TWM450776U - 薄型輸入裝置 - Google Patents

Description

薄型輸入裝置

本新型係與鍵盤裝置有關，特別是關於一種薄型輸入裝置。

3C產品的規格不斷朝向輕薄化發展，使得各項電腦周邊裝置皆朝向薄型化發展。

以鍵盤為例，新開發鍵盤的厚度也不斷地縮小。目前市場上的鍵盤厚度大約介於1公分左右。為了降低鍵盤厚度，先前技術中提出了幾種薄型鍵盤結構。美國專利US 7,164,089提出了一種按鍵結構，係可降低按鍵佔有的高度，並縮短按鍵帽所需要的操作行程，藉以降低鍵盤厚度。US 6,700,508也提出了另一種縮短按鍵帽操作行程的按鍵結構。US 6,005,209以可變形的薄膜取代按鍵帽結構，以薄膜的輕微變形取代按鍵帽的線性移動。

然而，於US 7,164,089及US6 ,700,508，按鍵帽仍佔有一定厚度，且位於按鍵帽底部的觸發結構也佔有一定厚度，而使得其降低鍵盤厚度之效果受到一定限制。US 6,005,209雖然移除了按鍵帽，但觸發結構仍有一定厚度，仍然使得降低鍵盤厚度之效果受到限制。

美國發明公開US 2011/0291936及US 2011/0291938分別提出了不同的薄型鍵盤。US 2011/0291936係於導光板上貼附具有按鍵圖樣的薄膜以及透光觸控面板，透過觸控面板被按壓後，產生對應按鍵圖像的訊號。US 2011/0291938則直接將按鍵圖像形成於導光板，並直接貼附透光觸控面板於導光板上。 前述的導光板都是透過側向受光，進而照明按鍵圖樣。若導光板面積大時，則各按鍵圖像會有亮度不一致的問題，例如接近光源的按鍵圖像較亮而遠離光源的按鍵圖像較暗。

鑑於先前技術中的薄型鍵盤厚度已經達到一定下限，本新型提出一種薄型輸入裝置，用以進一步降低輸入裝置之厚度。

為了達成上述目的，本新型提出一種薄型輸入裝置，包含一觸控面板、一導光模組及一圖像層元件。觸控面板用以供碰觸而產生一對應碰觸及碰觸位置之碰觸訊號。導光模組設置於觸控面板之下，且導光模組更可包含一或複數個光學膜層，以調整導出光線之光學特性。圖像層元件設置於觸控面板之下，且圖像層元件上定義複數個按鍵圖像，用以指示每一對應之按鍵於觸控面板之位置，且導光模組用以照明圖像層元件。

上述組合中並無需要操作行程或變形之元件，且各元件的厚度也小於傳統鍵盤中的機械式結構，因此可以大幅降低輸入裝置之厚度。導光模組提供了自我照明之效果，有利於在照明 不良之場所使用薄型輸入裝置。

此外，圖像層元件可以抽取或其他方式拆卸，而置換為其他圖像層元件，從而迅速變更薄型輸入裝置之鍵盤佈局，而改變輸入功能。

請參閱第1圖所示，為本新型第一實施例揭露之一種薄型輸入裝置100。於本新型實施例中，薄型輸入裝置100係以鍵盤為例，但不以鍵盤為限。

薄型輸入裝置100包含一觸控面板110、一圖像層元件120、一導光模組130及一基座140。

觸控面板110具有一第一工作模式及一第二工作模式。前述之第一工作模式及第二工作模式，可透過一連接於觸控面板110之控制晶片切換，亦可透過訊號處理裝置(例如電腦主機)中的驅動程式進行切換，而改變觸控面板110之訊號輸出模式。

於第一工作模式中，觸控面板110用以供碰觸而產生一對應碰觸及碰觸位置之碰觸訊號，藉以輸入至訊號處理裝置，以產生一對應該碰觸位置之操作訊號。於第二工作模式，觸控面板110供連續碰觸，而依據連續碰觸之軌跡，產生對應連續碰觸之手寫輸入訊號，而輸入至訊號處理裝置，而在訊號處理裝 置上產生手寫輸入。觸控面板110更包含一保護層111，覆蓋於觸控面板110之上，藉以避免觸控面板110受到磨損。第一工作模式及第二工作模式並不需要同時存在，於大多數薄型輸入裝置100的需求中，僅需要有的第一工作模式即可滿足需求。

圖像層元件120設置於該觸控面板110之下，且該圖像層元件120上定義複數個按鍵圖像，用以指示每一對應之按鍵於該觸控面板110之位置。當觸控面板110上對應於一按鍵圖像之區域被碰觸時，該觸控面板110所產生碰觸訊號，可使訊號處理裝置產生對應該按鍵圖像之操作訊號，藉以產生類似實體按鍵之操作動作。

於第1圖中，圖像層元件120單一層狀結構，但圖像層元件120並不以單一層狀結構為限。於一具體實施例中，圖像層元件120可包含複數個互相結合之分離單元，透過互相接合或膠合，而構成一層狀結構，每一分離單元分別包含不同的圖像或色彩，藉以組成使用者所需之鍵盤佈局。

導光模組130設置於圖像層元件120之下，用以照明圖像層元件120。導光模組130使用一薄型導光板，以降低薄型輸入裝置之整體厚度。此外，一反射結構設於該薄膜狀導光板底面或該薄膜狀導光板之下，藉以使投射進入薄膜狀導光板中的光線經過反射後，由薄膜狀導光板的上表面對外投射。

圖像層元件120為可透光，例如透明或半透明，以改變光線穿透的效果，該些按鍵圖像係印刷於該圖像層元件120。前述的圖像層元件120亦可以是局部可透光，例如按鍵圖像透光，而其餘部分不透光，或按鍵圖像不透光，而其餘部分透光，使得按鍵圖像可以和其他區域有所差異而供使用者辨識。或圖像層元件120上塗佈複數種不同顏色之色料，以分別構成不同色彩之按鍵圖像。同時，觸控面板110位於圖像層元件120之上。透過照明，使用者透過觸控面板110看到圖像層元件120上的按鍵圖像，而正確地碰觸對應之按鍵圖像。

基座140用以供觸控面板110、圖像層元件120及該導光模組130固定於其上，並進行定位而互相疊合，而組成薄型輸入裝置100。基座140之上表面可具有反射特性，或基座140之上表面安置高反射率的光學膜。此外，圖像層元件120為可置換，以在薄型輸入裝置100被分解時進行置換。

本新型實施例以觸控面板110及圖像層元件120之結合，取代傳統按鍵帽之結構，而可大幅降低薄型輸入裝置100之厚度。特別是，於本新型中，觸控面板110之厚度不大於2.5公釐，遠小於傳統按鍵帽之按壓行程，而大幅縮小了薄型輸入裝置100之厚度。

此外，圖像層元件120為可置換，而可迅速變換不同的按鍵圖像配置，而改變薄型輸入裝置100的輸入功能；例如，透 過圖像層元件120的置換，使得薄型輸入裝置100可迅速改變對應之輸入語言佈局，例如在英文鍵盤佈局、德文鍵盤佈局及日文鍵盤佈局之間迅速改變。

於實際應用中，觸控面板110之厚度以不大於2.5公釐為最佳，此一厚度通常介於1.1公釐至1.5公釐之間，甚至可以縮小至0.2公釐。導光模組130之厚度可以縮小至0.4公釐以下；圖像層元件120之厚度更可縮小至0.1公釐以下。基座140之厚度視強度及材料要求而定，但也可以縮小至0.5公釐以下。因此整體結合下來，薄型輸入裝置100之厚度可以縮小至2.5公釐以下，遠小於現有鍵盤裝置之厚度。

請參閱第2圖所示，為本新型第二實施例揭露之一種薄型輸入裝置100。於本新型實施例中，薄型輸入裝置100係以鍵盤為例，但不以鍵盤為限。

薄型輸入裝置100包含一觸控面板110、一保護層111、一圖像層元件120、一導光模組130及一基座140。

第二實施例與第一實施例主要的差異在於，導光模組130設置於觸控面板110之下，且圖像層元件120位於導光模組130之下。由導光模組130發出之光線，先由下表面照射至圖像層元件120於圖像層元件120之上，形成反射式照明。光線再經由圖像層元件120反射回導光模組130，而由導光模組130上表面對外投射的光線，穿過觸控面板110，使得導光模組130 於照明不足的環境中仍可照明圖像層元件120。

第二實施例之導光模組130更可包含一或複數個光學膜層130a，以調整導出光線之光學特性。需注意的是，圖式所示光學膜層130a雖為一光學薄膜，以貼附方式結合於導光模組，但光學膜層130a並不排除直接成形於導光模組130表面之光學微結構(如網點佈置或V-Cut結構)，或者是光學薄膜與光學微結構合併使用。

圖像層元件120可拆換地設置於導光模組130之下。例如，導光模組130結合於基座140時，於導光模組130與基座140之間可以預留一狹縫，以供圖像層元件120以插入抽取的方式快速拆裝。或，導光模組130與基座140之間設置快拆結構，透過快速拆開基座140的方式，使得圖像層元件120可被使用者自行快速拆換。

於第二實施例中，圖像層元件120可為非透明。例如，圖像層元件120可為一印刷物，例如經過印刷之紙張，其上印刷按鍵圖像，藉由導光模組130於圖像層元件120上方照明之後，使用者可以透過觸控面板110及導光模組130看見按鍵圖像，以進行操作。

如第3圖所示，為本新型第三實施例所揭露之一種薄型輸入裝置100。第三實施例之薄型輸入裝置100大致與第二實施例所揭露者相同，其差異說明如下。

於第三實施例中，圖像層元件為一電子紙120a，用以顯示按鍵圖像。透過輸入顯像訊號至電子紙120a，電子紙120a產生之按鍵圖像可固定或可動態變化，從而快速改變薄型輸入裝置100的輸入功能，而不需再拆解薄型輸入裝置100以置換圖像層元件120a；例如，透過電子紙120a變換顯示之按鍵圖像，使得薄型輸入裝置100可迅速改變對應之輸入語言佈局，例如在英文鍵盤佈局、德文鍵盤佈局及日文鍵盤佈局之間迅速改變。

本新型各實施例之薄型輸入裝置100更包含複數個適當分佈的光源150，用以投射光線至導光模組130中。光線透過導光模組130之導引，而以穿透方式或反射方式照明圖像層元件120。

以下以複數個實施例，說明光源150之配置方式。光源150配置方式，可應用於各實施例所揭露之薄型輸入裝置100中。

請參閱第4圖所示，為第四實施例所揭露之一種光源150的側光式光源(Edge-light)配置方式。於第三實施例中，導光模組130為單一導光板，具有複數個側邊。光源150設置於導光模組130之一或複數個側邊，以透過側光式照明投射光線至導光模組130。前述之側邊不限定於長側邊或短側邊，例如，光源150也可以設置在相對的短側邊，也可以設置在相對的長 側邊，或是部分設置在長側邊部分設置在短側邊。前述光源的配置，在於使導光模組130的上表面或下表面可以均勻的投射。因此圖示所繪製的光源150位置，僅係說明光源150可能擺設之位置，而非限定本新型中光源150的擺設位置。

請參閱第5圖所示，為第五實施例所揭露之一種光源150配置方式。於第五實施例中，導光模組130由複數個導光板131並列設置而成，例如由二個導光板131並列設置而成。複數個光源150分別投射光線至各導光板131。於第五實施例中，光源150設置於二導光板131之相鄰處。其中，光源150被分為兩組，兩組光源150分別朝一個導光板131的側邊投射光線，光線再由各導光板131之上表面及下表面對外投射。光線可以由導光模組130的外側投射，也可以在二個導光板131的交界處投射。光源150的方向也不限定於同向或對向，也可以交錯配置。導光板131並不限制於二個，亦可為更多個導光板排列設置。

請參閱第6圖所示，為第六實施例所揭露之一種光源150配置方式。此一光源150配置方式主要用於提供穿透式照明，例如第一實施例所揭露之圖像層元件120配置方式。於第六實施例中，複數個光源150設置於導光模組130之下，例如設置於基座140之上表面，藉以由導光模組130下方提供穿透式照明，投射光線至導光模組130，光線穿透導光模組130(並經 過導光模組130之擴散)，再穿透圖像層元件120。

100‧‧‧薄型輸入裝置

110‧‧‧觸控面板

111‧‧‧保護層

120‧‧‧圖像層元件

120a‧‧‧電子紙

130‧‧‧導光模組

130a‧‧‧光學膜層

131‧‧‧導光板

140‧‧‧基座

150‧‧‧光源

第1圖為本新型第一實施例之立體分解圖。

第2圖為本新型第二實施例之立體分解圖。

第3圖為本新型第三實施例之立體分解圖。

第4圖為本新型第四實施例中，光源與導光模組之配置示意圖。

第5圖為本新型第五實施例中，光源與導光模組之配置示意圖。

第6圖為本新型第六實施例中，光源與導光模組之配置示意圖。

100‧‧‧薄型輸入裝置

110‧‧‧觸控面板

111‧‧‧保護層

120‧‧‧圖像層元件

130‧‧‧導光模組

140‧‧‧基座

Claims (12)

1. 一種薄型輸入裝置，包含：一觸控面板，用以供碰觸而產生一對應碰觸及碰觸位置之碰觸訊號；一導光模組，設置於該觸控面板之下，該導光模組使用一薄型導光板；及一圖像層元件，設置於該觸控面板之下，且該圖像層元件上定義複數個按鍵圖像，用以指示每一對應之按鍵於該觸控面板之位置，且該導光模組用以照明該圖像層元件。
2. 如請求項1所述之薄型輸入裝置，其中該觸控面板具有一第一工作模式及一第二工作模式；於第一工作模式，該觸控面板，用以供碰觸而產生前述之碰觸訊號；於該第二工作模式，該觸控面板供連續碰觸而產生對應連續碰觸之手寫輸入訊號。
3. 如請求項1所述之薄型輸入裝置，更包含一基座，用以供該觸控面板、該圖像層元件及該導光模組固定於其上，並進行定位而互相疊合，且該基座之上表面可具有反射特性或該基座之上表面安置高反射率的光學膜。
4. 如請求項1所述之薄型輸入裝置，其中該導光模組更包含一或複數個光學膜層，以調整導出光線之光學特性。
5. 如請求項1所述之薄型輸入裝置，其中該觸控面板之厚度不大 於2.5公釐。
6. 如請求項1所述之薄型輸入裝置，其中該圖像層元件為可透光，且該些按鍵圖像係印刷於該圖像層元件。
7. 如請求項1所述之薄型輸入裝置，其中該圖像層元件包含複數個互相結合之分離單元，每一分離單元分別包含不同的圖像或色彩。
8. 如請求項1所述之薄型輸入裝置，其中該圖像層元件上塗佈複數種不同顏色之色料，以構成該些按鍵圖像。
9. 如請求項1所述之薄型輸入裝置，更包含複數個適當分佈的光源，以側光式或穿透式照明投射光線至該導光模組。
10. 如請求項1所述之薄型輸入裝置，其中該導光模組由複數個導光板並列設置而成，且該薄型輸入裝置更包含複數個光源，分別投射光線至各該導光板。
11. 如請求項1所述之薄型輸入裝置，其中該圖像層元件為一印刷物，其上印刷該些按鍵圖像，或一電子紙，用以顯示該些按鍵圖像，此時圖像係可固定或可動態變化。
12. 如請求項1所述之薄型輸入裝置，其中該圖像層元件為可拆換。