(57)【要約】【課題】各種電子機器の操作部に用いられる可動接点体及びこれを用いたスイッチに関し、簡易な構成で、安価な可動接点体及びこれを用いたスイッチを提供することを目的とする。【解決手段】可動接点５の中央部位置に応じたベースシート１４上方位置に柱状部１７を配置し、それによってベースシート１４と上シート１１との間に空隙１８を形成した可動接点体１００を構成する。可動接点体１００を配線基板８に搭載させて、空隙１８内に発光素子９を配置したものにする。発光素子９からの光は空隙１８から入射され、この光をベースシート１４で上方に拡散反射させて上シート１１上方を照光するものにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性薄板金属製の可動接点を下方に保持した絶縁フィルム製のベースシートと、
前記可動接点の中央位置に応じた前記ベースシート上面位置に配された柱状部と、
前記ベースシートの上方に配された透光性を有した上シートと、を有し、
前記柱状部によって前記ベースシートと前記上シートとの間に空隙が形成され、
前記空隙内から入射した光を前記ベースシート上面で上方に拡散反射させることで、前記上シート上方を照光する可動接点体。
【請求項２】
前記ベースシート上面は白色で、かつ表面粗さの算術平均粗さが０．１０μｍ以上３．０μｍ以下である請求項１に記載の可動接点体。
【請求項３】
前記可動接点の上方に対応する前記上シートの上面位置に透明電極が配され、静電容量式のタッチセンサとして機能する請求項１に記載の可動接点体。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の可動接点体を、上面に複数の固定接点が形成された配線基板の上面に搭載したスイッチ。
【請求項５】
前記配線基板には発光素子が実装され、前記上シートは前記発光素子を覆うように配される請求項４に記載のスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に各種電子機器の操作に用いられる可動接点体、及びこれを用いたスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器、特に携帯電話や電子カメラ等の携帯端末機器においては、周囲が暗い場合でも、押釦の操作や表示シート等の識別が容易に行えるように、ＬＥＤやＥＬ素子等を発光させて操作部などを照光させるものが増えており、これらの機器に用いられる可動接点体およびこれを用いたスイッチにも、容易で確実な操作を行えるものが求められている。
【０００３】
このような従来の可動接点体及びこれを用いたスイッチについて、図６および図７を用いて説明する。
【０００４】
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。
【０００５】
図６は従来のスイッチの断面図である。ベースシート４は、可撓性を有したシート状であり、下面に導電金属薄板製で略ドーム状に形成された可動接点５が貼着している。そして、ベースシート４は配線基板８上面に貼り合わせられている。可動接点５の中央部に位置するベースシート４上面位置には、光拡散層４Ｂが形成されている。
【０００６】
ベースシート４上面の一部にはドットスペーサ４Ａが貼着保持されていて、このドットスペーサ４Ａによってベースシート４と、ベースシート４の上方に配置された光反射性の上シート３の間に所定の空隙が形成されている。
【０００７】
上シート３は、透光性を有した基材３Ａの上面に光反射層３Ｂが形成されている。なお、図示しないが、上シート３は、可動接点５の中央部に位置する上面位置には、光反射層３Ｂが形成されていない透光部を有している。
【０００８】
配線基板８は、中央固定接点８Ａと外側固定接点８Ｂを備えている。配線基板８上には発光素子９が実装されている。
【０００９】
発光素子９の光が光反射性の上シート３とベースシート４の間の空隙を上下方向に反射し、ベースシート４に形成された光拡散層４Ｂによって光を拡散反射することで上方を照光するようになっている。
【００１０】
シート状で絶縁樹脂製の操作体２０は、透光部２０Ａとこの上面を覆う遮光部２０Ｂから形成されると共に、上面には遮光部２０Ｂが形成されずに透光部２０Ａが文字や記号等の形状で透光部２０Ａが露出した表示部２０Ｃが設けられている。さらに、操作体２０は、下方へ突出した押圧部２０Ｄを備えており、可動接点５中央部を押圧できるように構成されている。
【００１１】
以上に構成されたスイッチにおいて、操作体２０の所定の操作部を下方へ押圧操作すると、この箇所の下面の押圧部２０Ｄによって可動接点５の略ドーム状の中央部が押圧され、所定の押圧力が加わると、可動接点５がクリック感を伴って下方へ弾性反転し、可動接点５の下面中央が中央固定接点８Ａに接触することによって、中央固定接点８Ａと外側固定接点８Ｂが、可動接点５を介して電気的に接続された、所謂スイッチＯＮ状態となる。
【００１２】
また、操作部への押圧力を解除すると、弾性復帰力によって可動接点５が上方へ弾性反転し、下面中央が中央固定接点８Ａから離れて、中央固定接点８Ａと外側固定接点８Ｂが電気的に切断された、所謂スイッチＯＦＦ状態に戻る。
【００１３】
次に、図７に示す従来のスイッチについて説明する。図７は従来のスイッチの断面図であり、図６に示すものと同一構成の部分には同一符号を付して説明を省略する。また、スイッチ動作についても上述したものと同様であるため説明を省略する。
【００１４】
シート状の基材１Ａの下面にはドット状の発光部１Ｂが配されており、導光シート１を形成している。導光シート１は、粘着剤６によってベースシート４に貼り合わせられている。
【００１５】
可動接点５の中央位置に対応したベースシート４上面には、柱状部７が接着保持されていて、押圧操作による可動接点５の操作時の感触が良好に得られるものに構成されている。
【００１６】
図７に示す従来のスイッチは、発光素子９の光が導光シート１の側面から入射し、導光シート１の基材１Ａ内を伝搬する。そして、伝搬した光は発光部１Ｂで拡散反射されて、上方を照光するようになっている。
【００１７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００８−３００２５４号公報
【特許文献２】特開２００９−２６７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、図６に示した従来のスイッチにおいては、上シート３に光反射層３Ｂが設けられていると共に、ベースシート４に光拡散層４Ｂが設けられている。つまり、構成が複雑になるとともに高コストになっていた。さらに、上シート３とベースシート４との空隙に発光素子９の光を導入するための位置合わせの作業性が悪いものになっていた。
【００２０】
また、図７に示した従来のスイッチにおいては、導光シート１を構成する基材１Ａは、スイッチ操作の感触を良好に保つために柔軟性が高いものであり、さらに、光透過性が高いものが必要であった。したがって、これらの特性に優れるウレタンやアクリルなど、非常に高価なフィルム材料を用いる必要があった。さらに十分に照光するためにはフィルムを０．１ｍｍ以上、好ましくは０．２ｍｍ程度の厚みにする必要があり、材料費が高くなっていた。また、導光シート１に発光素子９の光を導入するために位置合わせの作業性が悪いものになっていた。
【００２１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な構成で、安価な可動接点体及びこれを用いたスイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００２３】
本発明は、弾性薄板金属製の可動接点を下方に保持した絶縁フィルム製のベースシートと、可動接点の中央位置に応じたベースシート上面位置に配された柱状部と、ベースシートの上方に配された透光性を有した上シートと、を有し、柱状部によってベースシートと上シートとの間に空隙が形成され、空隙内から入射した光をベースシート上面で上方に拡散反射させることで、上シート上方を照光する可動接点体としたものである。
【００２４】
これであれば、上シートとして安価なポリエステル系の材料を用いることが可能であり、簡易な構成で照光に適した可動接点体を実現することができる。
【００２５】
さらに、ベースシート上面を白色で、かつ表面粗さの算術平均粗さが０．１０μｍ以上３．０μｍ以下にすれば、ベースシートで光が拡散反射され、上方を照光するときに輝度を均一にできる。
【００２６】
さらに、可動接点の上方に対応する上シートの上面位置に透明電極を配したものとすれば、上シートにて静電容量センサを一体化させることができると共に、透明電極に導電性樹脂を用いることによって、印刷等の簡易な方法で透明電極を形成できるため、製造が容易で安価なものに形成できる。
【００２７】
そして、当該可動接点体を配線基板上に搭載して構成されたスイッチであれば、簡易な構成で照光機能を有したスイッチを実現することができる。
【００２８】
また、配線基板に実装さえた発光素子に対して、当該可動接点体を上シートが発光素子を覆うように配される構成とすれば、精密な位置合わせも必要なくなるため作業性がよく安価にできる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように本発明によれば、簡易な構成で安価な可動接点体及び、これを用いたスイッチを提供できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発    明の実施の形態による可動接点体の断面図
【図２】同スイッチの分解平面図
【図３】同スイッチの断面図
【図４】同上シートの構成を説明する図
【図５】光の拡散反射を説明する図
【図６】従来のスイッチの断面図
【図７】従来のスイッチの断面図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜５を用いて説明する。なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している場合がある。
【００３２】
また、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
【００３３】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態による可動接点体の断面図である。
【００３４】
ポリエチレンテレフタレート等のフィルム状で白色のベースシート１４の下面に、略ドーム状で銅合金や鋼等の導電金属薄板製の可動接点５が貼着している。可動接点５の中央部位置に応じたベースシート１４の上面位置には円柱状の柱状部１７が設けられている。
【００３５】
さらに、ベースシート１４の上には、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等のフィルム状で光透過性を有した上シート１１が備えられ、上シート１１外周の所定箇所が、粘着剤１６によってベースシート１４に貼り合わせられている。ベースシート１４と上シート１１の間には空隙１８が形成されている。
【００３６】
上シート１１は、厚み０．０２５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下が好ましく、０．０５ｍｍ以上０．０７５ｍｍ以下のものが作業性が良好でありさらに好ましい。０．０２５ｍｍ未満の厚みのものは単体での取り扱いが難しく、作業性が悪くなってしまう。０．２ｍｍを超える厚みだとフィルムの内部に一部の光が入ってしまい、フィルムの内部に侵入した光は、空気よりも透過率の低いフィルムにおいて減衰してしまう割合が大きくなってしまう。
【００３７】
ベースシート１４には、後述する配線基板８に搭載されたときに、配線基板８実装されたＬＥＤなどの発光素子９が挿通される孔部１４Ａが設けられている。孔部１４Ａの上方には、発光素子９からの光を空隙１８に効率よく導入できるように反射シート１１Ａが設けられている。
【００３８】
さらに、孔部１４Ａから可動接点５を挟んだ位置の上シート１１の端面を覆うように反射シート１１Ｂを備えており、上方を照光せずに到達した光を反射して空隙１８に戻し、光を効率よく利用できるようになっている。
【００３９】
ポリエチレンテレフタレート等のフィルム状のセパレータ１５がベースシート１４下面全面を覆うように貼り合わせられて、保管・搬送時に可動接点５下面に塵埃等が付着しないように構成されている。
【００４０】
また、図２（ａ）および（ｂ）は本発明の実施の形態によるスイッチの分解平面図、図３は同スイッチの断面図である。
【００４１】
配線基板８は、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等のフィルム状、または紙フェノールやガラス入りエポキシ等の板状の基板の上下面に銅等によって複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、上面には銅やカーボン等によって、略円形状の中央固定接点８Ａと、これを囲む外側固定接点８Ｂが設けられている。さらに、ＬＥＤなどの発光素子９が実装されている。
【００４２】
そして、この配線基板８上面に、上述したセパレータ１５から剥離された可動接点体１００が、各々の可動接点５の外周が外側固定接点８Ｂ上に載置され、可動接点５の下面中央が中央固定接点８Ａと所定の間隙を空けて対向するように貼り合わせられて、複数のスイッチ接点が形成されている。
【００４３】
なお、当該実施の形態のものは、上シート１１によって発光素子９を覆うように構成しているため、発光素子９と上シート１１などを精密に位置合わせするような必要が無く、作業性がよく安価に製造できる。
【００４４】
また、発光素子９として側面発光タイプのＬＥＤであり、可動接点５の右方に実装されており、図２、図３に示すように、可動接点５に発光面を向けて配置されている。発光素子９はＬＥＤに限定されるものではないが、実装スペースやコストと発光特性などからＬＥＤが好ましい。発光素子９はベースシート１４の孔部１４Ａに対応する位置に設けられているが、ベースシート１４の端面位置でもよい。
【００４５】
さらに、操作体２０が上方に設けられ、透光部２０Ａの上面に印刷等によって形成された遮光部２０Ｂの所定箇所が、文字や記号等の形状にくり抜かれて複数の表示部２０Ｃが形成され、押圧部２０Ｄによって下方を押圧できるようになっている。
【００４６】
次に、押圧操作によるスイッチ動作について簡単に説明する。
【００４７】
操作体２０の所定の表示部２０Ｃ付近を下方へ押圧操作すると、上シート１１が撓んで可動接点５の略ドーム状の中央部が押圧され、所定の押圧力が加わると、可動接点５がクリック感を伴って下方へ弾性反転し、可動接点５の下面中央が中央固定接点８Ａに接触することによって、中央固定接点８Ａと外側固定接点８Ｂが、可動接点５を介して電気的に接続された、所謂スイッチＯＮ状態となる。
【００４８】
このとき柱状部１７によって操作体２０の押圧力を可動接点５の中央部に集中して伝えることができるため、可動接点５の中央部が確実に押圧され、感触のよいクリック感を得ることが可能となっている。
【００４９】
なお、柱状部１７はベースシート１４の上面に接着剤（図示せず）などによって固定されているが、ベースシート１４の下面に可動接点５と挟まれるように柱状部１７を配置してもよい。
【００５０】
なお、操作体２０への押圧力を解除すると、弾性復帰力によって可動接点５が上方へ弾性反転し、可動接点５の下面中央が中央固定接点８Ａから離れて、中央固定接点８Ａと外側固定接点８Ｂが電気的に切断された、所謂スイッチＯＦＦ状態に戻る。
【００５１】
なお、操作体２０の構成はこれに限られるものではなく、文字や記号等の表示を有して下方からの光を上に透過できるようになっており、操作体２０の上面を押圧することで可動接点５の中央部を押圧できるようになっていればよい。
【００５２】
ここで、上シート１１は、静電容量センサ機能を持ったものであってもよい。
【００５３】
以下に、上シート１１に透明電極を配し、静電容量センサ機能を持たせた構成について説明する。
【００５４】
図４は本発明の実施の形態による上シートの構成を説明する図である。
【００５５】
上シート１１上面に、電極２２と配線電極２３が形成されている。電極２２は、上面視長方形で、ポリチオフェンやポリアニリン等の透明な導電性樹脂がスクリーン印刷等の方法で形成されている。配線電極２３は、電極２２よりも抵抗値の低い銀などの材料からなり、スクリーン印刷等により形成されている。配線電極２３は電極２２の端部に接続されると共に、上シート１１上面に所定のパターンで引き回されて、図示しない制御部に接続されている。
【００５６】
なお、上シート１１の上面には電極２２や配線電極２３を保護するために透明なレジスト（図示せず）で覆われている。また、電極２２、配線電極２３は、図４にのみ図示している。
【００５７】
以上のように上シート１１に電極２２と配線電極２３を形成することで静電容量センサ機能を有したものに構成することができる。
【００５８】
なお、電極２２が導電樹脂から形成されているため、例えば酸化インジウム錫等で形成した場合のように、エッチング加工や洗浄といった手間をかけることなく、スクリーン印刷等の簡易で安価な方法で形成できるようになっている。
【００５９】
以上の構成で、電極２２の上方に対応する位置において操作体２０の上面を指等で軽く触れて接触操作すると、この指に電極２２の電荷の一部が導電し、静電容量が変化するため、これを制御部（図示せず）が検出することで、操作体２０のどの箇所が接触操作されたかを検出できるようになっている。
【００６０】
なお、電極２２は可動接点５の上方に位置するようになっており、表示部２０Ｃとその周辺を照光するために、光透過性である必要がある。そのため、面積抵抗が５００Ω〜１．５ｋΩ／□と比較的抵抗値は高いが光透過性であるポリチオフェンやポリアニリン等の導電性樹脂により形成する。
【００６１】
配線電極２３は、面積抵抗が１０Ω〜３００Ω／□と低い抵抗値の、銀やカーボン等を分散したポリエステルやエポキシ等から構成することで、静電容量の変化を精度よく検出できるようになっている。
【００６２】
なお、上述した構成のスイッチであれば、一つの操作面である操作体２０に対して接触操作と押圧操作をすることができるようになっているため、さまざまな制御も可能となっている。
【００６３】
例えば、発光素子９に青と赤の二色を発光できるＬＥＤを用いて、接触操作時には操作体２０の表示部２０Ｃを青色に照光させることで、操作予告として使用者に知らせ、使用者がさらに押圧操作をすることで確定操作として表示部２０Ｃを赤色に照光させるようなことが可能である。操作が二段階になっているため、より確実な操作が可能となる。
【００６４】
次に、本実施の形態のスイッチにおける照光に関する動作について、図３を用いて説明する。
【００６５】
配線基板８に実装された発光素子９が発光すると、この光は図３の矢印で示すように、空隙１８内を左側に向かって進行する。そして、上シート１１下面またとベースシート１４上面との間で反射しながら左方へ進む。
【００６６】
さらに、この光はベースシート１４の上面で拡散され反射して、上方に向かう光が上シート１１を通って、操作体２０の複数の表示部２０Ｃを下方から照光するようになっている。これにより、周囲が暗い場合でも、表示部２０Ｃの文字や記号等の表示が識別でき、操作を容易に行うことが可能なようになっている。
【００６７】
さらに、可動接点体１００は、反射シート１１Ｂを備えており、上方を照光せずに到達した光を反射して可動接点５側に戻すものになっている。つまり、照光に寄与しなかった光を再び空隙１８内に戻すことで、光を効率よく利用できる。
【００６８】
図３において、発光素子９からの光が左方に進むとき、当該左方に進む光は、可動接点５の右上に位置するベースシート１４上面で拡散され反射される割合が多い。一方、反射シート１１Ｂで反射されて、再び空隙内に入射された右向きに進む光は、主に可動接点の左上に位置するベースシート１４の上面で拡散され反射されることになる。
【００６９】
ベースシート１４上面で拡散され反射された光は主に上方に向かう。このような光が上シート１１またはセンサシート１２を通って、操作体２０の複数の表示部２０Ｃを下方から照光するようになっている。
【００７０】
ここで、表示部２０Ｃを明るく均一に照光するためには、ベースシート１４上面からの散乱光の成分が大きく、かつ反射光の成分が小さくなるように、ベースシート１４上面を構成すると良い。こうすることで、輝度均一性が高くなり、均一に照光できるものになる。
【００７１】
なお、輝度均一性とは、所定の平面範囲内の複数位置で輝度を測定し、得られた測定結果の最大値と最小値の比である。つまり、輝度の最も低い箇所の輝度と輝度の最も高い箇所の輝度の比であり、１．０が最も均一性が高く、均一性が低いとこの値が小さくなる。
【００７２】
以下に照光や、光の拡散反射について詳しく説明する。
【００７３】
図５は、光の拡散反射を説明する図であり、物体の表面に入射光２５が当たると、同図のように反射光２６と拡散光２７が発生する。反射光２６はいわゆる鏡面反射に相当する成分である。
【００７４】
ここで、反射光２６の成分が大きく拡散光２７の成分が小さすぎる場合、反射光２６が当たる箇所で明るさが非常に大きくなり、明るさの均一性が悪くなる。すなわち、輝度均一性が悪くなる。
【００７５】
反射光２６の成分が小さく拡散光２７の成分が大きい場合、反射光２６が当たる箇所と、その周辺での明るさの差が非常に小さくなり、明るさの均一性が高くなる。すなわち、輝度均一性が高くなる。
【００７６】
本発明において、ベースシート１４は白色のものを用いることで、効率よく光を拡散反射するものになっている。そして、ベースシート１４上面の表面粗さを算術平均粗さが０．１μｍ以上３μｍ以下にすることで、輝度均一性が高いものを得ることができた。表面粗さの算術平均粗さが０．２μｍ以上１μｍ以下であるとより輝度均一性が高く好ましい結果が得られた。
【００７７】
なお、ベースシート１４上面の算術平均粗さの測定は、カットオフ値０．８ｍｍ、触針先端半径２．５μｍにおけるＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠する測定で行った。
【００７８】
以上のように、ベースシート１４の表面粗さの算術平均粗さが０．１μｍ以上３μｍ以下、より好ましくは術平均粗さが０．２μｍ以上１μｍ以下にすることによって、拡散光２７の割合を大きくすることができるため、明るく均一な照光が可能なものに構成できる。
【００７９】
以上のように本実施の形態によれば、ベースシート１４と上シート１１との間に形成された空隙１８内にＬＥＤなどの発光素子９を配し、空隙１８内から入射された光をベースシート１４で上方に拡散反射させることによって上方周辺を照明するように構成した。これにより、簡易な構成で、安価で確実な操作の可能なスイッチを提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明による可動接点体及びこれを用いたスイッチは、簡易な構成で安価なものが得られ、各種電子機器の操作用として有用である。
【符号の説明】
【００８１】
５  可動接点
８  配線基板
８Ａ  中央固定接点
８Ｂ  外側固定接点
９  発光素子
１１  上シート
１１Ａ、１１Ｂ  反射シート
１４  ベースシート
１４Ａ  孔部
１５  セパレータ
１６  粘着剤
１７  柱状部
１８  空隙
２０  操作体
２０Ａ  透光部
２０Ｂ  遮光部
２０Ｃ  表示部
２０Ｄ  押圧部
２２  電極
２３  配線電極
２５  入射光
２６  反射光
２７  拡散光
１００  可動接点体
【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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【図７】
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