JP6854643B2 - 付着された光発生源を用いたキーボードバックライティング - Google Patents
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Description
この出願は、合衆国法典第35巻第119条(e)(1)のもとで、2013年6月12日に出願された米国特許仮出願第61/834406号明細書、2013年6月12日に出願された米国特許仮出願第61/834418号明細書、2013年6月13日に出願された米国特許仮出願第61/834669号明細書、2013年6月14日に出願された米国特許仮出願第61/835504号明細書、2013年6月17日に出願された米国特許仮出願第61/836086号明細書、2013年6月18日に出願された米国特許仮出願第61/836632号明細書、2013年6月19日に出願された米国特許仮出願第61/837132号明細書、2013年10月23日に出願された米国特許仮出願第61/894824号明細書、2013年11月13日に出願された米国特許仮出願第61/903396号明細書、および2013年11月26日に出願された米国特許仮出願第61/909290号明細書の利益を主張し、参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる。
・ キー層102は、キーキャップ210を含む(典型的な厚さは0.3〜0.5mm)。
・ キー機構層104は、ラバードーム220およびシザーメカニズム230を含む(典型的な厚さは1.5〜2.5mm)。
・ センサ層106は、キースイッチセンサ260を含む(典型的な厚さは.25mm)。
・ バックプレート層108は、基部240を含む(典型的な厚さは0.25〜0.5mm)。
・ 光プレート層110は、光プレート270を含む(典型的な厚さは0.25〜0.5mm)。
デバイスにおけるディスプレイおよびキーボードを照明するための光を伝達するために使用される光ガイドまたは光導体が典型的には、半透明材料の平面要素として形成される。光ガイドは一般に、デバイスのディスプレイパネルおよびキーボードの一側部の層として配置される。光源、典型的にはLEDは、光ガイドの縁部に沿って配置され、その中へ伝達される光が、光ガイドによって拡散されディスプレイおよびキーボードへ分配される。
従来の光ガイドの問題は、光が均一に分配されず、したがってディスプレイパネルおよびキーが均一に照明されないことである。したがって、明るい領域と暗い領域が、デバイスの外観を損なうディスプレイおよびキーをもたらす。
この問題は、光源が光ガイドに対して配置および/または結合される様式に部分的に関係付けられる。従来、光源は、単にディスプレイパネルに対する光ガイドの縁部に沿って配置され、追加の光源が、キー穴の近くで光ガイドの内部に位置指定された穴に配置される。光ガイドの縁部上の源からの光は、光ガイドの縁部にわたって均一に伝達されない。
問題はまた、光ガイドを出る光が縁部でどのように扱われるかに関係付けられる。縁部に当たる光は、部分的に縁部を通って失われ、部分的に反射されて光ガイドに返されて十分に有用な照明を提供しない。
本明細書に説明される様々な実装形態は、光発生源312を、キーボードアセンブリ100の特定のコンポーネントおよび/または層上に付着(deposit)して、キーボード100のキー200を照明する。しかしながら、いくつかの実装形態では、光発生源312は、キー200を照明するために、キーボードアセンブリ100の様々な層の間に挿入される薄膜光プレート300上に付着される。実装形態の多くにおいて、光プレート300は、キーボードアセンブリ100のキートップ210とキーボードアセンブリ100のバックプレート240との間に配置される。複数の光発生源312は、キートップ210の実質的に下の位置において光プレート300上に付着され、したがって、複数の光発生源312は、キートップ210の下からキー200を照明するようになる。
図4および図5を参照すると、光プレート300は光ガイドではなく電気的に伝導性のトレース310を使用するので、光プレート300はそれを貫通する穴402を収容することができる。たとえば、実装形態において、光プレート300は、穴402を含み、穴402は、キートップ210が押圧されたとき(たとえば、キー200のキー押圧中)にキー機構層104(たとえばシザー)の少なくとも一部が通過することを可能にする。これは、キー200への一貫した照明を維持しながら、キーボードスタック100内の光プレート300の配設のより大きな柔軟性を可能にする。したがって、光プレート300は、バックプレート層108の上方またはセンサ層106の上方に位置指定され得る。また、光プレート300は、キー機構層304もしくはセンサ層106の一部、またはキー層102の一部であってもよい。したがって、光プレート300は、光プレート300がないかのようにキーボードアセンブリの全厚を増大することなく、キーボードの複数のキー200を照明するようにキーボードアセンブリ内に配置され得る。言い換えれば、光プレート300の追加は、キーボードアセンブリ100の厚さを全く増大させない。
図5は、本明細書に説明される技術に従って構築された例示的な簡略化されたキーアセンブリ500の側面図を示す。より具体的には、例示的なキーボードアセンブリ500は、キーボードアセンブリ200の修正された形態に関連して本明細書で説明される技術の実装形態を示し、光発生源312がバックプレート240の上方にある。
様々な実装形態において、本明細書に説明される技法およびデバイスは、上に説明される以外のやり方で実装され得る。たとえば、光プレート300は、いくつかの実装形態では、光フラップ552またはヒンジ558を含まない。これらの実装形態のいくつかにおいて、図6に示されるように、光発生源312は、光フラップ552の代わりに、キー機構層104の下方の光プレート300の本体上に付着される。後でさらに論じられるように、そのような実装形態では、光発生源312からの照明が、光プレート300からキートップ210の下側へ向けられてキー500を照明する。
従来の光ガイド270手法に対する光拡散体の配設は、拡散技術によって、および光ガイドそれら自体によって要求される光プレート270面積によって制限される。光拡散体は十分に正確に配設されることができず、それらは十分な光をもたらせないので、キー刻印はしばしば一貫性なく照明される。
上述されたように、従来の光プレート270は、光ガイド270の光を捕えるためのキー200の下の拡散体(たとえば、エッチングされたドットまたはパターン)を有する。拡散体が光ガイド270の光を方向変更する様式で、光ガイド270の光を反射および散乱させる。
実装形態において、図7に示されるように、光プレート300およびセンサ層106は一体化された層である。たとえば、光発生源312はセンサ層106上に付着される。図7に示されるように、センサ/光層702は、複数の光発生源312を含み、複数の光発生源312は、グループ704および706に示される。単に説明の目的のため、個々の光発生源は、白熱電球として原寸に比例することなく示されている。この明細書の他の箇所では、本技術と共に使用するために企図される例示的な光発生源の実際の性質およびおよその寸法が論じられている。実装形態において、電源から光発生源312への接続性を提供する電気的に伝導性のトレース310もセンサ層106上に付着される。
従来、光プレート270からの光は、キーキャップ210の下に到達し、最終的にキー200の透明または半透明の刻印502(たとえば「A」または「Shift」)を照明するために、多くの障害を越えて進まなければならない。障害は、バックプレート240、センサ層106、(ラバードーム220およびシザーメカニズム230、ならびにキーキャップ210それ自体の下の他の構造などの)キーボード機構を含む。
図10〜図13は、実装形態によるキーボード(たとえば、キーボードアセンブリ100など)を照明するための例示的なプロセス(1000、1100、1200、1300)を示すフロー図である。プロセスは、図1〜図9を参照して説明される。
従来では、最小の製造される表面実装LEDは、およそ1.0mmの長さ、0.8mmの幅、および0.2mmの厚さを有する。本明細書に説明される技術と共に使用されるように企図される光発生コンポーネント312の例は、「Diode for a Printable Composition」と題される米国特許第8415879号明細書に説明されている。これらの半導体光発生源312は、本明細書では「印刷可能発光ダイオード(printable light-emitting diodes)」またはpLEDと呼ばれる。
印刷可能発光ダイオードを使用する本明細書に説明される技術の実装形態は、液体またはゲル(たとえばインク)に懸濁される印刷可能発光ダイオードの付着(たとえば、印刷、噴霧など)を含む。
本明細書の議論は、キーおよびキートップについて、各々が他のそうしたアイテムとは別個のユニットであるかのように参照している。個々のキー(ひいてはキートップ)が、キーボードアセンブリを覆う一体化されたまたは連続的な材料の一部である、代替的実装形態が企図される。
以下は、本明細書で紹介された実装形態を記述する異なる形式の一覧である。
Claims (20)
- キーボードアセンブリであって、
キーのフットプリントを画成しているキートップを含む前記キーであって、前記キートップは、前記フットプリント内で整列された半透明のキー刻印を有する、前記キーと、
前記キーのキー押下と機械的に相互作用するキー機構であって、前記キー機構は、前記キーの前記半透明のキー刻印の垂直に下に配置され、かつ、前記キーの前記フットプリント内に含まれ、前記キー機構は、少なくとも1つのラバードーム又はシザーメカニズムの1つ又はそれ以上のブレードを含む、前記キー機構と、
前記キーの前記半透明のキー刻印の垂直に下に付着された第1のグループのLEDおよび第2のグループのLEDを含む、少なくとも2つのグループのLEDであって、前記第1のグループのLED又は前記第2のグループのLEDの少なくとも1つは、前記キーおよびキー機構の前記フットプリント内の前記キー機構上に直接的に付着されており、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDは、前記キーの前記半透明のキー刻印を照らすように構成され、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDのうちの少なくとも1つは、複数のLEDを含む、前記少なくとも2つのグループのLEDと
を備えたことを特徴とするキーボードアセンブリ。 - 電源と、
前記キー機構上に直接的に付着された伝導性トレースであって、前記伝導性トレースは、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDを前記電源へ電気によって接続する、前記伝導性トレースと
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のキーボードアセンブリ。 - 前記少なくとも2つの別々のグループのLEDは、前記伝導性トレース上に直接的に付着されることを特徴とする請求項2に記載のキーボードアセンブリ。
- 前記キーは、複数の半透明のキー刻印を含み、
前記少なくとも2つの別々のグループのLEDは、前記キーの前記複数の半透明のキー刻印の下に付着され、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDの各々は、前記キーの前記複数の半透明のキー刻印のうちの少なくとも1つを照らすように構成される
ことを特徴とする請求項1に記載のキーボードアセンブリ。 - 前記少なくとも2つの別々のグループのLEDのうちの少なくとも1つのグループは、個別に処理され、かつ、個別におよび個々に前記複数の半透明のキー刻印のうちの1つの半透明のキー刻印を照らすように個別に制御可能であることを特徴とする請求項1に記載のキーボードアセンブリ。
- 前記キー機構は、少なくともレジストおよびリターン構造および/またはキーレベリング構造を含み、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDのうちの少なくとも1つのグループは、前記レジストおよびリターン構造および/または前記キーレベリング構造上に付着されて、前記少なくとも1つのキーの前記半透明のキー刻印を照らすことを特徴とする請求項1に記載のキーボードアセンブリ。
- 前記少なくとも2つの別々のグループのLEDは、前記キー機構によって拡散された光を介して前記少なくとも1つのキーを照らすことを特徴とする請求項1に記載のキーボードアセンブリ。
- 前記少なくとも2つの別々のグループのLEDは、前記キー機構上に印刷または噴霧されたことを特徴とする請求項1に記載のキーボードアセンブリ。
- 前記各LEDは、最長15−20ミクロンである断面を有することを特徴とする請求項1に記載のキーボードアセンブリ。
- 複数のキーをキーボードアセンブリの中へ組み入れるステップであって、各キーは、前記キーのフットプリントを画成しているキートップを含み、前記キートップは、前記フットプリント内で整列された半透明のキー刻印を有する、ステップと、
各キーについてのキー機構を提供するステップであって、前記キー機構は、前記それぞれのキーのキー押下と機械的に相互作用し、前記キー機構は、前記それぞれのキーの前記半透明のキー刻印の垂直に下に配置され、かつ、前記それぞれのキーの前記フットプリント内に含まれる、該ステップと、
電気による伝導性トレースを前記キー機構上に直接的に付着させるステップと、
前記それぞれのキーの前記フットプリント内の前記半透明のキー刻印の垂直に下に、少なくとも2つの別々のグループのLEDを前記キー機構の外表面上に直接的に付着させるステップであって、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDのうちの少なくとも1つのグループは、複数のLEDを含み、前記キー機構は、少なくとも1つのラバードーム又はシザーメカニズムの1つ又はそれ以上のブレードを含む、該ステップと、
前記電気による伝導性トレースを介して、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDを電源へ接続するステップであって、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDは、電力供給が前記電気による伝導性トレースへ電力を供給するときに、前記それぞれのキーの前記半透明のキー刻印を照らすように構成される、該ステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記付着させるステップは、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDのうちの少なくとも1つのグループを、前記キー機構のキー押下機構上または内へ付着させることを含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記付着させるステップは、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDのうちの少なくとも1つのグループを付着させて、前記少なくとも1つのグループが、
前記少なくとも2つの別々のグループのLEDから発散し、および
前記キー機構によって反射して拡散された
光を介して前記それぞれのキーを照らすようにすることをさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記付着させるステップは、液体またはゲルを前記キー機構上に印刷または噴霧することを含み、前記液体またはゲルは、その中に浮遊させられた前記少なくとも2つの別々のグループのLEDを有することを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記それぞれのキーの前記キー押下を検出するように構成されたセンサ層を提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記付着させるステップは、液体またはゲルを前記キー機構上に噴霧または印刷することを含み、前記液体またはゲルは、その中に浮遊させられた前記少なくとも2つの別々のグループのLEDを有することを特徴とする請求項10に記載の方法。
- キーボードのためのバックライティング装置であって、前記バックライティング装置は、
キーボードアセンブリ上のキーであって、前記キーは、前記キーのフットプリントを画成しているキートップを含み、前記キートップは、前記フットプリント内で整列された半透明のキー刻印を有する、前記キーと、
前記キーのキー押下と機械的に相互作用するキー機構であって、前記キー機構は、前記キーの前記半透明のキー刻印の垂直に下に配置され、かつ、前記キーの前記フットプリント内に含まれ、前記キー機構は、少なくとも1つのラバードーム又はシザーメカニズムの1つ又はそれ以上のブレードを含む、前記キー機構と、
前記キー機構の表面上に直接的に付着された少なくとも2つの別々のグループのLEDであって、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDは、前記キーの前記半透明のキー刻印の垂直に下に、かつ、前記キーおよびキー機構の前記フットプリント内に付着され、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDは、前記キーおよび/または前記キーの前記半透明のキー刻印を照らすように構成され、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDのうちの少なくとも1つのグループは、複数のLEDを含む、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDと、
前記少なくとも2つの別々のグループのLEDを電気によって接続する伝導性トレースと
を備えたことを特徴とするバックライティング装置。 - 前記伝導性トレースは、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDを電源へ電気によって接続することを特徴とする請求項16に記載のバックライティング装置。
- 前記キー機構は、前記キーの前記キートップと機械的に相互作用し、および、前記キーの前記キー押下を提供するように構成されたレジストおよびリターン構造およびレベリング構造を含み、前記少なくとも2つの別々のグループのLEDは、前記レジストおよびリターン構造および/または前記レベリング構造上または内に付着されることを特徴とする請求項16に記載のバックライティング装置。
- キー押下センサを含むセンサ層をさらに備え、各キー押下センサは、複数のキーのうちの前記少なくとも1つのキーの前記キー押下を検出して、キーボードコントローラに前記キー押下を示すように構成され、前記キー押下センサは、伝導性キースイッチセンサ、容量性センサ、または電気による抵抗センサのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項16に記載のバックライティング装置。
- 前記伝導性トレースは、前記キー機構上に直接的に付着され、
前記少なくとも2つの別々のグループのLEDは、前記伝導性トレース上に直接的に付着されることを特徴とする請求項16に記載のバックライティング装置。
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