JP5506840B2 - 発光キーボードとその光源モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光源モジュール及びキーボードに関し、より詳しくは、光漏れを減少する光源モジュール及び発光キーボードに関する。

時代の進歩に伴い、パソコンは生活において最も普遍的に利用される電子装置の一つとなった。現在パソコンを使用する上で、キーボードは必要不可欠な入力装置の一つである。キーボードの主な機能はデータ入力であり、タイプライターのキーボードの発達以来、キーボードによる文字、符号或いは数字の入力や、パソコンの操作の制御も可能となった。

ユーザーの異なる需要を満たし、より簡単にキーボードを使用可能にするため、キーボードの設計は益々多様化を極めている。キーボードのスイッチ（switch）の設計の分類には、機械式(Mechanical)、薄膜式(Membrane)、導電性ゴム式(Conductive Rubber)、静電容量方式(Capacitive)等に分類され、キーボードのキーの印字方法の分類には無刻印キーボード、インクジェットプリンター、レーザープリンター、２色成型、昇華型カラープリンター等に分類される。

キーボードの種類が増えるにつれ、ユーザーがキーボードを選択する際、基本的な入力機能を備えるキーボードを選択する他に、キーボードの視覚効果もユーザーの興味を惹きつけるようになった。例えば、現在市場に出回る発光キーボードは、視覚的にユーザーを惹き付ける以外にも、夜間或いは光量不足の場所でも使用可能である。このため、発光キーボードは市場においてより高い競争力を有する事になる。

従来の発光キーボードは、カバー体に設けられる複数個の透光キーと光源モジュール、及びキーの下方に位置されるバックライトモジュールを含み、バックライトモジュールが発光する光線がキーを通過し、キーを発光させることで、ユーザーは夜間或いは光量不足の場所でもキー上の文字を明確に識別可能になる。

米国特許公開公報第２０１１／０１２０８４８号公報

しかしながら、前述した従来の技術では、光源モジュールが発光する光線はキーを通過するほかに、隣接するキーの間の間隙も通過してしまうために光漏れを起こし、故にユーザーがキー上の文字を正確に判読できなくなる。特に夜間或いは光量不足の場所では、隣接するキーの間の間隙が更に明るくなるため、ユーザーのキーの文字判読の困難さが増すため、光線のガイド効果は好ましくなくなる。その他、従来の光源モジュールの多くは導光構造を利用して光源の光線をキー下方にまでガイドしている。然しながら光源から距離の遠いキーは透光の輝度不足の問題を起こし、各キーの輝度を不均一し、ユーザーのキーの文字の判別を困難にした。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、従来の発光キーボードのキーの輝度不均一を解決し、同時に従来の発光キーボードの隣接するキー間の光漏れ問題を解決する光源モジュール及び発光キーボードを提供することを主目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光源モジュールは、複数個のキーを有するキーボードに適用される光源モジュールであって、カバー体と、一つのフレーム体に設けられてフレーム体から収納槽内へと進入する光線が入光面から出光面へと発散される発光部材と、出光面上に設けられて複数個の開口部を設け、各キーは各開口部内に嵌設され、光線は各開口部を通過してキーへと投射される遮蔽部材とを含み、カバー体の材質は透光材料であって前記入光面と前記出光面とを有する透光板と、透光板の側辺に設けられ、隣接するそれらは互いに併設されると共に取り囲んで前記収納槽を構成する複数個の前記フレーム体を更に含むことを特徴とする。

さらに、本発明に係る発光キーボードは、第一カバー体と、カバー体からなり第一カバー体に設けられる光源モジュールと、一つのフレーム体に設けられ、光線はフレーム体から収納槽内へと進入する光線が入光面から出光面へと発散される発光部材と、出光面上に設けられて複数個のトリガースイッチを電気的に設置する透光材料からなる回路基板と、複数個の開口部を設けてトリガースイッチにそれぞれ対応する回路基板上に設けられる遮蔽部材と、各遮蔽部材の開口部内にそれぞれ嵌設し、光線が回路基板及び各開口部を通過して投射される複数個のキーと、遮蔽部材と、回路基板及び光源モジュールをカバーして開口槽を設け、開口部と開口槽は対向し合う位置関係にあり、光線は開口槽を通過する第二カバー体とを含む。カバー体の材質は透光材料であり、前記入光面と前記出光面とを有する透光板と、透光板の側辺に設けられ、隣接するそれらは互いに併設されると共に取り囲んで前記収納槽を構成する複数個の前記フレーム体を更に含むことを特徴とする。

本発明のカバー体の設計によると、発光部材が発光する光線は均一に拡散され、キーの輝度不均一の状況を有効的に回避し、遮蔽部材の複数の開口部に複数個のキーを嵌設する事で隣接するキー間の間隙を遮蔽し、隣接するキー間に発生する光漏れの状況の有効的な回避が得られる。

本発明に係る好ましい第１実施形態の光源モジュールの傾斜概略図である。 本発明に係る好ましい第１実施形態の光源モジュールの分解概略図である。 本発明に係る好ましい第１実施形態の光源モジュールの光路の概略図である。 本発明に係る好ましい第１実施形態の透光板の断面図である。 本発明に係る好ましい第１実施形態の発光キーボードの傾斜概略図である。 本発明に係る好ましい第１実施形態の発光キーボードの分解概略図である。 本発明に係る好ましい第１実施形態の発光キーボードの局部断面図である。 本発明に係る好ましい第２実施形態の光源モジュールの分解概略図である。 本発明に係る好ましい第２実施形態の光源モジュールの断面図である。 本発明に係る好ましい第３実施形態の光源モジュールの分解概略図である。 本発明に係る好ましい第３実施形態の光源モジュールの断面図である。 本発明に係る好ましい第４実施形態の光源モジュールの断面図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

まず、本発明の光源モジュールの第１実施形態について説明する。
（第１実施形態）
本発明の図１Ａ乃至図１Ｃは、本発明に係る好ましい第１実施形態の光源モジュールの傾斜概略図、分解概略図及び光路の概略図である。図によると、本発明に係る好ましい第１実施形態の光源モジュール１００はキーボード２００（図２Ａ乃至図２Ｃのキーボード２００）に適用され、キーボード２００は複数個のキー２４０（図２Ａ乃至図２Ｃのキー２４０）を有する。好ましい第１実施形態の光源モジュール１００はカバー体１１０と、発光部材１２０と遮蔽部材１３０とを含み、カバー体１１０は透光板１１２と複数個のフレーム体１１４とで構成される。透光板１１２の材質は例えば透光樹脂、アクリル樹脂（PMMA）、ポリカーボネート（PC）、ポリスチレン（PS）、環状オレフィン・コポリマー（COCs）、シクロオレフィンポリマー（COP）等の透光材料であるが、材質はこれらに制限されない。

透光板１１２は入光面１１２２と出光面１１２４とを有する。複数個のフレーム体１１４は透光板１１２の側辺に設けられ、隣接するフレーム体１１４は互いに併設されると共に取り囲んで収納槽１１６を構成し、カバー体１１０の構造の中を空にする。本実施形態では、透光板１１２とフレーム体１１４とは一体成型されるが、これに限られず、発光部材１２０は中のフレーム体１１４に設けられてもよい。

本発明のフレーム体１１４の材質は、例えば透光樹脂、アクリル樹脂（PMMA）、ポリカーボネート（PC）、ポリスチレン（PS）、環状オレフィン・コポリマー（COCs）、シクロオレフィンポリマー（COP）等の透光材料であるが、材質はこれらに制限されない。発光部材１２０がフレーム体１１４に設けられる場合、フレーム体１１４の発光部材１２０を設置しない部分には遮光材料１１４２が塗布される。これにより、発光部材１２０が光線を発光すると、光線はフレーム体１１４から収納槽１１６内へと進入し、光線を収納槽１１６内で拡散し、収納槽内で拡散された光線がフレーム体１１４から射出されるのを回避させるため、塗布された遮光材料１１４２によって光線を透光板１１２からのみ発光する制限が可能となる。

本発明の収納槽１１６内には空気を有する。光線が収納槽１１６内へ進入すると、光線は先ず収納槽１１６内で拡散し、光線をより均一に拡散した後に透光板１１２から上へ向けて導光する。これにより透光板１１２の光線の分布をより均一化し、光源に近接する位置にある透光板１１２が明るくなり過ぎる状況を低減し、または光源から遠い位置にある透光板１１２が暗くなり過ぎる状況をも改善することにより光の均一化を達成し、収納槽１１６により発光部材が発する光線を均一に拡散し、光源モジュール１００上方に設けられるキー２４０の輝度の不均一の状況を改善する。

本発明はカバー体１１０の構造的特性により、発光部材１２０が発する光線を均一に拡散するため、キー２４０が光源モジュール１００に構設される場合、キー２４０はカバー体１１０上方に構設され、キー２４０が発光部材１２０から受けた光線の輝度がカバー体１１０の光学作用により一致性を呈する。これによりキー２４０の輝度不均一の状況を回避する。

その他、本実施形態の遮蔽部材１３０は出光面１１２４上に設けられると共に複数個の開口部１３２を設け、開口部１３２内にはキーボード２００のキー２４０を嵌設させる。光線が出光面１１２４から拡散されて射出された後、光線は各開口部１３２を通過してキー２４０へと投射されるため、キー２４０のみを透光させて発光させ、キー２４０とキー２４０間の間隙には光線が漏れず、故に本発明はユーザーが夜間或いは光量不足の場所でキーボード２００を使用する際に、ユーザーがキー２４０の文字を識別し難くなる問題を発生させない。

また、本実施形態では開口部１３２の辺縁の延伸される凸部に複数個の側壁１３３を更に設け、隣接する各側壁１３３が相互に連結されて、連続的に延伸される隔壁構造を構成する。これにより光線が出光面１１２４から拡散されて発光した後、側壁１３３によりキー２４０とキー２４０との間隙に光線が漏れる状況を軽減し、光線を集中させる効果を有する。

図１Ｄは本発明に係る好ましい第１実施形態の透光板の断面図である。図によると、光線は収納槽１１６内で拡散された後、光線は透光板１１２の入光面１１２２から出光面１２２４へと発散される。光拡散効果を増加させるため、透光板１１２の入光面１１２２には、例えば入光面１１２２をプリズム角柱面とする、或いは光拡散効果を有する塗料を塗布する等の光拡散効果を有する技術を用いる。光線を入光面１１２２より拡散した後、出光面１１２４から発散して出光面１１２２の光の均一度を高める。

その他、光線が透光板１１２内へと反射或いは全反射される状況が発生するのを減少するため、出光面１１２４の光度を低下するよう、透光板１１２の出光面１１２４を鏡面仕上げ面とし、より多くの光線に出光面１１２４を通過させ、出光面１１２４の光照射強度を増加させる。更には出光面１１２４を弧面とし、出光面１１２４をレンズの様に、光線を出光面１１２４から集中して射出し、出光面１１２４の光照射強度を更に増加する。

図２Ａ乃至図２Ｃは本発明に係る好ましい第１実施形態の発光キーボードの傾斜概略図、分解概略図及び局部断面図である。図は好ましい第１実施形態の光源モジュール１００の発光キーボード２００を使用する実施態様である。本実施形態の発光キーボード２００は第一カバー体２１０と、光源モジュール１００と、回路基板２２０と、遮蔽部材１３０と、複数個のキー２４０と第二カバー体２５０とを含む。ここで、光源モジュール１００は第一カバー体２１０に設けられ、光源モジュール１００はカバー体１１０と発光部材１２０とにより構成される。カバー体１１０は透光板１１２及び複数個のフレーム体１１４とで構成される。透光板１１２の材質は透光材料であり、透光板１１２は入光面１１２２と出光面１１２４とを有する。複数個のフレーム体１１４は透光板１１２の側辺に設けられ、隣接するフレーム体１１４は互いに併設されると共に取り囲んで収納槽１１６を構成する。発光部材１２０はこのうちの一つのフレーム体１１４に設けられる。

発光部材１２０を使用して光線を発光すると、光線はフレーム体１１４から収納槽１１６内へと進入、または収納槽１１６内で拡散される。拡散後の光線は入光面１１２２から出光面１１２４へと発散される。本実施形態の回路基板２２０の材質は透光材料であり、回路基板２２０は出光面１１２４上に設けられるため、光線は出光面１１２４から回路基板２２０へと通過された後に発光される。

回路基板２２０上には複数個のトリガースイッチ２２２を電気的に設置し、遮蔽部材１３０は回路基板２２０上に設けられ、遮蔽部材１３０には複数個の開口部１３２を設けると共にトリガースイッチ２２２にそれぞれ対応し、複数のキー２４０は各遮蔽部材１３０の開口部１３２内にそれぞれ嵌設させる。光線が回路基板２２０から射出された後、光線は開口部１３２を通過してキー２４０へと投射される。

本発明では第二カバー体２５０を更に利用して遮蔽部材１３０、回路基板２２０及び光源モジュール１００をカバーし、第二カバー体２５０には開口槽２５２を設け、開口部１３２と開口槽２５２の位置は対向し合い、光線は開口槽２５２を通過する。
本実施態様は現今の機械式キーボード(mechanical keyboard)に応用されるものを範例に説明するが、本発明は薄膜式キーボード(membrane keyboard)、導電ゴム式(conductive rubber)キーボード、(conductive rubber keyboard)或いは静電容量方式(capacitive)キーボード(capacitive keyboard)等にも応用できる。キーボード２００の種類は多く、また本実施形態で述べる機械式キーボード２００は既に市場で普及しているタイプのキーボードであるため、キーボード２００自体の作動構造については詳述を省く。

次は、本発明の光源モジュールの第２実施形態について説明する。
（第２実施形態）
図３Ａ及び図３Ｂは本発明に係る好ましい第２実施形態の光源モジュールの分解概略図及び断面図である。図によると、本実施形態の光源モジュール１００と第１実施形態の光源モジュール１００との異なる点は、本実施形態では収納槽１１６をカバーすると共にフレーム体１１４を併設する反射膜１４０を更に含み、反射膜１４０とカバー体１１０の入光面１１２２とは対向し合う点である。これにより、発光部材１２０の光線が収納槽１１６内を通過し、収納槽１１６内で拡散された後、反射膜１４０は収納槽１１６内の光線を入光面１１２２まで反射し、反射された光線は入光面１１２２から出光面１１２４へ射出され、出光面１１２４の光照射強度を増加させる。

この他、本実施形態も第１実施形態と同様に、本実施形態は薄膜式キーボード、導電ゴム式キーボード或いは静電容量方式キーボード等の各タイプのキーボードにも応用される。

次に、本発明の光源モジュールの第３実施形態について説明する。
（第３実施形態）
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明に係る好ましい第３実施形態の光源モジュール１００の分解概略図及び断面図である。図によると、本実施形態と第１実施形態との異なる点は、本実施形態のフレーム体１１４の材質が遮光材料１１４２であり、少なくとも一つのフレーム体１１４には溝部１１８が設けられ発光部材１２０を内設する点である。溝部１１８によって発光部材１２０が直接発光する光線は収納槽１１６内へと至るため、発光部材１２０が発光する光線にフレーム体１１４を投射する必要がなく、光エネルギーの損失を減少し、出光面１１２４の光照射強度を更に増加させる。その他、本実施形態も第１実施形態と同様、薄膜式キーボード、導電ゴム式キーボード或いは静電容量方式キーボード等の各タイプのキーボードに応用される。

次は、本発明の光源モジュールの第４実施形態について説明する。
（第４実施形態）
図５は本発明に係る好ましい第４実施形態の光源モジュール１００の断面図である。本実施形態と第１実施形態との異なる点は、発光部材１２０の数量である。本実施形態では四つの発光部材１２０を含み、各フレーム体１１４は一つの発光部材１２０を設置する。これにより収納槽１１６内の光線は増加し、出光面１１２４の光照射強度も増加する。本実施形態は四つの発光部材１２０を例とし説明するが、実施形態はこれに制限されない。

本実施形態も実際の需要に応じ二つの対向する、或いは隣接するフレーム体１１４に二つの発光部材１２０をそれぞれ設置し、或いは三つの隣接するフレーム体１１４に三つの発光部材１２０をそれぞれ設置し、更には一つのフレーム体１１４に複数個の発光部材１２０を設置してもよい。この他、本実施形態でも第１実施形態と同様に、本実施形態は薄膜式キーボード、導電ゴム式キーボード或いは静電容量方式キーボード等の各タイプのキーボード２００に応用される。

以上を総合すると、本発明の光源モジュール及び発光キーボードに関する発光キーボードは、複数個のキーを有し、発光キーボードは光源モジュールのカバー体により発光部材が発する光線を均一に拡散し、また遮蔽部材の複数個の開口部に複数個のキーを嵌設する事で、隣接するキー間の間隙を遮蔽し、隣接するキー間に光漏れが発生する状況を回避する。

上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。

１００ … 光源モジュール
１１０ … カバー体
１１２ … 透光板
１１２２ … 入光面
１１２４ … 出光面
１１４ … フレーム体
１１４２ … 遮光材料
１１６ … 収納槽
１１８ … 溝部
１２０ … 発光部材
１３０ … 遮蔽部材
１３２ … 開口部
１３３ … 側壁
１４０ … 反射膜
２００ … キーボード
２１０ … 第一カバー体
２２０ … 回路基板
２２２ … トリガースイッチ
２４０ … キー
２５０ … 第二カバー体
２５２ … 開口槽

Claims (10)

1. 複数個のキーを有するキーボードに適用される光源モジュールであって、
   カバー体と、
   一つのフレーム体に設けられて、光線を発光し、前記光線は前記フレーム体から収納槽内へと進入し、前記光線は入光面から出光面へと発散する発光部材と、
   前記出光面上に設けられ、複数個の開口部及び複数個の側壁を設け、各前記キーは各前記開口部内に嵌設され、前記光線は各前記開口部を通過して前記キーへと投射する遮蔽部材とを含み、
   前記カバー体は、
   前記入光面と前記出光面を有する透光材料の透光板と、
   前記透光板の側辺に設けられ、隣接するそれらは互いに併設されると共に取り囲んで前記収納槽を構成する複数個の前記フレーム体とを更に含み、
   前記側壁が前記開口部の辺縁を取り囲み、前記開口部の辺縁から前記キー側に延伸することを特徴とする光源モジュール。
2. 前記フレーム体の材質は透光材料であり、前記フレーム体には遮光材料が塗布されることを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
3. 前記フレーム体の材質は遮光材料であり、少なくとも一つの前記フレーム体には溝部が設けられ、前記発光部材を内設することを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
4. 前記収納槽をカバーすると共に前記フレーム体を併設し、前記カバー体の前記入光面に対向する反射膜を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
5. 前記出光面は鏡面仕上げ面であることを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
6. 前記入光面はプリズム角柱面であることを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
7. 発光キーボードであって、
   第一カバー体と、
   カバー体からなり、前記第一カバー体に設けられる光源モジュールと、
   一つのフレーム体に設けられ、光線を発光し、前記光線は前記フレーム体から収納槽内へと進入し、前記光線は入光面から出光面へと発散する発光部材と、
   前記出光面上に設けられ、複数個のトリガースイッチを電気的に設置する透光材料である回路基板と、
   前記回路基板上に設けられ、複数個の開口部及び複数個の側壁を設け、前記トリガースイッチにそれぞれ対応する遮蔽部材と、
   各前記遮蔽部材の前記開口部内にそれぞれ嵌設し、前記光線は前記回路基板及び各前記開口部を通過して投射される複数個のキーと、
   前記遮蔽部材と、前記回路基板及び前記光源モジュールをカバーし、前記開口槽を設け、前記開口部と前記開口槽は対向し合う位置関係にあり、前記光線は前記開口槽を通過する第二カバー体とを含み、
   前記カバー体は、
   材質は透光材料であり、前記入光面と前記出光面を有する透光板と、
   前記透光板の側辺に設けられ、隣接するそれらは互いに併設されると共に取り囲んで前記収納槽を構成する複数個の前記フレーム体を更に含み、
   前記側壁が前記開口部の辺縁を取り囲み、前記開口部の辺縁から前記キー側に延伸することを特徴とする発光キーボード。
8. 前記フレーム体の材質は透光材料であり、前記フレーム体には遮光材料が塗布されることを特徴とする請求項７に記載の発光キーボード。
9. 前記フレーム体の材質は遮光材料であり、少なくとも一つの前記フレーム体は溝部を設け、発光部材を内設させることを特徴とする、請求項７に記載の発光キーボード。
10. 前記収納槽をカバーすると共に前記フレーム体を併設し、前記カバー体の前記入光面は対向し合う反射膜を更に含むことを特徴とする、請求項７に記載の発光キーボード。