TWI581289B - 按鍵結構及輸入裝置 - Google Patents

Description

按鍵結構及輸入裝置

本發明一般係關於一種按鍵結構，具體而言，本發明係關於一種降低觸覺回饋能量耗損的按鍵結構及具有此按鍵結構的輸入裝置。

隨著電子裝置的薄型化要求日益增高，適用的按鍵結構高度顯著縮小。因此，習知按壓行程較大的機械式按鍵結構已逐漸為小行程按鍵或觸碰式按鍵所取代。然而，隨著行程的縮小或採用觸碰式輸入，使用者通常難以感受到按壓回饋，導致使用者無法確認按壓操作是否完成，造成操作上的困擾。

目前已有以震動器產生震動以提供使用者按壓回饋的設計，但此設計通常是在既有的按鍵結構加設震動器，或是震動器與按鍵結構的整合具有複雜的電路及支撐設計，不利於薄型化。再者，行動裝置，例如平板電腦或智慧型手機之螢幕鍵盤，在手指觸碰時雖然會提供震動回饋，提示使用者已完成按壓操作。然而，此類提供震動回饋的裝置通常是使整個裝置一起震動，或是使裝置的某個面震動，無法提供獨立與局部的回饋，不僅不利於操作確認，於震動時又產生較高的能量耗損。

因此，如何在薄型化同時達到有效的觸覺回饋係為按鍵結構設計的主要議題之一。

本發明之一目的在於提供一種按鍵結構及具有此按鍵結構之輸入裝置，以於提供獨立及局部按壓回饋的同時，降低回饋能量的耗損。

本發明之一目的在於提供一種按鍵結構及具有此按鍵結構之輸入裝置，其具有依據需求設計的鍵帽層，以加強震動效果、強化外觀設計、提升操作便利或降低成本。

於一實施例，本發明提供一種按鍵結構，其包含鍵帽層、電路層、觸覺產生器、支撐結構層以及黏著層。鍵帽層具有鍵帽區及周邊區鄰接鍵帽區。電路層設置於鍵帽層下方。觸覺產生器電連接電路層。支撐結構層設置於電路層下方，其中支撐結構層具有容置空間，且觸覺產生器係位於容置空間中。黏著層設置於鍵帽層及電路層之間並僅對應周邊區。

於一實施例，鍵帽層於鍵帽區之厚度大於周邊區的厚度。

於一實施例，鍵帽層於對應鍵帽區之下表面形成有凹槽，填充材料係填充於凹槽，其中填充材料與鍵帽層之材料不同。

於一實施例，鍵帽層於對應鍵帽區之下表面形成定位部，且電路層具有定位孔，其中定位部係自鍵帽層之下表面向下突出以定位於定位孔中。

於一實施例，定位部自鍵帽層之下表面向下突出以形成一空間，其中觸覺產生器係位於該空間中。

於一實施例，電路層之硬度大於鍵帽層之硬度，且電路層之厚度小於鍵帽層之厚度。

於一實施例，電路層係由聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)構成，且鍵帽層係選自於聚酯(PU)、熱塑聚酯(TPU)、皮革、 織物其中之一。

於一實施例，電路層之厚度係在0.05mm至0.5mm之範圍，且鍵帽層係在0.1mm至0.2mm之範圍。

於一實施例，支撐結構層包含緩衝層及支撐層，其中支撐層具有開口係對應於鍵帽區，緩衝層具有突出部設置於容置空間的周圍，突出部係穿設於開口。

於一實施例，鍵帽層之上表面具有字符或圖案以界定鍵帽區。

於另一實施例，本發明提供一種輸入裝置，其包含複數個如上所述之按鍵結構，其中複數個按鍵結構之複數個鍵帽區係藉由周邊區連接形成單一鍵帽層，且黏著層係設置於複數鍵帽區外的周邊區。

10‧‧‧輸入裝置

100、100’‧‧‧按鍵結構

110、110A、110B、110C、110D、210‧‧‧鍵帽層

111、211‧‧‧區域界定符

112、112A、112B、112C、112D、212‧‧‧鍵帽區

112a‧‧‧字符或圖案

114、214‧‧‧周邊區

118‧‧‧定位部

120、220‧‧‧電路層

120a‧‧‧定位孔

122、222‧‧‧第一線路

122a、222a‧‧‧第一接點

124、224‧‧‧第二線路

124a、224a‧‧‧第二接點

130、230‧‧‧觸覺產生器

140、240‧‧‧支撐層

140a、240a‧‧‧開口

150、250‧‧‧緩衝層

150a、250a‧‧‧容置空間

152、252‧‧‧膜片部

152a‧‧‧容置區

154、254‧‧‧突出部

156、256‧‧‧延伸部

160、262‧‧‧感應單元

170、270‧‧‧控制電路

180、280‧‧‧黏著層

260‧‧‧感應層

D‧‧‧驅動訊號

F‧‧‧按壓力

S‧‧‧空間

T‧‧‧觸發訊號

圖1A為本發明一實施例之按鍵結構之爆炸圖；圖1B為本發明一實施例之按鍵結構之電路層、觸覺產生器及緩衝層之配置示意圖；圖1C為圖1A之截面示意圖；圖1D為圖1A之按鍵結構之作動示意圖；圖2A為本發明另一實施例之按鍵結構之爆炸圖；圖2B為本發明另一實施例之按鍵結構之電路層、觸覺產生器、支撐層及緩衝層之配置示意圖；圖2C為圖2A之截面示意圖； 圖2D為圖2A之按鍵結構之作動示意圖；圖3A至圖3D為本發明不同實施例之按鍵結構之示意圖；圖4A及圖4B分別為本發明一實施例之輸入裝置之爆炸圖及組合圖；圖5A為圖4A之鍵帽層之示意圖；圖5B為圖4A之電路層之示意圖；圖5C為圖4A之支撐層之示意圖；圖5D為圖4A之緩衝層之示意圖；以及圖6為本發明之輸入裝置之鍵帽層及黏著層之配置示意圖。

本發明提供一種按鍵結構及具有此按鍵結構之輸入裝置，尤其是一種具有降低觸覺回饋能量耗損的按鍵結構及具有此按鍵結構之輸入裝置，。具體而言，本發明之輸入裝置可為任何具有按鍵結構的輸入裝置，例如獨立的鍵盤裝置、整合於電子產品的輸入裝置(例如行動裝置、平板電腦等配備之按鍵或鍵盤等)，但不以此為限。於後以鍵盤為例，參考圖式詳細說明本發明實施例之按鍵結構及輸入裝置之細節。

如圖1A至圖1C所示，於一實施例，本發明之按鍵結構100係具有多層式薄膜結構，其包含鍵帽層110、電路層120、觸覺產生器130、緩衝層150及黏著層180(見圖1C)。於此實施例，鍵帽層110係作為使用者按壓按鍵結構100之介面層。電路層120設置於鍵帽層110下方，係作為提供驅動觸覺產生器130之訊號傳遞途徑的電路徑層及載置觸覺產生器130之基板層。觸覺產生器130設置於電路層120下方並電連接電路層120，以作為按壓後之觸覺回饋層。緩衝層150係設置於電路層120下方，以作為傳導按壓力 至感應單元160之力傳導層及支撐電路層120之支撐結構層。黏著層180設置於鍵帽層110及電路層120之間並僅對應周邊區114，以黏著鍵帽層110及電路層120。

本發明之按鍵結構100更可包含感應單元160、控制電路170(見圖1C)等元件，其中感應單元160設置於緩衝層150下方，且感應單元160被觸發時可輸出觸發訊號T。控制電路170耦接於感應單元160與電路層120，且可依據實際應用需求設置於任何合宜的位置。控制電路170係用以接收感應單元160之觸發訊號T以產生感應訊號及驅動觸覺產生器130之驅動訊號D。具體而言，電路層120用以電連接觸覺產生器130，並提供驅動觸覺產生器130的電路徑，使得控制電路170可透過電路層120電連接觸覺產生器130。緩衝層150係用以傳遞按壓力，當外界施加按壓力時，按壓力透過緩衝層150向下傳遞以觸發感應單元160。感應單元160係為開關式感應單元，當感應單元160被按壓觸發時，感應單元160可輸出觸發訊號T，進而使控制電路170產生(1)使用者輸入字元或指令的感應訊號，及(2)驅動觸覺產生器130震動之驅動訊號D。

再者，本發明於此所述之「觸覺產生器」係泛指可受驅動訊號D驅動而提供觸覺回饋(例如震動)的元件。觸覺產生器可包含，例如但不限於：壓電致動器(piezoelectric actuator)、聲圈致動器(voice coil actuator)、震動馬達(pager motor)、電磁震動器(solenoid)或其他類型的觸覺產生器。壓電致動器具有非常薄且小的優點，因此非常適合用於多層式薄膜結構的按鍵結構。於後，以壓電致動器為例，說明本發明之按鍵結構各元件的細部結構及相互作用。

具體而言，如圖1A至圖1C所示，鍵帽層110係覆蓋於電路層120上，且鍵帽層110具有鍵帽區112及周邊區114，其中周邊區114係鄰接於鍵帽區112之周圍。鍵帽區112係對應觸覺產生器130並作為供使用者按壓的區域，且周邊區114係用於連接下方的電路層120。於此實施例，周邊區114係環繞鍵帽區112設置，且鍵帽區112可具有字符或圖案112a，以指示按鍵結構100所輸入的對應指令或字符。再者，於鍵帽區112周圍可具有區域界定符111，以定義鍵帽區112的範圍，讓使用者輕易辨識鍵帽區112的位置，提高按壓的正確性。換言之，區域界定符111係設置於鍵帽區112及周邊區114之交界處，以界定出鍵帽區112及周邊區114。於此實施例，區域界定符111可為突起的框形圖案，且於框形圖案內定義為鍵帽區112，於框形圖案外定義為周邊區114。當使用者進行盲打時，可藉由鍵帽區112周圍突起的區域界定符111辨識鍵帽區112的位置，有助於提升輸入的速度及正確性。再者，區域界定符111及字符或圖案112a可藉由印刷、壓印、黏貼、雷射等方式形成於鍵帽層110之上表面，且區域界定符111及字符或圖案112a可具有不同形式，不以實施例所示為限。

鍵帽層110的厚度較佳為0.1~2mm，且較佳為軟性材質，以增加使用者按壓按鍵結構100的舒適感。當使用者按壓鍵帽區112時，軟性材質可具有相對較低的硬度以提升按壓舒適感，且在按壓點的徑向上具有較小的能量損失。此外，軟性材質因為鍵帽區112的按壓撓曲對於接受觸覺回饋亦可提供較佳的效應。當鍵帽區112的按壓撓曲越大時，鍵帽區112對應按壓點之厚度越小，使得將能量傳遞至使用者(例如手指)的路徑越短，有利於減少觸覺產生器130發生震動時的動能損耗。鍵帽層110之材料可包含 例如聚酯(PU)、熱塑聚酯(TPU)、皮革、織物、矽膠等。

此外，於一實施例，鍵帽層110可僅覆蓋於電路層120上作為按鍵結構100的最上層；此時按鍵結構100可選擇性具有將各元件整合的殼體，使得各元件設置於殼體中且裸露出鍵帽層110供使用者操作。再者，按鍵結構100可選擇性包含基底層(未圖示)，其中基底層係設置於感應單元160下方，以增進按鍵結構100之整體結構強度。基底層較佳為相對剛性較大的材質(例如金屬板材，硬質塑料或聚合物層)，以維持按鍵結構100的強度而不至於彎折損壞。上述殼體亦可與基底層整合在一起，使得殼體的底部係作為基底層。於另一實施例，鍵帽層110可作為包覆按鍵結構100之整體元件的包覆層，但不以此為限。

電路層120較佳為相對較硬的材料所構成的薄片形式，以作為載置觸覺產生器130的基板。電路層120的厚度較佳為0.05~0.5mm，且電路層120可由絕緣層及設置於絕緣層的導電路徑線路所構成，其中絕緣層可由例如聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)所構成。換言之，電路層120之硬度係大於鍵帽層110之硬度，且電路層120之厚度較佳係小於鍵帽層110之厚度。如圖1A及圖1B所示，電路層120設置於鍵帽層110下方，其中電路層120之下表面對應鍵帽區112具有電隔離的至少一第一接點122a及至少一第二接點124a，以供電連接觸覺產生器130。具體而言，電路層120具有提供驅動訊號D傳遞至觸覺產生器130的第一電路徑122及第二電路徑124，其中第一電路徑122及第二電路徑124係電隔離地設置於電路層120的下表面，且分別包含第一接點122a及第二接點124a。亦即，第一電路徑122及第二電路徑124係設置於電路層120背向於鍵帽層110的一側(即下 側)，以使得觸覺產生器130及鍵帽層110係分別設置電路層120的兩相對側。

於此實施例，觸覺產生器130係由壓電材料所構成，且較佳為片狀形式，其中壓電材料可包含例如壓電單晶體、壓電多晶體(壓電陶瓷)、壓電聚合物、或壓電複合材料，但不以此為限。觸覺產生器130設置於電路層120下方，且電連接第一電路徑122之第一接點122a及第二電路徑124之第二電接點124a，使得驅動訊號D可經由電路徑122、124傳遞，以驅動觸覺產生器130產生應變而提供觸覺回饋(例如震動)。在此需注意，觸覺產生器130較佳僅藉由第一接點122a及第二電接點124a實體連接於電路層120，以使得觸覺產生器130具有較大震動效應。亦即，觸覺產生器130可藉由例如銀膠、焊錫等電連接材料連接第一接點122a及第二電接點124a，進而達到實體連接電路層120，使得觸覺產生器130未連接電路層120的部分具有較大的震動效應。然而，於其他實施例，除了藉由第一接點122a及第二電接點124a外，觸覺產生器130可藉由其他黏著方式加強與電路層120的實體連接，以防止觸覺產生器130自電路層120脫離但仍保有預期的觸覺回饋效應。再者，觸覺產生器130相對於電路層120的震動方向可包含例如上/下蝶式震動或水平伸縮式震動，且振動方式可包含例如連續震動或脈衝式震動，但不以此為限。

如圖1A至圖1C所示，緩衝層150設置於電路層120下方，且緩衝層150具有容置空間150a，其中觸覺產生器130係位於容置空間150a中。具體而言，緩衝層150包含膜片部152及突出部154，其中膜片部152具有容置區152a，突出部154係設置於容置區152a周圍並自膜片部152突起，以定義容置空間150a供容置觸覺產生器130。於此實施例，膜片部152具有通孔以 作為容置區152a。換言之，突出部154係設置於通孔152a周圍並自膜片部152上表面朝電路層120突起，以形成容置空間150a，使得突出部154之頂面係高於膜片部152之上表面。在此需注意，於此實施例，雖以通孔作為膜片部152之容置區152a，但不以此為限。於其他實施例，膜片部152之容置區152a可為膜片部152之部分表面區域或凹陷區域。此外，容置區152a較佳係對應於鍵帽區112，且可依據按鍵實際需求設計，而不限於圖1A所示的矩形。於其他實施例(未圖示)，容置區152a可為圓形、橢圓形或任何合宜形狀。對應於容置區152a的形狀，突出部154可僅環繞容置區152a的部分周邊或實質環繞容置區152a的所有周邊。

於此實施例，突出部154較佳為連續的突出結構，但不以此為限。於其他實施例，突出部154亦可為不連續的突出結構，即突出部154可由複數個凸柱或凸塊沿容置區152a之周圍設置所構成。當緩衝層150作為電路層120之支撐結構層時，突出部154的厚度較佳係大於觸覺產生器130的厚度，且當觸覺產生器130於容置空間150a震動時，突出部154的厚度係足以提供觸覺產生器130適當的震動空間(即觸覺產生器130的下方具有足夠空間)。

再者，於一實施例，緩衝層150更具有延伸部156，其中延伸部156係自突出部154朝容置空間150a內側延伸，且延伸部156之頂面低於突出部154之頂面。如圖1C所示，當觸覺產生器130容置於容置空間150a時，觸覺產生器130較佳部分重疊延伸部156。換言之，延伸部156之頂面較佳係高於膜片部152的上表面且低於觸覺產生器130之底面，且延伸部156較佳係朝容置空間150a內側延伸至部分觸覺產生器130下方。藉此，緩衝層150向 上突起的突出部154係於鍵帽層110下方提供觸覺產生器130震動的空間(例如150a)，且延伸部156提供觸覺產生器130發生震動時的局部支撐，以免觸覺產生器130壓抵感應單元160。

緩衝層150較佳係由硬度70A以下的緩衝材，更佳係由硬度10A~60A之緩衝材，藉由雷射或熱壓模技術所製成。於一實施例，緩衝層150係由例如矽膠材料所製成。亦即，緩衝層150可為軟性材料，以免設置於感應單元160上時會因其自身的重量而使感應單元160在鍵帽層110未被按壓的情況下產生誤觸訊號。如上所述，緩衝層150係用以傳遞按壓力至其下方的感應單元160，以觸發感應單元160輸出觸發訊號T。於此實施例，按壓力可透過兩種途徑向下傳遞至感應單元160，例如(1)按壓力係透過電路層120及突出部154傳遞，(2)按壓力係透過電路層120、觸覺產生器130及延伸部156傳遞。

再者，如圖1C所示，黏著層180係設置於鍵帽層110下表面且位於鍵帽區112之外，以黏著鍵帽層110及電路層120。具體而言，黏著層180係僅設置於鍵帽層110對應於周邊區114的下表面。換言之，黏著層180並未設置於鍵帽層110對應於鍵帽區112的下表面，使得鍵帽區112及電路層120對應鍵帽區112的部分不黏著在一起(或有空隙)。藉此，當觸覺產生器130受到驅動訊號D的驅動而震動時，可避免或降低觸覺產生器130接收到驅動訊號D發生震動時帶動鍵帽區112的震動，進而減少觸覺產生器130發生震動時的動能損耗。亦即，若電路層120與鍵帽層110之鍵帽區112及周邊區114全部都黏起來時，觸覺產生器130的”負載”加重，不易產生震動，而使得動能損耗加大。於此實施例，黏著層180的厚度較佳小於0.5mm，但不以此 為限。再者，按鍵結構100的其餘元件(例如電路層120、緩衝層150、感應單元160等)之間亦可藉由黏著方式固定，以定位各元件間的相對位置。

如圖1D所示，當外界施加按壓力F時，按壓力F透過緩衝層150向下傳遞以觸發感應單元160，使得感應單元160輸出觸發訊號T到控制電路170。控制電路170接收觸發訊號T而可輸出驅動訊號D給觸覺產生器130進而驅動觸覺產生器130發生震動。亦即，當使用者按壓按鍵結構100時(例如按壓於鍵帽層110之鍵帽區112時)，藉由緩衝層150的結構特性(例如突出部154、延伸部156)，按壓力係透過上述的兩種途徑向下傳遞以觸發感應單元160發出觸發訊號T，觸發訊號T一方面係作為操作按鍵結構100以輸入相應的字元或指令的感應訊號，同時亦作為產生驅動訊號D的指示訊號，使得控制電路170接收觸發訊號T而發出驅動訊號D。當觸覺產生器130經由電路層120的電路徑(例如第一電路徑122及第二電路徑124)接收到來自控制電路170的驅動訊號D時，觸覺產生器130可於容置空間150a中產生震動，以提供使用者確認按壓的震動回饋。

此外，上述實施例係以緩衝層150同時作為按鍵結構100的支撐結構層及力傳導層，然而於其他實施例，按鍵結構可具有其他結構作為支撐結構層。如圖2A至圖2D所示，按鍵結構100’進一步可包含支撐層140，以作為支撐電路層120之支撐結構層。具體而言，支撐層140係設置於電路層120及緩衝層150之間，以作為按鍵結構100的主要支撐結構層，並提供觸覺產生器130震動的空間。支撐層140係設置於膜片部152上且具有開口140a，使得突出部154係穿設於開口140a。亦即，開口140a較佳係對應鍵帽層110之鍵帽區112且範圍涵蓋環繞容置區152a之突出部154，而使得支撐層 140設置於膜片部152上時，突出部154係位於開口140a中(如圖2C所示)。於此實施例，支撐層140之硬度較佳係大於緩衝層150的硬度，且支撐層140之厚度係大於觸覺產生器130之厚度，以確保觸覺產生器130震動的空間。換言之，支撐層140的設置可確保使用者按壓鍵帽層110時使觸覺產生器130具有足夠的震動空間，而不會因為緩衝層150的硬度太低而變形壓縮容置空間150a，進而使得觸覺產生器130壓抵感應單元160而無法發生震動回饋。相對地，如圖1A所示之實施例，當按壓力不會使緩衝層150過度變形壓縮容置空間150a時，可選擇不設置支撐層140。

具體而言，支撐層140的厚度係取決於觸覺產生器130的厚度及震動空間的高度。舉例而言，當震動空間的高度大於例如0.8mm時，觸覺產生器130會具有較佳的震動效果。因此，支撐層140的厚度較佳設計為大於觸覺產生器130的厚度且在按壓時能於觸覺產生器130下方保有高度大於0.8mm的震動空間。於一實施例，支撐層140之開口140a較佳係對應鍵帽區112，亦即開口140a的形狀、大小、位置較佳與鍵帽區112對應，以使得使用者按壓於鍵帽區112時可確保藉由緩衝層150之力傳遞部分(例如突出部154、延伸部156)傳遞按壓力至感應單元160。再者，感應單元160之感應線路較佳係對應於緩衝層150之力傳遞部分(例如突出部154、延伸部156)設置，以使得按壓力僅藉由上述的兩種途徑傳遞，而不會透過支撐層140傳遞，進而降低誤觸發感應單元160的可能性。

如圖2D所示，當外界施加按壓力F時，按壓力F透過緩衝層150向下傳遞以觸發感應單元160，使得感應單元160輸出觸發訊號T到控制電路170。控制電路170接收觸發訊號T而可輸出驅動訊號D給觸覺產生器130 進而驅動觸覺產生器130發生震動。亦即，當使用者按壓按鍵結構100’時(例如按壓於鍵帽層110之鍵帽區112時)，支撐層140在按壓力的作用下使觸覺產生器130仍有足夠的震動空間，且藉由緩衝層150的結構特性(例如突出部154、延伸部156)，按壓力係透過上述的兩種途徑向下傳遞以觸發感應單元160發出觸發訊號T，觸發訊號T一方面係作為操作按鍵結構100以輸入相應的字元或指令的感應訊號，同時亦作為產生驅動訊號D的指示訊號，使得控制電路170接收觸發訊號T而發出驅動訊號D。當觸覺產生器130經由電路層120的電路徑(例如第一電路徑122及第二電路徑124)接收到來自控制電路170的驅動訊號D時，觸覺產生器130可於容置空間150a中產生震動，以提供使用者確認按壓的震動回饋。

在此需注意，於上述圖1D及圖2D之實施例中，因載置觸覺產生器130的電路層120僅與鍵帽層110之周邊區114黏著在一起，當觸覺產生器130發生震動時，對應於觸覺產生器130之鍵帽區112與觸覺產生器130無直接連動關係(即並未與電路層110黏接或有空隙)，使得觸覺產生器130震動時的負載較低有效降低能量的耗損，又不易帶動鍵帽層110震動而可增進鍵帽層110操作時的外觀表現。

再者，於上述圖1A及圖2A之實施例中，鍵帽層110可由單一材料製成或多種材料製成。舉例而言，於一實施例，鍵帽層110較佳係由聚酯(PU)、熱塑聚酯(TPU)、皮革、織物、矽膠其中之一材料所製成。舉例而言，於一實施例，鍵帽層110可為0.5mm之PU層，而可具有較佳的外觀表面。於另一實施例，鍵帽層110可為1.5mm之矽膠層，而可具有較佳的操作效果。此外，鍵帽層110亦可為多層結構。亦即，可在上述材料製成之底層鍵帽層 上設置厚度相對較薄且材質硬度相對較高的頂層鍵帽層，以保護軟質的底層鍵帽層，甚至增加外觀美感。舉例而言，於一實施例，底層鍵帽層可為厚度約0.1mm~2mm的聚酯層或矽膠層，而頂層鍵帽層可為厚度約0.075mm~0.25mm的PET層，但不以此為限。

再者，於上述圖1A及圖2A之實施例中，鍵帽層110係為上/下表面皆為平坦的表面(即鍵帽區112及周邊區114厚度實質相同)，然而於其他實施，鍵帽層可具有不同設計以加強震動效果、強化外觀設計、提升操作便利或降低成本等。

舉例而言，於圖3A之實施例中，鍵帽層110A係具有突起外形，其中鍵帽層110A於鍵帽區112A之厚度大於周邊區114的厚度，使得鍵帽區112A突出於周邊區114。於此實施例，鍵帽層110A可由上述例如PU、TPU、皮革、織物、矽膠等材質製成。藉此設計，鍵帽層110A可選擇設置或不設置上述之區域界定符111，使用者藉由突起的鍵帽區112A亦可於盲打時有效辨識出鍵帽區112A的位置，有助於提升輸入的速度及正確性。再者，依據實驗結果顯示，圖3A中突起的鍵帽區112A相對於圖1A之平面鍵帽區112具有較少的途徑分散震動，因此具有較佳的震動效果。

於圖3B及圖3C之實施例中，鍵帽層係由多種材料製成。如圖3B及圖3C所示，鍵帽層110B、110C於對應鍵帽區112B、112C之下表面形成有凹槽112a，填充材料116係填充於凹槽112a中，其中填充材料116與鍵帽層110B、110C之材料不同。舉例而言，鍵帽層110B、110C可由PU材料製成，以提升鍵帽層的外觀美感，而填充材料116可為矽膠，以提供較佳的效果。

於圖3D之實施例中，鍵帽層110D於對應鍵帽區112D之下表 面形成定位部118。相應於此，電路層120具有定位孔120a，其中定位部118係自鍵帽層110D之下表面向下突出以定位於定位孔120a中。具體而言，定位部118自鍵帽層110D之下表面向下突出的凸柱，且與鍵帽層110D之下表面共同定義出空間S，觸覺產生器130係位於空間S中。換言之，空間S係對應於容置空間150a，其中當定位部118定位於定位孔120a時，定位部118較佳係位於突出部154的外側(或支撐層140與突出部154之間)，使得電路層120對應鍵帽區112D之部分係位於空間S中，且觸覺產生器130之上部係位於空間S，而觸覺產生器130之下部係位於容置空間150a。

如圖4A及圖4B所示，於另一實施例，本發明提供一種包含多個前述實施例之按鍵結構的輸入裝置10。在此需注意，於此實施例，輸入裝置10係以鍵盤裝置為例進行說明，但於其他實施例，輸入裝置可包含一個以上的按鍵結構且以任何合宜的方式配置，不以實施例所示為限。再者，於此實施例，輸入裝置10係以圖2A之按鍵結構為例說明，但不以此為限。亦即，本發明之輸入裝置可由上述實施例的多個按鍵結構所組成。

具體而言，如圖4A所示，輸入裝置10包含鍵帽層210、電路層220、複數觸覺產生器230、支撐層240、緩衝層250、感應層260、控制電路270(參見圖4B)及黏著層280(參見圖6)。於此實施例，鍵帽層210具有複數個鍵帽區212。電路層220設置於鍵帽層210下方，且電路層220之下表面對應各鍵帽區212具有電隔離的至少一第一接點222a及至少一第二接點224a。緩衝層250設置於電路層220下方，且緩衝層250對應複數個鍵帽區212具有複數容置空間250a，以供容置複數觸覺產生器230。感應層260設置於緩衝層250下方，且感應層260包含複數感應單元262分別對應複數鍵帽區212。 換言之，當多個按鍵結構整合成輸入裝置10(例如鍵盤)時，各按鍵結構的元件可對應整合成單一部件層。

舉例而言，如圖4A及圖5A所示，複數個鍵帽區212可藉由周邊區214相互連接形成單一鍵帽層210。具體而言，鍵帽層210可依據各按鍵配置的位置於其上表面形成複數個區域界定符211，以界定出對應的鍵帽區212，而鍵帽區212之間的空間及周邊部分即形成周邊區214。類似於上述，各鍵帽區212具有對應的字符或圖案(未圖示)，以指示各按鍵結構所輸入的對應指令或字符。於此實施例，鍵帽層210可具有與上述鍵帽層110、110A~110D類似的特性，例如結構、材質、厚度等，於此不再贅述。

如圖4A及圖5B所示，電路層220設置於鍵帽層210下方，且電路層220之下表面對應各鍵帽區212具有電隔離的至少一第一接點222a及至少一第二接點224a，供電連接對應的觸覺產生器230。亦即，複數觸覺產生器230係對應複數鍵帽區212設置於電路層220下方且分別電連接對應的第一接點222a及第二接點224a。在此需注意，觸覺產生器230具有類似於上述觸覺產生器130的特性，且其與電路層220之連接方式亦可參考上述圖1A實施例之相關說明，於此不再贅述。具體而言，電路層220包含複數條第一線路222及複數條第二線路224，以分別提供驅動對應觸覺產生器230的電路徑。於此實施例，第一線路222係作為驅動觸覺產生器230的驅動路徑，而第二路徑224係作為驅動觸覺產生器230的接地路徑。複數個觸覺產生器230的接地路徑(即第二線路224)較佳分組連接在一起，使得單一條第二線路224具有一個或至少兩個的第二接點224a，且所有第二線路224所包含的第二接點224a的總數量係與觸覺產生器230的數量相同，以達到簡化電路徑的布 局，減少所需的布局面積，進而縮小輸入裝置的尺寸。

如圖4A及圖5C所示，支撐層240係設置於電路層220及緩衝層250之間，其中支撐層240具有複數開口240a分別對應複數鍵帽區212，且複數開口240a係供複數突出部254分別穿設於其中。類似於上述，支撐層240之硬度係大於緩衝層250的硬度，且支撐層240之厚度係大於觸覺產生器230之厚度，以提供觸覺產生器230震動的空間。

如圖4A及圖5D所示，緩衝層250設置於電路層220下方，其中緩衝層250對應複數個鍵帽區212具有複數容置空間250a，以供容置複數觸覺產生器230。具體而言，緩衝層250包含膜片部252及複數突出部254，其中複數個突出部254係藉由膜片部252相互連接成單一緩衝層250。亦即，類似於上述，膜片部252具有複數容置區(例如複數個通孔)，且複數突出部254係分別設置於複數容置區(例如通孔)周圍並自膜片部252朝電路層220突起，以形成複數容置空間250a，供容置複數觸覺產生器230。類似地，當支撐層240設置於緩衝層250之膜片部252時，複數突出部254係分別穿設於複數開口240a。再者，緩衝層250更具有複數延伸部256，其中複數延伸部256係自複數突出部254朝對應的容置空間250a內側延伸，且各延伸部256之頂面低於各對應突出部254之頂面。再者，延伸部256較佳係延伸於對應觸覺產生器230的下表面，以使得觸覺產生器230係部分重疊對應的延伸部256。

再者，如圖4A及圖4B所示，複數個感應單元262可整合於感應層260，且可藉由單一控制電路270控制多個按鍵，以簡化製造程序及組裝程序，但不以此為限。

類似於圖1D或圖2D所示之作動說明，當外界施加按壓力於 複數個鍵帽區212其中一個時，按壓力透過對應的緩衝層250之力傳遞部分(例如突出部254、延伸部256)經由上述的兩種途徑向下傳遞以觸發對應的感應單元262，使得感應單元262輸出觸發訊號到控制電路270。觸發訊號T一方面係作為操作按鍵結構以輸入相應的字元或指令的感應訊號，同時亦作為產生驅動訊號的指示訊號，使得控制電路270接收觸發訊號而可輸出驅動訊號給對應的觸覺產生器230。當觸覺產生器230經由電路層220的電路徑(例如對應的第一電路徑222及第二電路徑224)接收到來自控制電路270的驅動訊號時，觸覺產生器230可於容置空間250a中產生震動，以提供使用者確認按壓的震動回饋。

再者，如圖6所示，黏著層280係設置於鍵帽層210下表面且位於複數鍵帽區212之外，以黏著鍵帽層210及電路層220。類似於上述，黏著層280係僅設置於鍵帽層210對應於周邊區214的下表面。換言之，黏著層280並未設置於鍵帽層210對應於鍵帽區212的下表面，使得鍵帽區212及電路層220對應鍵帽區212的部分不黏著在一起(或有空隙)。藉此，當觸覺產生器230受到驅動訊號的驅動而震動時，可以減少觸覺產生器230發生震動時的動能損耗。亦即，若電路層220與鍵帽層210全部都黏起來時，觸覺產生器230的”負載”加重，不易產生震動，而使得動能損耗加大。再者，輸入裝置10的其餘元件(例如電路層220、支撐層240、緩衝層250、感應單元260等)之間亦可藉由黏著方式固定，以定位各元件間的相對位置。

相較於習知技術，本發明之按鍵結構及輸入裝置藉由黏著層僅設置於鍵帽區外的部分(即周邊區)，可有效降低觸覺產生器發生震動時的動能損耗。再者，本發明之按鍵結構及輸入裝置可藉由不同結構設計、不 同材質選擇的鍵帽層，來加強震動效果、強化外觀設計、提升操作便利或降低成本。

本發明已由上述實施例加以描述，然而上述實施例僅為例示目的而非用於限制。熟此技藝者當知在不悖離本發明精神下，於此特別說明的實施例可有例示實施例的其他修改。因此，本發明範疇亦涵蓋此類修改且僅由所附申請專利範圍限制。

110‧‧‧鍵帽層

112‧‧‧鍵帽區

114‧‧‧周邊區

120‧‧‧電路層

130‧‧‧觸覺產生器

150‧‧‧緩衝層

150a‧‧‧容置空間

152‧‧‧膜片部

152a‧‧‧容置區

154‧‧‧突出部

156‧‧‧延伸部

160‧‧‧感應單元

170‧‧‧控制電路

180‧‧‧黏著層

Claims (11)

1. 一種按鍵結構，包含：一鍵帽層，具有一鍵帽區及一周邊區鄰接該鍵帽區；一電路層，設置於該鍵帽層下方；一觸覺產生器，電連接該電路層，且該鍵帽層及該觸覺產生器分別位於該電路層的相對兩側；一支撐結構層，設置於該電路層下方，該支撐結構層具有一容置空間，該觸覺產生器係位於該容置空間中；以及一黏著層，設置於該鍵帽層及該電路層之間並僅對應該周邊區，以使該鍵帽層僅該周邊區黏著於該電路層，且該鍵帽層及該電路層對應該鍵帽區的部分不黏著在一起。
2. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該鍵帽層於該鍵帽區之厚度大於該周邊區的厚度。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之按鍵結構，其中該鍵帽層於對應該鍵帽區之下表面形成有一凹槽，一填充材料係填充於該凹槽，該填充材料與該鍵帽層之材料不同。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之按鍵結構，其中該鍵帽層於對應該鍵帽區之下表面形成一定位部，該電路層具有一定位孔，該定位部係自該鍵帽層之下表面向下突出以定位於該定位孔中。
5. 如申請專利範圍第4項所述之按鍵結構，其中該定位部自該鍵帽層之下表面向下突出以形成一空間，該觸覺產生器係位於該空間中。
6. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該電路層之硬度大於該鍵帽 層之硬度，且該電路層之厚度小於該鍵帽層之厚度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之按鍵結構，其中該電路層係由聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)構成，該鍵帽層係選自於聚酯(PU)、熱塑聚酯(TPU)、皮革、織物、矽膠其中之一。
8. 如申請專利範圍第7項所述之按鍵結構，其中該電路層之厚度係在0.05mm至0.5mm之範圍，該鍵帽層係在0.1mm至2mm之範圍。
9. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該支撐結構層包含一緩衝層及一支撐層，該支撐層具有一開口係對應於該鍵帽區，該緩衝層具有一突出部設置於該容置空間的周圍，該突出部係穿設於該開口。
10. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該鍵帽層之上表面具有字符或圖案以界定該鍵帽區。
11. 一種輸入裝置，包含：複數個如申請專利範圍第1至10項任一項所述之按鍵結構，其中該複數個按鍵結構之該複數個鍵帽區係藉由該周邊區連接形成單一鍵帽層，該黏著層係設置於該複數鍵帽區外的該周邊區。