CN206758332U - 一种超薄型分体式双光路光导按键开关及键盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超薄型分体式双光路光导按键开关及键盘，按键开关包括按键开关本体、LED发射元件和光接收元件，按键开关本体包括壳体、按柄、第一导光体、第二导光体和遮光滑块，第一导光体上设有透光部和第一反光部，第二导光体上设有第二反光部，第一反光部将LED发射元件所发射的光反射到第二反光部，经第二反光部反射后回到光接收元件，遮光滑块用于遮挡从第一导光体传输到第二导光体的光；按柄的一侧具有一可使遮光滑块的一部分滑动通过的裁剪部，当按柄被按下到与遮光滑块相接触的位置时，按柄与遮光滑块共同向下运动。本实用新型的按键开关整体厚度较小，既可以做成独立的机械键盘，也可以做成一体机电脑、笔记本电脑等设备的键盘。

Description

一种超薄型分体式双光路光导按键开关及键盘

技术领域

本实用新型涉及一种开关及键盘，尤其是一种超薄型分体式双光路光导按键开关及键盘，属于键盘的研究领域。

背景技术

机械键盘是一种常见的键盘，其每一个按键都有一个单独的开关来控制闭合。机械键盘一直作为一种高端产品的代表，受到越来越多的电脑使用者和游戏玩家的欢迎，一般采用的开关为金属材料接触式的机械按键开关，这种开关是通过设置在壳体上的静压力板和动压力板的金属材料触点是否相互接触来实现开关的通断的，在按下机械开关按柄的位移过程中，动压力板上的金属材料触点与静压力板金属材料触点相遇实现机械开关的导通；当松开机械开关的按柄，动压力板在弹簧弹性的作用下恢复到原位置，动压力板金属材料触点离开静压力板上的金属材料触点，从而实现机械开关的断开。采用该种方案，机械开关金属触点容易损坏，因为在按动按键的过程中，动压力板的弹性会随着使用次数的增多而与原始状态有较大区别，容易造成金属触点接触不灵敏或不能导通的状态，使用寿命有限，给使用者造成麻烦。另外，传统的光轴机械键盘是将光晶体发射和接收装置设置在按键开关内，底部引脚焊接在PCB板上，然后将按键开关卡合在卡槽中，最后通过旋转铁板上的固定柱将PCB板与铁板固定，这就导致了一旦某个按键损坏，想要拆卸维修就非常的麻烦，不仅需要拧开固定柱，同时需要将光晶体接收装置和发射装置从PCB板上拔下，处理困难非常大，而且还很容易导致键盘的损坏，此外，该种键盘也不利于大规模工业化的生产。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种超薄型分体式双光路光导按键开关，该按键开关结构简单、使用方便、导光性能好，其整体厚度较小，既可以做成独立的机械键盘，也可以做成一体机电脑、笔记本电脑等设备的键盘。

本实用新型的另一目的在于提供一种超薄型分体式双光路光导键盘。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种超薄型分体式双光路光导按键开关，包括按键开关本体，所述按键开关本体包括壳体和按柄，所述按柄通过第一复位弹簧与壳体连接，其特征在于：还包括LED发射元件和光接收元件，所述LED发射元件和光接收元件设置在PCB板上，LED发 射元件和光接收元件之间通过遮光装置隔开；所述按键开关本体还包括第一导光体、第二导光体和遮光滑块；

所述第一导光体和第二导光体设置在壳体上，其中第一导光体位于LED发射元件的上方，且设有透光部和第一反光部，第二导光体位于光接收元件的上方，且设有第二反光部，所述透光部用于透射LED发射元件所发射的光，所述第一反光部将LED发射元件所发射的光反射到第二反光部，经第二反光部反射后回到光接收元件；

所述遮光滑块通过第二复位弹簧与壳体连接，该遮光滑块用于遮挡从第一导光体传输到第二导光体的光；所述按柄的一侧具有一可使遮光滑块的一部分滑动通过的裁剪部，当按柄被按下到与遮光滑块相接触的位置时，按柄与遮光滑块共同向下运动。

作为一种优选方案，所述LED发射元件为单色LED灯、双色LED灯或RGB三基色LED灯。

作为一种优选方案，所述按键开关本体还包括扭力弹簧，所述扭力弹簧设置在壳体上，当按柄被按下到与遮光滑块相接触的位置时，按柄将扭力弹簧推出形成弹力蓄积，当按柄与遮光滑块共同向下运动至底部时，按柄将扭力弹簧蓄积的弹力释放，并与扭力弹簧撞击，从而发出声音。

作为一种优选方案，所述第一导光体、第二导光体均为单体形式，且装配在壳体上，或第一导光体、第二导光体与壳体之间采用双色模注塑成型。

作为一种优选方案，所述第一反光部向左侧倾斜设置，所述第二反光部向右侧倾斜设置。

作为一种优选方案，所述遮光滑块上部为直角梯形体、下部为矩形体，其中直角梯形体的倾斜面方向与第一导光体到第二导光体的光传输方向垂直。

作为一种优选方案，所述遮光装置为密封圈，所述密封圈可以采用海绵胶等材料制成。

作为一种优选方案，所述按键开关为常闭形式，当按柄未被按下时，所述遮光滑块使第一导光体到第二导光体的光传输路径隔断；当按柄被按下到与遮光滑块相接触的位置时，按柄与遮光滑块共同向下运动，当按柄与遮光滑块开始共同向下运动至底部时，使第一导光体到第二导光体的光传输路径导通。

作为一种优选方案，所述按键开关为常开形式，当按柄未被按下时，所述遮光滑块使第一导光体到第二导光体的光传输路径导通；当按柄被按下到与遮光滑块相接触的位置时，按柄与遮光滑块共同向下运动，当按柄与遮光滑块开始共同向下运动至底部时，使第一导光体到第二导光体的光传输路径隔断。

本实用新型的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种超薄型分体式双光路光导键盘，包括PCB板，还包括多个上述的按键开关，所述PCB板与按键开关之间设有固定板，所述按键开关通过固定板安装在PCB板上，按键开关与固定板之间可拆卸连接；所述PCB板与固定板之间通过螺钉或卡合的方式固定。

作为一种优选方案，所述PCB板的外表面具有一层由透明防水漆形成的保护膜。

本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本实用新型的按键开关及键盘在壳体上设置了第一导光体、第二导光体和遮光滑块，该遮光滑块用于遮挡从第一导光体传输到第二导光体的光，且按柄的一侧具有一可使遮光滑块的一部分滑动通过的裁剪部，当按柄被按下到与遮光滑块相接触的位置时，按柄与遮光滑块共同向下运动，由于按柄会与遮光滑块共同向下运动一段行程，这样按柄只需按压较短行程即可实现第一导光体到第二导光体的光传输路径的隔断与导通，因此加工出来的按键开关及键盘的整体厚度较小，既可以做成独立的机械键盘，也可以做成一体机电脑、笔记本电脑等设备的键盘。

2、本实用新型的按键开关及键盘可以在PCB板上设置LED发射元件和光接收元件，第一导光体位于LED发射元件的上方，第二导光体位于光接收元件的上方，两个导光体均采用导光纤维、导光塑胶等导光性能好的材料制成，且第一导光体上设有透光部和第一反光部，第二导光体上设有第二反光部，通过透光部可以透射LED发射元件所发射的光，即LED发射元件可以作为指示灯，起到照明的作用，为透光键帽提供背光，而通过第一反光部和第二反光部可以将LED发射元件所发射的光反射到光接收元件，由于LED发射元件实现了背光的功能，这样就无需单独设置一个LED背光灯以及透射LED背光灯的导光板，使得壳体可以预留较大的空间设置其他部件，而且通过第一导光体和第二导光体的传输，提高了光传输的稳定性，降低了按键开关的成本和工艺要求，同时大大提高了机械键盘的精度和使用寿命。

3、本实用新型的按键开关及键盘可以在壳体上设置扭力弹簧，当按柄被按下到与遮光滑块相接触的位置时，按柄将扭力弹簧推出形成弹力蓄积，当按柄与遮光滑块共同向下运动至底部时，按柄将扭力弹簧蓄积的弹力释放，并与扭力弹簧撞击，从而发出声音；同理，在按柄从底部向上弹起时，也会发出声音，进一步提高了用户的体验。

4、本实用新型的按键开关及键盘中，遮光滑块的上部为直角梯形体、下部为矩形体，其中直角梯形体的倾斜面方向与第一导光体到第二导光体的光传输方向垂直，随着用户将按柄按下后，第一导光体到第二导光体的单位时间内的光照强度逐渐变化(常闭时逐渐变强，常开时逐渐变弱)，加在光接收元件上的电压就会有一线性的变化，从而实现了模拟渐变输入的功能，使用户可以进行更精细的操作，提高用户的真实操作 体验。

5、本实用新型的按键开关及键盘中，第一导光体、第二导光体与壳体之间可以采用双色模注塑成型，由于经过二次注塑一体成型，大大节省了组装成本，提高了性能。

6、本实用新型的按键开关及键盘中，按键开关本体与LED发射元件、光接收元件是分离设置的，即机械和电子是完全分离设置的，这样有利于PCB板和固定板的拆卸，方便维护及维修。

7、本实用新型的按键开关及键盘中，LED发射元件和光接收元件之间通过遮光装置隔开，遮光装置可以为密封圈，不仅可以使LED发射元件和光接收元件隔开，而且能够防止LED发射元件和光接收元件与外界接触，起到遮光和防尘的作用。

8、本实用新型的按键开关及键盘中，LED发射元件和光接收元件可以采用机器的方式大规模的生成，克服了传统工艺中需要人工的方式操作的方式，极大的降低了生产成本。

9、本实用新型的按键开关及键盘中，LED发射元件和光接收元件通过贴片的形式设置在PCB板上，不仅方便安装，同时也便于维修。

10、本实用新型的按键开关导通精度只与遮光滑块和第一导光体、第二导光体之间的光通路的相对位置有关，可以实现完全控制，不会受到PCB板与固定板之间距离的约束。

11、本实用新型的键盘中的PCB板外表面具有一层保护膜，该保护膜可以通过浸入、刷涂或喷涂透明防水漆的方式形成，透明防水漆可透光，且不影响PCB板的正常功能发挥，使保护膜对PCB板起到防绝缘、防静电、防水、防尘的作用。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的超薄型分体式双光路光导按键开关结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的超薄型分体式双光路光导按键开关中按键开关本体的局部视图。

图3为本实用新型实施例1的超薄型分体式双光路光导按键开关中壳体结构的侧面剖视图。

图4为本实用新型实施例1的超薄型分体式双光路光导按键开关的分解示意图。

图5a～图5c为本实用新型实施例1的超薄型分体式双光路光导按键开关的遮光滑块运动原理示意图。

图6a～图6c为本实用新型实施例1的超薄型分体式双光路光导按键开关的发声原理示意图。

图7为本实用新型实施例1的超薄型键盘结构示意图。

图8为本实用新型实施例2的超薄型分体式双光路光导按键开关中遮光滑块与第一导光体、第二导光体的位置关系示意图。

其中，1-LED发射元件，2-光接收元件，3-壳体，4-按柄，5-第一导光体，6-第二导光体，7-遮光滑块，8-扭力弹簧，9-第一复位弹簧，10-第二复位弹簧，11-PCB板，12-透光部，13-第一反光部，14-第二反光部，15-背光路径，16-光传输路径，17-裁剪部，18-密封圈，19-固定板。

在图8中，为了体现遮光滑块的形状，将遮光滑块上部直角梯形体的倾斜面朝向光发射的一侧。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1～图4所示，本实施例的超薄型分体式双光路光导按键开关包括按键开关本体、LED发射元件1和光接收元件2，所述按键开关本体包括壳体3、按柄4、第一导光体5、第二导光体6、遮光滑块7和扭力弹簧8，所述第一导光体5、第二导光体6和扭力弹簧8设置在壳体3上，所述按柄4通过第一复位弹簧9与壳体3连接，所述遮光滑块7通过第二复位弹簧10与壳体3连接；所述LED发射元件1和光接收元件2设置在PCB板11上，LED发射元件1和光接收元件2之间通过遮光装置隔开；所述LED发射元件1可以为单色(红色、绿色、蓝色、白色、黄色等)LED灯、双色LED灯或RGB三基色LED灯。

所述第一导光体5和第二导光体6均采用导光纤维、导光塑胶等导光性能好的材料制成；第一导光体5位于LED发射元件1的上方，且设有透光部12和第一反光部13，第二导光体6位于光接收元件2的上方，且设有第二反光部14；所述透光部12用于透射LED发射元件1所发射的光，即LED发射元件1可以作为指示灯，实现背光的功能，背光路径如图1中15所示，从而起到照明的作用；第一反光部13向左侧倾斜设置，第二反光部14向右侧倾斜设置，倾斜的角度一般设置为30～60度，第一反光部13将LED发射元件1所发射的光反射到第二反光部14，经第二反光部14反射后回到光接收元件2，光传输路径如图1中的16所示，在第一反光部13和第二反光部14的辅助作用下，可以进一步提高光传输的稳定性，遮光滑块7用于遮挡从第一导光体5传输到第二导光体6的光；所述按柄4的一侧具有一可使遮光滑块7的一部分滑动通过的裁剪部17，本实施例的裁剪部17长度为1.6mm。

本实施例中，所述按键开关为常闭形式，当按柄4未被按下时，遮光滑块7位于第一导光体5与第二导光体6之间的间隙中，使第一导光体5到第二导光体6的光传输路径16隔断，当按柄4被按下时，第一复位弹簧9受力压缩如图5a所示，当按柄4被按下到与遮光滑块7相接触的位置(即按柄4向下运动到1.6mm处)时，第一复位弹簧9受力压缩如图5b所示，按柄4与遮光滑块7开始共同向下运动，当按柄4与遮光滑块7开始共同向下运动至底部(即按柄4向下运动到2.8mm处，按柄4与遮光滑块7共同向下运动到1.2mm处)时，第一复位弹簧9和第二复位弹簧10的受力压缩如图5c所示，使第一导光体5到第二导光体6的光传输路径16导通，可以看到由于按柄4的一侧具有一可使遮光滑块7的一部分滑动通过的裁剪部17，按柄4在下行到1.6mm时，与遮光滑块7共同下行1.2mm，因此本实施例的按键开关是一个超薄型的按键开关；当按柄4不断地按下弹起，从而实现光传输路径16的隔断与导通。

本实施例中，所述按键开关的发声原理如图6a～6c所示，当按柄4刚被按下时，按柄4未与扭力弹簧8接触，当按柄4被按下到与遮光滑块7相接触的位置(即按柄4向下运动到1.6mm处)时，按柄4将扭力弹簧8推出形成弹力蓄积，当按柄4与遮光滑块7共同向下运动至底部(即按柄4向下运动到2.8mm处)时，按柄4将扭力弹簧8蓄积的弹力释放，并与扭力弹簧8撞击，从而发出声音；同理，在按柄4从底部向上弹起时，也会发出声音，进一步提高了用户的体验。

由于LED发射元件1实现了背光的功能，这样就无需单独设置一个LED背光灯以及透射LED背光灯的导光板，使得壳体3可以预留较大的空间设置其他部件；所述壳体3包括上壳体和下壳体，上壳体上设有可使按柄4通过的开孔，第一复位弹簧9和第二复位弹簧10设置在下壳体上，所述按柄4通过第一复位弹簧9与下壳体连接，所述遮光滑块7通过第二复位弹簧10与下壳体连接。

所述第一导光体5、第二导光体6可以为单体形式，且装配在壳体3上；或者第一导光体5、第二导光体6可以与壳体3之间采用双色模注塑成型，由于经过二次注塑一体成型，大大节省了组装成本，而且提高了性能。

所述遮光装置为密封圈18，密封圈18可以采用海绵胶等材料制成，使LED发射元件1和光接收元件2隔开，并能够防止LED发射元件1和光接收元件2与外界接触，起到遮光和防尘的作用。

所述LED发射元件1和光接收元件2通过直插或贴片的方式固定在PCB板11上，按键开关本体盖住LED发射元件1和光接收元件2，这种机电分离的操作方式可大大提高生产效率，节省成本。

如图7所示，本实施例利用上述常闭形式的按键开关，可生产出一种超薄型键盘，该机械键盘包括PCB板11和常闭形式的按键开关，所述PCB板11与常闭形式的按键开关之间设有固定板19，所述常闭形式的按键开关通过固定板19安装在PCB板11上，按键开关与固定板19之间可拆卸连接；所述PCB板11与固定板19之间可以通过螺钉或卡合的方式固定，在本实施例中采用螺钉固定，由于按键开关是超薄型的，生产出的键盘也是超薄型的。

贴好所有元件和功能测试完成后的PCB板11可浸入、刷涂或喷涂透明防水漆，使PCB板11的外表面具有一层保护膜，透明防水漆可透光，且不影响PCB板11的正常功能发挥，使保护膜对PCB板11起到防绝缘、防静电、防水、防尘的作用。

实施例2：

本实施例的主要特点是：如图8所示，所述遮光滑块7上部为直角梯形体、下部为矩形体，其中直角梯形体的倾斜面方向与第一导光体5到第二导光体6的光传输方向垂直，随着按柄4和遮光滑块7共同向下运动后，第一导光体5到第二导光体6的单位时间内的光照强度逐渐变强，加在光接收元件2上的电压就会有一线性的变化，从而实现了模拟渐变输入的功能，使用户可以进行更精细的操作，提高用户的真实操作体验，例如用户在玩动作游戏、第一人称射击游戏时，可以通过按压按键的力道，控制角色移动的速度，或是轻轻按压按键让角色蹑手蹑脚走路；在赛车游戏方面，让用户能够控制油门和煞车的大小，并且能够微调方向盘的角度，让车辆控制更得心应手。

实施例3：

本实施例的按键开关为常开形式，当按柄4未被按下时，遮光滑块7位于第一导光体5与第二导光体6之间的间隙上方，使第一导光体5到第二导光体6的光传输路径16导通，当按柄4被按下时，第一复位弹簧9受力压缩，当按柄4被按下到与遮光滑块7相接触的位置(即按柄4向下运动到1.6mm处)时，第一复位弹簧9继续受力压缩，此时按柄4与遮光滑块7开始共同向下运动，当按柄4与遮光滑块7开始共同向下运动至底部(即按柄4向下运动到2.8mm处，按柄4与遮光滑块7共同向下运动到1.2mm处)时，第一复位弹簧9和第二复位弹簧10一起受力压缩，使第一导光体5到第二导光体6的光传输路径16隔断；当按柄4不断地按下弹起，从而实现光传输路径16的导通与隔断。其余结构特征同实施例1。

综上所述，本实用新型的按键开关及键盘在壳体上设置了第一导光体、第二导光体和遮光滑块，该遮光滑块用于遮挡从第一导光体传输到第二导光体的光，且按柄的一侧具有一可使遮光滑块的一部分滑动通过的裁剪部，当按柄被按下到与遮光滑块相接触的位置时，按柄与遮光滑块共同向下运动，由于按柄会与遮光滑块共同向下运动一段行程，这样按柄只需按压较短行程即可实现第一导光体到第二导光体的光传输路 径的隔断与导通，因此加工出来的按键开关及键盘的整体厚度较小，既可以做成独立的机械键盘，也可以做成一体机电脑、笔记本电脑等设备的键盘。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种超薄型分体式双光路光导按键开关，包括按键开关本体，所述按键开关本体包括壳体和按柄，所述按柄通过第一复位弹簧与壳体连接，其特征在于：还包括LED发射元件和光接收元件，所述LED发射元件和光接收元件设置在PCB板上，LED发射元件和光接收元件之间通过遮光装置隔开；所述按键开关本体还包括第一导光体、第二导光体和遮光滑块；

所述第一导光体和第二导光体设置在壳体上，其中第一导光体位于LED发射元件的上方，且设有透光部和第一反光部，第二导光体位于光接收元件的上方，且设有第二反光部，所述透光部用于透射LED发射元件所发射的光，所述第一反光部将LED发射元件所发射的光反射到第二反光部，经第二反光部反射后回到光接收元件；

所述遮光滑块通过第二复位弹簧与壳体连接，该遮光滑块用于遮挡从第一导光体传输到第二导光体的光；所述按柄的一侧具有一可使遮光滑块的一部分滑动通过的裁剪部，当按柄被按下到与遮光滑块相接触的位置时，按柄与遮光滑块共同向下运动。

2.根据权利要求1所述的一种超薄型分体式双光路光导按键开关，其特征在于：所述LED发射元件为单色LED灯、双色LED灯或RGB三基色LED灯。

3.根据权利要求1所述的一种超薄型分体式双光路光导按键开关，其特征在于：所述按键开关本体还包括扭力弹簧，所述扭力弹簧设置在壳体上，当按柄被按下到与遮光滑块相接触的位置时，按柄将扭力弹簧推出形成弹力蓄积，当按柄与遮光滑块共同向下运动至底部时，按柄将扭力弹簧蓄积的弹力释放，并与扭力弹簧撞击，从而发出声音。

4.根据权利要求1所述的一种超薄型分体式双光路光导按键开关，其特征在于：所述第一导光体、第二导光体均为单体形式，且装配在壳体上，或第一导光体、第二导光体与壳体之间采用双色模注塑成型。

5.根据权利要求1所述的一种超薄型分体式双光路光导按键开关，其特征在于：所述第一反光部向左侧倾斜设置，所述第二反光部向右侧倾斜设置。

6.根据权利要求1所述的一种超薄型分体式双光路光导按键开关，其特征在于：所述遮光滑块上部为直角梯形体、下部为矩形体，其中直角梯形体的倾斜面方向与第一导光体到第二导光体的光传输方向垂直。

7.根据权利要求1所述的一种超薄型分体式双光路光导按键开关，其特征在于：所述遮光装置为密封圈，所述密封圈采用海绵胶制成。

8.根据权利要求1所述的一种超薄型分体式双光路光导按键开关，其特征在于：所述按键开关为常闭形式，当按柄未被按下时，所述遮光滑块使第一导光体到第二导光体的光传输路径隔断；当按柄被按下到与遮光滑块相接触的位置时，按柄与遮光滑块共同向下运动，当按柄与遮光滑块开始共同向下运动至底部时，使第一导光体到第二导光体的光传输路径导通。

9.根据权利要求1所述的一种超薄型分体式双光路光导按键开关，其特征在于：所述按键开关为常开形式，当按柄未被按下时，所述遮光滑块使第一导光体到第二导光体的光传输路径导通；当按柄被按下到与遮光滑块相接触的位置时，按柄与遮光滑块共同向下运动，当按柄与遮光滑块开始共同向下运动至底部时，使第一导光体到第二导光体的光传输路径隔断。

10.一种超薄型分体式双光路光导键盘，包括PCB板，其特征在于：还包括多个权利要求1-9任一项所述的按键开关，所述PCB板与按键开关之间设有固定板，所述按键开关通过固定板安装在PCB板上，按键开关与固定板之间可拆卸连接；所述PCB板与固定板之间通过螺钉或卡合的方式固定。