全文摘要
本实用新型涉及公开了一种背光式机械键盘。它包括键盘本体、字键模组、主控制模组和背光模组；字键模组包括若干个呈阵列分布的字键、装设于每个字键下方的机械开关及若干颗与机械开关一一对应串接的开关二极管；背光模组包括若干颗呈阵列分布的发光二极管，发光二极管与字键一一对应并嵌装于对应的字键内；主控制模组根据每个机械开关的导通信号或截止信号调控对应字键内的发光二极管的亮灭转换或色彩变换。本实用新型基于现有的机械键盘的结构形式，通过配置发光二极管可使每个字键具备发光或色彩变换的条件；主控制模组则以机械开关的通断信号作为其对发光二极管的亮灭转换或发光色彩变换的调控依据，使对应字键呈现不同的光照效果。
主设计要求
1.一种背光式机械键盘，它包括键盘本体、装设于键盘本体上的字键模组；其特征在于：它还包括布设于键盘本体内的主控制模组和背光模组；所述字键模组包括若干个呈阵列分布的字键、装设于每个字键下方的机械开关以及若干颗与机械开关一一对应串接的开关二极管；所述背光模组包括若干颗呈阵列分布的发光二极管，所述发光二极管与字键一一对应，且所述发光二极管嵌装于对应的字键内；所述主控制模组根据每个机械开关的导通信号或截止信号调控对应字键内的发光二极管的亮灭转换或色彩变换。
设计方案
1.一种背光式机械键盘，它包括键盘本体、装设于键盘本体上的字键模组；其特征在于：它还包括布设于键盘本体内的主控制模组和背光模组；
所述字键模组包括若干个呈阵列分布的字键、装设于每个字键下方的机械开关以及若干颗与机械开关一一对应串接的开关二极管；
所述背光模组包括若干颗呈阵列分布的发光二极管，所述发光二极管与字键一一对应，且所述发光二极管嵌装于对应的字键内；
所述主控制模组根据每个机械开关的导通信号或截止信号调控对应字键内的发光二极管的亮灭转换或色彩变换。
2.如权利要求1所述的一种背光式机械键盘，其特征在于：所有所述发光二极管均为三基色发光二极管；
每一行中的所有所述三基色发光二极管的R引脚均通过一R极行线串接为一体、G引脚均通过一G极行线串接为一体、B引脚均通过一B极行线串接为一体，每条所述R极行线、G极行线和B极行线均通过一配对三极管与主控制模组作单独连接；
每一列中的所有所述三基色发光二极管的共用引脚均通过一共用列线串接为一体，所有所述共用列线均通过一电源控制模组与主控制模组相连并受主控制模组的单独控制。
3.如权利要求2所述的一种背光式机械键盘，其特征在于：所述电源控制模组包括第一场效应管、第一对位三极管、第二对位三极管以及若干个与共用列线一一对应的共用三极管，所有所述共用三极管的发射极通过一电源调控线串接为一体，每个所述共用三极管的基极均通过字键模组与主控制模组相连、集电极连接对应的共用列线，所述电源调控线的一端连接第一场效应管的漏极，所述第一场效应管的源极连接主控制模组的电源连接端、栅极连接第一对位三极管的集电极并通过第一电阻连接第一场效应管的源极，所述第一对位三极管的基极连接主控制模组的脉冲信号调制端、发射极与第二对位三极管的发射极共同接地，所述第二对位三极管的集电极连接第一场效应管的漏极、基极通过第二电阻连接第一场效应管的漏极并通过第三电阻接地，所述第一场效应管的漏极还同时通过第一电容接地。
4.如权利要求3所述的一种背光式机械键盘，其特征在于：所述开关二极管串接于对应的机械开关的一端；
每一行中的所有所述机械开关的一端均通过一信号行线串接为一体，每条所述信号行线均与主控制模组作单独连接；
每一列中的所有所述开关二极管的一端均通过一信号列线串接为一体，每条所述信号列线均与对应的共用三极管的基极相连。
5.如权利要求1所述的一种背光式机械键盘，其特征在于：所有所述发光二极管均为单色发光二极管；
每一行中的所有所述单色发光二极管的阴极同时通过一阴极行线串接为一体，每条所述阴极行线均通过一第一配对三极管与主控制模组作单独连接；
每一列中的所有所述单色发光二极管的阳极同时通过一阳极列线串接为一体，所有所述阳极列线均通过一电源控制模组与主控制模组相连并受主控制模组的单独控制。
6.如权利要求5所述的一种背光式机械键盘，其特征在于：所述电源控制模组包括若干个与阳极列线一一对应的共用三极管，所有所述共用三极管的发射极均通过一电源调控线串接为一体，每个所述共用三极管的基极均通过字键模组与主控制模组相连、集电极连接对应的阳极列线，所述电源调控线的一端连接主控制模组的电源连接端。
7.如权利要求6所述的一种背光式机械键盘，其特征在于：所述开关二极管串接于对应的机械开关的一端；
每一行中的所有所述机械开关的一端均通过一信号行线串接为一体，每条所述信号行线均与主控制模组作单独连接；
每一列中的所有所述开关二极管的一端均通过一信号列线串接为一体，每条所述信号列线均与对应的共用三极管的基极相连。
8.如权利要求1-7中任一项所述的一种背光式机械键盘，其特征在于：所述主控制模组包括一SH68F88型Flash单片机。
9.如权利要求8所述的一种背光式机械键盘，其特征在于：它还包括一用于向Flash单片机烧录程序数据和\/或提供电源供给的功能接口模块，所述功能接口模块与Flash单片机的对应功能引脚相连。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及计算机键盘技术领域，尤其是一种背光式机械键盘。
背景技术
随着人们对产品个性化需求的日益提高，为能够吸引更多的受众，背光式机械键盘的美学设计也逐渐被业界所重视。然而，目前业界对背光式机械键盘的个性化改进主要集中于键盘的外形构造方面，往往忽视了键盘的光照及色彩效果对用户的观感和心理的作用和影响，尤其是对于以年轻人为主的游戏玩家而言，此类群体除了关注键盘本身的性能和造型，也会关注键盘与游戏应用软件相配合的效果。鉴于此，有必要对现有的背光式机械键盘的光照(即：背光或炫光)控制系统提出改进方案，以最大限度地提升鼠标的实用性能。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种背光式机械键盘。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种背光式机械键盘，它包括键盘本体、装设于键盘本体上的字键模组以及布设于键盘本体内的主控制模组和背光模组；
所述字键模组包括若干个呈阵列分布的字键、装设于每个字键下方的机械开关以及若干颗与机械开关一一对应串接的开关二极管；
所述背光模组包括若干颗呈阵列分布的发光二极管，所述发光二极管与字键一一对应，且所述发光二极管嵌装于对应的字键内；
所述主控制模组根据每个机械开关的导通信号或截止信号调控对应字键内的发光二极管的亮灭转换或色彩变换。
优选地，所有所述发光二极管均为三基色发光二极管；
每一行中的所有所述三基色发光二极管的R引脚均通过一R极行线串接为一体、G引脚均通过一G极行线串接为一体、B引脚均通过一B极行线串接为一体，每条所述R极行线、G极行线和B极行线均通过一配对三极管与主控制模组作单独连接；
每一列中的所有所述三基色发光二极管的共用引脚均通过一共用列线串接为一体，所有所述共用列线均通过一电源控制模组与主控制模组相连并受主控制模组的单独控制。
优选地，所述电源控制模组包括第一场效应管、第一对位三极管、第二对位三极管以及若干个与共用列线一一对应的共用三极管，所有所述共用三极管的发射极通过一电源调控线串接为一体，每个所述共用三极管的基极均通过字键模组与主控制模组相连、集电极连接对应的共用列线，所述电源调控线的一端连接第一场效应管的漏极，所述第一场效应管的源极连接主控制模组的电源连接端、栅极连接第一对位三极管的集电极并通过第一电阻连接第一场效应管的源极，所述第一对位三极管的基极连接主控制模组的脉冲信号调制端、发射极与第二对位三极管的发射极共同接地，所述第二对位三极管的集电极连接第一场效应管的漏极、基极通过第二电阻连接第一场效应管的漏极并通过第三电阻接地，所述第一场效应管的漏极还同时通过第一电容接地。
优选地，所述开关二极管串接于对应的机械开关的一端；
每一行中的所有所述机械开关的一端均通过一信号行线串接为一体，每条所述信号行线均与主控制模组作单独连接；
每一列中的所有所述开关二极管的一端均通过一信号列线串接为一体，每条所述信号列线均与对应的共用三极管的基极相连。
优选地，所有所述发光二极管均为单色发光二极管；
每一行中的所有所述单色发光二极管的阴极同时通过一阴极行线串接为一体，每条所述阴极行线均通过一第一配对三极管与主控制模组作单独连接；
每一列中的所有所述单色发光二极管的阳极同时通过一阳极列线串接为一体，所有所述阳极列线均通过一电源控制模组与主控制模组相连并受主控制模组的单独控制。
优选地，所述电源控制模组包括若干个与阳极列线一一对应的共用三极管，所有所述共用三极管的发射极均通过一电源调控线串接为一体，每个所述共用三极管的基极均通过字键模组与主控制模组相连、集电极连接对应的阳极列线，所述电源调控线的一端连接主控制模组的电源连接端。
优选地，所述开关二极管串接于对应的机械开关的一端；
每一行中的所有所述机械开关的一端均通过一信号行线串接为一体，每条所述信号行线均与主控制模组作单独连接；
每一列中的所有所述开关二极管的一端均通过一信号列线串接为一体，每条所述信号列线均与对应的共用三极管的基极相连。
优选地，所述主控制模组包括一SH68F88型Flash单片机。
优选地，它还包括一用于向Flash单片机烧录程序数据和\/或提供电源供给的功能接口模块，所述功能接口模块与Flash单片机的对应功能引脚相连。
由于采用了上述方案，本实用新型基于现有的机械键盘的结构形式，通过配置发光二极管可使每个字键具备发光或色彩变换的条件；主控制模组则以机械开关的通断信号作为其对发光二极管的亮灭转换或发光色彩变换的调控依据，使对应字键呈现不同的光照效果。
附图说明
图1是本实用新型实施例的系统控制原理框图；
图2是本实用新型第一种实施例的主控制模组的功能引脚示意图；
图3是本实用新型第一种实施例的背光模组的矩阵布置示意图；
图4是本实用新型第一种实施例的背光模组的外围电路结构示意图；
图5是本实用新型第一种实施例的电源控制模组的电路结构示意图；
图6是本实用新型第一种实施例的机械开关的矩阵布置示意图；
图7是本实用新型第一种实施例的功能接口模块的电路结构参考图；
图8是本实用新型第二种实施例的的主控制模组的功能引脚示意图；
图9是本实用新型第二种实施例的背光模组的矩阵布置示意图；
图10是本实用新型第二种实施例的背光模组的外围电路结构示意图；
图11是本实用新型第二种实施例的电源控制模组的电路结构示意图；
图12是本实用新型第二种实施例的机械开关的矩阵布置示意图；
图13是本实用新型第二种实施例的功能接口模块的电路结构参考图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图13所示，本实施例提供的一种背光式机械键盘，它包括键盘本体、装设于键盘本体上的字键模组a(图中未示出字键模组a与键盘本体的组合结构，两者的组合体可采用现有任意结构形式的键盘，如由87、104、105、106、107等不同的字键排列而成的键盘)以及布设于键盘本体内的主控制模组b和背光模组c；其中，字键模组a包括若干个呈阵列分布的字键(图中未示出)、装设于每个字键下方的机械开关Sn以及若干颗与机械开关Sn一一对应串接的开关二极管Dn(即：两者的数量相同且一一对应)；背光模组c包括若干颗呈阵列分布的发光二极管Dfn，发光二极管Dfn与字键一一对应(即：两者的数量相同且相对位置一一对应)，并且发光二极管Dfn嵌装于对应的字键内；主控制模组b根据每个机械开关Sn的导通信号或截止信号调控对应字键内的发光二极管Dfn的亮灭转换或色彩变换。本实施例的主控制模组d可根据实际情况采用具有编程控制功能的集成芯片，作为优选方案，本实施例的主控制模组b优选为一SH68F88型Flash单片机U1(图2和图8分别示出了其在不同具体实施例下的功能引脚及外围电路结构)。
由此，基于现有的机械键盘的结构形式，通过为每个字键配置发光二极管Dfn，可使每个字键的本体或者周围具备发光或色彩变换的条件；同时，通过主控制模组a对每个机械开关Sn的通断信号(即：相当于对每个机械开关Sn的动作状态)的利用，作为其对每个发光二极管Dfn的亮灭转换或发光色彩变换的调控依据，从而使得用户在敲击字键的过程中，可使对应字键呈现不同的光照效果；在实际应用时，通过结合现有的编程手段并选择具有的编程控制功能的主控制模组b以及根据实际情况采用三色、双基色、三基色等形式的发光二极管Dfn，可实现背光模组c整体工作模式的自动调换或被动调换，从而在键盘上形成诸如单色固定、单色呼吸、全彩及七彩变换、环形流光、前后流光、扩散收缩、前后跑马等多种模式的发光效果。
在具体实施时，根据发光二极管Dfn选择形式的不同，可采用全彩式背光机械键盘的系统控制结构或单色式背光机械键盘的系统控制结构，具体如下：
一、如图2至图7所示的全彩式背光机械键盘(其中，图3示出了行8*列13的二极管阵列，具体阵列可依此类推；图4示出了二极管阵列与主控制模组b的功能引脚之间的对应关系)。
所有发光二极管Dfn均采用三基色发光二极管；每一行中的所有三基色发光二极管的R引脚均通过一R极行线Lr串接为一体、G引脚均通过一G极行线Lg串接为一体、B引脚均通过一B极行线Lb串接为一体，每条R极行线Lr、G极行线Lg和B极行线Lb均通过一配对三极管Qp与主控制模组b作单独连接；而每一列中的所有三基色发光二极管的共用引脚则均通过一共用列线L1串接为一体，所有共用列线L1均通过一电源控制模组d与主控制模组b相连并受主控制模组b的单独控制。由此，利用R极行线Lr、G极行线Lg和B极行线Lb实现对呈行分布的三基色发光二极管的串接，并利用配对三极管Qp为主控制模组b调控对应的三基色发光二极管的导通或发光色彩创造了条件，而利用共用列线L1则可实现主控制模组b对每个三基色发光二极管的电源供给的控制，保证每个三基色发光二极管均具有绚丽多彩、色彩多样的发光效果。
在此基础上，为最大限度地优化主控制模组b对背光模组c的调控效果，同时简化整个系统的电路结构，如图5所示，电源控制模组d包括第一场效应管M1、第一对位三极管Qd1、第二对位三极管Qd2以及若干个与共用列线L1一一对应的共用三极管Q，所有共用三极管Q的发射极通过一电源调控线Lt串接为一体，每个共用三极管Q的基极均通过字键模组a与主控制模组b相连、集电极连接对应的共用列线L1，电源调控线Lt的一端连接第一场效应管M1的漏极，第一场效应管M1的源极连接主控制模组b的电源连接端、栅极连接第一对位三极管Qd1的集电极并通过第一电阻R1连接第一场效应管M1的源极，第一对位三极管Qd1的基极连接主控制模组b的脉冲信号调制端、发射极与第二对位三极管Qd2的发射极共同接地，第二对位三极管Qd2的集电极连接第一场效应管M1的漏极、基极通过第二电阻R2连接第一场效应管M1的漏极并通过第三电阻R3接地，第一场效应管M1的漏极还同时通过第一电容C1接地。由此，主控制模组b可通过对第一场效应管M1以及各个共用三极管Q的通断调控来实现对二极管的供电控制。
进一步地，为合理设置机械开关Sn、发光二极管Dfn之间的对应关系，使主控制模组b能够依据机械开关Sn的通断信号来决定对发光二极管Dfn的模式控制，如图6所示(其中，图6示出了行8*列13的机械开关阵列，具体阵列可依此类推)；开关二极管Dn串接于对应的机械开关Sn的一端；每一行中的所有机械开关Sn的一端均通过一信号行线Lh串接为一体，每条信号行线Lh均与主控制模组b作单独连接；而每一列中的所有开关二极管Dn的一端均通过一信号列线Lx串接为一体，每条信号列线Lx均与对应的共用三极管Q的基极相连。由此，通过对机械开关Sn的排布形成与发光二极管Dfn之间的一一对应关系，当机械开关Sn在对应字键受力而发生通断的情况下，主控制模组b即可检测并根据机械开关Sn的相应信号来调控对应发光二极管Dfn的工作模式。
另外，如图7所示，本实施例的全彩式背光机械键盘还包括一用于向Flash单片机U1烧录程序数据和\/或提供电源供给的功能接口模块e，功能接口模块e与Flash单片机的对应功能引脚相连。以此，不但可以利用功能接口模块e来满足键盘的用电需求或者数据传输需求，也便于用户或者设计人员向Flash单片机U1中烧录诸如键盘的功能模式程序、发光模式程序等程序数据。
二、基于达到与全彩式背光机械键盘相近的功能原理，如图8至图13所示的单色式背光机械键盘(其中，图9示出了行6*列22的二极管阵列，具体阵列可依此类推；图10示出了二极管阵列与主控制模组b的功能引脚之间的对应关系)。
所有发光二极管Dfn均为单色发光二极管；每一行中的所有单色发光二极管的阴极同时通过一阴极行线L-串接为一体，每条阴极行线L-均通过一第一配对三极管Qp与主控制模组b作单独连接；每一列中的所有单色发光二极管的阳极同时通过一阳极列线L+串接为一体，所有阳极列线L+均通过一电源控制模组d与主控制模组b相连并受主控制模组b的单独控制。
在此基础上，如图11所示，本实施例的电源控制模组d包括若干个与阳极列线L+一一对应的共用三极管Q，所有共用三极管Q的发射极均通过一电源调控线Lt串接为一体，每个共用三极管Q的基极均通过字键模组a与主控制模组b相连、集电极连接对应的阳极列线L+，电源调控线L+的一端连接主控制模组b的电源连接端。
进一步地，如图12所示，开关二极管Dn串接于对应的机械开关Sn的一端；每一行中的所有机械开关Sn的一端均通过一信号行线Lh串接为一体，每条信号行线Lh均与主控制模组b作单独连接；而每一列中的所有开关二极管Dn的一端均通过一信号列线Lx串接为一体，每条信号列线Lx均与对应的共用三极管Q的基极相连。
另外，如图13所示，本实施例的单色式背光机械键盘还包括一用于向Flash单片机U1烧录程序数据和\/或提供电源供给的功能接口模块e，功能接口模块e与Flash单片机的对应功能引脚相连。以此，不但可以利用功能接口模块e来满足键盘的用电需求或者数据传输需求，也便于用户或者设计人员向Flash单片机U1中烧录诸如键盘的功能模式程序、发光模式程序等程序数据。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920761074.5
申请日:2019-05-24
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209729793U
授权时间:20191203
主分类号:H01H13/83
专利分类号:H01H13/83;H01H13/70
范畴分类:38C;
申请人:深圳市巨朋电子科技有限公司
第一申请人:深圳市巨朋电子科技有限公司
申请人地址:518000 广东省深圳市福田区红岭中路南国大厦1栋10F
发明人:甘杰;李振东
第一发明人:甘杰
当前权利人:深圳市巨朋电子科技有限公司
代理人:韦鳌
代理机构:44399
代理机构编号:深圳市汉唐知识产权代理有限公司 44399
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计