(57)【要約】キーボード用の周辺背面照明システムの実施態様を図示し説明する。この実施態様は、キースイッチ及びキーボードの外部に１つ以上の光放射パネルを備える。パネルはエレクトロルミネッセント材料であるのが好ましく、キースイッチのステム、または、使用中にステムが上下にスライドする空間の少なくとも２つの側部、好ましくは全ての側部を取り囲む。代替的には、エレクトロルミネッセントパネルは、複数のキースイッチの間及びそれらの下方をほぼ連続的に延びることができる。パネルは、ステムまたはキースイッチのキャップ内部まで延びることなく、キーキャップの下方を可能な限り遠くまで、ステムまたはステムパスの直近、または、キースイッチの下方を延びる。ＥＬパネルは、電圧インバータを介してコンピュータキーボードのポートによって電力を供給されるのが好ましい。好ましくは、キースイッチは半透明か、または、部分的に半透明であり、ＥＬパネル上のベースプレート（もしあれば）は、少なくとも部分的に半透明であるか透明である。こうして、光放射パネルからの光は、キーキャップの中央部の開口部またはライトパイプを上方に通過するのではなく、半透明のキーキャップを上方に向かって、好ましくはその外部表面の周囲に放射される。
2004500682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップ及び該キャップからぶら下がったステムからなる複数のキースイッチであって、該キースイッチの少なくとも１つが半透明部分を有する、複数のキースイッチと、
前記複数のキースイッチの間、及び、前記キャップの下を延びる光放射材料からなる実質的に平坦なパネルであって、前記キースイッチの完全に外部にある、パネル
から構成された背面照明型キーボードであって、
前記パネルは、光が、前記キースイッチ内、及び、前記半透明部分を通るように光を放射することからなる、背面照明型キーボード。
【請求項２】
前記パネルはエレクトロルミネッセント材料からなる、請求項１のキーボード。
【請求項３】
前記パネルはエレクトロルミネッセント膜である、請求項１のキーボード。
【請求項４】
前記キャップは実質的に半透明である、請求項１のキーボード。
【請求項５】
前記ステムは実質的に半透明である、請求項１のキーボード。
【請求項６】
前記キースイッチは実質的に半透明である、請求項１のキーボード。
【請求項７】
前記キャップの下かつ前記パネルの上に収容されるベースプレートをさらに備え、前記ベースプレートは実質的に半透明である、請求項１のキーボード。
【請求項８】
前記パネルはキャップの間を上方に光を放射する、請求項１のキーボード。
【請求項９】
前記パネルからの光が前記キャップ間を上方に放射されるのを阻止するために、前記キースイッチ間に不透明なマスクが施されている、請求項１のキーボード。
【請求項１０】
前記パネルは、前記キースイッチの半透明部分を上方に通るように光を放射するために、前記キースイッチの下を延びる上部表面を有する、請求項１のキーボード。
【請求項１１】
前記パネルは、連続であり、穴があいていない、請求項１０のキーボード。
【請求項１２】
前記パネルはエレクトロルミネッセント材料からなる、請求項１０のキーボード。
【請求項１３】
前記パネルはエレクトロルミネッセント膜である、請求項１０のキーボード。
【請求項１４】
前記ステムの各々が外部側面を有し、前記パネルが１つ以上の穴、及び各穴を画定する穴のエッジを有しており、前記パネルが、前記穴で前記ステムを受け、前記穴のエッジが、前記キースイッチを通るように光を放射するために前記ステムの外部側面の近くまで延びることからなる、請求項１のキーボード。
【請求項１５】
前記パネルがエレクトロルミネッセント材料からなる、請求項１４のキーボード。
【請求項１６】
前記パネルがエレクトロルミネッセント膜である、請求項１４のキーボード。
【請求項１７】
前記キャップが実質的に半透明である、請求項１４のキーボード。
【請求項１８】
前記ステムが実質的に半透明である、請求項１４のキーボード。
【請求項１９】
前記キースイッチが実質的に半透明である、請求項１４のキーボード。
【請求項２０】
前記キャップの下かつ前記パネルの上に収容されるベースプレートをさらに備え、前記ベースプレートは実質的に半透明である、請求項１４のキーボード。
【請求項２１】
前記キーボードが、前記パネルに概ね平行でかつ前記パネルの下にある回路基板または膜をさらに備え、
前記ステムが下部端を有し、
前記パネルが１つ以上の穴と、各穴を画定する穴のエッジを有し、
前記パネルが、前記キースイッチと前記回路基板または膜との間に概ね配置されており、前記穴は、前記キースイッチを前記回路基板または膜に接触するように押下したときに、前記ステムの下部端を受けるために、前記ステムの下部端の直下にあることからなる、請求項１のキーボード。
【請求項２２】
前記パネルはエレクトロルミネッセント材料からなる、請求項２１のキーボード。
【請求項２３】
前記パネルはエレクトロルミネッセント膜である、請求項２１のキーボード。
【請求項２４】
前記キャップは実質的に半透明である、請求項２１のキーボード。
【請求項２５】
前記ステムが実質的に半透明である、請求項２１のキーボード。
【請求項２６】
前記キースイッチが実質的に半透明である、請求項２１のキーボード。
【請求項２７】
前記キャップの下かつ前記パネルの上に収容されるベースプレートをさらに備え、前記ベースプレートは実質的に半透明である、請求項２１のキーボード。
【請求項２８】
前記キーボードが、前記パネルに概ね平行でかつ前記パネルの下にある回路基板または膜からさらに構成され、
前記ステムが下部端を有し、
前記パネルが連続しており、かつ、前記キースイッチと前記回路基板または膜との間に配置されており、これにより、前記キースイッチが押下されると、前記キースイッチが前記パネルに接触して、前記回路基板または膜に圧力を与えることからなる、請求項１のキーボード。
【請求項２９】
キーボードケースと、
前記ケースに接続された複数のキースイッチであって、前記キースイッチは、キャップと該キャップからぶら下がったステムからなり、前記キースイッチの少なくとも１つが半透明部分を有する、複数のキースイッチと、
前記キャップの下の前記ケース内部に収容され、及び前記複数のキースイッチの間を延びる実質的に平坦なパネルであって、光放射領域を構成し、前記キースイッチを通り抜けては延びないパネル
から構成された背面照明型キーボードであって、
前記パネルは、光が前記キースイッチ内、及び、前記半透明部分を通るように光を放射することからなる、背面照明型キーボード。
【請求項３０】
上部面を有するキーボードケースと、
前記ケースの上部面に接続された複数のキースイッチであって、前記キースイッチは、キャップと該キャップからぶら下がったステムからなり、前記キースイッチの少なくとも１つが半透明部分を有する、複数のキースイッチと、
前記キャップの下の前記ケースの上部面の先端部に収容され、及び前記複数のキースイッチの間を延びる実質的に平坦なパネルであって、光放射領域を構成し、前記キースイッチを通り抜けては延びないパネル
から構成された背面照明型キーボードであって、
前記パネルは、光を、前記キースイッチ内へ、及び、前記半透明部分を通るように光を放射することからなる、背面照明型キーボード。
【請求項３１】
キーボードケースと、
前記ケースに接続された複数のキースイッチの行と複数のキースイッチの列であって、前記キースイッチは、キャップと該キャップからぶら下がったステムからなり、前記複数のキースイッチは半透明部分を有する、複数のキースイッチの行及び列と、
前記キャップの下方において前記ケースの内部に収容され、前記複数のキースイッチの行の間、及び前記複数のキースイッチの列の間を延びる実質的に平坦で実質的に連続的なパネルであって、光放射領域を構成し、前記キースイッチの完全に外部にあるパネル
から構成された背面照明型キーボードであって、
前記領域は、光が、前記キースイッチ内へ向かって、前記半透明部分を通るように光を放射することからなる、背面照明型キーボード。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
「発明の分野」
本発明は、一般的に、デスクトップ型、ラップトップ型及びノートブック型コンピュータのキーボードや「インターネットＴＶ」のキーボードなどのキースイッチアセンブリやキーボード用の照明装置に関する。より具体的には、本発明は、キーボード内のキーの下方から発生する、キーボード用のバックライトに関連する。
【０００１】
「関連技術」
これまで長い間、キースイッチアセンブリのオペレータは、所望の照光式のキーボードやキーパッドを使用してきた。例えば、オペレータがコンピュータキーボードで作業をしており、同時にコンピュータモニタを見ているときには、モニタ画面のコントラストが最大になるように、周囲光は弱いことが好ましいであろう。また、例えば、ポータブルコンピュータのオペレータにとっては、夜、航空機や列車で移動中のときなどのように周囲光が弱い方が良い場合がある。
【０００２】
ともかく、従来より、照光式のキーボードやキーパッドを提供しようという多くの試みがなされてきた。しかしながら、それらの試みの多くは、キースイッチアセンブリを十分に照明するものではなかったり、ぎらぎらと光って眩しいか注意が散漫になるようなものであったり、あるいは、不便だったり、または、高価なものだったりで、満足のゆくものではなかった。照光式キーボードに対する従来の試みにより製造されるシステムは、より多くの電力を消費し、かつ、所望量よりも多くの熱を発生する故障しやすいものであった。
【０００３】
照光式キースイッチアセンブリの例は、特許文献に記載されている。米国特許第５，８０１，３４５号（Ｍｉｋｕｌａ−Ｃｕｒｔｉｓ他、１９９８年）には、プリント回路基板（ＰＣＢ）の穴を通ってライトパイプに入る光を放射する、そのＰＣＢの下部に取り付けられたＬＥＤが開示されており、キーキャップ内に収容されるライトパイプの各々は、その光をキーキャップの内部を通して上方に向けるようになっている。さらに、Ｍｉｋｕｌａ−Ｃｕｒｔｉｓ他のシステムには、光ダム（ｌｉｇｈｔ ｄａｍ）とインディシャパネル（文字や記号などが刻印されたパネル：ｉｎｄｉｃｉａ ｐａｎｅｌ）の下方に配置されたＬＥＤを備えた背面照明（バックライティング：背面照光）式システムも含まれており、このＬＥＤは、光ダムによって閉じ込められた領域の中心部を上方に通るよう光を放射して、インディシャパネルを背面から照らすようになっている。
【０００４】
米国特許第５，６１２，６９２号（Ｄｕｇａｓ他、１９９７年）には、プリント回路基板上にＬＥＤを配置した、封止型ＬＥＤ照光式キーボードが開示されている。このＬＥＤと回路基板は、スペーサ基板によって覆われており、このスペーサ基板には、回路基板の上部面との電気的接触を可能にし、及び、ＬＥＤ光がシステムの上部層に到達できるようにするための開口部が設けられている。これらの「上部層」には、ドームと共に半透明の封止シート膜、及び、ドーム上部のキーがある。従って、Ｄｕｇａｓのシステムでは、ドームを下げるようにキーを押し下げることにより、キーの導電性の下部面を回路基板に接触させることができる。ＬＥＤ光は、スペーサ基板の穴を上方に抜け、各ドームの中央部、各キーの中央部、そして、キーキャップの上部中央にある半透明の数字、文字、他の記号を通って外部に出る。
【０００５】
米国特許第５，０３４，６０２号（Ｇａｒｃｉａ他、１９９１年）には、アルファベット／数字表示式のＬＥＤやＬＣＤのような光放射源がキーキャップの中心部の下部、または、ビームスプリッタに近接して配置された背面照明式システムが開示されている。このビームスプリッタは、光をキーキャップの中心軸を通って上部に導くようになっている。
【０００６】
米国特許第４，８０６，９０８号（Ｋｒｕｐｎｉｋ、１９８９）には、キーボード内のキースイッチのステム（軸：ｓｔｅｍ）を横断して延びる位置合わせ穴（ｒｅｇｉｓｔｅｒｉｎｇ ｏｐｅｎｉｎｇ）を抜けて延伸するエレクトロルミネッセント（ＥＬ）ストリップを使用するシステムが開示されている。ＥＬストリップは、キーの間にある、光を通さない固定されたパネルの下部においてキーのステム間に延びており、キーのステム（以下、キーステム）の内部（「内部部分」）にあるＥＬストリップの領域から放射され、かつ、キーキャップに向かう光のみによってキーキャップだけを照らすようになっている。ＥＬストリップの内部部分からのこの光は、キーステムの透光性の、透明または半透明の本体の中央部を通って、他の部分では光を透さないキーキャップの中央部にある穴または半透明の領域に向かう。ＥＬストリップは、光を透さない押さえ用パネルの下方を延伸し、複数のキーステムの穴を通るので、押さえ用パネルからキーが取り外されないような構造にもなっている。
【０００７】
従って、要約すると、従来の背面照明式技術は、キーキャップの中央部またはインディシャパネルの直下の領域を上方に通るように、光を直接向け、または導くための手段を特徴とする。このアプローチは、光が特定の中心軸に沿って進行して、キーボードから１つのキーキャップまたは１つのインディシャパネルの限定された領域に放射されるように光を制御するものである。このアプローチは、光路を制御しかつ制限して、キースイッチからキースイッチへ光が進行することを阻止し、あるいは、キースイッチの内部からキースイッチの外部へ光が放射されないようにするものである。
【０００８】
デスクトップ、ラップトップ、ノートブック、または、「インターネットＴＶ（インターネットテレビジョン）」のキーボード用の耐久性のある、経済的で効果的な背面照明式システムが必要とされている。照明が弱いかあるいは照明のない環境における視認性を改善するために、キーボードの適切な領域に適切なレベルの照明を与えるシステムが必要とされている。
【０００９】
本発明の概要
本発明は、デスクトップ、ラップトップ、ノートブック、または、インターネットＴＶのキーボードなどのキーボードやキーパッドにあるキースイッチアセンブリを周辺から照明することにより、周囲光が弱いかまたは周囲光がない環境での使用に適するようにキーボードを照明するステップを含む。「周辺から照明する」とは、キースイッチアセンブリを、内部からではなく外部から、好ましくは、キースイッチアセンブリの側部を実質的に画定する、及び／または、その底部を横断して延びる位置から照明することを意味する。光は、キーボードの複数のキースイッチの間、または、それらの下方を延びるパネルの全てまたはいくつかの部分から発せられる。パネルは、キースイッチのステムまたはステムパス（ステムの経路）の近くまで延び、及び／または、キースイッチの下方に延びることにより、キースイッチの間を延びて、好ましくは、キーキャップの下方に達するシートまたはストリップとすることができる。好ましくは、光は、光放射パネルから上方に発せられ、キースイッチ間の空間を通り、キースイッチに入ってこれを通過し、これにより、（キーボードが、光の「スポット」または照光された文字や数字を有するように見えるようにするのではなく）キーボードの選択された部分が全体的に「光って」見えるようにする。この照明方式により、光が弱いかまたはない多くの環境におけるキーの識別性及び全体的な視認性が向上し、また、消費電力が小さいために移動中もラップトップ型コンピュータを照明することが可能となる。
【００１０】
好ましくは、光放射パネルは、接触膜（ｃｏｎｔａｃｔ ｍｅｍｂｒａｎｅ）またはプリント回路基板上で、かつ、概ねキースイッチキャップの下方に配置されたエレクトロルミネッセント（ＥＬ）部材である。ＥＬ部材（またはＥＬ材料）が、ストリップまたは穴のあいたシートからなる実施態様では、ストリップのエッジまたは穴のエッジは、キーステム、または、キーを押し下げている間そのステムが移動する空間（「ステムパス」）の少なくとも２つの側部（好ましくは、周囲全体、または、ほぼ全体）に配置される。ＥＬ部材が部材の連続的なシートからなる実施態様では、このシートは、接触膜とキースイッチの下方端部との間において複数のキースイッチの下部を概ね水平方向に延びる。キーが押下されると、連続的なシートは、キースイッチの接触膜にぶつかって、「スイッチ機能」を行わせるための力を接触膜に伝える。従って、最低限、ＥＬ部材は、キーキャップの周辺エッジの下方に延び、最大限、キーの下方の全域にわたって延びるのが好ましく、いずれの場合でも、多量の光がキースイッチに入ってそれを上方に（好ましくは、キースイッチ間の空間の間も通って）通過することができる。パネル及びＥＬ部材は、キーキャップまたはキーステムの内部に延びずに、キーの操作及び取り外しの邪魔にならないことが好ましい。
【００１１】
これまで及び以下の説明において、及び特許請求の範囲において、「キースイッチアセンブリ」や「キースイッチ」または「キー」という用語は、回路基板や膜（ＰＣＢや接触膜）上の特定のスイッチと接触してそれに作用する（閉じる）ように押下される、キーボード内に従来と同様に設けられたデバイスを指している。キースイッチは、典型的には、指で触るために必要な「キャップ」、キャップから回路基板または膜に向かって突き出た概ね垂直な構造であって、キーが押下されると基板または膜に接触する「キーステム」または「ステム」から構成される。従って、本明細書では、「キーステム」は、キャップに取り付けられた下方に突き出たポストに加えて、挿入物、スリーブ、ドーム、及び、ポストのまわりを延びるか、または、ポストに接続された偏倚用（バイアス）部材を指す。キャップとキースイッチのステムは別の部品とすることも、あるいは、例えば、偏倚用部材を加えた単一の部品とすることもできる。本発明の説明及び特許請求の範囲において、「実質的に連続的なパネル」とう用語は、ステムのようなキースイッチの一部を受けるために、または、ステムの近くまで達するが、ステムパス用の（すなわち、ステムが開口部を出入りするための）空間を残すために使用される開口部以外は、大きな開口部や妨害物を有することなく延びるパネルを意味する。「連続的なパネル」という用語は、例えば、キースイッチのステム（以下、キースイッチステム）を受けるための開口部のないパネルなどの、大きな開口部や妨害物を有さず延びるパネルを意味する。単一の連続的なパネルは、キースイッチステムの開口部は有さないが、例えば、「マウスボール」機構を受けるための膜を通る穴を有するところのラップトップコンピュータのキーボードに有益であると考えられる。「間に延びる」という用語は、パネルが、キースイッチの近くにあり、かつ、キースイッチの面に概ね平行である任意数の面上においてキースイッチとキースイッチとの間を延びることを意味している。しがしながら、これは、パネルの位置を、キースイッチの中間点を通過する特定の１つの面に限定することを意図したものではない。
【００１２】
ＥＬ部材からなる１つ以上のパネルを、キーボードの１つ以上の領域内の、キースイッチの間、及び、ステムまたはステムパスの周囲またはキースイッチの下方に置くことができる。パネルは、キーボードの特定の領域を背面から照らすために様々な一定のまたは一定ではない形状をとることができ、また、パネルは、それらの全ての上部面または実質的に全ての上部面にわたって光を放射することができ、または、パネルの一部のみが光を放射するように、光の放射をマスクまたは停止するようにされた領域を有することができる。本明細書では、パネルを２つの一般的なカテゴリー、すなわち、シートとストリップに分けて説明する。シートは、典型的には、３行以上のキーの間、及び／または、３列以上のキーの間を延び、ストリップは、典型的には、２行のキーのみの間、または、２列のキーのみの間を延びる。設計及び実装（インストール）をより簡単にするために、あるいは、個別に電力を供給して個別にオン／オフ制御や減光制御ができるようにするために、いくつかの異なるパネルを設けることができる。また、キーボードの別個の領域を識別するために、バックライト（背面からの照光）の色を個別に異なる色にすることが可能なＥＬパネルを使用することができる。尚、キーボードの領域全てを照明する必要はない。
【００１３】
好ましくは、本発明で使用するキーキャップは、半透明プラスチックを使用して成形されて、それらの上端部に光を通さないマーキングまたは部分を有している。キーステム及びキースイッチの他の部分は、半透明、透明、または、反射性のいずれかであって、キースイッチが全体として光を伝達または反射するようになっている。また、キーパッドのケースの最上部分である半透明または透明なベースプレートの直下に、ＥＬ部材を配置することができる。代替的には、ＥＬ部材を、ベースプレートの上に配置することも、あるいは、ベースプレートを設けることなく実装することもできる。ＥＬ部材は、好ましくは、キーの間の間隔のほぼ全長にわたって延伸し、また、任意選択的に、キーの外側と下方の間隔の全長にわたって延伸するので、ＥＬ光は、半透明のキーキャップの周囲を上方に、そして、ベースプレートの上方に通過し、これにより、選択された部分、または、キーボードの上部のほぼ全体を背面から照明して、キーボードの表面を光で「満たす」。このように、本発明によるシステムは、内部照明、すなわち、「関連する技術」のセクションで説明した制限され、制御された「ライトパイプ」または軸方向に光の進路を向けるアプローチのみを特徴とするものではない。本発明によるシステムによれば、どきまぎさせたり注意を散漫にさせたりすることのない、繊細で、全体にわたる照明効果を得ることができる。キーキャップからだけでなくキーキャップ間からも光を「発する」ことは、極めて効果的であり、これによって、「光の面（ｌｉｇｈｔ ｏｆ ｐｌａｎｅ）」効果が得られ、キーキャップの上部において光の「スポット」またはインディシャのみを照明することなく、キーボードを見て使用するのに十分な繊細な光がユーザに提供される。
【００１４】
光放射ＥＬパネルは、電圧インバータを介してコンピュータのキーボードのポートから電源を供給されるのが好ましい（電圧インバータは、かかる目的で市販されているものである）。本発明のシステムは、好ましくは、１つ以上の減光、オン／オフ、及び、自動オフ制御システムを備える。これらの制御は、背面から照明されたキーボードの一部またはすべての部分における背面照明の強度を調整するために使用することができる。また、これらの制御は、バッテリを節約するために、長時間にわたって使用されていない間、自動的に光をオフにして、１つ以上のキーストロークがなされたときにリスタートさせるために使用することができる。さらに、これらの制御は、例えば、照明されている部分と、減光または照明されていない部分との識別性を向上させるために、全てのまたは選択された部分を個別に減光したり、光をオフにしたりするために使用することができるのが好ましい。
【００１５】
本発明による背面照明システムによれば、キーの識別を容易にして入力ミスを少なくすることができるので、例えば、就寝中の家族に迷惑をかけることなく夜遅くに使用したり、飛行機内で使用したりする場合にも都合がよい。本発明のシステムによれば、ユーザは、なんらかの目的で部屋を暗くして、まぶしいほど明るい部分と陰の部分を少なくした後、正確かつ快適にキーボードを使用することができる。全体的に照光されたキーボードにより、照光されたモニタから照光されていないキーボードにしきりに目を移動させる際に起こりうる眼精疲労を低減することができる。オプションの強度調整機能により、ユーザは、ユーザ自身の個人的好みや部屋の状況に応じてキーボードの照明を調整することができる。
【００１６】
本発明のシステムの他の目的は、耐久性があり、かつ、あまり手入れする必要のないキーボードを実現する耐久性のある照明システムを提供することである。本発明のシステムは、半透明部材に変更することが好ましい点を除いては、従来の中心部が空洞ではない中実なキースイッチを使用することができ、中空のキーステムを必要とせず、あるいは、キースイッチに対して特別の修正を行うことを必要としない。本発明のシステムでは、キースイッチの温度がそれほど上昇しない。本発明のシステムは、照明要素を、キースイッチに電子的に、または、他の複雑な手段で接続することを要しない。従って、好適なシステムによれば、キーボードの信頼性と寿命を損なわない経済的な照明機構が提供される。
【００１７】
本発明の背面照明システムは、市販されている照明要素を使用して、効率的で、グレアのない低コストのキーボード照明システムを提供する。本発明の照明システムは、新しいキーボードアセンブリの設計に盛り込むために、あるいは、既存のキーボードに後付けするために、任意の形状寸法で構成可能であるが、これについては、以下の詳細な説明で詳しく説明する。
【００１８】
好適な実施態様の説明
図面には、本発明によるキーボード背面照明システムのいくつかの実施例（これらに限定するわけではない）が示されている。図１Ａ〜Ｃは、本発明で使用することができるエレクトロルミネッセント（ＥＬ）パネルを示している。図１Ａは、ストリップ形状のエレクトロルミネッセントパネル１の平面図である。図１Ｂは、複数のキーキャップとステムを受けるための開口部１６を備えた矩形の打ち抜き（ｄｉｅ−ｃｕｔ）式エレクトロルミネッセントパネル１０の平面図である。図１Ｃは、複数の概ね円筒形ステムを受けるための小円形開口部１６’を有する打ち抜き式ＥＬパネル１００の平面図である。図１Ｄは、キースイッチの下方に連続的に延びているために開口部を必要としないＥＬパネル１０００の平面図である。パネル１、１０、１００、１０００は、それらの上面２全体から均一に照光するのが好ましく、端子３によって電力源に接続されている（電力源は、コンピュータのキーボードのポートであるのが好ましい）。代替的には、他の実施態様は、上面２に光を放射する部分と光を放射しない部分を生じさせるマスキング、動作停止、あるいは、他の構成を備えることができる。例えば、パネルが従来ＥＬ部材として分類されない部分、または、ＥＬ部材であるがマスクされている部分からなる実施態様が考えられる。
【００１９】
パネル１、１０、１００は、各キーに対応する接触膜上の領域に開口部が正確に位置合わせされるように、接触膜または他の回路基板の上部に配置することにより実装するのが好ましい。キースイッチアセンブリは、開口部内またはその上部に挿入され、ベースプレートを備えた実施態様の場合には、ベースプレートは、ＥＬパネルの上部及びキーの周囲に取り付けられる。
【００２０】
パネル１、１０、１００、１０００は、１つ以上の要素との摩擦ばめや、キーボードの他の層間に薄膜を挟むなどの従来の手段によってキーボード内に固定される。ＥＬ部材には、米国ミネソタ州ミネトンカのＭｅｔｒｏＭａｒｋ，Ｉｎｃから販売されている、「ＥＬ」と一般に呼ばれている材料を用いることができる。
【００２１】
図２は、キーキャップ５の下方及びそれらの間に横に長く延びたストリップ形状のエレクトロルミネッセントパネル１を備えるキーボード構成４の平面図である。光が、パネル１からキーキャップの間を上方に、及び、半透明のキーキャップ５を通って上方に放射するという効果のために、パネルはキーボード構成４のほぼ全体、好ましくは、全てのキーキャップ５を照明する。
【００２２】
図３及び４は、プリント回路基板６と接触するよう取り付けられた個別のキースイッチ９を備えるキーボードアセンブリの破断側面図である。キースイッチ９はそれぞれ、キーキャップ５、ポスト１７と作動部材２７を備えるステム７から構成されており、好ましくは、少なくともキャップ５とポスト１７は、半透明かまたは透明である。エレクトロルミネッセントパネルは、回路基板６の上部、キーキャップ５の下、及び、各キースイッチのステム７の近くに実装される。図示しているように、ＥＬパネルは、複数のストリップパネル１であるか、各々が電力源に接続するためのそれ自身の電極３を有する１つ以上のシートパネル１０、１００の一部であるかのいずれかとすることができる。ストリップパネル１の場合は、ＥＬ部材は、少なくとも２つの側部上のステム７の外部表面のすぐ近くに延び、シートパネル１０、１００の場合は、ＥＬ部材は、ステム７の外周すなわち「外部表面１９」全体の周りに近接して延びる。どちらのＥＬパネル方式でも、ＥＬ部材は、キーキャップ５の外周エッジ１１の下を延びるが、キースイッチの内部には延びず、また、ステムまたはキーキャップの開口部は通過しない。こうして、ＥＬ部材は、光線１５で示すように、光が、キースイッチの外部からキャップを上方に通過して、さらに、ステム内を通過してキャップの上端部を上方に抜けるように光を放射することができる。
【００２３】
図３では、半透明のベースプレート８がパネル１、１０、１００の上に実装されており、このプレート８は、従来のキーボードケースの上部を形成する従来の不透明な（すなわち、光を透さない）ベースプレートの代わりをすることができる。かかる実施態様では、光は、キースイッチ内を上方に通過するだけでなく、ベースプレート８を上方に通過するよう放射して、キーボードのかなりの部分に対して全体的な「光放射」効果が与えられる。
【００２４】
図４では、不透明ベースプレート８’が実装されている（これまでのものより好適度は低い）。かかる実施態様では、不透明ベースプレート８’により、光がキースイッチ間を上方に放射するのが実質的に阻止されて、光は、キースイッチ内を上方に向かう経路のみを通るようにされる。かかる代替実施態様も、キースイッチ全体に十分な光を与え、キースイッチのまわりに光源を提供することによりこれを行うので、本発明の範囲内のものである。さらに、本発明には、例えば、芸術的な理由や個人的な好みに応じて所望される特定のデザイン効果を得るために、ＥＬパネルの上部表面に直にまたはその近くにマスキングを施してＥＬパネルの選択された領域をマスクするようにした実施態様も含まれる。
【００２５】
図５は、１つ以上のキースイッチアセンブリ９’の下を連続的に延びるパネルの破断図である。かかるパネルは、完全にまたは実質的にＥＬ部材であるのが好ましく、この場合には、パネルは、１つ以上のキースイッチアセンブリの下を連続的に延びて放射するＥＬシートとして説明することができる。従って、かかる連続的なシートは、キーステムやステムパスのまわりに取り付け用の穴を必要としない。ＥＬシート１０００は、ステムパス全体にわたって延び、キー押下の間、下方に押し下げられるステムの下部端２１は、接触膜ではなくてシート１０００に実際に接触してそれを押す。ＥＬシート１０００にキースイッチが接触することにより、キースイッチと接触膜とを直接接触させることなくキースイッチのタスクを実施するのに十分な力が接触膜６に伝達される。ＥＬシート１０００は、キースイッチ９’の下に連続的に延びているので、光線１５は、キースイッチの間の空間を上方に通過するだけでなく、キースイッチを上方に通過することができる。代替的には、経済的または美的な理由に応じて、図５に示すＥＬシート１０００の一部を、マスクしたり、動作しないようにしたり、非放射性材料で構成することができる。
【００２６】
図６Ａは、本発明による背面照明システムの１実施態様の典型的な回路の略図である。パネル１は、共通のグランド（アース）とＤＣ−ＤＣコンバータ１３のような高電圧源との間に接続されている。この例では、ＤＣ−ＤＣコンバータは、＋５Ｖ（ボルト）を＋１００Ｖに変換する。複数のコンバータ１３を使用して、より大きなエレクトロルミネッセントパネル１や複数のパネルを駆動することができる。
【００２７】
図６Ｂは、本発明のインバータシステムの略図である。他の回路及び他のインバータシステムを使用することもできるが、ディジタルインバータの方が、従来の環状型インバータよりも消費電力が少ないため好ましい。制御システムは、自動オフ機能を備えて、キーボードが一定時間未使用であったときには背面照射を自動的にオフにするのが好ましい。この機能により、バッテリとＥＬ部材は長持ちするであろう。この回路に使用することができる部材のリストを下表に示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
図７及び８に、本発明の特別に好適な実施態様である、本発明の背面照明システムを備えるデスクトップキーボード２００を示す。ＥＬシート１００を、それらの開口部１６’がキーボードケース１０５のキーカラー１０３のまわりにカチッとはまるように実装する。尚、カラー１０３は、キースイッチアセンブリ１０６のステム１０４を取り囲んでいる。開口部１６’は、ＥＬシート１００がカラー１０３に摩擦係合するようにカラーの外径と同じ直径を有することにより、ＥＬシート１００がステム１０４の外表面のできるだけ近くまで延びるようにするのが好ましい。図８には、キャップ１１０、接触挿入体（ｃｏｎｔａｃｔ ｉｎｓｅｒｔ）１１２及びアクチュエータ１１４からなるステム１０４を分解して示している。接触挿入体１１２は、キーが接触膜１２０に接触させるために押下されると、カラー１０３内に滑り込む。膜１２０は、キーボード２００の下部キャビネット１２２内に収容されて、ＰＣＢ及びコネクタ１２１と協働する。キーが解放されると、挿入体は、アクチュエータ１１４によって偏倚させられて元の位置に滑って戻る。このキーボード２００は、ＥＬシート１００の上部にマスキングがなされておらず、または、ベースプレートを有しておらず、好ましくは、接触挿入体１１２とキャップ１１０は半透明である。従って、ＥＬシート１００はキーキャップ１１０の間を上方に、さらに、キャップ１１０中を上方に、及び、接触挿入体１１２の上部を通るように光を放射する。オプションとして、キーカラー１０３を半透明にして、シート１００からの光がカラー１０３を通って挿入体１１２の中に入り、それからキャップ１１０を上方に通過するようにすることもできる。
【００３０】
図８に最も特徴的に示しているように、好適な実施態様２００のアセンブリは、ＥＬシート１００の形状及び位置のために使いやすくかつ経済的なものとなっている。ＥＬ部材は、移動部分の邪魔にならず、また、他の目的のためには使用されない空間には収容される。図８に示すように、例えば、ファンクションキーの下により小さなシートを、文字キーの下により大きなシートを、そして、数字キーの下に中間の大きさのシートを実装するなどのように、いくつかの異なるシート１００をキーボードの異なる領域に実装することができる。図８に、光強度制御用つまみ１２３の想定される１つの位置を示しているが、他の異なるキーボードには他の異なる位置が適切な場合がある。上述したように、個別にオン／オフしたり強度を調整したりするための制御部を各シートまたはいくつかのシート毎に実装することができ、その制御を従来技術により実施することができる。さらに、個人の好みや「デザイナー」の主張に合わせて、種々の色の光を使用したり、シートを矩形形状以外の形状にすることができる。
【００３１】
図９及び１０は、特別に好適な他の実施態様である、ラップトップキーボード３００を示す。このキーボード３００は、透明なキーキャップ３１０、透明なヒンジ３１１、透明なゴム性アクチュエータ３１２（偏倚用部材）、接触挿入体３１３、透明なベースプレート３１４，接触膜１２０、及び、金属性の取り付けブラケット３１６を備えている。小さな円形開口部１６’を有するＥＬシート１００は、接触膜１２０とベースプレート３１４の間に、それらに概ね平行に配置されている。開口部１６’は、アクチュエータ３１２とキーキャップ３１０の中心部の直下に配置されたベースプレート３１４内の穴の直下に配置されている。従って、アクチュエータ３１２、ベースプレートの穴、及び開口部１６’は全て軸方向に整列して、「ステム」が移動する「ステムパス３２４」を画定している。ここで、このキーボード構成における「ステム」は、アクチュエータ３１２及び挿入体３１３とみなすことができる。したがって、開口部１６’を画定するＥＬ部材のエッジ３２６は、ステムパスまでまたはその近くまで延びる。換言すれば、ＥＬ部材は、キースイッチ内の穴や通路、または、キースイッチの内部に入ることなく、キャップの下に配置されることなく、及び、光をキャップの中心部に導くために「ライトパイピング」することなく、キーキャップ３１０の下を可能な限り遠くまで延びるのが好ましい。こうして、ＥＬ「ランプ」は、光を、キースイッチの外部からキャップのかなりの部分に向けて、好ましくは、ヒンジを通過するように放射して、キーを照明する。また、ＥＬ「ランプ」は、プレート３１４を上方に通るように光を放射して、キーのまわりの背景を適切に照明する。ラップトップキーボードのキーのストローク（打鍵）は、デスクトップキーボードのそれよりも短いために、ＥＬ部材は、透明なベースプレート３１４の底部の下方、及び透明なヒンジ３１１の下方からも十分な光を放射する。
【００３２】
図１０に最も特徴的に示すように、キーボード３００のアセンブリは、効率が良くて使いやすい。なぜなら、ＥＬパネル１００を、既存のキーボードの平坦な部材の間にあってそれらに平行な、薄く平坦なシートとして実装するというアプローチを採用しているからである。わかりやすくするために、図１１Ａ〜Ｃに、キーボード３００の各部品のいくつかを拡大して示す。
【００３３】
好適な実施態様におけるＥＬ部材の性質及び位置により、液体の漏れに対する抵抗力が増すという利益も得られる。連続的なまたはほぼ連続的なパネルをなすＥＬ部材を、キースイッチの間及び／またはそれらの下方に延ばすことによって、液体または水分がＰＣＢ／接触膜に到達するのを阻止することができる。
【００３４】
本発明のシステムの各部に種々の材料を使用することができる。例えば、透明なキーキャップはＡＢＳまたはＰ．Ｃ．プラスチックとすることができ、透明なヒンジをナイロンまたはＰ．Ｃ．とすることができ、透明なまたは半透明な「ゴム」製アクチュエータをシリコンゴム、ラテックス、またはゴムとすることができ、透明なまたは白色の接触挿入体をＰＯＭまたはナイロンとすることができ、透明なベースプレートをＡＢＳまたはＰ．Ｃ．とすることができ、下方のケース部材を金属またはプラスチックとすることができる。材料の耐久性を主要な目的として、所望の半透明度及び／または色に合わせて他の材料を選択することができる。
【００３５】
本発明によるキーボード照明システムは、異なる色、光のパターン、及び光の調節についての多くの可能性を有しており、個人の多様な好みや市場における人々の要求に合わせて構成することができる。本発明のシステムは、流行りのキーボードを好む若い人たち、キーボードを読み取る手助けを必要とする年長者や視覚障害者、あるいは、従来のコンピュータの外見に飽きた人たちにとって利益をもたらす。
【００３６】
上述した本発明は、キーボードや、例えば、従来技術によって従来の材料で製造された多くのキースイッチアセンブリなどの異なるタイプのキースイッチアセンブリに照明を与えることにおいて効果がある。本発明の重要な目的は、キーボードやキースイッチを大きく改変することなく、従来構成のキーボードやキースイッチに、効果的な背面照明を与えることである。
【００３７】
特定の手段、材料及び実施態様を参照して本発明を説明したが、本発明は、それらの開示された特定物に限定されるものではなく、特許請求の範囲内にある全ての等価物を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
本発明による、ストリップ形状のエレクトロルミネッセント（ＥＬ）パネルの１実施態様の平面図である。
【図１Ｂ】
キーステムを受けるための矩形開口部を備えた打ち抜きシート形式のＥＬパネルの１実施態様の平面図である。
【図１Ｃ】
キーステムを受けるための小円開口部を備えた打ち抜きシート形式のＥＬパネルの別の実施態様の平面図である。
【図１Ｄ】
連続的シート形式のＥＬパネルの１実施態様の平面図である。
【図２】
キースイッチアセンブリの下方及びそれらの間に水平行をなすストリップ形状のＥＬパネルを備えたキーボード構成の平面図である。
【図３】
本発明の１実施態様の破断側面図であり、ＥＬパネルは、光が、キースイッチのキーキャップの間を、半透明のベースプレートを通り、キーキャップを上方に通過するように光を放射する。
【図４】
不透明な上部ケースプレートを備える図３の実施態様の破断側面図であり、ＥＬパネルによって放射される光が、キーキャップのみを通るようになっている。
【図５】
本発明の他の実施態様の破断側面図であり、ＥＬパネルが、複数のキースイッチの下方を連続的に延びている。
【図６Ａ】
典型的なＥＬパネルの回路図の略図である。
【図６Ｂ】
本発明の１実施態様のインバータシステムの略図である。
【図７】
本発明によるデスクトップキーボードの１実施態様の端部断面図であり、キーステムアセンブリの周囲のＥＬ材料からなる穴のあいたパネルと、キーステムを支持するカラーが示されている。
【図８】
図７のキーボードの各部品の組立分解図である。
【図９】
本発明によるラップトップキーボードの１実施態様の端部断面図であり、キーのステムパスの周囲にＥＬ材料からなる穴のあいたパネルが示されている。
【図１０】
図９のキーボードの各部品の組立分解図である。
【図１１Ａ】
図９及び図１０のキーキャップの拡大図である。
【図１１Ｂ】
図９及び図１０のヒンジの拡大図である。
【図１１Ｃ】
図９及び図１０のゴム製アクチュエータの拡大図である。
【図６Ａ】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成12年6月13日(2000.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータまたはインターネットテレビジョンで使用するための背面照明型キーボードであって、
半透明部分または透明部分を有するキャップと、該キャップからぶら下がったステムとからなる複数のキースイッチと、
複数の前記キャップの下を延びる光放射エレクトロルミネッセント材料からなる実質的に平坦なパネルであって、前記キースイッチの完全に外部にあるパネルと、
前記キャップの下でかつ前記パネルの上に収容される半透明または透明なベースプレート
から構成され、
前記パネルは、光が、前記半透明または透明なベースプレートを上方に通って、前記キースイッチ内、及び、前記半透明部分または前記透明部分を通るように、光を放射することからなる、背面照明型キーボード。
【請求項２】
光放射エレクトロルミネッセント材料からなる前記パネルが、電圧インバータによって昇圧された電圧を有するコンピュータの電源により電力を供給される、請求項１の背面照明型キーボード。
【請求項３】
前記パネルはエレクトロルミネッセント膜である、請求項１のキーボード。
【請求項４】
前記キャップは実質的に半透明か透明である、請求項１のキーボード。
【請求項５】
前記ステムは実質的に半透明か透明である、請求項１のキーボード。
【請求項６】
前記キースイッチは実質的に半透明か透明である、請求項１のキーボード。
【請求項７】
前記キーボードが前記キャップの下に配置されたヒンジをさらに備えており、前記ヒンジの少なくとも１つが実質的に半透明か透明である、請求項１のキーボード。
【請求項８】
前記パネルは前記キャップの間を上方に光を放射する、請求項１のキーボード。
【請求項９】
前記パネルからの光が前記キャップ間を上方に放射されるのを阻止するために、少なくともいくつかのキースイッチの間に不透明なマスクが施されている、請求項１のキーボード。
【請求項１０】
複数のキースイッチのいくつかの間にあるパネルの各部は、光が前記複数のキースイッチのいくつかのキャップの間を上方に放射されるのを制限するための非放射性材料からなる、請求項１のキーボード。
【請求項１１】
前記パネルは、前記複数のキースイッチの間及びそれらの下に連続しており、キースイッチ用の穴を備えていない、請求項１のキーボード。
【請求項１２】
前記キーボードがさらに、前記キャップの下にヒンジを備えており、前記ヒンジの少なくとも１つが実質的に半透明か透明なナイロンである、請求項１のキーボード。
【請求項１３】
前記ステムの各々が外部側面を有し、前記パネルが１つ以上の穴、及び各穴を画定する穴のエッジを有しており、前記パネルが、前記穴で前記ステムを受け、前記穴のエッジが、前記キースイッチを通るように光を放射するために前記ステムの外部側面の近くまで延びることからなる、請求項１のキーボード。
【請求項１４】
前記パネルがエレクトロルミネッセント膜である、請求項１４のキーボード。
【請求項１５】
前記キャップが実質的に半透明か透明である、請求項１４のキーボード。
【請求項１６】
前記ステムが実質的に半透明か透明である、請求項１４のキーボード。
【請求項１７】
前記キースイッチが実質的に半透明か透明である、請求項１４のキーボード。
【請求項１８】
前記キーボードがさらに、前記キャップの下にヒンジを備えており、前記ヒンジの少なくとも１つが実質的に半透明か透明である、請求項１４のキーボード。
【請求項１９】
前記キーボードが、前記パネルに概ね平行でかつ前記パネルの下にある回路基板または膜をさらに備え、
前記ステムが下部端を有し、
前記パネルが１つ以上の穴と、各穴を画定する穴のエッジを有し、
前記パネルが、前記キースイッチと前記回路基板または膜との間に概ね配置されており、前記穴は、前記キースイッチを前記回路基板または膜に接触するように押下したときに、前記ステムの下部端を受けるために、前記ステムの下部端の直下にあることからなる、請求項１のキーボード。
【請求項２０】
複数のキースイッチのいくつかの間にあるパネルの各部は、光が前記複数のキースイッチのいくつかのキャップの間を上方に放射されるのを制限するための非放射性材料からなる、請求項２１のキーボード。
【請求項２１】
前記パネルはエレクトロルミネッセント膜である、請求項２１のキーボード。
【請求項２２】
前記キャップは実質的に半透明か透明である、請求項２１のキーボード。
【請求項２３】
前記ステムは実質的に半透明か透明である、請求項２１のキーボード。
【請求項２４】
前記キースイッチは実質的に半透明である、請求項２１のキーボード。
【請求項２５】
前記キーボードがさらに、前記キャップの下にヒンジを備えており、前記ヒンジの少なくとも１つが実質的に半透明か透明である、請求項２１のキーボード。
【請求項２６】
前記キーボードが、前記パネルに概ね平行でかつ前記パネルの下にある回路基板または膜からさらに構成され、
前記ステムが下部端を有し、
前記パネルが連続しており、かつ、前記キースイッチと前記回路基板または膜との間に配置されており、これにより、前記キースイッチが押下されると、前記キースイッチが前記パネルに接触して、前記回路基板または膜に圧力を与えることからなる、請求項１のキーボード。
【請求項２７】
コンピュータまたはインターネットテレビジョンで使用するための背面照明型キーボードであって、
半透明部分または透明部分を有するキャップと、該キャップからぶら下がったステムとからなる複数のキースイッチと、
複数の前記キャップの下を延びる光放射エレクトロルミネッセント材料からなる実質的に平坦なパネルであって、前記ステムを通っては延びないことからなるパネル
を備え、
前記パネルは、光が、前記キースイッチ内へ、及び、前記半透明部分または前記透明部分を通るように光を放射し、
前記キーボードは、光放射エレクトロルミネッセント材料からなるパネルの上にベースプレートを有しない
ことからなる、背面照明型キーボード。
【請求項２８】
前記キーボードは、前記パネル上にマーキングがされていない、請求項３０の背面照明型キーボード。
【請求項２９】
光放射エレクトロルミネッセント材料からなる前記パネルが、電圧インバータによって昇圧された電圧を有するコンピュータの電源により電力を供給される、請求項３０の背面照明型キーボード。
【請求項３０】
前記パネルはエレクトロルミネッセント膜である、請求項３０の背面照明型キーボード。
【請求項３１】
前記キャップは実質的に半透明か透明である、請求項３０のキーボード。
【請求項３２】
前記ステムは実質的に半透明か透明である、請求項３０のキーボード。
【請求項３３】
前記キースイッチは実質的に半透明か透明である、請求項３０のキーボード。
【請求項３４】
前記キーボードがさらに、前記キャップの下にヒンジを備えており、前記ヒンジの少なくとも１つが実質的に半透明か透明である、請求項３０のキーボード。
【請求項３５】
前記キーボードがさらに、前記キャップの下にヒンジを備えており、前記ヒンジの少なくとも１つが実質的に半透明か透明なナイロンである、請求項３０のキーボード。
【請求項３６】
複数のキースイッチのいくつかの間にあるパネルの各部は、光が前記複数のキースイッチのいくつかのキャップの間を上方に放射されるのを制限するための非放射性材料からなる、請求項３０のキーボード。
【請求項３７】
前記ステムの各々が外部側面を有し、前記パネルが１つ以上の穴、及び各穴を画定する穴のエッジを有しており、前記パネルが、前記穴で前記ステムを受け、前記穴のエッジが、前記キースイッチを通るように光を放射するために前記ステムの外部側面の近くまで延びることからなる、請求項３０のキーボード。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
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【国際調査報告】
2004500682.tif 000036
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