CN111448762B - 背光用户界面 - Google Patents

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Abstract

一用户界面装置包括具有一顶表面和一底表面的一镜，其中所述底表面包括透过所述镜的顶表面可见的至少一个图形。所述用户界面装置还包括具有一顶表面和一底表面的一透明电路膜、至少一个发光二极管(LED)、至少一个银质导体以及一透明压敏胶层，所述透明压敏胶层将所述镜的底表面固定于所述透明电路膜的顶表面。

Description

背光用户界面
相关申请的交叉引用
本申请主张根据《美国法典》第35章第119(e)条的于2017年12月8日提交的题为“背光用户界面”的美国临时专利申请US62/596522的优先权，且该美国临时专利申请通过援引并入本文。
技术领域
本公开涉及在包括虚拟个人助理、家用电器和医疗装置的各种装置上使用的用户界面。
背景技术
用于各种装置的用户界面是已知的。这些用户界面典型地使用电容式触摸感应技术。然而，这种用户界面传统上需要像印刷电路板(PCB)或柔性印刷电路(FPC)的成本更高的基板(substrates)。这些PCB和FPC然后还需要使用模制的光导管(light pipes)和光导(light guides)，因为PCB和FPC不允许光从其一侧传输到另一侧。此外，柔性的导光膜(lightguide film)提供差的背光质量，并且PCB无法适应(accommodate)曲面或模内成型(in-molded)。因此，某些人群会赏识用户界面上的进一步的改进。
发明内容
一用户界面装置包括具有一顶表面和一底表面的一镜，其中所述底表面包括透过所述镜的顶表面可见的至少一个图形。所述用户界面装置还包括具有一顶表面和一底表面的一透明电路膜、至少一个发光二极管(LED)、至少一个银质导体以及一透明压敏胶层，所述透明压敏胶层将所述镜的底表面固定于所述透明电路膜的顶表面。
在一第一方面，所述透明电路膜为折叠结构，使得所述透明电路膜具有通过一连接端部连接的一顶层和一底层，其中，所述顶层和所述底层彼此间隔开一所需的距离，以允许所述至少一个LED和至少一个分隔件位于所述顶层和所述底层之间。
在一第二方面，用户界面装置还包括一反射膜。
附图说明
本公开借助示例示出，并不局限于附图，附图未按比例绘制，在附图中类似的附图标记表示相似的元件，并且其中：
图1示出一背光用户界面的一第一实施例的特征；
图2示出一背光用户界面的一第二实施例的特征；
图3示出一背光用户界面的一第三实施例的特征；
图4示出一背光用户界面的一第四实施例的特征；以及
图5示出一背光用户界面的一第五实施例的特征。
具体实施方式
图1至图5示出本公开的示例性实施例，并且应理解的是，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种形式实施。因此，本文公开的具体细节不应解释为限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为教导本领域技术人员以各种方式采用本公开的代表性基础。还应理解的是，图示未按比例绘制。
图1示出一背光用户界面100的一第一实施例。背光用户界面100包括一镜(lens)110、一透明电路膜120、至少一个发光二极管(LED)130、至少一个分隔件(spacer)140、至少一个银质导体150以及一透明压敏胶层160。
镜110优选地由通常是透明的塑料材料形成。镜110具有一顶表面112和一底表面114。顶表面112优选地是弯曲的并且旨在被用户接触。底表面114优选地是平坦的，并且旨在在其上设置至少一个图形(未示出)，使得通过透过镜110的顶表面112观察时该图形是可见的。该图形可以以任何合适的方式施加到镜110的底表面114，例如喷漆、激光蚀刻、丝网印刷或数字印刷。
透明电路膜120优选地由聚酯(PET)形成。透明电路膜120优选设置为一折叠结构，使得透明电路膜120设置有通过一连接端部126连接的一顶层122和一底层124。顶层122和底层124彼此间隔开一所需的距离，以允许至少一个LED 130和至少一个分隔件140位于顶层122和底层124之间。透明电路膜120例如通过采用低温焊料附接于该电路的面朝下远离该镜的一接头(header)连接器、通过与一ZIF连接器兼容的一尾部或通过设置在底层124上的可能带有碳涂层的用做弹簧针(pogo-pins)的接触垫可电连接于在其上设有背光用户界面100的装置的另一部分。
所述至少一个LED 130以一顶部发光姿态(top-fire position)结合(bonded)于透明电路膜120的底层124，优选地使用低温焊接材料，使得所述至少一个LED 130发出的光朝向并穿过透明电路膜120的顶层122。
所述至少一个分隔件140优选地由泡沫形成。所述至少一个分隔件140优选地结合在透明电路膜120的顶层122和底层124之间。所述至少一个分隔件140围绕所述至少一个LED 130定位，如果超过一个的LED 130设置，这所述至少一个分隔件14被定位成将一个LED130与另一个LED130分隔开。
所述至少一个银质导体150优选地被丝网印刷在透明电路膜120的顶层122上，以提供至少一个电容式触摸传感器。所述至少一个银质导体150优选是不透明的。所设置的银质导体150的数量典型地将与所设置的LED130的数量匹配。每个银质导体150通常形成为一环状构造，从而在该环状构造的中间限定一空间152。在此上下文中，环状意指完全闭合(例如呈O形)或部分闭合(例如呈C形或U形)。每个银质导体150大致定位在其中一个LED 130的上方(如图1所示)，以使所限定的空间152与该LED 130大致竖向对齐(如图1所示)。
镜110和透明电路膜120优选地通过位于镜110的底表面114与透明电路膜120的顶层122或所述至少一个银质导体150之间的透明压敏胶层160彼此被固定。由此，透明压敏胶层160占据所述至少一个银质导体150所限定的空间152。
在工作时，由所述至少一个LED 130发射出的光将穿过透明电路膜120，穿过透明压敏胶层160(包括透明压敏胶层160占据空间152的部分)，并到达图形上(因为图形还定位成与空间152大体竖向对准(当在图1中观察时))，从而为用户界面100提供背光，这使得用户容易查看图形。
图2示出一背光用户界面200的一第二实施例。背光用户界面200包括一镜210、一透明电路膜220、至少一个发光二极管(LED)230、一反射膜(reflector film)270、至少一个银质导体250以及一透明压敏胶层260。
镜210优选地由通常是透明的塑料材料形成。镜210具有一顶表面212和一底表面214。顶表面212优选地是弯曲的并且旨在被使用者接触。底表面214优选地是平坦的，并且旨在在其上设置至少一个图形(未示出)，使得通过透过镜210的顶表面212观察时该图形是可见的，该图形可以以任何合适的方式施加到镜210的底表面214，例如喷漆、激光蚀刻、丝网印刷或数字印刷。
透明电路膜220优选地由聚酯(PET)形成。透明电路膜220优选地以具有一顶表面223和一底表面225的一单层221设置。透明电路膜220例如通过利用低温焊料附接于该电路的面朝下远离该镜的一接头连接器、通过与一ZIF连接器兼容的一尾部或通过设置在底表面225上的可能带有碳涂层的用于弹簧针的接触垫可电连接于设置有背光用户界面200的装置的另一部分。
所述至少一个LED 230以一直角发光姿态(right-angle fire position)结合于(优选地使用低温焊接材料)透明电路膜220的底表面225，使得所述至少一个LED 230发射出大体上平行于透明电路膜220的光。
反射膜270优选由白色反射器材料(white reflector material)形成。反射膜270优选地结合于透明电路膜220的底表面225上。反射膜270配置为提供至少一个压花区域272，所述至少一个压花区域272限定反射膜270和透明电路膜220的底表面225之间的一凹穴274。当每个LED 230位于相应的凹穴274中时，所限定的凹穴274的数量对应于所设置的LED 230的数量。
所述至少一个银质导体250优选地被丝网印刷在透明电路膜220的顶表面223上，以提供至少一个电容式触摸传感器。所述至少一个银质导体150优选是不透明的。所设置的银质导体250的数量典型地将与所设置的LED 230的数量匹配。每个银质导体250通常形成为一环状构造，从而在该环状构造的中间限定一空间252。在此上下文中，环状意指完全闭合(例如呈O形)或部分闭合(例如呈C形或U形)。每个银质导体250大体定位在其中一个凹穴274的上方(如在图2中观察时)，以使所限定的空间252总体上偏离与LED 230的竖向对准(如图2所示)。
镜210和透明电路膜220优选通过位于镜210的底表面214与透明电路膜220的顶表面223或所述至少一个银质导体250之间的一透明压敏胶层260而彼此被固定。由此，透明压敏胶层260占据所述至少一个银质导体250所限定的空间252。
在工作时，由所述至少一个LED 230发射出的光将穿过透明电路膜220(直接或从反射膜270反弹之后)，穿过透明压敏胶层260(包括透明压敏胶层260占据空间252的部分)，并到达图形上(因为图形也定位成与空间252大致竖向对准(如在图2中观察时))，从而为用户界面200提供了背光，这使得用户容易查看图形。
图3示出一背光用户界面300的一第三实施例。背光用户界面300包括一镜310、一透明电路膜320、至少一个发光二极管(LED)330。一反射膜370、至少一个分隔件340至少一个银质导体350以及一透明压敏胶层360。
镜310优选地由通常是透明的塑料材料形成。镜310具有一顶表面312和一底表面314。顶表面312优选地是弯曲的并且旨在被使用者接触。底表面314优选地是平坦的，并且旨在在其上设置至少一个图形(未示出)，使得通过透过镜310的顶表面312观察该图形时是可见的，该图形可以以任何合适的方式施加到镜310的底表面314，例如喷漆、激光蚀刻、丝网印刷或数字印刷。
透明电路膜320优选地由聚酯(PET)形成。透明电路膜320优选以具有一顶表面323和一底表面325的一单层321设置。透明电路膜320例如通过利用低温焊料附接于该电路的面朝下远离该镜的一接头连接器、通过与一ZIF连接器兼容的一尾部或通过设置在底表面325上的可能带有碳涂层的用于弹簧针的接触垫可电连接于设置有背光用户界面300的装置的另一部分。
反射膜370优选由一白色反射器材料形成。反射膜370优选以具有一顶表面373和一底表面375的单层371设置。
所述至少一个LED 330以一直角发光姿态结合于(优选使用低温焊接材料)透明电路膜320的底表面325，使得所述至少一个LED 330发射大体上平行于透明电路膜320的光。
所述至少一个分隔件340优选地由泡沫形成。所述至少一个分隔件340优选地结合在透明电路膜320的底表面325与反射膜370的顶表面373之间。所述至少一个分隔件340围绕所述至少一个LED 330定位，而且如果超过一个的LED 330设置，这所述至少一个分隔件340定位成将一个LED330与另一个LED 330分隔开。
所述至少一个银质导体350优选地被丝网印刷在透明电路膜320的顶表面323上，以提供至少一个电容式触摸传感器。所述至少一个银质导体350优选是不透明的。所设置的银质导体350的数量典型将与所设置的LED330的数量匹配。每个银质导体350通常形成为一环状构造，从而在该环状构造的中间限定一空间352。在此上下文中，环状意指完全闭合(例如呈O形)或部分闭合(例如呈C形或U形)。每个银质导体350大致定位在其中一个LED 330的上方(如在图3中观察时)，以使所限定的空间352与LED 330大致竖向对准(如在图3中观察时)。
镜310和透明电路膜320优选通过透明压敏胶层360彼此被固定，透明压敏胶层360位于镜310的底表面314与透明电路膜320的顶表面323或所述至少一个银质导体350之间。由此，透明压敏胶层占据由所述至少一个银质导体350所限定的空间352。
在工作时，由所述至少一个LED 330发射出的光将穿过透明电路膜320(直接地或从反射膜370反弹之后)，穿过透明压敏胶层360(包括透明压敏胶层360占据空间352的部分)，并到达图形上(因为图形也定位成与空间352大致竖向对准(如在图3中观察时))，从而为用户界面300提供了背光，这使得用户容易查看图形。
图4示出一背光用户界面400的一第四实施例。除了背光用户界面400还包括作为其一部分的一麦克风480、其中镜110、压敏胶层160和透明电路膜120的顶层122具有供麦克风480穿过它们的一孔482之外，背光用户界面400与背光用户界面100的第一实施例(参见图1)相同。在顶层122的相对所述至少一个银质导体150的相反侧，麦克风480优选地结合于透明电路膜120的顶层122。
图5示出一背光用户界面500的一第五实施例。除了背光用户界面500还包括作为其一部分的一麦克风580、其中镜210、压敏胶层260和透明电路膜220具有供麦克风580穿过它们的一孔582之外，背光用户界面500与背光用户界面200的第二实施例相同(参见图2)。麦克风580优选结合于透明电路膜220的底表面225。
将理解的是，存在有上述示例性实施例的对于本领域技术人员而言是显而易见的许多修改，包括本文独立地公开或主张保护的本文所公开的特征的组合，明确地包括这些特征的另外的组合或这些特征的可替代的其他类型的实施例。而且，在材料和构造上存在许多可能的变形，包括但不限于，作为示例：(a)实施例可设置有可代替一镜的一图形膜；(b)实施例可设置有或未设置有LED；(c)实施例可设置有或未设置有LED驱动电路；(d)实施例可设置有或未设置有麦克风；(e)实施例可设置有或未设置有电容式触摸芯片(cap-touch chip)和固件(firmware)；(f)实施例可设置有一用户界面的背光，所述用户界面具有结合于一低成本电路的LED(与传统的背光用户界面相比，这提供了更低的成本)；(g)实施例可设置有为柔性聚酯的一基板(其提供了低成本、柔性和透明的优点)；(h)实施例可利用LED后面的反射材料来将光引导到用户(这提供更好的照明质量)；(i)实施例可在顶部表面上具有图形覆盖(graphic overlays)以创建背光图标(icons)；(j)实施例可以在一基板材料上具有组合的图形电路和电路(这提供了更低的成本)；(k)实施例可以具有模内成型在镜/边框(bezel)中的图形/电路(这允许使用弯曲的表面和更好的外观)；(l)实施例可具有用于感测用户输入的电容式触摸(capacitive touch)；(m)实施例可具有环形几何形状的电容传感器，从而允许背光穿过环的透明中心(这允许用于按键的背光以及比导光膜更好的质量)；(n)实施例可具有无导体或一透明导体的触摸传感器的透明中心(这提供通过厚的材料的改善的背光和改善的电容感测)；(o)实施例可具有利用低温焊料结合于电路的LED(这提供在SMT期间不存在基板的受损)；(p)实施例可具有包含在聚酯的电路上的基于微处理器的电路(这提供了更低的成本)；(q)实施例可通过丝网印刷施加在基板上的银质电路迹线(这提供了更低的成本)；(r)实施例可具有远离电容传感器一距离的LED以提高电容灵敏度(这允许通过更厚的材料进行触摸感测)；(s)实施例可以具有顶部发光、直角发光或反向发光(reverse-fire)的LED(这为优质照明(quality lighting)提供不同的选择)；(t)实施例可具有设置在由银质导体限定的开口中的透明的导电墨水，使得如果不使用透明导电墨水，则银质导体不需要像所需要的那样围绕该开口。

Claims (14)

1.一种用户界面装置，包括：
一镜，其具有一顶表面和一底表面，其中，所述底表面包括透过所述镜的顶表面可见的至少一个图形；
一透明电路膜，其具有一顶表面和一底表面；
至少一个发光二极管(LED)；
至少一个银质导体，被丝网印刷在所述透明电路膜的顶表面，以提供至少一个电容式触摸传感器；以及
一透明压敏胶层，插入到所述镜的底表面和所述透明电路膜的顶表面之间，以将所述镜的底表面固定于所述透明电路膜的顶表面，
其中，所述透明电路膜为折叠结构，使得所述透明电路膜具有通过一连接端部连接的一顶层和一底层，其中，所述顶层和所述底层彼此间隔开一所需的距离，以允许所述至少一个LED和至少一个分隔件位于所述顶层和所述底层之间，以及
其中，所述至少一个LED以顶部发光的姿态结合于所述透明电路膜的底层，使得所述至少一个LED发出的光朝向并穿过所述透明电路膜的顶层。
2.如权利要求1所述的用户界面装置，其中，所述镜的顶表面是弯曲的并被配置为与用户接触。
3.如权利要求1所述的用户界面装置，其中，所述图形通过喷漆、激光蚀刻、丝网印刷或数字印刷中的至少一种施加于所述镜的底表面。
4.如权利要求1所述的用户界面装置，其中，所述镜的底表面是平坦的。
5.如权利要求1所述的用户界面装置，其中，所述透明电路膜是由聚酯(PET)形成。
6.如权利要求1所述的用户界面装置，其中，所述至少一个分隔件由泡沫形成并结合在所述透明电路膜的顶层和底层之间。
7.如权利要求1所述的用户界面，还包括结合于所述透明电路膜的顶层的一麦克风。
8.如权利要求7所述的用户界面，其中，所述镜、所述压敏胶层和所述透明电路膜的顶层具有供所述麦克风穿过它们的一孔。
9.如权利要求1所述的用户界面装置，还包括横穿在所述透明电路膜的底表面的一反射膜。
10.如权利要求9所述的用户界面，所述反射膜结合于所述透明电路膜的底表面，其中，所述反射膜配置为提供至少一个压花区域，所述压花区域限定在所述反射膜与所述透明电路膜的底表面之间的一凹穴。
11.如权利要求9所述的用户界面装置，其中，所述至少一个LED以一直角发光姿态结合于所述透明电路膜的底表面。
12.如权利要求9所述的用户界面装置，还包括结合在所述透明电路膜的底表面和所述反射膜的顶表面之间的至少一个分隔件，其中，所述至少一个分隔件围绕所述至少一个LED定位。
13.如权利要求9所述的用户界面，还包括结合于所述透明电路膜的底表面的一麦克风。
14.如权利要求13所述的用户界面，其中，所述镜、所述压敏胶层和所述透明电路膜具有供所述麦克风穿过它们的孔。
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