TWI423287B

TWI423287B - 壓力感測式發光鍵盤

Info

Publication number: TWI423287B
Application number: TW099123427A
Authority: TW
Inventors: Bin Hui Huang; Chien Ming Yang
Original assignee: Primax Electronics Ltd
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2014-01-11
Also published as: TW201205620A; JP5230706B2; JP2012022662A; US20120013272A1; US8514181B2; EP2410403A1

Description

壓力感測式發光鍵盤

本發明係關於一種鍵盤，尤其係具有壓力感測功能之壓力感測式鍵盤。

電腦輸入裝置，例如滑鼠、鍵盤以及軌跡球等，是大多數電腦常有的週邊設備。尤其是做為輸入文字及指令用的鍵盤更是大多數使用者不可缺少的裝置。

請參閱圖1，其為習知鍵盤之外觀結構示意圖。習知鍵盤1之表面上具有複數按鍵，該些按鍵被分類為一般鍵10、數字鍵11以及功能鍵12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10用以輸入英文字母等符號，數字鍵11用以輸入數字，而功能鍵12則用以提供各種功能，例如F1鍵～F12鍵等。

接下來說明習知鍵盤內部之電路圖，請參閱圖2，其為習知鍵盤之內部電路示意圖。鍵盤1包括一控制單元13以及一鍵盤掃描矩陣14，控制單元13透過複數接腳連接於複數輸入/輸出埠(I/O port)，一般而言，控制單元13係為微處理器，且關於微處理器其餘細節部分則為熟知本技藝人士所廣知，故不贅述。至於鍵盤掃描矩陣14則係由複數輸入/輸出埠(X0～X7以及Y0～YG)互相交錯而組成，如圖2所示。鍵盤掃描矩陣14為8×16，故可產生128個接點而可對應於鍵盤1表面上之複數按鍵，也就是說，若鍵盤1上有128個按鍵時，鍵盤1內部則至少必須設置24個輸入/輸出埠。

隨著科技的演進，一般具有基本功能之鍵盤1已無法滿足使用者，因此，各家鍵盤廠商致力於鍵盤裝置各種功能之研發，例如，習知技術中即包含一種具有壓力感測功能之壓力感測式鍵盤。所謂壓力感測式鍵盤係於複數按鍵之下方增設壓力感測模組，用以感測複數按鍵被使用者以何種壓力觸壓，而壓力感測式鍵盤預設有一預設壓力，當按鍵被以小於預設壓力之壓力觸壓時，壓力感測式鍵盤則輸出一第一訊號，使電腦執行對應於第一訊號之第一指令。而當按鍵被以大於預設壓力之壓力觸壓時，壓力感測式鍵盤則輸出一第二訊號，使電腦執行對應於第二訊號之第二指令。

假設使用者欲於記事本文件上輸入文字，當使用者以小於預設壓力之第一壓力觸壓複數按鍵中之某一按鍵(假設為A鍵)時，記事本文件上則因應使用者之輸入而顯示以小寫表示之a文字。而當使用者以大於預設壓力之第二壓力觸壓複數按鍵中之該按鍵(亦即A鍵)時，記事本文件上則因應使用者之輸入而顯示以大寫表示之A文字。

雖然壓力感測式鍵盤之實用性相當高，但第一次使用壓力感測式鍵盤之使用者或不熟悉壓力感測式鍵盤之使用者無法判斷施加於按鍵上之壓力是否大於該預設壓力，也就是說，該些使用者無法判斷他們觸壓之按鍵將會使電腦執行哪一指令。因此，需要一種具有辨識壓力大小之壓力感測式鍵盤。

本發明之目的在提供一種具有辨識壓力大小功能之壓力感測式發光鍵盤。

於一較佳實施例中，本發明提供一種壓力感測式發光鍵盤，包括：一底座；複數按鍵，位於該底座之上方，且每一按鍵以一壓力被觸壓而輸出一訊號；一薄膜開關電路，設置於該底座與該複數按鍵之間，且該薄膜開關電路包括一壓力偵測電路，該壓力偵測電路用以偵測因應該壓力而產生之一觸壓強度電壓；一發光模組，設置於該底座與該複數按鍵之間，用以產生一第一光束或一第二光束；以及一控制單元，連接於該薄膜開關電路以及該發光模組，用以根據該觸壓強度電壓而判斷該壓力之強度，並因應該壓力之強度而使該發光模組輸出該第一光束或該第二光束。

於一較佳實施例中，該薄膜開關電路包括：一第一薄膜電路板，具有複數掃描輸入線，且每一該掃描輸入線具有一輸入低阻抗接點；以及一第二薄膜電路板，與該第一薄膜電路板疊合，該第二薄膜電路板具有複數掃描輸出線，且每一該輸出線具有一輸出低阻抗接點，用以與該複數掃描輸入線形成一鍵盤掃描矩陣，且該鍵盤掃描矩陣之每一該輸入低阻抗接點與每一該輸出低阻抗接點對應於該複數按鍵；其中當該複數按鍵之一第一按鍵被觸壓時，該第一薄膜電路板之該輸入低阻抗接點接觸於該第二薄膜電路板之該輸出低阻抗接點，且該複數掃描輸入線中對應於該第一按鍵之一第一輸入低阻抗接點與該複數掃描輸出線中對應於該第一按鍵之一第一輸出低阻抗接點接觸而導通。

於一較佳實施例中，該發光模組包括：複數發光二極體，設置於該複數按鍵之兩側，用以輸出該第一光束以及該第二光束；以及一導光板，與該薄膜開關電路疊合，用以改變該第一光束以及該第二光束之射出方向，使該第一光束以及該第二光束以一第一方向進入該導光板，而以一第二方向離開該導光板；其中該第一方向與該薄膜開關電路平行，且該第一方向與該第二方向垂直。

於一較佳實施例中，該薄膜開關電路設置於該導光板上。

於一較佳實施例中，該導光板設置於該薄膜開關電路上，且該導光板具有複數開孔。

於一較佳實施例中，該壓力偵測電路包括複數壓力偵測元件，且每一該壓力偵測元件包括一偵測高阻抗接點以及一偵測低阻抗接點，當每一該按鍵被以一第一壓力觸壓時，該偵測高阻抗接點與該偵測低阻抗接點接觸，且該偵測高阻抗接點與該偵測低阻抗接點間具有一第一接觸面積，使該第一壓力偵測元件產生一第一阻抗值；而當每一該按鍵被以大於該第一壓力之一第二壓力觸壓時，該偵測高阻抗接點與該偵測低阻抗接點接觸，且該偵測高阻抗接點與該偵測低阻抗接點間具有大於該第一接觸面積之一第二接觸面積，使每一該壓力偵測元件產生大於該第一阻抗值之一第二阻抗值。

於一較佳實施例中，該壓力偵測電路更包括一偵測電阻，該偵測電阻接地且該偵測電阻具有一偵測阻抗值，該複數壓力偵測元件分別與該偵測電阻串聯，且該壓力偵測電路根據該偵測阻抗值與該第一或該第二阻抗值而產生該觸壓強度電壓；其中當該壓力偵測電路根據該偵測阻抗值與該第一阻抗值而產生一第一觸壓強度電壓時，該控制單元判斷每一該按鍵被以該第一壓力觸壓而使該發光模組輸出該第一光束；當該壓力偵測電路根據該偵測阻抗值與該第二阻抗值而產生一第二觸壓強度電壓時，該控制單元判斷每一該按鍵被以該第二壓力觸壓而使該發光模組輸出該第二光束於一較佳實施例中，每一該按鍵包括：一按鍵帽，顯露於該底座之外，用以被觸壓而產生對應於每一該按鍵之該訊號；一剪刀式連接元件，連接於該按鍵帽，用以使該按鍵帽於一預設行程之間相對於該底座上下移動；以及一彈性體，設置於該按鍵帽之下方，用以當該按鍵帽被觸壓而相對於該底座往下移動時被壓縮而累積一彈性力，而當該按鍵帽被釋放時，施加該彈性力予該按鍵帽，使該按鍵帽相對於該底座往上移動。

於一較佳實施例中，該第一光束係以一第一顏色顯示，而該第二光束係以一第二顏色顯示。

於一較佳實施例中，該第一光束以一第一頻率閃爍，而該第二光束係以一第二頻率閃爍，且該第一頻率小於該第二頻率。

關於本發明提供之壓力感測式發光鍵盤請參閱圖3，其為本發明壓力感測式發光鍵盤於一較佳實施例中之結構剖面示意圖。本較佳實施例中，壓力感測式發光鍵盤2包括一底座20、複數按鍵21、一薄膜開關電路22、一發光模組23以及一控制單元24(請參照圖5)。複數按鍵21位於底座20之上方，複數按鍵21中之每一按鍵21用以被一壓力被觸壓而輸出一訊號，薄膜開關電路22位於底座20與複數按鍵21之間而設置於發光模組23上，且薄膜開關電路22包括一壓力偵測電路221，該壓力偵測電路221偵測因應觸壓複數按鍵21之壓力而產生之一觸壓強度電壓。發光模組23設置於底座20與複數按鍵21之間，發光模組23包括複數發光二極體231(Light Emitter Diode，LED)以及一導光板232，複數發光二極體231分別設置並排列於複數按鍵21之兩側(圖中僅顯示二個)，用以輸出一第一光束B1(請參照圖7)以及一第二光束B2(請參照圖8)。導光板232與薄膜開關電路22疊合且位於薄膜開關電路22之下方，用以改變第一光束B1以及第二光束B2之射出方向。其中，第一光束B1係以一第一顏色顯示，而第二光束B2係以一第二顏色顯示。於另一實施例中，第一光束係B1以一第一頻率閃爍，而第二光束B2係以一第二頻率閃爍，且第一頻率小於第二頻率。於本較佳實施例中，第一光束B1係顯示以第一顏色(如藍色)，而第二光束B2係顯示第二顏色(如綠色)。

接下來以單一按鍵來詳細說明壓力感測式發光鍵盤之結構，請參閱圖4，其為本發明壓力感測式發光鍵盤之按鍵於一較佳實施例中之結構剖面示意圖。圖4中由上而下依序顯示按鍵21、薄膜開關電路22、發光模組23以及底座20。首先說明按鍵21之結構，以壓力感測式發光鍵盤2中最右側之按鍵21來說明，按鍵21包括一按鍵帽211、一剪刀式連接元件212以及一彈性體213，按鍵帽211顯露於底座20之外，用以被使用者觸壓而產生對應於按鍵21之訊號，且按鍵帽211可採用部份透明或整體透明之材質而可被光穿透。剪刀式連接元件212連接於按鍵帽211，用以使按鍵帽211相對於底座20上下移動。而彈性體213設置於按鍵帽211之下方，用以當按鍵帽211被使用者觸壓而相對於底座20往下移動時被壓縮而累積一彈性力。當使用者不再觸壓按鍵帽211而使其被釋放時，施加彈性力予按鍵帽211，使按鍵帽211相對於底座20往上移動而回歸被觸壓前之位置。本較佳實施例中，彈性體213係以橡膠製成。

本較佳實施例中，薄膜開關電路22之壓力偵測電路221包括複數壓力偵測元件2211，且每一壓力偵測元件2211對應於一按鍵22。以壓力感測式發光鍵盤2中最右側之按鍵21來說明，圖4中，對應於最右側按鍵21之壓力偵測元件2211包括一偵測高阻抗接點2211A以及一偵測低阻抗接點2211B，於本較佳實施例中，壓力偵測元件2211係為一壓力感測電阻(Force Sensing Resistance，FSR)，且偵測高阻抗接點2211A係以石墨製成，而偵測低阻抗接點2211B係以金屬製成。當按鍵21未被使用者觸壓時，由於偵測高阻抗接點2211A本身具有高阻抗性，因此使壓力偵測元件2211具有一第一阻抗值。而當按鍵21被使用者觸壓時，偵測高阻抗接點2211A與偵測低阻抗接點2211B接觸而使壓力偵測元件2211產生一第二阻抗值r2(請參照圖5)，且第二阻抗值小於第一阻抗值。位於薄膜開關電路22下方之發光模組23中，由於按鍵21被觸壓，使複數發光二極體231輸出第一光束B1或第二光束B2，而導光板232則改變第一光束B1以及第二光束B2之射出方向。

接下來請同時參閱圖4以及圖5，圖5係為本發明壓力感測式發光鍵盤於一較佳實施例中之內部電路示意圖。薄膜開關電路22除了壓力偵測電路211之外更包括一第一薄膜電路板222以及一第二薄膜電路板223，第二薄膜電路板223與第一薄膜電路板222疊合，且第一薄膜電路板222具有複數掃描輸入線Col.1~Col.18，且每一掃描輸入線具有一輸入低阻抗接點2221，而第二薄膜電路板223具有複數掃描輸出線Row1~Row8，且每一該掃描輸出線具有一輸出低阻抗接點2231，於本較佳實施例中，輸入低阻抗接點2221以及輸出低阻抗接點2231皆係以金屬製成。複數掃描輸出線Row1~Row8與複數掃描輸入線Col.1~Col.18互相交錯而形成對應於複數按鍵21之一鍵盤掃描矩陣M，如圖6所示。

請同時參閱圖5以及圖6，鍵盤掃描矩陣M中，複數輸入低阻抗接點2221與複數輸出低阻抗接點2231形成對應於複數按鍵21之複數按鍵接點C1、C2等等，由於鍵盤掃描矩陣M係為8×18，因此複數掃描輸出線Row1~Row8與複數掃描輸入線Col.1~Col.18交錯而可形成144個按鍵接點。由圖6可知，第一按鍵接點C1係由第一掃描輸入線Col.1與第一掃描輸出線Row1交錯而形成，而第二按鍵接點C2係由第三掃描輸入線Col.3與第一掃描輸出線Row1交錯而形成。圖5中，壓力偵測電路221更包括一偵測電阻Ra，偵測電阻Ra具有一偵測阻抗值ra，壓力偵測電路221中之每一壓力偵測元件2211分別與偵測電阻Ra串聯，且偵測阻抗值ra與壓力偵測元件2211之阻抗值分壓而產生觸壓強度電壓。圖5中，控制單元24連接於薄膜開關電路22以及發光模組23之複數發光二極體231，用以判斷被觸壓之按鍵為何。且控制單元24預設有一電壓門檻值，控制單元24亦可用以根據觸壓強度電壓與電壓門檻值之大小關係而判斷施加於按鍵22上之壓力之強度，並因應壓力之強度而控制複數發光二極體231輸出第一光束B1或第二光束B2。

舉例說明，設定複數按鍵21中之第一按鍵21對應於第一按鍵接點C1，而第一按鍵接點C1係由複數掃描輸出線Row1~Row8中之第一掃描輸出線Row1與複數掃描輸入線Col.1~Col.18中之第一掃描輸入線Col.1交錯所形成。當使用者未觸壓第一按鍵21時，壓力偵測元件2211具有第一阻抗值(設定第一阻抗值與偵測阻抗值ra相同)，故壓力偵測電路221偵測到之第一觸壓強度電壓為高邏輯電壓之一半，本較佳實施例中，設定高邏輯電壓為5伏特，而第一按鍵21未被觸壓時之第一觸壓強度電壓為2.5伏特。當使用者觸壓第一按鍵21時，第一薄膜電路板222上之第一輸入低阻抗接點2221與第二薄膜電路板223上之第一輸出低阻抗接點2231接觸而使第一掃描輸入線Col.1與第一掃描輸出線Row1導通，因此控制單元24可根據導通之第一掃描輸入線Col.1以及第一掃描輸出線Row1而判斷被使用者觸壓之按鍵係為第一按鍵21。而鍵盤掃描矩陣M中之其餘按鍵接點被觸壓之情形，如第二按鍵接點C2之情況與上述為同理而不再多加說明。

接下來說明使用者以不同壓力觸壓第一按鍵21之情形，請同時參閱圖4以及圖7，圖7係為本發明壓力感測式發光鍵盤之按鍵於一較佳實施例中被輕壓之結構剖面示意圖。圖4中，第一按鍵21未被使用者觸壓，對應於第一按鍵21之第一薄膜電路板222與第二薄膜電路板223中，第一薄膜電路板222之第一輸入低阻抗接點2221不與第二薄膜電路板223之第一輸出低阻抗接點2231接觸，而對應於第一按鍵21之第一壓力偵測元件2211中，其偵測高阻抗接點2211A亦不與偵測低阻抗接點2211B接觸。當使用者以一第一壓力觸壓第一按鍵21時，按鍵帽211由原本之位置移動一第一預設行程D之距離而推抵彈性體213，且彈性體213觸壓第一薄膜電路板222而使第一薄膜電路板222之第一輸入低阻抗接點2221與第二薄膜電路板223之第一輸出低阻抗接點2231接觸以導通第一掃描輸入線Col.1以及第一掃描輸出線Row1。另一方面，第一壓力偵測元件2211之偵測高阻抗接點2211A與偵測低阻抗接點2211B接觸，且偵測高阻抗接點2211A與偵測低阻抗接點2211B間具有一第一接觸面積A1，使第一壓力偵測元件2211產生第二阻抗值r2，且第二阻抗值r2小於第一阻抗值。

圖5中，當第一按鍵21被觸壓時，第一掃描輸出線Row1與第一掃描輸入線Col.1導通而獲得一高邏輯電壓(亦即5伏特)，且由於偵測電阻 Ra接地，因此偵測電阻Ra與第一壓力偵測元件2211形成一分壓電路而使壓力偵測電路221產生一第二觸壓強度電壓V2，其中，由於第二阻抗值r2小於第一阻抗值，因此第二觸壓強度電壓V2(設定為3伏特)大於第一觸壓強度電壓。接下來控制單元24藉由比較第二觸壓強度電壓V2與預設之電壓門檻值(設定為4伏特)而可得知第二觸壓強度電壓V2小於電壓門檻值，因此控制單元24判斷觸壓第一按鍵21之第一壓力係屬於一輕壓壓力，且控制單元24控制複數發光二極體231輸出第一光束B1，使壓力感測式發光鍵盤2顯示一藍光。

接下來請同時參閱圖8以及圖9，其為本發明壓力感測式發光鍵盤之按鍵於一較佳實施例中被重壓之結構剖面示意圖，而圖9係為本發明壓力感測式發光鍵盤於一較佳實施例中被重壓之內部電路示意圖。當使用者以一第二壓力觸壓第一按鍵21時，按鍵帽211同樣地由原本之位置移動第二預設行程D’之距離而推抵彈性體213，且彈性體213觸壓第一薄膜電路板222而使第一薄膜電路板222之第一輸入低阻抗接點2221與第二薄膜電路板223之第一輸出低阻抗接點2231接觸以導通第一掃描輸入線Col.1以及第一掃描輸出線Row1。另一方面，第一壓力偵測元件2211之偵測高阻抗接點2211A與偵測低阻抗接點2211B接觸，且偵測高阻抗接點2211A與偵測低阻抗接點2211B間具有一第二接觸面積A2，使第一壓力偵測元件2211產生一第三阻抗值r3，且第三阻抗值r3小於第二阻抗值r2。

圖9中，當第一按鍵21被觸壓時，第一掃描輸出線Row1與第一掃描輸入線Col.1導通而獲得高邏輯電壓(亦即5伏特)，且由於偵測電阻Ra接地，因此偵測電阻Ra與第一壓力偵測元件2211形成一分壓電路而使壓力偵測電路221產生一第三觸壓強度電壓V3，其中，由於第三阻抗值r3小於第二阻抗值r2，因此第三觸壓強度電壓V3(設定為4.2伏特)大於第二觸壓強度電壓(亦即3伏特)。接下來控制單元24藉由比較第三觸壓強度電壓V3與預設之電壓門檻值而可得知第三觸壓強度電壓V3大於電壓門檻值(亦即4伏特)，因此控制單元24判斷觸壓第一按鍵21之第二壓力係屬於一重壓壓力，且控制單元24控制複數發光二極體231輸出第二光束B2，使壓力感測式發光鍵盤2顯示一綠光。

需特別說明的是，由於輕壓第一按鍵21時，偵測高阻抗接點2211A與偵測低阻抗接點2211B間之第一接觸面積A1較小，造成偵測高阻抗接點2211A與偵測低阻抗接點2211B間之導電強度較低，因此第一壓力偵測元件2211會產生較大之第二阻抗值r2。第二阻抗值r2越大，分壓而產生之第二觸壓強度電壓V2越小，故控制單元24可根據比較觸壓強度電壓V2與電壓門檻值之大小而可判斷觸壓第一按鍵21之壓力係屬於輕壓壓力或重壓壓力。而電壓門檻值係經過反覆實驗而獲得，因此電壓門檻值作為判斷基準之可靠度相當高。同理，重壓第一按鍵21時，偵測高阻抗接點2211A與偵測低阻抗接點2211B間之第二接觸面積A2較大，偵測高阻抗接點2211A與偵測低阻抗接點2211B間之導電強度較高，因此第一壓力偵測元件2211會產生較小之第三阻抗值r3。第三阻抗值r3越小，分壓而產生之第三觸壓強度電壓V3越大，故控制單元24可判斷觸壓第一按鍵21之壓力係屬於重壓壓力。

請再次參閱圖7，當複數發光二極體231輸出第一光束B1時，第一光束B1以一第一方向D1(亦即與薄膜開關電路22平行之水平方向)進入導光板232，且第一光束B1於導光板232中被折射而改變第一光束B1之行進方向，使第一光束B1以垂直於第一方向D1之一第二方向D2(亦即與薄膜開關電路22垂直之垂直方向)離開導光板232，且第一光束B1於複數按鍵21之內部結構中產生折射以及散射而使其透過按鍵帽211，因此壓力感測式發光鍵盤2得以顯示一藍光。而複數發光二極體231輸出第二光束B2之情況亦為同理而不多加說明。

此外，本發明更提供另一較佳實施例，請參閱圖10，其為本發明壓力感測式發光鍵盤於另一較佳實施例中之結構剖面示意圖。本較佳實施例中，壓力感測式發光鍵盤3包括一底座30、複數按鍵31、一薄膜開關電路32、一發光模組33以及一控制單元(未標示於圖中)。複數按鍵31位於底座30之上方，複數按鍵31中之每一按鍵31用以被一壓力被觸壓而輸出一訊號，薄膜開關電路32設置於底座30與複數按鍵31之間，且薄膜開關電路22包括一壓力偵測電路321，該壓力偵測電路321用以根據觸壓複數按鍵31之壓力而產生對應於壓力之一觸壓強度電壓。發光模組33位於底座30與複數按鍵31之間且發光模組33設置於薄膜開關電路32上，發光模組33包括複數發光二極體331以及一導光板332，複數發光二極體331分別設置並排列於複數按鍵31之兩側，用以輸出一第一光束(圖中未標示)以及一第二光束(圖中未標示)。導光板332與薄膜開關電路32疊合且位於薄膜開關電路32之上方，用以改變第一光束以及第二光束之射出方向。且導光板332包括複數開孔3321，其位置對應於複數按鍵31，用以當複數按鍵31被觸壓時，使複數按鍵31穿過對應之複數開孔3321而得以觸發薄膜開關電路32。

本較佳實施例之壓力感測式發光鍵盤3與上一較佳實施例之壓力感測式發光鍵盤2之差異僅在於包含有壓力偵測電路之薄膜開關電路與發光模組間之位置關係。上一較佳實施例之壓力感測式發光鍵盤2中，薄膜開關電路22與發光模組23皆位於底座20與複數按鍵21之間且薄膜開關電路22疊置於發光模組23上，如圖3所示。而本較佳實施例之壓力感測式發光鍵盤3中，薄膜開關電路32與發光模組33亦皆位於底座30與複數按鍵31之間且發光模組33疊置於薄膜開關電路32上，如圖10所示。至於壓力感測式發光鍵盤3之運作情形以及原理與上一較佳實施例相同而不再贅述。

綜合以上說明可知，本發明壓力感測式發光鍵盤不但可因應使用者觸壓按鍵之力道而使電腦執行不同功能之指令，更可因應不同觸壓力道而以不同光束顯示，也就是說，本發明壓力感測式發光鍵盤可以不同光束顯示以提示使用者，令使用者得知被觸壓之按鍵將會使電腦執行哪一指令，以幫助使用者快速熟悉壓力感測式鍵盤之操作。

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。

1、2、3‧‧‧鍵盤

10‧‧‧一般鍵

11‧‧‧數字鍵

12‧‧‧功能鍵

13、24‧‧‧控制單元

14、M‧‧‧鍵盤掃描矩陣

20、30‧‧‧底座

21、31‧‧‧按鍵

22、32‧‧‧薄膜開關電路

23、33‧‧‧發光模組

211、311‧‧‧按鍵帽

212、312‧‧‧剪刀式連接元件

213、313‧‧‧彈性體

221、321‧‧‧壓力偵測電路

222、223‧‧‧薄膜電路板

231、331‧‧‧發光二極體

232、332‧‧‧導光板

2211‧‧‧壓力偵測元件

2221‧‧‧輸入低阻抗接點

2231‧‧‧輸出低阻抗接點

3321‧‧‧開孔

2211A‧‧‧偵測低阻抗接點

2211B‧‧‧偵測高阻抗接點

A1、A2‧‧‧接觸面積

B1、B2‧‧‧光束

C1、C2‧‧‧按鍵接點

Col.1~Col.18‧‧‧掃描輸入線

D、D’‧‧‧預設行程

D1、D2‧‧‧方向

r2、r3‧‧‧阻抗值

Ra‧‧‧偵測電阻

ra‧‧‧偵測阻抗值

Row1~Row8‧‧‧掃描輸出線

V2、V3‧‧‧觸壓強度電壓

圖1係習知鍵盤之外觀結構示意圖。

圖2係習知鍵盤之內部電路示意圖。

圖3係本發明壓力感測式發光鍵盤於一較佳實施例中之結構剖面示意圖。

圖4係本發明壓力感測式發光鍵盤之按鍵於一較佳實施例中之結構剖面示意圖。

圖5係本發明壓力感測式發光鍵盤於一較佳實施例中之內部電路示意圖。

圖6係本發明壓力感測式發光鍵盤之鍵掃描矩陣於一較佳實施例中之電路示意圖。

圖7係本發明壓力感測式發光鍵盤之按鍵於一較佳實施例中被輕壓之結構剖面示意圖。

圖8係本發明壓力感測式發光鍵盤之按鍵於一較佳實施例中被重壓之結構剖面示意圖。

圖9係本發明壓力感測式發光鍵盤於一較佳實施例中被重壓之內部電路示意圖。

圖10係本發明壓力感測式發光鍵盤於另一較佳實施例中之結構剖面示意圖。

20‧‧‧底座

21‧‧‧按鍵

22‧‧‧薄膜開關電路

211‧‧‧按鍵帽

212‧‧‧剪刀式連接元件

213‧‧‧彈性體

222、223‧‧‧薄膜電路板

231‧‧‧發光二極體

232‧‧‧導光板

2211‧‧‧壓力偵測元件

2221‧‧‧輸入低阻抗接點

2231‧‧‧輸出低阻抗接點

2211A‧‧‧偵測低阻抗接點

2211B‧‧‧偵測高阻抗接點

A1‧‧‧第一接觸面積

B1‧‧‧第一光束

D‧‧‧第一預設行程

D1、D2‧‧‧方向

Claims

一種壓力感測式發光鍵盤，包括：一底座；複數按鍵，位於該底座之上方，且每一按鍵以一壓力被觸壓而輸出一訊號；一薄膜開關電路，設置於該底座與該複數按鍵之間，且該薄膜開關電路包括一壓力偵測電路，該壓力偵測電路用以偵測因應該壓力而產生之一觸壓強度電壓；一發光模組，設置於該底座與該複數按鍵之間，用以產生一第一光束或一第二光束；以及一控制單元，連接於該薄膜開關電路以及該發光模組，用以根據該觸壓強度電壓而判斷該壓力之強度，並因應該壓力之強度而使該發光模組輸出該第一光束或該第二光束。
如申請專利範圍第1項所述之壓力感測式發光鍵盤，其中該薄膜開關電路包括：一第一薄膜電路板，具有複數掃描輸入線，且每一該掃描輸入線具有一輸入低阻抗接點；以及一第二薄膜電路板，與該第一薄膜電路板疊合，該第二薄膜電路板具有複數掃描輸出線，且每一該掃描輸出線具有一輸出低阻抗接點，用以與該複數掃描輸入線形成一鍵盤掃描矩陣，且該鍵盤掃描矩陣之每一該輸入低阻抗接點與每一該輸出低阻抗接點對應於該複數按鍵；其中當該複數按鍵之一第一按鍵被觸壓時，該第一薄膜電路板之該輸入低阻抗接點接觸於該第二薄膜電路板之該輸出低阻抗接點，且該複數掃描輸入線中對應於該第一按鍵之一第一輸入低阻抗接點與該複數掃描輸出線中對應於該第一按鍵之一第一輸出低阻抗接點接觸而導通。
如申請專利範圍第1項所述之壓力感測式發光鍵盤，其中該發光模組包括：複數發光二極體，設置於該複數按鍵之兩側，用以輸出該第一光束以及該第二光束；以及一導光板，與該薄膜開關電路疊合，用以改變該第一光束以及該第二光束之射出方向，使該第一光束以及該第二光束以一第一方向進入該導光板，而以一第二方向離開該導光板；其中該第一方向與該薄膜開關電路平行，且該第一方向與該第二方向垂直。
如申請專利範圍第3項所述之壓力感測式發光鍵盤，其中該薄膜開關電路設置於該導光板上。
如申請專利範圍第3項所述之壓力感測式發光鍵盤，其中該導光板設置於該薄膜開關電路上，且該導光板具有複數開孔。
如申請專利範圍第1項所述之壓力感測式發光鍵盤，其中該壓力偵測電路包括複數壓力偵測元件，且每一該壓力偵測元件包括一偵測高阻抗接點以及一偵測低阻抗接點，當每一該按鍵被以一第一壓力觸壓時，該偵測高阻抗接點與該偵測低阻抗接點接觸，且該偵測高阻抗接點與該偵測低阻抗接點間具有一第一接觸面積，使該第一壓力偵測元件產生一第一阻抗值；而當每一該按鍵被以大於該第一壓力之一第二壓力觸壓時，該偵測高阻抗接點與該偵測低阻抗接點接觸，且該偵測高阻抗接點與該偵測低阻抗接點間具有大於該第一接觸面積之一第二接觸面積，使每一該壓力偵測元件產生大於該第一阻抗值之一第二阻抗值。
如申請專利範圍第6項所述之壓力感測式發光鍵盤，其中該壓力偵測電路更包括一偵測電阻，該偵測電阻接地且該偵測電阻具有一偵測阻抗值，該複數壓力偵測元件分別與該偵測電阻串聯，且該壓力偵測電路根據該偵測阻抗值與該第一或該第二阻抗值而產生該觸壓強度電壓；其中當該壓力偵測電路根據該偵測阻抗值與該第一阻抗值而產生一第一觸壓強度電壓時，該控制單元判斷每一該按鍵被以該第一壓力觸壓而使該發光模組輸出該第一光束；當該壓力偵測電路根據該偵測阻抗值與該第二阻抗值而產生一第二觸壓強度電壓時，該控制單元判斷每一該按鍵被以該第二壓力觸壓而使該發光模組輸出該第二光束
如申請專利範圍第1項所述之壓力感測式發光鍵盤，其中每一該按鍵包括：一按鍵帽，顯露於該底座之外，用以被觸壓而產生對應於每一該按鍵之該訊號；一剪刀式連接元件，連接於該按鍵帽，用以使該按鍵帽於一預設行程之間相對於該底座上下移動；以及一彈性體，設置於該按鍵帽之下方，用以當該按鍵帽被觸壓而相對於該底座往下移動時被壓縮而累積一彈性力，而當該按鍵帽被釋放時，施加該彈性力予該按鍵帽，使該按鍵帽相對於該底座往上移動。
如申請專利範圍第1項所述之壓力感測式發光鍵盤，其中該第一光束係以一第一顏色顯示，而該第二光束係以一第二顏色顯示。
如申請專利範圍第1項所述之壓力感測式發光鍵盤，其中該第一光束以一第一頻率閃爍，而該第二光束係以一第二頻率閃爍，且該第一頻率小於該第二頻率。