TWI734136B

TWI734136B - 發光觸控板

Info

Publication number: TWI734136B
Application number: TW108123892A
Authority: TW
Inventors: 許新富
Original assignee: 義隆電子股份有限公司
Priority date: 2019-05-02
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2021-07-21
Also published as: TW202042044A

Abstract

一種發光觸控板，包括一電路板及一發光元件，該電路板上具有一觸摸感測區域，多個第一感測單元與一個或多個第二感測單元形成在該觸摸感測區域中，該多個第一感測單元具有相同的第一面積，該第二感測單元具有一小於該第一面積的第二面積；以及一發光元件設置在該觸摸感測區域中，並且鄰近於至少一個該第二感測單元，本發明的配置有助於減少發光觸控板的觸控死區(無效區)。

Description

發光觸控板

本發明是有關一種觸控板，特別是關於一種發光觸控板。

電容式觸控板被廣泛的應用在筆記型電腦，或者外接式的輸入裝置。使用者可以透過在觸控板上的操作，例如點擊或移動，執行輸入的功能。如果觸控板具有發光的功能，將可以產生更多的應用。

本發明的目的之一，在於提出一種發光觸控板。

本發明的目的之一，在於提出一種將發光元件設置在觸摸感測區域的發光觸控板。

根據本發明，一種發光觸控板包括一電路板及至少一發光元件，該電路板具有一由多個感測單元構成的觸摸感測區域，該發光元件設置在該觸摸感測區域中，因而可以消除該發光觸控板的觸控死區。

圖1顯示使用在筆記型電腦的發光觸控板10的剖面圖，圖2顯示發光觸控板10的上視圖，圖3顯示發光觸控板10的電路板12的上視圖。在圖1中，發光觸控板10放置在筆記型電腦的支架24上且被電腦C件上蓋26所圍繞，發光觸控板10包括電路板12、發光元件14、導光板16、蓋板18及遮光元件20。如圖3所示，發光觸控板10是電容式觸控板，在電路板12上具有多個感測單元(sensor cell)28構成一觸摸感測區域(active area)30，觸摸感測區域30用以感測手指或物件的觸碰。根據每一個感測單元28的感應量，可以判斷該發光觸控板10是否被手指或物件觸碰及觸碰的位置。發光元件14設置在電路板12上且在觸摸感測區域30的外部，發光元件14可以是LED。導光板16被放置在電路板12上方，並且位於該發光元件14的側邊，用以導引發光元件14所發出的光線。蓋板18在導光板16上方且覆蓋發光元件14及導光板16，使用者可以使用手指或物件(例如觸控筆)在蓋板18上點擊或移動來輸入指令或執行功能，蓋板18可以是玻璃或聚脂樹脂(mylar)。遮光元件20在電路板12上圍繞該導光板16及發光元件14，用以防止發光元件14發出的光線從發光觸控板10的側邊透出。導光板16底面具有微結構(micro structure)用以反射光線。導光板16具有一入光面162與一出光面164，發光元件14發出的光線由入光面162進入導光板，並被導光板16底面的微結構反射。由微結構產生的反射光從出光面164離開導光板。當發光元件14關閉時，發光觸控板10上不會顯示任何圖樣。當發光元件14被點亮時，發光元件14的光線進入導光板16，並且被微結構反射，使得使用者可以從發光觸控板10的上方看到圖2所示的數字鍵盤圖樣。在一實施例中，導光板16底面設置的微結構排列成圖2所示的數字鍵盤圖樣，蓋板18對應該數字鍵盤圖案形成有透光區域。當發光元件14被點亮，微結構產生的反射光線使得使用者看到該數字鍵盤圖樣。在另一實施例中，蓋板18的底面或表面形成該數字鍵盤圖樣，並且該數字鍵盤圖樣的區域能夠透光，導光板16底面對應該數字鍵盤圖樣的區域設置微結構。當發光元件14被點亮，微結構產生反射光，使得使用者看到蓋板上的數字鍵盤圖樣。

在發光觸控板10中，設置發光元件14的區域22因為不具有感測單元28，因此該區域22無法進行觸控操作，被稱為死區(dead zone)。在理想的情況下，發光觸控板10的任何區域應該都要能進行觸控操作，因此，區域22無法進行觸控操作，對使用者而言相當不便。

圖4顯示本發明發光觸控板40的實施例，其包括一電路板42及至少一發光元件44。在其他實施例中，發光觸控板40更包括如圖1所示的導光板16與蓋板18設置在電路板42上方，關於導光板16與蓋板18的相關描述請參考圖1的及其說明，在此不再贅述。

電路板42具有一觸摸感測區域46，多個第一感測單元48與第二感測單元50、52形成在觸摸感測區域46內，在本實施例中，發光觸控板40是一個電容式觸控板，一控制器56耦接各個感測單元48、50、52，在一實施例中，該控制器56也可安裝在該電路板42的下表面。該控制器56藉由量測各個感測單元48、50、52的感應量，以判斷發光觸控板40是否被手指或物件觸碰以及判斷觸碰的位置。發光元件44設置在觸摸感測區域46內，且位於二個相鄰第二感測單元50及52之間，每一個第一感測單元48具有相同的面積A1。每一個第二感測單元50、52的面積小於面積A1。例如第二感測單元50的面積為A2，第二感測單元52的面積為A3，A2與A3均小於A1。面積A2與A3可以相同或不同。在一實施例中，面積A2與A3大於等於面積A1的50%。上述的面積A1是代表各個第一感測單元48在觸摸感測區域46所佔據的面積，面積A2與A3是分別代表第二感測單元50與52在觸摸感測區域46所佔據的面積。

和第一感測單元48相比，第二感測單元50少了一塊面積A4，第二感測單元52少了一塊面積A5。發光元件44係設置在面積A4與A5形成的區域，鄰近於第二感測單元50與52。從圖4可以看出，第一感測單元48與第二感測單元50與52的排列，使得觸摸感測區域46存在一個沒有感測單元的缺口，即面積A4與A5。發光元件44即設置在這個缺口的位置。

與圖3相比，發光元件44是設置在觸摸感測區域46中，因此電路板42不具有區域22，明顯減少了不能進行觸控輸入的區域(死區)。另一方面，電路板42因為不具有區域22，因此觸摸感測區域46的面積可以大於圖3的區域30，可以提供使用者較大的觸摸感測區域進行觸控輸入。由於發光元件44緊鄰第二感測單元50與52，並且一般手指的大小大於面積A1，因此，即使手指在發光元件44的位置進行操作，也會造成第二感測單元50與/或52的電容量變化，使得手指的操作仍然能夠被識別。

在其他實施例中，發光元件44也可以只鄰接一個第二感測單元。如圖5所示，發光元件44鄰接第二感測單元54。第二感測單元54的面積A6小於面積A1，面積A6可以是大於或等於面積A1的50%。從圖5可以看出，發光元件44與感測單元54佔據的面積相當於面積A1。

電路板42形成有多條電極X與電極Y耦接一控制器56，電極X與電極Y的方向垂直。該多條電極X與電極Y形成在觸摸感測區域46內的所有感測單元。為了方便說明第一感測單元48與第二感測單元50與52，圖6僅顯示電極X1~X3，以及電極Y1~Y2。圖6的電極Y1與Y2是一條連續且彎曲的導體跡線，每一個電極X1~X3包括多個跡線圖案，同一個電極X的各個跡線圖案經由電路板42內部的導線(例如第二層或第三層的導線)而電連接。每一個第一感測單元48或是第二感測單元50與52是由一電極X的至少一跡線圖案與一電極Y的部份跡線交握所組成。舉例來說，第一感測單元48是由電極X1的跡線圖案X1a與X1b與電極Y1的部份跡線所組成。在一實施例中，控制器56驅動電極Y1，並且電極X1接收感應單元48的感測信號，控制器56根據該感測信號計算感應單元48的感應量dV。

第二感測單元50或52的面積與第一感測單元48的面積不同。第二感測單元50與52內的感應跡線的佈局亦不同於第一感測單元48。圖6顯示圖4中感測單元48、50、52的一實施例。如同圖6所示，相較於第一感測單元48，第二感測單元50及52的跡線段504及524的長度被減少以預留安裝發光元件44的區域。圖7顯示發光元件44設置在圖6中的第二感測單元50及52的示意圖，發光元件44設置在預留的區域中，不與第二感測單元50及52的跡線重疊。圖6至圖7只是為了方便說明，在其他的實施例中，第一感測單元48與第二感測單元50與52的跡線佈局可以有其他的變化。從圖6中可以看出，各個第一感測單元48的跡線面積的總和(感應面積)大致相同，而第二感測單元50與52內的跡線面積的總和(感應面積)則小於第一感測單元48的跡線面積的總和。

第二感測單元50及52的感測面積比第一感測單元48小，因此，在相同條件下，第二感測單元50及52產生的感應量dV可能小於第一感測單元48所產生的感應量dV。為了使第一感測單元48與第二感測單元50與52在相同接觸情況下所產生的感應量dV大致相同，接收感應量的控制器56對於第二感測單元50及52的感應量dV分別進行補償。控制器56儲存有第二感測單元50與52的補償係數。在控制器56接收到第二感測單元50的感應量dV後，即將該感應量乘上該補償係數，獲得補償後的感應量dV’。該控制器56根據該補償後的感應量dV’進行觸碰的判斷或觸碰位置的運算。關於補償係數的決定，可以藉由實驗來進行。舉例來說，當一固定面積的導體(例如砝碼)觸碰第一感測單元48時，第一感測單元48輸出的感應量dV=100，而該導體觸碰第二感測單元50時，感測單元50輸出的感應量dV=80，因此可以設定第二感測單元50的補償係數為100/80=1.25。藉由補償係數1.25的補償，第二感測單元50補償後的感應量dV’為80×1.25=100，與第一感測單元48相同的感應量dV相同。在另一實施例中，控制器56儲存各個第一感測單元48、第二感測單元50與52的補償係數，其中，該第二感測單元50與52對應的補償係數大於各個第一感測單元48的補償係數。藉由補償係數的補償，各第一感測單元48與第二感測單元50與58在相同條件下產生的補償後感應量dV’大致相同。控制器56獲得各個第一感測單元48的感應量dV與該第二感測單元50與52的感應量dV，並分別乘上對應的補償係數，以獲得多個補償後的感應量dV’。該控制器56利用該多個補償後的感應量dV’進行觸碰的判斷或觸碰位置的運算。在一實施例中，上述的補償係數均大於或等於1。關於補償第二感測單元50與52的感應量dV的方法有很多，決定補償係數的方法也有很多種，本發明在此只是舉出一種較容易理解的實施方式，並非限制本發明。

以上對於本發明之較佳實施例所作的敘述係為闡明之目的，而無意限定本發明精確地為所揭露的形式，基於以上的教導或從本發明的實施例學習而作修改或變化是可能的，實施例係為解說本發明的原理以及讓熟習該項技術者以各種實施例利用本發明在實際應用上而選擇及敘述，本發明的技術思想企圖由之後的申請專利範圍及其均等來決定。

10:發光觸控板 12:電路板 14:發光元件 16:導光板 162:入光面 164:出光面 18:蓋板 20:遮光元件 22:區域 24:支架 26:電腦C件上蓋 28:感測單元 30:觸摸感測區域 40:發光觸控板 42:電路板 44:發光元件 46:觸摸感測區域 48:第一感測單元 50:第二感測單元 504:跡線段 52:第二感測單元 524:跡線段 54:第二感測單元 56:控制器

圖1顯示使用在筆記型電腦的發光觸控板的剖面圖。圖2顯示一發光觸控板的上視圖。圖3顯示一發光觸控板中電路板的上視圖。圖4顯示本發明發光觸控板的實施例。圖5顯示圖4中發光元件的另一種設置方式。圖6顯示圖4中感測單元的跡線佈局的一實施例。圖7顯示發光元件設置在圖6中感測單元的示意圖。

40:發光觸控板

42:電路板

44:發光元件

46:觸摸感測區域

48:第一感測單元

50:第二感測單元

52:第二感測單元

56:控制器

Claims

一種發光觸控板，包括：一電路板，具有一觸摸感測區域；多個第一感測單元與一個或多個第二感測單元，形成在該觸控感測區域中，該多個第一感測單元具有相同的第一面積，該第二感測單元具有小於該第一面積的第二面積；一發光元件，設置在該觸摸感測區域中，並且鄰近於至少一個該第二感測單元；一導光板，設置在該電路板之上，用以導引該發光元件發出的光線；以及一蓋板，設置在該導光板之上；其中，該多個第一感測單元與該一個或多個第二感測單元都是用於偵測手指或物件的觸碰。
如請求項1之發光觸控板，其中第二面積大於或等於該第一面積的50%。
如請求項1之發光觸控板，其中該發光元件是位於二個相鄰的該第二感測單元之間。
如請求項2之發光觸控板，其中更包括一控制器用以量測每一個該第一感測單元與該第二感測單元的感應量，該控制單元藉由一補償係數補償該第二感測單元的感應量。
如請求項1之發光觸控板，其中該蓋板包括一數字鍵盤圖樣，該數字鍵盤圖樣的區域能夠透光。
如請求項1之發光觸控板，其中該電路板包括多條第一電極與多條第二電極，該多條第一電極與該多條第二電極垂直，並且形成該多個第一感測單元與該一個或多個第二感測單元，