光电机械开关、机械键盘的制作方法

本实用新型涉及键盘技术领域，特别涉及一种光电机械开关和应用该光电机械开关的机械键盘。

背景技术：

随着游戏的流行，人们对键盘的要求也普遍提高。键盘的每一颗按键的闭合都是由一个单独的光电机械开关来控制。键盘的光电机械开关主要为光电式光电机械开关。光电式光电机械开关为一个光接收元件接收一个光发射元件发出的信号，键盘立即输出一个执行动作，画面立即显示执行的动作。然而，画面不能显示一个渐近、连贯性地加速执行的过程，导致用户体验的真实感较差。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种光电机械开关，旨在提供一种可执行渐进式地连贯性地加速过程的光电机械开关。

为实现上述目的，本实用新型提供的光电机械开关包括轴芯、PCB板、以及设置于所述PCB板的至少一光发射元件与至少两个光接收元件，所述PCB板开设有让位孔，所述轴芯可移动地容纳于所述让位孔，将所述至少一光发射元件和所述至少两个光接收元件分隔于所述轴芯的两侧，所述轴芯进一步开设有若干通孔，所述若干通孔的长度依次递减，每一通孔的上端均对齐，光电机械开关处于初始状态时，所述若干光接收元件和所述光发射元件断开，按压轴芯时，所述若干光接收元件通过所述通孔依次与所述光发射元件导通；或每一通孔的下端均对齐，光电机械开关处于初始状态时，所述若干光接收元件和所述光发射元件导通，按压轴芯，所述光接收元件逐渐与所述通孔错开，所述光接收元件依次与所述光发射元件断开。

优选地，所述光电机械开关包括多个所述光发射元件，每一通孔的上端均对齐，光电机械开关处于初始状态时，所述若干光接收元件和所述若干光发射元件断开，按压轴芯时，所述若干光接收元件通过所述通孔依次与与其对应的若干所述光发射元件导通；或每一通孔的下端均对齐，光电机械开关处于初始状态时，所述若干光接收元件和所述若干光发射元件均导通，按压轴芯，所述光接收元件逐渐与所述通孔错开，所述光接收元件依次与所述光发射元件断开。

优选地，所述光电机械开关还包括第一弹性件和安装座，所述安装座开设有安装孔，所述轴芯至少部分容纳于所述安装孔，所述第一弹性件的一端设于所述安装座，另一端抵接所述轴芯。

优选地，所述PCB板包括相对设置的第一表面和第二表面，所述光发射元件和所述光接收元件均设于所述第一表面或所述第二表面。

优选地，所述安装座、所述轴芯和所述PCB板的第一表面形成封闭空间，所述光发射元件和所述光接收元件均设于所述第一表面，且均位于所述封闭空间。

优选地，所述安装座的两侧均凸设有一个凸缘，所述安装座贯穿所述让位孔，所述两个凸缘分别卡持于所述让位孔的周缘。

优选地，所述光电机械开关还包括敲击件和第二弹性件，所述轴芯的远离所述通孔的一端凹设有容置槽，所述第二弹性件一端容纳于所述容置槽，另一端抵接所述敲击件，所述敲击件远离所述第二弹性件的一端抵持所述第一弹性件。

优选地，所述容置槽的两侧壁分别凹设有一个限位槽，所述敲击件凸设有两个敲击端，每一敲击端均可滑动地容纳于所述限位槽。

优选地，所述轴芯的下端延伸有延伸部，所述安装座的底壁开设有让位槽，所述延伸部的一端部分容纳于所述让位槽，按压所述轴芯时，所述延伸部穿过所述让位槽。

本实用新型还提出一种机械键盘，包括光电机械开关，该光电机械开关包括轴芯、PCB板、以及设置于所述PCB板的至少一光发射元件与至少两个光接收元件，所述PCB板开设有让位孔，所述轴芯可移动地容纳于所述让位孔，将所述至少一光发射元件和所述至少两个光接收元件分隔于所述轴芯的两侧，所述轴芯进一步开设有若干通孔，所述若干通孔的长度依次递减，每一通孔的上端均对齐，光电机械开关处于初始状态时，所述若干光接收元件和所述光发射元件断开，按压轴芯时，所述若干光接收元件通过所述通孔依次与所述光发射元件导通；或每一通孔的下端均对齐，光电机械开关处于初始状态时，所述若干光接收元件和所述光发射元件导通，按压轴芯，所述光接收元件逐渐与所述通孔错开，所述光接收元件依次与所述光发射元件断开。

本实用新型技术方案通过设置至少两个光接收元件，使得PCB板的芯片可根据光接收元件的数量将原始的一个执行信号进行分级成多个信号，通过多个信号依次执行同一命令，故这样就使得执行命令的过程是一种渐进加速的过程，以带来一种渐进连贯的画面效果，更具真实感，更符合消费者的需求。

其中，该光电机械开关有两种模式，第一种模式为常闭模式，即初始状态为光路处于断开状态，通过按压轴芯，光路依次导通实现信号的键入；第二种模式为常开模式，即初始状态为光路处于导通状态，通过按压轴芯，光路依次断开，实现信号的键入。

具体地，第一种模式：初始状态，轴芯阻断该光接收元件和该光发射元件之间的光路传输，光信号不能传输至PCB板；当按下轴芯时，若干光接收元件依次通过通孔均接收光发射元件的发射的光信号，也即当轴芯向下移动一定距离，一光接收元件通过一通孔接收一光发射元件发出的光信号，中央检测器对于接收的光信号做出响应，产生电信号，PCB板70的芯片对电信号进行处理实现键入信号的输出，电脑CPU执行动作的一步，当轴芯再向下移动一定距离，下一个光接收元件也接收光发射元件的发射的光信号，中央检测器进一步对于接收的光信号做出响应，产生电信号，PCB板的芯片对该电信号进行处理实现键入信号进一步地输出，电脑CPU执行该动作的下一步，直至设有的若干光接收元件均导通，最终电脑CPU执行完一个完整的动作，

第二种模式：同理，相对第一种模式的高电平输出，该第二种模式为低电平输出，也即，初始状态，所有的光接收元件和该光发射元件之间的光路导通，产生的电信号处于高电平状态键入信号不输出，当轴芯向下移动一定距离，中央检测器对断开的光信号做出响应，产生电信号为低电平状态，PCB板70的芯片对该电信号进行处理实现键入信号的输出，该电脑CPU执行动作的一步，当轴芯再向下移动一定距离，中央检测器进一步对于断开的光信号做出响应，再次产生低电平的电信号，PCB板的芯片进一步对该电信号进行处理实现键入信号的再次输出，电脑CPU执行该动作的下一步，直至设有的若干光接收元件均断开，最终电脑CPU执行完一个完整的动作。

综上两种模式，根据本技术方案均能使得画面效果更加逼真，使用户的视觉和触觉可以达到同步，体验感更强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例光电机械开关的爆炸结构示意图；

图2为图1中光电机械开关第一种模式中处于未按压状态的无安装座的主视图；

图3为图2的左视图；

图4为图1中光电机械开关第一种模式中处于未按压状态的剖视图；

图5为图1中光电机械开关第一种模式中处于按压状态的剖视图；

图6为图1中光电机械开关第二种模式中处于未按压状态的剖视示意图；

图7为图1中光电机械开关第二种模式中处于按压状态的剖视示意图；

图8为本实用新型实施例中透镜引导光路传输的示意原理图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1至8，本实用新型技术方案提出一种光电机械开关100，包括轴芯10、PCB板70、以及设置于所述PCB板70的至少一光发射元件90与至少两个光接收元件80，所述PCB板70开设有让位孔701，所述轴芯10可移动地容纳于所述让位孔701，将所述至少一光发射元件90和所述至少两个光接收元件80分隔于所述轴芯10的两侧，所述轴芯10进一步开设有若干通孔101，所述若干通孔101的长度依次递减，每一通孔101的上端均对齐，光电机械开关100处于初始状态时，所述若干光接收元件110和所述光发射元件90断开，按压轴芯10时，所述若干光接收元件110通过所述通孔101依次与所述光发射元件90导通；或每一通孔101的下端均对齐，光电机械开关100处于初始状态时，所述若干光接收元件110和所述光发射元件90导通，按压轴芯10，所述光接收元件110逐渐与所述通孔101错开，所述光接收元件110依次与所述光发射元件90断开。

本实用新型技术方案通过设置至少两个光接收元件110，使得PCB板70的芯片可根据光接收元件110的数量将原始的一个执行信号进行分级成多个信号，通过多个信号依次执行同一命令，故这样就使得执行命令的过程是一种渐进加速的过程，以带来一种渐进连贯的画面效果，更具真实感，更符合消费者的需求。

其中，该光电机械开关100有两种模式，参照图4和图5，第一种模式为常闭模式，即初始状态为光路处于断开状态，通过按压轴芯10，光路依次导通实现信号的键入；参照图6和图7，第二种模式为常开模式，即初始状态为光路处于导通状态，通过按压轴芯10，光路依次断开，实现信号的键入。

具体地，第一种模式：初始状态，轴芯10阻断该光接收元件110和该光发射元件90之间的光路传输，光信号不能传输至PCB板70；当按下轴芯10时，若干光接收元件110依次通过通孔101均接收光发射元件90的发射的光信号，也即当轴芯10向下移动一定距离，一光接收元件110通过一通孔101接收一光发射元件90发出的光信号，中央检测器对于接收的光信号做出响应，产生电信号，PCB板70的芯片对电信号进行处理实现键入信号的输出，电脑CPU执行动作的一步，当轴芯10再向下移动一定距离，下一个光接收元件110也接收光发射元件90的发射的光信号，中央检测器进一步对于接收的光信号做出响应，产生电信号，PCB板70的芯片对该电信号进行处理实现键入信号进一步地输出，电脑CPU执行该动作的下一步，直至设有的若干光接收元件110均导通，最终电脑CPU执行完一个完整的动作，

第二种模式：同理，相对第一种模式的高电平输出，该第二种模式为低电平输出，也即，初始状态，所有的光接收元件110和该光发射元件90之间的光路导通，产生的电信号处于高电平状态键入信号不输出，当轴芯10向下移动一定距离，中央检测器对断开的光信号做出响应，产生电信号为低电平状态，PCB板70的芯片对该电信号进行处理实现键入信号的输出，该电脑CPU执行动作的一步，当轴芯10再向下移动一定距离，中央检测器进一步对于断开的光信号做出响应，再次产生低电平的电信号，PCB板70的芯片进一步对该电信号进行处理实现键入信号的再次输出，电脑CPU执行该动作的下一步，直至设有的若干光接收元件110均断开，最终电脑CPU执行完一个完整的动作。

综上两种模式，根据本技术方案均能使得画面效果更加逼真，使用户的视觉和触觉可以达到同步，体验感更强。

其中，该光发射元件90可以为LED灯、RGB灯、红外线发射管等，当然可以理解地，凡所有通过光路传输信号的方式均属于本实施例的保护范围，在此不再一一赘述。

可以理解地，光发射元件90可以为一个，也可以为多个；当光发射元件90为一个时，光发射元件90的光的覆盖面积可以覆盖所有通孔101，即，使得在轴芯10下压时每一个光接收元件110都能接收或断开发射光；当然该光发射元件90还可以通过多个透镜170引导光路，使得光路在轴芯10下压时可以依次导通或断开。

当光发射元件90为多个时，可以为光发射元件90的个数少于光接收元件110的个数，光发射元件90的个数等于光接收元件110的个数，以及光发射元件90的个数多于光接收元件110的个数。

当光发射元件90的个数等于光接收元件110的个数时，第一种模式：优选地设置为一个光发射元件90正对一个光接收元件110，具体地运动状态为：通孔101中竖直长度最长的通孔101于初始状态也即轴芯10未下压的状态时，该通孔101两侧的下方分别对应一光发射元件90的发射光，当下压轴芯10一定距离时，该最长的通孔101导通，也即发射光被光接收元件110接收，接着第二长的通孔101两侧的下方对应下一个光发射元件90的发射光，当轴芯10再下压一定距离时，该第二长的通孔101导通，同理依次下去。第二种模式：优选地设置为一个光发射元件90正对一个光接收元件110，具体地运动状态为：当轴芯10下压过程时，最短的通孔101被阻挡，直至最长的通孔101被阻挡。

在本技术方案中，将光发射元件90和光接收元件110的个数设置相同，可以使得每一光发射元件90对应每一光接收元件110，如此使得光发射元件90的光路可以更加集中针对一光接收元件110，使得导通效果更好，可以做到干脆利落、零延时，不易产生抖动和杂讯，且响应快，抗干扰能力更强。

其中，在本实施例中，第一种模式的初始状态和第二种模式的最终状态：可以为光发射元件90和光接收元件110直接位于通孔101的下方，参照图8，也可以通过透镜170将光路导引至通孔101下方的方式。

在本实施例中，所述光电机械开关100还包括第一弹性件30和安装座50，所述安装座50开设有安装孔510b，所述轴芯10至少部分容纳于所述安装孔510b，所述第一弹性件30的一端设于所述安装座50，另一端抵接所述轴芯10。当按压轴芯10时信号导通，通过第一弹性件30的弹性作用下，轴芯10回弹至初始状态。

其中，所述第一弹性件30优选为弹簧，当然还可以为弹性金属片、空气弹簧等；

当第一弹性件30为弹簧(第一弹簧)时，优选的一种结构为：轴芯10下端设有容置槽103，容置槽103的底壁凸设有凸台132，第一弹簧30的一端套入凸台132与容置槽103的底壁抵接，而所述安装座50也对应该第一弹簧30设有柱体501a，第一弹簧30套入柱体501a中且与安装座50的底部抵持，该柱体501a与该凸台132一起固定第一弹簧30，使得按压轴芯10时该第一弹簧30不会发生偏移，防止了误操作或造成不导通的问题。

在本实施例中，所述PCB板70包括相对设置的第一表面和第二表面，所述光发射元件90和所述光接收元件110均设于所述第一表面或所述第二表面。

优选地，所述光发射元件90和所述光接收元件110均设于所述第一表面，也即PCB板70的上表面；PCB板70安装于安装座50上、邻近通孔101，且位于通孔101的下方；安装座50、轴芯10以及PCB板70的上表面形成一个封闭空间，所述光发射元件90和所述光接收元件110均设于PCB板70的上表面且位于该封闭空间内。如此使得光信号的传输过程受干扰性更小，光线也不容易散射，更能集中，更节能环保。

进一步地，所述安装座50的两侧均凸设有一个凸缘51，所述安装座50贯穿所述让位孔701，所述两个凸缘51分别卡持于所述让位孔701的周缘，如此以固定PCB板70。

具体地，参照图1，该凸缘51为弹性凸缘51，该安装座50为倒放的花篮式形状，包括头部、四根支柱以及底座，四根支柱由头部延伸至底座，两根支柱之间由头部向下延伸形成一弹性凸缘51，另外两根支柱相对形成另一弹性凸缘51，两弹性凸缘51卡持于该PCB板70的让位孔701的周缘。如此设置使得结构更加紧凑，装配更加简单。

在本实施例中，为了使该光电机械开关100使用时能发出的清脆“哒哒”声音，从而给用户愉悦的使用体验。列举如下两个具体实施方式：

实施例一：

该光电机械开关100设置有弹片(图未示)，弹片安装在轴芯10上，当轴芯10下压一定行程时，弹片积聚势能，朝远离安装座50内壁的方向偏移，当轴芯10回弹时，弹片撞击到安装座50的内壁上，发出的清脆“哒哒”声音，从而给用户愉悦的使用体验。

其中，弹片可以制作为大致为“V”型、“U”型、“M”型等形状，可充分利用弹片自身结构的产生较大的弹性性能，并且结构简单节省空间。

实施例二：

该光电机械开关100设有敲击件130和第二弹性件150，所述轴芯10的远离所述通孔101的一端凹设有容置槽103，所述第二弹性件150一端抵接所述容置槽103的底壁，另一端抵接所述敲击件130，所述敲击件130远离所述第二弹性件150的一端抵持所述第一弹性件30。

当第二弹性件150也为弹簧(第二弹簧)时；该容置槽103的底壁凸设有凸台132，第二弹簧150的上端套入该凸台132且与容置槽103的槽壁抵接，敲击件130上端凹设有一凹槽，第二弹簧150下端容置于该凹槽，且与该凹槽的底壁抵接。第一弹簧30上端套住该敲击件130的下端，第一弹簧30的下端套入柱体501a，进一步敲击件130下端分叉形成夹持间隙，柱体501a削边呈扁平状以使得敲击件130下端夹持在柱体501a上。当轴芯10回弹时，敲击件130敲击容置槽103的内壁，发出清脆的“哒哒”声音。

进一步地，通过于所述容置槽的两侧壁1031分别凹设有一个限位槽1031a，所述敲击件130凸设有两个敲击端131，每一敲击端131均可滑动地容纳于所述限位槽1031a。当下压轴芯10时，敲击端131在限位槽1031a中滑动积聚势能，当轴芯10回弹时，敲击端131撞击限位槽1031a槽壁发出发出清脆的“哒哒”声音。

进一步地，所述轴芯10的下端延伸有延伸部11，当下压所述轴芯10时，所述延伸部11穿过所述安装座50的底部。通过设置延伸部11使得该光电机械开关100通用性更强，还可以应用于普通的键盘，通过按压轴芯10，使得延伸部11下压触点，使得触点闭合导通。

进一步地，为了便于手指操作，在所述轴芯10上端可拆卸连接有键帽(未标示)，所述键帽下表面凹设有异型槽，异型槽的底壁凹设有插孔，所述轴芯10的上端面凸设有凸柱12，所述凸柱12插设于所述插孔。如此设置，使得光电机械开关100单元的整体高度降低，还能使光电机械开关100制作的更加小巧，节省可利用空间，通过键帽的异型槽结构，还可阻挡大部分的灰尘或水雾。其中，键帽1的外表面优选为曲面，并采用人体工程学设计，使手指敲击在键帽时，接触感增强，不突兀。

进一步地，还包括背光灯(未标示)，所述背光灯与所述PCB板70电性连接。

其中，所述背光灯优选RGB型的LED灯，由于键帽上端面一般设有便于操作的字符，背光灯透过键帽可使字符发光，当选用RGB型的LED灯时，字符的光线更加丰富多彩，还可以将背光灯设置为按一定规律闪动等。

本实用新型还提出一种机械键盘，该机械键盘包括如上所述的光电机械开关100，该光电机械开关100的具体结构参照上述实施例，由于本机械键盘采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。