按键结构及输入装置的制造方法_2

文档序号:9434364阅读:来源:国知局
]如图1A至图1B所示,于一实施例,本发明的按键结构100具有多层式薄膜结构,其包含键帽层110、支撑层140、力传导单元150、感应单元160及控制电路170 (见图1B)。于此实施例,键帽层110具有键帽区112,键帽区112作为使用者按压按键结构100的介面层。支撑层140设置于键帽层110及力传导单元150之间,以作为按键结构100的主要支撑结构层,并具有开口 140a。力传导单元150设置于键帽层110与感应单元160之间,力传导单元150作为传导按压力至感应单元160的力传导路径。感应单元160设置于力传导单元150下方,且感应单元160被触发时可输出触发信号T。在本发明的又一实施例中,按键结构100还包括电路层120和触觉产生器130,电路层120设置于键帽层110与支撑层140之间,触觉产生器130设置于电路层120对应于键帽区112的下方并电连接电路层120。其中,控制电路170耦接于感应单元160与电路层120,且控制电路170可依据实际应用需求设置于任何合宜的位置。控制电路170用以接收感应单元160的触发信号T以产生感应信号及驱动触觉产生器130的驱动信号D。
[0043]具体而言,力传导单元150用以传递自键帽层110传递下来的按压力,当外界施加按压力时,按压力通过力传导单元150向下传递以触发感应单元160。感应单元160为开关式感应单元,当感应单元160被按压触发时,感应单元160可输出触发信号T,进而使控制电路170产生(I)使用者输入字元或指令的感应信号。
[0044]如图1A至图1C所示,键帽层110覆盖于支撑层140上,且键帽层110具有键帽区112及周边区114,其中周边区114邻接于键帽区112的周围。键帽区112作为供使用者按压的区域,且周边区114用于与相邻按键连接。于此实施例,周边区114环绕键帽区112设置,且键帽区112可具有字符或图案112a(见图3A),以指示按键结构100所输入的对应指令或字符。再者,于键帽区112周围可具有区域界定符111 (见图3A),以定义键帽区112的范围,让使用者轻易辨识键帽区112的位置,提高按压的正确性。换言之,区域界定符111设置于键帽区112及周边区114的交界处,以界定出键帽区112及周边区114。于此实施例,区域界定符111可为突起的框形图案,且于框形图案内定义为键帽区112,于框形图案外定义为周边区114。当使用者进行盲打时,可藉由键帽区112周围突起的区域界定符111辨识键帽区112的位置,有助于提升输入的速度及正确性。再者,区域界定符111及字符或图案112a可藉由印刷、压印、黏贴、雷射等方式形成于键帽层110的上表面,且区域界定符111及字符或图案112a可具有不同形式,不以实施例所示为限。
[0045]键帽层110的厚度较佳为0.075?2mm,且较佳为软性材质,以增加使用者按压按键结构100的舒适感。当使用者按压键帽区112时,软性材质可具有相对较低的硬度以提升按压舒适感,且在按压点的径向上具有较小的能量损失。此外,软性材质因为键帽区112的按压挠曲对于接受触觉回馈亦可提供较佳的效应。当键帽区112的按压挠曲越大时,键帽区112对应按压点的厚度越小,使得将能量传递至使用者(例如手指)的路径越短,有利于减少触觉产生器130发生震动时的动能损耗。键帽层110的材料可包含例如聚酯(PU)、热塑聚酯(TPU)、皮革、织物、硅胶等。
[0046]此外,于一实施例,键帽层110可仅覆盖于支撑层140上作为按键结构100的最上层;此时按键结构100可选择性具有将各元件整合的壳体,使得各元件设置于壳体中且裸露出键帽层110供使用者操作。再者,按键结构100可选择性包含基底层(未图示),其中基底层设置于感应单元160下方,以增进按键结构100的整体结构强度。基底层较佳为相对刚性较大的材质(例如金属板材,硬质塑料或聚合物层),以维持按键结构100的强度而不至于弯折损坏。上述壳体亦可与基底层整合在一起,使得壳体的底部作为基底层。于另一实施例,键帽层110可作为包覆按键结构100的整体元件的包覆层,但不以此为限。
[0047]如图1A至图1B所示,力传导单元150至少部分设置于支撑层140下方。具体而言,力传导单元150包含膜片部152及突出部154,其中膜片部152具有容置区152a,突出部154设置于容置区152a周围并自膜片部152突起,以定义容置空间150a。于此实施例,膜片部152具有通孔以作为容置区152a。换言之,突出部154设置于通孔152a周围并自膜片部152上表面朝键帽层110突起,以形成容置空间150a,使得突出部154的顶面158高于膜片部152的上表面。在此需注意,于此实施例,虽以通孔作为膜片部152的容置区152a,但不以此为限。于其他实施例,膜片部152的容置区152a可为膜片部152的部分表面区域或凹陷区域。此外,容置区152a较佳对应于键帽区112,且可依据按键实际需求设计,而不限于图1A所示的矩形。于其他实施例(未图示),容置区152a可为圆形、椭圆形或任何合宜形状。对应于容置区152a的形状,突出部154可仅环绕容置区152a的部分周边或实质环绕容置区152a的所有周边。举例而言,如图1A所示,当容置区152a对应键帽区112为矩形时,突出部154可环绕容置区152a的三个侧边设置。于此实施例,突出部154较佳为连续的突出结构,但不以此为限。于其他实施例,突出部154亦可为不连续的突出结构,SP突出部154可由复数个凸柱或凸块沿容置区152a的周围设置所构成。
[0048]力传导单元150,特别是突出部154,较佳由硬度70A以下的缓冲材,更佳由硬度1A?60A的缓冲材,藉由雷射或热压模技术所制成。于一实施例,力传导单元150由例如硅胶材料所制成。亦即,力传导单元150可为软性材料,以免设置于感应单元160上时会因其自身的重量而使感应单元160在键帽层110未被按压的情况下产生误触信号。如上所述,力传导单元150用以传递按压力至其下方的感应单元160,以触发感应单元160输出触发信号T。于此实施例,按压力可通过键帽层110及突出部154传递;当键帽区受压迫时,突出部154的底面155即压迫感应单元160而产生触发信号T。于一实施例,如图1B所示,突出部154的外侧壁较佳为实质对准键帽区112的边界,或略大于键帽区112的边界,藉此当使用者按压于键帽区112的边界时,亦可有效通过突出部154向下传递按压力,但不以此为限。
[0049]如图1A至图1B所示,支撑层140设置于膜片部152上且具有开口 140a,使得突出部154位于开口 140a。亦即,开口 140a较佳为对应键帽层110的键帽区112且范围涵盖环绕容置区152a的突出部154,而使得支撑层140设置于膜片部152上时,突出部154位于开口 140a中(如图1B所示)。于此实施例,支撑层140的硬度较佳大于力传导单元150的硬度。换言之,支撑层140的设置可确保使用者按压键帽层110时不会因为力传导单元150的硬度太低而变形压缩容置空间150a。
[0050]于一实施例,当力传导单元150的突出部154穿设于支撑层140的开口 140a时,支撑层140的顶面较佳实质等于或略高于突出部154的顶面158,以供支撑键帽层110,且减少误触发生的机会,但不限于此。于一实施例,支撑层140的开口 140a较佳对应键帽区112,亦即开口 140a的形状、大小、位置较佳与键帽区112对应,以使得使用者按压于键帽区112时可确保藉由力传导单元150的力传递部分(例如突出部154)传递按压力至感应单元160。
[0051]如图1C所示,当外界施加按压力F时,按压力F通过力传导单元150向下传递以触发感应单元160,使得感应单元160输出触发信号T到控制电路170。亦即,当使用者按压按键结构100时(例如按压于键帽层110的键帽区112时),藉由力传导单元150的结构特性(例如突出部154的底面155压迫感应单元160),按压力通过上述的途径向下传递以触发感应单元160发出触发信号T,触发信号T较佳作为操作按键结构100以输入相应的字元或指令的感应信号。
[0052]再者,感应单元160的感应线路较佳为对应于力传导单元150的力传递部分(例如突出部154的底面155)设置,以使
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