KR20130093223A

KR20130093223A - 휴대용 단말기의 키패드 조명 장치

Info

Publication number: KR20130093223A
Application number: KR1020120014617A
Authority: KR
Inventors: 김병선
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2013-08-22
Also published as: KR101908953B1; EP2629171B1; US8777433B2; US20130208441A1; CN103259895A; CN103259895B; EP2629171A3; EP2629171A2

Abstract

본 발명은 다수의 키탑들의 배열로 이루어지는 키패드 부재; 상기 키패드 부재의 하부에 배치되는 적어도 하나의 발광 소자; 및 상기 키패드 부재의 하부에 배치되어 상기 발광 소자로부터 출사되는 빛으로 상기 키탑들을 조명하는 도광판 부재를 포함하고, 상기 발광 소자로부터 출사된 빛이 입사되는 상기 도광판 부재의 입사면은 곡면 또는 복수의 경사면으로 이루어지며, 상기 입사면의 법선들 중 적어도 하나가 상기 발광 소자의 발광면을 지나게 배치되는 키패드 조명 장치를 개시한다. 상기와 같은 구성의 키패드 조명 장치는 도광판 부재로 빛이 입사되는 과정에서의 굴절에 따른 조명 각도 범위가 감소되는 것을 완화하여 조명 효율과 아울러, 키패드 전체 면적에서 조명 균일도를 향상시킬 수 있게 된다.

Description

휴대용 단말기의 키패드 조명 장치 {LIGHTING DEVICE FOR KEY PAD OF PORTABLE TERMINAL}

본 발명은 휴대용 단말기에 관한 것으로서, 특히, 키패드의 조명 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 휴대용 컴퓨터, 이동통신 단말기와 같은 휴대용 단말기들은 입력 장치로서 물리적인 키패드를 구비하고 있다. 이러한 휴대용 단말기는 사용 환경, 특히, 조명이 열악한 야간이나 실내에서도 입력 장치의 조작을 용이하게 하기 위해 키패드에 조명 장치를 제공하고 있다. 다만, 이동통신 단말기와 같이 일상적으로 사용자가 휴대하고 다니면서 사용하는 단말기에는 키패드 조명 장치가 이미 탑재되어 왔으며, 휴대용 컴퓨터와 같이 비교적 휴대하는 빈도가 낮은 단말기에서는 최근에 이르러서 키패드 조명 장치가 탑재되기 시작했다. 또한, 이러한 키패드 조명 장치는 유선 전화기, 디지털 도어락(door lock), 가전제품의 원격 조정기 등에도 탑재되고 있다.

일반적인 이동통신 단말기에는 3*4 배열의 키탑들로 이루어지는 물리적인 키패드가 탑재된다. 이러한 물리적인 키패드의 경우, 직하 방식, 즉, 키패드의 전반에 발광 소자를 배열하되, 개별 발광 소자가 각 키탑에 1:1 대응되도록 또는 1개의 발광 소자가 2개 또는 4개의 키탑들과 대응되도록 배열하는 방식이 일반적이었다. 한편, 발광 다이오드로 대표되는 발광 소자 성능이 향상되고 조명 기술이 발달하면서, 도광판 부재로서 도파로 필름을 이용한 테두리 방식의 조명 장치가 상용화되었다. 테두리 방식의 조명 장치는 키패드 전체 면적에 걸쳐 도파로 필름을 배치하고, 도파로 필름의 가장자리에 발광 소자를 배치하여 발광 소자로부터 출사된 빛을 도파로 필름을 통해 키패드 전체 면적으로 확산시키게 된다.

상기와 같은 테두리 방식의 조명 장치가 상용화되면서, 키패드 및 그 조명 장치를 설치하기 위한 공간을 절감할 수 있게 되었다. 따라서 테두리 방식의 키패드 조명 장치를 적용함으로써, 휴대용 단말기의 소형화가 용이하게 되었고, 휴대용 컴퓨터 등의 키보드에도 조명 장치가 설치되기에 이르렀다. 이는 도광판 부재를 활용한 조명 장치가 더 적은 수의 발광 소자로 더 넓은 면적에 고르게 조명을 제공할 수 있었기 때문이다.

이러한 키패드 조명 장치의 발광 소자로는 발광 다이오드가 일반적으로 활용되고 있다. 발광 다이오드가 키패드 조명 장치의 발광 소자로 적합하기는 하나, 광축의 중심에서 멀어질수록, 발광면으로부터 멀어질수록 빛의 강도가 점차 낮아지게 된다. 즉, 하나의 발광 다이오드로 직접 조명할 수 있는 각도 범위와 거리에 한계가 있는 것이다.

도 1은 광원의 중심축, 즉, 광축(O)으로부터의 각도에 따라 측정되는 발광 다이오드의 조명 강도 분포를 나타내는 그래프(10)를 도시하고, 도 2는 광원으로부터의 거리에 따라 측정되는 발광 다이오드의 조명 강도 분포를 나타내는 그래프(20)를 도시하고 있다. 도 1은 발광 다이오드의 광축(O)에서 측정되는 조명 강도를 '1'이라 했을 때, 광축(O)으로부터의 각도에 따른 조명 강도 비율을, 도 2는 광원인 발광 소자의 발광면에서 측정되는 조명 강도를 '1'이라 했을 때, 광원, 즉, 발광 소자의 발광면으로부터의 거리에 따른 조명 강도 비율을 각각 나타낸다. 도 1과 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 광축(O)으로부터 대략 60도 각도를 벗어난 범위에서는 조명이 제공되지 못하며, 발광면으로부터 점차 멀어질수록 조명 강도가 점차 저하되는 것을 알 수 있다.

도 3은 통상적인 테두리 방식의 조명 장치를 구비하는 휴대용 단말기의 키패드(100)를 도시하고 있다. 상기 키패드(100)는 다수의 키탑(111)들을 구비하는 키패드 부재(101)와, 상기 키패드 부재(101)의 하부에 배치되는 돔 시트(dome sheet)(102)로 이루어진다.

상기 돔 시트(102)는 상기 키탑(111)들과 상응하게 배열된 다수의 돔 스위치(123)들이 일면에 배열된 가요성 인쇄회로 기판(121)으로 구성될 수 있다. 상기 돔 시트(102)와 상기 키패드 부재(101) 사이에는 도광판 부재로서 도파로 필름(103)과 발광 소자(131)가 배치된다. 상기 발광 소자(131)는 상기 도파로 필름(103)의 가장자리에 인접하게 복수로 배치되며, 상기 발광 소자(131)로부터 출사된 빛은 상기 도파로 필름(103)을 통해 상기 키패드 부재(101)의 전반에 조명을 제공할 수 있게 된다.

상기와 같이 발광 소자(131)와 도파로 필름(103)을 활용한 키패드 조명 장치는 키탑(111)들의 수와 대비할 때 현저히 적은 수의 발광 소자를 활용하여 구성할 수 있게 된다.

도 4는 종래의 테두리 방식의 키패드 조명 장치의 구성을 예시한 도면으로서, 발광 소자(131)의 발광면과 상기 도파로 필름(103)의 입사면(133)이 평행하게 배치되어 있다. 이때, 발광 소자(131)로부터 출사된 빛은 공기층을 지나 입사면(133)을 통해 도파로 필름(103)으로 입사하게 되는데, 입사면(133)을 통과하면서 공기층과 도파로 필름(103)의 밀도 차로 인한 굴절이 발생하게 된다. 빛이 진행하는 매질의 차이에 따른 굴절로 인하여 발광 소자(131)의 조명 각도 범위와 비교할 때 도파로 필름으로 입사된 빛이 조명할 수 있는 각도 범위가 감소하게 된다. 따라서 테두리 방식을 이용한 종래의 키패드 조명 장치는 발광 소자의 수를 줄이면서 키패드 전체 면적에 균일한 조명을 제공하는데 한계가 있는 실정이다.

도 5는 통상적인 직하 방식의 키패드 조명 장치를 구비하는 키패드의 돔 시트(223)를 도시하고 있다. 상기 돔 시트(223)는 강성을 가지는 인쇄회로 기판(221)상에 부착되어 있으며, 상기 돔 시트(223)의 일면에 다수의 돔 스위치(225)들이 배열되어 있음을 알 수 있다. 상기 키패드의 조명 장치를 이루는 발광 소자(231)는 상기 인쇄회로 기판(221)상에서, 상기 돔 스위치(225)들 사이에 각각 배치됨을 알 수 있다.

직하 방식의 키패드 조명 장치가 적용되는 키패드에는 도광판 부재로서 실리콘 패드가 활용되며, 실리콘 패드의 상면에는 상기 돔 스위치(225)들과 상응하는 위치에 배열되는 키탑들을 구비하게 된다.

도 6은 직하 방식을 이용한 종래의 키패드 조명 장치에 활용되는 도광판 부재(204)를 도시하고 있다. 상기 도광판 부재(204)는 하부면에 다수의 돌출부(241)들이 형성되며, 각 돌출부(241)에는 상기 돔 스위치(225)에 상응하는 작동 돌기(243)들이 형성되어 있다. 상기 도광판 부재(204)가 상기 돔 시트(223) 상에 배치되었을 때, 상기 작동 돌기(243)들은 상기 돔 스위치(225)들 중 하나와 대면하게 배치되며, 사용자의 조작에 따라 상기 작동 돌기(243)들이 직접 상기 돔 스위치(225)들을 작동하게 되는 것이다. 상기 도광판 부재(204)의 상면에는 상기 돌출부(241)들과 상응하는 위치에 배열되는 키탑들이 부착된다. 이때, 상기 도광판 부재(204)가 상기 인쇄회로 기판(221)상에 배치되었을 때, 상기 발광 소자(231)들은 상기 돌출부(241)들 사이에 배치되어, 주위에 있는 하나 또는 둘 이상의 돌출부들, 더 궁극적으로는 키탑들을 조명하게 된다.

상기와 같은 직하 방식을 이용한 종래의 키패드 조명 장치는 실질적으로 도광판 부재의 돌출부를 통해 발광 소자의 빛이 입사되는데, 발광 소자에 대한 각 돌출부들의 위치가 서로 상이하여 빛의 입사각이나 거리가 상이한 것이 현실이다. 또한, 각 돌출부의 위치에 따라 하나의 발광 소자로부터 조명을 제공받거나 복수의 발광 소자로부터 동시에 조명을 제공받기도 한다. 따라서 직하 방식을 이용한 종래의 키패드 조명 장치는 키탑들 전체에 균일한 조명을 제공하는데 많은 어려움이 따르고 있다. 더욱이, 하나의 돌출부에 제공되는 조명 또한 발광 소자의 빛이 입사되는 면이 다양하기 때문에, 하나의 키탑 내에서도 국부적으로 밝거나 어두운 부분이 발생하고 있다.

이에, 본 발명은 조명의 효율을 향상시키고 키패드 전체 면적의 조명 균일도를 향상시킬 수 있는 키패드 조명 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 키패드 전체 면적의 조명 균일도를 향상시킴으로써, 휴대용 단말기 등의 외관 디자인을 향상시키는데 기여할 수 있는 키패드 조명 장치를 제공하고자 한다.

따라서 본 발명은 다수의 키탑들의 배열로 이루어지는 키패드 부재; 상기 키패드 부재의 하부에 배치되는 적어도 하나의 발광 소자; 및 상기 키패드 부재의 하부에 배치되어 상기 발광 소자로부터 출사되는 빛으로 상기 키탑들을 조명하는 도광판 부재를 포함하고, 상기 발광 소자로부터 출사된 빛이 입사되는 상기 도광판 부재의 입사면은 곡면 또는 복수의 경사면으로 이루어지며, 상기 입사면의 법선들 중 적어도 하나가 상기 발광 소자의 발광면을 지나게 배치되는 키패드 조명 장치를 개시한다.

상기 도광판 부재는 도파로 필름이며, 상기 발광 소자는 상기 도파로 필름의 적어도 일측에 배치될 수 있다.

이때, 상기 도광판 부재의 입사면은 일정 곡률 반경을 가지는 원호 형상의 곡면임이 바람직하다.

상기 도광판 부재의 입사면이 원호 형상인 경우, 상기 발광 소자는 상기 입사면의 곡률 반경 중심에 위치될 수 있다.

아울러, 상기 도광판 부재의 입사면이 원호 형상인 경우, 상기 입사면은 상기 발광 소자의 광축을 중심으로 대칭임이 바람직하다.

또한, 상기 도광판 부재가 도파로 필름인 경우, 상기 도광판 부재의 입사면은 다수의 경사면들의 배열로 이루어지며, 각 경사면의 법선들 중 하나가 상기 발광 소자의 발광면을 지나게 배치될 수 있다.

한편, 상기 도광판 부재는 상기 키탑들 중 하나에 상응하게 각각 배열되는 다수의 돌출부들을 구비하는 실리콘 패드이며, 상기 실리콘 패드의 일면이 상기 키패드 부재와 대면하고, 상기 돌출부들은 상기 실리콘 패드의 타면에 형성될 수 있다.

이때, 상기 발광 소자는 상기 실리콘 패드의 하부에 배치되고, 상기 도광판 부재의 입사면은 상기 돌출부들에 각각 형성되는 경사면으로 이루어지되, 각 경사면의 법선들 중 하나가 상기 발광 소자의 발광면을 지나게 배치될 수 있다.

또한, 상기 발광 소자는 상기 실리콘 패드의 하부에 배치되고, 상기 도광판 부재의 입사면은 상기 돌출부들에 각각 형성되는 곡면으로 이루어지되, 각 입사면은 서로 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다.

이때, 상기 각각의 입사면 곡률 반경의 중심에 상기 발광 소자의 발광면이 배치됨이 바람직하다.

또한, 상기 발광 소자는 상기 실리콘 패드의 하부에 배치되며, 하나의 상기 발광 소자 주위에 적어도 한 쌍의 상기 돌출부들이 배치됨이 바람직하다.

상기와 같은 키패드 조명 장치에서, 상기 발광 소자는 발광 다이오드(light emitting diode)임이 바람직하다.

상기와 같은 구성의 키패드 조명 장치는 도광판 부재로 빛이 입사되는 과정에서의 굴절에 의해 조명 각도 범위가 감소되는 것을 완화하여 조명 효율을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 조명 각도 범위의 감소, 다시 말해서 특정 방향으로 조명이 집중되는 것을 완화함으로써, 키패드 전체 면적에서 조명 균일도를 향상시킬 수 있게 된다. 이로써, 본 발명에 따른 키패드 조명 장치를 탑재하는 휴대용 단말기의 외관 디자인을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 광축으로부터의 각도에 따른 발광 소자의 조명 강도 분포를 그래프로 나타내는 도면,
도 2는 광원으로부터의 거리에 따라 측정되는 발광 소자의 조명 강도 분포를 그래프로 나타내는 도면,
도 3은 통상적인 테두리 방식의 조명 장치를 구비하는 키패드를 나타내는 분리 사시도,
도 4는 종래 기술의 일 실시 예에 따른 테두리 방식의 키패드 조명 장치의 주요 부분을 확대하여 나타내는 도면,
도 5는 통상적인 직하 방식의 조명 장치를 구비하는 키패드의 일부분을 나타내는 사시도,
도 6은 종래 기술의 일 실시 예에 따른 직하 방식의 키패드 조명 장치의 도광판 부재를 나타내는 사시도,
도 7 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 테두리 방식의 키패드 조명 장치의 주요 부분을 각각 확대하여 나타내는 도면,
도 10은 테두리 방식의 키패드 조명 장치의 구조에서 종래 기술과 본 발명을 비교 설명하기 위해 예시하는 도면,
도 11은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 직하 방식의 키패드 조명 장치의 주요 부분을 확대하여 나타내는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 테두리 방식의 키패드 조명 장치의 주요 부분을 각각 확대하여 나타내는 도면으로서, 발광 소자(331)의 발광면과 도광판 부재(303)의 입사면(333a, 333b, 333c) 사이 거리를 다르게 설정한 규격을 각각 도시하고 있다. 본 발명에 따른 도광판 부재(303)의 입사면(333a, 333b, 333c)은 경사면들의 배열, 바람직하게는 곡면으로 이루어진다. 더 바람직하게는, 본 발명에 따른 키패드 조명 장치에서, 도광판 부재(303)의 입사면(333a, 333b, 333c)은 발광 소자(331)의 발광면을 중심으로 하는 원(I)의 일부분으로서, 일정 곡률을 가지는 원호 형상을 가지고 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 키패드 조명 장치를 설명함에 있어, 도 3을 더 참조하여 설명됨에 유의한다. 상기 발광 소자(331)와 도광판 부재(303)는 상기 키패드 부재(101)의 하부에 배치된 구성으로서, 상기 도광판 부재(303)는 상기 발광 소자(331)로부터 출사되는 빛을 상기 키패드 부재(101)의 전체 면적으로 확산시키게 된다. 이때, 상기 도광판 부재(303)의 입사면(333a, 333b, 333c)은 곡면 또는 복수의 경사면들로 이루어지고, 상기 입사면(333a, 333b, 333c)의 법선들 중 적어도 하나는 상기 발광 소자(331)의 발광면을 지나게 배치된다. 상기 발광 소자(331) 및 도광판 부재(303)는 돔 시트 또는 상기 돔 시트를 이루는 가요성 인쇄회로 기판(321)상에 설치될 수 있다.

상기 키패드 부재(101)는 상면에 다수의 키탑(111)들이 배열되며, 상기 키탑(111)들에는 각각에 할당된 문자 등이 인쇄되어 있다. 상기 발광 소자(331)로부터 제공되는 조명은 상기 키탑(111)들에 인쇄된 문자에 제공되어, 어두운 실내나 야간에도 사용자는 각 키탑(111)들에 할당된 문자를 시각적으로 인지하여 조작할 수 있다.

상기 발광 소자(331)는 상기 키패드 부재(101)를 조명하는 빛을 제공하기 위한 것으로서, 발광 다이오드를 사용하는 것이 바람직하다. 발광 다이오드는 대체로 수명이 반영구적이며, 전력 소모가 적은 광원으로서, 키패드나 디스플레이 장치의 조명으로 활용하기 적합하다. 상기 발광 소자(331)는 상기 키패드 부재(111)의 하부에 배치되며, 측방향, 다시 말해서, 상기 키패드 부재(101)의 키탑(111)들이 배열된 방향으로 빛을 출사하게 된다.

상기 도광판 부재(303)는 도파로 필름을 활용하여 구성할 수 있으며, 상기 키패드 부재(101)와 대면하는 상태로 상기 키패드 부재(101)의 하부에 배치되고, 상기 발광 소자(331)로부터 출사되는 빛을 상기 키패드 부재(111)의 전체 면적으로 확산시키게 된다. 아울러, 상기 도광판 부재(303)는 상기 키패드 부재(101)가 배치된 방향으로 빛을 유출하여 상기 키탑(111)들로 조명을 제공하게 된다. 이때, 상기 도광판 부재(303)의 적어도 일측에서, 상기 발광 소자(331)는 적어도 하나, 바람직하게는 복수로 배치된다. 조명을 제공하기 위한 면적과 거리에 따라 상기 발광 소자(331)의 수와 위치가 적절하게 조정될 것임은 자명하다.

한편, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 도광판 부재(303)의 입사면(333a, 333b, 333c)은 곡면 또는 복수의 경사면들의 배열로 이루어짐이 바람직하다. 이때, 상기 입사면(333a, 333b, 333c)의 법선이 상기 발광 소자(331)의 발광면을 지나게 배치된다. 상기 발광 소자(331)가 출사된 빛이 조명할 수 있는 각도가 제한되기 때문에, 상기 입사면(333a, 333b, 333c)을 형성하는 범위나 상기 입사면(333a, 333b, 333c)으로부터 상기 발광 소자(331)의 발광면까지의 거리는 일정 범위 내에서 제한된다. 이렇게 제한된 범위에서 형성하면서 상기 입사면(333a, 333b, 333c)을 경사면들의 배열로 형성한다면, 경사면들의 수가 많아질수록 상기 입사면(333a, 333b, 333c)의 전체 형상은 곡면에 근접하게 될 것이다. 따라서 본 발명의 구체적인 실시 예에서는 곡면 형상의 입사면을 예시하여 설명하고 있음에 유의한다.

상기 도광판 부재(303)의 입사면(333a, 333b, 333c)은 실질적으로 원의 일부분은 다시 말해서 원호이며, 따라서 상기 입사면(333a, 333b, 333c)은 일정한 값의 곡률 반경을 가지게 된다. 이때, 상기 발광 소자(331), 더 구체적으로 상기 발광 소자(331)의 발광면은 도 7에 도시된 바와 같이 상기 입사면(333a)으로부터 곡률 반경보다 더 가까운 거리(이하에서는 '제1 규격'이라 함), 도 8에 도시된 바와 같이 상기 입사면(333b)으로부터 곡률 반경의 중심(이하에서는 '제2 규격'이라 함) 또는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 입사면(333c)으로부터 곡률 반경보다 더 먼 거리(이하에서는 '제3 규격'이라 함)에 각각 배치될 수 있다.

상기 입사면(333a, 333b, 333c)으로 빛을 입사하는 상기 발광 소자(331)를 배치함에 있어, 상기 발광 소자(331)의 광축(O)은 상기 입사면(333a, 333b, 333c)의 법선들 중 하나와 일치되는 방향으로 배치됨이 바람직하다. 또한, 상기 발광 소자(331)의 광축(O)을 중심으로 상기 입사면(333a, 333b, 333c)들이 대칭을 이루도록 상기 발광 소자(331)가 배치됨이 바람직하다. 더 바람직하게는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자(331)의 발광면이 상기 입사면(333a, 333b, 333c)의 곡률 반경의 중심에 위치하도록 배치되어야 할 것이다. 도 8에 도시된 제2 규격의 구조에서는, 빛이 입사되는 상기 입사면(333b)의 모든 지점에서 빛의 입사각이 서로 동일하게 90도 각도로 설정되므로, 상기 도광판 부재(303)로 입사하는 과정에서의 굴절에 의해 광축(O) 방향에 조명이 집중되는 것을 완화할 수 있다.

이하에서는 도 10을 참조하여, 상기 도광판 부재(303)의 입사면 구조에 따른 조명 성능에 관하여 살펴보기로 한다.

도 10은 상기 발광 소자(331)로부터의 거리를 달리하면서 광축(O) 방향을 중심으로 ±30도 각도 방향 및 -60도 각도 방향 각각에서 3개의 광량 측정 센서(901, 902, 903, 911, 912, 913, 921, 922, 923, 931, 932, 933)들을 배치한 모습을 도시한다. 이때, 종래의 구조를 포함하여 상기 발광 소자(331)와 도광판 부재(303), 광량 측정 센서들은 서로 동일한 사양이며, 입사면(133, 333a, 333b, 333c)들의 구조를 다르게 설정한 것이다. 도 10에 도시된 배치를 통해 측정된 광량으로부터 입사면 구조에 따른 조명 성능은 아래의 [표 1]과 같다.

균일도 비교 항목	종래 기술	제1 규격	제2 규격	제3 규격
굴절 사각의 광량비	37%	64%	89%	77%
광 균일도	29.22%	37.07%	39.08%	35.02%
광축 방향 조명 강도	100%	73%	47%	42%

위의 [표 1]에서, '굴절 사각의 광량비'는 광축(O) 방향 및 ±30도 각도 방향에서의 평균 광량에 대한 굴절 사각, 다시 말해서, -60도 각도 방향에서의 평균 광량의 비율을 기재하고 있다. 위의 [표 1]에서 '광 균일도'는 광축(O) 방향 및 ±30도 각도 방향에서, 전체 평균 광량에 대한 상기 발광 소자(331)로부터 가장 먼 거리의 광량 측정 센서(903, 913, 923)에서 측정되는 광량의 평균 광량의 비율을 기재하고 있다. 위의 [표 1]에서 '광축 방향 조명 강도'는 광축(O) 방향에서 측정되는 종래 기술의 평균 광량을 100%라 설정하고 각 규격에서 측정되는 광축(O) 방향의 평균 광량을 비율로서 기재한 것이다.

[표 1]에 기재된 바와 같이, 굴절 사각에서의 광량비가 종래 기술에서는 37%에 불과하나 본 발명에 따른 입사면 구조를 적용할 경우 최대 89%까지 조명이 제공될 수 있음을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 입사면 구조를 적용한다면, 동일한 사양의 발광 소자를 동일한 수만큼 설치하더라도 종래 기술과 비교할 때 더 넓은 각도 범위에 조명을 제공할 수 있는 것이다.

또한, 광 균일도에서도 종래 기술에 비해 적게는 대략 6% 정도, 많게는 대략 10%에 이르는 개선 효과가 나타남을 알 수 있다.

한편, 어떠한 발광 소자를 사용하더라도, 광축 방향에서 조명 강도가 가장 크다는 것은 자명하다. 이는 발광 소자의 광축 방향에서 조명이 집중된다는 것을 의미한다. 아울러, [표 1]에서 '광축 방향 조명 강도'가 높다는 것은 광축 방향에서 조명의 집중도가 높다는 것을 의미한다. [표 1]에 기재된 광축 방향 조명 강도 측정 값으로 볼 때, 본 발명에 따른 입사면 구조가 적용된 키패드 조명 장치에서 광축 방향에서의 조명 집중도가 낮아짐을 알 수 있다. [표 1]에서, 광 균일도와 광축 방향 조명 강도를 함께 고려하면, 대체로 광 균일도가 높을수록 광축 방향 조명 강도 또한 낮아짐을 알 수 있다. 다만, 제2 규격과 비교할 때 제3 규격의 입사면 구조에서 광 균일도와 광축 방향 조명 강도가 모두 낮아지는 것으로 측정되었는데, 이는 상기 발광 소자의 발광면과 상기 도광판 부재의 입사면 사이 거리가 제3 규격에서 더 멀어짐으로 인한 것이다. 따라서 최적의 광 균일도를 확보하기 위해서는 도광판 부재의 입사면을 곡면 또는 경사면들의 배열로 구성하면서도 입사면과 발광 소자의 발광면 사이 거리를 조절할 필요성이 있음을 알 수 있다.

한편, 상기 입사면(333a, 333b, 333c)을 형성함에 있어, 다수의 경사면들의 배열로 구성할 경우, 각 경사면의 법선들 중 하나가 상기 발광 소자(331)의 발광면을 배치되어야 함은 앞서 설명한 구체적인 실시 예를 통해 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이때, 경사면 각각은 상기 발광 소자(331)의 발광면을 지나는 법선에 대하여 대칭인 형상으로 배치되는 것이 바람직할 것이다. 즉, 상기 발광 소자(331)의 광축(O)에서 벗어나게 위치된 경사면이라 하더라도 해당 경사면의 중앙에 위치되는 법선이 상기 발광 소자(331)의 발광면을 지나게 배치됨이 바람직한 것이다.

도 11은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 키패드 조명 장치 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 직하 방식의 키패드 조명 장치에 적용하는 구성을 예시한 도면이다. 직하 방식의 키패드 조명 장치에서는 키탑(미도시)들이 배열로 이루어지는 키패드 부재(미도시)의 하부에 도 11에 도시된 실리콘 패드(403)가 배치되며, 상기 실리콘 패드(403)가 실질적으로 도광판 부재로 활용된다. 이때, 상기 키탑들은 상기 도광판 부재(403)의 상면에 부착되는 것이 일반적이다. 직하 방식의 조명 장치 구조에서 발광 소자(231)는 키탑들이 배열된 면에 대하여 실질적으로 수직하는 방향으로 조명을 제공한다.

도 5와 도 11을 참조하면, 발광 소자(231)는 인쇄회로 기판(221) 상에 복수로 배열되며, 상기 발광 소자(231)들 각각의 주위에 복수의 돔 스위치(225)들이 배열된다. 상기 도광판 부재(403)의 하면에는 상기 돔 스위치(225)들과 각각 상응하는 돌출부(431)들과, 각각의 돌출부(431)들에 형성된 작동 돌기(433)들을 구비한다. 사용자가 상기 도광판 부재(403) 상면의 키탑들을 조작했을 때, 상기 작동 돌기(433)가 상기 돔 스위치(225)를 직접 작동하게 된다.

상기 도광판 부재(403)는 상기 돌출부((431)들 각각에 형성된 입사면(435)들을 구비한다. 상기 입사면(435)들은 각각 곡면 또는 복수의 경사면들로 이루어진다. 앞서 언급한 바와 같이, 제한된 범위에서 입사면들을 형성하는 경우, 경사면들의 수가 많아질수록 입사면 전체의 형상은 곡면에 근접하게 됨은 자명하다.

도 11에 도시된 구체적인 실시 예에서, 상기 입사면(435)은 상기 돌출부(431)들 각각에 형성된 경사면으로 이루어지고 있다. 이때, 도 11에 도시된 구성은 서로 인접하는 두 쌍의 돌출부(431)들이 각각 하나의 발광 소자(231)로부터 조명을 제공받는 구조가 도시되어 있다, 즉, 도 5를 참조하면, 상기 발광 소자(231)들 중 하나의 주위에는 두 쌍의 돌출부(431)들이 배치되어 조명을 제공받는 것이다.

이때, 상기 돌출부(431)들 각각에 형성된 경사면들은 서로 동일하지 않은 형상임에 유의한다. 이는 직하 방식의 키패드 조명 장치에서는 주로 개별 발광 소자에 의한 조명이 발광 소자 주위에 배치된 키탑들로 조명이 제공되며, 돌출부와 발광 소자의 위치에 따라 조명 조건이 달라지기 때문이다. 예를 들어, 키패드 상에서 가장자리의 키탑들은 하나의 발광 소자에 의해서만 조명을 제공받는 반면에, 발광 소자와 발광 소자 사이에 배치되는 키탑들은 두 개의 발광 소자로부터 조명을 제공받게 되는 것이다. 따라서 하나의 발광 소자로부터 조명을 제공받는 키탑과 복수의 발광소자로부터 조명을 제공받는 키탑 간의 조명 편차를 감소시키기 위해서는, 개별 발광 소자는 특정 돌출부에 더 근접하게 배치되거나 각 돌출부에 형성되는 입사면의 형상이 달라질 수 있다. 다만, 각 입사면의 형상은 다르다 하더라도 입사면의 법선들 중 하나는 발광 소자의 발광면을 지나게 배치되어야 할 것이다.

한편, 상기 돌출부(431)들의 입사면을 곡면으로 형성하는 경우, 각 돌출부(431)에 형성된 입사면의 법선들 중 하나가 상기 발광 소자(231)의 발광면을 지나게 배치됨이 바람직하다. 또한, 하나의 발광 소자 주위에 배치된 입사면들이 각각 일정 곡률 반경을 가지는 곡면으로 이루어지면서, 각 입사면들의 곡률 반경 중심에 발광 소자의 발광면이 배치될 수도 있다. 다시 말해서, 하나의 발광 소자 주위에 배치된 각 돌출부의 입사면들은 발광 소자의 발광면을 중심으로 하는 구면상에 배치될 수 있다.

다만, 각 돌출부의 입사면들을 일정한 곡률 반경의 구면 상에 배치하면서 발광 소자를 특정 돌출부에 편향되게 배치한 경우, 모든 키탑들의 조명을 균일하게 하기 위해, 발광 소자는 곡률 반경의 중심에서 벗어난 위치에 배치될 수도 있다. 즉, 예를 들면, 발광 소자가 제1, 제2 돌출부에 조명을 제공하면서 제1 돌출부에 더 근접하게 배치되는 경우, 제1 돌출부보다 제2 돌출부의 입사면을 더 넓게 확보하여 제1 돌출부와 제2 돌출부의 조명 균일도를 확보해야 하는 것이다. 또한, 하나의 돌출부에 두 개의 발광 소자가 조명을 제공하는 경우에도 입사면의 형상이나 발광 소자의 배치 위치를 다르게 설정해야 할 것이다.

이와 같이, 직하 방식의 키패드 조명 장치에 본 발명에 따른 구조를 적용하기 위해서는 입사면의 형상이나 발광 소자의 위치를 적절하게 조절해야 할 것이다. 이때, 도광판 부재의 돌출부에 입사면을 형성함에 있어, 또는, 발광 소자를 배치함에 있어, 각 입사면의 법선들 중 하나가 발광 소자의 발광면을 지나게 배치되어야 함에 유의한다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

321: 돔 시트 303: 도광판 부재
331: 발광 소자 333a, 333b, 333c: 입사면

Claims

다수의 키탑들의 배열로 이루어지는 키패드 부재;
상기 키패드 부재의 하부에 배치되는 적어도 하나의 발광 소자; 및
상기 키패드 부재의 하부에 배치되어 상기 발광 소자로부터 출사되는 빛으로 상기 키탑들을 조명하는 도광판 부재를 포함하고,
상기 발광 소자로부터 출사된 빛이 입사되는 상기 도광판 부재의 입사면은 곡면 또는 복수의 경사면들로 이루어지며, 상기 입사면의 법선들 중 적어도 하나가 상기 발광 소자의 발광면을 지나게 배치됨을 특징으로 하는 키패드 조명 장치.
제1 항에 있어서, 상기 도광판 부재는 도파로 필름이며, 상기 발광 소자는 상기 도파로 필름의 적어도 일측에 배치됨을 특징으로 하는 키패드 조명 장치.
제2 항에 있어서, 상기 도광판 부재의 입사면은 일정 곡률 반경을 가지는 원호 형상의 곡면임을 특징으로 하는 키패드 조명 장치.
제3 항에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 입사면의 곡률 반경 중심에 위치됨을 특징으로 하는 키패드 조명 장치.
제3 항에 있어서, 상기 입사면은 상기 발광 소자의 광축을 중심으로 대칭임을 특징으로 하는 키패드 조명 장치.
제2 항에 있어서, 상기 도광판 부재의 입사면은 다수의 경사면들의 배열로 이루어지며, 각 경사면의 법선들 중 하나가 상기 발광 소자의 발광면을 지나게 배치됨을 특징으로 하는 키패드 조명 장치.
제1 항에 있어서, 상기 도광판 부재는 상기 키탑들 중 하나에 상응하게 각각 배열되는 다수의 돌출부들을 구비하는 실리콘 패드이며,
상기 실리콘 패드의 일면이 상기 키패드 부재와 대면하고, 상기 돌출부들은 상기 실리콘 패드의 타면에 형성됨을 특징으로 하는 키패드 조명 장치.
제7 항에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 실리콘 패드의 하부에 배치되고,
상기 도광판 부재의 입사면은 상기 돌출부들에 각각 형성되는 경사면이며, 각 경사면의 법선들 중 하나가 상기 발광 소자의 발광면을 지나게 배치됨을 특징으로 하는 키패드 조명 장치.
제7 항에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 실리콘 패드의 하부에 배치되고,
상기 도광판 부재의 입사면은 상기 돌출부들에 각각 형성되는 곡면이며, 각 입사면은 서로 동일한 곡률 반경을 가짐을 특징으로 하는 키패드 조명 장치.
제9 항에 있어서, 상기 각각의 입사면 곡률 반경의 중심에 상기 발광 소자의 발광면이 배치됨을 특징으로 하는 키패드 조명 장치.
제7 항에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 실리콘 패드의 하부에 배치되며, 하나의 상기 발광 소자 주위에 적어도 한 쌍의 상기 돌출부들이 배치됨을 특징으로 하는 키패드 조명 장치.
제1 항에 있어서, 상기 발광 소자는 발광 다이오드(light emitting diode)임을 특징으로 하는 키패드 조명 장치.