JP5877782B2 - 携帯端末用のキーパッドアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、セルラーフォン(cellular phone)，ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)，ＨＨＰ(Hand Held Phone)，ゲームフォン，カメラフォン，及びＤＭＢ(Digital Multim
Edia Broadcasting)フォンなどの携帯型の端末機（以下、携帯端末と称する。）に関し、
特に、ユーザが夜中でも他のユーザ等へのダイヤリングを行える照明機能を有する携帯端
末のキーパッドアセンブリに関する。

一般に、“携帯端末”とは、使用者が携帯しながら相手方と無線通信を行うことのでき
る電子装置をいう。かかる携帯端末の設計は、携帯性を考慮して、小型化，スリム化，グ
リップ化，及び軽量化の趨勢にあるのみならず、ユーザがより様々な機能を楽しめるマル
チメディア化の方向に進みつつある。特に、今後の携帯端末は、小型化，軽量化，多機能
及び多目的用として、各種のマルチメディア環境やインターネット環境に適応するように
変わるだろう。さらに、携帯端末は、世界のどこでも用いられる電子装置として必需品と
認められている。

従来の携帯端末は、音声通信機能のみならず、高速のデータ通信もできるようになって
いる。すなわち、消費者の欲求が増大するにつれて、高速のデータを伝送する無線通信技
術を用いて、種々のサービスが提供されるようになった。現在では、ほとんどの携帯端末
は、映像信号などを伝送するために、埋め込み型或いは外付けのカメラレンズが装備され
ている。すなわち、一般に普及した携帯端末では、内装型や外装型のカメラレンズモジュ
ールを用いて、相手との映像通話や所望の被写体の撮影機能を行うことができる。

一般に、携帯端末は、データ入力及び出力装置，データ送信及び受信装置，及びアンテ
ナ装置などを必ず備えている。ここで、データ入力装置としては、ユーザの押圧操作でデ
ータを入力するキーパッドアセンブリや、ユーザのタッチ操作でデータを入力するタッチ
スクリーンなどが用いられる。このような従来の携帯端末に用いられるデータ入力装置と
してのキーパッドアセンブリは、キーボタン，シリコンゴム，及びドームスイッチなどに
よって構成される。さらに、データ出力装置としては、公知の液晶表示装置が一般に用い
られる。

また、携帯端末は、暗い場所でもユーザが操作できるように、キーパッドに照明手段が
提供されて用いられてきた。この照明手段は、複数の発光ダイオードを印刷回路基板上に
配列した構造や、印刷回路基板に配置された弾性パッド内に、無機電気発光体(electro l
uminescence)を挿入した構造を有する。図１に、このような従来のキーパッドアセンブリ
１００を示す。図１に示すように、従来のキーパッドアセンブリ１００は、スイッチ基板
１２０と、複数の発光ダイオード１２２と、キーパッド１１０とを含む。

このうち、キーパッド１１０は、弾性材質、例えば、シリコン及びポリウレタンのフィ
ルムの組み合わせから作られた、シリコン及び他の材質からなる。キーパッド１１０は、
板状の弾性層１１１と、弾性層１１１の上面に設けられ、その上面に文字などが印刷され
た複数のキーボタン１１２と、弾性層１１１の下面に形成された複数の突起部１１１ａと
、を含む。各々のキーボタン１１２と突起部１１１ａは、相互に垂直に整列される。

スイッチ基板１２０は、板状の印刷回路基板１２０ａと、キーパッド１１０の突起部１
１１ａに対向位置する複数のスイッチ１２１と、を備える。複数のスイッチ１２１のそれ
ぞれは、導電性接点と、この導電性接点を完全に覆うメタルドームとで構成される。発光
ダイオード１２２は、印刷回路基板１２０ａの上面の所定の位置に設けられる。

しかしながら、各々の発光ダイオード１２２は、スイッチ１２１の作動を確保するため
に、対応するキーボタン１１２と垂直に整列されることなく、印刷回路基板１２０ａの上
面に配置される。すなわち、発光ダイオード１２２は、それぞれのスイッチ１２１の間に
配置されることになる。その結果、発光ダイオード１２２から各キーボタン１１２の方向
に出射された光が四方に分散するため、キーボタン１１２の照明は、不均一で暗くなると
いう問題点があった。すなわち、キーボタンの照明状態は、発光ダイオードからの出射光
が各キーボタンの側面に当てられる（すなわち側面照射方式でなされる）ため、キーボタ
ンに表示された数字や文字の明度が均一にならないという問題点があった。

したがって、上述の問題を解決するためには、より多くの発光ダイオードを用いること
が必要になり、その結果、発光ダイオードの実装コスト及び発光ダイオードの電力消費が
増加し、これによりキーパッドアセンブリの製造に高コストをもたらす、という非経済的
な問題が発生する。

したがって、本発明の目的は、キーパッド全体を均一な明るさで照明することができる
、携帯端末用のキーパッドアセンブリを提供することにある。

本発明の他の目的は、キーパッドの縁部（edge）に配置された、複数のキーボタン用の
局所的な光源を備え、キーパッド全体に均一な面光源（surface light source）を提供す
る、携帯端末用のキーパッドアセンブリを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、電力消費を最小化した照明機能を有する、携帯端末用のキ
ーパッドアセンブリを提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、サイドビュー（側面照射）方式でないトップビュー（上
面照射）方式の光源を構成することによって均一な輝度を提供できる、携帯端末用のキー
パッドアセンブリを提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、携帯端末用のキーパッドアセンブリであ
って、複数のキーボタンが設けられた複数のパッド部と、各々のキーボタンが設けられた
パッド部らの間に配置された複数の導光板と、伝送された光を各々のキーボタンの方向に
導くように導光板に配置された複数の反射装置と、を有するキーパッドと、反射装置の方
向に光を供給するための少なくとも１の光源と、を備え、導光板は、パッド部と同一の材
質で構成される。

本発明によれば、携帯端末用のキーパッドの照明を均一な明るさにすることが可能にな
る。また、本発明によれば、反射パターンを備えることで、キーボタンのある局部的な場
所（エリア）に光を照射することができる。さらには、パッド部と導光板との連結領域の
厚さを同一に設定することで、光の損失を最小化することが可能になる。したがって、こ
のような構成を備えた本発明によれば、発光ダイオードの実装個数を減らしてコストを節
減することができる。さらに、本発明は、操作の際に相対的に暗くなりやすい縁部や外郭
に配置されたキーボタンの領域にも好適に適用することができ、全体的に均一な明るさを
提供し、さらには、キーボタンの領域のみに均一な明るさを提供できる利点がある。

従来技術によるキーパッドアセンブリの構成を示した断面図である。 本発明の実施形態によるキーパッドアセンブリが備えられた携帯端末の外観 を示した斜視図である。 本発明の実施形態による携帯端末用のキーパッドアセンブリの構成を示した 断面図である。 本発明の一実施形態による携帯端末用のキーパッドアセンブリの断面図であ り、パッド部と導光板の厚さが等しい構成を示す図である。 本発明の一実施形態による携帯端末用のキーパッドアセンブリの断面図であ り、導光板にテーパー部が設けられた構成を示す図である。 本発明の他の実施形態による携帯端末用のキーパッドアセンブリの反射装置 を示した断面図である。 本発明の他の実施形態による携帯端末用のキーパッドアセンブリの断面図で あり、パッド部と導光板の厚さが等しい構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるキーパッドアセンブリが、ケーシング部により取 り囲まれた状態を示した断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、下記の説
明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知の機能又は構成に関す
る具体的な説明は省略する。

図２は、本発明によるキーパッドアセンブリを有する携帯端末３００の外観を示した図
である。図２に示すように、本発明が適用された実施形態の携帯端末３００は、その上面
に、スピーカー３１０と、表示装置３２０と、キーパッドアセンブリのキーボタン３３０
及びマイク装置３４０と、を備えた携帯型の端末機である。複数のキーボタン３３０は、
ケーシング部３０１から外部へ突出するように、各キーボタンの上部（top）が露出され
る。したがって、使用者は、キーボタン３３０の上部に触れて押圧することで、所望のデ
ータの入力や電話の各種操作等を行う。

図３を参照して、本発明によるキーパッドアセンブリ２００の構成について説明する。
図３に示すように、本実施形態のキーパッドアセンブリ２００は、光源２３０と、スペー
サ２２５と、スイッチ部２４０と、これら各部材が取付けられる基板（Ｂ）と、詳細を後
述するキーパッドと、キーパッド及び基板（Ｂ）を取り囲むケーシング部２５０(図８に
表示)と、を含む。

より詳しくは、キーパッドは、複数のキーボタン(Ｋ)が設けられたパッド部２１０と、
キーボタン(Ｋ)が設けられたパッド部２１０の間に平行に配置された導光板２２０と、光
源２３０から伝送された光を各々のキーボタン(Ｋ)の方へ導く反射装置２６０と、で構成
される。パッド部２１０は、高い弾性を有する材質で構成される。導光板２２０は、可視
光線領域で透光度の良い材質で構成されることが好ましい。導光板２２０は、パッド部２
１０と同一の材質で構成されるが、導光板２２０がパッド部２１０の役割を担うことがで
きるように、弾性シリコン材質で構成されることが好ましい。

反射装置２６０は、導光板２２０の上面に、該面と面一になるように配置され、詳しく
は、基板の上に配列された複数のキーボタンと相対的に対応する位置に設けられることが
好ましい。特に、反射装置２６０は、配列されたキーボタン(Ｋ)の相対的な位置に基づい
て、その配置位置が決定される。このような構造は、反射装置２６０がパッド部２１０に
向けて光を反射することで、キーパッドに全体的な輝度均一性を提供して均一な発光品質
を実現するための要因となる。すなわち、反射装置２６０の配置位置は、携帯端末に用い
られる複数のキーボタンの配置に従って決定される。

但し、反射装置２６０は、複数のキーボタン(Ｋ)の配置に従わない他の位置に配置され
ることもできる。例えば、反射装置２６０は、相対的に暗い場所である縁部（端側）に配
置されたキーボタンの方向に十分な光を向けるように、配置されることもできる。

各々の反射装置２６０は、反射鏡、或いは高反射率の反射コーティング層を有する装置
（ユニット）で構成することができる。このうち、反射コーティング層を有する装置（ユ
ニット）は、金属材質の部材と、この金属材質部材の上に覆われた反射コーティング層と
、を含むことができる。

なお、反射装置２６０は、金属材質部材及び反射コーティング層に限られるものではな
く、他にも例えば、導光板上に傾斜した（ないし断面テーパ状の形状を有する）構造物を
作製し、その上に適切な物質をコーティングして製作され得る。ここで、適切な物質とし
ては、導光板の屈折率よりも高い屈折率を有する物質を含む。

反射装置２６０の各々は、少なくとも一つの傾斜面を備えた三角形の断面形状を有して
いる。すなわち、図面では反射装置２６０の断面が示されているが、この反射装置全体の
形状は円錐状となっている。したがって、光源２３０から出射した光は、円錐状の反射装
置２６０によって全方向に伝送される。本実施形態の反射装置２６０は、光源２３０と対
向する傾斜面に形成された反射コーティング層を有する。

光源２３０は、反射装置２６０の方向に光を放出する光素子であって、キーパッドに対
して完全に均一な輝度を提供するために、反射装置２６０の下方かつ垂直方向の位置（本
実施形態では基板（Ｂ）上）に装着され、スペーサ２２５やキーボタン(Ｋ)の間に配置さ
れる。もちろん、光源２３０は、キーパッドの暗部の発生しやすい領域、すなわち相対的
に暗い場所であるキーパッドの縁部（端側）に局部（局所）的に配置され得る。さらに、
光源２３０は、使用時間（すなわち寿命）や環境面の観点からは、発光ダイオードが用い
られることが好ましい。各ドームスイッチ２４０は、金属すなわちメタルドームスイッチ
であって、基板（Ｂ）上に設けられ、使用者のキー押しの操作に応じて、基板（Ｂ）に電
気信号を印加する。本実施形態では、各ドームスイッチ２４０が押圧されることにより、
基板（Ｂ）に取付けられた図示しないプロセッサ（ＣＰＵ）に電気信号が印加されるよう
になっている。

各々のキーボタン(Ｋ)を有するパッド部２１０は、対応するドームスイッチ２４０を押
して当該スイッチを活性化（すなわち電気的に接続）するための突出部２１２をさらに備
え、各々の突出部２１２は、反射装置２６０から反射された光を各々のキーボタン(Ｋ)の
方へ局所的に導波するための反射パターン２１４をさらに備える。反射パターン２１４の
設けられる領域は、キーボタン(Ｋ)の幅と対応する。これは、反射された光をキーボタン
(Ｋ)の方へ最大限に伝送するためである。

スペーサ２２５は、導光板２２０の下方の基板（Ｂ）上に装着され、導光板２２０と基
板(Ｂ)とが一定間隔で離間され該隔離状態を保持するように、導光板２２０を支持する。
スペーサ２２５は、導光板２２０と同一の材質で構成される。特に、シリコン材質を用い
てスペーサ２２５と導光板２２０とが一体型に構成（統合）されることが経済的である。
スペーサ２２５は、導光板２２０を支持し、パッド部２１０との高さを合わせる役割を担
うことができる。したがって、スペーサの大きさ（サイズ）は、その目的によって変更可
能である。さらに、スペーサ２２５は、導光板２２０のみならず、ドームスイッチ２４０
の近傍に、すなわちパッド部２１０に配置することもできる。

図３、図４及び図５に示した反射装置２６０は、断面が二等辺三角形（全体が円錐形）
の形状を呈しており、その表面に反射層が設けられた反射鏡で構成される。図では、反射
装置２６０の断面が、第１及び第２の傾斜面２６１，２６２で示される。

かかる第１及び第２の傾斜面２６１，２６２は、相互に対称をなし、光源２３０から供
給された光の方向を、それぞれ対応するキーボタンの方向へと導く。なお、反射装置２６
０の形状は、断面三角形状（全体円錐状）に限定される必要はなく、これとは異なる形状
、例えば一定の曲率の凸面や凹面を有する形状とすることもできる。ここで、反射装置２
６０は、光源２３０から出射した光がキーパッドの外部に漏れることを防止でき、かつ、
該光がキーボタン（Ｋ）の方へ可能な限り多く伝送することができるような面形状を有す
べきことが重要である。

図４に示した導光板２２０-１は、パッド部２１０と連結（連接）される部位が、パッ
ド部２１０の厚さと同一の厚さを有する。

一方、導光板及びパッド部の全体（ないし平均）の厚さは、相互に同一である必要はな
く、むしろ、導光板２２０の厚さがパッド部２１０の厚さよりも厚い構成とすることが好
ましい。これは、このような構成とすることで、光源２３０からの光が反射装置２６０を
通じて各々のキーボタン(Ｋ)の方向に導波する際に、光源２３０からの光の外部漏れを最
大限に防止してパッド部２１０へ伝送することに寄与するためである。

図５は、テーパー部２２４を有する導光板２２０-２を示す図である。光源２３０から
伝送された光が反射装置２６０を通じてパッド部２１０に向かう場合に、上述のように導
光板がパッド部よりも厚い、すなわち厚みが大きければ、多量の光を導波できる。しかし
ながら、この場合には、パッド部と導光板との間の連結部分で不連続の部位が生じ、この
ために、光の損失を予め防止する必要がある。これを考慮して、導光板２２０-２には、
その下面側にテーパー部２２４が設けられる。すなわち、テーパー２２４は、導光板２２
０とパッド部２１０との間の厚さの差により発生する不連続領域における光の損失を予め
防止することができる。

上述した導光板２２０は、パッド部２１０と一体型として形成されることもでき、パッ
ド部２１０としての機能を遂行するために、低い硬度，高い弾性変形率，高い弾性復元力
，及び高い光透明度を有する材質で構成されることが好ましく、例えば、シリコン材質や
ポリウレタン材質で構成することができる。

図６に示したように、携帯端末に採用される複数のキーボタンを含むキーパッドアセン
ブリにおいて、キーパッドの外縁部（端）側に配置されたキーボタン(Ｋ-１)は、相対的
により暗い場所（領域）になり易い。したがって、このような領域には、一箇所（或いは
一方向）のみに光を導波する反射装置２６０-１を設けることが望ましい。

図６に示す本発明の他の実施形態の反射装置２６０-１は、断面が直角三角形（全体が
半円錐形）の形状を有しており、単一の傾斜面２６３を備えている。図６は、直角三角形
状の断面を有する反射装置の断面形状を示す。単一傾斜面２６３は、光源２３０から供給
された光の方向をキーボタンＫ−１の方へ導くように反射させる。なお、図６に示したパ
ッド部、スイッチ部、導光板、及び光源の詳細については、既に図３を参照して説明した
ので、冗長を避けるため省略する。

反射装置２６０-１は、導光板２２０上に配置され、より詳細には、光源２３０の垂直
方向の上方に単一傾斜面２６３が位置するように整列される。

導光板の厚さ及びパッド部の厚さは、相互に等しく、或いは、相違する構成とすること
ができる。但し、光損失の最小化の観点からは、両部材が接続（連接）される箇所につい
ては、両部材の厚さが相互に等しい構成とすることが好ましい。図６には導光板２２０の
厚さとパッド部２１０の厚さとが相違する構成の場合を、図７には導光板２２０-３の厚
さとパッド部２１０の厚さとを相互に等しく構成した場合を示す。さらに、導光板の厚さ
とパッド部の厚さとが相違している場合には、光損失の最小化を図るために、図５のよう
なテーパー部（２２４）が採用され得る。この場合には、両部材の接続箇所の厚さが相互
に等しくされ、接続箇所に段差が生じないように両部材の端面同士が結合されることによ
って、光損失の最小化が図られる。

図８に示したように、ケーシング部２５０は、キーパッドアセンブリを取り囲み、外部
環境から離間させる役割を担う。ケーシング部２５０は、その下側に、詳しくはケーシン
グ部２５０の内面から垂直下方向に延びる突出部２５２をさらに備える。この突出部２５
２は、反射装置２６０を導光板２２０の方へ密着させる機能を遂行する。反射装置２６０
がケーシング部２５０の突出部２５２に取り付けられる一方で、突出部２５２は、ケーシ
ング部２５０と一体型になるように射出成型される方式で製造することができる。或いは
、突出部２５２と反射装置２６０は、単独で製作された後に、組立て工程で組立てられる
こともできる。

次に、図３以下を参照して、本発明によるキーパッドアセンブリに備えられた照明装置
の動作について説明する。図３以下に示した各実施形態では、光源２３０からの光は、導
光板（２２０，２２０−１〜３）の垂直方向へ最も多く出射され、導光板の水平方向へは
殆ど出射されない。次いで、光源２３０からの光は、反射装置２６０で反射されることに
よって導光板（２２０，２２０−１〜３）の水平方向に導かれ、キーボタン(Ｋ)の方へと
進行する。

すなわち、光源２３０から導光板（２２０，２２０−１〜３）に入射した光は、反射装
置２６０と導光板との界面で全反射され、その結果、ほとんどの光は該導光板を通じて伝
送される。反射装置２６０で反射され反射パターン２１４に達した光は、光の伝播角度が
臨界角以上となり、その結果、パッド部２１０の上部へ屈折され、パッド部２１０の外部
へと出射される。そして、かかる出射光は、キーボタン(Ｋ)を通って外部へ放出される。
この際に、反射パターン２１４は、光源２３０に最も近い側の部位については粗く形成さ
れ、光源２３０から遠い側の部位については密に形成されており、これにより、キーパッ
ド全体における輝度の均一性を確保することが可能となる。

以上、本発明を具体的な実施形態に則して詳細に説明したが、形式や細部についての種
々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神
及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における
通常の知識を有する者には明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態及び
添付図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及び該記載と均等なものによ
り定められるべきである。

３００ 携帯端末
２１０ パッド部
Ｋ キーボタン
２２０ 導光板
２６０ 反射装置
２３０ 光源
Ｂ 基板
２２５ スペーサ
２４０ スイッチ部
２５０ ケーシング部

Claims (3)

1. キーパッドアセンブリであって、
   複数のキーボタンの下に設けられる複数の弾性パッド部と、前記各々のキーボタンが設けられた前記弾性パッド部間に配置され、円錐状の凹部を有する弾性導光部と、光源の上方に前記光源に対向して前記弾性導光部の凹部に配置され、伝送された光を各々の前記弾性パッド部の方向に反射させるように前記光源に対して傾斜した傾斜面を有する、円錐状の反射装置と、を有するキーパッドと、
   前記弾性パッド部の下方に設けられるとともに基板上に設けられるドームスイッチと、
   前記反射装置の下方に設けられ、前記反射装置の方向に光を供給するための前記光源と、
   を備え、
   前記各々の弾性パッド部は、前記反射装置から反射された光を前記各々のキーボタンの方向に局所的に照射するための反射パターンを備え、
   前記弾性パッド部及び前記弾性導光部は、同一の材質で一体に形成され、
   前記弾性パッド部と前記弾性導光部が接する領域で、前記弾性パッド部と前記弾性導光部の厚さは相互に同一であり、
   前記弾性導光部及び前記弾性パッド部の内部の光が全反射により内部に閉じ込められる
   ことを特徴とするキーパッドアセンブリ。
2. 前記反射装置の配置位置は前記複数のキーボタンの配置に従って決定され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。
3. 前記キーボタンが押し込まれることによって前記弾性パッド部が変位し、前記弾性パッド部の変位によって前記ドームスイッチが作動され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。

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