压力感测系统的制作方法

本发明涉及一种压力感测系统，特别涉及一种可以减少测量误差的压力感测系统。

背景技术：

在现代社会中，电子装置常常会在输入界面上，配置具有压力感测功能的压力感测件，以便感应使用者以手指按压输入界面时的按压的压力；由此，当压力感测件感应到使用者的手指按压的压力后，电子装置会根据使用者的按压位置或是按压的力道而执行对应的程序。

如图1所示，一般的压力感测件500具有按压层510、弹性层520和电路层530。按压层510设于弹性层520和电路层530之上，用以承受外部传来的压力。弹性层520设于按压层510和电路层530之间，用以隔开按压层510和电路层530，以避免短路。电路层530用以将承受的压力转换为电阻信号而传递至电子信号的处理器，以便电子装置执行后续的程序。当按压层510承受压力时，按压层510会往下陷，使得压力传递至下方的弹性层520；此时，受到压力影响的按压层510和弹性层520的厚度都会变薄。当按压层510和弹性层520的厚度改变时，电路层530的电路会感应到厚度变化并改变其输出电阻；由此，电子信号的处理器可以通过计算电阻的变化而得知压力值。

然而，由于弹性层520本身具有一定的弹性，因此当使用者施加的压力影响到按压层510和弹性层520时，使用者施加的一部分压力会被弹性层520本身的弹性抵消；此外，弹性层520经按压变形后回复的速度会随压力与时间改变，将导致输出电阻存在不稳定性。因此，传统的压力感测件500的设计容易具有误差，其无法精确的测量压力值。

因此，有必要提供一种新的压力感测系统，其可以减少测量误差。

技术实现要素：

本发明的主要目的在提供一种压力感测系统，其可以减少测量误差。

为达成上述的目的，本发明的压力感测系统包括电路板、壳体、至少一个覆盖层、多个光线发射件和至少一个光线接收件。电路板包括顶面和底面。壳体邻设于电路板的底面；当电路板承受压力时，电路板与壳体的距离减少。覆盖层覆盖一部分的顶面和一部分的底面，其中未被覆盖层覆盖的电路板的顶面包含多个第一穿透区和至少一个第二穿透区，未被覆盖层覆盖的电路板的底面包含多个底穿透区。多个光线发射件分别设置于多个第一穿透区。光线接收件设置于第二穿透区。其中多个光线发射件发射的光线进入电路板并且至少一部分的光线经由覆盖层的反射，而穿过第二穿透区并进入光线接收件，以及至少一部分的光线自多个底穿透区进入壳体与电路板之间。

根据本发明的一实施例，其中多个第一穿透区的位置对应多个底穿透区。

根据本发明的一实施例，当电路板承受压力时，电路板和壳体之间的距离减少，光线接收件检测到的这些光线发射件所发射的光线的强度增加。

根据本发明的一实施例，其中多个第一穿透区位于电路板的周围，至少一个第二穿透区位于电路板的中央。然而，可依照实际需求进行位置调整。

根据本发明的一实施例，压力感测系统还包括多个弹性件，多个弹性件设置于电路板以使电路板与壳体维持一距离。

根据本发明的一实施例，压力感测系统还包括显示模块和覆盖板，显示模块设置于电路板之上，覆盖板设置于显示模块之上。

为达成上述的目的，本发明的另一压力感测系统包括电路板、壳体、多个光线发射件和多个光线接收件。电路板包括底面。壳体邻设置于电路板的底面；当电路板承受压力时，电路板与壳体的距离减少。多个光线发射件设置于底面并面对壳体。多个光线接收件设置于底面并面对壳体。多个光线发射件发射的至少一部分光线经由壳体的反射进入该多个光线接收件。

根据本发明的另一实施例，当电路板承受压力时，电路板和壳体之间的距离减少，光线接收件检测到的这些光线发射件所发射的光线强度增加。

根据本发明的另一实施例，其中多个光线发射件和多个光线接收件位于电路板的周围。

附图说明

图1是现有技术的压力感测件的立体分解图；

图2是本发明的第一实施例的压力感测系统的立体分解图；

图3是本发明的第一实施例的电路板未承受压力时，光线接收件接收光线发射件发射的光线的示意图；

图4是本发明的第一实施例的电路板承受压力时，光线接收件接收光线发射件发射的光线的示意图；

图5是本发明的第二实施例的压力感测系统的立体分解图；

图6是本发明的第二实施例的电路板未承受压力时，光线接收件接收光线发射件发射的光线的示意图；

图7是本发明的第二实施例的电路板承受压力时，光线接收件接收光线发射件发射的光线的示意图。

具体实施方式

为能让贵审查员能更了解本发明的技术内容，特举较佳具体实施例说明如下。

以下请一并参考图2至图4关于本发明的第一实施例的压力感测系统。图2是本发明的第一实施例的压力感测系统的立体分解图；图3是本发明的第一实施例的电路板未承受压力时，光线接收件接收光线发射件发射的光线的示意图；图4是本发明的第一实施例的电路板承受压力时，光线接收件接收光线发射件发射的光线的示意图。

如图2所示，在本发明的第一实施例之中，压力感测系统1包括电路板10、至少一覆盖层20、四个光线发射件30、至少一光线接收件40、壳体50、显示模块60、覆盖板70和两个弹性件80。本发明的压力感测系统1应用于具有触控元件和处理器的电子装置，例如平板电脑、智能手机、提款机等等，但压力感测系统1可被应用的电子装置并不以上述为限。

如图2和图3所示，在本发明的第一实施例之中，电路板10包括一顶面11和一底面12；电路板10的板体具有可透光的性质，因此光线可以穿过电路板10。第一实施例的覆盖层20可借由移除电路板的部分防焊漆(soldermask)来形成，使覆盖层20覆盖一部分的顶面11和一部分的底面12。未被覆盖层20覆盖的其他部分的电路板10的顶面11，形成多个第一穿透区111和至少一第二穿透区112。未被覆盖层20覆盖的其他部分的底面12形成多个底穿透区121。多个第一穿透区111的位置分别对应多个底穿透区121。在本发明的第一实施例之中，多个第一穿透区111的数量为四个，且其分别位于顶面11周围的四个角落；第二穿透区112的数量为一个，其位于顶面11的中央；多个底穿透区121的数量亦为四个，其位置对应四个第一穿透区111而设置于底面12的四个角落。然而，第一穿透区111、第二穿透区112和底穿透区121的数量和位置并不以上述为限，其可依照设计需求而改变。

在本发明的第一实施例之中，四个光线发射件30分别设置于四个第一穿透区111；光线发射件30例如为红外线灯，用以发射红外线。光线接收件40设置于第二穿透区112；光线接收件40例如为红外线接收装置，用以接收光线发射件30所发射的红外线。然而，光线发射件30和光线接收件40所发射和接收的光线并不限于红外线，其亦可为其他种类的光线。

在本发明的第一实施例之中，壳体50邻设置于电路板10的底面12；当电路板10承受压力时，电路板10与壳体50的距离减少。第一实施例的壳体50用以保护压力感测系统1内部的电子元件不受外部影响。显示模块60设置于电路板10之上，显示模块60用以显示画面以供使用者观看。覆盖板70例如为一透明的玻璃板，其设置于显示模块60之上，覆盖板70用以保护压力感测系统1内部的电子元件不受外部影响，并且显示模块60的画面可以通过透明的覆盖板70而显露于外，以供使用者观看，另外使用者可以按压覆盖板70，使覆盖板70带动显示模块60和电路板10朝向壳体50移动。两个弹性件80设置于顶面11并位于电路板10和显示模块60之间。弹性件80例如为弹簧或其他种类的具有弹性的物品，用以使电路板与壳体之间维持固定距离，弹性件80可依据需求设置在电路板10的上侧或下侧，设置在电路板10的上侧可提供拉伸回复力，放置在下侧则可提供压缩弹力。且能够让使用者按压覆盖板70所施加的压力平均分布至电路板10上，以使电路板10可以平稳的移动；例如，当使用者按压覆盖板70的任一角落时，按压的压力会通过弹性件80而平均的分布于电路板10上，以使电路板10保持水平的移动。然而，弹性件80的数量与位置可依照设计需求而改变。

如图2至图3所示，在本发明的第一实施例之中，若是第一实施例的压力感测系统1未承受压力时，多个光线发射件30发射的一部分光线l1会射入电路板10，并在电路板10内前进；当光线l1碰触到覆盖层20时，覆盖层20会反射光线l1，使得光线l1持续在电路板10内前进；最后，光线l1会穿过第二穿透区112并进入光线接收件40，此时光线接收件40可以检测光线l1的强度以作为一初始压力感侧值。另外，光线发射件30发射的另一部分光线l2会穿过第一穿透区111和底穿透区121，并进入壳体50和底面12之间；由于覆盖底面12的覆盖层20会反射光线l2，因此进入壳体50和底面12之间的光线l2很难再进入光线接收件40。

如图2和图4所示，在本发明的第一实施例之中，当使用者按压覆盖板70以对电路板10施加压力时，电路板10会承受压力而沿着移动方向m向壳体50移动，以使电路板10和壳体50之间的距离减少，使得进入壳体50和底面12之间损失的另一部分光线l2减少；同时，射入电路板10并且经由覆盖层20的反射而穿过第二穿透区112，以进入光线接收件40的部分光线l3会增加。若是电路板10移动至接触壳体50，则电路板10和壳体50之间的距离会减少，且穿过底穿透区121的光线l3会立刻被壳体50反射而射入电路板10，并且经由覆盖层20的反射而穿过第二穿透区112，以进入光线接收件40。因此，若是电路板10会承受压力而沿着移动方向m向壳体50移动，则最终会进入光线接收件40的光线l3的强度会增加，此时光线接收件40可以检测光线发射件30所发射的光线l3的增强后的强度以作为一承受压力感侧值，且电子装置的处理器可以计算光线l1的初始压力感侧值和光线l3的承受压力感侧值的差异，而得出承受压力的数值。由于本发明的压力感测系统1的结构中，不需使用传统的弹性层，因此在量测压力时，不会产生弹性层所造成的误差，因此可以精密地感应使用者所施加的压力。另外，电子装置的处理器可以根据压力感侧值的差异，而执行对应的程序或在显示模块60显示出对应的画面，而形成具有精密的压力感测功效的触控元件。

以下请一并参考图5至图7关于本发明的第二实施例的压力感测系统。图5是本发明的第二实施例的压力感测系统的立体分解图；图6是本发明的第二实施例的电路板未承受压力时，光线接收件接收光线发射件发射的光线的示意图；图7是本发明的第二实施例的电路板承受压力时，光线接收件接收光线发射件发射的光线的示意图。

本发明的第一实施例与第二实施例皆为涂布覆盖层在压力感测系统的元件上，以反射光线发射件所发射的光线，并且使光线接收件随着施加压力的变化而接收到不同的光线强度。而第一实施例与第二实施例的差异在于，如图5至图7所示，在本发明的第二实施例之中，光线发射件30a设置于电路板10a的底面12，光线接收件40a的数量为四个，且设置于电路板10a的底面12，并分别设置于四个光线发射件30a的旁边并面对壳体50a。弹性件80a设置于底面12和壳体50a之间。然而，光线发射件30a和光线接收件40a的数量并不以四个为限，弹性件80a的数量并不以两个为限，其可依照设计需求而改变。

在本发明的第二实施例之中，如图6所示，当电路板10a并未承受压力时，光线发射件30a发射的光线l4射入壳体50a和底面12之间，并经由壳体50a的反射，而进入光线接收件40a，此时光线接收件40a可以检测光线l4的强度以作为一初始压力感侧值。当电路板10a承受压力而沿着移动方向m向壳体50a移动时，电路板10a和壳体50a之间的距离减少；由于电路板10a和壳体50a之间的距离减少，因此光线l5从光线发射件30a至光线接收件40a之间的路径距离也会减少，因此光线l5在前进过程中的损失会减少，使得最终进入光线接收件40a的光线l5的强度增加。此时，光线接收件40a可以检测光线发射件30a发射的光线l5的增强的强度以作为一承受压力感侧值，且电子装置的处理器可以计算光线l4的初始压力感侧值和光线l5的承受压力感侧值的差异，而得出承受压力的数值。

借由本发明的压力感测系统1、1a的设计，可以通过电路板10导光或壳体50a反射光线发射件30、30a所发射的光线，并且使光线接收件40、40a随着施加压力的变化而接收到不同的光线强度。如此一来，不需要在本发明的压力感测系统1、1a的装设传统的压力感测件的弹性层，因此可以避免弹性层的弹性影响到压力感测，以达成减少测量误差的功效。

需注意的是，上述仅为实施例，而非限制于实施例。譬如此不脱离本发明基本架构的，皆应为本专利所主张的权利范围，而应以权利要求书为准。