專利名稱：數(shù)據(jù)輸入裝置的照明方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)輸入裝置中的數(shù)據(jù)輸入按鈕的照明。本發(fā)明具體涉及利用某種材料進(jìn)行照明，該材料允許在由數(shù)據(jù)輸入按鈕啟動(dòng)開(kāi)關(guān)的同時(shí)向其提供照明。
數(shù)據(jù)輸入按鈕的照明允許用戶在低光照或零光照條件中在視覺(jué)上識(shí)別位于多個(gè)按鈕中的合適按鈕。成組布置在一起的按鈕陣列通常被稱為鍵盤(pán)，鍵盤(pán)中的按鈕提供了用于啟動(dòng)印刷電路板(PCB)上的開(kāi)關(guān)以便提供相應(yīng)電信號(hào)的裝置，從而由用戶將機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在按鈕頂部的是用戶可見(jiàn)的對(duì)應(yīng)于特定功能或數(shù)字表示的唯一識(shí)別標(biāo)記。每個(gè)按鈕都可以從背后照亮或提供背景照明，以允許用戶識(shí)別低光照或零光照條件下的按鍵。識(shí)別標(biāo)記通常是位于按鈕的中心，并且是半透明的，以允許通過(guò)背景燈提供照明。
用于提供背景照明的一種通常方法是使用位于PCB上的靠近鍵盤(pán)上至少一個(gè)對(duì)應(yīng)按鈕的發(fā)光二極管(LED)。LED在被激活時(shí)通過(guò)按鈕的半透明材料向按鈕上的識(shí)別標(biāo)記提供有色背景照明。一個(gè)LED可以向多個(gè)相鄰的半透明按鈕提供照明。為了提高各按鈕間照明的一致性，可以用多個(gè)LED。但是，這會(huì)增加產(chǎn)品的成本和制造復(fù)雜性。
諸如電致發(fā)光(EL)板的薄板發(fā)光裝置也可以用于向數(shù)據(jù)輸入按鈕提供背景照明。雖然EL板實(shí)質(zhì)上覆蓋了PCB和其中包含的電路，可以有選擇地照明對(duì)應(yīng)于鍵盤(pán)中每個(gè)數(shù)據(jù)輸入按鈕的區(qū)域。由于每個(gè)按鈕保留了其自己的照明源，因此這提供了按鈕間改進(jìn)的照明分布，其結(jié)果是改進(jìn)了可讀性和易用性。但是，在PCB和數(shù)據(jù)輸入按鈕之間設(shè)置EL板導(dǎo)致了額外的厚度，并且可能需要對(duì)包括數(shù)據(jù)輸入組件的現(xiàn)有部件的改動(dòng)，潛在地增加了裝置尺寸。這種單元尺寸的增加與對(duì)于如便攜式電子裝置的許多數(shù)據(jù)輸入裝置希望減小產(chǎn)品尺寸的趨勢(shì)形成了直接沖突。另外值得關(guān)注的一點(diǎn)是，厚度的增加可能會(huì)在數(shù)據(jù)輸入按鈕啟動(dòng)開(kāi)關(guān)以向用戶提供表示已經(jīng)成功啟動(dòng)某個(gè)功能的反饋時(shí)，防礙數(shù)據(jù)輸入按鈕充分地向下延伸。
一種方法使用EL板基本上消除了厚度的增加并同時(shí)允許表現(xiàn)用戶反饋，其在EL板中對(duì)應(yīng)于每個(gè)數(shù)據(jù)輸入按鈕提供了多個(gè)孔，以允許致動(dòng)器直接與PCB上的開(kāi)關(guān)接合。但是，因?yàn)楝F(xiàn)在除去了數(shù)據(jù)輸入按鈕正下面的EL材料，按鈕之間的照明分布不夠一致，因而降低了易用性。
因此需要改進(jìn)上述方法和裝置，以提供靈活、成本合算的照明裝置，并允許在諸如用戶希望不斷減小尺寸的便攜式手持通信裝置的受限制區(qū)域內(nèi)的開(kāi)關(guān)啟動(dòng)。


圖1是結(jié)合本發(fā)明的無(wú)線通信裝置的電路方框圖。
圖2是圖1的無(wú)線通信裝置的數(shù)據(jù)輸入裝置的操作流程圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光照明裝置的啟動(dòng)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的圖1的無(wú)線通信裝置的數(shù)據(jù)輸入部分的分解圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的圖3的數(shù)據(jù)輸入部分的剖面圖，包括PCB，圓丘開(kāi)關(guān)層，電致發(fā)光層，鍵盤(pán)，和殼體。
圖5是圖4的電致發(fā)光層的頂視圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的翼片。
本發(fā)明提供一種用于照明數(shù)據(jù)輸入裝置上的按鈕的新方法和裝置，使得在最小環(huán)境光照或完全沒(méi)有光照的情況下能夠容易地從多個(gè)按鈕中識(shí)別出某個(gè)按鈕，并同時(shí)向用戶提供觸覺(jué)反饋。在優(yōu)選實(shí)施例中，觸覺(jué)反饋與每當(dāng)按下按鈕時(shí)同時(shí)發(fā)出的唯一可聽(tīng)音結(jié)合使用。該唯一可聽(tīng)音與當(dāng)撥動(dòng)每個(gè)按鈕具有一個(gè)不同聲音的按鍵式電話時(shí)通常聽(tīng)到的聲音相似。這兩種方式的組合可以通知用戶按鈕已經(jīng)被成功按下并且已經(jīng)完成了所需功能。本發(fā)明顯著改進(jìn)了通過(guò)背景照明實(shí)現(xiàn)的按鈕照明，而沒(méi)有改變反饋特性。觸覺(jué)反饋和唯一的可聽(tīng)音向用戶提供了已經(jīng)實(shí)現(xiàn)所需結(jié)果的完整驗(yàn)證。
參見(jiàn)圖1，顯示了結(jié)合本發(fā)明的諸如蜂窩無(wú)線電話的無(wú)線通信裝置的方框圖。在本優(yōu)選實(shí)施例中，將諸如可從Motorola公司購(gòu)買(mǎi)的CMOS ASIC的幀發(fā)生器ASIC101和諸如可從Motorola公司購(gòu)買(mǎi)的68HC11微處理器的微處理器103相結(jié)合，產(chǎn)生用于在蜂窩系統(tǒng)中操作的所需通信協(xié)議。微處理器103使用包括RAM105、EEPROM107和ROM109的存儲(chǔ)器104，其中微處理器103和存儲(chǔ)器104最好集成在一個(gè)封裝111中，執(zhí)行必要的步驟以產(chǎn)生協(xié)議和執(zhí)行無(wú)線通信裝置的其它功能，例如向顯示器113寫(xiě)入，從鍵盤(pán)115接受信息，根據(jù)本發(fā)明利用電致發(fā)光薄層照明裝置(EL板)116提供鍵盤(pán)和顯示器的照明，或控制頻率合成器125。ASIC 101處理來(lái)自麥克風(fēng)117和到揚(yáng)聲器121的由音頻電路119變換的音頻。
收發(fā)信機(jī)處理射頻信號(hào)。具體地說(shuō)，發(fā)射機(jī)123使用由頻率合成器125產(chǎn)生的載頻通過(guò)天線129發(fā)射。由通信裝置的天線129接收的信息輸入接收機(jī)127，接收機(jī)127使用來(lái)自頻率合成器125的載頻對(duì)碼元解調(diào)。通信裝置可選地包括消息接收機(jī)和存儲(chǔ)裝置131，消息接收機(jī)和存儲(chǔ)裝置131包括數(shù)字信號(hào)處理裝置。例如，消息接收機(jī)和存儲(chǔ)裝置可以是數(shù)字應(yīng)答機(jī)或?qū)ず艚邮諜C(jī)。
在本實(shí)施例中，微處理器103被用于控制用戶界面。通常，通信裝置的用戶界面包括數(shù)據(jù)輸入部分和用于向用戶提供信息的顯示器113。無(wú)線通信裝置100的數(shù)據(jù)輸入部分包括鍵盤(pán)115和EL板116。微處理器103控制EL板116，EL板116是諸如從Chandler Arizona的Durel公司購(gòu)買(mǎi)的EL板的薄層板照明裝置。EL板116在微處理器要求下向鍵盤(pán)115和顯示器113提供改進(jìn)的照明，通常至少包括以下情況當(dāng)無(wú)線通信裝置開(kāi)機(jī)時(shí)，當(dāng)啟動(dòng)照明開(kāi)關(guān)時(shí)，當(dāng)按下鍵盤(pán)上的按鈕時(shí)，或當(dāng)首先啟動(dòng)來(lái)話呼叫時(shí)。
將本發(fā)明結(jié)合到EL板，使得能夠?qū)崿F(xiàn)改進(jìn)的背景照明并保持了觸覺(jué)反饋，而無(wú)需改變現(xiàn)有設(shè)計(jì)。包括粘結(jié)層的EL板可以只有0．25mm薄。這種薄層特性使得該技術(shù)可以如本發(fā)明一樣很容易組裝到手持和佩帶便攜式電子裝置中。在EL材料中包括空隙和形成獨(dú)特圖形的能力，協(xié)同選擇性地照亮合適部分(具體地說(shuō)是照亮半透明按鈕正下面的部分)的能力，有利地降低了按鈕之間照明強(qiáng)度的變化。同時(shí)，選擇性地設(shè)置空隙以在EL材料中形成翼片來(lái)容納鍵盤(pán)按鈕，從而提供觸覺(jué)反饋。
該優(yōu)選實(shí)施例還包括由圓丘開(kāi)關(guān)136啟動(dòng)的可聽(tīng)音，該可聽(tīng)音具有的唯一聲音對(duì)應(yīng)于由微處理器103處理的特定功能。用戶可以通過(guò)按下鍵盤(pán)148中的按鈕150請(qǐng)求特定功能。按下按鈕150會(huì)啟動(dòng)圓丘開(kāi)關(guān)136，提供觸覺(jué)反饋，并通過(guò)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電路132向微處理器103發(fā)送信號(hào)。微處理器103啟動(dòng)對(duì)應(yīng)于按下的按鈕150的唯一可聽(tīng)音。該可聽(tīng)音與觸覺(jué)反饋協(xié)同向用戶提供額外反饋，二者都是在按下圓丘開(kāi)關(guān)136時(shí)提供的。
圖2顯示了結(jié)合本發(fā)明的諸如便攜式通信裝置的數(shù)據(jù)輸入裝置的操作流程圖。EL板142可在以下幾種情況下啟動(dòng)，但并不限于此當(dāng)該裝置開(kāi)機(jī)時(shí)168，當(dāng)按下照明開(kāi)關(guān)時(shí)172，當(dāng)按下鍵盤(pán)上的按鈕時(shí)174，或當(dāng)首先啟動(dòng)來(lái)話呼叫時(shí)170。從上述任一事件發(fā)生后，則確定EL板是否已經(jīng)照亮176，180。如果EL板未照亮，則啟動(dòng)EL板178，182。在鍵盤(pán)按鈕被按下的情況下174，EL板142被照亮并且發(fā)出可聽(tīng)音，二者都向用戶提供反饋，以確認(rèn)按鈕105的按壓足夠啟動(dòng)圓丘開(kāi)關(guān)136。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的無(wú)線通信裝置100的數(shù)據(jù)輸入部分的分解圖。PCB130包括有某些專用于鍵盤(pán)115和顯示器113的電路。在該優(yōu)選實(shí)施例中，用預(yù)制塑料托架140將顯示器固定到PCB130。PCB130正上部是諸如從Loveland Colorado的Lucas控制系統(tǒng)公司購(gòu)買(mǎi)的圓丘開(kāi)關(guān)層134。圓丘開(kāi)關(guān)層134由聚脂薄膜構(gòu)成并通過(guò)粘接部件附接到PCB130上。布置成陣列的多個(gè)圓丘開(kāi)關(guān)精確對(duì)應(yīng)于鍵盤(pán)層148上的多個(gè)按鈕位置。每個(gè)圓丘開(kāi)關(guān)136在面向PCB一側(cè)具有導(dǎo)電材料，并與PCB 130上的開(kāi)關(guān)電路132對(duì)準(zhǔn)，使得當(dāng)按下圓丘開(kāi)關(guān)136時(shí)，它能與開(kāi)關(guān)電路132接觸，閉合開(kāi)關(guān)并形成電連接。
該優(yōu)選實(shí)施例的鍵盤(pán)層148包括與一個(gè)整體可延展鍵盤(pán)相配合的多個(gè)按鈕，每個(gè)按鈕向上突起并中空，其中中空部分包括半透明片152和從半透明片152形成的突出件158。半透明片使光從EL板翼片144發(fā)射到按鈕的用戶側(cè)上的唯一標(biāo)記。片152的突出件158向EL板翼片144和圓丘開(kāi)關(guān)136延伸，使得片152向開(kāi)關(guān)136提供了致動(dòng)器裝置。按鈕的用戶側(cè)包括不透明和半透明部分，二者的組合形成了每個(gè)按鈕的唯一標(biāo)記。
圖4顯示了優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)據(jù)輸入裝置的剖面圖，包括PCB，圓丘開(kāi)關(guān)層134，EL板142，鍵盤(pán)陣列148和殼體154。按鈕150包括半透明片152，從半透明片152突出的部件158，和每個(gè)按鈕頂部的唯一標(biāo)記。片152和突出件158形成了與EL板翼片144鄰近的致動(dòng)器部分。當(dāng)按下按鈕150時(shí)，EL板翼片144也被向下按。EL板翼片和形成EL板翼片144的EL板142中的空隙的大小應(yīng)足夠大，使得在將按鈕150壓向PCB130時(shí)，EL板142的主要部分不會(huì)防礙其運(yùn)動(dòng)。由于EL板翼片正位于具有突出件158的片152下面，按鈕150的背景照明是直接的，顯著改進(jìn)了按鈕之間的照明一致性。EL板翼片144的大小取決于按鈕150的大小。EL板翼片144的表面面積應(yīng)當(dāng)足夠大，以向按鈕150提供充足的照明，但同時(shí)又保持在按鈕150的直徑范圍內(nèi)。EL板翼片144包括由EL板142中的空隙160形成的弧段162。該空隙物理地形成了翼片，使得其能夠在垂直方向移動(dòng)。
圖5顯示優(yōu)選實(shí)施例的EL板142，其中形成了EL板翼片144，使得翼片保持以最小距離附接到EL板142，該最小距離最好不少于EL板翼片的直徑的一半。EL板翼片144通過(guò)翼片附接點(diǎn)164處的最小距離保持附接到EL板142。EL板翼片144由EL板142中的空隙160物理地形成?？障?60由弧段162形成，使得弧段162的外部包圍圓丘開(kāi)關(guān)136并且比按鈕150的直徑大?；《蔚拇笮∮苫《螠y(cè)量166表示。EL板翼片144實(shí)質(zhì)上覆蓋了圓丘開(kāi)關(guān)136。EL板142的這部分是向位于EL板翼片144正上方的半透明按鈕150提供直接照明裝置的光產(chǎn)生部分。為了允許按鈕被按下時(shí)無(wú)阻礙的移動(dòng)，弧段162的外徑必須大于按鈕150。這使得按鈕150降至EL板142的平面以下并提供觸覺(jué)用戶反饋。
本方法和裝置可專門(mén)用于利用根據(jù)用戶需要形成的薄層照明材料來(lái)照明用戶數(shù)據(jù)輸入按鈕。當(dāng)前的薄板照明裝置的使用改進(jìn)了向用戶提供觸覺(jué)反饋的能力，但是并沒(méi)有最大限度地改進(jìn)光照分布。本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)了光照分布，同時(shí)保持了觸覺(jué)反饋的提供。在薄板照明裝置中形成的翼片使得按鈕在啟動(dòng)圓丘開(kāi)關(guān)時(shí)的移動(dòng)不受限制。
本發(fā)明提供了到達(dá)所需效果的成本合算的裝置，其中直接對(duì)半透明按鈕背景照明，同時(shí)保持了按鈕的用戶反饋。本發(fā)明顯著改進(jìn)了本領(lǐng)域中的常規(guī)裝置，因?yàn)槠湫薷牟⒉恍枰獙?duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的任何設(shè)計(jì)改變。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，應(yīng)理解本發(fā)明并不局限于此，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種修改。對(duì)于需要數(shù)據(jù)輸入按鈕照明的不受限制的手持或非手持電子裝置，可以有多種應(yīng)用。
權(quán)利要求
1．一種具有數(shù)據(jù)輸入部分的便攜式電子通信裝置，包括a)至少一個(gè)用于收用戶輸入的按鈕；b)連接所述至少一個(gè)按鈕的致動(dòng)器；c)位于所述至少一個(gè)按鈕附近并連接到所述致動(dòng)器的圓丘開(kāi)關(guān)，用于響應(yīng)所述致動(dòng)器的移動(dòng)將用戶輸入轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；和d)其中形成有翼片的薄層板照明裝置，其中所述翼片位于所述致動(dòng)器和所述圓丘開(kāi)關(guān)之間。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式電子通信裝置，其中所述板照明裝置包括空隙以形成所述翼片。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的便攜式電子通信裝置，其中所述空隙由一弧段形成。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的便攜式電子通信裝置，其中所述弧段定義翼片的形狀，使得翼片覆蓋所述圓丘開(kāi)關(guān)，翼片具有一個(gè)至少是其一半寬度的連接部分，所述連接部分將翼片固定到照明板裝置。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式電子通信裝置，其中所述翼片由一個(gè)具有至少是翼片的一半寬度的距離的部分固定到板照明裝置。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式電子通信裝置，其中所述翼片的幾何形狀與所述至少一個(gè)按鈕的所述幾何形狀相同。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式電子通信裝置，其中所述板照明裝置由電致發(fā)光材料制成。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式電子通信裝置，具有音頻電路，用于在啟動(dòng)所述至少一個(gè)按鈕時(shí)產(chǎn)生可聽(tīng)的用戶反饋音。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式電子通信裝置，其中在按下所述至少一個(gè)按鈕時(shí)，所述圓丘開(kāi)關(guān)向用戶提供觸覺(jué)用戶反饋。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的便攜式電子通信裝置，其中所述致動(dòng)器向所述至少一個(gè)按鈕發(fā)射由所述翼片發(fā)出的光，以照明按鈕上的唯一標(biāo)記。
全文摘要
數(shù)據(jù)輸入裝置利用位于該裝置內(nèi)的電致發(fā)光板向按鈕提供背景照明。按鈕是形成為整體可延展鍵盤(pán)的多個(gè)按鈕中的一部分,每個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)于一特定功能。鍵盤(pán)下面的EL板被選擇性地照明,并直接對(duì)應(yīng)于每個(gè)按鈕。由按鈕接合的圓丘開(kāi)關(guān)位于EL板下面,,并提供觸覺(jué)反饋。位于圓丘開(kāi)關(guān)正下面的電路層包括從其啟動(dòng)的開(kāi)關(guān)電路。由空隙在EL板中形成EL板翼片,翼片對(duì)應(yīng)于按鈕的位置?？障对试S當(dāng)按鈕啟動(dòng)圓丘開(kāi)關(guān)時(shí),翼片自由地沿垂直方向移動(dòng)。
文檔編號(hào)H01H13/02GK1291060SQ0012974
公開(kāi)日2001年4月11日 申請(qǐng)日期2000年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月30日
發(fā)明者桑Y·奧, 內(nèi)森M·康奈爾, 卡倫C·拉森 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司