專利名稱：鍵盤(pán)光導(dǎo)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于照亮手持裝置的按鍵的光導(dǎo)裝置，并且在某些實(shí) 施例中僅使用一個(gè)發(fā)光二極管或其他光源來(lái)照亮。
背景技術(shù)：
手持裝置包括按鍵或按鈕，用于使用者將命令或信息輸入到裝置 里。例如，手機(jī)或移動(dòng)電話包括鍵盤(pán)中的按鍵，用于使用者輸入電話 號(hào)碼。這些裝置使用多個(gè)發(fā)光二極管(LED)在足夠的強(qiáng)度下照亮按鍵， 從而使用者可以在黑暗或光線暗淡的環(huán)境下看見(jiàn)按鍵。手持裝置的一 種趨勢(shì)是它們被制備得更小(或更薄)并且更輕，這些特征也為消費(fèi) 者所期望的。因此，期望減少手持裝置所用的LED的數(shù)量，從而減小 手持裝置的鍵盤(pán)的尺寸，并且降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
一種符合本發(fā)明的光導(dǎo)裝置，其包括光學(xué)耦合到膜的光源，膜具 有第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面，第一表面和第二表面共同 提供光的基本全內(nèi)反射。第一表面包括多個(gè)離散的區(qū)域，并且每個(gè)區(qū) 域具有一個(gè)或多個(gè)微結(jié)構(gòu)化特征，使得每個(gè)區(qū)域從膜提取入射到區(qū)域
上的相當(dāng)一部分光，并且每個(gè)區(qū)域中的微結(jié)構(gòu)化特征被調(diào)整，使得這 些區(qū)域從光源獲得基本均勻的光提取。
一種制備符合本發(fā)明的光導(dǎo)裝置的方法，其包括以下步驟提供 一種膜，其具有第一表面和與第一表面相對(duì)的第二表面，第一表面和
第二表面共同提供光的基本全內(nèi)反射；將光源光學(xué)耦合到膜；以及在 第一表面上形成多個(gè)離散的區(qū)域。每個(gè)區(qū)域具有一個(gè)或多個(gè)微結(jié)構(gòu)化 特征，使得每個(gè)區(qū)域從膜提取入射到區(qū)域上的相當(dāng)一部分光，并且每個(gè)區(qū)域中的微結(jié)構(gòu)化特征被調(diào)整，使得這些區(qū)域從光源獲得基本均勻 的光提取。
一種用于符合本發(fā)明的手持裝置的鍵盤(pán)單元，其包括具有多個(gè) 按鍵的鍵盤(pán)；反射器，其具有第一側(cè)面和與第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面; 接觸板，安裝在反射器的第二側(cè)面上，具有多個(gè)觸點(diǎn)，所述多個(gè)觸點(diǎn) 響應(yīng)按鍵觸發(fā)而提供電信號(hào)；以及光導(dǎo)裝置，安裝在鍵盤(pán)和反射器第 一側(cè)面之間。該光導(dǎo)裝置包括光學(xué)耦合到膜的光源，膜具有第一表面 和與第一表面相對(duì)的第二表面，第一表面和第二表面共同提供光的基 本全內(nèi)反射。光導(dǎo)裝置的第一表面包括多個(gè)離散的區(qū)域，并且每個(gè)區(qū) 域具有一個(gè)或多個(gè)微結(jié)構(gòu)化特征，使得每個(gè)區(qū)域從膜提取入射到區(qū)域 上的相當(dāng)一部分光，并且每個(gè)區(qū)域中的微結(jié)構(gòu)化特征被調(diào)整，使得每 個(gè)區(qū)域從光源獲得基本均勻的光提取。


附圖包含在本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，并且它們結(jié)合
具體實(shí)施方式
闡明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和原理。在附圖中， 圖1是表示帶有發(fā)光鍵盤(pán)的手持裝置的示意圖； 圖2是示出發(fā)光鍵盤(pán)單元的構(gòu)造的分解示意圖； 圖3是示出從微結(jié)構(gòu)化的膜提取光以照亮按鍵的側(cè)視圖； 圖4是示出在其具體離散區(qū)域內(nèi)具有微結(jié)構(gòu)化特征以照亮鍵盤(pán)按
鍵的膜的俯視圖5是膜的具體區(qū)域內(nèi)、具有特定間距的微結(jié)構(gòu)化特征的俯視以及
圖6是示出使用單個(gè)光源照亮鍵盤(pán)的所有按鍵的俯視圖，其中按 鍵位于相對(duì)于光源的特定角分布的范圍內(nèi)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例包括用于照亮手持裝置(例如移動(dòng)電話)的鍵盤(pán) 的光導(dǎo)裝置。在某些實(shí)施例中，單個(gè)LED或其他光源將光投射到光導(dǎo)裝置中，該光導(dǎo)裝置使用按鍵下方的微結(jié)構(gòu)化特征來(lái)提取光。該微結(jié) 構(gòu)化特征主要通過(guò)全內(nèi)反射(TIR)來(lái)提取光。第一次與微結(jié)構(gòu)化特征接 觸時(shí)未被提取的光，會(huì)通過(guò)微結(jié)構(gòu)化特征和可選的反射器再循環(huán)，然 后在與微結(jié)構(gòu)化特征后續(xù)的接觸時(shí)被提取。微結(jié)構(gòu)化特征可以是(例
如) 一段圓弧或螺旋形弧，其中LED發(fā)出的光優(yōu)選地在所有弧的中心 或沿弧的其他位置被提取，或者微結(jié)構(gòu)化特征可以是排列成(例如) 矩形或六邊形圖案、或其他規(guī)則或不規(guī)則圖案的小透鏡。在光導(dǎo)裝置 的每個(gè)提取區(qū)域內(nèi)，微結(jié)構(gòu)化特征可以是連續(xù)的，例如弧或棱鏡，也 可以是不連續(xù)的，例如規(guī)則或不規(guī)則圖案的小透鏡、或其他微結(jié)構(gòu)化 特征。 一種制備不連續(xù)的微結(jié)構(gòu)化特征的系統(tǒng)和方法，在提交于2005 年12月27日、名稱為"Cutting Tool Using Interrupted Cut Fast Tool Servo"(使用快速中斷切削伺服工具的刀具)的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 11/318707中有所描述，該專利申請(qǐng)以引用的方式全部并入本文。
每個(gè)區(qū)域內(nèi)的微結(jié)構(gòu)化特征之間的間距可進(jìn)行優(yōu)化，以提供足夠 的并且基本均勻的光來(lái)照亮按鍵。作為另外一種選擇或除此之外，微 結(jié)構(gòu)的高度也可以進(jìn)行優(yōu)化。如果使用例如小透鏡的離散的微結(jié)構(gòu)， 則各個(gè)小透鏡之間的間距也可以進(jìn)行優(yōu)化。某些實(shí)施例中僅使用一個(gè) LED便可照亮鍵盤(pán)上的所有按鍵，與需要多個(gè)LED光源的鍵盤(pán)相比， 降低了鍵盤(pán)的成本，減小了尺寸。在其他實(shí)施例中，光導(dǎo)裝置使用多 個(gè)光源。
圖1是表示帶有鍵盤(pán)12的手持裝置10的示意圖，并且示出鍵盤(pán) 上的按鍵11的示例性布局。鍵盤(pán)可包括任何數(shù)量和任意布局的按鍵。 使用者通過(guò)例如按下按鍵來(lái)觸發(fā)按鍵，以便將信息或命令輸入手持裝 置10。例如，如果手持裝置IO為移動(dòng)電話，那么鍵盤(pán)通常包括十二個(gè) 按鍵，每個(gè)按鍵代表0-9的每個(gè)數(shù)字以及符號(hào)"*"和"#"。手持裝置 10可包括帶有鍵盤(pán)的任何類型的手持裝置。鍵盤(pán)通常包括照亮每個(gè)按 鍵的方式，使得使用者在黑暗或光線暗淡的環(huán)境中可以看見(jiàn)并且識(shí)別 按鍵。圖2是示出發(fā)光鍵盤(pán)單元的構(gòu)造的分解示意圖，對(duì)應(yīng)手持裝置10 的鍵盤(pán)12。在該示例性實(shí)施例中，鍵盤(pán)單元包括以下元件包含多個(gè) 按鍵21的鍵盤(pán)外殼14;具有多個(gè)用于提取光的微結(jié)構(gòu)化特征17的光 導(dǎo)膜16;光學(xué)耦合到膜16的光源26;可選的反射器18;以及具有多
個(gè)觸點(diǎn)24的接觸板20。每個(gè)按鍵21通過(guò)每個(gè)區(qū)域17內(nèi)的微結(jié)構(gòu)化特 征照亮，并且觸發(fā)其中一個(gè)觸點(diǎn)24。例如，按鍵19a通過(guò)區(qū)域19b內(nèi) 的微結(jié)構(gòu)化特征傳導(dǎo)光源26發(fā)出的光來(lái)照亮，并且當(dāng)按鍵19a被壓下 時(shí)，它便觸發(fā)觸點(diǎn)19c，從而可以將信息或具體命令輸入手持裝置10。 按鍵21、微結(jié)構(gòu)化特征17以及觸點(diǎn)24在圖2中顯示為4X3的圓圈矩 陣，僅作為示例性目的。鍵盤(pán)可以具有任意構(gòu)造和任何數(shù)量的按鍵、 微結(jié)構(gòu)化特征和觸點(diǎn)，并且它們可以具有多種其他形狀，例如矩形、 三角形、橢圓形、多邊形或其他形狀。
鍵盤(pán)外殼14通常由可容納每個(gè)按鍵21的塑性材料構(gòu)成，這些按 鍵也通常由塑性材料構(gòu)成。作為另外一種選擇，可使用其他材料制成 外殼14和按鍵21。鍵盤(pán)外殼14容許每個(gè)按鍵21移動(dòng)，以使得它們可 以在被壓下時(shí)觸發(fā)觸點(diǎn)24。
膜16可以由(例如)聚合物微結(jié)構(gòu)化膜構(gòu)成，該膜被構(gòu)造為用于 TIR以及用于在微結(jié)構(gòu)化特征上提取光。微結(jié)構(gòu)化特征可包括提供光提 取作用的任何類型的微米尺寸特征，例如小透鏡、棱鏡或其他幾何形 狀構(gòu)造。微米尺寸的特征通常具有(盡管并非必須)至少一個(gè)小于一 毫米的維度(高度、寬度或長(zhǎng)度)。微結(jié)構(gòu)化特征17可以通過(guò)多種技 術(shù)在膜16內(nèi)制成。通常，首先加工金屬工具，在該工具內(nèi)制造負(fù)微結(jié) 構(gòu)。例如，可使用電火花線加工、金剛石車削加工、飛切、銑削、磨 削、雕刻或蝕刻對(duì)工具進(jìn)行加工。然后，將粘性材料施用到工具，固 化粘性材料或使其固化，再?gòu)墓ぞ呱弦瞥摬牧隙瞥赡ぁＳ纱?，?具內(nèi)的負(fù)特征(例如凹陷)產(chǎn)生膜內(nèi)的正特征(例如凸起)。在這種 情況下，微結(jié)構(gòu)化特征為膜內(nèi)的凹陷，并且膜可經(jīng)過(guò)直接加工以產(chǎn)生凹陷狀(優(yōu)選地為弧形)的微結(jié)構(gòu)化特征。作為另外一種選擇，可使 用第二次生成的模具制備膜，其方法包括加工第一工具以形成凹陷， 使用第一工具制備具有凸起的第二工具，然后通過(guò)第二工具制備膜， 以在膜內(nèi)形成凹陷的微結(jié)構(gòu)化特征。
制備膜16的材料的實(shí)例包括具有以下參數(shù)的光學(xué)膜厚度t = 0.250毫米(mm) - 0.600mm;折射率n = 1.4 - 1.6;功率吸收系數(shù)口 a < 0.01/厘米(cm)。也可使用具有不同參數(shù)的膜。這類光學(xué)膜的一個(gè)例子是 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，但任何能夠產(chǎn)生TIR的光學(xué)膜都可使用。 當(dāng)使用LED作為光源時(shí)，膜16的厚度可取決于與其耦合的LED的尺 寸。否則，當(dāng)使用LED作為光源時(shí)，如果LED的尺寸不限制膜厚度， 只能通過(guò)LED發(fā)出的光的波長(zhǎng)和膜的折射率來(lái)限制光導(dǎo)裝置的厚度。
反射器18 (如果使用)可由能提供基本反射入射光的任何材料構(gòu) 成。例如，其可由拋光的金屬材料構(gòu)成。用于制作反射器18的材料的 例子包括可得自3M公司的增強(qiáng)型鏡面反射片(ESR)膜，該膜的反射 比R〉0.95，厚度t = 0.100mm- 0.200mm。
光源26光學(xué)耦合到膜16以將光透射到膜16內(nèi)。例如，光源26 可使用光學(xué)粘合劑固定到膜16的斜截角、或其他邊緣、或靠近邊緣的 位置。光源26還電連接到電源，例如手持裝置IO的電池，以為其提 供電力。用于實(shí)現(xiàn)光源16的光源的例子包括LED、邊發(fā)射型LED、有 機(jī)LED (OLED)、或其他點(diǎn)光源。光源26可以采用折射率匹配的材料 耦合到膜16上，并且光源可以具有微結(jié)構(gòu)化表面以更好地耦合。另外， 還可以在光源26和膜16之間形成氣隙。作為角隅位置的替代形式， 光源可以位于其他位置，包括按鍵的中心線位置。另外，可以使用多 個(gè)光源，每個(gè)光源沿光導(dǎo)裝置的邊緣位于任何位置，該位置由(例如) 用戶限定或按鍵的布局決定。例如，如果單個(gè)光源不能為具體的鍵盤(pán) 提供最佳的或所需的設(shè)計(jì)，則可將另外的光源引入設(shè)計(jì)，直到實(shí)現(xiàn)所 需程度的亮度和均勻度。接觸板20通常由可容納每個(gè)觸點(diǎn)24的塑性材料構(gòu)成，作為選擇， 其可由其他類型的材料構(gòu)成。經(jīng)由按鍵21施加到觸點(diǎn)24上的物理壓 力提供與壓下的按鍵相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。與按鍵相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)由手持 裝置10內(nèi)的其他元件接收并處理。
鍵盤(pán)外殼14、膜16、可選的反射器18和接觸板20可通過(guò)多種方 式連接在一起以形成鍵盤(pán)12。例如，在手持裝置10的外殼內(nèi)，這些元 件可以邊緣處夾在一起，或者使用物理壓力固定在一起。這些元件也 可以使用粘合片或粘合帶層合到一起。
圖3是示出在示例性實(shí)施例中照亮鍵盤(pán)12的膜16中具有微結(jié)構(gòu) 化特征30的區(qū)域、反射器18和光源26的側(cè)視圖。圖4是示出膜16 和光源26的俯視圖，膜上的區(qū)域17中的每一個(gè)具有微結(jié)構(gòu)化特征。 如圖3和圖4所示，要照亮的區(qū)域?yàn)榘存I下方的圓圈，以便能在黑暗 或光線暗淡的環(huán)境下看清按鍵。不需要照亮光導(dǎo)裝置(膜16)的整個(gè) 平面。需要在按鍵21的位置提取光，其中每個(gè)微結(jié)構(gòu)化特征17提取 適當(dāng)部分的光，從而使光可以傳播到所有按鍵，并且為按鍵提供基本 均勻的光或特定照明范圍內(nèi)的光。每個(gè)區(qū)域內(nèi)微結(jié)構(gòu)化特征之間的間 距可以進(jìn)行調(diào)整，以提供微結(jié)構(gòu)化特征17之間基本均勻的光提取，由 此為按鍵21提供基本均勻的照明或特定范圍的照明。除此之外或作為 調(diào)整間距的另一種選擇，微結(jié)構(gòu)化特征的尺寸和形狀也可以進(jìn)行調(diào)整， 以優(yōu)化或控制任何按鍵位置的光提取。
在圖3所示的示例性構(gòu)造中，每個(gè)微結(jié)構(gòu)化特征(例如特征30) 被切削為與膜16成45。角(32)。光源26發(fā)出的光線33射入微結(jié)構(gòu)化 特征32上并且被向上反射從而照亮按鍵28。由于反射的方向，光線 33以大約卯。角(34)射入膜16的頂部表面，超出TIR的臨界角，因此 光逸出膜而不是在膜內(nèi)反射。在微結(jié)構(gòu)化特征32對(duì)光進(jìn)行反射時(shí)，少 量的光會(huì)從膜的底部漏出，此時(shí)反射器18便會(huì)將漏出的光反射回膜16內(nèi)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，為了匹配光源26，膜16的厚度t = 0.250mm - 0.600mm。另外在一個(gè)示例性實(shí)施例中，弧(微結(jié)構(gòu)化特征30)的深 度23為0.007mm，寬度25為0.014mm，并且被切削成45°角32。微 結(jié)構(gòu)化特征也可以具有其他深度和角度，以使得該特征反射和改變光 的方向超出TIR臨界角，從而使光可以穿過(guò)膜，照亮按鍵。
圖3旨在僅作為位于按鍵下方以照亮按鍵的微結(jié)構(gòu)化特征構(gòu)造的 一個(gè)示例。其他示例性實(shí)施例可包括不是弧或除此之外的不同的微結(jié) 構(gòu)化特征，微結(jié)構(gòu)化特征的不同構(gòu)造、不同維度(高度、長(zhǎng)度和寬度)、 以及不同材料或厚度。
圖5是膜16的具體區(qū)域40中微結(jié)構(gòu)化特征的俯視圖，該膜用于 照亮該示例性實(shí)施例中鍵盤(pán)的按鍵。區(qū)域40對(duì)應(yīng)區(qū)域17的其中一個(gè)， 并且弧41對(duì)應(yīng)微結(jié)構(gòu)化特征30。間距42是指每個(gè)區(qū)域內(nèi)微結(jié)構(gòu)化特 征41之間的間隔。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，間距隨著區(qū)域與光源之間 的距離增加而減小，但在其他實(shí)施例中間距可按其他方式布置。另外， 在某些示例性實(shí)施例中，弧被切削成面向光源，以使得光以近似直角 射入其表面，從而加強(qiáng)向上反射以照亮按鍵。作為另外一種選擇，微 結(jié)構(gòu)化特征不需要為弧，在膜內(nèi)可形成其他多種形狀或構(gòu)造。例如， 微結(jié)構(gòu)化特征可以是圓錐形、棱錐形、小透鏡或可優(yōu)化尺寸和布局以 便在按鍵下方使用一個(gè)或多個(gè)光源提取光的其他形狀。微結(jié)構(gòu)化特征 的間距可以是常數(shù)，或根據(jù)按鍵下方膜內(nèi)的每個(gè)區(qū)域而變化，并且弧 可以被切削或成形為(例如)螺旋狀或同心環(huán)、或其他構(gòu)造，例如根 據(jù)提取器的對(duì)稱性而變化間距的網(wǎng)格。此外，微結(jié)構(gòu)化特征的尺寸和 形狀也可以進(jìn)行調(diào)整以控制光提取。另外，區(qū)域40中微結(jié)構(gòu)化特征可 以是連續(xù)的或不連續(xù)的。不連續(xù)的微結(jié)構(gòu)化特征可以包括(例如)一 個(gè)或多個(gè)弧41，具有沿其邊緣的一個(gè)或多個(gè)平坦部分。
圖6是一個(gè)俯視圖，示出在按鍵位于相對(duì)于光源的特定角分布56 內(nèi)時(shí)，使用單個(gè)光源54照亮鍵盤(pán)52的所有按鍵50。具體地講，建模顯示了當(dāng)要照亮的所有按鍵位于60?；蚋〉膱A錐內(nèi)(角分布56)，
只需要一個(gè)光源。
多種技術(shù)可用于得到適當(dāng)?shù)奈⒔Y(jié)構(gòu)化特征間距，以便獲得所需的 光提取。例如，可使用光學(xué)建?；蛟囼?yàn)證據(jù)獲取所需的膜參數(shù)，以實(shí)
現(xiàn)所需的光提取。對(duì)于光學(xué)建模，可使用光跡追蹤軟件例如ASAP程 序(可得自美國(guó)亞利桑那州圖森市布里奧特研究公司(Breault Research, Tucson, Arizona, U.S.A.))和iSIGHT優(yōu)化軟件程序(可得自美國(guó)北卡 羅萊納州凱里市英吉尼奧斯軟件公司(Engineous Software, Cary, North Carolina, U.S.A.))，以獲取每個(gè)區(qū)域內(nèi)微結(jié)構(gòu)化特征的所需間距，以 實(shí)現(xiàn)所需的亮度。膜可通過(guò)這些技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以在微結(jié)構(gòu)化特征之 中提供基本均勻的光提取。作為另外一種選擇，膜可使用這些技術(shù)進(jìn) 行設(shè)計(jì)，以使得微結(jié)構(gòu)化特征之中提取的光的強(qiáng)度在特定強(qiáng)度值的10% 的范圍內(nèi)、或在其他范圍內(nèi)。根據(jù)所需的光提取、鍵盤(pán)上按鍵的布局、 以及一個(gè)或多個(gè)光源的位置，可生成每個(gè)區(qū)域的間距值。間距值可用 于加工對(duì)應(yīng)照亮每個(gè)按鍵的區(qū)域內(nèi)的微結(jié)構(gòu)化特征。
雖然已結(jié)合示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的多種修改形式都是顯而易見(jiàn)的，本專 利申請(qǐng)旨在包括任何修改或變化。例如，用于膜的不同類型的材料以 及微結(jié)構(gòu)化特征的維度可在不脫離本發(fā)明范圍的情況下使用。本發(fā)明 應(yīng)當(dāng)僅受限于權(quán)利要求書(shū)及其等于物。
權(quán)利要求
1. 一種光導(dǎo)裝置，包括膜，具有第一表面和與所述第一表面相對(duì)的第二表面，其中所述第一和第二表面提供光的基本全內(nèi)反射；光源，光學(xué)耦合到所述膜；多個(gè)離散的區(qū)域，位于所述第一表面上，其中所述區(qū)域中的每一個(gè)具有一個(gè)或多個(gè)微結(jié)構(gòu)化特征，使得所述區(qū)域中的每一個(gè)從所述膜提取入射到所述區(qū)域上的相當(dāng)一部分光，并且其中所述區(qū)域中的每一個(gè)內(nèi)的所述微結(jié)構(gòu)化特征被調(diào)整，使得所述區(qū)域從所述光源獲得基本均勻的光提取。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光導(dǎo)裝置，還包括反射器，所述反射器 連接到所述膜的具有所述第二表面的一側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光導(dǎo)裝置，其中所述光源在所述膜的斜 截角處光學(xué)耦合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光導(dǎo)裝置，其中所述區(qū)域被布置用于提 取光以照亮鍵盤(pán)的按鍵。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光導(dǎo)裝置，其中所述區(qū)域中的每一個(gè)內(nèi) 的每個(gè)所述微結(jié)構(gòu)化特征包括微結(jié)構(gòu)化的弧。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光導(dǎo)裝置，其中所述區(qū)域中的每一個(gè)內(nèi) 的所述微結(jié)構(gòu)化特征包括不連續(xù)的微結(jié)構(gòu)化特征。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光導(dǎo)裝置，其中所述光源包括僅一個(gè)發(fā) 光二極管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光導(dǎo)裝置，其中多個(gè)所述微結(jié)構(gòu)化特征 中提取的光的強(qiáng)度在特定強(qiáng)度值的的10%的范圍內(nèi)。
9. 一種用于制備光導(dǎo)裝置的方法，包括提供膜，所述膜具有第一表面和與所述第一表面相對(duì)的第二表 面，其中所述第一和第二表面提供光的基本全內(nèi)反射、 將光源光學(xué)耦合到所述膜；以及在所述第一表面上形成多個(gè)離散的區(qū)域，其中所述區(qū)域中的每一 個(gè)具有一個(gè)或多個(gè)微結(jié)構(gòu)化特征，使得所述區(qū)域中的每一個(gè)從所述膜提取入射到所述區(qū)域上的相當(dāng)一部分光，并且其中所述區(qū)域中的每一 個(gè)內(nèi)的所述微結(jié)構(gòu)化特征被調(diào)整，使得所述區(qū)域從所述光源獲得基本 均勻的光提取。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括將反射器連接到所述膜 的具有所述第二表面的一側(cè)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述耦合步驟包括將所述 光源在所述膜的斜截角處光學(xué)耦合的步驟。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述形成步驟包括布置所 述區(qū)域以提取光，用于照亮鍵盤(pán)的按鍵。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述形成步驟包括在所述 膜的所述區(qū)域中的每一個(gè)內(nèi)形成微結(jié)構(gòu)化的弧。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述形成步驟包括在所述 膜的所述區(qū)域中的每一個(gè)內(nèi)形成不連續(xù)的微結(jié)構(gòu)化特征。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述耦合步驟包括使用僅 一個(gè)發(fā)光二極管作為所述光源。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述形成步驟包括布置所 述區(qū)域中的每一個(gè)內(nèi)的所述微結(jié)構(gòu)化特征中的每一個(gè)的間距，以使得多個(gè)所述微結(jié)構(gòu)化特征中提取的光的強(qiáng)度在特定強(qiáng)度值的的10%的范圍內(nèi)。
17. —種用于手持裝置的鍵盤(pán)單元，包括 鍵盤(pán)，具有多個(gè)按鍵；反射器，具有第一側(cè)面和與所述第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面；接觸板，位于所述反射器的第二側(cè)面，并且所述接觸板具有多個(gè)觸點(diǎn)，所述多個(gè)觸點(diǎn)響應(yīng)按鍵觸發(fā)而提供電信號(hào)；和 光導(dǎo)裝置，位于所述鍵盤(pán)和所述反射器的第一側(cè)面之間，所述光 導(dǎo)裝置包括膜，具有第一表面和與所述第一表面相對(duì)的第二表面，其中所述第二表面對(duì)入射到所述第二表面的相當(dāng)一部分光進(jìn)行反射； 光源，光學(xué)耦合到所述膜；以及多個(gè)離散的區(qū)域，位于所述第一表面上，其中所述區(qū)域中的 每一個(gè)具有一個(gè)或多個(gè)微結(jié)構(gòu)化特征，使得所述區(qū)域中的每一個(gè)從所 述膜提取入射到所述區(qū)域上的相當(dāng)一部分光，并且其中所述區(qū)域中的 每一個(gè)內(nèi)的所述微結(jié)構(gòu)化特征被調(diào)整，使得所述區(qū)域從所述光源獲得 基本均勻的光提取。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的鍵盤(pán)單元，其中所述光源在所述膜的 斜截角處光學(xué)耦合。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的鍵盤(pán)單元，其中所述區(qū)域中的每一個(gè) 內(nèi)的所述微結(jié)構(gòu)化特征中的每一個(gè)包括微結(jié)構(gòu)化的弧。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的鍵盤(pán)單元，其中所述區(qū)域全部處于以 所述光源為中心的60。圓錐內(nèi)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的鍵盤(pán)單元，其中所述多個(gè)微結(jié)構(gòu)化特 征中提取的光的強(qiáng)度在特定強(qiáng)度值的的10%的范圍內(nèi)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的鍵盤(pán)單元，其中所述光源包括僅一個(gè) 發(fā)光二極管。
全文摘要
一種用于照亮手持裝置內(nèi)鍵盤(pán)按鍵的光導(dǎo)裝置。所述光導(dǎo)裝置包括膜和光學(xué)耦合到所述膜的發(fā)光二極管。所述膜提供光的基本全內(nèi)反射。與所述按鍵相對(duì)的所述膜的表面包括多個(gè)離散區(qū)域，所述區(qū)域中的每一個(gè)具有一個(gè)或多個(gè)微結(jié)構(gòu)化特征，使得所述區(qū)域中的每一個(gè)通過(guò)反射和重新導(dǎo)向光使射入所述膜的光超出全內(nèi)反射的臨界角，由此從所述膜提取大部分入射到所述區(qū)域上的光。所述區(qū)域中的每一個(gè)內(nèi)的所述微結(jié)構(gòu)化特征被調(diào)整，使得這些所述區(qū)域從所述光源獲得基本均勻的光提取。所述光導(dǎo)裝置可使用僅一個(gè)發(fā)光二極管作為光源，來(lái)提供足夠的按鍵照明。
文檔編號(hào)G02B6/00GK101512697SQ200780032610
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2007年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月30日
發(fā)明者查爾斯·D·霍伊爾 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司