一种具有移动矢量的光栅按键及光栅键盘的制作方法

文档序号:44135510发布日期:2025-12-23 22:21阅读:15来源:国知局
技术简介:
本专利针对现有可调行程键盘中磁轴/光学按键依赖AD转换导致的精度低、受温度/磁场干扰及装配误差问题,提出基于光栅原理的新型按键结构。通过光栅结构将移动按柄位移转化为脉冲数字量,利用光电效应实现高精度位移检测,无需AD转换,突破了传统技术对环境因素的依赖,显著提升一致性与可靠性。
关键词:光栅按键,可调行程键盘

本技术涉及可调行程键盘领域,特别涉及一种具有移动矢量的光栅按键及光栅键盘。


背景技术:

1、现有可调行程键盘,不论是采用磁轴可调行程按键还是光学可调行程按键,都离不开ad转换,且磁轴可调行程按键受磁体磁场强度、霍尔灵敏度强弱的影响,同时还有温度对磁体的影响,一致性不好;而现有光学可调行程按键的一致性也制约于光敏元件的灵敏度、发射光的强弱,同时还受制于装配误差的影响。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种具有移动矢量的光栅按键。

2、本实用新型的另一目的在于提供一种光栅键盘。

3、本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:

4、一种具有移动矢量的光栅按键,所述光栅按键的光路径采用折射式,包括相对设置的发射导光柱、接收导光柱;其中,发射导光柱下方设置光发射单元,接收导光柱包括第一接收导光柱、第二接收导光柱,且第一接收导光柱、第二接收导光柱下方分别设置第一光接收单元、第二光接收单元;同时,光栅按键的移动按柄设置有光栅结构,光栅结构随着移动按柄在发射导光柱、接收导光柱之间的缝隙中上下移动。

5、所述光栅按键的位移量精度取决于光栅结构的光栅间距,光栅间距越小,光栅按键的位移量精度越高,移动按柄最小移动量的精度为光栅间距的一半。光栅结构可以是多种材料,比如塑胶,或者金属,光栅间距大小根据精度高低可以模具成型或激光雕刻成型。

6、所述光栅按键为分体式光栅按键,光发射单元、第一光接收单元、第二光接收单元均为贴片电子元件,且均位于pcb上,与光栅按键的按键本体紧密配合完成光电转换。

7、所述光发射单元、第一光接收单元、第二光接收单元均位于按键防尘腔体内,同时防尘腔体具有防止外界光进入防尘腔体的功能。

8、所述发射导光柱在与接收导光柱相对的区域继续向上延伸,光发射单元发出的光一部分通过向上延伸的发射导光柱透射至光栅按键的键帽,另一部分反射至接收导光柱。此时发射导光柱一光两用,既可以为接收导光柱提供光能量,还可以为光栅按键的键帽照明指示使用。

9、所述第一接收导光柱、第二接收导光柱在与发射导光柱相对的区域设置有固定挡光板,固定挡光板设置有通光孔,通光孔的间距为光栅结构的最小间距,且通光孔位于第一接收导光柱、第二接收导光柱结合处的中心位置;

10、或者,所述发射导光柱与第一接收导光柱、第二接收导光柱相对的区域设置有固定挡光板,固定挡光板设置有通光孔,通光孔的间距为光栅结构的最小间距,且通光孔位于发射导光柱的中心位置。

11、一种具有移动矢量的光栅按键,所述光栅按键的光路径采用对射式,包括相对设置的光发射单元、光接收单元;其中,光接收单元包括第一光接收单元和第二光接收单元;光栅按键的移动按柄设置有光栅结构,光栅结构随着移动按柄在光发射单元、光接收单元之间的缝隙中上下移动。

12、所述光栅按键的位移量精度取决于光栅结构的光栅间距,光栅间距越小,光栅按键的位移量精度越高,移动按柄最小移动量的精度为光栅间距的一半。光栅结构可以是多种材料,比如塑胶,或者金属,光栅间距大小根据精度高低可以模具成型或激光雕刻成型。

13、所述光发射单元、光接收单元直插于pcb上形成对射,或者贴片位于pcb上形成对射。

14、所述光发射单元、光接收单元直插于pcb上形成对射时,光栅按键为分体式或者一体式:分体式是将光发射单元、光接收单元先于pcb上焊锡固定,然后把开关腔体套上去;一体式是将光发射单元、光接收单元先固定在开关腔体内,然后再把整体固定在pcb上;

15、所述光发射单元、光接收单元贴片位于pcb上形成对射时,光栅按键只能为分体式。

16、一种具有移动矢量的光栅按键,所述光栅按键的光路径采用折射式,包括光发射装置、光接收装置;其中,光发射装置包括光发射单元、第一光钎;光接收装置包括第一光接收单元和第二光接收单元、第二光纤、第三光纤;第一光钎的一端正对光发射单元,另一端同时与第二光纤、第三光纤的一端相对设置,相对设置形成缝隙;第二光纤、第三光纤的另一端分别正对第一光接收单元、第二光接收单元;光栅按键的移动按柄设置有光栅结构,光栅结构随着移动按柄在缝隙中上下移动。

17、所述光栅按键的位移量精度取决于光栅结构的光栅间距,光栅间距越小,光栅按键的位移量精度越高,移动按柄最小移动量的精度为光栅间距的一半。光栅结构可以是多种材料,比如塑胶,或者金属,光栅间距大小根据精度高低可以模具成型或激光雕刻成型。

18、本实用新型的另一目的通过以下的技术方案实现:

19、一种光栅键盘,包括若干个上述具有移动矢量的光栅按键。

20、本实用新型与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:

21、本实用新型采用成熟的光栅原理、光电效应,当光线照射到光电转换器上时,将移动按柄的位移量转换成脉冲数字量,所以根据脉冲数字量可以测算按键位移量,在有效位移内,可以自定义按键的导通行程以及截止行程。这种利用光栅测算位移量的方法精度高,响应速度快,根本上解决了现有磁轴可调行程按键以及光学可调行程按键利用ad转换模拟电压测算按键位移量的所有弊端,且不受温度、光强、磁场强度的干扰,还可以消除组装误差,具有天然的可靠性和一致性。



技术特征:

1.一种具有移动矢量的光栅按键,所述光栅按键的光路径采用折射式,其特征在于,包括相对设置的发射导光柱、接收导光柱;其中,发射导光柱下方设置光发射单元,接收导光柱包括第一接收导光柱、第二接收导光柱,且第一接收导光柱、第二接收导光柱下方分别设置第一光接收单元、第二光接收单元;同时,光栅按键的移动按柄设置有光栅结构,光栅结构随着移动按柄在发射导光柱、接收导光柱之间的缝隙中上下移动;移动按柄最小移动量的精度为光栅间距的一半;第一接收导光柱顶部受光端面位于第二接收导光柱顶部受光端面的正上方。

2.根据权利要求1所述具有移动矢量的光栅按键,其特征在于,所述光栅按键为分体式光栅按键,光发射单元、第一光接收单元、第二光接收单元均为贴片电子元件,且均位于pcb上,与光栅按键的按键本体紧密配合完成光电转换。

3.根据权利要求1所述具有移动矢量的光栅按键,其特征在于,所述光发射单元、第一光接收单元、第二光接收单元均位于按键防尘腔体内,同时防尘腔体具有防止外界光进入防尘腔体的功能。

4.根据权利要求1所述具有移动矢量的光栅按键,其特征在于,所述发射导光柱在与接收导光柱相对的区域继续向上延伸,光发射单元发出的光一部分通过向上延伸的发射导光柱透射至光栅按键的键帽,另一部分反射至接收导光柱。

5.根据权利要求1所述具有移动矢量的光栅按键,其特征在于,所述第一接收导光柱、第二接收导光柱在与发射导光柱相对的区域设置有固定挡光板,固定挡光板设置有通光孔,通光孔的间距为光栅结构的最小间距,且通光孔位于第一接收导光柱、第二接收导光柱结合处的中心位置;

6.一种具有移动矢量的光栅按键,所述光栅按键的光路径采用对射式,其特征在于,包括相对设置的光发射单元、光接收单元;其中,光接收单元包括第一光接收单元和第二光接收单元;光栅按键的移动按柄设置有光栅结构,光栅结构随着移动按柄在光发射单元、光接收单元之间的缝隙中上下移动;移动按柄最小移动量的精度为光栅间距的一半;第一光接收单元位于第二光接收单元正上方。

7.根据权利要求6所述具有移动矢量的光栅按键,其特征在于,所述光发射单元、光接收单元直插于pcb上形成对射,或者贴片位于pcb上形成对射。

8.根据权利要求7所述具有移动矢量的光栅按键,其特征在于,所述光发射单元、光接收单元直插于pcb上形成对射时,光栅按键为分体式或者一体式:分体式是将光发射单元、光接收单元先于pcb上焊锡固定,然后把开关腔体套上去;一体式是将光发射单元、光接收单元先固定在开关腔体内,然后再把整体固定在pcb上;

9.一种具有移动矢量的光栅按键,所述光栅按键的光路径采用折射式,其特征在于,包括光发射装置、光接收装置;其中,光发射装置包括光发射单元、第一光钎;光接收装置包括第一光接收单元和第二光接收单元、第二光纤、第三光纤;第一光钎的一端正对光发射单元,另一端同时与第二光纤、第三光纤的一端相对设置,相对设置形成缝隙;第二光纤、第三光纤的另一端分别正对第一光接收单元、第二光接收单元;光栅按键的移动按柄设置有光栅结构,光栅结构随着移动按柄在缝隙中上下移动;移动按柄最小移动量的精度为光栅间距的一半;第二光纤顶部受光端面位于第三光纤顶部受光端面的正上方。

10.一种光栅键盘,其特征在于,包括若干个权利要求1至9中任一权利要求所述具有移动矢量的光栅按键。


技术总结
本技术公开了一种具有移动矢量的光栅按键及光栅键盘,所述光栅按键的光路径采用折射式或者对射式,这两种方式都利用了成熟的光栅原理、光电效应,即光线照射到光电转换器上时,将移动按柄的位移量转换成脉冲数字量,所以根据脉冲数字量可以测算按键位移量。这种利用光栅测算位移量的方法精度高,响应速度快,根本上解决了利用AD转换模拟电压测算按键位移量的所有弊端,不受温度、光强、磁场强度的干扰,还可以消除组装误差,具有天然的可靠性和一致性。

技术研发人员:郝小妮,撒元功
受保护的技术使用者:郝小妮
技术研发日:20250310
技术公布日:2025/12/22
网友询问留言 留言:0条
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!