TWI722778B - 鍵盤及按鍵結構 - Google Patents

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TWI722778B
TWI722778B TW109101974A TW109101974A TWI722778B TW I722778 B TWI722778 B TW I722778B TW 109101974 A TW109101974 A TW 109101974A TW 109101974 A TW109101974 A TW 109101974A TW I722778 B TWI722778 B TW I722778B
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達方電子股份有限公司
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Abstract

一種按鍵結構包含一底座、一鍵帽、一升降機構、一觸控電路部分及一外覆蓋層。該鍵帽經由該升降機構連接至該底座，以能相對於該底座上下移動。該觸控電路部設置於該鍵帽的頂面上。一連接電路部分自該觸控電路部分延伸。該外覆蓋層同時覆蓋該觸控電路部分及至少一部分的該連接電路部分。藉此，該按鍵結構可不過度增加整體厚度而提供觸控功能。一種鍵盤包含複數個前述按鍵結構，故亦可不過度增加整體厚度而提供觸控功能。

Description

鍵盤及按鍵結構
本發明關於一種鍵盤及按鍵結構，尤指一種能提供觸控功能的鍵盤及按鍵結構。
一般廣泛使用的人機輸入裝置主要為鍵盤與滑鼠。一般筆記型電腦或平板電腦皆有觸控板或是螢幕可觸控，故可省去滑鼠。桌上型電腦或是智慧電視原則上仍需滑鼠。對此，市面上已有結合觸控功能的鍵盤，以減少外接裝置的數量。市面上有一種鍵盤，其於按鍵區域設置觸控薄膜以能於按鍵區域同時提供按鍵及觸控功能。其觸控薄膜可設置於鍵帽下方，而需具有破孔以避開鍵帽的結構(例如與支撐架的連接結構)。破孔會降低觸控薄膜的挺性，增加觸控薄膜組裝至鍵帽的因難度。又，破孔亦易使觸控不連續。市面上亦有另一種相似的鍵盤，其鍵帽採組合式結構，其觸控薄膜即夾置於此組合式結構中，可避免破孔結構，但增加鍵帽整體厚度，亦增加組裝的複雜度。
鑑於先前技術中的問題，本發明之一目的在於提供一種鍵盤，其觸控電路設置於鍵帽的頂面，並於其上方覆蓋一保護層，以提供靈敏的觸控感應並減少觸控不連續的程度。
根據本發明之鍵盤包含一底座、一第一鍵帽、一第一升降機構、一第一觸控電路部分、一第一連接電路部分、一第二鍵帽、一第二升降機構、一第二觸控電路部分及一外覆蓋層。該第一鍵帽設置於該底座上方且具有一第一水平鍵面。該第一升降機構設置於該底座與該第一鍵帽之間，該第一鍵帽經由 該第一升降機構而能相對於該底座上下移動。該第一觸控電路部分設置於該第一水平鍵面上。該第一連接電路部分自該第一觸控電路部分向外延伸。該第二鍵帽設置於該底座上方且具有一第二水平鍵面。該第二升降機構設置於該底座與該第二鍵帽之間，該第二鍵帽經由該第二升降機構而能相對於該底座上下移動。該第二觸控電路部分設置於該第二水平鍵面上。該外覆蓋層同時覆蓋該第一觸控電路部分、該第二觸控電路部分及至少一部分的該第一連接電路部分。藉此，該第一觸控電路部分及該第二觸控電路部分無需形成破孔區域，故可降低觸控不連續的程度。該第一觸控電路部分及該第二觸控電路部分設置於該第一鍵帽及該第二鍵帽上方，故該第一鍵帽及該第二鍵帽結構原則上不會干擾觸控感應。覆蓋該第一觸控電路部分及該第二觸控電路部分上的該外覆蓋層可提供保護，且於實作上，該外覆蓋層的厚度通常明顯小於一般結構件的厚度(例如先前技術中採組合式鍵帽的結構件厚度)，故可避免因設置觸控電路而過度增加厚度。
本發明之另一目的在於提供一種按鍵結構，其觸控電路設置於鍵帽的頂面，並於其上方覆蓋一保護層，以提供靈敏的觸控感應並減少觸控不連續的程度。
根據本發明之按鍵結構包含一底座、一鍵帽、一升降機構、一第一觸控電路部分、一第一連接電路部分及一外覆蓋層。該鍵帽設置於該底座上方且具有一水平鍵面。該升降機構設置於該底座與該鍵帽之間，該鍵帽經由該升降機構而能相對於該底座上下移動。該第一觸控電路部分設置於該水平鍵面上。該第一連接電路部分自該第一觸控電路部分向外延伸。該外覆蓋層覆蓋該第一觸控電路部分且橫向突出於該鍵帽，該外覆蓋層具可撓性。藉此，該第一觸控電路部分無需形成破孔區域，故可降低觸控不連續的程度。該第一觸控電路部分設置於該鍵帽上方，故該鍵帽結構原則上不會干擾觸控感應。覆蓋該第 一觸控電路部分上的該外覆蓋層可提供保護，且於實作上，該外覆蓋層的厚度通常明顯小於一般結構件的厚度(例如先前技術中採組合式鍵帽的結構件厚度)，故可避免因設置觸控電路而過度增加厚度。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
1:鍵盤
1a:按鍵結構
10:外殼
12:底座
120:底板
122:電路板
122a,122b:開關
14:第一鍵帽
14a:周緣
142:第一水平鍵面
144:鍵裙
16:第一升降機構
18:第二鍵帽
182:第二水平鍵面
20:第二升降機構
22a,22b:彈性復位件
24:第一觸控電路部分
26:第一連接電路部分
26a:水平轉角
28:第二觸控電路部分
30:第二連接電路部分
32,33:外覆蓋層
322:第一部分
324:第二部分
326:延伸部
328:可透光基材
330:遮光層
332:織物層
334:膠層
34:間隔件
D1:垂直方向
圖1為根據一實施例之一鍵盤之一部分之俯視圖。
圖2為圖1中沿線X-X之剖面圖。
圖3為圖2中第一鍵帽被按鍵時之剖面圖。
圖4為根據另一實施例之第一連接電路部分配置之示意圖。
圖5為根據另一實施例之第一連接電路部分配置之示意圖。
圖6為根據另一實施例之第一連接電路部分配置之示意圖。
圖7為根據另一實施例之外覆蓋層之一部分之剖面圖。
圖8為根據另一實施例之一鍵盤之一部分之俯視圖。
請參閱圖1至圖2。根據一實施例之一鍵盤1包含一外殼10、一底座12、一第一鍵帽14、一第一升降機構16、一第二鍵帽18及一第二升降機構20；鍵帽14、18之輪廓以隱藏線繪示於圖1中。第一鍵帽14及第二鍵帽18設置於底座12上方。第一升降機構16設置於底座12與第一鍵帽14之間，第一鍵帽14經由第一升降機構16而能相對於底座12上下移動。第二升降機構20設置於底座12與第二鍵帽18之間，第二鍵帽18經由第二升降機構20而能相對於底座12上下移動。底座12包含一底板120及設置於底板120上之一電路板122(例如但不限於薄膜電路板，其為三層結構，包含兩層帶有線路佈局的基材及設置其間的絕緣層)，電 路板122具有二開關122a、122b，分別對應第一鍵帽14及第二鍵帽18。鍵盤1還包含二彈性復位件22a、22b(例如但不限於橡膠圓突)，分別設置於第一鍵帽14及第二鍵帽18及該二開關122a、122b之間。第一鍵帽14朝向底板122下移而可擠壓彈性復位件22a以觸發開關122a；第二鍵帽18朝向底板122下移而可擠壓彈性復位件22b以觸發開關122b。此外，於本實施例中，第一升降機構16及第二升降機構20均為剪刀腳支架，但實作上不以此為限，例如亦可為蝴蝶支架(其呈V形架構)、懸臂結構、伸縮筒結構(即由兩個管狀物可滑動地疊套而成)或其他可提供鍵帽14、18相對於底座12上下移動之機構；此時，彈性復位件22a、22b亦可配合變更設計，例如於蝴蝶支架中，可由磁吸結構實作。邏輯上，鍵盤1相當於複數個按鍵結構1a(以一個虛線框示例於圖2中)的組合。
於本實施例中，鍵盤1還包含一第一觸控電路部分24、一第一連接電路部分26、一第二觸控電路部分28、一第二連接電路部分30及一外覆蓋層32；電路部分24、26、28、30之輪廓以隱藏線繪示於圖1中。第一鍵帽14具有一第一水平鍵面142，第一觸控電路部分24設置於第一水平鍵面142上，第一連接電路部分26自第一觸控電路部分24向外延伸並連接至電路板122。第二鍵帽18具有一第二水平鍵面182，第二觸控電路部分28設置於第二水平鍵面182上，第二連接電路部分30自第二觸控電路部分28向外延伸並連接至電路板122。外覆蓋層32同時覆蓋第一觸控電路部分24、第一連接電路部分26、第二觸控電路部分28及第二連接電路部分30，以提供結構保護。透過第一觸控電路部分24及第二觸控電路部分28，可提供使用者觸控功能(例如觸碰點的移動感測、點擊感測等等)。第一觸控電路部分24及第二觸控電路部分28於實作上得以現有電阻式、電容式、光學式觸控技術實現，不另贅述。此外，於本實施例中，第一鍵帽14與第二鍵帽18分隔設置，外覆蓋層32亦覆蓋第一鍵帽14與第二鍵帽18間之空隙，此結構配置可增加鍵盤1的防護效果(包含防塵、防水等)。從單一按鍵結構而言，外覆 蓋層32橫向突出於第一鍵帽14(或第二鍵帽18)。
於本實施例中，外覆蓋層32具有一第一部分322、一第二部分324及連接第一部分322及第二部分324之一延伸部326。第一部分322覆蓋第一觸控電路部分24，第二部分324覆蓋第二觸控電路部分28，延伸部326突出於第一水平鍵面142及第二水平鍵面182且覆蓋第一連接電路部分26及第一鍵帽14與第二鍵帽18間之空隙。延伸部326具可撓性(例如透過材質本身或結構配置而實現)，以使當第一鍵帽14與第二鍵帽18因按壓而於垂直方向D1(以雙箭頭表示於圖2中)上有高度差時，第一部分322與第二部分324間不會過度拉扯。又，於本實施例中，延伸部326呈朝底座12彎曲之彎曲狀(如以圖2之視角而言，其概呈U字形)，此亦有助於第一鍵帽14與第二鍵帽18於垂直方向D1上相對移動而不會使兩者之間過度拉扯。此外，外覆蓋層32對應第一鍵帽14及第二鍵帽18與其他相鄰鍵帽間亦包含延伸部，其作用與前述延伸部326相當，不另贅述。
於本實施例中，第一鍵帽14具有一鍵裙144，鍵裙144自第一水平鍵面142偏向底座12彎曲、延伸；於實作上，鍵裙144不以環繞第一水平鍵面142為限。第一觸控電路部分24固定至第一水平鍵面142上(例如但不限於以膠黏著於其上)，第一部分322固定至第一觸控電路部分24(例如但不限於以膠黏著於其上)，延伸部326完整地覆蓋鍵裙144。於實作上，當第一觸控電路部分24未佈滿整個第一水平鍵面142時，第一部分322可亦同時固定至第一水平鍵面142。
於本實施例中，第一觸控電路部分24與鍵裙144可分離，延伸部326亦與鍵裙144可分離，使得當第一鍵帽14被按壓時，第一觸控電路部分24及延伸部326均能與鍵裙144至少部分地分開，可避免第一部分322與第二部分324間過度拉扯，亦可避免第一觸控電路部分24及第一連接電路部分26被過度拉扯，如圖3所示。但於實作上，第一觸控電路部分24亦可固定至鍵裙144。此外，於本實施例中，延伸部326部分固定至第一連接電路部分26，但實作上不以此為限， 例如延伸部326未直接固定至第一連接電路部分26，亦未直接固定至第一觸控電路部分24對應鍵裙144的部分。另外，前述說明亦適用於第二鍵帽18、第二觸控電路部分28及延伸部326間之連接關係，不另贅述。
如圖1所示，第一連接電路部分26位於第一鍵帽14與第二鍵帽18之間，外覆蓋層32完整地覆蓋第一連接電路部分26。第一連接電路部分26於垂直方向之投影落於第一鍵帽14於垂直方向之投影之外，且具有一水平轉角26a(即對應第一連接電路部分26一個結構轉折)。此結構轉折可提高第一連接電路部分26結構上的可撓性。又，第一連接電路部分26的投影平行於第一鍵帽14周緣14a延伸，可減少與其他結構產生結構干涉。於實作上，第一連接電路部分26可包含更多的結構轉折，如圖4及圖5所示者。此外，若鍵帽14與底座12間之空間容許，連接第一觸控電路部分24與電路板122的第一連接電路部分26亦可於第一鍵帽14與底座12之間延伸，且同樣可具有結構轉折，如圖6所示。又，於圖6中，當第一連接電路部分26於垂直方向之投影與鍵裙144於垂直方向之投影交錯、重疊時，可於鍵裙144下方設置間隔件34(以方塊表示，其輪廓以隱藏線繪示於圖6中)，以避免鍵裙144於第一鍵帽14向下移動時，撞擊第一連接電路部分26而產生損傷；於實作上，間隔件34直接設置於第一連接電路部分26之兩側，此可增加對第一連接電路部分26的保護效果。此間隔件34可由剛性擋塊(例如但不限於由底板120向上形成凸台，以擋止第一鍵帽14向下的移動)或緩衝件(例如但不限於泡棉、橡膠等，以減緩第一鍵帽14的衝擊力，甚至於壓縮的最後能擋止第一鍵帽14向下的移動)實作。
此外，於實作上，第一觸控電路部分24及第一連接電路部分26可由單一撓性電路板實作，此撓性電路板上可塗佈黏膠，以便於黏著至第一鍵帽14。其中，第一連接電路部分26的末端則電性連接至電路板122(例如但不限於透過連接器)。又，第一觸控電路部分24及第一連接電路部分26亦可結構整合至電路 板122，例如由於電路板122之一基材延伸形成第一觸控電路部分24及第一連接電路部分26(即於該基材之一部分上形成所需電路並將該部分向上彎折、固定至第一鍵帽14以作為第一觸控電路部分24及第一連接電路部分26)。另外，前述關於第一連接電路部分26之相關說明亦適用於第二連接電路部分30，不另贅述。
如圖1及圖2所示，外覆蓋層32為多層結構，其包含一可透光基材328及形成於可透光基材328上之一遮光層330。於實作上，可透光基材328可為一聚合物膜，遮光層330為油墨印刷於可透光基材328上而形成，外覆蓋層32可進於遮光層330上再塗佈黏膠，以便於黏著至第一鍵帽14及/或第一觸控電路部分24(及第一連接電路部分26)。遮光層330覆蓋第一觸控電路部分24、第一連接電路部分26、第二觸控電路部分28、第二連接電路部分30及第一鍵帽14與第二鍵帽18間之空隙。於實作上，若鍵盤1具有背光時，遮光層330亦可配合背光設計，於適當位置鏤空(或此鏤空具有特定文數字、符號等輪廓)。此外，於實作上，若外覆蓋層32無透光需求，外覆蓋層32可不透光，例如遮光層330佈滿可透光基材328，或外覆蓋層32直接以一不透光基材實作。又，於一實施例中，如圖7所示，一外覆蓋層33包含一織物層332及一膠層334，膠層334結合於織物層332的表面上。視實際應用，外覆蓋層33可取代前述外覆蓋層32或其可透光基材328，又或加入外覆蓋層32之結構中(例如疊置於可透光基材328上，增加鍵盤1外觀質感)。
另外，於本實施例中，外覆蓋層32完整覆蓋鍵盤1中的按鍵結構。於實作上，外覆蓋層32亦得主要覆蓋易為使用者手指或外物觸及的電路部分(例如第一觸控電路部分24、第二觸控電路部分28、第一連接電路部分26及第二連接電路部分30。例如，如圖8所示，外覆蓋層32的延伸部326配合第一觸控電路部分24的輪廓而部分地覆蓋鍵裙144，甚至部分地覆蓋第一水平鍵面142；此結構配置已可對電路部分產生不錯的保護效果。又，如圖8所示，一般手指或外物不易觸及顯低於鍵裙144的結構，故延伸部326亦可覆蓋部分的第一連接電路部分 26(尤其是剛自第一連接電路部分26延伸出來的部分)，此結構配置已可對電路部分產生一定程度的保護效果。前述變化例之說明，亦適用於第二觸控電路部分28及第二連接電路部分30，不另贅述。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1:鍵盤
1a:按鍵結構
10:外殼
12:底座
120:底板
122:電路板
122a,122b:開關
14:第一鍵帽
142:第一水平鍵面
144:鍵裙
16:第一升降機構
18:第二鍵帽
182:第二水平鍵面
20:第二升降機構
22a,22b:彈性復位件
24:第一觸控電路部分
26:第一連接電路部分
28:第二觸控電路部分
30:第二連接電路部分
32:外覆蓋層
322:第一部分
324:第二部分
326:延伸部
328:可透光基材
330:遮光層
D1:垂直方向

Claims (38)

  1. 一種鍵盤，包含：一底座；一第一鍵帽，設置於該底座上方，該第一鍵帽具有一第一水平鍵面；一第一升降機構，設置於該底座與該第一鍵帽之間，該第一鍵帽經由該第一升降機構而能相對於該底座上下移動；一第一觸控電路部分，設置於該第一水平鍵面上；一第一連接電路部分，自該第一觸控電路部分向外延伸；一第二鍵帽，設置於該底座上方，該第二鍵帽具有一第二水平鍵面；一第二升降機構，設置於該底座與該第二鍵帽之間，該第二鍵帽經由該第二升降機構而能相對於該底座上下移動；一第二觸控電路部分，設置於該第二水平鍵面上；以及一外覆蓋層，同時覆蓋該第一觸控電路部分、該第二觸控電路部分及至少一部分的該第一連接電路部分。
  2. 如請求項1所述之鍵盤，其中該第一鍵帽與該第二鍵帽分隔設置，該外覆蓋層覆蓋該第一鍵帽與該第二鍵帽間之空隙。
  3. 如請求項2所述之鍵盤，其中該外覆蓋層具有一第一部分、一第二部分及連接該第一部分及該第二部分之一延伸部，該第一部分覆蓋該第一觸控電路部分，該第二部分覆蓋該第二觸控電路部分，該延伸部突出於該第一水平鍵面及該第二水平鍵面且覆蓋該至少一部分的第一連接電路部分及該第一鍵帽與該第二鍵帽間之空隙，該延伸部具可撓性。
  4. 如請求項3所述之鍵盤，其中該延伸部呈朝該底座彎曲之彎曲狀。
  5. 如請求項3所述之鍵盤，其中該第一鍵帽具有一鍵裙，該鍵裙自該第一水平鍵面偏向該底座彎曲、延伸，該第一觸控電路部分固定至該第一水 平鍵面上，該第一部分固定至該第一觸控電路部分，該延伸部部分地或完整地覆蓋該鍵裙。
  6. 如請求項5所述之鍵盤，其中該第一觸控電路部分與該鍵裙可分離，該延伸部與該鍵裙可分離。
  7. 如請求項6所述之鍵盤，其中該延伸部部分固定至該第一連接電路部分。
  8. 如請求項3所述之鍵盤，其中該第一鍵帽具有一鍵裙，該鍵裙自該第一水平鍵面偏向該底座彎曲、延伸，該第一觸控電路部分固定至該鍵裙，該延伸部部分地或完整地覆蓋該鍵裙。
  9. 如請求項8所述之鍵盤，更包含一間隔件，設置於該鍵裙正下方。
  10. 如請求項2所述之鍵盤，其中該第一連接電路部分於垂直方向之投影具有至少一水平轉角。
  11. 如請求項10所述之鍵盤，其中該投影平行於該第一鍵帽周緣延伸。
  12. 如請求項10所述之鍵盤，其中該第一連接電路部分位於該第一鍵帽與該第二鍵帽之間，該外覆蓋層完整地覆蓋該第一連接電路部分。
  13. 如請求項2所述之鍵盤，其中該外覆蓋層包含一可透光基材及形成於該可透光基材上之一遮光層，該遮光層覆蓋該第一觸控電路部分、該第二觸控電路部分、該至少一部分的第一連接電路部分及該第一鍵帽與該第二鍵帽間之空隙。
  14. 如請求項1所述之鍵盤，其中該第一連接電路部分於該第一鍵帽與該底座之間延伸。
  15. 如請求項1所述之鍵盤，其中該外覆蓋層不透光。
  16. 如請求項1所述之鍵盤，其中該底座包含一電路板，該第一連接電路部分連接該第一觸控電路部分及該電路板。
  17. 如請求項16所述之鍵盤，其中該電路板具有一基材，該基材延伸形成該第一觸控電路部分及該第一連接電路部分。
  18. 如請求項1所述之鍵盤，其中該外覆蓋層包含一聚合物膜。
  19. 如請求項1所述之鍵盤，其中該外覆蓋層包含一織物層。
  20. 如請求項19所述之鍵盤，其中該外覆蓋層包含一膠層，結合於該織物層的表面上。
  21. 一種按鍵結構，包含：一底座；一鍵帽，設置於該底座上方，該鍵帽具有一水平鍵面；一升降機構，設置於該底座與該鍵帽之間，該鍵帽經由該升降機構而能相對於該底座上下移動；一第一觸控電路部分，設置於該水平鍵面上；一第一連接電路部分，自該第一觸控電路部分向外延伸；以及一外覆蓋層，覆蓋該第一觸控電路部分且橫向突出於該鍵帽，該外覆蓋層具可撓性。
  22. 如請求項21所述之按鍵結構，其中該外覆蓋層包含一部分及連接至該部分之一延伸部，該部分覆蓋該第一觸控電路部分，該延伸部突出於該水平鍵面且覆蓋至少一部分的第一連接電路部分。
  23. 如請求項22所述之按鍵結構，其中該鍵帽具有一鍵裙，該鍵裙自該水平鍵面偏向該底座彎曲、延伸，該第一觸控電路部分固定至該水平鍵面上，該部分固定至該第一觸控電路部分，該延伸部部分地或完整地覆蓋該鍵裙。
  24. 如請求項23所述之按鍵結構，其中該第一觸控電路部分與該鍵裙可分離，該延伸部與該鍵裙可分離。
  25. 如請求項24所述之按鍵結構，其中該延伸部部分固定至該第一連接電路部分。
  26. 如請求項22所述之按鍵結構，其中該鍵帽具有一鍵裙，該鍵裙自該水平鍵面偏向該底座彎曲、延伸，該第一觸控電路部分固定至該鍵裙，該延伸部部分地或完整地覆蓋該鍵裙。
  27. 如請求項26所述之按鍵結構，更包含一間隔件，設置於該鍵裙正下方。
  28. 如請求項21所述之按鍵結構，其中該第一連接電路部分於垂直方向之投影具有至少一水平轉角。
  29. 如請求項28所述之按鍵結構，其中該投影平行於該鍵帽周緣延伸。
  30. 如請求項28所述之按鍵結構，其中該外覆蓋層完整地覆蓋該第一連接電路部分。
  31. 如請求項21所述之按鍵結構，其中該外覆蓋層包含一可透光基材及形成於該可透光基材上之一遮光層，該遮光層覆蓋該第一觸控電路部分。
  32. 如請求項21所述之按鍵結構，其中該第一連接電路部分於該鍵帽與該底座之間延伸。
  33. 如請求項21所述之按鍵結構，其中該外覆蓋層不透光。
  34. 如請求項21所述之按鍵結構，其中該底座包含一電路板，該第一連接電路部分連接該第一觸控電路部分及該電路板。
  35. 如請求項34所述之按鍵結構，其中該電路板具有一基材，該基材延伸形成該第一觸控電路部分及該第一連接電路部分。
  36. 如請求項21所述之按鍵結構，其中該外覆蓋層包含一聚合物膜。
  37. 如請求項21所述之按鍵結構，其中該外覆蓋層包含一織物層。
  38. 如請求項37所述之按鍵結構，其中該外覆蓋層包含一膠層，結合 於該織物層的表面上。
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