TWI314748B - Keypad and keypad assembly - Google Patents

Description

1314748 I9704pif 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ' 、本發明是有關於一種使用於可攜式終端機(terminal) ·、 上的鍵盤(ke沖ad)，且特別是有關於一種具有導光板(Ught • gmde Panel)的鍵盤與鍵盤組件。 【先前技術】 • /、傳統上’使用於可攜式終端機的鍵盤包括彈性墊板、 罐除 形成在彈性墊板上表面的多個按鍵，以及形成在彈性墊下 表面上的夕個犬出部（protrusion)或致動 器（actuator)。這些 ^鍵上表面上分別列印有符號。此類型的可攜式終端機通 常具有15-20個發光元件，以作為鍵盤的背光源。 一圖1繪示為習知技術之鍵盤組件的剖面圖。如圖所 不，鍵盤組件100包括鍵盤u〇、開關板(switchb〇ard)150 以及夕個發光一極體(light emitting di〇des，LEDs)]7〇。 鍵盤110包括具有平板形狀的彈性墊12〇、形成在彈 性墊120之上表面122上的多個按鍵140，以及形成在盥 • 雜塾I2G之上表面】22相對的下表面124上的多個突出、 5 130。按鍵140上表面分別印有數字與符號(character)等 等，且每個突出部130都對準相對應的按鍵14〇之 位。彈性墊120具有形成在其下表自124上的多個溝槽 (gr〇〇Ve)126 ’而這些溝槽]26位於相封應的突出部 圍，以防止發光二極體170干擾到突出部】3〇。 開關板150具有一平板形狀的印刷電路板(Printed ㈤㈣霞I，PC聊5與職在印刷電叫i55上(的多個 5 1314748 19704pif ，關160，且這些開關16〇面對鍵盤]】〇。每個開關】 =由一個傳導接觸件(conductive contact member)162 與完 全覆盍接觸件】62的傳導罩(con(}uctive dome)]64。 凡 夕個發光一極體170配置於印刷電路板ι55的上表 =’而每個發光二極體170被彈性墊12〇中相對應押 126所包覆。 丹、 當使用者按下按鍵m，位於按鍵14〇下面的部 =0向開關板15〇侧變形。結果，對應於變形部份的— 願^部13 G按㈣應的罩(d。m e)! 6 4，並之 觸件162電性接觸。 丁K接 由於在開關160附近之操作的原 必須不被置於對應的按鍵14〇之下。170 170所發出的光線將通過彈性塾⑽，並以—斜 地被,“。制地，每個魏14 = 而其周圍看料較明亮。若增加=來較暗: ί “均勻地照亮，則會增加功率消耗與製造成 【發明内容】 有鑑於此，本發明的目的就θ 鍵盤組件，其能夠實現亮度均勻=错由提供—種鍵盤與 率消耗與製造成本，以解決前：„較低的:力 並提供其他的優點。 彳的習知技術的問題 在一實施例中，本發明提出―種鍵盤，包括—導光板、 6 131474^ 一薄膜與至少一反射圖樣。其中，導光板用以使光線經由 其内部傳遞。薄臈配置於導光板之上表面上，並具有至少 一按鍵配置於其上表面。而反射圖樣相對於導光板而被固 定’且用以將在導光板内傳遞的一部分光線反射至按鍵。 在另一實施例中，本發明提出一種鍵盤組件，包括一 鍵盤與一開關板。此鍵盤具有一導光板與一薄膜。其中， 光線在導光板内傳遞，薄膜配置於導光板之上表面了並至 少具有-按鍵配置於其上表面。開關板具有至少一開關， 形面:並且與鍵盤相對，其中當按鍵被 ^二部伤在開關板變形以啟動此開關。 - ρ 例中，本發明提出—種可攜式終端機包括 二 少一發光元件、-薄膜與至少-反 板:上關板具有至少—開關，此開關位於開關 下表面與·面。具有上表面、 鍵盤包括薄膜與至少—反板之至少-側表面。 表面’並具有至少一按鍵位於:光板之上 ::建磁，用以將在導光板内傳遞的-部分光線反射 易懂ί、下文特二他目的、特徵和優點能更明顯 明如下。 ^ ^歹’，並配合所附圖式，作詳細說 【實施方式】 在下文中，將配合圖示詳細說明本發明之實施例。為 7 7lpif 了㈣簡潔而清楚的㈣’已知功能與結構之詳細描述將 會省略，以避免使本發明的主題内容不清楚。 圖2為依據本發明第一實施例所緣示的鍵盤組件之刹 面圖。圖3簡易地繪示出鍵盤組件之部分上視圖。 請參照圖2，鍵盤組件2〇〇包括鍵盤21〇、正對键盤 210的開關板250、至少一發光元件與第 二 280。

鍵盤210包括導光板22〇、薄膜247、多個按鍵245、 多個突出部24G與多個反射圖樣23Q(以實心三角形表示）。 "導光板220弓|導光線結合至其内部。結合的光線由導 光板220之侧表面傳遞至對面的側表面。而導光板do 可具有任意的形狀’例如—正方形。與導光板，内部結 &的光由於全反射在導光板220裡面傳遞，而全反射發生 於導光板220與外界的空氣層之間的介面。導光板220具 有彈性，以便當按鍵245被按下時，能夠返回原本的位置。 也就是導光板220具有自我恢復的特性，以讓導光板22〇 在變形後恢復原本的形狀，而在按鍵245被操作後，將按 鍵245送回原本的位置。 傳統的導光板是由聚石炭酸g旨或丙烯基 知f月曰（acryl-based resin)之射出成型（injection-molding)戶斤製 造’而這些材料對於可見光有很高的透射比。不過它們具 有低的彈性係數、差的彈性恢復能力與高硬度。這樣使得 按下按鍵時，難以達到好的點擊感受。且當按下按鍵時’ 相鄰的按鍵可能會被錯誤地操作（干擾到附近的按鍵）。再 8 I3l4748〇4pif 者，重複的操作一段長時間後，導光板將容易地發生永久 的變形。 因此，本發明之導光板22G是由高度透明之彈性材料 所製成’較佳的是聚胺酯（p〇lyurethane)或聚矽 (S1hc〇ne)。這些材料具有低硬度、高的彈性係數、良 彈性恢復能力與高的光學透射比，以提供好的點擊感受， 抑制按鍵2 4 5之間的干擾，甚至在使用_段時間 免永久的變形。 ^ 薄膜247配置於導光板220之上表面，並且具有 按鍵245配置於薄膜247上表面。#由一黏著構件2 薄膜247之周圍貼於導光板22〇之周圍，以黏著並保持^ 膜247與導光板220間之較高的空氣層。並且，在導光板 220下面還有一個較低的空氣層n氣層能夠防止 照亮按鍵245的光線經由黏著構件249洩漏出去。由於八 反射的關係’光線將在導光板22〇與較低和較高的空氣二 介面間傳遞。若在導光板220與黏著構件249間無法保: 全反射的條件時’可能會發生不必要的光、㈣漏。由於^ 疋用來妝冗按鍵245的剩餘光線是到達導光板22〇的 圍，所以黏著構件249較佳的位置是在導光板22〇的周圍。 更佳地疋，溥膜247具有一表面特性，而此表面特性、 膜247的表面不會貼於導光板22〇的上表面。由於若具= 按鍵位於其上的薄膜247的中心貼於導光板22〇的上表 % ’導光板220與薄膜247間的空氣層將無法維持。為， 廷個目的’薄膜247的表面可為粗棱不平的或是塗佈有釋 9 19704pif 敌劑㈣easing agent)，以提供表面的滑度⑽啊如㈣。此 外:不具有按鍵245位於其上的部份薄膜247上表面將可 ^叉到印刷(prmtmg) ’以防止光線由除了按鍵245之外的 部分洩漏出去。 θ薄膜247由高度透明之彈性材料所製成，較佳的材料 疋來胺S日（polyurethane)或聚矽氧(siiic〇ne)。這些材料具有 $硬度 ' 尚的彈性純、良好㈣性恢復能力與高的光學 透射比。 當整個薄膜247貼於導光板22〇的上表面時，薄膜247 、車折射率將设定低於導光板22()的折射率，而薄膜247的 =接表面（或下表面）印刷或塗佈有一層層以高反射係 的材料製成’以最小化不必要的光線流失。 外夕個按鍵245位於薄膜247的上表面，並具有數字與 :號，等分別列印於其上表面。每個按鍵245透過—對應 /占著構件貼於薄膜247的上表面，或與薄膜247 一體成 由取鍵245可以是與薄膜247相同之材料所製成，或是 來妷酸酯(poly carbonate)或丙烯基樹脂(acryl_based)所製 而每個按鍵245可具有任意形狀，例如圓形 其多個突出部240位於導光板22〇之下表面224上，而 ^下表面224與其上表面222相對。突出部24〇使用相同 Z同於導光板220之材料’與導光板22〇形成—體。選 ^地’突出部240可分別形成，並附著於導光板22〇之 、面224。每個突出部24〇可具有任意形狀，例如截圓 10 1314748 19704pif 錐（truncated cone)或梯形丄 每個突出部240是排列,、月丑trapezoidal hexahedr〇n)。 件200之厚度方向或食&相對應的按鍵245下面（在鍵盤組 的方向）。 ”卑—印刷電路板260之上表面垂直 鍵盤210具有形成 圖樣230 ,以將彳八.冷光板220之下表面的多個反射 應的按鍵245。若^導光板傳遞的光線分別反射至對 板220之上表面或射圖樣230也可形成於導光 間。每個反射圖樣23〇开ί 〇與對應的突出部2】〇之 周圍，並剛好位於所對應 =:應的突出部240之以及其 亮所對應的按鍵245。二245的下方，以均勾地照 290之反射圖揭姑―由在'"個鍵盤210中，接近發光元件 之反射圖樣的密度同於遠離發光元件29° 29〇之遠近，都剛好均/此疋為了不論距離發光兀件 位置所出射之光^旦^ f兒，當接近於發光元件290的 樣之密度將設，接近發光元件290的反射圖 出之去始旦二乂低。§遠離於發光元件290的位置所露 將—#讀小時’遠離發光元件290的反射圖樣之密度 按:24^。在此模式下，出射之光線量的分布，特別是 知鍵245 f體的照明分佈將均勻且明亮。 低& > $圖杈23〇之中心部份232形成於突出部24〇中較 240 ，而反射圖樣230之周圍部分234形成於突出部 的#娩二圍如圖所不，由於全反射而傳遞進入導光板内 、、、' ;入射反射圖樣230。大部分光線被反射圖樣230 I3147ipif 擴散反射至按鍵245 ’且這些光線不滿足全反射的條件（當 入射角小於界角）’因而通過薄膜247與對應的按鍵245 並傳遞至外部。此外’光線傳遞經過反射圖樣23〇卻沒有 擴散反射’以及一部份的擴散反射的光線滿足全反射的條 件時，將繼續在導光板220之内部傳遞，以幫助照亮其他 的按鍵。依照此模式，每個反射圖樣23〇引起擴散反射， 並只使用一部份的反射光來照亮對應的按鍵245，而其他

剩餘的光線將用來照亮其他的按鍵。再者，反射圖樣230 利用在任一方向的擴散反射來實現按鍵245的均勻照明。 在較^土貝知例中，反射圖樣230以畫痕(scratching)或印 刷(printing)形成。 開關板250包括第一印刷電路板26〇與罩片（d〇me sheet)270。 第一印刷電路板260具有多個傳導接觸件265形成於 其上表面，且第—印刷電路板260組成了開關，而開關包 括傳導接觸件265與相對應的罩275。而包含265與2乃 的開關對齊於突出部24〇的下面。 罩片270附著於第一印刷電路板260之上表面，且具 有多個半圓形的傳導軍(c〇nductive do·)2?5，且傳導罩 275 ^整地包覆所對應的接觸件265。 ΠΓΑΑ田使用者按下—個按鍵245時，位於被按下的按鍵245 带邮j77鍵MG朝開關板25Q方向變形。結果對應於變 技二刀的個犬出部240按下—個對應的罩275，铁後盥 接觸件265產生一·個’、'、傻一 個電性接觸。當導光板220由一彈性體 12 13H7ai 材料所組成時，導光板220具有—個黏的表面，而罩275 有可能會黏著到導絲220的下表面。因此，每個突出部 5的表面可為粗糙不平的或是塗佈有釋放劑(rdeasing ageni)，以提供表面的滑度(slipperiness)。 R第二印刷電路板280附著於導光板220之下表面的周 圍。發光兀件290配置於第二印刷電路板28〇之上表面， 且其务光表面正對導光板220之側表面。從發光元件29〇 出射的光線赵過其側表面而結合於導光板22〇的内部 板280可由一般的可撓性印刷電路_· 製成’而發光元件290可為一般的發光二極 體(Light Emitting Diode, LED)。 在本實施例中’第二印刷電路板280可被移除，而導 光板22〇帛—個模型的形狀，讓其周圍部分226以-斜面 延伸到第-印觀路板26㈣上表面。 於第一印刷電路板26〇的上表面。 千2刈配置 者擇地，第—印刷電路板28〇可被 板220的周圍部分可妯物儿 L 于 叩—元 刀了被穹曲，以延伸到印刷電路板260的 ^表面°發先兀件29〇配置於第一印刷電路板 面0 々 =4為依據本發明第二實施例簡易地緣 之部分上視圖。圖5纷 择 I，、且件 闫-々u、曰门 3 丁出表現弟一μ鈿例之優點的比較 ^視圖：除了在導光板22。，之側表面上的擴散構件 (chffus· member)之外，鍵盤組件與圖 = 有相似結構。因此，相同的部件將賴目同的:、、且^ 1314748 I97〇4pif 將不再贅述。 在圖5中’薄膜247的放大部分A(以虛 將被分離出’以幫助更了解本發明。如圖彳/的部份） 件290出射的光線經由導光板22〇的側表面^發光元 细之_。每峨树爾導^ =個發—兩邊產生没有先線：二 請回頭參考目4，薄膜247的放大部分 的部份)將被分離出，以幫助更了解本發明。=圍出 齒狀的擴散構件330在其側⑼ 政構件0 /、有一稜鏡陣列(pnsm array)架構，並正 2 290。因此，來自於每個發光元件29〇且入射到擴散 構件330力光線將被擴散構件33〇所擴散，造成如同放寬 發光元件290之射出角度一樣效果。結果，在發光元件29〇 兩邊的陰暗區域320冑大大地減少。當最小化陰暗區域32〇 時，擴散構件330使得整個鍵盤21〇,能夠得到更均勻的照 明，甚至當發光元件290被置於接近該導光板22〇，之侧表 面時，整個鍵盤210 ’也能夠得到均勻的照明。 綜上所述，根據本發明的鍵盤與鍵盤組件利用設置在 按鍵與突出部之間的彈性導光板，使得按鍵能夠均勻且明 亮地被照壳，並可減少發光元件所需的數量、功率消耗以 及製造的成本。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並#用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 14 I31474804pif 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1繪示為習知技術之鍵盤組件的剖視圖。 圖2為依據本發明第一實施例所繪示的鍵盤組件之剖 面圖。 圖3簡易地繪示出鍵盤组件之部分上視圖。

圖4為依據本發明第二實施例簡易地繪示出鍵盤組件 之部分上視圖。 圖5繪示出表現第二實施例之優點的比較圖示之上視 圖。 【主要元件符號說明】 100、200 :鍵盤組件 110、210、210’ ：鍵盤 120 :彈性墊 122 :彈性墊的上表面 124 :彈性墊的下表面 126 :溝槽 130、240 :突出部 140、245 :按鍵 150、250 :開關板 155 :印刷電路板 160 :開關 162、265 :傳導接觸件 15 13147 紙 164 :傳導罩 170 :發光二極體 220、220’ ：導光板 222 :導光板之上表面 224 :導光板之下表面 230 :反射圖樣 232 :反射圖樣之中心部份 234 :反射圖樣之周圍部分

247 :薄膜 249 :黏著構件 260 :第一印刷電路板 270 :罩片

275 :半圓形的傳導罩 280 :第二印刷電路板 290 :發光元件 310、320 :陰暗區域 330 :鋸齒狀的擴散構件 16

Claims (1)

131474^ 修正日期:98年2月24曰

'**2----- 一 月Θ修(更)正替換頁 爲第95111435號中文專利範圍無劃線修正本 十、申請專利範圍： 1. 一種鍵盤，包括： 一導光板，用以使光線經由其傳遞；

一薄膜，配置於該導光板之上表面，並星有至少一按 鍵配置於其上表面；以及 至少-反射圖樣’相對於該導光板而被固定，該反射 圖樣用以將在該㈣板⑽遞的—部份光線 :間其中-空氣層被提供於該薄膜的中心部分與該導= 2. 如申請專利範圍第丨項所述之鍵盤其 一透明彈性體材料製成。 、h薄膜由 3. 如申請專利範圍第2項所述之鍵盤，其 聚胺酯或聚矽氧所製成。 、溥臈由 4. 如申請專利範圍第〗項所述之鍵盤，复 藉由一黏著構件貼附於該導光板之上表面。、〜薄膜是 5. 如申請專利範圍第4項所述之鍵盤，其 周圍貼於該導光板的周圍。 &薄膜的 6. 如申請專利範圍第丨項所述之鍵盤，農 射圖樣局部地形成於該導光板上。 、至父一反 7. 如申凊專利範圍第1項所述之鍵盤’复 由一透明彈性體材料製成。 、孩導光板 8. 如申凊專利範圍第7項所述之鍵盤，其 由聚胺酯或聚矽氧所製成。 、、導光板 9·如申請專利範圍第1項所述之鍵盤，其中診惠 等无板 17 I314l f-.l..·.^ ti

丨- L 丨_ , _ || , , | I· III 'j I夺:月.日修(更)正替溴- 1A t L. Μ··_ . ^ ,,....... —------ 、於在操作該按鍵後，使該按鍵回復至初始的位置。 一办10.如申請專利範圍第i項所述之鍵盤，更包括至少 —突出部’形成於該導紐之上表面對面的下表面上。 11.如申請專利範圍第10項所述之鍵盤，其中該反射 =樣形成於該導光板之下表面上，並在該突出部以及其周 12, 如申請專利範圍f 10項所述之鍵盤，其中該反射 圖樣形成於該突出部。 13. —種鍵盤組件，包括·· ㈣二鍵ΐ，具有用以使光線經㈣傳遞的—導光板以及 置於該¥光板之上表面上的—薄膜，域薄膜至少 —按鍵配置於其上表面；以及 一開關板’具有至少-開關形成於其上表面，並且斑 ^鍵盤相對，其中當該按鍵被按下時，該鍵盤之維 =關板變形赠動該關，其中—空㈣配置於 的中心部分與該導光板之間。 Η.如申請專利範圍帛13項所述之鍵盤組件其中該 鍵盤具有至少-反射圖樣局部地形成於該導光板上以 在該導絲内傳遞的-部分光線反射錢按鍵。 15·如中請專·圍第13項所述之鍵盤組件，更 至少-發光元件配置朝向料光板之側表面，並適於結合 光線至該導光板之内部。 ° 16.如申請專利朗第13項所述之鍵盤 由一透明彈性體材料製成。 祕 18 1314¾ 1314¾ -勺3. 2:2 i —-- 年月日修(更)正#乂 * H ： 二7二圍第16項所述 潯膜由聚胺自曰或聚石夕氧所製成。 18.如申請專利範圍第13項所述之鍵盤組件，該薄膜 疋藉由一黏著構件連接於該導光板之上表面。 、 19·如申請專利範圍第18項所述之鍵盤組件，其中該 薄膜的周圍連接於該導光板的周圍。 βχ 20.如申請專利範圍第13項所述之鍵盤組件，盆中談 導光板由一透明彈性體材料製成。 八Α 導光利範圍第2〇項所述之鍵盤組件，其中該 導光板由聚私自曰或聚石夕氧所製成。 導光概圍第B項舰之難崎，其中該 導先板適於在_作該按鍵後，使該按鍵回復至初始的位置。 23. 如申請專利範圍第14項所述之鍵盤組件 -突出部’形成於該導光板之上表面對面的下表面上。 24. 如申請專利範圍第Μ項所述之鍵盤組件， 周g圖樣形成於該導光板之下表面，並在該突出部以及其 25·如申請專利範圍第15項所述之鍵盤組件， 散構件’配置在該導光板之側表面上並正對該發光 疋件，以擴散來自該發光元件的入射光。 26. 一種可攜式終端機，包括： 一開關板，具有至少一開關位於該開關板之上表面； 鍵盤，具有一導光板，且該導光板具有上表面、下 表面與側表面；以及 19 1314748 ____ 19704pif Π ™~~~~~ 车月日修(更)正苕说 至少一發光元件，鄰近該導光板之至少一侧表面，其 中該鍵盤包括： 一薄膜，位於該導光板之上表面，並具有至少一按鍵 位於其上表面；以及 至少一反射圖樣，局部地形成於該導光板，用以將在 該導光板内傳遞的一部分光線反射至該按鍵，且一空氣層 配置於該薄膜的中心部分與該導光板之間。

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