一种超薄型反射式的电脑输入设备的开关模组的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子装置输入设备的技术领域，特别涉及一种超薄型反射式的电脑输入设备的开关模组。
【背景技术】
[0002]机械式键盘是目前电脑键盘市场的主流，其开关原理为:当按键下压和放松时，位于机械键轴上的金属触点与固定于壳体上的金属弹片做接触与非接触动作从而实现电路的导通与断开，这种机械接触式结构容易产生疲劳性损害，弹片与触点容易磨损，从而出现开关控制失效或误动作控制，产品寿命不够长；其二，金属弹片及触点容易受使用环境影响造成氧化及老化，造成导通接触不良，造成开关控制失效或误动作控制。此外，机械轴键盘的按键高度比较高，当按键放松、弹簧弹起时，从键帽顶至下方PCB板(印刷电路板)的高度为16mm?19mm，按键下压到底时的高度也有12mm?15mm。
[0003]光电式键盘是目前新兴的技术，目前技术上主要的做法是保留传统机械式键盘开关模组的基本结构，包括键轴、弹簧、上下壳体基本不变，而只是将原先机械式键盘开关模组的金属触点和弹片换成光开关器件，同时增加一个光发射器件和一个光接收器件(光敏元件)。当按键下压或者上升时，光开关器件被导通或者切断，从而触发光接收器件所连接的电路的通和断。光电式键盘的优点为:控制精确、开关切换动作更快、灵敏度高、手感更好、不会受触点磨损及氧化老化的影响，使用寿命长，可满足高频率及长时间的应用；以及不存在机械接触的抖动问题、零杂讯、开关动作时间零延迟，操作更灵敏、快速和精准等。但由于光电式键盘现有技术是从原先传统的机械式键盘开关模组传承而来，其按键高度比较高，体积比较大，比较适用于台式输入设备，不适合集成到笔记本电脑和小型便携式数字设备上。
【发明内容】
[0004]本发明的第一个目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种超薄型反射式的电脑输入设备的开关模组。
[0005]本发明的另一个目的在于，提供一种配合超薄型反射式的电脑输入设备的开关模组使用的键帽字符照明系统。
[0006]本发明的第一个目的通过以下技术方案实现:
[0007]—种超薄型反射式的电脑输入设备的开关模组，包括键帽、键轴、弹簧、上固定壳、下固定壳、PCB板，所述超薄型反射式光电键盘开关模组还包括一个光发射器件和一个光接收器件，光发射器件和光接收器件之间通过至少一个的反射面形成光路通道，所述反射面，其集成于键帽、键轴、上固定壳或下固定壳上，当按键下压或放松时，部分反射面的上下移动使得光路被导通或切断，从而触发光接收器件所连接的电路的通和断。
[0008]进一步的，所述光发射器件和所述光接收器件均设置于所述PCB板上，所述下固定壳上设置有第一通孔和第二通孔，且所述第一通孔位于所述光发射器件上方，所述第二通孔位于所述光接收器件上方。
[0009]进一步的，所述光路通道包括位于键轴下方的第二反射面，以及位于上固定壳体下方的第一反射面和第三反射面，
[0010]从光发射器件发出的光线，经过下固定壳上的第一通孔后入射到上固定壳下方的第一反射面上，当按键下压时，键轴上的所述第二反射面正好对准位于上固定壳下方的所述第一反射面，其将从所述第一反射面入射过来的准直光线进行反射，反射光线入射到上固定壳下方另一侧的所述第三反射面上，所述第三反射面再将入射光线经过下固定壳的第二通孔会聚到位于PCB板的光接收器件，从而触发电路导通；
[0011]当按键放松弹簧回复到原位时，键轴以及所述第一反射面一起向上移动，位于键轴上的第二反射面与位于上固定壳下方的第一反射面错开，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0012]进一步的，所述位于上固定壳下方的第一反射面是离轴抛物面、离轴2次曲面或者是多项式曲面的自由曲面，其也可以为纯平面，或多个面组成的复合曲面；所述位于上固定壳下方另一侧的第三反射面，其反射面是离轴抛物面、离轴2次曲面或者是多项式曲面的自由曲面，其也可以为倾斜纯平面，为多个面组成的复合曲面；所述的第一反射面通过第二反射面的反射与第三反射面光路耦合。
[0013]进一步的，所述的第一反射面及第二反射面及第三反射面相对于键轴中心对称设置，也可以为非对称设置。
[0014]进一步的，所述光路通道包括位于键轴下方的第五反射面和第六反射面，以及位于上固定壳体下方的第四反射面和第七反射面，
[0015]从光发射器件发出的光线，经过下固定壳上的第一通孔后入射到上固定壳下方的第四反射面上，当按键下压时，键轴上的所述第五反射面正好对准位于上固定壳下方的所述第四反射面，其将从所述第四反射面入射过来的准直光线进行反射，反射光线入射到同样位于键轴上的另一侧的所述第六反射面上，经再次反射，反射光线入射到上固定壳下方另一个所述第七反射面上，所述第七反射面再将入射光线经过下固定壳的第二通孔会聚到位于PCB板的光接收器件，从而触发电路导通；
[0016]当按键放松弹簧回复到原位时，键轴向上移动，键轴以及所述第五、第六反射面一起向上移动，位于键轴上的第五反射面与位于上固定壳下方的第四反射面错开，同时，位于键轴上的第六反射面与位于上固定壳下方的第七反射面错开，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0017]进一步的，所述位于上固定壳下方的第四反射面是离轴抛物面、离轴2次曲面或者是多项式曲面的自由曲面，其也可以为纯平面，或多个面组成的复合曲面。所述位于上固定壳下方另一侧的第七反射面，其反射面是离轴抛物面、离轴2次曲面或者是多项式曲面的自由曲面，其也可以为倾斜纯平面，或为多个面组成的复合曲面。所述的第四反射面通过第五反射面及第六反射面的反射与第七反射面光路耦合。
[0018]进一步的，所述的第四反射面及第五反射面及第六反射面及第七反射面相对于键轴中心对称设置，也可以为非对称设置。
[0019]进一步的，所述光路通道包括位于键轴下方的第九反射面和第十反射面，位于上固定壳体下方的第八反射面和第十一反射面，以及位于下固定壳第一通孔位置的准直透镜或/和第二通孔位置的聚焦透镜，
[0020]从光发射器件发出的光线，经过下固定壳上第一通孔位置的准直透镜后入射到上固定壳下方的第八反射面上，当按键下压时，键轴上的所述第九反射面正好对准位于上固定壳下方的所述第八反射面，其将从所述第八反射面入射过来的准直光线进行反射，反射光线入射到同样位于键轴上的另一侧的所述第十反射面上，经再次反射，反射光线入射到上固定壳下方另一个所述第十一反射面上，所述第十一反射面再将入射光线经过下固定壳上第二通孔位置的聚焦透镜会聚到位于PCB板的光接收器件，从而触发电路导通；
[0021]当按键放松弹簧回复到原位时，键轴向上移动，键轴以及所述第九、第十反射面一起向上移动，位于键轴上的第九反射面与位于上固定壳下方的第八反射面错开，同时，位于键轴上的第十反射面与位于上固定壳下方的第十一反射面错开，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0022]进一步的，所述位于上固定壳下方的第八反射面是倾斜45度的平面，也可以是离轴抛物面、离轴2次曲面或者是多项式曲面的自由曲面，其也可以为由多个面组成的复合曲面；
[0023]所述位于上固定壳下方另一侧的第十一反射面，其反射面是倾斜45度的平面，也可以是离轴抛物面、离轴2次曲面或者是多项式曲面的自由曲面，其也可以为由多个面组成的复合曲面；
[0024]所述的第八反射面通过第九反射面及第十反射面的反射与第十一反射面光路耦入口 ο
[0025]进一步的，所述的第八反射面及第九反射面及第十反射面及第十一反射面相对于键轴中心对称设置，也可以为非对称设置。
[0026]进一步的，所述光路通道包括位于键帽下方的第十二反射面及位于上固定壳的第十三反射面，
[0027]从光发射器件发出的光线，经过下固定壳上第一通孔位置后入射到键帽下方的第十二反射面上，当按键下压时，键帽下方的所述第十二反射面正好对准上固定壳的所述第十三反射面，其将从所述第十二反射面入射过来的光线进行准直或部分准直射出，射出的光线再经过所述第十三反射面往下转折和会聚，会聚后的光线经过下固定壳上第二通孔集中到PCB板的光接收器件，从而触发电路导通；
[0028]当按键放松弹簧回复到原位时，位于键帽下方的第十二反射面与位于上固定壳上的第十三反射面完全错开，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0029]进一步的，所述位于键帽下方的第十二反射面以及位于上固定壳的第十三反射面均是离轴抛物面、离轴2次曲面或者多项式曲面的自由曲面，其也可以为倾斜纯平面，或为多个面组成的复合曲面。
[0030]进一步的，所述光路通道包括位于下固定壳第一通孔位置的准直透镜、位于键帽下方的第十四反射面和位于上固定壳的自由曲面第十五反射面，
[0031]从光发射器件发出的光线，经过下固定壳上第一通孔位置的准直透镜后准直入射到键帽下方的第十四反射面上，当按键下压时，键帽下方的所述第十四反射面正好对准上固定壳的所述第十五反射面，其将从所述第十四反射面入射过来的光线进行准直射出，射出的光线再经过所述第十五反射面往下转折和会聚，会聚后的光线经过下固定壳上第二通孔集中到PCB板的光接收器件，从而触发电路导通；
[0032]当按键放松弹簧回复到原位时，位于键帽下方的第十四反射面与位于上固定壳上的第十五反射面完全错开，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0033]进一步的，所述位于键帽下方的第十四反射面为倾斜平面，所述位于上固定壳的第十五反射面是离轴抛物面、离轴2次曲面或者是多项式曲面的自由曲面，其也可以为倾斜纯平面，或为多个面组成的复合曲面。
[0034]进一步的，所述光路通道包括位于下固定壳第一通孔位置的准直透镜、位于键帽下方的第十六反射面、位于上固定壳的第十七反射镜、以及位于下固定壳第二通孔位置的聚光透镜组成，
[0035]从光发射器件发出的光线，经过下固定壳上第一通孔位置的准直透镜后准直入射到键帽下方的第十六反射面上，当按键下压时，键帽下方的所述第十六反射面正好对准上固定壳的所述第十七反射面，其将从所述第十六反射面入射过来的光线进行准直射出，射出的光线再经过所述第十七反射面往下转折，接着经下固定壳第二通孔位置的菲涅尔聚光透镜会聚后集中到PCB板的光接收器件，从而触发电路导通；
[0036]当按键放松弹簧回复到原位时，位于键帽下方的第十六反射面与位于上固定壳上的第十七反射面完全错开，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0037]进一步的，所述位于键帽下方的第十四反射面和所述位于上固定壳上的第十七反射面为倾斜平面，也可以是离轴抛物面、离轴2次曲面或者是多项式曲面的自由曲面，或为多个面组成的复合曲面。
[0038]进一步的，所述光路通道包括位于键帽下方的第十八反射面、以及位于下固定壳第二通孔位置的第一折光棱镜，
[0039]从光发射器件发出的光线，经过下固定壳上第一通孔后准直入射到位于键帽下方的第十八反射面上，当按键下压时，键帽下方的所述第十八反射面正好对准位于下固定壳第二通孔位置的第一折光棱镜，其将从光发射器件发出的光线进行准直或部分准直并转折后射出，射出的光线再经过所述第一折光棱镜进行全反射会聚，并往下方转折，折光后的光线投射到PCB板的光接收器件，从而触发电路导通；
[0040]当按键放松弹簧回复到原位时，位于键帽下方的第十八反射面与位于下固定壳第二通孔位置的第一折光棱镜完全错开，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0041]进一步的，所述位于键帽下方的第十八反射面是离轴抛物面、离轴2次曲面或者多项式曲面的自由曲面，其也可以为倾斜纯平面，或为多个面组成的复合曲面；
[0042]所述位于下固定壳第二通孔位置的第一折光棱镜，其靠近第十八反射面一侧有一竖直平面，其为输入面；其远离第十八反射面一侧有一倾斜的自由曲面全反射面，其可以为离轴抛物面、离轴二次曲面、或多项式曲面，其也可以为倾斜纯平面，或为多个面组成的复合曲面；其下方有一水平的透光平面，其为输出面。
[0043]进一步的，所述光路通道包括位于键帽下方的第一挡光片、位于下固定壳第一通孔位置上的第二折光棱镜以及位于下固定壳第二通孔位置上的第三折光棱镜，所述第二、第三折光棱镜均带有为用于光线折射的反射曲面；
[0044]所述第二折光棱镜与所述第三折光棱镜相互对准，当按键放松时，经光发射器件发出的光线，经过所述第二折光棱镜下方的菲涅面之后，准直入射到所述第二折光棱镜上方倾斜的全反射面上，经其全反射面转折之后从所述第二折光棱镜右边竖直平面输出，输出的光线入射到另一侧的所述第三折光棱镜中，经其上方倾斜的全反射面转折之后，再通过其下方的菲涅尔面会聚到PCB板的光接收器件上，从而触发电路导通；
[0045]当按键下压时，位于键帽下方的第一挡光片向下移动，其将所述第二折光棱镜及所述第三折光棱镜之间的光线完全挡住，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0046]进一步的，所述第二折光棱镜与所述第三折光棱镜的上方为是离轴抛物面、离轴2次曲面或者多项式曲面的自由曲面，其也可以为倾斜纯平面，或为多个面组成的复合曲面，其下方均为菲涅尔面。
[0047]进一步的，所述光路通道包括位于键帽下方的第二挡光片、位于上固定壳上的第十九反射面、以及同样位于上固定壳上的第二十反射面，
[0048]所述第十九反射面与所述第二十反射面相互对准，当按键放松时，经光发射器件发出的光线，经过位于上固定壳上用于准直和转折光路的第十九反射面反射之后，准直射出的光线再经过所述第二十反射面往下转折，接着经下固定壳第二通孔会聚到PCB板的光接收器件上，从而触发电路导通；当按键下压时，位于键帽下方的第二挡光片向下移动，其将所述第十九反射面和所述第二十反射面之间的光线完全挡住，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0049]进一步的，所述第十九反射面与所述第二十反射面是离轴抛物面、离轴2次曲面或者多项式曲面的自由曲面，其也可以为倾斜纯平面，或为多个面组成的复合曲面。
[0050]进一步的，所述光路通道包括位于键帽下方的第三挡光片、位于下固定壳第一通孔位置上用于转折光路的第四折光棱镜、以及位于上固定壳上用于转折光路的第二十一反射面，
[0051]所述第四折光棱镜与所述第二十一反射面相互对准，当按键放松时，经光发射器件发出的光线，经过所述第四折光棱镜的全反射面反射之后，折光射出的光线再经过所述第二十一反射面往下转折，接着经下固定壳第二通孔会聚到PCB板的光接收器件上，从而触发电路导通；
[0052]当按键下压时，位于键帽下方的第三挡光片向下移动，其将所述第四折光棱镜和所述第二十一反射面之间的光线完全挡住，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0053]进一步的，所述第三折光棱镜的上方为倾斜曲面形式的全反射面，其为离轴的抛物面、离轴二次曲面、或者多项式曲面，其也可以为倾斜纯平面，或为多个面组成的复合曲面，其下方为菲涅尔面；
[0054]所述第二十一反射面是离轴抛物面、离轴2次曲面或者多项式曲面的自由曲面，其也可以为倾斜纯平面，或为多个面组成的复合曲面。
[0055]进一步的，所述光路通道包括位于键帽下方的第四挡光片、位于下固定壳上第一通孔位置上用于准直和转折光路的第五折光棱镜、以及同样位于下固定壳上第二通孔位置上用于转折光路的第六折光棱镜，
[0056]所述第五折光棱镜与所述第六折光棱镜相互对准，当按键放松时，经光发射器件发出的光线，经过所述第五折光棱镜的全反射面反射之后，准直射出的光线再经过所述第六折光棱镜的全反射面往下反射转折，会聚到PCB板的光接收器件上，从而触发电路导通；
[0057]当按键下压时，位于键帽下方的第四挡光片向下移动，其将所述第五折光棱镜和所述第六折光棱镜之间的光线完全挡住，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0058]进一步的，所述第五与第六折光棱镜的上方为倾斜曲面形式的全反射面，其为离轴的抛物面、离轴二次曲面、或者多项式曲面，其也可以为倾斜纯平面，或为多个面组成的复合曲面；所述第五与第六折光棱镜的下方均为菲涅尔面。
[0059]进一步的，所述光路通道包括位于键帽下方的第二十二反射面及第二十三反射面、位于下固定壳第一通孔位置上的准直菲涅尔透镜、位于下固定壳第二通孔位置上的聚光菲涅尔透镜、以及位于PCB板上的第五挡光片，
[0060]所述第二十二反射面与所述第二十三反射面相互对准，当按键放松时，经光发射器件发出的光线，经过位于下固定壳上准直菲涅尔透镜准直之后，入射到位于键帽下方的所述第二十二反射面上，经反射后光线转折，再入射到另一侧、同样位于键帽下方的所述第二十三反射面，经再次反射后，光线向下方入射到位于下固定壳的聚光菲涅尔透镜中，会聚到PCB板的光接收器件上，从而触发电路导通；
[0061]当按键下压时，位于PCB板上的第五挡光片将所述第二十二反射面及所述第二十三反射面之间的光线完全挡住，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0062]进一步的，所述第二十二反射面与第二十三反射面均为倾斜平面，其也可以是离轴抛物面、离轴2次曲面或者多项式曲面的自由曲面，或为多个面组成的复合曲面。
[0063]进一步的，所述光路通道包括位于键帽下方的第一直角棱镜及第二直角棱镜、位于下固定壳第一通孔位置上的准直菲涅尔透镜、位于下固定壳第二通孔位置上的聚光菲涅尔透镜、以及位于PCB板上的第六挡光片，
[0064]所述第一直角棱镜及所述第二直角棱镜相互对准，当按键放松时，经光发射器件发出的光线，经过位于下固定壳上准直菲涅尔透镜准直之后，入射到位于键帽下方的所述第一直角棱镜，经过其上方的反射面反射后，光线转折入射到另一侧、同样位于键帽下方的所述第二直角棱镜，经过其上方的反射面再次反射后，光线向下方入射到位于下固定壳的聚光菲涅尔透镜中，会聚到PCB板的光接收器件上，从而触发电路导通；
[0065]当按键下压时，位于PCB板上的第六挡光片将所述第一直角棱镜及所述第二直角棱镜之间的光线完全挡住，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0066]进一步的，所述第一直角棱镜及所述第二直角棱镜上方的反射面均为全反射面，且均为倾斜平面，其也可以是离轴抛物面、离轴2次曲面或者多项式曲面的自由曲面，或为多个面组成的复合曲面。
[0067]进一步的，所述光路通道包括位于键帽下方的第二十四反射面及第二十五反射面、以及位于PCB板上的第七挡光片，
[0068]所述第二十四反射面及所述第二十五反射面相互对准，当按键放松时，经光发射器件发出的光线，经过位于下固定壳上第一通孔入射到位于键帽下方的所述第二十四反射面，经反射后光线投射向另一侧、同样位于键帽下方的第二十五反射面上，经再次反射后，光线射向下方转折，经过位于下固定壳上的第二通孔会聚到PCB板的光接收器件上，从而触发电路导通；
[0069]当按键下压时，位于PCB板上的第七挡光片将所述第二十四反射面及所述第二十五反射面之间的光线完全挡住，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0070]进一步的，所述第二十四反射面及所述第二十五反射面均是离轴抛物面、离轴2次曲面或者多项式曲面的自由曲面，其也可以为倾斜纯平面，或为多个面组成的复合曲面。
[0071]进一步的，所述光发射器件竖直设置于所述上固定壳上，所述光接收器件设置于所述PCB板上，所述下固定壳上设置有第二通孔，且所述第二通孔位于所述光接收器件上方。
[0072]进一步的，所述光路通道包括设置于上固定壳的准直菲涅尔透镜、位于键轴的第二十六反射面、以及位于上固定壳下方的第二十七反射面，
[0073]从光发射器件发出的光线，经过上固定壳上的准直菲涅尔透镜后准直入射到键轴的所述第二十六反射面上，当按键下压时，键轴的所述第二十六反射面正好对准上固定壳下方的所述第二十七反射面，其将从所述第二十六反射面入射过来的光线进行转折射出，射出的光线经下固定壳第二通孔位置的后集中到PCB板的光接收器件，从而触发电路导通；
[0074]当按键放松弹簧回复到原位时，所述第二十六反射面与所述第二十七反射面完全错开，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0075]进一步的，所述第二十七反射面是离轴抛物面、离轴2次曲面或者多项式曲面的自由曲面，其也可以为倾斜纯平面，或为多个面组成的复合曲面。
[0076]进一步的，所述光路通道包括设置于上固定壳的准直菲涅尔透镜、位于键帽下方的第八挡光片、以及位于下固定壳第二通孔位置上的第七折光棱镜，
[0077]设置于上固定壳的所述准直菲涅尔透镜及所述第七折光棱镜相互对准，当按键放松时，经光发射器件发出的光线，经过所述准直菲涅尔透镜准直射出，光线入射到另一侧的位于下固定壳第二通孔位置上的所述第七折光棱镜中，经其上方倾斜的全反射面转折后，经过所述第七折光棱镜下方的聚光菲涅尔平面会聚到PCB板的光接收器件上，从而触发电路导通；
[0078]当按键下压时，位于键帽下方的第八挡光片将所述准直菲涅尔透镜及所述第七折光棱镜之间的光线完全挡住，光路被切断，相连的电路处于断开状态。
[0079]进一步的，所述第七折光棱镜的上方为倾斜的反射面，该反射面为离轴的抛物面、离轴二次曲面、或者多项式曲面形式的自由曲面，其也可以为倾斜纯平面，或为多个面组成的复合曲面，所述第七折光棱镜的下方为聚光菲涅尔面。
[0080]进一步的，所述光路通道包括设置于上固定壳的准直菲涅尔透镜、位于键帽下方的第九挡光片、以及位于上固