TWI704446B

TWI704446B - 電子裝置以及按壓式觸控裝置

Info

Publication number: TWI704446B
Application number: TW108134872A
Authority: TW
Inventors: 廖唯智; 陳志強; 曾緒祥
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2020-09-11
Also published as: TW202113536A

Abstract

一種電子裝置以及按壓式觸控裝置。電子裝置具有觸控輸入表面且包括機殼與上述的按壓式觸控裝置。按壓式觸控裝置配置於機殼中且包括表面層、觸控板、至少二固定元件、至少二按壓觸發元件以及支撐架。表面層包括上述的觸控輸入表面。觸控板配置於表面層下方。支撐架配置於觸控板與機殼之間，具有至少二第一凹槽與至少二第二凹槽，其中支撐架被這些固定元件固定於機殼上，且觸控板通過接著層而被固定至支撐架上。這些第一凹槽與這些第二凹槽在觸控輸入表面下方對稱配置，其中這些按壓觸發元件對應這些第一凹槽配置，且這些固定元件對應這些第二凹槽配置。

Description

電子裝置以及按壓式觸控裝置

本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種電子裝置以及按壓式觸控裝置。

常見的電子裝置例如筆記型電腦，因為具有輕薄、便於隨身攜帶的優勢，已經成為某些使用者所不可或缺的隨身工具。通常而言，筆記型電腦的主機配設有鍵盤裝置與觸控裝置以作為輸入介面，其中觸控裝置除了具有觸控拖曳功能還具有按壓功能。使用者可以利用觸控裝置取代滑鼠執行游標移動以及觸發滑鼠的左右鍵功能。然而，現有的筆記型電腦的觸控裝置雖然可以全區域執行觸控拖曳功能，但因為結構設計往往只有部分區域可以執行按壓功能，有部分區域不易被按壓甚至是無法執行按壓。

請參照圖1A，圖1A的筆記型電腦100A具有觸控裝置102與鍵盤裝置104，其中觸控裝置102的上方區域1021無法執行按壓功能。當使用者拖曳物件並且將手指F移動到上方區域1021內要執行左右鍵功能時，卻因為無法按壓而需要重新將手指F移動到觸控裝置102的下方區域1022中才能執行左右鍵功能，因此造成使用上的不便。

本發明提供一種電子裝置以及按壓式觸控裝置，具有可在觸控輸入區域上任意位置執行按壓功能的優點。

本發明的一實施例提供一種具有觸控輸入表面的電子裝置。電子裝置包括機殼與按壓式觸控裝置。按壓式觸控裝置配置於機殼中且包括表面層、觸控板、至少二固定元件、至少二按壓觸發元件以及支撐架。表面層包括上述的觸控輸入表面。觸控板配置於表面層下方。支撐架配置於觸控板與機殼之間，具有至少二第一凹槽與至少二第二凹槽，其中支撐架被這些固定元件固定於機殼上，且觸控板通過接著層而被固定至支撐架上。這些第一凹槽與這些第二凹槽在觸控輸入表面下方對稱配置，其中這些按壓觸發元件對應這些第一凹槽配置，且這些固定元件對應這些第二凹槽配置。

本發明的一實施例提供一種按壓式觸控裝置。上述的按壓式觸控裝置配置於機殼中且具有觸控輸入表面。按壓式觸控裝置包括表面層、觸控板、至少二固定元件、至少二按壓觸發元件以及支撐架。表面層包括上述的觸控輸入表面。觸控板配置於表面層下方。支撐架配置於觸控板與機殼之間，具有至少二第一凹槽與至少二第二凹槽，其中支撐架被這些固定元件固定於機殼上，且觸控板通過接著層而被固定至支撐架上。這些第一凹槽與這些第二凹槽在觸控輸入表面下方對稱配置，其中這些按壓觸發元件對應這些第一凹槽配置，且這些固定元件對應這些第二凹槽配置。

基於上述，本發明的電子裝置以及按壓式觸控裝置具有簡單的結構但卻可以實現在觸控輸入表面的任意位置都可以按壓的按壓式觸控裝置。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1B是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的示意圖。在圖1B的實施例中，電子裝置100是筆記型電腦，但在其他的實施例中，電子裝置100可以是與平板電腦結合的擴充基座或是其他類型的電子裝置，本發明不限制電子裝置100的種類。電子裝置100包括機殼110、鍵盤裝置120以及按壓式觸控裝置130，其中鍵盤裝置120與按壓式觸控裝置130都配置於機殼110中，且按壓式觸控裝置130具有外露於機殼110的觸控輸入表面TIS，以便於使用者操作。

特別說明的是，電子裝置100的按壓式觸控裝置130不需要使用傳統具有固定支點的彈力臂來支撐觸控板，因此可以全區域執行按壓功能。也就是說，使用者可以在觸控輸入表面TIS的任意位置進行按壓以觸發功能鍵。即使是靠近鍵盤裝置120的區域，使用者仍舊可以進行按壓動作。觸控輸入表面TIS可以依據使用者按壓的位置執行對應的功能鍵，例如滑鼠的左鍵或右鍵的功能。舉例來說，使用者按壓觸控輸入表面TIS的左半邊，電子裝置100就執行滑鼠的左鍵的動作，或使用者按壓控觸控輸入表面TIS的右半邊，電子裝置100就執行滑鼠的右鍵的動作。

圖2是依照本發明的一實施例的一種按壓式觸控裝置的結構側視示意圖。在圖2中，按壓式觸控裝置130包括表面層210、觸控板220、支撐架230、至少二個固定元件240（在此僅顯示二個固定元件240）以及至少二個按壓觸發元件250（在此僅顯示二個按壓觸發元件250）。表面層210包括觸控輸入表面TIS。表面層210例如是玻璃或聚酯薄膜（BoPET）且有至少部分表面外露於機殼110以形成觸控輸入表面TIS。觸控板220配置於表面層210下方，並且具有觸覺感測功能。觸控板220可以是一電容式觸控感應裝置（但不限制），用以偵測使用者在觸控輸入表面TIS的觸控操作。支撐架230配置於觸控板220與機殼110之間並且具有至少二第一凹槽232（在此僅顯示二個第一凹槽232）與至少二第二凹槽234（在此僅顯示二個第二凹槽234）。支撐架230被固定元件240固定於機殼110上，而觸控板220通過接著層260而被固定至支撐架230上。接著層260例如是雙面膠。

詳細來說，第一凹槽232與第二凹槽234在觸控輸入表面TIS下方對稱配置，其中按壓觸發元件250會對應第一凹槽232配置，且固定元件240對應第二凹槽234配置。第一凹槽232相對於觸控輸入表面TIS的中心為對稱配置。第一凹槽232的深度以及第一凹槽232彼此的間距經過適當設計可以讓當使用者按壓觸控輸入表面TIS的任一處時，至少一個按壓觸發元件250被觸發，以達成可全區域按壓的功效。

圖3是依照本發明的一實施例的一種按壓式觸控裝置的結構俯瞰示意圖。請搭配圖2參照圖3，觸控輸入表面TIS具有彼此垂直的第一中心線AX1與第二中心線AX2。在本實施例中，第一中心線AX1是在X方向上通過觸控輸入表面TIS的中心C的中心線，第二中心線AX2是在Y方向上通過觸控輸入表面TIS的中心C的中心線。第一凹槽232相對於第一中心線AX1與第二中心線AX2都為對稱配置。除此之外，第二凹槽234相對於觸控輸入表面TIS的中心C也可以是對稱配置。在本實施例中，第二凹槽234相對於第一中心線AX1與第二中心線AX2對稱配置。

在本實施例中，固定元件240為螺絲（但不限制），二個固定元件240分別穿過對應的第二凹槽234將支撐架230懸空固定於機殼110上，因此使用者按壓時能感受到回饋感。

在本實施例中，按壓觸發元件250為金屬彈片開關（Metal dome switch），並且配置於觸控板220的表面S上，其中表面S遠離表面層210。每個按壓觸發元件250會配置於對應的第一凹槽232的上方。當使用者在觸控輸入表面TIS的任一處按壓按壓式觸控裝置130時，使用者會至少觸發其中一個第一凹槽232中的按壓觸發元件250。詳細來說，當使用者按壓按壓式觸控裝置130時，按壓觸發元件250碰到第一凹槽232的底部而觸發開關。

以下進一步說明按壓式觸控裝置130的具體實施方式。

圖4是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的電路方塊圖。請參照圖4，電子裝置100還包括處理器140。處理器140電性連接鍵盤裝置120與按壓式觸控裝置130。按壓式觸控裝置130還包括控制器270。控制器270可以配置於支撐架230的中間，但本發明並不限制其位置。控制器270電性連接處理器140、觸控板220與按壓觸發元件250。

圖5是一種按壓式觸控裝置的操作方法的流程圖。請參照圖5，圖5的操作方法適用於圖1至圖4的實施例。以下搭配圖1至圖4的元件符號說明圖5的操作方法的步驟。

在步驟S510中，控制器270從按壓觸發元件250接收按壓信號以判斷使用者是否有按壓觸控輸入表面TIS。當判斷使用者有執行按壓動作後，進入步驟S520。在步驟S520中，控制器270從觸控板220接收感應信號以讀取使用者的手指感應位置。在步驟S530中，控制器270根據手指感應位置來判斷使用者要觸發的功能鍵，以發送左鍵信號或右鍵信號給處理器140。

圖6是依照本發明的另一實施例的一種按壓式觸控裝置的結構俯瞰示意圖。請參照圖6，按壓式觸控裝置130’的結構與實施方式與按壓式觸控裝置130相似，差別在於按壓式觸控裝置130’包括4個第一凹槽232、4個第二凹槽234、4個固定元件240與4個按壓觸發元件250。在本實施例中，4個第二凹槽234分別配置於支撐架230的四個角落，相對於第一中心線AX1與第二中心線AX2對稱配置。固定元件240同樣以螺絲來實施，穿過第二凹槽234的底部將支撐架230懸空固定於機殼110上。4個第一凹槽232相對於第一中心線AX1與第二中心線AX2對稱配置，分別位於支撐架230的四個象限區域。

本發明對於第一凹槽232、第二凹槽234、固定元件240與按壓觸發元件250數目並不限制，但第一凹槽232在觸控輸入表面TIS下是均勻對稱為佳。

圖7是依照本發明的另一實施例的一種按壓式觸控裝置的結構俯瞰示意圖。請參照圖7，圖7的按壓式觸控裝置130”的實施方式與上述的按壓式觸控裝置130或按壓式觸控裝置130’相似，但差別在於按壓觸發元件250的實施方式。

在本實施例中，按壓觸發元件250包括信號輸出端710、信號接收端720以及彈性導電墊片730。彈性導電墊片730例如是導電橡膠材料。信號輸出端710與信號接收端720配置於觸控板220的表面S上，其中表面S遠離表面層210。彈性導電墊片730配置於對應的第一凹槽232的底部。當使用者按壓按壓式觸控裝置130”時，信號輸出端710與信號接收端720觸碰彈性導電墊片730以導通按壓觸發元件250並產生按壓信號。控制器270根據按壓信號判斷使用者所施加的壓力程度。

圖8是依照本發明的另一實施例的一種彈性導電墊片的側面與正面示意圖。請參照圖8，彈性導電墊片730具有高度不同的多個接觸面A、B、C，且這些接觸面A、B、C依照高度變化成對稱的凹型分布。當使用者按壓按壓式觸控裝置130”時，信號輸出端710與信號接收端720分別觸碰接觸面A、B、C的至少其中之一以導通按壓觸發元件250。

在本實施例中，彈性導電墊片730具有多個突出的環形區，分別包括接觸面A、B、C。圖8中，有標記的區域是表示突起的環形區之間的凹槽。接觸面A、B、C的高度變化由內往外增加。位於圓形中心的接觸面A最低，第二圈的接觸面B高度次之，最外圈的接觸面C高度最高，因此在彈性導電墊片730的剖面（例如X-Y平面）上，其高度變化為對稱的凹型分布。

圖9是另一種按壓式觸控裝置的操作方法的流程圖。請參照圖9，圖9的操作方法適用於圖7與圖8的實施例。以下搭配圖7與圖8的元件符號說明圖9的操作方法的步驟。

在步驟S810中，當使用者按壓觸控輸入表面TIS時，信號輸出端710與信號接收端720觸碰彈性導電墊片730以產生按壓信號。控制器270可以根據按壓信號以判斷使用者是否有按壓觸控輸入表面TIS。當判斷使用者有按壓動作後，進入步驟S820。

在步驟S820中，控制器270還可以根據按壓信號判斷按壓強度。依照按壓強度的大小，信號輸出端710與信號接收端720可能從只接觸到接觸面C到接觸面A、B、C全壓到。按壓信號可以反應信號輸出端710與信號接收端720之間的電阻大小。當使用者按壓的力道最輕時，信號輸出端710與信號接收端720都只碰到接觸面C，沒有碰到觸面A與觸面B時，信號輸出端710與信號接收端720之間的電阻最大。當信號輸出端710與信號接收端720同時觸碰接觸面A、B、C時，信號輸出端710與信號接收端720之間的電阻最小。根據信號輸出端710與信號接收端720之間的電阻大小，控制器270可以判斷使用者所施加的按壓強度。在步驟S830中，控制器270從觸控板220接收感應信號以讀取使用者的手指感應位置。在步驟S840中，控制器270根據手指感應位置來判斷使用者要觸發的功能鍵，以發送左鍵信號或右鍵信號以及表示壓力大小的信號給處理器140。

綜上所述，本發明的實施例提出一種電子裝置以及按壓式觸控裝置，其中按壓式觸控裝置的觸控輸入區域具有全區域可執行按壓動作的功效，電子裝置包括上述的按壓式觸控裝置。按壓式觸控裝置的支撐架具有多個第一凹槽與多個第二凹槽。這些第一凹槽會均勻配置在觸控輸入區域之下。在第一凹槽中配置按壓觸發元件。使用者按壓按壓式觸控裝置時，按壓觸發元件靠近第一凹槽的底部以觸發開關。在第二凹槽中配置固定元件以固定支撐架並提供按壓觸感。藉此，本發明的按壓式觸控裝置並且使用者可以在觸控輸入區域的任意位置執行按壓操作。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:電子裝置

100A:筆記型電腦

102:觸控裝置

1021:上方區域

1022:下方區域

104、120:鍵盤裝置

110:機殼

130、130’、130”:按壓式觸控裝置

140:處理器

210:表面層

220:觸控板

230:支撐架

232:第一凹槽

234:第二凹槽

240:固定元件

250:按壓觸發元件

260:接著層

270:控制器

710:信號輸出端

720:信號接收端

730:彈性導電墊片

AX1:第一中心線

AX2:第二中心線

A、B、C:接觸面

C:中心

F:手指

S:表面

TIS:觸控輸入表面

X、Y、Z:方向

S510~S530、S810~S840:按壓式觸控裝置的操作方法的步驟

圖1A是習知的一種具有觸控裝置的筆記型電腦示意圖。圖1B是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的示意圖。圖2是依照本發明的一實施例的一種按壓式觸控裝置的結構側視示意圖。圖3是依照本發明的一實施例的一種按壓式觸控裝置的結構俯瞰示意圖。圖4是依照本發明的一實施例的一種電子裝置的電路方塊圖。圖5是一種按壓式觸控裝置的操作方法的流程圖。圖6是依照本發明的另一實施例的一種按壓式觸控裝置的結構俯瞰示意圖。圖7是依照本發明的另一實施例的一種按壓式觸控裝置的結構俯瞰示意圖。圖8是依照本發明的另一實施例的一種彈性導電墊片的側面與正面示意圖。圖9是另一種按壓式觸控裝置的操作方法的流程圖。