产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组的制作方法

文档序号:12782069阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,包括上盖、中心轴活动组件、第一金属弹片、第二金属弹片、弹簧、第一光学元件、第二光学元件、第一小孔光阑、第二小孔光阑、光发射器件、光接收器件、下盖、以及PCB印刷电路板,其中所述第一小孔光阑及第二小孔光阑设置于下盖上,所述光发射器件及光接收器件设置于PCB印刷电路板上,其中中心轴活动组件包括中心键轴和活动滑块,其可以随着手指的按键动作进行下压和回弹;

其特征在于,位于所述中心键轴的两侧分别为发声机构和控制机构,其中所述发声机构位于所述中心键轴一侧,包括所述活动滑块的一个凸起部位及第二金属弹片,用来产生按键的撞击音;所述控制机构包括中心键轴的一个凸起部位、第一光学元件、第二光学元件、第一小孔光阑、第二小孔光阑、第一金属弹片及其边缘折弯一定角度的挡光片、光发射器件及光接收器件组成,用来控制光路通道的断开或者导通。

2.根据权利要求1所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述发声机构产生按键的撞击音是指按键下压及回弹时各分别产生一次撞击音,当按键受力下压时,所述中心轴活动组件的活动滑块凸起部位越过所述第二金属弹片的谷峰时,所述活动滑块的凸起部分在所述第二金属弹片的反向作用力的推动下,急剧地向下方滑动,在惯性力的作用下所述活动滑块与位于所述十字键轴两侧的下方卡扣快速接触,从而产生按键下压时的第一次撞击音;在所述中心轴活动组件上升回弹时,当所述活动滑块的凸起部位越过位于所述中心键轴一侧的第二金属弹片的峰谷时,由于所述第二金属弹片的反向作用力促使推动所述活动滑块及中心键轴向上快速上行,加快回弹的速度,在惯性力的作用下所述活动滑块的凸起部位与位于所述中心键轴两侧的上方卡扣快速接触,并产生第二次撞击音。

3.根据权利要求1或2所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述活动滑块为一侧未封闭的“C”字形结构,其侧面有一个大于号“>”形状的凸起部位,此凸起部位的轮廓角度θ为90~150度。

4.根据权利要求3所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述凸起部位的轮廓角度θ为115度。

5.根据权利要求1或2所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输 入设备开关模组,其特征在于,所述活动滑块的材料为塑胶树脂、金属材料或陶瓷材料,以得到不同效果的触动感撞击音。

6.根据权利要求1或2所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述活动滑块通过设计为不同的凸起特征,以产生多个撞击音,并通过改变撞击音行程的空间距离,调整出来不同音阶及撞击频率的撞击音。

7.根据权利要求1或2所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,当所述开关模组在按键上升的初始状态、所述中心轴活动组件未有受力下压时,所述第二金属弹片的谷峰顶点位置到回弹时最后接触的所述活动滑块的凸起部位131的距离L1为1.10~2.30mm。

8.根据权利要求1或2所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,当所述开关模组在按键放松、所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下向上回弹时,所述活动滑块的凸起部位到越过第二金属弹片分离的位置两者之间的距离L2为1.60~3.30mm;所述活动滑块的凸起部位在越过第二金属弹片后,其上方位置存有的活动空间L3为0.5~0.6mm。

9.根据权利要求1所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述控制机构通过所述中心轴活动组件的上下运动使得位于所述十字键轴的一个凸起部位触动位于第一金属弹片的边缘折弯一定角度的挡光片作切割光路通道的进退伸缩动作,从而实现光路通道的导通和断开;

其中,所述第一光学元件、第一小孔光阑及光发射器件同位于所述挡光片的一侧,所述第二光学元件、第二小孔光阑及光接收器件同位于所述挡光片的另一侧。

10.根据权利要求9所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述第一光学元件为第一棱镜,其下方为准直菲涅尔面,用于将入射的光线进行准直射向上方,其上方为全反射倾斜平面,其用于将下方入射过来的准直光线向右转折射出;所述第二光学元件为第二棱镜,其上方为全反射倾斜平面,其下方为聚光用的菲涅尔面,所述第二棱镜用于将从左侧入射光来的准直光线往下转折。

11.根据权利要求10所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述控制机构的控制原理为:

当所述中心轴活动组件在受力下压时,位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压,其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第一棱镜和所述第二棱镜之间的光路中的位置,被十字键轴的凸起部位推开此时从所述光发射器件发出的光线,经过所述第一棱镜下边的菲涅尔面准直后入射到上方倾斜的全反射斜面上,经全反射转折后向右方射出,通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播,经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第二棱镜中,经过其上方的倾斜全反射面转折,再经过其下方的菲涅尔面会聚之后,最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流,与之相连的电路处于导通状态;

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时,位于所述十字键轴另一侧的凸起部位,在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动,使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹,所述挡光片重新回到所述第一棱镜和所述第二棱镜之间的光路中并阻挡光线,光路通道被挡光片隔断,所述光接收器件中没有触发电流,与之相连的电路处于断开状态。

12.根据权利要求9所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述第一光学元件为第三棱镜,所述第二光学元件为第四棱镜,所述第三棱镜和第四棱镜均为自由曲面棱镜,其上方倾斜的全反射面均为自由曲面,兼具准直、会聚和转折光线的作用,所述自由曲面为离轴抛物面、离轴2次曲面、或者为倾斜的多项式曲面,所述第三棱镜下方的入射面和所述第四棱镜下方的出射面均为平面。

13.根据权利要求12所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述控制机构的控制原理为:

当所述中心轴活动组件在受力下压时,位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压,其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第三棱镜和所述第四棱镜之间的光路中的位置,被十字键轴的凸起部位推开,此时从所述光发射器件发出的光线,经过所述第三棱镜下方的入射平面折射后入射到上方倾斜的自由曲面全反射斜面上,经全反射准直并转折后向右方射出,通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播,经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第四棱镜中,经过其上方倾斜的自由曲面全反射斜面转折和会聚后,再经过其下方的平面出射,最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流, 与之相连的电路处于导通状态;

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时,位于所述十字键轴另一侧的凸起部位,在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动,使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹,所述挡光片重新回到所述第三棱镜和所述第四棱镜之间的光路中并阻挡光线,光路通道被挡光片隔断,所述光接收器件中没有触发电流,与之相连的电路处于断开状态。

14.根据权利要求9所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述第一光学元件为第五棱镜,所述第二光学元件为第六棱镜,所述第五棱镜和第六棱镜均为倾斜菲涅尔全反射棱镜,其上方的倾斜全反射面均为锯齿形的菲涅尔全反射面,兼具准直、会聚和转折光线的作用,所述第五棱镜下方的入射面和所述第六棱镜下方的出射面均为平面。

15.根据权利要求14所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述控制机构的控制原理为:

当所述中心轴活动组件在受力下压时,位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压,其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第五棱镜和所述第六棱镜之间的光路中的位置,被十字键轴的凸起部位推开,此时从所述光发射器件发出的光线,经过所述第五棱镜下方的入射平面折射后入射到上方倾斜的锯齿形的菲涅尔全反射面上,经全反射准直并转折后向右方射出,通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播,经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第六棱镜中,经过其上上方倾斜的锯齿形的菲涅尔全反射面转折和会聚后,再经过其下方的平面出射,最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流,与之相连的电路处于导通状态;

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时,位于所述十字键轴另一侧的凸起部位,在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动,使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹,所述挡光片重新回到所述第五棱镜和所述第六棱镜之间的光路中并阻挡光线,光路通道被挡光片隔断,所述光接收器件中没有触发电流,与之相连的电路处于断开状态。

16.根据权利要求9所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述第一光学元件为第一倾斜平面反射镜,所述第二光学元件为第二倾斜平面反射镜;所述控制机构还包括位于所述光发射器件 上方的准直凸透镜和位于所述光接收器件上方的聚光凸透镜。

17.根据权利要求16所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述控制机构的控制原理为:

当所述中心轴活动组件在受力下压时,位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压,其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第一倾斜平面反射镜和所述第二倾斜平面反射镜之间的光路中的位置,被十字键轴的凸起部位推开,此时从所述光发射器件发出的光线,经过准直凸透镜准直之后,入射到其上方的所述第一倾斜平面反射镜上,经过所述第一倾斜平面反射镜转折后向右方准直射出,通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播,经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到所述第二倾斜平面反射镜上,经转折后射向下方,再经过其下方的所述聚光凸透镜会聚后集中到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流,与之相连的电路处于导通状态;

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时,位于所述十字键轴另一侧的凸起部位,在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动,使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹,所述挡光片重新回到所述第一倾斜平面反射镜和所述第二倾斜平面反射镜之间的光路中并阻挡光线,光路通道被挡光片隔断,所述光接收器件中没有触发电流,与之相连的电路处于断开状态。

18.根据权利要求9所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述第一光学元件为第一自由曲面反射镜,所述第二光学元件为第二自由曲面反射镜;其中所述自由曲面反射镜的反射面为自由曲面,兼具准直、会聚和转折光线的作用,其为离轴抛物面、离轴2次曲面、或者为倾斜的多项式曲面。

19.根据权利要求18所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述控制机构的控制原理为:

当所述中心轴活动组件在受力下压时,位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压,其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第一自由曲面反射镜和所述第二自由曲面反射镜之间的光路中的位置,被十字键轴的凸起部位推开,此时从所述光发射器件发出的光线,入射到其上方倾斜的第一自由曲面反射镜上,经其反射准直并转折后向右方射出,通过位于所 述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播,经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第二自由曲面反射镜上,经其会聚和转折后,最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流,与之相连的电路处于导通状态;

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时,位于所述十字键轴另一侧的凸起部位,在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动,使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹,所述挡光片重新回到所述第一自由曲面反射镜和所述第二自由曲面反射镜之间的光路中并阻挡光线,光路通道被挡光片隔断,所述光接收器件中没有触发电流,与之相连的电路处于断开状态。

20.根据权利要求9所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述第一光学元件为第一菲涅尔反射镜,所述第二光学元件为第二菲涅尔反射镜;其中所述菲涅尔反射镜,其倾斜的反射面为锯齿形的菲涅尔面,兼具准直、会聚和转折光线的作用。

21.根据权利要求20所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述控制机构的控制原理为:

当所述中心轴活动组件在受力下压时,位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压,其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第一菲涅尔反射镜和所述第二菲涅尔反射镜之间的光路中的位置,被十字键轴的凸起部位推开,此时从所述光发射器件发出的光线,入射到其上方倾斜的第一菲涅尔反射镜上,经其反射准直并转折后向右方射出,通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播,经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第二菲涅尔反射镜上,经其会聚和转折后,最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流,与之相连的电路处于导通状态;

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时,位于所述十字键轴另一侧的凸起部位,在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动,使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹,所述挡光片重新回到所述第一菲涅尔反射镜和所述第二菲涅尔反射镜之间的光路中并阻挡光线,光路通道被挡光片隔断,所述光接收器件中没有触发电流,与之相连的电路处于断开状态。

22.根据权利要求1至21任一所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组,其特征在于,所述光发射器件为SMD IR红外线二极管或激光二极管,所述光接收器件为SMD PT管。

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