JP4382432B2 - 自照式押釦入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、携帯用電話機の操作盤など、入力用に複数の押釦が設けられていて、夜間などの暗い場所における使用にも便利なように、前記押釦が照明される自照式とされた入力装置に関するものである。

従来の自照式とした押釦入力装置９０の構成の例を示すものが図１１であり、例えば光拡散剤が混入されたシリコーンゴム部材で、押釦部９１の一部、および、前記押釦部９１を押したときには撓んで前記押釦部９１にストロークを与えるバネ部９２とが形成され、加えて、前記押釦部９１を覆っては、透明、或いは、乳白色などとした樹脂で形成されたキートップ部９３が取付けられている。

また、前記押釦部９１の下方で前記バネ部９２の内側となる部位には透明な硬質樹脂で形成された導光部９４が一体成形によりシリコーンゴム部材内に埋設されている、以上に説明したの１つの押釦ユニット９５の構成であり、この従来例においては、前記したシリコーンゴム部材による基板部９６で複数の押釦ユニット９５が連接されている。そして、それぞれの前記押釦ユニット９５の導光部９４にはＬＥＤランプなどとした光源９７が対峙され照明が行われる。
実開平０７−１０７０１号公報

上記した従来の押釦入力装置９０においては、押釦部９１が光拡散剤が混入されたシリコーンゴム部材で形成されていることで、確かに押釦部９１の部分においては光の拡散が満遍なく行われ、均一な明るさのキートップ面が得られるものとなり、品質感に優れる製品が得られるものとなる。

しかしながら、従来のものは、光の拡散が必要とされる押釦部９１以外の部分である基板部９６も光拡散剤が混入されたシリコーンゴム部材で形成されているので、この基板部９６の部分を利用して光を伝播させようと図るときには、拡散により伝播損失が大きいものとなり、結果として上記に説明したように１個の押釦ユニット９５に対して１個の光源を対応させなければ成らず、コストアップする問題点を生じている。

本発明は上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、略板状に樹脂部材で形成された釦基板部と、この釦基板部に対してストローク動作を可能とするようにゴム状樹脂部材で形成された複数のバネ部と、それぞれの前記バネ部の上方に設けられる押釦部と、光源とから成り、前記釦基板部の、少なくとも外縁部から前記バネ部および押釦部の全てに光の配布を可能とする部位となる部分が、透明樹脂により導光部として形成され、該導光部の一端部には前記光源が設けられ、該導光部は光源が設けられている位置から距離が離れるほどに幅が狭められ、且つ、前記バネ部が拡散透光性としたゴム状樹脂部材で前記導光部と一体成形により形成され、該バネ部が設けられている近傍以外の位置にはスリット部が設けられていることを特徴とする自照式押釦入力装置を提供することで、光源の数の低減、構成の簡素化を可能として課題を解決するものである。

本発明により、釦基板部の全体またはその一部が透明樹脂により導光部として形成されたことで、前記釦基板部上に設けられた複数の押釦部よりも少ない数の光源で全部の押釦部が明るく照明されるものとなり、部品点数の低減、および、構成の簡素化によりコストダウンを可能とする優れた効果を奏するものである。

つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１および図２に示すものは、本発明に係る自照式押釦入力装置１の第一実施形態であり、以下の説明においては、前記自照式押釦入力装置１が携帯電話の操作板であるときの例で示すが、本発明はこれを限定するものではない。

本発明においては、前記自照式押釦入力装置１は、基本的な構成としては、略板状とした釦基板部２が硬質な樹脂部材で設けられ、この釦基板部２上には、シリコーンゴムなど適宜な弾性を有する樹脂部材で形成されたバネ部３と、前記バネ部３の上方に硬質な樹脂などで形成され文字、符号などを表示する押釦部４とから成る押釦ユニット５が、例えば３列５行などとして設けられている。

ここで、本発明では、前記釦基板部２に、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂など硬質で透明な樹脂部材を採用するものであり、同時に、この釦基板部２の外周部の適宜位置には適宜数のＬＥＤランプなどとした光源６が発光方向で対峙して設けられている。尚、上記光源６の位置、数は、実際の自照式押釦入力装置１において、前記押釦ユニット５の全てができるだけ均一に照明されるように設定されるものである。

また、上記釦基板部２上の前記押釦ユニット５が設けられるべき位置には、所定数の孔部２ａが設けられていて、この孔部２ａの内面にバネ部３が一体成形により形成されている。このときには、前記バネ部３を形成するシリコーンゴムには透光性なものが選択されると共に、拡散剤が添加され、このバネ部３内に入射する光に拡散を与えるものとされている。

また、前記押釦部４は、文字、数字、符号などが表示される部位であり、加えて、使用者が触れて操作する部位でもあるので、前記バネ部３で拡散される光により印刷、刻印などで形成された文字、数字、符号などが明確に読み取れ、且つ、手、指による接触で容易に文字、数字、符号などが摩耗、消滅することがないような部材が選択される。

ついで、上記説明の構成とした本発明の自照式押釦入力装置１の作用、効果について説明を行う。先ず、前記光源６から釦基板部２内に放射される光は、上下面などこの釦基板部２の大気との境界面で全反射をしながらほぼ全面に行き渡るものとなり、例えば、前記釦基板部２の長手方向を挟み対峙する２辺に光源６を取付けることで、概ね、内面の全面が均等な明るさで満たされるものとなる。

そして、孔部２ａに達した光は、この孔部２ａで接しているバネ部３内に浸入するものとなる。そして、前記バネ部３を形成するシリコーンゴム部材内に添加された拡散剤により光の拡散が行われ、外部に拡散光として放出されるものとなり、前記バネ部３を操作方向側から覆う押釦部４を透過して、この押釦部４に施された文字、図形などが照明されて見えるものとなる。

また、この種の自照式押釦入力装置１においては図３、図４にも示すようにカバー１０が取付けられて、前記押釦部４の部分のみが観視者からは見えるようにすることもでき、例えば、釦基板部２の表面など、観視者から見えることが好ましくない部分は遮蔽され観視されなくするなど、デザイン的な変更を施し美観を向上させるなどは自在である。

即ち、本発明によれば、釦基板部２が透明な樹脂部材で形成されていることで、上記にも記載したように釦基板部２の内面では、対峙する２辺の板厚面などから一旦内部に入射した光源６からの光が、大気よりも高い屈折率を有する釦基板部２内で内面反射を繰り返すことで、ほぼ均一な明るさのものとなる。また、前記した内面反射は、透明部材内では高い反射率で行われるので、反射により生じる光量損失も僅少である。

よって、前記釦基板部２内のどの位置に設けられた孔部２ａ、即ち、どの位置に設けられたバネ部３にも、ほぼ均一で、且つ、充分な光量が供給できるものとなり、従って、前記釦基板部２内に設けられる押釦ユニット５の数と、光源６の数とは１対１で対応させる必要がなくなる。そして、この第一実施形態においては１５個の押釦ユニット５の数に対して４個の光源６の数で均一で且つ充分な光量での照明を可能とし、部品点数の低減、構成の簡素化を可能としている。

図５、図６は、本発明に係る自照式押釦入力装置１の第二実施形態を示すものであり、この第二実施形態では、更なる構成の簡素化と、小型化とを図るものであり、この第二実施形態では、釦基板部１２の板厚ｔを一端側から他端側に行くに従い次第に厚くしていき、そして、厚い側である端部側にのみ光源６を取付けている。

このように構成することで、前の第一実施形態の構成では光源６から遠ざかる程に暗くなり、これを補うために、対峙する２辺などに光源６を取付けざるを得ないものとなっていたのを、光源６から遠ざかるほどに板厚ｔを薄くすることで光束密度を高め、１辺の側にのみ光源６が取付けられた状態（図５参照）でも、全ての押釦ユニット５に均一な光量を配布することを可能とするものである。よって、片側のみに光源６、および、その取付け機構が設けられていれば良いものとなり、構成の簡素化が可能となると共に、小型化も可能となる。

図７は、本発明に係る自照式押釦入力装置１の第三実施形態を示すものであり、前の第一実施形態、および、第二実施形態では、何れも、釦基板部２、１２の全体が、硬質であり透明な樹脂により形成され、そして、押釦ユニット５を設けるための孔部２ａ、１２ａが所定位置に設けられているてものであった。

しかしながら、この第三実施形態においては、釦基板部２２はアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂など硬質で透明な樹脂部材と、光拡散剤が添加されたシリコーンゴムなど比較的に軟質で弾性があり拡散透過性を有する樹脂部材とで構成され、前記シリコーンゴムで形成された部分には、同一部材によるバネ部３も一体成形（図４、図６参照）されている。よって、光源６からの光が拡散されることなく伝導されるのは、透明な樹脂部材で形成された部分のみであり、第三実施形態では、この透明な樹脂部材で形成された部分を導光部２２ｂと称し、この導光部２２ｂに光源６が取付けられている。

ここで、前記導光部２２ｂ以外の他の部分２２ｃについて考察してみると、この他の部分２２ｃは透明なシリコーンゴムに光拡散剤を添加したものであるので、内部を透過する光は拡散され、外部に放散されるので、伝達距離は短いものとなり、導光用の部材としては適さず、この部分には光を導入しない方が、バネ部３に配布できる光量が増やせるものとなる。

以上の検討結果に基づいて、この第三実施形態では、前記導光部２２ｂとシリコーンゴムで形成された他の部分２２ｃとを一体成形して釦基板部２２を構成するにあたり、他の部分２２ｃのバネ部３が設けられている近傍以外の位置にはスリット部２２ｄを設け、前記導光部２２ｂ内部を伝達される光が、他の部分２２ｃに直接に漏れ出ることを防止している。

尚、前記導光部２２ｂは、光源６が取付けられている位置から距離が離れるほどに幅ｗが狭められ、長さ方向に均一な照度が得られるようにされている。このようにすることで、必要な部分に対してのみ光を放出できるものとなり、釦基板部２２の一部が、光拡散剤が添加され光を拡散する部材で形成されているときにも、必要とされる部分にのみ光を供給することを可能として、特に光源６の数を増やすことなく光量不足を生じないものとするのである。

図８に示すものは、本発明に係る自照式押釦入力装置１の第四実施形態であり、この第四実施形態は第一実施形態（或いは、第二実施形態）に、第三実施形態で採用された手法を加えることで、更に一層の照明の均一化を可能とし、実質的にはコストアップを来すことなく品質向上を図るものである。

ここで、前記自照式押釦入力装置１の、例えば第一実施形態における品質上の課題を検討してみると、前記釦基板部２（１２）の各位置における明るさは、上記にも説明したように釦基板部２の大気との接触面における内面反射の繰り返しにより伝播される光量と、光源６からの直射光との合算である。

そして、内面反射の繰り返しにより伝播が行われた光量は、前記釦基板部２内を均一な明るさとする傾向が強いのに対し、光源６からの直射光の光量は距離の自乗に逆比例するものであって、距離が近いほど明るいものとなる。よって、光源６からの放射され、バネ部３に達する光の内から直射光の部分を排除すれば、押釦部４はより均一な明るさで照明が行われるものとなることが予想できる。

上記の結論に基づき、この第四実施形態では、釦基板部３２の光源６が設置される位置には、ほぼ光源６と対峙する位置には、前記釦基板部３２の板厚を貫通するスリット部３２ｄが光学的障壁として設けられている。但し、前記スリット部３２ｄは光を大気中に放射し、光量損失を生じることのないように、光源６からの光の進行方向に対して約４５°より浅い角度として、内面反射を生じるように設定することが好ましく、この第四実施形態では、上記の条件が得やすい釦基板部３２の四隅に設置されている。

そして、前記スリット部３２ｄが設けられる範囲は、前記光源６からの直射光が前記バネ部３に達するのを阻止する範囲である。尚、発明者のこの発明を成すための検討の結果では、光源６からの直射光と、光源６から放出されて１回内面反射を行った光までが前記バネ部３に達しないように前記スリット部３２ｄを形成すれば、ほぼ均一な照明効果が得られるものであることが確認された。

図９は本発明に係る自照式押釦入力装置１の第五実施形態を要部で示すものであり、前の第四実施形態で述べた結論から考えれば、要は光源６からの直射光がバネ部３に達することをなくすれば、各押釦ユニット５間における照度の均一性は、かなり向上できるものとなることが予想できる。

よって、この第五実施形態では、前記釦基板部３２の、光源６からの直射光がバネ部３に入射する部分にはスリット部３２ｄを設ける点は前の第四実施形態と同様であるが、このスリット部３２ｄ中にバネ部３を形成する部材と同じ部材を、前記バネ部３を形成する工程で同時に注入し、光拡散部３２ｅとする。

このようにすることで、前記光拡散部３２ｅを透過する光は拡散が行われた状態でバネ部３に達するものとなりるので、前記バネ部３では再度に拡散が行われるものとなり、直射光として達したときほどの明るさの極端な増加は感じられないものとなり、押釦ユニット５間における照度の均一化が可能となる。

このときに、第五実施形態におけるスリット部３２ｄにおいては内部に光拡散剤が添加されたシリコーンゴムなどが注入され光を透過させ拡散させれば良く、第四実施形態のように光源６からの光を内面反射する機能は求められないものでありスリット部３２ｄを設定するときの形状の自由度も高く、実施が容易となる利点がある。

図１０は本発明に係る自照式押釦入力装置１の第六実施形態を要部で示すものであり、近年においてはＬＥＤランプの光源６からの光で照明される場合であっても、ＬＥＤランプが発する色光とは異なる色光で照明することが要求されることがある。

本発明は、このような要求にも対応すべく、図８に示す構成を提供するものであり、前述した第一〜第五の何れかの実施形態と同様に形成された釦基板部２〜３２の所定位置に、光拡散剤を添加したシリコーンゴムでバネ部３を一体成形した後に、今度は、例えば青色光励起され黄色発光を行う蛍光体を混和したシリコーンゴム、或いは、適宜な樹脂部材で層状に色変換層７を同様な一体成形手段などで形成する。或いは、予めに円板状に形成しておいて貼着、溶着などで取付ける。加えて、押釦部４の取り付けを行う。また、光源６としては青色発光を行うＬＥＤランプを採用する。

このようにすることで、押釦部４から外部に照射される光は、光源６であるＬＥＤランプからの青色光と、蛍光体が励起して発光する黄色光との混合色となり、即ち、白色光が得られるものとなる。尚、上記の白色光は、近紫外発光を行うＬＥＤランプと、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）三原色の発光を行う蛍光体との組合せで得るものとしても良く、この場合にも同じ構成が適用できる。

本発明に係る自照式押釦入力装置の第一実施形態を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 同じ第一実施形態の別の形態を示す平面図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 同じく本発明に係る自照式押釦入力装置の第二実施形態を示す平面図である。 図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 同じく本発明に係る自照式押釦入力装置の第三実施形態を示す平面図である。 同じく本発明に係る自照式押釦入力装置の第四実施形態を示す平面図である。 同じく本発明に係る自照式押釦入力装置の第五実施形態を要部で示す平面図である。 同じく本発明に係る自照式押釦入力装置の第六実施形態を要部で示す断面図である。 従来例を要部で示す断面図である。

符号の説明

１…自照式押釦入力装置
２、１２、２２、３２…釦基板部
２ａ…孔部
２２ｂ…導光部
２２ｃ…他の部分
２２ｄ、３２ｄ…スリット部
３２ｅ…光拡散部
３…バネ部
４…押釦部
５…押釦ユニット
６…光源
７…色変換層
１０…カバー

Claims (4)

1. 略板状に樹脂部材で形成された釦基板部と、この釦基板部に対してストローク動作を可能とするようにゴム状樹脂部材で形成された複数のバネ部と、それぞれの前記バネ部の上方に設けられる押釦部と、光源とから成り、前記釦基板部の、少なくとも外縁部から前記バネ部および押釦部の全てに光の配布を可能とする部位となる部分が、透明樹脂により導光部として形成され、該導光部の一端部には前記光源が設けられ、該導光部は光源が設けられている位置から距離が離れるほどに幅が狭められ、且つ、前記バネ部が拡散透光性としたゴム状樹脂部材で前記導光部と一体成形により形成され、該バネ部が設けられている近傍以外の位置にはスリット部が設けられていることを特徴とする自照式押釦入力装置。
2. 略板状に樹脂部材で形成された釦基板部と、この釦基板部に対してストローク動作を可能とするようにゴム状樹脂部材で形成された複数のバネ部と、それぞれの前記バネ部の上方に設けられる押釦部と、光源とから成り、前記釦基板部は透明な樹脂部材で形成されていると共に角部に前記光源が設けられ、前記釦基板部の光源が配置される位置には、光源と対峙してスリット部が前記光源からの光の進行方向に対して４５°より浅い角度として内面反射を生じるものとされ、前記光源からの直接光が前記バネ部に達するのを阻止する範囲で設けられていることを特徴とする自照式押釦入力装置。
3. 前記スリット部には、前記釦基板部よりも屈折率の低い部材が一体成形により充填されていることを特徴とする請求項２記載の自照式押釦入力装置。
4. 前記釦基板部よりも屈折率の低い部材が、前記押釦部が形成される拡散透光性のゴム状部材であることを特徴とする請求項３記載の自照式押釦入力装置。

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