JP2013229164A - センサ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】輝度の均一化を実現できるセンサ装置を提供する。
【解決手段】光源2と、光源2からの光が導入されて面方向に導かれるシート状の導光体3と、導光体の一方の面に対向して設けられた検知センサ21と、を備えたセンサ装置1。検知センサ21の面27aには、主反射領域11と、主反射領域11に比べ光の反射率が低い低反射領域12とが形成され、低反射領域12は少なくとも一部が主反射領域11より光源2に近い位置にある。
【選択図】図1
【解決手段】光源2と、光源2からの光が導入されて面方向に導かれるシート状の導光体3と、導光体の一方の面に対向して設けられた検知センサ21と、を備えたセンサ装置1。検知センサ21の面27aには、主反射領域11と、主反射領域11に比べ光の反射率が低い低反射領域12とが形成され、低反射領域12は少なくとも一部が主反射領域11より光源2に近い位置にある。
【選択図】図1
Description
本発明は、携帯電話、情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistant)、パーソナルコンピュータ等の操作ボタン、キーボタン等に用いられるシートスイッチモジュールなどのセンサ装置に関する。
従来、携帯電話等には、キーボタン部等を明るく表示する照明機能を有するシートスイッチモジュールなどのセンサ装置が用いられている。
この種のセンサ装置としては、LEDなどからなる光源と、光源からの光が導入されるシート状の導光体と、シートスイッチとを備えたものがある(特許文献1〜5を参照)。
この種のセンサ装置としては、LEDなどからなる光源と、光源からの光が導入されるシート状の導光体と、シートスイッチとを備えたものがある(特許文献1〜5を参照)。
図10は、センサ装置の一例であるシートスイッチモジュールであって、このシートスイッチモジュール61は、光源2と、光源2からの光が導入される導光体3と、導光体3の下面3a側に設けられたシートスイッチ71とを備えている。
導光体3には、導光体3内の光を散乱させて上面3b側に取り出す光取出部4が形成されている。
シートスイッチ71は、基板22上に、スイッチ素子26と、これを覆う押えシート77とを有する。押えシート77は、白色のPETなどからなる。
導光体3には、導光体3内の光を散乱させて上面3b側に取り出す光取出部4が形成されている。
シートスイッチ71は、基板22上に、スイッチ素子26と、これを覆う押えシート77とを有する。押えシート77は、白色のPETなどからなる。
光源2から発せられて一端部3cから導光体3に導入された光L1は、導光体3内を面方向に伝搬する。
光源2から発せられた光の一部である光L2は、一端部3cに近い位置で、粘着材14等を通して導光体3の下面3a側に出射し、押えシート77の上面77aで反射する。このシートスイッチモジュールでは、前記反射を原因として、光出射量の局部的な増大(いわゆるホットスポット)による輝度の不均一が生じることがあった。
ホットスポットの原因となる光の経路は単純ではないため、シミュレーションによる光学設計は容易ではない。光源2からの光をレンズにより集光すれば光学設計はしやすくなるが、その場合にはレンズ等の部材の位置ずれにより輝度の不均一が生じやすくなるという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、輝度の均一化を実現できるセンサ装置を提供することを目的とする。
光源2から発せられた光の一部である光L2は、一端部3cに近い位置で、粘着材14等を通して導光体3の下面3a側に出射し、押えシート77の上面77aで反射する。このシートスイッチモジュールでは、前記反射を原因として、光出射量の局部的な増大(いわゆるホットスポット)による輝度の不均一が生じることがあった。
ホットスポットの原因となる光の経路は単純ではないため、シミュレーションによる光学設計は容易ではない。光源2からの光をレンズにより集光すれば光学設計はしやすくなるが、その場合にはレンズ等の部材の位置ずれにより輝度の不均一が生じやすくなるという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、輝度の均一化を実現できるセンサ装置を提供することを目的とする。
本発明は、光源と、前記光源からの光が導入されて面方向に導かれるシート状の導光体と、前記導光体の一方の面に対向して設けられた検知センサと、を備え、前記検知センサの前記導光体と対向する面には、主反射領域と、前記主反射領域とは異なる色を呈することにより前記主反射領域に比べて光の反射率が低くされた低反射領域と、が形成され、前記低反射領域は、少なくとも一部が前記主反射領域より前記光源に近い位置にあるセンサ装置を提供する。
前記低反射領域は、前記光源からの光が前記導光体に導入される導入部からほぼ一定距離の範囲内の領域に重なる領域を含むことが好ましい。
前記導光体には、前記導光体内の光を散乱させて出射させる光取出部が形成され、前記低反射領域は、前記光取出部に重なる領域を含むことが好ましい。
前記低反射領域は、前記主反射領域に比べ光の反射率が低い低反射性材料からなる低反射層により形成されていてよい。
前記低反射領域は、前記主反射領域に比べ明度が低い色を呈することが好ましい。
前記主反射領域は、前記低反射領域に比べ光の反射率が高い高反射性材料からなる高反射層により形成されていてよい。
前記主反射領域は、前記低反射領域に比べ明度が高い色を呈することが好ましい。
本発明は、前記検知センサが、スイッチ素子と、これを覆うシート状の反射体とを有するシートスイッチであり、前記検知センサの前記導光体と対向する面が、前記反射体の前記導光体側の面である構造としてよい。
前記低反射領域は、前記光源からの光が前記導光体に導入される導入部からほぼ一定距離の範囲内の領域に重なる領域を含むことが好ましい。
前記導光体には、前記導光体内の光を散乱させて出射させる光取出部が形成され、前記低反射領域は、前記光取出部に重なる領域を含むことが好ましい。
前記低反射領域は、前記主反射領域に比べ光の反射率が低い低反射性材料からなる低反射層により形成されていてよい。
前記低反射領域は、前記主反射領域に比べ明度が低い色を呈することが好ましい。
前記主反射領域は、前記低反射領域に比べ光の反射率が高い高反射性材料からなる高反射層により形成されていてよい。
前記主反射領域は、前記低反射領域に比べ明度が高い色を呈することが好ましい。
本発明は、前記検知センサが、スイッチ素子と、これを覆うシート状の反射体とを有するシートスイッチであり、前記検知センサの前記導光体と対向する面が、前記反射体の前記導光体側の面である構造としてよい。
本発明によれば、検知センサの導光体と対向する面に、主反射領域と、光源に近い位置にある低反射領域とが形成されているので、光源に近い位置で導光体の検知センサ側に出た光は、低反射領域により反射量が低減される。
従って、光源に近い位置で光出射量が局部的に大きくなるのを防ぎ、輝度を均一化することができる。
また、低反射領域は、主反射領域とは色が異なることにより光の反射率が低くされているため、検知センサの構造の複雑化を招くことはない。また、低反射領域の形成も容易である。
従って、光源に近い位置で光出射量が局部的に大きくなるのを防ぎ、輝度を均一化することができる。
また、低反射領域は、主反射領域とは色が異なることにより光の反射率が低くされているため、検知センサの構造の複雑化を招くことはない。また、低反射領域の形成も容易である。
以下、本発明のセンサ装置の実施形態について説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明のセンサ装置の第1実施形態であるシートスイッチモジュール1の構造を示す模式図である。図2は、押えシート27の平面図である。図3は、導光体3の平面図である。図4は、シートスイッチ21を示す断面図である。
(第1実施形態)
図1は、本発明のセンサ装置の第1実施形態であるシートスイッチモジュール1の構造を示す模式図である。図2は、押えシート27の平面図である。図3は、導光体3の平面図である。図4は、シートスイッチ21を示す断面図である。
図1ないし図4に示すように、このシートスイッチモジュール1(センサ装置)は、光源2と、光源2からの光が導入される導光体3と、導光体3の下面3a側に設けられたシートスイッチ21(検知センサ)とを有する。
シートスイッチモジュール1の上面側には、複数の操作キー部81を有するキーパッド82が設けられている。キーパッド82とシートスイッチモジュール1はキースイッチモジュールを構成する。
シートスイッチモジュール1の上面側には、複数の操作キー部81を有するキーパッド82が設けられている。キーパッド82とシートスイッチモジュール1はキースイッチモジュールを構成する。
図1に示すように、導光体3は、シート状(または板状)に形成することができる。
導光体3は、透明な光透過性樹脂(光透過性材料)からなる。光透過性樹脂としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)のエラストマー、ウレタンアクリレート等を用いることができる。光透過性樹脂としては、紫外線硬化型樹脂(アクリル樹脂、ウレタン樹脂等)を使用してもよい。
導光体3の厚さは、例えば0.01〜2mm、好ましくは0.1〜2mm(例えば、0.5〜2mm)とすることができる。
導光体3は、透明な光透過性樹脂(光透過性材料)からなる。光透過性樹脂としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)のエラストマー、ウレタンアクリレート等を用いることができる。光透過性樹脂としては、紫外線硬化型樹脂(アクリル樹脂、ウレタン樹脂等)を使用してもよい。
導光体3の厚さは、例えば0.01〜2mm、好ましくは0.1〜2mm(例えば、0.5〜2mm)とすることができる。
図3に示すように、導光体3は矩形状(長方形)とされ、図1に示すように、操作キー部81等に相当する複数の領域に、光取出部4が形成されている。図3に示す例では導光体3の17か所に光取出部4が形成されている。
導光体3の一端部3c(図3の上辺)は、光源2に近接した位置にある。導光体3の端面3eのうち、光源2の出射面2aに対面している部分を導入部3fという(図1参照)。
導光体3の一端部3c(図3の上辺)は、光源2に近接した位置にある。導光体3の端面3eのうち、光源2の出射面2aに対面している部分を導入部3fという(図1参照)。
図1に示すように、光源2としては、発光ダイオード(以下、LEDという)(発光素子)を使用できる。光源2は、出射面2aを側方に向けて、導光体3の一端部3cの端面3eに対面させて設置される。この例では、図3に示すように、光源2は導光体3の幅方向(図3の左右方向)に間隔をおいて2つ設置されている。
光源2は、例えばケースの内部に発光素子チップを内蔵し、この発光素子チップからの出射光をケース側面の出射面2aから出射させる構成が可能である。
光源2は、例えば配線基板(図示略)に実装された状態で使用される。なお、光源2として使用される発光素子は、LEDに限らず、冷陰極管などでもよい。
光源2は、例えばケースの内部に発光素子チップを内蔵し、この発光素子チップからの出射光をケース側面の出射面2aから出射させる構成が可能である。
光源2は、例えば配線基板(図示略)に実装された状態で使用される。なお、光源2として使用される発光素子は、LEDに限らず、冷陰極管などでもよい。
導光体3の下面3a(一方の面、裏面)には、入射光を散乱させて導光体3の上面3b(他方の面、表面)側に取り出す(出射させる)光取出部4を形成することができる。
光取出部4は、例えば印刷により形成された複数のドット状の光散乱性材料層(以下、単にドットという)からなる。ドットはスクリーン印刷法、グラビア印刷法、パッド印刷法、インクジェット印刷法などの印刷法により形成することができる。
ドットにを構成する光散乱性材料としては、例えば顔料として酸化チタンを用いた白色インクが好適である。
光取出部4は、例えば印刷により形成された複数のドット状の光散乱性材料層(以下、単にドットという)からなる。ドットはスクリーン印刷法、グラビア印刷法、パッド印刷法、インクジェット印刷法などの印刷法により形成することができる。
ドットにを構成する光散乱性材料としては、例えば顔料として酸化チタンを用いた白色インクが好適である。
光取出部4は、目的とする部分に平面視位置を合わせて形成することができる。
例えば、光取出部4は、シートスイッチ21のスイッチ素子26およびキーパッド82の操作キー部81に相当する位置に形成することによって、その部位を明るく表示することができる。
なお、光取出部4は、導光体表面に形成された切り欠き、サンドブラスト等によって形成した粗面部などであってもよい。また、光取出部4は導光体3の上面3bに設けることもできるし、導光体3の両面に設けることもできる。
例えば、光取出部4は、シートスイッチ21のスイッチ素子26およびキーパッド82の操作キー部81に相当する位置に形成することによって、その部位を明るく表示することができる。
なお、光取出部4は、導光体表面に形成された切り欠き、サンドブラスト等によって形成した粗面部などであってもよい。また、光取出部4は導光体3の上面3bに設けることもできるし、導光体3の両面に設けることもできる。
図1に示すように、符号5は、導光体3の上面3b側に設けられた遮光部材である。遮光部材5は、遮光性を有するシート体であって、光源1と導光体3との隙間からの漏光を防止する。
遮光部材5は、遮光性を有する材料からなり、例えば、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂(シリコン系樹脂)等の樹脂を使用できる。
遮光部材5は、遮光性を有する材料からなり、例えば、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂(シリコン系樹脂)等の樹脂を使用できる。
図4に示すように、シートスイッチ21は、基板22の上面22a(一方の面)に、複数の中央接点部23と、各中央接点部23を囲む環状接点部25と、接点部23、25を覆うドーム形状のメタルプレート24と、これらを覆う押えシート27とを有する。
基板22としては、PCB(Printed Circuit Board)、FPC(Flexible Printed Circuit)などのプリント配線基板を使用できる。
メタルプレート24は、操作者による押圧によって中央部が下方に変形して中央接点部23に当接し、中央接点部23と環状接点部25とを導通させることができる。
中央接点部23と、これを囲む環状接点部25と、メタルプレート24とは、感圧型のスイッチ素子26を構成している。
押えシート27(反射体)は粘着材28により基板22に接着される。
基板22としては、PCB(Printed Circuit Board)、FPC(Flexible Printed Circuit)などのプリント配線基板を使用できる。
メタルプレート24は、操作者による押圧によって中央部が下方に変形して中央接点部23に当接し、中央接点部23と環状接点部25とを導通させることができる。
中央接点部23と、これを囲む環状接点部25と、メタルプレート24とは、感圧型のスイッチ素子26を構成している。
押えシート27(反射体)は粘着材28により基板22に接着される。
図1に示すように、押えシート27は、導光体3の下面3aの周縁に設けられた粘着材14を介して、導光体3に接着されている。
粘着材14は、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂(シリコン系樹脂)などからなる。粘着材14は光源2からの光が透過する程度の光透過性を有することが好ましい。
粘着材14は、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂(シリコン系樹脂)などからなる。粘着材14は光源2からの光が透過する程度の光透過性を有することが好ましい。
以下、図2および図3を参照しつつ、押えシート27について詳しく説明する。図2は押えシート27の平面図であり、図3は導光体3の平面図である。
図2に示すように、押えシート27は、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)などの樹脂材料からなる。押えシート27は、本発明に適用可能な表面反射特性を有するものであれば、他の樹脂材料(ポリカーボネートなど)を使用してもよい。
図2に示すように、押えシート27は、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)などの樹脂材料からなる。押えシート27は、本発明に適用可能な表面反射特性を有するものであれば、他の樹脂材料(ポリカーボネートなど)を使用してもよい。
この例の押えシート27は、明色(白色、明るいグレー、黄色など)、好ましくは白色を呈する材料からなる。押えシート27の上面27aは、導光体3と対向する面であって、導光体3からの光を反射する反射面である。
上面27aには、導光体3からの光を反射する主反射領域11と、主反射領域11に比べて光の反射率が低い低反射領域12とが形成されている。
主反射領域11は、図2に白色で示されている領域であり、例えば、後述する低反射層13が形成されておらず、押えシート27の上面27aが露出している領域である。
主反射領域11は、図2に白色で示されている領域であり、例えば、後述する低反射層13が形成されておらず、押えシート27の上面27aが露出している領域である。
図2に示すように、低反射領域12(12A、12B)は、主反射領域11とは異なる色を呈する領域であって、例えば押えシート27の上面27aに低反射層13(13a、13b)を形成することによって、何も形成されていない主反射領域11に比べて光の反射率が低くなった領域である。
低反射層13(13a、13b)は、例えば低反射性材料からなる層であり、主反射領域11とは異なる色(例えば主反射領域11より明度が低い色)を呈する。低反射層13は、例えば暗色(黒、暗いグレー、濃紺、茶など)、特に黒色を呈することが好ましい。
低反射層13(13a、13b)は、例えば低反射性材料からなる層であり、主反射領域11とは異なる色(例えば主反射領域11より明度が低い色)を呈する。低反射層13は、例えば暗色(黒、暗いグレー、濃紺、茶など)、特に黒色を呈することが好ましい。
本発明において、色は、マンセル表色系(JIS Z 8721 三属性による色の表示方法)で表すことができ、例えばJIS Z 8721に準拠した標準色票との比較により定めることができる。
例えば、明色とは例えばマンセル表色系における明度5以上の色であり、暗色とは例えば明度5未満の色である。
白色とは例えば明度7以上(好ましくは彩度2以下)の色であり、黒色とは明度3以下(好ましくは彩度2以下)の色である。グレー色とは、白色と黒色の中間色であって、白色と黒色の間に相当する明度を有し、好ましくは彩度2以下の色である。
例えば、明色とは例えばマンセル表色系における明度5以上の色であり、暗色とは例えば明度5未満の色である。
白色とは例えば明度7以上(好ましくは彩度2以下)の色であり、黒色とは明度3以下(好ましくは彩度2以下)の色である。グレー色とは、白色と黒色の中間色であって、白色と黒色の間に相当する明度を有し、好ましくは彩度2以下の色である。
低反射層13を構成する低反射性材料としては、主反射領域11に比べて明度が低い色を呈する材料、例えばカーボンブラック、チタンブラック等の顔料を含有する材料が好ましい。
低反射層13は、印刷加工(マット印刷、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、パッド印刷等)によって形成することができる。印刷により低反射層13を形成するにあたっては、予め上面27aを粗面化してもよい。
低反射層13は、印刷加工(マット印刷、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、パッド印刷等)によって形成することができる。印刷により低反射層13を形成するにあたっては、予め上面27aを粗面化してもよい。
低反射領域12のうち、図2に示す第1低反射領域12Aは、平面視において、図3に示す導入部3fからほぼ一定距離の範囲内の領域3gに重なる領域を含む。
図示例では、第1低反射領域12Aは、導入部3fを中心とする略半円形の領域3gに平面視において重なる領域である。このため、第1低反射領域12Aは、主反射領域11より光源2に近い位置にある。
なお、第1低反射領域12Aは、平面視において領域3gを含み、領域3gより広い領域であってもよい。また、低反射領域12は、少なくとも一部が主反射領域11より光源2に近い位置にあればよい。
図示例では、第1低反射領域12Aは、導入部3fを中心とする略半円形の領域3gに平面視において重なる領域である。このため、第1低反射領域12Aは、主反射領域11より光源2に近い位置にある。
なお、第1低反射領域12Aは、平面視において領域3gを含み、領域3gより広い領域であってもよい。また、低反射領域12は、少なくとも一部が主反射領域11より光源2に近い位置にあればよい。
低反射領域12のうち、図2に示す第2低反射領域12Bは、図3に示す光取出部4が形成された領域3hの少なくとも一部に重なる領域を含む。
図示例では、第2低反射領域12Bは、光取出部4のうち比較的光源2に近い位置にある5つの光取出部4Aに平面視において重なる領域である。第2低反射領域12Bは、平面視において光取出部4Aを含み、これより広い領域であってもよい。
図示例では、第2低反射領域12Bは、光取出部4のうち比較的光源2に近い位置にある5つの光取出部4Aに平面視において重なる領域である。第2低反射領域12Bは、平面視において光取出部4Aを含み、これより広い領域であってもよい。
図示例では、第1低反射領域12A、12Bのうち、比較的光源2に近い位置にある第1低反射領域12Aは、第2低反射領域12Bに比べて反射率が低く設定されている。
具体的には、第1低反射領域12Aは、比較的反射率が低い低反射層13(13a)が形成された領域、例えば黒色を呈する領域であり、第2低反射領域12Bは、第1低反射領域12Aより反射率が高い低反射層13(13b)が形成された領域、例えばグレー色を呈する領域である。
この例では、2種類の低反射領域12A、12Bの形成によって、光源2からの距離に応じて光の反射率を調整し、輝度の均一化を図ることができる。
具体的には、第1低反射領域12Aは、比較的反射率が低い低反射層13(13a)が形成された領域、例えば黒色を呈する領域であり、第2低反射領域12Bは、第1低反射領域12Aより反射率が高い低反射層13(13b)が形成された領域、例えばグレー色を呈する領域である。
この例では、2種類の低反射領域12A、12Bの形成によって、光源2からの距離に応じて光の反射率を調整し、輝度の均一化を図ることができる。
ここに示す例では、押えシート27は、主反射領域11と、低反射領域12A、12Bとが互いに異なる色を呈するため、合計3色が用いられているが、本発明において検知センサの面に採用される色数は3色より多くてもよい。
また、主反射領域11が互いに色が異なる2以上の領域、例えば白色の第1領域と、明るいグレー色の第2領域(第1領域より反射率が低くされた低明度領域)とを有していてもよい。
また、主反射領域11が互いに色が異なる2以上の領域、例えば白色の第1領域と、明るいグレー色の第2領域(第1領域より反射率が低くされた低明度領域)とを有していてもよい。
低反射領域12は、粗面化によって光の散乱性が高められていてもよい。粗面化とは、上面27aの目的とする領域に微小な凹凸部(凹部および/または凸部)を形成することである。
粗面化の方法としては、サンドブラスト加工、レーザ加工、シボ加工を採用できる。また、マット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、パッド印刷などを用いて、インクからなる凸部を形成することで前記凹凸部を形成することもできる。
粗面化の方法としては、サンドブラスト加工、レーザ加工、シボ加工を採用できる。また、マット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、パッド印刷などを用いて、インクからなる凸部を形成することで前記凹凸部を形成することもできる。
図示例では、低反射領域12は、第1低反射領域12Aと第2低反射領域12Bとからなるが、低反射領域12は、第1低反射領域12Aのみで構成されていてもよいし、第2低反射領域12Bのみで構成されていてもよい。
図1に示すように、光源2から発せられて導入部3fから導光体3に導入された光のうち、光L1は、上面3b、下面3a等に反射しつつ他端部3dに向かって伝搬する。光L1のうち、光取出部4で散乱した光は、導光体3の上面3b側だけでなく下面3a側にも出射する。
また、光源2から発せられた光の一部である光L2は、一端部3cに近い位置で、導光体3の下面3a側に出射する。
光L2は、いったん導光体3に入射した後に粘着材14等を通して導光体3の下面側に出射した光と、導光体3に入射せずに導光体3の下面側に至った光とを含む。
また、光源2から発せられた光の一部である光L2は、一端部3cに近い位置で、導光体3の下面3a側に出射する。
光L2は、いったん導光体3に入射した後に粘着材14等を通して導光体3の下面側に出射した光と、導光体3に入射せずに導光体3の下面側に至った光とを含む。
押えシート27の上面27aの光源2に近い領域は第1低反射領域12Aであるため、導光体3の下面側に出た光L2は、上面27aでの反射量が低減される。
また、比較的光源2に近い光取出部4Aで散乱して導光体3の下面側に出射した光は、第2低反射領域12Bにおいて反射量が低減される。
主反射領域11では、導光体3の下面側に出射した光は高い反射率で反射して導光体3に戻されるが、主反射領域11は、光源2近傍とは異なり、漏出光量がそれほど多くない領域であるため、光出射量が過大になることはない。
従って、光源2に近い位置や光取出部4で光出射量が局部的に大きくなるのを防ぎ、輝度を均一化することができる。
また、比較的光源2に近い光取出部4Aで散乱して導光体3の下面側に出射した光は、第2低反射領域12Bにおいて反射量が低減される。
主反射領域11では、導光体3の下面側に出射した光は高い反射率で反射して導光体3に戻されるが、主反射領域11は、光源2近傍とは異なり、漏出光量がそれほど多くない領域であるため、光出射量が過大になることはない。
従って、光源2に近い位置や光取出部4で光出射量が局部的に大きくなるのを防ぎ、輝度を均一化することができる。
シートスイッチモジュール1では、導光体3に入射しなかった光を含む光L2は、第1低反射領域12Aにより反射量が低減するため、光学設計の際には、導光体3に入射した光のみを対象とすることができる。このため、光学設計は容易になる。
また、光L2の反射量が低減するため、導光体3に入射しない光はほとんど発光に関与しない。このため、光源2と導光体3との位置ずれにより導光体3への入射光量が増減した場合でも、輝度の均一性に大きな影響はない。
また、低反射領域12は、主反射領域11とは色が異なることにより光の反射率が低くされているため、シートスイッチ21の構造の複雑化を招くことはない。また、低反射領域12の形成も容易である。
また、光L2の反射量が低減するため、導光体3に入射しない光はほとんど発光に関与しない。このため、光源2と導光体3との位置ずれにより導光体3への入射光量が増減した場合でも、輝度の均一性に大きな影響はない。
また、低反射領域12は、主反射領域11とは色が異なることにより光の反射率が低くされているため、シートスイッチ21の構造の複雑化を招くことはない。また、低反射領域12の形成も容易である。
(第2実施形態)
図5は、本発明のセンサ装置の第2実施形態であるシートスイッチモジュール31の構造を示す模式図である。図6は、押えシートの平面図である。
このシートスイッチモジュール31(センサ装置)は、図1〜図3のシートスイッチ41(検知センサ)の押えシート47以外は第1実施形態のシートスイッチモジュール1と同様の構成とすることができる。以下、第1実施形態のシートスイッチモジュール1との共通の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
図5は、本発明のセンサ装置の第2実施形態であるシートスイッチモジュール31の構造を示す模式図である。図6は、押えシートの平面図である。
このシートスイッチモジュール31(センサ装置)は、図1〜図3のシートスイッチ41(検知センサ)の押えシート47以外は第1実施形態のシートスイッチモジュール1と同様の構成とすることができる。以下、第1実施形態のシートスイッチモジュール1との共通の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
図5および図6に示すように、この例の押えシート47は、暗色、好ましくは黒色を呈する材料からなる。押えシート47の上面47aは、導光体3と対向し、導光体3からの光を反射する反射面である。
上面47aには、導光体3からの光を反射する主反射領域51と、前記主反射領域51に比べて光の反射率が低い低反射領域52と、が形成されている。
主反射領域51は、図6に白色で示されている領域であり、例えば、後述する高反射層53が形成されている領域である。
上面47aには、導光体3からの光を反射する主反射領域51と、前記主反射領域51に比べて光の反射率が低い低反射領域52と、が形成されている。
主反射領域51は、図6に白色で示されている領域であり、例えば、後述する高反射層53が形成されている領域である。
図5に示すように、主反射領域51は、低反射領域52とは異なる色を呈する領域であって、例えば上面47aに高反射層53を形成することによって、何も形成されていない低反射領域52に比べて光の反射率が高くなった領域である。
高反射層53は、例えば高反射性材料からなる層であり、低反射領域52とは異なる色(例えば低反射領域52より明度が高い色)を呈する。高反射層53は、例えば明色(白色、明るいグレー、黄色など)、特に白色を呈することが好ましい。
高反射層53は、例えば高反射性材料からなる層であり、低反射領域52とは異なる色(例えば低反射領域52より明度が高い色)を呈する。高反射層53は、例えば明色(白色、明るいグレー、黄色など)、特に白色を呈することが好ましい。
高反射層53を構成する高反射性材料としては、低反射領域52に比べて明度が高い色を呈する材料、例えば酸化チタン、炭酸カルシウム等の顔料を含有させた材料が好ましい。
高反射層53は、印刷加工(マット印刷、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、パッド印刷等)によって形成することができる。印刷により高反射層53を形成するにあたっては、予め上面47aを粗面化してもよい。
高反射層53は、印刷加工(マット印刷、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、パッド印刷等)によって形成することができる。印刷により高反射層53を形成するにあたっては、予め上面47aを粗面化してもよい。
低反射領域52は、図6に黒で示されている部分であり、主反射領域51とは異なる色を呈する領域であって、高反射層53が形成されておらず、押えシート47の上面47aが露出している領域である。
低反射領域52は、図3に示す光取出部4が形成された領域3hの少なくとも一部に重なる領域を含む。
図示例では、低反射領域52は、すべての光取出部4に平面視において重なる領域である。低反射領域52は、平面視において光取出部4を含み、これより広い領域であってもよい。
低反射領域52は、粗面化によって光の散乱性が高められていてもよい。
低反射領域52は、図3に示す光取出部4が形成された領域3hの少なくとも一部に重なる領域を含む。
図示例では、低反射領域52は、すべての光取出部4に平面視において重なる領域である。低反射領域52は、平面視において光取出部4を含み、これより広い領域であってもよい。
低反射領域52は、粗面化によって光の散乱性が高められていてもよい。
図5に示すように、光源2から発せられた光L2は、一端部3cに近い位置で、粘着材14等を通して導光体3の下面側に出射するが、上面47aの光源2に近い領域は低反射領域52となっているため、その反射量は低減される。
主反射領域51では、導光体3の下面側に出射した光は高い反射率で反射して導光体3に戻されるが、光源2近傍とは異なり、漏出光量がそれほど多くない領域であるため、光出射量が過大になることはない。
従って、光源2に近い位置で光出射量が局部的に大きくなるのを防ぎ、輝度を均一化することができる。
主反射領域51では、導光体3の下面側に出射した光は高い反射率で反射して導光体3に戻されるが、光源2近傍とは異なり、漏出光量がそれほど多くない領域であるため、光出射量が過大になることはない。
従って、光源2に近い位置で光出射量が局部的に大きくなるのを防ぎ、輝度を均一化することができる。
本発明のセンサ装置は、押えシート27の上面27aに、低反射層13(図2参照)と高反射層53(図6参照)の両方が形成されていてもよい。例えば図2において、押えシート27の上面27aが露出している領域に高反射層53が形成された構成が可能である。
図7は、押えシート27の色が輝度に与える影響についての試験結果を示す図である。
図7は、導光体3の平面図であって(図3参照)、押えシート27が単一色であって、白色(左欄)、黒色(中欄)、またはグレー(右欄)である場合において、それぞれ光源2の未点灯時(上欄)および点灯時(中欄)の外観、並びに輝度分布(下欄)を示す。
図7は、導光体3の平面図であって(図3参照)、押えシート27が単一色であって、白色(左欄)、黒色(中欄)、またはグレー(右欄)である場合において、それぞれ光源2の未点灯時(上欄)および点灯時(中欄)の外観、並びに輝度分布(下欄)を示す。
この図に示すように、押えシート27が白色またはグレーである場合には、光源2の点灯時に、光源2近傍に局部的に輝度が大きい箇所(ホットスポット)が生じた。
押えシート27が黒色である場合には、光源2近傍のホットスポットは生じなかったが、全体に輝度が低くなり、発光特性が良好とはいえなかった。
この結果より、押えシート27が全域にわたって同じ色である場合には、ホットスポット発生を防止し、かつ全体の輝度レベルを高めるのは難しいことがわかる。
押えシート27が黒色である場合には、光源2近傍のホットスポットは生じなかったが、全体に輝度が低くなり、発光特性が良好とはいえなかった。
この結果より、押えシート27が全域にわたって同じ色である場合には、ホットスポット発生を防止し、かつ全体の輝度レベルを高めるのは難しいことがわかる。
(第3実施形態)
図8は、本発明のセンサ装置の第3実施形態の構造を示す模式図である。
このセンサ装置は、シートスイッチ21に代えてタッチパッド30(検知センサ)が用いられている点で図1に示すシートスイッチモジュール1と異なる。
タッチパッド30は、入力センサ35と、その一方の面に形成されたレジスト層32(被覆樹脂層)とを備えている。
入力センサ35は、人間の手指等の被検出体の近接または接触を検出するセンサである。ここでは、入力センサ35は静電容量式の入力センサであって、基材33の主面33aに設けられた配線層34を有する。
基材33は、例えばPETなどの樹脂で形成された板材である。
図8は、本発明のセンサ装置の第3実施形態の構造を示す模式図である。
このセンサ装置は、シートスイッチ21に代えてタッチパッド30(検知センサ)が用いられている点で図1に示すシートスイッチモジュール1と異なる。
タッチパッド30は、入力センサ35と、その一方の面に形成されたレジスト層32(被覆樹脂層)とを備えている。
入力センサ35は、人間の手指等の被検出体の近接または接触を検出するセンサである。ここでは、入力センサ35は静電容量式の入力センサであって、基材33の主面33aに設けられた配線層34を有する。
基材33は、例えばPETなどの樹脂で形成された板材である。
配線層34は、例えば複数の電極34aを有する。人間の手指等の被検出体と電極34aとの間の静電容量は、被検出体と電極34aとの間の対向面積や離間距離によって変化するため、被検出体と電極34aは可変容量部を形成する。
可変容量部の静電容量の変化は検出手段(図示略)で検出され、その検出値に基づいて制御部(図示略)で被検出体による入力操作、その位置等が把握される。
可変容量部の静電容量の変化は検出手段(図示略)で検出され、その検出値に基づいて制御部(図示略)で被検出体による入力操作、その位置等が把握される。
レジスト層32は、樹脂などからなり、基材33および配線層34を覆って形成される。レジスト層32としては、例えば汎用のソルダレジストを使用できる。
タッチパッド30には、第1実施形態のシートスイッチモジュール1と同様の構造を採用できる。
この例のレジスト層32は、明色(好ましくは白色)を呈する材料からなる。
レジスト層32の上面32aは、導光体3と対向し、導光体3からの光を反射する反射面であって、第1実施形態のシートスイッチモジュール1と同様に、主反射領域11と、主反射領域11とは異なる色を呈し、主反射領域11に比べて光の反射率が低い低反射領域12とを有する。
主反射領域11は、低反射層13が形成されておらず、レジスト層32の上面32aが露出している領域であり、低反射領域12は、低反射層13の形成によって、主反射領域11に比べて光の反射率が低くなった領域である。
この例のレジスト層32は、明色(好ましくは白色)を呈する材料からなる。
レジスト層32の上面32aは、導光体3と対向し、導光体3からの光を反射する反射面であって、第1実施形態のシートスイッチモジュール1と同様に、主反射領域11と、主反射領域11とは異なる色を呈し、主反射領域11に比べて光の反射率が低い低反射領域12とを有する。
主反射領域11は、低反射層13が形成されておらず、レジスト層32の上面32aが露出している領域であり、低反射領域12は、低反射層13の形成によって、主反射領域11に比べて光の反射率が低くなった領域である。
このセンサ装置には、第2実施形態のシートスイッチモジュール31と同様に、レジスト層32が暗色(好ましくは黒色)を呈する材料からなり、その上面32aに、明色(例えば白色)の高反射層53を形成した主反射領域51と、何も形成されていない低反射領域52とを有する構造としてもよい。
(第4実施形態)
本発明では、シートスイッチ21に代えて、感圧式のメンブレンスイッチ(検知センサ)を使用することもできる。
図9は、メンブレンスイッチの一例を示すもので、このメンブレンスイッチ40は、対向面42aに下部電極44が形成された下部基板42の上に上部基板41が設けられ、上部基板41の対向面41aに上部電極43が形成されている。基板41、42はスペーサ45によって互いに隔てられている。
本発明では、シートスイッチ21に代えて、感圧式のメンブレンスイッチ(検知センサ)を使用することもできる。
図9は、メンブレンスイッチの一例を示すもので、このメンブレンスイッチ40は、対向面42aに下部電極44が形成された下部基板42の上に上部基板41が設けられ、上部基板41の対向面41aに上部電極43が形成されている。基板41、42はスペーサ45によって互いに隔てられている。
上部基板41の上面41bは粘着材(図示略)によって導光体3(図1参照)に接着される。
メンブレンスイッチ40では、被検出体(人間の手指等)による押圧によって上部基板41が撓むと、上部電極43が下部電極44に当接し、これらが導通して入力操作等が検出される。
メンブレンスイッチ40では、被検出体(人間の手指等)による押圧によって上部基板41が撓むと、上部電極43が下部電極44に当接し、これらが導通して入力操作等が検出される。
このメンブレンスイッチ40には、第1実施形態または第2実施形態のシートスイッチモジュールと同様の構造を採用できる。
例えば、上部基板41は、明色(好ましくは白色)を呈する材料からなり、上面41bに主反射領域11と低反射領域12とが形成された構造としてよい。また、上部基板41が暗色(好ましくは黒色)を呈する材料からなり、主反射領域51と低反射領域52とが形成された構造としてもよい。
例えば、上部基板41は、明色(好ましくは白色)を呈する材料からなり、上面41bに主反射領域11と低反射領域12とが形成された構造としてよい。また、上部基板41が暗色(好ましくは黒色)を呈する材料からなり、主反射領域51と低反射領域52とが形成された構造としてもよい。
1、31・・・シートスイッチモジュール(センサ装置)、2・・・光源、3・・・導光体、3a・・・下面(一方の面)、3b・・・上面(他方の面)、3f・・・導入部、3g・・・導入部からほぼ一定距離の範囲内の領域、4・・・光取出部、11、51・・・主反射領域、12、12A、12B、52・・・低反射領域、13・・・低反射層、21・・・シートスイッチ(検知センサ)、26・・・スイッチ素子、27、47・・・押えシート(反射体)、27a、47a・・・押えシートの上面(導光体と対向する面)、30・・・タッチパッド(検知センサ)、32a・・・タッチパッドのレジスト層の上面(導光体と対向する面)、40・・・メンブレンスイッチ(検知センサ)、41b・・・メンブレンスイッチの上部基板の上面(導光体と対向する面)、53・・・高反射層。
Claims (8)
- 光源と、
前記光源からの光が導入されて面方向に導かれるシート状の導光体と、
前記導光体の一方の面に対向して設けられた検知センサと、を備え、
前記検知センサの前記導光体と対向する面には、主反射領域と、前記主反射領域とは異なる色を呈することにより前記主反射領域に比べて光の反射率が低くされた低反射領域と、が形成され、
前記低反射領域は、少なくとも一部が前記主反射領域より前記光源に近い位置にあることを特徴とするセンサ装置。 - 前記低反射領域は、前記光源からの光が前記導光体に導入される導入部からほぼ一定距離の範囲内の領域に重なる領域を含むことを特徴とする請求項1に記載のセンサ装置。
- 前記導光体には、前記導光体内の光を散乱させて出射させる光取出部が形成され、
前記低反射領域は、前記光取出部に重なる領域を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のセンサ装置。 - 前記低反射領域は、前記主反射領域に比べ光の反射率が低い低反射性材料からなる低反射層により形成されていることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項に記載のセンサ装置。
- 前記低反射領域は、前記主反射領域に比べ明度が低い色を呈することを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項に記載のセンサ装置。
- 前記主反射領域は、前記低反射領域に比べ光の反射率が高い高反射性材料からなる高反射層により形成されていることを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか1項に記載のセンサ装置。
- 前記主反射領域は、前記低反射領域に比べ明度が高い色を呈することを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか1項に記載のセンサ装置。
- 前記検知センサは、スイッチ素子と、これを覆うシート状の反射体とを有するシートスイッチであり、
前記検知センサの前記導光体と対向する面は、前記反射体の前記導光体側の面であることを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか1項に記載のセンサ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012099839A JP2013229164A (ja) | 2012-04-25 | 2012-04-25 | センサ装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015106505A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | オムロン株式会社 | リレー |
-
2012
- 2012-04-25 JP JP2012099839A patent/JP2013229164A/ja active Pending
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