CN117930999A - 触控板组件及应用于其的支架 - Google Patents

Abstract

一种触控板组件及应用于其的支架，支架应用于触控板组件。支架包含应变部以及固定部。固定部连接于应变部的一侧，并具有固定点。支架是以固定点为支点形成悬臂结构。支架的杨氏模量介于120Gpa至220Gpa之间。支架的蒲松比小于0.4。借此，即可使设置于支架上的力感测单元回应于触控板组件不同位置被按压时所产生的力感测信号的均匀性显著地提升。

Description

触控板组件及应用于其的支架

技术领域

本揭露是有关于一种触控板组件及应用于其的支架。

背景技术

当前触控板组件的发展趋势是从单纯触控功能到触控、力感测与触觉反馈的整合。一种习知的触觉反馈方式是利用应变计，例如中国专利申请公布号第107025017B号。然而，此习知技术存在有整体信号均匀性差的问题。

因此，如何提出一种可解决上述问题的触控板组件及应用于其的支架，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本揭露的一目的在于提出一种可有解决上述问题的触控板组件及应用于其的支架。

为了达到上述目的，依据本揭露的一实施方式，一种支架应用于触控板组件。支架包含应变部以及固定部。固定部连接于应变部的一侧，并具有固定点。支架是以固定点为支点形成悬臂结构。支架的杨氏模量介于120Gpa至220Gpa之间。支架的蒲松比小于0.4。

于本揭露的一或多个实施方式中，支架进一步包含连接体。连接体连接应变部。连接体的杨氏模量介于110Kpa至750Kpa之间。连接体的厚度大于0.4mm。

于本揭露的一或多个实施方式中，连接体的杨氏模量介于200Kpa至500Kpa之间。

于本揭露的一或多个实施方式中，连接体为硅胶。

于本揭露的一或多个实施方式中，应变部与该固定部共平面延伸。

于本揭露的一或多个实施方式中，应变部与固定部之间形成段差。

为了达到上述目的，依据本揭露的一实施方式，一种触控板组件包含触控电路板以及多个力感测组件。力感测组件设置于触控电路板下。每一力感测组件包含支架以及力感测单元。支架包含应变部以及固定部。固定部连接于应变部的一侧，并具有固定点。支架是以固定点为支点形成悬臂结构。支架的杨氏模量介于120Gpa至220Gpa之间。支架的蒲松比小于0.4。力感测单元设置于支架上，并位于支架与触控电路板之间。

于本揭露的一或多个实施方式中，支架进一步包含连接体。连接体连接应变部。连接体的杨氏模量介于110Kpa至750Kpa之间。连接体的厚度大于0.4mm。

于本揭露的一或多个实施方式中，连接体连接于应变部与触控电路板之间。

于本揭露的一或多个实施方式中，固定部以固定点固定至触控电路板。连接***于应变部远离触控电路板的一侧。

于本揭露的一或多个实施方式中，连接体的杨氏模量介于200Kpa至500Kpa之间。

于本揭露的一或多个实施方式中，连接体为硅胶。

于本揭露的一或多个实施方式中，应变部与固定部共平面延伸。

于本揭露的一或多个实施方式中，应变部与固定部之间形成段差。

于本揭露的一或多个实施方式中，应变部与触控电路板之间的距离小于固定部与触控电路板之间的距离。

于本揭露的一或多个实施方式中，触控板组件进一步包含框体以及力回馈单元。框体设置于触控电路板下，并具有镂空部。力感测组件环绕框体。力回馈单元设置于触控电路板下，并容置于镂空部。

综上所述，于本揭露的触控板组件中，通过对力感测组件的支架的杨氏模量与蒲松比进行限定，支架即可在触控板组件被使用者按压时取得结构刚性与弹性之间的良好平衡。借此，即可使设置于支架上的力感测单元回应于触控板组件不同位置被按压时所产生的力感测信号的均匀性显著地提升。另外，通过对支架上的连接体的杨氏模量与厚度进行限定，还可使前述力感测信号的均匀性进一步提升。由于本揭露的触控板组件采用各自独立的力感测组件，前揭各自独立的力感测组件将成为具备特定尺寸的标准规格品，因此不仅可避免个别力感测单元所产生的力感测信号彼此干扰，还可弹性地应用至不同型号的触控板组件的设计中，从而有效降低开发成本。

以上所述仅是用以阐述本揭露所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本揭露的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。

附图说明

为让本揭露的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1为绘示根据本揭露一实施方式的电子装置的立体图；

图2A为绘示根据本揭露一实施方式的触控板组件的仰视图；

图2B为绘示图2A中的触控板组件沿着线段2B-2B的剖面图；

图3为绘示根据本揭露另一实施方式的触控板组件的部分元件的局部剖面图；

图4为绘示根据本揭露另一实施方式的触控板组件的部分元件的局部剖面图；

图5为绘示一比较例的触控板组件的仰视图；

图6为绘示根据本揭露另一实施方式的触控板组件的仰视图；

图7为绘示根据本揭露另一实施方式的触控板组件的仰视图；

图8为绘示比较例与本揭露一些实施例的区域-应变图；

图9为绘示比较例与本揭露一些实施例的区域-应变图。

【符号说明】

100:电子装置

110:主机

111:壳体部

111a:内表面

111b:凹槽

120:显示器

200A,200B,200C,900:触控板组件

210:触控电路板

220,320,920:力感测组件

221,321:支架

221a,321a:应变部

221b,321b:固定部

221c:连接体

222:力感测单元

230:固定件

240:软性电路板

250:框体

251:镂空部

260:力回馈单元

271,272,273:连接件

280:盖板

321d:段差

A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9:区域

D1,D2:距离

FP:固定点

具体实施方式

以下将以附图揭露本揭露的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本揭露。也就是说，在本揭露部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些习知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。

请参照图1，其为绘示根据本揭露一实施方式的电子装置100的立体图。如图1所示，于本实施方式中，电子装置100包含主机110、显示器120以及触控板组件200A。触控板组件200A设置于主机110内，并由主机110的壳体部111(亦可称A-cover)的开口暴露出。触控板组件200A是设置于主机110的输入装置，但本揭露不以此为限。此外，触控板组件200A以长宽组成的矩形区域，可依据不同机种拉长左右宽度(亦即更长条的触控板组件200A)，尺寸并不以图1所绘示长度为限。于实际应用中，触控板组件200A亦可为以触控板作为输入或操作界面的电子产品(例如：个人数字助理、包含触控板的键盘…等)。换言之，本揭露的触控板组件200A的概念可以应用于任何以触控板作为输入或操作界面的电子产品。以下将详细说明触控板组件200A所包含的部分元件的结构、功能以及这些元件之间的连接与作动关系。

请参照图2A以及图2B。图2A为绘示根据本揭露一实施方式的触控板组件200A的仰视图。图2B为绘示图2A中的触控板组件200A沿着线段2B-2B的剖面图。如图2A与图2B所示，于本实施方式中，触控板组件200A包含触控电路板210、多个力感测组件220以及盖板280。力感测组件220设置于触控电路板210下，并连接于触控电路板210与主机110的壳体部111之间。盖板280设置于触控电路板210远离力感测组件220的一侧，并配置以用作使用者对触控电路板210进行触控或按压操作时的保护层。当使用者经由盖板280对触控电路板210进行触控或按压操作时，盖板280与触控电路板210会被施力而朝向壳体部111的内表面111a摆动，而力感测组件220即可据以产生力感测信号。

于一些实施方式中，盖板280是经由连接件271连接触控电路板210。于一些实施方式中，连接件271为压感胶(Pressure Sensitive Adhesive，PSA)，但本揭露并不以此为限。

如图2B所示，于本实施方式中，每一力感测组件220包含支架221以及力感测单元222。支架221包含应变部221a以及固定部221b。固定部221b连接于应变部221a的一侧，并具有固定点FP。支架221是以固定点FP为支点形成悬臂结构，并固定至壳体部111的内表面111a。举例来说，触控板组件200A进一步包含例如螺丝的固定件230，而固定部221b的固定点FP例如为螺孔。借此，即可通过固定件230将固定部221b的固定点FP固定至壳体部111的内表面111a。另外，支架221进一步包含连接体221c。连接体221c连接于应变部221a与触控电路板210之间。力感测单元222设置于支架221上，并位于支架221与触控电路板210之间。

于一些实施方式中，力感测单元222为应变计。由于支架221为悬臂结构，因此会在触控板组件200A被使用者按压时弹性变形。力感测单元222即可回应于支架221的变形而产生力感测信号。

如图2B所示，于本实施方式中，触控板组件200A进一步包含软性电路板240、框体250以及力回馈单元260。软性电路板240电性连接于触控电路板210与力感测单元222之间，借以将力感测单元222所产生的力感测信号传递至触控电路板210。框体250设置于触控电路板210下，并具有镂空部251。框体250配置以增加触控电路板210的结构刚性。力感测组件220环绕框体250。力回馈单元260设置于触控电路板210下，并容置于镂空部251。触控电路板210配置以基于所接收的力感测信号产生对应的力回馈信号，并将力回馈信号传递至力回馈单元260。力回馈单元260在接收到力回馈信号后会产生振动，借以提供力回馈。

于一些实施方式中，框体250是经由连接件272连接触控电路板210。于一些实施方式中，连接件272为压感胶，但本揭露并不以此为限。

于一些实施方式中，力回馈单元260是经由连接件273连接且电性接触触控电路板210。于一些实施方式中，连接件272为具导电性的压感胶，以由触控电路板210接收力回馈信号，但本揭露并不以此为限。

于一些实施方式中，支架221的杨氏模量介于120Gpa至220Gpa之间。支架221的蒲松比小于0.4。具体来说，当杨氏模量大于220Gpa时，支架221的按压形变会明显变小，进而造成设置于支架221上的力感测单元222产生的力感测信号也明显变小。当杨氏模量小于120Gpa时，支架221的按压形变与力感测单元222所产生的力感测信号的均匀性皆会明显劣化。通过前述配置，支架221即可在触控板组件200A被使用者按压时取得结构刚性与弹性之间的良好平衡。借此，即可使设置于支架221上的力感测单元222回应于触控板组件200A不同位置被按压时所产生的力感测信号的均匀性显著地提升。

于一些实施方式中，不锈钢的杨氏模量介于200Gpa至220Gpa之间。铸铁的杨氏模量介于120Gpa至180Gpa之间。铝的杨氏模量介于65Gpa至75Gpa之间。金属一般的蒲松比介于0.25至0.35之间。由此可知，由于不锈钢与铸铁的杨氏模量符合前述限制，因此可作为制造支架221的材料。

于一些实施方式中，连接体221c的杨氏模量介于110Kpa至750Kpa之间。连接体221c的厚度大于0.4mm。具体来说，当杨氏模量大于750Kpa时，连接体221c会受到力回馈单元260的力回馈而产生结构共振的问题。当杨氏模量小于110Kpa时，使用者对于力回馈单元260的力回馈的感受度会明显下降。通过前述配置，可使设置于支架221上的力感测单元222回应于触控板组件200A不同位置被按压时所产生的力感测信号的均匀性进一步提升。于一些实施方式中，连接体221c的杨氏模量较佳地介于200Kpa至500Kpa之间。

于一些实施方式中，橡胶的杨氏模量介于7000Kpa至8000Kpa之间。硅胶的杨氏模量介于30Kpa至1000Kpa之间。感压胶的杨氏模量介于0.5Kpa至10Kpa之间。由此可知，由于硅胶的杨氏模量符合前述限制，因此可作为制造连接体221c的材料。

如图2B所示，于本实施方式中，壳体部111的内表面111a具有凹槽111b。于一些实施方式中，支架221的固定部221b可定义为支架221抵靠壳体部111的内表面111a的区段，而支架221的应变部221a可定义为支架221延伸至凹槽111b的开口上方的区段，但本揭露并不以此为限。在前述结构配置下，壳体部111的凹槽111b可提供支架221的应变部221a因弹性变形所需的摆动空间，因此支架221的应变部221a与固定部221b可共平面延伸。

请参照图3，其为绘示根据本揭露另一实施方式的触控板组件200A的部分元件的局部剖面图。如图3所示，于本实施方式中，力感测组件320的支架321的应变部321a与固定部321b之间形成段差321d。应变部321a与触控电路板210之间的距离D1小于固定部321b与触控电路板210之间的距离D2。换句话说，应变部321a比固定部321b更远离壳体部111的内表面111a，且段差321d使得应变部321a与壳体部111的内表面111a之间可产生应变部321a因弹性变形所需的摆动空间。因此，本实施方式的壳体部111可省略图2B中所示的凹槽111b。

请参照图4，其为绘示根据本揭露另一实施方式的触控板组件200A的部分元件的局部剖面图。本实施方式的支架321相同或相似于图3所示的支架321。本实施方式的触控板组件200A相较于图3所示的实施方式的差异处，在于本实施方式的固定部321b是以固定点FP(通过固定件230)固定至触控电路板210。相对地，连接体221c位于应变部321a远离触控电路板210的一侧，并与壳体部111的内表面111a连接。借此，段差321d使得应变部321a与触控电路板210之间可产生应变部321a因弹性变形所需的摆动空间。

请参照图5、图6以及图7以及图8。图5为绘示一比较例的触控板组件900的仰视图。图6为绘示根据本揭露另一实施方式的触控板组件200B的仰视图。图7为绘示根据本揭露另一实施方式的触控板组件200C的仰视图。图8为绘示比较例与本揭露一些实施例的区域-应变图。以下将对这些设计详细介绍。

如图5所示，比较例的触控板组件900包含上下两力感测组件920，且每一力感测组件920的支架上设置多个力感测单元222(图未示，例如三个)。如图2A所示，触控板组件200A可视为本揭露的实施例1，其包含六个力感测组件220分别位于触控板组件200A的上、下边缘的左、中、右位置。如图6所示，触控板组件200B可视为本揭露的实施例2，其包含五个力感测组件220分别位于触控板组件200B的四个角落位置与正中央位置。如图7所示，触控板组件200C可视为本揭露的实施例3，其包含四个力感测组件220分别位于触控板组件200C的四个角落位置。

如图8所示，其是分别绘示图5中的比较例、图2A中的实施例1、图6中的实施例2与图7中的实施例3个别的区域-应变曲线。举例来说，图5中的比较例的触控板组件900的左下象限可分为区域A1、区域A2、区域A3、区域A4、区域A5、区域A6、区域A7、区域A8及区域A9等九个区域。当任一区域被使用者按压时，所有力感测单元222所侦测到的最大应变被用来代表该区域所对应的应变。借此，在按压所有区域之后，可分别获得所有区域所对应的应变，进而可于图8中绘制出比较例所对应的区域-应变曲线。通过相同的测试方式(即按压实施例1、实施例2、实施例3对应于前述九个区域的位置)，可于图8中绘制出实施例1、实施例2、实施例3分别对应的区域-应变曲线。

如图8所示，在改变了力感测组件的形状与位置后，实施例1、实施例2及实施例3的区域-应变曲线的与比较例的区域-应变曲线之间的差异不大，因此实施例1、实施例2及实施例3可以呈现与比较例相似的表现。

请参照图9，其为绘示比较例与本揭露一些实施例的区域-应变图。具体来说，实施例4相较于比较例的差异，在于实施例4增加了所使用的连接体221c的厚度(例如由0.4mm增加为0.8mm)。实施例5相较于比较例的差异，在于实施例4降低了所使用的连接体221c的杨氏模量(例如由100Mpa增加为220Mpa)。

如图9所示，由比较例与实施例4的区域-应变图可以清楚看出，当采用的连接体221c的厚度较大时，不同区域的应变的均匀性较佳。由比较例与实施例5的区域-应变图可以清楚看出，当采用的连接体221c的杨氏模量较大时，不同区域的应变的均匀性较佳。

由以上对于本揭露的具体实施方式的详述，可以明显地看出，于本揭露的触控板组件中，通过对力感测组件的支架的杨氏模量与蒲松比进行限定，支架即可在触控板组件被使用者按压时取得结构刚性与弹性之间的良好平衡。借此，即可使设置于支架上的力感测单元回应于触控板组件不同位置被按压时所产生的力感测信号的均匀性显著地提升。另外，通过对支架上的连接体的杨氏模量与厚度进行限定，还可使前述力感测信号的均匀性进一步提升。由于本揭露的触控板组件采用各自独立的力感测组件，前揭各自独立的力感测组件将成为具备特定尺寸的标准规格品，因此不仅可避免个别力感测单元所产生的力感测信号彼此干扰，还可弹性地应用至不同型号的触控板组件的设计中，从而有效降低开发成本。

虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并不用以限定本揭露，任何熟悉此技艺者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (16)

1.一种支架，应用于一触控板组件，其特征在于，该支架包含：

一应变部；以及

一固定部，连接于该应变部的一侧，并具有一固定点，其中该支架是以该固定点为支点形成悬臂结构，

其中该支架的杨氏模量介于120Gpa至220Gpa之间，且该支架的蒲松比小于0.4。

2.如权利要求1所述的支架，其特征在于，进一步包含一连接体，该连接体连接该应变部，该连接体的杨氏模量介于110Kpa至750Kpa之间，且该连接体的厚度大于0.4mm。

3.如权利要求2所述的支架，其特征在于，该连接体的杨氏模量介于200Kpa至500Kpa之间。

4.如权利要求2所述的支架，其特征在于，该连接体为硅胶。

5.如权利要求1所述的支架，其特征在于，该应变部与该固定部共平面延伸。

6.如权利要求1所述的支架，其特征在于，该应变部与该固定部之间形成一段差。

7.一种触控板组件，其特征在于，包含：

一触控电路板；以及

多个力感测组件，设置于该触控电路板下，每一所述力感测组件包含：

一支架，包含：

一应变部；以及

一固定部，连接于该应变部的一侧，并具有一固定点，其中该支架是以该固定点为支点形成悬臂结构，其中该支架的杨氏模量介于120Gpa至220Gpa之间，且该支架的蒲松比小于0.4；以及

一力感测单元，设置于该支架上，并位于该支架与该触控电路板之间。

8.如权利要求7所述的触控板组件，其特征在于，该支架进一步包含一连接体，该连接体连接该应变部，该连接体的杨氏模量介于110Kpa至750Kpa之间，且该连接体的厚度大于0.4mm。

9.如权利要求8所述的触控板组件，其特征在于，该连接体连接于该应变部与该触控电路板之间。

10.如权利要求8所述的触控板组件，其特征在于，该固定部以该固定点固定至该触控电路板，且该连接***于该应变部远离该触控电路板的一侧。

11.如权利要求8所述的触控板组件，其特征在于，该连接体的杨氏模量介于200Kpa至500Kpa之间。

12.如权利要求8所述的触控板组件，其特征在于，该连接体为硅胶。

13.如权利要求7所述的触控板组件，其特征在于，该应变部与该固定部共平面延伸。

14.如权利要求7所述的触控板组件，其特征在于，该应变部与该固定部之间形成一段差。

15.如权利要求14所述的触控板组件，其特征在于，该应变部与该触控电路板之间的距离小于该固定部与该触控电路板之间的距离。

16.如权利要求7所述的触控板组件，其特征在于，进一步包含：

一框体，设置于该触控电路板下，并具有一镂空部，其中所述多个力感测组件环绕该框体；以及

一力回馈单元，设置于该触控电路板下，并容置于该镂空部。