本發(fā)明是提供一種電子開(kāi)關(guān)，尤指一種具有力反饋功能、且可應(yīng)用在鍵盤(pán)按鍵與數(shù)位觸控筆的電子開(kāi)關(guān)。

背景技術(shù)：

隨著科技進(jìn)步，傳統(tǒng)的鍵盤(pán)與鼠標(biāo)已難以配合多樣化應(yīng)用程序的使用需求，故開(kāi)發(fā)出分具不同功能的多種輸入界面，例如觸控板、觸控球和觸控筆。觸控筆通常以電阻式觸控技術(shù)、電容式觸控技術(shù)或光學(xué)式觸控技術(shù)偵測(cè)觸控筆施加在工作表面上的位移，部分觸控筆另配置了壓力感測(cè)器，可偵測(cè)使用者施力在觸控筆的壓力大小，以轉(zhuǎn)換出對(duì)應(yīng)粗細(xì)筆跡的線條；然而，傳統(tǒng)的該些觸控筆并不能實(shí)現(xiàn)筆壓控制。故如何克服此困難，發(fā)展出既能調(diào)整筆壓控制、并根據(jù)筆壓控制轉(zhuǎn)換出相應(yīng)筆跡線條的觸控筆，便為相關(guān)觸控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是提供一種具有力反饋功能、且可應(yīng)用在鍵盤(pán)按鍵與數(shù)位觸控筆的電子開(kāi)關(guān)，以解決上述之問(wèn)題。

本發(fā)明之申請(qǐng)專利范圍系揭露一種具有力反饋功能的電子開(kāi)關(guān)，其包含有一基座、一致動(dòng)件以及一磁場(chǎng)產(chǎn)生模組。該致動(dòng)件以可活動(dòng)方式連接于該基座，且該致動(dòng)件包含一磁性單元。該磁場(chǎng)產(chǎn)生模組設(shè)置于該基座。該磁場(chǎng)產(chǎn)生模組施加一磁斥力于該磁性單元，在該致動(dòng)件接近該基座時(shí)提供反向的反饋力。

本發(fā)明之申請(qǐng)專利范圍另揭露該致動(dòng)件分離于該基座，且該致動(dòng)件是以單向活動(dòng)方式接近或遠(yuǎn)離該基座。該磁場(chǎng)產(chǎn)生模組利用一電磁單元對(duì)應(yīng)該磁性單元產(chǎn)生該磁斥力，該磁場(chǎng)產(chǎn)生模組改變?cè)撾姶艈卧惠斎腚娏鳎哉{(diào)整該磁斥力的量值。該磁場(chǎng)產(chǎn)生模組利用一永磁單元對(duì)應(yīng)該磁性單元產(chǎn)生該 磁斥力。

本發(fā)明之申請(qǐng)專利范圍另揭露該電子開(kāi)關(guān)另包含有一拘束件以及一彈性元件。該拘束件連接于該基座。該拘束件具有一止擋部，且該致動(dòng)件活動(dòng)地設(shè)置在該拘束件與該基座之間。該彈性元件之兩端分別連接該致動(dòng)件與該磁場(chǎng)產(chǎn)生模組，用以驅(qū)使該致動(dòng)件抵接于該止擋部。該電子開(kāi)關(guān)另包含一限位件，其系連接該基座且設(shè)置于該拘束件內(nèi)，該致動(dòng)件活動(dòng)地容置在限位件里。該限位件是為一套管結(jié)構(gòu)、或具有松配合特性的一夾持結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明之申請(qǐng)專利范圍另揭露該電子開(kāi)關(guān)另包含有一壓力偵測(cè)器以及一運(yùn)算處理器。該壓力偵測(cè)器設(shè)置于該基座，根據(jù)該致動(dòng)件與該基座的間距變化對(duì)應(yīng)取得施加在該致動(dòng)件上的外力量值。該運(yùn)算處理器電連接于該壓力偵測(cè)器，根據(jù)該壓力偵測(cè)器之偵測(cè)結(jié)果輸出控制訊號(hào)。該壓力偵測(cè)器可為光偵測(cè)模組、電磁感應(yīng)模組或電容偵測(cè)模組。

本發(fā)明的電子開(kāi)關(guān)能夠根據(jù)預(yù)設(shè)使用情境提供反向反饋力，模擬出按鍵按壓的遲滯效果或觸控筆的筆觸壓力軟硬變化，讓產(chǎn)品功能多樣化以強(qiáng)化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性。

附圖說(shuō)明

圖1與圖2分別為本發(fā)明第一實(shí)施例之電子開(kāi)關(guān)在不同操作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明其他實(shí)施例之具不同型態(tài)限位件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4與圖5分別為本發(fā)明第二實(shí)施例之電子開(kāi)關(guān)在不同操作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6至圖8分別為本發(fā)明不同實(shí)施例之壓力偵測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1與圖2，圖1與圖2分別為本發(fā)明第一實(shí)施例之電子開(kāi)關(guān)10在不同操作狀態(tài)之結(jié)構(gòu)示意圖。電子開(kāi)關(guān)10包含基座12、致動(dòng)件14、磁場(chǎng)產(chǎn)生模組16、拘束件18、彈性元件20以及限位件22。拘束件18連接于基座12上，作為電子開(kāi)關(guān)10的外罩體。限位件22位于拘束件18內(nèi)，以經(jīng)由拘束件18連接基座12。電子開(kāi)關(guān)10可為任意型態(tài)的按鍵開(kāi)關(guān)，例如鍵盤(pán)用按鍵、或家庭用燈光開(kāi)關(guān)，因此致動(dòng)件14的一端可設(shè)置鍵帽24，致動(dòng)件14的另一端透過(guò)彈性元件20連接于磁場(chǎng)產(chǎn)生模組16；在其他的可能實(shí)施態(tài)樣中，彈性元件20或可直接連到基座12上，此時(shí)磁場(chǎng)產(chǎn)生模組16雖略偏離彈性元件20、但仍需對(duì)齊致動(dòng)件14以施加有效的磁斥力。

本發(fā)明第一實(shí)施例的限位件22系為套管結(jié)構(gòu)，致動(dòng)件14以可活動(dòng)方式容置在限位件22里，隨著使用者按壓鍵帽24，致動(dòng)件14便能于拘束件18與基座12之間任意移動(dòng)。在其他的可能實(shí)施態(tài)樣中，限位件22’可為具有松配合特性的夾持結(jié)構(gòu)，如圖3所示，其是將限位件22’設(shè)計(jì)成夾持彈片的型式，讓該夾持彈片施壓于致動(dòng)件14的側(cè)表面。夾持彈片型式的限位件22’能限制致動(dòng)件14沿著預(yù)定方向相對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生模組16移動(dòng)，確保磁場(chǎng)產(chǎn)生模組16的磁斥力可以正確傳遞到致動(dòng)件14上。另外，拘束件18具有止擋部26；當(dāng)彈性元件20之彈性恢復(fù)力驅(qū)使致動(dòng)件14相對(duì)限位件22(或限位件22’)移動(dòng)時(shí)，致動(dòng)件14前進(jìn)一定行程后會(huì)抵接止擋部26，避免致動(dòng)件14掉出拘束件18。

磁場(chǎng)產(chǎn)生模組16設(shè)置在基座12上。致動(dòng)件14利用拘束件18、彈性元件20與限位件22的輔助以可活動(dòng)方式連接基座12。致動(dòng)件14包含磁性單元28；磁場(chǎng)產(chǎn)生模組16亦具有對(duì)應(yīng)的磁力結(jié)構(gòu)30，例如電磁單元或永磁單元。永磁單元型式的磁力結(jié)構(gòu)30施加磁斥力于磁性單元28，使用者在按壓鍵帽24時(shí)能感受到磁場(chǎng)產(chǎn)生模組16提供的力反饋功能；若是應(yīng)用電磁單元型式的磁力結(jié)構(gòu)30，使用者可任意改變電磁單元的輸入電流以進(jìn)一步調(diào)整磁斥力之量值，依據(jù)操作情境給予使用者不同的反向反饋力。

請(qǐng)參閱圖4與圖5，圖4與圖5分別為本發(fā)明第二實(shí)施例之電子開(kāi)關(guān)50在不同操作狀態(tài)之結(jié)構(gòu)示意圖。電子開(kāi)關(guān)50可為一種觸控筆。電子開(kāi)關(guān)50 的各元件結(jié)構(gòu)及其功能類(lèi)同于電子開(kāi)關(guān)10的同名元件。舉例來(lái)說(shuō)，基座52是電子開(kāi)關(guān)50各元件的底座，其是可用來(lái)容置儲(chǔ)電元件。磁場(chǎng)產(chǎn)生模組54安裝于基座52，且致動(dòng)件56經(jīng)由限位件58和彈性元件60而能相對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生模組54自由移動(dòng)。限位件58可為套管結(jié)構(gòu)、或具有松配合特性的夾持結(jié)構(gòu)，如第一實(shí)施例之限位件所述。磁場(chǎng)產(chǎn)生模組54的磁力結(jié)構(gòu)62施加磁斥力給致動(dòng)件56的磁性單元64；使用者操作觸控筆時(shí)會(huì)按壓筆頭讓致動(dòng)件56移入拘束件66內(nèi)，磁場(chǎng)產(chǎn)生模組54之磁斥力能提供反向反饋力給致動(dòng)件56，遲滯致動(dòng)件56的行為，藉此進(jìn)行筆壓軟硬度的控制。

第二實(shí)施例與第一實(shí)施例稍有不同的是，電子開(kāi)關(guān)50的拘束件66為筆殼外型，且筆殼前端具有止擋部68。當(dāng)彈性元件60之彈性恢復(fù)力驅(qū)使致動(dòng)件56往筆殼外移動(dòng)，止擋部68可用來(lái)止擋致動(dòng)件56的對(duì)應(yīng)凸塊70，避免致動(dòng)件56完全掉出拘束件66。磁力結(jié)構(gòu)62為永磁單元時(shí)，磁場(chǎng)產(chǎn)生模組54會(huì)產(chǎn)生固定量值的磁斥力給致動(dòng)件56。若磁力結(jié)構(gòu)62為電磁單元，可藉由提供不同的輸入電流去調(diào)整磁斥力的量值；如此一來(lái)，磁場(chǎng)產(chǎn)生模組54就能模擬不同筆觸特征。例如：電子開(kāi)關(guān)50在執(zhí)行毛筆書(shū)寫(xiě)的應(yīng)用程序時(shí)，磁場(chǎng)產(chǎn)生模組54提供較小磁斥力，致動(dòng)件56的可移動(dòng)距離變大，使用者才能感受到較軟的毛筆筆觸；若電子開(kāi)關(guān)50執(zhí)行鋼筆書(shū)寫(xiě)的應(yīng)用程序，磁場(chǎng)產(chǎn)生模組54提供較大磁斥力，致動(dòng)件56的可移動(dòng)距離縮小，反饋給使用者較硬的鋼筆筆觸。

電子開(kāi)關(guān)50(觸控筆)在提供力反饋功能的同時(shí)，還可根據(jù)操作電子開(kāi)關(guān)50的力度大小，產(chǎn)生具有相應(yīng)粗細(xì)變化的筆跡。因此，電子開(kāi)關(guān)50另可選擇性包含壓力偵測(cè)器72以及對(duì)應(yīng)的運(yùn)算偵測(cè)器74。壓力偵測(cè)器72通常位于接近致動(dòng)件56的限位件58上，意即通過(guò)限位件58間接設(shè)置在基座52以取得電力來(lái)源。壓力偵測(cè)器72系根據(jù)致動(dòng)件56相對(duì)于基座52的間距變化，對(duì)應(yīng)取得施加在致動(dòng)件56上的外力量值；由于致動(dòng)件56活動(dòng)容置在限位件58里，一般會(huì)利用致動(dòng)件56和限位件58的相對(duì)位移來(lái)取得壓力值，然實(shí)際應(yīng)用并不限于此。運(yùn)算偵測(cè)器74電連接壓力偵測(cè)器72，可根據(jù)壓力偵測(cè)器72的偵測(cè)結(jié)果輸出控制訊號(hào)，以控制外部電子裝置(例如熒幕)顯示相應(yīng)粗細(xì)線條的筆 跡。

特別一提的是，第二實(shí)施例之壓力偵測(cè)器72與運(yùn)算偵測(cè)器74另可應(yīng)用到第一實(shí)施例的電子開(kāi)關(guān)10(未繪制于圖中)，例如將壓力偵測(cè)器72設(shè)置在電子開(kāi)關(guān)10之限位件22或拘束件18上，運(yùn)算偵測(cè)器74電連接壓力偵測(cè)器72以取得壓力偵測(cè)器72的偵測(cè)結(jié)果，藉由偵測(cè)致動(dòng)件14的位移量判斷使用者是輕壓或重壓鍵帽24，在特定操作情境下可代表使用者輸入不同的控制指令；另外，還能根據(jù)按壓鍵帽24的力量驅(qū)使磁場(chǎng)產(chǎn)生模組16提供對(duì)應(yīng)的反向反饋力給致動(dòng)件14b，讓使用者能依據(jù)電子開(kāi)關(guān)10搭配的應(yīng)用持是感受到適合的力反饋；一般來(lái)說(shuō)，此情況通常應(yīng)用在操作電玩游戲的情境，然不限于此。

請(qǐng)參閱圖6至圖8，圖6至圖8分別為本發(fā)明不同實(shí)施例之壓力偵測(cè)器72之結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，壓力偵測(cè)器72為光偵測(cè)模組72a，致動(dòng)件56的表面具有參考圖像76，光偵測(cè)模組72a指向致動(dòng)件56表面上的參考圖像76；致動(dòng)件56相對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生模組54與限位件58移動(dòng)時(shí)，光偵測(cè)模組72a分析參考圖像76的位移改變，可取得使用者施加于電子開(kāi)關(guān)50而造成致動(dòng)件56移動(dòng)的外力量值。如圖7所示，壓力偵測(cè)器72為電磁感應(yīng)模組72b，其系利用感應(yīng)線圈或霍爾感測(cè)單元，根據(jù)致動(dòng)件56之移動(dòng)造成的磁場(chǎng)變化產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電流；感應(yīng)電流大小表示致動(dòng)件56的移動(dòng)幅度，故能取得使用者施加在電子開(kāi)關(guān)50的外力量值。如圖8所示，壓力偵測(cè)器72為電容偵測(cè)模組72c，設(shè)置在面向致動(dòng)件56的位置；電容偵測(cè)模組72c的電容板較佳分設(shè)在致動(dòng)件56與磁場(chǎng)產(chǎn)生模組54上，以根據(jù)致動(dòng)件56移動(dòng)造成的電容變化取得外力量值。

綜上所述，本發(fā)明的電子開(kāi)關(guān)較佳可應(yīng)用于鍵盤(pán)按鍵及數(shù)位觸控筆等領(lǐng)域。電子開(kāi)關(guān)的致動(dòng)件連結(jié)于按鍵鍵帽或觸控筆筆頭、且分離于基座，使用者按壓按鍵或操作觸控筆時(shí)，致動(dòng)件受到限位件之限位而以單向活動(dòng)方式接近或遠(yuǎn)離基座，意即致動(dòng)件會(huì)以直線運(yùn)動(dòng)方式收入拘束件內(nèi)、或受到彈性元件和/或磁場(chǎng)產(chǎn)生模組的幫助而部分突出拘束件。致動(dòng)件具有磁性單元，磁場(chǎng)產(chǎn)生模組的磁力結(jié)構(gòu)施加磁斥力給磁性單元，致動(dòng)件雖可任意移近拘束件， 但會(huì)受到磁斥力之影響而提供阻力，因此而能模擬出按壓按鍵的遲滯力、和以觸控筆書(shū)寫(xiě)的筆觸壓力控制。

再者，壓力偵測(cè)器取得施加在致動(dòng)件上的壓力，可透過(guò)運(yùn)算偵測(cè)器輸出的控制訊號(hào)反映出按壓按鍵的力道、和書(shū)寫(xiě)筆跡的線條粗細(xì)。壓力偵測(cè)器可視產(chǎn)品需求以光偵測(cè)技術(shù)、電磁感應(yīng)技術(shù)或電容偵測(cè)技術(shù)獲知致動(dòng)件的相對(duì)位移，進(jìn)而換算出施加在致動(dòng)件的外力量值。相較先前技術(shù)，本發(fā)明的電子開(kāi)關(guān)能夠根據(jù)預(yù)設(shè)使用情境提供反向反饋力，模擬出按鍵按壓的遲滯效果或觸控筆的筆觸壓力軟硬變化，讓產(chǎn)品功能多樣化以強(qiáng)化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性。

以上所述僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做之均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明之涵蓋范圍。