TW201907426A - 發光鍵盤 - Google Patents

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陳仲淵
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Abstract

本發明係關於一種發光鍵盤，包括按鍵、具有開孔之支撐板、開關電路板、導光板以及可產生光束之直下式發光元件。支撐板位於按鍵之下方，而開關電路板設置於支撐板上。導光板位於支撐板之下方且具有導光板開孔，而直下式發光元件伸入導光板開孔。當光束穿過開孔時，光束中之第一光束穿過開關電路板而投射至按鍵之第一區域。而光束中之第二光束被開關電路板阻擋而投射進入導光板，以被引導而投射至按鍵之第二區域。

Description

發光鍵盤
本發明係關於一種鍵盤，尤其係關於可產生發光效果之發光鍵盤。
常見的電腦週邊輸入裝置包括滑鼠、鍵盤以及軌跡球等，其中鍵盤可直接鍵入文字以及符號予電腦，因此相當受到使用者以及輸入裝置廠商之重視。
請參閱圖1，其為習知鍵盤之外觀結構示意圖。習知鍵盤1之表面上顯露有複數按鍵10，該些按鍵10被分類為一般鍵101、數字鍵102以及功能鍵103等，該些按鍵供使用者以手指觸壓而產生相對應之訊號予電腦，使電腦執行被觸壓之按鍵功能，例如一般鍵101用以輸入英文字母等符號，數字鍵102用以輸入數字，而功能鍵103則用以提供各種功能，例如F1~F12等。其中習知鍵盤1係為筆記型電腦用之鍵盤。
隨著科技的演進，鍵盤廠商致力於研發各種具有特殊功能之 鍵盤以滿足不同使用者之各種需求，以發光鍵盤為例。以下說明習知發光鍵盤之內部結構。請參閱圖2，其為習知發光鍵盤之結構剖面示意圖。習知發光鍵盤2包括複數按鍵20、薄膜開關電路21、導光板22、發光模組23、支撐板24以及反射片25。按鍵20包括一按鍵帽201、一剪刀式連接元件202以及一彈性元件203。習知發光鍵盤2中，上述各元件由上往下之排列順序為按鍵帽201、剪刀式連接元件202、彈性元件203、薄膜開關電路21、支撐板24、導光板22以及反射片25，且位於薄膜開關電路21以及導光板22之間的支撐板24可承載按鍵帽201、剪刀式連接元件202、彈性元件203以及薄膜開關電路21於其上。
按鍵20中，按鍵帽201顯露於習知鍵盤2之外而可被使用者觸壓，剪刀式連接元件202用以連接按鍵帽201以及支撐板24，而彈性元件203穿過剪刀式連接元件202且分別與按鍵帽201以及薄膜開關電路21接觸。薄膜開關電路21包括上線路板211、隔離層212以及下線路板213，上線路板211具有複數上導電部2111，隔離層212位於上線路板211之下方，且具有對應於複數上導電部2111之複數隔離層開孔2121，而下線路板213位於隔離層212之下方，其具有對應於複數上導電部2111之複數下導電部2131，使得複數下導電部2131可與複數上導電部2111形成複數按鍵開關214。其中，上線路板211、隔離層212以及下線路板213皆係以透光材料所製成，且透光材料係以聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)材質或聚乙烯(polyethylene，PE)材質所製成，以具有透光效果。
發光模組23包括供電電路板231以及複數發光元件232(圖中僅顯示二個)，供電電路板231位於薄膜開關電路21之下方，用以提供電力予複數發光元件232，而複數發光元件232設置於供電電路板231上且伸入反射片25之複數反射片開孔251以及導光板22之複數導光板開孔221， 當複數發光元件232獲得電力時，其得以產生複數光束B，且複數光束B投射至導光板22。其中，複數發光元件232係為側向式發光二極體。而導光板22之功能為引導複數光束B而使其被投射至按鍵帽201。反射片25則設置於導光板22之下方，其可反射複數光束B而使複數光束B往上投射，而避免光束B的浪費，其中，反射片25之二側邊252往上彎折而包覆導光板22之複數側邊222，以避免導光板22發生側邊222漏光之現象。
習知發光鍵盤2中，每一按鍵帽201上具有一個出光區域2011，且出光區域2011係為字母或符號所在之位置，其中出光區域2011之位置係對應於導光板22上之導光網點223的所在位置，以便光束透過導光網點223而被往上引導至其出光區域2011當在導光板22中被傳導的光束B投射至導光網點223上時，導光網點223可導引光束B往上投射，而往上投射光束B可依序穿過支撐板24的支撐板開孔241以及薄膜開關電路21，進而通過按鍵帽201的出光區域2011，使按鍵帽201上的字母或符號得以透光而具有發光效果。
近年來，使用者希望可控制發光鍵盤中每一個按鍵之發光效果，例如：控制按鍵A發光，但按鍵B卻不發光，但上述習知發光鍵盤2無法達到上述需求。為了符合使用者的需求，必須採用直下式發光鍵盤，而直下式發光鍵盤即為於每一按鍵之按鍵帽的下方設置單一個直下式發光二極體，而可分別控制每一個直下式發光二極體的發光情形，以滿足使用者的需求，其中，直下式發光二極體所產生的光束係直接往上投射至相對應的按鍵帽上，故直下式發光鍵盤的光投射效果過於集中，而無法達到光均勻效果。
因此，需要一種可分別控制按鍵之發光情形功能之發光鍵盤，且具有均勻的發光效果。
本發明之目的在於提供一種可分別控制按鍵之發光情形功能之發光鍵盤，且具有均勻的發光效果。
於一較佳實施例中，本發明提供一種發光鍵盤，包括一按鍵、一支撐板、一開關電路板、一導光板以及一直下式發光元件。該按鍵顯露於該發光鍵盤之外，該支撐板位於該按鍵之下方，且連接於該按鍵，該支撐板具有一開孔。該開關電路板設置於該支撐板上，用以被該按鍵觸發而輸出一按鍵訊號，而該導光板位於該支撐板之下方，且該導光板具有一導光板開孔。該直下式發光元件設置於該按鍵之下方且伸入該導光板開孔內，用以產生一光束；其中，該光束穿過該開孔，使該光束中之一第一光束穿過該開關電路板而投射至該按鍵之一第一區域，而該光束中之一第二光束被該開關電路板反射而投射進入該導光板，以被導光板引導而投射至該按鍵之一第二區域。
於一較佳實施例中，該發光鍵盤更包括一另一導光板，設置於該開孔內；其中，該光束穿過該開孔而投射進入該另一導光板內，該另一導光板引導該第一光束穿過該開關電路板而投射至該第一區域，該第二光束離開該另一導光板而被該開關電路板阻擋而再次進入該另一導光板，且該另一導光板引導該第二光束投射進入該導光板，以被該導光板引導而投射至該第二區域。
簡言之，本發明發光鍵盤採用直下式發光元件，且直下式發光元件係一對一地對應於按鍵，故本發明發光鍵盤可分別控制每一按鍵之發光效果。另外，直下式發光元件伸入導光板之導光板開孔且位於支撐板 之開孔以及開關電路板的下方。當直下式發光元件產生光束時，光束穿過開孔，使光束中之第一光束穿過開關電路板而投射至按鍵之第一區域。另一方面，光束中之第二光束經過開關電路板而進入導光板，導光板引導第二光束，使其投射至按鍵之第二區域。故本發明發光鍵盤可產生均勻的發光效果。
1‧‧‧鍵盤
2、3、4‧‧‧發光鍵盤
10、20、30、40‧‧‧按鍵
21‧‧‧薄膜開關電路
22、33‧‧‧導光板
23‧‧‧發光模組
24、31、41‧‧‧支撐板
25‧‧‧反射片
32、42‧‧‧開關電路板
34、44‧‧‧直下式發光元件
35、45、231‧‧‧供電電路板
36、46‧‧‧反射元件
43‧‧‧第一導光板
47‧‧‧第二導光板
101‧‧‧一般鍵
102‧‧‧一般鍵
103‧‧‧功能鍵
202‧‧‧剪刀式連接元件
201、301、401‧‧‧按鍵帽
203‧‧‧彈性元件
211、321、421‧‧‧上線路板
212、323、423‧‧‧隔離層
213、322、422‧‧‧下線路板
214‧‧‧按鍵開關
232‧‧‧發光元件
252‧‧‧反射片之側邊
302、402‧‧‧連接元件
303、403‧‧‧觸發元件
311、411‧‧‧開孔
312、412‧‧‧卡勾
331、431‧‧‧導光板開孔
2111、3211、4211‧‧‧上導電部
2121、3231、4231‧‧‧隔離層開孔
2131、3221、4221‧‧‧下導電部
2011‧‧‧出光區域
A1‧‧‧第一區域
A2‧‧‧第二區域
B‧‧‧光束
B1‧‧‧第一光束
R2‧‧‧第二光束
圖1係習知鍵盤之外觀結構示意圖。
圖2係習知發光鍵盤之結構剖面示意圖。
圖3係本發明發光鍵盤於第一較佳實施例中之局部結構分解示意圖。
圖4係本發明發光鍵盤之開關電路板於第一較佳實施例中之結構分解示意圖。
圖5係本發明發光鍵盤於第一較佳實施例中之局部結構側視示意圖。
圖6係本發明發光鍵盤於第二較佳實施例中之局部結構側視示意圖。
圖7本發明發光鍵盤之開關電路板於第二較佳實施例中之結構分解示意圖。
鑑於習知技術之問題，本發明提供一種可解決習知技術問題 之鍵盤。首先說明本發明發光鍵盤的結構，請參閱圖3，其為係本發明發光鍵盤於第一較佳實施例中之局部結構分解示意圖。本發明發光鍵盤3包括複數按鍵30(圖中僅顯示一個)、支撐板31、開關電路板32、導光板33、複數直下式發光元件34、供電電路板35以及反射元件36，且每一直下式發光元件34對應於一個按鍵30。複數按鍵30顯露於發光鍵盤3之外，支撐板31位於複數按鍵之下方，且連接於複數按鍵30，支撐板31包括對應於複數按鍵30之複數開孔311以及複數卡勾312。開關電路板32設置於支撐板31上，其功能為可被按鍵30觸發而輸出相對應之按鍵訊號。導光板33位於支撐板31之下方，且導光板33具有對應於複數按鍵30之複數導光板開孔331。
直下式發光元件34設置於相對應之按鍵30的方且伸入相對應的導光板開孔331內，其功能為產生光束B。供電電路板35位於導光板33之下方，其可承載複數直下式發光元件34且分別電性連接於複數直下式發光元件34。反射元件36位於導光板33與供電電路板35之間，其功能為可反射光束B。於本較佳實施例中，直下式發光元件34係為直下式發光二極體，供電電路板35係為印刷電路板(PCB)或軟性電路板(FPC)，而反射元件36可採用反射片或反射油墨。其中，當採用反射油墨時，反射油墨可印刷或塗佈於導光板33下表面上或供電電路板35之上表面上，而當採用反射片時，反射片上必須設置反射片開孔，以供直下式發光元件34穿過而得以伸入導光板開孔331內。
圖3中，每一按鍵30包括按鍵帽301、連接元件302以及觸發元件303，按鍵帽301位於支撐板31的上方且顯露於發光鍵盤3之外，其中，第一區域A1設置於按鍵帽301之內緣區域上，而第二區域A2設置於按鍵帽301之外緣區域上。圖3顯示出字母G的字樣，而第一區域A1 定義為字母G的內側區域，而第二區域A2定義為字母G的外圍區域。連接元件302位於相對應的按鍵帽301以及支撐板31之間，其可連接按鍵帽301於支撐板31上，且使按鍵帽301相對於支撐板31上下移動，其中，連接元件302可分別連接於按鍵帽301以及支撐板31之複數卡勾312。觸發元件303位於相對應的按鍵帽301以及開關電路板32之間，其可被按鍵帽301抵頂而發生形變，以觸發開關電路板32，或者，可因應觸發元件303本身的彈性由形變狀態恢復，同時提供往上的彈性力予按鍵帽301，使按鍵帽301回復原位。於本較佳實施例中，連接元件302係為剪刀式連接元件。
請同時參閱圖3以及圖4，圖4係為本發明發光鍵盤之開關電路板於第一較佳實施例中之結構分解示意圖。開關電路板32包括上線路板321、下線路板322以及隔離層323。上線路板321與觸發元件303接觸且上線路板321具有上導電部3211，而上導電部3211設置於上線路板321之下表面上。下線路板322位於上線路板321之下方，下線路板322具有下導電部3221，且下導電部3221設置於下線路板322之上表面上。其中，為了圖面之清晰可見，電性連接於上導電部3211以及下導電部3221的導電線路未繪製於圖4中。隔離層323位於上線路板321以及下線路板322之間，且隔離層323具有對應於按鍵帽301之隔離層開孔3231，隔離層323之功能為分隔上導電部3211以及下導電部3221。其中，上導電部3211、隔離層開孔3231以及下導電部3231共同形成按鍵開關，而每一按鍵開關對應於一個按鍵30。當觸發元件303觸發上線路板301時，上導電部3211伸入隔離層開孔3231而與下導電部3221接觸，使開關電路板32導通而輸出相對應的按鍵訊號。
於本較佳實施例中，上導電部3211與下導電部3221皆為圓形的塊狀導電部，其僅為例示之用，而不以此為限，亦可將上導電部與下 導電部設計為各種形狀的塊狀導電部，例如：矩形、三角形或菱形的塊狀導電部。於另一較佳實施例中，上導電部與下導電部亦可採用中間可透光的設計，例如：矩形、三角形或菱形的塊狀導電部，且塊狀導電部中央設有可透光的中空區域，使得光束於經過塊狀導電部時可藉由中空區域而穿透之。
請同時參閱圖3以及圖5，圖5係為本發明發光鍵盤於第一較佳實施例中之局部結構側視示意圖。圖5顯示出各元件組裝完成之結構，且為了清楚顯示光束B之投射路徑，圖5不顯示出連接元件302的結構。當直下式發光元件34被驅動而產生光束B時，光束B往上投射而穿過支撐板21的開孔211，此時，光束B因應其投射路徑被區分為第一光束B1以及第二光束B2。光束B中的第一光束B1進入開關電路板22且穿過之，而投射至按鍵20之觸發元件203，觸發元件203可擴散第一光束B1，使得經過觸發元件203之第一光束B1可被擴散而均勻地投射至按鍵20之第一區域A1。於本較佳實施例中，觸發元件203係為擴散彈性體(Diffuser Rubber)。其中，擴散彈性體可透過以下二方式製成：第一，觸發元件203以光擴散材料所製成，第二，觸發元件203之外表面以及內表面中之至少一者可藉由光擴散表面處理而形成具有光擴散功能的表面。
另一方面，光束B中的第二光束B2無法穿過開關電路板32而被阻擋，故第二光束B2投射進入導光板33，以被導光板33引導而投射進入開關電路板22中較遠離上導電部3211(或下導電部3221)之處，使得第二光束B2可穿過開關電路板22而投射至按鍵30之第二區域A2。其中，光束B中投射到第一區域A1的第一光束B1約佔70~80%，而投射至到第二區域A2的第二光束B2約佔20~30%，使得按鍵帽301可產生均勻的發光效果。
此外，本發明更提供與上述不同作法之第二較佳實施例。請參閱圖6，其為本發明發光鍵盤於第一較佳實施例中之局部結構側視示意圖。本發明發光鍵盤4包括複數按鍵40(圖中僅顯示一個)、支撐板41、開關電路板42、第一導光板43、複數直下式發光元件44(圖中僅顯示一個)、供電電路板45、反射元件46以及第二導光板47，且每一按鍵40包括按鍵帽401、連接元件402以及觸發元件403。而支撐板41包括對應於複數按鍵40之複數開孔411(圖中僅顯示一個)以及複數卡勾412，第一導光板43具有對應於複數按鍵40之複數導光板開孔431(圖中僅顯示一個)。本較佳實施例中之發光鍵盤4的結構大致上與前述較佳實施例中之發光鍵盤3相同，而該兩者的不同之處有二，第一，開關電路板42之結構，第二，發光鍵盤4更包括第二導光板47。
首先說明開關電路板42之結構。請同時參閱圖6以及圖7，圖7係為本發明發光鍵盤之開關電路板於第二較佳實施例中之結構分解示意圖。開關電路板42包括上線路板421、下線路板422以及隔離層423。上線路板421與觸發元件403接觸且上線路板421具有上導電部4211，而上導電部4211設置於上線路板421之下表面上。下線路板422位於上線路板421之下方，下線路板422具有下導電部4221，且下導電部4221設置於下線路板422之上表面上。其中，為了圖面之清晰可見，電性連接於上導電部4211以及下導電部4221的導電線路未繪製於圖7中。隔離層423位於上線路板421以及下線路板422之間，且隔離層423具有對應於按鍵帽401之隔離層開孔4231，隔離層423之功能為分隔上導電部4211以及下導電部4221。其中，上導電部4211、隔離層開孔4231以及下導電部4231共同形成按鍵開關，而每一按鍵開關對應於一個按鍵40。於本較佳實施例中，上導電部4211係為第一條狀導電部，下導電部4221係為第二條狀導電部， 而第一條狀導電部係與該第二條狀導電部垂直，而形成十字型的按鍵開關。其中，與前述較佳實施例之塊狀的導電部相比，條狀的上導電部4211與下導電部4221所佔的面積較小，使得更多的光束B可穿透開關電路板42，以提升投射至按鍵40之光量。
圖6中，第二導光板47設置於支撐板41之開孔411內，亦即，第二導光板47位於直下式發光元件44以及開關電路板42之間。當直下式發光元件44所產生之光束B穿過開孔411而投射進入第二導光板47內時，第二導光板47可引導光束B中之第一光束B1穿過開關電路板42以及觸發元件403而投射至第一區域A1。另一方面，於第二導光板47內之第二光束B2離開第二導光板47，但被開關電路板42阻擋而再次進入第二導光板47，第二導光板47可引導第二光束B2投射進入第一導光板43，使得第二光束B2被第一導光板43引導而穿過開關電路板42，且投射至第二區域A2。簡言之，第二導光板47可有效引導第二光束B2進入第一導光板43，以提升第二光束B2的使用效率。
根據上述可知，本發明發光鍵盤採用直下式發光元件，且直下式發光元件係一對一地對應於按鍵，故本發明發光鍵盤可分別控制每一按鍵之發光效果。另外，直下式發光元件伸入導光板之導光板開孔且位於支撐板之開孔以及開關電路板的下方。當直下式發光元件產生光束時，光束穿過開孔，使光束中之第一光束穿過開關電路板而投射至按鍵之第一區域。另一方面，光束中之第二光束經過開關電路板而進入導光板，導光板引導第二光束，使其投射至按鍵之第二區域。故本發明發光鍵盤可產生均勻的發光效果。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改 變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

Claims (10)

  1. 一種發光鍵盤，包括：一按鍵，顯露於該發光鍵盤之外；一支撐板，位於該按鍵之下方，且連接於該按鍵，該支撐板具有一開孔；一開關電路板，設置於該支撐板上，用以被該按鍵觸發而輸出一按鍵訊號；一導光板，位於該支撐板之下方，且該導光板具有一導光板開孔；以及一直下式發光元件，設置於該按鍵之下方且伸入該導光板開孔內，用以產生一光束；其中，該光束穿過該開孔，使該光束中之一第一光束穿過該開關電路板而投射至該按鍵之一第一區域，而該光束中之一第二光束經過該開關電路板而進入該導光板，以被導光板引導而投射至該按鍵之一第二區域。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光鍵盤，更包括一供電電路板，位於該導光板之下方，用以承載該直下式發光元件且電性連接於該直下式發光元件。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光鍵盤，更包括一反射元件，位於該導光板與該供電電路板之間，用以反射離開該導光板之該第二光束，使該第二光束再次進入該導光板內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光鍵盤，其中該按鍵包括：一按鍵帽，位於該支撐板之上方且顯露於該發光鍵盤之外；其中，該第一區域設置於該按鍵帽之一內緣區域上，而該第二區域設置於該按鍵帽之 一外緣區域上；一連接元件，位於該按鍵帽以及該支撐板之間，用以連接該按鍵帽於該支撐板上，且使該按鍵帽相對於該支撐板上下移動；以及一觸發元件，位於該按鍵帽以及該開關電路板之間，用以被該按鍵帽抵頂而觸發該開關電路板；其中，該光束中之該第一光束穿過該開關電路板，且該第一光束經過觸發元件而被擴散，使被擴散之該第一光束投射至該按鍵之該第一區域。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之發光鍵盤，其中該觸發元件之一外表面以及一內表面中之至少一者係藉由光擴散表面處理而形成。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之發光鍵盤，其中該觸發元件係以光擴散材料所製成。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之發光鍵盤，其中該開關電路板包括：一上線路板，與該觸發元件接觸，且該上線路板具有一上導電部；一下線路板，位於該上線路板之下方，且該下線路板具有一下導電部；一隔離層，位於該上線路板與該下線路板之間，用以分隔該上導電部以及該下導電部，該隔離層具有一隔離層開孔；其中，當該觸發元件觸發該上線路板時，該上導電部伸入該隔離層開孔而與該下導電部接觸，使該開關電路板輸出該按鍵訊號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之發光鍵盤，其中，該上導電部與該下導電部係塊狀導電部。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之發光鍵盤，其中，該上導電部係第一條狀導電部，而該下導電部係第二條狀導電部，且該第一條狀導電部係與該 第二條狀導電部垂直。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之發光鍵盤，更包括一另一導光板，設置於該開孔內；其中，該光束穿過該開孔而投射進入該另一導光板內，該另一導光板引導該第一光束穿過該開關電路板而投射至該第一區域，該第二光束離開該另一導光板而被該開關電路板阻擋而再次進入該另一導光板，且該另一導光板引導該第二光束投射進入該導光板，以被該導光板引導而投射至該第二區域。
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