JP2010061956A - 照光キースイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】輝度の低下やバラツキを低減して安定した明るさを生じさせると共に導光部材の歪みを少なくして耐久性を向上し、コスト低減を図る。
【解決手段】照光キースイッチ１は、固定接点９を備え、且つ前記固定接点９に対向して可動接点５を配置した基板３と、この基板３の裏面側に配置される発光体１７と、前記可動接点５を基板３上に被覆保持する押え部材１１と、前記基板３の裏面側に配置し、かつ前記発光体１７からの光を可動接点５に導光するための導光部材１５と、を備えていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、照光キースイッチに関し、特に携帯電話、デジタルカメラなどの各種電子機器に用いられる照光機能を有する照光キースイッチに関する。

一般に、携帯電話に代表されるモバイル用電子機器に使用される操作用キースイッチは、基板、メタルドーム、押えシート、キーマット、筐体からなる構造となっていることが知られている。そして、基板上に実装されるＬＥＤがバックライトの役割を果たしている。近年では、ＬＥＤの数を減らすことによるコストの減少を狙ってＬＥＤとライトガイドフィルム（ＬＧＦ）を組み合わせたものを用いることが主流となりつつある。なお、電子機器としては、上記の携帯電話の他に、例えばデジタルカメラ、ＰＤＡ、ＭＤ、ＣＤプレーヤ、あるいはその他の電子機器がある。

例えば、特許文献１はシートスイッチモジュール（照光キースイッチ）であり、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）と、発光素子と、導光性シートからなり、可動接点の周囲の近傍で、光の進路を変更させる立ち上がり部を有している。なお、導光シートは前記可動接点に接着剤を介して被覆するか、あるいは直接密着するように被覆される。

また、特許文献２はシートスイッチモジュール（照光キースイッチ）であり、回路基板と、光源と、透光性の樹脂フィルムからなるシート材、可動接点に対応する位置に光反射部が設けられている。なお、前記導光シートは可動接点を被覆保持する構成である。
特開２００７−５３０６３号公報 特開２００７−８７７４９号公報

ところで、従来の照光キースイッチにおいては、特許文献１及び特許文献２のいずれも、導光シートが可動接点に固定されるために、導光シートが可動接点の外形形状に合わせて起伏するので、発光素子からの光が漏れることから発光面の輝度が低下するという問題点があった。

また、導光シートが可動接点に固定されるために、導光シートの固定が不安定になるので、発光面の輝度のバラツキの原因となるという問題点があった。また、導光シートが光源に当たり、光源を破損する恐れがあるという問題点があった。

また、光源が導光シートの側面に取り付けられるために、高さを合わせなければならない。この工程は作業性が悪く、位置ずれが起きやすいものであった。この位置ずれが起きると、発光面の輝度が低下するという問題点があった。

また、導光シートの位置が製品によってバラツキが大きくなると、電子機器の表示部の明るさがばらついてしまうために、歩留まりが低下するという問題点があった。

また、光源を固定する構造が複雑であるために、コストが上がってしまうという問題点があった。

この発明は、輝度の低下やバラツキを低減して安定した明るさを生じさせると共に導光部材の歪みを少なくして耐久性を向上し、コスト低減を図ることを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明の照光キースイッチは、固定接点を備え、且つ前記固定接点に対向して可動接点を配置した基板と、前記可動接点を基板上に被覆保持する押え部材と、前記基板の裏面側に配置される発光体と、前記基板の裏面側に配置し、かつ前記発光体からの光を可動接点に導光するための導光部材と、を備えていることを特徴とするものである。

また、この発明の照光キースイッチは、前記照光キースイッチにおいて、前記発光体と導光部材の高さが同じ位相になる構成であることが好ましい。

また、この発明の照光キースイッチは、前記照光キースイッチにおいて、
前記導光部材は、前記可動接点が作動するときの前記可動接点の動きに干渉されず、固定されていることが好ましい。

また、この発明の照光キースイッチは、前記照光キースイッチにおいて、前記基板に、前記導光部材に導光された光を基板の表面側に導光する導光用孔部を設けていることが好ましい。

また、この発明の照光キースイッチは、前記照光キースイッチにおいて、
前記押え部材は、光を拡散させる印刷が施されていることが好ましい。

また、この発明の照光キースイッチは、前記照光キースイッチにおいて、前記可動接点に、前記導光部材に導光された光を外側に導光する導光用孔部を設けていることが好ましい。

また、この発明の照光キースイッチは、前記照光キースイッチにおいて、前記導光部材の少なくとも一部に、導光部材に導光された光を基板の表面側に取り出すためのプリズム構造もしくは印刷部材を設けていることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、基板の裏面側に導光部材を配置したので、可動接点が導光部材に対して光路の悪影響を与えないことから、導光部材の輝度の低下やバラツキを低減することができる。

また、基板の裏面側に導光部材を配置したので、可動接点の動きを阻害することがなくなったために、導光部材の材料選択性が向上し、透過率や耐久性を向上させることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２を参照するに、この実施の形態に係る照光キースイッチ１は、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ、ＭＤ、ＣＤプレーヤ、あるいはその他のモバイル用電子機器に使用される操作用キースイッチであり、この実施の形態に係る基板としての例えばＰＣＢ（Printed Circuit Board）もしくはＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などのプリント配線基板３に、可動接点としての例えばスイッチ用ドーム５（メタルドームもしくは金属製クリックバネ）が組み込まれるものである。

スイッチ用ドーム５は、導電性材料としての例えばステンレスもしくは銅系金属の板材を加工することによって得られる。さらに、基板３上の接点部に接離可能な可撓性を備えた椀型形状のものである。なお、スイッチ用ドーム５は、直径が例えば４ｍｍで、高さは例えば０．２ｍｍである。

また、プリント配線基板３は、絶縁シート７の上に導電性材料からなる中央接点（中央電極）９Ａが備えられ、この中央接点９Ａの周りに外周接点（外周電極）９Ｂが環状に備えられており、中央接点９Ａと外周接点９Ｂで電極対となる固定接点９を構成している。なお、プリント配線基板３には回路がパターン形成されている。

上記のプリント配線基板３上には、前述したスイッチ用ドーム５が電極対の中央接点９Ａと外周接点９Ｂに整合させて配置されている。すなわち、スイッチ用ドーム５は、上記の中央接点９Ａと外周接点９Ｂとの導通をＯＮ・ＯＦＦせしめるために、スイッチ用ドーム５の頭頂部の凹面側に位置する接点部５Ａが前記中央接点９Ａに接離可能な可撓性を備えており、その椀型形状の外周が外周接点９Ｂに接続して載置されるものである。

上記のスイッチ用ドーム５は、その椀型形状の凸面側は例えば絶縁性のラバーシートなどの樹脂シートからなる押えシート１１により基板３上に押さえられ、位置決めされている。

なお、押えシート１１は導光材の役目も担うので透明な素材を選択する必要がある。しかし、ほぼシート厚み分の導光のため、必ずしも高い透過率を必要としない。

上記の押えシート１１は、例えば透明ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂シートを基材とするシート材１１Ａと、このシート材１１Ａの一面に塗布した例えばアクリル系もしくはシリコン系粘着材からなる粘着剤層１１Ｂとから構成されるものであり、スイッチ用ドーム５を保持する粘着剤層１１Ｂはそのまま基板３の表面に貼り付けられる粘着剤と同じである。

また、上記の押えシート１１の表面にはスイッチ用ドーム５を押さえる範囲で拡散印刷１３が施されている。

また、上記のスイッチ用ドーム５は、上記の中央接点９Ａをほぼ中央にして覆うように、つまり椀型形状の凹面の中心方向側に前記中央接点９Ａが位置するように配置されている。つまり、スイッチ用ドーム５の頭頂部が下方へ押圧されると、頭頂部の付近が反転して凹むように押し込まれて接点部５Ａが中央接点９Ａに接触し、導通するように位置している。

また、導光部材としての例えば導光シート１５が、スイッチ用ドーム５に光路を阻害されないようにするために、基板３の裏面側に配置されている。さらに、導光シート１５の少なくとも一部には、光取り出しのためのプリズム構造１５Ａもしくは印刷部材が施されており、さらに導光シート１５には光を入射するための入射面１５Ｂが設けられている。

したがって、導光シート１５が基板３の裏面側に配置されていることにより、導光シート１５は、スイッチ用ドーム５が作動するときの前記スイッチ用ドーム５の動きに干渉されずに固定されることとなる。

また、基板３の裏面側には、導光シート１５の入射面１５Ｂに光を入射すべく発光する発光体（光源）としての例えば発光素子１７が前記導光シート１５の高さに合わせて設けられている。すなわち、導光シート１５と発光素子１７は、同じ高さの位相になるようにほぼ一定の高さに設けられている。なお、導光シート１５としては、透明ウレタン樹脂であることが望ましい。

また、基板３には、前記導光シート１５に導光された光を基板３の表面側に導光する導光用孔部１９が設けられている。例えば上記のプリズム構造１５Ａにより反射した光が導光用孔部１９を通過して基板３の表面側の押えシート１１やスイッチ用ドーム５に導光される構成である。スイッチ用ドーム５の頭頂部には光を通過させる導光用孔部２１が設けられている。

さらに、照光キースイッチ１は、上記の押えシート１１の上方に、スイッチ用ドーム５を押し込むためのアクチュエータとしての例えばキーマット２３が図示しないスプリング等の付勢手段により図１において常時上方へ付勢されており、プリント配線基板３から離間した位置に配置されている。

キーマット２３はシリコンラバーもしくはウレタンシートにポリカーボネイト等の硬質プラスチックを付帯させた絶縁性のシート状のものである。また、キーマット２３には、押えシート１１に整合する部分に押しボタン部２５が設けられており、この押しボタン部２５の裏面中央部には突起部２７が設けられており、スイッチ用ドーム５の頭頂部に接触して押し込むように構成されている。

また、キーマット２３における押しボタン部２５の周囲は厚さがきわめて薄くなっており、押しボタン部２５はキーマット２３の表面に対し、垂直方向に若干移動することができるように構成されている。

なお、キーマット２３は、筐体２９の内部に設けられており、位置決め穴などを用いて、キーマット２３の突起部２７が直接もしくは間接的にスイッチ用ドーム５の直上に位置するように組み立てられる。

上記構成により、この実施の形態の照光キースイッチ１は、キーマット２３の押しボタン部２５が人の指などで押し込まれると、押しボタン部２５の裏面側に設けられた突起部２７が押えシート１１の上からスイッチ用ドーム５の頭頂部の付近を押し下げる。スイッチ用ドーム５はその頭頂部の付近が変位し変形し、反転して凹むように押し込まれる。これにより、スイッチ用ドーム５の接点部５Ａが中央接点９Ａに接触し、対をなす電極である中央接点９Ａと外周接点９Ｂがスイッチ用ドーム５を介して相互に電気的に接続されて、照光キースイッチ１がＯＮ状態となる。

このとき、スイッチ用ドーム５は、スイッチ用ドーム５の頭頂部の付近が反転して凹むので、この変形時にクリック感が得られるように構成されている。また、押しボタン部２５から指などを離すと、スイッチ用ドーム５はそれ自身の弾性力により初期形状の原位置に復帰し、対をなす電極である中央接点９Ａと外周接点９Ｂの間は電気的に分断され、照光キースイッチ１はＯＦＦ状態となる。

発光素子１７に通電されて光が発光する時、発光素子１７の光は導光シート１５の入射面１５Ｂから導光シート１５の内部に伝播される。このとき、導光シート１５の高さが発光素子１７と同じ位相にあるので、導光シート１５は光路が阻害されることなく、輝度の低下やバラツキを低減することができる。すなわち、導光シート１５の予め設けたプリズム構造１５Ａの範囲ではバラツキも少ない安定した強い輝度で発光することとなる。

導光シート１５に取り出された光は導光シート１５の内部を伝播して基板３に開けられた導光用孔部１９とスイッチ用ドーム５の頭頂部に開口した導光用孔部２１を通過して押えシート１１に入り、押えシート１１の表面に施された拡散印刷１３によりキー部分を均一に発光させることができる。

導光シート１５はスイッチ用ドーム５の動きを阻害する配置ではないため、柔らかい材質を選択する必要が無くなるので、材料選択性が向上し、導光シート１５の透過率、耐久性を向上させることができる。

以上のように、基板３の裏面側に導光シート１５を配置することにより、輝度の低下やばらつきを低減することができる。

次に、上記の実施の形態の照光キースイッチ１の効果を調べるために、この実施の形態の構成に基づいた実施例を作成し、さらに、この実施例と比較するために比較例を作成した。なお、実施例及び比較例において同様の部材には同じ符号を付して詳しい説明は省略し、主として異なる点について詳しく説明する。

比較例の照光キースイッチ３１では、図２に示されているように、スペーサ３３を介して導光シート３５がスイッチ用ドーム５の外周面に沿って覆うようにしてスイッチ用ドーム５を押さえている構成である。なお、スペーサ３３及び導光シート３５は粘着剤層３７，３９により貼り付けられている。

なお、実施例と比較例は、それぞれ、導光シート１５，３５には透明ウレタンを使用し、押えシート１１には透明ＰＥＴを使用した。

以上の実施例と比較例に対して、図３に示されているように導光シート１５，３５の発光面を９ヵ所の区画（１）〜（９）に分けて輝度測定を行い、各区画（１）〜（９）の測定位置の輝度およびその分布について評価を行った。その結果は、表１に示す通りである。なお、輝度の単位は「ｃｄ／ｍ^２」である。

表１から分かるように、比較例は、実施例よりも輝度が弱く、バラツキも大きいものであった。これは、スイッチ用ドーム５が導光シート３５の光路を阻害しているためである。実施例は、上記の比較例に比べて輝度が強く、バラツキも少ないものである。

以上のことから、この実施の形態の照光キースイッチ１は下記の効果を奏する。

（１）基板３の裏面側に導光シート１５を配置して導光シート１５の高さを発光素子１７と同じ位相としたので、スイッチ用ドーム５が導光シート１５に対して光路の悪影響を与えないことから、導光シート１５の輝度の低下やバラツキを低減することができる。また、導光シート１５はスイッチ用ドーム５の外形形状に合わせないので製造が容易となり、コスト低減を図ることができる。

（２）基板３の裏面側に導光シート１５を配置して導光シート１５の高さを発光素子１７と同じ位相としたので、スイッチ用ドーム５が導光シート１５に対して光路の悪影響を与えないので、導光シート１５の材料選択性が増し、透過率や耐久性を向上させることができる。

この発明の実施の形態の照光キースイッチの断面図である。 比較例の照光キースイッチの断面図である。 実施例及び比較例の照光キースイッチにおける輝度測定の状態説明図である。

符号の説明

１ 照光キースイッチ（この実施の形態の）
３ プリント配線基板（基板）
５ スイッチ用ドーム（可動接点）
５Ａ 接点部
７ 絶縁シート
９ 固定接点
９Ａ 中央接点（中央電極）
９Ｂ 外周接点（外周電極）
１１ 押えシート（押え部材）
１１Ａ シート材
１１Ｂ 粘着剤層
１３ 拡散印刷
１５ 導光シート（導光部材）
１５Ａ プリズム構造（もしくは印刷部材）
１５Ｂ 入射面
１７ 発光素子（発光体；光源）
１９ 導光用孔部（基板３の）
２１ 導光用孔部（スイッチ用ドーム５の）
２３ キーマット
２５ 押しボタン部
２７ 突起部
２９ 筐体
３１ 照光キースイッチ（比較例の）
３３ スペーサ（比較例の）
３５ 導光シート（比較例の）
３７，３９ 粘着剤層

Claims (7)

1. 固定接点を備え、且つ前記固定接点に対向して可動接点を配置した基板と、前記可動接点を基板上に被覆保持する押え部材と、前記基板の裏面側に配置される発光素子と、前記基板の裏面側に配置し、かつ前記発光素子からの光を可動接点に導光するための導光部材と、を備えていることを特徴とする照光キースイッチ。
2. 前記発光素子と導光部材の高さが同じ位相になる構成であることを特徴とする請求項１記載の照光キースイッチ。
3. 前記導光部材は、前記可動接点が作動するときの前記可動接点の動きに干渉されず、固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の照光キースイッチ。
4. 前記基板に、前記導光部材に導光された光を基板の表面側に導光する導光用孔部を設けていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の照光キースイッチ。
5. 前記可動接点に、前記導光部材に導光された光を外側に導光する導光用孔部を設けていることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の照光キースイッチ。
6. 前記押え部材は、光を拡散させる印刷が施されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の照光キースイッチ。
7. 前記導光部材の少なくとも一部に、導光部材に導光された光を基板の表面側に取り出すためのプリズム構造もしくは印刷部材を設けていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の照光キースイッチ。

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