按鍵裝置的制造方法
【專利摘要】一種按鍵裝置包含底板、電路板、光耦組件、鍵帽以及剪刀式支撐組件。電路板設置于底板上。光耦組件設置于電路板上。鍵帽位于電路板上方，并具有光觸發(fā)結構面向電路板。剪刀式支撐組件連接底板與鍵帽，并配置以帶動鍵帽相對底板升降。當鍵帽相對底板位于觸發(fā)高度時，光觸發(fā)結構觸發(fā)光耦組件，致使光耦組件對應地產(chǎn)生輸入信號。
【專利說明】
按鍵裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型是有關于一種按鍵裝置。
【背景技術】
[0002]就目前個人電腦的使用習慣而言，鍵盤為不可或缺的輸入設備之一，用以輸入文字或數(shù)字。不僅如此，舉凡日常生活所接觸的消費級電子產(chǎn)品或是工業(yè)界使用的大型加工設備，皆需設有按鍵結構作為輸入設備，以操作上述的電子產(chǎn)品與加工設備。
[0003]常見的按鍵裝置依觸發(fā)方式分為薄膜式按鍵及機械式按鍵。按壓薄膜式按鍵時，鍵帽下方的橡膠圓頂(rubber dome)會受壓變形，使得橡膠圓頂內(nèi)的導通柱碰觸薄膜電路板，進而使得上薄膜與下薄膜的金屬接點相接觸以產(chǎn)生信號。至于機械式按鍵，則是利用按壓機械軸開關，使得正、負極彈片觸點相接觸，來控制開關導通。也就是說，現(xiàn)有的薄膜式按鍵及機械式按鍵主要是利用金屬接點接觸與否，或正、負極彈片觸點接觸與否，來控制電路的導通與斷開。然而，在有效接觸以產(chǎn)生信號的過程中，是需要時間去作動的，因此針對于輸入迅速或是電玩游戲的使用者來說，會造成些微的延遲現(xiàn)象。
[0004]又，前述的薄膜式按鍵的金屬接點易因氧化而造成接觸不良；同樣地，機械式按鍵的正、負極彈片也容易因為氧化，或隨著使用次數(shù)增多而造成機械磨損，導致正、負極彈片觸點接觸不靈敏而不能導通。是以，現(xiàn)有純機械結構的按鍵裝置的壽命都較短，多數(shù)只有幾百萬次。如果按鍵裝置在使用一段時間后出現(xiàn)不良現(xiàn)象，將會造成使用者操作不便，也降低產(chǎn)品質(zhì)量而損毀品牌形象。
[0005]因此，如何提出一種可解決上述問題的按鍵裝置，是目前業(yè)界亟欲投入研發(fā)資源解決的問題之一。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實用新型之一目的在于提出一種可有效縮短信號產(chǎn)生時間的按鍵
目.ο
[0007]為了達到上述目的，依據(jù)本實用新型之一實施方式，一種按鍵裝置包含底板、電路板、光耦組件、鍵帽以及剪刀式支撐組件。電路板設置于底板上。光耦組件設置于電路板上。鍵帽位于電路板上方，并具有光觸發(fā)結構面向電路板。剪刀式支撐組件連接底板與鍵帽，并配置以帶動鍵帽相對底板升降。當鍵帽相對底板位于觸發(fā)高度時，光觸發(fā)結構觸發(fā)光耦組件，致使光耦組件對應地產(chǎn)生輸入信號。
[0008]于本實用新型的一或多個實施方式中，上述的光耦組件包含光接收器以及光發(fā)射器。光接收器設置于電路板上。光發(fā)射器設置于電路板上，并朝向光接收器持續(xù)發(fā)射光線。當鍵帽相對底板位于觸發(fā)高度時，部分的光觸發(fā)結構阻隔于光接收器與光發(fā)射器之間以遮斷光線。
[0009]于本實用新型的一或多個實施方式中，上述的光耦組件還包含處理單元。處理單元電性連接光接收器，并配置以在光接收器未接收到光線時產(chǎn)生輸入信號。
[0010]于本實用新型的一或多個實施方式中，上述的電路板具有第一通孔。底板具有第二通孔對齊第一通孔。當鍵帽相對底板位于最低位置時，部分的光觸發(fā)結構穿入第一通孔與第二通孔中。
[0011]于本實用新型的一或多個實施方式中，上述的光耦組件包含光接收器以及光發(fā)射器。光接收器設置于電路板上。光發(fā)射器設置于電路板上，并實質(zhì)上朝向鍵帽持續(xù)發(fā)射光線。光觸發(fā)結構為光反射結構，并配置以在鍵帽相對底板位于觸發(fā)高度時將光線反射至光接收器。
[0012]于本實用新型的一或多個實施方式中，上述的光反射結構為平面。
[0013]于本實用新型的一或多個實施方式中，上述的光反射結構為弧面，并配置以在鍵帽相對底板升降于最高位置與最低位置之間的期間，將光線反射至光接收器。
[0014]于本實用新型的一或多個實施方式中，上述的光耦組件包含光接收器以及光發(fā)射器。光接收器設置于電路板上。光發(fā)射器設置于電路板上，并實質(zhì)上朝向鍵帽持續(xù)發(fā)射光線。光觸發(fā)結構為光折射結構，并配置以在鍵帽相對底板位于觸發(fā)高度時將光線折射至光接收器。
[0015]于本實用新型的一或多個實施方式中，上述的光折射結構為棱鏡的至少一部分。
[0016]于本實用新型的一或多個實施方式中，上述的光耦組件還包含處理單元。處理單元電性連接光接收器，并配置以在光接收器所接收的光線的光強度大于預定數(shù)值時產(chǎn)生輸入信號。
[0017]綜上所述，本實用新型的按鍵裝置在鍵帽上設計光觸發(fā)結構，且其在鍵帽被按壓而相對于底板位于觸發(fā)高度時會觸發(fā)光耦組件，致使光耦組件對應地產(chǎn)生輸入信號。由此可知，本實用新型的按鍵裝置是利用光觸發(fā)機制產(chǎn)生輸入信號的方式，取代了現(xiàn)有薄膜式按鍵利用上下薄膜導通、或機械式按鍵利用正負極彈片觸點接觸的方式來控制電路的導通，因此可縮短信號產(chǎn)生時間，以改善延遲現(xiàn)象;且由于光觸發(fā)機制并無觸點接觸，可有效避免現(xiàn)有鍵盤因接點氧化或使用次數(shù)增多而造成機械磨損、接觸不良等現(xiàn)象。
[0018]以上所述僅用以闡述本實用新型所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產(chǎn)生的功效等等，本實用新型的具體細節(jié)將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。為讓本實用新型的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附圖式的說明如下。
【附圖說明】

[0019]圖1A為繪示本實用新型一實施方式的按鍵裝置的立體圖。
[0020]圖1B為繪示圖1A中的按鍵裝置的另一立體圖，其中鍵帽被拆卸。
[0021]圖2A為繪示圖1A中的按鍵裝置沿著線段2A-2A的剖面圖，其中鍵帽位于最高位置。
[0022]圖2B為繪示圖1A中的按鍵裝置沿著線段2A-2A的另一剖面圖，其中鍵帽位于最低位置。
[0023]圖3為繪示本實用新型另一實施方式的光耦組件的功能方塊圖。
[0024]圖4A為繪示本實用新型另一實施方式的按鍵裝置的立體圖。
[0025]圖4B為繪示圖4A中的按鍵裝置的另一立體圖，其中鍵帽被拆卸。
[0026]圖5A為繪示圖4A中的按鍵裝置沿著線段5A-5A的剖面圖，其中鍵帽位于最高位置。
[0027]圖5B為繪示圖4A中的按鍵裝置沿著線段5A-5A的另一剖面圖，其中鍵帽位于最低位置。
[0028]圖6為繪示本實用新型另一實施方式的按鍵裝置的剖面圖，其中鍵帽位于最低位置。
[0029]圖7為繪示本實用新型另一實施方式的按鍵裝置的剖面圖，其中鍵帽位于最低位置。
[0030]其中，附圖標記:
[0031]100、200、300、400:按鍵裝置
[0032]110、210:底板
[0033]111:第二通孔
[0034]120、220:電路板
[0035]121:第一通孔
[0036]130:光耦組件
[0037]131:光接收器
[0038]132:光發(fā)射器
[0039]133:處理單元
[0040]140、240、340、440:鍵帽
[0041 ]141、241、341、441:光觸發(fā)結構
[0042]150:剪刀式支撐組件
[0043]151:第一支撐件
[0044]152:第二支撐件
[0045]160:復位件
【具體實施方式】
[0046]以下將以圖式揭露本實用新型的多個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而，應了解到，這些實務上的細節(jié)不應用以限制本實用新型。也就是說，在本實用新型部分實施方式中，這些實務上的細節(jié)是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示。
[0047]請參照圖1A以及圖1B。圖1A為繪示本實用新型一實施方式的按鍵裝置100的立體圖。圖1B為繪示圖1A中的按鍵裝置100的另一立體圖，其中鍵帽140被拆卸。如圖1A與圖1B所示，于本實施方式中，按鍵裝置100包含底板110、電路板120、光耦組件130、鍵帽140、剪刀式支撐組件150以及復位件160。電路板120設置于底板110上，于一些實施例中，亦可將電路板120設置于底板110之下，并不以此為限。光耦組件130設置于電路板120上。鍵帽140位于電路板120上方，并具有光觸發(fā)結構141面向電路板120。剪刀式支撐組件150的底端與底板110相組接，而剪刀式支撐組件150的頂端連接鍵帽140。剪刀式支撐組件150配置以帶動鍵帽140相對底板110升降于最高位置(如圖2A所示)與最低位置(如圖2B所示)之間。復位件160設置于底板110與鍵帽140之間，并支撐鍵帽140。
[0048]具體來說，剪刀式支撐組件150包含第一支撐件151以及第二支撐件152。第一支撐件151與第二支撐件152相互樞接。于本實施方式中，第一支撐件151與第二支撐件152皆呈框體狀，且第二支撐件152的外緣樞接于第一支撐件151的內(nèi)緣之內(nèi)。然而，本實用新型并不以此為限，于實際應用中，第一支撐件151與第二支撐件152亦可為相互樞接的兩連桿。
[0049]另外，第二支撐件152的內(nèi)緣之內(nèi)以及鍵帽140下方形成一容置空間，以供復位件160設置。當鍵帽140接受外力而被下壓時，復位件160產(chǎn)生一頂撐鍵帽140的抗力，進而提供使用者按壓的手感，且經(jīng)由剪刀式支撐組件150的導引，被下壓的復位件160可移動至如圖2B所示的最低位置。而當施加于鍵帽140的外力釋放之后，復位件160可藉由該抗力，使得前述被下壓的鍵帽140回復至如圖2A所示的最高位置。較佳地，復位件160可為一橡膠彈性體，亦可采用磁性元件來提供復位力量，此為現(xiàn)有技術在此不再贅述。
[0050]請參照圖2A以及圖2B。圖2A為繪示圖1A中的按鍵裝置100沿著線段2A-2A的剖面圖，其中鍵帽140位于最高位置。圖2B為繪示圖1A中的按鍵裝置100沿著線段2A-2A的另一剖面圖。如圖2A與圖2B所示，當鍵帽140相對底板110位于一觸發(fā)高度時，光觸發(fā)結構141觸發(fā)光耦組件130，致使光耦組件130對應地產(chǎn)生輸入信號。較佳地，該觸發(fā)高度為鍵帽140相對于底板110位于最低位置時的高度。當然，于一些實施例中，亦可設定該觸發(fā)高度略高于該最低位置，故當鍵帽140下降至該觸發(fā)高度至最低位置的期間，光觸發(fā)結構141皆可觸發(fā)光耦組件130，使其產(chǎn)生觸發(fā)信號。以下實施例僅以最低位置為例，但并不以此限定本實用新型的內(nèi)容。
[0051 ]具體來說，如圖1B至圖2B所示，于本實施方式中，光耦組件130包含光接收器131以及光發(fā)射器132。光接收器131設置于電路板120上。光發(fā)射器132亦設置于電路板120上，并朝向光接收器131持續(xù)發(fā)射光線。當鍵帽140相對底板110位于最低位置時，部分的光觸發(fā)結構141阻隔于光接收器131與光發(fā)射器132之間以遮斷光線。
[0052]請參照圖3，其為繪示本實用新型另一實施方式的光耦組件130的功能方塊圖。如圖3所示，于本實施方式中，光耦組件130還包含處理單元133。處理單元133電性連接光接收器131，并配置以在光接收器131未接收到光線時產(chǎn)生輸入信號。于一些實施方式中，處理單元133可為設置于按鍵裝置100中的一實體元件，其可直接檢測光接收器131所接收的光線中斷與否，進而在檢測到光線中斷時對應地產(chǎn)生輸入信號，但本實用新型并不以此為限。于實際應用中，處理單元133亦可為與按鍵裝置100電性連接的一電子裝置(圖未示)中的一程序，其可判斷光接收器131所接收的光線是否中斷，并在判斷光線中斷時對應產(chǎn)生輸入信號。
[0053]由前述結構配置可知，本實施方式的按鍵裝置100是利用光觸發(fā)機制產(chǎn)生輸入信號的方式，取代了現(xiàn)有薄膜式按鍵利用上下薄膜導通、或機械式按鍵利用正負極彈片觸點接觸的方式來控制電路的導通，因此可縮短信號產(chǎn)生時間，以改善延遲現(xiàn)象;再者，由于光觸發(fā)機制并無觸點接觸，可有效避免現(xiàn)有鍵盤因接點氧化或使用次數(shù)增多而造成機械磨損、接觸不良等現(xiàn)象。
[0054]如圖1B與圖2B所示，于本實施方式中，電路板120具有第一通孔121，且底板110具有第二通孔111對齊第一通孔121。當鍵帽140相對底板110位于最低位置時，部分的光觸發(fā)結構141穿入第一通孔121與第二通孔111中，因此光觸發(fā)結構141并不會與電路板120及底板110發(fā)生結構干涉。藉此，即可在本實施方式的按鍵裝置100的結構配置之下，有效地縮減按鍵裝置100的整體厚度，以因應薄型化鍵盤的設計。
[0055 ] 請參照圖4A、圖4B、圖5A以及圖5B。圖4A為繪示本實用新型另一實施方式的按鍵裝置200的立體圖。圖4B為繪示圖4A中的按鍵裝置200的另一立體圖，其中鍵帽240被拆卸。圖5A為繪示圖4A中的按鍵裝置200沿著線段5A-5A的剖面圖，其中鍵帽240位于最高位置。圖5B為繪示圖4A中的按鍵裝置200沿著線段5A-5A的另一剖面圖，其中鍵帽240位于最低位置。如圖4A與圖4B所示，于本實施方式中，按鍵裝置200包含底板210、電路板220、光耦組件130、鍵帽240、剪刀式支撐組件150以及復位件160，其中各元件之間的連接關系實質(zhì)上與圖1B所示的實施方式相同，因此可參考前述相關描述，在此不再贅述。要說明的是，本實施方式主要針對光耦組件130的觸發(fā)機制與鍵帽240的結構進行修改。
[0056]如圖5A與圖5B所示，本實施方式相較于圖1B所示的實施方式的差異之處，在于本實施方式的光發(fā)射器132實質(zhì)上朝向鍵帽240持續(xù)發(fā)射光線，以及光觸發(fā)結構241為光反射結構，并配置以至少在鍵帽240相對底板210位于最低位置時將光線反射至光接收器131。
[0057]于一些實施方式中，處理單元133配置以在光接收器131所接收的光線的光強度大于第一預定數(shù)值時產(chǎn)生輸入信號。于一些實施方式中，處理單元133可為設置于按鍵裝置200中的一實體元件，其可直接檢測光接收器131所接收的光線的光強度，進而在檢測到光線的光強度大于第一預定數(shù)值時對應地產(chǎn)生輸入信號，但本實用新型并不以此為限。于實際應用中，處理單元133亦可為與按鍵裝置200電性連接的一電子裝置(圖未示)中的一程序，其可判斷光接收器131所接收的光線的光強度是否大于第一預定數(shù)值，并在判斷光線的光強度大于第一預定數(shù)值時對應產(chǎn)生輸入信號。
[0058]于一些實施方式中，前述第一預定數(shù)值可設定為光發(fā)射器132所發(fā)射的光線的光強度的75%?85%的范圍，但本實用新型并不以此為限。
[0059]于一些實施方式中，前述光反射結構為弧面，并配置以在鍵帽240相對底板210升降于最高位置與最低位置之間的期間，將光線反射至光接收器131。也就是說，當鍵帽240相對底板210升降于最高位置(見圖5A)與最低位置(見圖5B)之間的任何一位置時，光反射結構都可將光發(fā)射器132所發(fā)射的光線反射至光接收器131。
[0060]藉由此結構配置，處理單元133還可進一步配置以在光接收器131所接收的光線的光強度小于第二預定數(shù)值時產(chǎn)生警示信號。舉例來說，于實際應用中，可設計使光接收器131在鍵帽240位于最低位置時所接收的光線的第一光強度大于第一預定數(shù)值，并使光接收器131在鍵帽240位于最高位置時所接收的光線的第二光強度大于第二預定數(shù)值，且第二光強度與第二預定數(shù)值之間的差值小于第一光強度與第一預定數(shù)值之間的差值。
[0061]由于當光發(fā)射器132的輸出功率衰退而使得光接收器131所接收的光線的第一光強度逼近第一預定數(shù)值時，容易造成感應不靈敏的問題。因此，藉由設計使處理單元133可在光接收器131所接收的光線的第二光強度小于第二預定數(shù)值時先產(chǎn)生警示信號，即可讓用戶得知光發(fā)射器132的輸出功率已衰弱，以盡早在前述感應不靈敏的問題發(fā)生之前就更換衰弱的光發(fā)射器132。
[0062]于一些實施方式中，前述第二預定數(shù)值可設定為光發(fā)射器132所發(fā)射的光線的光強度的25%?35%的范圍，但本實用新型并不以此為限。
[0063]于一些實施方式中，于鍵帽240中，至少光反射結構的表面為不透光的材質(zhì)所制成。
[0064]請參照圖6，其為繪示本實用新型另一實施方式的按鍵裝置300的剖面圖，其中鍵帽340位于最低位置。如圖6所示，于本實施方式中，按鍵裝置300包含底板210、電路板220、光耦組件130、鍵帽340、剪刀式支撐組件150以及復位件160，其中各元件之間的連接關系實質(zhì)上與圖4B所示的實施方式相同，因此可參考前述相關描述，在此不再贅述。要說明的是，本實施方式主要針對鍵帽340的結構進行修改。
[0065]具體來說，本實施方式相較于圖4B所示的實施方式的差異之處，在于本實施方式的光觸發(fā)結構341同樣為光反射結構，但此光反射結構為平面。因此，本實施方式的光觸發(fā)結構341同樣可達到在鍵帽340相對底板210位于最低位置時將光線反射至光接收器131的目的。于一些實施方式中，前述的平面為鏡面，但本實用新型并不以此為限。
[0066]請參照圖7，其為繪示本實用新型另一實施方式的按鍵裝置400的剖面圖，其中鍵帽440位于最低位置。如圖7所示，于本實施方式中，按鍵裝置400包含底板210、電路板220、光耦組件130、鍵帽440、剪刀式支撐組件150以及復位件160，其中各元件之間的連接關系實質(zhì)上與圖4B所示的實施方式相同，因此可參考前述相關描述，在此不再贅述。要說明的是，本實施方式主要針對鍵帽440的結構進行修改。
[0067]具體來說，本實施方式相較于圖4B所示的實施方式的差異之處，在于本實施方式的光觸發(fā)結構441為光折射結構，并配置以在鍵帽440相對底板210位于最低位置時將光線折射至光接收器131。于一些實施方式中，光折射結構為棱鏡的至少一部分，但本實用新型并不以此為限。于一些實施方式中，于鍵帽440中，至少光折射結構為可透光的材質(zhì)所制成。
[0068]由以上對于本實用新型的【具體實施方式】的詳述，可以明顯地看出，本實用新型的按鍵裝置在鍵帽上設計光觸發(fā)結構，且其在鍵帽被按壓而相對于底板位于最低位置時會觸發(fā)光耦組件，致使光耦組件對應地產(chǎn)生輸入信號。由此可知，本實用新型的按鍵裝置是利用光觸發(fā)機制產(chǎn)生輸入信號的方式，取代了現(xiàn)有薄膜式按鍵利用上下薄膜導通、或機械式按鍵利用正負極彈片觸點接觸的方式來控制電路的導通，因此可縮短信號產(chǎn)生時間，以改善延遲現(xiàn)象;且由于光觸發(fā)機制并無觸點接觸，可有效避免現(xiàn)有鍵盤因接點氧化或使用次數(shù)增多而造成機械磨損、接觸不良等現(xiàn)象。
[0069]雖然本實用新型已以實施方式揭露如上，然其并不用以限定本實用新型，任何熟悉本領域的相關技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，但這些更動與潤飾皆應包含于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種按鍵裝置，其特征在于，包含: 一底板； 一電路板，設置于該底板上； 一光耦組件，設置于該電路板上； 一鍵帽，位于該電路板上方，并具有一光觸發(fā)結構面向該電路板；以及一剪刀式支撐組件，連接該底板與該鍵帽，并配置以帶動該鍵帽相對該底板升降； 其中當該鍵帽相對該底板位于一觸發(fā)高度時，該光觸發(fā)結構觸發(fā)該光耦組件，致使該光耦組件對應地產(chǎn)生一輸入信號。2.如權利要求1所述的按鍵裝置，其特征在于，該光耦組件包含: 一光接收器，設置于該電路板上；以及 一光發(fā)射器，設置于該電路板上，并朝向該光接收器持續(xù)發(fā)射一光線， 其中當該鍵帽相對該底板位于該觸發(fā)高度時，部分的該光觸發(fā)結構阻隔于該光接收器與該光發(fā)射器之間以遮斷該光線。3.如權利要求2所述的按鍵裝置，其特征在于，該光耦組件還包含: 一處理單元，電性連接該光接收器，并配置以在該光接收器未接收到該光線時產(chǎn)生該輸入信號。4.如權利要求1所述的按鍵裝置，其特征在于，該電路板具有一第一通孔，該底板具有一第二通孔對齊該第一通孔，并且當該鍵帽相對該底板位于一最低位置時，部分的該光觸發(fā)結構穿入該第一通孔與該第二通孔中。5.如權利要求1所述的按鍵裝置，其特征在于，該光耦組件包含: 一光接收器，設置于該電路板上；以及 一光發(fā)射器，設置于該電路板上，并實質(zhì)上朝向該鍵帽持續(xù)發(fā)射一光線，其中該光觸發(fā)結構為一光反射結構，并配置以在該鍵帽相對該底板位于該觸發(fā)高度時將該光線反射至該光接收器。6.如權利要求5所述的按鍵裝置，其特征在于，該光反射結構為一平面。7.如權利要求5所述的按鍵裝置，其特征在于，該光反射結構為一弧面，并配置以在該鍵帽相對該底板升降于一最高位置與一最低位置之間的期間，將該光線反射至該光接收器。8.如權利要求1所述的按鍵裝置，其特征在于，該光耦組件包含: 一光接收器，設置于該電路板上；以及 一光發(fā)射器，設置于該電路板上，并實質(zhì)上朝向該鍵帽持續(xù)發(fā)射一光線，其中該光觸發(fā)結構為一光折射結構，并配置以在該鍵帽相對該底板位于該觸發(fā)高度時將該光線折射至該光接收器。9.如權利要求8所述的按鍵裝置，其特征在于，該光折射結構為一棱鏡的至少一部分。10.如權利要求5或8所述的按鍵裝置，其特征在于，該光耦組件還包含: 一處理單元，電性連接該光接收器，并配置以在該光接收器所接收的該光線的一光強度大于一預定數(shù)值時產(chǎn)生該輸入信號。
【文檔編號】H03K17/968GK205725700SQ201620582030
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】黃耀輪, 張家維
【申請人】群光電子(蘇州)有限公司