JP6502706B2 - キーボード - Google Patents

Description

本発明は、キーボードに関する。

パソコンなどの入力装置として用いられるキーボードは、暗い場所で使用されることがあり、キーボードには、暗い場所で使用された場合でも、操作者がキーボタンの位置を把握できるようにすることが求められている。
特許文献１には、基板に設けられた光源からの光を、キーボタンの内部に設けたプリズム（導光体）によりキートップに誘導して、キートップを照明することが開示されている。

特開平６−２４２７２９号公報

特許文献１では、プリズムの入射端部から入射した光が、プリズムの内部を反射しながら進行したのち、プリズムの出射端部からキートップに向けて出射されることで、キートップが照明されるようになっている。
しかし、プリズムは、入射した光を総て全反射させることができないため、入射した光が出射端部以外の場所から漏れることがある。
そのため、キートップを照明する光量が不足して視認性が不十分となることがあり、キーボタンの視認性をより向上させることが求められている。

本発明は、
キーボタンを、当該キーボタンの操作方向に往復移動可能に支持するハウジングと、
前記キーボタンの操作検出部が設けられた基板と、を備え、
前記ハウジングで支持された前記キーボタンが、当該キーボタンの前記操作方向に沿う軸線上で、前記操作検出部に対向配置されたキーボードにおいて、
前記軸線の軸方向から見て、前記基板上の前記操作検出部よりも外側に光源を設けると共に、
前記光源からの光を前記キーボタンのキートップに誘導する導光体を、空気よりも屈折率の大きい材料で構成すると共に前記ハウジングに設け、
前記導光体を、
前記軸線の軸方向で、前記光源に対向配置された入射部と、
前記軸線の軸方向から見て、前記キーボタンに隠れる位置でキートップに対向配置された出射部と、
前記入射部から入射した前記光源からの光を、反射させながら前記出射部に誘導する誘導部と、から構成し、
前記入射部の前記光源との対向面を、前記光源側に突出する曲面状に形成し、
前記誘導部は、前記入射面で屈折して前記入射部に入射した光が到達する第１の境界面を有しており、
前記入射面を、当該入射面で屈折した光の前記第１の境界面に対する入射角が、前記導光体の屈折率と空気の屈折率で決まる前記第１の境界面での光の臨界角よりも大きい入射角で前記第１の境界面に進入できるような曲率半径で形成したことを特徴とするキーボードとした。

本発明によれば、導光体の屈折率が空気の屈折率よりも大きいので、光源から照射されて入射部に到達した光は、入射部の表面で反射することなく屈折して、入射部から導光体の内部に進入する。入射部の光源との対向面を、光源の側に突出する曲面状に形成して、入射部の表面積を増やすと、入射部から入射する光源から光の量が増える結果、出射部からキートップに向けて照射される光の量を確保することができる。
よって、キートップを照明する光量が不足して視認性が不十分となることを防止できるので、暗い場所においても使用できる、視認性が優れたキーボードを提供することができる。

キーボードを構成するキーを説明する図である。 キーの断面図である。 導光体の斜視図である。 導光体における光の移動軌跡を説明する図である。 導光体における光の移動軌跡を説明する図である。 導光体と空気との境界面での光の屈折と反射を説明する図である。 導光体に入射した光の移動軌跡を説明する図である。 変形例にかかる導光体を示す図である。 変形例にかかる導光体を示す図である。 変形例にかかる導光体を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、キーボードを構成するキー１を説明する図であり、（ａ）は、キー１の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すキー１からキーボタン１１を取り外した状態を示す斜視図であって、ハウジング１２とハウジングの支持部１２２で支持されたプランジャ１３を示す図である。
図２は、キー１の具体的な構成を説明する図であり、図１の（ａ）における面Ａでキー１を切断した断面図である。なお、以下の説明においては、便宜上、図２におけるキーボタン１１側を上側、基板３０側を下側として説明をする。

図１の（ａ）に示すように、キー１は、キーボタン１１と、ハウジング１２と、を備える。キーボタン１１は、上面が凹状に窪んだキートップ１１０の押圧操作により、ハウジング１２側の下方に移動するようになっており、ハウジング１２においてキーボタン１１は、キーボタン１１の操作方向（図２における上下方向）に往復移動可能に設けられている。

図２に示すように、キーボタン１１は、キートップ１１０と、キートップ１１０の外周縁を全周に亘って囲む周壁部１１１と、キートップ１１０の下面から基板３０側の下方に延びる円柱状の軸部１１２とを有している。
軸部１１２は、キートップ１１０の略中央に設けられており、キートップ１１０の下側では、軸部１１２の外周と周壁部１１１内周との間に、後記するハウジング１２の支持部１２２が進入可能な空間部１１４が形成されている。
キートップ１１０の下面には、当該キートップ１１０と軸部１１２と周壁部１１１とを接続して補強壁１１３が設けられており、キーボタン１１の剛性強度が、この補強壁１１３により確保されている。

キートップ１１０の上面には、キーボタン１１に割り当てられた機能を標記する文字、図形、記号などが印字されており、キートップ１１０では、文字、図形、記号などが印字された部分のみが光を透過するように構成されている。
そのため、後記する光源Ｌによりキートップ１１０の下面が照明されると、キートップ１１０に印字された文字、図形、記号などが、操作者に視覚的に認識可能に表示（照明）されるようになっている。

実施の形態では、キートップ１１０は、半透明の樹脂によって形成されており、少なくとも外側の表面が、光を透過しない塗料などで塗装されている。このキートップ１１０は、前記した文字、図形、記号などが、塗装をレーザなどにより除去することで印字されており、キートップ１１０の裏面が照明されると、印字された部分を透過した光で、記号などが視覚的に視認可能に光るようになっている。

軸部１１２の下端側には、プランジャ１３の円筒形状の基部１３０が、外嵌して取り付けられている。
この基部１３０の内側には、軸線Ｘの軸方向から見て十字形状を成すリブ１３０ａが設けられており、基部１３０の下端側には、基部１３０よりも外径の大きいフランジ部１３０ｂが設けられている。

プランジャ１３は、ハウジング１２に設けた円筒状の支持部１２２を基板３０側の下方から貫通しており、支持部１２２の外側で、プランジャ１３の基部１３０の上端が軸部１１２に外嵌することで、プランジャ１３とキーボタン１１とが連結されている。
この状態において、基部１３０側のリブ１３０ａと、軸部１１２に設けた溝１１２ａとが係合することで、キーボタン１１とプランジャ１３とが、相対回転が規制された状態で互いに連結されている。
さらに、基部１３０に設けたフランジ部１３０ｂにより、ハウジング１２（支持部１２２）からのプランジャ１３およびキーボタン１１の脱落が阻止されている。
そして、この状態において、キーボタン１１は、プランジャ１３を介して、ハウジング１２（支持部１２２）で軸線Ｘ方向に往復移動可能に設けられている。

実施の形態では、キーボタン１１の操作方向（軸線Ｘの軸方向）から見て、キーボタン１１は、ハウジング１２を覆う大きさを有しており、キーボードの完成品においては、ハウジング１２はキーボタン１１に隠れて視認することができないようになっている。

ハウジング１２は、キーボタン１１の操作を検出する操作検出部１５を収容する収容部１２１と、操作検出部１５の上方で、キーボタン１１を往復移動可能に支持する円筒状の支持部１２２と、後記する導光体５０が内側面に固定された遮光壁部１２３と、遮光壁部１２３の上端から上方に延びる阻止壁部１２４と、を有している。

収容部１２１内に収容された操作検出部１５は、基板３０の上面で間隔を開けて配置された電極対１５１、１５１と、電極対１５１、１５１を跨いで載置された弾性体１５２（円錐コイルバネなど）と、を有しており、弾性体１５２には、基板３０に載置されたカップラバー１４の載置部１４２が載置されている。

カップラバー１４は、台形形状を有しており、このカップラバー１４の内側が、操作検出部１５を収容する空洞部１４１となっている。
カップラバー１４は、ゴムなどの弾性部材によって形成されており、円柱形状を成す載置部１４２に、キーボタン１１に組み付けられたプランジャ１３の押圧部１３０ｃが載置されている。

前記したように、プランジャ１３は、キーボタン１１が押圧操作されると、キーボタン１１と一体に基板３０側に移動するようになっている。そのため、キーボタン１１が操作されると、プランジャ１３により押された載置部１４２が、脚部１４３を屈曲させながら基板３０側に変位して、弾性体１５２を基板３０側に変位させるようになっており、これにより、静電容量の変化が検知されて、キーボタン１１の押圧操作が検知されるようになっている。

基板３０では、操作検出部１５の外側に光源Ｌが設けられており、この光源Ｌの上方に、導光体５０の入射部５１が位置している。
実施の形態では、光源Ｌとして、例えば発光ダイオードが採用されており、この場合に用いる発光ダイオードは、単色の発光ダイオードであっても、複数の色の発光ダイオードの組み合わせであっても良い。
なお、光源Ｌに発光ダイオードを用いる場合には、導光体５０への光の入射面積を広くするために、発光ダイオードの光照射部に光を散乱させる散乱部材を設けることが好ましい。

図３は、ハウジング１２内に設けられた導光体５０の斜視図である。
図４および図５は、導光体５０を説明する図であり、図３における面Ａで導光体５０を切断した断面を模式的に示した図であって、導光体５０に入射した光の移動軌跡などを説明する図である。
図６は、導光体５０での光の反射と屈折を説明する図であり、（ａ）は、反射面５２ｂでの光の反射と屈折を、臨界角θｃと入射角θ１との関係を用いて説明する図であり、（ｂ）は、入射面５１０での光の屈折を説明する図であり、（ｃ）は、出射面５３０での光の屈折を説明する図である。
図７は、導光体５０内部での入射した光の移動軌跡を説明する図であり、（ａ）は、実施の形態にかかる導光体５０の場合を示した図であり、（ｂ）は、入射面と出射面とがそれぞれ平坦面である従来例にかかる導光体８０（プリズム）の場合を示した図である。なお、図７の（ａ）では、導光体５０を、当該導光体５０が内側面に固定された遮光壁部１２３および阻止壁部１２４と共に示しており、説明の便宜上、導光体５０と遮光壁部１２３および阻止壁部１２４とを間隙を開けて示している。

導光体５０は、光源Ｌから出射された光を、キーボタン１１のキートップ１１０に誘導するために設けられており、空気の屈折率ｎ２（＝１．０００３）よりも大きい屈折率ｎ１の材料で形成されている（ｎ１＞ｎ２）。
このような材料として、光学ガラス（屈折率：１．４９７）、ポリカーボネート（屈折率：１．５９）、ポリメタクリル酸メチル樹脂などの光学プラスチック（屈折率：１．５〜１．５７）などが例示される。

図４に示すように、導光体５０は、光源Ｌからの光が入射する入射部５１と、入射部５１から入射した光の大部分を反射させながら出射部５３に誘導する誘導部５２と、誘導部５２を通って到達した光を、キートップ１１０に向けて照射する出射部５３と、から一体に形成されている。

入射部５１は、軸線Ｘ（図２参照）に平行な軸線Ｘ１の軸方向で光源Ｌに対向して設けられており、この入射部５１の光源Ｌとの対向面（入射面５１０）は、光源Ｌ側に突出する曲面状に形成されている。
入射部５１は、操作検出部１５の外側に位置する光源Ｌが照射する光を受光するために、軸線Ｘ１の径方向で出射部５３よりも外側に位置すると共に、軸線Ｘ１の軸方向で出射部５３よりも基板３０側の下方に位置している（図２参照）。

ここで、入射部５１は、空気の屈折率ｎ２よりも大きい屈折率ｎ１の材料で形成されているので、光源Ｌから照射されて入射部５１に到達した光は、入射面５１０で反射せずに、入射部５１内に屈折して進入する。屈折率の小さい媒質から大きい媒質に光が進むときには、臨界角が存在しないからである。
実施の形態では、入射面５１０を、光源Ｌ側に突出する曲面状に形成して、入射面５１０の表面積を増やすことで、光源Ｌから照射された光との接触機会を増やして、入射部５１から入射する光の量を増やすようにしている。

図４に示すように、入射面５１０は、軸線Ｘ１の径方向に所定の幅Ｗ１を有しており、この入射面５１０の一側５１０ａが、誘導部５２の反射面５２ｂの下端に接続している。
反射面５２ｂは、軸線Ｘ１の法線Ｙ１に対して所定角度θｙ傾斜した平坦面であり、この反射面５２ｂは、入射面５１０の上側を軸線Ｘ１の径方向に横切って、入射面５１０の他側５１０ｂよりも軸線Ｘ１側で、出射部５３の側面部５３ｂに接続されている。
そのため、入射部５１の上側に、反射面５２ｂが位置しており、入射面５１０から入射した光源Ｌからの光のほぼ総てが、誘導部５２の反射面５２ｂに到達するようになっている。

誘導部５２は、入射部５１に入射した光を出射部５３に誘導するために設けられており、軸線Ｘ１の法線Ｙ１に対して所定角度θｙ傾斜した反射面５２ａ、反射面５２ｂを有している。
これら反射面５２ａ、５２ｂは、互いに平行となる位置関係で設けられており、実施の形態では、反射面５２ａが基板３０側の下側に、反射面５２ｂがキーボタン１１側の上側に位置している。
誘導部５２は、これら反射面５２ａ、５２ｂに対して直交する方向に、所定の厚みＷ３を有しており、この誘導部５２の厚みＷ３は、入射部５１から導光体５０内に入射した光が、反射面５２ｂと反射面５２ａで反射したのち、出射部５３に向けて移動する厚みに設定されている。

実施の形態では、反射面５２ａ、５２ｂの軸線Ｘ１の法線Ｙ１に対する交差角（所定角度θｙ、（θｙ≧θｃ））に応じて、入射面５１０から入射して反射面５２ｂに到達した光（屈折光）の反射面５２ｂに対する入射角の多くが臨界角θｃ以上となるように、前記した入射面５１０の曲率半径Ｒ１（図６の（ｂ）参照）が設定されている。

ここで、臨界角θｃとは、図６の（ａ）に示すように、入射した光が反射面５２ｂで全反射できる最小の入射角（反射面５２ｂの法線Ｖ２を基準とした角度）である。
例えば、屈折率ｎ１の導光体５０内を進む光が、屈折率ｎ２の空気との境界面（反射面５２ｂ）に到達した場合、この反射面５２ｂに対する光の入射角θ１と屈折角θ２とのスネルの法則に基づく関係は、下記式（１）となる。
ｎ２／ｎ１＝ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２ ・・・ （１）

そして、反射面５２ｂに到達した光が反射面５２ｂで全反射するときの最小の入射角（臨界角θｃ：θ２が９０°となる時のθ１、反射面５２ｂの法線Ｖ２を基準とした角度）は、下記式（２）となる。
臨界角θｃ＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ２／ｎ１） ・・・ （２）

そのため、実施の形態では、導光体５０の屈折率ｎ１と、空気の屈折率ｎ２とに基づいて、上記式（２）から反射面５２ｂでの臨界角θｃを算出し、入射面５１０で屈折して反射面５２ｂに到達した光（屈折光Ｌ２）の多くの入射角θ１が臨界角θｃ以上となるように、入射面５１０の曲率半径Ｒ１を設定している。

ここで、入射面５１０の曲率半径の設定を説明する。
前記したように、光源Ｌから照射されて入射面５１０に到達した光（図６の（ｂ）、入射光Ｌ１）は、入射部５１が、空気の屈折率ｎ２よりも大きい屈折率ｎ１の材料で形成されているので、入射面５１０に対する入射角θ２と屈折率ｎ１、ｎ２に応じて決まる屈折角θ１で屈折した後、入射部５１内を反射面５２ｂに向けて進行することになる。

そのため、実施の形態では、図６の（ｂ）に示すように、入射面５１０における光の入射点Ｐ１毎に、入射点Ｐ１で屈折した光（屈折光Ｌ２）の反射面５２ｂに対する入射角を臨界角θｃよりも大きくするのに必要な入射点Ｐ１での光の入射角θ２と屈折角θ１を、光源Ｌの位置と、反射面５２ｂの軸線Ｘ１の法線Ｙ１に対する交差角θｙとに基づいて算出する。
そして、算出された入射角θ２と屈折角θ１を実現する法線Ｖ１を入射点Ｐ１毎に求め、各入射点Ｐ１での法線Ｖ１に直交する接線の微少幅の線分を、軸線Ｘ１の径方向に延びる仮想線Ｌｍに沿う方向と、軸線Ｘ１と仮想線Ｌｍの両方に直交する方向（図６の（ｂ）における紙面に直交する方向）に連ねることで、入射面５１０で屈折した光のほぼ総てを反射面５２ｂで反射させることのできる入射面５１０の三次元的な形状と、曲率半径Ｒ１を設定している。

これにより、図６の（ａ）に示すように、入射面５１０で屈折して、その進行方向が反射面５２ｂに向かう方向に変更された光（屈折光Ｌ２）は、その多くが、臨界角θｃよりも大きい入射角θ１ｂ（θ１ｂ≧θｃ）で反射面５２ｂに入射することになるので、入射面５１０で屈折した光（屈折光Ｌ２）の多くが、反射面５２ｂで屈折せずに反射面５２ａ側に全反射するようになっている。

ちなみに、入射面５１０で屈折した光（屈折光Ｌ２）の一部は、臨界角θｃよりも小さい入射角θ１ａ（θ１ａ≦θｃ）で、反射面５２ｂにおいて屈折して、導光体５０外に漏れ出ることになる（図４、図６の（ａ）、屈折光Ｌ６）。

反射面５２ｂで反射されて、その進行方向が反射面５２ａに向かう方向に変更された光（反射光Ｌ３）は、反射面５２ａが反射面５２ｂに対して平行に設けられているので、反射面５２ｂで全反射した際と同じ入射角θ１ｂで反射面５２ａに入射する（図４、図６の（ａ）、反射光Ｌ３）。
よって、反射面５２ｂで反射して反射面５２ａに到達した光の総てが、反射面５２ａから漏れ出ることなく、反射面５２ａで全反射して、その進行方向が出射部５３に向かう方向に変更されることになる（図４、反射光Ｌ４、図５、反射光Ｌ４ｃ）。

出射部５３は、軸線Ｘ１に沿って入射部５１から離れる方向に延びており、この出射部５３の互いに平行な側面部５３ａ、５３ｂは、軸線Ｘ１に対して平行に設けられている。
出射部５３は、軸線Ｘ１の径方向に所定幅Ｗ２を有しており、その上端面は、キーボタン１１から離れる方向に曲面状に窪んだ出射面５３０となっている。

側面部５３ａの下端５３ａ１は、前記した誘導部５２の反射面５２ａに接続しており、側面部５３ａと反射面５２ａとは、側面部５３ａの法線（軸線Ｘ１の法線Ｙ１と同じ）を基準として所定角度θｙで互いに交差している。
ここで、側面部５３ａは、反射面５２ａで反射した光（反射光Ｌ４）の移動方向側に位置しており、反射面５２ａで反射した光の一部（反射光Ｌ４ｃ）が到達するようになっている。

実施の形態では、側面部５３ａの法線Ｙ１と反射面５２ａとの交差角θｙが、前記した臨界角θｃ以上となるように、反射面５２ａの軸線Ｘ１に対する交差角θｘが設定されている（θｙ≧θｃ）。
ここで、図５に示すように、反射面５２ａで反射して側面部５３ａに到達する反射光Ｌ４ｃの側面部５３ａでの入射角θｚは、反射面５２ａと側面部５３ａの法線Ｙ１との交差角θｙよりも必ず大きい入射角θｚで入射する。
そのため、反射面５２ａと側面部５３ａの法線Ｙ１との交差角θｙを臨界角θｃ以上にすると、射面５２ａで反射して側面部５３ａに到達した光（反射光Ｌ４ｃ）の入射角θｚは、当該側面部５３ａでの臨界角θｃよりも大きい入射角となるので、実施の形態では、側面部５３ａに到達した光（反射光Ｌ４ｃ）の総てが、側面部５３ａで全反射して、その進行方向が、出射面５３０に向かう方向に変更されるようになっている。

なお、反対側の側面部５３ｂには、（１）側面部５３ａで反射した光と、（２）反射面５２ａで反射した光が、到達する場合がある。
ここで、上記（１）の場合について検討すると、側面部５３ａでは、当該側面部５３ａに臨界角θｃ以上で入射した光が反射すること、側面部５３ａと側面部５３ｂとが互いに平行に設けられていることから、側面部５３ａで反射して側面部５３ｂに到達した光の側面部５３ｂに対する入射角は、すべて臨界角θｃ以上となる。よって、側面部５３ａで反射して側面部５３ｂに到達した光は、その総てが側面部５３ｂで全反射する。

実施の形態にかかる導光体５０では、法線Ｙ１と基準とした側面部５３ｂの長さＬｘが、側面部５２aの長さよりも短くなっており、側面部５２aで反射した光（反射光Ｌ４ｃ）は、側面部５３ｂに入射しないようにされている。

上記（２）の場合について検討すると、図５に示すように、反射面５２ａで反射して側面部５３ｂに到達した光の側面部５３ｂに対する入射角φは、φ≧２α（最大でφ＝９０°）となり、φ＞αが成り立つ。ここで、αは、側面部５３ｂに到達した光の反射面５２ａの法線Ｖ２に対する入射角である。
反射面５２ａに入射する光は、反射面５２ｂで反射した反射光であるので、この反射光Ｌ３の反射面５２ａの法線Ｖ２に対する入射角αは臨界角θｃ以上である（α≧θｃ）。
そうするとφ＞α≧θｃとなり、反射面５２aで反射して側面部５３ｂに入射する光もまた、側面部５３ｂで全反射することになる。

このように、側面部５３ｂに導光体５０内を進行する光が到達した場合には、到達した光の総てが側面部５３ｂで全反射して、出射面５３０側に導かれるようになっており、導光体５０では、側面部５３ｂから導光体５０の外部に向けて光が漏れ出ないようになっている。

実施の形態の導光体５０では、反射面５２ａで反射した反射光Ｌ４と、側面部５３ａ、５３ｂで反射した反射光Ｌ４ｃと、入射面５１０から入射した屈折光Ｌ２ｂと、側面部５３ｂから反射角φで反射した光（図５参照）とが、出射部５３内を進行して出射面５３０に到達するようになっている。
前記したように導光体５０は、空気の屈折率ｎ２よりも大きい屈折率ｎ１の材料で形成されているので、出射部５３内を移動して出射面５３０に到達した光は、出射面５３０に対する入射角に応じて、出射面５３０で屈折または反射することになる。

実施の形態では、出射面５３０に到達した光の多くが、出射面５３０で屈折して、その進行方向がキートップ１１０に向かう方向になるようにするために、出射面５３０での入射角が臨界角θｃ以下になるような形状と曲率半径Ｒ２が設定されている。

具体的には、図６の（ｃ）に示すように、出射面５３０における光の入射点Ｐ２毎に、入射角θ１が臨界角θｃよりも小さくなり、かつ屈折角θ２が光を屈折させたい方向と一致する条件を満たす法線Ｖ３が決まるので、各入射点Ｐ２での法線Ｖ３に直交する接線の微少幅の線分を、軸線Ｘ１の径方向に延びる仮想線Ｌｍに沿う方向と、軸線Ｘ１と仮想線Ｌｍの両方に直交する方向（図６の（ｃ）における紙面に直交する方向）に連ねることで、出射面５３０に到達した光を所望の方向（例えば、キートップ１１０の所望の位置を照明する方向）に屈折させることのできる出射面５３０の三次元的な形状と、出射面５３０の曲率半径Ｒ２が決定される。

図２に示すように、ハウジング１２において出射部５３の出射面５３０は、支持部１２２の外周に接して開口する開口１２１ａ内に位置している。
開口１２１ａは、キーボタン１１の空間部１１４に対向する位置であって、上方から見てキーボタン１１に隠れる位置に開口している。
この開口１２１ａの周縁には、開口１２１ａを通過した光の軸線Ｘの径方向外側への拡散を阻止する阻止壁部１２４が設けられている。阻止壁部１２４は、図７の（ａ）に示すように、出射部５３の側面部５３ｂに沿って上下方向に延びており、この阻止壁部１２４の上端１２４ａは、出射面５３０よりもキーボタン１１側の上方であって、キーボタン１１の非操作時に、キーボタン１１の周壁部１１１の内側に及ぶ長さで形成されている。

そのため、導光体５０の出射面５３０から外部に放出された光の側方（軸線Ｘの径方向外側）への移動が、阻止壁部１２４により阻止されるので、ハウジング１２とキーボタン１１との隙間から、光が漏れ出すことが好適に防止されるようになっている。

阻止壁部１２４の下部には、遮光壁部１２３が一体に設けられている。この遮光壁部１２３は、誘導部５２の反射面５２ｂに沿って入射部５１側の下方に延出しており、反射面５３ｂを全面に亘って覆う幅Ｗａ（図１の（ｂ）参照）を有している。
遮光壁部１２３は、反射面５２ｂから誘導部５２の外部に漏れ出た光（屈折光Ｌ６）を透過させない材料で形成されている。

反射面５２ｂから漏れ出た光が、ハウジング１２（図２参照）外部に漏出すると、漏れ出た光によりハウジング１２の周囲が照明されてしまうので、かかる事態が発生しないようにするためである。

以下、導光体５０に入射した光の移動軌跡を、光源Ｌが４つである場合を例に挙げて説明する。
図７の（ａ）に示すように、入射面５１０に到達した光源Ｌからの光は、入射部５１を構成する材料の屈折率ｎ１が空気の屈折率ｎ２よりも大きいので、入射面５１０で反射せずに、入射部５１内に屈折光Ｌ２として進入する。
入射部５１の上側には反射面５２ｂが位置しており、入射部５１の曲面状の入射面５１０は、入射面５１０に到達した光を屈折させて、その進行方向を反射面５２ｂに向かう方向に変更する曲率半径で形成されているので、入射部５１から入射した光源Ｌからの光は、その多くが反射面５２ｂに到達する。

ここで、反射面５２ｂに到達した光のうち、反射面５２ｂに対する入射角θ１が、臨界角θｃよりも大きい光は、反射面５２ｂで反射して、その進行方向が反射面５２ａに向かう方向に変更されることになる（反射光Ｌ３）。
一方、反射面５２ｂに対する入射角θ１が臨界角θｃよりも小さい光は、反射面５２ｂで屈折して、導光体５０の外部に漏出する（屈折光Ｌ６）。

ここで、反射面５２ｂの上側（外側）には、遮光壁部１２３が設けられているので、反射面５２ｂから導光体５０の外部に漏出した光は、遮光壁部１２３によって透過を妨げられる。これにより、反射面５２ｂから漏出した光が、ハウジング１２（図２参照）の外部に漏れ出して、ハウジング１２の周囲が意図せずに照明されることがない。

反射面５２ｂで反射されて、その進行方向が反射面５２ａに向かう方向に変更された光（反射光Ｌ３）は、反射面５２ａと反射面５２ｂとが互いに平行に位置しているので、反射面５２ｂに対する入射角θ１ｂと同じ入射角θ１ｂで反射面５２ａに入射する（図４参照）。
この入射角θ１ｂは、臨界角θｃよりも大きい角度であるので、反射面５２ａに到達した光は、反射面５２ａにおいて全反射して、その進行方向が、出射部５３に向かう方向に変更される（反射光Ｌ４）。

そして、反射面５２ａで反射した光（反射光Ｌ４）の一部（反射光Ｌ４ｃ）は、出射部５３の側面部５３ａに到達する。前記したように、側面部５３ａと反射面５２ａと軸線Ｘ１の法線Ｙ１との交差角θｙ（図４、５参照）が側面部５３ａでの臨界角θｃ以上となるように設定されており、反射面５２ａで反射した光（反射光Ｌ４ｃ）の側面部５３ａへの入射角θｚは、臨界角θｃよりも大きくなるので、側面部５３ａに到達した光は、側面部５３ａで全反射されて、その進行方向が出射面５３０に向かう方向に変更される（θｚ＞θｙ≧θｃ）。
そのため、出射部５３の側面部５３ａで屈折して外部に漏出する光（屈折光Ｌ７）は、反射面５２ｂで反射されたのちに側面部５３ａに到達したごく一部の光となる（図７の（ａ）参照）。

出射面５３０には、反射面５２ａで反射された光（反射光Ｌ４）と、側面部５３ａで反射された光（反射光Ｌ４ｃ）と、入射面５１０から入射した光（屈折光Ｌ２ｂ）と、側面部５３ｂから反射角φで反射した光（図５参照）とが最終的に到達する。
出射面５３０は、これらの光が屈折して、その進行方向が当該出射面５３０で屈折するこれらの光の進行方向がキートップ１１０の所望の位置に向かうように、形状が設定されているので、出射面５３０から出射された屈折光Ｌ５は、キートップ１１０の所望の位置を照明することになる。

一方、図７の（ｂ）に示すように、入射面８１０が平坦面となっている従来例にかかる導光体８０（プリズム）の場合、入射面５１０が光源Ｌ側に突出する曲面形状となっていない。そのため、入射面８１０で屈折して導光体８０内に進入したのち、反射面８２ｂに到達した光には、反射面８２ｂに対する入射角が臨界角θｃよりも小さい入射角の光が多く含まれるので、上記した導光体５０の場合よりもより多くの光が、反射面８２ｂで屈折して導光体８０の外部に漏れ出すことになる（図７の（ｂ）、屈折光Ｌ６）。
そのため、反射面８２ｂで反射して出射部８３側に導かれる光の量が、上記した導光体５０の場合よりも少なくなるので、キートップ１１０を照明する光量が少なくなってしまう。

さらに、導光体８０の場合、誘導部８２の反射面８２ｂを覆う遮光部材が設けられていないので、反射面８２ｂで屈折して導光体８０の外部に漏出した光が、遮られることなくハウジングの外部に漏出することになるので、キーボタン１１回りの予定されていない部分が照明されてしまう。

また、導光体８０の出射面８３０が平坦面となっており、上記した導光体５０の出射面５３０のように、出射面５３０で屈折した光（屈折光Ｌ５）の進行方向が、キートップ１１０の所望の位置を照明する方向に調整されることがない。
そのため、出射面８３０から出射された光を、キートップ１１０の照明に十分に用いることができなくなり、キートップ１１０の所望の部位（例えば、印字部）を照明する光量が少なくなる結果、キートップ１１０に印字された文字情報などの視認性の向上が不十分となる。

以上のとおり、実施の形態では、
（１）キーボタン１１を、当該キーボタン１１の操作方向に往復移動可能に支持するハウジング１２と、キーボタン１１の操作検出部１５が設けられた基板３０と、を備え、
ハウジング１２で支持されたキーボタン１１が、キーボタン１１の操作方向に沿う軸線Ｘ上で、操作検出部１５に対向配置されたキーボードにおいて、
軸線Ｘの軸方向から見て、基板３０上の操作検出部１５よりも外側に光源Ｌを設けると共に、
光源Ｌからの光をキーボタン１１のキートップ１１０に誘導する導光体５０を、空気よりも屈折率の大きい材料で構成すると共にハウジング１２に設け、
導光体５０を、
軸線Ｘの軸方向で、光源Ｌに対向配置された入射部５１と、
軸線Ｘの軸方向から見て、キーボタン１１に隠れる位置でキートップ１１０に対向配置された出射部５３と、
入射部５１から入射した光源Ｌからの光を、反射させながら出射部５３に誘導する誘導部５２と、から構成し、
入射部５１の光源Ｌとの対向面である入射面５１０を、光源Ｌ側に突出する曲面状に形成した構成のキーボードとした。

このように構成すると、導光体５０の屈折率ｎ１が空気の屈折率ｎ２よりも大きいので、光源Ｌから照射されて入射部５１に到達した光は、入射部５１の表面の入射面５１０で反射することなく屈折して、入射部５１から導光体５０の内部に進入する。入射部５１の光源Ｌとの対向面である入射面５１０を、光源Ｌの側に突出する曲面状に形成して、入射面５１０の表面積を増やすと、光源Ｌからの光の入射面５１０への到達機会が増えて入射部５１から入射する光（屈折光Ｌ２）の光量が増える結果、出射部５３からキートップ１１０に向けて照射される光（屈折光Ｌ５）の光量を確保することができる。
よって、キートップ１１０を照明する光量が不足して視認性が不十分となること防止できるので、暗い場所においても使用できる、視認性が優れたキーボードを提供することができる。

（２）導光体５０の誘導部５２は、入射面５１０で屈折して入射部５１に入射した光（屈折光Ｌ２）が到達する反射面５２ｂ（第１の境界面）を有しており、
入射面５１０は、当該入射面５１０で屈折した光の反射面５２ｂに対する入射角が、導光体５０の屈折率ｎ１と空気の屈折率ｎ２に応じて決まる反射面５２ｂでの光の臨界角θｃ（反射面５２ｂに到達した光が全反射する際の反射面５２ｂの法線Ｖ２を基準とした最小の角度）よりも大きい入射角で進入できる曲率半径Ｒ１で形成した構成とした。

例えば、導光体５０として、前記した屈折率が１．４以上１．６以下の材料を用いた場合、臨界角は約４５．６０°〜３８．７０°となるので、この場合の入射面５１０の曲率半径Ｒ１は、例えば２．６ｍｍ以上２．８ｍｍ以下となる。

このように構成すると、反射面５２ｂに到達した光（屈折光Ｌ２）のほぼ総てを反射面５２ｂで反射させることができると共に、反射面５２ｂで屈折して導光体５０の外部に漏出する光の量を減らして、出射面５３０に到達する光量を増やすことができる。
これにより、出射面５３０からキートップ１１０に向けて照射される光量を増やして、キートップ１１０の照明効率を向上と、視認性の向上が可能になる。

（３）入射部５１と出射部５３は、軸線Ｘの軸方向にオフセットした位置に配置されていると共に、軸線Ｘの径方向で、出射部５３のほうが入射部５１よりも軸線Ｘ側に位置しており、
導光体５０の誘導部５２では、反射面５２ｂ（第１の境界面）と、この反射面５２ｂで反射された光（反射光Ｌ３）を出射部５３に向けて反射する反射面５２ａ（第２の境界面）が、互いに平行に設けられており、
反射面５２ｂよりも軸線Ｘ側であって入射部５１側に位置する反射面５２ａと、この反射面５２ａに連なる出射部５３の側面部５３ａと、軸線Ｘ１の法線Ｙ１の交差角θｙを、側面部５３ａでの光の臨界角θｃ以上に設定した構成とした。

このように構成すると、反射面５２ｂで反射して、その進行方向が反射面５２ａに向かう方向に変更された光（反射光Ｌ３）は、反射面５２ａが反射面５２ｂに対して平行に設けられているので、反射面５２ｂで全反射した際と同じ入射角θ１ｂで反射面５２ａに入射する（図４、図６の（ａ）、反射光Ｌ３）。
よって、反射面５２ｂで反射して反射面５２ａに到達した光の総てが、反射面５２ａで屈折光として外部に漏れることなく、反射面５２ａで全反射して、その進行方向が出射部５３に向かう方向に変更されることになる（図４、反射光Ｌ４、図５、反射光Ｌ４ｃ、図５、側面部５３ｂでの入射角φの反射光）ので、誘導部５２の反射面５２ａから光の漏出を確実に阻止して、出射部５３に向かう光量を確保できる。できる。

さらに、反射面５２ａで反射して側面部５３ａに到達する反射光Ｌ４ｃは、反射面５２ａと側面部５３ａとの交差角θｙよりも必ず大きい入射角θｚで入射するので、反射面５２ａと側面部５３ａと軸線Ｘ１の法線Ｙ１との交差角θｙを、臨界角θｃ以上にすると、反射面５２ａで反射して側面部５３ａに到達した光（反射光Ｌ４ｃ）の入射角θｚは、当該側面部５３ａでの臨界角θｃよりも大きい入射角となる。
これにより、側面部５３ａに到達した光（反射光Ｌ４ｃ）の総てが、側面部５３ａで全反射して、その進行方向が、出射面５３０に向かう方向に変更されるので、出射部５３の側面部５３ａからの光の漏出を抑制して、出射面５３０からキートップ１１０に向けて照射される光量を増やすことができる。
よって、導光体５０の出射面５３０以外の部分からの光の漏出を抑えて、出射面５３０から出射される光の総量を増やすことができるので、キートップ１１０の照明効率の向上と、視認性の向上が可能になる。

また、反射面５２ａと反射面５２ｂとが平行に配置されて、誘導部５２がいわゆるロンボイドプリズムに構成されており、入射部５１から入射した光を、キートップ１１０を照明するのに適した位置（出射部５３に対応する位置）まで平行移動させることが可能となるので、操作検出部１５の外側に配置した光源Ｌからの光を、操作検出部１５の上方に位置するキーボタン１１の下方から、キートップ１１０に向けて照射できる。
よって、キーボタン１１を支持するハウジング１２を大型化させることなく、キートップ１１０を適切に照明できる。
また、互いに平行な反射面５２ａ、５２ｂの間で光を少なくとも１回以上反射させながら、軸線Ｘの径方向で外側に位置する入射部５１から内側に位置する出射部５３まで誘導することができるので、ハウジング１２の形状を大きく変更することや、操作検出部１５の配置を変更することなく、キートップ１１０を適切に照明できる。
さらに、反射面５２ａと反射面５２ｂとが平行に配置されていることで、全反射される光の量が増えるので、光伝達効率を稼ぐことができる。

（４）反射面５２ｂには、当該反射面５２ｂで屈折して導光体５０の外部に漏れる光を遮る遮光壁部１２３（遮光部）が設けられている構成とした。

このように構成すると、誘導部５２の反射面５２ｂで屈折して誘導部５２の外部に漏れ出た光の拡散が、遮光壁部１２３により阻止されるので、漏れ出た光により、意図しない部位（例えば、ハウジング１２の側面など）が照明されて光ることを防止できる。
意図していない部位が光ると、キートップ１１０を照明する光量が低下すると共に、照明されているキートップの視認性が低下するので、遮光壁部１２３を設けることで、かかる事態の発生を好適に防止できる。
遮光壁部１２３が設けられていない場合には、反射面５２ｂで屈折して漏れ出た光が、操作者を眩惑するため、遮光壁部１２３を設けることで操作者の眩惑を防止できる。

（５）出射部５３のキートップ１１０に対向する出射面５３０を、キートップ１１０から離れる方向に凹状に窪んだ曲面状に形成した構成とした。

このように構成すると、出射面５３０に到達した光の出射面５３０での反射、屈折を制御できるので、出射面５３０から出射される光を、キートップ１１０の所定範囲に誘導して、キートップ１１０を適切に照明することができるので、キートップ１１０の照明効率を向上と、視認性の向上が可能になる。

（６）出射面５３０を、出射部５３内を通って出射面５３０に到達した光（反射光Ｌ４、Ｌ４ｃ、屈折光Ｌ２ｂ）が、出射面５３０で屈折する角度（臨界角θｃ以下）で進入させると共に、屈折した光の進行方向がキートップの所望の範囲に向かう方向となる曲率半径Ｒ２で形成した構成とした。

導光体５０として、前記した屈折率が１．４以上１．６以下の材料を用いた場合、実施の形態にかかる出射面５３０の曲率半径Ｒ２は、例えば２．２ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下に設定される。

このように構成すると、出射面５３０に到達した光を、キートップ１１０の所望の範囲に誘導して、キートップ１１０を適切に照明できる。
よって、意図した部位が照明されて光らない偏照が生じることがない。

（７）ハウジング１２は、出射部５３の出射面５３０で屈折して導光体５０の外部に出射された光が通過する開口１２１ａを有しており、開口１２１ａの側縁には、開口１２１ａを通過した光の軸線Ｘの径方向外側への拡散を阻止する阻止壁部１２４（阻止壁）が設けられており、キーボタン１１の非操作時に、阻止壁部１２４は、キーボタン１１の周壁部１１１の内側に挿入されている構成とした。

このように構成すると、出射部５３の出射面５３０から出射された光が、ハウジング１２とキーボタン１１の周壁部１１１との間の隙間から、軸線Ｘの径方向外側に漏れ出すことを好適に防止できるので、漏れ出た光によりキーボタン１１の視認性が低下することや、キーボタン１１を照明する光の光量が低下することを好適に防止できる。

（８）ハウジング１２は、透明な樹脂材料によって形成される構成とした。

このように構成すると、導光体５０をハウジング１２に一体形成することが可能となり、キーボードの製造コストを引き下げることが可能となる。

前記した実施の形態では、反射面５２ｂで屈折して導光体５０の外部に漏れる光を遮る遮光壁部１２３が、ハウジング１２に設けられている場合を例示したが、導光体５０をハウジングと一体に形成して、遮光壁部１２３を省略しても良い。
この場合には、誘導部５２の反射面５２ｂの外周に、反射面５２ｂで屈折して外部に漏れ出る光（屈折光）を吸収する材料層を設けることで、ハウジング１２の外部に光が漏れ出すことを好適に阻止できる。

図８および図９は、変形例に係る導光体５０Ａを説明する図である。
前記した実施の形態では、入射部５１の入射面５１０が光源Ｌ側に突出した曲面形状を成すと共に、出射部５３の出射面５３０がキートップ１１０から離れる方向に凹上に窪んだ曲面形状を成している導光体５０の場合を例示したが、図８、図９に示すように、入射部５１の入射面５１０が光源Ｌ側に突出した曲面形状を成すと共に、出射部５３の出射面５３０が平坦面を成している導光体５０Ａを採用しても良い。

この場合には、少なくとも、反射面５２ｂに到達した光（屈折光Ｌ２）のほぼ総てを反射面５２ｂで反射させることができると共に、反射面５２ｂで屈折して導光体５０の外部に漏出する光の量を減らして、出射面５３０に到達する光量を増やすことができるので、従来例に係る導光体８０の場合よりも、キートップ１１０に向けて照射される光量を増やして、キートップ１１０の照明効率の向上と、視認性の向上が可能になる。

そして、導光体５０Ａを採用するに際し、図９に示すように、遮光壁部１２３と阻止壁部１２４とを、導光体５０Ａの外周に沿って設けることが好ましい。
このように構成すると、反射面５２ｂから導光体５０Ａの外部への光の漏出と、出射面５３０から照射された光の拡散と、を防止できる。
よって、誘導部５２の反射面５２ｂで屈折して誘導部５２の外部に漏れ出た光の拡散が、遮光壁部１２３により阻止されるので、漏れ出た光により、意図しない部位（例えば、ハウジング１２の側面など）が照明されて光ることを防止できる。
また、出射部５３の出射面５３０から出射された光が、ハウジング１２とキーボタン１１の周壁部１１１との間の隙間から、軸線Ｘの径方向外側に漏れ出すことを好適に防止できるので、漏れ出た光によりキーボタン１１の視認性が低下することや、キーボタン１１を照明する光の光量が低下することを好適に防止できる。

図１０は、他の変形例に係る導光体５０Ｂを説明する図である。
さらに、入射部５１の入射面５１０が平坦面であり、出射部５３の出射面５３０がキートップ１１０から離れる方向に凹上に窪んだ曲面形状を成している導光体５０Ｂを採用しても良い。

この場合には、出射面５３０から出射される光を、キートップ１１０の所定範囲に誘導して、キートップ１１０を適切に照明することができるので、キートップ１１０の照明効率の向上と、視認性の向上が少なくとも可能になる。

このように、
（９）出射部５３のキートップ１１０に対向する出射面５３０を、キートップ１１０から離れる方向に凹状に窪んだ曲面状に形成し、出射面５３０を、出射部５３内を通って出射面５３０に到達した光が、出射面５３０で屈折する角度（臨界角θｃ以下）で進入させると共に、屈折した光の進行方向がキートップの所望の範囲に向かう方向となる曲率半径Ｒ２で形成した構成とした。

このように構成すると、出射面５３０に到達した光を、キートップ１１０の所望の範囲に誘導して、キートップ１１０を照明できるので、出射面５３０に到達する光の量が少なくなっても、少なくなった光量の分を、光を誘導することで相殺できるので、キートップ１１０の視認性の低下を好適に阻止できる。

１ キー
１１ キーボタン
１２ ハウジング
１３ プランジャ
１４ カップラバー
１５ 操作検出部
３０ 基板
５０、５０Ａ、５０Ｂ 導光体
５１ 入射部
５２ 誘導部
５２ａ、５２ｂ 反射面
５３ 出射部
５３ａ、５３ｂ 側面部
８０ 導光体
８１ 入射部
８２ 誘導部
８２ａ、８２ｂ 反射面
８３ 出射部
１１０ キートップ
１１１ 周壁部
１１２ 軸部
１１３ 補強壁
１１４ 空間部
１２１ 収容部
１２１ａ 開口
１２２ 支持部
１２３ 遮光壁部
１２４ 阻止壁部
１３０ 基部
１３０ａ リブ
１３０ｂ フランジ部
１３０ｃ 押圧部
１４１ 空洞部
１４２ 載置部
１４３ 脚部
１５１ 電極対
１５２ 弾性体
５１０ 入射面
５３０ 出射面
８１０ 入射面
８３０ 出射面
Ｌ 光源

Claims (8)

1. キーボタンを、当該キーボタンの操作方向に往復移動可能に支持するハウジングと、
   前記キーボタンの操作検出部が設けられた基板と、を備え、
   前記ハウジングで支持された前記キーボタンが、当該キーボタンの前記操作方向に沿う軸線上で、前記操作検出部に対向配置されたキーボードにおいて、
   前記軸線の軸方向から見て、前記基板上の前記操作検出部よりも外側に光源を設けると共に、
   前記光源からの光を前記キーボタンのキートップに誘導する導光体を、空気よりも屈折率の大きい材料で構成すると共に前記ハウジングに設け、
   前記導光体を、
   前記軸線の軸方向で、前記光源に対向配置された入射部と、
   前記軸線の軸方向から見て、前記キーボタンに隠れる位置で前記キートップに対向配置された出射部と、
   前記入射部から入射した前記光源からの光を前記出射部に誘導する誘導部と、から構成し、
   前記入射部の前記光源に対向する入射面を、前記光源側に突出する曲面状に形成し、
   前記誘導部は、前記入射面で屈折して前記入射部に入射した光が到達する第１の境界面を有しており、
   前記入射面を、当該入射面で屈折した光の前記第１の境界面に対する入射角が、前記導光体の屈折率と空気の屈折率で決まる前記第１の境界面での光の臨界角よりも大きい入射角で前記第１の境界面に進入できるような曲率半径で形成したことを特徴とするキーボード。
2. 前記誘導部では、前記第１の境界面で反射された光を前記出射部に向けて反射する第２の境界面が、前記第１の境界面に対して平行に設けられており、
   前記第２の境界面と、当該第２の境界面に連なる前記出射部の側面部の法線との交差角を、前記側面部での光の臨界角以上に設定したことを特徴とする請求項１に記載のキーボード。
3. 前記第１の境界面には、当該第１の境界面で屈折して前記導光体の外部に漏れる光を遮る遮光部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキーボード。
4. 前記出射部の前記キートップに対向する出射面を、前記キートップから離れる方向に凹状に窪んだ曲面状に形成したことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のキーボード。
5. 前記出射面を、前記出射部内を通って前記出射面に到達した光が、前記出射面で屈折すると共に、屈折した光の進行方向が前記キートップに向かう方向となる曲率半径で形成したことを特徴とする請求項４に記載のキーボード。
6. キーボタンを、当該キーボタンの操作方向に往復移動可能に支持するハウジングと、
   前記キーボタンの操作検出部が設けられた基板と、を備え、
   前記ハウジングで支持された前記キーボタンが、当該キーボタンの前記操作方向に沿う軸線上で、前記操作検出部に対向配置されたキーボードにおいて、
   前記軸線の軸方向から見て、前記基板上の前記操作検出部よりも外側に光源を設けると共に、
   前記光源からの光を前記キーボタンのキートップに誘導する導光体を、空気よりも屈折率の大きい材料で構成すると共に前記ハウジングに設け、
   前記導光体を、
   前記軸線の軸方向で、前記光源に対向配置された入射部と、
   前記軸線の軸方向から見て、前記キーボタンに隠れる位置で前記キートップに対向配置された出射部と、
   前記入射部から入射した前記光源からの光を前記出射部に誘導する誘導部と、から構成し、
   前記出射部の前記キートップに対向する出射面を、前記キートップから離れる方向に凹状に窪んだ曲面状に形成し、
   前記出射面を、前記出射部内を通って前記出射面に到達した光が、前記出射面で屈折すると共に、屈折した光の進行方向が前記キートップに向かう方向となる曲率半径で形成したことを特徴とするキーボード。
7. 前記ハウジングは、前記出射部で屈折して前記導光体の外部に出射された光が通過する開口を有しており、前記開口の側縁には、前記開口を通過した光の前記軸線の径方向外側への拡散を阻止する阻止壁が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載のキーボード。
8. 前記ハウジングは、
   透明な樹脂材料によって形成されることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載のキーボード。