一种混色均匀的键帽字符的导光系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械轴键盘开关技术领域，特别是涉及一种混色均匀的键帽字符的导光系统。
【背景技术】
[0002]业界一般用于机械轴游戏键盘上的键帽字符照明的LED(发光二极管)光源为直插式红绿蓝全彩LED(即DIP RGB LED，英文全名为:Dual In Line Package RGB LED) JbDIPRGB LED本身比较接近键帽字符(其将DIP RGB LED插入安装在机械轴开关的上方，LED的四个金属引脚从开关的上方向下方插入到PCB板上)，所以字符照明的亮度比较亮，但缺点是此键盘PCBA(英文Printed Circuit Board+Assembly的简称，即印刷电路板组装工序)组件在组装时非常耗用人工，需要人工一一插入，组装效率低下，导致组装成本高。另外，由于DIP RGB LED没有采用导光柱做精密的配光及混光，在大量生产过程中，这RGB LED由三颗红、蓝、绿的芯片组成，因LED某一色的芯片光强偏差(不同颜色芯片本身的光通量存在公差)，会导致机械轴键盘字符照明的亮度不一致，混色不均匀，给正常量产造成非常大的品质困扰。
[0003]图1为市场上流行的键盘制造商通常采用直插式DIPRGB LED作键帽字符照明光源的机械轴式键盘的按键开关。其由键帽2(其上面雕刻有字符)、十字键轴104、弹簧102、上壳105、活动滑块103、固定金属片106、弹性金属片107、直插式的红绿蓝全彩LED(DIP RGBLED)7、底座101、PCB板(印刷电路板)1组成。当键帽2受力下压时，十字键轴104带动活动滑块103下行，当活动滑块103侧面的凸起越过弹性金属片107的凸起位置时，弹性金属片107放松并向内回弹，此时位于弹性金属片1 7上的触点与位于固定金属片1 6的触点相接触，控制按键开关的电路实现导通，按键开关处于开的状态。这键帽字符照明部分是独立的照明系统，档键盘接通电源后，位于下固定壳一侧的DIP RGB LED 7就一直点亮，照明上方的键帽2。所述的按键字符的照明系统，其与按键开关导通和断开的控制系统是相互分开的两种电路系统。
[0004]所述用于键帽字符照明的DIP RGB LED7，其通过底座101—侧的空位插到下方PCB板I的4个小孔11上。所述的用于键帽字符照明的DIP RGB LED 7，其上方无任何配光透镜、传导、及混光系统，射出的光线直接照明上方的键帽2，通常情况下，其照射键帽字符的颜色不纯，一边偏蓝，另一边偏红。
[0005]近年来，业界为了便于机械轴按键游戏键盘的自动化量产组装，逐渐采用了SMDRGB LED(表面贴装的红绿蓝全彩LED)，并设置了一个简易的采用透明材料的四方柱形或者圆柱形的导光柱，并将其安装在机械轴开关的某一侧，因简易的透明导光柱没有采用合理的配光及RGB的混光设计，导致在照明键帽字符时亮度不足，RGB混光不均，出现按键帽上色温不纯的现象。譬如有的按键厂家采用了四方形的导光柱，虽然导光柱上方的输出端面上可以实现混色基本均匀，但离开导光柱上方输出端面一段距离后，不同颜色又分开了，因此照明到键帽字符上的光的颜色还是分开的。有的按键厂家采用圆柱形的导光柱，但经导光柱之后投射出来的光斑是圆环的形状，光斑中间有黑心、光斑和混色都不均匀。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种结合SMDRGB LED，采用合理独特的照明配光及混光设计，使其实现RGB均匀混光，以达到高的光效利用率，使机械轴按键键盘的字符照明更亮及混色均匀的键帽字符的导光系统。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下:
[0008]一种混色均匀的键帽字符的导光系统，包括PCB板及设置在PCB板上的机械轴键盘开关，所述机械轴键盘开关上活动设置有键帽，所述键帽的下方设置有导光柱，所述PCB板上设置有与所述导光柱相对应的光源，所述导光柱包括光线会聚面、全反射侧壁和出光端面，所述光线会聚面位于光源的正上方，所述出光端面上设置有微结构陈列，所述光源发出的光线经光线会聚面耦合到导光柱中，入射到导光柱内的光线通过全反射侧壁的全反射混光之后从所述出光端面射出，所述出光端面上的微结构陈列对出射光线进行再次混光后照明位于所述出光端面上方的键帽。
[0009]进一步地，所述机械轴键盘开关包括从下到上依次设置的底座、设置在底座上的弹簧、压住弹簧并与所述底座滑动配合的活动滑块、压住所述活动滑块并与所述弹簧连接的十字键轴、与所述底座相适配扣合形成有容置腔的上壳以及设置在所述底座上的固定金属片和弹片金属片，所述弹片金属片靠近所述固定金属片，所述固定金属片和弹片金属片的引脚从所述底座的开孔处伸出并与所述PCB板连接，所述上壳上设有与所述十字键轴相适配的开口，所述十字键轴的十字键部从该开口处伸出，所述键帽设置在所述十字键轴的十字键部上。
[0010]进一步地，所述底座和上壳配合安装所形成的腔体的一侧设有用于容纳所述导光柱的容置槽，所述导光柱安装在所述容置槽上，所述导光柱的侧壁上设有卡槽，所述底座上设有与所述卡槽相对应的卡位，所述PCB板上设有与所述光源相适配的通孔，该通孔对应设置在所述导光柱的下方，所述光源安装在所述通孔内并与所述导光柱对位设置。
[0011]进一步地，所述光源为SMD RGB LED。
[0012]进一步地，所述出光端面上的微结构陈列为微透镜陈列或微棱镜陈列。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0014]通过在键帽的下方设置有独特配光设计、混色均匀的导光柱，该导光柱包括光线会聚面、全反射侧壁和出光端面，所述光线会聚面为全反射透镜或全反射菲涅尔镜，可以收集尽可能多的光线，其出光端面上设置有微结构陈列，如微透镜陈列或微棱镜陈列，键盘接通电源后，位于PCB板上的SMD RGB LED点亮，SMD RGB LED发出的光线耦合到导光柱中，入射到导光柱内的光线通过全反射侧壁的全反射混光之后从所述出光端面射出，所述出光端面上的微透镜陈列或微棱镜陈列对出射光线进行配光后均匀地照明位于所述出光端面上方的键帽，使其实现RGB均匀混光，以达到高的光效利用率，使机械轴按键键盘的字符照明更亮及色温更均匀，具有耦合效率高、混色均匀、照明范围广等特点，适用于传统金属触点式的机械轴键盘开关，也可以用于光电式机械轴键盘开关。
【附图说明】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型所述的一种混色均匀的键帽字符的导光系统作进一步详细说明。
[0016]图1是传统采用DIPRGB LED的键帽字符照明系统的Cherry机械轴键盘的结构分解图；
[0017]图2是本实用新型所涉及按键模组的结构分解图；
[0018]图3是本实用新型所涉及按键模组的正视爆炸图；
[0019]图4是本实用新型所涉及按键模组的结构组装图；
[0020]图5是本实用新型实施例一所述导光柱的立体结构图；
[0021 ]图6是本实用新型实施例一所述导光柱的底视图；
[0022]图7是图6中导光柱及光源沿X-X方向的剖面图；
[0023]图8是图6中导光柱及光源沿Y-Y方向的剖面图；
[0024]图9是本实用新型实施例一所述导光柱的混光原理图；
[0025]图10是本实用新型实施例一所述全反射环纹收集杂光的原理图；
[0026]图11是本实用新型实施例二所述导光柱的混光原理图；
[0027]图12是本实用新型实施例三所述导光柱的立体结构图；
[0028]图13是本实用新型实施例三所述导光柱的底视图；
[0029]图14是本实用新型实施例三所述导光柱的混光原理图；
[0030]图15是本实用新型实施例四所述导光柱的混光原理图。
【具体实施方式】
[0031]以下是本实用新型所述一种混色均匀的键帽字符的导光系统的最佳实例，并不因此限定本实用新型的保护范围。
[0032]实施例一
[0033]请参考图2?图4，图中示出了一种混色均匀的键帽字符的导光系统，包括PCB板I和机械轴键盘开关，所述PCB板I上设有定位孔，机械轴键盘开关的底部设置有与该定位孔相适配的定位柱，所述机械轴键盘开关通过定位柱安装在PCB板I上，所述机械轴键盘开关上活动设置有键帽2，键帽2上雕刻有字符，具体而言，所述机械轴键盘开关包括从下到上依次设置的底座101、设置在底座101上的弹簧102、压住弹簧102并与所述底座101滑动配合的活动滑块103、压住所述活动滑块103并与所述弹簧102连接的十字键轴104、与所述底座101相适配扣合形成有容置腔的上壳105以及设置在所述底座101上的固定金属片106和弹片金属片107，所述弹片金属片107靠近所述固定金属片106，所述固定金属片106和弹片金属片107的引脚