CN112335008A - 具有照明环的按钮 - Google Patents

Abstract

用于创建光环和死面效果的硬件产品。该产品可以包括具有开口的壳体。该硬件产品还可以包括被定位在开口内并被构造为由用户按压的按钮。该按钮使用两部分的模制处理来构建，并包括第一注入物和第二注入物。第一注入物被构造为使光分散在开口的周边形状周围。第二注入物由光学不透明或半不透明的材料构建。电耦合到电路板的单个发光组件提供光以创建光环。

Description

具有照明环的按钮

背景技术

硬件产品经常采用照明来实现用户界面、工业设计和营销目标。照明可以使用颜色或通过改变强度来向用户传达消息或状态指示。还可以基于照明方案将产品彼此区分开。

硬件产品上的按钮可以采用围绕按钮周边的光的“环”形式的照明。可以使用定位成近似于环的形状的多个发光二极管(LED)来实现光环。光环还可以使用专用的光学组件，例如光扩散器、光导管和/或光导，以将光定向并引导到所期望的光图案。因为用于实现光环效果的光学组件占用了按钮周围的有限空间，所以额外的复杂度和成本被施加以确保这些组件不会干扰按钮的功能。

“死面(dead front)”是一种设计美学，其中设备的照明元件处于关断状态时至少部分被遮盖。为光环提供死面效果通常涉及额外的处理和/或反光部件以及涂层；所有这些都会增加最终产品的成本。

发明内容

根据公开的主题的实施例，一种硬件产品可以包括具有由周边形状限定的开口的壳体。壳体可以根本上由光学不透明或半不透明的材料组成。硬件产品还可以包括按钮，该按钮被构造为沿着按压轴被按压并被定位于开口内。按钮可以与壳体内的开口的周边隔开了第一间隙和第二间隙并且在该壳体内的开口内居中，该第二间隙与第一间隙紧邻。第一间隙可在其与第二间隙相接处逐渐减小到最小尺寸。第二间隙可在其与第一间隙相接处逐渐减小到最小尺寸。第二间隙的最大尺寸可以比第一间隙的最大尺寸小。第一间隙的最大尺寸可以在0.15-0.25mm、0.20-0.24mm的范围内、大约0.22毫米等。第二间隙的最大尺寸可以是0.10-0.20mm、0.14-0.16mm、大约0.15毫米等。第二间隙可以被布置成平行于按钮的按压轴线而与第一间隙相邻。

该硬件产品可以包括被定位为与第二间隙相邻的内部腔。印刷电路板、硅酮网和发光组件全部可以被定位于内部腔内。

按钮可以包括由第一光扩散级聚碳酸酯材料构建的第一注入材料，该第一注入材料被构造为均匀地分散光并且与开口的周边隔开了第一间隙和第二间隙。第一注入材料可被定位或确定大小为使得其从壳体向外突出。该按钮还可包括由第二聚碳酸酯或丙烯腈丁二烯苯乙烯材料构建的第二注入物。第二注入物材料可以是光学不透明的或半不透明的。按钮可以具有径向对称的模制浇注。

该硬件产品还可以仅包括电耦合到印刷电路板的单个发光组件。该硬件产品还可包括被定位在圆的直径之内的多个发光组件，该圆的直径小于或等于按钮的面向外部的表面的直径的75-85％、80％等。

该硬件产品还可以包括弹性硅酮网，该弹性硅酮网被构造为在按钮的按压时引起电路的闭合并且在被按压之后将按钮返回到其原始位置。弹性硅酮网可具有与发光组件中心对准的开口，并且可被构造为允许来自发光组件的光通过第二注入物。

该硬件产品还可以包括由光学不透明或半不透明的材料构建的护罩，并且可以被构造为围绕按钮的至少部分。

该硬件产品还可以包括第一注入模制浇口，该第一注入模制浇口被布置在下面并且被第二注入物遮盖以不被观看。该硬件产品还可以包括第二注入模制浇口，该第二注入模制浇口被布置在按钮的下侧上并且在该按钮的下侧上居中。

通过考虑以下详细描述、附图和权利要求，可以阐述所公开主题的附加特征、优点和实施例，或其可能显而易见。此外，应当理解，以上概述和以下详细描述都是说明性的，并且旨在提供进一步的解释而不限制权利要求的范围。

附图说明

被包括以提供对所公开的主题的进一步理解的附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图还示出了所公开的主题的实施例，并且与具体实施方式一起用于解释所公开的主题的实施例的原理。没有试图比基本理解所公开的主题和实践该主题的各种方式所必需的更详细地示出结构细节。

图1示出了根据所公开的主题的实施例的硬件产品。

图2示出了根据所公开的主题的实施例的硬件产品的示例剖视图。

图3A示出了根据所公开主题的实施例的硬件产品的示例截面。

图3B示出了根据所公开主题的实施例的硬件产品的示例截面。

图4A示出了根据所公开的主题的实施例的多注入组件的示例截面。

图4B示出了根据所公开的主题的实施例的多注入组件的示例截面。

图5A示出了非均匀光环效果的示例照明图像。

图5B示出了根据所公开主题的实施例的均匀光环效果的示例照明图像。

具体实施方式

在硬件产品上创建光环效果可能很复杂且实现起来成本很高。可以通过在有限的空间内提供若干诸如光管、光导和扩散器的专用的光学组件来实现光环效果。当光环关断时，隐藏这些专用的光学组件以实现死面效果可能会导致处理、部件和涂层方面的额外费用。使问题复杂化的是，在设计围绕按钮或操纵杆的光环时，必须小心以避免负面影响这些组件的移动。

本主题公开了实现光环效果和死面效果的结构和技术。当在一个示例中与按钮一起使用时，按钮本身可以与围绕按钮的一个或多个间隙一起用作光扩散器，以实现光环效果，而无需多个LED、专用光学部件或附加过程。所公开的主题可以与诸如游戏控制器、游戏机、遥控器、机顶盒、恒温器控制面板、安全系统控制面板、调光器/开关、音频系统控制面板等的各种手持式、壁挂式和独立式电子设备一起使用。所公开的主题可以从各种角度和距离提供视觉吸引力和实用性，尤其是在其中可以更容易观察到光环效果的黑暗和半黑暗的环境中。

尽管随后的讨论和相关联附图将在围绕圆形按钮的死面光环效果的背景下描述示例实施例，但是应当理解，这些概念可以应用于任何形状的非移动、可移动和移动组件，例如，诸如按钮、方向板、操纵杆、轨迹球、滚轮、开关、滑块、标签、面板、轨迹板和凸起。

如本文所用的术语“光学不透明”是指将阻挡所有或基本上所有可见光的任何材料，使得透射的光，如果有的话，是人眼不可见的。塑料材料的光学不透明度可以是材料厚度和用于制造塑料材料的着色剂的量的函数。

如本文所用的术语“光学半不透明”是指将阻挡所有可见光的至少50％的材料。可以被制作为不透明的任何塑料材料也可以通过减小材料的厚度或通过减少制造塑料材料中使用的着色剂的量而被制作为半不透明的。

图1示出了在“接通”状态100和“关断”状态110两者中围绕按钮105的死面光环效果的示例。在接通状态100中，光环效果可以围绕按钮105，而在处于关断状态110时，可以消除光环并且仅围绕按钮105的间隙115可是可见的。从图1中应当理解，当处于“关断”状态110时，LED、透镜或其他光学组件都不可见，从而达到期望的死面效果。

图2示出了硬件产品200的示例剖面透视图，其示出了位于壳体205的开口230内的按钮105、第一注射模制注入物106，光学不透明护罩305以及印刷电路板(PCB)310，该PCB310电连接至单个发光组件210以提供电力。开口230优选地可以由基本上遵循按钮105的占用面积的周边形状限定，如图2所示。

图3A示出了硬件产品200的示例截面图。如图2所示，按钮105可以位于壳体205的开口230内。内部腔315可以存在于硬件产品200内，PCB 310和单个发光组件210可以位于该硬件产品200中。弹性硅酮网215也可以位于内部腔体315内，以提供类似弹簧的阻力，以在被用户轴向按压之后将按钮105返回到其原始位置。发光组件210可以是单个LED、单个白炽灯泡或多个LED，该多个LED一起操作并被局限在具有小于或等于限制按钮105的外部表面的边界的圆的直径的75％-85％，更优选地约80％的直径的空间内。例如，对于直径约10mm或以其他方式可以由10mm直径的圆限定边界的按钮105，可以在直径不超过约8mm或者约50mm²的面积并完全被布置在按钮下方的空间内容纳一个或多个LED。在一些情况下，发光组件210可以被布置在较小的区域内，诸如完全在按钮下方的区域，并且具有相对于按钮的直径的75％、70％、60％、50％或更小的直径。发光组件210可大致沿着按钮105的中心线轴线位于按钮105下面，并且以开口230的方向大致沿着按钮105的中心线轴线投射光。按钮105的中心线轴线可以大致平行于按钮105可被轴向按压的方向并且大致垂直于其面向外部的表面。

可以使用多注入的注射模制过程来制造按钮105。第一注入材料106可以由光扩散材料构成，该材料对于从发光组件210轴向投射的光显现出适当量的光扩散和透射率。例如，第一注入材料106可以是光扩散级聚碳酸酯或类似物。第二注入材料107可以为按钮105提供装饰表面，该装饰表面通常对于用户是可观看的，并且在使用手指或拇指作用在其上以轴向按压按钮105。第二注入材料107可包括例如凸起的图标，如图1和图2所示，其表示通过按压按钮105激活的功能。应当理解，术语“第一注入材料”和“第二注入材料”并不暗示按钮105可以如何模制的任何特定顺序。例如，第一注入材料106可以是所注射的第二材料，而第二注入材料107可以是所注射的第一注入物。通常，多注入注射模制过程中使用的材料可以以从具有最高熔点的材料到具有最低熔点的材料的顺序依次注射。第二注入材料107可以是光学不透明的，并且可与第一注入材料106一起模制，诸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)塑料、聚碳酸酯和ABS塑料的组合或类似物。另外，可将着色剂添加到第二注入材料107以增加其不透明度。以这种方式，来自发光组件210的光可以仅从按钮105的周边投射，以创建期望的均匀环效果。可替代地，第二注入材料107可以包括与在其中期望照亮按钮105的装饰表面的第一注入材料106相同的光扩散材料。

图4A和图4B示出了按钮105的相应正面和侧面剖视图。如图4A和图4B所示，按钮105的模制浇注可以优选是径向对称的，以创建均匀的光环效果并防止在第一106注入物和第二107注入物之间溢出。非径向对称的光扩散组件与产生非均匀的光环效果相关联。例如，在已经使用被定位于按钮侧面的非径向对称的隧道滑动浇口制造了二注入光扩散按钮设计的情况下，已显示出所得的光环显现出对应于浇口的位置的可测量的暗区域。图5A示出了非均匀的光环效应的亮度图像500，其中当与光环的其余部分相比较时，区域510是暗的。图5A所示的光环效果可以是使用非径向对称模制浇注的结果。为了克服这个问题，可以通过中心地位于按钮105的下侧上的模制浇口来注射第二注入材料107，从而保持模制浇注的径向对称。可以通过模制浇口235来注射第一注入材料106，模制浇口235可以位于第二注入材料107的下面并被第二注入材料107完全遮盖。以这种方式，当发光组件210被供电并发光时，模制浇口都不可不利地影响光环的均匀性。另外，从产品200的外部，用于第一注入材料106的模制浇口235或用于第二注入材料107的模制浇口都不可见。图5B示出了根据所公开主题的实施例的均匀光环效果的亮度图像520。值得注意的是，图5B中所示的光环效果看起来均匀，没有任何可见的间隙或暗区域。

按钮105的功能可以由具有导电碳丸等的弹性硅酮网215提供，以在轴向地朝PCB310按压按钮105时引起电路闭合。要闭合的电路可以是位于PCB 310上的瞬时型开关。硅酮网215可以位于按钮105的第一注入材料106和发光组件210之间。硅酮网215可以由光学不透明的材料构建并且包括在发光组件210正上方的开口，以允许光通过到按钮105的第一注入材料106中。可以以多种方式构建硅酮网215，以构造按钮105在被按压时的触觉响应。例如，通过改变网结构的密度，可以调节按钮的阻力。类似地，硅酮网215的设计可以影响按钮105按压是平滑并逐渐地还是急剧并迅速地发生。

参考图3B，如先前所讨论的，发光组件210可以将光通过硅酮网215中的开口投射到光扩散的第一注入材料106中。为了向产品200的外部提供充分暴露以及为了确保光环可以从各种角度被看到，第一注入材料106可以被优选地确定大小或定位为使得其从壳体205的外部表面突出。可替代地，或者另外，壳体205的拔模角和第一注入材料106可以被调整以允许期望的光量到达产品200的外部。在示例中，拔模角的范围可以从0到20度，并且可以基于位于环形间隙220内的分型线的位置来配置并且在随后的讨论中进一步被描述。由于第二注入材料107可以由光学不透明的材料制作，因此很少或没有光可以透射通过该第二注入材料107。因此，光可以经由围绕按钮105的环形间隙220对用户可见。环形间隙220可以被称为“装饰间隙”，因为其宽度影响光环效果的装饰外观。应当理解的是，在利用其来实现环效果的组件不是环形的情况下，周围的开口可以不是环形的，而是可以大致遵循按钮、操纵杆、轨迹球或其他组件的占用面积或周边形状。

可以控制整个产品200内部的漏光，以避免照亮产品200配件的不期望部分，诸如壳体接缝、紧固件孔以及出现其他移动组件的地方。这可以通过包括可内部地包围按钮105的光学不透明的护罩305、通过使用光学不透明的材料以及通过确定周围组件的厚度大小以使光不能穿过来实现。例如，装饰间隙220的深度，或者换句话说，围绕按钮105的区域中的壳体205的厚度，可以被确定大小，使得穿过第一注入材料106的光不能通过壳体205泄漏。通过壳体205和/或第二注入材料107的光泄露可降低光环效果的对比，从而减少光环效果。壳体205可以由光学不透明的材料构建，以减少光泄漏的可能性。

按钮105可以在开口230内并且特别是在装饰间隙220内居中以实现均匀的光环效果。在按钮105不居中的情况下，按钮105与壳体205之间的距离可能不均匀，减小了装饰间隙220较小处的光环的厚度并增加了装饰间隙220较大处的光环的厚度。

在要被照亮的组件是诸如按钮105的移动组件的实施例中，除了装饰间隙220之外，还可以实现“功能间隙”225。在要照亮的组件是固定的情况下，可以不包括功能间隙225。功能间隙225可以位于与装饰间隙220和内部腔室315直接相邻并位于装饰间隙220和内部腔室315之间。功能间隙225可以允许按钮105和壳体205之间的受限制的移动。应当理解，功能间隙225的大小可以影响按钮105可以被用户横向移位的程度。在极端情况下，用户可以移位按钮105，使得功能间隙225在按钮105的一侧上减小为零，并且功能间隙225在按钮105的相对一侧上加倍。因为横向移位按钮105可能以其他方式降低光环效果的均匀性，所以，装饰间隙220优选地在壳体205的表面上比在功能间隙225与装饰间隙220相接处更大。以这种方式，即使用户横向移位按钮105来消除功能间隙225，装饰间隙220仍可以保留，从而允许从发光组件210投射的光到达壳体205并保持光环效果。

如图3B所示，装饰间隙220可以在壳体205的外部表面处具有较大的尺寸，并且在其与功能间隙225相接处逐渐减小到其最小尺寸。类似地，功能间隙225可以在其与内部腔体315相接处具有较大的尺寸，并且在其与上面的装饰间隙200相接处逐渐减小到其最小尺寸。当整体上观看时，装饰间隙220和功能间隙225两者可以在它们相接处均显现出它们相应的最小尺寸，从而形成分型线并创建基本上沙漏形的间隙。功能间隙225的最大尺寸可以比装饰间隙220的最大尺寸小。装饰间隙220可以在0.10至0.20毫米之间，而功能间隙225可以在0.10-0.30mm，更优选地0.15-0.25mm的范围内，或更优选在0.17和0.27毫米之间。在一个示例中，功能间隙可以是大约0.15毫米，并且装饰间隙可以是大约0.22毫米。通过以这种方式设计装饰间隙220和功能间隙225，由于在按钮105和壳体205之间的接触点可以最小，所以可以减小在按压期间由朝壳体205横向移位按钮105而引起的任何摩擦。

与传统的光环设计相比，本文公开的实施例可以减少产生具有死面效果的光环效果的组件的数量和相关联的成本。本文公开的实施例可以适用于任何形状的非移动、可移动和移动组件，例如，诸如按钮、方向板、操纵杆、轨迹球、滚轮、开关，滑块、标签、面板、轨迹板和凸起。由于不存在随时间而失效或降解的油漆或涂料，因此本文公开的实施例在产品安全性和可靠性的背景下可能是有用的。所公开的主题可以是在大小上可缩放的，空间高效的，并且可以被用于比先前可能的更多种类的产品中以产生具有死面的光环效果。

尽管本文提供的示例和描述使用了可以与诸如材料的“注入”的特定制造技术相关联的术语，但是将理解，可以使用多种制造技术来制造本文公开的设备，而不背离所公开主题的范围或内容。例如，本文公开的设备可以使用诸如单注射注入模制、多注入注射模制、气体辅助模制、共注射技术、反应注射模制、旋转模制、热模制、压缩模制或能够实现本文公开的物理组件的任何其他合适的技术。

为了说明的目的，已经参考特定实施例描述了前述描述。然而，以上说明性讨论并非旨在穷举或将所公开主题的实施例限制为所公开的精确形式。鉴于以上教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述实施例是为了解释所公开的主题的实施例的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够利用那些实施例以及具有可能适合预期特定用途的各种修改的各种实施例。

Claims (23)

1.一种硬件产品，包括：

壳体，所述壳体具有由周边形状限定的开口；

按钮，所述按钮被构造为沿着按压轴线被按压并且被定位于所述开口内，所述按钮与所述壳体内的所述开口的周边隔开了第一间隙和第二间隙，所述第二间隙与所述第一间隙紧邻，所述第一间隙在所述第一间隙与所述第二间隙相接处逐渐减小到最小尺寸，所述按钮包括：

包括第一材料的第一注入材料，所述第一注入材料被构造为分散光并且与所述开口的周边隔开了所述第一间隙和所述第二间隙；以及

包括第二材料的第二注入材料；

印刷电路板；以及

发光组件，所述发光组件被电耦合到所述印刷电路板。

2.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述按钮进一步包括径向对称的模制浇注。

3.根据权利要求1所述的硬件产品，进一步包括：

弹性硅酮网，所述弹性硅酮网被构造为在所述按钮的按压时使电路闭合并且在被按压之后使所述按钮返回所述按钮的原始位置，所述弹性硅酮网具有与所述发光组件中心地对准的开口并且被构造为允许来自所述发光组件的光通过到所述第二注入物。

4.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述第一注入材料被定位或确定大小为使得所述第一注入材料从所述壳体向外突出。

5.根据权利要求1所述的硬件产品，进一步包括：

护罩，所述护罩由光学不透明或半不透明的材料构建并且被构造为围绕所述按钮的至少部分。

6.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述第二间隙在所述第二间隙与所述第一间隙相接处逐渐减小到最小尺寸。

7.根据权利要求1所述的硬件产品，进一步包括内部腔，所述内部腔被定位为与所述第二间隙相邻，其中，所述印刷电路板、硅酮网和发光组件被定位在所述内部腔内。

8.根据权利要求1所述的硬件产品，进一步包括第一注入模制浇口，所述第一注入模制浇口被布置在所述第二注入材料下面并且被所述第二注入材料遮盖以不被观看。

9.根据权利要求1所述的硬件产品，进一步包括第二注入模制浇口，所述第二注入模制浇口被布置在所述按钮的下侧上并且在所述按钮的下侧上居中。

10.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述第一材料是光扩散级聚碳酸酯。

11.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述第二材料是以下中的至少一个：聚碳酸酯和丙烯腈丁二烯苯乙烯。

12.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述第二间隙的最大尺寸比所述第一间隙的最大尺寸小。

13.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述壳体实质上由光学不透明或半不透明的材料组成。

14.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述按钮基本上在所述壳体的所述开口内居中。

15.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述第二间隙被布置成平行于所述按钮的按压轴线而与所述第一间隙相邻。

16.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述第一注入物被构造为均匀地分散光。

17.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述第二材料是光学不透明的。

18.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述第二材料是光学半不透明的。

19.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述第二材料是光学半不透明的并且阻挡所有可见光的95％。

20.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述第一间隙的最大尺寸处于0.20-0.24毫米的范围内。

21.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述第二间隙的最大尺寸处于0.14-0.16毫米的范围内。

22.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述发光组件仅包括单个发光组件。

23.根据权利要求1所述的硬件产品，其中，所述发光组件包括多个发光组件，所述多个发光组件被定位在圆的直径内，所述圆的直径小于或等于所述按钮的面向外部的表面的直径的80％。

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