按键结构及输入装置

申请号 CN201510350864.0 申请日 2015-06-23 公开(公告)号 CN105097341A 公开(公告)日 2015-11-25
申请人 苏州达方电子有限公司; 达方电子股份有限公司; 发明人 廖瑞铭; 许志和;
摘要 本 发明 关于一种按键结构及输入装置,按键结构包含键帽层、 电路 层、触觉产生器、 支撑 结构层及黏着层,其中键帽层具有键帽区及周边区,周边区邻接键帽区;电路层设置于键帽层下方;触觉产生器电连接电路层;支撑结构层设置于电路层下方,支撑结构层具有容置空间,触觉产生器位于容置空间中;黏着层设置于键帽层及电路层之间,且对应周边区。本发明的按键结构及输入装置,藉由黏着层仅设置于键帽区外的部分(即周边区),可有效降低触觉产生器发生震动时的 动能 损耗。再者,本发明的按键结构及输入装置可藉由不同结构设计、不同材质选择的键帽层,来加强震动效果、强化外观设计、提升操作便利或降低成本。
权利要求

1.一种按键结构,其特征在于,该按键结构包含:
键帽层,其具有键帽区及周边区,该周边区邻接该键帽区;
电路层,其设置于该键帽层下方;
触觉产生器,其电连接该电路层;
支撑结构层,其设置于该电路层下方,该支撑结构层具有容置空间,该触觉产生器位于该容置空间中;以及
黏着层,其设置于该键帽层及该电路层之间,且该黏着层对应该周边区。
2.如权利要求1所述的按键结构,其特征在于,该键帽层于该键帽区的厚度大于该周边区的厚度。
3.如权利要求1或2所述的按键结构,其特征在于,该键帽层于对应该键帽区的下表面形成有凹槽,于该凹槽中填充填充材料,该填充材料与该键帽层的材料不同。
4.如权利要求1或2所述的按键结构,其特征在于,该键帽层于对应该键帽区的下表面形成定位部,该电路层具有定位孔,该定位部自该键帽层的下表面向下突出以定位于该定位孔中。
5.如权利要求4所述的按键结构,其特征在于,该定位部自该键帽层的下表面向下突出,该定位部与该键帽层的该下表面以形成空间,该触觉产生器位于该空间中。
6.如权利要求1所述的按键结构,其特征在于,该电路层的硬度大于该键帽层的硬度,且该电路层的厚度小于该键帽层的厚度。
7.如权利要求6所述的按键结构,其特征在于,该电路层由聚对苯二甲酸乙二酯构成,该键帽层选自于聚酯、热塑聚酯、皮革、织物、胶的其中之一。
8.如权利要求7所述的按键结构,其特征在于,该电路层的厚度为0.05mm至0.5mm,该键帽层的厚度为0.1mm至2mm。
9.如权利要求1所述的按键结构,其特征在于,该支撑结构层包含缓冲层及支撑层,该支撑层具有开口,该开口对应于该键帽区,该缓冲层具有突出部,该突出部设置于该容置空间的周围,该突出部穿设于该开口中。
10.如权利要求1所述的按键结构,其特征在于,该键帽层的上表面具有区域界定符以界定该键帽区。
11.如权利要求1所述的按键结构,其特征在于,还包括:
感应单元,其设置于该支撑结构层下方,当该感应单元被触发时可输出触发信号;以及控制电路,其耦接于该感应单元与该电路层,该控制电路接收该触发信号而输出驱动信号给该触觉产生器;
其中,当外界施加按压时,该按压力透过该支撑结构层向下传递以触发该感应单元,使该感应单元输出该触发信号,进而使该触觉产生器接收到该驱动信号而震动。
12.一种输入装置,特征在于,该输入装置包含:
复数个如权利要求1至10项任一所述的按键结构,其中该复数个按键结构的该复数个键帽区藉由该周边区连接形成单一键帽层,该黏着层设置于该复数键帽区外的该周边区。

说明书全文

按键结构及输入装置

技术领域

[0001] 本发明关于一种按键结构,具体而言,本发明关于一种降低触觉回馈能量耗损的按键结构及具有此按键结构的输入装置。

背景技术

[0002] 随着电子装置的薄型化要求日益增高,适用的按键结构高度显著缩小。因此,习知按压行程较大的机械式按键结构已逐渐为小行程按键或触碰式按键所取代。然而,随着行程的缩小或采用触碰式输入,使用者通常难以感受到按压回馈,导致使用者无法确认按压操作是否完成,造成操作上的困扰。
[0003] 目前已有以震动器产生震动以提供使用者按压回馈的设计,但此设计通常是在既有的按键结构加设震动器,或是震动器与按键结构的整合具有复杂的电路支撑设计,不利于薄型化。再者,行动装置,例如平板电脑或智慧型手机的屏幕键盘,在手指触碰时虽然会提供震动回馈,提示使用者已完成按压操作。然而,此类提供震动回馈的装置通常是使整个装置一起震动,或是使装置的某个面震动,无法提供独立与局部的回馈,不仅不利于操作确认,于震动时又产生较高的能量耗损。
[0004] 因此,如何在薄型化同时达到有效的触觉回馈为按键结构设计的主要议题之一。

发明内容

[0005] 本发明之一目的在于提供一种按键结构及具有此按键结构的输入装置,以于提供独立及局部按压回馈的同时,降低回馈能量的耗损。
[0006] 本发明之一目的在于提供一种按键结构及具有此按键结构的输入装置,其具有依据需求设计的键帽层,以加强震动效果、强化外观设计、提升操作便利或降低成本。
[0007] 于一实施例,本发明提供一种按键结构,其包含键帽层、电路层、触觉产生器、支撑结构层以及黏着层。键帽层具有键帽区及周边区,周边区邻接键帽区。电路层设置于键帽层下方。触觉产生器电连接电路层。支撑结构层设置于电路层下方,其中支撑结构层具有容置空间,且触觉产生器位于容置空间中。黏着层设置于键帽层及电路层之间,黏着层仅对应周边区。
[0008] 于一实施例,键帽层于键帽区的厚度大于周边区的厚度。
[0009] 于一实施例,键帽层于对应键帽区的下表面形成有凹槽,凹槽中填充填充材料,其中填充材料与键帽层的材料不同。
[0010] 于一实施例,键帽层于对应键帽区的下表面形成定位部,且电路层具有定位孔,其中定位部自键帽层的下表面向下突出以定位于定位孔中。
[0011] 于一实施例,定位部自键帽层的下表面向下突出,定位部与键帽层的下表面形成空间,其中触觉产生器位于该空间中。
[0012] 于一实施例,电路层的硬度大于键帽层的硬度,且电路层的厚度小于键帽层的厚度。
[0013] 于一实施例,电路层由聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)构成,且键帽层选自于聚酯(PU)、热塑聚酯(TPU)、皮革、织物的其中之一。
[0014] 于一实施例,电路层的厚度为0.05mm至0.5mm,且键帽层的厚度为0.1mm至0.2mm。
[0015] 于一实施例,支撑结构层包含缓冲层及支撑层,其中支撑层具有开口,开口对应于键帽区,缓冲层具有突出部,突出部设置于容置空间的周围,突出部穿设于开口。
[0016] 于一实施例,键帽层的上表面具有区域界定符以界定键帽区。
[0017] 于另一实施例,本发明提供一种输入装置,其包含复数个如上所述的按键结构,其中复数个按键结构的复数个键帽区藉由周边区连接形成单一键帽层,且黏着层设置于复数键帽区外的周边区。
[0018] 相较于习知技术,本发明的按键结构及输入装置藉由黏着层仅设置于键帽区外的部分(即周边区),可有效降低触觉产生器发生震动时的动能损耗。再者,本发明的按键结构及输入装置可藉由不同结构设计、不同材质选择的键帽层,来加强震动效果、强化外观设计、提升操作便利或降低成本。附图说明
[0019] 图1A为本发明一实施例的按键结构的爆炸图;
[0020] 图1B为本发明一实施例的按键结构的电路层、触觉产生器及缓冲层的配置示意图;
[0021] 图1C为图1A的按键结构的截面示意图;
[0022] 图1D为图1A的按键结构的作动示意图;
[0023] 图2A为本发明另一实施例的按键结构的爆炸图;
[0024] 图2B为本发明另一实施例的按键结构的电路层、触觉产生器、支撑层及缓冲层的配置示意图;
[0025] 图2C为图2A的按键结构的截面示意图;
[0026] 图2D为图2A的按键结构的作动示意图;
[0027] 图3A至图3D为本发明不同实施例的按键结构的示意图;
[0028] 图4A及图4B分别为本发明一实施例的输入装置的爆炸图及组合图;
[0029] 图5A为图4A的输入装置的键帽层的示意图;
[0030] 图5B为图4A的输入装置的电路层的示意图;
[0031] 图5C为图4A的输入装置的支撑层的示意图;
[0032] 图5D为图4A的输入装置的缓冲层的示意图;
[0033] 图6为本发明的输入装置的键帽层及黏着层的配置示意图。

具体实施方式

[0034] 本发明提供一种按键结构及具有此按键结构的输入装置,尤其是一种具有降低触觉回馈能量耗损的按键结构及具有此按键结构的输入装置。具体而言,本发明的输入装置可为任何具有按键结构的输入装置,例如独立的键盘装置、整合于电子产品的输入装置(例如行动装置、平板电脑等配备的按键或键盘等),但不以此为限。于后以键盘为例,参考图式详细说明本发明实施例的按键结构及输入装置的细节。
[0035] 如图1A至图1C所示,于一实施例,本发明的按键结构100具有多层式薄膜结构,其包含键帽层110、电路层120、触觉产生器130、缓冲层150及黏着层180(见图1C)。于此实施例,键帽层110作为使用者按压按键结构100的介面层。电路层120设置于键帽层110下方,作为提供驱动触觉产生器130的信号传递途径的电路径层及载置触觉产生器130的基板层。触觉产生器130设置于电路层120下方并电连接电路层120,以作为按压后的触觉回馈层。缓冲层150设置于电路层120下方,以作为传导按压至感应单元160的力传导层及支撑电路层120的支撑结构层。黏着层180设置于键帽层110及电路层120之间并仅对应周边区114,以黏着键帽层110及电路层120。
[0036] 本发明的按键结构100更可包含感应单元160、控制电路170(见图1C)等元件,其中感应单元160设置于缓冲层150下方,且感应单元160被触发时可输出触发信号T。控制电路170耦接于感应单元160与电路层120,且可依据实际应用需求设置于任何合宜的位置。控制电路170用以接收感应单元160的触发信号T以产生感应信号及驱动触觉产生器130的驱动信号D。具体而言,电路层120用以电连接触觉产生器130,并提供驱动触觉产生器130的电路径,使得控制电路170可通过电路层120电连接触觉产生器130。缓冲层150用以传递按压力,当外界施加按压力时,按压力通过缓冲层150向下传递以触发感应单元160。感应单元160为开关式感应单元,当感应单元160被按压触发时,感应单元160可输出触发信号T,进而使控制电路170产生(1)使用者输入字元或指令的感应信号,及(2)驱动触觉产生器130震动之驱动信号D。
[0037] 再者,本发明于此所述的“触觉产生器”泛指可受驱动信号D驱动而提供触觉回馈(例如震动)的元件。触觉产生器可包含,例如但不限于:压电致动器(piezoelectric actuator)、声圈致动器(voice coil actuator)、震动达(pager motor)、电磁震动器(solenoid)或其他类型的触觉产生器。压电致动器具有非常薄且小的优点,因此非常适合用于多层式薄膜结构的按键结构。于后,以压电致动器为例,说明本发明的按键结构各元件的细部结构及相互作用。
[0038] 具体而言,如图1A至图1C所示,键帽层110覆盖于电路层120上,且键帽层110具有键帽区112及周边区114,其中周边区114邻接于键帽区112的周围。键帽区112对应触觉产生器130并作为供使用者按压的区域,且周边区114用于连接下方的电路层120。于此实施例,周边区114环绕键帽区112设置,且键帽区112可具有字符或图案112a,以指示按键结构100所输入的对应指令或字符。再者,于键帽区112周围可具有区域界定符111,以定义键帽区112的范围,让使用者轻易辨识键帽区112的位置,提高按压的正确性。换言之,区域界定符111设置于键帽区112及周边区114的交界处,以界定出键帽区112及周边区114。于此实施例,区域界定符111可为突起的框形图案,且于框形图案内定义为键帽区112,于框形图案外定义为周边区114。当使用者进行盲打时,可藉由键帽区112周围突起的区域界定符111辨识键帽区112的位置,有助于提升输入的速度及正确性。再者,区域界定符111及字符或图案112a可藉由印刷、压印、黏贴、雷射等方式形成于键帽层110之上表面,且区域界定符111及字符或图案112a可具有不同形式,不以实施例所示为限。
[0039] 键帽层110的厚度较佳为0.1~2mm,且较佳为软性材质,以增加使用者按压按键结构100的舒适感。当使用者按压键帽区112时,软性材质可具有相对较低的硬度以提升按压舒适感,且在按压点的径向上具有较小的能量损失。此外,软性材质因为键帽区112的按压挠曲对于接受触觉回馈亦可提供较佳的效应。当键帽区112的按压挠曲越大时,键帽区112对应按压点的厚度越小,使得将能量传递至使用者(例如手指)的路径越短,有利于减少触觉产生器130发生震动时的动能损耗。键帽层110的材料可包含例如聚酯(PU)、热塑聚酯(TPU)、皮革、织物、胶等。
[0040] 此外,于一实施例,键帽层110可仅覆盖于电路层120上作为按键结构100的最上层;此时按键结构100可选择性具有将各元件整合的壳体,使得各元件设置于壳体中且裸露出键帽层110供使用者操作。再者,按键结构100可选择性包含基底层(未图示),其中基底层设置于感应单元160下方,以增进按键结构100的整体结构强度。基底层较佳为相对刚性较大的材质(例如金属板材,硬质塑料或聚合物层),以维持按键结构100的强度而不至于弯折损坏。上述壳体亦可与基底层整合在一起,使得壳体的底部作为基底层。于另一实施例,键帽层110可作为包覆按键结构100的整体元件的包覆层,但不以此为限。
[0041] 电路层120较佳为相对较硬的材料所构成的薄片形式,以作为载置触觉产生器130的基板。电路层120的厚度较佳为0.05~0.5mm,且电路层120可由绝缘层及设置于绝缘层的导电路径线路所构成,其中绝缘层可由例如聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)所构成。换言之,电路层120的硬度大于键帽层110的硬度,且电路层120的厚度较佳小于键帽层110的厚度。如图1A及图1B所示,电路层120设置于键帽层110下方,其中电路层120的下表面对应键帽区112具有电隔离的至少一第一接点122a及至少一第二接点124a,以供电连接触觉产生器130。具体而言,电路层120具有提供驱动信号D传递至触觉产生器130的第一电路径122及第二电路径124,其中第一电路径122及第二电路径124电隔离地设置于电路层120的下表面,且分别包含第一接点122a及第二接点124a。亦即,第一电路径122及第二电路径124设置于电路层120背向于键帽层110的一侧(即下侧),以使得触觉产生器130及键帽层110分别设置电路层120的两相对侧。
[0042] 于此实施例,触觉产生器130由压电材料所构成,且较佳为片状形式,其中压电材料可包含例如压电单晶体、压电多晶体(压电陶瓷)、压电聚合物、或压电复合材料,但不以此为限。触觉产生器130设置于电路层120下方,且电连接第一电路径122的第一接点122a及第二电路径124的第二电接点124a,使得驱动信号D可经由电路径122、124传递,以驱动触觉产生器130产生应变而提供触觉回馈(例如震动)。在此需注意,触觉产生器130较佳仅藉由第一接点122a及第二电接点124a实体连接于电路层120,以使得触觉产生器130具有较大震动效应。亦即,触觉产生器130可藉由例如胶、焊等电连接材料连接第一接点122a及第二电接点124a,进而达到实体连接电路层120,使得触觉产生器130未连接电路层120的部分具有较大的震动效应。然而,于其他实施例,除了藉由第一接点122a及第二电接点124a外,触觉产生器130可藉由其他黏着方式加强与电路层120的实体连接,以防止触觉产生器130自电路层120脱离但仍保有预期的触觉回馈效应。再者,触觉产生器130相对于电路层120的震动方向可包含例如上/下蝶式震动或平伸缩式震动,且振动方式可包含例如连续震动或脉冲式震动,但不以此为限。
[0043] 如图1A至图1C所示,缓冲层150设置于电路层120下方,且缓冲层150具有容置空间150a,其中触觉产生器130位于容置空间150a中。具体而言,缓冲层150包含膜片部152及突出部154,其中膜片部152具有容置区152a,突出部154设置于容置区152a周围并自膜片部152突起,以定义容置空间150a供容置触觉产生器130。于此实施例,膜片部152具有通孔以作为容置区152a。换言之,突出部154设置于通孔152a周围并自膜片部152上表面朝电路层120突起,以形成容置空间150a,使得突出部154的顶面高于膜片部152的上表面。在此需注意,于此实施例,虽以通孔作为膜片部152的容置区152a,但不以此为限。
于其他实施例,膜片部152的容置区152a可为膜片部152的部分表面区域或凹陷区域。此外,容置区152a较佳对应于键帽区112,且可依据按键实际需求设计,而不限于图1A所示的矩形。于其他实施例(未图示),容置区152a可为圆形、椭圆形或任何合宜形状。对应于容置区152a的形状,突出部154可仅环绕容置区152a的部分周边或实质环绕容置区152a的所有周边。
[0044] 于此实施例,突出部154较佳为连续的突出结构,但不以此为限。于其他实施例,突出部154亦可为不连续的突出结构,即突出部154可由复数个凸柱或沿容置区152a之周围设置所构成。当缓冲层150作为电路层120的支撑结构层时,突出部154的厚度较佳大于触觉产生器130的厚度,且当触觉产生器130于容置空间150a震动时,突出部154的厚度足以提供触觉产生器130适当的震动空间(即触觉产生器130的下方具有足够空间)。
[0045] 再者,于一实施例,缓冲层150更具有延伸部156,其中延伸部156自突出部154朝容置空间150a内侧延伸,且延伸部156的顶面低于突出部154的顶面。如图1C所示,当触觉产生器130容置于容置空间150a时,触觉产生器130较佳部分重叠延伸部156。换言之,延伸部154的顶面较佳高于膜片部152的上表面且低于触觉产生器130的底面,且延伸部154较佳朝容置空间150a内侧延伸至部分触觉产生器130下方。藉此,缓冲层150向上突起的突出部154于键帽层110下方提供触觉产生器130震动的空间(例如150a),且延伸部
156提供触觉产生器130发生震动时的局部支撑,以免触觉产生器130压抵感应单元160。
[0046] 缓冲层150较佳由硬度70A以下的缓冲材,更佳由硬度10A~60A的缓冲材,藉由雷射或热压模技术所制成。于一实施例,缓冲层150由例如硅胶材料所制成。亦即,缓冲层150可为软性材料,以免设置于感应单元160上时会因其自身的重量而使感应单元160在键帽层110未被按压的情况下产生误触信号。如上所述,缓冲层150用以传递按压力至其下方的感应单元160,以触发感应单元160输出触发信号T。于此实施例,按压力可通过两种途径向下传递至感应单元160,例如(1)按压力通过电路层120及突出部154传递,(2)按压力通过电路层120、触觉产生器130及延伸部156传递。
[0047] 再者,如图1C所示,黏着层180设置于键帽层110下表面且位于键帽区112之外,以黏着键帽层110及电路层120。具体而言,黏着层180仅设置于键帽层110对应于周边区114的下表面。换言之,黏着层180并未设置于键帽层110对应于键帽区112的下表面,使得键帽区112及电路层120对应键帽区112的部分不黏着在一起(或有空隙)。藉此,当触觉产生器130受到驱动信号D的驱动而震动时,可避免或降低触觉产生器130接收到驱动信号D发生震动时带动键帽区112的震动,进而减少触觉产生器130发生震动时的动能损耗。亦即,若电路层120与键帽层110的键帽区112及周边区114全部都黏起来时,触觉产生器130的“负载”加重,不易产生震动,而使得动能损耗加大。于此实施例,黏着层180的厚度较佳小于0.5mm,但不以此为限。再者,按键结构100的其余元件(例如电路层120、缓冲层150、感应单元160等)之间亦可藉由黏着方式固定,以定位各元件间的相对位置。
[0048] 如图1D所示,当外界施加按压力F时,按压力F通过缓冲层150向下传递以触发感应单元160,使得感应单元160输出触发信号T到控制电路170。控制电路170接收触发信号T而可输出驱动信号D给触觉产生器130进而驱动触觉产生器130发生震动。亦即,当使用者按压按键结构100时(例如按压于键帽层110的键帽区112时),藉由缓冲层150的结构特性(例如突出部154、延伸部156),按压力通过上述的两种途径向下传递以触发感应单元160发出触发信号T,触发信号T一方面作为操作按键结构100以输入相应的字元或指令的感应信号,另一方面亦作为产生驱动信号D的指示信号,使得控制电路170接收触发信号T而发出驱动信号D。当触觉产生器130经由电路层120的电路径(例如第一电路径122及第二电路径124)接收到来自控制电路170的驱动信号D时,触觉产生器130可于容置空间150a中产生震动,以提供使用者确认按压的震动回馈。
[0049] 此外,上述实施例以缓冲层150同时作为按键结构100的支撑结构层及力传导层,然而于其他实施例,按键结构可具有其他结构作为支撑结构层。如图2A至图2D所示,按键结构100’进一步可包含支撑层140,以作为支撑电路层120的支撑结构层。具体而言,支撑层140设置于电路层120及缓冲层150之间,以作为按键结构100的主要支撑结构层,并提供触觉产生器130震动的空间。支撑层140设置于膜片部152上且具有开口140a,使得突出部154穿设于开口140。亦即,开口140a较佳对应键帽层110的键帽区112且范围涵盖环绕容置区152a的突出部154,而使得支撑层140设置于膜片部152上时,突出部154位于开口140a中(如图2C所示)。于此实施例,支撑层140的硬度较佳大于缓冲层150的硬度,且支撑层140之厚度系大于触觉产生器130之厚度,以确保触觉产生器130震动的空间。换言之,支撑层140的设置可确保使用者按压键帽层110时使触觉产生器130具有足够的震动空间,而不会因为缓冲层150的硬度太低而变形压缩容置空间150a,进而使得触觉产生器130压抵感应单元160而无法发生震动回馈。相对地,如图1A所示的实施例,当按压力不会使缓冲层150过度变形压缩容置空间150a时,可选择不设置支撑层140。
[0050] 具体而言,支撑层140的厚度取决于触觉产生器130的厚度及震动空间的高度。举例而言,当震动空间的高度大于例如0.8mm时,触觉产生器130会具有较佳的震动效果。因此,支撑层140的厚度较佳设计为大于触觉产生器130的厚度且在按压时能于触觉产生器130下方保有高度大于0.8mm的震动空间。于一实施例,支撑层140的开口140a较佳对应键帽区112,亦即开口140a的形状、大小、位置较佳与键帽区112对应,以使得使用者按压于键帽区112时可确保藉由缓冲层150的力传递部分(例如突出部154、延伸部156)传递按压力至感应单元160。再者,感应单元160的感应线路较佳对应于缓冲层150的力传递部分(例如突出部154、延伸部156)设置,以使得按压力仅藉由上述的两种途径传递,而不会通过支撑层140传递,进而降低误触发感应单元160的可能性。
[0051] 如图2D所示,当外界施加按压力F时,按压力F通过缓冲层150向下传递以触发感应单元160,使得感应单元160输出触发信号T到控制电路170。控制电路170接收触发信号T而可输出驱动信号D给触觉产生器130进而驱动触觉产生器130发生震动。亦即,当使用者按压按键结构100时(例如按压于键帽层110的键帽区112时),支撑层140在按压力的作用下使触觉产生器130仍有足够的震动空间,且藉由缓冲层150的结构特性(例如突出部154、延伸部156),按压力通过上述的两种途径向下传递以触发感应单元160发出触发信号T,触发信号T一方面作为操作按键结构100以输入相应的字元或指令的感应信号,另一方面亦作为产生驱动信号D的指示信号,使得控制电路170接收触发信号T而发出驱动信号D。当触觉产生器130经由电路层120的电路径(例如第一电路径122及第二电路径124)接收到来自控制电路170的驱动信号D时,触觉产生器130可于容置空间150a中产生震动,以提供使用者确认按压的震动回馈。
[0052] 在此需注意,于上述图1D及图2D的实施例中,因载置触觉产生器130的电路层120仅与键帽层110的周边区114黏着在一起,当触觉产生器130发生震动时,对应于触觉产生器130的键帽区112与触觉产生器130无直接连动关系(即并未与电路层110黏接或有空隙),使得触觉产生器130震动时的负载较低有效降低能量的耗损,又不易带动键帽层
110震动而可增进键帽层110操作时的外观表现。
[0053] 再者,于上述图1A及图2A的实施例中,键帽层110可由单一材料制成或多种材料制成。举例而言,于一实施例,键帽层110较佳由聚酯(PU)、热塑聚酯(TPU)、皮革、织物、硅胶其中之一材料所制成。举例而言,于一实施例,键帽层110可为0.5mm的PU层,而可具有较佳的外观表面。于另一实施例,键帽层110可为1.5mm的硅胶层,而可具有较佳的操作效果。此外,键帽层110亦可为多层结构。亦即,可在上述材料制成的底层键帽层上设置厚度相对较薄且材质硬度相对较高的顶层键帽层,以保护软质的底层键帽层,甚至增加外观美感。举例而言,于一实施例,底层键帽层可为厚度约0.1mm~2mm的聚酯层或硅胶层,而顶层键帽层可为厚度约0.075mm~0.25mm的PET层,但不以此为限。
[0054] 再者,于上述图1A及图2A的实施例中,键帽层110为上/下表面皆为平坦的表面(即键帽区112及周边区114厚度实质相同),然而于其他实施,键帽层可具有不同设计以加强震动效果、强化外观设计、提升操作便利或降低成本等。
[0055] 举例而言,于图3A的实施例中,键帽层110A具有突起外形,其中键帽层110A于键帽区112A的厚度大于周边区114的厚度,使得键帽区112A突出于周边区114。于此实施例,键帽层110A可由上述例如PU、TPU、皮革、织物、硅胶等材质制成。藉此设计,键帽层110A可选择设置或不设置上述的区域界定符111,使用者藉由突起的键帽区112A亦可于盲打时有效辨识出键帽区112A的位置,有助于提升输入的速度及正确性。再者,依据实验结果显示,图3A中突起的键帽区112A相对于图1A的平面键帽区112具有较少的途径分散震动,因此具有较佳的震动效果。
[0056] 于图3B及图3C的实施例中,键帽层由多种材料制成。如图3B及图3C所示,键帽层110B、110C于对应键帽区112B、112C的下表面形成有凹槽112a,填充材料116填充于凹槽112a中,其中填充材料116与键帽层112B、112C的材料不同。举例而言,键帽层112B、112C可由PU材料制成,以提升键帽层的外观美感,而填充材料116可为硅胶,以提供较佳的效果。
[0057] 于图3D的实施例中,键帽层110D于对应键帽区112D的下表面形成定位部118。相应于此,电路层120具有定位孔120a,其中定位部118自键帽层110D的下表面向下突出以定位于定位孔120a中。具体而言,定位部118自键帽层110D的下表面向下突出的凸柱,且与键帽层110D的下表面共同定义出空间S,触觉产生器130位于空间S中。换言之,空间S对应于容置空间150a,其中当定位部118定位于定位孔120a时,定位部118较佳位于突出部154的外侧(或支撑层140与突出部154之间),使得电路层120对应键帽区112D的部分位于空间S中,且触觉产生器130的上部位于空间S,而触觉产生器130的下部位于容置空间150a。
[0058] 如图4A及图4B所示,于另一实施例,本发明提供一种包含多个前述实施例的按键结构的输入装置10。在此需注意,于此实施例,输入装置10以键盘装置为例进行说明,但于其他实施例,输入装置可包含一个以上的按键结构且以任何合宜的方式配置,不以实施例所示为限。再者,于此实施例,输入装置10以图2A的按键结构为例说明,但不以此为限。亦即,本发明的输入装置可由上述实施例的多个按键结构所组成。
[0059] 具体而言,如图4A所示,输入装置10包含键帽层210、电路层220、复数个触觉产生器230、支撑层240、缓冲层250、感应层260、控制电路270(参见图4B)及黏着层280(参见图6)。于此实施例,键帽层210具有复数个键帽区212。电路层220设置于键帽层210下方,且电路层220的下表面对应复数个键帽区212的每一键帽区212具有电隔离的至少一第一接点222a及至少一第二接点224a。缓冲层250设置于电路层220下方,且缓冲层250对应复数个键帽区212具有复数个容置空间250a,复数个容置空间250a以供分别容置复数个触觉产生器230。感应层260设置于缓冲层250下方,且感应层260包含复数个感应单元262,复数个感应单元262分别对应复数个键帽区212。换言之,当多个按键结构整合成输入装置10(例如键盘)时,各按键结构的元件可对应整合成单一部件层。
[0060] 举例而言,如图4A及图5A所示,复数个键帽区212可藉由周边区214相互连接形成单一键帽层210。具体而言,键帽层210可依据各按键配置的位置于其上表面形成复数个区域界定符211,以界定出对应的复数个键帽区212,而复数个键帽区212之间的空间及周边部分即形成周边区214。类似于上述,复数个键帽区212的每一键帽区212具有对应的字符或图案(未图示),以指示各按键结构所输入的对应指令或字符。于此实施例,键帽层210可具有与上述键帽层110、110A~110D类似的特性,例如结构、材质、厚度等,于此不再赘述。
[0061] 如图4A及图5B所示,电路层220设置于键帽层210下方,且电路层220的下表面对应复数个键帽区212的每一键帽区212具有电隔离的至少一第一接点222a及至少一第二接点224a,供电连接对应的复数个触觉产生器230。亦即,复数个触觉产生器230对应复数个键帽区212设置于电路层220下方且分别电连接对应的第一接点222a及第二接点224a。在此需注意,触觉产生器230具有类似于上述触觉产生器130的特性,且其与电路层
220的连接方式亦可参考上述图1A实施例的相关说明,于此不再赘述。具体而言,电路层
220包含复数条第一线路222及复数条第二线路224,以分别提供驱动对应复数个触觉产生器230的电路径。于此实施例,复数条第一线路222作为驱动触觉产生器230的驱动路径,而复数条第二路径224作为驱动触觉产生器230的接地路径。复数个触觉产生器230的复数个接地路径(即复数个第二线路224)较佳分组连接在一起,使得每一条第二线路224具有一个或至少两个的第二接点224a,且复数条第二线路224所包含的第二接点224a的总数量与复数个触觉产生器230的数量相同,以达到简化电路径的布局,减少所需的布局面积,进而缩小输入装置的尺寸。
[0062] 如图4A及图5C所示,支撑层240设置于电路层220及缓冲层250之间,其中支撑层240具有复数开口240a分别对应复数键帽区212,且复数开口240a供复数突出部254分别穿设于其中。类似于上述,支撑层240的硬度大于缓冲层250的硬度,且支撑层250的厚度大于触觉产生器230的厚度,以提供触觉产生器230震动的空间。
[0063] 如图4A及图5D所示,缓冲层250设置于电路层220下方,其中缓冲层250对应复数个键帽区212具有复数个容置空间250a,以供容置复数个触觉产生器230。具体而言,缓冲层250包含膜片部252及复数个突出部254,其中复数个突出部254藉由膜片部252相互连接成单一缓冲层250。亦即,类似于上述,膜片部252具有复数个容置区(例如复数个通孔),且复数个突出部254分别设置于复数个容置区(例如通孔)周围并自膜片部252朝电路层220突起,以形成复数个容置空间250a,复数个容置空间250a供分别容置复数个触觉产生器230。类似地,如图4A及图5C所示,当支撑层240设置于缓冲层250的膜片部252时,复数突出部254分别穿设于复数个开口240a。再者,缓冲层250更具有复数个延伸部256,其中复数个延伸部256自复数个突出部254朝对应的容置空间250a内侧延伸,且复数个延伸部256的每一延伸部256的顶面低于每一延伸部256对应的每一突出部254的顶面。再者,复数个延伸部256的每一延伸部256较佳延伸于对应的每一触觉产生器230的下表面,以使得每一触觉产生器230部分重叠对应的每一延伸部256。
[0064] 再者,如图4A及图4B所示,复数个感应单元262可整合于感应层260,且可藉由单一控制电路270控制多个按键,以简化制造程序及组装程序,但不以此为限。
[0065] 类似于图1D或图2D所示的作动说明,当外界施加按压力于复数个键帽区212其中一个时,按压力通过与复数个键帽区212其中之一对应的缓冲层250的力传递部分(例如突出部254、延伸部256)经由上述的两种途径向下传递以触发对应的感应单元262,使得对应的感应单元262输出触发信号T到控制电路270。触发信号T一方面作为操作按键结构以输入相应的字元或指令的感应信号,同时亦作为产生驱动信号D的指示信号,使得控制电路270接收触发信号T而可输出驱动信号D给对应的触觉产生器230。当对应的触觉产生器230经由对应的电路层220的电路径(例如对应的第一电路径222及第二电路径224)接收到来自控制电路270的驱动信号时,对应的触觉产生器230可于对应的容置空间
250a中产生震动,以提供使用者确认按压的震动回馈。
[0066] 再者,如图6所示,黏着层280设置于键帽层210下表面且位于复数键帽区212之外,以黏着键帽层210及电路层220。类似于上述,黏着层280仅设置于键帽层210对应于周边区214的下表面。换言之,黏着层280并未设置于键帽层210对应于键帽区212的下表面,使得键帽区212及电路层220对应键帽区212的部分不黏着在一起(或有空隙)。藉此,当触觉产生器230受到驱动信号的驱动而震动时,可以减少触觉产生器230发生震动时的动能损耗。亦即,若电路层220与键帽层210全部都黏起来时,触觉产生器230的“负载”加重,不易产生震动,而使得动能损耗加大。再者,输入装置10的其余元件(例如电路层220、支撑层240、缓冲层250、感应单元260等)之间亦可藉由黏着方式固定,以定位各元件间的相对位置。
[0067] 相较于习知技术,本发明的按键结构及输入装置藉由黏着层仅设置于键帽区外的部分(即周边区),可有效降低触觉产生器发生震动时的动能损耗。再者,本发明的按键结构及输入装置可藉由不同结构设计、不同材质选择的键帽层,来加强震动效果、强化外观设计、提升操作便利或降低成本。
[0068] 本发明已由上述实施例加以描述,然而上述实施例仅为例示目的而非用于限制。熟此技艺者当知在不悖离本发明精神下,于此特别说明的实施例可有例示实施例的其他修改。因此,本发明范畴亦涵盖此类修改且仅由所附申请专利权利要求的范围限制。
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