JPH0217519A - 指向性を持つ光学的報知手段を備えたキーボード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、少なくとも１個のキーを有し、このキーが、
縦方向の開口と、当該キーボード内のこの開口の下方に
同開口からある距駈を持って配設されると共に上記キー
により決まる状態を示すための光源とを有するようなキ
ーボードに関する。

［従来の技術］ 上記の縦方向開口がドリル孔により形成され、キーが押
下された状態の時に発光ダイオード（１，ＥＤ）の形態
をとる光源がこの孔中にはまり込むようなキーボードは
広く知られている。

このような目的の為に使用される発光ダイオードは、限
られた範囲の視角しか有していない。これは、発光ダイ
オード′の頂部のレンズが水滴状の構造を有しているこ
とと、キーが押下された場合でも発光ダイオードが損傷
を受けないように該発光ダイオードは前記ドリル孔から
突出してはならないという事実とに起因する。結果とし
て、発光ダイオードから放射された光の一部はキー等に
より遮蔽されてしまい、視角が小さく好ましくない狭い
報知面しか得られず、それに加えて、その光の方向も操
作者にとって好ましい方向ではない。

したがって、本発明の一つの目的は、上記のような欠点
を非常に効率的に除去することができ、光源と報知面と
の間を殆ど光強度のロスなく結合することができ、かつ
操作者にとって好ましい視角を作り出すことができるキ
ーボードを提供することにある。

［発明の要約］ この為、本発明のキーボードは、キー２（例えは、第１
図、第２図、第３図を参照）の開ロア内に、その頂部が
光源８から到来する光ビームの出口端を形成する光導伝
体９が設けられ、この先導転体の前記頂部は前記キー２
の上面に略位置する一方、当該光導伝体９の底部は前記
光源８の方向に向けられ、この底部は前記光源８から到
来する光を前記出口端から所望の方向にかつ実質的に重
ならない少なくとも２つの光ビーム（β、δ）として出
力させる少なくとも２つの個眼面１３を有し、これによ
り、当該光導伝体からの出力光の全体としての角度が入
力光の角度を越えることを特徴としている。

このような背景からして、上記光導伝体はキーキャップ
と共に全体として射出成形し得るという利点がある。

本発明は、前記のような個眼面により前記光源８に一致
しない少なくとも１個の虚光源が作り出され、これによ
り出力光の角度が光の入力角度を越え、かつ上記個眼面
の位置が光送出の所望の方向を決定するという事実に基
づいている。

また、本発明の非常に好ましい実施例は、前記先導転体
９が先端の切られたくさび状の形態を持ち、この切られ
たような端部が上端を形成していることを特徴としてい
る。また、他の好ましい実施例においては、第１の個眼
面１３−１は平坦な屈折面を有し、この第１の個眼面１
３−１は当該第１の個眼面により取り込まれた光が光導
伝体９−１の上記屈折面１３−１と境界を接する第１の
側面１１−１に対して略平行に進むような位置を有し、
上記第１の個眼面１３−１と接する個眼面１４−１は曲
面を有し、この第２の個眼面は当該第２の個眼面により
入力された光を、この入力光が前記出口端から前記第１
の個眼面１３−１に対応する出力光ビームの第１の角度
と略隣接する第２の角度βで出力されることを特徴とし
ている。

上記構成は、視野角度の向上を簡単な構成で可能にする
。

また、他の実施例は、前記第２の個眼面１４−２が、当
該個眼面により取り込まれた光が光導伝体９−２から出
力される前に当該光導伝体内で前記第１の側面で反射さ
れるような位置を有していることを特徴としている。

結果として、第２の個眼面により取り込まれた光は、先
に述べた例に較べて、前記第１の個眼面により取り込ま
れた光の反対側に出力される。

また、本発明の更に他の実施例は、光導伝体に前記第２
の個眼面と前記第１の側面に対向する第２の側面との間
に第３の個眼面が設けられ、この第３の個眼面は、当該
第３の個眼面により取り込まれた光が前記第２の角度β
−２に略隣接する第３の角度γで出力される前に前記第
２の側面１２−３及び前記第１の側面１１−３により順
次反射されることを特徴としている。

上記によれば、出力光の全体の角度の改善が簡単な構成
で達成されるという利点が得られる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例および作用効果を図面を参照して
詳細に説明する。なお、これらの図において対応する各
構成要素には同様の符号を付しである。

第１図に示すキーボード１は、個ノ？の機能を動作させ
るために使用する多数のキーを有している。

第１図に示すキーボードが属する装置として、ホームコ
ンピュータ以外に、多数の機能を動作させなければなら
ない先端的な電子装置、例えば、先端技術電話セット、
パーソナルコンピュータ、ミニチル装置、あるいは医療
装置等がある。

上記のような各装置を制御するにあたり可能な限り少な
い数のキーですませるために、キーには、小文字と大文
字、または異なる形の英文字のように、２重の機能が割
り当てられる。

これらの機能の変換は、この実施例においては、キー２
．３、および４により行う。

このためには、上記のような各機能がスイッチオンされ
ているかまたはオフされているかを視覚できるようにし
なければならない。

これらのキーが特定の位置に機械的に固定される（メカ
ニカルなキーボードの場合には一般的である）のを避け
るために、キーに連結された単一の形式にしか過ぎない
スイッチをキーボード全体に適用できるように、当該先
端的電子装置には光による指示手段が適用されている。

光による指示手段を有するそのような１つのキー２が、
第２図に概略的に示されている。このキー２は、キーキ
ャップ５を有し、このキーキャップは図示せぬスイッチ
のスイッチアーム片６上に設けられている。

従来のキーボードにおいては、キーは縦方向の開口（孔
）を有し、この開口は塵埃等の侵入を防ぐために多分透
明なプラスチック層により覆われていた。上記開ロアの
垂直方向の下方には、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ
）のような光源８、あるいは、いくらかの距離を隔てて
配設された光源に結合された光ファイバの端部が設けら
れる。

上記光源８は、当該光源から光が放射される開口角度α
を有している。また、前記キーの自由な行程を保証する
ために、前記間ロアは上記光源８の上部に、ある距離を
もって配設されるので、この光源８から発せられる光は
その一部だけが開ロアを通過するのみならず、上記光は
光源８と開ロアとを結ぶ軸に一致するもののみが該開ロ
アから放射される。結果として、キーボードの操作者は
、上記開ロアの縁部による漏れ光を見ることができるに
過ぎない。

従って、この実施例においては、視覚性を改善するため
に、前記開口に第２図に示ずように光導伝体９を挿入し
た。

第３図に示す上記のような光伝導体９−１は、以下のよ
うな条件であれば種々の形態をとることができる。すな
わち、その光源８−１に面する端面ば、少なくとも１個
の付加的な虚（仮想）光源が形成されることにより、入
射された光の出力角度を所望の方向に増加させるような
２以上の個眼面を有する。特に好ましい実施態様では、
上記光導伝体９−１は、第３図に示すように、先端の切
り落とされたくさびの形状を有している。この先導転体
は、取り込まれた光が放出される、光出口と呼ばれる頂
端面１０−１を有している。この頂端面１Ｏ−１は、好
ましくは、第２図に示すように、第１図に示すキー２．
３あるいは４の上表面に位置するようにする。この光導
伝体９−１は、更に、第１の側面１１−＋と、第２の側
面１２−首と、個眼面１３−１および１４−１に分割さ
れた光入口と呼ばれる底端面と、に境界分けされる。こ
の光導伝体９　（９−＋）の図面に垂直な方向の深さは
自由に選択することができるが、光源からくる光ビーム
は軸方向に対称であるから、通常光人口の図面の上下方
向の高さに対応するようにする。また、上記底端面は、
好ましくは、図に示す光源８−１により放射された光の
略全てを当該光導伝体９−１に照射角度αで取り込ませ
るような広さを有しているものとする。

前記底端面は、多数の個眼面に分割されるが、この実施
例においては、符号１３−　Ｉと１４−１とで示すよう
に、その数は２である。ここで、第１の個眼面＋３　（
＋３−＋）は、この実施例においても、また他の全ての
実施例においても、平坦面となっているが、曲面形状と
してもよい。第３図の個眼面１３−１の表面は入射光に
対して以下のような位置に設定されている。すなわち、
上記入射光は、側面１１−１および１２−１のいずれに
も反射されることなく、光出口の全体から第１の角度を
もって出力される。

このことは、個眼面１３−１により取り込まれた光は、
前記第１の側面１１−１に略平行に進むことを意味する
。また、個眼面１４−＋は曲面となっているが、この個
眼面は入射光に対して以下のような位置を有すると共に
、以下のような曲面を有している。すなわち、当該個眼
面１４−１の表面に入射した光は、広がりのある光ビー
ムとして光出口から放射される。言い替えると、個眼面
１４−１に関しては、光導伝体内に位置する一つのまた
は一連の焦点がある。

更に、個眼面！４−１の表面の位置は、以下のように選
定される。すなわち、対応する光ビームは第２の角度β
で出力され、この第２の角度は前記第１の個眼面１３−
１からくる角度δの光と隣接する。

上記のように個眼面１３−１と１４−１とを備える光入
口を有する光導伝体９−１を使用すると、下記のような
効果をはじめとする効果が得られる。先ず第１に、光源
８−１により放射された略全での光が光出口を介して放
射されるので、最大の光強度が実現される。第２に、光
は、取り込まれた角度（α）より大きな角度（δ＋β）
で光出口１Ｏ−１から出力されるので、より改善された
視野角度（δ＋β）が得られる。最後に、光が出力され
る全体の角度（δ十β）は、光源８−１と光出口１０−
１の中心とを結ぶ線１９　（第２図参照）の実質的に一
方の側に位置するので、この光導伝体９−１をキー２．
３または４中において適切に位置決めすれば、光は略前
方向に、即ちキーボードｌの操作者が座っている方向に
放射される。

次に、前記光導伝体９として第４図に示す先導転体９−
２を使用すると更に良好な結果を得ることができる。

この第４図に示す光導伝体９−２は、個眼面１４−２を
除いては、第３図に示した光導伝体９−１と略同様の構
成である。

この光導伝体９−２の個眼面１４−２は、下記のような
曲面及び位置を有している。即ち、この個眼面１４−２
を照射する光は光出口１Ｏ−２から、前記と同様に、広
がりのある光ビームとして出力されるが、この出力は該
光導伝体９−２の側面１１−２により反射された後にな
される。そして、この個眼面１４−２の位置は、該個眼
面に入力された光が放射される角度β〜２が、個眼面１
３−２に入力された光が出力される角度δと実質的に隣
接するように選定される。

このように、個眼面１３−２と境界を接する側面１１２
による反射を利用することにより、以下をはじめとする
ような諸効果が得られる。

先ず、個眼面１４−２に入力された光を、第３図に示し
た実施例に較べて、個眼面１３−２へ入力された方の光
の反対側に放射させることができ、キー２．３または４
内でのくさび状光導伝体の長軸に対しての１８００の回
転が実現される。第２に、より拡大された光出力角β−
２が得られる。これは、側面１１２での反射により虚光
源が作られ、この虚光源が、頂端面１０−２の垂線に対
して第３図の実施例において得られるよりも大きな角度
を形成するからである。

また、上述したような２個の個眼面の代わりに、光入口
を、例えば第５図に３個の個眼面のものを示すように、
より多数の個眼面に分散させるとより一層改善がなされ
る。この第５図に示す光導伝体９−３は、個眼面１５−
３を除いては、第４図に示した先導缶体９−２と同様の
構成となっている。上記個眼面１５−３の位置は、光源
８−３から発し当該個眼面１５−３に入力する光が２回
反射するような位置となっている。すなわち、上記光は
先ず第２の側面１２−３により反射し、次いで第１の側
面＋１−３により反射するようになっている。このよう
な２回の反射に依れば、光出口１Ｏ−３から放射され光
は虚光源から発したかのようになり、この虚光源は光出
口１Ｏ−３の垂線に対して、個眼面１４−３へ入力され
た光の前述したような虚光源によるよりも更に大きな角
度を形成する。更に、上記個眼面１５−３の曲面は、そ
こに入力された光が光出口１０−３から角度γの広がり
をもって放射されるように選定されている。

また、個眼面１５−３の位置と第２の反射側面１２−３
との位置は第１の反射側面１１−３に対して、以下のよ
うに選定されている。すなわち、個眼面１５−３に入力
された光が出力される角度γが、個眼面１４−３に入力
された光が出力される角度β−２に略隣接するようにで
ある。

第５図に示す光導伝体９−３を第２図に示すような態様
でキー２．３または４中に位置させると、同第２図に目
の印１６で表した当該キーボードの操作者は、同第２図
に破線１７および１８で示す出力光ビームの境界線内に
常にいることになる。

なお、第５図に示した光導伝体９−３の側面１２−３は
、その一部１２−４が没しており、これにより該側面１
２−３の反射部の位置と光出口の高ざ（図面における上
下方向の長さ）との間の差をなくすようにしている。こ
のような変形は、種々の形で実現することができる。

また、上述したように側面１１および１２で多重反射す
る個眼面を更に多数設け、これに依りより一層広い角度
の出力光ビームを実現することができることは明かであ
る。

更に、個眼面および光出口の内の少なくともいずれか一
方を、図面に垂直な方向（深さ方向）において曲面形状
を呈するようにし、これによりこの深さ方向においても
光ビームが広がりを持つようにすることも可能である。

また、光導伝体９を単独で作製し、これをキー２．３ま
たは４に取り付けるようにすることもてきる。しかしな
がら、光・導伝体９とキーキャップ５とを、一つの完全
な射出成形物として、−緒に作製することも同様に可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるキーボードの一例を示す斜視図
、 第２図は、本発明によるキーボードの一例におけるキー
の一部断面図、 第３図は、本発明によるキーボードのキー内に設けられ
る光導伝体の第１実施例を示す図、第４図は、本発明に
よるキーボードのキー内に設けられる光導伝体の他の実
施例を示す図、第５図は、本発明によるキーボードのキ
ー内に設けられる光導伝体の好ましい更に他の実施例を
示す図である。 ｌ・・・キーボード、２．３．４・・・キー　５・・・
キーキャップ、６・・・スイッチアーム片、７・・・開
口、８・・・光源、９・・・先導転体、１０・・・頂端
面（光出口）、ｔｉ・・・第１の側面、１２・・・第２
の側面、１３・・・第１の個眼面、１４・・・第２の個
眼面、１５・・・第３の個眼面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１個のキーを有するキーボードであって
   、該キーは縦方向の開口を有すると共にこのキーボード
   内の上記開口の下方に当該キーにより決められた状態を
   示すための光源を有するキーボードにおいて、上記開口
   内には、その頂部が前記光源から到来する光ビームの出
   口端を形成する光導伝体が設けられ、この光導伝体の前
   記頂部は前記キーの上面に略位置する一方、当該光導伝
   体の底部は前記光源の方向に向けられ、この底部は前記
   光源から到来する光を前記出口端から所望の方向に実質
   的に重ならない少なくとも２つの光ビームとして出力さ
   せる少なくとも２つの個眼面を有し、これにより、当該
   光導伝体からの出力光の全体としての角度が入力光の角
   度を越えることを特徴とするキーボード。 ２、請求項１に記載のキーボードにおいて、前記光導伝
   体が先端の切り落とされたくさびの形状を有し、この切
   り落とされた側の端部が前記頂部を形成することを特徴
   とするキーボード。 ３、請求項２に記載のキーボードにおいて、前記少なく
   とも２つの個眼面のうちの第１の個眼面は平坦な屈折面
   を有し、この第１の個眼面は当該第１の個眼面により取
   り込まれた光が当該光導伝体の上記第１の個眼面と境界
   を接する第１の側面に対して略平行に進むような位置を
   有し、上記第１の個眼面と接する第２の個眼面は曲面を
   有し、この第２の個眼面により入力された光は当該第２
   の個眼面により、この入力光が前記出口端から前記第１
   の個眼面に対応する出力光ビームの第１の角度と略隣接
   する第２の角度で出力されることを特徴とするキーボー
   ド。 ４、請求項３に記載のキーボードにおいて、前記第２の
   個眼面は、当該第２の個眼面により取り込まれた光が前
   記光導伝体から出力される前に当該光導伝体中において
   前記第１の側面により反射されることを特徴とするキー
   ボード。 ５、請求項４に記載のキーボードにおいて、前記光導伝
   体には前記第２の個眼面と前記第１の側面に対向する第
   ２の側面との間に第３の個眼面が設けられ、この第３の
   個眼面は、当該第３の個眼面により取り込まれた光が前
   記第２の角度に略隣接する第３の角度で出力される前に
   前記第２の側面及び前記第１の側面により順次反射され
   ることを特徴とするキーボード。 ６、請求項１ないし５のいずれかの項に記載のキーボー
   ド用の前記光導伝体を有するキー。 ７、請求項６に記載のキー用のキーキャップ。 ８、請求項１ないし５のいずれかの項に記載のキーボー
   ドにおける前記キー用または請求項６に記載のキー用ま
   たは請求項７に記載のキーキャップのキー用の前記光導
   伝体。 ９、請求項１ないし５のいずれかの項に記載のキーボー
   ドにおいて、前記光源が発光ダイオードを有しているこ
   とを特徴とするキーボード。 １０、請求項１ないし５のいずれかの項に記載のキーボ
   ードにおいて、前記光源が光ファイバの端部を有してな
   ることを特徴とするキーボード。