(57)【要約】【課題】  押圧子の周面やライトガイド層との境界付近の縁から光線が漏れるのを抑制し、押圧子が輝点となって操作キーの照光性や操作入力層の意匠性が悪化するのを防止できるライトガイド層の導光構造を提供する。【解決手段】  表面にメタルドーム２２を配列した回路基板２０と、メタルドーム２２に操作キー３１を対向させる操作入力層３０とを備え、回路基板２０と操作入力層３０の間に、ＬＥＤ２１からの光線を導光するライトガイド層４０を介在し、ライトガイド層４０に導光された光線を操作キー３１に照射する構造であり、ライトガイド層４０の裏面に、メタルドーム２２に圧接してＯＮ動作させる略柱形の押圧子５０を一体的に形成し、押圧子５０の周面５１のうち、少なくともＬＥＤ２１の反対側に位置する反対面５４を４５°以下の傾斜角度で傾斜させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に接点スイッチを備えた回路基板と、この回路基板の接点スイッチに操作キーを対向させる操作入力層とを備え、これら回路基板と操作入力層との間に、光源からの光線を導光する可撓性のライトガイド層を介在し、このライトガイド層に導光された光線を操作入力層の少なくとも操作キーに照射するライトガイド層の導光構造であって、
ライトガイド層の表裏いずれか一方の面に、対向する回路基板の接点スイッチに圧接してＯＮ動作させる略柱形の押圧子を一体形成し、この押圧子の周面のうち、少なくとも光源の反対側に位置する反対面を４５°以下の傾斜角度で徐々に広がるよう傾斜させたことを特徴とするライトガイド層の導光構造。
【請求項２】
押圧子を略円錐台形に形成した請求項１記載のライトガイド層の導光構造。
【請求項３】
押圧子の接点スイッチに圧接する圧接面と傾斜した周面との境界部を丸めて形成した請求項１又は２記載のライトガイド層の導光構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器や情報通信機器等に使用されるライトガイド層の導光構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるライトガイド層の導光構造は、図示しないが、複数のメタルドームを配列した回路基板と、この回路基板の複数のメタルドームに操作キーをそれぞれ対向させる操作入力層とを備え、これら回路基板と操作入力層との間に、ＬＥＤからの光線を導光するライトガイド層が介在されており、このライトガイド層に導光された光線を操作入力層の複数の操作キーに照射するよう機能する（特許文献１参照）。ライトガイド層には、円柱形の押圧子が形成されたり、円柱形の押圧子を有する押圧層が積層され、押圧子が回路基板のメタルドームに圧接してＯＮ動作させる。
【０００３】
上記構成において、ＬＥＤが発光すると、光線は、ＬＥＤからライトガイド層内に反射しながら導光され、このライトガイド層から操作入力層の複数の操作キーにそれぞれ照射され、各操作キーが照光される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０‐６２０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来におけるライトガイド層の導光構造は、以上のように構成され、回路基板のメタルドームをＯＮ動作させる押圧子が単なる円柱形なので、押圧子の垂直の周面やライトガイド層との境界付近の縁から導光された光線が漏れて発光し、光線の導光に支障を来たすことがある。特に、押圧子の周面のうち、ＬＥＤの反対側に位置する反対面やその根元の縁から光線の漏洩を招くおそれが少なくない。その結果、押圧子、特にその周面が輝点となって異常に輝き、操作キーの照光性が悪化したり、操作入力層の意匠性を損なうという問題がある。
【０００６】
本発明は上記に鑑みなされたもので、押圧子の周面やライトガイド層との境界付近の縁から光線が漏れるのを抑制し、押圧子が輝点となって操作キーの照光性や操作入力層の意匠性が悪化するのを防止することのできるライトガイド層の導光構造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】
【０００７】
本発明においては上記課題を解決するため、表面に接点スイッチを備えた回路基板と、この回路基板の接点スイッチに操作キーを対向させる操作入力層とを備え、これら回路基板と操作入力層との間に、光源からの光線を導光する可撓性のライトガイド層を介在し、このライトガイド層に導光された光線を操作入力層の少なくとも操作キーに照射する構造であって、
ライトガイド層の表裏いずれか一方の面に、対向する回路基板の接点スイッチに圧接してＯＮ動作させる略柱形の押圧子を一体形成し、この押圧子の周面のうち、少なくとも光源の反対側に位置する反対面を４５°以下の傾斜角度で徐々に広がるよう傾斜させたことを特徴としている。
【０００８】
なお、ライトガイド層の裏面に押圧子を一体形成するとともに、ライトガイド層の表面に、押圧子の上方に位置する発光模様を形成し、この発光模様により導光された光線を操作入力層の少なくとも操作キーに照射することができる。
また、押圧子を略円錐台形に形成することができる。
また、押圧子の接点スイッチに圧接する圧接面と傾斜した周面との境界部を丸めて形成することが好ましい。
【０００９】
ここで、特許請求の範囲における接点スイッチ、操作キー、光源、押圧子は、単数複数を特に問うものではない。接点スイッチは、ライフサイクルを伸ばす観点から反り返し可能なメタルドームタイプが好ましい。光源は、ライトガイド層の周面の先端部、末端部、一側部、他側部等に適宜配置することができる。また、操作入力層とライトガイド層との間には、空気層や接着層等を介在させても良い。操作入力層の少なくとも操作キーには光透過性を付与することが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、光源が発光すると、光線は、光源からライトガイド層内に反射しながら導光され、このライトガイド層から操作入力層の操作キーに照射され、操作キーの少なくとも一部が照光される。
この際、光線は、ライトガイド層と一体の押圧子内にも入射するが、押圧子の周面のうち、少なくとも光線の漏洩を招き易い反対面が垂直ではなく、４５°以下の傾斜角度で徐々に傾いているので、押圧子の傾斜した周面やライトガイド層との境界付近の縁から漏れて発光することが少ない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、押圧子の周面やライトガイド層との境界付近の縁から光線が漏れるのを抑制し、押圧子が輝点となって操作キーの照光性や操作入力層の意匠性が悪化するのを防止することができるという効果がある。
【００１２】
また、請求項２記載の発明によれば、押圧子を複数の凹凸や切り欠きを有する複雑な形状に形成するのではなく、円錐台形に形成するので、例えライトガイド層の両端部や前後左右等に複数の光源が設置され、異なる複数の方向から光線が導光されても、押圧子の周面やライトガイド層との境界付近の縁から光線が漏れるのを防止でき、しかも、構成の簡素化や製造の容易化が期待できる。
【００１３】
また、請求項３記載の発明によれば、押圧子の圧接面と周面との境界部が角張っておらず、光線の反射角度に変更が生じるのを防ぐことができるので、境界部から光線が漏れ、押圧子の輝度が過剰に増大するのを抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るライトガイド層の導光構造の実施形態における携帯電話を模式的に示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係るライトガイド層の導光構造の実施形態を模式的に示す部分断面説明図である。
【図３】本発明に係るライトガイド層の導光構造の実施形態における押圧子を模式的に示す拡大説明図である。
【図４】本発明に係るライトガイド層の導光構造の第２の実施形態を模式的に示す部分断面説明図である。
【図５】本発明に係るライトガイド層の導光構造の実施例と比較例とを模式的に示す部分断面説明図である。
【図６】本発明に係るライトガイド層の導光構造の比較例を模式的に示す部分断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明すると、本実施形態におけるライトガイド層の導光構造は、図１ないし図３に示すように、携帯電話１に内蔵される回路基板２０と、この回路基板２０のメタルドーム２２に操作キー３１を対向させる操作入力層３０とを備え、これら回路基板２０と操作入力層３０との間に、ＬＥＤ２１からの光線を導光するライトガイド層４０を介在し、導光された光線を操作入力層３０の操作キー３１に照射する構造であり、ライトガイド層４０に、回路基板２０のメタルドーム２２にＯＮ動作させる押圧子５０を形成してその周面５１を所定の傾斜角度で傾斜させるようにしている。
【００１６】
携帯電話１は、図１に示すように、送話口２を有する第一の筐体３と、この第一の筐体３の先端部に折り畳み可能に軸支される第二の筐体９とを備え、この第二の筐体９の先端部には、受話口１０が設けられる。第一の筐体３は、回路基板２０、操作入力層３０、ライトガイド層４０を積層して挟持する表カバー４と裏カバー５とを備え、これら表カバー４と裏カバー５との間には、図示しない小型のマイクが併せて内蔵される。裏カバー５の裏面には、薄いバッテリ６を収納する収納穴７が凹み形成され、この収納穴７には、バッテリ６用のバッテリカバー８が外部から着脱自在に覆着される。
【００１７】
第二の筐体９は、回路基板２０にフレキシブル基板１１を介し電気的に接続された表示装置１２を挟持する表面カバー１３と裏面カバー１４とを備える。これら表面カバー１３と裏面カバー１４との間には、小型のスピーカ１５や図示しないカメラ等が内蔵される。表示装置１２の端部には、赤外線入出力装置１６が付設される。
【００１８】
回路基板２０は、図１や図２に示すように、表面に配線パターンと共に複数のメタルドーム２２がＸＹ方向に配列され、この複数のメタルドーム２２が接点スイッチとして機能する。この回路基板２０の表面の末端部には一対のＬＥＤ２１が間隔をおいて配設され、この一対のＬＥＤ２１がライトガイド層４０の周面の対向する対向部に僅かな間隔をおいて隣接し、図２に矢印で示す白色や青色の光線を照射する。
【００１９】
各メタルドーム２２は、良好なクリック感を得る観点から薄いＳＵＳ板等を使用して弾性変形可能な中空の略半球状殻形に形成される。このメタルドーム２２は、上方から押圧されることで変形して回路基板２０の回路をＯＮ動作し、押圧が解除され、元の形態に復帰することで回路をＯＦＦ動作する。
【００２０】
操作入力層３０は、図１や図２に示すように、可撓性を有する細長い平面矩形の薄いシート等からなり、ライトガイド層４０の表面周縁部に両面粘着テープや接着剤を介し平坦に接着されて携帯電話１の表カバー４に略面一に揃えられる。この操作入力層３０のシートとしては、特に限定されるものではないが、例えば寸法安定性や強度に優れるポリカーボネート（ＰＣ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のシート等があげられる。
【００２１】
操作入力層３０の平坦な表面には、回路基板２０の複数のメタルドーム２２の直上にそれぞれ位置する複数の操作キー３１が所定の間隔で一体的に配列され、各操作キー３１が平面矩形に区画形成されてその表面には操作用の模様（文字、数字、記号等）が印刷される。各操作キー３１は、少なくとも周縁部に照光用の光透過性が付与される。
【００２２】
ライトガイド層４０は、同図に示すように、可撓性を有する平面矩形の薄いシートやフィルム等からなり、回路基板２０上に積層されて操作入力層３０の裏面周縁部に接着する。このライトガイド層４０は、特に限定されるものではないが、例えば導光性に優れる透明のシリコーンゴムやポリウレタン等からなる厚さ０．１〜０．２ｍｍ程度、好ましくは０．１２５ｍｍ程度のシートやフィルムで細長い平面矩形に形成される。
【００２３】
ライトガイド層４０の平坦な表面には、操作入力層３０の複数の操作キー３１の直下にそれぞれ位置する発光パターン４１が白色インク等でドット印刷される。各発光パターン４１は、発光模様として導光された光線を操作入力層３０の操作キー３１に拡散照射し、照光するよう機能する。
【００２４】
押圧子５０は、図２や図３に示すように、ライトガイド層４０の平坦な裏面に所定の間隔で一体的に配列成形され、回路基板２０の複数のメタルドーム２２に上方からそれぞれ対向するとともに、複数の発光パターン４１の下方にそれぞれ位置しており、メタルドーム２２に圧接して変形させることにより、回路基板２０の回路をＯＮ動作させる。
【００２５】
各押圧子５０は、例えば高さ０．２ｍｍ程度の背の低い透明の円錐台形に成形され、材料のコスト削減や光線の漏洩防止の観点から、全ての周面５１が４５°以下、好ましくは５°〜４５°、より好ましくは１０°〜４５°の傾斜角度で徐々に広がるよう傾斜する。押圧子５０のメタルドーム２２の湾曲した表面に圧接する平坦な圧接面５２と傾斜した周面５１との境界部５３は、光線の漏洩を防止するため、滑らかに僅かに丸めてＲ加工される。
【００２６】
上記構成において、操作入力層３０の所定の操作キー３１が押圧操作されると、ライトガイド層４０が撓みながらその対応する押圧子５０を回路基板２０のメタルドーム２２に圧接し、対応するメタルドーム２２が圧潰変形して回路基板２０の回路をＯＮ動作し、携帯電話１の所定の機能（例えば、電話の送話機能、メールの新規作成や送信機能等）が実行されることとなる。
【００２７】
次に、操作入力層３０の所定の操作キー３１が押圧操作され、一対のＬＥＤ２１が発光すると、光線は、各ＬＥＤ２１からライトガイド層４０内のＸＹ方向に繰り返し全反射しながら導光され、このライトガイド層４０表面の発光パターン４１から複数の操作キー３１にそれぞれ拡散照射され、各操作キー３１の少なくとも周縁部が照光される。
【００２８】
この際、光線は、ライトガイド層４０と一体の押圧子５０内にも入射するが、押圧子５０の周面５１が垂直ではなく、４５°以下の傾斜角度で傾斜しているので、反射角度に変更が生じることが殆んどなく、押圧子５０の周面５１やライトガイド層４０との境界付近の縁から外部に漏れて発光することがない。したがって、光線は、押圧子５０から外部に漏れることなく、ライトガイド層４０内に閉じ込められつつ、全反射しながら導光される。
【００２９】
上記構成によれば、押圧子５０の周面５１が徐々に傾き、光線が所定の入射角で入射して界面で略完全に反射するので、押圧子５０の周面５１やライトガイド層４０との境界付近の縁から光線が漏れるのを有効に防止することができる。特に、押圧子５０の周面５１のうち、ＬＥＤ２１の反対側、換言すれば、光線の導光方向側の反対面５４やその根元の縁から光線の漏洩を招くことが全くなく、良好な光線の導光特性を得ることができる。したがって、押圧子５０の周面５１が輝点となって押圧子５０や発光パターン４１が局所的に過剰に輝くのを抑制し、操作キー３１の照光性が悪化したり、操作入力層３０の意匠性が損なわれるのを防止することができる。
【００３０】
また、押圧子５０の圧接面５２と周面５１との境界部５３が角張っておらず、Ｒ加工されて光線の反射角度に変更が生じるのを防ぐので、境界部５３から光線が漏れ、押圧子５０や発光パターン４１の輝度が過剰に増大するのを抑制することが可能になる。また、押圧子５０を円錐台形に形成して全周面５１を傾斜させるので、例え回路基板２０表面の両端部にＬＥＤ２１がそれぞれ配設され、相反する多方向（例えば、図２の左右）から光線が導光されても、押圧子５０の周面５１やライトガイド層４０との境界付近の縁から光線が漏れるのを有効に防止でき、しかも、構成の簡素化や製造の容易化が可能になる。
【００３１】
また、押圧子５０の周面５１が５°以上の傾斜角度で傾斜しているので、隣接する押圧子５０の周面５１同士の干渉防止が期待できる。さらに、ライトガイド層４０と押圧子５０を有する別体の押圧層とを積層するのではなく、ライトガイド層４０と押圧子５０を一体化して薄くするので、携帯電話１の薄型化が大いに期待できる。
【００３２】
次に、図４は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、各押圧子５０を基本的には円柱形に形成し、この押圧子５０の周面５１のうち、少なくともＬＥＤ２１の反対側、換言すれば、光線の導光方向の反対面５４を４５°以下の傾斜角度で徐々に広がるよう傾斜させ、押圧子５０の圧接面５２と傾斜した周面５１との境界部５３を僅かにＲ加工するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
【００３３】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、押圧子５０の形状の多様化を図ることができるのは明らかである。
【００３４】
なお、上記実施形態では押圧子５０をライトガイド層４０の裏面に形成したが、何らこれに限定されるものではなく、例えばライトガイド層４０の表面に形成しても良い。また、上記実施形態では押圧子５０にプランジャ機能と光線の漏洩防止機能とを付与したが、これに限定されるものではない。例えば、押圧子５０にレンズ機能等をさらに付与して光線を集光し、この集光した光線で操作キー３１を発光パターン４１を介し効率的に照明しても良い。
【００３５】
以下、本発明に係るライトガイド層の導光構造の実施例を比較例と共に説明する。
〔実施例１〕
図５に示すように、表面にメタルドームが実装された回路基板上に、ＬＥＤからの光線を導光するライトガイド層を水平に積層し、このライトガイド層の表面に、光線を拡散照射する発光パターンを白色インクでドット印刷してその上方には輝度計〔コニカミノルタ製：商品名ＣＳ‐１００〕を設置し、ライトガイド層の裏面には、回路基板のメタルドームにＯＮ動作させる押圧子を成形した。
【００３６】
ＬＥＤは、回路基板の表面端部に設置してライトガイド層の周面の対向部に僅かな間隔で対向させ、押圧子の中心部までの距離を３０ｍｍとした。また、ライトガイド層はシリコーンゴムを用いて成形した。押圧子は、発光パターンの下方に位置する円錐台形に一体成形してその全周面を所定の傾斜角度θで徐々に広がるよう傾斜させた。この押圧子の周面の傾斜角度θは４０°に調整した。
【００３７】
上記構造に構成したら、ＬＥＤを発光させてその光線をライトガイド層の対向部に照射し、発光パターンの平均輝度と、輝点部分、すなわち押圧子周面の輝度とを輝度計により測定した。測定の結果、発光パターンの平均輝度は４５〔ｃｄ／ｍ２〕、押圧子周面の輝度は４７〔ｃｄ／ｍ２〕であり、良好な測定結果を得られた。
なお、押圧子の周面の傾斜角度θが４０°以下の場合についても測定したが、同様に良好な測定結果が得られた。
【００３８】
〔実施例２〕
基本的には実施例１と同様だが、押圧子の周面の傾斜角度θは４５°に変更した。このような構造に構成したら、ＬＥＤを発光させてその光線をライトガイド層の対向部に照射し、発光パターンの平均輝度と押圧子周面の輝度とを輝度計により測定した。測定の結果、発光パターンの平均輝度は４６〔ｃｄ／ｍ２〕、押圧子周面の輝度は４８〔ｃｄ／ｍ２〕であった。
【００３９】
〔比較例１〕
基本的には実施例１と同様であるが、押圧子の周面の傾斜角度θは５０°に変更した。こうして変更したら、ＬＥＤを発光させてその光線をライトガイド層の対向部に照射し、発光パターンの平均輝度と押圧子周面の輝度とを輝度計により測定した。測定したところ、発光パターンの平均輝度が４６〔ｃｄ／ｍ２〕、押圧子周面の輝度が８５〔ｃｄ／ｍ２〕となり、押圧子の周面が輝いて見えるようになった。
【００４０】
〔比較例２〕
基本的には実施例と同様であるが、押圧子を図６に示すように従来の円柱形に形成してその全周面の傾斜角度θを９０°に変更した。
このように構成したら、ＬＥＤを発光させてその光線をライトガイド層の対向部に照射し、発光パターンの平均輝度と押圧子周面の輝度とを輝度計により測定した。測定したところ、発光パターンの平均輝度が４９〔ｃｄ／ｍ２〕、押圧子周面の輝度が１８５〔ｃｄ／ｍ２〕で実施例よりも数値が大幅に悪化し、押圧子の周面が輝点となって押圧子が過剰に輝いた。
【００４１】
以上より、実施例の場合には、押圧子の周面の傾斜角度θが４５°以下なので、比較例と異なり、押圧子の周面が輝点となって押圧子や発光パターンが局所的に過剰に輝くことが殆んどなく、きわめて良好な結果を得た。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係るライトガイド層の導光構造は、音楽機器、家電機器、携帯機器、コンピュータ機器、情報通信機器、車載機器等の分野で使用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１      携帯電話
２０    回路基板
２１    ＬＥＤ（光源）
２２    メタルドーム（接点スイッチ）
３０    操作入力層
３１    操作キー
４０    ライトガイド層
４１    発光パターン
５０    押圧子
５１    周面
５２    圧接面
５３    境界部
５４    反対面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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