按键结构的制作方法

本发明涉及一种按键结构，尤其涉及一种机械式按键结构。

背景技术：

常见的电脑周边输入装置包括滑鼠、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。

接下来说明包含有剪刀式连接元件的键盘中的按键结构的架构。请参阅图1，其为现有按键结构的剖面侧视示意图。现有按键结构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用以承载第二按键帽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之间且分别连接二者。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。

接下来说明现有按键结构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，市面上推出一种机械式按键结构。请参阅图2，其为现有机械式按键结构的结构爆炸示意图。现有机械式按键结构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而与其共同被设置于底座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，使可以与其连接的连动件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，现有机械式按键结构2中，由于推抵件23与连动件24连接，故推抵件23必须设置有限制连动件24移动的限位结构，其将造成推抵件23与连动件24两者的厚度无法缩小，使得机械式按键结构2的体积无法有效地缩小。

因此，需要一种可缩小体积的按键结构。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可缩小体积的按键结构。

于一较佳实施例中，本发明提供一种按键结构，包括一底座、一上盖、一发光元件、一触发件以及一阵列式感应元件。该底座具有一底座开孔，该上盖覆盖于该底座，且该上盖具有一上盖开孔。该发光元件位于该底座的下方，用以输出一光束，使该光束穿过该底座开孔。该触发件设置于该底座以及该上盖之间，用以被触压而相对于该底座移动，该触发件具有一反射部，对应于该底座开孔，用以反射该光束。该阵列式感应元件设置于该底座的下方且对应于该底座开孔，用以依序接收被该反射部反射的该光束而产生多个影像；其中，该阵列式感应元件由多个微型感应元件排列而形成。该控制单元电性连接于该阵列式感应元件，用以根据该多个影像而产生相对应的一压力感测信号。

简言之，本发明按键结构使用阵列式感应元件取代传统的感应元件，其可提升影像的光学解析度，使控制单元得以进行精密的判断而产生相对应的压力感测信号。采用光学触发方式的另一优点在于，按键结构内有限的空间中可不需设置传统的机械触发结构，而可节省空间以缩小体积，以实现按键结构的轻薄化。

附图说明

图1为现有按键结构的结构侧视示意图。

图2为现有机械式按键结构的结构剖面侧视示意图。

图3为本发明按键结构于第一较佳实施例中的结构剖面示意图。

图4为本发明按键结构于第一较佳实施例中被触压的结构剖面示意图。

图5为本发明按键结构于第二较佳实施例中的结构剖面示意图。

图6为本发明按键结构于第三较佳实施例中的结构剖面示意图。

【符号说明】

1、3、4按键结构

2机械式按键结构

11、21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底板

21、31、41、51底座

22、32、42、52上盖

23推抵件

24连动件

25第一弹片

26第二弹片

33、43、53触发件

34、44、58发光元件

35、45、55阵列式感应元件

36、46、56电路板

37、47、57控制单元

48第二发光元件

54阵列式发光元件

121第一框架

122第二框架

241凸出部

251固定部

252弹动部

311底座开孔

321、421、521上盖开孔

331、431、531本体

332、432、532第一连接部

333、433、533第二连接部

334、434、534反射部

335、435、535弹性元件

351微型感应元件

411、511第一底座开孔

412、512第二底座开孔

413隔绝壁

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

b光束

b1第一光束

b2第二光束

具体实施方式

本发明提供一种可缩小体积的按键结构，以解决现有技术问题。请参阅图3，其为本发明按键结构于第一较佳实施例中的结构剖面示意图。按键结构3包括底座31、上盖32、触发件33、发光元件34、阵列式感应元件35、电路板36以及控制单元37。底座31具有底座开孔311，其设置于底座31的底部，上盖32覆盖于底座31，且上盖32具有上盖开孔321。发光元件34位于底座31的下方且设置于电路板36的上表面上，发光元件34对应于底座开孔311，而其功能为输出光束b，使光束b穿过底座开孔311。触发件33设置于底座31以及上盖32之间，其可被触压而相对于底座31移动。阵列式感应元件35设置于底座31的下方且对应于底座开孔311，其功能为依序接收光束b而产生多个影像，其中，阵列式感应元件35由多个微型感应元件351排列为阵列形式而形成。

控制单元37设置于电路板36的上表面上且电性连接于该阵列式感应元件35，其功能为可根据所接收到的多个影像而产生相对应的压力感测信号。电路板36设置于底座31的下方，其可承载发光元件34、阵列式感应元件35以及控制单元36于其上。于本较佳实施例中，发光元件34为发光二极体，控制单元37为微处理器，而电路板36可采用印刷电路板(pcb)或软性电路板(fpc)。

接下来说明触发件33的结构。图3中，触发件33包括本体331、第一连接部332、第二连接部333、反射部334以及弹性元件335。本体331可相对于底座31移动，第一连接部331设置于本体331的第一端上且穿过上盖开孔321，其可与按键帽(未显示于图中)连接。第二连接部333设置于本体331的第二端上，反射部334由本体331往外延伸而形成且对应于底座开孔311，反射部334的功能为可反射光束b。弹性元件335套设于第二连接部333上且与底座31接触，其可提供一弹性力，使本体331可相对于底座31移动而复位。于本较佳实施例中，反射部334为反射镜，且反射部334的反射表面为平面，弹性元件335为螺旋弹簧，而本体331、第一连接部332、第二连接部333以及反射部334为一体成型，其中反射部334通过双料射出技术而成型。其仅为例示之用而非以此为限。于另一较佳实施例中，第一连接部、第二连接部以及反射部亦可以组装方式分别与本体结合。

接下来说明使用者触压本发明按键结构3的运作情形，请同时参阅图3以及图4，图4为本发明按键结构于第一较佳实施例中被触压的结构剖面示意图。首先，发光元件34开始输出光束b，且光束b穿过底座开孔311而投射至反射部334，反射部334反射光束b，使阵列式感应元件35接收到光束b，以产生反射部334未被触压时的影像。当使用者触压按键帽时，按键帽受力而往下推抵与其连接的触发件33，使触发件33随着按键帽相对于底座31往下移动。于触发件33往下移动的过程中，发光元件34持续输出光束b，且光束b经过反射部334而被阵列式感应元件35接收，以产生反射部334被触压时的影像。接下来，控制单元37比较多个所述影像的差异而判断反射部334的移动速度，且根据反射部334的移动速度产生相对应的压力感测信号。

最后，当使用者停止触压按键帽时，按键帽不再受力而停止触压触发件33，使得被压缩的弹性元件335因应其弹性而恢复原状，同时提供往上的弹性恢复力予第二连接部333，按键帽因此被推回未触压之前的位置，以实现按键结构3的复位。

需特别说明的是，控制单元37预设有使用者轻压按键结构3时所对应的预设轻压资料以及预设有使用者重压按键结构3时所对应的预设重压资料，例如：当控制单元37比较多个影像的差异时，判断每一影像发生的差异较小，其表示反射部334的移动速度较慢，故可判断为使用者轻压按键结构3。反之，当控制单元37判断每一影像发生的差异较大时，则表示反射部334的移动速度较快，而判断使用者重压按键结构。通过上述判断而可输出对应于轻压或重压的压力感测信号。因此，本发明按键结构3可通过光学方式实现按键的触发，且不受机械结构的限制，而可具有较小的体积。

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5，其为本发明按键结构于第二较佳实施例中的结构剖面示意图。按键结构4包括按键帽(未显示于图中)、底座41、上盖42、触发件43、可产生第一光束b1的第一发光元件44、阵列式感应元件45、电路板46、控制单元47以及第二发光元件48，且上盖42具有上盖开孔421。而触发件43包括本体431、第一连接部432、第二连接部433、反射部434以及弹性元件435。按键结构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。本较佳实施例的按键结构4与前述较佳实施例的不同之处有三，第一，按键结构4还包括有第二发光元件48，第二，因应第二发光元件48的设置，底座41以及触发件43的结构亦有相对应的改变。第三，反射部434的结构。

图5中，第二发光元件48设置于电路板46的上表面上，其可第二光束b2，且第二光束b2投射经过触发件43，使按键帽发光。另一方面，底座41包括第一底座开孔411、第二底座开孔412以及隔绝壁413，皆设置于底座41的底部。其中，第一底座开孔411对应于第一发光元件44以及阵列式感应元件45，而第二底座开孔412则对应于第二发光元件48，使得第二发光元件48所产生的第二光束b2可穿过第二底座开孔412，以投射至触发件43。隔绝壁413设置于底座41的底部且位于第一发光元件44以及第二发光元件48之间，其可阻挡第一光束b1以及第二光束b2，而避免第一光束b1以及第二光束b2混合，换言之，隔绝壁413可分隔第一光束b1以及第二光束b2，而避免该两者互相影响。

于本较佳实施例中，第二发光元件48亦为发光二极体，而本体431、第一连接部432以及第二连接部433以透光材料或导光材料所制成，使得第二光束b2得以通过触发件43。图5可看出反射部434的反射表面为曲面，但非以此为限，实际上，反射部可因应需求而将其反射表面设计为斜面，抑或是，于反射表面上设置多个微结构，以达成所需要的反射效果。

需特别说明的有二，第一，反射部并非限定采用反射镜，亦可于本体往外伸出所形成的结构上以涂层或镀膜方式设置高反射层于其上，即可形成反射表面。第二，设置于电路板的上表面上的第一发光元件、阵列式感应元件、电路板以及第二发光元件亦可设置于电路板的下方，但仍需电性连接于电路板，其中，电路板必须设置相对应的开孔，以供第一发光元件所产生的第一光束以及第二发光元件所产生的第二光束穿过之。

综言之，本较佳实施例的按键结构4可利用触发件43、第一发光元件44以及阵列式感应元件45实现触发按键的运作，其运作情形如前述较佳实施例所述，故不再赘述。另外，还可通过第二发光元件48以及可透光或可导光的触发件44，使按键结构具有发光效果，以满足使用者对于发光按键的需求。

此外，本发明还提供与上述不同作法的第三较佳实施例。请参阅图6，其为本发明按键结构于第三较佳实施例中的结构剖面示意图。按键结构5包括按键帽(未显示于图中)、底座51、上盖52、触发件53、阵列式发光元件54、阵列式感应元件55、电路板56、控制单元57以及发光元件58，且上盖52具有上盖开孔521，底座51包括第一底座开孔511以及第二底座开孔512。而触发件53包括本体531、第一连接部532、第二连接部533、反射部534以及弹性元件535。按键结构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。本较佳实施例的按键结构4与前述第二较佳实施例的不同之处有二，第一，本较佳实施例以阵列式发光元件54取代发光元件，第二，底座51不需设置隔绝壁。

本较佳实施例的按键结构5可利用触发件53、阵列式发光元件54以及阵列式感应元件55实现触发按键的运作，其运作情形如前述较佳实施例所述，故不再赘述。其中，由于采用以多个微型发光元件541排列为阵列的阵列式发光元件54，使得阵列式感应元件55所产生的影像的解析度较高，故控制单元可进行更精密的判断，而产生较多阶段的压力感测信号。换言之，本发明按键结构5的压力感测功能更加丰富。

其次，本较佳实施例中的阵列式发光元件54可产生第一光束b1，且第一光束b1的波长为第一波长，而发光元件58产生的第二光束b2的波长为第二波长，且第一波长与第二波长不同。因此，即使第一光束b1与第二光束b2混合亦不互相影响，故本较佳实施例的按键结构5可不需设置隔绝壁。

根据上述可知，本发明按键结构使用光学方式触发按键，以产生多功能的压力感测信号。其中，以阵列式感应元件取代传统的感应元件，其可提升影像的光学解析度，使控制单元得以进行精密的判断而产生相对应的压力感测信号。采用光学触发方式的另一优点在于，按键结构内有限的空间中可不需设置传统的机械触发结构，而可节省空间以缩小体积，亦即可实现按键结构的轻薄化，而解决现有技术的问题。

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权利要求，因此凡其它未脱离本发明所公开的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本案的权利要求内。