TWI754357B

TWI754357B - 電子裝置及其控制方法

Info

Publication number: TWI754357B
Application number: TW109128444A
Authority: TW
Inventors: 朱育進; 鄭勝文
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2022-02-01
Also published as: TW202209049A

Abstract

一種電子裝置包含基板、觸碰面板、第一致動器以及第二致動器。觸碰面板藉由彈性元件安裝在基板。觸碰面板包含第一極片。第一致動器耦接於基板，第一致動器用以吸引第一極片以帶動觸碰面板沿一方向的位移。第二致動器耦接於該基板，其中第二致動器對該觸碰面板施加與該方向相反之作用力，使觸碰面板沿方向的位移得以減少，其中作用力正相關於觸碰面板與該第一致動器相互靠近的初始速度。

Description

電子裝置及其控制方法

本案內容係關於一種電子裝置。特別係關於一種觸碰輸入電子裝置及其控制方法。

一般而言，隨著觸碰輸入電子裝置(例如，電腦的觸碰輸入面板、顯示器面板、顯示器裝置的按鍵)的使用越來越普及，觸碰輸入電子裝置可以提供觸覺回饋給使用者為重要的議題。

本揭示文件提供一種電子裝置。電子裝置包含基板、觸碰面板、第一致動器以及第二致動器。觸碰面板藉由至少一彈性元件安裝在該基板。該觸碰面板包含一第一極片。第一致動器耦接於該基板，該第一致動器用以吸引該第一極片以帶動該觸碰面板沿一方向的一位移。第二致動器耦接於該基板，其中該第二致動器對該觸碰面板施加與該方向相反之一作用力，使該觸碰面板沿該方向的該位移得以減少，其中該作用力正相關於該觸碰面板與該第一致動器相互靠近的一初始速度。

本揭示文件提供一種方法，用於一電子裝置，其包含一基板、可相對該基板位移的一觸碰面板、耦接於該基板上的一第一致動器以及一第二致動器以及耦接於該觸碰面板上的一第一極片，該控制方法包含：產生一第一訊號至該第一致動器，使該第一致動器吸引該第一極片以帶動該觸碰面板沿一方向位移；量測通過該第一致動器之一驅動線圈的一電流；以及判斷該電流的一斜率達到一預期值，產生一第二訊號至該第二致動器，使該第二致動器對該觸碰面板施加與該方向相反之一作用力。

綜上所述，在本揭示文件中，利用設置第二致動器使觸碰面板沿方向的位移得以減少。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，以更好地理解本案的態樣，但所提供之實施例並非用以限制本案所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本案所涵蓋的範圍。此外，根據業界的標準及慣常做法，圖式僅以輔助說明為目的，並未依照原尺寸作圖，實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明中相同元件將以相同之符號標示來進行說明以便於理解。

本案說明書和圖式中使用的元件編號和訊號編號中的索引1~n，只是為了方便指稱個別的元件和訊號，並非有意將前述元件和訊號的數量侷限在特定數目。在本案說明書和圖式中，若使用某一元件編號或訊號編號時沒有指明該元件編號或訊號編號的索引，則代表該元件編號或訊號編號是指稱所屬元件群組或訊號群組中不特定的任一元件或訊號。

此外，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指『包含但不限於』。此外，本文中所使用之『及／或』，包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。

於本文中，當一元件被稱為『連接』或『耦接』時，可指『電性連接』或『電性耦接』。『連接』或『耦接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用『第一』、『第二』、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。

請參閱第1圖。第1圖繪示根據本案的實施例的電子裝置100的示意圖。電子裝置100包含基板110、觸碰面板120、第一致動器130、第二致動器140、控制器150、彈性元件161以及彈性元件162。觸碰面板120藉由彈性元件161以及彈性元件162安裝在基板110之上。彈性元件161及162耦接在觸碰面板120的底面以及基板110之間。觸碰面板120包含第一極片122以及第二極片124。第一極片122對應於第一致動器130耦接於基板110，第二極片124對應於第二致動器140耦接於基板110。第一致動器130包含第一電樞132以及纏繞於電樞132的驅動線圈134。第二致動器140包含電樞142以及纏繞於第二電樞142的驅動線圈144。

本揭示文件中的電子裝置100特別是觸碰輸入電子裝置。電子裝置100中的觸碰面板120可為能夠觸碰輸入的液晶顯示面板、觸控面板、或是壓力感測按鍵。電子裝置100中的觸碰面板120更可包含感測元件(未繪示)，以感測使用者在觸碰面板120的觸碰。

為了較佳的理解電子裝置100的作動方式，請一併參閱第1圖、第2圖以及第3圖。第2圖繪示根據本案的實施例的電子裝置100的示意圖。第3圖繪示根據本案的實施例的流程圖300。在第3圖的步驟S310~S360皆可由控制器150操作。

在步驟S310中，接收觸碰訊號。當使用者觸碰觸碰面板120時，感測元件將觸碰訊號傳輸至控制器150。

一般而言，當觸碰面板120中的感測元件感測到使用者在觸碰面板120的觸碰，第一致動器130可以吸引耦接於觸碰面板120的第一極片122，使得第一極片122可以帶動觸碰面板120沿方向D1位移以產生觸覺回饋。

在步驟S320中，產生第一訊號至第一致動器130，使第一致動器130吸引第一極片122以帶動觸碰面板120沿一方向D1的位移。

並且，彈性元件161以及162是可以通過形變儲存機械位能的元件，例如橡膠彈簧、金屬彈簧。如第2圖所示，當觸碰面板120沿方向D1位移時，彈性元件161以及162發生形變並且儲存彈性位能(如第2圖所示，彈性元件161及162發生形變)。當第一致動器130對耦接於觸碰面板120的第一極片122的吸引停止時，彈性元件161以及162儲存的彈性位能轉換為機械位能使觸碰面板120沿方向D1的位移得以沿與方向D1相反的方向返回。

在一些情形中，彈性元件161(或是彈性元件162)與基板110間的固定鬆脫，導致觸碰面板120與第一致動器130之間的間隙變小，或是彈性元件161(或是彈性元件162)老化。此時，第一致動器130仍舊帶動觸碰面板120沿方向D1位移，可能會導致觸碰面板120撞擊第一致動器130。觸碰面板120撞擊第一致動器130可能會導致電子裝置100損壞或產生噪音。

為了避免觸碰面板120撞擊第一致動器130，控制器150利用量測通過第一致動器130之驅動線圈134的電流LC，並判斷電流LC的斜率是否達到預期值，以判斷觸碰面板120沿方向D1的位移是否太接近第一致動器130。

為了較佳的理解如何利用預期值以判斷觸碰面板120沿方向D1的位移是否太接近第一致動器130，請一併參閱第4圖。第4圖繪示根據本案的實施例的線型圖400。線型圖400包含觸碰面板120的加速度LA、第一致動器130之驅動線圈134的電流LC以及電壓LV。其中，在控制器150施加第一訊號至第一致動器130之後，控制器150開始量測電流，當觸碰面板120的一週期TS的振盪結束時控制器150停止量測該電流。

如第4圖所示，當控制器150施加第一訊號至第一致動器130時，第一致動器130之驅動線圈134的電壓LV從低準位升至高準位；第一致動器130之驅動線圈134的電流LC開始增加，顯示第一致動器130開始吸引耦接於觸碰面板120的第一極片122；觸碰面板120的加速度LA增加，顯示觸碰面板120開始加速。

當控制器150停止施加第一訊號至第一致動器130時，第一致動器130之驅動線圈134的電壓LV從高準位降至低準位；第一致動器130之驅動線圈134的電流LC開始減少，表示第一致動器130停止吸引耦接於觸碰面板120的第一極片122；觸碰面板120的加速度LA才會趨近最大值，表示觸碰面板120仍然沿方向D1位移。直到加速度LA的下一個折返點，表示觸碰面板120才會沿與方向D1相反的方向返回。

需要注意的是，當觸碰面板120沿方向D1的位移太接近第一致動器130時，觸碰面板120的第一極片122對第一致動器130之電樞132產生沿方向D1的感應磁場，使電流LC下降趨緩。此時，電流LC的斜率為零(或者，此時電流LC的斜率是大致上為零)。

因此，當電流LC的斜率為零時，表示觸碰面板120已經太接近第一致動器130。故可將預期值設定為零。

請一併參閱第5圖。第5圖繪示根據本案的實施例的線型圖400。在第5圖中，觸碰面板120已撞擊第一致動器130，因此電流LC的斜率從零變成正數值。第5圖中的線型圖500大致相似於第4圖中的線型圖400，在此不再贅述。

因此，當電流LC的斜率為正數值時，表示觸碰面板120已經太接近第一致動器130。故可將預期值設定為正數值。

在步驟S330中，量測通過第一致動器130之驅動線圈134的電流LC。

在步驟S340中，判斷電流LC的斜率是否達到預期值。當判斷電流LC的斜率達到預期值時，接續步驟S350。當判斷電流LC的斜率沒有達到預期值時，接續步驟S360。

為了在觸碰面板120撞擊第一致動器130之前，減少第一致動器130帶動觸碰面板120沿一方向D1的位移，第二致動器140用以吸引第二極片124以對觸碰面板120施加與方向D1相反的作用力，使觸碰面板120沿方向D1的位移得以減少，其中作用力正相關於觸碰面板120與第一致動器130相互靠近的初始速度。

在本揭示文件中，第一致動器130以及第二致動器140可以為電磁式致動器。藉由控制器150提供電流至第一致動器130之驅動線圈134以吸引第一極片122，並且藉由提供電流至第二致動器140之驅動線圈144以吸引第二極片124。舉例而言，當觸碰面板120與第一致動器130相互靠近的初始速度較大，控制器150提供幅值較大的電流給第二致動器140之驅動線圈144，使第二致動器140吸引第二極片124，以對觸碰面板120施加較大的作用力，使觸碰面板120沿方向D1的位移得以大幅減少。

另一方面，當觸碰面板120與第一致動器130相互靠近的初始速度較小，控制器150提供幅值較小的電流給第二致動器140之驅動線圈144，使第二致動器140吸引第二極片124，以對觸碰面板120施加較小的作用力，使觸碰面板120沿方向D1的該位移得以減少。

在步驟S350中，產生第二訊號至第二致動器140，使第二致動器140對觸碰面板120施加與該方向D1相反之作用力。如此一來，觸碰面板120沿該方向D1的該位移得以減少。

在步驟S360中，完成觸覺回饋。

請參閱第6圖。第6圖繪示根據本案的實施例的電子裝置600的示意圖。電子裝置600包含基板610、觸碰面板620、第一致動器630、第二致動器640、控制器650、彈性元件661以及彈性元件662。第一致動器630包含電樞632以及驅動線圈634。第二致動器640包含電樞642以及驅動線圈644。觸碰面板620藉由彈性元件661以及彈性元件662安裝在基板610之上。觸碰面板620包含第一極片622以及第二極片624。與第1圖之實施例中的電子裝置100相較，第6圖之實施例中的電子裝置600不同之處在於，彈性元件661以及彈性元件662分別耦接在觸碰面板120的兩側。為了較佳理解電子裝置600的作動方式，請一併參閱第3圖。

在步驟S310中，接收觸碰訊號。

在步驟S320中，產生第一訊號至第一致動器630，使第一致動器630吸引第一極片622以帶動觸碰面板620沿一方向D1的位移(請參閱第1圖所示之方向D1)。

當觸碰面板620沿方向D1(請參閱第1圖所示之方向D1)位移時，彈性元件661以及662發生形變並且儲存彈性位能。當第一致動器630對耦接於觸碰面板620的第一極片622的吸引停止時，彈性元件661以及662儲存的彈性位能轉換為機械位能使觸碰面板620沿方向D1的位移得以沿與方向D1相反的方向返回。

在步驟S330中，量測通過第一致動器630之驅動線圈634的電流LC。

在步驟S350中，產生第二訊號至第二致動器640，使第二致動器640對觸碰面板620施加與該方向D1(請參閱第1圖所示之方向D1)相反之作用力。如此一來，觸碰面板620沿該方向D1的該位移得以減少。

在步驟S360中，完成觸覺回饋。

關於電子裝置600的其他細部連接關係與作動方式，大致相同於先前第1圖之實施例中電子裝置100，在此不另贅述。

請參閱第7圖。第7圖繪示根據本案的實施例的電子裝置700的示意圖。電子裝置700包含基板710、觸碰面板720、第一致動器730、第二致動器740、控制器750、彈性元件761以及彈性元件762。第一致動器730包含電樞732以及驅動線圈734。第二致動器740包含電樞742以及驅動線圈744。觸碰面板720藉由彈性元件761以及彈性元件762安裝在基板710之上。觸碰面板720包含第一極片722。與第1圖之實施例中的電子裝置100相較，第7圖之實施例中的電子裝置700不同之處在於，第一極片722懸置於第一致動器730以及第二致動器740之間，並且第二致動器740用以吸引第一極片722以對觸碰面板720施加與方向D1相反之作用力。為了較佳理解電子裝置700的作動方式，請一併參閱第3圖。

在步驟S310中，接收觸碰訊號。

在步驟S320中，產生第一訊號至第一致動器730，使第一致動器730吸引第一極片722以帶動觸碰面板720沿一方向D1(請參閱第1圖所示之方向D1)的位移。

在步驟S330中，量測通過第一致動器730之驅動線圈734的電流LC。

在步驟S350中，產生第二訊號至第二致動器740，使第二致動器740對觸碰面板720施加與該方向D1(請參閱第1圖所示之方向D1)相反之作用力。在第7圖的實施例中，第二致動器740用以吸引第一極片722以對觸碰面板720施加與方向D1相反的作用力，使觸碰面板720沿方向D1的位移得以減少。詳細而言，藉由控制器750提供電流至第二致動器740之驅動線圈744以吸引第一極片722。

在步驟S360中，完成觸覺回饋。

關於電子裝置700的其他細部連接關係與作動方式，大致相同於先前第1圖之實施例中電子裝置100，在此不另贅述。

綜上所述，在本揭示文件中，藉由測量電流以判斷觸碰面板是否太接近第一致動器並且利用設置第二致動器使觸碰面板沿方向的位移得以減少。

雖然本案已以實施方式揭露如上，然其並非限定本案，任何熟習此技藝者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

為使本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下： 100,600,700:電子裝置 110,610,710:基板 120,620,720:觸碰面板 122,622,722:第一極片 124,624:第二極片 130,630,730:第一致動器 132,142,632,642,732,742:電樞 134,144,634,644,734,744:驅動線圈 140,640,740:第二致動器 150,650,750:控制器 161,162,661,662,761,762:彈性元件 300:流程圖 400,500:線型圖 S310,S320,S330,S340,S350,S360:步驟

為使本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示根據本案的實施例的電子裝置的示意圖。第2圖繪示根據本案的實施例的電子裝置的示意圖。第3圖繪示根據本案的實施例的流程圖。第4圖繪示根據本案的實施例的線型圖。第5圖繪示根據本案的實施例的線型圖。第6圖繪示根據本案的實施例的電子裝置的示意圖。第7圖繪示根據本案的實施例的電子裝置的示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:電子裝置

110:基板

120:觸碰面板

122:第一極片

124:第二極片

130:第一致動器

132,142:電樞

134,144:驅動線圈

140:第二致動器

150:控制器

161,162:彈性元件

Claims

一種電子裝置，包含：一基板；一觸碰面板，藉由至少一彈性元件安裝在該基板，該觸碰面板包含一第一極片；一第一致動器，耦接於該基板，該第一致動器用以吸引該第一極片以帶動該觸碰面板沿一方向的一位移；一第二致動器，耦接於該基板，其中該第二致動器透過極片吸引方式以對該觸碰面板施加與該方向相反之一作用力，使該觸碰面板沿該方向的該位移得以減少，其中該作用力正相關於該觸碰面板與該第一致動器相互靠近的一初始速度。
如請求項1所述之電子裝置，更包含一控制器，電性耦接於該第一致動器之一驅動線圈以及該第二致動器之一驅動線圈，該控制器用以量測通過該第一致動器之該驅動線圈的一電流，其中：該控制器產生一第一訊號至該第一致動器，使該第一致動器吸引該第一極片以帶動該觸碰面板沿該方向位移；以及當判斷該電流的一斜率達到一預期值時，該控制器產生一第二訊號至該第二致動器，使該第二致動器對該觸碰面板施加與該方向相反之一作用力。
如請求項2所述之電子裝置，其中該預期值為正數值。
如請求項2所述之電子裝置，其中該預期值大致上為零。
如請求項2所述之電子裝置，其中在控制器產生該第一訊號至該第一致動器之後，該控制器開始量測該電流，當該觸碰面板的一週期的振盪結束時該控制器停止量測該電流。
如請求項1所述之電子裝置，其中該第二致動器用以吸引該第一極片以對該觸碰面板施加與該方向相反之一作用力。
如請求項1所述之電子裝置，其中該觸碰面板更包含一第二極片，該第二致動器用以吸引該第二極片以對該觸碰面板施加與該方向相反之一作用力。
一種控制方法，用於一電子裝置其包含一基板、可相對該基板位移的一觸碰面板、耦接於該基板上的一第一致動器以及一第二致動器以及耦接於該觸碰面板上的一第一極片，該控制方法包含：產生一第一訊號至該第一致動器，使該第一致動器吸引該第一極片以帶動該觸碰面板沿一方向位移；量測通過該第一致動器之一驅動線圈的一電流；以及判斷該電流的一斜率達到一預期值，產生一第二訊號至該第二致動器，使該第二致動器對該觸碰面板施加與該方向相反之一作用力。
如請求項8所述之控制方法，其中該預期值大致上為零。
如請求項8所述之控制方法，其中在產生該第一訊號至該第一致動器之後，該控制器開始量測該電流，當該觸碰面板的一週期的振盪結束時該控制器停止量測該電流。