CN106877853A - 光学式开关键盘 - Google Patents

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CN106877853A CN201610284388.1A CN201610284388A CN106877853A CN 106877853 A CN106877853 A CN 106877853A CN 201610284388 A CN201610284388 A CN 201610284388A CN 106877853 A CN106877853 A CN 106877853A
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Abstract

本发明提供一种光学式开关键盘，包括一电路板总成以及设置于该电路板总成上的多个按键。该电路板总成包括一电路板、多个出光元件以及多个光接收器，其中，每一该按键设置于该电路板的一上表面，每一该出光元件以及每一该光接收器对应于一该按键，设置于该电路板的一下表面，由此以避免来自该电路板上方的环境光干扰及液体的渗入。本发明光学式开关键盘通过将出光元件以及光接收器设置于电路板的下方，出光元件以及光接收器就可避免来自上方的灰尘、液体或光线的干扰，以维持高精度的信号检测。并且，通过在按键的壳体上的活动缝隙的处设置防水结构，以避免液体渗入电路板，以维持良好的检测空间。

Description

光学式开关键盘
技术领域
本发明是关于一种键盘，特别是一种装配光学式开关的键盘。
背景技术
键盘为现代人使用电脑所不可或缺的设备。键盘上面有许多按键，供使用者按压以输入指令。传统键盘具有很多种产生按键信号的按键设计。例如机械式按键设计使用导电接脚触发电路开关而产生按键触发信号，而光学式按键设计则通过光线的接收或阻断的变化而产生按键触发信号。
现有的光学式开关9的结构为，如图1所示，按键部84设置于电路板83上方，以供一使用者作按压。负责产生导通信号的一出光器81与一接收器82相对设置，且位于按键部84与电路板83之间。如此一来，于使用者下压按键时，按键部84得伸出一遮挡臂84a以阻断出光器81与接收器82之间的光路经，使接收器82无法接收到来自出光器81的光，而光学式开关9此时相应产生一触发信号。从图中明显可见，现有的光学式开关9，其出光器81、接收器82以及按键部84皆设置于电路板83的相同一侧，即按键部84、出光器81以及接收器82皆设置于电路板83上方。但是，由于每个按键部84与按键部84之间存在有间隙，故若依上述设置，灰尘/液体容易从按键部84与按键部84之间的间隙飘入/渗入而停留于电路板83上方，此将严重干扰接收器82无法精密地接收来自出光器81的光线进而产生信号误判，影响精准度。因此，现有光学式开关仍需要改善。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光学式开关键盘，通过将按键设置于电路板上方，而产生导通信号的出光元件以及光接收器设置于电路板下方以避免光接收器受到异物及环境光的干扰，而提高光学式按键的判断灵敏度以及准确度。
本发明的一较佳实施概念，在于提供一种光学式开关键盘，包括：
一电路板总成，包括：
一电路板；
多个出光元件，设置于该电路板的一下表面，每一该出光元件向外发射光线；以及
多个光接收器，设置于该电路板的该下表面，每一该光接收器相对应于一该出光元件设置，以接收来自该出光元件所发射的一光线而产生一导通信号；以及
多个按键，设置于该电路板的一上表面，且每一该按键对应于一该出光元件以及一该光接收器，每一该按键包括：
一键帽；
一壳体，设置于该键帽下方；以及
一触发件，连接该键帽并穿入该壳体内部；
其中，当该触发件位于一第一位置时，该光接收器接收来自该出光元件的该光线，当该触发件位于一第二位置时，该光接收器未接收来自该出光元件的该光线，其中该电路板依据该导通信号的改变而相应产生一开关信号。
于一较佳实施例中，该电路板总成还包括多个照射光源，多个所述照射光源设置于该电路板的该上表面且电性连接于该电路板，每一该照射光源对应于一该按键，以使该照射光源朝该键帽照射。
于一较佳实施例中，该光学式开关键盘还包括一键盘底座，该键盘底座设置于该电路板总成的下方，该键盘底座包括多个遮光壁，每一该遮光壁向上朝该电路板总成延伸而界定出一容置空间，以容置两相对应的一该出光元件以及一该光接收器并遮蔽环境光。
于一较佳实施例中，该电路板具有多个贯穿孔，每一该按键对应设置于一该贯穿孔上方，该触发件具有一光挡部，当该触发件下移时，该光挡部穿出该贯穿孔而位于该出光元件所发射的该光线的一行进路径上。
于一较佳实施例中，当该触发件位于该第一位置时，该出光元件所发射的该光线照射至该光接收器，当该触发件位于该第二位置时，该光挡部穿出该贯穿孔而位于该出光元件所发射的该光线的该行进路径上，使该出光元件所发射的该光线被该光挡部遮挡截断而未照射至该光接收器。
于一较佳实施例中，该光学式开关键盘还包括多个防水片，每一该防水片设置于一该壳体与一该键帽之间，且该防水片设置于该壳体的一顶面，其中，该顶面具有一上穿孔，该防水片具有一开孔，且该上穿孔对应于该开孔，其中，该触发件穿设于该壳体的该上穿孔以及该防水片的该开孔，而连接于该键帽。
于一较佳实施例中，该光学式开关键盘还包括多个防水环，每一该防水环设置于一该壳体与该电路板之间，且该防水环设置于该壳体的一底面，其中，该底面具有一下穿孔，每一该防水环具有一开口，且每一该开口对应于该底面的一该下穿孔以及该电路板的一该贯穿孔，每一该防水环被一该壳体以及该电路板所夹持，使该防水环环侧地密封该壳体与该电路板之间的空间，其中，该触发件穿设于该壳体的该下穿孔、该防水环的该开口以及该电路板的该贯穿孔。
于一较佳实施例中，每一该按键具有一定位柱，该电路板具有多个第一定位孔，其中，每一该按键对应设置于一该第一定位孔上方，且该按键的该一定位柱插入该电路板相应的该第一定位孔以作固定。
于一较佳实施例中，该光学式开关键盘还包括一定位板，该定位板具有多个第二定位孔，且每一该按键对应穿设于该定位板的一该第二定位孔之中。
于一较佳实施例中，每一该按键还包括一弹性元件，该弹性元件的一第一端部抵顶于该触发件，该弹性元件的一第二端部抵顶于该壳体；其中，当该键帽被按压时，该触发件下移位于该第二位置，当该按键被释放时，该触发件通过该弹性元件回复至该第一位置。
于一较佳实施例中，每一该按键还包括一簧片，设置于该壳体内，当该键帽被一使用者向下按压时，该触发件被下推而致动该簧片产生一回馈声响。
本发明至少具有以下有益效果：
本发明光学式开关键盘通过将出光元件以及光接收器设置于电路板的下方，出光元件以及光接收器就可避免来自上方的灰尘、液体或光线的干扰，以维持高精度的信号检测。并且，通过在按键的壳体上的活动缝隙的处设置防水结构，以避免液体渗入电路板，以维持良好的检测空间。
附图说明
图1为本发明现有光学式开关键盘的部分剖面示意图。
图2为本发明光学式开关键盘的俯面示意图。
图3为本发明光学式开关键盘的单个光学式开关的立体示意图。
图4为本发明光学式开关键盘的单个光学式开关的爆炸示意图。
图5为本发明第一实施例中按键未被按压而触发件位于未按压位置时的剖面示意图。
图6为本发明第一实施例中按键被按压而触发件位于按压位置时的剖面示意图。
图7为本发明第二实施例中按键未被按压而触发件位于未按压位置时的剖面示意图。
图8为本发明第二实施例中按键被按压而触发件位于按压位置时的剖面示意图。
【符号说明】
1 光学式开关键盘 2 电路板总成
20 电路板 20a 上表面
20b 下表面 20c 贯穿孔
20d 第一定位孔 20e 扩散透镜
21 出光元件 22 光接收器
25 照射光源 3 按键
31 键帽 32 壳体
321 上壳体 321a 上穿孔
322 下壳体 322a 定位柱
322b 下穿孔 33 触发件
33a、33b 触发件的相对两端 33c 光挡部
33d 光线透孔 34 弹性元件
34a 第一端部 34b 第二端部
35 簧片 4 键盘外壳
5 键盘底座 53 遮光壁
6 定位板 60 第二定位孔
7 防水片 70 开孔
8 防水环 80 开口
81 出光器 82 接收器
83 电路板 84 按键部
84a 遮挡臂 9 现有的光学式开关
具体实施方式
如图2所示，图2为本发明光学式开关键盘的俯面示意图。本发明光学式开关键盘1包括一电路板总成2、多个按键3以及一键盘外壳4，多个按键3排列设置于电路板总成2上，以共同组合成多个光学式开关。键盘外壳4包覆电路板总成2的环周缘且包围多个按键3，而构成键盘样貌。
为方便描述起见，接下来图3以及图4特别仅绘示出单个光学式开关来作说明，图3为本发明光学式开关键盘的单个光学式开关的立体示意图，图4为本发明光学式开关键盘的单个光学式开关的爆炸示意图。本发明按键3包括一键帽31、一壳体32、一触发件33、一弹性元件34以及一簧片35。键帽31设置于最外端，以一般正常键盘的使用摆置情形来说，键帽31位于最顶端，以供一使用者作按压。壳体32设置于键帽31下方，即壳体32位于键帽31和电路板总成2之间。其中，壳体32可拆分为一上壳体321以及一下壳体322，以便于组装时得以容纳装入触发件33、弹性元件34以及一簧片35。
详细而言，触发件33容置于壳体32内，且触发件33的相对两端的其中一端33a经上壳体321的一上开口321a穿出上壳体321，并卡掣连接于键帽31的一底面。触发件33的相对两端的其中另一端33b则受弹性元件34所抵顶，其中，弹性元件34的一第一端部34a抵顶于触发件33，弹性元件34的一第二端部34b抵顶于下壳体322。由此设置，使得键帽31于接受该使用者的向下按压施力时，触发件33也受力朝向电路板总成2移动而压挤弹性元件34，使弹性元件34储存有弹性位能。因此，于键帽31未被按压前，键帽31以及触发件33位于一未按压位置(如图5所示)。当键帽31被按压时，键帽31以及触发件33受力向下移动至一按压位置(如图6所示)。当该使用者释放键帽31后，键帽31以及触发件33即可通过弹性元件34释放其所储存的弹性位能而被推回至该未按压位置，此即为按键3的受压时及复归时所呈现的作动。
接下来介绍电路板总成2。请继续参阅图4，本发明电路板总成2包括一电路板20、多个出光元件21、多个光接收器22以及多个照射光源25。按键3设置于电路板20的上方，出光元件21以及光接收器22设置于电路板20的下方。较佳地，按键3设置于电路板20的一上表面20a，出光元件21以及光接收器22设置于电路板20的一下表面20b。其中，出光元件21以及光接收器22信号连接于电路板20，出光元件21以及光接收器22的功用是，出光元件21向外发射光线且可被相对应的光接收器22接收，进而产生一导通信号。
再者，为使出光元件21与光接收器22之间的光线的接收状态能因应到使用者按压键帽的动作而改变，故电路板20被设计为具有多个贯穿孔20c，以供触发件33可从电路板20上方向下穿入电路板20并伸出至电路板20下方，以遮挡自出光元件21发出的光线。且于键帽31被使用者向下按压时，且触发件33同步下移的过程中，簧片35被致动而产生一回馈声响，由此以同步增加按压时的听觉效果。
详细而言，如图5以及图6所示，图5为本发明第一实施例中按键3未被按压而触发件33位于未按压位置时的剖面示意图，图6为本发明第一实施例中按键3被按压而触发件33位于按压位置时的剖面示意图。于本发明第一实施例中，出光元件21以及光接收器22为相互面对，其导通的方式为，触发件33具有一光挡部33c，而光挡部33c作为遮挡光线之用。每一按键3对应设置于一贯穿孔20c上方，以使得光挡部33c得以对准于一贯穿孔20c设置。由此，于使用者按压键帽31使触发件33下移时，光挡部33c即穿入贯穿孔20c且伸出电路板20下方。如图5所示，于键帽31尚未被按压前而触发件33位于一未按压位置时，因触发件33尚未下移至相同于出光元件21及光接收器22的水平高度，故出光元件21所发射的光线会被光接收器22所接收进而产生该导通信号。再者，如图6所示，于键帽31被按压而使触发件33受力向下移动至该按压位置时，因光挡部33c穿出贯穿孔20c下移至与出光元件21及光接收器22相同的水平高度，并伸出位于出光元件21所发出的光线的行进路径上，故出光元件21所发射的光线即被光挡部33c遮挡截断，使得光接收器22无法接收到光线而该导通信号消失。本发明光学式开关键盘的第一实施例即依据该导通信号的从有到无的改变，而相应产生一开关信号。
但当然，出光元件以及光接收器的设置位置也不仅限于上述，也可以变化成如图7以及图8所示，图7为本发明第二实施例中按键3’未被按压而触发件33’位于未按压位置时的剖面示意图，图8为本发明第二实施例中按键3’被按压而触发件33’位于按压位置时的剖面示意图。相似于第一实施例，于本发明第二实施例中，出光元件21以及光接收器22相互面对，且光挡部33c’为遮挡光线之用。异于第一实施例的结构为，于本发明第二实施例中，光挡部33c’具有一光线透孔33d。于键帽31尚未被按压前而触发件33’位于一未按压位置时，因光挡部33c穿出贯穿孔20c且伸出位于出光元件21所发出的光线的行进路径上，故出光元件21所发射的光线即被光挡部33c’遮挡截断，使得光接收器22无法接收到光线而无产生导通信号。于键帽31被按压而使触发件33’受力向下移动至一按压位置时，光挡部33c’的光线透孔33d随之下移，藉使光线透孔33d能位于出光元件21所发射的光线的行进路径上，使出光元件21所发射的光线能够照射至光接收器22，进而产生一导通信号。本发明光学式开关键盘的第二实施例即依据该导通信号的从无到有的改变，而相应产生一开关信号。
于此需特别说明者为，出光元件21以及光接收器22可如图5至图8所示为相互面对，使来自出光元件21所发出的光线直线射入光接收器22。又或是，出光元件以及光接收器可改为不相互面对，其通过一反射面或折射面(图未示)，以将来自出光元件所发出的光线改变行进方向而导向光接收器，此也属可行的设置。
请合并参考图3至图8，当然，本发明光学式开关键盘1还包括一键盘底座5，键盘底座5设置于电路板总成2的下方，键盘底座5包括多个遮光壁53，每一遮光壁53向上朝电路板总成2延伸而界定出一容置空间，以容置两相对应的一出光元件21以及一光接收器22并有屏蔽环境光以避免环境光干扰的功效。
此外，本发明按键3固定在电路板20的方式为，如图4所示，每一下壳体322具有一定位柱322a，每一电路板20具有多个第一定位孔20d，每一按键3对应设置于第一定位孔20d上方，且下壳体322的定位柱322a插入电路板20上相应的第一定位孔20d之中，以作固定。再者，本发明光学式开关键盘还包括一定位板6，定位板6具有多个第二定位孔60，第二定位孔60的大小符合于每一按键3的壳体32的大小，以供壳体32对应穿设于其中，作为固定限位。
另一方面，本发明光学式开关键盘的多个活动缝隙之处设置有防水结构，以防外物侵入。详细而言，光学式开关键盘还包括多个防水片7，每一防水片7设置于一壳体32与一键帽31之间，且防水片7设置于上壳体321的一顶面，顶面具有一上穿孔321a。相似地，防水片7具有一开孔70，且上穿孔321a对应于开孔70，使得触发件33的上端33a得以穿过于上壳体321的上穿孔321a以及防水片7的开孔70，而连接于键帽31。
再者，光学式开关键盘还包括多个防水环8，每一防水环8设置于电路板20与一壳体32之间。其中，底面具有一下穿孔322b(如图5及图6)，每一防水环8具有一开口80，且每一下穿孔322b对应于防水环8的开口80以及电路板20的一贯穿孔20c，并且，触发件33穿设下壳体322的下穿孔322b、防水环8的开口80以及电路板20的贯穿孔20c。再者，防水环8设置于壳体32的一底面，且每一防水环8被一壳体32以及电路板20所夹持，使得防水环8能环侧地密封壳体32与电路板20之间的空间，由此以达到良好的防水效果。
除此之外，如图3所示，每一按键3配置有一照射光源25，照射光源25的以其接脚设置于电路板20的上表面20a。因触发件33材质为部分或全部由透光材料所制成，即触发件33的部分或全部属透光区。由此设置，照射光源25所射出的光线即可穿经触发件33的透光区朝向键帽31照射，以达到光学式开关键盘的发光效果。
综上所述，本发明光学式开关键盘通过将出光元件以及光接收器设置于电路板的下方，出光元件以及光接收器就可避免来自上方的灰尘、液体或光线的干扰，以维持高精度的信号检测。并且，通过在按键的壳体上的活动缝隙的处设置防水结构，以避免液体渗入电路板，以维持良好的检测空间。
上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效，以及阐释本发明的技术特征，而非用于限制本发明的保护范畴。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的技术原理及精神的情况下，可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围。因此，本发明的权利保护范围应如后述的权利要求所列。

Claims (11)

1.一种光学式开关键盘，包括：
一电路板总成，包括：
一电路板；
多个出光元件，设置于该电路板的一下表面，每一该出光元件向外发射光线；以及
多个光接收器，设置于该电路板的该下表面，每一该光接收器相对应于一该出光元件设置，以接收来自该出光元件所发射的一光线而产生一导通信号；以及
多个按键，设置于该电路板的一上表面，且每一该按键对应于一该出光元件以及一该光接收器，每一该按键包括：
一键帽；
一壳体，设置于该键帽下方；以及
一触发件，连接该键帽并穿入该壳体内部；
其中，当该触发件位于一第一位置时，该光接收器接收来自该出光元件的该光线，当该触发件位于一第二位置时，该光接收器未接收来自该出光元件的该光线，其中该电路板依据该导通信号的改变而相应产生一开关信号。
2.如权利要求1所述的光学式开关键盘，其中该电路板总成还包括多个照射光源，多个所述照射光源设置于该电路板的该上表面且电性连接于该电路板，每一该照射光源对应于一该按键，以使该照射光源朝该键帽照射。
3.如权利要求1所述的光学式开关键盘，还包括一键盘底座，该键盘底座设置于该电路板总成的下方，该键盘底座包括多个遮光壁，每一该遮光壁向上朝该电路板总成延伸而界定出一容置空间，以容置两相对应的一该出光元件以及一该光接收器并遮蔽环境光。
4.如权利要求1所述的光学式开关键盘，其中该电路板具有多个贯穿孔，每一该按键对应设置于一该贯穿孔上方，该触发件具有一光挡部，当该触发件下移时，该光挡部穿出该贯穿孔而位于该出光元件所发射的该光线的一行进路径上。
5.如权利要求4所述的光学式开关键盘，其中当该触发件位于该第一位置时，该出光元件所发射的该光线照射至该光接收器，当该触发件位于该第二位置时，该光挡部穿出该贯穿孔而位于该出光元件所发射的该光线的该行进路径上，使该出光元件所发射的该光线被该光挡部遮挡截断而未照射至该光接收器。
6.如权利要求4所述的光学式开关键盘，还包括多个防水片，每一该防水片设置于一该壳体与一该键帽之间，且该防水片设置于该壳体的一顶面，其中，该顶面具有一上穿孔，该防水片具有一开孔，且该上穿孔对应于该开孔，其中，该触发件穿设于该壳体的该上穿孔以及该防水片的该开孔，而连接于该键帽。
7.如权利要求4所述的光学式开关键盘，还包括多个防水环，每一该防水环设置于一该壳体与该电路板之间，且该防水环设置于该壳体的一底面，其中，该底面具有一下穿孔，每一该防水环具有一开口，且每一该开口对应于该底面的一该下穿孔以及该电路板的一该贯穿孔，每一该防水环被一该壳体以及该电路板所夹持，使该防水环环侧地密封该壳体与该电路板之间的空间，其中，该触发件穿设于该壳体的该下穿孔、该防水环的该开口以及该电路板的该贯穿孔。
8.如权利要求1所述的光学式开关键盘，其中每一该按键具有一定位柱，该电路板具有多个第一定位孔，其中，每一该按键对应设置于一该第一定位孔上方，且该按键的该一定位柱插入该电路板相应的该第一定位孔以作固定。
9.如权利要求8所述的光学式开关键盘，还包括一定位板，该定位板具有多个第二定位孔，且每一该按键对应穿设于该定位板的一该第二定位孔之中。
10.如权利要求1所述的光学式开关键盘，其中每一该按键还包括一弹性元件，该弹性元件的一第一端部抵顶于该触发件，该弹性元件的一第二端部抵顶于该壳体；其中，当该键帽被按压时，该触发件下移位于该第二位置，当该按键被释放时，该触发件通过该弹性元件回复至该第一位置。
11.如权利要求1所述的光学式开关键盘，其中每一该按键还包括一簧片，设置于该壳体内，当该键帽被一使用者向下按压时，该触发件被下推而致动该簧片产生一回馈声响。
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