專利名稱：非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鍵盤裝置，特別是涉及一種非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤 ^B (mechanical-switch keyboard/mechanical keyboard) 0
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電腦鍵盤一般是整合可感應(yīng)動(dòng)作(motion sensitive)的元件，以使其能夠提供除了按鍵輸入之外的操作功能(例如，鼠標(biāo)功能、手勢(shì)操作功能等)；而此類型可感應(yīng)動(dòng)作的電腦鍵盤，又可再分為“接觸式”感應(yīng)動(dòng)作的電腦鍵盤，及“非接觸式”感應(yīng)動(dòng)作的電腦鍵盤。針對(duì)“接觸式”感應(yīng)動(dòng)作的電腦鍵盤而言，以中國臺(tái)灣證書號(hào)M250242、M366715等專利為例，其等主要是配合供使用者觸碰的一觸控板(例如，電容式觸控板)，以感應(yīng)與使用者操作相關(guān)的動(dòng)作。請(qǐng)參閱圖1-1及圖1-2，針對(duì)“非接觸式”感應(yīng)動(dòng)作的電腦鍵盤而言，如美國公開 2010/0149099A1號(hào)專利所公開的可感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤1，其主要包括排列于一平面10 的多個(gè)按鍵11，及朝向該等按鍵11且具有平行于該平面10的光軸12的多個(gè)光感測(cè)元件 13。該等光感測(cè)元件13突設(shè)于該機(jī)械式鍵盤1的上表面，使得該等光感測(cè)元件13可感應(yīng)使用者于該平面10上方的手/手指移動(dòng)而成像；然后，再利用一處理器(圖未示)配合影像分析技術(shù)，像是邊緣偵測(cè)(edge detection)算法，即可感應(yīng)并判別出與使用者操作相關(guān)的動(dòng)作。然而，該機(jī)械式鍵盤1所采用的該等光感測(cè)元件13必須突設(shè)于該機(jī)械式鍵盤1 的上表面以便取像，其整體結(jié)構(gòu)較不精簡(compact)；再者，該處理器所進(jìn)行的影像分析技術(shù)，其計(jì)算復(fù)雜度較高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置。本實(shí)用新型非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置包含一機(jī)械式按鍵組單元，及至少一動(dòng)作感應(yīng)單元。該機(jī)械式按鍵組單元包括多個(gè)按鍵，該等按鍵形成一參考平面。該動(dòng)作感應(yīng)單元設(shè)置于該參考平面的一第一側(cè)，該動(dòng)作感應(yīng)單元包括用以朝該參考平面發(fā)射光線的多個(gè)發(fā)光模組，及用以朝該參考平面感測(cè)光強(qiáng)度變化的一光感測(cè)模組。本實(shí)用新型所述的非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置還包含一殼體，該殼體包括呈相反的一頂壁及一底壁，該動(dòng)作感應(yīng)單元設(shè)置于該頂壁與該底壁之間，該頂壁具有至少一透光區(qū)域，該動(dòng)作感應(yīng)單元鄰近于該透光區(qū)域。本實(shí)用新型所述的該頂壁的該透光區(qū)域位于該參考平面及該動(dòng)作感應(yīng)單元之間。本實(shí)用新型所述的該機(jī)械式按鍵組單元還包括設(shè)置于該頂壁與該底壁之間的一薄膜電路板，該動(dòng)作感應(yīng)單元設(shè)置于該薄膜電路板上。本實(shí)用新型所述的該機(jī)械式按鍵組單元還包括設(shè)置于該頂壁與該底壁之間的一薄膜電路板，該動(dòng)作感應(yīng)單元設(shè)置于該薄膜電路板及該頂壁之間。本實(shí)用新型所述的該頂壁的該透光區(qū)域位于該頂壁的其中至少一角落。[0013]本實(shí)用新型所述的該動(dòng)作感應(yīng)單元的該等發(fā)光模組電連接于該光感測(cè)模組。本實(shí)用新型所述的該動(dòng)作感應(yīng)單元包括至少三個(gè)發(fā)光模組，該等發(fā)光模組的排列概呈L形。本實(shí)用新型所述的該動(dòng)作感應(yīng)單元還包括一基板，該等發(fā)光模組及該光感測(cè)模組設(shè)置于該基板上。本實(shí)用新型所述的該基板概呈L形。本實(shí)用新型的有益效果在于該動(dòng)作感應(yīng)單元的所有元件(該等發(fā)光模組、該光感測(cè)模組)皆設(shè)置于該參考平面的該第一側(cè)，沒有任一元件凸伸于該參考平面之上，其整體結(jié)構(gòu)較為精簡。

圖1-1是一側(cè)視示意圖，說明現(xiàn)有的一可感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤及其光感測(cè)元件；圖1-2是一俯視示意圖，說明現(xiàn)有的一可感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤及其光感測(cè)元件；圖2是一示意圖，說明本實(shí)用新型非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置的一第一優(yōu)選實(shí)施例；圖3是沿著該圖2的一直線I所取得的一局部剖視示意圖，說明一動(dòng)作感應(yīng)單元的各元件的設(shè)置關(guān)系；圖4是一示意圖，說明應(yīng)用該第一優(yōu)選實(shí)施例的一電腦；圖5是一示意圖，說明本實(shí)用新型非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置的一第二優(yōu)選實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明在本實(shí)用新型被詳細(xì)描述之前，要注意的是，在以下的說明內(nèi)容中，類似的元件是以相同的附圖標(biāo)記來表示。請(qǐng)參閱圖2及圖3，本實(shí)用新型非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置2的第一優(yōu)選實(shí)施例包含一殼體21、一機(jī)械式按鍵組單元22，及一動(dòng)作感應(yīng)單元23。該殼體21包括呈相反的一頂壁211及一底壁212 ；該機(jī)械式按鍵組單元22包括多個(gè)按鍵221、一設(shè)置于該頂壁 211與該底壁212之間的薄膜電路板222、一支撐該薄膜電路板222的承板223及多個(gè)分別對(duì)應(yīng)該等按鍵221的升降機(jī)構(gòu)224(圖中僅顯示一個(gè)作為示意)，該等按鍵221形成一參考平面3，該等升降機(jī)構(gòu)2M分別連接于該承板223的樞耳與該等按鍵221之間；該動(dòng)作感應(yīng)單元23設(shè)置于該參考平面3的一第一側(cè)31，該動(dòng)作感應(yīng)單元23包括用以朝該參考平面3 發(fā)射光線233的多個(gè)發(fā)光模組231，及用以朝該參考平面3感測(cè)(sensing)光強(qiáng)度變化的一光感測(cè)模組232。值得一提的是，該機(jī)械式按鍵組單元22為現(xiàn)有的元件，其構(gòu)件的功能及詳細(xì)實(shí)作方式為熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者所熟知，所以不在此贅述，圖3中該等升降機(jī)構(gòu)2M雖繪制為剪刀(scissor)型式，但也可為其它型式。在本第一優(yōu)選實(shí)施例中，該頂壁211具有一透光區(qū)域213，該透光區(qū)域213是由可透光的材質(zhì)所制成，且其位于該頂壁211的其中至少一角落；該動(dòng)作感應(yīng)單元23設(shè)置于該頂壁211及該底壁212之間，且其鄰近于該透光區(qū)域213 ；更進(jìn)一來說，該頂壁211的該透光區(qū)域213位于該參考平面3及該動(dòng)作感應(yīng)單元23之間，該等發(fā)光模組231所產(chǎn)生的光線 233可經(jīng)由該透光區(qū)域213發(fā)射到該參考平面3的一第二側(cè)32 ；當(dāng)有物件于該第二側(cè)32發(fā)生動(dòng)作(例如，使用者于該第二側(cè)32進(jìn)行手勢(shì)操作)時(shí)，該光感測(cè)模組232會(huì)感應(yīng)到相關(guān)于物件的動(dòng)作的光強(qiáng)度變化(即，光照度變化)，并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于光強(qiáng)度變化的多個(gè)信號(hào)。更進(jìn)一步來說，該動(dòng)作感應(yīng)單元23設(shè)置于該機(jī)械式按鍵組單元22的該薄膜電路板222及該頂壁211之間；該動(dòng)作感應(yīng)單元23還包括概呈L形的一基板234，該等發(fā)光模組231及該光感測(cè)模組232設(shè)置于該基板234上。值得一提的是，該動(dòng)作感應(yīng)單元23也可以整合于該薄膜電路板222，也就是說，該動(dòng)作感應(yīng)單元23可以不包括該基板234，而該等發(fā)光模組231及該光感測(cè)模組232是直接設(shè)置于該薄膜電路板222上，并不限于本第一優(yōu)選實(shí)施例所公開。在本第一優(yōu)選實(shí)施例中，該動(dòng)作感應(yīng)單元23的該等發(fā)光模組231為紅外線 (infrared，簡稱IR)發(fā)光二極管(light emitting diode，簡稱LED)。該動(dòng)作感應(yīng)單元23 的該光感測(cè)模組232是采用芯科實(shí)驗(yàn)室有限公司(Silicon Laboratories) Sil 14x系列的光傳感器；該光感測(cè)模組232可感應(yīng)物件分別于一第一方向X、一第二方向Y，及一第三方向 Z的移動(dòng)(movement)；該第一方向X、該第二方向Y，該第三方向Z兩兩垂直，且該第一方向 X、該第二方向Y共同界定的一感應(yīng)平面平行于該參考平面3，該第三方向Z垂直于該參考平面3 ；換句話說，該光感測(cè)模組232所產(chǎn)生的該等信號(hào)具有該第一方向X、該第二方向Y，該第三方向Z的資訊。該等發(fā)光模組231電連接于該光感測(cè)模組232，且該光感測(cè)模組232 可驅(qū)動(dòng)(drive)該等發(fā)光模組231。更進(jìn)一步來說，基于三角定位(triangulation)的原理，該等發(fā)光模組231的一數(shù)量為至少三個(gè)，優(yōu)選地，該等發(fā)光模組231的排列概呈L形。在本第一優(yōu)選實(shí)施例中，該等發(fā)光模組231的數(shù)量為三個(gè)。請(qǐng)參閱圖2、圖3與圖4，該機(jī)械式鍵盤裝置2的第一優(yōu)選實(shí)施例可應(yīng)用于包括一中央處理單元(CPU)41及一記憶體42的一電腦4中。該中央處理單元41接收來自該光感測(cè)模組232的該等信號(hào)，并據(jù)以進(jìn)行物件定位相關(guān)的運(yùn)算，以辨別物件(例如，使用者的手 /手指)于該參考平面3的該第二側(cè)32的動(dòng)作；然后，再根據(jù)其所辨別出的結(jié)果對(duì)應(yīng)產(chǎn)生至少一電腦指令。該記憶體42儲(chǔ)存有預(yù)先建立的數(shù)筆電腦指令對(duì)應(yīng)(mapping)資訊。如圖2所示，在本第一優(yōu)選實(shí)施例中，該動(dòng)作感應(yīng)單元23位于該殼體21的右上角，其可感應(yīng)的一區(qū)域Al相對(duì)位于該機(jī)械式鍵盤裝置2的右半部。由于該動(dòng)作感應(yīng)單元23的該光感測(cè)模組232所產(chǎn)生的該等信號(hào)具有該第三方向 Z的資訊，因此該中央處理單元41可根據(jù)所接收的該等信號(hào)得到物件相對(duì)于該參考平面3 的一物件距離，該物件距離可供該中央處理單元41據(jù)以進(jìn)行操作功能模式的判斷；更進(jìn)一步來說，該中央處理單元41根據(jù)該物件距離，配合預(yù)設(shè)的至少一距離門坎值，即可判斷出操作功能模式。舉例來說，假設(shè)預(yù)先定義一第一距離門坎值、一第二距離門坎值，及一門坎容忍值作為操作功能模式的判斷依據(jù)，并假設(shè)操作功能模式為一鼠標(biāo)功能模式及一手勢(shì)操作功能模式兩者其中一者；令該物件距離以D表示、該第一距離門坎值以Tl表示、該第一距離門坎值以T2表示、該門坎容忍值以Δ T表示。若該中央處理單元41得到的該物件距離D符合以下式(1)，則判斷出操作功能模式為該鼠標(biāo)功能模式。VAT ^ D ^ T1-AT ............... (1)若該中央處理單元41得到的該物件距離D符合以下式0)，則判斷出操作功能模式為該手勢(shì)操作功能模式。T2+ Δ T 彡 D 彡 T2- Δ T ............... (2)當(dāng)該中央處理單元41判斷出操作功能模式后，再根據(jù)其判斷結(jié)果，配合其所辨別出與物件相關(guān)的動(dòng)作或手勢(shì)，以及儲(chǔ)存于該記憶體42的該等電腦指令對(duì)應(yīng)資訊，即可產(chǎn)生該電腦指令。配合以上范例，假設(shè)該等電腦指令對(duì)應(yīng)資訊包括對(duì)應(yīng)于該鼠標(biāo)功能模式的一鼠標(biāo)指令對(duì)應(yīng)資訊，及對(duì)應(yīng)于該手勢(shì)操作功能模式的一手勢(shì)操作指令對(duì)應(yīng)資訊。當(dāng)該中央處理單元41判斷出操作功能模式為該鼠標(biāo)功能模式時(shí)，其配合該鼠標(biāo)指令對(duì)應(yīng)資訊即可產(chǎn)生該電腦指令；當(dāng)該中央處理單元41判斷出操作功能模式為該手勢(shì)操作功能模式時(shí)，其配合該手勢(shì)操作指令對(duì)應(yīng)資訊即可產(chǎn)生該電腦指令。該鼠標(biāo)指令對(duì)應(yīng)資訊，及該手勢(shì)操作功能模式分別示意為下列表一及表二。 表一、鼠標(biāo)指令對(duì)應(yīng)資訊
權(quán)利要求1.一種非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置，包含一機(jī)械式按鍵組單元及至少一動(dòng)作感應(yīng)單元，所述機(jī)械式按鍵組單元包括多個(gè)按鍵，所述等按鍵形成一參考平面；其特征在于所述動(dòng)作感應(yīng)單元設(shè)置于所述參考平面的一第一側(cè)，所述動(dòng)作感應(yīng)單元包括用以朝所述參考平面發(fā)射光線的多個(gè)發(fā)光模組，及用以朝所述參考平面感測(cè)光強(qiáng)度變化的一光感測(cè)模組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置，其特征在于所述機(jī)械式鍵盤裝置還包含一殼體，所述殼體包括呈相反的一頂壁及一底壁，所述動(dòng)作感應(yīng)單元設(shè)置于所述頂壁與所述底壁之間，所述頂壁具有至少一透光區(qū)域，所述動(dòng)作感應(yīng)單元鄰近于所述透光區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置，其特征在于所述頂壁的所述透光區(qū)域位于所述參考平面及所述動(dòng)作感應(yīng)單元之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置，其特征在于所述機(jī)械式按鍵組單元還包括設(shè)置于所述頂壁與所述底壁之間的一薄膜電路板，所述動(dòng)作感應(yīng)單元設(shè)置于所述薄膜電路板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置，其特征在于所述機(jī)械式按鍵組單元還包括設(shè)置于所述頂壁與所述底壁之間的一薄膜電路板，所述動(dòng)作感應(yīng)單元設(shè)置于所述薄膜電路板及所述頂壁之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一權(quán)利要求所述的非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置， 其特征在于所述頂壁的所述透光區(qū)域位于所述頂壁的其中至少一角落。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置，其特征在于所述動(dòng)作感應(yīng)單元的所述等發(fā)光模組電連接于所述光感測(cè)模組。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置，其特征在于所述動(dòng)作感應(yīng)單元包括至少三個(gè)發(fā)光模組，所述等發(fā)光模組的排列概呈L形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置，其特征在于所述動(dòng)作感應(yīng)單元還包括一基板，所述等發(fā)光模組及所述光感測(cè)模組設(shè)置于所述基板上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置，其特征在于所述基板概呈L形。
專利摘要一種非接觸式感應(yīng)動(dòng)作的機(jī)械式鍵盤裝置，包含一機(jī)械式按鍵組單元，及至少一動(dòng)作感應(yīng)單元。該機(jī)械式按鍵組單元包括多個(gè)按鍵，該等按鍵形成一參考平面。該動(dòng)作感應(yīng)單元設(shè)置于該參考平面的一第一側(cè)，該動(dòng)作感應(yīng)單元包括用以朝該參考平面發(fā)射光線的多個(gè)發(fā)光模組，及用以朝該參考平面感測(cè)光強(qiáng)度變化的一光感測(cè)模組。
文檔編號(hào)G06F3/042GK202257514SQ201120247970
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者姚志憲, 林佳保 申請(qǐng)人:精元電腦股份有限公司