JP2015069644A - 厚みを薄くしたキーキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】電子コンピューティング装置の入力装置としてのキー又はキーボードに使用するための照明型ガラスキーキャップを提供する。
【解決手段】照明型ガラスキーキャップは、バックグランド層に開けたグリフウインドウを通して光を拡散するグリフ拡散層を有する。バックグランド層は、不透明であり、グリフウインドウは、透明である。電気スイッチ回路の上に配置されたハサミメカニズムにキーキャップが付着される。ハサミメカニズム内、その下又はその付近に含まれているのは、キーキャップを通り、キーキャップの周囲をめぐり、及び／又はバックグランド層を通して光を放射するように配置された１つ以上の光源である。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般的に、コンピューティング装置又は他の同様の情報処理装置の入力装置に関するもので、より詳細には、薄型キーボードに関する。

電子装置の心地よい外観と、機能の進歩、耐久性の改善、厚み及び重量の減少といった市場の需要を一対にすることはしばしば困難である。審美的に心地よいある材料は、装置ハウジングに含ませるに充分な耐久性がなく、又、審美的に心地よい他の材料は、電子装置の機能進歩を妨げることがある。更に、ボタン及びキーのようなある入力コンポーネントについては、ユーザは、装置の寿命にわたって、数百万回ではなくても、数十万回は、選択された材料に物理的に係合し得る。

視覚的に心地よい多数の解決策は、そのような意図された機能に対し耐久性に欠ける。これは、電子装置及び／又は関連入力装置が、小さく、薄く、さもなければ、寸法減少で作られたときに、特に言えることである。例えば、キーキャップの寸法減少の場合には、キーキャップは、構造上あまり頑健でなく、従って、その使用サイクル中に、同じ材料で作られた厚みのあるキーキャップより早期に破壊又は欠陥を招き得る。

従って、入力装置の耐久性のある且つ審美的に快適な外面が要望される。

本発明は、電子コンピューティング装置の入力装置としてのキー又はキーボードに使用するための照明型ガラスキーキャップを形成及び製造する技術を提供する。ある実施形態においては、入力装置は、複数のキーを含み、それら複数のキーの各キーは、頂面を有する透明ガラスキーキャップ、グリフウインドウを含むバックグランド層、グリフ拡散層、電気スイッチ回路をアクチベートするように構成された圧縮可能なハサミメカニズム、並びにオン状態及びオフ状態をもつ光源を備えている。光源は、透明なガラスキーキャップを通して光を伝送するように配向にされる。ある実施形態では、透明ガラスキーキャップは、ガラスより成る。あるケースでは、ガラスは、サファイアガラス又は他の耐スクラッチ性ガラス材料のような弾力性ガラスである。ガラスキーキャップの周囲は、傾斜されるか、さもなければ、研磨される。

ある実施形態は、グリフウインドウを通る光を拡散するグリフ拡散層をもつ照明型入力装置に関し、又はその形態をとる。これらの実施形態では、バックグランド層は、不透明であり、そしてグリフウインドウは、透明である。他の実施形態では、バックグランド層は、半透明であり、そしてグリフウインドウは、透明である。更に別の実施形態では、光源は、発光ダイオード、発光ポリマー、或いは透明なガラスキャップを通して光を指向する配向にされた光パイプ又は他の可視光導波器である。

ここに述べる他の実施形態は、少なくともオン状態及びオフ状態を含む光源を有する照明型入力装置に関し、又はその形態をとる。あるケースでは、オン状態は、光源がキーキャップ周囲の付近又はその隣接部に可視光線を放射するキーキャップ周囲照明モードを含む。更に別の実施形態では、オン状態は、光源がバックグランド層を通して光を伝送するバックグランド照明モードを含む。このケースでは、バックグランド層は、伝送光を、それが透明なガラスキーキャップの頂面に出る前に、拡散させる。更に別の実施形態では、オン状態は、光源がグリフ拡散層を通して及び更にグリフウインドウを通して光を伝送するグリフ照明モードを含む。

他の実施形態では、グリフ拡散層は、グリフ拡散層の少なくとも一部分がバックグランド層と同一平面になるようにグリフウインドウ内に部分的に配置される。そのような実施形態又はそれと同様の実施形態では、グリフウインドウは、バックグランド層からエッチングされる。

ここに述べる他の実施形態は、キーボードを照明するための光透過キーキャップを製造する方法において、透明なガラスキーキャップを選択し、透明なガラスキーキャップの底面にバックグランドインク層を堆積し、バックグランドインク層に記号アパーチャーをエッチングし、バックグランドインク層において少なくとも記号アパーチャーの上に半透明のグリフ拡散層を堆積し、そして垂直軸に沿って透明なガラスキーキャップを、電気スイッチ回路の上に配置された圧縮可能なハサミ機構と整列させる、という段階を含む方法に関し、又はその形態をとる。又、この方法は、透明なガラスキーキャップの周縁を傾斜させることも含む。

更に別の実施形態は、発光素子を透明なガラスキーキャップの下に配置して、発光素子から放射された光が半透明のグリフ拡散層及び記号アパーチャーを透過するようにすることも含む。あるケースでは、記号アパーチャーは、レーザエッチングプロセスにおいてエッチングされ、又は他の実施形態では、記号アパーチャーは、化学プロセスでエッチングすることにより形成される。

ここに述べる他の実施形態は、キーキャップを各々有する複数のキーを伴うキーボードに関し、又はその形態をとる。各キーキャップは、キーキャップの頂面の周囲に沿って少なくとも４つの傾斜縁を有するガラス頂部層、そのガラス頂部層の底面に沿って配置されたインク層、そのインク層内にあるグリフウインドウ、及びそのグリフウインドウ内の拡散充填部を備えている。又、キーボードは、キーの下に配置された発光ダイオードの層のような発光層も備えている。又、キーボードは、個々のキーに各々関連した多数の電気スイッチを有する電気スイッチ層も備えている。

添付図面に示された代表的な実施形態を以下に説明する。以下の説明は、実施形態を、１つの好ましい実施形態に制限するものではないことを理解されたい。逆に、特許請求の範囲に既定された本発明の精神及び範囲内で代替物、変更、及び等効物も網羅するものとする。

電子装置に使用するための規範的なキーボードの規範的な実施形態を示す斜視図である。 図１の２−２線に沿った、図１の規範的なキーボードのキーキャップ及び支持構造体の部分分解側面断面図である。 図１の実施形態の一部分として記号を示すキーキャップの上面図である。 図３Ａの実施形態の、３Ｂ−３Ｂ線に沿った側面図である。 図３Ａの実施形態の、３Ｃ−３Ｃ線に沿った側面図である。 図３Ａの実施形態の、３Ｄ−３Ｄ線に沿った側面図である。 図３Ａの実施形態の、３Ｅ−３Ｅ線に沿った側面図である。 バックグランド層を施した後のキーキャップの規範的断面を示す一実施形態の逆側面図である。 バックグランド層をエッチングしてグリフウインドウの部分を露出させた後のキーキャップの規範的断面を示す、図４Ａの実施形態の逆側面図である。 バックグランド層及びグリフウインドウの露出部分にグリフ拡散層を付着した後のキーキャップの規範的断面を示す、図４Ｂの実施形態の逆側面図である。 グリフウインドウのエリアを占有するようにグリフ拡散層を引き出した後のキーキャップの規範的断面を示す、図４Ｃの実施形態の逆側面図である。 キーキャップ及びバックグランド層の平面と平行な滑らかな平面に仕上げられたグリフ拡散層を伴うキーキャップの規範的断面を示す、図４Ｄの実施形態の逆側面図である。 バックグランド層の表面と同一平面の滑らかな平面に仕上げられたグリフ拡散層を伴うキーキャップの規範的断面を示す、図４Ｄの実施形態の逆側面図である。 周囲部分、グリフ部分及びバックグランド部分の照明をオフ状態で示すキーキャップの上面図である。 周囲部分及びバックグランド部分の照明がオフ状態であり且つグリフ部分の照明がオン状態であることを示すキーキャップの上面図である。 バックグランド部分の照明がオフ状態であり且つ周囲部分及びグリフ部分の照明がオン状態であることを示すキーキャップの上面図である。 周囲部分、グリフ部分及びバックグランド部分の照明がオン状態であることを示すキーキャップの上面図である。 グリフ部分の照明がオフ状態であり且つ周囲部分及びバックグランド部分の照明がオン状態であることを示すキーキャップの上面図である。 グリフ部分及び周囲部分の照明がオフ状態であり且つバックグランド部分がオン状態であることを示すキーキャップの上面図である。 照明型入力装置を製造する規範的な方法の動作を示すフローチャートである。

異なる図面に同じ参照番号を使用して、同様の、対応する又は同じ品目を示す。

ここに述べる実施形態は、低背型、耐久性外面を伴う光透過性且つ電力効率の良い入力装置に関し、又はその形態をとる。特に、ある実施形態は、ガラスキーキャップを有する完全又は部分的照明型キーボード又はキーパッド或いは個々のキーの形態をとる。そのような入力装置は、一体型又は周辺装置としてラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、又はデスクトップコンピュータのようなパーソナルコンピューティング装置に関連して使用される。他の幾つかの実施形態は、テレビジョン、ポータブルメディアプレーヤ、セルラー電話、タブレットコンピュータ、等の他の電子装置に使用するためのガラス外面を伴う完全又は部分的照明型ボタンの形態をとる。

１つの実施形態は、キーボードに関連したバック照明型キーである。この実施形態は、ガラスキーキャップを含む。ガラスキーキャップは、傾斜又は研磨された縁を上面に沿って有する。ガラスキーキャップの真下に配置されているのは、インク又は他の顔料で形成されたバックグランド層であり、これは、半透明又は不透明である。ある実施形態では、バックグランド層は、印刷プロセス、スクリーニングプロセス、浸漬プロセス、又は他の適当なプロセスにおいて、ガラスキーキャップに施される。

バックグランド層にエッチングされるのは、グリフ、記号、ウインドウ又はアパーチャー（集合的に「グリフウインドウ」という）である。グリフウインドウは、任意の言語の数字、記号又は文字、或いは使用する入力装置に適切に適合された情報保持記号の形態をとる。例えば、グリフウインドウは、一実施形態では、英語の文字又は記号（１つ又は複数）の形態をとる。別の実施形態では、グリフウインドウは、簡単化された中国文字（１つ又は複数）の形態をとる。グリフウインドウは、例えば、レーザ罫書きプロセスによりバックグランド層を通してエッチングされる。他の実施形態では、グリフウインドウは、マスク及び浸漬化学エッチングプロセスを経てエッチングされる。更に別の実施形態では、グリフウインドウは、全くエッチングされず、バックグランド層を選択的に施すことにより設けられる。例えば、バックグランド層は、グリフウインドウに指定された以外の全てのエリアにおいてガラスキーキャップの頂面又は底面のような表面に印刷される。更に別の実施形態では、グリフウインドウは、ガラスキーキャップにバックグランド層を施す前にバックグランド層内に形成される。

バックグランド層の下にグリフ拡散層が配置される。グリフ拡散層は、ガラスビード又は別の拡散ドーパントがドープされた半透明の材料で形成される。例えば、ある実施形態では、グリフ拡散層を光が透過したときに白色を与えるために酸化チタンが使用される。更に別の実施形態では、スクリーニング、印刷、浸漬又は他の適当なプロセスにおいて、グリフウインドウと共に、及び／又はグリフウインドウ内で、バックグランド層の上に、グリフ拡散層が配置される。バックグランド層にグリフ拡散層を施している間に、グリフ拡散層を施すことで捕らえられた望ましからぬエアポケットがグリフウインドウ内に形成される。この望ましからぬエアポケットを除去するために、キーキャップ（バックグランド層及びグリフ拡散層が形成された）を真空チャンバーに入れて、ポケットと真空との間の差圧力でグリフ拡散層がエアポケットを除去するようにさせる。別の実施形態では、バックグランド層及びグリフ拡散層をもつキーキャップを圧力釜又は他の高圧チャンバー内に入れて、圧力差でエアポケットを除去するように促進させる。

グリフ拡散層は、その後のプロセスにおいて平面へと平滑化又は研磨され、グリフ拡散層の底面がガラスキーキャップの頂面に実質的に平行になるようにされる。平滑化されると、キーキャップは、キーのハサミメカニズム及び他の要素に取り付けられ、キーをアッセンブルする。ある実施形態では、グリフ拡散層は、層の底面がバックグランド層の底面と同一平面になるように研磨される。他の実施形態では、グリフ拡散層は、層の底面がバックグランド層の底面と平行であるが、指定の深さで分離されるように、研磨される。

ハサミメカニズム内、その下又はその付近に含まれるのは、キーキャップを通して光を放射するように配置された１つ以上の光源である。ある実施形態では、光源は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、又は他の適当な光源のような光源を含むか又はそれに結合される。第１の実施形態では、光源は、グリフ拡散層及びグリフウインドウを通して光を透過するように配置される。そのような実施形態では、バックグランド層は、光源により放射された光を透過しない。このように、上からキーキャップを見ると、グリフが照明される。

更に別の実施形態では、光源は、キーキャップの周囲付近で光を透過するように配置される。このように、上からキーキャップを見たときに、キーの周囲（又はキーの周囲をめぐるエリア）が照明される。換言すれば、キーキャップは、その周囲を光輪が取り巻くように見える。

更に別の実施形態では、光源は、バックグランド層に光を透過させるように配置される。そのような実施形態では、必ずしも光がグリフウインドウを通過しなくてもよい。このように、上からキーキャップを見ると、グリフのバックグランドが照明されているように見えるが、グリフ自体は暗いままである。

図１は、電子装置（図示せず）に使用するための照明型キーボード１００の規範的実施形態を示す斜視図である。この照明型キーボード１００は、コンピューティングシステムの周辺コンポーネントであり、或いは他の実施形態では、コンピューティングシステムの一体的部分である。更に別の実施形態では、照明型キーボード１００は、多数のキー又は少数のキーを有してもよい。キーは、種々の順序又は構成で配列される。又、照明型キーボード１００は、１つ以上のキー１１０と、キーボードの内部コンポーネントを完全に又は部分的に包囲するハウジング１２０とを有する。１つ以上のキー１１０の各々は、それに関連したグリフウインドウ１３０を有する（例えば、キーキャップ上に見える）。図示されたように、１つ以上のキー１１０は、異なるサイズのものであり、及び／又は照明型キーボード１００の頂面に沿って異なる位置に配置される。

図２は、図１の２−２線に沿った照明型キーボード１００の実施形態のキー２００を示す拡大分解側面断面図である。キー２００は、照明型キーボード１００のハウジング２２０内に少なくとも部分的に配置される。ハウジング２２０を貫通してキーアパーチャー２２５が画成される。キーアパーチャー２２５は、キー２００とハウジング２２０との間に周囲ギャップ２３０が存在するサイズとされる。周囲ギャップ２３０は、キー２００のサイズに基づいて選択的にサイズが決められる。ある実施形態では、キーアパーチャー２２５は、存在しなくてもよい。むしろ、各キーの周囲ギャップ２３０がその隣接キーにより画成されるように、１つ以上のキー１１０（図２は示さず）が互いに実質的に配列されてもよい。

ここで使用する「水平」という語は、特に指示のない限り、照明型キーボード１００のハウジング２２０の上面に平行な平面として定義される。ここで使用する「垂直」という語は、特に指示のない限り、水平面に対して垂直な方向として定義される。ここで使用する方向に関する同様の用語（例えば、「上」又は「下」或いは「頂部」又は「底部」）は、図１に示すキーボードの向きに関して定義される。

キー２００は、キーキャップ２４０を有する。ある実施形態では、キーキャップ２４０は、（化学的に処理される）シリカガラス、サファイア、又は他の同様の実質的に透明な耐スクラッチ性材料で構成される。キーキャップ２４０は、実質的にフラットな頂面を有する。ある実施形態では、キーキャップ２４０は、ユーザが押したときにキーの感触を向上させるために若干凹面形状を有する。キーキャップ２４０の頂面は、１つ以上の傾斜縁２４２を有する。傾斜縁２４２は、図示されたように４５°の角度であるか、又はある実施形態では、傾斜縁２４２は、キーキャップ２４０の上壁及び側壁によりその周囲に沿って形成される角度を減少又は増加する別の形状を取るように加工されてもよい。

キーキャップ２４０の下面には、実質的に不透明のバックグランド層２５０が形成される。このバックグランド層２５０は、これを貫通して延びるグリフウインドウ２６０を画成する。断面で示されているが、グリフウインドウ２６０は、上から見ると、照明型キーボード１００（図２には示さず）に適切に適合された言語の数字、記号又は文字、或いは記号セットの形態をとることが明らかである。本質的に、バックグランド層で被覆、処理又は覆われていないキーキャップ２４０の下面部分が、グリフウインドウ２６０を形成する。グリフウインドウは、文字、記号、キャラクタ、数字、等に対応するので、キーキャップごとに、サイズ、形状及び断面が変化する。更に、あるキーキャップは、グリフウインドウが全くなく、スペースバーは、その一例である。

バックグランド層２５０の下面には、グリフ拡散層２７０が形成され、これは、グリフウインドウ２６０を（部分的に又は完全に）充填する。グリフ拡散層２７０は、拡散ドーパントがドープされた半透明(semi-transparent or translucent)材料で構成される。ある実施形態では、グリフ拡散層２７０は、層を着色するために着色顔料がドープされてもよい。１つの例として、グリフ拡散層に白い見掛けを与えるために酸化チタンを与えてもよい。又、グリフ拡散層２７０は、グリフウインドウ２６０とは相補的な形状を含んでもよい。このように、グリフ拡散層２７０は、バックグランド層２５０内のグリフウインドウ２６０の容積を占有する。

機械的な支持体がキーキャップの下に位置されて取り付けられる。例えば、ハサミメカニズム２８４又はバタフライメカニズムがキーキャップ受け入れパッド２８０に取り付けられる。この受け入れパッド２８０は、グリフ拡散層２７０に付着されるか、さもなければ、接合される。キーキャップ受け入れパッド２８０は、ハサミメカニズム２８４の一部分を形成する１つ以上の頂部クロスバーを受け入れるために止め具、棚又はアパーチャーのような構造体を含む。

より詳細には、キーキャップ受け入れパッド２８０は、実質的にフラットな頂面を有し、そしてグリフ拡散層２７０の底面に接着され又は取り付けられる。

キーキャップ受け入れパッド２８０の下には、ドームスイッチのメンブレーン２８２が位置される。ある実施形態では、メンブレーン２８２は、キーが中性（例えば、非押圧）状態にあるときにキーキャップ受け入れパッド２８０の底面に接触するが、他の実施形態では、メンブレーン２８２及びキーキャップ受け入れパッド２８０は、キーが中性位置にあるときに、エアギャップにより分離される。メンブレーン２８２は、ゴム、シリコーン又は適当なポリマーのような変形可能な材料で構成され、そして１つ以上の電気的接触部（図２の断面図には示されず）を含む。ある実施形態では、メンブレーン２８２は、実質的に透明であるが、他の実施形態では、メンブレーンは、半透明又は不透明である。ある実施形態では、光は、キーの側に配置された光源、例えば、ＬＥＤ又はＬＥＤに接続された光パイプから、キーキャップへ又はキーキャップを通して伝送される。

メンブレーン２８２の付近には圧縮可能なハサミメカニズム２８４がある。メンブレーン２８２の下には、第１の接触配線層２８６がある。電気的接触部（図２の断面図には示さず）が第１の接触配線層２８６の頂面に配置されて、メンブレーン２８２及び圧縮可能なハサミメカニズム２８４が選択されたスレッシュホールドを越えて圧縮されたときに、メンブレーン２８２の電気的接触部及び第１の接触配線層２８６の電気的接触部が電気回路を完成し、それにより、キー２００が押圧されたことを信号するようにする。

第１の接触配線層２８６は、キー２００に対する構造的支持を与えるために第１の基板層２８８に配置される。この基板層２８８は、透明又は実質的に透明な材料で構成される。基板層２８８の下には、キーキャップ２４０の下に中心を置く発光素子２９２を含む照明層２９０がある。発光素子２９２は、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、又は他の適当な光源である。単一の光源として示されているが、複数の光源が使用されてもよいことが明らかであろう。例えば、発光素子２９２は、周辺ギャップ２３０を通して光を指向するか又は伝送するために照明層２９０に配置される。このように、発光素子２９２は、キー２００の周囲を照明し、上から見たときにキー２００に関する光輪効果を生成する。

別の実施形態では、発光素子２９２は、グリフウインドウ２６０のみを通して光を指向するように配置される。このように、発光素子２９２は、グリフウインドウ２６０を照明し、上から見たときにキー２００の表面に照明グリフ効果を生成する。

別の実施形態では、発光素子は、バックグランド層２５０のみを通して光を指向するように配置される。このように、発光素子２９２は、グリフウインドウの周りのバックグランドエリアを照明し、グリフウインドウのエリアは非照明のままにする。このような実施形態では、バックグランド層２５０は、半透明材料で構成されることが明らかであろう。例えば、この実施形態では、バックグランド層２５０は、ガラスビード又は他の拡散ドーパントがドープされた半透明材料で構成される。

更に、発光層２９０上又は内には複数の発光素子２９２が配置されることが明らかである。このように、キー２００の複数の部分が選択的に又は一緒に照明される。発光層２９０の下には、第２の基板層２９４が配置され、キー２００の構造上の支持体をなす。

図２は、必ずしも正確な縮尺で描かれていないことが明らかである。明瞭化のために、図示された各品目の相対的な高さは、あるケースでは、キー２００を形成する多数の各層間の関係を示すために誇張されている。例えば、バックグランド層２５０及びグリフ拡散層２７０は、高さが数ミクロンしかない。更に、キーキャップ２４０は、高さが１ｍｍ未満であることが明らかである。

図３Ａは、図１に示す実施形態の一部分としてグリフを示すキーキャップ３００の上面図である。このキーキャップは、少なくとも、バックグランドエリア３１０と、図示されたように英語の文字“Ａ”を示すグリフエリア３１５とを含む。キーキャップ３００は、照明型キーボード１００（図示せず、図１を参照）のハウジング３２０内に位置される。キーキャップ３００は、キーアパーチャー３２５内に位置される。キーアパーチャー３２５の水平面エリアは、キーキャップ３００の水平面エリアより若干大きく、キーキャップ周囲ギャップ３８０が露出される。

図３Ｂ−３Ｅは、各々、図３Ａに示す実施形態の拡大側面図で、断面３Ｂ−３Ｅに沿ったものである。図３Ｂ−３Ｅに示す４つの全ての断面に見えるのは、キーキャップ３４０である。このキーキャップ３４０は、キーボードハウジング３２０に形成されたキーアパーチャー（表示なし）内に入れられる。キーアパーチャー及びキーキャップの縁間に周囲ギャップ３３０が形成される。図２に示す実施形態に関して述べたように、キーキャップ３４０は、ガラスで構成され、傾斜又は研磨された縁を有する。

図３Ｂ−３Ｅに示す４つの全断面に見えるのは、バックグランド層３５０である。これも、図２に示す実施形態に関して述べたように、バックグランド層３５０は、ガラスキーキャップ３４０の真下に配置される。バックグランド層３５０の下に配置されるのは、グリフ拡散層３７０である。

図３Ａの線３Ｂ−３Ｂは、図３Ａのグリフエリア３１５のどの部分にも交差しないことが明らかである。従って、図３Ｂに示す断面図では、グリフウインドウの部分は、存在せず、又は図示されない。しかしながら、図３Ａの線３Ｃ−３Ｃは、図３Ａのグリフエリア３１５の一部分に交差する。より詳細には、線３Ｃ−３Ｃは、図３Ａに示す“Ａ”グリフの頂上に交差する。従って、図３Ｃに示す断面図内では、グリフウインドウ３６０の一部分が示されている。線３Ｃ−３Ｃは、グリフウインドウに一回しか交差しないので、図３Ｃは、グリフウインドウ３６０の単一部分しか示していない。

図３Ｄは、図３Ａにグリフエリア３１５として示された文字“Ａ”の両脚に交差する線３Ｄ−３Ｄに沿った、図３Ａに示す実施形態の拡大側面図である。従って、図３Ｄの断面図は、バックグランド層３５０の一部分により分離されたグリフウインドウ３６０の２つの部分を示す。

図３Ｂと同様に、図３Ｅは、図３Ａのグリフエリア３１５のどの部分にも交差せず、従って、グリフウインドウの部分は、存在せず又は図示されない。

図４Ａ−４Ｄに関して、「水平」という語は、ガラスキーキャップの表面に平行な平面として定義される。図４Ａ−４Ｄに関する「垂直」という語は、水平面に対して垂直な方向として定義される。ここで使用する方向に関する同様の用語（例えば、「上(above)」又は「下(below)」或いは「上(on)」又は「下(under)」）は、水平面に関して定義される。

図４Ａは、バックグランド層４５０を施した後のキーキャップ４４０の規範的断面を示す一実施形態の逆拡大側面図である。バックグランド層４５０は、インク又は顔料で構成され、半透明又は不透明である。ある実施形態では、バックグランド層４５０は、印刷プロセス、スクリーニングプロセス、浸漬プロセス、又は他の適当なプロセスにおいてガラスキーキャップ４４０に施される。

図４Ｂは、図４Ａに示した実施形態の逆拡大側面図で、バックグランド層４５０をエッチングしてグリフウインドウ４６０の部分を露出させた後の規範的断面を示す。グリフウインドウ４６０は、レーザ罫書きプロセスにおいてバックグランド層を通してエッチングされる。例えば、レーザは、バックグランド層４５０を切除して、グリフウインドウ４６０を露出させる。あるケースでは、レーザは、バックグランド層４５０の材料を切除又は除去するに充分なほど強力であるが、キーキャップ４４０に対して選択された材料を切除又はエッチングし或いはそれにダメージを及ぼすほど強力ではない。

他の実施形態では、グリフウインドウ４６０は、化学的エッチングプロセスでエッチングされる。例えば、バックグランド層４５０の上にマスクが施される。マスクは、エッチングの後に残るバックグランド層４５０の部分を覆うが、グリフウインドウ４６０を露出させるために除去されねばならないバックグランド層４５０の全ての部分を露出させる。マスクが施された後に、キーキャップ４４０及びバックグランド層４５０は、エッチング溶液に浸漬又は露出され、エッチング溶液は、バックグランド層４５０として選択された材料を分解し又はそれと反応するが、マスクとして選択された材料もキーキャップ４４０として選択された材料も分解しない。既定の期間の後に、キーキャップ４４０は、エッチング溶液から取り出され、そしてマスクは、バックグランド層４５０から除去される。

更に別の実施形態では、グリフウインドウ４６０は、全くエッチングされず、むしろ、バックグランド層４５０を選択的に施すことにより形成される。例えば、バックグランド層４５０は、グリフウインドウ４６０として指定されたところを除く全てのエリアにおいてガラスキーキャップ４４０の表面に沿って印刷される。

図４Ｃは、図４Ｂに示す実施形態の逆拡大側面図で、バックグランド層４６０の上及びグリフウインドウ４６０の露出部分の上にグリフ拡散層４７０が施された後のキーキャップ４０の規範的断面を示す。ある実施形態では、グリフ拡散層４７０をバックグランド層４５０に施す間に、グリフウインドウ４６０内に望ましからぬエアポケット４９０が残る。この望ましからぬエアポケット４９０は、キーキャップ４４０に望ましからぬ視覚的アーティファクトを引き起こす。

望ましからぬエアポケット４９０を除去するために、キーキャップ４４０（バックグランド層４５０及びグリフ拡散層４７０が既に形成された）を真空チャンバー（図示せず）に入れて、エアポケット４９０を排除するための負の圧力差を形成する。一般的に、エアポケット４９０は、大気圧又はその付近で形成される。従って、真空環境に入れられたとき、エアポケット４９０の圧力は真空と等化され、図４Ｄに示すように、グリフウインドウ４６０の全容積を充填するように拡散層４７０を引っ張る。

別の実施形態では、キーキャップ４４０を、バックグランド層４５０及びグリフ拡散層４７０と共に、圧力釜又は他の高圧チャンバーに入れて、エアポケット４９０を除去するための正の圧力差を促進させる。上述したように、エアポケット４９０は、大気圧又はその付近で生成される。高圧環境に入れたときに、図４Ｄに示すように、圧力差が拡散層４７０を押して、グリフウインドウ４６０の全容積を充填させる。

図４Ｅは、図４Ｄに示す実施形態の逆拡大側面図で、キーキャップ４４０及びバックグランド層４５０の平面と平行な滑らかな平面へと仕上げられたグリフ拡散層４７０をもつキーキャップ４４０の規範的断面を示す。研磨又は平滑化されると、グリフ拡散層４７０は、押圧時に電気的スイッチ回路をアクチベートするように配置されたハサミメカニズム（図示せず）又は他のボタンメカニズムに取り付けられる。グリフ拡散層４７０は、ハサミメカニズムとキーキャップ４４０の頂面との間に実質的に平行な関係を与えるように平滑化される。

図４Ｆは、図４Ｄに示す実施形態の逆拡大側面図で、バックグランド層４５０の表面と同一平面である滑らかな平面へと仕上げられたグリフ拡散層４７０をもつキーキャップ４４０の規範的な断面を示す。ある実施形態では、このようにグリフ拡散層を平滑化することで、非常に薄い全体的キー厚みが与えられる。

図３Ａ−４Ｆは、正確な縮尺で描かれていないことが明らかである。明瞭化のために、図示された各品目の相対的な高さは、あるケースでは、図示されたキーを形成する多数の各層間の関係を示すために実質的に誇張されている。例えば、バックグランド層３５０、４５０及びグリフ拡散層３７０、４７０は、高さが数ミクロンしかないことが明らかである。更に、キーキャップ３４０、４４０は、高さが１ｍｍ未満であることが明らかである。

図５Ａ−５Ｆは、本発明の１つの実施形態によりキーの個々の部分を選択的に一緒に照明する種々の構成を示す。

図５Ａは、周囲ギャップ部分５８０、グリフエリア部分５１５（図示せず）及びバックグランドエリア部分５１０の選択的照明をオフ状態で示すキーキャップの上面図である。図示された実施形態では、グリフ部分５１５は、見えないことに注意されたい。ある実施形態では、バックグランド部分５１０とグリフエリア部分５１５との間の境界は、区別できない。従って、図５Ａは、グリフエリアが見えない状態で示されている。

図５Ｂは、周囲ギャップ部分５８０及びバックグランドエリア部分５１０の照明がオフ状態であり且つグリフエリア部分５１５の照明がオン状態であることを示すキーキャップの上面図である。

図５Ｃは、バックグランドエリア部分５１０の照明がオフ状態であり且つ周囲ギャップ部分５８０及びグリフエリア部分５１５の照明がオン状態であることを示すキーキャップの上面図である。

図５Ｄは、周囲ギャップ部分５８０、グリフエリア部分５１５（図示せず）及びバックグランドエリア部分５１０の照明がオン状態であることを示すキーキャップの上面図である。図５Ａを参照して上述したように、グリフ部分５１５は、見えない。ある実施形態では、バックグランド部分５１０とグリフエリア部分５１５との間の境界は、区別できない。従って、図５Ｄは、グリフエリアが見えない状態で示されている。このように、図５Ｄは、キーキャップの周囲照明モードを示す。

図５Ｅは、グリフエリア部分５１５の照明がオフ状態であり且つ周囲ギャップ部分５８０及びバックグランドエリア部分５１０の照明がオン状態であることを示すキーキャップの上面図である。この実施形態では、グリフエリア５１５は、影としてユーザに見え、そしてバックグランドエリア部分５１０及び周囲ギャップ部分５８０は、単一又は実質的に単一の照明エリアとして見える。

図５Ｆは、グリフエリア部分５１５及び周囲ギャップ部分５８０の照明がオフ状態であり且つバックグランドエリア部分５１０がオン状態であることを示すキーキャップの上面図である。この実施形態では、グリフエリア５１５は、照明されたバックグランドエリア部分５１０内に影としてユーザに見える。暗くされた周囲ギャップ部分５８０は、バックグランドエリア５１０とのコントラスト向上を与える。このように、図５Ｆは、キーキャップのバックグランド照明モードを示す。

図５Ａ−５Ｆは、キーキャップの照明される部分の種々の組み合わせを示すが、付加的な組み合わせ又はより少数の組み合わせも意図されることが明らかである。更に、同じキーボード上の個々のキーが、別々に、順次に、異なる輝度で、変化する期間中、等々で、照明されてもよいことが明らかであろう。

図６は、照明型入力装置を製造する規範的方法の動作を示すフローチャートである。６１０において、ガラスキーキャップが選択される。ある実施形態では、ガラスキーキャップは、大きなシートから単体化され、又は他の実施形態では、複数の個々のガラスキーキャップを含む大きなマザーシートがその後のプロセスで単体化される。

６２０において、ガラスキーキャップにバックグランド層が堆積される。ある実施形態では、バックグランド層は、印刷プロセス、スクリーニングプロセス、浸漬プロセス又は他の適当なプロセスでガラスキーキャップに施される。ある実施形態では、バックグランド層は、他の動作を続ける前に、硬化される。

６３０において、バックグランド層にグリフウインドウがエッチングされる。グリフウインドウは、レーザエッチングプロセスでエッチングされるか、又は他の実施形態では、グリフウインドウは、化学的プロセスのエッチングにより形成される。グリフウインドウは、キーキャップに適切に適合された任意の言語の数字、記号又は文字の形態をとる。更に、ある実施形態では、動作６２０及び６３０は、バックグランド層が印刷プロセスにおいて施される場合には同時に遂行されてもよいことが明らかである。

６４０において、バックグランド層に拡散層が施される。拡散層は、ガラスビード又は他の拡散ドーパントがドープされた半透明材料で構成される。拡散層は、スクリーニング、印刷、浸漬又は他の適当なプロセスにおいて、グリフウインドウを伴うバックグランド層の上に配置される。

６５０において、ガラスキーキャップ、バックグランド層及び拡散層が硬化状態に置かれ、それらの層を一緒に凝固させ、さもなければ、接合させる。硬化状態は、紫外線オーブン、加熱オーブン、真空チャンバー、又は圧力釜チャンバーを含むが、これに限定されない。硬化プロセスは、バックグランド層又は拡散層から望ましからぬエアポケットを除去するプロセスを含む。

６６０において、拡散層は、ガラスキーキャップの頂面に実質的に平行な平面へと研磨されるか、さもなければ、仕上げられる。プロセスは、６７０で終了となる。

以上、多数の実施形態について開示したが、図６に示す動作は、例示に過ぎず、これに尽きるものではないことが明らかである。更に、別のステップ順序、或いは付加的なステップ又はより少数のステップを使用して、ここに意図された方法を遂行できることも明らかである。

本発明のコンポーネント又はモジュールは、ソフトウェアを使用して全体的又は一部分具現化できるが、１つの実施形態では、これらのソフトウェア要素は、それに関して説明した機能を実行できるコンピューティング又は処理モジュールで動作するように具現化される。

以上の開示は、種々の規範的な実施形態及び具現化に関して述べたが、１つ以上の個々の実施形態で述べた種々の特徴、態様及び機能は、ここに述べた特定の実施形態への適用に限定されるものではなく、むしろ、そのような実施形態が説明されたかどうかに関わらず、又、そのような特徴がここに述べた実施形態の一部分として表現されたかどうかに関わらず、本発明の１つ以上の他の実施形態に対して単独で又は種々の組み合わせで適用できることを理解されたい。従って、本発明の範囲は、上述した規範的実施形態のいずれによっても限定されず、特許請求の範囲によって規定される。

１００：照明型キーボード
１１０：キー
１２０：ハウジング
１３０：グリフウインドウ
２００：キー
２２０：ハウジング
２２５：キーアパーチャー
２３０：周囲ギャップ
２４０：キーキャップ
２４２：傾斜縁
２５０：バックグランド層
２６０：グリフウインドウ
２７０：グリフ拡散層
２８０：キーキャップ受け入れパッド
２８２：メンブレーン
２８４：ハサミメカニズム
２８６：第１の接触配線層
２８８：基板層
２９０：照明層
２９２：発光素子
２９４：第２の基板層
３００：キーキャップ
３１０：バックグランドエリア
３１５：グリフエリア
３２０：キーボードハウジング
３２５：キーアパーチャー
３３０：周囲ギャップ
３４０：キーキャップ
３５０：バックグランド層
３７０：グリフ拡散層
４４０：キーキャップ
４５０：バックグランド層
４６０：グリフウインドウ
４７０：グリフ拡散層
４９０：エアポケット
５１０：バックグランドエリア部分
５１５：グリフエリア部分
５８０：周囲ギャップ部分

Claims (20)

1. コンピューティング装置に使用するための照明型入力装置において、
   少なくとも１つのキーを備え、この少なくとも１つのキーは、
   頂面を有する透明なガラスキーキャップ、
   グリフウインドウを含むバックグランド層、
   グリフ拡散層、
   電気スイッチ回路をアクチベートするよう構成された圧縮可能なメカニズム、及び
   オン状態及びオフ状態をもつ光源であって、前記透明なガラスキーキャップを通して光を伝送するように配向にされた光源、
   を含むものである、照明型入力装置。
2. 前記透明なガラスキーキャップは、サファイアより成る、請求項１に記載の照明型入力装置。
3. 前記グリフ拡散層は、前記グリフウインドウを通して光を拡散する、請求項１に記載の照明型入力装置。
4. 前記バックグランド層は、不透明であり、前記グリフウインドウは、透明である、請求項１に記載の照明型入力装置。
5. 前記バックグランド層は、半透明であり、前記グリフウインドウは、透明である、請求項１に記載の照明型入力装置。
6. 前記光源は、発光ダイオードを含む、請求項１に記載の照明型入力装置。
7. 前記オン状態は、前記光源が前記透明なガラスキーキャップの周囲付近に光を放射するキーキャップ周囲照明モードを含む、請求項１に記載の照明型入力装置。
8. 前記オン状態は、前記光源が前記バックグランド層を通して光を伝送するバックグランド照明モードを含む、請求項５に記載の照明型入力装置。
9. 前記オン状態は、前記光源が前記グリフ拡散層及びグリフウインドウを通して光を伝送するグリフ照明モードを含む、請求項１に記載の照明型入力装置。
10. 前記グリフ拡散層は、前記グリフウインドウ内に一部分存在して、前記グリフ拡散層の少なくとも一部分が前記バックグランド層と同一平面になるようにする、請求項１に記載の照明型入力装置。
11. 前記グリフウインドウは、前記バックグランド層からエッチングされる、請求項１に記載の照明型入力装置。
12. 前記バックグランド層は、前記グリフ拡散層と前記透明なガラスキーキャップとの間に配置される、請求項１に記載の照明型入力装置。
13. キーボードを照明するための光透過性キーキャップの製造方法において、
    透明なガラスキーキャップの底面にバックグランドインク層を堆積し、
    前記バックグランドインク層に記号アパーチャーをエッチングし、
    前記バックグランドインク層において少なくとも前記記号アパーチャーの上に半透明のグリフ拡散層を堆積し、及び
    垂直軸に沿って前記透明なガラスキーキャップを、電気スイッチ回路の上に配置された圧縮可能なハサミ機構と整列させる、
    という段階を含む方法。
14. 前記透明なガラスキーキャップの縁を傾斜させることを更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記透明なガラスキーキャップの下に発光素子を配置して、その発光素子から放射された光が前記半透明のグリフ拡散層及び前記記号アパーチャーを通して伝送するようにすることを更に含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記記号アパーチャーは、レーザエッチングプロセスでエッチングされる、請求項１３に記載の方法。
17. 前記記号アパーチャーは、化学的プロセスでエッチングされる、請求項１３に記載の方法。
18. 複数のキーを備え、該複数のキーの少なくとも１つのキーは、キーキャップを含み、該キーキャップは、
    頂面の周囲に沿って少なくとも４つの傾斜縁を有するガラス頂部層、
    前記ガラス頂部層の底面に沿って配置されたインク層、
    前記インク層内にあるグリフウインドウ、及び
    前記グリフウインドウ内の拡散充填部、
    を含み、更に、
    前記複数のキーの下に横たわる光放射層と、
    前記複数のキー各々の下に各々横たわる複数の電気スイッチを含む電気スイッチ層と、
    備えたキーボード。
19. 前記光放射層は、複数の発光ダイオードを含む、請求項１８に記載のキーボード。
20. 前記グリフウインドウは、レーザエッチングプロセスでエッチングされる、請求項１８に記載のキーボード。