具有照光功能的输入装置以及键盘装置的制作方法

专利名称：具有照光功能的输入装置以及键盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有照光功能的输入装置以及通过多个键顶来使接点接触的键
盘装置，尤其涉及具有照光键顶功能的键盘装置。
背景技术：
在个人电脑或者各种信息搜索装置中配有排列了多个键顶的键盘装置。 最近的键盘装置，要求具有能够在暗处识别每个键顶的照光功能。尤其是，笔记本
式或者膝上型的个人电脑为了在暗处能够用肉眼来区别每个键顶，要求搭载具有照光功能
的输入装置和键盘装置。 下列专利文献1所述的键盘装置在支承每个键顶的底座基板的背面上设有电致
发光元件，电致发光元件所发出的光透过形成在基板上的贯穿孔之后照射到每个键顶上。 专利文献2所述的键盘装置在底座之上设有以冷光板或者冷阴极板形成的板状
发光元件，在该发光元件之上重叠电路板和弹性体薄板，在弹性体薄板之上设有多个键顶。
板状发光元件所发出的光穿过形成在电路板上的孔穴和形成在弹性体薄板上的孔穴照射
到每个键顶上。 专利文献1 :(日本)特开2002-251937号公报
专利文献2 :(日本)实用新案登录第3082585号公报 上述专利文献1所述的键盘装置在底座基板的下侧设有电致发光元件，使光穿过 在底座基板上开口的贯穿孔而照射到每个键顶上。而且，在专利文献2所述的键盘装置中， 板状发光元件所发出的光穿过被形成在电路板和弹性体薄板上的孔穴而照射到键顶上。
如上所述，以往的键盘装置采用了光源所发出的光穿过位于其上侧的其他部件的 孔穴之后照射到每个键顶的结构，所以用于照射键顶的光的利用效率不佳，而且光被位于 键顶和光源之间的底座基板等挡住，而很难均匀地照射每个键顶。 另外，专利文献1和专利文献2所述的键盘装置都使用薄板状光源，所以不能向每 个键顶的需要照射光的部分集中地照射光。

发明内容
本发明是为了解决上述以往课题而提出的，其目的在于提供一种具有能够将光源
所发出的光高效地照射到键顶上并能够使每个键顶的照光部位明亮地照光的照光功能的 输入装置以及键盘装置。 本发明输入装置的特征在于，具备操作部，排列多个；输入功能部，用上述操作 部来进行输入操作；导光薄板，从背面一侧与多个上述操作部相对置；以及光源，向上述导 光薄板的内部照射光， 而且，在上述导光薄板的、与上述操作部相对置的表面的相反侧的背面上形成多 个向上述导光薄板的内部凹陷的凹状部，各上述凹状部的开口部为圆形且内表面为平滑面 的凹曲面，使在上述导光薄板内传播的光通过上述内表面向上述导光薄板的内部反射，从
5而使该光从上述导光薄板的表面被照射到上述操作部。 在本发明的输入装置中，因为通过在操作部的背面侧配设的导光薄板来引导光源 所发出的光并分别照射多个操作部，所以光源数少也可以，还能够以低成本来制造输入装 置。而且，即使用强力频繁地操作操作部，也因为发光元件不在其背面侧，所以发光功能的 寿命不会被縮短。 而且，在导光薄板的背面形成具有凹曲面内表面的凹状部，并且使在导光薄板内
传播的光在曲面的上述内表面上被反射到导光薄板的内部而且还从导光薄板的表面照射
到操作部上，所以能够使光在操作部的想要照射的部分上集中。而且，因为凹状部的内表面
为平滑面，所以在导光薄板内传播的光就不会在上述内表面内漫反射，从而容易防止光的
衰减。因此，即使对位于离光源远的位置上的操作部，也能够以高照度来照光。 而且，本发明的键盘装置的特征在于，具备底架、多个键顶以及在上述底架上上下
移动自如地支承上述键顶的支持部件， 而且，在上述底架和上述键顶之间设有接点输入部，该接点输入部具有下侧接点 和覆盖上述下侧接点的挠性按压薄板以及被设在上述按压薄板的下表面并与上述下侧接 点相对置的上侧接点，而且多个上述接点输入部被配置在能够用各上述键顶来按压的位置 上， 上述按压薄板或者在上述按压薄板的上侧重叠的涂层薄板为在内部传播光的导 光薄板，在上述底架之上设有向上述导光薄板的内部照射光的光源， 在上述导光薄板的、与上述键顶相对置的表面的相反侧的背面上形成多个凹状
部，使在上述导光薄板内传播的光在上述凹状部被反射而朝向上述键顶。 在本发明的键盘装置中，构成接点输入部的按压薄板或者其上面的涂层薄板为导
光薄板，导光薄板表面的宽阔部分与键顶相对置。因此，导光薄板的表面所发出光的大部分
没有被遮住而照射到键顶上，因此能够高效率地照射键顶。 而且，因为导光薄板被设在接点输入部的最上部，所以没有必要使位于导光薄板 下侧的薄板和接点等透明。因为没有必要使导光薄板的下侧透明，所以还能够降低材料费。
另外，在导光薄板的背面形成凹状部，使在导光薄板内传播的光被凹状部的内表 面反射而从导光薄板的表面照射到键顶上，所以能够使光在键顶的想要照射的部分上集 中。 例如，在本发明的键盘装置中，比较理想的是，上述下侧接点被形成在基板薄板的 上表面，除了由上述下侧接点和上述上侧接点所对置的区域以外，上述基板薄板和上述按 压薄板隔着粘接层被固定，上述粘接层形成能够使上述下侧接点和上述上侧接点之间空出 间隔而相对置的厚度。 在上述结构中，能够以薄型形状来形成接点输入部的结构，能够实现薄的键盘装置。 本发明的各上述凹状部的开口部为圆形、长圆形或者椭圆形，内表面为平滑面的 凹曲面。 因为形成在导光薄板上的凹状部的内表面为平滑面，所以在导光薄板内传播的光 就不会在上述内表面漫反射而在凹状部的内表面使光始终以维持定向性的状态向键顶反 射。因此，容易防止光的衰减，即使对处在离光源远的位置上的键顶也能够以高亮度照射。
在本发明中，可通过任意地改变上述凹状部的大小和形状来防止因离光源的距离 不同而产生的照光亮度的参差不齐等。 例如，使上述凹状部的深度尺寸以及上述内表面相对于上述背面所成的角度因上 述导光薄板的位置而不同。在这种情况下，随着离上述光源变远，使上述深度尺寸变大且使 上述角度也变大，是最为理想的。 而且，可在向同一个上述键顶照射光的区域内使具有不同的上述深度尺寸和上述 角度的凹状部混合存在。 通过使具有不同形状的凹状部混合存在，能够根据键顶的应照光位置的部位和形 状以及宽度来进行最佳照光。 而且，能够使上述凹状部的上述开口部面积因上述导光薄板的位置而不同。
另外，使多个上述凹状部的排列密度因上述导光薄板的位置而不同。在这种情况 下，使与离上述光源远的上述键顶相对置的上述凹状部的排列密度，大于与离上述光源近 的上述键顶相对置的上述凹状部的排列密度，是较为理想的。 本发明中，上述导光薄板上形成的上述凹状部是通过激光的能量对形成上述导光 薄板的合成树脂材料的一部分进行分解来形成的。 在本发明的键盘装置中，上述光源被配置在支承相互邻接的上述键顶的上述支承
部件之间，并在上述导光薄板上形成塞入上述光源的孔穴，是较为理想的。 通过将光源配置在相邻的支承部件之间，就能够縮短从光源到各键顶的距离，可
提高光的利用效率。 而且，本发明的键盘装置设有底架；多个键顶；支承部件，在上述底架之上上下 移动自如地支承上述键顶；以及接点输入部，相对置的接点之间受到上述键顶的按压力而 接触， 该键盘装置的特征在于，设有光源以及向各个键顶照射上述光源所发出光的导光 薄板，在上述底架之上、且上述键顶之下，设有从底架侧覆盖相互邻接的上述键顶之间的间 隙的掩模部件。 因为本发明的键盘装置在底架和键顶之间设有掩模部件，所以容易抑制从相邻的 键顶之间光的泄漏。 在本发明中，上述掩模部件具有遮蔽部和透光部，该遮蔽部在具有挠性和透光性 的基材薄板上形成遮蔽膜，而该透光部没有形成上述遮蔽膜，而且上述遮蔽部被配置在从 下侧覆盖相邻键顶之间的位置上，上述基材薄板覆盖上述接点输入部，而上述键顶的按压 力经由上述基材薄板被施加到上述接点输入部上，是较为理想的。 如上所述，如果用挠性薄板来形成掩模部件，那么即使在按压接点输入部的位置 上不设切口部，也能够使基材薄板通过来自键顶的按压力变形而按压接点输入部。因此，没 有必要在掩模部件上切出用于按压接点输入部的多个窗孔部，掩模部件的使用变容易。
而且，在本发明中，上述掩模部在与多个键顶的各自的下侧相对置的位置上形成 上述透光部，透光部的边缘部位于各键顶边缘部的内侧，是较为理想的。 通过使在掩模部件上形成的透光部的面积小于键顶的面积，能够使透过透光部的 光很难扩散到相邻的键顶的间隙。 在本发明中，在上述底架之上、上述掩模部件的下侧配置了上述导光薄板，并在上述导光薄板的与上述透光部相对置的部分上设有朝向上述键顶反射光的反射区域，是较为 理想的。 通过在底架之上设置导光薄板，使在导光薄板的反射区域被反射的光不会被底架 等遮蔽而能照射到键顶上，能够提高光的利用效率。而且，因为通过上述掩模部件来覆盖导 光薄板，所以很难从相邻键顶的间隙泄漏光。 在本发明中，因为在多个输入部的背面侧配置薄的导光薄板，所以能够构成薄型
的具有照光功能的输入装置。而且，因为不需要与每个操作部相对置的发光元件，所以不仅
能够降低成本，而且即使频繁地操作操作部也不会使照光功能的寿命縮短。 而且，能够使光集中到操作部的应照光的部分上，并且很难受到离光源的距离变
化所带来的影响，能够减少各操作部的照光亮度参差不齐的现象。另外，因为在导光薄板
内传播的光很难因漫反射而产生衰减，所以能够以光源所发出的光来高照度地照射各操作部。 而且，本发明能够提高照光键盘装置的键顶的光的利用效率。而且，能够使光集中 到键顶的应照光的部分上，并且很难受到离光源的距离变化所带来的影响，能够减少各键 顶的照光亮度的参差不齐。另外，因为在导光薄板内传播的光很难因漫反射而产生衰减，所 以能够以光源所发出的光来高照度地照射各键顶。


图1为表示本发明第1实施方式的键盘装置的一部分的部分俯视图。
图2为表示除去了图1所示的键盘装置的键顶的状态的部分俯视图。 图3为键盘装置的剖面图，与以图2的III-III线来切断的剖面相当的剖面图。 图4为扩大表示照光功能部结构的说明图。 图5为扩大表示第2实施方式的键盘装置的照光功能部结构的说明图。 图6(A)、6(B)、6(C)为，将形成在导光薄板上的凹状部形状的实测值予以表示的线图。 图7为，本发明第3实施方式的输入装置的剖面图。
图8为，表示图7的照光装置结构的扩大图。
附图标记 1键盘装置，2底架，10a、 10b、 10c、 10d、 10e键入部，15键顶，15a本体部，15b被覆 层，15c照光显示部，16第1可动支承部件，17第2可动支承部件，18弹性部件，20薄膜层叠 体，21基板薄板，22按压薄板，23隔板层，24接点输入部，25a下侧接点，26上侧接点，27反 射区域，28凹状部，29发光二极管装置，30掩模薄板，31基材薄板，32遮蔽部，33透光部，40 涂层薄板
具体实施例方式
图1至图4所示的第1实施方式的键盘装置1被安装于笔记本式、膝上型或者台 式的个人电脑等上。 键盘装置1具有金属制底架2，在底架2之上纵向、横向地排列多个键入部10a、 10b、10c、10d、10e。如图1所示，根据设在各键入部上的键顶15的大小来区别键入部10a、键入部10b、键入部10c、键入部10d以及键入部10e。下面对大小不同的所有键顶均附上相 同的记号15来进行说明。 图3为以图2的III-III线来切断键盘装置1而形成的剖面，表示了键入部10c、 10d。虽然在此外的键入部10a、10b、10e，键顶15的横向长度尺寸与键入部10c、10d不同， 但是除此之外的结构实际上与键入部10c、10d相同。 如图3所示，在底架2之上把薄膜层叠体20和掩模薄板30依次重叠固定，并且在 从底架2往上方离开的位置上设有键顶15。另外，在图4中，上下分开地图示了底架2、薄 膜层叠体20以及掩模薄板30，但实际上在底架2之上粘接固定了薄膜层叠体20的基板薄 板21，在按压薄板22上粘接固定了掩模薄板30。 在设有各键入部10c、10d的部分，第l支承片11a和第2支承片11b在上述底架2 上朝着上方弯曲。在设有各键入部10c、10d的部分，沿着与图3的纸面正交的方向分开设 置一对第l支承片11a，并且还沿着与上述纸面正交的方向分开设置一对第2支承片llb。 孔穴20a在薄膜层叠体20上开口 ，并在掩模薄板30上也有与上述空穴20a上下贯穿的孔 穴30a开口，上述第l支承片11a和第2支承片lib穿过上述孔穴20a和孔穴30a在薄膜 层叠体20的上方突出。 在各个键顶15和底架2之间设有第1可动支承部件16和第2可动支承部件17。 第1可动支承部件16的一端16a转动自如地被支承在第1支承片lla上，而另一端16b转 动自如且横向滑动自如地被支承在键顶15的下部。第2可动支承部件17的一端17a转动 自如地被支承在键顶15的下部，而另一端17b转动自如且横向滑动自如地被支承在第2支 承片lib上。第1可动支承部件16的中心部和第2可动支承部件17的中心部之间转动自 如地被连接在一起，以第1可动支承部件16和第2可动支承部件17来构成X型的支承环。 在该实施方式中，上述X型的支承环就是升降自如地支承键顶15的支承部件。
在上述掩模薄板30和键顶15之间设有弹性部件18。弹性部件18由合成橡胶来 形成，为把向离开底架2的方向即向上的施力施加给键顶15的施力部件。弹性部件18下 侧的内部为空洞，在该空洞内一体形成朝下的按压凸状部18a。 如在图4扩大所示，基板薄板21和按压薄板22以及被夹在上述两个基板21和22 之间的隔板层23层叠而构成上述薄膜层叠体20。在与上述弹性部件18的按压凸状部18a 相对置的部分设有没有形成隔板层23的接点输入部24。接点输入部24被形成在与在所有 的键入部10a、10b、10c、10d、10e上设有的弹性部件18的按压凸状部18a相对置的位置上。
如图4所示，在接点输入部24，在基板薄板21的上表面上设有成对的下侧接点 25a、25a，在按压薄板22的下表面上设有与下侧接点25a、25a相对置的上侧接点26。下侧 接点25a、25a个别地与被布线在基板薄板21的上表面上的导电图案导通。当键顶15在键 入部10c、10d等上被按压时，第1可动支承部件16的一端16a以与第1支承片lla之间的 卡合部作为支点来转动，第2可动支承部件17的一端17a在键顶15的下部转动，从而使键 顶15下降。此时，不仅弹性部件18被键顶15压扁，而且通过按压凸状部18a隔着掩模薄 板30按压接点输入部24的按压薄板22，从而由上侧接点26接触一对下侧接点25a、25a， 使下侧接点25a、25a相互导通。通过上述方式得到键入信号。 在接点输入部24以外的区域存在于基板薄板21和按压薄板22之间的隔板层23 为粘接层。隔板层23由在基板薄板21的表面上用抗蚀材料等来形成的有机树脂层23a和层叠在其之上的粘接剂层23b来构成。有机树脂层23a通过丝网印刷工序等在接点输入部 24以外的区域被形成在基板薄板21的表面上。粘接剂层23b也通过丝网印刷工序等在接 点输入部24以外的区域被形成在有机树脂层23a的表面上，用该粘接剂层23b来固定按压 薄板22。 通过以粘接层来形成隔板层23，就能够形成薄的薄膜层叠体20。而且，通过以有 机树脂层23a和粘接剂层23b的层叠体来形成隔板层23，就能够较宽地保持基板薄板21和 按压薄板22之间的上下间隔，并在各接点输入部24能够保持下侧接点25a、25a和上侧接 点26之间的上下相对置间隔。 在图3和图4所示的键盘装置1，薄膜层叠体20的最上部层即按压薄板21起到导 光薄板的作用。 如图4所示，上下贯穿的孔穴20b在薄膜层叠体20上开口 。在底架2的表面上隔 着挠性布线基板等来固定作为光源的发光二极管装置29，该发光二极管装置29被塞入上 述孔穴20b的内部。在透明的组件内部存放发光二极管裸芯片来形成发光二极管装置29， 该发光二极管装置29能够向周围的全方向发射光。发光二极管装置29在孔穴20b内与导 光薄板即按压薄板22的端面22a相对置，发光二极管29所发出的光从上述端面22a被引 入按压薄板22的内部。 按压薄板22的厚度尺寸不到lmm，最好是不到500iim。本实施方式的按压薄板22 的厚度为300iim。 按压薄板22的面向键顶15的表面22c和面向底架2的背面22d均为平滑镜面的 平整面。在按压薄板22上划分设定了规定面积的反射区域27，并在各个反射区域27上形 成多个凹状部28。 向按压薄板22背面22d的非常小的面积区域照射C02激光等来施加能量，以此分 解并除掉构成按压薄板22的材料的一部分，从而形成每个凹状部28。因此，以透明且可用 激光能量来分解的材料来形成按压薄板22。采用又薄又具有挠性而且强度较高且可用激光 能量来分解的透明薄膜材料，例如可使用聚碳酸酯、聚氨酯、硅等。 因为在按压薄板22的背面22d上施加微小光点的激光能量来分解按压薄板22构 成材料的一部分来形成凹状部28，所以从背面22d所看到的每个凹状部28的开口部形状为 圆形。这里的圆形包括正圆形、长圆形或者椭圆形。而且，凹状部28的开口面积随着朝向 凹状部28的底部而逐渐变小，凹状部28的整个内表面形成凹曲面形状。而且，因为通过分 解材料来形成凹状部28，所以凹状部28的内表面在整个区域形成平滑的面即镜面。这里的 平滑面或者镜面意味着，表面22c和背面22d的面粗糙度大致相同或者表面22c的面粗糙 度小于背面22d的面粗糙度。而且所谓的平滑面或者镜面还意味着，当在按压薄板22内传 播的光从薄板内部照射到凹状部28的内表面时在其内表面不发生光的漫反射而是根据内 表面的角度在薄板内按照入射角和反射角的原理被反射的性质。 如图4所示，从发光二极管装置29发射并从端面22a入射到按压薄板22内的光L 反复进行在表面22c上的反射和在背面22d上的反射，从而在按压薄板22的内部传播。当 在按压薄板22内部传播的光照射到凹状部28的内表面时，使光向按压薄板22的内部反射 而朝向表面22c，从而在该光所照射的位置相对与凹状部28的内表面接触的虚拟平面使入 射角和反射角大致相同。然后，用按压薄板22的表面22c所发出的光La来照射键顶15。
薄膜层叠体20为在键盘装置1的整个区域延伸的大面积层叠体，具有与全部的键 入部10a、10b、10c、10d、10e的键顶15的下侧相对置的接点输入部24和反射区域27。例 如，如图2所示，插入发光二极管装置29的孔穴20b被形成在从图的下边数起第3列的键 入部和从下数起第4列的键入部之间的、用(i)表示的位置上。在相邻的键入部之间并且X 型环之间设有孔穴20b， X型环由位于相邻位置的第1可动支承部件16和第2可动支承部 件17来构成，而且在该孔穴20b的内部设有可向周围全方向照射光的发光二极管装置29。
因此，在所有的键入部的反射区域27，能够避免离发光二极管装置29的距离过 远，从而可对被设在各键入部10a、 10b、 10c、 10d、 10e上的反射区域27能够有效且均匀地照 射发光二极管装置29所发出的光。 或者，也可以采用将发光二极管装置29配置在图2以(ii)所示的位置上从而使 发光二极管装置29所发出的光从按压薄板22的图示下侧的边缘部入射到按压薄板22内 部的结构。或者，发光二极管装置29与按压薄板22的面向左右的边缘部相对置也可以。
掩模薄板30具有PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等透光性、可挠性的基材薄板31。 这里的所谓透光性意味着，使其之下的按压薄板22的表面22c所发出的光La透过而能照 射键顶15的性质。 掩模薄板30具有遮蔽部32和透光部33。在遮蔽部32，在基材薄板31的表面形 成不透光的遮蔽膜。该遮蔽膜为黑色或者是深绿色的层，通过在基材薄板31的表面印刷树 脂层或者溅涂金属层等无机层来形成。透光部33没有形成遮蔽膜，从而能够使光透过。
在图2中，以剖面线来表示掩模薄板30的遮蔽部32，没有剖面线的部分表示透光 部33。各透光部33为四角形。 在图2所示的俯视图中，透光部33的边缘部位于键顶15边缘部的内侧位置并且 透光部33的面积小于键顶15的面积，从而使透光部33无法从在所有键入部10a、 10b、 10c、 10d、10e上设有的键顶15的边缘部的外侧露出。其结果，遮蔽部32 —定会位于相邻键顶 15之间间隙的下侧。 如图2所示，形成在薄膜层叠体20上的孔穴20b被掩模薄板30的遮蔽部32覆盖， 被设在孔穴20b内的发光二极管装置29的上部被遮蔽部32覆盖。 因此，即使在相邻键顶15之间间隙的下侧配置发光二极管装置29，从发光二极管 装置29向上方发出的光也被遮蔽部32遮蔽而不会从相邻键顶15之间的间隙泄漏光。而 且，在按压薄板22内部传播的光也不会从相邻键顶15之间的间隙向上方泄漏光。但是，如 图4所示，因为具有多个凹状部28的反射区域27被设在上述透光部33的下侧，所以在按 压薄板22的内部传播并被反射区域27的凹状部28反射的光La经过透光部33之后照射 到键顶15上。 如图4所示，键顶15的本体部15a由聚氨酯等透明的材料或者半透明等透光性材 料来形成，而且在本体部15a的表面上形成通过涂层或无电解镀层来形成的不透光被覆层 15b。该被覆层15b的一部分被C02激光等除掉而形成照光显示部15c。在如图l所示的键 盘装置1中，形成在每个键顶15表面上的照光显示部15c就是表示文字、记号或者数字的 部分。 在图l中，用虚线包围的区域表示形成了多个凹状部28的反射区域27。在形成于 各键顶15上的照光显示部15c的正下方，比照光显示部15c的面积稍微大一点地形成反射区域27。 S卩，在图1的俯视图中，被设在各键顶15上的照光显示部15c被设在其下方的反 射区域27的范围内。 在图1至图4所示的键盘装置1中，作为导光薄板来使用薄膜层叠体20的最上层 即按压薄板22，发光二极管装置29所发出的光在按压薄板22的内部传播，并被在反射区域 27设有的多个凹状部28反射，然后穿过掩模薄板30的透光部33照射到键顶15的照光显 示部15c。在按压薄板22之上没有配置金属制基板或者树脂制电路板等，而只有掩模薄板 的透光部33相对置，所以从反射区域27向上方反射的光La就高效率地照射到照光显示部 15c上，从而使全部键顶15的照光显示部15c被照射得很清晰。 而且，能够用非透光性材料来形成基板薄板21和下侧接点25a、25a以及上侧接点 26，所以能够降低结构部件的材料费。 如图2所示，在薄膜层叠体20上形成的孔穴20b被配置在键入部和键入部之间， 并在该孔穴20b内设有发光二极管装置29，所以能够防止被设在各键入部上的反射区域27 和发光二极管装置29之间的距离相隔很远。因此，就能够减少位于所有键入部上的键顶15 的照光显示部的亮度不均。 如图3所示，在反射区域27的凹状部28被反射的光La朝向照光显示部15c的光 路径途中，存在第1和第2可动支承部件16、 17以及弹性部件18。因此，第1和第2可动支 承部件16、17以及弹性部件18由透明或者半透明的透光性材料来形成，是较为理想的。或 者也可以，第1和第2可动支承部件16、17以及弹性部件18由可通过表面反射光或者扩散 光的白色系列合成树脂材料等来形成，并且使在反射区域27被反射的光在第1和第2可动 支承部件16、 17以及弹性部件18被反射或者被扩散而照射到键顶15上。
图6(A) 、6(B) 、6(C)表示，把用C02激光照射以聚氨酯来形成的按压薄板22的背 面22d而实际加工了的凹状部28的面形状，以激光显微镜来测量的结果。图6(A)、6(B)、 6(C)为输出线图，表示以穿过凹状部28的中心并且垂直于背面22d的面来切断的剖面形 状。 如图6 (A) 、6 (B) 、6 (C)所示，通过改变C02激光对背面22d的照射时间和能量，能 够自由地设定凹状部28开口部28a的开口面积小和从背面22d到凹状部28底部28b的深 度尺寸D等。图6 (A)的C02激光照射时间最长，图6 (C)的C02激光照射时间最短，图6 (B) 在其中间。因此，开口部28a的开口面积小在图6(A)最大，在图6(C)最小。而且，深度尺 寸D在图6(A)最深，在图6(C)最浅。 通过图6(A)、6(B)、6(C)所示的输出线图，能够确认凹状部28的内表面28c为从
开口部28a到底部28b光滑地连接的凹曲面且底部28b为光滑的凹曲面。凹状部28的内
表面28c对背面22d的倾斜角度e在图6(A)中最大，而在图6(C)中最小。 凹状部28的开口部28a的开孔直径为500iim以下，最好是在300iim以下。深度
尺寸D为5 ii m以上而在按压薄板22的板厚1/3以下，是较为理想的。 如图4所示，当在按压薄板22内部传播的光L在薄板内部照射到凹状部28的内
表面28c时，其光主要向表面22c反射。如图6 (A)所示，凹状部28的深度尺寸D越大并且
内表面28c的倾斜角度e也越大，光指向垂直上方的能力就越高。而且，凹状部28的深度
尺寸D越大并且内表面28c的倾斜角度9也越大，在一个凹状部28的内表面28c被反射
的光量的总和就越多。
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因此，根据从光源即发光二极管装置29到反射区域27的距离和反射区域27的面 积或者照光显示部15c的大小，在相同的按压薄板22内使凹状部28的开口面积小和深度 尺寸D不相同，就能够减少从发光二极管装置29到反射区域27的距离之差所带来的反射 光量的参差不齐。 作为凹状部28的配置，使在离发光二极管装置29远的反射区域27内形成的凹状 部28的深度尺寸D大于在离发光二极管装置29近的反射区域27内形成的深度尺寸D，其 结果加大了角度9 ，是较为理想的。另外，即使在相同的反射区域27内，也随着离发光二极 管装置29变远而阶段性地加大深度尺寸D和角度e ，也是较为理想的。
而且，使在离发光二极管装置29远的反射区域27内形成的凹状部28的排列密 度，大于在离发光二极管装置29近的反射区域27内形成的凹状部28的排列密度，是较为 理想的。另外，即使在相同的反射区域27内，也随着离发光二极管装置29变远而加大排列 密度，是较为理想的。 另外，在相同的反射区域27内，如果具有不同深度尺寸D和开口面积小的凹状部 混合存在，那么就能够在照光显示部15c上集中光或者以符合照光显示部15c的文字等的 大小的光量来照光。 凹状部28是通过在按压薄板22的背面22d上照射激光而形成的，所以通过改变 激光的照射时间和照射能量，就能够在相同的按压薄板22上自由地设计并配置多种凹状 部28。 图5为表示本发明第2实施方式的键盘装置101的剖面图，相当于图4所示的剖 面图。 在图5所示的键盘装置101中，在与第1实施方式的键盘装置1具有相同结构的 要素上附上了相同的记号。 在图5所示的键盘装置101中，基板薄板21、按压薄板22以及隔板层23形成薄膜 层叠体120，没有形成隔板层23的部分成为接点输入部24。但是，在按压薄板22上没有形 成凹状部28，而以双面平滑的PET薄板等来形成按压薄板22。 在薄膜层叠体120的按压薄板22和掩模薄板30的基材薄板31之间设有涂层薄 板40，该涂层薄板40与按压薄板22和基材薄板31粘接。而且，该涂层薄板40具有导光薄 板的功能。 涂层薄板40由聚氨酯等容易用激光来分解的材料来形成。而且，在反射区域27 中，多个凹状部28被形成在涂层薄板40的背面40b。该凹状部28是通过用激光来分解材 料的一部分而形成的。如图6 (A) 、6 (B) 、6 (C)所示，凹状部28的内表面28c是平滑的，并且 内表面28c的面粗糙度与涂层薄板40的表面40a以及背面40b的面粗糙度相同或者比表 面40a以及背面40b的面粗糙度小。 如图5所示，在薄膜层叠体120上形成孔穴120b，在涂层薄板40上形成孔穴41， 而发光二极管装置29位于上述孔穴120b和孔穴41的内部。而且，发光二极管装置29被 掩模薄板30的遮蔽部32覆盖。 在该实施方式中，因为在薄膜层叠体120之上重叠导光薄板即涂层薄板40，所以
能够用非透光性材料来形成整个薄膜层叠体120。 下面，作为输入装置，对第3实施方式进行说明。
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图7为第3实施方式的输入装置的剖面放大图。图8为表示照光功能部结构的放 大图。 如图7所示，在输入装置200中，在上述底架202之上设置照光功能部220，在上述 照光功能部220之上设置以铝等金属板来形成的支承板211，在支承板211之上设有薄膜 层叠体212。在设有各操作部210a的部分，第1支承片211a和第2支承片211b在上述支 承板211上朝上弯曲。在设有各操作部210a的部分，沿着与图7的纸面正交的方向分开设 置一对第1支承片211a，沿着与图7的纸面正交的方向分开设置一对第2支承片211b。孔 穴212a在薄膜层叠体212上开口 ，上述第1支承片211a和第2支承片211b穿过上述孔穴 212a在薄膜层叠体212的上方突出。 在各操作部210a上设有键顶215，在键顶215和支承板211之间设有第1可动支 承部件216和第2可动支承部件217。第1可动支承部件216的一端216a转动自如地被 支承在第1支承片21 la，而另一端216b转动自如且横向滑动自如地被支承在键顶215的 下部。第2可动支承部件217的一端217a转动自如地被支承在键顶215的下部，而另一端 217b转动自如且横向滑动自如地被支承在第2支承片211b。第1可动支承部件216的中 心部和第2可动支承部件217的中心部之间转动自如地被连接在一起，以第1可动支承部 件216和第2可动支承部件217来构成X型的支承环。 在上述薄膜层叠体212和键顶215之间设有弹性部件218。弹性部件218由合成 橡胶来形成，向从薄膜层叠体212离开的方向即朝上的施力被施加到键顶215上。弹性部 件218下侧的内部为空洞，在该空洞内一体形成朝下的按压凸状部218a。
下侧挠性薄板212b和上侧挠性薄板212c以及被夹在上述两个挠性薄板212b、 212c之间的隔板用薄板212d层叠而形成上述薄膜层叠体212。在上述弹性部件218的按 压凸状部218a相对置的部分，孔穴被形成在上述隔板薄板212d上，并在该部分形成输入功 能部219。在输入功能部219，相对置的接点电极被设在下侧挠性薄板212b的上表面和上 侧挠性薄板212c的下表面上。而且，在下侧挠性薄板212b的上表面和上侧挠性薄板212c 的下表面形成导电层引线图案，该导电层与被设在各输入功能部219上的接点电极导通。
在各操作部210a中，当按压键顶215时，第1可动支承部件216的一端216a以与 第1支承片211a之间的卡合部作为支点来转动，第2可动支承部件217的一端217a在键 顶215的下部转动，从而使键顶215下降。此时，不仅弹性部件218被键顶215压扁，而且 输入功能部219被按压凸状部218a按压，从而使输入功能部219的接点电极之间相互接触 而得到键入信号。 上述照光功能部220具有被设在底架202之上的反射薄板221 、被设在其上的导光 薄板222以及重叠在其之上的掩模薄板223。如图8所示，孔穴221a在反射薄板221的端 部开口，孔穴222a在导光薄板222的端部开口。挠性布线基板被粘贴在底架202之上，被 安装于该挠性布线基板上的发光二极管装置224插入上述孔穴221a和孔穴222a的内部， 而起到向导光薄板222的内部施加光的光源作用。 发光二极管装置224为在透明的组件内部存放发光二极管的裸芯片而形成的装 置。发光二极管装置224在孔穴222b内与导光薄板222的端面222b相对置，并且发光二 极管224所发出的光从上述端面222b被引到按压薄板222的内部。 在图8中，用比较厚的尺寸来表示了导光薄板222，但是导光薄板222的实际厚度尺寸不到lmm，最好是不到500 y m。本实施方式的导光薄板222的厚度为300 y m。
在导光薄板222，面向操作部210a的表面222c和面向底架202的背面222d均为 平滑镜面的平整面。在导光薄板222上划分设定了规定面积的反射区域225，并在各反射区 域225上形成多个凹状部230。 向导光薄板222背面222d的面积非常小的区域照射C02激光等来施加能量，从而 分解、除掉构成导光薄板222的材料的一部分，而形成每个凹状部230。因此，导光薄板222 由透明且可用激光的能量来分解的材料来形成。作为又薄而且强度较高、可用激光的能量 来分解的透明材料，可使用例如聚碳酸酯、聚氨酯、硅等。 因为向导光薄板222的背面222d施加微小光点的激光能量而分解导光薄板222 构成材料的一部分来形成凹状部230，所以从背面222d所看到的每个凹状部230的开口部 形状为圆形。而且，开口直径随着朝向凹状部230的底部而逐渐变小，底部为凹球面形状， 凹状部230的内表面为凹曲面形状。而且，因为通过分解材料来形成凹状部230，所以凹状 部230的内表面在整个区域为平滑面、即镜面。这里的所谓平滑面或者镜面意味着，表面 222c和背面222d的面粗糙度大致相同。而且，所谓的平滑面或者镜面意味着，当在导光薄 板222的内部传播的光从薄板内部照射到凹状部230的内表面时，在其内表面不发生光的 漫反射而根据内表面的角度在薄板内按照入射角和反射角的原理被反射的性质。另外，凹 状部230的形状和形成方法与上述第1、2实施方式相同。 如图8所示，由发光二极管装置224发出并从端面222b入射到导光薄板222内 的光L反复进行在表面222c上的反射和在背面222d上的反射，在导光薄板222的内部传 播。当在导光薄板222内部传播的光照射到凹状部230的内表面时，向导光薄板222的内 部被反射而朝向表面222c，使入射角和反射角在其光照射的位置相对与凹状部230的内表 面相接的虚拟平面大致相同。然后，以导光薄板222的表面222c所发出的光来照光操作部 210a。 如图8所示，键顶215的本体部215a由聚氨酯等透明材料或者半透明的透光性材 料来形成，本体部215a的表面以通过涂层、无电解镀层来形成的不透光的被覆层215b来形 成。以C02激光等来除掉该被覆层215b的一部分而形成照光显示部215c。
如图8所示，重叠在导光薄板222之上的掩模薄板223具有遮光部223a和光通过 部223b。通过以黑色等来涂上透明薄板的表面形成遮光部223a，或者用非透明的薄板来构 成遮光部223a。光通过部223b由开口部或者薄板的透明部分来形成。光通过部223b位 于反射区域225的正上方，并且以与反射区域225相同的面积或者比反射区域225稍微大 一点的面积来形成。除了反射区域225上方的区域以外，有遮光部223a覆盖，在相邻键顶 215的间隙的下侧存在遮光部223a。 如图8所示，在导光薄板222之下铺设反射薄板221。反射薄板221的表面为金属 颜色的反射面或者白色的反射面，能够朝向导光薄板222的内部反射从导光薄板222的背 面22d向下方泄漏的光。另外，凹状部230的内表面为镜面，在导光薄板222的内部传播而 照射到上述凹状部230内表面上的光根据导光薄板222和空气之间的折射率的差，其很多 光成分被反射到导光薄板222的内部，所以也可以不特别设置上述反射薄板221。
如图7所示，在照光功能部220之上存在金属制的支承板211，但是，在该支承板 211上，开口部211c至少在上述反射区域225之上形成，使支承板211构成不阻碍光透过的结构。 而且，薄膜层叠体212和第1、第2可动支承部件216、217以及弹性部件218以透 明材料或者半透明等能够透过光的材料来形成。因此，通过反射区域225的凹状部230向 上方反射的光透过薄膜层叠体212和第1、第2可动支承部件216、217以及弹性部件218， 然后照射到上述键顶215上。 或者，也可以，为了能够在表面上反射光或者扩散光，以白色系列的合成树脂材料 等来形成第1、第2可动支承部件216、217以及弹性部件218等，使透过薄膜层叠体212的 光被反射或者被扩散之后照射到键顶215。 如图8所示，当在导光薄板222的内部传播的光在薄板的内部照射到凹状部230 的内表面233时，其光主要朝向表面222c反射。凹状部230形成与如图6(A)、 (B)、 (C)所 示的凹状部30相同的形状，凹状部230的深度尺寸D越大并且内表面的倾斜角度e也越 大，光指向垂直上方的能力就越高。而且，凹状部230的深度尺寸D越大并且内表面的倾斜 角度9也越大，在导光薄板222内传播的光当中在内表面反射的光量就越多。
因此，通过根据从光源即发光二极管装置224到反射区域225的距离和反射区域 225的面积或者照光显示部215c的大小，在相同的导光薄板222内使凹状部230的直径小 和深度尺寸D不相同，就容易防止离发光二极管装置224的距离之差所带来的光量参差不 齐。而且，因为可提高通过凹状部230向照光显示部215c反射光时的指向性，所以例如即 使掩模薄板223不存在，也可容易减少从相邻键顶215之间的间隙向上方泄漏的光。
作为凹状部230的配置，使在离发光二极管装置224远的反射区域225内形成的 凹状部230的深度尺寸D大于在离发光二极管装置224近的反射区域225内形成的深度尺 寸D，其结果加大角度e，是较为理想的。另外，即使在相同的反射区域225内，也随着离发 光二极管装置224远而阶段性地加大深度尺寸D和角度e ，也是较为理想的。
而且，使在离发光二极管装置224远的反射区域225内形成的凹状部230的排列 密度，大于在离发光二极管装置224近的反射区域225内形成的凹状部230的排列密度，是 较为理想的。另外，即使在相同的反射区域225内，也随着离发光二极管装置224远而加大 排列密度，是较为理想的。
权利要求
一种输入装置，其特征在于，具备操作部，排列多个；输入功能部，用上述操作部来进行输入操作；导光薄板，从背面一侧与多个上述操作部相对置；以及光源，向上述导光薄板的内部照射光，在上述导光薄板的、与上述操作部相对置的表面的相反侧的背面上形成多个向上述导光薄板的内部凹陷的凹状部，各上述凹状部的开口部为圆形且内表面为平滑面的凹曲面，使在上述导光薄板内传播的光通过上述内表面向上述导光薄板的内部反射，从而使该光从上述导光薄板的表面被照射到上述操作部。
2. 根据权利要求l所述的输入装置，其特征在于，上述凹状部的深度尺寸以及上述内表面相对于上述背面所成的角度因上述导光薄板 的位置而不同。
3. 根据权利要求2所述的输入装置，其特征在于， 随着离上述光源变远，上述深度尺寸就变大且上述角度也变大。
4. 根据权利要求2所述的输入装置，其特征在于，在向同一个上述操作部照射光的区域内，上述深度尺寸以及上述角度不同的凹状部混 合存在。
5. 根据权利要求l所述的输入装置，其特征在于， 上述凹状部的上述开口部的直径因上述导光薄板的位置而不同。
6. 根据权利要求l所述的输入装置，其特征在于， 多个上述凹状部的排列密度因上述导光薄板的位置而不同。
7. 根据权利要求6所述的输入装置，其特征在于，与离上述光源远的上述操作部相对置的上述凹状部的排列密度，大于与离上述光源近 的上述操作部相对置的上述凹状部的排列密度。
8. 根据权利要求l所述的输入装置，其特征在于，上述操作部隔着间隙并列，而且上述凹状部被形成在与各上述操作部重叠的区域。
9. 根据权利要求l所述的输入装置，其特征在于，上述导光薄板上形成的上述凹状部是通过激光的能量对上述导光薄板形成材料的一 部分进行分解而形成的。
10. —种键盘装置，其特征在于，具备底架；多个键顶；以及支承部件，在上述底架之上上下移动自如地支承上述键顶，在上述底架和上述键顶之间设有接点输入部，该接点输入部具有下侧接点、覆盖上述 下侧接点的挠性按压薄板以及被设在上述按压薄板的下表面而与上述下侧接点相对置的 上侧接点，而且多个上述接点输入部被配置在能够用各上述键顶来按压的位置上，上述按压薄板或者在上述按压薄板的上侧重叠的涂层薄板为在内部传播光的导光薄 板，在上述底架之上设有向上述导光薄板的内部照射光的光源，在上述导光薄板的、与上述键顶相对置的表面的相反侧的背面上形成多个凹状部，在 上述导光薄板内传播的光被上述凹状部反射而朝向上述键顶。
11. 根据权利要求io所述的键盘装置，其特征在于，上述下侧接点形成在基板薄板的上表面，除了上述下侧接点和上述上侧接点所对置的区域以外，上述基板薄板和上述按压薄板通过粘接层被固定，上述粘接层的厚度形成为能 够使上述下侧接点和上述上侧接点空出间隔相对置。
12. 根据权利要求10所述的键盘装置，其特征在于，各上述凹状部的开口部为圆形或者长圆形或者椭圆形，内表面为平滑面的凹曲面。
13. 根据权利要求12所述的键盘装置，其特征在于，上述凹状部的深度尺寸以及上述内表面相对于上述导光薄板的上述背面所成的角度 因上述导光薄板的位置而不同。
14. 根据权利要求13所述的键盘装置，其特征在于， 随着离上述光源变远，上述深度尺寸就变大且上述角度也变大。
15. 根据权利要求13所述的键盘装置，其特征在于，在向同一个上述键顶照射光的区域，上述深度尺寸以及上述角度不同的凹状部混合存在。
16. 根据权利要求12所述的键盘装置，其特征在于， 上述凹状部的上述开口部的面积因上述导光薄板的位置而不同。
17. 根据权利要求12所述的键盘装置，其特征在于， 多个上述凹状部的排列密度因上述导光薄板的位置而不同。
18. 根据权利要求17所述的键盘装置，其特征在于，与离上述光源远的上述键顶相对置的上述凹状部的排列密度，大于与离上述光源近的 上述键顶相对置的上述凹状部的排列密度。
19. 根据权利要求12所述的键盘装置，其特征在于，上述导光薄板上形成的上述凹状部是通过激光的能量对上述导光薄板形成材料的一 部分进行分解而形成的。
20. 根据权利要求l所述的键盘装置，其特征在于，上述光源被配置在支承相互邻接的上述键顶的上述支承部件之间，并且在上述导光薄 板上形成塞进上述光源的孔穴。
21. —种键盘装置，设有底架；多个键顶；支承部件，在上述底架之上上下移动自如地 支承上述键顶；以及接点输入部，相对置的两个接点之间因受到上述键顶的按压力而接触，该键盘装置的特征在于，设有光源以及向各键顶照射上述光源所发出光的导光薄板，在上述底架之上、且上述 键顶之下，设有从底架侧覆盖相互邻接的上述键顶之间的间隙的掩模部件。
22. 根据权利要求21所述的键盘装置，其特征在于，上述掩模部件具有在挠性、透光性的基材薄板上形成遮蔽膜的遮蔽部以及没有形成上 述遮蔽膜的透光部，上述遮蔽部被配置在从下侧覆盖相互邻接的键顶之间的位置上，上述 基材薄板覆盖上述接点输入部，上述键顶的按压力经由上述基材薄板被施加到上述接点输 入部上。
23. 根据权利要求22所述的键盘装置，其特征在于，上述掩模部件在与多个键顶的各自的下侧相对置的位置上形成上述透光部，并且透光 部的边缘部位于各键顶边缘部的内侧。
24. 根据权利要求22所述的键盘装置，其特征在于，在上述底架之上、且上述掩模部件的下侧，配置上述导光薄板，并且在上述导光薄板上 与上述透光部相对置的部分设有向上述键顶反射光的反射区域。
25. 根据权利要求24所述的键盘装置，其特征在于，在上述反射区域，在上述导光薄板的朝向上述底架的背面一侧形成多个凹状部，在导 光薄板内传播的光在上述凹状部的内表面被反射而穿过上述透光部照射到上述键顶上。
26. 根据权利要求25所述的键盘装置，其特征在于，上述导光薄板上形成的上述凹状部是通过激光的能量对上述导光薄板形成材料的一 部分进行分解而形成的。
全文摘要
本发明提供一种高效地反射光源所发出的光并能够有效地照射被设在键顶上的照光显示部的键盘装置。薄膜层叠体(20)层叠在底架(2)之上。基板薄板(21)、按压薄板(22)以及隔板层(23)形成薄膜层叠体(20)，在接点输入部(24)上设有下侧接点(25a)、(25a)和上侧接点(26)。按压薄板(22)起到导光薄板的作用，在与键顶(15)的下侧相对置的反射区域(27)设有在按压薄板(22)的背面(22d)照射激光而形成的多个凹状部(28)。在按压薄板(22)内传播的光在凹状部(28)的内表面向上方反射而照射到键顶(15)上。
文档编号H01H13/83GK101727187SQ200910205158
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月16日 优先权日2008年10月16日
发明者佐藤奈绪美, 保坂年伸, 山本孝一, 山田直树, 木村武顺, 木村进一郎, 永久保秀明, 渡边和年, 片山胜行, 石田昌大, 秋山直哉, 高木惠司 申请人:阿尔卑斯电气株式会社