输入设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种输入设备，尤其涉及一种具有背光模块的输入设备。


背景技术：

2.随着科技的发展，产品的外观倾向轻量化与薄化，且越来越强调视觉上的刺激。以键盘为例，目前已有设计者设计出发光键盘，以增加美观性或是识别性。一般来说，发光键盘主要是在按键结构的下方设置背光模块。
3.然而，由于背光模块的发光元件位置的配置关系，使得按键结构与发光元件的距离有所不同而有亮度不均的状况。举例而言，当光线射出的行径路线较长时，会导致行径路线末端的按键结构的亮度衰减，使得相对远离发光元件的按键结构的字符区的亮度较低，而造成视觉效果不佳的状况。因此，如何使发光键盘中相对远离发光元件的按键结构的字符区的亮度提高，是本领域欲解决的课题之一。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种输入设备，其可使相对远离发光元件的发光按键的亮度提高。
5.本实用新型的一种输入设备，包括按键结构以及背光模块。按键结构包括托架以及键帽。键帽配置于托架上，键帽具有字符区。背光模块配置于托架下。背光模块包括导光板、反射层、发光元件以及遮罩层。导光板具有容纳槽以及光导引开孔，容纳槽内设置有发光元件，光导引开孔对应字符区。反射层设置于导光板的下方。遮罩层设置于导光板的上方。
6.在本实用新型的实施例中，上述的光导引开孔具有中空区域以及边缘，边缘的亮度大于中空区域的亮度。
7.在本实用新型的实施例中，上述的导光板具有侧边，光导引开孔相较于容纳槽更接近侧边。
8.在本实用新型的实施例中，上述的光导引开孔与侧边之间具有距离。
9.在本实用新型的实施例中，上述的光导引开孔延伸至侧边。
10.在本实用新型的实施例中，上述的遮罩层具有出光部及遮光部，出光部位于键帽的覆盖范围内且具有破孔，破孔对应于光导引开孔。
11.在本实用新型的实施例中，上述的破孔的面积大于或等于光导引开孔的面积。
12.在本实用新型的实施例中，上述的光导引开孔为多个，光导引开孔环绕容纳槽设置。
13.在本实用新型的实施例中，上述的边缘位于字符区的下方。
14.在本实用新型的实施例中，上述的边缘的切线与发光元件的发光面的主光线形成夹角，夹角介于0度至50度之间。
15.基于上述，在本实用新型的输入设备中，导光板具有光导引开孔，且光导引开孔对
反射层的内表面的正投影范围至少一部分重叠于字符区对反射层的内表面的正投影范围。由发光元件发出的光自导光板的入光面入射至导光板内，通过光导引开孔使光直接穿过导光板，并照射到键帽的内面，再经由字符区朝外射出。如此一来，可使光导引开孔上方所对应的按键结构的亮度提高。
16.为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
17.包含附图以便进一步理解本实用新型，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本实用新型的实施例，并与描述一起用于解释本实用新型的原理。
18.图1是依照本实用新型的一实施例的一种输入设备的示意图；
19.图2a是图1的输入设备的剖面示意图；
20.图2b是图2a的输入设备的俯视示意图；
21.图3是依照本实用新型的另一实施例的一种输入设备的俯视示意图；
22.图4a是依照本实用新型的另一实施例的一种输入设备的剖面示意图；
23.图4b是图4a的输入设备的俯视示意图；
24.图5a是依照本实用新型的另一实施例的一种输入设备的剖面示意图。
25.图5b是图5a的导光板及发光元件的俯视图。
26.图6是依照本实用新型的另一实施例的一种输入设备的剖面示意图。
27.附图标记说明
28.1a、1b、1c、1d：输入设备
29.10：按键结构
30.11：键帽
31.11a：字符区
32.12：连接组件
33.13：弹性体
34.14：电路薄膜
35.15：托架
36.16：导通部
37.100a、100b、100c、100d、100e：背光模块
38.110a、110d：反射板
39.111a：部分
40.112a、112d：表面
41.120a、120b、120d、120e：导光板
42.121a、121b、121d、121e：光导引开孔
43.1211a：中空区域
44.1212a：边缘
45.122a：入光面
46.123a、123d、123e：容纳槽
47.124a、124b、125a：侧边
48.130a、130d、130e：发光元件
49.131a：主光线
50.132a：发光面
51.140a、140c、140e：遮罩板
52.141c：破孔
53.142a、142c：出光部
54.144a、144c：遮光部
55.150a：可挠电路板
56.160d、160e：电路板
57.161e：内侧
58.162e：外侧
59.α：夹角
60.t1：切线。
具体实施方式
61.现将详细地参考本实用新型的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
62.图1是依照本实用新型的一实施例的一种输入设备的示意图。图2a是图1的输入设备的剖面示意图；图2b是图2a的输入设备的俯视示意图，其中为了利于识别而省略部分构件。要说明的是，在图1与图2a、图2b中，输入设备的尺寸比例仅为示意，不以此为限制。
63.请参阅图1及图2a，在本实施例中，输入设备1a例如是具发光功能的键盘，其包括按键结构10以及背光模块100a，背光模块100a配置于按键结构10下方，但在其他实施例中，输入设备1a的种类不以此为限制。
64.如图2a所示，按键结构10包括键帽11、连接组件12、弹性体13、电路薄膜14及托架15(bracket)。背光模块100a配置在托架15下方。托架15 可具有至少一个开口(未显示在此剖面)用来供背光模块100a的光线通过，但托架15的形式不以此为限制。托架15上方配置有电路薄膜14、弹性体13、连接组件12及键帽11。电路薄膜14设置于键帽11与托架15之间，电路薄膜14具有导通部16以作为开关。弹性体13例如是对应导通部16而配置于电路薄膜14上。键帽11设置于弹性体13上，并通过连接组件12与托架15 连接。连接组件12的两末端分别可动地连接托架15与键帽11，而使键帽11 相对于托架15可平稳地上下移动。在本实施例中，连接组件12例如是剪刀脚结构，但不以此为限制。在本实施例中，电路薄膜14设置于键帽11与托架15之间，但不以此为限制，电路薄膜14可设置在托架15下方，位于托架15与背光模块100a之间。
65.承上述，配置于键帽11与电路薄膜14之间的弹性体13分别对应电路薄膜14的导通部16而设置。当键帽11被按压时，弹性体13对应地被挤压而变形，进而向下按压到电路薄膜14上而触发开关(导通部16)产生按压信号；一旦按压键帽11的力被移除时时，弹性体13的弹性恢复力带动键帽11向上恢复至原位。在本实施例中，键帽11例如是设有至少一个字符区11a，以供背光模块100a所发出的光穿过，而成为发光按键。
66.在本实施例中，背光模块100a包括反射层(例如是反射板110a)、导光板120a、发光元件130a以及遮罩层(例如是遮罩板140a)。导光板120a具有容纳槽123a，容纳发光元件130a，从而使容纳槽123a的内表面成为导光板120a的入光面122a。在本实施例中，反射板110a设置于导光板120a下方，遮罩板140a设置于导光板120a上方。在本实施例中，由发光元件130a 发出的光自导光板120a的入光面122a入射至导光板120a内，通过反射板 110a将自导光板120a底部出射的光反射回导光板120a内，使光往导光板 120a的顶面(如朝向按键结构10的方向)出射，反射板110a因而可减少光从导光板120a底部散失而可均匀出光。发光元件130a并不限制，例如是发光二极管，较佳为侧发光式发光二极管(side-view led)，使光线能够更有效率地在导光板120a中传递。
67.一般来说，光线的传递路线越长，会造成亮度的衰减，使得相对远离发光元件130a的按键结构10的发光强度不足。具体而言，请参考图2b所示，相较于接近发光元件130a的键帽11—例如“u”、“j”、“n”键等，远离发光元件130a的键帽11(图2b中为位于输入设备1a的侧边的键帽11)—例如
“‑”
、“+”、“enter”键等，会有亮度较低的问题。
68.本实施例的导光板120a具有光导引开孔121a，光导引开孔121a在键帽11的覆盖范围，键帽11的覆盖范围即键帽11对反射板110a的表面112a 的正投影范围，且光导引开孔121a对应键帽11的字符区11a设置，使光导引开孔121a对反射板110a的表面112a的正投影范围至少一部分重叠于字符区11a对反射板110a的表面112a的正投影范围。在本实施例中，由发光元件130a发出的光通过光导引开孔121a直接通过导光板120a，并经由托架15的开口(图未示出)而照射到键帽11的内面，再经由字符区11a朝外射出。
69.如此一来，当导光板120a的光导引开孔121a配置于远离发光元件130a 的键帽11的下方时，可使输入设备1a中相对远离发光元件130a的按键结构10的字符区11a的亮度提高。
70.如图2a及图2b所示，导光板120a具有远离发光元件130a的发光面 132a的侧边124a，光导引开孔121a相较于容纳槽123a更接近侧边124a，使远离发光元件130a的键帽11的亮度得以提升。本实施例是以导光板120a 的右侧的短侧边124a作为示例，在另一实施例中，光导引开孔121a也可设置于导光板120a的长侧边125a或未图示的左侧的短侧边，本实用新型不限于此。
71.进一步而言，在本实施例中，光导引开孔121a具有中空区域1211a以及边缘1212a。由于发光元件130a所发出的光会在光导引开孔121a的边缘 1212a聚光产生反射，因此，边缘1212a的亮度会大于中空区域1211a的亮度，也会大于导光板120a其他部分的亮度。如此一来，将光导引开孔121a 的边缘1212a配置于字符区11a的下方，可使字符区11a的亮度更加提升。较佳地，在图2b所示的俯视的视角下，字符区11a的宽度(即沿平行于侧边 125a的方向上的长度)的至少三分之一与边缘1212a重叠。
72.在本实施例中，光导引开孔121a延伸至侧边124a。也就是说，光导引开孔121a自导光板120a的侧边124a向导光板120a内侧凹陷形成开放式开孔。特别的是，由于光导引开孔121a配置于远离发光元件130a的发光面 132a的侧边124a，而可加强位于输入设备1a外周边的键帽11的亮度，以提升视觉效果。在本实施例中，光导引开孔121a为三角形穿孔且贯穿导光板 120a。但在其他实施例中，光导引开孔121a也可以是圆形、椭圆形、方形或多边形等；光导引开孔的形式不以此为限制。可以知道的是，光导引开孔 121a的边缘1212a的长度
总和越长，亮度也将随之提升。
73.如图2b所示，在本实施例中，字符区11a的图形例如是以数学符号中的“+”来呈现，但在其他实施例中，字符区的图形能够依实际所需而调整，不以此为限。需注意的是，光导引开孔121a的数量、形状及大小能够依键帽11 的尺寸以及字符区11a的图形而做适当地调整，光导引开孔121a的数量及大小不以此为限制。
74.在本实施例中，背光模块100a还包括电路板150a，电路板150a位于反射板110a的下方，而使反射板110a位于电路板150a与导光板120a之间。发光元件130a可进一步设置于电路板150a上并与电路板150a电性连接。发光元件130a透过电路板150a连接到电源，而使得电源可以对发光元件130a供电。在此实施例中，发光元件130a自电路板150a由下往上延伸穿过反射板110a及导光板120a的容纳槽123a而设置于导光板120a内，因此发光元件130a发出的光可由导光板120a的入光面122a进入导光板 120a内。电路板150a例如为可挠电路板，但本实用新型不限于此。
75.在本实施例中，遮罩板140a具有出光部142a及遮光部144a，出光部 142a位于键帽11的覆盖范围内，换言之，出光部142a位于键帽11对反射板110a的表面112a的正投影范围内。出光部142a为透光材料，遮光部 144a为出光部142a周围的区域，为不透光材料。在一些实施例中，遮罩板 140a与反射板110a面对导光板120a的表面可涂布高反射涂料，例如白色油墨，用以在背光模块100a内反射导光板120a的光线。具体而言，遮罩板 140a于遮光部144a涂布不透光的高反射涂料，以利用遮光部144a同时达成防止光线漏出至背光模块100a外部并加强背光模块100a内部光线反射的效果。另外，遮罩板140a与及反射板110a背离于导光板120a的表面可涂布深色油墨，例如黑色油墨，以进一步达防漏光及外部美观作用。
76.在本实施例中，导光板120a具有导光的涂层，使发光元件130a发为出的光能均匀分布于整个导光板120a，但在其他实施例中，导光板也可以设置凹凸微结构或网点，本实用新型不以此为限。
77.在一些未图示的实施例中，电路板150a大致覆盖导光板120a的下侧表面，此时，可将电路板150a面对导光板120a的一面进一步涂布高反射涂料形成反射层，从而取代并省略反射板110a的设置。
78.在一些实施例中，导光板120a具有散热孔或定位孔，下方反射板110a 的对应位置也会对应开孔，以达到散热或配合定位件的效果，这与本实施例的导光板120a的光导引开孔121a的作用有所不同。具体来说，本实施例的反射板110a具有叠置于光导引开孔121a的部分111a，所述部分111a闭合于光导引开孔121a的底部。也就是说，反射板110a对应于光导引开孔 121a的区域并不具有开孔。
79.在本实施例中，发光元件130a配置于输入设备1a的中心位置，并适于侧向出光，使发光元件130a能同时向输入设备1a的多个侧边124a发光，从而能减少需要的发光元件130a。在其他实施例中，发光元件的位置可视实际所需做适当的调整，本实用新型不以此为限。此外，本实施例还能够通过旋转发光元件130a的角度或将发光组件130a偏移光导引开孔121a的水平线设置，使发光元件130a的发光面的主光线131a呈现与光导引开孔121a 交错，以提升光导引开孔121a的光强度。也就是说，主光线131a的路径会从偏移光导引开孔121a的水平线的位置射入光导引开孔121a内部。较佳地，光导引开孔121a的边缘1212a的切线t1与发光元件130a的发光面 132a的主光线131a形成夹角α，夹角α介于0度至50度之间，
本实用新型不以此为限。
80.以下将列举其他实施例以作为说明。在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
81.图3是依照本实用新型的另一实施例的一种输入设备的俯视示意图，其中为了利于识别而省略部分构件。请参考图3，在本实施例中，输入设备1b 与图2a的输入设备1a略有不同，主要差异在于：背光模块100b的导光板 120b的光导引开孔121b与侧边124b之间具有距离。也就是说，本实施例的光导引开孔121b靠近于侧边124b，但未延伸至侧边124b，光导引开孔 121b为闭锁型开孔，但本实用新型不以此为限，光导引开孔121b的形式可配合字符区11a的长度或大小来做适当的调整，只要光导引开孔121b叠置于字符区11a下方，皆属本实用新型所欲保护的范围内。
82.图4a是依照本实用新型的另一实施例的一种输入设备的剖面示意图。图4b是图4a的输入设备的俯视示意图，其中为了利于识别而省略部分构件。请参考图4a与图4b，在本实施例中，输入设备1c与图2a的输入设备 1a略有不同，主要差异在于：本实施例的背光模块100c的遮罩板140c的出光部142c中具有破孔141c，破孔141c对应于光导引开孔121a。
83.详细来说，遮罩板140c上的破孔141c能够让光线自光导引开孔121a 直接穿过遮罩板140c的破孔141c以照射到键帽11，光线可避免因穿越遮罩板140c而衰减，以使字符区11a的亮度更加提升。在本实施例中，遮罩板140c的出光部142c为透光材料，遮罩板140c的遮光部144c为不透光材料，破孔141c的面积大于或等于光导引开孔121a的面积，只要破孔141c 不超出键帽11的覆盖范围即可避免漏光的问题。
84.图5a与图6是依照本实用新型的其他实施例的多种输入设备的剖面示意图。图5b是图5a的导光板及发光元件的俯视图，其中为了利于识别而省略部分构件。请先参考图5a，输入设备1d与图2a的输入设备1a略有不同，主要差异在于：发光元件130d的设置位置。具体来说，在图5a与图5b 中，发光元件130d设置在键帽11的下方，从而使所有键帽11都具有独立的发光元件130d，发光元件130d的发光方式较佳为侧向出光，亦可以为向下发光。
85.请参考图5a与图5b，具体来说，背光模块100d包括反射板110d、导光板120d、发光元件130d以及电路板160d。导光板120d设置于反射板 110d上。电路板160d设置于导光板120d上。发光元件130d位于电路板 160d的朝向导光板120d的一面。特别的是，在本实施例中，发光元件130d 与光导引开孔121d位于键帽11的覆盖范围内，换言之，发光元件130d与光导引开孔121d位于键帽11对反射板110d的表面112d的正投影范围内。多个光导引开孔121d环绕容纳槽123d及发光元件130d。
86.在本实施例中，发光元件130d所发出的光线通过反射板110d将光反射回导光板120d内，使光经由光导引开孔121d往导光板120d的顶面(如朝向按键结构10的方向)出射，再经由字符区11a朝外射出。如此一来，当导光板 120d的光导引开孔121d配置于键帽11的下方时，能够使输入设备1d中的按键结构10的字符区11a的亮度提高。
87.在本实施例中，发光元件130d以及电路板160d例如是以表面贴焊技术 (surface mount technology,smt)互相连接。举例而言，电路板160d材质为透明塑胶片，且包括线路层，而发光元件130d焊接于电路板160d且电连接于电路板160d上的线路层，从而使光经光导引开孔121d后经由电路板160d 的透明区域朝向按键结构10的方向)出射，本实用新型不
以此为限，电路板 160d也可具有至少一个开口(未显示在此剖面)用来供光线通过。
88.此外，电路板160d面对导光板120d的表面适于涂印油墨形成遮光部，进而电路板160d上的油墨可视为遮罩层。这样的好处在于，能够取代并省略遮罩板140a、140c的设置。
89.请参考图6，输入设备1e与图5a的输入设备1d略有不同，主要差异在于：发光元件130e的设置位置。具体来说，在本实施例中，背光模块100e 包括电路板160e、发光元件130e、导光板120e以及遮罩板140e。导光板 120e设置于电路板160e上。遮罩板140e设置于导光板120e上。发光元件 130e位于电路板160e的朝向导光板120e的一面，发光方式较佳为侧向出光，亦可以为向上发光。多个光导引开孔121e环绕容纳槽123e及发光元件 130e，发光元件130e所发出的光线朝向导光板120e射出，并经由光导引开孔121e自导光板120e的顶面(如朝向按键结构10的方向)出射，再经由字符区11a朝外射出。如此一来，当导光板120e的光导引开孔121e配置于键帽 11的下方时，能够使输入设备1e中的按键结构10的字符区11a的亮度提高。
90.在图6所示出的实施例中，遮罩板140e也能够具有类似图4a的破孔 141c结构，让光线直接穿过遮罩板140e的破孔，使字符区11a的亮度更加提升，以避免光线因穿越遮罩板140e而衰减。在一些实施例中，导电路板 160e面对导光板120e的内侧161e涂白色油墨能够形成反射层，提升导光效果，从而取代并省略反射板的设置。电路板160e的外侧162e涂黑能够具有美观、防漏光的作用。
91.需注意的是，在图5a与图6所示出的实施例中，单一个发光元件130d、 130e分别对应单一个按键结构10，但在其他实施例中，也可以是单一个发光元件对应多个按键结构，不以此为限制。
92.综上所述，在本实用新型的输入设备中，导光板具有光导引开孔，且光导引开孔对反射层的内表面的正投影范围至少一部分重叠于字符区对反射层的内表面的正投影范围，且不超过键帽对反射层的内表面的正投影范围。由发光元件发出的光由导光板的入光面入射至导光板内，通过光导引开孔使光直接穿过导光板，并照射到键帽的内面，再经由字符区朝外射出。如此一来，可使光导引开孔上方所对应的按键结构的亮度提高。在一些实施例中，光导引开孔上方所对应的遮罩层也具有破孔，光线可直接穿过遮罩层的破孔，避免因穿越遮罩层而衰减，以更加提升其上方的按键结构的亮度。
93.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换及组合；而这些修改或者替换、组合，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。