JP2009152022A - シート状導光体及び操作キー照明装置並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 部材コストの増大を抑え、操作キーにおいて複数のキー領域を別々に点灯可能にするシート状導光体及び操作キー照明装置並びに電子機器を提供すること。
【解決手段】 光源３から入射され導光した光を光路変換して主面から面状に出射し、複数のキー領域に分けられた操作キーを下方から照明するシート状導光体１１であって、キー領域の境界直下にスリットＳが形成されて複数の導光領域１２に分けられると共に導光領域１２毎に異なる光源３が設置される導光体本体１６を有し、スリットＳ内に、導光領域１２から出射された光を遮光する遮光壁１８ａが挿入されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話機などの操作キーを照明するシート状導光体及び操作キー照明装置並びに電子機器に関する。

携帯電話機、ＰＤＡ、モバイルタイプＰＣ（パーソナルコンピュータ）、携帯型ゲーム機等の電子機器には、複数の操作キーが用いられており、暗所での操作をし易くするために、例えば操作キーを裏面側から導光板を用いて光を照射して照明する操作キー用の照明装置が採用されている。

例えば、特許文献１には、複数の操作キーと、これら操作キーの下方に配置された複数のスイッチング素子と、操作キーとスイッチング素子との間に配され側面に配置されたＬＥＤ光源から入射した光を操作キーに向かって投射して下方から操作キーを照明する可撓性の導光板と、を備えた押ボタンスイッチの照明装置が提案されている。

特開２００１−１６７６５５号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
例えば、操作キーを２つのキー領域に分けて別々に点灯させたいとの要望があるが、従来の照明技術では、一枚の導光板で操作キー全体を下方から照明するため、異なるキー領域を選択的に点灯させることが難しかった。また、導光板を用いずに操作キー毎にＬＥＤ光源を配置して直接照明することで、各キー領域を別々に点灯させることも可能であるが、この場合、ＬＥＤ光源の実装個数が増え、部品コストの増大を招く不都合があった。また、ＬＥＤの指向性は狭いため、操作キーの一部にしか光が入射せず、操作キーを均一に光らせることが難しいという問題もある。
また、２つのキー領域を別々に点灯させるために、図６及び図７に示すように、導光フィルム１においてキー領域の境界直下にスリットＳを形成して各キー領域に対応した２つの導光領域２に分け、各導光領域２にそれぞれＬＥＤの光源３を設置したものも考えられる。しかしながら、一方の導光領域２内を導光される光が、スリットＳを透過して隣接する導光領域２内に漏れ光として入射されて導光領域２の境界が不明確になると共に、異なる発光色の光源３を用いた場合には、混色する領域ができてしまう不都合があった。すなわち、単にスリットＳで区切るだけでは、導光領域２を光学的に分断することができないという不都合があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、部材コストの増大を抑え、操作キーにおいて複数のキー領域を別々に点灯可能にするシート状導光体及び操作キー照明装置並びに電子機器を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のシート状導光体は、光源から入射され導光した光を光路変換して主面から面状に出射し、複数のキー領域に分けられた操作キーを下方から照明するシート状導光体であって、前記キー領域の境界直下にスリットが形成されて複数の導光領域に分けられると共に前記導光領域毎に異なる前記光源が設置される導光体本体を有し、前記スリット内に、前記導光領域から出射された光を遮光する遮光壁が挿入されていることを特徴とする。

このシート状導光体では、スリット内に、導光領域から出射された光を遮光する遮光壁が挿入されているので、一方の導光領域からの漏れ光が、スリットにおいて遮光壁で遮光されるため、隣接する他方の導光領域へ入射されることを防ぐことができる。したがって、低い部材コストで隣接する導光領域間を光学的に分断可能であり、導光領域の境界を明確にすることができると共に、混色領域の発生を防ぐことができる。

また、本発明のシート状導光体は、前記遮光壁が、黒色の表面を有していると共に、前記光源から入射され導光される光が前記スリットのうち全反射されない部分に挿入されていることを特徴とする。すなわち、このシート状導光体では、黒色表面の遮光壁が、光源から入射され導光される光がスリットのうち全反射されない部分に挿入されているので、スリット全体に黒色遮光壁を挿入する場合に比べて、導光領域の輝度低減を抑制できると共に効率的に遮光効果を得ることができる。

また、本発明のシート状導光体は、前記遮光壁が、前記導光体本体の表面から突出していることを特徴とする。すなわち、このシート状導光体では、遮光壁が導光体本体の表面から突出しているため、隣接する導光領域からの漏れ光に起因する上方からの反射光等を突出した遮光壁で遮光することができ、より高い遮光効果を得ることができる。

また、本発明のシート状導光体は、前記導光体本体の裏面側に、前記遮光壁と一体に形成され前記導光体本体から出射される光を反射するシート状反射体が配設されていることを特徴とする。すなわち、このシート状導光体では、シート状反射体が導光体本体の裏面側に配設されるので、導光体本体から裏面側に出射される光を上方の導光体本体に反射して戻すことで、高い輝度を得ることができる。また、シート状反射体が遮光壁と一体に形成されているので、部材点数を削減することができると共に、スリット内に遮光壁を挿入すればシート状反射体全体の位置決めもでき、高い組み立て性を得ることができる。

さらに、本発明のシート状導光体は、前記シート状反射体が、白色又は銀色の表面を有していることを特徴とする。すなわち、このシート状導光体では、シート状反射体が白色又は銀色の表面を有しているので、高い光の散乱又は反射効果を得ることができ、より高い輝度を得ることができる。

本発明の操作キー照明装置は、複数配列され複数のキー領域に分けられている操作キーの照明装置であって、前記操作キーの裏面側に配された上記本発明のシート状導光体と、前記導光領域毎に設置された複数の光源と、を備えていることを特徴とする。すなわち、この操作キー照明装置では、上記本発明のシート状導光体と、導光領域毎に設置された複数の光源と、を備えているので、キー領域毎に操作キーを選択的に点灯させることができる。さらに、シート状導光体を用いるので、キー領域毎に発光の高い均一性を得ることができる。

本発明の電子機器は、複数配列された操作キーと、上記本発明の操作キー照明装置と、前記操作キーの下方に配されるスイッチ部と、を備えていることを特徴とする。すなわち、この電子機器では、上記本発明の操作キー照明装置を備えているので、低い部材コストでキー領域毎に操作キーを点灯させることができ、暗所においても明確に分けられて点灯されたキー領域により、操作キーを容易に認識することができる。また、高い視認性をもって表示領域毎に操作キーを点灯させることができ、電子機器としてのデザイン性が向上する。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るシート状導光体によれば、スリット内に、前記導光領域から出射された光を遮光する遮光壁が挿入されているので、漏れ光がスリット内の遮光壁で遮光されるため、点灯時に導光領域の境界を明確にすることができる。したがって、このシート状導光体を備えた操作キー照明装置及び電子機器によれば、暗所においてもキー領域毎に高い視認性が得られる。特に、操作キーの高い認識やデザイン性が要望されている携帯電話機などに好適である。

以下、本発明に係るシート状導光体及び操作キー照明装置並びに電子機器の一実施形態を、図１から図５に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

本実施形態の操作キー照明装置１０は、図１から図３に示すように、複数配列され２つのキー領域１４に分けられている操作キー１５の照明装置であって、操作キー１５の裏面側に配されたシート状導光体１１と、２組の光源３と、を備えている。
複数の上記操作キー１５は、図３に示すように、キー領域１４として、液晶表示パネル２４側の第１キー領域１４Ａと、その反対側の第２キー領域１４Ｂと、の２つに分割され、複数でキートップを構成している。
上記操作キー１５は、表面に数字又はアルファベット等の文字が印字され、少なくとも一部が下方からの光が透過可能に透明又は半透明とされている。

上記シート状導光体１１は、図１及び図２に示すように、光源３から入射され導光した光を光路変換して主面から面状に出射し、２つのキー領域１４に分けられた操作キー１５を下方から照明するシート状導光体であって、キー領域１４の境界直下に長孔状のスリットＳが形成されて２つの導光領域１２に分けられると共に導光領域１２毎に異なる光源３が設置される導光体本体１６を有している。すなわち、導光領域１２は、第１キー領域１４Ａに対応してその直下に配される第１導光領域１２Ａと、第２キー領域１４Ｂに対応してその直下に配される第２導光領域１２Ｂと、で構成されている。

上記導光体本体１６は、例えば、透光性の樹脂材料で形成され、全体が高い可撓性を有して柔軟な導光フィルムである。
シート状導光体１１は、導光する光を上方の各操作キー１５に向けて光路変換し出射する光路変換領域として光散乱領域１７を有する。すなわち、この光散乱領域１７は、内部を導光する光を上方に散乱させる機能を有したもので、シート状導光体１１の表面であって各操作キー１５の直下に形成されている。光散乱領域１７は、例えば、白色材料のインクを多数のドット形状パターンで印刷して形成されている。

なお、光路変換領域として、シート状導光体１１の裏面であって各操作キー１５の直下に、内部を導光する光を上方に反射又は散乱させる光反射領域又は光散乱領域を形成しても構わない。光反射領域は、例えば銀蒸着膜でパターン形成される。また、光反射領域又は光散乱領域として、プリズム形状等の微細光学形状を所定領域の表面に設けても構わない。

上記導光体本体１６の裏面側には、図４及び図５に示すように、導光体本体１６から出射される光を反射するシート状反射体１８が配設されている。このシート状反射体１８は、全体が白色、黒色又は銀色等の有色の表面を有しているが、白色又は銀色の表面を有していることが好ましい。
このシート状反射体１８には、表面にスリットＳに沿って配された遮光壁１８ａが一体に形成されている。該遮光壁１８ａは、導光領域１２から出射された光を遮光可能な白色、黒色又は銀色等の有色の表面とされ、スリットＳ内に挿入されている。
また、上記遮光壁１８ａは、導光体本体１６の表面から突出するように高さが設定されている。

なお、上記遮光壁１８ａが黒色の表面を有する場合、遮光壁１８ａは、設置された光源３から入射され導光される光がスリットＳのうち全反射されない部分に挿入されるように設定される。例えば、本実施形態において黒色の遮光壁１８ａを用いる場合、スリットＳのうち光源３と対向配置され横幅方向に延在した部分と導光体本体１６の長さ方向に延在した領域で光源３に近い領域との非全反射領域１９において、遮光壁１８ａを挿入する。

上記光源３は、シート状導光体１１の両端部に複数配置され、それぞれ光源用の実装基板（図示略）に実装された白色ＬＥＤである。この白色ＬＥＤは、例えば基板上の半導体発光素子を樹脂材で封止したものであり、半導体発光素子として、例えば青色（波長λ：４７０〜４９０ｎｍ）ＬＥＤ素子又は紫外光（波長λ：４７０ｎｍ未満）ＬＥＤ素子であって、例えばサファイア基板などの絶縁性基板上に窒化ガリウム系化合物半導体（例えばＩｎＧａＮ系化合物半導体）の複数の半導体層が積層されて形成されたものである。

また、この半導体発光素子を封止する樹脂材は、シリコーン樹脂を主剤とし、例えばＹＡＧ蛍光体が添加されている。このＹＡＧ蛍光体は、半導体発光素子からの青色光又は紫外光を黄色光に変換させて混色効果により白色光を生じさせるものである。なお、白色ＬＥＤとしては、上記以外でも種々のものが採用可能である。

上記光源３は、第１キー領域１４Ａに対応し第１導光領域１２Ａの端部に配された第１光源３Ａと第２キー領域１４Ｂに対応し第２導光領域１２Ｂの端部に配された第２光源３Ｂとの２組で構成されている。なお、光源３の設置数は、いくつでも構わず、照明領域の広さ等に応じて１つ又は複数の光源３が配置される。
また、光源３は、導光領域１２毎に点灯制御され、第１キー領域１４Ａに対応した第１光源３Ａが点灯される場合と、第２キー領域１４Ｂに対応した第２光源３Ｂが点灯される場合と、両方の光源５が同時に点灯される場合と、がキー入力設定等に応じて制御される。

次に、本実施形態の電子機器は、図３に示すように、携帯電話機等であって、複数配列された操作キー１５を有する上部筐体２０と、操作キー１５の下部に配された操作キー照明装置１０と、液晶表示パネル２４と、該液晶表示パネル２４が設置された基板２１と、該基板２１に設けられ操作キー１５の下方に配されるスイッチ部２３と、操作キー照明装置１０及び基板２１を収納する下部筐体２２と、を備えている。

上記液晶表示パネル２４には、透過型又は半透過型の液晶表示パネルが採用される。例えば、半透過型の液晶表示パネル２４の場合、透明電極、配向膜及び偏光板をそれぞれ有する上基板と下基板との間隙にＴＮ液晶やＳＴＮ液晶等の液晶をシール材で封止したパネル本体と、その下面側に光透過性と光反射性の両機能を持った半透過反射板と、を備えたものである。なお、液晶表示パネル２４には、その裏面側に液晶バックライトユニット（図示略）が配設されている。

上記スイッチ部２３は、例えば基板２１上に設置されたドームスイッチやタクトスイッチ等の押圧でスイッチング可能な複数のスイッチング素子２３ａからなり、操作キー１５が押圧された際に、操作キー照明装置１０における柔軟性の高いフィルム状のシート状導光体１１を介して対応するスイッチング素子２３ａが押されてスイッチ操作可能とされている。
なお、上記基板２１には、携帯電話機を制御するＩＣ等の電子部品（図示略）やアンテナ部材等の通信用部品（図示略）等が実装されている。

この電子機器では、例えば、キー入力設定により第１キー領域１４Ａの操作キー１５で入力する際、第１キー領域１４Ａのみを光らせるため、この第１キー領域１４Ａに対応した第１光源３Ａを点灯させる。このとき、第１導光領域１２Ａに入射された光は、光散乱領域１７で上方に光路変換されると共に、スリットＳ内の遮光壁１８ａによって隣接する第２導光領域１２への入射が遮断されるため、第１キー領域１４Ａのみを照明する。
なお、第１キー領域１４Ａと第２キー領域１４Ｂとの両方を点灯させたいときは、第１光源３Ａと第２光源３Ｂとの両方が点灯制御される。

本実施形態のシート状導光体１１では、スリットＳ内に、導光領域１２から出射された光を遮光する遮光壁１８ａが挿入されているので、一方の導光領域１２からの漏れ光が、スリットＳにおいて遮光壁１８ａで遮光されるため、隣接する他方の導光領域１２へ入射されることを防ぐことができる。したがって、低い部材コストで隣接する導光領域１２間を光学的に分断可能であり、導光領域１２の境界を明確にすることができると共に、混色領域の発生を防ぐことができる。

なお、黒色の遮光壁１８ａを使用する場合、スリットＳのうち導光される光が全反射されない部分を覆うので、スリットＳ全体に黒色の遮光壁１８ａを挿入する場合に比べて、導光領域１２の輝度低減を抑制できると共に効率的に遮光効果を得ることができる。
また、遮光壁１８ａが導光体本体１６の表面から突出しているため、隣接する導光領域１２からの漏れ光に起因する上方からの反射光等を突出した遮光壁１８ａで遮光することができ、より高い遮光効果を得ることができる。

また、シート状反射体１８が導光体本体１６の裏面側に配設されるので、導光体本体１６から裏面側に出射される光を上方の導光体本体１６に反射して戻すことで、高い輝度を得ることができる。特に、白色又は銀色の表面を有したシート状反射体１８を採用すれば、高い光の散乱又は反射効果を得ることができ、より高い輝度を得ることができる。
さらに、シート状反射体１８が遮光壁１８ａと一体に形成されているので、部材点数を削減することができると共に、スリットＳ内に遮光壁１８ａを挿入すればシート状反射体１８全体の位置決めもでき、高い組み立て性を得ることができる。

このようにシート状導光体１１を備えた操作キー照明装置１０及び電子機器では、低い部材コストでキー領域１４毎に操作キー１５を点灯させることができ、暗所においても明確に分けられて点灯されたキー領域１４により、操作キー１５を容易に認識することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

例えば、上記各実施形態では、スリットＳにより２つの導光領域１２に分けているが、スリットにより３つ以上の導光領域に分けても構わない。この場合、分けられた各導光領域に対応してそれぞれ光源が設置される。
また、シート状反射体１８の表面を白色又は銀色とするために、シート状反射体１８の表面に白色シート又は銀色シートを積層状態に配して白色又は銀色としても構わない。
上述したように、遮光壁１８ａとシート状反射体１８とを一体に形成することが好ましいが、別体で形成して設置しても構わない。また、遮光壁１８ａとシート状反射体１８とを同じ色に設定しているが、互いに異なる色としても構わない。

また、上記実施形態では、第１光源３Ａ及び第２光源３Ｂの両方とも白色ＬＥＤを用いて第１キー領域１４Ａ及び第２キー領域１４Ｂの両方を白色光で個別に点灯させているが、第１光源３Ａと第２光源３Ｂとで互いに異なる色の発光色が得られるＬＥＤを使用し、異なる色の光を別々に第１導光領域１２Ａ及び第２導光領域１２Ｂに入射させることで、第１キー領域１４Ａと第２キー領域１４Ｂとで、異なる色で点灯させることができる。この際、スリットＳ内に遮光壁１８ａが介在しているので、スリットＳ近傍において、漏れ光による混色領域の発生を防ぐことができる。

また、光源としてＲＧＢ−ＬＥＤを用いて、あらゆる色の光を出射させることも可能である。例えば、ＲＧＢ−ＬＥＤとして、一つのパッケージに赤色ＬＥＤ素子（Ｒ）、緑色ＬＥＤ素子（Ｇ）及び青色ＬＥＤ素子（Ｂ）を実装したＬＥＤを光源とする場合や、一つの導光領域に互いに発光色の異なるＬＥＤを光源として配置しても構わない。これらの場合、各ＬＥＤにおいて印加電流を制御することで、様々な色の光で操作キーを照明することが可能になると共に表示領域の切替時に点灯させる色も切り替えることが可能になる。
また、一方の導光領域に設置する光源として上記白色ＬＥＤを採用すると共に、他方の導光領域に設置する光源として上記ＲＧＢ−ＬＥＤを配置しても構わない。

また、上記実施形態では、本発明を携帯電話機に適用したが、他の電子機器に採用しても構わない。例えば、ＰＤＡ、モバイルタイプＰＣ（パーソナルコンピュータ）、携帯型ゲーム機等の各種電子機器に適用可能である。

本発明に係るシート状導光体及び操作キー照明装置並びに電子機器の一実施形態において、シート状導光体及び操作キー照明装置を示す平面図及び該平面図のＡ−Ａ線矢視断面図である。 本実施形態において、スリット部分を示す拡大断面図である。 本実施形態において、携帯電話機（電子機器）を示す概略的な分解斜視図である。 本実施形態において、シート状導光体を示す分解斜視図である。 本実施形態において、シート状導光体を示す斜視図である。 本発明に係るシート状導光体及び操作キー照明装置並びに電子機器の従来例において、シート状導光体及び操作キー照明装置を示す平面図及び該平面図のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 従来例において、スリット部分を示す拡大断面図である。

符号の説明

３…光源、３Ａ…第１光源、３Ｂ…第２光源、１０…操作キー照明装置、１１…シート状導光体、１２…導光領域、１２Ａ…第１導光領域、１２Ｂ…第２導光領域、１４…キー領域、１４Ａ…第１キー領域、１４Ｂ…第２キー領域、１５…操作キー、１６…導光体本体、１８…シート状遮光体、１８ａ…遮光壁、２３…スイッチ部、２４…液晶表示パネル、Ｓ…スリット

Claims (7)

1. 光源から入射され導光した光を光路変換して主面から面状に出射し、複数のキー領域に分けられた操作キーを下方から照明するシート状導光体であって、
   前記キー領域の境界直下にスリットが形成されて複数の導光領域に分けられると共に前記導光領域毎に異なる前記光源が設置される導光体本体を有し、
   前記スリット内に、前記導光領域から出射された光を遮光する遮光壁が挿入されていることを特徴とするシート状導光体。
2. 請求項１に記載のシート状導光体において、
   前記遮光壁が、黒色の表面を有していると共に、前記光源から入射され導光される光が前記スリットのうち全反射されない部分に挿入されていることを特徴とするシート状導光体。
3. 請求項１又は２に記載のシート状導光体において、
   前記遮光壁が、前記導光体本体の表面から突出していることを特徴とするシート状導光体。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のシート状導光体において、
   前記導光体本体の裏面側に、前記遮光壁と一体に形成され前記導光体本体から出射される光を反射するシート状反射体が配設されていることを特徴とするシート状導光体。
5. 請求項４に記載のシート状導光体において、
   前記シート状反射体が、白色又は銀色の表面を有していることを特徴とするシート状導光体。
6. 複数配列され複数のキー領域に分けられている操作キーの照明装置であって、
   前記操作キーの裏面側に配された請求項１から５のいずれか一項に記載のシート状導光体と、
   前記導光領域毎に設置された複数の光源と、を備えていることを特徴とする操作キー照明装置。
7. 複数配列された操作キーと、
   請求項６に記載の操作キー照明装置と、
   前記操作キーの下方に配されるスイッチ部と、を備えていることを特徴とする電子機器。

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