TWI598796B - 觸摸感應開關及電子裝置 - Google Patents

Description

觸摸感應開關及電子裝置

本發明涉及一種觸摸感應開關及使用該觸摸感應開關的電子裝置。

目前，電子裝置例如手機、電腦、遊戲機等的開關按鍵或Home鍵，通常採用機械開關，使用者通過按壓該機械開關以開啟電子設備或啟動程式或返回主頁面。該類機械開關通常內設橡膠或其它彈性物質以實現按壓功能，然，橡膠或彈性物質在經過多次按壓後，容易產生彈性疲乏而影響按鍵的壽命。

鑑於以上內容，有必要提供一種利於延長壽命的觸摸感應開關。

一種用於替代機械開關的觸摸感應開關，包括蓋板及至少一聲波式觸摸傳感元件；該蓋板蓋設於該至少一聲波式觸摸傳感元件上，該蓋板遠離該聲波式觸摸傳感元件一側的表面形成有接觸面；該聲波式觸摸傳感元件用於感測該接觸面的觸摸按壓動作，並輸出一表徵該觸摸感應開關被觸發的觸控資訊。

還有必要提供一種使用上述觸摸感應開關的電子裝置。

一種電子裝置，該電子裝置具有用於顯示畫面的顯示面，該電子裝置包括觸摸感應開關、觸控感應結構及顯示模組；該觸摸感應開關用於替代機械開關，包括蓋板及至少一聲波式觸摸傳感元件；該蓋板蓋設於該至少一聲波式觸摸傳感元件上及該觸控感應結構上；該蓋板遠離該聲波式觸摸傳感元件一 側的表面形成有接觸面，該接觸面與該聲波式觸摸傳感元件對應；該聲波式觸摸傳感元件用於感測該接觸面的觸摸按壓動作，並輸出一表徵該觸摸感應開關被觸發的觸控資訊，該顯示面與該接觸面共面。

相較於習知技術，本發明的觸摸感應開關由於是利用了該聲波式觸摸傳感元件的感測功能(例如指紋感測功能)，實現開關功能，相較於習知技術的通過按壓實現開關功能的機械開關，該觸控感應開關無需通過內設橡膠或彈性物質以進行按壓動作，避免了由於橡膠或彈性物質產生彈性疲乏而影響開關功能的實現，從而有利於延長該觸控感應開關的壽命。

100，200，300‧‧‧電子裝置

101，201，301‧‧‧顯示面

1011，2011，3011‧‧‧顯示區

1012，2012，3012‧‧‧非顯示區

1，2，3‧‧‧觸摸感應開關

11，21，31‧‧‧蓋板

110，210，310‧‧‧接觸面

211，311‧‧‧接觸區

12，22，32‧‧‧聲波式觸摸傳感元件

120，220，320‧‧‧基板

121，221，321‧‧‧信號發送元件

1211，2211，3211‧‧‧第一電極層

1212，2212，3212‧‧‧第一壓電層

1213，2213，3213‧‧‧第二電極層

1214，2214，3214‧‧‧保護層

122，222，322‧‧‧信號接收元件

1221，2221，3221‧‧‧薄膜電晶體陣列/TFT陣列

B‧‧‧區塊

1221a，2221a，3221a‧‧‧TFT單元

1222，2222，3222‧‧‧第二壓電層

1223，2223，3223‧‧‧第三電極層

123，223，323‧‧‧光學膠

13，23，33‧‧‧控制模組

131，231，331‧‧‧存儲模塊

132，232，332‧‧‧資訊處理模塊

1321，2321，3321‧‧‧信號接收單元

1322，2322，3322‧‧‧資料分析單元

1323，2323，3323‧‧‧指令生成單元

圖1為本發明所提供的第一實施方式的電子裝置的結構示意圖。

圖2為圖1中沿II-II線的截面示意圖。

圖3為圖2中觸摸感應開關的功能模組的方框示意圖。

圖4為圖2中聲波式觸摸傳感元件的立體分解圖。

圖5為本發明所提供的第二實施方式的電子裝置的結構示意圖。

圖6為圖5中沿VI-VI線的截面示意圖。

圖7為圖5中觸摸感應開關的功能模組的方框示意圖。

圖8為圖5中聲波式觸摸傳感元件的立體分解圖。

圖9為本發明所提供的第三實施方式的電子裝置的結構示意圖。

圖10為圖9中沿X-X線的截面示意圖。

圖11為圖10中觸摸感應開關的功能模組的方框示意圖。

圖12為圖10中聲波式觸摸傳感元件的立體分解圖。

下面參照附圖，結合具體實施例對本發明作進一步的描述。

請同時參閱圖1至圖3，圖1為本發明所提供的第一實施方式的電子裝置100的結構示意圖。圖2為圖1中沿II-II線的截面示意圖。圖3為圖2中觸摸感應開關1的功能模組的方框示意圖。本實施方式的觸摸感應開關1應用於一電子裝置100，以代替該電子裝置100的機械開關，該電子裝置100可以是且不限於手機、電腦及遊戲機等，對應地，該觸摸感應開關1例如可以作為手機的主頁鍵(例如Home鍵)、電腦開關機鍵、遊戲機開關鍵等。本實施方式的電子裝置100以手機為例進行說明，該觸摸感應開關1可為該手機的Home鍵。

該觸摸感應開關1包括一蓋板11、一聲波式觸摸傳感元件12及一控制模組13。該蓋板11蓋設於該聲波式觸摸傳感元件12上，該蓋板11遠離該聲波式觸摸傳感元件12一側的表面形成有接觸面110供使用者按壓，該蓋板11例如可以是與該手機的蓋板11玻璃為一體，使用者通過該蓋板11玻璃觀看顯示畫面。該聲波式觸摸傳感元件12與該控制模組13通信導通，該控制模組13與該手機的內部電路通信導通以控制手機程式啟動或關閉。該聲波式觸摸傳感元件12感測作用於該接觸面110的觸摸按壓操作，形成觸控資訊傳輸至該控制模組13，該控制模組13將接收的觸控資訊通過換算形成觸控指令，該控制模組13同時將該觸控指令通過該手機的內部電路輸出至該手機中的程式，實現手機Home鍵功能，例如返回主頁面。

該電子裝置100包括層疊設置的觸控感應結構及顯示模組(均未圖示)，該蓋板11蓋設於該聲波式觸摸傳感元件12及該觸控感應結構上。該蓋板11的一表面形成用於顯示畫面的顯示面101，該顯示面101包括顯示區1011及圍繞該顯示區1011的非顯示區1012，該觸摸感應開關1對應該非顯示區1012設置，該觸控感應結構對應該顯示區1011。該顯示面101與該接觸面110共面，且該顯示面101與該接觸面110所在的平面為光滑的平面。在其他實施方式中，該觸摸 感應開關1也可以設置於與該顯示區1011對應的區域，而不僅限於該非顯示區1012。該觸控感應結構用於感測作用於該顯示區1011的觸控操作，從而實現該電子裝置100的觸控功能，例如通過感測觸控位置資訊以控制該電子裝置100的應用程式。

進一步地，請一併參照圖4，圖4為圖2中聲波式觸摸傳感元件12的立體分解圖。該聲波式觸摸傳感元件12例如為超聲波式感測器，該聲波式觸摸傳感元件12包括基板120、分別形成於該基板120兩相對表面的信號發送件121及信號接收元件122。該信號發送元件121及該信號接收元件122分別可通過光學膠(optical clear adhesive，OCA)123貼合於該基板120兩相對側。該信號發送元件121用於發射超聲波信號，該信號接收元件122用於接收自該信號發送元件121發射的超聲波以形成觸控資訊並輸出至該控制模組13。

該信號發送元件121包括第一壓電層1212及分別形成於該第一壓電層1212兩相對表面的第一電極層1211及第二電極層1213。具體地，該第一電極層1211與該第二電極層1213將該第一壓電層1212夾設其中，例如該第一電極層1211與該第二電極層1213分別塗布於該第一壓電層1212二表面。該第一電極層1211設於該第一壓電層1212遠離該基板120的一側，該第二電極層1213設於該第一壓電層1212與該基板120之間。其中，該第一電極層1211及該第二電極層1213外側可分別蓋設有一保護層1214(如圖2所示)，以保護該第一電極層1211及該第二電極層1213。

該信號接收元件122包括薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)陣列1221、第二壓電層1222及第三電極層1223。具體地，該TFT陣列1221形成於該基板120背離該信號發送件121的表面，該第二壓電層1222形成於該TFT陣列1221上，該第三電極層1223形成於該第二壓電層1222上。該TFT陣列1221包括多個呈矩陣排列的TFT單元1221a，各TFT單元1221a分別與該第三電極層1223電性耦 合，同時也與所述控制模組13電性連接，例如通過一柔性線路板(圖未示)電性連接至所述控制模組13。該第一壓電層1212及該第二壓電層1222可選用相同的材料，例如均可為聚二氟亞乙烯(Polyvinylidene Fluoride，PVDF)材料。

該聲波式觸摸傳感元件12在實際工作時，通過給該第一電極層1211及該第二電極層1213施加電壓，使該第一壓電層1212振動並發射超聲波，部分該超聲波穿過該信號接收元件122及該蓋板11。當外界物體，例如為手指，觸摸該蓋板11的所述接觸面110時，到達該手指的超聲波部分被吸收，另一部分自該手指體反射至該信號接收元件122，由於該手指的存在，使自該蓋板11反射至該信號接收元件122的超聲波發生變化，從而形成觸控資訊，該控制模組13根據該觸控資訊生成觸控指令。

該控制模組13進一步可包括存儲模塊131及資訊處理模塊132。該存儲模塊131存儲預先輸入的觸控資料，該觸控資料例如包括按壓力度範圍資料、觸摸軌跡資料、紋路資訊資料、按壓次數資料等。該聲波式觸摸傳感元件12與該資訊處理模塊132連接，該資訊處理模塊132同時與該存儲模塊131連接，該聲波式觸摸傳感元件12感測以形成該觸控資訊輸出至該資訊處理模塊132，該資訊處理模塊132將該觸控資訊進行處理分析並與預先存儲於該存儲模塊131內的觸控資料進行對比分析，並進一步根據分析結果輸出相應的觸控指令。

更進一步地，該資訊處理模塊132可使用軟體功能模組或硬體電路模組來實施功能，即，該資訊處理模塊132可以通過軟體功能模組的方式來實現，也可以通過硬體電路的方式來實現。可以理解，該資訊處理模塊132可以是集成了控制功能模組的電子裝置100中的積體電路晶片，例如單片機、中央處理器(CPU)、微控制器等。該資訊處理模塊132的功能模組包括信號接收單元1321、資料分析單元1322及指令生成單元1323。該信號接收單元1321接收該觸控資訊，並輸出至該資料分析單元1322，該資料分析單元1322將該觸控資訊進 行處理分析並與該觸控資料進行對比分析，進一步產生分析結果輸出至該指令生成單元1323，該指令生成單元1323根據該分析結果產生觸控指令以控制該手機程式的開關，最終實現該觸摸感應開關1的開關功能。

本實施方式中，該觸摸感應開關1實現開關功能的其中一種方式，例如可以是，該存儲模塊131裡預先存儲與手指的指紋紋路資訊相關的觸控資料，例如可以是特定的指紋紋路資訊(如手機的擁有者)或者模糊的指紋紋路資訊。該聲波式觸摸傳感元件12感測作用於該接觸面110上的觸控資訊，並通過該資料分析單元1322形成對應觸摸按壓動作者的指紋紋路資訊，並進一步將該對應觸摸按壓動作者的指紋紋路資訊與該觸控資料進行匹配，當該操作者的指紋紋路資訊與該觸控資料對應(可以是精確匹配或者模糊匹配)時，該手機電源打開或者手機鎖屏解開。

該觸控感應開關由於是利用了該聲波式觸摸傳感元件12的感測功能(例如指紋感測功能)，實現開關功能，相較於習知技術中通過按壓實現開關功能的實體按鍵，該觸控感應開關無需通過內設橡膠或彈性物質以進行按壓動作，避免了由於橡膠或彈性物質產生彈性疲乏而影響開關功能的實現，從而有利於延長該觸控感應開關的壽命。此外，該觸控感應開關的接觸面110可以做得較平整，且可以與電子設備(例如手機)的蓋板11玻璃表面為一體的平面，因而有利於形成平整的外觀，且不容易藏汙納垢而更整潔美觀。

請同時參閱圖5及圖7，圖5為本發明所提供的第二實施方式的電子裝置200的結構示意圖。圖6為圖5中沿VI-VI線的截面示意圖。圖7為圖5中觸摸感應開關2的功能模組的方框示意圖。本實施方式的觸摸感應開關2應用於一電子裝置200，以代替該電子裝置200的機械開關，該電子裝置200可以是且不限於手機、電腦及遊戲機等，對應地，該觸摸感應開關2例如可以作為手機的主頁鍵 (例如Home鍵)、電腦開關機鍵、遊戲機開關鍵等。本實施方式的電子裝置200以手機為例進行說明，該觸摸感應開關2為該手機的Home鍵。

該觸摸感應開關2包括一蓋板21、一聲波式觸摸傳感元件22及控制模組23。該蓋板21蓋設於該聲波式觸摸傳感元件22上，該蓋板21遠離該聲波式觸摸傳感元件22一側的表面形成有接觸面210供使用者按壓，該蓋板21例如可以是與該手機的蓋板21玻璃為一體，使用者通過該蓋板21玻璃觀看顯示畫面。該聲波式觸摸傳感元件22與該控制模組23通信導通，該控制模組23與該手機的內部電路通信導通以控制手機程式啟動或關閉。該聲波式觸摸傳感元件22感測作用於該接觸面210的觸摸按壓操作，形成觸控資訊傳輸至該控制模組23，該控制模組23將接收的觸控資訊通過換算形成觸控指令，該控制模組23同時將該觸控指令通過該手機的內部電路輸出至該手機裡的程式，例如可實現手機Home鍵功能，例如返回主頁面。

該電子裝置200包括層疊設置的觸控感應結構及顯示模組(均未圖示)，該蓋板21蓋設於該聲波式觸摸傳感元件22及該觸控感應結構上。該蓋板21的一表面形成用於顯示畫面的顯示面201，該顯示面201包括顯示區2011及圍繞該顯示區2011的非顯示區2012，該觸摸感應開關2與該非顯示區2012對應，該觸控感應結構與該顯示區2011對應，該顯示面201與該接觸面210為共面，且該顯示面201與該接觸面210所在的平面為光滑的平面。在其他實施方式中，該觸摸感應開關2也可以設置於與該顯示區2011對應的區域，而不僅限於該非顯示區2012。該觸控感應結構用於感測作用於該顯示區2011的觸控操作，從而實現該電子裝置200的觸控功能，例如通過感測觸控位置資訊以控制該電子裝置200的應用程式。

進一步地，該接觸面210定義有多個接觸區211，本實施方式以四個接觸區211為例進行說明。當然，實際情況中，該接觸區211的數量可根據需要而設定，可以為兩個、三個或其他數量。

更進一步地，請一併參閱圖8，圖8為圖5中聲波式觸摸傳感元件22的立體分解圖。該聲波式觸摸傳感元件22例如為超聲波式感測器，該聲波式觸摸傳感元件22包括基板220、分別形成於該基板220兩相對表面的信號發送件221及信號接收元件222。該信號發送元件221及該信號接收元件222分別可通過光學膠(optical clear adhesive，OCA)223貼合於該基板220兩相對側。該信號發送元件221用於發射超聲波信號，該信號接收元件222用於接收自該信號發送元件221發射的超聲波以形成觸控資訊並輸出至該控制模組23。

該信號發送元件221包括第一壓電層2212及分別形成於該第一壓電層2212兩相對表面的第一電極層2211及第二電極層2213。具體地，該第一電極層2211與該第二電極層2213將該第一壓電層2212夾設其中，例如該第一電極層2211與該第二電極層2213分別塗布於該第一壓電層2212二表面。該第一電極層2211設於該第一壓電層2212遠離該基板220的一側，該第二電極層2213設於該第一壓電層2212與該基板220之間。其中，該第一電極層2211及該第二電極層2213外側可分別蓋設有一保護層2214(如圖6所示)，以保護該第一電極層2211及該第二電極層2213。

該信號接收元件222包括薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)陣列2221、第二壓電層2222及第三電極層2223。具體地，該TFT陣列2221形成於該基板220表面，該第二壓電層2222形成於該TFT陣列2221上，該第三電極層2223形成於該第二壓電層2222上。該TFT陣列2221包括多個呈矩陣排列的TFT單元2221a，各TFT單元2221a分別與該第三電極層2223電性耦合，同時也與所述控制模組23電性連接，例如通過一柔性線路板(圖未示)電性連接至所述控制模組 23。該第一壓電層2212及該第二壓電層2222可選用相同的材料，例如均可為聚二氟亞乙烯(Polyvinylidene Fluoride，PVDF)材料。

本實施方式中，該TFT陣列2221包括四個區塊B，每一區塊B包括排列於其中的多個TFT單元2221a，每一區塊B對應一所述接觸區211。在其他實施方式中，該區塊B的數量可根據該接觸區211的數量而定。該四區塊B分別與該控制模組23電性連接從而實現獨立工作。本實施方式中，該四區塊B均通過所述柔性線路板電性連接至所述控制模組23，該柔性線路板上形成分別對應該四區塊B的信號線路。在其他實施方式中，該四區塊B也可分別通過四相互獨立的柔性線路板電性連接至所述控制模組23。該四區塊B可以是均可實現相同的功能，也可以分別負責不同的功能模組，各區塊B對應的功能模組可均由該控制模組23控制。在該四區塊B實現相同的功能的情況下，由於將該TFT陣列2221包括分為多個所述區塊B，以於所述接觸面210形成多個所述接觸區211，各所述接觸區211分別感測觸摸按壓動作，從而形成多點觸控的結構，觸摸按壓動作在所述接觸面210上不同區域的觸控感測精度更高。

實際工作時，給該第一電極層2211與該第二電極層2213施加電壓，使該第一壓電層2212振動並發射超聲波，部分該超聲波穿過該信號接收元件222及該蓋板21。當外界物體，例如為手指，觸摸該蓋板21的任一所述接觸區211時，到達該手指的超聲波部分被吸收，另一部分自該手指體反射至該信號接收元件222，由於該手指的存在，使自該蓋板21反射至該信號接收元件222的超聲波發生變化，從而形成觸控資訊，該控制模組23根據該觸控資訊生成觸控指令。

該控制模組23進一步可包括存儲模塊231及資訊處理模塊232。該存儲模塊231存儲預先輸入的觸控資料，該觸控資料例如包括按壓力度範圍資料、觸摸軌跡資料、紋路資訊資料、按壓次數資料等。該聲波式觸摸傳感元件22與該資訊處理模塊232連接，該資訊處理模塊232同時與該存儲模塊231連接，該聲波 式觸摸傳感元件22感測以形成該觸控資訊輸出至該資訊處理模塊232，該資訊處理模塊232將該觸控資訊進行處理分析並與預先存儲於該存儲模塊231內的觸控資料進行對比分析，並進一步根據分析結果產生相應的觸控指令。

更進一步地，該資訊處理模塊232可使用軟體功能模組或硬體電路模組來實施功能，即，該資訊處理模塊232可以通過軟體功能模組的方式來實現，也可以通過硬體電路的方式來實現。可以理解，該資訊處理模塊232可以是集成了控制功能模組的積體電路晶片，例如單片機、中央處理器(CPU)、微控制器等。該資訊處理模塊232的功能模組包括信號接收單元2321、資料分析單元2322及指令生成單元2323。該信號接收單元2321接收該觸控資訊，並輸出至該資料分析單元2322，該資料分析單元2322將該觸控資訊進行處理分析並與該觸控資料進行對比分析，進一步產生分析結果輸出至該指令生成單元2323，該指令生成單元2323根據該分析結果產生觸控指令以控制該手機程式的開關，最終實現該觸摸感應開關2的開關功能。

本實施方式中，該觸摸感應開關2實現開關功能的其中一種方式，例如可以是，該存儲模塊231裡預先存儲與手指的指紋紋路資訊相關的觸控資料，例如可以是特定的指紋紋路資訊(如手機的擁有者)或者模糊的指紋紋路資訊。該聲波式觸摸傳感元件22感測作用於該接觸面210上的觸控資訊，並通過該資料分析單元2322形成對應觸摸按壓動作者的指紋紋路資訊，並進一步將該對應觸摸按壓動作者的指紋紋路資訊與該觸控資料進行匹配，當該操作者的指紋紋路資訊與該觸控資料對應(可以是精確匹配或者模糊匹配)時，該手機電源打開、手機鎖屏解開或返回上一程式等。

該觸控感應開關由於是利用了該聲波式觸摸傳感元件22的感測功能(例如指紋感測功能)，實現開關功能，相較於習知技術的通過按壓實現開關功能的實體按鍵，該觸控感應開關無需通過內設橡膠或彈性物質以進行按壓動 作，避免了由於橡膠或彈性物質產生彈性疲乏而影響開關功能的實現，從而有利於延長該觸控感應開關的壽命。此外，該觸控感應開關的接觸面210可以做得較平整，且可以與電子設備(例如手機)的蓋板21玻璃表面為一體的平面，因而有利於形成平整的外觀，且不容易藏汙納垢而更整潔美觀。

請同時參閱圖9至圖11，圖9為本發明所提供的第三實施方式的電子裝置300的結構示意圖。圖10為圖9中沿X-X線的截面示意圖。圖11為圖10中觸摸感應開關3的功能模組的方框示意圖。本實施方式的觸摸感應開關3應用於一電子裝置300，以代替該電子裝置300的機械開關，該電子裝置300可以是且不限於手機、電腦及遊戲機等，對應地，該觸摸感應開關3例如可以作為手機的主頁鍵(例如Home鍵)、電腦開關機鍵、遊戲機開關鍵等。本實施方式的電子裝置300以手機為例進行說明，該觸摸感應開關3為該手機的Home鍵。

該觸摸感應開關3包括一蓋板31、多個聲波式觸摸傳感元件32及控制模組33。該蓋板31蓋設於該多個聲波式觸摸傳感元件32上，該蓋板31遠離該多個聲波式觸摸傳感元件32一側的表面形成有接觸面310供使用者按壓，該蓋板31例如可以是與該手機的蓋板31玻璃為一體，使用者通過該蓋板31玻璃觀看顯示畫面。該接觸面310定義有多個接觸區311，本實施方式以四個接觸區311為例進行說明。當然，實際情況中，該接觸區311的數量可根據需要而設定，可以為兩個、三個或其他數量。每一所述觸控區與一所述聲波式觸摸傳感元件32對應，本實施方式的所述多個聲波式觸摸傳感元件32的數量亦為四個。當然所述聲波式觸摸傳感元件32的數量可根據該觸控區的數量而調整。該四聲波式觸摸傳感元件32例如可以分別用於觸發不同的功能模組，各聲波式觸摸傳感元件32對應的功能模組分別由該控制模組33控制。

進一步地，請一併參閱圖12，圖12為圖10中其中一聲波式觸摸傳感元件32的立體分解圖。該四聲波式觸摸傳感元件32分別與該控制模組33通信導 通，該控制模組33與該手機的內部電路通信導通以控制手機程式啟動或關閉。該四聲波式觸摸傳感元件32分別感測作用於該接觸面310的觸摸按壓操作，分別形成對應的觸控資訊傳輸至該控制模組33，該控制模組33將接收的觸控資訊通過換算形成觸控指令，該控制模組33同時將該觸控指令通過該手機的內部電路輸出至該手機裡的程式，例如可實現手機Home鍵功能，例如返回主頁面。

該電子裝置300包括層疊設置的觸控感應結構及顯示模組(均未圖示)，該蓋板31蓋設於該聲波式觸摸傳感元件32及該觸控感應結構上。該蓋板31的一表面形成用於顯示畫面的顯示面301，該顯示面301包括顯示區3011及圍繞該顯示區3011的非顯示區3012，該觸摸感應開關3與該非顯示區3012對應，該觸控感應結構與該顯示區3011對應，該顯示面301與該接觸面310為共面，且該顯示面301與該接觸面310所在的平面為光滑的平面。在其他實施方式中，該觸摸感應開關3也可以設置於與該顯示區3011對應的區域，而不僅限於該非顯示區3012。該觸控感應結構用於感測作用於該顯示區3011的觸控操作，從而實現該電子裝置300的觸控功能，例如通過感測觸控位置資訊以控制該電子裝置300的應用程式。

更進一步地，每一該聲波式觸摸傳感元件32例如為超聲波式感測器，該聲波式觸摸傳感元件32包括基板320、分別形成於該基板320兩相對表面的信號發送件321及信號接收元件322。該信號發送元件321及該信號接收元件322分別可通過光學膠(optical clear adhesive，OCA)323貼合於該基板320兩相對側。該信號發送元件321用於發射超聲波信號，該信號接收元件322用於接收自該信號發送元件321發射的超聲波以形成觸控資訊並輸出至該控制模組33。

該信號發送元件321包括第一壓電層3212及分別形成於該第一壓電層3212兩相對表面的第一電極層3211及第二電極層3213。具體地，該第一電極層3211與該第二電極層3213將該第一壓電層3212夾設其中，例如該第一電極層 3211與該第二電極層3213分別塗布於該第一壓電層3212二表面。該第一電極層3211設於該第一壓電層3212遠離該基板320的一側，該第二電極層3213設於該第一壓電層3212與該基板320之間。其中，該第一電極層3211及該第二電極層3213外側可分別蓋設有一保護層3214，以保護該第一電極層3211及該第二電極層3213。

該信號接收元件322包括薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)陣列3221、第二壓電層3222及第三電極層3223。具體地，該TFT陣列3221形成於該基板320表面，該第二壓電層3222形成於該TFT陣列3221上，該第三電極層3223形成於該第二壓電層3222上。該TFT陣列3221包括多個呈矩陣排列的TFT單元3221a，各TFT單元3221a分別與該第三電極層3223電性耦合，同時也與所述控制模組33電性連接，例如通過一柔性線路板(圖未示)電性連接至所述控制模組33。該第一壓電層3212及該第二壓電層3222可選用相同的材料，例如均可為聚二氟亞乙烯(Polyvinylidene Fluoride，PVDF)材料。

本實施方式中，該四聲波式觸摸傳感元件32可通過同一所述柔性線路板電性連接至所述控制模組33，該柔性線路板上形成分別對應該四聲波式觸摸傳感元件32的信號線路。該四聲波式觸摸傳感元件32也可分別通過四相互獨立的柔性線路板電性連接至所述控制模組33。該四聲波式觸摸傳感元件32可以是均實現相同的功能，通將該所述接觸面310分割成多個所述接觸區311，各所述接觸區311分別對應一獨立的聲波式觸摸傳感元件32，從而在該接觸面310上形成多點觸控的結構，觸摸按壓動作在所述接觸面310上不同區域的觸控感測精度更高。在其他變更實施方式中，該四聲波式觸摸傳感元件32也可以分別負責不同的功能模組，即每一觸摸按壓動作作用在不同的所述接觸區311時，將產生不同的功能回應。

實際工作時，給該第一電極層3211與該第二電極層3213施加電壓，使該第一壓電層3212振動並發射超聲波，部分該超聲波穿過該信號接收元件322及該蓋板31。當外界物體，例如為手指，觸摸該蓋板31的其中一所述接觸區311時，到達該手指的超聲波部分被吸收，另一部分自該手指體反射至該信號接收元件322，由於該手指的存在，使自該蓋板31反射至該信號接收元件322的超聲波發生變化，從而形成觸控資訊，該控制模組33根據該觸控資訊生成觸控指令。

該控制模組33進一步可包括存儲模塊331及資訊處理模塊332。該存儲模塊331存儲預先輸入的觸控資料，該觸控資料例如包括按壓力度範圍資料、觸摸軌跡資料、紋路資訊資料、按壓次數資料等。該聲波式觸摸傳感元件32與該資訊處理模塊332連接，該資訊處理模塊332同時與該存儲模塊331連接，該聲波式觸摸傳感元件32感測以形成該觸控資訊輸出至該資訊處理模塊332，該資訊處理模塊332將該觸控資訊進行處理分析並與預先存儲於該存儲模塊331內的觸控資料進行對比分析，並進一步根據分析結果產生相應的觸控指令。

更進一步地，該資訊處理模塊332可使用軟體功能模組或硬體電路模組來實施功能，即，該資訊處理模塊332可以通過軟體功能模組的方式來實現，也可以通過硬體電路的方式來實現。可以理解，該資訊處理模塊332可以是集成了控制功能模組的積體電路晶片，例如單片機、中央處理器(CPU)、微控制器等。該資訊處理模塊332的功能模組包括信號接收單元3321、資料分析單元3322及指令生成單元3323。該信號接收單元3321接收該觸控資訊，並輸出至該資料分析單元3322，該資料分析單元3322將該觸控資訊進行處理分析並與該觸控資料進行對比分析，進一步產生分析結果輸出至該指令生成單元3323，該指令生成單元3323根據該分析結果產生觸控指令以控制該手機程式的開關，最終實現該觸摸感應開關3的開關功能。

本實施方式中，該觸摸感應開關3實現開關功能的其中一種方式，例如可以是，該存儲模塊331裡預先存儲與手指的指紋紋路資訊相關的觸控資料，例如可以是特定的指紋紋路資訊(如手機的擁有者)或者模糊的指紋紋路資訊。該聲波式觸摸傳感元件32感測作用於該接觸面310上的觸控資訊，並通過該資料分析單元3322形成對應觸摸按壓動作者的指紋紋路資訊，並進一步將該對應觸摸按壓動作者的指紋紋路資訊與該觸控資料進行匹配，當該操作者的指紋紋路資訊與該觸控資料對應(可以是精確匹配或者模糊匹配)時，該手機電源打開、手機鎖屏解開或者返回上一程式等。

該觸控感應開關由於是利用了該聲波式觸摸傳感元件32的感測功能(例如指紋感測功能)，實現開關功能，相較於習知技術的通過按壓實現開關功能的實體按鍵，該觸控感應開關無需通過內設橡膠或彈性物質以進行按壓動作，避免了由於橡膠或彈性物質產生彈性疲乏而影響開關功能的實現，從而有利於延長該觸控感應開關的壽命。此外，該觸控感應開關的接觸面310可以做得較平整，且可以與電子設備(例如手機)的蓋板31玻璃表面為一體的平面，因而有利於形成平整的外觀，且不容易藏汙納垢而更整潔美觀。

綜上所述，本創作確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限製本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

1‧‧‧觸摸感應開關

11‧‧‧蓋板

110‧‧‧接觸面

12‧‧‧聲波式觸摸傳感元件

120‧‧‧基板

121‧‧‧信號發送元件

1211‧‧‧第一電極層

1212‧‧‧第一壓電層

1213‧‧‧第二電極層

1214‧‧‧保護層

1222‧‧‧第二壓電層

1223‧‧‧第三電極層

123‧‧‧光學膠

Claims (5)

1. 一種用於替代機械開關的觸摸感應開關，其中，包括蓋板及多個聲波式觸摸傳感元件；該蓋板蓋設於該多個聲波式觸摸傳感元件上，該蓋板遠離該多個聲波式觸摸傳感元件一側的表面形成有接觸面；該多個聲波式觸摸傳感元件用於感測該接觸面的觸摸按壓動作，並輸出表徵該觸摸感應開關被觸發的觸控資訊，每一聲波式觸摸傳感元件包括基板、形成於該基板兩相對表面的信號發送件及信號接收元件；該信號發送元件用於發射超聲波，該信號接收元件用於接收超聲波以形成所述觸控資訊，該信號接收元件包括形成於該基板表面的薄膜電晶體陣列；該薄膜電晶體陣列用於輸出該觸控資訊；該接觸面定義有分別與該多個區塊對應的多個接觸區，該多個聲波式觸摸傳感元件分別用於觸發不同的功能模組。
2. 一種電子裝置，該電子裝置具有用於顯示畫面的顯示面，該電子裝置包括觸摸感應開關、觸控感應結構及顯示模組；其中，該觸摸感應開關用於替代機械開關，包括蓋板及多個聲波式觸摸傳感元件；該蓋板蓋設於該多個聲波式觸摸傳感元件上及該觸控感應結構上，該蓋板遠離該多個聲波式觸摸傳感元件一側的表面形成有接觸面，該接觸面與該多個聲波式觸摸傳感元件對應；該多個聲波式觸摸傳感元件用於感測該接觸面的觸摸按壓動作，並輸出表徵該觸摸感應開關被觸發的觸控資訊，該顯示面與該接觸面共面，每一聲波式觸摸傳感元件包括基板、形成於該基板兩相對表面的信號發送件及信號接收元件；該信號發送元件用於發射超聲波，該信號接收元件用於接收超聲波以形成所述觸控資訊，該信號接收元件包括形成於該基板表面的薄膜電晶體陣列；該薄膜電晶體陣列用於輸出該觸控資訊；該接觸面定義有分別與該多個聲波式觸摸傳感元件對應的多個接觸區，該多個聲波式觸摸傳感元件分別用於觸發不同的功能模組。
3. 如請求項2所述的電子裝置，其中，該觸摸感應開關作為該電子裝置的主頁鍵。
4. 如請求項2所述的電子裝置，其中，該顯示面包括顯示區及圍繞該顯示區的非顯示區，該觸控感應結構對應該顯示區設置，且該觸摸感應開關與該非顯示區或該顯示區對應設置。
5. 如請求項2所述的電子裝置，其中，該觸摸感應開關進一步包括一控制模組，該控制模組接收所述觸控資訊，並將該觸控資訊進行分析處理後產生對應該觸控資訊的觸控指令以實現觸摸感應功能。