JP2012190748A - 照光装置および前記照光装置を使用した入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源から発せられ導光層内に導かれて複数の照光指示部に与えられる光の光量をそれぞれの照光指示部に応じて調整できるようにした照光装置および入力装置を提供する。
【解決手段】 導光層３に光源８が対向して照光装置３０が構成されている。導光層３の面に、複数の乱反射部３５Ａ，３５Ｂが形成され、乱反射部３５Ａ，３５Ｂに凹状の反射線３７Ａ，３７Ｂが形成されている。光源８から延びる光経路線ＬＡ，ＬＢに対する反射線３７Ａ，３７Ｂの交差角度が、乱反射部３５Ａ，３５Ｂごとに相違している。その結果、乱反射部３５Ａ，３５Ｂに反射されてその上の照光指示部に与えられる光の量と、乱反射部３５Ａ，３５Ｂを通過する光の量とを調整できるようになる。
【選択図】図３

Description

本発明は、操作部に設けられた照光指示部に照明光を与える照光装置および前記照光装置を使用した入力装置に関する。

パーソナルコンピュータ用のキーボード装置、携帯機器やその他の電子機器、遠隔操作装置、自動車の操作部などに、押圧操作などを行う複数の入力装置と、この入力装置に照明光を与える照光装置とが設けられている。

特許文献１には、携帯用装置のキーパッドのキーを照らすためのライトガイドが開示されている。

このライトガイドは、複数のキーを有するキーパッドの背部に位置するフィルムと、このフィルムに光学的に結合された発光ダイオードとを有している。フィルムには、それぞれのキーに光を与える円形領域が設けられ、この円形領域に、フィルム内に凹状に切り込まれた微小構造化形状が形成されている。発光ダイオードから発せられた光は、フィルムの内部を伝播し、微小構造化形状で乱反射されフィルムの外へ向けられてキーに与えられる。

複数の円形領域に設けられた微小構造化形状は、その平面形状が円弧状であり、微小構造化形状が１つの円形領域の複数条設けられている。そして、全ての円形領域に設けられた微小構造形状の曲率方向が、発光ダイオードが配置された方向に向けて全て同じ向きに揃えられている。

特許文献２に記載されたキーボードは、複数のキートップと、発光ダイオードから照射された光をそれぞれのキートップに導く導光板を有している。

導光板の表面には光拡散板が積層されており、光拡散板に複数の光拡散部が形成されている。この光拡散部は、光拡散板の表面に模様を印刷することで形成されている。導光板には複数の発光ダイオードが対向しており、光拡散部は発光ダイオードから離れるにしたがって模様の面積が段階的に小さくなるように形成されている。

特表２０１０−５０３１５５号公報 特開２０１０−１２９３７４号公報

特許文献１に記載されたライトガイドには、発光ダイオードに近い場所から、発光ダイオードから離れた場所まで、複数の円形領域が配置されているが、複数の円形領域に形成された微小構造化形状が全て同じ向きに揃えられている。そのため、全ての円形領域で光を均一に反射することが難しい。

例えば、発光ダイオードに近い位置にある円形領域で多くの光量が乱反射されて消化されるために、その円形領域よりも発光ダイオードから離れた位置にある複数の円形領域に光が届きにくくなり、発光ダイオードから離れた位置にあるキーを照光する光量が低下しがちである。

特許文献１に記載のライトガイドは、１つの発光ダイオードを起点とする放射方向の各方向に延びる仮想線を想定したときに、仮想線によってその上に位置している円形領域の数が相違している。全ての円形領域において微小構造化形状が全て同じ向きに揃えられているため、仮想線上で数多く配列している円形領域のそれぞれに至る光量が、仮想線上での配置数の少ない円形領域に至る光量よりも多くなり、全ての円形領域に光を均一に至らせるのが難しい。

機種によっては、ひとつのライトガイドに複数の発光ダイオードが配置されることがある。この場合、ライトガイドの内部では、複数の発光ダイオードからの光が多く重複する領域と、重複度が低く光量がさほど多くならない領域とがある。特許文献１に記載のように、全ての円形領域において微小構造化形状が全て同じ向きに揃えられていると、重複度が大きい領域の輝度が高くなりすぎて、全体の輝度むらが大きくなりやすい。

特許文献２に記載されたキーボードは、拡散部が印刷模様で形成されているため、導光板の内部を伝搬した光を乱反射させる能力が低く、キートップに与えられる光量が低下しがちである。

また、特許文献２では、導光板に複数の発光ダイオードが対向しているため、複数の発光ダイオードから発せられる光が重複する領域では、それ以外の領域よりも光量が多くなり、これにより不均一な照光が発生しやすい。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、導光層に多数設けられた乱反射部に対して、光を均一に与えることが可能な照光装置および前記照光装置を使用した入力装置を提供することを目的としている。

また本発明は、導光層に複数の光源が対向している場合に、複数の光源からの光が重複しやすい領域と重複しにくい領域での照光輝度のむらを解消しやすい構造の照光装置および前記照光装置を使用した入力装置を提供することを目的としている。

本発明は、少なくとも１つの面に複数の乱反射部を有する導光層と、前記導光層の側部に対向して導光層の内部に光を与える光源とが設けられた照光装置において、
それぞれの乱反射部に、凹部または凸部が線状に連続しあるいは複数の凹部または凸部が線状に配列した反射線が設けられており、
光源から延びて乱反射部を通過する仮想線を光経路線としたときに、いずれかの乱反射部の反射線と光経路線との交差角度と、他の乱反射部の反射線と同じ光源から延びる他の光経路線との交差角度が互いに相違していることを特徴とするものである。

本発明の照光装置は、１つの光源に複数の乱反射部が対向しており、光源に対する反射線の対向角度が、乱反射部ごとに相違している。その結果、乱反射部に与えられる光の光量の大小に応じて乱反射する光の度合いを調整でき、複数の乱反射部に極端な輝度むらが発生するのを防止しやすくなる。

本発明は、ひとつの光経路線が複数の乱反射部を通過しており、前記光経路線と反射線との交差角度が、乱反射部ごとに相違しているものとして構成できる。

本発明は、第１の乱反射部を通過した光経路線の進行方向前方に位置する他の乱反射部の数と、第２の乱反射部を通過した光経路線の進行方向前方に位置する他の乱反射部の数とが相違しており、
第１の乱反射部と第２の乱反射部のうち、進行方向前方に位置する他の乱反射部の数が多い乱反射部に設けられた反射線と光経路線との交差角度が、進行方向前方に位置する他の乱反射部の数が少ない乱反射部に設けられた反射線と光経路線との交差角度よりも小さいものが好ましい。

上記発明では、光源から延びる光経路線上に複数の乱反射部が並んでいる場合に、光源に近い乱反射部の反射線の角度を浅くすることで、光源から離れた位置にある乱反射部に光が到達しやすくなる。その結果、場所によって光経路線上に配列する乱反射部の数に差があっても、乱反射部で反射される光の光量が極端に相違するのを防止しやすくなる。

本発明は、前記導光層に対向する複数の光源が設けられ、第１の光源から延びる第１の光経路線と第２の光源から延びる第２の光経路線の双方が通過する位置に乱反射部が設けられており、この乱反射部に設けられた反射線は、第１の光経路線との交差角度と、第２の光経路線との交差角度とが互いに相違しているものとして構成できる。

上記照光装置では、複数の光源から発せられる光が重複しやすい領域に位置する乱反射部において、いずれか一方の光源から発せられる光を乱反射させる能力を高くし、他方の光源から発せられる多くの光を通過させやすくなる。その結果、複数の光源からの光が重複しやすい領域と重複しにくい領域とで乱反射の光量に極端なむらが発生しないように調整できる。

また、本発明は、乱反射部を通過した第１の光経路線の進行方向前方に位置する他の乱反射部の数と、同じ乱反射部を通過した第２の光経路線の進行方向前方に位置する他の乱反射部の数とが相違しており、
第１の光経路線と第２の光経路線のうち、進行方向前方に位置する他の乱反射部の数が多い光経路線と前記乱反射部に設けられた反射線との交差角度が、進行方向前方に位置する他の乱反射部の数が少ない光経路線と前記乱反射部に設けられた反射線との交差角度よりも小さいことが好ましい。

上記発明では、複数の光源の双方に近い位置の乱反射部と、光源から離れた位置にある乱反射部の双方に、光を均一に与えやすくなる。

また、本発明は、導光層に穴または切り欠き部が形成されており、光源と前記穴または切り欠き部との間に位置する少なくとも１つの乱反射部の反射線が、光経路線とほぼ直交している。

また、本発明は、導光層に穴または切り欠き部が形成されており、光源から延びて前記穴または切り欠き部を通過する光経路線上に位置する複数の乱反射部のうち、前記穴または切り欠き部に近い位置にある乱反射部の反射線と光経路線との交差角度が、前記穴または切り欠き部から離れた位置にある乱反射部の反射線と光経路線との交差角度よりも大きいものである。

導光層に穴または切り欠き部が形成されていると、導光層の内部を伝搬する光が穴または切り欠き部で遮られる。この場合に、その直前に位置する乱反射部で多くの光を乱反射することで、光の損失を低減でき、穴または切り欠き部の境界部が極端に明るく照らさせるのも防止しやすくなる。

本発明の入力装置は、照光指示部を有する複数の操作部と、操作部が表側から操作されたときに電気信号を変化させる動作部と、前記操作部の裏側に設けられた前記照光装置とを有しており、乱反射部で反射された光が前記照光指示部に与えられることを特徴とするものである。

本発明は、導光層に設けられた複数の乱反射部のそれぞれで乱反射する光量に極端な差が生じるのを防止しやすくなり、照光指示部の輝度が極端に暗くなったり極端に明るくなるのを防止できるようになる。

また、導光層に複数の光源が対向しているものにおいて、複数の光源からの光が重複する領域と、重複しづらい領域とで、乱反射部で反射される光量の差を制御できるようになる。

本発明の実施の形態の入力装置の一部を示す断面図、 本発明の実施の形態の入力装置の一部を示す分解斜視図、 光源から延びる光経路線と乱反射部に設けられた反射線との対向関係を示す説明図、 導光層と乱反射部を示す断面図、 複数の光源から延びる光経路線と複数の乱反射部に設けられた反射線との対向関係を示す説明図、 複数のキートップの配置例を示す平面図、 図６に示すキートップに照明光を与える照光装置の平面図、 乱反射部の変形例を示す平面図、

図１と図２に、本発明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。

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。

図１と図２に示すように、シャーシ２の上に照光装置３０が設けられている。照光装置３０は、導光層３と、導光層３とシャーシ２との間に設けられた反射シート４と、導光層３の側部に対向する光源８とで構成されている。導光層３は、ポリカーボネートなどの透光性の合成樹脂で形成されたフィルムまたはシートである。光源８は発光ダイオードである。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。

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。

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。

入力装置１に、複数の押圧操作部１０が設けられている。それぞれの押圧操作部１０は、キートップ１５と、キートップ１５を支持板５上で昇降自在に支持する支持機構とで構成されている。

図２に示すように、押圧操作部１０が設けられる部分では、前記支持板５に開口部７が形成され、開口部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。

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。

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。

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１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。

図１に示すように、押圧操作部１０では、メンブレン積層体２０の上に、キートップ１５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。

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１５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１５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１５を昇降自在に支持する支持機構である。

図１に示すように、それぞれの押圧操作部１０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、弾性部材１８によってそれぞれのキートップ１５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。

図１と図２に示すように、それぞれの押圧操作部１０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。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。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。

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。

キートップ１５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。

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。

それぞれの押圧操作部１０に設けられたキートップ１５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１５の断面形状が示されているが、キートップ１５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。

図６に示すように、キートップ１５の前面１５ｓの一部に照光指示部３１が設けられており、照光指示部３１では、表面層の一部がレーザ加工などで除去されて文字や記号の表示部が形成されている。図６に示すように、それぞれのキートップ１５ごとに、照光指示部３１の形成位置およびその表示内容が相違している。

図２に示すように、照光装置３０を構成する導光層３は、その裏面３ｂの複数箇所に乱反射部３５が形成されている。それぞれの乱反射部３５は、複数のキートップ１５に形成された照光指示部３１の下側に対向している。

図６に示す複数のキートップ１５のひとつであるキートップ１５ａは、照光指示部３１に文字および記号を示す３個の表示部が形成されている。そこで、その下に対向している乱反射部３５は、図２に示すように、３つの円形領域３６に区分されており、円形領域３６が３個の表示部のそれぞれに対向している。

図３に示すように、乱反射部３５は、円形領域３６の内側に複数の反射線３７が平行に形成されている。それぞれの反射線３７は、連続する直線であり、図４の断面図に示すように導光層３の裏面３ｂに凹状に形成されている。反射線３７は、例えばレーザ加工などで形成される。なお、円形領域３６とは複数の反射線３７が収められる領域が円形であることを意味しているだけであり、円形領域３６の輪郭に、凹部や凸部さらには印刷などが形成されているものではない。

入力装置１の照明が必要なときは、光源８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３５の反射線３７のそれぞれによって乱反射され、反射された光の一部が、導光層３の表面３ａを透過して上方に放射される。導光層３を出た光は、支持板５の開口部７などを通過し、メンブレン積層体２０を透過して、キートップ１５の照光指示部３１に与えられ、照光指示部３１の文字や記号が明るく照らされる。

なお、導光層３とキートップ１５の間に、乱反射部３５で乱反射されて上方に放射される光の範囲を照光指示部３１の範囲に限定するための絞り穴を有する遮蔽シートなどが設けられていてもよい。

導光層３の内部を伝搬する光の一部を乱反射部３５の反射線３７によって上方に向けて有効に乱反射させ、且つ導光層３内を伝搬する光の一部を乱反射部３５の上で通過させるためには、導光層３の裏面３ｂからの反射線３７の凹部の深さｄが、導光層３の板厚ｔの１／３以下が好ましい。また、円形領域３６内での反射線３７のピッチは、０．２〜２ｍｍの範囲であることが好ましい。

図３には、２つの乱反射部３５Ａ，３５Ｂを有する導光層３と、導光層３の側部に対向する１つの光源８とを有する照光装置３０が示されている。

乱反射部３５Ａ，３５Ｂは、同じ面積の円形領域３６Ａ，３６Ｂにそれぞれ反射線３７Ａ，３７Ｂが設けられている。円形領域３６Ａに設けられた反射線３７Ａの数およびピッチと、円形領域３６Ｂに設けられた反射線３７Ｂの数およびピッチは同じである。

光源８の中心から導光層３に向けて直線状に延びる放射線は無数存在するが、そのうちの乱反射部を通過する放射状の仮想線を光経路線として設定する。図３では、光源８の中心と乱反射部３５Ａの円形領域３６Ａの中心ＯＡとを結ぶ放射状の仮想線が光経路線ＬＡであり、光源８の中心と乱反射部３５Ｂの円形領域３６Ｂの中心ＯＢとを結ぶ放射状の仮想線が光経路線ＬＢである。

同じ光源８から延びる複数の光経路線のうち、光経路線ＬＡと反射線３７Ａとの交差角度θＡと、光経路線ＬＢと反射線３７Ｂとの交差角度θＢとが相違している。光経路線ＬＡに対して反射線３７Ａが反時計回りに９０度未満の交差角度θＡで交差しており、光経路線ＬＢに対して反射線３７Ｂがほぼ９０度の交差角度θＢで交差している。本明細書では、光経路線と反射線との交差角度の最大値が９０度であり、それ以外では、光経路線に対する反射線の時計回りの角度または反時計回りの角度が９０度未満となる。

図３に示す乱反射部３５Ｂでは、光経路線ＬＢと反射線３７Ｂとの交差角度θＢが最大の９０度であるため、乱反射部３５Ｂから上方に向けて反射される光量が比較的多くなり、乱反射部３５Ｂの上方に対向するキートップ１５の照光指示部３１に比較的多くの光が与えられる。乱反射部３５Ａでは、光経路線ＬＡと反射線３７Ａとの時計回り方向の交差角度θＡが９０度未満であるため、乱反射部３５Ａから上方に反射する光成分の他に斜め左上方へ反射する光成分が発生する。すなわち、乱反射部３５Ａは、その上方に対向するキートップ１５の照光指示部３１に光を与える機能を有するとともに、光源８から発せられる光の多くの成分を、光経路線ＬＡの前方（光源８から離れる方向）に向けて通過させる機能を有している。

図３に示すように、同じ光源８から延びて乱反射部の同じ位置を通過する光経路線を設定したときに、乱反射部ごとに、光経路線と反射線との交差角度を変化させることにより、その乱反射部で捉える光量とその乱反射部を通過させる光量とのバランスを調整することが可能となる。それぞれの乱反射部から複数の照光指示部３１に与える光量を可変することが可能となるため、全ての照光指示部３１の照光輝度の差をなるべく低減させて、複数の照光指示部３１を均一な明るさで照らしやすくなる。あるいは、複数の照光指示部３１のそれぞれに与える光量にあえて差をつけることも可能となる。例えば、照光する表示文字や記号の大きい照光指示部３１に多くの光を与え、表示文字や記号が小さい照光指示部３１に少ない光を与えることも可能になる。

なお、乱反射部ごとに光経路線と反射線との交差角度を比較するためには、共通の光源から延びて複数の乱反射部のそれぞれの同じ点を通過する放射線を光経路線として設定して比較すればよく、必ずしも乱反射部３５の中心Ｏを通過する放射線を光経路線として設定する必要はない。

図５には、複数の乱反射部３５が形成された導光層３と、この導光層３に対向する３個の光源８ａ，８ｂ，８ｃを有する照光装置３０が示されている。

光源８ａから延びる放射線のうち、乱反射部３５ａの中心Ｏａを通る放射線を光経路線Ｌａ、乱反射部３５ｂの中心Ｏｂを通る放射線を光経路線Ｌｂ、乱反射部３５ｃの中心Ｏｃを通る放射線を光経路線Ｌｃ、乱反射部３５ｄの中心Ｏｄを通る放射線を光経路線Ｌｄ、乱反射部３５ｅの中心Ｏｅを通る放射線を光経路線Ｌｅ、乱反射部３５ｆの中心Ｏｆを通る放射線を光経路線Ｌｆと設定する。

光経路線Ｌａと乱反射部３５ａの反射線３７ａとの交差角度、光経路線Ｌｂと乱反射部３５ｂの反射線３７ｂとの交差角度、および光経路線Ｌｆと乱反射部３５ｆの反射線３７ｆとの交差角度はいずれも最大、すなわちほぼ９０度である。

光経路線Ｌｄと乱反射部３５ｄの反射線３７ｄとの交差角度および光経路線Ｌｅと乱反射部３５ｅの反射線３７ｅとの交差角度は、９０度未満であり、光経路線Ｌｄに対する反射線３７ｄの時計回り方向の交差角度と、光経路線Ｌｅに対する反射線３７ｅの反時計回りの交差角度が互いに同じである。

光経路線Ｌｃと乱反射部３５ｃの反射線３７ｃとの交差角度は、前記のそれぞれの交差角度とは相違している。

また、光経路線Ｌｅが通過する乱反射部３５ｂ，３５ｅ，３５ｇ，３５ｈは、いずれも、光経路線Ｌｅと反射線３７ｂ，３７ｅ，３７ｇ，３７ｈとの交差角度が同じである。これに対し、光経路線Ｌｆが通過する乱反射部３５ｆ，３５ｉ，３５ｊ，３５ｋでは、光経路線Ｌｆと反射線３７ｆとの交差角度と、光経路線Ｌｆと反射線３７ｉ，３７ｊ，３７ｋとの交差角度が互いに相違している。

このように、同じ光源８ａから延びる光経路線に対する反射線の対向角度が、それぞれの乱反射部ごとに相違している。また、同じ光経路線が通過する複数の乱反射部において光経路線と反射線との交差角度が相違している。その結果、それぞれの乱反射部において、反射線によって上向きに反射する光量と、その乱反射部を通過させる光量を調整することができる。

次に、光源８ｂと乱反射部３５ｃの中心Ｏｃとを結ぶ仮想線を光経路線Ｌｇとすると、乱反射部３５ｃは、光源８ａから延びる光経路線Ｌｃと前記光経路線Ｌｇの双方が交差する位置にある。乱反射部３５ｃに形成された反射線３７ｃは、一方の光源８ａから延びる光経路線Ｌｃとの交差角度が最大のほぼ９０度となっており、他方の光源８ｂから延びる光経路線Ｌｇとの交差角度が、光経路線Ｌｃとの交差角度よりも小さく、交差角度がほぼ０度となっている。

乱反射部３５ｃは、光源８ａと光源８ｂの双方からの光が重複する領域に位置しているが、この乱反射部３５ｃに形成された反射線３７ｃは、一方の光源８ａから発せられる光を上方に向けて反射させやすく、他方の光源８ｂからの光に対しては乱反射する能力が低く、その光を光経路線Ｌｇに沿う方向へ通過させやすい。そのため、２つの光源８ａ，８ｂからの光が重複する領域である乱反射部３５ｃが必要以上に明るく照らされるのを防止しやすくなる。また、光経路線Ｌｇに沿う光が乱反射部３５ｃを通過しやすいため、光経路線Ｌｇが延びる前方において、光源８ｂから離れた位置にある乱反射部に光を与えやすくなる。

同様に、乱反射部３５ｍは、その中心Ｏｍを、光源８ｂから延びる光経路線Ｌｈと、光源８ｃから延びる光経路線Ｌｉの双方が通過している。そして、乱反射部３５ｍに形成された反射線３７ｍは、光経路線Ｌｉとの交差角度が大きく、光経路線Ｌｈとの交差角度が小さくなっている。そのため、光源８ｂから発せられる光よりも光源８ｃから発せられる光の方が、乱反射部３５ｍによって多く上向きに反射される。また、乱反射部３５ｍは、光源８ｂから発せられる光の成分を多く通過させて、光経路線Ｌｈに沿ってその前方へ送ることができる。すなわち、乱反射部３５ｍを通過して光経路線Ｌｉに沿って前方へ伝搬する光量よりも、乱反射部３５ｍを通過して光経路線Ｌｈに沿って前方へ伝搬する光量の方が多くなる。

図５に示すように、乱反射部３５ｍの中心Ｏｍを通過した光経路線Ｌｉの進行方向の前方には、主に２箇所の乱反射部３５ｊと３５ｎが位置し、乱反射部３５ｍの中心Ｏｍを通過した光経路線Ｌｈの進行方向の前方には、主に３箇所の乱反射部３５ｐ，３５ｑ，３５ｒが位置している。また、光経路線Ｌｉに沿う方向において乱反射部３５ｍから最も離れた位置にある乱反射部３５ｎと、光経路線Ｌｈに沿う方向において乱反射部３５ｍから最も離れた位置にある乱反射部３５ｒとを比較すると、乱反射部３５ｒが、乱反射部３５ｍよりも中心Ｏｍから離れた位置にある。乱反射部３５ｍは、光経路線Ｌｈに沿う光を、光経路線Ｌｉに沿う光よりも多く通過させることができるため、光経路線Ｌｈ上に位置する多くの乱反射部３５ｐ，３５ｑ，３５ｒに多く光を与えることができ、また乱反射部３５ｍから離れた位置にある乱反射部３５ｒに光を与えやすくなっている。

乱反射部３５ｍの反射線３７ｍを、光経路線Ｌｉとの交差角度と、光経路線Ｌｈとの交差角度とが互いに相違するように形成することで、乱反射部３５ｍを通過する光の量を調整でき、乱反射部３５ｍよりも進行方向の前方に位置し、また乱反射部３５ｍよりも遠方に位置する乱反射部３５ｒに光源８ｂからの光を与えやすくなる。

図５に示すように、導光層３には、穴３９（または切り欠き部）が設けられている。この穴３９（または切り欠き部）は、導光層３およびその前後に重ねられている層を互いに固定するため、あるいは他の層の突起物を避けるために形成されている。

光源８ｂから延びて穴３９に至る光経路線Ｌｊ上に乱反射部３５ｓが位置しており、この乱反射部３５ｓに設けられた反射線３７ｓと光経路線Ｌｊとの交差角度がほぼ９０度となっている。同様に、光源８ｃから穴３９に至る光経路線Ｌｋ上に乱反射部３５ｔが位置しており、乱反射部３５ｔに形成された反射線３７ｔと光経路線Ｌｋとの交差角度がほぼ９０度になっている。

穴３９が形成されていると、光源８ｂ，８ｃからの光が穴３９で遮られ、それよりも前方へ伝搬しにくい。そこで、乱反射部３５ｓ，３５ｔでは、光源８ｂ，８ｃから発せられて穴３９に至る直前の光をなるべく上向きに反射させて照光指示部３１の照光に使用できるようにし、光の無駄を低減させている。また穴３９（または切り欠き部）の縁部に多くの光が当たると穴３９（または切り欠き部）の縁部が必要以上に明るく照らされて、照光指示部３１以外の場所に向けて光が反射されるおそれがある。しかし、穴３９（または切り欠き部）の手前に位置する乱反射部３５ｓ，３５ｔで多くの光を捉えることで、穴３９（または切り欠き部）の縁部が光るのを抑制しやすく、縁部から反射される光量を低減しやすくなる。

また、図５に示す導光層３では、その縁部に沿って位置する乱反射部３５ａ，３５ｈ，３５ｋ，３５ｎ，３５ｒなどに形成された反射線３７のピッチが他の乱反射部よりも短くなっている。これによって、導光層３の縁部に至ろうとする光を乱反射部３５ａ，３５ｈ，３５ｋ，３５ｎ，３５ｒなどで多く捕らえやすくし、光源から離れた位置の乱反射部３５ａ，３５ｈ，３５ｋ，３５ｎ，３５ｒなどに対向する照光指示部３１の照光輝度の低下を防止しやすくしている。また、導光層３の縁部が必要以上に明るく照らされるのを防止しやすくしている。

図６は、キーボード装置である入力装置１の押圧操作部１０の詳細な配列例を示し、図７は、押圧操作部１０の真下に位置する照光装置３０の構造を示している。

図６に示すように、それぞれの押圧操作部１０にキートップ１５が設けられ、それぞれのキートップ１５には、文字や記号などを表わす照光指示部３１が設けられている。図７に示すように、照光装置３０に導光層３が設けられ、導光層３の複数箇所に乱反射部１３５が設けられている。それぞれの乱反射部１３５は複数の円形領域３６によって構成されている。図６に示すように、それぞれの円形領域３６は、キートップ１５に形成された照光指示部３１の文字や記号の表示部に個別に対向している。

図７には、導光層３の複数箇所に設けられた円形領域３６が多数示されている。多数の円形領域３６のうち説明に使用しているものに反射線３７が記入され、説明に使用しない円形領域３６は反射線３７の記入が省略されている。ただし、実際は全ての円形領域３６に反射線３７が設けられている。また、図７に記載されている丸のうち十字の中心線が記入されているのは、全て導光層３を貫通して形成された穴３９である。

図７に示す照光装置３０では、導光層３の側部に３個の光源８ｄ，８ｅ，８ｆが対向している。

光源８ｄから延びる複数の放射線のうち、乱反射部１３５ａを構成する複数の円形領域３６のうちのひとつの中心を通る放射状の仮想線を光経路線Ｌ１と設定する。乱反射部１３５ｂを構成する複数の円形領域３６のうちの２つの中心および乱反射部１３５ｃを構成する複数の円形領域３６のうちの２つの中心を通る放射状の仮想線を光経路線Ｌ２と設定する。また、乱反射部１３５ｂを構成するひとつの円形領域３６の中心を通過する放射線を光経路線Ｌ３とし、乱反射部１３５ｄを構成するひとつの円形領域３６の中心を通過する放射線を光経路線Ｌ４と設定する。

図７に示すように、光経路線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４と、その上に位置する乱反射部１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ，１３５ｄの反射線３７との交差角度は、光経路線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ごとに相違し、乱反射部１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ，１３５ｄごとに相違している。

乱反射部１３５ａと乱反射部１３５ｂとを比較すると、光経路線Ｌ１と乱反射部１３５ａの反射線３７との交差角度は、光経路線Ｌ２と乱反射部１３５ｂの反射線３７との交差角度よりも大きい。乱反射部１３５ａの交差角度がほぼ９０度であり、乱反射部１３５ｂの交差角度がほぼ０度である。

乱反射部１３５ｂよりも前方（光源８ｄから離れる方向）において、光経路線Ｌ２上に位置する乱反射部の数は、乱反射部１３５ａよりも前方（光源８ｄから離れる方向）において、光経路線Ｌ１上に位置する乱反射部の数よりも多くなっている。また、乱反射部１３５ｂを通過して光経路線Ｌ２に沿って進む光が照光すべき領域の距離は、乱反射部１３５ａを通過して光経路線Ｌ１に沿って進む光が照光すべき領域の距離よりも十分に広い。

そのため、乱反射部１３５ａでは、反射線３７が光経路線Ｌ１とほぼ直交して、光経路線Ｌ１に沿って進む光をなるべく多く捉えるようにしている一方で、乱反射部１３５ｂでは、反射線３７が光経路線Ｌ２とほぼ平行に配置されて、光源８ｄから発せられて光経路線Ｌ２に沿って進む光を遠方へ伝搬しやすくしている。

光源８ｄから延びる光経路線Ｌ３の進行方向の前方に穴３９ａが存在している。光源８ｄと穴３９ａとの間に位置する乱反射部１３５ｂ，１３５ｅのうち、穴３９ａに近い位置にある乱反射部１３５ｅの円形領域３６に形成された反射線３７と光経路線Ｌ３との交差角度が、光源８ｄに近い位置にある乱反射部１３５ｂの反射線３７と光経路線Ｌ３との交差角度よりも大きくなっている。

そのため、光源８ｄから発せられる光は、乱反射部１３５ｂを多くの成分が通過して、その前方に位置する乱反射部１３５ｅに伝搬されやすくなっている。そして、乱反射部１３５ｅでは、反射線３７と光経路線Ｌ３との交差角度が９０度の最大値に近く設定されているため、上向きに反射される光量が多くなり、穴２９ａに至る光量ができるだけ少なくなるように調整されている。

図７に示す例においても、乱反射部１３５ｅが、光源８ｄからの光と光源８ｅからの光の双方が重複しやすい領域に配置されている。この乱反射部１３５ｅの反射線３７は、光源８ｄから延びる光経路線Ｌ３との交差角度が大きく、光源８ｅから延びる光経路線Ｌ５との交差角度が小さくなっている。そのため、光源８ｅから発せられ、光経路線Ｌ５に沿って乱反射部１３５ｅを通過した光が、その前方に位置する他の乱反射部１３５ｆに至りやすいようになっている。

また、光源８ｅから延びる光経路線Ｌ６は穴３９ｂに至るが、その手前に位置する乱反射部１３５ｇの反射線３７と光経路線Ｌ６とがほぼ直交することで、光が穴３９ｂに至る前に乱反射部１３５ｇでなるべく多く捉えられやすくしている。

図８は、乱反射部の変形例を示している。
図８（Ａ）に示す乱反射部２３５ａは円形領域の内部に、反射線３７が、ピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３が段階的に変化するように形成されている。図８（Ｂ）に示す乱反射部２３５ｂは、円形領域の内部に形成された反射線１３７が、短い直線が間隔を空けて直線状に配列したものとなっている。短い直線の線方向の配列ピッチは０．２〜２ｍｍである。図８（Ｃ）に示す乱反射部２３５ｃは、円形領域にドット状の凹部が間隔を空けて直線状に配列して反射線２３７が形成されている。

なお、乱反射部において反射線が形成される領域は、円形領域に限られるものではなく、長円形の領域や、四角や三角などの領域であってもよい。また、反射線は、導光層３の裏面３ｂから突出する凸形状や、裏面３ｂを基準として凹部と凸部が混在した状態で形成されてもよい。

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限られず、携帯用機器などの各種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が設けられる。

１ 入力装置
２ シャーシ
３ 導光層
５ 支持板
６ａ 第１の支持片
６ｂ 第２の支持片
８ 光源
１０ 押圧操作部
１５ キートップ
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
２５ 動作部
２６ 固定電極
２７ａ，２７ｂ 可動電極
２８ 配線層
３０ 照光装置
３１ 照光指示部
３５ 乱反射部
３６ 円形領域
３７ 反射線
３９ 穴
Ｌ 光経路線
θ 交差角度

Claims (8)

1. 少なくとも１つの面に複数の乱反射部を有する導光層と、前記導光層の側部に対向して導光層の内部に光を与える光源とが設けられた照光装置において、
   それぞれの乱反射部に、凹部または凸部が線状に連続しあるいは複数の凹部または凸部が線状に配列した反射線が設けられており、
   光源から延びて乱反射部を通過する仮想線を光経路線としたときに、いずれかの乱反射部の反射線と光経路線との交差角度と、他の乱反射部の反射線と同じ光源から延びる他の光経路線との交差角度が互いに相違していることを特徴とする照光装置。
2. ひとつの光経路線が複数の乱反射部を通過しており、前記光経路線と反射線との交差角度が、乱反射部ごとに相違している請求項１記載の照光装置。
3. 第１の乱反射部を通過した光経路線の進行方向前方に位置する他の乱反射部の数と、第２の乱反射部を通過した光経路線の進行方向前方に位置する他の乱反射部の数とが相違しており、
   第１の乱反射部と第２の乱反射部のうち、進行方向前方に位置する他の乱反射部の数が多い乱反射部に設けられた反射線と光経路線との交差角度が、進行方向前方に位置する他の乱反射部の数が少ない乱反射部に設けられた反射線と光経路線との交差角度よりも小さい請求項１または２記載の照光装置。
4. 前記導光層に対向する複数の光源が設けられ、第１の光源から延びる第１の光経路線と第２の光源から延びる第２の光経路線の双方が通過する位置に乱反射部が設けられており、この乱反射部に設けられた反射線は、第１の光経路線との交差角度と、第２の光経路線との交差角度とが互いに相違している請求項１ないし３のいずれかに記載の照光装置。
5. 乱反射部を通過した第１の光経路線の進行方向前方に位置する他の乱反射部の数と、同じ乱反射部を通過した第２の光経路線の進行方向前方に位置する他の乱反射部の数とが相違しており、
   第１の光経路線と第２の光経路線のうち、進行方向前方に位置する他の乱反射部の数が多い光経路線と前記乱反射部に設けられた反射線との交差角度が、進行方向前方に位置する他の乱反射部の数が少ない光経路線と前記乱反射部に設けられた反射線との交差角度よりも小さい請求項４記載の照光装置。
6. 導光層に穴または切り欠き部が形成されており、光源と前記穴または切り欠き部との間に位置する少なくとも１つの乱反射部の反射線が、光経路線とほぼ直交している請求項１ないし５のいずれかに記載の照光装置。
7. 導光層に穴または切り欠き部が形成されており、光源から延びて前記穴または切り欠き部を通過する光経路線上に位置する複数の乱反射部のうち、前記穴または切り欠き部に近い位置にある乱反射部の反射線と光経路線との交差角度が、前記穴または切り欠き部から離れた位置にある乱反射部の反射線と光経路線との交差角度よりも大きい請求項１ないし６のいずれかに記載の照光装置。
8. 照光指示部を有する複数の操作部と、操作部が表側から操作されたときに電気信号を変化させる動作部と、前記操作部の裏側に設けられた請求項１ないし７のいずれかに記載の照光装置とを有しており、乱反射部で反射された光が前記照光指示部に与えられることを特徴とする入力装置。

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