TWI390565B - 光學觸控裝置及其鍵盤 - Google Patents

Description

光學觸控裝置及其鍵盤

本發明有關於一種鍵盤，特別是有關於一種可應用於光學觸控裝置中之鍵盤。

鍵盤係電腦系統中的輸入工具，一般鍵盤係由多種零件所組成，例如：塑膠按鍵、觸控開關以及電路板等等，結構複雜且成本昂貴，無法降低生產成本。

市面上亦有一種虛擬鍵盤，使用者可以直接在觸控式顯示面板上利用手指直接觸控顯示面板來進行操作，然而，虛擬的鍵盤無法提供使用者實體鍵盤的觸感，且無法快速的進行打字，並且，虛擬鍵盤通常沒有提供定位點，不僅容易敲錯鍵盤，使用者必須藉由視線的幫助而定位，容易造成眼睛的疲勞。

本發明提供一種鍵盤，包括一支撐框架、一鍵帽以及一擋止元件。支撐框架具有透光性，鍵帽與支撐框架連接，擋止元件與鍵帽連接，且擋止元件不具有透光性。鍵帽可於一第一位置以及一第二位置之間移動，當鍵帽位於第一位置時，支撐框架擋止元件與支撐框架位於不同水平高度，當鍵帽位於第二位置時，擋止元件與支撐框架位於同一水平高度。

本發明提供一種光學觸控裝置包括一本體、一鍵盤以及一光發射元件。鍵盤放置於本體上，並具有一第一端部以及一第二端部，且包括一支撐框架一鍵帽以及一擋止元件。鍵帽可於一第一位置以及一第二位置之間移動，與支撐框架連接，擋止元件與鍵帽連接，並與鍵帽同步移動，光發射元件提供一光線至鍵盤。當鍵帽位於該第一位置時，該光線可穿透第一端部到達第二端部；當鍵帽位於第二位置時，擋止元件阻擋光線，使光線無法到達第二端部。

為使本發明之上述及其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一具體之較佳實施例，並配合所附圖式第做詳細說明。

如第1圖所示，本發明提供一光學觸控裝置100，包括一光學觸控面板200、一鍵盤300、一反光條500(或光反射器)以及兩個光學鏡頭模組400分別置於光學觸控面板200相鄰之兩頂點，光學鏡頭模組400包含一光發射元件以及一光感應器；其中光學觸控裝置100係利用光學鏡頭模組400之光發射元件發送光線E，光線E接觸反光條500反射後沿原路徑由光感應器感應，因此，當一物體或手指觸碰光學觸控面板200表面之一位置時，光感應器將偵測到光線被遮蔽的訊號，而後藉由運算系統計算出於光學觸控面板200被觸碰的位置。

參見第2A、2B圖，鍵盤300包括一支撐框架310、複數個鍵帽320及複數個擋止元件330，其中支撐框架310、鍵帽320以及擋止元件330可以一體成形的方式由橡膠所製成。

支撐框架310具有透光性，以使光發射元件所發射之光線E可以穿透鍵盤300並經反光條500反射後得被光感應器感應，此外，支撐框架310並包括複數個支撐元件311(具有透光性)，複數個鍵帽320與支撐元件311連接，並且，當鍵盤300放置於光學觸控面板200上時，支撐元件311與光學觸控面板200抵接，藉由支撐元件311支撐鍵帽320，可在鍵帽320以及光學觸控面板200之間保持一距離。

應注意的是，於此實施例中，複數個支撐元件311成長條形，並以相互平行的方式排列，但是支撐元件311的形狀與排列方式不限於此，只要可以支撐鍵帽320即可。

參見第3A、3B圖，鍵帽320可於一第一位置(按壓前位置，如第3A圖所示)以及一第二位置(按壓後位置，如第3B圖所示)之間移動，每一鍵帽320具有一內表面S，每一鍵帽320中分別設置一擋止元件330，並可與該鍵帽320同步移動，擋止元件330包括一突出部331以及一表層332，突出部331可係與鍵帽320以一體成形的方式突出於內表面S上，且表層332形成於突出部331上，並具備不透光或吸光性質以遮蔽光線。於一實施例中，表層332可以是一研磨層，以研磨內表面S的方式達成不透光性質而與鍵帽320一體成形；或是在內表面S上形成一塗層或是一濺鍍層以達成不透光性質，然使表層332達成不透光性質並但不限於此，只要表層332為不透光即可。於一實施例中，擋止元件330整體(突出部331及表層332)係以不透光材質製作，而後黏合於鍵帽320之內表面S。於另一實施例中，擋止元件330之突出部331係與鍵帽320一體成形，而後擋止元件330之表層332係以不透光材質製作而黏合於鍵帽320之內表面S。

參見第4A圖與第4B圖，在一變化例中，鍵帽320可於一第一位置(按壓前位置，如第4A圖所示)以及一第二位置(按壓後位置，如第4B圖所示)之間移動，其中擋止元件330’為一表層，直接形成於鍵帽320之內表面S上，且表層330’可以是一研磨層，以研磨內表面S的方式而與鍵帽320一體成形，或是在內表面S上形成一塗層、或是一濺鍍層，但不限於此，只要表層330’為不透光即可。

參見第3A以及4A圖，當鍵帽320位於第一位置時(按壓前位置)，擋止元件330、330’與支撐框架310係位於不同水平高度，參見第3B以及4B圖，當鍵帽320被下壓而由第一位置移動至第二位置時(按壓後位置)，擋止元件330、330’與支撐框架310係位於同一水平高度。

再次參見第2A、2B圖、第3A、3B圖以及第4A、4B圖，如第2A圖所示，鍵盤300放置於光學觸控面板200上，並具有一第一端部P1以及與第一端部P1相反的一第二端部P2，且光學鏡頭模組400設置於光學觸控面板200相鄰兩角落，並提供一光線E以偵測是否有手指或物體之觸碰光學觸控面板200之表面。如第3A圖與第4A圖所示，當鍵帽320位於第一位置時，由於支撐框架310及複數個支撐元件311具有透光性，該光線E可順利的穿透支撐元件311由第一端部P1穿越第二端部P2而到達反光條500。如第3B圖與第4B圖所示，當使用者將鍵帽320由第一位置下壓至第二位置，使擋止元件330、330’與支撐框架310位於同一水平高度時，由於擋止元件330、330’為不透光的設計，可阻擋光線E的前進，使光線E無法穿透擋止元件330、330’而到達第二端部P2及反光條500，此時便可藉由光線E被遮蔽的訊號而計算出被下壓鍵帽320的位置。

如上所述，當使用者未下壓鍵帽320前，光線E可順利穿透鍵盤300到達反光條500而反射，其間並無遮擋之情況發生，因此得以被光感應器感應，即如同習知技術無任何觸控點於光學觸控面板之情形；當使用者下壓鍵帽320時，藉由擋止元件330、330’之檔止，光線E無法到達反光條500而反射回光感應器，因此光感應器將感應出一遮蔽點，而得進行觸控點之計算，即如同習知技術觸控點於光學觸控面板之情形。

請參見第1圖，於一實施例中，光學觸控面板200上可顯示虛擬鍵盤600，鍵盤300放置於光學觸控面板200上時，鍵盤300係對應虛擬鍵盤600，亦即鍵盤300之鍵帽320係分別對應虛擬鍵盤600其中一個鍵，因此當使用者下壓特定之鍵帽時，即如同使用者觸碰虛擬鍵盤600中對應該特定之鍵帽之鍵，進而產生對應之功能；於一實施例，光學觸控面板200上並無顯示虛擬鍵盤600，只要事先計算並儲存每一鍵帽320於下壓後將觸碰於光學觸控面板200之位置的資料即可(亦即所會產生的遮蔽點位置)，例如，當特定之鍵帽下壓時，由於每一鍵帽下壓時所產生遮蔽點之位置為已知，因此當某一遮蔽點之位置計算出來後，即可反推該特定之鍵帽係處於下壓狀態，因而可產生下壓該特定之鍵帽對應之功能。

本發明之鍵盤300可應用於任一種光學觸控裝置中，當使用者需要實體鍵盤的時候，可直接將鍵盤300放置於光學觸控面板上操作，提供實體觸感而不影響光學觸裝置之運作；另外，由於鍵盤300為軟性材料一體成形，收納鍵盤300時，亦可將鍵盤300隨意摺疊，方便使用者隨身攜帶，並且鍵盤300的結構簡單，材料成本低廉，可大幅降低製程成本。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．光學觸控裝置

200．．．光學觸控面板

300．．．鍵盤

310．．．支撐框架

311．．．支撐元件

320．．．鍵帽

330．．．擋止元件

330’．．．擋止元件

331．．．突出部

332．．．表層

400．．．光學鏡頭模組

500．．．反光條

600．．．虛擬鍵盤

E．．．光線

S．．．內表面

P1．．．第一端部

P2．．．第二端部

A-A’．．．切線

第1圖顯示本發明光學觸控裝置之分解圖；

第2A圖顯示本發明光學觸控裝置之平面圖；

第2B圖顯示第2A圖中光學觸控裝置之右側視圖；

第3A、3B圖顯示第2A圖中沿一A-A’切線之剖面圖；以及

第4A、4B圖顯示第3A、3B圖中鍵帽之一變化例之剖面圖。

100．．．光學觸控裝置

200．．．光學觸控面板

300．．．鍵盤

310．．．支撐框架

311．．．支撐元件

320．．．鍵帽

330．．．擋止元件

400．．．光學鏡頭模組

500．．．反光條

E．．．光線

P1．．．第一端部

P2．．．第二端部

Claims (16)

1. 一種鍵盤，包括：一支撐框架，其中該支撐框架具有透光性；一鍵帽，與該支撐框架連接，並且具有一內表面；以及一擋止元件，設置於該鍵帽之該內表面上，且該擋止元件不具有透光性，其中，該擋止元件包括一突出部以及一表層，該突出部係突出於該內表面，且該表層形成於該突出部上；其中該鍵帽可於一第一位置以及一第二位置之間移動，當該鍵帽位於該第一位置時，該擋止元件與該支撐框架位於不同水平高度，當該鍵帽位於該第二位置時，該擋止元件與該支撐框架位於同一水平高度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤，其中該支撐框架包括複數個支撐元件，且該等支撐元件相互平行。
3. 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤，其中該表層為一塗層、一研磨層或是一濺鍍層。
4. 一種鍵盤，具有一第一端部以及一第二端部，包括：一支撐框架，其中該支撐框架具有透光性；一鍵帽，可於一第一位置以及一第二位置之間移動，與該支撐框架連接；以及一擋止元件，與該鍵帽連接，且該擋止元件不具有透光性；其中當該鍵帽位於該第一位置時，一光線可穿透該第一端部到達該第二端部；當該鍵帽位於該第二位置時，該擋止元件阻擋該光線，使該光線無法到達該第二端部。
5. 一種光學觸控裝置，包括：一本體；一鍵盤，放置於該本體上，具有一第一端部以及一第二端部，包括：一支撐框架；一鍵帽，可於一第一位置以及一第二位置之間移動，與該支撐框架連接；一擋止元件，與該鍵帽連接，並與該鍵帽同步移動；以及一光發射元件，提供一光線至該鍵盤；其中當該鍵帽位於該第一位置時，該光線可穿透該第一端部到達該第二端部；當該鍵帽位於該第二位置時，該擋止元件阻擋該光線，使該光線無法到達該第二端部。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光學觸控裝置，其中該支撐框架包括複數個支撐元件，且該等支撐元件相互平行。
7. 如申請專利範圍第5項所述之光學觸控裝置，其中該鍵帽具有一內表面，且該擋止元件係設置於該內表面上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之光學觸控裝置，其中該擋止元件包括一突出部以及一表層，該突出部突出於該內表面，且該表層形成於該突出部上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之光學觸控裝置，其中該表層為一塗層、一研磨層或是一濺鍍層。
10. 如申請專利範圍第7項所述之光學觸控裝置，其中該擋止部為一表層，形成於該內表面上。
11. 如申請專利範圍第10項所述之光學觸控裝置，其中該表層為一塗層、一研磨層或是一濺鍍層。
12. 如申請專利範圍第5項所述之光學觸控裝置，其中該支撐框架與該鍵帽為一體成形。
13. 如申請專利範圍第5項所述之光學觸控裝置，其中該支撐框架、該鍵帽以及該擋止元件為一體成形。
14. 如申請專利範圍第5項所述之光學觸控裝置，其中該支撐框架具有透光性。
15. 如申請專利範圍第5項所述之光學觸控裝置，其中該擋止元件不具有透光性。
16. 如申請專利範圍第5項所述之光學觸控裝置，更包括一反光條，設置於該本體之邊緣，其中當該光線可穿透該第一端部到達該第二端部，該光線可到達該反光條，並由該反光條反射。