触摸板和电子设备的制作方法

本公开涉及一种触摸板和一种电子设备。

背景技术：

触摸板在电子设备的应用中越来越普遍。然而，目前大多数触摸板都是以接触式检测为基础实现交互式应用，使用方式相对单一。

技术实现要素：

本公开的一个方面提供了一种触摸板。所述触摸板包括盖板、印刷电路板和至少一个距离传感器。所述盖板用于接收触摸控制操作。所述印刷电路板与所述盖板层叠设置，所述印刷电路板中设置有至少一个开口。所述距离传感器设置于所述开口中，其中，所述距离传感器的用于发射测距信号的表面相对于所述印刷电路板倾斜设置。

根据本公开的实施例，所述距离传感器的用于发射测距信号的表面朝向使用所述触摸板的用户的方向倾斜设置。其中，所述距离传感器包括用于获取图像深度信息的图像传感器。

根据本公开的实施例，所述至少一个距离传感器包括第一距离传感器和第二距离传感器。其中，所述第一距离传感器的用于发射测距信号的表面垂直于第一方向，所述第二距离传感器的用于发射测距信号的表面垂直于第二方向。所述第一方向和所述第二方向相对于所述印刷电路板所在的第一平面对称，或者所述第一方向和所述第二方向相对于垂直所述印刷电路板的第二平面对称。

根据本公开的实施例，所述距离传感器的用于发射测距信号的表面相对于所述印刷电路板的倾斜角度不超过45°。

根据本公开的实施例，所述距离传感器的用于发射测距信号的表面相对于所述印刷电路板的倾斜角度设置为15°。

根据本公开的实施例，所述盖板的尺寸大于所述印刷电路板。其中，所述盖板朝向所述印刷电路板的表面包括第一区域和第二区域，所述第二区域与所述第一区域不重叠。所述印刷电路板粘贴在所述第一区域内，以及所述第二区域的至少一部分粘贴在电子设备的底座上。

根据本公开的实施例，所述第一区域为矩形区域，以及所述第二区域为以所述第一区域的四个边为内边界，以所述盖板的边为外边界的区域。

根据本公开的实施例，所述印刷电路板中还设置有多个力学传感器，所述力学传感器用于基于用户在所述盖板上的触摸控制操作产生的作用力而生成传感信号。

根据本公开的实施例，所述多个力学传感器包括多个弹力波传感器，所述印刷电路板中还设置有力计算模块。其中，所述力计算模块设置于所述印刷电路板的中心。所述多个弹力波传感器相对于所述印刷电路板的中心对称地布置，并位于所述力计算模块的外围。其中，所述多个弹力波传感器分别通过线路与所述力计算模块电连接，向所述力计算模块传输传感信号。所述力计算模块用于处理所述传感信号。

本公开的另一方面，提供了一种电子设备。所述电子设备包括如上所述的触摸板。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的触摸板的局部分解结构示意；

图2示意性示出了用户使用包括本公开实施例的触摸板的电子设备的情景示意；

图3示意性示出了根据本公开实施例的触摸板中距离传感器与印刷电路板之间的倾斜角度的设计示意；

图4示意性示出了根据本公开实施例的触摸板中的印刷电路板的顶部视图；

图5示意性示出了根据本公开实施例的触摸板中的印刷电路板的底部视图；

图6示意性示出了根据本公开实施例的触摸板中盖板朝向印刷电路板的表面的区域划分示意；

图7示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的部分结构示意；以及

图8示意性示出了包括本公开实施例的触摸板的电子设备的防误触操作的情景示意。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

本公开的实施例提供了一种可以实现接触式检测和非接触式检测结合的触摸板，以及包括该触摸板的电子设备。该触摸板包括盖板、印刷电路板、以及至少一个距离传感器。盖板用于接收触摸控制操作。印刷电路板与盖板层叠设置，印刷电路板中还设置有至少一个开口。距离传感器设置于开口中，其中，距离传感器的用于发射测距信号的表面相对于印刷电路板倾斜设置。

根据本公开实施例的触摸板，可以通过在印刷电路板中倾斜设置的至少一个距离传感器，非接触式地检测用户相对电子设备或触摸板的信息、或者用户的手相对于触摸板的距离和/或角度信息等，使触摸板在具备接触式检测的功能的同时可以兼具非接触式检测的功能，为扩展触摸板的交互应用方式提供了基础。

以下结合附图对根据本公开实施例的触摸板和电子设备进行示例性说明。

图1示意性示出了根据本公开实施例的触摸板100的局部分解结构示意。

如图1所示，该触摸板100包括盖板10、印刷电路板20、以及至少一个距离传感器30。盖板10用于接收触摸控制操作。印刷电路板20与盖板10层叠设置。印刷电路板20中还设置有至少一个开口21。距离传感器30设置于开口21中，其中，距离传感器30的用于发射测距信号的表面相对于印刷电路板20倾斜设置。

触摸板100中集成了至少一个距离传感器30。距离传感器30设置于印刷电路板20的开口21中，并且距离传感器30的用于发射测距信号的表面相对于印刷电路板20倾斜，从而使得距离传感器30发射的测距检测信号的发射方向相对于印刷电路板20倾斜而非垂直。

根据本公开的实施例，距离传感器30可以是用于获取图像深度信息的图像传感器。例如，该距离传感器30可以是雷达，对外发射雷达信号，非接触式地获取到使用触摸板100的用户以及触摸板周围环境的图像。进而，触摸板100中的计算芯片或者应用该触摸板100的电子设备中的计算芯片可以对该图像进行分析，以获得例如用户相对触摸板的距离或位置、用户的状态、或者用户的手相对于触摸板的距离和/或角度信息等。

根据本公开实施例的触摸板100，可以通过在印刷电路板20中倾斜设置的至少一个距离传感器30，实现非接触式地检测用户相对触摸板100的各种信息，使触摸板100在具备接触式检测功能的同时兼具非接触式检测的功能，为扩展触摸板100的交互应用方式提供了基础。

根据本公开的一些实施例，距离传感器30的用于发射测距信号的表面可以朝向使用触摸板100的用户的方向倾斜设置。从而相比于距离传感器30朝向触摸板100正上方发射信号的方式，本公开的实施例可以使距离传感器30发射的信号可以在更大的范围内检测到用户的信息。

图2示意性示出了用户1使用包括本公开实施例的触摸板100的电子设备200的情景示意。

如图2所示，触摸板100安装在电子设备200中。电子设备200例如可以是笔记本电脑。触摸板100中的距离传感器30的用于发射测距信号的表面朝向使用触摸板100的用户1的方向倾斜设置，从而使距离传感器30可以朝向用户1发射信号，以此方式可以更多地检测到用户1的信号。

具体地，距离传感器30的用于发射测距信号的表面朝向用户1倾斜，可以使得距离传感器30采集范围更多地覆盖用户的活动空间，这样更有利于侦测到用户1的信息。例如，在用户1的个子比较矮，或者用户1习惯背靠后或身体后倾等场景下，距离传感器30的倾斜设置可以更多更方便地侦测到用户1的信号。该用户1的信号例如可以包括用户1与电子设备200的相对位置(例如，用户1位于电子设备200的正前方、偏左侧还是偏右侧)、或者用户1与电子设备的距离等。在一些实施例中，电子设备200可以基于距离传感器30检测到的用户1的信号来设置的省电模式、或者进行画面调节等。

可以理解，图2中距离传感器30突出于电子设备200的本体表面以外仅是示意性的，是为了示意性说明距离传感器30工作时信号的发射方向，便于本领域技术人员理解距离传感器30倾斜设置的作用和效果，不对本公开构成任何限定。

根据本公开的另一些实施例，触摸板100中可以设置多个距离传感器30。该多个距离传感器30的用于发射测距信号的表面相对于印刷电路板20可以朝向不同的方向倾斜。例如，由两个距离传感器30组合为一组，其中一个朝向使用该触摸板100的用户的方向倾斜，另一个向远离离使用该触摸板100的用户的方向倾斜，以此方式可以使该组内的两个距离传感器30的检测范围形成互补。

在一个实施例中，该至少一个距离传感器30可以包括第一距离传感器和第二距离传感器。其中：第一距离传感器的用于发射测距信号的表面垂直于第一方向，第二距离传感器的用于发射测距信号的表面垂直于第二方向。其中，第一方向和第二方向不平行。

根据本公开的一些实施例，该第一方向和第二方向可以相对于印刷电路板20所在的第一平面对称。例如，当印刷电路板20位于水平面时，第一距离传感器和第二传感器一个朝向用户向上倾斜一定角度发射信号，另一个向下倾斜相应角度发射信号。

或者，根据本公开的另一些实施例，该第一方向和第二方向可以相对于垂直印刷电路板20的第二平面对称。例如，当印刷电路板20位于水平面时，第一距离传感器和第二传感器一个可以与竖直面成一定角度朝向用户发射信号，另一个可以与竖直面成相应角度朝向电子设备的显示屏发射信号。

以此方式，第一距离传感器和第二距离传感器的非接触式检测范围可以有效地形成互补。其中，第一距离传感器和第二距离传感器共同工作时发射出的非接触式检测信号可以既覆盖触摸板100正上方的区域，还可以包括朝向用户倾斜的区域，以及包括朝远离用户的方向倾斜的区域。

根据本公开的实施例，距离传感器30的用于发射测距信号的表面相对于印刷电路板20的倾斜角度不超过45°。距离传感器30设置于该开口21中时倾向角度不能过大，以避免遮挡印刷电路板20中位于开口21附近的器件。在一个实施例中，距离传感器30的用于发射测距信号的表面相对于印刷电路板20的倾斜角度设置为15°。

图3示意性示出了根据本公开实施例的触摸板100中距离传感器30与印刷电路板20之间的倾斜角度的设计示意。

如图3所示，距离传感器30与印刷电路板20之间的倾斜角度为a，该角度a的设计约束条件可以包括距离传感器30的信号发射角为120度，印刷电路板20与盖板10的距离为h，且设计使l＝h。

则，根据l＝h可以计算得到b1＝45°。进而根据距离传感器30的信号发射角为120度可以得到b2＝120°-15°＝75°。再进而根据b2和r1为直角三角形的两个锐角得到r1＝90°-75°＝15°。根据盖板10和印刷电路板20的平行关系得到r2＝r1＝15°。再根据角度a与r2的和为30°得到a＝30°-r2＝15°。

在一个实施例中，开口21的尺寸为8x8mm，印刷电路板20与盖板10的距离h＝2mm。从而，根据图3的设计，在距离传感器30按照倾斜角度a＝15°设置于开口21中时，l＝h＝2mm，相应可以确定出距离传感器30的信号发射中心点o可以相对于开口21的中线点m向左偏移2mm。

图4示意性示出了根据本公开实施例的触摸板100中的印刷电路板20的顶部视图。图5示意性示出了根据本公开实施例的触摸板100中的印刷电路板20的底部视图。

如图4和图5所示，该印刷电路板20中包括三个开口21。该三个开口21中可以分别设置一个距离传感器30。其中，该三个开口21中设置的距离传感器30的用于发射测距信号的表面相对于该印刷电路板20的倾斜方向和/或角度可以相同，也可以不同。

如图5所示，印刷电路板20中还设置有多个力学传感器22，力学传感器22用于基于用户在盖板10上的触摸控制操作产生的作用力而生成传感信号。

根据本公开的一个实施例，多个力学传感器22可以包括多个弹力波传感器22。印刷电路板20中还设置有力计算模块23。力计算模块23设置于印刷电路板20的中心。多个弹力波传感器22相对于印刷电路板20的中心对称地布置，并位于力计算模块23的外围。多个弹力波传感器22分别通过线路24与力计算模块23电连接，向力计算模块23传输传感信号。力计算模块23用于处理传感信号。

图5所示的印刷电路板20中可以设置有12个弹力波传感器22。例如，可以通过表面贴装技术(surfacemounttechnology，smt)在印刷电路板20中设置12个弹力波传感器22。该12个弹力波传感器22在印刷电路板20的上下两侧对称布置，且相对于印刷电路板20的中心对称。该12个弹力波传感器22可以检测用户在盖板10上的触摸控制操作时作用在盖板10上的压力引起的弹力波信号，并将该弹力波信号通过线路24传输给力计算模块23，由力计算模块23通过算法计算得到用户在盖板10上的操作力度，实现压力侦测或触觉触控等交互控制。

图6示意性示出了根据本公开实施例的触摸板100中盖板10朝向印刷电路板20的表面的区域划分示意。

参考图6，根据本公开的实施例，盖板10的尺寸可以大于印刷电路板20。其中盖板10朝向印刷电路板20的表面包括第一区域11和第二区域12，第二区域12与第一区域11不重叠。印刷电路板20可以粘贴在第一区域11内，盖板10的第二区域12的至少一部分粘贴在电子设备的底座上。

在组装触摸板100时，可以先将印刷电路板20贴合于盖板10的第一区域11，然后再将盖板10的第二区域12粘贴在电子设备的底座上。相比于将盖板10通过螺丝固定在电子设备的底座上的方式，本公开实施例的触摸板100可以使多个力学传感器22减少受到系统结构应力的影响，从而能够更准确地检测到手指在盖板10上的按压信号。

在一个实施例中，如图6所示，第一区域11可以是矩形区域。第二区域12为以第一区域11的四个边为内边界，以盖板10的边为外边界的区域。其中，第二区域12包括了盖板10的边缘部分，从而可以使盖板10的边缘部分粘贴在电子设备的底座上。

可以理解，图6中示意的第一区域11和第二区域12的相对结构为示例性而非限定性的，第一区域11和第二区域12的相对设置也可以是其他形式。例如，第一区域11和第二区域12例如也可以是并排布置的两个矩形区域。甚至，盖板10朝向印刷电路板20的表面除了第一区域11和第二区域12外，还可以包括其他区域等。

盖板10例如可以是亚力克板。在一个实施例中，在盖板10下贴合印刷电路板20，其中，盖板10的厚度例如可以是0.5～0.8mm。在此厚度范围内的盖板10可以起到较好地支撑作用，可以在触摸板100的长期使用过程中，在一定程度上避免触摸板100的中心点形变过大的问题。

图7示意性示出了根据本公开实施例的电子设备700的部分结构示意。

如图7所示，该电子设备700可以包括触摸板100。其中，触摸板100可以参考图1～图6的介绍。

根据本公开的一些实施例，电子设备700可以包括键盘本体710，键盘本体710包括键盘区域711和触摸板区域712。键盘区域711和触摸板区域712相邻。键盘区域711用于安装键盘，触摸板区域712用于安装触摸板100。其中，触摸板100的盖板10的尺寸与触控区域712的尺寸相吻合。并且，键盘区域711和触控区域712在相邻的一侧的边界上的尺寸相同。从而，在电子设备700中，触摸板100可以贯穿电子设备700键盘下方的整个区域，使得电子设备700的键盘本体710整体布局简洁美观。

根据本公开的另一些实施例，电子设备700还可以包括显示屏，显示屏与键盘本体710可以通过无线或有线方式连接。

图8示意性示出了包括本公开实施例的触摸板100的电子设备700的防误触操作的情景示意。

如图8所示，触摸板100中的距离传感器30可以用于检测用户的双手的位置。例如，可以基于距离传感器30的信号发射中心所在位置来建立空间坐标系，以此来定位用户的手的坐标。

具体地，例如距离传感器30是获取图像深度信息的图像传感器时，当用户的手位于距离传感器30的信号采集范围时，距离传感器30可以获取到用户的手的图像。然后距离传感器30可以将该图像传输给触摸板100或电子设备700中的计算芯片来计算用户的手的坐标。例如，在计算芯片中通过校正运算等处理，得到用户的手的坐标，例如图中左手的坐标(x’，y’，z’)，右手的坐标(x，y，z)。

根据用户的手的坐标可以判断用户的手操作的位置、双手之间的距离、和/或用户的手相对于触摸板100或电子设备700的距离等信息。

如图8所示，根据左手的坐标(x’，y’，z’)可以确定出用户实际是在操作键盘，根据右手的坐标(x，y，z)，可以确定出用户实际是在为操作触摸板100。由此，电子设备700或者触摸板100可以屏蔽掉触摸区域中以空间坐标系为参考而确定的左侧区域，同时保持右侧区域正常工作。这样就可以有效防止用户的左手操作键盘时手掌误接触到触摸板100后引起的错误响应。

根据本公开的实施例，距离传感器30的用于发射测距信号的表面相对于印刷电路板20倾斜设置(例如，至少一个距离传感器30朝向用户倾斜时)，可以使得当用户的手位于图8中右侧位置(x，y，z)时距离传感器30可以采集到更多更准确的信息。比如在用户的手掌位置略低于触摸板100时距离传感器30也可以采集到手掌的画面，这样可以更准确地判断用户的手相对于触摸板100的距离、和/或用户的手的位置、和/或用户的手相对于触摸板100或电子设备700的角度等。

根据本公开的实施例，距离传感器30的用于发射测距信号的表面相对于印刷电路板20倾斜设置(例如，至少一个距离传感器30朝向远离用户的方向倾斜时)，可以使得当用户的手位于图8中左侧位置(x’，y’，z’)时，距离传感器30不仅可以采集到位于触摸板100上方的用户的手臂以及手掌等信息，甚至还可以采集到用户手指在键盘上操作的图像，从而可以准确判断用户的手的位置和/或用户的手在键盘上的操作信息等。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征在不冲突的情况下可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。