TW201322294A - 鍵盤 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種鍵盤，其包含一底板、複數個按鍵結構、複數個開關及一電容式觸控感測元件。每一個按鍵結構設置於該底板之上並包含一鍵帽，該鍵帽能相對於該底板上下移動。每一個開關對應一個鍵帽並設置於該對應的鍵帽之下，每一個鍵帽能朝向該底板移動以觸發該對應的開關。該電容式觸控感測元件設置於該複數個按鍵結構之下，用以感測實施於鍵帽上之觸控操作。藉此，該鍵盤之功能提昇，使用者可於同一投影區域實施按鍵輸入及觸控操作，避免同時使用習知鍵盤及觸控板的不便，例如需較大的空間放置裝置、不時於裝置間移動以變換輸入等。

Description

鍵盤

本發明關於一種鍵盤，尤指一種具有觸控功能之鍵盤。

目前用於電子裝置的鍵盤，多僅具有按鍵輸入功能。若使用者需使用觸控功能時，例如游標控制、圖形繪製，則電子裝置需另接一觸控板，以供使用者使用。然而，一個鍵盤加一個觸控板所需放置空間不小，在使用上可能造成使用者的工作空間不足，並且多條裝置與電子裝置間的連接纜線亦使工作空間顯得紊亂，更加干擾工作。此外，使用者的手需不時於兩個裝置之間移動以變換輸入方式，例如按鍵輸入、觸控操作，此亦增加使用上的不便。另外，實體分離的鍵盤及觸控板於實際設置時，位置多為固定，限制了使用者操作手勢，亦增加使用上的不便。

鑑於先前技術中的問題，本發明的目的之一在於提供一種鍵盤，無需額外裝置放置空間即可提供觸控功能，增加使用者輸入操作的方便性。

本發明之鍵盤包含一底板、複數個按鍵結構、複數個開關及一電容式觸控感測元件。每一個按鍵結構設置於該底板之上並包含一鍵帽，該鍵帽能相對於該底板上下移動。每一個開關對應該複數個鍵帽其中之一並設置於該對應的鍵帽之下，每一個鍵帽能朝向該底板移動以觸發該對應的開關。該電容式觸控感測元件設置於該複數個按鍵結構之下，用以感測實施於該複數個鍵帽上之一物件之移動。

因此，本發明之鍵盤於同一裝置投影區域內同時具有按鍵輸入及觸控操作之功能，避免前先技術中同時使用習知鍵盤及觸控板之架構下，需較大的空間放置輸入裝置及需使用者不時在兩個裝置間移動以能變換輸入所帶來的不便。此外，由於該電容式觸控感測元件直接設置於該複數個鍵帽之下，因此使用者可直接使用任一手或雙手就地進行觸控操作，增加操作的便利性。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第1圖，其為根據本發明之一較佳具體實施例之鍵盤1之剖面示意圖。鍵盤1包含一底板12、複數個按鍵結構14、複數個開關16、一電容式觸控感測元件18及一薄膜電路板20；其中，雖第1圖所示之剖面位置實際未通過開關16，惟為便於說明，仍於第1圖中對應的位置繪示開關16。每一個按鍵結構14設置於底板12之上並包含一鍵帽142，鍵帽142能相對於底板12上下移動。每一個開關16對應該複數個鍵帽142其中之一並設置於對應的鍵帽142之下，每一個鍵帽142能朝向該底板移動以觸發對應的開關16。電容式觸控感測元件18設置於該複數個按鍵結構14之下，用以感測實施於該複數個鍵帽142上之一物件2(例如使用者之手指)之移動(以粗實線雙箭頭表示於第1圖中)。藉此，鍵盤1於同一裝置投影區域內同時提供按鍵輸入及觸控操作。

進一步來說，於本實施例中，每一個按鍵結構14包含一昇降機構144，昇降機構144連接底板12與鍵帽142，故鍵帽142能藉由昇降機構144相對於底板12上下移動，昇降機構144於實作上可為一剪刀式支架。電容式觸控感測元件18係一觸控板，該複數個開關16設置於該觸控板之上。於實作上，電容式觸控感測元件18需於適當位置鏤空以使昇降機構144能與底板12連接。每一個開關16包含一對接點162及設置於該對接點162上之一彈性圓頂164，彈性圓頂164能被對應的鍵帽142擠壓以短接該對接點162。於本實施例中，該複數對接點162係形成於一薄膜電路板20，設置於電容式觸控感測元件18上，同樣地，薄膜電路板20需於適當位置鏤空以使昇降機構144能與底板12連接。其中，實作上，薄膜電路板20可使用習知的薄膜電路板，此為本技術領域習知技藝者可輕易得知者，故為簡化薄膜電路板20之結構，僅以剖面線表示於第1圖中；於後續圖式中亦同，不另贅述。

為便於說明，於該複數個鍵帽142之頂表面上定義一按壓操作平面22(以虛線表示於第1圖中)。因此，物件2可於此按壓操作平面22按壓鍵帽142以實現按鍵輸入；物件2亦可於此按壓操作平面22上滑動，而為電容式觸控感測元件18所感測，以實現觸控操作。

補充說明的是，第1圖中之昇降機構144之結構高度係誇大繪示，其結構高度應配合使用之電容式觸控感測元件18之有效感測距離為定，雖目前的電容式觸控板之有效感測距離受限於訊號分析技術，多為數毫米，但本發明之適用不以此為限。又，前述電容式觸控感測元件18雖得以習知之觸控板實作，但本發明亦不以此為限；原則上，僅需使用之電容式觸控感測元件能感測到實施於按壓操作平面22之物件移動即可。

另外，前述開關16係由一對接點162及彈性圓頂164實作，昇降機構144以一剪刀式支架實作，但本發明均不以此為限。請參閱第2圖，其為根據本發明之另一較佳具體實施例之鍵盤3之剖面示意圖。鍵盤3包含一底板32、複數個按鍵結構34、複數個開關36、一電容式觸控感測元件38及一上蓋42。鍵盤3各組件之補充說明可參閱鍵盤1中相同命名之組件之說明，不另贅述；後文將主要說明不同之處。

於本實施例中，上蓋42設置於底板32之上，按鍵結構34之昇降機構344係一懸臂，該懸臂之固定端3442固定連接至上蓋42，按鍵結構34之鍵帽342固定於該懸臂上並露出於上蓋42。利用懸臂結構，可避免於鍵帽342與底板32間設置過多的結構件，有助於降低鍵帽342相對底板32之高度，故於本實施例中，開關36可為一般觸動開關，而鍵帽342包含一突出3422於其底表面，鍵帽342即能藉由突出3422直接觸發對應的開關36。於本實施例中，電容式觸控感測元件38可為一觸控板，其具有複數個通孔382，每一個通孔382容置該複數個開關36其中之一；其中，觸控板上之感測電路自需讓過通孔382，其可為本技術領域習知技藝者可輕易完成者，不待贅述。

補充說明的是，於實作上，上蓋42可於鍵盤3中間部分與底板32連接，此時觸控板上需形成通孔以供上蓋42與底板32連接；上蓋42或可於整個鍵盤3周圍處與底板32銜接，可避免觸控板形成過多的通孔而影響感測物件2移動的靈敏度。再補充說明的是，於本實施例中，上蓋42抵住電容式觸控感測元件38，可增加電容式觸控感測元件38的固定性，進而增加電容式觸控感測元件38的感測物件2移動的精確度。此外，懸臂結構有助於降低鍵帽342相對底板32之高度，但於實作上仍可於鍵帽342與底板32之間設置彈性圓頂164以增加懸臂之回彈力，亦可減少懸臂作動時的變形量，延長使用壽命。

另外，由於懸臂結構，鍵帽342之突出3422可設計以十分接近底板32，此時前述開關36亦可形成於一薄膜電路板，亦無需如第1圖中彈性圓頂164之設計，如第3圖所示。於此實施例中，薄膜電路板40設置於底板32與電容式觸控感測元件38之間，薄膜電路板40對應通孔382處形成一對接點362，作為開關，鍵帽342之突出3423即能通過通孔382以短接對應的該對接點362，同樣能實現按鍵輸入功能。此外，由於電容式觸控感測元件38位於薄膜電路板40之上，更接近物件，故第3圖所示之架構有助於電容式觸控感測元件38感測物件2之移動。第3圖中鍵盤之各組件之補充說明可參閱前述各實施例中相同命名之組件之說明，不另贅述。

請參閱第4圖，其為根據本發明之另一實施例之鍵盤之剖面示意圖。第4圖中鍵盤之結構與第3圖中鍵盤之結構大致相同，主要不同之處在於電容式觸控感測元件38設置於底板32與薄膜電路板40之間，鍵帽342之突出3423無需穿過電容式觸控感測元件38即可使對應的該對接點362短接，故電容式觸控感測元件38無需形成通孔，增加感測物件2移動的精確度，亦減少電容式觸控感測元件38之加工程序及設計困難度。第4圖中鍵盤之各組件之補充說明可參閱前述各實施例中相同命名之組件之說明，不另贅述。

請參閱第5圖，其為根據本發明之另一實施例之鍵盤之剖面示意圖。第5圖中鍵盤之結構與第2圖中鍵盤之結構大致相同，主要不同之處在於由一對接點362形成之開關整合至電容式觸控感測元件38中，可減少組件數量，亦間接提昇製程品質。於本實施例中，電容式觸控感測元件39包含一電容感測電路及設置於該電容感測電路中之複數對接點362。於實作上，可於二基板392上分別形成複數個X軸電極墊394a及複數個Y軸電極墊394b，X軸電極墊394a及Y軸電極墊394b分別串接，該兩基板392相對結合，中間設置一介質片396，形成該電容感測電路。介質片396於對應突出3423的位置形成通孔3962，於此處的基板392上則形成該對接點362，藉此，該對接點362正常時斷開，而於突出3423按壓時短接。但根據本發明之整合式的電容式觸控感測元件不以前述實施例為限，本技術領域習知技藝者自可基於不同電容感測電路設置原理將一對接點整合至其中，不另贅述。第5圖中鍵盤之各組件之補充說明可參閱前述各實施例中相同命名之組件之說明，亦不另贅述。

於實作上，本發明亦可適用於發光鍵盤。請參閱第6圖，根據本發明之一較佳具體實施例之發光鍵盤5之剖面示意圖。為便於說明，發光鍵盤5採用第4圖中鍵盤之結構。於本實施例中，發光鍵盤5之底板52係一透明可導光之板材，發光鍵盤5另包含一背光模組54，背光模組54包含一反射片542以及至少一發光單元544。反射片542設置於底板52之下表面上，用以反射行進於底板52內之光線；於實作上，可於底板52之下表面上塗佈反射物質以形成反射片542。發光單元544，例如發光二極體，用以發射進入底板52的光線；實作上，發光單元544設置之位置不限於第6圖所示者，原則上僅需發光單元544發射的光線能進入底板52內即可。於本實施例中，電容式觸控感測元件38仍設置在底板52之上，藉此，使用者可利用發光鍵盤5之背光功能提昇按鍵輸入及觸控操作方便性。補充說明的是，發光鍵盤5之背光結構設計亦可適用於前述各實施例之鍵盤中，其實作結構可基於前述發光鍵盤5之說明而完成，不另贅述。

於發光鍵盤5結構中，背光結構之導光板與底板52整合，有助於發光鍵盤5整體厚度的縮減，但本發明不以此為限。請參閱第7圖，根據本發明之另一較佳具體實施例之發光鍵盤7之剖面示意圖。同樣地，為便於說明，發光鍵盤7亦採用第4圖中鍵盤之結構。於本實施例中，發光鍵盤7另包含一背光模組74，設置於發光鍵盤7之底板72之下。背光模組74包含一導光板742、一反射片744以及至少一發光單元746。反射片744設置於導光板742之下表面上，用以反射行進於導光板742內之光線；於實作上，可於導光板742之下表面上塗佈反射物質以形成反射片744。發光單元746，例如發光二極體，用以發射進入導光板742的光線；實作上，發光單元746設置之位置不限於第7圖所示者，原則上僅需發光單元746發射的光線能進入導光板742內即可。發光鍵盤7之底板72不再直接作為導光板使用。背光模組74提供之背光將從底板72下方朝上射出，於實作上，底板72可局部鏤空或是以透光材質製成，使得背光能穿過底板72。於本實施例中，電容式觸控感測元件38仍設置在底板72之上，亦即導光板742之上，藉此，使用者同樣可利用發光鍵盤7之背光功能提昇按鍵輸入及觸控操作方便性。補充說明的是，發光鍵盤7之背光結構設計亦可適用於前述各實施例之鍵盤中，其實作結構可基於前述發光鍵盤7之說明而完成，不另贅述。

如前所述，相較於先前技術，本發明之鍵盤之功能提昇，使用者可於同一投影區域實施按鍵輸入及觸控操作，避免先前技術中同時使用習知鍵盤及觸控板的不便。此外，由於該電容式觸控感測元件直接設置於該複數個鍵帽之下，因此使用者可直接使用任一手或雙手就地進行觸控操作，增加操作的便利性。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1、3．．．鍵盤

2．．．物件

5、7．．．發光鍵盤

12、32、52、72．．．底板

14、34．．．按鍵結構

16、36．．．開關

18、38、39．．．電容式觸控感測元件

20、40．．．薄膜電路板

22．．．按壓操作平面

42．．．上蓋

54、74．．．背光模組

142、342．．．鍵帽

144、344．．．昇降機構

162、362．．．接點

164．．．彈性圓頂

382、3962．．．通孔

392．．．基板

394a、394b．．．電極墊

396．．．介質片

542、744．．．反射片

544、746．．．發光單元

742．．．導光板

3422、3423．．．突出

3442．．．固定端

第1圖為根據本發明之一較佳具體實施例之鍵盤之剖面示意圖。

第2圖為根據本發明之另一較佳具體實施例之鍵盤之剖面示意圖。

第3圖為根據本發明之另一實施例之鍵盤之剖面示意圖。

第4圖為根據本發明之另一實施例之鍵盤之剖面示意圖。

第5圖為根據本發明之另一實施例之鍵盤之剖面示意圖。

第6圖根據本發明之一較佳具體實施例之發光鍵盤之剖面示意圖。

第7圖根據本發明之另一較佳具體實施例之發光鍵盤之剖面示意圖。

32．．．底板

34．．．按鍵結構

38．．．電容式觸控感測元件

40．．．薄膜電路板

42．．．上蓋

342．．．鍵帽

344．．．昇降機構

362．．．接點

3423．．．突出

3442．．．固定端

Claims (12)

1. 一種鍵盤，包含：一底板；複數個按鍵結構，每一個按鍵結構設置於該底板之上並包含一鍵帽，該鍵帽能相對於該底板上下移動；複數個開關，每一個開關對應該複數個鍵帽其中之一並設置於該對應的鍵帽之下，每一個鍵帽能朝向該底板移動以觸發該對應的開關；以及一電容式觸控感測元件，設置於該複數個按鍵結構之下，用以感測實施於該複數個鍵帽上之一物件之移動。
2. 如請求項1所述之鍵盤，其中每一個按鍵結構包含一昇降機構，該鍵帽藉由該昇降機構以能相對於該底板上下移動。
3. 如請求項2所述之鍵盤，其中該昇降機構係一剪刀式支架。
4. 如請求項2所述之鍵盤，更包含一上蓋，設置於該底板之上，該昇降機構係一懸臂，該懸臂之固定端固定連接至該上蓋，該鍵帽固定於該懸臂上並露出於該上蓋。
5. 如請求項1所述之鍵盤，其中每一個開關包含一對接點及設置於該對接點上之一彈性圓頂，該彈性圓頂能被該對應的鍵帽擠壓以短接該對接點。
6. 如請求項5所述之鍵盤，其中該複數對接點係形成於一薄膜電路板。
7. 如請求項6所述之鍵盤，其中該電容式觸控感測元件係一觸控板，設置在該薄膜電路板之上或之下。
8. 如請求項6所述之鍵盤，其中該電容式觸控感測元件係設置於該薄膜電路板上。
9. 如請求項1所述之鍵盤，其中該鍵帽包含一突出，該鍵帽藉由該突出直接觸發該對應的開關。
10. 如請求項1所述之鍵盤，其中該電容式觸控感測元件包含一電容感測電路，每一個開關包含一對接點，該複數對接點設置於該電容感測電路中。
11. 如請求項1所述之鍵盤，更包含一背光模組，其中該底板係一透明可導光之板材，該背光模組包含一反射片以及至少一發光單元，該反射片設置於該底板之下，該發光單元用以發射進入該底板的光線，該電容式觸控感測元件係設置在該底板之上。
12. 如請求項1所述之按鍵，更包含一背光模組，設置於該底板之下，其中該背光模組包含一導光板、一反射片以及至少一發光單元，該電容式觸控感測元件係設置在該導光板之上。