TWI639110B - 穿戴式電子裝置及其反射電容式觸控面板 - Google Patents

穿戴式電子裝置及其反射電容式觸控面板 Download PDF

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Abstract

一種穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板，包含中央觸控感測部，包含複數互電容感測器；邊緣觸控感測部，圍繞中央觸控感測部，該邊緣觸控感測部包含複數混成感測器；及預設接合區，連接至中央觸控感測部與邊緣觸控感測部的通道。

Description

穿戴式電子裝置及其反射電容式觸控面板
本發明係有關一種穿戴式(wearable)電子裝置，特別是關於一種穿戴式電子裝置的反射電容式(reflected-capacitive)觸控面板，其具有較小的接合區(bonding area)或較少的觸控感測通道。
智慧型手錶(smartwatch)是一種電腦化的手錶，其功能遠大於量測、紀錄與顯示時間。除了計算、遊戲等基本功能，現代的智慧型手錶還可執行行動應用程式、使用網際網路，甚至可以收發語音/影像電話。
穿戴式電子裝置(例如智慧型手錶)的觸控螢幕的面積通常很有限。因此，穿戴式電子裝置通常於側面設置一些使用者經常使用到的功能的按鈕。然而，設置實體按鈕會與穿戴式電子裝置的時尚趨勢相抵觸。因此，亟需提出一種新穎機制，不須設置實體按鈕而能提供穿戴式電子裝置更多的功能。
鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板，其具有較小的接合區或較少的觸控感測通道，但不會犧牲穿戴式電子裝置於觸控面板邊緣(border)所能提供的功能。
根據本發明實施例，穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板包含中央觸控感測部、邊緣觸控感測部及預設接合區。中央觸控感測部包含複數互電容感測器。邊緣觸控感測部圍繞中央觸控感測部，該邊緣觸控感測部包含複數混成感測器。預設接合區連接至中央觸控感測部與邊緣觸控感測部的通道。
第一圖顯示穿戴式電子裝置100(例如智慧型手錶)的透視圖。穿戴式電子裝置100可包含平板顯示器或觸控螢幕11，設於殼體10的上表面。穿戴式電子裝置100還可包含一些實體按鈕12，設於殼體10的側表面，用以提供使用者經常會用到的功能。如前所述，設置實體按鈕會與穿戴式電子裝置(例如智慧型手錶)的時尚趨勢相抵觸。鑑於此，可將一些功能設於觸控螢幕11的邊緣，而非設於殼體10，用以取代部分或所有的實體按鈕12。再者，設於觸控螢幕11邊緣的功能，其面積通常小於實體按鈕12，因此藉由觸控螢幕11的邊緣，可增加穿戴式電子裝置更多的功能。
第二A圖顯示穿戴式電子裝置(例如第一圖的智慧型手錶)的反射電容式觸控面板200的俯視圖。圖示的反射電容式觸控面板(以下簡稱觸控面板)200的形狀為圓形，但不限定於。觸控面板200可包含中央觸控感測部，以及圍繞中央觸控感測部的邊緣觸控感測部。其中，中央觸控感測部包含互電容(mutual-capacitance)感測器21，其排列為特定形式(例如矩陣形式)。於操作互電容感測器21時，藉由中央發射(TX)通道(例如TX1至TX6共六條中央發射通道)以傳送驅動信號，再藉由中央接收(RX)通道(例如RX1至RX6共六條中央接收通道)以接收感測信號。一般來說，中央發射通道排列於第一方向，且中央接收通道排列於第二方向，其中第二方向可垂直於第一方向。例如，中央發射通道排列成行，且中央接收通道排列成列。第二B圖顯示第二A圖的中央發射通道與中央接收通道的局部放大圖。
邊緣觸控感測部包含自電容(self-capacitance)感測器22(圖示六個自電容感測器22)，圍繞中央觸控感測部。於操作自電容感測器22時，藉由邊緣接收(BRX)通道(例如BRX1至BRX6共六條邊緣接收通道)以接收感測信號。值得注意的是，(邊緣觸控感測部的)邊緣接收(BRX)通道獨立於(中央觸控感測部的)中央接收(RX)通道。觸控面板200還可包含接地(GND)通道(例如相關於中央發射通道的TXGND以及相關於中央/邊緣接收通道的RXGND，總共六條接地通道)。
中央發射(TX)通道、中央接收(RX)通道、邊緣接收(BRX)通道及接地(GND)通道佈線至預設的接合區23，可藉由接合技術與可撓性印刷電路板(flexible printed circuit, FPC)或可撓性排線(flexible flat cable, FFC)接合。第二C圖顯示第二A圖的局部放大圖，例示預設接合區23，可藉由可撓性印刷電路板(FPC)與中央發射(TX)通道、中央接收(RX)通道、邊緣接收(BRX)通道、接地(GND)通道連接。一般來說，接地(GND)通道可設於發射通道群與接收通道群之間。接地(GND)通道還可設於接合區23的二端。
如第二A圖/第二C圖所例示，中央發射(TX)通道、中央接收(RX)通道、邊緣接收(BRX)通道與接地(GND)通道總共有24條通道(亦即，6+6+6+6)。一般來說，通道的總數為X+Y+Z+M，其中X代表中央發射(TX)通道的數目，Y代表中央接收(RX)通道的數目，Z代表邊緣接收(BRX)通道的數目，且M代表接地(GND)通道的數目。
值得注意的是，當穿戴式電子裝置的邊緣增加更多功能時，會增加邊緣接收(BRX)通道的數目，因而造成接合區23面積的增加。鑑於穿戴式電子裝置的面積有限，接合區23的面積增加與功能數目增加造成抵觸。為了克服第二A圖/第二C圖所示的穿戴式電子裝置的缺點，本發明提出以下的實施例。
第三A圖顯示本發明實施例的穿戴式電子裝置(例如第一圖的智慧型手錶)的反射電容式觸控面板300的俯視圖。圖示的反射電容式觸控面板(以下簡稱觸控面板)300的形狀為圓形，但不限定於此。觸控面板300可包含中央觸控感測部，以及圍繞中央觸控感測部的邊緣觸控感測部。類似於第二A圖的觸控面板200，本實施例的中央觸控感測部包含互電容感測器31，其排列為特定形式(例如矩陣形式)。於操作互電容感測器31時，藉由中央發射(TX)通道(例如TX1至TX6共六條中央發射通道)以傳送驅動信號，再藉由中央接收(RX)通道(例如RX1至RX6共六條中央接收通道)以接收感測信號，用以偵測中央觸控感測部的互電容。一般來說，中央發射通道排列於第一方向，且中央接收通道排列於第二方向，其中第二方向可垂直於第一方向。例如，中央發射通道排列成行，且中央接收通道排列成列。
與第二A圖的觸控面板200不同的是，本實施例的邊緣觸控感測部包含自電容與互電容的混成(hybrid)感測器32(圖示六個混成感測器)，圍繞中央觸控感測部。於操作自電容與互電容的混成感測器(以下簡稱混成感測器)32時，藉由至少一條邊緣發射(BTX)通道(例如BTX1)以傳送驅動信號，再藉由中央接收(RX)通道以接收感測信號，用以偵測邊緣觸控感測部的互電容。同時，藉由中央接收(RX)通道以接收感測信號，用以偵測邊緣觸控感測部的自電容與互電容。在本實施例中，邊緣觸控感測部包含單一條邊緣發射(BTX)通道。
值得注意的是，(邊緣觸控感測部的)邊緣發射(BTX)通道獨立於(中央觸控感測部的)中央發射(TX)通道。根據本實施例的特徵之一，中央接收(RX)通道相關於中央觸控感測部及邊緣觸控感測部。換句話說，中央接收(RX)通道共享於中央觸控感測部及邊緣觸控感測部。類似於第二A圖的觸控面板200，本實施例的觸控面板300還可包含接地(GND)通道(例如相關於中央/邊緣發射通道的TXGND以及相關於中央接收通道的RXGND，總共六條接地通道)。
中央發射(TX)通道、中央接收(RX)通道、邊緣發射(BTX)通道及接地(GND)通道佈線至預設的接合區33，可藉由接合技術與可撓性印刷電路板(FPC)或可撓性排線(FFC)接合。第三B圖顯示第三A圖的局部放大圖，例示預設接合區33，可藉由可撓性印刷電路板(FPC)與中央發射(TX)通道、中央接收(RX)通道、邊緣發射(BTX)通道、接地(GND)通道連接。
如第三A圖/第三B圖所例示，中央發射(TX)通道、中央接收(RX)通道、邊緣發射(BTX)通道與接地(GND)通道總共有19條通道(亦即，6+6+1+6)。一般來說，通道的總數為X+Y+1+M，其中X代表中央發射(TX)通道的數目，Y代表中央接收(RX)通道的數目，且M代表接地(GND)通道的數目。
根據第三A圖/第三B圖所示的實施例可以得知，本實施例(第三A圖)的接合區33小於第二A圖的接合區23。在另一實施例中，當穿戴式電子裝置的觸控面板300的邊緣增加更多的功能時，接合區33的面積也不會大於第二A圖/第二C圖的接合區23。反過來說，當穿戴式電子裝置的觸控面板200的邊緣增加更多的功能時，第二A圖/第二C圖所示接合區23的面積會跟著增加。
第三A圖所示實施例可使用各種觸控感測結構來實施。第四圖顯示本發明實施例的觸控感測結構的堆疊示意圖，可適用於第三A圖/第三B圖所示的觸控面板300。所示觸控感測結構為雙面氧化銦錫(DITO)結構，包含玻璃(glass)面板與二個單面氧化銦錫薄膜(film)，因而形成GFF結構。其他的觸控感測結構也可適用於第三A圖所示的觸控面板300。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
100‧‧‧穿戴式電子裝置
10‧‧‧殼體
11‧‧‧觸控螢幕
12‧‧‧實體按鈕
200‧‧‧反射電容式觸控面板
21‧‧‧互電容感測器
22‧‧‧自電容感測器
23‧‧‧接合區
300‧‧‧反射電容式觸控面板
31‧‧‧互電容感測器
32‧‧‧混成感測器
33‧‧‧接合區
TX‧‧‧中央發射通道
RX‧‧‧中央接收通道
BTX1‧‧‧邊緣發射通道
TXGND‧‧‧接地通道
RXGND‧‧‧接地通道
TX1~TX6‧‧‧中央發射通道
RX1~RX6‧‧‧中央接收通道
BRX1~BRX6‧‧‧邊緣接收通道
第一圖顯示穿戴式電子裝置的透視圖。 第二A圖顯示穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板的俯視圖。 第二B圖顯示第二A圖的中央發射通道與中央接收通道的局部放大圖。 第二C圖顯示第二A圖的局部放大圖，例示預設接合區。 第三A圖顯示本發明實施例的穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板的俯視圖。 第三B圖顯示第三A圖的局部放大圖，例示預設接合區。 第四圖顯示本發明實施例的觸控感測結構的堆疊示意圖，可適用於第三A圖所示的觸控面板。

Claims (18)

  1. 一種穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板，包含：一中央觸控感測部，包含複數互電容感測器；一邊緣觸控感測部，圍繞該中央觸控感測部，該邊緣觸控感測部包含複數混成感測器；及一預設接合區，連接至該中央觸控感測部與該邊緣觸控感測部的通道；其中該中央觸控感測部包含：複數中央發射通道，排列於第一方向；及複數中央接收通道，排列於第二方向，該第一方向異於該第二方向；其中藉由該中央發射通道以傳送驅動信號，再藉由該中央接收通道以接收感測信號，用以偵測該中央觸控感測部的互電容。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板，其中該第二方向垂直於該第一方向。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板，其中該邊緣觸控感測部包含：至少一條邊緣發射通道；其中該中央接收通道共享於該中央觸控感測部與該邊緣觸控感測部，藉由該邊緣發射通道以傳送驅動信號，再藉由該中央接收通道以接收感測信號，用以偵測該邊緣觸控感測部的互電容，且藉由該中央接收通道以接收感測信號，用以偵測該邊緣觸控感測部的自電容與互電容。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板，其中該至少一條邊緣發射通道包含單一條邊緣發射通道。
  5. 根據申請專利範圍第3項所述穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板，其中該邊緣發射通道獨立於該中央發射通道。
  6. 根據申請專利範圍第3項所述穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板，更包含複數接地通道。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板，其中該中央發射通道、該中央接收通道、該邊緣發射通道及該接地通道佈線至該預設接合區。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板，更包含一可撓性印刷電路板連接至該預設接合區。
  9. 根據申請專利範圍第1項所述穿戴式電子裝置的反射電容式觸控面板，其中該穿戴式電子裝置包含一智慧型手錶。
  10. 一種穿戴式電子裝置，包含：一殼體；一反射電容式觸控面板，設於該殼體的上表面，該反射電容式觸控面板包含：一中央觸控感測部，包含複數互電容感測器；一邊緣觸控感測部，圍繞該中央觸控感測部，該邊緣觸控感測部包含複數混成感測器；及一預設接合區，連接至該中央觸控感測部與該邊緣觸控感測部的通道；其中該中央觸控感測部包含：複數中央發射通道，排列於第一方向；及複數中央接收通道，排列於第二方向，該第一方向異於該第二方向；其中藉由該中央發射通道以傳送驅動信號，再藉由該中央接收通道以接收感測信號，用以偵測該中央觸控感測部的互電容。
  11. 根據申請專利範圍第10項所述之穿戴式電子裝置，其中該第二方向垂直於該第一方向。
  12. 根據申請專利範圍第10項所述之穿戴式電子裝置，其中該邊緣觸控感測部包含：至少一條邊緣發射通道；其中該中央接收通道共享於該中央觸控感測部與該邊緣觸控感測部，藉由該邊緣發射通道以傳送驅動信號，再藉由該中央接收通道以接收感測信號，用以偵測該邊緣觸控感測部的互電容，且藉由該中央接收通道以接收感測信號，用以偵測該邊緣觸控感測部的自電容與互電容。
  13. 根據申請專利範圍第12項所述之穿戴式電子裝置，其中該至少一條邊緣發射通道包含單一條邊緣發射通道。
  14. 根據申請專利範圍第12項所述之穿戴式電子裝置，其中該邊緣發射通道獨立於該中央發射通道。
  15. 根據申請專利範圍第12項所述之穿戴式電子裝置，更包含複數接地通道。
  16. 根據申請專利範圍第15項所述之穿戴式電子裝置，其中該中央發射通道、該中央接收通道、該邊緣發射通道及該接地通道佈線至該預設接合區。
  17. 根據申請專利範圍第10項所述之穿戴式電子裝置，更包含一可撓性印刷電路板連接至該預設接合區。
  18. 根據申請專利範圍第10項所述之穿戴式電子裝置，其中該穿戴式電子裝置包含一智慧型手錶。
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