TWI461992B - 應用不可見光觸控螢幕的電子裝置 - Google Patents

Description

應用不可見光觸控螢幕的電子裝置

本發明係提供一種具有觸控螢幕的電子裝置，尤指一種應用不可見光觸控螢幕，以使其導光板可作為按鍵指示燈或發光裝飾條的電子裝置。

傳統紅外線觸控螢幕的動作原理，係將複數個紅外線接收端與複數個紅外線發射端分別排列在一電路板的四個端邊。排列在電路板四周的紅外線發射端同時產生紅外線訊號時，電路板之表面會形成一個整齊交錯的紅外線網絡。當使用者要操作觸控螢幕，係以一物體，例如手指或觸控筆，於螢幕表面劃記。物體伸入紅外線網絡時會遮斷部份的紅外線訊號，由於各紅外線發射端與其相對應的紅外線接收端是各組獨立運作，因此紅外線觸控螢幕對遮斷的位置進行數位訊號解析即可達到定位的目的。接著控制電路對解析結果進行運算，並將運算結果傳輸至處理器，處理器便可透過觸控螢幕顯示剛才物體所觸碰的位置資訊，或再經由其他軟體依據該位置資訊執行其他的應用程式。

為了完整傳遞各紅外線發射端所輸出之紅外線訊號至其相對應的紅外線接收端，傳統紅外線觸控螢幕的導光板係需完整覆蓋觸控螢幕的全區域，如此一來紅外線發射端及紅外線接收端所形成的紅外線網絡始可完整涵蓋觸控螢幕的顯示區域，使用者只要在顯示區域進行任何劃記皆會干擾到紅外線網絡，而透過運算得知該劃記的位置資訊。因此傳統紅外線觸控螢幕的導光板體積龐大，限制了針對產品進行工業設計的靈活性。舉例來說，具有傳統紅外線觸控螢幕的平板電腦的各個指示燈，如光源指示燈，按鍵指示燈及商標指示燈，必須設置在平板電腦側表面、或是邊框接近側表面的區域，這些限制大幅提高了傳統紅外線觸控螢幕之電路與機構配置的設計難度。

本發明係提供一種應用不可見光觸控螢幕，以使其導光板可作為按鍵指示燈或發光裝飾條的電子裝置，以解決上述之問題。

本發明之申請專利範圍係揭露一種應用不可見光觸控螢幕的電子裝置，其包含有一電路板、一可見光光源、一導光板、一顯示面板以及一蓋板。該電路板包含有複數個不可見光發射器與複數個不可見光接收器。該可見光光源設置於該電路板上，且位於該不可見光發射器與該不可見光接收器之間。該導光板設置於該電路板上。該導光板包含有一作動區域與一非作動區域。該不可見光發射器所輸出之一不可見光訊號係經由該作動區域傳輸至該相對應不可見光接收器，該可見光光源所輸出之一可見光訊號係傳輸至該非作動區域。該顯示面板設置於該電路板與該導光板之間。該蓋板覆蓋於該導光板上方。該蓋板之表面形成有一破孔，且該破孔之位置係對應於該導光板之該非作動區域，以使該可見光光源所輸出之該可見光訊號可經由該非作動區域與該破孔而透出該蓋板。

本發明之申請專利範圍另揭露該電子裝置另包含有一底殼，該電路板設置於該底殼上。該蓋板係連接該底殼以包覆該電路板、該導光板與該顯示面板。

本發明之申請專利範圍另揭露該顯示面板之一顯示區域係對應於該導光板之該作動區域。

本發明之申請專利範圍另揭露該複數個不可見光發射器與該複數個不可見光接收器所形成之一網絡係涵蓋該導光板之該作動區域及該非作動區域。

本發明之申請專利範圍另揭露該網絡之面積大於該顯示面板之一顯示區域。

本發明之申請專利範圍另揭露該複數個不可見光發射器分別設置於該電路板之一第一端與一第二端，該複數個不可見光接收器分別設置於該電路板之一第三端與一第四端。

本發明之申請專利範圍另揭露該第一端係相鄰該第二端，該第三端係相鄰該第四端，且該第一端係相對該第三端。

本發明之申請專利範圍另揭露該導光板之一橫切面係為一U型結構，該U型結構包含有一主體與二側部，且該二側部係分別連接於該主體之兩端。

本發明之申請專利範圍另揭露該可見光光源係位於該顯示面板之下方，該可見光光源所輸出之該可見光訊號係經由該導光板之一彎折部而傳遞至該導光板位於該顯示面板之上方的該非作動區域。

本發明之申請專利範圍另揭露該彎折部係為該U型結構之該側部。

本發明之申請專利範圍另揭露該不可見光發射器係由染色樹脂所包覆，且該導光板係為一透明無色的導光板。

本發明之申請專利範圍另揭露該電子裝置另包含有一導光柱，連接於該導光板。該導光柱係導引該可見光訊號至一按鍵指示燈。

本發明之申請專利範圍另揭露該導光柱與該導光板係為一體成型之設計。

本發明係利用導光板的非作動區域當成指示燈與發光裝飾燈條，可以有效減少模具費用，並提高產品之工業設計彈性。因此本發明之導光板具有多樣化的功能，除了減少額外的模具配置優點外，還可大幅降低其製造成本，且電子裝置內部所挪出的結構空間亦可提供其他電路及機構設計使用。

請參閱第1圖至第4圖，第1圖與第2圖分別為本發明實施例之一電子裝置10於不同視角的元件爆炸示意圖，第3圖為本發明實施例之電子裝置10的組立圖，第4圖為本發明實施例之電子裝置10沿A-A’的剖視圖。本發明之電子裝置10係為應用一不可見光觸控螢幕的平板電腦，該不可見光觸控螢幕可為一紅外線觸控螢幕，其係利用複數個紅外線發射器與複數個紅外線接收器於顯示螢幕表面形成一紅外線網絡。當物體伸入紅外線網絡接觸到顯示螢幕時，紅外線網絡之訊號會受到干擾，平板電腦之處理器便可藉由分析訊號干擾的結果以得知物體的位置資訊。

如第1圖至第4圖所示，電子裝置10包含有一底殼12、一電路板14、一可見光光源16、一導光板18、一顯示面板20以及一蓋板22。底殼12與蓋板22係為電子裝置10之外部包覆的保護元件。電路板14設置於底殼12上，且電路板包含有複數個不可見光發射器141與複數個不可見光接收器143。可見光光源16可為一發光二極體，其係設置於電路板14，且位於一排不可見光發射器141與一排不可見光接收器143之間。

導光板18設置於電路板14上方。導光板18包含有一作動區域181與一非作動區域183，作動區域181係與不可見光發射器141及不可見光接收器143所形成的觸控網絡疊合，而非作動區域183係用來接收可見光光源16的一可見光訊號。顯示面板20係設置於電路板14與導光板18之間。蓋板22覆蓋在導光板18上方，並連接至底殼12以包覆電路板14、導光板18與顯示面板20。導光板18與蓋板22可分別為一框型結構，顯示面板20可用來顯示影像資訊，使用者可透過框型結構(導光板18及蓋板22)的中空區域來觀看顯示面板20之影像資訊。

各不可見光發射器141所輸出之一不可見光訊號，例如紅外線，係經由導光板18之作動區域181而傳輸至相對應的不可見光接收器143，藉此形成交錯的陣列形網絡。可見光光源16所輸出之可見光訊號，例如紅、綠、藍三原色光，則傳輸至導光板18之非作動區域183，使其呈現彩色的外觀。蓋板22之表面可形成有一破孔221。破孔221之位置係對應於導光板之非作動區域183，因此可見光光源16所輸出之可見光訊號便可經由非作動區域183與破孔221而透出蓋板22的外部。由於破孔221之形狀及尺寸大小可依據產品的設計需求而定，例如設計為商標的符號，使用者可將應用於觸控模組(電路板14、不可見光發射器141與不可見光接收器143)的導光板18另搭配可見光光源16以呈現指示燈的功能，其詳細結構將於後敘明。

值得一提的是，不可見光發射器141係為由染色樹脂所包覆的一光電二極體，其具有過濾干擾雜訊的功能，以使本發明可使用透明無色的導光板18取代傳統使用的染色導光板，而仍維持電子裝置10靈敏的觸控功能。本發明可依據使用需求來選擇可見光光源16輸出的光波段，由紅光、藍光及黃光所組成的各式彩色光線，故蓋板22之破孔221所透出的圖案可任意設計其造型、尺寸及色彩，達到裝飾或提示之目的。

請參閱第4圖與第5圖，第5圖為本發明實施例之電子裝置10的部份分離示意圖。如第4圖所示，導光板18之一橫切面係可為一U型結構，其包含有一主體185與二側部187，且二個側部187係分別連接於主體185的兩端。可見光光源16設置於電路板14上且位於顯示面板20的下方，因此可見光光源16所輸出的可見光訊號係經由導光板18的彎折部(即側部187)而導引至主體185，因此位於顯示面板20上方的非作動區域183便可充斥可見光訊號，以透過蓋板22之破孔221呈現相應的色彩圖案。

如第1圖與第5圖所示，複數個不可見光發射器141可分別設置於電路板14之一第一端14a與一第二端14b，且複數個不可見光接收器143可分別設置於電路板14之一第三端14c與一第四端14d。其中第一端14a係第二端14b，第三端14c係相鄰第四端14d，且第一端14a可相對第三端14c，意即第一端14a、第二端14b、第三端14c與第四端14d係為依序環繞電路板14之外圍的排列。各個不可見光發射器141所輸出之不可見光訊號會照射入導光板18的作動區域181，而由相對應的不可見光接收器143所接收，因此複數個不可見光發射器141及複數個不可見光接收器143的不可見光路徑便可在顯示面板20之表面上方形成一不可見光網絡145。

於本發明之實施例中，不可見光網絡145係為不可見光發射器141與不可見光接收器143所環繞圍成的一矩形網絡。不可見光網絡145係可涵蓋導光板18的作動區域181與非作動區域183。然而不可見光接收器143僅具有接收不可見光訊號的功能，故充斥可見光訊號的非作動區域183不會影響到不可見光接收器143的接收，不可見光網絡145仍可維持良好的觸控感應功能。

另一方面，因應不可見光觸控螢幕的設計，顯示面板20之一顯示區域201係對應於導光板18之作動區域181，並未與非作動區域183有任何的區塊重疊，意即不可見光網絡145之面積係會大於顯示區域201。本發明之設計係應用不可見光網絡145未重疊於顯示區域201的區塊(意即導光板18的非作動區域183)，作為引導可見光光源16之可見光訊號的導光元件，以將可見光訊號透出蓋板22之破孔221。

如第4圖與第5圖所示，本發明之導光板18除了用來導引各個不可見光發射器141輸出不可見光訊號至相對應的不可見光接收器143以形成不可見光網絡145外，另可將位於顯示面板20下方之可見光光源16的可見光訊號導引至非作動區域183，使其呈現可見光光源16的色彩。其中，本發明實施例之導光板18的主體185與側部187之間係可具有四十五度的反射面結構，意即彎折部的弧度或角度，以使可見光光源16的可見光訊號可繞過顯示面板20的隔絕而被導光至蓋板22的破孔221透出。導光板18之反射面結構係依據實際的結構配置來計算其反射角度，故於此不再詳述。

除此之外，電子裝置10另可包含有一導光柱24，如第1圖與第2圖所示，導光柱24係連接於導光板18，用以導引可見光光源16所輸出的可見光訊號至一按鍵指示燈。舉例來說，電子裝置10關機時，可見光光源16處於關閉的狀態，蓋板22之破孔221不會透出可見光。當電子裝置10開機後，不可見光發射器141、不可見光接收器143與可見光光源16皆同時被啟動，導光板18除了導引不可見光光訊號來形成不可見光網絡145之外，還可將可見光訊號透出破孔221，藉由破孔221的造型與尺寸設計，製作出一個可於開機時發亮的商標符合。

於此同時，導光柱24另可將導光板18之可見光訊號導引至一電源指示燈，意即前述的按鍵指示燈。因此當電源按鍵被按壓，不但電子裝置10可啟動其開機程序，電源指示燈亦可透過可見光光源16、導光板18及導光柱24之組合而同步發出可見光光線，藉此提示使用者此產品(電子裝置10)已進行開機的訊息。其中導光柱24與導光板18可為一體成型之設計，藉此節省電子裝置10的內部配置空間。

綜上所述，本發明之電子裝置具有包含作動區域與非作動區域的導光板。導光板利用其作動區域導引不可見光訊號形成不可見光網絡，以提供觸控螢幕之功能。導光板另可用來導引可見光光源的可見光訊號均勻地散佈在非作動區域，並通過具有特殊造型設計的破孔以透光至蓋板外部。破孔的造型與尺寸可依據工業外觀的需求而設計成發光裝飾條，讓使用者可隨著電子裝置的開機程序啟動而在蓋板外看到發光圖像，例如產品的商標符號。此外，本發明另可利用導光柱將可見光光源的可見光訊號通過導光板導引至電源指示燈，相較傳統方式可額外節省配置電源指示燈專用導光單元的模組裝設空間及組裝成本，使得本發明之電子裝置的工業設計可更具彈性與變化性。

相較於先前技術，本發明係利用導光板的非作動區域當成指示燈與發光裝飾燈條，可以有效減少模具費用，並提高產品之工業設計彈性。因此本發明之導光板具有多樣化的功能，除了減少額外的模具配置優點外，還可大幅降低其製造成本，且電子裝置內部所挪出的結構空間亦可提供其他電路及機構設計使用。

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。

10．．．電子裝置

12．．．底殼

14．．．電路板

14a．．．第一端

14b．．．第二端

14c．．．第三端

14d．．．第四端

141．．．不可見光發射器

143．．．不可見光接收器

145．．．不可見光網絡

16．．．可見光光源

18．．．導光板

181．．．作動區域

183．．．非作動區域

185．．．主體

187．．．側部

20．．．顯示面板

201．．．顯示區域

22．．．蓋板

221．．．破孔

24．．．導光柱

第1圖與第2圖分別為本發明實施例之電子裝置於不同視角的元件爆炸示意圖。

第3圖為本發明實施例之電子裝置的組立圖。

第4圖為本發明實施例之電子裝置的剖視圖。

第5圖為本發明實施例之電子裝置的部份分離示意圖。

10．．．電子裝置

12．．．底殼

14．．．電路板

16．．．可見光光源

185．．．主體

187．．．側部

20．．．顯示面板

22．．．蓋板

Claims (13)

1. 一種應用不可見光觸控螢幕的電子裝置，其包含有：一電路板，該電路板包含有複數個不可見光發射器與複數個不可見光接收器；一可見光光源，設置於該電路板上，且位於該不可見光發射器與該不可見光接收器之間；一導光板，設置於該電路板上，該導光板包含有一作動區域與一非作動區域，該不可見光發射器所輸出之一不可見光訊號係經由該作動區域傳輸至該相對應不可見光接收器，該可見光光源所輸出之一可見光訊號係傳輸至該非作動區域；一顯示面板，設置於該電路板與該導光板之間；以及一蓋板，覆蓋於該導光板上方，該蓋板之表面形成有一破孔，該破孔之位置係對應於該導光板之該非作動區域，以使該可見光光源所輸出之該可見光訊號可經由該非作動區域與該破孔而透出該蓋板。
2. 如請求項1所述之電子裝置，其另包含有：一底殼，該電路板設置於該底殼上，該蓋板係連接該底殼以包覆該電路板、該導光板與該顯示面板。
3. 如請求項1所述之電子裝置，其中該顯示面板之一顯示區域係對應於該導光板之該作動區域。
4. 如請求項1或3所述之電子裝置，其中該複數個不可見光發射器與該複數個不可見光接收器所形成之一網絡係涵蓋該導光板之該作動區域及該非作動區域。
5. 如請求項4所述之電子裝置，其中該網絡之面積大於該顯示面板之一顯示區域。
6. 如請求項1所述之電子裝置，其中該複數個不可見光發射器分別設置於該電路板之一第一端與一第二端，該複數個不可見光接收器分別設置於該電路板之一第三端與一第四端。
7. 如請求項6所述之電子裝置，其中該第一端係相鄰該第二端，該第三端係相鄰該第四端，且該第一端係相對該第三端。
8. 如請求項1所述之電子裝置，其中該導光板之一橫切面係為一U型結構，該U型結構包含有一主體與二側部，且該二側部係分別連接於該主體之兩端。
9. 如請求項1或8所述之電子裝置，其中該可見光光源係位於該顯示面板之下方，該可見光光源所輸出之該可見光訊號係經由該導光板之一彎折部而傳遞至該導光板位於該顯示面板之上方的該非作動區域。
10. 如請求項9所述之電子裝置，其中該彎折部係為該U型結構之該側部。
11. 如請求項1所述之電子裝置，其中該不可見光發射器係由染色樹脂所包覆，且該導光板係為一透明無色的導光板。
12. 如請求項1所述之電子裝置，其中該電子裝置另包含有：一導光柱，連接於該導光板，該導光柱係導引該可見光訊號至一按鍵指示燈。
13. 如請求項12所述之電子裝置，其中該導光柱與該導光板係為一體成型之設計。