TWI630633B - 鍵盤 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種鍵盤，包括底板、具有複數壓力感測區域之壓力感測層、第一按鍵結構以及第二按鍵結構。第一按鍵結構以及第二按鍵結構分別對應一個壓力感測區域，且位於相對應之壓力感測區域之上方。第一按鍵結構以及第二按鍵結構因應不同的觸壓力而抵頂壓力感測區域，使壓力感測區域產生不同的壓力感測訊號。本發明以壓力感測層取代複數壓力感測元件，以簡化其組裝過程，而可降低組裝成本。

Description

鍵盤

本發明係關於一種鍵盤，尤其係有關於使用機械式按鍵結構之鍵盤。

常見的電腦週邊輸入裝置包括滑鼠、鍵盤以及軌跡球等，其中鍵盤可直接鍵入文字以及符號予電腦，因此相當受到使用者以及輸入裝置廠商之重視。其中，較為常見的是一種包含有剪刀式連接元件的鍵盤。

接下來說明鍵盤中之按鍵結構的架構，且其按鍵結構包含有剪刀式連接元件於其中。請參閱圖1，其為習知鍵盤之按鍵結構之剖面側視示意圖。習知按鍵結構1包括按鍵帽11、剪刀式連接元件12、彈性橡膠體13、薄膜開關電路14以及底板15，且底板15用以承載按鍵帽11、剪刀式連接元件12、彈性橡膠體13以及薄膜開關電路14。其中剪刀式連接元件12係用以連接底板15與按鍵帽11。

薄膜開關電路14具有複數按鍵接點(未顯示於圖中)。該按 鍵接點於被觸發時輸出相對應之按鍵訊號。彈性橡膠體13設置於薄膜開關電路14上且一個彈性橡膠體13係對應於一個按鍵接點，當彈性橡膠體13被觸壓時，彈性橡膠體13發生形變且觸壓薄膜開關電路14中相對應之按鍵接點而產生按鍵訊號。

剪刀式連接元件12位於底板15以及按鍵帽11之間且分別連接二者。剪刀式連接元件12包括第一框架121以及第二框架122。第一框架121之第一端連接於按鍵帽11，而第一框架121之第二端則連接於底板15。彈性橡膠體13被剪刀式連接元件12環繞。此外，第一框架121包括第一按鍵帽軸柱1211以及第一底板軸柱1212。第一框架121係藉由第一按鍵帽軸柱1211而連接於按鍵帽11，且利用第一底板軸柱1212而連接於底板15。而第二框架122與第一框架121結合，且第二框架122之第一端連接於底板15，第二框架122之第二端則連接於按鍵帽11。其中，第二框架122包括第二按鍵帽軸柱1221以及第二底板軸柱1222。第二框架122係藉由其第二按鍵帽軸柱1221而連接於按鍵帽11，且利用第二底板軸柱1222而連接於底板15。

接下來說明習知按鍵結構1被使用者觸壓之運作情形。圖1中，當使用者觸壓按鍵帽11時，按鍵帽11受力而推抵剪刀式連接元件12使其運動，故按鍵帽11可相對於底板15往下移動且觸壓相對應的彈性橡膠體13。此時，彈性橡膠體13發生形變且觸壓薄膜開關電路14以觸發薄膜開關電路14之按鍵接點，使得薄膜開關電路14輸出相對應之按鍵訊號。而當使用者停止觸壓按鍵帽11時，按鍵帽11不再受力而停止觸壓彈性橡膠體13，使得彈性橡膠體13因應其彈性而恢復原狀，同時提供往上的彈性恢復力，按鍵帽11因此而被推回被觸壓之前的位置。

因應科技的進步，使用者追求更佳的觸壓手感，故市面上推出一種機械式按鍵結構。請參閱圖2，其為習知鍵盤之機械式按鍵結構之結構***示意圖。習知機械式按鍵結構2包括按鍵帽(未顯示於圖中)、底座21、上蓋22、推抵件23、連動件24、第一彈片25、第二彈片26以及位於底座21之外的電路板(未顯示於圖中)，上蓋22覆蓋底座21，且上蓋22具有上蓋開孔221，連動件24設置於底座21之中央處且可相對於底座21上下移動。第一彈片25設置於底座21上且接近於底座21之側壁，而第二彈片26設置於底座21上且位於連動件24與第一彈片25之間。推抵件23與連動件24共同被設置於底座21上，推抵件23穿過上蓋開孔221而可與按鍵帽結合。其中，第一彈片25與第二彈片26分別電性連接於電路板。

圖2中，連動件24具有凸出部241，其由連動件24之側壁往第一彈片25之方向延伸而形成。另一方面，第一彈片25包括固定部251以及彈動部252，固定部251係被固定於底座21上，而彈動部252係由固定部251延伸而形成，彈動部252可與連動件24之凸出部241接觸而相對於固定部251移動。

當使用者觸壓按鍵帽時，按鍵帽往下推動推抵件23，使得與其連接的連動件24往下移動，此時，連動件24之凸出部241與彈動部252接觸且沿彈動部252往下移動。於連動件24因應使用者之觸壓力而快速移動之過程中，連動件24會快速地通過彈動部252且其凸出部241推抵彈動部252，使彈動部252相對於固定部251移動而撞擊第二彈片26，藉由第一彈片25與第二彈片26之接觸，電路板輸出相對應之按鍵訊號。於第一彈片25與第二彈片26接觸的同時，會發生聲響，以提供使用者確實已觸壓的回饋感。

由於機械式按鍵結構2於觸壓按鍵帽時會發出碰撞的聲響，其可給予回饋感，故機械式按鍵結構2受到某些使用者的喜愛。然而，習知機械式按鍵結構2中之第一彈片25以及第二彈片26必須穿過底座21，才得以與電路板連接，否則其機械式按鍵結構2之運作將無法產生按鍵訊號。而鍵盤中具有複數個機械式按鍵結構2，於鍵盤之組裝過程中必須依序將每一機械式按鍵結構2中之第一彈片25以及第二彈片26與電路板電性連接，其組裝工作不但耗時且費力，因而提升組裝成本。

因此，需要一種可降低組裝成本之鍵盤。

本發明之目的在於提供一種可降低組裝成本之鍵盤。

於一較佳實施例中，本發明提供一種鍵盤，包括一底板、一壓力感測層、一第一按鍵結構以及一第二按鍵結構。該壓力感測層，位於該底板之上方，該壓力感測層具有複數壓力感測區域，且每一該壓力感測區域用以接收一第一力量或一第二力量。該第一按鍵結構，位於該壓力感測層之上方，該第一按鍵結構對應於一該壓力感測區域，用以以該第一力量或該第二力量推抵該壓力感測區域。該第二按鍵結構，相鄰於該第一按鍵結構且位於該壓力感測層之上方，該第二按鍵結構對應於一該壓力感測區域，用以以該第一力量或該第二力量推抵該壓力感測區域。其中當該第一按鍵結構或該第二按鍵結構被該第一力量或該第二力量觸壓時，該鍵盤輸出相對應之一壓力感測訊號。

於一較佳實施例中，本發明鍵盤更包括一電路板以及一控制 單元，該電路板電性連接於該壓力感測層。該控制單元設置於該電路板上且電性連接於該壓力感測層，該控制單元預設有一力量-行程查詢表，且該行程查詢表記錄有該第一力量、該第二力量、該第一行程以及該第二行程被記錄於其中，該控制單元用以判斷該第一力量所對應之一第一行程，且輸出對應於該第一行程之該第一壓力感測訊號，或判斷該第二力量所對應之一第二行程，且輸出對應於該第二行程之該第二壓力感測訊號。

於一較佳實施例中，當該控制單元判斷該壓力感測區域接收到該第一力量時，根據該力量-行程查詢表獲得對應於該第一力量之該第一行程，且輸出該第一壓力感測訊號；而當該控制單元判斷該壓力感測區域接收到該第二力量時，根據該力量-行程查詢表獲得對應於該第二力量之該第二行程，且輸出該第二壓力感測訊號。

於一較佳實施例中，本發明鍵盤更包括一電路板以及一控制單元，該電路板電性連接於該壓力感測層。該控制單元設置於該電路板上且電性連接於該壓力感測層，用以根據該第一力量而輸出對應於該第一力量之一第一壓力感測訊號，或根據該第二力量而輸出對應於該第二力量之一第二壓力感測訊號。

簡言之，本發明鍵盤中設置有發光元件以及以透光材料所製成的位移件，使得按鍵結構具有發光功能。又設置有壓力感測層於其中，使得鍵盤之按鍵結構可因應不同的觸壓力量而輸出不同的壓力感測訊號，以提升鍵盤之功能性。藉此可解決習知技術之問題。另外，本明按鍵結構可因應使用者之需求而選擇是否設置彈片於其中，包含有彈片之按鍵結構可提供使用者按壓的回饋感，而未包含彈片之按鍵結構則可具有較小的體積，而可實現按鍵結構的輕薄化。其中，本發明鍵盤係採用具有多個壓力 感測區域之壓力感測層，多個壓力感測區域之導電線路係設置於壓力感測層內且於壓力感測層之一側形成單一個電連接部，使得壓力感測層可藉由電連接部電連接於電路板，以降低組裝成本。

1‧‧‧按鍵結構

2‧‧‧機械式按鍵結構

3、4、5、6、7、8‧‧‧鍵盤

11、21、330‧‧‧按鍵帽

12‧‧‧剪刀式連接元件

13‧‧‧彈性橡膠體

14‧‧‧薄膜開關電路

15、25、31、41、51、61、71、81‧‧‧底板

21、331、431、531、631、731、831‧‧‧底座

22、332、432、532、632、732、832‧‧‧上蓋

23‧‧‧推抵件

24‧‧‧連動件

25‧‧‧第一彈片

26‧‧‧第二彈片

32、42、52、62、72、82‧‧‧壓力感測層

33、43、53、63、73、83‧‧‧第一按鍵結構

34、44、54、64、74、84‧‧‧第二按鍵結構

35、45、55、65、75、85‧‧‧電路板

36、46、56、66、76、86‧‧‧控制單元

333、433、533、633、733、833‧‧‧位移件

334、434、534、634、734、834‧‧‧發光元件

335、435、535、635、735、835‧‧‧彈性元件

336、436、536、636、736‧‧‧彈性體

321、421、521、621、721、821‧‧‧壓力感測區域

121‧‧‧第一框架

122‧‧‧第二框架

241‧‧‧凸出部

251‧‧‧固定部

252‧‧‧彈動部

323‧‧‧導電線路

324‧‧‧電連接部

3311、4311、5311、6311、7311、8311‧‧‧透光區域

3312、4312、5312、6312、7312、8312‧‧‧底座開孔

3321、4321、5321、6321、7321、8321‧‧‧上蓋開孔

3331、5331、8331‧‧‧本體

3332、5332、8332‧‧‧連接部

3333、5333、8333‧‧‧導光柱體

3334、5334、8334‧‧‧延伸部

5335‧‧‧推抵部

322‧‧‧開孔

451、651‧‧‧電路板開孔

537、637‧‧‧彈片

1211‧‧‧第一按鍵帽軸柱

1212‧‧‧第一底板軸柱

1221‧‧‧第二按鍵帽軸柱

1222‧‧‧第二底板軸柱

B‧‧‧光束

S、S*‧‧‧力量-行程查詢表

圖1係習知鍵盤之按鍵結構之結構側視示意圖。

圖2係習知鍵盤之機械式按鍵結構之結構剖面側視示意圖。

圖3係本發明鍵盤於第一較佳實施例中之局部結構***示意圖。

圖4係本發明鍵盤於第一較佳實施例中之局部結構剖面側視示意圖。

圖5係本發明鍵盤之控制單元中之力量-行程查詢表於第一較佳實施例中之示意圖。

圖6係本發明鍵盤之第一按鍵結構於第一較佳實施例中被觸壓之剖面側視示意圖。

圖7係本發明鍵盤於第二較佳實施例中之局部結構剖面側視示意圖。

圖8係本發明鍵盤於第三較佳實施例中之局部結構剖面側視示意圖。

圖9係本發明鍵盤於第四較佳實施例中之局部結構剖面側視示意圖。

圖10係本發明鍵盤於第五較佳實施例中之局部結構剖面側視示意圖。

圖11係本發明鍵盤於第六較佳實施例中之局部結構剖面側視示意圖。

圖12係本發明鍵盤之控制單元中之力量-行程查詢表於第六較佳實施 例中之示意圖。

本發明提供一種鍵盤以解決習知技術之問題。請同時參閱圖3以及圖4，圖3係為本發明鍵盤於第一較佳實施例中之局部結構***示意圖，而圖4係為本發明鍵盤於第一較佳實施例中之局部結構剖面側視示意圖。本發明鍵盤3包括底板31、壓力感測層32、第一按鍵結構33、第二按鍵結構34、電路板35以及控制單元36，其中鍵盤3中包含有複數按鍵結構，圖中僅顯示第一按鍵結構33以及第二按鍵結構34作為代表。壓力感測層32位於底板31之上方且設置於電路板35之上表面上，壓力感測層32具有複數壓力感測區域321，且每一壓力感測區域321對應於一個按鍵結構，其可相對應的按鍵結構推抵而接收第一力量或第二力量。第一按鍵結構33位於壓力感測層32之上方，且第一按鍵結構33對應於壓力感測層32中之一個壓力感測區域321，其可以第一力量或第二力量推抵壓力感測區域321，使鍵盤3輸出第一壓力感測訊號或第二壓力感測訊號。類似於第一按鍵結構33，第二按鍵結構34相鄰於第一按鍵結構33且位於壓力感測層32之上方，第二按鍵結構34對應於壓力感測層32中之另一個壓力感測區域321，其可以第一力量或第二力量推抵壓力感測區域321，使鍵盤3輸出第一壓力感測訊號或第二壓力感測訊號。

電路板35電性連接於壓力感測層32，控制單元36設置於電路板35上且電性連接於壓力感測層32，其功能為根據壓力感測層32所接收到的力量值而判斷按鍵結構之行程且產生相對應之壓力感測訊號。以 第一按鍵結構33被使用者觸壓為例，當控制單元36藉由壓力感測層32獲得使用者所施加於第一按鍵結構33之力量，且判斷其力量為第一力量時，獲得對應於第一力量之第一行程，且產生對應於第一行程之第一壓力感測訊號。而當控制單元36判斷其力量為第二力量時，獲得對應於第二力量之第二行程，且產生對應於第二行程之第二壓力感測訊號。至於控制單元36如何判斷且產生相對應之壓力感測訊號，將於稍後詳細說明。於本較佳實施例中，電路板35係為印刷電路板(PCB)，而控制單元36係以韌體形式設置於電路板35上，其僅為例示之用，本發明不應以此為限。於另一較佳實施例中，控制單元係為設置於電路板上之微處理器。

接下來說明第一按鍵結構33之內部結構。圖3以及圖4中，第一按鍵結構33包括按鍵帽330、底座331、上蓋332、位移件333、發光元件334、彈性元件335以及彈性體336。底座331包括透光區域3311以及底座開孔3312，透光區域3311設置於底座331之底部且對應於發光元件334，而底座開孔3312亦設置於底座331之底部且位於透光區域3311之一側。上蓋332覆蓋於底座31，且上蓋332具有對應於位移件333之上蓋開孔3321，使得按鍵帽330得以與位移件333之第一端連接。位移件333設置於底座331上且穿過上蓋開孔3321而得以與按鍵帽330連接，位移件333之功能為被使用者觸壓時可相對於底座331移動。彈性元件335套設於位移件333上，而發光元件334設置於電路板35之上表面上且位於底座331之下方，發光元件334電性連接於電路板35而得以產生光束B，且投射光束B至位移件333。彈性體336接近於位移件333，其可被位移件333推抵而發生形變且穿過底座開孔3312，以抵頂相對應之壓力感測區域321。

於本較佳實施例中，彈性元件335係為螺旋彈簧，發光元件 334可採用發光二極體(LED)，而底座331之透光區域3311係為開孔或以透明材料所製成，以供光束B穿過。需特別說明的是，壓力感測層32之每一壓力感測區域321具有一開孔322，使得發光元件334可穿過相對應之開孔322而設置於電路板35之上表面上。

圖4中，位移件333包括本體3331、連接部3332、導光柱體3333以及延伸部3334。連接部3332係設置於本體3331之第一端上，其可與按鍵帽330連接。導光柱體3333設置於本體3331之第二端上且接近於發光元件334，其功能為引導光束B經過連接部3332而投射至按鍵帽330。而延伸部3334係由本體3331往外延伸而形成，且對應於彈性體336，換言之，彈性體336位於導光柱體3333之一側且對準於底座開孔3312，當位移件333相對於底座331移動時，延伸部3334推抵彈性體336，使彈性體336發生形變且穿過底座開孔3312而抵頂相對應之壓力感測區域321。另一方面，彈性元件335係套設於導光柱體3333上且與底座331接觸，其功能為提供一彈性力予位移件333，使位移件333相對於底座331往上移動。

於本較佳實施例中，本體3331、連接部3332、導光柱體3333以及延伸部3334係以透光材料所製成，導光柱體3333係以結合組裝方式設置於本體3331之下方，而延伸部3334亦以結合組裝方式設置於本體3331之一側。另外，本較佳實施例中之第二按鍵結構34係與第一按鍵結構33相同，其結構則不再贅述。

接下來說明控制單元36之運作。請同時參閱圖3~圖5，圖5係為本發明鍵盤之控制單元中之力量-行程查詢表於第一較佳實施例中之示意圖。控制單元36預設有一力量-行程查詢表S，且行程查詢表S記錄有複數力量之數值以及複數行程之數值，其中該力量係被定義為壓力感 測區域321所偵測到的力量，而行程係被定義為第一按鍵結構33之按鍵帽330所移動的距離。圖5中，行程查詢表S之橫軸為行程之數值，且行程查詢表S之縱軸則為力量之數值，而圖5顯示出力量對行程之曲線。

圖5中，行程等於0所對應的力量為F0，其表示使用者施加力量F0觸壓第一按鍵結構33，且按鍵帽330不移動，其原因在於，力量F0被彈性元件335之彈性力抵銷，故按鍵帽330不移動。行程等於0至T1之區間表示：使用者施加的力量提升到F1時，可克服彈性力而使按鍵帽330移動T1的距離，於其過程中，彈性體336未發生形變。行程等於T1至T2之區間表示：使用者施加的力量逐漸提升，使彈性體336發生形變，按鍵帽330因應彈性體336的形變而繼續移動。當使用者施加的力量提升到F2時，彈性體336之形變程度到達極限，按鍵帽330僅可移動至T2的距離。而使用者施加的力量超過F2之後，按鍵帽330亦不再移動。其中，行程等於T1至T2之區間所對應之曲線呈非線性。

接下來說明使用者觸壓本發明鍵盤3之第一按鍵結構33的運作情形，請同時參閱圖3~圖6，圖6係為本發明鍵盤之第一按鍵結構於第一較佳實施例中被觸壓之剖面側視示意圖。當使用者輕壓第一按鍵結構33的按鍵帽330時，按鍵帽330受力而往下推抵位移件333，使位移件333隨著按鍵帽330相對於底座331往下移動。於位移件333往下移動之過程中，本體3331壓縮彈性元件335，使按鍵帽330移動而產生行程，如圖6所示。另一方面，連接於本體3331之延伸部3334隨著本體3331往下移動，使得連接於延伸部3334之彈性體336穿過底座開孔3312，且以第一力量抵頂相對應之壓力感測區域321。因此，壓力感測區域321接收第一力量且偵測到第一力量之數值，且傳輸第一力量之數值予控制單元36。控制單元36 可根據第一力量之數值(例如為F3)以及力量-行程查詢表S而獲得對應於第一力量F3之第一行程T3，且產生對應於第一行程T3的第一壓力感測訊號。

當使用者不再觸壓按鍵帽330時，彈性元件335因應其彈性而由壓縮狀態回復，以提供彈性力予位移件333，使位移件333相對於底座331往上移動而回復至被觸壓前之位置。而當使用者重壓按鍵帽330時，第一按鍵結構33進行與上述相同的運作，且控制單元36接收到來自於壓力感測區域321之第二力量的數值。此時，控制單元36可根據第二力量之數值(例如為F2)以及力量-行程查詢表S而獲得對應於第二力量F2之第二行程T2，且產生對應於第二行程T2的第二壓力感測訊號。

根據上述可知，本發明鍵盤3利用於第一按鍵結構33內設置彈性體336，且透過控制單元36預設的力量-行程查詢表S可讓使用者施加的力量與按鍵帽330移動的行程對應，而達到多段的壓力感測功能。簡言之，本發明鍵盤3可因應不同的壓力感測訊號而執行不同的指令，以豐富第一按鍵結構33之功能性。另外，本發明鍵盤3係採用具有多個壓力感測區域321之壓力感測層32，多個壓力感測區域321之導電線路323係設置於壓力感測層32內且於壓力感測層32之一側形成一電連接部324，使得壓力感測層32可藉由電連接部324電連接於電路板35，以進行壓力感測層32與電路板35之電性連接。因此，可不需如習知技術般依序對每一按鍵結構與電路板進行電性連接，不但省時亦可降低組裝成本。

需特別說明的有三，第一，本發明鍵盤3更可設定為可於不同操作模式下運作，例如：控制單元36可設定鍵盤3處於行程偵測模式或壓力偵測模式，行程偵測模式之運作如前述，而不再贅述。當控制單元36 設定鍵盤3處於壓力偵測模式時，控制單元36可根據所接收到的力量而直接輸出對應於該力量的壓力感測訊號。其模式之運作如下：當使用者輕壓按鍵帽330時，第一按鍵結構33進行與上述相同的運作，且控制單元36接收到來自於壓力感測區域321之第一力量的數值，且輸出對應於第一力量之第一壓力感測訊號。當使用者重壓按鍵帽330時，第一按鍵結構33進行與上述相同的運作，且控制單元36接收到來自於壓力感測區域321之第二力量的數值，且輸出對應於第二力量之第二壓力感測訊號。其中，鍵盤3中進行操作模式之切換則可藉由一切換元件(按鈕、開關等)而進行之。因此，本發明鍵盤3可於不同操作模式下運作，以符合各種使用者的需求。

第二，於一較佳作法中，可設定本發明鍵盤3處於行程偵測模式以及壓力偵測模式之結合模式。舉例說明：控制單元36設定圖5之力量-行程查詢表S中於行程大於或等於0且小於T2之範圍內，鍵盤3處於行程偵測模式，而於行程等於T2之範圍則設定鍵盤3處於壓力偵測模式。當鍵盤3處於行程偵測模式時，其運作與前述相同而不再贅述。而當使用者施加的力量提升到F2時，彈性體336之形變程度到達極限，故按鍵帽330不再移動，但此時控制單元36變更鍵盤3進入壓力偵測模式，故使用者所施加的力量越強，控制單元36仍可輸出對應於該力量的壓力感測訊號，以提升本發明鍵盤3之功能性。

第三，藉由本發明鍵盤3之設定，使得第一按鍵結構33以及第二按鍵結構34之功能可變更為連續性的按鈕，類似汽車中油門的功能。例如使用者欲於電腦視窗(未顯示於圖中)中往下移動其捲軸游標，使用者可持續觸壓對應於往下箭頭之按鍵結構，以往下移動其捲軸游標。其中，當使用者輕壓該按鍵結構時，緩慢地往下移動捲軸游標，而當使用者由輕 壓變更為重壓該按鍵結構時，往下移動捲軸游標之速度則逐漸提升。當然，其連續性的按鈕功能亦可應用於遊戲軟體中，以提升使用者的操作性。因此可知，本發明鍵盤3可提供連續性的按鈕功能，以便於使用者操作。

再者，本發明更提供與上述不同作法之第二較佳實施例。請參閱圖7，其為本發明鍵盤於第二較佳實施例中之局部結構剖面側視示意圖。本發明鍵盤4包括底板41、具有複數壓力感測區域421之壓力感測層42、第一按鍵結構43、第二按鍵結構44、電路板45以及控制單元46，且控制單元46具有力量-行程查詢表S(請參照圖5)。而第一按鍵結構43包括按鍵帽(未顯示於圖中)、底座431、上蓋432、位移件433、發光元件434、彈性元件435以及彈性體436，底座431包括透光區域4311以及底座開孔4312，上蓋432具有對應於位移件433之上蓋開孔4321。本較佳實施例之鍵盤4之各元件之結構以及功能大致上與前述較佳實施例相同，且相同之處不再贅述。本較佳實施例之鍵盤4與前述較佳實施例的不同之處在於，壓力感測層42之設置位置。

圖7中，壓力感測層42設置於底板41上且接近於電路板45之下表面，而電路板45具有複數電路板開孔451，每一電路板開孔451對準相對應之第一按鍵結構43之底座開孔4312以及彈性體436。當使用者觸壓按鍵帽時，位移件433被推抵而移動，使得連接於位移件433之彈性體436可依序穿過底座開孔4312以及電路板開孔451而抵頂相對應之壓力感測區域421。簡言之，本較佳實施例之壓力感測層42設置於電路板451之下方。

再者，本發明更提供與上述不同作法之第三較佳實施例。請參閱圖8，其為本發明鍵盤於第三較佳實施例中之局部結構剖面側視示意 圖。本發明鍵盤5包括底板51、具有複數壓力感測區域521之壓力感測層52、第一按鍵結構53、第二按鍵結構54、電路板55以及控制單元56，且控制單元56具有力量-行程查詢表S(請參照圖5)。而第一按鍵結構53包括按鍵帽(未顯示於圖中)、底座531、上蓋532、位移件533、發光元件534、彈性元件535、彈性體536以及彈片537，底座531包括透光區域5311以及底座開孔5312，上蓋532具有對應於位移件533之上蓋開孔5321。本較佳實施例之鍵盤5之各元件之結構以及功能大致上與前述較佳實施例相同，且相同之處不再贅述。本較佳實施例之鍵盤5與前述較佳實施例的不同之處在於，第一按鍵結構53之結構不同。

接下來說明第一按鍵結構53之結構，而與上述第一按鍵結構33不同之處包括：第一，第一按鍵結構53更包括彈片537，第二，位移件533的結構，第三，彈性體536的設置。圖8中，彈片537係設置於底座531上且位於位移件533之第一側。位移件533包括本體5331、連接部5332、導光柱體5333、延伸部5334以及推抵部5335。連接部5332係設置於本體5331之第一端上，其可與按鍵帽連接。導光柱體5333設置於本體5331之第二端上，且接近於發光元件54。延伸部5334係由本體5331往外延伸而形成且位於位移件533之第二側，而延伸部5334對應於彈性體536。至於推抵部5335，其由本體5331往外延伸而形成，且接近於彈片537。推抵部5335之功能為於位移件533相對於底座531移動時抵頂彈片537，使彈片537擺動而撞擊推抵部5335，以產生聲響。

於本較佳實施例中，連接部5332、導光柱體5333、延伸部5334以及推抵部5335係與本體5331一體成型，且本體5331、連接部5332以及導光柱體5333係以透光材料所製成。需特別說明的是，本較佳實施例 之導光柱體5333係以以與本體5331一體成型之方式設置，並非以此為限，亦可以結合組裝方式設置於本體5331之下方。

另外，本較佳實施例之彈性體536設置於底座531上且伸入底座開孔5312，而不與延伸部5334連接，亦即本較佳實施例之彈性體536係為倒置錐狀體。當位移件533相對於底座531移動時，延伸部5334隨著本體5331移動而推抵彈性體536，使彈性體536發生形變且穿過底座開孔5312以及電路板開孔551，而得以抵頂相對應之壓力感測區域521。

簡單說明使用者觸壓本發明鍵盤5之第一按鍵結構53的運作情形：當使用者輕壓按鍵帽時，按鍵帽受力而往下推抵位移件533，使位移件533隨著按鍵帽相對於底座531往下移動。於位移件533往下移動之過程中，本體5331壓縮彈性元件537，使按鍵帽移動而產生行程。同時，連接於本體5331之延伸部5334隨著本體5331往下移動，使得伸入底座開孔5312之彈性體536發生形變而穿過底座開孔5312，且以第一力量抵頂相對應之壓力感測區域521。因此，壓力感測區域521接收第一力量且偵測到第一力量之數值，且傳輸第一力量之數值予控制單元56。控制單元56可與第一較佳實施例相同之運作而獲得對應於第一力量之第一行程，且產生對應於第一行程之第一壓力感測訊號。

另一方面，於位移件533往下移動的同時，往下移動的推抵部5335抵頂彈片537，使彈片537因應其彈性而擺動且撞擊推抵部5335，以產生聲響。當使用者不再觸壓按鍵帽時，彈性元件537因應其彈性而由壓縮狀態回復，以提供彈性力予位移件533，使位移件533相對於底座531往上移動而回復至被觸壓前之位置。至於使用者重壓按鍵帽之運作情形係為同理，而不再贅述。

簡言之，本較佳實施例之鍵盤5因設置有彈片537以及推抵部5335，於按鍵帽被觸壓之過程中，第一按鍵結構53可因應彈片537以及推抵部5335之作動而發出聲響，以提供使用者確實按壓的回饋感。

再者，本發明更提供與上述不同作法之第四較佳實施例。請參閱圖9，其為本發明鍵盤於第四較佳實施例中之局部結構剖面側視示意圖。本發明鍵盤6包括底板61、具有複數壓力感測區域621之壓力感測層62、第一按鍵結構63、第二按鍵結構64、電路板65以及控制單元66，且控制單元66具有力量-行程查詢表S(請參照圖5)。而第一按鍵結構63包括按鍵帽(未顯示於圖中)、底座631、上蓋632、位移件633、發光元件634、彈性元件635、彈性體636以及彈片637，底座631包括透光區域6311以及底座開孔6312，上蓋632具有對應於位移件633之上蓋開孔6321。本較佳實施例之鍵盤6之各元件之結構以及功能大致上與前述第三較佳實施例相同，且相同之處不再贅述。本較佳實施例之鍵盤6與前述較佳實施例的不同之處在於，壓力感測層62之設置位置。

圖9中，壓力感測層62設置於底板61上且接近於電路板65之下表面，而電路板65具有複數電路板開孔651，每一電路板開孔651對準相對應之第一按鍵結構63之底座開孔6312以及彈性體636。當使用者觸壓按鍵帽時，位移件633被推抵而移動，使得連接於位移件633之彈性體636可依序穿過底座開孔6312以及電路板開孔651而抵頂相對應之壓力感測區域621。其中，因應壓力感測層62之位置，故彈性體636之長度比第三較佳實施例之彈性體536的長度為長。簡言之，本較佳實施例之壓力感測層62設置於電路板651之下方。

再者，本發明更提供與上述不同作法之第五較佳實施例。請 參閱圖10，其為本發明鍵盤於第五較佳實施例中之局部結構剖面側視示意圖。本發明鍵盤7包括底板71、具有複數壓力感測區域721之壓力感測層72、第一按鍵結構73、第二按鍵結構74、電路板75以及控制單元76，且控制單元76具有力量-行程查詢表S(請參照圖5)。而第一按鍵結構73包括按鍵帽(未顯示於圖中)、底座731、上蓋732、位移件733、發光元件734、彈性元件735以及彈性體736。底座731包括透光區域7311以及底座開孔7312，上蓋732具有對應於位移件733之上蓋開孔7321，而位移件733包括本體7331、連接部7332、導光柱體7333以及延伸部7334。本較佳實施例之鍵盤7之各元件之結構以及功能大致上與前述第一較佳實施例相同，且相同之處不再贅述。本較佳實施例之鍵盤7與前述較佳實施例的不同之處在於，第一按鍵結構73中之彈性體736的設置方式不同。

由圖10可看出，第一按鍵結構73之彈性體736係位於對應之壓力感測區域721上且伸入底座開孔7312，亦即本較佳實施例之彈性體736係為正置錐狀體。其中，當位移件733相對於底座731移動時，延伸部7334伸入底座開孔7312而推抵彈性體736，使彈性體736發生形變且抵頂壓力感測區域721。

需特別說明的是，本較佳實施例之鍵盤7係設置壓力感測層72於電路板75之上表面上，並非以此為限。於另一較佳實施例中，亦可設置壓力感測層於底板上且接近於電路板之下表面。

此外，本發明更提供與上述不同作法之第六較佳實施例。請同時參閱圖11以及圖12，圖11係為本發明鍵盤於第六較佳實施例中之局部結構剖面側視示意圖，而圖12係為本發明鍵盤之控制單元中之力量-行程查詢表於第六較佳實施例中之示意圖。本發明鍵盤8包括底板81、具有 複數壓力感測區域821之壓力感測層82、第一按鍵結構83、第二按鍵結構84、電路板85以及控制單元86，且控制單元86具有力量-行程查詢表S*。而第一按鍵結構83包括按鍵帽(未顯示於圖中)、底座831、上蓋832、位移件833、發光元件834以及彈性元件835。底座831包括透光區域8311以及底座開孔8312，上蓋832具有對應於位移件833之上蓋開孔8321，而位移件833包括本體8331、連接部8332、導光柱體8333以及延伸部8334。本較佳實施例之鍵盤8之各元件之結構以及功能大致上與前述第一較佳實施例相同，且相同之處不再贅述。本較佳實施例之鍵盤8與前述較佳實施例的不同之處在於，第一按鍵結構83內未設置有彈性體。

由圖11可看出，本較佳實施例之第一按鍵結構83內未設置有彈性體，且第一按鍵結構83之延伸部8334的長度比第一較佳實施例之延伸部3334之長度長，以使延伸部8334得以於位移部833被推抵時與相對應之壓力感測區域82接觸。除此之外，第一按鍵結構83之結構皆與第一較佳實施例之第一按鍵結構33相同，且相同之處則不贅述。

另外，由於第一按鍵結構83內未設置有彈性體，故控制單元86內之力量-行程查詢表S*的內容會與圖5的力量-行程查詢表S不同。圖12中，行程查詢表S*之橫軸為行程之數值，且行程查詢表S*之縱軸則為力量之數值，而圖12顯示出與圖5不同的力量對行程之曲線。其中，行程等於0所對應的力量為F0，其表示使用者施加力量F0觸壓第一按鍵結構83，且按鍵帽不移動，其原因在於，力量F0被彈性元件835之彈性力抵銷，故按鍵帽不移動。行程等於0至T1之區間表示：使用者施加的力量提升到F1時，可克服彈性力而使按鍵帽移動T1的距離。行程等於T1至T4之區間表示：使用者施加的力量逐漸提升，使按鍵帽因應施加的力量而繼 續移動。當使用者施加的力量提升到F4時，按鍵帽僅可移動至T4的距離。而使用者施加的力量超過F4之後，按鍵帽亦不再移動。其中，行程等於0至T4之區間所對應之曲線呈線性。需特別說明的是，本發明鍵盤可根據實際情況而選擇所需要的行程查詢表S或S*，以符合各種使用者的需求。

於一較佳作法中，本發明鍵盤更可結合發光功能以及壓力感測功能，例如：當使用者輕壓按鍵帽時，電路板輸出相對應的第一壓力感測訊號，且可因應第一壓力感測訊號而控制發光元件以第一發光效果產生光束。當使用者重壓按鍵帽時，電路板輸出相對應的第二壓力感測訊號，且可因應第二壓力感測訊號而控制發光元件以第二發光效果產生光束。其中第一發光效果可為緩慢閃爍的光束，而第二發光效果可為快速閃爍的光束，藉此可供使用者以肉眼辨識出其為輕壓功能或重壓功能。上述結合發光功能以及壓力感測功能之描述僅為例示之用，並非以此為限。

根據上述可知，本發明鍵盤中設置有發光元件以及以透光材料所製成的位移件，使得按鍵結構具有發光功能。又設置有壓力感測層於其中，使得鍵盤之按鍵結構可因應不同的觸壓力量而輸出不同的壓力感測訊號，以提升鍵盤之功能性。藉此可解決習知技術之問題。另外，本明按鍵結構可因應使用者之需求而選擇是否設置彈片於其中，包含有彈片之按鍵結構可提供使用者按壓的回饋感，而未包含彈片之按鍵結構則可具有較小的體積，而可實現按鍵結構的輕薄化。

其中，本發明鍵盤係採用具有多個壓力感測區域之壓力感測層，多個壓力感測區域之導電線路係設置於壓力感測層內且於壓力感測層之一側形成單一個電連接部，使得壓力感測層可藉由電連接部電連接於電路板。因此，可不需如習知技術般依序對每一按鍵結構與電路板進行電性 連接，以降低組裝成本。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

Claims (13)

1. 一種鍵盤，包括：一底板；一壓力感測層，位於該底板之上方，該壓力感測層具有複數壓力感測區域，且每一該壓力感測區域用以接收一第一力量或一第二力量；一第一按鍵結構，位於該壓力感測層之上方，該第一按鍵結構對應於一該壓力感測區域，用以以該第一力量或該第二力量推抵該壓力感測區域；以及一第二按鍵結構，相鄰於該第一按鍵結構且位於該壓力感測層之上方，該第二按鍵結構對應於一該壓力感測區域，用以以該第一力量或該第二力量推抵該壓力感測區域；其中當該第一按鍵結構或該第二按鍵結構被該第一力量或該第二力量觸壓時，該鍵盤輸出相對應之一壓力感測訊號；其中該第一按鍵結構及該第二按鍵結構包括：一底座，具有一底座開孔；一上蓋，覆蓋於該底座，且該上蓋具有一上蓋開孔；一位移件，設置於該底座上且穿過該上蓋開孔，用以被觸壓而相對於該底座移動；以及一彈性體，接近於該位移件，可被該位移件推抵而發生形變且穿過該底座開孔。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤，更包括：一電路板，電性連接於該壓力感測層；以及一控制單元，設置於該電路板上且電性連接於該壓力感測層，該控制單 元預設有一力量-行程查詢表，且該行程查詢表記錄有該第一力量、該第二力量、該第一行程以及該第二行程被記錄於其中，該控制單元用以根據該第一力量或該第二力量而獲得相對應之一第一行程或一第二行程，且輸出對應於該第一行程之一第一壓力感測訊號，或輸出對應於該第二行程之一第二壓力感測訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之鍵盤，其中，當該控制單元判斷該壓力感測區域接收到該第一力量時，根據該力量-行程查詢表獲得對應於該第一力量之該第一行程，且輸出該第一壓力感測訊號；而當該控制單元判斷該壓力感測區域接收到該第二力量時，根據該力量-行程查詢表獲得對應於該第二力量之該第二行程，且輸出該第二壓力感測訊號。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤，更包括：一電路板，電性連接於該壓力感測層；以及一控制單元，設置於該電路板上且電性連接於該壓力感測層，用以根據該第一力量而輸出對應於該第一力量之一第一壓力感測訊號，或根據該第二力量而輸出對應於該第二力量之一第二壓力感測訊號。
5. 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤，其中該位移件包括：一本體；一延伸部，由該本體往外延伸而形成，且對應於該彈性體；以及一連接部，設置於該本體之一第一端上，用以與一按鍵帽連接；其中，該彈性體對準於該底座開孔，當該位移件相對於該底座移動時，該延伸部推抵該彈性體，使該彈性體發生形變且穿過該底座開孔而抵頂對應之該壓 力感測區域。
6. 如申請專利範圍第5項所述之鍵盤，該位移件更包括一導光柱體，設置於該本體之一第二端上，而該第一按鍵結構更包括一發光元件，設置於該電路板上，用以產生一光束，且投射該光束至該導光柱體，使該第一按鍵結構發光。
7. 如申請專利範圍第6項所述之鍵盤，其中，該壓力感測層係設置於一電路板之該上表面上，且每一該壓力感測區域具有一開孔，該發光元件穿過對應之該開孔而設置於該電路板之該上表面上。
8. 如申請專利範圍第6項所述之鍵盤，其中該壓力感測層設置於該底板上且接近於一電路板之一下表面，該電路板具有一電路板開孔，該電路板開孔對準該底座開孔以及該彈性體，使發生形變之該彈性體可穿過該底座開孔以及該電路板開孔而抵頂該壓力感測區域。
9. 如申請專利範圍第5項所述之按鍵結構，更包括一彈性元件，套設於該導光柱體上且與該底座接觸，用以提供一彈性力，使該位移件相對於該底座移動。
10. 如申請專利範圍第5項所述之鍵盤，更包括一彈片，設置於該底座上且位於該位移件之一側；而該位移件更包括一推抵部，由該本體往外延伸而形成，且接近於該彈片，用以於該位移件相對於該底座移動時抵頂該彈片，使該彈片擺動而撞擊該推抵部，以產生聲響。
11. 如申請專利範圍第5項所述之鍵盤，其中該彈性體連接於該延伸部，且位於該本體之一側；其中，當該位移件相對於該底座移動時，該延伸部 帶動該彈性體穿過該底座開孔，而抵頂該壓力感測區域。
12. 如申請專利範圍第5項所述之鍵盤，其中該彈性體設置於該底座上且伸入該底座開孔；其中，當該位移件相對於該底座移動時，該延伸部推抵該彈性體，使該彈性體發生形變且穿過該底座開孔，而抵頂該壓力感測區域。
13. 如申請專利範圍第5項所述之鍵盤，其中該彈性體位於該壓力感測區域上且伸入該底座開孔；其中，當該位移件相對於該底座移動時，該延伸部伸入該底座開孔而推抵該彈性體，使該彈性體發生形變且抵頂對應之該壓力感測區域。