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TWI854576B - 觸控板模組以及具有觸控板模組的電子計算機 - Google Patents

觸控板模組以及具有觸控板模組的電子計算機 Download PDF

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TWI854576B
TWI854576B TW112112713A TW112112713A TWI854576B TW I854576 B TWI854576 B TW I854576B TW 112112713 A TW112112713 A TW 112112713A TW 112112713 A TW112112713 A TW 112112713A TW I854576 B TWI854576 B TW I854576B
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Taiwan
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pressure sensing
touch
touch panel
module
cantilever structure
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TW112112713A
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TW202441346A (zh
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黃韋強
李超偉
張學釗
邱顯懿
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致伸科技股份有限公司
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Publication date
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Priority to US18/138,438 priority patent/US11966530B1/en
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Publication of TW202441346A publication Critical patent/TW202441346A/zh

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Abstract

本發明提供一種觸控板模組，包括基板、觸壓板組件以及至少一壓力感測模組。觸壓板組件配置於基板的上方，觸壓板組件包括觸碰板以及觸控感測電路板。壓力感測模組配置於基板與觸壓板組件之間。壓力感測模組包括壓力感測元件與微型承載板體。壓力感測元件配置於微型承載板體上，且壓力感測元件藉由微型承載板體電性連接於觸控感測電路板。當觸壓板組件因應外力的觸壓時，壓力感測模組用以感測施加於觸壓板組件上的觸壓力並進而輸出壓力感測訊號。

Description

觸控板模組以及具有觸控板模組的電子計算機
本發明係涉及一種輸入裝置的領域，尤其係關於一種具有觸控功能的輸入裝置。
隨著科技的日新月異，電子設備的蓬勃發展為人類的生活帶來許多的便利性，因此如何讓電子設備的操作更人性化是重要的課題。舉例來說，日常生活常見的電子設備為筆記型電腦、手機、衛星導航裝置等，由於這些電子設備的儲存容量以及處理器運算效能大幅提昇，使得其所具有的功能日益變得強大且複雜。為了能有效率地操作這些電子設備，電子設備的製造商使用了觸控板作為輸入裝置以操控這些電子設備，例如使用者可藉由手指接觸觸控板且於觸控板上滑動以移動螢幕上的游標，亦可藉由觸壓觸控板而使電子設備執行特定功能，因此，觸控板可替代滑鼠的功用，令使用者不需因額外攜帶或裝設滑鼠而帶來不便。
再者，越來越多的觸控板具有壓力感測器，當使用者觸壓觸控板時，壓力感測器感測使用者施加在觸控板上的觸壓力並輸出壓力感測訊號，而壓力感測器所輸出的壓力感測訊號藉由軟性電路板傳遞至觸控板的主電路板，主電路板再將壓力感測訊號傳遞至電子設備， 進而使得觸壓板根據此壓力感測訊號來控制電子設備執行相應的功能。
然而，在習知觸控板的製作流程中，壓力感測器組裝於軟性電路板(FPC)上的這個製作步驟需要經由廠商端來完成，然後廠商端再將組裝完成的成品運輸至工廠進行觸控板的組裝，但是在運輸的過程中，壓力感測器經常會因為碰撞而損壞，進而導致最後組裝完成的觸控板成品良率下降，且由於無法統一在工廠內完成所有的製作流程，使得整體的製作流程步驟繁複以及製作成本大幅度提高。
因此，如何針對上述的問題進行改善，實為本領域相關人員所關注的焦點。
本發明的目的之一在於提供一種觸控板模組，其結構設計簡單，且易於組裝，進而簡化製作流程且大幅降低製作成本。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明提供一種觸控板模組，應用於電子計算機，觸控板模組配置於電子計算機的框架內。觸控板模組包括基板、觸壓板組件以至少一個壓力感測模組。觸壓板組件配置於基板的上方。觸壓板組件包括觸碰板以及觸控感測電路板。壓力感測模組配置於基板與觸壓板組件之間。壓力感測模組包括壓力感測元件與微型承載板體。壓力感測元件配置於微型承載板體上，且壓力感測元件藉由微型承載板體電性連接於觸控感測電 路板。當觸壓板組件因應外力的觸壓時，壓力感測模組用以感測施加於觸壓板組件上的觸壓力並進而輸出壓力感測訊號。
在本發明的一實施例中，上述的壓力感測模組配置於觸壓板組件的觸控感測電路板上，且微型承載板體位於觸控感測電路板與壓力感測元件之間，當觸壓板組件因應外力觸壓時，觸壓板組件產生形變而具有形變量，壓力感測模組根據形變量而感測出施加於觸壓板組件上的觸壓力並進而輸出壓力感測訊號。
在本發明的一實施例中，上述的壓力感測模組配置於基板上，且微型承載板體位於壓力感測元件與基板之間，當觸壓板組件因應外力觸壓時，觸壓板組件帶動基板產生形變而具有形變量，壓力感測模組根據形變量而感測出施加於觸壓板組件上的觸壓力並進而輸出壓力感測訊號。
在本發明的一實施例中，上述的觸控板模組更包括至少一懸臂結構。懸臂結構配置於基板與觸壓板組件之間，壓力感測模組配置於懸臂結構上，當觸壓板組件因應外力觸壓時，觸壓板組件擠壓懸臂結構，使得懸臂結構產生形變而具有形變量，壓力感測模組根據形變量而感測出施加於觸壓板組件上的觸壓力並進而輸出壓力感測訊號。
在本發明的一實施例中，上述的懸臂結構包括第一連接部、第二連接部以及彈性板體部。彈性板體部連接於第一連接部與第二連接部之間，第一連接部連接於觸壓板組件，第二連接部連接於基板，壓力感測模組配置於彈性板體部上。
在本發明的一實施例中，上述的懸臂結構的數量為多個，這些懸臂結構包括第一懸臂結構與第二懸臂結構，第一懸臂結構的彈性板體部包括彼此相對的第一表面與第二表面，第二懸臂結構的彈性板 體部包括彼此相對的第三表面與第四表面，且第二表面相對於第四表面。
在本發明的一實施例中，上述的壓力感測模組的數量為多個，這些壓力感測模組包括第一壓力感測模組與第二壓力感測模組，第一壓力感測模組配置於第一懸臂結構的彈性板體部的第一表面，第二壓力感測模組配置於第二懸臂結構的彈性板體部的第三表面。
在本發明的一實施例中，上述的壓力感測模組的數量為多個，這些壓力感測模組包括第一壓力感測模組與第二壓力感測模組，第一壓力感測模組配置於第一懸臂結構的彈性板體部的第二表面，第二壓力感測模組配置於第二懸臂結構的彈性板體部的第四表面。
在本發明的一實施例中，上述的觸控板模組更包括電連接器，壓力感測模組的微型承載板體藉由電連接器電性連接於觸壓板組件的觸控感測電路板。
本發明另外提供一種電子計算機，包括外殼、處理器以及觸控板模組。外殼具有向內凹陷的框架。處理器配置於外殼內。觸控板模組配置於框架內並與處理器電性相連。觸控板模組包括基板、觸壓板組件以至少一個壓力感測模組。觸壓板組件配置於基板的上方。觸壓板組件包括觸碰板以及觸控感測電路板。壓力感測模組配置於基板與觸壓板組件之間。壓力感測模組包括壓力感測元件與微型承載板體。壓力感測元件配置於微型承載板體上，且壓力感測元件藉由微型承載板體電性連接於觸控感測電路板。當觸壓板組件因應外力的觸壓時，壓力感測模組用以感測施加於觸壓板組件上的觸壓力並進而輸出壓力感測訊號。
本發明實施例的觸控板模組，其將壓力感測元件直接配置於微型承載板體上而構成壓力感測模組，取代先前技術將壓力感測元件配置於軟性電路板上的步驟，簡化觸控板模組的結構設計。此外，本發明實施例的壓力感測模組可應用於不同尺寸觸控板模組的製作流程，僅需將壓力感測模組配置於對應的位置如觸壓板組件的觸控感測電路板、基板或是懸臂結構上即可。本發明實施例的觸控板模組的結構設計簡單，易於組裝，且整個製作流程可以在工廠端直接製作完成，進而簡化製作流程且大幅降低製作成本。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
1:電子計算機
2、2a、2b、2c:觸控板模組
11:外殼
12:螢幕
13:游標
14:框架
15:處理器
20:基板
21:觸壓板組件
22:壓力感測模組
23:懸臂結構
211:觸碰板
212:觸控感測電路板
221:壓力感測元件
222:微型承載板體
231:第一連接部
232:第二連接部
233:彈性板體
F1:第一表面
F2:第二表面
F3:第三表面
F4:第四表面
AR1:第一懸臂結構
AR2:第二懸臂結構
PS1:第一壓力感測模組
PS2:第二壓力感測模組
圖1為本發明一實施例所述之電子計算機及其觸控板模組的外觀結構示意圖。
圖2為圖1所示之觸控板模組的結構剖面示意圖。
圖3為本發明另一實施例所述之觸控板模組的結構剖面示意圖。
圖4為本發明另一實施例所述之觸控板模組的結構剖面示意圖。
圖5為本發明另一實施例所述之觸控板模組的結構剖面示意圖。
請參閱圖1，其為本發明一實施例所述的電子計算機及其觸控板模組的外觀結構示意圖。電子計算機1例如是筆記型電腦，但不以此為限，並包括外殼11、螢幕12、處理器15以及觸控板模組2，且處 理器15設置於外殼11內並用以處理電子計算機1的電子訊號，而外殼11具有向內凹陷的框架14；其中，觸控板模組2可被配置於框架14中而與處理器15電性相連，且至少部分的觸控板模組2顯露於外以供使用者接觸而對電子計算機1進行操作，例如，使用者可藉由將手指接觸觸控板模組2且於觸控板模組2上滑動以移動螢幕12上的游標13，亦可藉由按壓觸控板模組2而使電子計算機1執行特定功能。
以下再針對本發明實施例的觸控板模組2的其它詳細構造做更進一步的描述。
請參閱圖2，其為圖1所示之觸控板模組的結構剖面示意圖。如圖2所示，本實施例的觸控板模組2包括基板20、觸壓板組件21以及至少一個壓力感測模組22。觸壓板組件21配置於基板20的上方，且觸壓板組件21包括觸碰板211以及觸控感測電路板212。壓力感測模組22配置於基板20與觸壓板組件21之間。壓力感測模組22包括壓力感測元件221與微型承載板體222。壓力感測元件221配置於微型承載板體222上，且壓力感測元件221藉由微型承載板體222電性連接於觸壓板組件21的觸控感測電路板212。在本實施例中，當觸壓板組件因應外力的觸壓時，壓力感測模組22用以感測施加於觸壓板組件21的觸壓力並進而輸出壓力感測訊號。
如圖2所示，本實施例的壓力感測模組22配置於觸壓板組件21的觸控感測電路板212上，且壓力感測模組22的微型承載板222位於壓力感測元件221與觸控感測電路板212之間。當觸壓板組件21因應外力觸壓時，觸壓板組件21產生形變而具有形變量，此時，壓力感測元件221根據觸壓板組件21的形變量而感測出施加於觸壓板組件21上的觸壓力，並進而輸出壓力感測訊號。
舉例來說，本實施例的觸壓板組件21可以藉由觸碰板211的周緣端部承靠於電子計算機1的框架14上(如圖1所示)，當觸壓板組件21因應外力的觸壓時，觸壓板組件21以觸碰板211的周緣端部與框架14之間的承靠處為支點向下凹陷而具有形變量，此時，壓力感測模組22根據觸壓板組件21向下凹陷所產生的形變量，進而感測出施加於觸壓板組件21上的觸壓力並輸出壓力感測訊號。需特別說明的是，上述藉由觸碰板211的周緣端部承靠於電子計算機1的框架14上來達到觸壓板組件21向下凹陷產生形變的結構設計僅為本發明的其中之一實施方式，在觸壓板組件21被觸壓後可產生形變的前提下，本發明並不加以限定觸控板模組2的結構設計。
需特別說明的是，本實施例的壓力感測模組22的微型承載板體222係藉由電連接器(未繪示出)電性連接於觸壓板組件21的觸控感測電路板212。在本實施例中，電連接器例如是柔性排線連接器(Flexible Flat Cable)或是透過熱壓熔錫焊接(Hot Bar)的方法來將軟性排線焊接於微型承載板體222上，但本發明並加以限定電連接器的樣態。
需特別說明的是，在本實施例中，觸碰板211的材質例如是玻璃，但本發明並不以此為限，觸碰板211的材質可依照實際情況的需求而置換成所需的材質。在本實施例中，觸控感測電路板212例如是透過壓感膠(Pressure Sensitive Adhesive,PSA)來與觸碰板211彼此黏合，但本發明並不以此為限。在本實施例中，基板20例如是以金屬材質所完成，但本發明並不以此為限，在本實施例中，壓力感測模組22的數量例如是兩個，但本發明並不加以限定壓力感測模組22的數 量，壓力感測模組22的數量可以依照實際情況的需求而增加到兩個以上。
請參閱圖3，其為本發明另一實施例所述之觸控板模組的結構剖面示意圖。如圖3所示，本實施例的觸控板模組2a與圖2所示的觸控板模組2類似，差異處在於，本實施例的觸控板模組2a的壓力感測模組22配置於基板20上。
如圖3所示，本實施例的壓力感測模組22配置於基板20上，且壓力感測模組22的微型承載板222位於壓力感測元件221與基板20之間。當觸壓板組件21因應外力觸壓時，觸壓板組件21帶動基板20產生形變而具有形變量，此時，壓力感測元件221根據基板20的形變量而感測出施加於觸壓板組件21上的觸壓力，並進而輸出壓力感測訊號。
舉例來說，本實施例觸控板模組2a藉由將基板20的周緣端部固定於電子計算機1的框架14上(如圖1所示)，並於觸壓板組件21與基板20之間配置多個支撐元件(未繪示出)，當觸壓板組件21因應外力的觸壓時，觸壓板組件21朝靠近基板20的方向移動，並同時帶動這些支撐元件抵壓基板20，使得基板20向下凹陷而具有形變量，此時，壓力感測模組22根據基板20向下凹陷所產生的形變量，進而感測出施加於觸壓板組件21上的觸壓力並輸出壓力感測訊號。需特別說明的是，上述藉由基板20的周緣端部固定於電子計算機1的框架14上來達到基板20向下凹陷產生形變的結構設計僅為本發明的其中之一實施方式，在觸壓板組件21被觸壓後可帶動基板20產生形變的前提下，本發明並不加以限定觸控板模組2的結構設計。
請參閱圖4，其為本發明另一實施例所述之觸控板模組的結構剖面示意圖。如圖4所示，本實施例的觸控板模組2b與圖2所示的觸控板模組2類似，差異處在於，本實施例的觸控板模組2b更包括至少一個懸臂結構23，且壓力感測模組22配置於懸臂結構23上。
如圖4所示，本實施例的懸臂結構23配置於觸壓板組件21與基板20之間，且壓力感測模組22的微型承板體222位於壓力感測元件221與懸臂結構23之間。當觸壓板組件21因應外力觸壓時，觸壓板組件21擠壓懸臂結構23，使得懸臂結構23產生形變而具有形變量，此時，壓力感測元件221根據懸臂結構23的形變量而感測出施加於觸壓板組件21上的觸壓力，並進而輸出壓力感測訊號。
如圖4所示，本實施例的懸臂結構23包括第一連接部231、第二連接部232以及彈性板體部233。懸臂結構23的彈性板體部233連接於第一連接部231與第二連接部232之間，且第一連接部231連接於觸壓板組件21，第二連接232連接於基板20。在本實施例中，壓力感測模組22配置於懸臂結構23的彈性板體部233上。
如圖4所示，本實施例的懸臂結構23的數量為多個，這些懸臂結構23包括第一懸臂結構AR1與第二懸臂結構AR2。第一懸臂結構AR1的彈性板體部233與第二懸臂結構AR2的彈性板體部233朝遠離彼此的方向傾斜，且第一懸臂結構AR1的彈性板體部233包括彼此相對的第一表面F1與第二表面F2，第二懸臂結構AR2的彈性板體部233包括彼此相對的第三表面F3與第四表面F4，且第一懸臂結構AR1的第二表面F2相對於第二懸臂結構AR2的第四表面F4。
如圖4所示，本實施例的壓力感測模組22的數量為多個，這些壓力感測模組22包括第一壓力感測模組PS1與第二壓力感測模組 PS2。在本實施例中，第一壓力感測模組PS1配置於第一懸臂結構AR1的第二表面F2，第二壓力感測模組PS2配置於第二懸臂結構AR2的第四表面F4。
需特別說明的是，上述這些懸臂結構23包括第一懸臂結構AR1與第二懸臂結構AR2搭配第一壓力感測模組PS1與第二壓力感測模組PS2僅為本發明的其中之一實施方式，本發明並不加以限定懸臂結構23的數量以及壓力感測模組22的數量，懸臂結構23的數量以及壓力感測模組22的數量可依照實際情況的需求而有所增加或減少。
請參閱圖5，其為本發明另一實施例所述之觸控板模組的結構剖面示意圖。如圖5所示，本實施例的觸控板模組2c與圖4所示的觸控板模組2b類似，差異處在於，本實施例的第一懸臂結構AR1的彈性板體部233與第二懸臂結構AR2的彈性板體部233朝靠近彼此的方向傾斜，且第一壓力感測模組PS1配置於第一懸臂結構AR1的第一表面F1，第二壓力感測模組PS2配置於第二懸臂結構AR2的第三表面F3。
綜上所述，本發明實施例的觸控板模組，其將壓力感測元件直接配置於微型承載板體上而構成壓力感測模組，取代先前技術將壓力感測元件配置於軟性電路板上的步驟，簡化觸控板模組的結構設計。此外，本發明實施例的壓力感測模組可應用於不同尺寸觸控板模組的製作流程，僅需將壓力感測模組配置於對應的位置如觸壓板組件的觸控感測電路板、基板或是懸臂結構上即可。本發明實施例的觸控板模組的結構設計簡單，易於組裝，且整個製作流程可以在工廠端直接製作完成，進而簡化製作流程且大幅降低製作成本。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內 容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的”第一”、”第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。
2:觸控板模組
20:基板
21:觸壓板組件
22:壓力感測模組
211:觸碰板
212:觸控感測電路板
221:壓力感測元件
222:微型承載板體

Claims (7)

  1. 一種觸控板模組，應用於一電子計算機，該觸控板模組配置於該電子計算機的一框架內，該觸控板模組包括：一基板；一觸壓板組件，配置於該基板的上方，該觸壓板組件包括一觸碰板以及一觸控感測電路板；以及至少一壓力感測模組，配置於該基板與該觸壓板組件之間，該至少一壓力感測模組包括一壓力感測元件與一微型承載板體，該壓力感測元件配置於該微型承載板體上，且該壓力感測元件藉由該微型承載板體電性連接於該觸控感測電路板，其中，當該觸壓板組件因應外力的觸壓時，該至少一壓力感測模組用以感測施加於該觸壓板組件上的觸壓力並進而輸出一壓力感測訊號；以及至少一懸臂結構，該至少一懸臂結構配置於該基板與該觸壓板組件之間，該至少一壓力感測模組配置於該至少一懸臂結構上，當該觸壓板組件因應外力觸壓時，該觸壓板組件擠壓該至少一懸臂結構，使得該至少一懸臂結構產生形變而具有一形變量，該至少一壓力感測模組根據該形變量而感測出施加於該觸壓板組件上的觸壓力並進而輸出該壓力感測訊號。
  2. 如請求項1所述的觸控板模組，其中該至少一懸臂結構包括一第一連接部、一第二連接部以及一彈性板體部，該彈性板體部連接於該第一連接部與該第二連接部之間，該第一連接部連接於該觸壓板組件，該第二連接部連接於該基板，該至少一壓力感測模組配置於該彈性板體部上。
  3. 如請求項2所述的觸控板模組，其中該至少一懸臂結構的數量為多個，該些懸臂結構包括一第一懸臂結構與一第二懸臂結構，該第一懸臂結構的該彈性板體部包括彼此相對的一第一表面與一第二表面，該第二懸臂結構的該彈性板體部包括彼此相對的一第三表面與一第四表面，且該第二表面相對於該第四表面。
  4. 如請求項3所述的觸控板模組，其中該至少一壓力感測模組的數量為多個，該些壓力感測模組包括一第一壓力感測模組與一第二壓力感測模組，該第一壓力感測模組配置於該第一懸臂結構的該彈性板體部的該第一表面，該第二壓力感測模組配置於該第二懸臂結構的該彈性板體部的該第三表面。
  5. 如請求項3所述的觸控板模組，其中該至少一壓力感測模組的數量為多個，該些壓力感測模組包括一第一壓力感測模組與一第二壓力感測模組，該第一壓力感測模組配置於該第一懸臂結構的該彈性板體部的該第二表面，該第二壓力感測模組配置於該第二懸臂結構的該彈性板體部的該第四表面。
  6. 如請求項1所述的觸控板模組，更包括一電連接器，該至少一壓力感測模組的該微型承載板體藉由該電連接器電性連接於該觸壓板組件的該觸控感測電路板。
  7. 一種電子計算機，包括：一外殼，具有向內凹陷的一框架；一處理器，配置於該外殼內；以及一觸控板模組，配置於該框架內並與該處理器電性相連，該觸控板模組包括：一基板； 一觸壓板組件，配置於該基板的上方，該觸壓板組件包括一觸碰板以及一觸控感測電路板；以及至少一壓力感測模組，配置於該基板與該觸壓板組件之間，該至少一壓力感測模組包括一壓力感測元件與一微型承載板體，該壓力感測元件配置於該微型承載板體上，且該壓力感測元件藉由該微型承載板體電性連接於該觸控感測電路板，其中，當該觸壓板組件因應外力的觸壓時，該至少一壓力感測模組用以感測施加於該觸壓板組件上的觸壓力並進而輸出一壓力感測訊號；至少一懸臂結構，該至少一懸臂結構配置於該基板與該觸壓板組件之間，該至少一壓力感測模組配置於該至少一懸臂結構上，當該觸壓板組件因應外力觸壓時，該觸壓板組件擠壓該至少一懸臂結構，使得該至少一懸臂結構產生形變而具有一形變量，該至少一壓力感測模組根據該形變量而感測出施加於該觸壓板組件上的觸壓力並進而輸出該壓力感測訊號。
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