JP2007134080A - 照光式押しボタン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高輝度で輝度ムラがなく、押し感も良好な照光式押しボタンスイッチを提供する。
【解決手段】 操作釦の天面に、もしくは天面と底面に、屈折部となる所定の角度の傾斜部を設ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば照光式押しボタンスイッチなど、各種電子機器に適用される照光式押しボタン装置に関する。

従来より、機器の操作面に照光式押しボタンスイッチを配設することにより、釦の押下に連動してスイッチのＯＮ／ＯＦＦを行うとともに、例えば、釦の押下に応じた情報をその釦内に表示することが行われており、この照光式押しボタンスイッチは、内部に光源を有し、釦部に光を透過する表示部を形成するなどして、光源からの光によりスイッチ情報などを表示することができるようになっている。（例えば、特許文献１乃至特許文献４参照。）
従来の照明付操作釦を図５乃至図１０を参照して詳細に説明する。

ＬＥＤ（発光ダイオード）を操作釦の真下に配置し、タクトスイッチをその脇に配置している従来例１を図５乃至図７に示す。図５は照光式押しボタンスイッチを横から見た側面図であり、図６は上面図である。図７は、図６中の破線Ｂ−Ｂで切ったときの断面図である。

ＬＥＤ１０６とタクトスイッチ１０２が基板１０３上に実装されている。操作釦は遮光部１０１と透過部１０４の２部品で構成されている。ＬＥＤ１０６の中心と操作釦の中心は同一軸上に並んでいる。操作釦の遮光部１０１の端部にはタクトスイッチ１０２を押下するための突起形状１０５が形成されている。操作釦を押下すると、突起形状１０５がタクトスイッチ１０２の作動範囲を押圧し、スイッチが作動してＬＥＤが点灯もしくは点滅する。操作釦の透過部１０４は拡散材で成形されていたり、光の入射部と射出部にシボ加工が施されたりしていて、光を拡散し輝度ムラを小さくする工夫がなされている。また、操作釦の右端を押しても、違和感なくタクトスイッチ１０２を作動させるために、てことなる支点１０７、１０８ａ、１０８ｂが操作釦の遮光部、透過部に形成されている。

タクトスイッチを操作釦のほぼ真下に配置し、ＬＥＤをその脇に配置している従来例２を図８乃至図１０に示す。図８は照光式押しボタンスイッチを横から見た側面図であり、図９は上面図である。図１０は、図９中の破線Ｃ−Ｃで切ったときの断面図である。

ＬＥＤ１１６とタクトスイッチ１１２が基板１１３上に実装されている。操作釦１１１の表面は塗装されていて、発光表示部１１４はレーザーで塗装がカットされている。操作釦１１１の下方中央付近にはタクトスイッチ１１２を押下するための突起形状１１５が形成されている。ＬＥＤ１１６の光を発光表示部１１４に到達させるために、釦表面の塗装を工夫したり、メッキを施したりすることにより、操作釦１１１の内部で光を乱反射させるという工夫をしている。
特開平７-３２６２４６号公報 特開平１１-１４３４１０号公報 特開２００３-２４９１４２号公報 特開２００４-３３６１６８号公報

ＬＥＤを釦の真下に配置している従来例１の場合は、十分な輝度が得られ、輝度ムラの発生を回避することができる。しかしながら、釦の端部に成形された突起でスイッチを押下するために、釦の突起に近い部分を押下するとスイッチを作動させるのに必要な力は少なくてすむが、釦の突起から離れた部分を押下した場合は、てことなる支点があってもスイッチを作動させるのに比較的大きな力が必要になり、最悪の場合はスイッチを作動させることができないこともある。

また、スイッチを釦のほぼ真下に配置している従来例２の場合は、釦のどの部分を押してもスイッチを作動させるのに必要な力はほとんど等しく、スイッチングは良好である。しかし、ＬＥＤが釦の真下から離れてしまうため、導光体を用いなければ輝度は大きく低下し、ＬＥＤに近い部分は輝度が高く、遠い部分は輝度が低いというように輝度ムラが発生する。導光体を用いると、低輝度や輝度ムラを改善することはできるが、コストの増加につながる。また、近年は操作系の薄型化が進んでいるため、導光体に必要なだけの厚みを持たせることは難しい。

上記目的を鑑み、本発明の照光式押しボタン装置は、導光体の光の出射面には外装形状に沿った傾斜部を形成し、
発光素子を、光が出射面で光軸と略同一方向に屈折する位置に配置する。導光体の光の入射面には、光源の光軸に対して、所定の角度の傾斜部が形成されていてもよい。スイッチは導光体の略直下に配置する。

以上説明したように、導光体の天面及び底面に光を屈折させる屈折部を設ける本発明によれば、ＬＥＤを真下に置いていない場合でもＬＥＤが真下にあるかのように見せることができ、光源を真下に置けない照光式押しボタン装置に適用することができる。例えば、真下にスイッチを配置した照光式押しボタンスイッチでは、スイッチングに何ら支障をきたさず、かつ高輝度で輝度ムラがない照光式押しボタンスイッチを実現することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は電子機器などの操作釦に適用した本発明による照光式押しボタンスイッチの実施の形態を示す側面図であり、図２は上面図である。図２中の破線Ａ−Ａで切ったときの断面図を図３に示す。

配線プリント基板３にタクトスイッチ２とＬＥＤ６が実装されている。操作釦１はタクトスイッチ２の真上に配置され、不図示のカバーに取り付け・固定される。操作釦１にはタクトスイッチを押下するための突起形状５が形成されており、操作釦１、突起形状５、タクトスイッチ２はそれぞれの中心が同軸上にある。

操作釦１を押下すると、操作釦に形成された突起形状５がタクトスイッチを押圧してスイッチが作動し、ＬＥＤ６が点灯もしくは点滅する。操作釦１は、不図示のカバーの外観形状に合わせて天面に傾斜部を有している。また、底面にも傾斜部を有する。底面の傾斜部を第１の屈折部、天面の傾斜部を第２の屈折部として、ＬＥＤの光は２回屈折し、釦上面に導かれる。すると、図３において、釦から射出する光線を釦内側に延長した斜線の交点にＬＥＤの虚像が映し出される。よって、ＬＥＤ６は操作釦１の中心から離れた位置にあるにもかかわらず、釦の上面から見ると、ＬＥＤ６が釦の真下にあるかのように見える。

操作釦の天面から配線基板に対して垂直に射出する光線の、屈折の様子を示す模式図を図４に示す。屈折部の傾斜角及びＬＥＤの位置は［数１］に示す屈折の法則により計算で求めることができる。ここで、Ｎ、Ｎ′はそれぞれ空気の屈折率、操作釦１に使用される材質の屈折率である。

θ₀ 〜θ₄ 、Ｎ、Ｎ′には［数２］、［数３］、［数４］に示す関係が成り立つ。

設計変数は天面の傾斜角θ₀ と底面の傾斜角θ₄ である。天面の傾斜角θ₀ は外装の曲面形状に沿って決定されるため、実質的な設計変数は底面の傾斜角θ₄ のみとなる。θ₀ 、θ₄ を決定すると、θ₁ 、θ₂ 、θ₃ 、も順次求まり、底面の鉛直方向とθ₃ の角を成す直線が配線基板と交わる位置にＬＥＤを配置すればよい。すなわち、ＬＥＤの、見た目の位置からのオフセット量ｘは

となる。

請求項１では、導光体の天面のみに傾斜部が形成されていることを特徴とする照明部材を謳っているが、［数３］において底面の傾斜角をθ₄ ＝０とすることにより、底面に傾斜部を持たない場合にも応用できる。なお、配線基板と導光体の底面が近い場合は

と近似してもかまわない。

一例として、導光体の材質にポリカーボネートを用い、θ₀ ＝３０°，θ₄ ＝１０°，ｈ₀ ＝３．０，ｈ_４ ＝０．５とした場合のＬＥＤオフセット量ｘを求める。ポリカーボネートの屈折率は約１．５５とし、Ｎ′＝１．５５とする。空気の屈折率はＮ＝１として計算を行う。［数２］よりθ₁ ＝１８．８°，［数３］よりθ₂ ＝２１．２°，［数４］よりθ₃ ＝３４．１°と求まり、ｘ＝０．７２となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変更や改良が加えられて実施されるものである。例えば、実施例では操作釦を用いて説明したが、スイッチを必要としない一般的な照明部において、真下に他の部材がありＬＥＤを直下に配置できない場合にも適用することができる。

本発明の実施例を示す側面図 本発明の実施例を示す上面図 本発明の実施例を示す断面図 屈折の様子を示す模式図 従来例１の照光式押しボタンスイッチを示す側面図 従来例１の照光式押しボタンスイッチを示す上面図 従来例１の照光式押しボタンスイッチを示す断面図 従来例２の照光式押しボタンスイッチを示す側面図 従来例２の照光式押しボタンスイッチを示す上面図 従来例２の照光式押しボタンスイッチを示す断面図

符号の説明

１ 操作釦
２ タクトスイッチ
３ 配線基板
４ 発光表示部
５ 突起形状
６ ＬＥＤ

Claims (3)

1. 光源となる発光素子と、該発光素子の光を外部に導く導光体とを有する照光式押しボタン装置において、
   スイッチを導光体の略直下に配置し、前記発光素子を、光が射出面で押し方向と略同一方向に屈折する位置に配置したことを特徴とする照光式押しボタン装置。
2. 請求項１に記載の照光式押しボタン装置において、
   前記導光体の光の射出面には、前記光源の光軸に対して非垂直な傾斜部が形成されていることを特徴とする照光式押しボタン装置。
3. 請求項２に記載の照光式押しボタン装置において、
   前記導光体の入射面には、前記光源の光軸に対して非垂直な傾斜部が形成されていることを特徴とする照光式押しボタン装置。

Images