TWM461142U - 具有類比訊號輸出的按鍵開關組合 - Google Patents

Description

具有類比訊號輸出的按鍵開關組合

本創作係關於一種具有類比訊號輸出的按鍵開關組合，並且係關於同時具有類比訊號輸出與數位開關(digital switch)的按鍵開關(key switch)組合。

現有電子產品的輸入元件相當多樣化。但讓使用者能有輸入力量感受的輸入元件，按鍵開關是其中之一。

傳統裝設在鍵盤、遙控器、行動通訊裝置等電子產品上的按鍵開關大多配置一個開關，並且開關的切換狀態僅有開啟(ON)與關閉(OFF)兩種，此類開關也稱為數位開關。

現有行動通訊上的按鍵開關組合已有配置兩個開關的設計。但是，這些開關仍是數位開關。

目前尚未見到按鍵開關組合同時配置類比訊號感應器與數位開關的架構被提出。若按鍵開關組合配置類比訊號感應器，按鍵開關組合即能讓使用者除了作一般輸入(例如，字元輸入)外，也能讓其依照輸入力量來達成想要的控制，例如，遊戲軟體中的方向、速度等控制。

因此，本創作所欲解決之一技術問題在於提供一種同時具有類比訊號輸出與數位開關的按鍵開關組合。

本創作之一較佳具體實施例之具有類比訊號輸 出的按鍵開關組合包含電路板、隔離構件、上薄膜、數位開關以及類比訊號感應器。隔離構件係設置在電路板上。上薄膜係設置在隔離構件上。隔離構件將電路板及上薄膜隔開以形成空間，致使在空間內之上薄膜係能變形朝向電路板移動。數位開關包含第一下接點以及第一上接點。第一下接點係形成在電路板上，並且安置在空間內。第一上接點係形成在上薄膜上，並且安置在空間內且對齊第一下接點。類比訊號感應器包含第二下接點、第二上接點以及第一壓阻層。第二下接點係形成在電路板上，並且設置在空間內。第二上接點係形成在上薄膜上，並安置在空間內且對齊第二下接點。第一壓阻層係接合在第二上接點上或第二下接點上。

關於本創作之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合之操作，係施加外力在上薄膜上。施加在空間上之上薄膜上之外力係讓上薄膜變形朝向電路板移動。當上薄膜移動到讓第二上接點、第一壓阻層及第二下接點接觸時，類比訊號感應器之阻抗係隨外力的大小而改變。當上薄膜移動到讓第一上接點與第一下接點接觸時，數位開關即開啟。

與先前技術不同，本創作之按鍵開關組合同時配置類比訊號感測器與數位開關，並且其架構可以廣泛地配置在各式的電子裝置上。

關於本創作之優點與精神可以藉由以下的實施方式及所附圖式得到進一步的瞭解。

1‧‧‧按鍵開關組合

10‧‧‧基板

11‧‧‧下薄膜

12‧‧‧電路板

13‧‧‧隔離構件

14‧‧‧上薄膜

15‧‧‧數位開關

150‧‧‧第一下接點

152‧‧‧第一上接點

157‧‧‧導線

158‧‧‧導線

16‧‧‧類比訊號感應器

160‧‧‧第二下接點

162‧‧‧第二上接點

164‧‧‧第一壓阻層

166‧‧‧第二壓阻層

167‧‧‧導線

168‧‧‧導線

17‧‧‧鍵帽

18‧‧‧支撐結構

19‧‧‧彈性致動器

2‧‧‧按鍵開關組合

20‧‧‧空間

F‧‧‧外力

圖1係本創作之第一較佳具體實施例之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合之局部截面視圖。

圖2係圖1中具有類比訊號輸出的按鍵開關組合受外力後續的操作過程 之示意圖。

圖3為本創作之電路板的局部頂視圖。

圖4為本創作之上薄膜的局部底視圖。

圖5係本創作之第一較佳具體實施例之另一變化的按鍵開關組合之局部截面視圖。

圖6係本創作之第二較佳具體實施例之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合之局部截面視圖。

圖7係圖6所示按鍵開關組合之一範例在實際操作下的外力-阻抗特性圖。

請參閱圖1及圖2。圖1係以局部截面視圖示意地繪示本創作之第一較佳具體實施例之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合1。圖2係示意地繪示圖1中具有類比訊號輸出的按鍵開關組合1受外力F後續的操作過程。

如圖1所示，本創作之第一較佳具體實施例之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合1包含電路板12、隔離構件(spacer)13、上薄膜14、數位開關15以及類比訊號感應器16。如同一般的電子裝置之設計，數位開關15以及類比訊號感應器16的元件主體係製造在控制元件(未繪示於圖1中)內，圖1僅繪示出數位開關15以及類比訊號感應器16的接點。

隔離構件13係設置在電路板12上。上薄膜14係設置在隔離構件13上。隔離構件13將電路板12及上薄膜14隔開以形成空間20，致使在空間20內之上薄膜14係能變形朝向電路板12移動。

數位開關15包含第一下接點150以及第一上接 點152。第一下接點150係形成在電路板12上，並且安置在空間20內。第一上接點152係形成在上薄膜14上，並且安置在空間20內且對齊第一下接點150。

類比訊號感應器16包含第二下接點160、第二上接點162以及第一壓阻層164。第二下接點160係形成在電路板12上，並且設置在空間20內。第二上接點162係形成在上薄膜14上，並安置在空間20內且對齊第二下接點160。第一壓阻層164係接合在第二上接點162上或第二下接點160上。於圖1繪示的範例中，第一壓阻層164係接合在第二上接點162上。

關於本創作之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合1之操作，係施加外力F在上薄膜14上。一般藉由使用者的手指施加外力F。

如圖2所示，施加在空間20上之上薄膜14上之外力F係讓上薄膜14變形朝向電路板12移動。當上薄膜14移動到讓第二上接點162、第一壓阻層164及第二下接點160接觸時，藉由第一壓阻層164，類比訊號感應器16之阻抗係隨外力F的大小而改變，進而改變類比訊號的輸出。

當上薄膜14移動到讓第一上接點152與第一下接點150接觸時，數位開關15即開啟。

請參閱圖3及圖4，圖3為電路板12之一局部頂視圖，圖4為上薄膜14之一局部底視圖。如圖3所示，第二下接點160係環繞第一下接點150之至少一部分。圖3並且繪示連接第一下接點150的導線157，導線157並且連接至數位開關15。圖3並且繪示連接第二下接點160的導線167，導線167並且連接至類比訊號感應器16。

如圖4所示，第二上接點162係環繞第一上接點152之至少一部分。圖4並且繪示連接第一上接點152的導線 158，導線158並且連接至數位開關15。圖4並且繪示連接第二上接點162的導線168，導線168並且連接至類比訊號感應器16。於圖4所示範例中，第一壓阻層164係接合在第二上接點162上。第一壓阻層164與第二上接點162覆蓋在導線158的部分與導線158絕緣。

於一具體實施例中，電路板12包含下薄膜11，如圖1、圖2所示。第一下接點150以及第二下接點160係形成在下薄膜11上。

進一步，本創作之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合1還包含基板10。下薄膜11係設置在基板10上。

請參閱圖5。圖5係以局部截面視圖示意地繪示本創作之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合1的另一變化。如圖5所示，第一壓阻層164係接合在第二上接點162上。類比訊號感應器16還包含第二壓阻層166。第二壓阻層166係接合在第二下接點160上。當上薄膜14移動到讓第二上接點162、第一壓阻層164、第二壓阻層166及第二下接點160接觸時，藉由第一壓阻層164、第二壓阻層166，類比訊號感應器16之阻抗係隨外力F的大小而改變，進而改變類比訊號的輸出。

請參閱圖6。圖6係以局部截面視圖示意地繪示本創作之第二較佳具體實施例之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合2。圖6中具有與圖1相同號碼標記之元件，有相同或類似的結構以及功能，在此不多做贅述。下文僅描述本創作之第二較佳具體實施例與第一較佳具體實施例的不同處。

本創作之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合2進一步包含鍵帽17、支撐結構18以及彈性致動器19。支撐結構18支撐鍵帽17作相對於電路板12的垂直移動。如圖6所示，支撐結構18可以是剪刀式結構，但不以此為限。

彈性致動器19係設置於上薄膜14上。如圖6所示，彈性致動器19可以是彈性圓頂體(resilient dome)，但不以此為限。外力F係施加在鍵帽17上讓鍵帽17朝向電路板12移動。彈性致動器19係回應鍵帽17之移動而產生變形，進而致動上薄膜14變形朝向電路板12移動。

圖1與圖5所繪示的按鍵開關組合1適合配置在行動通訊裝置上，但並不以此為限。圖6所繪示的按鍵開關組合1適合配置在鍵盤上，但並不以此為限。

第一壓阻層164及第二壓阻層166的基底可以是高分子材料所製成，例如，酚樹脂、尿素樹脂、美耐皿樹脂、不飽和聚脂樹脂、環氧樹脂、矽脂樹脂、聚安基甲酸脂(PU)或其他高分子材料。第一壓阻層164及第二壓阻層166裡並且摻雜多顆導電粒子與分散體，其中分散體具有吸附能力，可用以吸附導電粒子。分散體例如為具有改質基之二氧化矽材質等材料，可與高分子基底相互融合以達到均勻分散的效果。由於分散體可吸附導電粒子，所以可將導電粒子均勻地分散在高分子基底各處，藉此構成本創作之第一壓阻層164、第二壓阻層166。

第一壓阻層164及第二壓阻層166裡分散體與導電粒子所佔的重量百分比可以依照本創作之按鍵開關組合(1、2)的設計而定。請參閱7。圖7係圖6所示按鍵開關組合2之一範例在實際操作下的外力F-類比訊號感應器16的阻抗特性圖。圖7中虛線部分外力F施加在鍵帽17上且壓迫彈性圓頂體19之過程，此過程中外力F尚未施加在第一壓阻層164上。當外力F的大小約超過200g時，彈性圓頂體19才會大幅變形，此時第二上接點162、第一壓阻層164及第二下接點160才接觸在一起。這樣的設計可以避免按鍵開關組合2誤動作。在第二上接點162、第一壓阻層164及第二下接點160接觸後，外力F-阻抗的曲線才以實線表示。在實線部分，當 外力F的大小約為50g時，類比訊號感應器16之阻抗約為30kΩ。當外力F的大小約為100g時，類比訊號感應器16之阻抗約為10~15kΩ。當外力F的大小約為300g時，類比訊號感應器16之阻抗約為3~5kΩ。當外力F的大小約為600g時，類比訊號感應器16之阻抗約為1~2kΩ。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本創作之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本創作之面向加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本創作所欲申請之專利範圍的面向內。因此，本創作所申請之專利範圍的面向應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

1‧‧‧按鍵開關組合

10‧‧‧基板

11‧‧‧下薄膜

12‧‧‧電路板

13‧‧‧隔離構件

14‧‧‧上薄膜

15‧‧‧數位開關

150‧‧‧第一下接點

152‧‧‧第一上接點

16‧‧‧類比訊號感應器

160‧‧‧第二下接點

162‧‧‧第二上接點

164‧‧‧第一壓阻層

20‧‧‧空間

F‧‧‧外力

Claims (6)

1. 一種具有類比訊號輸出的按鍵開關組合，包含：一電路板；一隔離構件，係設置在該電路板上；一上薄膜，係設置在該隔離構件上，其中該隔離構件將該電路板及該上薄膜隔開以形成一空間，致使在該空間內之該上薄膜係能變形朝向該電路板移動；一數位開關，包含一第一下接點以及一第一上接點，該第一下接點係形成在該電路板上並安置在該空間內，該第一上接點係形成在該上薄膜上並安置在該空間內且對齊該第一下接點；以及一類比訊號感應器，包含一第二下接點、一第二上接點以及一第一壓阻層，該第二下接點係形成在該電路板上並設置在該空間內，該第二上接點係形成在該上薄膜上並安置在該空間內且對齊該第二下接點，該第一壓阻層係接合在該第二上接點上或該第二下接點上；其中施加在該空間上之該上薄膜上之一外力係讓該上薄膜變形朝向該電路板移動，當該上薄膜變形移動到讓該第二上接點、該第一壓阻層及該第二下接點接觸時，該類比訊號感應器之一阻抗係隨該外力的大小而改變，當該上薄膜變形移動到讓該第一上接點與該第一下接點接觸時，該數位開關即開啟。
2. 如請求項1所述之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合，其中該第二下接點係環繞該第一下接點之至少一部分，該第 二上接點係環繞該第一上接點之至少一部分。
3. 如請求項1所述之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合，其中該電路板包含一下薄膜，該第一下接點以及該第二下接點係形成在該下薄膜上。
4. 如請求項3所述之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合，進一步包含一基板，該下薄膜係設置在該基板上。
5. 如請求項1所述之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合，進一步包含：一鍵帽；以及一支撐結構，支撐該鍵帽作相對於該電路板之垂直移動；以及一彈性致動器，係設置於該上薄膜上，其中該外力係施加在該鍵帽上讓該鍵帽朝向該電路板移動，該彈性致動器係回應該鍵帽之移動而產生變形，進而致動該上薄膜變形朝向該電路板移動。
6. 如請求項1所述之具有類比訊號輸出的按鍵開關組合，其中該第一壓阻層係接合在第二上接點上，該類比訊號感應器還包含一第二壓阻層，該第二壓阻層係接合在該第二下接點上，當該上薄膜移動到讓該第二上接點、該第一壓阻層、該第二壓阻層及該第二下接點接觸時，該類比訊號感應器之該阻抗隨該外力的大小而改變。