專利名稱：縱橫光導開關(guān)模塊的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于鍵盤的縱橫光導開關(guān)模塊，尤其是利用光進行信號傳輸?shù)妮斎肽K。
背景技術(shù)：
參見圖18、發(fā)射光波導7、橫接收光導2、連接平面光導12均采用呈圓柱形的光波導，發(fā)射光波導7可單獨注塑加工，而橫接收光導2、連接平面光導12要通過一副模具一次注塑完成則根本不可能(無法拔模)，而將橫接收光導2、連接平面光導12分別注塑，除因連接平面光導12是直徑在lmm以下的類似細長光纖，注塑工藝難以保證質(zhì)量，更主要的是加工連接平面光導12數(shù)量大且安裝工作量相當大，以20鍵位的鍵盤為例需手工安裝20根類似光纖的連接平面光導12 ;以104鍵位的鍵盤為例則需手工安裝一百多根類似光纖的連接平面光導12。且不說材料成本的上升，就是僅組裝工藝成本的上升，已使該類光電鍵盤無競爭力。由此可見如果發(fā)射光導、接收光導均采用截面呈圓柱形的光導，安裝形成縱橫交錯的光導，由于交錯光導復雜且接收光導較細、較長、數(shù)量大，不僅導致塑料模具開發(fā)費用高，而且注塑加工接收光導的材料成本高、工藝難度大、安裝工藝成本極高，安裝形成光路縱橫交錯后還將導致鍵盤厚度增加。要低成本、高效批量生產(chǎn)困難很大，其生產(chǎn)成本是傳統(tǒng)鍵盤的幾倍，嚴重影響了光電鍵盤的推廣使用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種制作成本低的縱橫光導開關(guān)模塊。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是包括光電輸入電路控制器、光敏管16、與發(fā)射光波導7的前端對應的半導體光源18、與接收光導波路20分處不同平面的發(fā)射光波導7、接收光波導20、光開關(guān)19，其特征是由半導體光源18、發(fā)射光波導7、光開關(guān)19、在縱薄膜14上有連接平面光導12的接收光波導20、光敏管16構(gòu)成縱橫光波導光開關(guān)；當光開關(guān)19被壓下時，半導體光源18與光敏管16光路導通，光敏管16向光電輸入電路控制器輸出一組信號。 進一步的是光開關(guān)19是由在薄膜上通過U形貫穿槽13貫穿薄膜形成的薄膜懸臂17、位于薄膜懸臂17下的懸臂行程空間5、與薄膜懸臂17的前端可對應的發(fā)射光導子末端6構(gòu)成。 進一步的是發(fā)射光波導7呈圓柱形，發(fā)射光波導7在豎立方向有多個鍵豎立分光導26的一端與其交匯，各鍵豎立分光導26的另一端的鍵發(fā)射圓弧25分別與按鍵21的內(nèi)凹底面對應；發(fā)射光波導7在水平方向有多個水平分光導24的一端與其交匯，水平分光導24的另一端的發(fā)射光導子末端6與懸臂行程空間5對應；發(fā)射光波導7的鍵豎立分光導26穿過機殼22上的機殼圓凸臺27上的圓凸臺貫穿孔28與按鍵21的內(nèi)凹底面對應；各水平分光導24上的發(fā)射光導子末端6與位于懸臂行程空間5上方的薄膜懸臂17對應形成光開關(guān)19。
進一步的是發(fā)射光波導7可以是有行發(fā)射光導子末端6的圓柱形光波導，也可以是有行發(fā)射光導子末端6的位于橫薄膜9上的平面光波導。 進一步的是接收光波導20由連接平面光導12、橫接收光導2、由連接光導末端10上的發(fā)射透鏡11與橫接收光導2上的接收透鏡1組合對應構(gòu)成的藕合分光器15構(gòu)成，連接平面光導12通過藕合分光器15按不同的組合分別與各橫接收光導2的光路導通。
進一步的是接收光波導20由接收平直光波導36、接收豎立光波導38、連接平面光導12構(gòu)成，接收平直光波導36位于眾多光開關(guān)19上方并其沿行布置，與接收平直光波導36光滑圓弧連接的接收豎立光波導38沿列布置，連接平面光導12分別與接收平直光波導36、接收豎立光波導38光滑圓弧連接。 更進一步的是各按鍵21及其下的橡膠彈圈23位于薄膜懸臂17上方并與薄膜懸臂17相對應。 本發(fā)明的積極效果是直接在塑料薄膜上成形發(fā)射光波導、接收光波導，材料成本大幅下降、用輥切或特種印刷形成光波導生產(chǎn)效率高，發(fā)射光波導、接收光波導分別成形于兩張薄膜上安裝方便快捷，易于高效、低成本批量生產(chǎn)，同時采用薄膜光導的光電鍵盤厚度不會增加與現(xiàn)有鍵盤一樣。 同時當采用發(fā)射光導為圓柱形、接收光波導在薄膜上形成時，可將發(fā)射光導傳播
的光通過分光一方面用于光開關(guān)的檢測，另一方面通過分光達到按鍵發(fā)光的效果，在基本
不增加成本的前提下實現(xiàn)了按鍵發(fā)光，方便了人們在無光、微弱光環(huán)境下的使用。
該縱橫光導開關(guān)模塊可廣泛應用于計算機鍵盤、IC卡電話鍵盤、自動提款機鍵盤、
各類家用電器遙控、電話鍵盤、功能開關(guān)、薄膜開關(guān)等領域。
圖1是本發(fā)明橫薄膜的主視圖；圖2是本發(fā)明縱薄膜的主視圖；圖3是本發(fā)明的縱橫光導的主視圖；圖4是本發(fā)明的安裝在鍵盤內(nèi)的縱橫光導的主視圖；圖5是圖4的A-A剖視圖；圖6是圖5按鍵按下時光路導通時的示意7是本發(fā)明的發(fā)射光導、橫接收光導為圓柱形時的縱橫光導的主視圖；圖8是圖7的B-B剖視圖；圖9是圖8的局部放大圖；圖10是圖7的C-C剖視圖；圖11是本發(fā)明的安裝在鍵盤內(nèi)的發(fā)射光導、橫接收光導為圓柱形時的主視12是圖11的D-D剖視圖；圖13是圖11的E-E剖視圖；圖14是本發(fā)明的有印刷光波導的橫薄膜的主視圖；圖15是本發(fā)明的有印刷光波導的縱薄膜的主視圖；圖16是本發(fā)明的橫薄膜、縱橫光導的縱橫光導的主視圖；圖17是本發(fā)明的列光源電路 圖18是發(fā)射光導、接收光導、連接光導皆為圓柱形時的主視具體實施例方式
如圖1 圖17所示，包括光電輸入電路控制器、光敏管16、與發(fā)射光波導7的前端對應的半導體光源18、與接收光導波路20分處不同平面的發(fā)射光波導7、接收光波導20、光開關(guān)19，其特征是由半導體光源18、發(fā)射光波導7、光開關(guān)19、在縱薄膜14上有連接平面光導12的接收光波導20、光敏管16構(gòu)成縱橫光波導光開關(guān)；當光開關(guān)19被壓下時，半導體光源18與光敏管16光路導通，光敏管16向光電輸入電路控制器輸出一組信號。
光開關(guān)19是由在薄膜上通過U形貫穿槽13貫穿薄膜形成的薄膜懸臂17、位于薄膜懸臂17下的懸臂行程空間5、與薄膜懸臂17的前端可對應的發(fā)射光導子末端6構(gòu)成。
發(fā)射光波導7呈圓柱形，發(fā)射光波導7在豎立方向有多個鍵豎立分光導26的一端與其交匯，各鍵豎立分光導26的另一端的鍵發(fā)射圓弧25分別與按鍵21的內(nèi)凹底面對應；發(fā)射光波導7在水平方向有多個水平分光導24的一端與其交匯，水平分光導24的另一端的發(fā)射光導子末端6與懸臂行程空間5對應；發(fā)射光波導7的鍵豎立分光導26穿過機殼22上的機殼圓凸臺27上的圓凸臺貫穿孔28與按鍵21的內(nèi)凹底面對應；各水平分光導24上的發(fā)射光導子末端6與位于懸臂行程空間5上方的薄膜懸臂17對應形成光開關(guān)19。
發(fā)射光波導7可以是有行發(fā)射光導子末端6的圓柱形光波導，也可以是有行發(fā)射光導子末端6的位于橫薄膜9上的平面光波導。 接收光波導20由連接平面光導12、橫接收光導2、由連接光導末端10上的發(fā)射透鏡11與橫接收光導2上的接收透鏡1組合對應構(gòu)成的藕合分光器15構(gòu)成，連接平面光導12通過藕合分光器15按不同的組合分別與各橫接收光導2的光路導通。
接收光波導20由接收平直光波導36、接收豎立光波導38、連接平面光導12構(gòu)成，接收平直光波導36位于眾多光開關(guān)19上方并其沿行布置，與接收平直光波導36光滑圓弧連接的接收豎立光波導38沿列布置，連接平面光導12分別與接收平直光波導36、接收豎立光波導38光滑圓弧連接。 各按鍵21及其下的橡膠彈圈23位于薄膜懸臂17上方并與薄膜懸臂17相對應。
實施例1 參見圖1、圖2、圖3、圖4、本發(fā)明由其上有發(fā)射光波導7、橫接收光導2的橫薄膜9，其上有連接平面光導12的縱薄膜14、縱橫排列的按鍵21、半導體光源18、光敏管16、光電輸入電路控制器(圖中未表示)等構(gòu)成。 參見圖1、通過模切、輥切等生產(chǎn)工藝，高效率在高透明的橫薄膜9上分別高效成型上溝槽3、下溝槽8，從而在橫薄膜9上分別形成光波導橫接收光導2、發(fā)射光波導7。在橫薄膜9上方是呈水平狀的橫接收光導2，在各橫接收光導2的上表面有直接成形的成組的接收透鏡l。 在橫接收光導2下方是呈水平狀的發(fā)射光波導7，為增加發(fā)射光波導7至發(fā)射光導子末端6的傳光效率，發(fā)射光波導7可設計成圖示的階梯形狀，有階梯水平端面4的發(fā)射光波導7沿主光導逐步變窄。在各發(fā)射光波導7上方有多個與斜向向上的貫穿薄膜的懸臂行程空間5，懸臂行程空間5與發(fā)射光導子末端6對應，懸臂行程空間5與下溝槽8連通，多個斜向向上的發(fā)射光導子末端6是發(fā)射光波導7上的一部分。
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參見圖2、通過模切、輥切等生產(chǎn)工藝，高效率在高透明的縱薄膜14上分別成型鈄 向的類似U形的U形貫穿槽13，從而在縱薄膜14上形成光波導連接平面光導12?？v薄膜 14上的連接平面光導12鈄向向上，在各連接平面光導12上部的連接光導末段100附近的 上表面有一次成形的發(fā)射透鏡11。 參見圖3、縱薄膜14與橫薄膜9相互疊合在一起形成縱橫交錯的光路，上面一層薄 膜為縱薄膜14，下一層薄膜為橫薄膜9，在各發(fā)射光波導7右端有與其光路導通的半導體光 源18，三個光敏管16分別設置于三路橫接收光導2的末端，并與橫接收光導2光路導通。
藕合分光器15由連接平面光導12上的發(fā)射透鏡11分別與各橫接收光導2上的 接收透鏡1成組對應形成。連接平面光導12的前段與懸臂行程空間5對應，從而在連接平 面光導12的前段形成薄膜懸臂17，光開關(guān)19由發(fā)射光導子末端6與薄膜懸臂17在懸臂行 程空間5空間內(nèi)相對應形成。接收光波導20由其前段有薄膜懸臂17的連接平面光導12、 橫接收光導2、藕合分光器15構(gòu)成。 縱薄膜14應采用韌性好的材料使薄膜懸臂17能反復承受在外力，在外力作用下
薄膜懸臂17能產(chǎn)生小位移(0. 15mm-0. 25mm)，去掉外力后并能彈性復位。 連接平面光導12上的發(fā)射透鏡11與橫接收光導2上的接收透鏡1可以是直接在
薄膜上熱壓的凸起或凹下的小圓弧，也可以是直接在薄膜上用導光油墨絲印的將線光源轉(zhuǎn)
換為面光源的小圓點。 為使光開關(guān)19導通時每列的光開關(guān)19產(chǎn)生一個光電輸入電路控制器(圖中未表 示)能區(qū)分識別的特征信號，應使不同列的各光開關(guān)19所對應的各連接平面光導12上的 發(fā)射透鏡11與三路橫接收光導2上的接收透鏡1對應關(guān)系不同(亦即使不同列的光開關(guān) 19與光敏管16導通時，光敏管16導通的組合不同)；同一列的發(fā)射透鏡11與接收透鏡1 對應關(guān)系相同。光電輸入電路控制器(圖中未表示)通過判斷接收到的一組光敏管16的 不同組合的光信號判斷各列的光開關(guān)19的通斷。 應確保X1列的接光導末段10上的發(fā)射透鏡11與第III行的橫接收光導2的接 收透鏡1對應，當光路導通時，與三個光敏管16電氣連接的光電輸入電路控制器(圖中未 表示)接收到100編碼； 確保X2列的接光導末段10上的發(fā)射透鏡11與第II行的橫接收光導2的接收透 鏡l對應，當光路導通時，與三個光敏管16電氣連接的光電輸入電路控制器(圖中未表示) 接收到010編碼； 確保X3列的接光導末段10上的發(fā)射透鏡11與第I行的橫接收光導2的接收透 鏡l對應，當光路導通時，與三個光敏管16電氣連接的光電輸入電路控制器(圖中未表示) 接收到001編碼； 確保X4列的接光導末段10上的發(fā)射透鏡11分別與第III行、第II橫的橫接收 光導2的接收透鏡1對應，當光路導通時，與三個光敏管16電氣連接的光電輸入電路控制 器(圖中未表示)接收到110編碼； XI、 X2、 X3、 X4處的光開關(guān)19分別導通時，與光敏管16電氣連接的光電輸入電路
控制器(圖中未表示)接收到的高低電平 XI—-100 X2—-010 X3—-001 X4—-110 發(fā)射光波導7、連接平面光導12、橫薄膜9均為通常的平面光波導。
參見圖5、按鍵21及其下的橡膠彈圈23位于上面一層薄模即縱薄膜14上方，應使 各按鍵21及其下的橡膠彈圈23與形成光開關(guān)19的薄膜懸臂17的上表面對應。
參見圖4、圖5、圖6、按鍵21與機殼22滑動連接配合采用通常鍵盤的連接結(jié)構(gòu)。 半導體光源18、光敏管16同處薄膜的右端與輸入電路控制器(圖中未表示)電氣連接。輸 入電路控制器(圖中未表示)控制半導體光源18，使不同行的半導體光源18發(fā)出不同頻率 特征的光信號。各行的特征頻率光信號均入射相對應的各發(fā)射光波導7的前端，使同行的 發(fā)射光波導7傳播具有相同的特征頻率的光信號，不同行的發(fā)射子光波導7傳播具有不相 同的特征頻率的光信號。 參見圖5、當按鍵21未被按下時，發(fā)射光波導7上的發(fā)射光導子末端6與連接平面 光導12前段的薄膜懸臂17分別位于兩個平面內(nèi)光路未被導通。半導體光源18發(fā)出的光 沿階梯狀的發(fā)射光波導7傳播，一部分光從發(fā)射光導子末端6射出，光開關(guān)19未導通。
參見圖6、當某按鍵21被按下時，按鍵21推動橡膠彈圈23連同連接平面光導12 前段的薄膜懸臂17在懸臂行程空間5內(nèi)向下移動，至薄膜懸臂17完全進入下層薄膜即橫 薄膜9的懸臂行程空間5的范圍內(nèi)，發(fā)射光導子末端6射出的光入射連接平面光導12前段 的薄膜懸臂17的前端，光沿連接平面光導12向前傳播至連接光導末段100附近的發(fā)射透 鏡11，發(fā)射透鏡11將線光源轉(zhuǎn)為面光源向下入射與之對應的另一層薄膜即橫接收光導2上 的接收透鏡l，橫接收光導2上的接收透鏡1將光入射呈平面光導的橫接收光導2，與橫接 收光導2光路導通的光敏管16接收到光信號，與光敏管16電氣連接的輸入電路控制器(圖 中未表示)，根據(jù)接收到的光信號的頻率判斷光開關(guān)19所處的行；根據(jù)接收到光信號的光 敏管16的組合判斷光開關(guān)19所處的列，從而確定光開關(guān)19所處的位置。當該按鍵21在 橡膠彈圈23彈力作用下復位后，薄膜懸臂17在其自身彈力作用下復位。
實施例2 參見圖7、將均呈圓柱形的橫接收光導2、發(fā)射光波導7安裝在縱薄膜14的上表 面，通過縱薄膜14上的連接平面光導12、藕合分光器15形成縱橫交錯的光路。應使橫接收 光導2圓錐形的外表面的成組的接收透鏡1與縱薄膜14上的接光導末段10上的發(fā)射透鏡 11對應；應確保發(fā)射光波導7在水平方向的呈圓柱形的水平分光導24與縱薄膜14平行， 且水平分光導24與連接平面光導12前端面上下對應。 參見圖8、呈圓柱形的橫接收光導2的外表面有成組的多個呈圓柱狀的接收透鏡 1，呈圓柱形的橫接收光導2與光敏管16光路導通，為提高光在呈圓柱形的橫接收光導2內(nèi) 的傳播效率，橫接收光導2最好設計成有圓錐面的光波導。 參見圖8、圖9、藕合分光器15由橫接收光導2上多個呈圓狀的接收透鏡1與連接 平面光導12上的發(fā)射透鏡11相對應構(gòu)成。 參見圖7、圖10、連接平面光導12的前段被機殼22的底面上的底面凸臺22a頂起， 形成位于連接平面光導12前段的薄膜懸臂17，并在薄膜懸臂17下方形成懸臂行程空間5， 水平分光導24位于薄膜懸臂17的左下方，水平分光導24的發(fā)射光導子末端6與薄膜懸臂 17上下對應。由懸臂行程空間5正下方的薄膜懸臂17、發(fā)射光導子末端6、懸臂行程空間5 構(gòu)成光開關(guān)19。 參見圖10、發(fā)射光波導7在水平方向有多個呈圓柱形的水平分光導24，水平分光 導24 —端與發(fā)射光波導7交匯，水平分光導24另一端的發(fā)射光導子末端6位于薄膜懸臂17的左下方。 參見圖11、按鍵21與機殼22的連接采用通常的鍵盤連接方式，機殼圓凸臺27與 按鍵21在機殼22上的通常的安裝孔左右對稱，在機殼圓凸臺27上有圓凸臺貫穿孔28。
參見圖10、圖12、圖13、發(fā)射光波導7在豎立方向有多個鍵豎立分光導26，鍵豎立 分光導26的一端與發(fā)射光波導7交匯，各鍵豎立分光導26另一端的鍵發(fā)射圓弧25，穿過機 殼22上的機殼圓凸臺27上的圓凸臺貫穿孔28與按鍵21的內(nèi)凹底面對應。
光在與半導體光源18光路導通的呈圓柱形的發(fā)射光波導7內(nèi)傳播，其傳播原理與 光纖相同，當光傳至鍵豎立分光導26、有發(fā)射光導子末端6的水平分光導24時產(chǎn)生分光， 由于發(fā)射光波導7的直徑遠大于有發(fā)射光導子末端6的水平分光導24直徑、鍵豎立分光導 26的直徑，大部分光仍沿發(fā)射光波導7向前傳播，至下一處再產(chǎn)生少量分光，少量的分光在 鍵豎立分光導26、有發(fā)射光導子末端6的水平分光導24內(nèi)向前傳播，分別通過豎立分光導 26末端與鍵發(fā)射圓弧25、發(fā)射光導子末端6射出，鍵發(fā)射圓弧25射出的光入射按鍵21的 內(nèi)凹底面使按鍵21的上表面發(fā)光。 當按鍵21未被按下時，發(fā)射光導子末端6射出的光不能入射薄膜懸臂17的端面， 光路未導通，當按鍵21按下時，按鍵21推動橡膠彈圈23連同按鍵21底面上的鍵觸柱29 向下移動，與薄膜懸臂17相對應的鍵觸柱29推動連接平面光導12前段的薄膜懸臂17在 懸臂行程空間5內(nèi)向下移動，至薄膜懸臂17的端面與水平分光導24的端面，即與發(fā)射光導 子末端6相對應時光路導通。
其余與實施例l同。
實施例3 圖14 圖17是采用列發(fā)射光波導34的20鍵位一種鍵盤的縱橫光導開關(guān)模塊的 構(gòu)成圖。 參見圖14、圖15、發(fā)射光波導7、接收光波導20是分別通過在橫薄膜9、縱薄膜14 上采用特種印刷如模具轉(zhuǎn)印技術(shù)或平面光學印刷與蝕刻技術(shù)形成。 參見圖14、在橫薄膜9上有縱橫排列并貫穿薄膜的懸臂行程空間5，每行的行發(fā)射 光波導7a的前段交匯于呈水平狀的主光導，其后段向上延伸至懸臂行程空間5邊緣，行發(fā) 射光波導7a在懸臂行程空間5的邊緣形成發(fā)射光導子末端6，行發(fā)射光波導7a的前段、后 段通過圓滑圓弧連接。 在橫薄膜9的反面有列發(fā)射光波導34，列發(fā)射光波導34由眾多光路互不干涉的列 發(fā)射子光波導33組成，各列發(fā)射子光波導33前段呈水平狀，其后段即列發(fā)射子光波導后段 32呈豎立狀并位于各列懸臂行程空間5的左部，列發(fā)射子光波導33的前段、列發(fā)射子光波 導后段32通過圓弧圓滑光路連接，列發(fā)射子光波導后段32有與行的數(shù)量相同的列分支子 光波導31 ，各列分支子光波導31—端與列發(fā)射子光波導后段32光滑連接，另一端與列發(fā)射 子光波導后段32成銳角向上延伸其末端位于懸臂行程空間5邊緣形成列發(fā)射子光波導末 端30，列發(fā)射子光波導末端30即列發(fā)射光波導34的末端，列發(fā)射子光波導末端30與薄膜 正面的各行發(fā)射光導子末端6交匯。 發(fā)射光波導7由行發(fā)射光波導7a、列發(fā)射光波導34組成。 參見圖15、在縱薄膜14上有縱橫排列并貫穿薄膜的U形貫穿槽13而形成的薄膜 懸臂17，接收光波導20由接收平直光波導36、接收豎立光波導38、連接光波導12構(gòu)成。接收平直光波導36呈水平狀并位于縱薄膜14上方，接收平直光波導36可以是一路也可以是 多路，接收平直光波導36設計成多路時可減少光損。接收豎立光波導38呈豎立狀，接收平 直光波導36分別與各接收豎立光波導38通過光滑圓弧光路連接，連接光波導12分別與接 收平直光波導36、接收豎立光波導38光路連接，連接光波導12的前段位于薄膜懸臂17上， 連接光波導12的前端面與薄膜懸臂17的前端面重合。 參見圖16、將縱薄膜14疊放在橫薄膜9上形成縱橫交錯的光路，應使縱薄膜14上 的各薄膜懸臂17與橫薄膜9上的懸臂行程空間5對應，由薄膜懸臂17、懸臂行程空間5、行 發(fā)射光導子末端6構(gòu)成縱橫排列的20個光開關(guān)19。 列發(fā)射光波導前端35即列發(fā)射子光波導33的前端，與列發(fā)射光波導前端35對應 的貼片半導體光源組40被安裝在印制板41上，列發(fā)射子光波導前端35與單個貼片半導體 光源42—、一對應。 貼片半導體光源組40、行半導體光源39、光敏管16、光電輸入電路控制器(圖中未 表示)均安裝在印制板41上，在各行發(fā)射光波導7a的前端均設置行半導體光源39，接收光 波導20的末端與光敏管16對應。半導體光源18由貼片半導體光源組40、行半導體光源 39組成。 參見圖17、貼片半導體光源組40是由四個單個貼片半導體光源42構(gòu)成，單個貼片 半導體光源42通過光電輸入電路控制器(圖中未表示)控制通斷，貼片半導體光源組40 發(fā)射與行特征頻率不同的頻率光信號，工作時光電輸入電路控制器(圖中未表示)每次只 能開啟一路單個貼片半導體光源42，光電輸入電路控制器(圖中未表示)不斷地依秩掃描
一光電輸入電路控制器(圖中未表示)檢測 xl單個貼片半導體光源42關(guān)閉后x2單個貼
一光電輸入電路控制器(圖中未表示)檢測 x2單個貼片半導體光源42關(guān)閉后x3單個貼
一光電輸入電路控制器(圖中未表示)檢測 關(guān)閉x3單個貼片半導體光源42.........如此循環(huán)往復不停地高速掃描檢測Xl—x2—x3—x4—xl—x2—x3......每
個掃描循環(huán)即將Xl-X4貼片半導體光源組40掃描一次的時間遠小于光開關(guān)19被觸發(fā)的時
間(每次開關(guān)被觸發(fā)導通的時間大于人的反應時間-一 約為0. 1秒)。 應確保光電輸入電路控制器(圖中未表示)同時接收到行頻率光信號、列頻率光
信號的疊加信號時，光電輸入電路控制器(圖中未表示)通過對疊加頻率光信號解調(diào)后能
識別兩疊加頻率信號。 當光開關(guān)19被按下時，薄膜懸臂17在外力作用下克服懸臂彈力，在懸臂行程空間 5空間范圍內(nèi)向下移動，至薄膜懸臂17的前端1與發(fā)射光導子末端6、列發(fā)射子光波導末端 30交匯處對應時光路導通。行半導體光源39、列單個貼片半導體光源42發(fā)出的光信號分 別通過行發(fā)射光波導7a、列發(fā)射子光波導33入射相應的接收光波導20與光敏管16光路導
開啟、關(guān)閉單個貼片半導體光源42。
具體掃描檢測過程如下
XI單個貼片半導體光源42開啟后一 與光敏管16電氣連接的輸入口有無信號一一 片半導體光源42開啟 X2單個貼片半導體光源42開啟后一 與光敏管16電氣連接的輸入口有無信號一一 片半導體光源42開啟 X3單個貼片半導體光源42開啟后一 與光敏管16電氣連接的輸入口有無信號一一通。光電輸入電路控制器(圖中未表示)根據(jù)接收到的行特征頻率、單個貼片半導體光源 42與列發(fā)射子光波導33的對應關(guān)系判斷被按下的光開關(guān)19的位置。 如當X1Y2處光開關(guān)19被按下時，光電輸入電路控制器(圖中未表示)檢測到Y(jié)2 處的行半導體光源39的特征頻率信號，與此同時光電輸入電路控制器(圖中未表示)掃描 Xl-X4貼片LED光源組，當掃描至XI單個貼片半導體光源42開啟時檢測到列特征頻率信 號。光電輸入電路控制器(圖中未表示)根據(jù)行Y2行特征頻率信號及掃描至X1檢測到的 列特征頻率信號，判斷X1Y2處光開關(guān)19被按下。按光開關(guān)19的外力去掉后，薄膜懸臂17 在彈力作用下復原位。
其余與實施列l(wèi)同。
權(quán)利要求
本發(fā)明的一種鍵盤的縱橫光導開關(guān)模塊，包括光電輸入電路控制器、光敏管(16)、與發(fā)射光波導(7)的前端對應的半導體光源(18)、與接收光導波路(20)分處不同平面的發(fā)射光波導(7)、接收光波導(20)、光開關(guān)(19)，其特征是由半導體光源(18)、發(fā)射光波導(7)、光開關(guān)(19)、在縱薄膜(14)上有連接平面光導(12)的接收光波導(20)、光敏管(16)構(gòu)成縱橫光波導光開關(guān)；當光開關(guān)(19)被壓下時，半導體光源(18)與光敏管(16)光路導通，光敏管(16)向光電輸入電路控制器輸出一組信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的縱橫光導開關(guān)模塊，其特征在于所說的光開關(guān)(19)是由在薄 膜上通過U形貫穿槽(13)貫穿薄膜形成的薄膜懸臂(17)、位于薄膜懸臂(17)下的懸臂行 程空間(5)、與薄膜懸臂(17)的前端可對應的發(fā)射光導子末端(6)構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的縱橫光導開關(guān)模塊，其特征在于所說發(fā)射光波導(7)呈 圓柱形，發(fā)射光波導(7)在豎立方向有多個鍵豎立分光導(26)的一端與其交匯，各鍵豎立 分光導(26)的另一端的鍵發(fā)射圓弧(25)分別與按鍵(21)的內(nèi)凹底面對應；發(fā)射光波導 (7)在水平方向有多個水平分光導(24)的一端與其交匯，水平分光導(24)的另一端的發(fā) 射光導子末端(6)與懸臂行程空間(5)對應；發(fā)射光波導(7)的鍵豎立分光導(26)穿過機 殼(22)上的機殼圓凸臺(27)上的圓凸臺貫穿孔(28)與按鍵(21)的內(nèi)凹底面對應；各水 平分光導(24)上的發(fā)射光導子末端(6)與位于懸臂行程空間(5)上方的薄膜懸臂(17)對 應形成光開關(guān)(19)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的縱橫光導開關(guān)模塊，其特征在于所說的發(fā)射光波導(7) 可以是有行發(fā)射光導子末端(6)的圓柱形光波導，也可以是有行發(fā)射光導子末端(6)的位 于橫薄膜(9)上的平面光波導。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的縱橫光導開關(guān)模塊，其特征在于所說的接收光波導 (20)由連接平面光導(12)、橫接收光導(2)、由連接光導末端(10)上的發(fā)射透鏡(11)與橫 接收光導(2)上的接收透鏡(1)組合對應構(gòu)成的藕合分光器(15)構(gòu)成，連接平面光導(12) 通過藕合分光器(15)按不同的組合分別與各橫接收光導(2)的光路導通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的縱橫光導開關(guān)模塊，其特征在于所說的接收光波導 (20)由接收平直光波導(36)、接收豎立光波導(38)、連接平面光導(12)構(gòu)成，接收平直光 波導(36)位于眾多光開關(guān)(19)上方并其沿行布置，與接收平直光波導(36)光滑圓弧連接 的接收豎立光波導(38)沿列布置，連接平面光導(12)分別與接收平直光波導(36)、接收豎 立光波導(38)光滑圓弧連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的縱橫光導開關(guān)模塊，其特征在于各按 鍵(21)及其下的橡膠彈圈(23)位于薄膜懸臂(17)上方并與薄膜懸臂(17)相對應。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鍵盤并利用光進行信號傳輸?shù)谋∧す獠▽ч_關(guān)模塊，具有制作成本低的特點。該薄膜光波導開關(guān)模塊包括光電輸入電路控制器、光敏管16、與發(fā)射光波導7的前端對應的半導體光源18、與接收光導波路20分處不同平面的發(fā)射光波導7、接收光波導20、光開關(guān)19，其特征是由半導體光源18、發(fā)射光波導7、光開關(guān)19、在縱薄膜14上有連接平面光導12的接收光波導20、光敏管16構(gòu)成縱橫光波導光開關(guān)；當光開關(guān)19被壓下時，半導體光源18與光敏管16光路導通，光敏管16向光電輸入電路控制器輸出一組信號。直接在塑料薄膜上成形發(fā)射光波導、接收光波導，材料成本大幅下降、用輥切或特種印刷形成光波導生產(chǎn)效率高，發(fā)射光波導、接收光波導分別成形于兩張薄膜上安裝方便快捷，易于高效、低成本批量生產(chǎn)，同時采用薄膜光導的光電鍵盤厚度與現(xiàn)有鍵盤一樣。同時當采用發(fā)射光導為圓柱形、接收光波導在薄膜上形成時，可將發(fā)射光導傳播的光通過分光一方面用于光開關(guān)的檢測，另一方面通過分光達到按鍵發(fā)光的效果，方便了人們在無光、微弱光環(huán)境下的使用。該縱橫光導開關(guān)模塊可廣泛應用于鍵盤、各類遙控器等領域。
文檔編號G02B6/35GK101713845SQ20091013471
公開日2010年5月26日 申請日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者陳 峰 申請人:陳峰;陳立彬