TWM520162U - 具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組及鍵盤 - Google Patents

Description

具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組及鍵盤

本創作係與按鍵組及鍵盤有關，特別有關於具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組及鍵盤。

現有鍵盤的按鍵皆係採用數位開關，並且，各按鍵僅具有開啟(ON)及關閉(OFF)兩種狀態。當按鍵處於開啟狀態(即被使用者按壓)時，可觸發對應的按鍵訊號(此時訊號值為ON)；當按鍵處於關閉狀態(即未使用者按壓)時，則不觸發按鍵訊號(此時的訊號值為OFF)。

由於現有鍵盤僅可輸出數位訊號(ON或OFF)，而無法依據使用者按壓按鍵的力量來進一步輸出對應的類比訊號，這將降低現有鍵盤的實用性。

以使用現有鍵盤進行賽車遊戲為例，即便使用者分別使用不同力量按壓按鍵多次(以按壓前進鍵來控制遊戲中汽車前進為例)時，但每次所輸出的按鍵訊號皆相同(皆為ON)，因此所觸發的遊戲效果亦相同(如遊戲中汽車皆係以相同速度前進)，而無法觸發對應不同按壓力量的不同遊戲效果(如遊戲中汽車可隨按壓力量的大小以不同速度前進)，這使得遊戲的娛樂性不佳。

是以，現有鍵盤存在上述無法同步輸出數位訊號及類比訊號問題，而亟待更有效的方案被提出。

本創作之主要目的，在於提供一種具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組及鍵盤。

為達上述目的，本創作主要係提供一種具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組，包括一數位開關、一磁力元件及一磁力元件。該數位開關包括一軸心。該軸心於接受一外力以自一復位位置向下推動至一觸發位置時，觸發一數位訊號。該磁力元件產生一磁場，並且與該軸心連動而於該復位位置與該觸發位置間移動。該磁力感測器依據與該磁力元件間的一感測距離感測該磁場的一磁場強度，以觸發對應該磁場強度的一類比訊號。

本創作更提供一種具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的鍵盤，包括一電路板、電性連接於該電路板的一連接模組、電性連接於該電路板的一按鍵陣列及電性連接於該電路板，並經由該電路板電性連接該連接模組及該按鍵陣列的複數該按鍵組的一微控制器。該連接模組用以連接一外部電腦。該按鍵陣列包括複數如前段所述的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組。該微控制器經由該連接模組傳送複數該按鍵組所觸發的該數位訊號及該類比訊號至該外部電腦。

本創作的按鍵組及鍵盤可輸出數位訊號及對應使用者按壓按鍵的力量的類比訊號，而具有更佳的實用性。

1‧‧‧鍵盤

10‧‧‧連接模組

12‧‧‧按鍵陣列

14‧‧‧微控制器

16‧‧‧電路板

180‧‧‧模式切換開關

182‧‧‧發光元件

20‧‧‧按鍵組

200‧‧‧數位開關

2000‧‧‧軸心

2002a‧‧‧第一導電片

2002b‧‧‧第二導電片

2004‧‧‧復位元件

202‧‧‧磁力元件

204‧‧‧磁力感測器

206‧‧‧鍵帽

208a‧‧‧上殼體

208b‧‧‧下殼體

30‧‧‧外部電腦

d1-d3‧‧‧感測距離

圖1為本創作第一具體實施例的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的鍵盤架構圖。

圖2為本創作第一具體實施例的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組外觀示意圖。

圖3A為本創作第一具體實施例的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組的第一剖面圖。

圖3B為本創作第一具體實施例的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組的第二剖面圖。

圖3C為本創作第一具體實施例的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組的第三剖面圖。

圖3D為本創作第一具體實施例的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組的第四剖面圖。

為能夠更加詳盡的了解本創作之特點與技術內容，請參閱以下所述之說明及附圖，然而所附圖示僅供參考說明之用，而非用來加以限制者。

首請參閱圖1，圖1為本創作第一具體實施例的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的鍵盤架構圖。如圖1所示，本創作的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的鍵盤1(以下簡稱鍵盤1)主要包括一連接模組10、一按鍵陣列12及一微控制器14。該微控制器14電性連接該連接模組10及該按鍵陣列12。較佳地，該微控制器14、該連接模組10及該按鍵陣列12係共同設置於同一電路板16，該微控制器14通過該電路板16電性連接該連接模組10及該按鍵陣列12。

該連接模組10用以有線/無線連接一外部電腦30以進行訊號傳輸。具體而言，該連接模組10可為一無線傳輸模組(如藍芽無線傳輸模組或紅外線無線傳輸模組)，並可與該外部電腦30直接建立一無線連接，或經由與可卸式連接該外部電腦30的一無線傳輸器(dongle)建立該無線連接來連接該外部電腦 30。或者，該連接模組10可經由一傳輸線(如通用序列匯流排(USB)連接線)來可卸式連接該外部電腦30。

該按鍵陣列12包括複數具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組20(以下簡稱按鍵組20)。各該按鍵組20於接受來自一使用者的一按壓操作時，可觸發一數位訊號及對應該按壓操作的一外力的一類比訊號，並輸出至該電路板16(容後詳述)。

該微控制器14可經由該電路板16自該按鍵陣列12接收上述被觸發的該數位訊號及該類比訊號，並經由該連接模組10傳送該數位訊號及該類比訊號至該外部電腦30。較佳地，該微控制器可先將該類比訊號數值化(如轉換該類比訊號為0-15其中一個數值)後，再傳送至該外部電腦30。

於本創作的另一實施例中，該鍵盤1更包括電性連接該微控制器14的一模式切換開關180。具體而言，該模式切換開關180設置於該電路板16上，並通過該電路板16電性連接該微控制器14。該模式切換開關180用以依據來自該使用者的一模式切換操作發送一單輸出模式訊號或一雙輸出模式訊號至該微控制器14。

接著，該微控制器14可依據所收到的該單輸出模式訊號進入一單輸出模式，或依據所收到的該雙輸出模式訊號進入一雙輸出模式。於該單輸出模式下，該微控制器14僅傳送該數位訊號或該類比訊號之一至該外部電腦30。於該雙輸出模式下，該微控制器14可同時傳送該數位訊號及該類比訊號至該外部電腦30。

於本創作之另一實施例中，該鍵盤1更包括複數發光元件182。該複數發光元件182電性連接該電路板16，並經由該電路板16電性連接該微控制器14。並且，該複數發光元件182係分別對應複數該按鍵組20設置。

該微控制器14於自複數該按鍵組20之一收到上述被觸發的該數位訊號或該類比訊號時可控制對應的該發光元件182發光。

較佳地，該複數發光元件182係發光二極體(LED)，且係經由表面貼裝技術(Surface Mount Technology,SMT)被設置於該電路板16上且鄰近對應的該按鍵組20的位置(如圖2所示)。

續請參閱圖2，圖2為本創作第一具體實施例的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組外觀示意圖。

該按鍵組20主要包括一數位開關200、一磁力元件202及一磁力感測器204。

該磁力元件202係用以產生一磁場的磁場源。較佳地，該磁力元件202係一永久磁鐵。並且，該數位開關200包括一軸心2000，該磁力元件202係安裝於該軸心2000上，並與該軸心連動而於該復位位置與該觸發位置間移動(如上下移動)，但不以此限定。

於本創作之另一實施例中，該按鍵組20更包括一鍵帽206，該鍵帽206係設置於該軸心2000上方，用以接受該外力並向下推動該軸心2000。該磁力元件202係安裝於該鍵帽206，並可與該鍵帽206及該軸心2000連動。

該磁力感測器204電性連接該電路板16，用以感測當前的一磁場強度。較佳地，該磁力感測器204係安裝於該數位開關200的一殼體(如一上殼體208a或一下殼體208b)，但不以此限定。

於本創作之另一實施例中，該磁力感測器204係直接安裝於該電路板16上。

具體而言，該磁力感測器204所感測到的該磁場強度係與該磁力感測器204與該磁力元件202間的一感測距離成反比。換句話說，若該感測距離的值越大(即該磁力感測器204與該磁力元件202距離越遠)，則該磁力感測器204所 感測到的該磁場強度越弱；若該感測距離的值越小(即該磁力感測器204與該磁力元件202距離越近)，則該磁力感測器204所感測到的該磁場強度越強。

接著，該磁力感測器204可觸發並輸出對應所感測到的該磁場強度的一類比訊號至該電路板16，以經由該電路板16傳送至該微控制器14。

較佳地，該磁力感測器204係一霍爾感測器，該霍爾感測器係感測對應該磁場強度的一磁通量，並依據所感測到的該磁通量觸發該類比訊號。

藉此，本創作的該按鍵組20可產生並輸出對應該外力的強度的類比訊號。

該數位開關200用以觸發該數位訊號。具體而言，該軸心2000於被來自該使用者的該外力推動至一特定位置時，可觸發該數位訊號(容後詳述)。

較佳地，該數位開關200係機械式開關，並包括電性連接該電路板16並用以觸發該數位訊號的一組導電片(如圖3A至圖3D所示之一第一導電片2002a及一第二導電片2002b)。並且，當此組導電片導通(如該第一導電片2002a與該第二導電片2002b導接而形成迴路)時，可觸發該數位訊號，但不以此限定。

於本創作之另一實施例中，該數位開關200係薄膜式開關，並包括電性連接該電路板16並用以觸發該數位訊號的二層薄膜導電層。當該軸心2000被來自該使用者的該外力推動至特定位置時，可使該二層薄膜導電層接觸，並觸發該數位訊號。

續請同時參閱圖2、圖3A、圖3B、圖3C及圖3D，圖3A為本創作第一具體實施例的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組的第一剖面圖，圖3B為本創作第一具體實施例的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組的第二剖面圖，圖3C為本創作第一具體實施例的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組的第三剖面圖，圖3D為本創作第一具體實施例的具有類比訊號輸出及 數位訊號輸出的按鍵組的第四剖面圖，用以說明本創作的該按鍵組20如何觸發該數位訊號及該類比訊號。

於本實施例中，該數位開關200係機械式開關，該磁力元件202係安裝於該軸心2000上。該磁力感測器204係安裝於該下殼體208b外部。該數位開關200更包括一復位元件2004(如彈簧)。

如圖3A所示，於該使用者未按壓該按鍵20時，該軸心2000同時受該復位元件2004向上的一恢復力及該上殼體208a向下的一正向力而靜力平衡於一復位位置。此時，該磁力元件202與該磁力感測器204間的該感測距離為最大值(即一第一感測距離d1，此時該磁力感測器204所感測到的該磁場強度最弱)。於此狀態下，該磁力感測器204不觸發對應當前的該磁場強度的該類比訊號。並且如圖3A所示，本實施例中，當該軸心2000位於該復位位置時，該第一導電片2002a及該第二導電片2002b並未導接，因此該數位開關200將不會觸發該數位訊號。

如圖3B所示，當該使用者於該鍵帽206上開始施加與該恢復力反向的該外力，而使該鍵帽206連動該軸心200及該磁力元件202自該復位位置向下移動時，該磁力元件202與該磁力感測器204間的該感測距離自該第一感測距離d1逐漸縮小為一第二感測距離d2(即該磁力感測器204所感測到的該磁場強度逐漸變強)。於此情況下，該磁力感測器204開始觸發並輸出對應至當前的該磁場強度的該類比訊號，其中當前的該磁場強度係對應該第二感測距離d2。並且如圖3B所示，由於此時該第一導電片2002a及該第二導電片2002b仍未導接，故該數位開關200仍不觸發該數位訊號。

如圖3C所示，當該使用者持續增加該外力，而使該鍵帽206連動該軸心200及該磁力元件202持續向下移動至該觸發位置時，該磁力元件202與該磁力感測器204間的該感測距離自該第二感測距離d2逐漸縮小至一第三感測距離d3 (即該磁力感測器204所感測到的該磁場強度逐漸變強)。於此情況下，該磁力感測器204觸發並輸出對應當前的該磁場強度的該類比訊號，其中當前的該磁場強度係對應該第三感測距離d3。並且如圖3C所示，由於當該鍵帽206、該軸心200及該磁力元件202移動至該觸發位置時，該第一導電片2002a可與該第二導電片2002b直接導接，故此時該數位開關200將觸發該數位訊號。

如圖3D所示，於該數位訊號被觸發後，該使用者仍可持續施加該外力，而使該鍵帽206連動該軸心200及該磁力元件202持續向下移動至牴住該下殼體208b。此時，該磁力元件202與該磁力感測器204間的該感測距離為最小值(即一第四感測距離d4，此時該磁力感測器204所感測到的該磁場強度最強)。於此情況下，該磁力感測器204觸發並輸出對應當前的該磁場強度的該類比訊號，其中當前的該磁場強度係對應該第四感測距離d4。並且，由於該第一導電片2002a與該第二導電片2002b仍保持導接，故該數位開關200將持續觸發該數位訊號。

值得一提的是，於本實施例中，該數位開關200係以機械式開關為例，但不以此限定。本技術領域中具有通常知識者可依需求變更該數位開關200的類型(如替換為薄膜式開關)，並於該薄膜式開關上安裝該磁力元件202及該磁力感測器204，以實現輸出數位訊號及類比訊號的功能。

藉此，本創作的按鍵組可輸出數位訊號及對應使用者按壓按鍵的力量的類比訊號，而有效提升按鍵組及鍵盤的實用性。

以上所述者，僅為本創作之一較佳實施例之具體說明，非用以侷限本創作之專利範圍，其他任何等效變換均應俱屬後述之申請專利範圍內。

16‧‧‧電路板

182‧‧‧發光元件

20‧‧‧按鍵組

200‧‧‧數位開關

2000‧‧‧軸心

202‧‧‧磁力元件

204‧‧‧磁力感測器

206‧‧‧鍵帽

208a‧‧‧上殼體

208b‧‧‧下殼體

Claims (11)

1. 一種具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組，包括：一數位開關，包括一軸心，該軸心於接受一外力以自一復位位置向下推動至一觸發位置時，觸發一數位訊號；一磁力元件，產生一磁場，並且與該軸心連動而於該復位位置與該觸發位置間移動；及一磁力感測器，依據與該磁力元件間的一感測距離感測該磁場的一磁場強度，以觸發對應該磁場強度的一類比訊號。
2. 如請求項1所述之具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組，其中該數位開關更包括一殼體，包覆該軸心，並且該磁力感測器係安裝於該殼體。
3. 如請求項2所述之具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組，其中該磁力元件係安裝於該軸心並位於該磁力感測器上方。
4. 如請求項2所述之具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組，其中更包括一鍵帽，設置於該軸心上方，接受該外力並向下推動該軸心。
5. 如請求項4所述之具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組，其中該磁力元件係安裝於該鍵帽，並與該鍵帽及該軸心連動。
6. 如請求項5所述之具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組，其中該磁力元件係一永久磁鐵。
7. 如請求項6所述之具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組，其中該磁力感測器係一霍爾感測器，該霍爾感測器係感測對應該磁場強度的一磁通量，並依據所感測到的該磁通量觸發該類比訊號。
8. 一種具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的鍵盤，包括： 一電路板；一連接模組，電性連接於該電路板，用以連接一外部電腦；一按鍵陣列，電性連接於該電路板，並包括複數如請求項1所述的具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的按鍵組；及一微控制器，電性連接於該電路板，並經由該電路板電性連接該連接模組及該按鍵陣列的複數該按鍵組，該微控制器經由該連接模組傳送複數該按鍵組所觸發的該數位訊號及該類比訊號至該外部電腦。
9. 如請求項8所述之具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的鍵盤，其中更包括一模式切換開關，電性連接於該電路板，並經由該電路板電性連接該微控制器，依據一模式切換操作發送一單輸出模式訊號至該微控制器，以使該微控制器依據該單輸出模式訊號傳送該數位訊號或該類比訊號至該外部電腦，或發送一雙輸出模式訊號至該微控制器，以使該微控制器依據該雙輸出模式訊號同時傳送該數位訊號及該類比訊號至該外部電腦。
10. 如請求項9所述之具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的鍵盤，其中更包括複數發光元件，電性連接於該電路板，並經由該電路板電性連接該微控制器，該複數發光元件分別對應複數該按鍵組設置，該微控制器於自複數該按鍵組之一收到被觸發的該數位訊號或該類比訊號時控制對應的該發光元件發光。
11. 如請求項10所述之具有類比訊號輸出及數位訊號輸出的鍵盤，其中該發光元件係經由表面貼裝技術設置於該電路板。