[實用新型]一種采用數字圖像處理技術的光電按鍵開關

有效

• 申請號: 201720033209.7
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN206962794U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 郎歡標
• 申請（專利權）人: 東莞市長資實業有限公司
• 主分類號: H03K17/96
• 分類號: H03K17/96;G02B27/40
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 湯財寶

技術領域

本實用新型涉及鍵盤組件技術領域，具體涉及一種采用數字圖像處理技術的光電按鍵開關。

背景技術

隨著電競游戲的普及，電競游戲的發展更加復雜及多元化，電競動作更加復雜多變、五花八門，這對電腦的輔助輸入設備(如鍵盤、鼠標或游戲桿) 提出了更高的要求，除了要體現游戲動作和裝備的速度和力量之外，還要體現動作的方向和全方位特征(如跳躍、急轉彎、前后轉向等)。高端的電腦輔助設備要求精準、及時和全方位地控制各種動作的特征，現有的機械軸鍵盤和普通光電式的按鍵開關已經跟不上電競游戲的發展。

現有光電式的按鍵開關技術基本上都是采用模擬的光敏器件(譬如光敏三級管)作為電流觸發的傳感器，光敏元件有一段區間的觸發電流可以隨入射光的強弱呈線性變化，在此區間之外就呈飽和或者斷開狀態。基本原理為：發光器件發出光線，經過光學系統進行導光和會聚，最后耦合到光敏器件中，當按鍵下壓或者上升時，鍵軸上的活動器件對光學系統的光路進行聯通或者隔斷，從而觸發光敏元件相連電路的導通和斷開，實現按鍵開關的控制。雖然有些開關可以根據傳感器觸發電流的大小基本實現線性控制，但其控制電路完全是模擬電路，而不是精確數字式的。

因此，目前市場上亟需一種能夠精確體現動作的方向和全方位特征(如跳躍、急轉彎、前后轉向等)的數字式光電按鍵開關。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有技術中的上述不足，提供一種采用數字圖像處理技術的光電按鍵開關，該光電按鍵開關除了識別按鍵開關的導通和斷開之外，還可以全面精確地識別按鍵下壓(或上升)的方向和速度，以及可以識別按鍵前后方向(垂直于紙面方向)平移的方向和速度；因此，該光電按鍵開關除了可以體現游戲動作和裝備的速度和力量之外，還可以體現動作的方向和全方位特征(如跳躍、急轉彎、前后轉向等)，實用性好，可靠性高。

本實用新型的目的通過以下技術方案實現。

一種采用數字圖像處理技術的光電按鍵開關，包括鍵帽、鍵軸、滑塊、殼體、發光芯片、共焦光學系統、光學圖像傳感器和PCB板，所述鍵帽驅動連接所述鍵軸，所述鍵軸穿入所述殼體內，所述滑塊與所述鍵軸固定連接，所述滑塊、所述發光芯片、所述共焦光學系統和所述光學圖像傳感器均設于所述殼體內，所述殼體與所述PCB板可拆卸連接，所述發光芯片和所述光學圖像傳感器分別與所述PCB板電連接，所述滑塊、所述發光芯片、所述共焦光學系統和所述光學圖像傳感器配合安裝使得發光芯片發出來的光線最終入射到光學圖像傳感器中。

其中，所述殼體內還設有彈性件，所述彈性件與所述鍵軸配合安裝給鍵軸提供回彈力。

其中，所述彈性件為彈片或彈簧。

其中，所述殼體包括上殼體和下殼體，所述上殼體和所述下殼體可拆卸連接。

其中，所述滑塊靠近所述共焦光學系統的側面為粗糙面。

其中，所述粗糙面為空白的粗糙面。

其中，所述粗糙面為雕刻有便于圖像識別的圖案的粗糙面。

其中，所述圖案為方格圖案、線條圖案、圓環圖案、圓點圖案、波蘭紋圖案或星形圖案。

其中，所述共焦光學系統包括聚光系統和成像系統，所述聚光系統和所述成像系統具有共同的焦點。

其中，所述聚光系統包括第一棱鏡，所述成像系統包括第二棱鏡，所述第一棱鏡與所述第二棱鏡固定連接形成組合棱鏡。

其中，所述第一棱鏡包括菲涅爾面、第一傾斜全反射面、第二傾斜全反射面、第一非球面和第一豎直平面，所述菲涅爾面設于所述發光芯片的正上方，所述第一傾斜全反射面設于所述菲涅爾面的上方，所述第二傾斜全反射面錯位設于所述第一傾斜全反射面的上方，所述第一豎直平面設于所述第一傾斜全反射面與所述第二傾斜全反射面之間，所述第一非球面設于所述第一豎直平面靠近所述滑塊的一側，所述第一棱鏡將發光芯片發出來的光線會聚到靠近滑塊的一側的一點上。

其中，所述第二棱鏡包括第二非球面、第三傾斜全反射面和第二豎直平面，所述第二非球面設于所述光學圖像傳感器的正上方，所述第三傾斜全反射面設于所述第二非球面的正上方，所述第二豎直平面設于所述第一豎直平面與所述第二傾斜全反射面之間，所述第二棱鏡將滑塊反射回來的光線成像到光學圖像傳感器上。

其中，所述發光芯片與所述光學圖像傳感器互相平行，所述發光芯片與所述PCB板互相平行。

其中，所述第一非球面和所述第二非球面的表達式為其中z為弧矢的高度， c＝1/R為非球面頂點位置的曲率，其為曲率半徑R的倒數，k為錐度系數，r 為非球面徑向坐標值，α_i為非球面多項式的系數。