TWI830348B - 觸控裝置 - Google Patents

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    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position

Abstract

本發明提供一種觸控裝置，包括：觸控板、電路板、振動單元及壓力偵測模組，其中觸控板具有二個按壓區。當按壓區受到外力按壓時，振動單元進行震動使按壓區形成不同的回饋震度。

Description

觸控裝置
本發明係關於一種輸入裝置，尤指一種應用於電子設備的輸入裝置。
觸控裝置是一種可供使用者以手指按壓、滑動，並藉此控制電子設備運作的輸入裝置。由於觸控裝置非常的輕薄，常被使用於筆記型電腦、手機、PDA或其它類似的電子產品之中。隨著現代電子產品日益輕薄化的設計趨勢下，觸控裝置於電子產品中的應用也更為普及。
觸控裝置的原理為利用設置於其中的觸控板來偵測手部觸碰的位置、數量或滑移軌跡，產生與其對應之感測數值以輸出相應的控制訊號。另一方面，觸控裝置內通常還設置有震動單元，如此當使用者按壓觸控板時，震動單元進行震動使觸控板產生震動回饋。
然而，當使用者以不同的力道按壓觸控板不同的區域時，觸控板僅能產生相同的震動回饋，而此種單調的設計也讓使用者無法獲得良好的按壓體驗。
是以，如何提供一種可產生不同震度回饋的觸控裝置，為本發明欲解決的技術課題。
本發明之主要目的，在於提供一種觸控裝置，讓使用者在按壓觸控裝置之觸控板不同的按壓區時，觸控板可回饋不同的震動感。
為達前述之目的，本發明提供一種觸控裝置，包括：觸控板，具有二個按壓區；電路板，設置於觸控板下方，並與觸控板電性連接，包括：儲存單元，包括有韌體，韌體包括對應於各按壓區的範圍座標值、按壓觸發閥值及驅動電壓值；振動單元，用以使觸控板產生震動；以及壓力偵測模組，用以偵測按壓觸控板的力道；其中，觸控板受到外力按壓時，若外力的按壓區域座落於範圍座標值且其按壓力道達到按壓觸發閥值，韌體基於驅動電壓值驅動震動單元，使對應範圍座標值的按壓區形成回饋震度。
於上述較佳實施方式中，其中韌體具有對應於第一按壓區的第一範圍座標值、第一按壓觸發閥值與第一驅動電壓值及對應於第二按壓區的第二範圍座標值、第二按壓觸發閥值與第二驅動電壓值。
於上述較佳實施方式中，其中第一按壓觸發閥值不等於第二按壓觸發閥值。
於上述較佳實施方式中，其中第一驅動電壓值不等於第二驅動電壓值。
於上述較佳實施方式中，其中壓力偵測模組包括四個壓力偵測單元。
於上述較佳實施方式中，其中各壓力偵測單元呈相對設置。
於上述較佳實施方式中，其中各壓力偵測單元係對應於觸控板的邊角區。
於上述較佳實施方式中，其包括框架，框架具有凹部，觸控板設置於凹部之中，電路板設置於框架之下並與觸控板相對。
於上述較佳實施方式中，其中凹部的底面具有開口部，開口部對應於電路板。
於上述較佳實施方式中，其中開口部包括對應於壓力偵測模組的一個或多個第一開口，壓力偵測模組顯露於第一開口並貼合於觸控板 的下表面。
於上述較佳實施方式中，其中開口部包括對應於振動單元的第二開口，振動單元顯露於第二開口並貼合於觸控板的下表面。
於上述較佳實施方式中，其中開口部包括第三開口，電路板經由第三開口與觸控板電性連接。
於上述較佳實施方式中，如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該儲存單元為：快閃記憶體、電子抹除式可複寫唯讀記憶體或可程式化唯讀記憶體。
本發明的有益效果在於，所提供之觸控裝置的觸控板具有不同的按壓區，且當使用者以不同的力道按壓不同的按壓區時，按壓區可產生不同的回饋震度，讓使用者可獲得良好的按壓體驗。
F:外力
L1:第一按壓觸發閥值
L2:第二按壓觸發閥值
P1:第一範圍座標值
P2:第二範圍座標值
V1:第一驅動電壓值
V2:第二驅動電壓值
1:觸控裝置
10:觸控板
11:第一按壓區
12:第二按壓區
20:框架
21:凹部
22:開口部
221:第一開口
222:第二開口
223:第三開口
30:電路板
31:儲存單元
311:韌體
32:壓力偵測模組
321~324:壓力偵測單元
圖1A：係為本發明觸控裝置的立體圖；圖1B：係為本發明觸控裝置的立體分解圖；圖2：係為本發明觸控裝置的系統方塊圖；以及圖3：係為本發明觸控裝置的俯視透視圖。
本發明的優點、特徵以及達到其目的之方法將參照例示性實施例及附圖進行更詳細地描述而可容易理解。然而，本發明可以不同形式來實現，且不應被理解為僅限於此處所陳述的實施例。相反的，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的此些實施例將使其揭露地更加透徹與全面，且可完整地傳達本發明的範疇。
首先，請參閱圖1A及圖1B，圖1A係為本發明觸控裝置的立體圖；圖1B係為本發明觸控裝置的立體分解圖。所述觸控裝置1由上而下依序包括：觸控板10、框架20及電路板30。
所述電路板30設置於觸控板10的下方並與觸控板10電性 連接，其包括：儲存單元31、壓力偵測模組32及振動單元33。於本實施例中，儲存單元31可為：快閃記憶體(Flash memory)、電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)或可程式化唯讀記憶體(Programmable read-only memory,PROM)。所述壓力偵測模組32包括壓力偵測單元321、322、323及324，壓力偵測單元321~324呈兩兩相對設置，且各壓力偵測單元(321~324)係對應觸控板10的邊角區。
在其它一些可能的實施方式中，壓力偵測單元321~324呈兩兩相對設置，且各壓力偵測單元(321~324)係對應觸控板10的相對的二個側邊區。本實施例雖僅提出壓力偵測模組32具有四個壓力偵測單元(321~324)的實施方式，但於實際應用時，壓力偵測單元的數量及設置方式可依據觸控板10的尺寸或需求進行調整，並不以本實施例所提出的實施方式為限。
所述框架20具有凹部21及設置於凹部21之底面的開口部22，且開口部22對應於電路板30；而凹部21則用於容置觸控板10。
所述開口部22包括：多個第一開口221、第二開口222及第三開口223。其中，多個第一開口221係分別對應於壓力偵測模組32的壓力偵測單元321、322、323及324，使壓力偵測單元321、322、323及324顯露於第一開口221而可貼合於觸控板10的下表面。另一方面，由於各壓力偵測單元(321~324)呈對稱地配置於觸控板10的邊角區，使壓力偵測模組32可精確並即時地偵觸控板10受到按壓時的力道。
所述第二開口222係對應於振動單元33，使振動單元33顯露於第二開口222而可貼合於觸控板10的下表面。如此，當振動單元33受到電壓驅動進行震動時，亦會同步地讓觸控板10產生震動。所述第三開口223係對應於電路板30上佈置電路元件(未示於圖中)的區域及儲存單元31，且電路板30的線路可經由第三開口223而與觸控板10電性連接。
所述觸控板10可供使用者以手指滑移、觸碰或按壓，並將所偵測到的座標值資訊傳送至電路板30，電路板30再將座標值資訊轉換 成輸入訊號。於本實施例中，觸控板10包括第一按壓區11及第二按壓區12，而第一按壓區11及第二按壓區12可作為虛擬按鍵使用，例如：快捷鍵或數字鍵。在一些可能的實施方式中，可於第一按壓區11及第二按壓區12的下方設置背光光源，當使用者欲使用作為虛擬按鍵的第一按壓區11及第二按壓區12時，背光光源可投射光線至第一按壓區11及第二按壓區12，讓第一按壓區11及第二按壓區12形成可識別的光學符號，如此使用者便可迅速地察知第一按壓區11及第二按壓區12的位置並進行操作。
當使用者以手指觸碰或按壓觸控板10時，電路板30會依據觸控板10的解析度及所偵測到的座標值等資訊判定第一按壓區11及第二按壓區12是否受到觸碰或按壓。本實施例雖僅提出觸控板10上具有二個按壓區的實施方式，但於實際應用時，不同的觸控裝置可依據內建的預設值來定義不同數量、不同排列方式及不同定義位置的按壓區。而在一些可能的實施方式中，亦可依據需求或喜好，由使用者自行定義按壓區，並不以本實施例所提出的實施方式為限。
請參閱圖2，圖2係為本發明觸控裝置的系統方塊圖。於圖2中，儲存單元31分別電性連接於觸控板10、壓力偵測模組32及振動單元33。所述儲存單元31具有韌體311，且韌體311中包括對應於按壓區(11、12)(如圖1B所示)的範圍座標值、按壓觸發閥值及驅動電壓值，即對應於第一按壓區11的第一範圍座標值P1、第一按壓觸發閥值L1與第一驅動電壓值V1；對應於第二按壓區12的第二範圍座標值P2、第二按壓觸發閥值L2與第二驅動電壓值V2。其中，第一按壓觸發閥值L1不等於第二按壓觸發閥值L2；第一驅動電壓值V1不等於第二驅動電壓值V2。若由使用者自行定義按壓區時，使用者可藉由與觸控裝置1連接之計算機中的軟體來進行設定，自行定義對應於不同按壓區的範圍座標值、按壓觸發閥值及驅動電壓值。
所述觸控板10會將偵測到的座標值資訊傳送至儲存單元31，並經由韌體311來判定座標值資訊是否與第一範圍座標值P1或第二範圍座標值P2相符；壓力偵測模組32則是將按壓觸控板10之力道的數值傳 送至儲存單元31。
於本實施例中，如觸控板10回傳的座標值資訊與第一範圍座標值P1、第二範圍座標值P2中之至少一者相符時，韌體311會進一步判定按壓觸控板10之力道的數值是否達到第一按壓觸發閥值L1(對應於第一按壓區11)或第二按壓觸發閥值L2(對應於第二按壓區12)。若判定結果為是，則韌體311會基於第一驅動電壓值V1或第二驅動電壓值V2來驅動振動單元33進行震動，使受到按壓的按壓區形成不同的回饋震度。
請一併參閱圖2及圖3，圖3係為本發明觸控裝置的俯視透視圖。當觸控板10的第一按壓區11的全部或部分區域受到外力F按壓時，韌體311判定觸控板10回傳的座標值資訊座落於第一範圍座標值P1之中，此時如壓力偵測模組32所偵測到外力F的按壓力道達到第一按壓觸發閥值L1，韌體311則基於第一驅動電壓值V1來驅動震動單元33，而於第一按壓區11形成回饋震度。相同的，若是第二按壓區12的全部或部分區域受到外力F按壓時，韌體311判定觸控板10回傳的座標值資訊座落於第二範圍座標值P2之中，此時如壓力偵測模組32所偵測到外力F的按壓力道達到第二按壓觸發閥值L2，韌體311則基於第二驅動電壓值V2來驅動震動單元33，而於第二按壓區12形成另一不同的回饋震度。
另一方面，如在第一按壓區11及第二按壓區12同時被外力F按壓的情況下，則是利用第一按壓觸發閥值L1及第二按壓觸發閥值L2作進一步的判定，舉例來說，若預設的第二按壓觸發閥值L2小於第一按壓觸發閥值L1，在此情況下外力F的按壓力道會先達到第二按壓觸發閥值L2，因此韌體311會優先以第二驅動電壓值V2來驅動震動單元33，反之亦然。
本發明的有益效果在於，所提供之觸控裝置的觸控板具有二或以上不同的按壓區，且當使用者以不同的力道按壓不同的按壓區時，按壓區可產生不同的回饋震度，讓使用者可獲得良好的按壓體驗；故，本發明實為一極具產業價值之創作。
本發明得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆 不脫如附申請專利範圍所欲保護。
L1:第一按壓觸發閥值
L2:第二按壓觸發閥值
P1:第一範圍座標值
P2:第二範圍座標值
V1:第一驅動電壓值
V2:第二驅動電壓值
1:觸控裝置
10:觸控板
30:電路板
31:儲存單元
311:韌體
32:壓力偵測模組

Claims (12)

  1. 一種觸控裝置，包括：一觸控板，具有二按壓區；一電路板，設置於該觸控板下方，並與該觸控板電性連接，包括：一儲存單元，包括一韌體，該韌體包括對應於各該按壓區的一範圍座標值、一按壓觸發閥值及一驅動電壓值；一振動單元，用以使該觸控板產生震動；以及一壓力偵測模組，用以偵測按壓該觸控板的力道；其中，該觸控板受到一外力按壓時，若該外力的按壓區域座落於該範圍座標值且其按壓力道達到該按壓觸發閥值，該韌體基於該驅動電壓值驅動該震動單元，使對應該範圍座標值的該按壓區形成一回饋震度；其中，該韌體具有對應於第一該按壓區的一第一範圍座標值、一第一按壓觸發閥值與一第一驅動電壓值及對應於第二該按壓區的一第二範圍座標值、一第二按壓觸發閥值與一第二驅動電壓值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該第一按壓觸發閥值不等於該第二按壓觸發閥值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該第一驅動電壓值不等於該第二驅動電壓值。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該壓力偵測模組包括四壓力偵測單元。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控裝置，其中各該壓力偵測單元呈相對設置。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控裝置，其中各該壓力偵測單元係對應於該觸控板的邊角區。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其包括一框架，該框架具有一凹部，該觸控板設置於該凹部之中，該電路板設置於該框架之下並與該觸控板相對。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控裝置，其中該凹部的底面具有一開口部，該開口部對應於該電路板。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控裝置，其中該開口部包括對應於該壓力偵測模組的一或複數個第一開口，該壓力偵測模組顯露於該或該些第一開口並貼合於該觸控板的下表面。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之觸控裝置，其中該開口部包括對應於該振動單元的一第二開口，該振動單元顯露於該第二開口並貼合於該觸控板的下表面。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之觸控裝置，其中該開口部包括一第三開口，該電路板經由該第三開口與該觸控板電性連接。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該儲存單元為：快閃記憶體、電子抹除式可複寫唯讀記憶體或可程式化唯讀記憶體。
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