照光式押しボタンスイッチおよび操作パネル
【課題】操作ボタンの側方を照光する光量を増大する。
【解決手段】押しボタンスイッチ１は、利用者が操作ボタン８を押圧することにより、スイッチ本体２０が動作すると共に、ＬＥＤ２１からの光が透過板７０を透過して操作ボタン８を照光する。透過板７０の下面７０ｂには、ＬＥＤ２１からの光を屈折させる構造体７００であって、屈折された光が透過板７０内にて反射して、透過板７０の上部周壁部７１へ導かれるようになっている構造体７００が設けられている。
【解決手段】押しボタンスイッチ１は、利用者が操作ボタン８を押圧することにより、スイッチ本体２０が動作すると共に、ＬＥＤ２１からの光が透過板７０を透過して操作ボタン８を照光する。透過板７０の下面７０ｂには、ＬＥＤ２１からの光を屈折させる構造体７００であって、屈折された光が透過板７０内にて反射して、透過板７０の上部周壁部７１へ導かれるようになっている構造体７００が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照光式押しボタンスイッチと、該照光式押しボタンスイッチを備えた操作パネルとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記照光式押しボタンスイッチは、例えば、エレベータの乗り場壁面に取り付けられるエレベータ用の上方向および下方向の指示スイッチ、エレベータ内に取り付けられる扉の開放、扉の閉鎖、および階番号の指示スイッチなどに利用されている。一般に、照光式押しボタンスイッチは、押しボタンの操作面を押圧操作して操作プランジャを押し込み変位させることによって、スイッチ本体を作動させる構造が採用されている。さらに、照光式押しボタンスイッチは、スイッチ本体が作動されたことを表示するためにＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源を用いた照光手段が内蔵されている。
【０００３】
近時の照光式押しボタンスイッチは、デザイン的に優れた照光を行うことが求められている。例えば、特許文献１・２に記載の押しボタンスイッチでは、押しボタンの操作面だけでなく、押しボタンの周囲部も照光している。
【０００４】
具体的には、特許文献１に記載の押しボタンスイッチでは、操作プランジャの中心にテーパ孔が形成されており、ＬＥＤからの光がテーパ孔の形成面にて反射して、上記周囲部に導かれるようになっている。また、特許文献２に記載の照光式押しボタンスイッチでは、操作部の内側をすり鉢状に形成している。これにより、発光素子が発した光が、上記操作部の内側の傾斜部分で屈曲して、上記周囲部を照光することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０１１６７２号公報（２００５年０１月１３日公開）
【特許文献２】特開平１０−０６４３５８号公報（１９９８年０３月０６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記周囲部における照光のデザインを多様化するため、上記周囲部を照光する光量を増大することが求められている。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作ボタンの側方を照光する光量を増大した押しボタンスイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る照光式押しボタンスイッチは、利用者が操作ボタンを押圧することにより、スイッチ本体が動作すると共に、光源からの光が透過板を透過して操作ボタンを照光する照光式押しボタンスイッチであって、上記課題を解決するために、上記透過板における上記光源側には、上記光源からの光を屈折させる構造体であって、屈折された光が上記透過板内にて反射して、該透過板の周辺部へ導かれるようになっている構造体が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
上記の構成によると、光源からの光は、構造体によって屈折され、屈折された光は、透過板内にて反射して、透過板の周辺部へ導かれる。反射ではなく、屈折を利用しているので、上記構造体は、上記光源からの光が直接投射される領域に設けることができる。従って、透過板の側方へ伝播する光量を増大させることができ、操作ボタンの側方を照光する光量を増大することができる。
【００１０】
なお、上記構造体は、透過板と一体に形成されてもよいし、別体としてそれぞれ形成されてもよい。
【００１１】
本発明に係る照光式押しボタンスイッチでは、上記構造体は、傾斜を有する凸部および凹部の少なくとも一方である凸凹部が離散的に配置されたものであることが好ましい。この場合、上記凸凹部が設けられた領域に入射した光は、上記透過板の周辺部に導かれる一方、その他の領域に入射した光は、上記透過板を通過して操作ボタンに到達するので、操作ボタンの照光も十分に確保することができる。
【００１２】
なお、上記凸凹部の例としては、円錐、角錐、球の一部が挙げられ、三角形・円などを軸の周りに回転して形成される回転体などが挙げられる。
【００１３】
本発明に係る照光式押しボタンスイッチでは、上記凸凹部は、上記光源から上記透過板に照射される光の中心から遠ざかるにつれて、隣接する凸凹部の間における傾斜角の大きさの平均値であるピッチ間平均傾斜角が小さくなっていることが好ましい。
【００１４】
具体的には、上記凸凹部は、上記光源から上記透過板に照射される光の中心から遠ざかるにつれて、寸法が小さくなるか、上記凸凹部の間隔が長くなるか、或いは、上記凸凹部の傾斜角が小さくなることが好ましい。
【００１５】
一般に、光源からの光の光量は、中心部が多く、周辺部が少ない。一方、上記の構成によると、上記構造体により側方へ導かれる光の割合は、中心部の方が周辺部よりも大きくなる。従って、上記透過板を通過した光を均一化することができ、上記操作ボタンの照光を均一化することができる。
【００１６】
本発明に係る照光式押しボタンスイッチでは、上記光源は複数個であることが好ましい。この場合、透過板に入射する光量が増大するので、操作ボタンの操作面および側方をより明るく照光することができる。
【００１７】
なお、上記構造体が設けられる領域の中心は、上記複数の光源からの光が上記透過板にそれぞれ照射される複数の照射領域の中心、若しくは、該複数の照射領域の中心における中点または重心となっていることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る照光式押しボタンスイッチでは、上記透過板における上記操作ボタン側には、上記透過板から出射される光を反射または屈折する構造体がさらに設けられていることが好ましい。この場合、上記透過板を通過した光を均一化することができ、操作ボタンの照光を均一化することができる。
【００１９】
上記操作ボタン側の構造体は、上記透過板から出射される光の光量が多い領域に設ければよい。一方、上記光源側の構造体は、上記光源からの光が上記透過板に入射される領域に設けることが望ましい。
【００２０】
従って、上記操作ボタン側の構造体が設けられている領域は、上記光源側の構造体が設けられている領域よりも狭い領域でよい。
【００２１】
また、上記光源側の構造体が設けられる領域の中心は、上記複数の光源からの光が上記透過板にそれぞれ照射される複数の照射領域の中心における重心となっており、上記操作ボタン側の構造体が設けられる領域の中心は、上記複数の照射領域の中心となっていることが好ましい。また、上記操作ボタン側の構造体は、光を反射または屈折すればよいので、上記凸凹部の傾斜角は、上記光源側の構造体よりも上記操作ボタン側の構造体の方が小さくてよい。
【００２２】
本発明に係る照光式押しボタンスイッチは、上記透過板は、上記操作ボタンの押圧方向を規制するプランジャの一部であってもよい。この場合、上記透過板を新たに設ける必要が無く、製造コストを抑えることができる。
【００２３】
なお、上記構成の照光式押しボタンスイッチを備えた操作パネルでも、上述の効果を奏することができる。これにより、照光に関するデザインの優れた操作パネルを実現することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明に係る照光式押しボタンスイッチは、反射ではなく屈折を利用することにより、光源からの光が直接投射される領域に構造体を設けることができるので、透過板の側方へ伝播する光量を増大させることができ、操作ボタンの側面を照光する光量を増大することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態である照光式押しボタンスイッチの断面図である。
【図２】上記照光式押しボタンスイッチの概要を示す斜視図である。
【図３】上記照光式押しボタンスイッチの分解組立図である。
【図４】上記照光式押しボタンスイッチにおけるプランジャの底面図である。
【図５】上記プランジャの透過板の下面に形成された構造体における凸部の形状を示す斜視図である。
【図６】上記構造体による光の伝播の変化を示す断面図である。
【図７】（ａ）は上記透過板に入射された光が、上記凸部の傾斜によってどの方向へ屈折するかを示すグラフであり、（ｂ）は上記グラフにおける入射角αおよび屈折角βを説明するための概略図である。
【図８】上記凸部の寸法の変化による効果を説明する概略図である。
【図９】上記押しボタンスイッチの操作ボタンにおける光量の分布を示すグラフである。
【図１０】上記凸部の形状および配置の例を示す断面図である。
【図１１】ピッチ間平均傾斜角を具体的に説明するための断面図である。
【図１２】上記構造体の一変形例を示す断面図である。
【図１３】上記構造体の別の変形例を示す概略図である。
【図１４】上記構造体における凸部の底面に含まれ、該底面の中心を通る直線で断面した図である。
【図１５】上記構造体の他の変形例を示す斜視図である。
【図１６】本発明の別の実施形態における押しボタンスイッチの断面図である。
【図１７】上記押しボタンスイッチにおけるプランジャの平面図である。
【図１８】上記プランジャの透過板の上面に形成された構造体における凸部の形状を示す斜視図である。
【図１９】上記構造体による光の伝播の変化を示す概略図である。
【図２０】本発明の別の実施形態における押しボタンスイッチにおいて、２個のＬＥＤを利用する場合における構造体の形成範囲の例を示す概略図である。
【図２１】上記押しボタンスイッチにおけるプランジャの透過板の下面に照射する光量の分布を、２個のＬＥＤのそれぞれの光量と、これらを合成した光量とについて示すグラフである。
【図２２】上記押しボタンスイッチにおいて、３個のＬＥＤを利用する場合における上記構造体の形成範囲の例を示す概略図である。
【図２３】上記押しボタンスイッチにおいて、４個のＬＥＤを利用する場合における上記構造体の形成範囲の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図１５を参照して説明する。図２は、本実施形態の照光式押しボタンスイッチの概要を示す斜視図である。また、図３は、上記照光式押しボタンスイッチの分解組立図であり、図１は、図２のＡ−Ａ線の矢視断面図である。
【００２７】
本実施形態の照光式押しボタンスイッチ１は、例えば、エレベータの乗り場の壁面に取り付けられるエレベータ用の操作パネルに設けられる上方向あるいは下方向などの指示スイッチとして用いられるものである。なお、以下では、照光式押しボタンスイッチ１を「押しボタンスイッチ１」と略称する。
【００２８】
図１〜図３に示すように、押しボタンスイッチ１には、プリント基板２がベース部材３の下面に取り付けられ、ベース部材３の上面に、バネ４、リンク機構５、可動カバー６、プランジャ７、および操作ボタン８が順に収容された構造である。
【００２９】
プリント基板２は、長板状であり、プリント基板２の上面には、先端部にスイッチ本体２０が、中央部に照光用光源であるチップ状のＬＥＤ２１が、そして、基端部にコネクタ２２がそれぞれ実装されている。また、スイッチ本体２０は、上面に押しボタン２００を備えており、スイッチ本体２０には、上面を覆うようにクッションゴム２３が設けられている。
【００３０】
ベース部材３は、プリント基板２のスイッチ本体２０およびＬＥＤ２１が配置される領域がそれぞれ開口した開口部３０・３１を有している。これにより、スイッチ本体２０は、開口部３０を通過して可動カバー６と、クッションゴム２３を介して当接する。また、ＬＥＤ２１からの光が開口部３１を通過して上方へ照射される。また、ベース部材３は、各種部材と係合する多数の係合片３２が上方に突き出ている。
【００３１】
リンク機構５は、２つのレバー体からなる枠状構造体であり、先端部５０および基端部５１が上下方向に連動して移動するようになっている。また、２個のバネ４は、リンク機構５の基端部５０とベース部材３との間に配置されている。
【００３２】
可動カバー６は、リンク機構５を覆う板状部材であり、先端部６０および基端部６１が、それぞれ、リンク機構５の先端部５０および基端部５１と係合している。これにより、可動カバー６は、リンク機構５の先端部５０および基端部５１と共に、上下方向に移動することができる。また、可動カバー６は、中央に円状の開口部６２を有しており、開口部６２には、プランジャ７および操作ボタン８と係止するための４つの係止片６３が内側に突出している。
【００３３】
プランジャ７は、円形の透過板７０の上面周縁から上方に上部周壁部７１が形成され、下面周縁の稍内側から下方に下部周壁部７２が形成されている。下部周壁部７２は、可動カバー６の係止片６３と嵌合する構造となっており、さらに一部が下方に延びて、ベース部材３の係合片３２と係合している。これにより、プランジャ７は、上下方向に移動が規制される。
【００３４】
操作ボタン８は、円形の透過板８０の周縁から下方に周壁部８１が形成されており、この周壁部８１の内側に、プランジャ７の上部周壁部７１が嵌合する。これにより、操作ボタン８は上下方向（押圧方向）に移動が規制される。また、周壁部８１の先端には、可動カバー６に係止するための４つの係止片８２が外側に突出している。なお、透過板８０の上面が、利用者によって操作される操作面となる。
【００３５】
なお、プランジャ７および操作ボタン８は、ポリカーボネート、アクリルなどの透過材料で形成されている。また、プランジャ７は、光の透過率が高いものが望ましい。一方、操作ボタン８は、照光による空間デザインの観点から、光の透過率が適宜選択される。
【００３６】
上記構成の押しボタンスイッチ１において、利用者が指などで操作ボタン８を押圧すると、プランジャ７およびリンク機構５により、操作ボタン８および可動カバー６が下方に移動する。そして、可動カバー６が、クッションゴム２３を介してスイッチ本体２０の押しボタン２００を押圧することにより、スイッチ本体２０は、スイッチオンなどのスイッチ動作を実行する。
【００３７】
また、外部からコネクタ２２を介してプリント基板２の実装部品に電力が供給されている場合、ＬＥＤ２１は、スイッチ本体２０のスイッチ動作、または、外部からの指示に基づき発光する。このとき、ＬＥＤ２１からの光は、ベース部材３の開口部３１、可動カバー６の開口部６２、およびプランジャ７を通過して、操作ボタン８を照光する。
【００３８】
そして、利用者が操作ボタン８から指などを離すと、バネ４の復元力により、リンク機構５が上方に移動し、これにより、可動カバー６、プランジャ７、および操作ボタン８が上方に移動して、元に位置に戻る。
【００３９】
本実施形態では、図１に示すように、プランジャ７の透過板７０の下面７０ｂ、すなわちＬＥＤ２１の側の面に、ＬＥＤ２１からの光を屈折させる構造体７００が形成されている。この構造体７００は、屈折させた光が透過板７０内にて反射して、周辺部である上部周壁部７１へ導かれるようになっている。本実施形態では、反射ではなく、屈折を利用しているので、構造体７００は、ＬＥＤ２１からの光が直接投射される領域に設けることができる。従って、上部周壁部７１へ伝播する光量を増大させることができ、操作ボタン８の周壁部８１を照光する光量を増大することができる。
【００４０】
なお、ベース部材３の開口部３１は、ＬＥＤ２１からの光を効率的に上方に照射するために、上方に進むにつれて広くなるようなテーパ状に形成されることが望ましい。また、上記テーパ状の形成面は、ミラー状に形成されることが望ましい。同様に、プリント基板２におけるＬＥＤ２１の設置付近には、板状のミラー部材が設けられることが望ましい。
【００４１】
以下、構造体７００の詳細について説明する。図４は、プランジャ７の底面図である。図示の例では、構造体７００は、透過板７０の下面７０ｂに多数の凸部（凸凹部）７０１が千鳥状に配置されている。なお、凸部７０１が形成される領域は、広ければ広いほどよく、従って、ＬＥＤ２１からの光が照射される領域であることが望ましい。また、上記領域は、図示の例では半径１０ｍｍの円領域であるが、光源の大きさや光源と光学部品の位置関係、光源の指向性などによって適宜決定される。
【００４２】
図５は、凸部７０１の形状を示すものであり、同図の（ａ）は斜視図であり、同図の（ｂ）は断面図である。図示のように、凸部７０１は、円錐の先端が丸められている。これは、加工の容易性および強度を考慮したものであるが、これに限定されるものではなく、先端が尖っていてもよい。
【００４３】
また、図示の例では、凸部７０１は、傾斜角θは６５度である。傾斜角は、底面（透過板７０の下面７０ｂ）と、円錐の母線とのなす角度である。また、凸部７０１のうち最大のものは、底面の直径が０．５ｍｍであり、高さが０．２６３ｍｍであり、丸められた先端の曲率半径は０．２ｍｍである。
【００４４】
図６は、図１の要部拡大図であり、図４および図５に示す構造体７００により、ＬＥＤ２１からの光がどのように伝播するかを示している。同図において、実線は、透過板７０の下面７０ｂを通過する光を示しており、一点鎖線は、凸部７０１を通過する光を示している。
【００４５】
図６に示すように、透過板７０の下面７０ｂに入射した光は、上方へ屈折されるので、透過板７０の上面７０ｕにて屈折されて通過し、操作ボタン８の透過板８０に到達する。一方、透過板７０の凸部７０１に入射した光は、側方へ屈折される。そして、側方へ屈折された光は、透過板７０の上面７０ｕにおける入射角が全反射の臨界角以上であると、透過板７０内で全反射して、上部周壁部７１に到達する。
【００４６】
従って、透過板７０の下面７０ｂに凸部７０１を形成することにより、操作ボタン８の周壁部８１を照光する光が増加することが理解できる。また、凸部７０１が離散的に配置されているので、透過板７０の下面７０ｂを通過した光により、操作ボタン８の透過板８０も照光されることが理解できる。
【００４７】
また、図６では、凸部７０１が尖っているが、同図を参照すると、凸部７０１の頂点付近を通過した光は、凸部７０１の錐面に再び入射し、全反射されて、操作ボタン８の透過板８０に到達する。このことから、凸部７０１が尖っていても丸められていても、操作ボタン８の周壁部８１を照光する光量にさほど影響を与えないと考えることができる。
【００４８】
次に、傾斜角θの望ましい範囲について説明する。図７の（ａ）は、透過板７０に入射された光が、凸部７０１の傾斜によってどの方向へ屈折するかをシミュレーションした結果を示すグラフである。なお、透過板７０の材料はポリカーボネートとしている。また、図７の（ｂ）は、上記グラフにおける入射角αおよび屈折角βを説明するための概略図である。図示のように、入射角αは、透過板７０の下面７０ｂの法線と、光の入射方向とのなす角とし、屈折角βは、透過板７０の下面７０ｂの法線と、光の屈折方向とのなす角としている。なお、透過板７０の下面７０ｂは、傾斜角θが０度としている。
【００４９】
図７の（ａ）に示すグラフを参照すると、傾斜角θが大きくなるにつれて、屈折角βが大きくなることが理解できる。また、入射角αが大きくなるにつれて、屈折角βも大きくなることも理解できる。側方へ光を導くためには、屈折角βが全反射の臨界角以上となればよい。ポリカーボネートの場合、上記臨界角は３９度である。また、入射角αが大きくなるにつれて、光量が少なくなる。したがって、或る程度の光を側方へ到達させるため、光の強度が或る程度強い入射角αが４０度以上の光を使うことを考える。この光が側方へ到達するには、屈折角βが３９度以上となればよい。したがって図７の（ａ）に示すグラフから、傾斜角θが４０度以上であればよいことが理解できる。
【００５０】
一方、凸部７０１の先端が尖り過ぎる、すなわち頂角が狭過ぎると強度が弱くなってしまうので、頂角は大きいほうがよい。換言すれば、傾斜角θは小さいほうがよい。これまでの実績より、ポリカーボネートでは頂角が５０度（傾斜角θが６５度）までは問題がないことが確認できている。また、アクリルなどより硬い材料にすれば、頂角が３０度（傾斜角θが７５度）程度でも問題がない。従って、傾斜角θは、４０度以上７５度以下が望ましく、特に６５度付近が望ましいことが理解できる。さらに、図５に示すように、凸部７０１の先端を丸めると強度の脆弱性を抑えることができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、図４に示すように、透過板７０の中心から離れるにつれて、凸部７０１の寸法が小さくなっている。図８は、このような凸部７０１の寸法の変化による効果を説明する概略図である。同図では、矢印が太いほど光量（光の強さ）が多いことを示している。
【００５２】
図８に示すように、ＬＥＤ（光源）２１からの光は、透過板７０の中心へ向けて照射されるので、透過板７０の中央部に照射される光量が多く、透過板７０の周辺部に照射される光量が少なくなる。
【００５３】
一方、図４から理解できるように、透過板７０における単位領域当りの凸部７０１の割合は、中央部が多く、周辺部が少なくなっている。従って、透過板７０の中央部では、凸部７０１に照射される光の割合が多いので、側方へ照射される光の割合が多くなる。また、透過板７０の周辺部では、凸部７０１に照射される光の割合が低いので、側方へ照射される光の割合が低くなる。これにより、透過板７０を通過して操作ボタン８の透過板８０を照射する光は、中央部に照射される光量が抑えられ、周辺部に照射される光量が維持あるいは増加されるので、均一性を向上させることができる。
【００５４】
図９は、押しボタンスイッチ１の操作ボタン８における光量の分布をシミュレーションした結果を示すグラフである。なお、同図のグラフでは、実線が本実施例であり、破線が比較例である。比較例は、本実施例の押しボタンスイッチ１から構造体７００を省略したものである。
【００５５】
図９の（ａ）のグラフは、操作ボタン８の透過板８０に照射される光量の分布を示しており、縦軸は、明るさを示し、横軸は、透過板８０の中心を通る直線における該中心からの距離を示している。また、同図の（ｂ）のグラフは、操作ボタン８の周壁部８１に照射される光量を示しており、縦軸は、明るさを示し、横軸は、周壁部８１の円周における或る位置からの距離を示している。
【００５６】
図９を参照すると、本実施例の押しボタンスイッチ１は、比較例の押しボタンスイッチに比べて、透過板８０の中央部における光量が抑えられ、周辺部における光量が維持されるので、均一性が向上していることが理解できる。さらに、周壁部８１における光量が１．８倍に増加し、しかも均一性が維持されていることが理解できる。
【００５７】
なお、図４の例では、透過板７０の中心から離れるにつれて、凸部７０１の寸法を小さくしているが、他にも様々な形状および配置が考えられる。図１０は、図１の要部拡大図であり、本実施形態における凸部７０１の形状および配置の例を示している。なお、図１０では、凸部７０１を強調して表示している。また、図１０における縦のハッチングは、ＬＥＤ２１からの光のうち、透過板７０の凸部７０１に照射されずに下面７０ｂに照射される光を示している。
【００５８】
図１０の（ａ）に示す凸部７０１は、図４に示す凸部７０１と同様に、ＬＥＤ２１から離れるにつれて、凸部７０１どうしの間隔を同じにしているが、寸法を小さくしている。同図の（ａ）を参照すると、ＬＥＤ２１から離れるにつれて、透過板７０の下面７０ｂに照射される領域が、透過板７０の凸部７０１に照射される領域よりも大きくなるので、図８および図９に示す効果を奏することが理解できる。
【００５９】
図１０の（ｂ）に示す凸部７０１は、ＬＥＤ２１から離れるにつれて、寸法を同じにしているが、凸部７０１どうしの間隔を広くしている。同図の（ｂ）を参照すると、ＬＥＤ２１から離れるにつれて、透過板７０の下面７０ｂに照射される領域が、透過板７０の凸部７０１に照射される領域よりも大きくなるので、図８および図９に示す効果を奏することが理解できる。
【００６０】
図１０の（ｃ）に示す凸部７０１は、ＬＥＤ２１から離れるにつれて、凸部７０１どうしの間隔を同じにしているが、傾斜角θを小さくしている。同図の（ｃ）を参照すると、ＬＥＤ２１から離れても、透過板７０の下面７０ｂに照射される領域と、透過板７０の凸部７０１に照射される領域とが変化していないことが理解できる。
【００６１】
一方、図７の（ａ）のグラフを参照すると、傾斜角θが小さくなると、屈折角βも小さくなる。すなわち、側方へ照射される光の割合が低くなる。従って、図１０の（ｃ）に示す凸部７０１の場合、ＬＥＤ２１から離れるにつれて、側方へ照射される光の割合が低くなるので、図８および図９に示す効果と同様の効果を奏することになる。
【００６２】
図１０の（ａ）〜（ｃ）における凸部７０１の形状および配置を一般化すると、下記のようになる。すなわち、凸部７０１における傾斜角をθとし、下面７０ｂにおける傾斜角を０度として、凸部７０１のピッチ間、すなわち或る凸部７０１の中心から隣接する凸部７０１の中心までの傾斜角の大きさ（絶対値）の平均値をピッチ間平均傾斜角と定義する。
【００６３】
図１１は、上記ピッチ間平均傾斜角を具体的に説明するための断面図である。図示のように、隣接する凸部７０１ｉ・７０１ｉ＋１について、傾斜角をそれぞれθｉ・θｉ＋１とし、底面の半径をそれぞれｒｉ・ｒｉ＋１とし、間隔をｄｉとする。このとき、ピッチｐｉ＝ｒｉ＋ｄｉ＋ｒｉ＋１となり、ピッチ間平均傾斜角 avg_pitch（θ）ｉは次式となる。
avg_pitch（θ）ｉ＝（｜θｉ｜×ｒｉ＋０×ｄｉ＋｜θｉ＋１｜×ｒｉ＋１）／ｐｉ ・・・（１）。
【００６４】
上記式（１）から、ピッチ間平均傾斜角 avg_pitch（θ）ｉを小さくするには、隣接する凸部７０１ｉ・７０１ｉ＋１について下記のようにすればよいことが理解できる。すなわち、図１０の（ｂ）に示すようにピッチ間隔ｐｉを広げるか、図１０の（ａ）に示すように底面の半径ｒｉ・ｒｉ＋１、すなわち寸法を小さくするか、或いは、図１０の（ｃ）に示すように、傾斜角θｉ・θｉ＋１を小さくすればよい。
【００６５】
従って、ＬＥＤ２１からの距離が離れるにつれて、すなわち、透過板７０の中心から離れるにつれて、ピッチ間平均傾斜角が小さくなるように、凸部７０１の形成し配置すれば、図８および図９と同様の効果を奏することが理解できる。
【００６６】
なお、本実施形態では、凸部７０１を千鳥状に配置しているが、これに限定されるものではなく、離散的な配置であれば、放射状、渦巻状、同心円状、ランダムなど、任意の配置を行うことができる。また、本実施形態では、円錐の凸部７０１を利用しているが、角錐など、傾斜面を有する任意の形状の凸部７０１を利用することができる。
【００６７】
次に、本実施形態の構造体７００の変形例について、図１２〜図１５に基づいて説明する。図１２は、図１の要部断面図であり、本実施形態の構造体７００の一変形例を示している。図１２に示す例では、構造体７００として、凸部７０１を多数配置する代わりに、凹部（凸凹部）７０２を多数配置している。
【００６８】
図１２に示すように、凹部７０２であっても、凸部７０１と同様に光を側方へ照射させることができるので、図８および図９に示す効果と同様の効果を奏することができる。なお、切削加工で透過板７０を形成する場合、凸部７０１よりも凹部７０２の方が形成が容易である。一方、成形加工で透過板７０を形成する場合、凸部７０１よりも凹部７０２の方が金型の製造が容易である。なお、凹部７０２および凸部７０１の両方を配置しても良い。
【００６９】
図１３は、本実施形態の構造体７００の別の変形例を示す概略図である。図１３の（ａ）（ｂ）に示す例では、凸部７０３の形状が、円錐に代えて、球の一部（それぞれ、半球およびその一部）となっている。この場合、凸部７０３の加工が容易となる。
【００７０】
なお、図１３に示すような、傾きが変化する形状の凸部７０３は、傾斜角θを下記のように評価することができる。図１４は、凸部７０３の底面に含まれ、該底面の中心を通る直線で断面した図である。図示のように、凸部７０３の断面を上記直線ｌに沿って細分化し、細分化された領域において、交点を結ぶ線ｓｉと、上記直線ｌとのなす角を当該領域の傾斜角θｉとする。そして、次式のように、上記細分化された領域の全てにおける傾斜角の大きさ（絶対値）の平均値avg（θ）を算出する。算出された平均値が、凸部７０３の傾斜角θとして評価される。
avg（θ）＝Σ（｜θｉ｜×Δｘｉ）／ΣΔｘｉ ・・・（２）。
【００７１】
なお、図１３の例では、凸部７０３は半球またはその一部であり、方程式で表すことができる。この場合、上記式（２）を積分に置き換えて算出することができる。その結果、例えば、図１３の（ａ）に示すように凸部７０３が半球である場合、平均値avg（θ）は４５度となる。また、図１３の（ｂ）に示すように凸部７０３が半球の一部である場合、該半球の半径をａとし、凸部７０３の底面の半径をｂとすると、平均値avg（θ）は次式で算出できる。
ｔａｎ（avg（θ））＝｛ａ−（ａ２−ｂ２）１／２｝／ｂ ・・・（３）。
【００７２】
図１５は、本実施形態の構造体７００の他の変形例を示す斜視図である。図１５に示す例では、構造体７００として、透過板７０の中心を通る透過板の法線を軸として三角形を回転させた形状のものを、透過板７０の中心から同心円状に配置したものとなっている。この場合も、上記三角形の底角が傾斜角θとなり、図８および図９に示す効果と同様の効果を奏することができる。このように、構造体７００は、連続する構造物を離散的に配置したものであってもよい。
【００７３】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の別の実施形態について図１６〜図１９を参照して説明する。図１６は、本実施形態に係る押しボタンスイッチ１の概略構成を示す断面図である。図１６に示す押しボタンスイッチ１は、図１に示す押しボタンスイッチ１に比べて、プランジャ７の透過板７０の上面７０ｕ、すなわち操作ボタン８の側の面に、ＬＥＤ２１から透過板７０を通過する光を反射させる構造体７１０が新たに形成されている点が異なり、その他の構成は同様である。なお、上記実施形態にて説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７４】
以下、構造体７１０の詳細について説明する。図１７は、プランジャ７の平面図である。なお、同図の一点鎖線で囲まれた領域は、透過板７０の下面７０ｂにて凸部７０１が形成される領域を示している。
【００７５】
図１７の例では、構造体７１０は、透過板７０の上面７０ｕに多数の凸部（凸凹部）７１１が千鳥状に配置されている。なお、同図に示すように、凸部７１１が形成される領域は、透過板７０を通過する光量の大きい領域、すなわち、図９を参照すると、透過板７０の中央領域に形成されればよい。また、上記領域は、図示の例では半径３ｍｍの円領域であるが、光源の大きさや光源と光学部品の位置関係、光源の指向性、透過板７０の下面７０ｂの構造体７００による光量分布の変化などによって適宜決定される。
【００７６】
また、図１７に示すように、構造体７１０の凸部７１１が形成される領域は、構造体７００の凸部７０１が形成される領域よりも狭いことが望ましく、特に、凸部７１１が形成される円領域の半径は、凸部７０１が形成される円領域の半径の半分以下であることが望ましい。
【００７７】
図１８は、凸部７１１の形状を示す斜視図である。同図に示す凸部７１１は、図５に示す凸部７０１に比べて、傾斜角θが小さくなっている点が異なり、その他の形状は同様である。図１８の例では、凸部７１１は、傾斜角θは４５度である。また、凸部７１１のうち最大のものは、底面の直径が０．５ｍｍであり、高さが０．１３ｍｍであり、丸められた先端の曲率半径は０．２ｍｍである。
【００７８】
図１９は、図１７および図１８に示す構造体７１０により、ＬＥＤ２１からの光がどのように伝播するかを示す概略図である。図１９の（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、傾斜角θが４５度、６０度、および３０度の場合を示している。なお、透過板７０の材料はポリカーボネートとしている。
【００７９】
図１９の（ａ）に示すように、傾斜角θが４５度の場合、透過板７０を伝播する光が上面７０ｕの凸部７１１にて２回全反射して、下面７０ｂへ戻ることになる。従って、操作ボタン８の透過板８０における中央部の光量をさらに抑えることができ、透過板８０を照光する光量の均一性をさらに向上することができる。
【００８０】
また、図１９の（ｂ）に示すように、傾斜角θが６０度の場合、透過板７０を伝播する光が上面７０ｕの凸部７１１にて全反射し屈折して側方へ出射することになる。また、同図の（ｃ）に示すように、傾斜角θが３０度の場合、透過板７０を伝播する光が上面７０ｕの凸部７１１にて、一部は反射して透過板７０を側方に伝播し、他の一部は屈折して斜め上方へ出射することになる。従って、これらの場合でも、操作ボタン８の透過板８０における中央部の光量を抑えることができ、透過板８０を照光する光量の均一性を向上することができる。
【００８１】
従って、透過板７０の上面７０ｕの凸部７１１は、傾斜角θが３０度〜６０度であることが望ましく、特に４５度付近が望ましいことが理解できる。また、透過板７０の下面７０ｂの凸部７０１は、傾斜角θが特に６５度付近が望ましいことから、上面７０ｕの凸部７１１は、下面７０ｂの凸部７０１に比べて傾斜角θが小さい方が望ましいことが理解できる。また、図１０と同様に、ＬＥＤ２１から遠ざかるにつれて、すなわち透過板７０の中心から遠ざかるにつれて、ピッチ間平均傾斜角が小さくなるように、凸部７１１の形成し配置すればよい。
【００８２】
なお、本実施形態では、構造体７１０として、凸部７１１と多数配置しているが、図１２〜図１５に示す構造体７００と同様に変更することもできる。
【００８３】
〔実施の形態３〕
次に、本発明の他の実施形態について図２０〜図２３を参照して説明する。本実施形態の押しボタンスイッチ１は、図１に示す押しボタンスイッチ１に比べて、照光用光源として複数個のＬＥＤ２１が使用されている点が異なり、これに伴い、透過板７０の構造体７００・７１０の形成範囲が異なり、その他の構成は同様である。光源の数を増やすことで、押しボタンスイッチ１の明るさを向上させることができる。なお、上記実施形態にて説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８４】
図２０は、２個のＬＥＤ２１ａ・２１ｂを利用する場合における構造体７００・７１０の形成範囲の例を示す概略図である。同図の（ａ）は、構造体７００・７１０が形成される円領域Ｃgの中心が、２個のＬＥＤ２１からの光が透過板７０にそれぞれ照射される２つの照射領域の中心における中点となっている例を示している。また、同図の（ｂ）は、構造体７００・７１０が形成される円領域Ｃa・Ｃbの中心が、それぞれ、上記２つの照射領域の中心となっている例を示している。なお、同図において、上記２つの照射領域の中心を白抜き四角で示しており、各円領域Ｃg・Ｃa・Ｃbの中心を×印で示している。
【００８５】
また、図２１は、透過板７０の下面７０ｂに照射する光量の分布を、２個のＬＥＤ２１ａ・２１ｂのそれぞれの光量と、これらを合成した光量とについて示すグラフである。同図のグラフにおいて、縦軸は、明るさを示し、横軸は、透過板７０の下面７０ｂの中心を通る直線における該中心からの距離を示している。
【００８６】
図２０および図２１を参照すると、図２０の（ａ）の場合、ＬＥＤ２１ａ・２１ｂの合成した光量が最大値となる位置を中心とした円領域Ｃgに構造体７００・７１０が形成されることになる。また、図２０の（ｂ）の場合、ＬＥＤ２１ａ・２１ｂのそれぞれの光量が最大値となる位置を中心とした円領域Ｃa・Ｃbに構造体７００・７１０が形成されることになる。何れの場合でも、明るい位置を中心に構造体７００・７１０を配置することになるので、ＬＥＤ２１が１個の場合である上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８７】
なお、透過板７０の下面７０ｂに形成される構造体７００は、ＬＥＤ２１ａ・２１ｂから透過板７０に入射される光を側方へ導くことを目的としている。このため、構造体７００が形成される領域は、図２０の（ａ）に示す形状とすることが望ましい。また、透過板７０の上面７０ｕに形成される構造体７１０は、透過板７０から出射される光量を抑えることを目的としている。このため、構造体７１０が形成される領域は、図２０の（ｂ）に示す形状とすることが望ましい。実際、これらの場合の上記シミュレーションの結果は良好であった。なお、構造体７００・７１０が形成される領域を図２０の（ａ）および（ｂ）の何れかの形状に揃えてもよい。
【００８８】
なお、ＬＥＤ２１の数が３個以上の場合、何れか２つの上記照射領域の中心の中点の組合せを利用してもよいが、全ての上記照射領域の中心における重心を利用することが好ましい。
【００８９】
図２２は、３個のＬＥＤ２１を利用する場合における構造体７００・７１０の形成範囲の例を示す概略図である。同図の（ａ）は、構造体７００・７１０が形成される円領域Ｃgの中心が、３個のＬＥＤ２１からの光が透過板７０にそれぞれ照射される３つの照射領域の中心における重心となっている例を示している。また、同図の（ｂ）は、構造体７００・７１０が形成される円領域Ｃa〜Ｃcの中心が、それぞれ、上記３つの照射領域の中心となっている例を示している。なお、同図において、上記３つの照射領域の中心を白抜き四角で示しており、各円領域Ｃg・Ｃa〜Ｃcの中心を×印で示している。
【００９０】
また、図２３は、４個のＬＥＤ２１を利用する場合における構造体７００・７１０の形成範囲の例を示す概略図である。同図の（ａ）は、構造体７００・７１０が形成される円領域Ｃgの中心が、４個のＬＥＤ２１からの光が透過板７０にそれぞれ照射される４つの照射領域の中心における重心となっている例を示している。また、同図の（ｂ）は、構造体７００・７１０が形成される円領域Ｃa〜Ｃdの中心が、それぞれ、上記４つの照射領域の中心となっている例を示している。なお、同図において、上記４つの照射領域の中心を白抜き四角で示しており、各円領域Ｃg・Ｃa〜Ｃdの中心を×印で示している。
【００９１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９２】
例えば、上記実施形態では、プランジャ７の透過板７０に構造体７００・７１０を形成しているが、別の２枚の透過板に構造体７００・７１０をそれぞれ形成し、形成した２枚の透過板を、透過板７０の下面７０ｂおよび上面７０ｕにそれぞれ貼り付ける構成であってもよい。しかしながら、プランジャ７の透過板７０に構造体７００・７１０を形成する方が、部品点数を削減でき、コストダウンを図ることができる。
【００９３】
また、上記実施形態では、プランジャ７および操作ボタン８を別体としているが、一体に形成してもよい。また、上記実施形態では、照光用光源としてＬＥＤ２１を利用しているが、白熱電球、レーザ、蛍光灯など、任意の光源を利用することができる。
【００９４】
また、上記実施形態では、円形の操作ボタン８および透過板７０を利用しているが、角形など、任意の形状のものを利用することができる。この場合、透過板７０に構造体７００・７１０を形成する領域も、当該形状に合わせることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明に係る照光式押しボタンスイッチは、操作ボタンの側面を照光する光量を増大できるので、照光式タッチボタンスイッチなど、任意の照光式ボタンスイッチに適用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１ 照光式押しボタンスイッチ
２ プリント基板
３ ベース部材
４ バネ
５ リンク機構
６ 可動カバー
７ プランジャ
８ 操作ボタン
２０ スイッチ本体
２１ ＬＥＤ（光源）
３１ 開口部
７０ 透過板
７０ｂ 下面
７０ｕ 上面
７１ 上部周壁部
７２ 下部周壁部
８０ 透過板
８１ 周壁部
７００・７１０ 構造体
７０１ 凸部（凸凹部）
７０２ 凹部（凸凹部）
７０３ 凸部
７１０ 構造体
７１１ 凸部（凸凹部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照光式押しボタンスイッチと、該照光式押しボタンスイッチを備えた操作パネルとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記照光式押しボタンスイッチは、例えば、エレベータの乗り場壁面に取り付けられるエレベータ用の上方向および下方向の指示スイッチ、エレベータ内に取り付けられる扉の開放、扉の閉鎖、および階番号の指示スイッチなどに利用されている。一般に、照光式押しボタンスイッチは、押しボタンの操作面を押圧操作して操作プランジャを押し込み変位させることによって、スイッチ本体を作動させる構造が採用されている。さらに、照光式押しボタンスイッチは、スイッチ本体が作動されたことを表示するためにＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源を用いた照光手段が内蔵されている。
【０００３】
近時の照光式押しボタンスイッチは、デザイン的に優れた照光を行うことが求められている。例えば、特許文献１・２に記載の押しボタンスイッチでは、押しボタンの操作面だけでなく、押しボタンの周囲部も照光している。
【０００４】
具体的には、特許文献１に記載の押しボタンスイッチでは、操作プランジャの中心にテーパ孔が形成されており、ＬＥＤからの光がテーパ孔の形成面にて反射して、上記周囲部に導かれるようになっている。また、特許文献２に記載の照光式押しボタンスイッチでは、操作部の内側をすり鉢状に形成している。これにより、発光素子が発した光が、上記操作部の内側の傾斜部分で屈曲して、上記周囲部を照光することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０１１６７２号公報（２００５年０１月１３日公開）
【特許文献２】特開平１０−０６４３５８号公報（１９９８年０３月０６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記周囲部における照光のデザインを多様化するため、上記周囲部を照光する光量を増大することが求められている。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作ボタンの側方を照光する光量を増大した押しボタンスイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る照光式押しボタンスイッチは、利用者が操作ボタンを押圧することにより、スイッチ本体が動作すると共に、光源からの光が透過板を透過して操作ボタンを照光する照光式押しボタンスイッチであって、上記課題を解決するために、上記透過板における上記光源側には、上記光源からの光を屈折させる構造体であって、屈折された光が上記透過板内にて反射して、該透過板の周辺部へ導かれるようになっている構造体が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
上記の構成によると、光源からの光は、構造体によって屈折され、屈折された光は、透過板内にて反射して、透過板の周辺部へ導かれる。反射ではなく、屈折を利用しているので、上記構造体は、上記光源からの光が直接投射される領域に設けることができる。従って、透過板の側方へ伝播する光量を増大させることができ、操作ボタンの側方を照光する光量を増大することができる。
【００１０】
なお、上記構造体は、透過板と一体に形成されてもよいし、別体としてそれぞれ形成されてもよい。
【００１１】
本発明に係る照光式押しボタンスイッチでは、上記構造体は、傾斜を有する凸部および凹部の少なくとも一方である凸凹部が離散的に配置されたものであることが好ましい。この場合、上記凸凹部が設けられた領域に入射した光は、上記透過板の周辺部に導かれる一方、その他の領域に入射した光は、上記透過板を通過して操作ボタンに到達するので、操作ボタンの照光も十分に確保することができる。
【００１２】
なお、上記凸凹部の例としては、円錐、角錐、球の一部が挙げられ、三角形・円などを軸の周りに回転して形成される回転体などが挙げられる。
【００１３】
本発明に係る照光式押しボタンスイッチでは、上記凸凹部は、上記光源から上記透過板に照射される光の中心から遠ざかるにつれて、隣接する凸凹部の間における傾斜角の大きさの平均値であるピッチ間平均傾斜角が小さくなっていることが好ましい。
【００１４】
具体的には、上記凸凹部は、上記光源から上記透過板に照射される光の中心から遠ざかるにつれて、寸法が小さくなるか、上記凸凹部の間隔が長くなるか、或いは、上記凸凹部の傾斜角が小さくなることが好ましい。
【００１５】
一般に、光源からの光の光量は、中心部が多く、周辺部が少ない。一方、上記の構成によると、上記構造体により側方へ導かれる光の割合は、中心部の方が周辺部よりも大きくなる。従って、上記透過板を通過した光を均一化することができ、上記操作ボタンの照光を均一化することができる。
【００１６】
本発明に係る照光式押しボタンスイッチでは、上記光源は複数個であることが好ましい。この場合、透過板に入射する光量が増大するので、操作ボタンの操作面および側方をより明るく照光することができる。
【００１７】
なお、上記構造体が設けられる領域の中心は、上記複数の光源からの光が上記透過板にそれぞれ照射される複数の照射領域の中心、若しくは、該複数の照射領域の中心における中点または重心となっていることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る照光式押しボタンスイッチでは、上記透過板における上記操作ボタン側には、上記透過板から出射される光を反射または屈折する構造体がさらに設けられていることが好ましい。この場合、上記透過板を通過した光を均一化することができ、操作ボタンの照光を均一化することができる。
【００１９】
上記操作ボタン側の構造体は、上記透過板から出射される光の光量が多い領域に設ければよい。一方、上記光源側の構造体は、上記光源からの光が上記透過板に入射される領域に設けることが望ましい。
【００２０】
従って、上記操作ボタン側の構造体が設けられている領域は、上記光源側の構造体が設けられている領域よりも狭い領域でよい。
【００２１】
また、上記光源側の構造体が設けられる領域の中心は、上記複数の光源からの光が上記透過板にそれぞれ照射される複数の照射領域の中心における重心となっており、上記操作ボタン側の構造体が設けられる領域の中心は、上記複数の照射領域の中心となっていることが好ましい。また、上記操作ボタン側の構造体は、光を反射または屈折すればよいので、上記凸凹部の傾斜角は、上記光源側の構造体よりも上記操作ボタン側の構造体の方が小さくてよい。
【００２２】
本発明に係る照光式押しボタンスイッチは、上記透過板は、上記操作ボタンの押圧方向を規制するプランジャの一部であってもよい。この場合、上記透過板を新たに設ける必要が無く、製造コストを抑えることができる。
【００２３】
なお、上記構成の照光式押しボタンスイッチを備えた操作パネルでも、上述の効果を奏することができる。これにより、照光に関するデザインの優れた操作パネルを実現することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明に係る照光式押しボタンスイッチは、反射ではなく屈折を利用することにより、光源からの光が直接投射される領域に構造体を設けることができるので、透過板の側方へ伝播する光量を増大させることができ、操作ボタンの側面を照光する光量を増大することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態である照光式押しボタンスイッチの断面図である。
【図２】上記照光式押しボタンスイッチの概要を示す斜視図である。
【図３】上記照光式押しボタンスイッチの分解組立図である。
【図４】上記照光式押しボタンスイッチにおけるプランジャの底面図である。
【図５】上記プランジャの透過板の下面に形成された構造体における凸部の形状を示す斜視図である。
【図６】上記構造体による光の伝播の変化を示す断面図である。
【図７】（ａ）は上記透過板に入射された光が、上記凸部の傾斜によってどの方向へ屈折するかを示すグラフであり、（ｂ）は上記グラフにおける入射角αおよび屈折角βを説明するための概略図である。
【図８】上記凸部の寸法の変化による効果を説明する概略図である。
【図９】上記押しボタンスイッチの操作ボタンにおける光量の分布を示すグラフである。
【図１０】上記凸部の形状および配置の例を示す断面図である。
【図１１】ピッチ間平均傾斜角を具体的に説明するための断面図である。
【図１２】上記構造体の一変形例を示す断面図である。
【図１３】上記構造体の別の変形例を示す概略図である。
【図１４】上記構造体における凸部の底面に含まれ、該底面の中心を通る直線で断面した図である。
【図１５】上記構造体の他の変形例を示す斜視図である。
【図１６】本発明の別の実施形態における押しボタンスイッチの断面図である。
【図１７】上記押しボタンスイッチにおけるプランジャの平面図である。
【図１８】上記プランジャの透過板の上面に形成された構造体における凸部の形状を示す斜視図である。
【図１９】上記構造体による光の伝播の変化を示す概略図である。
【図２０】本発明の別の実施形態における押しボタンスイッチにおいて、２個のＬＥＤを利用する場合における構造体の形成範囲の例を示す概略図である。
【図２１】上記押しボタンスイッチにおけるプランジャの透過板の下面に照射する光量の分布を、２個のＬＥＤのそれぞれの光量と、これらを合成した光量とについて示すグラフである。
【図２２】上記押しボタンスイッチにおいて、３個のＬＥＤを利用する場合における上記構造体の形成範囲の例を示す概略図である。
【図２３】上記押しボタンスイッチにおいて、４個のＬＥＤを利用する場合における上記構造体の形成範囲の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図１５を参照して説明する。図２は、本実施形態の照光式押しボタンスイッチの概要を示す斜視図である。また、図３は、上記照光式押しボタンスイッチの分解組立図であり、図１は、図２のＡ−Ａ線の矢視断面図である。
【００２７】
本実施形態の照光式押しボタンスイッチ１は、例えば、エレベータの乗り場の壁面に取り付けられるエレベータ用の操作パネルに設けられる上方向あるいは下方向などの指示スイッチとして用いられるものである。なお、以下では、照光式押しボタンスイッチ１を「押しボタンスイッチ１」と略称する。
【００２８】
図１〜図３に示すように、押しボタンスイッチ１には、プリント基板２がベース部材３の下面に取り付けられ、ベース部材３の上面に、バネ４、リンク機構５、可動カバー６、プランジャ７、および操作ボタン８が順に収容された構造である。
【００２９】
プリント基板２は、長板状であり、プリント基板２の上面には、先端部にスイッチ本体２０が、中央部に照光用光源であるチップ状のＬＥＤ２１が、そして、基端部にコネクタ２２がそれぞれ実装されている。また、スイッチ本体２０は、上面に押しボタン２００を備えており、スイッチ本体２０には、上面を覆うようにクッションゴム２３が設けられている。
【００３０】
ベース部材３は、プリント基板２のスイッチ本体２０およびＬＥＤ２１が配置される領域がそれぞれ開口した開口部３０・３１を有している。これにより、スイッチ本体２０は、開口部３０を通過して可動カバー６と、クッションゴム２３を介して当接する。また、ＬＥＤ２１からの光が開口部３１を通過して上方へ照射される。また、ベース部材３は、各種部材と係合する多数の係合片３２が上方に突き出ている。
【００３１】
リンク機構５は、２つのレバー体からなる枠状構造体であり、先端部５０および基端部５１が上下方向に連動して移動するようになっている。また、２個のバネ４は、リンク機構５の基端部５０とベース部材３との間に配置されている。
【００３２】
可動カバー６は、リンク機構５を覆う板状部材であり、先端部６０および基端部６１が、それぞれ、リンク機構５の先端部５０および基端部５１と係合している。これにより、可動カバー６は、リンク機構５の先端部５０および基端部５１と共に、上下方向に移動することができる。また、可動カバー６は、中央に円状の開口部６２を有しており、開口部６２には、プランジャ７および操作ボタン８と係止するための４つの係止片６３が内側に突出している。
【００３３】
プランジャ７は、円形の透過板７０の上面周縁から上方に上部周壁部７１が形成され、下面周縁の稍内側から下方に下部周壁部７２が形成されている。下部周壁部７２は、可動カバー６の係止片６３と嵌合する構造となっており、さらに一部が下方に延びて、ベース部材３の係合片３２と係合している。これにより、プランジャ７は、上下方向に移動が規制される。
【００３４】
操作ボタン８は、円形の透過板８０の周縁から下方に周壁部８１が形成されており、この周壁部８１の内側に、プランジャ７の上部周壁部７１が嵌合する。これにより、操作ボタン８は上下方向（押圧方向）に移動が規制される。また、周壁部８１の先端には、可動カバー６に係止するための４つの係止片８２が外側に突出している。なお、透過板８０の上面が、利用者によって操作される操作面となる。
【００３５】
なお、プランジャ７および操作ボタン８は、ポリカーボネート、アクリルなどの透過材料で形成されている。また、プランジャ７は、光の透過率が高いものが望ましい。一方、操作ボタン８は、照光による空間デザインの観点から、光の透過率が適宜選択される。
【００３６】
上記構成の押しボタンスイッチ１において、利用者が指などで操作ボタン８を押圧すると、プランジャ７およびリンク機構５により、操作ボタン８および可動カバー６が下方に移動する。そして、可動カバー６が、クッションゴム２３を介してスイッチ本体２０の押しボタン２００を押圧することにより、スイッチ本体２０は、スイッチオンなどのスイッチ動作を実行する。
【００３７】
また、外部からコネクタ２２を介してプリント基板２の実装部品に電力が供給されている場合、ＬＥＤ２１は、スイッチ本体２０のスイッチ動作、または、外部からの指示に基づき発光する。このとき、ＬＥＤ２１からの光は、ベース部材３の開口部３１、可動カバー６の開口部６２、およびプランジャ７を通過して、操作ボタン８を照光する。
【００３８】
そして、利用者が操作ボタン８から指などを離すと、バネ４の復元力により、リンク機構５が上方に移動し、これにより、可動カバー６、プランジャ７、および操作ボタン８が上方に移動して、元に位置に戻る。
【００３９】
本実施形態では、図１に示すように、プランジャ７の透過板７０の下面７０ｂ、すなわちＬＥＤ２１の側の面に、ＬＥＤ２１からの光を屈折させる構造体７００が形成されている。この構造体７００は、屈折させた光が透過板７０内にて反射して、周辺部である上部周壁部７１へ導かれるようになっている。本実施形態では、反射ではなく、屈折を利用しているので、構造体７００は、ＬＥＤ２１からの光が直接投射される領域に設けることができる。従って、上部周壁部７１へ伝播する光量を増大させることができ、操作ボタン８の周壁部８１を照光する光量を増大することができる。
【００４０】
なお、ベース部材３の開口部３１は、ＬＥＤ２１からの光を効率的に上方に照射するために、上方に進むにつれて広くなるようなテーパ状に形成されることが望ましい。また、上記テーパ状の形成面は、ミラー状に形成されることが望ましい。同様に、プリント基板２におけるＬＥＤ２１の設置付近には、板状のミラー部材が設けられることが望ましい。
【００４１】
以下、構造体７００の詳細について説明する。図４は、プランジャ７の底面図である。図示の例では、構造体７００は、透過板７０の下面７０ｂに多数の凸部（凸凹部）７０１が千鳥状に配置されている。なお、凸部７０１が形成される領域は、広ければ広いほどよく、従って、ＬＥＤ２１からの光が照射される領域であることが望ましい。また、上記領域は、図示の例では半径１０ｍｍの円領域であるが、光源の大きさや光源と光学部品の位置関係、光源の指向性などによって適宜決定される。
【００４２】
図５は、凸部７０１の形状を示すものであり、同図の（ａ）は斜視図であり、同図の（ｂ）は断面図である。図示のように、凸部７０１は、円錐の先端が丸められている。これは、加工の容易性および強度を考慮したものであるが、これに限定されるものではなく、先端が尖っていてもよい。
【００４３】
また、図示の例では、凸部７０１は、傾斜角θは６５度である。傾斜角は、底面（透過板７０の下面７０ｂ）と、円錐の母線とのなす角度である。また、凸部７０１のうち最大のものは、底面の直径が０．５ｍｍであり、高さが０．２６３ｍｍであり、丸められた先端の曲率半径は０．２ｍｍである。
【００４４】
図６は、図１の要部拡大図であり、図４および図５に示す構造体７００により、ＬＥＤ２１からの光がどのように伝播するかを示している。同図において、実線は、透過板７０の下面７０ｂを通過する光を示しており、一点鎖線は、凸部７０１を通過する光を示している。
【００４５】
図６に示すように、透過板７０の下面７０ｂに入射した光は、上方へ屈折されるので、透過板７０の上面７０ｕにて屈折されて通過し、操作ボタン８の透過板８０に到達する。一方、透過板７０の凸部７０１に入射した光は、側方へ屈折される。そして、側方へ屈折された光は、透過板７０の上面７０ｕにおける入射角が全反射の臨界角以上であると、透過板７０内で全反射して、上部周壁部７１に到達する。
【００４６】
従って、透過板７０の下面７０ｂに凸部７０１を形成することにより、操作ボタン８の周壁部８１を照光する光が増加することが理解できる。また、凸部７０１が離散的に配置されているので、透過板７０の下面７０ｂを通過した光により、操作ボタン８の透過板８０も照光されることが理解できる。
【００４７】
また、図６では、凸部７０１が尖っているが、同図を参照すると、凸部７０１の頂点付近を通過した光は、凸部７０１の錐面に再び入射し、全反射されて、操作ボタン８の透過板８０に到達する。このことから、凸部７０１が尖っていても丸められていても、操作ボタン８の周壁部８１を照光する光量にさほど影響を与えないと考えることができる。
【００４８】
次に、傾斜角θの望ましい範囲について説明する。図７の（ａ）は、透過板７０に入射された光が、凸部７０１の傾斜によってどの方向へ屈折するかをシミュレーションした結果を示すグラフである。なお、透過板７０の材料はポリカーボネートとしている。また、図７の（ｂ）は、上記グラフにおける入射角αおよび屈折角βを説明するための概略図である。図示のように、入射角αは、透過板７０の下面７０ｂの法線と、光の入射方向とのなす角とし、屈折角βは、透過板７０の下面７０ｂの法線と、光の屈折方向とのなす角としている。なお、透過板７０の下面７０ｂは、傾斜角θが０度としている。
【００４９】
図７の（ａ）に示すグラフを参照すると、傾斜角θが大きくなるにつれて、屈折角βが大きくなることが理解できる。また、入射角αが大きくなるにつれて、屈折角βも大きくなることも理解できる。側方へ光を導くためには、屈折角βが全反射の臨界角以上となればよい。ポリカーボネートの場合、上記臨界角は３９度である。また、入射角αが大きくなるにつれて、光量が少なくなる。したがって、或る程度の光を側方へ到達させるため、光の強度が或る程度強い入射角αが４０度以上の光を使うことを考える。この光が側方へ到達するには、屈折角βが３９度以上となればよい。したがって図７の（ａ）に示すグラフから、傾斜角θが４０度以上であればよいことが理解できる。
【００５０】
一方、凸部７０１の先端が尖り過ぎる、すなわち頂角が狭過ぎると強度が弱くなってしまうので、頂角は大きいほうがよい。換言すれば、傾斜角θは小さいほうがよい。これまでの実績より、ポリカーボネートでは頂角が５０度（傾斜角θが６５度）までは問題がないことが確認できている。また、アクリルなどより硬い材料にすれば、頂角が３０度（傾斜角θが７５度）程度でも問題がない。従って、傾斜角θは、４０度以上７５度以下が望ましく、特に６５度付近が望ましいことが理解できる。さらに、図５に示すように、凸部７０１の先端を丸めると強度の脆弱性を抑えることができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、図４に示すように、透過板７０の中心から離れるにつれて、凸部７０１の寸法が小さくなっている。図８は、このような凸部７０１の寸法の変化による効果を説明する概略図である。同図では、矢印が太いほど光量（光の強さ）が多いことを示している。
【００５２】
図８に示すように、ＬＥＤ（光源）２１からの光は、透過板７０の中心へ向けて照射されるので、透過板７０の中央部に照射される光量が多く、透過板７０の周辺部に照射される光量が少なくなる。
【００５３】
一方、図４から理解できるように、透過板７０における単位領域当りの凸部７０１の割合は、中央部が多く、周辺部が少なくなっている。従って、透過板７０の中央部では、凸部７０１に照射される光の割合が多いので、側方へ照射される光の割合が多くなる。また、透過板７０の周辺部では、凸部７０１に照射される光の割合が低いので、側方へ照射される光の割合が低くなる。これにより、透過板７０を通過して操作ボタン８の透過板８０を照射する光は、中央部に照射される光量が抑えられ、周辺部に照射される光量が維持あるいは増加されるので、均一性を向上させることができる。
【００５４】
図９は、押しボタンスイッチ１の操作ボタン８における光量の分布をシミュレーションした結果を示すグラフである。なお、同図のグラフでは、実線が本実施例であり、破線が比較例である。比較例は、本実施例の押しボタンスイッチ１から構造体７００を省略したものである。
【００５５】
図９の（ａ）のグラフは、操作ボタン８の透過板８０に照射される光量の分布を示しており、縦軸は、明るさを示し、横軸は、透過板８０の中心を通る直線における該中心からの距離を示している。また、同図の（ｂ）のグラフは、操作ボタン８の周壁部８１に照射される光量を示しており、縦軸は、明るさを示し、横軸は、周壁部８１の円周における或る位置からの距離を示している。
【００５６】
図９を参照すると、本実施例の押しボタンスイッチ１は、比較例の押しボタンスイッチに比べて、透過板８０の中央部における光量が抑えられ、周辺部における光量が維持されるので、均一性が向上していることが理解できる。さらに、周壁部８１における光量が１．８倍に増加し、しかも均一性が維持されていることが理解できる。
【００５７】
なお、図４の例では、透過板７０の中心から離れるにつれて、凸部７０１の寸法を小さくしているが、他にも様々な形状および配置が考えられる。図１０は、図１の要部拡大図であり、本実施形態における凸部７０１の形状および配置の例を示している。なお、図１０では、凸部７０１を強調して表示している。また、図１０における縦のハッチングは、ＬＥＤ２１からの光のうち、透過板７０の凸部７０１に照射されずに下面７０ｂに照射される光を示している。
【００５８】
図１０の（ａ）に示す凸部７０１は、図４に示す凸部７０１と同様に、ＬＥＤ２１から離れるにつれて、凸部７０１どうしの間隔を同じにしているが、寸法を小さくしている。同図の（ａ）を参照すると、ＬＥＤ２１から離れるにつれて、透過板７０の下面７０ｂに照射される領域が、透過板７０の凸部７０１に照射される領域よりも大きくなるので、図８および図９に示す効果を奏することが理解できる。
【００５９】
図１０の（ｂ）に示す凸部７０１は、ＬＥＤ２１から離れるにつれて、寸法を同じにしているが、凸部７０１どうしの間隔を広くしている。同図の（ｂ）を参照すると、ＬＥＤ２１から離れるにつれて、透過板７０の下面７０ｂに照射される領域が、透過板７０の凸部７０１に照射される領域よりも大きくなるので、図８および図９に示す効果を奏することが理解できる。
【００６０】
図１０の（ｃ）に示す凸部７０１は、ＬＥＤ２１から離れるにつれて、凸部７０１どうしの間隔を同じにしているが、傾斜角θを小さくしている。同図の（ｃ）を参照すると、ＬＥＤ２１から離れても、透過板７０の下面７０ｂに照射される領域と、透過板７０の凸部７０１に照射される領域とが変化していないことが理解できる。
【００６１】
一方、図７の（ａ）のグラフを参照すると、傾斜角θが小さくなると、屈折角βも小さくなる。すなわち、側方へ照射される光の割合が低くなる。従って、図１０の（ｃ）に示す凸部７０１の場合、ＬＥＤ２１から離れるにつれて、側方へ照射される光の割合が低くなるので、図８および図９に示す効果と同様の効果を奏することになる。
【００６２】
図１０の（ａ）〜（ｃ）における凸部７０１の形状および配置を一般化すると、下記のようになる。すなわち、凸部７０１における傾斜角をθとし、下面７０ｂにおける傾斜角を０度として、凸部７０１のピッチ間、すなわち或る凸部７０１の中心から隣接する凸部７０１の中心までの傾斜角の大きさ（絶対値）の平均値をピッチ間平均傾斜角と定義する。
【００６３】
図１１は、上記ピッチ間平均傾斜角を具体的に説明するための断面図である。図示のように、隣接する凸部７０１ｉ・７０１ｉ＋１について、傾斜角をそれぞれθｉ・θｉ＋１とし、底面の半径をそれぞれｒｉ・ｒｉ＋１とし、間隔をｄｉとする。このとき、ピッチｐｉ＝ｒｉ＋ｄｉ＋ｒｉ＋１となり、ピッチ間平均傾斜角 avg_pitch（θ）ｉは次式となる。
avg_pitch（θ）ｉ＝（｜θｉ｜×ｒｉ＋０×ｄｉ＋｜θｉ＋１｜×ｒｉ＋１）／ｐｉ ・・・（１）。
【００６４】
上記式（１）から、ピッチ間平均傾斜角 avg_pitch（θ）ｉを小さくするには、隣接する凸部７０１ｉ・７０１ｉ＋１について下記のようにすればよいことが理解できる。すなわち、図１０の（ｂ）に示すようにピッチ間隔ｐｉを広げるか、図１０の（ａ）に示すように底面の半径ｒｉ・ｒｉ＋１、すなわち寸法を小さくするか、或いは、図１０の（ｃ）に示すように、傾斜角θｉ・θｉ＋１を小さくすればよい。
【００６５】
従って、ＬＥＤ２１からの距離が離れるにつれて、すなわち、透過板７０の中心から離れるにつれて、ピッチ間平均傾斜角が小さくなるように、凸部７０１の形成し配置すれば、図８および図９と同様の効果を奏することが理解できる。
【００６６】
なお、本実施形態では、凸部７０１を千鳥状に配置しているが、これに限定されるものではなく、離散的な配置であれば、放射状、渦巻状、同心円状、ランダムなど、任意の配置を行うことができる。また、本実施形態では、円錐の凸部７０１を利用しているが、角錐など、傾斜面を有する任意の形状の凸部７０１を利用することができる。
【００６７】
次に、本実施形態の構造体７００の変形例について、図１２〜図１５に基づいて説明する。図１２は、図１の要部断面図であり、本実施形態の構造体７００の一変形例を示している。図１２に示す例では、構造体７００として、凸部７０１を多数配置する代わりに、凹部（凸凹部）７０２を多数配置している。
【００６８】
図１２に示すように、凹部７０２であっても、凸部７０１と同様に光を側方へ照射させることができるので、図８および図９に示す効果と同様の効果を奏することができる。なお、切削加工で透過板７０を形成する場合、凸部７０１よりも凹部７０２の方が形成が容易である。一方、成形加工で透過板７０を形成する場合、凸部７０１よりも凹部７０２の方が金型の製造が容易である。なお、凹部７０２および凸部７０１の両方を配置しても良い。
【００６９】
図１３は、本実施形態の構造体７００の別の変形例を示す概略図である。図１３の（ａ）（ｂ）に示す例では、凸部７０３の形状が、円錐に代えて、球の一部（それぞれ、半球およびその一部）となっている。この場合、凸部７０３の加工が容易となる。
【００７０】
なお、図１３に示すような、傾きが変化する形状の凸部７０３は、傾斜角θを下記のように評価することができる。図１４は、凸部７０３の底面に含まれ、該底面の中心を通る直線で断面した図である。図示のように、凸部７０３の断面を上記直線ｌに沿って細分化し、細分化された領域において、交点を結ぶ線ｓｉと、上記直線ｌとのなす角を当該領域の傾斜角θｉとする。そして、次式のように、上記細分化された領域の全てにおける傾斜角の大きさ（絶対値）の平均値avg（θ）を算出する。算出された平均値が、凸部７０３の傾斜角θとして評価される。
avg（θ）＝Σ（｜θｉ｜×Δｘｉ）／ΣΔｘｉ ・・・（２）。
【００７１】
なお、図１３の例では、凸部７０３は半球またはその一部であり、方程式で表すことができる。この場合、上記式（２）を積分に置き換えて算出することができる。その結果、例えば、図１３の（ａ）に示すように凸部７０３が半球である場合、平均値avg（θ）は４５度となる。また、図１３の（ｂ）に示すように凸部７０３が半球の一部である場合、該半球の半径をａとし、凸部７０３の底面の半径をｂとすると、平均値avg（θ）は次式で算出できる。
ｔａｎ（avg（θ））＝｛ａ−（ａ２−ｂ２）１／２｝／ｂ ・・・（３）。
【００７２】
図１５は、本実施形態の構造体７００の他の変形例を示す斜視図である。図１５に示す例では、構造体７００として、透過板７０の中心を通る透過板の法線を軸として三角形を回転させた形状のものを、透過板７０の中心から同心円状に配置したものとなっている。この場合も、上記三角形の底角が傾斜角θとなり、図８および図９に示す効果と同様の効果を奏することができる。このように、構造体７００は、連続する構造物を離散的に配置したものであってもよい。
【００７３】
〔実施の形態２〕
次に、本発明の別の実施形態について図１６〜図１９を参照して説明する。図１６は、本実施形態に係る押しボタンスイッチ１の概略構成を示す断面図である。図１６に示す押しボタンスイッチ１は、図１に示す押しボタンスイッチ１に比べて、プランジャ７の透過板７０の上面７０ｕ、すなわち操作ボタン８の側の面に、ＬＥＤ２１から透過板７０を通過する光を反射させる構造体７１０が新たに形成されている点が異なり、その他の構成は同様である。なお、上記実施形態にて説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７４】
以下、構造体７１０の詳細について説明する。図１７は、プランジャ７の平面図である。なお、同図の一点鎖線で囲まれた領域は、透過板７０の下面７０ｂにて凸部７０１が形成される領域を示している。
【００７５】
図１７の例では、構造体７１０は、透過板７０の上面７０ｕに多数の凸部（凸凹部）７１１が千鳥状に配置されている。なお、同図に示すように、凸部７１１が形成される領域は、透過板７０を通過する光量の大きい領域、すなわち、図９を参照すると、透過板７０の中央領域に形成されればよい。また、上記領域は、図示の例では半径３ｍｍの円領域であるが、光源の大きさや光源と光学部品の位置関係、光源の指向性、透過板７０の下面７０ｂの構造体７００による光量分布の変化などによって適宜決定される。
【００７６】
また、図１７に示すように、構造体７１０の凸部７１１が形成される領域は、構造体７００の凸部７０１が形成される領域よりも狭いことが望ましく、特に、凸部７１１が形成される円領域の半径は、凸部７０１が形成される円領域の半径の半分以下であることが望ましい。
【００７７】
図１８は、凸部７１１の形状を示す斜視図である。同図に示す凸部７１１は、図５に示す凸部７０１に比べて、傾斜角θが小さくなっている点が異なり、その他の形状は同様である。図１８の例では、凸部７１１は、傾斜角θは４５度である。また、凸部７１１のうち最大のものは、底面の直径が０．５ｍｍであり、高さが０．１３ｍｍであり、丸められた先端の曲率半径は０．２ｍｍである。
【００７８】
図１９は、図１７および図１８に示す構造体７１０により、ＬＥＤ２１からの光がどのように伝播するかを示す概略図である。図１９の（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、傾斜角θが４５度、６０度、および３０度の場合を示している。なお、透過板７０の材料はポリカーボネートとしている。
【００７９】
図１９の（ａ）に示すように、傾斜角θが４５度の場合、透過板７０を伝播する光が上面７０ｕの凸部７１１にて２回全反射して、下面７０ｂへ戻ることになる。従って、操作ボタン８の透過板８０における中央部の光量をさらに抑えることができ、透過板８０を照光する光量の均一性をさらに向上することができる。
【００８０】
また、図１９の（ｂ）に示すように、傾斜角θが６０度の場合、透過板７０を伝播する光が上面７０ｕの凸部７１１にて全反射し屈折して側方へ出射することになる。また、同図の（ｃ）に示すように、傾斜角θが３０度の場合、透過板７０を伝播する光が上面７０ｕの凸部７１１にて、一部は反射して透過板７０を側方に伝播し、他の一部は屈折して斜め上方へ出射することになる。従って、これらの場合でも、操作ボタン８の透過板８０における中央部の光量を抑えることができ、透過板８０を照光する光量の均一性を向上することができる。
【００８１】
従って、透過板７０の上面７０ｕの凸部７１１は、傾斜角θが３０度〜６０度であることが望ましく、特に４５度付近が望ましいことが理解できる。また、透過板７０の下面７０ｂの凸部７０１は、傾斜角θが特に６５度付近が望ましいことから、上面７０ｕの凸部７１１は、下面７０ｂの凸部７０１に比べて傾斜角θが小さい方が望ましいことが理解できる。また、図１０と同様に、ＬＥＤ２１から遠ざかるにつれて、すなわち透過板７０の中心から遠ざかるにつれて、ピッチ間平均傾斜角が小さくなるように、凸部７１１の形成し配置すればよい。
【００８２】
なお、本実施形態では、構造体７１０として、凸部７１１と多数配置しているが、図１２〜図１５に示す構造体７００と同様に変更することもできる。
【００８３】
〔実施の形態３〕
次に、本発明の他の実施形態について図２０〜図２３を参照して説明する。本実施形態の押しボタンスイッチ１は、図１に示す押しボタンスイッチ１に比べて、照光用光源として複数個のＬＥＤ２１が使用されている点が異なり、これに伴い、透過板７０の構造体７００・７１０の形成範囲が異なり、その他の構成は同様である。光源の数を増やすことで、押しボタンスイッチ１の明るさを向上させることができる。なお、上記実施形態にて説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８４】
図２０は、２個のＬＥＤ２１ａ・２１ｂを利用する場合における構造体７００・７１０の形成範囲の例を示す概略図である。同図の（ａ）は、構造体７００・７１０が形成される円領域Ｃgの中心が、２個のＬＥＤ２１からの光が透過板７０にそれぞれ照射される２つの照射領域の中心における中点となっている例を示している。また、同図の（ｂ）は、構造体７００・７１０が形成される円領域Ｃa・Ｃbの中心が、それぞれ、上記２つの照射領域の中心となっている例を示している。なお、同図において、上記２つの照射領域の中心を白抜き四角で示しており、各円領域Ｃg・Ｃa・Ｃbの中心を×印で示している。
【００８５】
また、図２１は、透過板７０の下面７０ｂに照射する光量の分布を、２個のＬＥＤ２１ａ・２１ｂのそれぞれの光量と、これらを合成した光量とについて示すグラフである。同図のグラフにおいて、縦軸は、明るさを示し、横軸は、透過板７０の下面７０ｂの中心を通る直線における該中心からの距離を示している。
【００８６】
図２０および図２１を参照すると、図２０の（ａ）の場合、ＬＥＤ２１ａ・２１ｂの合成した光量が最大値となる位置を中心とした円領域Ｃgに構造体７００・７１０が形成されることになる。また、図２０の（ｂ）の場合、ＬＥＤ２１ａ・２１ｂのそれぞれの光量が最大値となる位置を中心とした円領域Ｃa・Ｃbに構造体７００・７１０が形成されることになる。何れの場合でも、明るい位置を中心に構造体７００・７１０を配置することになるので、ＬＥＤ２１が１個の場合である上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８７】
なお、透過板７０の下面７０ｂに形成される構造体７００は、ＬＥＤ２１ａ・２１ｂから透過板７０に入射される光を側方へ導くことを目的としている。このため、構造体７００が形成される領域は、図２０の（ａ）に示す形状とすることが望ましい。また、透過板７０の上面７０ｕに形成される構造体７１０は、透過板７０から出射される光量を抑えることを目的としている。このため、構造体７１０が形成される領域は、図２０の（ｂ）に示す形状とすることが望ましい。実際、これらの場合の上記シミュレーションの結果は良好であった。なお、構造体７００・７１０が形成される領域を図２０の（ａ）および（ｂ）の何れかの形状に揃えてもよい。
【００８８】
なお、ＬＥＤ２１の数が３個以上の場合、何れか２つの上記照射領域の中心の中点の組合せを利用してもよいが、全ての上記照射領域の中心における重心を利用することが好ましい。
【００８９】
図２２は、３個のＬＥＤ２１を利用する場合における構造体７００・７１０の形成範囲の例を示す概略図である。同図の（ａ）は、構造体７００・７１０が形成される円領域Ｃgの中心が、３個のＬＥＤ２１からの光が透過板７０にそれぞれ照射される３つの照射領域の中心における重心となっている例を示している。また、同図の（ｂ）は、構造体７００・７１０が形成される円領域Ｃa〜Ｃcの中心が、それぞれ、上記３つの照射領域の中心となっている例を示している。なお、同図において、上記３つの照射領域の中心を白抜き四角で示しており、各円領域Ｃg・Ｃa〜Ｃcの中心を×印で示している。
【００９０】
また、図２３は、４個のＬＥＤ２１を利用する場合における構造体７００・７１０の形成範囲の例を示す概略図である。同図の（ａ）は、構造体７００・７１０が形成される円領域Ｃgの中心が、４個のＬＥＤ２１からの光が透過板７０にそれぞれ照射される４つの照射領域の中心における重心となっている例を示している。また、同図の（ｂ）は、構造体７００・７１０が形成される円領域Ｃa〜Ｃdの中心が、それぞれ、上記４つの照射領域の中心となっている例を示している。なお、同図において、上記４つの照射領域の中心を白抜き四角で示しており、各円領域Ｃg・Ｃa〜Ｃdの中心を×印で示している。
【００９１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９２】
例えば、上記実施形態では、プランジャ７の透過板７０に構造体７００・７１０を形成しているが、別の２枚の透過板に構造体７００・７１０をそれぞれ形成し、形成した２枚の透過板を、透過板７０の下面７０ｂおよび上面７０ｕにそれぞれ貼り付ける構成であってもよい。しかしながら、プランジャ７の透過板７０に構造体７００・７１０を形成する方が、部品点数を削減でき、コストダウンを図ることができる。
【００９３】
また、上記実施形態では、プランジャ７および操作ボタン８を別体としているが、一体に形成してもよい。また、上記実施形態では、照光用光源としてＬＥＤ２１を利用しているが、白熱電球、レーザ、蛍光灯など、任意の光源を利用することができる。
【００９４】
また、上記実施形態では、円形の操作ボタン８および透過板７０を利用しているが、角形など、任意の形状のものを利用することができる。この場合、透過板７０に構造体７００・７１０を形成する領域も、当該形状に合わせることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように、本発明に係る照光式押しボタンスイッチは、操作ボタンの側面を照光する光量を増大できるので、照光式タッチボタンスイッチなど、任意の照光式ボタンスイッチに適用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１ 照光式押しボタンスイッチ
２ プリント基板
３ ベース部材
４ バネ
５ リンク機構
６ 可動カバー
７ プランジャ
８ 操作ボタン
２０ スイッチ本体
２１ ＬＥＤ（光源）
３１ 開口部
７０ 透過板
７０ｂ 下面
７０ｕ 上面
７１ 上部周壁部
７２ 下部周壁部
８０ 透過板
８１ 周壁部
７００・７１０ 構造体
７０１ 凸部（凸凹部）
７０２ 凹部（凸凹部）
７０３ 凸部
７１０ 構造体
７１１ 凸部（凸凹部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者が操作ボタンを押圧することにより、スイッチ本体が動作すると共に、光源からの光が透過板を透過して上記操作ボタンを照光する照光式押しボタンスイッチであって、
上記透過板における上記光源側には、上記光源からの光を屈折させる構造体であって、屈折された光が上記透過板内にて反射して、該透過板の周辺部へ導かれるようになっている構造体が設けられていることを特徴とする照光式押しボタンスイッチ。
【請求項２】
上記構造体は、傾斜を有する凸部および凹部の少なくとも一方である凸凹部が離散的に配置されたものであることを特徴とする請求項１に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項３】
上記凸凹部は、上記光源から上記透過板に照射される光の中心から遠ざかるにつれて、隣接する凸凹部の間における傾斜角の大きさの平均値であるピッチ間平均傾斜角が小さくなっていることを特徴とする請求項２に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項４】
上記凸凹部は、上記光源から上記透過板に照射される光の中心から遠ざかるにつれて、寸法が小さくなるか、上記凸凹部の間隔が長くなるか、或いは、上記凸凹部の傾斜角が小さくなることを特徴とする請求項３に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項５】
上記光源は複数個であることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項６】
上記構造体が設けられる領域の中心は、上記複数の光源からの光が上記透過板にそれぞれ照射される複数の照射領域の中心、若しくは、該複数の照射領域の中心における中点または重心となっていることを特徴とする請求項５に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項７】
上記透過板における上記操作ボタン側には、上記透過板から出射される光を反射または屈折する構造体がさらに設けられていることを特徴とする請求項１から６までの何れか１項に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項８】
上記光源側の構造体が設けられている領域よりも、上記操作ボタン側の構造体が設けられている領域の方が狭いことを特徴とする請求項７に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項９】
上記構造体は、傾斜を有する凸部および凹部の少なくとも一方である凸凹部が離散的に配置されたものであり、
上記光源側の構造体よりも、上記操作ボタン側の構造体の方が、上記凸凹部の傾斜角が小さいことを特徴とする請求項７または８に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項１０】
上記光源は複数個であり、
上記光源側の構造体が設けられる領域の中心は、上記複数の光源からの光が上記透過板にそれぞれ照射される複数の照射領域の中心における重心となっており、
上記操作ボタン側の構造体が設けられる領域の中心は、上記複数の照射領域の中心となっていることを特徴とする請求項７から９までの何れか１項に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項１１】
上記透過板は、上記操作ボタンの押圧方向を規制するプランジャの一部であることを特徴とする請求項１から１０までの何れか１項に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項１２】
請求項１から１１までの何れか１項に記載の照光式押しボタンスイッチを備えた操作パネル。
【請求項１】
利用者が操作ボタンを押圧することにより、スイッチ本体が動作すると共に、光源からの光が透過板を透過して上記操作ボタンを照光する照光式押しボタンスイッチであって、
上記透過板における上記光源側には、上記光源からの光を屈折させる構造体であって、屈折された光が上記透過板内にて反射して、該透過板の周辺部へ導かれるようになっている構造体が設けられていることを特徴とする照光式押しボタンスイッチ。
【請求項２】
上記構造体は、傾斜を有する凸部および凹部の少なくとも一方である凸凹部が離散的に配置されたものであることを特徴とする請求項１に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項３】
上記凸凹部は、上記光源から上記透過板に照射される光の中心から遠ざかるにつれて、隣接する凸凹部の間における傾斜角の大きさの平均値であるピッチ間平均傾斜角が小さくなっていることを特徴とする請求項２に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項４】
上記凸凹部は、上記光源から上記透過板に照射される光の中心から遠ざかるにつれて、寸法が小さくなるか、上記凸凹部の間隔が長くなるか、或いは、上記凸凹部の傾斜角が小さくなることを特徴とする請求項３に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項５】
上記光源は複数個であることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項６】
上記構造体が設けられる領域の中心は、上記複数の光源からの光が上記透過板にそれぞれ照射される複数の照射領域の中心、若しくは、該複数の照射領域の中心における中点または重心となっていることを特徴とする請求項５に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項７】
上記透過板における上記操作ボタン側には、上記透過板から出射される光を反射または屈折する構造体がさらに設けられていることを特徴とする請求項１から６までの何れか１項に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項８】
上記光源側の構造体が設けられている領域よりも、上記操作ボタン側の構造体が設けられている領域の方が狭いことを特徴とする請求項７に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項９】
上記構造体は、傾斜を有する凸部および凹部の少なくとも一方である凸凹部が離散的に配置されたものであり、
上記光源側の構造体よりも、上記操作ボタン側の構造体の方が、上記凸凹部の傾斜角が小さいことを特徴とする請求項７または８に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項１０】
上記光源は複数個であり、
上記光源側の構造体が設けられる領域の中心は、上記複数の光源からの光が上記透過板にそれぞれ照射される複数の照射領域の中心における重心となっており、
上記操作ボタン側の構造体が設けられる領域の中心は、上記複数の照射領域の中心となっていることを特徴とする請求項７から９までの何れか１項に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項１１】
上記透過板は、上記操作ボタンの押圧方向を規制するプランジャの一部であることを特徴とする請求項１から１０までの何れか１項に記載の照光式押しボタンスイッチ。
【請求項１２】
請求項１から１１までの何れか１項に記載の照光式押しボタンスイッチを備えた操作パネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−１１３８３１（Ｐ２０１２−１１３８３１Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５９２２２（Ｐ２０１０−２５９２２２）
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]