照光機能を有するキーボード装置
【課題】 光源から発せられた光を効率的に反射して、キートップに設けられた照光表示部を効果的に照光できるキーボード装置を提供する。
【解決手段】 シャーシ２の上に、メンブレン積層体２０が積層されている。メンブレン積層体２０は基板シート２１と押圧シート２２とスペーサ層２３とで形成されており、接点入力部２４には下側接点２５ａ，２５ａと上側接点２６が設けられている。押圧シート２２が導光シートとして機能しており、キートップ１５の下側に対向する反射領域２７では、押圧シート２２の裏面２２ｄにレーザーを照射して形成された複数の凹部２８が設けられている。押圧シート２２内を伝播した光は、凹部２８の内面で上方へ反射されてキートップ１５に与えられる。
【解決手段】 シャーシ２の上に、メンブレン積層体２０が積層されている。メンブレン積層体２０は基板シート２１と押圧シート２２とスペーサ層２３とで形成されており、接点入力部２４には下側接点２５ａ，２５ａと上側接点２６が設けられている。押圧シート２２が導光シートとして機能しており、キートップ１５の下側に対向する反射領域２７では、押圧シート２２の裏面２２ｄにレーザーを照射して形成された複数の凹部２８が設けられている。押圧シート２２内を伝播した光は、凹部２８の内面で上方へ反射されてキートップ１５に与えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のキートップによって接点を接触させるキーボード装置に係り、特にキートップを照光する機能を有するキーボード装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータや各種情報の検索装置には複数のキートップが配列したキーボード装置が装備されている。
【０００３】
最近のキーボード装置は、暗所で個々のキートップを識別できるように照光する機能を備えることが要求されている。特に、ブック型またはラップトップ型のパーソナルコンピュータは、暗所において個々のキートップを目視で区別できるように、照光機能を有するキーボード装置を搭載することが望まれている。
【０００４】
以下の特許文献１に記載されたキーボード装置は、個々のキートップが支持されたベース基板の裏側にエレクトロルミネッセンス素子が設置されており、エレクトロルミネッセンス素子から発せられた光が、ベース基板に形成された貫通孔を透過してそれぞれのキートップに与えられる。
【０００５】
特許文献２に記載されたキーボード装置は、ベースの上に冷光板あるいは冷陰極板で形成された板状の発光素子が設けられ、この発光素子の上に、回路板と弾性体のシートとが重ねられ、弾性体のシートの上に複数のキートップが設けられている。板状の発光素子から発せられた光は、回路板に形成された穴および弾性体のシートに形成された穴を通過して、それぞれのキートップに与えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２５１９３７号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０８２５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１に記載されたキーボード装置は、ベース基板の下側にエレクトロルミネッセンス素子が設けられ、光がベース基板に開口する貫通孔を通過してそれぞれのキートップに与えられる。また、特許文献２に記載されたキーボード装置は、板状の発光素子から発せられた光が、回路基板および弾性体のシートに形成された穴を通過してキートップに与えられる。
【０００８】
このように、従来のキーボード装置は、光源からの光がその上に位置する他の部材の穴を通過してそれぞれのキートップに与えられる構造であるため、キートップを照光するための光の利用効率が悪く、また、キートップと光源との間に介在するベース基板などで光が遮られるために、それぞれのキートップを均一に照光することが難しかった。
【０００９】
また、特許文献１と特許文献２に記載のキーボード装置は、いずれもシート状の光源を使用しているため、それぞれのキートップの照光を必要とする部分に集中的に光を与えることができなかった。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、光源からの光をキートップに効率よく与えることができ、それぞれのキートップの照光箇所を明瞭に照光させることができる照光機能を有するキーボード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】
【００１１】
本発明は、シャーシと、複数のキートップと、前記シャーシ上で前記キートップを上下動自在に支持する支持部材とを有し、
前記シャーシと前記キートップとの間に、下側接点と、前記下側接点を覆う可撓性の押圧シートと、前記押圧シートの下面に設けられて前記下側接点に対向する上側接点とを有する接点入力部が設けられ、複数の前記接点入力部がそれぞれの前記キートップで押圧できる位置に配置されており、
前記押圧シートまたは前記押圧シートの上側に重ねられた被覆シートが、内部で光を伝播する導光シートであり、前記シャーシの上に、前記導光シートの内部に光を与える光源が設けられており、
前記導光シートの前記キートップに対向する表面と逆側の裏面に複数の凹部が形成され、前記導光シート内を伝播した光が前記凹部で反射されて前記キートップに向けられることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のキーボード装置は、接点入力部を構成する押圧シートまたはその上の被覆シートが導光シートであり、導光シートの表面の広い部分がキートップに対向する。そのため、導光シートの表面から発せられた光が多く遮られることなくキートップに与えられることになり、キートップを効率よく照光することができる。
【００１３】
また、導光シートが接点入力部の最上部に設けられているため、導光シートよりも下側に位置しているシートや接点などを透明にする必要がない。導光シートよりも下側を透明にする必要がないため、材料費も低減できる。
【００１４】
さらに、導光シートの裏面に凹部が形成されて、導光シート内を伝播する光が、凹部の内面で反射されて導光シートの表面からキートップに与えられるため、キートップの照光したい場所に光を集中させることができる。
【００１５】
例えば、本発明は、前記下側接点は、基板シートの上面に形成されており、前記下側接点と前記上側接点とが対向する領域を除いて、前記基板シートと前記押圧シートとが接着層を介して固定されており、前記接着層は、前記下側接点と前記上側接点とが間隔を空けて対向できる厚さに形成されているものが好ましい。
上記構造では、接点入力部を薄型に構成でき、薄いキーボード装置を実現できる。
【００１６】
本発明は、それぞれの前記凹部は、開口部が円形または長円形あるいは楕円形であり、内面が平滑面の凹曲面である。
【００１７】
導光シートに形成された凹部の内面が平滑面であるため、導光シート内を伝播した光が、前記内面で乱反射せずに凹部の内面で光が指向性を維持したままキートップに向けて反射される。そのため、光が減衰するのを防止しやすく、光源から離れた箇所のキートップに対しても高い輝度で照光することが可能である。
【００１８】
本発明は、前記凹部の大きさや形状を任意に変えることで、光源からの距離に応じた照光輝度のばらつきなどを防止できる。
【００１９】
例えば、前記凹部の深さ寸法および前記裏面に対する前記内面の立ち上がり角度を、前記導光シートの場所によって相違させる。この場合、前記光源から離れるにしたがって、前記深さ寸法が大きくなり且つ前記角度が大きくなることが好ましい。
【００２０】
また、同一の前記キートップに光を与える領域に、前記深さ寸法および前記角度の相違する凹部を混在させることができる。
【００２１】
異なる形状の凹部を混在させることで、キートップの照光すべき箇所の場所や形状および広さに応じた最適な照光が可能になる。
【００２２】
また、前記凹部の前記開口部の面積を、前記導光シートの場所によって相違させることが可能である。
【００２３】
さらに、複数の前記凹部の配列密度を、前記導光シートの場所によって相違させる。この場合、前記光源に近い前記キートップに対向する前記凹部の配列密度よりも、前記光源から離れた前記キートップに対向する前記凹部の配列密度の方が高いことが好ましい。
【００２４】
本発明は、前記導光シートに形成された前記凹部が、レーザー光のエネルギーによって前記導光シートを形成する合成樹脂材料の一部が分解されて形成されたものである。
【００２５】
本発明のキーボード装置は、前記光源は、隣り合う前記キートップを支持する前記支持部材の間に配置されており、前記導光シートに、前記光源が入り込む穴が形成されていることが好ましい。
【００２６】
光源を、隣り合う支持部材の間に配置することで、光源からそれぞれのキートップまでの距離を短くでき、光の利用効率が高くなる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、キーボード装置のキートップを照光する光の利用効率を高めることができる。またキートップの照光すべき箇所に光を集中させることができ、また光源からの距離の変化の影響を受けにくく、それぞれのキートップの照光の明るさのばらつきを少なくできる。さらに、導光シート内を伝播する光が乱反射による減衰を生じにくいので、光源から光でそれぞれのキートップを高い照度で照光することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施の形態のキーボード装置の一部を示す部分平面図、
【図２】図１に示すキーボード装置のキートップを除去した状態を示す部分平面図、
【図３】キーボード装置の断面図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面に相当する断面図、
【図４】照光機能部の構造を拡大して示す説明図、
【図５】第２の実施の形態のキーボード装置の照光機能部の構造を拡大して示す説明図、
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、導光シートに形成された凹部の形状の実測値を示す線図、
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１ないし４に示す第１の実施の形態のキーボード装置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。
【００３０】
キーボード装置１は、金属製のシャーシ２を有しており、シャーシ２の上に複数のキー入力部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅが縦方向および横方向に配列している。図１に示すように、キー入力部１０ａ、キー入力部１０ｂ、キー入力部１０ｃ、キー入力部１０ｄおよびキー入力部１０ｅは、それぞれのキー入力部に設けられたキートップ１５の大きさによって区別している。なお、以下では大きさの相違するキートップを全て同じ符号１５を付して説明する。
【００３１】
図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面で切断したキーボード装置１の断面であり、キー入力部１０ｃ，１０ｄが示されている。それ以外のキー入力部１０ａ，１０ｂ，１０ｅは、キートップ１５の横方向の長さ寸法がキー入力部１０ｃ，１０ｄとは相違しているが、それ以外の構造はキー入力部１０ｃ，１０ｄと実質的に同じである。
【００３２】
図３に示すように、シャーシ２の上には、メンブレン積層体２０とマスクシート３０が順に重ねられて固定されており、シャーシ２から上方へ離れた位置にキートップ１５が設けられている。なお、図４では、シャーシ２とメンブレン積層体２０とマスクシート３０とが上下に離れて図示されているが、実際は、シャーシ２の上にメンブレン積層体２０の基板シート２１が接着されて固定されており、押圧シート２２にマスクシート３０が接着されて固定されている。
【００３３】
それぞれのキー入力部１０ｃ，１０ｄが設けられる部分では、前記シャーシ２に第１の支持片１１ａと第２の支持片１１ｂが上方に向けて折り曲げられている。それぞれのキー入力部１０ｃ，１０ｄが設けられる部分で、第１の支持片１１ａが図３の紙面に直交する方向に離れて一対設けられており、第２の支持片１１ｂも前記紙面に直交する方向に離れて一対設けられている。メンブレン積層体２０に穴２０ａが開口し、マスクシート３０にも前記穴２０ａと上下に貫通する穴３０ａが開口しており、前記第１の支持片１１ａと第２の支持片１１ｂが、前記穴２０ａおよび穴３０ａ内を通過してメンブレン積層体２０よりも上方に突出している。
【００３４】
それぞれのキートップ１５とシャーシ２との間に、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。第１の可動支持部材１６は、その一端１６ａが第１の支持片１１ａに回動自在に支持され、他端１６ｂがキートップ１５の下部に回動自在で且つ横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１５の下部に回動自在に支持され、他端１７ｂが第２の支持片１１ｂに回動自在で且つ横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。この実施の形態では、前記Ｘ型の支持リンクが、キートップ１５を昇降自在に支持する支持部材である。
【００３５】
前記マスクシート３０とキートップ１５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、キートップ１５に対してシャーシ２から離れる方向である上向きの付勢力を与える付勢部材である。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。
【００３６】
図４に拡大して示すように、前記メンブレン積層体２０は、基板シート２１と押圧シート２２と、前記両シート２１と２２との間に挟まれたスペーサ層２３とが積層されて構成されている。前記弾性部材１８の押圧凸部１８ａが対向する部分には、スペーサ層２３が形成されていない接点入力部２４が設けられている。接点入力部２４は、全てのキー入力部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅに設けられた弾性部材１８の押圧凸部１８ａと対向する位置に形成されている。
【００３７】
図４に示すように、接点入力部２４では、基板シート２１の上面に対を成す下側接点２５ａ，２５ａが設けられ、押圧シート２２の下面に、下側接点２５ａ，２５ａに対向する上側接点２６が設けられている。下側接点２５ａ，２５ａは、基板シート２１の上面に配線された導電パターンに個別に導通されている。キー入力部１０ｃ，１０ｄなどにおいて、キートップ１５が押されると、第１の可動支持部材１６の一端１６ａが第１の支持片１１ａとの係合部を支点として回動し、第２の可動支持部材１７の一端１７ａがキートップ１５の下部で回動して、キートップ１５が下降する。このとき、弾性部材１８がキートップ１５で押し潰されるとともに、押圧凸部１８ａでマスクシート３０を介して接点入力部２４の押圧シート２２が押され、上側接点２６が、一対の下側接点２５ａ，２５ａに接触して、下側接点２５ａ，２５ａが互いに導通させられる。これによりキー入力信号が得られる。
【００３８】
接点入力部２４以外の領域で基板シート２１と押圧シート２２との間に介在するスペーサ層２３は接着層である。スペーサ層２３は、基板シート２１の表面にレジスト材料などで形成された有機樹脂層２３ａとその上に積層された接着剤層２３ｂとで構成されている。有機樹脂層２３ａは、スクリーン印刷工程などで、接点入力部２４を除く領域で基板シート２１の表面に形成されている。接着剤層２３ｂも、スクリーン印刷工程などで、接点入力部２４を除く領域で、有機樹脂層２３ａの表面に形成され、この接着剤層２３ｂで押圧シート２２が固定されている。
【００３９】
スペーサ層２３を接着層とすることで、メンブレン積層体２０を薄いものにできる。また、スペーサ層２３を、有機樹脂層２３ａと接着剤層２３ｂとの積層体で形成することで、基板シート２１と押圧シート２２との上下の間隔を広く保つことができ、それぞれの接点入力部２４において、下側接点２５ａ，２５ａと上側接点２６との上下の対向間隔を保つことができる。
【００４０】
図３と図４に示すキーボード装置１では、メンブレン積層体２０の最上部の層である押圧シート２２が導光シートとして機能している。
【００４１】
図４に示すように、メンブレン積層体２０に、上下に貫通する穴２０ｂが開口している。シャーシ２の表面に光源である発光ダイオード装置２９がフレキシブル配線基板などを介して固定されており、この発光ダイオード装置２９が前記穴２０ｂの内部に入り込んでいる。発光ダイオード装置２９は、透明なパッケージの内部に発光ダイオードのベアチップが収納されたものであり、周囲の全方向へ光を出射することが可能である。発光ダイオード装置２９は、穴２０ｂ内において導光シートである押圧シート２２の端面２２ａに対向しており、発光ダイオード装置２９から発せられる光が、前記端面２２ａから押圧シート２２の内部に導かれる。
【００４２】
押圧シート２２は、厚さ寸法が１ｍｍ未満であり、好ましくが５００μｍ未満である。この実施の形態の押圧シート２２は厚さが３００μｍである。
【００４３】
押圧シート２２は、キートップ１５に向けられた表面２２ｃとシャーシ２に向けられた裏面２２ｄが、共に平滑な鏡面の平坦面である。押圧シート２２には、所定の面積の反射領域２７が区分されて設定されており、それぞれの反射領域２７に、複数の凹部２８が形成されている。
【００４４】
個々の凹部２８は、押圧シート２２の裏面２２ｄのきわめて小さい面積の領域に、ＣＯ2レーザーなどを照射してエネルギーを与え、押圧シート２２を構成する材料の一部を分解して除去することで形成されている。そのため、押圧シート２２は、透明で且つレーザーのエネルギーで分解できる材料で形成される。薄くて可撓性であり、比較的強度が高くレーザーのエネルギーで分解できる透明なフィルム材料が使用され、例えば、ポリカーボネート、ウレタン、シリコンなどが使用可能である。
【００４５】
凹部２８は、押圧シート２２の裏面２２ｄに、微小スポットのレーザーのエネルギーを与えて、押圧シート２２を構成する材料の一部を分解して形成されるため、裏面２２ｄから見たときの個々の凹部２８の開口部の形状は円形である。この円形は、真円形、長円形または楕円形などである。また、凹部２８の開口面積は凹部２８の底部に向かうにしたがって徐々に小さくなり、凹部２８の内面全体が凹曲面形状である。また、凹部２８は材料を分解することで形成されているため、凹部２８の内面はその全域において平滑な面すなわち鏡面である。ここでの平滑な面または鏡面とは、面粗度が表面２２ｃおよび裏面２２ｄと同程度または面粗度が表面２２ｃおよび裏面２２ｄよりも小さいことを意味している。また、平滑な面または鏡面とは、押圧シート２２の内部を伝播する光がシートの内部から凹部２８の内面に当たったときに、その内面において光が乱反射されず、内面の角度に応じてシート内で入射角と反射角の原理にしたがって反射される性質を意味している。
【００４６】
図４に示すように、発光ダイオード装置２９から発せられ、端面２２ａから押圧シート２２内に入射した光Ｌは、表面２２ｃでの反射と裏面２２ｄでの反射とを繰り返して押圧シート２２の内部を伝播する。押圧シート２２の内部を伝播する光が、凹部２８の内面に当たると、その光が当たる位置で凹部２８の内面に接する仮想平面に対して入射角と反射角がほぼ同等となるように押圧シート２２の内部に向けて反射されて表面２２ｃに向けられる。そして、押圧シート２２の表面２２ｃから出た光Ｌａでキートップ１５が照光される。
【００４７】
メンブレン積層体２０は、キーボード装置１の全域に延びる広い面積のものであり、全てのキー入力部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅのキートップ１５の下側に対向する接点入力部２４および反射領域２７を有している。例えば、図２に示されるように、発光ダイオード装置２９が挿入される穴２０ｂは、図の下から３列目のキー入力部と下から４列目のキー入力部の間の（ｉ）で示す位置に形成されている。隣り合うキー入力部の間で且つ隣り合う位置にある第１の可動支持部材１６と第２の可動支持部材１７とで構成されるＸ型リンクの間に穴２０ｂが設けられ、この穴２０ｂの内部に、周囲全方向へ光を与えることができる発光ダイオード装置２９が設けられている。
【００４８】
そのため、全てのキー入力部の反射領域２７において、発光ダイオード装置２９からの距離が極端に遠くなるのを避けることができ、発光ダイオード装置２９の光を、それぞれのキー入力部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅに設けられた反射領域２７に対し、効率的に均一に与えることができるようになる。
【００４９】
または、発光ダイオード装置２９が図２の（ｉｉ）で示す位置に配置されて、発光ダイオード装置２９から発せられる光が、押圧シート２２の図示下側の縁部から押圧シート２２の内部に入射する構造であってもよい。あるいは、発光ダイオード装置２９が、押圧シート２２の左右に向く縁部に対向してもよい。
【００５０】
マスクシート３０は、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）などの透光性で且つ可撓性の基材シート３１を有している。ここでの透光性とは、その下の押圧シート２２の表面２２ｃから出た光Ｌａを透過させてキートップ１５を照光できる性質を意味している。
【００５１】
マスクシート３０は、遮蔽部３２と透光部３３を有している。遮蔽部３２では、基材シート３１の表面に、光を透過させない遮蔽膜が形成されている。この遮蔽膜は黒色または濃緑色の層であり、基材シート３１の表面に樹脂層を印刷し、または金属層などの無機層をスパッタすることで形成されている。透光部３３は、遮蔽膜が形成されておらず、光を透過させることができる。
【００５２】
図２では、マスクシート３０の遮蔽部３２をハッチングを付して示しており、透光部３３はハッチングを付さずに示している。それぞれの透光部３３は四角形である。
【００５３】
図２に示す平面図において、透光部３３は全てのキー入力部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅに設けられたキートップ１５の縁部から外側にはみ出ることがないように、透光部３３の縁部が、キートップ１５の縁部よりも内側に位置し、透光部３３の面積はキートップ１５の面積よりも小さくなっている。その結果、隣り合うキートップ１５の隙間の下側は必ず遮蔽部３２が位置している。
【００５４】
図２に示すように、メンブレン積層体２０に形成された穴２０ｂは、マスクシート３０の遮蔽部３２で覆われており、穴２０ｂ内に設けられた発光ダイオード装置２９の上部が遮蔽部３２で覆われている。
【００５５】
したがって、隣り合うキートップ１５の隙間の下側に発光ダイオード装置２９が配置されても、発光ダイオード装置２９から上方へ発せられる光が遮蔽部３２で遮蔽されて隣り合うキートップ１５の隙間から光が漏れることがない。また、押圧シート２２の内部を伝播する光も隣り合うキートップ１５の隙間から上方に漏れることがない。ただし、図４に示すように、多数の凹部２８を有する反射領域２７は、前記透光部３３の下側に設けられているため、押圧シート２２の内部を伝播して反射領域２７の凹部２８で反射された光Ｌａは、透光部３３を経てキートップ１５に与えられる。
【００５６】
図４に示すように、キートップ１５の本体部１５ａはポリカーボネートなどの透明な材料または半透明などの透光性の材料で形成されており、本体部１５ａの表面に、塗装や無電解メッキで形成された光を透過できない被覆層１５ｂが形成されている。この被覆層１５ｂの一部がＣＯ2レーザーなどで除去されて、照光表示部１５ｃが形成されている。図１に示すキーボード装置１では、個々のキートップ１５の表面に形成された照光表示部１５ｃが、文字や記号または数字を表す表示である。
【００５７】
図１では、多数の凹部２８が形成された反射領域２７が、破線で囲まれた領域として図示されている。反射領域２７は、それぞれのキートップ１５に形成されている照光表示部１５ｃの真下において、照光表示部１５ｃよりもやや広い面積に形成されている。すなわち、図１の平面図において、それぞれのキートップ１５に設けられた照光表示部１５ｃは、その下の反射領域２７の範囲内に設けられている。
【００５８】
図１ないし図４に示すキーボード装置１は、メンブレン積層体２０の最上層である押圧シート２２が導光シートとして使用され、発光ダイオード装置２９から発せられた光が押圧シート２２の内部を伝播し、反射領域２７に設けられた複数の凹部２８で反射され、マスクシート３０の透光部３３を通過して、キートップ１５の照光表示部１５ｃに与えられる。押圧シート２２の上には、金属製の基板や樹脂製の回路基板などが配置されておらず、マスクシートの透光部３３が対向しているだけであるため、反射領域２７から上方へ反射された光Ｌａが、照光表示部１５ｃに効率よく与えられて、全てのキートップ１５において照光表示部１５ｃが明瞭に照光される。
【００５９】
また、基板シート２１や下側接点２５ａ，２５ａと上側接点２６を非透光性の材料で形成できるため、構成部材の材料費を低減できる。
【００６０】
図２に示すように、メンブレン積層体２０に形成された穴２０ｂが、キー入力部とキー入力部の間に配置され、この穴２０ｂ内に発光ダイオード装置２９が設けられているため、それぞれのキー入力部に設けられた反射領域２７と発光ダイオード装置２９との距離が大きく離れるのを防止できるようになる。よって、全てのキー入力部に位置するキートップ１５の照光表示部１５ｃの輝度ムラを少なくできる。
【００６１】
図３に示すように、反射領域２７の凹部２８で反射された光Ｌａが照光表示部１５ｃに向かう光の経路に、第１と第２の可動支持部材１６，１７および弾性部材１８が介在している。したがって、第１と第２の可動支持部材１６，１７および弾性部材１８が、透明または半透明の透光性の材料で形成されていることが好ましい。または、第１と第２の可動支持部材１６，１７および弾性部材１８が、表面で光を反射できまたは光を拡散できるように白色系の合成樹脂材料などで形成されており、反射領域２７で反射された光が、第１と第２の可動支持部材１６，１７や弾性部材１８で反射されまたは拡散されてキートップ１５に与えられてもよい。
【００６２】
図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、ポリカーボネートで形成された押圧シート２２の裏面２２ｄにＣＯ2レーザーを照射して実際に加工した凹部２８の面の形状をレーザー顕微鏡で測定した結果を示している。図６は、凹部２８の中心を通り且つ裏面２２ｄに垂直な面で切断した断面の形状を示す出力線図である。
【００６３】
図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、裏面２２ｄに対するＣＯ2レーザーの照射時間やエネルギーを変えることによって、凹部２８の開口部２８ａの開口面積φや、裏面２２ｄから凹部２８の底部２８ｂまでの深さ寸法Ｄなどを自由に設定することができる。図６（Ａ）はＣＯ2レーザーの照射時間が最も長く、図６（Ｃ）はＣＯ2レーザーの照射時間が最も短く、図６（Ｂ）はその中間である。よって、開口部２８ａの開口面積φは、図６（Ａ）が一番大きく、図６（Ｃ）が一番小さい。また深さ寸法Ｄは、図６（Ａ）が最も深く、図６（Ｃ）が最も浅い。
【００６４】
図６に示す出力線図から、凹部２８の内面２８ｃが、開口部２８ａから底部２８ｂまで滑らかに連続する凹曲面であり、底部２８ｂが滑らかな凹曲面であることを確認できる。裏面２２ｄに対する、凹部２８の内面２８ｃの傾斜角度θは、図６（Ａ）が最も大きく、図６（Ｃ）が最も小さい。
【００６５】
凹部２８は開口部２８ａの開孔径が５００μｍ以下で、好ましくは３００μｍ以下である。深さ寸法Ｄは、５μｍ以上であり、押圧シート２２の板厚の１／３以下であることが好ましい。
【００６６】
図４に示すように、押圧シート２２の内部を伝播する光Ｌが、シートの内部において凹部２８の内面２８ｃに当たると、その光は主に表面２２ｃに向けて反射される。図６（Ａ）に示すように、凹部２８の深さ寸法Ｄが大きく、内面２８ｃの傾斜角度θが大きいほど、光を垂直上方に指向させる能力が高くなる。また凹部２８の深さ寸法Ｄが大きく、内面２８ｃの傾斜角度θが大きいほど、ひとつの凹部２８の内面２８ｃで反射される光量の総和が多くなる。
【００６７】
よって、光源である発光ダイオード装置２９から反射領域２７までの距離や、反射領域２７の広さまたは照光表示部１５ｃの大きさなどに応じて、同じ押圧シート２２内で、凹部２８の開口面積φや深さ寸法Ｄを異ならせることで、発光ダイオード装置２９から反射領域２７までの距離の差による反射光量のばらつきを少なくできる。
【００６８】
凹部２８の配置としては、発光ダイオード装置２９から近い反射領域２７よりも遠い反射領域２７内に形成される凹部２８の深さ寸法Ｄを大きくし、その結果角度θを大きくすることが好ましい。なお、同じ反射領域２７内においても、発光ダイオード装置２９から離れるにしたがって深さ寸法Ｄおよび角度θを段階的に大きくすることも好ましい。
【００６９】
また、発光ダイオード装置２９から近い反射領域２７よりも遠い反射領域２７内に形成される凹部２８の配列密度を高くすることが好ましい。なお、同じ反射領域２７内においても、発光ダイオード装置２９から離れるにしたがって配列密度を高くすることが好ましい。
【００７０】
なお、同じ反射領域２７内において、深さ寸法Ｄと開口面積φが相違する凹部を混在させると、照光表示部１５ｃに光を集中させたり、照光表示部１５ｃの文字などの大きさに応じた光量の照光などが可能になる。
【００７１】
凹部２８は押圧シート２２の裏面２２ｄにレーザーを照射することで形成しているため、レーザの照射時間や照射エネルギーを変えることで、同じ押圧シート２２に複数種類の凹部２８を自由に設計して配置することができる。
【００７２】
図５は本発明の第２の実施の形態のキーボード装置１０１を示す断面図であり、図４に示した断面図に相当している。
【００７３】
図５に示すキーボード装置１０１は、第１の実施の形態のキーボード装置１と同じ構成要素に同じ符号を付している。
【００７４】
図５に示すキーボード装置１０１は、メンブレン積層体１２０が、基板シート２１と押圧シート２２およびスペーサ層２３で形成されており、スペーサ層２３が形成されていない部分が接点入力部２４となっている。ただし、押圧シート２２には凹部２８が形成されておらず、押圧シート２２は両面が平滑なＰＥＴシートなどで形成されている。
【００７５】
メンブレン積層体１２０の押圧シート２２とマスクシート３０の基材シート３１との間に被覆シート４０が設けられ、この被覆シート４０が押圧シート２２と基材シート３１とに接着されている。そして、この被覆シート４０が導光シートとして機能している。
【００７６】
被覆シート４０はポリカーボネートなどのレーザーで分解されやすい材料で形成されている。そして反射領域２７において、被覆シート４０の裏面４０ｂに多数の凹部２８が形成されている。この凹部２８はレーザーで材料の一部を分解することで形成されている。図６に示したように、凹部２８の内面２８ｃは平滑であり、内面２８ｃの面粗度は、被覆シート４０の表面４０ａおよび裏面４０ｂの面粗度と同じであり、または表面４０ａおよび裏面４０ｂよりも面粗度が小さい。
【００７７】
図５に示すように、メンブレン積層体１２０に穴１２０ｂが形成され、被覆シート４０に穴４１が形成されており、発光ダイオード装置２９は、前記穴１２０ｂと穴４１の内部に位置している。また発光ダイオード装置２９は、マスクシート３０の遮蔽部３２で覆われている。
【００７８】
この実施の形態では、メンブレン積層体１２０の上に導光シートである被覆シート４０が重ねられているため、メンブレン積層体１２０の全てを非透光性の材料で形成することも可能になる。
【符号の説明】
【００７９】
１ キーボード装置
２ シャーシ
１０ａ,１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ キー入力部
１５ キートップ
１５ａ 本体部
１５ｂ 被覆層
１５ｃ 照光表示部
１６ 第１の可動支持部材
１７ 第２の可動支持部材
１８ 弾性部材
２０ メンブレン積層体
２１ 基板シート
２２ 押圧シート
２３ スペーサ層
２４ 接点入力部
２５ａ 下側接点
２６ 上側接点
２７ 反射領域
２８ 凹部
２９ 発光ダイオード装置
３０ マスクシート
３１ 基材シート
３２ 遮蔽部
３３ 透光部
４０ 被覆シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のキートップによって接点を接触させるキーボード装置に係り、特にキートップを照光する機能を有するキーボード装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータや各種情報の検索装置には複数のキートップが配列したキーボード装置が装備されている。
【０００３】
最近のキーボード装置は、暗所で個々のキートップを識別できるように照光する機能を備えることが要求されている。特に、ブック型またはラップトップ型のパーソナルコンピュータは、暗所において個々のキートップを目視で区別できるように、照光機能を有するキーボード装置を搭載することが望まれている。
【０００４】
以下の特許文献１に記載されたキーボード装置は、個々のキートップが支持されたベース基板の裏側にエレクトロルミネッセンス素子が設置されており、エレクトロルミネッセンス素子から発せられた光が、ベース基板に形成された貫通孔を透過してそれぞれのキートップに与えられる。
【０００５】
特許文献２に記載されたキーボード装置は、ベースの上に冷光板あるいは冷陰極板で形成された板状の発光素子が設けられ、この発光素子の上に、回路板と弾性体のシートとが重ねられ、弾性体のシートの上に複数のキートップが設けられている。板状の発光素子から発せられた光は、回路板に形成された穴および弾性体のシートに形成された穴を通過して、それぞれのキートップに与えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２５１９３７号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０８２５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１に記載されたキーボード装置は、ベース基板の下側にエレクトロルミネッセンス素子が設けられ、光がベース基板に開口する貫通孔を通過してそれぞれのキートップに与えられる。また、特許文献２に記載されたキーボード装置は、板状の発光素子から発せられた光が、回路基板および弾性体のシートに形成された穴を通過してキートップに与えられる。
【０００８】
このように、従来のキーボード装置は、光源からの光がその上に位置する他の部材の穴を通過してそれぞれのキートップに与えられる構造であるため、キートップを照光するための光の利用効率が悪く、また、キートップと光源との間に介在するベース基板などで光が遮られるために、それぞれのキートップを均一に照光することが難しかった。
【０００９】
また、特許文献１と特許文献２に記載のキーボード装置は、いずれもシート状の光源を使用しているため、それぞれのキートップの照光を必要とする部分に集中的に光を与えることができなかった。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、光源からの光をキートップに効率よく与えることができ、それぞれのキートップの照光箇所を明瞭に照光させることができる照光機能を有するキーボード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】
【００１１】
本発明は、シャーシと、複数のキートップと、前記シャーシ上で前記キートップを上下動自在に支持する支持部材とを有し、
前記シャーシと前記キートップとの間に、下側接点と、前記下側接点を覆う可撓性の押圧シートと、前記押圧シートの下面に設けられて前記下側接点に対向する上側接点とを有する接点入力部が設けられ、複数の前記接点入力部がそれぞれの前記キートップで押圧できる位置に配置されており、
前記押圧シートまたは前記押圧シートの上側に重ねられた被覆シートが、内部で光を伝播する導光シートであり、前記シャーシの上に、前記導光シートの内部に光を与える光源が設けられており、
前記導光シートの前記キートップに対向する表面と逆側の裏面に複数の凹部が形成され、前記導光シート内を伝播した光が前記凹部で反射されて前記キートップに向けられることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のキーボード装置は、接点入力部を構成する押圧シートまたはその上の被覆シートが導光シートであり、導光シートの表面の広い部分がキートップに対向する。そのため、導光シートの表面から発せられた光が多く遮られることなくキートップに与えられることになり、キートップを効率よく照光することができる。
【００１３】
また、導光シートが接点入力部の最上部に設けられているため、導光シートよりも下側に位置しているシートや接点などを透明にする必要がない。導光シートよりも下側を透明にする必要がないため、材料費も低減できる。
【００１４】
さらに、導光シートの裏面に凹部が形成されて、導光シート内を伝播する光が、凹部の内面で反射されて導光シートの表面からキートップに与えられるため、キートップの照光したい場所に光を集中させることができる。
【００１５】
例えば、本発明は、前記下側接点は、基板シートの上面に形成されており、前記下側接点と前記上側接点とが対向する領域を除いて、前記基板シートと前記押圧シートとが接着層を介して固定されており、前記接着層は、前記下側接点と前記上側接点とが間隔を空けて対向できる厚さに形成されているものが好ましい。
上記構造では、接点入力部を薄型に構成でき、薄いキーボード装置を実現できる。
【００１６】
本発明は、それぞれの前記凹部は、開口部が円形または長円形あるいは楕円形であり、内面が平滑面の凹曲面である。
【００１７】
導光シートに形成された凹部の内面が平滑面であるため、導光シート内を伝播した光が、前記内面で乱反射せずに凹部の内面で光が指向性を維持したままキートップに向けて反射される。そのため、光が減衰するのを防止しやすく、光源から離れた箇所のキートップに対しても高い輝度で照光することが可能である。
【００１８】
本発明は、前記凹部の大きさや形状を任意に変えることで、光源からの距離に応じた照光輝度のばらつきなどを防止できる。
【００１９】
例えば、前記凹部の深さ寸法および前記裏面に対する前記内面の立ち上がり角度を、前記導光シートの場所によって相違させる。この場合、前記光源から離れるにしたがって、前記深さ寸法が大きくなり且つ前記角度が大きくなることが好ましい。
【００２０】
また、同一の前記キートップに光を与える領域に、前記深さ寸法および前記角度の相違する凹部を混在させることができる。
【００２１】
異なる形状の凹部を混在させることで、キートップの照光すべき箇所の場所や形状および広さに応じた最適な照光が可能になる。
【００２２】
また、前記凹部の前記開口部の面積を、前記導光シートの場所によって相違させることが可能である。
【００２３】
さらに、複数の前記凹部の配列密度を、前記導光シートの場所によって相違させる。この場合、前記光源に近い前記キートップに対向する前記凹部の配列密度よりも、前記光源から離れた前記キートップに対向する前記凹部の配列密度の方が高いことが好ましい。
【００２４】
本発明は、前記導光シートに形成された前記凹部が、レーザー光のエネルギーによって前記導光シートを形成する合成樹脂材料の一部が分解されて形成されたものである。
【００２５】
本発明のキーボード装置は、前記光源は、隣り合う前記キートップを支持する前記支持部材の間に配置されており、前記導光シートに、前記光源が入り込む穴が形成されていることが好ましい。
【００２６】
光源を、隣り合う支持部材の間に配置することで、光源からそれぞれのキートップまでの距離を短くでき、光の利用効率が高くなる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、キーボード装置のキートップを照光する光の利用効率を高めることができる。またキートップの照光すべき箇所に光を集中させることができ、また光源からの距離の変化の影響を受けにくく、それぞれのキートップの照光の明るさのばらつきを少なくできる。さらに、導光シート内を伝播する光が乱反射による減衰を生じにくいので、光源から光でそれぞれのキートップを高い照度で照光することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施の形態のキーボード装置の一部を示す部分平面図、
【図２】図１に示すキーボード装置のキートップを除去した状態を示す部分平面図、
【図３】キーボード装置の断面図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面に相当する断面図、
【図４】照光機能部の構造を拡大して示す説明図、
【図５】第２の実施の形態のキーボード装置の照光機能部の構造を拡大して示す説明図、
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、導光シートに形成された凹部の形状の実測値を示す線図、
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１ないし４に示す第１の実施の形態のキーボード装置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。
【００３０】
キーボード装置１は、金属製のシャーシ２を有しており、シャーシ２の上に複数のキー入力部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅが縦方向および横方向に配列している。図１に示すように、キー入力部１０ａ、キー入力部１０ｂ、キー入力部１０ｃ、キー入力部１０ｄおよびキー入力部１０ｅは、それぞれのキー入力部に設けられたキートップ１５の大きさによって区別している。なお、以下では大きさの相違するキートップを全て同じ符号１５を付して説明する。
【００３１】
図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面で切断したキーボード装置１の断面であり、キー入力部１０ｃ，１０ｄが示されている。それ以外のキー入力部１０ａ，１０ｂ，１０ｅは、キートップ１５の横方向の長さ寸法がキー入力部１０ｃ，１０ｄとは相違しているが、それ以外の構造はキー入力部１０ｃ，１０ｄと実質的に同じである。
【００３２】
図３に示すように、シャーシ２の上には、メンブレン積層体２０とマスクシート３０が順に重ねられて固定されており、シャーシ２から上方へ離れた位置にキートップ１５が設けられている。なお、図４では、シャーシ２とメンブレン積層体２０とマスクシート３０とが上下に離れて図示されているが、実際は、シャーシ２の上にメンブレン積層体２０の基板シート２１が接着されて固定されており、押圧シート２２にマスクシート３０が接着されて固定されている。
【００３３】
それぞれのキー入力部１０ｃ，１０ｄが設けられる部分では、前記シャーシ２に第１の支持片１１ａと第２の支持片１１ｂが上方に向けて折り曲げられている。それぞれのキー入力部１０ｃ，１０ｄが設けられる部分で、第１の支持片１１ａが図３の紙面に直交する方向に離れて一対設けられており、第２の支持片１１ｂも前記紙面に直交する方向に離れて一対設けられている。メンブレン積層体２０に穴２０ａが開口し、マスクシート３０にも前記穴２０ａと上下に貫通する穴３０ａが開口しており、前記第１の支持片１１ａと第２の支持片１１ｂが、前記穴２０ａおよび穴３０ａ内を通過してメンブレン積層体２０よりも上方に突出している。
【００３４】
それぞれのキートップ１５とシャーシ２との間に、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。第１の可動支持部材１６は、その一端１６ａが第１の支持片１１ａに回動自在に支持され、他端１６ｂがキートップ１５の下部に回動自在で且つ横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１５の下部に回動自在に支持され、他端１７ｂが第２の支持片１１ｂに回動自在で且つ横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。この実施の形態では、前記Ｘ型の支持リンクが、キートップ１５を昇降自在に支持する支持部材である。
【００３５】
前記マスクシート３０とキートップ１５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、キートップ１５に対してシャーシ２から離れる方向である上向きの付勢力を与える付勢部材である。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。
【００３６】
図４に拡大して示すように、前記メンブレン積層体２０は、基板シート２１と押圧シート２２と、前記両シート２１と２２との間に挟まれたスペーサ層２３とが積層されて構成されている。前記弾性部材１８の押圧凸部１８ａが対向する部分には、スペーサ層２３が形成されていない接点入力部２４が設けられている。接点入力部２４は、全てのキー入力部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅに設けられた弾性部材１８の押圧凸部１８ａと対向する位置に形成されている。
【００３７】
図４に示すように、接点入力部２４では、基板シート２１の上面に対を成す下側接点２５ａ，２５ａが設けられ、押圧シート２２の下面に、下側接点２５ａ，２５ａに対向する上側接点２６が設けられている。下側接点２５ａ，２５ａは、基板シート２１の上面に配線された導電パターンに個別に導通されている。キー入力部１０ｃ，１０ｄなどにおいて、キートップ１５が押されると、第１の可動支持部材１６の一端１６ａが第１の支持片１１ａとの係合部を支点として回動し、第２の可動支持部材１７の一端１７ａがキートップ１５の下部で回動して、キートップ１５が下降する。このとき、弾性部材１８がキートップ１５で押し潰されるとともに、押圧凸部１８ａでマスクシート３０を介して接点入力部２４の押圧シート２２が押され、上側接点２６が、一対の下側接点２５ａ，２５ａに接触して、下側接点２５ａ，２５ａが互いに導通させられる。これによりキー入力信号が得られる。
【００３８】
接点入力部２４以外の領域で基板シート２１と押圧シート２２との間に介在するスペーサ層２３は接着層である。スペーサ層２３は、基板シート２１の表面にレジスト材料などで形成された有機樹脂層２３ａとその上に積層された接着剤層２３ｂとで構成されている。有機樹脂層２３ａは、スクリーン印刷工程などで、接点入力部２４を除く領域で基板シート２１の表面に形成されている。接着剤層２３ｂも、スクリーン印刷工程などで、接点入力部２４を除く領域で、有機樹脂層２３ａの表面に形成され、この接着剤層２３ｂで押圧シート２２が固定されている。
【００３９】
スペーサ層２３を接着層とすることで、メンブレン積層体２０を薄いものにできる。また、スペーサ層２３を、有機樹脂層２３ａと接着剤層２３ｂとの積層体で形成することで、基板シート２１と押圧シート２２との上下の間隔を広く保つことができ、それぞれの接点入力部２４において、下側接点２５ａ，２５ａと上側接点２６との上下の対向間隔を保つことができる。
【００４０】
図３と図４に示すキーボード装置１では、メンブレン積層体２０の最上部の層である押圧シート２２が導光シートとして機能している。
【００４１】
図４に示すように、メンブレン積層体２０に、上下に貫通する穴２０ｂが開口している。シャーシ２の表面に光源である発光ダイオード装置２９がフレキシブル配線基板などを介して固定されており、この発光ダイオード装置２９が前記穴２０ｂの内部に入り込んでいる。発光ダイオード装置２９は、透明なパッケージの内部に発光ダイオードのベアチップが収納されたものであり、周囲の全方向へ光を出射することが可能である。発光ダイオード装置２９は、穴２０ｂ内において導光シートである押圧シート２２の端面２２ａに対向しており、発光ダイオード装置２９から発せられる光が、前記端面２２ａから押圧シート２２の内部に導かれる。
【００４２】
押圧シート２２は、厚さ寸法が１ｍｍ未満であり、好ましくが５００μｍ未満である。この実施の形態の押圧シート２２は厚さが３００μｍである。
【００４３】
押圧シート２２は、キートップ１５に向けられた表面２２ｃとシャーシ２に向けられた裏面２２ｄが、共に平滑な鏡面の平坦面である。押圧シート２２には、所定の面積の反射領域２７が区分されて設定されており、それぞれの反射領域２７に、複数の凹部２８が形成されている。
【００４４】
個々の凹部２８は、押圧シート２２の裏面２２ｄのきわめて小さい面積の領域に、ＣＯ2レーザーなどを照射してエネルギーを与え、押圧シート２２を構成する材料の一部を分解して除去することで形成されている。そのため、押圧シート２２は、透明で且つレーザーのエネルギーで分解できる材料で形成される。薄くて可撓性であり、比較的強度が高くレーザーのエネルギーで分解できる透明なフィルム材料が使用され、例えば、ポリカーボネート、ウレタン、シリコンなどが使用可能である。
【００４５】
凹部２８は、押圧シート２２の裏面２２ｄに、微小スポットのレーザーのエネルギーを与えて、押圧シート２２を構成する材料の一部を分解して形成されるため、裏面２２ｄから見たときの個々の凹部２８の開口部の形状は円形である。この円形は、真円形、長円形または楕円形などである。また、凹部２８の開口面積は凹部２８の底部に向かうにしたがって徐々に小さくなり、凹部２８の内面全体が凹曲面形状である。また、凹部２８は材料を分解することで形成されているため、凹部２８の内面はその全域において平滑な面すなわち鏡面である。ここでの平滑な面または鏡面とは、面粗度が表面２２ｃおよび裏面２２ｄと同程度または面粗度が表面２２ｃおよび裏面２２ｄよりも小さいことを意味している。また、平滑な面または鏡面とは、押圧シート２２の内部を伝播する光がシートの内部から凹部２８の内面に当たったときに、その内面において光が乱反射されず、内面の角度に応じてシート内で入射角と反射角の原理にしたがって反射される性質を意味している。
【００４６】
図４に示すように、発光ダイオード装置２９から発せられ、端面２２ａから押圧シート２２内に入射した光Ｌは、表面２２ｃでの反射と裏面２２ｄでの反射とを繰り返して押圧シート２２の内部を伝播する。押圧シート２２の内部を伝播する光が、凹部２８の内面に当たると、その光が当たる位置で凹部２８の内面に接する仮想平面に対して入射角と反射角がほぼ同等となるように押圧シート２２の内部に向けて反射されて表面２２ｃに向けられる。そして、押圧シート２２の表面２２ｃから出た光Ｌａでキートップ１５が照光される。
【００４７】
メンブレン積層体２０は、キーボード装置１の全域に延びる広い面積のものであり、全てのキー入力部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅのキートップ１５の下側に対向する接点入力部２４および反射領域２７を有している。例えば、図２に示されるように、発光ダイオード装置２９が挿入される穴２０ｂは、図の下から３列目のキー入力部と下から４列目のキー入力部の間の（ｉ）で示す位置に形成されている。隣り合うキー入力部の間で且つ隣り合う位置にある第１の可動支持部材１６と第２の可動支持部材１７とで構成されるＸ型リンクの間に穴２０ｂが設けられ、この穴２０ｂの内部に、周囲全方向へ光を与えることができる発光ダイオード装置２９が設けられている。
【００４８】
そのため、全てのキー入力部の反射領域２７において、発光ダイオード装置２９からの距離が極端に遠くなるのを避けることができ、発光ダイオード装置２９の光を、それぞれのキー入力部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅに設けられた反射領域２７に対し、効率的に均一に与えることができるようになる。
【００４９】
または、発光ダイオード装置２９が図２の（ｉｉ）で示す位置に配置されて、発光ダイオード装置２９から発せられる光が、押圧シート２２の図示下側の縁部から押圧シート２２の内部に入射する構造であってもよい。あるいは、発光ダイオード装置２９が、押圧シート２２の左右に向く縁部に対向してもよい。
【００５０】
マスクシート３０は、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）などの透光性で且つ可撓性の基材シート３１を有している。ここでの透光性とは、その下の押圧シート２２の表面２２ｃから出た光Ｌａを透過させてキートップ１５を照光できる性質を意味している。
【００５１】
マスクシート３０は、遮蔽部３２と透光部３３を有している。遮蔽部３２では、基材シート３１の表面に、光を透過させない遮蔽膜が形成されている。この遮蔽膜は黒色または濃緑色の層であり、基材シート３１の表面に樹脂層を印刷し、または金属層などの無機層をスパッタすることで形成されている。透光部３３は、遮蔽膜が形成されておらず、光を透過させることができる。
【００５２】
図２では、マスクシート３０の遮蔽部３２をハッチングを付して示しており、透光部３３はハッチングを付さずに示している。それぞれの透光部３３は四角形である。
【００５３】
図２に示す平面図において、透光部３３は全てのキー入力部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅに設けられたキートップ１５の縁部から外側にはみ出ることがないように、透光部３３の縁部が、キートップ１５の縁部よりも内側に位置し、透光部３３の面積はキートップ１５の面積よりも小さくなっている。その結果、隣り合うキートップ１５の隙間の下側は必ず遮蔽部３２が位置している。
【００５４】
図２に示すように、メンブレン積層体２０に形成された穴２０ｂは、マスクシート３０の遮蔽部３２で覆われており、穴２０ｂ内に設けられた発光ダイオード装置２９の上部が遮蔽部３２で覆われている。
【００５５】
したがって、隣り合うキートップ１５の隙間の下側に発光ダイオード装置２９が配置されても、発光ダイオード装置２９から上方へ発せられる光が遮蔽部３２で遮蔽されて隣り合うキートップ１５の隙間から光が漏れることがない。また、押圧シート２２の内部を伝播する光も隣り合うキートップ１５の隙間から上方に漏れることがない。ただし、図４に示すように、多数の凹部２８を有する反射領域２７は、前記透光部３３の下側に設けられているため、押圧シート２２の内部を伝播して反射領域２７の凹部２８で反射された光Ｌａは、透光部３３を経てキートップ１５に与えられる。
【００５６】
図４に示すように、キートップ１５の本体部１５ａはポリカーボネートなどの透明な材料または半透明などの透光性の材料で形成されており、本体部１５ａの表面に、塗装や無電解メッキで形成された光を透過できない被覆層１５ｂが形成されている。この被覆層１５ｂの一部がＣＯ2レーザーなどで除去されて、照光表示部１５ｃが形成されている。図１に示すキーボード装置１では、個々のキートップ１５の表面に形成された照光表示部１５ｃが、文字や記号または数字を表す表示である。
【００５７】
図１では、多数の凹部２８が形成された反射領域２７が、破線で囲まれた領域として図示されている。反射領域２７は、それぞれのキートップ１５に形成されている照光表示部１５ｃの真下において、照光表示部１５ｃよりもやや広い面積に形成されている。すなわち、図１の平面図において、それぞれのキートップ１５に設けられた照光表示部１５ｃは、その下の反射領域２７の範囲内に設けられている。
【００５８】
図１ないし図４に示すキーボード装置１は、メンブレン積層体２０の最上層である押圧シート２２が導光シートとして使用され、発光ダイオード装置２９から発せられた光が押圧シート２２の内部を伝播し、反射領域２７に設けられた複数の凹部２８で反射され、マスクシート３０の透光部３３を通過して、キートップ１５の照光表示部１５ｃに与えられる。押圧シート２２の上には、金属製の基板や樹脂製の回路基板などが配置されておらず、マスクシートの透光部３３が対向しているだけであるため、反射領域２７から上方へ反射された光Ｌａが、照光表示部１５ｃに効率よく与えられて、全てのキートップ１５において照光表示部１５ｃが明瞭に照光される。
【００５９】
また、基板シート２１や下側接点２５ａ，２５ａと上側接点２６を非透光性の材料で形成できるため、構成部材の材料費を低減できる。
【００６０】
図２に示すように、メンブレン積層体２０に形成された穴２０ｂが、キー入力部とキー入力部の間に配置され、この穴２０ｂ内に発光ダイオード装置２９が設けられているため、それぞれのキー入力部に設けられた反射領域２７と発光ダイオード装置２９との距離が大きく離れるのを防止できるようになる。よって、全てのキー入力部に位置するキートップ１５の照光表示部１５ｃの輝度ムラを少なくできる。
【００６１】
図３に示すように、反射領域２７の凹部２８で反射された光Ｌａが照光表示部１５ｃに向かう光の経路に、第１と第２の可動支持部材１６，１７および弾性部材１８が介在している。したがって、第１と第２の可動支持部材１６，１７および弾性部材１８が、透明または半透明の透光性の材料で形成されていることが好ましい。または、第１と第２の可動支持部材１６，１７および弾性部材１８が、表面で光を反射できまたは光を拡散できるように白色系の合成樹脂材料などで形成されており、反射領域２７で反射された光が、第１と第２の可動支持部材１６，１７や弾性部材１８で反射されまたは拡散されてキートップ１５に与えられてもよい。
【００６２】
図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、ポリカーボネートで形成された押圧シート２２の裏面２２ｄにＣＯ2レーザーを照射して実際に加工した凹部２８の面の形状をレーザー顕微鏡で測定した結果を示している。図６は、凹部２８の中心を通り且つ裏面２２ｄに垂直な面で切断した断面の形状を示す出力線図である。
【００６３】
図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、裏面２２ｄに対するＣＯ2レーザーの照射時間やエネルギーを変えることによって、凹部２８の開口部２８ａの開口面積φや、裏面２２ｄから凹部２８の底部２８ｂまでの深さ寸法Ｄなどを自由に設定することができる。図６（Ａ）はＣＯ2レーザーの照射時間が最も長く、図６（Ｃ）はＣＯ2レーザーの照射時間が最も短く、図６（Ｂ）はその中間である。よって、開口部２８ａの開口面積φは、図６（Ａ）が一番大きく、図６（Ｃ）が一番小さい。また深さ寸法Ｄは、図６（Ａ）が最も深く、図６（Ｃ）が最も浅い。
【００６４】
図６に示す出力線図から、凹部２８の内面２８ｃが、開口部２８ａから底部２８ｂまで滑らかに連続する凹曲面であり、底部２８ｂが滑らかな凹曲面であることを確認できる。裏面２２ｄに対する、凹部２８の内面２８ｃの傾斜角度θは、図６（Ａ）が最も大きく、図６（Ｃ）が最も小さい。
【００６５】
凹部２８は開口部２８ａの開孔径が５００μｍ以下で、好ましくは３００μｍ以下である。深さ寸法Ｄは、５μｍ以上であり、押圧シート２２の板厚の１／３以下であることが好ましい。
【００６６】
図４に示すように、押圧シート２２の内部を伝播する光Ｌが、シートの内部において凹部２８の内面２８ｃに当たると、その光は主に表面２２ｃに向けて反射される。図６（Ａ）に示すように、凹部２８の深さ寸法Ｄが大きく、内面２８ｃの傾斜角度θが大きいほど、光を垂直上方に指向させる能力が高くなる。また凹部２８の深さ寸法Ｄが大きく、内面２８ｃの傾斜角度θが大きいほど、ひとつの凹部２８の内面２８ｃで反射される光量の総和が多くなる。
【００６７】
よって、光源である発光ダイオード装置２９から反射領域２７までの距離や、反射領域２７の広さまたは照光表示部１５ｃの大きさなどに応じて、同じ押圧シート２２内で、凹部２８の開口面積φや深さ寸法Ｄを異ならせることで、発光ダイオード装置２９から反射領域２７までの距離の差による反射光量のばらつきを少なくできる。
【００６８】
凹部２８の配置としては、発光ダイオード装置２９から近い反射領域２７よりも遠い反射領域２７内に形成される凹部２８の深さ寸法Ｄを大きくし、その結果角度θを大きくすることが好ましい。なお、同じ反射領域２７内においても、発光ダイオード装置２９から離れるにしたがって深さ寸法Ｄおよび角度θを段階的に大きくすることも好ましい。
【００６９】
また、発光ダイオード装置２９から近い反射領域２７よりも遠い反射領域２７内に形成される凹部２８の配列密度を高くすることが好ましい。なお、同じ反射領域２７内においても、発光ダイオード装置２９から離れるにしたがって配列密度を高くすることが好ましい。
【００７０】
なお、同じ反射領域２７内において、深さ寸法Ｄと開口面積φが相違する凹部を混在させると、照光表示部１５ｃに光を集中させたり、照光表示部１５ｃの文字などの大きさに応じた光量の照光などが可能になる。
【００７１】
凹部２８は押圧シート２２の裏面２２ｄにレーザーを照射することで形成しているため、レーザの照射時間や照射エネルギーを変えることで、同じ押圧シート２２に複数種類の凹部２８を自由に設計して配置することができる。
【００７２】
図５は本発明の第２の実施の形態のキーボード装置１０１を示す断面図であり、図４に示した断面図に相当している。
【００７３】
図５に示すキーボード装置１０１は、第１の実施の形態のキーボード装置１と同じ構成要素に同じ符号を付している。
【００７４】
図５に示すキーボード装置１０１は、メンブレン積層体１２０が、基板シート２１と押圧シート２２およびスペーサ層２３で形成されており、スペーサ層２３が形成されていない部分が接点入力部２４となっている。ただし、押圧シート２２には凹部２８が形成されておらず、押圧シート２２は両面が平滑なＰＥＴシートなどで形成されている。
【００７５】
メンブレン積層体１２０の押圧シート２２とマスクシート３０の基材シート３１との間に被覆シート４０が設けられ、この被覆シート４０が押圧シート２２と基材シート３１とに接着されている。そして、この被覆シート４０が導光シートとして機能している。
【００７６】
被覆シート４０はポリカーボネートなどのレーザーで分解されやすい材料で形成されている。そして反射領域２７において、被覆シート４０の裏面４０ｂに多数の凹部２８が形成されている。この凹部２８はレーザーで材料の一部を分解することで形成されている。図６に示したように、凹部２８の内面２８ｃは平滑であり、内面２８ｃの面粗度は、被覆シート４０の表面４０ａおよび裏面４０ｂの面粗度と同じであり、または表面４０ａおよび裏面４０ｂよりも面粗度が小さい。
【００７７】
図５に示すように、メンブレン積層体１２０に穴１２０ｂが形成され、被覆シート４０に穴４１が形成されており、発光ダイオード装置２９は、前記穴１２０ｂと穴４１の内部に位置している。また発光ダイオード装置２９は、マスクシート３０の遮蔽部３２で覆われている。
【００７８】
この実施の形態では、メンブレン積層体１２０の上に導光シートである被覆シート４０が重ねられているため、メンブレン積層体１２０の全てを非透光性の材料で形成することも可能になる。
【符号の説明】
【００７９】
１ キーボード装置
２ シャーシ
１０ａ,１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ キー入力部
１５ キートップ
１５ａ 本体部
１５ｂ 被覆層
１５ｃ 照光表示部
１６ 第１の可動支持部材
１７ 第２の可動支持部材
１８ 弾性部材
２０ メンブレン積層体
２１ 基板シート
２２ 押圧シート
２３ スペーサ層
２４ 接点入力部
２５ａ 下側接点
２６ 上側接点
２７ 反射領域
２８ 凹部
２９ 発光ダイオード装置
３０ マスクシート
３１ 基材シート
３２ 遮蔽部
３３ 透光部
４０ 被覆シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャーシと、複数のキートップと、前記シャーシ上で前記キートップを上下動自在に支持する支持部材とを有し、
前記シャーシと前記キートップとの間に、下側接点と、前記下側接点を覆う可撓性の押圧シートと、前記押圧シートの下面に設けられて前記下側接点に対向する上側接点とを有する接点入力部が設けられ、複数の前記接点入力部がそれぞれの前記キートップで押圧できる位置に配置されており、
前記押圧シートまたは前記押圧シートの上側に重ねられた被覆シートが、内部で光を伝播する導光シートであり、前記シャーシの上に、前記導光シートの内部に光を与える光源が設けられており、
前記導光シートの前記キートップに対向する表面と逆側の裏面に複数の凹部が形成され、前記導光シート内を伝播した光が前記凹部で反射されて前記キートップに向けられることを特徴とするキーボード装置。
【請求項２】
前記下側接点は、基板シートの上面に形成されており、前記下側接点と前記上側接点とが対向する領域を除いて、前記基板シートと前記押圧シートとが接着層を介して固定されており、前記接着層は、前記下側接点と前記上側接点とが間隔を空けて対向できる厚さに形成されている請求項１記載のキーボード装置。
【請求項３】
それぞれの前記凹部は、開口部が円形または長円形あるいは楕円形であり、内面が平滑面の凹曲面である請求項１または２記載のキーボード装置。
【請求項４】
前記凹部の深さ寸法および前記導光シートの前記裏面に対する前記内面の立ち上がり角度が、前記導光シートの場所によって相違している請求項３記載のキーボード装置。
【請求項５】
前記光源から離れるにしたがって、前記深さ寸法が大きくなり且つ前記角度が大きくなる請求項４記載のキーボード装置。
【請求項６】
同一の前記キートップに光を与える領域に、前記深さ寸法および前記角度の相違する凹部が混在している請求項４または５記載のキーボード装置。
【請求項７】
前記凹部の前記開口部の面積が、前記導光シートの場所によって相違している請求項３ないし６のいずれかに記載のキーボード装置。
【請求項８】
複数の前記凹部の配列密度が、前記導光シートの場所によって相違している請求項３ないし７のいずれかに記載のキーボード装置。
【請求項９】
前記光源に近い前記キートップに対向する前記凹部の配列密度よりも、前記光源から離れた前記キートップに対向する前記凹部の配列密度の方が高い請求項８記載のキーボード装置。
【請求項１０】
前記導光シートに形成された前記凹部は、レーザー光のエネルギーによって前記導光シートを形成する材料の一部を分解して形成したものである請求項３ないし９のいずれかに記載のキーボード装置。
【請求項１１】
前記光源は、隣り合う前記キートップを支持する前記支持部材の間に配置されており、前記導光シートに、前記光源が入り込む穴が形成されている請求項１ないし１０のいずれかに記載のキーボード装置。
【請求項１】
シャーシと、複数のキートップと、前記シャーシ上で前記キートップを上下動自在に支持する支持部材とを有し、
前記シャーシと前記キートップとの間に、下側接点と、前記下側接点を覆う可撓性の押圧シートと、前記押圧シートの下面に設けられて前記下側接点に対向する上側接点とを有する接点入力部が設けられ、複数の前記接点入力部がそれぞれの前記キートップで押圧できる位置に配置されており、
前記押圧シートまたは前記押圧シートの上側に重ねられた被覆シートが、内部で光を伝播する導光シートであり、前記シャーシの上に、前記導光シートの内部に光を与える光源が設けられており、
前記導光シートの前記キートップに対向する表面と逆側の裏面に複数の凹部が形成され、前記導光シート内を伝播した光が前記凹部で反射されて前記キートップに向けられることを特徴とするキーボード装置。
【請求項２】
前記下側接点は、基板シートの上面に形成されており、前記下側接点と前記上側接点とが対向する領域を除いて、前記基板シートと前記押圧シートとが接着層を介して固定されており、前記接着層は、前記下側接点と前記上側接点とが間隔を空けて対向できる厚さに形成されている請求項１記載のキーボード装置。
【請求項３】
それぞれの前記凹部は、開口部が円形または長円形あるいは楕円形であり、内面が平滑面の凹曲面である請求項１または２記載のキーボード装置。
【請求項４】
前記凹部の深さ寸法および前記導光シートの前記裏面に対する前記内面の立ち上がり角度が、前記導光シートの場所によって相違している請求項３記載のキーボード装置。
【請求項５】
前記光源から離れるにしたがって、前記深さ寸法が大きくなり且つ前記角度が大きくなる請求項４記載のキーボード装置。
【請求項６】
同一の前記キートップに光を与える領域に、前記深さ寸法および前記角度の相違する凹部が混在している請求項４または５記載のキーボード装置。
【請求項７】
前記凹部の前記開口部の面積が、前記導光シートの場所によって相違している請求項３ないし６のいずれかに記載のキーボード装置。
【請求項８】
複数の前記凹部の配列密度が、前記導光シートの場所によって相違している請求項３ないし７のいずれかに記載のキーボード装置。
【請求項９】
前記光源に近い前記キートップに対向する前記凹部の配列密度よりも、前記光源から離れた前記キートップに対向する前記凹部の配列密度の方が高い請求項８記載のキーボード装置。
【請求項１０】
前記導光シートに形成された前記凹部は、レーザー光のエネルギーによって前記導光シートを形成する材料の一部を分解して形成したものである請求項３ないし９のいずれかに記載のキーボード装置。
【請求項１１】
前記光源は、隣り合う前記キートップを支持する前記支持部材の間に配置されており、前記導光シートに、前記光源が入り込む穴が形成されている請求項１ないし１０のいずれかに記載のキーボード装置。
【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２０１０−２１８９９５（Ｐ２０１０−２１８９９５Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６７２８７（Ｐ２００９−６７２８７）
【出願日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【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２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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