CN110610829A - 一种可切换操作内容的显示型键盘的按键结构 - Google Patents

Abstract

本发明是一种可切换操作内容的显示型键盘的按键结构，创造性地提出了U形透明框罩，连接按键滑块并罩在显示屏上，实现了可看到显示内容和按键推头的双重作用，连串应用使按键的显示屏实现共享。配合下方的按键结构，可实现全新的轻薄、低廉、高性能的可切换操作内容的显示型键盘，克服了现存单屏单键结构键盘的诸多弊端，其优点为：1.结构简单，2.屏侧接线，屏键线路分离，线路简单，3.高度低，5，条驱动，拼屏数量极少，方便编程，5.有效显示面积大，6.制作工艺简单，便于实现，成本低廉。广泛应用于IT、设备控制、智能家居等各个领域，具有极高的商业价值。

Description

一种可切换操作内容的显示型键盘的按键结构

技术领域

涉及一种可切换操作内容的显示型键盘的按键结构。

背景技术

目前，United Keys公司采用低分辨率的单色LCD的205PRO键盘，俄罗斯工作室ArtLebedev的Optimus键盘，Xynergi推出的LED键盘，澳大利亚Sonder Design公司推出的Sonder电子墨水键盘，这些现存的显示型键盘，都采用单屏单键结构，其弊端是：1.结构复杂，2.屏下接插连线，屏键线路混杂在一起，极为复杂，3.高度过高，4.单屏分别驱动，电路复杂，拼屏数量极为庞大繁琐，5. 边框大，有效显示面积小，6制作工艺复杂，7.高成本，售价异常昂贵。

所以，以上键盘成本极高，售价极为高昂，动辄以万元甚至几十万元的价格销售的，最终沦为小众产品，无法得到广泛应用。

发明内容

针对单屏单键结构显示型键盘的弊端，本发明建设性提出了共享显示屏的按键结构创意，在键帽、显示屏结构、按键结构、显示方式等方面提供了整套解决方案，去繁就简，将以极为低廉的成本实现更加优异的产品性能，必将在得到广泛地推广和应用。

本发明专利提供技术方案如下：

首先是实现共享显示屏，一个U形透明框罩1(键帽)通过其两侧面支撑部分连接其下方的一个按键滑块4，围成一个以所述按键滑块4顶部为底的口形洞10，再将用于显示按键操作内容的显示屏组件2塞入所述口形洞10内，所述显示屏组件2两侧与U形透明框罩1的侧壁之间留有间隔空间，并覆盖在所述按键滑块4之上。

这种三面封闭，三面开通的U形透明框罩1，就可实现：所述显示屏组件2覆盖在一个和或依次排列的一个以上的若干已连接所述U形透明框罩1的按键滑块4的上方，构成若干按键共享所述显示屏的长条形按键组件。

换个角度来说就是，将一根长条形显示屏组件2两端固定在机壳上，覆压在一行和或一列的若干个按键之上，再用对应的若干个U形透明框罩1从上面将所述显示屏组件2罩住，每个所述按键都依次对应一个U形的透明框罩1，然后将所述按键与其相对应的所述U形透明框罩1连为一体，这样，按压所述U形透明框罩1就等同于按压所述按键，从而实现所述按键开关触发控制。

共享显示屏的情况下，就需要分段显示对应按键的操作内容，即所述U形透明框罩1下的显示屏21分段显示各自对应按键可切换的操作内容，实现每个所述按键--U形透明框罩--显示内容，三者一一对应的关系，并且可以透过所述透明框罩1(键帽)完整地观察到所述显示屏所显示的操作内容。

所述显示屏21在两个按键(U形透明框罩1)之间的部位显示一个间隔条，其底色与按键部位显示的底色有差异。方便识别按键所处的位置，便于操作。

关于显示屏结构方面，所述显示屏组2是由显示屏21和已制作成型的显示屏底座22用粘合剂9粘合而成，屏底座22两端露头长出显示屏21。

所述显示屏面向操作者的侧面是曲面屏。

按键结构方面，在按键上方设置一个阻碍组件(显示屏组件)，是一种全新的按键结构，具有不少意想不到的效果。

所述按键滑块4靠外的两个侧壁之间的宽度略小于U形透明框罩支撑侧壁的内壁之间的宽度，使按键滑块4上部与U形透明框罩底部交错重叠，采用机械连接使两者连为一体，连接方式包括且不限于卡扣、粘接、熔接、铆接等，并且所述按键滑块4等不透明的部件的高度始终低于所述显示屏21。这样，U形透明框罩就实现了透明可看到显示内容和按键推头的双重作用。

具有导向滑柱的间隙配合型按键，是所述按键的主要结构形式，即在所述显示屏底座22下方，具有上顶所述屏底座，下抵键盘底壳和或PCB的导向滑柱3，所述按键滑块4具有上下贯穿孔和或贯穿槽，所述导向滑柱3从中贯穿而过，与所述按键滑块4形成间隙配合，引导按键滑块4上下运动，推动其下方的按键开关触发机构运作，所述按键开关触发机构包括且不限于塑胶碗、按键、机械轴键、光轴键等。顶天立地的导向滑柱，为按键滑块提供了更长的间隙配合距离，换个角度来看，使按键可以做得更薄。

所述导向滑柱3与其上方的所述显示屏底座22相接触，静态时，所述按键滑块4的顶部与所述导向滑柱3的顶部高度平齐，所述按键滑块4与所述屏的底座 22相接触而使按键滑块4被上限位。与其他类型需要另外设置上限位机构的按键相比，完全不同，具有自然天成的独特效果。

关于导向滑柱3又分为两种按键结构：A.初始时，屏底座22连接导向滑柱3；B，初始时，屏底座22不连接导向滑柱3。

即所述导向滑柱3与其上方的所述显示屏底座22连为一体；

一种初始时与所述屏底座22分离的所述导向滑柱3结构，所述导向滑柱3之间通过其根部连肋35相互连接为一体，所述连肋35避开按键滑块4的参与间隙配合的下凸部分和按键中心的开关触发机构。

所述按键滑块4从外部包围导向滑柱3，所述按键滑块4的内壁与导向滑柱3 间隙配合，并且所述按键滑块4的顶盖具有容纳所述导向滑柱3的开孔。一种针对性方法，以腾出外壁空间用于连接U形透明框罩1。

通过机械方式将所述屏底座22与键盘底壳7连为一体。

进一步地，所述导向滑柱3的底部通过固定销和对应的凹孔与键盘底壳7和或PCB6相连接，和或，所述导向滑柱3的顶部通过凹孔和对应的固定销与所述屏底座22相连接。

进一步地，将螺钉穿过所述底壳7及PCB6的预留孔，固定到由所述屏底座22 底部向下伸出的立柱(包括但不限于所述导向滑柱3)对应孔之中。

按键上方和下方的组件连为一体，又一个独特之处，加之导向滑柱也参与其中，共同构架出异常稳固牢靠的按键结构，使按键操作性能更好，更轻薄。

所述屏21及其底座22长于所述被覆盖的若干按键排列的累计长度或累计宽度，使所述屏21，尤其是所述屏底座22两端露头，在超出按键透明框罩的顶盖(键帽)的范围之外将所述屏底座固定在键盘底壳上，和或，用于布置连接显示屏驱动电路引线，并被键盘外壳所遮掩。

针对不同的应用的备选方案，即所述U形框罩是不透明的，其遮掩的部分无法被观察到。

非导向滑柱的间隙配合型按键的应用，即所述U形透明框罩1连接以所述按键滑块4为键帽的X架构(剪刀腿)按键。

由此就可实现，用若干个所述长条形按键组件拼凑出可切换操作内容的显示型键盘。

由此可见，本发明创造性地提出了U形透明框罩，一方面，利用其三面封闭的特点，一面罩显示屏，两面连按键滑块，实现了其透明可看到显示内容和按键推头的双重作用。另一方面，利用U形透明框罩三面开放的特点，使按键的显示屏共享成为可能。而按键上方阻碍组件(显示屏组件2)的存在，产生出一种全新的按键结构，带来了自然形成上限位、顶天立地的导向滑柱、屏底座22 与底壳7连为一体、轻薄而不厚重等独特效果，结构简洁、稳固，与U形透明框罩的创意珠联璧合，可实现全新的轻薄、低廉、高性能的可切换操作内容的显示型键盘，克服了现存单屏单键结构键盘的诸多弊端，将会得到极为广泛的应用，其优点为：1.结构简单，2.屏侧接线，屏键线路分离，线路简单，3.高度低，5，条驱动，拼屏数量极少，方便编程，5.有效显示面积大，6.制作工艺简单，便于实现，7.成本低廉。

附图说明

结合附图通过下面详细描述，本发明的上面和其他目的、特点和优点将变得更加明显，其中：

图1侧视图显示了所述按键的基本结构和所述按键的结构分解图。

图2显示了第一实施例的立体结构。

图3显示了所述按键目视效果和侧端引出连线及侧端固定的效果图。

图4显示了所述长条形按键组件拼凑键盘、显示屏分段显示操作内容及底色有差别的效果图。

图5显示了第二实施例的立体结构。

图6剖视图显示了第二实施例的结构。

图7显示了条形显示屏及其底座的构成过程。

图8显示了第三实施例的立体结构。

图9显示了第三实施例的侧视图。

具体实施方式

实施例一，如图1a所示，是所述按键侧视图，如图1b所示，是所述按键侧视分解图

所述按键从上至下依次为U形透明框罩1、长条显示屏组件2、导向滑柱3、按键滑块4、弹帽5、线路板6、底壳7。

其中，U形透明框罩1与按键滑块4连为一体，形成口形洞10。再将用于显示按键操作内容的显示屏组件2套入按键滑块4与透明框罩1围成的口形洞10 内，连接显示屏底座22的导向滑柱3与按键滑块4形成间隙配合，推动U形透明框罩1的力可传导到按键滑块4，使其按压其下方的弹帽5，触发处在底壳7 上方的线路板6的开关线路，完成按键的动作。

其中，U形透明框罩1两侧侧边距离横向超出显示屏组件2的宽度，使U形透明框罩1避开显示屏组件2，即U形透明框罩1与显示屏组件2之间留有间隔空间，U形透明框罩1顶盖底部与显示屏21顶部之间的距离H1大于按键行程，按键滑块4底部与PCB6之间的距离H2也略大于按键行程，无论按键是否被按压都不会相互接触，避免按键操作受到阻碍。

如图2所示所述按键立体结构示意图，最左边的按键位为两个连接显示屏底座22的导向滑柱3，中间的按键位是一个按键滑块4依托两侧导向滑柱3形成间隙配合的未被按压的按键，最右边的按键位是一个已被按压的按键。

由图2所示可看出，具有上顶所述屏底座，下抵键盘底壳和或PCB的导向滑柱3，连接显示屏底座22和弹帽5下方的PCB和或底壳，为与之间隙配合的按键滑块4提供最大程度的导向距离。显示屏组件2处在1个和或依次排列的1 个以上的若干(一行和或一列)按键滑块的上方，形成多个按键共用一个显示屏的情况。

由图2所示，静态时，所述按键滑块4的顶部与所述按键支撑滑柱3的顶部同样地与底座22的底部相接触，高度平齐，自然形成上限位，不必另外设置上限位机构，以避免按键滑块4脱离按键范围。

键盘下部的底壳向上伸出销钉71，穿过PCB预留的孔61，插入其上方支撑滑柱3的底部的对应孔31之中；螺钉8穿过底壳预留孔78及PCB6预留孔63，固定到滑柱3底部的对应孔39之中，使底壳7与滑柱3及所述显示屏组件2连为一体。通过连接物包括但不限于所述按键支撑滑柱，将显示屏组件2与键盘底壳连为一体。

如图3所示，一个所述按键构成的键盘，是由若干的共用显示屏的一行(和或一列)按键组件共同拼凑而成的，即用若干个所述长条形按键组件拼凑出可切换操作内容的显示型键盘。这样就比其他的单键单屏型的键盘拼屏的数量极大地减少，可由100多个减少为个位数的6个，更为容易实现拼屏。一端和或两端底座22长出显示屏21的部分引出显示屏导线24，连接到显示屏驱动电路，同时显示屏底座22两端具有螺丝孔，用螺钉将显示屏21及其底座22固定在机壳的对应位置。

共享显示屏就需要分段显示各个按键的操作内容，即处在所述U形透明框罩 1正下方的显示屏部位，对应显示该透明框罩下的按键的操作内容2101，即每个按键上方的显示屏部位(处在该按键上方的透明框罩下的范围)对应显示该按键的操作内容，此操作内容2101因显示屏的内容可变换而可实现切换，可透过所述透明框罩(键帽)被完整地观察到。

所述屏及其底座略长于所述被覆盖的若干按键排列的累计长度或累计宽度，使所述屏尤其是底座两端露头，在超出按键透明框罩的顶盖(键帽)的范围之外将所述屏底座固定在键盘底壳上，和或，用于布置连接显示屏驱动电路引线，并被键盘外壳(图2的虚线706左侧的部分)所遮掩。

如图4所示，按键操作内容显示位的底色2102与两个按键之间显示间隔位的底色211具有差异，以便更为准确地按压所述按键，便于操作。

位于图4右侧的按键18，虽然结构与其他按键相同，但其U形框罩1却不透明，并且印有“Enter”字样，这种情况可作为备选以便不同场合的应用。

本实施例的所述按键滑块4内空并向下开口，顶盖中央部位压在弹帽上方，所述按键滑块4靠外的两个侧壁之间上部的宽度略小于U形透明框罩支撑侧壁的内壁之间的宽度，使按键滑块4上部与U形透明框罩下部交错重叠，采用机械连接使两者连为一体，连接方式包括且不限于卡扣、粘接、熔接、铆接等，并且所述按键滑块4等不透明的部件的高度始终低于所述显示屏21。

本实施例中，呈十字形结构的所述导向滑柱3供相邻的两个按键共用，按键滑块四角有突出的耳状结构，抱住导向滑柱的一端，凸型的导向滑柱3与形状配合的凹型所述按键滑块4形成两个对称的∏形间隙配合，

所述按键滑块4具有上下贯穿孔和或贯穿槽，配合引导按键滑块上下运动的滑柱3从中贯穿而过，引导所述按键滑块做轴向往复运动，触发包括且不限于塑胶碗、按键、机械轴键、光轴键等按键开关弹性机构。本实施例为塑胶碗。

实施例二，与第一实施例不同的是，所述导向滑柱初始时并没有直接与显示屏底座22相连接。

如图5所示，键盘的每个按键从上至下依次为U形透明框罩1、长条显示屏 2、用连肋35连为一体的导向滑柱3、按键滑块4、弹帽5、线路板6、底壳7。

所述按键滑块4的两个侧壁上部与U形透明框罩下部交错重叠而进行粘接，并且按键滑块等不透明的部件始终在高度上低于所述显示屏。

如图5、图6所示，导向滑柱3根部具有加强连肋35将所述长条显示屏组件2下的若干导向滑柱连接为一体，按键滑块4的十字形顶盖下方的加强肋35 具有容纳弹帽的开孔350，即所述按键滑柱3之间通过底部连肋35相互连接为一体，所述连肋避开按键滑块的下凸部分41和处在按键中央的开关触发机构。

本实施例中，按键滑块4形状类同板凳，内空并向下开口，顶盖除四角开孔42容纳4个导向滑柱之外，呈十字形的顶盖中央部位压在弹帽上方，作为按键滑块按键推头，厚度较薄。侧壁是个封闭的口形，从外部包围导向滑柱3，侧壁四角处具有L型下凸部分41之内壁与导向滑柱3形成间隙配合，四个侧壁下部中间各自有一个开口槽43，可容纳连接导向滑柱的加强肋35。

所述屏的底座22具有固定销27与所述按键滑柱3顶部开孔37相配合而连接；静态时，所述按键滑块4的顶部与所述按键支撑滑柱3的顶部高度平齐，所述按键滑块4的顶部与所述屏的底座相接触而使按键被上限位。

支撑滑柱3底部具有向下伸出的固定销32，直接插入PCB对应的孔内61，和或，穿过PCB插入底壳对应的孔内72。即所述按键支撑滑柱3的底部通过销32与键盘底壳对应的孔72配合而相连接。

其中，间插地，从底部穿过底壳和PCB的螺钉8，穿过导向滑柱连肋35 上的空心筒柱38，固定在所述显示屏底座22向下伸出的筒柱28预留孔之中，配合滑柱上下的双层固定销，将底壳、导向滑柱连肋与所述屏底座三者连为一体。如此稳固的结构是所述按键正常运作的关键条件。即通过连接物包括但不限于所述按键支撑滑柱，将所述屏底座与键盘底壳连为一体。

如图7所示，所述显示屏组2是由显示屏21和已塑造成型的显示屏底座22用粘合剂9粘合而成，屏底座22两端露头长出显示屏21。

第三实施例，

如图8所示，键盘的每个按键从上至下依次为U形透明框罩1、长条显示屏 2、X架构顶盖4、X架构剪刀腿3、弹帽5、线路板6、底壳7。

其中，U形透明框罩1与X架构按键的顶盖4通过卡扣而连为一体，形成口形洞10，再将显示屏组件2套入按键滑块4与透明框罩1围成的口形洞10内，显示屏底座22两端具有螺丝孔，用螺钉显示屏组件2固定在机壳上，使显示屏 21及其底座22处在1个和或依次排列的1个以上的若干(一行和或一列)按键滑块的上方。

如图9所示，鉴于X架构按键下压后，其顶盖会有少量的偏移，所以，连接顶盖的U形盖的一个侧边与显示屏底座22之间预留空隙H6。

另外，在面向操作者的一侧，所述显示屏21采用的是曲面屏，曲角为218。

虽然已经参照其特定优选实施方式示出和描述了本发明的显示型键盘的按键结构，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种变化。

Claims (19)

1.一种显示型键盘的按键结构，其特征是：一个U形透明框罩1(键帽)通过其两侧面支撑部分连接其下方的一个按键滑块4，围成一个以所述按键滑块4顶部为底的口形洞10，再将用于显示按键操作内容的显示屏组件2塞入所述口形洞10内，所述显示屏组件2两侧与U形透明框罩1的侧壁之间留有间隔空间，并覆盖在所述按键滑块4之上。

2.如权利要求1所述，其特征是：所述显示屏组件2覆盖在一个和或依次排列的一个以上的若干已连接所述U形透明框罩1的按键滑块4的上方，构成若干按键共享所述显示屏的长条形按键组件。

3.如权利要求2所述，其特征是：所述U形透明框罩1下的显示屏21分段显示各自对应按键可切换的操作内容，实现每个所述按键--U形透明框罩--显示内容，三者一一对应的关系，并且可以透过所述透明框罩1(键帽)完整地观察到所述显示屏所显示的操作内容。

4.如权利要求2所述，其特征是：所述显示屏21在两个按键(U形透明框罩1)之间的部位显示一个间隔条，其底色与按键部位显示的底色有差异。

5.如权利要求1所述，其特征是：所述按键滑块4靠外的两个侧壁之间上部的宽度略小于U形透明框罩支撑侧壁的内壁之间的宽度，使按键滑块4上部与U形透明框罩下部交错重叠，采用机械连接使两者连为一体，连接方式包括且不限于卡扣、粘接、熔接、铆接等，并且所述按键滑块4等不透明的部件的高度始终低于所述显示屏21。

6.如权利要求1所述，其特征是：在所述显示屏底座22下方，具有上顶所述屏底座，下抵键盘底壳和或PCB的导向滑柱3，所述按键滑块4具有上下贯穿孔和或贯穿槽，所述导向滑柱3从中贯穿而过，与所述按键滑块4形成间隙配合，引导按键滑块4上下运动，推动其下方的按键开关触发机构运作，所述按键开关触发机构包括且不限于塑胶碗、按键、机械轴键、光轴键等。

7.如权利要求6所述，其特征是：所述导向滑柱3与其上方的所述显示屏底座22相接触，静态时，所述按键滑块4的顶部与所述导向滑柱3的顶部高度平齐，所述按键滑块4与所述屏的底座22相接触而使按键滑块4被上限位。

8.如权利要求6所述，其特征是：所述导向滑柱3与其上方的所述显示屏底座22连为一体。

9.如权利要求6所述，其特征是：所述按键滑块4从外部包围导向滑柱3，所述按键滑块4的内壁与导向滑柱3间隙配合，并且所述按键滑块4的顶盖具有容纳所述导向滑柱3的开孔。

10.如权利要求6所述，其特征是：通过机械方式将所述显示屏组件2与键盘底壳7连为一体。

11.如权利要求6或10所述，其特征是：所述导向滑柱3的底部通过固定销和对应的凹孔与键盘底壳7和或PCB6相连接，和或，所述导向滑柱3的顶部通过凹孔和对应的固定销与所述屏底座22相连接。

12.如权利要求10所述，其特征是：将螺钉穿过所述底壳7及PCB6的预留孔，固定到由所述屏底座22底部向下伸出的立柱(包括但不限于所述导向滑柱3)对应孔之中。

13.如权利要求2和或10所述，其特征是：所述屏21及其底座22长于所述被覆盖的若干按键排列的累计长度或累计宽度，使所述屏21尤其是所述屏底座22两端露头，在超出按键透明框罩的顶盖(键帽)的范围之外将所述屏底座固定在键盘底壳上，和或，用于布置连接显示屏驱动电路引线，并被键盘外壳所遮掩。

14.如权利要求6所述，其特征是：一种初始时与所述屏底座22分离的所述导向滑柱3结构，所述导向滑柱3之间通过其根部连肋35相互连接为一体，所述连肋35避开按键滑块4的参与间隙配合的下凸部分和按键中心的开关触发机构。

15.如权利要求1所述，其特征是：所述显示屏组2是由显示屏21和已制作成型的显示屏底座22用粘合剂9粘合而成，屏底座22两端露头长出显示屏21。

16.如权利要求1所述，其特征是：所述U形框罩是不透明的，其遮掩的部分无法被观察到。

17.如权利要求1所述，其特征是：所述显示屏面向操作者的侧面是曲面屏。

18.如权利要求1所述，其特征是：所述U形透明框罩1连接以所述按键滑块4为键帽的X架构(剪刀腿)按键。

19.如权利要求2所述，其特征是：用若干个所述长条形按键组件拼凑出可切换操作内容的显示型键盘。