TW202029242A - 開關以及操作裝置 - Google Patents

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尾﨑一文
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Abstract

本發明提供一種可防止製造步驟的複雜化的使用光學接點的開關及操作裝置。本發明以開關2及具備此種開關2的操作裝置1的形式應用，所述開關2具備光學接點23、搖動的可動構件27、承受來自外部的按壓並按壓可動構件27的按壓構件21、以及電性連接於光學接點23的光學接點端子24，藉由伴隨由按壓構件21進行的按壓的、可動構件27的搖動而將光學接點23的光遮蔽/使光學接點23的光透過，藉此開閉電路。開關2的光學接點23以表面封裝晶片的形式形成，表面封裝於光學接點端子24上。

Description

開關以及操作裝置
本發明是有關於一種藉由將光學接點的光遮蔽/使光學接點的光透過而開閉電路的開關、以及使用此種開關的操作裝置。
作為對電腦等電子設備的輸入裝置，具備微開關等開關的滑鼠（mouse）等操作裝置正普及。尤其現今，對用於被稱為電子競技運動（e sport）的電腦遊戲的滑鼠要求各種特性。例如，於專利文獻1揭示有一種可作為滑鼠的開關而應用的微開關。專利文獻1所揭示的微開關於基板上安裝有發光二極體（Light Emitting Diode，LED）及光電晶體（Photo Transistor，PT），使光透過柱上下而將自LED發出且PT接收的光遮蔽，藉此作為開關發揮功能。此種使用LED及PT等光學接點的開關受到關注。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]中國專利申請案公開第106849929號說明書
[發明所欲解決之課題]
然而，使用光學接點的開關是將以軸向（axial）零件的形式形成的LED及PT安裝於基板而製造，故而有存在組裝步驟複雜化的可能性等問題。
本發明是鑒於所述情況而成，其主要目的在於提供一種可防止製造步驟的複雜化的開關。
另外，本發明的另一目的在於提供一種使用此種開關的操作裝置。 [解決課題之手段]
為了解決所述課題，本案記載的開關具備：光學接點；可動構件，以第一端側作為搖動支點而第二端側搖動；按壓構件，承受來自外部的按壓，並按壓所述可動構件；以及光學接點端子，電性連接於所述光學接點，且藉由伴隨由所述按壓構件進行的按壓的、所述可動構件的搖動而將所述光學接點的光遮蔽/使所述光學接點的光透過，藉此開閉電路，並且所述開關中，所述光學接點以表面封裝晶片的形式形成，表面封裝於所述光學接點端子上。
另外，所述開關中，所述光學接點端子形成有為了表面封裝所述光學接點而進行載置的凹部。
另外，所述開關中，所述光學接點以橫跨多個光學接點端子之間的方式載置。
另外，所述開關中，所述光學接點端子具有：第一抵接部位，於承受來自外部的按壓而自第一位置向第二位置移動的所述按壓構件位於第一位置的情形時，供未受按壓的所述可動構件的第二端側觸碰。
另外，所述開關中，所述光學接點端子具有：第二抵接部位，於承受來自外部的按壓而自第一位置向第二位置移動的所述按壓構件位於第二位置的情形時，供受到按壓的所述可動構件的第二端側觸碰。
進而，本案記載的操作裝置具備：下壓操作部，接受來自外部的下壓操作；以及所述開關，以來自外部的按壓的形式傳遞有所述下壓操作部所接受的下壓操作，且所述操作裝置輸出基於所述開關所具備的所述光學接點的光的遮蔽/透過的訊號。
本案記載的開關及操作裝置防止製造步驟的複雜化。 [發明的效果]
本發明的開關及操作裝置於光學接點端子上表面封裝有以表面封裝晶片的形式形成的光學接點。藉此，發揮防止製造步驟複雜化等優異效果。
＜應用例＞ 本案記載的操作裝置例如用作用於操作個人電腦（personal computer，以下稱為個人電腦）的滑鼠等操作裝置。另外，本案記載的開關於包含操作裝置的各種電子設備等裝置中用作微開關。以下，一方面參照圖式一方面對圖式所例示的操作裝置1及開關2進行說明。
＜操作裝置1＞ 首先，對操作裝置1進行說明。圖1為表示本案記載的操作裝置1的外觀的一例的概略立體圖。圖1表示將本案記載的操作裝置1應用於用來操作個人電腦等電子設備的滑鼠的示例。操作裝置1具備：滑鼠按鈕等下壓操作部10，接受以操作者的手指按下的操作；以及滑鼠輪等轉動操作部11，接受以操作者的手指轉動的操作。再者，轉動操作部11是以不僅接受轉動操作而且亦接受下壓操作的方式構成，亦作為下壓操作部10發揮功能。另外，於操作裝置1，連接有向個人電腦等外部的設備輸出電訊號的訊號線12。再者，操作裝置1不限於使用訊號線12的有線通訊，可藉由無線通訊等各種通訊方法輸出電訊號。
於操作裝置1的內部，於各下壓操作部10及轉動操作部11分別收容有後述的開關2，於對下壓操作部10進行下壓操作的情形時，下壓操作部10的內部的部位按壓對應的開關2。開關2自訊號線12向外部的個人電腦等電子設備輸出基於按壓狀況的訊號。
即，本案記載的操作裝置1具備接受來自外部的下壓操作的下壓操作部10、及接受轉動操作等操作的轉動操作部11，更於內部具備開關2。而且，操作裝置1將下壓操作部10及/或轉動操作部11所接受的下壓操作以來自外部的按壓的形式傳遞至開關2，並向外部的電子設備輸出基於開關2的運作的訊號。
＜開關2＞ 繼而，對本案記載的開關2進行說明。圖2為表示本案記載的開關2的外觀的一例的概略立體圖。再者，本案說明書中，關於開關2的方向，面向圖2而將左近前側表述為前，將右內裏側表述為後，將上方表述為上，將下方表述為下，但為便於說明的方向，並未限定開關2的組入方向。如上文所述，開關2作為微開關而收容於操作裝置1等電子設備的內部，以來自外部的按壓的形式接受操作裝置1的下壓操作部10等部位所接受的下壓操作。
開關2具備呈大致長方體狀的框體20。框體20由下部的基體20a及上部的蓋20b所形成。於框體20的上表面，於前視自中央靠左的位置，開設有供按壓構件21插通通的長方形狀的插通孔200。插通於插通孔200的按壓構件21為承受來自框體20的外部的按壓而以自上方的第一位置至下方的第二位置為止的範圍上下移動的構件，按壓構件21的上端自框體20的上表面突出。
進而，自框體20的下表面，將開關2固定於基板等外部的構件的一根連接端子22、及自收容於框體20內的後述的光學接點23（參照圖3等）延伸的四根光學接點端子24突出。連接端子22自開關2下表面的左端側向下方突出。作為光學接點端子24，自開關2下表面的中央附近朝向右端側依序排列有第一光學接點端子240、第二光學接點端子241、第三光學接點端子242及第四光學接點端子243。
對於如此形成的開關2而言，操作裝置1所接受的來自外部的下壓操作以來自框體20的外部的按壓的形式傳遞至按壓構件21。按壓構件21承受來自外部的按壓而自上側的第一位置向下側的第二位置移動，若解除來自外部的按壓則從下側的第二位置向上側的第一位置移動。
繼而，對開關2的內部結構進行說明。圖3為表示本案記載的開關2的一例的概略分解立體圖。圖4為表示本案記載的開關2的剖面的一例的概略剖面圖。圖5為表示本案記載的開關2所具備的光學接點23及光學接點端子24的一例的概略立體圖。圖4以自前方的視點來表示以包含圖2所示的A-B線段的垂直面切斷的剖面。再者，圖4中，將由虛線的圓所包圍的開關2的內部結構的一部分放大表示。圖5以自前方右斜上的視點來表示光學接點23及光學接點端子24。
於開關2的框體20內確保有作為接點室的區域，所述接點室收容開閉電氣電路的接點機構。於接點室的上表面開設有自框體20的外側貫通的插通孔200，於插通孔200插通有按壓構件21。
對收容於接點室內的接點機構進行說明。於框體20的接點室內，作為接點機構，除了上文所述的光學接點23以外，還收容有第一卡止片25、第二卡止片26及可動構件27。光學接點23以發光晶片230及受光晶片231的形式左右排列配設於接點室內的右下側。第一卡止片25配設於接點室內的左下側，第二卡止片26配設於接點室內的中央下側。第一卡止片25及第二卡止片26以及框體20下方的連接端子22一體成型。可動構件27以於接點室內左右延伸的方式配設，由第一卡止片25及第二卡止片26所卡止。
光學接點23具備發出光的發光晶片230、及接收自發光晶片230發出的光的受光晶片231。光學接點23的發光晶片230以使用LED等發光元件230a的表面封裝晶片的形式形成。光學接點23的受光晶片231以使用光二極體（Photo Diode，PD）、PT等受光元件231a的表面封裝晶片的形式形成。發光晶片230呈扁平的長方體狀，側面的一部分以扁平的半圓狀突出，於突出的部位組入有發光元件230a。受光晶片231呈扁平的長方體狀，側面的一部分以扁平的半圓狀突出，於突出的部位組入有受光元件231a。以受光晶片231接收自發光晶片230發出的光的方式，將發光晶片230的發光元件230a、與受光晶片231的受光元件231a以在相向位置相對向的方式配設。
光學接點23的發光晶片230以橫跨光學接點端子24中配設於左側的第一光學接點端子240及第二光學接點端子241之間的方式，表面封裝於第一光學接點端子240及第二光學接點端子241上。光學接點23的受光晶片231以橫跨光學接點端子24中配設於右側的第三光學接點端子242及第四光學接點端子243之間的方式，表面封裝於第三光學接點端子242及第四光學接點端子243上。
圖6A及圖6B為將本案記載的開關2所具備的光學接點23及光學接點端子24的一例的一部分放大表示的概略放大圖。圖6A為將封裝於第三光學接點端子242及第四光學接點端子243上的光學接點23的受光晶片231的封裝部位放大表示的概略立體圖，圖6B為以自左方的視點表示的概略側面圖。再者，圖6A及圖6B為了便於作圖，以上方向面向圖而成為左側的方式圖示。於第三光學接點端子242及第四光學接點端子243，形成有用於載置受光晶片231的凹部24a，受光晶片231是於載置於第三光學接點端子242及第四光學接點端子243的凹部24a的狀態下表面封裝。表面封裝發光晶片230的第一光學接點端子240及第二光學接點端子241亦相同，形成有用以於載置有發光晶片230的狀態下進行表面封裝的凹部24a。藉由在光學接點端子24形成凹部24a，於凹部24a載置光學接點23進行表面封裝，可使表面封裝時的定位容易，使載置部分的前後方向的厚度變薄。
回到圖3、圖4及圖5對光學接點端子24進一步進行說明。第四光學接點端子243的上部向上方延伸，朝向左方以腕狀彎曲，突出至第一光學接點端子240及第二光學接點端子241的上方附近，突出部分向前方折曲，成為供可動構件27的右端側的可動抵接部270觸碰的第一抵接部位243a。第一光學接點端子240的上部向上方突出，突出部分向前方折曲，成為供可動構件27的可動抵接部270觸碰的第二抵接部位240a。可動構件27以右端側的可動抵接部270進入第一抵接部位243a及第二抵接部位240a之間的方式配設。而且，可動構件27於未由按壓構件21按壓的情形時，自下方抵接於第一抵接部位243a，於受到按壓的情形時，自上方抵接於第二抵接部位240a。
藉由經由第一光學接點端子240及第二光學接點端子241對發光晶片230通電，而發光晶片230的發光元件230a發光。受光晶片231的受光元件231a於檢測到光的情形時通電狀況變化，故而自第三光學接點端子242及第四光學接點端子243輸出基於由受光所致的通電狀況變化的接通訊號。
可動構件27為於接點室內沿左右方向延伸的呈板狀的不鏽鋼（Stainless Steel，SUS）等金屬製構件。可動構件27的左端側成為卡止於第一卡止片25而作為搖動支點271發揮功能的固定端。可動構件27的右端側為於第一抵接部位243a及第二抵接部位240a之間作為自由端而移動的可動抵接部270。另外，可動構件27的右端側成為自可動抵接部270向下方彎曲的呈大致長方形狀的遮光片272。遮光片272以法線方向成為左右方向的方式形成，開設有光學接點23的光透過的大致長方形狀的透過窗273。遮光片272位於下述位置，即：於光學接點23的發光晶片230的右方、且光學接點23的受光晶片231的左方的位置，以遠離發光晶片230及受光晶片231的狀態而進入發光晶片230及受光晶片231之間。再者，於可動構件27，形成有將中央附近衝壓並彎折成圓弧狀的作為復原彈簧發揮功能的施力部274，施力部274的前端卡止於形成於接點室內的中央附近的第二卡止片26。施力部274產生抵抗按壓構件21的按壓的反作用力。
對於如此構成的接點機構而言，按壓構件21承受來自外部的按壓而向下方移動，將可動構件27按下。藉由將可動構件27按下，而作為可動構件27的自由端的右端側的可動抵接部270下降，可動抵接部270觸碰第一光學接點端子240的第二抵接部位240a。金屬製的可動構件27的可動抵接部270以碰撞的方式觸碰金屬製的第一光學接點端子240的第二抵接部位240a，由此產生金屬音。使用者將由於可動構件27觸碰光學接點端子24而產生的金屬音辨識為點擊音。另外，藉由可動構件27的右端側下降，而可動構件27的遮光片272下降，光學接點23的光透過開設於可動構件27的遮光片272的透過窗273，成為電路閉合的接通狀態，向外部的電子設備輸出接通訊號。
若解除按壓構件21的按壓，則可動構件27受到施力部274的反作用力向上側施力。藉由可動構件27向上側受到施力，而按壓構件21向上方移動。另外，藉由可動構件27受到施力部274向上側施力，而位於可動構件27的右端側的可動抵接部270上升，觸碰第四光學接點端子243的第一抵接部位243a。另外，藉由可動構件27的右端側上升，而可動構件27的遮光片272上升，光學接點23的光被遮光片272阻斷，成為電路打開的斷開狀態。
對由光學接點23、光學接點端子24及可動構件27進行的電路開閉進一步進行說明。圖7A及圖7B為將本案記載的開關2的內部結構的一例的一部分放大表示的概略放大圖。圖7A及圖7B為將可動構件27的遮光片272的附近放大表示的概略立體圖，圖7A表示按壓構件21位於第一位置，由按壓構件21進行的按壓解除而電路打開的斷開狀態，圖7B表示按壓構件21位於第二位置，按壓構件21進行按壓而電路閉合的接通狀態。
於解除按壓構件21的按壓的情形時，如圖7A所示，可動構件27的遮光片272上升，遮光片272的透過窗273偏離自發光晶片230的發光元件230a通向受光晶片231的受光元件231a的光路。因此，自發光晶片230的發光元件230a發出的光被可動構件27的遮光片272遮蔽，故而並未到達受光晶片231的受光元件231a，電路成為打開的斷開狀態。
於按壓構件21受到按壓的情形時，如圖7B所示，可動構件27的遮光片272下降，自發光晶片230的發光元件230a通向受光晶片231的受光元件231a的光路通過開設於遮光片272的透過窗273。因此，自發光晶片230的發光元件230a發出的光經由開設於可動構件27的遮光片272的透過窗273，到達受光晶片231的受光元件231a，電路成為閉合的接通狀態。
於製造以上般的構成的本案記載的開關2時，例如藉由將一片導電性金屬板進行衝壓加工等壓製成型，而衝壓出一根連接端子22及四根光學接點端子24的原型。進而，藉由對衝壓出的連接端子22及光學接點端子24的原型進行凸緣加工等壓製成型，而成型連接端子22及光學接點端子24。繼而，於光學接點端子24上表面封裝光學接點23，包含按壓構件21及可動構件27在內進行鑄型，並收容於框體20內，藉此形成開關2。繼而，將所形成的開關2組入而操作裝置1完成。
如以上般，本案記載的開關2將以表面封裝晶片的形式形成的光學接點23表面封裝於光學接點端子24，故而發揮可防止製造步驟複雜化，可預計由此所致的成本降低等優異效果。另外，本案記載的開關2藉由以表面封裝晶片的形式封裝，而容易實現小型化。另外，於在光學接點端子24表面封裝光學接點23的情形時，開關2的製造者可管理自光學接點23的形成至表面封裝、進而利用模組的開關2的形成為止的步驟。因此，開關2的製造者可對成為感測器的光學接點23及運作機構一體地進行品質管理，抑制運作特性的偏差而使品質穩定化。再者，由抑制運作特性的偏差所得的品質的穩定化可預計輸出的高速化。此種穩定品質的開關2最適於電子競技運動用的滑鼠等操作裝置1。
另外，本案記載的開關2於光學接點端子24形成有用於封裝光學接點23的凹部24a，故而表面封裝時的定位容易，另外可使封裝時的尺寸小型化。
進而，本案記載的開關2伴隨對滑鼠的下壓操作部10的下壓操作，而金屬製的可動構件27觸碰金屬製的光學接點端子24產生金屬音。由此，使用者可將所產生的金屬音辨識為舒心的點擊音。
進而，對於本案記載的開關2而言，位於可動構件27的右端側的可動抵接部270於光學接點端子24的第一抵接部位243a及第二抵接部位240a之間動作。藉此，發揮可限制可動構件27的可動抵接部270的動作範圍，例如抑制可動構件27的翹曲而使動作穩定化等優異效果。
本發明不限定於以上說明的各實施形態，能以其他各種形態展開。因此，所述實施形態於所有方面僅為簡單例示，而非限定性地解釋。本發明的技術範圍是由申請專利範圍所說明，不受說明書正文的任何限制。進而，屬於申請專利範圍的均等範圍的變形及變更全部為本發明的範圍內。
例如，所述實施形態中，作為光學接點23，示出了自其中一個電路發出的光由另一電路接收的透過型的光學接點23的形態，但本發明不限於此，可使用反射型的光學接點23等而以各種形態展開。
1:操作裝置 2:開關 10:下壓操作部 11:轉動操作部 12:訊號線 20:框體 20a:基體 20b:蓋 21:按壓構件 22:連接端子 23:光學接點 24:光學接點端子 24a:凹部 25:第一卡止片 26:第二卡止片 27:可動構件 200:插通孔 230:發光晶片 230a:發光元件 231:受光晶片 231a:受光元件 240:第一光學接點端子 240a:第二抵接部位 241:第二光學接點端子 242:第三光學接點端子 243:第四光學接點端子 243a:第一抵接部位 270:可動抵接部 271:搖動支點 272:遮光片 273:透過窗 274:施力部
圖1為表示本案記載的操作裝置的外觀的一例的概略立體圖。 圖2為表示本案記載的開關的外觀的一例的概略立體圖。 圖3為表示本案記載的開關的一例的概略分解立體圖。 圖4為表示本案記載的開關的剖面的一例的概略剖面圖。 圖5為表示本案記載的開關所具備的光學接點及光學接點端子的一例的概略立體圖。 圖6A為將本案記載的開關所具備的光學接點及光學接點端子的一例的一部分放大表示的概略放大圖。 圖6B為將本案記載的開關所具備的光學接點及光學接點端子的一例的一部分放大表示的概略放大圖。 圖7A為將本案記載的開關的內部結構的一例的一部分放大表示的概略放大圖。 圖7B為將本案記載的開關的內部結構的一例的一部分放大表示的概略放大圖。
23:光學接點
24:光學接點端子
230:發光晶片
230a:發光元件
231:受光晶片
231a:受光元件
240:第一光學接點端子
240a:第二抵接部位
241:第二光學接點端子
242:第三光學接點端子
243:第四光學接點端子
243a:第一抵接部位

Claims (10)

  1. 一種開關，包括：光學接點；可動構件，以第一端側作為搖動支點而第二端側搖動；按壓構件，承受來自外部的按壓，並按壓所述可動構件；以及光學接點端子，電性連接於所述光學接點，且所述開關藉由伴隨由所述按壓構件的按壓的所述可動構件的搖動而將所述光學接點的光遮蔽/使所述光學接點的光透過，藉此開閉電路，並且所述開關的特徵在於， 所述光學接點以表面封裝晶片的形式形成，且 表面封裝於所述光學接點端子上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的開關，其中所述光學接點端子形成有為了表面封裝所述光學接點而進行載置的凹部。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的開關，其中所述光學接點以橫跨多個所述光學接點端子之間的方式被載置。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的開關，其中所述光學接點端子具有： 第一抵接部位，於承受來自外部的按壓而自第一位置向第二位置移動的所述按壓構件位於所述第一位置的情形時，供未受按壓的所述可動構件的所述第二端側觸碰。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的開關，其中所述光學接點端子具有： 第一抵接部位，於承受來自外部的按壓而自第一位置向第二位置移動的所述按壓構件位於所述第一位置的情形時，供未受按壓的所述可動構件的所述第二端側觸碰。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的開關，其中所述光學接點端子具有： 第二抵接部位，於承受來自外部的按壓而自第一位置向第二位置移動的所述按壓構件位於所述第二位置的情形時，供受到按壓的所述可動構件的所述第二端側觸碰。
  7. 如申請專利範圍第3項所述的開關，其中所述光學接點端子具有： 第二抵接部位，於承受來自外部的按壓而自第一位置向第二位置移動的所述按壓構件位於所述第二位置的情形時，供受到按壓的所述可動構件的所述第二端側觸碰。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的開關，其中所述光學接點端子具有： 第二抵接部位，於承受來自外部的按壓而自第一位置向第二位置移動的所述按壓構件位於所述第二位置的情形時，供受到按壓的所述可動構件的所述第二端側觸碰。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的開關，其中所述光學接點端子具有： 第二抵接部位，於承受來自外部的按壓而自第一位置向第二位置移動的所述按壓構件位於所述第二位置的情形時，供受到按壓的所述可動構件的所述第二端側觸碰。
  10. 一種操作裝置，其特徵在於包括： 下壓操作部，接受來自外部的下壓操作；以及 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的開關，以來自外部的按壓的形式而傳遞有所述下壓操作部所接受的下壓操作，且 所述操作裝置輸出基於所述開關所包括的所述光學接點的光的遮蔽/透過的訊號。
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