按键结构及输入装置的制造方法_3

文档序号:9434364阅读:来源:国知局
得按压力仅藉由上述途径传递,而不会通过支撑层140传递,进而降低误触邻近按键的感应区165的可能性。具体而言,感应单元160为薄膜式开关(membrane),如图1A所示。作为感应单元160的薄膜式开关具有感应区165,其形状较佳与突出部154的形状近似,例如与突出部154的底面155形状对应。如图1A所示,由于突出部154围绕着矩形空间的三边设置而形成类似U字形,因此感应区165的形状亦随之为围绕矩形空间的三边设置,而形成类似U字形的形状。然而在不同实施例中,由于突出部154亦可形成为环形或其他形状,因此感应区165亦可随之改变分布的形状。
[0053]如图2所示,作为感应单元160的薄膜式开关由第一薄膜161、第二薄膜162及间隔层168叠合而成,其中间隔层168夹设于第一薄膜161及第二薄膜162之间。第一薄膜161及第二薄膜162上分别形成有金属线路163,而形成感应区165内的开关线路。如图2所示,第一薄膜161上的金属线路163与第二薄膜162上的金属线路163呈交错设置,因此所组成的开关线路从上方俯看即形成为网格形状。
[0054]如图3A至图3C所示,为本发明的另一实施例的按键结构。在此实施例中,按键结构100'进一步包含电路层120及至少一触觉产生器130。于此实施例,电路层120设置于键帽层110下方,作为提供驱动触觉产生器130的信号传递途径的电路径层及载置触觉产生器130的基板层。至少一触觉产生器130设置于电路层120下方并电连接电路层120,以作为按压后的触觉回馈层。控制电路170耦接于感应单元160与电路层120,且可依据实际应用需求设置于任何合宜的位置。当控制电路170用以接收感应单元160的触发信号T时,即产生感应信号及驱动触觉产生器130的驱动信号D。
[0055]具体而言,力传导单元150具有容置空间150a供容置触觉产生器130。电路层120用以电连接触觉产生器130,并提供驱动触觉产生器130的电路径,使得控制电路170可通过电路层120电连接触觉产生器130。如上所述,感应单元160较佳为开关式感应单元,当感应单元160被按压触发时,感应单元160可输出触发信号T,进而使控制电路170产生(I)使用者输入字元或指令的感应信号,及(2)驱动触觉产生器130震动的驱动信号D。电路层120的下表面对应键帽区112具有至少第一接点122a及至少第二接点124a,其中第一接点122a与第二接点124a电性隔离。至少一触觉产生器130位于力传导单元150的容置空间150a中,且电连接第一接点部122a及第二接点124a。感应单元160被触发时可输出触发信号T,而控制电路170于接收触发信号T后,会输出驱动信号D给触觉产生器130,以驱动触觉产生器130发生震动(详见图3D的相关说明)。
[0056]再者,本发明于此所述的“触觉产生器”泛指可受驱动信号D驱动而提供触觉回馈(例如震动)的元件。触觉产生器可包含,例如但不限于:压电致动器(piezoelectricactuator)、声圈致动器(voice coil actuator)、震动马达(pager motor)、电磁震动器(solenoid)或其他类型的触觉产生器。压电致动器具有非常薄且小的优点,因此非常适合用于多层式薄膜结构的按键结构。于后,以压电致动器为例,说明本发明的按键结构各元件的细部结构及相互作用。
[0057]如图3A至图3C所示,键帽层110覆盖于电路层120上,且键帽层110具有键帽区112及周边区114,其中周边区114邻接于键帽区112的周围。键帽区112对应触觉产生器130并作为供使用者按压的区域,且周边区114用于连接下方的电路层120。
[0058]键帽层110的厚度较佳为0.075?2mm,且较佳为软性材质,软性材质因为键帽区112的按压挠曲对于接受触觉回馈亦可提供较佳的效应。当键帽区112的按压挠曲越大时,键帽区112对应按压点的厚度越小,使得将能量传递至使用者(例如手指)的路径越短,有利于减少触觉产生器130发生震动时的动能损耗。键帽层110的材料可包含例如聚酯(PU)、热塑聚酯(TPU)、皮革、织物、硅胶等。
[0059]电路层120较佳为相对较硬的材料所构成的薄片形式,以作为载置触觉产生器130的基板。电路层120的厚度较佳为0.05?0.5mm,且电路层120可由绝缘层及设置于绝缘层的导电路径线路所构成,其中绝缘层可由例如聚对苯二甲酸乙二酯(PolyethyleneTerephthalate, PET)所构成。换言之,电路层120的硬度大于键帽层110的硬度,且电路层120的厚度较佳小于键帽层110的厚度。如图3A及图3B所示,电路层120设置于键帽层110下方,其中电路层120的下表面对应键帽区112具有电隔离的至少一第一接点122a及至少一第二接点124a,以供电连接触觉产生器130。具体而言,电路层120具有提供驱动信号D传递至触觉产生器130的第一电路径122及第二电路径124,其中第一电路径122及第二电路径124电隔离地设置于电路层120的下表面,且分别包含第一接点122a及第二接点124a。亦即,第一电路径122及第二电路径124设置于电路层120背向于键帽层110的一侧(即下侧),以使得触觉产生器130及键帽层110分别设置电路层120的两相对侧。
[0060]于此实施例,触觉产生器130由压电材料所构成,且较佳为片状形式,其中压电材料可包含例如压电单晶体、压电多晶体(压电陶瓷)、压电聚合物、或压电复合材料,但不以此为限。触觉产生器130设置于电路层120下方,且电连接第一电路径122的第一接点122a及第二电路径124的第二电接点124a,使得驱动信号D可经由电路径122、124传递,以驱动触觉产生器130产生应变而提供触觉回馈(例如震动)。在此需注意,触觉产生器130较佳仅藉由第一接点122a及第二电接点124a实体连接于电路层120,以使得触觉产生器130具有较大震动效应。亦即,触觉产生器130可藉由例如银胶、焊锡等电连接材料连接第一接点122a及第二电接点124a,进而达到实体连接电路层120,使得触觉产生器130未连接电路层120的部分具有较大的震动效应。然而,于其他实施例,除了藉由第一接点122a及第二电接点124a外,触觉产生器130可藉由其他黏着方式加强与电路层120的实体连接,以防止触觉产生器130自电路层120脱离但仍保有预期的触觉回馈效应。再者,触觉产生器130相对于电路层120的震动方向可包含例如上/下蝶式震动或水平伸缩式震动,且振动方式可包含例如连续震动或脉冲式震动,但不以此为限。
[0061]如图3A至图3C所示,力传导单元150设置于电路层120下方,且力传导单元150具有容置空间150a,其中触觉产生器130位于容置空间150a中。具体而言,力传导单元150包含膜片部152及突出部154,其中膜片部152具有容置区152a,突出部154设置于容置区152a周围并自膜片部152突起,以定义容置空间150a供容置触觉产生器130。于此实施例,膜片部152具有通孔以作为容置区152a。换言之,触觉产生器130容纳于通孔中。如图3A及图3B所示,当容置区152a对应键帽区112为矩形时,突出部154可环绕容置区152a的三个侧边设置,仅保留设置第一接点122a及第二接点124a之侧边未设置突出部154。于其他实施例,当容置区152a对应键帽区112为圆形时,除对应第一接点122a及第二接点124a的位置外,突出部154可实质环绕容置区152a的所有周边。
[0062]当力传导单元150作为电路层120的支撑结构层时,突出部154的厚度较佳大于触觉产生器130的厚度。当触觉产生器130于容置空间150a震动时,突出部154的厚度足以提供触觉产生器130适当的震动空间(即触觉产生器130的下方具有足够空间)。此外,支撑层140的厚度较佳大于触觉产生器130的厚度,以确保触觉产生器130震动的空间。换言之,支撑层140的设置可确保使用者按压键帽层110时使触觉产生器130具有足够的震动空间,而不会因为力传导单元150的硬度太低而变形压缩容置空间150a,进而使得触觉产生器130压抵感应单元160而无法发生震动回馈。具体而言,支撑层140的厚度取决于触觉产生器130的厚度及震动空间的高度
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