键盘装置的制作方法

本发明涉及输入装置的领域，尤其涉及一种键盘装置。

背景技术

常见的电脑周边的输入装置包括鼠标装置、键盘装置以及轨迹球装置等，其中键盘装置可供使用者直接地将文字以及符号输入至电脑，因此相当受到重视。

请参阅图1～图3，图1为现有键盘装置于一较佳实施例的外观结构示意图，图2为图1所示键盘装置的部分结构的立体示意图，图3为图1所示键盘装置的部分结构的立体分解示意图。为了更清楚地示意，图2与图3中仅绘出部分键框、单一按键结构及相关元件结构。现有的键盘装置1包括多个按键结构10、按键底板11、薄膜线路板12以及键框13，且薄膜线路板12上具有相对应于多个按键结构10的多个薄膜开关121，而每一按键结构10包括键帽101、剪刀式连接元件102以及弹性体103，剪刀式连接元件102则连接于键帽101以及按键底板11之间，并包括第一框架1021以及枢接于第一框架1021的第二框架1022，因此第一框架1021与第二框架1022可彼此相对摆动。此外，弹性体103设置于键帽101与按键底板11之间，并具有抵顶部(图未示)。

其中，当任一按键结构10的键帽101被触压而相对于按键底板11往下移动时，剪刀式连接元件102的第一框架1021与第二框架1022会由开合状态变更为叠合状态，且往下移动的键帽101会挤压弹性体103，使弹性体103的抵顶部抵顶并触发相对应的薄膜开关121，而使键盘装置1产生相对应的按键信号。而当按键结构10的键帽101不再被触压时，键帽101会因应弹性体103的弹性力而相对于按键底板11往上移动，此时第一框架1021与第二框架1022会由叠合状态变更为开合状态，且键帽101会恢复原位。

再者，键盘装置1的按键结构10可被分类为一般键、数字键以及功能键等，其分别供使用者以手指触压而使键盘装置1产生相对应的按键信号予电脑，进而使电脑执行相对应的功能，例如一般键用以输入文字，数字键用以输入数字，而功能键则用以提供各种快捷功能，例如f1～f12等。为了让使用者能够识别每一按键结构10所相对应的功能为何，在键盘装置1的工艺上会在每一键帽101上印刷上相对应的按键符号，例如文字符号1011、数字符号1012及/或快捷功能符号1013。

然而，有鉴于各种国家的语言不同，各种按键符号的表现方式亦不同，因此同一种键盘装置1的同一键帽101会因键盘装置1所欲贩售的国家不同而印刷上不同的按键符号，此将导致印刷工艺上的繁冗，再者，当键盘装置1的键帽101已完成印刷按键符号的程序后，键帽101上的按键符号就无法变更，对于对键盘装置1的按键符号配置有特定操作习惯的使用者而言，亦感相当不便。因此，现有的键盘装置1具有改善的空间。

技术实现要素：

本发明的主要目的在提供一种键盘装置，特别是一种设置有电子纸显示元件以动态显示按键符号的键盘装置。

于一较佳实施例中，本发明提供一种键盘装置，包括：

多个按键结构；其中，每一该按键结构包括一键帽；

一电子纸显示元件，用以显示多个按键符号；

一薄膜线路板，设置于多个该键帽以及该电子纸显示元件之间，并包括分别相对应于多个该按键结构的多个薄膜开关；其中，任一该薄膜开关于相对应的该键帽相对于该薄膜线路板往下移动后被激发而使该薄膜线路板产生相对应的一按键信号；

一发光模块，其提供光束予该电子纸显示元件，以照明该多个按键符号。

于一较佳实施例中，本发明亦提供一种键盘装置，包括：

多个按键结构；其中，每一该按键结构包括一键帽；

一电子纸显示元件，用以显示多个按键符号；

多个光源式开关模块，分别相对应于该多个按键结构；其中，每一该光源式开关模块包括一光束发射元件以及一光束感测元件，且该光束发射元件用以发射一第一光束，而该光束感测元件用以感测该第一光束；

一处理单元，电性连接于该光束感测元件，并依据该光束感测元件的一感测结果而产生相对应的一按键信号；其中，该感测结果因应该键帽的一位置而不同；以及

一发光模块，其提供一第二光束予该电子纸显示元件，以照明该多个按键符号。

本发明提供的键盘装置的优点和有益效果在于：本发明于键盘装置中设置可动态显示按键符号的电子纸显示元件，因此可因应不同的应用需求，如贩售国家的不同、使用者操作习惯的不同等应用需求，而动态变更供使用者识别的按键符号，此亦有效简化现有键盘装置的工艺中需对键帽印刷按键符号的繁冗流程。因此，本发明键盘装置极具产业利用价值。

附图说明

图1为现有键盘装置于一较佳实施例的外观结构示意图。

图2为图1所示键盘装置的部分结构的立体示意图。

图3为图1所示键盘装置的部分结构的立体分解示意图。

图4为本发明键盘装置于一第一较佳实施例的结构侧视图。

图5为图4所示键盘装置的薄膜线路板的立体分解图。

图6为图4所示键盘装置的电子纸显示元件的俯视图。

图7为本发明键盘装置于一第二较佳实施例的按键结构的结构示意图。

图8为本发明键盘装置于一第三较佳实施例的薄膜线路板的结构示意图。

图9为本发明键盘装置于一第四较佳实施例的按键结构及光源模块的结构概念示意图。

图10为图9所示光源模块的部分内部结构示意图。

图11为本发明键盘装置于一第五较佳实施例的按键结构及光源式开关模块的结构概念示意图。

图12为图11所示按键结构的键帽被触压后的状态示意图。

图13为本发明键盘装置于一第六较佳实施例的按键结构及光源式开关模块的结构概念示意图。

图14为图13所示按键结构的键帽被触压后的状态示意图。

附图标记说明：

1键盘装置2键盘装置

10按键结构11按键底板

12薄膜线路板13键框

20按键结构21发光模块

22薄膜线路板23电子纸显示元件

30按键结构42薄膜线路板

50按键结构51光源模块

60按键结构64光源式开关模块

65处理单元101键帽

102剪刀式连接元件103弹性体

121薄膜开关201键帽

203弹性体221下层薄膜

222上层薄膜223中层薄膜

224薄膜开关231文字符号

232数字符号233快捷功能符号

234区块301键帽

302框架模块303第一磁性元件

304第二磁性元件421第一极性电路图案

422第二极性电路图案423薄膜开关

501键帽502框架模块

511发光元件512光纤

601键帽602框架模块

641光束发射元件642光束感测元件

1011文字符号1012数字符号

1013快捷功能符号2031抵顶部

2221第一电路图案2211第二电路图案

2231接点开孔3011抵顶部

3012凸块3021键框

3022连接元件22211上接点

22111下接点30221倾斜导槽

l1第二光束l2第二光束

具体实施方式

请参阅图4，其为本发明键盘装置于一第一较佳实施例的结构侧视图。键盘装置2由上而下依序包括多个按键结构20、薄膜线路板22、发光模块21以及电子纸显示元件23，且每一按键结构20包括键帽201以及位于键帽201与薄膜线路板22之间弹性体203，而弹性体203则设置于键帽201与薄膜线路板22之间并具有抵顶部2031。较佳者，但不以此为限，弹性体203为一橡胶圆点(rubberdome)，且于一较佳实施例中，多个橡胶圆点可共同形成一橡胶层。

请参阅图5，其为图4所示键盘装置的薄膜线路板22的立体分解图。薄膜线路板22位于多个该键帽201以及电子纸显示元件23之间，并包括多个薄膜开关224，于本较佳实施例中，每一薄膜开关224为电阻式薄膜开关，详言之，薄膜线路板22包括上层薄膜222、下层薄膜221以及设置于上层薄膜222与下层薄膜221之间的中层薄膜223，上层薄膜222的下表面具有第一电路图案2221，且第一电路图案2221上具有分别对应于多个按键结构20的多个上接点22211，而下层薄膜221的上表面具有第二电路图案2211，且第二电路图案2211上具有分别对应于多个上接点22211的多个下接点

22111，此外，中层薄膜223具有分别对应于多个上接点22211及多个下接点22111的多个接点开孔2231。其中，每一上接点22211与其相对应的下接点22111因中层薄膜223的设置而具有间隔距离，并共同形成一薄膜开关224。

再者，本发明键盘装置2的按键结构20可被分类为一般键、数字键以及功能键等，其分别供使用者以手指触压而使键盘装置2产生相对应的按键信号予电脑，进而使电脑执行相对应的功能，例如一般键用以输入文字，数字键用以输入数字，而功能键则用以提供各种快捷功能，例如f1～f12等。为了让使用者能够识别每一按键结构20所相对应的功能为何，本发明在键盘装置2中设置用来显示按键符号的电子纸显示元件23。

详言之，请参阅图6，其为图4所示键盘装置的电子纸显示元件的俯视图。电子纸显示元件23依据实际应用需求而在分别相对应于该些键帽201下方的多个区块234中分别显示特定的按键符号，如文字符号231、数字符号232及/或快捷功能符号233等，而设置于电子纸显示元件23以及薄膜线路板22之间的发光模块21则用以提供光束(以下称第二光束l2)予电子纸显示元件23，以照明显示于电子纸显示元件23上的多个按键符号。

再者，于本较佳实施例中，发光模块21为设置于电子纸显示元件23上方的前光式光源(frontlight)，且键帽201、弹性体203以及薄膜线路板22皆为透光材质所制成，当发光模块21提供的第二光束l2投射至电子纸显示元件23上的按键符号后，第二光束l2会在按键符号上产生反射，反射后的第二光束l2进而依序通过薄膜线路板22、弹性体203以及键帽201后投射至使用者的眼睛，因此使用者可看到每一按键结构20所对应的按键符号而轻易识别每一按键结构20所相对应的功能。此外，发光模块21所提供的第二光束l2可为单色光束，亦可为彩色光束，故电子纸显示元件23所显示的按键符号不会仅局限在黑白效果。

补充说明的是，电子纸显示元件23所采用的显像技术(electronicpaperdisplays,epd)可具有模仿在纸上印刷、书写的视觉效果，且因其所显示的影像在强烈的环境光下(如阳光直照)依然相当清晰，故深受阅读人士的喜爱。然而，电子纸显示元件23所采用的显像技术为本领域技术人员所知悉，故在此即不再予以赘述。此外，由于电子纸显示元件23耗电量极小，故本发明将电子纸显示元件23应用于键盘装置2上还能够为键盘装置2带来节能省电的效果。

接下来说明键盘装置2的操作。当使用者欲通过操作键盘装置2使电脑执行特定的功能时，可先搜寻由电子纸显示元件23所显示且相对应该特定功能的按键符号，并接着触压相对应的按键结构20的键帽201，而当相对应的按键结构20的键帽201被触压而相对于薄膜线路板22往下移动时，往下移动的键帽201会挤压弹性体203，使弹性体203产生弹性力，且弹性体203的抵顶部2031会抵顶相对应的上接点22211，进而使相对应的上接点22211经由相对应的接点开孔2231而接触相对应的下接点22111，借此令相对应的薄膜开关224达成电性导通，使薄膜线路板22产生输出相对应于该特定功能的按键信号予电脑。而当按键结构20的键帽201不再被触压时，键帽201会因应弹性体203的弹性力而相对于薄膜线路板22往上移动至恢复原位。

特别说明的是，本发明设计将键盘装置2的薄膜线路板22设置于多个按键结构20以及电子纸显示元件23之间，因此薄膜线路板22与多个按键结构20之间不具有使多个薄膜开关224与相对应的按键结构20相阻隔的其他元件，使得任一键帽201被触压后可直接地激发相对应的薄膜开关224，令键盘装置2具有较佳的操作灵敏度以及回馈手感。

然而，虽然上述第一较佳实施例中，被停止触压的键帽是通过弹性力的方式而恢复原位，但不以此为限，被停止触压的键帽亦可通过磁性力的方式恢复原位。举例来说，请参阅图7，其为本发明键盘装置于一第二较佳实施例的按键结构的结构示意图。其中，本较佳实施例的键盘装置大致类似于本发明第一较佳实施例中所述键盘装置，在此即不再予以赘述。而本较佳实施例与前述第一较佳实施例不同之处在于，按键结构30的结构组成。此外，本较佳实施例中的按键结构30的结构组成亦可应用于前述第一较佳实施例以及后续的较佳实施例中。

于本较佳实施例中，每一按键结构30包括具有抵顶部3011的键帽301、框架模块302、设置于键帽301上的第一磁性元件303以及设置于框架模块302上的第二磁性元件304，且框架模块302供键帽301活动于其中，并包括键框3021以及设置于键框3021下方的连接元件3022，而连接元件3022用以使键帽201可相对于键框3021上下移动。

详言之，于本较佳实施例中，第一磁性元件303设置于键帽301的下表面且位于键帽301的一侧，而第二磁性元件304则设置于连接元件3022的侧壁上且接近于第一磁性元件303，并用以与第一磁性元件303之间产生一磁性力；另一方面，键帽301还包括多个凸块3012，设置按键帽301上且位于键帽301的另一侧，其中键帽301的另一侧不同于第一磁性元件303所在的一侧，而连接元件3022包括多个倾斜导槽30221，该些倾斜导槽30221设置于连接元件3022的另一侧壁并分别对应于键帽201的多个凸块3012，每一倾斜导槽30221用以与相对应的凸块3012接触，且供相对应的凸块3012于倾斜导槽30221中移动。

再者，键框3021覆盖于连接元件3022上，用以限制键帽301仅可于键框3021以及连接元件3022的范围内移动，而不会由键框3021中脱出。于本较佳实施例中，连接元件3022为支撑键帽301且不随键帽301的移动而摆动的连接框体(guidearray)，且第一磁性元件303以及第二磁性元件304皆为磁铁，但不以上述为限，例如，第一磁性元件303以及第二磁性元件304中的一者为磁铁，而第一磁性元件303以及第二磁性元件304中的另一者则为金属。

接下来说明本较佳实施例中按键结构30的作动。在初始状态下，使用者未触压键帽301，键帽301上的第一磁性元件303被连接元件3022上的第二磁性元件304吸引。当使用者触压键帽301且施加于键帽301的下压力大于第一磁性元件303与第二磁性元件304之间的磁性力时，键帽301的多个凸块3012会分别由相对应的倾斜导槽30221的一端(图7中的上方端)移动至相对应的倾斜导槽30221的另一端(图7中的下方端)，也就是键帽301是相对于键框3021往下移动，此时，键帽301的抵顶部3011会抵顶薄膜线路板22(未示于图7，请参阅图4与图5)上相对应的薄膜开关224(未示于图7，请参阅图4与图5)，进而使得薄膜开关224被激发令薄膜线路板22输出相对应的按键信号。而当使用者不再触压键帽301时，第二磁性元件304以及第一磁性元件303之间磁性力的不再受下压力的影响，使得第一磁性元件303被吸引而往上移动，此时，键帽201的多个凸块3012会分别由相对应的倾斜导槽30221的另一端移动至相对应的倾斜导槽30221的一端，使得键帽301恢复原位。

然而，虽然上述第一较佳实施例以及第二较佳实施例中，薄膜线路板的薄膜开关是采用电阻式薄膜开关，但不以此为限，薄膜开关亦可采用电容式薄膜开关。举例来说，请参阅图8，其为本发明键盘装置于一第三较佳实施例的薄膜线路板的结构示意图。其中，本较佳实施例的键盘装置大致类似于本发明第一较佳实施例中所述的键盘装置，在此即不再予以赘述。而本较佳实施例与前述第一较佳实施例与第二较佳实施例不同之处在于，薄膜线路板42的结构组成。此外，本较佳实施例中的薄膜线路42的结构组成板亦可应用于前述第一较佳实施例～第二较佳实施例以及后续的较佳实施例中。

于本较佳实施例中，薄膜线路板42为一单层线路板，并包括分别相对应于该多个按键结构20、30(未示于图8，请参阅图4与图7)的多个第一极性电路图案421以及分别相对应于该多个第一极性电路图案421的多个第二极性电路图案422。其中，每一第一极性电路图案421与相对应的第二极性电路图案422之间具有间隔距离，且每一第一极性电路图案421与相对应的第二极性电路图案422共同形成一薄膜开关423，当薄膜线路板42被通电时，每一第一极性电路图案421及其相对应的第二极性电路图案422之间会产生一电场，此时若其中一电场被改变，则相对应的薄膜开关423会被激发，令薄膜线路板42产生输出相对应的按键信号。

再者，本较佳实施例与前述第一较佳实施例与第二较佳实施例的另一不同之处在于，每一按键结构20、30还包括一导体(图未示)，其设置于键帽201、301(未示于图8，请参阅图4与图7)的下方以随着键帽201、301移动，其中，导体可由导电材质所制成，如导电泡绵、金属材质、石墨或金属漆等，但不以上述为限。

接下来说明本较佳实施例中薄膜线路板42的运作。当任一按键结构20、30的键帽201、301被触压而相对于薄膜线路板42往下移动时，相对应的导体会随着该任一键帽201、301往下移动而靠近薄膜线路板42，此时相对应的第一极性电路图案421以及第二极性电路图案422之间的电场会产生改变，进而使得相对应的薄膜开关423被激发，令薄膜线路板42产生输出相对应的按键信号。

补充说明的是，虽然上述每一第一极性电路图案421及其相对应的第二极性电路图案422是以在同一水平面的排列方式间隔开来，但并不以此为限，每一第一极性电路图案421及其相对应的第二极性电路图案422亦可以是在不同水平面上的排列方式间隔开来，也就是说每一第一极性电路图案421可设置于其相对应的第二极性电路图案422的上方或下方，且可在每一第一极性电路图案421及其相对应的第二极性电路图案422之间涂上或印刷上一间隔部(如uv胶)，使每一第一极性电路图案421及其相对应的第二极性电路图案422间呈垂直间隔。

此外，上述通过电容式感应而输出按键信号的方式及其作动原理为本领域技术人员所知悉，在此即不再予以赘述，另，图8所示第一极性电路图案421及其相对应的第二极性电路图案422仅为感应电路图案的一种实施例，并不以此局限感应电路图案的形式，本领域技术人员可依据实际应用需求而进行任何均等的变化设计。

然而，虽然上述第一较佳实施例～第三较佳实施例中，设置于薄膜线路板以及电子纸显示元件之间的发光模块是采用前光式光源(frontlight)的方式对电子纸显示元件提供照明，但发光模块的形态及对电子纸显示元件提供照明的实施手段并不以此为限。举例来说，请参阅图9与图10，图9为本发明键盘装置于一第四较佳实施例的按键结构及光源模块的结构概念示意图，图10为图9所示光源模块的部分内部结构示意图。其中，本较佳实施例的键盘装置大致类似于本发明第一较佳实施例～第三较佳实施例中所述的键盘装置，在此即不再予以赘述。而本较佳实施例与前述第一较佳实施例～第三较佳实施例不同之处在于，光源模块51的形态及其所设置的位置。此外，本较佳实施例中的光源模块51的形态及其所设置的位置亦可应用于前述第一较佳实施例～第三较佳实施例以及后续的较佳实施例中。

于本较佳实施例中，键盘装置包括多个发光模块51，且每一发光模块51为光纤式光源，其包括用以提供第二光束l2的至少一发光元件511(如发光二极管)以及用以传导第二光束l2的光纤512，而每一按键结构50还包括用以供键帽501活动于其中的框架模块502；其中，该些发光模块51埋设于框架模块502中，且框架模块502由透明材质所制成，或具有供发光模块51所提供的第二光束l2向下通过的穿槽(图未示)，因此发光模块51所提供的第二光束l2可向下投射至电子纸显示元件23(未示于图9与图10，请参阅图4与图6)，以对电子纸显示元件23上的多个按键符号(未示于图9与图10，请参阅图6)提供照明。较佳者，但不以此为限，光纤512中还可包括多个微结构(图未示)，用以折射或散射被传输于光纤512中的第二光束l2，主要目的是为了使第二光束l2可均匀的向下投射至电子纸显示元件23，以对电子纸显示元件23上的多个按键符号提供均匀的照明。

然而，虽然上述第一较佳实施例～第四较佳实施例中，是通过激发薄膜线路板上的薄膜开关来产生按键信号，但产生按键信号的实施手段并不以此为限。举例来说，请参阅图11与图12，图11为本发明键盘装置于一第五较佳实施例的按键结构及光源式开关模块的结构概念示意图，图12为图11所示按键结构的键帽被触压后的状态示意图。其中，本较佳实施例的键盘装置大致类似于本发明第一较佳实施例～第四较佳实施例中所述者，在此即不再予以赘述。而本较佳实施例与前述第一～第四较佳实施例不同之处在于，以光源式开关模块64及处理单元65取代第一较佳实施例～第四较佳实施例中的薄膜线路板22、42与其上的薄膜开关224、423。此外，本较佳实施例中的光源式开关模块64及处理单元65亦可应用于前述第一较佳实施例～第三较佳实施例以及后续的较佳实施例中。

于本较佳实施例中，键盘装置包括分别相对应于多个按键结构60的多个光源式开关模块64，且每一光源式开关模块64包括用以发射光束(以下称第一光束l1)的光束发射元件641以及用以接收第一光束l1的光束感测元件642；其中，键盘装置还包括电性连接于光束感测元件642的处理单元65，其依据光束感测元件642的感测结果而产生相对应的按键信号，而光束感测元件642的感测结果则因应键帽601的位置而不同。

进一步而言，于本较佳实施例中，每一按键结构60还包括用以供键帽601活动于其中的框架模块602，且光源式开关模块64设置于框架模块602中，而光源式开关模块64的光束发射元件641以及光束感测元件642分别位于键帽601的两侧；于键帽601未被触压的初始状态下，键帽601的位置不在第一光束l1的行进路径上，因此光束发射元件641所发射的第一光束l1可直接地投射至光束感测元件642，其如图11所示，而当使用者触压键帽601而使得键帽601往下移动后，键帽601的位置处在第一光束l1的行进路径上而阻断第一光束l1行进，因此光束感测元件642无法接收到来自光束发射元件641的第一光束l1，其如图12所示，此时，处理单元65会依据光束感测元件642无法接收到第一光束l1的感测结果而产生输出相对应的按键信号。

当然，上述仅为光源式开关模块的一种实施方式，本领域技术人员皆可依据实际应用需求而进行任何均等的变更设计。举例来说，可变更设计为，于键帽未被触压的初始状态下，键帽的位置是处在第一光束的行进路径上而阻断第一光束行进，因此光束感测元件无法接收到来自光束发射元件的第一光束，而当使用者触压键帽而使得键帽往下移动后，键帽的位置不在第一光束的行进路径上，因此光束发射元件所发射的第一光束可直接地投射至光束感测元件，此时，处理单元会依据光束感测元件可接收到第一光束的感测结果而产生输出相对应的按键信号。

再举例来说，可变更设计为，光束发射元件641以及光束感测元件642分别位于键帽601的同一侧，于键帽601未被触压的初始状态下，键帽601的位置不在第一光束l1的行进路径上，且光束感测元件642无法接收到来自光束发射元件641的第一光束l1，其如图13所示，而当使用者触压键帽601而使得键帽601往下移动后，键帽601的位置处在第一光束l1的行进路径上，因第一光束l1会在键帽601上产生反射并于反射后投射至光束感测元件642，其如图14所示，此时，处理单元65会依据光束感测元件642可接收到第一光束l1的感测结果而产生输出相对应的按键信号。

综合以上各较佳实施例，本发明于键盘装置中设置可动态显示按键符号的电子纸显示元件，因此可因应不同的应用需求，如贩售国家的不同、使用者操作习惯的不同等应用需求，而动态变更供使用者识别的按键符号，此亦有效简化现有键盘装置的工艺中需对键帽印刷按键符号的繁冗流程。因此，本发明键盘装置2极具产业利用价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的保护范围，因此凡其它未脱离本发明所公开的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本发明的权利要求书的范围内。