TWI419009B

TWI419009B - Thin light-emitting keyboard architecture

Info

Publication number: TWI419009B
Application number: TW97126867A
Authority: TW
Original assignee: Zippy Tech Corp
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2013-12-11
Also published as: TW201005584A

Description

薄型發光鍵盤架構

本發明係有關一種鍵盤架構，尤指一種薄型發光鍵盤架構。

鍵盤裝置已經成為目前電腦系統中不可或缺的指令輸入設備，由於電腦系統的使用環境與時機漸趨多元，鍵盤裝置亦必須隨之發展而符合使用者的需求。於低亮度或黑暗環境下，為了能讓使用者準確敲擊鍵盤上各個按鍵的位置，已經開發出多種具有發光能力的鍵盤。如美國第US 5,936,554號、第US 7,278,750號專利案，中華民國第566612號第581961號專利案等，分別揭露多種於按鍵內部設有發光二極體的鍵盤裝置，設置於按鍵中的發光二極體得以對單一按鍵提供光線，使其於黑暗中或光線不足處皆可以讓使用者清楚辨識各別按鍵。雖然此種發光鍵盤裝置，可以解決前揭問題，然而就目前標準鍵盤的配置具有超過一百個按鍵，若必須於每個按鍵內皆設有相對應的發光二極體，勢必增加整體鍵盤組件的數目，非但增加製造工序與成本，亦使得產品無法達到輕量化。除此之外，大量發光二極體所耗費的電力以及產生的熱能，同樣造成使用者的困擾。

另一種具有發光能力的鍵盤，可參閱美國第US 6,179,432號、第US 6,199,996號、第US 6,217,183號、第US 6,284,988號、第 US 6,322,229號、第US 6,554,442號、第US 6,590,508號、第US 6,648,530號、第US 6,860,612號、第US 7,235,752號、第US 7,239,303號以及第US 7,388,167號專利案，以及中華民國第509955號、第516671號、第587800號、第594546號、第I230957號、第I231693號、第M240668號、第M313281號專利案。該些發光鍵盤分別揭露多種於鍵盤於底板上方或下方增設如電致發光板(Electroluminescent Sheet)、光纖板材(Optical Fiber panel)等發光背板，而使位於發光背板上方的按鍵得以透出光線而供使用者辨識位置。雖然此種發光鍵盤可以透過單一發光背板而使整體鍵盤均勻發光，相較於上述設置於按鍵內部的發光鍵盤，確實能減少內部零件而方便組裝，且電致發光板以及光纖板材的耗電量極低，有利於長時間使用。然而，上述發光鍵盤必須於底板上方或下方增加一層發光背板，使得此種發光鍵盤具備一定的厚度，而不利於薄型化產品的製造。

本發明之主要目的，在於減少發光鍵盤的整體厚度，使其具備薄型化的能力。為達上述目的，本發明提供一種薄型發光鍵盤架構，包括有一鍵盤部以及一發光部。該鍵盤部包含有一由複數按壓件組成可供使用者施以按壓力道之按壓平面，以及一設置於該按壓平面下方用以承載該些按壓件之基板。該發光部用以產生光線並光導通於該按壓平面與該基板之間所形成的發光區間，使該發光區間內具備有供使用者辨識按壓件之亮度。其中，該發光部可調整其投射光線方向；如該發光部所投射光線之方向平行於該基板；該發光部所投射光線之高度隨著光線投射的距離而遞增；甚至，該發光部所投射光線方向與該按壓平面邊緣之間形成一投射角度，使發光部可以依照最佳發光狀態而進行調整投射條件。於本發明中，該發光部可直接輸出光線至該發光區間，或者可藉由一設置於該發光區間內之導光元件，使光線均勻充斥於該發光區間內。該發光部具有至少一發光二極體或為一雷射發光器。該發光區間可具有至少一由兩兩按壓件之間所形成的導光通道，該導光通道之間相互平行且光導通於該發光區間。於一實施例中，於該導光通道之末端設置該發光部，以提供光線至該導光通道中；於另一實施例中，則將該發光部設置於該導光通道內，以提供兩側光線至該導光通道內。

為了能使各別按壓件具有更為明顯的辨識性，該發光區間內，相對應於各別按壓件之位置可設有一反射件或者一聚光件。該按壓件可整體為透光材質，或者於其表面具有一供光線透出以呈現字元符號的透光區域以及一非屬該字元符號位置的不透光區域。

本發明可應用於多種鍵盤架構中。於一實施例中，該按壓件與該基板之間係以一連動機構相互連結，該連動機構中具有一彈性體，使該按壓件得以相對於該基板上下往復運動。其中，該連動機構或該彈性體可為聚光材料。此外，於另一實施例中，該按壓件與該基板各具有相對應之一鍵柱以及一鍵座，該鍵座中具有一容該鍵柱穿設之開口，並於該鍵座之開口中設有一與該鍵柱端點相抵之彈性體，使該按壓件得以藉由該鍵柱與該鍵座之間的相對移動進行按壓行程。其中，該鍵柱、該鍵座或該彈性體可為聚光材料。

本發明薄型發光鍵盤架構不需針對各別按鍵設置發光單元，可減少發光鍵盤整體組件的數目，並降低所消耗的工作電力。此外，有別於傳統增設電致發光板或光纖板材來供應光線的鍵盤，本發明不需設置該發光層，得以減少發光鍵盤之厚度，有利於薄型化產品的製造。

10‧‧‧鍵盤部

11‧‧‧按壓件

111‧‧‧按壓平面

112‧‧‧透光區域

113‧‧‧不透光區域

12‧‧‧基板

121‧‧‧固定部

13‧‧‧反射件

14‧‧‧聚光件

15‧‧‧連動機構

151‧‧‧彈性體

16‧‧‧鍵柱

17‧‧‧鍵座

171‧‧‧開口

172‧‧‧彈性體

20‧‧‧發光部

21‧‧‧發光區間

211a、211b‧‧‧導光通道

圖1，係本發明薄型發光鍵盤架構一較佳實施例之結構剖面示意圖。

圖2，係本發明薄型發光鍵盤架構中該發光部所投射光線之高度隨著光線投射的距離而遞增的示意圖。

圖3，係本發明薄型發光鍵盤架構中該發光部所投射光線之方向與按壓平面邊緣之間呈投射角度的示意圖。

圖4，係本發明薄型發光鍵盤架構中將發光部設置於導光通道末端示意圖。

圖5，係本發明薄型發光鍵盤架構中將發光部設置於導光通道內示意圖。

圖6，係本發明薄型發光鍵盤架構一較佳實施例之按鍵部下設有反射件示意圖。

圖7，係本發明薄型發光鍵盤架構一較佳實施例之按壓部下設有聚光件示意圖。

圖8，係本發明薄型發光鍵盤架構另一實施例之結構剖面示意圖。

圖9，係本發明薄型發光鍵盤架構中均勻透光之按壓件外觀示意圖。

圖10，係本發明薄型發光鍵盤架構中非均勻透光之按壓件外觀示意圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：

請參閱『圖1』所示，係本發明一較佳實施例之結構剖面示意圖，如圖所示：本發明係為一種薄型發光鍵盤架構，包括有一鍵盤部10以及一發光部20。該鍵盤部10包含有一由複數按壓件11組成可供使用者施以按壓力道之按壓平面111，以及一設置於該按壓平面下方用以承載該些按壓件11之基板12。於本實施例中，係應用於架橋連動式鍵盤架構，於該按壓件11與該基板12之間，更具有一連動機構15分別連結於該按壓件11以及該基板12，藉由該基板12上之固定部121將該連動機構15固定於該基板12上，並於該連動機構15中設置有一彈性體151，使該按壓件11受力按壓後，可以相對於該基板12進行上下往復運動。於本實施例中，該發光部20設置於該基板12上，用以產生一平行於該基板12的投射光線，並將光線輸入於該按壓平面111與該基板12之間所形成的發光區間21，使該發光區間21內具備有供使用者辨識按壓件11之亮度。而該發光部20可選用發光二極體或者為雷射發光器等發光源。該發光部20可以直接將產生的光線射入該發光區間21內，或者將光線藉由設置於該發光區間21內之導光元件均勻輸入至該發光區間21中，該導光元件可為光纖材料、聚碳酸脂(polycarbonate)材料等。

於本發明中，該發光部20投射光線之方向除了如上述平行於該基板12之外，亦可具備有其它選擇。如『圖2』所示，該發光部20所投射光線之高度隨著光線投射的距離而遞增。一般而言，水平光線的投射，無法使遠端與近端按壓件11接獲得等量的光線，而可能導致按壓平面111發光的不均勻。因此，若能調整該發光部20的投射高度，使得投射光線的高度隨著光線投射距離而遞增，即可以根據遠端或近端按壓件11給予不等量的光線，而使得按壓平面111達到均勻發光的效果。除此之外，該發光部20所投射光線方向與該按壓平面111邊緣之間形成一投射角度θ，如『圖3』所示，該投射角度θ係介於0°至180°之間，使發光部20可以依照最佳發光狀態而進行調整投射條件。

請參閱『圖4』所示，該發光區間21上可具有至少一由兩兩按壓件11之間所形成的導光通道211a、211b，且該些導光通道211a、211b之間相互平行。該發光部20可設置於該導光通道211a、211b之末端，如『圖4』所示，以單一方向提供光線至該發光區間21之導光通道211a、211b內。或者該發光部20可如『圖5』所示設置於該導光通道211a、211b內，以提供兩側光線至該導光通道211a、211b內。

本發明薄型發光鍵盤架構可藉由上述方式將發光部20所產生之光線均勻導入該發光區間21內，使發光區間21內具有亮度呈現均勻發光的狀態，如『圖1』所示。或者，在特殊環境下，或使用者特別需求，可能會對於各別按壓件11需要特別可以辨識的亮度。因此，於本發明中，該發光區間21內相對應於各別按壓件11位置可以設有一反射件13，如『圖6』所示，使該發光區間21內之光線藉由該反射件13改變路徑由按壓件11方向射出，使各別按壓件11相較於週圍發光區間21具有較高對比度之亮度。除此之外，該發光區間21內相對應於各別按壓件11位置設有一聚光件14，如『圖7』所示。該聚光件14可於表面塗佈有螢光劑或磷光劑，或者係由螢光材料或磷光材料所製成，使該聚光件14得以接收該發光區間21所提供之光線而激發產生光致冷發光，同樣可讓按壓件11位置相較於週圍發光區間21具有較高對比亮度。如此，使鍵盤達到非均勻發光的效果。而於本實施例架橋連動式鍵盤架構中，該連動機構15或者該彈性體151亦可為聚光材料，以增強上端按壓件11與週圍發光區間21亮度對比。

本發明在一實施例中，則說明本發明可以應用於另一種鍵盤架構。請參閱『圖8』所示，該按壓件11與該基板12各具有相對應之一鍵柱16以及一鍵座17，該鍵座17頂端具有一可供該鍵柱16插設之開口171，並於該鍵座17內設有一與該鍵柱16端點相抵之彈性體172，使該按壓件11得以相對於該鍵座17垂直往復運動。該發光部20提供光線至發光區間21內，使該發光區間21內具備亮度，而使使用者於光線不足的環境下仍可準確操作按壓件11。此外，為能達到非均勻發光的目的，該鍵柱16、鍵座17或彈性體172皆可由前揭聚光材料所製成，或者於表面塗佈上聚光劑等，使該鍵柱16、鍵座17或彈性體172相對於週圍發光區間21具有更高的光對比度，讓使用者容易辨識上端各別的按壓件11。

於本發明中，該按壓11件可為透光材料，而使得發光區間21中之光線能夠均勻穿透該按壓件11之表面，讓使用者辨識按壓件11上的文字或符號，如『圖9』所示。或者，該按壓件11之表面具有一供光線透出以呈現字元符號的透光區域112以及一非屬該字元符號位置的不透光區域113，如『圖9』所示，使得發光區間21中的光線受到不透光區域113的阻隔而由透光區域112的位置非均勻透出，增強文字符號的清晰度。

綜上所述，本發明薄型發光鍵盤架構相較於傳統發光鍵盤，僅以少數發光單元的設置即可供應足夠的光線，減少工作時所消耗的電力以及產生的熱能。此外，本發明部另外增加作為光線的發光層，亦縮減了整體的厚度，有利於薄型化鍵盤設備的製造。因此本發明極具進步性及符合申請發明專利之要件，爰依法提出申請，祈鈞局早日賜准專利，實感德便。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。