专利名称：键盘和键盘组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于便携式终端的键盘，更特别地，涉及一种具有导光板的键盘和键盘组件。
背景技术：
用于便携式终端的键盘通常具有弹性垫板；形成于弹性垫板上表面的多个按钮，各按钮的上表面分别印有字符；以及形成于弹性垫板下表面上的多个凸起(或致动器)。该种类型的便携式终端通常具有大约15-20个提供键盘的背光的发光装置。
图1为描述根据现有技术的键盘组件的剖视图。如图所示，键盘组件100包括键盘110、开关板150和多个发光二极管(LED)170。
键盘110包括板状的弹性垫板120；形成于弹性垫板上表面上的多个按钮140，各按钮140的上表面分别印有字符、数字等；以及形成于弹性垫板120下表面124上的多个凸起130，下表面124与弹性垫板120的上表面122相对。各个凸起130与相应的按钮140的中心部分对齐。弹性垫板120具有多个形成于其下表面124上的槽126。槽126处于相应凸起130的周围以防止LED170与凸起130发生干涉。
该开关板150具有板状的PCB(印刷电路板)155和形成于PCB155的面向键盘110的上表面上的多个开关160。每个开关160包括导电接触部件162和完全盖住接触部件162的导电圆盖164。
多个LED170安装于PCB155的上表面，且每个LED170被定位成可被弹性垫板120的相应的槽126盖住。
当使用者按压其中一个按钮140时，键盘110的位于被按压按钮140下的部分朝向开关板150变形。结果，对应于变形部分的一个凸起130按压相应的圆盖164，因而提供了与相应的接触部件162之间的电接触。
由于在附近的开关160的操作，LED170无法设置于相应的按钮140的下面。从各个LED170发出的光线透过弹性垫板120以倾斜角度照亮各个按钮140。结果，按钮以一种不均匀的方式被模模糊糊地照亮。特别地，每个按钮140的中心看起来较暗，而其外围则较亮。如果安装更多的LED来提高按钮140亮度的均匀性，将会增加电力耗费和制造成本。
发明内容
因此，已经获得了本发明来解决现有技术中出现的上述问题，以及通过提供一种可实现高而均匀的亮度、同时又具有低能耗和低成本的键盘和键盘组件，而得到附加的优点。
在一个实施例中，提供了一种键盘，该键盘包括导光板，光线可在该导光板内部传播；薄膜，该薄膜设于导光板的上表面上且该薄膜的上表面上设有至少一个按钮；以及至少一个反射图案，该反射图案相对于导光板固定地定位以朝向按钮反射通过导光板内部传播的一部分光线。
在另一实施例中，提供了一种键盘组件，该键盘组件包括键盘，该键盘具有导光板，光线可在其内部传播；以及薄膜，该薄膜设于导光板的上表面上且该薄膜的上表面上设有至少一个按钮；以及开关板，该开关板具有至少一个形成于其面向键盘的上表面上的开关，其中在按钮被按压时，键盘的向着开关板变形的部分按压开关。
在又一实施例中，提供了一种便携式终端，该便携式终端包括开关板，该开关板具有至少一个设于其上表面上的开关；具有导光板的键盘，该导光板具有上表面、下表面和侧表面；以及至少一个发光装置，该发光装置被定位成接近导光板的至少一个侧表面，其中该键盘包括薄膜，该薄膜位于导光板的上表面上且该薄膜的上表面上设有至少一个按钮，以及包括至少一个反射图案，该反射图案局部地形成于导光板上，以朝向按钮反射通过导光板内部传播的一部分光线。
通过下表面连接附图的详细描述，本发明的上述各特征和优点将更为明显。其中
图1为描述根据现有技术的键盘组件的剖视图；图2为描述根据本发明第一实施例的键盘组件的剖视图；图3为简要描述图2中的键盘组件的一部分的顶视图；图4为简要描述根据本发明第二实施例的键盘组件的顶视图；图5为描述与本发明第二实施例对照的一例子的顶视图。
具体实施例方式
以下，将参考附图描述本发明的各实施例。为了清楚和简明，与此相联的关于公知功能和结构的详细描述被略去，以避免使本发明的主旨变得不清楚。
图2为描述根据本发明第一实施例的键盘组件的剖视图，图3为简要描述键盘组件的一部分的顶视图。
参见图2，键盘组件200包括键盘210、面向键盘210的开关板250、至少一个发光装置290以及第二PCB280。
键盘210包括导光板220、薄膜247、多个按钮245、多个凸起240以及多个反射图案230(由实心(solid)三角形示出)。
导光板220引导耦合于导光板的内部的光线。该耦合光线从导光板220的一个侧表面向相对的侧表面传播。该导光板可具有任何形状，比如方形。由于在介于导光板和外部空气层之间的界面上发生全反射，耦合于导光板220内部的光线在导光板内部传播。导光板具有弹性，以便按钮245在按压后可回复至初始位置。即，导光板220具有自复原性，这样，其可以在变形后恢复到初始形状并且将操作后的按钮245回复到初始位置。
传统导光板由对可见光具有高透光性的聚碳酸酯(polycarbonate)或丙稀基(acryl-based)树脂通过注射成型工艺制成。它们具有低弹性系数、极低的弹性复原性和高硬度。这使得其在按压按钮时难以得到良好的敲击感觉。同样，在按压一按钮时，邻近的按钮有可能被一起错误地操作(各按钮之间干涉)。另外，反复操作之后容易产生永久形变。
因此，根据本发明的导光板220由高透明性弹性材料制成，优选地由聚氨酯(polyurethane)或聚硅氧烷(silicone)制成，它们具有低硬度、高弹性系数、优良的弹性复原性以及高光学透射比，以提供良好的敲击感觉、消除各按钮245之间的干涉，以及即使在反复操作之后也可避免永久形变。
薄膜247设于导光板220的上表面，并具有设于薄膜上表面上的多个按钮245。薄膜247的外围用粘接部件249连接到导光板220的外围，以在薄膜247和导光板220之间约束并保持一上部空气层。同样，在导光板220下面具有一下部空气层，该下部空气层防止应该用于照亮按钮245的光线，经由粘接部件249而泄漏。由于全反射，光线在介于导光板220和上、下部空气层之间的各界面之间传播。如果介于导光板220和粘接部件249之间的界面处的全反射条件没有保持，则会发生不必要的光线泄漏。由于未用于照亮按钮245的余下的光线到达导光板220的外围，该粘接部件249优选地设于导光板220的外围。薄膜247优选地具有这样的表面性能，即其不与导光板220的上表面连接，因为如果其上设有按钮的薄膜247的中心贴合于导光板220的上表面，将无法在导光板220和薄膜247之间保持空气层。为此，薄膜247的表面可制成粗糙面或涂覆防粘剂，以使得该表面是光滑的。另外，薄膜247的上表面的未设有按钮245的部分，可以进行印刷以防止光线从按钮245之外的部分发出。
薄膜247可由高透明性弹性材料制成，优选地由聚氨酯或聚硅氧烷制成，它们具有低硬度、高弹性系数、优良的弹性复原性以及高光学透射比。
当整个薄膜247连接于导光板220的上表面时，薄膜247的折射率被设定成低于导光板220的折射率并且薄膜的连接面(或下表面)被印刷或涂覆上一涂层，该涂层由具有高反射比的材料制成，以使不必要的光线损失最小化。
多个按钮245设于薄膜247的上表面，各按钮245的上表面分别印有字符、数字等。各按钮245可以通过相应的粘接部件连接于薄膜247的上表面，或者与薄膜247形成为一个整体。各按钮245可由与薄膜247相同的材料制成，或者由聚碳酸酯或丙稀基树脂制成。各按钮245可为任何形状，比如圆柱形或椭圆柱形。
多个凸起240形成于导光板220的下表面224上，该下表面与导光板220的上表面222相对。该凸起240可由与导光板220相同或不同的材料与导光板220形成为一体。或者，该凸起240可以单独形成并连接于导光板220的下表面224。每个凸起240可具有任意形状，比如截锥形或梯形六面体。每个凸起240在相应按钮245的下面对齐(在键盘组件200的厚度方向或者第一PCB260的上表面的垂直方向)。
键盘210具有多个形成于导光板220下表面上的反射图案230，以分别朝向相应的按钮245反射在导光板220中传播的一部分光线。如果必要，每一反射图案230可形成于导光板220的上表面上，或者设于导光板220和相应的凸起240之间。每一反射图案230形成于凸起240处且围绕凸起240，该凸起240恰好设在相应按钮245的下面，以均匀地照亮按钮。在整个键盘210中，靠近发光装置290设置的反射图案的密度或尺寸不同于远离发光装置290设置的反射图案的密度或尺寸。这样做旨在均匀地调节从导光板220的上侧发出的光量的整体分布，而不论离发光装置290的距离的远近。例如，当从邻近发光装置290的位置发出的光量较大时，则邻近发光装置290的反射图案的密度被设定成较低。当从远离发光装置的位置发出的光量较小时，则远离发光装置290的反射图案的密度被设定成较高。通过这种方式，透出的光线的光量分布，尤其是按钮245的整体的亮度分布可变得均匀而明亮。
每一反射图案230的中心部分232形成于相应的凸起240的下表面上，且每一反射图案230的外围部分234环绕凸起240形成。如图所示，由于全反射而传播进导光板220的光线入射到反射图案230上。大多数被反射图案230漫反射向按钮245的光线不能满足全反射的条件(入射角小于临界角)而穿过薄膜247和相应的按钮245到达外面。另外，穿过反射图案230而没有发生漫反射的光线以及满足全反射条件的部分漫反射光线，持续地在导光板220内传播而有助于照亮其它按钮。通过这种方式，每一反射图案230引起漫反射而仅仅用一部分入射光线来照亮相应的按钮245，而余下的光线用来照亮其他按钮。再者，通过任意方向的漫反射，反射图案230提供了按钮245的均匀的亮度。优选地，反射图案230可通过刻划或印刷而形成。
开关板250包括第一PCB260和圆盖薄片270。
第一PCB260具有多个形成于其上表面上的导电接触部件265，该导电接触部件265与相应的圆盖275一起形成开关265和275。开关265和275在相应的凸起240的下面对齐。
圆盖薄片270连接于第一PCB260的上表面并具有多个半球形圆盖275，该半球形圆盖275完全盖住相应的接触部件265。
使用者按压其中一个按钮245时，键盘210的位于被按压按钮245下的部分朝向开关板250变形。结果，对应于变形部分的一个凸起240按压相应的圆盖275，该圆盖275接下来与相应的接触部件265实现电接触。当导光板220由弹性材料制成时，导光板220具有粘性表面因而圆盖275倾向于与导光板220的下表面连接。因此，每个圆盖275的表面可进行粗糙化处理，或涂覆防粘剂，以使该表面变得光滑。
第二PCB280连接于导光板220的下表面224的外围。发光装置290安装于第二PCB280的上表面上，该发光装置280的发光面面向导光板220的侧表面。通过该侧表面从发光装置发出的光线耦合到导光板220的内部。第二PCB280可由传统的柔性PCB(FPCB)制成，而发光装置可为传统的LED。
在本发明中，第二PCB280可以被移除，以及导光板220的外围部分可以楔形倾斜地向第一PCB260的上表面延伸。发光装置290接着被安装于第一PCB260的上表面。
作为选择，第二PCB280可以被移除，以及导光板220的外围部分可被弯曲以便其延伸向第一PCB260的上表面。发光装置290接着被安装于第一PCB260的上表面。
图4为简要描述根据本发明第二实施例的键盘组件的一部分的顶视图，而图5为描述示出本发明第二实施例的优点的对照例的顶视图。除了该键盘组件具有位于导光板220’侧表面的漫射部件330之外，该键盘组件具有与图2中所示键盘组件同样的结构。因此，同样的部件给出了同样的参考标号以及略去重复的描述以避免繁冗。
在图5中，薄膜247被从放大部分A(由虚线圈定)处移除，以帮助更好地理解本发明。如图所示，从发光装置290发出的光线通过导光板220的侧表面耦合到导光板220内部。每一发光装置290具有预定的发射角，这样在每一发光装置290的两边，产生了没有光线照到的阴影区域310。
再回到图4，薄膜247被从放大部分B(由虚线圈定)处移除，以帮助理解本发明。如图所示，导光板220’具有设于其侧表面的锯齿状漫射部件330。漫射部件330具有棱柱阵列结构并面向发光装置290。因此，从每一发光装置290发出的射到漫射部件330上的光线被漫射部件330漫射，而达到和发光装置290具有宽发射角时所具有的效果相同的效果。结果，位于每一发光装置290两边的阴影区域320被极大地减少。漫射部件330使得整个键盘210’获得更均匀亮度的同时使阴影区域320最小化成为可能，即使在发光装置290邻近发光板220’的侧表面设置时也是如此。
如上所述，根据本发明的键盘和键盘组件的优点在于设置于按钮和凸起之间的弹性导光板使得均匀地和明亮地照亮按钮以及减少发光装置的数目、降低电力消耗和制造成本成为可能。
尽管本发明已由某些优选实施例予以显示和描述，可以理解的是，本领域的技术人员可以不脱离本发明的精神和范围对本发明作各种形式和细节的改变。本发明的精神和范围由权利要求书限定。
权利要求
1.一种键盘，包括供光线在其中传播的导光板；设于导光板的上表面上的薄膜，该薄膜的上表面上具有至少一个按钮；以及至少一个反射图案，该反射图案相对于导光板固定地定位以朝向按钮反射通过导光板内部传播的一部分光线。
2.如权利要求1所述的键盘，其中薄膜由透明弹性材料制成。
3.如权利要求2所述的键盘，其中薄膜由聚氨酯或聚硅氧烷制成。
4.如权利要求1所述的键盘，其中薄膜通过粘接部件连接于导光板的上表面。
5.如权利要求4所述的键盘，其中薄膜的外围连接于导光板的外围。
6.如权利要求5所述的键盘，其中在薄膜的中心部分和导光板之间具有空气层。
7.如权利要求1所述的键盘，其中至少一个反射图案局部地形成于导光板上。
8.如权利要求1所述的键盘，其中导光板由透明弹性材料制成。
9.如权利要求8所述的键盘，其中导光板由聚氨酯或聚硅氧烷制成。
10.如权利要求1所述的键盘，其中导光板适合于在按钮操作之后使该按钮回复到初始位置。
11.如权利要求1所述的键盘，进一步包括形成于导光板的下表面上的至少一个凸起，该下表面与导光板的上表面相对。
12.如权利要求11所述的键盘，其中反射图案形成于导光板的下表面上且位于凸起处并围绕凸起。
13.如权利要求11所述的键盘，其中反射图案形成于凸起上。
14.一种键盘组件，包括键盘，该键盘具有供光线在其中传播的导光板，以及具有薄膜，该薄膜设于导光板的上表面上且该薄膜的上表面上设有至少一个按钮；以及开关板，该开关板具有至少一个形成于其面向键盘的上表面上的开关，其中在按钮被按压时，键盘的一部分向着开关板变形以驱动开关。
15.如权利要求14所述的键盘组件，其中键盘具有至少一个反射图案，该反射图案局部地形成于导光板上，用于朝向按钮反射通过导光板内部传播的一部分光线。
16.如权利要求14所述的键盘组件，进一步包括至少一个发光装置，该发光装置面向导光板的侧表面设置并适合将光线耦合于导光板的内部。
17.如权利要求14所述的键盘组件，其中薄膜由透明弹性材料制成。
18.如权利要求17所述的键盘组件，其中薄膜由聚氨酯或聚硅氧烷制成。
19.如权利要求14所述的键盘组件，其中薄膜通过粘接部件连接于导光板的上表面。
20.如权利要求19所述的键盘组件，其中薄膜的外围连接于导光板的外围。
21.如权利要求20所述的键盘组件，其中在薄膜的中心部分和导光板之间设有空气层。
22.如权利要求14所述的键盘组件，其中导光板由透明弹性材料制成。
23.如权利要求22所述的键盘组件，其中导光板由聚氨酯或聚硅氧烷制成。
24.如权利要求14所述的键盘组件，其中导光板适合于在按钮操作之后使该按钮回复到初始位置。
25.如权利要求15所述的键盘组件，进一步包括形成于导光板的下表面上的至少一个凸起，该下表面与导光板的上表面相对。
26.如权利要求25所述的键盘组件，其中反射图案形成于导光板的下表面上且位于凸起处并围绕凸起。
27.如权利要求14所述的键盘组件，进一步包括设置于导光板的面向发光装置的侧表面上的漫反射部件，以漫反射来自发光装置的入射光线。
28.一种便携式终端，包括上表面设有至少一个开关的开关板；具有导光板的键盘，该导光板具有上表面、下表面和侧表面；以及至少一个发光装置，该发光装置被定位成接近导光板的至少一个侧表面，其中该键盘包括薄膜，该薄膜位于导光板的上表面上且该薄膜的上表面上设有至少一个按钮以及至少一个反射图案，该反射图案局部地形成于导光板上，用于朝向按钮反射通过导光板内部传播的一部分光线。
全文摘要
一种键盘，包括光线可在其内部传播的导光板；设置于导光板上表面上的且其上表面上具有至少一个按钮的薄膜；以及至少一个反射图案，该反射图案相对于导光板固定地定位以朝向按钮反射通过导光板内部传播的一部分光线。
文档编号H01H9/18GK1866438SQ20051013409
公开日2006年11月22日 申请日期2005年12月27日 优先权日2005年5月19日
发明者李周勋, 郑善太, 金京濂, 赵炳德, 张东薰 申请人:三星电子株式会社