TWM626806U - 超薄平衡按壓光電按鍵結構 - Google Patents

Abstract

本創作公開了一種超薄平衡按壓光電按鍵結構，光柵結構為一耦合有聯動翼的光柵翼，聯動翼與光柵翼耦合為同步上下動作；聯動翼與光柵翼之間設有具有兩翹臂的復位扭簧，復位扭簧的一翹臂為聯動翼提供向上彈力，另一翹臂為光柵翼提供向上彈力，所述鍵帽扣合在聯動翼和光柵翼的上部；按壓鍵帽任意位置均能驅動光柵翼下行進而使光敏元件接受的光量發生變化以產生光電信號。本方案採用相互耦合的光柵翼與聯動翼，在確保按壓平衡穩定的前提下進一步減小了上下移動行程，使按鍵結構能夠做到更加輕薄；同時光柵翼具有觸發光電信號的功能，聯動翼具有按壓發聲的功能，光柵翼與聯動翼之間行程限位，整體穩定，按壓回復迅速，適合工業量產。

Description

超薄平衡按壓光電按鍵結構

本創作涉及開關裝置，尤其是一種光電開關，具體涉及一種超薄平衡按壓光電按鍵結構，主要用於鍵盤等信號輸入的外設裝置。

輸入設備是指向計算機輸入數據和信息的設備，是計算機與用戶或其他設備通信的橋樑，諸如鍵盤等。鍵盤是由若干按鍵開關組合而成。

現有的電子設備越來越小型化，對鍵盤的輕薄要求也越來越高。以筆記本電腦為例，現在筆記本電腦重量只有1kg左右，整機厚度只有13mm左右，開關按鍵的鍵程只有1.5mm左右，為了滿足電子設備的輕薄設計，影響厚度的最大障礙之一就是鍵盤的厚度，而影響鍵盤厚度的核心問題是按鍵開關的高度(厚度)，如何將按鍵開關做到超薄且不影響按壓時候的平衡穩定性，確保使用者在按壓鍵帽不同位置的時候都能準確穩定產生開關信號，這是本領域的技術難題。現有技術中，為了實現超薄按鍵開關的平衡穩定按壓，基本上都採用鍵程較小的剪刀腳來實現，但剪刀腳本身的機構原理限制了無法再進一步的做到更薄。

此外，現有技術中，為了實現更長的按鍵開關壽命、防塵防水等技術效果，大量的採用光電開關以取代傳統的金屬觸片、觸點等開關。光電開關是透過光柵改變受光元件所接收到的來自於發光元件的光量，以形成開關信號的一種開關。

本創作的目的就是要將光電開關做到進一步的輕薄，使其按壓的行程相對於剪刀腳進一步的縮小，且能滿足平衡穩定的技術要求基於此目的而構設出一種全新適用於光電開關的結構。

針對上述問題，本創作旨在提供一種有效降低按壓距離的超薄平衡按壓光電按鍵結構。

為實現該技術目的，本創作的方案是：一種超薄平衡按壓光電按鍵結構，包括有鍵帽和設在PCB板上的發光元件及光敏元件，以及用於使光敏元件接收到發光元件的光量產生變量的光柵結構，其中所述光柵結構為一耦合有聯動翼的光柵翼，聯動翼與光柵翼耦合為同步上下動作；聯動翼與光柵翼之間設具有兩翹臂的復位扭簧，復位扭簧的一翹臂為聯動翼提供向上復位彈力，另一翹臂為光柵翼提供向上復位彈力，所述鍵帽扣合在聯動翼和光柵翼的上部；按壓鍵帽任意位置均能驅動光柵翼下行進而使光敏元件接受的光量發生變化以產生光電信號。

作為優選，所述光柵翼和聯動翼透過一聯接座耦合，所述聯動翼和光柵翼的兩側均延伸有耦合臂；耦合臂的一側均凸出有防脫支點；所述聯接座上對應於防脫支點的位置設置有支架，支架上設有容置槽口，所述防脫支點能夠活動地嵌置於對應的容置槽口內並被上下限位。

作為優選，還包括有能固定在聯接座上的限位蓋板，所述限位蓋板在對應於支架容置槽口的部位構設有防脫槽，防脫槽能防止嵌置於容置槽口內的支點脫離容置槽口。

作為優選，相互耦合的兩耦合臂，其中一耦合臂的末端被構設為凹字形的耦合口，另一耦合臂的末端則被構設為可以伸入到所述耦合口內的耦合塊。

作為優選，所述防脫槽之間形成有卡勾部，所述支架上在對應卡勾部的位置設有卡槽，所述限位蓋板與支架之間透過卡勾部與卡槽扣接固定，所述限位蓋板上還設有用於容置復位扭簧的扭簧槽。

作為優選，所述聯動翼上設有發聲蓄力部，所述發聲蓄力部對應有一發聲扭簧，限位蓋板位於該發聲扭簧的部位設有一固定容腔，所述發聲扭簧被固定在該固定容腔內；所述發聲蓄力部設有一圓弧倒角，所述發聲扭簧的力臂延伸至該圓弧倒角位置；當按壓鍵帽時圓弧倒角施加壓力於力臂使其向下蓄力，鍵帽被按壓至一定行程時力臂滑離圓弧倒角擊打限位蓋板發出敲擊聲；鍵帽被鬆開時圓弧倒角上移復位至力臂之上。

作為優選，所述光柵翼與其耦合臂同向地延伸出一光柵部，所述光柵部的末端向下延伸出一遮光板，所述發光元件及光敏元件位於該遮光板的兩側。

作為優選，所述聯接座上還構設一限光板，所述限光板上設有通光孔，發光元件及光敏元件位於該限光板的兩側，所述遮光板位於該限光板的一側；遮光板下行時能夠逐漸以剪切方式遮蔽通光孔以使光敏元件接受到線性漸變的光通量。

作為優選，所述鍵帽上設有用於聯接光柵翼和聯動翼頂端的連接部，還設有防止鍵帽於光柵翼和聯動翼頂端水平晃動的限位擋塊。

作為優選，所述PCB板上設有用於固定安裝聯接座的組裝卡座，所述組裝卡座為中空框架結構，所述組裝卡座內的兩側設有翹起的卡壓條，至少其中一側的卡壓條相鄰的邊框上鏤空有收縮通槽。

本創作的有益效果是：採用相互耦合的光柵翼與聯動翼，在確保按壓平衡穩定的前提下進一步減小了上下移動行程，使按鍵結構能夠做到更加輕薄；同時光柵翼具有觸發光電信號的功能，聯動翼具有按壓發聲的功能，光柵翼與聯動翼之間行程限位，整體穩定，按壓回復迅速，能夠提供扁平的按壓手感，且安裝和拆卸非常方便，適合工業量產。

1:鍵帽

11:連接部

12:限位擋塊

2:聯接座

21:支架

22:容置槽口

23:卡槽

24:限光板

25:通光孔

3:限位蓋板

31:防脫槽

32:卡勾部

33:扭簧槽

4:光柵翼

41:防脫支點

42:耦合口

43:耦合臂

44:光柵部

45:遮光板

5:聯動翼

51:耦合塊

52:發聲扭簧

53:發聲蓄力部

54:固定容腔

6:組裝卡座

61:卡壓條

62:收縮通槽

7:PCB板

71:發光元件

72:光敏元件

73:LED燈

8:復位扭簧

圖1為本創作的按鍵組裝結構示意圖；圖2為本創作的按鍵分解爆炸圖；圖3為本創作中的聯接座的結構示意圖；圖4為本創作中的限位蓋板的結構示意圖；圖5為本創作中的組裝卡座的結構示意圖；圖6為本創作中的光柵翼與聯動翼連接扭簧的結構示意圖；圖7為本創作中的光柵翼與聯動翼釋放狀態下的結構示意圖；圖8為本創作中的光柵翼與聯動翼按壓狀態下的結構示意圖；圖9為本創作省略鍵帽和限位蓋板的結構示意圖；圖10為本創作光柵翼與聯動翼的側面結構示意圖；圖11為圖10中A的局部放大示意圖之一；圖12為圖10中A的局部放大示意圖之二；圖13為本創作鍵帽底部的結構示意圖。

下面結合圖式和具體實施例對本創作做進一步詳細說明。

如圖1-13所示，本創作所述的具體實施例為一種超薄平衡按壓光電按鍵結構，用於被佈置成按鍵輸出光電信號，多個按鍵可以用於組合形成鍵盤或是其他相關的輸入設備等。

本創作的按鍵是透過按壓鍵帽1來完成整個按鍵的動作，每個按鍵皆包括有鍵帽1和設在PCB板7上的發光元件71及光敏元件72，以及用於使光敏元件72接收到發光元件71的光量產生變量的光柵結構，按壓鍵帽1能夠建立電連接以及實現光路徑的變化，由此執行開關操作。

如圖7-8所示，光柵結構為一耦合有聯動翼5的光柵翼4，聯動翼5與光柵翼4耦合為同步上下動作，鍵帽1扣合在聯動翼5和光柵翼4的上部。在靜止狀態時，聯動翼5與光柵翼4的耦合臂43之間的靜止角度呈鈍角；在按壓鍵帽1至底部時，聯動翼5與光柵翼4之間的打開角度逐漸增大，耦合臂43之間的最大角度能呈180度；釋放時，聯動翼5與光柵翼4之間設有一具有兩翹臂的復位扭簧8，復位扭簧8的一翹臂為聯動翼5提供向上彈力，另一翹臂為光柵翼4提供向上彈力，復位扭簧8提供使聯動翼5與光柵翼4復位的向上彈力。

如圖9所示，光柵翼4和聯動翼5透過一聯接座2耦合，聯動翼5和光柵翼4的兩側均延伸有耦合臂43，在本創作中的具體實施例中總計四條耦合臂43；每個耦合臂43的一側均凸出有防脫支點41；聯接座2上對應於防脫支點41的位置設置有支架21，在支架21上設有容置槽口22，防脫支點41能夠活動地嵌置於對應的容置槽口22內並被上下限位。

容置槽口22對耦合臂43的上下進行限位，由於光柵翼4和聯動翼5之間的耦合並非是相互鎖定的關係(如圖7所示的)，而是可以任意插拔的連接關係，為了防止耦合臂43之間相互耦合的脫離，有必要對耦合臂43進行水平位置方向的限位，因此，在本創作的具體實施例中，還設有能固定在聯接座2上的限位蓋板3，限位蓋板3在對應於支架21容置槽口22的部位構設有防脫槽31，防脫槽 31能防止嵌置於容置槽口22內的支點脫離容置槽口22，也就實現了防止相互耦合的兩耦合臂43之間相脫離。

本創作的限位蓋板3與聯接座2之間透過以下方式固定，在限位蓋板3的防脫槽31之間形成有卡勾部32，聯接座2的支架21上設有與卡勾部32對應的卡槽23，限位蓋板3與支架21之間透過卡勾部32與卡槽23連接在一起，此外，限位蓋板3上還設有用於容置復位扭簧8的扭簧槽33。

本創作按鍵結構中相互耦合的兩耦合臂43，具體地，其中一耦合臂43的末端被構設為凹字形的耦合口42，另一耦合臂43的末端則被構設為可以伸入到所述耦合口42內的耦合塊51，按壓鍵帽1任意位置，其中一端耦合臂43向下位移，使耦合塊51/耦合口42上升而另一端耦合臂43隨著向下位移，釋放鍵帽1時，兩耦合臂43隨扭簧一同復位向上，實現兩耦合臂43同上同下。

如圖10-12所示，作為觸發光電信號的光柵翼4，光柵翼4與其耦合臂43同向地延伸出一光柵部44，光柵部44的末端向下延伸出一遮光板45，發光元件71及光敏元件72位於該遮光板45的兩側。聯接座2上還構設一限光板24，限光板24上設有通光孔25，發光元件71及光敏元件72位於該限光板24的兩側，遮光板45位於該限光板24的一側；遮光板45下行時能夠逐漸以剪切方式遮蔽通光孔25以使光敏元件72接受到線性漸變的光通量。

作為觸發聲音的聯動翼5，聯動翼5上設有發聲蓄力部53，發聲蓄力部53對應有一發聲扭簧52，限位蓋板3位於該發聲扭簧52的部位設有一固定容腔54，發聲扭簧52被固定在該固定容腔54內；發聲蓄力部53設有一圓弧倒角，發聲扭簧52的一力臂延伸至該圓弧倒角位置；當按壓鍵帽1時圓弧倒角施加壓力於力臂使其向下蓄力，鍵帽1被按壓至一定行程時力臂滑離圓弧倒角擊打限位蓋板3發出敲擊聲；限位蓋板3上還設有對應凸出的受擊部，使發聲扭簧52的中間段能 打在受擊部上，防止發聲扭簧52的端部擊打而損壞限位蓋板3，釋放鍵帽1時圓弧倒角上移復位至力臂之上。

聯動翼5上設有發聲蓄力部53，聯動翼5的下部連接有一發聲扭簧52，按壓鍵帽1任意位置均能驅動聯動翼5下行使發聲扭簧52向下蓄力，鬆開鍵帽1時發聲扭簧52回位敲打聯動翼5發出聲響。

如圖5所示，PCB板7上設有用於固定安裝聯接座2的組裝卡座6，組裝卡座6為中空框架結構，組裝卡座6內的兩側設有翹起的卡壓條61，安裝時聯接座2的邊沿被卡壓條61壓住進而被固定.為了便於更換時取出聯接座2，本創作在至少其中一側的卡壓條61相鄰的邊框上鏤空有收縮通槽62，當需要取出聯接座2時，採用壓鉗等工具夾壓具有收縮通槽62的邊框，能夠使邊框能夠得以收縮進而使卡壓條61遠離聯接座2，極大的方便了按鍵的拆除和更換，提高效率。如果不設置收縮通槽62，則整個邊框為剛性的不具有被壓縮的空間，無法達到上述技術效果。

此外，如圖13所示，鍵帽1上設有用於聯接光柵翼4和聯動翼5頂端的連接部11，還設有防止鍵帽1水平晃動的限位擋塊12，該限位擋塊12能夠防止光柵翼4和聯動翼5因復位上移後，兩端部的距離變小導致的鍵帽1在上面因活動間隙而發生左右晃動。

為了使得按鍵具有炫彩光效，在PCB板7上還安裝有LED燈73，該LED燈73發出的光透過鍵帽1使按鍵具有光效美感。

本創作不同於一般的剪刀腳按鍵結構，採用相互耦合的光柵翼4與聯動翼5，在確保按壓平衡穩定的前提下進一步減小了上下移動行程，使按鍵結構能夠做到更加輕薄；同時光柵翼4具有觸發光電信號的功能，聯動翼5具有按壓發聲的功能，光柵翼4與聯動翼5之間行程限位，整體穩定，按壓回復迅速，能夠提供扁平的按壓手感，且安裝和拆卸非常方便，適合工業量產。

以上所述，僅為本創作的較佳實施例，並不用以限制本創作，凡是依據本創作的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、均等替換和改進，均應包含在本創作技術方案的保護範圍之內。

1:鍵帽

2:聯接座

3:限位蓋板

4:光柵翼

5:聯動翼

52:發聲扭簧

6:組裝卡座

7:PCB板

71:發光元件

72:光敏元件

73:LED燈

8:復位扭簧

Claims (10)

1. 一種超薄平衡按壓光電按鍵結構，包括有鍵帽和設在PCB板上的發光元件及光敏元件，以及用於使所述光敏元件接收到所述發光元件的光量產生變量的光柵結構，其特徵在於：所述光柵結構為一耦合有聯動翼的光柵翼，所述聯動翼與所述光柵翼耦合為同步上下動作；所述聯動翼與所述光柵翼之間設具有兩翹臂的復位扭簧，所述兩翹臂的其中一翹臂為所述聯動翼提供向上復位彈力，所述兩翹臂的其中另一翹臂為所述光柵翼提供向上復位彈力，所述鍵帽扣合在所述聯動翼和所述光柵翼的上部；按壓所述鍵帽任意位置均能驅動所述光柵翼下行進而使所述光敏元件接受的光量發生變化以產生光電信號。
2. 如請求項1所述的超薄平衡按壓光電按鍵結構，其中所述光柵翼和所述聯動翼透過一聯接座耦合，所述聯動翼和所述光柵翼的兩側均延伸有耦合臂；所述耦合臂的一側均凸出有防脫支點；所述聯接座上對應於所述防脫支點的位置設置有支架，所述支架上設有容置槽口，所述防脫支點能夠活動地嵌置於對應的所述容置槽口內並被上下限位。
3. 如請求項2所述的超薄平衡按壓光電按鍵結構，其中還包括有能固定在所述聯接座上的限位蓋板，所述限位蓋板在對應於所述支架之所述容置槽口的部位構設有防脫槽，所述防脫槽能防止嵌置於所述容置槽口內的所述防脫支點脫離所述容置槽口。
4. 如請求項3所述的超薄平衡按壓光電按鍵結構，其中相互耦合的兩所述耦合臂，其中一所述耦合臂的末端被構設為凹字形的耦合口，另一所述耦合臂的末端則被構設為可以伸入到所述耦合口內的耦合塊。
5. 如請求項3所述的超薄平衡按壓光電按鍵結構，其中所述防脫槽之間形成有卡勾部，所述支架上在對應所述卡勾部的位置設有卡槽，所述限位 蓋板與所述支架之間透過所述卡勾部與所述卡槽扣接固定，所述限位蓋板上還設有用於容置所述復位扭簧的扭簧槽。
6. 如請求項3所述的超薄平衡按壓光電按鍵結構，其中所述聯動翼上設有發聲蓄力部，所述發聲蓄力部對應有一發聲扭簧，所述限位蓋板位於該發聲扭簧的部位設有一固定容腔，所述發聲扭簧被固定在該固定容腔內；所述發聲蓄力部設有一圓弧倒角，所述發聲扭簧的力臂延伸至該圓弧倒角位置；當按壓所述鍵帽時所述圓弧倒角施加壓力於所述力臂使其向下蓄力，所述鍵帽被按壓至一定行程時所述力臂滑離所述圓弧倒角擊打所述限位蓋板發出敲擊聲；所述鍵帽被鬆開時所述圓弧倒角上移復位至所述力臂之上。
7. 如請求項3所述的超薄平衡按壓光電按鍵結構，其中所述光柵翼與其所述耦合臂同向地延伸出一光柵部，所述光柵部的末端向下延伸出一遮光板，所述發光元件及所述光敏元件位於該遮光板的兩側。
8. 如請求項7所述的超薄平衡按壓光電按鍵結構，其中所述聯接座上還構設一限光板，所述限光板上設有通光孔，所述發光元件及所述光敏元件位於該限光板的兩側，所述遮光板位於該限光板的一側；所述遮光板下行時能夠逐漸以剪切方式遮蔽所述通光孔以使所述光敏元件接受到線性漸變的光通量。
9. 如請求項1至8中任一項所述的超薄平衡按壓光電按鍵結構，其中所述鍵帽上設有用於聯接所述光柵翼和所述聯動翼頂端的連接部，還設有防止所述鍵帽於所述光柵翼和所述聯動翼頂端水平晃動的限位擋塊。
10. 如請求項2至8中任一項所述的超薄平衡按壓光電按鍵結構，其中所述PCB板上設有用於固定安裝所述聯接座的組裝卡座，所述組裝卡座為中空 框架結構，所述組裝卡座內的兩側設有翹起的卡壓條，至少其中一側的所述卡壓條相鄰的邊框上鏤空有收縮通槽。

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