TWI479366B - 薄型壓力式按鍵結構 - Google Patents

Description

薄型壓力式按鍵結構

本發明係關於一種薄型壓力式按鍵結構，具體言之，特別是有關於一種具有感測按鍵力道之薄型壓力式按鍵結構。

按鍵在過去被廣泛的使用在輸入裝置，舉凡日常生活所接觸的消費級電子產品或是工業界使用的大型加工設備，皆需設有按鍵結構作為輸入裝置，以操作上述之電子產品與加工設備。為因應電子產品薄型化的趨勢，按鍵在設計上更有薄型化的需求。

一般按鍵在結構的設計方面，必須具有支撐結構及彈性元件，支撐結構使得按鍵在被使用者按壓時，得以垂直的升降，藉以觸發開關，一般按鍵大多以鍵盤的外框或是剪刀腳結構作為支撐結構；彈性元件使得按鍵被按壓後，得以藉由彈性元件的彈力使得按鍵回復未被按壓時的狀態，一般按鍵大多以倒碗狀的橡膠彈性體或金屬彈片來作為彈性元件。然而，也因為支撐結構及彈性元件需要特定的形狀或結構來達成其功效，使得按鍵在設計上，因為形狀或結構上的需求而無法達到薄型化的目的。

另外，習知按鍵的結構上，容易產生施力不均的問題，特別是在長鍵，例如空白鍵的設計上，當使用者按壓按鍵邊緣時，可能因為施力不均導致支撐結構未能平衡地垂直升降，而無法正確地觸發按鍵訊號。

有鑑於上述缺點，本發明以片狀導電體及片狀間隔層來取代習知的支撐結構及彈性元件，片狀導電體或片狀間隔層係以材料本身的彈性來提供按鍵的回復力，故不需特定結構，且其片狀結構得以平均支撐按鍵，可有效降低按鍵厚度；另外，本發明利用該片狀導電體下表具有複數個凸出部的設計，來使單一按鍵得以多點觸發，即使按壓在按鍵邊緣，仍得以有效觸發訊號，藉由本發明之結構，得以改進習知結構的缺失，進而達到按鍵薄型化的目的。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明提供一種薄型壓力式按鍵結構，其包含鍵帽、片狀導電體、片狀間隔層與導電層，當施不同的力量於鍵帽時，片狀導電體經由片狀間隔層而與導電層會有不同的接觸面積，可藉此量測阻抗(電壓)判斷按鍵的狀態。

達到上述目的之薄型壓力式按鍵結構，包含：一片狀導電體，該片狀導電體下表面具有複數個凸出部；一片狀間隔層，設於該片狀導電體之下，該片狀間隔層具有複數個孔洞以相應該鍵帽之片狀導電體之凸出部；以及一導電層，設於該片狀間隔層之下，該導電層表面設有一導電物質；其中，對該片狀間隔層設一參數決定設定值，施力於該片狀導電體而產生一施力值，該施力值未達到該設定值時，該片狀導電體與該導電層未能導通，而該施力值大於該設定值時，該片狀導電體與該導電層得以導通。

較佳地，該施力值未達到該設定值時，該片狀導電體 與該導電層無法接觸而形成斷路，而該施力值大於該設定值時，該片狀導電體與該導電層得以接觸而導通。

較佳地，該片狀導電體與該導電層導通之阻值隨該施力值大小而改變。

較佳地，該片狀導電體係為彈性導電材料製成。

較佳地，該片狀導電體係一碳黑橡膠。

較佳地，該片狀導電體之凸出部係呈現方形形狀。

較佳地，該片狀導電體上方設有一鍵帽。

較佳地，該片狀導電體與該鍵帽係以雙模射出或模內射出成形製成。

較佳地，該導電層可為一印刷電路板或由一聚酯薄膜與該導電物質組成，該導電物質可用印刷方式將其印於該聚酯薄膜表面，該導電物質可為銀漿或碳膜。

較佳地，該導電層之導電物質具有兩個以上之獨立圖形。

較佳地，該片狀間隔層之孔洞係呈現方形形狀。

較佳地，該片狀間隔層高度大於該片狀導電體之凸出部的高度，該片狀間隔層用以控制該鍵帽與該導電層的間距與控制觸發力量的大小。

較佳地，該片狀間隔層係以彈性材料製成。

為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅 為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

請參閱第一圖與第二圖，係分別顯示本發明薄型壓力式按鍵結構之上視立體分解圖與下視立體分解圖。在此實施例中，本發明薄型壓力式按鍵結構1包含：一鍵帽2；一片狀導電體3，設於該鍵帽2之下，該片狀導電體3下表面具有複數個凸出部4；以及一片狀間隔層5，設於該片狀導電體3之下，該片狀間隔層5具有複數個孔洞6以相應該片狀導電體3之凸出部4；一導電層7，設於該片狀間隔層5之下，該導電層7上表面設有一導電物質8。

本發明係利用該片狀間隔層5隔離該片狀導電體3及該導電層7，使之於未被按壓時呈現斷路狀態。該片狀導電體3及該片狀間隔層5其中之一可為彈性材料所製成，並利用其材料本身的彈性提供按鍵之回復力。在該按鍵被按壓時，由於該片狀導電體3及該片狀間隔層5其中之一為彈性材料所製成，因此在受到外力時，兩者互相擠壓，得使該片狀導電體3下表面具有複數個凸出部4得以與該導電層7增加接觸面積，藉以觸發按鍵。

於本實施例當中，該鍵帽2與該片狀導電體3可為兩個獨立元件，以嵌合、黏合等方式使之相互連結，或可利用模內射出、雙模射出等成形技術進行製造。

於本實施例當中，該片狀導電體3係以一彈性導電材料製成，其所搭配之片狀間隔層5亦為彈性材料製成。在實際應用上，亦得以非彈性材料製成的片狀導電體3搭配 彈性材料製成之片狀間隔層5，或以彈性材料製成的片狀導電體3搭配非彈性材料製成之片狀間隔層5來實現本發明。應視實際應用需求，調整該片狀導電體3及該片狀間隔層5之材料。

於本實施例當中，該片狀導電體3係一具有彈性的碳黑橡膠，該片狀導電體3之凸出部4係呈現方形形狀，於實際應用上亦可為圓形或其他幾何形狀。該片狀間隔層5之孔洞6係對應該片狀導電體3之凸出部4呈現方形形狀，該孔洞6係可用收容該片狀導電體3之凸出部4。該片狀間隔層5高度大於該片狀導電體3之凸出部4的高度，該片狀間隔層5用以控制該鍵帽2與該導電層7的間距與控制觸發力量的大小。該導電層7可為一印刷電路板(PCB)或由一聚酯薄膜(PET)與該導電物質8組成，該導電物質8可用印刷方式將其印於該聚酯薄膜表面，該導電物質8可為銀漿或碳膜。該導電物質8具有兩個以上之獨立圖形，分別為圖形9與圖形10，該圖形9類似E形狀，而該圖形10係由二個水平的一字垂直於1字而成之形狀。

請參閱第三圖與第四圖，係分別顯示本發明薄型壓力式按鍵結構之側視圖以及剖視圖，其中第四圖為了使元件標號清楚及圖面清晰，故省略了所有的剖面線。對該片狀間隔層5設一參數決定設定值，該鍵帽2被按壓，進而施力於該片狀導電體3而產生一施力值(F)，當該施力值未達到該設定值時，該片狀導電體3與該導電層7無法導通，而該施力值大於該設定值時，該片狀導電體3與該導電層7導通，該片狀導電體3與該導電層7導通之阻值隨該施 力值大小而改變。舉例來說，當使用者未施力按壓該鍵帽2時，該片狀導電體3並不會對該片狀間隔層5下壓，於本實施例當中，此時該片狀間隔層5雖然是有抵接到該導電層4上面的該導電物質8，但由於該片狀間隔層5不具有導電特性，且該片狀間隔層5隔離了片狀導電體3與該導電層7，故該導電物質8的該圖形9與該圖形10係不連通的，故該片狀導電體3與該導電層7便不會導通。於實際應用時，亦可為片狀導電體3與該導電層7雖然於未按壓時即相互抵接，但由於該片狀導電體3與該導電層7之間的阻值未能使該導電物質8的該圖形9與該圖形10導通，故該片狀導電體3與該導電層7便不會導通。

當該鍵帽2被按壓而產生另一施力值(該施力值係小於該設定值)時，該片狀導電體3對該片狀間隔層5下壓，此時該片狀導電體3便會向下移動，但由於該施力值不足以使該片狀導電體3接觸到該導電層7上面的該導電物質8，或是該施力值並沒有使該片狀導電體3同時接觸到該圖形9與該圖形10，或是片狀導電體3與該導電層7雖然相互抵接，但由於該片狀導電體3與該導電層7導通之阻值未能使該導電物質8的該圖形9與該圖形10導通，如此一來，該片狀導電體3與該導電層7便不會導通。

當該鍵帽2被按壓而產生另一更大施力值(該施力值係大於該設定值)時，該片狀導電體3對該片狀間隔層5下壓，此時該片狀導電體3便會向下移動並且接觸到該導電層7上面的該導電物質8，也就是會同時接觸到該圖形9與該圖形10，如此一來，該片狀導電體3與該導電層7便會導通。 施予不同的力量於該鍵帽2時，該片狀導電體3經由該片狀間隔層5與該導電層7之導電物質8會有不同的接觸面積，即該圖形9與該圖形10之間會產生不同的阻抗，此時將可藉由量測此阻抗(電壓)來判斷該鍵帽2的狀態。較佳地，該片狀間隔層5係以彈性材料製成，得以提供較佳的按壓觸感及回復力道。

除上述功能之外，本發明的另一個優點是得以使按鍵受力平均，當本按鍵結構用在長鍵(如：空白鍵或SHIFT鍵)時，使用者不需刻意將力量施於按鍵的正中央，即使是按壓在按鍵的角落，按鍵仍可以正確觸發訊號。以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧薄型壓力式按鍵結構

2‧‧‧鍵帽

3‧‧‧片狀導電體

4‧‧‧凸出部

5‧‧‧片狀間隔層

6‧‧‧孔洞

7‧‧‧導電層

8‧‧‧導電物質

9、10‧‧‧圖形

第一圖係顯示本發明薄型壓力式按鍵結構之上視立體分解圖。

第二圖係顯示本發明薄型壓力式按鍵結構之下視立體分解圖。

第三圖係顯示本發明薄型壓力式按鍵結構之側視圖。

第四圖係顯示本發明薄型壓力式按鍵結構之剖視圖

1‧‧‧薄型壓力式按鍵結構

2‧‧‧鍵帽

5‧‧‧片狀間隔層

6‧‧‧孔洞

7‧‧‧導電層

8‧‧‧導電物質

9、10‧‧‧圖形

Claims (13)

1. 一種薄型壓力式按鍵結構，包含：一鍵帽；一片狀導電體，設於該鍵帽之下，該片狀導電體外表具有複數個凸出部；一片狀間隔層，設於該片狀導電體之下，該片狀間隔層具有複數個孔洞以相應且收容該片狀導電體之凸出部；以及一導電層，設於該片狀間隔層之下，該導電層表面設有一導電物質；其中，對該片狀間隔層設一參數決定設定值，施力於該片狀導電體而產生一施力值，該施力值未達到該設定值時，該片狀導電體與該導電層未能導通，而該施力值大於該設定值時，該片狀導電體與該導電層得以導通，該片狀導電體與該導電層導通之阻值隨該施力值大小而改變。
2. 如申請專利範圍第1項所述之薄型壓力式按鍵結構，其中該施力值未達到該設定值時，該片狀導電體與該導電層無法接觸而形成斷路，而該施力值大於該設定值時，該片狀導電體與該導電層得以接觸而導通。
3. 如申請專利範圍第1項所述之薄型壓力式按鍵結構，其中該施力值未達到該設定值時，該片狀導電體與該導電層之間的阻值未能導通。
4. 如申請專利範圍第1項所述之薄型壓力式按鍵結構，其中該片狀導電體係為彈性導電材料製成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之薄型壓力式按鍵結構，其中該片狀導電體係一碳黑橡膠。
6. 如申請專利範圍第1項所述之薄型壓力式按鍵結構，其中該片狀導電體係之凸出部係呈現方形形狀。
7. 如申請專利範圍第1項所述之薄型壓力式按鍵結構，其中該導電層可為一印刷電路板或由一聚酯薄膜與該導電物質組成，該導電物質可用印刷方式將其印於該聚酯薄膜表面，該導電物質可為銀漿或碳膜。
8. 如申請專利範圍第1項所述之薄型壓力式按鍵結構，其中該導電層之導電物質具有兩個以上之獨立圖形。
9. 如申請專利範圍第1項所述之薄型壓力式按鍵結構，其中該片狀間隔層之孔洞係呈現方形形狀。
10. 如申請專利範圍第1項所述之薄型壓力式按鍵結構，其中該片狀間隔層高度大於該片狀導電體之凸出部的高度，該片狀間隔層用以控制該鍵帽與該導電層的間距與控制觸發力量的大小。
11. 如申請專利範圍第1項所述之薄型壓力式按鍵結構，該片狀間隔層係以彈性材料製成。
12. 如申請專利範圍第1項所述之薄型壓力式按鍵結構，其中該片狀導電體係為非彈性導電材料製成，該片狀間隔層係以彈性材料製成。
13. 如申請專利範圍第1項所述之薄型壓力式按鍵結構，其中該片狀導電體與該鍵帽係以雙模射出或模內射出成形製成。