專利名稱：在包括用戶界面照明的裝置中改變圖形的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及電子設(shè)備中的光導(dǎo)技術(shù)。本發(fā)明尤其涉及從光導(dǎo)中耦 合出光的方法。
背景技術(shù)：
光導(dǎo)用于在電子設(shè)備中把來自 一個或多個光源的光傳導(dǎo)至期望位置。
例如，存在已知的背光液晶顯示器和照明鍵盤。例如從US2005/0052732Al 、 US6，592，233B1以及US2005/0213348A1中可以清楚用于均勻地照亮對背光 液晶顯示器的現(xiàn)有技術(shù)方案。公開文獻WO03/047222A1公開了使用產(chǎn)生 和分布光的普通組件對顯示器進行背光并照亮鍵盤的組合方案。
在某些情況下，期望根據(jù)某些影響因素改變用戶界面的可視外觀。例 如，如果鍵盤的掩鏡上具有有助于用戶直觀化的圖形標(biāo)記，其字符和/或功 能與每個M相關(guān)聯(lián)，并且該關(guān)聯(lián)可以例如根據(jù)包含所述鍵盤的電子設(shè)備 的操作模式而發(fā)生改變，則如果在每種情況下以正確取向顯示正確的皿 標(biāo)記，則可以增加使用該設(shè)備的方便性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種裝置，在該裝置中圖形用戶界面部件在不同的條 件下顯示不同。
通過在光導(dǎo)內(nèi)選擇性地在至少兩個明顯不同的大致方向上提供光傳 播，并且在光導(dǎo)的至少 一個表面上使用方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)來獲得本發(fā) 明的目標(biāo)，從而使得根據(jù)光導(dǎo)內(nèi)光的大致傳播方向，由于出耦合結(jié)構(gòu)的取 向而不同地耦合出光。
依照本發(fā)明的裝置被針對裝置的獨立權(quán)利要求的特征部分列出的特征
7描述。
依照本發(fā)明的通信設(shè)備被針對通信設(shè)備的獨立權(quán)利要求的特征部分列 出的特征描述。
依照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)模塊被針對結(jié)構(gòu)模塊的獨立權(quán)利要求的特征部分列 出的特征描述。描述。
依照本發(fā)明的計算機程序產(chǎn)品被針對計算機程序產(chǎn)品的獨立權(quán)利要求 的特征部分列出的特征描述。
影響在光導(dǎo)內(nèi)的在某些相對嚴(yán)格定義的大致方向或多個大致方向上的 光傳播的特征包括(但不限定為)選擇光源相對光導(dǎo)的適當(dāng)位置、如果存 在至少兩個光源則選擇性地打開或者關(guān)閉光源、以合適的方式配置從光源 到光導(dǎo)的光入耦合、以及為光導(dǎo)選擇合適的形狀和材料。光導(dǎo)表面上的結(jié) 構(gòu)在限定如何從光導(dǎo)中耦合出光的方面起到重要作用。
不同地發(fā)射出光。已知的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)的例子包括，但不限定為 衍射光柵、棱鏡和棱鏡矩陣。通過使用方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)的合適分布， 可能選擇這樣的光導(dǎo)區(qū)域，該光導(dǎo)區(qū)域具有預(yù)期形狀并且耦合出的在光導(dǎo) 中一個方向上傳播的光比在光導(dǎo)中另一方向上傳播的光多。
應(yīng)用該原理的例子是鍵盤結(jié)構(gòu)，其包括被配置為選擇性地使光在至少 兩個截然不同的大致方向上在光導(dǎo)內(nèi)傳播的光源以及基本平面的光導(dǎo)。光 導(dǎo)的表面具有與至少一個鍵的位置一致的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)。如果光 在光導(dǎo)內(nèi)以第一大致方向傳播，則以第一方式在所述鍵的位置處耦合出光。 如果光在光導(dǎo)內(nèi)以第二大致方向傳播，則以第二方式在所述鍵的位置處耦 合出光，第二方式不同于所述第一方式。例如，在所述第一情況下，在所 述鍵的位置處耦合出的光可以向用戶呈現(xiàn)為第一照明字符，并且在第二種 情況中，耦合出的光可以向用戶呈現(xiàn)為不同的第二字符。
為了產(chǎn)生在光導(dǎo)邊緣處來自基本上點樣源的光并不散布到所有角度而
8是被嚴(yán)格校準(zhǔn)的條件，可以設(shè)計臨近光源的光導(dǎo)邊緣形狀從而使得邊緣附 近的反射限制光傳播進入的角度。
要求的適用性造成限定。在該專利申請中動詞"包括，，用作并不排除還存 在難預(yù)測特征的開放式限定。除非明確表述，在從屬權(quán)利要求中列出的特 征可以相互自由組合。
在所附權(quán)利要求中特別提出作為本發(fā)明的特征的新特征。然而，結(jié)合 相應(yīng)附圖閱讀特定實施例的下述說明可以關(guān)于結(jié)構(gòu)和操作方法來最佳地理 解本發(fā)明自身，以及其它目標(biāo)和優(yōu)點。
圖la、 lb和lc示例性示出了方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)的概念， 圖2示例性示出了某些可替代棱鏡結(jié)構(gòu)， 圖3示例性示出了來自不同取向象素的圖案的構(gòu)成， 圖4示例性示出了來自不同取向的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)的區(qū)域的圖 案構(gòu)成，
圖5示例性示出了一種可能的光導(dǎo)，
圖6示例性示出了棱鏡的一種可能的形狀，
圖7示例性示出了使用某些光源和入耦合配置的某些方面，
圖8示例性示出了某些幾何方面，
圖9示例性示出了設(shè)計光導(dǎo)邊緣的某些可能方式，
圖10示例性示出了單個光源的使用，
圖11示例性示出了鍵盤的結(jié)構(gòu)，
圖12示例性示出了電子i殳備的功能框圖，
圖13示例性示出了狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，以及
圖14示例性示出了可能的操作流程。
M實施方式
9圖la、 lb和lc示例性示出了方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)的概念。在該示 例性情況中，光導(dǎo)101具有表面102。在這種情況下光導(dǎo)101基本是平面 的，并iL^面102是在其平面性的平面上限定光導(dǎo)101的側(cè)面中的一個。 在表面102的一個位置處，光導(dǎo)的材料構(gòu)成平行的縱長棱鏡103的矩陣。 如果光在光導(dǎo)101內(nèi)在垂直于縱長棱鏡103的縱向方向的第一大致傳播方 向lll上傳播，則如圖lb所示，棱鏡引起的反射效果造成相對較大部分的 光被耦合出光導(dǎo)。然而，如果光在光導(dǎo)101內(nèi)在平行于縱長棱鏡103的縱 向方向的第二大致傳播方向上121傳播，則如圖lc所示，棱鏡103只造成 相對較弱的出耦合。在圖lb的情況下，人類用戶將在縱長棱鏡103的位置 處感知到照明點，而在lc的情況下，用戶將幾乎感覺不到少量的出耦合光。
光的大致傳播方向的概念可以被定義為光強度最大的方向。在依照本 發(fā)明的配置中，幾乎不可能使光校準(zhǔn)成非常嚴(yán)格的平行光束，但是光在大 致傳播方向周圍一直具有特定的傳播方向分布。稍后我們將更詳細(xì)地討論 可以偏離大致傳播方向的并且對于產(chǎn)生變化圖形仍然可接受的光的許可限 度。
除了棱鏡，可以使用其它類型的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生相似的 效果。 一般而言，關(guān)于出耦合結(jié)構(gòu)的基本差別是衍射和幾何光學(xué)之間的差 別。衍射出耦合結(jié)構(gòu)具有與光波長相同量級的特征尺寸。事實上，衍射光 學(xué)可以用于產(chǎn)生較強的波長色散效應(yīng)。另一方面，創(chuàng)造可以按相同方式影 響所有波長的可視光的衍射出耦合結(jié)構(gòu)很困難。換言之，通過使用衍射出 耦合結(jié)構(gòu)從光導(dǎo)中耦合出白光很困難。同樣具有方向依賴性的簡單衍射出 耦合結(jié)構(gòu)是在相鄰線之間具有光波長量級間隔的多個薄平行線(刻痕、凸 紋、不透明痕跡、等等)。該配置通常表示為衍射光柵。
幾何出耦合結(jié)構(gòu)具有顯魯大于可視光波長的特征尺寸。圖la到lc中 的平行縱長棱鏡103的矩陣可以具有從幾微米到幾百微米量級的周期(即， 相鄰棱鏡的上部邊緣之間的垂直距離)，例如20微米。盡管所有的棱鏡結(jié) 構(gòu)固有地具有某些角度的波長色散，考慮到整體強度，幾何出耦合結(jié)構(gòu)的 出耦合效果對于可視光的所有波長是相同的。光導(dǎo)內(nèi)的入射光線通常并不
10被嚴(yán)格校準(zhǔn)而是當(dāng)它們碰撞出耦合結(jié)構(gòu)時具有角分布。特定光線被出耦合 的不同方式的其它變形最終導(dǎo)致人類用戶感知到幾何出耦合光的特定內(nèi)容 基本上與入射光的內(nèi)容相同，而與觀察方向無關(guān)。
具有方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)主要由塑料制作。預(yù)期結(jié)構(gòu)部件越 小，制作過程越趨于復(fù)雜，并且需要越多的特定工具，例如電子波束光刻。 從制作的角度看，幾何出耦合結(jié)構(gòu)通常比衍射結(jié)構(gòu)好，原因是由于尺寸較 大，在大范圍大M4莫生產(chǎn)中，它們更加容易以預(yù)期的尺寸準(zhǔn)確性來制作。 基本上，用于本發(fā)明目的的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)可以基于衍射或者幾何 光學(xué)，或者基于兩者。
圖2顯示了圍繞幾何的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)的主題的幾種可能變 形。縱長棱鏡可以如201從表面突出，或者它們可以如202陷入表面，或 者它們可以如203部分突出和/或部分陷入?？v長棱鏡的橫截面并不需要是 三角形的，其例如可以是如204的矩形或者205的圓形?？v長棱鏡在其縱 向方向上并不必須是完全直的，而是它們例如可以如206那樣稍微彎曲。 甚至非常不規(guī)則形狀的刻痕207可以用作幾何的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)。 縱長棱鏡的橫截面并不需要是對稱的，而且如208那樣的非對稱橫截面也 是可能的。 一個"象素"、或者僅包含與光的一個大致傳播方向相關(guān)聯(lián)的 方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)表面的有限二維區(qū)域，并不需要僅僅包含彼 此相同的結(jié)構(gòu)，而是例如相同象素的臨近結(jié)構(gòu)的橫截面和長度的維度可以 如209那樣變化。
不論方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)位于光導(dǎo)的"前"表面還是"后，，表面， 方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)的操作和引起的效果實際上非常相似。術(shù)語"前，， 表面通常表示光朝向用戶眼睛的表面，而術(shù)語"后"表面表示光導(dǎo)的相對 面。方向術(shù)語"前"和"后，，并不包括可能限制依照本發(fā)明實施例的光導(dǎo) 在任何特定方向的使用的任何限定含義。可能在"后"表面?zhèn)壬鲜褂梅瓷?器，以便通過使光遠離用戶來保證光沒有被浪費。依照本發(fā)明實施例的光 導(dǎo)可以在其前表面、后表面或者在其前表面和后表面兩者上都具有方向依 賴性出耦合結(jié)構(gòu)。在一個例子中， 一個特征取向的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)
ii位于光導(dǎo)的一個表面上，并且另一特征取向的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)位于 光導(dǎo)的另一表面上。例如通過適當(dāng)?shù)鼐劢辜す馐辽倮碚撋仙踔量赡茉?br>
光導(dǎo)內(nèi)制作出耦合結(jié)構(gòu)，但是考慮大^!^莫生產(chǎn)，可以相信僅僅在表面上具 有出耦合結(jié)構(gòu)更加有利。
圖3是在其表面上具有兩種類型的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)301 的俯^L圖。這些示意地顯示為方形象素，象素內(nèi)的平行線指示象素內(nèi)縱長 出耦合結(jié)構(gòu)的主要縱向方向。依照上面關(guān)于光的方向依賴性出耦合的討論， 例如，象素302耦合出光導(dǎo)301內(nèi)以水平方向傳播的光，而例如象素303 耦合出光導(dǎo)301內(nèi)以垂直方向傳播的光。在圖3中從左到右的方向標(biāo)記為
"O"方向，并且從下到上的方向是"X"方向。光導(dǎo)中在"O"方向(或 者相反方向)上的光傳播引起人類用戶在光導(dǎo)表面上感知到照明圖形標(biāo)記
"O"。該照明圖形標(biāo)記包括圖3中具有垂直取向的縱長出耦合結(jié)構(gòu)的所 有象素的耦合出的光。相對地，光導(dǎo)中在"X"方向(或者相反方向)上 的光傳播引^A類用戶在光導(dǎo)的表面上感知到照明圖形標(biāo)記"X"。在圖3 中畫出圖3中的虛線O和點劃線X，僅為了容易辨別哪些象素構(gòu)成哪個標(biāo) 記。
并不必須組成離散象素的預(yù)期照明圖形。圖4示例性示出了光導(dǎo)401， 其實際上產(chǎn)生與圖3非常相似的圖形改變效果，但是圖形標(biāo)記"X"包括 基本上連續(xù)的X形區(qū)域403，在該區(qū)域中，光導(dǎo)401的表面包括平行的水 平方向的縱長棱鏡。圖形標(biāo)記"O"包括0形區(qū)域402的4個分離段，在 該區(qū)域中，光導(dǎo)401的表面包括平行的垂直方向的縱長棱鏡。
光導(dǎo)中的不同大致傳播方向的數(shù)量，以及因此的選擇性照明的互相可 替代圖形標(biāo)記的數(shù)量并不必須是2。圖5示例性示出了在其表面上具有3 個不同取向的方向依賴性出耦合補片502、 503和504。當(dāng)光在光導(dǎo)內(nèi)垂直 于適當(dāng)縱長出耦合結(jié)構(gòu)的縱向方向傳播時，它們中的每一個耦合出大部分 光，并且因此顯示為被非常明亮地照明。示出了光的3個不同大致傳播方 向。然而，應(yīng)當(dāng)注意，任意傳播方向上的光都將通過所有補片502、 503 和504在某些程度上衫L耦合出，因為三個照明傳播方向中的任意一個都不
12可能與任意縱長出耦合結(jié)構(gòu)平行。不同的大致傳播方向越多，它們之間的 角度間距越小，并且因此方向之間的串?dāng)_可能越多。
即使光導(dǎo)中不同的大致傳播方向的數(shù)量是2，這些方向并不必須嚴(yán)格 垂直。電子裝置的輪廓和普通設(shè)計或者其它原因可以指示含有光導(dǎo)的用戶 界面部件可以稍孩t是菱形的，從而使得兩個大致傳播方向相互之間處于稍 微的斜角。再者，應(yīng)當(dāng)注意，兩個大致傳播方向之間的角度與卯度的差別 越大，可能出現(xiàn)越多的串?dāng)_。因此，由于傳播方向大于2或者由于其它原 因，大致傳播方向并不垂直的方案，對于并不需要變化圖形包括完全互斥 的照明區(qū)域的方案是非常有利的可能設(shè)計由于圖形某些部分變得比其它 部分更加明亮地被照明而改變其外觀的圖形。
在具有兩個垂直的大致光傳播方向并且方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)是縱長 棱鏡的本發(fā)明實施例中， 一個主要的串?dāng)_源是光導(dǎo)中在棱鏡的縱向上傳播 (并且因此不應(yīng)當(dāng)出耦合)但是撞擊棱鏡的端面的光。圖6示例性示出了 降低端面引起的有害出耦合的一種可能方式光導(dǎo)602的表面上的縱長棱 鏡601根本不具有端面，因為其末端從光導(dǎo)602的表面平滑地隆起。使棱
類型的棱鏡橫截面，不論棱鏡是從光導(dǎo)表面突出還是它們被限定在光導(dǎo)表 面的凹槽內(nèi)。
上面我們僅僅假i殳光在光導(dǎo)內(nèi)傳播，沒有注意光最初如何到達光導(dǎo)。 下面我們考慮如何產(chǎn)生光并把其耦合進光導(dǎo)的某些方面。被設(shè)計為把光接 收到光導(dǎo)中的光導(dǎo)部分#^示記為光輸入部。
在本發(fā)明的實施例中使用的典型光源包括，但不限定為，LED(發(fā)光 二極管)和冷陰極管。圖7示例性示出了使用它們的某些可能方式。僅僅 為了緊湊表示在一個附圖中包括幾種不同備選方案通常如果選擇了產(chǎn)生 光并把其耦合到光導(dǎo)中的 一種方式，則在電子裝置中 一致地4吏用該方式。 冷陰極管701裝配有反射器702和準(zhǔn)直器703，以使 使產(chǎn)生的光盡可能多 的以圖7中從左到右的方向傳播進光導(dǎo)704中。 一個LED 705被示為具有 準(zhǔn)直器706; —個LED 707的安裝位置裝配有光引導(dǎo)反射壁708，并且對
13于一個LED709，光導(dǎo)704的邊緣限定了到達LED709的延伸部710，并 且延伸部710具有被設(shè)計為使得以與相鄰LED 707的反射壁708相似的光 引導(dǎo)方式進行全反射的側(cè)壁。
通常，側(cè)面注入被認(rèn)為是把光耦合進平面光導(dǎo)的最佳選擇。在薄(厚 度0.5mm)光導(dǎo)中可能出現(xiàn)一些問題，尤其是在光應(yīng)當(dāng)傳播進嚴(yán)格限定的 方向以便有效地利用方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)的情況下。如果光導(dǎo)較薄，則 LED也應(yīng)當(dāng)盡可能的超薄(low profile)。然而，對于大多數(shù)商業(yè)可用的 超薄LED，其發(fā)射模式通常是扇形的并且相對較寬。發(fā)射到與標(biāo)稱發(fā)射方 向非常不同的方向上的光可能引起包括不同取向的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu) 的圖形標(biāo)記之間的串?dāng)_。
一種可能方案將可以重新設(shè)計超薄LED的透明塑料封裝，從而使得其 將具有校準(zhǔn)的類似棱鏡的屬性并且限制扇形發(fā)射模式的寬度。扇形發(fā)射模 式的寬度至少部分地歸因于多個超薄LED已經(jīng)被設(shè)計為用于背光液晶顯 示器的事實，其中背面照明應(yīng)當(dāng)不受任何類型的條帶和其它非同質(zhì)性的約 束。照明鍵盤具有這樣的優(yōu)點，即鍵盤的鍵通?；蚨嗷蛏俚爻尸F(xiàn)為直的行 或列，因此只要條紋與鍵的行或者列(或者更一般的，應(yīng)當(dāng)被選擇性地照 明的離散部分) 一致，來自點樣光源的光是否主要被限定到橫過光導(dǎo)的條 帶并不重要。
圖8示例性示出了光導(dǎo)的光源和光輸入部。光輸入部凈皮i殳計為在把光 耦合到光導(dǎo)802的階段校準(zhǔn)LED 801發(fā)射的光。LED 801位于光導(dǎo)802的 邊緣，其標(biāo)稱發(fā)射方向803以垂直于光導(dǎo)邊緣的大致形狀的方向指向光導(dǎo) 中。在LED的兩側(cè)，光導(dǎo)的邊緣限定了三角形凹槽。試驗表明，在采用取 向相互垂直的兩種類型的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)(沒有示出)時，為了避 免串?dāng)_，從例如LED801的基本點樣源發(fā)出的光不應(yīng)當(dāng)偏離標(biāo)稱發(fā)射方向 803大于土30度。圖8中顯示了偏離30度的一個光線804的方向。
假設(shè)光導(dǎo)802由具有1.59折射率的聚碳酸酯制作。Sndl定律給出了 大約39度是全反射的臨界角。進一步假設(shè)LED 801的視角是110度，即， 最大偏離的發(fā)射光線將最初與標(biāo)稱發(fā)射方向803相差55度。假設(shè)光線805
14已經(jīng)被初始發(fā)射到該最大偏離角。我們瞄準(zhǔn)當(dāng)光線805在凹槽的邊^(qū)&並撞 該聚碳酸酯/空氣界面時入射角度是39度的幾何圖形。
在圖8的右側(cè)是陰影三角形的放大表示。最右邊的銳角是55-30-25 度(光線804和805的發(fā)射方向之間的間隔)。鈍角是90+39 = 129度(凹 槽邊緣的法線方向加上光線805的入射角度)。因此，最左邊的銳角是 180-129-25 = 26度。據(jù)此，我們可以推導(dǎo)出三角形凹槽的頂角是4度。短 三角函數(shù)計算(short trigonometric calculation )示出通過使用該例子中的 值，基本上等于三角形凹槽的深度的距離"z"大約是LED半寬"a"的 1.97倍。"a"的典型值在1.0-1.5mm的范圍內(nèi)，但是本發(fā)明并不排除其他 類型的LED。容易對其他數(shù)字值進行相似的尺寸計算。
圖9示例性示出了在光導(dǎo)的邊緣不同地形成光輸入部的某些例子。在 最左側(cè)，光輸入部的凹槽卯l基本上與以上結(jié)合圖8描述的凹槽相同。根 據(jù)LED的視角以及其他考慮，使凹槽的反射邊緣包括幾個不同方向段，所 有的方向段被優(yōu)化為反射僅僅撞擊該段的光線會很有利。這在下一光輸入 部的凹槽902中-皮圖示出。在圖9中類似于下一光輸入部的凹槽卯3,凹 槽是邊緣可以彎曲。并不必須使LED的標(biāo)稱發(fā)射方向與光導(dǎo)垂直；圖9 中最右側(cè)光輸入部的非對稱設(shè)計的凹槽卯4可以引起光的最終大致傳播方 向與標(biāo)稱發(fā)射方向不同。
并不必須使用分離光源來產(chǎn)生傳播進光導(dǎo)的至少兩個截然不同的大致 傳播方向的光。圖10示例性示出了光源1001被配置為把光發(fā)射進光開關(guān) 1002的配置。根據(jù)傳遞到光開關(guān)1002的控制信號，光開關(guān)1002把光有選 擇地引導(dǎo)到光分布子系統(tǒng)中的一個或兩個，或者不引導(dǎo)到光分布子系統(tǒng)中 的任何一個，其中光分布子系統(tǒng)在此被示為包括光纖網(wǎng)絡(luò)1003和1004。 光分布子系統(tǒng)依次把光傳導(dǎo)到光導(dǎo)1005的兩個不同側(cè)并且把光發(fā)射進光 導(dǎo)中，其中光因此具有可選擇地應(yīng)用的兩個垂直的大致傳播方向。
圖11是依照本發(fā)明實施例的鍵盤的示意性截面表示，其中變化圖形由 在光導(dǎo)的表面上的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。在電路板1101的頂部， 具有相互靠近的傳導(dǎo)性耦合器1102。拱頂片1103中的傳導(dǎo)性拱頂內(nèi)側(cè)被
15配置為當(dāng)鍵被按壓時選擇性地將耦合器1102中的某些相互連接。在拱頂片 1103的頂部上具有光導(dǎo)1104。照明配置使得能夠選擇性地把光發(fā)射到光導(dǎo) 1104內(nèi)的至少兩個大致傳播方向。在圖中示出了作為照明配置的一部分的 一個超薄LED 1105。光導(dǎo)1104的至少一個表面包括方向依賴性出耦合結(jié) 構(gòu)，其中棱鏡1106示意性地顯示在光導(dǎo)1104的上表面上。鍵盤的最上層 是鍵墊1107。傳動裝置1108從鍵墊1107中的每個鍵經(jīng)過光導(dǎo)中的孔延伸 到拱頂片1103中相應(yīng)拱頂?shù)捻敳勘砻?。為了使方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)耦合 出的光通過，鍵墊1107在與方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)一致的位置處包括透明 區(qū)域。
在某些情況下，還可能把>鍵墊用作光導(dǎo)。在該情況下，通常推薦在組 合的鍵墊和光導(dǎo)的底部表面上制作方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)，從而使得方向 依賴性出耦合結(jié)構(gòu)在使用時不磨損。
通過在光導(dǎo)中在離散方向上選擇性地進行光傳播并且使用方向依賴性 出耦合結(jié)構(gòu)來使電子裝置的用戶界面內(nèi)的圖形標(biāo)記改變的原理還可以被應(yīng) 用到鍵盤以外的其它用戶界面組件。例如，可以假設(shè)圖7中的光導(dǎo)704是 背光顯示器的光導(dǎo)，其常規(guī)照明由冷陰極管701、反射器702和準(zhǔn)直器703 產(chǎn)生。為了選擇性地在顯示器中產(chǎn)生例如圖標(biāo)的特定效果，光導(dǎo)包含以這 樣的方式取向的方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)(沒有示出)，即該方向依賴性出 耦合結(jié)構(gòu)不引起光從冷陰極管701中大量出耦合。只有當(dāng)通過使用垂直放 置的光源，例如圖7所示的LED705、 707和709， 4吏光在光導(dǎo)內(nèi)以其它大 致傳播方向傳播時，才由于方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)，大量的光被耦合出并 且出現(xiàn)特定效果。
可以從使用變化照明圖形標(biāo)記中獲益的另 一用戶界面組件是電子設(shè)備 的外殼。外殼的透明部分自身可以用作光導(dǎo)，或者可以在外殼的透明部分 下部使用分離的光導(dǎo)。該例子強調(diào)了一個事實，即表面包括方向依賴性出 耦合結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)并不需要是平坦的或者平面的。
圖12示例性示出了依照本發(fā)明的實施例在其用戶界面具有照明效果 的電子設(shè)備的某些方面。微處理器1201被配置為控制用戶界面的部件。通
16過執(zhí)行存儲在存儲器1202中的計算機程序形式的計算機可讀指令可以完 成該任務(wù)。依照該指令，微處理器1201向光源驅(qū)動1203 (或者多個光源 驅(qū)動)發(fā)送信號。它們把所述信號理解為用于打開或者關(guān)閉特定光源(或 多個光源)1204的命令。電子設(shè)備可以包括通過鍵盤驅(qū)動1206耦合到微 處理器1201的輸入部的 : 1205。當(dāng)鍵盤1205中的鍵被按壓時，鍵盤驅(qū) 動1206把產(chǎn)生的電效果轉(zhuǎn)換成發(fā)送給孩i處理器1201的數(shù)字字。該數(shù)字字 之一，或者特定連續(xù)數(shù)字字的組合可以被配置為意味著用于改變用戶界面 照明的某些部件的命令，在這種情況下通過鍵盤1205給出該輸入命令，觸 發(fā)」微處理器1201向光源驅(qū)動1203發(fā)出命令，該命令導(dǎo)致用戶感知用戶界 面中的某些照明圖形標(biāo)記的方式發(fā)生改變。
還可以為電子設(shè)備裝配適用于感測用戶操作設(shè)備的方式發(fā)生改變的傳 感器1207。例如，傳感器1207可以是方向傳感器，其感測用戶是以肖像 方向還是以風(fēng)景方向握著該設(shè)備。在這種情況下，傳感器向微處理器1201 給出相應(yīng)指示，微處理器1201采用合適的動作來改變用戶界面特征的照明 從而使得用戶以正確的取向感知某些照明圖形標(biāo)記。
照明圖形標(biāo)記取向的改變可以由微處理器1201控制的其它變化來完 成。例如，釆用根據(jù)設(shè)備的取向來改變鍵盤上的照明圖形標(biāo)記的上述例子， 微處理器和鍵盤子系統(tǒng)必須被配置為正確地解釋所有的鍵按壓從而使得它 們傳達用戶期望發(fā)出的合適的輸入信號。如果鍵盤上的照明圖形標(biāo)記被改 變，則管理在來自鍵盤驅(qū)動的數(shù)字字和預(yù)期含義之間的解釋的查詢表必須 相應(yīng)地改變。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說編寫由微處理器1201執(zhí)行的計算機 可讀指令從而使得考慮在用戶界面的操作中的該同步改變是簡單的。
圖13和14示例性示出了本發(fā)明的實施例的某些計算機程序產(chǎn)品方面。 圖13是狀態(tài)框圖表示，其中電子設(shè)備處于初始狀態(tài)1301，直到觸發(fā)輸入 的出現(xiàn)引起到另 一狀態(tài)1302的轉(zhuǎn)變，在另 一狀態(tài)中該設(shè)備改變其用戶界面 的照明。用戶把這感知為其看到的照明圖形標(biāo)記中的改變。在釋放標(biāo)準(zhǔn)滿 足時返回到初始狀態(tài)1301。返回被理解為取消用戶界面照明中的改變。圖 14是一個流程圖，依照該流程，電子設(shè)備的操作在步驟1401和1402之間循環(huán)直到在步驟1402的檢測指示觀察到觸發(fā)輸入，該觸發(fā)輸入引起步驟1403改變用戶界面照明的轉(zhuǎn)變。在圖14中，假設(shè)在一定超時后(步驟1404 )或者在某些其他釋放標(biāo)準(zhǔn)滿足時(步驟1405 )可以在步驟1406取消改變。依照本發(fā)明實施例的用在電子設(shè)備中的結(jié)構(gòu)模塊至少包括光導(dǎo)。該結(jié)構(gòu)模塊還可以是較大的實體，例如鍵盤模塊，該鍵盤模塊包括光導(dǎo)以及具有被配置為使通過方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)從光導(dǎo)耦合出的光通過的透明或者半透明區(qū)域的鍵墊。顯示模塊可以包含光導(dǎo)和顯示面板。而且在該結(jié)構(gòu)模塊中可以包含光源，例如LED或者陰極光線管。
權(quán)利要求
1. 一種裝置，包括光導(dǎo)，第一光輸入部，其被配置為把第一方向上的光接收進所述光導(dǎo)，第一方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)，其被配置為選擇性地把在所述光導(dǎo)中在所述第一方向上傳播的光耦合出來，第二光輸入部，其被配置為把第二方向上的光接收進所述光導(dǎo)，所述第二方向不同于所述第一方向；以及第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)，其被配置為選擇性地把在所述光導(dǎo)中在所述第二方向上傳播的光耦合出來。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第二方向垂直于所述 第一方向。
3. 如權(quán)利要求l或2所述的裝置，其中，所述第一方向依賴 性出耦合結(jié)構(gòu)和第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)包括幾何出耦合結(jié) 構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第一方向依賴性出耦 合結(jié)構(gòu)和第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)包括縱長棱鏡。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述第一方向依賴性出耦 合結(jié)構(gòu)中的縱長棱鏡的縱軸垂直于所述第一方向，并且所迷第二 方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)中的縱長棱鏡的縱軸垂直于所述第二方向。
6. 如之前任一權(quán)利要求所述的裝置，包括 臨近所述第一光輸入部放置的第一光源，以及 臨近所述第二光輸入部放置的第二光源。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，包括被配置為選擇性地打開和 關(guān)閉所述第一光源和第二光源的光源驅(qū)動。
8. 如之前任一權(quán)利要求所述的裝置，其中 所述光導(dǎo)的表面包括第一類型的象素和第二類型的象素， 所述第一類型的象素彼此相同并且包括所述第一方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)，所述第二類型的象素彼此相同并且包括所述第二方向依賴性 出耦合結(jié)構(gòu)，所述第一類型的象素一起構(gòu)成第一圖形標(biāo)記，并且 所述第二類型的象素一起構(gòu)成第二圖形標(biāo)記。
9. 如權(quán)利要求1-7中任意一個所述的裝置，其中 所述第一方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為構(gòu)成第一圖形標(biāo)記的基本連續(xù)圖案，以及所述第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為構(gòu)成第二圖形標(biāo)記的 基本連續(xù)圖案。
10. 如之前任一權(quán)利要求所述的裝置，其中 所述第一光輸入部位于所述光導(dǎo)邊緣處的這樣的位置處，即在所述位置，所述光導(dǎo)的邊緣限定兩個凹槽，所述第一方向上的 光被配置為在所述兩個凹槽之間進入所述光導(dǎo)， 所述兩個凹槽的內(nèi)側(cè)彼此相向，對于所述兩個凹槽中的每一個，在凹槽內(nèi)側(cè)的法線方向和光 源發(fā)射出的進入所述第一光輸入部位置的最大偏離光線之間的角 度不小于對于光導(dǎo)材料和空氣之間的界面的全反射角度。
11. 如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述兩個凹槽中至少一 個的內(nèi)側(cè)方向不是恒定的，而是作為平滑曲線或者多個離散的直 片段而改變。
12. 如之前任一權(quán)利要求所述的裝置，包括 電路板，位于所述光導(dǎo)和所述電路板之間的拱頂片，所述拱頂片包括 拱頂，所述拱頂被配置為使得能夠把拱頂?shù)膫鲗?dǎo)性內(nèi)側(cè)按壓到所述電路板上的耦合器上，位于所述光導(dǎo)的不同于所述拱頂片的另一側(cè)上的鍵墊，以及所述鍵墊中的位于與所述第一方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)和第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)一致的位置處的透明區(qū)域。
13. —種通信設(shè)備，包括用戶界面組件，光導(dǎo)，其用于把光傳導(dǎo)進所述用戶界面組件，第一光源，其被配置為把第一方向上的光發(fā)射進所述光導(dǎo)，第一方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)，其被配置為選擇性地把在所述光導(dǎo)中以所述第一方向傳播的光耦合出來，第二光源，其被配置為把第二方向上的光發(fā)射進所述光導(dǎo)，所述第二方向不同于所述第一方向；以及第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)，其被配置為選擇性地把在所述光導(dǎo)中以所述第二方向傳播的光耦合出來。
14. 如權(quán)利要求13所述的通信設(shè)備，其中所述用戶界面組件是鍵盤，所述第一方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)和第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)與所述鍵盤的鍵一致地設(shè)置位置，被所述第一方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)覆蓋的區(qū)域的輪廓構(gòu)成被配置為指示所述鍵的第一用途的第一圖形標(biāo)記，以及被所述第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)覆蓋的區(qū)域的輪廓構(gòu)成被配置為指示所述鍵的第二用途的第二圖形標(biāo)記。
15. 如權(quán)利要求14所述的通信設(shè)備，包括電路板，位于所述光導(dǎo)和所述電路板之間的拱頂片，所述拱頂片包括拱頂，所述拱頂被配置為使得能夠把拱頂?shù)膫鲗?dǎo)性內(nèi)側(cè)按壓到所述電路板上的耦合器上，位于所述光導(dǎo)的不同于所述拱頂片的另一側(cè)上的鍵墊，以及所述鍵墊中的位于與所述第一方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)和第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)一致的位置處的透明區(qū)域。
16. 如權(quán)利要求13所述的通信設(shè)備，其中所述用戶界面組件包括顯示器和外殼部件中的至少一個。
17. —種用于通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)模塊，包括光導(dǎo)，第一光輸入部，其被配置為把第一方向上的光接收進所述光導(dǎo)，第一方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)，其被配置為選擇性地把在所述光導(dǎo)中以所述第一方向傳播的光耦合出來，第二光輸入部，其被配置為把第二方向上的光接收進所述光導(dǎo)，所述第二方向不同于所述第一方向；以及第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)，其被配置為選擇性地把在所述光導(dǎo)中以所述第二方向傳播的光耦合出來。
18. 如權(quán)利要求17所述的結(jié)構(gòu)模塊，包括臨近所述第一光輸入部放置的第一光源，以及臨近所述第二光輸入部放置的第二光源。
19. 如權(quán)利要求17或18所述的結(jié)構(gòu)模塊，其中所述結(jié)構(gòu)模塊是鍵盤模塊并且包括臨近所述光導(dǎo)放置的拱頂片，位于所述光導(dǎo)的不同于所述拱頂片的另一側(cè)上的鍵墊，以及所述鍵墊中的位于與所述第一方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)和第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)一致的位置處的透明區(qū)域。
20. —種方法，包括把第一方向上的光發(fā)射進光導(dǎo)，通過第一方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)耦合出在所述光導(dǎo)中以所述第一方向傳播的光，把第二方向上的光發(fā)射進所述光導(dǎo)，所述第二方向不同于所述第 一方向，通過第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)耦合出在所述光導(dǎo)中以所述第二方向傳播的光，其中，通過所述第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)耦合出的光呈現(xiàn)為與通過所述第一方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)耦合出的光不同的照明圖形標(biāo)j己。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中響應(yīng)于包括所述光導(dǎo)的電子設(shè)備具有與把光以所述第一方向發(fā)射進所述光導(dǎo)時不同的取向的指示，把光以所述第二方向發(fā)射進所述光導(dǎo)。
22. —種計算機程序產(chǎn)品，包括當(dāng)程序在計算機上運行時，執(zhí)ff下述步驟的程序編碼裝置發(fā)起把第一方向上的光發(fā)射進光導(dǎo)，以及發(fā)起把第二方向上的光發(fā)射進所述光導(dǎo)，所述第二方向不同于所述第一方向。
23. 如權(quán)利要求22所述的計算機程序產(chǎn)品，包括當(dāng)程序在計算機上運行時執(zhí)行下述步驟的程序編碼裝置響應(yīng)于執(zhí)行所述程序的電子設(shè)備具有與把光以所述第一方向發(fā)射進所述光導(dǎo)時不同的取向的指示，發(fā)起把光以所述第二方向發(fā)射進所述光導(dǎo)。
全文摘要
一種裝置包括光導(dǎo)(101)。第一光輸入部把第一方向(111)上的光接收進所述光導(dǎo)(101)。第一方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)選擇性地耦合出在所述光導(dǎo)(101)中在所述第一方向(111)上傳播的光。第二光輸入部把第二方向(121)上的光接收進所述光導(dǎo)(101)。所述第二方向(121)不同于所述第一方向(111)。第二方向依賴性出耦合結(jié)構(gòu)選擇性地耦合出在所述光導(dǎo)(101)中在所述第二方向(121)上傳播的光。
文檔編號G09F9/302GK101501391SQ200680055526
公開日2009年8月5日 申請日期2006年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月3日
發(fā)明者P·萊蒂寧, P·阿爾格倫 申請人:諾基亞公司