TWI407336B - 電子裝置及其輸入模組 - Google Patents

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Description

電子裝置及其輸入模組
本發明係有關於一種電子裝置的輸入模組，特別係有關於一種具有觸控式感測單元的輸入模組。
首先請參閱第1A圖，美國專利公開號US 2004/0077373 A1揭露一種行動電話100，包括一輸入模組110以及一顯示單元120，其中輸入模組100具有複數個輸入按鍵，使用者除了可透過按壓輸入模組110上的按鍵來輸入資料外，亦可利用手指於輸入模組110上滑動，藉以透過手寫輸入的方式來輸入文字資料(如第1圖中的字母A所示)。
接著請參閱第1B圖，前述輸入模組110主要包括一電路板111、複數個金屬彈片(metal dome)開關112、一平板狀之電容式感測元件113、一橡膠層114、複數個抵接部115以及一按鍵層116，其中電容式感測元件113連接橡膠層114以及按鍵層116，前述抵接部115則突出於橡膠層114下，用以壓抵電路板111上之金屬彈片開關112。如圖所示，使用者可選擇性地透過手指按壓按鍵，或者將手指於按鍵層116上滑動，藉以執行輸入資料之功能。
由於在執行手寫輸入功能時必須仰賴電容式感測元件113來感測手指的位置，故為了使電容式感測元件113儘量 靠近手指，傳統的電容式感測元件113通常必須緊鄰按鍵層116，且前述按鍵層116的厚度往往受到一定的限制。此外，由於前述輸入模組110中的按鍵層116、電容式感測元件113以及橡膠層114的結構係呈平板狀且相互緊貼，故容易導致操作者在按壓按鍵時的困難，且無法得到一較佳的敲擊觸感(click feeling)。
本發明一實施例中揭示一種用於電子裝置之輸入模組，包括一按鍵以及一觸控式感測單元。前述觸控式感測單元具有一基板、一感測電路以及一導電部，其中感測電路設置於基板上，導電部則可延伸地突出於前述基板。前述導電部具有一連接端電性連接至感測電路，以及一感測端可相對於基板移動並耦接前述按鍵，用以感測按鍵上之一接觸。
於一實施例中，前述輸入模組更包括一電路板以及一開關，其中電路板設置於基板下方，前述開關則設置於電路板上，並且對應於前述按鍵，當按鍵受一外力按壓時，前述開關係被導通。
於一實施例中，前述按鍵具有一抵接部，穿過導電部及前述基板，用以壓抵開關並使開關導通。
於一實施例中，前述開關係為一金屬彈片開關。
於一實施例中，前述導電部之材質為導電橡膠。
於一實施例中，前述導電部具有一ㄇ字型截面。
於一實施例中，前述輸入模組更包括一開關，設置於基板上，並對應於前述按鍵，其中當按鍵受一外力按壓 時，開關係被導通。
於一實施例中，前述觸控式感測單元更具有至少一導電部，該導電部組成一剪刀狀支撐結構，用以樞接基板以及按鍵。
於一實施例中，前述導電部係由導電高分子材料成型。
於一實施例中，前述輸入模組為一撥號鍵盤或QWERTY鍵盤。
於一實施例中，前述觸控式感測單元係為一電容式觸控感測元件。
本發明一實施例中更揭示一種電子裝置，包括一顯示單元以及一輸入模組，其中輸入模組係用以輸入資料於顯示單元上。前述輸入模組包括一按鍵以及一觸控式感測單元，其中觸控式感測單元具有一基板、一感測電路以及一導電部。特別地是，前述導電部係可延伸地突出於基板上，且導電部具有一連接端以及一感測端，其中連接端電性連接至感測電路，感測端則可相對於基板移動並耦接前述按鍵，用以感測按鍵上之一接觸。
本發明一實施例中更揭示一種用於電子裝置之輸入模組，包括一觸控表面以及一觸控式感測單元。前述觸控式感測單元設置於觸控表面下，其主要包括一感測電路以及一導電部。前述導電部具有一連接端以及一感測端，連接端電性連接至感測電路，感測端則由連接端往觸控表面方向延伸並耦接於觸控表面下，用以感測觸控表面上之一接觸。
為使本發明之上述目的、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做詳細說明。
30‧‧‧按鍵單元
110、200、300‧‧‧輸入模組
120、400‧‧‧顯示單元
600‧‧‧電子裝置
111、201‧‧‧電路板
112、202‧‧‧開關
113‧‧‧電容式感測元件
114‧‧‧橡膠層
115、205‧‧‧抵接部
116‧‧‧鍵帽層
203、31‧‧‧電路元件
204、302‧‧‧導電部
206‧‧‧鍵帽
2031、311‧‧‧基板
2032、312‧‧‧感測電路
2033‧‧‧第一開孔
2041‧‧‧第二開孔
2042‧‧‧連接端
2043‧‧‧感測端
S1、S2、S3‧‧‧表面
第1A圖表示一習知行動電話之示意圖；第1B圖表示第1A圖中之輸入模組示意圖；第2A圖表示本發明一實施例之電子裝置示意圖；第2B圖表示第2A圖沿C1-C2方向之剖面圖；第3圖表示本發明另一實施例之輸入模組示意圖；以及第4圖表示本發明另一實施例之輸入模組示意圖。
首先請一併參閱第2A、2B圖，其中第2B圖表示第2A圖中沿C1-C2之剖面圖。如第2A圖所示，本發明一實施例之電子裝置600例如為一行動電話、個人數位助理(PDA)或PDA手機，其具有一輸入模組200以及一顯示單元400，其中前述輸入模組200例如為一撥號鍵盤(dialing keypad)，用以輸入資料於顯示單元400上。接著請參閱第2B圖，前述輸入模組200主要包括一電路板201、複數個開關202、一電路元件203、複數個導電部204、複數個柱狀的抵接部205以及複數個按鍵206，前述電路元件203係由一基板2031以及一感測電路2032所組成，導電部204則與感測電路2032電性導通，其中電路元件203與導電部204可組成一觸控式感測單元(例如一電容式觸控感測元件)，用以感測按鍵206上方觸控表面2061之一接觸。
請繼續參閱第2B圖，前述抵接部205係穿過電路元 件203上的第一開孔2033以及導電部204上的第二開孔2041。當使用者按壓按鍵206時，可透過抵接部205壓抵電路板201上對應之開關202，藉此可使得開關202被導通以達到輸入資料之目的。其中，前述開關202例如為一金屬彈片(metal dome)，前述抵接部205與按鍵206亦可採一體成型方式製作。
需特別說明的是，前述導電部204係可延伸地凸出於基板2031上方，其中導電部204之一連接端2042與感測電路2032電性連接，導電部204之一感測端2043則耦接於按鍵206下方表面並可相對於基板2031移動。於此實施例中，前述導電部204可為一可撓性的導電橡膠如：矽橡膠(Silicon rubber)，此外亦可由導電材料如：導電粉與其它高分子材料如：橡膠材料混合成型。本發明藉由設置凸出的導電部204，可精準地感測位在按鍵206上方觸控表面2061的手指，以利於使用者執行觸控輸入或觸控控制等功能。
由於前述導電部204係凸出於感測電路2032上方表面S1並朝按鍵206方向延伸，故按鍵206與電路元件203之間可相隔一適當距離以增加敲擊衝程(click stroke)，相較於傳統的輸入模組可大幅改善敲擊按鍵時的觸感。於本實施例中，當使用者的手指在按鍵206上方的觸控表面2061滑動時，不僅可透過導電部204感測出手指的位置，此外當使用者按壓按鍵206時，具有可撓性的導電部204則會受力變形並迫使抵接部205觸動下方的開關202，以達到輸入資料的功能。
接著請參閱第3圖，於另一實施例的輸入模組200中，前述按鍵206與抵接部205係分別設置在導電體204的相反 側。如第3圖所示，導電體204係具有一ㄇ字形截面且不需設置開孔，其中前述柱狀抵接部205與導電體204則可採一體成型的方式製作，藉以簡化組裝程序並可降低製造成本。
再請參閱第4圖，本發明另一實施例之輸入模組300例如為一用於筆記型電腦或個人電腦中的QWERTY鍵盤，其主要包括一電路元件31以及複數個按鍵單元30，上述每一個按鍵單元30包含一按鍵301以及兩個導電部302，前述導電部302係兩兩成對而組成一剪刀狀支撐結構，其中導電部302下方之連接端樞接電路元件31，導電部302上方之感測端則樞接對應之按鍵301。然而，於其它實施例中，前述剪刀狀支撐結構亦可由一導電部302與一非導電支撐件所組成。另外，需特別說明的是，在電路元件31的基板311上另設有複數個開關(未圖示)，對應於前述按鍵301，當按鍵301受一外力按壓時，開關係被導通以達到輸入資料之目的。
如第4圖所示，本實施例之電路元件31與導電部302可組成一觸控式感測單元(例如為一電容式觸控感測元件)，其中上述電路元件31係由一基板311以及一感測電路312所組成，前述導電部302則與感測電路312電性導通，且每一導電部302係可延伸地凸出於感測電路312上方表面S2，藉以和對應的按鍵301相互連接。舉例而言，前述導電部302可為金屬材質、或導電材料與高分子材料混合成型。於此實施例中，導電部302係可由導電粉與高分子材料如：丙烯晴-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile Butadiene Styrene；ABS)、聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)或其它塑膠材料混合成型。
本實施例藉由在電路元件31的表面S2設置複數個凸出的導電部302，可有效地感測位在按鍵301上方的手指，以利於使用者藉由按鍵301執行觸控輸入或觸控控制等功能。其中，由於導電部302係由電路元件31向上延伸至按鍵301的下方表面S3，可使按鍵301與電路元件31之間相隔一適當距離以增加敲擊衝程，相較於傳統的輸入模組可大幅改善使用者按壓按鍵時的敲擊觸感。
綜上所述，本發明提供一種兼具觸控與按鍵輸入功能的輸入模組，使用者不僅可利用手指於按鍵上滑動以執行觸控輸入或觸控控制，如：手寫輸入、字元輸入或滑鼠等功能，此外亦可透過按壓按鍵來輸入資料。本發明藉由設置凸出的導電部，可增加按鍵的敲擊衝程，並可大幅提升使用者在按壓按鍵時的觸感與舒適性，故可應用於各種電子裝置的輸入模組中。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧輸入模組
201‧‧‧電路板
202‧‧‧開關
203‧‧‧電路元件
2031‧‧‧基板
2032‧‧‧感測電路
204‧‧‧導電部
2042‧‧‧連接端
2043‧‧‧感測端
205‧‧‧抵接部
206‧‧‧鍵帽
2061‧‧‧觸控表面
2033‧‧‧第一開孔
2041‧‧‧第二開孔
S1‧‧‧表面

Claims (17)

  1. 一種用於電子裝置之輸入模組，包括：一按鍵，具有一抵接部；一觸控式感測單元，具有一基板、一導電部可延伸地突出於該基板上、及一感測電路，其中該導電部具有一連接端電性連接至該感測電路，及一感測端可相對於該基板移動並耦接該按鍵的下方表面，用以感測該按鍵上之一接觸，其中該抵接部穿過該導電部及該基板；一電路板，設置於該基板之下方；以及一開關，設置於該電路板上，並對應於該按鍵，其中當該按鍵受一外力按壓時，該外力藉由該按鍵之該抵接部穿過該導電部及該基板，用以壓抵該開關並使得該開關被導通。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之輸入模組，其中該開關係為一金屬彈片開關。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之輸入模組，其中該導電部之材質為導電橡膠。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之輸入模組，其中該導電部具有一ㄇ字型截面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之輸入模組，其中該導電部組成一剪刀狀支撐結構，用以樞接該基板以及該按鍵。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之輸入模組，其中該導電部係由導電高分子材料成型。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之輸入模組，其中該輸入模組為一撥號鍵盤。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之輸入模組，其中該輸入模組為一QWERTY鍵盤。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之輸入模組，其中該觸控式感測單元係為一電容式觸控感測元件。
  10. 一種電子裝置，包括：一顯示單元；一輸入模組，用以輸入資料於該顯示單元上，該輸入模組包括：一按鍵，具有一抵接部；一觸控式感測單元，具有一基板、一導電部可延伸地突出於該基板上、及一感測電路，其中該導電部具有一連接端電性連接至該感測電路，及一感測端可相對於該基板移動並耦接該按鍵的下方表面，用以感測該按鍵上之一接觸，其中該抵接部穿過該導電部及該基板；一電路板，設置於該基板之下方；以及一開關，設置於該電路板上，並對應於該按鍵，其中當該按鍵受一外力按壓時，該外力藉由該按鍵之該抵接部穿過該導電部及該基板，用以壓抵該開關並使得該開關被導通。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中該導電部係由導電高分子材料成型。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中該導電部係由塑膠材料及導電材料混合成型。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中該導電部係由橡膠材料及導電材料混合成型。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之電子裝置，其中該導電部之材質為導電橡膠。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中該輸入模組為一撥號鍵盤。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中該輸入模組為一QWERTY鍵盤。
  17. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中該觸控式感測單元係為一電容式觸控感測元件。
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