CN100470701C

CN100470701C - 键盘和键盘组件

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Publication number: CN100470701C
Application number: CNB2005101340923A
Authority: CN
Inventors: 李周勋; 郑善太; 金京濂; 赵炳德; 张东薰
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: CN1866437A; CN1866438A; CN100470702C; ZA200708781B; ZA200708780B; KR100606081B1

Abstract

一种键盘，包括：可在其内部传播光线的导光板；设置于导光板的上表面上的至少一个按钮；以及至少一个反射图案，该反射图案相对于导光板固定地定位以朝向按钮反射通过导光板内部传播的一部分光线。

Description

键盘和键盘组件

技术领域

本发明涉及一种用于便携式终端的键盘，更特别地，涉及一种具有导光板的键盘和键盘组件。

背景技术

用于便携式终端的键盘通常具有：板状的弹性垫板；形成于弹性垫板上表面的多个按钮，各按钮的上表面分别印有字符；以及形成于弹性垫板下表面的多个凸起(或致动器)，该凸起位于弹性垫板的上表面的相对端。该便携式终端通常具有多个(即15—20个)发光装置，用作键盘的背光光源。

图1为根据现有技术的键盘组件的剖视图。键盘组件100包括键盘110、开关板150和多个发光二极管(LEDs)170。

键盘110包括：弹性垫板120；形成于弹性垫板120上表面122上的多个按钮140，各按钮140上印有字符、数字等；以及形成于弹性垫板120下表面124上的多个凸起130，该下表面124与弹性垫板120的上表面122相对。各个凸起130与相应的键钮140的中心对准。弹性垫板120具有多个形成于其下表面124上的槽126。槽126处于相应凸起130的周围以防止LEDs170与凸起130发生干涉。

该开关板150具有板状的PCB(印刷电路板)155和形成于PCB155的面向键盘110的上表面的上的多个开关160。每个开关160包括导电接触部件162和完全盖住接触部件162的导电圆盖164。

多个LED170安装于PCB155的上表面，且每个LED170由弹性垫板120的相应的槽126盖住。

工作时，当使用者按压其中一个按钮140时，键盘110的位于被按压按钮140下的部分朝向开关板150变形。结果，对应于变形部分的一个凸起130驱动相应的圆盖164，圆盖164接着与相应的接触部件162电接触。

在设计开关160时，LED170不能设置于相应的按钮140的下面。从各个LED170发出的光线透过弹性垫板120以倾斜角度照亮各个按钮140。结果，按钮140以一种不均匀的方式被模模糊糊地照亮。因而，每个按钮140的中心看起来较暗，而其外围则较亮。对此，如果安装更多的LED来提高按钮140照度的均匀性，将会增加电力耗费和制造成本。

发明内容

因此，已经获得了本发明来解决现有技术中出现的上述问题，以及通过提供一种可实现高而均匀的亮度、同时又具有低能耗和低成本的键盘和键盘组件，而得到附加的优点。

在一个实施例中，提供了一种键盘，该键盘包括：导光板，光线可通过该导光板内部传播；至少一个按钮，该按钮设置于导光板的上表面；以及至少一个反射图案，该反射图案相对于导光板固定地定位以朝向按钮反射通过导光板内部传播的一部分光线。

根据本发明的另一方面，提供了一种键盘组件，该键盘组件包括：键盘，该键盘具有：导光板，光线可通过该导光板内部传播；至少一个设置于导光板上表面上的按钮；以及至少一个反射图案，该反射图案相对于导光板固定地定位以朝向按钮反射通过导光板的内部传播的一部分光线；以及开关板，该开关板具有至少一个形成于其面向键盘的上表面上的开关，其中在按钮被按压时，键盘的向着开关板变形的部分按压开关。

根据本发明的再一方面，提供了一种便携式终端，该便携式终端包括：开关板，该开关板具有至少一个设于其上表面上的开关；具有导光板和至少一个按钮的键盘，该导光板具有上表面、下表面和侧表面，该至少一个按钮位于开关上方且设于导光板的上表面上；以及至少一个发光装置，该发光装置被定位成接近导光板的至少一个侧表面，其中该键盘具有至少一个反射图案，该反射图案形成于导光板的上表面或下表面的一部分上，且位于按钮之下，用于朝向按钮反射穿过导光板的内部传播的一部分光线；以及该导光板由透明弹性材料制成。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述各特征和优点将更为明显。

其中：

图1为描述根据现有技术的键盘组件的剖视图；

图2为描述根据本发明第一实施例的键盘组件的剖视图；

图3a描述根据本发明的凸起的一例子；

图3b描述根据本发明的凸起的另一例子；

图4描述图2中示出的反射图案；

图5a根据本发明的发光装置的结构的一例子；

图5b描述根据本发明的发光装置的结构的另一例子；

图5c描述根据本发明的发光装置的结构的又一例子；

图6为描述根据本发明第二实施例的键盘组件的剖视图；和

图7为描述根据本发明第三实施例的键盘组件的剖视图。

具体实施方式

以下，将参考附图描述本发明的各实施例。为了清楚和简明，与此关联的关于公知功能和结构的详细描述被略去，以避免使本发明的主旨变得不清楚。

图2为描述根据本发明第一实施例的键盘组件的剖视图。如图所示，键盘组件200包括键盘210、面向键盘210的开关板250、至少一个发光装置290，以及第二PCB 280。

键盘210包括导光板220、多个按钮245、多个凸起240以及多个反射图案230(由实心三角形示出)。

导光板220保留住在其中传播的光线。耦合的光线从导光板220的一个侧表面向与其相对的侧表面端传播。该导光板220可具有任何形状，比如方形。由于在介于导光板和外部空气层之间的界面上发生全反射，耦合于导光板220内部的光线在导光板220内部传播。导光板220具有弹性，以便按钮245在按压后可回复至初始位置。即，导光板220具有自复原性，这样，其可以在形变后恢复到初始形状并且将操作后的按钮245回复到初始位置。

传统导光板由对可见光具有高透光性的聚碳酸酯或丙稀基(acryl-based)树脂通过注射成型工艺制成。然而，它们具有低弹性系数、极低的弹性复原性和高硬度。这使得在按压按钮时难以得到良好的敲击感觉。同样，在按压一按钮时，邻近的按钮有可能被一起错误地操作(各按钮之间干涉)。另外，长期的反复操作之后容易在导光板上产生永久形变。

因此，根据本发明的导光板220由高透明性弹性材料制成，优选地由聚氨酯(polyurethane)或聚硅氧烷(silicone)制成，它们具有低硬度、高弹性系数、优良的弹性复原性以及高光学透射比，以提供良好的敲击感觉、消除各按钮245之间的干涉，以及即使在反复操作之后也可避免永久形变。

多个按钮245设于导光板220的上表面222上，各按钮245的上表面分别印有字符、数字等。按钮245可用与导光板220相同或不同的材料与导光板220一体制成。或者，按钮245可由聚碳酸酯或丙稀基树脂单独形成并连接在导光板220的上表面222上。每一按钮可具有任意形状，比如圆柱形或椭圆柱形。

多个凸起240形成于导光板220的下表面224，该下表面与导光板220的上表面222相对。该凸起240可由与导光板220相同或不同的材料与导光板220形成为一体。或者，该凸起240可以分开形成并连接于导光板220的下表面224。每个凸起240可具有任意形状，比如截锥形或梯形六面体。每个凸起240在相应按钮245的下面对齐(在键盘组件200的厚度方向或者垂直于第一PCB260的上表面的方向)。

图3a和图3b描述根据本发明的凸起的例子。具体而言，图3a描述凸起310，该凸起310为截锥形，该截锥形包括椭圆形的上表面312和下表面316，以及倾斜侧表面314。图3b描述凸起320，该凸起320为梯形六面体，该梯形六面体包括矩形的上表面322和下表面326，以及四个梯形侧表面324。

键盘210具有形成于导光板220下表面的多个反射图案230，以分别朝向相应的按钮245反射在导光板220中传播的一部分光线。如果必要，反射图案230可形成于导光板220的上表面。每一反射图案230形成于相应的凸起240处且围绕相应的凸起240，该相应的凸起240恰好设在相应按钮245的下面，以均匀地照亮按钮。在完整的键盘210中，靠近发光装置290设置的反射图案的密度和尺寸不同于远离发光装置290设置的反射图案的密度和尺寸，以便均匀地调节从导光板220的上侧发出的光量的整体分布，而不论离发光装置290的距离的远近。例如，当从邻近发光装置290的位置发出的光量增大时，则邻近发光装置290的反射图案的密度被设定成较低。当从远离发光装置的位置发出的光量减小时，则远离发光装置290的反射图案的密度被设定成较高。通过这种方式，透出的光线的光量分布，尤其是按钮245的整体的亮度分布可变得均匀而明亮。

图4描述根据本发明的反射图案。反射图案230的中心部分232形成于凸起240的下表面，而反射图案230的外围部分234则环绕凸起240形成。如图所示，由于全反射传播进导光板220的光线入射到反射图案230上。大多数被反射图案230漫反射向按钮245的光线不能满足全反射的条件(入射角小于临界角)而穿过按钮245发射到外面。另外，穿过反射图案230而没有发生漫反射的光线以及一部分漫反射光线满足全反射条件，持续地在导光板220内传播而有助于照亮其它按钮。通过这种方式，反射图案230引发漫反射并仅仅用一部分入射光线来照亮按钮245，而余下的光线用来照亮其他按钮。再者，通过任意方向的漫反射，反射图案230提供了按钮245的均匀亮度。优选地，反射图案230可通过刻划或印刷而形成。

如图2所示，反射图案230的中心部分232’(由多个空心三角形表示)可形成于导光板220和凸起240之间，而不是形成于凸起240的下表面。

开关板250包括第一PCB260和圆盖薄片270。

第一PCB260具有多个形成于其上表面的导电接触部件265，该导电接触部件265与相应的圆盖275一起构成开关265和275。开关265和275在相应的凸起240的下面对齐。

圆盖薄片270连接于第一PCB260的上表面并具有多个半球形导电圆盖275，该半球形圆盖275完全盖住相应的接触部件265。

使用者按压其中一个按钮245时，键盘210的位于被按压按钮245下的部分朝向开关板250变形。结果，对应于变形部的其中一个凸起240按压相应的圆盖275，圆盖275接着与相应的接触部件265电接触。

第二PCB280连接于导光板220的下表面224的外围。发光装置290安装于第二PCB280的上表面，该发光装置280的发光面面向导光板220的侧表面。通过该侧表面从发光装置发出的光线耦合到导光板220的内部。第二PCB280可由传统的柔性PCB(FPCB)制成，而发光装置可为传统的LED。

图5a、图5b和图5c描述根据本发明的发光装置的例子。特别地，图5a为前视图，描述了设置于导光板401的侧表面中心的发光装置410。图5b为前视图，描述了设置于导光板402角部的发光装置420。图5c为前视图，描述了设置于导光板403的侧表面的间隔开的第一和第二发光装置430和435，并示出连接于该导光板403上的多个按钮。

如图所示，根据本发明的发光装置的数量和位置可以有选择地确定。

图6为描述根据本发明第二实施例的键盘组件的剖视图。除了导光板220’的形状以及发光装置290’的位置之外，键盘组件200’具有与图2中示出的键盘组件200同样的结构。因此，同样的部件给出了同样的参考标号以及略去重复的描述以避免繁冗。

导光板220’通常为方形板并引导耦合于其内部的光线。导光板220’的外围部分226向着PCB260的上表面以斜面延伸。

至少一个发光装置290’安装于PCB260的上表面，且该发光装置290’的发光面面向导光板220’的倾斜部分226的侧表面。通过导光板220’的侧表面，从发光装置290’发出的光线耦合于导光板220’的内部。

与上述第一实施例相比，第二实施例的好处在于：改进了导光板220’的形状，这样，不需要用于发光装置290’的配线的柔性PCB，进而可以更经济的方式获得键盘组件200’。

图7为描述根据本发明第三实施例的键盘组件的剖视图。除了导光板220″的形状之外，键盘组件200″具有与图6中示出键盘组件200’同样的结构。因此，同样的部件给出了同样的参考标号并略去重复的描述以避免繁冗。

导光板220″为方形的板状，其具有恒定的厚度，光线耦合于其内部。导光板220″的外围部分226’以向着PCB260的上表面延伸的方式弯曲。特别地，由弹性材料比如聚硅氧烷制成的导光板220″的外围部分226’可以附图中示出的角度弯曲，以在位于不同的垂直位置的导光板220″和发光装置290’间实现光学连接。

发光装置290’安装于PCB260的上表面，该发光装置290’的发光面面向导光板220″的外围部分226’的侧表面。通过导光板220″的侧表面，从发光装置290’发出的光线耦合于导光板220″的内部。

如上所述，根据本发明的键盘和键盘组件的有益效果在于：设置于各按钮间的弹性导光板以及凸起的形状和设计使得均匀和明亮地照亮按钮、减少必须的发光装置的数目、降低电力消耗以及制造成本成为可能。

尽管本发明已由某些优选实施例予以显示和描述，可以理解的是，本领域的技术人员可以不脱离本发明的精神和范围对本发明作各种形式的和细节的改变。本发明的精神和范围由权利要求书限定。

Claims

1、一种键盘，包括：

供光线在其中传播的导光板；

设于导光板的上表面上的至少一个按钮；以及

形成在与导光板的上表面相对的导光板的下表面上的至少一个凸起；和

至少一个反射图案，该反射图案围绕凸起形成在导光板上，以朝向按钮反射在导光板的内部传播的一部分光线。

2、如权利要求1所述的键盘，其中所述反射图案局部地形成于导光板上。

3、如权利要求1所述的键盘，其中反射图案还形成于凸起上。

4、如权利要求1所述的键盘，其中反射图案适合于引起漫反射。

5、如权利要求1所述的键盘，其中导光板由透明弹性材料制成且适合于在按钮的操作之后使按钮回复到初始位置。

6、如权利要求5所述的键盘，其中导光板由聚氨酯或聚硅氧烷制成。

7、一种键盘组件，包括：

键盘，该键盘具有供光线在其中传播的导光板、设于导光板上表面上的至少一个按钮、形成在与导光板的上表面相对的导光板的下表面上的至少一个凸起，以及至少一个反射图案，所述至少一个反射图案围绕所述凸起局部地形成于导光板上以朝向按钮反射一部分传播光线；以及

开关板，该开关板具有形成于其上表面上的至少一个开关，所述上表面面向键盘，其中在按钮被按压时，键盘的一部分向着开关板变形以驱动开关。

8、如权利要求7所述的键盘组件，进一步包括面向导光板的侧表面设置并适合于将光线耦合到导光板内部的至少一个发光装置。

9、如权利要求8所述的键盘组件，其中印刷电路板(PCB)连接在导光板的下表面的外围，发光装置安装于该PCB的上表面。

10、如权利要求8所述的键盘组件，其中导光板的外围部分以一倾斜角度向开关板的上表面延伸，发光装置安装于开关板的上表面。

11、如权利要求7所述的键盘组件，其中反射图案还形成于所述凸起上。

12、如权利要求7所述的键盘组件，其中反射图案适合于引起漫反射。

13、如权利要求7所述的键盘组件，其中导光板由透明弹性材料制成且适合于在按钮的操作之后使按钮回复到初始位置。

14、如权利要求13所述的键盘组件，其中导光板由聚氨酯或聚硅氧烷制成。

15、如权利要求8所述的键盘组件，其中邻近发光装置的反射图案的密度设定成较低而远离发光装置的反射图案的密度设定成较高，以便均匀地调节从导光板的上侧发出的光量的整体分布。

16、一种便携式终端，包括：

上表面设有至少一个开关的开关板；

具有导光板、至少一个按钮和至少一个凸起的键盘，该导光板具有上表面、下表面和侧表面，该至少一个按钮设于导光板的上表面上且位于开关上方，所述至少一个凸起形成于导光板的下表面上；以及

至少一个发光装置，该发光装置被定位成接近导光板的至少一个侧表面，其中

该键盘具有至少一个反射图案，该反射图案围绕所述凸起形成于导光板的一部分上，该反射图案位于按钮之下，用于朝向按钮反射一部分光线，导光板由透明弹性材料制成。