TWM550843U - 按鍵裝置 - Google Patents

Description

按鍵裝置

本創作是有關於一種按鍵裝置。

就目前個人電腦的使用習慣而言，鍵盤為不可或缺的輸入設備之一，用以輸入文字或數字。不僅如此，舉凡日常生活所接觸的消費級電子產品或是工業界使用的大型加工設備，皆需設有按鍵結構作為輸入裝置，以操作上述之電子產品與加工設備。

常見的按鍵裝置依觸發方式分為薄膜式按鍵及機械式按鍵。按壓薄膜式按鍵時，鍵帽下方的橡膠圓頂(rubber dome)會受壓變形，使得橡膠圓頂內的導通柱碰觸薄膜電路板，進而使得上薄膜與下薄膜的金屬接點相接觸以產生訊號。至於機械式按鍵，則是利用按壓機械軸開關，使得正、負極彈片觸點相接觸，來控制開關導通。也就是說，現有的薄膜式按鍵及機械式按鍵主要是利用金屬接點接觸與否，或正、負極彈片觸點接觸與否，來控制電路的導通與斷開。然而，在有效接觸以產生訊號的過程中，是需要時間去作動的，因此針對於輸入迅速或是電玩遊戲的使用者來說，會造成些微的延遲現象。

又，前述之薄膜式按鍵之金屬接點易因氧化而造 成接觸不良；同樣地，機械式按鍵之正、負極彈片也容易因為氧化，或隨著使用次數增多而造成機械磨損，導致正、負極彈片觸點接觸不靈敏而不能導通。是以，現有純機械結構的按鍵裝置的壽命都較短，多數只有1千萬次。如果按鍵裝置在使用一段時間後出現不良現象，將會造成使用者操作不便，也降低產品品質而損毀品牌形象。

因此，如何提出一種可解決上述問題的按鍵裝置，是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。

有鑑於此，本創作之一目的在於提出一種可有效縮短訊號產生時間的按鍵裝置。

為了達到上述目的，依據本創作之一實施方式，一種按鍵裝置包含支撐板、電路板、光耦組件、鍵帽以及復位件。支撐板具有第一穿孔。電路板設置於支撐板下方。光耦組件設置於電路板。鍵帽位於支撐板上方。復位件連接於支撐板與鍵帽之間，並具有凸柱朝向支撐板延伸。凸柱係配置以經由第一穿孔觸發光耦組件，致使光耦組件對應地產生輸入訊號。

於本創作的一或多個實施方式中，上述之光耦組件設置於電路板面向支撐板之頂面上，並位於第一穿孔內。

於本創作的一或多個實施方式中，上述之光耦組件包含光接收器以及光發射器。光接收器設置於頂面上。光發射器設置於頂面上，並朝向光接收器持續發射光線。當凸柱穿入第一穿孔時，部分之凸柱係阻隔於光接收器與光發射器之間 以遮斷光線。

於本創作的一或多個實施方式中，上述之電路板具有第二穿孔。光接收器與光發射器分別位於第二穿孔的相反兩側。

於本創作的一或多個實施方式中，上述之光耦組件設置於電路板遠離支撐板之底面上。電路板具有第二穿孔。凸柱係配置以依序經由第一穿孔與第二穿孔觸發光耦組件。

於本創作的一或多個實施方式中，上述之光耦組件包含光接收器以及光發射器。光接收器設置於底面上，並位於第二穿孔的一側。光發射器設置於底面上，位於第二穿孔的另一側，並朝向光接收器持續發射光線。當凸柱穿過第二穿孔時，部分之凸柱係阻隔於光接收器與光發射器之間以遮斷光線。

為了達到上述目的，依據本創作之另一實施方式，一種按鍵裝置包含支撐板、電路板、光耦組件、鍵帽以及復位件。支撐板具有第一穿孔。電路板設置於支撐板上方，並具有第二穿孔。光耦組件設置於電路板面向支撐板之底面上，並位於第一穿孔內。鍵帽位於電路板上方。復位件連接於電路板與鍵帽之間，並具有凸柱朝向電路板延伸。凸柱係配置以依序經由第二穿孔與第一穿孔觸發光耦組件，致使光耦組件對應地產生輸入訊號。

於本創作的一或多個實施方式中，上述之光耦組件包含光接收器以及光發射器。光接收器設置於底面上。光發射器設置於底面上，並朝向光接收器持續發射光線。當凸柱經 由第二穿孔穿入第一穿孔時，部分之凸柱係阻隔於光接收器與光發射器之間以遮斷光線。

於本創作的一或多個實施方式中，上述之光耦組件還包含處理單元。處理單元電性連接光接收器，並配置以在光接收器未接收到光線時產生輸入訊號。

綜上所述，本創作的按鍵裝置係在復位件上設計凸柱，且其在復位件朝向支撐板變形時會觸發光耦組件，致使光耦組件對應地產生輸入訊號。由此可知，本創作的按鍵裝置是利用光觸發機制產生輸入訊號的方式，取代了現有薄膜式按鍵利用上下薄膜導通、或機械式按鍵利用正負極彈片觸點接觸的方式來控制電路的導通，因此可縮短訊號產生時間，以改善延遲現象；且由於光觸發機制並無觸點接觸，可有效避免現有鍵盤因接點氧化或使用次數增多而造成機械磨損、接觸不良等現象。

以上所述僅係用以闡述本創作所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本創作之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

100、200、300‧‧‧按鍵裝置

110、210‧‧‧支撐板

111、211‧‧‧第一穿孔

120‧‧‧電路板

121‧‧‧第二穿孔

122‧‧‧頂面

123‧‧‧底面

130‧‧‧光耦組件

131‧‧‧光接收器

132‧‧‧光發射器

133‧‧‧處理單元

140‧‧‧鍵帽

150‧‧‧復位件

151‧‧‧凸柱

為讓本創作之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1A圖為繪示本創作一實施方式之按鍵裝置的剖面圖，其中鍵帽未被按壓。

第1B圖為繪示第1A圖中之按鍵裝置的另一剖面圖，其中鍵帽被按壓。

第2圖為繪示本創作一實施方式之光耦組件的功能方塊圖。

第3A圖為繪示本創作另一實施方式之按鍵裝置的剖面圖，其中鍵帽未被按壓。

第3B圖為繪示第3A圖中之按鍵裝置的另一剖面圖，其中鍵帽被按壓。

第4A圖為繪示本創作再一實施方式之按鍵裝置的剖面圖，其中鍵帽未被按壓。

第4B圖為繪示第4A圖中之按鍵裝置的另一剖面圖，其中鍵帽被按壓。

以下將以圖式揭露本創作之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本創作。也就是說，在本創作部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

請參照第1A圖以及第1B圖。第1A圖為繪示本創作一實施方式之按鍵裝置100的剖面圖，其中鍵帽140未被按壓。第1B圖為繪示第1A圖中之按鍵裝置100的另一剖面圖，其中鍵帽140被按壓。如第1A圖與第1B圖所示，於本實施方 式中，按鍵裝置100包含支撐板110、電路板120、光耦組件130、鍵帽140以及復位件150。支撐板110具有第一穿孔111。電路板120設置於支撐板110下方，並具有第二穿孔121。光耦組件130設置於電路板120。鍵帽140位於支撐板110上方。復位件150連接於支撐板110與鍵帽140之間。

於一些實施方式中，按鍵裝置100還可包含支撐組件(圖未示)。支撐組件的底端可與支撐板110銜接，而支撐組件的頂端與鍵帽140銜接。支撐組件配置以帶動鍵帽140相對支撐板110升降於最高位置(如第1A圖所示)與最低位置(如第1B圖所示)之間。舉例來說，支撐組件可以是剪刀式支撐組件，然而本創作並不以此為限。於實際應用中，支撐組件亦可替換為其他具有類似功能(即帶動鍵帽140相對支撐板110進行升降)之支撐結構，例如V型、A型或二平行之連桿結構。

另外，支撐組件的中央以及鍵帽140下方可形成一容置空間，以供前述復位件150設置。當鍵帽140接受外力而被下壓時，復位件150產生一頂撐鍵帽140之抗力，進而提供使用者按壓之手感，且經由支撐組件的導引，被下壓之復位件150可移動至如第1B圖所示之最低位置。而當施加於鍵帽140的外力釋放之後，復位件150可藉由該抗力，使得前述被下壓之鍵帽140回復至如第1A圖所示之最高位置。較佳地，復位件150可為一橡膠彈性體，但本創作並不以此為限。

如第1A圖與第1B圖所示，復位件150具有朝向支撐板110延伸之凸柱151。當鍵帽140由第1A圖所示之最高位置被按壓而移動至第1B圖所示之最低位置時，復位件150係受 鍵帽140擠壓而變形，進而使得凸柱151依序經由支撐板110上的第一穿孔111以及電路板120上的第二穿孔121而觸發光耦組件130，致使光耦組件130對應地產生輸入訊號。於實際應用中，藉由前述支撐組件的導引，即可在復位件150受壓而朝向支撐板110變形的過程中，使得凸柱151準確地插入支撐板110上的第一穿孔111以及電路板120上的第二穿孔121。

具體來說，於本實施方式中，光耦組件130係設置於電路板120遠離支撐板110之底面123上。另外，光耦組件130包含光接收器131以及光發射器132。光接收器131設置於電路板120的底面123上，並位於第二穿孔121的一側。光發射器132亦設置於電路板120的底面123上，位於第二穿孔121的另一側，並朝向光接收器131持續發射光線。當凸柱151穿過第二穿孔121時，部分之凸柱151係阻隔於光接收器131與光發射器132之間以遮斷光線。

由前述結構配置可知，本實施方式之按鍵裝置100是利用光觸發機制產生輸入訊號的方式，取代了現有薄膜式按鍵利用上下薄膜導通、或機械式按鍵利用正負極彈片觸點接觸的方式來控制電路的導通，因此可縮短訊號產生時間，以改善延遲現象。並且，由於光觸發機制並無觸點接觸，可有效避免現有鍵盤因接點氧化或使用次數增多而造成機械磨損、接觸不良等現象。再者，由於電路板120在支撐板110的下方，因此電路板120上的破孔少，容易走線且結構性較強。

請參照第2圖，其為繪示本創作一實施方式之光耦組件130的功能方塊圖。如第2圖所示，於本實施方式中， 光耦組件130還包含處理單元133。處理單元133電性連接光接收器131，並配置以在光接收器131未接收到光線時產生輸入訊號。於一些實施方式中，處理單元133可為設置於按鍵裝置100中的一實體元件，其可直接偵測光接收器131所接收之光線中斷與否，進而在偵測到光線中斷時對應地產生輸入訊號，但本創作並不以此為限。於實際應用中，處理單元133亦可為與按鍵裝置100電性連接之一電子裝置(圖未示)中的一程式，其可判斷光接收器131所接收之光線是否中斷，並在判斷光線中斷時對應產生輸入訊號。

請參照第3A圖以及第3B圖。第3A圖為繪示本創作另一實施方式之按鍵裝置200的剖面圖，其中鍵帽140未被按壓。第3B圖為繪示第3A圖中之按鍵裝置200的另一剖面圖，其中鍵帽140被按壓。如第3A圖與第3B圖所示，於本實施方式中，按鍵裝置200包含支撐板210、電路板120、光耦組件130、鍵帽140以及復位件150，其中支撐板210、電路板120、鍵帽140以及復位件150的結構與相對位置關係實質上與第1A圖所示之實施方式相同，因此可參考前述相關描述，在此不再贅述。要說明的是，本實施方式主要係針對光耦組件130的設置位置以及支撐板210的外型進行修改。

具體來說，本實施方式相較於第1A圖所示之實施方式的差異之處，在於本實施方式之光耦組件130設置於電路板120面向支撐板210之頂面122上，並位於支撐板210的第一穿孔211內。詳細來說，光接收器131設置於頂面122上，並位於第二穿孔121的一側。光發射器132設置於頂面122上，並位 於第二穿孔121的另一側。換言之，本實施方式之第一穿孔211較第二穿孔121大，以容置光耦組件130。

由前述結構配置可知，本實施方式之按鍵裝置200除了可達到前述第1A圖所示之按鍵裝置100相同的技術功效之外，由於按鍵裝置200之光耦組件130係位於支撐板210的第一穿孔211內，因此按鍵裝置200之電路板120、支撐板210與光耦組件130之組合的整體厚度可減少，且光耦組件130也相對受到保護。

請參照第4A圖以及第4B圖。第4A圖為繪示本創作再一實施方式之按鍵裝置300的剖面圖，其中鍵帽140未被按壓。第4B圖為繪示第4A圖中之按鍵裝置300的另一剖面圖，其中鍵帽140被按壓。如第4A圖與第4B圖所示，於本實施方式中，按鍵裝置300包含支撐板210、電路板120、光耦組件130、鍵帽140以及復位件150，其中支撐板210、電路板120、鍵帽140以及復位件150的結構實質上與第3A圖所示之實施方式相同，因此可參考前述相關描述，在此不再贅述。要說明的是，本實施方式主要係針對支撐板210與電路板120的相對位置進行修改。

具體來說，本實施方式相較於第3A圖所示之實施方式的差異之處，在於本實施方式之電路板120設置於支撐板210上方。光耦組件130設置於電路板120面向支撐板210之底面123上，並位於第一穿孔211內。復位件150連接於電路板120與鍵帽140之間。凸柱151係配置以依序經由電路板120的第二穿孔121與支撐板210的第一穿孔211而觸發光耦組件130。

由前述結構配置可知，本實施方式之按鍵裝置300除了可達到前述第1A圖所示之按鍵裝置100相同的技術功效之外，由於按鍵裝置300之光耦組件130也位於支撐板210的第一穿孔211內，因此按鍵裝置300之電路板120、支撐板210與光耦組件130之組合的整體厚度同樣可減少，且光耦組件130也相對受到保護。

由以上對於本創作之具體實施方式之詳述，可以明顯地看出，本創作的按鍵裝置係在復位件上設計凸柱，且其在復位件朝向支撐板變形時會觸發光耦組件，致使光耦組件對應地產生輸入訊號。由此可知，本創作的按鍵裝置是利用光觸發機制產生輸入訊號的方式，取代了現有薄膜式按鍵利用上下薄膜導通、或機械式按鍵利用正負極彈片觸點接觸的方式來控制電路的導通，因此可縮短訊號產生時間，以改善延遲現象；且由於光觸發機制並無觸點接觸，可有效避免現有鍵盤因接點氧化或使用次數增多而造成機械磨損、接觸不良等現象。

雖然本創作已以實施方式揭露如上，然其並不用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧按鍵裝置

110‧‧‧支撐板

111‧‧‧第一穿孔

120‧‧‧電路板

121‧‧‧第二穿孔

122‧‧‧頂面

123‧‧‧底面

130‧‧‧光耦組件

131‧‧‧光接收器

132‧‧‧光發射器

140‧‧‧鍵帽

150‧‧‧復位件

151‧‧‧凸柱

Claims (9)

1. 一種按鍵裝置，包含：一支撐板，具有一第一穿孔；一電路板，設置於該支撐板下方；一光耦組件，設置於該電路板；一鍵帽，位於該支撐板上方；以及一復位件，連接於該支撐板與該鍵帽之間，並具有一凸柱朝向該支撐板延伸，其中該凸柱係配置以經由該第一穿孔觸發該光耦組件，致使該光耦組件對應地產生一輸入訊號。
2. 如請求項第1項所述之按鍵裝置，其中該光耦組件設置於該電路板面向該支撐板之一頂面上，並位於該第一穿孔內。
3. 如請求項第2項所述之按鍵裝置，其中該光耦組件包含：一光接收器，設置於該頂面上；以及一光發射器，設置於該頂面上，並朝向該光接收器持續發射一光線，其中當該凸柱穿入該第一穿孔時，部分之該凸柱係阻隔於該光接收器與該光發射器之間以遮斷該光線。
4. 如請求項第3項所述之按鍵裝置，其中該電路板具有一第二穿孔，並且該光接收器與該光發射器分別位 於該第二穿孔的相反兩側。
5. 如請求項第1項所述之按鍵裝置，其中該光耦組件設置於該電路板遠離該支撐板之一底面上，該電路板具有一第二穿孔，並且該凸柱係配置以依序經由該第一穿孔與該第二穿孔觸發該光耦組件。
6. 如請求項第5項所述之按鍵裝置，其中該光耦組件包含：一光接收器，設置於該底面上，並位於該第二穿孔的一側；以及一光發射器，設置於該底面上，位於該第二穿孔的另一側，並朝向該光接收器持續發射一光線，其中當該凸柱穿過該第二穿孔時，部分之該凸柱係阻隔於該光接收器與該光發射器之間以遮斷該光線。
7. 一種按鍵裝置，包含：一支撐板，具有一第一穿孔；一電路板，設置於該支撐板上方，並具有一第二穿孔；一光耦組件，設置於該電路板面向該支撐板之一底面上，並位於該第一穿孔內；一鍵帽，位於該電路板上方；以及一復位件，連接於該電路板與該鍵帽之間，並具有一凸柱朝向該電路板延伸，其中該凸柱係配置以依序經由該第二 穿孔與該第一穿孔觸發該光耦組件，致使該光耦組件對應地產生一輸入訊號。
8. 如請求項第7項所述之按鍵裝置，其中該光耦組件包含：一光接收器，設置於該底面上；以及一光發射器，設置於該底面上，並朝向該光接收器持續發射一光線，其中當該凸柱經由該第二穿孔穿入該第一穿孔時，部分之該凸柱係阻隔於該光接收器與該光發射器之間以遮斷該光線。
9. 如請求項第8項所述之按鍵裝置，其中該光接收器與該光發射器分別位於該第二穿孔的相反兩側。