(57)【要約】【課題】  操作部材内に入射した光を拡散させ、光むらの発生を防止することにより、操作部材の全体が均等な光で照らし出される入力装置を提供する。【解決手段】  光源１２が発光した光は、光入射部１０ａから導光部材１０の内部に取り込まれ、射出面１１ａから操作部材４の外周側面４ｂに向けて射出される。前記導光部材１０の射出面１１ａは、操作部材４の外周側面４ｂの全周に対向配置されているため、殆どの光を操作部材４内に導くことができる。前記操作部材４には光を乱反射させる光拡散処理が施されているため、操作面４ａに光むらが生じることなく均等な光で照らし出されるようになる。【選択図】図２
2005327533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有するとともに表面に摩擦抵抗の低い操作面が設けられた軟質な弾性体で形成された操作部材と、前記操作部材の底面側に設けられて前記操作部材が所定量以上撓むのを規制する補強部材と、複数の接点が前記弾性体の変位量に応じて切り換えられるメンブレンスイッチと、前記操作部材を照光する光源とを備え、
前記光源が発した光が、前記操作部材の側面を介して操作部材の内部に取り込まれることにより、前記操作面が照光されることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記操作部材が環状に形成されており、前記光源が前記操作部材の外側に配置されている請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記操作部材の周囲には、前記操作部材の側面に対向する射出面を備えた導光部材が設けられており、前記射出面から射出された光が前記操作部材の側面を介して内部に導かれる請求項１または２記載の入力装置。
【請求項４】
前記光源が、前記導光部材に形成された光入射部内に設けられている請求項３記載の入力装置。
【請求項５】
前記操作部材に、光を乱反射させる光拡散処理が施されている請求項１ないし３のいずれか記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作面を照らし出す照光機構を備えた入力装置に係わり、特に操作面上に発生しやすい濃淡を防止し、操作面が全体的に均一に照らし出せるようにした入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の技術分野に関連する先行技術としては、例えば以下に示すような特許文献1などが存在している。
【０００３】
特許文献１では、透明アクリル板で形成されたメンブレンシート支持体３に透明シートで形成したメンブレンシート４が設けられ、その上に透明樹脂などで形成されたキートップ５が押下自在に支持されている。複数の光源２は前記メンブレンシート支持体３に設けられた各孔３Ａ内に挿入されており、光源２から発せられた光はメンブレンシート支持体３を介してメンブレンシート４の背面を照らし、さらにメンブレンシート支持体３から漏れた光によってキートップ５が照光されるようになっている。
【特許文献１】特開平５−１０１７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されたスイッチ装置では、メンブレンシート支持体３が複数の光源２から発せられる光を取り込む構成である。
【０００５】
しかし、前記メンブレンシート支持体３は、取り込んだ光を直接メンブレンシート４およびキートップ５に導く機能しか有していないため、光源２の真上の位置では明るく照光されるが、光源２の真上の位置からから外れるにしたがって徐々に暗いなる部分が発生する。すなわち、前記メンブレンシート支持体３では、光むらによる濃淡が部分的に発生しやすく、メンブレンシート４およびキートップ５の全体を均一に照らし出すことができないという問題がある。
【０００６】
特に、キートップ５の表面に文字等が印刷などされている場合には、前記光むらにより前記文字等の表示が不鮮明となる。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、キートップなどの操作部材に入射した光を拡散させることにより、光むらの発生を防止して操作部材が全体的に均等な光で照らし出されるようにした入力装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、光透過性を有するとともに表面に摩擦抵抗の低い操作面が設けられた軟質な弾性体で形成された操作部材と、前記操作部材の底面側に設けられて前記操作部材が所定量以上撓むのを規制する補強部材と、複数の接点が前記弾性体の変位量に応じて切り換えられるメンブレンスイッチと、前記操作部材を照光する光源とを備え、
前記光源が発した光が、前記操作部材の側面を介して操作部材の内部に取り込まれることにより、前記操作面が明るく照らし出されることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明では、操作部材の全側面から多くの光を均等に取り入れることができるため、操作部材の表面に光むらが生じにくくなり、部分的な濃淡の発生を防止することが可能となる。
【００１０】
上記において、前記操作部材が環状に形成されており、前記光源が前記操作部材の外側に配置されているものが好ましい。
【００１１】
上記構成では、操作部材の真下に設けられるメンブレンシートや中心に設けられる押圧スイッチの妨げとなるのを防止できる。
【００１２】
上記において、前記操作部材の周囲には、前記操作部材の側面に対向する射出面を備えた導光部材が設けられており、前記射出面から射出された光が前記操作部材の側面を介して内部に導かれるものである。
【００１３】
上記手段では、操作部材の側面と導光部材の射出面とが互いに平行な状態で対向するように配置されている。このため、前記導光部材の射出面から射出された光を操作部材の内部に高い効率で導くことができる。
【００１４】
さらに、前記光源が、前記導光部材に形成された光入射部内に設けられているものが好ましい。
【００１５】
上記手段では、光源から発せられた光を導光部材の内部に容易に導くことができる。
上記において、前記操作部材に、光を乱反射させる光拡散処理が施されているものが好ましい。
【００１６】
前記光拡散処理としては、例えば操作部材を形成する際にシリコンゴムの樹脂内に拡散材料を混入するようにしたもの、前記拡散材料を入れる代わりに操作部材の操作面に微細な凹凸部を形成したものなどである。あるいは操作面に半透明拡散部材を印刷若しくは塗装したもの、さらには操作面に凹凸を形成し、その上に半透明拡散部材を印刷または塗装したものであってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明では、光源から発せられた光のほとんどを、操作部材の外周側面を介して均等に前記操作部材内に取り込むことができる。
【００１８】
また操作部材内で光を乱反射させることにより、操作部材の操作面に光むらが生じ難くなり、操作面を均等な光で明るく照らし出すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明の実施の形態を示す入力装置の分解斜視図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００２０】
図１に示す入力装置１は、例えば携帯電話機などの十字キーや決定キーなどとして用いられるものであり、携帯電話機の外観を形成する上部ケース２と前記上部ケース２の下面に取り付けられるベース基板３を有している。なお、実際の携帯電話機などでは、前記上部ケース２の下に前記ベース基板３を覆い隠す下部ケースが対向して設けられるが、図１に示すものでは前記下部ケースを省略している。
【００２１】
上部ケース２には、円形に開口する操作窓２Ａが形成されている。また前記上部ケース２の裏面（Ｚ２側の面）には、図示Ｚ２方向に突出する筒状の支柱２ａ，２ａ，２ａ，２ａが形成されている。各支柱２ａの中心にはネジ溝が形成されている。
【００２２】
前記ベース基板３の上には、弾性変形可能な軟質な弾性体を用いてリング形状（環状）に形成された操作部材４が設けられている。前記操作部材４は、例えば光透過性を有するシリコンーンゴムなどで形成されており、その表面である操作面４ａは摩擦抵抗が低くなるような処理が施されており、指を前記操作面４ａに触れた状態で移動させると、前記指を滑らかにスライド移動させることができるようになっている。また操作部材４の外周側面（側面）４ｂは一定の曲率からなる平滑な面で形成されている。
【００２３】
図２に示すように、操作部材４の裏面（Ｚ２側の面）にはＰＥＴなどの合成樹脂シートでリング形状に形成された補強部材５が固定されている。前記補強部材５の下面には、複数の突起６が周方向に沿って所定のピッチ寸法で配置されている。前記補強部材５は、前記弾性体である操作部材４がＺ２方向に所定量以上撓むことを規制している。
【００２４】
各突起６は、前記補強部材５の下面からＺ２方向に半球状に突出しており、後述する複数の第１のスイッチ部Ｓ１，Ｓ１，・・・の真上の位置にそれぞれ対向配置されている。前記突起６は、例えば紫外線硬化型の樹脂（ＵＶ樹脂）を印刷した後に、紫外線を照射して硬化させることによって形成することができるが、必ずしも紫外線硬化樹脂である必要はない。
【００２５】
図１に示すように、前記補強部材５の後方（Ｚ２側）にはリング形状に形成されたメンブレンシート２０が設けられ、前記メンブレンシート２０のＺ２側の面は前記ベース基板３上に固定されている。前記ベース基板３は金属板や合成樹脂板などの剛体で形成されており、前記メンブレンシー２０が容易に撓み変形しないように補強している。
【００２６】
図１および図２に示すように、前記操作部材４の周囲には、例えば透明なガラス、アクリルなどの光透過性を有する部材で形成された導光部材１０が設けられている。前記導光部材１０は、前記メンブレンシート２０よりも平面的に広い面積を有しており、その中心には前記操作部材４の外径寸法よりも僅かに大きな内径寸法からなる開口部１１が設けられている。そして、前記開口部１１を形成する内壁は、一定の曲率からなる平滑な曲面で形成された射出面１１ａである。前記射出面１１ａは、わずかな隙間を介して前記操作部材４の外周側面４ｂの全周にわたって対向配置されている。
【００２７】
図２に示すように、前記メンブレンシート２０は、リング状の上側シート２１と同じくリング状の下側シート２２とが対向配置されており、前記上側シート２１と下側シート２２との間にリング状のスペーサ２３が挿入されて、互いに接着固定されている。前記上側シート２１と下側シート２２は、ＰＥＴ樹脂やポリイミド樹脂など可撓性を有する素材で形成されている。
【００２８】
前記上側シート２１の対向面（下面）には、周方向に複数の導電部２１ａ，２１ａ，・・・が所定の等ピッチで配設されており、同様に下側シート２２の対向面（上面）にも複数の導電部２２ａ，２２ａ，・・・が等ピッチで配設されている。また前記スペーサ２３には複数の貫通孔２３ａ，２３ａ，・・・が形成されている。各導電部２１ａおよび各導電部２２ａは、ともに銅箔などで円形に形成されている。
【００２９】
前記上側シート２１側の導電部２１ａ、下側シート２２側の導電部２２ａおよび前記スペーサ２３に設けられた貫通孔２３ａの数は、前記突起６の数と同数である。そして、上側シート２１側の複数の導電部２１ａと下側シート２２側の複数の導電部２２ａとは、前記スペーサ２３の複数の貫通孔２３ａを介してそれぞれ対向配置されており、前記貫通孔２３ａを介して対向し合う前記導電部２１ａと前記導電部２２ａとにより、複数の第１のスイッチ部Ｓ１，Ｓ１，・・・が形成されている。前記各第１のスイッチ部Ｓ１，Ｓ１，・・・は、周方向にほぼ等ピッチで配列されており、例えば前記スイッチ部間の間隔は１０ｍｍ以下、例えば４ｍｍで形成されている。
【００３０】
なお、前記下側シート２２には、各導電部２２ａからそれぞれ延びる引出し線（図示せず）が互いに重ならないように配置されている。また上側シート２１には共通引出し線が形成されており、その先端部は枝分かれして前記各導電部２１ａまでそれぞれ延びている。そして、前記各引出し線および共通引出し線は、前記上側シート２１および下側シート２２からその外部に向かって延びる延長部２１Ａ，２２Ａを介して図示しない制御部に接続されている。
【００３１】
図２に示すように、前記操作部材４の内部には押圧スイッチ３０が設けられている。前記押圧スイッチ３０は、円形状の操作体３１と前記操作体３１を弾性的に支持する弾性変形部材３２と、操作体３１への押圧操作に応じて開閉状態が切り換わる第２のスイッチ部Ｓ２とで構成されている。
【００３２】
前記操作体３１は硬質な合成樹脂で形成されており、図示Ｚ方向に移動できるように支持されている。また前記弾性変形部材３２は、例えばシリコンゴムなど軟質な素材で形成されており、かつＺ方向に自在に弾性変形できるようになっている。例えば、前記弾性変形部材３２は、外周側に設けられたリング状の基部３２ａと、前記操作体３１を支持する支持部３２ｂと、前記基部３２ａに対し前記支持部３２ｂを弾性変形可能な状態で支持する変形部３２ｃと、前記変形部３２ｃが変形したときに図示Ｚ２方向に押圧する押圧部３２ｄとを有している。また第２のスイッチ部Ｓ２は、撓み変形可能な変形シート３３と、その外周縁部を支持する支持体３４とを有している。前記変形シート３３の下面には上部電極３５が設けられ、前記ベース基板３の表面には下部電極３６が設けられており、前記上部電極３５と下部電極３６とは隙間を介して対向配置している。前記弾性変形部材３２の押圧部３２ｄが、前記変形シート３３を介して前記上部電極３５に対向するように配置されている。
【００３３】
このため、前記操作体３１に図示Ｚ２方向の操作力が加わると、前記弾性変形部材３２が変形するため、前記変形シート３３が押圧部３２ｄにより図示Ｚ２方向に押し下げられる。よって、押圧スイッチ３０を前記上部電極３５と下部電極３６とが互いに接触するＯＮ状態に設定することが可能となる。また前記操作力を開放すると、前記弾性変形部材３２が変形前の元の状態（図２の状態）に復元するため、前記押圧スイッチ３０は前記上部電極３５が下部電極３６から離れるＯＦＦ状態に設定させられる。
【００３４】
前記導光部材１０には光入射部１０ａが形成されており、前記光入射部１０ａの内部には光源１２が設けられている。前記光源１２は例えばＬＥＤなどであり、光源１２から発せられた光は前記光入射部１０ａの内壁から導光部材１０の内部に進入できるようになっている。前記光入射部１０ａは図２に示すように導光部材１０を板厚方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔であってもよいし、あるいは光源１２が挿入可能な凹部であってもよい。
【００３５】
図１に示すように、前記ベース基板３には、支柱２ａ，２ａ，２ａ，２ａに対向する位置にネジ挿通孔３ａ，３ａ，３ａ，３ａが形成されている。前記ベース基板３の裏側から前記各ネジ挿通孔３ａにネジが挿通されて前記支柱２ａに形成されたネジ溝に螺着されることにより、ベース基板３が上部ケース２の裏側に固定される。
【００３６】
上記入力装置の動作について説明する。
操作者が入力装置１を有する携帯電話機を保持し、指を前記操作部材４の操作面４ａに触れた状態で軽くＺ２方向に押し込むことにより、前記操作部材４を弾性変形させることができる。このとき、例えば前記指の真下に位置する突起６がＺ２方向に移動させられ、上側シート２１の導電部２１ａを押し込むため、前記上側シート２１が変形するとともに前記導電部２１ａが下側シート２２の導電部２２ａに接触させられる。これにより、指の真下に位置する第１のスイッチ部Ｓ１がＯＮ状態（導通状態）に切り換わる。このとき、前記光源１２を形成するＬＥＤに電流が流れるため、光源１２を発光させることが可能となっている。
【００３７】
前記導光部材１０に形成された前記開口部１１の射出面１１ａは、前記操作部材４の外周側面４ｂを全周に渡って取り囲むように対向している。しかも前記射出面１１ａと外周側面４ｂとは互いに平行な状態で対向している。よって、前記導光部材１０内を進行した光は、前記開口部１１の射出面１１ａ全体から開口部１１の中心方向に射出されるが、このとき前記光のほとんどを前記操作部材４の外周側面４ｂを介して前記操作部材４の内部に取り込むことが可能となる。そして、前記操作部材４の内部を進行した光は、前記操作部材４の表面である操作面４ａから外部に射出される。このとき、操作部材４の操作面４ａが明るく照光させられる。
【００３８】
ここで、前記導光部材１０の表面および裏面には、光を反射させる白色塗装を施しておくことが好ましい。このような処理を施すことにより、導光部材１０内を進行する光の大部分を、前記射出面１１ａから前記操作部材４の外周側面４ｂに向けて効率良く射出することができる。
【００３９】
また前記操作部材４を形成する際に、例えば微量の白色顔料などの拡散材料をシリコンゴム内に混入した状態で形成しておくと、光を操作部材４内で拡散させるこことが可能となる。よって、操作面４ａ上において前記光源１２に近接する部分が離れた部分よりも明るく照らし出されるようなことがなくなり、操作面４ａ全体が均等な光で照らし出されるようにすることができる。
【００４０】
また前記拡散材料を入れる代わりに操作部材４の操作面４ａに微細な凹凸を形成することにより、乱反射が生じやすいようにしたものであってもよい。あるいは操作面４ａに、例えば微量の白色顔料などの半透明拡散部材を印刷若しくは塗装したものであってもよい。さらには操作面４ａに微細な凹凸を形成し、その上に前記半透明拡散部材を印刷または塗装したものであってもよい。
【００４１】
このような処理を施すことにより、光が操作部材４内で乱反射するため、光を効率良く拡散させることができ、操作面４ａ全体を均等な光で照らし出せるようにすることができる。よって、操作面４ａ上に光むらによる濃淡が発生するのを防止することが可能となる。このため、例えば操作面４ａに文字や記号などが印刷または刻印等されている場合にも、外部から前記文字等を視認しやすくすることが可能となる。
【００４２】
なお、上記実施の形態では、前記光源１２が操作部材４の外側に配置されるようにしたため、操作部材４の真下に設けられるメンブレンシート２０や中心に設けられる押圧スイッチ３０の妨げとなるのを防止できるようになっている。よって、入力装置１内のスペースを有効利用することが可能となる。しかも、光源１２から発せられた光を外側に設けられた導光部材１０に容易に導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態を示す入力装置の分解斜視図、
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、
【符号の説明】
【００４４】
１      入力装置
２      上部ケース
３      ベース基板
４      操作部材
４ａ    操作面
４ｂ    外周側面（側面）
５      補強部材
６      突起
１０    導光部材
１０ａ  光入射部
１１    開口部
１１ａ  射出面（開口の内壁）
１２    光源
２０    メンブレンシート
２１    上側シート
２２    下側シート
２３    スペーサ
２１ａ  導電部
２２ａ  導電部
２３ａ  貫通孔
３０    押圧スイッチ
３１    操作体
３２    弾性変形部材
３３    変形シート
３４    支持体
３５    上部電極
３６    下部電極
Ｓ１    第１のスイッチ部
Ｓ２    第２のスイッチ部
【図１】
2005327533.tif 000003
【図２】
2005327533.tif 000004