CN105097340A - 按键结构及输入装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种按键结构及包含此按键结构的输入装置。按键结构包含键帽层、电路层、触觉产生器及缓冲层。键帽层具有键帽区。电路层设置于键帽层下方。触觉产生器设置于电路层下方且电连接电路层。缓冲层设置于电路层下方，缓冲层具有容置空间以容置触觉产生器。电路层还具有弱化结构。弱化结构平行于触觉产生器的震动方向而设置。当触觉产生器接收到驱动信号时，触觉产生器选择性地以高频率或低频率进行震动。其中，藉由弱化结构，使得按键在受到使用者施加不同大小的按压力时会相对应以不同频率进行震动，让使用者体验到不同频率的震动回馈。此外，由于本发明的按键结构具有多层式薄膜结构，有效缩小按键尺寸，故可增加其应用性。

Description

按键结构及输入装置

技术领域

本发明与按键结构有关，特别是关于一种具有触觉回馈的按键结构及具有此按键结构的输入装置。

背景技术

随着电子装置的薄型化要求日益增高，适用的按键结构高度显著缩小。因此，习知按压行程较大的机械式按键结构已逐渐为小行程按键或触碰式按键所取代。然而，随着行程的缩小或采用触碰式输入，使用者通常难以感受到按压回馈，导致使用者无法确认按压操作是否完成，造成操作上的困扰。

目前已有以震动器产生震动以提供使用者按压回馈的设计，但此设计通常是在既有的按键结构加设震动器，或是震动器与按键结构的整合具有复杂的电路及支撑设计，不利于薄型化。

再者，对于可携式电子装置(例如平板电脑或智慧型手机)的屏幕键盘而言，虽然使用者的手指触碰到屏幕键盘时会感受到震动回馈，藉以提示使用者已完成按压操作。然而，此类提供震动回馈的装置并无法因应不同强度的外力输入相对应提供具有不同频率的震动回馈输出。

发明内容

因此，本发明提供一种输入装置及按键结构，以改善先前技术所遭遇到的上述种种问题。

本发明的一目的在于提供一种具有触觉回馈功能的按键结构及具有此按键结构的输入装置，当使用者以不同力道按压按键结构时能分别体验到不同频率的震动回馈，以提升使用者的使用经验。

本发明的另一目的在于提供一种按键结构及具有此按键结构的输入装置，其具有多层式薄膜结构，有效缩小按键尺寸，增加可应用性。

根据本发明的一具体实施例为一种按键结构。于此实施例中，按键结构包含键帽层、电路层、触觉产生器及缓冲层。键帽层具有键帽区。电路层设置于键帽层下方。触觉产生器设置于电路层下方且电连接电路层。缓冲层设置于电路层下方，缓冲层具有容置空间以容置触觉产生器。电路层还具有弱化结构。弱化结构平行于触觉产生器的震动方向而设置。当触觉产生器接收到驱动信号时，触觉产生器选择性地以高频率或低频率进行震动。

于一实施例中，按键结构进一步包含感应单元及控制电路。感应单元设置于缓冲层下方。当感应单元被触发时会输出触发信号。控制电路耦接感应单元及电路层，用以接收触发信号并输出驱动信号至触觉产生器。当外界施加按压力时，按压力通过缓冲层向下传递以触发感应单元，使感应单元输出触发信号，进而使触觉产生器接收到驱动信号而选择性地以高频率或低频率进行震动。

于一实施例中，弱化结构包含复数个破孔。该复数个破孔沿着触觉产生器的震动方向彼此相隔设置。缓冲层避开该复数个破孔的位置而设置于电路层下方。

于一实施例中，缓冲层还具有突出部及延伸部。延伸部沿突出部朝容置空间的内侧不连续延伸，并且延伸部延伸至复数个破孔中的相隔设置的两个破孔之间，而又避开两个破孔的位置。

于一实施例中，弱化结构至少包含两个破孔及缝隙。两个破孔与缝隙沿着触觉产生器的震动方向彼此相隔设置，并且缝隙位于两个破孔之间。缓冲层避开两破孔与缝隙的位置而设置于电路层下方。

于一实施例中，电路层的材质包含有聚对苯二甲酸乙二酯(PolyethyleneTerephthalate,PET)。

于一实施例中，电路层的厚度为0.05mm至0.5mm。

于一实施例中，高频率为250HZ。

于一实施例中，低频率为16HZ。

于一实施例中，该触觉产生器根据外界所施加的该按压力的大小相对应地以该高频率或该低频率进行震动。

根据本发明的另一具体实施例为一种输入装置。于此实施例中，输入装置包含键帽层、电路层、复数个触觉产生器及缓冲层。键帽层具有复数个键帽区。电路层设置于键帽层下方。复数个触觉产生器分别对应该复数个键帽区设置于电路层下方且分别电连接电路层。缓冲层设置于电路层下方。缓冲层对应该复数个键帽区具有复数个容置空间，该复数个容置空间以分别容置该复数个触觉产生器。电路层还具有弱化结构。弱化结构平行于该复数个触觉产生器的震动方向而设置。当该复数个触觉产生器接收到驱动信号时，该复数个触觉产生器分别选择性地以高频率或低频率进行震动。

于一实施例中，输入装置进一步包含感应层及控制电路。感应层设置于缓冲层下方。感应层包含复数个感应单元，复数个感应单元分别对应该复数个键帽区。当该复数个感应单元的每一感应单元被触发时会输出触发信号。控制电路耦接于该复数个感应单元及电路层，用以接收触发信号并输出驱动信号至对应的触觉产生器。当外界施加按压力于该复数个键帽区中的一个键帽区时，按压力通过缓冲层向下传递以触发对应的感应单元，使该对应的感应单元输出触发信号，进而使对应的触觉产生器接收到驱动信号而选择性地以高频率或低频率进行震动。

于一实施例中，弱化结构包含复数个破孔，该复数个破孔沿着该复数个触觉产生器的震动方向彼此相隔设置，该缓冲层避开该复数个破孔的位置而设置于该电路层下方。

于一实施例中，缓冲层还具有突出部及延伸部。延伸部沿突出部朝容置空间的内侧不连续延伸，并且延伸部延伸至复数个破孔中的相隔设置的两破孔之间，而又避开两破孔的位置。

于一实施例中，弱化结构至少包含两个破孔及缝隙，该两个破孔与该缝隙沿着该复数个触觉产生器的震动方向彼此相隔设置，并且该缝隙位于该两个破孔之间，该缓冲层避开该两个破孔与该缝隙的位置而设置于该电路层下方。

于一实施例中，电路层的材质包含有聚对苯二甲酸乙二酯(PolyethyleneTerephthalate,PET)。

于一实施例中，电路层的厚度为0.05mm至0.5mm。

于一实施例中，高频率为250HZ。

于一实施例中，低频率为16HZ。

于一实施例中，该触觉产生器根据外界所施加的该按压力的大小相对应地以该高频率或该低频率进行震动。

相较于先前技术，根据本发明的按键结构及具有此按键结构的输入装置在其电路层上设置有平行压电材料的震动方向的弱化结构，使得按键在受到使用者施加不同大小的按压力时会相对应以不同频率进行震动，藉以让使用者以不同力道按压按键时能分别体验到不同频率的震动回馈。此外，由于本发明的按键结构具有多层式薄膜结构，有效缩小按键尺寸，故可增加其应用性。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1A为本发明的一实施例的按键结构的爆炸图；

图1B为本发明的一实施例的按键结构的电路层、触觉产生器及缓冲层的配置示意图；

图1C为图1A的按键结构的截面示意图；

图1D为图1A的按键结构的作动示意图；

图1E至图1G分别为电路层的弱化结构的不同实施例的示意图；

图2A为本发明的一实施例的输入装置的爆炸图；

图2B为本发明的一实施例的输入装置的组合图。

具体实施方式

本发明提供一种具有触觉回馈功能的按键结构及具有此按键结构的输入装置。于实际应用中，本发明的输入装置可以是任何具有按键结构的输入装置，例如独立的键盘装置、整合于电子产品的输入装置(例如行动装置、平板电脑等配备的按键或键盘等)，但不以此为限。接下来，以键盘为例，配合图式来详细说明本发明实施例的按键结构及输入装置的技术内容。

如图1A至图1C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、电路层120、至少一触觉产生器130、支撑层140、缓冲层150、感应单元160及控制电路170(见图1C)。

于此实施例中，键帽层110具有键帽区112，用来作为使用者按压按键结构100的介面层。电路层120设置于键帽层110下方，用来作为提供驱动至少一触觉产生器130的信号传递途径的电路径层以及用来作为设置至少一触觉产生器130的基板层。至少一触觉产生器130设置于电路层120下方并电连接电路层120，至少一触觉产生器130用来作为按键结构100被按压后的触觉回馈层。

支撑层140设置于电路层120及缓冲层150之间，用来支撑电路层120，以作为按键结构100的主要支撑结构层，并可提供至少一触觉产生器130进行震动的空间。缓冲层150设置于电路层120下方，用来作为传导按压力至感应单元160的力传导层以及支撑电路层120的支撑结构层。

感应单元160设置于缓冲层150下方，且感应单元160被触发时可输出触发信号T。控制电路170耦接于感应单元160与电路层120，且可依据实际应用需求设置于任何适当的位置。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至少一触觉产生器130的驱动信号D。

电路层120用来电连接至少一触觉产生器130，并提供驱动触觉产生器130的电路径，使得控制电路170可通过电路层120电连接触觉产生器130。

缓冲层150具有容置空间150a，容置空间150a可用来容置触觉产生器130。此外，缓冲层150亦可用来传递按压力。当外界施加按压力时，按压力通过缓冲层150向下传递以触发感应单元160。缓冲层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供容置至少一触觉产生器130。

支撑层140设置于膜片部152上且具有开口140a，使得突出部154穿设于开口140a。亦即，开口140a较佳对应键帽层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1C所示)。

于此实施例中，支撑层140的硬度较佳大于缓冲层150的硬度，且支撑层140的厚度系大于触觉产生器130的厚度，以确保触觉产生器130震动的空间。换言之，支撑层140的设置可确保使用者按压键帽层110时使触觉产生器130具有足够的震动空间，而不会因为缓冲层150的硬度太低而变形压缩容置空间150a，进而使得触觉产生器130压抵感应单元160而无法发生震动回馈。

需说明的是，若按压力不会使缓冲层150过度变形压缩容置空间150a，按键结构100内亦可选择不设置支撑层140。此时，缓冲层150不仅作为按键结构100的力传导层，亦同时作为支撑结构层。

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会输出触发信号T至控制电路170，致使控制电路170产生使用者输入字元或指令的感应信号，以及驱动触觉产生器130震动的驱动信号D。

电路层120的下表面对应键帽区112具有至少一第一接点122a及至少一第二接点124a，其中至少一第一接点122a与至少一第二接点124a电性隔离。至少一触觉产生器130位于缓冲层150的容置空间150a中，且电连接至少一第一接点部122a及至少一第二接点124a。当感应单元160被触发时，感应单元160会输出触发信号T至控制电路170；当控制电路170接收到触发信号T时，控制电路170会输出驱动信号D至至少一触觉产生器130，以驱动至少一触觉产生器130产生震动(详见图1D的相关说明)。

再者，本发明于此所述的“触觉产生器”泛指可受驱动信号D驱动而提供触觉回馈(例如震动)的元件。触觉产生器可包含，例如但不限于：压电致动器(piezoelectricactuator)、声圈致动器(voicecoilactuator)、震动马达(pagermotor)、电磁震动器(solenoid)或其他类型的触觉产生器。压电致动器具有非常薄且小的优点，因此非常适合用于多层式薄膜结构的按键结构。于后，以压电致动器为例，说明本发明的按键结构各元件的细部结构及相互作用。

如图1A至图1C所示，键帽层110覆盖于电路层120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对应至少一触觉产生器130并作为供使用者按压的区域，且周边区114用于连接下方的电路层120。

于此实施例中，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，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，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。

于此实施例中，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。

于实际应用中，键帽层110的厚度较佳为0.075mm～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，但不以此为限。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，有利于减少至少一触觉产生器130发生震动时的动能损耗。实际上，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，并无特定的限制。

于一实施例中，键帽层110可仅覆盖于电路层120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。

于一实施例中，电路层120较佳为相对较硬的材料所构成的薄片形式，用来作为设置触觉产生器130的基板。电路层120的厚度较佳为0.05mm～0.5mm，且电路层120可由绝缘层及设置于绝缘层的导电路径线路所构成，其中绝缘层可由例如聚对苯二甲酸乙二酯(PolyethyleneTerephthalate,PET)所构成，但不以此为限。换言之，电路层120的硬度系大于键帽层110的硬度，且电路层120的厚度较佳小于键帽层110的厚度。

如图1A及图1B所示，电路层120设置于键帽层110下方，其中电路层120的下表面对应键帽区112具有电隔离的至少一第一接点122a及至少一第二接点124a，以供电连接至少一触觉产生器130。具体而言，电路层120具有提供驱动信号D传递至至少一触觉产生器130的第一电路径122及第二电路径124，其中第一电路径122及第二电路径124电隔离地设置于电路层120的下表面，且分别包含第一接点122a及第二接点124a。亦即，第一电路径122及第二电路径124设置于电路层120背向于键帽层110的一侧(即下侧)，以使得触觉产生器130及键帽层110分别设置电路层120的两相对侧。

于此实施例中，触觉产生器130由压电材料所构成，且较佳为片状形式，其中压电材料可包含例如压电单晶体、压电多晶体(压电陶瓷)、压电聚合物、或压电复合材料，但不以此为限。触觉产生器130设置于电路层120下方，且电连接第一电路径122的第一接点122a及第二电路径124的第二电接点124a，使得驱动信号D可经由第一电路径122、第二电路径124传递，以驱动触觉产生器130产生应变而提供触觉回馈(例如震动)。

需说明的是，至少一触觉产生器130较佳仅藉由至少一第一接点122a及至少一第二电接点124a实体连接于电路层120，以使得触觉产生器130具有较大震动效应。亦即，触觉产生器130可藉由例如银胶、焊锡等电连接材料连接至少一第一接点122a及至少一第二电接点124a，进而达到实体连接电路层120，使得至少一触觉产生器130未连接电路层120的部分具有较大的震动效应。

然而，于其他实施例中，除了藉由至少一第一接点122a及至少一第二电接点124a之外，至少一触觉产生器130亦可藉由其他黏着方式加强与电路层120的实体连接，以防止至少一触觉产生器130自电路层120脱离但仍保有预期的触觉回馈效应，但不以此为限。再者，至少一触觉产生器130相对于电路层120的震动方向可包含例如上/下蝶式震动或水平伸缩式震动，且振动方式可包含例如连续震动或脉冲式震动，但不以此为限。

如图1A至图1C所示，缓冲层150设置于电路层120下方，且缓冲层150具有容置空间150a，其中至少一触觉产生器130位于容置空间150a中。具体而言，缓冲层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系设置于容置区152a周围并自膜片部152突起，以定义容置空间150a供容置至少一触觉产生器130。

于此实施例中，膜片部152具有通孔以作为容置区152a。换言之，突出部154设置于通孔周围并自膜片部152上表面朝电路层120突起，以形成容置空间150a，使得突出部154的顶面高于膜片部152的上表面。

需说明的是，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。于其他实施例中，亦可以膜片部152的部分表面区域或凹陷区域作为膜片部152的容置区152a。

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)中，容置区152a亦可为圆形、椭圆形或任何适合的形状，并无特定的限制。

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及图1B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，仅保留容置区152a对应于电路层120设置至少一第一接点122a及至少一第二接点124a的侧边未设置突出部154。于其他实施例，当容置区152a对应键帽区112为圆形时，除对应第一接点122a及第二接点124a的位置外，突出部154可实质环绕容置区152a的所有周边。

于此实施例中，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，即突出部154可由复数个凸柱或凸块沿容置区152a的周围设置所构成。当缓冲层150作为电路层120的支撑结构层时，突出部154的厚度较佳大于至少一触觉产生器130的厚度，且当至少一触觉产生器130于容置空间150a震动时，突出部154的厚度足以提供至少一触觉产生器130适当的震动空间(即至少一触觉产生器130的下方具有足够空间)。

于一实施例中，缓冲层150更具有延伸部156。延伸部156为沿突出部154朝容置空间150a内侧连续延伸，且延伸部156的顶面低于突出部154的顶面。如图1C所示，当至少一触觉产生器130容置于容置空间150a时，触觉产生器130较佳部分重叠于延伸部156上。换言之，延伸部156的顶面较佳高于膜片部152的上表面且低于至少一触觉产生器130的底面，且延伸部156较佳朝容置空间150a内侧延伸至部分触觉产生器130下方。藉此，缓冲层150向上突起的突出部154于键帽层110下方提供触觉产生器130震动的空间(例如150a)，且延伸部156提供触觉产生器130发生震动时的局部支撑，以免触觉产生器130压抵感应单元160。

于一实施例，缓冲层150较佳由硬度70A以下的缓冲材，更佳由硬度10A～60A的缓冲材，藉由雷射或热压模技术所制成，但不以此为限。举例而言，缓冲层150可由例如硅胶材料所制成。亦即，缓冲层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，缓冲层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，按压力可通过下列两种途径向下传递至感应单元160：(1)按压力通过电路层120及突出部154传递，(2)按压力通过电路层120、触觉产生器130及延伸部156传递。

于一实施例，如图1C所示，突出部154的外侧壁较佳实质对准键帽区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。

于一实施例，如图1C所示，按键结构100更包含有黏着层180。黏着层180设置于键帽层110下表面且位于键帽区112之外，以黏着键帽层110及电路层120。

具体而言，黏着层180仅设置于键帽层110对应于周边区114的下表面。换言之，黏着层180并未设置于键帽层110对应于键帽区112的下表面，使得键帽区112及电路层120对应键帽区112的部分不黏着在一起(或有空隙)。藉此，当触觉产生器130受到驱动信号D的驱动而震动时，可减少触觉产生器130发生震动时的动能损耗。

也就是说，若电路层120与键帽层110全都黏起来的话，触觉产生器130的“负载”会增加，不易产生震动，而使得动能损耗加大。于此实施例，黏着层180的厚度较佳小于0.5mm，但不以此为限。再者，按键结构100的其余元件(例如电路层120、缓冲层150、感应单元160等)之间亦可藉由黏着方式固定，以定位各元件间的相对位置，并无特定之限制。

如图1D所示，当外界施加按压力F时，按压力F通过缓冲层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。控制电路170接收触发信号T而可输出驱动信号D给触觉产生器130进而驱动触觉产生器130发生震动。也就是说，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)，支撑层140在按压力的作用下使至少一触觉产生器130仍有足够的震动空间，且藉由缓冲层150的结构特性(例如突出部154、延伸部156)，按压力F通过上述的两种途径向下传递以触发感应单元160发出触发信号T至控制电路170。

触发信号T除了作为操作按键结构100以输入相应的字元或指令的感应信号之外，同时亦作为产生驱动信号D的指示信号，使得控制电路170接收触发信号T而发出驱动信号D。当至少一触觉产生器130经由电路层120的电路径(例如第一电路径122及第二电路径124)接收到来自控制电路170的驱动信号D时，至少一触觉产生器130可于容置空间150a中产生震动，使得使用者能够感受到按压的震动回馈。

需特别说明的是，本发明的按键结构100中的电路层120还具有弱化结构，并且弱化结构平行于触觉产生器(压电材料)130的震动方向而设置。

于一实施例中，当使用者施加不同大小的按压力F于键帽层110的键帽区112时，按压力F通过缓冲层150传递至感应单元160，感应单元160根据按压力F的大小输出不同的触发信号T到控制电路170，使控制电路170输出不同的驱动信号D至至少一触觉产生器130。当至少一触觉产生器130接收到不同的驱动信号D时，至少一触觉产生器130会根据不同的驱动信号D相对应地以高频率(例如250HZ，但不以此为限)或低频率(例如16HZ，但不以此为限)进行震动，藉以让使用者可以感受到不同的震动感受。

举例而言，当使用者用力按压键帽层110的键帽区112时，至少一触觉产生器130会相对应地以高频率250HZ震动，让使用者感受到较快的震动；当使用者轻按键帽层110的键帽区112时，至少一触觉产生器130会相对应地以低频率16HZ震动，让使用者感受到较慢的震动。

实际上，本发明的按键结构100亦可进一步包含切换单元(图未示)，用来切换高频或低频的震动模式，但不以此为限。

接着，请参照图1E至图1G，图1E至图1G分别绘示电路层120的弱化结构的不同实施例。

如图1E所示，电路层120的弱化结构可包含复数个破孔128，复数个破孔128沿着至少一触觉产生器130的震动方向彼此相隔设置。至于缓冲层150的突出部154避开复数个破孔128的位置而设置于电路层120下方。

需说明的是，电路层120所开设的复数个破孔128能够改变电路层120与压电耦合的震动边界条件，藉以提高震动的效果并扩大适用的频率范围。

当电路层120并未开设任何破孔时，由于其本身表面张力较大，此时即使输入低频(例如100HZ以下，但不以此为限)，也会因为其表面绷得太紧而导致震动效果不佳，故其仅能适用于高频，使得其适用的频率范围明显较小(例如100HZ～250HZ的频率范围，但不以此为限)。

当电路层120于压电材料附近开设破孔128时，可有效降低其本身表面张力，使其表面紧绷程度降低，此时即使输入低频(例如100HZ以下，但不以此为限)，也会因为其表面较不紧绷而有良好的震动效果，故可同时适用于高频及低频，使得其适用的频率范围明显较大(例如20～250HZ的频率范围，但不以此为限)。

如图1F所示，电路层120的弱化结构可至少包含两个破孔128及缝隙126。两个破孔128与缝隙126沿着至少一触觉产生器130的震动方向彼此相隔设置，并且缝隙126位于两个破孔128之间。至于缓冲层150的突出部154避开两破孔128与缝隙126的位置而设置于电路层120下方。

需注意的是，如图1G所示，缓冲层150的延伸部156’可为沿突出部154’朝容置空间150a内侧不连续延伸的形式，并且每一个延伸部156’分别延伸至相隔设置的两个破孔128之间，而又避开该两个破孔128的位置，使得缓冲层150仍能避开复数个破孔128的位置而设置于电路层120下方，不仅可配合实际需求增加按键结构的设计弹性，还能提供更佳的支撑效果。

于实际应用中，电路层120的弱化结构并不以上述实施例为限，例如弱化结构亦可包含平行于触觉产生器130的震动方向延伸的至少一缝隙(图未示)，并且缓冲层150会避开该至少一缝隙的位置而设置于电路层120下方。此外，电路层120的下表面还可具有至少一电路(图未示)，并且该至少一电路会与弱化结构彼此分离。

如图2A及图2B所示，于另一实施例，本发明提供一种包含多个前述实施例的按键结构的输入装置10。需说明的是，于此实施例中，输入装置10以键盘装置为例进行说明，但于其他实施例，输入装置亦可包含一个以上的按键结构且以任何合宜的方式配置，不以实施例所示为限。再者，于此实施例，输入装置10以图1A的按键结构为例说明，但不以此为限。亦即，本发明的输入装置亦可由具有图1A、图1E、图1F及/或图1G的多个按键结构所组成，并无特定的限制。

具体而言，如图2A及图2B所示，输入装置10包含键帽层210、电路层220、复数个触觉产生器230、支撑层240、缓冲层250、感应层260及控制电路270。于此实施例中，键帽层210具有复数个键帽区212。电路层220设置于键帽层210下方，且电路层220的下表面对应复数个键帽区212的每一键帽区212具有电隔离的至少一第一接点222a及至少一第二接点224a。

支撑层240设置于电路层220及缓冲层250之间，其中支撑层240具有复数个开口240a分别对应复数个键帽区212，并且复数个开口240a供复数个突出部254分别穿设于其中。类似于上述，支撑层240的硬度大于缓冲层250的硬度，且支撑层250的厚度大于触觉产生器230的厚度，以提供触觉产生器230震动的空间。

缓冲层250设置于电路层220下方，且缓冲层250对应复数个键帽区212具有复数个容置空间250a，以供容置复数个触觉产生器230。感应层260设置于缓冲层250下方，且感应层260包含复数个感应单元(图未示)分别对应复数个键帽区212。换言之，当多个按键结构整合成输入装置10(例如键盘)时，各按键结构的元件可对应整合成单一部件层。

需说明的是，电路层220还具有弱化结构，并且弱化结构平行于复数个触觉产生器230的震动方向而设置，其中，复数个触觉产生器230沿垂直方向振动，则弱化结构例如复数个破孔垂直贯穿于电路层220且邻近复数触觉产生器230(例如压电材料)设置。需说明的是，复数个破孔能够改变电路层与压电耦合的震动边界条件，复数个破孔可有效降低电路层本身表面张力，使电路层表面紧绷程度降低，提高压电耦合的振动的效果。当复数个触觉产生器230接收到驱动信号D时，复数个触觉产生器230分别选择性地以高频率或低频率进行震动。至于电路层220的弱化结构的不同实施例，则请参照前述图1E至图1G及相关说明，于此不另行赘述。

相较于先前技术，根据本发明的按键结构及具有此按键结构的输入装置在其电路层上设置有平行压电材料的震动方向的弱化结构，使得按键在受到使用者施加不同大小的按压力时会相对应以不同频率进行震动，藉以让使用者以不同力道按压按键时能分别体验到不同频率的震动回馈。此外，由于本发明的按键结构具有多层式薄膜结构，有效缩小按键尺寸，故可增加其应用性。

藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的改变于本发明所欲申请的专利权利要求范围的范畴内。

Claims (22)

1.一种按键结构，其特征在于，该按键结构包含：

键帽层，其具有键帽区；

电路层，其设置于该键帽层下方；

触觉产生器，其设置于该电路层下方且电连接该电路层；以及

缓冲层，其设置于该电路层下方，该缓冲层具有容置空间，该容置空间以容置该触觉产生器；

其中，该电路层还具有弱化结构，该弱化结构平行于该触觉产生器的震动方向而设置，当该触觉产生器接收到驱动信号时，该触觉产生器选择性地以高频率或低频率进行震动。

2.如权利要求1所述的按键结构，其特征在在于，进一步包含：

感应单元，其设置于该缓冲层下方，当该感应单元被触发时会输出触发信号；以及

控制电路，其耦接该感应单元及该电路层，用以接收该触发信号并输出该驱动信号至该触觉产生器；

其中，当外界施加按压力于该键帽层的该键帽区时，该按压力通过该缓冲层向下传递以触发该感应单元，使该感应单元输出该触发信号，进而使该触觉产生器接收到该驱动信号而选择性地以该高频率或该低频率进行震动。

3.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该弱化结构包含复数个破孔，该复数个破孔沿着该触觉产生器的震动方向彼此相隔设置，该缓冲层避开该复数个破孔的位置而设置于该电路层下方。

4.如权利要求3所述的按键结构，其特征在于，该缓冲层还具有突出部及延伸部，该延伸部沿该突出部朝该容置空间的内侧不连续延伸，并且该延伸部延伸至该复数个破孔中的相隔设置的两个破孔之间，而又避开该两个破孔的位置。

5.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该弱化结构至少包含两个破孔及缝隙，该两个破孔与该缝隙沿着该触觉产生器的震动方向彼此相隔设置，并且该缝隙位于该两个破孔之间，该缓冲层避开该两个破孔与该缝隙的位置而设置于该电路层下方。

6.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该电路层的材质为包含有聚对苯二甲酸乙二酯。

7.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该电路层的厚度为0.05mm至0.5mm。

8.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该高频率为250HZ。

9.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该低频率为16HZ。

10.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该触觉产生器根据外界所施加的该按压力的大小相对应地以该高频率或该低频率进行震动。

11.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该电路层的下表面对应该键帽区，该下表面具有至少一第一接点及至少一第二接点，该触觉产生器电连接该至少一第一接点部及该至少一第二接点。

12.一种输入装置，其特征在于，该输入装置包含：

键帽层，其具有复数个键帽区；

电路层，其设置于该键帽层下方；

复数个触觉产生器，其分别对应该复数个键帽区设置于该电路层下方且分别电连接该电路层；以及

缓冲层，其设置于该电路层下方，该缓冲层对应该复数个键帽区具有复数个容置空间，该复数个容置空间以分别容置该复数个触觉产生器；

其中，该电路层还具有弱化结构，该弱化结构平行于该复数个触觉产生器的震动方向而设置，当该复数个触觉产生器接收到驱动信号时，该复数个触觉产生器分别选择性地以高频率或低频率进行震动。

13.如权利要求12所述的输入装置，其特征在于，进一步包含：

感应层，其设置于该缓冲层下方，该感应层包含复数个感应单元，该复数个感应单元分别对应该复数个键帽区，当该复数个感应单元的每一感应单元被触发时会输出触发信号；以及

控制电路，其耦接于该复数个感应单元及该电路层，用以接收该触发信号并输出驱动信号至对应的触觉产生器；

其中，当外界施加按压力于该复数个键帽区中的一个键帽区时，该按压力通过该缓冲层向下传递以触发对应的感应单元，使该对应的感应单元输出该触发信号，进而使对应的触觉产生器接收到该驱动信号而选择性地以该高频率或该低频率进行震动。

14.如权利要求12所述的输入装置，其特征在于，该弱化结构包含复数个破孔，该复数个破孔沿着该复数个触觉产生器的震动方向彼此相隔设置，该缓冲层避开该复数个破孔的位置而设置于该电路层下方。

15.如权利要求14所述的输入装置，其特征在于，该缓冲层还具有突出部及延伸部，该延伸部沿该突出部朝该容置空间的内侧不连续延伸，并且该延伸部延伸至该复数个破孔中的相隔设置的两个破孔之间，而又避开该两个破孔的位置。

16.如权利要求12所述的输入装置，其特征在于，该弱化结构至少包含两个破孔及缝隙，该两个破孔与该缝隙沿着该复数个触觉产生器的震动方向彼此相隔设置，并且该缝隙位于该两破孔之间，该缓冲层避开该两个破孔与该缝隙的位置而设置于该电路层下方。

17.如权利要求12所述的输入装置，其特征在于，该电路层的材质包含有聚对苯二甲酸乙二酯。

18.如权利要求12所述的输入装置，其特征在于，该电路层的厚度为0.05mm至0.5mm。

19.如权利要求12所述的输入装置，其特征在于，该高频率为250HZ。

20.如权利要求12所述的输入装置，其特征在于，该低频率为16HZ。

21.如权利要求12所述的输入装置，其特征在于，该触觉产生器根据外界所施加的该按压力的大小相对应地以该高频率或该低频率进行震动。

22.如权利要求12所述的按键结构，其特征在于，该电路层的下表面对应该键帽区，该下表面具有至少一第一接点及至少一第二接点，该触觉产生器电连接该至少一第一接点部及该至少一第二接点。