TWI476798B - 按鍵裝置及使用該按鍵裝置之電子設備 - Google Patents

Description

按鍵裝置及使用該按鍵裝置之電子設備

本發明係有關於一種電子設備之按鈕裝置，尤其是一種整合按鈕和導光柱之結構，使其光線均勻地折射至按鈕之投光面上。

若要電子設備之按鈕具備發亮功能，一般是將光源與觸動開關(tact switch)間隔一距離，並將可透光之按鈕設置其上以接收光源所發出之光線。圖1及圖2為先前技術之示意圖，請參考圖1及圖2，此一電子設備具有一電路母板3，其利用一排線7與連接槽6與一電路子板1電性連接，其中該電路子板1具有光源4、觸動開關2及可透光按鈕5。由圖2可知，光源4位於觸動開關2上側且間隔一距離，故會造成在觸動開關2前方按鈕5之上側亮度大於下側亮度，從而使按鈕5之透光表面產生亮度不均勻的現象。由圖1及圖2可知若是電路板與按鈕所在之機殼面板相互為90°時，則需要另外製作該電路子板1來實現此功能，並需利用該排線7連接該電路母板3與該電路子板1。此作法不僅增加成本，也增加了電子設備的重量與厚度，更增加了系統組裝的困難。

本發明之目的在於提供一種能有效提高可透光之按鈕的亮度均勻性，並簡化電路板結構。

為達上述目的，本發明提供一種整合按鈕和導光柱之按鍵結構，並對導光柱內部之導光面進行全反射之設計，使光源所發出之光線能均勻地且最大化地傳導至按鈕上，其中按鍵裝置包含：一電路板；一觸動開關設置於該電路板上，其中該觸動開關具有一受壓面；一光源，設置於該電路板上；及一彈性按鈕，其可相對於該電路板滑移，該彈性按鈕包含：一按壓部，其具有一投光面；及一導光柱，其與該按壓部相連接並導光至該投光面，其中該導光柱包含：一入光面，其對應面向該光源彼此相隔一距離；及一觸壓部，其與該受壓面相隔一距離，並可用以觸壓該觸動開關。

於本發明之一實施例中，該彈性按鈕係設置於一殼體上。

於本發明之一實施例中，該按壓部及該導光柱係一體成形。

於本發明之一實施例中，該彈性按鈕之材質為聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)中之至少一者所製成。

於本發明之一實施例中，該導光柱包含：一頂面，其平行於該入光面；一第一反射面，其與該入光面夾一內角θ₁ ；一第二反射面，其與該入光面夾一內角θ₂ ；及 一第三反射面，其與該頂面夾一內角θ₃ 。

於本發明之一實施例中，該導光柱之各內角θ₁ 、θ₂ 及θ₃ 分別為：θ₁ ≦90°；90°≦θ₂ <180°；及90°≦θ₃ <180°。

於本發明之一實施例中，該彈性按鈕之材質為聚碳酸酯，而該導光柱之各內角θ₁ 、θ₂ 及θ₃ 分別為：40°≦θ₁ ≦70°；130°≦θ₂ <150°；及130°≦θ₃ <150°。

於本發明之一實施例中，該彈性按鈕之材質為聚碳酸酯，而該導光柱之各內角θ₁ 、θ₂ 及θ₃ 分別為：θ₁ =60°；θ₂ =135°；及θ₃ =135°。

本發明另提供一種電子設備，其包含如前述各種實施例之按鍵裝置。

圖3及圖4、5分別為本發明之側視圖及立體圖。由圖3及圖4、5可知，一按鍵裝置10包含有：一電路板11；一觸動開關12設置於該電路板11上，其中該觸動開關12具有一受壓面13；光源141、142設置於該電路板11上；及一彈性按鈕15，其可相對於該電路板11滑移。

該彈性按鈕15包含：一按壓部16，其具有可透光之一投光面17；及一導光柱18與該按壓部16相連接，並透過該導光柱18將光源141、142之光線傳導至該投光面17，其中該導光柱18與該按壓部16可為一體成 形或貼附連接。該導光柱18包含：一頂面20，其位於該導光柱18之上部；一第一反射面(reflecting surface)21；一第二反射面22；一第三反射面23；一入光面19，其對應面向光源141、142彼此相隔一距離；及一觸壓部24，其與該受壓面13相隔一距離，並可用以觸壓該觸動開關12。

請參考圖6，圖6為圖3之局部放大側視圖。由圖6可知該第一反射面21與該入光面19夾一內角θ₁ ；該第二反射面22與該入光面19夾一內角θ₂ ；及該第三反射面23與該頂面夾一內角θ₃ ，其中該等角度範圍分別如下：θ₁ ≦90°；90°≦θ₂ <180°；及90°≦θ₃ <180°。

該導光柱18之折射率為n₁ ，而空氣折射率為n_a =1，欲要使光線由該導光柱18內之各個反射面發生全反射，其全反射角θ_c 需滿足司乃耳定律(Snell's Law)：n ₁ sinθ _c =n _a ×sin 90°=1

本發明第一實施例之該導光柱18之材質為聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)，其之折射率n₁ 約為1.58，由 上述公式可知此聚碳酸酯材質之全反射角θc為：

因此得到聚碳酸酯材質之反射角度θ_c 約為39.27°。請參考圖6，在本實施例中，光源141、142分別設置在靠近該按壓部16與該觸動開關12兩側，使其光線經由該入光面19入射至該導光柱18中，再經由該等反射面21、22、23反射光線至該投光面17(未示)，其中光源141、142可為發光二極體，該等角度範圍分別如下：40°≦θ₁ ≦70°；130°≦θ₂ <150°；及130°≦θ₃ <150°，其中利用該第二反射面22反射部分由該第一反射面21反射而來的光線，並導向該第三反射面23，再經由該第三反射面23反射至該投光面17(未示)，使該投光面17上下兩側保持均勻的亮度。

在另一實施例中，該內角θ₁ 約為60°，而該內角θ₂ 與內角θ₃ 均約為135°。然本發明之該等內角並不受此等數值限制，可根據導光柱18之幾何形狀及材料而有所改變。

在其他實施例中，該按壓部16與該導光柱18之材質可為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等透明材料。

圖7為另一實施例之立體圖，其中一彈性按鈕15’包含兩個按壓部(未示)及兩個導光柱18，其中該等按壓部為一體成形。圖8為裝設圖7之按鍵裝置的電子裝置示意圖，由此可知本發明可實現在一塊電路板上與其按鈕所在之殼體面板相互為90°，並增加投光面17的亮度均勻性。

在其他實施例中，參考圖9-14，仍維持各觸壓部24a~24f與該受壓面13的接觸面積，該等導光柱18a~18f大體上類似於上述實施例，其差異係該等觸壓部24a~24f之形狀、該第一反射面21面積及該第三反射面23面積。如圖9、10所示，該第三反射面23之面積係變大；如圖11、12所示，該第一反射面21之面積係變大；如圖13、14所示，該第一反射面21及該第三反射面23之面積係同時變大。該等實施例可利用該等反射面積21、23的面積來調整該投光面的亮度與亮度均勻性。

本文所揭示及討論的內容，是說明並非限制本發明的應用。雖然深信所描述的本發明為最佳實施例，但熟悉此方面技術之人士應瞭解，這些都可做其它的變化及修改，不會偏離本發明的精神，且意欲要求所有這類變化及修改，都在本發明的完整範圍內。

1‧‧‧電路子板

2‧‧‧觸動開關

3‧‧‧電路母板

4‧‧‧光源

5‧‧‧可透光按鈕

6‧‧‧連接槽

10‧‧‧按鍵裝置

11‧‧‧電路板

12‧‧‧觸動開關

13‧‧‧受壓面

141‧‧‧光源

142‧‧‧光源

15‧‧‧彈性按鈕

16‧‧‧按壓部

17‧‧‧投光面

18‧‧‧導光柱

18a~18f‧‧‧導光柱

19‧‧‧入光面

20‧‧‧頂面

21‧‧‧第一反射面

22‧‧‧第二反射面

23‧‧‧第三反射面

24‧‧‧觸壓部

24a~24f‧‧‧觸壓部

25‧‧‧電子裝置

圖1為先前技術的上視圖；圖2為先前技術的側視圖；圖3為本發明之按鍵裝置的側視圖；圖4、5為圖3按鍵裝置的立體圖；圖6為圖3按鍵裝置的局部放大側視圖；圖7為本發明另一實施例按鍵裝置的立體圖；圖8為圖7按鍵裝置的電子裝置示意圖；圖9~14為本發明其他實施例按鍵裝置的側視圖。

10‧‧‧按鍵裝置

11‧‧‧電路板

12‧‧‧觸動開關

13‧‧‧受壓面

141‧‧‧光源

142‧‧‧光源

15‧‧‧彈性按鈕

16‧‧‧按壓部

18‧‧‧導光柱

19‧‧‧入光面

20‧‧‧頂面

21‧‧‧第一反射面

22‧‧‧第二反射面

23‧‧‧第三反射面

24‧‧‧觸壓部

Claims (5)

1. 一種按鍵裝置，包含：一電路板；一觸動開關設置於該電路板上，其中該觸動開關具有一受壓面；一光源，設置於該電路板上；及一彈性按鈕，其可相對於該電路板滑移，該彈性按鈕包含：一按壓部，其具有一投光面；及一導光柱，其與該按壓部相連接並導光至該投光面，其中該導光柱包含：一入光面，其對應面向該光源彼此相隔一距離；一觸壓部，其與該受壓面相隔一距離，並可用以觸壓該觸動開關；一頂面，其平行於該入光面；一第一反射面，其與該入光面夾一內角θ₁ ，其中θ₁ =60°；一第二反射面，其與該入光面夾一內角θ₂ ，其中θ₂ =135°；及一第三反射面，其與該頂面夾一內角θ₃ ，其中θ₃ =135°。
2. 如申請專利範圍第1項之按鍵裝置，其中該彈性 按鈕係設置於一殼體上。
3. 如申請專利範圍第2項之按鍵裝置，其中該按壓部及該導光柱係一體成形。
4. 如申請專利範圍第3項之按鍵裝置，其中該彈性按鈕之材質為聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)中之至少一者所製成。
5. 一種電子設備，包含如申請專利範圍第1至4項任一項之按鍵裝置。