JP3197626U - バックライト付きキーモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】キートップの押下操作がスムーズなバックライト付きキーモジュールを提供する。【解決手段】回路基板ユニット１０と、下面を回路基板ユニット１０に向けて回路基板ユニット１０上に互いに間隔をおいて配置されると共に押下可能に構成されたキートップ３と、キートップ３の下面側から上面側に光が通過できるようにキートップ３に設けられている光通過部３４とを有するキーユニット３０、及び、回路基板ユニット１０と電気的に連結され且つ表面５１１がキートップ３の下面に向かうように設けられている発光素子５１と、発光素子５１の表面５１１に直接被覆されている遮光層５２とを有すると共に、遮光層５２におけるキートップ３の光通過部３４に面する位置に、発光素子５１が発した光を通過させる光通過孔５２１が設けられている発光ユニット５、を具える。【選択図】図３

Description

本考案は、入力装置に関し、詳しくはバックライトを具えたキーモジュールに関する。

図６に、バックライト付きキーモジュールの従来例を示す。キーモジュールは、コンピューターの入力のためのキーボードにおいて個々のキーとして用いられるものであり、ベースプレート９１と、ベースプレート９１の上面に設置されており、スイッチ接点を含む電気回路が配置されたメンブレン９２と、メンブレン９２の上方に互いに間隔を置いて配置された複数のキートップ９３と、メンブレン９２及びキートップ９３の間にそれぞれ配置されたラバードーム９４と、キートップ９３の上下移動を案内するためにベースプレート９１とキートップ９３とに連結されているパンダグラフ９５と、メンブレン９２上において各キートップ９３の下方にそれぞれ配置されている複数の発光ユニット９６とから構成されている。

キートップ９３が使用者によって押下されると、キートップ９３がラバードーム９４を押圧し、ラバードーム９４の内側に設けられている突起がメンブレン９２のスイッチ接点を圧して閉成させることで、対応の入力信号が発せられる。

発光ユニット９６は、メンブレン９２の上面にキートップ９３に向くように配置された発光ダイオード９６１と、発光ダイオード９６１を覆うようにメンブレン９２の上面に接着されて設けられたドーム状の遮光蓋体９６２を有する。遮光蓋体９６２は、その上端に光通過孔９６３が開けられている。キートップ９３には、光通過孔９６３と対応する位置に光通過部９３１が設けられている。発光ダイオード９６１から発せられた光は、遮光蓋体９６２の光通過孔９６３を通過してからキートップ９３の光通過部９３１を通過してキートップ９３の上面より射出される。

上記従来のバックライト付きキーモジュールの製造過程において、遮光蓋体９６２は、発光ダイオード９６１に被せられてからその下部がメンブレン９２の上面に接着されるようにして設置される。この際、もしも遮光蓋体９６２の窪みの深さが発光ダイオード９６１の高さよりも小であると、遮光蓋体９６２を発光ダイオード９６１に被せた際に、遮光蓋体９６２の下部がメンブレン９２の上面に届かなくなり、上記接着に支障を来たす。そこで、遮光蓋体９６２はその窪みの深さが発光ダイオード９６１の高さよりも大きめに且つ多少の遊びも加えて形成されている。

従来のバックライト付きキーモジュールでは、上述の構造を有することにより、例えば図６に示されているように、メンブレン９２に設置された遮光蓋体９６２の高さは発光ダイオード９６１の高さよりも大きい。これにより、キートップ９３が押下された際に、キートップ９３が完全に押し込まれる前に、キートップ９３の下面が遮光蓋体９６２に当たるといったことが起き、入力操作に支障を来たす場合がある。

また、遮光蓋体９６２はその下部だけがメンブレン９２に接着されているので、固定が安定でなく、例えばキートップ９３に当てられるなど外力を受けて接着が剥がれると、遮光蓋体９６２の光通過孔９６３とキートップ９３の光通過部９３１との位置がずれて、発光ダイオード９６１より発せられた光がキートップ９３の光通過部９３１に入らなくなってしまうといった問題も起きやすい。

そこで、本考案は、上記従来技術の問題点が解決されているバックライト付きキーモジュールの提供をその目的とする。

上記目的を達成するための手段として、本考案は、以下の手段を提供する。

即ち、回路基板ユニットと；上下両面を有し、下面を前記回路基板ユニットに向けて前記回路基板ユニット上に互いに間隔をおいて配置されると共に、押下可能に構成されたキートップと、前記キートップの前記下面側から上面側に光が通過できるように前記キートップに設けられている光通過部とを有するキーユニットと；前記回路基板ユニットと電気的に連結され且つ発光面である表面が前記キートップの前記下面に向かうように前記キートップと前記回路基板ユニットとの間に設けられている発光素子と、前記発光素子の前記表面に直接被覆されている遮光層とを有すると共に、前記遮光層における前記キートップの前記光通過部に面する位置に、前記発光素子が発した光を通過させる光通過孔が設けられている発光ユニットと；を具えることを特徴とするバックライト付きキーモジュールを提供する。

上記手段によれば、発光素子の表面に遮光層が直接被覆されて形成されているので、遮光層を含む発光ユニット全体の高さを発光素子の高さと同程度にすることができ、これにより、キートップの厚みを抑えながらも、キートップの下面に、キートップが押下された際にその中に発光ユニットを収めることができる窪みを設けて、キートップの押下操作をスムーズにすることができる。更に、遮光層は発光素子の表面に直接被覆されているので、遮光層の光通過孔と、キートップの光通過部との位置がずれることを防げる。

本考案に係るバックライト付きキーモジュールの一実施形態を示す斜視図。 本考案に係るバックライト付きキーモジュールの一実施形態を示す分解斜視図。 本考案に係るバックライト付きキーモジュールの一実施形態を示す断面図。 本考案に係るバックライト付きキーモジュールの一実施形態を示す断面図。 図４の一部を拡大して示す部分断面図。 従来のバックライト付きキーモジュールを示す断面図。

以下、添付図面を参照しながら、本考案に係るバックライト付きキーモジュールの具体的な実施形態を説明する。

図１、図２に示されているように、本考案に係るバックライト付きキーモジュールは、本実施形態において、回路基板ユニット１０と、キーユニット３０と、発光ユニット５とを具えている。

回路基板ユニット１０は、基板１と、基板１上に設けられている薄膜回路板２と、基板１の下面に設けられているベースプレート７とを有する。キーユニット３０は、上下両面を有し、下面を薄膜回路板２に向けて薄膜回路板２上に薄膜回路板２と互いに間隔を置いて配置されていると共に、押下可能に構成されたキートップ３と、基板１の上面とキートップ３の下面に両端がそれぞれ連結されるように基板１とキートップ３との間に配置されている連結機構６と、薄膜回路板２とキートップ３の間に配置されている弾性部材４とを有する。発光ユニット５は、薄膜回路板２とキートップ３の間に配置されている。

薄膜回路板２は、基板１の上面に敷設されている回路シート２１と、回路シート２１の上面に設けられている絶縁表層２２から成っている。回路シート２１は弾性部材４の直下に位置する導通部２１１を有しており、導通部２１１としては例えばメンブレンスイッチまたは押圧を受けることにより開閉状態が切り替わる（例えば押圧されている間は閉成する）ように構成されるその他のスイッチを用いることができる。また、発光ユニット５は回路シート２１上に設置されている。絶縁表層２２は、図２に示されているように、回路シート２１の導通部２１１に対応する位置に貫設されていて導通部２１１が通される第１の開口２２１と、回路シート２１上に設置される発光ユニット５に対応する位置に貫設されていて発光ユニット５が通される第２の開口２２２とを有する。

弾性部材４は、例えばゴムなどの弾性材料から成ったもの、或いは金属などをドーム状に形成して弾性を有するようにしたもので、図３に主に示されているように、薄膜回路板２の絶縁表層２２に下部が据え付けられているドーム部４１と、ドーム部４１の頂部内側からドーム部４１の下方にある導通部２１１に向かって突起するように形成された突起部４２とから成っている。ドーム部４１が押圧を受けていない状態において突起部４２の先端は導通部２１１に接触しない。

キートップ３は、図３に示されているように、上述のキートップ３の上下両面を有するものであって、その下面が弾性部材４のドーム部４１の頂端に当接する頂壁３１と、頂壁３１の下面の周縁から下方に、即ち回路基板ユニット１０に向かって延伸するように形成された周壁３２と、これら頂壁３１の下面と周壁３２の内面とに囲まれて画成された窪み３３とを有する。

また、頂壁３１には、その下面側から上面側に光を通過させるための光通過部３４が設けられている。本実施形態においては、光通過部３４を、頂壁３１の上下両面を貫通する貫通孔として形成したが、光通過部３４の具体例はこれに限らず、頂壁３１の一部を透明材料で構成することによりその一部を光通過部３４をとすることも可能であり、更に光通過部３４の形状も、文字や符号、図案や数字などを表すパターンとすることができる。

連結機構６としては、図２〜図４に例示されているように、キートップ３と基板１とを連結するシザース機構（パンタグラフ）を用いることができる。キートップ３は、この連結機構６による案内によって、使用者により押下されると、元の位置（図３）から回路基板ユニット１０に接近した押下位置（図４）へと弾性部材４を押圧しながら下方に移動し、また、押下が解除されると、押圧された弾性部材４の復帰力によって、押下位置から元の位置へと移動するよう上下移動可能となる。

なお、連結機構６としては、上述のシザース構造に限らず、例えば２本のレバーがそれぞれキートップ３と基板１とに連結されたリンクレバー式の機構を用いることも可能である。

図３に示されているように、キートップ３に外力が加えられていない場合には、キートップ３はドーム部４１に支持されて薄膜回路板２に対して所定の間隔を置いた元の位置にある。そして、キートップ３が押下されると、キートップ３は連結機構６に案内されながら、薄膜回路板２に接近するように即ち下方に移動する。キートップ３が下方に移動すると、キートップ３の下面によって弾性部材４のドーム部４１が押圧され変形する。キートップ３が完全に押し下げられて図４に示される押下位置まで移動すると、押し下げられた弾性部材４の突起部４２の先端が導通部２１１に接触して押圧し、導通部２１１が押圧されることによって薄膜回路板２の回路が導通して対応の入力信号が発信される。キートップ３が押し下げられた後に、外力が解除されると、ドーム部４１の弾性復帰によってキートップ３が元の位置に押し戻される。

続いて、図５を参照に、発光ユニット５を説明する。発光ユニット５は、薄膜回路板２の回路シート２１に電気的に連結され且つ発光面である表面５１１がキートップ３の下面に向かうようにキートップ３と回路基板ユニット１０との間に設けられている発光素子５１と、発光素子５１の表面５１１に直接被覆されている遮光層５２とを有する。また、遮光層５２には、キートップ３の光通過部３４に面する位置に、発光素子５１が発した光を通過させて光通過部３４に入射させるための光通過孔５２１が設けられている。

発光素子５１としては例えばＬＥＤを用いることができる。また、遮光層５２は、遮光効果のある材料から成っているもので、発光素子５１の表面５１１に例えばスプレーコーティングによって形成されたインク層、電気めっきによって形成された金属層、或いはその他の表面処理法によって形成された層とすることができる。そして、光通過孔５２１は、遮光層５２の光通過部３４に面する一部分に対してレーザー彫刻を施すことによって該部分を除去し発光素子５１の表面５１１を露出させるようにして形成することができる。

より詳しく説明すると、発光素子５１の表面５１１は、キートップ３の頂壁３１の下面に向かう発光上面５１１ｂと、発光上面５１１ｂの周縁からキートップ３の頂壁３１から離れる側に延伸している発光周面５１１ａとを含んでいる。また、これに対応して、遮光層５２は、発光素子５１の発光上面５１１ｂに被覆された上面遮光層５２３と、発光素子５１の発光周面５１１ａに被覆された周面遮光層５２２とを含んでいる。そして、光通過孔５２１は、上面遮光層５２３を貫通するように設けられている。

上述のように、遮光層５２が発光素子５１の表面５１１に直接被覆されるように形成されているので、発光素子５１の表面５１１と遮光層５２との間には隙間がなく、回路基板ユニット１０から見た発光素子５１の発光上面５１１ｂの高さと遮光層５２の上面遮光層５２３との高さはほぼ同一である。言い換えれば、発光ユニット５全体の高さは発光素子５１の高さとほぼ同一である。

本考案では、キートップ３が押下された際に発光ユニット５全体がキートップ３の窪み３３に収容されるように、窪み３３の深さＨ２が、発光ユニットの回路基板ユニット１０からの高さＨ１よりも大となるように構成されている。従来のバックライト付きキーモジュールでも、キートップの周壁の長さを調整することにより、キートップ下面の窪みの深さを発光ユニットの高さよりも大とするように構成することはできるが、従来では遮光のための部材の高さが発光素子の高さよりも大きく突出しており、これに合わせてキートップ下面の窪みを深くすると、キートップの厚みが増大し、例えば比較的薄型のキーボードに応用することができなくなる。一方、本考案では、遮光層５２の高さが発光素子５１の高さとほぼ同じで、発光ユニット５全体の高さを低く抑えることができるので、キートップ３の下面の窪み３３の深さを発光ユニット５の高さよりも大としても、キートップ３の厚みが増すことがなく、比較的薄型のキーボードにも応用することが可能となる。

キートップ３の窪み３３の深さＨ２が発光ユニット５の回路基板ユニット１０からの高さＨ１よりも大なので、キートップ３が完全に押下される（例えばキートップ３の周壁３２の下端が回路基板ユニット１０に当接するまで押し下げられると共に、弾性部材４の突起部４２が導通部２１１を押圧する）際にも、発光ユニット５がキートップ３に下面に当たってしまい押下操作が妨げられるといったことがない。

図５に例示されているように、発光素子５１が発光すると、遮光層５２に覆われていない部分である光通過孔５２１のみから光が発せられ、その光（図５の矢印）がキートップ３の光通過部３４を通過して、キートップ３の上面側から外部に発せられる。これにより、例えば使用者にキーモジュールの操作状態を光で知らせることができるようになる。

以上のように、本考案に係るバックライト付きキーモジュールは、従来のバックライト付きキーモジュールで用いられる遮光蓋体で発光素子を囲い込むといった構成を用いず、これに代わって発光素子５１の表面を遮光層５２で直接被覆する構成を用いているので、発光ユニット５の高さＨ１を抑えることができ、これにより、キートップ３が押下された際にキートップ３の窪み３３が発光ユニット５を収容できるように窪み３３の深さＨ２を発光ユニット５の高さＨ１よりも大としても、キートップ３の厚みを抑えることができ、比較的薄型のキーボードにも応用することが可能となる。また、遮光層５２は発光素子５１の表面に直接被覆されているので、光通過孔５２１と、キートップ３の光通過部３４との位置がずれることがない。

以上、本考案の好ましい実施形態を説明したが、本考案はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

本考案に係るバックライト付きキーモジュールは、薄型のキーボードへの応用に特に適している。

１０ 回路基板ユニット
１ 基板
２ 薄膜回路基板
２１ 回路シート
２１１ 導通部
２２ 絶縁表層
２２１ 第１の開口
２２２ 第２の開口
７ ベースプレート
３０ キーユニット
３ キートップ
３１ 頂壁
３２ 周壁
３３ 窪み
３４ 光通過部
４ 弾性部材
４１ ドーム部
４２ 突起部
５ 発光ユニット
５１ 発光素子
５１１ 表面
５１１ａ 発光周面
５１１ｂ 発光上面
５２ 遮光層
５２１ 光通過孔
５２２ 周面遮光層
５２３ 上面遮光層
６ 連結機構
Ｈ１ 発光ユニットの高さ
Ｈ２ 窪みの深さ

Claims (6)

1. 回路基板ユニットと、
   上下両面を有し、下面を前記回路基板ユニットに向けて前記回路基板ユニット上に互いに間隔をおいて配置されると共に、押下可能に構成されたキートップと、前記キートップの前記下面側から上面側に光が通過できるように前記キートップに設けられている光通過部とを有するキーユニットと、
   前記回路基板ユニットと電気的に連結され且つ発光面である表面が前記キートップの前記下面に向かうように前記キートップと前記回路基板ユニットとの間に設けられている発光素子と、前記発光素子の前記表面に直接被覆されている遮光層とを有すると共に、前記遮光層における前記キートップの前記光通過部に面する位置に、前記発光素子が発した光を通過させる光通過孔が設けられている発光ユニットと、を具えることを特徴とするバックライト付きキーモジュール。
2. 前記キートップは、その前記下面に、前記キートップが押下された際に前記発光ユニットを収容することができるように形成された窪みを有することを特徴とする請求項１に記載のバックライト付きキーモジュール。
3. 前記キートップの前記窪みは、前記下面と、前記下面の周縁から前記回路基板ユニットに向かって延伸するように形成された周壁の内面とに囲まれて画成されていると共に、その深さが、前記発光ユニットの前記回路基板ユニットからの高さよりも大であることを特徴とする請求項２に記載のバックライト付きキーモジュール。
4. 前記発光素子の前記表面は、前記キートップの前記下面に向かう発光上面を含み、
   前記遮光層は、前記発光素子の前記発光上面に被覆された上面遮光層を含み、前記光通過孔は、前記上面遮光層を貫通するように設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバックライト付きキーモジュール。
5. 前記発光素子の前記表面は、前記発光上面の周縁から前記キートップから離れる側に延伸している発光周面を更に含み、
   前記遮光層は、前記発光素子の前記発光周面に被覆された周面遮光層を更に含むことを特徴とする請求項４に記載のバックライト付きキーモジュール。
6. 前記光通過部は、前記キートップの前記上下両面を貫通する貫通孔であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のバックライト付きキーモジュール。