CN109036918B - 光开关按键 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光开关按键,其包含具有可变形部的壳体、可活动地设置于壳体的活动轴、设置于壳体中的弹性件及包含电路板、光发射器及光接收器的开关模块。活动轴可选择性位于未按压位置与被按压位置;光发射器发射光信号,光信号沿着光传递路径而到达光接收器;当活动轴位于未按压位置时,可变形部与光传递路径具有第一空间关系,光接收器接收到的光信号为第一强度;当活动轴因应按压力自未按压位置移动至按压位置时,活动轴压缩弹性件并推抵可变形部移动,使光接收器接收到的光信号为不同于第一强度的第二强度,以触发开关模块产生触发信号。本发明可达到快速、精确的按压信号的转换。
Description
技术领域
本发明涉及一种光开关按键,具体而言,本发明关于一种因应按压动作使光信号接收状态变化而致动开关的光开关按键。
背景技术
薄膜开关按键及机械式按键为习知键盘常用的按键类型。薄膜开关按键及机械式按键主要的差异在于产生信号的电路结构不同。一般而言,薄膜开关按键是利用薄膜电路层作为信号产生的开关组件,当按压键帽触发薄膜电路层时,上电路层变形而使得上电路层的开关接点接触下电路层的对应开关接点,进而使薄膜开关导通而产生信号。然而,薄膜电路层经过频繁使用或在施力不当的情况下容易损坏,难以维修,且使用者按压键帽触发薄膜电路层时,缺乏鲜明的段差回馈,造成按压的手感不佳,无法满足使用者的操纵感。
机械式按键则是利用金属片与金属接点的导通与否作为信号产生的开关组件。然而,金属片及金属接点容易因撞击磨损,影响按键的使用寿命,也会因水气而造成金属片或金属接点腐锈,使得导通不良,影响按键的稳定性。再者,习知机械式按键因为结构较复杂且体积较大,一般不适合应用于对薄型化要求较高的可携式电子装置,例如笔记本电脑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光开关按键,其利用光发射器及光接收器构成的开关模块,并通过按键中的部件随着按压行程改变光信号的接收状态,提供快速又精确的触发功能。
本发明的另一目的在于提供一种光开关按键,其整合光开关于低矮空间的按键结构,并利用可侧向位移的可动件或可动部选择性改变光信号的接收强度,以降低垂直方向的空间需求,适合应用于可携式电子装置。
为了达到上述目的,本发明提出一种光开关按键,包含壳体、活动轴、弹性件以及开关模块,壳体具有可变形部;活动轴可活动地设置于该壳体,因应按压力,该活动轴可沿着运动路径而上下运动于未按压位置与被按压位置;弹性件设置于该壳体中,该弹性件耦合于该活动轴,当该按压力被移除后,该弹性件使该活动轴回复到该未按压位置;开关模块包含电路板、光发射器及光接收器,该光发射器及该光接收器电连接该电路板,且该光发射器发射光信号,该光信号沿着光传递路径而到达该光接收器;其中当该活动轴位于该未按压位置时,该可变形部与该光传递路径具有第一空间关系,该光接收器接收到的该光信号为第一强度;其中当该活动轴因应该按压力自该未按压位置移动至该按压位置时,该活动轴沿该运动路径移动,以压缩该弹性件并推抵该可变形部移动,使得该可变形部与该光传递路径不再具有该第一空间关系,使该光接收器接收到的该光信号为第二强度,且该第二强度不同于该第一强度,以触发该开关模块产生触发信号。
作为可选的技术方案,当该活动轴位于该未按压位置时,该可变形部进入该光传递路径部分少,该可变形部阻挡该光信号量低,该光接收器接收到的该光信号为该第一强度;其中当该活动轴位于该按压位置时,该可变形部侧向移动远离该运动路径,该可变形部进入该光传递路径部分多,该可变形部阻挡该光信号量高,该光接收器接收到的该光信号为该第二强度,使得该第二强度小于该第一强度。
作为可选的技术方案,该活动轴具有作用部,该作用部沿该运动路径突出并对应该可变形部,当该活动轴位于该未按压位置时,该作用部与该可变形部在平行于该运动路径的方向上至少部分重叠;当该活动轴沿该运动路径移动推抵该可变形部侧向移动时,该作用部与该可变形部在垂直于该运动路径的方向上至少部分接触。
作为可选的技术方案,该作用部具有第一斜面,该可变形部具有第二斜面,该第一斜面对应该第二斜面,当该活动轴沿该运动路径移动时,该第一斜面相对于该第二斜面移动,以使该可变形部侧向移动。
作为可选的技术方案,该电路板进一步具有避让空间,当该活动轴位于该按压位置时,该作用部的末端超出该可变形部,并进入该避让空间中。
作为可选的技术方案,该壳体由上壳体及下壳体结合而成,该上壳体具有通孔及上卡合部,该活动轴可活动地插设于该通孔中以定位该弹性件,且该下壳体具有下卡合部,该下卡合部用以与该上卡合部卡合,以使该上壳体连结该下壳体;该可变形部设置于该下壳体;或者,该可变形部设置于该上壳体。
作为可选的技术方案,该壳体进一步具有光栅部,该光栅部具有光栅孔且该光栅部位于该光发射器及该光接收器之间,该可变形部具有水平延伸轴,当该活动轴位于该未按压位置,该水平延伸轴未通过该光栅孔;当该可变形部侧向移动远离该运动路径时,该水平延伸轴通过该光栅孔。
作为可选的技术方案,该电路板进一步具有定位孔,该下壳体具有定位柱,该定位柱插设于该定位孔,以定位该壳体于该电路板上。
作为可选的技术方案,该光开关按键进一步包含导光柱及背光光源,其中该导光柱对应该弹性件设置于该壳体中,且该背光光源对应该导光柱电连接该电路板以提供光线朝该活动轴射出。
此外,本发明还提出另一种光开关按键,包含:壳体、活动轴、弹性件、开关模块以及遮蔽件。活动轴可活动地设置于该壳体,因应按压力,该活动轴可沿着运动路径而上下运动于未按压位置与被按压位置;弹性件设置于该壳体中,该弹性件耦合于该活动轴,当该按压力被移除后,该弹性件使该活动轴回复到该未按压位置;开关模块包含电路板、光发射器及光接收器,该光发射器及该光接收器电连接该电路板,且该光发射器发射光信号,该光信号沿着光传递路径而到达该光接收器;遮蔽件设置于该壳体,其中当该活动轴位于该未按压位置时,该遮蔽件与该光传递路径具有第一空间关系,该光接收器接收到的该光信号为第一强度;其中当该活动轴因应该按压力自该未按压位置移动至该按压位置时,该活动轴沿该运动路径移动,以压缩该弹性件并带动该遮蔽件移动,使得该遮蔽件与该光传递路径不再具有该第一空间关系,使该光接收器所接收到的该光信号为第二强度,且该第二强度不同于该第一强度,以触发该开关模块产生触发信号。
作为可选的技术方案,当该活动轴位于该未按压位置时,该遮蔽件进入该光传递路径部分少,该遮蔽件阻挡该光信号量低,该光接收器接收到的该光信号为该第一强度;其中当该活动轴位于该按压位置时,该遮蔽件侧向移动远离该运动路径,该遮蔽件进入该光传递路径部分多,该遮蔽件阻挡该光信号量高,该光接收器接收到的该光信号为该第二强度,使得该第二强度小于该第一强度。
作为可选的技术方案,当该活动轴位于该未按压位置时,该遮蔽件位于该光传递路径中,该遮蔽件阻挡该光信号,该光接收器接收到的该光信号为该第一强度;其中当该活动轴位于该按压位置时,该遮蔽件侧向移动远离该光传递路径,该光接收器接收到的该光信号为该第二强度,使得该第二强度大于该第一强度。
作为可选的技术方案,该壳体由上壳体及下壳体结合而成,该上壳体具有通孔及上卡合部,该活动轴可活动地插设于该通孔中以定位该弹性件,该下壳体具有下卡合部,该下卡合部用以与该上卡合部卡合,以使该上壳体连结该下壳体,且该壳体进一步具有光栅部,该光栅部具有光栅孔且该光栅部位于该光发射器及该光接收器之间,该遮蔽件具有遮挡部,该遮挡部对应该活动轴的运动选择性地相对于该光发射部遮蔽该光栅孔。
此外,本发明还提出又一种光开关按键,包含:键帽、支撑机构、回复机构以及开关模块。支撑机构设置于该键帽下方并支撑该键帽上下移动;回复机构设置于该键帽下方,以提供回复力,使该键帽于按压后回复到按压前的位置,该回复机构包含壳体及弹性件,该弹性件设置于该壳体内,且该壳体具有可变形部;开关模块包含电路板、光发射器及光接收器,该光发射器及该光接收器电连接该电路板,且该光发射器对应该光接收器发射光信号,其中当未按压该键帽时,该光接收器接收到的该光信号为第一强度;当按压该键帽时,该键帽带动该支撑机构移动,使得该弹性件被压缩且该支撑机构推抵该可变形部移动以改变该光接收器接收到的该光信号为第二强度,且该第二强度不同于该第一强度,以触发该开关模块产生触发信号。
作为可选的技术方案,该支撑机构包含内支架及外支架,该内支架枢接于该外支架的内侧以形成剪刀式支撑机构,该支撑机构具有突出部,该突出部自该内支架朝该内支架的内侧方向延伸突出。
作为可选的技术方案,当按压该键帽带动该支撑机构移动时,该突出部推抵该可变形部移动以至少部分阻挡该光信号,使得该第二强度小于该第一强度。
作为可选的技术方案,当未按压该键帽时,该突出部与该可变形部在平行于该键帽的移动方向上至少部分重叠;当按压该键帽时,该突出部推抵该可变形部侧向移动,且该突出部与该可变形部在垂直于该键帽的该移动方向上至少部分接触。
作为可选的技术方案,该突出部具有第一斜面,该可变形部具有第二斜面,该第一斜面对应该第二斜面,当该键帽带动该支撑机构移动时,该第一斜面相对于该第二斜面移动,以使该可变形部侧向移动。
作为可选的技术方案,该壳体由上壳体及下壳体结合而成,该上壳体具有上卡合部,且该下壳体具有下卡合部,该下卡合部用以与该上卡合部卡合,以使该上壳体连结该下壳体;该可变形部设置于该下壳体;或者,该可变形部设置于该上壳体。
作为可选的技术方案,该壳体进一步具有光栅部,该光栅部位于该光发射器及该光接收器之间,当按压该键帽时,该支撑机构推抵该可变形部移动以改变该可变形部与该光栅部的相对位置。
相较于习知技术,本发明的光开关按键利用光发射器及光接收器作为开关信号,通过按键中任一合宜部件随着按压行程改变光信号的接收状态而达到快速、精确的按压信号的转换,且可应用于各种按键架构以适用于可携式电子装置。再者,本发明的光开关按键可具有光栅结构以免除外部光线的干扰提升操作正确性,并可控制按压时的触发位置降低触发点误差。此外,本发明的光开关按键利用可侧向位移的遮蔽件(或可变形部)选择性改变光信号的接收强度,以降低垂直方向的空间需求。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A及图1B分别为本发明第一实施例的光开关按键于不同视角的爆炸示意图。
图1C为图1A的光开关按键未绘示上壳体的组合上视示意图。
图1D为沿图1C的切线AA包含上壳体的截面示意图。
图2A及图2B为本发明一实施例的下壳体于不同视角的示意图。
图2C为图2B的下壳体与光发射器及光接收器的相关位置示意图。
图3A至图3D为光开关按键沿图1C的切线BB包含上壳体于不同行程位置的截面示意图。
图4A及图4B分别为本发明第二实施例的光开关按键于不同视角的爆炸示意图。
图4C为本发明第二实施例的光开关按键的截面示意图。
图5A至图5D为图4A的光开关按键于不同行程位置的截面示意图。
图6A及图6B分别为本发明第三实施例的光开关按键于不同视角的爆炸示意图。
图6C为图6A的光开关按键未绘示上壳体的组合上视示意图。
图6D为图6A的光开关按键未绘示上壳体的局部挖空立体示意图。
图7为本发明一实施例的下壳体与遮蔽件的组装示意图。
图8A及图8B分别为光开关按键于未按压位置及按压位置的局部上视示意图。
图9A及图9B分别为本发明第四实施例的光开关按键于未按压位置及按压位置的局部上视示意图。
图10为本发明第五实施例的光开关按键的爆炸示意图。
图11A及图11B分别为图10的光开关按键的上壳体及下壳体的示意图。
图12A及图12B为图10的光开关按键未绘示键帽的俯视图及立体示意图。
图13为本发明第六实施例的光开关按键的爆炸示意图。
图14A及图14B为图13的光开关按键的上壳体于不同视角的示意图。
图15A及图15B为图13的光开关按键未绘示键帽的俯视图及立体示意图。
图16A及图16B分别为本发明第七实施例的光开关按键于不同视角的爆炸示意图。
图16C为图16A的光开关按键未绘示上壳体的组合上视示意图。
图16D为沿图16C的切线CC包含上壳体的截面示意图。
图17A及图17B为本发明一实施例的下壳体于不同视角的示意图。
图18A及图18B为光开关按键沿图16C的切线DD包含上壳体于未按压位置及按压位置的截面示意图。
图19A及图19B分别为本发明第八实施例的光开关按键于不同视角的爆炸示意图。
图19C为图19A的光开关按键未绘示上壳体的组合上视示意图。
图19D为沿图19C的切线EE的截面示意图。
图20A及图20B为本发明一实施例的上壳体于不同视角的示意图。
图21A及图21B为光开关按键沿图19C的切线FF包含上壳体于未按压位置及按压位置的截面示意图。
图22为本发明第九实施例的光开关按键的爆炸示意图。
图23为图22的光开关按键的下壳体的示意图。
图24A及图24B为图22的光开关按键未绘示键帽的俯视图及立体示意图。
图25为本发明第十实施例的光开关按键的爆炸示意图。
图26为图25的光开关按键的上壳体的示意图。
图27A及图27B为图25的光开关按键未绘示键帽的俯视图及立体示意图。
具体实施方式
本发明提供一种光开关按键,其可应用于任何按压式输入设备(例如键盘),或整合于任何合宜的电子装置(例如可携式电子装置的按键或笔记本电脑的键盘),以提供快速又精确的触发功能、并适用于多种按键结构设计。于后参考图式,详细说明本发明实施例的光开关按键各组件的结构及操作。
图1A至图5D为本发明第一实施例的示意图,其中图1A及图1B分别为本发明第一实施例的光开关按键于不同视角的爆炸示意图,而图1C为图1A的光开关按键未绘示上壳体的组合上视示意图,且图1D为沿图1C的切线AA包含上壳体的截面示意图。如图1A至图1D所示,本发明第一实施例的光开关按键10包含壳体100、活动轴130、弹性件140及开关模块150。壳体100具有可变形部111。活动轴130可活动地设置于壳体100,且因应按压力,活动轴130可沿着运动路径而上下运动于未按压位置与被按压位置。弹性件140设置于壳体100中,且弹性件140耦合于活动轴130,当按压力被移除后,弹性件140使活动轴130回复到未按压位置。开关模块150包含电路板151、光发射器152及光接收器153。光发射器152及光接收器153电连接电路板151,且光发射器152发射光信号,光信号沿着光传递路径而到达光接收器153。当活动轴130位于未按压位置时,可变形部111与光传递路径具有第一空间关系,光接收器接153收到的光信号为第一强度。当活动轴130因应按压力自未按压位置移动至按压位置时,活动轴130沿运动路径移动,以压缩弹性件140并推抵可变形部111移动,使得可变形部111与光传递路径不再具有第一空间关系,使光接收器153接收到的光信号为第二强度,且第二强度不同于第一强度,以触发开关模块150产生触发信号。
此外,光开关按键10可选择性包含背光单元160,用以产生光线,以形成发光按键。举例而言,背光单元160包含导光柱161及背光光源162,其中导光柱161对应弹性件140设置于壳体100中,且背光光源162对应导光柱161电连接电路板151以提供光线。
壳体100较佳由上壳体120及下壳体110结合而成,以于内部形成容置空间,供设置光开关按键10的其他部件(例如弹性件140、导光柱161等)。于此实施例,上壳体120具有通孔121及上卡合部122。活动轴130可活动地插设于通孔121中以定位弹性件140。下壳体110具有下卡合部112,下卡合部112用以与上卡合部122卡合,以使上壳体120连结下壳体110形成内有容置空间的壳体100,以供容置弹性件140、导光柱161等。举例而言,上卡合部122较佳为形成于上壳体部120相对两侧的卡槽,而下卡合部112为对应卡槽的卡勾,但不以此为限。依据实际应用,上卡合部122可为形成于上壳体部120的卡勾,而下卡合部112为对应卡勾的卡槽。
再者,壳体100可藉由例如卡固、锁固、黏着、承靠等方式定位于下方板件(例如电路板151或底板(未绘示))上。于此实施例,壳体100较佳设置于电路板151,但不以此为限。于其他实施例,壳体100设置于底板时,依据实际应用,电路板151可选择性设置于底板上方或下方。于一实施例,壳体100较佳藉由定位机构定位于电路板151。举例而言,下壳体110可具定位柱113,电路板151具有对应定位柱113的插孔154,使得壳体100可藉由下壳体110的定位柱113插入插孔154而固定于电路板151,但不以此为限。于其他实施例,依据实际应用,定位柱及插孔的位置亦可互换。
上壳体120的通孔121较佳具有对应活动轴130顶部的形状,使得活动轴130可自上壳体120的下方可移动地穿设于上壳体120的通孔121,且活动轴130的顶部突出于通孔121。活动轴130较佳具有作用部131、致动部132、限位部133及接合部134。举例而言,活动轴130较佳为套筒状,作用部131、致动部132及限位部133较佳沿活动轴130下端的周缘设置,而接合部134较佳设置于活动轴130顶部。
具体而言,作用部131沿运动路径(例如平行Z轴方向的路径)突出并对应可变形部111。举例而言,作用部131可为沿Z轴方向向下延伸的凸柱或凸块,以对应壳体100的可变形部111。于一实施例,作用部131较佳具有第一斜面1311。于此实施例,第一斜面1311较佳形成于作用部131的自由端(即下端)且沿运动路径向内倾斜。举例而言,第一斜面1311较佳沿Z轴方向向下延伸且朝活动轴130内侧倾斜。致动部132对应弹性件140的延伸臂143设置,且致动部132较佳为凸块形式(例如角形块),用以与弹性件140的延伸臂143发生干涉以提供按压手感。限位部133较佳为自活动轴130两侧径向突出的柱体,使得两柱体之间的距离大于上壳体120的通孔口121的口径,藉此可避免活动轴130相对于下壳体110于通孔121中移动时自上壳体120脱离。接合部134可为例如形成于活动轴130顶部的十字形卡合柱,用以与键帽(未绘示)接合,但不以此为限。于其他实施例,接合部134可为其他形式(例如卡合孔、凸点),以与键帽接合或抵接。
于此实施例,弹性件140较佳包含弹簧本体141、定位部142及延伸臂143,且定位部142连接弹簧本体141及延伸臂143。举例而言,定位部142及延伸臂143较佳由自弹簧本体141的一端(例如下端)延伸而出的杆体弯折而成,且定位部142及延伸臂143作为光开关按键10的手感弹性件,但不以此为限。于此实施例,定位部142较佳自弹簧本体141的一端水平延伸,然后实质朝Z轴方向向上弯折,且延伸臂143相对于定位部142弯折延伸。于此实施例,延伸臂143与定位部142之间的夹角较佳不大于120度。于另一实施例,弹性件140可实施为仅具有弹簧本体141而不包含定位部142及延伸臂143的弹簧结构,且光开关按键10可另外包含与弹簧本体141分离的手感弹性件(例如扭簧),以对应活动轴130的致动部132提供按压手感。于另一实施例,弹性件140可仅具有弹簧本体141,且光开关按键10可不另外提供手感弹性件,因此活动轴130也可不包含对应的致动部132。此外,于此实施例中,弹性件140虽实施为弹簧形式,但不以此为限。于其他实施例,弹性件140可实施为弹性体,并位于下壳体110与活动轴130之间,以提供按压后的回复力。
于后一并参考图2A及图2B,详细说明下壳体110的结构细节及各组件于下壳体110的配置关系。对应于弹性件140,下壳体110进一步具有定位部114,使得弹簧本体141可定位于定位部114。举例而言,定位部114为自下壳体110底部朝上壳体120延伸突出的环形壁,使得弹簧本体141的一端可套设于环形壁,且弹簧本体141的另一端抵接活动轴130的底面,而使活动轴130顶部突出于上壳体120的通孔121。藉此,施加按压力于键帽,使得活动轴130自未按压位置朝下壳体110移动至按压位置时,活动轴130压缩弹簧本体141。当按压力释放时,弹簧本体141可提供弹性回复力使得活动轴130朝远离下壳体110的方向移动到未按压位置。再者,下壳体110较佳进一步具有限位部115,以对应于弹性件140的定位部142。定位部142藉由限位部115定位于下壳体110,且延伸臂143对应致动部132延伸。限位部115较佳对应定位部142上段(即邻近延伸臂143的直立部分),用以限制定位部142的位移。具体而言,当弹簧本体141套设于下壳体110的定位部114时,弹性件140的定位部142较佳水平延伸至限位部115,使得定位部142的直立上段藉由限位部115定位,而延伸臂143相对于定位部142延伸于致动部132的下方。举例而言,限位部115可为形成于下壳体110壁面的凹槽,或是可让定位部142及延伸臂143连接处承靠的壁面。此外,下壳体110可选择性地进一步具有撞击部116。当活动轴130因应按压力朝下壳体110移动时,致动部132随着活动轴130向下移动而与延伸臂143产生相对位移,使得使用者手指先感受到较大阻力,然后延伸臂143脱离致动部132的下压,使用者手指感受阻力大幅减低,如此提供使用者按压触觉上的段差感,且延伸臂143可藉由反弹敲击撞击部116而产生声响。当释放按压力时,弹性本体141提供回复力使得活动轴130向上移动,带动致动部132向上移动,延伸臂143相对致动部132向下滑动回到原始位置。
此外,下壳体110较佳具有容置部1141,以对应于背光单元160。举例而言,容置部1141可为作为定位部114的环形壁所包围的空间,以供容置导光柱161。亦即,导光柱161设置于定位部114的内侧,且弹簧本体141套设于定位部114的外侧。再者,下壳体110对应容置部1141的底部较佳形成开口,且光源162对应设置于导光柱161的下方,以朝导光柱161发射光线。于此实施例,光源161较佳为发光二极管,但不以此为限。
如图所示,于此实施例,可变形部111设置于下壳体110,以对应于活动轴130的作用部131。具体而言,可变形部111为设置于下壳体110的弹性臂,使得可变形部111可因应作用部131的移动而位移(或弹性变形),进而改变可变形部111相对于光发射部152与光接收部153之间的光传递路径的空间关系(或相对位置),以触发开关单元150产生触发信号。于此实施例,可变形部111较佳与下壳体110一体成形。举例而言,下壳体110的底部具有开口117,可变形部111自邻近开口117一侧的壁面朝开口117的相对侧延伸。换言之,可变形部111较佳设置于开口117中,且可变形部111的一端连接下壳体110上定义开口117的壁面部分,而可变形部111相对的另一端为位于开口117中的自由端。可变形部111较佳实质平行于下壳体110的底部并水平延伸于开口117中,使得可变形部111具有水平延伸轴L。换言之,水平延伸轴L较佳为可变形部111的连接端至自由端的长轴。于此实施例,可变形部111较佳为包含连接部1112及遮挡部1113的L形弹性臂,其中L形弹性臂的长轴较佳为平行下壳体110的底部的连接部1112,L形延伸臂的短轴为自可变形部111的自由端朝下壳体110的底部突出的遮挡部1113。换言之,可变形部111的连接部1112的一端连接下壳体110,且连接部1112的另一端连接遮挡部1113。
在此需注意,于此实施例中,虽绘示遮挡部1113自连接部1112向下延伸,但不以此为限。于其他实施例,依据实际应用,遮挡部1113可自连接部1112向上延伸。再者,于此实施例中,虽绘示连接部1112为平行于下壳体110的底部而直线延伸的连接臂,但不以此为限。于其他实施例,依据实际应用,连接部1112可为具有任何合宜形状的杆状部或臂状部,以作为可变形部111弹性变形(或位移)的支臂。此外,如图2C所示,光发射器152及光接收器153较佳设置于可变形部111的遮挡部1113的相对两侧,且较佳位于连接部1112的下方,使得可变形部111变形位移时,光发射器152(或光接收器153)不会阻碍连接部1112及遮挡部1113的侧向位移。
于此实施例,可变形部111较佳具有第二斜面1111,以对应作用部131的第一斜面1311,使得活动轴130沿运动路径移动时,第一斜面1311相对于第二斜面1111移动,以使可变形部111侧向移动。具体而言,第二斜面1111较佳为遮挡部1113的内侧表面(即面对活动轴130方向的侧表面),且沿Z轴方向向下延伸并向外倾斜,使得第二斜面1111对应于第一斜面1311。
再者,壳体100较佳进一步具有光栅部118。光栅部118具有光栅孔1181且光栅部118位于光发射器152及光接收器153之间。具体而言,于此实施例,光栅部118设置于下壳体110,且光栅部118对应光发射器152或光接收器153设置,以界定按压键帽而产生触发信号的行程。亦即,光栅部118可为具有光栅孔1181的门栅结构,较佳设置于光发射器152及光接收器153之间且光栅部118邻近光发射器152的发射端或光接收器153的接收端。光栅部118可藉由控制光栅孔1181的大小及对应位置,以控制按压的触发位置,进而降低触发误差。举例而言,按压时可能产生的触发误差约为光发射器152或光接收器153的厚度,可藉由对应控制光栅孔1181的尺寸小于光发射器152或光接收器153的厚度,而降低触发误差。于一实施例,下壳体110的光栅部118设置于邻近光接收器153,藉此可使得光信号在接收端不易受外部光线干扰,更有效降低误触发的可能性,但不以此为限。依据实际应用,配合电路板151的设计,光发射器152及光接收器153的位置可互换,而使得光栅部118邻近光发射器152。再者,对应于光栅部118,可变形部111位于光栅部118的一侧,以使得可变形部111因应作用部131的移动而相对于下壳体110变形位移时,选择性地改变与光栅孔1181的相对位置,进而改变光接收器153接收到的光信号的强度。举例而言,可变形部111的遮挡部1113的宽度及长度较佳大于或等于光栅孔1181的宽度及长度,使得可变形部111因应作用部131的移动而位移时,遮挡部1113可选择性遮挡光栅孔1181。
光发射器152及光接收器153设置于电路板151上并电连接电路板151。具体而言,电路板151较佳具有开关线路,且光发射器152及光接收器153电连接电路板151的开关线路,以使得光发射器152可朝光接收器153发射光信号,且当光接收器153接收到的光信号强度改变时,触发开关模块150产生触发信号。举例而言,光发射器152可为任何可发射出具有合宜波长的光信号的发射器,且光发射器152发出的光信号可包含电磁波、红外线或可见光。光接收器153为可接收到对应光信号的任何合宜接收器。光发射器152及光接收器153较佳为直线设置,使得光传递路径为直线路径。电路板151较佳具有避让空间155,且避让空间155连通开口117。当活动轴130位于按压位置时,作用部131的末端较佳进入避让空间155中,以提升按压行程增加操作手感。举例而言,避让空间155可为电路板151上开设的避让槽(或避让孔),且光发射器152及光接收器153设置于避让槽的相对两侧。
此外,对应于背光光源162的设置,电路板151较佳具有驱动背光光源162的光源线路。背光光源162可设置于电路板151上并电连接电路板151的光源线路,以提供光线进入导光柱161,进而自光开关按键10的键帽射出。于一实施例,背光光源162较佳为发光二极管,且背光光源162发出的光线波长较佳与光发射器152发出的光信号波长不同,以降低干扰,但不以此为限。
于后参考图3A至图3D说明图1A的光开关按键10的操作,其中图3A至图3D为光开关按键10沿图1C的切线BB包含上壳体120于不同行程位置的截面示意图,例如图3A、图3B、图3C及图3D分别为光开关按键10于未按压位置、作用部131与可变形部111接触位置、触发位置及最低位置的截面示意图。如图3A所示,当活动轴130位于未按压位置时,作用部131较佳与可变形部111在平行于运动路径的方向至少部分重叠。举例而言,当活动轴130位于未按压位置时,作用部131与可变形部111较佳于Z轴方向至少部分重叠,即作用部131及可变形部111于下壳体110的垂直投影至少部分重叠。再者,当活动轴130位于未按压位置时,可变形部111与光传递路径具有第一空间关系,光接收器153接收到的光信号为第一强度。于此实施例,当活动轴130位于未按压位置时,可变形部111进入光传递路径的部分较少,可变形部111阻挡光信号量较低,光接收器接153收到的光信号的第一强度较强。举例而言,当活动轴130位于未按压位置时,可变形部111的水平延伸轴L较佳未通过光栅孔1181,亦即可变形部111较佳位于光发射器152、光栅孔1181及光接收器153的虚拟连线(即光传递路径)的一侧,使得光发射器152所发射的光信号较佳不受可变形部111阻挡地被光接收器153接收,而使得光信号强度相对较强(例如无阻挡/衰减的光信号强度)。
如图3B至图3D所示,当活动轴130因应按压力自未按压位置移动至按压位置时,活动轴130沿运动路径移动,以压缩弹性件140并推抵可变形部111移动,使得可变形部111与光传递路径不再具有第一空间关系,使光接收器153接收到的光信号为第二强度,且第二强度不同于第一强度,以触发该开关模块150产生触发信号。换言之,当活动轴130沿运动路径朝下壳体110的底部移动至按压位置时,作用部131推抵可变形部111移动,以改变可变形部111与光传递路径的空间关系,进而改变光接收器153接到的光信号强度,以触发开关模块150产生触发信号。于此实施例,第一空间关系代表可变形部111远离光传递路径,且可变形部111实质未改变光接收器153所接收到的光信号强度。当可变形部111与光传递路径不再具有第一空间关系代表可变形部111进入光传递路径中,且可变形部111衰减光接收器153所接收到的光信号强度,使得第二强度小于第一强度,以触发开关模块150产生触发信号。
具体而言,如图3B所示,当键帽被按压带动活动轴130朝下壳体110的底部移动时,作用部131随着活动轴130沿运动路径向下移动,而使得作用部131的末端(即下端)抵接可变形部111。举例而言,作用部131与可变形部111在平行于运动路径的方向(例如Z轴方向)至少部分重叠,即可变形部111部分位于作用部131的运动路径上,因此作用部131向下移动时,作用部131的末端(例如第一斜面1311)抵接可变形部111的顶端(例如第二斜面1111)。
如图3C所示,当活动轴130沿运动路径继续朝下壳体110的底部移动至触发位置时,作用部131的第一斜面1311相对于可变形部111的第二斜面1111移动,以使可变形部111侧向移动,而改变可变形部111与光传递路径的空间关系,进而改变光接收器153接到的光信号强度,以触发开关模块150产生触发信号。举例而言,当活动轴130沿运动路径继续朝下壳体110底部移动至触发位置时,可变形部111侧向移动远离运动路径,可变形部111进入光传递路径部分较多,可变形部111阻挡光信号量较高,光接收器153接收到的光信号为相对较小的第二强度(即第二强度小于第一强度),以触发开关模块150产生触发信号。具体而言,本实施例中,作用部131抵接可变形部111向下移动时,作用部131与可变形部111在垂直运动路径的方向至少部分接触,即第一斜面1311接触第二斜面1111且相对于第二斜面1111向下移动并产生侧向分力,以推抵可变形部111朝远离作用部131的方向侧向移动,例如朝光传递路径移动。于一实施例,当可变形部111侧向移动远离运动路径时,水平延伸轴L较佳通过光栅孔1181,进而使得可变形部111实质完全遮挡光发射器152发出的光信号(即光接收器153未接收到光信号,第二强度为零)。在此需注意,可藉由改变电路板151的电路设计,使得开关模块150可依据光接收器153所收到的光量变化来产生触发信号,亦可依据光接收器153是否收到光信号来产生触发信号。
再者,如图3D所示,当活动轴130位于按压位置(例如最低位置)时,作用部131的末端超出可变形部111,进入避让空间155中。具体而言,当活动轴130自触发位置继续向下移动至最低位置时,作用部131通过开口117突出于下壳体110的底部,并进入电路板151的避让空间155中,以使得按压行程增加进而提升操作手感。当按压力释放后,活动轴130可藉由弹性件140(即弹簧本体141)提供的回复力回到如图3A所示的未按压未置,并带动可变形部111回到原本位置。
图4A至图5D为本发明第二实施例的示意图,其中图4A及图4B分别为本发明第二实施例的光开关按键于不同视角的爆炸示意图,且图4C为本发明第二实施例的光开关按键的截面示意图。如图4A至图4C所示,本发明第二实施例的光开关按键10’包含壳体100’、活动轴130、弹性件140及开关模块150,且光开关按键10’可选择性地进一步包含背光单元160。图4A的光开关按键10’与图1A的光开关按键10的差异在于下壳体110’不具有可变形部111,而是将可变形部123设置在上壳体120’。因此,光开关按键10’的其余部件(例如活动轴130、弹性件140、开关模块150、背光单元160等)的结构细节及连接关系,以及壳体100’与壳体100相应的结构细节,可参考第一实施例的光开关按键10的相关说明,于此不再赘述。于后,着重说明本实施例与第一实施例的差异处。
于此实施例,壳体100’由上壳体120’及下壳体110’结合而成,可变形部123较佳是自上壳体120’的下表面向下延伸的弹性臂,且可变形部123对应下壳体110’的开口117。具体而言,可变形部123较佳为包含连接部1232及遮挡部1233的L形弹性臂,其中可变形部123的连接部1232的一端连接上壳体120’,且连接部1232的另一端连接遮挡部1233。具体而言,连接部1232较佳平行于作用部131的运动路径延伸且不与运动路径发生干涉,而遮挡部1233为可变形部123的自由端,且较佳自连接部1232的末端平行于下壳体110’的底面延伸。遮挡部1233较佳对应作用部131,且位于下壳体110’的开口117中(或开口117的上方),即遮挡部1233于下壳体110’上的投影位于开口117中。再者,遮挡部1233的宽度及长度较佳大于或等于光栅孔1181的宽度及长度,使得可变形部123因应作用部131的移动而位移时,遮挡部1233可选择性地遮挡光栅孔1181。在此需注意,于此实施例中,虽绘示可变形部123为包含连接部1232及遮挡部1233的L形弹性臂,但不以此为限。于其他实施例,依据实际应用,可变形部123可为具有任何合宜形状的弹性臂,以使得可变形部123具有对应作用部131的自由端及连接上壳体120’的连接端,且自由端可受作用部131推抵相对于连接端位移(或弹性变形)。
再者,可变形部123较佳具有第二斜面1231,以对应于作用部131的第一斜面1311。具体而言,第二斜面1231较佳为遮挡部1233的内侧表面(即面对活动轴130方向的侧表面),且第二斜面1231沿Z轴方向向下延伸并向外倾斜,使得第二斜面1231对应于第一斜面1311。
于后参考图5A至图5D说明图4A的光开关按键10’的操作,其中图5A、图5B、图5C及图5D分别为光开关按键10’于未按压位置、作用部131与可变形部123接触位置、触发位置及最低位置的截面示意图。如图5A所示,当活动轴130位于未按压位置时,作用部131较佳与可变形部123在平行于运动路径的方向至少部分重叠。举例而言,当活动轴130位于未按压位置时,作用部131与可变形部123的遮挡部1233较佳于Z轴方向上至少部分重叠,即作用部131及遮挡部1233于下壳体110’的垂直投影至少部分重叠。再者,当活动轴130位于未按压位置时,可变形部123与光传递路径具有第一空间关系,光接收器153接收到的光信号为第一强度。于此实施例,当活动轴130位于未按压位置时,可变形部123的遮挡部1233进入光传递路径部分较少,可变形部123阻挡光信号量较低,光接收器接153收到的光信号的第一强度较强。举例而言,当活动轴130位于未按压位置时,遮挡部1233的水平延伸轴(即实质平行于光传递路径方向的延伸轴)较佳未通过光栅孔1181,亦即可变形部123较佳位于光发射器152、光栅孔1181及光接收器153的虚拟连线(即光传递路径)的一侧,使得光发射器152所发射的光信号较佳不受可变形部123阻挡地被光接收器153接收,而使得光信号强度相对较强(例如无阻挡/衰减的光信号强度)。
如图5B至图5D所示,当活动轴130因应按压力自未按压位置移动至按压位置时,活动轴130沿运动路径移动,以压缩弹性件140并推抵可变形部123移动,使得可变形部123与光传递路径不再具有第一空间关系,使光接收器153接收到的光信号为第二强度,且第二强度不同于第一强度,以触发该开关模块150产生触发信号。换言之,当活动轴130沿运动路径朝下壳体110’的底部移动至按压位置时,作用部131推抵可变形部123移动,以改变可变形部123与光传递路径的空间关系,进而改变光接收器153接到的光信号强度,以触发开关模块150产生触发信号。于此实施例,第一空间关系代表可变形部123的遮挡部1233远离光传递路径,且可变形部123的遮挡部1233实质未改变光接收器153所接收到的光信号强度。当可变形部123的遮挡部1233与光传递路径不再具有第一空间关系代表可变形部123的遮挡部1233进入光传递路径中,且可变形部123衰减光接收器153所接收到的光信号强度,使得第二强度小于第一强度,以触发开关模块150产生触发信号。
具体而言,如图5B所示,当键帽被按压带动活动轴130朝下壳体110’的底部移动时,作用部131随着活动轴130沿运动路径向下移动,而使得作用部131的末端(即下端)抵接可变形部123的遮挡部1233。举例而言,作用部131与可变形部123的遮挡部1233在平行于运动路径的方向(例如Z轴方向)至少部分重叠,即可变形部123的遮挡部1233部分位于作用部131的运动路径上,因此作用部131向下移动时,作用部131的末端(例如第一斜面1311)抵接可变形部123的遮挡部1233的顶端(例如第二斜面1231)。
如图5C所示,当活动轴130沿运动路径继续朝下壳体110’的底部移动至触发位置时,作用部131的第一斜面1311相对于可变形部123的第二斜面1231移动,以使可变形部123侧向移动,而改变可变形部123与光传递路径的空间关系,进而改变光接收器153接到的光信号强度,以触发开关模块150产生触发信号。举例而言,当活动轴130沿运动路径继续朝下壳体110’的底部移动至触发位置时,可变形部123的遮挡部1233侧向移动远离运动路径,可变形部123的遮挡部1233进入光传递路径部分较多,可变形部123阻挡光信号量较高,光接收器153接收到的光信号为相对较小的第二强度(即第二强度小于第一强度),以触发开关模块150产生触发信号。具体而言,作用部131抵接可变形部123的遮挡部1233向下移动时,作用部131与可变形部123的遮挡部1233在垂直运动路径的方向(例如Y轴方向)至少部分接触,例如第一斜面1311接触第二斜面1231且相对于第二斜面1231向下移动并产生侧向分力,以推抵可变形部123朝远离作用部131的方向侧向移动,例如朝光传递路径移动。于一实施例,当可变形部123侧向移动远离运动路径时,遮挡部1233的水平延伸轴较佳通过光栅孔1181,进而使得可变形部123实质完全遮挡光发射器152发出的光信号(即光接收器153未接收到光信号,第二强度为零)。
再者,如图5D所示,当活动轴130位于按压位置时,作用部131的末端超出可变形部123,进入电路板151的避让空间155中。具体而言,当活动轴130自触发位置继续向下移动至最低位置时,作用部131通过开口117突出于下壳体110’的底部,并进入电路板151的避让空间155中,以使得按压行程增加进而提升操作手感。当按压力释放后,活动轴130可藉由弹性件140(即弹簧本体141)提供的回复力回到如图5A所示的未按压未置,并带动可变形部123回到原本位置。
在此需注意,前述实施例中,虽以可变形部(例如111或123)受作用部131推动进入光传递路径为例,但不以此为限。于其他实施例中,可藉由改变可变形部111或123及作用部131的设计,而使得活动轴130位于未按压位置时,可变形部111或123进入阻挡光信号量较多,且活动轴130位于按压位置时,可变形部111或123受到作用部131推抵而侧向位移,使可变形部111或123阻挡光信号量较少,进而使光接收器153接收到的光信号强度较强(即第二强度大于第一强度),而触发开关模块150产生触发信号。再者,前述实施例中,可变形部111或123较佳与下壳体110或上壳体120’一体成形地形成,但不以此为限。于其他实施例,可变形部111或123可藉由合宜的接合手段(例如黏着、卡固、锁固等)设置于下壳体110或上壳体120’。
图6A至图8B为本发明第三实施例的示意图,其中图6A及图6B分别为本发明第三实施例的光开关按键于不同视角的爆炸示意图,图6C为图6A的光开关按键未绘示上壳体的组合上视示意图,且图6D为图6A的光开关按键未绘示上壳体的局部挖空立体示意图。如图6A至图6D所示,本发明第三实施例的光开关按键20包含壳体200、活动轴130、弹性件140、开关模块150及遮蔽件170。活动轴130可活动地设置于壳体200,且因应按压力,活动轴130可沿着运动路径而上下运动于未按压位置与被按压位置。弹性件140设置于壳体200中,且弹性件140耦合于活动轴130。当按压力被移除后,弹性件140使活动轴130回复到未按压位置。开关模块150包含电路板151、光发射器152及光接收器153。光发射器152及光接收器153电连接电路板151,且光发射器152发射光信号,光信号沿着光传递路径而到达光接收器153。遮蔽件170设置于壳体200,当活动轴130位于未按压位置时,遮蔽件170与光传递路径具有第一空间关系,光接收器153接收到的光信号为第一强度;且当活动轴130因应按压力自未按压位置移动至按压位置时,活动轴130沿运动路径移动,以压缩弹性件140并带动遮蔽件170移动,使得遮蔽件170与光传递路径不再具有第一空间关系,使光接收器153所接收到的光信号为第二强度,且第二强度不同于第一强度,以触发开关模块150产生触发信号。
在此需注意,类似于前述实施例,光开关按键20可选择性地进一步具有包含导光柱161及背光光源162的背光单元160,且光开关按键20的活动轴130、弹性件140、开关模块150及背光单元160可具有与前述实施例(例如光开关按键10、10’)相同或类似的结构细节及连接关系,并可参考前述实施例的相关说明,于此不再赘述。
于此实施例,壳体200由上壳体120及下壳体210结合而成,且遮蔽件170设置于下壳体210中。在此需注意,上壳体120的结构细节(例如通孔121及上卡合部122)及下壳体210的部分结构细节(例如下卡合部112、定位柱113、定位部114、容置部1141、限位部115、开口117等)可参考图1A的实施例的相关说明,于此不再赘述。于后同时参考图7,着重说明遮蔽件170的结构细节及其与下壳体210的连接关系。如图6C至图6D及图7所示,遮蔽件170较佳为弹片形式,例如金属弹片或塑料弹片。于一实施例,遮蔽件170包含定位部171、受力部172及遮挡部173,其中定位部171及受力部172设置于遮蔽件170的相对两端,且遮挡部173连接受力部172。定位部171用以连接下壳体210以使遮蔽件170定位于下壳体210。具体而言,定位部171位于遮蔽件170的连接端,且受力部172及遮挡部173位于遮蔽件170的自由端。受力部172对应活动轴130的作用部131,以因应活动轴130的上下运动而随作用部131相对移动,进而改变遮挡部173与光传递路径的空间关系(或相对位置)。举例而言,于此实施例,遮蔽件170可由例如类似T形的金属片弯折而成,其中T形金属弹片的水平顶部弯折成L形状,且其相对两端分别为定位部171及受力部172,以邻近下壳体210的相邻两侧。亦即,定位部171及受力部172连接成弧形或L形。T形金属弹片的直立下部作为遮挡部173,且遮挡部173较佳连接于受力部172下方。
对应于遮蔽件170的定位部171,下壳体210具有卡槽211a、211b,遮蔽件170可藉由定位部171插入卡槽211a、211b而使遮蔽件170的一端固定于下壳体210,进而使得受力部172及遮挡部173形成可相对于定位部171移动或弯曲变形的自由端。对应于作用部131,受力部172较佳具有斜面1721,以使得作用部131可沿斜面1721移动以带动受力部172及遮挡部173移动。于此实施例,斜面1721较佳设置于受力部172的顶部,且由朝作用部131的方向倾斜并向下延伸。再者,遮挡部173较佳至少部分相对于受力部172弯折延伸,使得至少部分的遮挡部173可选择性与光传递路径形成干涉。举例而言,遮挡部173至少部分朝接近作用部131的方向弯折延伸,以使得受力部172受作用部131带动相对移动时,受力部172带动遮挡部173进入或远离光传递路径。于另一实施例,依据实际应用,遮挡部173可设计为至少部分朝远离作用部131的方向弯折延伸。此外,于本实施例中,遮蔽件170虽弯折以使定位部171及受力部172对应于下壳体210的相邻两侧,但不以此为限。于其他实施例,遮蔽件170的定位部171及受力部172可直线设置,即定位部171及受力部172连接成直线形以对应下壳体210的同一侧,例如遮蔽件170可为上述水平顶部无弯折的T形弹片。
此外,类似于前述实施例,遮蔽件170的遮挡部173较佳对应下壳体210的开口117,例如位于开口117中,或至少其于下壳体210的底部的投影位于开口117中。当活动轴130因应按压力自未按压位置移动至按压位置时,活动轴130的作用部131带动遮蔽件170的遮挡部173于开口117中移动,以改变相对于光传递路径的位置。
于后参考图8A及图8B说明图6A的光开关按键20的操作,其中图8A及图8B分别为光开关按键20于未按压位置及按压位置的局部上视示意图。如图8A所示,当活动轴130于未按压位置时,作用部131较佳与遮蔽件170在平行于运动路径的方向至少部分重叠,且遮蔽件170与光传递路径具有第一空间关系,光接收器153接收到的光信号为第一强度。举例而言,当活动轴130位于未按压位置时,作用部131与受力部172较佳于Z轴方向至少部分重叠,即作用部131及受力部172于下壳体210的垂直投影至少部分重叠,或者说受力部172部分位于作用部131的运动路径上。再者,于此实施例,当活动轴130位于未按压位置时,遮蔽件170进入光传递路径的部分较少,遮蔽件170阻挡光信号量较低,光接收器153接收到的光信号的第一强度较强。亦即,当活动轴130位于未按压位置时,遮蔽件170的遮挡部173进入光传递路径的部分较少,遮挡部173阻挡光信号量较低,光接收器接153收到的光信号的第一强度较强。于一实施例,当活动轴130位于未按压位置时,遮挡部173较佳实质未进入光传递路径(或未遮挡前述的光栅孔1181),亦即遮挡部173较佳位于光发射器152及光接收器153的光传递路径的一侧,使得光发射器152所发射的光信号较佳不被遮挡部173阻挡地被光接收器153接收,而使得光信号强度相对较强(例如无阻挡/衰减的光信号强度)。
如图8B所示,当活动轴130因应按压力自未按压位置移动至按压位置时,活动轴130沿运动路径移动,以压缩弹性件140并带动遮蔽件170移动,使得遮蔽件170与光传递路径不再具有第一空间关系,使光接收器153接收到的光信号为第二强度,且第二强度不同于第一强度,以触发该开关模块150产生触发信号。于此实施例,第一空间关系代表遮蔽件170的受力部172与作用部131之间实质无作用(或无接触),且遮蔽件170的遮挡部173实质未改变光接收器153所接收到的光信号强度。当遮蔽件170的遮挡部173与光传递路径不再具有第一空间关系代表受力部172与作用部131相对位移使得遮挡部173进入光传递路径中,且遮挡部173衰减光接收器153所接收到的光信号强度,使得第二强度小于第一强度,以触发开关模块150产生触发信号。
具体而言,当活动轴130位于按压位置时,遮蔽件170侧向移动远离运动路径,遮蔽件170进入光传递路径部分较多,遮蔽件170阻挡光信号量较高,光接收器153接收到的光信号为较弱的第二强度(即第二强度小于第一强度)。换言之,当活动轴130沿运动路径自未按压位置朝下壳体210底部移动至按压位置时,作用部131推抵受力部172侧向移动远离运动路径,带动受力部172下方的遮挡部173移动进入光传递路径部分较多,使得遮挡部173阻挡光信号量较高,光接收器153接收到的光信号为强度相对较弱的第二强度,以触发开关模块150产生触发信号。于一实施例,作用部131向下移动推动受力部172时,作用部131的第一斜面1311接触并相对于受力部172的斜面1721向下移动并产生侧向分力,使受力部172带动遮挡部173相对于定位部171侧向变形位移,进而使得遮挡部173实质完全遮挡光发射器152发出的光信号(例如遮挡前述的光栅孔1181),使得光接收器153未接收到光信号(即第二强度为零)。再者,类似地,当活动轴130位于按压位置时,作用部131的末端可通过下壳体210的开口117,进入电路板151的避让空间155中,以使得按压行程增加进而提升操作手感。当按压力释放后,活动轴130可藉由弹性件140(例如弹簧本体141)提供的回复力回到如图8A所示的未按压未置,并带动遮蔽件170回到原本位置(或形状)。
在此需注意,第三实施例中,虽以遮蔽件170受作用部131推动而使遮挡部173进入阻挡光信号为例,但不以此为限。于其他实施例,可藉由改变遮蔽件170及作用部131的设计,而使得遮蔽件170受作用部131带动而使遮挡部173远离光传递路径。图9A及图9B分别为本发明第四实施例的光开关按键于未按压位置及按压位置的局部上视示意图。如图9A所示,当活动轴130位于未按压位置时,遮蔽件170位于光传递路径中,遮蔽件170阻挡光信号,光接收器153接收到的光信号为较弱的第一强度。具体而言,当活动轴130位于未按压位置时,作用部131抵接遮蔽件170的受力部172,而使得受力部172相对于定位部171朝远离作用部131的方向弹性变形,进而带动受力部172下方的遮挡部173位于光传递路径中,例如实质遮挡光栅孔1181,而使光接收器153实质未接收到光信号(即第一强度为零)。如图9B所示,当活动轴130位于按压位置时,遮蔽件170侧向移动远离光传递路径,光接收器153接收到的光信号为较强的第二强度(即第二强度大于第一强度),以触发开关模块150产生触发信号。具体而言,当活动轴130自未按压位置移动至按压位置时,作用部131相对于遮蔽件170的受力部172移动且越过受力部172(例如移动至受力部172下方),使得受力部172不再受到作用部131的推抵而相对于定位部171朝接近作用部131的方向回弹,进而带动遮挡部173移动以远离光传递路径(即遮挡部173进入光传递路径的部分较少,或实质未遮挡光栅孔1181),而使光接收器153可接收到光发射器152沿光传递路径传递的光信号,以触发开关模块150产生触发信号。
在此需注意,于图9A及图9B的实施例中,受力部172的斜面较佳设置于受力部172的下方,且由上向下延伸并朝远离作用部131的方向倾斜。藉此,当按压力释放后,活动轴130可藉由弹性件140提供的回复力带动作用部131沿受力部172的斜面向上移动,而回到图9A所示作用部131推抵受力部172以遮挡光信号的未压按压位置。再者,于图8A至8B及图9A至9B的实施例中,光开关按键藉由设置于壳体200的遮蔽件170改变光接收器153所接收的光信号强度而产生触发信号,因此仅需考虑遮蔽件170的遮光效果,而壳体200的材质、颜色可不受遮光需求限制。
图10至图12B为本发明第五实施例的示意图,其中图10为本发明第五实施例的光开关按键的爆炸图,图11A及图11B分别为图10的光开关按键的上壳体及下壳体的示意图,且图12A及图12B为图10的光开关按键未绘示键帽的俯视图及立体示意图。如图10至图12B所示,本发明第五实施例的光开关按键30包含键帽310、支撑机构320、回复机构330、开关模块340及底板350。支撑机构320设置于键帽310下方并支撑键帽310上/下移动,且支撑机构320具有突出部323。回复机构330设置于键帽310下方,以提供回复力,使键帽310于按压后回复到按压前的位置。回复机构330包含壳体331及弹性件332,其中弹性件332设置于壳体331内,且壳体331具有可变形部333。开关模块340包含电路板341、光发射器342及光接收器343,其中光发射器342及光接收器343电连接电路板341,且光发射器342对应光接收器343发射光信号。当未按压键帽310时,光接收器343接收到的光信号为第一强度;当按压键帽310时,键帽310带动支撑机构320移动,使得弹性件332被压缩且突出部321推抵可变形部333移动以改变光接收器343接收到的光信号为第二强度,且第二强度不同于第一强度,以触发开关模块340产生触发信号。
具体而言,键帽310可为例如射出成型的矩形键帽,且键帽310下表面具有耦接支撑机构320的耦接件(未绘示)。耦接件可为具有轴孔或滑槽的耦接结构。再者,依据实际应用,键帽310可为具有透光部的透光键帽,以应用于发光键盘。举例而言,透光部可为字符形式,以表示击键的指令。
底板350可作为光开关按键30的结构强度支撑板,并具有连接支撑机构320的连接件351及352。于一实施例,底板350较佳为金属板件冲压形成。连接件351及352较佳为自底板350表面朝键帽310弯折突起的卡勾式连接件。在此需注意,当电路板341具有足够结构强度时,连接件351及352可选择性地设置于电路板341上,而免除底板350的使用。
支撑机构320较佳包含内支架321及外支架322,且内支架321枢接于外支架322的内侧以形成剪刀式支撑机构。内支架321及外支架322较佳为例如射出成型的矩形框架,且内支架321及外支架322可藉由例如枢轴及轴孔机构形成可转动的连接。举例而言,内支架322的中段的相对侧具有向外突伸的枢轴,而外支架322的相对内侧具有对应枢轴的轴孔,使得内支架321的中段与外支架322的中段相互耦合。此外,内支架321及外支架322的两端分别可活动地连接键帽310及底板350。例如,内支架321的键帽端具有可转动地连接键帽310的耦接件,且内支架321的底板端具有可活动地连接底板350的连接件351。类似地,外支架322的键帽端具有可活动地连接键帽310的耦接件,且外支架322的底板端具有可活动地连接底板350的连接件352。藉此,支撑机构320可平稳地支撑键帽310相对于底板350上/下移动。
突出部323设置于内支架321,且自内支架321朝内支架321的内侧方向延伸突出。举例而言,突出部321较佳设置于内支架321的键帽端的内侧,且突出部323较佳具有第一斜面3231。于此实施例,突出部323的第一斜面3231设置于突出部323的末端(即远离内支架321的自由端,此外突出部323还具有连接内支架321的连接端),且较佳自突出部323的末端端面朝连接内支架321的连接端方向向下倾斜,以面对壳体331的可变形部333。
电路板341较佳设置于底板350上,且电路板341具有开口3411以容许底板350的连接件351、352通过而连接支撑机构320。光发射器342及光接收器342设置于电路板341上并电连接电路板341。具体而言,电路板341较佳具有开关线路,且光发射器342及光接收器343电连接电路板341的开关线路,以使得光发射器342可朝光接收器343发射光信号,且当光接收器343接收到的光信号强度改变时,触发开关模块340产生触发信号。换言之,开关模块340产生触发信号的操作类似于前述实施例的开关模块150。电路板341较佳具有避让空间3412,以供容置部分的突出部333(例如突出部333的末端)。举例而言,避让空间3412可为电路板341上开设的避让槽,且光发射器342及光接收器343设置于避让槽的相对两侧。
此外,光开关按键30可选择性地具有背光光源360。电路板341较佳具有驱动背光光源360的光源线路。背光光源360可设置于电路板341上并电连接电路板341的光源线路,以提供光线朝键帽310的透光部射出。背光光源360较佳设置于光发射器342及光接收器343的相对侧,且较佳皆位于内支架321于底板350的垂直投影区域内。举例而言,光发射器342及光接收器343较佳对应突出部323而邻近内支架321的键帽端进行设置,而背光光源360对应地邻近内支架321的底板端进行设置。
回复机构330设置于键帽310及底板350(或电路板341)之间,且回复机构330包含壳体331及弹性件332。于此实施例,弹性件332较佳为弹簧,以提供机械式的按压操作手感,但不以此为限。于其他实施例,弹性件332可为弹性体,以提供按压后的回复力。壳体331由上壳体334及下壳体335结合而成,以围成供设置弹性件332的容置空间。回复机构330进一步包含活动部336,且活动部336可相对于上壳体334(或下壳体335)活动地套接于上壳体334。具体而言,弹性件332、上壳体334、下壳体335及活动部336构成的回复机构330具有类似于前述实施例中壳体100(或100’、200)、活动轴130及弹性件140的结构细节及连接关系。例如,上壳体334具有通孔3341及与上卡合部3342(例如卡槽)。活动部336可活动地由下往上插设于通孔3341中以定位弹性件332,并作为按压键帽310时的作动件。下壳体335具有下卡合部3351(例如卡钩),用以与上卡合部3342卡合,以使上壳体334连结下壳体335。
于此实施例,上壳体334较佳为具有缺口部3343的矩形盖体结构。上卡合部3342较佳设置在缺口部3343的两侧,而使得左侧上卡合部3342与缺口部3343之间形成左臂部3345,且右侧上卡合部3342与缺口部3343之间形成右臂部3346。当回复机构330设置于电路板341上时,光发射器342及光接收器343较佳被壳体331屏蔽,以达到防尘且降低外部光线干扰。举例而言,光发射器342及光接收器343分别位于缺口部3343的相对两侧且被上壳体部334覆盖。于一实施例,下壳体335较佳具有实质U形水平剖面。上壳体334的左臂部3345及右臂部3346自U形水平剖面的两侧朝U形水平剖面中央彼此相向突出于下壳体335(亦即上壳体334的左臂部3345及右臂部3346的垂直投影超出下壳体335的垂直投影范围外),以形成缺口部3343于左臂部3345与右臂部3346之间。光发射器342及光接收器343较佳分别位于左臂部3345与右臂部3346下方,而可达到防尘的效果,但不以此为限。再者,当按压键帽310时,突出部323较佳是在上壳体334及下壳体325所包围的弹性件容置空间外移动(即于缺口部3343中移动)。
活动部336较佳为套筒状,且活动部336于套筒相对侧进一步具有限位部3361及致动部3362,其中限位部3361用以限制活动部336相对于上壳体334的位移,而致动部3362与手感弹性件(例如前述实施例弹性件140的延伸臂143或扭簧)配合用以提供触感回馈。在此需注意,限位部3361及致动部3362的结构细节以及其与上壳体334及手感弹性件的作用关系可参考前述实施例的活动轴130的限位部133及致动部132的相关说明,于此不再赘述。
下壳体335进一步具有定位部3352,用以定位弹性件332。于一实施例,定位部3352自下壳体335的底面对应活动部336朝上壳体334突起。当组装回复机构330时,弹簧式的弹性件332套接于下壳体335的定位部3352外侧,使得弹性件332定位于活动部336及下壳体335之间。当按压键帽310时,活动部336可相对于上壳体334向下移动,以压缩弹性件332。当放开键帽310时,弹性件332提供弹力,使得活动部336带动键帽310相对于上壳体部334向上移动,并藉由限位部3361定位在按压前的位置。
于此实施例,回复机构330可藉由下壳体335承靠定位于电路板341。具体而言,下壳体335可包含承靠部3353及3354,其较佳设置于下壳体335的相对两侧,以使得承靠部3353承靠于电路板341上邻近光发射器342及光接收器343之处,而承靠部3354承靠于电路板341上邻近背光光源360之处。于一实施例,承靠部3353可为下壳体335相向延伸突出的一对承靠臂部,且该对承靠臂部对应光发射器342及光接收器343分别位于上壳体334的左臂部3345及右臂部3346下方。承靠部3354可为下壳体335相向延伸突出的一对承靠凹块,使得上壳体部334对应承靠部3354形成有凹口3344,且背光光源360的设置位置较佳对应于凹口3344。如此一来,背光光源360发射的光线藉由回复机构330阻挡,而避免影响光接收器343所接收到的光信号强度,进而避免开关模块340错误地产生触发信号。
于此实施例,回复机构330进一步包含手感弹性件370,手感弹性件370用以提供按压时的触感回馈。举例而言,手感弹性件370可实施为扭簧,且扭簧的一端作为定位部(例如图13所示的371),扭簧的另一端作为延伸臂372。下壳体335对应地具有定位孔,当手感弹性件370设置于下壳体335时,定位部耦接定位孔,且延伸臂372对应于活动部336的致动部3362。当按压键帽310时,致动部3362随着键帽310向下移动而与扭簧的延伸臂372产生相对位移,使得使用者的手指先感受到较大阻力,然后延伸臂372脱离致动部3362的下压,使用者的手指感受到阻力大幅减低,如此提供使用者按压触觉上的段差感,且延伸臂372可敲击上壳体部334或下壳体部335产生声响。当释放键帽310时,弹性件332提供回复力使得键帽310向上移动,带动致动部3362向上移动,延伸臂372相对致动部3362向下滑动回到原始位置。
在此需注意,类似于前述实施例,壳体331可具有光栅部337,且光栅部337较佳设置于上壳体334。举例而言,光栅部337可设置于上壳体334的左臂部3345或右臂部3346,且邻近光发射器342,但不以此为限。依据实际应用,光栅部337可邻近光接收器343,藉此可使得光信号在接收端不易受外部光线干扰,更有效降低误触发的可能性。
如图11B所示,于此实施例,壳体331的可变形部333设置于下壳体335,以对应于支撑机构320的突出部323。具体而言,可变形部333为设置于下壳体335且朝键帽310方向(例如朝上方)延伸的弹性臂,使得可变形部333可因应突出部323的移动而位移(或弹性变形),进而改变可变形部333相对于光发射部342与光接收部343之间的光传递路径的空间关系(或相对位置),以触发开关单元340产生触发信号。于此实施例,可变形部333较佳与下壳体335一体成形,但不以此为限。于其他实施例,可变形部333可藉由任何合宜的接合机制连接于下壳体335。于此实施例,可变形部333可自下壳体335的U形水平剖面的底端的壁面朝U形水平剖面的开口端延伸。换言之,可变形部333的一端较佳连接于下壳体335,而可变形部333相对的另一端为位于上壳体334的缺口部3343中的自由端。于此实施例,可变形部333较佳为包含连接部3332及遮挡部3333的弹性臂,其中连接部3332较佳为平行于下壳体335的底面而水平延伸的连接臂,以连接下壳体335及遮挡部3333。遮挡部3333自连接部3332朝键帽310方向延伸(即沿Z轴方向向上延伸),以位于上壳体334的缺口部3343中,并对应于支撑机构320的突出部323。
再者,可变形部333较佳具有第二斜面3331,以对应突出部323的第一斜面3231。当键帽310带动支撑机构320移动时,第一斜面3231相对于第二斜面333移动,以使可变形部333侧向移动。具体而言,第二斜面3331较佳为遮挡部3333的外侧表面(即面对突出部323方向的侧表面),且沿Z轴方向向下延伸并向外倾斜,使得第二斜面3331对应于第一斜面3231。
于后一并参考图12A及图12B说明本发明第五实施例的光开关按键30的操作。如图12A及图12B所示,当未按压键帽310时,突出部323与可变形部333在平行于键帽310的移动方向(例如Z轴方向)上至少部分重叠,可变形部333与光传递路径具有第一空间关系,光接收器343接收到的光信号为第一强度。当按压键帽310时,键帽310带动支撑机构320移动,使得弹性件332被压缩且突出部323推抵可变形部333移动,使得可变形部333与光传递路径不再具有第一空间关系,使光接收器343所接收到的光信号为第二强度,且第二强度不同于第一强度,以触发开关模块340产生触发信号。
于此实施例,第一空间关系代表可变形部333远离光传递路径,且可变形部333实质未改变光接收器343所接收到的光信号强度。当可变形部333与光传递路径不再具有第一空间关系代表可变形部333进入光传递路径中,且可变形部333衰减光接收器343所接收到的光信号强度,使得第二强度小于第一强度,以触发开关模块340产生触发信号。
具体而言,当按压键帽310带动支撑机构320移动时,突出部323推抵可变形部333移动以至少部分阻挡光信号,使得第二强度小于第一强度。于一实施例,当按压键帽310时,突出部323推抵可变形部333侧向移动,且突出部323与可变形部333在垂直于键帽310的移动方向上至少部分接触,例如突出部323与可变形部333在Y轴方向上至少部分接触。具体而言,当键帽310带动支撑机构320移动时,突出部323的第一斜面3231相对于可变形部333的第二斜面3331移动并产生侧向分力,以使可变形部333侧向移动而进入光传递路径。举例而言,突出部323的第一斜面3231相对于可变形部333的第二斜面3331移动并产生侧向分力,以使可变形部333朝接近下壳体335的U形水平剖面底端方向(即远离突出部323与内支架321的连接端方向,移动方向如箭头A所示)侧向移动,以改变可变形部333与光栅部337的相对位置(例如至少部分遮挡光栅部337的光栅孔),使得第二强度小于第一强度,进而使开关模块340产生触发信号。
于一实施例,当按压键帽310带动突出部323移动时,可变形部333较佳可完全阻挡光信号,使得光接收器343接收不到光信号(即第二强度为零)。在此需注意,可藉由改变电路板341的电路设计,使得开关模块340可依据光接收器343所收到的光量变化来产生触发信号,亦可依据光接收器343是否收到光信号来产生触发信号。
图13至图15B为本发明第六实施例的示意图,其中图13为本发明第六实施例的光开关按键的爆炸图,图14A及图14B分别为图13的光开关按键的上壳体于不同视角的示意图,且图15A及图15B为图13的光开关按键未绘示键帽的俯视图及立体示意图。如图13至图15B所示,本发明第六实施例的光开关按键30’包含键帽310、支撑机构320、回复机构330’、开关模块340及底板350,且光开关按键30’可选择性地进一步包含背光光源360。图13的光开关按键30’与图10的光开关按键30的差异在于下壳体335’不具有可变形部333,而是将可变形部338设置在上壳体334’上。因此,光开关按键30’的其余部件(例如键帽310、支撑机构320、开关模块340、底板350、背光光源360等)的结构细节及连接关系,以及壳体331’与壳体331相应的结构细节可参考第五实施例的光开关按键30的相关说明,于此不再赘述。
于此实施例,壳体331’由上壳体334’及下壳体335’结合而成,可变形部338较佳是自上壳体334’延伸而形成的弹性臂。具体而言,可变形部338较佳为包含连接部3382及遮挡部3383的L形弹性臂,且较佳对应缺口部3343的开口设置,其中连接部3382的一端连接于上壳体334’,且连接部3382的另一端连接遮挡部3383。可变形部338的连接部3382较佳为具有任何合宜形状的杆状部或臂状部,其中连接部3382的一端较佳连接于右臂部3346或左臂部3345其中之一,且连接部3382的另一端朝右臂部3346或左臂部3345其中另一的方向延伸并连接遮挡部3383而形成可变形部338的自由端。举例而言,可变形部338的连接部3382的一端连接于右臂部3346,且连接部3382的另一端朝左臂部3345的方向延伸,并局部对应缺口部3343的开口。遮挡部3383较佳自连接部3382沿Z轴方向向下延伸,并对应于突出部323。在此需注意,于此实施例中,虽绘示遮挡部3383自连接部3332向下延伸,但不以此为限。于其他实施例,依据实际应用,遮挡部3383可自连接部3382向上延伸。再者,依据实际应用,可变形部338可为具有任何合宜形状的弹性臂,以使得可变形部338具有对应突出部323的自由端及连接上壳体334’的连接端,且自由端可受突出部323推抵而相对于连接端位移(或弹性变形)。
类似地,可变形部338较佳具有第二斜面3381,以对应于突出部323的第一斜面3231。具体而言,第二斜面3381较佳为遮挡部3383的外侧表面(即面对突出部323方向的侧表面),且第二斜面3381邻近遮挡部3383的顶部并沿Z轴方向向下延伸且向外倾斜,使得第二斜面3381对应于第一斜面3231。
于后参考图15A及图15B说明本发明第六实施例的光开关按键30’的操作。如图15A及图15B所示,当未按压键帽310时,突出部323与可变形部338在平行于键帽310的移动方向(例如Z轴方向)上至少部分重叠,可变形部338与光传递路径具有第一空间关系,光接收器343接收到的光信号为第一强度。当按压键帽310时,键帽310带动支撑机构320移动,使得弹性件332被压缩且突出部323推抵可变形部338移动,使得可变形部338与光传递路径不再具有第一空间关系,使光接收器343所接收到的光信号为第二强度,且第二强度不同于第一强度,以触发开关模块340产生触发信号。类似地,于此实施例,第一空间关系代表可变形部338远离光传递路径,且可变形部338实质未改变光接收器343所接收到的光信号强度。当可变形部338与光传递路径不再具有第一空间关系代表可变形部338进入光传递路径中,且可变形部338衰减光接收器343所接收到的光信号强度,使得第二强度小于第一强度,以触发开关模块340产生触发信号。
具体而言,当按压键帽310带动支撑机构320移动时,突出部323推抵可变形部338移动以至少部分阻挡光信号,使得第二强度小于第一强度。于一实施例,当按压键帽310时,突出部323推抵可变形部338侧向移动,且突出部323与可变形部338在垂直于键帽310的移动方向上至少部分接触,例如突出部323与可变形部338在Y轴方向上至少部分接触。具体而言,当键帽310带动支撑机构320移动时,突出部323的第一斜面3231相对于可变形部338的第二斜面3381移动并产生侧向分力,以使可变形部338侧向移动进入光传递路径。举例而言,突出部323的第一斜面3231相对于可变形部338的第二斜面3381移动并产生侧向分力,以使可变形部338朝接近上壳体334’的缺口部3343底端方向(即远离突出部323与内支架321的连接端方向,移动方向如箭头A所示)侧向移动,至少部分遮挡光信号,使得第二强度小于第一强度,进而使开关模块340产生触发信号。
于一实施例,当按压键帽310带动突出部323移动时,可变形部338较佳可完全阻挡光信号,使得光接收器343接收不到光信号(即第二强度为零)。在此需注意,可藉由改变电路板341的电路设计,使得开关模块340可依据光接收器343所收到的光量变化来产生触发信号,亦可依据光接收器343是否收到光信号来产生触发信号。
在此需注意,于第一至第六实施例中,光开关按键藉由活动轴130的作用部131或支撑机构320的突出部323带动壳体的可变形部(例如111、123、333或338)或设置于壳体的遮蔽件170相对于按压方向实质横向移动(或水平移动),以改变光接收器(例如153或343)所接收到光信号强度,进而触发开关模块(例如150或340)产生触发信号,藉此可减少光开关按键于Z轴方向的空间需求,可有效降低按键高度,但不以此为限。于其他实施例,光开关按键可藉由活动轴130的作用部131或支撑机构320的突出部323带动壳体的可变形部实质平行于按压方向移动(或垂直移动),使得开关模块(例如150或340)被触发。
图16A至图18B为本发明第七实施例的示意图,其中图16A及图16B分别为本发明第七实施例的光开关按键于不同视角的爆炸示意图,而图16C为图16A的光开关按键未绘示上壳体的组合示意图,且图16D为沿图16C的切线CC包含上壳体的截面示意图。如图16A至图16D所示,本发明第七实施例的光开关按键11包含壳体400、活动轴130、弹性件140及开关模块150,且光开关按键11可选择性地进一步包含背光单元160。图16A的光开关按键11与图1A的光开关按键10的差异在于下壳体410的可变形部411的形式。因此,光开关按键11的其余部件(例如活动轴130、弹性件140、开关模块150、背光单元160等)的结构细节及连接关系,以及壳体400与壳体100相应的结构细节,可参考第一实施例的光开关按键10的相关说明,于此不再赘述。
于此实施例,壳体400由上壳体120及下壳体410结合而成,可变形部411较佳是自下壳体410延伸于开口117中的弹性臂。如图17A及图17B所示,可变形部411较佳为包含连接部4111及遮挡部4112的弹性臂,其中连接部4111较佳为平行于下壳体410的底面而水平延伸的连接臂,以连接下壳体410及遮挡部4112。遮挡部4112位于可变形部411的自由端,并对应于活动轴130的作用部131。遮挡部4112可受作用部131的推抵,使得可变形部411向下弯曲位移。当遮挡部4112受到作用部131的推抵时,遮挡部4112带动连接部4111相对于下壳体410弹性变形。于一实施例,可变形部411的遮挡部4112较佳具有可实质完全遮挡光信号的尺寸,但不以此为限。于其他实施例,可变形部411的遮挡部4112至少部分遮挡光信号。
于后参考图18A及图18B说明本发明第七实施例的光开关按键11的操作,其中图18A及图18B分别为光开关按键11沿图16C的切线DD包含上壳体于未按压位置及按压位置的截面示意图。如图18A所示,当活动轴130位于未按压位置时,作用部131较佳与可变形部411在平行于运动路径的方向至少部分重叠。举例而言,当活动轴130位于未按压位置时,作用部131与可变形部411较佳于Z轴方向上至少部分重叠,即作用部131及可变形部411于下壳体410的垂直投影至少部分重叠。再者,当活动轴130位于未按压位置时,可变形部411与光传递路径具有第一空间关系,光接收器153接收到的光信号为第一强度。于此实施例,当活动轴130位于未按压位置时,可变形部411进入光传递路径部分较少,可变形部411阻挡光信号量较低,光接收器接153收到的光信号的第一强度较强。举例而言,当活动轴130位于未按压位置时,可变形部411较佳位于光传递路径的上方,使得光发射器152所发射的光信号较佳不受可变形部411阻挡地被光接收器153接收,而使得光信号强度相对较强(例如无阻挡/衰减的光信号强度)。
如图18B所示,当活动轴130因应按压力自未按压位置移动至按压位置时,活动轴130沿运动路径移动,以压缩弹性件140并推抵可变形部411移动,使得可变形部411与光传递路径不再具有第一空间关系,使光接收器153接收到的光信号为第二强度,且第二强度不同于第一强度,以触发该开关模块150产生触发信号。换言之,当活动轴130沿运动路径朝下壳体410底部移动至按压位置时,作用部131推抵可变形部411向下移动,以改变可变形部411与光传递路径的空间关系,进而改变光接收器153接到的光信号强度,以触发开关模块150产生触发信号。于此实施例,第一空间关系代表可变形部411远离光传递路径,且可变形部411实质未改变光接收器153所接收到的光信号强度。当可变形部411与光传递路径不再具有第一空间关系代表可变形部411进入光传递路径中,且可变形部411衰减光接收器153所接收到的光信号强度,使得第二强度小于第一强度,以触发开关模块150产生触发信号。
具体而言,当键帽被按压带动活动轴130朝下壳体410底部移动时,作用部131随着活动轴130沿运动路径向下移动,而使得作用部131的末端(即下端)抵接可变形部411的遮挡部4112,并向下压抵遮挡部4112,使得可变形部411以连接部4111的连接端为支点向下弹性变形,且遮挡部4112至少部分阻挡光信号(例如至少部分遮挡光栅孔1181),使得第二强度小于第一强度,进而使开关模块150产生触发信号。
图19A至图21B为本发明第八实施例的示意图,其中图19A及图19B分别为本发明第八实施例的光开关按键于不同视角的爆炸示意图,而图19C为图19A的光开关按键未绘示上壳体的组合上视示意图,且图19D为沿图19C的切线EE包含上壳体的截面示意图。如图19A至图19D所示,本发明第七实施例的光开关按键11’包含壳体400’、活动轴130、弹性件140及开关模块150,且光开关按键11’可选择性地进一步包含背光单元160。图19A的光开关按键11’与图4A的光开关按键10’的差异在于上壳体420的可变形部421的形式。因此,光开关按键11’的其余部件(例如活动轴130、弹性件140、开关模块150、背光单元160等)的结构细节及连接关系,以及壳体400’与壳体100’相应的结构细节,可参考第一或第二实施例的光开关按键10、10’的相关说明,于此不再赘述。
于此实施例,壳体400’由上壳体420及下壳体410’结合而成,可变形部421较佳是自上壳体420延伸的弹性臂。如图20A及图20B所示,可变形部421较佳为包含连接部4211及遮挡部4212的弹性臂。举例而言,连接部4211较佳为L形的连接臂,其中连接部4211自上壳体420的下表面朝下壳体410’向下垂直延伸,接着再水平延伸以连接遮挡部4212并对应于活动轴130的作用部131。换言之,连接部4211自上壳体420向下延伸的长度较佳使连接部4211部分水平延伸于作用部131的下方。遮挡部4212位于可变形部421的自由端,且遮挡部4212的尺寸较佳大于连接部4211的尺寸,以使得连接部4211相对于遮挡部4212具有较大的弹性变形力。当连接部4211的水平段受到作用部131的推抵时,带动遮挡部4212相对于下壳体410’向下弹性变形。于一实施例,可变形部421的遮挡部4212较佳具有可实质完全遮挡光信号的尺寸,但不以此为限。于其他实施例,可变形部421的遮挡部4212可至少部分遮挡光信号。
于后参考图21A及图21B说明本发明第八实施例的光开关按键11’的操作,其中图21A及图21B分别为光开关按键11’沿图19C的切线FF于未按压位置及按压位置的截面示意图。如图21A所示,当活动轴130位于未按压位置时,作用部131较佳与可变形部421在平行运动路径的方向至少部分重叠。举例而言,当活动轴130位于未按压位置时,作用部131与可变形部421较佳于Z轴方向上至少部分重叠,即作用部131及可变形部421于下壳体410’的垂直投影至少部分重叠。再者,当活动轴130位于未按压位置时,可变形部421与光传递路径具有第一空间关系,光接收器153接收到的光信号为第一强度。于此实施例,当活动轴130位于未按压位置时,可变形部421进入光传递路径部分较少,可变形部421阻挡光信号量较低,光接收器接153收到的光信号的第一强度较强。举例而言,当活动轴130位于未按压位置时,可变形部421较佳位于光传递路径的上方,使得光发射器152所发射的光信号较佳不受可变形部421阻挡地被光接收器153接收,而使得光信号强度相对较强(例如无阻挡/衰减的光信号强度)。
如图21B所示,当活动轴130因应按压力自未按压位置移动至按压位置时,活动轴130沿运动路径移动,以压缩弹性件140并推抵可变形部421移动,使得可变形部421与光传递路径不再具有第一空间关系,使光接收器153接收到的光信号为第二强度,且第二强度不同于第一强度,以触发该开关模块150产生触发信号。换言之,当活动轴130沿运动路径朝下壳体110的底部移动至按压位置时,作用部131推抵可变形部421向下移动,以改变可变形部421与光传递路径的空间关系,进而改变光接收器153接到的光信号强度,以触发开关模块150产生触发信号。于此实施例,第一空间关系代表可变形部421远离光传递路径,且可变形部421实质未改变光接收器153所接收到的光信号强度。当可变形部421与光传递路径不再具有第一空间关系代表可变形部421进入光传递路径中,且可变形部421衰减光接收器153所接收到的光信号强度,使得第二强度小于第一强度,以触发开关模块150产生触发信号。
具体而言,当键帽被按压带动活动轴130朝下壳体410’底部移动时,作用部131随着活动轴130沿运动路径向下移动,而使得作用部131的末端(即下端)抵接并向下压抵可变形部421(例如连接部4211的水平段或遮挡部4212),使得可变形部421以连接部4211的连接端为支点向下弹性变形,而至少部分阻挡光信号(例如至少部分遮挡光栅孔1181),使得第二强度小于第一强度,进而使开关模块150产生触发信号。
图22至图24B为本发明第九实施例的示意图,其中图22为本发明第九实施例的光开关按键的爆炸示意图,图23为图22的光开关按键的下壳体的示意图,且图24A及图24B为图22的光开关按键未绘示键帽的俯视图及立体示意图。如图22至图24B所示,本发明第九实施例的光开关按键31包含键帽310、支撑机构320、回复机构530、开关模块340及底板350,且光开关按键31可选择性地进一步包含背光光源360。图22的光开关按键31与图10的光开关按键30的差异在于下壳体535的可变形部533的形式。因此,光开关按键31的其余部件(例如键帽310、支撑机构320、开关模块340、底板350、背光光源360等)的结构细节及连接关系,以及回复机构530与回复机构330相应的结构细节及连接关系,可参考第五实施例的光开关按键30的相关说明,于此不再赘述。
于此实施例,壳体531由上壳体334及下壳体535结合而成,可变形部533较佳是自下壳体535延伸于上壳体334的缺口部3343中的弹性臂。如图23所示,可变形部533较佳为包含连接部5331及遮挡部5332的弹性臂。连接部5331较佳自下壳体535的U形水平剖面底端的壁面朝U形水平剖面的开口端延伸,并朝上壳体334的方向向上延伸,然后朝作用部131的方向水平延伸于作用部131的下方。于此实施例,连接部5331自下壳体535向上延伸的长度较佳使连接部5331部分水平延伸于光传递路径的上方。遮挡部5332位于可变形部533的自由端。当连接部5331的水平段受到作用部131的推抵时,其带动遮挡部5332相对于下壳体535向下弹性变形。于一实施例,可变形部533的遮挡部5332较佳具有可实质完全遮挡光信号的尺寸,但不以此为限。于其他实施例,可变形部533的遮挡部5332可至少部分遮挡光信号。
于后参考图24A及图24B说明本发明第九实施例的光开关按键31的操作。如图24A及图24B所示,当未按压键帽310时,突出部323与可变形部533在平行于键帽310的移动方向(例如Z轴方向)上至少部分重叠,可变形部533与光传递路径具有第一空间关系,光接收器343接收到的光信号为第一强度。当按压键帽310时,键帽310带动支撑机构320移动,使得弹性件332被压缩且突出部323推抵可变形部533移动,使得可变形部533与光传递路径不再具有第一空间关系,使光接收器343所接收到的光信号为第二强度,且第二强度不同于第一强度,以触发开关模块340产生触发信号。
于此实施例,第一空间关系代表可变形部533远离光传递路径,且可变形部533实质未改变光接收器343所接收到的光信号强度。当可变形部533与光传递路径不再具有第一空间关系代表可变形部533进入光传递路径中,且可变形部533衰减光接收器343所接收到的光信号强度,使得第二强度小于第一强度,以触发开关模块340产生触发信号。
具体而言,当按压键帽310带动支撑机构320移动时,突出部323推抵可变形部533的连接部5331或遮挡部5332,以使得遮挡部5332以连接部5331与下壳体535的连接端作为支点向下弹性变形,进而至少部分阻挡光信号,使得第二强度小于第一强度。于一实施例,当按压键帽310带动突出部323移动时,可变形部533较佳可完全阻挡光信号,使得光接收器343接收不到光信号(即第二强度为零)。在此需注意,可藉由改变电路板341的电路设计,使得开关模块340可依据光接收器343所收到的光量变化来产生触发信号,亦可依据光接收器343是否收到光信号来产生触发信号。
图25至图27B为本发明第十实施例的示意图,其中图25为本发明第十实施例的光开关按键的爆炸示意图,图26为图25的光开关按键的上壳体的示意图,且图27A及图27B为图25的光开关按键未绘示键帽的俯视图及立体示意图。如图25至图27B所示,本发明第十实施例的光开关按键31’包含键帽310、支撑机构320、回复机构530’、开关模块340及底板350,且光开关按键31’可选择性地进一步包含背光光源360。图25的光开关按键31’与图13的光开关按键30’的差异在于上壳体534的可变形部538的形式。因此,光开关按键31’的其余部件(例如键帽310、支撑机构320、开关模块340、底板350、背光光源360等)的结构细节及连接关系,以及回复机构530’与回复机构330、330’相应的结构细节及连接关系,可参考第五或第六实施例的光开关按键的相关说明,于此不再赘述。
于此实施例,壳体531’由上壳体534及下壳体535’结合而成,可变形部538较佳是自上壳体534延伸于上壳体534的缺口部3343的弹性臂。如图26所示,可变形部538较佳为包含连接部5381及遮挡部5382的弹性臂。连接部5381的一端连接上壳体534,且连接部5381的另一端连接遮挡部5383。可变形部538的连接部5381较佳为具有任何合宜形状的杆状部或臂状部,其中连接部5381的一端较佳连接于右臂部3346或左臂部3345其中之一,且连接部5381的另一端朝右臂部3346或左臂部3345的其中另一的方向延伸连接遮挡部5382而形成可变形部538的自由端。举例而言,可变形部538的连接部5381的一端连接于右臂部3346,且连接部5381的另一端朝左臂部3345的方向延伸,并局部对应缺口部3343的开口。遮挡部5382较佳自连接部5381的末端横向连接且沿Z轴方向向下延伸。再者,依据实际应用,可变形部538可为具有任何合宜形状的弹性臂,以使得可变形部538具有对应突出部323的自由端及连接上壳体534的连接端,且自由端可受突出部323推抵相对于连接端位移(或弹性变形)。于一实施例,可变形部538的遮挡部5382较佳具有可实质完全遮挡光信号的尺寸,但不以此为限。于其他实施例,可变形部538的遮挡部5382可至少部分遮挡光信号。
于后参考图27A及图27B说明本发明第十实施例的光开关按键31’的操作。如图27A及图27B所示,当未按压键帽310时,突出部323与可变形部538在平行于键帽310的移动方向(例如Z轴方向)上至少部分重叠,可变形部538与光传递路径具有第一空间关系,光接收器343接收到的光信号为第一强度。当按压键帽310时,键帽310带动支撑机构320移动,使得弹性件332被压缩且突出部323推抵可变形部538移动,使得可变形部538与光传递路径不再具有第一空间关系,使光接收器343所接收到的光信号为第二强度,且第二强度不同于第一强度,以触发开关模块340产生触发信号。
于此实施例,第一空间关系代表可变形部538远离光传递路径(例如位于光传递路径上方),且可变形部538实质未改变光接收器343所接收到的光信号强度。当可变形部538与光传递路径不再具有第一空间关系代表可变形部538进入光传递路径中,且可变形部538衰减光接收器343所接收到的光信号强度,使得第二强度小于第一强度,以触发开关模块340产生触发信号。
具体而言,当按压键帽310带动支撑机构320移动时,突出部323推抵可变形部538的连接部5381或遮挡部5382,以使得遮挡部5382以连接部5381与上壳体534的连接端作为支点向下弹性变形,进而至少部分阻挡光信号,使得第二强度小于第一强度。于一实施例,当按压键帽310带动突出部323移动时,可变形部538较佳可完全阻挡光信号,使得光接收器343接收不到光信号(即第二强度为零)。在此需注意,可藉由改变电路板341的电路设计,使得开关模块340可依据光接收器343所收到的光量变化来产生触发信号,亦可依据光接收器343是否收到光信号来产生触发信号。
在此需注意,于图1A至图15B的实施例中,虽绘示改变作用部131(或突出部323)与可变形部具有对应的第一斜面及第二斜面,以使得可变形部受到作用部131(或突出部323)的推抵而侧向位移,但不以此为限。于其他实施例,可藉由改变作用部131(或突出部323)与可变形部的设计,作用部131(或突出部323)与可变形部仅其中之一具有合宜的斜面,亦可使得可变形部与作用部131(或突出部323)沿该斜面相对移动,进而推抵可变形部侧向位移。于图16A至图27B的实施例中,作用部131(或突出部323)与可变形部不具有对应的斜面,使得可变形部受到作用部131或突出部323的推抵时随着作用部131或突出部323沿运动路径移动。再者,于图16A至图27B的实施例中,虽以可变形部受作用部131或突出部323推动以至少遮挡光信号为例,但不以此为限。于其他实施例中,可藉由改变可变形部及作用部(或突出部)的设计,而使得光开关按键于未按压位置时,可变形部进入光传递路径部分较多或阻挡光信号量较多,且光开关按于按压位置时,可变形部受到作用部(或突出部)推抵而向下位移,使可变形部阻挡的光信号量较少,进而使光接收器153接收到的光信号强度较强(即第二强度大于第一强度),而触发开关模块150产生触发信号。
此外,于上述第五、第六、第九及第十实施例中,虽藉由支撑机构320的突出部323推抵壳体的可变形部,但不以此为限。于其他实施例,可改变可变形部的设计,而藉由支撑机构320的支架本身推抵可变形部,而无需设置突出部。具体而言,当未按压位置键帽时,可变形部可具有延伸至支撑机构320下方的长度,使得按压键帽时,支撑机构320向下移动可推抵可变形部移动,以改变光接收器接收到的光信号强度。举例而言,当未按压键帽时,可变形部与支撑机构320的内支架321的键帽端于底板的垂直投影实质至少部分重叠,即可变形部延伸至内支架321的键帽端下方。因此,当按压键帽且支撑机构320向下移动时,内支架321的键帽端可推抵可变形部移动,以改变光接收器接收到的光信号强度。再者,依据实际应用,内支架321的键帽端的内缘与可变形部可具有或不具有对应的斜面,以使得按压键帽时,内支架321推抵可变形部侧向位移或直下位移。
藉由以上较佳具体实施例的详述,是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保护范围加以限制。相反地,其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的保护范围内。因此,本发明的权利要求的保护范围应该根据上述的说明作最宽广的解释,以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。
Claims (16)
1.一种光开关按键,其特征在于包含:
壳体,具有开口及可变形部,该可变形部由该开口的壁面延伸形成遮挡部于该开口内,该可变形部水平延伸于该开口中;
活动轴,可活动地设置于该壳体,因应按压力,该活动轴可沿着运动路径而上下运动于未按压位置与被按压位置;
弹性件,设置于该壳体中,该弹性件耦合于该活动轴,当该按压力被移除后,该弹性件使该活动轴回复到该未按压位置;以及
开关模块,包含电路板、光发射器及光接收器,该光发射器及该光接收器电连接该电路板,且该光发射器发射光信号,该光信号沿着光传递路径而到达该光接收器,该可变形部位于该光发射器及光接收器的组合的旁侧,该可变形部的长轴不与该光发射器与该光接收器的组合连线方向垂直;
其中当该活动轴位于该未按压位置时,该可变形部与该光传递路径具有第一空间关系,该光接收器接收到的该光信号为第一强度;
其中当该活动轴因应该按压力自该未按压位置移动至该被按压位置时,该活动轴沿该运动路径移动,以压缩该弹性件并推抵该可变形部的该遮挡部侧向移动,使得该可变形部与该光传递路径不再具有该第一空间关系,使该光接收器接收到的该光信号为第二强度,且该第二强度不同于该第一强度,以触发该开关模块产生触发信号。
2.根据权利要求1所述的光开关按键,其特征在于:当该活动轴位于该未按压位置时,该可变形部进入该光传递路径部分少,该可变形部阻挡该光信号量低,该光接收器接收到的该光信号为该第一强度;其中当该活动轴位于该被按压位置时,该可变形部侧向移动远离该运动路径,该可变形部进入该光传递路径部分多,该可变形部阻挡该光信号量高,该光接收器接收到的该光信号为该第二强度,使得该第二强度小于该第一强度。
3.根据权利要求1所述的光开关按键,其特征在于:该活动轴具有作用部,该作用部沿该运动路径突出并对应该可变形部,当该活动轴位于该未按压位置时,该作用部与该可变形部在平行于该运动路径的方向上至少部分重叠;当该活动轴沿该运动路径移动推抵该可变形部侧向移动时,该作用部与该可变形部在垂直于该运动路径的方向上至少部分接触。
4.根据权利要求3所述的光开关按键,其特征在于:该作用部具有第一斜面,该可变形部具有第二斜面,该第一斜面对应该第二斜面,当该活动轴沿该运动路径移动时,该第一斜面相对于该第二斜面移动,以使该可变形部侧向移动。
5.根据权利要求3所述的光开关按键,其特征在于:该电路板进一步具有避让空间,当该活动轴位于该被按压位置时,该作用部的末端超出该可变形部,并进入该避让空间中。
6.根据权利要求1所述的光开关按键,其特征在于:该壳体由上壳体及下壳体结合而成,该上壳体具有通孔及上卡合部,该活动轴可活动地插设于该通孔中以定位该弹性件,且该下壳体具有下卡合部,该下卡合部用以与该上卡合部卡合,以使该上壳体连结该下壳体;
该可变形部设置于该下壳体;或者,该可变形部设置于该上壳体。
7.根据权利要求6所述的光开关按键,其特征在于:该壳体进一步具有光栅部,该光栅部具有光栅孔且该光栅部位于该光发射器及该光接收器之间,该可变形部具有水平延伸轴,当该活动轴位于该未按压位置,该水平延伸轴未通过该光栅孔;当该可变形部侧向移动远离该运动路径时,该水平延伸轴通过该光栅孔。
8.根据权利要求6所述的光开关按键,其特征在于:该电路板进一步具有定位孔,该下壳体具有定位柱,该定位柱插设于该定位孔,以定位该壳体于该电路板上。
9.根据权利要求6所述的光开关按键,其特征在于:该光开关按键进一步包含导光柱及背光光源,其中该导光柱对应该弹性件设置于该壳体中,且该背光光源对应该导光柱电连接该电路板以提供光线朝该活动轴射出。
10.一种光开关按键,其特征在于包含:
键帽;
支撑机构,设置于该键帽下方并支撑该键帽上下移动;
回复机构,设置于该键帽下方,以提供回复力,使该键帽于按压后回复到按压前的位置,该回复机构包含壳体及弹性件,该弹性件设置于该壳体内,且该壳体具有缺口部及可变形部,该可变形部由该缺口部一侧延伸形成遮挡部于该缺口部的开口内,该可变形部水平延伸于该开口中;以及
开关模块,包含电路板、光发射器及光接收器,该光发射器及该光接收器电连接该电路板,且该光发射器对应该光接收器发射光信号,该可变形部位于该光发射器及该光接收器的组合的旁侧,该可变形部的长轴不与该光发射器及该光接收器的组合连线方向垂直;
其中当未按压该键帽时,该光接收器接收到的该光信号为第一强度;当按压该键帽时,该键帽带动该支撑机构移动,使得该弹性件被压缩且该支撑机构推抵该可变形部的该遮挡部侧向移动以改变该光接收器接收到的该光信号为第二强度,且该第二强度不同于该第一强度,以触发该开关模块产生触发信号。
11.根据权利要求10所述的光开关按键,其特征在于:该支撑机构包含内支架及外支架,该内支架枢接于该外支架的内侧以形成剪刀式支撑机构,该支撑机构具有突出部,该突出部自该内支架朝该内支架的内侧方向延伸突出。
12.根据权利要求11所述的光开关按键,其特征在于:当按压该键帽带动该支撑机构移动时,该突出部推抵该可变形部移动以至少部分阻挡该光信号,使得该第二强度小于该第一强度。
13.根据权利要求11所述的光开关按键,其特征在于:当未按压该键帽时,该突出部与该可变形部在平行于该键帽的移动方向上至少部分重叠;当按压该键帽时,该突出部推抵该可变形部侧向移动,且该突出部与该可变形部在垂直于该键帽的该移动方向上至少部分接触。
14.根据权利要求11所述的光开关按键,其特征在于:该突出部具有第一斜面,该可变形部具有第二斜面,该第一斜面对应该第二斜面,当该键帽带动该支撑机构移动时,该第一斜面相对于该第二斜面移动,以使该可变形部侧向移动。
15.根据权利要求10所述的光开关按键,其特征在于:该壳体由上壳体及下壳体结合而成,该上壳体具有上卡合部,且该下壳体具有下卡合部,该下卡合部用以与该上卡合部卡合,以使该上壳体连结该下壳体;
该可变形部设置于该下壳体;或者,该可变形部设置于该上壳体。
16.根据权利要求15所述的光开关按键,其特征在于:该壳体进一步具有光栅部,该光栅部位于该光发射器及该光接收器之间,当按压该键帽时,该支撑机构推抵该可变形部移动以改变该可变形部与该光栅部的相对位置。
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