按键装置的制造方法
【专利摘要】一种按键装置包含底板、电路板、光耦组件、键帽以及剪刀式支撑组件。电路板设置于底板上。光耦组件设置于电路板上。键帽位于电路板上方，并具有光触发结构面向电路板。剪刀式支撑组件连接底板与键帽，并配置以带动键帽相对底板升降。当键帽相对底板位于触发高度时，光触发结构触发光耦组件，致使光耦组件对应地产生输入信号。
【专利说明】
按键装置
技术领域
[0001 ]本实用新型是有关于一种按键装置。
【背景技术】
[0002]就目前个人电脑的使用习惯而言，键盘为不可或缺的输入设备之一，用以输入文字或数字。不仅如此，举凡日常生活所接触的消费级电子产品或是工业界使用的大型加工设备，皆需设有按键结构作为输入设备，以操作上述的电子产品与加工设备。
[0003]常见的按键装置依触发方式分为薄膜式按键及机械式按键。按压薄膜式按键时，键帽下方的橡胶圆顶(rubber dome)会受压变形，使得橡胶圆顶内的导通柱碰触薄膜电路板，进而使得上薄膜与下薄膜的金属接点相接触以产生信号。至于机械式按键，则是利用按压机械轴开关，使得正、负极弹片触点相接触，来控制开关导通。也就是说，现有的薄膜式按键及机械式按键主要是利用金属接点接触与否，或正、负极弹片触点接触与否，来控制电路的导通与断开。然而，在有效接触以产生信号的过程中，是需要时间去作动的，因此针对于输入迅速或是电玩游戏的使用者来说，会造成些微的延迟现象。
[0004]又，前述的薄膜式按键的金属接点易因氧化而造成接触不良；同样地，机械式按键的正、负极弹片也容易因为氧化，或随着使用次数增多而造成机械磨损，导致正、负极弹片触点接触不灵敏而不能导通。是以，现有纯机械结构的按键装置的寿命都较短，多数只有几百万次。如果按键装置在使用一段时间后出现不良现象，将会造成使用者操作不便，也降低产品质量而损毁品牌形象。
[0005]因此，如何提出一种可解决上述问题的按键装置，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型之一目的在于提出一种可有效缩短信号产生时间的按键
目.ο
[0007]为了达到上述目的，依据本实用新型之一实施方式，一种按键装置包含底板、电路板、光耦组件、键帽以及剪刀式支撑组件。电路板设置于底板上。光耦组件设置于电路板上。键帽位于电路板上方，并具有光触发结构面向电路板。剪刀式支撑组件连接底板与键帽，并配置以带动键帽相对底板升降。当键帽相对底板位于触发高度时，光触发结构触发光耦组件，致使光耦组件对应地产生输入信号。
[0008]于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的光耦组件包含光接收器以及光发射器。光接收器设置于电路板上。光发射器设置于电路板上，并朝向光接收器持续发射光线。当键帽相对底板位于触发高度时，部分的光触发结构阻隔于光接收器与光发射器之间以遮断光线。
[0009]于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的光耦组件还包含处理单元。处理单元电性连接光接收器，并配置以在光接收器未接收到光线时产生输入信号。
[0010]于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的电路板具有第一通孔。底板具有第二通孔对齐第一通孔。当键帽相对底板位于最低位置时，部分的光触发结构穿入第一通孔与第二通孔中。
[0011]于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的光耦组件包含光接收器以及光发射器。光接收器设置于电路板上。光发射器设置于电路板上，并实质上朝向键帽持续发射光线。光触发结构为光反射结构，并配置以在键帽相对底板位于触发高度时将光线反射至光接收器。
[0012]于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的光反射结构为平面。
[0013]于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的光反射结构为弧面，并配置以在键帽相对底板升降于最高位置与最低位置之间的期间，将光线反射至光接收器。
[0014]于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的光耦组件包含光接收器以及光发射器。光接收器设置于电路板上。光发射器设置于电路板上，并实质上朝向键帽持续发射光线。光触发结构为光折射结构，并配置以在键帽相对底板位于触发高度时将光线折射至光接收器。
[0015]于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的光折射结构为棱镜的至少一部分。
[0016]于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的光耦组件还包含处理单元。处理单元电性连接光接收器，并配置以在光接收器所接收的光线的光强度大于预定数值时产生输入信号。
[0017]综上所述，本实用新型的按键装置在键帽上设计光触发结构，且其在键帽被按压而相对于底板位于触发高度时会触发光耦组件，致使光耦组件对应地产生输入信号。由此可知，本实用新型的按键装置是利用光触发机制产生输入信号的方式，取代了现有薄膜式按键利用上下薄膜导通、或机械式按键利用正负极弹片触点接触的方式来控制电路的导通，因此可缩短信号产生时间，以改善延迟现象;且由于光触发机制并无触点接触，可有效避免现有键盘因接点氧化或使用次数增多而造成机械磨损、接触不良等现象。
[0018]以上所述仅用以阐述本实用新型所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本实用新型的具体细节将在下文的实施方式及相关图式中详细介绍。为让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下。
【附图说明】
[0019]图1A为绘示本实用新型一实施方式的按键装置的立体图。
[0020]图1B为绘示图1A中的按键装置的另一立体图，其中键帽被拆卸。
[0021]图2A为绘示图1A中的按键装置沿着线段2A-2A的剖面图，其中键帽位于最高位置。
[0022]图2B为绘示图1A中的按键装置沿着线段2A-2A的另一剖面图，其中键帽位于最低位置。
[0023]图3为绘示本实用新型另一实施方式的光耦组件的功能方块图。
[0024]图4A为绘示本实用新型另一实施方式的按键装置的立体图。
[0025]图4B为绘示图4A中的按键装置的另一立体图，其中键帽被拆卸。
[0026]图5A为绘示图4A中的按键装置沿着线段5A-5A的剖面图，其中键帽位于最高位置。
[0027]图5B为绘示图4A中的按键装置沿着线段5A-5A的另一剖面图，其中键帽位于最低位置。
[0028]图6为绘示本实用新型另一实施方式的按键装置的剖面图，其中键帽位于最低位置。
[0029]图7为绘示本实用新型另一实施方式的按键装置的剖面图，其中键帽位于最低位置。
[0030]其中，附图标记:
[0031]100、200、300、400:按键装置
[0032]110、210:底板
[0033]111:第二通孔
[0034]120、220:电路板
[0035]121:第一通孔
[0036]130:光耦组件
[0037]131:光接收器
[0038]132:光发射器
[0039]133:处理单元
[0040]140、240、340、440:键帽
[0041 ]141、241、341、441:光触发结构
[0042]150:剪刀式支撑组件
[0043]151:第一支撑件
[0044]152:第二支撑件
[0045]160:复位件
【具体实施方式】
[0046]以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示。
[0047]请参照图1A以及图1B。图1A为绘示本实用新型一实施方式的按键装置100的立体图。图1B为绘示图1A中的按键装置100的另一立体图，其中键帽140被拆卸。如图1A与图1B所示，于本实施方式中，按键装置100包含底板110、电路板120、光耦组件130、键帽140、剪刀式支撑组件150以及复位件160。电路板120设置于底板110上，于一些实施例中，亦可将电路板120设置于底板110之下，并不以此为限。光耦组件130设置于电路板120上。键帽140位于电路板120上方，并具有光触发结构141面向电路板120。剪刀式支撑组件150的底端与底板110相组接，而剪刀式支撑组件150的顶端连接键帽140。剪刀式支撑组件150配置以带动键帽140相对底板110升降于最高位置(如图2A所示)与最低位置(如图2B所示)之间。复位件160设置于底板110与键帽140之间，并支撑键帽140。
[0048]具体来说，剪刀式支撑组件150包含第一支撑件151以及第二支撑件152。第一支撑件151与第二支撑件152相互枢接。于本实施方式中，第一支撑件151与第二支撑件152皆呈框体状，且第二支撑件152的外缘枢接于第一支撑件151的内缘之内。然而，本实用新型并不以此为限，于实际应用中，第一支撑件151与第二支撑件152亦可为相互枢接的两连杆。
[0049]另外，第二支撑件152的内缘之内以及键帽140下方形成一容置空间，以供复位件160设置。当键帽140接受外力而被下压时，复位件160产生一顶撑键帽140的抗力，进而提供使用者按压的手感，且经由剪刀式支撑组件150的导引，被下压的复位件160可移动至如图2B所示的最低位置。而当施加于键帽140的外力释放之后，复位件160可藉由该抗力，使得前述被下压的键帽140回复至如图2A所示的最高位置。较佳地，复位件160可为一橡胶弹性体，亦可采用磁性元件来提供复位力量，此为现有技术在此不再赘述。
[0050]请参照图2A以及图2B。图2A为绘示图1A中的按键装置100沿着线段2A-2A的剖面图，其中键帽140位于最高位置。图2B为绘示图1A中的按键装置100沿着线段2A-2A的另一剖面图。如图2A与图2B所示，当键帽140相对底板110位于一触发高度时，光触发结构141触发光耦组件130，致使光耦组件130对应地产生输入信号。较佳地，该触发高度为键帽140相对于底板110位于最低位置时的高度。当然，于一些实施例中，亦可设定该触发高度略高于该最低位置，故当键帽140下降至该触发高度至最低位置的期间，光触发结构141皆可触发光耦组件130，使其产生触发信号。以下实施例仅以最低位置为例，但并不以此限定本实用新型的内容。
[0051 ]具体来说，如图1B至图2B所示，于本实施方式中，光耦组件130包含光接收器131以及光发射器132。光接收器131设置于电路板120上。光发射器132亦设置于电路板120上，并朝向光接收器131持续发射光线。当键帽140相对底板110位于最低位置时，部分的光触发结构141阻隔于光接收器131与光发射器132之间以遮断光线。
[0052]请参照图3，其为绘示本实用新型另一实施方式的光耦组件130的功能方块图。如图3所示，于本实施方式中，光耦组件130还包含处理单元133。处理单元133电性连接光接收器131，并配置以在光接收器131未接收到光线时产生输入信号。于一些实施方式中，处理单元133可为设置于按键装置100中的一实体元件，其可直接检测光接收器131所接收的光线中断与否，进而在检测到光线中断时对应地产生输入信号，但本实用新型并不以此为限。于实际应用中，处理单元133亦可为与按键装置100电性连接的一电子装置(图未示)中的一程序，其可判断光接收器131所接收的光线是否中断，并在判断光线中断时对应产生输入信号。
[0053]由前述结构配置可知，本实施方式的按键装置100是利用光触发机制产生输入信号的方式，取代了现有薄膜式按键利用上下薄膜导通、或机械式按键利用正负极弹片触点接触的方式来控制电路的导通，因此可缩短信号产生时间，以改善延迟现象;再者，由于光触发机制并无触点接触，可有效避免现有键盘因接点氧化或使用次数增多而造成机械磨损、接触不良等现象。
[0054]如图1B与图2B所示，于本实施方式中，电路板120具有第一通孔121，且底板110具有第二通孔111对齐第一通孔121。当键帽140相对底板110位于最低位置时，部分的光触发结构141穿入第一通孔121与第二通孔111中，因此光触发结构141并不会与电路板120及底板110发生结构干涉。藉此，即可在本实施方式的按键装置100的结构配置之下，有效地缩减按键装置100的整体厚度，以因应薄型化键盘的设计。
[0055 ] 请参照图4A、图4B、图5A以及图5B。图4A为绘示本实用新型另一实施方式的按键装置200的立体图。图4B为绘示图4A中的按键装置200的另一立体图，其中键帽240被拆卸。图5A为绘示图4A中的按键装置200沿着线段5A-5A的剖面图，其中键帽240位于最高位置。图5B为绘示图4A中的按键装置200沿着线段5A-5A的另一剖面图，其中键帽240位于最低位置。如图4A与图4B所示，于本实施方式中，按键装置200包含底板210、电路板220、光耦组件130、键帽240、剪刀式支撑组件150以及复位件160，其中各元件之间的连接关系实质上与图1B所示的实施方式相同，因此可参考前述相关描述，在此不再赘述。要说明的是，本实施方式主要针对光耦组件130的触发机制与键帽240的结构进行修改。
[0056]如图5A与图5B所示，本实施方式相较于图1B所示的实施方式的差异之处，在于本实施方式的光发射器132实质上朝向键帽240持续发射光线，以及光触发结构241为光反射结构，并配置以至少在键帽240相对底板210位于最低位置时将光线反射至光接收器131。
[0057]于一些实施方式中，处理单元133配置以在光接收器131所接收的光线的光强度大于第一预定数值时产生输入信号。于一些实施方式中，处理单元133可为设置于按键装置200中的一实体元件，其可直接检测光接收器131所接收的光线的光强度，进而在检测到光线的光强度大于第一预定数值时对应地产生输入信号，但本实用新型并不以此为限。于实际应用中，处理单元133亦可为与按键装置200电性连接的一电子装置(图未示)中的一程序，其可判断光接收器131所接收的光线的光强度是否大于第一预定数值，并在判断光线的光强度大于第一预定数值时对应产生输入信号。
[0058]于一些实施方式中，前述第一预定数值可设定为光发射器132所发射的光线的光强度的75%?85%的范围，但本实用新型并不以此为限。
[0059]于一些实施方式中，前述光反射结构为弧面，并配置以在键帽240相对底板210升降于最高位置与最低位置之间的期间，将光线反射至光接收器131。也就是说，当键帽240相对底板210升降于最高位置(见图5A)与最低位置(见图5B)之间的任何一位置时，光反射结构都可将光发射器132所发射的光线反射至光接收器131。
[0060]藉由此结构配置，处理单元133还可进一步配置以在光接收器131所接收的光线的光强度小于第二预定数值时产生警示信号。举例来说，于实际应用中，可设计使光接收器131在键帽240位于最低位置时所接收的光线的第一光强度大于第一预定数值，并使光接收器131在键帽240位于最高位置时所接收的光线的第二光强度大于第二预定数值，且第二光强度与第二预定数值之间的差值小于第一光强度与第一预定数值之间的差值。
[0061]由于当光发射器132的输出功率衰退而使得光接收器131所接收的光线的第一光强度逼近第一预定数值时，容易造成感应不灵敏的问题。因此，藉由设计使处理单元133可在光接收器131所接收的光线的第二光强度小于第二预定数值时先产生警示信号，即可让用户得知光发射器132的输出功率已衰弱，以尽早在前述感应不灵敏的问题发生之前就更换衰弱的光发射器132。
[0062]于一些实施方式中，前述第二预定数值可设定为光发射器132所发射的光线的光强度的25%?35%的范围，但本实用新型并不以此为限。
[0063]于一些实施方式中，于键帽240中，至少光反射结构的表面为不透光的材质所制成。
[0064]请参照图6，其为绘示本实用新型另一实施方式的按键装置300的剖面图，其中键帽340位于最低位置。如图6所示，于本实施方式中，按键装置300包含底板210、电路板220、光耦组件130、键帽340、剪刀式支撑组件150以及复位件160，其中各元件之间的连接关系实质上与图4B所示的实施方式相同，因此可参考前述相关描述，在此不再赘述。要说明的是，本实施方式主要针对键帽340的结构进行修改。
[0065]具体来说，本实施方式相较于图4B所示的实施方式的差异之处，在于本实施方式的光触发结构341同样为光反射结构，但此光反射结构为平面。因此，本实施方式的光触发结构341同样可达到在键帽340相对底板210位于最低位置时将光线反射至光接收器131的目的。于一些实施方式中，前述的平面为镜面，但本实用新型并不以此为限。
[0066]请参照图7，其为绘示本实用新型另一实施方式的按键装置400的剖面图，其中键帽440位于最低位置。如图7所示，于本实施方式中，按键装置400包含底板210、电路板220、光耦组件130、键帽440、剪刀式支撑组件150以及复位件160，其中各元件之间的连接关系实质上与图4B所示的实施方式相同，因此可参考前述相关描述，在此不再赘述。要说明的是，本实施方式主要针对键帽440的结构进行修改。
[0067]具体来说，本实施方式相较于图4B所示的实施方式的差异之处，在于本实施方式的光触发结构441为光折射结构，并配置以在键帽440相对底板210位于最低位置时将光线折射至光接收器131。于一些实施方式中，光折射结构为棱镜的至少一部分，但本实用新型并不以此为限。于一些实施方式中，于键帽440中，至少光折射结构为可透光的材质所制成。
[0068]由以上对于本实用新型的【具体实施方式】的详述，可以明显地看出，本实用新型的按键装置在键帽上设计光触发结构，且其在键帽被按压而相对于底板位于最低位置时会触发光耦组件，致使光耦组件对应地产生输入信号。由此可知，本实用新型的按键装置是利用光触发机制产生输入信号的方式，取代了现有薄膜式按键利用上下薄膜导通、或机械式按键利用正负极弹片触点接触的方式来控制电路的导通，因此可缩短信号产生时间，以改善延迟现象;且由于光触发机制并无触点接触，可有效避免现有键盘因接点氧化或使用次数增多而造成机械磨损、接触不良等现象。
[0069]虽然本实用新型已以实施方式揭露如上，然其并不用以限定本实用新型，任何熟悉本领域的相关技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，但这些更动与润饰皆应包含于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种按键装置，其特征在于，包含: 一底板； 一电路板，设置于该底板上； 一光耦组件，设置于该电路板上； 一键帽，位于该电路板上方，并具有一光触发结构面向该电路板；以及一剪刀式支撑组件，连接该底板与该键帽，并配置以带动该键帽相对该底板升降； 其中当该键帽相对该底板位于一触发高度时，该光触发结构触发该光耦组件，致使该光耦组件对应地产生一输入信号。2.如权利要求1所述的按键装置，其特征在于，该光耦组件包含: 一光接收器，设置于该电路板上；以及 一光发射器，设置于该电路板上，并朝向该光接收器持续发射一光线， 其中当该键帽相对该底板位于该触发高度时，部分的该光触发结构阻隔于该光接收器与该光发射器之间以遮断该光线。3.如权利要求2所述的按键装置，其特征在于，该光耦组件还包含: 一处理单元，电性连接该光接收器，并配置以在该光接收器未接收到该光线时产生该输入信号。4.如权利要求1所述的按键装置，其特征在于，该电路板具有一第一通孔，该底板具有一第二通孔对齐该第一通孔，并且当该键帽相对该底板位于一最低位置时，部分的该光触发结构穿入该第一通孔与该第二通孔中。5.如权利要求1所述的按键装置，其特征在于，该光耦组件包含: 一光接收器，设置于该电路板上；以及 一光发射器，设置于该电路板上，并实质上朝向该键帽持续发射一光线，其中该光触发结构为一光反射结构，并配置以在该键帽相对该底板位于该触发高度时将该光线反射至该光接收器。6.如权利要求5所述的按键装置，其特征在于，该光反射结构为一平面。7.如权利要求5所述的按键装置，其特征在于，该光反射结构为一弧面，并配置以在该键帽相对该底板升降于一最高位置与一最低位置之间的期间，将该光线反射至该光接收器。8.如权利要求1所述的按键装置，其特征在于，该光耦组件包含: 一光接收器，设置于该电路板上；以及 一光发射器，设置于该电路板上，并实质上朝向该键帽持续发射一光线，其中该光触发结构为一光折射结构，并配置以在该键帽相对该底板位于该触发高度时将该光线折射至该光接收器。9.如权利要求8所述的按键装置，其特征在于，该光折射结构为一棱镜的至少一部分。10.如权利要求5或8所述的按键装置，其特征在于，该光耦组件还包含: 一处理单元，电性连接该光接收器，并配置以在该光接收器所接收的该光线的一光强度大于一预定数值时产生该输入信号。
【文档编号】H03K17/968GK205725700SQ201620582030
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】黄耀轮, 张家维
【申请人】群光电子(苏州)有限公司