TWI675322B - 曲面觸控裝置 - Google Patents

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TWI675322B
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李炫運
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大陸商業成科技（成都）有限公司
大陸商業成光電（深圳）有限公司
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Abstract

一種曲面觸控裝置，包括：一球形外殼，所述球形外殼為中空結構，所述球形外殼包括位於其相對兩側的內表面及外表面；至少一觸控感測層，所述觸控感測層貼附於所述球形外殼的內表面，所述觸控感測層包括多個相交的主幹部，至少一個所述主幹部上間隔延伸出多個支幹部。

Description

曲面觸控裝置
本發明涉及觸控技術領域，涉及曲面觸控裝置，尤其涉及球形觸控裝置。
近年來，隨著技術的進步，觸控模組的用途已越來越廣，從常見的提款機、智慧型手機、平板電腦、到工業用的觸控電腦等等。然，目前市場上主流的觸控模組多為直板型，另有少數觸控模組的曲面為僅邊緣具有一定曲率的2.5D結構，擁有大曲率曲面(如球形曲面或橢球形曲面)的觸控模組較為少見。
習知技術中，對於大曲率曲面的觸控模組的記載較少，涉及其具體結構、製作方法的技術還有待完善。具體地，球形曲面的預期應用範圍廣泛，且球形曲面的應用場景與傳統的直板型存在一定差異，設計一種應用廣泛、製作方便且成本低廉的球形觸控裝置是本領域技術人員需要解決的技術問題。
一種曲面觸控裝置，包括一球形外殼，所述球形外殼為中空結構，所述球形外殼包括位於其相對兩側的內表面及外表面；至少一觸控感測層，所述觸控感測層貼附於所述球形外殼的內表面，所述觸控感測層包括多個相交的主幹部，至少一個所述主幹部上間隔延伸出多個支幹部。
本發明的曲面觸控裝置，藉由在中空球形外殼的內表面設置具有主幹部以及支幹部的觸控感測層，使得該球形觸控裝置具備簡單有效的結構，且，主幹部與支幹部構成一鏤空結構的觸控感測層，使得觸控感測層貼附於曲面觸控裝置時不易產生氣泡。
10、20、30‧‧‧球形觸控裝置
11、21、31‧‧‧球形外殼
111、211、311‧‧‧上半球
112、212、312‧‧‧下半球
12、22、32‧‧‧觸控感測層
120、220、320‧‧‧中心點
121、221、321‧‧‧主幹部
122、222、322‧‧‧支幹部
123、223、323‧‧‧第一感測層
124、224、324‧‧‧第二感測層
325‧‧‧突出部
圖1為本發明第一實施例的球形觸控裝置的立體示意圖。
圖2為本發明第一實施例的球形觸控裝置的觸控感測層的平面示意圖。
圖3為本發明第一實施例的球形觸控裝置的觸控感測層沿III-III的局部放大示意圖。
圖4為本發明第二實施例的球形觸控裝置的立體示意圖。
圖5為本發明第二實施例的球形觸控裝置的觸控感測層的平面示意圖。
圖6為本發明第二實施例的球形觸控裝置的觸控感測層沿VI-VI的局部放大示意圖。
圖7為本發明第三實施例的球形觸控裝置的立體示意圖。
圖8為本發明第三實施例的球形觸控裝置的觸控感測層的平面示意圖。
圖9為本發明第三實施例的球形觸控裝置的觸控感測層沿IX-IX的局部放大示意圖。
附圖中示出了本發明的實施例，本發明可以藉由多種不同形式實現，而並不應解釋為僅局限於這裡所闡述的實施例。相反，提供這些實施例是為了使本發明更為全面和完整的公開，並使本領域的技術人員更充分地瞭解本發明的範圍。
下面參照附圖，對本發明的具體實施方式作進一步的詳細描述。
第一實施例
於一實施例中，曲面觸控裝置為一球形觸控裝置10，如圖1所示，是本發明的第一實施例的球形觸控裝置10的立體示意圖。球形觸控裝置10包括一球形外殼11以及至少一觸控感測層12，球形外殼11為中空結構，球形外殼11包括位於其殼體相對兩側的內表面及外表面，觸控感測層12為具備觸控感測功能的層狀結構，觸控感測層12貼附於球形外殼11的內表面，觸控感測層12可藉由透明的黏膠黏附於球形外殼11的內表面，如光學膠(optical adhesive，OCA)。
球形外殼11為透明或半透明材料，於一實施例中，球形外殼11的材料可以為有機物，如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚醯亞胺(Polyimide，PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate two formic acid glycol ester，PEN)聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate，PET)以及環狀烯烴共聚物(Cyclo-olefin polymer，COP)；球形外殼11的材料也可以為無機物，如二氧化矽(SiO2)。
球形外殼11包括上半球111及下半球112，上半球111及下半球112結構相同且對稱分佈，上半球111以及下半球112扣合以形成球形外殼11。將球形外殼11分為相互扣合的上半球111以及下半球112可使球形外殼11與其他元件之間的裝配提供足夠的操作空間。
觸控感測層12具備觸控感測功能，可對球形外殼11表面的觸控進行感測。觸控感測層12可以為軟性電路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，該 軟性電路板可藉由其表面的電路對觸摸進行感測，觸控感測層12還可以為其他具備觸摸感測功能的結構，這些結構應至少包含用於感測觸摸的導電材料，如氧化銦錫(INDIUM TIN OXIDE，ITO)或者金屬網格(Metal Mesh)。
如圖2所示，為本發明第一實施例的球形觸控裝置10的觸控感測層12的平面示意圖。於一實施例中，觸控感測層12包括至少四個主幹部121以及多個支幹部122，四個主幹部121相交於一中心點120，每個主幹部121上間隔延伸出多個支幹部122，主幹部121以及支幹部122可為條狀，觸控感測層12延伸並貼附於球形外殼11內表面的特定區域。
於一實施例中，四個主幹部121及其上延伸出的支幹部122關於中心點120對稱，位於不同主幹部121上的兩個支幹部122的長度可相等，位於同一主幹部121上的相鄰的兩個支幹部122長度不相等，位於同一主幹部121上的多個支幹部122的長度沿主幹部121延伸方向、即由中心點120向遠離中心點120方向逐漸增加，多個支幹部122均互不相交。在其他實施例中，四個主幹部121及其上延伸出的支幹部122的結構不同，各主幹部121及支幹部122可為其他符合要求的結構佈局。
如圖3所示，為本發明第一實施例的球形觸控裝置10的觸控感測層12沿III-III的平面局部放大示意圖。於一實施例中，觸控感測層12還可包括第一感測層123及第二感測層124，第一感測層123與第二感測層124相互交錯設置，每個主幹部121及支幹部122均包含有第一感測層123的至少一部分及第二感測層124的至少一部分。在本實施例中，每個主幹部121及每個支幹部122的一半區域為第一感測層123，每個主幹部121及每個支幹部122的另一半區域為第二感測層124，第一感測層123和第二感測層124交織形成觸控感測層12，第一感測層123和第二感測層124可藉由設置絕緣層或線路繞折等方式實現絕緣。於一實施例中，第一感測層123和第二感測層124可為相同的導電材料或為相同種類的電極 或具有相同的觸控感測方式，在其他實施例中，第一感測層123和第二感測層124可為不同的導電材料或為不同種類的電極或具有不同的觸控感測方式。
如圖1所示，於一實施例中，球形觸控裝置10包括兩個結構相同的觸控感測層12，兩個觸控感測層12分別位於上半球111和下半球112的內表面，兩個觸控感測層12的主幹部121以及支幹部122關於球形觸控裝置10的球心對稱。在其他實施例中，分別位於上半球111和下半球112上的兩個觸控感測層12可具備不同的結構，主幹部121以及支幹部122亦可依據具體需要調整為其他合理的佈局。
球形觸控裝置10還包括一處理單元(圖未示)，處理單元位於球形觸控裝置10內的中空區域中，處理單元大致位於球形外殼11的球心處，處理單元可藉由導線同時與兩個中心點120電性連接。觸控感測層12所感測的電信號傳導至處理單元，處理單元可對觸控感測層12的電信號進行分析。
當球形外殼11被握持或觸摸時，觸控感測層12被觸摸而引起電信號變化，處理單元藉由對觸控感測層12發生變化的電信號進行分析以判斷觸摸的位置或者握持的方式，並據此提供不同的回饋方案。
本發明的球形觸控裝置10，藉由在透明或半透明的中空球形外殼11的內表面設置具有主幹部121以及支幹部122的觸控感測層12，使得該球形觸控裝置10具備簡單有效的結構以降低成本，且，主幹部121與支幹部122構成一鏤空結構的觸控感測層12，使得觸控感測層12貼附於曲面觸控裝置，尤其是貼附於本實施例的球形觸控裝置10時不易產生氣泡。
第二實施例
於一實施例中，曲面觸控裝置為一球形觸控裝置20，如圖4所示，是本發明的第二實施例的球形觸控裝置20的立體示意圖。球形觸控裝置20包括一球形外殼21以及至少一觸控感測層22，球形外殼21為中空結構，球形外殼21 包括位於其殼體相對兩側的內表面及外表面，觸控感測層22為具備觸控感測功能的層狀結構，觸控感測層22貼附於球形外殼21的內表面，觸控感測層22可藉由透明的黏膠黏附於球形外殼21的內表面，如光學膠(optical adhesive，OCA)。
球形外殼21為透明或半透明材料，於一實施例中，球形外殼21的材料可以為有機物，如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚醯亞胺(Polyimide，PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate two formic acid glycol ester，PEN)聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate，PET)以及環狀烯烴共聚物(Cyclo-olefin polymer，COP)；球形外殼21的材料也可以為無機物，如二氧化矽(SiO2)。
球形外殼21包括上半球211及下半球212，上半球211及下半球212結構相同且對稱分佈，上半球211以及下半球212扣合以形成球形外殼21。將球形外殼21分為相互扣合的上半球211以及下半球212可使球形外殼21與其他元件之間的裝配提供足夠的操作空間。
觸控感測層22具備觸控感測功能，可對球形外殼21表面的觸控進行感測。觸控感測層22可以為軟性電路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，該軟性電路板可藉由其表面的電路對觸摸進行感測，觸控感測層22還可以為其他具備觸摸感測功能的結構，這些結構應至少包含用於感測觸摸的導電材料，如氧化銦錫(INDIUM TIN OXIDE，ITO)或者金屬網格(Metal Mesh)。
如圖5所示，為本發明第二實施例的球形觸控裝置20的觸控感測層22的平面示意圖。於一實施例中，觸控感測層22包括至少四個主幹部221以及多個支幹部222，四個主幹部221相交於一中心點220，每個主幹部221上間隔延伸出多個支幹部222，主幹部221以及支幹部222可為條狀，觸控感測層22延伸並貼附於球形外殼21內表面的特定區域。
於一實施例中，四個主幹部221及其上延伸出的多個支幹部222關於中心點220對稱，位於不同主幹部221上的關於中心點220具有對稱位置或具中心點220距離相同的支幹部222的長度可相等，位於同一主幹部221上的相鄰的兩個支幹部222長度不相等，位於同一主幹部221上連續分佈的三個支幹部222中，位於中部的支幹部222同時比位於兩側的支幹部222長，或者，位於中部的支幹部222同時比位於兩側的支幹部222短，多個支幹部222均互不相交。在其他實施例中，四個主幹部221及其上延伸出的支幹部222的結構不同，各主幹部221及支幹部222可為其他符合要求的結構佈局。
如圖6所示，為本發明第二實施例的球形觸控裝置20的觸控感測層22沿VI-VI的平面局部放大示意圖。於一實施例中，觸控感測層22還可包括第一感測層223及第二感測層224，第一感測層223與第二感測層224相互交錯設置，每個主幹部221及支幹部222均包含有第一感測層223的至少一部分及第二感測層224的至少一部分。在本實施例中，每個主幹部221及每個支幹部222的一半區域為第一感測層223，每個主幹部221及每個支幹部222的另一半區域為第二感測層224，第一感測層223和第二感測層224交織形成觸控感測層22，第一感測層223和第二感測層224可藉由設置絕緣層或線路繞折等方式實現絕緣。於一實施例中，第一感測層223和第二感測層224可為相同的導電材料或為相同種類的電極或具有相同的觸控感測方式，在其他實施例中，第一感測層223和第二感測層224可為不同的導電材料或為不同種類的電極或具有不同的觸控感測方式。
如圖4所示，於一實施例中，球形觸控裝置20包括兩個結構相同的觸控感測層22，兩個觸控感測層22分別位於上半球211和下半球212的內表面，兩個觸控感測層22的主幹部221以及支幹部222關於球形觸控裝置20的球心對稱。在其他實施例中，分別位於上半球211和下半球212上的兩個觸控感測層22 可具備不同的結構，主幹部221以及支幹部222亦可依據具體需要調整為其他合理的佈局。
球形觸控裝置20還包括一處理單元(圖未示)，處理單元位於球形觸控裝置20內的中空區域中，處理單元大致位於球形外殼21的球心處，處理單元可藉由導線同時與兩個中心點220電性連接。觸控感測層22所感測的電信號傳導至處理單元，處理單元可對觸控感測層22的電信號進行分析。
當球形外殼21被握持或觸摸時，觸控感測層22被觸摸而引起電信號變化，處理單元藉由對觸控感測層22發生變化的電信號進行分析以判斷觸摸的位置或者握持的方式，並據此提供不同的回饋方案。
第三實施例
於一實施例中，曲面觸控裝置為一球形觸控裝置30，如圖7所示，是本發明的第三實施例的球形觸控裝置30的立體示意圖。球形觸控裝置30包括一球形外殼31以及至少一觸控感測層32，球形外殼31為中空結構，球形外殼31包括位於其殼體相對兩側的內表面及外表面，觸控感測層32為具備觸控感測功能的層狀結構，觸控感測層32貼附於球形外殼31的內表面，觸控感測層32可藉由透明的黏膠黏附於球形外殼31的內表面，如光學膠(optical adhesive，OCA)。
球形外殼31為透明或半透明材料，於一實施例中，球形外殼31的材料可以為有機物，如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚醯亞胺(Polyimide，PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate two formic acid glycol ester，PEN)聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate，PET)以及環狀烯烴共聚物(Cyclo-olefin polymer，COP)；球形外殼31的材料也可以為無機物，如二氧化矽(SiO2)。
球形外殼31包括上半球311及下半球312，上半球311及下半球312結構相同且對稱分佈，上半球311以及下半球312扣合以形成球形外殼31。將球 形外殼31分為相互扣合的上半球311以及下半球312可使球形外殼31與其他元件之間的裝配提供足夠的操作空間。
觸控感測層32具備觸控感測功能，可對球形外殼31表面的觸控進行感測。觸控感測層32可以為軟性電路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，該軟性電路板可藉由其表面的電路對觸摸進行感測，觸控感測層32還可以為其他具備觸摸感測功能的結構，這些結構應至少包含用於感測觸摸的導電材料，如氧化銦錫(INDIUM TIN OXIDE，ITO)或者金屬網格(Metal Mesh)。
如圖8所示，為本發明第三實施例的球形觸控裝置30的觸控感測層32的平面示意圖。於一實施例中，觸控感測層32包括至少四個主幹部321、多個支幹部322以及多個突出部325，主幹部321、支幹部322以及突出部325可為圓弧狀，觸控感測層32延伸並貼附於球形外殼31內表面的特定區域。
在本實施例中，四個主幹部321相交於一中心點320，每個主幹部321上間隔延伸出多個支幹部322，位於同一主幹部321上的支幹部322的半數不與其他支幹部322連接，另半數與另一主幹部321上與其相鄰的支幹部322連接，其中，位於同一主幹部321上的任意相鄰兩個支幹部322中，其中一個與相鄰主幹部321的支幹部322相交，另一個不與任何其他支幹部322相交，位於不同主幹部321上的相鄰的四個支幹部322連接構成一段完整的圓弧，該圓弧上延伸出多個突出部325，突出部325不與主幹部321或其他支幹部322相交。
於一實施例中，四個主幹部321及其上延伸出的支幹部322的關於中心點320對稱，在其他實施例中，四個主幹部321及其上延伸出的支幹部322的結構不同，各主幹部321及支幹部322可為其他符合要求的結構佈局。
如圖9所示，為本發明第三實施例的球形觸控裝置30的觸控感測層32沿IX-IX的平面局部放大示意圖。於一實施例中，觸控感測層32還可包括第一感測層323及第二感測層324，第一感測層323與第二感測層324相互交錯設置， 每個主幹部321及支幹部322均包含有第一感測層323的至少一部分及第二感測層324的至少一部分。
在本實施例中，每個主幹部321及每個支幹部322的一半區域為第一感測層323，每個主幹部321及每個支幹部322的另一半區域為第二感測層324，第一感測層323和第二感測層324交織形成觸控感測層32，第一感測層323和第二感測層324可藉由設置絕緣層或線路繞折等方式實現絕緣。
於一實施例中，第一感測層323和第二感測層324可為相同的導電材料或為相同種類的電極或具有相同的觸控感測方式，在其他實施例中，第一感測層323和第二感測層324可為不同的導電材料或為不同種類的電極或具有不同的觸控感測方式。
如圖7所示，於一實施例中，球形觸控裝置30包括兩個結構相同的觸控感測層32，兩個觸控感測層32分別位於上半球311和下半球312的內表面，兩個觸控感測層32的主幹部321以及支幹部322關於球形觸控裝置30的球心對稱。在其他實施例中，分別位於上半球311和下半球312上的兩個觸控感測層32可具備不同的結構，主幹部321以及支幹部322亦可依據具體需要調整為其他合理的佈局。
球形觸控裝置30還包括一處理單元(圖未示)，處理單元位於球形觸控裝置30內的中空區域中，處理單元大致位於球形外殼31的球心處，處理單元可藉由導線同時與兩個中心點320電性連接。觸控感測層32所感測的電信號傳導至處理單元，處理單元可對觸控感測層32的電信號進行分析。
當球形外殼31被握持或觸摸時，觸控感測層32被觸摸而引起電信號變化，處理單元藉由對觸控感測層32發生變化的電信號進行分析以判斷觸摸的位置或者握持的方式，並據此提供不同的回饋方案。
可以理解，雖然上述實施例以球形觸控裝置為例進行介紹，然並非限定本發明僅能用於為球形的曲面觸控裝置，本發明還可應用於其他曲面觸控裝置，例如橄欖形觸控裝置等。所述曲面觸控裝置包括一曲面外殼，所述一曲面外殼，所述曲面外殼包括位於其相對兩側的內表面及外表面；至少一觸控感測層，所述觸控感測層貼附於所述球形外殼的內表面，所述觸控感測層包括四個相交的主幹部，至少一個所述主幹部上間隔延伸出多個支幹部。所述曲面裝置中的觸控感測層可以為第一實施例至第三實施例中的任何一種觸控感測層。
以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。

Claims (8)

  1. 一種曲面觸控裝置，其改良在於，包括：一球形外殼，所述球形外殼為中空結構，所述球形外殼包括位於其相對兩側的內表面及外表面；至少一觸控感測層，所述觸控感測層貼附於所述球形外殼的內表面，所述觸控感測層包括多個相交的主幹部，至少一個所述主幹部上間隔延伸出多個支幹部，所述觸控感測層包括第一感測層及第二感測層，所述第一感測層與第二感測層相鄰並接觸，每個所述主幹部及所述支幹部均包含有所述第一感測層的至少一部分及所述第二感測層的至少一部分。
  2. 如請求項1所述的曲面觸控裝置，其中：所述第一感測層與所述第二感測層之間相互絕緣設置。
  3. 如請求項1所述的曲面觸控裝置，其中：位於同一主幹部上的相鄰的兩個所述支幹部長度不相等，四個所述主幹部相交於一點。
  4. 如請求項3所述的曲面觸控裝置，其中：位於同一所述主幹部上的多個所述支幹部的長度沿所述主幹部延伸的方向即由多個所述主幹部的交點向遠離該交點的方向逐漸增加，所述多個支幹部均互不相交。
  5. 如請求項3所述的曲面觸控裝置，其中：位於同一所述主幹部上的任意連續分佈的三個所述支幹部中，位於中間的所述支幹部比位於兩側的所述支幹部長，或者，位於中間的所述支幹部比位於兩側的所述支幹部短，所述多個支幹部均互不相交。
  6. 如請求項3所述的曲面觸控裝置，其中：位於不同所述主幹部上的相鄰的所述支幹部連接構成一段完整的圓弧，所述圓弧上延伸出多個突出部，所述突出部不與所述主幹部或其他所述支幹部相交。
  7. 如請求項6所述的曲面觸控裝置，其中：位於同一所述主幹部上的所述支幹部的半數不與任一其他所述支幹部連接，另半數所述支幹部與另一所述主幹部上的與其相鄰的所述支幹部連接。
  8. 如請求項1所述的曲面觸控裝置，其中：所述球形外殼包括結構相同且對稱分佈的上半球及下半球，所述上半球及所述下半球扣合以形成所述球形外殼，所述觸控感測層的數量為兩個，兩個所述觸控感測層分別位於所述上半球和所述下半球。
TW107133261A 2018-08-31 2018-09-20 曲面觸控裝置 TWI675322B (zh)

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