TWI604490B - 按鍵結構 - Google Patents

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TWI604490B
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致伸科技股份有限公司
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Description

按鍵結構
本發明係關於一種按鍵結構，尤其係有關於具有輕薄外型之按鍵結構。
常見的電腦週邊輸入裝置包括滑鼠、鍵盤以及軌跡球等，其中鍵盤可直接鍵入文字以及符號予電腦，因此相當受到使用者以及輸入裝置廠商之重視。其中，較為常見的是一種包含有剪刀式連接元件的鍵盤。
接下來說明包含有剪刀式連接元件的鍵盤中之按鍵結構之架構。請參閱圖1，其為習知按鍵結構之剖面側視示意圖。習知按鍵結構1包括按鍵帽11、剪刀式連接元件12、彈性橡膠體13、薄膜開關電路14以及底板15，且底板15用以承載按鍵帽11、剪刀式連接元件12、彈性橡膠體13以及薄膜開關電路14。其中剪刀式連接元件12係用以連接底板15與按鍵帽11。
剪刀式連接元件12位於底板15以及按鍵帽11之間且分別 連接二者。剪刀式連接元件12包括第一框架121以及第二框架122。第一框架121之第一端連接於按鍵帽11，而第一框架121之第二端則連接於底板15。彈性橡膠體13被剪刀式連接元件12環繞，而薄膜開關電路14具有複數按鍵接點(未顯示於圖中)。該按鍵接點於被觸發時輸出相對應之按鍵訊號。彈性橡膠體13設置於薄膜開關電路14上且一個彈性橡膠體13係對應於一個按鍵接點，當彈性橡膠體13被觸壓時，彈性橡膠體13發生形變且觸壓薄膜開關電路14中相對應之按鍵接點而產生按鍵訊號。
接下來說明習知按鍵結構1被使用者觸壓之運作情形。圖1中，當使用者觸壓按鍵帽11時，按鍵帽11受力而推抵剪刀式連接元件12使其運動，故按鍵帽11可相對於底板15往下移動且觸壓相對應的彈性橡膠體13。此時，彈性橡膠體13發生形變且觸壓薄膜開關電路14以觸發薄膜開關電路14之按鍵接點，使得薄膜開關電路14輸出相對應之按鍵訊號。而當使用者停止觸壓按鍵帽11時，按鍵帽11不再受力而停止觸壓彈性橡膠體13，使得彈性橡膠體13因應其彈性而恢復原狀，同時提供往上的彈性恢復力，按鍵帽11因此而被推回被觸壓之前的位置。上述為習知按鍵結構之結構以及運作情形。
隨著科技的發展，使用者對於鍵盤的輕薄化日益要求，鍵盤製造廠商致力於研發出更輕薄的按鍵結構，然而，製造廠商所研發出的按鍵結構仍受限於連接按鍵帽以及底板之剪刀式連接元件等連接元件的結構，其厚度降低的幅度有限。另一方面，因應按鍵結構之輕薄化，其容易降低按鍵結構的結構強度，造成按鍵結構容易受損。
因此，需要一種可兼具輕薄外型以及結構強度之按鍵結構。
本發明之目的在於提供一種兼具輕薄外型以及結構強度之按鍵結構。
於一較佳實施例中，本發明提供一種按鍵結構，包括一底板、一發光模組、一開關電路板、一金屬彈性件、一支撐件、一金屬觸壓板以及一包覆套，該發光模組設置於該底板上，用以產生一光束。該開關電路板設置於該發光模組上，用以被觸發而產生一按鍵訊號，該金屬彈性件設置於該開關電路板上，用以被觸壓而發生形變以觸發該開關電路板，或提供一彈性力。該支撐件設置於該開關電路板上且位於該金屬彈性件之一側，該金屬觸壓板之一側固定於該支撐件上，使該金屬觸壓板受力而可相對於該底板擺動，且觸壓該金屬彈性件；其中該金屬觸壓板具有一開孔。該包覆套包覆該底板以及該金屬觸壓板，且該包覆套具有對應於該開孔之一透光區域；其中，該光束依序穿過該開關電路板、該開孔以及該透光區域，使該按鍵結構發光。
簡言之，本發明按鍵結構係採用支撐件以及金屬觸壓板取代傳統的按鍵帽以及剪刀式連接元件，且利用金屬彈性件取代傳統的彈性橡膠體，由於支撐件以及金屬觸壓板之總厚度遠小於按鍵帽以及剪刀式連接元件之總厚度，故本發明按鍵結構所形成之鍵盤的外型較為輕薄，與習知按鍵結構相比，本發明按鍵結構之厚度可大幅度地降低。此外，由於本發明按鍵結構使用以金屬材料所製成之金屬觸壓板，與以塑膠材料所製成的習知按鍵結構比較，按鍵結構之結構強度較強，而不易受損。其中，本發明按鍵結構更於金屬觸壓板之下方設置發光模組，且於金屬觸壓板之板體上設置開孔，以供發光模組所產生之光束通過，而令按鍵結構產生發光效果。
1、2‧‧‧按鍵結構
11‧‧‧按鍵帽
12‧‧‧剪刀式連接元件
13‧‧‧彈性橡膠體
14‧‧‧薄膜開關電路
15、21‧‧‧底板
22‧‧‧發光模組
23‧‧‧開關電路板
24‧‧‧金屬彈性件
25‧‧‧支撐件
26、36‧‧‧金屬觸壓板
27、37‧‧‧包覆套
121‧‧‧第一框架
122‧‧‧第二框架
221‧‧‧發光元件
222‧‧‧供電電路板
223‧‧‧導光板
261‧‧‧板體
262‧‧‧固定部
263‧‧‧觸發部
264、364‧‧‧開孔
270、370‧‧‧透光區域
271、371‧‧‧上包覆層
272、372‧‧‧下包覆層
B‧‧‧光束
圖1係習知按鍵結構之剖面側視示意圖。
圖2係本發明按鍵結構於一較佳實施例中之結構示意圖。
圖3係本發明按鍵結構於一較佳實施例中之結構分解示意圖。
圖4係本發明按鍵結構於一較佳實施例中之局部結構側視示意圖。
圖5係本發明按鍵結構之金屬觸壓板以及包覆套於另一較佳實施例中之結構分解示意圖。
鑑於習知技術之問題，本發明提供一種可提升結構強度之按鍵結構，且可維持輕薄外型，以解決習知技術問題。請同時參閱圖2以及圖3，圖2係為本發明按鍵結構於一較佳實施例中之結構示意圖，而圖3係為本發明按鍵結構於一較佳實施例中之結構分解示意圖。圖2顯示出由複數按鍵結構2所組成的鍵盤，且按鍵結構2包括底板21、發光模組22、開關電路板23、金屬彈性件24、支撐件25、金屬觸壓板26以及包覆套27。發光模組22設置於底板21上，其功能為產生光束B，而開關電路板23設置於發光模組22上，且開關電路板234具有對應於金屬彈性件24的按鍵接點(未顯示於圖中)，其可因應使用者之觸壓而被觸發以產生按鍵訊號。金 屬彈性件24設置於開關電路板23之上表面上且對應於按鍵接點，其可被金屬觸壓板26觸壓而發生形變，以觸發開關電路板23之按鍵接點，抑或是，由形變狀態恢復原狀時可提供彈性力予金屬觸壓板26。於本較佳實施例中，金屬彈性件24係以金屬材料製成的彈片結構(亦即俗稱的metal dome)，而開關電路板23係為薄膜開關電路。
請同時參閱圖3以及圖4，圖4係為本發明按鍵結構於一較佳實施例中之局部結構側視示意圖。支撐件25設置於開關電路板23上且位於金屬彈性件24之一側。金屬觸壓板26中，金屬觸壓板26之一側係固定於支撐件25上，使金屬觸壓板26接受使用者所施加的力而可相對於底板21擺動，且於擺動過程中觸壓金屬彈性件24。金屬觸壓板26包括板體261、固定部262、觸發部263以及開孔264。板體261可相對於底板21擺動，固定部262位於金屬觸壓板26之一側且連接於板體261。以呈現出彎折狀，其功能為固定板體262之一側於支撐件25上。觸發部263設置於板體261之下表面上，其可與金屬彈性件24接觸，而開孔264係設置於板體261上。
於本較佳實施例中，支撐件25係以軟性材料所製成，例如為泡棉材料，而固定部262以及觸發部263係與板體261一體成型，且板體261、固定部262以及觸發部263皆以金屬材料所製成。其中，固定部262係藉由黏合方式而固定於支撐件25上，而支撐件25亦藉由黏合方式而固定於開關電路板23上。
圖3中，包覆套27包覆底板21、發光模組22、開關電路板23、金屬彈性件24、支撐件25以及金屬觸壓板26於其中且顯露於按鍵結構2之外，而包覆套27包括上包覆層271以及下包覆層272。上包覆層271係由金屬觸壓板26之上方覆蓋於金屬觸壓板26上，且上包覆層271具有 對應於開孔264之透光區域270。而下包覆層272則由底板21之下方包覆於底板21的下表面，且與上包覆層271結合，以形成包覆上述元件的包覆套27。
亦即上包覆層271以及下包覆層272分別由底板21、發光模組22、開關電路板23、金屬彈性件24、支撐件25以及金屬觸壓板26等元件之上下二側包覆該些元件，且使用者之手指所接觸到按鍵結構2的即為上包覆層271。其中，透光區域270之形狀係與相對應之字符的形狀符合。例如：按鍵結構2係對應於按鍵P，其透光區域270之形狀則與字符P的形狀符合，另一方面，透光區域270所對應之開孔264之形狀則與相對應之字符P的形狀符合。於本較佳實施例中，透光區域270係以雷雕技術排除部份上包覆層271(亦即上包覆層271中對應於字符的部份)而形成的鏤空結構，而上包覆層271係以合成皮革(PU皮革)材料以及發泡材料所共同形成，其中，上包覆層271中對應於使用者所觸壓的板體261部份係以合成皮革材料所製成，而上包覆層271的其他部份則以發泡材料所製成。
另一方面，發光模組22包括發光元件221、供電電路板222以及導光板223，發光元件221之功能為產生光束B。供電電路板222設置於底板21上，其可承載發光元件221於其上且可提供電力予發光元件221。導光板223設置於底板21以及開關電路板23之間，其功能為引導光束B穿過開關電路板23且投射至金屬觸壓板26之開孔264，使光束B依序穿過導光板223、開關電路板23、開孔264以及透光區域270，使按鍵結構2發光。其中，導光板223中對應於開孔264之位置設置有相對應的導光元件(未顯示於圖中)，例如導光微結構或導光網點等，以改變光束B之方向而可投射至開孔264。
各元件結合而形成的按鍵結構2係如圖4所示，而本發明按 鍵結構2被使用者施力觸壓的運作情形如下：當使用者之手指觸壓包覆套27時，金屬觸壓板26受力而使其板體261相對於底板21擺動，使其觸發部263往下推抵金屬彈性件24。此時，金屬彈性件24發生形變且觸壓開關電路板23，以觸發開關電路板23中之按鍵接點，使得開關電路板23輸出相對應之按鍵訊號。而當使用者停止觸壓包覆套27時，板體261不再受力而使觸發部263停止觸壓金屬彈性件24，使得金屬彈性件24因應其彈性而由形變狀態恢復原狀，同時提供往上的彈性力，板體261因此而被推回被使用者觸壓之前的位置。
需特別說明的有三，第一，本發明按鍵結構亦可非採用上述開孔之形狀則與相對應之字符的形狀符合之設計方式，而採用以下方式。請參閱圖5，其為本發明按鍵結構之金屬觸壓板以及包覆套於另一較佳實施例中之結構分解示意圖。圖5顯示出金屬觸壓板36之開孔364以及包覆套37之結構，且包覆套37包括透光區域370、上包覆層371以及下包覆層372，其開孔364之尺寸係與按鍵結構所對應之字符的尺寸符合，其表示開孔364之形狀並非與透光區域370以及所對應之字符的形狀相符。換言之，其開孔之形狀為圖5中所示之矩形，而其矩形之尺寸為恰好可包含其字符於其中或略大於其字符的尺寸。其僅為例示之用，並非以此為限，於其他較佳實施例中，亦可選用各種形狀的開孔。第二，包覆套之上包覆層亦可利用可透光的熱塑型聚氨酯(TPU)薄膜材料所製成，而上包覆層經由局部陰片印刷技術而形成透光區域以及非透光區域，且光束無法穿透非透光區域。其中，陰片印刷技術可將上包覆層中所需要的區域印刷為深色或不透光的顏色。於本較佳實施例中，透光區域係對應於字符P的區域，而非透光區域則為排除字符P的其他區域，使得僅有對應於字符P的區域可令光束穿透。
第三，本發明按鍵結構2之支撐件25必須以軟性材料製成 的原因在於，當使用者觸壓板體261中接近支撐件25之一側時，由於支撐件25係以軟性材料製成，故板體261可相對於底板21往下移動而非擺動，同時擠壓支撐件25而使支撐件25發生形變，以令觸發部263往下推抵金屬彈性件24。也就是說，支撐件25必須以軟性材料製成，使用者觸壓板體261之任一側或任一角落時，金屬觸壓板26之板體261可擺動或移動，使觸發部263推抵金屬彈性件24。換言之，若支撐件25以非軟性材料製成，使用者觸壓板體261之任一側或任一角落時，觸發部263不一定可推抵金屬彈性件24。另一方面，使用以軟性材料製成之支撐件25更可提供良好的觸壓手感。
根據上述可知，本發明按鍵結構係採用支撐件以及金屬觸壓板取代傳統的按鍵帽以及剪刀式連接元件，且利用金屬彈性件取代傳統的彈性橡膠體，由於支撐件以及金屬觸壓板之總厚度遠小於按鍵帽以及剪刀式連接元件之總厚度，故本發明按鍵結構所形成之鍵盤的外型較為輕薄，與習知按鍵結構相比，本發明按鍵結構之厚度可大幅度地降低。除此之外，由於本發明按鍵結構使用以金屬材料所製成之金屬觸壓板，與以塑膠材料所製成的習知按鍵結構比較，金屬觸壓板之結構強度較強，而不易受損。其中，本發明按鍵結構更於金屬觸壓板之下方設置發光模組，且於金屬觸壓板之板體上設置開孔，以供發光模組所產生之光束通過，而令按鍵結構產生發光效果。
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。
2‧‧‧按鍵結構
21‧‧‧底板
22‧‧‧發光模組
23‧‧‧開關電路板
24‧‧‧金屬彈性件
25‧‧‧支撐件
26‧‧‧金屬觸壓板
27‧‧‧包覆套
221‧‧‧發光元件
222‧‧‧供電電路板
223‧‧‧導光板
264‧‧‧開孔
270‧‧‧透光區域
271‧‧‧上包覆層
272‧‧‧下包覆層

Claims (9)

  1. 一種按鍵結構，包括：一底板；一發光模組，設置於該底板上，用以產生一光束；一開關電路板，設置於該發光模組上，用以被觸發而產生一按鍵訊號；一金屬彈性件，設置於該開關電路板上，用以被觸壓而發生形變以觸發該開關電路板，或提供一彈性力；一支撐件，設置於該開關電路板上且位於該金屬彈性件之一側；一金屬觸壓板，該金屬觸壓板之一側固定於該支撐件上，使該金屬觸壓板受力而可相對於該底板擺動，且觸壓該金屬彈性件；其中該金屬觸壓板具有一開孔，且該金屬觸壓板更包括：一板體，可相對於該底板擺動；一固定部，位於該金屬觸壓板之該側且連接於該板體而呈現一彎折狀，用以固定該板體之該側於該支撐件上；以及一觸發部，設置於該板體之下表面上，用以與該金屬彈性件接觸；其中該固定部以及該觸發部係與該板體一體成型，且該板體、該固定部以及該觸發部皆以金屬材料所製成；以及一包覆套，包覆該底板、該發光模組、該開關電路板、該金屬彈性件、該支撐件以及該金屬觸壓板於其中，且該包覆套具有對應於該開孔之一透光區域；其中，該光束依序穿過該開關電路板、該開孔以及該透光區域，使該按鍵結構發光。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該包覆套更包括：一上包覆層，由該金屬觸壓板之上方覆蓋於該金屬觸壓板上；其中該複數透光區域位於該上包覆層上；以及一下包覆層，由該底板之下方包覆於該底板且與該上包覆層結合。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之按鍵結構，其中該複數透光區域係以雷雕技術排除部份該上包覆層而形成之複數鏤空結構，且該上包覆層係以合成皮革(PU皮革)材料以及發泡材料所共同形成。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之按鍵結構，其中該上包覆層係以可透光的熱塑型聚氨酯(TPU)薄膜材料所製成，而該上包覆層經由局部陰片印刷技術而形成該複數透光區域以及複數非透光區域，且該光束無法穿透該複數非透光區域。
  5. 如申請專利範圍第-1項所述之按鍵結構，其中該發光模組包括：一發光元件，用以產生該光束；一供電電路板，用以提供一電力予該發光元件；以及一導光板，設置於該底板以及該開關電路板之間，用以引導該光束穿過該開關電路板且投射至該金屬觸壓板之該開孔。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該開孔之形狀係與該按鍵結構所對應之一字符之形狀符合。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中當該金屬觸壓板不再受力時，該金屬彈性件由形變回復且提供該彈性力予該金屬觸壓板，使該金屬觸壓板回復至被觸壓前之位置。
  8. 一種按鍵結構，包括： 一底板；一發光模組，設置於該底板上，用以產生一光束；一開關電路板，設置於該發光模組上，用以被觸發而產生一按鍵訊號；一金屬彈性件，設置於該開關電路板上，用以被觸壓而發生形變以觸發該開關電路板，或提供一彈性力；一支撐件，設置於該開關電路板上且位於該金屬彈性件之一側；一金屬觸壓板，該金屬觸壓板之一側固定於該支撐件上，使該金屬觸壓板受力而可相對於該底板擺動，且觸壓該金屬彈性件；其中該金屬觸壓板具有一開孔；以及一包覆套，包覆該底板、該發光模組、該開關電路板、該金屬彈性件、該支撐件以及該金屬觸壓板於其中，且該包覆套具有對應於該開孔之一透光區域，且該包覆套包括：一上包覆層，由該金屬觸壓板之上方覆蓋於該金屬觸壓板上；其中該複數透光區域位於該上包覆層上；以及一下包覆層，由該底板之下方包覆於該底板且與該上包覆層結合；其中該複數透光區域係以雷雕技術排除部份該上包覆層而形成之複數鏤空結構，且該上包覆層係以合成皮革(PU皮革)材料以及發泡材料所共同形成；其中，該光束依序穿過該開關電路板、該開孔以及該透光區域，使該按鍵結構發光。
  9. 一種按鍵結構，包括：一底板；一發光模組，設置於該底板上，用以產生一光束； 一開關電路板，設置於該發光模組上，用以被觸發而產生一按鍵訊號；一金屬彈性件，設置於該開關電路板上，用以被觸壓而發生形變以觸發該開關電路板，或提供一彈性力；一支撐件，設置於該開關電路板上且位於該金屬彈性件之一側；一金屬觸壓板，該金屬觸壓板之一側固定於該支撐件上，使該金屬觸壓板受力而可相對於該底板擺動，且觸壓該金屬彈性件；其中該金屬觸壓板具有一開孔，且該金屬觸壓板更包括：一板體，可相對於該底板擺動；一固定部，位於該金屬觸壓板之該側且連接於該板體而呈現一彎折狀，用以固定該板體之該側於該支撐件上；以及一觸發部，設置於該板體之下表面上，用以與該金屬彈性件接觸；其中該固定部係藉由黏合方式而固定於該支撐件上，而該支撐件亦藉由黏合方式而固定於該開關電路板上；以及一包覆套，包覆該底板、該發光模組、該開關電路板、該金屬彈性件、該支撐件以及該金屬觸壓板於其中，且該包覆套具有對應於該開孔之一透光區域；其中，該光束依序穿過該開關電路板、該開孔以及該透光區域，使該按鍵結構發光。
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