CN203444418U - 计算机键盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种计算机键盘。所述计算机键盘包括薄膜开关线路板和控制线路板；其中，所述控制线路板包括中央处理器和至少一个I/O芯片，所述至少一个I/O芯片连接到所述中央处理器，且其包括多个I/O端口；所述薄膜开关线路板包括多个薄膜开关，其中，至少部分薄膜开关分别与所述至少一个I/O芯片的I/O端口一一对应连接。本实用新型提供的计算机键盘可以利用薄膜开关线路板来实现任意区域的键位无冲突输入。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机键盘技术，特别地，涉及一种利用薄膜开关线路板来实现任意区域的键位无冲突输入的计算机键盘。
背景技术
键盘应用非常广泛的计算机输入设备，传统键盘的按键呈矩阵排列，且按键通过开关矩阵与键盘的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)电路相连接。一般而言，传统键盘在按键被按下时是通过软硬件对键盘的开关矩阵进行行扫描和列扫描，查找被按下的按键并确定按键位置的代码，再由键盘的中央处理器进行代码转换之后，通过USB、PS2或者无线接口等输入电脑，从而完成有效的输入。
随着计算机性能不断提升，键盘需要同时有效输入多个按键的要求也越来越多。比如，在进行计算机游戏的时候，键盘需要同时按下多个按键以实现多个有效的命令。但是，由于现有的游戏键盘是通过以上所述的按键开关矩阵来实现的，因此当多个按键按下的时候，则会产生地址冲突。如图1所示，当按键0、4、8同时按下的时候，0行0列、1行1列、2行2列电位发生变化，则行扫描的结果是0、1、2行有按键按下，列扫描的结果是0、1、2列有按键按下。但是，当按键0、1、4、8这4个按键同时按下，扫描的结果依然是0、1、2行有按键按下和0、1、2列有按键按下。因此，在这样多个按键同时按下的时候，按键按照矩阵排列的键盘无法判定有效输入是0、4、8还是0、1、4、8或者其它按键输入。上述情况便是所谓的键位冲突。
为解决此问题，目前业界一般都是通过优化矩阵、或者软件的自定义功能来实现特定区域的无冲突输入功能，甚至抛弃价格低廉功能可靠的薄膜开关线路板，转而采用可焊接元器件的硬质线路板，通过额外的电路来实现无冲突的功能。然而，随着电子游戏种类不断增多，在某一区域设置无冲突可以适用某些游戏，但是当游戏种类变更的时候，要求无冲突的区域又会改变，则使用者需要针对不同的游戏，花费额外的精力来对键盘的无冲突区域做出调整。可见，现有采用薄膜开关线路板的计算机键盘仅能实现针对特定区域的部分键位无冲突输入，而无法实现键盘任意区域的键位无冲突输入。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种利用薄膜开关线路板来实现任意区域键位无冲突输入的计算机键盘。
本实用新型提供计算机键盘，包括薄膜开关线路板和控制线路板；其中，所述控制线路板包括中央处理器和至少一个I/O芯片，所述至少一个I/O芯片连接到所述中央处理器，且其包括多个I/O端口；所述薄膜开关线路板包括多个薄膜开关，其中，至少部分薄膜开关分别与所述至少一个I/O芯片的I/O端口一一对应连接。
在本实用新型提供的计算机键盘的一较佳实施例中，所述至少一个I/O芯片包括第一I/O芯片和第二I/O芯片，且所述至少部分薄膜开关包括第一组薄膜开关和第二组薄膜开关，其中所述第一组薄膜开关与所述第一I/O芯片的I/O端口一一对应连接，所述第二组薄膜开关与所述第二I/O芯片的I/O端口一一对应连接。
在本实用新型提供的计算机键盘的一较佳实施例中，所述中央处理器也包括多个I/O端口，且所述薄膜开关线路板的一部分薄膜开关与所述至少一个I/O芯片的I/O端口一一对应连接，而另一部分薄膜开关直接与所述中央处理器的I/O端口一一对应连接。
在本实用新型提供的计算机键盘的一较佳实施例中，所述中央处理器和所述至少一个I/O芯片设置在所述控制线路板的表面边缘区域。
在本实用新型提供的计算机键盘的一较佳实施例中，所述薄膜开关线路板包括接口区域和薄膜开关区域，所述接口区域位于所述薄膜开关线路板的边缘，且其包括多个连接端子；所述多个薄膜开关设置在所述薄膜开关区域，且每个薄膜开关一端接地，另一端通过引线连接到所述接口区域的其中一个引线端子。
在本实用新型提供的计算机键盘的一较佳实施例中，还包括多个弹性体，每个弹性体分别对应设置在所述薄膜开关线路板的其中一个薄膜开关表面。
在本实用新型提供的计算机键盘的一较佳实施例中，所述弹性体包括弹性支撑部和突起结构，所述薄膜开关包括上层触点和下层触点，所述上层触点与所述下沉触点相对，所述弹性支撑部支撑设置在所述上层触点上方，所述突起结构设置在所述弹性支撑体内部并向所述上层触点方向延伸。
在本实用新型提供的计算机键盘的一较佳实施例中，还包括支撑板和多个按键单元，所述支撑板设置在所述薄膜开关线路板上方，且其包括多个按键开口；所述弹性体顶部穿过所述支撑板的按键开口，且所述按键单元分别对应安装到所述弹性体顶部。
在本实用新型提供的计算机键盘的一较佳实施例中，还包括键盘底板和键盘上盖，所述键盘上盖安装到所述键盘底板，并与所述键盘底板形成收容空间。
所述控制线路板、所述薄膜开关线路板、所述弹性体、所述支撑板和所述按键单元收容在所述收容空间。
相较于现有技术，在本实用新型提供的计算机键盘100中，由于每个薄膜开关与所述I/O端口之间一一对应，因此当多个按键单元同时被按下时，其对应的多个薄膜开关可以同时导通并向所述I/O端口输出开关信号，所述中央处理器将分别从所述多个I/O端口同时接收到多个开关信号，并通过分析所述多个开关信号来自的I/O端口确定出被同时按下的按键单元。因此，采用本实用新型提供的计算机键盘可以实现键盘任意区域的键位无冲突输入。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是现有技术采用开关矩阵的键盘的输入原理示意图；
图2是本实用新型提供的计算机键盘的一种较佳实施例的立体结构分解示意图；
图3是图2所示的计算机键盘的电路功能示意图；
图4是图2所示的计算机键盘的弹性体和薄膜开关的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图2，其为本实用新型提供的计算机键盘的一种较佳实施例的立体结构分解示意图。所述计算机键盘100包括键盘上盖10、按键单元11、支撑板12、弹性体13、薄膜开关线路板14、控制线路板15和键盘底座16。其中，所述键盘上盖10可以安装到所述键盘底座16，从而在所述键盘上盖10和所述键盘底座16之间形成一个收容空间，用以收容所述按键单元11、所述支撑板12、所述弹性体13、所述薄膜开关线路板14和所述控制线路板15。
具体地，所述薄膜开关线路板14和所述控制线路板15可以安装到所述键盘底座16内部，并且所述薄膜开关线路板14通过接口与所述控制线路板15进行电性连接。
请一并参阅图3，所述薄膜开关线路板14可以定义有接口区域148和薄膜开关区域149，所述接口区域148可以设置在所述薄膜开关线路板14一侧的边缘，所述薄膜开关区域149可以设置有多个薄膜开关S1～S110，所述多个薄膜开关S1～S110可以呈阵列方式排布在所述薄膜开关区域149，其数量与所述计算机键盘100的按键数量相同，并且每个薄膜开关S1～S110分别设置在所述计算机键盘100预先定义的按键位置。本实施例以110个按键(K1～K110)的键盘为例，因此相对应地所述薄膜开关的数量为110个(分别标记为S1～S110)；在其他替代实施例中，所述计算机键盘100的按键数量还可以为其他，比如101个按键或者104个按键。每一个薄膜开关S1～S110包括引线端和接地端，其中所述接地端接地，所述引线端通过所述薄膜开关线路板14表面的引线连接到所述接口区域148，其中所述接口区域148包括多个连接端子P1～P110，每一个连接端子P1～P110分别对应连接其中一个薄膜开关S1～S110。
所述控制线路板15可以包括中央处理器151、第一输入/输出(Input/Output，I/O)芯片152和第二I/O芯片153，其中所述中央处理器151、所述第一I/O芯片152和第二I/O芯片153可以设置在所述控制线路板15表面的边缘区域，并且所述第一I/O芯片152和所述第二I/O芯片153可以连接到所述中央处理器151。
在本实施例中，所述中央处理器151可以包括多个I/O端口(如图3所示的I/O01～I/O30)，所述第一I/O芯片152和所述第二I/O芯片153也均包括多个I/O端口(如图3所示的I/O30～I/O70以及I/O71～I/O110)，其中，每一个I/O端口I/O0１～I/O110可以通过接口分别对应连接到所述薄膜开关线路板14的其中一个连接端子P1～P110。
当然，上述连接方式仅是本实用新型提供的计算机键盘100的一种可选的连接方式，在一种替代实施例中，所述I/O端口I/O0１～I/O110也可以分为两组并分别采用所述第一I/O芯片152和所述第二I/O芯片153的I/O端口，比如所述第一I/O芯片152和所述第二I/O芯片153可以分别包括55个I/O端口，且所述第一I/O芯片152的I/O端口用来作为所述I/O端口I/O0１～I/O55，而所述第二I/O芯片153的I/O端口用来作为所述I/O端口I/O56～I/O110，也即是说，即所述中央处理器151本身的I/O端口不采用。在另一种替代实施例中，所述控制线路板15也可以仅包括一个I/O芯片，且所述I/O端口I/O0１～I/O110的部分或全部可以采用所述I/O芯片的I/O端口。在其他替代实施例中，所述控制线路板15还可以包括多个I/O芯片，且所述I/O端口I/O0１～I/O110可以分为多组并分别采用所述多个I/O芯片的I/O端口。
所述弹性体13可以为多个，且其数量根据所述计算机键盘100的按键数量而定，在本实施例的计算机键盘100包括110个弹性体13，每一个弹性体13分别对应于所述薄膜开关线路板14的薄膜开关区域149的其中一个薄膜开关S1～S110，并且设置在其对应的薄膜开关S1～S110表面。
请一并参阅图4，每一个薄膜开关S1～S110可以包括上层触点141与下层触点142，所述弹性体13可以包括顶部的抵接部131、外围的弹性支撑部132和位于所述弹性支撑体132内部的突起结构133，其中，所述抵接部131可以用于与所述按键单元11接触，所述弹性支撑部132可以支撑站立在所述薄膜开关S1～S110的上层触点141上方，所述突起结构133可以朝所述薄膜开关S1～S110的上层触点141方向延伸，并与所述薄膜开关S1～S110具有一定间隙。所述弹性支撑部132可以在外力作用下发生弹性形变而驱使所述突起结构133向下移动并抵触并挤压所述薄膜开关S1～S110，从而并带动所述上层触点141与所述下层触点142相接触而导致所述薄膜开关导通；而在所述外力撤销后，所述弹性支撑部132可以恢复到原始形状以使得所述突起结构133离开所述薄膜开关S1～S110并返回原来位置，由此所述上层触点141便于所述下层触点142相分离而导致所述薄膜开关S1～S110断开。
所述支撑板12可以设置在所述薄膜开关线路板14上方，且其可以包括多个按键开口，位于所述薄膜开关线路板14表面的所述弹性体13的顶部可以穿过所述按键开口，并与其对应的所述按键单元11相互固定。在图2所示的计算机键盘100仅是示意性地画出一个按键单元11，不过应当理解，在具体实施例中所述按键单元11具有多个(比如110)，且每一个按键单元11分别通过支撑板与一个弹性体13一一对应的安装。所述键盘上盖10的中间区域可以定义成中空的按键区域，所述按键单元11在所述键盘上盖10安装到所述键盘底座16之后，可以经由所述键盘上盖10的按键区域裸露在所述计算机键盘100的表面。
为更好理解本实用新型提供的无冲突输入的计算机键盘100，下面简单介绍所述计算机键盘100的工作过程。当使用者施加外部压力按下所述按键单元11(假设此按键单元11为第n个按键单元)时，所述外部压力压迫所述按键单元11下方的弹性体13的弹性支撑部132发生弹性形变，从而使得所述弹性体13的突起结构133朝与所述第n个按键单元11的薄膜开关Sn移动并抵触所述薄膜开关Sn。并且，所述突起结构133可以传递所述外部压力并驱使所述上层触点141与所述下层触点142相接触从而导致所述薄膜开关Sn导通。所述薄膜开关Sn导通之后将产生开关信号(比如0电平信号)。所述开关信号可以进一步通过与所述薄膜开关Sn相连接的连接端子Pn，输出给所述控制线路板15中相应的I/O端口I/On。
若所述I/O端口I/On为所述第一I/O芯片152或者第二I/O芯片153的I/O端口，此时所述I/O芯片152或者第二I/O芯片153可对所述开关信号进行处理之后输出给所述中央处理器151；若所述I/O端口I/On为所述中央处理器151本身的I/O端口，所述中央处理器151将直接接收所述开关信号。在接收到所述开关信号之后，所述中央处理器151可以进一步对所述开关信号进行解析处理，并根据所述开关信号具体来自哪一个I/O端口确定出产生所述开关信号的按键位置，并且生成相应的按键代码。此后，所述中央处理器151可以通过USB、PS2或者无线接口将所述按键代码传递给计算机主机，从而实现键盘输入。
在本实用新型提供的计算机键盘100中，由于每个薄膜开关与所述I/O端口之间一一对应，因此当多个按键单元11同时被按下时，其对应的多个薄膜开关同时导通，所述中央处理器151将分别从多个I/O端口同时接收到来自所述多个薄膜开关的多个开关信号，通过分析所述多个开关信号来自的I/O端口，所述中央处理器151便可以准确确定出被同时按下的按键单元11。因此，采用本实用新型提供的计算机键盘100可以实现键盘任意区域的键位无冲突输入。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种计算机键盘，其特征在于，包括薄膜开关线路板和控制线路板；其中，所述控制线路板包括中央处理器和至少一个I/O芯片，所述至少一个I/O芯片连接到所述中央处理器，且其包括多个I/O端口；所述薄膜开关线路板包括多个薄膜开关，其中，至少部分薄膜开关分别与所述至少一个I/O芯片的I/O端口一一对应连接。
2.根据权利要求1所述的计算机键盘，其特征在于，所述至少一个I/O芯片包括第一I/O芯片和第二I/O芯片，且所述至少部分薄膜开关包括第一组薄膜开关和第二组薄膜开关，其中所述第一组薄膜开关与所述第一I/O芯片的I/O端口一一对应连接，所述第二组薄膜开关与所述第二I/O芯片的I/O端口一一对应连接。
3.根据权利要求1所述的计算机键盘，其特征在于，所述中央处理器也包括多个I/O端口，且所述薄膜开关线路板的一部分薄膜开关与所述至少一个I/O芯片的I/O端口一一对应连接，而另一部分薄膜开关直接与所述中央处理器的I/O端口一一对应连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的计算机键盘，其特征在于，所述中央处理器和所述至少一个I/O芯片设置在所述控制线路板的表面中部区域。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的计算机键盘，其特征在于，所述薄膜开关线路板包括接口区域和薄膜开关区域，所述接口区域位于所述薄膜开关线路板的边缘，且其包括多个连接端子；所述多个薄膜开关设置在所述薄膜开关区域，且每个薄膜开关一端接地或者处于高电位状态，另一端通过引线连接到所述接口区域的其中一个引线端子。
6.根据权利要求5所述的计算机键盘，其特征在于，还包括多个弹性体，每个弹性体分别对应设置在所述薄膜开关线路板的其中一个薄膜开关表面。
7.根据权利要求6所述的计算机键盘，其特征在于，所述弹性体包括弹性支撑部和突起结构，所述薄膜开关包括上层触点和下层触点，所述上层触点与所述下沉触点相对，所述弹性支撑部支撑设置在所述上层触点上方，所述突起结构设置在所述弹性支撑体内部并向所述上层触点方向延伸。
8.根据权利要求6所述的计算机键盘，其特征在于，还包括支撑板和多个按键单元，所述支撑板设置在所述薄膜开关线路板上方，且其包括多个按键开口；所述弹性体顶部穿过所述支撑板的按键开口，且所述按键单元分别对应安装到所述弹性体顶部。
9.根据权利要求8所述的计算机键盘，其特征在于，还包括键盘底板和键盘上盖，所述键盘上盖安装到所述键盘底板，并与所述键盘底板形成收容空间。
10.根据权利要求9所述的计算机键盘，其特征在于，所述控制线路板、所述薄膜开关线路板、所述弹性体、所述支撑板和所述按键单元收容在所述收容空间，且所述按键单元裸露在所述计算机键盘表面。
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| CN105955498B (zh) * | 2016-05-12 | 2018-07-17 | 雷泽峰 | 强化键盘功能的手托 |
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