CN101212217A - 光电键盘的光路分布 - Google Patents

Abstract

本发明的一种光电键盘的光路分布，包括机壳、按键、按键弹圈、主控板；其特征是：主键区内采用与Z键、S键、E键、4键或Z键、S键、E键、4键的按键反射块1分别反射行光源10，所形成的反射光路27向上指向同一上接收器8，其余各键的按键反射块1的反射方向与Z键、S键、E键、4键或Z键、S键、E键、4键的按键反射块1的反射方向分别相同；在各按键3的下表面的下部有远离行光源10的竖直向下的按键延伸柱25；在按键延伸柱25末端固定安装有穿过延伸柱贯穿孔24处于列光槽9、行光槽12的交汇空间附近的按键反射块1。本发明具有结构紧凑、生产工艺简单，减少列光电转换电路数量，使用光电元件数量小，反射光传播效率高，光在传播、反射过程中不会因散射、漫反射干扰靠近行光源的或相邻的列光电转换器，提供了复合键彻底解决方案，其具有结构紧凑简单，生产成本低，易组织批量生产的特点。

Description

光电键盘的光路分布

技术领域

本发明涉及的一种光电键盘的光路分布，是一种在保证计算机键盘各按键分布不变的前提下，通过合理布置按键的键反射面，使反射光路钭向向上、向下的结构设计。

技术背景

由于目前的计算机键盘的按键在主键区，从便于操作考虑，各列按键均采用错位布置，当采用同一行的按键的反射面分别与行光源对应；在按键按下时按键的反射面反射行光源所形成的反射光路指向列光电转换器的方案时，怎样尽可能使每行都有一个按键，在其按下时所形成的反射光路指向同一个列光电转换器以优化列数达到减少列光电转换电路数量的目的，同时怎样使按键的反射面在按键按下时，反射行光源至列光电转换时，使反射光直线传播以减少能量损失，怎样使光在传播、反射过程中不会因散射、漫反射干扰靠近行光源的或相邻的列光电转换，怎样解决各复合键如Shift键、Ctrl键、CapsLock键与其余各键组合按下时检测的实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

主键区内可采用Z键、S键、E键、4键的按键反射块1分别反射行光源10，所形成的反射光路27向上指向同一上接收器8，其余各键的按键反射块1的反射方向与Z键、S键、E键、4键的按键反射块1的反射方向分别相同；主键区内也可采用Z键、A键、Q键、1键的按键反射块1分别反射行光源10，所形成的反射光路27向上指向同一上接收器8，主键区其余各键的按键反射块1反射方向与Z键、A键、Q键、1键的按键反射块1反射方向分别相同；主键区以外的竖直排列的每列的各按键3的按键反射块1，分别反射行光源10所形成的反射光路25，向上指向同一接收器8。

在各按键3的下表面的下部有远离行光源10的竖直向下的按键延伸柱25；在按键延伸柱25末端固定安装有穿过延伸柱贯穿孔24处于列光槽9、行光槽12的交汇空间附近的按键反射块1；延伸柱贯穿孔24贯穿靠近每个按键凸台导向体21附近的键区下凹底板5。

由若干隔光扳6将按键3下方分隔成纵横交错的列光槽9、行光槽12；在其一端固定有分别与各按键反射块1对应的行光源10的行光槽12左右贯通，在列光槽9的上端固定安装有上接收器8，各按键反射块1处于纵横交错的列光槽9、行光槽12的交汇处附近，在主键区内列光槽9向上钭向行光源10，按键反射块1反射行光源10分别在列光槽9内形成反射光路27。

复合键Shift键、Ctrl键、CapsLock键、Internt键的按键反射块1可以是向下反射光至下接收器14；也可是位于导光光纤40与接收器41传输光路之间。

若干导光光纤40的一端集束与光源39对应，其另一端分别与各复合键的按键反射块1相对应，在其按键反射块1另一面有接收器41与导光光纤40对应。

当行光源10处于左右贯通的行光槽12的右端时，其主键区隔光扳6向右倾钭与发射光路13的夹角56度-60度；主键区以外的键区隔光扳6与发射光路13的夹角约82度--90度；当行光源10处于左右贯通的行光槽12的左端时，其主键区隔光扳6向左倾钭与发射光路13的夹角66度--74度；主键区以外的键区隔光扳6与发射光路13的夹角约82度--90度。

上接收器8、下接收器14、行接收器19、接收器4可以是光敏传感器及其电路组成；也可以是由分光器44、光敏传感器及其电路组成。

分光器44由若干光纤42组成，其将按键反射块1的反射光，在光纤42内分光形成的一个或多个分光光路45的末端分别与各abc接收器43对应；同一列反射光路27的按键反射块1反射的光经分光器44后其分光光路45与各abc接收器43的对应排列关系相同；不同列反射光路27的按键反射块1反射的光经分光器44后其分光光路45与各abc接收器43的对应排列关系不相同，同一行的按键反射块1与行光源10分别相对应。

在左右贯通的行光槽12的一端固定安装有行光源10，在其另一端固定安装有行接收器19。

主键区内采用与Z键、S键、E键、4键或Z键、S键、E键、4键的按键反射块1分别反射行光源10，所形成的反射光路27向上指向同一上接收器8，其余各键的按键反射块1的反射方向与Z键、S键、E键、4键或Z键、S键、E键、4键的按键反射块1的反射方向分别相同；在各按键3的下表面的下部有远离行光源10的竖直向下的按键延伸柱25 ；在按键延伸柱25末端固定安装有穿过延伸柱贯穿孔24处于列光槽9、行光槽12的交汇空间附近的按键反射块1。本发明具有结构简单、生产工艺简单，减少列光电转换电路数量，使用光电元件数量小，反射光传播效率高，光在传播、反射过程中不会因散射、漫反射干扰靠近行光源的或相邻的列光电转换器，提供了复合键彻府解决方案，其具有结构紧凑简单，生产成本低，易组织批量生产的特点。

附图说明

图1是本发明的主视图

图2是图1的府视图

图3是图2的B-B剖视图

图4是图2的C-C剖视图

图5是图1的D-D剖旋转视图

图6是图3的的局部放大图

图7是本发明的复合键的另一结构图

图8是本发明的有分光器的接收器结构图

图9是本发明光槽的另一种分布图

图10是本发明光槽的漫反射光路图

具体实施方式

实施例1

参见图1、2、3本发明由按键3、键盘上盖2、键盘底座4；由隔光扳6、键盘底座底板15构成的列光槽9、行光槽12、由分别位于行光槽12、列光槽9一端的行光源10、上接收器8以及按键反射块1等构成。

参见图2、3行光源10处于键盘的右端，键盘底座4呈下凹状，其键盘底座底板15呈长形的边缘有竖直的围板，在键盘底座底板15的上表面有由若干竖直的隔光扳6分隔，分别构成行光槽12、列光槽9；在主键区隔光扳6向上倾钭钭向行光源10，隔光扳6与发射光路13夹角约成55度--61度，但以呈58度为最佳。主键区以外的键区(即键盘底座底板15的右部的键区)的隔光扳6与发射光路13的夹角约81度--96度，但以呈86度为最佳，在键盘底座底板15的右部即行光槽12的右端，有聚光反射板11围成的有行光源10的发射区，行光源10分别固定安装在反射板11呈喇叭口状的底部中央，应使行光源10的发射光路13的发射轴线与键盘底座底板15平行并与行光槽12的中线重合。在键盘底座底板15的上部有由聚光板7围成的有上接收器8的接收区，上接收器8分别固定安装在聚光板7呈喇叭口状的底部中央，应使上接收器8接收轴线与键盘底座底板15平行。在键盘底座底板15的下部有由下隔板16围成的接收区，下接收器14分别固定安装在下隔板16上，并分别与各复合键(Alt键、Ctrl键、Shift键、CapsLock键等)的按键反射块1相对应。

参见图5呈通常的按键形状的按键3在其底部中央附近有通常的按键导向体23，呈通常的键盘形状的键盘上盖2其键区呈下凹状，在其下凹底板5上有若干呈通常的键盘形状的凸台导向体21，凸台导向体21呈下凹的形状，其一部分位下于凹底板5的上表面上部，其另一部分延伸至下凹底板5的下表面的下部，其呈下凹的状的空腔内安装有按键弹圈22，按键弹圈22底面放置在呈下凹的状的空腔的底面的凸台下凹板26的上表面，凸台下凹板26处于低于下凹底板5的位置，按键3上的按键导向体23的外表面与下凹底板5上的凸台导向体21的内表面滑动配合，按键弹圈22的上表面与按键导向体23的下端面配合，在按键弹圈22弹力作用下，键导向体23上的通常的弹力卡钩(图中未表示)，被压在凸台导向体20上通常的台阶上(图中未表示)而不至于脱离凸台导向体21，整个按键3被抬起。

参见图1、5在按键3下表面的下部远离行光源10的附近(即图1所示靠近按键3左下角的下表面)，有竖直向下的按键延伸柱25，在按键延伸柱25末端固定安装有按键反射块1，在靠近每个凸台导向体21的左下角附近的下凹底板5上都有一个贯穿其板面的延伸柱贯穿孔24，按键延伸柱25穿过延伸柱贯穿孔24位于下凹底板5下表面。应使按键反射块1的下端面不超过凸台下凹底板24的下表面。

参见图4应使键盘的每个按键3的各键反射块1处于列光槽9、行光槽12的交汇空间，各键反射块1的竖直面分别与行光源10、上接收器8、下接收器14相对应。

参见图4、6主键区内错位不规则排列的各键，应使F4键的键F4反射块31、4键的键4反射块32、E键的键E反射块33、S键的键S反射块34、Z键的键Z反射块35处于同一X17列光槽9内；F5键、5键、R键、D键、X键各键的按键反射块1处于同一X18列光槽9内；F6键、6键、T键、F键、C键处于同一X19列光槽9内……。

按键3按下时应使主键区内可采用Z键、S键、E键、4键的按键反射块1分别反射行光源10，所形成的反射光路27向上指向同一上接收器8，主键区内其它各键的按键反射块1的反射方向与Z键、S键、E键、4键的按键反射块1的反射方向分别相同。

参见图1、4、6主键区以外规则竖直排列的各键，应使每一竖列的各按键3的按键反射块1处于处于同一列光槽9内。

应使主键区以外的键区的按键3按下时，都与键-反射块28、键+反射块29、键Enter反射块30其反射光路27分别指向上接收器8的方式相同。

参见图1、4、6应使各复合键(Alt键、Ctrl键、Shift键、CapsLock键等)的按键反射块1其反射光路27分别指向下接收器14。

上接收器8、下接收器14、行光源10与主控板(图中来表示)电气连接上接收器8、下接收器14由通常的光电转换电路如由光敏传感器及放大电路组成。

参见图3、4行光源10沿发射光路13发射光，发射光沿在键盘底座底板15的上表面，有由若干竖直的隔光扳6分隔构成的行光槽12内向前传播，

参见图10由于行光源10的散射，位于行光源10轴线附近的光向前沿发射光路13传播，远离行光源10轴线的光一部分被隔光扳6阻挡，另一部分由于隔光扳6与发射光路13的夹角小于90度，远离行光源10轴线的光被钭向向下反射，从而避免了行光源10的散射对上接收器8的干扰。当在某一列有反射光路27形成时，隔光扳6约束反射光在列光槽9内传播，阻隔了因光的散射而干扰附近列的上接收器8。

参见图5、6当主键区的按键3按下时，按键3上的按键导向体23克服按键弹圈22的弹力，沿按键凸台导向体21的内表面向下滑动，与按键3刚性连接的按键延伸柱25连同按键反射块1也向下移动。按键反射块1伸入列光槽9、行光槽12的交汇空间，反射行光源10沿发射光路13的传播的光，形成指向上接收器8的反射光路27。

参见图1、6以键F4、键4、键E、键S、键Z分别按下为例，与按键3连接的键F4反射块31键4反射块32、键E反射块33、键S反射块34、键Z反射块35分别向下移动，形成分别指向同一上接收器8的反射光路27。

与X0、X1、X2、X3、X4……上接收器8电气连接的主控板(图中来表示)根据X0、X1、X2、X3、X4……上接收器8输入高低电平的位置判断X列键的按下，

参见图1、6当主键区以外的按键3按下时，以键-、键+、键Enter分别按下为例，与按键3连接的键-反射块28、键+反射块29、键Enter反射块30分别向下移动，形成分别指向同一上接收器8的反射光路27。

参见图1、6复合键(Alt键、Ctrl键、Shift键、CapsLock键等)的按键反射块1其反射光路27分别指向下接收器14。

参见图1、6以Alt键、Ctrl键被同时按下及Shift键、B键同时按下为例，在与复合键同处同一行的行光槽12内的并在复合键前的按键反射块1均采用透明材料，当Shift键、B键同时按下时，B键的透明按键反射块1反射行光源10发射的一部分光至上接收器8的同时，另一部分光穿透透明按键反射块1直射到Shift键的按键反射块1上，Shift键的按键反射块1向下反射光线至下接收器14，与上接收器8、下接收器14电气连接的主控板(图中未表示)检测到相应位置的高电平，从而判断Shift键、B键的同时按下，

当Alt键、Ctrl键被同时按下时，透明键Alt按键反射块37反射行光源10发射的一部分光至下接收器14的同时，另一部分光穿透其透明按键反射块1直射到键Ctrl按键反射块38上，键Ctrl按键反射块38向下反射光线至下接收器14，与下接收器14电气连接的主控板(图中未表示)检测到相应位置的高电平，从而判断Alt键、Ctrl键的同时按下。

行键的确定采用扫描检测方式：

与行光源10电气连接的主控板(图中未表示)以几毫秒的频率依秩接通、断开Y0、Y1、Y2 Y3 Y4 Y5行的行光源10，每接通一个行光源10在其发出光信号的同时扫描检测X0、X1、X2、X3、X4……上接收器8有无光信号输入，依秩每接通一行行光源10扫描检测一次，当Y1处的行光源10发出光信号的同时输入电路控制器(图中未表示)扫描检测到上接收器8有高电平输入，输入电路控制器(图中未表示)从而判定Y1行按键3按下。输入电路控制器(图中未表示)根据：X，Y从而确定按键3的座标。

实施例2

参见图9行光源10处于键盘的左端，在主键区隔光扳6向上倾钭钭向行光源10，隔光扳6与发射光路13夹角约成66度--74度，但以呈70度为最佳。

主键区内错位不规则排列的各键，应使F1键、2键、W键、S键、X键各键的按键反射块1处于同一X2列光槽9内；F2键、3键、E键、D键、C键处于同一X3列光槽9内……。

按键3按下时应使主键区内可采用F1键、2键、W键、S键、X键的按键反射块1分别反射行光源10，所形成的反射光路27向上指向同一上接收器8，主键区内其它各键的按键反射块1的反射方向与F1键、2键、W键、S键、X键的按键反射块1的反射方向分别相同。

其余与实施例1同

实施例3

参见图8分光器44由其光输入端按一定的排列分别与按键反射块1对应；其光输出端分别与abc接收器43对应的光纤42组构成，由光纤42组、abc接收器43及其光电转换电路构成有分光器的接收器。光纤42与abc接收器43分别对应，当有键反射光入射光纤42端面时，分光光路45在光纤42的内表面形成。

一根或多根光纤42的一端，可分别固定在与各列的按键反射块1相对应；光纤42的另一端固定后分别与abc接收器43对应。

按键反射块1与abc接收器43的对应关系如下

X0键反射块1--光纤42--a接收器43

X1键反射块1--光纤42-b接收器43

X2键反射块1--光纤42(两根)--a、b接收器43

X键反射块1--光纤42---c接收器43

X4键反射块1--光纤42(两根)--a、c接收器43

X5键反射块1--光纤42(两根)--b、c接收器43

X6键反射块1--光纤42(叁根)----a、b、c接收器43

其余与实施例1同

实施例4

参见图7复合键(Alt键、Ctrl键、Shift键、CapsLock键等)，一组光纤40的一端集束与光源39相对应，其另一端分别与Alt键、Ctrl键、Shift键、CapsLock键等的按键反射块1相对应，在其按键反射块1另一面有接收器41与光纤40对应，接收器41与主控板(图中未表示)电气连接。

当复合键未被按下时，与接收器41相对应的光纤40传播的光被复合键的按键反射块1阻断，与接收器41电气连接的主控板(图中未表示)的接收端呈低电平，当某个复合键被按下时，接收器41接收到光纤40传播的光，与接收器41电气连接的主控板(图中未表示)的接收端的相应位置呈高电平。从而实现复合键的独立检测。与光纤40对应的接收器41也可采用实施例2的有分光器的接收器。

其余与实施例1同

实施例5

参见图3、4、6在左右贯通的行光槽12的一端固定安装有行光源10，在其另一端固定安装有行接收器19，接收器19被固定安装在左隔板20上，接收器19与主控板(图中未表示)电气连接用于检测按键3的按下位置。

当按键3未被按下时，接收器19接收到行光源10发出的光信号，与接收器19电气连接的主控板(图中未表示)的接收端的相应位置呈高电平，

当按键3被按下时，该按键3的键反射块1阻断该行的光，接收器19不能接收到行光源10发出的光信号，与接收器19电气连接的主控板(图中未表示)的接收端呈低电平。接收器19也可采用实施例2的有分光器的接收器。

其余与实施例1同。

Claims (9)

1.本发明的一种光电键盘的光路分布，包括机壳、按键、按键弹圈、主控板；其特征是：主键区内可采用Z键、S键、E键、4键的按键反射块(1)分别反射行光源(10)，所形成的反射光路(27)向上指向同一上接收器(8)，其余各键的按键反射块(1)的反射方向与Z键、S键、E键、4键的按键反射块(1)的反射方向分别相同；主键区内也可采用Z键、A键、Q键、1键的按键反射块(1)分别反射行光源(10)，所形成的反射光路(27)向上指向同一上接收器(8)，主键区其余各键的按键反射块(1)反射方向与Z键、A键、Q键、1键的按键反射块(1)反射方向分别相同；主键区以外的竖直排列的每列的各按键(3)的按键反射块(1)，分别反射行光源(10)所形成的反射光路(25)，向上指向同一接收器(8)。

2.本发明的一种光电键盘的光路分布，包括机壳、按键、按键弹圈、主控板；其特征是：在各按键(3)的下表面的下部有远离行光源(10)的竖直向下的按键延伸柱(25)；在按键延伸柱(25)末端固定安装有穿过延伸柱贯穿孔(24)处于列光槽(9)、行光槽(12)的交汇空间附近的按键反射块(1)；延伸柱贯穿孔(24)贯穿靠近每个按键凸台导向体(21)附近的键区下凹底板(5)。

3.根据权利要求1或2所述的光电键盘的光路分布，其特征在于所说的光电键盘的光路分布：由若干隔光扳(6)将按键(3)下方分隔成纵横交错的列光槽(9)、行光槽(12)；在其一端固定有分别与各按键反射块(1)对应的行光源(10)的行光槽(12)左右贯通，在列光槽(9)的上端固定安装有上接收器(8)，各按键反射块(1)处于纵横交错的列光槽(9)、行光槽(12)的交汇处附近，在主键区内列光槽(9)向上钭向行光源(10)，按键反射块(1)反射行光源(10)分别在列光槽(9)内形成反射光路(27)。

4.根据权利要求1或3所述的光电键盘的光路分布，其特征在于所说的光电键盘的光路分布：复合键Shift键、Ctrl键、CapsLock键、Internt键的按键反射块(1)可以是向下反射光至下接收器(14)；也可是位于导光光纤(40)与接收器(41)传输光路之间。

5.根据权利要求1或3、4所述的光电键盘的光路分布，其特征在于所说的光电键盘的光路分布：若干导光光纤(40)的一端集束与光源(39)对应，其另一端分别与各复合键的按键反射块(1)相对应，在其按键反射块(1)另一面有接收器(41)与导光光纤(40)对应。

6.根据权利要求1或3、4、5所述的光电键盘的光路分布，其特征在于所说的光电键盘的光路分布：

当行光源(10)处于左右贯通的行光槽(12)的右端时，其主键区隔光扳(6)向右倾钭与发射光路(13)的夹角55度--61度；当行光源(10)处于左右贯通的行光槽(12)的左端时，其主键区隔光扳(6)向左倾钭与发射光路(13)的夹角66度--74度；主键区以外的键区隔光扳(6)与发射光路(13)的夹角约81度--96度。

7.根据权利要求1或3、4、5、6所述的光电键盘的光路分布，其特征在于所说的光电键盘的光路分布：上接收器(8)、下接收器(14)、行接收器(19)、接收器(41)可以是光敏传感器及其电路组成；也可以是由分光器(44)、光敏传感器及其电路组成。

8.根据权利要求7所述的光电键盘的光路分布，其特征在于所说的光电键盘的光路分布：分光器(44)由若干光纤(42)组成，其将按键反射块(1)的反射光，在光纤(42)内分光形成的一个或多个分光光路(45)的末端分别与各abc接收器(43)对应；同一列反射光路(27)的按键反射块(1)反射的光经分光器(44)后其分光光路(45)与各abc接收器(43)的对应排列关系相同；不同列反射光路(27)的按键反射块(1)反射的光经分光器(44)后其分光光路(45)与各abc接收器(43)的对应排列关系不相同，同一行的按键反射块(1)与行光源(10)分别相对应。

9.根据权利要求1或3、4、5、6、7所述的光电键盘的光路分布，其特征在于所说的光电键盘的光路分布：在左右贯通的行光槽(12)的一端固定安装有行光源(10)，在其另一端固定安装有行接收器(19)。

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