按鍵裝置及導光元件的製作方法

2023-12-02 18:57:01

本發明涉及一種按鍵裝置及導光元件，特別涉及一種具有發光效果的按鍵裝置及導光元件。

背景技術：

在現今科技發達的資訊時代，電腦已成為人們不可或缺的必需品。就目前電腦而言，鍵盤為不可或缺的輸入設備之一，用以輸入文字、符號或數字。使用者在選擇鍵盤時，除了考量鍵盤的功能外，鍵盤外觀的視覺效果亦受到使用者的重視。舉例而言，目前市面上已有推出發光鍵盤，以期藉由燈光營造出酷炫的視覺效果來吸引使用者。此外，使用者於夜間或燈光不足的地方使用發光鍵盤時，發光鍵盤本身提供的光源亦可協助使用者尋找按鍵，以提升發光鍵盤的使用便利性。

然而，目前市面上的發光鍵盤普遍難以兼顧製造成本與光均勻度，其原因在於，若欲提升發光鍵盤的光均勻度，則必須增加光源的數量，但光源數量的增加卻會提高發光鍵盤的製造成本。反之，若減少光源的數量，雖可降低發光鍵盤的製造成本，但卻會降低發光鍵盤的光均勻度。因此，目前市面上的發光鍵盤有製造成本與光均勻度難以兼顧的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種按鍵裝置及導光元件，藉以兼顧發光鍵盤的製造成本與光均勻度。

本發明所揭露的按鍵裝置，包含一按鍵開關、一光源、一鍵帽及一導光元件。光源鄰近於按鍵開關。鍵帽罩覆按鍵開關與光源。鍵帽包含一透光板部及一側板部。透光板部覆蓋光源。側板部連接於透光板部。導光元件介於透光鍵帽的透光板部與光源之間。導光元件包含一均光板部及一引光板部。均光板部具有相對的一出光面及一背面，以及具有一分光槽。出光面面向鍵帽的透光板 部。分光槽位於均光板部的出光面。引光板部凸出於均光板部的背面，且引光板部於出光面的投影與分光槽於出光面的投影至少部分重疊。引光板部具有靠近均光板部的一連接側與遠離均光板部的一入光側。光源鄰近於引光板部的入光側旁，且引光板部的連接側的寬度大於引光板部的入光側的寬度。

本發明所揭露的導光元件，包含一均光板部及一引光板部。均光板部具有相對的一出光面及一背面，以及具有一分光槽。分光槽位於均光板部的出光面。引光板部凸出於均光板部的背面，且該引光板部於該出光面的投影與該分光槽於該出光面的投影至少部分重疊。引光板部具有靠近均光板部的一連接側與遠離均光板部的一入光側，且引光板部的連接側的寬度大於引光板部的入光側的寬度。

根據上述實施例所揭露的按鍵裝置及導光元件，通過導光元件的引光板部的引光，使從較小寬度入光側進入的光線儘可能擴散到較大寬度的連接側，再經該連接側通過導光元件的均光板部的導光，讓光線儘可能均勻擴散到均光板部的出光面，進而可用一個或少量的光源來達到鍵帽的透光板部整面的光均勻度。也就是說，通過導光元件的設置，可有效減少光源的用量，並達到所需的均勻度的標準，進而可兼顧發光鍵盤的製造成本與光均勻度。

以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。

附圖說明

圖1為根據本發明第一實施例所述的按鍵裝置的立體示意圖；

圖2為圖1的分解示意圖；

圖3為圖1的剖視示意圖；

圖4為圖3的導光元件的放大示意圖；

圖5為圖4的局部放大圖；

圖6為圖1的另一視角的剖視示意圖；

圖7為根據本發明第二實施例所述的按鍵裝置的剖視示意圖。

其中，附圖標記

10、10』 按鍵裝置

100 按鍵開關

110 觸發凸部

200 光源

300 鍵帽

310 透光板部

320 側板部

400 導光元件

410 均光板部

411 出光面

412 背面

412a、412b 側緣

413 分光槽

413a 第一斜槽面

413b 第二斜槽面

414 第一反射面

415 第二反射面

416 凹槽

416a 槽側面

420 引光板部

421 入光側

422 連接側

423 入光面

424 引光面

430 結合板部

D1、D2 寬度

θ1～θ6 角度

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作具體的描述：

請參閱圖1至圖3。圖1為根據本發明第一實施例所述的按鍵裝置的立體示意圖。圖2為圖1的分解示意圖。圖3為圖1的剖視示意圖。

本實施例的按鍵裝置10適用應用於發光鍵盤(未繪示)，其包含一按鍵開關100、一光源200、一鍵帽300及一導光元件400。此外，按鍵裝置10內可另設有架橋(如剪刀式樞接結構，未繪示)。由於架橋並非本發明的重點，且為本領域具有通常知識者已熟知的技術，故與架橋相關的結構並不再贅述。

按鍵開關100例如為機械式的觸發開關，並具有一觸發凸部110。當按鍵開關100的觸發凸部110被觸發時，按鍵開關100會產生對應的文字或功能信號。上述按鍵開關100是以機械式觸發開關為例，但並不以此為限，在其他實施例中，按鍵開關100也可以是光遮斷式的觸發開關。

光源200鄰近於按鍵開關100。詳細來說，光源200例如為發光二極體。光源200嵌設於按鍵開關100，並用以產生向上投射的一光線。

鍵帽300罩覆按鍵開關100與光源200。詳細來說，鍵帽300包含一透光板部310及一側板部320。透光板部310位於按鍵開關100上方，並覆蓋光源200。側板部320連接於透光板部310，並圍繞光源200。在本實施例中，透光板部310上例如印有英文字母或注音符號，且側板部320設計成不透光，但並不以此為限，在其他實施例中，側板部320亦和透光板部310一樣設計成可透光。

導光元件400介於鍵帽300的透光板部310與光源200之間，並可固定於鍵帽300。詳細來說，請參閱圖3至圖6。圖4為圖3的導光元件的放大示意圖。圖5為圖4的局部放大圖。圖6為圖1的另一視角的剖視示意圖。導光元件400包含一均光板部410、一引光板部420及二結合板部430。均光板部410具有相對的一出光面411及一背面412。出光面411面向鍵帽300的透光板部310，且出光面411的尺寸匹配於透光板部310的尺寸。背面412具有相對的二側緣412a、412b。引光板部420凸出於均光板部410的背面412，並與背面412的相對兩側緣412a、412b相分離，而令導光元件400的外形例如呈英文字母的「T」型。

在本實施例中，引光板部420具有遠離均光板部410的一入光側421與靠近均光板部410的一連接側422。光源200鄰近於引光板部420的入光側421旁，且引光板部420的連接側422的寬度D1大於引光板部420的入光側421的寬度D2，以及引光板部420的連接側422的寬度D1實質上等於均光板部410的寬度。更進一步來說，引光板部420具有一入光面423及二引光面424。 入光面423位於引光板部420的入光側421。入光面423面向光源200。二引光面424分別連接於入光面423的相對兩側，並朝引光板部420的連接側422延伸。並且，二引光面424靠近引光板部420的連接側422的間距大於二引光面424靠近引光板部420的入光側421的間距。光源200所產生的光線用以自入光面423進入引光板部420，並藉由二引光面424的導引來使得光線較均勻地進入均光板部410。

均光板部410具有一分光槽413。分光槽413位於均光板部410的出光面411，並與引光板部420於出光面411的投影至少部分重疊。詳細來說，均光板部410具有形成分光槽413的一第一斜槽面413a及一第二斜槽面413b，且第一斜槽面413a和第二斜槽面413b直接相交並形成夾角θ1，第一斜槽面413a較第二斜槽面413b靠近背面412的其中一側緣412a。第一斜槽面413a與第二斜槽面413b所構成的夾角θ1為75度。在本實施例中，均光板部410的第一斜槽面413a與第二斜槽面413b在出光面411上的投影與引光板部420在出光面411上的投影至少部分重疊，以令光源200發出的光線能夠經第一斜槽面413a與第二斜槽面413b的反射而充斥於均光板部410中，其中部分光線會射向背面412的相對兩側緣412a、412b。

此外，由於分光槽413至背面412的側緣412a的距離較短，而分光槽413至背面412的側緣412b的距離較長，故分光槽413靠近側緣412a的一側所需的光線量應少於分光槽413靠近側緣412a的一側所需的光線量，以保持均勻板部410在分光槽413兩側的光均勻度。本實施例的作法在於將較靠近側緣412a的第一斜槽面413a的傾斜角度θ2(即第一斜槽面413a與出光面411所構成的夾角)大於較靠近側緣412b的第二斜槽面413b的傾斜角度θ3(即第一斜槽面413b與出光面411所構成的夾角)。其中，在本實施例中，第一斜槽面413a的傾斜角度θ2以60度為例，而第二斜槽面413a的傾斜角度θ3以45度為例，但並不以此為限。

均光板部410具有與出光面411、背面412相連的一第一反射面414及一第二反射面415，第一反射面414和第二反射面415相對且分別位於分光槽413的兩側。分光槽413至第一反射面414的距離小於分光槽413至第二反射面415的距離。

第一反射面414與出光面411的延伸面所構成的夾角θ4為45度，以通過 第一反射面414將光線重新反射回均光板部410，以增加均勻板件410的光線使用率。其中，第一反射面414與出光面411的延伸面所構成的夾角θ4並不限於上述的45度，在其他實施例中，第一反射面414與出光面411的延伸面所構成的夾角θ4亦可為40度至50度的任一角度值。

此外，在本實施例中，第一反射面414上並無塗布反射塗料，僅藉由全反射原理讓傾斜的第一反射面414達到反射效果，但並不以此為限，在其他實施例中，第一反射面414上也可以另塗布有反射塗層，以提升第一反射面414的反射效果。同理，第二反射面415亦可另塗布有反射塗層，以提升第二反射面415的反射效果。

第二反射面415與出光面411的延伸面所構成的夾角θ5為45度。第二反射面415能夠將光線重新反射回均光板部410。如此一來，即能夠增加光源200所發出的光線從均光板部410的出光面411射出的射出量，進而進一步地增加導光元件400的光線使用率。其中，第二反射面415與出光面411的延伸面所構成的夾角θ5並不限於上述的45度，在其他實施例中，第二反射面415與出光面411的延伸面所構成的夾角θ5亦可為40度至50度的任一角度值。

本實施例中，均光板部410更具有多個微結構。這些微結構位於均光板部410的背面412。這些微結構例如為自背面412向內凹陷的一凹槽416，並自均光板部410靠近引光板部420的一側朝遠離引光板部420的一側分布，且這些微結構的分布密度自靠近引光板部420的一側朝遠離引光板部420的一側漸密。藉由這些微結構，可使由出光面411射向透光板部310的光線進一步均勻。

此外，均光板部410具有形成這些凹槽416的多對槽側面416a。每一對槽側面416a所構成的夾角θ6為90度，但並不以此為限，在其他實施例中，每一對槽側面416a所構成的夾角θ6也可以為大於等於40度至小於等於90度之間的任一角度值。

再者，本實施例的微結構為凹槽416，但並不以此為限，在其他實施例中，微結構也可以為凸塊。

二結合板部430凸出於均光板部410的背面412，並卡合於按鍵開關100的觸發部。如此一來，鍵帽300受外力壓迫時，鍵帽300能夠帶動導光元件400觸發按鍵開關100，以產生文字或功能信號。在本實施例中，結合板部430的數量以兩個為例，但並不以此為限，在其他實施例中，結合板部430的數量 也可以為一個或三個以上。

通過上述引光板部420的引光，可讓光源200發出的光線儘可能全數並均勻地進入均光板部410，，再通過均光板部410讓光線均勻地擴散並從出光面411射向鍵帽300的透光板部310。藉此讓本實施例的按鍵裝置10僅需使用一個或少量的光源200或較低功率的光源200即可達到整個透光板部310的均光效果，進而降低按鍵裝置10的製造成本及耗電量。

在上述實施例中，引光面424是以曲面為例，但並不以此為限。請參閱圖7。圖7為根據本發明第二實施例所述的按鍵裝置的剖視示意圖。在本實施例的按鍵裝置10』中，引光面424也可以為平面。此外，本實施例的按鍵裝置10』的其餘結構與第一實施例相似，故不再贅述。

根據上述實施例所揭露的按鍵裝置及導光元件，通過導光元件的引光板部的引光，讓光線均勻擴散，再通過導光元件的均光板部的導光，讓光線再次均勻擴散，進而可用一個或少量的光源來達到鍵帽的透光板部整面的光均勻度。也就是說，通過導光元件的設置，可有效減少光源的用量，並達到所需的均勻度的標準，進而可兼顧發光鍵盤有製造成本與光均勻度。

當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。