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CN106611672A - 光学式开关键盘 - Google Patents

光学式开关键盘 Download PDF

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CN106611672A
CN106611672A CN201610161014.0A CN201610161014A CN106611672A CN 106611672 A CN106611672 A CN 106611672A CN 201610161014 A CN201610161014 A CN 201610161014A CN 106611672 A CN106611672 A CN 106611672A
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CN
China
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light
optical
profile type
housing
reflecting element
Prior art date
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Pending
Application number
CN201610161014.0A
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English (en)
Inventor
陈仲渊
詹伟平
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Primax Electronics Ltd
Original Assignee
Primax Electronics Ltd
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Publication date
Priority claimed from TW105107582A external-priority patent/TW201715553A/zh
Application filed by Primax Electronics Ltd filed Critical Primax Electronics Ltd
Publication of CN106611672A publication Critical patent/CN106611672A/zh
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    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
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Abstract

本发明公开了一种光学式开关键盘，包括一电路板以及多个按键。该电路板包括多个出光元件以及多个光接收器，每一按键对应一出光元件以及一光接收器。每一按键还包括一触发件、一第一反射件以及一第二反射件。当使用者触发该触发件时，该第一反射件反射该出光元件所发射的一光线至该第二反射件，而该第二反射件反射该光线至该光接收器，使该电路板产生一开关信号。本发明的光学式开关键盘，将出光元件与光接收器设置于按键外部，简化按键结构，同时易于更换以及调整，并设置过滤结构用以过滤其他光线与杂讯，提高光学式按键的判断灵敏度以及准确度。

Description

光学式开关键盘
技术领域
本发明涉及一种键盘，特别涉及一种光学式开关键盘。
背景技术
键盘为现代人使用电脑所不可或缺的设备。键盘上面有许多按键，用以供使用者触压而输入讯息或指令。现有有多种不同的按键以不同的方式产生按键信号。例如机械式按键用一金属弹片触发电路开关而产生按键信号，而光学式按键则通过光线的接收或阻断而产生按键开关信号。
现有的光学式开关按键于单颗按键的内部设置一光源与一接收器。通过使光源射出的光线被接收器所接收或不接收而产生开关信号。但将光源与接收器设置在按键内部的结构将使按键结构变得复杂，不容易调整光线路径或进行修正。若是光源或接收器有瑕疵，整颗按键就必须更换，增加许多花费与维修困难。此外，按键内部的光线也容易被其他光，例如键盘的背光模块所产生的光线所影响，导致接收器接收光线的误差，而产生误判信号的问题。因此，现有光学式开关按键仍然有许多需要改善的地方。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供一种光学式开关键盘，将光源与接收器设置于按键外部，以简化按键结构，同时易于更换以及调整光学零件。并且具有过滤其他光线与杂讯的功能，提高光学式按键的判断灵敏度以及准确度。
为了达到上述的目地，本发明的光学式开关键盘包括：
一电路板，该电路板包括：
多个出光元件，每一该出光元件发射一光线；
多个光接收器，每一该光接收器接收一该出光元件发射的该光线而产生一电子信号；
多个按键，设置于该电路板上方，每一该按键对应一该出光元件与一该光接收器，每一该按键包括：
一键帽；
一壳体，设置于该键帽下方；
一第一反射件，位于该壳体内部，并设于该出光元件上方，用以反射该光线；以及，
一触发件，连接该键帽并伸入该壳体内部，该触发件包括：
一第二反射件，连接于该触发件，并设于该光接收器上方；当该触发件位于一第一位置时，该第二反射件不接收该第一反射件反射的该光线，当该触发件位于一第二位置时，该第二反射件接收该第一反射件反射的该光线，并且该第二反射件反射该光线进入该光接收器，使该电路板依据该电子信号产生一开关信号。
较佳地，当该触发件位于该第二位置时，该第二反射件位于该光线的一行进路径上，并反射该光线进入该光接收器。
较佳地，该出光元件以及该光接收器设置于该壳体外，使该光线自外部进入该壳体内，并反射穿出该壳体。
较佳地，该按键还包括一滤光片设置于该壳体，并且该滤光片位于该第二反射件与该光接收器之间，用以过滤该光线。
较佳地，该壳体的一底部还包括一入光孔以及一出光孔，其中该入光孔位于该出光元件上方，用以使该光线进入该壳体内，该出光孔位于该光接收器上方，用以使该光线穿出该壳体外。
较佳地，该按键还包括一滤光片设置于该壳体上，并位于该出光孔的表面。
较佳地，该第一反射件包括一第一反射斜面，该第二反射件包括一第二反射斜面。
较佳地，该第一反射件以及该第二反射件为棱镜结构。
较佳地，该出光元件与该光接收器设置于该电路板上。
较佳地，该光线为一不可见光。
较佳地，该光线为一红外线。
较佳地，该按键还包括一发光二极管以及一导光件，该发光二极管设置于该电路板的一表面，该导光件设置于该壳体中，该发光二极管发出一照明光，该导光件传导该照明光，据使该照明光穿透该键帽。
为了达到目地，本发明的光学式开关键盘包括：
一电路板，该电路板包括：
多个出光元件，每一该出光元件发射一光线；
多个光接收器，每一该光接收器接收一该出光元件发射的该光线而产生一电子信号；
多个按键，设置于该电路板上方，每一该按键对应一该出光元件与一该光接收器，每一该按键包括：
一键帽；
一壳体，设置于该键帽下方；
一触发件，设置于该壳体内部并连接该键帽，该触发件包括一第一反射件，设置于该出光元件上方，用以反射该光线；以及
一第二反射件，连接该壳体，并设置于该光接收器上方；当该触发件位于该第一位置时，该第一反射件反射的该光线不照射至该第二反射件，当该触发件位于第二位置时，使该第一反射件反射该光线照射该第二反射件，且该第二反射件反射该光线进入该光接收器，据使电路板依据该电子信号产生一开关信号。
较佳地，该出光元件以及该光接收器设置于该壳体外，使该光线自外部进入该壳体内，并反射穿出该壳体。
较佳地，该壳体的一底部还包括一入光孔以及一出光部，其中该入光孔位于该出光元件上方，用以使该光线进入该壳体内，该出光部位于该光接收器上方，用以使该光线穿出该壳体外。
较佳地，该第二反射件设置于该出光部，用以过滤该光线。
较佳地，该第一反射件以及该第二反射件为棱镜结构。
较佳地，该第二反射件为一红外线过滤棱镜，用以反射并过滤该光线。
较佳地，该第一反射件包括一第一反射斜面，该第二反射件包括一第二反射斜面。
较佳地，该出光元件与该光接收器设置于该电路板上。
较佳地，该光线为一不可见光。
较佳地，该光线为一红外线。
较佳地，该按键还包括一发光二极管以及一导光件，该发光二极管设置于该电路板的一表面，该导光件设置于该壳体中，该发光二极管发出一照明光，该导光件传导该照明光，据使该照明光穿透该键帽。
本发明至少具有如下优点：
本发明的光学式开关键盘，将出光元件与光接收器设置于按键外部，简化按键结构，同时易于更换以及调整，并设置过滤结构用以过滤其他光线与杂讯，提高光学式按键的判断灵敏度以及准确度。
附图说明
图1为本发明第一较佳实施例的俯视图。
图2为本发明第一较佳实施例的立体分解图。
图3为本发明第一较佳实施例的按键俯视图。
图4为本发明第一较佳实施例的按键底视图。
图5为本发明第一较佳实施例的电路板示意图。
图6为本发明第一较佳实施例的按键作动示意图。
图7为本发明第二较佳实施例的按键底视图。
图8为本发明第二较佳实施例的按键作动示意图。
图9为本发明第三较佳实施例的按键作动示意图。
【符号说明】
1光学式开关键盘
10、60电路板 11、61、91出光元件
111、611入光孔 12、62、92光接收器
121出光孔 621出光部
13表面 50、80、96光线
20、70按键 21键帽
22、72壳体 23、73、93第一反射件
231、731第一反射斜面 24、74、94触发件
25、75、95第二反射件 251、751、951第二反射斜面
S1、S3第一位置 S2、S4第二位置
51、81开关信号 X行进路径
30滤光片 40发光二极管
41导光件 401照明光
具体实施方式
以下兹举本发明较佳实施例并配合附图进行说明。
首先，请参阅图1本发明第一较佳实施例的俯视图与图2本发明第一较佳实施例的立体分解图。本发明的光学式开关键盘1包括一电路板10以及多个按键20。电路板10包括多个出光元件11以及多个光接收器12。图2仅表示出一个出光元件11以及一个光接收器12。每一按键20对应一个出光元件11以及一个光接收器12。此外，每一按键20包括一键帽21、一壳体22、一第一反射件23(显示于图6)、一触发件24以及一第二反射件25(显示于图6)。多个按键20设置于该电路板10上方。该电路板10上的每一该出光元件11可发射一光线50，该光线50较佳为一不可见光。而每一光接收器12用以接收该出光元件11发射的该光线50。按键20的壳体22设置于键帽21下方。第一反射件23设置于壳体22内部并且位于该出光元件11上方，用以反射该光线50。触发件24连接键帽21并且伸入壳体22内部。第二反射件则连接于触发件24并被设置于光接收器12上方。当触发件24位于一第一位置S1时，该第二反射件25无法接收到第一反射件23反射的光线50。而当触发件24位于一第二位置S2时，第二反射件25接收由第一反射件23反射的光线50并且将该光线50反射至该光接收器12，使光接收器12产生一电子信号(未表示于图中)。电路板10依据该电子信号(未表示于图中)产生一开关信号51。于本较佳实例中，按键20还包括一发光二极管40以及一导光件41。发光二极管40设置于电路板10的一表面13上，并且发出一照明光401。导光件41则设置于壳体22内，用以传导照明光401穿透出键帽21，而达到按键照明的功能。以下详细说明按键结构的触发作动机制。
续参阅图3、图4以及图5，图3为本发明第一较佳实施例的按键俯视图，图4为本发明第一较佳实施例的按键底视图，图5为本发明第一较佳实施例的电路板示意图。以下以单一颗按键20进行说明。如图4所示，本实施例的按键20还包括一滤光片30、一入光孔111以及一出光孔121。该滤光片30设置于该壳体22并位于第二反射件12以及光接收器12之间。该出光元件11以及光接收器12则设置于壳体22外，并且位于电路板10上。其中，入光孔111设置于出光元件11上方，用以使光线50进入壳体22内部，而出光孔121位于该光接收器12上方，用以使该光线50穿出壳体22外部。此外，于本实施例中，滤光片30设置于该出光孔121的表面。
以下进一步解说详细的按键20触发作动机制。请参阅图6，其为本发明第一较佳实施例的按键作动示意图。当按键20处于未被触压的状态时，触发件24因尚未被触压而位于第一位置S1。出光元件11发射的光线50经由入光孔111进入壳体22内，并形成一光线行进路径X。由于第一反射件23位于光线行进路径X上，因此光线50将被第一反射件23的一第一反射斜面231所反射。当触发件24位于第一位置S1时，第二反射件25并没有位于行进路径X上，因此第二反射件25无法接收第一反射件23所反射的光线50。当按键20被触压时，触发件24被按压而移动到第二位置S2，使第二反射件25移动到光线50的行进路径X上，因此第二反射件25的一第二反射斜面251接收第一反射件23所反射的光线50并将光线50反射至出光孔121而使光线50穿出壳体22之外。同时，为了避免光线50受到周围其他杂光的干扰导致光接收器12接收时产生误差或信号误判，当光线50穿出壳体22后会先通过滤光片30。滤光片30将滤除对光线50形成干扰的其他周围光线。之后，经过过滤后的光线50照射至光接收器12中，由光接收器12产生一电子信号(未表示于图中)予电路板10所包含的控制器(未表示于图中)，因此使电路板10依据该电子信号(未表示于图中)产生一按键开关信号51。
进一步而言，按键内部或周围可能会有键盘背光、发光二极管光线或是自然光…等其他周围光线在环境中。当出光元件11照射出光线50之后，光线50进入到环境中，而光接收器12可能会将周围光线错误判断成光线50，而产生错误的电子信号。因此将滤光片30设置在出光孔121的表面。光线50穿出壳体22之后通过滤光片30先过滤掉环境中的周围光线，让光接收器12准确地接收到光线50并产生电子信号。
较佳者，该出光元件11可以为一红外线光源件。该光线50为一红外线。光接收器12为一红外线接收器。该滤光片30为一红外线滤光片，该红外线滤光片仅供红外线通过，用以过滤掉环境中的周围光线。该第一反射件23与该第二反射件25可为棱镜结构。
另外，本发明还提供一第二实施例。本发明第二较佳实施例请参阅图7以及图8。图7为本发明第二较佳实施例的按键底视图，图8为本发明第二较佳实施例的按键作动示意图。本发明第二较佳实施例的部分元件设置及作动流程与第一较佳实施例相符，因此相同的部分就不再多加赘述。如图7、8所示，本发明第二较佳实施例的光学式开关键盘包括一电路板60以及多个按键70。该电路板60包括多个出光元件61以及多个光接收器62。出光元件61用以发射一光线80，该光线80较佳为一不可见光。而光接收器62用以接收出光元件61发射的光线80。按键70设置于电路板60上方，且每一按键70对应一出光元件60与一光接收器62。每一按键70包括一键帽(未显示于图中)、一壳体72、一触发件74、一第一反射件73以及一第二反射件75。该第一反射件73连接于触发件74并位于该出光元件61上方，且第一反射件73依据触发件74的移动而位移。第二反射件75连接该壳体72并且设置于该光接收器62上方。出光元件61以及光接收器62设置于电路板60上并位于该壳体72外。壳体72的底部还包括一入光孔611以及一出光部621，入光孔611位于出光元件61上方，用以使光线80进入壳体72内，出光部621位于光接收器62上方，用以供光线80穿出壳体72。第二反射件75设置于该出光部621。该第二反射件75具有滤光功能。
以下进一步说明的第二较佳实施例按键70触发机制。当按键70处于未被触压的状态时，触发件74尚未被按压而位于一第一位置S3，出光元件61发射该光线80经由入光孔611进入壳体72内，且光线80被第一反射件73的一第一反射面731所反射，但反射后的光线50照射路径高于第二反射件75，因此无法照射到第二反射件75而不被第二反射件75所反射。当按键70被触压时，触发件74被按压而移动到第二位置S4，使第一反射件73往下位移，当光线80被第一反射件73的一第一反射面731所反射之后，光线50的照射路径朝向第二反射件75，使第二反射件75接收该光线80，并且该第二反射件75的一第二反射面751反射该光线80，并使光线80透出壳体72。同时第二反射件75过滤环境中的键盘背光、发光二极管光线或是自然光…等其他周围光线，使该光接收器62准确接收光线80。再由光接收器62产生一电子信号(未表示于图中)予电路板60的控制器(未表示于图中)，因此使电路板60依据电子信号(未表示于图中)产生一开关信号81。
较佳者，该出光元件61可为一红外线光源件。该光线80为一红外线。光接收器62为一红外线接收器。该第一反射件73与第二反射件75为棱镜结构。第二反射件75较佳为一红外线过滤棱镜，第二反射件75仅供红外线通过，用以过滤掉环境中的周围光线。本发明第二较佳实施例更可包括一发光二极管以及一导光件，该发光二极管以及导光件的结构设置与功能与第一较佳实施例相同，因此不多加赘述。
续请参阅图9本发明第三较佳实施例的按键作动示意图。第三较佳实施例所包括的的元件与第一较佳实施例相同，因此元件连接结构及作动就不多加赘述。其中，第三较佳实施例光学式开关键盘的按键包括一出光元件91、一光接收器92、第一反射件93与一第二反射件95。在实施本发明时，于不同规格的键盘中，出光元件91与光接收器92二者的间距可能不同。此时可以先确定出光元件91与光接收器92二者的位置，再调整该第一反射件93与第二反射件95的位置，以改变光线96的反射路径。详细而言，可改变该第一反射件93所在的位置而调整第一反射斜面的倾斜度，或改变该第二反射件95所在的位置而调整第二反射斜面的倾斜度。当反射斜面的倾斜度改变时，光线在反射斜面上的反射角度也会改变，产生较偏斜的反射路径，使光线照射到不同的位置。本第三较佳实施例以第二反射件95为例。当光接收器92设置在距离出光元件91较远的位置，两者的距离变大。本实施例改变第二反射件95的第二反射斜面951的倾斜度，当光线96自出光元件91发射并且经过第一反射件93反射之后，经过按压的触发件94将第二反射件95移动到光线96的行进路径上，此时第二反射斜面951的倾斜度较大而使光线96改变反射路径往较偏斜的方向照射，使入光位置与出光位置两者距离变大，令出光位置对应到距离较远的光接收器92，使光线96准确进入该光接收器92。
本发明提供的光学式开关键盘，将出光元件与光接收器设置于按键外部，简化按键结构，同时易于更换以及调整。并设置过滤结构用以过滤其他光线与杂讯，提高光学式按键的判断灵敏度以及准确度，解决现有技术的问题。
上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求范围，因此凡其他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范围内。

Claims (23)

1.一种光学式开关键盘，包括：
一电路板，该电路板包括：
多个出光元件，每一该出光元件发射一光线；
多个光接收器，每一该光接收器接收一该出光元件发射的该光线而产生一电子信号；
多个按键，设置于该电路板上方，每一该按键对应一该出光元件与一该光接收器，每一该按键包括：
一键帽；
一壳体，设置于该键帽下方；
一第一反射件，位于该壳体内部，并设于该出光元件上方，用以反射该光线；以及，
一触发件，连接该键帽并伸入该壳体内部，该触发件包括：
一第二反射件，连接于该触发件，并设于该光接收器上方；当该触发件位于一第一位置时，该第二反射件不接收该第一反射件反射的该光线，当该触发件位于一第二位置时，该第二反射件接收该第一反射件反射的该光线，并且该第二反射件反射该光线进入该光接收器，使该电路板依据该电子信号产生一开关信号。
2.如权利要求1所述的光学式开关键盘，其中，当该触发件位于该第二位置时，该第二反射件位于该光线的一行进路径上，并反射该光线进入该光接收器。
3.如权利要求1所述的光学式开关键盘，其中，该出光元件以及该光接收器设置于该壳体外，使该光线自外部进入该壳体内，并反射穿出该壳体。
4.如权利要求3所述的光学式开关键盘，其中，该按键还包括一滤光片设置于该壳体，并且该滤光片位于该第二反射件与该光接收器之间，用以过滤该光线。
5.如权利要求3所述的光学式开关键盘，其中，该壳体的一底部还包括一入光孔以及一出光孔，其中该入光孔位于该出光元件上方，用以使该光线进入该壳体内，该出光孔位于该光接收器上方，用以使该光线穿出该壳体外。
6.如权利要求5所述的光学式开关键盘，其中，该按键还包括一滤光片设置于该壳体上，并位于该出光孔的表面。
7.如权利要求1所述的光学式开关键盘，其中，该第一反射件包括一第一反射斜面，该第二反射件包括一第二反射斜面。
8.如权利要求1所述的光学式开关键盘，其中，该第一反射件以及该第二反射件为棱镜结构。
9.如权利要求1所述的光学式开关键盘，其中，该出光元件与该光接收器设置于该电路板上。
10.如权利要求1所述的光学式开关键盘，其中，该光线为一不可见光。
11.如权利要求1所述的光学式开关键盘，其中，该光线为一红外线。
12.如权利要求1所述的光学式开关键盘，其中，该按键还包括一发光二极管以及一导光件，该发光二极管设置于该电路板的一表面，该导光件设置于该壳体中，该发光二极管发出一照明光，该导光件传导该照明光，据使该照明光穿透该键帽。
13.一种光学式开关键盘，包括：
一电路板，该电路板包括：
多个出光元件，每一该出光元件发射一光线；
多个光接收器，每一该光接收器接收一该出光元件发射的该光线而产生一电子信号；
多个按键，设置于该电路板上方，每一该按键对应一该出光元件与一该光接收器，每一该按键包括：
一键帽；
一壳体，设置于该键帽下方；
一触发件，设置于该壳体内部并连接该键帽，该触发件包括一第一反射件，设置于该出光元件上方，用以反射该光线；以及
一第二反射件，连接该壳体，并设置于该光接收器上方；当该触发件位于该第一位置时，该第一反射件反射的该光线不照射至该第二反射件，当该触发件位于第二位置时，使该第一反射件反射该光线照射该第二反射件，且该第二反射件反射该光线进入该光接收器，据使电路板依据该电子信号产生一开关信号。
14.如权利要求13所述的光学式开关键盘，其中，该出光元件以及该光接收器设置于该壳体外，使该光线自外部进入该壳体内，并反射穿出该壳体。
15.如权利要求13所述的光学式开关键盘，其中，该壳体的一底部还包括一入光孔以及一出光部，其中该入光孔位于该出光元件上方，用以使该光线进入该壳体内，该出光部位于该光接收器上方，用以使该光线穿出该壳体外。
16.如权利要求15所述的光学式开关键盘，其中，该第二反射件设置于该出光部，用以过滤该光线。
17.如权利要求13所述的光学式开关键盘，其中，该第一反射件以及该第二反射件为棱镜结构。
18.如权利要求13所述的光学式开关键盘，其中，该第二反射件为一红外线过滤棱镜，用以反射并过滤该光线。
19.如权利要求13所述的光学式开关键盘，其中，该第一反射件包括一第一反射斜面，该第二反射件包括一第二反射斜面。
20.如权利要求13所述的光学式开关键盘，其中，该出光元件与该光接收器设置于该电路板上。
21.如权利要求13所述的光学式开关键盘，其中，该光线为一不可见光。
22.如权利要求13所述的光学式开关键盘，其中，该光线为一红外线。
23.如权利要求13所述的光学式开关键盘，其中，该按键还包括一发光二极管以及一导光件，该发光二极管设置于该电路板的一表面，该导光件设置于该壳体中，该发光二极管发出一照明光，该导光件传导该照明光，据使该照明光穿透该键帽。
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