TWM535390U - 光控式按鍵開關 - Google Patents

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Description

光控式按鍵開關
本創作與鍵盤有關，特別是指一種使用單一光源來完成電氣訊號輸出之光控式按鍵開關。
就傳統的鍵盤而言，除了利用兩個金屬彈片之間的相互接觸來產生電氣訊號之外，另外還有一種技術是利用光線遮斷的方式來完成電氣訊號的輸出。簡單來說，當按鍵被壓下時，設置在按鍵內部之光源所發出的光線可以順利被光接收器所接收，此時會立刻發出電氣訊號，一旦釋放對按鍵的壓力之後，光接收器會接收不到光源所發出的光線，這時候就不會有電氣訊號產生。
然而在前述習用技術當中，每一顆按鍵是跟一個光源進行搭配，所以整個鍵盤就需要非常多組光源才能夠使用，如此的結構配置會增加結構方面的複雜度，同時也會造成製造成本的增加。因此，前述習用技術有改良之必要。
本創作之主要目的在於提供一種光控式按鍵開關，其使用單一光源來完成電氣訊號的輸出，進而達到簡化結構及降低成本的目的。
為了達成上述目的，本創作之光控式按鍵開關包含有多個按鍵單元、多個光接收器及一發光單元。各該按鍵單元具有一按鍵座、一按鍵及一復位彈性件，該按鍵座具有一軸孔，該按鍵具有一鍵帽與一鍵軸，該鍵軸可上下位移地穿設於該按鍵座之軸孔內，而且，該鍵軸之頂端連接於該鍵帽，使得該按鍵能於一初始位置與一按壓位置之間相對該按鍵座上下作動，該復位彈性件設於該按鍵座與該按鍵之間，用將該按鍵保持在該初始位置；該多個光接收器的數目等於該多個按鍵單元的數目，該多個光接收器以一對一的方式鄰設於該多個按鍵座；該發光單元具有一光源與一導光件，該光源設於該多個按鍵單元之一側，用以發射一光線，該導光件對應於該光源且鄰設於該多個按鍵座，用以將該光源所發射的光線沿著一行進路徑導引至該光接收器。
由上述可知，當該按鍵未受外力按壓而位於該初始位置時，該按鍵之鍵軸不會位於該光線的行進路徑上，此時不會產生電氣訊號，當該按鍵受外力按壓而位於該按壓位置時，該按鍵之鍵軸會位於該光線的行進路徑上，此時會立即產生電氣訊號。
在本創作中，該按鍵之鍵軸由不透光材質所製成，該按鍵之鍵軸具有一光線阻隔部，該光線阻隔部沿著該鍵軸之軸向保持相同的寬度，藉此讓最後產生的電氣訊號是一個明顯的開關過程。
在本創作中，該按鍵之鍵軸由不透光材質所製成，該按鍵之鍵軸具有一光線阻隔部，該光線阻隔部的寬度沿著該鍵軸之軸向朝遠離該鍵帽的方向逐漸減少，藉此讓光線的遮斷是一個漸變的過程，如此可以對電氣訊號進行多段式的對應處理。
在本創作中，該按鍵之鍵軸由透光材質所製成，該按鍵之鍵軸的底端具有一折射部，當該按鍵位於該按壓位置時，該導光件所導引的光線經由該折射部來調整光通量，使最後產生的電氣訊號能夠進行多段式的對應處理。
在本創作中，該按鍵之鍵軸由不透光材質所製成，該按鍵之鍵軸具有一反射面，當該按鍵位於該按壓位置時，該光線經由該反射面反射至該多個光接收器，使最後產生的電氣訊號是一個明顯的開關過程。
有關本創作所提供之光控式按鍵開關的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本創作領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本創作所列舉的特定實施例，僅係用於說明本創作，並非用以限制本創作之專利申請範圍。
請先參閱第1至4圖，本創作之光控式按鍵開關10包含有多個按鍵單元20、一發光單元30、多個光接收器40，以及一電路板50。
所有按鍵單元20之間以並列的方式排列成一排(如第1及2圖所示)或兩排(如第3及4圖所示)。請再配合參閱第5圖，每一個按鍵單元20具有一按鍵座21、一按鍵24及一復位彈性件28，按鍵座21具有一軸孔22，而且，按鍵座21之底端具有兩相對之透光部23，兩透光部23位於軸孔22之底端的周緣，按鍵24具有一鍵帽25與一鍵軸26，鍵軸26可上下位移地穿設於按鍵座21之軸孔22內，鍵軸26之頂端插接於鍵帽25之底面，鍵軸26之底端具有一光線阻隔部27。藉此，按鍵24能於一初始位置P1(如第5圖所示)與一按壓位置P2(如第6圖所示)之間相對按鍵座21上下作動。此外，每一個按鍵單元20更具有一復位彈性件28，復位彈性件28設於按鍵座21與按鍵24之鍵軸26之間，用以對按鍵24提供復位效果，使按鍵24保持在如第5圖所示之初始位置P1。
光接收器40的數目等於按鍵單元20的數目。光接收器40以一對一的方式設置在按鍵單元20之按鍵座21的下方。
發光單元30具有一光源31與一導光件32。如第1至4圖所示，光源31設於按鍵單元20之一側，導光件32呈條狀，導光件32設置在所有按鍵單元20之按鍵座21的下方且與光接收器40位於按鍵24之鍵軸26的兩相對側，導光件32之一端對應於光源31，使得導光件32能夠將光源31所產生的光線沿著一行進路徑導引至光接收器40。
電路板50設於所有按鍵單元20之按鍵座21的下方且承接住導光件32與每一個光接收器40，並與所有的光接收器40之間形成電性連接。
由上述結構可知，當按鍵24未受外力按壓而位於如第5圖所示之初始位置P1時，按鍵24之鍵軸26位於按鍵座21之軸孔22內，所以按鍵24之鍵軸26的光線阻隔部27會離開光線的行進路徑，使得光接收器40能夠經由按鍵座21之透光部23接收到導光件32所導引的光線，此時不會產生電氣訊號。當按鍵24受到外力按壓而位於如第6圖所示之按壓位置時，按鍵24之鍵軸26的光線阻隔部27會伸出按鍵座21之軸孔22外且位於光線的行進路徑上，使得光接收器40無法經由按鍵座21之透光部23接收到導光件32所導引的光線，此時的光接收器40會傳送光學訊號至電路板50，電路板50會將接收到的光學訊號轉換成電氣訊號後加以輸出。
在此需要補充說明的是，鍵軸26是因為鍵帽25受力按壓時產生由上而下的移動來對光線提供遮蔽效果，進而轉變成電氣訊號。鍵軸26可以由不透光材質或透光材質所製成，假如鍵軸26是由不透光材質所製成，鍵軸26之光線阻隔部27的寬度可以沿著鍵軸26之軸向保持不變或是朝遠離鍵帽25的方向逐漸增加，若為寬度不變的狀況下，如第5及6圖所示，對光線的遮蔽來產生電氣訊號會是一個明顯的開關過程，若為寬度由大變小的狀況下，如第7及8圖所示，對光線的遮蔽來產生電氣訊號會是一個漸變的過程，如此可以對電氣訊號做多段式的對應處理。
再如第9至12圖所示，在本創作第3實施例中，每一個按鍵單元20提供一透明密封蓋60，透明密封蓋60設於按鍵座21之底部且具有一軸套部61，軸套部61套接鍵軸26之光線阻隔部27，以確保外界水氣不會從按鍵座21之底部進入按鍵座21內來影響按鍵24的作動，藉此，當按鍵24位於如第10圖所示之初始位置P1時，光接收器40能經由透明密封蓋60之軸套部61接收到導光件32所導引的光線，當按鍵24位於如第11及12圖所示之按壓位置P2時，光接收器40會被按鍵24之鍵軸26的光線阻隔部27所阻擋而無法接收到導光件32所導引的光線。此外，每一個按鍵單元20再提供一防水墊片62，防水墊片62設於透明密封蓋60之外周面，使按鍵座21能進一步達到良好的防水效果。
另一方面，請參閱第13圖，在本創作第4實施例中，按鍵24之鍵軸26由透光材質所製成，並且設置一折射部28，折射部28可以是鋸齒結構、咬花結構或噴砂結構，讓光線在通過時會調整光通量，使最後產生的電氣訊號能夠進行多段式的對應處理。
此外，除了採用遮斷及折射的方式，假如導光件32與光接收器40並非位於按鍵24之鍵軸26的兩相對側，而是一個在鍵軸26的側邊，另一個在鍵軸26的下方，如第14圖所示，此時的鍵軸26可以由不透光材質所製成，並且設置一反射面29，當按鍵24位於按壓位置P2時，光線會經由反射面29反射至光接收器40，進而產生電氣訊號。
綜上所陳，本創作之光控式按鍵開關10使用單一光源31，並透過導光件32作為傳輸媒介來跟多個光接收器40進行配合，如此可以節省光源31的數量，進而達到簡化結構及降低成本的目的。
10‧‧‧光控式按鍵開關 20‧‧‧按鍵單元 21‧‧‧按鍵座 22‧‧‧軸孔 23‧‧‧透光部 24‧‧‧按鍵 25‧‧‧鍵帽 26‧‧‧鍵軸 27‧‧‧光線阻隔部 28‧‧‧折射部 29‧‧‧反射面 P1‧‧‧初始位置 P2‧‧‧按壓位置 28‧‧‧復位彈性件 30‧‧‧發光單元 31‧‧‧光源 32‧‧‧導光件 40‧‧‧光接收器 50‧‧‧電路板 60‧‧‧透明密封蓋 61‧‧‧軸套部 62‧‧‧防水墊片
第1圖為本創作第1實施例之光控式按鍵開關的外觀立體圖，主要顯示按鍵單元以並列的方式排列成一排。 第2圖為第1圖在倒放之後且省略電路板的外觀立體圖。 第3圖為本創作第1實施例之光控式按鍵開關的外觀立體圖，主要顯示按鍵單元以並列的方式排列成兩排。 第4圖為第3圖在倒放之後且省略電路板的外觀立體圖。 第5圖為本創作第1實施例之光控式按鍵開關的剖視圖，主要顯示按鍵位於初始位置。 第6圖類同於第5圖，主要顯示按鍵位於按壓位置。 第7圖為本創作第2實施例之光控式按鍵開關的剖視圖，主要顯示按鍵位於初始位置。 第8圖類同於第7圖，主要顯示按鍵位於按壓位置。 第9圖為本創作第3實施例之光控式按鍵開關的外觀立體圖。 第10圖為本創作第3實施例之光控式按鍵開關的剖視圖，主要顯示按鍵位於初始位置。 第11圖類同於第10圖，主要顯示按鍵位於按壓位置。 第12圖為本創作第3實施例之光控式按鍵開關另一視角的局部剖視圖，主要顯示按鍵位於按壓位置。 第13圖為本創作第4實施例之光控式按鍵開關的局部剖視圖。 第14圖為本創作第5實施例之光控式按鍵開關的局部剖視圖。
21‧‧‧按鍵座
22‧‧‧軸孔
23‧‧‧透光部
24‧‧‧按鍵
25‧‧‧鍵帽
26‧‧‧鍵軸
27‧‧‧光線阻隔部
P1‧‧‧初始位置
28‧‧‧復位彈性件
32‧‧‧導光件
40‧‧‧光接收器
50‧‧‧電路板

Claims (9)

  1. 一種光控式按鍵開關，包含有： 多個相互並排之按鍵單元，分別具有一按鍵座、一按鍵及一復位彈性件，該按鍵座具有一軸孔，該按鍵具有一鍵帽與一鍵軸，該鍵軸連接該鍵帽且可上下位移地穿設於該按鍵座之軸孔內，使得該按鍵能於一初始位置與一按壓位置之間相對該按鍵座上下作動，該復位彈性件設於該按鍵座與該按鍵之間，用將該按鍵保持在該初始位置； 多個光接收器，該多個光接收器的數目等於該多個按鍵單元的數目，該多個光接收器以一對一的方式鄰設於該多個按鍵座；以及 一發光單元，具有一光源與一導光件，該光源設於該多個按鍵單元之一側，用以發射一光線，該導光件對應於該光源且鄰設於該多個按鍵座，用以將該光源所發射的光線沿著一行進路徑導引至該多個光接收器； 其中，當該多個按鍵位於該初始位置時，該多個按鍵之鍵軸離開該光線的行進路徑，當該多個按鍵位於該按壓位置時，該多個按鍵之鍵軸位於該光線的行進路徑上。
  2. 如請求項1所述之光控式按鍵開關，其中該按鍵之鍵軸由不透光材質所製成，該按鍵之鍵軸的底端具有一光線阻隔部，該光線阻隔部的寬度沿著該鍵軸之軸向保持不變。
  3. 如請求項1所述之光控式按鍵開關，其中該按鍵之鍵軸由不透光材質所製成，該按鍵之鍵軸的底端具有一光線阻隔部，該光線阻隔部的寬度沿著該鍵軸之軸向朝遠離該鍵帽的方向逐漸減少。
  4. 如請求項1所述之光控式按鍵開關，其中各該按鍵座之底端具有一透光部，該透光部位於該導光件與該光接收器之間，當該按鍵位於該初始位置時，該光接收器能經由該透光部接收到該導光件所導引的光線。
  5. 如請求項1所述之光控式按鍵開關，更包含有一電路板，該電路板設於該多個按鍵座的下方且承接住該導光件與該多個光接收器，並與該多個光接收器之間形成電性連接。
  6. 如請求項1所述之光控式按鍵開關，其中各該按鍵單元具有一透明密封蓋與一防水墊片，該透明密封蓋設於該按鍵座之底部且具有一軸套部，該軸套部套接該按鍵之鍵軸，該防水墊片設於該透明密封蓋之外周面。
  7. 如請求項1所述之光控式按鍵開關，其中該按鍵之鍵軸由透光材質所製成，該按鍵之鍵軸具有一折射部，當該按鍵位於該按壓位置時，該導光件所導引的光線經由該折射部來調整光通量。
  8. 如請求項7所述之光控式按鍵開關，其中該折射部為鋸齒結構、咬花結構或噴砂結構。
  9. 如請求項1所述之光控式按鍵開關，其中該按鍵之鍵軸由不透光材質所製成，該按鍵之鍵軸具有一反射面，當該按鍵位於該按壓位置時，該光線經由該反射面反射至該多個光接收器。
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