键盘及其按键结构的制作方法
【专利摘要】本发明关于一种键盘及其按键结构，其中按键结构包含底板、按压感应层、开关层及键帽。底板具有第一底板区、第二底板区及弹性底板区，其中弹性底板区位于第一底板区及第二底板区之间。按压感应层及开关层分别设置于底板下方及上方。键帽设置于开关层上方，并对应第一底板区。使用者施加按压力于键帽时，弹性底板区弹性变形以使第一底板区相对于第二底板区产生向下位移以触发按压感应层。本发明在不同操作应用下，使用者可藉由控制按压力的大小而输入不同的数据或指令。相较于习知技术，本发明的键盘及按键结构仅藉由控制按压力的大小，即可藉由底板有效传递按压力，而达到使用方便、操作简单、多重信号输入的功能。
【专利说明】键盘及其按键结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及键盘及其按键结构，具体而言，本发明关于具有侦测按压力功能的按键结构及键盘。
【背景技术】
[0002]传统按键通常仅依据使用者是否按压按键来输出致动信号，而达到数据或指令的输入。因此，单一按键通常仅代表单一特定数据或指令的输入。然而，随着信息的发达及信息装置的普及，数据量越来越大，指令内容也越来越多元化，仅藉由按压单一按键的开关式输入方式已无法满足使用者的输入需求。
[0003]再者，为了增进数据或指令的输入，通常必须增设对应的按键。然而，在有限的设置空间下，按键数量不可能无限制的增加。因此，功能键及复合键的运用成为另一种增进数据或指令输入的方式。然而，不论是增设功能键或是藉由同时按压复数按键的复合键输入方式，通常都须仰赖使用者记忆各种功能键或按键组合所代表的意义。此外，在广泛使用复合键输入游戏指令的计算机游戏应用上，更加考验使用者输入时的手眼协调性及操作熟稔度。
[0004]因此，如何开发一种能提供多重输入信号的按键结构已成为现今研发的重要目标。
【发明内容】
[0005]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0006]本发明的目的之一在于提供一种键盘及其按键结构，其能利用单一按键提供多重输入信号，以满足多元化输入需求。
[0007]本发明的另一目的在于提供一种键盘及其按键结构，其输出依据使用者按压力变化的信号值，以作为不同的指令输入。
[0008]本发明的又一目的在于提供一种键盘及其按键结构，其藉由底板有效传递按压力，提升经济效益并降低组装成本。
[0009]本发明的再一目的在于提供一种键盘及其按键结构，其不仅具有传统按键的开关式输入功能，同时还具有按压感应式的输入功能。
[0010]为了实现上述目的，本发明提出一种按键结构，该按键结构包含底板、按压感应层、和键帽。底板具有第一底板区、第二底板区及弹性底板区，其中该弹性底板区位于该第一底板区及该第二底板区之间；按压感应层设置于该底板下方；键帽设置于该底板上方，且该键帽对应该第一底板区，使用者施加按压力于该键帽且该按压力大于默认值时，该弹性底板区弹性变形以使该第一底板区相对于该第二底板区产生向下位移以触发该按压感应层输出第一信号。
[0011]作为可选的技术方案，该弹性底板区包含弹性臂及该弹性臂周围的间隔破孔，该弹性臂连接该第一底板区及该第二底板区，使用者施加该按压力时，该弹性臂变形以使该第一底板区产生该向下位移。
[0012]作为可选的技术方案，该弹性底板区的刚性小于该第一底板区及该第二底板区的刚性。
[0013]作为可选的技术方案，该弹性臂为Z字型、锯齿型、螺旋型、曲型或线型。
[0014]作为可选的技术方案，该弹性臂的延伸长度大于该第一底板区及该第二底板区之间的最小距离。
[0015]作为可选的技术方案，该按键结构还包括开关层；该开关层设置于该按压感应层与该键帽之间，其中当该按压力小于该默认值时，该键帽向下运动以致动该开关层以输出第二信号，但该第一底板区向下位移不足以使该按压感应层输出该第一信号或者该开关层设置于该底板与该按压感应层之间，该底板对应于该开关层的位置开设有致动孔，该键帽底面设有致动部，其中当该按压力小于该默认值时，该致动部穿过该致动孔来致动该开关层以输出第二信号，但该按压力不足以使该按压感应层输出该第一信号。
[0016]作为可选的技术方案，该按键结构还包含升降机构，该升降机构支撑该键帽相对于该底板进行升降运动。
[0017]作为可选的技术方案，该底板还包含连结机构，该连结机构设置于该第一底板区以连接该升降机构。
[0018]此外，本发明还提出一种键盘，该键盘包含按键结构，该按键结构包含底板、按压感应层、和键帽。底板具有第一底板区、第二底板区及弹性底板区，其中该弹性底板区位于该第一底板区及该第二底板区之间；按压感应层设置于该底板下方；键帽设置于该底板上方，且该键帽对应该第一底板区，使用者施加按压力于该键帽且该按压力大于默认值时，该弹性底板区弹性变形以使该第一底板区相对于该第二底板区产生向下位移以触发该按压感应层输出第一信号。
[0019]作为可选的技术方案，该弹性底板区包含弹性臂及该弹性臂周围的间隔破孔，该弹性臂连接该第一底板区及该第二底板区，使用者施加该按压力时，该弹性臂变形以使该第一底板区产生该向下位移。
[0020]作为可选的技术方案，该弹性底板区的刚性小于该第一底板区及该第二底板区的刚性。
[0021]作为可选的技术方案，该弹性臂为Z字型、锯齿型、螺旋型、曲型或线型。
[0022]作为可选的技术方案，该弹性臂的延伸长度大于该第一底板区及该第二底板区之间的最小距离。
[0023]作为可选的技术方案，该按键结构还包括开关层，该开关层设置于该按压感应层与该键帽之间，其中当该按压力小于该默认值时，该键帽向下运动以致动该开关层以输出第二信号，但该第一底板区向下位移不足以使该按压感应层输出该第一信号或者该开关层设置于该底板与该按压感应层之间，该底板对应于该开关层的位置开设有致动孔，该键帽底面设有致动部，其中当该按压力小于该默认值时，该致动部穿过该致动孔来致动该开关层以输出第二信号，但该按压力不足以使该按压感应层输出该第一信号。
[0024]作为可选的技术方案，该按键结构还包含升降机构，该升降机构支撑该键帽相对于该底板进行升降运动。
[0025]作为可选的技术方案，该底板还包含连结机构，该连结机构设置于该第一底板区以连接该升降机构。
[0026]此外，本发明还提出又一种键盘，该键盘包含底板、按压感应层和第一键帽。底板具有第一底板区、第二底板区以及弹性底板区，该弹性底板区连结于该第一底板区与该第二底板区之间；按压感应层设置于该第一底板区下方；第一键帽设置于该第一底板区上方，并能相对于该第一底板区上下运动；其中当使用者施加按压力于该第一键帽，且该按压力大于默认值时，该第一键帽向下运动传递该按压力至该第一底板区而使该弹性底板区变形，进而使该第一底板区相对于该第二底板区产生向下位移，该向下位移触发该按压感应层输出第一信号；其中当该按压力消失时，该弹性底板区回复原本预设外形，使该按压感应层停止输出该第一信号。
[0027]作为可选的技术方案，该键盘还包括开关层，该开关层设置于该按压感应层与该第一键帽之间，其中当该按压力小于该默认值时，使该第一键帽向下运动以致动该开关层以输出第二信号，但该弹性底板区的变形量不足以造成该按压感应层输出该第一信号；或者该键盘还包括开关层，该开关层设置于该底板与该按压感应层之间，该底板对应于该开关层的位置开设有致动孔，该键帽底面设有致动部，其中当该按压力小于该默认值时，该致动部穿过该致动孔来致动该开关层以输出第二信号，但该按压力不足以使该按压感应层输出该第一信号。
[0028]作为可选的技术方案，该向下位移正比于该按压力，而该第一信号大小因应于该向下位移而变化。
[0029]作为可选的技术方案，该底板还包括间隔破孔，该间隔破孔环绕该第一底板区设置，该间隔破孔使该第一底板区与该第二底板区在该弹性底板区以外区域均彼此分离。
[0030]作为可选的技术方案，该弹性底板区包括第一弹性臂和第二弹性臂，该第一弹性臂和该第二弹性臂设置于该第一底板区的相对侧。
[0031]作为可选的技术方案，该第一底板区为四边形，该弹性底板区包括复数个弹性臂，该复数个弹性臂分别设置于该四边形的四侧边上。
[0032]作为可选的技术方案，该弹性底板区为Z字型、锯齿型、螺旋型、曲型或线型弹性臂。
[0033]作为可选的技术方案，该弹性底板区的延伸长度大于该第一底板区及该第二底板区之间的最小距离。
[0034]作为可选的技术方案，该第一底板区设有第一连结机构，该第一连结机构连接对应的第一升降机构以使该第一键帽可相对于该第一底板区升降。
[0035]作为可选的技术方案，该键盘还包括第二键帽及与之对应的第二连结机构，该第二键帽及该第二连结机构设置于该第二底板区上方，该第二连结机构连接对应的第二升降机构以使该第二键帽可相对于该第二底板区升降。
[0036]此外，本发明还提出另一种键盘，该键盘包含第二底板区、按压感应层、第一底板区和第一键帽，该第二底板区具有破孔区；按压感应层固设于该第二底板区，并延伸于该破孔区下方；第一底板区设置于该按压感应层上表面并位于该破孔区中，该第一底板区及该第二底板区之间具有间隔破孔，该间隔破孔环绕该第一底板区，该间隔破孔使得该第一底板区与该第二底板区完全不相连，第一键帽设置于该第一底板区上方，并能相对于该第一底板区上下运动；其中当使用者施加按压力于该第一键帽时，该第一键帽向下运动传递该按压力至该第一底板区而使该第一底板区相对于该第二底板区产生向下位移，以触发该按压感应层输出第一信号；当该按压力消失时，该按压感应层停止输出该第一信号。
[0037]作为可选的技术方案，该键盘还包括开关层，该开关层设置于该按压感应层与该第一键帽之间，其中当该按压力小于默认值时，该按压力使该第一键帽向下运动以致动该开关层以输出第二信号，但不足以使该按压感应层输出该第一信号。
[0038]作为可选的技术方案，该第一底板区设有第一连结机构，该第一连结机构连接对应的第一升降机构以使该第一键帽可相对于该第一底板区升降。
[0039]作为可选的技术方案，该键盘还包括第二键帽及与之对应的第二连结机构，该第二键帽及该第二机构设置于该第二底板区上方，该第二连结机构连接对应的第二升降机构以使该第二键帽可相对于该第二底板区升降。
[0040]本发明的键盘及按键结构可藉由底板的间隔破孔或弹性底板区的设计，而于使用者按压键帽时使得受压按键所在的第一底板区较易产生相对于其它底板区(即第二底板区)的向下位移，进而有效传递按压力到按压感应层以触发按压感应层输出按压力侦测信号。藉此，在不同操作应用下，使用者可藉由控制按压力的大小而输入不同的数据或指令。举例而言，在文字处理应用上，使用者可就由控制按压力的大小，而使对应按键输出不同的文字输入，例如按压力较大时输出较大的字体，而按压力较小时输出较小的字体，或者按压力较大时输出粗体字，而按压力中等时输出斜体字，按压力较小时输出一般字体，但不以此为限。于其它实施例，例如在游戏应用上，使用者可藉由复数个感应式按键提供各种游戏指令，例如其中一个感应式按键的按压感应区受到触发时可代表发射武器，而另一个感应式按键的按压感应区受到触发时可代表快速移动。当按压力越大时，可表示发射武器的速度越快，或是移动速度越快，但不以此为限。在此需注意，在按压感应层可侦测的压力范围内，使用者可依据需求自行定义压力区间的数目以及各压力区间所代表的输入数据或指令。相较于习知技术，本发明的键盘及按键结构仅藉由控制按压力的大小，即可藉由底板有效传递按压力，而达到使用方便、操作简单、多重信号输入的功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]图1A及图1B分别为本发明一实施例的按键结构的爆炸图及截面图；
[0042]图2A至图2E分别为本发明不同实施例的弹性臂的示意图；
[0043]图3A及图3B分别为本发明一实施例的按键结构于不同按压力下的操作状态的示意图；
[0044]图4A为本发明另一实施例的按键结构的爆炸图；
[0045]图4B为本发明又一实施例的按键结构的爆炸图；
[0046]图5A及图5B分别为本发明一实施例的键盘的爆炸图及局部底板放大图；
[0047]图5C为本发明另一实施例的局部底板放大图；
[0048]图6A至图6C为分别为本发明一实施例的键盘于不同按压力下的操作状态的示意图；
[0049]图7A及图7B分别为本发明另一实施例的键盘的爆炸图及局部底板放大图。【具体实施方式】[0050]本发明提供一种键盘及其按键结构。在较佳实施例中，本发明的键盘及按键结构可应用于数据处理装置(例如桌上型计算机、个人数字助理等)以作为外接式输入装置，或者可整合于可携式电子装置(例如笔记型计算机、行动装置等)以作为可携式电子装置之内建输入装置。
[0051]如图1A及图1B所不,于一实施例,本发明的按键结构I包含底板10、按压感应层20及键帽30，其中按压感应层20及键帽30分别设置于底板10的下方及上方，且按压感应层20依据使用者的按压力输出对应的信号。具体而言，底板10具有第一底板区101、第二底板区102及弹性底板区103，其中弹性底板区103位于第一底板区101及第二底板区102之间。底板10较佳为一体成型底板,且底板10可由软性材质或金属材质制成。举例而言，底板10可由聚酯(PET)、环氧树脂(FR4)等聚合物材料模铸制成或利用铁板冲压制成。再者，弹性底板区103的刚性小于第一底板区101及第二底板区102的刚性。换言之，当键帽30向下运动而施力于第一底板区101时，弹性底板区103较第一底板区102及第二底板区102更容易发生变形，而当所施加于第一底板区101的力量消失时，弹性底板区103可由变形实质回复原状。举例而言，可藉由改变底板10于弹性底板区103的厚度、形态或材质，而使得弹性底板区103较第一底板区101及第二底板区102更容易发生弹性变形，进而使第一底板区101及第二底板区102产生相对位移。
[0052]于此实施例，底板10具有间隔破孔1030，使得弹性底板区103设计为弹性臂1032的形式，且间隔破孔1030位于第一底板区101及第二底板区102之间。具体而言，间隔破孔1030环绕第一底板区101设置，且间隔破孔1030使得第一底板区101与第二底板区102在弹性底板区103以外区域均彼此分离。换言之，弹性臂1032连结于第一底板区101及第二底板区102之间，且间隔破孔1030位于弹性臂1032的周围并分隔第一底板区101及第二底板区102。于较佳实施例，弹性底板区103中除弹性臂1032所在之处皆设计为间隔破孔1030，使得第一底板区101及第二底板区102仅藉由弹性臂1032连接，而使得弹性底板区103因间隔破孔1030的存在造成弹性底板区103的刚性小于第一底板区101及第二底板区102的刚性。
[0053]于较佳实施例中，弹性臂1032的延伸长度大于第一底板区101及第二底板区102之间的最短直线距离(即最小距离)，以增进弹性臂1032弹性变形后的回复力。举例而言，弹性臂1032的延伸长度较佳为大于第一底板区101及第二底板区102相互面对的侧壁间的最短直线距离(即最小距离)，使弹性臂1032长度尽可能加长，如此当施加相同按压力时，弹性臂1032可提供较大的变形量；当按压力消失后，弹性臂1032可提供较大的回复弹力。换言之，弹性臂1032较佳为具有大长宽比(或外观比)，使得弹性臂1032实质为条状式连接臂。弹性臂1032可为任何形式的条状臂，其态样包含但不限于例如Z字型、锯齿型、曲型、螺旋型、线型或任何合宜的几何形状，例如图1A及图2A-2E所示。
[0054]举例而言，如图1A所示，第一底板区101为四边形，且四边形的四侧边上分别各设置一个弹性臂1032，而每个弹性臂1032为直角Z字形结构。于其它实施例，当仅设置两个弹性臂时，如图2B所示，两个弹性臂1032b较佳为分别设置于第一底板区101的相对侧，而每个弹性臂1032b为圆弧Z字形结构。如图2C所示，两个弹性臂1032c分别设置于第一底板区101的对角位置，而每个弹性臂1032c为阶梯形结构，连接到最接近的第二底板区102的对角位置。如图2D所示，两个弹性臂1032d分别设置于第一底板区101的对角位置，而每个弹性臂1032d为直线结构，两者彼此平行地连接到第二底板区102。此外，弹性臂1032、1032b-1032d可连接于第一底板区101及第二底板区102相互面对的侧边之间(如图1A及图2B-2D所示)。而于其它实施例中，如图2E所示，弹性臂1032e亦可连接于第一底板区101及第二底板区102非相互面对的侧边之间，但不以实施例所示为限。在此需注意，弹性臂的数量、形式及设置位置可依据预设压力侦测区间及应用需求加以变化，不以实施例所示为限。举例而言，如图2A所示，弹性底板区103不限于设置条状式弹性臂。于此实施例，底板10由例如四个条状间隔破孔1030区隔出第一底板区101及第二底板区102，而连接第一底板区101及第二底板区102的底板部分1032a，虽然较短约略等于间隔破孔1030的宽度，但仍具有类似弹性臂的作用。
[0055]再者，如图1A所示，按键结构I还包含升降机构40，以支撑键帽30相对于底板10进行升降运动。具体而言，键帽30对应设置于底板10上方，而升降机构40设置于底板10的第一底板区101及键帽30之间。于此实施例，下方连结机构110为自第一底板区101向上突起的连结件，上方连结机构为自键帽30底面向下突起的连结件，升降机构40为剪刀式支撑结构，其中剪刀式支撑结构的两端分别可活动地连接键帽30及底板10的连结机构110，使得升降机构40可支撑键帽30相对于第一底板区101进行升降运动。弹性体(未图标)设置于第一底板区101及键帽30之间，藉以提供使用者停止按压时，使键帽30向上移动回复到较高位置的作用力。在此需注意，键帽、升降机构、底板、弹性体等的连结关系及升降运动的作用可藉由任何习知的按键结构技术达成，于此不再赘述，且升降机构不以实施例所示为限。举例而言，升降机构40可为W02012138602斜坡式结构，而弹性体亦可为磁吸或磁铁互斥式向上作用力源等。
[0056]按压感应层20设置于底板10下方，并用以侦测使用者施加于键帽30的按压力。按压感应层20可实施为压力感应电阻(FSR, force sensing resistor),其可由各种材料制成且依据使用者的按压力改变电阻值而输出对应的信号。举例而言，按压感应层20可由具有混合导电碳粒子的聚乙烯(polyethylene)制成,或由半导体/金属组合物制成。当使用者施加按压力于键帽30，且按压力大于默认值时，键帽30朝底板10向下运动传递按压力至第一底板区101而使弹性底板区103变形,进而使第一底板区101相对于第二底板区102产生向下位移，第一底板区101的向下位移触发按压感应层20输出第一信号，如图3A-3B所示。具体而言，使用者施加于键帽30的按压力大到足以使弹性臂1032产生弹性变形，进而造成第一底板区101相对于第二底板区102朝按压感应层20位移触发按压感应层20，使得按压感应层20因应使用者施加的按压力大小改变电阻值而输出对应的信号。亦即，按压感应层20输出的第一信号可为在特定范围内数值大小不同的信号，以对应于按压力的大小而提供多重的输入数据或指令。具体而言，第一底板区101的向下位移正比于使用者的按压力，而第一信号大小因应于向下位移而变化。换言之，如图3A所示，当使用者的按压力大于默认值且等于第一压力时，弹性臂1032产生第一级变形，而使第一底板区101具有超过位移临界值的第一向下位移Dl,其中第一向下位移Dl使得按压感应层20输出具有第一数值的第一信号。当使用者的按压力大于默认值和第一压力时，弹性臂1032产生较第一级变形更显著的第二级变形，而使第一底板区101具有比第一向下位移Dl还大的第二向下位移D2，其中第二向下位移D2使第一底板区101愈向下压抵按压感应层20进而使按压感应层20输出具有大于第一数值的第二数值的第一信号，如图3B所示。本发明的按键结构可藉由定义不同压力区间的数量，进而提供代表不同输入指令意义的相应数量的信号，以达到单一按键提供多重输入的功能。
[0057]再者，当按压力消失时，弹性底板区103回复原本预设外形，使按压感应层20停止输出第一信号，如图1B所示。具体而言，当使用者不再按压键帽30时，升降机构40提供回复力使键帽30朝离开底板10的上方移动，进而使第一底板区101不再受到按压力压制，而藉由弹性臂1032的弹性回复力，使得第一底板区101实质回复到接近第二底板区102高度的原位，而不再触发按压感应层20。此时，因按压感应层20并未侦测到第一底板区101传递的按压力，所以停止输出按压力侦测信号或仅输出按压力为零的信号。
[0058]此外，如图4A所示，于另一实施例，按键结构I亦可包含开关层50，其中开关层50设置于底板10与键帽30之间，以因应使用者的操作致动而输出第二信号。具体而言，开关层50设置于底板10的第一底板区101上，且可为习知按键开关的薄膜开关层。开关层50对应于连结机构110的位置具有复数通孔50a，以供连结机构110穿设而连接升降机构40。当使用者的按压力小于上述默认值时，键帽30向下运动以致动开关层50输出第二信号，但不足以使第一底板区101的位移超过该位移临界值，无法使按压感应层20输出第一信号。换言之，当使用者施加于键帽30的按压力不够大时，键帽30朝底板10位移以致动开关层50，而达到传统开关式按键的输入功能。此时，因按压力未超过默认值，使得第一底板区101无法藉由弹性臂1032的变形而向下位移超过该位移临界值，因此按压感应层20未输出按压力侦测信号或仅输出按压力为零的第一信号。
[0059]再者，开关层50的位置可依据升降机构、键帽、底板等的设计改变。如图4B所示，于又一实施例中，开关层50设置于底板10与按压感应层20之间，以因应使用者的操作致动而输出第二信号。具体而言，开关层50设置于底板10的第一底板区101下方。第一底板区101对应于开关层50的位置可开设有致动孔120，以供键帽30受到按压向下移动时，使设置于键帽或弹性体底面的致动部(未绘示)通过致动孔120来致动开关层50。至于其它按压感应层20输出第一信号的相关操作，图4B实施例相同于图4A实施例。因此,本发明的按键结构可藉由按压感应层20及开关层50的配合，而同时具有习知开关式输入功能及多重信号的按压感应式输入功能，不仅增加单一按键的功能性，同时符合使用者的输入习惯，降低使用者的操作不便。
[0060]本发明的按键结构可应用于计算机键盘或内建为其它电子装置的个别按键。当本发明的按键结构应用于键盘时，于一实施例中，键盘中所有的按键可设计均为上述具有按压感应层20但没有开关层50的按键结构，藉此按压感应层20因应按压力输出的多重第一信号中，对应到按压力最小的一段第一信号值可取代作为上述藉由开关层50输出的第二信号，因此可省略开关层50的设置。然而，于其它实施例中，亦可键盘中的所有按键都有开关层50，仅将键盘中的某些按键设计为上述具有按压感应层20的按键结构，而让那几颗按键同时具有开关两段式输入功能及按压感应多阶段式输入功能。以下参考图5A至图7B说明本发明局部设置具有按压感应功能的按键结构的键盘实施例。
[0061]如图5A所示，于一实施例中，本发明的键盘1000包含底板100、按压感应层200、开关层500及复数键帽30 ;其中底板100具有复数按键区(例如100a，按键区和键帽30同数量，只绘示四个具有弹性底板区103的按键区，其余未图标)，按压感应层200具有四个按压感应区(例如200a)，开关层500具有复数开关区(例如500a，开关区和键帽30同数量，只绘示四个对应于具有弹性底板区103者，其余未图示)。上述区域分别对应复数键帽30而构成复数按键，亦即复数键帽30对应设置于底板100的各按键区上方，且开关层500的复数开关区分别对应各键帽30，而按压感应层200的四个按压感应区(例如200a)分别对应四个具有弹性底板区103按键的设置位置。于此实施例中，感应式按键结构以四个为例，其余按键为习知开关式按键，但不以此为限。如上所述，于其它实施例，键盘中感应式按键结构的设置数目可为一个、多个或全部，不以实施例所示为限。键盘1000还包含复数升降机构(例如40a)和弹性体，分别对应连接复数键帽30及底板100，以支撑各键帽30相对于底板100进行升降运动，并提供使键帽30向上的回复力。在此需注意，为便于说明，仅图5A绘示其中一个按键IA的升降机构40a，但应了解其它按键亦具有对应的升降机构。此夕卜，图5A亦仅绘示数个(例如4个)连结机构分别设置于底板100的四个按键区，但是如图5B所示，其为图5A的底板100局部放大图，底板100的连结机构(例如110、110a、IlOb)的数目对应键盘的按键数目以分别连接对应的升降机构。
[0062]如上所述，底板100具有第一底板区101、第二底板区102以及弹性底板区103，且弹性底板区103连结于第一底板区101与第二底板区102之间。在此需注意，于此实施例中，第一底板区101指目标感应式按键IA的键帽30a所对应的底板部分，亦即目标感应式按键IA所在的底板按键区100a，第二底板区102指第一底板区101 (即底板按键区100a)外的其它所有底板按键区，而弹性底板区103指第一底板区101及第二底板区102之间的连接部分。
[0063]再者，于其它实施例中，图5A中的弹性底板区103亦可应用上述图2A至图2E所示的弹性底板区103。以图2A的弹性底板区103为例，如图5C所示，底板10具有复数条状间隔破孔1030设置于预定按键区(例如100a、100b)的周围，以界定出非条状式弹性臂1032a，而使得第一底板区101 (即目标感应式按键IA所在的底板按键区100a)及第二底板区102之间仅藉由非条状式弹性臂1032a连接，但不以此为限。
[0064]参考图6A至6C，图6至图6C为以图5A所示的两个相邻感应式按键结构IA及IB为例说明按键的操作状态的示意图，其中按键结构IA作为按压的目标按键。如图6A所示，按键结构IA及IB分别具有第一键帽30a、第二键帽30b，且按键结构IA对应第一键帽30a设置有第一支撑机构40a、第一弹性体(未图标)，按键结构IB对应第二键帽30b设置有第二支撑机构40b及第二弹性体(未图标)。第一键帽30a设置于第一按键区IOOa上方，并能相对于第一按键区IOOa上下运动，第二键帽30b设置于第二按键区IOOb上方，并能对于第二按键区IOOb上下运动。按压感应层200设置于底板100下方并具有第一按压感应区200a及第二按压感应区200b，其中第一按压感应区200a对应第一按键区100a，第二按压感应区200b对应第二按键区100b。底板100在第一按键区IOOa及第二按键区IOOb之间具有间隔破孔1030(参考图5B的局部放大图)，进而使第一按键区IOOa及第二按键区IOOb仅藉由弹性臂1032连接。于此实施例，按键结构IA作为按压的目标按键，因此第一按键区IOOa作为第一底板区101，而第二按键区IOOb作为第二底板区102，且连接于第一按键区IOOa及第二按键区IOOb之间的弹性臂1032作为弹性底板区103。藉由上述的配置，当使用者施加按压力于第一键帽30a，且按压力大于默认值时，第一键帽30a向下运动传递按压力至第一底板区101而使弹性底板区103变形，进而使第一底板区101相对于第二底板区102产生向下位移，且此向下位移超过临界位移值而触发按压感应层200的第一按压感应区200a输出第一信号。如图6B所示，当按压力消失时，弹性底板区103回复原本预设外形且第一底板区101亦回复到原位而不再触发按压感应层200，使按压感应层200的第一按压感应区200a停止输出第一信号。如图6C所示，当使用者施加的按压力小于默认值时，使第一键帽30a向下运动以致动开关层500的第一开关区500a以输出第二信号，但不足以使弹性底板区103变形造成第一底板区101向下位移量超过临界位移值，故无法使按压感应层200的第一按压感应200a输出第一信号(或仅输出按压力为零的信号)。
[0065]参考图7A及图7B，于另一实施例，本发明的键盘2000包含底板100’、按压感应层200、开关层500及复数键帽30。本实施例的键盘2000与键盘1000除了底板100’外具有类似的结构，因此于后仅说明底板100’的细节，其它组件的细节可参考上述相关说明，于此不再赘述。如图7A及图7B所示，底板100’具有间隔破孔1030，以区隔出第一底板区101及第二底板区102。于此实施例，间隔破孔1030设计成使得第一底板区101及第二底板区102完全不相连。具体而言，如图7A所示，底板100’可包含主底板140及至少一子底板150、150a，其中主底板140具有复数按键区140a及破孔区104，且按键区140及子底板150、150a设置有上述的连结机构(例如第二连结机构设有第二连结机构110、第一底板区设有第一连结机构IlOa)以连接对应的升降机构，例如第一连结机构IlOa对应第一升降机构，且第一升降机构对应第一键帽，第一连结机构IlOa连接第一升降机构以使第一键帽可相对于第一底板区101升降，第二连结机构110对应第二升降机构，且第二升降机构对应第二键帽，第二连结机构110连接第二升降机构以使第二键帽可相对于第二底板区102升降。再者，子底板150、150a设置于破孔区104中且不与主底板140连接，而使得破孔区104未设置子底板150、150a的部分形成上述的间隔破孔1030。举例而言，于此实施例中，四个作为本发明按键结构的底板按键区的离散子底板150、150a间隔设置于主底板140的破孔区104中，使得底板100’藉由间隔破孔1030区隔出第一底板区101及第二底板区102。于按键结构1A’为目标按键的实施例中，如图7B所示，第一底板区101指按键结构1A’的子底板150a，而第二底板区102指主底板140及其它非目标按键所对应的子底板(例如150)，其中间隔破孔1030位于第一底板区101及第二底板区102之间并包围第一底板区101，使得第一底板区101成为离岛形式。
[0066]于此实施例中，各离散的子底板150、150a可贴附于按压感应层200的对应按压感应区上，而按压感应层200再黏附于底板100’下方，如此使各离散的子底板150、150a设置于主底板140的破孔区104中。在此需注意，图5A及图7A中虽绘示按压感应层200具有对应于底板100、100’的尺寸，然而于其它实施例中，按压感应层200的尺寸可依据组装需求及成本考虑而变化。举例而言，于另一实施例中，图5A的按压感应层200亦可设计为四个离散按压感应层，且各离散按压感应层具有对应的按压感应区及对应底板按键区(例如140a)的大小，而使得各离散按压感应层可分别贴附于对应的按键区下方。于其它实施例，图7A的按压感应层200则可设计为具有对应破孔区104大小的一个按压感应层并具有四个按压感应区，而使得按压感应层200可对应破孔区104设置于主底板140下方，以使得四个按压感应区分别对应四个子底板150、150a。藉此配置，当使用者施加按压力于目标键帽(例如30a)时，目标键帽向下运动传递按压力至第一底板区101 (例如目标子底板150a)，而使第一底板区101相对于第二底板区102 (例如主底板140及其余子底板150)产生向下位移，以触发按压感应层200的对应感应区200a输出第一信号；而当按压力消失时，按压感应层200停止输出第一信号。
[0067]本发明的键盘及按键结构可藉由底板的间隔破孔或弹性底板区的设计，而于使用者按压键帽时使得受压按键所在的第一底板区较易产生相对于其它底板区(即第二底板区)的向下位移，进而有效传递按压力到按压感应层以触发按压感应层输出按压力侦测信号。藉此，在不同操作应用下，使用者可藉由控制按压力的大小而输入不同的数据或指令。举例而言，在文字处理应用上，使用者可就由控制按压力的大小，而使对应按键输出不同的文字输入，例如按压力较大时输出较大的字体，而按压力较小时输出较小的字体，或者按压力较大时输出粗体字，而按压力中等时输出斜体字，按压力较小时输出一般字体，但不以此为限。于其它实施例，例如在游戏应用上，使用者可藉由复数个感应式按键提供各种游戏指令，例如其中一个感应式按键的按压感应区受到触发时可代表发射武器，而另一个感应式按键的按压感应区受到触发时可代表快速移动。当按压力越大时，可表示发射武器的速度越快，或是移动速度越快，但不以此为限。在此需注意，在按压感应层可侦测的压力范围内，使用者可依据需求自行定义压力区间的数目以及各压力区间所代表的输入数据或指令。相较于习知技术，本发明的键盘及按键结构仅藉由控制按压力的大小，即可藉由底板有效传递按压力，而达到使用方便、操作简单、多重信号输入的功能。
[0068]当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种按键结构，其特征在于该按键结构包含: 底板，具有第一底板区、第二底板区及弹性底板区，其中该弹性底板区位于该第一底板区及该第二底板区之间； 按压感应层，设置于该底板下方；以及 键帽，设置于该底板上方，且该键帽对应该第一底板区， 其中使用者施加按压力于该键帽且该按压力大于默认值时，该弹性底板区弹性变形以使该第一底板区相对于该第二底板区产生向下位移以触发该按压感应层输出第一信号。
2.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于:该弹性底板区包含弹性臂及该弹性臂周围的间隔破孔，该弹性臂连接该第一底板区及该第二底板区，使用者施加该按压力时，该弹性臂变形以使该第一底板区产生该向下位移。
3.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于:该弹性底板区的刚性小于该第一底板区及该第二底板区的刚性。
4.根据权利要求2所述的按键结构，其特征在于:该弹性臂为Z字型、锯齿型、螺旋型、曲型或线型。
5.根据权利要求2所述的 按键结构，其特征在于:该弹性臂的延伸长度大于该第一底板区及该第二底板区之间的最小距离。
6.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于:该按键结构还包括开关层； 该开关层设置于该按压感应层与该键帽之间，其中当该按压力小于该默认值时，该键帽向下运动以致动该开关层以输出第二信号，但该第一底板区向下位移不足以使该按压感应层输出该第一信号或者该开关层设置于该底板与该按压感应层之间，该底板对应于该开关层的位置开设有致动孔，该键帽底面设有致动部，其中当该按压力小于该默认值时，该致动部穿过该致动孔来致动该开关层以输出第二信号，但该按压力不足以使该按压感应层输出该第一信号。
7.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于:该按键结构还包含升降机构，该升降机构支撑该键帽相对于该底板进行升降运动。
8.根据权利要求7所述的按键结构，其特征在于:该底板还包含连结机构，该连结机构设置于该第一底板区以连接该升降机构。
9.一种键盘，其特征在于该键盘包含权利要求1至8中任意一项所述的按键结构。
10.一种键盘，其特征在于该键盘包含: 底板，具有第一底板区、第二底板区以及弹性底板区，该弹性底板区连结于该第一底板区与该第二底板区之间； 按压感应层，设置于该第一底板区下方；以及 第一键帽，设置于该第一底板区上方，并能相对于该第一底板区上下运动； 其中当使用者施加按压力于该第一键帽，且该按压力大于默认值时，该第一键帽向下运动传递该按压力至该第一底板区而使该弹性底板区变形，进而使该第一底板区相对于该第二底板区产生向下位移，该向下位移触发该按压感应层输出第一信号； 其中当该按压力消失时，该弹性底板区回复原本预设外形，使该按压感应层停止输出该第一信号。
11.根据权利要求10所述的键盘，其特征在于:该键盘还包括开关层；该开关层设置于该按压感应层与该第一键帽之间，其中当该按压力小于该默认值时，使该第一键帽向下运动以致动该开关层以输出第二信号，但该弹性底板区的变形量不足以造成该按压感应层输出该第一信号或者该开关层设置于该底板与该按压感应层之间，该底板对应于该开关层的位置开设有致动孔，该键帽底面设有致动部，其中当该按压力小于该默认值时，该致动部穿过该致动孔来致动该开关层以输出第二信号，但该按压力不足以使该按压感应层输出该第一信号。
12.根据权利要求10所述的键盘，其特征在于:该向下位移正比于该按压力，而该第一信号大小因应于该向下位移而变化。
13.根据权利要求10所述的键盘，其特征在于:该底板还包括间隔破孔，该间隔破孔环绕该第一底板区设置，该间隔破孔使该第一底板区与该第二底板区在该弹性底板区以外区域均彼此分离。
14.根据权利要求10所述的键盘，其特征在于:该弹性底板区包括第一弹性臂和第二弹性臂，该第一弹性臂和该第二弹性臂设置于该第一底板区的相对侧。
15.根据权利要求10所述的键盘，其特征在于:该第一底板区为四边形，该弹性底板区包括复数个弹性臂，该复数个弹性臂分别设置于该四边形的四侧边上。
16.根据权利要求10所述的键盘，其特征在于:该弹性底板区为Z字型、锯齿型、螺旋型、曲型或线型弹性臂。
17.根据权利要求9所述的键盘，其特征在于:该弹性底板区的延伸长度大于该第一底板区及该第二底板区之间的最小距离。
18.根据权利要求10所述的键盘，其特征在于:该第一底板区设有第一连结机构，该第一键帽具有与之对应的第一升降机构，该第一连结机构连接该第一升降机构以使该第一键帽可相对于该第一底板区升降。`
19.根据权利要求10所述的键盘，其特征在于:该键盘还包括第二键帽及与之对应的第二连结机构与第二升降机构，，该第二键帽及该第二连结机构设置于该第二底板区上方，该第二连结机构连接该第二升降机构以使该第二键帽可相对于该第二底板区升降。
20.一种键盘，其特征在于该键盘包含: 第二底板区，该第二底板区具有破孔区； 按压感应层，固设于该第二底板区，并延伸于该破孔区下方； 第一底板区，设置于该按压感应层上表面并位于该破孔区中，该第一底板区及该第二底板区之间具有间隔破孔，该间隔破孔环绕该第一底板区，该间隔破孔使得该第一底板区与该第二底板区完全不相连，以及 第一键帽，设置于该第一底板区上方，并能相对于该第一底板区上下运动； 其中当使用者施加按压力于该第一键帽时，该第一键帽向下运动传递该按压力至该第一底板区而使该第一底板区相对于该第二底板区产生向下位移，以触发该按压感应层输出第一信号； 当该按压力消失时，该按压感应层停止输出该第一信号。
21.根据权利要求20所述的键盘，其特征在于:该键盘还包括开关层，该开关层设置于该按压感应层与该第一键帽之间，其中当该按压力小于默认值时，该按压力使该第一键帽向下运动以致动该开关层以输出第二信号，但不足以使该按压感应层输出该第一信号。
22.根据权利要求20所述的键盘，其特征在于:该第一底板区设有第一连结机构与第一升降机构，该第一连结机构连接该第一升降机构以使该第一键帽可相对于该第一底板区升降。
23.根据权利要求20所述的键盘，其特征在于:该键盘还包括第二键帽及与之对应的第二连结机构与第二升降机构，该第二键帽及该第二升降机构设置于该第二底板区上方，该第二连结机构连接该 第二升降机构以使该第二键帽可相对于该第二底板区升降。
【文档编号】H01H13/02GK103745854SQ201410022833
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】陈志宏, 赵令溪 申请人:苏州达方电子有限公司, 达方电子股份有限公司