TWI467416B - Touch the keyboard - Google Patents

Description

觸控鍵盤

本發明係有關於一種觸控鍵盤，尤指一種其觸控感測區之觸控感測單元與按鍵相對位置具有特殊排列設計之觸控鍵盤之結構。

近年來，具有觸控面板之電子裝置極為風行，觸控面板之特點之一在於，使用者以手指或觸控筆於面板表面滑行，可模擬翻頁、換頁的動作，而當使用者欲輸入文字時，可於觸控面板上顯示一鍵盤畫面，使用者以手指或觸控筆點選鍵盤的虛擬按鍵，可用以輸入文字或符號，但是虛擬按鍵之缺點在於觸感不佳，無法提供使用者觸壓實體按鍵時之彈性觸感及真實感。

因此，業者研發出具有實體按鍵之觸控鍵盤，該類觸控鍵盤係由複數按鍵搭配觸控感測單元，目前一般業者於設計該類觸控鍵盤之方式有二種，一種是針對按鍵之位置相對應設置至少一個觸控感測單元，另一種方式則是將觸控感測單元作較為密集的排放，使每一按鍵可以對應到至少一個觸控感測單元。就鍵盤規格而言，可分為英式、美式與日式三種規格這三種鍵盤之按鍵安排大同小異，差異在於”Enter”鍵、”Space”鍵、”Shift”鍵以及符號鍵之位置或大小不同，至於數字鍵(例如數字1~10)與字母鍵(例如英文字母A~Z)的位置則是固定的。若是針對按鍵位置對應設置一個觸控感測單元，其缺點在於感應靈敏度不足，當按壓位置不夠精準時，則會使得觸控感測單元無法正確感應。若是不考慮按鍵位置，而是將觸控感測單元作較為密集的排放時，會使得按鍵與觸控感測單元產生錯位，導致部份觸控感測單元落在按鍵與按鍵間之位置，可能導致感應錯誤，同時也形成設計上的浪費。

有鑑於習知技術之缺失，本發明提出一種觸控鍵盤，其觸控感測區之觸控感測單元與按鍵相對位置具有特殊排列設計，不僅觸控感測單元排列整齊，且可以使每一觸控感測單元對應於按鍵位置，達成觸控感測單元的完全利用率，不致形成設計上的浪費。

為達到上述目的，本發明提出一種觸控鍵盤，包含：一觸控感測區，包括複數個觸控感測單元，該複數個觸控感測單元包括一第一觸控感測單元、一第二觸控感測單元、一第三觸控感測單元以及一第四觸控感測單元，該第一觸控感測單元與該第二觸控感測單元係同行相鄰設置，該第三觸控感測單元與該第四觸控感測單元係同行相鄰設置，該第一觸控感測單元與該第三觸控感測單元係同列相鄰設置，該第二觸控感測單元與該第四觸控感測單元係同列相鄰設置；以及複數個按鍵，包括一第一按鍵、一第二按鍵以及一第三按鍵，該第一按鍵、該第二按鍵與該第三按鍵係三角形排列，該第二按鍵與該第三按鍵係同行相鄰設置，該第一按鍵之投影位置係對應於該第一觸控感測單元與該第二觸控感測單元，該第二按鍵之投影位置係對應於該第三觸控感測單元，該第三按鍵之投影位置係對應於該第四觸控感測單元。

為達到上述目的，本發明又提出一種觸控鍵盤，包含：一觸控感測區，包括有複數個觸控感測單元，該複數個觸控感測單元係陣列為複數行及複數排，該複數行觸控區包括一第一行觸控感測單元、一第二行觸控感測單元、一第三行觸控感測單元以及一第四行觸控感測單元；以及複數個按鍵，該複數個按鍵係平行於一第一方向排列為二行且每一行具有複數個該按鍵，該二行按鍵包括一第一行按鍵以及一第二行按鍵，該第一行按鍵之投影位置係對應於該第一行觸控感測單元與該第二行觸控感測單元，該第二行按鍵之投影位置係對應於該第三行觸控感測單元與該第四行觸控感測單元，且每一該按鍵之投影位置係對應於四個該觸控感測單元。

為使　貴審查委員對於本發明之結構目的和功效有更進一步之了解與認同，茲配合圖示詳細說明如后。

以下將參照隨附之圖式來描述本發明為達成目的所使用的技術手段與功效，而以下圖式所列舉之實施例僅為輔助說明，以利　貴審查委員瞭解，但本案之技術手段並不限於所列舉圖式。

請參閱第一圖及第二圖所示本發明所提供之觸控鍵盤之一實施例，其包含一觸控感測區10以及複數個按鍵70。觸控感測區10包括複數個觸控感測單元，複數個觸控感測單元包括一第一觸控感測單元1、一第二觸控感測單元2、一第三觸控感測單元3以及一第四觸控感測單元4，第一觸控感測單元1與第二觸控感測單元2係同行相鄰設置，第三觸控感測單元3與第四觸控感測單元4係同行相鄰設置，第一觸控感測單元1與第三觸控感測單元3係同列相鄰設置，第二觸控感測單元2與第四觸控感測單元4係同列相鄰設置。本實施例之觸控感測區為電容式觸控感測單元，第一觸控感測單元1、第二觸控感測單元2、第三觸控感測單元3以及第四觸控感測單元4係設置於一基板6上，第一觸控感測單元1、第二觸控感測單元2、第三觸控感測單元3以及第四觸控感測單元4係由二個第一電極51以及二個第二電極52構成，且該二個第一電極51以及二個第二電極52係間隔設置。於基板6設有至少一第一導線61串聯每一藉由上述第一電極51，於基板6設有至少一第二導線62串聯每一第二電極52。

關於該第一電極51、第二電極52、第一導線61、第二導線62設置於該基板6之態樣沒有一定限制，例如，該基板6具有相對二面，可將第一電極51與第二電極52分別設置於基板6之相對二面，也可將第一電極51與第二電極52設置於基板6之同一面，同理，可將第一導線61與第二導線62分別設置於基板6之相對二面，也可將第一導線61與第二導線62設置於基板6之同一面，此外，可將第一電極51與第一導線61一併設置於基板6的其中一面，第一電極51與第一導線61直接連接，第二電極52與第二導線62則一併設置於基板6的另一面，第二電極52與第二導線62直接連接。或可將第一電極51與第二導線62一併設置於基板6的其中一面，第二電極52與第一導線61則一併設置於基板6的另一面，依實際需要而設計。

此外，一般電容式觸控結構都設置有驅動導線(drive line)與感應導線(sense line)，可將第一導線61作為驅動導線(drive line)，第二導線62作為感應導線(sense line)，或可將第二導線62作為驅動導線(drive line)，第一導線61則作為感應導線(sense line)。

複數個按鍵70包括一第一按鍵71、一第二按鍵72以及一第三按鍵73，第一按鍵71、第二按鍵72與第三按鍵73係三角形排列，第二按鍵72與第三按鍵73係同行相鄰設置，第一按鍵71之投影位置係對應於第一觸控感測單元1與第二觸控感測單元2，第二按鍵72之投影位置係對應於第三觸控感測單元3，第三按鍵73之投影位置係對應於第四觸控感測單元4。

藉由上述本發明之觸控感測區10之第一觸控感測單元1、第二觸控感測單元2、第三觸控感測單元3、第四觸控感測單元4，與第一按鍵71、第二按鍵72、第三按鍵73之相對應位置關係可知，本發明之技術特徵在於，一個觸控感測區所包含之四個觸控感測單元可提供三個按鍵使用，且三個按鍵係三角形排列。以此類推，若要提供多於三個按鍵使用時，只要設置多個觸控感測區(亦即多個觸控感測單元)即可。例如第三圖所示係由五個按鍵70搭配二組觸控感測區10，第四圖所示係由八個按鍵70搭配四組觸控感測區10配合，值得注意的是，所有觸控感測區10所包含的觸控感測單元也能整齊排列且對應於按鍵70。

請參閱第五圖及第六圖所示本發明另一實施例結構，係由觸控感測區10A配合三角形排列之第一按鍵71、第二按鍵72、第三按鍵73，觸控感測區10A具有一第一觸控感測單元1A、一第二觸控感測單元2A、一第三觸控感測單元3A以及一第四觸控感測單元4A，第一按鍵71之投影位置係對應於第一觸控感測單元1A與第二觸控感測單元2A，第二按鍵72之投影位置係對應於第三觸控感測單元3A，第三按鍵73之投影位置係對應於第四觸控感測單元4A。本實施例與第二圖實施例之差異在於，第二圖之第一觸控感測單元1、第二觸控感測單元2、第三觸控感測單元3以及第四觸控感測單元4為電容式觸控感測單元，而本實施例之觸控感測區10A為電阻式觸控感測區，觸控感測區10A所包含之第一觸控感測單元1A、第二觸控感測單元2A、第三觸控感測單元3A以及第四觸控感測單元4A係形成於一觸控面板6A內，觸控面板6A具有一第一電極層61A以及一第二電極層62A，於第一電極層61A與第二電極層62A之間設有間隔層63A，於第一電極層61A與第二電極層62A相對於設有間隔層63A之一面，分別設有一保護層64A、65A，但是於相對應於第一觸控感測單元1A、第二觸控感測單元2A、第三觸控感測單元3A以及第四觸控感測單元4A之位置不設置間隔層63A，因此第一電極層61A與第二電極層62A可於第一觸控感測單元1A、第二觸控感測單元2A、第三觸控感測單元3A以及第四觸控感測單元4A相互接觸而形成電性導通。以本實施例所示之電阻式觸控結構而言，其中該第一電極層與該第二電極層其中之一電極層為驅動層(drive membrane)，另一電極層為感應層(sense membrane)。

由第二圖與第五圖實施例可知，本發明所提供之觸控鍵盤適用於電容式觸控面板結構以及電阻式觸控面板結構。

請參閱第七圖所示本發明所提供之觸控鍵盤另一實施例，其包括一觸控感測區100以及複數按鍵700，觸控感測區100包括有陣列為複數行及複數排之複數個觸控區，該複數行觸控區包括一第一行觸控感測單元110、一第二行觸控感測單元120、一第三行觸控感測單元130以及一第四行觸控感測單元140，第一行觸控感測單元110、第二行觸控感測單元120、第三行觸控感測單元130及第四行觸控感測單元140分別包含複數個觸控感測單元150，於每一觸控感測單元150設係由間隔設置之二個第一電極與二個第二電極構成，每一觸控感測單元係設置於一基板上，且觸控感測區100所有的第一電極由第一導線串聯，以及所有的第二電極由第二導線串聯，其型態與第二圖所示二個第一電極51、二個第二電極52與基板6之型態及串聯方式相同，可比照參考第二圖：複數按鍵700係平行於一第一方向F1排列為一第一行按鍵710以及一第二行按鍵720，第一行按鍵以710及一第二行按鍵720分別包括複數個按鍵，第一行按鍵710之投影位置係對應於第一行觸控感測單元110與第二行觸控感測單元120，第二行按鍵720之投影位置係對應於第三行觸控感測單元130與第四行觸控感測單元140，且每一按鍵700之投影位置係對應於四個觸控感測單元150。第一行按鍵710係與第二行按鍵720沿著第一方向F1錯位一距離D，距離D係第一行按鍵710沿著第一方向F1之寬度W之一半。

必須說明的是，就市面上通用之鍵盤而言，可分為英式、美式與日式三種，或有依特殊要求而製造之客製化鍵盤，但無論何種鍵盤，其差異在於”Enter”鍵、”Space”鍵、”Shift”鍵以及符號鍵之位置或大小不同，至於數字鍵(例如數字1~10)與字母鍵(例如英文字母A~Z)的位置則是固定的，且數字鍵與字母鍵的按鍵(鍵帽)尺寸相同，請參閱第八圖所示鍵盤，其具有複數按鍵900，圖中斜線標示的第一行按鍵910、第二行按鍵920、第三行按鍵930與第四行按鍵940即分別代表數字鍵與字母鍵，第一行按鍵910與第二行按鍵920錯位距離為按鍵寬度之一半，第三行按鍵930與第四行按鍵940錯位距離為按鍵寬度之一半，第二行按鍵920與第三行按鍵930錯位距離為按鍵寬度之四分之一。

依照上述鍵盤按鍵設計位置之特性，本發明之觸控感測區之觸控感測單元之陣列設計可以第二行按鍵920與第三行按鍵930之間為分隔，分為上下二部分，如第七圖所示，觸控感測區100係針對第一行按鍵710與第二行按鍵720(亦即第八圖所示鍵盤900上部分)。如第九圖所示，觸控感測區300係針對第三行按鍵730與第四行按鍵740(亦即第八圖所示鍵盤900下半部)，觸控感測區300包括有陣列為複數行及複數排之複數個觸控感測單元，該複數行觸控感測單元包括一第一行觸控感測單元310、一第二行觸控感測單元320、一第三行觸控感測單元330以及一第四行觸控感測單元340。綜合第七圖與第九圖之設計，可形成第十圖所示，該複數觸控感測單元150能涵蓋大部分的按鍵700，關於週邊其他按鍵，可以再依按鍵位置另行設計其他的觸控區，或可以依照第七圖及第九圖之觸控感測單元150之陣列距離延伸至其他按鍵位置。

第七圖及第九圖所示之觸控感測區100、300所包含之第一行觸控感測單元110、第二行觸控感測單元120、第三行觸控感測單元130、第四行觸控感測單元140以及第一行觸控感測單元310、第二行觸控感測單元320、第三行觸控感測單元330、第四行觸控感測單元340為電容式觸控感測單元，除此之外，觸控感測區100、300也可採用電阻式觸控感測區，其型態可參考第五圖及第六圖所示觸控感測區10A。

請參閱第十一圖所示本發明所提供之觸控鍵盤再一實施例，其包括一觸控感測區200以及複數行按鍵400，按鍵400呈現規則排列，與第八圖所示第一行按鍵910、第二行按鍵920、第三行按鍵930與第四行按鍵940相互錯位之狀態不同，該些按鍵400通常設置於一般鍵盤之右側。觸控感測區200包括有陣列為複數行及複數排之複數個觸控區，每一行觸控區包括複數個觸控感測單元210，每一按鍵400之投影位置係對應於四個觸控感測單元210。本實施例說明，本發明所提供之觸控感測區不僅適用於錯位之按鍵，同時也適用於規矩排列之按鍵。此外，第十一圖中另包括一尺寸較大之按鍵400A，按鍵400A之尺寸約為按鍵400之二倍，因此，按鍵400A之投影位置係對應於八個觸控感測單元210。

請參閱第十二圖所示本發明所提供之觸控鍵盤又一實施例，其包括一觸控感測區500以及複數行按鍵600，觸控感測區500包括有陣列為複數行及複數排之複數個觸控區，每一行觸控區包括複數個觸控感測單元510，每一按鍵600之投影位置係對應於四個觸控感測單元510。每一按鍵600所對應之四個觸控感測單元510所圍設之範圍之中央設有一第一孔洞511，該第一孔洞511係對應於一設置於按鍵600與觸控感測單元510間之一彈性件(rubber dome，圖中未示出)，該第一孔洞511可提供該彈性件通過，藉此可以節省設置空間，同時，將本實施例應用於發光鍵盤時，由於四個觸控感測單元510係位於按鍵600的四個角落，因此光線可由該第一孔洞511直接射向按鍵600，光線不會受到阻礙，可提升發光效果。該第一孔洞511之直徑沒有限定，視實際彈性件之尺寸而設計。此外，每一按鍵600所對應之四個觸控感測單元510均具有四個角落，可於其中至少一角落設有一第二孔洞512，該第二孔洞512之作用除了可提供設置其他的感應鍵(例如point stick)外，應用於發光鍵盤時，光線亦可由該第二孔洞512射向按鍵600，以提升發光效果，該第二孔洞512之直徑大於等於相鄰二按鍵600之距離。

綜上所述，本發明提供之觸控鍵盤，由於觸控感測區之觸控感測單元與按鍵相對位置具有特殊的排列設計，不僅觸控感測單元排列整齊，且可以使每一觸控感測單元對應於按鍵位置，達成觸控感測單元的完全利用率，不致形成設計上的浪費。此外，本發明所提供之觸控鍵盤適用於電容式觸控面板結構以及電阻式觸控面板結構。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以之限定本發明所實施之範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵蓋之範圍內，謹請　貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。

10、10A．．．觸控感測區

1、1A．．．第一觸控感測單元

2、2A．．．第二觸控感測單元

3、3A．．．第三觸控感測單元

4、4A．．．第四觸控感測單元

51．．．第一電極

52．．．第二電極

6．．．基板

61．．．第一導線

62．．．第二導線

6A．．．觸控面板

61A．．．第一電極層

62A．．．第二電極層

63A．．．間隔層

64A、65A．．．保護層

70、400、400A、600、700、900．．．按鍵

71．．．第一按鍵

72．．．第二按鍵

73．．．第三按鍵

710、910．．．第一行按鍵

720、920．．．第二行按鍵

730、930．．．第三行按鍵

740、940．．．第四行按鍵

100、200、300、500．．．觸控感測區

110、310．．．第一行觸控感測單元

120、320．．．第二行觸控感測單元

130、330．．．第三行觸控感測單元

140、340．．．第四行觸控感測單元

150、210、510．．．觸控感測單元

511．．．第一孔洞

512．．．第二孔洞

D．．．距離

F1．．．第一方向

W．．．寬度

第一圖係本發明之一實施例之結構示意圖。

第二圖係第一圖實施例之部分結構放大示意圖。

第三及四圖係第一圖實施例不同實施態樣之示意圖。

第五圖係本發明觸控感測區另一實施例之部分結構放大示意圖。

第六圖係第四圖之A-A剖面結構示意圖。

第七圖係本發明另一實施例之結構示意圖。

第八圖係鍵盤按鍵分布位置之示意圖。

第九圖係本發明又一實施例之結構示意圖。

第十圖係結合第七圖與第九圖之結構示意圖。

第十一圖係本發明再一實施例之結構示意圖。

第十二圖係本發明又一實施例之結構示意圖。

1．．．第一觸控感測單元

2．．．第二觸控感測單元

3．．．第三觸控感測單元

4．．．第四觸控感測單元

51．．．第一電極

52．．．第二電極

6．．．基板

61．．．第一導線

62．．．第二導線

71．．．第一按鍵

72．．．第二按鍵

73．．．第三按鍵

Claims (19)

1. 一種觸控鍵盤，包含：一觸控感測區，包括複數個觸控感測單元，該複數個觸控感測單元包括一第一觸控感測單元、一第二觸控感測單元、一第三觸控感測單元以及一第四觸控感測單元，該第一觸控感測單元與該第二觸控感測單元係同行相鄰設置，該第三觸控感測單元與該第四觸控感測單元係同行相鄰設置，該第一觸控感測單元與該第三觸控感測單元係同列相鄰設置，該第二觸控感測單元與該第四觸控感測單元係同列相鄰設置；以及複數個按鍵，包括一第一按鍵、一第二按鍵以及一第三按鍵，該第一按鍵、該第二按鍵與該第三按鍵係三角形排列，該第二按鍵與該第三按鍵係同行相鄰設置，該第一按鍵之投影位置係對應於該第一觸控感測單元與該第二觸控感測單元，該第二按鍵之投影位置係對應於該第三觸控感測單元，該第三按鍵之投影位置係對應於該第四觸控感測單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控鍵盤，其中該等觸控感測單元為電容式觸控感測單元，每一該觸控感測單元係由二個第一電極以及二個第二電極構成，所有該第一電極相互電性連接，所有該第二電極相互電性連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控鍵盤，其中每一該觸控感測單元係設置於一基板上，該基板具有相對之二面，於該基板設有至少一第一導線串聯每一該第一電極，於該基板設有至少一第二導線串聯每一該第二電極。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控鍵盤，其中該第一導線與該第二導線其中之一為驅動導線(drive line)，另一為感應導線(sense line)。
5. 如申請專利範圍第2項所述之觸控鍵盤，其中該觸控感測單元之該二個第一電極以及該二個第二電極係間隔設置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控鍵盤，其中該觸控感測區為電阻式觸控感測區，其具有一第一電極層以及一第二電極層，於該第一電極層與第二電極層之間設有間隔層，該第一電極層與該第二電極層可於該第一觸控感測單元、該第二觸控感測單元、該第三觸控感測單元以及該第四觸控感測單元相互接觸而形成電性導通。
7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控鍵盤，其中該第一電極層與該第二電極層其中之一電極層為驅動層(drive membrane)，另一電極層為感應層(sense membrane)。
8. 一種觸控鍵盤，包含：一觸控感測區，包括有複數個觸控感測單元，該複數個觸控感測單元係陣列為複數行及複數排，該複數行觸控感測單元包括一第一行觸控感測單元、一第二行觸控感測單元、一第三行觸控感測單元以及一第四行觸控感測單元；以及複數個按鍵，該複數個按鍵係平行於一第一方向排列為複數行且每一行具有複數個該按鍵，該複數行按鍵包括一第一行按鍵以及一第二行按鍵，該第一行按鍵之投影位置係對應於該第一行觸控感測單元與該第二行觸控感測單元，該第二行按鍵之投影位置係對應於該第三行觸控感測單元與該第四行觸控感測單元，且每一該按鍵之投影位置係對應於複數個該觸控感測單元。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控鍵盤，其中每一該按鍵之投影位置係對應於四個該觸控感測單元。
10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控鍵盤，其中每一該按鍵所對應之四個該觸控感測單元所圍設之範圍之中央設有一第一孔洞，於該按鍵與該觸控感測單元設有一彈性件，該第一孔洞係提供該彈性件通過。
11. 如申請專利範圍第9項所述之觸控鍵盤，其中每一該按鍵所對應之四個該觸控感測單元具有四個角落，其中至少一角落設有一第二孔洞。
12. 如申請專利範圍第8項所述之觸控鍵盤，其中該第一行按鍵係與該第二行按鍵沿著該第一方向錯位一距離。
13. 如申請專利範圍第12項所述之觸控鍵盤，該距離係該按鍵沿著該第一方向之寬度之一半。
14. 如申請專利範圍第8項所述之觸控鍵盤，其中該觸控感測單元為電容式觸控感測單元，每一該觸控感測單元係由二個第一電極以及二個第二電極構成，所有該第一電極相互電性連接，所有該第二電極相互電性連接。
15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控鍵盤，其中每一該觸控感測單元係設置於一基板上，於該基板設有至少一第一導線串聯每一該第一電極，於該基板設有至少一第二導線串聯每一該第二電極。
16. 如申請專利範圍第15項所述之觸控鍵盤，其中該第一導線與該第二導線其中之一為感應導線(drive line)，另一為感應導線(sense line)。
17. 如申請專利範圍第14項所述之觸控鍵盤，其中該觸控感測單元之該二個第一電極以及該二個第二電極係間隔設置。
18. 如申請專利範圍第8項所述之觸控鍵盤，其中該觸控感測區為電阻式觸控感測區，其具有一第一電極層以及一第二電極層，於該第一電極層與第二電極層之間設有間隔層，該第一電極層與該第二電極層可於每一觸控感測單元處相互接觸而形成電性導通。
19. 如申請專利範圍第18項所述之觸控鍵盤，其中該第一電極層與該第二電極層其中之一電極層為驅動層(drive membrane)，另一電極層為感應層(sense membrane)。