JP2005268165A - 照光式キースイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 少ないＬＥＤで効率よくキー入力部を照明すると共に、消費電力の増大を抑えることができる照光式キースイッチを提供することである。
【解決手段】 キースイッチ２５及び照明用のＬＥＤ２８が複数実装された回路基板２２と、前記キースイッチ２５を露出させるスイッチ窓孔３０ｂ及びＬＥＤ２８を露出させるＬＥＤ窓孔３０ａを有し、前記ＬＥＤ２８から発せられる光をＬＥＤ窓孔３０ａの内側面から導光する導光板２６と、前記スイッチ窓孔３０ｂの上方に位置するキートップ３１を有したキーシート２７とを備え、前記導光板２６にはＬＥＤ窓孔３０ａの周縁にＬＥＤ２８から発せられた光を導光板２６内に導く補助導光部３４を設けた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、携帯電話機や小型無線機器等に備えるキー入力部を照明する照光式キースイッチに関するものである。

従来、携帯電話機などの操作面には、夜間や薄暗い場所においてもキー入力操作がしやすいように照明機能が備えられているものが多い。図８は、従来の一般的な照明機能を備えた照光式キースイッチ１の断面構造を示したものである。この照光式キースイッチ１は、固定電極３及び可動電極４からなるクリック式のキースイッチ５が形成された回路基板２と、この回路基板２の上方に配設される導光板６と、この導光板６の上部を覆うキーシート７とを有し、前記回路基板２の一端に設けられたＬＥＤ８から発せられる光を前記導光板６の側面に照射することで、前記キーシート７を下面側から照明する構造となっている。

上記以外にも、複数のキースイッチ及び照明用のＬＥＤを配設した回路基板上に、前記キースイッチ及びＬＥＤを露出する窓孔を設けた導光板を載置し、この導光板の上に前記キースイッチに対応したキートップ付のキーシートを配設した構造の照光式キースイッチが提案されている（特許文献１等参照）。このタイプの照光式キースイッチでは、回路基板上のキースイッチの配列に応じてＬＥＤを複数隣接して配設することで、照明輝度を高めている。
特開平９−５５１４３号公報

上記図８に示した照光式キースイッチ１にあっては、ＬＥＤ８から発せられる光を導光板６の一端で受けて全体に導光する構造であるため、前記ＬＥＤ８から離れた箇所のキーシート７の輝度が低くなり、輝度のバラツキが目立つといった問題があった。

一方、特許文献１に示したような照光式キースイッチにおいては、キースイッチが設けられた回路基板上に複数のＬＥＤを配置した構造となっているので、導光板に照射される光量が多くなり、輝度のバラツキも解消されるが、所定の光量を得るために多くのＬＥＤを配設しなければならない。しかしながら、携帯電話機のような小型の電子機器では、電子部品の実装スペースが限られており、数多くのＬＥＤを配設するのは困難な場合が多い。また、ＬＥＤの数を増やすと、消費電力が大きくなるといった問題もある。

そこで、本発明の目的は、少ないＬＥＤで効率よくキー入力部を照明すると共に、消費電力の増大を抑えることができる照光式キースイッチを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の照光式キースイッチは、キースイッチ及び照明用のＬＥＤチップが複数実装された回路基板と、前記キースイッチを露出させるスイッチ窓孔及びＬＥＤチップを露出させるＬＥＤ窓孔を有し、前記ＬＥＤチップから発せられる光をＬＥＤ窓孔の内側面から導光する導光板と、前記スイッチ窓孔の上方に位置するキートップを有したキーシートとを備え、前記導光板にはＬＥＤ窓孔の周縁にＬＥＤチップから発せられた光を導光板内に導く補助導光部が形成されていることを特徴とする。

前記補助導光部は、ＬＥＤ窓孔の周縁の上面に形成され、ＬＥＤチップから受けた光を導光板の上面側に導くための導光傾斜面を有することで、導光板の上面からの導光効率を高めた。

前記補助導光部は、ＬＥＤチップに沿って開設されたＬＥＤ窓孔の周面に設けることによって、ＬＥＤチップから発せられる光を周囲に均等に導光させるようにした。

前記補助導光部は、少なくともＬＥＤチップの上面と同一若しくは上面より高く形成されていることによって、ＬＥＤチップから発せられる光を有効に導光板に入光させるようにした。

前記スイッチ窓孔の周縁の角部を斜めにカットした光出射面を設けることで、前記導光板内を導光してきた光をキートップの裏面に集中させて照射させることができるようにした。

前記導光板の底面に、金属蒸着膜若しくは白色系または銀色系の塗料による光反射部材を設けることによって、回路基板側への光漏れを防ぐようにした。

前記導光板の上面に多数の凹凸からなる光散乱部を形成することによって、前記導光板内を導光してきた光を散乱させてキーシートの下面側の照明輝度を高めた。

本発明の照光式キースイッチによれば、回路基板上に重ねて載置される導光板のＬＥＤ窓孔の周縁部面上に前記ＬＥＤチップから発せられる光を受ける補助導光部を設けたことによって、前記ＬＥＤチップの上方から発せられる光を漏れなく導光板内に導光させることができる。また、前記導光板に開設したスイッチ窓孔の周縁部を斜めにカットした光出射面を形成することで、導光させた光を集中的にキートップの裏面側に照射させることができる。

また、前記導光板内にＬＥＤチップから取り入れた光を効率よく反射あるいは散乱させるための光反射部材または光散乱部材を設けたことによって、前記キートップに向けて照射される光量を増やすことができる。このため、少ない数のＬＥＤチップで効率のよい照明効果が得られ、回路基板の小型化及び低消費電力化が図られるようになった。

以下、添付図面に基づいて本発明に係る照光式キースイッチの実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る照光式キースイッチの平面図、図２は前記照光式キースイッチの内部構造を示す拡大断面図、図３は前記照光式キースイッチの組立斜視図である。

図１乃至図３に示すように、本発明の照光式キースイッチ２１は、表面に電極パターン、複数のキースイッチ２５及びＬＥＤチップ（ＬＥＤ２８）が実装形成された回路基板２２と、前記キースイッチ２５及びＬＥＤ２８が配設された部分を除いて前記回路基板２２上に載置される導光板２６と、前記キースイッチ２５の上部にキートップ３１を有し、前記導光板２６上に位置するキーシート２７とを備えており、携帯電話機等のケース２９内に収められる。

前記回路基板２２は、ガラスエポキシ等の樹脂材からなり、表面にキースイッチ２５やＬＥＤ２８が載置される電極部及びこの電極部から延びる配線パターンが形成されている。キースイッチ２５は、前記回路基板２２上に形成される固定電極２３と、この固定電極２３に接触しないように上方を覆う半球状のタクトバネで形成された可動電極２４とで構成されている。ＬＥＤ２８は下面に備えるアノード及びカソードからなる一対の素子電極部を前記回路基板２２に形成された電極部に接続することで表面実装される。

前記導光板２６は、前記回路基板２２と略同じ形状及び大きさに形成された透明若しくは半透明のアクリル樹脂であり、回路基板２２上に密着固定する際に、前記ＬＥＤ２８を露出させるＬＥＤ窓孔３０ａ及び前記キースイッチ２５を露出させるスイッチ窓孔３０ｂが複数設けられている。

図２及び図４に示されるように、前記ＬＥＤ窓孔３０ａは、ＬＥＤ２８の周囲を一定の間隔をおいて取り囲み、発光面２８ａに対向した受光面２６ａが設けられている。また、前記ＬＥＤ窓孔３０ａの周縁部の面上に前記発光面２８ａの高さに合わせた補助導光部３４が導光板２６と一体的に形成、あるいは別体で形成されている。前記補助導光部３４は、導光板２６と同じく透明若しくは半透明のアクリル樹脂で三角柱状に形成され、前記発光面２８ａと対向する受光面３４ａと、この受光面３４ａの上端から導光板２６の上面に向けて傾斜する導光傾斜面３４ｂとを備えている。図５に示すように、前記受光面３４ａは、その上端がＬＥＤ２８の上端と同じかそれ以上の高さに設定され、幅は図４に示したように、ＬＥＤ２８の各発光面に合わせて形成される。本実施形態では、四角形状のＬＥＤ２８に合わせて前記補助導光部３４を各発光面に対向するように４箇所に設けたが、円形状のＬＥＤであれば、ＬＥＤの周囲を囲うように円形状に形成あるいは配置することもできる。この実施形態のように、導光板２６はＬＥＤ２８に比べて薄いものが多いが、前記補助導光部３４を導光板２６の周縁部に突出して形成することで、ＬＥＤ２８の上方から発せられる光を前記受光面３４ａによって漏れなく入光させることが可能となる。なお、前記補助導光部３４は、導光板２６と別体で形成される場合は、前記導光板２６の上に透明接着剤を介して接合される。

次に、前記ＬＥＤ窓孔３０ａにおける入光作用を図５に基づいて説明する。ＬＥＤ２８の発光面２８ａから発せられた光の大部分は、導光板２６の受光面２６ａに入射してそのまま導光板２６内を平行に導光していく。また、前記導光板２６の上面から突出するＬＥＤ２８の発光面２８ａ上端から発せられる光は、補助導光部３４の受光面３４ａから入射し、導光傾斜面３４ｂによって屈折し、導光板２６の上面から内部に向けて導光される。このように、前記補助導光部３４を設けたことによって、前記ＬＥＤ２８の発光面２８ａから発せられる光を漏れなく導光板２６内に導光させることができる。

また、スイッチ窓孔３０ｂにおいては、キースイッチ２５を取り囲む周縁部の角部を斜めにカットして形成された光出射面２６ｂを設けた。これによって、導光板２６の内部を導光してきた光の一部が前記光出射面２６ｂによって、キートップ３１の裏面側を集中的に照射させることができる。前記光出射面２６ｂは、導光板２６にスイッチ窓孔３０ｂを開設する際に切削あるいは研削することによって形成され、その傾斜角は、スイッチ窓孔３０ｂの形状や厚み等に応じて、キートップ３１に最も光が照射されるように設定される。

前記導光板２６上に重ねて載置されるキーシート２７は、ゴム等の軟質性の樹脂材で形成され、前記可動電極２４に対応する部分が肉厚のキートップ３１となっている。

前記キースイッチ２５は携帯電話機等に備わるテンキーのように、所定の間隔で回路基板２２上に複数配列形成され、ＬＥＤ２８は前記配列されたキースイッチ２５の隙間に設けられている。そして、前記ＬＥＤ２８を発光させることによって、前記ＬＥＤ２８が露出する窓孔３０の側面から入光して導光板２６全体に拡散するようになっている。

一方、前記導光板２６内部に導光した光を有効に照射する手段として、導光板の裏面あるいは上面に光反射部材や光散乱部を形成する方法がある。図６は、前記導光板２６の裏面に白色系または銀色系の塗料からなる光反射部材３５を塗布したものである。このような光反射部材３５を形成することで、導光板２６の内部に導いた光が回路基板２２に吸収されることなく上層面に向けて出射させることができる。また、図７に示すように、導光板２６の上面に多数の凹凸を有する光散乱部３６を形成することで、導光板２６内に導いた光を拡散させながらキートップ３１に向けて出射させるようにすることができる。前記光散乱部３６は、成形金型にシボ加工等を施すことによって、容易に形成可能である。

前記ＬＥＤ２８は、キースイッチ２５が配列された箇所を除いた部分に設けられるが、配設スペースが限られることや、消費電力を抑えるため、図１に示したように、回路基板２２の略中央部と、四隅の計５箇所に配設するのが好ましい。

本発明に係る一実施形態の照光式キースイッチの平面図である。 上記照光式キースイッチの内部構造を示す拡大断面図である。 上記照光式キースイッチの組立斜視図である。 上記照光式キースイッチの表面の拡大斜視図である。 ＬＥＤ窓孔近辺における導光作用を示す作用図である。 導光板に光反射部材を設けた照光式キースイッチの拡大断面図である。 導光板に光散乱部を設けた照光式キースイッチの拡大断面図である。 従来の照光式キースイッチの内部構造を示す拡大断面図である。

符号の説明

２１ 照光式キースイッチ
２２ 回路基板
２５ キースイッチ
２６ 導光板
２７ キーシート
２８ ＬＥＤ
３０ａ ＬＥＤ窓孔
３０ｂ スイッチ窓孔
３１ キートップ
３４ 補助導光部
３５ 光反射部材
３６ 光散乱部

Claims (9)

1. キースイッチ及び照明用のＬＥＤチップが複数実装された回路基板と、前記キースイッチを露出させるスイッチ窓孔及びＬＥＤチップを露出させるＬＥＤ窓孔を有し、前記ＬＥＤチップから発せられる光をＬＥＤ窓孔の内側面から導光する導光板と、前記スイッチ窓孔の上方に位置するキートップを有したキーシートとを備え、
   前記導光板にはＬＥＤ窓孔の周縁にＬＥＤチップから発せられた光を導光板内に導く補助導光部が形成されていることを特徴とする照光式キースイッチ。
2. 前記補助導光部は、ＬＥＤ窓孔の周縁の上面に形成され、ＬＥＤチップから受けた光を導光板の上面側に導くための導光傾斜面を有している請求項１記載の照光式キースイッチ。
3. 前記補助導光部は、ＬＥＤチップに沿って開設されたＬＥＤ窓孔の周面に設けられる請求項１または２記載の照光式キースイッチ。
4. 前記補助導光部は、少なくともＬＥＤチップの上面と同一若しくは上面より高く形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の照光式キースイッチ。
5. 前記スイッチ窓孔の周縁にキートップの裏面に向けて光を照射する光出射面を設けた請求項１記載の照光式キースイッチ。
6. 前記光出射面は、スイッチ窓孔の周縁の角部を斜めにカットした傾斜面である請求項５記載の照光式キースイッチ。
7. 前記導光板は、回路基板に載置される底面に光反射部材が設けられた請求項１記載の照光式キースイッチ。
8. 前記光反射部材は、金属蒸着膜若しくは白色系または銀色系の塗料である請求項７記載の照光式キースイッチ。
9. 前記導光板は、キーシートが載置される上面に多数の凹凸からなる光散乱部を形成した請求項１記載の照光式キースイッチ。

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