能與電能之間相互轉換的現象，稱之為壓電效應（Piezoelectricity）。另外，壓電效應又可分為正壓電效應及逆壓電效應，正壓電效應實質上係為機械能轉化為電能的過程；反之，逆壓電效應則實質上為電能轉化為機械能的過程。

又，電路板13包含一處理模組132及一電源供應模組133，處理模組132電性連接電源供應模組133。其中，本實施例之處理模組132與壓電元件12電性連接，處理模組132更具有電壓感測單元，以偵測壓電元件12因正壓電效應所產生的電位能。電源供應模組133同樣與壓電元件12電性連接，電源供應模組132可提供一交流電至壓電元件12，進而使壓電元件12產生逆壓電效應。

圖2A為圖1所示之壓電元件的示意圖，請參考圖2A所示。壓電元件12包含至少二電極123、一壓電材料片124及一金屬片125，壓電材料片124貼合於金屬片125，且至少二電極123分別設置在壓電材料片124及金屬片125，而設置於壓電材料片124之至少一電極123的極性與設置於金屬片125之至少一電極123的極性分別為正極及負極。需說明的是，本發明並不限制電極123的數量，至少為二個電極123，本實施例先以壓電元件12具有二個電極123為例說明。本實施例之電極123為輸出/輸入電極，二個電極123分別設置壓電材料片124及金屬片125，而處理模組132及電源供應模組133電性連接二個電極123。換言之，位於壓電材料片124上的電極123同時電性連接處理模組132及電源供應模組133，而位於金屬片125上的電極123亦同時電性連接處理模組132及電源供應模組133。

壓電材料片124在接收電能時，可因逆壓電效應而產生拉伸變形及壓縮變形等形變，亦即，由於交流電為正、負極性的互換，使壓電材料片124可產生拉伸變形及壓縮變形，進而使壓電元件12往不同的方向彎折，如圖2B及圖2C所示，圖2B及圖2C為圖2A所示之壓電元件接收交流電時的作動示意圖。

圖3A為本發明之一實施例之觸控輸入方法的流程圖，本方法可應用於本實施例之觸控輸入裝置1以執行輸入功能及觸覺反饋功能，而圖3B為圖1所示之觸控輸入裝置1執行輸入功能的示意圖，圖3C為圖1所示之觸控輸入裝置1執行觸覺反饋功能的示意圖，請先參考圖3A及圖3B所示。藉由前述觸控輸入裝置1的結構，使用者可對輸入元件11施予一壓力（如圖3B的箭頭符號所示），亦即，如前述之使用者於輸入元件11所進行的輸入動作，例如按壓輸入元件11的外表面，而輸入元件11接收相對應的壓力。由於壓電元件12的一端接觸輸入元件11，故壓電元件12能夠接收來自輸入元件11的壓力而變形產生一輸出電壓（步驟S10）。

具體而言，壓電元件12的自由端121連接於輸入元件11，故壓電元件12的自由端121亦會接收來自輸入元件11的壓力，進而使壓電元件12被壓縮變形。同時，藉由壓電元件12本身所具有正壓電效應，將壓電元件12的壓縮變形（機械能）轉換為電位能（輸出電壓），以產生一輸出電壓，此時二個電極123作為輸出電極，以輸出電壓。

接著，由處理模組132接收輸出電壓，並依據輸出電壓計算對應壓力的一壓力值（步驟S20），而當壓力值大於一預定壓力值，處理模組132輸出一執行事件（步驟S30）。在本實施例中，處理模組132可依據輸出電壓計算輸入元件11所接收之壓力的壓力值，當壓力值大於一預定壓力值，將該輸入動作判斷為有效輸入，而非因誤觸所產生的壓力，且處理模組132更可進一步輸出一執行事件，使觸控輸入裝置1對應產生觸覺反饋。

具體而言，執行事件可以為控制電源供應模組132輸出一交流電至壓電元件12的電極123，對應的，電源供應模組133則可依據執行事件輸出交流電至電極123（步驟S40），此時，壓電元件12交替地產生拉伸變形及壓縮變形，進而帶動輸入元件11產生振動（步驟S50）。詳細而言，當電源供應模組132輸出交流電至電極123，此時，電極123作為輸入電極，以接收交流電，而壓電元件12會因逆壓電效應對應交替地產生拉伸變形及壓縮變形。如前述，本實施例之壓電元件12可藉由交流電之正、負極性互換的特性，而產生拉伸變形及壓縮變形，進而往不同的方向彎折，如圖3C所示，分別以實線及虛線分別表示不同方向彎折的態樣。由於壓電元件12的一端連接於輸入元件11，另一端固定於電路板13，而電路板13為固定的元件，故當壓電元件12往不同的方向彎折時，便會帶動輸入元件11產生振動，如圖3C的雙箭頭符號所示，進而對使用者產生觸覺回饋。

較佳的，處理模組132所輸出的執行事件亦可包含控制交流電的一輸出電壓及一輸出時間間距，藉此控制壓電元件12的一振動幅度及一振動頻率，進而可間接控制輸入元件11的振動方式，以產生不同的觸覺反饋。

因此，本實施例之觸控輸入裝置1是藉由壓電元件12同時具有正壓電效應及逆壓電效應的特性，利用正壓電效應的特性執行輸入功能，並利用逆壓電效應的特性執行觸覺反饋功能。

在其他實施例中，執行事件更可以包含開啟或執行一應用程式，例如輸入元件11為一觸控顯示面板，而觸控輸入裝置1可用於執行應用程式，若輸入元件11顯示「確認開啟導航程式？」的圖樣，此時，使用者可藉由按壓輸入元件11，例如點擊二次，而壓電元件12接收來自輸入元件11的二次點擊的壓力而被壓縮變形並產生對應的二個輸出電壓，處理模組132接收二個輸出電壓並依據二個輸出電壓計算對應的二個壓力值，當二個壓力值皆大於預定壓力值則判斷為有效輸入，接著處理模組132輸出確認開啟或執行應用程式的訊號，進而對應開啟導航程式。同時，電源供應模組133亦可根據執行事件輸出交流電至壓電元件12，藉此使壓電元件12交替地產生拉伸變形及壓縮變形帶動輸入元件11產生振動，以觸覺反饋的方式通知使用者正開啟或執行對應的應用程式。

於其他實施例中，亦可將本實施例之觸控輸入裝置1設置或連接於電子裝置中，當輸入元件11被按壓，壓電元件12接收該壓力而變形產生輸出電壓，電路板13的處理模組132接收輸出電壓後，依據輸出電壓計算對應該壓力的壓力值，當壓力值大於一預定壓力值，則對應輸出執行事件，並進一步控制電源供應模組132所輸出之交流電的輸出電壓及輸出時間間距，電源供應模組132輸出上述交流電至壓電元件12，使壓電元件12交替地產生拉伸變形及壓縮變形，進而帶動輸入元件11產生振動，以對使用者傳送觸覺反饋，例如振動1次，向使用者傳達確認啟動導航程式的資訊，有助於視障者操作電子裝置，更可應用在汽車的電腦主機，藉由觸覺反饋令駕駛者無須緊盯螢幕，提升駕駛的安全性。當然，本實施例之觸控輸入裝置1亦可應用在其他操控模式，例如音量的調控、播放速度的調整等，於此不一一贅述。

需說明的是，本發明的電極123的數量為至少二電極123。請參考圖4所示，圖4為圖2A所示之壓電元件之另一實施例的示意圖。壓電元件12d具有四個電極，其中四個電極包含二第一電極123d及二第二電極123e，二個第一電極123d分別設置於金屬片125及壓電材料片124，而二個第二電極123e分別設置於壓電材料片124及金屬片125，處理模組132電性連接二個第一電極123d，電源供應模組133電性連接二個第二電極123e。其中，與處理模組132電性連接的第一電極123d為輸入電極，以接收來自壓電元件12的輸出電壓，而與電源供應模組133電性連接的第二電極123e為輸出電極，以輸出交流電至壓電元件12，其可達到與前述實施例相同之效果。需說明的是，為求圖面簡潔，圖4未繪製輸入元件11及電路板13等元件，其可直接參考圖1所示。

請復參考圖1所示，較佳的，壓電元件12更可具有一配重塊（mass）126，本實施例係設置於自由端121及固定端122之間，亦為位於連接件112及固定件131之間。藉由配重塊126的設置，更可增加壓電元件12的擺動幅度，使壓電元件12交替地產生拉伸變形及壓縮變形帶動輸入元件11所產生的振動更加明顯。

本發明之觸控輸入裝置1亦可具有其他不同態樣，如圖5至圖7所示，以下進一步說明之。

圖5為本發明之觸控輸入裝置的第二實施例的示意圖，請參考圖5所示，本實施例之觸控輸入裝置1a具有複數電路板13a，且設置於輸入元件11a的外側，各個電路板13a僅部分重疊於輸入元件11a的內表面111a，本實施例之觸控輸入裝置1a具有複數壓電元件12a且各個壓電元件12a同樣包含一自由端121a及一固定端122a，且自由端121a與固定端122a設置於壓電元件12a的相對二端，輸入元件11a更包含複數連接件112a，各個壓電元件12a的自由端121a可動地連接於對應的連接件112a，各個電路板13a更包含一固定件131a，各個壓電元件12a的固定端122a固定於對應的電路板13a的固定件131a，且各個壓電元件12a的自由端121a能夠接收來自輸入元件11a的壓力而使對應的壓電元件12a被壓縮變形，壓電元件12a利用正壓電效應將壓縮變形（機械能）轉換為電位能（輸出電壓），以產生一輸出電壓。

在本實施例中，配重塊126a設置於各個壓電元件12a的自由端121a及固定端122a之間，即配重塊126a位於連接件112a及固定件131a之間，當電源供應模組133（請參考圖1所示）提供交流電至對應的電極123，使對應的壓電元件12a因逆壓電效應而交替地產生拉伸變形及壓縮變形時，設置於自由端121a及固定端122a之間的配重塊126a可增加壓電元件12a彎折的幅度，且輸入元件11a所產生的振動能夠更加明顯。而觸控輸入裝置1a的其他元件的技術特徵及連接關係可參考第一實施例之觸控輸入裝置1及圖3A的步驟S10至步驟S50，於此不加贅述。

圖6為本發明之觸控輸入裝置的第三實施例的示意圖，請參考圖6所示。本實施例之觸控輸入裝置1b，其壓電元件12b同樣包含一自由端121b及一固定端122b，且自由端121b與固定端122b設置於壓電元件12b的相對二端。而本實施例的固定端122b固定於輸入元件11b，電路板13b則是連接於自由端121b與固定端122b之間，故壓電元件12b的固定端122b能夠接收來自輸入元件11b的壓力而使壓電元件12b被壓縮變形，壓電元件12b利用正壓電效應將壓縮變形（機械能）轉換為電位能（輸出電壓），以產生一輸出電壓。

在本實施例中，輸入元件11b更包含一固定件113b，壓電元件12b的固定端122b固定於固定件113b，而本實施例的固定件113b亦可以為黏著劑，以將壓電元件12b的固定端122b黏固於輸入元件11b。而本實施例的電路板13b則包含一連接件134b，連接件134b連接於壓電元件12b的自由端121b與固定端122b之間，而自由端121b不與輸入元件11b及電路板13b連接，故可隨著壓電元件12b產生的拉伸變形及壓縮變形自由擺動。

又，本實施例的壓電元件12b更包含一配重塊126b，其直接設置於壓電元件12b的自由端121b。因此，當電源供應模組133（請參考圖1所示）提供交流電至電極123，使壓電元件12b因逆壓電效應而交替地產生拉伸變形及壓縮變形時，設置於壓電元件12b末端（即自由端121b）的配重塊126b可增加壓電元件12b彎折的幅度，且輸入元件11b所產生的振動能夠更加明顯。關於觸控輸入裝置1b的其他元件的技術特徵及連結關係可參考前述實施例及圖3A的步驟S10至步驟S50，於此不加贅述。

圖7為本發明之觸控輸入裝置的第四實施例的示意圖，請參考圖7所示。本實施例之觸控輸入裝置1c具有複數電路板13c，且設置方式與第二實施例相同，皆是設置於輸入元件11c的外側。本實施例具有複數壓電元件12c，且各個壓電元件12c同樣包含一自由端121c及一固定端122c，且自由端121c與固定端122c設置於壓電元件12c的相對二端。各個電路板13c更包含一連接件134c，連接件134c連接於對應的壓電元件12c的自由端121c與固定端122c之間，輸入元件11c更包含複數固定件113c，各個壓電元件12c的固定端122c固定於對應的固定件113c，且各個壓電元件12c的固定端122c能夠接收來自輸入元件11c的壓力而使對應的壓電元件12c被壓縮變形，壓電元件12c利用正壓電效應將壓縮變形（機械能）轉換為電位能（輸出電壓），以產生一輸出電壓。

如前述，配重塊126c設置於壓電元件12c的自由端121c，因此，當電源供應模組133（請參考圖1所示）提供交流電至對應的電極123時，可增加對應的壓電元件12c因逆壓電效應所產生之彎折的幅度，且輸入元件11c所產生的振動能夠更加明顯。關於觸控輸入裝置1c的其他元件的技術特徵及連結關係可參考前述實施例及圖3A的步驟S10至步驟S50，於此不加贅述。

另需說明的是，為求圖面簡潔，圖5至圖7未繪製處理模組132及電源供應模組133，而處理模組132、電源供應模組133及其與電極123的技術特徵與連接關係請直接參考前述實施例及圖1所示。

綜上所述，依據本發明之一種觸控輸入裝置及具有所述觸控輸入裝置的電子裝置，其藉由將壓電元件接觸輸入元件並連接於電路板，使壓電元件可將機械能（來自輸入元件的壓力產生的壓縮變形）轉換為電位能（輸出電壓）的特性，以偵測於輸入元件的輸入動作；再利用壓電元件可將電位能轉換為機械能（拉伸變形及壓縮變形）的特性，進而使輸入元件產生振動，以達到反饋功能。因此，本發明之輸入裝置可藉由壓電元件同時達到偵測輸入動作及振動反饋的二種功能，以取代習知的力感應器及致動器，故可節省空間，及減少材料成本

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，懇請  貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1、1a、1b、1c‧‧‧觸控輸入裝置
11、11a、11b、11c‧‧‧輸入元件
111、111a、111b、111c‧‧‧內表面
112、112a‧‧‧連接件
113b、113c‧‧‧固定件
12、12a、12b、12c‧‧‧壓電元件
121、121a、121b、121c‧‧‧自由端
122、122a、122b、122c‧‧‧固定端
123‧‧‧電極
123d‧‧‧第一電極
123e‧‧‧第二電極
124‧‧‧壓電材料片
125‧‧‧金屬片
126、126a、126b、126c‧‧‧配重塊
13、13a、13b、13c‧‧‧電路板
131、131a‧‧‧固定件
132‧‧‧處理模組
133‧‧‧電源供應模組
134b、134c‧‧‧連接件
D‧‧‧預定距離

圖1為本發明之觸控輸入裝置的第一實施例的示意圖。 圖2A為圖1所示之壓電元件的示意圖。 圖2B及圖2C為圖2A所示之壓電元件接收交流電時的作動示意圖。 圖3A為本發明之一實施例之觸控輸入方法的流程圖。 圖3B為圖1所示之觸控輸入裝置執行輸入功能的示意圖。 圖3C為圖1所示之觸控輸入裝置執行觸覺反饋功能的示意圖。 圖4為圖2A所示之壓電元件之另一實施例的示意圖。 圖5為本發明之觸控輸入裝置的第二實施例的示意圖。 圖6為本發明之觸控輸入裝置的第三實施例的示意圖。 圖7為本發明之觸控輸入裝置的第四實施例的示意圖。

1‧‧‧輸入裝置

11‧‧‧輸入元件

111‧‧‧內表面

112‧‧‧連接件

12‧‧‧壓電元件

121‧‧‧自由端

122‧‧‧固定端

123‧‧‧電極

126‧‧‧配重塊

13‧‧‧電路板

131‧‧‧固定件

132‧‧‧處理模組

133‧‧‧電源供應模組

D‧‧‧預定距離

Claims (27)

1. 一種觸控輸入裝置，包含：一輸入元件；至少一壓電元件，接觸該輸入元件，該至少一壓電元件能夠接收來自該輸入元件的一壓力而變形產生一輸出電壓，該壓電元件包含一壓電材料片、至少二電極及一金屬片，該壓電材料片貼合於該金屬片，且該至少二電極分別設置於該壓電材料片及該金屬片；以及一電路板，電性連接該至少一壓電元件，該電路板包含：一處理模組，電性連接該至少一壓電元件之該些電極，並接收該輸出電壓，該處理模組依據該輸出電壓計算對應該壓力的一壓力值，當該壓力值大於一預定壓力值，輸出一執行事件；以及一電源供應模組，電性連接該處理模組及該至少一壓電元件之該些電極，且該電源供應模組根據該執行事件輸出一交流電至該至少一壓電元件，使該至少一壓電元件交替地產生拉伸變形及壓縮變形，進而帶動該輸入元件產生振動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該執行事件包含開啟一應用程式。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該執行事件包含控制該交流電的一輸出電壓及一輸出時間間距，以控制該壓電元件的一振動幅度及一振動頻率。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該壓電元件具有二電極，該二電極分別設置於該壓電材料片及該金屬片，該處理模組及該電源供應模組電性連接該二電極。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該壓電元件具有四電極，該四電極包含二第一電極及二第二電極，該二第一電極分別設置於該壓電材料片及該金屬片，該二第二電極分別設置於該壓電材料片及該金屬片，該處理模組電性連接該二第一電極，該電源供應模組電性連接該二第二電極。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中設置於該壓電材料片之該至少一電極的極性與設置於該金屬片之該至少一電極的極性分別為正極及負極。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該壓電元件包含一自由端及一固定端，該自由端可動地連接於該輸入元件，該固定端固定於該電路板，且該壓電元件的該自由端能夠接收來自該輸入元件的該壓力而使該壓電元件被壓縮變形。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控輸入裝置，其中該輸入元件更包含一連接件，該壓電元件的該自由端可動地連接於該連接件，該電路板更包含一固定件，該壓電元件的該固定端固定於該固定件。
9. 如申請專利範圍第7項所述之觸控輸入裝置，其中該壓電元件更包含一配重塊，且該配重塊設置於該自由端及該固定端之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該壓電元件包含一自由端及一固定端，該固定端固定於該輸入元件，該自由端與該固定端相對設置，該電路板連接於該自由端與該固定端之間，且該壓電元件的該固定端能夠接收來自該輸入元件的該壓力而使該壓電元件被壓縮變形。
11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控輸入裝置，其中該電路板更包含一連接件，該連接件連接於該壓電元件，且該連接件連接於該自由端 與該固定端之間，該輸入元件更包含一固定件，該壓電元件的該固定端固定於該固定件。
12. 如申請專利範圍第11項所述之觸控輸入裝置，其中該壓電元件更包含一配重塊，該配重塊設置於該壓電元件的該自由端。
13. 如申請專利範圍第1項所述之觸控輸入裝置，其中該輸入元件為一觸控板或一觸控顯示面板。
14. 一種電子裝置，包含：一觸控輸入裝置，包含：一輸入元件；至少一壓電元件，接觸該輸入元件，該至少一壓電元件能夠接收來自該輸入元件的一壓力而變形產生一輸出電壓，該壓電元件包含一壓電材料片、至少二電極及一金屬片，該壓電材料片貼合於該金屬片，且該至少二電極分別設置於該壓電材料片及該金屬片；以及一電路板，電性連接該至少一壓電元件，該電路板包含：一處理模組，電性連接該至少一壓電元件之該些電極，並接收該輸出電壓，該處理模組依據該輸出電壓計算對應該壓力的一壓力值，當該壓力值大於一預定壓力值，輸出一執行事件；以及一電源供應模組，電性連接該處理模組及該至少一壓電元件之該些電極，且該電源供應模組根據該執行事件輸出一交流電至該至少一壓電元件，使該至少一壓電元件交替地產生拉伸變形及壓縮變形，進而帶動該輸入元件產生振動。
15. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中該執行事件包含開啟一應用程式。
16. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中該執行事件包含控制該交流電的一輸出電壓及一輸出時間間距，以控制該壓電元件的一振動幅度及一振動頻率。
17. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中該壓電元件具有二電極，該二電極分別設置於該壓電材料片及該金屬片，該處理模組及該電源供應模組電性連接該二電極。
18. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中該壓電元件具有四電極，該四電極包含二第一電極及二第二電極，該二第一電極分別設置於該壓電材料片及該金屬片，該二第二電極分別設置於該壓電材料片及該金屬片，該處理模組電性連接該二第一電極，該電源供應模組電性連接該二第二電極。
19. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中設置於該壓電材料片的至少一該電極的極性與設置於該金屬片的至少一該電極的極性分別為正極及負極。
20. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中該壓電元件包含一自由端及一固定端，該自由端可動地連接於該輸入元件，該固定端固定於該電路板，且該壓電元件的該自由端能夠接收來自該輸入元件的該壓力而使該壓電元件被壓縮變形。
21. 如申請專利範圍第20項所述之電子裝置，其中該輸入元件更包含一連接件，該壓電元件的該自由端可動地連接於該連接件，該電路板更包含一固定件，該壓電元件的該固定端固定於該固定件。
22. 如申請專利範圍第21項所述之電子裝置，其中該壓電元件更包含一配重塊，且該配重塊設置於該自由端及該固定端之間。
23. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中該壓電元件包含一自由端及一固定端，該固定端固定於該輸入元件，該自由端與該固定端相對設置，該電路板連接於該自由端與該固定端之間，且該壓電元件的該固定端能夠接收來自該輸入元件的該壓力而使該壓電元件被壓縮變形。
24. 如申請專利範圍第23項所述之電子裝置，其中該電路板更包含一連接件，該連接件連接於該壓電元件，且該連接件連接於該自由端與該固定端之間，該輸入元件更包含一固定件，該壓電元件的該固定端固定於該固定件。
25. 如申請專利範圍第24項所述之電子裝置，其中該壓電元件更包含一配重塊，該配重塊設置於該壓電元件的該自由端。
26. 如申請專利範圍第14項所述之電子裝置，其中該輸入元件為一觸控板或一觸控顯示面板。
27. 一種觸控輸入方法，應用於一觸控輸入裝置，該觸控輸入裝置包含一輸入元件、至少一壓電元件以及一電路板，該壓電元件的一端接觸該輸入元件，另一端電性連接該電路板，該壓電元件包含一壓電材料片、至少二電極及一金屬片，該壓電材料片貼合於該金屬片，且該至少二電極分別設置於該壓電材料片及該金屬片，該電路板包含一處理模組及一電源供應模組，該處理模組電性連接該至少一壓電元件之該些電極，該電源供應模組電性連接該處理模組及該至少一壓電元件之該些電極，該觸控輸入方法包含以下步驟：該壓電元件接收來自該輸入元件的一壓力而變形產生一輸出電壓；該處理模組接收該輸出電壓，並依據該輸出電壓計算對應該壓力的一壓力值； 當該壓力值大於一預定壓力值，該處理模組輸出一執行事件；該電源供應模組根據該執行事件輸出一交流電至該壓電元件；以及該壓電元件交替地產生拉伸變形及壓縮變形，進而帶動該輸入元件產生振動。