TW201807731A

TW201807731A - 發光鍵盤

Info

Publication number: TW201807731A
Application number: TW105127824A
Authority: TW
Inventors: 葉亮達; 林欽宏; 黃裕明
Original assignee: 達方電子股份有限公司
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2018-03-01
Also published as: TWI598918B

Abstract

本發明揭露一種發光鍵盤，其包含複數個鍵帽、一底板、複數個升降機構、一介質層及一發光模組。該複數個升降機構對應地設置於該複數個鍵帽與該底板之間，該介質層設置於該底板下方，該發光模組設置於該介質層下方。該底板及該介質層分別對應該複數個鍵帽包含一孔。該發光模組對應每一組孔包含一發光元件，其發出之垂直方向光線可穿過該對應的孔而行進到上方對應的鍵帽。該介質層可防止光線穿透使得相鄰的發光元件發出的光線互不干擾。

Description

發光鍵盤

本發明關於一種鍵盤，尤指一種發光鍵盤。

有些發光鍵盤是利用在鍵帽下方設置的單一導光板，以提供鍵盤單色背光，其光源多由一個或兩個光棒提供，但這類發光鍵盤無法對不同的鍵帽提供不同色的背光，故亦無避免各光源間相互干擾的需要。也有些發光鍵盤是在鍵帽之下設置對應的發光元件，透過控制個別的發光元件以達到對不同的鍵帽提供不同色背光的目的。為了避免各發光元件發射的光線相互干擾，通常對每一個發光元件套上一遮罩件，以拘束發光元件發射的光線僅射向對應的鍵帽，使得各發光元件發射的光線原則上不會相互干擾，也抑制了各元件發射的光線相互混光的現象。然而，對每一個發光元件分別設置遮罩件將使得發光鍵盤的零件數量大幅增加，也增加組裝發光鍵盤的複雜度。

鑑於先前技術中的問題，本發明提供一種發光鍵盤，利用疊置於一電路板與一底板間、具有複數個鏤空結構之一介質層，提供阻隔設置於該電路板上之複數個發光元件，以避免該複數個發光元件發射之光線相互干擾。

根據本發明之一實施例之一發光鍵盤包含複數個鍵帽、一底板、複數個升降機構、一介質層及一發光模組。該底板設置於該複數個鍵帽下方，該底板具有複數個第一孔，每一個第一孔對應位於該複數個鍵帽其中之一下方。該複數個升降機構設置於該底板與該複數個鍵帽之間，每一個升降機構對應該複數個鍵帽其中之一，每一個鍵帽經由該對應的升降機構而能相對於該底板上下移動。該介質層設置於該底板下方，該介質層可防止光線穿透且具有複數個第二孔，每一個第一孔與該複數個第二孔其中之一導通。該發光模組包含一電路板及設置於該電路板上之複數個發光元件，該電路板設置於該介質層下方，每一個發光元件對應設置於該複數個第二孔其中之一中。其中，每一個發光元件發出之垂直方向光線可穿過該對應的第一孔而行進到上方對應的鍵帽。藉此，每一個發光元件發射之光線受到該介質層的拘束，使得各發光元件發射的光線原則上不會相互干擾。

根據本發明之另一實施例之一發光鍵盤包含兩個鍵帽、一底板、兩個升降機構、一介質層及一發光模組。該底板設置於該兩個鍵帽下方，該底板具有一第一組孔洞與一第三組孔洞，該第一組孔洞與該第三組孔洞分別對應位於該兩個鍵帽其中之一下方。該兩個升降機構設置於該底板與該兩個鍵帽間，每一個升降機構對應該兩個鍵帽其中之一，每一個鍵帽經由該對應的升降機構而能相對於該底板上下移動。該介質層設置於該底板下方，該介質層可防止光線穿透且具有一第二孔與一第四孔，該第一組孔洞與該第二孔導通，該第三組孔洞與該第四孔導通。該發光模組包含一電路板及設置於該電路板上之一第一發光元件與一第二發光元件，該電路板設置於該介質層下方，該第一發光元件設置於該第二孔中，該第二發光元件設置於該第四孔中。其中，該第一發光元件發出之垂直方向光線可穿過該第二孔與該第一組孔洞而行進到上方該對應的鍵帽，該第一發光元件發出之水平方向光線無法穿過該介質層而行進到該第三組孔洞；該第二發光元件發出之垂直方向光線可穿過該第四孔與該第三組孔洞而行進到上方該對應的鍵帽，該第二發光元件發出之水平方向光線無法穿過該介質層而行進到該第一組孔洞。藉此，該第一發光元件與該第二發光元件分別發射之光線受到該介質層的拘束，使得該第一發光元件與該第二發光元件發射的光線原則上不會相互干擾。

相較於先前技術，根據本發明之按鍵結構使用單一結構件，即該介質層，即可阻隔各發光元件發射的光線，發揮避免各發光元件發射的光線相互干擾的功效。且相較於習知可針對不同鍵帽提供不同背光之發光鍵盤，根據本發明之按鍵結構具有結構簡化的功效。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱圖1至圖3。根據本發明之一實施例之一發光鍵盤1包含一上蓋10、一下蓋12、複數個鍵帽14、一底板16、複數個升降機構18、一介質層20及一發光模組22，上蓋10與下蓋12銜接以容置複數個鍵帽14、底板16、複數個升降機構18、介質層20及發光模組22；於圖3中，為使底板16、介質層20及發光模組22能清楚顯示，其於垂直方向的尺寸均被誇大繪示。其中，底板16設置於該複數個鍵帽14下方，該複數個升降機構18設置於底板16與該複數個鍵帽14之間，每一個升降機構18對應該複數個鍵帽14其中之一，每一個鍵帽14經由該對應的升降機構18而能相對於底板16上下移動，該複數個鍵帽14自上蓋10之一窗口102露出，介質層20設置於底板16下方，發光模組22包含一電路板222及設置於電路板222的上表面2222上之複數個發光元件224，電路板222設置於介質層20下方。於實作上，電路板222可為一印刷電路板或一軟板。於本實施例中，升降機構18為一剪刀式支架，包含兩相互樞接的支架，升降機構18與設置於底板16的上表面162上的連接結構164及設置於鍵帽14的底表面142上的連接結構144(於圖2中之一個鍵帽14中，繪示其隱藏輪廓線)分別連接，但本發明不以此為限。原則上，任何能提供鍵帽14相對於底板16相對移動之機構均可作為本發明之升降機構，故目前市面上常見的按鍵結構使用的升降機構均可適用。

此外，底板16具有複數個第一孔166，每一個第一孔166對應位於該複數個鍵帽14其中之一下方，介質層20具有複數個第二孔202，每一個第一孔166與該複數個第二孔202其中之一導通(亦即孔166、202形成的空間連通)。每一個發光元件224對應設置於該複數個第二孔202其中之一中。每一個發光元件224發出之垂直方向光線(以箭頭表示)可穿過該對應的第一孔166而行進到上方對應的鍵帽14。另外，於本實施例中，第二孔202亦對應該複數個鍵帽14其中之一，第一孔166、第二孔202及鍵帽14為一對一的設置關係，但本發明不以此為限。

此外，於本實施例中，底板16為一金屬板沖壓件，故不透光。於實作上，底板16亦得以一塑膠射出件實作，使用不透光的塑料，亦可使塑膠射出件不透光。又，於本實施例中，介質層20可防止光線穿透，亦即介質層20可防止光線進入及/或進入介質層20的光線可被介質層20吸收致使光線不會穿透介質層20，此可透過採用適當的材料或結構而實現。因此，自發光元件224發出之光線僅能經由對應的第二孔202及第一孔166射向對應的鍵帽14，且不會進入其他第二孔202或第一孔166中而影響其他發光元件224發射的光線。同理，每一個發光元件224發射的光線能不受干擾地射向對應的鍵帽14。藉此，每一個鍵帽14接受到的光線係可預測的，換言之，提供給每一個鍵帽14的背光可被精確地控制。

補充說明的是，於實作上，當介質層20以可吸光材料(例如半透明的PET、PC等)製作時，光線穿過介質層20後的強度衰減至一定程度可視為光線未穿透介質層20。此程度可由實際產品規格或實驗而定，例如假設當光線強度衰減至5%以下時，來自不同發光元件224的光線間之混光不明顯或可忽略，此光線衰減的程度即可視為光線未穿透介質層20。此光線強度衰減的控制可透過介質層20材質或尺寸來控制。另外，當介質層20以反射的機制來防止光線穿透時，於實作上，介質層20可直接以可反射光材料(例如其內散布有反光粉末(例如氧化鋁、氧化銀、硫酸鋇等物質)的片材)製作，或是以任何材料(例如透明的PET、PC等物質)製作的片材並於其表面塗佈反射材料(例氧化鋁、氧化銀、硫酸鋇等物質)。又，於實作上，介質層20亦得以部分反射、部分折射的機制來防止光線穿透，例如介質層20以前述說明例之結合實作。當介質層20以全反射的機制來防止光線穿透或能完全吸收進入其內的光線時，介質層20視為係以不透光材料或結構製作，其實施細節可參閱前述關於以可反射光材料及可吸收光材料製作介質層20之說明。

另外，於本實施例中，介質層20封閉(或謂密封)底板16與電路板222之間的間隙(例如介質層20的上表面緊貼底板16的下表面168且介質層20的下表面緊貼電路板222的上表面)，且每一個發光元件224均被介質層20所環繞。藉此，發光元件224發出的光線不會經由該間隙進入其他第二孔202內。又，當介質層20以吸光材料製作時，每一個發光元件224發出的水平方向光線(以箭頭表示)欲行進到相鄰的鍵帽14下方時，該水平方向光線將會進入介質層20並被大幅吸收而衰減至可接受的程度，如前段說明。其中，該水平方向光線係指其行進路徑整體朝向水平方向進行，例如圖3中於底板16及電路板222之間多次反射行進的光線亦屬之。

另外，於本實施例中，第二孔202的輪廓大於對應的第一孔166的輪廓。此結構配置可使發光元件224經由第一孔166射出的光線的強度可較為集中。另外，於本實施例中，發光元件224可為一表面黏著式發光二極體(light-emitting diode)元件，其出光面朝向鍵帽14的底表面142；但本發明不以此為限，例如使用插入式發光二極體，其出光面通常為一半球面。此外，於實作上，發光元件224可包含三個發光晶片，例如紅色、綠色、藍色發光二極體(light-emitting diode)；藉此，發光元件224可透過選擇性地控制發光晶片發光，以提供多種色光。又，於實作上，一個第二孔202(或一個第一孔166)可對應多個發光元件224，分別發射不同色光。透過不同色光的混合(亦即選擇性地使一或多個發光元件224同時發光)以提供對應的鍵帽14不同色的背光，增加發光鍵盤1視覺效果的變化性。

此外，於本實施例中，發光鍵盤1還包含一薄膜電路板24及複數個彈性圓突26，設置於發光模組22與該複數個鍵帽14之間(或底板16與該複數個鍵帽14之間)。薄膜電路板24包含複數個開關242(於圖2中，以影線表示其位置)及複數個通孔244，每一個開關242對應位於該複數個鍵帽14其中之一之下，該複數個通孔244供底板16的連接結構164穿過以與對應的升降機構18連接。該複數個彈性圓突26設置於薄膜電路板24與該複數個鍵帽14之間。每一個彈性圓突26對應該複數個開關242其中之一且位於該對應的開關242上。當鍵帽14被按鍵時，該對應的彈性圓突26可被鍵帽14擠壓而觸發該對應的開關242。補充說明的是，於本實施例中，發光鍵盤1可包含一控制模組28(以矩形框簡化表示於圖2中)，與薄膜電路板24及發光模組22電連接(其連接細節未予繪示於圖中，以簡化圖面)。於實作上，控制模組28與薄膜電路板24及發光模組22之電連接可透過連接器或直接焊接等方式實施。藉此，發光鍵盤1即透過控制模組28以控制薄膜電路板24及發光模組22之作動並與外部電子裝置通訊。此控制模組之功能及結構得以一般發光鍵盤中負責控制電子組件作動的模組實施，於此不另贅述。於實作上，前述控制模組28可視實際設計而與薄膜電路板24或發光模組22的電路板222整合。

另外，於本實施例中，薄膜電路板24為一三層結構(以單一結構剖面表示於圖中，以簡化圖面)，上、下的結構層相對的表面上形成有電路，連接該複數個開關242，中間的結構層絕緣上下兩層上的電路且於對應開關242處形成開孔，此三個結構層均由可透光的材料製作，例如PET、PC等。開關242及彈性圓突26均位於對應的發光元件224上方。彈性圓突26以透明或半透明(或謂可透光)之材料製作，例如矽橡膠。藉此，發光元件224發出之垂直方向光線可穿過薄膜電路板24及彈性圓突26而到達鍵帽14的底表面142。又，於實作上，鍵帽14可包含一透光部146(於圖3中以虛線框表現出其設置區域)，貫穿鍵帽14的底表面142及頂表面148，使得前述光線能再經由透光部146自頂表面148射出鍵帽14，進而產生光學指示效果，例如透光部146於頂表面148具有一字母輪廓(以虛線表示於圖1中)。

另外，於本實施例中，雖將底板16正對發光元件224之通孔定義為第一孔166，但如圖2所示，基於第二孔202的開孔範圍，底板16上的其他通孔事實上亦能容許光線通過而抵達對應的鍵帽14，故亦能作為第一孔。進一步說明如下。請亦參閱圖4及圖5。圖4為圖1中發光鍵盤沿線Y-Y之剖面圖，為較清楚顯示各元件間之配置，故僅顯示一個按鍵結構的範圍。圖5為圖2中薄膜電路板24、底板16、介質層20及發光模組22之局部放大圖，且僅選擇顯示兩個相鄰的按鍵結構，其選擇僅為配合圖4說明，本發明不以此為限。底板16對應兩個鍵帽14分別具有一第一組孔洞176a與一第三組孔洞176b，第一組孔洞176a與第三組孔洞176b分別對應位於該兩個鍵帽14其中之一下方，介質層20對應兩個鍵帽14分別具有一第二孔與一第四孔(即前文中之孔202)，第一組孔洞176a與該第二孔(即對應的孔202)導通，第三組孔洞176b與該第四孔(即對應的孔202)導通。發光模組22對應兩個鍵帽14分別包含一第一發光元件與一第二發光元件(即前文中之發光元件224)，其中該第一發光元件設置於該第二孔中，該第二發光元件設置於該第四孔中(即該兩個發光元件224對應設置於該兩個孔202中)。於本實施例中，第一組孔洞176a與第三組孔洞176b結構相同，故下文以第一組孔洞176a為例說明，第三組孔洞176b可直接參照，不另贅述。第一組孔洞176a包含一中央孔洞(即前文中之孔166)、四個開孔166a(為了形成連接結構164而形成，例如金屬板件沖壓成形連接結構164而形成的開孔)及兩個通孔166b；其中，該中央孔洞係位於對應的彈性圓突26正下方，對應的發光元件224(即該第一發光元件)係對正該中央孔洞。如圖4所示，該第一發光元件(即圖中發光元件224)發出之垂直方向光線可穿過該第二孔(即圖中孔202)與第一組孔洞176a而行進到上方對應的鍵帽14，該第一發光元件發出之水平方向光線無法穿過介質層20而行進到第三組孔洞176b(可併參閱圖3)。同理，該第二發光元件(對應第三組孔洞176b的發光元件224)發出之垂直方向光線可穿過該第四孔(對應第三組孔洞176b的孔202)與第三組孔洞176b而行進到上方對應的鍵帽14，該第二發光元件發出之水平方向光線無法穿過介質層20而行進到第一組孔洞176a(可併參閱圖3)。此外，如圖4所示，當該第一發光元件發出之垂直方向光線穿過對應的彈性圓突26時，該垂直方向光線被對應的彈性圓突26所擴散。

另外，由於發光元件224設置於孔202中，故原則上，將介質層20的孔202與底板16及電路板222密合(或貼合)即可達到有效防止光線進入底板16與電路板222間之間隙。請併參閱圖6。例如，該第二孔及該第四孔(即孔202)分別具有一週緣202a，介質層20的上表面204沿著週緣202a塗佈一環形的第一膠層206(於圖5中均以影線表示其塗佈範圍，且以粗線段表示於圖6中)，介質層20的下表面208沿著週緣202a塗佈一環形的第二膠層210(其塗佈範圍雖未顯示於圖5中，但與第一膠層206的塗佈範圍對稱，且以粗線段表示於圖6中)。另外，事實上，介質層20具有厚度，故孔202具有封閉的側壁及位於介質層20的上表面204及下表面208的開口邊緣。相對於發光鍵盤1整體尺寸，介質層20相當薄，故於發光鍵盤1整體的尺度下，孔202即相當於一開孔邊緣。因此，於解讀本文時，前述週緣202a包含於介質層20的上表面204及下表面208的開口邊緣；就簡單解讀而言，前述週緣202a可視為孔202的輪廓。介質層20的上表面204於週緣202a處藉由第一膠層206而黏合於底板16的下表面168，介質層20於週緣202a處藉由第二膠層210而黏合於電路板222的上表面2222，使得介質層20於週緣202a處封閉底板16與電路板222之間的間隙，故光線自發光元件224發射後，不會自孔202與底板16間進入介質層20與底板16之間，也不會自孔202與電路板222間進入介質層20與電路板222之間。此外，於實作上，第一膠層206及第二膠層210亦採用不透光的材料。

另外，於前述各實施例中，發光元件224整個均位於第二孔202中，但本發明不以此為限。如圖7所示，於另一實施例中，發光元件224除位於第二孔202中外，其一部分亦伸入該對應的第一孔166(即中央孔洞)中，更易使大部分自發光元件224發射的光線均朝向鍵帽14行進，進而提昇背光強度。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1‧‧‧發光鍵盤
10‧‧‧上蓋
102‧‧‧窗口
12‧‧‧下蓋
14‧‧‧鍵帽
142‧‧‧底表面
144‧‧‧連接結構
146‧‧‧透光部
148‧‧‧頂表面
16‧‧‧底板
162‧‧‧上表面
164‧‧‧連接結構
166‧‧‧第一孔
166a‧‧‧開孔
166b‧‧‧通孔
168‧‧‧下表面
176a‧‧‧第一組孔洞
176b‧‧‧第三組孔洞
18‧‧‧升降機構
20‧‧‧介質層
202‧‧‧第二孔
204‧‧‧上表面
206‧‧‧第一膠層
208‧‧‧下表面
210‧‧‧第二膠層
22‧‧‧發光模組
222‧‧‧電路板
2222‧‧‧上表面
224‧‧‧發光元件
24‧‧‧薄膜電路板
242‧‧‧開關
26‧‧‧彈性圓突
28‧‧‧控制模組

圖1為根據本發明之一實施例之一發光鍵盤之示意圖。圖2為圖1中發光鍵盤之爆炸圖。圖3為圖1中發光鍵盤沿線X-X之剖面圖。圖4為圖1中發光鍵盤沿線Y-Y之剖面圖。圖5為圖2之局部放大圖。圖6為根據另一實施例之一發光鍵盤之剖面圖。圖7為根據另一實施例之一發光鍵盤之剖面圖。

Claims

一種發光鍵盤，包含：複數個鍵帽；一底板，設置於該複數個鍵帽下方，該底板具有複數個第一孔，每一個第一孔對應位於該複數個鍵帽其中之一下方；複數個升降機構，設置於該底板與該複數個鍵帽之間，每一個升降機構對應該複數個鍵帽其中之一，每一個鍵帽經由該對應的升降機構而能相對於該底板上下移動；一介質層，設置於該底板下方，該介質層可防止光線穿透且具有複數個第二孔，每一個第一孔與該複數個第二孔其中之一導通；以及一發光模組，包含一電路板及設置於該電路板上之複數個發光元件，該電路板設置於該介質層下方，每一個發光元件對應設置於該複數個第二孔其中之一中；其中，每一個發光元件發出之垂直方向光線可穿過該對應的第一孔而行進到上方該對應的鍵帽。
如請求項1所述之發光鍵盤，其中該介質層封閉該底板與該電路板之間的間隙，且每一個發光元件均被該介質層所環繞。
如請求項1所述之發光鍵盤，其中該複數個第二孔其中之一的輪廓大於該對應的第一孔的輪廓。
如請求項1所述之發光鍵盤，其中該複數個發光元件其中之一包含三個發光晶片，分別發射不同色光。
如請求項1所述之發光鍵盤，其中該複數個發光元件其中之一部分伸入該對應的第一孔中。
如請求項1所述之發光鍵盤，其中該介質層選自於由可吸收光材料、可反射光材料以及不透光材料所組成之群組之一材料。
如請求項1所述之發光鍵盤，更包含一薄膜電路板，設置於該發光模組與該複數個鍵帽之間，其中該薄膜電路板包含複數個開關，每一個開關對應位於該複數個鍵帽其中之一之下。
一種發光鍵盤，包含：兩個鍵帽；一底板，設置於該兩個鍵帽下方，該底板具有一第一組孔洞與一第三組孔洞，該第一組孔洞與該第三組孔洞分別對應位於該兩個鍵帽其中之一下方；兩個升降機構，設置於該底板與該兩個鍵帽間，每一個升降機構對應該兩個鍵帽其中之一，每一個鍵帽經由該對應的升降機構而能相對於該底板上下移動；一介質層，設置於該底板下方，該介質層可防止光線穿透且具有一第二孔與一第四孔，該第一組孔洞與該第二孔導通，該第三組孔洞與該第四孔導通；以及一發光模組，包含一電路板及設置於該電路板上之一第一發光元件與一第二發光元件，該電路板設置於該介質層下方，該第一發光元件設置於該第二孔中，該第二發光元件設置於該第四孔中；其中，該第一發光元件發出之垂直方向光線可穿過該第二孔與該第一組孔洞而行進到上方該對應的鍵帽，該第一發光元件發出之水平方向光線無法穿過該介質層而行進到該第三組孔洞；其中，該第二發光元件發出之垂直方向光線可穿過該第四孔與該第三組孔洞而行進到上方該對應的鍵帽，該第二發光元件發出之水平方向光線無法穿過該介質層而行進到該第一組孔洞。
如請求項8所述之發光鍵盤，其中該第二孔具有一週緣，該介質層上表面沿著該週緣塗佈一環形的第一膠層，該介質層下表面沿著該週緣塗佈一環形的第二膠層，該介質層於該週緣處藉由該第一膠層而黏合於該底板下表面，該介質層於該週緣處藉由該第二膠層而黏合於該電路板上表面，使得該介質層於該週緣處封閉該底板與該電路板之間的間隙。
如請求項8所述之發光鍵盤，其中該發光鍵盤還包含一彈性圓突，該第一組孔洞包含一中央孔洞，該中央孔洞係位於該彈性圓突正下方，該第一發光元件係對正該中央孔洞，當該第一發光元件發出之垂直方向光線穿過該彈性圓突時，該垂直方向光線被該彈性圓突所擴散。