(57)【要約】【課題】  少ない発光素子で、複数のキースイッチをグループごとに発光させることができると共に、前記発光素子から出射される光を効率よく導光することができる導光シート部を備えたシートスイッチモジュールを提供することである。【解決手段】  回路基板２２と、この回路基板２２上に配置されるキースイッチ２５と、このキースイッチ２５の上面を被覆する導光シート部３０と、この導光シート部３０に光を入射させるＬＥＤ２６とを備える照光式のシートスイッチモジュール２１において、前記導光シート部３０は少なくとも一部が重なり合う複数の導光性シート材３１，３２によって構成されると共に、各導光性シート材３１，３２のそれぞれに前記ＬＥＤ２６を配置した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、この回路基板上に配置されるキースイッチと、このキースイッチの上面を被覆する導光シート部と、この導光シート部に光を入射させる光源とを備える照光式のシートスイッチモジュールにおいて、
前記導光シート部は少なくとも一部が重なり合う複数の導光性シート材によって構成されると共に、各導光性シート材のそれぞれに前記光源が配置されていることを特徴とするシートスイッチモジュール。
【請求項２】
前記各導光性シート材は、光源から入射された光を所定の方向に導いて出射する導光パターンを備え、この導光パターンの形状が各導光性シート材ごとに異なる請求項１記載のシートスイッチモジュール。
【請求項３】
少なくとも一つの導光性シート材に形成された導光パターンは、前記回路基板上に配置されるキースイッチの位置に対応している請求項２記載のシートスイッチモジュール。
【請求項４】
少なくとも一つの導光性シート材は、各キースイッチと対応する位置に反射膜と、この反射膜の表面に形成される突起部とを有し、この突起部が各キースイッチの略中心位置に対応している請求項１記載のシートスイッチモジュール。
【請求項５】
前記突起部は、前記導光性シート材の表面に樹脂を印刷して形成される請求項４記載のシートスイッチモジュール。
【請求項６】
前記導光性シート材には、キースイッチの形状に沿ったエンボス部が形成される請求項１記載のシートスイッチモジュール。
【請求項７】
前記導光性シート材は、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ厚のアクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂のいずれかによって形成される請求項１記載のシートスイッチモジュール。
【請求項８】
前記突起部は、前記導光性シート材の表面に樹脂を盛り上げるポッティング加工によって形成される請求項４記載のシートスイッチモジュール。
【請求項９】
前記突起部は、該突起部の形状に合わせて形成された樹脂材を前記導光性シート材の表面に転写して形成される請求項４記載のシートスイッチモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の操作パネルに搭載される照明機能を有したシートスイッチモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機や携帯情報端末機等の各種電子機器に搭載されている操作パネルには、照明機能を組み込んだキースイッチを用いて構成されているものが多い。このような照明機能としては、前記キースイッチを構成する個々の押圧部（キートップ）に光源（発光素子）を個別に対応して配置させたり、導光板を使用することで、最小限の発光素子で効率よく各キートップを照明させたりするといった構成がとられている（特許文献１）。図７は、導光板を使用したキースイッチ１の構成例を示したものである。このキースイッチ１は、固定接点３や配線パターンが形成された回路基板２と、前記固定接点３上に配設されるタクトバネからなる可動接点４と、回路基板２上に配置される導光板５と、この導光板５の側面を照射する発光素子６と、前記導光板５を貫通して可動接点４を押圧するキートップ７とで構成されている。このキースイッチ１では、前記導光板５を貫通するキートップ７の下端部に前記発光素子６から導光された光を照射することでキートップ７全体を照明するようになっている。
【０００３】
また、近年の電子機器の薄型化に対応させるため、照明機能を有しながら、さらに薄型化したキースイッチ（特許文献２）も知られている。図８は、特許文献２に記載されているキースイッチ１１の断面構造を示したものである。このキースイッチ１１は、固定接点１３が形成された回路基板１２、前記固定接点１３上に配置される可動接点１４からなるシートスイッチ部１８と、このシートスイッチ部１８の上方を覆う導光板１５と、この導光板１５の前記可動接点１４が形成されている上部に位置するキートップ１７とを有して形成されている。このキースイッチ１１にあっては、前記回路基板１２の一端に配設された発光素子１６から発せられる光を導光板１５の側面に照射することで、導光板１５全体を発光させ、前記キートップ１７を下面側から照明する構造となっている。
【特許文献１】特開２００４−６９７５１号公報  （第９図）
【特許文献２】特開２００４−６９７５１号公報  （第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような、個々のキートップの近傍に発光素子を個別に配設したような構造のキースイッチにあっては、キートップの数が増えるにしたがって発光素子を増設しなければならないため、消費電力の増加と共に、キースイッチ自体が大型化してしまうといった問題がある。また、図７に示したキースイッチ１にあっては、導光板５によって光をキートップに向けて導光させるため、発光素子６の個数は少なくて済むが、この発光素子６から発せられる光を漏れなく効率よく側面側から導くには、導光板５の厚みを一定以上厚くして形成しなければならない。しかしながら、前記導光板５を厚くすると、これに伴ってキースイッチ１全体の厚みも増すため、薄型化が図られないという問題がある。
【０００５】
一方、上記図８に示したキースイッチ１１にあっては、発光素子１６から出射される光を導光板１５の一端に入射させて全体に導光する構造であるため、発光素子１６から離れた箇所のキートップ１７の輝度が低くなり、輝度のバラツキが目立つといった問題があった。また、前記導光板１５は、シートスイッチ部１８の上に載置しただけの構成になっているので、導光板１５とシートスイッチ部１８との間に隙間が生じやすく、さらに、前記導光板１５の端部に配置される発光素子１６との間にも隙間が生じやすい構造となっている。このような隙間が前記導光板１５の周辺に存在すると、この隙間から発光漏れが生じてしまい、キートップ１７に透過する光量の不足や輝度バラツキが発生するといった問題があった。このため、キートップ１７のみを集中的に発光させるといったような照明効果が得られなかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、少ない発光素子で、複数のキースイッチをグループごとに発光させることができると共に、前記発光素子から出射される光を効率よく導光することができる導光シート部を備えたシートスイッチモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のシートスイッチモジュールは、回路基板と、この回路基板上に配置されるキースイッチと、このキースイッチの上面を被覆する導光シート部と、この導光シート部に光を入射させる光源とを備える照光式のシートスイッチモジュールにおいて、前記導光シート部は少なくとも一部が重なり合う複数の導光性シート材によって構成されると共に、各導光性シート材のそれぞれに前記光源が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のシートスイッチモジュールは、各種のキースイッチの上面を被覆する導光シート部が複数の導光性シート材によって構成されると共に、各導光性シート材のそれぞれに前記光源が配置されることで、キースイッチの配列に沿って高輝度且つ様々な発光表示効果を得ることができる。
【０００９】
また、各導光性シート材は、光源から入射された光を所定の方向に導いて出射する導光パターンを備え、この導光パターンの形状が各導光性シート材ごとに異なっているため、キースイッチを所定の表示又は機能グループ単位で認識可能に発光表示させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面に基づいて本発明に係るシートスイッチモジュールの実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１乃至図３に示すように、本発明のシートスイッチモジュール２１は、回路基板２２と、この回路基板２２の表面に実装配置される複数のキースイッチ２５と、回路基板２２上に実装配置される複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）２６と、前記キースイッチ２５を回路基板２２の表面に密着して被覆固定する固定シート２９と、この固定シート２９で被覆されている前記キースイッチ２５の上に接するように載置される導光シート部３０とを備えて構成される。また、前記導光シート部３０は、図４及び図５に示すように、第１の導光性シート材３１と、この導光性シート材３１と一部が重なる第２の導光性シート材３２とで構成される。
【００１２】
前記回路基板２２は、ガラスエポキシ等の樹脂基板や屈曲自在なフレキシブル基板（ＦＰＣ）からなり、表面に前記キースイッチ２５やＬＥＤ２６を実装するための電極部及びこの電極部から延びる配線パターンが形成されている。前記キースイッチ２５は、図３に示されるように、回路基板２２上に配列形成される固定接点２３と、この固定接点２３に接触しないように上方を覆う半球状のタクトバネ等からなる可動接点２４とで構成されている。ＬＥＤ２６は、下面に前記電極部に導通接続されるアノード及びカソードからなる一対の素子電極部を有し、一側面（出射面）が前記回路基板２２の内側に向かうように平行に配置される。
【００１３】
前記固定シート２９は、光を反射させるための白色又は金属色系の薄いシートによって形成され、各キースイッチ２５の外表面を覆うようにして密着される。この固定シート２９は、各キースイッチ２５を固定すると共に、このキースイッチ２５に向けて導光されてくる光を効率よく上方に反射させ、これによって前記キースイッチ２５の照明効果をさらに高めるために設けられる。なお、この固定シート２９は、前記キースイッチ２５の凸形状に適合させるための凹み部を予め設けておくことで、前記各キースイッチ２５を回路基板２２に精度よく位置決め固定させることができる。
【００１４】
前記導光シート部３０は、一例として、図２に示されるように、テンキー群２５ａからなる複数のキースイッチ２５上に載置される第１の導光性シート材３１と、この導光性シート材３１と一部が重なり、十字キー群２５ｂからなる複数のキースイッチ２５上にかけて載置される第２の導光性シート材３２とで構成されている。各導光性シート材３１，３２は、透明若しくは半透明の薄いシート材からなり、例えば、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリカーボネート樹脂又はポリエチレンテレフタレート樹脂など導光性の高い材料によって形成するのが好ましい。また、一枚の導光性シート材３１，３２の厚みは特に限定されるものではないが、導光効率やクリック感を考慮して０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲で形成されるのが好ましい。
【００１５】
図１に示したように、前記第１の導光性シート材３１は、数字又はアルファベット、その他の記号等の表示に対応するテンキー群２５ａを４通りの表示グループに分けるための導光パターン３１ａ〜３１ｄと、これら導光パターン３１ａ〜３１ｄの間を仕切るための遮光領域３３とを有している。前記導光パターン３１ａ〜３１ｄは透明あるいは半透明であり、遮光領域３３は光を吸収する黒色系の塗料などによって印刷される。各導光パターン３１ａ〜３１ｄの端部には、回路基板２２に実装されているＬＥＤ２６（２６ａ〜２６ｄ）に対応した受光部２７（２７ａ〜２７ｄ）が形成される。これらの受光部２７は、前記各ＬＥＤ２６ａ〜２６ｄを通すための開口孔又はエンボス部として形成される。また、図３に示したように、前記キースイッチ２５と対応する各導光パターン３１ａ〜３１ｄの裏面には、前記各ＬＥＤ２６ａ〜２６ｄから出射された光を上方に向けて反射させるための反射膜３４が形成される。この反射膜３４は、例えば銀やアルミニウムなどによる金属膜であり、蒸着して形成される。さらに、クリック感及びスイッチング精度の向上を図るために、前記反射膜３４の下には、対応するキースイッチ２５の中心部に接するように突起部３５が形成される。この突起部３５は、透光性を有した樹脂を用いたスクリーン印刷またはインクジェット印刷によって形成される。また、前記導光性シート材３１の表面に透光性を有する樹脂を盛り上げてコーティングするポッティング加工によって形成することもできる。さらに、前記導光性シート材３１の表面に予め前記突起部の形状に合わせて形成された粘着剤付きの樹脂成型品やシート状のものを転写することによって形成することも可能である。
【００１６】
また、前記第２の導光性シート材３２は、図２に示したテンキー群２５ａ及び十字キー群２５ｂ全体を照明するため、前記ＬＥＤ２６ａ〜２６ｄに重なる部分に形成される遮光領域を除いた全体が透明あるいは半透明による導光パターンとなっている。そして、この導光性シート材３２には、前記テンキー群２５ａ及び十字キー群２５ｂに対応したテンキー表示部及び十字キー表示部が白色系の塗料によって印刷形成されている。この導光性シート材３２は、主にＬＥＤ２６ｅ〜２６ｈを光源として発光する。また、この第２の導光性シート材３２にも前記第１の導光性シート材３１と同様に、十字キー群２５ｂのキースイッチ２５に対応する箇所に反射膜及び突起部が形成されると共に、各ＬＥＤに対応する部分がエンボス状の受光部２７となっている。さらに、この第２の導光性シート材３２には、前記第１の導光性シート材３１の突起部と対応する裏面側に薄い透明なスペーサ部が形成される。
【００１７】
次に、図１及び図２に基づいて、上記構成のシートスイッチモジュール２１における照明効果の一例について説明する。各ＬＥＤ２６ａ〜２６ｈには、回路基板２２に設けられているコネクタ（図示せず）を介してマザーボード等から電流が供給される。このうち、ＬＥＤ２６ｅ〜２６ｈは、第２の導光性シート材３２全体を照明することで、テンキー表示部や十字キー表示部を暗所でも見やすく発光させる。一方、ＬＥＤ２６ａ〜２６ｄから照射される光は、それぞれ対応する導光パターン３１ａ〜３１ｄを個別に導光する。このため、例えば、前記ＬＥＤ２６ａ〜２６ｄごとに発光色や発光輝度に違いを持たせることで様々な発光効果を得ることができる。また、各ＬＥＤの発光を制御することによって、各導光パターンを交互に点滅表示させるなどのイルミネーション効果を持たせることも可能である。
【００１８】
このように、前記導光シート部３０を第１の導光性シート材３１と第２の導光性シート材３２とで積層構成すると共に、各導光性シート材に所定の導光パターンを形成することで、キースイッチ２５の配列に応じた様々な発光効果を得ることが可能となる。特に、各導光性シート材が重なり合うことで、グラデーションを有したようなソフトな発光効果が得られる。また、前記導光パターンは導光性を有しているので、少ないＬＥＤで様々な発光効果が得られるため、実装スペース及び消費電力の低減化が図られる。
【００１９】
上記導光シート部３０は、第１の導光性シート材３１と第２の導光性シート材３２とを別々に形成し、回路基板２２上で順次重ね合わせることによって形成したが、一枚の導光シート部に第１の導光シート部と第２の導光シート部を一体形成し、所定の箇所で折り曲げることによって形成してもよい。このような構成の導光シート部によれば、導光パターンや反射膜の形成を一括して行うことができると共に、重ね合わせによる位置決めが容易になる。
【００２０】
また、導光シート部３０が接する可動接点２４の上面を鏡面加工して上面全体に鏡面部を設けたり、微細な凹凸加工を施した凹凸部やシボ加工等を施したりすることによって、反射率の向上や光散乱効果による輝度の向上化を図ることもできる。前記可動接点２４は、金属材で形成する場合に限らず、例えば、伸縮性を備えた樹脂板をタクトバネのようにエンボス加工してドーム状に成形し、裏面に固定接点２３と導通する可動接点電極、表面に反射用の金属膜をメッキ又は蒸着によって形成したり、光反射効果のある微細な金属粒子やガラス粒子を含んだ塗料で塗布したりして形成することもできる。可動接点２４を構成する部位をこのような樹脂板で形成することで、前述した全体が金属のタクトバネとは異なった柔らかいクリック感を得ることができる。
【００２１】
また、前記導光シート部３０内に取り込んだ光を有効に可動接点２４の上方に向けて導光させる手段として、前記導光シート部３０の裏面あるいは表面に光反射部材や光散乱部を形成する方法がある。例えば、前記導光シート部３０の裏面に白色系又は銀色系の塗料からなる光反射部材を塗布することで、導光シート部３０の内部に導いた光が回路基板２２に吸収されることなく、可動接点２４を集中的に照射させることができる。また、前記導光シート部３０の上面に多数の凹凸を有する光散乱部を形成することで、この導光シート部３０内に導いた光を拡散させながら押圧部に向けて出射させるようにすることができる。このような光散乱部は、各導光性シート材３１，３２を製作する際に用いられる成形金型にシボ加工等を施すことによって、容易に形成が可能である。
【００２２】
なお、上記実施形態では、テンキー表示部や十字キー表示部からなる一般的な携帯電話機の表示部分に適応した導光シート部の構成を示したが、導光パターンの形状やそれに対応するＬＥＤの配置は、各種の電子機器に応じた表示部構成に応じて任意に設定される。また、導光性シート材の積層枚数は２枚に限られず、３枚以上で構成することも可能であり、この積層枚数に応じた多彩な発光効果を得ることができる。さらに、上記実施形態では、第１の導光性シート材３１と第２の導光性シート材３２とが一部で重なり合って導光シート部３０を構成している場合について説明したが、複数の導光性シート材が全体で重なリ合って構成されてもよいことは勿論である。
【００２３】
図６は、前記シートスイッチモジュール２１を備えて構成されたスイッチパネル４１を示したものである。このスイッチパネル４１は、前記シートスイッチモジュール２１の上にキートップシート４３を組み合わせて構成されている。このスイッチパネル４１は、そのまま各種の電子機器の操作パネルとして搭載することができる。
【００２４】
前記キートップシート４３は、ポリイミド、ポリカーボネート等のシート状の樹脂材又は薄いシリコンゴム等の軟質性の樹脂材で形成され、前記可動接点２４に対応する部分が肉厚のキートップ４４となっている。このキートップ４４は、透明又は半透明であり、表面に各キースイッチ２５の入力機能を示す数字や記号などが印刷あるいは刻印等によって記されている。
【００２５】
前記スイッチパネル４１によれば、各ＬＥＤ２６から発せられた光は、そのまま導光シート部３０を構成する各導光性シート材３１，３２の受光部２７から所定の導光パターンに沿った各キースイッチ２５を照射させることができる。そして、前記キースイッチ２５の可動接点２４から固定シート２９を介して上方に反射され、この反射光によってキートップ４４を照射する。このスイッチパネル４１は、前記キートップシート４３の裏面側に設けられている突起部４６によって、導光シート部３０をキースイッチ２５の周囲に僅かな隙間を保持した状態で支持され、キートップ４４を押圧することによって、可動接点２４が下方に撓み、固定接点２３と接触し、電気的導通が図られる。また、押圧しているキートップ４４から指を離すと、前記可動接点２４の弾性力によって、固定接点２３から離れ導通状態から解除される。
【００２６】
また、前記導光シート部３０のキースイッチ２５に対応する裏面に図１に示したような数字や記号等の印刷部２８を形成した場合は、この印刷部２８と対応するキートップ４４に前記印刷部２８と同じ形状の透明性あるいは打ち抜きによる表示窓部を設けて形成される。これによって、前記キートップ４４を印刷部２８の反射光によって明るく発光表示させることができる。なお、前記印刷部２８を前記キートップ４４に形成される透明部分や打ち抜き部分に対して大きく設定した方が、前記キートップ４４における数字や記号等の発光表示がムラなく均一に行える。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るシートスイッチモジュールの分解斜視図である。
【図２】上記シートスイッチモジュールの平面図である。
【図３】上記シートスイッチモジュールの構造を示す拡大断面図である。
【図４】上記シートスイッチモジュールのＡ−Ａ断面図である。
【図５】上記シートスイッチモジュールのＢ−Ｂ断面図である。
【図６】上記シートスイッチモジュールを組み込んだスイッチパネルの一例を示す断面図である。
【図７】従来の照光式キースイッチの断面図である。
【図８】従来の他の構成例による照光式キースイッチの断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
２１  シートスイッチモジュール
２２  回路基板
２３  固定接点
２４  可動接点
２５  キースイッチ
２５ａ  テンキー群
２５ｂ  十字キー群
２６  ＬＥＤ（光源）
２６ａ〜２６ｈ  ＬＥＤ
２７  受光部
２８  印刷部
２９  固定シート
３０  導光シート部
３１  導光性シート材
３１ａ〜３１ｄ  導光パターン
３２  導光性シート材
３３  遮光領域
３４  反射膜
３５  突起部
４１  スイッチパネル
４３  キートップシート
４４  キートップ
４６  突起部
【図３】
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【図４】
2008152951.tif 000004
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
2008152951.tif 000009
【図２】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年12月12日(2007.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
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