本发明涉及一种键盘，尤其涉及使用机械式按键结构的键盘。
背景技术：
常见的电脑周边输入装置包括鼠标、键盘以及轨迹球等，其中键盘可直接键入文字以及符号予电脑，因此相当受到使用者以及输入装置厂商的重视。其中，较为常见的是一种包含有剪刀式连接元件的键盘。
接下来说明键盘中的按键结构的架构，且其按键结构包含有剪刀式连接元件于其中。请参阅图1，其为已知键盘的按键结构的剖面侧视示意图。已知按键结构1包括按键帽11、剪刀式连接元件12、弹性橡胶体13、薄膜开关电路14以及底板15，且底板15用以承载按键帽11、剪刀式连接元件12、弹性橡胶体13以及薄膜开关电路14。其中剪刀式连接元件12用以连接底板15与按键帽11。
薄膜开关电路14具有多个按键接点(未显示于图中)。该按键接点于被触发时输出相对应的按键信号。弹性橡胶体13设置于薄膜开关电路14上且一个弹性橡胶体13对应于一个按键接点，当弹性橡胶体13被触压时，弹性橡胶体13发生形变且触压薄膜开关电路14中相对应的按键接点而产生按键信号。
剪刀式连接元件12位于底板15以及按键帽11之间且分别连接两者。剪刀式连接元件12包括第一框架121以及第二框架122。第一框架121的第一端连接于按键帽11，而第一框架121的第二端则连接于底板15。弹性橡胶体13被剪刀式连接元件12环绕。此外，第一框架121包括第一按键帽轴柱1211以及第一底板轴柱1212。第一框架121通过第一按键帽轴柱1211而连接于按键帽11，且利用第一底板轴柱1212而连接于底板15。而第二框架122与第一框架121结合，且第二框架122的第一端连接于底板15，第二框架122的第二端则连接于按键帽11。其中，第二框架122包括第二按键帽轴柱1221以及第二底板轴柱1222。第二框架122通过其第二按键帽轴柱1221而连接于按键帽11，且利用第二底板轴柱1222而连接于底板15。
接下来说明已知按键结构1被使用者触压的运作情形。图1中，当使用者触压按键帽11时，按键帽11受力而推抵剪刀式连接元件12使其运动，故按键帽11可相对于底板15往下移动且触压相对应的弹性橡胶体13。此时，弹性橡胶体13发生形变且触压薄膜开关电路14以触发薄膜开关电路14的按键接点，使得薄膜开关电路14输出相对应的按键信号。而当使用者停止触压按键帽11时，按键帽11不再受力而停止触压弹性橡胶体13，使得弹性橡胶体13因应其弹性而恢复原状，同时提供往上的弹性恢复力，按键帽11因此而被推回被触压之前的位置。
因应科技的进步，使用者追求更佳的触压手感，故市面上推出一种机械式按键结构。请参阅图2，其为已知键盘的机械式按键结构的结构爆炸示意图。已知机械式按键结构2包括按键帽(未显示于图中)、底座21、上盖22、推抵件23、连动件24、第一弹片25、第二弹片26以及位于底座21之外的电路板(未显示于图中)，上盖22覆盖底座21，且上盖22具有上盖开孔221，连动件24设置于底座21的中央处且可相对于底座21上下移动。第一弹片25设置于底座21上且接近于底座21的侧壁，而第二弹片26设置于底座21上且位于连动件24与第一弹片25之间。推抵件23与连动件24共同被设置于底座21上，推抵件23穿过上盖开孔221而可与按键帽结合。其中，第一弹片25与第二弹片26分别电性连接于电路板。
图2中，连动件24具有凸出部241，其由连动件24的侧壁往第一弹片25的方向延伸而形成。另一方面，第一弹片25包括固定部251以及弹动部252，固定部251被固定于底座21上，而弹动部252由固定部251延伸而形成，弹动部252可与连动件24的凸出部241接触而相对于固定部251移动。
当使用者触压按键帽时，按键帽往下推动推抵件23，使得与其连接的连动件24往下移动，此时，连动件24的凸出部241与弹动部252接触且沿弹动部252往下移动。于连动件24因应使用者的触压力而快速移动的过程中，连动件24会快速地通过弹动部252且其凸出部241推抵弹动部252，使弹动部252相对于固定部251移动而撞击第二弹片26，通过第一弹片25与第二弹片26的接触，电路板输出相对应的按键信号。于第一弹片25与第二弹片26接触的同时，会发生声响，以提供使用者确实已触压的回馈感。
由于机械式按键结构2于触压按键帽时会发出碰撞的声响，其可给予回馈感，故机械式按键结构2受到某些使用者的喜爱。然而，碍于已知机械式按键结构2的设计，而无法提升其功能性，故无法满足使用者对于多功能性的需求。因此，需要一种可提升功能性的键盘。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种可提升功能性的键盘。
于一较佳实施例中，本发明提供一种键盘，包括一底板、一电路板、多个按键结构、一压力感测层、一柔性层以及一控制单元。该电路板，置于该底板的上方，且该电路板具有至少一电路板开孔。该多个按键结构设置于该电路板的上方，至少一该按键结构用以被触压而部份穿过相对应的该电路板开孔。该压力感测层设置于该底板上且位于该电路板的下方，用以因应该至少一按键结构的作动而检测该至少一按键结构所提供的一触压力。该柔性层设置于该压力感测层以及该电路板之间，用以被该至少一按键结构推抵而抵顶该压力感测层。该控制单元设置于该电路板上且电性连接于该压力感测层，用以因应该触压力而输出一压力感测信号。
简言之，本发明的键盘具有以下优点和有益效果：本发明的键盘于电路板与底板之间设置压力感测层以及柔性层，且利用控制单元进行触压力的比较而产生相对应的压力感测信号，使得单一按键结构可达到实现多种的按键功能。简言之，本发明键盘可因应不同的压力感测信号而执行不同的指令，以丰富按键结构的功能性。其中，通过一片式结构的柔性层，不但可传导触压力至压力感测层，更可提供使用者较佳的触压手感。再者，由于压力感测层设置于平坦的底板上，而非设置于不平坦的元件上，例如电路板的上表面上，故压力感测层可避免因不平坦的表面而造成的感应灵敏度低的问题。其中，由于压力感测层位于电路板的下方，故压力感测层的设置不会影响电路板上的线路配置。
附图说明
图1为已知键盘的按键结构的结构侧视示意图。
图2为已知键盘的机械式按键结构的结构剖面侧视示意图。
图3为本发明键盘于第一较佳实施例中的局部结构爆炸示意图。
图4为本发明键盘于第一较佳实施例中的局部结构剖面侧视示意图。
图5为本发明键盘的第一按键结构于第一较佳实施例中被触压的剖面侧视示意图。
图6为本发明键盘于第二较佳实施例中的局部结构剖面侧视示意图。
图7为本发明键盘于第三较佳实施例中的局部结构剖面侧视示意图。
附图标记说明：
1按键结构
2机械式按键结构
3、4、5键盘
11、21、330按键帽
12剪刀式连接元件
13弹性橡胶体
14薄膜开关电路
15、25、31、41、51底板
21、331、431、531底座
22、332、432、532上盖
23推抵件
24连动件
25第一弹片
26第二弹片
32、42、52压力感测层
33、43、53第一按键结构
34、44、54第二按键结构
35、45、55电路板
36、46、56控制单元
37、47、57柔性层
48弹片
333、433、533触发件
334、434、534弹性元件
321、421、521压力感测区域
121第一框架
122第二框架
241凸出部
251固定部
252弹动部
322导电线路
323电连接部
351、451、551电路板开孔
535第一触发弹片
536第二触发弹片
3311、4311、5311底座开孔
3321、4321、5321上盖开孔
3331、4331、5331本体
3332、4332、5332连接部
3333、4333、5333推抵部
4334、5334撞击部
1211第一按键帽轴柱
1212第一底板轴柱
1221第二按键帽轴柱
1222第二底板轴柱
具体实施方式
本发明提供一种键盘以解决现有技术的问题。请同时参阅图3以及图4，图3为本发明键盘于第一较佳实施例中的局部结构爆炸示意图，而图4为本发明键盘于第一较佳实施例中的局部结构剖面侧视示意图。本发明键盘3包括底板31、压力感测层32、第一按键结构33、第二按键结构34、电路板35、控制单元36以及柔性层37，其中键盘3中包含有多个按键结构，图中仅显示第一按键结构33以及第二按键结构34作为代表，以维持图中各元件的清晰可见。电路板35设置于底板31的上方，且电路板35具有多个电路板开孔351，其中，电路板开孔351一对一地对应于第一按键结构33或第二按键结构34。第一按键结构33以及第二按键结构34皆设置于电路板35的上方，且第一按键结构33以及第二按键结构34可被触压而分别部分穿过相对应的电路板开孔351。于本较佳实施例中，电路板35为印刷电路板(pcb)，其仅为示例，而非以此为限，于另一较佳实施例中，电路板亦可采用柔性电路板(fpc)。
压力感测层32设置于底板31的上方且位于电路板35的下方，压力感测层32具有多个压力感测区域321，且多个压力感测区域321电性连接于电路板35，而每一压力感测区域321对应于一个按键结构，其可因应相对应的按键结构的作动而接收且检测其按键结构所提供的触压力。柔性层37设置于压力感测层32以及电路板35之间，其可被第一按键结构33或第二按键结构34推抵而抵顶压力感测层32中所对应的压力感测区域321。控制单元36设置于电路板35上且电性连接于压力感测层32，其功能为因应压力感测层32所接收到的触压力而输出相对应的压力感测信号。于本较佳实施例中，第一按键结构33以及第二按键结构34皆对应于一个柔性层37，且柔性层37以橡胶材料或泡棉材料所制成，换言之，柔性层37为一片式结构。而压力感测层32亦为一片式结构，其中一片式结构定义为并非一对一地对应于一个按键结构，而是整片压力感测层32以及柔性层37对应于多个按键结构。
至于控制单元36，其通过压力感测层32而判断第一按键结构33以及第二按键结构34所产生的触压力，以产生相对应的压力感测信号。以第一按键结构33被使用者触压为例，当控制单元36通过压力感测层32检测到使用者所施加于第一按键结构33的触压力，且判断对应其触压力的力量大于或等于力量预设值时，产生对应于第一功能的压力感测信号。而当控制单元36判断其力量小于力量预设值时，产生对应于第二功能的压力感测信号。于本较佳实施例中，控制单元36以韧体形式设置于电路板35上，其仅为示例之用，本发明不应以此为限。于另一较佳实施例中，控制单元为设置于电路板上的微处理器。
接下来说明第一按键结构33的内部结构。图3以及图4中，第一按键结构33包括按键帽330、底座331、上盖332、触发件333以及弹性元件334。底座331具有底座开孔3311，底座开孔3311设置于底座331的底部且对应于电路板开孔351。上盖332覆盖于底座31，且上盖332具有对应于触发件333的上盖开孔3321，使得按键帽330得以与触发件333的第一端连接。触发件333设置于底座331上且穿过上盖开孔3321而得以与按键帽330连接，触发件333的功能为被使用者触压时可相对于底座331移动，使触发件333依序穿过底座开孔3311以及电路板开孔351而推抵柔性层37，以触发相对应的压力感测区域321。
图4中，触发件333包括本体3331、连接部3332以及推抵部3333。本体3331可相对于底座331移动，而连接部3332设置于本体3331的第一端上，其可与按键帽330连接。推抵部3333设置于本体3331的第二端上且对应于底座开孔3311，其可于本体3331相对于底座331移动时，依序穿过底座开孔3311以及电路板开孔351而抵顶柔性层37，使柔性层37抵顶相对应的压力感测区域321。另一方面，弹性元件334套设于触发件333的推抵部3333上且与底座331接触，其功能为提供一弹性力予触发件333，使触发件333相对于底座331往上移动。
于本较佳实施例中，弹性元件334为螺旋弹簧，而本体3331、连接部3332以及推抵部3333为一体成型方式，其仅为示例之用，并非以此为限，于另一较佳实施例中，连接部以及推抵部以结合组装方式与本体连接。另外，本较佳实施例中的第二按键结构34与第一按键结构33相同，其结构则不再赘述。
接下来说明使用者触压本发明键盘3的第一按键结构33的运作情形，请同时参阅图3～图5，图5为本发明键盘的第一按键结构于第一较佳实施例中被触压的剖面侧视示意图。当使用者触压第一按键结构33的按键帽330时，按键帽330受力而提供触压力以往下推抵触发件333，使触发件333随着按键帽330相对于底座331往下移动。于触发件333往下移动的过程中，本体3331压缩弹性元件334，使按键帽330移动而产生行程，如图6所示。另一方面，连接于本体3331的推抵部3333随着本体3331往下移动，使得连接于推抵部3333依序穿过底座开孔3311以及相对应的电路板开孔351，且以触压力抵顶柔性层37，而柔性层37吸收部份触压力且传导被减弱的触压力予相对应的压力感测区域321，亦即柔性层37抵顶相对应的压力感测区域321。因此，压力感测区域321接收到被减弱的触压力且检测到被减弱的触压力的数值，且传输该数值予控制单元36。其中，于触压力被传输予压力感测区域321的过程中，触压力的部份力量会被柔性层37所吸收，故压力感测区域321所接收到的力量实际上会小于上述触压力，亦即触压力会被减弱。
控制单元36会比较所接收到的力量的数值与力量预设值，当控制单元36判断该力量的数值小于力量预设值，此时，控制单元36产生且输出对应于第二功能的压力感测信号。反之，当控制单元36判断该力量的数值大于或等于力量预设值时，控制单元36产生且输出对应于第一功能的压力感测信号。以触压delete键为例：当控制单元36判断其被减弱的触压力小于力量预设值时，输出第二功能的压力感测信号，其第二功能即为普通触压delete键的功能，亦即删除一个文字或符号。而当控制单元36判断被减弱的触压力大于或等于力量预设值时，输出第一功能的压力感测信号，其第一功能即为持续触压delete键的功能，亦即一次删除多个文字或符号。上述仅为示例之用，而非以此为限。
当使用者不再触压按键帽330时，弹性元件334因应其弹性而由压缩状态回复，以提供弹性力予触发件333，使触发件333相对于底座331往上移动而回复至被触压前的位置。
请再次参阅图3，本发明键盘3采用具有多个压力感测区域321的压力感测层32，多个压力感测区域321的导电线路322设置于压力感测层32内且于压力感测层32的一侧形成一电连接部323，使得压力感测层32可通过电连接部323电连接于电路板35，以便利地进行压力感测层32与电路板35的电性连接。
需特别说明的是，通过本发明键盘3的设定，使得重压第一按键结构33以及第二按键结构34的功能可变更为连续性的按钮，类似汽车中油门的功能。例如使用者欲于电脑视窗(未显示于图中)中往下移动其卷轴游标，使用者可持续触压对应于往下箭头的按键结构，以往下移动其卷轴游标。其中，当使用者轻压该按键结构时，缓慢地往下移动卷轴游标，而当使用者由轻压变更为重压该按键结构时，往下移动卷轴游标的速度则逐渐提升。当然，其连续性的按钮功能亦可应用于游戏软体中，以提升使用者的操作性。因此可知，本发明键盘3可提供连续性的按钮功能，以便于使用者操作。
再者，本发明还提供与上述不同作法的第二较佳实施例。请参阅图6，其为本发明键盘于第二较佳实施例中的局部结构剖面侧视示意图。本发明键盘4包括底板41、具有多个压力感测区域421的压力感测层42、第一按键结构43、第二按键结构44、具有电路板开孔451的电路板45、控制单元46以及柔性层47，且底座431具有底座开孔4311，而上盖432具有对应于触发件433的上盖开孔4321。本较佳实施例的键盘4的各元件的结构以及功能大致上与前述较佳实施例相同，且相同之处不再赘述。本较佳实施例的键盘4与前述较佳实施例的不同之处在于，第一按键结构43的结构。
图6中，第一按键结构43包括按键帽(未显示于图中)、底座431、上盖432、触发件433以及弹性元件434，且触发件433包括本体4331、连接部4332、推抵部4333以及撞击部4334，按键帽、底座431、上盖432、弹性元件434、本体4331、连接部4332以及推抵部4333的结构皆与上述第一较佳实施例相同，而不再赘述。撞击部4334由本体4331往外延伸而形成且位于推抵部4333的一侧。另一方面，本发明键盘4更包括弹片48，其设置于底座41上且位于触发件433的一侧。当使用者触压第一按键结构43时，第一按键结构43除了进行与上述相同的运作之外，其撞击部4334随着本体4331相对于底座431移动，且撞击弹片48以产生声响。借此可提供确实触压的回馈感予使用者。
此外，本发明更提供与上述不同作法的第三较佳实施例。请参阅图7其为本发明键盘于第三较佳实施例中的局部结构剖面侧视示意图。本发明键盘5包括底板51、具有多个压力感测区域521的压力感测层52、第一按键结构53、第二按键结构54、具有电路板开孔551的电路板55、控制单元56以及柔性层57，且底座531具有底座开孔5311，而上盖532具有对应于触发件533的上盖开孔5321。本较佳实施例的键盘5的各元件的结构以及功能大致上与前述较佳实施例相同，且相同之处不再赘述。本较佳实施例的键盘5与前述较佳实施例的不同之处有二，第一为第一按键结构53的结构。第二则为控制单元56的运作。
首先说明第一按键结构53的结构。第一按键结构53包括按键帽(未显示于图中)、底座531、上盖532、触发件533、弹性元件534、第一触发弹片535以及第二触发弹片536，且触发件533包括本体5331、连接部5332、推抵部5333以及撞击部5334。按键帽、底座531、上盖532、触发件533以及弹性元件534的结构皆与上述第一较佳实施例相同，而不再赘述。第一触发弹片535以及第二触发弹片536皆设置于底座531上且分别电性连接于电路板55，第二触发弹片536接近于第一触发弹片535，使第二触发弹片536位于撞击部5334与第一触发弹片535之间。
接下来说明控制单元56的运作。当使用者触压第一按键结构53时，本体5331相对于底座531移动且带动撞击部5334撞击第一触发弹片535，以产生碰撞声响。于撞击部5334撞击第一触发弹片535的过程中，第一触发弹片535与第二触发弹片536接触时，第一触发弹片535与第二触发弹片536导通，使电路板55输出按键信号。另一方面，推抵部5333亦因应本体5331相对于底座531的移动而抵顶柔性层57，且使柔性层57抵顶相对应的压力感测区域521。同时，控制单元36会比较压力感测区域521所接收到的力量的数值与力量预设值，当控制单元56判断该力量的数值小于力量预设值时，控制单元56产生且输出对应于截止功能的压力感测信号，也就是说，连接于键盘5的电脑(未显示于图中)仅会进行对应于按键信号的功能。
反之，当第一触发弹片535与第二触发弹片536导通，且控制单元56判断该力量的数值大于或等于力量预设值时，控制单元56产生且输出对应于第一功能的压力感测信号。使得连接于键盘5的电脑可根据按键信号而判断被触压的按键为何，且根据对应于第一功能的压力感测信号会进行其第一功能，例如持续触压该按键等功能。
于一较佳作法中，本发明键盘更可结合发光功能以及压力感测功能，例如：当使用者轻压按键帽时，电路板输出相对应的第一压力感测信号，且可因应第一压力感测信号而控制发光元件以第一发光效果产生光束。当使用者重压按键帽时，电路板输出相对应的第二压力感测信号，且可因应第二压力感测信号而控制发光元件以第二发光效果产生光束。其中第一发光效果可为缓慢闪烁的光束，而第二发光效果可为快速闪烁的光束，借此可供使用者以肉眼辨识出其为轻压功能或重压功能。上述结合发光功能以及压力感测功能的描述仅为示例之用，并非以此为限。
根据上述可知，本发明键盘于电路板与底板之间设置压力感测层以及柔性层，且利用控制单元进行触压力的比较而产生相对应的压力感测信号，使得单一按键结构可达到实现多种的按键功能。简言之，本发明键盘可因应不同的压力感测信号而执行不同的指令，以丰富按键结构的功能性。其中，通过一片式结构的柔性层，不但可传导触压力至压力感测层，更可提供使用者较佳的触压手感。
另外，由于压力感测层设置于平坦的底板上，而非设置于不平坦的元件上，例如电路板的上表面上，故压力感测层可避免因不平坦的表面而造成的感应灵敏度低的问题。其中，由于压力感测层位于电路板的下方，故压力感测层的设置不会影响电路板上的线路配置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的申请专利范围，因此凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本发明的申请专利范围内。