CN103779121B - 薄型压力式按键结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄型压力式按键结构包含弹性导电体，弹性导电体外表具有凸出图形，凸出图形以弹性导电体的中心点呈对称式的层状排列；及导电层，设于弹性导电体之下，导电层表面设有导电物质，导电物质具有图形，该凸出图形与该图形具有多个导电路径；凸出图形的内层至导电层的距离小于凸出图形的外层至导电层的距离；施力于弹性导电体而产生一施力值，施力值所产生的位移量未达到设定值时，弹性导电体与导电层形成断路，而施力值所产生的位移量大于设定值时，弹性导电体与导电层则依所按压所产生的位移量的大小，阶段式地导通不同的导电路径。

Description

薄型压力式按键结构

技术领域

本发明是关于一种薄型压力式按键结构，具体言之，特别是有关于一种具有感测按键力道的薄型压力式按键结构。

背景技术

目前携带式平板电脑普及，在输入接口及使用者习惯也有所改变，其输入方式多使用电容式荧幕兼做文字输入，但在使用便利性仍不及现今的笔记本电脑所使用的剪刀脚式结构键盘方便，其拥有手掌轻放按键上而不触发的特性及快速按压反应，更是电容式键盘难以克服的问题，但在剪刀脚式键盘应用于平板式电脑在重量及厚度上仍然无法满足平板的轻薄易携性；然而电容式键盘虽然得以实现较为薄型化的设计，但在使用方面，无法提供使用者较佳的按压触感，且在预压行为时，亦即使用者将手指静置于电容是键盘表面时，容易发生误触，故现有技术在实际应用上仍存在有缺陷，而有待改善。

本发明为解决上述缺点，改以使用碳膜按键对应阶段式触发结构，以提供使用者在使用键盘时，能有预压行为而不造成触发，并通过阶段式触发阻抗变化，检测使用者按压力道与速度，进而增加键盘输入的功能性，另外，通过弹性体构造上的设计，让使用者于按压时，针对各个阶段的触发有明确的按压触感，并精简键盘架构而达成轻量化、薄型化设计。

发明内容

有鉴于上述现有技术的问题，本发明提供一种薄型压力式按键结构，其包含弹性导电体与导电层，当该弹性导电体被按压而产生一施力值，该施力值未达到一设定值时，该弹性导电体与该导电层形成断路，而该施力值大于该设定值时，该弹性导电体与该导电层则依按压时产生的向下位移量，以导通不同的导电路径呈现阶段式导通。

达到上述目的的薄型压力式按键结构，包含：一弹性导电体，该弹性导电体下表面具有一凸出图形，该凸出图形以该弹性导电体的中心点呈对称式的层状排列；以及一导电层，设于该弹性导电体之下，该导电层上面设有一导电物质，且该导电物质具有一图形，且该弹性导电体的凸出图形与该导电层的图形具有多个导电路径；该凸出图形的内层至该导电层的距离小于该凸出图形的外层至该导电层的距离；其中，施力于该弹性导电体而产生一施力值，该施力值产生的位移量未达到一设定值时，该弹性导电体与该导电层形成断路，而该施力值产生的位移量大于该设定值时，该弹性导电体与该导电层则依所按压所产生的位移量的大小，以阶段式地导通不同的导电路径。

较佳地，该弹性导电体是一碳黑橡胶且呈一圆弧形体，该弹性导电体的凸出图形包含多个同心圆及同心圆沟槽。

较佳地，该导电层可为一印刷电路板或由一聚酯薄膜与该导电物质组成，该导电物质可用印刷方式将其印于该聚酯薄膜表面，该导电物质可为银浆或碳膜。

较佳地，该导电层的导电物质的图形为两个以上的独立图形。

较佳地，该弹性导电体上方设有一键帽。

较佳地，该键帽与该弹性导电体之间具有一空间。

较佳地，该键帽与该弹性导电体是以双模射出或模内射出成形制成。

达到上述另一目的的薄型压力式按键结构，包含：一弹性体，该弹性体外表具有一凸出图形，该凸出图形以该弹性体的中心点呈对称式的层状排列；一第一导电层，设于该弹性体之下，该第一导电层下面设有一第一导电物质，该第一导电物质为两个以上的独立图形；一间隔层，设于该第一导电层的下并具有一孔洞以相应该弹性体与该第一导电层的第一导电物质；以及一第二导电层，设于该间隔层之下，并且其上设有一第二导电物质以相应该第一导电层的第一导电物质，该第二导电物质为单一独立图形；该凸出图形的内层至该第一导电层的距离小于该凸出图形的外层至该第一导电层的距离；其中，当施不同的力量予该弹性体时，该第一导电层的第一导电物质与该第二导电层的第二导电物质会有不同的接触面积，通过按压时产生的位移量而转换成对应电压阻抗变化值。

较佳地，该弹性体是一橡胶且呈一圆弧形体，该弹性体的凸出图形包含多个同心圆及同心圆沟槽。

较佳地，该第一导电层由一聚酯薄膜与该第一导电物质组成，该第一导电物质可用印刷方式将其印于该聚酯薄膜表面，该第一导电物质可为银浆或碳膜。

较佳地，该间隔层为一聚酯薄膜，用以控制该第一导电层与该第二导电层的间距。

较佳地，该第二导电层由一聚酯薄膜与该第二导电物质组成，该第二导电物质可为碳黑橡胶。

较佳地，该弹性体上方设有一键帽。

较佳地，该键帽与该弹性体之间具有一空间。

较佳地，该键帽与该弹性体是以双模射出或模内射出成形制成。

本发明实施例使用碳膜按键对应阶段式触发结构，以提供使用者在使用键盘时，能有预压行为而不造成触发，并通过阶段式触发阻抗变化，检测使用者按压力道与速度，进而增加键盘输入的功能性，另外，通过弹性体构造上的设计，让使用者于按压时，针对各个阶段的触发有明确的按压触感，并精简键盘架构而达成轻量化、薄型化设计。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1A显示本发明薄型压力式按键结构第一实施例上视的立体分解图。

图1B显示本发明薄型压力式按键结构第一实施例的下视立体分解图。

图2显示本发明薄型压力式按键结构第一实施例的侧视图以及该导电物质的图形俯视示意图。

图3A至图3F显示本发明的弹性导电体依不同的施力而被下压并与导电层接触的示意图；图3G显示力与位移量的关系图；图3H显示本发明不同施力时的阻抗变化图。

图4A显示本发明薄型压力式按键结构第二实施例上视的立体分解图。

图4B显示本发明薄型压力式按键结构第二实施例的下视立体分解图。

图5显示本发明薄型压力式按键结构第二实施例的侧视图。

图6显示本发明的键帽的另一种实施例。

附图标号说明：

1、11薄型压力式按键结构

2、12、22键帽

3弹性导电体

4导电层

5导电物质

13、23弹性体

14第一导电层

15第一导电物质

16间隔层

17孔洞

18第二导电层

19第二导电物质

24空间

51、52、151、152图形

具体实施方式

为方便审查员了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，合先叙明。

请参阅图1A与图1B，其分别显示本发明薄型压力式按键结构第一实施例的上视立体分解图与下视立体分解图。在此第一实施例中，本发明薄型压力式按键结构1包含：一键帽2；一弹性导电体3，设于该键帽2之下，该弹性导电体3外表具有一凸出图形，该凸出图形以该弹性导电体3的中心点呈对称式的层状排列；以及一导电层4，设于该弹性导电体3之下，该导电层4上面设有一导电物质5，且该导电物质5具有一图形，且该弹性导电体3的凸出图形与该导电层5的图形具有多个导电路径。该弹性导电体3是一碳黑橡胶，且从外观看起来呈现一圆弧形体，该弹性导电体3的凸出图形包含多个同心圆及同心圆沟槽，愈往圆中心处愈是向外凸出，因此，该凸出图形的内层至该导电层5的距离小于该凸出图形的外层至该导电层5的距离。该导电层4可为一印刷电路板(PCB)或由一聚酯薄膜(PET)与该导电物质5组成，该导电物质5可用印刷方式将其印于该聚酯薄膜表面，该导电物质5可为银浆或碳膜。又该导电物质5的图形为两个以上的独立图形：即图形51与图形52，其中该图形51的右侧为一C字形状，而该图形51的左侧为一字形；该图形52为一反C字形状与一字形相互交叉形成，其中该图形52的反C字形状包围着该图形51的C字形状。

请参阅图2，其显示本发明薄型压力式按键结构第一实施例的侧视图以及该导电物质的图形俯视示意图。该导电物质5的图形52最里面的小圆为L1，该图形51的C字形状为L2，而该图形52的反C字形状为L3。施力于该键帽2而产生一施力值(F)，该施力值所产生的位移量未达到一设定值时，该弹性导电体3与该导电层4形成断路，而该施力值所产生的位移量大于该设定值时，该弹性导电体3与该导电层4则依所按压的施力值的大小，阶段式地导通不同的导电路径。详细说明如下：

在本实施例中，未按压该键帽2时，该弹性导电体3与该导电物质5的中心点L1是互相抵接的，但由于L1、L2与L3为不连通，该弹性导电体3与该导电层4形成一断路。当该键帽2被按压而产生一位移量时，该弹性导电体3接触到该导电层4上面的该导电物质5，也就是该弹性导电体3接触到L1与L2，该图形51与该图形52导通。再者，当该键帽2被按压而产生一更大位移量时(亦即该键帽2被按压地更往下沉)，该弹性导电体3接触到该导电层4上面的该导电物质5，也就是该弹性导电体3接触到L1、L2与L3，该图形51与该图形52导通。施予不同的力量于该键帽2时，该弹性导电体3与该导电层4的导电物质5会因不同的位移量而导致不同的接触面积，即该图形51与该图形52之间会产生不同的阻抗，此时将可通过量测此阻抗(电压)来判断按键的状态。

请参阅图3A至图3H，其中的图3A至图3F显示本发明的弹性导电体依不同的施力被下压，产生不同位移量而与导电层接触的示意图，图3G显示力与位移量的关系图，而图3H显示本发明的不同施力时位移量与阻抗的变化图，并配合参阅图2。Z0代表此时未对该键帽2的弹性导电体3施力，因此未产生向下位移，该弹性导电体3未同时接触在该导电层4上的L1、L2与L3，故L1、L2与L3为不连通，该弹性导电体3与该导电层4形成一断路。当施予给该键帽2一轻压的力，但是此施力所产生的位移量Z1仍未达设定值时，此时L1、L2与L3仍然为不连通，该弹性导电体3与该导电层4仍然形成一断路。而位移量Z2恰好达到位移量的设定值，则该弹性导电体3同时接触在该导电层4上的L1与L2，此时L1与L2导通，阻抗开始急遽变化(可视为第一阶段触发)。当位移量为Z3时，其代表着该弹性导电体3在该导电层4上的L2接触面积改变。当位移量为Z4时，其代表着该弹性导电体3在该导电层4上的L1与L2的区域完全接触，且该弹性导电体3同时接触在该导电层4上的L1、L2与L3，此时L1、L2与L3导通，阻抗开始另一个急遽变化(可视为第二阶段触发)。当位移量Z5时，该弹性导电体3在该导电层4上的L3接触面积改变。另请参阅图3H，位移量于Z2及Z4时，由于该弹性导电体3的凸出图形结构因按压产生变形崩溃，而使所需按压力量降低，因而得以让使用者于按压时感受到不同触发段落的触感。

请参阅图4A与图4B，其分别显示本发明薄型压力式按键结构第二实施例的上视立体分解图与下视立体分解图。在此第二实施例中，本发明薄型压力式按键结构11包含一键帽12；一弹性体13，设于该键帽12之下，该弹性体13外表具有一凸出图形，该凸出图形以该弹性体13的中心点呈对称式的层状排列；一第一导电层14，设于该弹性体13之下，该第一导电层14下面设有一第一导电物质15，该第一导电物质15为两个以上的独立图形；一间隔层16，设于该第一导电层14的下并具有一孔洞17以相应该弹性体13与该第一导电层14的第一导电物质15；以及一第二导电层18，设于该间隔层16之下，并且其上设有一第二导电物质19以相应该第一导电层14的第一导电物质15，该第二导电物质19为单一独立图形。

该弹性体13是一橡胶，且从外观看起来呈现一圆弧形体，该弹性体13的凸出图形包含多个同心圆及同心圆沟槽，愈往圆中心处愈是向外凸出，因此，该凸出图形的内层至该第一导电层14的距离小于该凸出图形的外层至该第一导电层14的距离。该第一导电层14由一聚酯薄膜(PET)与该第一导电物质15组成，该第一导电物质15可用印刷方式将其印于该聚酯薄膜表面，该第一导电物质15可为银浆或碳膜。又该导电物质15的图形为两个以上的独立图形：即图形151与图形152，其中该图形151的右侧为一C字形状，而该图形151的左侧为一字形；该图形152为一反C字形状与一字形相互交叉形成，其中该图形152的反C字形状包围着该图形151的C字形状。较佳地，该间隔层16为一聚酯薄膜，用以控制该第一导电层14与该第二导电层18的间距。该第二导电层18由一聚酯薄膜(PET)与该第二导电物质19组成，该第二导电物质19可为碳黑橡胶。

图5显示本发明薄型压力式按键结构第二实施例的侧视图。在第二实施例中，当施不同的力量予该键帽12时，该弹性体13会下压该第一导电层14，之后该第一导电层14的第一导电物质15亦会向下移动，并且穿过该间隔层16的孔洞17，而与该第二导电层18的第二导电物质19接触。其中，随着施予力量的大小而产生不同的位移量，该第一导电层14的第一导电物质15与该第二导电层18的第二导电物质19就会有不同大小的接触面积，而也就是因为如此，便会有不同的电压阻抗，所以通过不同的施力大小所产生的位移量可转换成对应电压阻抗变化值。

请参阅图6，其显示本发明的键帽的另一种实施例。在上面所述的第一实施例的该键帽2与该弹性导电体3之间为实体结合而不具有空间。上面所述的第二实施例的该键帽12与弹性体13之间为实体结合而不具有空间。然而，值得一提的是，本发明的另一种实施例可为：一键帽22与一弹性体23之间为部分结合，亦即该键帽22与该弹性体23之间具有一空间24。上面所述的任一实施例的键帽及弹性导电体(弹性体)可为两个独立元件，以嵌合、卡合或粘合等方式使的相互连结，或可利用模内射出、双模射出等成形技术进行制造。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求范围中。

Claims (14)

1.一种薄型压力式按键结构，其特征在于，包含：

一弹性导电体，所述弹性导电体为一碳黑橡胶且呈一圆弧形体，所述弹性导电体外表具有一凸出图形，所述凸出图形包含多个同心圆及同心圆沟槽，所述凸出图形以所述弹性导电体的中心点呈对称式的层状排列；以及

一导电层，设于所述弹性导电体之下，所述导电层表面有一导电物质，且所述导电物质具有一图形，且所述弹性导电体的凸出图形与所述导电层的图形具有多个导电路径；其中，所述导电物质的图形为两个以上的独立图形：第一独立图形与第二独立图形，其中所述第一独立图形的右侧为一C字形状，第一独立图形的左侧为一字形；所述第二独立图形为一反C字形状与一字形相互交叉形成，其中第二独立图形的反C字形状包围着所述第一独立图形的C字形状；

所述凸出图形的内层至所述导电层的距离小于所述凸出图形的外层至所述导电层的距离；

其中，施力于所述弹性导电体而产生一施力值，所述施力值所产生的位移量未达到一设定值时，所述弹性导电体与所述导电层形成断路，而所述施力值所产生的位移量大于所述设定值时，所述弹性导电体与所述导电层则依所按压所产生的位移量的大小，阶段式地导通不同的导电路径。

2.如权利要求1所述的薄型压力式按键结构，其特征在于，所述导电层为一印刷电路板或由一聚酯薄膜与所述导电物质组成，所述导电物质用印刷方式将其印于所述聚酯薄膜表面，所述导电物质为银浆或碳膜。

3.如权利要求1所述的薄型压力式按键结构，其特征在于，所述导电层的导电物质的图形为两个以上的独立图形。

4.如权利要求1所述的薄型压力式按键结构，其特征在于，所述弹性导电体上方设有一键帽。

5.如权利要求4所述的薄型压力式按键结构，其特征在于，所述键帽与所述弹性导电体之间具有一空间。

6.如权利要求4所述的薄型压力式按键结构，其特征在于，所述键帽与所述弹性导电体是以双模射出或模内射出成形制成。

7.一种薄型压力式按键结构，其特征在于，包含：

一弹性体，所述弹性体外表具有一凸出图形，所述凸出图形以所述弹性体的中心点呈对称式的层状排列；

一第一导电层，设于所述弹性体之下，所述第一导电层下面设有一第一导电物质，所述第一导电物质为两个以上的独立图形；

一间隔层，设于所述第一导电层之下并具有一孔洞以相应所述弹性体与所述第一导电层的第一导电物质；以及

一第二导电层，设于所述间隔层之下，并且其上设有一第二导电物质以相应所述第一导电层的第一导电物质，所述第二导电物质为单一独立图形；

所述凸出图形的内层至所述第一导电层的距离小于所述凸出图形的外层至所述第一导电层的距离；

其中，当施不同的力量予所述弹性体时，所述第一导电层的第一导电物质与所述第二导电层的第二导电物质会有不同的接触面积，通过按压时产生的位移量而转换成对应电压阻抗变化值。

8.如权利要求7所述的薄型压力式按键结构，其特征在于，所述弹性体是一橡胶且呈一圆弧形体，所述弹性体的凸出图形包含多个同心圆及同心圆沟槽。

9.如权利要求7所述的薄型压力式按键结构，其特征在于，所述第一导电层由一聚酯薄膜与所述第一导电物质组成，所述第一导电物质用印刷方式将其印于所述聚酯薄膜表面，所述第一导电物质为银浆或碳膜。

10.如权利要求7所述的薄型压力式按键结构，其特征在于，所述间隔层为一聚酯薄膜，用以控制所述第一导电层与所述第二导电层的间距。

11.如权利要求7所述的薄型压力式按键结构，其特征在于，所述第二导电层由一聚酯薄膜与所述第二导电物质组成，所述第二导电物质为碳黑橡胶。

12.如权利要求7所述的薄型压力式按键结构，其特征在于，所述弹性体上方设有一键帽。

13.如权利要求12所述的薄型压力式按键结构，其特征在于，所述键帽与所述弹性体之间具有一空间。

14.如权利要求12所述的薄型压力式按键结构，其特征在于，所述键帽与所述弹性体是以双模射出或模内射出成形制成。