JP2008140761A - 光ガイド構造体、及び光ガイド構造体を使用した電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト上昇のない、十分な照度と均質性とを備えた薄型光ガイド構造体を提供する。
【解決手段】電子装置のキーパッドへ光をガイドする薄型光ガイド構造体が提供されている。この薄型光ガイド構造体はフィルムと複数の光拡散素子とを含む。前記フィルムはキーパッドの一方側に設けられている。前記フィルムは、光拡散素子が設けられる複数の選択可能な所定領域を有する。キーパッドと光拡散素子とはフィルムの上と下とにそれぞれ設けられ、これにより、光源の光がフィルムに入射すると、その光源の光は、光拡散素子によって生じる光拡散によりキーパッドへ投射される。
【選択図】図３

Description

本発明は一般的に、光ガイド構造体と、該光ガイド構造体を使用した電子装置とに関し、更に詳しくは、押釦キーの照度を高めることが出来る薄型光ガイド構造体と、この光ガイド構造体を使用した電子装置とに関する。

本出願は２００６年１１月３０日に出願された台湾出願番号９５１４４５３４の利益を主張しており、その主題はここに引用により組み込まれるものとする。
環境に於ける光の通常照明の下では、ユーザは電子装置のキーパッドを容易に押圧していくつかの情報を入力すると共に電子装置の機能を利用することが出来る。電子装置の例として、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラなどを挙げることが出来る。照明が十分でない場合に備えて、多くの電子装置は更に、照明機能を有する部品を備えており、これにより、ユーザは夜や暗い環境でもより便利に電子装置を使用することがでキーる。

携帯電話を例にとって説明することにする。通常、キーパッドに対する光源として、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）や複数の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が使用されている。発光ダイオードをキーパッドに対する光源として使用する場合、発光ダイオードは携帯電話の回路基板上に設けられる。通常、発光ダイオードはキーパッドの下方に設けられて、発光ダイオードの光が直接的にキーパッドに投射されるようになっている。発光ダイオードには厚みがあるとともに、更に回路基板とキーパッドとの間に他の素子（例えばドーム状金属部材）が設けられているので、回路基板とキーパッドとの間に発光ダイオードを設けると携帯電話の全体厚みを確実に増大させることになる。更に、キーパッドの各押釦キーの照度を上げて要望に応えると共に各押釦キーの照度を均一にするために、複数の発光ダイオードが設けられている。その結果、製造コストが高くつくのみならず携帯電話の消費電力も増大する。

「光ガイドプレート及び該光ガイドプレートを使用した電子製品」というタイトルの特許が、下記特許文献１に開示されている。光ガイドプレートの表面に多数のＶ字状空洞部が設けられている。これらのＶ字状空洞部は、キーへの光の拡散を均一にするために、電子製品のキーの反対側に設けられている。
台湾特許第Ｍ２９６３８４号明細書

然しながら、光ガイドプレートにＶ字状空洞部を形成することは複雑であり、電子製品を製造する場合のコストを上昇させる。
したがって、余分な発光ダイオードを使用せず、あまりにも複雑な製造工程を含まず、コスト上昇のない、十分な照度と均質性とを備えた薄型光ガイド構造体をいかにして提供するかが差し迫った課題となっている。

本発明は、薄型光ガイド構造体と、該薄型光ガイド構造体を使用した電子装置とに関わる。いくつかの光拡散素子が、光ガイド構造体のフィルム上に設けられている。電子装置の光源の光がフィルム１８に入射すると、該光は、光拡散素子を介して電子装置のキーパッドにガイド（案内）されてキーパッドを照射するので、ユーザは暗い環境であってもより便利に電子装置を操作することが出来る。

本発明の第１局面によれば、キーパッドへ光をガイドする薄型光ガイド構造体が提供されている。この薄型光ガイド構造体は、フィルムと複数の光拡散素子とを含む。前記フィルムはキーパッドの一方側に設けられている。光拡散素子はフィルム上に設けられている。フィルムは、光拡散素子が設けられている複数の選択可能な所定領域を有する。キーパッドと光拡散素子とはフィルムの上と下とにそれぞれ設けられて、これにより、光源の光がフィルムに入射すると、この光源の光は、光拡散素子によって生じる光拡散によってキーパッドへ投射される。

本発明の第２局面によれば、光ガイド構造体と、キーパッドと、回路基板と、少なくとも１つの光源ユニットとを含む電子装置が提供される。光ガイド構造体は、フィルムと複数の光拡散素子とを含む。光拡散素子は、フィルム上の複数の選択可能な所定領域内に設けられている。キーパッドは、光ガイド構造体の上に設けられている。キーパッドと光拡散素子とはフィルムの上と下とにそれぞれ設けられている。回路基板は光ガイド構造体の下に設けられている。光拡散素子は回路基板とフィルムとの間に設けられている。光源ユニットの光がフィルムに入射すると、光は、光拡散素子によって生じる光拡散によりキーパッドに投射される。

本発明は、好ましい非限定的な実施形態の下記詳細な説明から明らかになろう。下記説明は添付図面を参照してなされる。

図１に於いて、本発明の好ましい実施形態に係る電子装置の分解概略図を示している。図１に示すように、電子装置１は、光ガイド構造体１０と、回路基板１２と、キーパッド１４と、光源ユニット１６とを含む。回路基板１２は光ガイド構造体１０の下に設けられている。キーパッド１４は光ガイド構造体１０の上に設けられている。光源ユニット１６は光ガイド構造体１０の１つの側部に設けられている。光ガイド構造体１０はフィルム１８と複数の光拡散素子２０とを含む。光拡散素子２０は、フィルム１８上に位置する複数の選択可能所定領域内に設けられている。図１に於いて、光拡散素子２０はフィルム１８の下側に設けられ、キーパッド１４と光拡散素子２０とは、フィルム１８の上と下とにそれぞれ設けられている。光源ユニット１６の光がフィルム１８に入射すると、光は、光拡散素子２０によって生じた光拡散のために、キーパッド１４へ投射される。

光ガイド構造体１０は実際は薄型光ガイド構造体であり、そのフィルム１８はプラスチック又は他の材料で形成されている。フィルム１８がプラスチックフィルムである場合、そのフィルムは熱硬化性又は熱可塑性材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）などで形成されている。少なくとも１つの発光ダイオードを含む光源ユニット１６は、フィルム１８の１つの側部に設けられていることが好ましい。本実施形態に於いて、光源ユニット１６はふたつの発光ダイオード１６Ａ，１６Ｂを含む。発光ダイオード１６Ａ，１６Ｂの厚みは略０．４ｍｍであり、フィルム１８の厚みは略０．１２５ｍｍである。フィルム１８は発光ダイオード１６Ａ，１６Ｂの照射領域内に設けられることが好ましい。図１に示すように、キーパッド１４は複数の押釦キー１４Ａを含む。光ガイド構造体１０上に位置する所定領域は、押釦キー１４Ａの位置に基づいて選択され、そして、光拡散素子２０は、光学レイアウトソフトを使用してフィルム１８上に位置するよう設計することが出来、これにより、光拡散素子２０の位置が押釦キー１４Ａの位置に対応するようにすること好ましい。実際のところ、光拡散素子２０は、押釦キー１４Ａの位置に基づくか又は実際の要求事項に基づいてフィルム１８上に設けることが出来、これにより、光拡散素子２０はフィルム１８上にパターンを形成する。本実施形態に於いて、１つの押釦キー１４Ａは１つの光拡散素子２０に対応している。然しながら、実際の適応例に於いて、光拡散素子２０がフィルム１８上に形成するパターンは、ひとつの押釦キー１４Ａが複数の光拡散素子２０に対応する設計、又は、複数の押釦キー１４Ａがひとつの光拡散素子２０に対応する設計かに基づいて、決定することが出来る。

キーパッド１４の各押釦キー１４Ａは、対応する文字、数字、及び記号を有しているが、図１では数字及び記号を有するキーだけを示している。ユーザが暗い環境に於いて電子装置をより便利に使用出来るように、押釦キー１４Ａ上の文字、数字、及び記号は通常、透明か半透明であり、これにより、光が押釦キーを透過してユーザが容易に操作できるようにされている。本実施形態に於いて、押釦キーの一部は穴状（空洞）部分Ｃとして穴が形成されて各押釦キー１４Ａ上に数字や記号を形成し、そして、穴状部分Ｃには更に、透明又は半透明材料を充填することが出来る。

図２に於いて、図１の光ガイド構造体の部分拡大図を示している。図２に示すように、フィルム１８上の光拡散素子２０は、接着剤２０Ａと複数の拡散粒子２０Ｂとを含む。拡散粒子２０Ｂは接着剤２０Ａ上に均一に拡がっていることが好ましい。拡散粒子２０Ｂは、二酸化ケイ素(SiO₂)、二酸化チタン（TiO₂）、又はそれらの混合物で形成されている。各拡散粒子２０Ｂの寸法は略０．３ｍｍであるのが好ましい。光拡散素子２０は、いくつかの製造工程によりフィルム１８上に形成することが出来る。例えば、光拡散素子２０の材料を、スクリーン印刷又はスパッタリングによりフィルム１８上の所定位置に設けた後、硬化工程を更に行って光拡散素子２０を形成する。本実施形態に於いて、光拡散素子２０は上記製造工程に基づいてフィルム１８上に形成される。然しながら、本発明の技術はこれに限定されることはない。

図３を参照して、組み立て後の、図１の電子装置の部分断面図を示している。図３に示すように、電子装置１を組み立てる際、光ガイド構造体１０のフィルム１８は回路基板１２上に設けられて光拡散素子２０の一方側が回路基板１２と直接当接するようにされ、その後、キーパッド１４がフィルム１８上に設けられる。キーパッド１４と光拡散素子２０とはそれぞれフィルム１８の上と下とに設けられている。光拡散素子２０は押釦キー１４Ａに基づいて設けられている。光源ユニット１６の発光ダイオード１６Ａは、フィルム１８の１つの側部に位置し、そして、光源の光はフィルム１８の側部からフィルム１８に入射する。発光ダイオード１６Ａが駆動されて照射すると、光は種々の入射角からフィルム１８へ入射し、そして、光の一部はフィルム１８の光拡散素子２０上へ投射される。図３の光拡散素子２０を例にとって説明を行う。各光拡散素子２０は拡散粒子２０Ｂを多数有しているので(図２参照)、光は、拡散粒子２０Ｂへ投射された後、異なる角度で反射される。換言すれば、光拡散現象が生じる。かくして、光拡散素子２０に対応する押釦キーの照度の配分がより均一になって、穴状部分Ｃの透明効果がよくなる。したがって、電子装置を暗い環境で使用しても、ユーザは依然として正しく押釦キー１４を押圧することが出来る。

光ガイド構造体１０は薄型光ガイド構造体である。通常はドーム状金属部材(図示せず)が、光ガイド構造体１０と回路基板１２との間に設けられており、これにより、押釦キー１４Ａを押圧すると、回路基板１２が起動されて電気信号を出力する。光ガイド構造体１０のフィルム１８は押釦キー１４Ａと回路基板１２との間の空隙を拡大するので、押釦キー１４Ａが押圧されているとき、フィルム１８がドーム状金属部材を安定させ、これにより、近隣の押釦キーが押圧されるおそれが少なくなると共に押釦キー１４Ａが誤って作動されるおそれが少なくなる。

その上、電子装置１は更に複数の光源ユニットを含んでいてもよい。図４に於いて、２つの光源ユニットを備えた、図３の電子装置の部分断面図を示している。図４に示すように、電子装置１は、回路基板１２上で且つフィルム１８の下に位置する他の光源ユニット２２を含む。光源ユニット２２は少なくともひとつの発光ダイオードを含む。本実施形態に於いて、光源ユニット２２は２つの発光ダイオード２２Ａ，２２Ｂを有するものとして実施されている。回路基板１２はプリント回路基板である。発光ダイオード２２Ａ，２２Ｂを収容するために、いくつかの孔が基板に設計されている。孔と光拡散素子２０とは、相互に全く重ならないか、又は部分的に重なるようにすることが好ましい。したがって、発光ダイオード２２Ａ，２２Ｂが照射すると、光は回路基板１２とキーパッド１４との間に投射される。発光ダイオード２２Ａ，２２Ｂの光は、キーパッド１４へ直接投射されるか、又は、フィルム１８上の光拡散素子２０を介して押釦キー１４Ａに拡散されることができる。本実施形態に於いて、発光ダイオード２２Ａ，２２Ｂは基板の孔内部に設けられているので、電子装置の厚みを低減することが出来る。

実際の適用例に於いては、電子装置１は、回路基板１２の基板の孔に設けられた、例えば光源ユニット２２のような単一の光源ユニットだけを含んでいる場合もある。図５に於いて、組み立て後の、本発明の別の好ましい実施形態に基づく電子装置の部分断面図が示されている。先行する実施形態と同じ要素に関しては同一符号を使用している。図５に於いて、図４の同じ要素に対しては同一符号を使用している。図５に示すように、電子装置１は、フィルム１８の下で且つ回路基板１２に設けられた単一の光源ユニット２２を含んでいる。光源ユニット２２は２つの発光ダイオード２２Ａ，２２Ｂを含む。発光ダイオード２２Ａ，２２Ｂを収容するために回路基板１２の基板にいくつかの孔が設けられている。孔と光拡散素子２０とは、相互に重なり合わないか、又は部分的にのみ重なるようにすることが好ましい。従って、発光ダイオード２２Ａ，２２Ｂが照射すると、光は回路基板１２とキーパッド１４との間を均一に拡がる。発光ダイオード２２Ａ，２２Ｂの光は、直接キーパッド１４に投射されるか、又は、フィルム１８上の光拡散素子２０を介して押釦キー１４Ａへと拡がることが出来る。本実施形態に於いて、発光ダイオード２２Ａ，２２Ｂは、プラスチック基板の孔内部に設けられているので、電子装置の厚みを低減することが出来る。

従来は、電子装置のキーパッドの下に複数の発光ダイオードが設けられているので電子装置の厚みが増大するが、これと比較すると、本発明の実施形態に係る光ガイド構造体１０は、はるかに薄型且つ軽量であり、ほとんどの薄型電子装置に適用することが出来る。更に、光ガイド構造体１０の光拡散素子２０のパターンは、実際の要求事項にあわせて設計することが出来る。プラスチック材料、接着剤および拡散粒子も入手（利用）可能性が高いという利点を有するとともに、光ガイド構造体１０の製造工程はシンプルである。

本発明に係る上記実施形態に開示された光ガイド構造体及び該光ガイド構造体を使用した電子装置では、光拡散素子を備えた光ガイド構造体は、電子装置の回路基板とキーパッドとの間に設けられている。電子装置の光は、光ガイド構造体の側部又は下側から出射され、そして、この光は光拡散素子を介して押釦キーへと拡散される。したがって、押釦キーは均一な照度を有するとともに、ユーザは、電子装置を暗い環境で使用する場合でも、キーパッドを正しく押圧することが出来る。光は効果的且つ均一に拡散されるので、余分な発光ダイオードを設ける必要がない。

本発明は、例示の目的で好ましい実施形態という形で説明をしてキーたが、本発明はこれらに限定されるものではない。むしろ、種々の変更や、類似の構成及び手順も本発明に含まれることが意図されており、したがって、添付の特許請求の範囲は、上記変更や、類似の構成及び手順を含むよう最も広く解釈されるべきである。

本発明の好ましい実施形態に係る電子装置の分解概略図である。 図１の光ガイド構造体の部分拡大図である。 図１の電子装置の部分断面図であり、組み立て後の状態を示している。 ２つの光源ユニットを備えた図３の電子装置の部分断面図である。 本発明の別の実施形態に係る電子装置の部分断面図であり、組み立て後の状態を示している。

Claims (15)

1. キーパッドの一方側に設けられ、複数の選択可能な所定領域を有するフィルムと、
   前記フィルムの前記所定領域内に設けられた複数の光拡散素子とを含み、
   前記キーパッドと前記光拡散素子とは、前記フィルムの上と下とにそれぞれ設けられており、これにより、少なくとも１つの光源の光が前記フィルムに入射すると、前記光源の当該光は、前記光拡散素子によって生じる光拡散によって前記キーパッドへ投射されることを特徴とする、キーパッドへ光をガイドする薄型光ガイド構造体。
2. 前記光拡散素子は前記フィルム上にパターンを形成していることを特徴とする請求項１に記載の光ガイド構造体。
3. 各光拡散素子は複数の拡散粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の光ガイド構造体。
4. 前記拡散粒子は二酸化ケイ素、二酸化チタン、又はそれらの混合物で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光ガイド構造体。
5. 前記光源は前記フィルムの１つの側部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光ガイド構造体。
6. 前記光源は前記フィルムの下に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光ガイド構造体。
7. フィルムと複数の光拡散素子とを含み、前記光拡散素子は前記フィルム上の複数の選択可能な所定領域内に設けられている、光ガイド構造体と、
   この光ガイド構造体の下に設けられた回路基板と、
   前記光ガイド構造体の上に設けられたキーパッドであって、このキーパッドと前記光拡散素子とは前記フィルムの上と下とにそれぞれ設けられているキーパッドと、
   前記光ガイド構造体の１つの側部に設けられた少なくとも１つの光源ユニットと、
   を含み、
   前記光源ユニットの光が前記フィルムに入射すると、当該光は前記光拡散素子によって生じる光拡散により前記キーパッドへ投射されることを特徴とする電子装置。
8. 前記光源ユニットは前記フィルムの１つの側部に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の電子装置。
9. 前記光源ユニットは、前記フィルムの前記１つの側部に設けられた少なくとも１つの発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項８に記載の電子装置。
10. 前記光源ユニットは、前記回路基板の基板内に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の電子装置
11. 前記光源ユニットは、前記回路基板の前記基板内に設けられた少なくとも一つの発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項１０に記載の電子装置。
12. 前記基板は少なくとも１つの孔を有し、前記発光ダイオードは前記孔内部に設けられており、前記光拡散素子と前記孔とは、相互に重なり合わないか、又は部分的に重なり合うことを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
13. 前記光拡散素子は前記フィルム上にパターンを形成していることを特徴とする請求項７に記載の電子装置。
14. 各光拡散素子は複数の拡散粒子を含むことを特徴とする請求項７に記載の電子装置。
15. 前記拡散粒子は二酸化ケイ素、二酸化チタン、又はそれらの混合物で形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の電子装置。

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