TWI381407B - 手持式電子裝置 - Google Patents

Description

手持式電子裝置

本發明係關於一種電子裝置，特別是關於一種手持式電子裝置(Handheld electronic apparatus)。

在全球創下亮眼銷售成績的韓商樂金(LG)所售之型號KG800巧克力機，即採用觸控按鍵作為人機輸入介面，此提供一種全新感受的溝通方式。雖然此種觸控按鍵蔚為目前電子產品顯示輸入介面的時尚潮流，然相較於傳統按鍵，其並無按壓後彈回之機制。如此一來，習慣於手按壓觸感之使用者，在使用觸控按鍵可能會發生無法確定指令是否已輸入完成的現象，或缺乏實際按壓的手感而感到十分不習慣。因此，若觸控按鍵亦可提供按壓觸感，將更適於人類習慣之輸入方式且可減少誤觸的機率。

本發明係提供手持式電子裝置，使得使用者在使用觸控按鍵同時，尚可感受宛如傳統按鍵之按壓觸感，且可減少誤觸的機率。

本發明揭示一種手持式電子裝置，其包含一觸控按鍵、一電路板、一基座及一支撐機構。該觸控按鍵包含多個標誌(Icon)，且該觸控按鍵用於感測一使用者之接觸動作。該電路板具有一圓頂開關，且該電路板設置於該觸控按鍵下方。觸控按鍵適於移動而按壓該圓頂開關。該基座位於該電路板及觸控按鍵之間，且該基座具有一第一開口，其中該觸控按鍵經由該第一開口觸動該圓頂開關。該支撐機構設置於該觸控按鍵及該基座之間，用於支撐該觸控按鍵。

根據本發明之一實施例，該支撐機構可包含一摺疊框架(fold frame)或多個彈簧(例如分佈於觸控按鍵四角落之4個彈簧)組成之機構，以支撐該觸控按鍵之按壓力量。另，該圓頂開關可為金屬圓頂開關(metal dome switch)或聚合物圓頂開關(polymer dome switch)，其於受壓時變形產生觸感回饋。

上述圓頂開關及支撐機構可形成本發明之觸控按鍵之觸感回饋機構，其可以套件(Kit)方式搭配電子裝置，而可廣泛應用於各式各樣的電子裝置中。

本發明係提供一種手持式電子裝置，其觸控按鍵能夠提供觸感回饋機構，使得使用者在使用觸控按鍵之創新功能外，尚可感受如同傳統按鍵般之按壓觸感回饋。

第一實施例

圖1及圖2分別顯示本發明第一實施例之手持式電子裝置之俯視及仰視分解示意圖。本實施例之手持式電子裝置10包含一底蓋11、一電路板12、一基座13、一支撐機構32及一觸控按鍵15。該電路板12係設置於該底蓋11與基座13之間，且電路板12具有一圓頂開關121，例如金屬圓頂開關或聚合物圓頂開關，用以感測按壓動作。在本實施例中，該支撐機構32包含一摺疊框架14及一第一彈簧19，該第一彈簧19位於該摺疊框架14內，並分隔該基座13與該觸控按鍵15。然而，該支撐機構32也可以是其他的機構設計，如圖7及圖8所示。就本實施例而言，該第一彈簧19係設置於該基座13及觸控按鍵15之間，當觸控按鍵15被壓下時，該第一彈簧19將受壓呈壓縮狀態，故當使用者將手離開觸控按鍵15時，該第一彈簧19將觸控按鍵15推回，而回復原始狀態。該基座13設有一第一開口133，其於垂直方位相應於該圓頂開關121、彈簧19及摺疊框架14。因此，該觸控按鍵15能夠經由該第一開口133而觸動該圓頂開關121。

在本實施例中，該支撐架16也可以具有多個卡勾162，其位於該支撐架16之下表面上，且該基座13具有多個第四開口135，而該些卡勾162通過該些第四開口135而組裝至該基座13。因此，當該第一彈簧19將觸控按鍵15推回原始狀態時，這些卡勾162能夠扣住基座13，以限制觸控按鍵15的移動範圍。此外，限制觸控按鍵15的移動範圍的機構設計也可以是如圖7及圖8所示。

在本實施例中，該觸控按鍵15包含一支撐架16、一電容感測元件17和一外蓋18，該等元件係模組化形成該觸控按鍵15，其整合後如圖3所示。該支撐架16下表面設有一凸柱(Plunger)163，當使用者於該觸控按鍵15按壓該外蓋18以輸入指令時，該凸柱163係穿過該第一開口133及該第一彈簧19而觸壓該電路板12上之圓頂開關121。然而，本實施例的觸控按鍵15也可以由其他構件所組成，以便於使用者接觸時能夠送出訊號。

在本實施例中，該電路板12另包含一連接器123，其配置於該電路板12之一下表面上，而該基座13具有一第二開口134。此外，該支撐架16具有一第三開口l64，其中該電容感測元件17具有一接合部171，且該接合部171穿過該第三開口164與該第二開口134而連接至該連接器123。因此，當使用者接觸此觸控按鍵15時，觸控按鍵15能夠經由此接合部171以及連接器123將訊號傳輸至電路板12。然而，觸控按鍵15也可以經由無線方式或其他方式將訊號傳輸到對應的電子元件(未繪示)。以下就此手持電子裝置10的操作方式進行簡單說明。

使用者將其欲輸入之指令碰觸外蓋18之相應標誌後，由該電容感測元件17感應，並進一步將感應之訊號傳送至基座13內之微處理器(圖未示)進行處理，以決定要進行哪種功能或運作。此時，使用者更按壓觸控按鍵15直到按壓圓頂開關121，以使圓頂開關121送出一訊號至微處理器。當處理器接收到該電容感測元件17所傳來的訊號以及圓頂開關121所傳來的訊號時，處理器便執行某項特定的功能或運作。因此，當使用者無意間觸碰此觸控按鍵15時，此手持式電子裝置10便不會進行任何的動作，以降低使用者產生誤觸的可能性。然而，此手持式電子裝置10仍可單獨依據該電容感測元件17所傳來的訊號便執行某項特定的功能或運作。以下針對支撐機構32的細部結構進行詳細說明。

圖4顯示該摺疊框架14之放大圖。本實施例中，該摺疊框架14包含一第一框架141及一第二框架142，而於該第一框架141及第二框架142於長邊的中心處以二轉動樞紐143相連，使得第一框架141及第二框架142於樞紐143兩側約等長。本實施例中，該第一框架141之一側端部設有兩突出桿144，用於嵌卡於基座13上所設置之兩相應第一卡座131。該第二框架142相應於突出桿144之另一側端部設有一橫桿145，其係用於嵌卡於基座13之相應第一卡座131。該第二框架142為封閉形框架且約成矩形，而該第一框架141亦約成矩形，但於連接該第一卡座131之端部為開放端，而不構成封閉矩形結構。

請一併參考圖2及圖4，該第二框架142之另一橫桿146係嵌卡於該支撐架16底部相應處之第二卡座161，該第一框架141相對於突出桿144之另一側設有橫桿147，用於嵌卡於該支撐架16底部相應處之第二卡座161。連接於支撐架16之兩橫桿146和147將同時上升及下降，使得裝設其上之觸控按鍵15不致於任意晃動，而可提高其穩定性。再者，該觸控按鍵15相較於基座13將始終維持平行狀態，即使使用者按壓觸控按鍵15上不同之標誌，將不會因標誌位於側邊而產生觸控按鍵15側傾之現象。

圖5係該手持式電子裝置10組裝後之內部剖視圖，其中顯示該凸柱163係延伸穿設於該第一彈簧19及摺疊框架14之中並對應於其下之第一開口133。參照圖6，當使用者按壓該觸控按鍵15上之標誌時，支撐架16底部之凸柱163將向下移動觸壓該圓頂開關121。以金屬彈片開關為例，受壓時其彈片之圓頂將被壓下產生形變，當受壓之該觸控按鍵15被釋放後，該圓頂開關121受壓所產生之形變將隨之恢復成原狀，藉此提供使用者按壓之觸感回饋。

第二實施例

圖7係本發明之第二實施例之手持式電子裝置20之俯視分解示意圖，圖8則係該手持式電子裝置20之仰視分解示意圖。本實施例與第一實施例相似，其不同之處在於：支撐機構24及觸控按鍵25。更詳細而言，本實施例之該手持式電子裝置20包含一底蓋21、一電路板22、一基座23、一支撐機構24及一觸控按鍵25。該電路板22係設置於該底蓋21與基座23之間，且電路板22具有一圓頂開關221，用以提供觸感回饋。在本實施例中，該支撐機構24包含一第二彈簧29及多個第三彈簧241。該第二彈簧29位於該圓頂開關221上方，並分隔該基座23與該觸控按鍵25，而此第二彈簧29主要用於推回該觸控按鍵25。該多個第三彈簧241位於該第二彈簧29外圍，並分隔該基座23與該觸控按鍵25，而這些第三彈簧241主要使得觸控按鍵25平行於基座23。

該觸控按鍵25包含一支撐架26、一電容感測元件27和一外蓋28，該等元件係模組化形成該觸控按鍵25。類似於第一實施例，該支撐架26之下表面包含一穿過該第二彈簧29之凸柱263。此外，該電路板22之下表面包含一連接器223，且電容感測元件27依序穿過支撐架26與基座23而組裝至連接器223。相較於前一實施例之摺疊框架，本實施例之支撐機構24係以彈簧組成。四螺栓30係個別穿設於該基座23上之多個第五開口231及該第三彈簧241，並鎖入該支撐架26下表面相應的螺孔261中。由於這些彈簧241所提供的彈力大致相同，因此可維持該觸控按鍵25相較於基座23呈水平或平行狀態。

為了使得使用者能夠辨識觸控按鍵25上的標誌，此手持式電子裝置20更包含多個發光元件222，其配置於電路板22上。此外，該基座23具有多個第六開口236，其分別暴露出這些發光元件222。因此，這些發光元件222所發出的光線便能夠依序穿過第六開口236以及觸控按鍵25而入射至使用者的眼睛中。在本實施例中，這些發光元件222可以是發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、電致發光元件(electroluminescence element,EL element)、有機電致發光元件(organic electroluminescence element,OEL element)或其他型態的發光元件。

同樣地，第一實施例的手持式電子裝置10也可以包含多個發光元件122，其配置於電路板22上。該基座13具有多個第六開口136分別暴露出該些發光元件122。因此，這些發光元件122所發出的光線便能夠依序穿過第六開口136以及觸控按鍵15而入射至使用者的眼睛中。

上述摺疊框架或彈簧均僅係本發明之支撐機構之實施態樣之一，其他任何可提供等同功能之機構、元件或裝置亦可替代使用，而仍為本發明所涵蓋。

藉由本發明之設計，不論使用者按壓觸控按鍵上之任一標誌，其均將透過圓頂開關之變形及恢復原狀之機制提供使用者宛如傳統按鍵之按壓感覺。另外，雖然因使用者按壓標誌之位置不同可能對於該觸控按鍵產生力矩(例如按壓於偏離觸控按鍵中心之標誌)，透過支撐機構，仍可使觸控按鍵維持水平的穩定性，以減緩側傾的現象。

本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

10．．．手持式電子元件

11．．．底蓋

12．．．電路板

13．．．基座

14．．．摺疊框架

15．．．觸控按鍵

16．．．支撐架

17．．．電容感測元件

18．．．外蓋

19．．．第一彈簧

20．．．手持式電子元件

21．．．底蓋

22．．．電路板

23．．．基座

24．．．支撐機構

25．．．觸控按鍵

26．．．支撐架

27．．．電容感測元件

28．．．外蓋

29．．．第二彈簧

30．．．螺栓

32．．．支撐機構

121．．．圓頂開關

122．．．發光元件

123．．．連接器

131．．．第一卡座

133．．．第一開口

134．．．第二開口

135．．．第四開口

136．．．第六開口

141．．．第一框架

142．．．第二框架

143．．．轉動樞紐

144．．．突出桿

145、146、147．．．橫桿

161．．．第二卡座

162．．．卡勾

163．．．凸柱

164．．．第三開口

171．．．接合部

221．．．圓頂開關

222．．．發光元件

223．．．連接器

231．．．第五開口

236．．．第六開口

241．．．第三彈簧

261．．．螺孔

263．．．凸柱

圖1及2係本發明第一實施例之手持式電子裝置之分解示意圖；圖3係本發明第一實施例之手持式電子裝置之觸控按鍵之組合示意圖；圖4係本發明第一實施例之手持式電子裝置之支撐機構放大圖；圖5係本發明第一實施例之手持式電子裝置之內部剖視圖；圖6顯示本發明第一實施例之手持式電子裝置按壓時之狀態；以及圖7及圖8係本發明第二實施例之手持式電子裝置之分解示意圖。

10．．．手持式電子裝置

11．．．底蓋

12．．．電路板

13．．．基座

14．．．摺疊框架

15．．．觸控按鍵

16．．．支撐架

17．．．電容感測元件

18．．．外蓋

19．．．第一彈簧

32．．．支撐機構

121．．．圓頂開關

122．．．發光元件

131．．．第一卡座

133．．．第一開口

134．．．第二開口

135．．．第四開口

136．．．第六開口

162．．．卡勾

164．．．第三開口

Claims (16)

1. 一種手持式電子裝置，包含：一觸控按鍵用於感測一使用者之一接觸動作，該觸控按鍵包含：一外蓋，包含該多個標誌；一電容感測元件，設於該外蓋下方，且該電容感測元件用以感應該使用者之該接觸動作；以及一支撐架，設於該電容感測元件下方，該支撐架具有一凸柱位於該支撐架之一下表面上；一電路板，具有一圓頂開關，該電路板設置於該觸控按鍵下方並電性連接至該電容感測元件，且該觸控按鍵適於移動而按壓該圓頂開關；一基座，位於該電路板及該觸控按鍵之間，且該基座具有一第一開口；一微處理器，電耦合於該電容感測元件及該圓頂開關，該微處理器同時接收到該電容感測元件及該圓頂開關所傳來的訊號後，用以執行相對於該接觸動作之功能；以及一支撐機構，設置於該觸控按鍵及該基座之間，且該支撐機構用於支撐該觸控按鍵，其中當使用者按壓該外蓋時，該凸柱係穿過該第一開口而觸壓該圓頂開關；其中該支撐機構包含：一摺疊框架，包含一第一框架、一第二框架以及二轉動樞紐，且該第一框架於兩長邊的中心處分別經由各該轉動樞紐連接至相對應之該第二框架於兩長邊的中心處；以及一第一彈簧，位於該摺疊框架內，並分隔該基座與該觸控按鍵，且該凸柱係穿過該第一彈簧。
2. 根據請求項1之手持式電子裝置，其中該電路板更包含一連接器，配置於該電路板之一下表面上，而該基座具有一第二開口，且該支撐架具有一第三開口，其中該電容感測元件具有一接合部，且該接合部穿過該第三開口與該第二開口而連接至該連接器。
3. 根據請求項1之手持式電子裝置，其中該支撐架具有多個卡勾位於該支撐架之該下表面上，且該基座具有多個第四開口，而該些卡勾通過該些第四開口而組裝至該基座。
4. 根據請求項1之手持式電子裝置，其中該基座更具有多個第一卡座，用於固定該第一框架及第二框架之一側端部，而該支撐架更具有多個第二卡座位於該支撐架之該下表面上，且該第一框架及第二框架之另一側端部係固定該第二卡座。
5. 根據請求項1之手持式電子裝置，更包含多個發光元件，配置於該電路板上，且該基座具有多個第六開口分別暴露出該些發光元件。
6. 根據請求項5之手持式電子裝置，其中該多個發光元件包括發光二極體、有機發光二極體、電致發光元件與有機電致發光元件。
7. 根據請求項1之手持式電子裝置，其中該圓頂開關係一金屬圓頂開關或一聚合物圓頂開關。
8. 根據請求項1之手持式電子裝置，其另包含一底蓋，該底蓋及基座間設置該電路板。
9. 一種手持式電子裝置，包含：一觸控按鍵用於感測一使用者之一接觸動作，該觸控按鍵包含：一外蓋，包含該多個標誌； 一電容感測元件，設於該外蓋下方，且該電容感測元件用以感應該使用者之該接觸動作；以及一支撐架，設於該電容感測元件下方，該支撐架具有一凸柱位於該支撐架之一下表面上；一電路板，具有一圓頂開關，該電路板設置於該觸控按鍵下方並電性連接至該電容感測元件，且該觸控按鍵適於移動而按壓該圓頂開關；一基座，位於該電路板及該觸控按鍵之間，且該基座具有一第一開口；一微處理器，電耦合於該電容感測元件及該圓頂開關，該微處理器同時接收到該電容感測元件及該圓頂開關所傳來的訊號後，用以執行相對於該接觸動作之功能；以及一支撐機構，設置於該觸控按鍵及該基座之間，且該支撐機構用於支撐該觸控按鍵，其中當使用者按壓該外蓋時，該凸柱係穿過該第一開口而觸壓該圓頂開關；多個螺栓，該基座具有多個第五開口，該支撐架具有多個螺孔位於該支撐架之一下表面上，且該多個螺栓分別穿過該些第五開口以及多個第三彈簧而固定於該些螺孔；其中該支撐機構包含：一第二彈簧，位於該圓頂開關上方，並分隔該基座與該觸控按鍵，且該凸柱係穿過該第二彈簧；以及該些第三彈簧，位於該第二彈簧外圍，並分隔該基座與該觸控按鍵。
10. 根據請求項9之手持式電子裝置，其中該電路板更包含一連接器，配置於該電路板之一下表面上，而該基座具有一第二開口，且該支撐架具有一第三開口，其中該電容感測元件具有 一接合部，且該接合部穿過該第三開口與該第二開口而連接至該連接器。
11. 根據請求項9之手持式電子裝置，其中該支撐架具有多個卡勾位於該支撐架之該下表面上，且該基座具有多個第四開口，而該些卡勾通過該些第四開口而組裝至該基座。
12. 根據請求項9之手持式電子裝置，其中該基座更具有多個第一卡座，用於固定該第一框架及第二框架之一側端部，而該支撐架更具有多個第二卡座位於該支撐架之該下表面上，且該第一框架及第二框架之另一側端部係固定該第二卡座。
13. 根據請求項9之手持式電子裝置，更包含多個發光元件，配置於該電路板上，且該基座具有多個第六開口分別暴露出該些發光元件。
14. 根據請求項13之手持式電子裝置，其中該多個發光元件包括發光二極體、有機發光二極體、電致發光元件與有機電致發光元件。
15. 根據請求項9之手持式電子裝置，其中該圓頂開關係一金屬圓頂開關或一聚合物圓頂開關。
16. 根據請求項9之手持式電子裝置，其另包含一底蓋，該底蓋及基座間設置該電路板。