CN113810036A - 键盘 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种键盘，其包含支撑结构、按键结构、磁驱动传感器及下导磁层。按键结构设置于支撑结构上并包含升降机构、设置于升降机构上的键帽及磁铁。键帽通过升降机构以相对于支撑结构上下移动。磁铁设置于键帽或升降机构上。磁驱动传感器对应磁铁设置，使得当键帽向下移动时，磁铁接近磁驱动传感器。下导磁层包含主体部及自该主体部周围向上延伸的围部，主体部设置于升降机构、磁驱动传感器及磁铁下方，围部围住磁驱动传感器。本发明的键盘具有导磁层，可屏蔽或抑制键盘外部磁场对键盘内部的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种键盘，尤其涉及一种使用磁感应开关的键盘。
背景技术
键盘多用于供使用者输入的输入装置，常见于计算机周边。于使用时，使用者通过按压键帽、触发对应的开关，以实施输入操作。开关可以是薄膜开关、磁感应开关(例如霍尔传感器)或机械式开关(例如触动开关)。于使用磁感应开关的情形下，例如霍尔传感器，其能感应磁场以产生信号输出。此磁场通常是由设置于与键帽连动的结构件上的磁铁提供。然而，当键盘外部有磁铁或其他可产生磁场的装置靠近键盘时，其产生的磁场有可能也会使霍尔传感器产生信号输出，造成误判按键被按压。当键盘厚度较小时，外部磁铁能更近霍尔传感器，此误判情形将更形严重。
发明内容
鉴于先前技术中的问题，本发明的目的在于提供一种键盘，具有导磁层，可屏蔽或抑制键盘外部磁场对键盘内部的影响。
根据本发明的一方面，本发明提出一种键盘，包含：
支撑结构；
按键结构，设置于该支撑结构上并包含升降机构、设置于该升降机构上的键帽及磁铁，该键帽通过该升降机构以相对于该支撑结构上下移动，该磁铁设置于该键帽或该升降机构上；
磁驱动传感器，对应该磁铁设置，使得当该键帽向下移动时，该磁铁接近该磁驱动传感器；以及
下导磁层，包含主体部及自该主体部周围向上延伸的围部，该主体部设置于该升降机构、该磁驱动传感器及该磁铁下方，该围部围住该磁驱动传感器。
作为可选的技术方案，该支撑结构为印刷电路板，该升降机构包含座体及与该座体滑动衔接的滑动杆，该座体设置于该印刷电路板的上表面，该键帽设置于该滑动杆的一端，该磁铁设置于该滑动杆的另一端。
作为可选的技术方案，该磁驱动传感器设置于该印刷电路板的下表面。
作为可选的技术方案，还包含壳体，以容置该支撑结构、该按键结构、该磁驱动传感器及该下导磁层。
作为可选的技术方案，该下导磁层为顺磁性板件。
作为可选的技术方案，还包含壳体，以容置该支撑结构、该按键结构及该磁驱动传感器，其中，该键帽突出于该壳体，该壳体具有底表面，该下导磁层附着于该底表面上。
作为可选的技术方案，还包含壳体，以容置该支撑结构、该按键结构及该磁驱动传感器，其中，该壳体具有顶表面，该顶表面上附着有上导磁层，该键帽突出于该顶表面。
作为可选的技术方案，还包含上壳部及下壳部，该上壳部与该下壳部相互连接形成一壳体，以容置该支撑结构、该按键结构及该磁驱动传感器，其中，该键帽突出于该上壳部，该下壳部由顺磁性材料制成并作为该下导磁层。
作为可选的技术方案，还包含上壳部及下壳部，该上壳部与该下壳部相互连接形成一壳体，以容置该支撑结构、该按键结构及该磁驱动传感器，其中，该键帽突出于该上壳部，该上壳部由顺磁性材料制成。
作为可选的技术方案，该键帽上附着有键帽导磁层。
综上所述，本发明通过在磁驱动感应器的下方设置包围其的下导磁层或者在磁驱动感应器的上方设置包围其的上导磁层及键帽导磁层；其中，下导磁层可导引外部磁场，以使外部磁场的磁力线大部分拘束于下导磁层中，使得外部磁场对键盘内部影响大幅减小，故能有效屏蔽或抑制键盘下方外部磁场(尤其是静磁场)对磁驱动传感器的影响；而，上导磁层与键帽导磁层可导引外部磁场，以使外部磁场的磁力线大部分拘束于下导磁层中，使得外部磁场对键盘内部影响大幅减小，故能有效屏蔽或抑制键盘下方外部磁场(尤其是静磁场)对磁驱动传感器的影响。
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1为根据本发明一实施例的键盘的示意图；
图2为图1中键盘的部分爆炸图；
图3为图1中键盘沿线X-X的剖面图；
图4为根据本发明另一实施例的键盘的部分剖面图；
图5为根据本发明另一实施例的键盘的部分剖面图。
具体实施方式
请参阅图1至图3。根据本发明一实施例的键盘1包含壳体12、支撑结构14、多个按键结构16、多个磁驱动传感器18及下导磁层20；于图2中，为简化图式，仅显示一个按键结构16。壳体12包含上壳部122及下壳部124，上壳部122及下壳部124相互连接形成一容置空间126，以容置支撑结构14、按键结构16、磁驱动传感器18及下导磁层20。按键结构16设置于支撑结构14上并包含升降机构162、设置于升降机构162上的键帽164、及磁铁166。键帽164通过升降机构162以相对于支撑结构14上下移动。于本实施例中，升降机构162采用一般机械键盘按键结构，其大致上包含座体1622(由底部1622a及上盖1622b相互连接形成)、滑动杆1624及弹性复位件1626(例如弹簧)。滑动杆1624与座体1622滑动衔接，滑动杆1624的一端1624a突出于上盖1622b并与键帽164固定连接，滑动杆1624的另一端1624b位于座体1622内侧且其上设置有磁铁166。弹性复位件1626设置于座体1622内，抵靠于底部1622a与滑动杆1624之间。键帽164突出于上壳部122。藉此，键帽164、滑动杆1624及磁铁166一同相对于支撑结构14上下移动。
多个磁驱动传感器18对应多个按键结构16设置。磁驱动传感器18对应于对应的磁铁166，使得于键帽164向下移动时(例如使用者按压键帽164)，磁铁166会接近对应的磁驱动传感器18，磁驱动传感器18即能感应到磁铁166的磁场并产生信号输出。于实际操作中，磁驱动传感器18可为但不限于霍尔传感器，其他可感应磁场或其变化的装置亦可适用。此外，于本实施例中，支撑结构14为印刷电路板，升降机构162的座体1622设置于印刷电路板的上表面14a，磁驱动传感器18设置于该印刷电路板的下表面14b。印刷电路板具有多个通孔14c，对应多个升降机构162及多个磁驱动传感器18。通孔14c与对应的磁铁166及磁驱动传感器18对齐，使得磁驱动传感器18能有效地感应磁铁166的磁场。另外，于实际操作中，磁驱动传感器18亦可设置于对应的通孔14c内。又或，磁驱动传感器18亦可与对应的座体1622设置于印刷电路板的同一侧；于此实施例中，座体1622可通过简单的结构改变即可避免与磁驱动传感器18产生结构干涉，不另赘述。
下导磁层20包含主体部202及自主体部202周围向上延伸的围部204。于本实施例的键盘1尺寸下，下导磁层20大致呈浅碟状。主体部202设置于多个升降机构162、多个磁驱动传感器18及多个磁铁166下方，围部204围住多个磁驱动传感器18。藉此，下导磁层20可导引外部磁场，以使外部磁场的磁力线大部分拘束于下导磁层20中，使得外部磁场对键盘1内部影响大幅减小，故能有效屏蔽或抑制键盘1下方外部磁场(尤其是静磁场)对磁驱动传感器18的影响。于实际操作中，下导磁层20为顺磁性板件或铁磁性板件，例如但不限于镁、铁、镍及其合金等。又，实际操作中，下导磁层20亦得以其他结构形式呈现，例如以金属发泡材(metal foam)制作(例如经过发泡制程的铁镍合金)，其便于铺设于下壳部124上。
此外，于本实施例中，键盘1通过下导磁层20屏蔽或抑制键盘1下方外部磁场对磁驱动传感器18的影响。于实际操作中，亦可于壳体12内磁驱动传感器18上方设置导磁层，以屏蔽或抑制键盘1上方外部磁场对磁驱动传感器18的影响。又，于本实施例中，下导磁层20设置于壳体12内侧，但实际操作中其亦能够设置于壳体12外侧，同样能产生屏蔽或抑制外部磁场对磁驱动传感器18的影响。如图4所示，其所示的键盘3与前述键盘1结构相似，故键盘3沿用键盘1的元件符号，故关于键盘3的其他说明，请参阅前文键盘1的相关说明，不另赘述。于键盘3中，键盘3的下导磁层40(包含主体部402及围部404)附着于下壳部124的底表面124a上。于实际操作中，下导磁层40可通过例如但不限于埋入射出、黏附、涂布等方式附着于下壳部124的底表面124a上。下导磁层40材质的其他说明，可参阅下导磁层20的相关说明，不另赘述。此下导磁层40同样能屏蔽或抑制键盘3下方外部磁场对磁驱动传感器18的影响。
此外，键盘3还包含上导磁层42，附着于上壳部122的顶表面122a。同样地，于实际操作中，上导磁层42可通过例如但不限于埋入射出、黏附、涂布等方式附着于上壳部122的顶表面122a上。此上导磁层42可于一定程度上抑制键盘3上方外部磁场对磁驱动传感器18的影响。于本实施例中，上壳部122为外框1222及饰板1224的结合，两者的上表面均形成有上导磁层42。又，于键盘3中，键帽164突出于顶表面122a，键帽164上附着有键帽导磁层44。同样地，于实际操作中，键帽导磁层44可通过例如但不限于埋入射出、黏附、涂布(例如浸没、喷洒等等)方式附着于键帽164上。以键盘3俯视角度而言，上导磁层42与(多个键帽164上的)键帽导磁层44共同遮盖住磁驱动传感器18及磁铁166，故同样能屏蔽或抑制键盘3上方外部磁场对磁驱动传感器18的影响。此外，上导磁层42及键帽导磁层44材质的其他说明，亦可参阅下导磁层20的相关说明，不另赘述。
此外，于本实施例中，上导磁层42与下导磁层40接触(例如于上壳部122与下壳部124衔接处)，使得上导磁层42、下导磁层40及(多个键帽164上的)键帽导磁层44形成大致上封闭的导磁结构，有助于提升屏蔽或抑制键盘3外部磁场的效果。
此外，于本实施例中，上导磁层42、下导磁层40及键帽导磁层44分别对应设置于上壳部122的外表面、下壳部124的外表面及键帽164的外表面，但实际操作中，亦可分别对应设置于上壳部122的内表面、下壳部124的内表面及键帽164的内表面，同样可具有屏蔽或抑制键盘3外部磁场的效果。另外，于实际操作中，上导磁层42、下导磁层40及键帽导磁层44亦可以分别与上壳部122、下壳部124及键帽164整合成单一结构件。例如，上壳部122、下壳部124及键帽164均以顺磁性材料制成或包含有顺磁性颗粒或粉末，此时，上壳部122、下壳部124及键帽164即具导引磁场的效果，可增强上导磁层42、下导磁层40及键帽导磁层44的导磁效果，甚至可直接取代上导磁层42、下导磁层40及键帽导磁层44。
于前述键盘1、3中，支撑结构14以印刷电路板实作，但于实际操作中，支撑结构14可配合结构不同的按键结构而有不同的设计。又，磁铁166的设置亦可配合结构不同的升降机构162而有不同的设计。例如，如图5所示，其所示的键盘5结构逻辑上与键盘1相同，故关于键盘5的其他说明，请参阅键盘1中相同命名元件的相关说明，不另赘述。于键盘5中，按键结构56的升降机构562采用剪刀脚支撑架，其包含两个相互枢接的支架并支撑于键盘5的支撑结构54上。按键结构56的键帽564连接至升降机构562以能通过升降机构562以相对于支撑结构54上下移动。按键结构56的弹性复位件566(例如橡胶圆突)，设置于键帽564与支撑结构54之间，提供被按压的键帽564复位的驱动力。按键结构56的磁铁568设置于键帽564底表面。电路板60(例如但不限于印刷电路板或挠性电路板)设置于支撑结构54下方，磁驱动传感器58对应磁铁568设置于电路板60上。当键帽564向下移动时，磁铁568会接近对应的磁驱动传感器58，磁驱动传感器58即能感应到磁铁568的磁场并产生信号输出。下导磁层62设置于电路板60下方。前述各构件均容置于壳体52(由上壳部522及下壳部524衔接形成)中，键帽564则露出于壳体52，以供使用者按压。
其中，下导磁层62的主体部624设置于升降机构562、磁驱动传感器58及磁铁568下方，下导磁层62的围部624围住磁驱动传感器58。下导磁层62同样能有效屏蔽或抑制键盘5下方外部磁场(尤其是静磁场)对磁驱动传感器58的影响。同样的，下导磁层62亦可与下壳部524整合成单一结构件，例如以顺磁性板件制作下壳部524，此时下壳部524具备下导磁层的功能。关于键盘5中利用导磁层结构屏蔽外部磁场的其他说明(包含增加其他导磁层及其变化)，可参阅前文键盘1、3的相关说明，不另赘述。
另外，于键盘1、3、5中，磁铁166、568均是与键帽164、564相对固定地连接而一起上下运动，但实际操作中，亦可将磁铁设置于按键结构中的别的地方，而使磁铁仍能经由键帽的运动而驱动其移动。例如磁铁568设置于升降机构562其中一个支架上(与磁驱动传感器58对应设置)，使得于键帽564向下移动时，该支架被键帽564连动而使磁铁568移动以接近磁驱动传感器58。其中，若磁铁568的设置位置接近键帽564(或谓该支架的上端部)时，磁铁568大致以垂直运动的方式接近、远离磁驱动传感器58。若磁铁568的设置位置接近支撑结构54(或谓该支架的下端部)时，磁铁568大致以水平运动的方式接近、远离磁驱动传感器58。另外，于键盘5中，磁铁568亦可改为设置于弹性复位件566内侧顶部上(与磁驱动传感器58对应设置)。于键帽564向下移动时，弹性复位件566受到键帽564的向下挤压而使磁铁568接近磁驱动传感器58。于此例中，磁铁568亦是大致以垂直运动的方式接近、远离磁驱动传感器58。
综上所述，本发明通过在磁驱动感应器的下方设置包围其的下导磁层或者在磁驱动感应器的上方设置包围其的上导磁层及键帽导磁层；其中，下导磁层可导引外部磁场，以使外部磁场的磁力线大部分拘束于下导磁层中，使得外部磁场对键盘内部影响大幅减小，故能有效屏蔽或抑制键盘下方外部磁场(尤其是静磁场)对磁驱动传感器的影响；而，上导磁层与键帽导磁层可导引外部磁场，以使外部磁场的磁力线大部分拘束于下导磁层中，使得外部磁场对键盘内部影响大幅减小，故能有效屏蔽或抑制键盘下方外部磁场(尤其是静磁场)对磁驱动传感器的影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种键盘，其特征在于，包含：
支撑结构；
按键结构，设置于该支撑结构上并包含升降机构、设置于该升降机构上的键帽及磁铁，该键帽通过该升降机构以相对于该支撑结构上下移动，该磁铁设置于该键帽或该升降机构上；
磁驱动传感器，对应该磁铁设置，使得当该键帽向下移动时，该磁铁接近该磁驱动传感器；以及
下导磁层，包含主体部及自该主体部周围向上延伸的围部，该主体部设置于该升降机构、该磁驱动传感器及该磁铁下方，该围部围住该磁驱动传感器。
2.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，该支撑结构为印刷电路板，该升降机构包含座体及与该座体滑动衔接的滑动杆，该座体设置于该印刷电路板的上表面，该键帽设置于该滑动杆的一端，该磁铁设置于该滑动杆的另一端。
3.根据权利要求2所述的键盘，其特征在于，该磁驱动传感器设置于该印刷电路板的下表面。
4.根据权利要求2所述的键盘，其特征在于，还包含壳体，以容置该支撑结构、该按键结构、该磁驱动传感器及该下导磁层。
5.根据权利要求4所述的键盘，其特征在于，该下导磁层为顺磁性板件。
6.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，还包含壳体，以容置该支撑结构、该按键结构及该磁驱动传感器，其中，该键帽突出于该壳体，该壳体具有底表面，该下导磁层附着于该底表面上。
7.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，还包含壳体，以容置该支撑结构、该按键结构及该磁驱动传感器，其中，该壳体具有顶表面，该顶表面上附着有上导磁层，该键帽突出于该顶表面。
8.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，还包含上壳部及下壳部，该上壳部与该下壳部相互连接形成一壳体，以容置该支撑结构、该按键结构及该磁驱动传感器，其中，该键帽突出于该上壳部，该下壳部由顺磁性材料制成并作为该下导磁层。
9.根据权利要求1所述的键盘，其特征在于，还包含上壳部及下壳部，该上壳部与该下壳部相互连接形成一壳体，以容置该支撑结构、该按键结构及该磁驱动传感器，其中，该键帽突出于该上壳部，该上壳部由顺磁性材料制成。
10.根据权利要求1或7或9所述的键盘，其特征在于，该键帽上附着有键帽导磁层。
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