CN107223221B - 电子设备的背光照明 - Google Patents

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Abstract

一种背光设备包括外层、粘合层和被配置成透射来自光源的光的光导。该粘合层被定位在该外层和该光导之间。该外层包括多个外层分段以及被定位在该外层分段之间的至少一个开口，来自该光导的光可通过该至少一个开口并提供背光照明。该粘合层包括多个粘合材料分段。每一粘合材料分段被单独地定位在外层和光导之间，以使得外层分段的周界包围相应粘合材料分段的周界。通过该布置，粘合材料分段不转移或主动光通过外层中的开口。

Description

电子设备的背光照明
背景
移动计算设备已被开发为增加移动设置中变得对用户可用的功能。例如，用户可与移动电话、平板计算机或其他移动计算设备进行交互以检查电子邮件、在网上冲浪、撰写短信、以及与应用进行交互。
例如，一些移动计算设备提供能使用设备的触摸屏功能来访问的虚拟键盘。在其他示例中，移动计算设备包括物理键盘。这样的物理键盘可以是背光的以供在低光场景中使用。在又一些示例中，移动计算设备包括物理和虚拟键盘功能两者。
概述
本文中描述了设备背光技术和机制。在一个或多个示例中，一种设备包括：外层，所述外层具有多个外层分段；以及，至少一个开口，所述至少一个开口被定位在所述外层分段之间，来自光导的光可通过所述至少一个开口。所述多个外层分段中的每个外层分段都包括外层分段周界。所述设备进一步包括第一粘合层，所述第一粘合层包括多个粘合材料分段，每一粘合材料分段都具有粘合材料分段周界。所述设备进一步包括光导。在所述设备中，所述第一粘合层被定位在所述外层和所述光导之间。此外，所述多个粘合材料分段中的每一粘合材料分段被定位在一外层分段和所述光导之间，以使得就像以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向观察到的，相应外层分段的外层分段周界包围相应粘合材料分段的粘合材料分段周界。
在一个或多个示例中，一种设备包括：外层，所述外层具有多个外层分段；以及，至少一个开口，所述至少一个开口被定位在所述外层分段之间。所述设备进一步包括中间层，所述中间层具有至少一个滤光器分段。所述设备进一步包括光导。在所述设备中，所述中间层被定位在所述光导和所述外层之间。此外，所述滤光器分段沿着轴被定位在所述开口和所述光导之间，所述轴垂直于所述外层的表面。此外，所述滤光器分段具有一薄度，该薄度被配置成提供在外层的表面处以所述外层到所述光导的垂直于所述表面的方向观察到的在所述外层中的所述开口中的亮度。
在一个或多个示例中，提供了一种装置。所述装置包括背光设备和具有显示设备的输入/输出模块。所述输入/输出模块被配置成处理来自所述背光设备的输入并将在所述显示设备上渲染输出。此外，所述背光设备包括：外层，所述外层具有多个外层输入键以及定位在所述外层输入键之间的至少一个开口，来自光导的光可通过所述至少一个开口，并且其中所述多个外层输入键中的每一外层输入键都包括外层分段周界。所述背光设备还包括粘合层，所述粘合层包括多个粘合材料分段，其中每一粘合材料分段都包括粘合材料分段周界。所述背光设备进一步包括光导和传感器套件，所述传感器套件包括多个传感器。在所述背光设备中，所述粘合层被定位在所述外层和所述光导之间，且所述光导被定位在所述粘合层和所述传感器套件之间。此外，所述多个粘合材料分段中的每一粘合材料分段被定位在一外层分段和所述光导之间，以使得就像以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向观察到的，相应外层分段的外层分段周界包围相应粘合材料分段的粘合材料分段周界。
提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并非旨在标识出要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用作辅助确定要求保护的主题的范围。
附图描述
为更完全地理解本公开，参考以下详细描述和附图，在附图中，相同的参考标号可被用来标识附图中相同的元素。
图1是可用于采用本文描述的背光技术的示例实现中的环境的图示。
图2更详细地描绘了示出铰链时的图1的背光设备的示例实现。
图3描绘了示出包括光导和光源的图1的背光设备的横截面的示例实现。
图4描绘了示出图3中的外层的一部分以及各底层的元素的透视图的示例实现。
图5描绘了示出图1的背光设备的横截面的示例实现。
尽管所公开的系统和方法可被实现为各种形式的实施例，但在附图中示出了(并在下文描述了)各具体实施例，其中要理解，本公开旨在是说明性的，而不旨在将本发明限于本文中描述和示出的各具体实施例。
详细描述
本文中描述了背光设备，诸如背光键盘。这样的设备包括外层和内部光导，其中该光导将光发射为通过该外层的各部分，在其中提供外层的背光照明。如本文中所描述的，这样的背光设备的改进可包括所发射的背光的亮度的可变性方面的减低。作为补充或替换，该改进的背光设备可包括来自该设备的指定区域的不期望的背光照明的减少或消除。
改进的背光设备的这些属性通过构造具有外层和光导的多个层设备来开发。在某些示例中，改进的背光设备通过使用具有粘合分段和/或滤光器分段的中间粘合层来提供。粘合分段可被定位于在外层的外层分段下方的某些位置中。粘合分段的定位被配置成在毗邻层之间提供粘合性，同时降低所发射的通过外层的光的一致性方面的可变性。滤光器分段可被定位成在指定的位置过滤通过外层的光。
作为补充或替换，背光设备通过使用一个或多个深色(例如，黑色)的中间粘合层来改进。深色粘合层可被提供以阻挡不想要的光在指定区域发射。
本文中描述了具有这些属性中的一者或多者的某些实施例。
在第一实施例(“A”)中，粘合材料分段被定位在具有外层分段的外层和光导之间。每一粘合材料分段被定位在外层分段和光导之间，以使得就像以从外层到光导的方向观察到的，该外层分段的相应周界包围该粘合材料分段的周界。
在第二实施例(“B”)中，光导层可通过在指定位置的粘合材料被连接到传感器套件，该传感器套件被配置成检测对象的邻近度以发起输入。
在第三实施例(“C”)中，光导和外层之间的各滤光器分段被配置成尽可能的薄，以提供期望的亮度，并减少通过滤光器的各侧的不想要的光发射。
在第四实施例(“D”)中，被提供来将两个毗邻层粘合在一起的粘合层由深色(例如，黑色)聚合物制成。深色粘合层可以是被定位在背光设备的外层和光导之间的黑色热熔胶层用于减少或消除在背光设备的所选位置(例如，键盘的跟踪垫)处发射光。
在第五实施例(“E”)中，具有深色(例如，黑色)的粘合层可被定位在(1)光导和传感器套件之间和/或(2)传感器套件和附加深色粘合层之间，以减少或消除以从外层到光导的方向从背光设备向外发射光。
以上描述的这五个实施例可彼此组合以提供改进的背光设备。例如，实施例A到E的以下排列是可能的：A+B；A+C；A+D；A+E；B+C；B+D；B+E；C+D；C+E；D+E；A+B+C；A+B+D；A+B+E；A+C+D；A+C+E；A+D+E；B+C+D；B+C+E；B+D+E；C+D+E；A+B+C+D；A+B+C+E；A+C+D+E；B+C+D+E；或A+B+C+D+E。
在一个示例中，背光设备被配置成供用作移动计算设备(即，能够从一个位置运送到另一位置的设备)。背光设备可以是平板、移动电话、音乐设备、手持式游戏设备、导航设备、平板计算机、可穿戴设备或其他设备。
在另一示例中，背光设备被配置成供用作静止计算设备(即，保持固定在一个特定位置来使用的设备)。静止计算设备的非限制示例包括诸如冰箱、洗碗机、微波炉、炉灶或烤箱之类的家用电器上的计算设备。静止计算设备的其他非限制示例包括数据输入垫，诸如恒温调节器或寓所的门上的键盘锁。附加示例包括电视机、家庭影院设备(例如，扬声器、接收机和放大器)、计算机监视器、打印机或扫描仪。
在一些示例中，背光设备可被配置成供与计算设备一起使用。例如，背光设备可被配置成可与计算设备无线或物理通信的输入设备。在一个示例中，背光设备是集成到盖中的键盘，该键盘可被附连到移动计算设备或从移动计算设备处移除。背光设备还可以是跟踪垫、游戏控制器或专用输入设备。背光设备可包括被配置成向在该背光设备的表面上的功能指示符(诸如，文本字符或符号)提供背光照明的光导。
在又一示例中，背光设备可被配置成可穿戴电子设备，其中该设备可被佩戴在或附连到人的身体或衣服上。可穿戴设备可被附连到人的衬衫或夹克上；被佩戴在人的腕部、踝部、腰部或头部上；或被佩戴在其眼睛或耳朵上。这样的可穿戴设备可包括手表、心率监视器、活动跟踪器或头戴式显示器。
在下面的讨论中，描述了可采用本文中描述的技术的示例环境。描述了多层背光设备的在各示例环境中可用的各层的示例。背光设备的各层的示例可在示例环境以及其他环境中被执行。因此，对各示例层的使用不限于这些示例环境，并且这些示例环境不限于对这些示例层的使用。
计算设备概览
图1是可用于采用本文描述的技术的示例实现中的环境100的图示。所述环境100包括经由铰链106通信地耦合到背光设备104的计算设备102的示例。计算设备102可被配置成具有某一范围的处理能力和存储器容量。计算设备102还可包括致使计算设备102执行一个或多个操作的软件。
例如，计算设备102被例示为包括输入/输出模块108。输入/输出模块108表示与处理计算设备102的输入以及呈现计算设备102的输出相关的功能。输入/输出模块108可处理各种不同的输入，诸如涉及与背光设备104的键、显示设备110所显示的虚拟键盘的键相对应的用于标识姿势并导致与可通过背光设备104和/或显示设备110的触摸屏功能识别的姿势相对应的操作被执行的功能的输入等等。由此，输入/输出模块108可支持各种不同的输入技术。
在所述的示例中，背光设备104被配置成具有输入部分，该输入部分包括具有QWERTY键布置的键盘和轨迹板，但也构想了其它键布置。此外，还构想了其它非常规配置，如游戏控制器、模仿乐器的配置等等。因此，背光设备104以及背光设备104所包含的键可采用各种不同的配置来支持各种不同的功能。
如先前所描述的，在该示例中，背光设备104通过使用铰链106物理地且通信地耦合到计算设备102。铰链106例如可以是柔性的，因为由该铰链支持的旋转移动是通过形成该铰链的材料的柔曲(例如，弯曲)来达成的。替换地，机械旋转可由销(例如通过使用桶装铰链)来支持。此外，该柔性旋转可被配置成支持在一个或多个方向上的(例如，在该图中为垂直地)移动，而限制在其它方向上的移动，诸如背光设备104相对于计算设备102的横向移动。这可用于支持背光设备104相对于计算设备102的一致对准，诸如以将用于改变电源状态、应用状态等的传感器对准。
例如，铰链106可使用一层或多层织物形成并包括被形成为柔性迹线的导体，以将背光设备104通信地耦合到计算设备102并反之亦然。该通信例如可用于将键压的结果传达至计算设备102、从计算设备接收电力、执行认证、向计算设备102提供补充电力等等。
背光设备104还被例示为包括背光照明机制112。背光照明机制112表示被配置为从背光照明设备104的表面发射光的功能，诸如用以照亮输入的指示(例如，键盘的字母以及键、跟踪垫等的边界)。以此方式，这些指示可在低光照条件下被观看到。背光照明机制112也可以各种方式来实现。例如，背光机制可包括与采用层的形式的光导(即，光导层)通信的至少一个光源，其中该光源发射光，该光沿着该光导层的长度延伸，并且在沿着该光导层的各特定位置处，该光被重定向为朝向外层以提供背光表面。
图2更详细地描绘了示出铰链106时的图1的背光设备104的示例实现200。在该示例中，示出了背光设备的被配置成提供背光设备104与计算设备102之间的通信和物理连接的连接部分202。所例示出的连接部分202具有被配置为被容纳在计算设备102的外壳中的通道中的高度和横截面，但这一布置也可反转而不背离其精神和范围。
连接部分202通过使用铰链106柔性连接到背光设备104的包括各个键的部分。因此，在连接部分202物理上连接到计算设备102时，连接部分202与铰链106的组合支持背光设备104相对于计算设备102的移动，这类似于书的合页。
通过这一旋转移动，可以支持背光设备104相对于计算设备102的各种不同定向。例如，旋转移动可由铰链106支持，使得背光设备104可抵靠计算设备102的显示设备110放置并由此用作盖板。因此，背光设备104可用来保护计算设备102的显示设备110免于损伤。
连接部分202可以以多种方式被固定到计算设备，其一个示例被示为包括磁耦合设备204、206(例如，通量喷泉)，机械耦合突起208、210，以及多个通信触点212。磁耦合设备204、206被配置成通过使用一个或多个磁体来磁耦合到计算设备102的互补磁耦合设备。以此方式，通过使用磁吸引力可将背光设备104物理地固定到计算设备102。
替换地或附加地，连接部分202可包括形成背光设备104与计算设备102之间的机械物理连接的机械耦合突起208、210。在其他替换例中，铰链可包括向内弯曲的表面，该向内弯曲的表面通过磁力吸引到手持式计算设备的向外弯曲的边缘并与手持式计算设备的向外弯曲的边缘耦合。
背光设备的构造
图3描绘了显示具有多个层的设备104的横截面的示例实现300。外层302被配置来提供设备104的外表面，用户可观察该外表面、触摸该外表面、与该外表面进行交互或使用该外表面来提供输入。可按各种方式来形成外层302。
在某些示例中，外层302包括多个块或外层分段(例如，QWERTY键盘的键)302a、302b、302c。这些分段可被贴附到(以下讨论的)平滑层。在其他示例中，外层302被制作成单个结构，并且随后被蚀刻以雕刻出或描绘各外层分段、输入或键。在一些示例中，外层302是用激光来蚀刻的。激光可蚀刻外层302的深度的一部分，或者在一些示例中，蚀刻外层302的整个深度，由此形成多个个体分段、块或键。外层的分段302a、302b、302c包括在这些分段之间的开口或间隙304，来自光导的光可从这些开口或间隙304中射出。
在一些示例中，每一外层分段可被蚀刻或热浮雕以定义特定键或功能。例如，分段或键可被蚀刻或热浮雕以定义QWERTY键盘的每一键。
外层302或外层分段302a、302b、302c可由任何种类的材料形成。在一个示例中，外层或外层分段由诸如热塑性聚合物、硅树脂或聚氨酯之类的聚合物形成。在一些示例中，外层或分段由其中布料织物被层压在聚氨酯薄膜上的聚氨酯层压薄片形成。
外层302下方是中间平滑层306，该中间平滑层306被配置成支持背光设备104中的各种不同的功能。例如，平滑层306可被配置成掩盖或减少毗邻层(诸如被定位在平滑层和光导之间的内部粘合层317)中的缺陷。换言之，平滑层306的连续表面可隐藏粘合层317中的不连续或横向间隙(例如，在多个粘合分段316和至少一个滤光器分段318之间)。在其他示例中，平滑层306可被配置成减少外层302的皱曲或变形。这可基于将外层302粘附到中间平滑层306，而不是将外层302粘附到光导308来完成。
在某些示例中，平滑层306的薄度或高度为10-200微米(μm)、50-150μm或100-150μm薄。在一个示例中，平滑层306为125μm薄。
图3中还解说了光导308。如以上所提到的，光导308可被连接到至少一个光源或与至少一个光源通信，以提供背光机制并支持对背光设备104的外层分段的指示(例如，说明)的背光照明。这可包括对键盘的键、游戏控件、姿势指示、因应用而异的指示(例如，用于记账、图形设计和CAD设计)以及其他指示符的照明。在某些示例中，光导308的薄度或高度为10-500μm、100-400μm或200-300μm。在一个示例中，光导308为250μm。
光导308可按各种方式被配置成支持要用作背光设备104的背光照明机制112的光的传输。光导308可由透明塑料或支持来自光源310的光的传输的其它材料配置而成，光源310可使用一个或多个发光二极管(LED)来实现。例如，光导308可包括透明聚碳酸酯材料。
光导308可被配置成通过使用帮助重定向来自光源的光的微特征312来以特定方向在特定位置处输出光。如本文中所描述的，微特征可指代光导的表面上的被配置成重定向来自光源的光的蚀刻的纹理或突出。微特征312可被定位在与外层302相对的光导表面上，由此将光重定向为处于向外层302的方向。例如，如图3所示，光源310发射沿着光导308的长度行进的光311a。在遇到微特征312之际，光的一部分被定向为处于向平滑层306和外层302的方向(被描绘为经重定向的光311b)。经重定向的光的一部分随后通过滤光器分段318，并从该设备作为经发射的光311c被发射在外层分段之间的间隙或开口304中。在一些示例中，经重定向的光可被定向为通过并照明外层分段内的蚀刻或浮雕的字符/指示符。
在某些示例中，微特征312可通过蚀刻或浮雕光导表面314或者通过使光导表面314与具有不同折射率的另一材料接触来开发。在某些示例中，光导308的微特征312可被聚集在光导表面314上的特定位置中，以使光的重定向集中在特定区域(例如，外表面302的开口304)中。聚集位置内的微特征312的数目可基于微特征聚集距光源210的距离而变化。例如，微特征312的位置距光源310越远，则可需要越多数目的微特征312来重定向目标光强度朝向外表面302。
在某些示例中，基于微特征312在光导表面314上的定位，光可被发射在外层302的不期望位置中。例如，在不期望的位置发射光可提供星光效应(即，光圈或光环)、小孔和其他不期望的漏光形成。因此，光导和外层之间的中间层中的一者或多者可被配置成减少并甚至防止光在不合需的位置的传输，如图3中所描绘的。
如图3中所描绘的，平滑层306的表面经由粘合材料316的各分段被贴附到光导308的表面。粘合材料316可以是非反应型粘合剂，诸如压敏粘合剂(PSA)、干性粘合剂或接触粘合剂。在一个示例中，粘合材料316是包括与增粘剂(例如，松香酯)混合的弹性体的压敏粘合剂。PSA的弹性体可以是丙烯酸、丁基橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯、天然橡胶、丁腈、硅酮橡胶、乙烯基醚或苯乙烯嵌段共聚物(例如，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯/丙烯或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)。这样的粘合材料的优点包括其在各毗邻层之间施加强附着力同时保持很薄而且不会将相对较高的重量增加到整个设备中的能力。
在某些示例中，粘合材料316的各分段被定位在外层302的相应分段(例如，键)的正下方(就像在从外层到光导的方向315中观察到的)。换言之，粘合材料316不被放置在外层302中的开口304的正下方。粘合材料在外层302中的分段下方而不在外层302中的开口304下方的这种特定定位允许使改进的更一致的光从光导发射通过外层302中的开口304，而没有来自粘合材料316的阻碍、干扰或变形。
在某些示例中，粘合材料316相对于外层302的定位为使得就像在从外层到光导的垂直于外层的表面的方向315中观察到的，外层分段302a的周界包围粘合材料分段316的周界。在这样的布置中，粘合材料分段316的每一边缘被从相应的边缘偏移或横向移位外层分段。即，粘合材料分段的边缘不被定位在外层302的分段的边缘的正下方。相反，粘合材料316的边缘从外层分段(例如，分段302a)的边缘向内并远离开口304定位。例如，粘合材料分段316的边缘可被从外层分段的边缘横向移位或在内部偏移至少10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、1mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm或2mm。在一个特定示例中，粘合材料分段316的边缘被从外层分段的边缘移位1.25mm。每一粘合材料分段的这种特定横向移位允许通过外层中的开口的不期望的漏光的提升的减低。具体地，由于粘合材料可透射光，从外层分段中的开口的边缘移位该材料可防止不期望的光逸入开口并影响开口中的背光照明的一致性。
在其他示例中，被定位在外层分段302a下方的粘合材料316的一个(或多个)分段的宽度、长度、周界、半径或周长小于外层分段302a的相应宽度、长度、周界、半径或周长，使得(就像在从外层到光导的方向315中观察到的)外层分段包围相应的粘合材料分段。关于宽度和偏移位置的这些特定示例在以下参考图4被更详细地讨论。
在某些示例中，粘合材料分段316的位置也被从微特征312在光导308的相对表面上的位置横向移位或偏移。换言之，(就像在从外层到光导的方向315中观察到的)粘合材料分段316不被定位在光导308的该表面上的微特征312的正上方。在来自微特征312的经重定向的光311b在未被粘合分段316阻碍的路径中行进时，这样的布置可提供从光源朝向外层302发射的光的路径方面的较少的失真。换言之，如果粘合材料316被定位在光导308的该表面上的微特征312的正上方，则粘合材料316可改变经重定向的光311b的路径或使得光导局部地照亮粘合材料316周围。通过从微特征312偏移或横向移位粘合材料316的位置，这样光的失真可被避免。
在某些示例中，除了粘合材料316外，平滑层306和光导308之间的区域可包括滤光器分段318。滤光器分段318可包括具有油基或乳胶合成物的彩印或绘画材料，该材料被配置成控制以向外层302的方向从光导发射的光的强度并过滤该光的颜色。如图3所示，滤光器分段318可被定位在位于外层302的各分段之间的区域或开口304下方。换言之，每一滤光器分段318沿着在外层中的相应开口304和光导308之间行进的相应轴定位，该轴垂直于外层302的表面。基于制造公差，每一滤光器分段的边缘可被设计成延伸到外层302中的每一开口304的横向边缘之外，从而形成外层分段和滤光器分段的重叠。在某些示例中，每一边缘上外层分段和滤光器分段之间的重叠的量大致为10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm或1mm。
替换地，滤光器分段318的总宽度可大于处于外层302的各分段之间的相应开口304的总宽度。在某些示例中，滤光器分段318的宽度比相应开口304的宽度大至少10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、1mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm或2mm。
滤光器分段318可邻接粘合层317中的毗邻粘合材料分段316。在替换示例中，粘合材料分段的边缘和毗邻滤光器分段318的边缘之间存在开口或间隙。
滤光器分段318的薄度配置有用于提供来自光导的光的颜色和亮度或强度，同时防止不期望的光渗出或被发射到滤光器分段318的各侧面或周界的薄度。滤光器分段318的薄度或高度可被配置成提供在外层的表面处以从外层到光导的垂直于外层的表面的方向观察到的在相应开口中的预定或期望的光的颜色和亮度或强度。换言之，滤光器分段318的薄度是可变的，其可被调整以提供发射光的颜色和该光的亮度或强度之间的平衡。在一个示例中，当滤光器分段318(例如，绘图分段)变得在高度方面更厚或更高时，光的亮度或强度可被受到影响，其中光盒可形成，使得更大量的不期望的光从垂直于光导318的分段的侧面进入滤光器分段318。该光盒效应可在滤光器分段318的周界周围形成较亮的区域，并在滤光器分段318的中间形成较暗的区域。因此，期望降低滤光器分段318的高度或厚度，以降低光盒效应以及光盒效应将生成的任何不合需的伪像的可能性。在某些示例中，滤光器分段318被配置成提供背光照明，而没有可见的光盒效应。
通过外层302中的开口或间隙304的背光照明的亮度或发光度可通过终端用户对该背光照明的目测来确定。在某些示例中，背光照明可通过用在外层的表面处的照度计测量开口或间隙304的各个区域的发光度来确定。
在一些示例中，如果(例如，由照度计在外层的表面处的多个位置处测得的)最亮照亮位置和最暗照亮位置之间的变化在某个阈值内，则通过外层中的开口的所发射的光可被认为基本一致。例如，如果这些最亮和最暗位置之间的变化小于20％、10％、5％或1％，则在开口内，所发射的背光被认为基本上一致。在某些示例中，为了达成通过外层中的开口或间隙的基本上一致的亮度，滤光器分段318的高度或薄度小于40μm、小于30μm、小于25μm、小于20μm、小于15μm或小于10μm。在其他示例中，滤光器分段318的薄度为0.1-40μm、1-30μm或5-25μm。
在某些示例中，滤光器分段318和高度或薄度和粘合材料316的高度大致相同。例如，滤光器分段318的高度可在粘合材料316的高度的25％、20％、15％、10％、5％或1％之内。
替换地或附加地，一实现可包括被定位在光导308下方(诸如，在光导318和传感器套件320之间)的滤光器分段。在(例如，通过外层302中的开口以及通过后外层或背层的)一个以上的方向中，背光照明可以是期望的。在这样的示例中，位于光导和传感器套件之间的滤光器分段可控制从该设备的后外层发射的光的颜色和强度，同时防止不期望的光渗出或被发射到滤光器分段的侧面或周界。
图3中还描绘传感器套件320。如所示，光导308和平滑层306被设置在外层302和传感器套件320之间。传感器套件320被配置成检测物体的邻近度以发起输入。所检测到的输入可接着(例如，通过连接部分202)被传送到计算设备102，以发起计算设备102的一个或多个操作。传感器套件320可按各种方式被配置成检测各输入的邻近度，诸如为电容传感器阵列、多个压敏传感器(例如，使用压敏墨水的薄膜开关)、机械开关，光学传感器、其他输入感测机制或其组合。在一个示例中，传感器套件320是包括力感测材料层的印刷电路板，其可检测由用户向外层320施加的压力。传感器套件320可进一步包括用于检测和处理用户的各电子组件和电路。通过这种方式，示例实现300可被配置为力感测键盘。
光导308的最远离外层302的表面可经由粘合层321的粘合材料分段322被帖附到传感器套件320。粘合材料322可以是诸如以上针对平滑层306和光导308之间的粘合材料316描述的类似的非反应型粘合剂。例如，粘合材料322可以是压敏粘合剂(PSA)、干性粘合剂或接触粘合剂。在一些示例中，粘合材料322是包括与增粘剂(松香酯)混合的弹性体的压敏粘合剂，其中该弹性体为丙烯酸、丁基橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯、天然橡胶、丁腈、硅酮橡胶、乙烯基醚或苯乙烯嵌段共聚物(例如，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯/丙烯或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)。这样的粘合材料的优点包括其在各毗邻层之间施加强附着力同时保持很薄而且不会将很多重量增加到整个设备中的能力。
在某些示例中，粘合材料322的各分段被定位在外层302的相应分段302a、302b、302c(例如，键)的正下方。粘合材料322的各分段可被定位在与位于平滑层306和光导308之间的粘合材料316相似的在外层302下方的位置中。在一些示例中，在光导308下面的各粘合材料分段322与在光导308上面的各粘合材料分段316对准，以使得粘合材料分段316、322在垂直于外层302的表面的轴和背光设备104的各层上对准。
在一些示例中，粘合材料分段322的位置被从微特征312在光导308的毗邻表面上的位置横向移位或偏移。换言之，粘合材料322不被定位微特征312在光导308的该表面上的位置的正下方。这样的布置可提供所发射的光从光源朝向外层302的路径方面的较少的失真。换言之，如果粘合材料322被定位在光导308的该表面上的微特征312下方，则粘合材料322可改变经重定向的光311b的路径。通过从微特征312偏移或横向移位粘合材料322的位置，这样的光失真可被避免。
图3中还解说了结构套件324。结构套件324可按各种方式来配置，诸如印刷电路板或被配置成向背光设备104提供刚性(例如，抵抗折弯和弯曲)的刚性材料。
背层326也被解说为向背光设备104提供后表面。背层326例如可由与外层302中提供的聚合物材料相似的聚合物材料的一个或多个子层形成。例如，背层326可由诸如热塑性聚合物、聚硅酮或聚氨酯之类的聚合物形成。在一些示例中，背层326由其中布料织物被层压在聚氨酯薄膜上的聚氨酯层压薄片形成。
虽然已描述了各层的示例，但示例设备可忽略以上描述的一个或多个层，或者可包括一个或多个附加的层。例如，该设备中可包括专用的力集中器层和/或机械开关层。因此，以下对各层示例的讨论不限于将那些层结合在这个示例实现300中。附加地，示例实现300不限制以下层示例讨论。
图4描绘了示出图3的外层302的一部分和各底层的元素的透视图的示例实现400。在该示例中，外层302包括贴附到平滑层的QWERTY键盘302a、302b、302c的多个键。外层片段302a、302b、302c包括在各个体分段之间的开口或间隙304，在该开口或间隙304中，来自光导的光可在开口或间隙304中射出。
如图3的示例中所讨论的，外层分段302a、302b、302c被贴附到平滑层306，其中平滑层经由各粘合材料分段316被贴附到光导。在图4中，粘合材料316的位置被以虚线描绘为在外层分段302a、302b、302c下方。粘合材料在分段下方的位置不必跨所附的虚线区域被一致地定位。相反，在某些示例中，粘合材料的位置可被定位在外层分段302c下方的多个区域316a、316b、316c、316d中。
如图4所示，粘合材料分段316被定位在外层302的相应分段的正下方。在该示例中，粘合材料分段316的定位在外层分段302a、302b、302c的下方，以使得(就像在与从外层朝向底层光导的方向相对应的图4中观察到的)粘合材料分段316的周界被外层分段的周界包围。即，粘合材料分段边缘402的部分都不被定位在外层302中的开口304的下方。相反，粘合材料316的边缘402被从外层分段302b的相应边缘404向内定位或横向移位。例如，粘合材料边缘402可被从相应的外层分段边缘404在内部偏移或横向移位至少0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.75mm、1mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm或2mm。如以上所提到的，粘合材料分段从外层分段的每一边缘的这种特定横向移位允许通过外层中的开口的不期望的漏光的提升的降低。具体地，由于粘合材料可透射光，从外层分段中的开口的边缘移位该材料可防止不期望的光逸入开口并影响开口中的背光照明的一致性。
在其他示例中，被定位在外层分段302a下方的粘合材料分段316的宽度Wa小于外层分段302a的相应宽度Ws。附加地，被定位在外层分段302b下方的粘合材料分段316的长度La小于外层分段302a的相应长度Ls。
图4还描绘了被定位在外层分段302a、302b、302c之间的开口304下方的滤光器分段318。如图4所示，滤光器分段318的宽度大于外层分段302a、302b、302c之间的相应开口304的宽度。在某些示例中，滤光器分段318的宽度大于相应开口304的宽度至少0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.75mm、1mm、1.25mm、1.5mm或2mm。
在某些示例中，每一粘合材料分段的定位也可被从外层分段的表面上的任何字符或指示符横向移位。例如，如在图4的外层分段302c中描绘的，粘合材料分段316a、316b、316c和316d被定位在外层分段302c下方，以使得外层分段302c的周界包围每一粘合材料分段316a、316b、316c和316d。此外，字符/指示符“W”被定位成使得粘合材料分段都不在该字符的正下方。即，每一粘合材料分段被从外层分段的字符/指示符横向移位，以使得蚀刻或浮雕的字符/指示符的背光照明是可能的，而没有来自中间粘合材料的失真或干扰。
图5描绘了示出图1的背光设备104的横截面的附加示例实现500。在该示例中，外层302包括至少一个外层分段502，该至少一个外层分段被配置成提供该背光设备104的外表面，用户可触摸该外表面并与该外表面进行交互。外层分段502被贴附到第一粘合层分段504，该第一粘合层分段504连接到第一平滑层306。平滑层306与光导308接触，随后是传感器套件320和结构套件324。第二粘合层分段506被定位在结构套件324和背层326之间。第三粘合层分段508被定位在背层326和第二平滑层510之间。在各个示例中，诸如以上结合图3和4讨论的那些示例中，各个层可彼此连接。
图5中的外层分段502可以是诸如跟踪垫之类的背光设备分段。这样的外层分段502可具有与图3和4中讨论的外层分段302a、302b、302c(例如QWERTY键)不同的期望属性。在该示例中，外层分段502可需要与外层分段302a、302b、302c不同的照明属性。例如，外层分段502可需要该区域的某一部分以具有背光照明的增强的降低或背光照明的完全消除。
第一粘合层分段504可被定位在外层分段502的一部分和光导308之间。在一个示例中，如图5所示，第一粘合层分段504可被定位在背光设备的外层分段502和平滑层306之间。在另一示例中(未描绘)，粘合层分段被定位在平滑层和光导308之间。
为了使来自光导308的经重定向的光被高效地降低或被完全阻挡，第一粘合层分段504可在该粘合层的指定位置为能够阻挡大部分来自光导308的光的深色。在某些示例中，第一粘合层分段504的颜色为黑色。粘合层为黑色的一个优点在于黑色能够比其他颜色吸收更多的光，使得黑色材料更好地用于限制或消除来自该设备的指定区域的光发射的目的。
在某些示例中，第一HAF层分段504的薄度为1μm-1mm、10-100μm或20-50μm。在一个特定示例中，第一HAF层504的薄度为25μm。
在该示例中，对于期望的背光属性，第一粘合层分段504可以是热熔胶(HAF)层。热熔胶通过在制造过程期间引入热并施加压力来起作用，其中HAF内的热和压力活化聚合物使两个相对的层结合在一起。HAF合成物的非限制示例包括热塑性粘合剂，诸如聚氨酯、尼龙/聚酰胺、聚酯和聚烯烃。商业示例可从诸如Bemis联合有限公司(Bemis AssociatesInc.)(美国马萨诸塞州雪莉市)或Tesa SE(德国汉堡)得到。
在某些示例中，可期望使得外层分段502的边界通过来自光源310的经重定向的光来背光照明。例如，可期望向背光设备104上的跟踪垫提供照明的边界，同时降低或消除来自跟踪垫或外层分段502的中心的背光照明。因此，在某些示例中，被定位在外层分段502下方的第一粘合(例如，HAF)层分段504的宽度、长度、周界、半径或周长尺寸小于外层分段502的相应宽度、长度、周界、半径或周长尺寸。如图5中所描绘的，第一粘合层分段504的一个尺寸(例如，宽度)小于外层分段502的相应尺寸。
尽管来自光源310的反射光被设计为被重定向在外层302和外层分段502的方向中，但不期望的光可被重定向为朝向背层326和第二平滑层510。可能不期望具有光逸出背光设备104的背面的区域。因此，HAF层分段的至少一个附加粘合层可被定位在光导308和平滑层510之间。在图5的描绘示例中，第二粘合(例如，HAF)层分段506被定位在结构套件324和背层326之间。第三粘合(例如，HAF)层分段508被定位在背层326和平滑层510之间。
类似于第一HAF层504，至少一个附加HAF层(例如，第二HAF层506和第三HAF层508)可由诸如聚氨酯、尼龙/聚酰胺、聚酯和聚烯烃之类的热塑性粘合剂形成。附加地，该至少一个附加HAF层可以是能够反射或吸收来自光导308的光中的大部分的深色。在某些示例中，至少一个附加HAF层的颜色为黑色。
在某些示例中，每一附加粘合层分段(例如，第二HAF层506和第三HAF层508)的薄度为1μm-1mm、10-100μm或20-50μm。在一个特定示例中，第二HAF层506的薄度为50μm，并且第三HAF层508的薄度为25μm。
权利要求支持部分
在第一实施例中，一种设备包括：外层，所述外层包括多个外层分段和定位在所述外层分段之间的至少一个开口，所述多个外层分段中的每一外层分段包括外层分段周界；第一粘合层，所述第一粘合层包括多个粘合材料分段，每一粘合材料分段包括粘合材料分段周界；以及，光导，其中所述第一粘合层被定位在所述外层和所述光导之间，其中所述多个粘合材料分段中的每一粘合材料分段被定位在外层分段和所述光导之间，以使得就像以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向观察到的，相应外层分段的外层分段周界包围相应粘合材料分段的粘合材料分段周界，并且其中来自所述光导的光可通过所述外层中的所述至少一个开口。
在参考所述第一实施例所述的第二实施例中，所述设备进一步包括：包括粘合材料的第二粘合层；以及，包括多个传感器的传感器套件，其中所述光导被定位在所述第一粘合层和所述第二粘合层之间，其中所述第二粘合层被定位在所述光导和所述传感器套件之间，其中，所述光导的最远离所述外层的表面包括微特征，所述微特征被配置成将来自所述光源的光重定向为朝向所述外层中的所述至少一个开口，并且其中就像以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向观察到的，所述第二粘合层的附加粘合材料的放置被从所述微特征的位置横向移位。
在参考所述第一或第二实施例所述的第三实施例中，所述第一粘合层包括至少一个滤光器分段，就像以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向观察到的，所述至少一个滤光器分段被定位在所述外层中的所述至少一个开口的下方，并且所述滤光器分段具有一薄度，该薄度被配置成限制所述外层中的所述至少一个开口的亮度的变化，以使得由在所述外层的表面处的照度计以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向测得的所述至少一个开口中的最亮照亮区域的亮度值和最暗亮度区域的亮度值之间的所述变化小于10％。
在第四实施例中，一种装置包括：背光设备；以及，包括显示设备的输入/输出模块，所述输入/输出模块被配置成处理来自所述背光设备的输入并在所述显示设备上渲染输出，其中所述背光设备包括：外层，所述外层包括多个外层输入键和定位在所述外层输入键之间的至少一个开口，所述多个外层输入键中的每一外层输入键包括外层分段周界；粘合层，所述粘合层包括多个粘合材料分段，每一粘合材料分段包括粘合材料分段周界；光导；以及，包括多个传感器的传感器套件；其中所述粘合层被定位在所述外层和所述光导之间，其中所述光导被定位在所述粘合层和所述传感器套件之间，其中所述多个粘合材料分段中的每一粘合材料分段被定位在所述外层和所述光导之间，使得就像以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向观察到的，相应外层输入键的外层分段周界包围相应粘合材料分段的粘合材料分段周界，并且其中来自所述光导的光可通过所述外层中的所述至少一个开口。
在参考实施例1-4中的任一者所述的第五实施例中，所述粘合材料的每一边缘被定位成距所述外层的毗邻所述开口的分段的相应边缘至少0.5mm。
在第六实施例中，一种设备包括：外层，所述外层包括多个外层分段和定位在速搜外层分段之间的至少一个开口；中间层，所述中间层包括至少一个滤光器分段；以及光导，其中所述中间层被定位在所述光导和所述外层之间，其中所述滤光器分段沿着一轴被定位在所述开口和所述光导之间，所述轴垂直于所述外层的表面，并且其中所述滤光器分段具有一薄度，该薄度被配置成提供在所述外层的所述表面处以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的所述表面的方向观察到的在所述外层的所述开口中的亮度。
在参考第六实施例所述的第七实施例中，该亮度由所述照度计在所述开口内的多个位置处观察到，并且在所述多个位置中的最亮照亮位置和所述多个位置中的最暗照亮位置之间观察到的所述亮度的变化小于10％。
在参考实施例3、6或7中的任一者所述的第八实施例中，每一滤光器分段的薄度在0.1微米和40微米之间。
在参考实施例1-8中的任一者所述的第九实施例中，所述设备进一步包括被配置成阻挡来自所述光导的光的第一黑色热熔胶层，其中所述第一黑色容熔胶层被定位在所述外层的至少一个分段和所述光导之间。
在参考所述第九实施例所述的第十实施例中，所述设备进一步包括被配置成阻挡来自所述光导的光的第二黑色热熔胶层，其中所述传感器套件被定位在所述光导和所述第二黑色热熔胶层之间。
在参考所述第十实施例所述的第十一实施例中，所述设备进一步包括被配置成阻挡来自所述光导的光的第三黑色热熔胶层，其中所述第二黑色热熔胶层被定位在所述传感器套件和所述第三黑色热熔胶层之间。
在参考实施例1-11中的任一者所述的第十二实施例中，所述设备进一步包括平滑层，所述平滑层被配置为支持层以降低所述外层的皱曲，其中所述平滑层被定位在所述外层和所述光导之间，并且其中所述第一粘合层或中间层被定位在所述平滑层和所述光导之间。

Claims (19)

1.一种背光设备，包括：
外层，所述外层包括多个外层分段和定位在所述外层分段之间的至少一个开口，所述多个外层分段中的每一外层分段包括外层分段周界；
第一粘合层，所述第一粘合层包括多个粘合材料分段，每一粘合材料分段包括粘合材料分段周界；
第二粘合层，所述第二粘合层包括粘合材料；
光导；
其中所述第一粘合层被定位在所述外层和所述光导之间，
其中所述多个粘合材料分段中的每一粘合材料分段被定位在所述外层分段和所述光导之间，使得就像以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向观察到的，相应外层分段的外层分段周界包围相应粘合材料分段的粘合材料分段周界，
其中来自所述光导的光可通过所述外层中的所述至少一个开口；
其中所述光导的最远离所述外层的表面包括微特征，所述微特征被配置成将来自光源的光重定向为朝向所述外层中的所述至少一个开口，以及
其中就像以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向观察到的，所述第二粘合层的粘合材料的放置被从所述微特征的位置横向移位。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括：
包括多个传感器的传感器套件，
其中所述第二粘合层被定位在所述光导和所述传感器套件之间。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一粘合层包括至少一个滤光器分段，就像以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向观察到的，所述至少一个滤光器分段被定位在所述外层中的所述至少一个开口的下方，
其中所述滤光器分段具有一薄度，该薄度被配置成限制所述外层中的所述至少一个开口的亮度的变化，以使得由在所述外层的表面处的照度计以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向测得的所述至少一个开口中的最亮照亮区域的亮度值和最暗亮度区域的亮度值之间的所述变化小于10％。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括：
被配置成阻挡来自所述光导的光的第一黑色热熔胶层，
其中所述第一黑色热熔胶层被定位在所述外层的至少一个分段和所述光导之间。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，进一步包括：
被配置成阻挡来自所述光导的光的第二黑色热熔胶层，以及
包括多个传感器的传感器套件，
其中所述第二粘合层被定位在所述光导和所述传感器套件之间，并且所述传感器套件被定位在所述光导和所述第二黑色热熔胶层之间。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括：
被配置成阻挡来自所述光导的光的第一黑色热熔胶层，
其中所述第一黑色热熔胶层被定位在所述外层的至少一个分段和所述光导之间。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，进一步包括：
被配置成阻挡来自所述光导的光的第二黑色热熔胶层，以及
包括多个传感器的传感器套件，
其中所述第二粘合层被定位在所述光导和所述传感器套件之间，并且所述传感器套件被定位在所述光导和所述第二黑色热熔胶层之间。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，进一步包括：
被配置成阻挡来自所述光导的光的第三黑色热熔胶层，
其中所述第二黑色热溶胶层被定位在所述传感器套件和所述第三黑色热溶胶层之间。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述粘合材料的每一边缘被定位成距所述外层的毗邻所述开口的分段的相应边缘至少0.5mm。
10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括：
平滑层，所述平滑层被配置成用于降低所述外层的皱曲的支持层，
其中所述平滑层被定位在所述外层和所述光导之间，以及
其中，所述第一粘合层被定位在所述平滑层和所述光导之间。
11.一种背光设备，包括：
外层，所述外层包括多个外层分段和定位在所述外层分段之间的至少一个开口；
中间层，所述中间层包括至少一个滤光器分段；
包括第二粘合材料的第二粘合层；以及
光导；
其中所述中间层被定位在所述光导和所述外层之间，
其中所述滤光器分段沿着一轴被定位在所述开口和所述光导之间，所述轴垂直于所述外层的表面，以及
其中，所述滤光器分段具有一薄度，所述薄度被配置成提供在所述外层的所述表面处以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的所述表面的方向观察到的在所述外层中的所述开口中的亮度；
其中所述光导的最远离所述外层的表面包括微特征，所述微特征被配置成将来自光源的光重定向为朝向所述外层中的所述至少一个开口；以及
其中就像以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向观察到的，所述第二粘合层的粘合材料的放置被从所述微特征的位置横向移位。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述亮度由照度计在所述开口内的多个位置处观察到，以及
其中，在所述多个位置中的最亮照亮位置和所述多个位置中的最暗亮度位置之间观察到的所述亮度的变化小于10％。
13.如权利要求11所述的设备，其特征在于，每一滤光器分段的薄度为0.1-40微米。
14.如权利要求11所述的设备，其特征在于，进一步包括：
被配置成阻挡来自所述光导的光的第一黑色热熔胶层，
其中所述第一黑色热熔胶层被定位在所述外层的至少一个分段和所述光导之间。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，进一步包括：
被配置成阻挡来自所述光导的光的第二黑色热熔胶层，
其中所述光导被定位在所述第一黑色热熔胶层和所述第二黑色热熔胶层之间。
16.一种背光装置，包括：
背光设备；以及
包括显示设备的输入/输出模块，所述输入/输出模块被配置成处理来自所述背光设备的输入并将在所述显示设备上渲染输出，
其中所述背光设备包括：
外层，所述外层具有多个外层输入键以及定位在所述外层输入键之间的至少一个开口，所述多个外层输入键中的每一外层输入键包括外层分段周界；
包括多个粘合材料分段的第一粘合层，每一粘合材料分段包括粘合材料分段周界；
包括粘合材料的第二粘合层；
光导；以及
包括多个传感器的传感器套件，
其中所述第一粘合层被定位在所述外层和所述光导之间，
其中所述光导被定位在所述第一粘合层和所述传感器套件之间，其中所述多个粘合材料分段中的每一粘合材料分段被定位在所述外层和所述光导之间，使得就像以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向观察到的，相应外层输入键的外层分段周界包围相应粘合材料分段的粘合材料分段周界，以及
其中来自所述光导的光通过所述外层中的所述至少一个开口；
其中所述光导的最远离所述外层的表面包括微特征，所述微特征被配置成将来自光源的光重定向为朝向所述外层中的所述至少一个开口；以及
其中就像以从所述外层到所述光导的垂直于所述外层的表面的方向观察到的，所述第二粘合层的粘合材料的放置被从所述微特征的位置横向移位。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述背光设备进一步包括：
被配置成阻挡来自所述光导的光的第一黑色热熔胶层，
其中所述第一黑色热熔胶层被定位在所述外层和所述光导之间。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述背光设备进一步包括：
被配置成阻挡来自所述光导的光的第二黑色热熔胶层，
其中所述传感器套件被定位在所述光导和所述第二黑色热熔胶层之间。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述背光设备进一步包括：
被配置成阻挡来自所述光导的光的第三黑色热熔胶层，
其中所述第二黑色热溶胶层被定位在所述传感器套件和所述第三黑色热溶胶层之间。
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