CN102969185A - 具有导光管的发光键盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光键盘，包括多个按键、一底座、用以产生一光束的一发光模块、多个导光管以及一光学耦合元件。多个导光管设置于多个按键与底座之间且用以引导光束投射至多个按键，且光学耦合元件设置于多个导光管与发光模块之间用以引导光束进入多个导光管。以此发光键盘得以发光。

Description

具有导光管的发光键盘

技术领域

本发明涉及一种键盘，尤其涉及具有发光功能的发光键盘。

背景技术

键盘是常用的电脑周边装置，用以输入文字或指令至电脑。请参阅图1，其为现有键盘的外观结构示意图。现有键盘1的表面上具有多个按键10，所述多个按键10被分类为一般键101、数字键102以及功能键103等，所述多个按键供使用者以手指触压而产生相对应的信号予电脑，使电脑执行被触压的按键功能，例如一般键101用以输入英文字母等符号，数字键102用以输入数字，而功能键103则用以提供各种功能，例如F1～F12等。

随着科技的演进，键盘厂商致力于研发各种具有特殊功能的键盘以满足不同使用者的各种需求，以具有发光功能的发光键盘为例说明。现有发光键盘的外观与现有键盘1的外观大致相同，但因发光键盘提供按键发光的功能，故其内部结构与现有未发光的键盘不同。以下说明现有发光键盘的内部结构。请参阅图2，其为现有发光键盘的结构剖面示意图。现有发光键盘2包括多个按键20、一薄膜开关电路21、一导光板22、一发光模块23、一主电路板24、一反光板25以及一底座26。按键20包括一按键帽201、一按键壳体202以及一弹性体203。现有发光键盘2中，上述各元件由上往下的排列顺序为按键帽201、按键壳体202、弹性体203、薄膜开关电路21、导光板22、反光板25以及底座26，主电路板24位于薄膜开关电路22的一侧，而发光模块23则位于薄膜开关电路22的一另一侧，其中现有发光键盘2为一桌上型电脑用的键盘。

按键20中，按键帽201显露于现有发光键盘2之外而可被使用者触压，按键壳体202用以固定按键帽201以及弹性体203，而弹性体203穿过按键壳体202且分别与按键帽201以及薄膜开关电路21接触。薄膜开关电路21包括一上线路板211、一隔离层212以及一下线路板213，其中上线路板211、隔离层212以及下线路板213以透明材质所制成，且透明材质为聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)或聚乙烯(polyethylene，PE)等材质。上线路板211具有多个上接点2111，隔离层212位于上线路板211之下方，且具有对应于多个上接点2111的多个隔离层开孔2121，而一下线路板213位于隔离层212的下方，具有对应于多个上接点2111的多个下接点2131而与多个上接点2111形成多个按键接点。另外，薄膜开关电路21连接于主电路板24而可传输电力以及信号。

发光模块23包括一发光电路板231以及多个发光二极管232(图中仅显示一个)，发光电路板231位于薄膜开关电路21的另一侧，用以提供一另一电力予多个发光二极管232，而多个发光二极管232设置于发光电路板231上且获得另一电力而得以产生多个光束，其中多个发光二极管232为侧向式发光二极管。导光板22用以引导多个光束而使其被投射至按键帽201。图2中，反光板25位于导光板22的下方，用以反射多个光束，而底座26则位于反光板25的下方，用以承载按键帽201、按键壳体202、弹性体203、薄膜开关电路21、导光板22以及反光板25。

现有发光键盘2中，按键帽201上具有一透光区域2011，且透光区域2011为字母或符号所在的位置，其中透光区域2011的位置对应于导光板22上的导光区域221，以便光束透过导光区域221的导光网点2211而被引导至其透光区域2011。以此，其按键帽201上的字母或符号则得以透光而具有发光效果。

接下来说明另一现有发光键盘的内部结构。请参阅图3，其为另一现有发光键盘的结构剖面示意图。另一现有发光键盘3包括多个按键30、一薄膜开关电路31、一发光模块32、一主电路板33、一导光板34、一反光板35以及一底座36。每一按键30包括一按键帽301、一剪刀式连接元件302以及一弹性体303。发光键盘3中，上述各元件由上往下的排列顺序为按键帽301、剪刀式连接元件302、弹性体303、薄膜开关电路31、导光板34、反光板35以及底座36，发光模块32位于薄膜开关电路31的一第一侧，而主电路板33则位于薄膜开关电路31的一第二侧，其中发光键盘3为一笔记型电脑用的键盘。另一现有发光键盘3的结构与现有发光键盘2大致上相同，不同之处仅在于另一现有发光键盘3以剪刀式连接元件302取代按键壳体202，其它元件以及另一现有发光键盘3的运行情形与现有发光键盘2相同而不再赘述。

然而，现有发键盘仍有以下的缺陷。首先现有发光键盘是通过导光板的设置而使按键发光。导光板通过多个导光网点而引导光束，且每一发光键盘的按键配置并不相同，因此导光板上的导光网点的分布设计必须随之调整。由于导光网点的分布设计调整的过程相当繁琐，故增加了制造成本。另外，当发光键盘包含有剪刀式连接元件的发光键盘时，为了将剪刀式连接元件与导光板组装一起，必须于导光板上额外进行棘手的破孔设计，也导致成本的增加。此外，导光板的设置增加了键盘的体积，不利于薄型化键盘的设计。因此需要新的发光键盘结构以改善现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种采用导光管进行导光以缩小发光键盘体积的具有导光管的发光键盘。

本发明的另一目的在于提供一种采用导光管进行导光以降低成本的具有导光管的发光键盘。

于一较佳实施例中，本发明提供一种具有导光管的发光键盘，包括：

多个按键；

一底座，位于多个按键的下方，用以承载多个按键；

一发光模块，设置于该底座上且位于该底座的一侧，用以产生一光束；

多个导光管，设置于多个按键与该底座之间，用以引导该光束被投射至多个按键；以及

一光学耦合元件，设置于该发光模块与多个导光管之间，用以引导该光束进入多个导光管且调整该光束被投射进入多个导光管的入射角度。

于一较佳实施例中，多个导光管为光纤，且每一导光管包括：

一光纤核心，用以被该光束通过；

一光纤外层，包覆于该光纤核心，用以避免该光束由该光纤核心中漏出；以及

多个导光微结构，设置于该光纤核心中，用以引导该光束被投射至多个按键。

于一较佳实施例中，多个导光微结构以不均匀分布方式被设置于该光纤核心中，且远离于该发光模块的多个导光微结构的分布方式比接近于该发光模块的多个导光微结构的分布方式密集。

于一较佳实施例中，每一多个光纤还包括一保护外壳，其包覆于该光纤外层，用以保护该光纤外层。

于一较佳实施例中，多个导光管以塑料制成，且每一导光管具有多个导光气泡，用以引导该光束被投射至按键。

于一较佳实施例中，该底座包括多个凹槽，每一凹槽对应于每一按键且环绕于每一按键的该透光区域，用以容置每一导光管于其中。

于一较佳实施例中，本发明具有导光管的发光键盘还包括：

一薄膜开关电路，设置于该底座上，且具有对应于多个按键的多个按键接点；以及

一主电路板，连接于该薄膜开关电路，用以提供一电力予该薄膜开关电路。

于一较佳实施例中，该薄膜开关电路包括：

一上线路板，具有多个上接点；

一隔离层，位于该上线路板的下方，该隔离层具有对应于多个上接点的多个隔离层开孔，多个隔离层开孔用以当该薄膜开关电路被触压时被多个上接点伸入；以及

一下线路板，位于该隔离层的下方，具有对应于多个上接点的多个下接点而与多个上接点形成多个按键接点。

于一较佳实施例中，该发光模块包括：

一发光电路板，位于该薄膜开关电路的一侧，用以提供一另一电力；以及

一发光二极管，设置于该发光电路板上且获得该另一电力而得以产生该光束。

于一较佳实施例中，每一按键包括：

一按键帽，具有一透光区域；

一剪刀式连接元件，位于该底座以及该按键帽之间，用以连接该底座以及该按键帽并使该按键帽相对于该底座上下移动；以及

一弹性体，位于该薄膜开关电路以及该按键帽之间，当该按键帽被触压时，该弹性体被压缩而抵顶该薄膜开关电路，使该上接点与该下接点接触；而当该按键帽不再被触压时，该弹性体提供一弹性力予该按键帽，使该按键帽复位。

于一较佳实施例中，每一按键包括：

一按键帽，具有一透光区域；

一按键壳体，位于该底座以及该按键帽之间，用以承载该按键帽；以及

一弹性体，穿过该按键壳体且位于该薄膜开关电路以及该按键帽之间，当该按键帽被触压时，该弹性体被压缩而抵顶该薄膜开关电路，使该上接点与该下接点接触；而当该按键帽不再被触压时，该弹性体提供一弹性力予该按键帽，使该按键帽复位。

附图说明

图1为现有键盘的外观结构示意图。

图2为现有发光键盘的结构剖面示意图。

图3为另一现有发光键盘的结构剖面示意图。

图4为本发明具有导光管的发光键盘于第一较佳实施例中的结构剖面示意图。

图5为本发明具有导光管的发光键盘的底座于第一较佳实施例中的结构示意图。

图6为本发明具有导光管的发光键盘于第一较佳实施例中的局部结构俯视示意图。

图7为本发明具有导光管的发光键盘的导光管于第一较佳实施例中的结构剖面示意图。

图8为本发明具有导光管的发光键盘于第二较佳实施例中的结构剖面示意图。

图9为本发明具有导光管的发光键盘于第二较佳实施例中的局部结构俯视示意图。

图10为本发明具有导光管的发光键盘的底座于第二较佳实施例中的结构示意图。

图11为本发明具有导光管的发光键盘的导光管于第二较佳实施例中的结构剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

1  键盘                   2、3、4、5  发光键盘

10、20、30、40、50 按键   21、31、41、51  薄膜开关电路

22、34 导光板             23、32、42、52  发光模块

24、33、43、53  主电路板  25、35反光板

26、36、44、54  底座      45、55导光管

46、56 光学耦合元件       101 一般键

102 数字键                103 功能键

201、301、401、501 按键帽 202、302、402 按键壳体

203、303、403、503 弹性体 211、311、411 上线路板

212、312、412  隔离层     213、313、413 下线路板

231、321、421 发光电路板  232、322、422 发光二极管

441 凹槽                  451光纤核心

452 光纤外层              453导光微结构

454 保护外壳              502剪刀式连接元件

542 连接部                551导光气泡

2011、3011、4011 透光区域  2111、3111、4111 上接点

2121、3121、4121 隔离层开孔 2131、3131、4131 下接点

4112 上线路板的下表面       4132 下线路板的上表面

L、L’光束

具体实施方式

本发明提供一种具有导光管的发光键盘。请参阅图4，其为本发明具有导光管的发光键盘于第一较佳实施例中的结构剖面示意图。具有导光管的发光键盘4包括多个按键40、一薄膜开关电路41、一发光模块42、一主电路板43、一底座44、多个导光管45以及一光学耦合元件46。按键40包括一按键帽401、一按键壳体402以及一弹性体403。具有导光管的发光键盘4中，上述各元件由上往下的排列顺序为按键帽401、按键壳体402、弹性体403、薄膜开关电路41、多个导光管45以及底座44。发光模块42位于薄膜开关电路41的一第一侧和第二侧，而主电路板43则位于薄膜开关电路41的一第二侧。尽管实施例是以发光模块42位于薄膜开关电路41的左右两侧为例进行描述，但可仅在薄膜开关电路的一侧设置发光模块。于本较佳实施例中，发光键盘4为一桌上型个人电脑用的键盘。

按键40中，按键帽401显露于具有导光管的发光键盘4之外而可被使用者触压，且按键帽401具有一透光区域4011，亦即字母或符号所在的位置。按键壳体402位于底座44以及按键帽401之间，用以承载按键帽401，而弹性体403穿过按键壳体402且分别与按键帽401以及薄膜开关电路41接触。于本较佳实施例中，弹性体403以一透光橡胶所制成。薄膜开关电路41连接于主电路板43，以此而可传输电力以及信号。

图4中，发光模块42包括一发光电路板421以及多个发光二极管422，发光电路板421位于薄膜开关电路41的第一侧和第二侧，用以提供一另一电力予多个发光二极管422，而多个发光二极管422设置于发光电路板421上且获得另一电力而得以产生一光束L(请参照图7)，于本较佳实施例中，多个发光二极管422为正向式发光二极管。

薄膜开关电路41包括一上线路板411、一隔离层412以及一下线路板413。上线路板411具有多个上接点4111，多个上接点4111设置于上线路板411的一下表面4112。隔离层412位于上线路板411的下方，且具有对应于多个上接点4111的多个隔离层开孔4121，而下线路板413位于隔离层412的下方，具有对应于多个上接点4111的多个下接点4131而与多个上接点4111形成多个按键接点，且多个下接点4131设置于下线路板413的一上表面4132上。当按键帽401被触压时，弹性体403被压缩而抵顶薄膜开关电路41，使上接点4111与下接点4131接触，而当按键帽401不再被触压时，弹性体403提供一弹性力予按键帽401，使按键帽401复位。

请同时参阅图5以及图6，图5为本发明具有导光管的发光键盘的底座于第一较佳实施例中的结构示意图，且图6为本发明具有导光管的发光键盘于第一较佳实施例中的局部结构俯视示意图。底座44具有多个凹槽441，每一凹槽441对应于每一按键40且环绕于每一按键40的透光区域4011，多个凹槽441用以容置多个导光管45于其中。多个导光管45容置于多个凹槽441的情形如图6所示。由图4以及图6可知，多个导光管45设置于底座44上且每一导光管45对应于发光键盘4上的一排按键，而光学耦合元件46设置于发光模块42与多个导光管45之间，且光学耦合元件46一对一地对应于导光管45。

接下来说明导光管45的详细结构。请参阅图7，其为本发明具有导光管的发光键盘的导光管于第一较佳实施例中的结构剖面示意图。于本较佳实施例中，多个导光管45为光纤(Optical Fiber)。每一光纤45包括一光纤核心451、一光纤外层452、多个导光微结构453以及一保护外壳454。光纤核心451用以被来自于发光二极管422的光束L通过，光纤外层452包覆于光纤核心451，用以避免光束L由光纤核心451中漏出。多个导光微结构453设置于光纤核心451中，用以引导光束L被投射至多个按键40的透光区域4011上，且保护外壳454包覆于光纤外层452，用以保护光纤外层452，而保护外壳454以透明材质所制成，故保护外壳454可供光束L通过。

由图7可知，光束L由发光二极管452产生，且光束L经过光学耦合元件46，使光束L被引导进入光纤45，其中光束L被投射进入光纤45的入射角度透过光学耦合元件46而被调整，使光束L尽可能进入光纤核心451，以避免光束L散射。光纤核心451中，多个导光微结构453以不均匀分布方式被设置于光纤核心451中，且远离于发光模块42的多个导光微结构453(位于图7左侧)的分布方式较接近于发光模块42的多个导光微结构453(位于图7右侧)的分布方式密集，其分布方式越密集，其光束L则可越均匀地被投射至多个按键40的透光区域4011上。于本较佳实施例中，多个导光微结构453以激光切割工艺而于光纤核心451中形成。

需特别说明的是，由于光纤45具有导光量较少以及导光不均匀的特性，因此光纤45不适用于需要高光均匀度需求的背光模块等。然而，本发明发光键盘4的底座44上设置有多个凹槽441，且每一凹槽441环绕于每一按键40的透光区域4011，使得设置于凹槽441中的光纤45环绕于每一透光区域4011，因此通过如此设计的光纤45所投射的光束L的均匀度可被提升，使光纤45得以被应用于发光键盘上。

根据上述可知，本发明具有导光管的发光键盘4通过设置导光管45而不需设置现有发光键盘中的导光板以及反射板，使得具有导光管的发光键盘4的厚度可降低而具有体积轻薄的优点。由于发光二极管422可采用价格较低廉的正向式发光二极管，故本发明具有导光管的发光键盘4亦具有成本较低的优点。另外，由于本发明具有导光管的发光键盘4不需设置导光板，因此不需考虑导光板上导光网点的分布设计。

此外，本发明更提供一第二较佳实施例。请同时参阅图8以及图9，图8为本发明具有导光管的发光键盘于第二较佳实施例中的结构剖面示意图，且图9为本发明具有导光管的发光键盘于第二较佳实施例中的局部结构俯视示意图。具有导光管的发光键盘5包括多个按键50、一薄膜开关电路51、一发光模块52、一主电路板53、一底座54、多个导光管55以及一光学耦合元件56。按键50包括一按键帽501、一剪刀式连接元件502以及一弹性体503，且发光模块52包括一发光电路板521以及一发光二极管522，而底座54包括多个凹槽541以及多个连接部542(请参照图10)。发光键盘5中，上述各元件由上往下的排列顺序为按键帽501、剪刀式连接元件502、弹性体503、薄膜开关电路51、多个导光管55以及底座54。本较佳实施例的具有导光管的发光键盘5的结构以及元件与第一较佳实施例的发光键盘4大致上相同，且相同之处则不再多加说明，而与第一较佳实施例的具有导光管的发光键盘4不同之处有三点，如下所述。

第一，于本较佳实施例中，具有导光管的发光键盘5为一笔记型个人电脑用的键盘，故按键50通过剪刀式连接元件502而连接于底座54。底座54具有用以与剪刀式连接元件502连接的连接部542，且每一凹槽541设置于一组(亦即四个)连接部542之间，如图10所示。第二，本较佳实施例的光耦合元件56一对多地对应于导光管55，也就是说，光耦合元件56可将发光二极管522所产生的光束L’(请参照图11)分配予多个导光管55，使得发光键盘5所产生的亮度可根据光耦合元件56与多个导光管55的配置而改变。第三，本较佳实施例的多个导光管55以塑料制成，且每一导光管55具有多个导光气泡551，用以引导光束L’被投射至多个按键50，如图11所示。多个导光气泡551在导光管55的制造过程中于导光管55的内部形成，且远离于发光二极管522的多个导光气泡551(位于图11左侧)的分布方式较接近于发光二极管522的多个导光气泡551(位于图11右侧)的分布方式密集，其分布方式越密集，其光束L’则可越均匀地被投射至多个按键50上。

同样地，本发明具有导光管的发光键盘5具有体积轻薄以及不需考虑导光板上导光网点的分布设计的优点。

根据上述各较佳实施例可知，本发明具有导光管的发光键盘使用导光管而不需设置导光板以及反射板，故可缩小发光键盘的体积。当然，也由于本发明发光键盘不需设置导光板，故在具有剪刀式连接元件的发光键盘，如本发明第二较佳实施例所示的键盘结构，其制造过程中不需进行导光板的破孔过程，而可避开导光板的光学设计中棘手的破孔问题。再者，本发明发光键盘的导光管采用以塑料制成的导光管时，其成本可大幅降低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的申请专利范围，因此凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本发明的申请专利范围内。

Claims (11)

1.一种具有导光管的发光键盘，包括：

多个按键；

一底座，位于所述多个按键的下方，用以承载所述多个按键；

一发光模块，设置于该底座上且位于该底座的一侧，用以产生一光束；

多个导光管，设置于所述多个按键与该底座之间，用以引导该光束被投射至所述多个按键；以及

一光学耦合元件，设置于该发光模块与所述多个导光管之间，用以引导该光束进入所述多个导光管且调整该光束被投射进入所述多个导光管的入射角度。

2.如权利要求1所述的具有导光管的发光键盘，其中所述多个导光管为光纤，且每一导光管包括：

一光纤核心，用以被该光束通过；

一光纤外层，包覆于该光纤核心，用以避免该光束由该光纤核心中漏出；以及

多个导光微结构，设置于该光纤核心中，用以引导该光束被投射至所述多个按键。

3.如权利要求2所述的具有导光管的发光键盘，其中所述多个导光微结构以不均匀分布方式被设置于该光纤核心中，且远离于该发光模块的多个导光微结构的分布方式比接近于该发光模块的多个导光微结构的分布方式密集。

4.如权利要求2所述的具有导光管的发光键盘，其中每一光纤还包括一保护外壳，该保护外壳包覆于该光纤外层，用以保护该光纤外层。

5.如权利要求1所述的具有导光管的发光键盘，其中所述多个导光管以塑料制成，且每一多个导光管具有多个导光气泡，用以引导该光束被投射至所述多个按键。

6.如权利要求1所述的具有导光管的发光键盘，其中该底座包括多个凹槽，每一多个凹槽对应于每一按键且环绕于每一按键的该透光区域，用以将每一导光管容置于其中。

7.如权利要求1所述的具有导光管的发光键盘，其中，该发光键盘还包括：

一薄膜开关电路，设置于该底座上，且具有对应于所述多个按键的多个按键接点；以及

一主电路板，连接于该薄膜开关电路，用以提供一电力予该薄膜开关电路。

8.如权利要求7所述的具有导光管的发光键盘，其中该薄膜开关电路包括：

一上线路板，具有多个上接点；

一隔离层，位于该上线路板的下方，该隔离层具有对应于所述多个上接点的多个隔离层开孔，所述多个隔离层开孔用以当该薄膜开关电路被触压时被多个上接点伸入；以及

一下线路板，位于该隔离层的下方，具有对应于所述多个上接点的多个下接点而与所述多个上接点形成所述多个按键接点。

9.如权利要求7所述的具有导光管的发光键盘，其中该发光模块包括：

一发光电路板，位于该薄膜开关电路的一侧，用以提供一另一电力；以及

一发光二极管，设置于该发光电路板上且获得该另一电力而得以产生该光束。

10.如权利要求7所述的具有导光管的发光键盘，其中每一按键包括：

一按键帽，具有一透光区域；

一剪刀式连接元件，位于该底座以及该按键帽之间，用以连接该底座以及该按键帽并使该按键帽相对于该底座上下移动；以及

一弹性体，位于该薄膜开关电路以及该按键帽之间，当该按键帽被触压时，该弹性体被压缩而抵顶该薄膜开关电路，使该上接点与该下接点接触；而当该按键帽不再被触压时，该弹性体提供一弹性力予该按键帽，使该按键帽复位。

11.如权利要求7所述的具有导光管的发光键盘，其中每一按键包括：

一按键帽，具有一透光区域；

一按键壳体，位于该底座以及该按键帽之间，用以承载该按键帽；以及

一弹性体，穿过该按键壳体且位于该薄膜开关电路以及该按键帽之间，当该按键帽被触压时，该弹性体被压缩而抵顶该薄膜开关电路，使该上接点与该下接点接触；而当该按键帽不再被触压时，该弹性体提供一弹性力予该按键帽，使该按键帽复位。

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