CN114496626B - 键盘复合电极模块及发光触控键盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种键盘复合电极模块及发光触控键盘，包含电极承载结构、功能键电极矩阵、功能键开关以及指示光源。电极承载结构上定义功能键投影区与字符键投影区。功能键电极矩阵与功能键投影区重叠设置，以感应功能键投影区内的电容变化。功能键开关排列于功能键电极矩阵中，在施加外力时被触发。指示光源设置于功能键电极矩阵中，其中，指示光源在功能键开关被触发时点亮。本发明的使得每一个键帽(或按键结构)能对应到相同的电极布局，提高触控感应数据的规律性，减少触控轨迹的断点、提高触控感应的灵敏度，也能简化触控电极的设计复杂度，本发明还有效地缩减发光触控键盘的电路层厚度，有利于发光触控键盘的薄型化设计。

Description

键盘复合电极模块及发光触控键盘
技术领域
本发明关于一种发光触控键盘，尤其是关于一种具有键盘复合电极模块的发光触控键盘，其整合触控感测电路及光源电路成为复合电极模块。
背景技术
键盘主要用于将文字讯号(text signal)输入至计算机系统中。经过多年的演化与整合，键盘上的按键布局逐渐形成国际标准规范。
另一方面，触控板提供使用者不同的操作选项，以单点或多点触控的方式输入触控讯号至计算机系统中。目前，触控功能已经成功的结合到荧幕上。不过，不使用触控板而将触控功能整合在实体键盘上的尝试，始终无法达到操作上、功能上与结构上令人满意的成果，尤其在意图将触控功能整合于发光键盘时，更加艰难。
发明内容
鉴于现有技术中的问题，本发明提供一种键盘复合电极模块及发光触控键盘以解决上述问题。
因此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种键盘复合电极模块，包含：
电极承载结构，其上定义功能键投影区与字符键投影区；
功能键电极矩阵，与该功能键投影区重叠设置，以感应该功能键投影区内的电容变化；
功能键开关，排列于该功能键电极矩阵中，在施加外力时被触发；
指示光源，设置于该功能键电极矩阵中，其中，该指示光源在该功能键开关被触发时点亮。
作为可选的技术方案，其还包含字符键电极矩阵，其中该字符键电极矩阵与该字符键投影区重叠设置，以感应该字符键投影区内的电容变化。
本发明还提供一种键盘复合电极模块，包含：
电极承载结构，其上定义功能键投影区与字符键投影区；
字符键电极矩阵，与该字符键投影区重叠设置，以感应该字符键投影区内的电容变化；
功能键开关，排列于该功能键投影区中，在施加外力时被触发；
指示光源，设置于该功能键投影区中，其中，该指示光源在该功能键开关被触发时点亮。
作为可选的技术方案，当该指示光源点亮时，该指示光源在该功能键开关被触发时熄灭。
作为可选的技术方案，其还包含字符键开关，其中该字符键开关排列于该字符键投影区中，在施加外力时被触发。
作为可选的技术方案，其还包含光源线路，该光源线路包含第一光源电极与第二光源电极，连接于该指示光源。
作为可选的技术方案，其还包含多个背光光源，分别设置于该功能键投影区与该字符键投影区中。
作为可选的技术方案，该光源线路还包含第三光源电极，且该第二光源电极与该第三光源电极连接于该多个背光光源。
作为可选的技术方案，其还包含多个第一电极串列及多个第二电极串列，设置于该电极承载结构，并且该多个第一电极串列及该多个第二电极串列交错排列以形成该字符键电极矩阵。
作为可选的技术方案，该第一光源电极、该第二光源电极与该第三光源电极平行于该多个第一电极串列，并交错于该多个第二电极串列，并且该指示光源通过两个延伸电极分别连接于该第一光源电极与该第二光源电极。
作为可选的技术方案，该字符键开关与该功能键开关分别包含第一触发导电部及第二触发导电部，其中该第一触发导电部及该第二触发导电部分别自一个第一电极串列及一个第二电极串列延伸形成，该第一触发导电部及该第二触发导电部可借由导通连接部导通。
作为可选的技术方案，该电极承载结构还包含间隔层，该多个第一电极串列位于该间隔层的一面，而该多个第二电极串列位于该间隔层的另一面，该字符键开关与该功能键开关分别包含第一触发导电部及第二触发导电部；其中该第一触发导电部及该第二触发导电部分别自一个第一电极串列及一个第二电极串列中延伸形成，该间隔层具有开口，该第一触发导电部及该第二触发导电部对应该开口相对间隔设置。
作为可选的技术方案，于第一触控模式，位于该字符键投影区中的该多个背光光源用于发出第一色光，位于该功能键投影区的该多个背光光源不发光或用于发出不同于该第一色光的第二色光，且该指示光源用于发出不同于该第一色光与该第二色光的第三色光。
作为可选的技术方案，于第二触控模式，位于该字符键投影区中的该多个背光光源用于发出第一色光，位于该功能键投影区的该多个背光光源发出不同于该第一色光的第二色光且该指示光源不作动。
作为可选的技术方案，其还包含第二功能键投影区，该多个背光光源的其中之一设置于该第二功能键投影区，且该多个背光光源用于发出不同于该第一色光与该第二色光的第三色光。
本发明还提供一种发光触控键盘，包含：
底板；
字符键帽以及功能键帽，设置于该底板上方；
如权利要求1至权利要求15任一项所述的键盘复合电极模块，设置于该底板与该字符键帽以及该功能键帽之间，该键盘复合电极模块感应物件在该字符键帽及、或该功能键帽上的非按压移动并提供光线自该字符键帽以及该功能键帽射出；以及
多个支撑机构，对应地连接至该底板与该字符键帽以及该功能键帽之间，以使该字符键帽以及该功能键帽能经由该对应的支撑机构相对于该底板及该键盘复合电极模块上下移动。
相较于先前技术，本发明的发光触控键盘及其键盘复合电极模块将触控感测电路及光源电路整合于同一电极模块中，不仅可提升键盘的操作性及功能性，同时更有利于键盘的薄型化。再者，本发明的发光触控键盘及其键盘复合电极模块即使在整合光源电路的情况下，仍使得各按键投影区可涵盖包含有光源的相同电极图案，故能降低电极布局设计的复杂度，并提升电极感应表现的规律性，进而提升触控键盘的触控操作准确度。此外，通过将触控感测的电极串列(用来感应按键上的非按压移动以产生触控讯号)、触发电极(经由按键机械性位移接触导通以产生文字讯号)及光源电路(用来提供光线自键帽射出的发光效果)同时形成在键盘复合电极模块上的单层整合设计，进一步有效地缩减发光触控键盘的电路层厚度，而有利于发光触控键盘的薄型化设计。
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为根据本发明第一实施例所提出的发光触控键盘部分构件的分解示意图。
图1B为根据本发明第一实施例的发光触控键盘局部的剖面图。
图2A为图1A、1B中键盘复合电极模块部分电极布局的示意图。
图2B为图2A中三个相邻的按键投影区对应的电极图案的放大图。
图3A为图2B中的电极图案拆分为多条第一电极串列的分解示意图。
图3B为图2B中的电极图案拆分为多条第二电极串列的分解示意图。
图3C为图2B中的电极图案拆分为光源电路的分解示意图。
图3D为图2B中的电极图案拆分为光源电路及多条第一电极串列的分解示意图。
图4为图1B的单颗按键对应的电极布局与导通连接部的对应关系示意图。
图5A为本发明第一实施例的键盘复合电极模块叠置于基板的局部示意图。
图5B为图5A的局部剖面示意图，以表示光源电路、第一电极串列、及第二电极串列在基板上的例示堆栈架构。
图6为本发明第二实施例的键盘复合电极模块的部分电极布局的示意图。
图7A至图7C为图6的键盘复合电极模块的分解示意图，其中图7A显示触控感测电路及光源电路设置于电极承载结构的第一基板，图7B显示电极承载结构的间隔层，且图7C显示导通连接部设置于电极承载结构的第二基板。
图7D为图6的单颗按键对应的电极布局与导通连接部的对应关系示意图。
图8为本发明第三实施例的键盘复合电极模块的部分电极布局的示意图。
图9A至图9C为图8的键盘复合电极模块的分解示意图，其中图9A显示触控感测电路的第一电极串列及光源电路设置于电极承载结构的第一基板，图9B显示电极承载结构的间隔层，且图9C显示触控感测电路的第二电极串列设置于电极承载结构的第二基板。
图10为图8的单颗按键对应的电极布局的示意图。
图11A为本发明第四实施例的键盘复合电极模块部分电极布局的示意图。
图11B为图11A中三个相邻的按键投影区对应的电极图案的放大图。
图12A为图11B中的电极图案拆分为多条第一电极串列的分解示意图。
图12B为图11B中的电极图案拆分为多条第二电极串列的分解示意图。
图12C为图11B中的电极图案拆分为光源电路的分解示意图。
图12D为图11B中的电极图案拆分为光源电路及多条第一电极串列的分解示意图。
图13为图11B的单颗按键对应的电极布局与导通连接部的对应关系示意图。
图14A为根据本发明第五实施例所提出的发光触控键盘部分构件的分解示意图。
图14B为根据本发明第五实施例的发光触控键盘局部的剖面图。
图15A为图14A、14B中键盘复合电极模块部分电极布局的示意图。
图15B为图15A中相邻的功能键投影区与字符键投影区对应的电极图案的放大图。
图15C为图15A中的电极图案拆分为多条第一电极串列的分解示意图。
图15D为图15A中的电极图案拆分为多条第二电极串列的分解示意图。
图15E为图15A中的电极图案拆分为光源电路的分解示意图。
图16A为根据本发明第六实施例的键盘复合电极模块部分电极布局的示意图。
图16B为图16A中相邻的功能键投影区与字符键投影区对应的电极图案的放大图。
图17为根据本发明第七实施例的键盘复合电极模块部分电极布局的示意图。
图18为根据本发明第八实施例的键盘复合电极模块部分电极布局的示意图。
图19以及图20为一实施例中相邻的功能键投影区与字符键投影区对应的电极图案的放大图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
本发明关于如何将触控感测电路、光源电路与键盘可靠地整合，以提供可感应物件在多个键帽上的非按压移动并提供光线自多个键帽射出的发光触控键盘。理想状态下，对于等尺寸整齐矩阵排列的键盘，薄膜电路板通常对应每一按键按压触发处配置有一对触发电极。如果将触控感测电路层(具有整齐矩阵排列的X-Y轴电极)叠合于按键构件之间，那么当按压按键时，按键即可经由例如橡胶弹性体按压该对触发电极接触导通，进而产生文字讯号(Text Signal；例如，输入字母、数字、符号的讯号)以执行相对应的按键输入功能。当使用者在不进行按压按键操作时，触控感测电路层可感应到使用者在按键表面上的非按压移动(如单点或多点接触、点击、连续移动等操作)所产生的电容感应值，进而产生触控讯号以执行相对应的触控功能。当触控键盘需要具有发光功能时，可借由光源电路以对应每一按键提供一个背光光源，而构成发光触控键盘，因此将触控感测电路、光源电路及薄膜电路板结构整合，有利于发光触控键盘的薄型化设计。
然而，对于不是等尺寸整齐矩阵排列的键盘与按键，其国际规范布局采用错位排列设计；例如数量占比最多的40余颗文字按键，即一倍键(square keys亦称方键)或文数字按键(alphanumeric keys)，通常是可输入英文字母、数字及若干符号的按键。若将整齐矩阵排列的触控感测电路层直接叠合到键盘架构，每个文字按键投影范围对应到的X-Y轴电极图案原则上皆不相同。换言之，尺寸相同但错位排列的文字按键，会对应不同的X-Y轴电极矩阵图案。由于文字按键分布区域是键盘上敲击输入频率最高的区域，也是最有机会切换使用触控功能的区域，不同的X-Y轴电极矩阵图案会使每颗文字按键区域的触控事件群组呈现不同的电容感应数据族群。
除了按键尺寸不同、按键错位排列的限制之外，还有其他因素导致键盘触控感应效能欠佳，本发明找出几个问题。其一是触控物件(如图1B中手指或触控笔)在触控区域(涵盖多个按键及其间的间隙，如图1A中触控区120)内移动时的高度不同、触控物件与触控电极层间的介质不同；例如于图1B中，物件O从按键表面移动到按键空隙时，物件O容易稍微陷落到按键空隙(如键隙布局125)，使得物件O分别在按键表面与按键空隙时与触控电极(如后述各实施例中键盘复合电极模块14上的键隙电极图案Mg1、Mg2与键面电极图案Mf1、Mf2、Mf3(如图2B中所示))间会有高度差异与介质差异，导致触控感应数据变异性大，难以逐键调校触发触控讯号的门槛值(如某特定电容值)。毕竟按键空隙主要包括空气介质(或有外加的键盘框架)、而按键表面下方则包括多个按键元件让按键上下移动。另一个问题是触控电极上的开孔，因为触控电极可能需要被键盘框架或按键元件穿过；尤其多个开孔相对位置和形状大小数量若不一致，会使得一些触控电极形状、大小不完整也不一致，或者位置、数量会不一致，都让触控感应数据变异性高居不下。由于针对每颗按键的每个局部感应区进行客制化配置过于复杂困难，于是每颗文字按键容易在不同位置发生误触发或断点未触发的问题，而光源电路的配置进一步影响触控电极形状、位置的一致性，这对发光键盘的触控感应均一化或规律化带来极大的挑战，也是本发明通过以下实施例将能够克服的技术问题之一。
请参阅图1A以及图1B。根据本发明第一实施例的触控键盘10包含多个按键结构12及与该多个按键结构12结构整合的键盘复合电极模块14(为简化图式，于图1A、图1B中均以单一构件表示)。按键结构12包含键帽13、底板15、弹性复位件16及支撑结构17。键帽13设置于底板15上方。弹性复位件16(例如橡胶圆突)设置于键帽13与底板15之间。支撑结构17连接于键帽13与底板15之间。多个按键结构12共享同一个底板15。键盘复合电极模块14设置于底板15与多个键帽13之间。键帽13能经由对应的支撑机构17相对于底板15及键盘复合电极模块14上下移动。向下移动的键帽13能挤压弹性复位件16，受挤压的弹性复位件16的回弹力能驱使键帽13向上移动回到原位。发光触控键盘10上可定义可供使用者手指或触控笔等物件O进行触控操作(包含非按压移动)的一个虚拟的触控区120(仅示意于图1A中)，大致位于触控键盘10中间部分且涵盖多个按键结构12(或键帽13的顶侧面积)及多个键隙布局125(以一个影线区域示意于图1A中)的涵盖面积，每个键隙布局125对应环绕一个按键结构12(或键帽13)。触控区120于键盘复合电极模块14上的投影(即触控区投影140，以虚线表示于图1A中)，键帽13于键盘复合电极模块14上的投影即按键投影区18(以虚线表示于图1A中)，键隙布局125于键盘复合电极模块14上的投影即键隙布局投影143(以一个影线区域示意于图1A中)，键隙布局投影143围绕对应的按键投影区18。触控区投影140涵盖多个按键投影区18及对应的键隙布局投影143。键盘复合电极模块14能感应物件O于触控区120内的非按压移动，并提供光线自多个键帽13射出。
另外，于第一实施例中，多个键帽13的某些部分为相等尺寸的文字按键(textkeys)，即一倍键(single-siz keys)、方键(square keys)或文数字按键(alphanumerickeys)，可产生文字讯号以输入英文字母、数字及若干符号。其他部分的键帽13围绕在方键外围，例如尺寸较小的小键(small key)或尺寸较大的倍数键(multi-size key)。通常最前方一排的ESC、F1～F12功能键是小键尺寸，而空白键、Enter、Shift、CapsLock以及Ctrl是倍数键尺寸。于此实施例，对应触控区120的按键结构12(或键帽13)均为相同几何尺寸(例如方键)并排列成四排，包含第一排按键组合121、第二排按键组合122、第三排按键组合123及第四排按键组合124，相邻两排的按键结构12在第二方向W(例如宽度方向)上不对齐(即采错位排列)。故按键投影区18亦在第二方向W上不对齐(即亦为错位排列)，键隙布局投影143亦同。
请亦参阅图2A及图2B。于图2A中，仅显示键盘复合电极模块14部分的电极，以简化图面；于图2A及图2B中亦绘示按键投影区18，以便于观察键盘复合电极模块14的电极布局与按键投影区18的相对位置。键盘复合电极模块14包含光源电路30及触控感测电路40。光源电路30包含多个背光光源31。触控感测电路40包含多个第一电极串列20(以细实线绘示于图中)及多个第二电极串列22(以粗实线绘示于图中)。多个第一电极串列20沿第一方向L(例如长度方向)延伸且于第二方向W(例如宽度方向)间隔排列。多个第二电极串列22沿第二方向W延伸且于第一方向L间隔排列，以与多个第一电极串列20交错排列。在对应触控区120的触控区投影140的范围中，每一按键投影区18涵盖相同的键面电极图案(例如Mf1、Mf2、Mf3)，且各键面电极图案(例如Mf1、Mf2、Mf3)包含多个背光光源31其中之一。亦即，在键盘复合电极模块14中，多个背光光源31一对一地设置于对应多个键帽13的位置。
具体而言，多个第一电极串列20及多个第二电极串列22交错排列以形成沿第一方向L及第二方向W排列的多个电极矩阵M。亦即，多个第一电极串列20与多个第二电极串列22交错排列形成的多个电极矩阵M沿第一方向L及第二方向W连续排列。每个电极矩阵M具有相同的电极布局(例如第一电极串列与第二电极串列的数量、形状、位置等对应相同)。每一电极矩阵M对应一个按键投影区18，且在第二方向W上相邻的两个电极矩阵(例如Ma、Mb)不对齐。换言之，多个电极矩阵M一对一地对应多个按键投影区18。故电极矩阵M亦与位于触控区投影140内的按键投影区18采相同的排列，其中在第二方向W上相邻的两个电极矩阵M不对齐。
如图2B所示，其亦绘示三个按键投影区18，分别标记为18a～18c。例如，按键投影区18a对应第二排按键组合122，而按键投影区18b、18c对应第一排按键组合121。按键投影区18a位于对应的电极矩阵(标记为Ma)内，按键投影区18b(于第二方向W相邻于按键投影区18a)位于对应的电极矩阵(标记为Mb)内，按键投影区18c(于第一方向L相邻于按键投影区18b且于第二方向W相邻于按键投影区18a)位于对应的电极矩阵(标记为Mc)内。请亦参阅图3A及图3B，其分开显示对应图2B中电极矩阵对应第一电极串列20及第二电极串22的电极布局示意图。就电极矩阵Ma而言，其包含多个第一电极串列段20a～20c及多个第二电极串列段22a～22d，彼此交错排列；就电极矩阵Mb而言，其包含多个第一电极串列段20d～20f及多个第二电极串列段22e～22h，彼此交错排列；就电极矩阵Mc而言，其包含多个第一电极串列段20g～20i及多个第二电极串列段22i～22l，彼此交错排列。其中，第一电极串列段20d～20f分别与第一电极串列段20g～20i于第一方向L上串接，第二电极串列段22a与第二电极串列段22k于第二方向W上串接，第二电极串列段22b与第二电极串列段22l于第二方向W上串接，第二电极串列段22c与第二电极串列段22e于第二方向W上串接，第二电极串列段22d与第二电极串列段22f于第二方向W上串接。
如图2B所示，一个键隙布局投影(以影线范围表示)围绕对应的按键投影区18a(或谓环绕对应的电极矩阵Ma周围)，另一个键隙布局投影(以影线范围表示)围绕对应的按键投影区18b(或谓环绕对应的电极矩阵Mb周围)。此两个键隙布局投影于电极矩阵Ma、Mb(按键投影区18a、18b)相邻处重叠。于第一实施例中，多个第一电极串列20及多个第二电极串列22的排列是经过特别设计，使得每一个键帽13(或按键结构12)能对应到相同的电极布局，提高触控感应数据的规律性，减少触控轨迹的断点、提高触控感应的灵敏度，也能简化触控电极的设计复杂度。
如图2A及图2B所示，按键投影区18沿第一方向L的排列间距(例如按键投影区18b与按键投影区18c(或于第一方向L上相邻两个键帽13)于第一方向L上的中心距离)定义为第一键心距PL。对应第一排按键组合121及第二排按键组合122的按键投影区18，以1/2的第一键心距PL错位排列；对应第二排按键组合122及第三排按键组合123的按键投影区18，以1/4的第一键心距PL错位排列；对应第三排按键组合123及第四排按键组合124的按键投影区18，以1/2的第一键心距PL错位排列。对应每一个电极矩阵M(例如电极矩阵Ma)，其包含三个第一电极串列段20a～20c及四个第二电极串列段22a～22d。因此，如图2B所示，以电极矩阵Ma与电极矩阵Mb为例，电极矩阵Ma相对于电极矩阵Mb于第一方向L向右偏移1/2的第一键心距PL，刚好为第二电极串列22于第一方向L上的排列间距AL的倍数(于此例中为2倍)，故电极矩阵Ma的第二电极串列段22c～22d能与电极矩阵Mb的第二电极串列段22e～22f对齐。此对齐结果亦发生于其他对应不同排按键组合的电极矩阵M之间，不另赘述。此外，电极矩阵Mb与电极矩阵Mc间于第一方向L上的排列间距(即第一键心距PL)为排列间距AL的倍数(于此例中为4倍)，故电极矩阵Mb与电极矩阵Mc能对应相同的第二电极串列22布局。此电极布局对应结果亦发生于其他对应同排按键组合的电极矩阵M之间，不另赘述。又，于第一实施例中，按键投影区18沿第二方向W的排列间距(例如按键投影区18a与按键投影区18b于第二方向W上的中心距离)定义为第二键心距PW，其为第一电极串列20于第二方向W上的排列间距AW的3倍，故于第二方向W上相邻的电极矩阵M(例如电极矩阵Ma与电极矩阵Mb)能对应相同的第一电极串列20布局。因此，于第一实施例中，每一个按键投影区18涵盖对应的电极矩阵M的键面电极图案均相同，例如按键投影区18a～18c涵盖的键面电极图案Mf1、Mf2、Mf3均相同(如图2B所示)；每一个键隙布局投影143涵盖相同的键隙电极图案均相同，例如键隙布局投影涵盖的键隙电极图案Mg1、Mg2均相同(如图2B所示)。
具体而言，触控感测电路40的多个第一电极串列20及多个第二电极串列22可具有曼哈顿式电极配置(Manhattan electrode configuration)。如图3A所示，各第一电极串列20包含多个第一主线路段20’及多个第二支线路段20”(以一个第一电极串列表示)。多个第一主线路段20’沿第一方向L延伸且相互直线串接。多个第二支线路段20”于第一方向L间隔排列，且自多个第一主线路段20’沿第二方向W突出。举例而言，沿第一方向L配置的多个电极矩阵(例如Mb、Mc)，可借由对应第一主线路段20’相互串接，如第一电极串列段20d～20f分别与第一电极串列段20g～20i于第一方向L上借由其第一主线路段20’串接。多个第二支线路段20”则于第一方向L间隔排列且自对应的第一主线路段20’沿第二方向W突出。于此实施例，多个第二支线路段20”以对应的第一主线路段20’为中心沿第二方向W朝两侧等长地突出，但不以此为限。换言之，各第一电极串列20包含由多个第一主线路段20’沿第一方向L延伸并直线串接的串列主干及多个第二支线路段20”间隔设置于串列主干的串列枝干，所构成树枝状电极形式。
如图3B所示，各第二电极串列22包含多个第二主线路段22’及多个第二支线路段22”(以一个第二电极串列表示)。多个第二主线路段22’沿第二方向W延伸且间隔设置，并于第一方向L交错排列成两列(例如左列、右列)。多个第二支线路段22”沿第二方向W间隔排列并沿第一方向L延伸以连接两列中相邻的第二主线路段22’。举例而言，沿第二方向W交错配置的多个电极矩阵(例如Ma、Mb)，可借由对应第二主线路段22’相互串接，如第二电极串列段22c与第二电极串列段22e于第一方向W上借由其两列中对应的第一主线路段22’及多个第二支线路段22”交错串接。换言之，各第一电极串列22包含由多个第一主线路段22’沿第一方向L交错设置且借由多个第二支线路段22”间隔连接的具有锯齿状主干的树枝状电极形式。
再者，同时参考图2B、图3A及图3B，第一电极串列20的多个第一支线路段20”于第一方向L的设置间隔实质相同，使得多个第一支线路段20”分别设置于相邻的第二主线路段22’之间。多个第二电极串列22的第二支线路段22”于第二方向W的设置间隔实质相同，使得多个第二支线路段22”分别设置于相邻的第一支线路段20”之间。换言之，多个第二电极串列22仅借由部分的第二主线路段22’与多个第一电极串列20的第一主线路段20’交错。
另外，于第一实施例中，多个第一电极串列20及多个第二电极串列22的排列是经过特别设计，使得每一个键帽13(或按键结构12)能对应到相同的电极布局。请参阅图2A及图2B。多个第一电极串列20及多个第二电极串列22交错排列而形成均匀的电极分布。第二电极串列22于第一方向L上的排列间距AL亦相当于相邻的第二支线路段22”于第一方向L上的排列节距(即相邻的第二支线路段22”的两中点之间的距离)。第一电极串列20于第二方向W上的排列间距AW亦相当于相邻的第一支线路段20”于第二方向W上的排列节距(即相邻的第一支线路段22”的两中点之间的距离，于此实施例等于相邻第一主线路段20’之间的距离)。于实作上，每一个第一支线路段20”的长度(或轮廓)原则上相同，第一支线路段20”在第二方向W上的尺寸SW为第二键心距PW、在第二方向W上相邻的第一支线路段20”的间隙DW、及在第二方向W上的第二键心距PW所涵盖第一支线路段20”的数量的函数；第二支线路段22”在第一方向L的尺寸SL为第一键心距PL、在第一方向L上相邻的第二支线路段22”的间隙DL、及第一键心距PL在第一方向L所涵盖第二支线路段22”的数量的函数。例如：
SW＝(PW-DW*NW)/NW；
SL＝(PL-DL*NL)/NL；
其中，PW代表相邻两个按键投影区18(例如图2B中按键投影区18a、18b或电极矩阵Ma、Mb)在第二方向W上的第二键心距PW，PL为相邻两个按键投影区18(例如图2B中按键投影区18b、18c或电极矩阵Mb、Mc)在第一方向L上的第一键心距。DW代表按键投影区18(例如图2B中按键投影区18a、18b、18c)或电极矩阵M(例如图2B中Ma、Mb、Mc)中相邻两第一支线路段20”在第二方向W上的间隙DW，DL代表按键投影区18(例如图2B中按键投影区18a、18b、18c)或电极矩阵M(例如图2B中Ma、Mb、Mc)中相邻两第二支线路段22”在第一方向L上的间隙DL。NW代表在第二方向W上第二键心距PW涵盖的电极列数(相当于在第二方向W上涵盖的第一电极串列20的数量)，NL代表在第一方向L上第一键心距PL涵盖的电极列数(相当于于第一方向L上的涵盖第二电极串列22的数量)。SW代表第一支线路段20”在第二方向W上的尺寸，SL代表或第二支线路段22”在第一方向L上的尺寸。
电极矩阵的行列数(NW、NL)就前述公式为键心距(PW、PL)涵盖的电极行列数，由于相邻两个电极矩阵M、Ma、Mb及Mc以某电极间距连续排列、且通常整片键盘复合电极模块14的电极间距相近或相同，电极行列数(NW、NL)此数值也相当于单一按键投影区18、18a、18b及18c或电极矩阵M、Ma、Mb及Mc中在第二方向W或第一方向L上(即单边)所涵盖对应的电极行列数(line-row amount)(相当于单一按键投影区18、18a、18b及18c或电极矩阵M、Ma、Mb及Mc中单边的总电极行数或列数)。就图2B的电极矩阵Ma、Mb及Mc而言，电极矩阵、Ma、Mb及Mc在第一方向L上涵盖的电极行列数为4(即4个第二电极串列22)，而在第二方向W上涵盖的电极行列数为3(即3个第一电极串列20)，相当于第一键心距PL所涵盖的4个电极行列数(NL＝4)，而PW所涵盖的3个电极行列数(NW＝3)。换言之，第一支线路段20”在第二方向W上的长度SW，等于第二键心距PW减去电极列数NW与电极间距DW的乘数，再除以电极行列数NW。类似地，第二支线路段22”在第一方向L上的长度SL，等于第一键心距PL减去电极列数NL与电极间距DL的乘数，再除以电极行列数NL。
对本发明上述及下列各实施例而言，是以固定电极间隙(DL、DW)和固定电极尺寸(SW、SL)作为前提。就第二方向W的公式运用，任一电极在第二方向W的尺寸，为按键投影区18的第二键心距PW、电极间距DW以及每个电极矩阵Ma、Mb中(或第二键心距PW所涵盖)电极行列数NW的函数。类似地，前述公式也可以用在第一方向L，也就是任一电极在第一方向L的尺寸，为按键投影区18的第一键心距PL、电极间距DL以及每个电极矩阵Ma、Mb中(或第一键心距PL所涵盖)电极行列数NL的函数。综言之，对于相同形状尺寸(如矩形边长或菱形对角线长)的电极在第二方向W上的尺寸、在第一方向L上的尺寸，都可根据上列公式类推。
如图2B及图3C所示，光源电路30包含多个光源线路32，用以电连接多个背光光源31。多个光源线路32沿第一方向L延伸且于第二方向W上间隔设置，使得多个光源线路32与多个第一电极串列20间隔设置且与多个第二电极串列22交错。在每一个按键投影区18中，背光光源31在电极矩阵M中的对应位置相同，且光源线路32在电极矩阵M中的对应配置亦相同。举例而言，多个第二电极串列22仅借由部分的第二主线路段22’与多个光源线路32交错。成对的光源线路32沿第一方向L延伸通过相邻设置的电极矩阵(例如Mb、Mc)，并具有朝彼此对向延伸的电接点。背光光源31可以表面安装技术电连接电接点而与该对光源线路32电连接。藉此，使得每一按键投影区涵盖相同的键面电极图案(例如Mf1、Mf2及Mf3)，其由多个第一电极串列20的部分、多个第二电极串列22的部分、成对的光源线路32的部分及一个背光光源31所构成。
在此须注意，由于光源电路30的设置，触控感测电路40中的多个第一电极串列20及多个第二电及串列22的配置可有些微变化。举例而言，由多个光源线路32沿第一方向L延伸且于第二方向W上间隔设置(即成对的光源线路32在第二方向W上设置于其中相邻的两个第一电极串列20之间)，因此与光源线路32邻近的第一电极串列20的第一支线路段20”会对应光源线路32的走线及背光光源31的位置而有些微变化，例如缩短长度以形成避让空间，供设置光源电路30。由于各背光光源31在对应的电极矩阵M、Ma、Mb及Mc中的相对位置相同，每个按键投影区18涵盖的键面电极图案(例如Mf1、Mf2及Mf3)即使在包含背光光源31的情况下亦会相同，因此每一个键帽13(或按键结构12)能对应到相同的电极布局，提高触控感应数据的规律性，减少触控轨迹的断点、提高触控感应的灵敏度，也能简化触控电极的设计复杂度。
此外，参阅图3D，光源电路30中的多个光源线路32及多个第一电极串列20皆沿第一方向L延伸且于第二方向W上间隔设置，因此光源电路30可与多个第一电极串列20整合成同一层的电极设计，但不以此为限。依据实际光源电路的设计，光源电路30中的多个光源线路32可沿第二方向W延伸且于第一方向L间隔设置，而与多个第二电极串列22整合成同一层电极设计，或是光源电路、多个第一电极串列20及多个第二电极串列22可各为不同层电极设计。
另外，于第一实施例中，键盘复合电极模块14位于底板15与键帽13之间，故键盘复合电极模块14具有多个穿孔141(参阅图2B)，以提供支撑结构17与底板15间的连接结构所需空间。穿孔141位于键帽13正下方，会影响键面电极图案。如图3A、图3B及图3C所示，按键投影区18a的键面电极图案Mf1上具有穿孔布局141a(或谓其由对应按键投影区18a的穿孔141定义出)，按键投影区18b的键面电极图案Mf2上具有穿孔布局141b(或谓其由对应按键投影区18b的穿孔141定义出)，按键投影区18c的键面电极图案Mf3上具有穿孔布局141c(或谓其由对应按键投影区18c的穿孔141定义出)，穿孔布局141a、141b及141c相同。亦即，各按键投影区18对应的键面电极图案的穿孔数量相同且其相对位置也相同。
请参阅图2B、图3A及图3C，键面电极图案(例如Mf1、Mf2及Mf3)更包含第一触发导电部202及第二触发导电部222，其中第一触发导电部202及第二触发导电部222分别自一个第一电极串列20及一个第二电极串列22中延伸形成。举例而言，在对应按键投影区18的电极矩阵M(Ma、Mb及Mc)中，第一触发导电部202由邻近按键投影区18中央的第一电极串列20形成，而第二触发导电部222由邻近按键投影区18中央的第二电极串列22形成，使得第一触发导电部202与第二触发导电部222彼此相对而不相交。换言之，在发光触控键盘10中，开关电路50可包含由多个对第一触发导电部202与第二触发导电部222构成的多个按键开关52，且多个按键开关52一对一地对应多个键帽13设置。
如图4所示，第一触发导电部202及第二触发导电部222可借由导通连接部19导通。于一实施例，导通连接部19可为设置于按键12的任一构件上的导电部，例如设置于弹性复位件16向下突出部的导电部。换言之，第一触发导电部202及第二触发导电部222即构成一个按键开关52，键帽13可被向下按压以触发对应的按键开关52，例如经由弹性复位件16挤压变形而使作为导通连接部19的导电部向下同时接触第一触发导电部202及第二触发导电部222，使按键开关52被触发以产生触发讯号(例如文字讯号)，进而执行相对应的按键输入功能。于此实施例，导通连接部19包含接触面(例如导电物质实质完全设置于弹性复位件16的突出部的底面)，而第一触发导电部202及第二触发导电部222分别包含至少一接触线，使得第一触发导电部202及第二触发导电部222借由接触面与多个接触线接触而相互电连接，进而产生触发讯号。于一实施例，接触线可为例如直线、弧形、环形、矩形及锯齿形其中之一或其任意组合。
如图5A及图5B所示，于第一实施例中，键盘复合电极模块14以单一基板的电极承载结构承载光源电路30及触控感测电路40。举例而言，电极承载结构包含第一基板142’。光源电路30、多个第一电极串列20及多个第二电极串列22设置于第一基板142’的同一表面(例如面对键帽13的第一上表面142a)上，且于多个第二电极串列22与光源电路30及多个第一电极串列20交错叠置处有绝缘层144设置于多个第二电极串列22与光源电路30之间以及多个第二电极串列22与多个第一电极串列20之间。举例而言，光源电路30(即多个光源线路32)及多个第一电极串列20可以例如图3D所示的电极布局利用印刷技术同时形成于第一基板142’的第一上表面142a上，其中光源电路30与多个第一电极串列20在第一基板142’的投影并不重合。之后，可借由印刷技术在多个光源线路32及多个第一电极串列20(即多个第一主线路段20’)欲与多个第二电极串列22相交处上形成网点状的绝缘层。接着，多个第二电极串列22可以例如图3B所示的电极布局利用印刷技术形成于第一基板142’的第一上表面142a上，使得于多个第二电极串列22与光源电路30及多个第一电极串列20交错叠置处，光源电路30(或多个第一电极串列20)位于多个第二电极串列22与第一基板142’之间。换言之，在多个第二电极串列22与光源电路30(或第一电极串列20)交错叠置处，第二主线路段22’隔着绝缘层144叠置在光源线路32(或第一主线路段20’)上而不是直接形成在第一上表面142a上，而在多个第二电极串列22不与光源电路30(或第一电极串列20)交错叠置处，多个第二电极串列221可直接形成在第一上表面142a上。于此架构中，实作上可再于多个光源线路32(不含电接点处)、多个第一电极串列20与多个第二电极串列22上覆盖保护层(未绘示于图中)，同时提供保护及绝缘功效，且背光光源31可借由表面安装技术电连接对应的光源线路32的电接点，而形成光源电路30、触控感测电路40、开关电路50等三种电路形成于一层基板的三合一单层复合电极模块架构。
于上述实施例中，键盘复合电极模块14虽以单一基板的电极承载结构142承载光源电路30及触控感测电路40，但不以此为限。于其他实施例，键盘复合电极模块14可借由多层基板的电极承载结构来承载光源电路30、触控感测电路40及开关电路50等。再者，用以触发开关(例如开关52)的导通连接部也可整合于键盘复合电极模块，而非设置于按键构件(例如设置于弹性复位件16的导电部)。如图6及图7A至图7D所示，电极承载结构包含第一基板142’、第二基板146’及间隔层144’。第二基板146’相对于第一基板142’设置，且间隔层144’夹置于第一基板142’及第二基板146’之间。如图7A所示，光源电路30、多个第一电极串列20(含第一触发导电部202)及多个第二电极串列22(含第二触发导电部222)设置于第一基板142’之同一表面(例如第一上表面142a)，且光源电路30、多个第一电极串列20及多个第二电极串列22的配置及结构细节可参考前述实施例(例如图2A-图5B)的相关说明，于此不再赘述。
如图7B所示，间隔层144’具有多个开口146c，其一对一地对应开关电路50的多个开关52设置。举例而言，各开口146c为自间隔层144’的上表面146a贯穿至下表面146b的通孔，使得形成于第一基板142’上并构成开关52的第一触发导电部202及第二触发导电部222可借由开口146c露出。间隔层144’于对应多个背光光源31的位置更具有多个通孔144c，以供对应的背光光源31穿设。此外，间隔层144’对应支撑结构17与底板15间的连接结构可开设有多个穿孔141’，亦即间隔层144’的多个穿孔141’位置对应于第一基板142’的多个穿孔141。
如图7C所示，多个导通连接部146c形成于第二基板146’。具体而言，第二基板146’具有第二上表面146a及第二下表面146b，其中第二上表面146a为背对第一基板142’的表面，而第二下表面146b为面对第一基板142’的表面。多个导通连接部146c形成于第二基板146’的第二下表面146b，以通过对应开口144c与开关52(即第一触发导电部202及第二触发导电部222)相对间隔设置。第二基板146’对应多个背光光源31更具有多个通孔146c，以供对应的背光光源31穿设。此外，第二基板146’对应支撑结构17与底板15间的连接结构可开设有多个穿孔141”，亦即第二基板146’的多个穿孔141”位置对应于间隔层144’的多个穿孔141’及第一基板142’的多个穿孔141。在此须注意，图7C所绘示的导通连接部146c布局是经由第二上表面146a透视的视图。如图7D所示，当第一基板142’、间隔层144’及第二基板146’由下往上依序堆栈时，图7A、图7B及图7C的图面可依序堆栈，而使各按键投影区18所涵盖的键面电极图案可具有类似于图4的配置，其中第一触发导电部202及第二触发导电部222对应开口144c与导通连接部146c相对间隔设置。键盘复合电极模块14对应第一触发导电部202及第二触发导电部222的部分可被按压，以使导通连接部146c经由开口144c电连接第一触发导电部202及第二触发导电部222。亦即，当按压按键13时，按键13借由支撑结构17的支撑朝底板15移动，经由弹性复位件16压抵键盘复合电极模块14的第二基板146’，使得第二基板146’局部向下变形，进而使导通连接部146c通过开口144c接触第一触发导电部202及第二触发导电部222，而产生触发讯号。
再者，当第一基板142’、间隔层144’及第二基板146’由下往上依序堆栈时，第二基板146’的多个穿孔141”、间隔层144’的多个穿孔141’及第一基板142’的多个穿孔141彼此相互对齐连通，提供支撑结构17与底板15间的连接结构所需空间。间隔层144’的多个通孔144d及第二基板146’的多个通孔146d彼此相互对齐连通，以容许设置于第一基板142’上的多个背光光源31自间隔层144’的下表面144b依序穿过通孔144d及通孔146d而自第二基板146’的第二上表面146a露出。藉此，使得背光光源31提供的光线可自对应的键帽13射出。
于前述的实施例中，光源电路30、触控感测电路40及开关电路50皆形成于同一基板的同一表面，但不以此为限。于其他实施例，键盘复合电极模块14所包含的光源电路30、触控感测电路40及开关电路50可形成于相同或不同的基板。如图8及图9A至图9C所示，电极承载结构包含第一基板142’、第二基板146’及间隔层144’。第二基板146’相对于第一基板142’设置，且间隔层144’夹置于第一基板142’及第二基板146’之间。如图9A至图9C所示，光源电路30及多个第一电极串列20(含第一触发导电部202)设置于第一基板142’的同一表面(例如第一上表面142a)，且多个第二电极串列22(含第二触发导电部222)形成于第二基板146’的第二下表面146b上。于此实施例，光源电路30、多个第一电极串列20及多个第二电极串列22的配置及结构细节可参考前述实施例(例如图2A至图5B)的相关说明，其差异仅在于第一触发导电部202及第二触发导电部222的形状不同(例如直线接触线形式)。于此实施例，间隔层144’具有与图7B类似的结构细节，且图9C所绘示的多个第二电极串列22(含第二触发导电部222)布局是经由第二上表面146a透视的视图。
如图10所示，当第一基板142’、间隔层144’及第二基板146’由下往上依序堆栈时，在各按键投影区18所对应的键面电极图案中，第一触发导电部202及第二触发导电部222对应开口144c相对间隔设置，且键盘复合电极模块14对应第一触发导电部202及第二触发导电部222的部分可被按压，以使第一触发导电部202及第二触发导电部222经由开口144c相互靠近。亦即，当按压按键13时，按键13借由支撑结构17的支撑朝底板15移动，经由弹性复位件16压抵键盘复合电极模块14的第二基板146’，使得第二基板146’局部向下变形，进而使第二触发导电部222通过开口144c接触第一触发导电部202，而产生触发讯号。此外，有关背光光源31及支撑结构17与底板15间的连接结构在电极承载结构中的配置关可参照前述实施例的相关说明。
于前述实施例中，虽以树枝状的电极形式说明触控感测电路的配置，但不以此为限。于其他实施例，触控感测电路的各电极串列可具有不同的电极形式，例如矩形、菱形等。请参阅图11A及图11B，于此实施例中，键盘触控电极模块包含多个第一电极串列20(以细实线绘示于图中)及多个第二电极串列22(以粗实线绘示于图中)。每一个第一电极串列20均包含多个串连的第一电极24，而每一个第二电极串列22均包含多个串连的第二电极26。多个个第一电极串列20平行于第一方向L直线延伸且于第二方向W上平行间隔排列；即每一个第一电极串列20中的第一电极24呈直线连接。多个第二电极串列22平行于第二方向W直线延伸且于第一方向L上平行间隔排列；即每一个第二电极串列22中的第二电极26呈直线连接。多个第一电极串列20与多个第二电极串列22交错排列并形成电极均匀分布。多个第一电极串列20与多个第二电极串列22形成多个相同的电极矩阵M，沿第一方向L及第二方向W连续排列。每个电极矩阵M具有相同的电极布局(包含第一电极24及第二电极26的数量、相对位置等)。多个电极矩阵M一对一地对应多个按键投影区18。故电极矩阵M亦与位于触控区投影140内的按键投影区18采相同的排列，其中在第二方向W上相邻的二个电极矩阵M不对齐。
类似于图2B的配置，图11B亦绘示三个按键投影区，分别标记为18a～18c及其对应的电极矩阵Ma～Mc，且多个第一电极串列20(含第一触发导电部202)的配置及多个第二电极串列22(含第二触发导电部222)的配置可分别参考图12A及图12B。各电极矩阵中，多个第一电极串列段(例如20a～20c、20d～20f及20g～20i)及多个第二电极串列段(例如22a～22d、22e～22h及22i～22l)的配置关可参照第一实施例的相关说明。亦即，每一个按键投影区18涵盖对应的电极矩阵M的键面电极图案均相同，例如按键投影区18a～18c涵盖的键面电极图案Mf1、Mf2及Mf3均相同；每一个键隙布局投影涵盖相同的键隙电极图案均相同，例如键隙布局投影涵盖的键隙电极图案Mg1、Mg2均相同；每一键面电极图案的穿孔布局亦相同，例如穿孔布局141a、141b及141c相同。
于此实施例，第二电极串列22于第一方向L上的排列间距AL亦相当于相邻的第一电极24于第一方向L上的排列间距。第一电极串列20于第二方向W上的排列间距AW亦相当于相邻的第二电极26于宽度方向W上的排列间距。于实作上，每一个第一电极24轮廓原则上相同，第一电极24(或第二电极26)在第二方向W上的尺寸SW为第二键心距PW、在第二方向W上相邻的第一电极24(或第二电极26)的间隙DW、及第二键心距PW所涵盖第一电极24(或第二电极26)的数量的函数；第一电极24(或第二电极26)在第一方向L的尺寸SL为第一键心距PL、在长度方向L上相邻的第一电极24(或第二电极26)的间隙DL、及第一键心距PL所涵盖第一电极24(或第二电极26)的数量的函数。亦即，于此实施例，第一电极24(或第二电极26)尺寸的函数关系亦可以上述公式表示，即w＝[P-(D*N)]/N，其中，P代表相邻二按键投影区18(或图11B中的两个电极矩阵Ma、Mb)在第一方向W上的键心距(Key pitch)(中心到中心、在第一方向W或第二方向L上的距离分量PW或PL)，D代表按键投影区18、电极矩阵Ma、Mb中相邻两个电极(两个第一电极24、两个第二电极26，或第一电极24与第二电极26)在第二方向W上或第一方向L上的电极间隙DW或DL，N代表在第二方向W上或第一方向L上键心距P涵盖的电极行列数NW或NL，w代表第一电极24在第二方向W上的边长。换言之，第一电极24在第二方向W上的边长w，等于键心距P减去电极列数N与电极间距D的乘数，再除以电极行列数N。就图11B的电极矩阵Ma、Mb及Mc而言，电极矩阵、Ma、Mb及Mc在第一方向L上涵盖的电极行列数为4，而在第二方向W上涵盖的电极行列数为3，相当于第一键心距PL所涵盖的4个电极行列数(NL＝4)，而PW所涵盖的3个电极行列数(NW＝3)。综言之，对于相同形状(如矩形、菱形)尺寸(如矩形边长或菱形对角线长)的第一电极24、第二电极26，第一电极24、第二电极26在第二方向W上的尺寸、在第一方向L上的尺寸，都可根据上列公式类推。
于本实施例中，电极的直连接指彼此连接的两个电极是纵贯或横贯的相对位置，直连接的两个电极的中心连线是直的，会与纵贯的第二方向W或横贯的第一方向L平行。于此实施例，第一电极24及第二电极26呈菱形，可增加电极分布的面积利用率，也能增加第一电极24与第二电极26间相互交错的程度，均有助于提升触碰位置的感应精度。
再者，对应于光源电路30的设置，第一电极24及第二电极26较佳呈中空菱形，亦即第一电极24包围形成第一电极透光部24a，而第二电极26包围形成第二电极透光部26a。光源电路30的多个背光光源31，较佳对应设置于第一电极透光部24a或第二电极透光部26a中，但不以此为限。于其他实施例(未绘示)，第一电极24及第二电极26可呈实心菱形，而仅在对应背光光源31设置位置的对应电极(例如第二电极26)采用中空菱形的设计或者具有缺口的电极设计，以形成供设置背光光源31的区域(例如第二电极透光部26a)。举例而言，如图12C及图12D所示，光源电路30的多个光源线路32可沿第一方向L延伸且于第二方向W间隔设置于对应相邻的第一电极串列20之间，且背光光源31设置的位置可在其中一个第二电极26所包围的第二电极透光部26a中。藉此，使得背光光源31所发射的光可自对应键帽13射出。
于一实施例中，图12A所示的多个第一电极串列20及图12C所示的多个光源线路32可整合为如图12D所示的同层电路设计，且图12D所示的多个第一电极串列20及光源线路32的组合可与图12B所示的多个第二电极串列22以(1)类似于图5A所示的方式整合于同一基板的同一表面并借由键盘复合电极模块的外的按键构件的导电部作为导通连接部进行触发；或者(2)可以类似于图7A至图7C所示的方式整合于同一基板(例如第一基板142’)的同一表面并借由设置于第二基板146’的导通连接部(例如146c)通过间隔层144’的开口144c进行触发。换言之，在如图13所示的单颗按键对应的电极布局与导通连接部的对应关系示意图中，当以配置(1)的方式形成键盘复合电极模块时，导通连接部(例如19)设置于按键构件16的导电部，而以配置(2)的方式形成键盘复合电极模块时，导通连接部(例如146c)形成于另一基板(例如第二基板146’)。此外，可借由改变第一触发导电部202及第二触发导电部222的设计，而使类似图12D所示的多个第一电极串列20及光源线路32的组合可与类似图12B所示的多个第二电极串列22以(3)类似于图9A至图9C所示的方式分别设置于电极承载结构的不同基板，而借由通过间隔层144’的开口144c彼此接触而进行触发，关于上述配置(1)、(2)、(3)的细节可参照前述实施例的相关描述，于此不再赘述。
再者，于上述实施例中，虽例示多个第一电极串列20及多个光源电路30可整合为形成于同一基板的同一表面或形成于不同基板的不同表面的电路设计，但不以此为限。于其他实施例(未绘示)，触控感测电路40(即多个第一电极串列20及多个第二电极串列22)可与光源电路30分别设置于一个基板的相对表面。举例而言，触控感测电路40(例如多个第一电极串列20及多个第二电极串列22)位于基板的上表面，而光源电路30可位于基板的下表面，并借由中空的电极设计，使得背光光源31提供的光可自电极透光部(例如24a、26a或基板未设置电极之处)透射并朝键帽13射出。
参阅图14A与图14B所示，为本发明第五实施例的触控键盘10。触控键盘10是基于前述一或多个实施例进行修改，触控键盘10包含多个按键结构12d,12a及与该多个按键结构12d,12a整合的键盘复合电极模块14(为简化图式，于图14A及图14B中均以单一构件表示)。如图14B所示，按键结构12d,12a分别包含键帽13a,13d(字符键帽13a、功能键帽13d)、底板15、弹性复位件16、支撑结构17以及导通连接部19等的连接关系大致如同第一实施例所述，以下不再赘述。键盘复合电极模块14设置于底板15与多个键帽13之间。
如图14A以及图15A所示，键盘复合电极模块14包含电极承载结构(图未示)、字符键电极矩阵41、功能键电极矩阵42、字符键开关521、功能键开关522与光源电路30。图式中仅例示一个字符键电极矩阵41与一个功能键电极矩阵42以简化图式，实际上键盘复合电极模块14包含多个字符键电极矩阵41与功能键电极矩阵42。电极承载结构用于作为电极矩阵、开关以及其他必要电路的设置基础。电极承载结构可以是单一基板，例如前述至少一实施例的第一基板142’；电极承载结构也可以是由多层结构叠合而成，例如前述至少一实施例的第一基板142’、间隔层144’与第二基板146’的叠合。
如图14A以及图15A所示，电极承载结构上被区分为两个种触控投影区域，分别定义为功能键投影区18d与字符键投影区18a。功能键投影区18d是对应于功能键，例如CapsLock键，但不排除其他功能键(Shift键、Tab键及F1～F12键等)，字符键投影区18a是对应于字符键，如字母A～Z键、数字1～10键或标点符号键。电极承载结构可以包含多个功能键投影区18d以及多个字符键投影区18a，并且至少一个字符键投影区18a相邻于功能键投影区18d。图式以相邻的一个字符键投影区18a与一个功能键投影区18d进行说明，例如对应于字符键A的字符键投影区18a以及对应于键的功能键投影区18d。换句话说，前述各实施例中的多个按键投影区18可以依据功能的差异，进一步划分为至少一个功能键投影区18d以及多个字符键投影区18a。功能键投影区18d、字符键投影区18a，以及围绕按键投影区18d,18a的键隙布局投影143共同组成触控区投影140，并且在键盘复合电极模块14上形成虚拟的触控区120，供物件O进行触控操作(包含非按压移动)。盘复合电极模块14并提供光线自多个键帽13射出，而对键帽13的上表面产生照明效果。
参阅图15A至图15E所示，设置在电极承载结构的触控感测电路40所形成的电极矩阵，进一步划分为字符键电极矩阵41与功能键电极矩阵42。如图15B至图15D所示，触控感测电路40包含多个第一电极串列20(以细实线绘示于图中)及多个第二电极串列22(以粗实线绘示于图中)，分别于第一方向L与第二方向W交错排列，以形成字符键电极矩阵41与功能键电极矩阵42。字符键电极矩阵41与字符键投影区18a重叠设置，以感应字符键投影区18a内的电容变化。功能键电极矩阵42与功能键投影区18d重叠设置，以感应功能键投影区18d内的电容变化。具体而言，多个字符键电极矩阵41与功能键电极矩阵42具有相同或近似的电极型态与布局，而仅在电极布局的范围大小有所差异。多个字符键电极矩阵41与功能键电极矩阵42可以整合为单一电极矩阵，而以所在电极区域(能按键投影区18d以及多个字符键投影区18a)作为进行功能定义上的区分，也可以是多个电性连结关系各自独立配置的电极矩阵。
如图14B以及图15A所示，多个按键结构12d、12a设置于电极承载结构(键盘复合电极模块14)之上，并且分别对应于字符键电极矩阵41与功能键电极矩阵42。具体而言，为了有利于区别所对应的电极矩阵的差异，该两个按键结构12d,12a的键帽13可以分别具有不同的形态，所对应的电极矩阵、按键投影区也相应地修改。例如字符键帽13a为长宽大致相等的一倍键、方键，而功能键帽13d为倍数键(例如1.5倍数键)，亦即功能键帽13d宽度与字符键帽13a的宽度相等，而功能键帽13d的长度是倍数于字符键帽13a的长度。按键结构12d,12a用于供按压，以分别对字符键电极矩阵41与功能键电极矩阵42的至少局部施加垂直外力。
如图14B以及图15A至图15D所示，开关电路设置在电极承载结构，开关电路包含由多个对第一触发导电部202与第二触发导电部222构成的多个按键开关。第一触发导电部202及第二触发导电部222分别自一个第一电极串列20及一个第二电极串列22延伸形成，并且多个按键开关一对一地对应字符键帽13a与功能键帽13d设置。按键开关在施加垂直外力时触发。例如，第一触发导电部202与第二触发导电部222在电极承载结构的水平方向上是分离的，字符键帽13a与功能键帽13d可被向下按压，使弹性复位件16挤压变形而使作为导通连接部19的导电部向下同时接触分离的第一触发导电部202及第二触发导电部222。借由导通连接部19导通第一触发导电部202及第二触发导电部222，使按键开关被触发以产生触发讯号，进而执行相对应的按键输入功能。但本发明不排除其他形式的按键开关，只要是在施加垂直外力时触发的开关形式即可。
再参阅图14B以及图15A至图15D所示，在本实施例中，多个按键开关包含字符键开关521与功能键开关522，字符键开关521与功能键开关522分别由一对第一触发导电部202与第二触发导电部222组成。字符键开关521分别排列于字符键电极矩阵41中，而功能键开关522排列于该功能键电极矩阵42中。换句话说，功能键开关522是排列于功能键投影区18d中，并且字符键开关521是排列在对应的字符键投影区18a中。字符键开关521与功能键开关522分别在施加垂直外力时触发产生对应的文字讯号(Text Signal，例如输入字母、数字及符号的讯号)以执行相对应的按键输入功能。例如，当功能键投影区18d与功能键结构12d是对应于CapsLock键，位于功能键电极矩阵42内的功能键开关522触发产生的讯号，可用于开启或关闭CapsLock功能。
如图15A、图15B以及图15E所示，光源电路30包含多个背光光源31、指示光源33以及光源电路31。多个背光光源31分别设置于字符键电极矩阵41与功能键电极矩阵42的中，且指示光源33设置于功能键电极矩阵42。换句话说，多个背光光源31分别设置于字符键投影区18a1与功能键投影区18d中，使得功能键电极矩阵42、功能键投影区18d中同时设置有背光光源31与指示光源33，而字符键电极矩阵41、字符键投影区18a中只有设置背光光源31。
如图15A、图15B以及图15E所示，指示光源33设置于该功能键电极矩阵42、功能键投影区18d中。指示光源33在该功能键开关522被触发时点亮，并且在功能键开关522再度触发时熄灭。同时参阅图14A与图14B，具体而言，功能键帽13d还具有透光孔131，透光孔131与指示光源33重叠设置。当指示光源33点亮时，发出的光线可以通过透光孔131，使得指示光源33的发光状况容易在功能键帽13d表面观察。在一实施例中，功能键投影区18d与功能键结构12d是对应于CapsLock键，当功能键结构12d被按压而触发功能键开关522，指示光源33点亮而指示CapsLock功能已被开启；当功能键结构12d再度被按压而触发功能键开关522，指示光源33熄灭而指示CapsLock功能已被关闭。
如图15E所示，光源线路32电性连接该指示光源33。具体而言，光源线路32至少包含第一光源电极321与第二光源电极322，连接于指示光源33。第一光源电极321可用于供应电力而第二光源电极322电性接地；或是，第一光源电极321提供第一光源电压而第二光源电极322提供第二光源电压，且第一光源电压与第二光源电压之间具有电位差以作为指示光源33的驱动电力。
如图15E所示，光源线路32连接于背光光源31。背光光源31分别设置于字符键电极矩阵41与功能键电极矩阵42中。在一或多个实施例中，光源线路32还包含一第三光源电极323，第三光源电极323用于提供第三光源电压。第二光源电极322与第三光源电极323连接于背光光源31。第三光源电极323可用于供应电力而第二光源电极322用于接地；或是，第三光源电极323提供第三光源电压而第二光源电极322提供第二光源电压，且第三光源电压与第二光源电压之间具有电位差以作为背光光源31的驱动电力。在本实施例中，指示光源33与背光光源31共享第二光源电极322，在不同实施例中，指示光源33与背光光源31的第二光源电极322也可以是各自独立的电极。如图15E所示，第一光源电极321、第二光源电极321与第三光源电极323平行于多个第一电极串列20，并交错于多个第二电极串列22；指示光源33通过两个延伸电极324分别连接于第一光源电极321与第二光源电极322。
参阅图16A以及图16B所示，根据本发明第六实施例的触控键盘10是基于第五实施例进行修改，触控键盘10包含多个按键结构12d、12a(参照图14A、图14B)及与该多个按键结构12d、12a整合的键盘复合电极模块14。以下说明第六实施例与第五实施例的差异。
在第六实施例中，电极承载结构被区分为功能键投影区18d与字符键投影区18a。功能键投影区18d是对应于功能键，而字符键投影区18a是对应于字符键。不同于第五实施例，在本实施例中功能键投影区18d不作为触控投影区域。
参阅图16A以及图16B所示，在第六实施例中，设置在电极承载结构的触控感测电路40所形成的电极矩阵，只包含字符键电极矩阵41，而省略功能键电极矩阵42。字符键电极矩阵41与字符键投影区18a重叠设置，以感应该字符键投影区18a内的电容变化。功能键投影区18d不具备触控感应功能。具体而言，字符键投影区18a以及围绕字符键投影区18a的键隙布局投影143共同组成触控区投影140，并且在键盘复合电极模块14上形成虚拟的触控区120，而触控区120并不包含功能键投影区18d。功能键投影区18d通常位于电极承载结构的边缘，并且使用者可能持续地碰触对应功能键帽13d以利快速按压切换。因此，触控区120不包含功能键投影区18d，可以避免对触控产生不必要干扰，并且减少对应电极的配置以降低制作成本。
再参阅图16A以及图16B所示，在本实施例中，多个按键开关包含字符键开关521与功能键开关522。字符键开关521排列于多个字符键投影区18a中，且功能键开关522排列于功能键投影区18d中，字符键开关521与功能键投影区18d分别在施加垂直外力时触发产生对应的触发讯号，以产生对应的输入功能。例如，当功能键投影区18d与功能键结构12d是对应于CapsLock键，位于功能键投影区18d的功能键开关522触发产生的讯号，可用于开启或关闭CapsLock功能。
如图16A以及图16B所示，光源电路30包含多个背光光源31、一指示光源33以及一光源电路31。背光光源31、指示光源33以及光源电路31之间的电性连接关系与第五实施例相同，以下不再赘述。
基于第五、第六实施例的触控键盘10，当按键结构12d被按压，而使得功能键开关522触发启动、关闭对应功能(例如CapsLock功能)，指示光源33可以对应地点亮、关闭，指示该功能的当前状态，以利使用者判断触控键盘10当前的功能状态变化。
于前述第五、第六实施例中，图式虽以树枝状的电极形式说明触控感测电路的配置，但不以此为限。于其他实施例，触控感测电路的各电极串列可具有不同的电极形式，例如矩形、菱形等。
请参阅图17，是本发明第七实施例所提供的另一种电极形式的变化例，第一电极24及第二电极26较佳呈中空菱形，亦即第一电极24包围形成第一电极透光部24a，而第二电极26包围形成第二电极透光部26a。光源电路30的多个背光光源31与指示光源33，较佳对应设置于第一电极透光部24a或第二电极透光部26a中，但不以此为限。于其他实施例(未绘示)，第一电极24及第二电极26可呈实心菱形，而仅在对应背光光源31设置位置的对应电极(例如第二电极26)采用中空菱形的设计或者具有缺口的电极设计，以形成供设置背光光源31与指示光源33的区域。
如图18所示，是本发明第八实施例所提供的另一种电极形式的变化例，在第八实施例中，设置在电极承载结构的触控感测电路40所形成的电极矩阵，只包含字符键电极矩阵41，而省略功能键电极矩阵42，使得功能键投影区18d不具备触控感应功能。功能键电极矩阵42被省略，功能键投影区18d中仅保留光源电路20、背光光源31与指示光源33。
请参阅图19与图20所示，第三实施例的开关电路50与按键开关52(参照图9A至图10)也可以应用第五～八实施例。电极承载结构更包含一间隔层144’，多个第一电极串列20位于间隔层144’的一面，而多个第二电极串列22位于间隔层144’的另一面。如同第三实施例(参照图9A至图9C)，第一电极串列20可设置于第一基板142’的第一上表面142a，而第二电极串列22可设置在第二基板146’的第一下表面，再叠合第一基板142’、间隔层144’与第二基板146’，使第一电极串列20与第二电极串列22分别位于间隔层144’的两面而被隔离绝缘。组成字符键开关521与功能键开关522的第一触发导电部202及第二触发导电部222在电路承载结构的水平方向上重叠配置，并且第一触发导电部202及第二触发导电部222对应间隔层144’的开口144c相对间隔设置。键盘复合电极模块14对应第一触发导电部202及第二触发导电部222的部分可被按压，以使第一触发导电部202及第二触发导电部222经由开口144c相互靠近并接触，而使字符键开关521与功能键开关522触发。此外，有关背光光源31、指示光源33及支撑结构17与底板15间的连接结构在电极承载结构中的配置关系可参照前述实施例的相关说明。
基于第五～八实施例的键盘复合电极模块14与触控键盘10，键盘复合电极模块14或触控键盘10可至少具有三种工作模式：第一触控模式、第二触控模式与打字模式。多个工作模式的切换，可通过所连接的计算机提供的切换界面进行切换、于触控键盘10上设置额外的切换键，或是通过特定字符键与功能键的热键组合进行切换。位于多个字符键投影区18a与功能键投影区18d中的背光光源31，可为可切换颜色的多色光光源，例如多芯片复合封装的LED，以在切换工作模式后，发出不同的色光。以下说明各工作模式。
在第一触控模式，键盘复合电极模块14或触控键盘10的触控功能被启用，字符键电极矩阵41与功能键电极矩阵42被致能。此时，位于字符键电极矩阵41(字符键投影区18a)中的背光光源31发出第一色光，以将所有的字符键投影区18a以单一颜色标示为触控区。位于功能键电极矩阵42(功能键投影区18d)的背光光源10不发光或发出不同于第一色光的第二色光，而指示光源33发出不同于第一色光与第二色光的第三色光，以区隔出功能键投影区18d与字符键投影区18a的差异。
键盘复合电极模块14或触控键盘10可具有多个功能键投影区18d，例如具有第一功能键投影区与第二功能键投影区，分别对应第一功能键与第二功能键。在第二触控模式，键盘复合电极模块14或触控键盘10的触控功能被启用，字符键电极矩阵41与功能键电极矩阵42被致能。
此时，位于字符键电极矩阵41(字符键投影区18a)中的背光光源31发出第一色光，以将所有的字符键投影区18a以单一颜色标示为触控区。位于第一功能键电极矩阵(第一功能键投影区)的背光光源10发出第二色光。若第一功能键电极矩阵(第一功能键投影区)是对应于CapsLock键，则指示光源33在该功能键开关522被触发时不作动，而以对应的背光光源31发出不同于第一色光的第二色光以替代指示光源33。而第二功能键电极矩阵(第二功能键投影区)可以是对应于其他功能键(例如如Shift、Ctrl、Alt等)并且不配置指示光源33，此时对应的背光光源10可以发出不同于第一色光与第二色光的第三色光，或者是该背光光源10不发光，以区隔出第二功能键投影区与第一功能键字符键投影区18a的差异。
在打字模式，所有背光光源31发出同一色光，以对键盘复合电极模块14或触控键盘10进行整体的照明，而指示光源33的点亮或熄灭以该功能键开关522被触发作为依据。
由上述的各种实施例可知，本发明的键盘复合电极模块包含多个电极矩阵M及光源电路30。多个电极矩阵M沿第一方向L及第二方向W连续排列，在第二方向W上相邻的两个电极矩阵(例如Ma、Mb)沿第一方向L上彼此偏移远离而未沿第二方向W对齐，且在第二方向W上不对齐的至少两个电极矩阵(例如Ma、Mb)彼此相同。各电极矩阵M包含多个第一电极串列段(例如20a～20c、20d～20f及20g～20i)及与多个第一电极串列段彼此交错排列的多个第二电极串列段(例如22a～22d、22e～22h及22i～22l)。光源电路30包含多个光源线路32及设置于多个光源线路32的多个背光光源31，其中多个背光光源31一对一地设置于多个电极矩阵M中，且每一光源31在对应的电极矩阵M中的相对位置相同。藉此，本发明的发光触控键盘及其键盘复合电极模块即使在整合光源电路(及开关电路)的情况下，仍使得各按键投影区可涵盖包含有光源的相同电极图案，故能降低电极布局设计的复杂度，并提升电极感应表现的规律性，进而提升触控键盘的触控操作准确度。于一实施例，触控键盘10可通过控制模块，以键盘复合电极模块14的电性状态。控制模块可包含键盘处理单元及感应处理单元。键盘处理单元电连接键盘复合电极模块14的开关电路(例如第一触发导电部及第二触发导电部)，以感应按键开关的状态。感应处理单元电连接键盘复合电极模块14的触控感测电路，以感应电极的电容值。控制模块经由连接界面输出感应结果，例如输出对应按键结构的文数字输入、或于触控区120内的触碰位置。于一实施例中，键盘复合电极模块进一步配置了指示光源33，并且对应的键帽13也开设了透光孔131，指示光源33可用于指示键盘复合电极模块的功能切换状态，提升便利性。
综上所述，本发明的发光触控键盘及其键盘复合电极模块将触控感测电路及光源电路整合于同一电极模块中，不仅可提升键盘的操作性及功能性，同时更有利于键盘的薄型化。再者，本发明的发光触控键盘及其键盘复合电极模块即使在整合光源电路的情况下，仍使得各按键投影区可涵盖包含有光源的相同电极图案，故能降低电极布局设计的复杂度，并提升电极感应表现的规律性，进而提升触控键盘的触控操作准确度。此外，通过将触控感测的电极串列(用来感应按键上的非按压移动以产生触控讯号)、触发电极(经由按键机械性位移接触导通以产生文字讯号)及光源电路(用来提供光线自键帽射出的发光效果)同时形成在键盘复合电极模块上的单层整合设计，进一步有效地缩减发光触控键盘的电路层厚度，而有利于发光触控键盘的薄型化设计。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种键盘复合电极模块，其特征在于，包含：
电极承载结构，其上定义功能键投影区与字符键投影区；
功能键电极矩阵，与该功能键投影区重叠设置，以感应该功能键投影区内的电容变化；
功能键开关，排列于该功能键电极矩阵中，在施加外力时被触发；
指示光源，设置于该功能键电极矩阵中，其中，该指示光源在该功能键开关被触发时点亮；
其中，该键盘复合电极模块还包含光源电路，该光源电路包含背光光源、第一光源电极及第三光源电极，该第一光源电极连接于该指示光源，该第三光源电极连接于该背光光源，该第一光源电极与该第三光源电极是各自独立的电极。
2.如权利要求1所述的键盘复合电极模块，其特征在于，其还包含字符键电极矩阵，其中该字符键电极矩阵与该字符键投影区重叠设置，以感应该字符键投影区内的电容变化。
3.一种键盘复合电极模块，其特征在于，包含：
电极承载结构，其上定义功能键投影区与字符键投影区；
字符键电极矩阵，与该字符键投影区重叠设置，以感应该字符键投影区内的电容变化；
功能键开关，排列于该功能键投影区中，在施加外力时被触发；
指示光源，设置于该功能键投影区中，其中，该指示光源在该功能键开关被触发时点亮；
其中，该键盘复合电极模块还包含光源电路，该光源电路包含背光光源、第一光源电极及第三光源电极，该第一光源电极连接于该指示光源，该第三光源电极连接于该背光光源，该第一光源电极与该第三光源电极是各自独立的电极。
4.如权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的键盘复合电极模块，其特征在于，当该指示光源点亮时，该指示光源在该功能键开关被触发时熄灭。
5.如权利要求2或3所述的键盘复合电极模块，其特征在于，其还包含字符键开关，其中该字符键开关排列于该字符键投影区中，在施加外力时被触发。
6.如权利要求5所述的键盘复合电极模块，其特征在于，该光源电路包含该第一光源电极与第二光源电极，连接于该指示光源。
7.如权利要求6所述的键盘复合电极模块，其特征在于，其还包含多个背光光源，分别设置于该功能键投影区与该字符键投影区中。
8.如权利要求7所述的键盘复合电极模块，其特征在于，该光源电路还包含该第三光源电极，且该第二光源电极与该第三光源电极连接于该多个背光光源。
9.如权利要求8所述的键盘复合电极模块，其特征在于，其还包含多个第一电极串列及多个第二电极串列，设置于该电极承载结构，并且该多个第一电极串列及该多个第二电极串列交错排列以形成该字符键电极矩阵。
10.如权利要求9所述的键盘复合电极模块，其特征在于，该第一光源电极、该第二光源电极与该第三光源电极平行于该多个第一电极串列，并交错于该多个第二电极串列，并且该指示光源通过两个延伸电极分别连接于该第一光源电极与该第二光源电极。
11.如权利要求10所述的键盘复合电极模块，其特征在于，该字符键开关与该功能键开关分别包含第一触发导电部及第二触发导电部，其中该第一触发导电部及该第二触发导电部分别自一个第一电极串列及一个第二电极串列延伸形成，该第一触发导电部及该第二触发导电部可借由导通连接部导通。
12.如权利要求11所述的键盘复合电极模块，其特征在于，该电极承载结构还包含间隔层，该多个第一电极串列位于该间隔层的一面，而该多个第二电极串列位于该间隔层的另一面，该字符键开关与该功能键开关分别包含第一触发导电部及第二触发导电部；其中该第一触发导电部及该第二触发导电部分别自一个第一电极串列及一个第二电极串列中延伸形成，该间隔层具有开口，该第一触发导电部及该第二触发导电部对应该开口相对间隔设置。
13.如权利要求7所述的键盘复合电极模块，其特征在于，于第一触控模式，位于该字符键投影区中的该多个背光光源用于发出第一色光，位于该功能键投影区的该多个背光光源不发光或用于发出不同于该第一色光的第二色光，且该指示光源用于发出不同于该第一色光与该第二色光的第三色光。
14.如权利要求7所述的键盘复合电极模块，其特征在于，于第二触控模式，位于该字符键投影区中的该多个背光光源用于发出第一色光，位于该功能键投影区的该多个背光光源发出不同于该第一色光的第二色光且该指示光源不作动。
15.如权利要求14所述的键盘复合电极模块，其特征在于，其还包含第二功能键投影区，该多个背光光源的其中之一设置于该第二功能键投影区，且该多个背光光源用于发出不同于该第一色光与该第二色光的第三色光。
16.一种发光触控键盘，其特征在于，包含：
底板；
字符键帽以及功能键帽，设置于该底板上方；
如权利要求1至权利要求15任一项所述的键盘复合电极模块，设置于该底板与该字符键帽以及该功能键帽之间，该键盘复合电极模块感应物件在该字符键帽及、或该功能键帽上的非按压移动并提供光线自该字符键帽以及该功能键帽射出；以及
多个支撑机构，对应地连接至该底板与该字符键帽以及该功能键帽之间，以使该字符键帽以及该功能键帽能经由该对应的支撑机构相对于该底板及该键盘复合电极模块上下移动。
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