JP2012186061A - 照光式キーボード装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キートップの照光色を容易に変更可能な照光式キーボード装置を提供する。
【解決手段】透光性を有する複数の押釦部１０と、複数の押釦部１０の各々の押圧操作により作動するスイッチ部１２とを有するキーボードユニット１と、キーボードユニット１に向けて発光するバックライトユニット２と、キーボードユニット１とバックライトユニット２との間に介装され、バックライトユニット２からの光を変色する、透光性を有するシート状の変色部３とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の電子機器に使用される、照光機能を有する照光式キーボード装置に関する。

従来、キートップの下方に発光シートを配置して、キートップを照光するようにしたキーボード装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、キートップの下方に発光色の異なる複数の発光シート（エレクトロルミネッセンスシート）を介挿し、各キートップを互いに異なる色で照光する。

特開２００１−１８４９７５号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、キートップの照光色を変更するためには発光シート自体の発行色の仕様を変更する必要があり、コストが大幅に増大する。

本発明による照光式キーボード装置は、透光性を有する複数の押釦部と、複数の押釦部の各々の押圧操作により作動するスイッチ部とを有するキーボードユニットと、キーボードユニットに向けて発光するバックライトユニットと、キーボードユニットとバックライトユニットとの間に介装され、バックライトユニットからの光を変色する、透光性を有するシート状の変色部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、キーボードユニットとバックライトユニットとの間に透光性を有するシート状の変色部を設けるようにしたので、キートップの照光色を容易に変更することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る照光式キーボード装置の全体構成を示す分解斜視図。 図１の照光式キーボード装置をより具体的に示す分解斜視図。 図１のキーボードユニットの組立途中の状態を示す分解斜視図。 図２のメンブレンスイッチの構成を示す縦断面図。 図２のギアリンクの構成を示す斜視図。 本発明の第１の実施の形態に係る照光式キーボード装置の組立状態を示す縦断面図。 本発明の第１の実施の形態に係る照光式キーボード装置の組立状態における光の流れを示す図。 本発明の第２の実施の形態に係る照光式キーボード装置の全体構成を示す分解斜視図。 図８の変形例を示す図。 本発明の第３の実施の形態に係る照光式キーボード装置の全体構成を示す分解斜視図。 図１０の変形例を示す図。 図１０の他の変形例を示す図。

−第１の実施の形態−
以下、図１〜図７を参照して本発明による照光式キーボード装置の第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る照光式キーボード装置１００の全体構成を示す分解斜視図である。このキーボード装置１００は、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の電子機器の入力装置として用いられ、キーボードユニット１と、キーボードユニット１の下方に配置されたバックライトユニット２と、キーボードユニット１とバックライトユニット２との間に介装された色シート３とを備える。キーボードユニット１１の上面には、ユーザによって押圧操作される複数のキートップ１０が配列されている。なお、キートップ１０の形状、配列は、種々のものを採用することができる。

図２は、図１の照光式キーボード装置１００の構成をより具体的に示す分解斜視図であり、図３は、キーボードユニット１１の組立途中の状態を示す分解斜視図である。図２，図３では、説明をわかりやすくするために、単一のキートップ１０に対応した構成を示している。なお、以下では、便宜上、図示のように前後左右方向を定義し、この定義に従い各部の構成を説明する。

図２に示すように、キーボードユニット１は、平板状のサポートパネル１１と、サポートパネル１１の上面に配置されるシート状のメンブレンスイッチ１２と、メンブレンスイッチ１２の上面に設置される作動部材１３と、メンブレンスイッチ１２を貫通してサポートパネル１１に取り付けられる支持部材１４と、支持部材１４を介して昇降可能に支持されるキートップ１０とを有する。

サポートパネル１１は、アルミや鉄などの金属あるいは樹脂によって構成されている。サポートパネル１１には、リンク部材１４の取付用の複数（図では４個）の円形貫通孔１１１が開口されている。さらにサポートパネル１１の貫通孔１１１の内側かつ中心部１１２の周囲には、バックライトユニット２からの光を透過するための複数（図では４個）の透光用貫通孔１１３が中心部１１２に対して対称に開口され、貫通孔１１３の前方および後方には、左右方向に細長の一対の長孔１１４が中心部１１２に対して対称に開口されている。なお、図では、透光用貫通孔１１３が円形貫通穴１１１に沿って形成されているが、中心部１１２を残して円形貫通孔１１１の内側に形成されるのであれば、貫通孔１１３の形状はいかなるものでもよい。

図４は、メンブレンスイッチ１２の構成を示す断面図である。メンブレンスイッチ１２は、上下に対向して配置された一対の接点１２１と、一対の接点１２１を各々担持する上下一対のシート基板１２２と、一対のシート基板１２２の間に配設され、シート基板同士を所定距離だけ離間して両接点１２１を開状態に保持するスペーサ１２３とを有する。各シート基板１２２は、周知のフレキシブル印刷回路板の構成を有し、そのフィルム基体の表面に、互いに短絡可能な接点１２１が設けられる。

シート基板１２２は、図示しないねじ等によりサポートパネル１１に固定され、この固定状態において、接点１２１はサポートパネル１１の中心部１１２の上方に配置される。メンブレンスイッチ１２は、透明または半透明なポリエステルフィルム等によって構成され、全体が透光性を有する。図３に示すようにシート基板１２２には、サポートパネル１１の左右の円形貫通孔１１１を包囲するように左右方向に細長の前後一対の長孔１２４が開口されている。

図４に示すように、作動部材１３は、リング状の基部１３１と、基部１３１の上端部から斜め上方に立ち上がる円錐台形状のテーパ部１３２と、テーパ部１３２の中心に位置する円柱部１３３とを有し、全体が略ドーム形状を呈している。円柱部１３３の下部には、テーパ部１３２の内側にて下方に突出する突起部１３４が形成され、突起部１３４はメンブレンスイッチ１２から離間して接点１２１の上方に位置する。作動部材１３は、透明または半透明なゴム材料からなる一体成形の弾性体であり、全体が透光性を有する。

作動部材１３の基部１３１は、前後一対の長孔１２４の間のメンブレンスイッチ１２上に配置され、キートップ１０が押圧操作されると、作動部材１３のテーパ部１３２が弾性変形して突起部１３４が下降する。この突起部１３４の下降動作により接点１２１に所定の押下力が作用し、上下の接点１２１が閉じられる。キートップ１０の押圧力が解除されると、作動部材１３の弾性力により突起部１３４が上昇し、接点１２１が開放される。

図３に示すように、支持部材１４は、サポートパネル１１に立設されるハウジング１５と、ハウジング１５に回動可能に支持される左右一対のギアリンク１６とを有する。ハウジング１５およびギアリンク１６は、それぞれ透明または半透明な樹脂を構成材として一体成形により形成され、透光性を有する。

ハウジング１５は、略矩形の枠形状を呈し、その四方角部にはそれぞれ下方に向けて脚部１５１が突設されている。ハウジング１５の左右の脚部１５１の間には、それぞれ前後一対の側壁１５２が左右方向にかけて延設され、各側壁１５２には、その下端面から上方にかけて円弧状の軸受け溝１５３が左右方向に離間してそれぞれ一対設けられている。脚部１５１は側壁１５２よりも下方に突出し、貫通孔１１１を貫通して、その先端部はサポートパネル１１の裏側で熱カシメされ、サポートパネル１１に固定される。このとき、側壁１５２の下端面は、メンブレンスイッチ１２の長孔１２４を介してサポートパネル１１の上面に当接し、ハウジング１５は、作動部材１３を内側に配置した状態でサポートパネル１１上に支持される。

図５は、ギアリンク１６の構成を示す斜視図である。なお、左右のギアリンク１６は互いに同一形状をなしており、一方のギアリンク１６を水平方向に１８０度回転させると他方のギアリンク１６となる。このため、図６では、一方（右側）のギアリンク１６のみを示す。ギアリンク１６は、前後方向に延在する胴部１６１と、胴部１６１の前後両端部から左方に延在する前後一対の腕部１６２とを有し、全体が略コ字形状を呈している。胴部１６１の背面（右端面）には、胴部１６１に沿って略円柱状のガイド軸１６３が一体に延設され、ガイド軸１６３の両端部は腕部１６２の前後両端面よりも前後方向外側に突出している。各腕部１６２の先端側の内側面には、前後方向に向けてそれぞれ略円柱形状の軸部１６４が同軸上に突設されている。

前側の腕部１６２の左端面には凹部１６５が形成され、後側の腕部１６２の左端面には凸部１６６が形成されている。図６は、照光式キーボード装置１００の組立状態を示す縦断面図である。この組立状態においては、図３における一方のギアリンク１６の凹部１６５が、他方のギアリンク１６の凸部１６６に噛合し、一方のギアリンク１６の凸部１６６が、他方のギアリンク１６の凹部１６５に噛合する。この状態で、作動部材１３とギアリンク１６の間の空間に上方からハウジング１５が挿入され、ハウジング１５がサポートパネル１１に固定される。このとき、ギアリンク１６の軸部１６４がハウジング１５の軸受け溝１５３に嵌合し、ギアリンク１６はハウジング１５により回動可能に支持され、図６に示すように、側面視Ｖ字状のＶ字ギアリンクが構成される。

キートップ１０は、透明または半透明な樹脂を構成材として一体成形により形成され、透光性を有する。図２に示すように、キートップ１０は、略矩形状の頂部１０１と頂部１１の各辺から下方に延在する側部１０２とを有し、全体として底面が開口した浅皿状をなしている。キートップ１０は、表面全体に黒色の遮光塗料が塗布された後、頂部１０１における遮光塗料の一部が例えばレーザ等によって加熱することで除去され、これにより頂部１０１には、光を透過する透光部１０１ａと、光の透過を遮る遮光部１０１ｂとが形成されている。なお、図２では、透光部１０１ａに一例として文字Ａを示しているが、透光部１０１ａは文字、数字または記号等、各キー毎に異なる表示を呈する。

図６に示すように、キートップ１０の頂部１０１の下面（裏側）には、ギアリンク１６のガイド軸１６３に対応して前後左右４箇所にガイド溝１０３が形成されている。各ガイド溝１０３には、それぞれガイド軸１６３が摺動可能に係合される。この状態で、キートップ１０が押圧操作されると、作動部材１３は弾性変形して押し潰され、各ギアリンク１６は互いに連動して反対方向へ揺動する。このとき、ガイド軸１６３はガイド溝１０３を左右方向に摺動し、キートップ１０は、頂部１０１を所定の略水平姿勢に保持しつつ下方に平行移動する。

一方、キートップ１０に作用する押圧力が取り除かれると、キートップ４０は、ギアリンク１６によって水平姿勢を保持しつつ打鍵ストロークの上限位置に至るまで、作動部材１３の弾性力により上方に移動する。打鍵ストロークの上限位置は、ギアリンク１６のガイド軸１６３がキートップ１０のガイド溝１０３の左右方向内壁に係止されることにより規定される。

図２において、バックライトユニット２は、エッジライト方式を採用しており、光源である発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）２１と、ＬＥＤ２１からの光が伝播する導光板２２と、導光板２２の下方に配置された反射シート２３とを有する。ＬＥＤ２１は、例えば白色ＬＥＤであり、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ）２４に実装され、導光板２２の側端部に配置される。導光板２２は、照光範囲の全域、つまり複数のキートップ１０の全域にわたって配置されている。導光板２２に入射したＬＥＤ２１からの光は、反射シート２３で反射しつつ導光板２２の全域にわたって伝播し、キーボードユニット１に向けて均一に面発光する。

色シート３は、例えば透光性を有する透明なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムによって構成される。図１に示すように色シート３は、照光範囲の全域にわたって導光板２２とサポートパネル１１との間に介装され、透明な接着剤等によってその両者またはいずれか一方に固定される。色シート３の厚さは、例えば０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であり、所望の形状に容易にカットすることができ、入手性がよいだけでなく、加工性も良好である。このような色シート３は、赤色、青色、黄色等、種々の色のものが市販されており、その中から所望の色シート３を選択して用いることができる。

図７は、照光式キーボード装置１００の組立状態におけるＬＥＤ２１からの光の流れを示す図である。ＬＥＤ２１からの光（白色光）は、導光板２２を介して複数のキートップ１０の全域に伝播し、導光板２２の上面全域から出射する。導光板２２から出射した光は、光シート３を透過し、光シート３に応じた色に変色される。光シート３によって変色された光（変色光）は、サポートパネル１１の透光用貫通孔１１３および長孔１１４を通過し、メンブレンスイッチ１２、作動部材１３、支持部材１４（ハウジング１５、ギアリンク１６）を透過し、さらにキートップ１０の透光部１０１ａを透過する。

これによりキートップ１０の文字部を所定の色に照光することができ、キー操作時の視認性が向上する。キートップ１０の照光色を変更する場合には、異なる色の色シート３をサポートパネル１１と導光板１２の間に介装する。以上の第１の実施の形態によれば、キーボードユニット１とバックライトユニット２との間に色シート３を挟み込むようにしたので、色シート３を交換するだけでキートップ１０の照光色の仕様を容易に変更することができ、かつ安価に構成できる。

−第２の実施の形態−
図８，９を参照して本発明による照光式キーボード装置の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、色シート３を照光範囲の全域に配置して、キートップ１０全体を同一色に変色させるようにしたが、第２の実施の形態では、照光範囲の一部のみを色シート３によって変色させる。図８は、本発明の第２の実施の形態に係る照光式キーボード装置２００の全体構成を示す分解斜視図である。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

図８に示すように色シート３には、切り欠き部３１が設けられ、キーボードユニット１とバックライトユニット２との間に、色シート３が存在する領域（変色領域３１０）と、色シート３が介在しない領域（不変色領域３１１）とが存在している。変色領域３１０では、バックライトユニット２からの光が色シート３によって変色されてキーボードユニット１を透過する。一方、不変色領域３１１では、バックライトユニット２からの光が切り欠き部３ａを通過し、変色されずにキーボードユニット１を透過する。

このため、色シート３の上方にあるキートップ１０は、色シート３によって変色されて照光し、不変色領域３１１の上方に位置するキートップ１０は、ＬＥＤ２１の発光色で照光する。これにより変色領域上方のキートップ１０と不変色領域上方のキートップ１０とを互いに異なる色に照光することができ、照光色を利用してキーを明瞭に識別表示することができる。

図９は、図８の変形例を示す図である。図９において、色シート３は、照光範囲の全域にわたって延設された無色透明のＰＥＴフィルム３２と、ＰＥＴフィルム３２の上面に貼付される透光性を有する透明な色フィルム３３とによって構成されている。すなわち、上下２層の積層フィルムによって色シート３が構成されている。色フィルム３３は全体が所定の色（例えば赤色、青色、黄色等）で構成され、ＰＥＴフィルム３２の上面には、色フィルム３３が存在しない不変色領域３１１が形成されている。なお、色フィルム３３は、ＰＥＴフィルム３２よりも厚さが薄い。

これにより、変色領域３１０では、バックユニット２からの光が色フィルム３３によって変色されてキートップ１０を透過し、不変色領域３１１では、ＬＥＤ２１の発光色のままキートップ１０を透過する。なお、色フィルム３３の代わりに、透明なＰＥＴフィルム３２の上面にカラー印刷を施してもよい。図９の構成では、ＰＥＴフィルム３２に切り欠き部３１（図８）を設ける必要がないため、ＰＥＴフィルム３２の型抜き作業が不要あるいは容易であり、変色領域３１０が複雑な形状であっても容易に対応できる。印刷技術を利用すると、複雑形状の変色領域３１０を一層容易に形成できる。

−第３の実施の形態−
図１０〜図１２を参照して本発明による照光式キーボード装置の第３の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、バックライトユニット２からの光を変色領域３１０において単一の色に変色させるようにしたが、第３の実施の形態では、複数の色に変色させる。図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る照光式キーボード装置３００の全体構成を示す分解斜視図である。なお、図８，９と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第２の実施の形態との相違点を主に説明する。

図１０に示す色シート３は、照光範囲の全域にわたって延設された無色透明のＰＥＴフィルム３２と、ＰＥＴフィルム３２の上面に貼付される透光性を有する透明な色フィルム３４〜３６とによって構成されている。色フィルム３４〜３６の色は互いに異なり、ＰＥＴフィルム３２の上面の第１領域３４ａ、第２領域３４ｂ、第３領域３４ｃに、互いに重ならずに隙間なく配置されている。これによりバックライトユニット２からの光は、各色フィルム３４〜３６を透過して互いに異なる色に変色され、各色フィルム３４〜３６の上方のキートップ１０を、各色フィルム３４〜３６に応じた複数の色に照光することができる。

図１１は、図１０の変形例である。図１１では、色シート３（ＰＥＴフィルム３２）に切り欠き３２ａが設けられ、不変色領域３１１が形成されている。これにより、バックライトユニット２からの光は、不変色領域３１１において切り欠き３２ａを通過してＬＥＤ２１の発光色のままキーボードユニット１を透過し、不変色領域３１１の上方に位置するキートップ１０は、ＬＥＤ発光色で照光される。このように色シート３に切り欠き３２ａを設けて不変色領域３１１を形成することで、キートップ１０の照光色を容易に増やすことができる。

図１２は、図１０の他の変形例を示す図である。図１２では、図１１と異なり、無色透明のＰＥＴフィルム３２に切り欠き３２ａを設けることなく、ＰＥＴフィルム３２の上面に、色フィルム３４〜３６が存しない不変色領域３１１を形成している。これによってもキートップ１０の一部はＬＥＤ発光色で照光し、キートップ１０の照光色を増やすことができる。なお、図１０〜図１２において、ＰＥＴフィルム３２の上面に、色フィルム３４〜３６を貼付する代わりに透光性を有するカラー印刷を施し、バックライトユニット２からの光を変色するようにしてもよい。

上記実施の形態では、メンブレンスイッチ１２によりスイッチ部を構成したが、キーボードユニット１の上面に配置された複数のキートップ１０（押釦部）の押圧操作により作動するスイッチ部の構成はこれに限らない。ギアリンク１６を用いずにキーボードユニット１を構成してもよく、キーボードユニット１も種々の構成とすることができる。ＬＥＤ２１と導光板２２を用いてバックライトユニット２を構成したが、有機ＥＬシート等によりバックライトユニット２を構成してもよい。ＰＥＴフィルムによりシート状の変色部としての色シート３を構成したが、キーボードユニット１とバックライトユニット２との間に介装され、バックライトユニットからの光を変色するのであれば、変色部の構成はこれに限らない。キートップ１０の表面に塗布した黒色遮光塗料をレーザで除去して透光部１０１ａと遮光部１０１ｂを形成したが、他の方法により透光部と遮光部を形成してもよい。

第３の実施の形態では、ＰＥＴフィルム３２の上面に色フィルム３４〜３６を配置して、第１領域３４ａ〜第３領域３６ａを互いに異なる色に変色するようにしたが、少なくとも複数の変色部（第１の変色部、第２の変色部）を設けて照光範囲の複数の領域（第１領域、第２領域）を異なる色に変色するのであれば、変色の数は上述したものに限定されない。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の照光式キーボード装置に限定されない。

１ キーボードユニット
２ バックライトユニット
３ 色シート
１０ キートップ
１２ メンブレンスイッチ
２１ ＬＥＤ
２２ 導光板
２３ 反射シート
３１ 切り欠き部
３２ ＰＥＴフィルム
３３〜３６ 色フィルム
３４ａ 第１領域
３５ａ 第２領域
３６ａ 第３領域
１０１ａ 透光部
１０１ｂ 遮光部
３１０ 変色領域
３１１ 不変色領域

Claims (7)

1. 透光性を有する複数の押釦部と、前記複数の押釦部の各々の押圧操作により作動するスイッチ部とを有するキーボードユニットと、
   前記キーボードユニットに向けて発光するバックライトユニットと、
   前記キーボードユニットと前記バックライトユニットとの間に介装され、前記バックライトユニットからの光を変色する、透光性を有するシート状の変色部とを備えることを特徴とする照光式キーボード装置。
2. 請求項１に記載の照光式キーボード装置において、
   前記スイッチ部は、前記複数の押釦部の下方に配置された透光性を有するメンブレンスイッチであり、
   前記変色部は、前記スイッチ部と前記バックライトユニットとの間に配置されていることを特徴とする照光式キーボード装置。
3. 請求項１または２に記載の照光式キーボード装置において、
   前記バックライトユニットは、その縁部に配置されたＬＥＤと、該ＬＥＤからの光を前記変色部に向けて面発光する導光板と、前記導光板の下方に配置され、前記導光板からの光を反射する反射シートとを有することを特徴とする照光式キーボード装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の照光式キーボード装置において、
   前記複数の押釦部の表面は、前記バックライトユニットからの光の透過を遮る遮光部と、前記バックライトユニットからの光を透過する透光部とを有し、前記透光部は、所定の文字、数字または記号を呈することを特徴とする照光式キーボード装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の照光式キーボード装置において、
   前記変色部は、前記複数の押釦部の照光範囲の全域にわたって配置されていることを特徴とする照光式キーボード装置。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の照光式キーボード装置において、
   前記変色部は、前記バックライトユニットからの光が前記変色部を介さずに前記複数の押釦部の一部を透過するように前記複数の押釦部の照光範囲の一部に配置されていることを特徴とする照光式キーボード装置。
7. 請求項５または６に記載の照光式キーボード装置において、
   前記変色部は、前記照光範囲の第１領域に配置された第１の変色部と、前記照光範囲の第２領域に配置された第２の変色部とを有し、前記第１の変色部および前記第２の変色部は、前記バックライトユニットからの光を互いに異なる色に変色することを特徴とする照光式キーボード装置。

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