[发明专利]按键开关

说明书

本发明是关于一种开关，更确切地说，是一种按键开关。

常用的按键开关，如键盘、家电用品上的按键及遥控器、工业用大电流控制开关等，对防水性、防尘性方面之设计，并不理想，同时按下多键时，常有错误讯号、跳火等现象，尤其在快速键入时，常会出现漏字的情形，并且，使用寿命亦较短。

为能较清楚地说明按键开关的现有技术，请先参阅下述的图1至图6。最早的按键开关是金属机械式的，其开/关操作皆由弹簧片接触造成，如图1所示，该开关1主要由键帽11、柱塞12、弹簧13、固定弹簧片14及活动弹簧片15构成。按下键帽11时，柱塞12向下运动，迫使活动弹簧片15的接点16与固定弹簧片14接触，而形成“开”操作(见图2)；放开键帽11时，弹簧13之力量将柱塞12顶回原位，使弹簧片15和14分开，而形成“关”操作(如图1)。由于键盘、打字机等产品需求的按键数量较多，故需配合电子电路作矩阵式扫描，而矩阵接触式扫描，则因其电子特性，当同时按下矩阵中三键(含)以上时，常会跑出不必要的错键讯号，    即所谓之“鬼键”(Ghost Key)，其情况如图3所示。为解决鬼键(多字)问题，乃于每个按键上加入一只二极管19，如图4所示，但此项技术终因成本太高而逐渐被市场淘汰。除了成本问题外，机械式按键开关尚有寿命太短、不能防水，且必须使用电路板等缺失。

为解决机械式按键开关的缺点，故发展出电容式开关2，如图5所示，其乃利用电容原理，于按键内加入海绵21及锡箔22，并配合电路板23，在每个接触位置24的外围包以地线25(参阅图5a)。按键时，因电容之变化产生讯号，则可不必加上二极管19而解决了鬼键问题。如此，虽成本稍有降低，但因其电容量变化很小，且因人体具有静电效应，故极不稳定，有随时乱出讯号之虞，又因其结构有海绵及锡箔，海绵遇水即硬化，故防水性差，并导致寿命极短，且必须配合电路板，不符合环保原则。目前已完全在市场上消失。

迩后，又出现无接触式感应开关(Contactless Induc-tive)，其情况是使用双面电路板，开关上加上铁心，按键时穿出电路板，再以变压器之线圈放大讯号。然而，此一设计的缺点不少，既无法有效控制其启动点行程(On/Off Po-int Travel)，且必须使用放大线圈及双面电路板，故无防水性，对电子线路元件的公差要求极高，一般生产非常困难，成本亦过高，目前也已被淘汰。

最近几年，IBM公司率先推出了一项新开关技术，即薄膜式开关(Membrance Switch)，如图6所示，该开关3是在云母片31、32和33之上、下层分别印上银箔34、35作为接触产生讯号的接点。诚如前述机械式开关一样，其仅仅是将电路板改成云母片，弹簧片变成银箔，是故鬼键问题仍然存在。由于云母片上很难固着二极管，就算用特殊方法接上了，成本将高得惊人。当然，IBM公司也考虑到这点，故又提出一个牺牲功能的替代方案，用韧体(Firmware)将鬼键去除，而容许失去讯号，亦即当使用者同时按下多键时(多于三键)，第三键以后的讯号不必理会，由韧体自动去除，故若键入的速度太快，会有滑字情形出现，虽然牺牲了此一功能，且不可能完全防水，但这是唯一可降低成本、解决问题的方法，已比先前技术实用许多。

本发明的主要目的是提供一种崭新的按键开关，即使同时按下多键，亦无多字、错字及漏字现象。另一目的是使能简单地调整启动点行程，以适应使用者按键轻重不同的习惯。再一目的是使本发明按键开关确实能实现防水、防尘，并且其结构简单，生产容易，造价便宜。