TWI735901B - 輸入裝置 - Google Patents

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Abstract

本案提供一種輸入裝置，包含折彎區段、感測區段及第二感應結構。感測區段樞接於折彎區段且包含第一感應結構。第二感應結構覆蓋於折彎區段及感測區段上。折彎區段包含多數個結構體及支撐件。每一結構體具有凹槽，相鄰的結構體相互樞接，且凹槽連串成為一容置空間。支撐件設置於容置空間內並連接於結構體。

Description

輸入裝置
本案與輸入裝置有關，特別是一種適用於電子裝置的輸入裝置。
一般而言，操作電子裝置時，主要會配合鍵盤或滑鼠之類的輸入裝置進行操作。隨著觸控技術的發展，目前也有觸控滑鼠的形態問市，然而，目前的觸控滑鼠整體外形多為平板結構，對於習慣拱手抓握滑鼠使用的使用者來說並不舒適。
本案提供一種輸入裝置，包含折彎區段、感測區段以及第二感應結構。折彎區段包含多數個結構體以及支撐件。各結構體分別具有凹槽相鄰的結構體相互樞接，且凹槽連串成為容置空間。支撐件設置於容置空間內並連接於結構體。感測區段樞接於折彎區段，且包含第一感應結構。第二感應結構覆蓋於該折彎區段以及該感測區段上。
參閱圖1至圖3並配合圖5，本案輸入裝置之一實施例包含折彎區段A、感測區段B以及第二感應結構40。折彎區段A包含多數個結構體10及支撐件30。各結構體10分別具有凹槽14，相鄰的結構體10相互樞接，且凹槽14連串成為容置空間S。支撐件30設置於容置空間S內並連接結構體10。感測區段B樞接於折彎區段A且包含第一感應結構20。第二感應結構40覆蓋於折彎區段A以及感測區段B上。
藉此，使用者抓握於折彎區段A上以對輸入裝置進行使用操作，而第一感應結構20感測輸入裝置的位移。當輸入裝置的外型需求改變時，扳轉折彎區段A的各結構體10，則相樞接的結構體10間得以相對樞轉而改變折彎區段A的整體呈現外形，而支撐件30則能在結構體10變形後提供保持形狀維持的力量。
參閱圖1至圖5，一實施例中，結構體10具有依序銜接的第一側面11、底面12及第二側面13，第一側面11、底面12及第二側面13構成為具有凹槽14且一側開放的U形結構，且第一側面11及第二側面13分別位於第一端15與第二端16之間。進一步地，在結構體10朝向凹槽14的方向定義為內側，反之則為外側。
進一步地，參閱圖1，結構體10係間隔並列並依序樞接，且各結構體10之間以第一端15樞接於另一結構體10的第二端16。一實施例中，各結構體10之間係透過連接體50形成樞接。具體地，連接體50為片體結構，且連接體50上具有第一樞接孔51及第二樞接孔52，每一連接體50的第一樞接孔51及第二樞接孔52分別樞接於相鄰的兩個結構體10。此外，每一結構體10的第一側面11及第二側面13的內側及外側均樞接有一連接體50，且設置在內側及外側的連接體50的位置係相互錯位。具體而言，設置在內側及外側的連接體50位置錯位的方式可以例如是設置在外側的連接體50依序連接第1及第2個結構體10、第3及第4個結構體10、第5及第6個結構體10…..。而設置在內側的連接體50則依序連接第2及第3個結構體10、第4及第5個結構體10、第6及第7個結構體10….。藉此，使各結構體10之間達成可樞轉地連接。如此一來，折彎區段A的各結構體10可樞轉至各結構體10的底面12共面的平面狀態，或是使折彎區段A成為適應使用者手部抓握弧度之整體外觀形狀。
參閱圖1及圖2，一實施例中，折彎區段A的其中一個結構體10樞接於感測區段B。藉此使輸入裝置的一端為感測區段B，另一端則為多數個結構體10組合而成的折彎區段A。在此實施例中，折彎區段A及感測區段B之間也可以透過連結體50形成連結。
參閱圖1及圖2，感測區段B與折彎區段A的各結構體10的結構組態相同且外觀形狀類似。具體而言，感測區段B與各結構體10同樣具有依序銜接的第一側面B1、底面B2及第二側面B3，第一側面B1、底面B2及第二側面B3構成為具有凹槽B4且一側開放的U形結構。於此，第一側面B1、底面B2及第二側面B3之間定義出凹槽B4，且第一側面B1及第二側面B3分別位於第一端B5與第二端B6之間。進一步地，在感測區段B朝向凹槽B4的方向定義為內側，反之則為外側。一實施例中，感測區段B可以但不限於是以第二端B6樞接於折彎區段A的結構體10之第一端15。
感測區段B與折彎區段A的各結構體10之差異在於折彎區段A的結構體10的第一端15至第二端16之間具有第一長度LA，感測區段B的第一端B5至第二端B6具有第二長度LB，而第一長度LA與第二長度LB不同。較佳地，第一長度LA小於第二長度LB。進一步地，第二長度LB可以但不限於是第一長度LA的3~5倍。如此一來，長度較長而不具變形能力的感測區段B可以提供使用者穩定的手指按壓操作位置，而由多數個長度較短的結構體10組成的折彎區段A則可以提供使用者進行彎折以改變外觀形狀進而適應使用者手掌的抓握弧度。
參閱圖1及圖2，一實施例中，感測區段B的第二長度LB小於多數個結構體10的第一長度LA的總和。藉此，多數個結構體10組成的折彎區段A之長度可以更適於符合使用者的手掌抓握弧度，使整體輸入裝置變形後之外觀更符合人體工學之外形設計。
參閱圖2及圖4，一實施例中，第一感應結構20設置於感測區段B的凹槽B4並穿出至外側以感測整體輸入裝置之位置。具體而言，第一感應結構20可以但不限於是光學式感應結構、雷射感應結構或是藍光感應結構以感應輸入裝置的位置及動作。
在第一感應結構20為光學式感應結構時，第一感應結構20可包含感光元件，例如第一感應結構20可包含感光耦合元件(charge-coupled device, CCD)、互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor, CMOS)、互補式金屬氧化物半導體主動像素傳感器(CMOS Active pixel sensor)、光學二極體(Photodiode)、或光電阻器(photoresistor)。藉以經由反射回輸入裝置內部的光線分析輸入裝置的位移操作而產生位移訊號。
一實施例中，支撐件30設置於各結構體10的凹槽14構成之容置空間S內，且支撐件30連接各結構體10。也就是說，在此實施例中，支撐件30係同時覆蓋在每一個結構體10的凹槽14，藉此，當各結構體10之間的形狀改變時，支撐件30隨各結構體10改變形狀並且提供保持各結構體10維持在變形後狀態的力量。具體地，支撐件30可以是能提供形狀保持力量的金屬。另一實施例中，支撐件30可以延伸至感測區段B的凹槽B4內以連接至感測區段B，藉此可以進一步地提供折彎區段A與感測區段B之間的形狀保持力量。一實施例中，支撐件可以但不限於是65錳鋼 、70 錳鋼、85錳鋼、矽錳鋼 (55Si2 Mn 、60Si2 Mn 、60Si2 MnA) ， 具有高強度和彈性佳的特性。
一實施例中，第二感應結構40係具有撓性之觸控板體，第二感應結構40覆蓋於折彎區段A及感測區段B上。具體地，第二感應結構40係設置於各結構體10及感測區段B的第一側面11、B1及第二側面13、B3上，於此，第二感應結構40的一面朝向凹槽14、B4並完整覆蓋各結構體10及感測區段B的凹槽14、B4。藉此，第二感應結構40得以顯露於外作為輸入裝置的觸控操作表面。具體而言，第二感應結構40可以但不限於是電阻式觸控(resistive touch)感應結構、電容式觸控(capacitive touch)感應結構、表面聲波式觸控(surface acoustic wave touch)感應結構或是紅外線觸控(infrared touch)感應結構。
進一步地，當第二感應結構40為電阻式觸控感應結構之實施例中，第二感應結構40包含表層、底板、二導電層以及多數個絕緣體的多層結構體。表層與底板重疊設置，且表層及底板朝向彼此的一面皆鍍有導電層，各絕緣體設置於表層與底板之間使表層與底板之間保持具有間隙。在此，表層顯露於外供使用者進行觸控操作，透過按壓第二感應結構40的表層使表層變形，而表層與底板上的導電層相接觸而形成導通，藉此產生電阻及電壓的變化，據此判斷計算出使用者的觸控操作。
在此實施例中，顯露於外側供使用者按壓操作的表層可以是具有撓性、材質較軟的薄玻璃或塑膠，底板則可以是硬度較高的厚玻璃，而導電層可以是氧化銦錫(ITO, Indium Tin Oxide)導電層，或銅線或銀線配置的導電層。
此外，為延長第二感應結構40的使用壽命，顯露於外側供使用者按壓操作的表層上更可以再設置具有防摔、防刮或防水功能的保護層，以達到延長壽命之效果。
另外，在第二感應結構40為電容式觸控感應結構之實施例中，第二感應結構40至少包含表層、玻璃基板、上導電層以及下導電層。玻璃基板的相對兩面分別設置上導電層以及下導電層，表層設置於上導電層。使用時，在上導電層施加電壓以形成均勻電場，而下導電層提供屏蔽功能以避免外界雜訊干擾。當導電體(使用者手指)觸碰表層時，上導電層與導電體之間產生耦合電容，而上導電層的四個角隅處則能量測到電容變化，藉此計算出觸控的位置。在此，表層可以是高硬度防刮、防指紋/油汙的玻璃面板。
此外，在第二感應結構40為表面聲波式觸控感應結構之實施例中，第二感應結構40至少包含表層、超音波發射轉能器、超音波接收轉能器以及反射條。表層的四角隅位置分別設置超音波發射轉能器及超音波接收轉能器，而反射條設置於表層的四周圍。於此，超音波發射轉能器及超音波接收轉能器在表層周圍的聲波傳遞可以構成波形訊號，而當表層被觸碰時會吸收超音波，而造成訊號衰減，藉此，經由衰減後的波形與初始波形之比對可以計算出觸控位置。
而在第二感應結構40為紅外線觸控感應結構的實施例中，第二感應結構40至少包含表層、紅外線發射器以及紅外線接收器。表層的周圍設置紅外線發射器陣列以及紅外線接收器陣列，使用時，紅外線發射器陣列可以產生紅外線網格，而當使用者接觸表層時將會遮斷紅外線訊號，藉此計算出觸控位置。
藉此，使用者使用輸入裝置時，輸入裝置的折彎區段A及感測區段B可以是彼此共面而使整體成為平面結構，在此狀態下，輸入裝置的第二感應結構40得以提供作為觸控板使用。此外，若使用者習慣一般滑鼠的抓握使用習慣，即拱起手掌抓握於輸入裝置上使用，則可以改變折彎區段A的各結構體10之間的樞接角度進而改變輸入裝置的整體外形以適應使用者的手部抓握需求。
一實施例中，輸入裝置更包含多數個壓力感測器60，壓力感測器60設置於第二感應結構40朝向凹槽14、B4的一面。壓力感測器60可以但不限於是電容式壓力感測器、電阻式壓力感測器或是電位計壓力感測器。具體地，輸入裝置可以設置四個壓力感測器60，四個壓力感測器60設置於第二感應結構40的四角隅位置。藉此，輸入裝置的第二感應結構40除了可以接收並處理一般的觸控指令之外，更可以感受使用者的操作壓力，並且依據使用者的操作壓力產生不同的功能反饋。
進一步地，一實施例中，為確保折彎區段A的各結構體10間樞轉變形的順暢度，各連接體50的兩端分別具有第一弧邊53及第二弧邊54，第一弧邊53的弧形中心位置與第一樞接孔51的中心位置相同，第二弧邊54的弧形中心位置與第二樞接孔52的中心位置相同。藉此，當各連接體50隨各結構體10樞轉時，連接體50兩端的第一弧邊53及第二弧邊54可以減少連接體50與周遭環境干涉的機會，提高使用上的順暢度。
一實施例中，為滿足傳統滑鼠使用者習慣於實體操作按鍵的觸覺反饋，更可以包含觸覺回饋機構70。於此實施例中，觸覺回饋機構70設置於感測區段B的第二端B6並與第二感應結構40訊號連接，藉此，在使用者按壓第二感應結構40時，第二感應結構40偵測到使用壓力能觸發觸覺回饋機構70，則觸覺回饋機構70即得以提供觸覺回饋的感受。具體而言，觸覺回饋機構70可以但不限於是線性馬達、偏心馬達、磁性材料或是壓電陶瓷材料或形狀記憶金屬片。
於一實施例中，輸入裝置是可以連接電子裝置使用的滑鼠，輸入裝置用以操控電子裝置上顯示之游標(例如操控滑鼠游標進行位移或點選作業)，前述電子裝置可以是筆記型電腦、桌上型電腦或平板式電腦，本案並不以此為限。
於一實施例中，輸入裝置可以是機械滑鼠、光學滑鼠或雷射滑鼠。而以傳輸方式而言，輸入裝置連接電子裝置的方式可以是有線連接，透過線路連接到電子裝置的接口(如USB接口)，以藉由線路傳輸資料至電子裝置。當然，輸入裝置連接電子裝置的方式也可以是無線連接，透過發射紅外線、無線射頻或藍芽以與電子裝置進行無線傳輸。
一實施例中，輸入裝置更包含藍芽裝置80，設置於其中一凹槽14、B4內。在此，藍芽裝置80可以但不限於固定設置於感測區段B的凹槽B4內。藉此，輸入裝置可以透過藍芽裝置80與其他電子裝置(例如筆記型電腦)形成訊號連接而作為無線輸入裝置使用。
一實施例中，更包含電源90，設置於其中一凹槽14、B4內。具體地，電源90可以但不限於是設置於支撐件30上並與輸入裝置中所有需要電力來源的機件電性連接。一實施例中，電源90為鋰離子電池並且與觸覺回饋機構70及藍芽裝置80電性連接。
值得說明的是，在一些實施例中，第一感應結構20、支撐件30、壓力感測器60、觸覺回饋機構70、藍芽裝置80以及電源90係均設置在第二感應結構40及各底面12、B2之間的凹槽14、B4內，因此可以更適於薄型化的配置。
雖然本揭露已以一些實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神及範圍內，當可作些許更動及潤飾。因此本申請之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
A:折彎區段10:結構體 11:第一側面12:底面 13:第二側面14:凹槽 15:第一端16:第二端 B:感測區段B1:第一側面 B2:底面B3:第二側面 B4:凹槽B5:第一端 B6:第二端20:第一感應結構 30:支撐件40:第二感應結構 50:連接體51:第一樞接孔 52:第二樞接孔53:第一弧邊 54:第二弧邊LA:第一長度 LB:第二長度60:壓力感測器 70:觸覺回饋機構80:藍芽裝置 90:電源S:容置空間
圖1    為本案輸入裝置之一實施例展開為平面之狀態的示意圖。 圖2    為本案輸入裝置之一實施例變形為具有弧度之狀態。 圖3    為本案輸入裝置之一實施例的局部結構剖視示意圖。 圖4    為圖1中沿4-4割面線的剖視示意圖。 圖5    為圖1中沿5-5割面線的剖視示意圖。
A:折彎區段
10:結構體
13:第二側面
15:第一端
16:第二端
B:感測區段
B5:第一端
B6:第二端
20:第一感應結構
30:支撐件
40:第二感應結構
50:連接體
51:第一樞接孔
52:第二樞接孔
53:第一弧邊
54:第二弧邊

Claims (9)

  1. 一種輸入裝置，包含：一折彎區段，包含：多數個結構體，每一該些結構體具有一凹槽，相鄰的每一該些結構體相互樞接，且該些凹槽串連成為一容置空間；以及一支撐件，設置於該容置空間內並連接於該些結構體；一感測區段，樞接於該折彎區段，且包含一第一感應結構；以及一第二感應結構，覆蓋於該折彎區段以及該感測區段上；其中，該支撐件可變形地連接於該些結構體以及該感測區段。
  2. 如請求項1所述之輸入裝置，其中該些結構體的兩端之間具有一第一長度，該感測區段的兩端之間具有一第二長度，該第一長度小於該第二長度。
  3. 如請求項2所述之輸入裝置，其中該第二長度小於該些結構體的該些第一長度的總合。
  4. 如請求項1所述之輸入裝置，更包含一觸覺回饋機構，設置於該支撐件上並位於該支撐件與該第二感應結構之間。
  5. 如請求項4所述之輸入裝置，其中該觸覺回饋機構為線性馬達、偏心馬達、磁性材料或壓電陶瓷材料或形狀記憶金屬片。
  6. 如請求項1所述之輸入裝置，其中該支撐件為形狀記憶金屬。
  7. 如請求項1所述之輸入裝置，更包含多數個壓力感測器，設置於該第二感應結構朝向該凹槽的一面。
  8. 如請求項7所述之輸入裝置，其中該些壓力感測器的數量為四，且該些壓力感測器設置於該第二感應結構的四角隅位置。
  9. 如請求項1所述之輸入裝置，更包含一藍芽裝置，設置於該凹槽內。
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