JP2011175981A - キーパッドアセンブリ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、その内部に光が伝播する導光板と、導光板に設けられ、導光板内に伝播する光を導光板の外部に出射するための少なくとも一つの光抽出パターンと、少なくとも一つのスイッチを備えるスイッチ基板と、導光板の内部に光を結合させるための少なくとも一つの光源とを含み、導光板の厚さは0.3〜0.6mmであるキーパッドアセンブリを提供する。
【選択図】図3
Description
キーパッド110は、弾性パッド120と、弾性パッド120の上面122上に形成され、その上面に記号、符号、文字などがプリントされた複数のキーボタン140と、弾性パッド120の下面124上に形成された複数の突起130とを含む。各キーボタン140は、該当突起130及び該当スイッチ160とキーパッドアセンブリ100の厚さ方向に整列される。弾性パッド120の下面124上には複数の溝(groove)126が形成される。溝126は、LED170と突起130との干渉を避けるように各突起130の周囲に形成される。
スイッチ基板150は、プリント回路基板(Printed Circuit Board:PCB)155と、キーパッド110と対向するPCB155の上面に形成された複数のスイッチ160とを含む。各スイッチ160は、導電性のコンタクト部材(contact member)162と、このコンタクト部材162を完全に覆う導電性ドーム(dome)164とを有する。
複数のLED170は、PCB155の上面に装着され、弾性パッド120の該当溝126によって覆われるように位置する。
キーパッド210は、弾性パッド220と、弾性パッド220の上面に形成され、その上面に文字などが印刷された複数のキーボタン230と、弾性パッド220の下面に形成された複数の突起240とを含む。各キーボタン230は、該当突起240及びスイッチ270とキーパッドアセンブリ200の厚さ方向に整列される。
スイッチ基板250は、PCB255と、このPCB255の上面に形成された複数のスイッチ270とを備える。各スイッチ270は、導電性コンタクト部材272と、コンタクト部材272を完全に覆う導電性ドーム274とから構成される。
電界発光シート260は、スイッチ270を介在してPCB255の上面を覆うように配置され、印加された駆動信号によって発光する。
駆動部280は、電界発光シート260の片側に位置するようにPCB255の上面に装着され、電界発光シート260に駆動信号を印加する。
まず、第1の例によるキーパッドアセンブリ100は、各LED170から発光される光が弾性パッド120を通過して該当キーボタン140を斜角(oblique angle)で照明する。その結果、キーボタン140の照明が不均一で、暗いという問題点があった。特に、キーボタン140の中心部分はその周辺より暗く照明される。しかしながら、キーボタン140を均一で、明るく照明するためにより多くのLEDを使用すれば、構成が複雑になり、電力消費及び製造コストが増加する。
第2の例によるキーパッドアセンブリ200は、第1の例に比べて一層暗い照明を提供する。
したがって、均一で、明るい照明を提供し、電力消費が小さく、構成が単純なキーパッドアセンブリが要求される。
また、キーパッドアセンブリは、導光板の厚さ及び導光板と光源との間の距離を制限することによって、高い照明輝度、製造工程で発生する不良率の最小化、及びスリム化が得られる効果を有する。
下記に、本発明に関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断された場合に、その詳細な説明を省略する。
キーパッド310は、キーシート(key sheet)320と、導光板330とを含む。キーシート320は、フィルム(film)322と、複数のキーボタン324とを含む。導光板330は、複数の突起340と、複数の光抽出パターン(light extracting pattern)350とを含む。
キーボタン324は、フィルム322の上面に配置される。特に、キーボタン324は、接着剤を用いてフィルム322の上面に付着され、或いは射出成形などを通じてフィルム322と一体に形成されることができる。各キーボタン324は、フィルム322と同一の材質で形成され、或いはポリカーボネート(polycarbonate)又はアクリル系樹脂(acryl-based resin)で形成されることができる。キーボタン324は四角ブロックの形状を有するが、円柱、楕円柱のような他の形状も有することができる。また、フィルム322を除去し、キーボタン324は導光板330の上面に直接付着することもできる。
導光板330は、四角形の板などの多様な形態を有し、その上面332がフィルム322の下面に対向するように配置される。図示のように、光源390と光学的に接続されるように、導光板330の周辺部(peripheral portion)336がPCB380の上面まで曲がるとともに、延出している。
光源390は、その発光面が導光板330の周辺部336の第1の側面と対向するようにPCB380の上面に装着される。光源390によって出射された光は、導光板330の第1の側面を通じてその内部に結合される。光源390として、通常のLEDが使用可能である。
その上、必要に応じて、各光抽出パターン350は、導光板330の上面に形成された多様な形態の溝又は複数の突起で構成されることができる。例えば、光抽出パターン350は、複数の溝又は突起で構成され、これらそれぞれは半球(semi-sphere)、三角錐(triangular pyramid)などの多様な形態で構成されることができる。必要によって、光抽出パターン350は、スクラッチ又は印刷によって形成された反射又は散乱パターンでも実現されることができる。
PCB380は、その上面に形成された複数の導電性コンタクト部材382を有する。各コンタクト部材382は、該当ドーム372と共にスイッチを構成する。また、各スイッチ382・372は、該当キーボタン324とキーパッドアセンブリ300の厚さ方向に整列される。
ドームシート370は、PCB380の上面に付着され、半球形状を有する複数の導電性ドーム372を有する。各ドーム372は、該当コンタクト部材382を完全に覆う。
キーボタン424は、フィルム422の上面に配置される。特に、キーボタン424は、接着剤を用いてフィルム422の上面に付着され、或いは射出成形によってフィルム422と一体に形成されることができる。
突起426は、フィルム422の下面に形成される。
導光板430は、四角形の板などの多様な形態を有し、キーシート420とスイッチ基板450との間に介在される。
導光板430は、導光板430の第1の側面からその反対側に位置する第2の側面に光を導波させる。ここで、導光板430の第1の側面は、光源480から光が結合される一つの側面を表す。導光板430は、弾性(すなわち、自己復元力)を有することによって、キーボタン424の作動により変形された後に元の形に復元することができる。
導光板430は、導光板430内に伝播する光の一部を導光板430の外部に抽出することによって、該当キーボタン424に入射させる複数の光抽出パターン440を有する。光抽出パターン440は、該当キーボタン424とキーパッドアセンブリ400の厚さ方向に整列される。光抽出パターン440は、導光板430の下面でなく上面に形成することができる。
PCB470は、その上面に形成された複数の導電性コンタクト部材472を備える。各コンタクト部材472は、該当ドーム462と共にスイッチを構成する。また、各スイッチ462・472は、該当キーボタン424とキーパッドアセンブリ400の厚さ方向に整列される。
ドームシート460は、PCB470の上面に付着され、半球状を有する複数の導電性ドーム462を備える。各ドーム462は、該当コンタクト部材472を完全に覆う。
光抽出パターン440は、複数の半球体で構成され、各半球体は直径0.03mmの範囲を有し、半球体間の間隔は0.06mmの範囲である。光抽出パターン440は、多様な形態の部材(member)で構成可能であるが、半球体は低コストな製造方式である熱圧着方式又はレーザエッチング方式によって容易に形成されることができる。
キーボタン424は、白色又は灰色インクでプリントされ、0.2〜2mmの範囲の厚さを有することができる。望ましくは、キーボタン424は、白色インクでプリントされ、0.2mmの厚さを有する。
導光板430は、1.4〜1.6範囲の屈折率を有し、望ましくは1.58(ポリカーボネートの屈折率)の屈折率を有する。
前述したように、キーボタン424の操作によってスイッチ462・472が作動されなければならない。スイッチ462・472とキーボタン424との間に位置する導光板430は、弾性を有し、それによってキーボタン424を操作すると容易に変形されて復元されることができる。このような性能、すなわちキーボタン424の押し動作が容易になされる程度を一般にクリック感と称する。このクリック感は、導光板430の材質と厚さによって影響を受ける。
キーボタン424の操作(すなわち、ユーザーがキーボタン424を押す場合)によって、キーシート420の該当部分が下側に変形され、キーボタン424と整列される突起426が導光板430を押す。導光板430がこの圧力によって下側に変形されると同時に、キーボタン424と整列されるドーム462が下側に変形される。このような変形は、ドーム462がコンタクト部材472に密着されてこれ以上変形されない時点(TB)まで継続してなされる。その時点以後にユーザーがキーボタン424から手を離すと、キーボタン424に力が加えられる。これは、図8に示す時間軸に対する圧力変化の逆に該当する。
図8において、区間0−TBでキーボタン424に加えられる最大圧力を動作力と称し、TBでの反発力を復元力と称する。通常、クリック感は、動作力と復元力との比によって示される。クリック感が大きいほど、ユーザーは、クリックが確実かつ容易に行われたことを認識するようになる。動作力と復元力は、導光板430の曲げ強度に関係している。すなわち、導光板430の曲げ強度が高いほど、導光板430を変形することがより難しくなる。言い換えれば、ユーザーは、キーボタン424をクリックするために一層大きな力を加えなければならない。
<表1>からわかるように、導光板430を使用した場合に、クリック感は、導光板430の厚さが大きいほど減少する。実験的に、導光板430の厚さが0.3mm以下である場合に、良好なクリック感が維持されることを確認することができる。したがって、導光板430がポリカーボネート材質である場合に、その厚さの上限値は、クリック感を考慮するときに0.3mmに制限することが望ましい。
導光板430がPMMA材質である場合には、曲げ強度がポリカーボネートより大きいため、より薄い厚さで良好なクリック感が維持される(実験的に、厚さが0.2mm以下である場合)。
つまり、良好なクリック感及び基準輝度を提供する導光板430の厚さの範囲は、ゴム系列の材質(例えば、シリコン、ポリウレタン)である場合に0.03〜0.6mmであり、プラスチック系列の材質(例えば、ポリカーボネート、PMMA)である場合に0.03〜0.2mmである。これは、非常に薄い導光板430の製造工程が難しく、高コストとなることを考慮し、それに基づいた範囲である。
310 キーパッド
320 キーシート
322 フィルム
324 キーボタン
330 導光板
332 導光板上面
334 導光板下面
336 導光板周辺部
340 突起
350 光抽出パターン
352 光抽出パターン中央部
354 光抽出パターン周辺部
360 スイッチ基板
370 ドームシート
372 ドーム
380 PCB
382 コンタクト部材
390 光源
Claims (17)
- ゴム系列の材質からなり、0.3〜0.4mmの厚さを有する導光板と、
前記導光板に設けられ、前記導光板内に伝播する光を前記導光板の外部に出射するための少なくとも一つの光抽出パターンと、
少なくとも一つのスイッチを備え、前記導光板と対向して配置されたスイッチ基板と、
前記導光板の内部に光を結合させるための少なくとも一つの光源と、
を含むことを特徴とするキーパッドアセンブリ。 - 前記導光板と前記光源との間隔は0.75mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のキーパッドアセンブリ。
- 前記導光板及び前記光源の間隔は0.5mm以下であることを特徴とする請求項2記載のキーパッドアセンブリ。
- 少なくとも一つのキーボタンと、その上面に前記キーボタンが形成されたフィルムを有するキーシートをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のキーパッドアセンブリ。
- 前記フィルムと前記導光板との間に空気層が維持されることを特徴とする請求項4に記載のキーパッドアセンブリ。
- 前記フィルムは前記導光板の上面に付着されることを特徴とする請求項4に記載のキーパッドアセンブリ。
- 前記導光板は、その下面に形成された少なくとも一つの突起をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のキーパッドアセンブリ。
- 前記光抽出パターンは、前記導光板の下面に形成され、前記突起の周辺に形成されることを特徴とする請求項7に記載のキーパッドアセンブリ。
- 前記導光板の周辺部は前記スイッチ基板の上面まで曲がるとともに、延出していることを特徴とする請求項1に記載のキーパッドアセンブリ。
- 前記導光板は、外部圧力により変形された後に元の形に戻ることを特徴とする請求項1に記載のキーパッドアセンブリ。
- 前記キーシートは、前記フィルムの下面に形成された少なくとも一つの突起をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載のキーパッドアセンブリ。
- 前記光抽出パターンの密度は、前記導光板内に伝播する光の方向に増加することを特徴とする請求項8に記載のキーパッドアセンブリ。
- 前記光抽出パターンの要素はV字形であることを特徴とする請求項8に記載のキーパッドアセンブリ。
- 前記光源は1200〜1600mcdの輝度であることを特徴とする請求項8に記載のキーパッドアセンブリ。
- ゴム系列の材質からなり、0.3〜0.4mmの厚さを有する導光板と、
前記導光板上に形成された複数のV字形の要素で構成され、前記導光板内に伝播する光の方向に密度が増加する少なくとも一つの光抽出パターンと、
少なくとも一つのスイッチを備え、前記導光板と対向して配置されたスイッチ基板と、
前記導光板の内部に光を結合させるための少なくとも一つの光源と、
を含むことを特徴とするキーパッドアセンブリ。 - 前記導光板は自己復元力を有する材質からなることを特徴とする請求項15に記載のキーパッドアセンブリ。
- 前記導光板と前記光源との間隔は0.75mm以下であることを特徴とする請求項15に記載のキーパッドアセンブリ。
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