CN206293332U - 产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，包括上盖、中心轴活动组件、金属弹片、弹簧、光学元件、小孔光阑、光发射器件、光接收器件、下盖、以及PCB印刷电路板，位于中心键轴的两侧分别为发声机构和控制机构，其中发声机构位于中心键轴一侧，包括活动滑块的一个凸起部位及金属弹片，用来产生按键的撞击音；控制机构包括中心键轴的一个凸起部位、光学元件、金属弹片及其边缘折弯一定角度的挡光片、光发射及接收器件，用来控制光路通道的断开或导通。该模组采用独立的产生段落感撞击音的新结构，不会对开关的导通与断开造成影响，具有设计的便利性、多样性及稳定性，可创造出多种不同的按键触感撞击音。

Description

产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组

技术领域

本实用新型涉及电子装置输入设备的技术领域，特别涉及一种产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组。

背景技术

机械键盘(英文：Mechanical Keyboard)或叫机械轴键盘，是一种目前市面上比较流行的键盘的类型，从结构来说，机械键盘的每一颗按键都有一个单独的Switch(也就是开关)来控制相连电路的闭合，这个开关也被称为“轴”，由于每一个按键都由一个独立的微动机构组成，因此按键段落感较强，从而产生适用于游戏娱乐的特殊手感，故而通常作为比较昂贵的高端游戏的计算机外设，亦是程序员的理想设备。从键盘出现的早期一直发展到现在，机械键盘并没有消失，一直作为高端产品的代表发展到今天，机械键盘的按压段落感和本身的特性是无法被淹没的，所以当机械键盘经历了繁荣、没落之后，如今的现状是，越来越多电脑的使用者和游戏玩家，对使用电脑的舒适度、手感、品质提出了更高的要求，作为计算机外设之一的键盘也出现了一些变化，机械键盘不再只是发烧友的最爱，而且开始被越来越多的追求品质和手感的朋友所认可。

当前全球市场上所有的机械轴键盘开关，其产生的按压段落感(即咔嚓的击键音，英文称为Click)声音只有一个撞击音，或是并无按压段落感(Click)声音。现有技术与产品(如一个1953年成立至今的德国品牌的机械轴键盘开关制造商CHERRY ELECTRICALPRODUCTS CORPORATION的产品)均无法给电竞游戏用户提供多种不同撞击音的按压感，直接影响使用效率与使用者心情。图1为公开号为US446716、CHERRY公司公布的一个机械式键盘开关模组的专利(记为对比文件1)，其为现有技术的主要代表，目前市场上的主流产品均延续或参照这种结构来设计和生产。其由上盖11、键轴12、与键轴一起联动的活动滑块13、金属弹片20、固定片21、触点25、弹簧16、以及下盖10组成。其产生击键声的原理为：中心轴组件12和13在受力下压时，当活动滑块13的凸起部位37和38越过金属弹片20的谷峰31时，这活动滑块13在金属弹片20反向作用力的推动下，这活动滑块急剧地向下方滑动，在惯性力的作用下活动滑块与位于中心轴两侧的下方卡扣46快速接触，从而产生下压时触动段落感的一次撞击声音。CHERRY专利的设计，这中心轴组件的活动滑块凸起部位37和38的轮廓，其是由一水平线与带有夹角的轮廓线形成一个钝角状的凸起装置，其角度约为55～75度。当按键放松，弹簧向上回弹时，在弹簧的作用下中心轴组件12和13向上回弹，当中心轴组件的活动滑块凸起部位37和38越过金属弹片20的谷峰31时，由于凸起部位37和38的轮廓形状的因素，其轮廓的角度设置不适配与金属弹片的斜度作向上方向的滑动，不能使活动滑块作向上方向快速运动，从而无法产生回弹时的段落感及二次撞击声音。

图2(a)和图2(b)分别为一种CHERRY最新的机械轴键盘开关产品及目前市面上比较流行的机械轴键盘开关公知技术产品(记为对比文件2)的等轴侧结构分解图及正视结构分解图，其结构与公开号US446716的专利基本一致，只是将键轴的形状改为了十字键轴，以及活动滑块的凸起形状加了一些改进，使得击键声比较清脆、按键段落感较强。其由上盖1、十字键轴2、活动滑块3、弹簧4、固定片5、金属弹片6、以及下盖7组成。所述的活动滑块3，其侧面的凸起部位做了一些改进，其改为具有两个波峰形状的凸起31及32，以产生比较好的段落感。金属弹片6的形状也做了改进，使得下压和上升的动作比较顺畅。所述的固定片5，其也为金属材料，其上面有一凸出的触点51，其与按键开关的控制电路连接在一起。图3(a)和图3(b)分别为CHERRY产品及现有公知技术的俯视图及等轴侧视图。

将CHERRY产品及现有公知技术的机械轴键盘开关模组沿着图3(a)中俯视图的A-A及B-B的方向剖开。图4为CHERRY产品及现有公知技术的机械轴键盘开关模组沿A-A方向的剖视图，图5为CHERRY产品及现有公知技术的机械轴键盘开关模组沿B-B方向的剖视图。

图6为CHERRY产品及现有公知技术的机械轴键盘开关模组，当中心轴活动组件未有受力下压、弹簧处于上升静止的初始状态，其沿A-A方向的剖视图。该模组在中心轴活动组件未有受力下压时，此金属弹片6的谷峰位置61到按键回弹时最后接触的活动滑块的凸起部位32的距离H1小于1.00mm。此时活动滑块的凸起部位32顶住金属弹片6，金属弹片6的谷峰61与固定片5的凸出触点51相分开，键盘开关的电路处于断开状态。

图7为CHERRY产品及现有公知技术的机械轴键盘开关模组当中心轴活动组件受力下压时的状态，其沿A-A方向的剖视图。当中心轴活动组件在受力下压，当活动滑块3的凸起部位31越过金属弹片6的谷峰位置61时，这活动滑块3在金属弹片6的反向作用力的推动下，活动滑块3急剧地向下方滑动，在惯性力的作用下活动滑块3与位于中心轴2的两侧的下方卡扣平面22快速接触，从而产生下压时触动段落感的一次撞击声音。图中按键上方的箭头表示中心轴活动组件受力下压。

图8为CHERRY产品及现有公知技术的机械轴键盘开关模组当中心轴活动组件受力下压到底时的状态，其沿A-A方向的剖视图。这时候中心轴活动组件2和3与金属弹片6脱离接触，金属弹片6的谷峰61与固定片5的凸出触点51相接触，与固定片5相连的电路处于导通状态。

图9为CHERRY产品及现有公知技术的机械轴键盘开关模组当中心轴活动轴组件开始回弹，活动滑块3与金属弹片6开始接触的状态，其沿A-A方向的剖视图。当按键放松，弹簧向上回弹时，在弹簧弹力的作用下，十字键轴2及活动滑块3开始向上移动，这时活动滑块3的第一个凸起部位31与金属弹片6的谷峰61又开始接触。

图10为CHERRY产品及现有公知技术的机械轴键盘开关模组，中心轴活动组件回弹上升至初始的位置状态，其沿A-A方向的剖视图。其中心轴活动组件的活动滑块凸起部位32在越过金属弹片6的谷峰61后，活动滑块的顶部靠近"B"面处无活动的空间，无法产生二次撞击音。所述的”B”面，其与图2及图5中的位于中心轴2两侧的上方卡扣21处于同一平面，其用来限制活动滑块3向上移动的范围。从按键下压到底，至按键回弹至上升静止的状态，其移动距离H2约为3.45mm。所述的CHERRY产品及现有公知技术的机械轴键盘开关模组，其不能产生二次撞击音的进一步的原因为：所述中心轴活动组件的活动滑块凸起部位32的轮廓，其是由一水平线与带有夹角的轮廓线形成一个钝角状的凸起装置，角度Φ约为55～75度。在弹簧的作用下中心轴组件向上回弹，当中心轴活动组件的活动滑块3的凸起部位31和凸起部位32越过金属弹片6的谷峰61时，由于凸起部位31及32的轮廓形状的因素，其轮廓的角度设置与金属弹片的斜度不适配，金属弹片不能产生向上的反向作用力，其不能使活动滑块作向上方向快速运动，从而无法产生回弹时的段落感及二次撞击声音。相反，凸起部位31及32的向下方倾斜的轮廓形状决定了金属弹片6只产生向下的反向作用力，阻碍其向上回弹。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，包括上盖、中心轴活动组件、第一金属弹片、第二金属弹片、弹簧、第一光学元件、第二光学元件、第一小孔光阑、第二小孔光阑、光发射器件、光接收器件、下盖、以及PCB印刷电路板，其中所述第一小孔光阑及第二小孔光阑设置于下盖上，所述光发射器件及光接收器件设置于PCB印刷电路板上，其中中心轴活动组件包括中心键轴和活动滑块，其可以随着手指的按键动作进行下压和回弹；位于所述中心键轴的两侧分别为发声机构和控制机构，其中所述发声机构位于所述中心键轴一侧，包括所述活动滑块的一个凸起部位及第二金属弹片，用来产生按键的撞击音；所述控制机构包括中心键轴的一个凸起部位、第一光学元件、第二光学元件、第一小孔光阑、第二小孔光阑、第一金属弹片及其边缘折弯一定角度的挡光片、光发射器件及光接收器件组成，用来控制光路通道的断开或者导通。

优选的，所述发声机构产生按键的撞击音是指按键下压及回弹时各分别产生一次撞击音，当按键受力下压时，所述中心轴活动组件的活动滑块凸起部位越过所述第二金属弹片的谷峰时，所述活动滑块的凸起部分在所述第二金属弹片的反向作用力的推动下，急剧地向下方滑动，在惯性力的作用下所述活动滑块与位于所述十字键轴两侧的下方卡扣快速接触，从而产生按键下压时的第一次撞击音；在所述中心轴活动组件上升回弹时，当所述活动滑块的凸起部位越过位于所述中心键轴一侧的第二金属弹片的峰谷时，由于所述第二金属弹片的反向作用力促使推动所述活动滑块及中心键轴向上快速上行，加快回弹的速度，在惯性力的作用下所述活动滑块的凸起部位与位于所述中心键轴两侧的上方卡扣快速接触，并产生第二次撞击音。

优选的，所述活动滑块为一侧未封闭的“C”字形结构，其侧面有一个大于号“>”形状的凸起部位，此凸起部位的轮廓角度θ为90～150度。

优选的，所述凸起部位的轮廓角度θ为115度。

优选的，所述活动滑块的材料为塑胶树脂、金属材料或陶瓷材料，以得到不同效果的触动感撞击音。

优选的，所述活动滑块通过设计为不同的凸起特征，以产生多个撞击音，并通过改变撞击音行程的空间距离，调整出来不同音阶及撞击频率的撞击音。

优选的，当所述开关模组在按键上升的初始状态、所述中心轴活动组件未有受力下压时，所述第二金属弹片的谷峰顶点位置到回弹时最后接触的所述活动滑块的凸起部位131的距离L1为1.10～2.30mm。

优选的，当所述开关模组在按键放松、所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下向上回弹时，所述活动滑块的凸起部位到越过第二金属弹片分离的位置两者之间的距离L2为1.60～3.30mm；所述活动滑块的凸起部位在越过第二金属弹片后，其上方位置存有的活动空间L3为0.5～0.6mm。

优选的，所述控制机构通过所述中心轴活动组件的上下运动使得位于所述十字键轴的一个凸起部位触动位于第一金属弹片的边缘折弯一定角度的挡光片作切割光路通道的进退伸缩动作，从而实现光路通道的导通和断开；

其中，所述第一光学元件、第一小孔光阑及光发射器件同位于所述挡光片的一侧，所述第二光学元件、第二小孔光阑及光接收器件同位于所述挡光片的另一侧。

优选的，所述第一光学元件为第一棱镜，其下方为准直菲涅尔面，用于将入射的光线进行准直射向上方，其上方为全反射倾斜平面，其用于将下方入射过来的准直光线向右转折射出；所述第二光学元件为第二棱镜，其上方为全反射倾斜平面，其下方为聚光用的菲涅尔面，所述第二棱镜用于将从左侧入射光来的准直光线往下转折。

优选的，所述控制机构的控制原理为：

当所述中心轴活动组件在受力下压时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第一棱镜和所述第二棱镜之间的光路中的位置，被十字键轴的凸起部位推开此时从所述光发射器件发出的光线，经过所述第一棱镜下边的菲涅尔面准直后入射到上方倾斜的全反射斜面上，经全反射转折后向右方射出，通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播，经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第二棱镜中，经过其上方的倾斜全反射面转折，再经过其下方的菲涅尔面会聚之后，最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流，与之相连的电路处于导通状态；

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位，在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动，使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹，所述挡光片重新回到所述第一棱镜和所述第二棱镜之间的光路中并阻挡光线，光路通道被挡光片隔断，所述光接收器件中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

优选的，所述第一光学元件为第三棱镜，所述第二光学元件为第四棱镜，所述第三棱镜和第四棱镜均为自由曲面棱镜，其上方倾斜的全反射面均为自由曲面，兼具准直、会聚和转折光线的作用，所述自由曲面为离轴抛物面、离轴2次曲面、或者为倾斜的多项式曲面，所述第三棱镜下方的入射面和所述第四棱镜下方的出射面均为平面。

优选的，所述控制机构的控制原理为：

当所述中心轴活动组件在受力下压时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第三棱镜和所述第四棱镜之间的光路中的位置，被十字键轴的凸起部位推开，此时从所述光发射器件发出的光线，经过所述第三棱镜下方的入射平面折射后入射到上方倾斜的自由曲面全反射斜面上，经全反射准直并转折后向右方射出，通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播，经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第四棱镜中，经过其上方倾斜的自由曲面全反射斜面转折和会聚后，再经过其下方的平面出射，最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流，与之相连的电路处于导通状态；

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位，在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动，使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹，所述挡光片重新回到所述第三棱镜和所述第四棱镜之间的光路中并阻挡光线，光路通道被挡光片隔断，所述光接收器件中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

优选的，所述第一光学元件为第五棱镜，所述第二光学元件为第六棱镜，所述第五棱镜和第六棱镜均为倾斜菲涅尔全反射棱镜，其上方的倾斜全反射面均为锯齿形的菲涅尔全反射面，兼具准直、会聚和转折光线的作用，所述第五棱镜下方的入射面和所述第六棱镜下方的出射面均为平面。

优选的，所述控制机构的控制原理为：

当所述中心轴活动组件在受力下压时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第五棱镜和所述第六棱镜之间的光路中的位置，被十字键轴的凸起部位推开，此时从所述光发射器件发出的光线，经过所述第五棱镜下方的入射平面折射后入射到上方倾斜的锯齿形的菲涅尔全反射面上，经全反射准直并转折后向右方射出，通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播，经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第六棱镜中，经过其上上方倾斜的锯齿形的菲涅尔全反射面转折和会聚后，再经过其下方的平面出射，最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流，与之相连的电路处于导通状态；

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位，在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动，使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹，所述挡光片重新回到所述第五棱镜和所述第六棱镜之间的光路中并阻挡光线，光路通道被挡光片隔断，所述光接收器件中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

优选的，所述第一光学元件为第一倾斜平面反射镜，所述第二光学元件为第二倾斜平面反射镜；所述控制机构还包括位于所述光发射器件上方的准直凸透镜和位于所述光接收器件上方的聚光凸透镜。

优选的，所述控制机构的控制原理为：

当所述中心轴活动组件在受力下压时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第一倾斜平面反射镜和所述第二倾斜平面反射镜之间的光路中的位置，被十字键轴的凸起部位推开，此时从所述光发射器件发出的光线，经过准直凸透镜准直之后，入射到其上方的所述第一倾斜平面反射镜上，经过所述第一倾斜平面反射镜转折后向右方准直射出，通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播，经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到所述第二倾斜平面反射镜上，经转折后射向下方，再经过其下方的所述聚光凸透镜会聚后集中到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流，与之相连的电路处于导通状态；

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位，在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动，使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹，所述挡光片重新回到所述第一倾斜平面反射镜和所述第二倾斜平面反射镜之间的光路中并阻挡光线，光路通道被挡光片隔断，所述光接收器件中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

优选的，所述第一光学元件为第一自由曲面反射镜，所述第二光学元件为第二自由曲面反射镜；其中所述自由曲面反射镜的反射面为自由曲面，兼具准直、会聚和转折光线的作用，其为离轴抛物面、离轴2次曲面、或者为倾斜的多项式曲面。

优选的，所述控制机构的控制原理为：

当所述中心轴活动组件在受力下压时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第一自由曲面反射镜和所述第二自由曲面反射镜之间的光路中的位置，被十字键轴的凸起部位推开，此时从所述光发射器件发出的光线，入射到其上方倾斜的第一自由曲面反射镜上，经其反射准直并转折后向右方射出，通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播，经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第二自由曲面反射镜上，经其会聚和转折后，最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流，与之相连的电路处于导通状态；

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位，在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动，使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹，所述挡光片重新回到所述第一自由曲面反射镜和所述第二自由曲面反射镜之间的光路中并阻挡光线，光路通道被挡光片隔断，所述光接收器件中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

优选的，所述第一光学元件为第一菲涅尔反射镜，所述第二光学元件为第二菲涅尔反射镜；其中所述菲涅尔反射镜，其倾斜的反射面为锯齿形的菲涅尔面，兼具准直、会聚和转折光线的作用。

优选的，所述控制机构的控制原理为：

当所述中心轴活动组件在受力下压时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第一菲涅尔反射镜和所述第二菲涅尔反射镜之间的光路中的位置，被十字键轴的凸起部位推开，此时从所述光发射器件发出的光线，入射到其上方倾斜的第一菲涅尔反射镜上，经其反射准直并转折后向右方射出，通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播，经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第二菲涅尔反射镜上，经其会聚和转折后，最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流，与之相连的电路处于导通状态；

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位，在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动，使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹，所述挡光片重新回到所述第一菲涅尔反射镜和所述第二菲涅尔反射镜之间的光路中并阻挡光线，光路通道被挡光片隔断，所述光接收器件中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

优选的，所述光发射器件为SMD IR红外线二极管或激光二极管，所述光接收器件为SMD PT管。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本实用新型公开的一种产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组特别开发出一种不涉及与开关导通与断开功能有直接关联的新型结构，是采用一种完全独立的产生段落感撞击音的新结构，因而完全独立不会对开关的导通与断开功能造成影响(如发生触动时双击触发，空触发等按键开关功能性不良的问题)，其更具有设计的便利性、多样性、及稳定性，可以创造出多种不同的按键触感撞击音。

(2)本实用新型所涉及的按键开关模组，其导通与断开功能的结构另行设置在键轴的另一侧，其为光电式开关结构。

附图说明

图1是对比文件1中公开的一个机械式键盘开关模组的等轴侧结构分解图；

图2(a)是对比文件2中公开的一个机械式键盘开关模组的等轴侧结构分解图；

图2(b)是对比文件2中公开的一个机械式键盘开关模组的正视结构分解图；

图3(a)是对比文件2中公开的一个机械式键盘开关模组的俯视图；

图3(b)是对比文件2中公开的一个机械式键盘开关模组的等轴侧视图；

图4是对比文件2中公开的一个机械式键盘开关模组的沿俯视图A-A方向的剖视图；

图5是对比文件2中公开的一个机械式键盘开关模组的沿俯视图B-B方向的剖视图；

图6是对比文件2中公开的一个机械式键盘开关模组当中心轴活动组件未有受力下压、弹簧处于上升静止的初始状态下其沿俯视图A-A方向的剖视图；

图7是对比文件2中公开的一个机械式键盘开关模组当中心轴活动组件受力下压时的状态下其沿俯视图A-A方向的剖视图；

图8是对比文件2中公开的一个机械式键盘开关模组当中心轴活动组件受力下压到底时的状态下其沿俯视图A-A方向的剖视图；

图9是对比文件2中公开的一个机械式键盘开关模组当中心轴活动轴组件开始回弹且活动滑块3与金属弹片6开始接触的状态下其沿俯视图A-A方向的剖视图；

图10是对比文件2中公开的一个机械式键盘开关模组当中心轴活动组件回弹上升至初始的位置状态下其沿俯视图A-A方向的剖视图；

图11是本实施例一中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组的等轴侧分解结构图；

图12是本实施例一中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组的正视分解结构图；

图13是本实施例一中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组的沿A-A方向的剖面图；

图14是本实施例一中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组的沿B-B方向的剖面图；

图15为本实施例一中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组当中心轴活动组件未有下压、弹簧处于上升静止的初始状态下其沿A-A方向的剖视图；

图16为本实施例一中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组当中心轴活动组件受力下压时的状态下其沿A-A方向的剖视图；

图17为本实施例一中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组当中心轴活动组件受力下压到底时的状态下其沿A-A方向的剖视图；

图18为本实施例一中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组当中心轴活动轴组件开始回弹时其沿A-A方向的剖视图；

图19为本实施例一中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组当中心轴活动组件回弹上升至初始的位置状态下其沿A-A方向的剖视图；

图20为本实施例一中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组中位于键轴另一侧作为光电式的按键开关的控制机构沿图11中C-C方向的剖视图；

图21为本实施例一中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组的按键开关的控制原理图；

图22为本实施例二中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组的按键开关的控制原理图；

图23为本实施例三中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组的按键开关的控制原理图；

图24为本实施例四中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组的按键开关的控制原理图；

图25为本实施例五中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组的按键开关的控制原理图；

图26为本实施例六中公开的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组的按键开关的控制原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

根据CHERRY产品及现有公知技术的机械轴键盘开关模组的缺陷和不足。本实用新型提出一种产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其中心轴组件的活动滑块，采用一侧未封闭的“C”字形结构，开口部位做成键轴凸起部位上下移动的导轨，其可以让中心轴组件回弹速度大大增加。在上升回弹时，当活动滑块的凸起部位越过金属弹片的峰谷时，因金属弹片的反向作用力促使这活动滑块及十字键轴快速向上行，加快回弹的速度，并产生段落感的撞击音。

CHERRY产品及现有公知技术的机械轴键盘开关模组，其产生段落感撞击音的金属弹片与活动滑块是涉及按键开关导通与断开功能结构，两者(即产生按键段落感撞击音及控制开关的导通与断开)所涉及的金属弹片与活动滑块是共用的，为了确保开关导通与断开的功能，在设置段落感撞击音的结构时会受到开关通断功能结构的限制，为了更好解决并达到更多样化的段落感撞击音，带给键盘使用者更丰富的按压手感体验，本实用新型特别开发出一种不涉及与开关导通与断开功能有直接关联的新型结构，是采用一种完全独立的产生段落感撞击音的新结构，因而完全独立不会对开关的导通与断开功能造成影响(如发生触动时双击触发，空触发等按键开关功能性不良的问题)，其更具有设计的便利性、多样性、及稳定性，可以创造出多种不同的按键触感撞击音。另外，本实用新型所涉及的按键开关模组，其导通与断开功能的结构另行设置在键轴的另一侧，其为光电式开关结构。

本实用新型所述的位于键轴另一侧的光电式的开关结构，其为将位于键轴另一侧的金属弹片的一个边缘折弯90度设置成一个挡光片(可以先通后断，也可以先断后通)，在挡光片的左右两侧设置两个棱镜，在棱镜的下方设置SMD IR(表面贴装的红外二极管或激光二极管)及SMD PT(表面贴装的光电接收管)，或是在挡光片的左右两侧竖直设立SMD IR管及SMD PT管，通过中心轴活动组件的上下运动，触动位于金属弹片边缘折弯90度的挡光片作进退伸缩动作，从而实现光路的导通与断开。

所述中心轴活动组件的活动滑块，其材料为塑胶树脂，也可以为金属材料或陶瓷材料，以得到不同效果的触动感撞击音。其还可以根据需要实现多个撞击音，譬如增加活动滑块的凸起特征，以产生多个撞击音，并通过改变撞击音行程的空间距离，调整出来不同音阶及撞击频率的撞击音。结合两个或多个撞击音的特殊设计，还有通过变换活动滑块的材质，如陶瓷、各种塑胶树脂，如POM(聚甲醛，英文名称：Polyoxymethylene)、PPS(聚亚苯基硫醚，英文名称为Polyphenylene sulfide)、PC(聚碳酸树脂，英文名称：Polycarbonate)、PE(聚乙烯，英文名称：polyethylene)、PEI(聚醚酰亚胺，英文名称：Polyetherimide)、PA(尼龙，英文名称：Nylon,Polyamide)、PEEK(聚醚醚酮，英文名称polyetheretherketone)、PTFE(聚四氟乙烯，英文名称：Polytetrafluoroethylene)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名称：Polybutylene terephthalate)等，以及采用合金金属材料、玻璃、水晶、蓝宝石等，组合产生多种不同的按压触感及撞击声音。

实施例一

本实用新型所涉及的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组结构，其具体实施例一的等轴侧分解结构图如图11所示、正视分解结构图如图12所示、沿A-A方向的剖面图如图13所示、沿B-B方向的剖面图如图14所示。其由上盖11、中心轴活动组件(十字键轴12及”C”形活动滑块13)、弹簧14、第一棱镜15和第二棱镜16、第一金属弹片17和第二金属弹片18、下盖19、SMD IR管23(表面贴装的红外发光二极管或激光二极管)、SMD PT管24(表面贴装的光电接收管)、以及PCB板20(印刷电路板)组成。所述的中心轴活动组件，其包括十字键轴12和“C”形活动滑块13，其可以随着手指的按键动作进行下压和回弹。所述的“C”形活动滑块13，其外形为一侧未封闭的“C”字，“C”字开口部位设置成用于十字键轴12凸起部位123上下移动的导轨，“C”形活动滑块13的后侧面有一个凸起131，其外形类似于一个大于号“>”，其用于下压和回弹时产生2次段落感的撞击音。

本具体实施例一中所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组结构，其位于键轴两侧分别为具有两种不同功能的机构，其中一种机构称为发声机构位于键轴一侧，其只用来产生两次Click声(具有按压段落感的撞击音)，并不控制按键开关的断开和导通，其由活动滑块13的一个凸起部位131及第二金属弹片18组成；另一种机构称为控制机构位于键轴的另一侧，其为光电式的按键开关的控制机构，其只用来控制按键开关的断开或者导通，其由十字键轴12的一个凸起部位123、第一棱镜15、第二棱镜16、位于下盖19的第一小孔光阑191和第二小孔光阑192、第一金属弹片17及其边缘折弯90度的挡光片171、SMD IR管23及SMD PT管24组成。

所述的位于十字键轴12一侧的只用来产生两次Click声的发声机构，两次Click(击键音)是指下压及回弹时各分别产生一种按压段落感的撞击音，而不是单纯的下压或回弹的某一方向同时产生二次段落感撞击音。当受力下压，当中心轴活动组件的活动滑块13的凸起部位131越过第二金属弹片18的峰谷181时，活动滑块13的凸起部分131在第二金属弹片18的反向作用力的推动下，急剧地向下方滑动，在惯性力的作用下活动滑块13与位于十字键轴12两侧的下方卡扣122快速接触，从而产生下压时触动段落感的一次撞击音。在按键放松、中心轴活动组件上升回弹时，当活动滑块的凸起部位131越过金属弹片的峰谷181时，因第二金属弹片18的反向作用力促使推动这活动滑块及中心轴组件向上快速上行，加快其回弹的速度，在惯性力的作用下活动滑块13与位于十字键轴12两侧的上方卡扣121快速接触，并产生清脆的段落感的第二次撞击音。

所述的位于十字键轴12另一侧的作为光电式的按键开关的控制机构，其位于十字键轴12另一侧的第一金属弹片17，其一个边缘折弯90度设置成一个挡光片171，在挡光片171的左右两侧分别设置第一棱镜15和第二棱镜16，在棱镜的下方设置SMD IR管23及SMDPT管24，或是在挡光片171的左右两侧竖直设立SMD IR管及SMD PT管，通过中心轴活动组件(十字键轴12及“C”形活动滑块13)的上下运动，由位于十字键轴12的一个凸起部位123触动位于第一金属弹片17边缘折弯90度的挡光片171作切割光路的进退伸缩动作，从而实现光路的导通与断开。

图15为本实施例一所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，当中心轴活动组件未有下压、弹簧处于上升静止的初始状态，其为沿A-A方向的剖视图。从图中可以看出，该模组的中心轴活动组件的“C”形活动滑块13的右侧具有一个尺寸比CHERRY产品及现有公知技术较大的、形状类似于“>”的凸起部位131。当该输入设备开关模组在按键放松的初始状态、中心轴活动组件未有受力下压时，第二金属弹片18的谷峰顶点位置181到回弹时最后接触的“C”形活动滑块13的凸起部位131的距离L1为1.10～2.30mm，其比CHERRY产品及现有公知技术所述的机械轴键盘开关模组具有较长的距离。其与第二金属弹片18的作用距离比较大，可以产生较强的按键段落感。该模组的十字键轴12的左侧，其有一个凸起部位123，其左侧有一个第一金属弹片17，其一个边缘折弯90度设置成一个挡光片171，当十字键轴12受力下压时，凸起部位123将会触动位于第一金属弹片17边缘折弯90度的挡光片171作切割光路的进退伸缩动作，从而实现光路的导通与断开。

图16为本实施例一所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组当中心轴活动组件受力下压时的状态，其为沿A-A方向的剖视图。中心轴活动组件在受力下压时，“C”形活动滑块13将第二金属弹片18向外侧挤压，当“C”形活动滑块13的凸起部位131越过第二金属弹片18的谷峰位置181时，该“C”形活动滑块13在第二金属弹片18的反向作用力的推动下，急剧地向下方滑动，在惯性力的作用下，“C”形活动滑块13与位于十字键轴12两侧的下方卡扣平面122(参考图11和图14)快速接触，从而产生下压时触动段落感的一次撞击声音。

同时，当中心轴活动组件在受力下压时，位于十字键轴12另一侧的凸起部位123也将位于键轴另一侧的的第一金属弹片17向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片171，原本是挡在棱镜15和棱镜16之间的光路中的，被十字键轴12的凸起部位123推开，光路开始实现导通。图中按键上方的箭头表示中心轴活动组件受力下压，第一金属弹片17和第二金属弹片18上的弯月箭头表示金属弹片受力向外挤压。

图17为本实施例一所述的产生两种触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组当中心轴活动组件受力下压到底时的状态，其为沿A-A方向的剖视图。此时“C”形活动滑块13已经与第二金属弹片18彻底脱离，“C”形活动滑块13与位于十字键轴12两侧的下方卡扣平面122处于相接触的状态(参考图11和图14)，其产生下压时触动段落感的一次撞击声音。

同时，当中心轴活动组件受力下压到底时，位于十字键轴12另一侧的凸起部位123也将位于键轴另一侧的的第一金属弹片17向外侧最大程度的推开，位于第一金属弹片17边缘位置折弯90度的挡光片171，原本是挡在第一棱镜15和第一棱镜16之间的光路中的，被十字键轴12的凸起部位123彻底推开，光路完全实现导通。图中按键上方的箭头表示中心轴活动组件受力下压，第一金属弹片17上的弯月箭头表示金属弹片受力向外挤压。

图18为本实施例一所述的产生两种触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，当中心轴活动轴组件开始回弹，“C”形活动滑块13与第二金属弹片18开始接触的状态，其为沿A-A方向的剖视图。当按键放松，弹簧向上回弹时，在弹簧弹力的作用下，十字键轴12及“C”形活动滑块13开始向上移动，这时活动滑块13的凸起部位131与第二金属弹片18的谷峰181又开始接触。

具体的实施例一种所述的产生两种触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，当中心轴活动轴组件开始回弹，其另外一侧位于十字键轴12上的凸起部位123，在弹簧弹力的作用下，也开始向上移动，第一金属弹片17带动其边缘位置折弯90度的挡光片171开始回弹，挡光片171重新回到第一棱镜15和第二棱镜16之间的光路中并开始阻挡光线，光路开始被挡光片171隔断。

图19为本实施例一所述的产生两种触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，当中心轴活动组件回弹上升至初始的位置状态，其为沿A-A方向的剖视图。所述的中心轴活动组件，其包括十字键轴12和“C”形活动滑块13，在弹簧14的作用下向上回弹时，当中心轴活动组件的“C”形活动滑块13的凸起部位131越过第二金属弹片18的谷峰位置181时，在第二金属弹片18的反向作用力的推动下，实现“C”形活动滑块13急剧地向上方滑动，在惯性力的作用下，“C”形活动滑块13与位于十字键轴12两侧的上方卡扣平面121相接触(参考图11和图14)，其产生上升回弹段落感的第二次撞击声音。所述的“C”形活动滑块13的凸起部位131，其采用了本专利技术的特有的轮廓形状，其为类似于大于号“>”的形状，此凸起特征的轮廓角度θ为90～150度，本具体实施方案优选其为115度。

本实用新型所涉及的技术方案，当“C”形活动滑块13在回弹上行时，这凸起部位131与第二金属弹片18起始接触的位置到越过第二金属弹片18分离的位置，这两者之间的距离L2为1.60～3.30mm。

本实用新型所涉及的技术方案，其中心轴滑动组件的“C”形活动滑块13的凸起部位131在越过第二金属弹片18后，其上方位置任然存有活动空间L3，L3为0.5～0.6mm。中心轴滑动组件的活动滑块13在第二金属弹片18的反向作用力的推动下，实现“C”形活动滑块13急剧地向上方滑动，在惯性力的作用下，“C”形活动滑块13与位于十字键轴12两侧的上方卡扣平面121相接触(参考图11和图14)，其产生上升回弹段落感的第二次撞击声音。

具体的实施例一种所述的产生两种触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，当中心轴活动组件回弹上升至初始的位置状态时，其另外一侧位于十字键轴12上的凸起部位123与第一金属弹片17完全分开。位于第一金属弹片17边缘位置折弯90度的挡光片171回到第一棱镜15和第二棱镜16之间的光路中并完全阻挡光线，光路处于断开的状态。

本实施例一所述的产生两种触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其位于键轴另一侧作为光电式的按键开关的控制机构，其沿图11中C-C方向的剖视图如图20所示。该按键开关的光电控制系统，其由位于PCB板20上的SMD IR管23、第一棱镜15、位于下盖19的第一小孔光阑191、第一金属弹片17及其边缘位置折弯90度的挡光片171、位于下盖19的另一个第二小孔光阑192、第二棱镜16、以及位于其下方PCB板20上的SMD PT管24组成。

所述的SMD IR管23，其为表面贴装的红外发光二极管或激光二极管。所述的SMDPT管24，其为光敏元件，其为表面贴装的光电接收管，这里优选其为表面贴装的光敏三极管。所述的第一棱镜15，其下方为准直菲涅尔面151，其将从下方SMD IR管23入射的光线进行准直并射向上方，其上方为全反射倾斜平面152，其将下方入射过来的准直光线向右转折，并从第一小孔光阑191射出。所述的第二棱镜16，其上方也为全反射倾斜平面162，其下方为聚光用的菲涅尔面161，其将从左侧入射光来的准直光线往下转折，通过位于下盖19的另一个第二小孔光阑192后再聚焦到下方的SMD PT管24上。

所述的挡光片171，其位于第二小孔光阑192的左侧，其由金属弹片17边缘的钣金件折弯90度而成，其可以位于靠近第二小孔光阑192的一侧，也可以位于靠近第一小孔光阑191的一侧。当按键未有受力下压、中心轴活动组件(十字键轴12及”C”形活动滑块13)处于上升静止的初始状态时，所述的挡光片171挡在第一棱镜15和第二棱镜16之间的光路中，并隔断光路，光路处于断开的状态。

本实施例一所述的产生两种触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其位于键轴另一侧作为光电式的按键开关的控制机构，其按键开关的控制原理如图21所示，其为沿图11中C-C方向的剖面图，其只显示按键开关模组沿着C-C方向的剖面结构。当中心轴活动组件(十字键轴12及”C”形活动滑块13)在受力下压时，位于十字键轴12另一侧的凸起部位123也将位于键轴另一侧的的第一金属弹片17向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片171，原本是挡在第一棱镜15和第二棱镜16之间的光路中的，被键轴凸起的部位123推开(推开的挡光片171以虚线表示)，这时候从SMD IR管23发出的光线，经过第一棱镜15下边的菲涅尔面准直后入射到上方倾斜的全反射斜面152上，经全反射转折后向右方射出，位于下盖19的第一小孔光阑191将部分角度比较大的光线及杂光过滤之后，剩下的光线继续向右传播，经过同样位于下盖19的另一第二小孔光阑192之后再入射到右侧的第二棱镜16中，经过其上方的倾斜全反射面162转折，再经过其下方的菲涅尔面161会聚之后，最后光线聚焦到位于PCB板20的SMD PT管24中，SMD PT管24中触发电流，与之相连的电路处于导通状态。

当按键放松、中心轴活动组件(十字键轴12及”C”形活动滑块13)在弹簧14的作用下上升回弹时，位于十字键轴12另一侧的凸起部位123，在弹簧14弹力的作用下，也开始向上移动，第一金属弹片17带动其边缘位置折弯90度的挡光片171开始回弹，挡光片171重新回到第一棱镜15和第二棱镜16之间的光路中并开始阻挡光线，光路被挡光片171隔断，SMDPT管24中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

实施例二

本实用新型所涉及的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组结构，其具体实施例二中位于键轴另一侧作为光电式的按键开关的控制机构，其按键开关的控制原理如图22所示。其位于SMD IR管23及SMD PT管24上方的第三棱镜25和第四棱镜26为自由曲面棱镜，所述的自由曲面棱镜，其上方倾斜的全反射面252及262为自由曲面，其兼具准直(会聚)和转折光线的作用，其为离轴抛物面、离轴2次曲面、或者为倾斜的多项式曲面，其下方的入射面(出射面)251及261均为平面。

当中心轴活动组件(包括十字键轴12及”C”形活动滑块13)在受力下压时，位于十字键轴12的凸起部位123也将位于键轴另一侧的的金属弹片17向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片171，原本是挡在第三棱镜25和第四棱镜26之间的光路中的，被键轴凸起的部位123推开(推开的挡光片171以虚线表示)，这时候从SMD IR管23发出的光线，经过第三棱镜25下边的平面折射后入射到上方倾斜的自由曲面全反射斜面252上，经过全反射准直并转折后向右方射出，位于下盖19的第一小孔光阑191将部分角度比较大的光线及杂光过滤之后，剩下的光线继续向右传播，经过同样位于下盖19的另一第二小孔光阑192之后入射到右侧的棱镜26中，经过其上方倾斜的自由曲面全反射面262转折和会聚后，再经过其下方的平面261出射，最后会聚到位于PCB板20的SMD PT管24中，SMD PT管24中触发电流，与之相连的电路处于导通状态。

当按键放松、中心轴活动组件(包括十字键轴12及”C”形活动滑块13)在弹簧14的作用下上升回弹时，位于键轴12上的凸起部位123，在弹簧弹力的作用下，也开始向上移动，第一金属弹片17带动其边缘位置折弯90度的挡光片171开始回弹，挡光片171重新回到第三棱镜25和第四棱镜26之间的光路中并开始阻挡光线，光路被挡光片171隔断，SMD PT管24中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

实施例三

本实用新型所涉及的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组结构，其具体实施例三中位于键轴另一侧作为光电式的按键开关的控制机构，其按键开关的控制原理如图23所示。其位于SMD IR管23及SMD PT管24上方的第五棱镜35和第六棱镜36为倾斜菲涅尔全反射棱镜，所述的倾斜菲涅尔全反射棱镜，其上方的倾斜全反射面352及362为锯齿形的菲涅尔全反射面，其兼具准直(或会聚)和转折光线的作用，其下方的入射面351和出射面361均为平面。

当中心轴活动组件(包括十字键轴12及”C”形活动滑块13)在受力下压时，位于十字键轴12的凸起部位123也将位于键轴另一侧的的第一金属弹片17向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片171，原本是挡在第五棱镜35和第六棱镜36之间的光路中的，被键轴凸起的部位123推开(推开的挡光片171以虚线表示)，这时候从SMD IR管23发出的光线，经过第五棱镜35下边的平面折射后入射到上方倾斜的锯齿形的菲涅尔全反射面352上，经过全反射准直并转折后向右方射出，位于下盖19的第一小孔光阑191将部分角度比较大的光线及杂光过滤之后，剩下的光线继续向右传播，经过同样位于下盖19的另一第二小孔光阑192之后入射到右侧的第六棱镜36中，经过其上方倾斜的锯齿形的菲涅尔全反射面362转折和会聚后，再经过其下方的平面361出射，最后会聚到位于PCB板20的SMD PT管24中，SMD PT管24中触发电流，与之相连的电路处于导通状态。

当按键放松、中心轴活动组件(包括十字键轴12及”C”形活动滑块13)在弹簧14的作用下上升回弹时，位于十字键轴12上的凸起部位123，在弹簧弹力的作用下，也开始向上移动，第一金属弹片17带动其边缘位置折弯90度的挡光片171开始回弹，挡光片171重新回到第五棱镜35和第六棱镜36之间的光路中并开始阻挡光线，光路被挡光片171隔断，SMD PT管24中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

实施例四

本实用新型所涉及的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组结构，其具体实施例四中位于键轴另一侧作为光电式的按键开关的控制机构，其按键开关的控制原理如图24所示。其控制按键开关的光路由位于SMD IR管23上方的准直凸透镜45、第一倾斜平面反射镜47及位于SMD PT管24上方的聚光凸透镜46、第二倾斜平面反射镜48组成。

当中心轴活动组件(包括十字键轴12及”C”形活动滑块13)在受力下压时，位于十字键轴12的凸起部位123也将位于键轴另一侧的的第一金属弹片17向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片171，原本是挡在第一倾斜平面反射镜47和第二倾斜平面反射镜48之间的光路中的，被键轴凸起的部位123推开(推开的挡光片171以虚线表示)，这时候从SMDIR管23发出的光线，经过准直凸透镜45准直之后，入射到其上方的第一倾斜平面反射镜47上，经过第一倾斜平面反射镜47转折后向右方准直射出，位于下盖19的第一小孔光阑191将部分角度比较大的光线及杂光过滤之后，剩下的光线继续向右传播，经过同样位于下盖19的另一第二小孔光阑192之后入射到右侧的第二倾斜平面反射镜48上，经转折后射向下方，再经过其下方的聚光凸透镜46会聚后集中到位于PCB板20的SMD PT管24中，SMD PT管24中触发电流，与之相连的电路处于导通状态。

当按键放松、当中心轴活动组件(包括十字键轴12及”C”形活动滑块13)在弹簧14的作用下上升回弹时，位于键轴12上的凸起部位123，在弹簧弹力的作用下，也开始向上移动，第一金属弹片17带动其边缘位置折弯90度的挡光片171开始回弹，挡光片171重新回到第一倾斜平面反射镜47和第二倾斜平面反射镜48之间的光路中并开始阻挡光线，光路被挡光片171隔断，SMD PT管24中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

实施例五

本实用新型所涉及的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组结构，其具体实施例五中位于键轴另一侧作为光电式的按键开关的控制机构，其按键开关的控制原理如图22所示。其位于SMD IR管23及SMD PT管24上方的光学元件为第一自由曲面反射镜55和第二自由曲面反射镜56，所述的自由曲面反射镜，其倾斜的反射面55及反射面56为自由曲面，其兼具准直(或会聚)和转折光线的作用，其为离轴抛物面、离轴2次曲面、或者为倾斜的多项式曲面。

当中心轴活动组件(包括十字键轴12及”C”形活动滑块13)在受力下压时，位于十字键轴12的凸起部位123也将位于键轴另一侧的的第一金属弹片17向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片171，原本是挡在中心轴活动组件(包括十字键轴12及”C”形活动滑块13)之间的光路中的，被键轴凸起的部位123推开(推开的挡光片171以虚线表示)，这时候从SMD IR管23发出的光线，入射到其上方倾斜的第一自由曲面反射镜55上，经其反射准直并转折后向右方射出，位于下盖19的第一小孔光阑191将部分角度比较大的光线及杂光过滤之后，剩下的光线继续向右传播，经过同样位于下盖19的另一第二小孔光阑192之后入射到右侧的第二自由曲面反射镜56上，经其会聚和转折后，最后会聚到位于PCB板20的SMD PT管24中，SMD PT管24中触发电流，与之相连的电路处于导通状态。

当按键放松、中心轴活动组件在弹簧14的作用下上升回弹时，位于键轴12上的凸起部位123，在弹簧弹力的作用下，也开始向上移动，金属弹片17带动其边缘位置折弯90度的挡光片171开始回弹，挡光片171重新回到自由曲面反射镜55和自由曲面反射镜56之间的光路中，并开始阻挡光线，光路被挡光片171隔断，SMD PT管24中接收不到光线，不能触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

实施例六

本实用新型所涉及的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组结构，其具体实施例六中位于键轴另一侧作为光电式的按键开关的控制机构，其按键开关的控制原理如图26所示。其位于SMD IR管23及SMD PT管24上方的光学元件为第一菲涅尔反射镜65及第二菲涅尔反射镜66，所述的菲涅尔反射镜，其倾斜的反射面65及66为锯齿形的菲涅尔面，其兼具准直(会聚)和转折光线的作用。

当中心轴活动组件在受力下压时，位于十字键轴12的凸起部位123也将位于键轴另一侧的的第一金属弹片17向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片171，原本是挡在第一菲涅尔反射镜65及第二菲涅尔反射镜66之间的光路中的，被键轴凸起的部位123推开(推开的挡光片171以虚线表示)，这时候从SMD IR管23发出的光线，入射到其上方倾斜的第一菲涅尔反射镜65上，经其反射准直并转折后向右方射出，位于下盖19的第一小孔光阑191将部分角度比较大的光线及杂光过滤之后，剩下的光线继续向右传播，经过同样位于下盖19的另一第二小孔光阑192之后入射到右侧的第二菲涅尔反射镜66上，经其会聚和转折后，最后会聚到位于PCB板20的SMD PT管24中，SMD PT管24中触发电流，与之相连的电路处于导通状态。

当按键放松、中心轴活动组件在弹簧14的作用下上升回弹时，位于键轴12上的凸起部位123，在弹簧弹力的作用下，也开始向上移动，第一金属弹片17带动其边缘位置折弯90度的挡光片171开始回弹，挡光片171重新回到第一菲涅尔反射镜65及第二菲涅尔反射镜66之间的光路中，并开始阻挡光线，光路被挡光片171隔断，SMD PT管24中接收不到光线，不能触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

综上所述，以上各实施例公开的一种产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组的结构，其包括中心轴活动组件、上盖、金属弹片、弹簧、光学元件、小孔光阑、SMD IR管(表面贴装的红外发光二极管或激光二极管)、SMD PT管(表面贴装的光电接收管)、下盖、以及PCB(印刷电路板)。所述的中心轴活动组件，其包括中心键轴和活动滑块，其可以随着手指的按键动作进行下压和回弹。所述的活动滑块，其为采用一侧未封闭的“C”字形结构，其侧面有一个凸起部位，其形状类似于一个大于号“>”。本实用新型所涉及的一种产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组结构，其特征为：其位于中心键轴的两侧分别具有两种不同功能的机构，其中一种为发声机构只用来产生两次Click声(具有段落感的撞击音)，并不控制按键开关的断开和导通，其由活动滑块的一个凸起部位及金属弹片组成；另一种为开关机构则为光电式的按键开关的控制机构，其只用来控制按键开关的断开或者导通，其由位于键轴上的一个凸起部位、光学元件、小孔光阑、位于金属弹片边缘折弯90°的挡光片、SMD IR管及SMD PT管组成。

所述的位于键轴一侧的只用来产生两次Click声的发声机构，两次Click(击键音)是指下压及回弹时各分别产生一次段落感的撞击音，而不是单纯的下压或回弹的某一方向同时产生二次段落感撞击音。当受力下压，中心轴活动组件的活动滑块的凸起部位越过金属弹片的谷峰时，活动滑块的凸起部分在金属弹片反向作用力的推动下，急剧地向下方滑动，在惯性力的作用下活动滑块与中心键轴上两侧的下方卡扣快速接触，从而产生下压时触动段落感的第一次撞击音。当按键的手指放松、中心轴活动组件上升回弹时，当活动滑块的凸起部位越过金属弹片峰谷时，因金属弹片的反向作用力促使推动这活动滑块及中心轴组件向上快速上行，加速活动滑块回弹的速度，在惯性力的作用下活动滑块与位于中心键轴两侧的上方卡扣快速接触，并产生清脆的段落感的第二次撞击音。

所述的位于键轴另一侧的光电式的按键开关的控制机构，其金属弹片的一个边缘折弯90度设置成一个挡光片，在挡光片的左右两侧设置两个棱镜，在棱镜下方的PCB板(印刷电路板)上设置SMD IR管(表面贴装的红外发光二极管或激光二极管)及SMD PT管(表面贴装的光电接收管)，或是在挡光片的左右两侧直竖直设立SMD IR管及SMD PT管，通过中心轴活动组件的上下运动，键轴的一个凸起部位触动位于金属弹片边缘折弯90度的挡光片作切割光路的进退伸缩动作，从而实现光路的导通与断开。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，包括上盖、中心轴活动组件、第一金属弹片、第二金属弹片、弹簧、第一光学元件、第二光学元件、第一小孔光阑、第二小孔光阑、光发射器件、光接收器件、下盖、以及PCB印刷电路板，其中所述第一小孔光阑及第二小孔光阑设置于下盖上，所述光发射器件及光接收器件设置于PCB印刷电路板上，其中中心轴活动组件包括中心键轴和活动滑块，其可以随着手指的按键动作进行下压和回弹；

其特征在于，位于所述中心键轴的两侧分别为发声机构和控制机构，其中所述发声机构位于所述中心键轴一侧，包括所述活动滑块的一个凸起部位及第二金属弹片，用来产生按键的撞击音；所述控制机构包括中心键轴的一个凸起部位、第一光学元件、第二光学元件、第一小孔光阑、第二小孔光阑、第一金属弹片及其边缘折弯一定角度的挡光片、光发射器件及光接收器件组成，用来控制光路通道的断开或者导通。

2.根据权利要求1所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述发声机构产生按键的撞击音是指按键下压及回弹时各分别产生一次撞击音，当按键受力下压时，所述中心轴活动组件的活动滑块凸起部位越过所述第二金属弹片的谷峰时，所述活动滑块的凸起部分在所述第二金属弹片的反向作用力的推动下，急剧地向下方滑动，在惯性力的作用下所述活动滑块与位于所述十字键轴两侧的下方卡扣快速接触，从而产生按键下压时的第一次撞击音；在所述中心轴活动组件上升回弹时，当所述活动滑块的凸起部位越过位于所述中心键轴一侧的第二金属弹片的峰谷时，由于所述第二金属弹片的反向作用力促使推动所述活动滑块及中心键轴向上快速上行，加快回弹的速度，在惯性力的作用下所述活动滑块的凸起部位与位于所述中心键轴两侧的上方卡扣快速接触，并产生第二次撞击音。

3.根据权利要求1或2所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述活动滑块为一侧未封闭的“C”字形结构，其侧面有一个大于号“>”形状的凸起部位，此凸起部位的轮廓角度θ为90～150度。

4.根据权利要求3所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述凸起部位的轮廓角度θ为115度。

5.根据权利要求1或2所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输 入设备开关模组，其特征在于，所述活动滑块的材料为塑胶树脂、金属材料或陶瓷材料，以得到不同效果的触动感撞击音。

6.根据权利要求1或2所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述活动滑块通过设计为不同的凸起特征，以产生多个撞击音，并通过改变撞击音行程的空间距离，调整出来不同音阶及撞击频率的撞击音。

7.根据权利要求1或2所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，当所述开关模组在按键上升的初始状态、所述中心轴活动组件未有受力下压时，所述第二金属弹片的谷峰顶点位置到回弹时最后接触的所述活动滑块的凸起部位131的距离L1为1.10～2.30mm。

8.根据权利要求1或2所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，当所述开关模组在按键放松、所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下向上回弹时，所述活动滑块的凸起部位到越过第二金属弹片分离的位置两者之间的距离L2为1.60～3.30mm；所述活动滑块的凸起部位在越过第二金属弹片后，其上方位置存有的活动空间L3为0.5～0.6mm。

9.根据权利要求1所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述控制机构通过所述中心轴活动组件的上下运动使得位于所述十字键轴的一个凸起部位触动位于第一金属弹片的边缘折弯一定角度的挡光片作切割光路通道的进退伸缩动作，从而实现光路通道的导通和断开；

其中，所述第一光学元件、第一小孔光阑及光发射器件同位于所述挡光片的一侧，所述第二光学元件、第二小孔光阑及光接收器件同位于所述挡光片的另一侧。

10.根据权利要求9所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述第一光学元件为第一棱镜，其下方为准直菲涅尔面，用于将入射的光线进行准直射向上方，其上方为全反射倾斜平面，其用于将下方入射过来的准直光线向右转折射出；所述第二光学元件为第二棱镜，其上方为全反射倾斜平面，其下方为聚光用的菲涅尔面，所述第二棱镜用于将从左侧入射光来的准直光线往下转折。

11.根据权利要求10所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述控制机构的控制原理为：

当所述中心轴活动组件在受力下压时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第一棱镜和所述第二棱镜之间的光路中的位置，被十字键轴的凸起部位推开此时从所述光发射器件发出的光线，经过所述第一棱镜下边的菲涅尔面准直后入射到上方倾斜的全反射斜面上，经全反射转折后向右方射出，通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播，经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第二棱镜中，经过其上方的倾斜全反射面转折，再经过其下方的菲涅尔面会聚之后，最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流，与之相连的电路处于导通状态；

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位，在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动，使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹，所述挡光片重新回到所述第一棱镜和所述第二棱镜之间的光路中并阻挡光线，光路通道被挡光片隔断，所述光接收器件中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

12.根据权利要求9所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述第一光学元件为第三棱镜，所述第二光学元件为第四棱镜，所述第三棱镜和第四棱镜均为自由曲面棱镜，其上方倾斜的全反射面均为自由曲面，兼具准直、会聚和转折光线的作用，所述自由曲面为离轴抛物面、离轴2次曲面、或者为倾斜的多项式曲面，所述第三棱镜下方的入射面和所述第四棱镜下方的出射面均为平面。

13.根据权利要求12所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述控制机构的控制原理为：

当所述中心轴活动组件在受力下压时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第三棱镜和所述第四棱镜之间的光路中的位置，被十字键轴的凸起部位推开，此时从所述光发射器件发出的光线，经过所述第三棱镜下方的入射平面折射后入射到上方倾斜的自由曲面全反射斜面上，经全反射准直并转折后向右方射出，通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播，经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第四棱镜中，经过其上方倾斜的自由曲面全反射斜面转折和会聚后，再经过其下方的平面出射，最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流， 与之相连的电路处于导通状态；

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位，在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动，使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹，所述挡光片重新回到所述第三棱镜和所述第四棱镜之间的光路中并阻挡光线，光路通道被挡光片隔断，所述光接收器件中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

14.根据权利要求9所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述第一光学元件为第五棱镜，所述第二光学元件为第六棱镜，所述第五棱镜和第六棱镜均为倾斜菲涅尔全反射棱镜，其上方的倾斜全反射面均为锯齿形的菲涅尔全反射面，兼具准直、会聚和转折光线的作用，所述第五棱镜下方的入射面和所述第六棱镜下方的出射面均为平面。

15.根据权利要求14所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述控制机构的控制原理为：

当所述中心轴活动组件在受力下压时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第五棱镜和所述第六棱镜之间的光路中的位置，被十字键轴的凸起部位推开，此时从所述光发射器件发出的光线，经过所述第五棱镜下方的入射平面折射后入射到上方倾斜的锯齿形的菲涅尔全反射面上，经全反射准直并转折后向右方射出，通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播，经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第六棱镜中，经过其上上方倾斜的锯齿形的菲涅尔全反射面转折和会聚后，再经过其下方的平面出射，最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流，与之相连的电路处于导通状态；

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位，在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动，使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹，所述挡光片重新回到所述第五棱镜和所述第六棱镜之间的光路中并阻挡光线，光路通道被挡光片隔断，所述光接收器件中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

16.根据权利要求9所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述第一光学元件为第一倾斜平面反射镜，所述第二光学元件为第二倾斜平面反射镜；所述控制机构还包括位于所述光发射器件 上方的准直凸透镜和位于所述光接收器件上方的聚光凸透镜。

17.根据权利要求16所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述控制机构的控制原理为：

当所述中心轴活动组件在受力下压时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第一倾斜平面反射镜和所述第二倾斜平面反射镜之间的光路中的位置，被十字键轴的凸起部位推开，此时从所述光发射器件发出的光线，经过准直凸透镜准直之后，入射到其上方的所述第一倾斜平面反射镜上，经过所述第一倾斜平面反射镜转折后向右方准直射出，通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播，经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到所述第二倾斜平面反射镜上，经转折后射向下方，再经过其下方的所述聚光凸透镜会聚后集中到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流，与之相连的电路处于导通状态；

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位，在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动，使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹，所述挡光片重新回到所述第一倾斜平面反射镜和所述第二倾斜平面反射镜之间的光路中并阻挡光线，光路通道被挡光片隔断，所述光接收器件中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

18.根据权利要求9所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述第一光学元件为第一自由曲面反射镜，所述第二光学元件为第二自由曲面反射镜；其中所述自由曲面反射镜的反射面为自由曲面，兼具准直、会聚和转折光线的作用，其为离轴抛物面、离轴2次曲面、或者为倾斜的多项式曲面。

19.根据权利要求18所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述控制机构的控制原理为：

当所述中心轴活动组件在受力下压时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第一自由曲面反射镜和所述第二自由曲面反射镜之间的光路中的位置，被十字键轴的凸起部位推开，此时从所述光发射器件发出的光线，入射到其上方倾斜的第一自由曲面反射镜上，经其反射准直并转折后向右方射出，通过位于所 述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播，经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第二自由曲面反射镜上，经其会聚和转折后，最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流，与之相连的电路处于导通状态；

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位，在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动，使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹，所述挡光片重新回到所述第一自由曲面反射镜和所述第二自由曲面反射镜之间的光路中并阻挡光线，光路通道被挡光片隔断，所述光接收器件中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

20.根据权利要求9所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述第一光学元件为第一菲涅尔反射镜，所述第二光学元件为第二菲涅尔反射镜；其中所述菲涅尔反射镜，其倾斜的反射面为锯齿形的菲涅尔面，兼具准直、会聚和转折光线的作用。

21.根据权利要求20所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述控制机构的控制原理为：

当所述中心轴活动组件在受力下压时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位将所述第一金属弹片向外侧挤压，其边缘位置折弯90度的挡光片由挡在所述第一菲涅尔反射镜和所述第二菲涅尔反射镜之间的光路中的位置，被十字键轴的凸起部位推开，此时从所述光发射器件发出的光线，入射到其上方倾斜的第一菲涅尔反射镜上，经其反射准直并转折后向右方射出，通过位于所述下盖的第一小孔光阑进行杂光过滤之后继续向右传播，经过同样位于所述下盖的另一第二小孔光阑之后再入射到右侧的所述第二菲涅尔反射镜上，经其会聚和转折后，最后光线聚焦到位于所述PCB印刷电路板的光接收器件中触发电流，与之相连的电路处于导通状态；

当按键放松所述中心轴活动组件在所述弹簧的作用下上升回弹时，位于所述十字键轴另一侧的凸起部位，在所述弹簧的弹力作用下开始向上移动，使得所述第一金属弹片带动其边缘位置折弯90度的挡光片开始回弹，所述挡光片重新回到所述第一菲涅尔反射镜和所述第二菲涅尔反射镜之间的光路中并阻挡光线，光路通道被挡光片隔断，所述光接收器件中没有触发电流，与之相连的电路处于断开状态。

22.根据权利要求1至21任一所述的产生两次触感撞击音及光电控制一体式输入设备开关模组，其特征在于，所述光发射器件为SMD IR红外线二极管或激光二极管，所述光接收器件为SMD PT管。