JP2009289539A - 照光キースイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】輝度の低下やバラツキを低減して安定した明るさを生じさせると共に導光部材の歪みを少なくして耐久性を向上し、コスト低減を図る。
【解決手段】照光キースイッチ１は、固定接点９を備え、且つこの固定接点９に対向して可動接点５を配置した基板３と、この基板３上に配置され、かつ光を発光する発光体１３と、前記可動接点５の上に配置されて前記発光体１３からの光を導光する導光部材１１とを備えたもので、前記発光体１３と導光部材１１の高さが同じ位相にあることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、照光キースイッチに関し、特に携帯電話、デジタルカメラなどの各種電子機器に用いられる照光機能を有する照光キースイッチに関する。

一般に、携帯電話に代表されるモバイル用電子機器に使用される操作用キースイッチは、基板、メタルドーム、押さえシート、キーマット、筐体からなる構造となっていることが知られている。そして、基板上に実装されるＬＥＤがバックライトの役割を果たしている。近年では、ＬＥＤの数を減らすことによるコストの減少を狙ってＬＥＤとライトガイドフィルム（ＬＧＦ）を組み合わせたものを用いることが主流となりつつある。なお、電子機器としては、上記の携帯電話の他に、例えばデジタルカメラ、ＰＤＡ、ＭＤ、ＣＤプレーヤ、あるいはその他の電子機器がある。

例えば、特許文献１はシートスイッチモジユール（照光キースイッチ）であり、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）と、発光素子と、導光性シートからなり、可動接点の周囲の近傍で、光の進路を変更させる立ち上がり部を有している。なお、導光シートは前記可動接点に接着剤を介して被覆するか、あるいは直接密着するように被覆される。

また、特許文献２はシートスイッチモジュール（照光キースイッチ）であり、回路基板と、光源と、透光性の樹脂フィルムからなるシート材、可動接点に対応する位置に光反射部が設けられている。なお、前記導光シートは可動接点を被覆保持する構成である。
特開２００７−５３０６３号公報 特開２００７−８７７４９号公報

ところで、従来の照光キースイッチにおいては、特許文献１及び特許文献２のいずれも、導光シートが可動接点に固定されるために、導光シートが可動接点の外形形状に合わせて起伏するので、発光素子からの光が漏れることから発光面の輝度が低下するという問題点があった。

また、導光シートが可動接点に固定されるために、導光シートの固定が不安定になるので、発光面の輝度のバラツキの原因となるという問題点があった。また、導光シートが光源に当たり、光源を破損する恐れがあるという問題点があった。

また、光源が導光シートの側面に取り付けられるために、高さを合わせなければならない。この工程は作業性が悪く、位置ずれが起きやすいものであった。この位置ずれが起きると、発光面の輝度が低下するという問題点があった。

また、導光シートを両面接着シートにより貼り付けていると、導光シート中の光が接着剤により散乱してしまうという問題点があった。

また、導光シートの位置が製品によってバラツキが大きくなると、電子機器の表示部の明るさがばらついてしまうために、歩留まりが低下するという問題点があった。

また、光源を固定する構造が複雑であるために、コストが上がってしまうという問題点があった。

また、導光シートの固定を安定させるために、前記可動接点の外形形状に合わせた突起を導光シートに設ける構造にすると、コストがかかるという問題点があった。

この発明は、輝度の低下やバラツキを低減して安定した明るさを生じさせると共に導光部材の歪みを少なくして耐久性を向上し、コスト低減を図ることを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明の照光キースイッチは、固定接点を備え、且つこの固定接点に対向して可動接点を配置した基板と、この基板上に配置され、かつ光を発光する発光体と、前記可動接点の上に配置されて前記発光体からの光を導光する導光部材とを備えた照光キースイッチであって、
前記発光体と導光部材の高さが同じ位相にあることを特徴とするものである。

また、この発明の照光キースイッチは、前記照光キースイッチにおいて、前記基板と導光部材との間にスペーサを介設していることが好ましい。

また、この発明の照光キースイッチは、前記照光キースイッチにおいて、前記スペーサは、可動接点との干渉を避ける位置に配置されていることが好ましい。

また、この発明の照光キースイッチは、前記照光キースイッチにおいて、前記スペーサは、導光部材と基板の間を粘着剤で固定していることが好ましい。

また、この発明の照光キースイッチは、前記照光キースイッチにおいて、前記導光部材の高さは、前記発光体の位相以下であることが好ましい。

また、この発明の照光キースイッチは、前記照光キースイッチにおいて、前記導光部材は、柔軟性を有するシート材であることが好ましい。

また、この発明の照光キースイッチは、前記照光キースイッチにおいて、前記導光部材のシート材が、透明ウレタン樹脂であることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、発光体と導光部材の高さが同じ位相としたので、可動接点が導光部材に対して光路の悪影響を与えないことから、導光部材の輝度の低下やバラツキを低減することができる。また、導光部材は可動接点の外形形状に合わせないので製造が容易となり、コスト低減を図ることができる。

また、発光体と導光部材の高さが同じ位相としたので、導光部材の歪みが少なくなるので、導光部材の耐久性を向上させることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２を参照するに、この実施の形態に係る照光キースイッチ１は、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ、ＭＤ、ＣＤプレーヤ、あるいはその他のモバイル用電子機器に使用される操作用キースイッチであり、この実施の形態に係る基板としての例えばＰＣＢ（Printed Circuit Board）もしくはＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などのプリント配線基板３に、可動接点としての例えばスイッチ用ドーム５（メタルドームもしくは金属製クリックバネ）が組み込まれるものである。

スイッチ用ドーム５は、導電性材料としての例えばステンレスもしくは銅系金属の板材を加工することによって得られる。さらに、基板３上の接点部に接離可能な可撓性を備えた椀型形状のものである。なお、スイッチ用ドーム５は、直径が例えば４ｍｍで、高さは例えば０．２ｍｍである。

また、プリント配線基板３は、絶縁シート７の上に導電性材料からなる中央接点（中央電極）９Ａが備えられ、この中央接点９Ａの周りに外周接点（外周電極）９Ｂが環状に備えられており、中央接点９Ａと外周接点９Ｂで電極対となる固定接点９を構成している。なお、プリント配線基板３には回路がパターン形成されている。

上記のプリント配線基板３上には、前述したスイッチ用ドーム５が電極対の中央接点９Ａと外周接点９Ｂに整合させて配置されている。すなわち、スイッチ用ドーム５は、上記の中央接点９Ａと外周接点９Ｂとの導通をＯＮ・ＯＦＦせしめるために、スイッチ用ドーム５の頭頂部の凹面側に位置する接点部５Ａが前記中央接点９Ａに接離可能な可撓性を備えており、その椀型形状の外周が外周接点９Ｂに接続して載置されるものである。

上記のスイッチ用ドーム５は、その椀型形状の凸面側は光を導光する導光部材としての例えば導光シート１１により基板３上に押さえられ、位置決めされる構成である。このとき、導光シート１１は、詳しくは後述する発光体としての例えば発光素子１３と同じ高さの位相になるように、基板３の上にスペーサ１５により高さがほぼ一定に設けられている。つまり、導光シート１１はスイッチ用ドーム５に光路を阻害されないように配置され、かつ発光素子１３の高さに合わせて調整されている。なお、導光シート１１としては、透明ウレタン樹脂、透明シリコン樹脂、ＰＭＭＡ、ポリカーボネイトであることが望ましい。

なお、この実施の形態では、図２に示されているように、スペーサ１５は導光シート１１の外周部分のみに設けられており、スイッチ用ドーム５の上には設けられていない。つまり、スペーサ１５はスイッチ用ドーム５との干渉を避ける位置に配置されているので、製造が容易となり、コスト削減に寄与する。しかも、スペーサ１５の下面は粘着剤層１７で基板３に貼着され、スペーサ１５の上面には導光シート１１が粘着剤層１９で貼着されることで、基板３に対する導光シート１１の位置合わせが容易で、かつ確実に安定した状態で固定される。これにより、導光シート１１は同じ高さで変化することなく、単に複数のスイッチ用ドーム５の上を押さえる形態となるので、導光シート１１の光路がスイッチ用ドーム５に阻害されない。また、スイッチ用ドーム５がある位置では導光シート１１の一部に接着剤を貼り付けて、この接着剤でスイッチ用ドーム５が固定される。

また、上記の導光シート１１の少なくとも一部には光取り出しのためのプリズム構造、もしくは印刷が施されており、さらに導光シート１１には光を入射するための入射面１１Ａが設けられている。

また、上記のスイッチ用ドーム５は、上記の中央接点９Ａをほぼ中央にして覆うように、つまり椀型形状の凹面の中心方向側に前記中央接点９Ａが位置するように配置されている。つまり、スイッチ用ドーム５の頭頂部が下方へ押圧されると、図１の二点鎖線で示されているように、頭頂部の付近が反転して凹むように押し込まれて接点部５Ａが中央接点９Ａに接触し、導通するように位置している。

また、上記の基板３上には、導光シート１１の入射面１１Ａに光を入射すべく発光する発光体としての例えば発光素子１３が設けられている。

さらに、照光キースイッチ１は、上記の導光シート１１の上方に、スイッチ用ドーム５を押し込むためのアクチュエータとしての例えばキーマット２１が図示しないスプリング等の付勢手段により図２において常時上方へ付勢されており、プリント配線基板３から離間した位置に配置されている。

キーマット２１はシリコンラバーもしくはウレタンシートにポリカーボネイト等の硬質プラスチックを付帯させた絶縁性のシート状のものである。また、キーマット２１には、導光シート１１に整合する部分に押しボタン部２３が設けられており、この押しボタン部２３の裏面中央部には突起部２５が設けられており、スイッチ用ドーム５の頭頂部に接触して押し込むように構成されている。

また、キーマット２１における押しボタン部２３の周囲は厚さがきわめて薄くなっており、押しボタン部２３はキーマット２１の表面に対し、垂直方向に若干移動することができるように構成されている。

なお、キーマット２１は、筐体２７の内部に設けられており、位置決め穴などを用いて、キーマット２１の突起部２５が直接もしくは間接的にスイッチ用ドーム５の直上に位置するように組み立てられる。

上記構成により、この実施の形態の照光キースイッチ１は、キーマット２１の押しボタン部２３が人の指などで押し込まれると、押しボタン部２３の裏面側に設けられた突起部２５が導光シート１１の上からスイッチ用ドーム５の頭頂部の付近を押し下げる。スイッチ用ドーム５はその頭頂部の付近が変位し変形し、反転して凹むように押し込まれる。これにより、スイッチ用ドーム５の接点部５Ａが中央接点９Ａに接触し、対をなす電極である中央接点９Ａと外周接点９Ｂがスイッチ用ドーム５を介して相互に電気的に接続されて、照光キースイッチ１がＯＮ状態となる。

このとき、スイッチ用ドーム５は、スイッチ用ドーム５の頭頂部の付近が反転して凹むので、この変形時にクリック感が得られるように構成されている。また、押しボタン部２３から指などを離すと、スイッチ用ドーム５はそれ自身の弾性力により初期形状の原位置に復帰し、対をなす電極である中央接点９Ａと外周接点９Ｂの間は電気的に分断され、照光キースイッチ１はＯＦＦ状態となる。

上記の照光キースイッチ１がＯＮの時に発光素子１３に通電されて光が発光するようにすると、発光素子１３の光は導光シート１１の入射面１１Ａから導光シート１１の内部に伝播される。このとき、導光シート１１の高さが発光素子１３と同じ位相にあるので、導光シート１１は光路が阻害されることなく、輝度の低下やバラツキを低減することができる。すなわち、導光シート１１の予め設けたプリズム構造の範囲ではバラツキも少ない安定した強い輝度で発光することとなる。

次に、上記の実施の形態の照光キースイッチ１の効果を調べるために、この実施の形態の構成に基づいた実施例を作成し、さらに、この実施例と比較するために比較例１〜３を作成した。なお、実施例及び比較例１〜３において同様の部材には同じ符号を付して詳しい説明は省略し、主として異なる点について詳しく説明する。

比較例１の照光キースイッチ２９では、図３に示されているように、導光シート１１がスイッチ用ドーム５の外周面に沿って覆うようにしてスイッチ用ドーム５を押さえており、実施例のスペーサ１５が使用されていない構成である。所謂、特許文献１及び特許文献２の構造と同様である。

比較例２の照光キースイッチ３１では、図４に示されているように、スペーサ３３を設けているものの、導光シート１１が発光素子１３の位相よりも上に位置している構成である。

比較例３の照光キースイッチ３５では、図５に示されているように、スペーサ３７を設けているものの、スペーサ３７がスイッチ用ドーム５の上にも覆っている構成である。

以上の実施例と比較例１〜３に対して、図６に示されているように導光シート１１の発光面を９ヵ所の区画（１）〜（９）に分けて輝度測定を行い、各区画（１）〜（９）の測定位置の輝度およびその分布について評価を行った。その結果は、表１に示す通りである。なお、輝度の単位は「ｃｄ／ｍ^２」である。

表１から分かるように、比較例１及び比較例３は、実施例よりも輝度が弱く、バラツキも大きいものであった。これは、スイッチ用ドーム５が導光シート１１の光路を阻害しているためである。また、比較例２は、発光素子１３から導光シート１１に光が入らず、輝度が非常に低くなった。実施例は、上記の比較例１〜３に比べて輝度が強く、バラツキも少ないものである。

以上のことから、この実施の形態の照光キースイッチ１は下記の効果を奏する。

（１）基板３と導光シート１１の間にスペーサ１５を配置して導光シート１１の高さを発光素子１３と同じ位相としたので、スイッチ用ドーム５が導光シート１１に対して光路の悪影響を与えないことから、導光シート１１の輝度の低下やバラツキを低減することができる。また、導光シート１１はスイッチ用ドーム５の外形形状に合わせないので製造が容易となり、コスト低減を図ることができる。

（２）基板３と導光シート１１の間にスペーサ１５を配置したことで、導光シート１１の歪みが少なくなるので、導光シート１１の耐久性を向上させることができる。

なお、前述した実施の形態ではスイッチ用ドーム５の固定には導光シート１１が流用されているが、その他の方法として固定用の粘着層を含む図示しないドーム押さえシートを用いることができる。この場合は、ドーム押さえシートより上部に導光シート１１が配置されることになる。

また、上記の導光シート１１の高さは発光素子１３の位相以下であることが求められる。また、前述した実施の形態では発光部材としては導光シート１１が用いられているが、キーマット２１の突起部２５で導光シート１１の上から押し下げるので、柔軟性を有するシート材であることが望ましい。

この発明の実施の形態の照光キースイッチの断面図である。 この発明の実施の形態の照光キースイッチを分解した斜視図である。 比較例１の照光キースイッチの断面図である。 比較例２の照光キースイッチの断面図である。 比較例３の照光キースイッチの断面図である。 実施例及び比較例１〜３の照光キースイッチにおける輝度測定の状態説明図である。

符号の説明

１ 照光キースイッチ（この実施の形態の）
３ プリント配線基板（基板）
５ スイッチ用ドーム（可動接点）
５Ａ 接点部
７ 絶縁シート
９ 固定接点
９Ａ 中央接点（中央電極）
９Ｂ 外周接点（外周電極）
１１ 導光シート（導光部材）
１１Ａ 入射面
１３ 発光素子（発光体）
１５ スペーサ
１７ 粘着剤層
１９ 粘着剤層
２１ キーマット
２３ 押しボタン部
２５ 突起部
２７ 筐体
２９ 照光キースイッチ（比較例１の）
３１ 照光キースイッチ（比較例２の）
３３ スペーサ
３５ 照光キースイッチ（比較例３の）
３７ スペーサ

Claims (7)

1. 固定接点を備え、且つこの固定接点に対向して可動接点を配置した基板と、この基板上に配置され、かつ光を発光する発光体と、前記可動接点の上に配置されて前記発光体からの光を導光する導光部材とを備えた照光キースイッチであって、
   前記発光体と導光部材の高さが同じ位相にあることを特徴とする照光キースイッチ。
2. 前記基板と導光部材との間にスペーサを介設したことを特徴とする請求項１記載の照光キースイッチ。
3. 前記スペーサは、可動接点との干渉を避ける位置に配置されていることを特徴とする請求項２記載の照光キースイッチ。
4. 前記スペーサは、導光部材と基板の間を粘着剤で固定していることを特徴とする請求項２又は３記載の照光キースイッチ。
5. 前記導光部材の高さは、前記発光体の位相以下であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の照光キースイッチ。
6. 前記導光部材は、柔軟性を有するシート材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の照光キースイッチ。
7. 前記導光部材のシート材が、透明ウレタン樹脂であることを特徴とする請求項６記載の照光キースイッチ。

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