キーモジュール、導光板および電子機器
【課題】光の利用効率を高めることで、省電力化と薄型化が実現できるキーモジュール、当該キーモジュールに用いる導光板、当該キーモジュールを用いた電子機器を提供する。
【解決手段】少なくとも１つ以上の入力キーと、前記入力キーの下方に配置され、前記入力キーの押圧によってスイッチングされるドームスイッチと、前記入力キーと前記ドームスイッチとの間に配置され、光源から入射した光を出射して前記入力キーの下方から照光する導光板とを備えた、キーモジュールであって、前記導光板は、表面の前記入力キーと対向する部分に凹部を備えている。これにより、省電力化と薄型化を図りつつ入力キーを効率的に照光することができる。
【解決手段】少なくとも１つ以上の入力キーと、前記入力キーの下方に配置され、前記入力キーの押圧によってスイッチングされるドームスイッチと、前記入力キーと前記ドームスイッチとの間に配置され、光源から入射した光を出射して前記入力キーの下方から照光する導光板とを備えた、キーモジュールであって、前記導光板は、表面の前記入力キーと対向する部分に凹部を備えている。これにより、省電力化と薄型化を図りつつ入力キーを効率的に照光することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キーモジュール、導光板および電子機器に関し、より具体的には、携帯電話等の電子機器に組み込まれ、入力キーを照光するために用いられるキーモジュール、当該キーモジュールに用いられる導光板、および当該キーモジュールを入力手段として用いる電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機をはじめとする電子機器において、入力キーを照光するために従来では入力キーの背面にＬＥＤ等の光源を複数配置していたが、最近ではバックライト光源として導光板が用いられつつある。ここで導光板とは、ＬＥＤ等の光源からの照明光を側面から入射し、導光板の表面から光を出射することで、入力キーを照光するものである。この導光板を用いれば、ＬＥＤ等の光源の数を１〜２個程度まで減らすことができ、消費電力を低減することができる。また、入力キーとスイッチング素子であるドームスイッチとで構成されるキーモジュールに導光板を用いれば、当該キーモジュールを薄くすることができ、電子機器の省電力化や薄型化に大きく寄与することができる。
【０００３】
また、さらなる省電力化が求められており、そのためには光利用効率を高める必要がある。そこで、導光板の表面に微細な凹凸を設け、光を取り出しやすくするための光出射構造を備えた導光板が提案されており、当該導光板は入力キーに対応した箇所のみ光を取り出し効率的に照光することができる（特許文献１）。また、導光板のさらなる薄型化に対応して、光源からの照明光の導光板への結合効率（入射効率）を高めるため、導光板の側面の受光部をテーパ状とし、光源となるＬＥＤの大きさまで広げた導光板が提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平５−２１００１４号公報
【特許文献２】特開２００４−６９７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
携帯電話機等の電子機器では、さらに高機能化が図られており、消費電力が増大する傾向にあることから省電力化の要求がますます強まっている。また、搭載すべき部品の数が増大する傾向にあることから搭載スペースが限られるため、搭載部品の薄型化も要求されている。そのため、これらに搭載する導光板やこれを用いたキーモジュールにも同様に省電力化や薄型化が要求されている。
【０００５】
一般に、導光板に入射した光は導光板の上下面で全反射を繰り返しながら伝搬されていく。そこで、上記の特許文献１に開示された導光板では、この全反射条件を崩して伝搬された光の一部を導光板の表面または裏側から取り出すべく光出射構造が導光板の表面または裏側上に設けられている。これにより、光を取り出して照光したい箇所（すなわち、入力キーがある箇所）のみ光らせることができるが、導光板内に入射した光の利用効率は必ずしも十分ではなく、光出射構造部で取り出されずそのまま伝搬したり、導光板内を反射することなくそのままストレートに透過してしまい、無駄となる光が多く存在している。
【０００６】
また、導光板の薄型化を進めると導光板の側面に設けられている受光部の面積が減少し、光源から出射した光を導光板に入射させ結合する際にロスが大きくなり、光の結合効率が低下する。そこで、上記の特許文献２に開示された導光板では、側面をテーパ状に広げることで光源からの光の導光板への結合効率を高めようとしている。しかし、結合効率は高まっても、入力キーを照光する光量が不足する、すなわち、出射効率が低いという問題は上述の通り、依然として残っている。
【０００７】
本発明は、光の利用効率を高め、省電力化と薄型化が実現できるキーモジュール、当該キーモジュールに用いる導光板、当該キーモジュールを入力手段として用いる電子機器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】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１発明に係る導光板は、少なくとも１つ以上の入力キーと、前記入力キーの下方に配置され、前記入力キーの押圧によってスイッチングされるドームスイッチと、前記入力キーと前記ドームスイッチとの間に配置され、光源から入射した光を出射して前記入力キーの下面から照光する導光板とを備えた、キーモジュールであって、前記導光板は、表面の前記入力キーと対向する部分に凹部を備えている。
【０００９】
光源から出射し導光板に入射した光は、導光板内部を表面と裏面で全反射を繰り返しながら伝搬していく。そして、導光板の表面や裏面から、一部の光が漏れ出て出射され、入力キーを照光している。
【００１０】
この発明によれば、導光板の凹部が形成された箇所では、導光板の厚みが薄くなっている。そのため、当該箇所を照明光が伝搬する際、表面と裏面との間の距離が短くなり、反射する頻度が増加する。すなわち、当該箇所では導光板内部を伝搬する光の反射回数を増やすことができるので、導光板から漏れ出て出射する光の量を増加させることができる。
【００１１】
また、当該箇所では、導光板の厚みが局所的に薄くなっているため、導光板の面方向と平行に入射した光の一部は、進行する方向が強制的に偏向されることになる。そのため、導光板内部をストレートに透過してしまい、出射されずに無駄になっていた光を低減することができ、入力キーを照光する光として有効に利用することができる。
【００１２】
このように、入力キーを照光するための光を効率的かつ有効に利用することで、光利用効率を高めることができ、省電力化を実現したキーモジュールを提供することができる。
【００１３】
当該導光板を用いれば、導光板を薄くすることにより光源および導光板間での光の結合効率が低下した場合であっても、導光板内部に入射した光の出射効率は高められる。従って、トータルとして入力キーを照光する明るさを維持することができる。さらに、凹部は入力キーに対応する部分に設けられていることから、凹部内に入力キーを嵌め込むように重ねることができる。このため、当該導光板はキーモジュールを薄型化する上でも適している。
【００１４】
凹部は入力キーに対応した箇所に設けられている。当該箇所では導光板の厚みが薄いので、入力キーを押したときのクリック感を向上させることができ、本発明に係る導光板は確実な入力を行う上でも好適である。
【００１５】
また、第２発明に係る導光板は、第１発明において、さらに裏面の前記ドームスイッチに対向する部分にも凹部を備えている。
【００１６】
この発明によれば、導光板の表面と裏面間の距離をさらに短くし、当該箇所での光の反射回数をさらに増加させることができるので、出射する光の量をより一層増加させることができる。
【００１７】
また、入力キーのみならず、ドームスイッチのドーム部も導光板の凹部内に嵌め込むように重ねることができるので、キーモジュール全体としてさらに薄型化することもできる。
【００１８】
また、導光板内部をストレートに透過してしまい、出射されずに無駄になっていた光をさらに低減することができ、入力キーを照光する光としてより一層有効に利用することができる。
【００１９】
また、第３発明に係る導光板は、第１発明および第２発明において、前記凹部の開口径が、前記ドームスイッチのドーム部の最大径の１／２以上であるように形成されている。
【００２０】
これにより、光が導光板から出射し入力キーを照光する領域を所定範囲で確保できるため、光の利用効率を高めつつ、入力キーの視認性を向上させることができる。当該部分は、少なくともドームスイッチのドーム部の最大径の１／２以上であれば、視認性の観点からも好適である。
【００２１】
ここで、凹部の開口径とは、導光板の表面上および／または裏面上における大きさをいい、円であれば直径を、多角形や楕円形等であれば当該開口面積と同等面積の円を想定した場合の直径をいう。
【００２２】
また、第４発明に係る導光板は、第１発明〜第３発明において、複数の前記凹部を備えるとともに、側面の一部に光源からの光が入射される受光部を備えており、前記凹部の深さは、前記受光部からの距離が遠い位置に設けられた凹部の深さが、前記受光部からの距離が近い位置に設けられた凹部の深さよりも深く形成されている。
【００２３】
一般に、導光板内部において、受光部から入射した光は、受光部から遠ざかるほど強度が弱くなる。これは、導光板内部を伝搬する光は拡散や出射をしながら、あるいは一部ロスしながら伝搬していくためである。
【００２４】
この発明によれば、受光部からの距離が遠い位置に設けられた凹部ほど深さが深く形成されている。そのため、光の強度が弱くなる位置ほど当該箇所を伝搬する光が導光板の表面と裏面間で反射する頻度が増加することになるため、光の出射効率を高められることになる。従って、入力キーを受光部からの位置によらず均一に照光することができる。
【００２５】
ここで、凹部の深さとは、導光板の表面または裏面から凹部の底面までの深さをいい、底面が平坦でなければ最も深い深さをいう。
【００２６】
また、第５発明に係る導光板は、複数の入力キーと、前記入力キーの下方に配置され、前記入力キーの押圧によってスイッチングされるドームスイッチと、前記入力キーと前記ドームスイッチとの間に配置され、光源から入射した光を出射して前記入力キーの下面から照光する導光板とを備えた、キーモジュールであって、前記導光板は、裏面のドームスイッチ側と対向する部分に凹部を備えるとともに、側面の一部に光源からの光が入射される受光部とを備えており、前記凹部の深さは、前記受光部からの距離が遠い位置に設けられた凹部の深さが、前記受光部からの距離が近い位置に設けられた凹部の深さよりも深く形成されている。
【００２７】
このように、凹部はドームスイッチ側のみに設けられていてもよく、上述の通り、同様に入力キーを受光部からの位置によらず均一に照光しながら光の利用効率を高めつつ、薄型化を図ることができる。
【００２８】
また、第６発明に係る導光板は、第１発明〜第５発明において、前記導光板の前記入力キーに対応する部分には、前記導光板の表面または裏面側に光を出射しやすくした出射構造がさらに設けられている。
【００２９】
出射構造が設けられた箇所では、より積極的に光を取り出し出射することができる。これは全反射条件を積極的に崩し、光の漏れ量を増大させることができるからである。入力キーに対応する位置に形成されていれば、入力キーをより一層効率的に照光することができる。なお、出射構造は入力キーに対応する部分であれば、導光板の表面および裏面のいずれか一方、あるいは両面に形成されていてもよく、凹部の表面上に直接形成されていてもよい。
【００３０】
また、第７発明に係る導光板は、第６発明において、前記出射構造は前記表面または裏面上に形成された突起あるいは窪みによる凹凸パターン、または光散乱剤を含む印刷パターンであり、前記受光部から離れるほどパターンの密度が大きくなるように、前記パターン間の距離を小さくするあるいは前記パターンの大きさを大きくするように形成されている。
【００３１】
この発明によれば、受光部から遠くなるほど出射構造を構成するパターンの密度が高められている。そのため、導光板を平面的に見た場合、全体として受光部からの位置によらず、入力キーをより一層効率的かつ均一に照光することができる。
【００３２】
また、第８発明に係る導光板は、第１発明〜第７発明のキーモジュールに用いる導光板である。このような導光板は、キーモジュールの光の利用効率を高め、省電力化と薄型化を図る上で適している。
【００３３】
また、第９発明に係る電子機器は、第１発明〜第７発明のキーモジュールを入力手段として用いた電子機器である。このような電子機器は、光の利用効率を高め、省電力化と薄型化に優れるものである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、本発明は、光の利用効率を高め、省電力化と薄型化が実現できるキーモジュール、当該キーモジュールに用いる導光板、当該キーモジュールを入力手段として用いる電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるキーモジュールを組み込んだ携帯電話機の構造を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、携帯電話機１０は、伝達すべき情報を入力する入力部１３と、各種情報を表示するための表示部１２を備えており、ヒンジ部１４を介して回転可能に接続されており、開閉可能な構造（折りたたみ可能な構造）とされている。また、入力部１３にはヒンジ部１４と反対側の位置にマイク１７が、また、表示部１２にはヒンジ部１４と反対側の位置にスピーカー１６がそれぞれ設けられている。
【００３６】
入力部１３には、各種情報を入力するために、数字や文字等が印刷された入力キー２１が複数配置されており、キーモジュール２０を構成している。表示部１２には、各種情報を表示するために液晶表示装置１５が設けられている。
【００３７】
図２は、図１に示す携帯電話機のキーモジュールを模式的に示す平面図である。また、図３は、図２に示すＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【００３８】
図２、図３に示すように、キーモジュール２０は、入力キー２１と、入力キー２１の押圧によりスイッチングされるドームスイッチ２５と、入力キー２１とドームスイッチ２５の間に配置される導光板２７とを備えている。さらに、キーモジュール２０は、ドームスイッチ２５に電気的に接続されるフレキシブルプリント配線板２３と、その上部に積層された光反射部材２４と、フレキシブルプリント配線板２３の端部に配置された光源２２と、導光板２７の上に配置され、入力キー２１を支持するラバーシート２８とを備えている。
【００３９】
導光板２７の側面の一部には受光部３１が設けられ、光源２２から出射される光は受光部３１から導光板２７内部に入射し、全反射を繰り返しながら伝搬するとともに、導光板２７の表面２７ａから出射された光はラバーシート２８を透過して入力キー２１を照光する。
【００４０】
光源２２はフレキシブルプリント配線板２３上に電気的に接続するように配置されており、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられ、他にもＬＤ（レーザーダイオード）や冷陰極管など照明光を発光するものが使用できる。また、導光板２７の側面から光を入射させるため、導光板２７の側面に位置するように配置されている。
【００４１】
フレキシブルプリント配線板２３は、導体層と絶縁層（図示せず）とからなる可撓性を有する電気回路が形成された配線板であって、入力キー２１が押されれば、フレキシブルプリント配線板２３上に設けられたドームスイッチ２５により発生した電気信号を制御部（図示せず）に電気的に伝達する。また、光源２２に対して電力の供給も行っている。
【００４２】
光反射部材２４は、導光板２７から下方（フレキシブルプリント配線板２３側）に漏れ出た光を上方（入力キー２１側）に反射する。下方に漏れ出た光を入力キー２１の照光に再利用できるので、光の利用効率を向上させることができる。また、光反射部材２４は、光源２２から出射した光で受光部３１から入射せず導光板２７の下面側に漏れた光も同様に上方に反射させることもできるので、光の利用効率をさらに向上させることができる。この光反射部材２４は、例えばフレキシブルプリント配線板の上部に白色のインクを印刷することにより形成され、当該インクに光散乱剤等が含まれていればさらに反射率を向上させることができる。また、光反射部材２４は別途、シート状で形成しておきフレキシブルプリント配線板２３の上に載置してもよい。
【００４３】
ラバーシート２８は入力キー２１を支持するとともに入力キーの押し圧をドームスイッチ２５に伝達するために弾性体で形成されており、例えばゴム等から形成されている。さらにラバーシート２８の下部側には突起状の押し子２９が設けられており、入力キー２１の押し圧をドームスイッチ２５に確実に伝達するとともに、クリック感を向上させている。なお、この押し子２９は入力キー２１に直接形成されていてもよい。押し子２９は、例えば円柱形状を有しており、直径１ｍｍ、高さ０．５ｍｍである。
【００４４】
ドームスイッチ２５を構成する半円状のドーム部は、例えばステンレスをプレス加工して形成されている。このように形成することで、ドームスイッチ２５を押したときにクリック感を生じさせ、入力を確実に行う上で好適な構造である。また当該ドームは導電性があるものであればよく、銅や銅合金などの金属を用いることができる。また、当該ドームの厚みは例えば０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍであり、ドームスイッチ２５の高さは例えば０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍ、ドーム径は１〜５ｍｍである。
【００４５】
また、導光板２７は、透光性のある材料、例えばポリカーボネート樹脂、ポリエチレンフタレート樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂、シクロオレフィン系樹脂、シリコン樹脂などによって形成されている。また、導光板２７の厚みは例えば５０μｍ〜２００μｍであり、携帯電話機の薄型化の観点からは５０μｍ〜１００μｍであればより好ましい。
【００４６】
導光板２７の表面２７ａには、入力キー２１に対応する位置に凹部３０が設けられている。凹部３０の開口径ｄ１はドームスイッチ２５のドーム部の最大径Ｄの１／３以上、好ましくは１／２以上であればよく、より具体的には例えば２ｍｍ以上、より好ましくは３ｍｍ以上である。凹部３０の深さｔ１は例えば１０〜３０μｍであり、導光板２７の厚みの半分以上であれば、導光板２７内部を反射せずにストレートに透過する光をさらに低減できるのでより好ましい。これにより、後述する通り、入力キーの視認性を確保しつつ、キーモジュール全体を薄型化することができる。
【００４７】
また、凹部は、射出成形や金型を用いた型押し等の常法で作製することができ、導光板２７を作製する際に同時に一体として成型しても、導光板２７を一旦成型後、凹部のみ後で別途形成してもよい。なお、凹部の開口形状は円、楕円、矩形などいずれの形状であってもよく、凹部３０の底面は必ずしも平坦ではなくてもよく、効果を発揮し得る形状であればいずれであってもよい。また、凹部の断面形状は、曲線状や矩形状のいずれであってもよいが、受光部３１側へ不要な反射を防止する上では曲線状であることがより好ましい。
【００４８】
導光板２７の裏面２７ｂの入力キー２１に対応する位置に出射構造２６が設けられている。出射構造２６は、導光板２７の裏面２７ｂ上に設けた微小な凹凸パターンである。導光板２７は、射出成形や金型を用いた型押し等の常法で作製することができ、凹凸を有する出射構造２６は、導光板２７と同時に形成されてもよく、あるいは導光板２７を事前に作製し、その後さらに型押しやレザー加工、サンドブラスト等により形成することもできる。出射構造の凹凸パターンの形状は円、楕円あるいは多角形のいずれであってもよく、凹凸パターンを平面的にみた外接円の径は、例えば１μｍ〜１００μｍであり、凹部の最大深さあるいは凸部の最大高さは、例えば０．１μｍ〜１μｍである。
【００４９】
出射構造２６は光散乱剤を含有したインクを用いた印刷や導光板２７の材質とは異なる屈折率を有するインクを用いた印刷により形成されていてもよい。これは例えばスクリーン印刷やインクジェット印刷等の常法で作製することができる。インクを用いたパターンの形状は円、楕円あるいは多角形のいずれであってもよく、当該パターンを平面的にみた外接円の径は、例えば１μｍ〜１００μｍであり、最大高さは、例えば０．１μｍ〜１μｍである。
【００５０】
なお、出射構造２６は入力キー２１に対応する部分であれば、導光板２７の表面２７ａおよび裏面２７ｂのいずれか一方、あるいは両面に形成されていてもよく、凹部３０の表面上に直接形成されていてもよい。この出射構造２６により、導光板２７内部を伝搬してきた光の全反射条件が積極的に崩されるため、光を導光板２７内部から外部へより一層効率的に出射させ、入力キーを照光することができる。
【００５１】
受光部３１より入射した光は全反射しながら導光板２７内部を伝搬する。ここで、凹部が形成された場所では導光板２７の表面２７ａと裏面２７ｂの距離が狭められているため、当該箇所では光の反射回数が増大する。そのため、出射構造２６から出射される光の量を増大させることができる。ここで、凹部３０は入力キー２１に対応して形成されていることから、上方（入力キー２１側）に出射した光は入力キーを直接的に照光することができる。一方、導光板２７の下方（ドームスイッチ２５側）に出射した光は、光反射部材２４により上方に戻され、入力キー２１を照光するのに再度利用されることになる。
【００５２】
また、凹部３０が形成された箇所では、導光板２７の厚みが薄くなっているため、導光板２７の表面２７ａの面方向と平行に入射した光の一部は進行する方向が強制的に偏向されることになる。そのため、導光板２７内部をストレートに透過してしまい、出射されずに無駄になっていた光を低減することができ、入力キーを照光する光として有効に利用することができる。
【００５３】
また、導光板２７を薄くすることにより光源２２および導光板２７間での光の結合効率が低下した場合であっても、導光板２７内部に入射した光の出射効率は高められる。従って、トータルとして入力キー２１を照光する明るさを維持することができる。さらに、凹部３０は入力キーに対応する部分に設けられていることから、凹部３０内に入力キー２１を嵌め込むように重ねることができる。このため、当該導光板はキーモジュールを薄型化する上でも適している。
【００５４】
さらに、凹部３０は入力キー２１に対応した箇所に設けられている。当該箇所では導光板２７の厚みが薄いので、入力キー２１を押したときのクリック感を向上させることができ、確実な入力を行う上でも好適である。なお、図３では本発明の技術的特徴を説明するために実際のキーモジュールと比べ、導光板の厚み等を強調して図示してある。以下、他の図でも同様である。
【００５５】
このように、導光板２７に凹部３０が形成されていることにより、入力キー２１を照光するための光を効率的かつ有効に利用できるので、省電力化と薄型化を実現した高機能なキーモジュールを提供することができる。
【００５６】
図４は、図３に示すキーモジュールの変形例を示す模式断面図である。なお、図３と同一符号のものは、同一又は相当物であり、以下の説明を省略する。
【００５７】
同図に示すように、凹部３０は導光板２７の表面２７ａおよび裏面２７ｂの両面に設けられており、入力キー２１とドームスイッチ２５のドーム部に対向してそれぞれ設けられている。また、出射構造２６は表面２７ａ側の凹部３０上に直接形成されている。
このように導光板２７の両面に凹部３０が設けられていれば、入力キー２１の下方に形成されている押し子２９とドームスイッチ２５のドーム部を凹部３０にそれぞれ嵌め込むように重ねることができる。従って、キーモジュール２０全体をさらに薄くすることができる。また、クリック感もさらに向上させることもできる。
ここで、凹部３０の開口径ｄ１、ｄ２や深さｔ１、ｔ２は、表面２７ａ側と裏面２７ｂ面側で異なっていていてもよい。すなわち、押し子２９およびドームスイッチ２５の大きさや形状に合わせて、上記効果を生じるように適宜変更することができる。また、出射構造２６も表面２７ａ側と裏面２７ｂ側のいずれか一方、あるいは両方に設けていてもよい。
【００５８】
（実施の形態２）
図５は、発明の実施の形態２におけるキーモジュールを模式的に示す平面図である。また、図６は、図５に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面模式図である。なお、図３と同一符号のものは、同一又は相当物であり、以下の説明を省略する。
【００５９】
同図に示すように、凹部３０は表面２７ａ上に設けられており、凹部３０の深さｔ１は受光部３１から遠い位置にあるものほど近い位置にあるものよりも深くなるように形成されている。また、出射構造２６は裏面２７ｂに入力キー２１に対応して設けられている。
【００６０】
一般に、導光板２７内部において、受光部３１から入射した光は、受光部３１から遠ざかるほど強度が弱くなる。これは、導光板内部を伝搬する光は拡散や出射をしながら、あるいは一部ロスしながら伝搬していくためである。しかし、これによれば、受光部からの距離が遠い位置に設けられた凹部ほど深さが深く形成されている。そのため、光の強度が弱くなる位置ほど当該箇所を伝搬する光が導光板の表面と裏面間で反射する頻度が増加することになるため、光の出射効率を高められることになる。従って、入力キー２１を受光部３１からの距離によらず均一に照光することができる。
【００６１】
図７は、図６に示すキーモジュールの変形例を示す模式断面図である。
同図によれば、凹部３０が裏面２７ｂ上に設けられ、出射構造２６が表面２７ａ上に設けられている点で異なっている。このように、裏面２７ｂ側に凹部３０が設けられていれば、凹部３０にドームスイッチ２５のドーム部を嵌め込むように重ねて配置することができるとともに、導光板全体として入力キーを受光部３１からの距離によらず均一に照光することができる。
【００６２】
なお、凹部３０は、導光板２７の表面２７ａと裏面２７ｂの両面上に設けていてもよく、その場合よりキーモジュール２０をより一層薄型化することができる。さらに、出射構造２６も導光板２７のいずれか一方の面あるいは両面に形成してもよく、凹部３０が形成された面に形成される場合は、凹部３０の表面に形成してもよい。さらに、出射構造２６は入力キー２１に対応して設けられることが、入力キー２１を照光するという観点から望ましいが、入力キー２１以外の箇所を照光する必要があれば、当該箇所にも設けてもよい。
【００６３】
（実施の形態３）
図８は、実施の形態３における導光板の面上に形成された出射構造のパターンを示す平面図である。
【００６４】
同図に示すように、出射構造２６は受光部３１から遠くなるほど出射構造２６を構成するパターンの間隔を小さくすることで密度を大きくしている。これにより、受光部３１から離れても出射構造２６から出射する光量が少なくなることがなく、導光板２７全体として均一に入力キー２１を均一に照光することができる。すなわち、光利用効率を高めて省電力化を図りながらも確実に照光をすることができる。
【００６５】
図９は、図８に示す導光板の変形例を示す平面図である。
【００６６】
同図に示すように、出射構造２６は受光部３１から遠くなるほど出射構造２６を構成するパターンの大きさを大きくすることで密度を大きくしている。これにより、受光部３１から離れても出射構造２６から出射する光量が少なくなることがなく、導光板２７全体として、入力キー２１を受光部３１からの距離によらず均一に照光することができる。すなわち、光利用効率を高めて省電力化を図りながらも確実に照光をすることができる。
【００６７】
図１０は、図８に示す導光板の変形例を示す平面図である。
【００６８】
同図に示すように、出射構造２６は入力キー２１に対応する位置に設けられており、かつ、受光部３１から遠くなるほど出射構造２６を構成するパターンの数を多くすることにより密度を高めている。これにより、本来照光したい入力キー２１のみを光らすことができるとともに、受光部３１から離れても導光板２７全体として均一に入力キー２１を照光することができる。また、入力キー２１以外の所では光を出射しないため、光利用効率を高め、省電力化を図る上でも適している。
【００６９】
ここでは入力キー２１に対応する位置においてパターン密度を高めて入力キー２１を照光することについて説明したが、入力キー２１に対応した位置にのみ、図８または図９に示すような出射構造２６を設けることでも同様に、本来照光したい入力キー２１のみを確実に照光することができる。
【００７０】
なお、ここでいうパターンとは、形状は特に限定されず、円形、矩形、文字・記号の形等いずれの形状であってもよい。また、当該パターンは、導光板２７の面上に設けられた突起を有する凸型形状だけでなく、窪みを有する凹型形状でもよい。さらに、当該パターンは光散乱剤を含有したインクを印刷することにより形成されていてもよく、光源２２から離れるほど光散乱剤の反射率を高くする、光散乱剤の含有量を多くする、あるいはインクの屈折率を変化させることにより、入力キー２１を均一に照光することもできる。
【００７１】
ここでは、本発明に係るキーモジュールを入力手段として用いる携帯電話機について説明したが、例えば、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ；個人用携帯端末）などの電子機器にも同様に用いることもできる。また、キーモジュールにおいて用いられる電気信号等の伝達回路基板は、フレキシブルプリント配線板を用いて説明したが、リジッドタイプのプリント配線板であってもよい。
【００７２】
上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるキーモジュールを組み込んだ携帯電話機の構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す携帯電話機のキーモジュールを模式的に示す平面図である。
【図３】図２に示すＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図４】図３に示すキーモジュールの変形例を示す模式断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるキーモジュールを模式的に示す平面図である。
【図６】図５に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面模式図である。
【図７】図６に示すキーモジュールの変形例を示す模式断面図である。
【図８】実施の形態３における導光板の面上に形成された出射構造のパターンを示す平面図である。
【図９】図８に示す導光板の変形例を示す平面図である。
【図１０】図８に示す導光板の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 携帯電話機
１２ 表示部
１３ 入力部
１４ ヒンジ部
１５ 液晶表示装置
１６ スピーカー
１７ マイク
２０ キーモジュール
２１ 入力キー
２２ 光源
２３ フレキシブルプリント配線板
２４ 光反射部材
２５ ドームスイッチ
２６ 出射構造
２７ 導光板
２７ａ 表面
２７ｂ 裏面
２８ ラバーシート
２９ 押し子
３０ 凹部
３１ 受光部
ｄ１ 開口径
ｄ２ 開口径
ｔ１ 深さ
ｔ２ 深さ
Ｄ ドーム径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キーモジュール、導光板および電子機器に関し、より具体的には、携帯電話等の電子機器に組み込まれ、入力キーを照光するために用いられるキーモジュール、当該キーモジュールに用いられる導光板、および当該キーモジュールを入力手段として用いる電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機をはじめとする電子機器において、入力キーを照光するために従来では入力キーの背面にＬＥＤ等の光源を複数配置していたが、最近ではバックライト光源として導光板が用いられつつある。ここで導光板とは、ＬＥＤ等の光源からの照明光を側面から入射し、導光板の表面から光を出射することで、入力キーを照光するものである。この導光板を用いれば、ＬＥＤ等の光源の数を１〜２個程度まで減らすことができ、消費電力を低減することができる。また、入力キーとスイッチング素子であるドームスイッチとで構成されるキーモジュールに導光板を用いれば、当該キーモジュールを薄くすることができ、電子機器の省電力化や薄型化に大きく寄与することができる。
【０００３】
また、さらなる省電力化が求められており、そのためには光利用効率を高める必要がある。そこで、導光板の表面に微細な凹凸を設け、光を取り出しやすくするための光出射構造を備えた導光板が提案されており、当該導光板は入力キーに対応した箇所のみ光を取り出し効率的に照光することができる（特許文献１）。また、導光板のさらなる薄型化に対応して、光源からの照明光の導光板への結合効率（入射効率）を高めるため、導光板の側面の受光部をテーパ状とし、光源となるＬＥＤの大きさまで広げた導光板が提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平５−２１００１４号公報
【特許文献２】特開２００４−６９７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
携帯電話機等の電子機器では、さらに高機能化が図られており、消費電力が増大する傾向にあることから省電力化の要求がますます強まっている。また、搭載すべき部品の数が増大する傾向にあることから搭載スペースが限られるため、搭載部品の薄型化も要求されている。そのため、これらに搭載する導光板やこれを用いたキーモジュールにも同様に省電力化や薄型化が要求されている。
【０００５】
一般に、導光板に入射した光は導光板の上下面で全反射を繰り返しながら伝搬されていく。そこで、上記の特許文献１に開示された導光板では、この全反射条件を崩して伝搬された光の一部を導光板の表面または裏側から取り出すべく光出射構造が導光板の表面または裏側上に設けられている。これにより、光を取り出して照光したい箇所（すなわち、入力キーがある箇所）のみ光らせることができるが、導光板内に入射した光の利用効率は必ずしも十分ではなく、光出射構造部で取り出されずそのまま伝搬したり、導光板内を反射することなくそのままストレートに透過してしまい、無駄となる光が多く存在している。
【０００６】
また、導光板の薄型化を進めると導光板の側面に設けられている受光部の面積が減少し、光源から出射した光を導光板に入射させ結合する際にロスが大きくなり、光の結合効率が低下する。そこで、上記の特許文献２に開示された導光板では、側面をテーパ状に広げることで光源からの光の導光板への結合効率を高めようとしている。しかし、結合効率は高まっても、入力キーを照光する光量が不足する、すなわち、出射効率が低いという問題は上述の通り、依然として残っている。
【０００７】
本発明は、光の利用効率を高め、省電力化と薄型化が実現できるキーモジュール、当該キーモジュールに用いる導光板、当該キーモジュールを入力手段として用いる電子機器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】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１発明に係る導光板は、少なくとも１つ以上の入力キーと、前記入力キーの下方に配置され、前記入力キーの押圧によってスイッチングされるドームスイッチと、前記入力キーと前記ドームスイッチとの間に配置され、光源から入射した光を出射して前記入力キーの下面から照光する導光板とを備えた、キーモジュールであって、前記導光板は、表面の前記入力キーと対向する部分に凹部を備えている。
【０００９】
光源から出射し導光板に入射した光は、導光板内部を表面と裏面で全反射を繰り返しながら伝搬していく。そして、導光板の表面や裏面から、一部の光が漏れ出て出射され、入力キーを照光している。
【００１０】
この発明によれば、導光板の凹部が形成された箇所では、導光板の厚みが薄くなっている。そのため、当該箇所を照明光が伝搬する際、表面と裏面との間の距離が短くなり、反射する頻度が増加する。すなわち、当該箇所では導光板内部を伝搬する光の反射回数を増やすことができるので、導光板から漏れ出て出射する光の量を増加させることができる。
【００１１】
また、当該箇所では、導光板の厚みが局所的に薄くなっているため、導光板の面方向と平行に入射した光の一部は、進行する方向が強制的に偏向されることになる。そのため、導光板内部をストレートに透過してしまい、出射されずに無駄になっていた光を低減することができ、入力キーを照光する光として有効に利用することができる。
【００１２】
このように、入力キーを照光するための光を効率的かつ有効に利用することで、光利用効率を高めることができ、省電力化を実現したキーモジュールを提供することができる。
【００１３】
当該導光板を用いれば、導光板を薄くすることにより光源および導光板間での光の結合効率が低下した場合であっても、導光板内部に入射した光の出射効率は高められる。従って、トータルとして入力キーを照光する明るさを維持することができる。さらに、凹部は入力キーに対応する部分に設けられていることから、凹部内に入力キーを嵌め込むように重ねることができる。このため、当該導光板はキーモジュールを薄型化する上でも適している。
【００１４】
凹部は入力キーに対応した箇所に設けられている。当該箇所では導光板の厚みが薄いので、入力キーを押したときのクリック感を向上させることができ、本発明に係る導光板は確実な入力を行う上でも好適である。
【００１５】
また、第２発明に係る導光板は、第１発明において、さらに裏面の前記ドームスイッチに対向する部分にも凹部を備えている。
【００１６】
この発明によれば、導光板の表面と裏面間の距離をさらに短くし、当該箇所での光の反射回数をさらに増加させることができるので、出射する光の量をより一層増加させることができる。
【００１７】
また、入力キーのみならず、ドームスイッチのドーム部も導光板の凹部内に嵌め込むように重ねることができるので、キーモジュール全体としてさらに薄型化することもできる。
【００１８】
また、導光板内部をストレートに透過してしまい、出射されずに無駄になっていた光をさらに低減することができ、入力キーを照光する光としてより一層有効に利用することができる。
【００１９】
また、第３発明に係る導光板は、第１発明および第２発明において、前記凹部の開口径が、前記ドームスイッチのドーム部の最大径の１／２以上であるように形成されている。
【００２０】
これにより、光が導光板から出射し入力キーを照光する領域を所定範囲で確保できるため、光の利用効率を高めつつ、入力キーの視認性を向上させることができる。当該部分は、少なくともドームスイッチのドーム部の最大径の１／２以上であれば、視認性の観点からも好適である。
【００２１】
ここで、凹部の開口径とは、導光板の表面上および／または裏面上における大きさをいい、円であれば直径を、多角形や楕円形等であれば当該開口面積と同等面積の円を想定した場合の直径をいう。
【００２２】
また、第４発明に係る導光板は、第１発明〜第３発明において、複数の前記凹部を備えるとともに、側面の一部に光源からの光が入射される受光部を備えており、前記凹部の深さは、前記受光部からの距離が遠い位置に設けられた凹部の深さが、前記受光部からの距離が近い位置に設けられた凹部の深さよりも深く形成されている。
【００２３】
一般に、導光板内部において、受光部から入射した光は、受光部から遠ざかるほど強度が弱くなる。これは、導光板内部を伝搬する光は拡散や出射をしながら、あるいは一部ロスしながら伝搬していくためである。
【００２４】
この発明によれば、受光部からの距離が遠い位置に設けられた凹部ほど深さが深く形成されている。そのため、光の強度が弱くなる位置ほど当該箇所を伝搬する光が導光板の表面と裏面間で反射する頻度が増加することになるため、光の出射効率を高められることになる。従って、入力キーを受光部からの位置によらず均一に照光することができる。
【００２５】
ここで、凹部の深さとは、導光板の表面または裏面から凹部の底面までの深さをいい、底面が平坦でなければ最も深い深さをいう。
【００２６】
また、第５発明に係る導光板は、複数の入力キーと、前記入力キーの下方に配置され、前記入力キーの押圧によってスイッチングされるドームスイッチと、前記入力キーと前記ドームスイッチとの間に配置され、光源から入射した光を出射して前記入力キーの下面から照光する導光板とを備えた、キーモジュールであって、前記導光板は、裏面のドームスイッチ側と対向する部分に凹部を備えるとともに、側面の一部に光源からの光が入射される受光部とを備えており、前記凹部の深さは、前記受光部からの距離が遠い位置に設けられた凹部の深さが、前記受光部からの距離が近い位置に設けられた凹部の深さよりも深く形成されている。
【００２７】
このように、凹部はドームスイッチ側のみに設けられていてもよく、上述の通り、同様に入力キーを受光部からの位置によらず均一に照光しながら光の利用効率を高めつつ、薄型化を図ることができる。
【００２８】
また、第６発明に係る導光板は、第１発明〜第５発明において、前記導光板の前記入力キーに対応する部分には、前記導光板の表面または裏面側に光を出射しやすくした出射構造がさらに設けられている。
【００２９】
出射構造が設けられた箇所では、より積極的に光を取り出し出射することができる。これは全反射条件を積極的に崩し、光の漏れ量を増大させることができるからである。入力キーに対応する位置に形成されていれば、入力キーをより一層効率的に照光することができる。なお、出射構造は入力キーに対応する部分であれば、導光板の表面および裏面のいずれか一方、あるいは両面に形成されていてもよく、凹部の表面上に直接形成されていてもよい。
【００３０】
また、第７発明に係る導光板は、第６発明において、前記出射構造は前記表面または裏面上に形成された突起あるいは窪みによる凹凸パターン、または光散乱剤を含む印刷パターンであり、前記受光部から離れるほどパターンの密度が大きくなるように、前記パターン間の距離を小さくするあるいは前記パターンの大きさを大きくするように形成されている。
【００３１】
この発明によれば、受光部から遠くなるほど出射構造を構成するパターンの密度が高められている。そのため、導光板を平面的に見た場合、全体として受光部からの位置によらず、入力キーをより一層効率的かつ均一に照光することができる。
【００３２】
また、第８発明に係る導光板は、第１発明〜第７発明のキーモジュールに用いる導光板である。このような導光板は、キーモジュールの光の利用効率を高め、省電力化と薄型化を図る上で適している。
【００３３】
また、第９発明に係る電子機器は、第１発明〜第７発明のキーモジュールを入力手段として用いた電子機器である。このような電子機器は、光の利用効率を高め、省電力化と薄型化に優れるものである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、本発明は、光の利用効率を高め、省電力化と薄型化が実現できるキーモジュール、当該キーモジュールに用いる導光板、当該キーモジュールを入力手段として用いる電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるキーモジュールを組み込んだ携帯電話機の構造を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、携帯電話機１０は、伝達すべき情報を入力する入力部１３と、各種情報を表示するための表示部１２を備えており、ヒンジ部１４を介して回転可能に接続されており、開閉可能な構造（折りたたみ可能な構造）とされている。また、入力部１３にはヒンジ部１４と反対側の位置にマイク１７が、また、表示部１２にはヒンジ部１４と反対側の位置にスピーカー１６がそれぞれ設けられている。
【００３６】
入力部１３には、各種情報を入力するために、数字や文字等が印刷された入力キー２１が複数配置されており、キーモジュール２０を構成している。表示部１２には、各種情報を表示するために液晶表示装置１５が設けられている。
【００３７】
図２は、図１に示す携帯電話機のキーモジュールを模式的に示す平面図である。また、図３は、図２に示すＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【００３８】
図２、図３に示すように、キーモジュール２０は、入力キー２１と、入力キー２１の押圧によりスイッチングされるドームスイッチ２５と、入力キー２１とドームスイッチ２５の間に配置される導光板２７とを備えている。さらに、キーモジュール２０は、ドームスイッチ２５に電気的に接続されるフレキシブルプリント配線板２３と、その上部に積層された光反射部材２４と、フレキシブルプリント配線板２３の端部に配置された光源２２と、導光板２７の上に配置され、入力キー２１を支持するラバーシート２８とを備えている。
【００３９】
導光板２７の側面の一部には受光部３１が設けられ、光源２２から出射される光は受光部３１から導光板２７内部に入射し、全反射を繰り返しながら伝搬するとともに、導光板２７の表面２７ａから出射された光はラバーシート２８を透過して入力キー２１を照光する。
【００４０】
光源２２はフレキシブルプリント配線板２３上に電気的に接続するように配置されており、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられ、他にもＬＤ（レーザーダイオード）や冷陰極管など照明光を発光するものが使用できる。また、導光板２７の側面から光を入射させるため、導光板２７の側面に位置するように配置されている。
【００４１】
フレキシブルプリント配線板２３は、導体層と絶縁層（図示せず）とからなる可撓性を有する電気回路が形成された配線板であって、入力キー２１が押されれば、フレキシブルプリント配線板２３上に設けられたドームスイッチ２５により発生した電気信号を制御部（図示せず）に電気的に伝達する。また、光源２２に対して電力の供給も行っている。
【００４２】
光反射部材２４は、導光板２７から下方（フレキシブルプリント配線板２３側）に漏れ出た光を上方（入力キー２１側）に反射する。下方に漏れ出た光を入力キー２１の照光に再利用できるので、光の利用効率を向上させることができる。また、光反射部材２４は、光源２２から出射した光で受光部３１から入射せず導光板２７の下面側に漏れた光も同様に上方に反射させることもできるので、光の利用効率をさらに向上させることができる。この光反射部材２４は、例えばフレキシブルプリント配線板の上部に白色のインクを印刷することにより形成され、当該インクに光散乱剤等が含まれていればさらに反射率を向上させることができる。また、光反射部材２４は別途、シート状で形成しておきフレキシブルプリント配線板２３の上に載置してもよい。
【００４３】
ラバーシート２８は入力キー２１を支持するとともに入力キーの押し圧をドームスイッチ２５に伝達するために弾性体で形成されており、例えばゴム等から形成されている。さらにラバーシート２８の下部側には突起状の押し子２９が設けられており、入力キー２１の押し圧をドームスイッチ２５に確実に伝達するとともに、クリック感を向上させている。なお、この押し子２９は入力キー２１に直接形成されていてもよい。押し子２９は、例えば円柱形状を有しており、直径１ｍｍ、高さ０．５ｍｍである。
【００４４】
ドームスイッチ２５を構成する半円状のドーム部は、例えばステンレスをプレス加工して形成されている。このように形成することで、ドームスイッチ２５を押したときにクリック感を生じさせ、入力を確実に行う上で好適な構造である。また当該ドームは導電性があるものであればよく、銅や銅合金などの金属を用いることができる。また、当該ドームの厚みは例えば０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍであり、ドームスイッチ２５の高さは例えば０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍ、ドーム径は１〜５ｍｍである。
【００４５】
また、導光板２７は、透光性のある材料、例えばポリカーボネート樹脂、ポリエチレンフタレート樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂、シクロオレフィン系樹脂、シリコン樹脂などによって形成されている。また、導光板２７の厚みは例えば５０μｍ〜２００μｍであり、携帯電話機の薄型化の観点からは５０μｍ〜１００μｍであればより好ましい。
【００４６】
導光板２７の表面２７ａには、入力キー２１に対応する位置に凹部３０が設けられている。凹部３０の開口径ｄ１はドームスイッチ２５のドーム部の最大径Ｄの１／３以上、好ましくは１／２以上であればよく、より具体的には例えば２ｍｍ以上、より好ましくは３ｍｍ以上である。凹部３０の深さｔ１は例えば１０〜３０μｍであり、導光板２７の厚みの半分以上であれば、導光板２７内部を反射せずにストレートに透過する光をさらに低減できるのでより好ましい。これにより、後述する通り、入力キーの視認性を確保しつつ、キーモジュール全体を薄型化することができる。
【００４７】
また、凹部は、射出成形や金型を用いた型押し等の常法で作製することができ、導光板２７を作製する際に同時に一体として成型しても、導光板２７を一旦成型後、凹部のみ後で別途形成してもよい。なお、凹部の開口形状は円、楕円、矩形などいずれの形状であってもよく、凹部３０の底面は必ずしも平坦ではなくてもよく、効果を発揮し得る形状であればいずれであってもよい。また、凹部の断面形状は、曲線状や矩形状のいずれであってもよいが、受光部３１側へ不要な反射を防止する上では曲線状であることがより好ましい。
【００４８】
導光板２７の裏面２７ｂの入力キー２１に対応する位置に出射構造２６が設けられている。出射構造２６は、導光板２７の裏面２７ｂ上に設けた微小な凹凸パターンである。導光板２７は、射出成形や金型を用いた型押し等の常法で作製することができ、凹凸を有する出射構造２６は、導光板２７と同時に形成されてもよく、あるいは導光板２７を事前に作製し、その後さらに型押しやレザー加工、サンドブラスト等により形成することもできる。出射構造の凹凸パターンの形状は円、楕円あるいは多角形のいずれであってもよく、凹凸パターンを平面的にみた外接円の径は、例えば１μｍ〜１００μｍであり、凹部の最大深さあるいは凸部の最大高さは、例えば０．１μｍ〜１μｍである。
【００４９】
出射構造２６は光散乱剤を含有したインクを用いた印刷や導光板２７の材質とは異なる屈折率を有するインクを用いた印刷により形成されていてもよい。これは例えばスクリーン印刷やインクジェット印刷等の常法で作製することができる。インクを用いたパターンの形状は円、楕円あるいは多角形のいずれであってもよく、当該パターンを平面的にみた外接円の径は、例えば１μｍ〜１００μｍであり、最大高さは、例えば０．１μｍ〜１μｍである。
【００５０】
なお、出射構造２６は入力キー２１に対応する部分であれば、導光板２７の表面２７ａおよび裏面２７ｂのいずれか一方、あるいは両面に形成されていてもよく、凹部３０の表面上に直接形成されていてもよい。この出射構造２６により、導光板２７内部を伝搬してきた光の全反射条件が積極的に崩されるため、光を導光板２７内部から外部へより一層効率的に出射させ、入力キーを照光することができる。
【００５１】
受光部３１より入射した光は全反射しながら導光板２７内部を伝搬する。ここで、凹部が形成された場所では導光板２７の表面２７ａと裏面２７ｂの距離が狭められているため、当該箇所では光の反射回数が増大する。そのため、出射構造２６から出射される光の量を増大させることができる。ここで、凹部３０は入力キー２１に対応して形成されていることから、上方（入力キー２１側）に出射した光は入力キーを直接的に照光することができる。一方、導光板２７の下方（ドームスイッチ２５側）に出射した光は、光反射部材２４により上方に戻され、入力キー２１を照光するのに再度利用されることになる。
【００５２】
また、凹部３０が形成された箇所では、導光板２７の厚みが薄くなっているため、導光板２７の表面２７ａの面方向と平行に入射した光の一部は進行する方向が強制的に偏向されることになる。そのため、導光板２７内部をストレートに透過してしまい、出射されずに無駄になっていた光を低減することができ、入力キーを照光する光として有効に利用することができる。
【００５３】
また、導光板２７を薄くすることにより光源２２および導光板２７間での光の結合効率が低下した場合であっても、導光板２７内部に入射した光の出射効率は高められる。従って、トータルとして入力キー２１を照光する明るさを維持することができる。さらに、凹部３０は入力キーに対応する部分に設けられていることから、凹部３０内に入力キー２１を嵌め込むように重ねることができる。このため、当該導光板はキーモジュールを薄型化する上でも適している。
【００５４】
さらに、凹部３０は入力キー２１に対応した箇所に設けられている。当該箇所では導光板２７の厚みが薄いので、入力キー２１を押したときのクリック感を向上させることができ、確実な入力を行う上でも好適である。なお、図３では本発明の技術的特徴を説明するために実際のキーモジュールと比べ、導光板の厚み等を強調して図示してある。以下、他の図でも同様である。
【００５５】
このように、導光板２７に凹部３０が形成されていることにより、入力キー２１を照光するための光を効率的かつ有効に利用できるので、省電力化と薄型化を実現した高機能なキーモジュールを提供することができる。
【００５６】
図４は、図３に示すキーモジュールの変形例を示す模式断面図である。なお、図３と同一符号のものは、同一又は相当物であり、以下の説明を省略する。
【００５７】
同図に示すように、凹部３０は導光板２７の表面２７ａおよび裏面２７ｂの両面に設けられており、入力キー２１とドームスイッチ２５のドーム部に対向してそれぞれ設けられている。また、出射構造２６は表面２７ａ側の凹部３０上に直接形成されている。
このように導光板２７の両面に凹部３０が設けられていれば、入力キー２１の下方に形成されている押し子２９とドームスイッチ２５のドーム部を凹部３０にそれぞれ嵌め込むように重ねることができる。従って、キーモジュール２０全体をさらに薄くすることができる。また、クリック感もさらに向上させることもできる。
ここで、凹部３０の開口径ｄ１、ｄ２や深さｔ１、ｔ２は、表面２７ａ側と裏面２７ｂ面側で異なっていていてもよい。すなわち、押し子２９およびドームスイッチ２５の大きさや形状に合わせて、上記効果を生じるように適宜変更することができる。また、出射構造２６も表面２７ａ側と裏面２７ｂ側のいずれか一方、あるいは両方に設けていてもよい。
【００５８】
（実施の形態２）
図５は、発明の実施の形態２におけるキーモジュールを模式的に示す平面図である。また、図６は、図５に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面模式図である。なお、図３と同一符号のものは、同一又は相当物であり、以下の説明を省略する。
【００５９】
同図に示すように、凹部３０は表面２７ａ上に設けられており、凹部３０の深さｔ１は受光部３１から遠い位置にあるものほど近い位置にあるものよりも深くなるように形成されている。また、出射構造２６は裏面２７ｂに入力キー２１に対応して設けられている。
【００６０】
一般に、導光板２７内部において、受光部３１から入射した光は、受光部３１から遠ざかるほど強度が弱くなる。これは、導光板内部を伝搬する光は拡散や出射をしながら、あるいは一部ロスしながら伝搬していくためである。しかし、これによれば、受光部からの距離が遠い位置に設けられた凹部ほど深さが深く形成されている。そのため、光の強度が弱くなる位置ほど当該箇所を伝搬する光が導光板の表面と裏面間で反射する頻度が増加することになるため、光の出射効率を高められることになる。従って、入力キー２１を受光部３１からの距離によらず均一に照光することができる。
【００６１】
図７は、図６に示すキーモジュールの変形例を示す模式断面図である。
同図によれば、凹部３０が裏面２７ｂ上に設けられ、出射構造２６が表面２７ａ上に設けられている点で異なっている。このように、裏面２７ｂ側に凹部３０が設けられていれば、凹部３０にドームスイッチ２５のドーム部を嵌め込むように重ねて配置することができるとともに、導光板全体として入力キーを受光部３１からの距離によらず均一に照光することができる。
【００６２】
なお、凹部３０は、導光板２７の表面２７ａと裏面２７ｂの両面上に設けていてもよく、その場合よりキーモジュール２０をより一層薄型化することができる。さらに、出射構造２６も導光板２７のいずれか一方の面あるいは両面に形成してもよく、凹部３０が形成された面に形成される場合は、凹部３０の表面に形成してもよい。さらに、出射構造２６は入力キー２１に対応して設けられることが、入力キー２１を照光するという観点から望ましいが、入力キー２１以外の箇所を照光する必要があれば、当該箇所にも設けてもよい。
【００６３】
（実施の形態３）
図８は、実施の形態３における導光板の面上に形成された出射構造のパターンを示す平面図である。
【００６４】
同図に示すように、出射構造２６は受光部３１から遠くなるほど出射構造２６を構成するパターンの間隔を小さくすることで密度を大きくしている。これにより、受光部３１から離れても出射構造２６から出射する光量が少なくなることがなく、導光板２７全体として均一に入力キー２１を均一に照光することができる。すなわち、光利用効率を高めて省電力化を図りながらも確実に照光をすることができる。
【００６５】
図９は、図８に示す導光板の変形例を示す平面図である。
【００６６】
同図に示すように、出射構造２６は受光部３１から遠くなるほど出射構造２６を構成するパターンの大きさを大きくすることで密度を大きくしている。これにより、受光部３１から離れても出射構造２６から出射する光量が少なくなることがなく、導光板２７全体として、入力キー２１を受光部３１からの距離によらず均一に照光することができる。すなわち、光利用効率を高めて省電力化を図りながらも確実に照光をすることができる。
【００６７】
図１０は、図８に示す導光板の変形例を示す平面図である。
【００６８】
同図に示すように、出射構造２６は入力キー２１に対応する位置に設けられており、かつ、受光部３１から遠くなるほど出射構造２６を構成するパターンの数を多くすることにより密度を高めている。これにより、本来照光したい入力キー２１のみを光らすことができるとともに、受光部３１から離れても導光板２７全体として均一に入力キー２１を照光することができる。また、入力キー２１以外の所では光を出射しないため、光利用効率を高め、省電力化を図る上でも適している。
【００６９】
ここでは入力キー２１に対応する位置においてパターン密度を高めて入力キー２１を照光することについて説明したが、入力キー２１に対応した位置にのみ、図８または図９に示すような出射構造２６を設けることでも同様に、本来照光したい入力キー２１のみを確実に照光することができる。
【００７０】
なお、ここでいうパターンとは、形状は特に限定されず、円形、矩形、文字・記号の形等いずれの形状であってもよい。また、当該パターンは、導光板２７の面上に設けられた突起を有する凸型形状だけでなく、窪みを有する凹型形状でもよい。さらに、当該パターンは光散乱剤を含有したインクを印刷することにより形成されていてもよく、光源２２から離れるほど光散乱剤の反射率を高くする、光散乱剤の含有量を多くする、あるいはインクの屈折率を変化させることにより、入力キー２１を均一に照光することもできる。
【００７１】
ここでは、本発明に係るキーモジュールを入力手段として用いる携帯電話機について説明したが、例えば、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ；個人用携帯端末）などの電子機器にも同様に用いることもできる。また、キーモジュールにおいて用いられる電気信号等の伝達回路基板は、フレキシブルプリント配線板を用いて説明したが、リジッドタイプのプリント配線板であってもよい。
【００７２】
上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるキーモジュールを組み込んだ携帯電話機の構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す携帯電話機のキーモジュールを模式的に示す平面図である。
【図３】図２に示すＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図４】図３に示すキーモジュールの変形例を示す模式断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるキーモジュールを模式的に示す平面図である。
【図６】図５に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面模式図である。
【図７】図６に示すキーモジュールの変形例を示す模式断面図である。
【図８】実施の形態３における導光板の面上に形成された出射構造のパターンを示す平面図である。
【図９】図８に示す導光板の変形例を示す平面図である。
【図１０】図８に示す導光板の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 携帯電話機
１２ 表示部
１３ 入力部
１４ ヒンジ部
１５ 液晶表示装置
１６ スピーカー
１７ マイク
２０ キーモジュール
２１ 入力キー
２２ 光源
２３ フレキシブルプリント配線板
２４ 光反射部材
２５ ドームスイッチ
２６ 出射構造
２７ 導光板
２７ａ 表面
２７ｂ 裏面
２８ ラバーシート
２９ 押し子
３０ 凹部
３１ 受光部
ｄ１ 開口径
ｄ２ 開口径
ｔ１ 深さ
ｔ２ 深さ
Ｄ ドーム径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上の入力キーと、
前記入力キーの下方に配置され、前記入力キーの押圧によってスイッチングされるドームスイッチと、
前記入力キーと前記ドームスイッチとの間に配置され、光源から入射した光を出射して前記入力キーの下方から照光する導光板とを備えた、キーモジュールであって、
前記導光板は、表面の前記入力キーと対向する部分に凹部を備えていることを特徴とする、キーモジュール。
【請求項２】
前記導光板は、さらに裏面の前記ドームスイッチに対向する部分にも凹部を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のキーモジュール。
【請求項３】
前記凹部の開口径が、前記ドームスイッチのドーム部の最大径の１／２以上であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のキーモジュール。
【請求項４】
前記導光板は、複数の前記凹部を備えるとともに、側面の一部に光源からの光が入射される受光部を備えており、
前記凹部の深さは、前記受光部からの距離が遠い位置に設けられた凹部の深さが、前記受光部からの距離が近い位置に設けられた凹部の深さよりも深く形成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のキーモジュール。
【請求項５】
複数の入力キーと、
前記入力キーの下方に配置され、前記入力キーの押圧によってスイッチングされるドームスイッチと、
前記入力キーと前記ドームスイッチとの間に配置され、光源から入射した光を出射して前記入力キーの下面から照光する導光板とを備えた、キーモジュールであって、
前記導光板は、裏面のドームスイッチ側と対向する部分に凹部を備えるとともに、側面の一部に光源からの光が入射される受光部とを備えており、
前記凹部の深さは、前記受光部からの距離が遠い位置に設けられた凹部の深さが、前記受光部からの距離が近い位置に設けられた凹部の深さよりも深く形成されていることを特徴とする、キーモジュール。
【請求項６】
前記導光板の前記入力キーに対応する部分には、前記導光板の表面または裏面側に光を出射しやすくした出射構造がさらに設けられていることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のキーモジュール。
【請求項７】
前記出射構造は前記表面または裏面上に形成された突起あるいは窪みによる凹凸パターン、または光散乱剤を含む印刷パターンであり、
前記受光部から離れるほどパターンの密度が大きくなるように、前記パターン間の距離を小さくするあるいは前記パターンの大きさを大きくするように形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のキーモジュール。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のキーモジュールに用いられる導光板。
【請求項９】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のキーモジュールを入力手段として用いた電子機器。
【請求項１】
少なくとも１つ以上の入力キーと、
前記入力キーの下方に配置され、前記入力キーの押圧によってスイッチングされるドームスイッチと、
前記入力キーと前記ドームスイッチとの間に配置され、光源から入射した光を出射して前記入力キーの下方から照光する導光板とを備えた、キーモジュールであって、
前記導光板は、表面の前記入力キーと対向する部分に凹部を備えていることを特徴とする、キーモジュール。
【請求項２】
前記導光板は、さらに裏面の前記ドームスイッチに対向する部分にも凹部を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のキーモジュール。
【請求項３】
前記凹部の開口径が、前記ドームスイッチのドーム部の最大径の１／２以上であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のキーモジュール。
【請求項４】
前記導光板は、複数の前記凹部を備えるとともに、側面の一部に光源からの光が入射される受光部を備えており、
前記凹部の深さは、前記受光部からの距離が遠い位置に設けられた凹部の深さが、前記受光部からの距離が近い位置に設けられた凹部の深さよりも深く形成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のキーモジュール。
【請求項５】
複数の入力キーと、
前記入力キーの下方に配置され、前記入力キーの押圧によってスイッチングされるドームスイッチと、
前記入力キーと前記ドームスイッチとの間に配置され、光源から入射した光を出射して前記入力キーの下面から照光する導光板とを備えた、キーモジュールであって、
前記導光板は、裏面のドームスイッチ側と対向する部分に凹部を備えるとともに、側面の一部に光源からの光が入射される受光部とを備えており、
前記凹部の深さは、前記受光部からの距離が遠い位置に設けられた凹部の深さが、前記受光部からの距離が近い位置に設けられた凹部の深さよりも深く形成されていることを特徴とする、キーモジュール。
【請求項６】
前記導光板の前記入力キーに対応する部分には、前記導光板の表面または裏面側に光を出射しやすくした出射構造がさらに設けられていることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のキーモジュール。
【請求項７】
前記出射構造は前記表面または裏面上に形成された突起あるいは窪みによる凹凸パターン、または光散乱剤を含む印刷パターンであり、
前記受光部から離れるほどパターンの密度が大きくなるように、前記パターン間の距離を小さくするあるいは前記パターンの大きさを大きくするように形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のキーモジュール。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のキーモジュールに用いられる導光板。
【請求項９】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のキーモジュールを入力手段として用いた電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１５３０４２（Ｐ２０１０−１５３０４２Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２６６４７（Ｐ２００８−３２６６４７）
【出願日】平成２０年１２月２３日（２００８．１２．２３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２３日（２００８．１２．２３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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