JP2009037763A - 照光式スイッチ、照光式スイッチユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】操作されるキートップ3に対応する突起部21aが変位し、それによって変形する金属ドーム10の内面が接点11a、11bと接触することによって電気的導通を実現するスイッチにおいて、キートップ3と基板1との間に、光源からの光をキートップ3の方向に導く導光板4を設ける。導光板4には、突起部21aが挿通される貫通穴40が設けられている。また、導光板4によって導かれる光をキートップ3側に反射する反射シートを導光板4と基板1との間に設け、透光性を有する表面シート2aをキートップ3と突起部21aとの間に設ける。
【効果】キートップは導光板から放射される光で照射されるため、照明ムラがない。また、LEDを光源として用いることができるため、取扱いが容易で様々な発光色を選ぶことができる。
【選択図】 図1
Description
基板1の上には、クリック感を出すために金属ドーム10が設置されている。そして、この金属ドーム10の内部(つまりドームの下)には、一対の接点11aおよび11bが設けられている。金属ドーム10は、導電性を有しているため、この金属ドームが押下されるとドームの内面と接点11aおよび11bとが電気的に接触することになる。これにより、接点11aと接点11bとが短絡される。
以上の構成が、同図中の破線のように端末の筐体(つまり外枠)6で覆われることによってキーパッドが実現される。
(1)LEDを基板に実装する方法
第1の方法は、チップLEDを基板に実装する方法である。例えば、基板上に離散的にLEDを配置する。例えば、特許文献1においては、キートップそれぞれの下方の近傍に、LEDが配置されている。この方法は、コストや実装の観点から、広く用いられている。ただし、LEDの近傍は明るく、遠方は暗くなってしまい、照明ムラが発生する問題がある。この問題を解決するためには、実装するLEDの数を増やすことが考えられる。しかしながら、LEDの数を増やすと、それに伴ってコストが上昇してしまうことや、数を増やしても照明ムラを無くすことができない、という課題が残る。
また拡散板などを使って照明ムラを低減させることはできるが、効果は限定的なものとなってしまう。
第2の方法は、金属ドームと表面シートとの間にELシートを挟み込む方法である(例えば、特許文献2)。ELシートはフレキシブルな素材であるため、挟み込んだ場合であっても、スイッチの操作には影響を与えない。またELシートは面発光するため、照明ムラはほとんどない。しかしながら、この方式は、一般にELシートは発光色を変えられないことや、任意の発色を選びにくいという問題点がある。このため、例えばRGBのドットマトリクスを形成した場合には、コストが上昇する、コントロールが複雑になるといった課題が生じる。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は照明ムラがなく、薄型で、携帯電話機のキーパッドに好適な照光式スイッチ、照光式スイッチユニットを提供することである。
前記基板は、外力の付与によって変形し付与が終了した場合に元の形状に復元する導電性ドームを有し、
変位した前記突起部が前記導電性ドームに外力を与えて前記接点と接触させることで電気的導通を実現することを特徴とする。このような構成によれば、貫通穴を、突起部が挿通し、キートップが押下されると突起部が押下され、金属ドームを変形させて接点を導通させる構成を採用することにより、導光部材が間に挟まっていても、クリック感のあるスイッチを実現できる。
本発明の請求項4による照光式スイッチは、請求項1から請求項3までのいずれか1項において、前記導光部材と前記基板との間に設けられ前記導光部材によって導かれる光を前記キートップ側に反射する反射部材を更に含むことを特徴とする。導光部材と基板との間に反射部材を設けることにより、導光部材の光取り出し効率を向上させることができる。
本発明の請求項6による照光式スイッチは、請求項3から請求項5までのいずれか1項において、前記表面シートと前記導光部材とが接触しないように隔離されていることを特徴とする。このような構成によれば、キーの押下に伴って導光板に圧力が加わることがなくなり、導光部材の変形や劣化を抑えることができる。
本発明の請求項7による照光式スイッチは、請求項3から請求項6までのいずれか1項において、前記突起部は前記表面シートよりも硬度が大であることを特徴とする。このような構成によれば、突起部が長い場合であっても、それが短い場合と同様なクリック感を得ることができる。
(構成例)
図1は、本発明による照光式スイッチの構成例を示す断面図である。同図において、本例の照光式スイッチは、既存の構成(図9)を踏襲しつつ、表面シート2aと基板1(より正確には、基板1表面に設けられた金属ドーム10)との間に、導光板4が挿入された構成になっている。導光板4は、図示せぬ光源からの光を導く機能を有している。導光板4は、例えば、周知のアクリル樹脂を成型又は加工することによって得られる。アクリル樹脂に限らず、所望の特性が得られれば、他の材質を用いてもよい。なお、導光板4と基板1との間に、スペーサ5が設けられている。
この構成においてキートップ3が押下操作された場合、表面シート2aの突起部21aが変位し、その直下にある金属ドーム10を押し下げて変形させる。この金属ドーム10が変形すると、その内面と接点11aおよび接点11bとが電気的に接触する。これにより、接点11aと接点11bとが導通することになる。
図2は、図1の構成における光の経路を示す図である。同図には、光の経路が矢印によって示されている。図1の構成において、光源にはLEDを用いることができる。導光板4の図示されていない端面から光が入射されると、その光は導光板4内部で乱反射を繰り返しながら、導光板4の表面から放出される。つまり、導光板4によって導かれた光は、キートップ3の方向に放出される。このように、キートップ3は導光板から放射される光で照射されるため、照明ムラがない。キートップ3はポリカーボネート、アクリルなどの熱可塑性樹脂や、エポキシ、シリコンなどの熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂などを成型又は加工することによって得られる。これらに限らず、所望の特性が得られれば、他の材質を用いてもよい。
図4は、図1の構成において用いられる導光板4の全体を上面から見た図である。同図に示されているように、キートップの位置(すなわち突起部の位置)に対応する位置に、貫通穴40が設けられている。本例では、12個の貫通穴が設けられており、上述した突起部が貫通穴それぞれに挿通される。一般に、携帯電話機には、「1」〜「0」の10個の数字キーの他に、「#」、「*」のキーが設けられているので、これら合計12個のキーに対応して12個の突起部が設けられ、それらに対応して設けられた貫通穴に、対応する突起部が挿通される。
さらに、導光板4は、1mm以下(例えば0.5mm)の厚さに製作可能である。このため、スイッチ全体の厚さが、現状に比べても、あまり厚くなることはなく、携帯電話機のキーパッドに適用することができる。また、上述したように、導光板4のキートップ側の面にはプリズムシートが設置されているため、放射光に指向性を持たせることができる。
また、導光板4の端面には、光源であるLEDが配置されている。本例では、6個のLED9−1〜9−6が配置されている。すでに述べたように、導光板4の内部で光は乱反射するので、貫通穴40の影は発生しにくいものの、光源が1つのみ設けられている場合、貫通穴40の裏側(つまり光源から見たときの裏側)の領域は多少輝度が低下してしまうと予想される。これについて図5を参照して説明する。
LEDを配置する場合、あるLEDに対する、ある貫通穴の裏側の領域と、別のLEDにとってのその貫通穴の裏側の領域とが重ならないようにすれば、輝度低下を低減できる。
また、貫通穴の数を減らすのも相対的にLEDの個数を増やすことと同じ意味をもつため、例えば図6に示されているように、2つの導光板4a、導光板4bを設け、それぞれに対応してLED9−11〜9−16、LED9−21〜9−26を設けてもよい。
図7は、表面シートの変形例を示す図である。同図において、図1の構成と異なる点は、表面シート2bが導光板4に接触しないように隔離されている点である。そして、表面シート2bに設けられている突起部21aも、基板1に設けられている金属ドーム10に接触しているが、導光板4には接触していない。
導光板4の表面には、図示せぬプリズムシート(表面に微細加工がなされている)が配置されており、また導光板の裏面にも微細な加工が施されているため、繰り返し圧力が加わることで、導光板(より正確には導光板の上に設けられたプリズムシート)が変形し、効率が低下してしまう可能性が考えられる。
また、表面シートの形状を工夫し、端末の筐体に固定する構造を採用してもよい。例えば、図8に示されている表面シート2cを用い、端末の筐体6に表面シート2cの一部分を固定すればよい。
さらに、以上の説明においては、光源として、点状のLEDを複数用いているが、その代わりに、線状に配置されたLEDを用いてもよい。線状に配置されたLEDを用いれば、導光板に貫通穴が設けられていても、貫通穴の影ができることなく、照明ムラがない照光式スイッチを実現できる。
2、2a、2b 表面シート
3 キートップ
4、4a、4b 導光板
5 スペーサ
6 筐体
7 反射シート
8 プリズムシート
9、9−1〜9−6、
9−11〜9−16、
9−21〜9−26 LED
10 金属ドーム
11a、11b 接点
12 収納ケース
21、21a 突起部
40 貫通穴
90 光源
Claims (8)
- キートップの操作に伴い該キートップに対応する突起部が変位することで基板に設けられた接点の電気的導通を実現するスイッチであって、前記キートップと前記基板との間に設けられ光源からの光を前記キートップの方向に導く導光部材と、前記導光部材によって導かれる光を前記キートップ側に放射させるプリズムシートとを含み、前記導光部材には前記突起部が挿通される貫通穴が設けられていることを特徴とする照光式スイッチ。
- 前記基板は、外力の付与によって変形し付与が終了した場合に元の形状に復元する導電性ドームを有し、
変位した前記突起部が前記導電性ドームに外力を与えて前記接点と接触させることで電気的導通を実現することを特徴とする請求項1に記載の照光式スイッチ。 - 前記キートップと前記突起部との間に設けられ透光性を有する表面シートを更に含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の照光式スイッチ。
- 前記導光部材と前記基板との間に設けられ前記導光部材によって導かれる光を前記キートップ側に反射する反射部材を更に含むことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の照光式スイッチ。
- 前記光源は、複数の点光源と線状光源とのいずれか一方であることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の照光式スイッチ。
- 前記表面シートと前記導光部材とが接触しないように隔離されていることを特徴とする請求項3から請求項5までのいずれか1項に記載の照光式スイッチ。
- 前記突起部は前記表面シートよりも硬度が大であることを特徴とする請求項3から請求項6までのいずれか1項に記載の照光式スイッチ。
- 複数のキートップのうち操作されたキートップに対応する突起部が変位することで基板に設けられた接点の電気的導通を実現するスイッチユニットであって、前記複数のキートップそれぞれに対応する複数の突起部のうち第1の突起部群に対応する第1の貫通穴群を有する第1の導光部材と、前記複数の突起部のうち前記第1の突起部群とは異なる第2の突起部群に対応する第2の貫通穴群を有する第2の導光部材とを含み、前記第1の導光部材および前記第2の導光部材は、前記キートップと前記基板との間に設けられ光源からの光を前記キートップの方向に導くことを特徴とする照光式スイッチユニット。
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