CN101256908B - 薄片开关模块 - Google Patents

Abstract

本发明的光照式薄片开关模块(21)具备电路基板(22)、配置在该电路基板(22)的一个面上的按键开关(25)、包覆该按键开关(25)的一个面的导光薄片部(30)以及把光入射到该导光薄片部(30)的LED(26)，上述导光薄片部(30)由以至少一部分重叠的方式配置的多个导光性薄片件(31、32)构成，并且构成为，使按键开关分别经由导光性薄片件(31、32)通过上述LED(26)进行发光。

Description

薄片开关模块

相关申请的交叉参考

本申请基于2006年12月14日提出的申请号为2006-337002的日本专利申请，并要求其优先权，这里结合其全部公开内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种例如搭载在各种电子设备的操作面板上、具有照明功能的薄片开关模块(sheet switch module)。

背景技术

目前，搭载在便携式电话机、便携式信息终端机等各种电子设备上的操作面板，大多是采用安装了照明功能的按键开关而构成的。就这样的照明功能而言，在构成上述按键开关的各个按压部(键顶)分别对应地配置光源(发光元件)，或通过使用导光板而以最少的发光元件高效地照明各键顶(例如，参照特开2004-69751号公报(图9))。

图7表示使用了导光板的按键开关1的结构例。该按键开关1包括：形成有多个固定接点3和配线图案(图未示出)的电路基板2、由配设成覆盖上述每一个固定接点3的间歇式弹簧构成的可动接点4、配置于电路基板2上方的导光板5、照射该导光板5侧面的发光元件6、以及贯通上述导光板5按压可动接点4的键顶7。

在该按键开关1中，通过向贯通上述导光板5的键顶7下端部照射从上述发光元件6导入的光来照明全部键顶7。

近年来，为了适应电子设备的薄型化，已知有具有照明功能并薄型化了的按键开关(例如，参照特开2004-69751号公报(图6))。

图8表示特开2004-69751号公报中记载的按键开关11的剖面构造。这种按键开关11具有：由形成了固定接点13的电路基板12和以覆盖上述固定接点13的方式配置的可动接点14构成的薄片开关部18、覆盖该薄片开关部18上方的导光板15、以及配置于该导光板15的形成了上述可动接点14的上方的键顶17。在该按键开关11中，通过对导光板15的侧面照射从配设于上述电路基板12的一端的发光元件16发出的光而使导光板5整体发光，形成了通过该导光板15的发光从下面侧照明上述键顶17的构造。

不过，在上述那样的在各个键顶附近分别配设发光元件的构造的按键开关中，随着键顶个数增加也必需增设发光元件，所以增加了电力消耗，并且也存在使按键开关自身大型化这样的问题。

在图7所示的按键开关1中，由于通过导光板5把光导向键顶，所以发光元件6的个数只要几个就够，为了把这些发光元件6发出的光，无泄漏、高效地导入键顶的侧面，导光板5的厚度必须大于一定厚度。不过，如果加厚上述导光板5的话，则随之也增加了按键开关1的整体厚度，所以存在不可能实现按键开关的薄型化的问题。

另一方面，在上述图8所示的按键开关11中，由于是使从发光元件16射出的光入射到导光板15的一端并从该发光的导光板再将光导向整个键顶17的构造，所以远离发光元件16处的键顶17上的辉度降低，存在键顶17上的辉度偏差明显的问题。另外，上述导光板15只是安置在薄片开关部18上的结构，所以导光板15与薄片开关部18之间容易产生间隙，进而，变成了与配置在上述导光板15的端部的发光元件16之间也容易产生间隙的构造。这种间隙若在上述导光板15的周围存在，则将从这些间隙发生漏光，就有导入键顶17的光量不足和产生辉度偏差的问题。因此，无法获得只集中使键顶17发光的照明效果。

发明内容

本发明的目的就是提供一种薄片开关模块，该薄片开关模块用少数的发光元件就可使每组的多个按键开关发光，并且能够把从上述发光元件出射的光高效且均匀地导入按键开关。

为了实现上述目的，本发明的薄片开关模块具备：电路基板；配置在该电路基板上的按键开关；包覆该按键开关的上面的导光薄片部；以及将光入射到该导光薄片部的光源。

上述导光薄片部由至少一部分重叠的多个导光性薄片件构成，并且按键开关通过各个导光性薄片件用光源进行照射。

在多个导光性薄片件上分别设有将从光源入射的光导向规定方向而出射的导光图案的情况下，这些导光图案的形状因每种导光性薄片件而不同，因此，能够按规定的显示或功能组单位、可识别地使按键开关发光显示。

附图说明

图1是本发明的薄片开关模块的分解立体图。

图2是上述薄片开关模块的俯视图。

图3是上述薄片开关模块构造的局部放大剖面图。

图4是表示上述薄片开关模块的图1中的A-A剖面图。

图5是表示上述薄片开关模块的图1中的B-B剖面图。

图6是表示装入上述薄片开关模块的开关面板的一例的剖面图。

图7是现有的光照式按键开关的剖面图。

图8是现有的其它结构例的光照式按键开关的剖面图。

具体实施方式

下面参照附图，详细地说明本发明的优选实施方式。

图1到图3表示本发明的薄片开关模块的一个实施例。该薄片开关模块21具有：电路基板22；安装在该电路基板22的一个面、例如上面上的至少一个按键开关25；安装在电路基板22的上面上的至少一个光源，例如发光二极管(LED)26；在电路基板22的上面紧贴地包覆固定上述按键开关25的固定薄片29；以及以与通过该固定薄片29包覆的上述按键开关25的上面接触的方式载置的导光薄片部30。

在图中示出的实施例中，分别按照规定的配置排列多个按键开关25和多个发光二极管26。

作为一个实施例，如图2、图4和图5所示，上述导光薄片部30由第一导光性薄片件31和第二导光性薄片件32构成，所述第一导光性薄片件31在数字键群25a中载置在多个按键开关25上，所述第二导光性薄片件32与该导光性薄片件31的一部分重合，在十字键群25b中安装到多个按键开关25上。

上述电路基板22由玻璃环氧树脂等的树脂基板或弯曲自如的挠性基板(FPC)构成，并形成有用于在表面上装配上述按键开关25和LED26的电极部以及从该电极部伸出的布线图案。各个按键开关25，如图3所示，由在电路基板22上排列的固定接点23和可动接点24构成，所述可动接点24由以不与该固定接点23接触的方式覆盖上方的半球形间歇式弹簧(タクトバネ)等构成。各个LED26在下面具有一对元件电极部，该一对元件电极部由与上述电极部导通连接的阳极和阴极构成，各个LED26以设置在一个侧面上的出射面朝向上述电路基板22的内侧的方式配置，而且分别与第一导光性薄片件31和第二导光性薄片件32的缘面平行设置。

上述固定薄片29由使光反射用的白色或金属颜色系列的薄片形成，使之紧贴而覆盖各个按键开关25的外表面。该固定薄片29固定各个按键开关25，并且用于高效地把导向该按键开关25的光反射到上方，由此可进一步提高上述按键开关25的照明效果。

该固定薄片29预先设置有用于与上述按键开关25的凸形状相配合的凹部，由此能够使上述各按键开关25与电路基板22高精度地定位固定。

第一导光性薄片件31和第二导光性薄片件32由透明或半透明的薄片件构成，例如，由丙烯酸树脂、硅酮树脂、聚碳酸酯树脂或聚对苯二甲酸乙二酯树脂等高导光性的材料形成是理想的。另外，对一张导光性薄片件31、32的厚度并没有特别限定，可是考虑到导光效率和点按感，薄片件的厚度在0.05mm～0.3mm的范围内是理想的。

如图1所示，上述第一导光性薄片件31具有导光图案31a～31d和遮光区域33，所述导光图案31a～31d把与显示数字或字母、其它记号等相对应的数字键群25a划分为四个显示组；所述遮光区域33用以隔开这些导光图案31a～31d之间。上述导光图案31a～31d是透明或半透明的，遮光区域33用吸收光线的黑色系列涂料等加以印刷。

该遮光区域隔开导光图案31a～31d，防止各个导光图案的光泄漏到其它导光图案上。

在第一导光性薄片件31的导光图案31a～31d的各个端部形成有受光部27a～27d，该受光部27a～27d与安装在电路基板22上的的LED26、例如与LED26a～26d分别对应地进行配置。这些受光部27a～27d，例如由用于通过上述各LED26a～26d的开孔或轧纹部形成。这些受光部27a～27d起到将LED26a～26d发出的光有效地导入第一导光性薄片件31的作用。

另外，如图3所示，在与上述按键开关25相对应的各个导光图案31a～31d的背面，形成有使从上述各LED26a～26d出射的光向上方反射用的反射膜34。该反射膜34，例如是银、铝等制成的金属膜，通过蒸镀形成。进而，为了实现提高点按感和开关精度，还要在上述反射膜34的下面以与对应的按键开关25的中心部抵接的方式形成突起部35。

该突起部35可通过使用具有透光性的树脂的网板印刷或喷墨印刷形成。也可以通过灌封(ポツテイング)加工形成，该灌封加工通过在上述导光性薄片件31的表面上堆积具有透光性的树脂而进行涂覆。另外，也可以通过在上述导光性薄片件31的表面，预先复制与上述突起部的形状相对应地形成的带粘合剂的树脂成型品或薄片状物来形成突起部35。

上述第二导光性薄片件32照明图2所示的全部数字键群25a和十字键群25b，所以除了在与上述LED26a～26d重叠的部分形成的遮光区域以外的全部区域都形成透明或半透明的导光图案。在该第二导光性薄片件32上，用白色系列涂料印刷与上述数字键群25a和十字键群25b相对应的数字键显示部及十字键显示部。该第二导光性薄片件32主要是以LED26e～26h作为光源进行发光。在该第二导光性薄片件32上也与上述第一导光性薄片件31相同，在与十字键群25b的按键开关25相对应的部位形成反射膜和突起部，并且与各个LED相对应的部分形成轧纹状的受光部27。进而，在该第二导光性薄片件32上，在与上述第一导光性薄片件31的突起部相对应的背面侧，形成薄的透明衬垫部。

接着，根据图1和图2说明上述结构的薄片开关模块21中的照明作用的一例。

经由设于电路基板22上的连接器(图未示出)从母插件等向各个LED26a～26h供给电流。其中，LED26e～26h照明全部第二导光性薄片件32，由此即使黑暗的地方也容易看见数字键显示部和十字键显示部的发光。另一方面，从LED26a～26d出射的光分别导入各自对应的导光图案31a～31d内。因而，例如，使每一上述LED26a～26d具有不同发光颜色和发光辉度，所以可以获得例如色调不同等的各式各样的发光效果。另外，通过控制各个LED的发光，也可以具有使各个导光图案交替点亮、熄灭显示的照明效果。

这样，在一个实施例中，通过用第一导光性薄片件31和第二导光性薄片件32层叠构成上述导光薄片部30，并且在各导光性薄片件上形成规定的导光图案，可以获得与按键开关25的排列相对应的各式各样的发光效果。特别是，通过使各导光薄片件重叠，能够阶梯性地改变按键开关25的排列色调等、可容易地带有层次，可以从全体按键开关获得柔和的发光效果。上述导光图案具有导光性，所以能以少数LED得到各式各样的发光效果，因此能够实现减少装配空间及电力消耗。

在上述实施例中，上述导光薄片部30虽然通过分别形成第一导光性薄片件31和第二导光性薄片件32、在电路基板22上顺序重叠而形成，但是也可以通过在一张导光薄片的规定位置进行折叠的办法，整体形成第一导光性薄片部和第二导光性薄片部。根据这样结构的导光性薄片部，可以一起进行导光图案和反射膜的形成，并且可容易进行基于重叠的定位。

另外，通过对导光薄片部30所抵接的可动接点24的上面进行镜面加工并在整个上面设置镜面部，或者通过实施进行了微细凹凸加工的凹凸部或实施皱纹(シボ)加工等，也可以实现提高反射率和提高基于光散射效果的辉度。上述可动接点24并不限于由金属材料形成的情况，例如，也可以像间歇式弹簧那样轧纹加工具备伸缩性的树脂板而成形为圆顶形，用电镀法或蒸镀法在背面形成与固定接点23导通的可动接点电极、在表面形成反射用的金属膜；或者可以用含有光反射效果的微细金属粒子、玻璃粒子的涂料进行涂覆而形成。通过用这样的树脂板形成构成可动接点24的部位，能够获得上述的总体与金属间歇式弹簧不同的柔和点按感。

作为把输入上述导光薄片部30内的光有效地导向可动接点24上方的办法，具有在上述导光薄片部30的背面或者表面上形成光反射构件、光散射部之类的方法。例如，通过对上述导光薄片部30的背面涂覆由白色或银色系列涂料构成的光反射部件，导入导光薄片部30内部的光便不会被电路基板22吸收，可集中照射可动接点24。通过在上述导光薄片部30上面形成具有许多凹凸的光散射部，能够使导入该导光薄片部30内的光一面扩散一面射向按压部。这样的光散射部，通过对在制作各导光性薄片件31、32时所用的成型金属模实行皱纹(シボ)加工等便可容易形成。

在上述实施例中，虽然示出了应用于包括数字键显示部和十字键显示部的一般便携式电话机显示部分的导光薄片部结构，但是根据与各种电子设备相对应的显示部结构，也可以随意设定导光图案的形状和与其对应的LED的配置。导光性薄片件的层叠片数并不限定于二片，即使采用三片以上也可以，都能够得到与该层叠片数相应的多彩的发光效果。

另外，在上述实施例中，虽然说明了第一导光性薄片件31和第二导光性薄片件32的一部分相重叠并构成导光性薄片部30的情况，但是整体重叠多片导光性薄片件而构成当然也可以。

图6表示具备上述薄片开关模块21而构成的开关面板41。该开关面板41是在上述薄片开关模块21上组合键顶薄片43而构成的。这种开关面板41可以原样作为各种电子设备的操作面板而组装。

上述键顶薄片43由聚酰亚胺、聚碳酸酯等薄片状树脂材料或薄硅酮橡胶等的软质树脂材料形成，对应于上述可动接点24的部分形成为厚壁的键顶44。该键顶44是透明或半透明的，在表面上通过印刷或刻印等标记显示各个按键开关25的输入功能的数字、记号等。

根据上述开关面板41，各个LED26发出的光可以以原状态从构成导光薄片部30的各导光性薄片件31、32的受光部27，照射沿着规定的导光图案的各个按键开关25。LED26发出的光从上述按键开关25的可动接点24经由固定薄片29被反射到上方，借助于该反射光照射键顶44。该开关面板41通过设置在上述键顶薄片43的背面一侧的突起部46，在与按键开关25的周围保持较小间隙的状态下支撑导光薄片部30，通过按下键顶44，可动接点24向下方挠曲并与固定接点23相接触，实现了电导通。另外，当手指离开按下的键顶44时，通过上述可动接点24的弹性力而脱离固定接点23、解除导通状态。

此外，在上述导光薄片部30的对应于按键开关25的背面形成了如图1所示那样的数字、记号等的印刷部28，此时，在与该印刷部28相对应的键顶44上设置显示窗部，该显示窗部具有与上述印刷部28相同的形状且为透明性的，或者通过冲切而形成。因此，通过印刷部28的反射光能明亮地发光显示上述键顶44。相对于上述键顶44上所形成的透明部分或冲切部分较大地设定上述印刷部28，可以消除不均地均匀地进行上述键顶44上的数字、记号等的发光显示。

本发明的薄片开关模块，由于用多个导光性薄片件构成包覆各种按键开关的上面的导光薄片部，所以可使上述发光元件出射的光高效地导向按键开关，并且由于对导光性薄片件分别配置上述光源，所以能够使按键开关高辉度发光，而且可给按键开关带来各式各样的发光显示效果。

虽然已经说明了本发明的优选实施例，但应该注意的是本发明并非仅仅限于那些具体实施例，还可以对各个实施例进行各种各样的变更和修改。

Claims (9)

1.一种薄片开关模块，该薄片开关模块具备：

电路基板；

配置在该电路基板上的多个按键开关；

包覆多个按键开关上面的导光薄片部；以及

配置在上述电路基板上、以使光入射到该导光薄片部的多个光源，

上述导光薄片部具有第一导光性薄片件和第二导光性薄片件，以第一导光性薄片件和第二导光性薄片件的至少一部分重叠的方式进行配置，

上述多个按键开关构成为经由第一导光性薄片件和第二导光性薄片件的每一个由上述光源进行照射。

2.根据权利要求1所述的薄片开关模块，其特征在于，上述第一导光性薄片件和第二导光性薄片件的每一个，具有以将从光源入射的光导入规定方向而出射的方式构成的导光图案，该导光图案的形状在第一导光性薄片件和第二导光性薄片件上不同。

3.根据权利要求2所述的薄片开关模块，其特征在于，形成于上述第一导光性薄片件和第二导光性薄片件中的至少一个导光性薄片件的导光图案，与上述电路基板上所配置的按键开关的位置相对应。

4.根据权利要求1所述的薄片开关模块，其特征在于，上述第一导光性薄片件和第二导光性薄片件中的至少一个导光性薄片件具有在与各个按键开关对应的位置上配置的反射膜和在该反射膜表面上形成的突起部，该突起部与各个按键开关的大致中心位置相对应地进行配置。

5.根据权利要求4所述的薄片开关模块，其特征在于，上述突起部是在上述导光性薄片件的表面上印刷树脂而形成的。

6.根据权利要求1所述的薄片开关模块，其特征在于，在上述第一导光性薄片件和第二导光性薄片件中的至少一个导光性薄片件上形成沿着按键开关形状的轧纹部。

7.根据权利要求1所述的薄片开关模块，其特征在于，上述第一导光性薄片件和第二导光性薄片件由厚度为0.05mm～0.3mm的丙烯酸树脂、硅酮树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂中的任一种形成。

8.根据权利要求4所述的薄片开关模块，其特征在于，上述突起部是通过在上述至少一个导光性薄片件的表面上堆积树脂的灌封加工而形成的。

9.根据权利要求4所述的薄片开关模块，其特征在于，上述突起部是在上述至少一个导光性薄片件的表面上复制与该突起部形状相对应地形成的树脂材料而形成的。

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