TW201712710A - 按鍵裝置及導光元件 - Google Patents

Abstract

一種按鍵裝置，包含按鍵開關、光源、鍵帽及導光元件。光源鄰近於按鍵開關。鍵帽罩覆按鍵開關與光源。鍵帽包含透光板部及側板部。透光板部覆蓋光源。側板部連接於透光板部。導光元件介於鍵帽之透光板與光源之間。導光元件包含均光板部及引光板部。均光板部具有出光面及背面，出光面面向鍵帽之透光板部。引光板部具有相對的一連接面及一入光面。連接面連接於均光板部之背面，並與背面之其中一側緣相連。光源鄰近於引光板部之入光面旁，且引光板部之連接面大於引光板部之入光面。

Description

按鍵裝置及導光元件

本發明係關於一種按鍵裝置及導光元件，特別是一種具發光效果的按鍵裝置及導光元件。

在現今科技發達的資訊時代，電腦已成為人們不可或缺的必需品。就目前電腦而言，鍵盤為不可或缺的輸入設備之一，用以輸入文字、符號或數字。使用者在選擇鍵盤時，除了考量鍵盤的功能外，鍵盤外觀的視覺效果亦受到使用者的重視。舉例而言，目前市面上已有推出發光鍵盤，以期藉由燈光營造出酷炫的視覺效果來吸引使用者。此外，使用者於夜間或燈光不足的地方使用發光鍵盤時，發光鍵盤本身提供之光源亦可協助使用者尋找按鍵，以提升發光鍵盤的使用便利性。

然而，目前市面上的發光鍵盤普遍難以兼顧製造成本與光均勻度，其原因在於，若欲提升發光鍵盤之光均勻度，則必需增加光源的數量，但光源數量的增加卻 會提高發光鍵盤的製造成本。反之，若減少光源的數量，雖可降低發光鍵盤的製造成本，但卻會降低發光鍵盤的光均勻度。因此，目前市面上的發光鍵盤有製造成本與光均勻度難以兼顧的問題。

本發明在於提供一種按鍵裝置及導光元件，藉以兼顧發光鍵盤的製造成本與光均勻度。

本發明所揭露的按鍵裝置，包含一按鍵開關、一光源、一鍵帽及一導光元件。光源鄰近於按鍵開關。鍵帽罩覆按鍵開關與光源。鍵帽包含一透光板部及一側板部。側板部連接於透光板部，並圍繞光源。導光元件介於鍵帽之透光板與光源之間。導光元件包含一均光板部及一引光板部。均光板部具有相對的一出光面及一背面，出光面面向鍵帽之透光板部。引光板部具有相對的一連接面及一入光面。連接面連接於均光板部之背面，並與背面之其中一側緣相連。光源鄰近於引光板部之入光面旁，且引光板部之連接面大於引光板部之入光面。

本發明所揭露的導光元件，包含一均光板部及一引光板部。均光板部具有相對的一出光面及一背面。引光板部具有相對的一連接面及一入光面。連接面連接於均光板部之背面，並與背面之其中一側緣相連。引光板部之連接面大於引光板部之入光面。

根據上述實施例所揭露的按鍵裝置及導光元件，透過導光元件之引光板部的引光，再透過導光元件之均光板部的導光，讓光線均勻擴散到均光板部的出光面，進而可用一個或少量的光源來達到鍵帽之透光板部整面的光均勻度。也就是說，透過導光元件的設置，可有效減少光源的用量，並達到所需之均勻度的標準，進而可兼顧發光鍵盤有製造成本與光均勻度。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

請參閱圖1至圖3。圖1為根據本發明第一實施例所述之按鍵裝置的立體示意圖。圖2為圖1的分解示意圖。圖3為圖1之剖面示意圖。

本實施例之按鍵裝置10適用應用於發光鍵盤(未繪示)，其包含一按鍵開關100、一光源200、一鍵帽300及一導光元件400。此外，按鍵裝置10內可另設有架橋(如剪刀式樞接結構，未繪示)。由於架橋並非本發明之重點，且為本領域具通常知識者已熟知之技術，故與架橋相關之結構並不再贅述。

按鍵開關100例如為機械式的觸發開關，並具有一觸發凸部110。當按鍵開關100之觸發凸部110被觸發時，按鍵開關100會產生對應的文字或功能訊號。上述按鍵開關100是以機械式觸發開關為例，但並不以此為限，在其他實施例中，按鍵開關100也可以是光遮斷式的觸發開關。

光源200鄰近於按鍵開關100。詳細來說，光源200例如為發光二極體。光源200位於按鍵開關100旁，並用以產生向上投射的一光線。

鍵帽300罩覆按鍵開關100與光源200。詳細來說，鍵帽300包含一透光板部310及一側板部320。透光板部310位於按鍵開關100上方。側板部320連接於透光板部310，並圍繞光源200。在本實施例中，透光板部310上例如印有英文字母或注音符號，且側板部320設計成不透光，但並不以此為限，在其他實施例中，側板部320亦和透光板部310一樣設計成可透光。

導光元件400介於鍵帽300之透光板部310與光源200之間，並固定於鍵帽300。詳細來說，請參閱圖3至圖5。圖4為圖3之導光元件的放大示意圖。圖5為圖1之另一視角的剖面示意圖。導光元件400包含一均光板部410、一引光板部420及二結合板部430。均光板部410具有相對的一出光面411及一背面412。出光面411面向鍵帽300之透光板部310。背面412具有相對的二側緣412a、412b。引光板部420具有相對的一連接面421及一入光面422，引光板部420之連接面421連接於均光板部410之背面412，並與背面412之其中一側緣412a相連，使引光板部420凸出於均光板部410之背面412而令導光元件400的外形例如呈英文字母的「L」型。光源200鄰近於引光板部420之入光面422旁，並且光源200所產生的光線能進入引光板部420的入光面422。在一實施例中，光元200位於引光板部420的入光面422的正下方。 在本實施例中，引光板部420之連接面421大於引光板部420的入光面422，結合圖3和圖5，連接面421和入光面422二者的面積關係亦可用長度關係表示，即引光板部420的連接面421的長度D1大於引光板部420之入光面422的長度D2。當光源200投射出的光線進入引光板部420的入光面422後，由於引光板部420的連接面421大於入光面422，使得光線在進入此入光面422後逐漸均勻擴散到連接面421。從而，光源200可以是一個（或少量的）發光源，即導光元件400僅需要使用一個（或少量的）光源，即可達到整個平面均光的效果，有效減少了光源的使用量，進而兼顧了發光鍵盤的製造成本與光均勻度。

在一具體實施例中，引光板部420具有二引光面423。二引光面423分別連接於入光面422之相對兩側，並朝引光板部420之連接面421延伸。詳細來說，在靠近引光板部420之連接面421處，二引光面423具有一第一間距(即等於連接面421的長度D1)，以及在遠離引光板部420之入光面422處，二引光面423之間具有一第二間距(即等於入光面422的長度D2)。第一間距大於第二間距。光源200所產生之光線用以自入光面422進入引光板部420，並藉由二引光面423使光源200發出之光線均勻地進入均光板部410。另一具體實例中，二引光面423分別與入光面422形成一角度，可使光線分佈更為均勻，例如此角度可以為40度至50度的任一角度值。又一具體實例中，可以將二引光面423拋光，以減少光的散射。

均光板部410之出光面411於靠近引光板部420的一側與遠離引光板部420的一側分別具有一第一反射面413及一第二反射面414。第一反射面413與出光面411之延伸面所構成的夾角θ1為45度，並且第一反射面413於背面412之投影與引光板部420於背面412之投影至少部分重疊，以透過第一反射面413將進入均光板部410之光線反射，並令光線朝遠離引光板部420的方向擴散。其中，第一反射面413與出光面411之延伸面所構成的夾角θ1並不限於上述之45度，在其他實施例中，第一反射面413與出光面411之延伸面所構成的夾角θ1亦可為40度至50度之任一角度值。

此外，在本實施例中，第一反射面413上並無塗佈反射塗料，僅藉由全反射原理讓傾斜的第一反射面413達到反射效果，但並不以此為限，在其他實施例中，第一反射面413上也可以另塗佈有反射塗層，以提升第一反射面413的反射效果。同理，第二反射面414亦可另塗佈有反射塗層，以提升第二反射面414的反射效果。

在本實施例中，均光板部410之第一反射面413在背面412上的投影與引光板部420在背面412上的投影完全重疊，以令光源200發出之光線能夠幾乎全數經第一反射面413反射回均光板部410而增加導光元件400的光線使用率。但並不以此為限，在其他實施例中，均光板部410之第一反射面413在背面412上的投影與引光板部420在背面412上的投影也可以僅部分重疊。

第二反射面414與出光面411之延伸面所構成的夾角θ2為45度。第二反射面414能夠將原本可能自均光板部410遠離引光板部420之一側穿出的光線重新反射回均光板部410。如此一來，即能夠增加光源200所發出之光線從均光板部410之出光面411射出的射出量，進而進一步地增加導光元件400的光線使用率。其中，第二反射面414與出光面411之延伸面所構成的夾角θ2並不限於上述之45度，在其他實施例中，第二反射面414與出光面411之延伸面所構成的夾角θ2亦可為40度至50度之任一角度值。

本實施例中，均光板部410更具有多個微結構。這些微結構位於均光板部410的背面412。這些微結構例如為自背面412向內凹陷的一凹槽415，且這些微結構的分佈密度自靠近引光板部420之一側朝遠離引光板部420之一側漸密。藉由這些微結構，可使由出光面411射向透光板部310的光線更均勻。

此外，均光板部410具有形成這些凹槽415之多對槽側面415a。每一對槽側面415a所構成的夾角θ3為90度，但並不以此為限，在其他實施例中，每一對槽側面415a所構成的夾角θ3也可以為大於等於40度，以及小於等於90度的任一角度值。

再者，本實施例之微結構為凹槽415，但並不以此為限，在其他實施例中，微結構也可以為凸塊。

結合板部430凸出於均光板部410之背面412，並卡合於按鍵開關100之觸發部。如此一來，鍵帽300受外力壓迫時，鍵帽300能夠帶動導光元件400觸發按鍵開關100，以產生文字或功能訊號。在本實施例中，結合板部430的數量以兩個為例，但並不以此為限，在其他實施例中，結合板部430的數量也可以為一個或三個以上。

透過上述引光板部420的引光，可讓光源200發出的光線均勻地進入均光板部410，再透過均光板部410讓光線均勻地擴散並從出光面411射向鍵帽300的透光板部310。藉此讓本實施例之按鍵裝置10僅需使用一個或少量的光源200或較低功率的光源200即可達到整個透光板部310的均光效果，進而降低按鍵裝置10的製造成本及耗電量。

在上述實施例中，引光面424是以曲面為例，但並不以此為限。請參閱圖6。圖6為根據本發明第二實施例所述之按鍵裝置的剖面示意圖。在本實施例之按鍵裝置10’中，引光面424也可以為平面。此外，本實施例之按鍵裝置10’之其餘結構與第一實施例相似，故不再贅述。

根據上述實施例所揭露的按鍵裝置及導光元件，透過導光元件之引光板部的引光，再透過導光元件之均光板部的導光，讓光線均勻擴散，進而可用一個或少量的光源來達到鍵帽之透光板部整面的光均勻度。也就是說，透過導光元件的設置，可有效減少光源的用量，並達到所需之均勻度的標準，進而可兼顧發光鍵盤有製造成本與光均勻度。

雖然本發明的實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造、特徵及數量當可做些許的變更，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。

10、10’‧‧‧按鍵裝置
100‧‧‧按鍵開關
110‧‧‧觸發凸部
200‧‧‧光源
300‧‧‧鍵帽
310‧‧‧透光板部
320‧‧‧側板部
400‧‧‧導光元件
410‧‧‧均光板部
411‧‧‧出光面
412‧‧‧背面
412a、412b‧‧‧側緣
413‧‧‧第一反射面
414‧‧‧第二反射面
415‧‧‧凹槽
415a‧‧‧槽側面
420‧‧‧引光板部
421‧‧‧連接面
422‧‧‧入光面
423‧‧‧引光面
430‧‧‧結合板部
D1、D2‧‧‧寬度
θ1、θ2、θ3‧‧‧角度

圖1為根據本發明第一實施例所述之按鍵裝置的立體示意圖。 圖2為圖1的分解示意圖。 圖3為圖1之剖面示意圖。 圖4為圖3之導光元件的放大示意圖。 圖5為圖1之另一視角的剖面示意圖。 圖6為根據本發明第二實施例所述之按鍵裝置的剖面示意圖。

10‧‧‧按鍵裝置

100‧‧‧按鍵開關

110‧‧‧觸發凸部

200‧‧‧光源

300‧‧‧鍵帽

310‧‧‧透光板部

320‧‧‧側板部

400‧‧‧導光元件

410‧‧‧均光板部

415‧‧‧凹槽

420‧‧‧引光板部

430‧‧‧結合板部

Claims (13)

1. 一種按鍵裝置，包含： 一按鍵開關；一光源，鄰近於該按鍵開關；一鍵帽，罩覆該按鍵開關與該光源，該鍵帽包含一透光板部及一側板部，該側板部連接於該透光板部；以及一導光元件，介於該鍵帽之該透光板部與該光源之間，該導光元件包含：一均光板部，具有相對的一出光面及一背面，該出光面面向該鍵帽之該透光板部；以及一引光板部，具有相對的一連接面及一入光面，該連接面連接於該均光板部之該背面，並與該背面之其中一側緣相連，該光源鄰近於該引光板部之該入光面旁，且該引光板部之該連接面大於該引光板部之該入光面。
2. 如請求項1所述之按鍵裝置，其中該引光板部具有二引光面，該二引光面分別連接於該入光面之相對兩側，並朝該引光板部之該連接面延伸，在靠近該引光板部之該連接面處，該二引光面具有一第一間距，在靠近該引光板部之該入光面處，該二引光面具有一第二間距，該第一間距大於該第二間距。
3. 如請求項2所述之按鍵裝置，其中該引光面為平面或曲面。
4. 如請求項1所述之按鍵裝置，其中該均光板部更具有多個微結構，該些微結構位於該均光板部的該背面。
5. 如請求項4所述之按鍵裝置，其中該些微結構的密度自靠近該引光板部之一側朝遠離該引光板部之一側漸密。
6. 如請求項4所述之按鍵裝置，其中每一該微結構為自該背面向內凹陷的一凹槽。
7. 如請求項6所述之按鍵裝置，其中該均光板部具有形成該些凹槽之多對槽側面，每一對槽側面所構成的夾角大於等於40度，以及小於等於90度。
8. 如請求項1所述之按鍵裝置，其中該均光板部之該出光面於靠近該引光板部的一側具有一第一反射面，該第一反射面在該背面上的投影與該引光板部在該背面上的投影至少部分重疊。
9. 如請求項8所述之按鍵裝置，其中該第一反射面與該出光面的延伸面所構成的夾角介於40度至50度。
10. 如請求項8所述之按鍵裝置，其中該均光板部之該出光面於遠離該引光板部的一側具有一第二反射面，且該第二反射面與該出光面的延伸面所構成的夾角介於40度至50度。
11. 一種導光元件，包含： 一均光板部，具有相對的一出光面及一背面；以及 一引光板部，具有相對的一連接面及一入光面，該連接面連接於該均光板部之該背面，並與該背面之其中一側緣相連，該引光板部之該連接面大於該引光板部之該入光面。
12. 如請求項11所述之導光元件，其中該均光板部更具有多個微結構，該些微結構位於該均光板部的該背面。
13. 如請求項12所述之導光元件，其中該些微結構的密度自靠近該引光板部之一側朝遠離該引光板部之一側漸密。