CN104966636A - 一种分体式光导按键开关及机械键盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体式光导按键开关及机械键盘，所述按键开关包括按键开关本体、设置在PCB板上的光晶体发射装置和光晶体接收装置，按键开关本体包括壳体和设置在壳体上的按柄，光晶体发射装置和光晶体接收装置之间通过第一挡光装置隔开；光晶体发射装置的上方设有第一导光体，光晶体接收装置的上方设有第二导光体；光晶体发射装置发射的光信号，经过第一导光体和第二导光体的传输后回到光晶体接收装置；按柄上设有用于遮挡从第一导光体传输到第二导光体的光信号的第二挡光装置。本发明通过设置导光体，不仅提高了光信号的传输稳定性，而且降低了按键开关的成本和工艺要求，同时大大提高了机械键盘的精度和使用寿命。

Description

一种分体式光导按键开关及机械键盘

技术领域

本发明涉及一种按键开关及机械键盘，尤其是一种分体式光导按键开关及机械键盘，属于机械键盘的研究领域。

背景技术

机械键盘是一种常见的键盘，其每一个按键都有一个单独的开关来控制闭合。机械键盘一直作为一种高端产品的代表，受到越来越多的电脑使用者和游戏玩家的欢迎，一般采用的开关为金属材料接触式的机械按键开关，这种开关是通过设置在壳体中的静压力板和动压力板的金属材料触点是否相互接触来实现开关的通断的，在按下机械开关按柄的位移过程中，动压力板上的金属材料触点与静压力板金属材料触点相遇实现机械开关的导通；当松开机械开关的按柄，动压力板在弹簧弹性的作用下恢复到原位置，动压力板金属材料触点离开静压力板上的金属材料触点，从而实现机械开关的断开。采用该种方案，机械开关金属触点容易损坏，因为在按动按键的过程中，动压力板的弹性会随着使用次数的增多而与原始状态有较大区别，容易造成金属触点接触不灵敏或不能导通的状态，使用寿命有限，给使用者造成麻烦。另外，传统的机械键盘是将光晶体发射和接收装置设置在按键开关内，底部引脚焊接在PCB板上，然后将按键开关卡合在卡槽中，最后通过旋转铁板上的固定柱将PCB板与铁板固定，这就导致了一旦某个按键损坏，想要拆卸维修就非常的麻烦，不仅需要拧开固定柱，同时需要将光晶体接收装置和发射装置从PCB板上拔下，处理困难非常大，而且还很容易导致键盘的损坏，同时该种键盘的导通精度受到PCB板与铁板之间距离的限制，不易控制；此外，该种键盘也不利于大规模工业化的生产。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种结构简单、使用方便、导光性能好的分体式光导按键开关。

本发明的另一目的在于提供一种分体式光导机械键盘。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种分体式光导按键开关，包括按键开关本体，所述按键开关本体包括壳体和设置在壳体上的按柄，还包括设置在PCB板上的光晶体发射装置和光晶体接收装置，所述光晶体发射装置和光晶体接收装置之间通过第一挡光装置隔开；所述光晶体发射装置的上方设有第一导光体，所述光晶体接收装置的上方设有第二导光体；所述光晶体发射装置发射的光信号，经过第一导光体和第二导光体的传输后回到光晶体接收装置；所述按柄上设有用于遮挡从第一导光体传输到第二导光体的光信号的第二挡光装置。

作为一种优选方案，所述第一导光体的顶部向右侧弯折，所述第二导光体的顶部向左侧弯折，所述第一导光体顶部向右侧弯折的部分与第二导光体顶部向左侧弯折的部分之间具有使第二挡光装置通过的间隙；所述光晶体发射装置发射的光信号，经过第一导光体的传输后，由第一导光体顶部向右侧弯折的部分传输到第二导光体顶部向左侧弯折的部分，最后经过第二导光体的传输回到光晶体接收装置。

作为一种优选方案，所述第一导光体上设有倾斜设置的第一反光板，所述第二导光体上设有倾斜设置的第二反光板；所述光晶体发射装置发射的光信号，经过第一导光体的传输后，由第一反光板和第二反光板反射到第二导光体，最后经过第二导光体的传输回到光晶体接收装置。

作为一种优选方案，所述按键开关为常闭形式，当按柄未按下时，所述第二挡光装置使第一导光体到第二导光体的光信号传输线路隔断；当按柄按下时，带动第二挡光装置向下移动，使第一导光体到第二导光体的光信号传输线路导通。

作为一种优选方案，所述按键开关为常开形式，当按柄未按下时，所述第二挡光装置使第一导光体到第二导光体的光信号传输线路导通；当按柄按下时，带动第二挡光装置向下移动，使第一导光体到第二导光体的光信号传输线路隔断。

作为一种优选方案，还包括设置在PCB板上的LED背光灯，所述按键开关本体上设有用于透射LED背光灯所发出光的导光板，所述壳体上设有与导光板相匹配的导光槽。

作为一种优选方案，所述壳体包括上壳体和下壳体，上壳体上有一开孔，所述按柄设置在开孔中，所述下壳体中设有弹性装置，所述按柄设置在弹性装置上方，所述下壳体上设有一用于在按动按柄过程中发出按键声的手感弹片。

作为一种优选方案，所述第一挡光装置为密封圈，或为密封圈与挡光板的组合；所述挡光板设置在按键开关本体的底部。

本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种分体式光导机械键盘，包括PCB板，还包括上述的按键开关，所述PCB板与按键开关之间设有固定板，所述按键开关通过固定板安装在PCB板上；所述PCB板与固定板之间通过螺钉或卡合的方式固定。

作为一种优选方案，所述PCB板的外表面具有一层由透明防水漆制成的保护膜。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明的按键开关及机械键盘通过在光晶体发射装置和光晶体接收装置的上方分别设置导光体，其中导光体采用导光纤维、导光塑胶等导光性能好的材料制成，这样在光晶体发射装置发射的光信号较弱的情况下，通过两个导光体仍可以将光信号顺利传输到光晶体接收装置，不仅提高了光信号的传输稳定性，而且降低了按键开关的成本和工艺要求，同时大大提高了机械键盘的精度和使用寿命。

2、本发明的按键开关及机械键盘在设置两个导光体的基础上，分别在两个导光体上设置倾斜的反光板，可以进一步提高光信号的传输稳定性。

3、本发明的按键开关及机械键盘中，键盘开关本体与光晶体发射装置、光晶体接收装置是分离设置的，即机械和电子是完全分离设置的，这样有利于PCB板和固定板的拆卸，方便维护及维修。

4、本发明的按键开关及机械键盘中，光晶体接收装置和光晶体发射装置可以采用机器的方式大规模的生成，克服了传统工艺中需要人工的方式操作的方式，极大的降低了生产成本。

5、本发明的按键开关及机械键盘由于机械和电子是分离设置的，所以光晶体发射装置和光晶体接收装置不仅可以通过直插的形式安装，也可通过贴片的形式设置在PCB板上，不仅方便安装，同时也便于维修。

6、本发明的按键开关及机械键盘中设置一导光板，用贴片形式的LED灯代替传统的插脚LED灯，背光灯的灯光从导光板中射出，实现机电分离的同时进一步降低了生产成本。

7、本发明的机械键盘导通精度只与用于遮挡从第一导光体传输到第二导光体的光信号的挡光装置长度有关，可以实现完全控制，不会受到PCB板与固定板之间距离的约束。

8、本发明的机械键盘中的PCB板外表面具有一层保护膜，该保护膜可以通过浸入、刷涂或喷涂透明防水漆的方式形成，透明防水漆可透光，且不影响PCB板的正常功能发挥，使保护膜对PCB板起到防绝缘、防静电、防水、防尘的作用。

附图说明

图1为本发明实施例1的分体式光导按键开关结构示意图。

图2为本发明实施例1的分体式光导按键开关中壳体结构的侧面剖视图。

图3为本发明实施例1的分体式光导按键开关的分解示意图。

图4为本发明实施例1的分体式光导机械键盘结构示意图。

图5为本发明实施例2的分体式光导按键开关结构图。

图6为本发明实施例3的分体式光导按键开关结构图。

图7为本发明实施例4的分体式光导按键开关结构图。

图8为本发明实施例4的分体式光导机械键盘结构示意图。

其中，1-PCB板，2-光晶体发射装置，3-光晶体接收装置，4-LED背光灯，5-壳体，6-按柄，7-第一导光体，8-第二导光体，9-第二挡光装置，10-光信号传输线路，11-弹性装置，12-密封圈，13-挡光板，14-导光板，15-固定板，16-第一反光板，17-第二反光板。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1～图3所示，本实施例的分体式光导按键开关包括按键开关本体、设置在PCB板1上的光晶体发射装置2、光晶体接收装置3和LED背光灯4，所述按键开关本体包括壳体5和设置在壳体5上的按柄6，所述光晶体发射装置2和光晶体接收装置3之间通过第一挡光装置隔开；所述光晶体发射装置2的上方设有第一导光体7，所述光晶体接收装置3的上方设有第二导光体8，所述按柄6上设有第二挡光装置9；所述第一导光体7的顶部向右侧弯折，所述第二导光体8的顶部向左侧弯折，所述第一导光体7顶部向右侧弯折的部分与第二导光体8顶部向左侧弯折的部分之间具有使第二挡光装置9通过的间隙；所述光晶体发射装置2发射的光信号，经过第一导光体7的传输后，由第一导光体7顶部向右侧弯折的部分传输到第二导光体8顶部向左侧弯折的部分，最后经过第二导光体8的传输回到光晶体接收装置3，光信号传输线路如图1中的10所示。

本实施例中，所述按键开关为常闭形式，当按柄6未按下时，所述第二挡光装置9位于第一导光体7顶部向右侧弯折的部分与第二导光体8顶部向左侧弯折的部分之间的间隙中，使第一导光体7到第二导光体8的光信号传输线路隔断；当按柄6按下时，带动第二挡光装置9向下运动，使第二挡光装置9位于第一导光体7顶部向右侧弯折的部分与第二导光体8顶部向左侧弯折的部分之间的间隙下方，使第一导光体7到第二导光体8的光信号传输线路导通；当按柄6不断地按下弹起，从而实现光信号的隔断与导通。

所述壳体5包括上壳体和下壳体，上壳体上有一开孔(图中未示出)，按柄6设置在开孔中，所述下壳体中设有弹性装置11，所述按柄6设置在弹性装置11上方，所述下壳体上设有一手感弹片(图中未示出)，该手感弹片可以在按动按柄过程中发出按键声。

所述第一导光体7和第二导光体8均采用导光纤维、导光塑胶等导光性能好的材料制成，可根据实际需要设计成圆弧体、长方体、圆柱体等形状，厚度为1.8～2.4mm。

所述第一挡光装置为密封圈12与挡光板13的组合，所述挡光板13设置在按键开关本体的底部，所述挡光板13使光晶体发射装置2与光晶体接收装置3隔开，起到挡光的作用；所述密封圈12可以采用海绵胶等材料制成，能够防止光晶体发射装置2和光晶体接收装置3与外界接触，起到防尘的作用。

所述按键开关本体上设有导光板14，该导光板14可以透射LED背光灯4所发出的光，所述壳体5上设有与导光板14相匹配的导光槽。

本实施例中，所述光晶体发射装置2和光晶体接收装置3通过直插或贴片的方式固定在PCB板1上，键盘开关本体盖住光晶体发射装置2和光晶体接收装置3，这种机电分离的操作方式可大大提高生产效率，节省成本。

如图4所示，本实施例利用上述常闭形式的按键开关，可生产出一种分体式光导机械键盘，该机械键盘包括PCB板1和常闭形式的按键开关，所述PCB板1与常闭形式的按键开关之间设有固定板15，所述常闭形式的按键开关通过固定板15安装在PCB板1上；所述PCB板1与固定板15之间通过螺钉或卡合的方式固定，在本实施例中采用螺钉固定。

贴好所有元件和功能测试完成后的PCB板1可浸入、刷涂或喷涂透明防水漆，使PCB板1的外表面具有一层保护膜，透明防水漆可透光，且不影响PCB板1的正常功能发挥，使保护膜对PCB板1起到防绝缘、防静电、防水、防尘的作用。

实施例2：

如图5所示，本实施例的主要特点是：所述第一挡光装置为密封圈12，所述密封圈12既可以使光晶体发射装置2与光晶体接收装置3隔开，又可以防止光晶体发射装置2和光晶体接收装置3与外界接触，同时起到挡光和防尘的作用。其余结构特征同实施例1。

实施例3：

如图6所示，本实施例的分体式光导按键开关包括按键开关本体、设置在PCB板1上的光晶体发射装置2、光晶体接收装置3和LED背光灯4，所述按键开关本体包括壳体5和设置在壳体5上的按柄6，所述光晶体发射装置2和光晶体接收装置3之间通过第一挡光装置隔开；所述光晶体发射装置2的上方设有第一导光体7，所述光晶体接收装置3的上方设有第二导光体8，所述按柄6上设有第二挡光装置9，所述第一导光体7上设有倾斜设置的第一反光板16，所述第二导光体8上设有倾斜设置的第二反光板17；所述光晶体发射装置2发射的光信号，经过第一导光体7的传输后，由第一反光板16和第二反光板17反射到第二导光体8，最后经过第二导光体8的传输回到光晶体接收装置3，光信号传输线路如图6中的10所示，在第一反光板16和第二反光板17的辅助作用下，可以进一步提高光信号的传输稳定性。其余结构特征同实施例1。

本实施例中，所述按键开关为常闭形式，当按柄6未按下时，所述第二挡光装置9将第一反光板16反射到第二反光板17的光信号遮挡，使第一导光体7到第二导光体8的光信号传输线路隔断；当按柄6按下时，带动第二挡光装置9向下运动，此时第一反光板16可以将第一导光体7传输的光信号反射到第二反光板17，使第一导光体7到第二导光体8的光信号传输线路导通；当按柄6不断地按下弹起，从而实现光信号的隔断与导通。

所述第一反光板16和第二反光板17的角度一般设置为30-60度之间，本实施例中，为了达到更好的效果，第一反光板16和第二反光板17均向内倾斜45度。

为了使反射效果更好，所述第一反光板16和第二反光板17均为设有一反光涂层的反光板，或直接用反光塑胶材质制作的反光板，或用反光金属制作的反光板。

实施例4：

如图7所示，所述按键开关为常开形式，当按柄6未按下时，所述第二挡光装置9位于第一导光体7顶部向右侧弯折的部分与第二导光体8顶部向左侧弯折的部分之间的间隙上方，使第一导光体7到第二导光体8的光信号传输线路导通；当按柄6按下时，带动第二挡光装置9向下移动，使第二挡光装置9位于第一导光体7顶部向右侧弯折的部分与第二导光体8顶部向左侧弯折的部分之间的间隙中，使第一导光体7到第二导光体8的光信号传输线路隔断；当按柄6不断的按下弹起，从而实现光信号的导通与隔断。其余结构特征同实施例1。

如图8所示，本实施例利用上述常开形式的按键开关，可生产出一种分体式光导机械键盘，该机械键盘包括PCB板1和常开形式的按键开关，所述PCB板1与常开形式的按键开关之间设有固定板15，所述常开形式的按键开关通过固定板15安装在PCB板1上；所述PCB板1与固定板15之间通过螺钉或卡合的方式固定，在本实施例中采用螺钉固定。

综上所述，本发明的按键开关及机械键盘通过在光晶体发射装置和光晶体接收装置的上方分别设置导光体，不仅提高了光信号的传输稳定性，而且降低了按键开关的成本和工艺要求，同时大大提高了机械键盘的精度和使用寿命。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种分体式光导按键开关，包括按键开关本体，所述按键开关本体包括壳体和设置在壳体上的按柄，其特征在于：还包括设置在PCB板上的光晶体发射装置和光晶体接收装置，所述光晶体发射装置和光晶体接收装置之间通过第一挡光装置隔开；所述光晶体发射装置的上方设有第一导光体，所述光晶体接收装置的上方设有第二导光体；所述光晶体发射装置发射的光信号，经过第一导光体和第二导光体的传输后回到光晶体接收装置；所述按柄上设有用于遮挡从第一导光体传输到第二导光体的光信号的第二挡光装置。

2.根据权利要求1所述的一种分体式光导按键开关，其特征在于：所述第一导光体的顶部向右侧弯折，所述第二导光体的顶部向左侧弯折，所述第一导光体顶部向右侧弯折的部分与第二导光体顶部向左侧弯折的部分之间具有使第二挡光装置通过的间隙；所述光晶体发射装置发射的光信号，经过第一导光体的传输后，由第一导光体顶部向右侧弯折的部分传输到第二导光体顶部向左侧弯折的部分，最后经过第二导光体的传输回到光晶体接收装置。

3.根据权利要求1所述的一种分体式光导按键开关，其特征在于：所述第一导光体上设有倾斜设置的第一反光板，所述第二导光体上设有倾斜设置的第二反光板；所述光晶体发射装置发射的光信号，经过第一导光体的传输后，由第一反光板和第二反光板反射到第二导光体，最后经过第二导光体的传输回到光晶体接收装置。

4.根据权利要求1所述的一种分体式光导按键开关，其特征在于：所述按键开关为常闭形式，当按柄未按下时，所述第二挡光装置使第一导光体到第二导光体的光信号传输线路隔断；当按柄按下时，带动第二挡光装置向下移动，使第一导光体到第二导光体的光信号传输线路导通。

5.根据权利要求1所述的一种分体式光导按键开关，其特征在于：所述按键开关为常开形式，当按柄未按下时，所述第二挡光装置使第一导光体到第二导光体的光信号传输线路导通；当按柄按下时，带动第二挡光装置向下移动，使第一导光体到第二导光体的光信号传输线路隔断。

6.根据权利要求1所述的一种分体式光导按键开关，其特征在于：还包括设置在PCB板上的LED背光灯，所述按键开关本体上设有用于透射LED背光灯所发出光的导光板，所述壳体上设有与导光板相匹配的导光槽。

7.根据权利要求1所述的一种分体式光导按键开关，其特征在于：所述壳体包括上壳体和下壳体，上壳体上有一开孔，所述按柄设置在开孔中，所述下壳体中设有弹性装置，所述按柄设置在弹性装置上方，所述下壳体上设有一用于在按动按柄过程中发出按键声的手感弹片。

8.根据权利要求1所述的一种分体式光导按键开关，其特征在于：所述第一挡光装置为密封圈，或为密封圈与挡光板的组合；所述挡光板设置在按键开关本体的底部。

9.一种分体式光导机械键盘，包括PCB板，其特征在于：还包括多个权利要求1-8任一项所述的按键开关，所述PCB板与按键开关之间设有固定板，所述按键开关通过固定板安装在PCB板上；所述PCB板与固定板之间通过螺钉或卡合的方式固定。

10.根据权利要求9所述的一种分体式光导机械键盘，其特征在于：所述PCB板的外表面具有一层由透明防水漆形成的保护膜。