键盘组件和便携式终端的制作方法
【专利摘要】一种键盘可以实现均一的和明亮的照明，功耗低且制作成本低。所述键盘包括：光导层，有光传过该层；至少一个设置于光导层上表面上的按钮；被置于光导层下表面上的下弹性层，与光导层的上表面相对设置；以及在光导层上形成的至少一个反射图样，将传过光导层中的光部分地向着按钮反射。
【专利说明】键盘组件和便携式终端
[0001]本申请是于2006年4月18日递交的发明专利申请200610073684.3的分案申请，并因此要求于2005年5月13日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请2005-40177的优先权。
【技术领域】
[0002]本发明涉及便携式终端等用的键盘组件，特别涉及一种带光导层的键盘和键盘组件。
【背景技术】
[0003]一般地说，普通便携式终端所用的键盘，包括平板状弹性垫片、在所述弹性垫片的第一侧面上形成的多个按键，每个按键的表面上分别印有都有符号(字母、数字和符号)等。还包括形成于所述弹性垫片上与第一侧面相对的第二侧面上多个突起(或致动机构)。另外，对于便携式终端而言，正常的是具有多个发光器件(通常的数目为15-20个)，用于背面照明键盘。
[0004]图1示出现有技术键盘组件的剖面图。键盘组件100包括键盘110、切换板150和多个发光二极管(下称“LED”)170。
[0005]键盘100包括:平片状弹性垫片120 ;多个按钮140形成于弹性垫片120第一侧面122上，每个按钮的上表面上都印有符号(字母、数字或记号)；以及多个突起130形成于与所述第一侧面122相对布置的弹性垫片120第二侧面124上。弹性垫片120第二侧面124上的每个突起130被布置在与每个按钮140的中心对应的位置。弹性垫片120第二侧面124上可以形成多个槽126。这些槽126设置在每个突起130的周围，以避免各发光二极管170与突起130之间的相互干扰。
[0006]切换板150具有平板状的印刷电路板(下称“PCB”)155和多个开关160，这些开关形成于PCB155的上表面上，与键盘110面对。每个开关160由导电接触件162和完全盖住所述接触件162的导电圆盖164组成。
[0007]多个发光二极管170安装在PCB155的上表面上，并被定位成使它们当中的每一个由弹性垫片120的相应槽126所覆盖。
[0008]如果用户按下任何一个按钮140，就会使处于该按钮140下面的键盘110部分在切换板150上变形，于是，属于键盘110变形部分的相应突起130按压相应的圆盖164。受到按压的圆盖164与相应的接触件162电接触。
[0009]为了操作各开关160，可以不把每个发光二极管170设置在相应的按钮140之下。这样，从每个发光二极管170发出的光在通过弹性垫片120之后斜着照明相应的按钮140。由于这样的原因，每个按钮140的中央部分就不会受到均一的照明。换句话说，每个按钮140的中央部分的照明就会相对暗些，而按钮140的边缘部分相对地照明亮些。另外，即使设置更多数目的发光二极管，用以均一地和更亮地照明按钮140，但会进一步发生高功率消耗和制作成本高的问题。[0010]为了解决这些问题，提出一种方法，即采用无机电致发光(EL)以照明各按钮。然而，这种无机EL需要有附加的变换器，用以将DC电流变换成AC电流，因为，无机EL必须使用AC电源，而且必须预先解决无机EL产生的电噪声和声音噪声。
【发明内容】
[0011]于是，作出本发明，通过提供一种键盘、一种键盘组件和便携式终端，至少用以解决现有技术中存在的上述问题，并给出另外的优点，能够实现均一的和更亮的照明、更小的功率消耗以及降低制作成本。
[0012]按照一种实施例，提供一种键盘，它包括:使光在其中传送的光导层；设置于所述光导层上表面上的至少一个按钮；设置于所述光导层下表面上的下部弹性层，与光导层的上表面相对设置；以及至少一个形成于光导层上的反射图样，把传送到光导层中的光部分地向着按钮反射。
[0013]按照另一种实施例，提供一种键盘组件，它包括:键盘，所述键盘具有使光在其中传送的光导层；设置于所述光导层上表面上的至少一个按钮；设置于所述光导层下表面上的下部弹性层，与上表面相对设置；以及至少一个形成于光导层上的反射图样，把传送到光导层中的光部分地向着按钮反射。所述组件还设置有切换板，在所述切换板的上表面上面对键盘具有至少一个开关，其中，随着按钮被按下，键盘的一部分在开关上变形，以按压该开关。
[0014]按照又一种实施例，提供一种键盘组件，它包括:切换板，切换板的上表面上设有至少一个开关；包含光导层的键盘，所述光导层具有上表面、下表面和多个侧面；以及至少一个按钮，它们设置于光导层的上表面上，同时被定位于开关的上方；至少一个发光元件设置得邻近光导层的至少一个侧面；设置在光导层的下表面上的下弹性层，被设置得与上表面相对；以及在光导层的上表面或下表面的一部分上形成的至少一个反射图样，被设置在按钮下面，将传送到光导层中的光部分地向着按钮反射。
[0015]按照再一种实施例，提供一种便携式终端，它包括:包含光导层的键盘，光被传送到所述光导层中；至少一个按钮，它们设置于光导层的上表面上；设置在光导层的下表面上的下弹性层，被设置得与上表面相对；以及在光导层上形成的至少一个反射图样，它们将传送到光导层中的光部分地向着按钮反射；切换板，它的上表面上设置有至少一个开关，面对键盘。其中，当按下按钮时，键盘的一部分在开关上变形，以按压该开关。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]从以下参照附图的详细描述，将使本发明的上述特征和优点变得愈为清晰，其中:
[0017]图1是普通键盘组件的剖面图；
[0018]图2是本发明一种优选实施例键盘组件的剖面图；
[0019]图3是图2所示键盘组件的平面视图；
[0020]图4是本发明另一种优选实施例键盘的剖面图；
[0021]图5是本发明又一种优选实施例键盘的剖面图。【具体实施方式】
[0022]以下将参照附图描述本发明的实施例。应予说明的是，以相同的参考标号标记同样的部件，尽管这样的部件存在于不同的附图中。为清楚和简单计，本文将省略那些公知的功能和相关结构的详细描述，因为那可能会使本发明的主题不清楚。
[0023]图2示出本发明一种优选实施例键盘组件的剖面图，而图3以平面视图的方式表示所述键盘组件。
[0024]键盘组件200包括键盘210、与键盘210分开设置的切换板280、至少一个发光元件 320 和第二 PCB310。
[0025]键盘210包括:光导层220 ;上、下弹性层230和240 ;多个按钮270 ;多个突起260，以及多个反射图样250。图3中用虚线表不光导层220。
[0026]光导层220导引与它耦合的光。与它耦合的光从光导层220的一侧传送至另一侦U。所述光导层可以包含由多条光纤构成的光纤阵列，这些光纤被一条接一条地布置成排，每条光纤都具有纤芯和包覆层。与每条光纤的纤芯耦合的光借助在纤芯与包覆层之间的界面处的全反射而被传入纤芯。纤芯的反射系数比包覆层的大。光导层220具有挠性，也即易于受到弯曲的性质，所以它能随着按钮270的按下而向着切换板280局部变形。可以把由多条玻璃光纤或塑料光纤以及树脂包覆层构成的带状光纤用作光纤阵列，所述树脂包覆层围绕着玻璃光纤或塑料光纤。光导层的厚度最好不大于0.5毫米(mm)(最好在0.25mm-0.5mm范围内)。
[0027]光导层220还可以包含具有挠性的透光膜，与透光膜耦合的光借助在该透光膜与它外面的弹性层230、240之间界面处的全反射而被传入透光膜中。另外，通过调整透光膜及上、下弹性层230、240的折射率和/或光的入射角，可使与键盘210耦合的光借助所述上、下弹性层230、240与它们外面的空气层之间界面处的全反射而传入键盘210中。
[0028]上弹性层230附着在光导层220的上表面上，并呈平片状。关于所述平片状并无限制，所述上弹性层230可以具有包括矩形平片等在内的任何平片形状。由于上弹性层230具有弹性，所以在按下按钮270之后，可使按钮270回到原来的位置。这就是说，上弹性层230自身具有回复力，借助这种力可使其回复原有的形状，从而在操作按钮270之后，可使按钮270回到原来的位置。用硬度低、弹性应变强、弹性回复力大以及透光性强的材料制成，最好是用硅或类似的材料制所述上、下弹性层230、240，以便能够提供良好的碰触反应，抑制各按钮270之间相互干扰的现象；并且不致在反复操作的过程中造成所述上、下弹性层230、240永久变形；以及最好使用聚氨基甲酸乙酯或聚硅氧烷等制成所述上、下弹性层230,240ο
[0029]在上弹性层230的上表面上形成多个按钮270，各按钮270的上表面上印有数字和/或符号。可以用与上弹性层230同样的或者不同的材料制成所述各按钮270，并与上弹性层230制成一个片状的部件，或者也可以用比如聚碳酸酯或丙烯酸基树脂制成所述按钮，然后再将它们附着在上弹性层230的上表面上。可将每个按钮270做成同样的形状，比如圆柱形、椭圆柱形等形状。
[0030]将下弹性层240附着于光导层220的下表面上，并使其具有平片状的形状。有关平片状形状的种类并无限制，而且下弹性层240可以有包括矩形平片等在内的任何平片状形状。由于下弹性层240具有弹性，所以它与上弹性层230结合，使得在按下按钮270以后，能够令按钮270再回到其原来的位置。
[0031]如果光导层220的厚度为0.2mm或更小(如0.lmm-0.125mm范围内)，则可以只用下弹性层240，而去掉上弹性层230。也就是说，上、下弹性层230、240的作用是给键盘210提供回复力，当光导层220薄到只由下弹性层240就足以提供足够的回弹力时，则可以去掉上弹性层230。
[0032]在下弹性层240的下表面上形成多个突起260。可以用与下弹性层240同样的或者不同的材料制成各突起260，同时与下弹性层240形成一个平片的部件，或者也可以比如聚碳酸酯或丙烯酸基树脂制成所述突起，然后再将它们附着在下弹性层240的下表面上。可将每个突起260做成任何形状，比如截锥形、六面体梯形等形状。使每个突起260对准于相应的按钮270下面(沿键盘组件200的宽度方向，或者沿垂直于第一 PCB290的上表面的方向)。可以根据设置于切换板280上的圆盖305的尺寸确定每个突起260的尺寸和形状。比如，当采用宽度(或直径)为5mm的圆盖时,所述突起的宽度可为2mm,厚度为0.2mm-0.3mm。
[0033]在光导层220的下表面上形成多个反射图样250，而且它们当中的每一个把传入光导层220的部分光向着相应的按钮270反射。每个反射图样250局部地形成于光导层220的下表面上，并被插入在光导层220和下弹性层240之间。借助全反射而传入光导层220的光入射到反射图样250上，并向着按钮270漫反射。由于大部分漫反射光不满足全反射条件(即入射角小于临界角)，这样的光就透过按钮270，出到按钮270外面。另外，通过反射图样250的光不受到漫反射，一部分漫反射光继续传过光导层220，同时满足全反射条件，从而对照明其它按钮作出贡献。换句话说，反射图样250产生漫反射，使得只有一部分入射光被用于照明相应的按钮270，而其余部分的入射光对照明其它按钮作出贡献。反射图样250通过沿任意方向的漫反射而能够均一地照明各按钮270。最好可以通过刮擦、以激光照射、成型、印制等过程形成所述各反射图样250。当所述光导层220包含光纤阵列时，反射图样250从光纤阵列的下表面延伸到纤芯表面。
[0034]切换板280包括第一 PCB290和圆盖片300。
[0035]第一 PCB290的上表面上形成有多个导电接触件295，并且多个圆盖305盖住这些导电接触件295。每一对接触件295和相应的圆盖305对准于相应突起260的下面。
[0036]圆盖片300装附在PCB290的上表面上，给出多个呈半球形的导电圆盖305。每个圆盖305完全覆盖住相应的接触件295。
[0037]当用户按下任何一个按钮270时，位于该按钮250下面的一部分键盘210在切换板280上变形，从而属于焊片210变形部分的相应突起260按压相应的圆盖305。受到按压的圆盖305与相应的接触件295电接触。
[0038]第二 PCB310装附在下弹性层240的下表面的边缘部分，并在第二 PCB310的上表面上安装至少一个发光元件320，同时还使它的发光面对着光导层220的侧表面。从发光元件320出来的光通过光导层220的侧表面被耦合到光导层220中。可以使用普通挠性的PCB(FPCB)作为第二 PCB310，并可将普通发光二极管用作发光元件320。
[0039]图4表示本发明另一实施例键盘的剖面图。本实施例的键盘210'的结构是，其中从图2所示的键盘210去掉上弹性层230。把各按钮270装附在光导层220的上表面上。借助全反射传入光导层220的光入射到反射图样250上，并向着按钮270漫反射。由于大部分漫反射光不满足全反射条件(即入射角小于临界角)，这样的光就透过按钮270，出到按钮270外面。另外，通过反射图样250的光不被漫反射，一部分漫反射光继续传过光导层220，同时满足全反射条件，从而对照明其它按钮作出贡献。
[0040]图5表示本发明又一实施例键盘的剖面图。本实施例的键盘210"的结构是，其中将反射图样定位于与图4所示键盘210,之反射图样不同的位置。由具有挠性的透光膜制成光导层220'，借助在光导层220'与下弹性层240以及外面的空气层之间各界面处的全反射，使与键盘210〃耦合的光传入键盘210〃中。反射图样250'包括在突起260的上表面上形成的中心部分252和形成于突起260周围的边缘部分254。借助全反射传入键盘210〃的光入射到反射图样250'上，并向着按钮270漫反射。由于大部分漫反射光不满足全反射条件(即入射角小于临界角)，这样的光就透过按钮270，出到按钮270外面。另外，通过反射图样250'的光不受到漫反射，一部分漫反射光继续传过键盘210"，同时满足全反射条件，从而对照明其它按钮作出贡献。
[0041]如上所述，本发明的键盘及键盘组件的优点在于，借助设置在按钮与突起之间的具有弹性的弹性层和具有挠性的光导层，能够均一地且明亮地照明各按钮。另外，由于所示键盘及键盘组件具有光导层，所以，能够减少所需发光器件的数目、功耗以及制作成本。
[0042]虽然已经参照特定的优选实施例表示和描述了本发明，但那些熟悉本【技术领域】的人将能理解，可以作出各种形式上和细节上的改变而不致脱离有如所附各权利要求限定的本发明精髓和范围。
【权利要求】
1.一种键盘组件，包括: 键盘，所述键盘包括: 光导层，光通过全反射从所述光导层的一侧传送到另一侧； 设置在光导层的上表面上或上方的至少一个按钮； 设置在光导层下表面上的下弹性层，与光导层的上表面相对设置； 形成于下弹性层的下表面上的至少一个突起；以及 在光导层上形成的至少一个反射图样，将沿光导层传送的光部分地向着按钮反射； 至少一个发光元件，设置于面对光导层的所述一侧的位置，用以把光耦合到光导层中；以及 切换板，包括形成于该切换板上表面上与键盘面对的至少一个开关， 其中，反射图案设于按钮下方及突起上方。
2.如权利要求1所述的键盘组件，还包括: 设在光导层的上表面上且同时插入按钮和光导层之间的上弹性层。
3.如权利要求1所述的键盘组件，其中，所述反射图样形成于光导层的下表面上，使得反射图样设置于突起上方以及突起的外围上方。
4.如权利要求1所述的键盘组件，其中，所述反射图样产生漫反射。
5.如权利要求1所述的键盘组件，其中，所述光导层包括由多条光纤组成的光纤阵列，每条光纤具有纤芯和包覆层；或包括透光膜。
6.如权利要求1所述的键盘组件，其中，所述光导层包括由多条塑料光纤或玻璃光纤以及树脂包覆层构成的带状光纤，且所述树脂包覆层围绕着塑料光纤或玻璃光纤。
7.如权利要求1所述的键盘组件，其中，所述下弹性层由聚氨基甲酸乙酯或聚硅氧烷制成。
8.如权利要求1所述的键盘组件，其中，在按钮受到操作以后，所述下弹性层使按钮回到它的原来位置。
9.如权利要求1所述的键盘组件，还包括: 印刷电路板，被装附于所述下弹性层下表面的边缘部分，其中所述发光元件被安装在印刷电路板的上表面上。
10.如权利要求1所述的键盘组件，其中，所述开关适于通过凸起来被按压。
11.一种便携式终端，包括:权利要求1所述的键盘组件。
【文档编号】H01H13/83GK103928258SQ201410153141
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2006年4月18日 优先权日:2005年5月13日
【发明者】郑善太, 李周勋, 金京濂 申请人:三星电子株式会社