TWI545494B - 游標裝置及鍵盤 - Google Patents

Description

游標裝置及鍵盤

本發明關於一種游標裝置及鍵盤，尤指一種電容式游標裝置及具有游標裝置之鍵盤。

傳統鍵盤僅提供按鍵輸入功能，若亦需提供游標功能，多另以游標裝置，例如滑動、觸控板為之。目前雖亦有整合式輸入裝置，同時提供按鍵輸入及游標控制，但實質上僅為兩者(按鍵及游標裝置)水平配置上的並列於同一裝置殼體中，並非結構整合。另外，目前亦已有整合按鍵輸入與平面觸控功能之鍵盤裝置之揭露，但其多為將各個功能所需的結構疊層設置，若在加上背光鍵盤的背光結構，整個裝置的厚度勢必難以縮減且結構複雜。當裝置使用越多數量的組件，其製程及產品可靠度越不易維持。

鑑於先前技術中的問題，本發明的目的之一在於提供一種游標裝置，其電容感測線路與導光片整合，有助於裝置結構簡化，避免裝置使用過多的組件而導致製程及產品可靠度不易維持及裝置厚度難以縮減的問題。

本發明之游標裝置包含一導光片、一光源、一電容感測線路及一處理模組。該導光片具有一出光面及相對於該出光面之一底表面，於該導光片內之光線可自該出光面射出該導光片。該光源將該光線射入該導光片。該電容感測線路形成於該導光片上。該處理模組與該電容感測線路電連接以執行觸碰操作。藉此，該游標裝置同時具有觸控及光學指示功能，透過該電容感測線路與該導光片整合，可減少組成部件數量，簡化裝置製程，以提昇製程及產品的可靠度，亦有助於縮小裝置厚度。

本發明之另一目的在於提供一種鍵盤，包含本發明之游標裝置以將觸碰操作與按鍵操作整合於同一區域，提升鍵盤功能，同時能避免裝置使用過多的組件而導致製程及產品可靠度不易維持及裝置厚度難以縮減的問題。

本發明之鍵盤包含一導光片、一光源、一電容感測線路、一處理模組及一鍵盤部。該導光片具有一出光面及相對於該出光面之一底表面，於該導光片內之光線可自該出光面射出該導光片。該光源將該光線射入該導光片。該電容感測線路形成於該導光片上。該處理模組與該電容感測線路電連接以執行觸碰操作。該鍵盤部具有複數個鍵帽，設置於該導光片之上；其中，於實作上，自該出光面射出該導光片之該光線即可作為該複數個鍵帽之背光。藉此，觸碰操作與按鍵操作可整合於同一區域，便於使用者操作。此外，同樣地，透過該電容感測線路與該導光片整合，可減少組成部件數量，簡化裝置製程，以提昇製程及產品的可靠度，亦有助於縮小裝置厚度。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

1‧‧‧游標裝置

3‧‧‧鍵盤

10、30‧‧‧裝置殼體

12‧‧‧導光片

14‧‧‧光源

15、37‧‧‧電路板

16‧‧‧電容感測線路

16a‧‧‧第一電極墊

16b‧‧‧第二電極墊

18‧‧‧處理模組

20‧‧‧保護片

22‧‧‧反射片

24‧‧‧粗糙面

25‧‧‧網點

32‧‧‧鍵盤部

34‧‧‧薄膜電路板

35‧‧‧彈性圓突

36‧‧‧壓力感應器

102、302‧‧‧容置空間

122‧‧‧出光面

124‧‧‧底表面

182‧‧‧通訊介面

322‧‧‧鍵帽

322a‧‧‧突出部

322b‧‧‧可透光部

342‧‧‧開關

L1、L2‧‧‧光線

第1圖為根據本發明之一實施例之一游標裝置之示意圖。

第2圖為第1圖中游標裝置之剖視圖。

第3圖為第1圖中游標裝置之功能方塊圖。

第4圖為根據另一實施例之游標裝置之剖視圖。

第5圖為根據另一實施例之游標裝置之剖視圖。

第6圖為根據本發明之一實施例之一鍵盤之示意圖。

第7圖為第6圖中鍵盤之剖視圖。

第8圖為第6圖中鍵盤之功能方塊圖。

第9圖為根據另一實施例之鍵盤之剖視圖。

第10圖為根據另一實施例之鍵盤之剖視圖。

第11圖為根據另一實施例之鍵盤之剖視圖。

請參閱第1至第3圖，第1圖為根據本發明之一實施例之一游標裝置1之示意圖，第2圖為游標裝置1之剖視圖，第3圖為游標裝置1之功能方塊圖。游標裝置1包含一裝置殼體10、一導光片12、一光源14、一電容感測線路16、一處理模組18、一保護片20及一反射片22。導光片12、光源14、電容感測線路16、處理模組18、保護片20及反射片22容置於裝置殼體10形成之容置空間102中。導光片12具有一出光面122及相對於出光面122之一底表面124。光源14設置於導光片12之一邊側，用於產生光線L1並使光線L1自該邊側射入導光片12中，於導光片12內之光線L2可自出光面122射出導光片12。於本實施例中，反射片22大致貼附於底表面124(或謂鄰接於底表面124)，但本發明不以此為限，例如反射片22雖與底表面124間存有間隙，仍具有反射光線以經底表面124再返回導光片12的功效。因此，當光線L2自底表面124射出導光片12時，可被反射片22反射以再進入導光片12中，有助於光線L2自出光面122射出導光片12。電容感測線路16形成於導光片12上，其中電容感測線路16包含複數個第一電極墊16a及複數個第二電極墊16b，該複數個第一電極墊16a形成於出光面122，該複數個第二電極墊16b形成於底表面124；於實作上，該複數個第一電極墊16a及該複數個第二電極墊16b不以正對設置為限。處理模組18與電容感測線路16電連接並包含一通訊介面182，通訊介面182可為有線通訊或無線通訊的介面。保護片20覆蓋於導光片12之出光面122之上，兼具保護導光片12及電容感測線路16之該複數個第一電極墊16a之功效。於使用游標裝置1時，使用者得以手指於保護片20上觸碰，處理模組18透過電容感測線路16感測使用者的觸碰操作以經由通訊介面182發出關於此觸碰操作之信號，以供進一步利用，例如電腦主機接收此信號以作為游標控制操作，例如游標移動、點擊等。

補充說明的是，於本實施例中，保護片20可為透明或半透明材料製作的，光線L2自出光面122射出導光片12後，可穿過保護片20，以提供使用者光學指示。此外，電容感測線路16，尤其是該複數個第一電極墊16a，可為透明的，便於光線L2自出光面122射出導光片12。於實作上，電容感測線路16得以印刷方式將導電高分子、奈米銀或奈米碳管形成於導光片12上，或是以濺鍍方式將氧化銦錫(ITO)形成於導光片12上。此外，於本實施例中，反射片22用於反射自底表面124射出之光線L2以使絕大部的光線L2能回到導光片12中，但本發明不以此為限。例如，在不考慮光線L2自出光面122射出導光片12之效率時，反射片22亦可省略。又例如，於該複數個第二電極墊16b形成於底表面124後，再於底表面124上披覆一層反射物質，使得於導光片12中之光線L2於底表面124(即導光片12與此反射層之界面)直接反射；此時，此反射層即取代反射片22。

另外，於實作上，導光片12可具有一光轉向結構，形成於底表面124，用以將光線L2轉向到出光面122，以增加自出光面122射出導光片12之光線L2之強度。如第4圖所示，導光片12於底表面124多處形成粗糙面24(或是鋸齒面)，作為該光轉向結構；如第5圖所示，導光片12於底表面124多處形成反射材料的網點25(例如於該複數個第二電極墊16b形成於底表面124後透過印刷反射物質實現)，作為該光轉向結構。粗糙面24及網點25均有助於該處光線L2自出光面122射出導光片12。於第4圖及第5圖所示之架構中，反射片22仍得設置，有助於抑制光線L2自底表面124溢失。此外，於本實施例中，以第2圖之視角以觀，光源14(例如可為但不限於成列設置於一電路板15上的複數個LED)僅於導光片12單側提供光線L1，故原則上，於導光片12內離光源14越遠之光線L2，其強度越弱，使得自出光面122射出導光片12之光線L2之強度亦是離光源14越遠越弱。因此，於第4圖及第5圖中，離光源14越遠之粗糙面24及網點25，其佔用面積均較大，以補償光線L2強度的衰減。另外，於實作上，亦得於導光片12之相對兩側均設置 光源，例如於第2圖中導光片12左側亦設置另一光源，以使導光片12內之光線L2強度可為均勻。

請參閱第6至第8圖，第6圖為根據本發明之一實施例之一鍵盤3之示意圖，第7圖為鍵盤3之剖視圖，第8圖為鍵盤3之功能方塊圖。鍵盤3包含前述游標裝置1大部分結構，故鍵盤3仍沿用游標裝置1之元件符號，相同元件之說明及其相關變化型可直接參閱游標裝置1之相關說明，不另贅述。鍵盤3包含一裝置殼體30及容置於裝置殼體30形成之容置空間302中之導光片12、光源14、電容感測線路16、處理模組18、保護片20、反射片22、一鍵盤部32、一薄膜電路板34及複數個壓力感應器36。鍵盤部32具有複數個鍵帽322，設置於導光片12之上。薄膜電路板34包含複數個開關342，對應鍵帽322設置。該複數個壓力感應器36對應該複數個鍵帽322設置於導光片12之下，於本實施例中，該複數個壓力感應器36並且設置於一電路板37上。處理模組18並且與薄膜電路板34及該複數個壓力感應器36電連接。藉此，於使用鍵盤3時，使用者可選擇性地按壓鍵帽322以實作按鍵輸入或於鍵盤部32上滑動以實施觸碰操作。無論是按鍵輸入或是觸碰操作，處理模組18均可透過薄膜電路板34、電容感測線路16及該複數個壓力感應器36感測並根據感測信號以產生關於按鍵輸入或是觸碰操作之控制信號，經由通訊介面182發出控制信號，以供進一步利用，例如電腦主機接收此信號以作為游標控制操作，例如按鍵輸入、游標移動、點擊等。另外，於本實施例中，按鍵輸入區域(即鍵帽322分佈所佔區域)與觸控區域(即電容感測線路16分佈所佔區域)幾乎完全重疊，故鍵盤3僅需佔用一般鍵盤空間(例如桌面)，即可同時提供按鍵及觸控兩種輸入方式，提升鍵盤3使用效益。

於本實施例中，鍵盤部32為一按鍵墊，使得該複數個鍵帽322連接在一起，鍵盤部32可由但不限於矽膠製作，使得鍵盤部32具有可撓性，鍵帽322可供使用者按壓。鍵帽322於本實施例中雖呈突起狀，方便使用者觸覺辨識，但本發明不以此為限；其上印有按鍵區域指示圖案之單一軟墊， 亦得作為本發明之鍵盤部。此外，於本實施例中，薄膜電路板34位於保護片20及導光片12之下，故保護片20及導光片12需具有可撓性，使得鍵帽322向下移動而擠壓到保護片20及導光片12時，保護片20及導光片12亦能配合變形，以使對應的開關342能被觸發。又於本實施例中，鍵帽322包含一突出部322a，可使開關342容易受到擠壓而觸發。另外，於本實施例中，壓力感應器36可設置以於開關342被觸發時，壓力感應器36亦能同時感測到對對應的鍵帽322的按壓，或是當鍵帽322被更深度按壓時，壓力感應器36始能感測到按壓。此均可由產品應用(例如累計按壓時間、進一步觸發其他功能)而定，不另詳述。其中，壓力感應器36自不以對應鍵帽322設置為限。

另外，於本實施例中，鍵盤部32已完全覆蓋導光片12，故保護片20亦得省略。反射片22亦得與薄膜電路板34整合，例如於薄膜電路板34之一基板正對底表面124之表面上披覆一層反射物質，此基板即可取代反射片22。鍵盤部32整體或部分可為透明或半透明材料製作的，光線L2自出光面122射出導光片12後，可穿過鍵盤部32，以提供使用者光學指示。當鍵盤部32以單一材料製作時，得於其下表面(及/或上表面)印刷遮罩層，以僅容許部分光線L2通過。於實作上，鍵盤部32亦得以組合結構的方式實現，例如鍵盤部32本身不透光，但於第7圖中虛線框示部分，以其他透光材料取代，作為可透光部322b；此時，光線L2則僅能從可透光部322b射出鍵帽322。

於本實施例中，薄膜電路板34係主要透過反射片22的直接擠壓而觸發其上的開關342，但本發明不以此為限。請參閱第9圖，其為根據另一實施例之鍵盤之剖視圖。於此實施例中，於薄膜電路板34上，對應開關342處設置一彈性圓突35，故當鍵帽322被按壓時，彈性圓突35受到反射片22的直接擠壓而彈性變形，進而擠壓薄膜電路板34以觸發對應的開關342。於本實施例中，彈性圓突35可提供使用者按壓的反饋力，增加使用者按壓手感。

於前述游標裝置1中關於光轉向結構之說明於鍵盤3之結構中亦 有適用。例如於第10圖所示之鍵盤中，導光片12於底表面124多處形成粗糙面24(或是鋸齒面)，作為該光轉向結構；於第11圖所示之鍵盤中，於底表面124多處形成反射材料的網點25(例如於該複數個第二電極墊16b形成於底表面124後透過印刷反射物質實現)，作為該光轉向結構。於前述游標裝置1中，關於粗糙面24及網點25之其他說明於此亦有適用，不另贅述。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

3‧‧‧鍵盤

30‧‧‧裝置殼體

37‧‧‧電路板

16‧‧‧電容感測線路

16a‧‧‧第一電極墊

16b‧‧‧第二電極墊

20‧‧‧保護片

22‧‧‧反射片

32‧‧‧鍵盤部

34‧‧‧薄膜電路板

36‧‧‧壓力感應器

122‧‧‧出光面

124‧‧‧底表面

302‧‧‧容置空間

322‧‧‧鍵帽

322a‧‧‧突出部

322b‧‧‧可透光部

342‧‧‧開關

L1、L2‧‧‧光線

12‧‧‧導光片

Claims (16)

1. 一種游標裝置，包含：一導光片，具有一出光面及相對於該出光面之一底表面，於該導光片內之光線可自該出光面射出該導光片；一光源，將該光線射入該導光片；一電容感測線路，形成於該導光片上，該電容感測線路係透明的；以及一處理模組，與該電容感測線路電連接以執行觸碰操作。
2. 如請求項1所述之游標裝置，其中該電容感測線路以印刷方式將導電高分子、奈米銀或奈米碳管形成於該導光片上。
3. 如請求項1所述之游標裝置，其中該電容感測線路以濺鍍方式將氧化銦錫形成於該導光片上。
4. 如請求項1所述之游標裝置，其中該電容感測線路包含複數個第一電極墊及複數個第二電極墊，該複數個第一電極墊形成於該出光面，該複數個第二電極墊形成於該底表面。
5. 如請求項1所述之游標裝置，其中該導光片具有一光轉向結構，形成於該底表面，用以將該光線轉向到該出光面。
6. 如請求項1所述之游標裝置，更包含一反射片，鄰接於該底表面。
7. 一種鍵盤，包含：一導光片，具有一出光面及相對於該出光面之一底表面，於該導光片內之光線可自該出光面射出該導光片；一光源，將該光線射入該導光片；一電容感測線路，形成於該導光片上，該電容感測線路係透明的；一處理模組，與該電容感測線路電連接以執行觸碰操作；以及一鍵盤部，具有複數個鍵帽，設置於該導光片之上。
8. 如請求項7所述之鍵盤，其中該鍵盤部具有可撓性。
9. 如請求項7所述之鍵盤，更包含複數個壓力感應器，對應該複數個鍵帽設置於該導光片之下。
10. 如請求項7所述之鍵盤，其中該鍵帽具有一可透光部，由該出光面射出之光線可經由該可透光部射出該鍵帽。
11. 如請求項7所述之鍵盤，其中該電容感測線路以印刷方式將導電高分子、奈米銀或奈米碳管形成於該導光片上。
12. 如請求項7所述之鍵盤，其中該電容感測線路以濺鍍方式將氧化銦錫形成於該導光片上。
13. 如請求項7所述之鍵盤，其中該電容感測線路包含複數個第一電極墊及複數個第二電極墊，該複數個第一電極墊形成於該出光面，該複數個第二電極墊形成於該底表面。
14. 如請求項7所述之鍵盤，其中該導光片具有一光轉向結構，形成於該底表面，用以將該光線轉向到該出光面。
15. 如請求項7所述之鍵盤，更包含一反射片，鄰接於該底表面。
16. 如請求項7所述之鍵盤，更包含複數個開關，對應該複數個鍵帽而設置。