TWM659878U - 觸控模組 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種觸控模組。觸控模組包括一基板、一第一壓力感測元件、複數第二壓力感測元件以及一觸控板。觸控板包括一第一區域、一第二區域以及一第三區域。第一壓力感測元件以及該複數第二壓力感測元件設置於基板。觸控板設置於該基板上並且覆蓋第一壓力感測元件以及複數第二壓力感測元件。當觸控板第一區域被觸壓時，第一壓力感測元件產生第一訊號，第二區域被觸壓時，複數第二壓力感測元件中的其中一第二壓力感測元件產生第二訊號，第三區域被觸壓時第一壓力感測元件產生第一訊號同時複數第二壓力感測元件中的其中一第二壓力感測元件產生第二訊號。

Description

觸控模組

本創作關於一種觸摸輸入裝置，特別關於一種觸控模組。

習知的觸控模組為了偵測使用者的觸壓動作據以產生觸壓訊號，設置壓力感應器於觸控模組內部。然而觸控模組的尺寸並沒有一個公定的標準，因此不同廠牌的電腦產品和筆電所搭配需求的觸控模組尺寸並不相同，在觸控模組中的壓力感測元件會因為設置位置的差異而造成感應範圍的誤差。若是觸控模組尺寸較大時，可能會導致設於觸控模組中心區域的壓力感測器無法感測到邊緣區域的觸壓，反之亦然。同時現今的觸控模組內部有許多複雜的元件與線路，在這些複雜的元件與線路中調整並找尋適合的位置去設置壓力感應器也是一項難題。

為了解決習知技術的問題，本創作提供一種觸控模組。本創作之觸控模組具有二種壓力感測元件，這二種不同壓力感測元件提供的感應範圍不同，將二種壓力感測元件分別設置在觸控模組內部的不同區域，提升感應範圍最大化，排除單一種類的感應元件的感應死角，減少誤差。同時二種壓力感測元件的感應範圍有重疊的區域能更靈敏地感測到觸壓。再者，壓力感測元件 的設置位置可以依據觸控模組的尺寸進行搭配，設置適合的位置，提高整體元件設置的自由度與感應精確性。

為了達到上述目的，本創作提供一種觸控模組，該觸控模組電性連接一訊號處理器，該訊號處理器用於產生一觸壓訊號，該觸控模組包括：一基板，該基板具有一頂面；一第一壓力感測元件，設置於該基板之該頂面；複數第二壓力感測元件，設置於該基板之該頂面，並且該複數第二壓力感測元件與該第一壓力感測元件彼此相隔開來；一觸控板，該觸控板具有一第一區域、一第二區域以及一第三區域，該觸控板設置於該基板上並且覆蓋該第一壓力感測元件以及該複數第二壓力感測元件，該第一區域對應該第一壓力感測元件，該第二區域對應該複數第二壓力感測元件；以及其中，該觸控板之該第一區域受到觸壓時，該第一壓力感測元件產生一第一訊號，該第二區域受到觸壓時，該複數第二壓力感測元件產生一第二訊號，該第三區域受到觸壓時，該第一壓力感測元件產生該第一訊號並且該複數第二壓力感測元件產生該第二訊號。

較佳地，該觸控板之該第一區域受到觸壓時產生一第一觸壓點，該第一壓力感測元件感測該第一觸壓點之觸壓力而產生該第一訊號，該觸控板之該第二區域受到觸壓時產生一第二觸壓點，該複數第二壓力感測元件中與該第二觸壓點距離最接近之一該第二壓力感測元件產生該第二訊號，該觸控板之該第三區域受到觸壓時產生一第三觸壓點，該第一壓力感測元件感測該第三觸壓點之觸壓力而產生該第一訊號，並且該複數第二壓力感測元件中與該第三觸壓點距離最接近之一該第二壓力感測元件產生該第二訊號。

較佳地，該觸控板之該第一區域受到觸壓產生該第一觸壓點時，該第一觸壓點之觸壓力使該基板產生型變，該第一壓力感測元件感測該基板之型變而產生該第一訊號，該訊號處理器接收該第一訊號並產生該觸壓訊號。

較佳地，該觸控板之該第二區域受到觸壓產生該第二觸壓點時，該第二觸壓點之觸壓力使該觸控板往該基板方向靠近，該觸控板與該基板二者之間的距離改變，該複數第二壓力感測元件中與該第二觸壓點距離最接近之該第二壓力感測元件感測該觸控板與該基板的距離改變，產生該第二訊號，該訊號處理器接收該第二訊號並產生該觸壓訊號。

較佳地，該觸控板之該第三區域受到觸壓產生該第三觸壓點時，該基板產生型變，同時該觸控板往該基板方向靠近使該觸控板與基板之間的距離改變，該第一壓力感測元件感測該基板之型變，產生該第一訊號，同時該複數第二壓力感測元件中與該第三觸壓點距離最接近之該第二壓力感測元件感測該觸控板與該基板的距離改變，產生該第二訊號。

較佳地，該第三區域中之該第三觸壓點受到觸壓，該第一壓力感測元件產生之該第一訊號之訊號強度大於該第二壓力感測元件產生之該第二訊號之訊號強度時，該訊號處理器接收該第一訊號並產生該觸壓訊號，該第一壓力感測元件產生之該第一訊號之訊號強度小於該第二壓力感測元件產生之該第二訊號之訊號強度時，該訊號處理器接收該第二訊號並產生該觸壓訊號。

較佳地，該第三區域中之該第三觸壓點受到觸壓，該訊號處理器同時接收該第一訊號以及該第二訊號並產生該觸壓訊號。

較佳地，該觸控板具有一接觸平面，該接觸平面具有一觸控板中心區域以及一外周緣，該接觸平面位於該基板上方且與該基板之該頂面平 行，該第一區域對應該觸控板中心區域，該第二區域對應該外周緣，該第三區域位於該觸控板中心區域與該外周緣之間。

較佳地，該基板之該頂面具有一基板中心區域以及一外圍部，該外圍部環繞該基板中心區域，該第一壓力感測元件設置於該基板中心區域，該複數第二壓力感測元件分別設置於該外圍部。

較佳地，該基板之該頂面之該基板中心區域對應該觸控板之該第一區域，該頂面之該外圍部對應該觸控板之該第二區域。

較佳地，該觸控板具有一底面以及一電路層，該觸控板之該底面位於該基板上方並且對應該基板之該頂面，該電路層設置於該觸控板之該底面並且對應該第一壓力感測元件以及該第二壓力感測元件。

較佳地，該觸控模組具有一微控制器，該微控制器設置於該觸控板，該微控制器電性連接該第一壓力感測元件、該複數第二壓力感測元件以及該訊號處理器。

較佳地，該第一壓力感測元件為微機電壓力感測器，該複數第二壓力感測元件為電容式壓力感測器。

以下茲舉本創作較佳實施例並搭配圖式進行說明。

請參閱圖1本創作第一較佳實施例之觸控模組與電腦裝置之立體圖，圖2本創作第一較佳實施例之觸控模組之立體圖，以及圖3本創作第一較佳實施例之觸控模組之立體分解圖。本創作之觸控模組1可設置於電腦設備C中。觸控模組1電性連接一訊號處理器D，訊號處理器D用於產生一觸壓訊號D1(示於圖7A、7B、7C)。訊號處理器D可設置在電腦設備C中或是設置於觸控模組1中，本創作以訊號處理器D設置在電腦設備C中並電性連接觸控模組1為例進行說明。

本創作之觸控模組1包括一基板10、一第一壓力感測元件20、複數第二壓力感測元件30以及一觸控板40，基板10具有一頂面11。第一壓力感測元件20以及複數第二壓力感測元件30設置於基板10的頂面11，且複數第二壓力感測元件30與第一壓力感測元件20彼此相隔開來，較佳地，複數第二壓力感測元件30圍繞第一壓力感測元件20並且彼此相隔。觸控板40設置於基板10上並且覆蓋第一壓力感測元件20以及複數第二壓力感測元件30。

本創作較佳實施例的第二壓力感測元件30共有6個，分別設置在不同位置，依照位置不同再各別標示獨立的元件標號，以利說明。複數第二壓 力感測元件30分別包括為位於左上的第二壓力感測元件30a、位於中間上方的第二壓力感測元件30b、位於右上的第二壓力感測元件30c、位於右下的第二壓力感測元件30d、位於中間下方的第二壓力感測元件30e，以及位於左下的第二壓力感測元件30f。

基板10的頂面11具有一基板中心區域111以及一外圍部112。外圍部112環繞基板中心區域111。第一壓力感測元件20設置於基板中心區域111，複數第二壓力感測元件30分別設置於外圍部112。

觸控板40具有一接觸平面41、一底面42、一電路層43、一第一區域401、一第二區域402以及一第三區域403。觸控板40的接觸平面41具有一觸控板中心區域411以及一外周緣412，外周緣412圍繞觸控板中心區域411。接觸平面41位於基板10的上方並且與基板10平行。

觸控板40的第一區域401對應接觸平面41的觸控板中心區域411，並且第一區域401對應第一壓力感測元件20(示於圖6)。第二區域402對應接觸平面41的外周緣412，並且第二區域402對應複數第二壓力感測元件30(示於圖6)。第三區域403位於對應觸控板中心區域411與外周緣412二者之間的區域。

觸控板40的底面42位於基板10的上方並對應基板10的頂面11。電路層43設至於觸控板40的底面42並且對應並覆蓋第一壓力感測元件20以及複數第二壓力感測元件30。觸控模組1具有一微控制器M，微控制器M設置於觸控板40，並且微控制器M電性連接第一壓力感測元件20、複數第二壓力感測元件30以及訊號處理器D。

從以上說明中可知，基板10的頂面11的基板中心區域111能夠對應到觸控板40的第一區域401，基板10的頂面11的外圍部112能夠對應觸控板40的第二區域402。因此設置在基板中心區域111的第一壓力感測元件20能靈敏感測到觸控板40的第一區域401中的觸壓力。設置於外圍部112的複數第二壓力感 測元件30能靈敏感測到觸控板40的第二區域402中的觸壓力。同時，第一壓力感測元件20與複數第二壓力感測元件30的感測範圍皆能擴及到第三區域403，因此第三區域403中的觸壓力能夠同時被第一壓力感測元件20與複數第二壓力感測元件30所探知。

續說明本創作之第一壓力感測元件20與複數第二壓力感測元件30的感測原理。參閱圖4A本創作第一較佳實施例之第一壓力感測元件示意圖、圖4B本創作第一較佳實施例之第一壓力感測元件示意圖，圖5A本創作第一較佳實施例之第二壓力感測元件示意圖，以及圖5B係本創作第一較佳實施例之第二壓力感測元件示意圖。

參閱圖4A以及4B，說明第一壓力感測元件20的感測方式。圖4A為觸控板40未被觸壓狀態，此狀態時，基板10並不會產生型變，因此設置在基板10上的第一壓力感測元件20不會產生訊號。圖4B顯示觸控板40被觸壓時，觸壓力使基板10產生些微的彎曲變形，第一壓力感測元件20感測10基板的型變而產生訊號。

參閱圖5A以及5B，說明複數第二壓力感測元件30的感測方式，圖中僅顯示其中單一個第二壓力感測元件30a為例說明，其他的第二壓力感測元件30b、30c、30d、30e、30f也可達成同樣的效果。圖5A為觸控板40未被觸壓狀態，此狀態時，觸控板40與基板10上的第二壓力感測元件30二者之間維持一第一距離S1。當使用者U觸壓觸控板40時，觸壓力使觸控板40往基板10方向靠近，使觸控板40與基板10二者之間的距離改變，導致觸控板40與基板10上的第二壓力感測元件30二者之間的距離縮小成為一第二距離S2，第二壓力感測元件30感測距離改變，而產生訊號。

本創作使用之第一壓力感測元件20為微機電壓力感測器，複數第二壓力感測元件30為電容式壓力感測器。

進一步說明本創作的觸壓感測方式，請參閱圖6本創作第一較佳實施例之觸控模組之平面示意圖，圖7A本創作第一較佳實施例之壓力感測流程示意圖，圖7B本創作第一較佳實施例之壓力感測流程示意圖，以及圖7C本創作第一較佳實施例之壓力感測流程示意圖。

參閱圖6與圖7A。觸控板40的第一區域401受到觸壓時，會在第一區域401產生一第一觸壓點4011，此時第一觸壓點4011的觸壓力會使基板10產生型變(示於圖4B)，第一壓力感測元件20感測到型變而產生一第一訊號201。微控制器M將第一訊號201傳遞至訊號處理器D，訊號處理器D接收第一訊號201並產生觸壓訊號D1。

參閱圖6與圖7B。觸控板40的第二區域402受到觸壓時，在第二區域402產生一第二觸壓點4021，第二觸壓點4021的觸壓力使觸控板40往基板10(示於圖5B)方向靠近，觸控板40與基板10二者間的距離改變，同時在複數第二壓力感測元件30中與第二觸壓點4021的距離位置最接近的是位於右上的第二壓力感測元件30c，因此第二壓力感測元件30c會靈敏地感測到觸控板40與基板10的距離改變，並產生一第二訊號301。微控制器M將第二訊號301傳遞至訊號處理器D，訊號處理器D接收第二訊號301並產生觸壓訊號D1。

參閱圖6與圖7C。觸控板40的第三區域403受到觸壓時，在第三區域403產生一第三觸壓點4031，第三觸壓點4031的觸壓力使基板10產生型變，同時使觸控板40往基板10(示於圖5B)方向靠近，第一壓力感測元件20感測到型變而產生第一訊號201，並且與第三觸壓點4031的距離最接近的第二壓力感測元件30a感測到觸控板40與基板10的距離改變，產生第二訊號301。

由於第三區域403受到觸壓時，第一壓力感測元件20與複數第二壓力感測元件30二者皆可感測到第三區域403，因此第三區域403中第三觸壓點4031的觸壓將會同時產生第一訊號201以及第二訊號301。此時，若第一壓力感 測元件20產生的第一訊號201的訊號強度大於第二壓力感測元件30a產生的第二訊號301的訊號強度時，則微控制器M傳遞較強的第一訊號201至訊號處理器D，訊號處理器D接收並產生觸壓訊號D1。若第一壓力感測元件20產生的第一訊號201的訊號強度小於第二壓力感測元件30a產生的第二訊號301的訊號強度時，微控制器M傳遞較強的第二訊號301至訊號處理器D，訊號處理器D接收並產生觸壓訊號D1。另外，微控制器M也可以不判斷第一訊號201與第二訊號301的二者訊號強弱，同時將第一訊號201與第二訊號301一起傳遞至訊號處理器D，訊號處理器D也可接收並產生觸壓訊號D1。

上所述僅為本創作的較佳實施例，凡其他未脫離本創作所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含于本創作的範圍內。

1:觸控模組

10:基板

11:頂面

20:第一壓力感測元件

30:第二壓力感測元件

30a:第二壓力感測元件

30b:第二壓力感測元件

30c:第二壓力感測元件

30d:第二壓力感測元件

30e:第二壓力感測元件

30f:第二壓力感測元件

40:觸控板

41:接觸平面

42:底面

43:電路層

111:基板中心區域

112:外圍部

201:第一訊號

301:第二訊號

401:第一區域

402:第二區域

403:第三區域

411:觸控板中心區域

412:外周緣

4011:第一觸壓點

4021:第二觸壓點

4031:第三觸壓點

C:電腦設備

D:訊號處理器

D1:觸壓訊號

M:微控制器

S1:第一距離

S2:第二距離

U:使用者

圖1係本創作第一較佳實施例之觸控模組與電腦裝置之立體圖。

圖2係本創作第一較佳實施例之觸控模組之立體圖。

圖3係本創作第一較佳實施例之觸控模組之立體分解圖。

圖4A係本創作第一較佳實施例之第一壓力感測元件示意圖。

圖4B係本創作第一較佳實施例之第一壓力感測元件示意圖。

圖5A係本創作第一較佳實施例之第二壓力感測元件示意圖。

圖5B係本創作第一較佳實施例之第二壓力感測元件示意圖。

圖6係本創作第一較佳實施例之觸控模組之平面示意圖。

圖7A係本創作第一較佳實施例之壓力感測流程示意圖。

圖7B係本創作第一較佳實施例之壓力感測流程示意圖。

圖7C係本創作第一較佳實施例之壓力感測流程示意圖。

1:觸控模組

10:基板

11:頂面

40:觸控板

41:接觸平面

401:第一區域

402:第二區域

403:第三區域

411:觸控板中心區域

412:外周緣

Claims (13)

1. 一種觸控模組，該觸控模組電性連接一訊號處理器，該訊號處理器用於產生一觸壓訊號，該觸控模組包括： 一基板，該基板具有一頂面； 一第一壓力感測元件，設置於該基板之該頂面； 複數第二壓力感測元件，設置於該基板之該頂面，並且該複數第二壓力感測元件與該第一壓力感測元件彼此相隔開來； 一觸控板，該觸控板具有一第一區域、一第二區域以及一第三區域，該觸控板設置於該基板上並且覆蓋該第一壓力感測元件以及該複數第二壓力感測元件，該第一區域對應該第一壓力感測元件，該第二區域對應該複數第二壓力感測元件；以及 其中，該觸控板之該第一區域受到觸壓時，該第一壓力感測元件產生一第一訊號，該第二區域受到觸壓時，該複數第二壓力感測元件產生一第二訊號，該第三區域受到觸壓時，該第一壓力感測元件產生該第一訊號並且該複數第二壓力感測元件產生該第二訊號。
2. 如請求項1所述之觸控模組，其中，該觸控板之該第一區域受到觸壓時產生一第一觸壓點，該第一壓力感測元件感測該第一觸壓點之觸壓力而產生該第一訊號，該觸控板之該第二區域受到觸壓時產生一第二觸壓點，該複數第二壓力感測元件中與該第二觸壓點距離最接近之一該第二壓力感測元件產生該第二訊號，該觸控板之該第三區域受到觸壓時產生一第三觸壓點，該第一壓力感測元件感測該第三觸壓點之觸壓力而產生該第一訊號，並且該複數第二壓力感測元件中與該第三觸壓點距離最接近之一該第二壓力感測元件產生該第二訊號。
3. 如請求項2所述之觸控模組，其中，該觸控板之該第一區域受到觸壓產生該第一觸壓點時，該第一觸壓點之觸壓力使該基板產生型變，該第一壓力感測元件感測該基板之型變而產生該第一訊號，該訊號處理器接收該第一訊號並產生該觸壓訊號。
4. 如請求項2所述之觸控模組，其中，該觸控板之該第二區域受到觸壓產生該第二觸壓點時，該第二觸壓點之觸壓力使該觸控板往該基板方向靠近，該觸控板與該基板二者之間的距離改變，該複數第二壓力感測元件中與該第二觸壓點距離最接近之該第二壓力感測元件感測該觸控板與該基板的距離改變，產生該第二訊號，該訊號處理器接收該第二訊號並產生該觸壓訊號。
5. 如請求項2所述之觸控模組，其中，該觸控板之該第三區域受到觸壓產生該第三觸壓點時，該基板產生型變，同時該觸控板往該基板方向靠近使該觸控板與基板之間的距離改變，該第一壓力感測元件感測該基板之型變，產生該第一訊號，同時該複數第二壓力感測元件中與該第三觸壓點距離最接近之該第二壓力感測元件感測該觸控板與該基板的距離改變，產生該第二訊號。
6. 如請求項5所述之觸控模組，其中，該第三區域中之該第三觸壓點受到觸壓，該第一壓力感測元件產生之該第一訊號之訊號強度大於該第二壓力感測元件產生之該第二訊號之訊號強度時，該訊號處理器接收該第一訊號並產生該觸壓訊號，該第一壓力感測元件產生之該第一訊號之訊號強度小於該第二壓力感測元件產生之該第二訊號之訊號強度時，該訊號處理器接收該第二訊號並產生該觸壓訊號。
7. 如請求項5所述之觸控模組，其中，該第三區域中之該第三觸壓點受到觸壓，該訊號處理器同時接收該第一訊號以及該第二訊號並產生該觸壓訊號。
8. 如請求項1所述之觸控模組，其中，該觸控板具有一接觸平面，該接觸平面具有一觸控板中心區域以及一外周緣，該接觸平面位於該基板上方且與該基板之該頂面平行，該第一區域對應該觸控板中心區域，該第二區域對應該外周緣，該第三區域位於該觸控板中心區域與該外周緣之間。
9. 如請求項1所述之觸控模組，其中，該基板之該頂面具有一基板中心區域以及一外圍部，該外圍部環繞該基板中心區域，該第一壓力感測元件設置於該基板中心區域，該複數第二壓力感測元件分別設置於該外圍部。
10. 如請求項9所述之觸控模組，其中，該基板之該頂面之該基板中心區域對應該觸控板之該第一區域，該頂面之該外圍部對應該觸控板之該第二區域。
11. 如請求項1所述之觸控模組，其中，該觸控板具有一底面以及一電路層，該觸控板之該底面位於該基板上方並且對應該基板之該頂面，該電路層設置於該觸控板之該底面並且對應該第一壓力感測元件以及該第二壓力感測元件。
12. 如請求項1所述之觸控模組，其中，該觸控模組具有一微控制器，該微控制器設置於該觸控板，該微控制器電性連接該第一壓力感測元件、該複數第二壓力感測元件以及該訊號處理器。
13. 如請求項1所述之觸控模組，其中，該第一壓力感測元件為微機電壓力感測器，該複數第二壓力感測元件為電容式壓力感測器。