TW201907428A - 發光鍵盤 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種發光鍵盤，包括按鍵、具有支撐板開孔的支撐板、設置於支撐板上的開關電路板、設置於支撐板下方的背光模組以及可產生光束的直下式發光元件，且背光模組包括上反射片、下反射片以及位於上反射片與下反射片之間的導光板，直下式發光元件係經由下反射片的下反射片開孔而伸入導光板開孔內。於直下式發光元件輸出光束予導光板後，在導光板中被傳導的光束係經由導光板中複數微結構的導引而朝支撐板開孔的方向行進，並於穿過支撐板開孔以及開關電路板後投射至按鍵。

Description

發光鍵盤
本發明係涉及鍵盤的領域，尤其係關於一種具有發光功能的鍵盤。
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按鍵訊號予電腦，使電腦執行被觸壓之按鍵功能，例如一般鍵101用以輸入文字等符號，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，習知發光鍵盤之外觀與習知鍵盤1之外觀大致相同，但為了使發光鍵盤提供按鍵發光的功能，故其內部結構與習知無發光功能之鍵盤不同。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、一薄膜開關電路21、一導光板22、一發光模組23、一支撐板24以及一反射片25，且按鍵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。在習知發光鍵盤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係用以承載按鍵帽201、剪刀式連接元件202、彈性元件203以及薄膜開關電路21。
又，於按鍵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，且上線路板211、隔離層212以及下線路板213皆係以透光材料所製成，以供光束通過；其中，透光材料可為聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)或聚乙烯(polyethylene，PE)等材質所製成。其次，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，具有對應於複數上導電部2111之複數下導電部2131而與複數上導電部2111形成複數按鍵開關214。
再者，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皆係為側向式發光二極體，並設置於供電電路板231上，且複數發光元件232分別伸入反射片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會投射至導光板22，並在導光板22中行進而均勻擴散至整個導光板22。又，設置於導光板22下方的反射片25用以反射從導光板22向下散射的光束B，而 使光束B再回到導光板22，從而避免光束B的浪費，其中，反射片25之二側邊252係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係為文字或數字等符號所在之位置，而導光板22中具有對應於複數出光區域2011的複數導光網點223，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上的文字或數字等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的發光效果，例如：因應電競的需求控制某一按鍵發光，而另一按鍵卻不發光，但習知發光鍵盤2無法達到上述需求。為了符合使用者的需求，直下式發光鍵盤被提出，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，進而可分別控制每一個直下式發光二極體的發光情形，藉以滿足使用者的需求。然而，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具有過於集中的缺陷，針對文字或數字等符號分散於按鍵帽之周緣(參見圖1所示之按鍵帽104)的按鍵而言，如此將使得按鍵帽上各個符號1041~1044的發光程度不均。
是以，習知的發光鍵盤具有改善的空間。
本發明之主要目的在提供一種可分別控制每一按鍵之發光功能的發光鍵盤，且每一按鍵上的符號皆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，至少部份顯露於該發光鍵盤外；一支撐板，位於該按鍵之下方，並具有一支撐板開孔；其中，該按鍵係連接於該支撐板；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；以及一背光模組，設置於該支撐板之下方，包括：一上反射片；一下反射片，具有一下反射片開孔；以及一導光板，設置於該上反射片與該下反射片之間，並具有相對應於該下反射片開孔之一導光板開孔以及複數微結構；以及一直下式發光元件，設置於按鍵之下方，並經由該下反射片開孔而伸入該導光板開孔內；其中，該直下式發光元件用以輸出複數光束予該導光板，且在該導光板中被傳導的該複數光束係經由該複數微結構之導引而朝該支撐板開孔的方向行進，並於穿過該支撐板開孔以及該開關電路板後投射至該按鍵。
1‧‧‧鍵盤
2‧‧‧發光鍵盤
3‧‧‧發光鍵盤
3’‧‧‧發光鍵盤
10‧‧‧按鍵
20‧‧‧按鍵
21‧‧‧薄膜開關電路
22‧‧‧導光板
23‧‧‧發光模組
24‧‧‧支撐板
25‧‧‧反射片
30‧‧‧按鍵
31‧‧‧支撐板
32‧‧‧開關電路板
32’‧‧‧開關電路板
33‧‧‧背光模組
33’‧‧‧背光模組
34‧‧‧直下式發光元件
35‧‧‧供電電路板
101‧‧‧一般鍵
102‧‧‧數字鍵
103‧‧‧功能鍵
104‧‧‧鍵帽
201‧‧‧按鍵帽
202‧‧‧剪刀式連接元件
203‧‧‧彈性元件
211‧‧‧上線路板
212‧‧‧隔離層
213‧‧‧下線路板
214‧‧‧按鍵開關
221‧‧‧導光板開孔
222‧‧‧導光板之側邊
223‧‧‧導光網點
231‧‧‧供電電路板
232‧‧‧發光元件
241‧‧‧支撐板開孔
251‧‧‧反光片開孔
252‧‧‧反射片之側邊
301‧‧‧按鍵帽
302‧‧‧連接元件
303‧‧‧觸發元件
311‧‧‧支撐板開孔
312‧‧‧卡勾
321‧‧‧上線路板
321’‧‧‧上線路板
322‧‧‧下線路板
322’‧‧‧下線路板
323‧‧‧隔離層
331‧‧‧上反射片
332‧‧‧下反射片
333‧‧‧導光板
333’‧‧‧導光板
1041‧‧‧符號
1042‧‧‧符號
1043‧‧‧符號
1044‧‧‧符號
2011‧‧‧出光區域
2111‧‧‧上導電部
2121‧‧‧隔離層開孔
2131‧‧‧下導電部
3211‧‧‧上導電部
3211’‧‧‧上導電部
3221‧‧‧下導電部
3221’‧‧‧下導電部
3231‧‧‧隔離層開孔
3321‧‧‧下反射片開孔
3331‧‧‧微結構
3332‧‧‧導光板開孔
3333‧‧‧阻擋結構
3334‧‧‧吸光結構
3335‧‧‧導光結構
A1‧‧‧第一區域
A2‧‧‧第二區域
B‧‧‧光束
B11‧‧‧光束
B12‧‧‧光束
B13‧‧‧光束
B21‧‧‧光束
B22‧‧‧光束
B23‧‧‧光束
B24‧‧‧光束
B25‧‧‧光束
B26‧‧‧光束
圖1：係為習知鍵盤之外觀結構示意圖。
圖2：係為習知發光鍵盤之結構剖面示意圖。
圖3：係為本發明發光鍵盤於第一較佳實施例中之局部結構剖面示意圖。
圖4：係為圖3所示開關電路板的結構分解示意圖。
圖5：係為本發明發光鍵盤於第二較佳實施例中之局部結構分解剖面示意圖。
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發光鍵盤。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剖面示意圖。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、背光模組33、複數直下式發光元件34(圖中僅顯示一個)以及供電電路板35，每一直下式發光元件34對應於一個按鍵30。且每一按鍵30的至少部分結構顯露於發光鍵盤3之外以供使用者按壓，而支撐板31位於複數按鍵30之下方，其連接於複數按鍵30，並包括複數支撐板開孔311以及複數卡勾312。又，開關電路板32設置於支撐板31上，其可被按鍵30觸發而輸出相對應之按鍵訊號。此外，背光模組33位於支撐板31之下方，並包括上反射片331、下反射片332以及設置於上反射片331與下反射片332之間的導光板333，且下反射片332具有分別對應於複數按鍵之複數下反射片開孔3321(圖中僅顯示一個)，而導光板333具有複數微結構3331以及分別對應於下反射片開孔3321之複數導光板開孔3332。
再者，每一直下式發光元件34設置於相對應之按鍵30的下方且經由相對應的下反射片開孔3321伸入相對應的導光板開孔3332內，其功能為向上輸出複數光束B予導光板333，而供電電路板35則位於背光模組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。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，而供電電路板35係為印刷電路板(PCB)或軟性電路板(FPC)，但不以上述為限。此外，直下式發光二極體可為單色發光二極體，亦可為彩色發光二極體(RGB LED)，亦即本案發光鍵盤3的任一直下式發光元件34皆可以是發出紅色(Red)光束、綠色(Green)光束、藍色(Blue)光束的發光二極體，並且可以依據實際應用需求而經由調整紅綠 藍各別光束的比重而混合出所需顏色的光束。。
於圖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，每一按鍵帽301位於支撐板31的上方且顯露於發光鍵盤3之外，且每一連接元件302連接於相對應的按鍵帽301與支撐板31的複數卡勾312之間，用以使相對應的按鍵帽301可相對於支撐板31上下移動，其可為剪刀式連接元件，但不以此為限，而每一觸發元件303則位於相對應的按鍵帽301以及開關電路板32之間，其可被相對應的按鍵帽301抵頂而發生形變，以觸發開關電路板32，並可因應本身的彈性由形變狀態恢復，同時提供往上的彈性力予相對應的按鍵帽301，使相對應的按鍵帽301回復原位。
請同時參閱圖3以及圖4，圖4係為圖3所示開關電路板的結構分解示意圖。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接觸並具有複數上導電部3211，且該些上導電部3211設置於上線路板321之下表面上。而下線路板322位於上線路板321之下方，並具有分別相對應於該些上導電部3211的複數下導電部3221，且該些下導電部3221設置於下線路板322之上表面上。隔離層323則位於上線路板321以及下線路板322之間，且隔離層323具有分別對應於按鍵帽301之複數隔離層開孔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，每一上導電部3211與其相對應之隔離層開孔3231及相對應之下導電部3231共同形成按鍵開關，而每一按鍵開關對應於一個按鍵30。當任一觸發元件303觸發上線路板301時，相對應的上導電部3211伸入相對應的隔離層開孔3231而與相對應的下導電部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皆為中間可透光(如中空的形式)的圓形塊狀導電部，但上導電部3211與下導電部3221的透光部份不以中空的形式為限，且上導電部3211與下導電部3221的形狀亦不 以圓形為限，例如，上導電部3211與下導電部3221可變更設計為中間可透光的三角形塊狀導電部、中間可透光的矩形塊狀導電部或中間可透光的菱形塊狀導電部等。
請再度參閱圖3，發光鍵盤3的每一按鍵30可被分為第一區域A1以及第二區域A2，且每一按鍵30的按鍵帽301上具有可透光的文字或數字等符號(圖未示)，且支撐板31的複數支撐板開孔311以及按鍵帽301上的該些文字或數字等符號係相對應於按鍵30的第二區域A2，而直下式發光元件34則相對應於按鍵30的第一區域A1；於本較佳實施例中，第一區域A1以及第二區域A2係分別為中間區域以及圍繞於中間區域的周緣區域，但不以上述為限。
接下來說明本案發光鍵盤3的光路設計。當直下式發光元件34被驅動而產生輸出複數光束B予導光板333時，該些光束B會因應上反射片331以及下反射片332的設置而被傳導於導光板333中，也就是上反射片331可反射從導光板333向上散射的光束，且下反射片332可反射從導光板333向下散射的光束，如圖3中光束B11的光路，而當被傳導於導光板333中的光束投射至導光板333中的微結構3331時，微結構3331可因其結構的關係而導引光束往支撐板開孔311的方向行進，如圖3中光束B12的光路與光束B13的光路，因此光束B12以及光束B13可依序穿過支撐板開孔311以及開關電路板22，進而投射至按鍵30的按鍵帽301上，令按鍵帽301上的文字或數字等符號得以透光而具有發光效果。惟，微結構3331導引光束往需求之方向行進的原理與具體實施方式係為熟知本技藝人士所知悉，故在此即不再予以贅述。
特別說明的是，雖然直下式發光元件34的所對應之區域僅僅佔有按鍵30的一部份區域(即第一區域A1)，且直下式發光元件34有先天性光投射效果過於集中的缺陷，但經由本案背光模組33對伸入其中之直下式發光元件34所產生輸出的該些光束B 進行導引，並設計支撐板開孔311以及按鍵帽301上的文字或數字等符號相互對應，使得位於按鍵30之第二區域A2(非下式發光元件34所直接投射的區域)的文字或數字等符號仍具有足夠的亮度且均勻的發光，藉以改善習知發光鍵盤中非直下式發光元件所直接投射區域常有發光程度不均的問題。
請參閱圖5，其為係本發明發光鍵盤於第二較佳實施例中之局部結構分解剖面示意圖。其中，本實施例之發光鍵盤3’大致類似於本案第一較佳實施例中所述者，在此即不再予以贅述。而本較佳實施例與前述第一實施例不同之處在於，背光模組33’的導光板333’還具有複數阻擋結構3333(圖中僅顯示二個)、複數吸光結構3334(圖中僅顯示二個)以及分別相對應於複數直下式發光元件34的複數導光結構3335(圖中僅顯示一個)，且每一阻擋結構3333與每一吸光結構3334皆位於其所相對應之直下式發光元件34的一側並與相對應之直下式發光元件34相距一間隔距離，使得支撐板31的每一支撐板開孔311位於其所相對應之導光板開孔3332與阻擋結構3333之間，而每一導光結構3335則位於相對應之直下式發光元件34的鄰近上方處。
其中，當直下式發光元件34被驅動而產生輸出複數光束予導光板333時，導光結構3335係用以導引投射至其上的該些光束，使原本往上行進的該些光束的第一部份光束朝導光板333的一側方向行進，如圖5中光束B21的光路，並使往上行進的該些光束的第二部份光束朝導光板333的另一側方向行進，如圖5中光束B22的光路。又，阻擋結構3333用以阻擋在導光板333中被傳導的光束朝直下式發光元件之反方向行進，如圖5中光束B23、光束B24的光路，而吸光結構3334則用以吸收在導光板333中被傳導並投射至其上的光束，如圖5中光束B25、光束B26。
需補充說明的是，導光結構3335所起的作用在於導引直下式發光元件34所產生輸出的該些光束往導光板333兩側的方向行進，以提升光使用效率，而阻擋結構3333以及吸光結構 3334所起的作用在於避免任一直下式發光元件34所產生輸出的光束被傳導至非其所相對應之按鍵30，也就是避免任一按鍵30被其相鄰按鍵30所相對應之直下式發光元件34所產生輸出的光束干擾。較佳者，吸光結構3334可為吸光油墨，但不以此為限。
而本較佳實施例與前述第一實施例的另一不同之處在於，開關電路板32’之上線路板321’的上導電部3211’係為第一條狀導電部，而開關電路板32’之下線路板322’的下導電部3221’係為第二條狀導電部，且第一條狀導電部係與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導電部相比，條狀的上導電部3211’與下導電部3221’所佔的面積較小，且當上導電部3211’接觸該下導電部3221’時，二者僅呈點接觸，如此一來，更多的光束可穿透開關電路板32’，以提升投射至按鍵30之光量。
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，且每一按鍵所呈現的顏色亦可被分別控制而相同或不同，本案發光鍵盤好處在於控制電路單純、省電、製成簡單、成本低且具量產性。另外，本案還設計背光模組對伸入其中之直下式發光元件所產生輸出的該些光束進行導引，並設計支撐板開孔以及按鍵帽上的文字或數字等符號相互對應，使得位於按鍵上且非直下式發光元件所直接投射的文字或數字等符號仍具有足夠的亮度且均勻的發光。
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 (12)

  1. 一種發光鍵盤，包括：一按鍵，至少部份顯露於該發光鍵盤外；一支撐板，位於該按鍵之下方，並具有一支撐板開孔；其中，該按鍵係連接於該支撐板；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；以及一背光模組，設置於該支撐板之下方，包括：一上反射片；一下反射片，具有一下反射片開孔；以及一導光板，設置於該上反射片與該下反射片之間，並具有相對應於該下反射片開孔之一導光板開孔以及複數微結構；以及一直下式發光元件，設置於按鍵之下方，並經由該下反射片開孔而伸入該導光板開孔內；其中，該直下式發光元件用以輸出複數光束予該導光板，且在該導光板中被傳導的該複數光束係經由該複數微結構之導引而朝該支撐板開孔的方向行進，並於穿過該支撐板開孔以及該開關電路板後投射至該按鍵。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光鍵盤，其中該直下式發光元件以及該支撐板開孔係分別對應於該按鍵之一第一區域以及一第二區域。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光鍵盤，其中該第一區域以及該第二區域係分別為一中間區域以及圍繞於該中間區域之一周緣區域。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光鍵盤，其中該導光板還具有一導光結構，該導光結構位於該直下式發光元件之上方，當該直 下式發光元件所輸出之該複數光束進入該導光板並投射至該導光結構後，該複數光束中之一第一部份光束以及一第二部份光束係被導引而分別朝該導光板之兩側方向行進。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光鍵盤，其中該導光板還具有一阻擋結構，且該阻擋結構位於該直下式發光元件之一側，而該支撐板開孔係對應於該導光板的該阻擋結構以及該導光板開孔之間；其中，該阻擋結構係用以阻擋在該導光板中被傳導的該複數光束朝該直下式發光元件之反方向行進。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光鍵盤，其中該導光板還具有一吸光結構，且該吸光結構位於該直下式發光元件之一側，而該支撐板開孔係對應於該導光板的該吸光結構以及該導光板開孔之間；其中，該吸光結構係用以吸收在該導光板中被傳導的該複數光束。
  7. 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，其位於該下反射片之下方，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。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之發光鍵盤，其中該直下式發光元件係為一彩色發光二極體(RGB LED)。
  9. 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；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。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之發光鍵盤，其中該開關電路板包括：一上線路板，其具有一上導電部；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，當該按鍵觸發該上線路板時，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。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之發光鍵盤，其中，該上導電部與該下導電部皆係為塊狀導電部。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之發光鍵盤，其中，該上導電部係為一第一條狀導電部，而該下導電部係為一第二條狀導電部，且當上導電部接觸該下導電部時，該第一條狀導電部與該第二條狀導電部呈點接觸。
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