JP4417759B2 - 電子機器のキーボードスィッチ構造及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器のキーボードスィッチ構造及び電子機器に係り、より詳細にはキーボードスィッチの押し釦のキートップを照光表示する構造に関する。

携帯端末等の電子機器には、照光表示されるキーボードスィッチが設置されている。

この照光表示されるスィッチボタンの構造に関し、文献公知発明として特許文献１、２には、以下の開示がなされている。

特許文献１に記載された照光式ポインティングデバイスによれば、その断面図である図５に示すように、複数の歪検知体１２２が円周状に配列形成される操作基板１２０におけるその円周状の中心部の取り付け穴１２１に、中空の金属ピン１５０を取り付け、その中心孔１５１に導光体１７０を配置して、キートップ１６０を金属ピン１５０、導光体１７０に被せる。そして、ベース基板１４０上に導光体１７０の内端面と対向させて光源１８０を実装する構成である。

この構成においては、光源１８０を、キートップ１６０、金属ピン１５０、導光体１７０等のポインティングデバイスの直下におき、光源１８０から発せられた光をポインティングデバイスの中心部に設けた導光体１７０を通してキートップ１６０に入射し、キートップ１６０が照光表示されるものである。

一方、特許文献２に記載された照光付スイッチ装置によれば、その断面図である図６に示すように、金属ドームの可動接点２０６の頂部に設けた孔２０６ａと対向する位置のプリント基板２０１に、貫通孔２０２ａを設け、光源２０９を貫通孔２０２ａから露出させて、光源２０９が可動接点２０６の孔２０６ａに向かって照光する構成である。
特開平２００３−６７１２５号公報 特開平２００２−２６０４７９号公報

ところで、上述の特許文献１の構成においては、ポインティングデバイス自体が大きいため、ベース基板１４０からキートップ１６０上面までの寸法が長くなりキー部の厚み大きくなり、小型薄型化が困難となっている。また、構造が複雑であるため、コスト高となり高価になる場合が多い。

一方、特許文献２の構成においては、ＬＥＤ等の光源２０９の高さよりプリント基板２０１が薄い場合、光源２０９がプリント基板２０１の可動接点２０６側に突出するため、キートップ１６０が強く押下された場合には、光源２０９が押圧される可能性がある。

また、光源２０９の大きさに対し可動接点２０６が十分大きくないと、可動接点２０６である金属ドームの曲げ剛性の関係から、可動接点２０６とプリント基板２０１上の固定接点２０３との接触に必要な変形量が得られない。

そのため、可動接点２０６が側部方向へ大きくならざるを得ず、小型化が困難な構成である。

本発明は上記実状に鑑み、小型で、簡単な構成で安価あり、照光表示の視認性が良好な電子機器のキーボードスィッチ構造及びそうしたキーボードスィッチ構造を備えた電子機器の提供を目的とする。

上記目的を達成するべく、本発明の請求項１に関わる電子機器のキーボードスィッチ構造は、スィッチをオン・オフ等する際に押下されるキートップを有するキーボードと、表面にスィッチ用配線パターンが形成される配線基板と、該配線基板表面上に設置され、前記キートップの押下により反転動作して前記スィッチ用パターンの接点間を導通させるクリックドームとを備える電子機器のキーボードスィッチ構造であって、前記配線基板の裏面側に設置される光源体と、前記クリックドーム外周の外方の位置に導光穴を有する配線基板と、前記配線基板の裏面側に前記光源体と前記配線基板の導光穴とに対向して設けられ、前記光源との間及び前記導光穴との間に部材を介在させることなく前記光源体の光を反射して前記導光穴を通して前記配線基板表面側に導く第１反射部とを備えることを特徴としている。
また本発明の請求項５に関わる電子機器は、請求項１と同様のキーボードスィッチを備えることを特徴としている。

本発明の請求項２に関わる電子機器のキーボードスィッチ構造は、請求項１に記載の電子機器のキーボードスィッチ構造において、前記クリックドームおよび前記導光穴を囲繞して前記配線基板表面から上方に立設するとともに前記キートップに対向する側を解放して設けられ、前記導光穴を通して前記配線基板表面側に導かれた前記光源体の光を、反射するとともに外部への漏れを防ぎ前記キートップへ導く第２反射部を備えることを特徴としている。

本発明の請求項３に関わる電子機器のキーボードスィッチ構造は、請求項１または請求項２に記載の電子機器のキーボードスィッチ構造において、前記配線基板における導光穴は、前記光源体に対して対称に複数設けられることを特徴としている。

以上、詳述した如く、本発明に関わる請求項１に関わる電子機器のキーボードスィッチ構造及び請求項５に関わる電子機器によれば、光源体が配線基板の裏面に設置されるため、クリックドームが当接することが未然に防止され信頼性が高く、かつ、クリックドームが小さくできスィッチの小型化が可能である。

加えて、光源体が配線基板の表面に突出せず、デッドスペースに収容されるため、スイッチの薄型化が図れる。

また、構造が簡単で、製造コストが低減される。

請求項２に関わる電子機器のキーボードスィッチ構造によれば、第２反射部を有するため、単一キーの照光が可能である。

請求項３に関わる電子機器のキーボードスィッチ構造によれば、光源体に対して導光穴が対称に複数設けられるため、キートップを照光する光のムラが防止され、視認性の良好な照光表示が得られる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

図１には、本発明を適用した携帯電話機のキーボードスィッチ１０部の外観を示している。

携帯電話機の筐体４上には、スィッチをオン・オフ等する際に押下されるキートップ５ａが外方に突出している。

この携帯電話機のキーボードスィッチ１０は、図１のＡ−Ａ線断面図の図２に示すように、キートップ５ａを押下することにより、キーボード５の押し子５ｂ1によってキー基板６に貼り付けられたクリックドーム２の中央部が、下方に押圧されて反転動作し、キー基板(配線基板)６上に設けられた接点間を導通させることにより電気的接続を得ている。

また、このキーボードスィッチ１０におけるキートップ５ａの照光表示は、図２に示すように、キー基板６の裏面側に実装されたＬＥＤ(光源体)１の光を、メイン基板８に組み付けられたシールドケース７天板上面に形成される反射用凹部(第１反射部)７ａにて反射させ、キー基板６におけるクリックドーム２の外周外方の位置に配設される複数の導光穴３(図２のＢ−Ｂ線断面図の図３参照)を通してキー基板６表面側に導き、この反射光を、外部への漏れを防ぐ反射板(第２反射部)９によって反射させてキートップ５ａに導き照光している。

なお、本実施例においては、図２に示すキーボードスィッチ１０における中央部のスィッチのみを照光構造とした場合を例示している。

次に、この携帯電話機のキーボードスィッチ１０の構造について説明する。

キーボード５におけるキートップ５ａは、透明なポリカーボネイト等を用いた樹脂成形品であり、図１に示すように、携帯電話機の外部からキートップ５ａ上の数字、記号等を目視させるため、その上面５ａ1または下面５ａ2(図２参照)に、内部からの光を通過させる数字、記号等を除いた部分に金属色の印刷が施されている。或いは、数字、記号等を印刷して遮光し、他部分を透過させるようにしてもよい。

上述のクリックドーム２押圧用の押し子５ｂ1は、ローゴム５ｂの一部として下方に突出して形成されており、該ローゴム５ｂは、光を透過させるために透光性のシリコンゴム等を用いて製造され、それぞれのクリックドーム２が存する各室を画成する態様で、キー基板６を上方から覆う形状に成形されている。

このローゴム５ｂ上面の所定の箇所に、各キートップ５ａが接着、融着等により接合され、キーボード５が形成されている。

上記キー基板６の上面には、スィッチの入切を検知するためのスィッチ用配線パターンが印刷されており、図２に示すように、複数のキートップ５ａに対応する所定の位置に、スィッチ用配線パターンにおける接点間を導通させるための複数のクリックドーム２が貼り付けられている。

そして、キー基板６上には、クリックドーム２に対応したスィッチ用配線パターンとして、クリックドーム２の周縁が当接する位置に外周パターンの接点(図示せず)が形成され、また、クリックドーム２中央部が接触するための中央接点(図示せず)が、クリックドーム２中央部に対向する位置に形成されている。

この構成により、キートップ５ａが押下されることにより、クリックドーム２が反転動作しクリックドーム２中央部が中央接点に接触することで、クリックドーム２周縁部の外周パターンの接点と中央接点とがクリックドーム２を介して導通し、スイッチの入切が検知される。

クリックドーム２は、薄肉の金属板、例えば、ステンレス鋼板を用いて製造され、一部に反転動作した際に空気を抜くための穴を有してドーム状に形成されている。

なお、クリックドーム２は、接点間の導通を行うために導電性を有し、かつ、キートップ５ａが押下された際には反転動作するとともに、キートップ５ａの非押下時には元の形状に復元する弾性的性質を有するものであれば、ドーム状に成形した樹脂成形品に導電性のメッキ等を施したものでもよく、金属板に限定されるものではない。

また、図２、図３に示すように、キー基板６上のクリックドーム２外周の外方の位置には、キー基板６裏面側のＬＥＤ１の光をキー基板６表面側に導くための導光穴３が、ＬＥＤ１に対して対称に複数、穿孔されている。

このように、導光穴３をＬＥＤ１に対して対称に設けることにより、キートップ５ａを照光する光にムラが生じることが防止され、キートップ５ａの照光表示を良好に行え、以って照光表示の視認性の向上を図れる。

なお、導光穴３の形状は、卵形様の形状を例示しているが、矩形状、円状、楕円状等の卵形様の形状以外の形状も適宜、任意に選択可能であり、また、導光穴３の数も任意に選択できる。

このキー基板６の裏面には、所定の配線パターンが印刷されるとともに、キートップ５ａの照光表示の光源となるＬＥＤ１が実装されている。

なお、ＬＥＤ１は、本例ではキー基板６の裏面に実装した場合を例示しているが、キー基板６の裏面側に設ければ、必ずしもキー基板６に実装されていなくともよい。

キー基板６は、メイン基板８上に実装される電子部品等の電磁波を遮蔽する目的に、これら電子部品等を含む回路を外部から遮断して閉塞するようにメイン基板８上に組み付けられたシールドケース７上に設けられている。

シールドケース７における天板７ａには、キー基板６裏面のＬＥＤ１とのスペース的な干渉を防ぐとともに、ＬＥＤ１の光を反射して導光穴３を通してキー基板６表面側に導く形状に反射用凹部７ａが形成されており、該反射用凹部７ａはＬＥＤ１の光を反射するための反射材が施されている。

このシールドケース７は、樹脂成形品であり、電磁波の遮蔽を行うためにシールドケース７の外面全体に銅・ニッケル等のメッキ処理が施され、このメッキ処理は、反射用凹部７ａの反射性の向上を目的に、圧膜メッキ処理とされ光沢を出している。

ここで、ＬＥＤ１の光を反射するためには、反射用凹部７ａのみに圧膜メッキを施し反射するように光沢を出せばよいが、本例では、シールド用メッキと兼用している。

なお、シールドケース７における反射用凹部７ａの反射を良好にするためには、メッキ以外に反射用凹部７ａに光沢のある印刷を施してもよいし、或いは、光沢あるフィルム、例えば、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)シートを貼り付けてもよい。

また、シールドケース７は、上記樹脂成形品以外のアルミ、ステンレス等の金属薄板のプレス品等としてもよいが、反射用凹部７ａは、光沢ある材料を選択する、メッキ処理を施す、研磨する等して充分な反射性をもつように構成する必要がある。

そして、図２、図３に示すように、この反射用凹部７ａに反射され、導光穴３を通してキー基板６表面側に導かれた光を、反射させ、かつ、他のキーへの漏れることを防ぎローゴム５ｂを介してキートップ５ａへ導くことを目的に、キー基板６上のクリックドーム２および複数の導光穴３を囲繞して、反射板９が設けられている。

反射板９は、光沢のあるフィルム、アルミ等を用いて形成され、他キーへの光漏れを防ぐためにクリックドーム２および複数の導光穴３を囲繞してキー基板６表面から上方に立設して一部上方側を覆い、かつ、光をキートップ５ａに導くためにキートップ５ａに対向する側を解放する形状を有している。

ここで、反射板９は、ローゴム５ｂと別体のものを例示しているが、ローゴム５ｂと別体にすることなく、ローゴム５ｂ内面に、上記と同様な形状を有するように、光沢のある銀カーボン、アルミ系の材料を印刷したり、フィルムを貼り付けてもよい。

上述の如く構成することにより、キー基板６表面側に導かれた光が集光されて単一のキートップ５ａを照光し、この単一のキートップ５ａの照光表示が可能となる。

なお、反射板９を用いることなく構成すれば、他のキーをも照光する構成が可能となる。

また、上述の実施例においては、回路基板としてキー基板６とメイン基板８の２枚の回路基板を有する場合を例示したが、キー基板６とメイン基板８とを１枚の回路基板で兼用し、この回路基板裏面側に光源のＬＥＤを配置するとともに、回路基板裏面に電子部品を実装し、これらＬＥＤ、電子部品の下方に筐体が在る場合には、この筐体の内面上に凹状の反射用凹部を設ければよい。

この反射用凹部の形成に際しては、筐体が樹脂成形品である場合には、この反射用凹部に蒸着、メッキ等を施し光沢があり充分な反射性をもたせればよく、或いは、筐体が金属部品で場合あるには、光沢ある充分な反射性をもつ材料を選択する、筐体の反射用凹部にメッキ処理、研磨等を施すなどして、反射性を良好にすればよい。

従って、この反射用凹部は、回路基板裏面側のＬＥＤと回路基板の導光穴に対向して回路基板裏面側に設けられ、ＬＥＤの光を、反射して導光穴を通して回路基板の表面側に導く構成であれば、如何なる部材上に設けることも可能であり、例示したシールドケース、筐体に限定されるものではない。

上記構成によれば、キートップ５ａの照光表示の光源であるＬＥＤ１をキー基板６裏面側に設置したので、キートップ５ａが押下された際にクリックドーム２がＬＥＤ１に当接することが未然に防止され、信頼性が高い。

また、ＬＥＤ１がキー基板６裏面側に在りクリックドーム２内にＬＥＤ１が無いため、クリックドーム２の反転動作のための所定の変形量が、小さな形状のクリックドーム２で可能であり、スイッチの小型化が行える。

また、ＬＥＤ１がキー基板６裏面側のデッドスペースに収容されキー基板６表面側に突出しないため、スイッチの薄型化が図れる。

また、構成が簡単なため、製造コストの低減が可能である。

加えて、キー基板６表面に反射板９を設ければ、単一キーの照光が可能である。

さらに、キー基板６における導光穴３を、ＬＥＤ１に対して対称に複数設ければ、キートップ５ａを照光する光のムラを防止することができ、キートップ５ａの照光表示の視認性が良好となる。

また、図４に示すような、複数キー２５ａ、２５ａ、…をキー基板２６上のローゴム２５ｂ内に設置したＬＥＤ２１によって照光するという一般的なキーの照光構造の部品に関しても、このキー基板２６に導光穴を穿孔し、前述の反射板９をキー基板２６上のローゴム２５ｂの室内のクリックドーム２２および導光穴を囲繞して付加すれば、同一の部品を流用できるため、製造コストの削減に寄与し、安価に単一キーの照光が可能である。

従って、本発明によれば、小型で、かつ、簡単な構造で安価であり、しかも高信頼性を有するとともに照光表示の視認性が良好な電子機器のキーボードスィッチ構造が実現できる。

本発明の活用例として、実施例以外にコードレスホン、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、ＰＨＳ(Personal Handy-phone System)、電子手帳、電子辞典等の小型の電子機器のみならず、その他の電子機器においても、本発明を有効活用できる。

本発明を適用した実施例の携帯電話機のキーボードスィッチ部の外観を示す斜視図。 図１の携帯電話機のキーボードスィッチ部のＡ−Ａ線断面図。 図２の携帯電話機のキーボードスィッチ部のＢ−Ｂ線要部断面図。 一般的なキーボードスィッチ構造を示す断面図。 従来の特許文献１に関わる照光式ポインティングデバイスを示す断面図。 従来の特許文献２に関わる照光付スイッチ装置を示す断面図。

符号の説明

１…ＬＥＤ(光源体)、
２…クリックドーム、
３…導光穴、
５…キーボード、
５ａ…キートップ、
６…キー基板(配線基板)、
７ａ…反射用凹部(第１反射部)、
９…反射板(第２反射部)、
１０…キーボードスィッチ。

Claims (5)

1. スィッチをオン・オフ等する際に押下されるキートップを有するキーボードと、表面にスィッチ用配線パターンが形成される配線基板と、該配線基板表面上に設置され、前記キートップの押下により反転動作して前記スィッチ用パターンの接点間を導通させるクリックドームとを備える電子機器のキーボードスィッチ構造であって、
   前記配線基板の裏面側に設置される光源体と、
   前記クリックドーム外周の外方の位置に導光穴を有する配線基板と、
   前記配線基板の裏面側に前記光源体と前記配線基板の導光穴とに対向して設けられ、前記光源との間及び前記導光穴との間に部材を介在させることなく前記光源体の光を反射して前記導光穴を通して前記配線基板表面側に導く第１反射部とを備える
   ことを特徴とする電子機器のキーボードスィッチ構造。
2. 前記クリックドームおよび前記導光穴を囲繞して前記配線基板表面から上方に立設するとともに前記キートップに対向する側を解放して設けられ、前記導光穴を通して前記配線基板表面側に導かれた前記光源体の光を、反射するとともに外部への漏れを防ぎ前記キートップへ導く第２反射部を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器のキーボードスィッチ構造。
3. 前記配線基板における導光穴は、前記光源体に対して対称に複数設けられる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器のキーボードスィッチ構造。
4. メイン基板を閉塞するシールドケースを備え、
   前記配線基板の裏面と前記シールドケースの天板の表面とが互いに対向して配置され、
   前記シールドケースの天板の表面に前記第１反射部が形成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器のキーボードスィッチ構造。
5. スィッチをオン・オフ等する際に押下されるキートップを有するキーボードと、表面にスィッチ用配線パターンが形成される配線基板と、該配線基板表面上に設置され、前記キートップの押下により反転動作して前記スィッチ用パターンの接点間を導通させるクリックドームとを備える電子機器であって、
   前記配線基板の裏面側に設置される光源体と、
   前記クリックドーム外周の外方の位置に導光穴を有する配線基板と、
   前記配線基板の裏面側に前記光源体と前記配線基板の導光穴とに対向して設けられ、前記光源との間及び前記導光穴との間に部材を介在させることなく前記光源体の光を反射して前記導光穴を通して前記配線基板表面側に導く第１反射部と、
   を備えたキーボードスィッチを有する
   ことを特徴とする電子機器。

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