入力装置
【課題】 照明光を、キートップなどに形成された照光指示部に集中的に与えて、照光指示部を均一な明るさで照光できる入力装置を提供する。
【解決手段】 表側基材２１と裏側基材２２との間にスペーサ２３が挟まれたメンブレン積層体２０が設けられ、裏側基材２２に固定電極２６が設けられ、表側基材２１の裏面２１ｂに、可動電極２７ａ，２７ｂと配線層２８が設けられている。表側基材２１の表面２１ａに遮光層３１が印刷で形成され、遮光層３１に開口部３２ｂが開口し、この開口部３２ｂがキートップの照光指示部に対向している。メンブレン積層体２０の裏側に導光層３が設けられ、導光層３に開口部３２ｂに対向する乱反射部３５ｂが形成されている。遮光層３１がメンブレン積層体２０の表面に形成されているために、カバー層を別個に設ける必要がなく、開口部３２ｂを介して照光指示部に照明光を集中して与えることができる。
【解決手段】 表側基材２１と裏側基材２２との間にスペーサ２３が挟まれたメンブレン積層体２０が設けられ、裏側基材２２に固定電極２６が設けられ、表側基材２１の裏面２１ｂに、可動電極２７ａ，２７ｂと配線層２８が設けられている。表側基材２１の表面２１ａに遮光層３１が印刷で形成され、遮光層３１に開口部３２ｂが開口し、この開口部３２ｂがキートップの照光指示部に対向している。メンブレン積層体２０の裏側に導光層３が設けられ、導光層３に開口部３２ｂに対向する乱反射部３５ｂが形成されている。遮光層３１がメンブレン積層体２０の表面に形成されているために、カバー層を別個に設ける必要がなく、開口部３２ｂを介して照光指示部に照明光を集中して与えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性で可撓性の表側基材を押圧することで電極が接触状態となる入力装置に係り、特に背部から照明光が与えられる入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ用のキーボード装置、携帯用機器やその他の電子機器の操作装置、遠隔操作装置、自動車に搭載された操作装置などには、背部から照明光で照光される押圧操作式の入力装置が設けられている。
【０００３】
特許文献１に記載されたキーボード装置は、第１のシートと第２のシートとが絶縁スペーサを挟んで積層されたメンブレンシートが設けられ、第１のシートと第２のシートの対向部にそれぞれ接点が設けられている。メンブレンシートの前方にキートップが位置し、キートップで第１のシートが押されると、接点どうしが導通する。このキーボード装置は、メンブレンシートが透光性であり、背部に設けられた導光板からメンブレンシートに照明光が与えられる。キートップには文字を表わす透光性の表示部が形成されており、照明光によって表示部が照らされる。
【０００４】
特許文献１に記載されたキーボード装置は、メンブレンシートの表側に保護シートが積層され、保護シートに遮光層が形成されている。この遮光層はキートップの外周縁部に沿う四角の枠状に形成されて、隣り合うキートップの間の隙間の下側に位置している。
【０００５】
特許文献２に記載されたキー入力装置は、光透過性のフレキシブルなフィルムで構成されたプリント配線基板が二つ折りとなって互いに対向し、その対向面に導電体とスイッチパターンが対向して形成されている。プリント配線基板の前方に透明なフィルムで形成されたキー入力部材が設けられており、このキー入力部材の表面に、キー操作部を除いて遮光膜が形成されている。フレキシブル配線部材の裏側にＥＬパネルが配置され、ＥＬパネルから発せられた光が、プリント配線基板を透過して、キー入力部材のキー操作部を照光する。
【０００６】
特許文献３には、照光式パネルスイッチが開示されている。この照光式パネルスイッチは、透光性を有するプリント基板の前方にスペーサを挟んで可動接点シートが設けられ、プリント基板と可動接点シートの対向面にそれぞれ接点が設けられている。可動接点シートの前方に操作パネルが設けられ、操作パネルに形成されたエンボス加工部が押されると、可動接点シートが変形して接点どうしが接触する。
【０００７】
この照光式パネルスイッチは、透光性を有するプリント基板の裏側に発光ダイオードが実装されている。プリント基板の表側には、接点が配置された円形領域を除いてシルク印刷が施されて遮光層が形成されている。発光ダイオードから発せられた光は、円形領域を通過して前方へ与えられ、可動接点シートを透過して、操作パネルのエンボス加工部に形成された表示部が照らされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１２９３７４号公報
【特許文献２】特開２０００−２４３１７７号公報
【特許文献３】特開平７−２８２６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載されたキーボード装置は、第１のシートと第２のシートが積層されたメンブレンシートとは別に、遮光層を有する保護シートが設けられているため、積層するシート数が多くなり、薄型化を阻害している。
【００１０】
また、保護シートに形成された遮光層は、キートップの外周縁部に沿う四角い枠状であるため、照明光がキートップの内面の全面に与えられる。そのため光の利用効率が悪く、キートップの外周縁部から光が漏れ出やすくなって、キートップに形成された表示部に光を集中して与えることが難しい。
【００１１】
特許文献２に記載されたキー入力装置は、操作部の最表部に位置するキー入力部材の表面に遮光膜が形成され、ＥＬパネルからの光がキー入力部材の背面の全面に与えられるため、キー入力部材に形成されたキー操作部以外の部分から前方へ光が漏れ出やすい欠点がある。
【００１２】
特許文献３に記載された照光式パネルスイッチは、透光性のプリント基板の表面にシルク印刷による遮光層が形成されているが、それよりも前方に透光性のスペーサと可動接点シートが設けられているため、遮光層が存在しない円形領域を透過した光が、スペーサや可動接点シートで乱反射しやすい。そのため、前方に位置する操作パネルのエンボス加工部のみならず、その周囲にも光が及ぶことになり、エンボス加工部の表示のみを効果的に照光することが難しい。
【００１３】
また、透光性のプリント基板の表面に、接点に導通する配線層とシルク印刷による遮光層の双方が形成されている。配線層と遮光層が同じ面に形成されているため、遮光層によって配線層のパターン形状を完全に覆い隠すことが難しい。
【００１４】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、背部から与えられる照明光を、照光が必要な箇所に向けて部分的に集中して与えやすくなり、照明が必要な箇所を効果的に照光でき、且つ不要な漏れ光を抑制しやすい入力装置を提供することを目的としている。
【００１５】
また本発明は、複数の動作部と複数の押圧操作部が設けられているものにおいて、多数形成されている配線層を効果的に覆い隠すことができる入力装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、透光性で可撓性の表側基材と、前記表側基材よりも裏側に配置された透光性の裏側基材と、前記表側基材と前記裏側基材との間隔を保つスペーサと、前記表側基材の裏面と前記裏側基材の表面のそれぞれに設けられて空隙部を介して互いに対向する電極と、前記表側基材の裏面と前記裏側基材の表面の少なくとも一方に形成されて前記電極に導通する配線層と、前記裏側基材および前記表側基材へ裏側から照明光を与える照光部材とが設けられ、
前記表側基材の表面に、前記照明光を遮る遮光層が形成されており、前記遮光層で前記配線層が覆われているとともに、前記遮光層に、前記照明光を前方へ通過させる開口部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の入力装置は、電極を有して変形する表側基材の表面に遮光層が形成されているため、遮光層を設けるための別のシートが不要になり、シートの枚数を減らして薄型化することが可能である。また、配線層は遮光層よりも裏側に位置する面に形成されているため、遮光層によって配線層を効果的に覆い隠すことができる。
【００１８】
なお、本明細書での電極とは、表側基材に外力が作用していないときに互いに離れてＯＦＦになり、表側基材が押されて電極どうしが接触したときにＯＮとなる接点スイッチを構成するものである。または、電極どうしの接触面積の変化に応じて抵抗値が変化する可変出力を得るものであってもよい。
【００１９】
本発明は、前記遮光層を、前記表側基材の表面に形成された印刷層とすることが可能である。
【００２０】
本発明は、前記電極が対向する動作部の前方に、前記表側基材を押圧して前記電極どうしを接触させる押圧操作部が設けられ、前記押圧操作部に照光指示部が形成されており、前記遮光層の開口部が、前記照光指示部に対向する位置に形成されているものとして構成できる。
【００２１】
本発明は、前記動作部が複数設けられ、前記押圧操作部はそれぞれの前記動作部に対向して複数設けられており、複数の前記押圧操作部は、それぞれ異なる箇所に前記照光指示部が形成されているものとすることが可能である。
【００２２】
本発明は、異なる前記押圧操作部に対向している前記開口部の形状が互いに相違していてもよい。また、前記押圧操作部に対する前記開口部の対向箇所が、押圧操作部ごとに互いに相違していてもよい。
【００２３】
すなわち、照明光を押圧操作部の全体領域に与えるのではなく、開口部で照明光を通過させて押圧操作部の一部である照光指示部に集中的に与えることにより、照光指示部を効果的に照光することが可能になる。また、光の透過領域を開口部で制限しているため、照光指示部以外の例えば押圧操作部の縁部などから前方へ光が漏れ出ることが生じにくい。
【００２４】
本発明の入力装置は、１つの照光指示部に複数の表示部が形成されており、前記配線層が、隣り合う前記表示部の間を通過していることが好ましい。
【００２５】
本発明は、前記押圧操作部が、前記照光指示部を有するキートップとこのキートップを昇降自在に支持する支持機構とを有し、前記表側基材の表側に重ねられた支持板に前記支持機構が支持されており、前記開口部が前記支持板に形成された穴部または切り欠き部を介して前記照光指示部に対向しているものとして構成できる。
【００２６】
上記発明では、表側基材と裏側基材およびスペーサを有するメンブレン積層体が支持板の裏側に位置しているため、メンブレン積層体に、支持機構を設けるための挿通穴や切欠きを形成することが不要になり、表側基材の表面において遮光層で覆われる領域を広くでき、照明光が照光指示部以外の領域に漏れにくくなる。また、支持板には、支持機構を配置したり他の部材を取り付けるための穴部や切欠きが形成されるが、この穴部や切欠きを、表側基材の表面に設けられた遮光層で裏側から塞ぐことができ、照明光が支持板の前方へ漏れ出にくくなる。
【００２７】
また、本発明は、前記配線層は、前記開口部を迂回する経路で形成されていることが好ましい。
【００２８】
上記構成では、配線層が開口部を通過する照明光を遮ることがなく、照明指示部を明るく照らすことが可能になる。
【００２９】
本発明は、前記配線層は、前記表側基材の裏面に形成されているものが好ましい。
１つの表側基材の裏面に配線層を形成し、表面に遮光層を設けることで、互いの位置ずれによって、配線層が開口部に露出することが生じにくく、配線層を遮光層の裏側に隠しやすくなる。
【００３０】
本発明は、前記照光部材は、内部に光を導く導光層であり、それぞれの前記開口部に対向する部分に乱反射部が設けられているものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、背部から与えられる光を照明が必要な箇所に集中的に与えることができ、光を有効に利用して照光指示部を効果的に照らすことができ、不要な部分からの漏れ光を防止しやすくなる。
【００３２】
また、所定パターンで形成された配線層を、遮光層によって効果的に覆って隠すことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態の入力装置の一部を示す断面図、
【図２】本発明の第１の実施の形態の入力装置の一部を示す分解斜視図、
【図３】複数の押圧操作部の配列を示す平面図、
【図４】表側基材の表面に形成された遮光層と開口部を示す平面図、
【図５】表側基材の裏面に形成された可動電極および配線層を示す平面図、
【図６】本発明の第２の実施の形態の入力装置の一部を示す断面図、
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１ないし５に、本発明の第１の実施の形態の入力装置１が示されている。入力装置１は、ブック型またはラップトップ型あるいはディスクトップ型のパーソナルコンピュータなどに装備されるキーボード装置である。
【００３５】
入力装置１に、規則的に配列する複数の押圧操作部が設けられている。図３では、複数の押圧操作部の一部が符号１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊ，１０ｋで示されている。
【００３６】
図１は、図３に示すＩ−Ｉ線の断面図であり、押圧操作部１０ｂと押圧操作部１０ｅが設けられた部分の断面図である。図２は、押圧操作部１０ｂが設けられている部分での各層の積層構造を示す分解斜視図である。
【００３７】
押圧操作部１０ａ〜１０ｋは、それぞれ、キートップ１５ａ〜１５ｋと、キートップ１５ａ〜１５ｋを昇降自在に支持する支持機構とで構成されている。キートップ１５ａ〜１５ｋには、大きさと形状の相違するものが含まれているが、基本的な構造は同じである。
【００３８】
図１に示すように、入力装置１は、シャーシ２を有している。シャーシ２は、パーソナルコンピュータの本体ケースの一部である底板、または前記底板の上に設置される金属板で構成されている。
【００３９】
図２にも示すように、シャーシ２の上に照光部材である導光層３が設けられている。導光層３はポリカーボネートなどの透光性の樹脂フィルムである。導光層３とシャーシ２との間に、反射シート４が設けられている。反射シート４は、導光層３との対面する境界面に金属蒸着膜や白色の塗装膜が形成されている。
【００４０】
本明細書において、透光性とは、全光線透過率が９０％以上のいわゆる透明であることが好ましいが、全光線透過率がそれよりも低くても内部で光を伝搬する機能を有するものであればいわゆる半透明であってもよい。例えば、全光線透過率は４０％以上であればよい。
【００４１】
図１と図２に示すように、導光層３の上に支持板５が設けられている。支持板５は金属板で形成されている。
【００４２】
図２に示すように、押圧操作部１０ａ〜１０ｋが設けられる部分では、前記支持板５に穴部７が形成されている。穴部７の縁部から、一対の第１の支持片６ａと一対の第２の支持片６ｂが上向きに折り曲げられている。あるいは、前記穴部７の代わりに、支持板５の縁部から凹状に切り込まれた切り欠き部が形成され、この切り欠き部の縁部に、第１の支持片６ａや第２の支持片６ｂが形成されていてもよい。
【００４３】
図１と図２に示すように、支持板５の上にメンブレン積層体２０が設置されている。メンブレン積層体２０は、表側基材２１と裏側基材２２、および表側基材２１と裏側基材２２の間に設けられたスペーサ２３を有している。表側基材２１は、透光性で且つ可撓性であり、ＰＥＴなどの樹脂フィルムで形成されている。裏側基材２２は透光性である。裏側基材２２は可撓性である必要はないが、この実施の形態では、表側基材２１と同じＰＥＴフィルムで形成されて、メンブレン積層体２０が薄く構成されている。
【００４４】
スペーサ２３は、表側基材２１と裏側基材２２と同じＰＥＴフィルムで形成されている。ただし、スペーサ２３は、表側基材２１の裏面２１ｂまたは裏側基材２２の表面２２ａに印刷された有機絶縁層などであってもよい。
【００４５】
表側基材２１と裏側基材２２およびスペーサ２３が積層され互いに接着されてメンブレン積層体２０が構成されている。メンブレン積層体２０には上下に貫通する対を成す挿通穴２０ａおよび対を成す挿通穴２０ｂが形成されている。図２に示すように、メンブレン積層体２０が支持板５の上に設置されると、支持板５に形成された第１の支持片６ａ，６ａが、挿通穴２０ａ，２０ａ内を通過して表側基材２１の表面２１ａよりも上方へ突出し、第２の支持片６ｂ，６ｂが挿通穴２０ｂ，２０ｂ内を通過して表側基材２１の表面２１ａよりも上方へ突出する。
【００４６】
挿通穴２０ａ，２０ｂは、押圧操作部１０ａ〜１０ｋが設けられているそれぞれの箇所に貫通して形成されている。ただし、図４と図５に示す表側基材２１の平面図では、挿通穴２０ａ，２０ｂの図示を省略している。
【００４７】
図１に示すように、押圧操作部１０ａ〜１０ｋでは、メンブレン積層体２０の上に、キートップ１５ａ〜１５ｋを上下動自在に支える第１の可動支持部材１６と第２の可動支持部材１７が設けられている。
【００４８】
第１の可動支持部材１６は、その一端１６ａが支持板５に折り曲げられた第１の支持片６ａに回動自在に支持され、他端１６ｂがキートップ１５ａ〜１５ｋの下部に回動自在で且つ図１の図示左右方向へスライド自在に支持されている。第２の可動支持部材１７は、一端１７ａがキートップ１５ａ〜１５ｋの下部に回動自在に支持され、他端１７ｂが支持板５に折り曲げられた第２の支持片６ｂに回動自在で且つ図示左右方向へスライド自在に支持されている。第１の可動支持部材１６と第２の可動支持部材１７は、その中央部どうしが回動自在に連結されており、第１の可動支持部材１６と第２の可動支持部材１７とでＸ型の支持リンクが構成されている。このＸ型の支持リンクが、キートップ１５ａ〜１５ｋを昇降自在に支持する支持機構である。
【００４９】
図１に示すように、それぞれの押圧操作部１０ａ〜１０ｋでは、メンブレン積層体２０の表側基材２１の表面２１ａとキートップ１５ａ〜１５ｋとの間に弾性部材１８が設けられている。弾性部材１８は合成ゴムで形成されており、弾性部材１８によってそれぞれのキートップ１５ａ〜１５ｋがメンブレン積層体２０から離れるように上向きに付勢されている。弾性部材１８の下側の内部は空洞であり、この空洞内に下向きの押圧凸部１８ａが一体に形成されている。
【００５０】
図１と図２に示すように、それぞれの押圧操作部１０ａ〜１０ｋでは、メンブレン積層体２０に、前記押圧凸部１８ａと対向する動作部２５が設けられている。動作部２５では、スペーサ２３に円形空間２３ａが形成されている。
【００５１】
図２に示すように、円形空間２３ａの内部では、裏側基材２２の表面２２ａに固定電極２６が設けられている。また、円形空間２３ａの内部では、表側基材２１の裏面２１ｂに可動電極２７ａ，２７ｂが形成されている。表側基材２１の裏面２１ｂには、それぞれの可動電極２７ａ，２７ｂに個別に導通する複数の配線層２８が形成されている。
【００５２】
固定電極２６と可動電極２７ａ，２７ｂは、カーボンを含む導電層、または、銀や銅などの低抵抗の金属材を含む導電層である。配線層２８は、銀や銅などの低抵抗の金属材を含む導電層である。固定電極２６は、裏側基材２２の表面２２ａに、印刷工程によって形成されている。同様に、可動電極２７ａ，２７ｂと配線層２８は、表側基材２１の裏面２１ｂに印刷工程で形成されている。図５には、表側基材２１の裏面２１ｂに形成された複数の可動電極２７ａ，２７ｂ、およびそれぞれの可動電極２７ａ，２７ｂに導通する複数の配線層２８の配線パターンが平面図で示されている。
【００５３】
押圧操作部１０ａ〜１０ｋに設けられたキートップ１５ａ〜１５ｋは、透光性の合成樹脂材料によって形成されている。図１にはキートップ１５ｂ，１５ｅの断面形状が示されている。他のキートップは、大きさや形状が相違しているが断面形状は図１に示すものに近似している。
【００５４】
キートップ１５ａ〜１５ｋの前面１５ｓには、白色の下地層の上に黒色または濃緑色などの表面層が形成されている。下地層と表面層は塗装やメッキなどで形成されている。キートップ１５ａ〜１５ｋの前面１５ｓに照光指示部３０ａ〜３０ｋが設けられており、照光指示部３０ａ〜３０ｋでは、表面層の一部がレーザ加工などで除去され下地層が現れて、文字や記号を表示する表示部が形成されている。
【００５５】
図３に示すように、それぞれのキートップ１５ａ〜１５ｋごとに、照光指示部３０ａ〜３０ｋの形成位置およびその表示内容が相違している。例えば、キートップ１５ｂには、ほぼ中心部に照光指示部３０ｂが設けられ、「↓」「▽」と光を意味する記号の表示部が設けられている。キートップ１５ｄでは、照光指示部３０ｄが左側の上部に部分的に設けられ、「Ｃｔｒｌ」の文字を表わした表示部が設けられている。キートップ１５ｉには、左側に偏った位置に照光指示部３０ｉが設けられ、「：」「；」「−」の記号を示す表示部が設けられている。
【００５６】
図２と図４に示すように、メンブレン積層体２０の表側基材２１の表面２１ａに、遮光層３１が形成されている。遮光層３１は、光を遮蔽できる色彩の印刷層であり、例えば黒色や濃緑色などである。図４に示すように、表側基材２１の表面２１ａには、遮光層３１が部分的に存在しない複数の開口部３２ａ〜３２ｋが形成されている。
【００５７】
図３に示すように、それぞれの開口部３２ａ〜３２ｋは、キートップ１５ａ〜１５ｋに設けられた照光指示部３０ａ〜３０ｋのそれぞれに下側から対向している。図２と図３に示すように、開口部３２ｂは、キートップ１５ｂに設けられた照光指示部３０ａの３つの表示部を囲む三角形状である。開口部３２ｄは、キートップ１５ｄに設けられた照光指示部３０ｄの文字「Ｃｔｒｌ」の表示部に対向する長円形状である。押圧操作部１０ｋに設けられたキートップ１５ｋは左右に細長い形状であり、照光指示部３０ｋが、左側で上方の縁部に位置している。開口部３２ｋは、キートップ１５ｋの左側で上方の縁部に部分的に対向するように形成されており、「Ｅｎｔｅｒ」と「←」の文字および記号の表示部を囲む四角形状である。
【００５８】
図３と図４に示すように、遮光層３１の開口部３２ａ〜３２ｋは、それぞれがキートップ１５ａ〜１５ｋに形成された照光指示部３０ａ〜３０ｋに対向している。そして、開口部３２ａ〜３２ｋとキートップ１５ａ〜１５ｋとの相対位置は、キートップ１５ａ〜１５ｋにおける照光指示部３０ａ〜３０ｋの形成位置に応じてそれぞれ相違している。開口部３２ａ〜３２ｋの形状と大きさは、これが対向する照光指示部３０ａ〜３０ｋにおける文字や記号の表示部の大きさとその表示部の配列に応じて互いに相違している。
【００５９】
また、開口部３２ａ〜３２ｋの形状は、この開口部が対向しているキートップ１５ａ〜１５ｋの平面形状とは相違している。開口部３２ａ，３２ｂ，３２ｅ，３２ｆ，３２ｇ，３２ｈ，３２ｉ，３２ｊは、いずれも三角形であり、四角形のキートップの形状と相違している。開口部３２ｃ，３２ｄはいずれも長円形であり、四角形のキートップと相違している。また、開口部３２ｋはほぼ正方形であり、横に細長い長方形のキートップ１５ｋの形状と相違している。
【００６０】
開口部３２ａ〜３２ｋは、いずれもキートップ１５ａ〜１５ｋ外周縁から外側にはみ出ることがなく、開口部３２ａ〜３２ｋのそれぞれの開口面積は、キートップ１５ａ〜１５ｋの平面での面積よりも十分に小さく、面積比が１／２以下となっている。ただし、本発明は、面積比が１／２以下に限定されるものではなく、キートップのデザインに応じて前記比率が設定可能である。
【００６１】
遮光層３１は、表側基材２１の表面２１ａに印刷工程で形成されるため、印刷時のマスクなどを変えるだけで、入力装置１の多くの部品を変更することなく、開口部３２ａ〜３２ｋの位置と形状を容易に変更することができる。
【００６２】
例えば、キーボード装置の機種によっては、キートップ１５ｆに、記号の照光指示部３０ｆの他に、ひらがなの「る」の文字の照光指示部３０ｆが設けられ、キートップ１５ｇに、記号の照光指示部３０ｇの他に、ひらがなの「め」の文字の照光指示部３０ｇが設けられることがある。この機種を製造するときは、遮光層３１の印刷パターンを若干変更するだけで、「る」の照光指示部３０ｆや「め」の照光指示部３０ｇに対向する開口部を形成することが可能である。
【００６３】
図５には、表側基材２１の裏面２１ｂに形成された可動電極２７ａ，２７ｂおよび配線層２８のパターン形状と、遮光層３１に形成された開口部３２ａ〜３２ｋとの位置関係が示されている。
【００６４】
図５に示すように、可動電極２７ａから延びる配線層２８ａの一部と、可動電極２７ｂから延びる配線層２８ｂの一部が開口部３２ａ〜３２ｋの領域を通過することがあるが、これらの配線層２８ａ，２８ｂの一部以外の全ての配線層２８は、開口部３２ａ〜３２ｋの領域を通過しないように、開口部３２ａ〜３２ｋを迂回して形成されている。すなわち、可動電極２７ａ，２７ｂから延びる配線層２８ａ，２８ｂの一部以外の全ての配線層２８がその前方に位置する遮光層３１で覆われて、入力装置１の前方から配線層２８が見えないようになっている。また、配線層２８が、照光指示部３０ａから３０ｋを照光する光を遮ったり、光の強度を低下させないようになっている。
【００６５】
上記のように、透光性材料で形成された表側基材２１の表面２１ａに遮光層３１が形成され、裏面２１ｂに配線層２８が形成されているため、複数の配線層２８と複数の開口部３２ａ〜３２ｋとの相対位置を高精度に決めることができる。よって、配線層２８を開口部３２ａ〜３２ｋの領域に接近させて形成しても、配線層２８の一部が開口部の領域内にはみ出るような位置ずれが発生しにくい。
【００６６】
図５に示すように、開口部３２ｉ，３２ｊでは、可動電極２７ｂから延びる配線層２８ｃの一部が三角形の開口部の中心を横切っている。ただし、図３に示すように、開口部３２ｉ，３２ｊが対向する照光指示部３０ｉ，３０ｊでは、記号を表示する表示部が、三角形の開口部３２ｉ，３２ｊの２つの角部に接近した位置に別れて形成されており、前記配線層２８ｃが上下に配列された記号の表示部「：」と「；」との間、および表示部「゛」と「´」との間を通過するように形成されている。したがって、配線層２８ｃ，２８ｃが開口部３２ｉ，３２ｊの領域内を通過していても、この配線層２８ｃ，２８ｃが、照光指示部３０ｉ，３０ｊを照光する光を遮ることがなく、照光輝度に悪影響を及ぼしにくい。
【００６７】
図２と図４に示すように、支持板５の裏側には導光層３が設けられ、導光層３の裏面３ａの複数箇所に乱反射部３５ａ〜３５ｋが形成されている。乱反射部３５ａ〜３５ｋは、導光層３の裏面３ａが部分的に細かな凹凸となるようにレーザ加工されたものである。図４に示すように乱反射部３５ａ〜３５ｋは、円形の領域に形成されており、それぞれが、遮光層３１の開口部３２ａ〜３２ｋの真下に対向している。ただし、乱反射部３５ａ〜３５ｋは長円形状や楕円形状の領域に形成されていてもよい。
【００６８】
図４に示すように、前方から見たときに、円形の乱反射部３５ａ〜３５ｋが、開口部３２ａ〜３２ｋの内部に収まり、乱反射部３５ａ〜３５ｋが、開口部３２ａ〜３２ｋの輪郭から外側へはみ出さないように配置されている。円形の乱反射部３５ａ〜３５ｋは、キートップ１５ａ〜１５ｋに形成された照光指示部３０ａ〜３０ｋのそれぞれの文字や記号の表示部に、１対１で対向するように配置されている。
【００６９】
図３に示す照光指示部３０ｉ，３０ｊでは、記号の表示部「：」と「；」、および「゛」と「´」が三角形の開口部３２ｉ，３２ｊの領域内で上下に離れて配置されているために、円形の乱反射部３５ｉ，３５ｊも、それぞれが記号の表示部に個別に対向できるように三角形の開口部３２ｉ，３２ｊの領域内で上下に間隔を空けて配置されている。前述のように、可動電極２７ｂから延びる配線層２８ｃ，２８ｃが開口部３２ｉ，３２ｊの領域内を通過しているが、配線層２８ｃ，２８ｃは、乱反射部３５ｉと３５ｉとの間および乱反射部３５ｊと３５ｊとの間を通過している。したがって、照光指示部３０ｉ，３０ｊを照光する光が、配線層２８ａ，２８ａによって妨げられない。
【００７０】
図４に示すように、照光部材である導光層３の縁部には、ＬＥＤなどの光源３６が複数設けられている。入力装置１の照明が必要なときは、光源３６から導光層３の内部へ照明光が与えられる。導光層３の内部を伝搬する照明光は、乱反射部３５ａ〜３５ｋのそれぞれによって乱反射し、反射光の一部が、支持板５の穴部７などを透過し、メンブレン積層体２０に与えられる。
【００７１】
メンブレン積層体２０では、最表面に位置する表側基材２１の表面２１ａに遮光層３１が形成されて、この遮光層３１で配線層２８が覆われている。そのため、照明光の照射によってキートップ１５ａ〜１５ｋどうしの隙間から配線層２８の影などが見えないようになっている。
【００７２】
メンブレン積層体２０の内部を透過する光は、遮光層３１の開口部３２ａ〜３２ｋの内部を通過し、その前方に位置するキートップ１５ａから１５ｋの照光指示部３０ａ〜３０ｋに与えられて、文字や記号の表示部が照光される。
【００７３】
図３と図４に示すように、乱反射部３５ａ〜３５ｋが、開口部３２ａ〜３２ｋの領域内に配置され、さらに乱反射部３５ａ〜３５ｋが照光指示部３０ａ〜３０ｋの文字や記号の表示部に個別に対向している。そのため、照光指示部３０ａ〜３０ｋの文字や記号の表示部に照明光を集中させることができ、表示部を輝度むらがないように均一な明るさで照らすことができる。
【００７４】
図３に示すように、開口部３２ａ〜３２ｋの面積は、キートップ１５ａ〜１５ｋの面積よりも小さく、照光指示部３０ａ〜３０ｋの文字や記号の表示部に対応した大きさおよび形状となっているため、文字や記号の表示部に照明光を集中させることができ、表示部以外に与えられる光量を低減できるため、キートップの縁部からの漏れ光が発生しにくい。
【００７５】
入力装置１を使用するときは、キートップ１５ａ〜１５ｋのいずれかが押されると、メンブレン積層体２０の動作部２５において、弾性部材１８の押圧凸部１８ａによって表側基材２１の一部が押され、可動電極２７ａ，２７ｂが固定電極２６に接触し、可動電極２７ａ，２７ｂどうしが導通してＯＮ入力となる。
【００７６】
なお、可動電極と固定電極が、互いに抵抗値が相違する抵抗体で形成されており、キートップの押圧力を変化させると、可動電極と固定電極との接触面積が変化し、抵抗値が変化するものであってもよい。
【００７７】
図６は本発明の第２の実施の形態の入力装置１０１を示しており、図１と同じ箇所の縦断面図である。
【００７８】
図６に示す入力装置１０１は、シャーシ２の上に反射シート４と導光層３およびメンブレン積層体２０が順に重ねられ、メンブレン積層体２０の表側基材２１の上に支持板５が重ねられている。反射シート４と導光層３およびメンブレン積層体２０には、それぞれ複数箇所に支持穴が貫通して形成され、この支持穴を介して、シャーシ２と支持板５とが固定されている。なお、図４と図５には、メンブレン積層体２０に形成された支持穴２０ｃが示されている。
【００７９】
支持板５の裏側に配置されたメンブレン積層体２０の最上層である表側基材２１の表面２１ａに遮光層３１が形成され、この遮光層３１に開口部３２ａ〜３２ｋが形成されている。
【００８０】
図６に示す入力装置１０１は、支持板５がメンブレン積層体２０の上に配置されているため、メンブレン積層体２０に、図２に示したような第１の支持片６ａと第２の支持片６ｂを挿通させるための挿通穴２０ａ，２０ｂを形成する必要がない。遮光層３１に開口部３２ａ〜３２ｋや支持穴２０ｃ以外の余分な欠損部を設ける必要がないため、表側基材２１の表面２１ａにおいて遮光層３１を設ける領域の面積を広くできる。その結果、遮光層３１により照明光を遮る効果を高めることができ、メンブレン積層体２０の前方への漏れ光を抑制しやすくなる。
【００８１】
図２に示すように、支持板５には、第１の支持片６ａと第２の支持片６ｂを形成するための穴部７が形成され、この穴部７は照光指示部３０ａ〜３０ｋよりも大きな面積を有している。また、支持板５には機構上必要となる他の穴部や切り欠き部が開口している。
【００８２】
図６に示す入力装置１０１は、支持板５の裏側に表側基材２１が位置し、支持板５の裏側が遮光層３１で覆われている。そのため、支持板５に大きな面積の穴部７が形成されていても、穴部７の内部では開口部３２ａ〜３２ｋ以外の領域が遮光層３１で塞がれることになり、不要な照明光が穴部７を通過することがない。また、支持板５に形成されたその他の穴部や切欠きも裏側から遮光層３１で塞がれることになり、余分な照明光が照光指示部３０ａ〜３０ｋ以外の部分に漏れ出るのを防止しやすくなる。
【００８３】
なお、本発明の入力装置は、前記実施の形態のようなキーボード装置に係らず、携帯用機器やその他の電子機器の操作装置、遠隔操作装置、自動車に搭載された操作装置であってもよい。これら操作装置では、押圧操作部にキートップが設けられるではなく、通常の押釦や、金属が反転して表側基材２１を押圧するドーム型の押圧部などが設けられる。
【符号の説明】
【００８４】
１，１０１ 入力装置
２ シャーシ
３ 導光層
４ 反射シート
５ 支持板
６ａ 第１の支持片
６ｂ 第２の支持片
７ 穴部
１０ａ〜１０ｋ 押圧操作部
１５ａ〜１５ｋ キートップ
１６ 第１の可動支持部
１７ 第２の可動支持部
１８ 弾性部材
２０ メンブレン積層体
２１ 表側基材
２２ 裏側基材
２３ スペーサ
２５ 動作部
２６ 固定電極
２７ａ，２７ｂ 可動電極
２８ 配線層
３０ａ〜３０ｋ 照光指示部
３１ 遮光層
３２ａ〜３２ｋ 開口部
３５ａ〜３５ｋ 乱反射部
３６ 光源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性で可撓性の表側基材を押圧することで電極が接触状態となる入力装置に係り、特に背部から照明光が与えられる入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ用のキーボード装置、携帯用機器やその他の電子機器の操作装置、遠隔操作装置、自動車に搭載された操作装置などには、背部から照明光で照光される押圧操作式の入力装置が設けられている。
【０００３】
特許文献１に記載されたキーボード装置は、第１のシートと第２のシートとが絶縁スペーサを挟んで積層されたメンブレンシートが設けられ、第１のシートと第２のシートの対向部にそれぞれ接点が設けられている。メンブレンシートの前方にキートップが位置し、キートップで第１のシートが押されると、接点どうしが導通する。このキーボード装置は、メンブレンシートが透光性であり、背部に設けられた導光板からメンブレンシートに照明光が与えられる。キートップには文字を表わす透光性の表示部が形成されており、照明光によって表示部が照らされる。
【０００４】
特許文献１に記載されたキーボード装置は、メンブレンシートの表側に保護シートが積層され、保護シートに遮光層が形成されている。この遮光層はキートップの外周縁部に沿う四角の枠状に形成されて、隣り合うキートップの間の隙間の下側に位置している。
【０００５】
特許文献２に記載されたキー入力装置は、光透過性のフレキシブルなフィルムで構成されたプリント配線基板が二つ折りとなって互いに対向し、その対向面に導電体とスイッチパターンが対向して形成されている。プリント配線基板の前方に透明なフィルムで形成されたキー入力部材が設けられており、このキー入力部材の表面に、キー操作部を除いて遮光膜が形成されている。フレキシブル配線部材の裏側にＥＬパネルが配置され、ＥＬパネルから発せられた光が、プリント配線基板を透過して、キー入力部材のキー操作部を照光する。
【０００６】
特許文献３には、照光式パネルスイッチが開示されている。この照光式パネルスイッチは、透光性を有するプリント基板の前方にスペーサを挟んで可動接点シートが設けられ、プリント基板と可動接点シートの対向面にそれぞれ接点が設けられている。可動接点シートの前方に操作パネルが設けられ、操作パネルに形成されたエンボス加工部が押されると、可動接点シートが変形して接点どうしが接触する。
【０００７】
この照光式パネルスイッチは、透光性を有するプリント基板の裏側に発光ダイオードが実装されている。プリント基板の表側には、接点が配置された円形領域を除いてシルク印刷が施されて遮光層が形成されている。発光ダイオードから発せられた光は、円形領域を通過して前方へ与えられ、可動接点シートを透過して、操作パネルのエンボス加工部に形成された表示部が照らされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１２９３７４号公報
【特許文献２】特開２０００−２４３１７７号公報
【特許文献３】特開平７−２８２６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載されたキーボード装置は、第１のシートと第２のシートが積層されたメンブレンシートとは別に、遮光層を有する保護シートが設けられているため、積層するシート数が多くなり、薄型化を阻害している。
【００１０】
また、保護シートに形成された遮光層は、キートップの外周縁部に沿う四角い枠状であるため、照明光がキートップの内面の全面に与えられる。そのため光の利用効率が悪く、キートップの外周縁部から光が漏れ出やすくなって、キートップに形成された表示部に光を集中して与えることが難しい。
【００１１】
特許文献２に記載されたキー入力装置は、操作部の最表部に位置するキー入力部材の表面に遮光膜が形成され、ＥＬパネルからの光がキー入力部材の背面の全面に与えられるため、キー入力部材に形成されたキー操作部以外の部分から前方へ光が漏れ出やすい欠点がある。
【００１２】
特許文献３に記載された照光式パネルスイッチは、透光性のプリント基板の表面にシルク印刷による遮光層が形成されているが、それよりも前方に透光性のスペーサと可動接点シートが設けられているため、遮光層が存在しない円形領域を透過した光が、スペーサや可動接点シートで乱反射しやすい。そのため、前方に位置する操作パネルのエンボス加工部のみならず、その周囲にも光が及ぶことになり、エンボス加工部の表示のみを効果的に照光することが難しい。
【００１３】
また、透光性のプリント基板の表面に、接点に導通する配線層とシルク印刷による遮光層の双方が形成されている。配線層と遮光層が同じ面に形成されているため、遮光層によって配線層のパターン形状を完全に覆い隠すことが難しい。
【００１４】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、背部から与えられる照明光を、照光が必要な箇所に向けて部分的に集中して与えやすくなり、照明が必要な箇所を効果的に照光でき、且つ不要な漏れ光を抑制しやすい入力装置を提供することを目的としている。
【００１５】
また本発明は、複数の動作部と複数の押圧操作部が設けられているものにおいて、多数形成されている配線層を効果的に覆い隠すことができる入力装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、透光性で可撓性の表側基材と、前記表側基材よりも裏側に配置された透光性の裏側基材と、前記表側基材と前記裏側基材との間隔を保つスペーサと、前記表側基材の裏面と前記裏側基材の表面のそれぞれに設けられて空隙部を介して互いに対向する電極と、前記表側基材の裏面と前記裏側基材の表面の少なくとも一方に形成されて前記電極に導通する配線層と、前記裏側基材および前記表側基材へ裏側から照明光を与える照光部材とが設けられ、
前記表側基材の表面に、前記照明光を遮る遮光層が形成されており、前記遮光層で前記配線層が覆われているとともに、前記遮光層に、前記照明光を前方へ通過させる開口部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の入力装置は、電極を有して変形する表側基材の表面に遮光層が形成されているため、遮光層を設けるための別のシートが不要になり、シートの枚数を減らして薄型化することが可能である。また、配線層は遮光層よりも裏側に位置する面に形成されているため、遮光層によって配線層を効果的に覆い隠すことができる。
【００１８】
なお、本明細書での電極とは、表側基材に外力が作用していないときに互いに離れてＯＦＦになり、表側基材が押されて電極どうしが接触したときにＯＮとなる接点スイッチを構成するものである。または、電極どうしの接触面積の変化に応じて抵抗値が変化する可変出力を得るものであってもよい。
【００１９】
本発明は、前記遮光層を、前記表側基材の表面に形成された印刷層とすることが可能である。
【００２０】
本発明は、前記電極が対向する動作部の前方に、前記表側基材を押圧して前記電極どうしを接触させる押圧操作部が設けられ、前記押圧操作部に照光指示部が形成されており、前記遮光層の開口部が、前記照光指示部に対向する位置に形成されているものとして構成できる。
【００２１】
本発明は、前記動作部が複数設けられ、前記押圧操作部はそれぞれの前記動作部に対向して複数設けられており、複数の前記押圧操作部は、それぞれ異なる箇所に前記照光指示部が形成されているものとすることが可能である。
【００２２】
本発明は、異なる前記押圧操作部に対向している前記開口部の形状が互いに相違していてもよい。また、前記押圧操作部に対する前記開口部の対向箇所が、押圧操作部ごとに互いに相違していてもよい。
【００２３】
すなわち、照明光を押圧操作部の全体領域に与えるのではなく、開口部で照明光を通過させて押圧操作部の一部である照光指示部に集中的に与えることにより、照光指示部を効果的に照光することが可能になる。また、光の透過領域を開口部で制限しているため、照光指示部以外の例えば押圧操作部の縁部などから前方へ光が漏れ出ることが生じにくい。
【００２４】
本発明の入力装置は、１つの照光指示部に複数の表示部が形成されており、前記配線層が、隣り合う前記表示部の間を通過していることが好ましい。
【００２５】
本発明は、前記押圧操作部が、前記照光指示部を有するキートップとこのキートップを昇降自在に支持する支持機構とを有し、前記表側基材の表側に重ねられた支持板に前記支持機構が支持されており、前記開口部が前記支持板に形成された穴部または切り欠き部を介して前記照光指示部に対向しているものとして構成できる。
【００２６】
上記発明では、表側基材と裏側基材およびスペーサを有するメンブレン積層体が支持板の裏側に位置しているため、メンブレン積層体に、支持機構を設けるための挿通穴や切欠きを形成することが不要になり、表側基材の表面において遮光層で覆われる領域を広くでき、照明光が照光指示部以外の領域に漏れにくくなる。また、支持板には、支持機構を配置したり他の部材を取り付けるための穴部や切欠きが形成されるが、この穴部や切欠きを、表側基材の表面に設けられた遮光層で裏側から塞ぐことができ、照明光が支持板の前方へ漏れ出にくくなる。
【００２７】
また、本発明は、前記配線層は、前記開口部を迂回する経路で形成されていることが好ましい。
【００２８】
上記構成では、配線層が開口部を通過する照明光を遮ることがなく、照明指示部を明るく照らすことが可能になる。
【００２９】
本発明は、前記配線層は、前記表側基材の裏面に形成されているものが好ましい。
１つの表側基材の裏面に配線層を形成し、表面に遮光層を設けることで、互いの位置ずれによって、配線層が開口部に露出することが生じにくく、配線層を遮光層の裏側に隠しやすくなる。
【００３０】
本発明は、前記照光部材は、内部に光を導く導光層であり、それぞれの前記開口部に対向する部分に乱反射部が設けられているものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、背部から与えられる光を照明が必要な箇所に集中的に与えることができ、光を有効に利用して照光指示部を効果的に照らすことができ、不要な部分からの漏れ光を防止しやすくなる。
【００３２】
また、所定パターンで形成された配線層を、遮光層によって効果的に覆って隠すことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態の入力装置の一部を示す断面図、
【図２】本発明の第１の実施の形態の入力装置の一部を示す分解斜視図、
【図３】複数の押圧操作部の配列を示す平面図、
【図４】表側基材の表面に形成された遮光層と開口部を示す平面図、
【図５】表側基材の裏面に形成された可動電極および配線層を示す平面図、
【図６】本発明の第２の実施の形態の入力装置の一部を示す断面図、
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１ないし５に、本発明の第１の実施の形態の入力装置１が示されている。入力装置１は、ブック型またはラップトップ型あるいはディスクトップ型のパーソナルコンピュータなどに装備されるキーボード装置である。
【００３５】
入力装置１に、規則的に配列する複数の押圧操作部が設けられている。図３では、複数の押圧操作部の一部が符号１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊ，１０ｋで示されている。
【００３６】
図１は、図３に示すＩ−Ｉ線の断面図であり、押圧操作部１０ｂと押圧操作部１０ｅが設けられた部分の断面図である。図２は、押圧操作部１０ｂが設けられている部分での各層の積層構造を示す分解斜視図である。
【００３７】
押圧操作部１０ａ〜１０ｋは、それぞれ、キートップ１５ａ〜１５ｋと、キートップ１５ａ〜１５ｋを昇降自在に支持する支持機構とで構成されている。キートップ１５ａ〜１５ｋには、大きさと形状の相違するものが含まれているが、基本的な構造は同じである。
【００３８】
図１に示すように、入力装置１は、シャーシ２を有している。シャーシ２は、パーソナルコンピュータの本体ケースの一部である底板、または前記底板の上に設置される金属板で構成されている。
【００３９】
図２にも示すように、シャーシ２の上に照光部材である導光層３が設けられている。導光層３はポリカーボネートなどの透光性の樹脂フィルムである。導光層３とシャーシ２との間に、反射シート４が設けられている。反射シート４は、導光層３との対面する境界面に金属蒸着膜や白色の塗装膜が形成されている。
【００４０】
本明細書において、透光性とは、全光線透過率が９０％以上のいわゆる透明であることが好ましいが、全光線透過率がそれよりも低くても内部で光を伝搬する機能を有するものであればいわゆる半透明であってもよい。例えば、全光線透過率は４０％以上であればよい。
【００４１】
図１と図２に示すように、導光層３の上に支持板５が設けられている。支持板５は金属板で形成されている。
【００４２】
図２に示すように、押圧操作部１０ａ〜１０ｋが設けられる部分では、前記支持板５に穴部７が形成されている。穴部７の縁部から、一対の第１の支持片６ａと一対の第２の支持片６ｂが上向きに折り曲げられている。あるいは、前記穴部７の代わりに、支持板５の縁部から凹状に切り込まれた切り欠き部が形成され、この切り欠き部の縁部に、第１の支持片６ａや第２の支持片６ｂが形成されていてもよい。
【００４３】
図１と図２に示すように、支持板５の上にメンブレン積層体２０が設置されている。メンブレン積層体２０は、表側基材２１と裏側基材２２、および表側基材２１と裏側基材２２の間に設けられたスペーサ２３を有している。表側基材２１は、透光性で且つ可撓性であり、ＰＥＴなどの樹脂フィルムで形成されている。裏側基材２２は透光性である。裏側基材２２は可撓性である必要はないが、この実施の形態では、表側基材２１と同じＰＥＴフィルムで形成されて、メンブレン積層体２０が薄く構成されている。
【００４４】
スペーサ２３は、表側基材２１と裏側基材２２と同じＰＥＴフィルムで形成されている。ただし、スペーサ２３は、表側基材２１の裏面２１ｂまたは裏側基材２２の表面２２ａに印刷された有機絶縁層などであってもよい。
【００４５】
表側基材２１と裏側基材２２およびスペーサ２３が積層され互いに接着されてメンブレン積層体２０が構成されている。メンブレン積層体２０には上下に貫通する対を成す挿通穴２０ａおよび対を成す挿通穴２０ｂが形成されている。図２に示すように、メンブレン積層体２０が支持板５の上に設置されると、支持板５に形成された第１の支持片６ａ，６ａが、挿通穴２０ａ，２０ａ内を通過して表側基材２１の表面２１ａよりも上方へ突出し、第２の支持片６ｂ，６ｂが挿通穴２０ｂ，２０ｂ内を通過して表側基材２１の表面２１ａよりも上方へ突出する。
【００４６】
挿通穴２０ａ，２０ｂは、押圧操作部１０ａ〜１０ｋが設けられているそれぞれの箇所に貫通して形成されている。ただし、図４と図５に示す表側基材２１の平面図では、挿通穴２０ａ，２０ｂの図示を省略している。
【００４７】
図１に示すように、押圧操作部１０ａ〜１０ｋでは、メンブレン積層体２０の上に、キートップ１５ａ〜１５ｋを上下動自在に支える第１の可動支持部材１６と第２の可動支持部材１７が設けられている。
【００４８】
第１の可動支持部材１６は、その一端１６ａが支持板５に折り曲げられた第１の支持片６ａに回動自在に支持され、他端１６ｂがキートップ１５ａ〜１５ｋの下部に回動自在で且つ図１の図示左右方向へスライド自在に支持されている。第２の可動支持部材１７は、一端１７ａがキートップ１５ａ〜１５ｋの下部に回動自在に支持され、他端１７ｂが支持板５に折り曲げられた第２の支持片６ｂに回動自在で且つ図示左右方向へスライド自在に支持されている。第１の可動支持部材１６と第２の可動支持部材１７は、その中央部どうしが回動自在に連結されており、第１の可動支持部材１６と第２の可動支持部材１７とでＸ型の支持リンクが構成されている。このＸ型の支持リンクが、キートップ１５ａ〜１５ｋを昇降自在に支持する支持機構である。
【００４９】
図１に示すように、それぞれの押圧操作部１０ａ〜１０ｋでは、メンブレン積層体２０の表側基材２１の表面２１ａとキートップ１５ａ〜１５ｋとの間に弾性部材１８が設けられている。弾性部材１８は合成ゴムで形成されており、弾性部材１８によってそれぞれのキートップ１５ａ〜１５ｋがメンブレン積層体２０から離れるように上向きに付勢されている。弾性部材１８の下側の内部は空洞であり、この空洞内に下向きの押圧凸部１８ａが一体に形成されている。
【００５０】
図１と図２に示すように、それぞれの押圧操作部１０ａ〜１０ｋでは、メンブレン積層体２０に、前記押圧凸部１８ａと対向する動作部２５が設けられている。動作部２５では、スペーサ２３に円形空間２３ａが形成されている。
【００５１】
図２に示すように、円形空間２３ａの内部では、裏側基材２２の表面２２ａに固定電極２６が設けられている。また、円形空間２３ａの内部では、表側基材２１の裏面２１ｂに可動電極２７ａ，２７ｂが形成されている。表側基材２１の裏面２１ｂには、それぞれの可動電極２７ａ，２７ｂに個別に導通する複数の配線層２８が形成されている。
【００５２】
固定電極２６と可動電極２７ａ，２７ｂは、カーボンを含む導電層、または、銀や銅などの低抵抗の金属材を含む導電層である。配線層２８は、銀や銅などの低抵抗の金属材を含む導電層である。固定電極２６は、裏側基材２２の表面２２ａに、印刷工程によって形成されている。同様に、可動電極２７ａ，２７ｂと配線層２８は、表側基材２１の裏面２１ｂに印刷工程で形成されている。図５には、表側基材２１の裏面２１ｂに形成された複数の可動電極２７ａ，２７ｂ、およびそれぞれの可動電極２７ａ，２７ｂに導通する複数の配線層２８の配線パターンが平面図で示されている。
【００５３】
押圧操作部１０ａ〜１０ｋに設けられたキートップ１５ａ〜１５ｋは、透光性の合成樹脂材料によって形成されている。図１にはキートップ１５ｂ，１５ｅの断面形状が示されている。他のキートップは、大きさや形状が相違しているが断面形状は図１に示すものに近似している。
【００５４】
キートップ１５ａ〜１５ｋの前面１５ｓには、白色の下地層の上に黒色または濃緑色などの表面層が形成されている。下地層と表面層は塗装やメッキなどで形成されている。キートップ１５ａ〜１５ｋの前面１５ｓに照光指示部３０ａ〜３０ｋが設けられており、照光指示部３０ａ〜３０ｋでは、表面層の一部がレーザ加工などで除去され下地層が現れて、文字や記号を表示する表示部が形成されている。
【００５５】
図３に示すように、それぞれのキートップ１５ａ〜１５ｋごとに、照光指示部３０ａ〜３０ｋの形成位置およびその表示内容が相違している。例えば、キートップ１５ｂには、ほぼ中心部に照光指示部３０ｂが設けられ、「↓」「▽」と光を意味する記号の表示部が設けられている。キートップ１５ｄでは、照光指示部３０ｄが左側の上部に部分的に設けられ、「Ｃｔｒｌ」の文字を表わした表示部が設けられている。キートップ１５ｉには、左側に偏った位置に照光指示部３０ｉが設けられ、「：」「；」「−」の記号を示す表示部が設けられている。
【００５６】
図２と図４に示すように、メンブレン積層体２０の表側基材２１の表面２１ａに、遮光層３１が形成されている。遮光層３１は、光を遮蔽できる色彩の印刷層であり、例えば黒色や濃緑色などである。図４に示すように、表側基材２１の表面２１ａには、遮光層３１が部分的に存在しない複数の開口部３２ａ〜３２ｋが形成されている。
【００５７】
図３に示すように、それぞれの開口部３２ａ〜３２ｋは、キートップ１５ａ〜１５ｋに設けられた照光指示部３０ａ〜３０ｋのそれぞれに下側から対向している。図２と図３に示すように、開口部３２ｂは、キートップ１５ｂに設けられた照光指示部３０ａの３つの表示部を囲む三角形状である。開口部３２ｄは、キートップ１５ｄに設けられた照光指示部３０ｄの文字「Ｃｔｒｌ」の表示部に対向する長円形状である。押圧操作部１０ｋに設けられたキートップ１５ｋは左右に細長い形状であり、照光指示部３０ｋが、左側で上方の縁部に位置している。開口部３２ｋは、キートップ１５ｋの左側で上方の縁部に部分的に対向するように形成されており、「Ｅｎｔｅｒ」と「←」の文字および記号の表示部を囲む四角形状である。
【００５８】
図３と図４に示すように、遮光層３１の開口部３２ａ〜３２ｋは、それぞれがキートップ１５ａ〜１５ｋに形成された照光指示部３０ａ〜３０ｋに対向している。そして、開口部３２ａ〜３２ｋとキートップ１５ａ〜１５ｋとの相対位置は、キートップ１５ａ〜１５ｋにおける照光指示部３０ａ〜３０ｋの形成位置に応じてそれぞれ相違している。開口部３２ａ〜３２ｋの形状と大きさは、これが対向する照光指示部３０ａ〜３０ｋにおける文字や記号の表示部の大きさとその表示部の配列に応じて互いに相違している。
【００５９】
また、開口部３２ａ〜３２ｋの形状は、この開口部が対向しているキートップ１５ａ〜１５ｋの平面形状とは相違している。開口部３２ａ，３２ｂ，３２ｅ，３２ｆ，３２ｇ，３２ｈ，３２ｉ，３２ｊは、いずれも三角形であり、四角形のキートップの形状と相違している。開口部３２ｃ，３２ｄはいずれも長円形であり、四角形のキートップと相違している。また、開口部３２ｋはほぼ正方形であり、横に細長い長方形のキートップ１５ｋの形状と相違している。
【００６０】
開口部３２ａ〜３２ｋは、いずれもキートップ１５ａ〜１５ｋ外周縁から外側にはみ出ることがなく、開口部３２ａ〜３２ｋのそれぞれの開口面積は、キートップ１５ａ〜１５ｋの平面での面積よりも十分に小さく、面積比が１／２以下となっている。ただし、本発明は、面積比が１／２以下に限定されるものではなく、キートップのデザインに応じて前記比率が設定可能である。
【００６１】
遮光層３１は、表側基材２１の表面２１ａに印刷工程で形成されるため、印刷時のマスクなどを変えるだけで、入力装置１の多くの部品を変更することなく、開口部３２ａ〜３２ｋの位置と形状を容易に変更することができる。
【００６２】
例えば、キーボード装置の機種によっては、キートップ１５ｆに、記号の照光指示部３０ｆの他に、ひらがなの「る」の文字の照光指示部３０ｆが設けられ、キートップ１５ｇに、記号の照光指示部３０ｇの他に、ひらがなの「め」の文字の照光指示部３０ｇが設けられることがある。この機種を製造するときは、遮光層３１の印刷パターンを若干変更するだけで、「る」の照光指示部３０ｆや「め」の照光指示部３０ｇに対向する開口部を形成することが可能である。
【００６３】
図５には、表側基材２１の裏面２１ｂに形成された可動電極２７ａ，２７ｂおよび配線層２８のパターン形状と、遮光層３１に形成された開口部３２ａ〜３２ｋとの位置関係が示されている。
【００６４】
図５に示すように、可動電極２７ａから延びる配線層２８ａの一部と、可動電極２７ｂから延びる配線層２８ｂの一部が開口部３２ａ〜３２ｋの領域を通過することがあるが、これらの配線層２８ａ，２８ｂの一部以外の全ての配線層２８は、開口部３２ａ〜３２ｋの領域を通過しないように、開口部３２ａ〜３２ｋを迂回して形成されている。すなわち、可動電極２７ａ，２７ｂから延びる配線層２８ａ，２８ｂの一部以外の全ての配線層２８がその前方に位置する遮光層３１で覆われて、入力装置１の前方から配線層２８が見えないようになっている。また、配線層２８が、照光指示部３０ａから３０ｋを照光する光を遮ったり、光の強度を低下させないようになっている。
【００６５】
上記のように、透光性材料で形成された表側基材２１の表面２１ａに遮光層３１が形成され、裏面２１ｂに配線層２８が形成されているため、複数の配線層２８と複数の開口部３２ａ〜３２ｋとの相対位置を高精度に決めることができる。よって、配線層２８を開口部３２ａ〜３２ｋの領域に接近させて形成しても、配線層２８の一部が開口部の領域内にはみ出るような位置ずれが発生しにくい。
【００６６】
図５に示すように、開口部３２ｉ，３２ｊでは、可動電極２７ｂから延びる配線層２８ｃの一部が三角形の開口部の中心を横切っている。ただし、図３に示すように、開口部３２ｉ，３２ｊが対向する照光指示部３０ｉ，３０ｊでは、記号を表示する表示部が、三角形の開口部３２ｉ，３２ｊの２つの角部に接近した位置に別れて形成されており、前記配線層２８ｃが上下に配列された記号の表示部「：」と「；」との間、および表示部「゛」と「´」との間を通過するように形成されている。したがって、配線層２８ｃ，２８ｃが開口部３２ｉ，３２ｊの領域内を通過していても、この配線層２８ｃ，２８ｃが、照光指示部３０ｉ，３０ｊを照光する光を遮ることがなく、照光輝度に悪影響を及ぼしにくい。
【００６７】
図２と図４に示すように、支持板５の裏側には導光層３が設けられ、導光層３の裏面３ａの複数箇所に乱反射部３５ａ〜３５ｋが形成されている。乱反射部３５ａ〜３５ｋは、導光層３の裏面３ａが部分的に細かな凹凸となるようにレーザ加工されたものである。図４に示すように乱反射部３５ａ〜３５ｋは、円形の領域に形成されており、それぞれが、遮光層３１の開口部３２ａ〜３２ｋの真下に対向している。ただし、乱反射部３５ａ〜３５ｋは長円形状や楕円形状の領域に形成されていてもよい。
【００６８】
図４に示すように、前方から見たときに、円形の乱反射部３５ａ〜３５ｋが、開口部３２ａ〜３２ｋの内部に収まり、乱反射部３５ａ〜３５ｋが、開口部３２ａ〜３２ｋの輪郭から外側へはみ出さないように配置されている。円形の乱反射部３５ａ〜３５ｋは、キートップ１５ａ〜１５ｋに形成された照光指示部３０ａ〜３０ｋのそれぞれの文字や記号の表示部に、１対１で対向するように配置されている。
【００６９】
図３に示す照光指示部３０ｉ，３０ｊでは、記号の表示部「：」と「；」、および「゛」と「´」が三角形の開口部３２ｉ，３２ｊの領域内で上下に離れて配置されているために、円形の乱反射部３５ｉ，３５ｊも、それぞれが記号の表示部に個別に対向できるように三角形の開口部３２ｉ，３２ｊの領域内で上下に間隔を空けて配置されている。前述のように、可動電極２７ｂから延びる配線層２８ｃ，２８ｃが開口部３２ｉ，３２ｊの領域内を通過しているが、配線層２８ｃ，２８ｃは、乱反射部３５ｉと３５ｉとの間および乱反射部３５ｊと３５ｊとの間を通過している。したがって、照光指示部３０ｉ，３０ｊを照光する光が、配線層２８ａ，２８ａによって妨げられない。
【００７０】
図４に示すように、照光部材である導光層３の縁部には、ＬＥＤなどの光源３６が複数設けられている。入力装置１の照明が必要なときは、光源３６から導光層３の内部へ照明光が与えられる。導光層３の内部を伝搬する照明光は、乱反射部３５ａ〜３５ｋのそれぞれによって乱反射し、反射光の一部が、支持板５の穴部７などを透過し、メンブレン積層体２０に与えられる。
【００７１】
メンブレン積層体２０では、最表面に位置する表側基材２１の表面２１ａに遮光層３１が形成されて、この遮光層３１で配線層２８が覆われている。そのため、照明光の照射によってキートップ１５ａ〜１５ｋどうしの隙間から配線層２８の影などが見えないようになっている。
【００７２】
メンブレン積層体２０の内部を透過する光は、遮光層３１の開口部３２ａ〜３２ｋの内部を通過し、その前方に位置するキートップ１５ａから１５ｋの照光指示部３０ａ〜３０ｋに与えられて、文字や記号の表示部が照光される。
【００７３】
図３と図４に示すように、乱反射部３５ａ〜３５ｋが、開口部３２ａ〜３２ｋの領域内に配置され、さらに乱反射部３５ａ〜３５ｋが照光指示部３０ａ〜３０ｋの文字や記号の表示部に個別に対向している。そのため、照光指示部３０ａ〜３０ｋの文字や記号の表示部に照明光を集中させることができ、表示部を輝度むらがないように均一な明るさで照らすことができる。
【００７４】
図３に示すように、開口部３２ａ〜３２ｋの面積は、キートップ１５ａ〜１５ｋの面積よりも小さく、照光指示部３０ａ〜３０ｋの文字や記号の表示部に対応した大きさおよび形状となっているため、文字や記号の表示部に照明光を集中させることができ、表示部以外に与えられる光量を低減できるため、キートップの縁部からの漏れ光が発生しにくい。
【００７５】
入力装置１を使用するときは、キートップ１５ａ〜１５ｋのいずれかが押されると、メンブレン積層体２０の動作部２５において、弾性部材１８の押圧凸部１８ａによって表側基材２１の一部が押され、可動電極２７ａ，２７ｂが固定電極２６に接触し、可動電極２７ａ，２７ｂどうしが導通してＯＮ入力となる。
【００７６】
なお、可動電極と固定電極が、互いに抵抗値が相違する抵抗体で形成されており、キートップの押圧力を変化させると、可動電極と固定電極との接触面積が変化し、抵抗値が変化するものであってもよい。
【００７７】
図６は本発明の第２の実施の形態の入力装置１０１を示しており、図１と同じ箇所の縦断面図である。
【００７８】
図６に示す入力装置１０１は、シャーシ２の上に反射シート４と導光層３およびメンブレン積層体２０が順に重ねられ、メンブレン積層体２０の表側基材２１の上に支持板５が重ねられている。反射シート４と導光層３およびメンブレン積層体２０には、それぞれ複数箇所に支持穴が貫通して形成され、この支持穴を介して、シャーシ２と支持板５とが固定されている。なお、図４と図５には、メンブレン積層体２０に形成された支持穴２０ｃが示されている。
【００７９】
支持板５の裏側に配置されたメンブレン積層体２０の最上層である表側基材２１の表面２１ａに遮光層３１が形成され、この遮光層３１に開口部３２ａ〜３２ｋが形成されている。
【００８０】
図６に示す入力装置１０１は、支持板５がメンブレン積層体２０の上に配置されているため、メンブレン積層体２０に、図２に示したような第１の支持片６ａと第２の支持片６ｂを挿通させるための挿通穴２０ａ，２０ｂを形成する必要がない。遮光層３１に開口部３２ａ〜３２ｋや支持穴２０ｃ以外の余分な欠損部を設ける必要がないため、表側基材２１の表面２１ａにおいて遮光層３１を設ける領域の面積を広くできる。その結果、遮光層３１により照明光を遮る効果を高めることができ、メンブレン積層体２０の前方への漏れ光を抑制しやすくなる。
【００８１】
図２に示すように、支持板５には、第１の支持片６ａと第２の支持片６ｂを形成するための穴部７が形成され、この穴部７は照光指示部３０ａ〜３０ｋよりも大きな面積を有している。また、支持板５には機構上必要となる他の穴部や切り欠き部が開口している。
【００８２】
図６に示す入力装置１０１は、支持板５の裏側に表側基材２１が位置し、支持板５の裏側が遮光層３１で覆われている。そのため、支持板５に大きな面積の穴部７が形成されていても、穴部７の内部では開口部３２ａ〜３２ｋ以外の領域が遮光層３１で塞がれることになり、不要な照明光が穴部７を通過することがない。また、支持板５に形成されたその他の穴部や切欠きも裏側から遮光層３１で塞がれることになり、余分な照明光が照光指示部３０ａ〜３０ｋ以外の部分に漏れ出るのを防止しやすくなる。
【００８３】
なお、本発明の入力装置は、前記実施の形態のようなキーボード装置に係らず、携帯用機器やその他の電子機器の操作装置、遠隔操作装置、自動車に搭載された操作装置であってもよい。これら操作装置では、押圧操作部にキートップが設けられるではなく、通常の押釦や、金属が反転して表側基材２１を押圧するドーム型の押圧部などが設けられる。
【符号の説明】
【００８４】
１，１０１ 入力装置
２ シャーシ
３ 導光層
４ 反射シート
５ 支持板
６ａ 第１の支持片
６ｂ 第２の支持片
７ 穴部
１０ａ〜１０ｋ 押圧操作部
１５ａ〜１５ｋ キートップ
１６ 第１の可動支持部
１７ 第２の可動支持部
１８ 弾性部材
２０ メンブレン積層体
２１ 表側基材
２２ 裏側基材
２３ スペーサ
２５ 動作部
２６ 固定電極
２７ａ，２７ｂ 可動電極
２８ 配線層
３０ａ〜３０ｋ 照光指示部
３１ 遮光層
３２ａ〜３２ｋ 開口部
３５ａ〜３５ｋ 乱反射部
３６ 光源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性で可撓性の表側基材と、前記表側基材よりも裏側に配置された透光性の裏側基材と、前記表側基材と前記裏側基材との間隔を保つスペーサと、前記表側基材の裏面と前記裏側基材の表面のそれぞれに設けられて空隙部を介して互いに対向する電極と、前記表側基材の裏面と前記裏側基材の表面の少なくとも一方に形成されて前記電極に導通する配線層と、前記裏側基材および前記表側基材へ裏側から照明光を与える照光部材とが設けられ、
前記表側基材の表面に、前記照明光を遮る遮光層が形成されており、前記遮光層で前記配線層が覆われているとともに、前記遮光層に、前記照明光を前方へ通過させる開口部が設けられていることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記遮光層は、前記表側基材の表面に形成された印刷層である請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記電極が対向する動作部の前方に、前記表側基材を押圧して前記電極どうしを接触させる押圧操作部が設けられ、前記押圧操作部に照光指示部が形成されており、前記遮光層の開口部が、前記照光指示部に対向する位置に形成されている請求項１または２記載の入力装置。
【請求項４】
前記動作部が複数設けられ、前記押圧操作部はそれぞれの前記動作部に対向して複数設けられており、複数の前記押圧操作部は、それぞれ異なる箇所に前記照光指示部が形成されている請求項３記載の入力装置。
【請求項５】
異なる前記押圧操作部に対向している前記開口部の形状が互いに相違している請求項４記載の入力装置。
【請求項６】
前記押圧操作部に対する前記開口部の対向箇所が、押圧操作部ごとに互いに相違している請求項４または５記載の入力装置。
【請求項７】
１つの照光指示部に複数の表示部が形成されており、前記配線層が、隣り合う前記表示部の間を通過している請求項３ないし６のいずれかに記載の入力装置。
【請求項８】
前記押圧操作部は、前記照光指示部を有するキートップとこのキートップを昇降自在に支持する支持機構とを有し、前記表側基材の表側に重ねられた支持板に前記支持機構が支持されており、前記開口部が前記支持板に形成された穴部または切り欠き部を介して前記照光指示部に対向している請求項３ないし７のいずれかに記載の入力装置。
【請求項９】
前記配線層は、前記開口部を迂回する経路で形成されている請求項１ないし８のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１０】
前記配線層は、前記表側基材の裏面に形成されている請求項１ないし９のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１１】
前記照光部材は、内部に光を導く導光層であり、それぞれの前記開口部に対向する部分に乱反射部が設けられている請求項１ないし１０のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１】
透光性で可撓性の表側基材と、前記表側基材よりも裏側に配置された透光性の裏側基材と、前記表側基材と前記裏側基材との間隔を保つスペーサと、前記表側基材の裏面と前記裏側基材の表面のそれぞれに設けられて空隙部を介して互いに対向する電極と、前記表側基材の裏面と前記裏側基材の表面の少なくとも一方に形成されて前記電極に導通する配線層と、前記裏側基材および前記表側基材へ裏側から照明光を与える照光部材とが設けられ、
前記表側基材の表面に、前記照明光を遮る遮光層が形成されており、前記遮光層で前記配線層が覆われているとともに、前記遮光層に、前記照明光を前方へ通過させる開口部が設けられていることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記遮光層は、前記表側基材の表面に形成された印刷層である請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記電極が対向する動作部の前方に、前記表側基材を押圧して前記電極どうしを接触させる押圧操作部が設けられ、前記押圧操作部に照光指示部が形成されており、前記遮光層の開口部が、前記照光指示部に対向する位置に形成されている請求項１または２記載の入力装置。
【請求項４】
前記動作部が複数設けられ、前記押圧操作部はそれぞれの前記動作部に対向して複数設けられており、複数の前記押圧操作部は、それぞれ異なる箇所に前記照光指示部が形成されている請求項３記載の入力装置。
【請求項５】
異なる前記押圧操作部に対向している前記開口部の形状が互いに相違している請求項４記載の入力装置。
【請求項６】
前記押圧操作部に対する前記開口部の対向箇所が、押圧操作部ごとに互いに相違している請求項４または５記載の入力装置。
【請求項７】
１つの照光指示部に複数の表示部が形成されており、前記配線層が、隣り合う前記表示部の間を通過している請求項３ないし６のいずれかに記載の入力装置。
【請求項８】
前記押圧操作部は、前記照光指示部を有するキートップとこのキートップを昇降自在に支持する支持機構とを有し、前記表側基材の表側に重ねられた支持板に前記支持機構が支持されており、前記開口部が前記支持板に形成された穴部または切り欠き部を介して前記照光指示部に対向している請求項３ないし７のいずれかに記載の入力装置。
【請求項９】
前記配線層は、前記開口部を迂回する経路で形成されている請求項１ないし８のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１０】
前記配線層は、前記表側基材の裏面に形成されている請求項１ないし９のいずれかに記載の入力装置。
【請求項１１】
前記照光部材は、内部に光を導く導光層であり、それぞれの前記開口部に対向する部分に乱反射部が設けられている請求項１ないし１０のいずれかに記載の入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１９０７３５（Ｐ２０１２−１９０７３５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５０６１（Ｐ２０１１−５５０６１）
【出願日】平成２３年３月１４日（２０１１．３．１４）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１４日（２０１１．３．１４）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]