CN101051569A - 键开关构造 - Google Patents

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CN101051569A CNA2006101680883A CN200610168088A CN101051569A CN 101051569 A CN101051569 A CN 101051569A CN A2006101680883 A CNA2006101680883 A CN A2006101680883A CN 200610168088 A CN200610168088 A CN 200610168088A CN 101051569 A CN101051569 A CN 101051569A
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Abstract

本发明提供一种照光寿命长、比较便宜、且可获得均匀良好的照光状态的键开关构造。其中，由透光性部件形成键帽(11)，并且形成透光性的镂空字符部(11c)，在具有接点部且具有透光性的膜片(16)的下部配置有由透明部件构成的背板(17)。把配置了LED(20)的印刷电路板(19)设置在背板(17)的下部。LED(20)配置在形成于键帽(11)上的镂空字符部(11c)的正下方。在膜片(16)的表面和背板(17)的表面上形成有凹凸(16h、17c)，当LED(20)发光时，光在通过背板(17)和膜片(16)时发生散射，穿过配置在键帽(11)的下部的连杆部件等，对键帽(11)的镂空字符部(11c)照光。

Description

键开关构造
技术领域
本发明涉及作为信息处理设备、测定设备、医疗设备等中的输入装置来使用的键盘的键开关构造，特别涉及即使在暗环境下也能够确保良好的操作性的具有照光功能的键开关构造。
背景技术
到目前为止，人们已开发出了即使在暗环境下也能够确保良好的操作性的键盘装置，例如有一种图17所示的构造。下面结合图17进行说明，在键帽1的上表面印刷有字符或符号等，在键帽1的下部设有弹性部件2和连杆机构3，并且在其下部设有具有接点部4的膜片5和加强板6。在膜片5的上部具有EL发光部7。
EL发光部7是通过印刷而形成在专用膜8上的，利用该EL发光部7从键帽1的里侧照射光。通过从键帽1的里侧照射光，可以看清楚被照亮的印刷在键帽1上的字符和符号。作为公开了这种使用EL元件对键帽1进行照光的键开关的文献，例如可列举出日本特开2002-251937号公报。
[专利文献1]日本特开2002-251937号公报
但是，上述以往的使用了EL元件的键开关构造，EL元件的照光寿命一般为3000小时左右，比较短，因而存在着在要保证可使用多年的信息处理设备、测定设备或医疗设备等中不能采用的问题。并且，由于为了进行照光必须具备供给高频、高电压的交流的转换器，因而还存在着使产品的价格变得昂贵的问题。
另外，在把EL元件设置在笔记本电脑所广泛采用的具有连杆机构部的键盘中的情况下，难以把EL元件设置在被配置在键帽的背面的连杆机构部的正下方，不得不配置在连杆机构部的正下方以外的部位。因此，存在着难以均匀良好地对键帽进行照光的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种照光寿命长、比较便宜、而且可得到均匀、良好的照光状态的键开关构造。
为了解决上述的问题，本发明提供一种键开关构造，其特征在于，具有：形成了透光性的镂空字符部的键帽；具有接点部、并具有透光性的膜片；配置在上述膜片的下部、具有透光性的板部件；和配置在上述板部件的下部的光源；通过使上述光源发光，经由上述板部件以及上述膜片，对上述键帽的上述镂空字符部进行照明。而且，作为光源使用了发光二极管。
根据本发明，由于形成具有透光性的膜片，而且把配置在膜片的下部的板部件也形成为具有透光性，并且把光源配置在键帽的大致正下方，所以可获得均匀且良好的照明状态。另外，通过使用发光二极管作为光源，可延长照光寿命，获得廉价的装置。
附图说明
图1是表示第1实施方式的键开关构造的分解立体图。
图2是表示第1实施方式的键开关构造的剖面图。
图3是表示镂空字符部与LED的位置关系的说明图。
图4是表示开关的闭合状态的剖面图。
图5是表示第1实施方式的照光状态的说明图。
图6是表示第2实施方式的键开关构造的分解立体图。
图7是表示键帽与LED的位置关系的说明图。
图8是表示第2实施方式的照光状态的说明图。
图9是表示第3实施方式的键开关构造的分解立体图。
图10是表示第3实施方式的照光状态的说明图。
图11是表示第4实施方式的键开关构造的分解立体图。
图12是表示键帽与反射部的位置关系的说明图。
图13是表示第4实施方式的照光状态的说明图。
图14是表示第5实施方式的键开关构造的分解立体图。
图15是表示键帽与反射部的位置关系的说明图。
图16是表示第5实施方式的照光状态的说明图。
图17是表示以往的键开关构造的剖面图。
图中：11-键帽；11c-镂空字符部；14、24-橡胶鼓；16-膜片；17-背板；19-印刷电路板；20-LED；21-背灯组件；24-LED阵列；23、27-反射部。
具体实施方式
下面，结合附图，对本发明的实施方式进行说明。对各个附图中相同的要素标记相同的符号。图1是表示第1实施方式的键开关构造的分解立体图，图2是表示第1实施方式的键开关构造的剖面图。
在图1、图2中，第1实施方式的键开关10包括：键帽11；设置成可相对于键帽11滑动的第1连杆部件12；设置成可相对于键帽11旋转的第2连杆部件13；在键帽11被按下时弯曲，在按下力解除时使键帽11恢复到原来位置的橡胶鼓(弹性部件)14；保持第1、第2连杆部件12、13的保持部件15；在橡胶鼓14的正下方具有接点部的膜片16；具有用于固定保持部件15的熔敷用销15a的孔17a、并且由具有透光性材料形成的背板(板部件)17；和在背板17的背面侧隔着间隔物18(如图2所示)配置的印刷电路板19。
如图2所示，键帽11具有：主体部11a，其由任意地调整了光的透射率的透明或半透明树脂构成；涂层部11b，其形成在主体部11a的上部，实施了为了抑制光的透射而进行了调整的单色或多色的涂层；以及镂空字符部11c，其通过采用激光刻印等将涂层去除得形成字符或符号的形状，形成镂空字符或镂空符号。另外，镂空字符部11c包括通常被印刷在键帽11的上面的所有字符、符号、和数字等。
在键帽11的背面设有：可旋转地支撑第1连杆部件12的一端的旋转支撑部11d；和可旋转地且可在水平方向移动地支撑第2连杆部件13的一端的滑动支撑部11e。第1连杆部件12具有一对脚部12a、12b，在该脚部12a、12b的一端，连结脚部12a、12b地设置有插入支撑在键帽11的旋转支撑部11d上的第1连结棒12c，同样，在脚部12a、12b的另一端，连结脚部12a、12b地设置有第2连结棒12d，并且，在脚部12a、12b的各自的外面，在连结第1连结棒12c和第2连结棒12d的直线上，且在分别与连结棒12c、l2d成等距离的位置设有轴12e、12f。
第2连杆部件13具有一对脚部13a、13b，在该脚部13a、13b的一端，朝向外侧地设有第1支撑突起13c、13d，该第1支撑突起13c、13d被可旋转且可在水平方向平行移动地支撑在键帽11的滑动支撑部11e上，在另一端，在与第1连杆部件12的两个连结棒12c、12d的间距相等的距离处，朝向外侧地设有第2支撑突起13e、13f。另外，在连结第1支撑突起13c、13d与第2支撑突起13e、13f的直线上、且在与各个支撑突起13c、13d，13e、13f成等距离的位置设有轴孔13g、13h。并且，脚部13a、13b在其比第1支撑突起13c、13d更靠前的前端侧被连结部13i连结。
橡胶鼓14由橡胶等材料形成为大致杯状，在内面中央部，朝向下方突出形成有接点按下部14a。保持部件15按1个键单位被分割，形成框状，在其一端附近设有滑动导座15b，该滑动导座15b用于可旋转且可在水平方向平行移动地支撑第1连杆部件12的第2连结棒12d，在另一端附近，设有旋转自如地支撑第2连杆部件13的第2支撑突起13e、13f的旋转导座15c、15d。
另外，在保持部件15的两端中央，相对地设有用于固定橡胶鼓14的外周部的圆弧形导壁15e，并且在保持部件15的下面，包围膜片16的通孔16f地在多个部位形成有规定长度的熔敷用销15a。
如图2所示，膜片16由2片挠性薄板16a、16b、和夹在该2片挠性薄板16a、16b之间的间隔薄板16c构成，在该间隔薄板16c上，与多个键对应地设有多个通孔16f。通孔16f在2片挠性薄板16a、16b之间形成空间，在该空间内的彼此相对的位置，在背板17侧的挠性薄板16上设有固定接点16d，在橡胶鼓14侧的挠性薄板16a上设有可动接点16e。
由固定接点16d和可动接点16e构成接点部，而且在膜片16上，位于通孔16f周围地设有多个透孔16g。膜片16的表面形成为凹凸形状，并且其整体由透光性材料形成。
背板17配置在下部，安装以上各个部件，其由透光性部件形成。在该背板17上，与膜片16的透孔16g对应地形成有与膜片16同等厚度的间隔突起17b，在各个间隔突起17b的中央，贯通地设有穿插保持部件15的熔敷用销15a的孔17a，并且，在背板17的下面侧，在各个孔17a的周围形成有凹部(锪孔)。背板17的上表面形成为凹凸形状，使从下部透射来的光向上方散射。
在背板17的下部配置有印刷电路板19。在印刷电路板19上设有LED(发光二极管)20。LED20，如图3所示，在键开关10完成了组装的状态下，配置在键帽11的镂空字符部11c的正下方。图3是表示键帽11的镂空字符部11c与LED20的位置关系的说明图。图3(a)表示把LED20横向配置的示例，图3(b)表示把LED20纵向配置的示例。
下面，对动作进行说明。在图2中，在从上方以任意的负荷按下键帽11时，键帽11向下方移动，由此使橡胶鼓14弯曲，橡胶鼓14的接点按下部14a，如图4所示，按压膜片16的接点部16d、16e。由此，开关成为闭合状态。另外，由于设有第1连杆部件12和第2连杆部件13，所以无论从键帽11的上部的哪个部分按下，键帽11都能够保持水平状态地向下方移动，并成为开关闭合状态。图4是表示开关闭合状态的剖面图。
图5是表示第1实施方式的照光状态的说明图。在图5中，配置在印刷电路板19上的LED20在接通了未图示的电源时亮灯。从LED20发出的光首先通过由透明树脂形成的背板17。由于背板17的表面为凹凸形状17c，所以通过了背板17的光在从背板17射出时，如箭头所示那样形成散射。
散射通过背板17的光，由于膜片16具有透光性而通过膜片16。此时通过的光在从膜片16射出时，因膜片16表面的凹凸16h而再次被散射。然后，散射后的光的一部分从橡胶鼓14的外侧，穿过第1连杆部件12和第2连杆部件13，到达键帽11的背面。
在键帽11上形成有镂空字符部11c，光从背面向该镂空字符部11c照射，由此可看到形成在键帽11上面的字符或符号的形状的亮光。
从LED20发出的光虽然具有极强的指向性，但根据第1实施方式，从配置在印刷电路板19上的LED20发出的光，在通过由透明树脂形成的背板17时因其表面的凹凸17c而形成散射，然后，在通过膜片16时也会因其表面凹凸16h而散射，因此，可穿过设在膜片16的上部的第1、第2连杆部件12、13，到达键帽11的下面。其结果，能够对形成在键帽11上的镂空字符部11c进行照光。通过使光散射得细密均匀，使得向镂空字符部11c照射的光变得均匀，在从键帽11的上部观察时，可容易地观察到字符和符号等。
下面，对第2实施方式进行说明。图6是表示第2实施方式的键开关构造的分解立体图。在图6中，键帽11与第1实施方式同样具有：主体部11a，其由任意地调整了光的透射率的透明或半透明树脂构成；涂层部11b，形成在主体部11a的上部，实施了为了抑制光的透射而进行了调整的单色或多色的涂层；以及镂空字符部11c，其通过采用激光刻印等将涂层去除得形成字符或符号的形状，形成镂空字符或镂空符号。
橡胶鼓24采用透明材料形成大致杯状，在内面中央部，朝向下方突出形成有接点按下部24a。在橡胶鼓24的表面上形成有细小的凹凸。另外，在最下层的印刷电路板19上设有LED20。如图7所示，LED20在键开关完成了组装的状态下配置在键帽11的中心的正下方。通过把LED20配置在键帽11的中心的正下方，使LED20位于橡胶鼓24和膜片16的接点部的正下方。另外，图7是表示键帽11与LED20的位置关系的说明图。图7(a)表示把LED20横向配置的示例，图7(b)表示把LED20纵向配置的示例。其它的构造与上述的第1实施方式相同。
下面，对动作进行说明。这里，对LED20的照光进行说明。图8是表示第2实施方式的照光状态的说明图。在图8中，配置在印刷电路板19上的LED20，在接通了未图示的电源时亮灯。从LED20发出的光首先通过由透明树脂形成的背板17。由于背板17的表面形成为凹凸形状17c，所以通过了背板17的光在从背板17射出时，如箭头所示那样形成散射。
散射通过背板17的光，由于膜片16具有透光性，所以通过膜片16。此时通过的光在从膜片16射出时，因膜片16表面的凹凸16h而再次被散射。然后，散射后的光射入橡胶鼓24的内侧，并进一步通过橡胶鼓24。此时通过的光在从橡胶鼓24射出时，因橡胶鼓24表面的凹凸24b而进一步散射。散射后的光，穿过第1连杆部件12和第2连杆部件13，到达键帽11的背面。
在键帽11上形成有镂空字符部11c，通过使光对该镂空字符部11c进行照光，可看到形成在键帽11上面的字符或符号的形状的亮光。
如上述那样，根据第2实施方式，从配置在印刷电路板19上的LED20发出的光，在通过由透明树脂形成的背板17时，因其表面的凹凸17c而散射，而且在通过膜片16时又因其表面凹凸16h而被散射，进而，在通过橡胶鼓24时因其表面凹凸24b而被散射，因此，可穿过设在膜片16的上部的第1、第2连杆部件12、13，到达键帽11的下面。其结果，能够比第1实施方式更均匀地对形成在键帽11上的镂空字符部11c进行照光。
另外，在上述第2实施方式中，说明了把LED20配置在键帽11的中央的正下方的示例，但由于在大型键的情况下，有时键帽11上的形成字符和符号等的位置与键帽的中央位置相距较远，所以在这种情况下，把LED20配置在字符和符号等的形成位置的大致正下方。
下面，对第3实施方式进行说明。图9是表示第3实施方式的键开关构造的分解立体图。在图9中，键帽11与第1实施方式同样具有：主体部11a，其由任意地调整了光的透射率的透明或半透明树脂构成；涂层部11b，形成在主体部11a的上部，实施了为了抑制光的透射而进行了调整的单色或多色的涂层；以及镂空字符部11c，其通过采用激光刻印等将涂层去除得形成字符或符号的形状，形成镂空字符或镂空符号。
在背板17的下部设有背光灯组件21。背光灯组件21对背板17的整个下部均匀地照射光，其由作为发光源的荧光管21a和反射板21b构成。其它的构造与第1实施方式相同。
图10是表示第3实施方式的照光状态的说明图。在图10中，背光灯组件21的荧光管21a在接通了未图示的电源时亮灯。从荧光管21a发出的光被反射板21b反射，首先通过由透明树脂形成的背板17，向上方均匀射出。由于背板17的表面形成为凹凸形状17c，所以通过了背板17的光在从背板17射出时，如箭头所示形成散射。
散射通过背板17的光，由于膜片16具有透光性而通过膜片16。此时通过的光在从膜片16射出时，因膜片16表面的凹凸16h而再次被散射。然后，散射后的光的一部分从橡胶鼓14的外侧，穿过第1连杆部件12和第2连杆部件13，到达键帽11的背面。
在键帽11上形成有镂空字符部11c，通过使光向该镂空字符部11c照射，可看到形成在键帽11上面的字符或符号的形状的亮光。
在第3实施方式中，由于从背光灯组件21射出的光均匀地通过背板17，然后与第1实施方式同样地被散射，并到达键帽11的背面，所以与第1实施方式相比，可更均匀地照射镂空字符部11c。另外，在第3实施方式中，也可以和第2实施方式同样地利用透明材料形成橡胶鼓14。另外，作为背光灯组件21的构造，也可以取代把作为发光源的荧光管21a设置在反射板21b的端部的构造，而构成为把多个荧光管均匀地配置在反射板内部的多个部位的构造。
下面，对第4实施方式进行说明。图11是表示第4实施方式的键开关构造的分解立体图。在图11中，键帽11与第1实施方式同样具有：主体部11a，其由任意地调整了光的透射率的透明或半透明树脂构成；涂层部11b，形成在主体部11a的上部，其实施了为了抑制光的透射而进行了调整的单色或多色的涂层；以及镂空字符部11c，其通过采用激光刻印等将涂层去除得形成字符或符号的形状，形成镂空字符或镂空符号。
橡胶鼓24由透明材料形成为大致杯状，在其内面中央部，朝向下方突出形成有接点按下部24a。在橡胶鼓24的表面上形成有细小的凹凸。
在背板17的下部配置有导光板22。导光板22由高透光性的树脂形成，光边弯折边通过其内部。在导光板22上形成有多个反射部23。反射部23如图12所示，设置在键帽11的中央部的正下方。另外，如图13所示，反射部23形成为圆锥形状，其上表面23a和侧面23b成为光的反射面。图12是表示键帽与反射部的位置关系的说明图，图13是第4实施方式的照光状态的说明图。
在图11中，在导光板22的一端部设有LED阵列24。LED阵列24是把多个LED光源25沿着导光板22的面阵列状配置而形成的，LED阵列24向导光板22的一个侧面22a照射光。另外，在导光板22的其它侧面22b、22c、22d上设有反射部件26。其它的构造与第1实施方式相同。
在图13中，与导光板22的一个侧面22a相对配置的LED阵列24在接通了未图示的电源时亮灯。从LED阵列24发出的光边弯折边通过导光板22的内部。光在形成在键帽11的中央部的正下方的反射部23的上表面23a和侧面23b处被反射，反射的光的一部分进入到背板17内。由于侧面23b形成为倾斜面，所以通过导光板22射出的光被反射向背板17的方向。
另外，未照射到反射部23的光被设在侧面22b、22c、22d上的反射部件26反射。由反射部件26反射的光再次通过导光板22的内部，其中一部分被反射部23反射。上述的过程被反复进行，使得比较多的光入射到背板17中。
入射到背板17中的光通过由透明树脂形成的背板17，向上方射出，在从背板17射出时，因凹凸形状17c而散射。通过了背板17的光，由于膜片16具有透光性而通过膜片16。此时通过的光在从膜片16射出时，因膜片16表面的凹凸16h而再次被散射。然后，散射后的光的一部分进入橡胶鼓24的内侧，进一步通过橡胶鼓24。此时通过的光在从橡胶鼓24射出时，因橡胶鼓24表面的凹凸24b而被进一步散射。散射后的光穿过第1连杆部件12和第2连杆部件13，到达键帽11的背面。
在键帽11上形成有镂空字符部11c，通过向该镂空字符部11c照射光，可看到形成在键帽11上面的字符或符号的形状的亮光。
如上所述，第4实施方式可获得与上述第2实施方式相同的效果。而且，在第4实施方式中，由于相比设置了与键的数量相等数量的LED的第2实施方式，可减少LED的数量，所以可减少LED的费用和用于安装LED的费用，可实现廉价的照光键盘。
下面，对第5实施方式进行说明。图14是表示第5实施方式的键开关构造的分解立体图。在图14中，键帽11与第1实施方式同样具有：主体部11a，其由任意地调整了光的透射率的透明或半透明树脂构成；涂层部11b，形成在主体部11a的上部，其实施了为了抑制光的透射而进行了调整的单色或多色的涂层；以及镂空字符部11c，其通过采用激光刻印等将涂层去除得形成字符或符号的形状，形成镂空字符或镂空符号。
在背板17的下部，与第4实施方式一样，配置有导光板22。导光板22由高透光性树脂形成，光边弯折边通过其内部。在导光板22上形成有多个反射部27。反射部27如图15所示，设置在键帽11上的镂空字符部11c的正下方。另外，如图16所示，反射部27形成为圆锥形状，其上表面27a和侧面27b成为光的反射面。图15是表示键帽与反射部的位置关系的说明图，图16是第5实施方式的照光状态的说明图。
在图14中，与第4实施方式一样，在导光板22的一个端部设有LED阵列24。LED阵列24是把多个LED光源25沿着导光板22的面阵列状配置而形成的，LED阵列24向导光板22的一个侧面22a照射光。另外，在导光板22的其它侧面22b、22c、22d上设有反射部件26。
在图16中，与导光板22的一个侧面22a相对配置的LED阵列24在接通了未图示的电源时亮灯。从LED阵列24发出的光边弯折边通过导光板22的内部。光在形成在键帽11上的镂空字符部11c的正下方的反射部27的上表面27a和侧面27b处被反射，反射的光的一部分进入到背板17内。由于侧面27b形成为倾斜面，所以通过导光板22射出的光被反射向背板17的方向。
另外，未照射到反射部27的光被设在侧面22b、22c、22d上的反射部件26反射。由反射部件26反射的光再次通过导光板22的内部，其中一部分被反射部27反射。上述的过程反复进行，使得比较多的光入射到背板17中。
入射到背板17中的光通过由透明树脂形成的背板17，向上方射出，在从背板17射出时，因凹凸形状17c而散射。通过了背板17的光，由于膜片16具有透光性而通过膜片16。此时通过的光在从膜片16射出时，因膜片16表面的凹凸16h而再次被散射。然后，散射后的光的一部分从橡胶鼓14的外侧，穿过第1连杆部件12和第2连杆部件13，到达键帽11的背面。
在键帽11上形成有镂空字符部11c，通过使光向该镂空字符部11c照射，可看到形成在键帽11上面的字符或符号的形状的亮光。
根据第5实施方式，可获得与上述第1实施方式相同的效果。而且，在第5实施方式中，由于相比设置了与键的数量相等数量的LED的第2实施方式，可减少LED的数量，所以可减少LED的费用和用于安装LED的费用，可实现廉价的照光键盘。

Claims (10)

1.一种键开关构造，其特征在于，具有：
形成了透光性的镂空字符部的键帽；
具有接点部、并具有透光性的膜片；
配置在上述膜片的下部，具有透光性的板部件；和
配置在上述板部件的下部的光源，
通过使上述光源发光，经由上述板部件以及上述膜片，向上述键帽的上述镂空字符部照光。
2.根据权利要求1所述的键开关构造，其特征在于，
从上述光源发出的光，因上述板部件以及上述膜片的凹凸而发生散射，并到达上述镂空字符部。
3.根据权利要求1或2所述的键开关构造，其特征在于，
上述光源配置在上述键帽的上述镂空字符部的大致正下方。
4.根据权利要求1所述的键开关构造，其特征在于，
具有弹性部件，该弹性部件配置在上述键帽与上述膜片之间，由透光部件构成，使按下的上述键帽恢复到原来位置。
5.根据权利要求3所述的键开关构造，其特征在于，
从上述光源发出的光，因上述板部件、上述膜片以及上述弹性部件的凹凸而发生散射，并到达上述键帽的上述镂空字符部。
6.根据权利要求3或4所述的键开关构造，其特征在于，
上述光源配置在上述膜片的上述接点部的大致正下方。
7.根据权利要求1所述的键开关构造，其特征在于，
上述光源是配置在上述板部件的下部、朝向上述板部件方向面状发光的背光源。
8.根据权利要求1所述的键开关构造，其特征在于，
在上述板部件的下部设置有导光板，
上述光源设有发光元件部，该发光元件部排列在上述导光板的一个端部，向该导光板的面方向发光。
9.根据权利要求8所述的键开关构造，其特征在于，
在上述导光板上设有反射部，该反射部把从上述发光元件部发出的光向上述键帽的上述镂空字符部的方向反射。
10.根据权利要求8所述的键开关构造，其特征在于，
具有弹性部件，该弹性部件配置在上述键帽与上述膜片之间，由透光部件构成，使按下的上述键帽恢复到原来位置，并且
在上述导光板上设有反射部，该反射部把从上述发光元件部发出的光向上述弹性部件的方向反射。
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