專利名稱：波導部件和使用該波導部件的鍵盤組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鍵盤和鍵盤組件，尤其涉及一種包括波導部件的鍵盤和 鍵盤組件。
背景技術：
一般地，鍵盤組件用作個人電腦、便攜式無線終端、自動拒員機等用戶 的信息輸入裝置。傳統(tǒng)的鍵盤組件包鍵盤和開關墊。鍵盤包括許多其上印刷有字母、數(shù)字和符號的按鈕，以及具有固定在其上表面的按鈕的彈性片。該開關墊包括印刷電路板(PCB)和附著于該PCB 的拱形片，該印刷電路板上具有多個電觸頭。當用戶按壓一個按鈕時，壓力經由彈性片被施加至對應的拱形片的拱形 上。然后，該拱形產生變形并且電連接至對應的電觸頭。根據該拱形與電觸 頭之間電連接，該裝置(例如，其上安裝有鍵盤組件的個人電腦、便攜式無 線終端或者自動柜員機)可識別出由用戶選擇的信息已經被輸入。安裝在便攜式無線終端的鍵盤組件具有在按鈕附近定位的其他背光裝 置。這能夠使用戶即使在沒有燈光照明的情況下也可操作該裝置。背光裝置具有多種類型，包括(1 )具有安裝在開關墊上的多個LED 從而直接照明按鈕，(2)采用基于有機發(fā)光物質的發(fā)光結構，以及(3)采 用波導部件(例如波導管)。但是，傳統(tǒng)背光裝置具有許多限制，包括雖然它們應該是能照明按鈕的， 但是大量的光被導引至外周，隨后損失。這對于減小便攜式終端的能量消耗 以及使結構緊湊來說都會造成障礙。發(fā)明內容因此，本發(fā)明用于解決現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的上述問題。本發(fā)明提供一種鍵 盤組件，該鍵盤組件包括適于使傳送入波導件內部的光的泄漏和損失最小化 的波導管。根據本發(fā)明的一個方面，波導部件包括波導管，用于導引在內側傳播的光；以及至少一個凹槽，所述凹槽沿與傳送至波導管內側的光的導引方向 垂直的方向形成，使得由波導管導引的光被反射至波導管。根據本發(fā)明的另一方面，鍵盤組件包括具有至少一個按鈕和固定所述 按鈕的彈性片的鍵盤；位于所述鍵盤下方的波導部件，所述波導部件具有用 于導引在內側傳播的光的波導管和用于將由波導管導引的光反射入波導管 的至少一個凹槽；以及位于波導部件下方的開關墊，使得在按壓按鈕時建立 電接觸。


根據下述詳細說明并結合附圖可更加清楚地了解本發(fā)明，其中圖1A至1C示出根據本發(fā)明第一實施例的波導部件；圖2A至2C示出根據本發(fā)明第二實施例的波導部件；圖3示出根據本發(fā)明第三實施例的波導部件；圖4A至4E示出根據本發(fā)明第四實施例的波導部件；圖5示出根據本發(fā)明第五實施例的波導部件；以及圖6示出根據本發(fā)明第六實施例的鍵盤組件的剖視圖。
具體實施方式
在下文中，將參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。為了簡潔和簡化的目 的，這里省略了公知功能和結構的詳細說明，以避免本發(fā)明的主題不清楚。圖la和lb示出根據本發(fā)明的第一實施例的波導部件。該波導部件100 包括用于導引傳送入其內部的光的波導管110;至少一個凹槽111,所述凹 槽沿與傳送入波導管110內部的光被導引的方向相垂直的方向形成，使得波 導管110的入射光被反射入波導管110;以及用于產生光的光源101和102。波導管110導引傳送入其內部的光，使得被傳送的光從波導管110的第 一側表面?zhèn)鞑ブ疗涞诙缺砻?。如這里所使用的，波導管110的第一側表面 指從外部傳送的光所到達的側表面其中之一。波導管110可采用任何形狀， 諸如方形或其它幾何形狀。在光被傳送到波導管110內部之后，光在波導管 110與其外部空氣層之間的交界處經受全反射并且在波導管110內部傳播。波導管110可采用具有低硬度、高彈性可變形性、高恢復能力和高光學透射性的聚合物制成，諸如聚碳酸酯、PMMA (聚曱基丙烯酸曱酯 (polymethylmethacrylate ))、 聚氛酉旨(polyurethane )或者石圭酉同。凹槽11形成在垂直于傳送入波導管110內部的光被導引以使得波導管 110的入射光被反射至波導管110的內部的方向的方向上。尤其地，凹槽111 可以是形成在第二側表面一部分上的凹陷，從而使波導管110在其本身與其外部空氣層之間具有交界面。當光由波導管110引導并且朝向凹陷111入射時，光線由于波導管110與外層空氣之間的折射率的差值而被反射向波導管。沿與光由凹陷111引導的方向相垂直的方向的剖面可采用半圓形、圓形 或者具有預定曲率的橢圓形的形狀，或者是多邊形?？蛇x^^地，凹陷lll可 沿著第二側向表面延伸入波導管111。雖然圖la所示的凹槽111具有在波導管110的第二側表面的一部分上 形成的凹陷的形狀，但是其可以是延伸穿過波導管110的孔?？蛇x擇地，凹 槽111可以是形成在波導管10的上和下表面的各部分上的凹陷。圖lb局部地放大圖la所示的波導管110，該波導管具有形成在其上的 凹陷111。如圖lb所示，當光103c以臨界角0c入射到凹槽111上時，其完 全被反射至波導管110的內側。當光104a以大于臨界角0c的角度入射時， 一部分光(如實線所示)穿過凹槽111并且泄漏。剩余部分104b被反射至 波導管的內側。 一些光線在由凹槽限定的交界面處散射并且損失?？諝獾姆瓷渎蕁,是1并且用作基準以與其他物質的反射率進行比較。波 導管110的反射率n )高于空氣層的反射率n"根據該實施例，至少一個凹槽111沿著光從波導管110的第一側表面導 引至其第二側表面的傳播路徑形成，或者形成在第二側表面上從而提供具有 不同反射率的波導管與空氣層之間的交界。因此，朝向凹槽lll入射的光由 于波導管110與空氣層之間的反射率差而被反射入波導管110的內部。當凹槽111上的入射光滿足全反射條件時，大部分光被反射至波導管110 的內側，除了在該交界處散射之后損失的一部分光。如果沒有滿足全反射條 件(即，如果入射角大于臨界角)，那么一部分光穿過凹槽111,但是剩余部 分被反射至波導管110的內側。因此，凹槽111可最小化當傳送入波導管110內部的光泄漏時出現(xiàn)的光 損失。參照圖lc，圖la所示的波導管110具有圍繞其第二側表面印制的擋光 層120。尤其地，擋光層120圍繞面對光源101和102的第一側表面的、且 其上形成有凹槽111的第二側表面印制。擋光層120可采用例如阻擋墨水制 成，從而防止光線從波導管IIO泄漏出去。如圖lc所示，優(yōu)選地，凹槽lll 上不形成擋光層120。圖2a示出根據本發(fā)明第二實施例的波導部件。波導部件200包括用于 將已經經由第一側表面?zhèn)魉腿雰葌鹊墓獬虻诙缺砻鎸б牟▽Ч?10, 用于將光輸出至波導管210的第一側表面的至少一個光源201和202,形成 在波導管210上的至少一個凹槽211以及圍繞波導管210的第二側表面形成 的擋光層220。在根據本發(fā)明第二實施例的波導部件200的下述說明中，與本發(fā)明第一 實施例情況下相同的部件和操作的詳細描述被省略，以使說明書簡潔。凹槽211可沿著第二側表面形成在波導管210中，使得從第一側表面導 引的光被反射至波導管210的內側。如圖2b所示，凹槽211可以是通過沿 著擋光層刻劃波導管210的上表面而形成的凹陷。如圖2c所示，可選擇地， 凹槽211可以是穿過波導管210的上和下表面延伸的孔。如圖2a至2c,擋光層220可通過印制沿著波導管210的第二側表面而 形成。擋光層220吸收已經穿過凹槽211而未纟皮反射的一部分光并且防止光 無益地泄漏出波導管210。雖然擋光層220通常采用黑墨水制成，但是也可 使用白墨水印制擋光層220的與波導管210的第二側表面鄰近的內表面。圖3示出根據本發(fā)明的第三實施例的波導部件。參照圖3，波導部件300 包括用于將已經經由第 一側表面?zhèn)魉腿雰葌鹊墓鈱б恋诙缺砻娴牟▽?管310，形成在波導管310上的至少一個凹槽311,沿著波導管310的第二 側表面形成的擋光層320,以及用于產生傳送入波導管310內側的光的光源 301和302。在根據本發(fā)明第三實施例的波導部件300的下述說明中，與本發(fā)明第一 實施例情況下相同的部件和操作的詳細描述被省略，以使說明書簡潔。凹槽311可局部地形成在鄰近波導管310的第二側表面的部分上?？蛇x 擇地，凹槽311可以是延伸穿過波導管310的孔或者通過刻劃形成的凹陷。擋光層320可通過例如印制而形成在波導管310的第二側表面上，從而 吸收已經穿過凹槽311的一部分光。圖4a示出根據本發(fā)明的第四實施例的波導部件400。圖4b至4e示出分 別沿圖4a的A-A，取得的示例性剖面。根據本實施例的波導管400包括用于 將已經經由第一側表面?zhèn)魉椭羶葌鹊墓獬虻诙缺砻鎸б牟▽Ч?10、 形成在波導管410—部分上的至少一個凹槽411,沿著第二側表面形成在波 導管410上的擋光層420、以及產生傳送至波導管410內側的光的光源401 和402。光源401和402定位成使得它們的發(fā)光表面面對波導管410的第一 側表面。在根據本發(fā)明第四實施例的波導部件400的下述說明中，與本發(fā)明第一 實施例情況下相同的部件和操作的詳細描述被省略，以使說明書簡潔。根據本實施例的波導部件400具有在波導管410內部沿著凹槽411印制 的擋光層420。擋光層420吸收已經穿過凹槽411但是還沒有反射至波導管 410的光，并且使泄漏出波導管410的光最小化。參照圖4b，凹槽411通過刻劃或者蝕刻波導管410的上表面形成?？蛇x 擇地，凹槽411可在使波導管410成形的同時形成。凹槽411提供波導管410 與其外部空氣層之間的交界，該交界與光在波導管410中傳播的路徑相交。 因此，朝向波導管410的第二側表面導引的光被凹槽411反射入波導管410。擋光層420a形成在波導管410的第二側表面與凹槽411之間，/人而環(huán) 繞凹槽411。因此，擋光層420a吸收已經穿過凹槽411的一部分光并且最小 化從波導管410泄漏出的光。如剖視圖所示，擋光層420a通過使用例如黑 墨水印制在形成于波導管410上表面的凹口 420b上。參照圖4c,凹槽411形成為延伸穿過波導管411的上和下表面的孑L。擋 光層420a具有與圖4b相同的結構。圖4d示出具有在其上表面410a上形成的凹槽411的波導管410的剖視 結構。波導管410也具有擋光層420a和420b，所述擋光層填充形成在波導 管410的上表面410a和下表面410b上形成的凹口 420c上。圖4e示出波導管410的剖面結構，該波導管410具有延伸通過波導管 410的上表面410a和下表面410b的凹槽411。該波導管410還具有擋光層 420a和420b,該擋光層印制在以交替對角或者之字形圖案形成在上表面410a 和下表面410b上的凹口 420c上。圖5示出根據本發(fā)明第五實施例的波導部件。參照圖5,波導部件500 包括至少一個光源501和502,具有定位成面對光源501和502的第一側表面的波導管510，形成在波導管510中的多個凹槽511和512,以及圍繞波 導管510的第二側表面形成以及形成在凹槽511和512之間的擋光層520。圖案?？蛇x擇地，該反射圖案可與波導管510的成形同時形成。該反射圖案 使得已經在波導管510內側傳播的一部分光經受不規(guī)則反射，使得其朝向波 導管510的上或下表面反射。凹槽511和512可以是延伸穿過波導管510的上和下表面的孔。可選擇 地，凹槽511和512可以是通過刻劃形成在波導管510的上或下表面上的凹 陷，或者與波導管510的成形同時地形成。圖6示出根據本發(fā)明第六實施例的鍵盤組件的剖面。鍵盤組件600可安 裝在便攜式無線終端中。鍵盤組件600包括鍵盤610、定位成面對鍵盤610 的開關墊630、至少一個光源640以及定位在開關墊630與#:盤610之間的 波導部件620。光源640除了其發(fā)光表面由擋光層622b遮蓋。鍵盤610包括彈性片612和定位在彈性片612上的至少一個按鈕611。 彈性片612可具有朝向波導部件620伸出的壓縮凸起612a。當用戶按壓按鈕 611時，壓縮凸起612a將所得壓力傳送至開關墊630。另外，壓縮凸起612a 將來自于開關墊630的斥力傳送至用戶，使得他/她可意識到對應的開關墊是 否已經建立連接。彈性片612可采用大概方形板的形狀，以及其他形狀。彈性片6U的彈 性可保證按鈕611已經由用戶按壓之后可返回至其初始位置。尤其地，彈性 片612的自恢復能力使得按鈕612能夠在其被^接壓之后恢復其初始形狀。彈性片612具有豎直地位于按鈕下方的壓縮凸起612a,當按鈕6U被按 壓時，所得壓力被傳送至開關墊630。然后，用戶可意識到開關墊630是否 已經被按壓。按鈕611位于彈性片612的上表面上。按鈕611可通過粘合劑附著于彈 性片612，或者通過注射模制與彈性片612形成整體單元。按鈕611可采用 與彈性片612相同的材料制成?？蛇x擇地，按鈕611可采用聚碳酸酯或者丙 烯酸樹脂制成。雖然根據本實施例的按鈕611具有方形塊的形狀，但是其可 采用其他形狀，諸如圓形支柱或者橢圓形支柱。波導部件620包括用于導引傳送入波導管內部的光的波導管624,用于 使傳送入波導管621內側的光擴散的至少一個凹槽621a,以及擋光層622a和622b。圍繞光源640的擋光層622b可采用例如黑帶制成。環(huán)繞波導管621 的擋光層622a可采用例如黑墨水印刷形成。波導管621包括用于將已經傳送至內側的一部分光反射至按鈕611的反 射圖案621b，用于防止已經導引至內側的光泄漏的凹槽621a，以及擋光層 622a和622b。波導管621使得已經經由面對光源640的第一側表面?zhèn)魉椭?內側的光、在上和下表面與外部空氣層的交界處經受全反射，使得光被朝向 第二側表面(與第一側表面相對)導引?？赏ㄟ^刻劃將反射圖案621b形成 在波導管621的上或下表面上?？蛇x擇地，反射圖案621b可在波導管621 成形的同時形成為凹陷。如果全反射之后已經在波導管621內側傳播的光入射到反射圖案621b 上，那么全反射的條件沒有被反射圖案621b滿足(當入射角小于臨界角時)。 然后光通過波導管621和彈性片612,照亮按鈕611。波導管612優(yōu)選地具有相應于細小4定盤組件600的較小厚度(例如， 0.1-0.3mm)。當波導管621采用例如聚碳酸酯或者PMMA制成時，該波導 管可具有0.1-0.2mm的厚度。當波導管621采用聚氨酯或者硅酮制成時，該 波導管可具有0.1-0.3mm的厚度。當傳送至波導管621內側的光泄漏出波導管621而不是照明按鈕時，出 現(xiàn)光的泄漏。當這種光泄漏發(fā)生時，照明按鈕611所需的照明度下降，因為 光無益i也泄漏出去。傳送至波導管621內側的光在波導管621 (尤其，其上和下表面)與其 外空氣層的交界處經受全發(fā)射,并且在波導管621內側傳播。凹槽621a形 成的方向垂直于光在波導管621內側被導引的方向，使得在波導管621內側 產生與外部空氣層交界的交界面。因此，在波導管621內側導引的光在由凹 槽621限定的交界處被反射至波導管621。為了確保被傳送至波導管621內側的光照亮按鈕611而不泄漏出波導管 611,擋光層622a圍繞波導管621的側表面，除了光入射的側表面(面對光 源640)。擋光層622a可使用吸收光的黑墨水通過印制過程形成，使得光的 泄漏被抑制。也可為擋光層622a的鄰近波導管621對應側表面的表面印制 白墨水，使得入射在擋光層622a上的光被朝向波導管621反射。如已經參照本發(fā)明第一至第五實施例所說明的(圖la、 2a、 3a、 4a和5 )， 擋光層622a沿著波導管621的側表面形成在波導管621內側。除了光入射的側表面之外，確實是這樣，從而最小化光的泄漏，其路徑已經由凹槽621a改變。凹槽621a和擋光層622a可采用^^艮據本發(fā)明第一至第五實施例的結構。 開關墊630包括其上形成有電觸頭632a的PCB 632。拱形片631粘合至PCB 632并且設置有對應于電觸頭632a的拱形。拱形片631可采用薄導電材料制成，使得當用戶按壓按鈕611時，對應的拱形和電觸頭632彼此電連接。拱形片631可采用例如粘合劑附著至PCB632。支承部件632可插入波導管621與拱形片631之間。支承部件623可采 用環(huán)形的形狀，諸如方形帶。支承部件623附著至波導管621的周邊或內部 分。支承部件623可包括雙面膠帶、粘合劑或者粘性印制層。如上所述，根據本發(fā)明的波導部件具有至少一個凹槽，該凹槽沿著與光 的傳播路徑垂直的方向形成、使得傳送至波導部件內側的光可沿與傳播的初 始方向不同的方向被導引。因此，傳送至波導管內側的光可在整個波導管上 擴散。這可使照明按鈕的照度均勻并且有所改善。另外，圍繞凹槽形成的擋 光層可最小化光的損失。雖然已經參照示例性實施例說明和示出本發(fā)明，但是本領域技術人員應 該理解，形式和細節(jié)的各種變化可在不脫離由所附權利要求限定的發(fā)明精髓 和范圍的情況下作出。
權利要求
1、一種波導部件，包括波導管，用于導引在內側傳播的光；以及至少一個凹槽，所述凹槽沿著與傳送至波導管內側的光的導引方向垂直的方向形成，使得由波導管導引的光被反射至波導管。
2、 根據權利要求1所述的波導部件，其中，所述凹槽的沿著與由波導 管導引的光的導引方向垂直的方向截取的截面具有預定的曲率或者具有多 邊形形狀。
3、 根據權利要求1所述的波導部件，其中，所述凹槽是形成在波導管 的側表面的一部分上的凹陷或者延伸穿過波導管的上和下表面的孔。
4、 根據權利要求1所述的波導部件，還包括圍繞波導管的除了一個側 表面之外的其他側表面的擋光層，其中光入射到所述一個側表面上。
5、 根據權利要求1所述的波導部件，還包括形成在波導管上表面上的 凹口，以及填充每個凹口的擋光層。
6、 根據權利要求1所述的波導部件，還包括形成在波導管上和下表面 上的凹口，以及填充每個凹口的擋光層。
7、 根據權利要求1所述的波導部件，其中，凹槽延伸穿過波導管的上 和下表面。
8、 一種鍵盤組件，包括具有至少一個按鈕和固定所述按鈕的彈性片的鍵盤；位于所述鍵盤下方的波導部件，所述波導部件具有用于導引在內側傳播 的光的波導管和用于將由波導管導引的光反射入波導管的至少一個凹槽；以 及位于波導部件下方的開關墊，使得在按壓按鈕時建立電接觸。
9、 根據權利要求8所述的鍵盤組件，還包括圍繞波導管的除了一個側 表面之外的其他側表面的擋光層，其中光入射到所述一個側表面上。
10、 根據權利要求8所述的鍵盤組件，還包括形成在波導管個上表面上 的凹口 ，以及填充每個凹口的擋光層。
11、 根據權利要求8所述的鍵盤組件，還包括形成在波導管的上和下表 面上的凹口，以及填充每個凹口的擋光層。
12、 根據權利要求8所述的鍵盤組件，其中，所述凹槽延伸穿過波導管 的上和下表面。
13、 根據權利要求8所述的鍵盤組件，其中，所述開關墊包括 印刷電路板，該印刷電路板具有形成在其上的多個電觸頭；以及 粘合至印刷電路板的拱形片，所述拱形片具有分別對應于電觸頭的拱形。
14、 根據權利要求8所述的鍵盤組件，還包括用于產生傳送至波導管的 側表面的光的光源。
15、 根據權利要求8所述的鍵盤組件，其中，所述凹槽沿著與傳送至波 導管內側的光的導引方向垂直的方向形成，從而產生波導管與大氣之間的交界。
16、 根據權利要求8所述的鍵盤組件，還包括 用于產生傳送至波導管內側的光的光源；以及 形成在光源的上表面和側表面上的擋光層。
17、 根據權利要求8所述的鍵盤組件，其中，所述凹槽是形成在波導管 側表面的 一部分上的凹陷或者延伸穿過波導管的上和下表面的孔。
全文摘要
本發(fā)明公開一種波導部件和包括該波導部件的鍵盤組件。該波導部件包括波導管，用于導引在內側傳播的光；以及至少一個凹槽，所述凹槽沿著與傳送至波導管內側的光的導引方向垂直的方向形成，使得由波導管導引的光被反射至波導管。該鍵盤組件包括具有至少一個按鈕和固定所述按鈕的彈性片的鍵盤；位于所述鍵盤下方的波導部件，所述波導部件具有用于導引在內側傳播的光的波導管和用于將由波導管導引的光反射入波導管的至少一個凹槽；以及位于波導部件下方的開關墊，使得在按壓按鈕時建立電接觸。
文檔編號G06F3/02GK101266317SQ20081008535
公開日2008年9月17日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權日2007年3月14日
發(fā)明者李周勛, 金官炯 申請人:三星電子株式會社