CN101443868A - 带照明功能输入装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够便宜且小型地制造、并且耗电量小的带照明功能输入装置。具有：形成有所需要的布线图案的布线板(1)，该布线板含有按钮开关的固定触点(1a)；发光二极管(2)；将来自该发光二极管(2)的射出光引导到面方向的面状导光板(5)；作为可动触点的金属穹面(6)；以及设置有用于按压操作该金属穹面(6)的执行器(7)的盖板(8)。布线板(1)由遮光性白色材料形成。在面状导光板5的表面上条纹状地形成多个棱形槽(11)，并且，在规定的部分开设收纳金属穹面用的贯通孔(14)。面状导光板(5)的棱形槽形成侧的面和盖板(8)之间设置空气层(16)。通过金属穹面(6)，在贯通孔(14)内放出的光被反射到盖板(8)侧。

Description

带照明功能输入装置

技术领域

本发明涉及一种便携电话等所具有的带照明功能输入装置，特别涉及一种以较少的光源数量均匀地对输入装置的整体进行照明的机构。

背景技术

以往，作为便携电话等所具有的带照明功能输入装置，如图9所示，已知有如下装置(例如，参照专利文献1)，该装置具有：形成有所需要的布线图案的印制基板101，该印制基板101含有按钮开关的固定触点；设置在印制基板101的一个面上的导光部件102；设置在导光部件102的侧面上的多个发光二极管103；作为按钮开关的可动触点的穹面形金属弹簧触点105，该穹面形金属弹簧触点105收纳于开设在导光部件102上的空洞(贯通孔)104内；在与穹面形金属弹簧触点105相对的部分上形成有突起106的弹性板107；以及，透明或着色半透明的按钮部108，该按钮部108设置在与弹性板107的外表面的突起106相对应的部分上。

根据该带照明功能输入装置，从发光二极管103射出的光通过导光部件102被引导到按钮部108附近，并在空洞104放光，因此，通过透过弹性板107以及按钮部108所放出的光，能够使按钮部108的操作面发亮。

专利文献1：日本特开2004-356028号公报

但是，上述公开例子的带照明功能输入装置，在导光部件102上开设有用于收纳穹面形金属弹簧触点105的多个空洞(贯通孔)104，因此，难以将从1个发光二极管103射出的光遍及广阔的范围而均匀地进行引导，为了均匀地对全部的按钮部108进行照明，必须要有多个(在上述公开例子中为6个)发光二极管。因此，存在如下应解决的问题：部件个数以及组装工时增加而装置的制造成本变高；装置大型化；以及耗电量大等。

另外，如果使用EL(电致发光)元件作为发光体而代替使用导光部件102和发光二极管103的结构，则能够均匀地使全部的按钮部108发亮。但是EL元件成本高，容易产生电磁噪声，长期使用的可靠性低。另外，因为使触点部从EL元件之上进行动作，所以存在按钮部108的操作感恶化，且EL元件更容易损耗的课题。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术的问题而做出的，其目的在于，提供一种能够便宜且小型地制造出、并且耗电量较小的带照明功能输入装置。

本发明为了解决上述课题，第1，以如下方式构成带照明功能输入装置，该带照明机能输入装置具有：形成有所需要的布线图案的布线板，该布线板含有按钮开关的固定触点；发光二极管；将来自该发光二极管的射出光引导到面方向的面状导光板；作为按钮开关的可动触点的金属穹面；以及设置有用于按压操作该金属穹面的执行器的盖板。上述布线板的至少与上述导光板相接的面由遮光性白色材料形成，对于上述面状导光板，在与上述布线板相接的面或者上述盖板覆盖的面的任意面上，形成多个由缓斜面部和具有比该缓斜面部陡的倾斜角度的急斜面部构成的棱形槽，并且在与上述固定触点的形成部对应的部分上开设有用于收纳上述金属穹面的贯通孔。在上述面状导光板的棱形槽形成侧的面、与上述布线板或上述盖板之间设置空气层。上述金属穹面被收纳在开设于上述面状导光板上的贯通孔内，具有将上述发光二极管的射出光反射到上述盖板侧的功能，该发光二极管的射出光在上述面状导光板内传送并在上述贯通孔内放光。

当由遮光性白色材料形成与布线板的面状导光板相接的面时，能够增加从布线板侧向盖板侧的反射光量，能够减少从发光二极管射出的光的浪费。并且，当在面状导光板的表面上形成多个棱形槽时，能够使光向面状导光板的面方向的传送均匀化。另外，当在面状导光板的棱形槽形成侧的面和布线板或盖板之间设置空气层时，能够增大面状导光板和空气层之间的界面处的反射光的临界角，因此能够增加该界面处的光的反射量，并且能够使光向面状导光板的面方向的传送均匀化。另外，当通过金属穹面使在面状导光板内传送并在贯通孔内放出的光反射时，能够照亮与贯通孔对应的部分。因此，通过以上方式，即使在使用开设有贯通孔的面状导光板的情况下，也能够以少量的发光二极管将光均匀地引导到面状导光板的整个面上，并能够提高照射到盖板上的光的均匀性。另外，当面状导光板的盖板被覆盖的面上形成多个棱形槽时，能够将在面状导光板内传送的光通过棱形槽反射到布线板侧，并通过布线板将该光再次反射并射入盖板，因此，相比在与面状导光板的布线板相接的面上形成多个棱形槽的情况，能够均匀地对盖板进行照明。棱形槽可以在导光板的一面以条纹状、圆弧状或波形等形成。

并且，第2，本发明以如下方式构成：在上述第1构成的带照明功能输入装置中，将上述贯通孔形成为倾斜角度为60°～70°的研钵状。

根据该构成，能够高效地将在导光板内传送的光引导到贯通孔内，因此，通过金属穹面反射进入到该贯通孔内的光，由此能够提高与贯通孔相对应的部分的亮度。

并且，第3，本发明以如下方式构成：在上述第1或第2构成的带照明功能输入装置中，在上述贯通孔的末端部形成有上述金属穹面的定位部。

通过该构成，贯通孔内的金属穹面的位置偏移得到抑制，因此，能够切实地进行由金属穹面产生的形成在布线板上的固定触点的断续，并且能够提高按钮开关的可靠性。

并且，第4，本发明以如下方式构成：在上述第1至第3构成的带照明功能输入装置中，在上述面状导光板上，形成有改变在上述导光板内传送的光的前进路径的光路改变部。

在多个贯通孔相互接近地开设的部位，即使通过上述第1构成，也会产生不能够均匀地传送光的情况。当在面状导光板的表面形成光路改变部时，能够适当调整光路改变部周围的光量，因此，能够不受贯通孔的开设数和排列的影响而提高照射到盖板上的光的均匀性。

并且，第5，本发明以如下方式构成：在上述第1至第4构成的带照明功能输入装置中，在上述面状导光板的侧面具有线状导光板，该线状导光板将从上述发光二极管射出的光引导到上述面状导光板的侧面方向。

这样，当在面状导光板的侧面具有所需要的线状导光板时，没有必要沿着面状导光板的侧面设置多个发光二极管，因此，能够进一步减少发光二极管的设定数量。

发明效果

本发明的带照明功能输入装置，由遮光性白色材料形成与布线板的面状导光板相接的面，在面状导光板的表面条纹状地形成多个棱形槽，在与面状导光板的棱形槽形成侧的面相接的部分设置空气层，在面状导光板内传送并进入贯通孔内的光通过金属穹面被反射，因此，能够以少量的发光二极管将光均匀地引导到面状导光板的整个面，并能够提高照射到盖板的光的均匀性。因此，能够通过削减部件个数而实现带照明功能输入装置的小型化、低成本化以及节电化。

附图说明

图1是本实施方式的带照明功能输入装置的分解立体图。

图2是实施方式的带照明功能输入装置的分解侧视图。

图3是实施方式的带照明功能输入装置的组装状态的截面图。

图4是实施方式的线状导光板的结构和与面状导光板相对的线状导光板的排列的主要部分俯视图。

图5是实施方式的面状导光板的俯视图。

图6是实施方式的面状导光板的主要部分截面图。

图7是表示实施方式的布线板、导光板、以及金属穹面的组装状态的主要部分截面图。

图8是表示实施方式的导光板和盖板的组装状态的主要部分截面图。

图9是以往例子的带照明功能输入装置的分解侧视图。

符号说明

1 布线板

1a 固定触点

2 发光二极管

4 线状导光板

5 面状导光板

6 金属穹面

7 执行器

8 盖板

11 棱形槽

13 光路改变部

14 贯通孔

16 空气层

具体实施方式

下面，使用图1至图8对本发明的带照明输入装置的实施方式进行说明。图1是本实施方式的带照明功能输入装置的分解立体图，图2是实施方式的带照明功能输入装置的分解侧视图，图3是实施方式的带照明功能输入装置的组装状态的截面图，图4是实施方式的线状导光板的结构和与面状导光板相对的线状导光板的排列的主要部分俯视图，图5是实施方式的面状导光板的俯视图，图6是实施方式的面状导光板的主要部分截面图，图7是表示实施方式的布线板、导光板、以及金属穹面的组装状态的主要部分截面图，图8是表示实施方式的导光板和盖板的组装状态的主要部分截面图。

如图1至图3所示，实施方式的带照明功能输入装置主要由以下部分构成：形成所需要的布线图案的布线板1，该布线板1包含固定触点1a以及未图示的布线、设置在线状导光板4的一端的发光二极管2、将从发光二极管2射出的光引导到规定的方向的线状导光板4以及面状导光板5、作为使固定触点1a断续的按钮开关的可动触点的金属穹面6、以及设置有用于推压操作金属穹面6的执行器7的盖板8。

为了使从发光二极管2射出的光散射而提高照射到盖板8上的光的均匀性，布线板1为，至少与面状导光板5相接侧的面由遮光性白色材料形成。即，作为布线板1，可以使用整体由遮光性白色材料形成的板，也可以使用在由白色遮光性材料以外的材料形成的布线板主体的表面上，覆盖由遮光性白色材料形成的覆盖层的板。作为遮光性白色材料，可以列举出以液晶聚合物或聚酰亚胺等为基本材料的强化塑料系、玻璃环氧、低温烧制陶瓷等的刚性(rigid)系等。另外，根据需要，布线板1可以为单层构造，也可以为多层的层叠构造。

线状导光板4是将从发光二极管2射出的光引导到沿着面状导光板5的一侧面的方向的装置，面状导光板5是经由线状导光板4，将从一侧面射入的发光二极管2射出的光引导到面方向的装置，它们分别由丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、以及环状聚烯树脂等透明度高的树脂材料而形成规定的形状。

如图1所示，线状导光板4通过截面形状为コ字形的托架4a安装在面状导光板5的一侧面部。并且，如图4所示，在安装在面状导光板5的一侧面部的状态下，在线状导光板4的一端部，相对地设置发光二极管2的光射出面。线状导光板4的外表面，即，与面状导光板5相反侧的面，如图4所示，成为相互平行地形成有多个楔形的槽4b的棱形面，从发光二极管2放射的光，在线状导光板4内向线状导光板4的长度方向传送，在楔形的槽4b的内面被反射而在面状导光板5侧射出。楔形的槽4b为，越是在离开发光二极管1的设定部的位置上所形成的槽，越是形成更深的槽，能够使光均匀地射入面状导光板5的侧面。并且，在线状导光板4的棱形面上，形成有由Al或Ag等高反射率的金属薄膜构成的反射膜4c，以便通过该反射膜4c，提高棱形面的反射率而增加射入面状导光板4的光量。另外，发光二极管2的数量不仅限定于1个，可以与线状导光板4的一端部相对而设置多个发光二极管2，也可以与线状导光板4的两端部相对而分别设置1个至多个发光二极管2。

在面状导光板5的上表面，即，在盖板8覆盖一侧的面上，如图5和图6所示，条纹状地形成有多个棱形槽11，该多个棱形槽11由缓斜面部11a和具有比该缓斜面部11a陡的倾斜角度的急斜面部11b构成。缓斜面部11a越是靠近光射入部(设置线状导光板4的边)12a倾斜角度越大，越是离光射入部12a远倾斜角度越小，因此能够提高盖板8的亮度的均匀性。另外，该面状导光板5，如图6所示，通过急斜面部11b将从图的右侧向左侧传送的光向布线板1侧反射，将由布线板1被反射的光通过缓斜面部11a而向盖板8侧射出。

缓斜面部11a的倾斜角度θ1处在相对基准面N为1°以上10°以下的范围，急斜面部11b的倾斜角度θ2处在41°以上45°以下的范围。通过处于该范围，能够将在面状导光板5内传送的光高效地向盖板8侧射出，并在提高盖板8的亮度的同时，能够使来自面状导光板5的光射出量关于面方向能够均匀化。在上述缓斜面部的倾斜角度θ1的范围未达到1°的情况下，前光(front light)的平均亮度降低，而在超过10°的情况下，不能够使导光板面内的射出光量均匀化。并且，在上述急斜面部的倾斜角度θ2未达到41°的情况下以及在超过45°的情况下，通过急斜面部11b反射的光的传送方向与射出面的法线方向之间的偏差变大，来自射出面的光射出量降低，即，盖板8的亮度降低，因此并非优选。

并且，急斜面部11b的宽度以越是从光射入部12a远离的位置越大的方式形成，当光射入部12a的旁边的急斜面部11b的宽度为1.0时，以如下方式形成各棱形槽：光射入部12a的相反侧的边的旁边的急斜面部11b的宽度为1.1以上1.5以下。通过这样的构成，在本实施方式中，能够实现关于面方向射出光量的均匀性优良的面状导光板5。更详细来说，在面状导光板5的内部传送的光量在光射入部12a为最大，因为在面状导光板5内传送的期间，其一部分通过棱形槽11从光射出面12b射出，所以随着从光射入部12a远离，在内部传送的光量变少。本例的面状导光板5根据这样的内部的光量的变化，使相对于传送中的光量的反射光量的比例根据自光射入部12a的距离而变化，因此，能够使面状导光板5内的射出光量的分布均匀化，并且能够使盖板8的亮度分布均匀化。

另外，棱形槽11的急斜面部11b的宽度为，在邻接的全部的棱形槽11之间，没有必要使距离光射入部12a较远一侧的急斜面部11b的宽度较大地形成，可以对于每规定宽度或规定个数而阶段地使远离光射入部12a一侧的急斜面部11b的宽度变大。

并且，上述棱形槽11的间距P1(棱形槽11的底顶部的间隔)关于面方向保持恒定。即，各棱形槽11以规定的间隔相互平行地形成。另外，在本例中，棱形槽11的深度(基准面N和棱形槽11的底顶部之间的距离)也恒定。这样，棱形槽11为，其间距P1和深度被固定，并且，如上所述，由于形成为越是位于远离面状导光板5的光射入部12a的位置的棱形槽，急斜面部11b的宽度越大，因此，急斜面部11b的倾斜角度θ2在光射入部12a侧的棱形槽11最大，随着远离光射入部12a而逐渐变小。另外，棱形槽11的间距P1以及深度没有必要恒定，即使使这些发生变化而形成棱形槽11也是没有超出本发明的技术范围的装置。即，可以固定各个棱形槽11的倾斜角度θ1及θ2，并通过距离和深度的调整而决定急斜面部11b的宽度。

如图5所示，在上述面状导光板5上能够根据需要形成光路改变部13，该光路改变部13改变在面状导光板5内传送的光的前进路径。光路改变部13可以由具有平面形状为三角形、圆形、以及多角形等任意形状的凹部、贯通部、以及突起形成。当在面状导光板5的表面形成光路改变部13时，能够适当调节光路改变部13周围的光量，因此，能够不受贯通孔14的开设数和排列的影响，即使在贯通孔14的阴面的部分也能够提高照射到盖板8上的光的均匀性。

面状导光板5的板厚越大则作为导光板整体，射出光量越能够均一化，因此优选0.8mm以上的板厚，1.0mm以上更好。并且，板厚为1.2mm以上时，与1.0mm～1.5mm板厚的面状导光板在亮度上没有大的变化，因此，考虑到输入装置的薄型化，板厚的上限为1.5mm为好。

在面状导光板5上，在与布线板1上形成的固定触点1a相对应的位置上，开设有作为金属穹面6的收纳部的贯通孔14。贯通孔14如图7所示，由金属穹面6的定位部14a和放光部14b形成，该位置决定部14a由直孔形成，该放光部14b由倾斜角度为60°～70°的研钵(すり鉢)状的锥形孔形成。定位部14a的直径被设定为比金属穹面6的外径稍微大一些，例如以金属穹面6的外径为D时，定位部14的直径被设定为D+0.1mm左右。据此，能够抑制贯通孔14内的金属穹面6的位置偏移，因此能够可靠地进行由金属穹面6产生的形成在布线板1上的固定触点1a的断续，并能够提高按钮开关的可靠性。对于放光部14b，之所以使其倾斜角度为60°～70°，是根据模拟的结果而得出的，即当贯通孔14的倾斜角度设定在该角度内时，能够使向贯通孔13内的放光量最多。

金属穹面6是作为按钮开关的可动触点而工作的装置，由金属板例如不锈钢板成型为原碗状而形成。为了形成与固定触点1a之间的电连接良好的装置并改善耐磨性，可以根据需要在金属穹面6的电极触点侧(内面侧)实施镀金或镀银。并且，为了提高光的反射率，在金属穹面6的外表面上也根据需要而实施镀金、镀银、以及真空镀铝等。并且，金属穹面6的外表面也可以作成镜面而提高反射率，也可以作为梨皮面而保持漫射效果。

盖板8由聚对苯二甲酸乙二酯等弹性优良的树脂薄膜形成。该盖板8可以由半透明的白色材料形成，也可以由表面施以光漫射处理的透明材料形成，还可以由透明材料形成。在使盖板8由半透明的白色材料形成的情况下，以及在由表面上施以光漫射处理的透明材料形成的情况下，盖板8的表面能够使从发光二极管2射出的光散射，因此，能够提高照射到盖板8上的光的均匀性。另一方面，在盖板8由透明材料形成的情况下，能够使透过盖板8的光量增多，因此，能够提高盖板8的亮度。盖板8如图8所示，其周边部经由粘接剂层15与面状导光板5的周边部粘接。因此，在面状导光板5的光射出面12b和盖板8之间，形成与粘接剂层15的厚度量相当的空气层16。这样，当在面状导光板5和盖板8之间设置空气层16时，能够增大面状导光板5和空气层16之间的界面的反射光的临界角，因此，能够增加该界面的光的反射量，并且能够使光向面状导光板5的面方向的传送均匀化。

执行器7是推压操作金属穹面6的装置，被设定在与台阶部11的中央部分相对应的位置上，该台阶部11形成在盖板8的一个面的导光板4上。该执行器7可以由遮光性白色材料形成，也可以由透明材料形成。在执行器7由遮光性白色材料形成的情况下，能够得到选择地对执行器的周围部分进行照明的带照明功能输入装置。另一方面，在执行器7由透明材料形成的情况下，能够得到对包含执行器7的设定部分的盖板8的整个面进行照明的带照明功能输入装置。

本例的带照明功能输入装置以以下工序组装。即，首先，将发光二极管2安装到线状导光板4的规定的位置上。并且，将线状导光板4安装到托架4a上。进而，以所需要的排列将执行器7安装到盖板8的一个面。之后，将面状导光板5定位并安装在布线板1的固定端子1a的形成面上。据此，形成在布线板1上的固定端子1a被设置在开设于面状导光板5上的贯通孔14内。作为布线板1和面状导光板5的组装方法，可以使用粘接或搭锁(snap)结合等。接下来，经由托架4a将线状导光板4安装在面状导光板5的侧边。接下来，将金属穹面6向上地收纳在面状导光板5的贯通孔14内。最后，在将执行器7收纳在台阶部9内的状态下，将盖板8与面状导光板5的表面粘接。

因为与布线板1的面状导光板5相接的面由遮光性白色材料形成，并且在面状导光板5的盖板覆盖侧的面上，条纹状地形成多个棱形槽11，在面状导光板5的棱形槽形成侧的面和盖板8之间设置空气层16，在面状导光板5中传送并在贯通孔14内发光的光通过金属穹面6被反射，所以，本例的带照明功能输入装置能够以少量的发光二极管而将光均匀地引导到面状导光板6的整个面上，并且能够提高照射到盖板8上的光的均匀性。因此，能够通过削减部件个数而实现带照明功能输入装置的小型化、低成本化以及省电化。

另外，在上述实施方式中，虽然在面状导光板5的上表面，即，在盖板8侧条纹状地形成多个棱形槽11，但是本发明的要点并不仅限定于此，也可以在面状导光板5的下表面，即，在布线板1侧条纹状地形成多个棱形槽11。

并且，在上述实施方式中，将分别形成的执行器7和盖板8在事后相接合，但是本发明的要点并不仅限定于此，例如也可以使用例如通过注射成型等得到的带执行器的盖板。

并且，在上述实施方式中，发光二极管2设置在线状导光板4上，但是本发明的要点并不仅限定于此，也可以将发光二极管2安装在布线板1上而直接照射面状导光板5。

Claims (5)

1、一种带照明功能输入装置，其特征在于，

具有：形成有所需要的布线图案的布线板，该布线板含有按钮开关的固定触点；发光二极管；将来自该发光二极管的射出光引导到面方向的面状导光板；作为按钮开关的可动触点的金属穹面；以及设置有用于按压操作该金属穹面的执行器的盖板，

上述布线板的至少与上述导光板相接的面由遮光性白色材料形成，对于上述面状导光板，在与上述布线板相接的面或者上述盖板覆盖的面的任意面上，形成多个由缓斜面部和具有比该缓斜面部陡的倾斜角度的急斜面部构成的棱形槽，并且在与上述固定触点的形成部对应的部分上开设有用于收纳上述金属穹面的贯通孔，

在上述面状导光板的棱形槽形成侧的面、与上述布线板或上述盖板之间设置空气层，

上述金属穹面被收纳在开设于上述面状导光板上的贯通孔内，具有将上述发光二极管的射出光反射到上述盖板侧的功能，该发光二极管的射出光在上述面状导光板内传送并在上述贯通孔内放光。

2、如权利要求1记载的带照明功能输入装置，其特征在于，将上述贯通孔形成为倾斜角度为60°～70°的研钵状。

3、如权利要求1记载的带照明功能输入装置，其特征在于，在上述贯通孔的末端部形成有上述金属穹面的定位部。

4、如权利要求1记载的带照明功能输入装置，其特征在于，在上述面状导光板上，形成有改变在上述导光板内传送的光的前进路径的光路改变部。

5、如权利要求1记载的带照明功能输入装置，其特征在于，在上述面状导光板的侧面具有线状导光板，该线状导光板将从上述发光二极管射出的光引导到上述面状导光板的侧面方向。

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