ライトガイドおよびキーユニット、ならびに当該キーユニットを備える電子機器
【課題】
プッシャーを有するライトガイドを使用した際に、キートップの表示部をより均一に照光する。
【解決手段】
本発明は、１以上のキートップ、または１以上のキートップ２０を連接したキーシート１０と、各キートップ２０の裏方向にスイッチ７１を備えるスイッチ基板７０との間に配置され、光源からの光を各キートップ２０側に照光するライトガイド６０であって、その面内におけるスイッチ７１の位置に形成され、押圧を伝達するプッシャー６２ｂを備えるプッシャー層６２と、プッシャー６２ｂと反対側の面に形成されるシート層６１とを備え、プッシャー層６２あるいはシート層６１の内、少なくともシート層６１は、その面内におけるキートップ２０の少なくとも１つの位置に、そのキートップ２０を照光するための反射層６３を有し、シート層６１の屈折率が、シート層６１のプッシャー６２ｂ側に接する層の屈折率より大きいライトガイド６０に関する。
プッシャーを有するライトガイドを使用した際に、キートップの表示部をより均一に照光する。
【解決手段】
本発明は、１以上のキートップ、または１以上のキートップ２０を連接したキーシート１０と、各キートップ２０の裏方向にスイッチ７１を備えるスイッチ基板７０との間に配置され、光源からの光を各キートップ２０側に照光するライトガイド６０であって、その面内におけるスイッチ７１の位置に形成され、押圧を伝達するプッシャー６２ｂを備えるプッシャー層６２と、プッシャー６２ｂと反対側の面に形成されるシート層６１とを備え、プッシャー層６２あるいはシート層６１の内、少なくともシート層６１は、その面内におけるキートップ２０の少なくとも１つの位置に、そのキートップ２０を照光するための反射層６３を有し、シート層６１の屈折率が、シート層６１のプッシャー６２ｂ側に接する層の屈折率より大きいライトガイド６０に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライトガイドおよびキーユニット、ならびに当該キーユニットを備える電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機器、携帯情報端末（ＰＤＡ）、オーディオ機器等の電子機器において、操作面に設けられるキートップの所定部分を、内部に組み込んだＬＥＤ等により照光して、暗所でも容易に操作できるようにした機器が多くなってきている。
【０００３】
操作面を構成するキートップあるいは２以上のキートップを連接したキーシートを照光する方法として、例えば、ＰＥＴあるいはポリウレタン製の透明フィルムの表方向にキートップやキーシートを配置し、当該透明フィルムの側面からＬＥＤ等の光を導き、その光をキートップの裏側に形成した反射層にて反射させてキートップの抜き文字部分から出射する方法が知られている。このような照光式のキーユニットの場合、透明フィルムは、ライトガイドとして機能すると同時に、各キートップからの押圧を、透明フィルムを挟んで裏側に配置されるスイッチに伝える押圧伝達媒体としても機能する必要がある。このため、透明フィルムの片面に、各キートップ裏方向（スイッチ側、キートップ側のいずれか）にプッシャー（押し子）を備えたプッシャー層を形成したライトガイドも知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３００１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来技術には、次のような問題がある。ライトガイドにプッシャーを形成すると、ライトガイドの内部を導光する光がプッシャーの側面で反射する。プッシャーの側面で反射した光（エッジライトという）は、ライドガイドの比較的広い面積を有する反射層からの光より高輝度に視認されやすい。この結果、キートップの表示部が所々高輝度に光るという現象が生じ、キートップの表示部が均一に照光されないという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであって、プッシャーを有するライトガイドを使用しても、キートップの表示部をより均一に照光することのできるライトガイド、それを組み込んだキーユニット、ならびに該キーユニットを備え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】
【０００７】
上記目的を解決するための本発明の一形態は、１若しくは２以上のキートップ、または２以上のキートップを連接したキーシートと、各キートップの裏方向にスイッチを備えるスイッチ基板との間に配置され、側面に配置される光源からの光を各キートップ側に照光するライトガイドであって、その面内におけるスイッチの位置に形成され、それぞれのキートップからの押圧を伝達するプッシャーを備えるプッシャー層と、そのプッシャー層の上記プッシャーと反対側の面に形成されるシート層とを備え、プッシャー層あるいはシート層の内、少なくともシート層において、その面内におけるキートップの少なくとも１つの位置に、そのキートップを照光するための反射層を有し、シート層の屈折率を、シート層のプッシャー側に接する層の屈折率より大きくしたライトガイドである。
【０００８】
本発明の別の形態は、プッシャー層とシート層との間に、両層を接着するための接着層をさらに備え、シート層の屈折率を、シート層のプッシャー側に接する接着層の屈折率より大きくしたライトガイドである。
【０００９】
本発明の一形態は、１若しくは２以上のキートップ、または２以上の上記キートップを連接したキーシートと、各キートップの裏方向にスイッチを備えるスイッチ基板と、キートップまたはキーシートとの間に配置され、側面に配置される光源からの光をキートップ側に照光するライトガイドとを備えるキーユニットであって、ライトガイドに、その面内におけるスイッチの位置に形成され、それぞれのキートップからの押圧を伝達するプッシャーを備えるプッシャー層と、そのプッシャー層のプッシャーと反対側の面に形成されるシート層とを備え、プッシャー層あるいはシート層の内、少なくともシート層において、その面内における各キートップの少なくとも１つの位置に、そのキートップを照光するための反射層を形成し、シート層の屈折率を、シート層のプッシャー側に接する層の屈折率より大きくしたキーユニットである。
【００１０】
本発明の別の形態は、プッシャー層とシート層との間に、両層を接着するための接着層をさらに備え、シート層の屈折率を、シート層のプッシャー側に接する接着層の屈折率より大きくしたキーユニットである。
【００１１】
本発明の別の形態は、ライトガイドを、プッシャーがキートップ側に突出するように配置し、反射層を、プッシャー層側に開口してシート層側に窪む複数の凹部から構成したキーユニットである。
【００１２】
本発明の別の形態は、ライトガイドを、プッシャーがスイッチ側に突出するように配置し、反射層を、シート層のキートップに対向する面に開口しそこから内方に窪む複数の凹部から構成したキーユニットである。
【００１３】
本発明の一形態は、上述のいずれかのキーユニットを備える電子機器である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プッシャーを有するライトガイドを使用した際に、キートップの表示部をより均一に照光することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の第一の実施の形態に係る電子機器の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す電子機器に備えられるキーユニットの平面図である。
【図３】図３は、図２に示すキーユニットのＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、図３に示すライトガイドを拡大して示す拡大断面図およびその一部のさらなる拡大断面図である。
【図５】図５は、図２に示すキーユニットのキーシートの裏側から照光したときの状況を示す平面図である。
【図６】図６は、第二の実施の形態に係るライトガイドの図４と同視の拡大断面図およびその一部のさらなる拡大断面図である。
【図７】図７は、第三の実施の形態に係るキーユニットの図３と同視の断面図である。
【図８】図８は、図７に示すライトガイドを拡大して示す拡大断面図およびその一部のさらなる拡大断面図である。
【図９】図９は、実施例１にて製造したキーユニットを用いて、ＬＥＤを点灯したときのキーシート側からみた各キートップの照光状況を示す写真である。
【図１０】図１０は、比較例にて製造したキーユニットを用いて、ＬＥＤを点灯したときのキーシート側からみた各キートップの照光状況を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明に係るライトガイド、キーユニットおよびそのキーユニットを備える電子機器の各実施の形態について説明する。
【００１７】
＜第一の実施の形態＞
【００１８】
図１は、本発明の第一の実施の形態に係る電子機器の斜視図である。図２は、図１に示す電子機器に備えられるキーユニットの平面図である。
【００１９】
第一の実施の形態に係る電子機器の一例である携帯電話機器１は、開閉可能な折りたたみ式の構成を有し、開いた面の片側にキーユニット２を備える。図２に示すように、キーユニット２は、その最表面に、平面視にて略長方形の平面を有する板状のキーシート１０を備える。キーシート１０は、その表側の面に、表側に突出する合計１９個のキートップ２０を連接状態で備える。また、キーシート１０は、平面視にて上方の左右略中央に、キーシート１０と別体にて、四角枠状の多方向キー３０と、当該多方向キー３０の内側に略四角形の中央キー３１とを備える。多方向キー３０および中央キー３１は、その外周に沿って隙間３２を有しており、それらを裏側に向かって押圧したときでもキーシート１０にその押圧動作を伝達しにくい構造である。キーシート１０は、キートップ２０同士の周囲に、キートップ２０の天面より窪む溝２２を備えている。溝２２の裏側残部の厚さは非常に薄いので、各キートップ２０をその表側から押圧しても、隣接するキートップ２０にその力を伝達しにくい。なお、図２以降の図において、キートップ２０や溝２２のように、同じ符号を付す箇所が多数存在する場合に、一部の構成要素にのみ符号を付している図もあるが、図の見やすさを考慮して符号を省略している。
【００２０】
キーシート１０は、透光性に優れる樹脂、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、アクリル樹脂、紫外線硬化性樹脂（好ましくは、アクリルウレタン系の樹脂）から、好適に構成される。キーシート１０は、その裏側に、遮光フィルムあるいは遮光塗料（この実施の形態では、代表して、「遮光フィルム」）５０（図３を参照）を備える。遮光フィルム５０は、キーシート１０と同様の透光性に優れる樹脂から好適に構成されるが、これに限定されず、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）、熱硬化性ポリウレタンエラストマー（ＴＳＵ）等の透光性と柔軟性の両方に優れるエラストマーから構成されても良い。遮光フィルム５０の好適な厚さは、３０〜２００μｍである。遮光フィルム５０は、各キートップ２０の位置に、キートップ２０の裏側から表側に向けて透光するための文字、絵、記号等の抜き文字状の表示部２１を有する。表示部２１は印刷されていない部分である。これに対して、遮光フィルム５０の表示部２１以外の領域は、黒、銀等の遮光性のインク（顔料系、染料系のいずれでも良い）にて印刷されている。
【００２１】
なお、キーシート１０は、キートップ２０も含めて、アルミニウムあるいはステンレススチールにて形成しても良い。その場合、表示部２１をキートップ２０の表裏方向に貫通する貫通孔にて形成し、その貫通孔に透明な樹脂を埋設するのが好ましい。このように表示部２１を構成すると、遮光フィルム５０を用いなくても、キーシート１０の裏側からの光は、表示部２１の領域からのみ表方向に出射可能になる。
【００２２】
多方向キー３０および中央キー３１は、キーシート１０と同様、透光性に優れる樹脂から構成しても良いが、この実施の形態では、多方向キー３０および中央キー３１自体から照光する必要が無くそれらの外周の隙間３２から照光するので、金属から構成されている。金属には、例えば、アルミニウム、ステンレススチール等を用いることができる。多方向キー３０および中央キー３１を、キーシート１０と同様の樹脂にて形成する場合には、隙間３２の部分を薄肉の溝にてキーシート１０と一体化しても良い。
【００２３】
キーシート１０の裏方向に配置されるスイッチ基板（後述する）には、光源の一例であるＬＥＤ４０が配置されている。ＬＥＤ４０は、ライトガイド（後述する）の側面からライトガイド内に光を入射し、キートップ２０の表示部２１を照光するために用いられる。図２では、２個のＬＥＤ４０を表示しているが、１個あるいは３個以上のＬＥＤ４０を配置しても良い。さらには、ＬＥＤ４０以外の光源を用いても良い。
【００２４】
図３は、図２に示すキーユニットのＡ−Ａ線断面図である。図４は、図３に示すライトガイドを拡大して示す拡大断面図およびその一部のさらなる拡大断面図である。
【００２５】
図３に示すように、キーユニット２は、その表側から順に、キーシート１０、遮光フィルム５０、ライトガイド６０、スイッチ基板７０の順に積層配置した構成を有する。ライトガイド６０は、シート層６１と、その片面に積層されるプッシャー層６２とを備える。シート層６１は、略平板状のシートである。プッシャー層６２は、略平板状の被覆層６２ａ上に、その面内におけるスイッチ（スイッチ基板７０上に配置される、後述のドームスイッチ７１）の位置に形成され、それぞれのキートップ２０からの押圧を伝達するプッシャー６２ｂを配置する。ライトガイド６０は、プッシャー層６２をキーシート１０側に、シート層６１をスイッチ基板７０側にそれぞれ向けて配置される。プッシャー層６２およびシート層６１は、その面内における各キートップ２０の位置に、各キートップ２０を照光するための反射層６３を有する。反射層６３は、プッシャー層６２側に開口してシート層６１側に窪む複数の凹部６３ａから構成され、プッシャー層６２およびシート層６１の両層にまたがって形成されている。反射層６３は、この実施の形態では、プッシャー６２ｂに形成されず、被覆層６２ａにのみ形成されているが、プッシャー６２ｂにも形成することができる。プッシャー６２ｂに反射層６３を形成すると、プッシャー６２ｂの天面および内部における集光によってキートップ２０をより明るく照光することができる。
【００２６】
プッシャー層６２は、シート層６１より屈折率の低い材料から成り、その条件を満たす透光性を有する材料である限り、特に制限は無いが、好ましくは、ポリ−４−メチルペンテン−１、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン／ポリフッ化ビニリデン共重合体やフルオロアルキルタククリレート系のフッ素系ポリマー重合体、ウレタン樹脂等から構成される。シート層６１は、当該シート層６１のプッシャー６２ｂ側に接する層であるプッシャー層６２より屈折率が高い材料から成り、その条件を満たす透光性を有する材料である限り、特に制限は無いが、好ましくは、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、マレイミド系ポリマー、環状オレフィン系樹脂、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルナフタレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリジアリルフタレート樹脂、ポリフェニレンメタクリレート樹脂、ポリベンジルメタクリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレンアクリロニトリル共重合体等から構成される。
【００２７】
シート層６１を、プッシャー層６２よりも高屈折率の材料で構成することにより、臨界角以下でシート層６１を通過する光が全反射し、プッシャー６２ｂに入射する光量を少なくすることができる。この結果、プッシャー６２ｂの側面で光るエッジライトを効果的に低減できる。
【００２８】
シート層６１の好適の厚さの範囲は、０．０５〜０．２０ｍｍ（５０〜２００μｍ）、より好ましくは０．１０〜０．１６ｍｍ（１００〜１６０μｍ）の範囲である。プッシャー層６２の被覆層６２ａの好適な厚さの範囲は、０．００１〜０．０３ｍｍ（１〜３０μｍ）。プッシャー６２ｂの好適な外径は１．５ｍｍ以下、より好ましくは１．０ｍｍ以下である。プッシャー６２ｂの好適な高さは、０．０３〜０．４０ｍｍ（３０〜４００μｍ）の範囲、より好ましくは０．１５〜０．２５ｍｍ（１５０〜２５０μｍ）の範囲である。
【００２９】
凹部６３ａは、好ましくは、レーザ加工（例えば、炭酸ガスレーザを用いた加工）によって形成される。凹部６３ａの深さ（Ｌ）は、被覆層６２ａ（厚さ： Ｔ１）を貫通してシート層６１の内部に到達する長さであり（図４のＸ部の拡大図を参照）、好ましくは、０．００３〜０．０１５ｍｍ（３〜１５μｍ）である。シート層６１内を伝搬する光を反射させてキートップ２０を照光する必要からである。また、凹部６３ａの好ましい開口径は、０．１〜０．３ｍｍである。通常、ＬＥＤ４０からの距離が長いほど、光量が少なくなる。そこで、複数の表示部２１を均一に照光するため、ＬＥＤ４０から遠いキートップ２０の裏側ほど反射率を高める必要が有る。かかる必要から、凹部６３ａは、ＬＥＤ４０からの距離が長くなるほど、高密度にあるいは深く形成するのが好ましい。この実施の形態では、凹部６３ａをプッシャー層６２とシート層６１の両層にまたがって形成しているが、後述する第三の実施の形態に示すように、シート層６１にのみ形成しても良い。すなわち、凹部６３ａは、シート層６１の内部を伝搬する光を反射させる必要から、少なくともシート層６１に存在するように形成する必要がある。
【００３０】
プッシャー層６２の反射層（凹部６３ａを集積させた領域）６３以外の表側の面は、平均表面粗さ（Ｒａ）にて１．５μｍ以下の鏡面とするのが好ましい。当該鏡面は、プッシャー層６２の成形時に使用する金型の内面を鏡面仕上げにし、あるいはライトガイド６０の成形後の鏡面研磨により実現可能であるが、成形後の後工程のない前者の方法による方が好ましい。また、鏡面に成形されたプラスチックフィルム面を成形時に転写しても良い。
【００３１】
スイッチ基板７０は、キートップ２０の裏側の位置に、スイッチの一例であるドームスイッチ７１を備える。スイッチ基板７０としては、好適には、ガラス繊維で編んだクロスにエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ製の基板である。ただし、スイッチ基板７０として、ガラスコンポジット基板、アルミナ等から成るセラミックス基板を用いても良い。ドームスイッチ７１は、キートップ２０からの押圧を、ライトガイド６０を介して受けることによって、ドームがつぶれ、その際にスイッチが入る構造を有する。ドームには、好適には、メタルドームを用いる。スイッチ基板７０は、ドームスイッチ７１を覆うように、ドーム被覆シート７２を備える。
【００３２】
図５は、図２に示すキーユニットのキーシートの裏側から照光したときの状況を示す平面図である。黒塗り部分は遮光領域を、白抜き部分は照光領域を、それぞれ示す。
【００３３】
図５に示すように、照光領域は、多方向キー３０と中央キー３１の両外周にある隙間３２および各キートップ２０の領域にある表示部２１である。シート層６１を、プッシャー層６２よりも高屈折率の材料で構成しているので、臨界角以下でシート層６１を通過する光が全反射し、プッシャー６２ｂに入射する光量が少なくなる。このため、プッシャー６２ｂの側面で光るエッジライトを効果的に低減できる。この結果、複数の表示部２１間での輝度ムラあるいは１つの表示部２１内での輝度ムラは生じにくい。
【００３４】
＜第二の実施の形態＞
【００３５】
第二の実施の形態に係るライトガイドおよびキーユニット、ならびに当該キーユニットを備える電子機器は、第一の実施の形態に係るそれらと異なり、ライトガイドを構成するプッシャー層とシート層との間に両層を接着する接着層を備える。これ以外の構成は、先に説明した第一の実施の形態と共通する。したがって、共通する構成には同じ符号を付し、かつ共通する構成の重複説明を省略する。
【００３６】
図６は、第二の実施の形態に係るライトガイドの図４と同視の拡大断面図およびその一部のさらなる拡大断面図である。
【００３７】
ライトガイド６０を構成するシート層６１とプッシャー層６２とは、接着層８０を介在させて接着されている。シート層６１の屈折率は、シート層６１のプッシャー６２ｂ側に接する接着層８０の屈折率より大きい。接着層８０は、上記条件を満たす透光性を有する材料である限り、特に制限は無いが、好ましくは、シリコーン樹脂系、変性シリコーン樹脂系、エポキシ変性シリコーン樹脂系、ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系の各種接着剤にて形成される。具体的には、ＫＥ-１８００、セメダイン（登録商標）ＰＭシリーズやスーパーＸを用いて、接着層８０を形成するのが好ましい。接着層８０を有する場合、当該接着層８０よりもプッシャー６２ｂ側に配置されるプッシャー層６２は、必ずしも、シート層６１より屈折率が小さいことを要しない。プッシャー層６２の材料としては、特に、アクリル樹脂、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどが好ましい。
【００３８】
凹部６３ａは、好ましくは、レーザ加工（例えば、炭酸ガスレーザを用いた加工）によって形成される。凹部６３ａの深さ（Ｌ）は、被覆層６２ａ（厚さ： Ｔ１）と接着層８０（厚さ：Ｔ２）とを貫通してシート層６１の内部に到達する長さであり（図６のＹ部の拡大図を参照）、好ましくは、０．００３〜０．０１５ｍｍ（３〜１５μｍ）である。シート層６１内を伝搬する光を反射させてキートップ２０を照光する必要からである。
【００３９】
＜第三の実施の形態＞
【００４０】
第三の実施の形態に係るライトガイドおよびキーユニット、ならびに当該キーユニットを備える電子機器は、第一の実施の形態に係るそれらと異なり、ライトガイドを、プッシャーがスイッチ側を向くように配置し、反射層をシート層にのみ形成している。これ以外の構成は、先に説明した第一の実施の形態と共通する。したがって、共通する構成には同じ符号を付し、かつ共通する構成の重複説明を省略する。
【００４１】
図７は、第三の実施の形態に係るキーユニットの図３と同視の断面図である。図８は、図７に示すライトガイドを拡大して示す拡大断面図およびその一部のさらなる拡大断面図である。
【００４２】
ライトガイド６０は、シート層６１と、そのシート層６１のプッシャー６２ｂ側に接する層としてプッシャー層６２とを備え、プッシャー６２ｂをドームスイッチ７１の真上に位置するように、配置される。シート層６１は、その面内における各キートップ２０の位置に、各キートップ２０を照光するための反射層６３を有する。反射層６３は、シート層６１側に開口してシート層６１内にて閉塞する複数の凹部６３ａから構成される。したがって、凹部６３ａは、プッシャー層６２に到達しておらず、凹部６３ａの深さＬは、シート層６１の厚さ（Ｔ３）よりも短くなるように形成されている（図８のＺ部の拡大図を参照）。反射層６３は、この実施の形態では、プッシャー６２ｂの表方向の位置にも形成されている。プッシャー６２ｂの表方向の位置に反射層６３を形成すると、キートップ２０をより明るく照光することができるからである。ただし、プッシャー６２ｂの表方向の位置を避けて、反射層６３を形成することも可能である。
【００４３】
＜ライトガイドの製造例＞
【００４４】
プッシャー６２ｂを形成可能な凹部を備えるクロムメッキを施した金型内に、プッシャー層６２を形成するための未硬化エラストマー組成物をコーティングし、その上にシート層６１をラミネート後、熱プレスを行い、シート層６１とプッシャー層とから成るライトガイド６０を成形する。金型から硬化体を離型し、シート層６１に対して、炭酸ガスを用いたレーザ加工により、キートップ２０の裏側の位置であってキートップ２０の天面と同一の面積を持つ領域に複数の凹部６３ａから成る反射層６３を形成する。ただし、プッシャー６２ｂの真裏の位置には、反射層６３を形成しない。また、ＬＥＤ４０から遠い場所にある反射層６３ほど、凹部６３ａの間隔（ピッチ）を狭く、かつ凹部６３ａの径を大きくして、少ない光量でも反射率を高めて、各反射層６３の表側に位置する各表示部２１間の輝度の差を低減するようにしている。具体的には、ピッチを０．５〜１．０ｍｍの範囲で変化させ、凹部６３ａの径を０．１〜０．３ｍｍの範囲で変化させる。
【００４５】
シート層６１とプッシャー層６２との間に接着層８０を介在させる場合の製造例は、次のとおりである。プッシャー６２ｂを形成可能な凹部を備えるクロムメッキを施した金型内に、プッシャー層６２を形成するための未硬化状態の紫外線硬化性樹脂をコーティングし、ＰＥＴフィルムをラミネートしてから、ＵＶランプをＰＥＴフィルム上から照射して、金型内の紫外線硬化樹脂を硬化する。その後、ＰＥＴフィルムを硬化体から分離し、その面に接着層８０となる接着剤を印刷等の手法で塗布し、その上にシート層６１をラミネートする。これによって、紫外線硬化樹脂から成るプッシャー層６２と、シート層６１との間に接着層８０を介在させた状態のライトガイド６０が得られる。その後の反射層６３の形成は、先に述べた方法と同一である。
【００４６】
次に、ドーム被覆シート７２にて覆った複数のドームスイッチ７１の真上にプッシャー６２ｂを配置するように、スイッチ基板７０上に２種類のライトガイド６０をそれぞれ配置する。スイッチ基板７０は、図２に示すように、２箇所にＬＥＤ４０を備える。続いて、複数のキートップ２０を連接した形状のＰＣ製のキーシート１０、アルミニウム製の多方向キー３０およびアルミニウム製の中央キー３１を、表示部２１を除き遮光インクで遮光印刷した遮光フィルム５０に貼り、遮光フィルム５０側をライトガイド６０に対向させて、キーシート１０、多方向キー３０および中央キー３１をセットする。以上の工程にて、２種類のキーユニット２が完成する。
【００４７】
上記２種類のキーユニット２は、ＬＥＤ４０を点灯すると、各キートップ２０の各表示部２１において輝度ムラがほとんどなく、かつ１つの表示部２１内での輝度ムラもないものとなる。
【００４８】
＜その他の実施の形態＞
【００４９】
以上、本発明のライトガイドおよびキーユニット、ならびに当該キーユニットを備える電子機器の各実施の形態を説明してきたが、本発明は、上述の各実施の形態に限定されることなく、種々変形を施して実施可能である。例えば、ライトガイド６０の表側に、複数のキートップ２０を連接したキーシート１０ではなく、個別独立したキートップ２０を複数配置しても良い。また、表示部２１，２１間の輝度を異なるようにするために、各表示部２１の裏側に配置される複数の凹部６３ａの密度、深さ等を変えても良い。
【００５０】
また、１枚のライトガイド６０中において、複数のプッシャー６２ｂの一部をキートップ２０側に、他のプッシャー６２ｂをドームスイッチ７１側に向けて形成しても良い。また、その場合、複数の凹部６３ａを、すべて、キートップ２０側の面から内方に形成し、あるいはドームスイッチ７１側の面から内方に形成しても良い。また、キートップ２０に透光性の表示部２１を備えるために、キートップ２０の表側の面に、遮光フィルム５０を配置しあるいは遮光印刷を施しても良い。
【実施例】
【００５１】
次に、本発明の実施例について、比較例と共に説明する。
【００５２】
＜実施例１＞
プッシャーを形成可能な凹部を備えるクロムメッキを施した金型内に、シリコーンゴムコンパウンド（品番：ＫＥ−２０３０−７０Ａ／Ｂ，信越化学工業株式会社製）を、スクレバーを用いて厚さ０．０１ｍｍにコーティングした。次に、そのコーティングした面に、厚さ０．１ｍｍのウレタン樹脂製のシート（品番：ＭＦ１００Ｔ−ＮＹＰ４，日清紡ケミカル株式会社製）をラミネート後、温度：１３０℃、成形時間：２分 圧力：２０Ｋｇ/ｃｍ２ という成形条件にて熱プレスを行った。次に、金型から硬化体を離型し、硬化体のシート層側の面におけるキートップの裏側の位置であってキートップの天面と同一の面積を持つ領域に、炭酸ガスを用いたレーザ加工により、複数の凹部から成る反射層を形成した。反射層は、プッシャーの真裏の位置を除いて形成した。ＬＥＤから遠い場所にある反射層ほど、凹部の間隔（ピッチ）を狭く、かつ凹部の径を大きくするように、凹部を形成した。具体的には、ピッチを０．５〜１．０ｍｍの範囲で変化させ、凹部の径を０．１〜０．３ｍｍの範囲で変化させた。以上の工程により、シート層の屈折率（１．４９）がプッシャー層の屈折率（１．４２）より大きなライトガイドを完成した。
【００５３】
次に、ドーム被覆シートにて覆った複数のドームスイッチの真上にプッシャーを配置するように、スイッチ基板上にライトガイドを配置した。スイッチ基板上の２個のＬＥＤは、ライトガイドの側面から光を入射可能な位置に調整した。続いて、複数のキートップを連接した形状のＰＣ製のキーシート、アルミニウム製の多方向キーおよびアルミニウム製の中央キーを、ライトガイドに対向させて、キーシート、多方向キーおよび中央キーをセットした。以上の工程にて、キーユニットが完成した。
【００５４】
＜実施例２＞
プッシャーを形成可能な凹部を備えるクロムメッキを施した金型内に、プッシャー層を形成するための未硬化状態のＵＶアクリル樹脂（品番：ＳＰ−１７，大日精化工業株式会社製）を、スクレバーを用いて厚さ０．０３ｍｍにコーティングした。そのコーティング面にＰＥＴフィルムをラミネートしてから、積算光量５００ｍＪ／ｍ２になる条件下で、ＵＶランプをＰＥＴフィルム上から照射して、金型内のＵＶアクリル樹脂を硬化した。その後、ＰＥＴフィルムを硬化体から分離し、その面にシリコーンゴム（品番：ＫＥ−１８００、信越化学工業株式会社製）をスクリーン印刷し、その上に厚さ０．１ｍｍのウレタン樹脂製のシート（品番：ＭＦ１００Ｔ−ＮＹＰ４，日清紡ケミカル株式会社製）をラミネートした。以上の工程により、シート層の屈折率（１．４９）が接着層（シリコーンゴム層）の屈折率（１．４２）よりも大きいライトガイドを完成した。反射層の形成以後の工程は、実施例１と同様の手法にて行い、キーユニットを完成した。
【００５５】
＜比較例＞
プッシャーを形成可能な凹部を備えるクロムメッキを施した金型内に、未硬化状態のＵＶアクリル樹脂（品番：ＳＰ−１７，大日精化工業株式会社製）を、スクレバーを用いて厚さ０．１２５ｍｍにコーティングした。そのコーティング面にＰＥＴフィルムをラミネートしてから、ＵＶランプをＰＥＴフィルム上から照射して、金型内のＵＶアクリル樹脂を硬化した。硬化体を金型およびＰＥＴフィルムから分離してＵＶアクリル樹脂のみから成るライトガイド（屈折率：１．５０）を完成した。反射層の形成以後の工程は、実施例１と同様の手法にて行い、キーユニットを完成した。
【００５６】
＜評価＞
図９は、実施例１にて製造したキーユニットを用いて、ＬＥＤを点灯したときのキーシート側からみた各キートップの照光状況を示す写真である。図１０は、比較例にて製造したキーユニットを用いて、ＬＥＤを点灯したときのキーシート側からみた各キートップの照光状況を示す写真である。なお、この評価では、キーシートの裏面に遮光フィルムを貼付せず、遮光領域を形成することなく、キーシートの表側からライトガイド側からの照光状況を観察した。
【００５７】
図９および図１０に示す両写真を比較して明らかなように、実施例１で製造したキーユニットでは、各キートップの領域内にプッシャーがほとんど視認できないが、比較例で製造したキーユニットでは、各キートップの領域内に明確にプッシャーを視認できる。この結果より、実施例で用いたライトガイドは、屈折率の異なる２種類の材料から構成され、光を伝搬するシート層を、プッシャー層よりも高屈折率材料で形成しているため、プッシャーの側面で光るエッジライトが生成しにくかったものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、ライトガイドを少なくとも備えるキーユニットを組み込んだ電子機器に利用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 携帯電話機器（電子機器）
２ キーユニット
１０ キーシート
２０ キートップ
４０ ＬＥＤ（光源）
６０ ライトガイド
６１ シート層
６２ プッシャー層（接着層が無い場合には、シート層のプッシャー側に接する層）
６２ｂ プッシャー
６３ 反射層
６３ａ 凹部
７０ スイッチ基板
７１ ドームスイッチ（スイッチ）
８０ 接着層（シート層のプッシャー側に接する層）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライトガイドおよびキーユニット、ならびに当該キーユニットを備える電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機器、携帯情報端末（ＰＤＡ）、オーディオ機器等の電子機器において、操作面に設けられるキートップの所定部分を、内部に組み込んだＬＥＤ等により照光して、暗所でも容易に操作できるようにした機器が多くなってきている。
【０００３】
操作面を構成するキートップあるいは２以上のキートップを連接したキーシートを照光する方法として、例えば、ＰＥＴあるいはポリウレタン製の透明フィルムの表方向にキートップやキーシートを配置し、当該透明フィルムの側面からＬＥＤ等の光を導き、その光をキートップの裏側に形成した反射層にて反射させてキートップの抜き文字部分から出射する方法が知られている。このような照光式のキーユニットの場合、透明フィルムは、ライトガイドとして機能すると同時に、各キートップからの押圧を、透明フィルムを挟んで裏側に配置されるスイッチに伝える押圧伝達媒体としても機能する必要がある。このため、透明フィルムの片面に、各キートップ裏方向（スイッチ側、キートップ側のいずれか）にプッシャー（押し子）を備えたプッシャー層を形成したライトガイドも知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３００１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来技術には、次のような問題がある。ライトガイドにプッシャーを形成すると、ライトガイドの内部を導光する光がプッシャーの側面で反射する。プッシャーの側面で反射した光（エッジライトという）は、ライドガイドの比較的広い面積を有する反射層からの光より高輝度に視認されやすい。この結果、キートップの表示部が所々高輝度に光るという現象が生じ、キートップの表示部が均一に照光されないという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであって、プッシャーを有するライトガイドを使用しても、キートップの表示部をより均一に照光することのできるライトガイド、それを組み込んだキーユニット、ならびに該キーユニットを備え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】
【０００７】
上記目的を解決するための本発明の一形態は、１若しくは２以上のキートップ、または２以上のキートップを連接したキーシートと、各キートップの裏方向にスイッチを備えるスイッチ基板との間に配置され、側面に配置される光源からの光を各キートップ側に照光するライトガイドであって、その面内におけるスイッチの位置に形成され、それぞれのキートップからの押圧を伝達するプッシャーを備えるプッシャー層と、そのプッシャー層の上記プッシャーと反対側の面に形成されるシート層とを備え、プッシャー層あるいはシート層の内、少なくともシート層において、その面内におけるキートップの少なくとも１つの位置に、そのキートップを照光するための反射層を有し、シート層の屈折率を、シート層のプッシャー側に接する層の屈折率より大きくしたライトガイドである。
【０００８】
本発明の別の形態は、プッシャー層とシート層との間に、両層を接着するための接着層をさらに備え、シート層の屈折率を、シート層のプッシャー側に接する接着層の屈折率より大きくしたライトガイドである。
【０００９】
本発明の一形態は、１若しくは２以上のキートップ、または２以上の上記キートップを連接したキーシートと、各キートップの裏方向にスイッチを備えるスイッチ基板と、キートップまたはキーシートとの間に配置され、側面に配置される光源からの光をキートップ側に照光するライトガイドとを備えるキーユニットであって、ライトガイドに、その面内におけるスイッチの位置に形成され、それぞれのキートップからの押圧を伝達するプッシャーを備えるプッシャー層と、そのプッシャー層のプッシャーと反対側の面に形成されるシート層とを備え、プッシャー層あるいはシート層の内、少なくともシート層において、その面内における各キートップの少なくとも１つの位置に、そのキートップを照光するための反射層を形成し、シート層の屈折率を、シート層のプッシャー側に接する層の屈折率より大きくしたキーユニットである。
【００１０】
本発明の別の形態は、プッシャー層とシート層との間に、両層を接着するための接着層をさらに備え、シート層の屈折率を、シート層のプッシャー側に接する接着層の屈折率より大きくしたキーユニットである。
【００１１】
本発明の別の形態は、ライトガイドを、プッシャーがキートップ側に突出するように配置し、反射層を、プッシャー層側に開口してシート層側に窪む複数の凹部から構成したキーユニットである。
【００１２】
本発明の別の形態は、ライトガイドを、プッシャーがスイッチ側に突出するように配置し、反射層を、シート層のキートップに対向する面に開口しそこから内方に窪む複数の凹部から構成したキーユニットである。
【００１３】
本発明の一形態は、上述のいずれかのキーユニットを備える電子機器である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プッシャーを有するライトガイドを使用した際に、キートップの表示部をより均一に照光することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の第一の実施の形態に係る電子機器の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す電子機器に備えられるキーユニットの平面図である。
【図３】図３は、図２に示すキーユニットのＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、図３に示すライトガイドを拡大して示す拡大断面図およびその一部のさらなる拡大断面図である。
【図５】図５は、図２に示すキーユニットのキーシートの裏側から照光したときの状況を示す平面図である。
【図６】図６は、第二の実施の形態に係るライトガイドの図４と同視の拡大断面図およびその一部のさらなる拡大断面図である。
【図７】図７は、第三の実施の形態に係るキーユニットの図３と同視の断面図である。
【図８】図８は、図７に示すライトガイドを拡大して示す拡大断面図およびその一部のさらなる拡大断面図である。
【図９】図９は、実施例１にて製造したキーユニットを用いて、ＬＥＤを点灯したときのキーシート側からみた各キートップの照光状況を示す写真である。
【図１０】図１０は、比較例にて製造したキーユニットを用いて、ＬＥＤを点灯したときのキーシート側からみた各キートップの照光状況を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明に係るライトガイド、キーユニットおよびそのキーユニットを備える電子機器の各実施の形態について説明する。
【００１７】
＜第一の実施の形態＞
【００１８】
図１は、本発明の第一の実施の形態に係る電子機器の斜視図である。図２は、図１に示す電子機器に備えられるキーユニットの平面図である。
【００１９】
第一の実施の形態に係る電子機器の一例である携帯電話機器１は、開閉可能な折りたたみ式の構成を有し、開いた面の片側にキーユニット２を備える。図２に示すように、キーユニット２は、その最表面に、平面視にて略長方形の平面を有する板状のキーシート１０を備える。キーシート１０は、その表側の面に、表側に突出する合計１９個のキートップ２０を連接状態で備える。また、キーシート１０は、平面視にて上方の左右略中央に、キーシート１０と別体にて、四角枠状の多方向キー３０と、当該多方向キー３０の内側に略四角形の中央キー３１とを備える。多方向キー３０および中央キー３１は、その外周に沿って隙間３２を有しており、それらを裏側に向かって押圧したときでもキーシート１０にその押圧動作を伝達しにくい構造である。キーシート１０は、キートップ２０同士の周囲に、キートップ２０の天面より窪む溝２２を備えている。溝２２の裏側残部の厚さは非常に薄いので、各キートップ２０をその表側から押圧しても、隣接するキートップ２０にその力を伝達しにくい。なお、図２以降の図において、キートップ２０や溝２２のように、同じ符号を付す箇所が多数存在する場合に、一部の構成要素にのみ符号を付している図もあるが、図の見やすさを考慮して符号を省略している。
【００２０】
キーシート１０は、透光性に優れる樹脂、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、アクリル樹脂、紫外線硬化性樹脂（好ましくは、アクリルウレタン系の樹脂）から、好適に構成される。キーシート１０は、その裏側に、遮光フィルムあるいは遮光塗料（この実施の形態では、代表して、「遮光フィルム」）５０（図３を参照）を備える。遮光フィルム５０は、キーシート１０と同様の透光性に優れる樹脂から好適に構成されるが、これに限定されず、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）、熱硬化性ポリウレタンエラストマー（ＴＳＵ）等の透光性と柔軟性の両方に優れるエラストマーから構成されても良い。遮光フィルム５０の好適な厚さは、３０〜２００μｍである。遮光フィルム５０は、各キートップ２０の位置に、キートップ２０の裏側から表側に向けて透光するための文字、絵、記号等の抜き文字状の表示部２１を有する。表示部２１は印刷されていない部分である。これに対して、遮光フィルム５０の表示部２１以外の領域は、黒、銀等の遮光性のインク（顔料系、染料系のいずれでも良い）にて印刷されている。
【００２１】
なお、キーシート１０は、キートップ２０も含めて、アルミニウムあるいはステンレススチールにて形成しても良い。その場合、表示部２１をキートップ２０の表裏方向に貫通する貫通孔にて形成し、その貫通孔に透明な樹脂を埋設するのが好ましい。このように表示部２１を構成すると、遮光フィルム５０を用いなくても、キーシート１０の裏側からの光は、表示部２１の領域からのみ表方向に出射可能になる。
【００２２】
多方向キー３０および中央キー３１は、キーシート１０と同様、透光性に優れる樹脂から構成しても良いが、この実施の形態では、多方向キー３０および中央キー３１自体から照光する必要が無くそれらの外周の隙間３２から照光するので、金属から構成されている。金属には、例えば、アルミニウム、ステンレススチール等を用いることができる。多方向キー３０および中央キー３１を、キーシート１０と同様の樹脂にて形成する場合には、隙間３２の部分を薄肉の溝にてキーシート１０と一体化しても良い。
【００２３】
キーシート１０の裏方向に配置されるスイッチ基板（後述する）には、光源の一例であるＬＥＤ４０が配置されている。ＬＥＤ４０は、ライトガイド（後述する）の側面からライトガイド内に光を入射し、キートップ２０の表示部２１を照光するために用いられる。図２では、２個のＬＥＤ４０を表示しているが、１個あるいは３個以上のＬＥＤ４０を配置しても良い。さらには、ＬＥＤ４０以外の光源を用いても良い。
【００２４】
図３は、図２に示すキーユニットのＡ−Ａ線断面図である。図４は、図３に示すライトガイドを拡大して示す拡大断面図およびその一部のさらなる拡大断面図である。
【００２５】
図３に示すように、キーユニット２は、その表側から順に、キーシート１０、遮光フィルム５０、ライトガイド６０、スイッチ基板７０の順に積層配置した構成を有する。ライトガイド６０は、シート層６１と、その片面に積層されるプッシャー層６２とを備える。シート層６１は、略平板状のシートである。プッシャー層６２は、略平板状の被覆層６２ａ上に、その面内におけるスイッチ（スイッチ基板７０上に配置される、後述のドームスイッチ７１）の位置に形成され、それぞれのキートップ２０からの押圧を伝達するプッシャー６２ｂを配置する。ライトガイド６０は、プッシャー層６２をキーシート１０側に、シート層６１をスイッチ基板７０側にそれぞれ向けて配置される。プッシャー層６２およびシート層６１は、その面内における各キートップ２０の位置に、各キートップ２０を照光するための反射層６３を有する。反射層６３は、プッシャー層６２側に開口してシート層６１側に窪む複数の凹部６３ａから構成され、プッシャー層６２およびシート層６１の両層にまたがって形成されている。反射層６３は、この実施の形態では、プッシャー６２ｂに形成されず、被覆層６２ａにのみ形成されているが、プッシャー６２ｂにも形成することができる。プッシャー６２ｂに反射層６３を形成すると、プッシャー６２ｂの天面および内部における集光によってキートップ２０をより明るく照光することができる。
【００２６】
プッシャー層６２は、シート層６１より屈折率の低い材料から成り、その条件を満たす透光性を有する材料である限り、特に制限は無いが、好ましくは、ポリ−４−メチルペンテン−１、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン／ポリフッ化ビニリデン共重合体やフルオロアルキルタククリレート系のフッ素系ポリマー重合体、ウレタン樹脂等から構成される。シート層６１は、当該シート層６１のプッシャー６２ｂ側に接する層であるプッシャー層６２より屈折率が高い材料から成り、その条件を満たす透光性を有する材料である限り、特に制限は無いが、好ましくは、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、マレイミド系ポリマー、環状オレフィン系樹脂、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルナフタレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリジアリルフタレート樹脂、ポリフェニレンメタクリレート樹脂、ポリベンジルメタクリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレンアクリロニトリル共重合体等から構成される。
【００２７】
シート層６１を、プッシャー層６２よりも高屈折率の材料で構成することにより、臨界角以下でシート層６１を通過する光が全反射し、プッシャー６２ｂに入射する光量を少なくすることができる。この結果、プッシャー６２ｂの側面で光るエッジライトを効果的に低減できる。
【００２８】
シート層６１の好適の厚さの範囲は、０．０５〜０．２０ｍｍ（５０〜２００μｍ）、より好ましくは０．１０〜０．１６ｍｍ（１００〜１６０μｍ）の範囲である。プッシャー層６２の被覆層６２ａの好適な厚さの範囲は、０．００１〜０．０３ｍｍ（１〜３０μｍ）。プッシャー６２ｂの好適な外径は１．５ｍｍ以下、より好ましくは１．０ｍｍ以下である。プッシャー６２ｂの好適な高さは、０．０３〜０．４０ｍｍ（３０〜４００μｍ）の範囲、より好ましくは０．１５〜０．２５ｍｍ（１５０〜２５０μｍ）の範囲である。
【００２９】
凹部６３ａは、好ましくは、レーザ加工（例えば、炭酸ガスレーザを用いた加工）によって形成される。凹部６３ａの深さ（Ｌ）は、被覆層６２ａ（厚さ： Ｔ１）を貫通してシート層６１の内部に到達する長さであり（図４のＸ部の拡大図を参照）、好ましくは、０．００３〜０．０１５ｍｍ（３〜１５μｍ）である。シート層６１内を伝搬する光を反射させてキートップ２０を照光する必要からである。また、凹部６３ａの好ましい開口径は、０．１〜０．３ｍｍである。通常、ＬＥＤ４０からの距離が長いほど、光量が少なくなる。そこで、複数の表示部２１を均一に照光するため、ＬＥＤ４０から遠いキートップ２０の裏側ほど反射率を高める必要が有る。かかる必要から、凹部６３ａは、ＬＥＤ４０からの距離が長くなるほど、高密度にあるいは深く形成するのが好ましい。この実施の形態では、凹部６３ａをプッシャー層６２とシート層６１の両層にまたがって形成しているが、後述する第三の実施の形態に示すように、シート層６１にのみ形成しても良い。すなわち、凹部６３ａは、シート層６１の内部を伝搬する光を反射させる必要から、少なくともシート層６１に存在するように形成する必要がある。
【００３０】
プッシャー層６２の反射層（凹部６３ａを集積させた領域）６３以外の表側の面は、平均表面粗さ（Ｒａ）にて１．５μｍ以下の鏡面とするのが好ましい。当該鏡面は、プッシャー層６２の成形時に使用する金型の内面を鏡面仕上げにし、あるいはライトガイド６０の成形後の鏡面研磨により実現可能であるが、成形後の後工程のない前者の方法による方が好ましい。また、鏡面に成形されたプラスチックフィルム面を成形時に転写しても良い。
【００３１】
スイッチ基板７０は、キートップ２０の裏側の位置に、スイッチの一例であるドームスイッチ７１を備える。スイッチ基板７０としては、好適には、ガラス繊維で編んだクロスにエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ製の基板である。ただし、スイッチ基板７０として、ガラスコンポジット基板、アルミナ等から成るセラミックス基板を用いても良い。ドームスイッチ７１は、キートップ２０からの押圧を、ライトガイド６０を介して受けることによって、ドームがつぶれ、その際にスイッチが入る構造を有する。ドームには、好適には、メタルドームを用いる。スイッチ基板７０は、ドームスイッチ７１を覆うように、ドーム被覆シート７２を備える。
【００３２】
図５は、図２に示すキーユニットのキーシートの裏側から照光したときの状況を示す平面図である。黒塗り部分は遮光領域を、白抜き部分は照光領域を、それぞれ示す。
【００３３】
図５に示すように、照光領域は、多方向キー３０と中央キー３１の両外周にある隙間３２および各キートップ２０の領域にある表示部２１である。シート層６１を、プッシャー層６２よりも高屈折率の材料で構成しているので、臨界角以下でシート層６１を通過する光が全反射し、プッシャー６２ｂに入射する光量が少なくなる。このため、プッシャー６２ｂの側面で光るエッジライトを効果的に低減できる。この結果、複数の表示部２１間での輝度ムラあるいは１つの表示部２１内での輝度ムラは生じにくい。
【００３４】
＜第二の実施の形態＞
【００３５】
第二の実施の形態に係るライトガイドおよびキーユニット、ならびに当該キーユニットを備える電子機器は、第一の実施の形態に係るそれらと異なり、ライトガイドを構成するプッシャー層とシート層との間に両層を接着する接着層を備える。これ以外の構成は、先に説明した第一の実施の形態と共通する。したがって、共通する構成には同じ符号を付し、かつ共通する構成の重複説明を省略する。
【００３６】
図６は、第二の実施の形態に係るライトガイドの図４と同視の拡大断面図およびその一部のさらなる拡大断面図である。
【００３７】
ライトガイド６０を構成するシート層６１とプッシャー層６２とは、接着層８０を介在させて接着されている。シート層６１の屈折率は、シート層６１のプッシャー６２ｂ側に接する接着層８０の屈折率より大きい。接着層８０は、上記条件を満たす透光性を有する材料である限り、特に制限は無いが、好ましくは、シリコーン樹脂系、変性シリコーン樹脂系、エポキシ変性シリコーン樹脂系、ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系の各種接着剤にて形成される。具体的には、ＫＥ-１８００、セメダイン（登録商標）ＰＭシリーズやスーパーＸを用いて、接着層８０を形成するのが好ましい。接着層８０を有する場合、当該接着層８０よりもプッシャー６２ｂ側に配置されるプッシャー層６２は、必ずしも、シート層６１より屈折率が小さいことを要しない。プッシャー層６２の材料としては、特に、アクリル樹脂、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどが好ましい。
【００３８】
凹部６３ａは、好ましくは、レーザ加工（例えば、炭酸ガスレーザを用いた加工）によって形成される。凹部６３ａの深さ（Ｌ）は、被覆層６２ａ（厚さ： Ｔ１）と接着層８０（厚さ：Ｔ２）とを貫通してシート層６１の内部に到達する長さであり（図６のＹ部の拡大図を参照）、好ましくは、０．００３〜０．０１５ｍｍ（３〜１５μｍ）である。シート層６１内を伝搬する光を反射させてキートップ２０を照光する必要からである。
【００３９】
＜第三の実施の形態＞
【００４０】
第三の実施の形態に係るライトガイドおよびキーユニット、ならびに当該キーユニットを備える電子機器は、第一の実施の形態に係るそれらと異なり、ライトガイドを、プッシャーがスイッチ側を向くように配置し、反射層をシート層にのみ形成している。これ以外の構成は、先に説明した第一の実施の形態と共通する。したがって、共通する構成には同じ符号を付し、かつ共通する構成の重複説明を省略する。
【００４１】
図７は、第三の実施の形態に係るキーユニットの図３と同視の断面図である。図８は、図７に示すライトガイドを拡大して示す拡大断面図およびその一部のさらなる拡大断面図である。
【００４２】
ライトガイド６０は、シート層６１と、そのシート層６１のプッシャー６２ｂ側に接する層としてプッシャー層６２とを備え、プッシャー６２ｂをドームスイッチ７１の真上に位置するように、配置される。シート層６１は、その面内における各キートップ２０の位置に、各キートップ２０を照光するための反射層６３を有する。反射層６３は、シート層６１側に開口してシート層６１内にて閉塞する複数の凹部６３ａから構成される。したがって、凹部６３ａは、プッシャー層６２に到達しておらず、凹部６３ａの深さＬは、シート層６１の厚さ（Ｔ３）よりも短くなるように形成されている（図８のＺ部の拡大図を参照）。反射層６３は、この実施の形態では、プッシャー６２ｂの表方向の位置にも形成されている。プッシャー６２ｂの表方向の位置に反射層６３を形成すると、キートップ２０をより明るく照光することができるからである。ただし、プッシャー６２ｂの表方向の位置を避けて、反射層６３を形成することも可能である。
【００４３】
＜ライトガイドの製造例＞
【００４４】
プッシャー６２ｂを形成可能な凹部を備えるクロムメッキを施した金型内に、プッシャー層６２を形成するための未硬化エラストマー組成物をコーティングし、その上にシート層６１をラミネート後、熱プレスを行い、シート層６１とプッシャー層とから成るライトガイド６０を成形する。金型から硬化体を離型し、シート層６１に対して、炭酸ガスを用いたレーザ加工により、キートップ２０の裏側の位置であってキートップ２０の天面と同一の面積を持つ領域に複数の凹部６３ａから成る反射層６３を形成する。ただし、プッシャー６２ｂの真裏の位置には、反射層６３を形成しない。また、ＬＥＤ４０から遠い場所にある反射層６３ほど、凹部６３ａの間隔（ピッチ）を狭く、かつ凹部６３ａの径を大きくして、少ない光量でも反射率を高めて、各反射層６３の表側に位置する各表示部２１間の輝度の差を低減するようにしている。具体的には、ピッチを０．５〜１．０ｍｍの範囲で変化させ、凹部６３ａの径を０．１〜０．３ｍｍの範囲で変化させる。
【００４５】
シート層６１とプッシャー層６２との間に接着層８０を介在させる場合の製造例は、次のとおりである。プッシャー６２ｂを形成可能な凹部を備えるクロムメッキを施した金型内に、プッシャー層６２を形成するための未硬化状態の紫外線硬化性樹脂をコーティングし、ＰＥＴフィルムをラミネートしてから、ＵＶランプをＰＥＴフィルム上から照射して、金型内の紫外線硬化樹脂を硬化する。その後、ＰＥＴフィルムを硬化体から分離し、その面に接着層８０となる接着剤を印刷等の手法で塗布し、その上にシート層６１をラミネートする。これによって、紫外線硬化樹脂から成るプッシャー層６２と、シート層６１との間に接着層８０を介在させた状態のライトガイド６０が得られる。その後の反射層６３の形成は、先に述べた方法と同一である。
【００４６】
次に、ドーム被覆シート７２にて覆った複数のドームスイッチ７１の真上にプッシャー６２ｂを配置するように、スイッチ基板７０上に２種類のライトガイド６０をそれぞれ配置する。スイッチ基板７０は、図２に示すように、２箇所にＬＥＤ４０を備える。続いて、複数のキートップ２０を連接した形状のＰＣ製のキーシート１０、アルミニウム製の多方向キー３０およびアルミニウム製の中央キー３１を、表示部２１を除き遮光インクで遮光印刷した遮光フィルム５０に貼り、遮光フィルム５０側をライトガイド６０に対向させて、キーシート１０、多方向キー３０および中央キー３１をセットする。以上の工程にて、２種類のキーユニット２が完成する。
【００４７】
上記２種類のキーユニット２は、ＬＥＤ４０を点灯すると、各キートップ２０の各表示部２１において輝度ムラがほとんどなく、かつ１つの表示部２１内での輝度ムラもないものとなる。
【００４８】
＜その他の実施の形態＞
【００４９】
以上、本発明のライトガイドおよびキーユニット、ならびに当該キーユニットを備える電子機器の各実施の形態を説明してきたが、本発明は、上述の各実施の形態に限定されることなく、種々変形を施して実施可能である。例えば、ライトガイド６０の表側に、複数のキートップ２０を連接したキーシート１０ではなく、個別独立したキートップ２０を複数配置しても良い。また、表示部２１，２１間の輝度を異なるようにするために、各表示部２１の裏側に配置される複数の凹部６３ａの密度、深さ等を変えても良い。
【００５０】
また、１枚のライトガイド６０中において、複数のプッシャー６２ｂの一部をキートップ２０側に、他のプッシャー６２ｂをドームスイッチ７１側に向けて形成しても良い。また、その場合、複数の凹部６３ａを、すべて、キートップ２０側の面から内方に形成し、あるいはドームスイッチ７１側の面から内方に形成しても良い。また、キートップ２０に透光性の表示部２１を備えるために、キートップ２０の表側の面に、遮光フィルム５０を配置しあるいは遮光印刷を施しても良い。
【実施例】
【００５１】
次に、本発明の実施例について、比較例と共に説明する。
【００５２】
＜実施例１＞
プッシャーを形成可能な凹部を備えるクロムメッキを施した金型内に、シリコーンゴムコンパウンド（品番：ＫＥ−２０３０−７０Ａ／Ｂ，信越化学工業株式会社製）を、スクレバーを用いて厚さ０．０１ｍｍにコーティングした。次に、そのコーティングした面に、厚さ０．１ｍｍのウレタン樹脂製のシート（品番：ＭＦ１００Ｔ−ＮＹＰ４，日清紡ケミカル株式会社製）をラミネート後、温度：１３０℃、成形時間：２分 圧力：２０Ｋｇ/ｃｍ２ という成形条件にて熱プレスを行った。次に、金型から硬化体を離型し、硬化体のシート層側の面におけるキートップの裏側の位置であってキートップの天面と同一の面積を持つ領域に、炭酸ガスを用いたレーザ加工により、複数の凹部から成る反射層を形成した。反射層は、プッシャーの真裏の位置を除いて形成した。ＬＥＤから遠い場所にある反射層ほど、凹部の間隔（ピッチ）を狭く、かつ凹部の径を大きくするように、凹部を形成した。具体的には、ピッチを０．５〜１．０ｍｍの範囲で変化させ、凹部の径を０．１〜０．３ｍｍの範囲で変化させた。以上の工程により、シート層の屈折率（１．４９）がプッシャー層の屈折率（１．４２）より大きなライトガイドを完成した。
【００５３】
次に、ドーム被覆シートにて覆った複数のドームスイッチの真上にプッシャーを配置するように、スイッチ基板上にライトガイドを配置した。スイッチ基板上の２個のＬＥＤは、ライトガイドの側面から光を入射可能な位置に調整した。続いて、複数のキートップを連接した形状のＰＣ製のキーシート、アルミニウム製の多方向キーおよびアルミニウム製の中央キーを、ライトガイドに対向させて、キーシート、多方向キーおよび中央キーをセットした。以上の工程にて、キーユニットが完成した。
【００５４】
＜実施例２＞
プッシャーを形成可能な凹部を備えるクロムメッキを施した金型内に、プッシャー層を形成するための未硬化状態のＵＶアクリル樹脂（品番：ＳＰ−１７，大日精化工業株式会社製）を、スクレバーを用いて厚さ０．０３ｍｍにコーティングした。そのコーティング面にＰＥＴフィルムをラミネートしてから、積算光量５００ｍＪ／ｍ２になる条件下で、ＵＶランプをＰＥＴフィルム上から照射して、金型内のＵＶアクリル樹脂を硬化した。その後、ＰＥＴフィルムを硬化体から分離し、その面にシリコーンゴム（品番：ＫＥ−１８００、信越化学工業株式会社製）をスクリーン印刷し、その上に厚さ０．１ｍｍのウレタン樹脂製のシート（品番：ＭＦ１００Ｔ−ＮＹＰ４，日清紡ケミカル株式会社製）をラミネートした。以上の工程により、シート層の屈折率（１．４９）が接着層（シリコーンゴム層）の屈折率（１．４２）よりも大きいライトガイドを完成した。反射層の形成以後の工程は、実施例１と同様の手法にて行い、キーユニットを完成した。
【００５５】
＜比較例＞
プッシャーを形成可能な凹部を備えるクロムメッキを施した金型内に、未硬化状態のＵＶアクリル樹脂（品番：ＳＰ−１７，大日精化工業株式会社製）を、スクレバーを用いて厚さ０．１２５ｍｍにコーティングした。そのコーティング面にＰＥＴフィルムをラミネートしてから、ＵＶランプをＰＥＴフィルム上から照射して、金型内のＵＶアクリル樹脂を硬化した。硬化体を金型およびＰＥＴフィルムから分離してＵＶアクリル樹脂のみから成るライトガイド（屈折率：１．５０）を完成した。反射層の形成以後の工程は、実施例１と同様の手法にて行い、キーユニットを完成した。
【００５６】
＜評価＞
図９は、実施例１にて製造したキーユニットを用いて、ＬＥＤを点灯したときのキーシート側からみた各キートップの照光状況を示す写真である。図１０は、比較例にて製造したキーユニットを用いて、ＬＥＤを点灯したときのキーシート側からみた各キートップの照光状況を示す写真である。なお、この評価では、キーシートの裏面に遮光フィルムを貼付せず、遮光領域を形成することなく、キーシートの表側からライトガイド側からの照光状況を観察した。
【００５７】
図９および図１０に示す両写真を比較して明らかなように、実施例１で製造したキーユニットでは、各キートップの領域内にプッシャーがほとんど視認できないが、比較例で製造したキーユニットでは、各キートップの領域内に明確にプッシャーを視認できる。この結果より、実施例で用いたライトガイドは、屈折率の異なる２種類の材料から構成され、光を伝搬するシート層を、プッシャー層よりも高屈折率材料で形成しているため、プッシャーの側面で光るエッジライトが生成しにくかったものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、ライトガイドを少なくとも備えるキーユニットを組み込んだ電子機器に利用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 携帯電話機器（電子機器）
２ キーユニット
１０ キーシート
２０ キートップ
４０ ＬＥＤ（光源）
６０ ライトガイド
６１ シート層
６２ プッシャー層（接着層が無い場合には、シート層のプッシャー側に接する層）
６２ｂ プッシャー
６３ 反射層
６３ａ 凹部
７０ スイッチ基板
７１ ドームスイッチ（スイッチ）
８０ 接着層（シート層のプッシャー側に接する層）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１若しくは２以上のキートップ、または２以上の上記キートップを連接したキーシートと、各キートップの裏方向にスイッチを備えるスイッチ基板との間に配置され、側面に配置される光源からの光を上記各キートップ側に照光するライトガイドであって、
その面内における上記スイッチの位置に形成され、それぞれの上記キートップからの押圧を伝達するプッシャーを備えるプッシャー層と、
そのプッシャー層の上記プッシャーと反対側の面に形成されるシート層と、
を備え、
上記プッシャー層あるいは上記シート層の内、少なくとも上記シート層は、その面内における上記キートップの少なくとも１つの位置に、そのキートップを照光するための反射層を有し、
上記シート層の屈折率は、上記シート層の上記プッシャー側に接する層の屈折率より大きいことを特徴とするライトガイド。
【請求項２】
前記プッシャー層と前記シート層との間に、両層を接着するための接着層をさらに備え、
前記シート層の屈折率は、前記シート層の前記プッシャー側に接する上記接着層の屈折率より大きいことを特徴とする請求項１に記載のライトガイド。
【請求項３】
１若しくは２以上のキートップ、または２以上の上記キートップを連接したキーシートと、
上記各キートップの裏方向にスイッチを備えるスイッチ基板と、
上記キートップまたは上記キーシートとの間に配置され、側面に配置される光源からの光を上記キートップ側に照光するライトガイドと、
を備えるキーユニットであって、
上記ライトガイドは、
その面内における上記スイッチの位置に形成され、それぞれの上記キートップからの押圧を伝達するプッシャーを備えるプッシャー層と、
そのプッシャー層の上記プッシャーと反対側の面に形成されるシート層と、
を備え、
上記プッシャー層あるいは上記シート層の内、少なくとも上記シート層は、その面内における上記各キートップの少なくとも１つの位置に、そのキートップを照光するための反射層を有し、
上記シート層の屈折率は、上記シート層の上記プッシャー側に接する層の屈折率より大きいことを特徴とするキーユニット。
【請求項４】
前記プッシャー層と前記シート層との間に、両層を接着するための接着層をさらに備え、
前記シート層の屈折率は、前記シート層の前記プッシャー側に接する上記接着層の屈折率より大きいことを特徴とする請求項３に記載のキーユニット。
【請求項５】
前記ライトガイドは、前記プッシャーを前記キートップ側に突出するように配置され、
前記反射層は、前記プッシャー層側に開口して前記シート層側に窪む複数の凹部から構成されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のキーユニット。
【請求項６】
前記ライトガイドは、前記プッシャーを前記スイッチ側に突出するように配置され、
前記反射層は、前記シート層の前記キートップに対向する面に開口しそこから内方に窪む複数の凹部から構成されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のキーユニット。
【請求項７】
請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のキーユニットを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
１若しくは２以上のキートップ、または２以上の上記キートップを連接したキーシートと、各キートップの裏方向にスイッチを備えるスイッチ基板との間に配置され、側面に配置される光源からの光を上記各キートップ側に照光するライトガイドであって、
その面内における上記スイッチの位置に形成され、それぞれの上記キートップからの押圧を伝達するプッシャーを備えるプッシャー層と、
そのプッシャー層の上記プッシャーと反対側の面に形成されるシート層と、
を備え、
上記プッシャー層あるいは上記シート層の内、少なくとも上記シート層は、その面内における上記キートップの少なくとも１つの位置に、そのキートップを照光するための反射層を有し、
上記シート層の屈折率は、上記シート層の上記プッシャー側に接する層の屈折率より大きいことを特徴とするライトガイド。
【請求項２】
前記プッシャー層と前記シート層との間に、両層を接着するための接着層をさらに備え、
前記シート層の屈折率は、前記シート層の前記プッシャー側に接する上記接着層の屈折率より大きいことを特徴とする請求項１に記載のライトガイド。
【請求項３】
１若しくは２以上のキートップ、または２以上の上記キートップを連接したキーシートと、
上記各キートップの裏方向にスイッチを備えるスイッチ基板と、
上記キートップまたは上記キーシートとの間に配置され、側面に配置される光源からの光を上記キートップ側に照光するライトガイドと、
を備えるキーユニットであって、
上記ライトガイドは、
その面内における上記スイッチの位置に形成され、それぞれの上記キートップからの押圧を伝達するプッシャーを備えるプッシャー層と、
そのプッシャー層の上記プッシャーと反対側の面に形成されるシート層と、
を備え、
上記プッシャー層あるいは上記シート層の内、少なくとも上記シート層は、その面内における上記各キートップの少なくとも１つの位置に、そのキートップを照光するための反射層を有し、
上記シート層の屈折率は、上記シート層の上記プッシャー側に接する層の屈折率より大きいことを特徴とするキーユニット。
【請求項４】
前記プッシャー層と前記シート層との間に、両層を接着するための接着層をさらに備え、
前記シート層の屈折率は、前記シート層の前記プッシャー側に接する上記接着層の屈折率より大きいことを特徴とする請求項３に記載のキーユニット。
【請求項５】
前記ライトガイドは、前記プッシャーを前記キートップ側に突出するように配置され、
前記反射層は、前記プッシャー層側に開口して前記シート層側に窪む複数の凹部から構成されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のキーユニット。
【請求項６】
前記ライトガイドは、前記プッシャーを前記スイッチ側に突出するように配置され、
前記反射層は、前記シート層の前記キートップに対向する面に開口しそこから内方に窪む複数の凹部から構成されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のキーユニット。
【請求項７】
請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のキーユニットを備えることを特徴とする電子機器。
【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２０１２−７９５７０（Ｐ２０１２−７９５７０Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２４５２２（Ｐ２０１０−２２４５２２）
【出願日】平成２２年１０月４日（２０１０．１０．４）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月４日（２０１０．１０．４）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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