專利名稱：鍵盤和鍵盤組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于便攜式終端的鍵盤，更特別地，涉及一種具有導(dǎo)光板的鍵盤和鍵盤組件。
背景技術(shù)：
用于便攜式終端的鍵盤通常具有板狀的彈性墊板；形成于彈性墊板上表面的多個按鈕，各按鈕的上表面分別印有字符；以及形成于彈性墊板下表面的多個凸起(或致動器)，該凸起位于彈性墊板的上表面的相對端。該便攜式終端通常具有多個(即15-20個)發(fā)光裝置，用作鍵盤的背光光源。
圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的鍵盤組件的剖視圖。鍵盤組件100包括鍵盤110、開關(guān)板150和多個發(fā)光二極管(LEDs)170。
鍵盤110包括彈性墊板120；形成于彈性墊板120上表面122上的多個按鈕140，各按鈕140上印有字符、數(shù)字等；以及形成于彈性墊板120下表面124上的多個凸起130，該下表面124與彈性墊板120的上表面122相對。各個凸起130與相應(yīng)的鍵鈕140的中心對準(zhǔn)。彈性墊板120具有多個形成于其下表面124上的槽126。槽126處于相應(yīng)凸起130的周圍以防止LEDs170與凸起130發(fā)生干涉。
該開關(guān)板150具有板狀的PCB(印刷電路板)155和形成于PCB155的面向鍵盤110的上表面的上的多個開關(guān)160。每個開關(guān)160包括導(dǎo)電接觸部件162和完全蓋住接觸部件162的導(dǎo)電圓蓋164。
多個LED170安裝于PCB155的上表面，且每個LED170由彈性墊板120的相應(yīng)的槽126蓋住。
工作時，當(dāng)使用者按壓其中一個按鈕140時，鍵盤110的位于被按壓按鈕140下的部分朝向開關(guān)板150變形。結(jié)果，對應(yīng)于變形部分的一個凸起130驅(qū)動相應(yīng)的圓蓋164，圓蓋164接著與相應(yīng)的接觸部件162電接觸。
在設(shè)計(jì)開關(guān)160時，LED170不能設(shè)置于相應(yīng)的按鈕140的下面。從各個LED170發(fā)出的光線透過彈性墊板120以傾斜角度照亮各個按鈕140。結(jié)果，按鈕140以一種不均勻的方式被模模糊糊地照亮。因而，每個按鈕140的中心看起來較暗，而其外圍則較亮。對此，如果安裝更多的LED來提高按鈕140照度的均勻性，將會增加電力耗費(fèi)和制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，已經(jīng)獲得了本發(fā)明來解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，以及通過提供一種可實(shí)現(xiàn)高而均勻的亮度、同時又具有低能耗和低成本的鍵盤和鍵盤組件，而得到附加的優(yōu)點(diǎn)。
在一個實(shí)施例中，提供了一種鍵盤，該鍵盤包括導(dǎo)光板，光線可通過該導(dǎo)光板內(nèi)部傳播；至少一個按鈕，該按鈕設(shè)置于導(dǎo)光板的上表面；以及至少一個反射圖案，該反射圖案相對于導(dǎo)光板固定地定位以朝向按鈕反射通過導(dǎo)光板內(nèi)部傳播的一部分光線。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種鍵盤組件，該鍵盤組件包括鍵盤，該鍵盤具有導(dǎo)光板，光線可通過該導(dǎo)光板內(nèi)部傳播；至少一個設(shè)置于導(dǎo)光板上表面上的按鈕；以及至少一個反射圖案，該反射圖案相對于導(dǎo)光板固定地定位以朝向按鈕反射通過導(dǎo)光板的內(nèi)部傳播的一部分光線；以及開關(guān)板，該開關(guān)板具有至少一個形成于其面向鍵盤的上表面上的開關(guān)，其中在按鈕被按壓時，鍵盤的向著開關(guān)板變形的部分按壓開關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種便攜式終端，該便攜式終端包括開關(guān)板，該開關(guān)板具有至少一個設(shè)于其上表面上的開關(guān)；具有導(dǎo)光板和至少一個按鈕的鍵盤，該導(dǎo)光板具有上表面、下表面和側(cè)表面，該至少一個按鈕位于開關(guān)上方且設(shè)于導(dǎo)光板的上表面上；以及至少一個發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置被定位成接近導(dǎo)光板的至少一個側(cè)表面，其中該鍵盤具有至少一個反射圖案，該反射圖案形成于導(dǎo)光板的上表面或下表面的一部分上，且位于按鈕之下，用于朝向按鈕反射穿過導(dǎo)光板的內(nèi)部傳播的一部分光線；以及該導(dǎo)光板由透明彈性材料制成。


通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述各特征和優(yōu)點(diǎn)將更為明顯。其中圖1為描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的鍵盤組件的剖視圖；圖2為描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的鍵盤組件的剖視圖；圖3a描述根據(jù)本發(fā)明的凸起的一例子；圖3b描述根據(jù)本發(fā)明的凸起的另一例子；圖4描述圖2中示出的反射圖案；圖5a根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的一例子；圖5b描述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的另一例子；圖5c描述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的又一例子；圖6為描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的鍵盤組件的剖視圖；和圖7為描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的鍵盤組件的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參考附圖描述本發(fā)明的各實(shí)施例。為了清楚和簡明，與此關(guān)聯(lián)的關(guān)于公知功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述被略去，以避免使本發(fā)明的主旨變得不清楚。
圖2為描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的鍵盤組件的剖視圖。如圖所示，鍵盤組件200包括鍵盤210、面向鍵盤210的開關(guān)板250、至少一個發(fā)光裝置290，以及第二PCB 280。
鍵盤210包括導(dǎo)光板220、多個按鈕245、多個凸起240以及多個反射圖案230(由實(shí)心三角形示出)。
導(dǎo)光板220保留住在其中傳播的光線。耦合的光線從導(dǎo)光板220的一個側(cè)表面向與其相對的側(cè)表面端傳播。該導(dǎo)光板220可具有任何形狀，比如方形。由于在介于導(dǎo)光板和外部空氣層之間的界面上發(fā)生全反射，耦合于導(dǎo)光板220內(nèi)部的光線在導(dǎo)光板220內(nèi)部傳播。導(dǎo)光板220具有彈性，以便按鈕245在按壓后可回復(fù)至初始位置。即，導(dǎo)光板220具有自復(fù)原性，這樣，其可以在形變后恢復(fù)到初始形狀并且將操作后的按鈕245回復(fù)到初始位置。
傳統(tǒng)導(dǎo)光板由對可見光具有高透光性的聚碳酸酯或丙稀基(acryl-based)樹脂通過注射成型工藝制成。然而，它們具有低彈性系數(shù)、極低的彈性復(fù)原性和高硬度。這使得在按壓按鈕時難以得到良好的敲擊感覺。同樣，在按壓一按鈕時，鄰近的按鈕有可能被一起錯誤地操作(各按鈕之間干涉)。另外，長期的反復(fù)操作之后容易在導(dǎo)光板上產(chǎn)生永久形變。
因此，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板220由高透明性彈性材料制成，優(yōu)選地由聚氨酯(polyurethane)或聚硅氧烷(silicone)制成，它們具有低硬度、高彈性系數(shù)、優(yōu)良的彈性復(fù)原性以及高光學(xué)透射比，以提供良好的敲擊感覺、消除各按鈕245之間的干涉，以及即使在反復(fù)操作之后也可避免永久形變。
多個按鈕245設(shè)于導(dǎo)光板220的上表面222上，各按鈕245的上表面分別印有字符、數(shù)字等。按鈕245可用與導(dǎo)光板220相同或不同的材料與導(dǎo)光板220一體制成?；蛘?，按鈕245可由聚碳酸酯或丙稀基樹脂單獨(dú)形成并連接在導(dǎo)光板220的上表面222上。每一按鈕可具有任意形狀，比如圓柱形或橢圓柱形。
多個凸起240形成于導(dǎo)光板220的下表面224，該下表面與導(dǎo)光板220的上表面222相對。該凸起240可由與導(dǎo)光板220相同或不同的材料與導(dǎo)光板220形成為一體。或者，該凸起240可以分開形成并連接于導(dǎo)光板220的下表面224。每個凸起240可具有任意形狀，比如截錐形或梯形六面體。每個凸起240在相應(yīng)按鈕245的下面對齊(在鍵盤組件200的厚度方向或者垂直于第一PCB260的上表面的方向)。
圖3a和圖3b描述根據(jù)本發(fā)明的凸起的例子。具體而言，圖3a描述凸起310，該凸起310為截錐形，該截錐形包括橢圓形的上表面312和下表面316，以及傾斜側(cè)表面314。圖3b描述凸起320，該凸起320為梯形六面體，該梯形六面體包括矩形的上表面322和下表面326，以及四個梯形側(cè)表面324。
鍵盤210具有形成于導(dǎo)光板220下表面的多個反射圖案230，以分別朝向相應(yīng)的按鈕245反射在導(dǎo)光板220中傳播的一部分光線。如果必要，反射圖案230可形成于導(dǎo)光板220的上表面。每一反射圖案230形成于相應(yīng)的凸起240處且圍繞相應(yīng)的凸起240，該相應(yīng)的凸起240恰好設(shè)在相應(yīng)按鈕245的下面，以均勻地照亮按鈕。在完整的鍵盤210中，靠近發(fā)光裝置290設(shè)置的反射圖案的密度和尺寸不同于遠(yuǎn)離發(fā)光裝置290設(shè)置的反射圖案的密度和尺寸，以便均勻地調(diào)節(jié)從導(dǎo)光板220的上側(cè)發(fā)出的光量的整體分布，而不論離發(fā)光裝置290的距離的遠(yuǎn)近。例如，當(dāng)從鄰近發(fā)光裝置290的位置發(fā)出的光量增大時，則鄰近發(fā)光裝置290的反射圖案的密度被設(shè)定成較低。當(dāng)從遠(yuǎn)離發(fā)光裝置的位置發(fā)出的光量減小時，則遠(yuǎn)離發(fā)光裝置290的反射圖案的密度被設(shè)定成較高。通過這種方式，透出的光線的光量分布，尤其是按鈕245的整體的亮度分布可變得均勻而明亮。
圖4描述根據(jù)本發(fā)明的反射圖案。反射圖案230的中心部分232形成于凸起240的下表面，而反射圖案230的外圍部分234則環(huán)繞凸起240形成。如圖所示，由于全反射傳播進(jìn)導(dǎo)光板220的光線入射到反射圖案230上。大多數(shù)被反射圖案230漫反射向按鈕245的光線不能滿足全反射的條件(入射角小于臨界角)而穿過按鈕245發(fā)射到外面。另外，穿過反射圖案230而沒有發(fā)生漫反射的光線以及一部分漫反射光線滿足全反射條件，持續(xù)地在導(dǎo)光板220內(nèi)傳播而有助于照亮其它按鈕。通過這種方式，反射圖案230引發(fā)漫反射并僅僅用一部分入射光線來照亮按鈕245，而余下的光線用來照亮其他按鈕。再者，通過任意方向的漫反射，反射圖案230提供了按鈕245的均勻亮度。優(yōu)選地，反射圖案230可通過刻劃或印刷而形成。
如圖2所示，反射圖案230的中心部分232’(由多個空心三角形表示)可形成于導(dǎo)光板220和凸起240之間，而不是形成于凸起240的下表面。
開關(guān)板250包括第一PCB260和圓蓋薄片270。
第一PCB260具有多個形成于其上表面的導(dǎo)電接觸部件265，該導(dǎo)電接觸部件265與相應(yīng)的圓蓋275一起構(gòu)成開關(guān)265和275。開關(guān)265和275在相應(yīng)的凸起240的下面對齊。
圓蓋薄片270連接于第一PCB260的上表面并具有多個半球形導(dǎo)電圓蓋275，該半球形圓蓋275完全蓋住相應(yīng)的接觸部件265。
使用者按壓其中一個按鈕245時，鍵盤210的位于被按壓按鈕245下的部分朝向開關(guān)板250變形。結(jié)果，對應(yīng)于變形部的其中一個凸起240按壓相應(yīng)的圓蓋275，圓蓋275接著與相應(yīng)的接觸部件265電接觸。
第二PCB280連接于導(dǎo)光板220的下表面224的外圍。發(fā)光裝置290安裝于第二PCB280的上表面，該發(fā)光裝置280的發(fā)光面面向?qū)Ч獍?20的側(cè)表面。通過該側(cè)表面從發(fā)光裝置發(fā)出的光線耦合到導(dǎo)光板220的內(nèi)部。第二PCB280可由傳統(tǒng)的柔性PCB(FPCB)制成，而發(fā)光裝置可為傳統(tǒng)的LED。
圖5a、圖5b和圖5c描述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置的例子。特別地，圖5a為前視圖，描述了設(shè)置于導(dǎo)光板401的側(cè)表面中心的發(fā)光裝置410。圖5b為前視圖，描述了設(shè)置于導(dǎo)光板402角部的發(fā)光裝置420。圖5c為前視圖，描述了設(shè)置于導(dǎo)光板403的側(cè)表面的間隔開的第一和第二發(fā)光裝置430和435，并示出連接于該導(dǎo)光板403上的多個按鈕。
如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置的數(shù)量和位置可以有選擇地確定。
圖6為描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的鍵盤組件的剖視圖。除了導(dǎo)光板220’的形狀以及發(fā)光裝置290’的位置之外，鍵盤組件200’具有與圖2中示出的鍵盤組件200同樣的結(jié)構(gòu)。因此，同樣的部件給出了同樣的參考標(biāo)號以及略去重復(fù)的描述以避免繁冗。
導(dǎo)光板220’通常為方形板并引導(dǎo)耦合于其內(nèi)部的光線。導(dǎo)光板220’的外圍部分226向著PCB260的上表面以斜面延伸。
至少一個發(fā)光裝置290’安裝于PCB260的上表面，且該發(fā)光裝置290’的發(fā)光面面向?qū)Ч獍?20’的傾斜部分226的側(cè)表面。通過導(dǎo)光板220’的側(cè)表面，從發(fā)光裝置290’發(fā)出的光線耦合于導(dǎo)光板220’的內(nèi)部。
與上述第一實(shí)施例相比，第二實(shí)施例的好處在于改進(jìn)了導(dǎo)光板220’的形狀，這樣，不需要用于發(fā)光裝置290’的配線的柔性PCB，進(jìn)而可以更經(jīng)濟(jì)的方式獲得鍵盤組件200’。
圖7為描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的鍵盤組件的剖視圖。除了導(dǎo)光板220″的形狀之外，鍵盤組件200″具有與圖6中示出鍵盤組件200’同樣的結(jié)構(gòu)。因此，同樣的部件給出了同樣的參考標(biāo)號并略去重復(fù)的描述以避免繁冗。
導(dǎo)光板220″為方形的板狀，其具有恒定的厚度，光線耦合于其內(nèi)部。導(dǎo)光板220″的外圍部分226’以向著PCB260的上表面延伸的方式彎曲。特別地，由彈性材料比如聚硅氧烷制成的導(dǎo)光板220″的外圍部分226’可以附圖中示出的角度彎曲，以在位于不同的垂直位置的導(dǎo)光板220″和發(fā)光裝置290’間實(shí)現(xiàn)光學(xué)連接。
發(fā)光裝置290’安裝于PCB260的上表面，該發(fā)光裝置290’的發(fā)光面面向?qū)Ч獍?20″的外圍部分226’的側(cè)表面。通過導(dǎo)光板220″的側(cè)表面，從發(fā)光裝置290’發(fā)出的光線耦合于導(dǎo)光板220″的內(nèi)部。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的鍵盤和鍵盤組件的有益效果在于設(shè)置于各按鈕間的彈性導(dǎo)光板以及凸起的形狀和設(shè)計(jì)使得均勻和明亮地照亮按鈕、減少必須的發(fā)光裝置的數(shù)目、降低電力消耗以及制造成本成為可能。
盡管本發(fā)明已由某些優(yōu)選實(shí)施例予以顯示和描述，可以理解的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以不脫離本發(fā)明的精神和范圍對本發(fā)明作各種形式的和細(xì)節(jié)的改變。本發(fā)明的精神和范圍由權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種鍵盤，包括供光線在其中傳播的導(dǎo)光板；設(shè)于導(dǎo)光板的上表面上的至少一個按鈕；以及至少一個反射圖案，該反射圖案相對于導(dǎo)光板固定地定位，以朝向按鈕反射在導(dǎo)光板的內(nèi)部傳播的一部分光線。
2.如權(quán)利要求1所述的鍵盤，其中至少一個反射圖案局部地形成于導(dǎo)光板上。
3.如權(quán)利要求1所述的鍵盤，進(jìn)一步包括形成于導(dǎo)光板下表面上的至少一個凸起。
4.如權(quán)利要求3所述的鍵盤，其中反射圖案形成于導(dǎo)光板的下表面上且位于凸起處并圍繞凸起，所述導(dǎo)光板的下表面與導(dǎo)光板的上表面相對。
5.如權(quán)利要求3所述的鍵盤，其中反射圖案形成于凸起上。
6.如權(quán)利要求3所述的鍵盤，其中反射圖案形成于導(dǎo)光板的下表面上并介于導(dǎo)光板和凸起之間，所述導(dǎo)光板的下表面與導(dǎo)光板的上表面相對。
7.如權(quán)利要求1所述的鍵盤，其中反射圖案適合于引起漫反射。
8.如權(quán)利要求1所述的鍵盤，其中導(dǎo)光板由透明彈性材料制成且適合于在按鈕的操作之后使按鈕回復(fù)到初始位置。
9.如權(quán)利要求8所述的鍵盤，其中導(dǎo)光板由聚氨酯或聚硅氧烷制成。
10.一種鍵盤組件，包括鍵盤，該鍵盤具有供光線在其中傳播的導(dǎo)光板、設(shè)于導(dǎo)光板上表面上的至少一個按鈕以及至少一個反射圖案，所述至少一個反射圖案局部地形成于導(dǎo)光板上以朝向按鈕反射一部分傳播光線；以及開關(guān)板，該開關(guān)板具有形成于其上表面上的至少一個開關(guān)，所述上表面面向鍵盤，其中在按鈕被按壓時，鍵盤的一部分向著開關(guān)板變形以驅(qū)動開關(guān)。
11.如權(quán)利要求10所述的鍵盤組件，進(jìn)一步包括面向?qū)Ч獍宓膫?cè)表面設(shè)置并適合于將光線耦合到導(dǎo)光板內(nèi)部的至少一個發(fā)光裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的鍵盤組件，其中印刷電路板(PCB)連接在導(dǎo)光板的下表面的外圍，發(fā)光裝置安裝于該P(yáng)CB的上表面。
13.如權(quán)利要求11所述的鍵盤組件，其中導(dǎo)光板的外圍部分以一傾斜角度向開關(guān)板的上表面延伸，發(fā)光裝置安裝于開關(guān)板的上表面。
14.如權(quán)利要求10所述的鍵盤組件，其中鍵盤具有形成于導(dǎo)光板下表面上的至少一個凸起，用于驅(qū)動開關(guān)。
15.如權(quán)利要求14所述的鍵盤組件，其中反射圖案形成于導(dǎo)光板的下表面且位于凸起處并圍繞凸起，所述導(dǎo)光板的下表面與導(dǎo)光板的上表面相對。
16.如權(quán)利要求14所述的鍵盤組件，其中反射圖案形成于凸起上。
17.如權(quán)利要求10所述的鍵盤組件，其中反射圖案適合于引起漫反射。
18.如權(quán)利要求10所述的鍵盤組件，其中導(dǎo)光板由透明彈性材料制成且適合于在按鈕的操作之后使按鈕回復(fù)到初始位置。
19.如權(quán)利要求18所述的鍵盤組件，其中導(dǎo)光板由聚氨酯或聚硅氧烷制成。
20.如權(quán)利要求11所述的鍵盤組件，其中鄰近發(fā)光裝置的反射圖案的密度設(shè)定成較低而遠(yuǎn)離發(fā)光裝置的反射圖案的密度設(shè)定成較高，以便均勻地調(diào)節(jié)從導(dǎo)光板的上側(cè)發(fā)出的光量的整體分布。
21.一種便攜式終端，包括上表面設(shè)有至少一個開關(guān)的開關(guān)板；具有導(dǎo)光板和至少一個按鈕的鍵盤，該導(dǎo)光板具有上表面、下表面和側(cè)表面，該至少一個按鈕設(shè)于導(dǎo)光板的上表面上且位于開關(guān)上方；以及至少一個發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置被定位成接近導(dǎo)光板的至少一個側(cè)表面，其中該鍵盤具有至少一個反射圖案，該反射圖案形成于導(dǎo)光板的上表面或下表面的一部分上，該反射圖案位于按鈕之下，用于朝向按鈕反射一部分光線，導(dǎo)光板由透明彈性材料制成。
全文摘要
一種鍵盤，包括可在其內(nèi)部傳播光線的導(dǎo)光板；設(shè)置于導(dǎo)光板的上表面上的至少一個按鈕；以及至少一個反射圖案，該反射圖案相對于導(dǎo)光板固定地定位以朝向按鈕反射通過導(dǎo)光板內(nèi)部傳播的一部分光線。
文檔編號H01H13/702GK1866437SQ20051013409
公開日2006年11月22日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月19日
發(fā)明者李周勛, 鄭善太, 金京濂, 趙炳德, 張東薰 申請人:三星電子株式會社