CN104991319A - 一种控制及调节光电信号用于输入设备的开关模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制及调节光电信号用于输入设备的光电导光式开关模组，该光电导光式开关模组采用SMD IR管及SMD PT管作为光信号发射及接收装置，利用导光管或光纤结构来实现光电开关的断开、导通以及光电信号强弱的精确控制；光电导光式开关模组，包括十字型机械轴、弹簧、以及具有扣锁结构的上下壳体等机械特征；还包括SMD IR管、耦合部件、导光管或者光纤、聚光部件、SMD PT管以及与机械键轴一起联动的棱镜或光闸等开关控制部件；光电导光式开关模组，除了可以通过移动开关控制部件与导光管或光纤的相对位置实现光电开关的断开及通路之外，还实现光电信号由弱至强或由强至弱的线性控制，让游戏玩家体验到游戏控制中的速度与力量，非常适合游戏玩家使用。

Description

一种控制及调节光电信号用于输入设备的开关模组

技术领域

本发明涉及光电导光式机械轴键盘开关与一种光电导光式游戏鼠标器按键开关，尤其涉及一种控制及调节光电信号用于输入设备的光电导光式开关模组。

背景技术

光电式键盘是近几年新兴的技术，它采用全新的光电感应识别技术，将传统的金属接触弹片替换为光学感应组件，改良传统接触式机械开关容易磨损损坏的一些问题。其利用光学原理和光电耦合技术，从发光元件与光电传感器之间形成光的通路，开关部件在进行光路的切断与闭合过程中触发光电传感器，改变电路阻抗值完成电路的高低电平信号控制，从而实现光电的转换，进而控制开关的断开和通路。

公布号CN2069165U提出了一种光纤式的光电式键盘，其由按键1、盖板2、支撑板3、填充弹性材料4、光导纤维5、底板6、光源8组成，如图1。按键的最简单外形可做成T字型，下部插在由支撑板3上的导板所形成的空隙中，每一个键对应这样一个空隙，将光导纤维在支撑板下表面布置，通过T形键的上下运动实现按键下方的光纤光路的导通或者断开，使横竖2根光纤末端的光敏元件发生相应变化，从而输出相应按键的地址码，手离开按键后，按键靠支撑板上的弹性填充材料自己复位。该光纤式的光电式键盘具有结构简单、体积小、重量轻、噪音小、防电磁干扰等优点。

但目前现有光纤式的光电键盘均存在如下缺点：1.支撑板3下方布置的发射光纤和接收光纤均没有设置光线准直及聚光透镜的聚光系统，由于光纤端面的发光角度比较大(一般情况下多模光纤NA，即数值孔径的范围一般在0.18－0.23之间)，而且发射光纤及接收光纤 分别位于T字型键轴的两侧，发射端及接收端之间至少间隔一个键轴大小的空隙，其通过键轴的上下移动来阻挡或者导通光路，由于键轴的厚度一般至少需要1毫米以上，这样导致了发射光纤至接收光纤的光耦合效率比较低，其只有一小部分从发射光纤出来的光线才可以耦合进入接收光纤。2.按键采用2个以上串联在一起的方式，并通过XY的寻址来确定哪个按键被按下，这样会引致一个问题：由于每个按键下方的发射光纤和接收光纤之间的光耦合损耗比较大，纵横同时连接上同一条光路上的几个按键组，这种结构会让靠近线路尾端的那个按键信号会相对比较弱，导致线路尾端的按键灵敏度降低，容易出现误触动的现象。3.弹性填充才材料长时间使用后容易老化，导致弹性失效，按键回弹迟滞发涩，导致按键的灵敏度降低。4.弹性填充才材料的弹起速度相对于机械弹簧较慢，没有落差感，其回弹力较小、开关切换动作慢、不灵敏、手感不好，不适合用于电脑游戏键盘。。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种控制及调节光电信号用于输入设备的开关模组，利用导光管或光纤结构来实现光电开关的断开及通路的精确控制，以及对光电信号的强弱进行有效地控制及调节。

根据本发明的一个方面，提供一种控制及调节光电信号用于输入设备的开关模组，其特征在于，所述开关模组采用SMD IR管及SMD PT管作为光信号发射及接收装置，利用导光管或光纤结合开关光学控制部件的结构来实现光电开关的光路断开、导通、以及光电信号强弱的精确控制，所述的光电导光式开关模组，其开关光学控制部件为棱镜、自由曲面透镜、及光闸，其与轴键一起联动，所述的光电导光式开关模组，其除了可以通过移动开关控制部件与导光管或光纤的相对位置实现光电开关的光路断开及导通之外，还可以实现光电信号由弱至强或由强至弱的线性关系控制。

其中，所述开关模组包括SMD IR管(17)、与键轴一起联动的带 有自由曲面的棱镜(141)、导光件(151)、以及SMD PT管(18)组成。

其中，所述自由曲面透镜为斜轴的非球面或多项式曲面，用于将从SMD IR管(17)发出的光会聚到棱镜右边的微结构表面(141-1)上。

其中，所述棱镜的微结构表面(141-1)为锯齿形全反射菲涅尔面，或者为具有全反射或部分反射效果的微棱镜阵列面、微透镜阵列、或者为闪耀光栅，用于将从下方折射曲面入射过来的光线，进行全反射或部分反射使光线转折并准直从棱镜左侧边的端面输出。

其中，所述棱镜(141)左边端面的下方位置有一片黑色的挡光片(141-2)，其与带有自由曲面棱镜(141)组合在一起，并与十字键轴(14)一起联动。

其中，当按键下压时，十字键轴联同自由曲面棱镜(141)一起往下移动，当下压移动到某一个位置，使得自由曲面棱镜(141)左边输出端面与位于其左侧的导光件(151)的右边输入端面一部分对准时，从SMD IR管(17)发出的光线，经过自由曲面棱镜(141)下方的倾斜的折射曲面折射和偏转之后，会聚到棱镜右边的微结构表面(141-1)上，微结构表面(141-1)将入射过来的光线，进行全反射转折并准直从棱镜左侧的端面输出。从自由曲面棱镜(141)输出的光线一部分耦合到左侧的导光件(151)中，经过导光件(151)的偏转和传导，再经过其下方的菲涅尔面(151-1)进行会聚，最后光线会聚到下方的SMD PT管(18)上，光路实现导通；

当按键继续下压时，自由曲面棱镜(141)左边输出端面与位于其左侧的导光件(151)的右边输入端面对准的部分越来越多，SMD PT管(18)中会聚的光线越来越多，其产生的电流信号就越来越强；

当十字键轴下压至4～4.3mm时，自由曲面棱镜(141)左边输出端面与位于其左侧的导光件(151)的右边输入端面完全对准，这时 SMD PT管(18)上会聚的光线最多，因此其产生的电流信号达到最强的状态；

当开关向上回弹时，自由曲面棱镜(141)左边输出端面下方的挡光片(141-2)开始挡住射向导光件(151)的光线，SMD PT管(18)中产生的光电信号越来越弱，直至完全切断光电信号。

其中，当按键下压至2mm时，开始触发SMD PT管并降低这SMD PT管(18)上的C极与E极之间的阻值，实现C极与E极之间的导通；从2mm至4.30mm的下压范围，电流根据下压位置增加呈线性关系上升，当按键下压至4mm～4.30mm位置时，电流信号达到最强。

其中，所述自由曲面棱镜(141)左边输出端面下方的挡光片(141-2)，其与自由曲率棱镜(141)组合在一起，其为黑色金属片或者黑色胶片；所述的自由曲面棱镜(141)，其材料为透明光学塑料，而与其一起联动的十字键轴(14)，其为透明塑胶树脂或为各种颜色的塑胶树脂，十字键轴(14)与自由曲面棱镜(141)采用将两者合并在一起用单种透明塑胶树脂注塑成型，或者采用双料一体注塑成型。

其中，所述导光件，其为导光管或塑料光纤，其直径介于0.5mm～3mm。

其中，其所述另一部分的光学系统为偏心式键帽字符照明系统，其采用SMD LED(19)结合偏心式导光件(153)的结构,该偏心式键帽字符照明系统，其将SMD LED(19)及导光件(153)的位置设置成与键帽字符的中心偏离，导光件(153)底部靠近LED，让SMD LED(19)的光线耦合进导光件(153)，导光件(153)可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置，其上端面朝着键帽字符中心的方向，均匀地照明键帽字符，所述的键帽字符，其位于十字键轴(14)上方的键帽上，所述的键帽，其可以为常见的电脑键盘上的方形或长方形的键帽，或者为鼠标左右按键壳体。

其中，其所述另一种偏心式键帽字符照明系统，其采用SMD LED(19)结合偏心式导光柱(253)的结构，将SMD LED(19)及导光件(253)的位置设置成与键帽字符的中心偏离，导光柱(253)底部靠近LED的部分，设置成具有聚光效果的菲涅耳曲面(253-1)，导光柱(253)上方靠近键帽字符的端面设置成具有一定倾斜角度的出光面(253-2)，即出光面(253-2)为倾斜的平面或弧面，将此特殊的导光件设置在SMD LED上方，可以在LED与键帽字符中心偏离的状态下实现键帽字符均匀对称照明；实施原理是通过导光柱(253)底部的菲涅耳曲面(253-1)将SMD LED的光进行聚光及部分准直，光线通过导光柱(253)的光学柱面多次反射后，再经由导光件上的带有一定倾斜角度的出光面(253-2)折射出去，由于出光面(253-2)采用了与水平面呈一定倾斜角度的平面或弧面，其将出射的光线折射到偏心位置反方向的区域，从而实现LED上方区域及其对面空间区域的均匀照明，达到键帽字符均匀对称照亮的效果。

其中，所述右侧SMD IR管(17)上方的自由曲面聚光棱镜(341)下方的聚光面(341-3)为具有1个以上锯齿形的斜轴菲涅尔面，所述的斜轴菲涅尔面，其光轴为CX，其往微结构表面(341-1)的方向倾斜；所述的斜轴菲涅尔面(341-3)，其将SMD IR管(17)发出的光线会聚到微结构表面(341-1)上；所述的微结构表面(341-1)其为锯齿形全反射菲涅尔面，或者为具有全反射或部分反射效果的微棱镜阵列面、微透镜阵列、或者为闪耀光栅；其作用为将从下方折射曲面入射过来的光线，进行转折并准直从棱镜左侧的端面输出；棱镜左侧端面的下方位置有一片黑色的挡光片(141-2)，其与自由曲面棱镜(341)组合在一起，并与十字键轴(14)一起联动。

其中，所述位于左侧SMD PT管(18)上方的导光组件(151)，其也可以拆分为单独的导光管或光纤(451)，结合带有聚光功能的聚光透镜(452)组成；所述的聚光透镜(452)，其为平凸透镜或者为凸凸 透镜，其将导光件(451)中的光线会聚到下方的SMD PT管(18)中。

其中，位于左侧SMD PT管(18)上方的导光组件(151)，为自由曲面棱镜551；所述的自由曲面棱镜(551)，有一个离轴、倾斜的自由曲面全反射面(551-1)，其为离轴抛物面、二次曲面、或者为多项式曲面，其将从右侧的自由曲面棱镜(141)入射过来的光线会聚到下方的SMD PT管(18)中。

其中，所述左侧的SMD PT管(18)可以旋转90度竖直放置在侧面，左侧的聚光部分直接是一个聚光透镜(651)，其可以为凸透镜，或者为菲涅尔透镜。

其中，所述按键开关控制包括聚光透镜(754)、准直透镜(751)、位于光闸(741)两侧的导光管或光纤(752)及导光管或光纤(753)、与键轴一起联动的光闸(741)，以及位于光闸通孔位置的一边为平面、另一边为斜面的折射棱镜(742)。

其中，所述按键开关控制包括聚光透镜(954)、准直透镜(951)、位于光闸(941)两侧的导光管或光纤(952)及导光管或光纤(953)、与键轴一起联动的光闸(941)，以及位于光闸通孔位置的(2)边都为斜面的折射棱镜(942)。

其中，所述按键开关控制包括聚光透镜(1051)或(1151)、准直透镜(1054)或(1055)、位于光闸(1041)或(1141)两侧的导光管(1052)或光纤(1152)及导光管(1053)或光纤(1154)、与键轴一起联动的光闸(1041)或(1141)，以及位于光闸通孔位置的一边为平面、另一边为锯齿形的直纹菲涅尔透镜(1042)或(1142)。

其中，所述按键开关控制可以由聚光透镜(1254)、准直透镜(1251)、位于光闸(1241)两侧的导光管或光纤(1252)及导光管或光纤(1253)、与键轴一起联动的光闸(1241)，以及位于光闸通孔位置的两边为锯齿形的直纹菲涅尔透镜(1242)来实现。

其中，所述按键开关控制可以聚光透镜(1354)或(1454)、准 直透镜(1351)或(1451)、位于光闸(1341)或(1441)两侧的导光管(1352)或光纤(1452)及导光管(1353)或光纤(1453)、与键轴一起联动的、具有一个通孔(1342)或(1442)和一个的光闸(1341)或(1441)来实现；所述光闸两侧的导光件，其可以为同轴设置，其也可以为非同轴设置。

其中，所述按键开关控制可以由聚光透镜(1551)、位于光闸(1541)两侧的导光管或者光纤(1552)及导光管或者光纤(1553)、一个2次反射的斜四方全反射棱镜(1554)、以及具有一个通孔(1542)和一个的光闸(1541)的组合来实现。

其中，所述按键开关控制可以通过自由曲面棱镜(1651)、设置具有一个通孔特征(1642)的光闸(1641)、以及位于光闸另一侧的导光件(1652)来实现。

其中，所述按键开关控制可以通过聚光透镜(1754)、准直透镜(1751)、设置具有一个通孔特征(1742)的光闸(1741)、以及位于光闸两侧具有光反射特征(1752-1)及(1753-1)的两个反射镜通道(1752)及(1753)来实现。

其中，所述按键开关控制可以通过聚光透镜或准直透镜(1851)、设置具有一个通孔特征(1842)的光闸(1841)、其左侧的SMD PT管(18)可以旋转90度竖直放置在侧面，左侧的聚光部分直接是一个聚光透镜(1853)，其可以为凸透镜，或者为菲涅尔透镜，以及位于光闸右侧具有光反射特征(1852-1)反射镜通道(1852)来实现。

其中，所述反射镜通道(1752)及(1753)及(1852)，可以为具有光反射特征反射镜通道，也可以为具有光全反射特征的光学棱镜。

其中，所述按键开关控制可以通过位于光闸(1941)两侧的光通信用的1/2周期自聚焦透镜(1951)及(1954)、及光通信用的多模光纤(1952)及(1953)、以及带有一个凸透镜特征(1942)的光闸来 实现。

其中，所述按键开关控制可以通过位于光闸(2041)两侧的光通信用的1/2周期的自聚焦透镜(2051)及(2056)、及光通信用的多模光纤(2052)及(2055)、1/4周期的自聚焦透镜(2053)及(2054)、以及与键轴联动的具有一个通孔特征(2042)的光闸来实现。

其中，所述按键开关控制可以根据需要将控制及调节光电信号的状态完全反过来设置，即当按键继续下压时，SMD PT管(18)上会聚的光线越来越少，产生的电流信号越来越弱；当按键下压至大约4.30mm时，光路完全断开，SMD PT管(18)接收不到光线，其产生的电流信号为零；当开关向上回弹时，光路开始导通，SMD PT管(18)中产生的光电信号越来越强，当弹簧完全放松时，光电信号达到最强的状态；光电信号的变化过程为与按键下压行程成比例的由强至弱的线性关系变化，以及回程由弱至强的线性关系变化。

其中，所述按键开关控制可以通过位于光闸两侧的导光管(2151)及(2352)或光纤(2152)及(2251)、与键轴一起联动的光闸(2141)，位于光闸通孔位置的一边为平面、另一边为斜面的折射棱镜(2142)或一边为平面、另一边为锯齿形的菲涅尔透镜(2242)来实现；其控制及调节光电信号的状态为，当按键继续下压时，产生的电流信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的电流信号导通，并越来越强。

其中，所述按键开关控制可以通过位于光闸一侧的导光管(2352)或光纤(2451)、与键轴一起联动的光闸(2341)或(2441)、旋转90度竖直放置的SMD PT管(18)，以及菲涅尔准直透镜(2351)或(2452)来实现；其控制及调节光电信号的状态为，当按键继续下压时，产生的电流信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的电流信号导通，并越来越强。

其中，所述按键开关控制可以通过自由曲面全反射棱镜(2551)、 与键轴一起联动的光闸(2541)、光闸另一侧的导光管或光纤(2552)来实现；其控制及调节光电信号的状态为，当按键继续下压时，产生的电流信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的电流信号导通，并越来越强。

其中，所述按键开关控制可以通过准直菲涅尔透镜(2651)及(2654)、具有光反射镜特征(2652-1)及(2653-1)的两个反射镜通道(2652)及(2653)、与键轴一起联动的光闸(2641)来实现；其控制及调节光电信号的状态为，当按键继续下压时，产生的电流信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的电流信号导通，并越来越强。

其中，所述按键开关控制可以通过准直菲涅尔透镜(2751)、单侧具有光反射镜特征(2752-1)的反射镜通道(2752)、与键轴一起联动的光闸(2741)、旋转90度竖直放置的SMD PT管(18)，以及菲涅尔准直透镜(2753)来实现；其控制及调节光电信号的状态为，当按键继续下压时，产生的电流信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的电流信号导通，并越来越强。

其中，所述的下压移动的光路触发导通的位置为大于0.10至小于10.00mm之间的任一尺寸；所述的十字键轴下压在距离范围2.0～4.3mm之间，电流强度会根据下压位置的增加呈线性关系上升，实现在此距离范围内通过移动这十字键轴让光电信号由弱至强、及由强至弱的控制，此距离范围为2.0～4.3mm，此距离范围也可以设置为大于0.20至小于15mm之间的任一尺寸。

其中，所述的光路完全断开的位置为4.30mm，此也可以根据需求设置为大于0.20至小于15.00mm之间的任一尺寸。

本发明所述的控制及调节光电信号用于输入设备的开关模组，其将光电传感技术与机械轴系统结合一起，利用导光管或光纤结构来实现光电开关的断开及通路的精确控制，以及对光电信号的强弱进行有 效地控制及调节，其具有以下的优点及创新性：1.本发明核心技术采用SMD IR管(表面贴装的红外二极管、或激光二极管)及SMD PT管(表面贴装的光电接收管)作为发射及接收装置，结合导光管或光纤，实现光电开关的断开、通路，及光电信号强弱的精确控制。2.本发明产品开关模组采用纯光电器件控制开关的断开及通路，无需机械式金属触点，不会受触点磨损及氧化老化的影响，使用寿命长，可满足高频率及长时间的应用。3.本发明产品开关模组采用与机械轴一起联动的精密光学棱镜或者光闸(挡光片)结构，可以实现精密的开关触发位置控制，现有纯机械轴键盘的触发位置控制精度为+/-0.40～0.60mm，本发明技术可以有效实现+/-0.10mm的开关触发位置控制，比现有纯机械轴键盘的触发位置精度高4～6倍，实现键盘触感品质稳定性；4.光电导光式机械轴键盘在使用长时间之后，按键手感变化很小，而传统的机械键盘则无法达到；5.这种光电导光式机械轴键盘，当其键轴下压一定距离时，与键轴联动的开关控制部件(棱镜或者挡光片)与导光管或者光纤进行耦合，开关模组就会被触发而导通，继续下压开关部件可以实现光电信号越来越强的功能，而当开关向上回弹时，光电信号越来越弱，直至切断光电信号，光电信号的强弱与下压的行程呈线性的比例关系，将这种技术的开关模组应用于游戏键盘及游戏鼠标器，可以让玩家在玩游戏时体现游戏中的速度与力量(如赛车油门控制、拳击的力量、游戏各种动作的控制)，感觉十分逼真，因此非常适合游戏玩家使用；6.使用优质钢琴线弹簧，抗疲劳性能更好、回弹力大、开关切换动作更快、更灵敏、手感更好；7.不存在机械接触时电信号抖动问题，零杂讯、开关动作时间零延迟，操作更灵敏、快速和精准。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了现有的一种光电键盘的结构示意图。

图2示出了本发明的第一实施例的光电导光式机械轴键盘开关模组的等轴侧爆炸图。

图3示出了本发明的第一实施例的光电导光式机械轴键盘开关模组的正视爆炸图.

图4示出了本发明的第一实施例的光电导光式机械轴键盘开关模组沿A-A方向的剖面图。

图5示出了本发明的第一实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图6示出了本发明的第一实施例的光电导光式机械轴键开关模组，信号强弱与按键下压行程的关系曲线。

图7示出了本发明的第一实施例的光电导光式机械轴键盘开关模组沿O-B方向的剖面图。

图8示出了本发明的第一实施例的偏心式键帽字符照明系统的导光原理

图9示出了本发明的第二实施例的偏心式键帽字符照明系统的导光原理

图10示出了本发明的第三实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图11示出了本发明的第四实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图12示出了本发明的第五实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图13示出了本发明的第六实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图14示出了本发明的第七和八实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图15示出了本发明的第九实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图16示出了本发明的第十和十一实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图17示出了本发明的第十二实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图18示出了本发明的第十三和十四实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图19示出了本发明的第十五实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图20示出了本发明的第十六实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图21示出了本发明的第十七和十八实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图22示出了本发明的第十九实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图23示出了自聚焦透镜的光线传播的特征。

图24示出了本发明的第二十实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图25示出了本发明的第二十一和二十二实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图26示出了本发明的第二十三和二十四实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图27示出了本发明的第二十五实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图28示出了本发明的第二十六实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

图29示出了本发明的第二十七和二十八实施例的光电导光式机械轴键开关模组的开关控制原理。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

本发明所涉及的光电导光式机械轴键盘开关，其具体实施方案1的等轴侧爆炸图、正视爆炸图、以及沿A-A方向的剖面图分别如图2、图3、以及图4所示。其由上壳体12、弹簧13、十字型键轴14、与键轴一起联动、用来控制光电开关的断开及通路的自由曲面棱镜141、导光件151、用来照明键帽字符的偏心式导光件153、下壳体16、SMD IR管17(表面贴装的红外二极管、或激光二极管)、SMD PT管18(表面贴装的光电接收管，本发明优选其为红外光敏二极管)、SMD LED(表面贴装的发光二极管)、以及最下方的PCB板(印刷电路板)组成。

本发明所述的具体实施方案1，其光学系统分为2部分，一部分为用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其包括SMD IR管17、与键轴一起联动的自由曲面棱镜141、导光件151、以及SMD PT管18组成。所述的自由曲面棱镜141，其下方靠近SMD IR管17位置为一倾斜的折射曲面，如图4所示，其为斜轴的非球面或多项式曲面，其作用为将从SMD IR管17发出的光会聚到棱镜右边的微结构表面141-1上，所述的微结构表面141-1其为锯齿形全反射菲涅尔面，或者为具有全反射效果的微棱镜阵列面、微透镜阵列，或者为闪耀光栅。其作用为将从下方折射曲面入射过来的光线，进行反射转折并准直从棱镜左边的端面输出。棱镜左边端面的下方位置有一片黑色的挡光片141-2，其与自由曲面棱镜141组合在一起，并与十字键轴14一起联动。

所述的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其开关控制原理如图5所示，当按键下压时，十字键轴联同自由曲面棱镜141一起往下移动，当移动到某一个位置，使得自由曲面棱镜141左边输出端面与位于其左侧的导光件151的右边输入端面一部分对准 时(本实施例设定为下压2mm位置)，从SMD IR管17发出的光线，经过自由曲面棱镜141下方倾斜的折射曲面进行折射和偏转之后，会聚到棱镜右边的微结构表面141-1上，微结构表面141-1将入射过来的光线，进行转折并准直从棱镜左边的端面输出。从自由曲面棱镜141左边端面输出的光线一部分耦合到键轴左侧的导光件151中，经过导光件151的偏转和传导，再经过其下方的菲涅尔面151-1进行会聚，最后光线会聚到下方的SMD PT管18上，当SMD PT管18接收到光信号，触发SMD PT管并降低这SMD PT管18上的C极(集电极)与E极(发射极)之间的阻值，实现C极(集电极)与E极(发射极)之间的导通。当按键继续下压时，自由曲面棱镜141左边输出端面与位于其左侧的导光件151的右边输入端面对准的部分越来越多，SMD PT管18中会聚的光线也随之越来越多，随着入射光强度的增加使这SMD PT管18上的C极(集电极)到E极(发射极)之间的阻值越来越小，这SMD PT管18上产生的电流越来越大。当按键下压至大约4～4.3mm时，自由曲面棱镜141左边输出端面与位于其左侧的导光件151的右边输入端面完全对准，这时SMD PT管18中会聚的光线最多，其产生的电流信号也达到最强的状态。而当开关向上回弹时，自由曲面棱镜141左边输出端面下方的挡光片141-2开始挡住射向导光件151的光线，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，这SMD PT管18上的C极(集电极)到E极(发射极)之间的阻值也越来越大，直至完全切断导通。这一过程，实现了与按键下压行程呈比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制，将这种技术的开关模组应用于游戏键盘及游戏鼠标器，可以让玩家在玩游戏时控制游戏中的速度与力量(如赛车油门控制、拳击的力量、游戏各种动作的控制)，因此非常适合游戏玩家使用。

这SMD PT管18上产生的电流信号强弱与按键下压行程的实测关系曲线如图6所示，从图中可知，当按键下压至2mm时，SMD PT管 18上开始产生电流信号，从2mm至4mm，电流信号基本上呈线性上升，当按键下压至4mm～4.3mm时，电流信号达到最强。当按键下压距离超过本实施例设定的4mm～4.3mm位置时，由于按键下压距离越过限定位置，导致了自由曲面棱镜141左边输出端面与位于其左侧的导光件151的右边输入端面产生部分错位，所以会使SMD PT管18上的电流信号随之降落。

所述的自由曲面棱镜141左边输出端面下方的挡光片141-2，其与自由曲率棱镜141组合在一起，其为黑色金属片或者黑色塑胶片。所述的自由曲面棱镜141，其材料为透明光学塑料，而与其一起联动的十字键轴14，其为透明塑胶或为各种颜色的塑料，其与自由曲面棱镜141采用双料一体注塑或者采用单种塑胶注塑的成型方法。

所述的导光件151，其为注塑成型的导光管，其也可以为塑料光纤，其直径介于1mm～5mm之间，本发明优选该导光部件直径为1.5mm。其可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置。所谓的塑料光纤，其由高透明聚合物如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)作为芯层材料，PMMA、氟塑料等作为皮层材料的一类光纤(光导纤维)，由于其质轻、柔软，耐破坏(振动和弯曲)，又有着优异的拉伸强度、耐用性和占用空间小的特点，这些优点使得塑料光纤在机械电子中的成功应用尤为重要。其直径较大，一般为1mm以上，耦合接续损耗较低。所述的SMD IR管17，其为表面贴装的红外二极管，或者是表面贴装的红外激光二极管，本发明其波长优选为870nm，图中发光芯片周围阴影的部分为填充的硅胶。

所述光电导光式机械轴键盘开关模组，其另一部分的光学系统为偏心式键帽字符照明系统，其采用SMD LED 19(贴片式发光二极管，其可以为红绿蓝白各种颜色的贴片LED)结合偏心式导光件153的结构，其剖面图如图7所示，其导光原理如图8所示。该偏心式键帽字 符照明系统，其将SMD LED 19的位置设计成与键帽字符的中心偏离，通过特殊配光设计，如本具体实施方案中将导光件153底部贴近LED，让尽可能多的光线耦合进光纤，导光件153可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置，其上端面朝着键帽字符中心的方向，以均匀地照明键帽字符。所述的键帽和其上面刻画的字符，其位于十字键轴14的上方，这里未画出，所述的键帽，其可以为电脑按键那种方形的键帽，或者为鼠标左右键那种不规则的塑料曲面壳体，可以根据需要设置，其形状不受限制。

所述的导光件153，其可以为导光管或者为塑料光纤，其直径介于1mm～5mm，本发明优选该导光部件直径为1.5mm。其可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置。

具体实施方案2：

本发明所涉及的光电导光式机械轴键盘开关模组，其具体实施方案2为其另一种偏心式键帽字符照明系统，其采用SMD LED19(贴片式发光二极管，其可以为红绿蓝白各种颜色的LED)结合偏心式导光柱253的结构，将SMD LED19的位置设计成与键帽字符的中心偏离，通过特殊配光设计，如本具体实施方案中将导光柱253底部靠近LED的部分，设置成具有聚光效果的菲涅耳曲面253-1，导光柱253上方靠近键帽字符的端面设置成具有一定倾斜角度的出光面253-2，即出光面253-2为倾斜的平面或弧面，将此特殊的导光件设置在SMD LED上方，可以在LED与键帽字符中心偏离的状态下实现键帽字符均匀对称照明。实施原理是通过导光柱253底部的菲涅尔曲面253-1将SMD LED的光进行聚光及部分准直，光线通过导光柱253的光学柱面多次反射后，再经由导光件上方具有一定倾斜角度的出光面253-2折射出去，由于出光面253-2采用了与水平面呈一定倾斜角度的平面或弧面，其将出射的光线折射到偏心位置反方向的区域，从而实现LED上方及其对面空间的键帽区域的均匀照明，达到键帽字符均匀对称照亮的效 果。

具体实施方案3：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其具体实施方案3的开关控制原理如图10所示。其左侧SMD PT管18上方的导光件151，与具体实施方案1的相同，本实施例不同的是右侧SMD IR管17上方的自由曲面聚光棱镜341下方的聚光面341-3改为了具有1个以上锯齿形的斜轴菲涅尔面，所述的斜轴菲涅尔面，其光轴为CX，其往微结构表面341-1的方向倾斜。所述的斜轴菲涅尔面341-3，其将SMD IR管17发出的光线会聚到微结构表面341-1上。所述的微结构表面341-1，其为锯齿形全反射菲涅尔面，或者为具有全反射效果的微棱镜阵列面、微透镜阵列，或者为闪耀光栅。其作用为将从下方斜轴菲涅尔面341-3入射过来的光线，进行全反射转折并准直从棱镜左边的端面输出。棱镜左边端面的下方位置有一片黑色的挡光片141-2，其与自由曲面棱镜341组合在一起，并与十字键轴14一起联动。

其工作原理为：当按键下压时，十字键轴联同自由曲面棱镜341一起往下移动，当移动到某一个位置，使得自由曲面棱镜341左边输出端面与位于其左侧的导光件151的右边输入端面一部分对准时(本实施例设定为下压2mm位置)，从SMD IR管17发出的光线，经过自由曲面棱镜341下方的斜轴菲涅尔面341-3折射和偏转之后，会聚到棱镜右边的微结构表面341-1上，微结构表面341-1将入射过来的光线，进行反射转折并准直从棱镜左边的端面输出。从自由曲面棱镜341输出的光线一部分耦合到左侧的导光件151中，经过导光件151的偏转和传导，再经过其下方的菲涅尔面151-1进行会聚，最后光线会聚到下方的SMD PT管18上，当SMD PT管18接收到光信号，触发SMD PT管并降低这SMD PT管18上的C极(集电极)与E极(发射极)之间的阻值，实现C极(集电极)与E极(发射极)之间的导通。当按键继续下压 时，自由曲面棱镜341左边输出端面与位于其左侧的导光件151的右边输入端面对准的部分越来越多，SMD PT管18上会聚的光线越来越多，随着入射光强度的增加使这SMD PT管18上的C极(集电极)到E极(发射极)之间的阻值越来越小，这SMD PT管18上产生的电流越来越大。当按键下压至大约4～4.3mm时，自由曲面棱镜341左边输出端面与位于其左侧的导光件151的右边输入端面完全对准，这时SMD PT管18上会聚的光线最多，其产生的电流信号达到最强的状态。而当开关向上回弹时，自由曲面棱镜341左边输出端面下方的挡光片141-2开始挡住射向导光件151的光线，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，这SMD PT管18上的C极(集电极)到E极(发射极)之间的阻值也越来越大，直至完全切断导通。这一过程，实现了与按键下压行程呈比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制，将这种技术的开关模组应用于游戏键盘及游戏鼠标器，可以让玩家在玩游戏时控制游戏中的速度与力量(如赛车油门控制、拳击的力量、游戏各种动作的控制)，因此非常适合游戏玩家使用。

具体实施方案4：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其具体实施方案4的开关控制原理如图11所示。其右侧SMD IR管17上方的会聚和转折器件，采用与具体实施方案1的相同的自由曲面棱镜141，本实施例不同的是将左侧SMD PT管18上方原先的聚光面151-1改为与导光件451分离的聚光透镜452。所述的聚光透镜452，其为平凸透镜或者为凸凸透镜，其将导光件451中的光线会聚到下方的SMD PT管18中。

其工作原理为：当按键下压时，十字键轴联同自由曲面棱镜141一起往下移动，当移动到某一个位置，使得自由曲面棱镜141左边输出端面与位于其左侧的导光件451的右边输入端面一部分对准时(本 实施例设定为下压2mm位置)，从SMD IR管17发出的光线，经过自由曲面棱镜141下方的倾斜的折射曲面折射和偏转之后，会聚到棱镜右边的微结构表面141-1上，微结构表面141-1将入射过来的光线，进行反射转折并准直从棱镜左边的端面输出。从自由曲面棱镜141输出的光线一部分耦合到左侧的导光件451中，经过导光件451的偏转和传导，再经过其下方的聚光透镜452进行会聚，最后光线会聚到下方的SMD PT管18上，当SMD PT管18接收到光信号，触发SMD PT管并降低这SMD PT管18上的C极(集电极)与E极(发射极)之间的阻值，实现C极(集电极)与E极(发射极)之间的导通。当按键继续下压时，自由曲面棱镜141左边输出端面与位于其左侧的导光件451的右边输入端面对准的部分越来越多，SMD PT管18上会聚的光线越来越多，随着入射光强度的增加使这SMD PT管18上的C极(集电极)到E极(发射极)之间的阻值越来越小，这SMD PT管18上产生的电流越来越大。当按键下压至大约4～4.3mm时，自由曲面棱镜141左边输出端面与位于其左侧的导光件451的右边输入端面完全对准，这时SMD PT管18上会聚的光线最多，因此其产生的电流信号达到最强的状态。而当开关向上回弹时，自由曲面棱镜141左边输出端面下方的挡光片141-2开始挡住射向导光件451的光线，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，这SMD PT管18上的C极(集电极)到E极(发射极)之间的阻值也越来越大，直至完全切断导通。这一过程，实现了与按键下压行程呈比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制。

所述的导光件451，其为导光管，其也可以为塑料光纤，其直径介于0.5mm～5mm，本发明优选该导光部件直径为1.5mm。其可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置。

为了方便表述导光件(导光管或者光纤)中的光路传播特征并容易理解，具体实施方案4和以下的具体实施方案中都将导光件中的光 线，采用简化的平行虚线来表示，其代表光线转播的方向，但它并非为实际的光线，实际的每根光线会在导光件内来回反射多次，迂回向前传播，但整体上导光件内的光束是完全按照导光件弯曲的方向传播的。因此用虚线表示的光线虽然与实际导光件中的每根光线不一样，但它没有背离导光件中实际的光路传播本质，并能足够体现光路传播的特征，更加方便表述导光系统的开关工作原理。

具体实施方案5：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其具体实施方案5的开关控制原理如图12所示。其右侧SMD IR管17上方的会聚和转折器件，采用与具体实施方案1的相同的自由曲面棱镜141，只是将左侧SMD PT管18上方原先的导光件改为自由曲面棱镜551。所述的自由曲面棱镜551，其有一个离轴、倾斜的自由曲面全反射面551-1，其可以为离轴抛物面、二次曲面、或者为多项式曲面，其将从右侧自由曲面棱镜141入射过来的光线光线会聚到下方的SMD PT管18中。

其工作原理为：当按键下压时，十字键轴联同自由曲面棱镜141一起往下移动，当移动到某一个位置，使得自由曲面棱镜141左边输出端面与位于其左侧的自由曲面棱镜551的右边输入端面一部分对准时(本实施例设定为下压2mm位置)，从SMD IR管17发出的光线，经过自由曲面棱镜141下方的倾斜的折射曲面折射和偏转之后，会聚到棱镜右边的微结构表面141-1上，微结构表面141-1将入射过来的光线，进行反射转折并准直从棱镜左边的端面输出。从自由曲面棱镜141输出的光线一部分耦合到左侧的自由曲面棱镜551中，经过全反射面551-1的反射和会聚，再经过其下方的平面551-2折射后会聚到下方的SMD PT管18上，光路实现导通。当按键继续下压时，自由曲面棱镜141左边输出端面与位于其左侧的自由曲面棱镜551的右边输入端面对准的部分越来越多，SMD PT管18上会聚的光线越来越多，其产生 的电流信号就越来越强。当按键下压至大约4～4.3mm时，自由曲面棱镜141左边输出端面与位于其左侧的自由曲面棱镜551的右边输入端面完全对准，这时SMD PT管18上会聚的光线最多，因此其产生的电流信号达到最强的状态。而当开关向上回弹时，自由曲面棱镜141左边输出端面下方的挡光片141-2开始挡住射向自由曲面棱镜551的光线，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，直至完全切断光电信号。这一过程，实现了与按键下压行程呈比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制。

具体实施方案6：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其具体实施方案6的开关控制原理如图13所示。其右侧SMD IR管17上方的会聚和转折器件，采用与具体实施方案1的相同的自由曲面棱镜141。左侧的SMD PT管18旋转了90度竖直放置在侧面，左侧的聚光部分直接是一个聚光透镜，其可以为凸透镜，或者为菲涅尔透镜，本具体实施方案优选其为非涅尔透镜651，其相对于普通的凸透镜有较大的数值孔径角、可以会聚更多的光线。

其工作原理为：当按键下压时，十字键轴联同自由曲面棱镜141一起往下移动，当移动到某一个位置，使得自由曲面棱镜141左边输出端面与位于键轴左侧的菲涅尔聚光透镜651的右边输入端面一部分对准时(本实施例设定为下压2mm位置)，从SMD IR管17发出的光线，经过自由曲面棱镜141下方的倾斜的折射曲面折射和偏转之后，会聚到棱镜右边的微结构表面141-1上，微结构表面141-1将入射过来的光线，进行全反射转折并准直从棱镜左边的端面输出。从自由曲面棱镜141输出的光线一部分耦合到左侧的菲涅尔聚光透镜651中，经过会聚后聚焦到侧面竖直放置的SMD PT管18上，光路实现导通。当按键继续下压时，自由曲面棱镜141左边输出端面与位于键轴左侧的菲涅尔聚光透镜651的右边输入端面对准的部分越来越多，SMD PT管18上 会聚的光线越来越多，其产生的电流信号就越来越强。当按键下压至大约4～4.3mm时，自由曲面棱镜141左边输出端面与位于键轴左侧的菲涅尔聚光透镜651的右边输入端面完全对准，这时SMD PT管18上会聚的光线最多，因此其产生的电流信号达到最强的状态。而当开关向上回弹时，自由曲面棱镜141左边输出端面下方的挡光片141-2开始挡住射向菲涅尔聚光透镜651的光线，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，直至完全切断光电信号。这一过程，实现了与按键下压行程呈比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制。

具体实施方案7、8

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以由聚光(准直)透镜、位于光闸两侧的导光管或光纤、与键轴一起联动的光闸(挡光片)，位于光闸通孔位置的一边为平面、另一边为斜面的折射棱镜来实现，如图14所示的具体实施方案7和8。

具体实施方案7由键轴右侧的SMD IR管17、准直透镜751、导光件752、与键轴一起联动的光闸(挡光片)741，位于光闸通孔位置的折射棱镜742、位于键轴左侧的导光件753、导光件下方的聚光透镜754、以及SMD PT管18组成。所述的导光件752，其上方的输出端面略低于导光件753的输入端面，并与竖直方向有一个倾斜角，该倾斜角等于折射棱镜742对入射光线的折射角度。

其工作原理为：当按键下压时，十字键轴联同光闸741一起往下移动，当移动到某一个位置，使得其通孔位置的折射棱镜742正好部分对准导光件752上方的输出端面、以及导光件753上方的输入端面。从SMD IR管17发出的光线，经过准直透镜751之后，耦合到导光件752中，经传导后从其上方的输出端面输出，其输出的一部分光线经过折射棱镜742进行偏转，然后耦合到光闸左侧的导光件753中，经传导再经过其下方的聚光透镜754之后，会聚到SMD PT管18上，光路实现 导通。当按键继续下压时，光闸通孔位置的折射棱镜742对准导光件752上方的输出端面、以及导光件753上方的输入端面的部分越来越多，SMD PT管18上会聚的光线越来越多，产生的电流信号就越来越强。当按键下压至大约4～4.3mm时，光闸通孔位置的折射棱镜742完全对准导光件752上方的输出端面、以及导光件753上方的输入端面，这时SMD PT管18上会聚的光线最多，因此其产生的电流信号达到最强状态。而当开关向上回弹时，光闸通孔位置的折射棱镜742开始错开导光件752上方的输出端面、以及导光件753上方的输入端面，这时从导光件752上方输出端面输出的光线开始被光闸741阻挡，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，直至完全切断光电信号。这一过程实现了与按键下压行程成比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制。

所述的光闸741，其为黑色薄片，其可以为金属或者塑料材质。所述的位于光闸通孔位置的折射棱镜742，其左边为平面，其右边为斜面，所述的斜面，其将入射光线进行折射，折射角可以为大于1以上及小于89度之间的任一角度，本实施例优选这折射角为15。所述的导光件752及753，其为导光管，其也可以为塑料光纤，其直径介于0.5mm～5mm，本发明优选该导光部件直径为1.5mm。其可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置。

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制的光路可逆，光闸两侧的光路器件可以完全调转而实现相同的功能。具体实施方案8中，其SMD IR管17、SMD PT管18的位置与具体实施方案7的完全对调了过来，光路方向从左向右传播，而具体实施实施方案7中的光路方向是从右向左传播。

具体实施方案9：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以由聚光(准直)透镜、位于光闸两侧的导 光管或光纤、与键轴一起联动的光闸(挡光片)，位于光闸通孔位置的2边都为斜面的折射棱镜来实现，如图15所示的具体实施方案9。

具体实施方案9中，其位于光闸通孔位置的棱镜为两边都是斜面的棱镜，其将左右两边的入射或出射光线都折射15，其他导光系统的结构则与具体实施方案7和8中所述的基本一致。其中导光件952上方的输出端面，及导光件953上方的输入端面都与竖直方向倾斜15度。SMD IR管17上方的准直透镜，其为大数值孔径角的菲涅尔准直透镜。

其工作原理为：当按键下压时，十字键轴联同光闸941一起往下移动，当移动到某一个位置，使得其通孔位置的折射棱镜942正好部分对准导光件952上方的输出端面、以及导光件953上方的输入端面。从SMD IR管17发出的光线，经过准直透镜951之后，耦合到导光件952中，经传导后从其上方的输出端面与水平线呈15的夹角输出，其输出的一部分光线经过折射棱镜942进行偏转，偏转的方向为往水平线左下方15的方向，然后耦合到左侧的导光件953中，经传导再经过其下方的聚光透镜954会聚之后，被SMD PT管18所接收，光路实现导通。当按键继续下压时，光闸通孔位置的折射棱镜942对准导光件952上方的输出端面、以及导光件953上方的输入端面的部分越来越多，SMD PT管18中会聚的光线越来越多，产生的电流信号就越来越强。当按键下压至大约4～4.3mm时，光闸通孔位置的折射棱镜942完全对准导光件952上方的输出端面、以及导光件953上方的输入端面，这时SMD PT管18上会聚的光线最多，因此其产生的电流信号达到最强状态。而当开关向上回弹时，光闸通孔位置的折射棱镜942开始错开导光件952上方的输出端面、以及导光件953上方的输入端面，这时从导光件952上方输出端面输出的光线开始错开(如图中右侧光路所示)，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，直至完全切断光电信号。这一过程实现了与按键下压行程成比例的光电信号由弱至强、 及由强至弱的线性变化的控制。

所述的导光件952及953，其为导光管，其也可以为塑料光纤，其直径介于0.5mm～5mm，本发明优选该导光部件直径为1.5mm。其可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置。

具体实施方案10、11：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以由聚光(准直)透镜、位于光闸两侧的导光管或光纤、与键轴一起联动的光闸(挡光片)，位于光闸通孔位置的一边为平面、另一边为锯齿形的直纹菲涅尔透镜来实现，如图16所示的具体实施方案10、11。

具体实施方案10和11中，其位于光闸通孔位置的透镜为左边为平面、右边为锯齿形的直纹菲涅尔透镜，其将右边的入射或出射光线折射15。所述的直纹菲涅尔透镜，其每个锯齿的斜面倾斜角度与具体实施方案7和8中所述的位于光闸通孔位置的折射棱镜742右边的斜面倾斜角度一致，其相当于将具体实施方案7和8中的折射棱镜742右边的斜面进行等间距分割，并重新排列到一个平面上。所述的位于光闸左右两侧的导光系统，其与具体实施方案7和8中的基本一致。具体实施方案11中，导光件1152上方的输出端面的左侧，加了一个耦合透镜1153；导光件1152下方靠近SMD IR管17的位置，其准直透镜1151为菲涅尔透镜。

具体实施方案10的工作原理为：当按键下压时，十字键轴联同光闸1041一起往下移动，当移动到某一个位置，使得其通孔位置的直纹菲涅尔透镜1042正好部分对准导光件1052上方的输出端面、以及导光件1053上方的输入端面。从SMD IR管17发出的光线，经过准直透镜1051之后，耦合到导光件1052中，经传导后从其上方的输出端面输出，其输出的一部分光线经过直纹菲涅尔透镜1042右边的锯齿面进行偏转和折射，然后耦合到光闸右侧的导光件1053中，经传导再经过其下 方的聚光透镜1054会聚之后，被SMD PT管18所接收，光路实现导通。当按键继续下压时，光闸通孔位置的直纹菲涅尔透镜1042对准导光件1052上方的输出端面、以及导光件1053上方的输入端面的部分越来越多，SMD PT管18上会聚的光线越来越多，产生的电流信号就越来越强。当按键下压至大约4～4.3mm时，光闸通孔位置的直纹菲涅尔透镜1042完全对准导光件1052上方的输出端面、以及导光件1053上方的输入端面，这时SMD PT管18上会聚的光线最多，因此其产生的电流信号达到最强状态。而当开关向上回弹时，光闸通孔位置的直纹菲涅尔透镜1042开始错开导光件1052上方的输出端面、以及导光件1053上方的输入端面，这时从导光件1052上方输出端面输出的光线开始被光闸1041阻挡，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，直至完全切断光电信号。这一过程实现了与按键下压行程成比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制。

具体实施方案11的工作原理与具体实施方案10基本相同，只是光路的方向完全逆转，SMD IR管17在光闸的右侧、SMD PT管18在光闸的左侧。另外由于导光件1152的上方对准1142的锯齿面，这里多加了一个聚光镜1153以减少从导光件1152到直纹菲涅尔镜1142间的耦合损耗。

所述的导光件1052、1053、1152、及1154，其为导光管，其也可以为塑料光纤，其直径介于0.5mm～5mm，本发明优选该导光部件直径为1.5mm。其可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置。

具体实施方案12：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以由聚光(准直)透镜、位于光闸两侧的导光管或光纤、与键轴一起联动的光闸(挡光片)，位于光闸通孔位置的两边为锯齿形的直纹菲涅尔透镜来实现，如图17所示的具体实施方 案12。

具体实施方案12中，其位于光闸通孔位置的折射透镜为两边都是锯齿形的直纹菲涅尔透镜1242，其将左右两边的入射或出射光线都折射15。所述2边都是锯齿形的直纹菲涅尔透镜1242，其每个锯齿的斜面倾斜角度与具体实施方案9中所述的位于光闸通孔位置的折射棱镜942左右两边的斜面倾斜角度一致，其相当于将具体实施方案9中的位于光闸通孔位置的折射棱镜942左右两边的斜面进行等间距分割，并重新排列到光闸通孔左右两边的平面上。其他导光系统的结构则与具体实施方案9中所述的基本一致。其中导光件1252上方的输出端面，及导光件1253上方的输入端面都与竖直方向倾斜15度。SMD IR管17上方的准直透镜1251，其为大数值孔径的菲涅尔准直透镜。

其工作原理为：当按键下压时，十字键轴联同光闸1241一起往下移动，当移动到某一个位置，使得其通孔位置的直纹菲涅尔透镜1242正好部分对准导光件1252上方的输出端面、以及导光件1253上方的输入端面。从SMD IR管17发出的光线，经过准直菲涅尔透镜1251之后，耦合到导光件1252中，经传导后从其上方的输出端面与水平线呈15的夹角输出，其输出的一部分光线经过直纹菲涅尔透镜1242进行偏转，偏转的方向为往水平线左下方15的方向，然后耦合到左侧的导光件1253中，经传导再经过其下方的聚光透镜1254会聚之后，被SMD PT管18所接收，光路实现导通。当按键继续下压时，光闸通孔位置的直纹菲涅尔透镜1242对准导光件1252上方的输出端面、以及导光件1253上方的输入端面的部分越来越多，SMD PT管18上会聚的光线越来越多，产生的电流信号就越来越强。当按键下压至大约4～4.3mm时，光闸通孔位置的直纹菲涅尔透镜1242完全对准导光件1252上方的输出端面、以及导光件1253上方的输入端面，这时SMD PT管18上会聚的光线最多，因此其产生的电流信号达到最强状态。而当开关向上回弹时，光闸通孔位置的直纹菲涅尔透镜1242开始错开导光件1252上方 的输出端面、以及导光件1253上方的输入端面，这时从导光件1252上方输出端面输出的光线开始错开(如图中右侧光路所示)，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，直至完全切断光电信号。这一过程实现了与按键下压行程成比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制。

所述的导光件1252及1253，其为导光管，其也可以为塑料光纤，其直径介于0.5mm～5mm，本发明优选该导光部件直径为1.5mm。其可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置。

具体实施方案13、14：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以由聚光(准直)透镜、位于光闸两侧的导光管或光纤、与键轴一起联动的、具有一个通孔的光闸(挡光片)来实现，如图18所示的具体实施方案13和14。光闸两侧的导光件，其可以为同轴设置，如具体实施方案13，其也可以为非同轴设置，如具体实施方案14。

所述的非同轴的导光件，是指光闸左右两侧的导光件的输入及输出端面不同轴，其允许有一定程度的偏心、倾斜或者错位，只要耦合的光线可以达到触发SMD PT管18中电流的阈值就可以控制开关的导通和断开。所述的准直(聚光透镜)，其可以为普通的凸透镜，如具体实施方案13，其也可以为具有大数值孔径角的菲涅尔透镜，如具体实施方案14。

具体实施方案13和具体实施方案14的按键开关的控制原理基本相同，具体实施方案13的工作原理为：当按键下压时，十字键轴联同光闸1341一起往下移动，当移动到某一个位置，使得其通孔位置1342正好部分对准导光件1352上方的输出端面、以及导光件1353上方的输入端面。从SMD IR管17发出的光线，经过准直透镜1351准直之后，耦合到导光件1352之中，经传导后从其上方的输出端面输出，其输出 的一部分光线经过通孔1342，然后耦合到左侧的导光件1353中，经传导再经过其下方的聚光透镜1354会聚之后，被SMD PT管18所接收，光路实现导通。当按键继续下压时，光闸通孔位置1342对准导光件1352上方的输出端面、以及导光件1353上方的输入端面的部分越来越多，SMD PT管18上会聚的光线越来越多，产生的电流信号就越来越强。当按键下压至大约4～4.3mm时，光闸通孔位置1342完全对准导光件1352上方的输出端面、以及导光件1353上方的输入端面，这时SMD PT管18上会聚的光线最多，因此其产生的电流信号达到最强状态。而当开关向上回弹时，光闸通孔位置1342开始错开导光件1352上方的输出端面、以及导光件1353上方的输入端面，这时从导光件1352上方输出端面输出的光线开始错开，被光闸1341所阻挡，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，直至完全切断光电信号。这一过程实现了与按键下压行程成比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制。

所述的导光件1352、1353、1452、及1453，其为导光管，其也可以为塑料光纤，其直径介于0.5mm～5mm，本发明优选该导光部件直径为1.5mm。其可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置。

具体实施方案15：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以由位于光闸两侧的2个导光管或者光纤、及一个2次反射的斜4方全反射棱镜的组合来实现，如图19所示的具体实施方案15。其控制开关的光路由SMD IR管17、准直透镜1551、导光件1552、光闸1541、导光件1553、2次反射的斜4方棱镜1554、以及SMD PT管18组成。

其工作原理为：当按键下压时，十字键轴联同光闸1541一起往下移动，当移动到某一个位置，使得其通孔位置1542正好部分对准导光 件1552上方的输出端面、以及导光件1553上方的输入端面。从SMD IR管17发出的光线，经过准直透镜1551准直之后，耦合到导光件1552之中，经传导后从其上方的输出端面输出，其输出的一部分光线经过通孔1542，然后耦合到左侧的导光件1553中，经传导后入射到下方的斜4方棱镜1554中，经过其右边的全反射面1554-2全反射后，再入射到左边的自由曲面全反射面1554-3上，自由曲面全反射面1554-3同时兼具全反射转折、以及会聚的功能，其将入射光线射向下方，并会聚到SMD PT管18上，光路实现导通。当按键继续下压时，光闸通孔位置1542对准导光件1552上方的输出端面、以及导光件1553上方的输入端面的部分越来越多，SMD PT管18上会聚的光线越来越多，产生的电流信号就越来越强。当按键下压至大约4～4.3mm时，光闸通孔位置1542完全对准导光件1552上方的输出端面、以及导光件1553上方的输入端面，这时SMD PT管18上会聚的光线最多，因此其产生的电流信号达到最强状态。而当开关向上回弹时，光闸通孔位置1542开始错开导光件1552上方的输出端面、以及导光件1553上方的输入端面，这时从导光件1552上方输出端面输出的光线开始错开，被光闸1541所阻挡，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，直至完全切断光电信号。这一过程实现了与按键下压行程成比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制。

所述的导光件1552及1553，其为导光管，其也可以为塑料光纤，其直径介于1mm～3mm，本发明优选该导光部件直径为1.5mm。其可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置。

具体实施方案16：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以通过自由曲面棱镜、光闸(挡光片)、以及位于光闸一侧导光部件来实现。如图20所示的具体实施方案16。

本具体实施方案中，其用来收集SMD IR管17的输出光线并作全 反射准直和转折的为一个自由曲面全反射棱镜1651，自由曲面全反射棱镜的下方为一个平面1651-1，其收集从SMD IR管17入射过来的光线，上方倾斜的曲面1651-2为一全反射自由曲面，其可以为离轴的抛物面、离轴2次曲面、或者是多项式曲面，其将入射过来的光线同时进行全反射准直并作90度转折，准直后的光线从右边的端面射出。导光部件1652的左边端面中心与自由曲面全反射棱镜1651的右边端面中心对齐，它们之间隔一个具有通孔的光闸1641(即挡光片)，其与键轴一起联动。

本具体实施方案的工作原理为：当按键下压时，十字键轴联同光闸1641一起往下移动，当移动到某一个位置，使得其通孔位置1642正好部分对准自由曲面棱镜1651的右边输出端面、以及导光件1652上方的输入端面。从SMD IR管17发出的光线，经过自由曲面棱镜1651上方的全反射面1651-2反射之后，光线被准直并作90度转折，准直后的光线从右边的端面输出，其输出的一部分光线经过通孔1642，然后耦合到右侧的导光件1652中，经传导后从下方耦合到SMD PT管18上，光路实现导通。当按键继续下压时，光闸通孔位置1642对准自由曲面棱镜1651的右边输出端面、以及导光件1652上方的输入端面的部分越来越多，SMD PT管18上会聚的光线越来越多，产生的电流信号就越来越强。当按键下压至大约4～4.3mm时，光闸通孔位置1642完全对准自由曲面棱镜1651的右边输出端面、以及导光件1652上方的输入端面，这时SMD PT管18上会聚的光线最多，因此其产生的电流信号达到最强状态。而当开关向上回弹时，光闸通孔位置1642开始错开自由曲面棱镜1651的右边输出端面、以及导光件1652上方的输入端面，这时从自由曲面棱镜1651右边输出端面输出的光线开始被光闸1641所阻挡，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，直至完全切断光电信号。这一过程实现了与按键下压行程成比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制。

所述的导光件1652，其为导光管，其也可以为塑料光纤，其直径介于.5mm～5mm，本发明优选该导光部件直径为1.5mm。其可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置。

具体实施方案17、18：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以通过菲涅尔准直(聚光)透镜、反射镜通道来实现，如图21所示的具体实施方案17和18。

所述的反射镜通道，其作用相当于导光管或者光纤，其具有至少一个以上的反射面。具体实施方案17中，1752、1753为反射镜通道。具体实施方案18中，1852为反射镜通道。

具体实施方案17的开关控制原理为：当按键下压时，十字键轴联同光闸1741一起往下移动，当移动到某一个位置，使得其通孔位置1742正好部分对准反射镜通道1752的左边输出端面、以及反射镜通道1753右边的输入端面。从SMD IR管17发出的光线，经过准直菲涅尔透镜1751准直后入射到反射镜通道1752中，经过其上方的反射面1752-1反射之后，光线作90度转折，转折后的光线从左边的端面输出，其输出的一部分光线经过通孔1742，然后入射到左侧的反射镜通道1753中，经反射面1753-1反射后，再转折90度向下传输，最后经过菲涅尔聚光透镜1754会聚到SMD PT管18上，光路实现导通。当按键继续下压时，光闸通孔位置1742对反射镜通道1752的左边输出端面、以及反射镜通道1753的右边输入端面的部分越来越多，SMD PT管18上会聚的光线越来越多，产生的电流信号就越来越强。当按键下压至大约4～4.3mm时，光闸通孔位置1742完全对准反射镜通道1752的左边输出端面、以及反射镜通道1753的右边输入端面，这时SMD PT管18上会聚的光线最多，因此其产生的电流信号达到最强状态。而当开关向上回弹时，光闸通孔位置1742开始错开反射镜通道1752的左边输出端面、以及反射镜通道1753右边的输入端面，这时从反射镜通道1752 的左边输出端面输出的光线开始被光闸1741所阻挡，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，直至完全切断光电信号。这一过程实现了与按键下压行程成比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制。

具体实施方案18中，光闸右侧的结构与具体实施方案17完全一样，只是光闸左侧的SMD PT管18采用竖直放置的方式，以及反射镜通道被一个菲涅尔聚光透镜1853所替代。

具体实施方案19：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以通过通信用的1/2周期自聚焦透镜、通信用的多模光纤、以及位于光闸通孔位置的凸透镜来实现，如图22所示的具体实施方案19。

所述的具体实施方案19，其由SMD IR管17、二分之一周期的自聚焦透镜(渐变折射率透镜)1951、光通信用的多模光纤1952、与键轴联动的光闸1941、位于光闸通孔位置的凸透镜1942、光通信用的多模光纤1953、二分之一周期的自聚焦透镜1954、以及SMD PT管组成。所述的二分之一周期的自聚焦透镜1952，其为渐变折射率透镜，是一种折射率分布沿径向渐变的柱状光学透镜，具有聚焦和成像功能。其折射率分布如公式(1)所示：

$N\left(r\right)=N_0(1-\frac{A}{2}{r}^2)$

公式(1)中：No--表示自聚焦透镜的中心折射率

r--表示自聚焦透镜的半径

A--表示自聚焦透镜的折射率分布常数

所述的自聚焦透镜，其根据长度的长短，其内部光线的传播符合以下图23的特征，图中从上到下分别为1/4周期、1/2周期、3/4周期、以及1个周期的自聚焦透镜的内部光线传播特性，对于长度为1/4周期的自聚焦透镜，由于其折射率沿着径向从轴线到外围的 渐变，导致光线在透镜内部弯曲，从A点发出的所有光线，经过弯曲之后，所有的光线在右边的端面正好平行射出，所以1/4周期的自聚焦透镜经常被用来作准直透镜、以及聚焦耦合透镜。对于长度为1/2周期的自聚焦透镜，从B点发出的光线，经过弯曲之后，所有的光线在右边的端面正好又重新会聚到一个点，即P点的位置，所以1/2周期的自聚焦透镜经常被用来做光源至光纤、光纤至光纤的耦合透镜。对于3/4周期的自聚焦透镜，从C点发出的光线则在其内部打了一个结(Q点)，然后又从右边端面准直射出。对于1周期的自聚焦透镜，从D点发出的光线在其内部打了一个结(R点)后，又重新会聚到右边端面的一点上，然后发散射出。

本具体实施方案中，所述的自聚焦透镜1951为1/2周期的自聚焦透镜，其将SMD IR管发出的光线耦合到光通信用的多模光纤1952中。所述的光通信用的多模光纤1952，其直径大小为125微米，纤芯大小约50微米，其可以根据按键下方的空间随意绕曲排布。在图22中，从SMD IR管17射出的光线，经过自聚焦透镜1951会聚后，耦合到多模光纤1952中，经传导后，从其右侧的另一端面射出。光闸另一侧SMD PT管18上方也同样设置有一副多模光纤1953，以及1/2周期的自聚焦透镜1954，光纤1952右边的输出端面与光纤1953左边的输入端面对齐，并分别位于光闸1941的左右两侧。当按键下压时，位于光闸1941通孔位置的凸透镜1942，正好位于两根光纤之间，其将左侧多模光纤1952的输出端面输出的光线会聚到右侧的多模光纤1953的输入端面处，光路处于导通状态，此时多模光纤1952右边的输出端面，以及多模光纤1953左边的输入端面，相对于凸透镜1942分别为物象共轭关系。当按键放松回复到原位时，透镜1942向上方移动，与光纤1952及光纤1953的输出输入端面错开，光纤1952的输出光线完全被光闸的挡片所阻挡，因而光路处于断开状态。

具体实施方案20：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其具体实施方案20的导光系统，其开关控制原理如图24所示。其由位于光闸左侧的SMD IR管17、二分之一周期的自聚焦透镜2051、光通信用的多模光纤2052、四分之一周期的自聚焦透镜2053、与键轴联动的光闸2041、以及位于光闸右侧的四分之一周期的自聚焦透镜2054、光通信用的多模光纤2055、二分之一周期的自聚焦透镜2056、SMD PT管18组成。所述的四分之一周期的自聚焦透镜2053、及2054，其端面对齐，分别位于光闸2041的两侧。从SMD IR管17发出的光线，经过二分之一周期的自聚焦透镜2051之后，会聚到多模光纤2052中，经传导后再由四分之一周期的自聚焦透镜2053准直射出。

其工作原理为：当按键往下压时，光闸2041的通孔正好处于四分之一周期的自聚焦透镜2053及2054的端面位置，从左侧自聚焦透镜2053准直射出的光线，经过光闸通孔2042，入射到右侧自聚焦透镜2054中，然后会聚到多模光纤2055中，经光纤传导后，再通过二分之一周期的自聚焦透镜2056会聚到下方的SMD PD管18上，从而触发光电接收管中的电流，光路处于导通状态。当按键放松时，光闸2041向上移动，光闸上的通孔位置错开了自聚焦透镜2053及2054的输出及输入端面的位置，这时从左侧自聚焦透镜2053准直射出的光线被光闸2041的挡光片所阻挡，不能耦合到右侧的自聚焦透镜2054中，因而光路处于断开状态。

上述具体实施方案1～20所述的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，当按键继续下压2mm～4.3mm时，SMD PT管18上会聚的光线越来越多，产生的电流信号越来越强。当按键下压至大约4～4.3mm时，SMD PT管18上会聚的光线最多，其产生的电流信号达到最强状态。而当开关向上回弹时，SMD PT管18中产生的光电信号越来越弱，直至完全切断光电信号。其过程为与按键下压行程 成比例的光电信号由弱至强线性变化，以及回程由强至弱的线性变化。

实际的应用中，可以根据需要将控制及调节光电信号的状态完全反过来设置，即:当按键继续下压时，SMD PT管18中会聚的光线越来越少，产生的电信号越来越弱。当按键下压至大约2～4mm时，SMD PT管18中会聚的光线完全没有，其产生的电信号为零。而当开关向上回弹时，光路开始导通，SMD PT管18中产生的光电信号越来越强，弹簧完全放松时光电信号达到最强的状态。其过程为与按键下压行程成比例的光电信号由强至弱线性变化，以及回程由弱至强的线性变化。

具体实施方案21、22：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以通过位于光闸两侧的导光管或光纤、与键轴一起联动的光闸(挡光片)，位于光闸通孔位置的一边为平面、另一边为斜面的折射棱镜(或者一边为平面、另一边为锯齿形的菲涅尔透镜)来实现。其控制及调节光电信号的状态可以根据需要反过来设置，即当按键继续下压时，产生的电信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的光电信号导通，并越来越强，如图25所示的具体实施方案21及具体实施方案22。

具体实施方案21的光路结构与具体实施方案7基本一致，其也有导光件2151及2152，位于光闸通孔位置的一边为平面、另一边为斜面的折射棱镜2142。但其按键开光的导通至断开的状态，以及信号强弱的控制过程与具体实施方案7的完全相反。

具体实施方案21的工作原理为：当按键处于上升静止位置时，其位于光闸通孔位置的棱镜正好位于导光件2151上方的输出端面及导光件2152上方的输入端面的之间。从导光件2151上方的输出端面输出的光线，完全进入到位于光闸通孔位置的折射棱镜2142中，经右边斜 面折射后，耦合到光闸右侧的导光件2152中，经传导后耦合到其下方的SMD PT管18上，其产生的电信号最强。而当按键向下按时，这时位于光闸通孔位置的棱镜开始错开导光件2151上方的输出端面及导光件2152上方的输入端面，这时光线被阻挡，SMD PT管18上产生的电流开始减弱。当按键下压至2mm至4.3mm时，从导光件2151上方的输出端面输出的光线完全被光闸所阻挡，这时候SMD PT管18上产生的电流信号为零。因此其下压过程产生由强变弱，直至断开的光电信号，与具体实施方案7所述的正好反过来。

具体实施方案22的光路结构与具体实施方案11中的光路结构基本一致，其也有导光件2251及2252，位于光闸通孔位置的一边为平面、另一边为斜面的直纹菲涅尔透镜2242。但其按键开光的导通至断开的状态，以及信号强弱的控制过程与具体实施方案11所述的完全相反。

具体实施方案22的工作原理为：当按键处于上升静止位置时，其位于光闸通孔位置的棱镜正好位于导光件2251上方的输出端面及导光件2252上方的输入端面的之间。从导光件2251上方的输出端面输出的光线，完全进入到位于光闸通孔位置的折射棱镜2242中，经直纹菲涅尔面的锯齿形斜面折射后，耦合到光闸左侧的导光件2252中，经传导后耦合到其下方的SMD PT管18上，其产生的电信号最强。而当按键向下按至2mm时，这时位于光闸通孔位置的棱镜开始错开导光件2251上方的输出端面及导光件2252上方的输入端面，这时光线开始被阻挡，SMD PT管18上产生的电流开始减弱。当按键继续下压时，从导光件2251上方的输出端面输出的光线被光闸阻挡越来越多，直至完全隔断，这时候SMD PT管18上产生的电流信号越来越弱，直至为零。因此其下压过程产生由强变弱，直至断开的光电信号，与具体实施方案11所述的正好反过来。

具体实施方案21及22所述的导光件2151、2152、2251、2252，其为导光管，其也可以为塑料光纤，其直径介于0.5mm～5mm，本发明 优选该导光部件直径为1.5mm。其可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置。由于其直径相对与SMD IR管17的发光面，以及SMD PT管18的接收面比较粗，因此只要其端面靠近SMD IR管17或者SMD PT管18，就可以获得比较高的耦合效率，从而省略准直透镜或者聚光透镜。另外根据光路可逆的原理，SMD IR管17和SMD PT管18也可以根据需要对调。

具体实施方案23、24：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以通过位于光闸一侧的导光管或光纤、与键轴一起联动的光闸(挡光片)、菲涅尔准直(聚光)透镜来实现。其控制及调节光电信号的状态可以根据需要反过来设置，即当按键继续下压时，产生的电信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的光电信号导通，并越来越强，如图26所示的具体实施方案23、24。

具体实施方案23的开关控制原理为：当按键处于上升静止位置时，光闸2341对光线完全无阻挡，从右侧竖直放置的SMD IR管17输出的光线，经过菲涅尔准直透镜2351准直后，完全入射到光闸左侧的导光件2352中，经传导后耦合到下方的SMD PT管18中，此时产生的电流信号最强。当按键下压至2mm时，光闸2341开始阻挡从准直透镜2351射出的光线，SMD PT管18中产生的电流信号开始减弱，当按键继续往下压时，SMD PT管18中产生的电流信号越来越弱，直至为零。反过来当按键回弹时，SMD PT管18中产生的电流信号开始变强，直至恢复至最强。

具体实施方案24的开关控制原理与具体实施方案23的基本一致，只是光路的传播方向完全调转。

具体实施方案23和具体实施方案24中所述的导光件2352及2451，其为导光管，其也可以为塑料光纤，其直径介于1mm～3mm，本发明 优选该导光部件直径为1.5mm。其可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置。由于其直径相对与SMD IR管17的发光面、以及SMD PT管18的接收面较大，因此只要其端面靠近SMD IR管17或者SMD PT管18，就可以获得比较高的耦合效率，从而省略准直透镜或者聚光透镜。

具体实施方案25：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以通过自由曲面全反射棱镜、与键轴一起联动的光闸(挡光片)、位于光闸一侧的导光管或光纤来实现。其控制及调节光电信号的状态可以根据需要反过来设置，即当按键继续下压时，产生的电信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的光电信号导通，并越来越强。如图27所示的具体实施方案25。

具体实施方案25的光路结构与具体实施方案16完全一致。只是其按键下压时，产生电流信号的强弱变化过程与具体实施方案16完全相反。

其开关控制原理为：当按键处于上升静止位置时，光闸2541对光线完全无阻挡，从SMD IR管17发出的光线，经过自由曲面棱镜2551上方的全反射面2551-2反射之后，光线被准直并作90度转折，准直后的光线从其右边的端面输出，其输出的光线全部耦合到光闸右侧的导光件2552中，经传导后从下方耦合到SMD PT管18上，光路实现导通，产生最强的电流信号。当按键下压至2mm时，光闸开始阻挡从自由曲面棱镜2551右边端面输出的光线，SMD PT管18中产生的电流信号开始减弱，当按键继续往下压时，SMD PT管18中产生的电流信号越来越弱，直至为零。反过来当按键回弹时，SMD PT管18中产生的电流信号开始变强，直至恢复至最强。

所述的导光件2552，其为导光管，其也可以为塑料光纤，其直径介于1mm～3mm，本发明优选该导光部件直径为1.5mm。其可以根据 需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置。

具体实施方案26：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以通过准直(聚光)菲涅尔透镜、反射镜通道、与键轴一起联动的光闸(挡光片)来实现，如图28所示的具体实施方案26。其光路结构与具体实施方案17完全相同，只是当按键下压时，光路的导通与断开状态，以及信号强弱变化的过程与具体实施方案17完全相反，即当按键继续下压时，产生的电信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的光电信号导通，并越来越强。

所述的反射镜通道，其作用相当于导光管或者光纤，其具有至少一个以上的反射面。具体实施方案26中，2652、2653为反射镜通道。

其工作原理为：当按键处于上升的静止位置时，光闸2641错开反射镜通道2652的左边输出端面、以及反射镜通道2653右边的输入端面，对光路无阻挡。从SMD IR管17发出的光线，经过菲涅尔透镜2651准直后入射到反射镜通道2652中，经过其上方的反射面2652-1反射之后，光线作90度转折，转折后的光线从左边的端面输出，输出的光线完全入射到光闸左侧的反射镜通道2653中，经反射面2653-1反射后，再转折90度向下传输，最后经过菲涅尔聚光透镜2654会聚到SMD PT管18上，光路实现导通，产生最强的电流信号。当按键下压至2mm时，十字键轴联同光闸2641一起往下移动，光闸2641开始阻挡从反射镜通道2652的左边输出端面输出的光线，SMD PT 18管中产生的电流信号开始减弱。当按键继续往下压时，SMD PT管18中产生的电流信号越来越弱，直至为零。反过来当按键回弹时，SMD PT管18中产生的电流信号开始变强，直至恢复至最强。这一过程实现了与按键下压行程成比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制。其与具体实施方案17的光电信号控制过程完全相反。

具体实施方案27、28：

本发明所涉及的用来有效控制及调节光电信号的按键开关的导光系统，其按键开关控制可以通过准直(聚光)菲涅尔透镜、单侧的反射镜通道、与键轴一起联动的光闸(挡光片)来实现，如图29所示的具体实施方案27和28。其光路结构与具体实施方案18完全相同，只是当按键下压时，光路的导通与断开状态，以及信号强弱变化的过程与具体实施方案18完全相反，即当按键继续下压时，产生的电信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的光电信号导通，并越来越强。

所述的反射镜通道，其作用相当于导光管或者光纤，其具有至少一个以上的反射面。具体实施方案27中，2752为反射镜通道。

具体实施方案27的工作原理为：当按键处于上升的静止位置时，光闸2741错开反射镜通道2752的左边输出端面、以及聚光菲涅尔透镜2753的右边输入端面，对光路无阻挡。从SMD IR管17发出的光线，经过准直菲涅尔透镜2751准直后入射到反射镜通道2752中，经过其上方的反射面2752-1反射之后，光线作90度转折，转折后的光线从左边的端面输出，其输出的光线完全进入到菲涅尔聚光透镜2753中，经会聚后被左侧竖直放置的SMD PT管18接收，光路实现导通，产生最强的电流信号。当按键下压至2mm时，十字键轴联同光闸2741一起往下移动，光闸2741开始阻挡从反射镜通道2752的左边输出端面输出的光线，SMD PT 18管中产生的电流信号开始减弱。当按键继续往下压时，SMD PT管18中产生的电信号越来越弱，直至为零。反过来当按键回弹时，SMD PT管18中产生的电信号开始变强，直至恢复至最强。这一过程实现了与按键下压行程成比例的光电信号由弱至强、及由强至弱的线性变化的控制。其与具体实施方案18的光电信号控制过程完全相反。

具体实施方案28的开管控制原理与具体实施方案27的基本一致，只是光路的传播方向完全调转。

本发明所述的控制及调节光电信号用于输入设备的开关模组，其将光电传感技术与机械轴系统结合一起，利用导光管或光纤结构来实现光电开关的断开及通路的精确控制，以及对光电信号的强弱进行有效地控制及调节，其具有以下的优点及创新性：1.本发明核心技术采用SMD IR管(表面贴装的红外二极管、或激光二极管)及SMD PT管(表面贴装的光电接收管)作为发射及接收装置，结合导光管或光纤，实现光电开关的断开、通路，及光电信号强弱的精确控制。2.本发明产品开关模组采用纯光电器件控制开关的断开及通路，无需机械式金属触点，不会受触点磨损及氧化老化的影响，使用寿命长，可满足高频率及长时间的应用。3.本发明产品开关模组采用与机械轴一起联动的精密光学棱镜或者光闸(挡光片)结构，可以实现精密的开关触发位置控制，现有纯机械轴键盘的触发位置控制精度为+/-0.40～0.60mm，本发明技术可以有效实现+/-0.10mm的开关触发位置控制，比现有纯机械轴键盘的触发位置精度高4～6倍，实现键盘触感品质稳定性；4.光电导光式机械轴键盘在使用长时间之后，按键手感变化很小，而传统的机械键盘则无法达到；5.这种光电导光式机械轴键盘，当其键轴下压一定距离时，与键轴联动的开关控制部件(棱镜或者挡光片)与导光管或者光纤进行耦合，开关模组就会被触发而导通，继续下压开关部件可以实现光电信号越来越强的功能，而当开关向上回弹时，光电信号越来越弱，直至切断光电信号，光电信号的强弱与下压的行程呈线性的比例关系，将这种技术的开关模组应用于游戏键盘及游戏鼠标器，可以让玩家在玩游戏时体现游戏中的速度与力量(如赛车油门控制、拳击的力量、游戏各种动作的控制)，感觉十分逼真，因此非常适合游戏玩家使用；6.使用优质钢琴线弹簧，抗疲劳性能更好、回弹力大、开关切换动作更快、更灵敏、手感更好；7.不存在机械接触时电信号抖动问题，零杂讯、开关动作时间零延迟，操作更灵敏、快速和精准。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (35)

1.一种控制及调节光电信号用于输入设备的开关模组，其特征在于，所述开关模组采用SMD IR管及SMD PT管作为光信号发射及接收装置，利用导光管或光纤结合开关光学控制部件的结构来实现光电开关的光路断开、导通、以及光电信号强弱的精确控制，所述的光电导光式开关模组，其开关光学控制部件为棱镜、自由曲面透镜、及光闸，其与轴键一起联动，所述的光电导光式开关模组，其除了可以通过移动开关控制部件与导光管或光纤的相对位置实现光电开关的光路断开及导通之外，还可以实现光电信号由弱至强或由强至弱的线性关系控制。

2.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述开关模组包括SMD IR管(17)、与键轴一起联动的带有自由曲面的棱镜(141)、导光件(151)、以及SMD PT管(18)组成。

3.根据权利要求2所述的开关模组，其特征在于，所述自由曲面透镜为斜轴的非球面或多项式曲面，用于将从SMD IR管(17)发出的光会聚到棱镜右边的微结构表面(141-1)上。

4.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述棱镜的微结构表面(141-1)为锯齿形全反射菲涅尔面，或者为具有全反射或部分反射效果的微棱镜阵列面、微透镜阵列、或者为闪耀光栅，用于将从下方折射曲面入射过来的光线，进行全反射或部分反射使光线转折并准直从棱镜左侧边的端面输出。

5.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述棱镜(141)左边端面的下方位置有一片黑色的挡光片(141-2)，其与带有自由曲面棱镜(141)组合在一起，并与十字键轴(14)一起联动。

6.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，当按键下压时，十字键轴联同自由曲面棱镜(141)一起往下移动，当下压移动到某一个位置，使得自由曲面棱镜(141)左边输出端面与位于其左侧的导光件(151)的右边输入端面一部分对准时，从SMD IR管(17)发出的光线，经过自由曲面棱镜(141)下方的倾斜的折射曲面折射和偏转之后，会聚到棱镜右边的微结构表面(141-1)上，微结构表面(141-1)将入射过来的光线，进行全反射转折并准直从棱镜左侧的端面输出。从自由曲面棱镜(141)输出的光线一部分耦合到左侧的导光件(151)中，经过导光件(151)的偏转和传导，再经过其下方的菲涅尔面(151-1)进行会聚，最后光线会聚到下方的SMD PT管(18)上，光路实现导通；

当按键继续下压时，自由曲面棱镜(141)左边输出端面与位于其左侧的导光件(151)的右边输入端面对准的部分越来越多，SMD PT管(18)中会聚的光线越来越多，其产生的电流信号就越来越强；

当十字键轴下压至4～4.3mm时，自由曲面棱镜(141)左边输出端面与位于其左侧的导光件(151)的右边输入端面完全对准，这时SMD PT管(18)上会聚的光线最多，因此其产生的电流信号达到最强的状态；

当开关向上回弹时，自由曲面棱镜(141)左边输出端面下方的挡光片(141-2)开始挡住射向导光件(151)的光线，SMD PT管(18)中产生的光电信号越来越弱，直至完全切断光电信号。

7.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，当按键下压至2mm时，开始触发SMD PT管并降低这SMD PT管(18)上的C极与E极之间的阻值，实现C极与E极之间的导通；从2mm至4.30mm的下压范围，电流根据下压位置增加呈线性关系上升，当按键下压至4mm～4.30mm位置时，电流信号达到最强。

8.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述自由曲面棱镜(141)左边输出端面下方的挡光片(141-2)，其与自由曲率棱镜(141)组合在一起，其为黑色金属片或者黑色胶片；所述的自由曲面棱镜(141)，其材料为透明光学塑料，而与其一起联动的十字键轴(14)，其为透明塑胶树脂或为各种颜色的塑胶树脂，十字键轴(14)与自由曲面棱镜(141)采用将两者合并在一起用单种透明塑胶树脂注塑成型，或者采用双料一体注塑成型。

9.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述导光件，其为导光管或塑料光纤，其直径介于0.5mm～3mm。

10.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，其所述另一部分的光学系统为偏心式键帽字符照明系统，其采用SMD LED(19)结合偏心式导光件(153)的结构,该偏心式键帽字符照明系统，其将SMD LED(19)及导光件(153)的位置设置成与键帽字符的中心偏离，导光件(153)底部靠近LED，让SMD LED(19)的光线耦合进导光件(153)，导光件(153)可以根据需要随意弯曲，根据按键空间的所允许的范围进行布置，其上端面朝着键帽字符中心的方向，均匀地照明键帽字符，所述的键帽字符，其位于十字键轴(14)上方的键帽上，所述的键帽，其可以为常见的电脑键盘上的方形或长方形的键帽，或者为鼠标左右按键壳体。

11.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，其所述另一种偏心式键帽字符照明系统，其采用SMD LED(19)结合偏心式导光柱(253)的结构，将SMD LED(19)及导光件(253)的位置设置成与键帽字符的中心偏离，导光柱(253)底部靠近LED的部分，设置成具有聚光效果的菲涅耳曲面(253-1)，导光柱(253)上方靠近键帽字符的端面设置成具有一定倾斜角度的出光面(253-2)，即出光面(253-2)为倾斜的平面或弧面，将此特殊的导光件设置在SMDLED上方，可以在LED与键帽字符中心偏离的状态下实现键帽字符均匀对称照明；实施原理是通过导光柱(253)底部的菲涅耳曲面(253-1)将SMD LED的光进行聚光及部分准直，光线通过导光柱(253)的光学柱面多次反射后，再经由导光件上的带有一定倾斜角度的出光面(253-2)折射出去，由于出光面(253-2)采用了与水平面呈一定倾斜角度的平面或弧面，其将出射的光线折射到偏心位置反方向的区域，从而实现LED上方区域及其对面空间区域的均匀照明，达到键帽字符均匀对称照亮的效果。

12.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述右侧SMDIR管(17)上方的自由曲面聚光棱镜(341)下方的聚光面(341-3)为具有1个以上锯齿形的斜轴菲涅尔面，所述的斜轴菲涅尔面，其光轴为CX，其往微结构表面(341-1)的方向倾斜；所述的斜轴菲涅尔面(341-3)，其将SMD IR管(17)发出的光线会聚到微结构表面(341-1)上；所述的微结构表面(341-1)其为锯齿形全反射菲涅尔面，或者为具有全反射或部分反射效果的微棱镜阵列面、微透镜阵列、或者为闪耀光栅；其作用为将从下方折射曲面入射过来的光线，进行转折并准直从棱镜左侧的端面输出；棱镜左侧端面的下方位置有一片黑色的挡光片(141-2)，其与自由曲面棱镜(341)组合在一起，并与十字键轴(14)一起联动。

13.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述位于左侧SMD PT管(18)上方的导光组件(151)，其也可以拆分为单独的导光管或光纤(451)，结合带有聚光功能的聚光透镜(452)组成；所述的聚光透镜(452)，其为平凸透镜或者为凸凸透镜，其将导光件(451)中的光线会聚到下方的SMD PT管(18)中。

14.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，位于左侧SMDPT管(18)上方的导光组件(151)，为自由曲面棱镜551；所述的自由曲面棱镜(551)，有一个离轴、倾斜的自由曲面全反射面(551-1)，其为离轴抛物面、二次曲面、或者为多项式曲面，其将从右侧的自由曲面棱镜(141)入射过来的光线会聚到下方的SMD PT管(18)中。

15.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述左侧的SMD PT管(18)可以旋转90度竖直放置在侧面，左侧的聚光部分直接是一个聚光透镜(651)，其可以为凸透镜，或者为菲涅尔透镜。

16.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制包括聚光透镜(754)、准直透镜(751)、位于光闸(741)两侧的导光管或光纤(752)及导光管或光纤(753)、与键轴一起联动的光闸(741)，以及位于光闸通孔位置的一边为平面、另一边为斜面的折射棱镜(742)。

17.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制包括聚光透镜(954)、准直透镜(951)、位于光闸(941)两侧的导光管或光纤(952)及导光管或光纤(953)、与键轴一起联动的光闸(941)，以及位于光闸通孔位置的(2)边都为斜面的折射棱镜(942)。

18.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制包括聚光透镜(1051)或(1151)、准直透镜(1054)或(1055)、位于光闸(1041)或(1141)两侧的导光管(1052)或光纤(1152)及导光管(1053)或光纤(1154)、与键轴一起联动的光闸(1041)或(1141)，以及位于光闸通孔位置的一边为平面、另一边为锯齿形的直纹菲涅尔透镜(1042)或(1142)。

19.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以由聚光透镜(1254)、准直透镜(1251)、位于光闸(1241)两侧的导光管或光纤(1252)及导光管或光纤(1253)、与键轴一起联动的光闸(1241)，以及位于光闸通孔位置的两边为锯齿形的直纹菲涅尔透镜(1242)来实现。

20.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以聚光透镜(1354)或(1454)、准直透镜(1351)或(1451)、位于光闸(1341)或(1441)两侧的导光管(1352)或光纤(1452)及导光管(1353)或光纤(1453)、与键轴一起联动的、具有一个通孔(1342)或(1442)和一个的光闸(1341)或(1441)来实现；所述光闸两侧的导光件，其可以为同轴设置，其也可以为非同轴设置。

21.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以由聚光透镜(1551)、位于光闸(1541)两侧的导光管或者光纤(1552)及导光管或者光纤(1553)、一个2次反射的斜四方全反射棱镜(1554)、以及具有一个通孔(1542)和一个的光闸(1541)的组合来实现。

22.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以通过自由曲面棱镜(1651)、设置具有一个通孔特征(1642)的光闸(1641)、以及位于光闸另一侧的导光件(1652)来实现。

23.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以通过聚光透镜(1754)、准直透镜(1751)、设置具有一个通孔特征(1742)的光闸(1741)、以及位于光闸两侧具有光反射特征(1752-1)及(1753-1)的两个反射镜通道(1752)及(1753)来实现。

24.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以通过聚光透镜或准直透镜(1851)、设置具有一个通孔特征(1842)的光闸(1841)、其左侧的SMD PT管(18)可以旋转90度竖直放置在侧面，左侧的聚光部分直接是一个聚光透镜(1853)，其可以为凸透镜，或者为菲涅尔透镜，以及位于光闸右侧具有光反射特征(1852-1)反射镜通道(1852)来实现。

25.根据权利要求22或23所述的开关模组，其特征在于，所述反射镜通道(1752)及(1753)及(1852)，可以为具有光反射特征反射镜通道，也可以为具有光全反射特征的光学棱镜。

26.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以通过位于光闸(1941)两侧的光通信用的1/2周期自聚焦透镜(1951)及(1954)、及光通信用的多模光纤(1952)及(1953)、以及带有一个凸透镜特征(1942)的光闸来实现。

27.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以通过位于光闸(2041)两侧的光通信用的1/2周期的自聚焦透镜(2051)及(2056)、及光通信用的多模光纤(2052)及(2055)、1/4周期的自聚焦透镜(2053)及(2054)、以及与键轴联动的具有一个通孔特征(2042)的光闸来实现。

28.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以根据需要将控制及调节光电信号的状态完全反过来设置，即当按键继续下压时，SMD PT管(18)上会聚的光线越来越少，产生的电流信号越来越弱；当按键下压至大约4.30mm时，光路完全断开，SMD PT管(18)接收不到光线，其产生的电流信号为零；当开关向上回弹时，光路开始导通，SMD PT管(18)中产生的光电信号越来越强，当弹簧完全放松时，光电信号达到最强的状态；光电信号的变化过程为与按键下压行程成比例的由强至弱的线性关系变化，以及回程由弱至强的线性关系变化。

29.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以通过位于光闸两侧的导光管(2151)及(2352)或光纤(2152)及(2251)、与键轴一起联动的光闸(2141)，位于光闸通孔位置的一边为平面、另一边为斜面的折射棱镜(2142)或一边为平面、另一边为锯齿形的菲涅尔透镜(2242)来实现；其控制及调节光电信号的状态为，当按键继续下压时，产生的电流信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的电流信号导通，并越来越强。

30.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以通过位于光闸一侧的导光管(2352)或光纤(2451)、与键轴一起联动的光闸(2341)或(2441)、旋转90度竖直放置的SMD PT管(18)，以及菲涅尔准直透镜(2351)或(2452)来实现；其控制及调节光电信号的状态为，当按键继续下压时，产生的电流信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的电流信号导通，并越来越强。

31.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以通过自由曲面全反射棱镜(2551)、与键轴一起联动的光闸(2541)、光闸另一侧的导光管或光纤(2552)来实现；其控制及调节光电信号的状态为，当按键继续下压时，产生的电流信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的电流信号导通，并越来越强。

32.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以通过准直菲涅尔透镜(2651)及(2654)、具有光反射镜特征(2652-1)及(2653-1)的两个反射镜通道(2652)及(2653)、与键轴一起联动的光闸(2641)来实现；其控制及调节光电信号的状态为，当按键继续下压时，产生的电流信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的电流信号导通，并越来越强。

33.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述按键开关控制可以通过准直菲涅尔透镜(2751)、单侧具有光反射镜特征(2752-1)的反射镜通道(2752)、与键轴一起联动的光闸(2741)、旋转90度竖直放置的SMD PT管(18)，以及菲涅尔准直透镜(2753)来实现；其控制及调节光电信号的状态为，当按键继续下压时，产生的电流信号越来越弱，直至完全断开，而当按键放松时，产生的电流信号导通，并越来越强。

34.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述的下压移动的光路触发导通的位置为大于0.10至小于10.00mm之间的任一尺寸；所述的十字键轴下压在距离范围2.0～4.3mm之间，电流强度会根据下压位置的增加呈线性关系上升，实现在此距离范围内通过移动这十字键轴让光电信号由弱至强、及由强至弱的控制，此距离范围为2.0～4.3mm，此距离范围也可以设置为大于0.20至小于15mm之间的任一尺寸。

35.根据权利要求1所述的开关模组，其特征在于，所述的光路完全断开的位置为4.30mm，此也可以根据需求设置为大于0.20至小于15.00mm之间的任一尺寸。