JPH08204346A - 入出力装置およびメンブレンの製造方法 - Google Patents

入出力装置およびメンブレンの製造方法

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JPH08204346A
JPH08204346A JP26792195A JP26792195A JPH08204346A JP H08204346 A JPH08204346 A JP H08204346A JP 26792195 A JP26792195 A JP 26792195A JP 26792195 A JP26792195 A JP 26792195A JP H08204346 A JPH08204346 A JP H08204346A
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light emitting
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Abstract

(57)【要約】 【課題】スイッチやランプ部分から機内へ静電気放電や
汚染の侵入を低コストで防止する。 【解決手段】連続したメンブレン１３は導電性部分４３
を備えた絶縁性エラストマであり、光伝送部分３５は光
源２５の光を通す。スイッチ３の操作部３３を押すこと
によりスイッチのパッターン部２３が導電性部分４３に
より短絡される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子回路の分野に関す
る。より詳細には、本発明は静電気放電と汚れに対する
保護機能を有するランプおよびスイッチつき入出力装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日の電気機器は通常ユーザーとの情報
通信を行なうためのキーボード、表示装置、マウス、パ
ネル、その他の１つあるいはそれ以上の入出力装置を有
する。かかる入出力装置は特定の機能が動作中であるか
使用可能であることを示す発光ダイオードを有すること
が多い。入出力装置の上面には通常かかる発光ダイオー
ドが入出力装置の上面から突き出るかそれと同一高さに
なってユーザーがそれを見ることができるようにするた
めの穴が設けられる。また、入出力装置はスイッチがそ
の入出力装置の上面から突き出るかそれと同一高さにな
ってユーザがそれを操作できるようにするための穴が設
けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】多くのアプリケーショ
ンにおいて、入出力装置にユーザーが見たり操作したり
することのできる発光ダイオードやスイッチを設けるこ
とにメリットがあるのは確かであるが、問題もないわけ
ではない。たとえば、ユーザーが敷物を足でこすって静
電気を発生させた上で発光ダイオードに触ると、発光ダ
イオードを通してユーザーから電気機器への高電圧の静
電気放電経路が形成されることがある。この高電圧の静
電気放電経路によって電気機器に重大な損傷が発生し、
完全に動作不能になる場合さえある。入出力装置の上面
の穴は別の高電圧の静電気放電経路を形成する可能性が
あり、またこれらの穴から液体、ほこり、虫、あるいは
その他の異物が入り、電気機器を汚したり、その動作に
悪影響を与えたりすることがある。
【０００４】1983年６月10日公開のフランス特許2,517,
646号には、入出力装置の表面にLEDが露出したアッセン
ブリーが開示されている。上述したように、かかる設計
では入出力装置の表面からその下の回路基板への静電気
放電経路が発生し、電気機器が静電気放電による損傷を
受けやすくなる。
【０００５】1992年９月22日の米国特許5,149,923号に
は、小型の携帯電話システムに用いるバックライトキー
パッドが開示されている。可撓性材料でできた一部半透
明のオーバーレイに、キーパッドが取り付けられた基板
にある光源によって後方照明を施された盛り上がったキ
ーが設けられる。導電性の中間層がこのオーバーレイを
操作することによって圧縮される。この設計によれば、
光源が静電気放電から絶縁されるが、光源がキーパッド
の上面から離れ過ぎて光源からの光が減衰し、パネル内
の情報を充分に伝えることができなくなる。さらに、こ
のキーパッドは製造コストが高いという問題がある。
【０００６】1984年７月３日の米国特許4,458,123号に
は、LED等のディスクリート電気部品をスイッチパネル
に内蔵するためのアタッチメントが開示されている。ス
イッチパネル内に１対の穴が設けられ、LEDからのリー
ドがこれらの穴を通ってスイッチパネルの基板上の電気
回路に接触する。LEDがパネルの表面に近いか表面で露
出している場合、前述したように、パネルは静電気放電
による損傷を受けやすくなる。
【０００７】1987年５月27日のドイツ特許DE 35 41 776
A1号には、その下にある回路基板にカバーを設けたス
イッチパネルが開示されている。このカバーはパネルの
表面に近いLEDを完全に覆うものではなく、したがっ
て、LEDと回路基板は静電気放電による損傷を受けやす
い。
【０００８】1990年３月21日のヨーロッパ特許0 358 88
5 A1には、LED等の突出した部品を有するプリント回路
基板用のカバーマットが開示されている。このカバーマ
ットは絶縁性のプラスティックで形成される。カバーマ
ットの表示要素すなわちLEDの領域に型押部が形成さ
れ、制御パネルのLEDに対応する通路あるいは開口部に
挿入することのできる取り付けドーム部としてはたら
く。この取り付けドーム部はLEDを覆い、LEDとそれが取
り付けられた回路基板を静電気放電から絶縁するはたら
きをする。さらに、カバーマットにボタンドームが形成
され、制御パネルのスイッチが提供される。このボタン
ドームに対応した制御パネル内の開口部を通って伸張す
る別の操作要素すなわちボタンが設けられる。この特許
はLEDを静電気放電から絶縁する必要性に対処したもの
であるが、カバーマットと制御パネルアッセンブリーの
製造は簡単ではない。これは、オペレータが押下するこ
とのできるスイッチを提供するために制御パネルとボタ
ンドームあるいはスイッチ部材と連動する別のボタンあ
るいは操作要素の形態をとる別の機械的構成要素が設け
られるためである。そのためには、制御パネル、回路基
板、カバーマットおよびその内部に形成されるスイッチ
部材とは完全に別個の構成要素を製作しなければならな
い。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の電気機器用入出
力装置はランプとスイッチを有する。このランプの発光
部分とスイッチの第１および第２のパターン部分を含む
回路基板が設けられる。ランプの発光部分とスイッチの
第１および第２のパターン部分は弾性材料からなる連続
的なメンブレンで覆われている。ランプの発光部分から
の光を通過させることのできる光伝送部がこのメンブレ
ンに形成される。スイッチの操作部もまたこのメンブレ
ンに形成される。また、このメンブレンはこのスイッチ
の導電部分を含む。スイッチの操作部がユーザーの指に
よってあるいはその他の力でたわめられると、スイッチ
の導電部が第１のパターンと第２のパターンを接続す
る。この連続したメンブレンは静電気放電と入出力装置
を通しての汚れとから電気機器を保護する。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の実施例の入出力装置を示す。
本明細書では、“入出力装置”とは、キーボード、キー
パッド、表示装置、パネル、マウス、あるいはその他の
ユーザーとの情報のやり取りが可能な任意の装置を意味
する。本実施例では、入出力装置をパネル１として示
す。パネル１は好適には心電器電子心拍動記録器100の
一部をなすが、本発明においてはパネル１はコンピュー
タ、オーディオ機器、ビデオ機器、計測器等の他の種類
の電気機器の一部をなすものであってもよい。パネル１
は少なくとも１つのスイッチ３と１つのランプ５を有す
る。
【００１１】図２は本発明の実施例の入出力装置の回転
分解図である。パネル１はオーバーレイ 29、枠27、メ
ンブレン13、および回路基板７を有する。回路基板７は
ランプ５の発光部25を含む。本実施例では、発光部25は
発光ダイオードであるが、本発明においては蛍光素子や
電界発光素子など他の発光素子を用いることもできる。
また、回路基板７はタブ15とスイッチ３のパターン部23
を有する。また、コネクタ、ワイヤ、パターン等の他の
構成要素を有する場合もある。
【００１２】回路基板７の上面を覆ってメンブレン13が
形成され、少なくとも発光部25とパターン部23の上に延
在している。メンブレン13は好適には、シリコンゴムの
ような電気的絶縁性を有する弾性的で可撓性のある、少
なくとも部分的には半透明の材料で形成される。メンブ
レン13はランプ５の光伝送部35とスイッチ３の操作部33
を有する。また、メンブレン13はスイッチ３の導電性部
分43を有するが、この部分は図２では操作部33で隠れて
いる。当業者には、導電性部分43はメンブレン13の他の
部分と同じ材料では製作されず、導電性エラストマある
いはその他の導電性材料で製作されることが理解される
であろう。本実施例では、メンブレン13の他の部分は半
透明あるいは透明であるが、当業者には発光部25からパ
ネル１の表面まで光が通過できるように光伝送部35だけ
が半透明あるいは透明であればよいことが理解されるで
あろう。
【００１３】メンブレン13はメンブレン13と一体に形成
されそこから下方に伸張する複数のポスト17を回路基板
７の対応する開口部に締まりばめを行なうことによって
回路基板７に係合固定される。
【００１４】メンブレン13は回路基板７とその上に搭載
された部品を密閉して汚れを防ぎ、それらをパネル１、
スイッチ３、あるいはランプ５に接触するオペレータの
指その他の物体による静電気放電から絶縁する機能を持
つ。
【００１５】回路基板７とメンブレン13は回路基板７の
タブ15と枠27の保持スナップ58が係合してその間にメン
ブレン13が保持されることによって枠27に固定される。
メンブレン13の光伝送部35と操作部33はそれぞれ枠27の
開口部55、53を貫通する。オーバーレイ29はオーバーレ
イ29のタブ66と枠27のスロット56が係合することによっ
て枠27に固定される。メンブレン13の光伝送部35と操作
部33はそれぞれオーバーレイ29の開口部65、63を貫通す
る。本実施例では、オーバーレイ29はパネル１上の各種
のスイッチおよび／または光の機能を記述する文字情報
69を有する。オーバーレイ29は特定の国や言語に合わせ
たものとして、枠27に簡単に取り付けできるようにする
と好適である。これによって、特定の言語で書かれた文
字情報69を有するオーバーレイ29をパネル１の他の部分
に製造工程の終わり近くで追加したり、あるいは使用時
に追加するといったことさえ自由に行なうことができ
る。第１の代替実施例として、文字情報を必要としな
い、あるいは文字情報を枠27やメンブレン13の光伝送部
35または操作部33に直接書くものが考えられる。かかる
実施例では、パネル１はオーバーレイ29を含まないこと
になる。第２の代替実施例として、文字情報を必要とし
ない、あるいは文字情報をメンブレン13に直接書くとい
うものが考えられる。かかる実施例では、パネル１はオ
ーバーレイ29あるいは枠27を有しない。また、オーバー
レイ29はユーザーが簡単に取り外して通常の洗剤や水で
洗浄することができる。
【００１６】図３は図１の線A-Aに沿って見た本実施例
の入出力装置のランプとスイッチの部分断面図であり、
図４は図３の線B-Bで見た拡大図である。図４を参照し
てランプ５とスイッチ３の動作を説明する。ランプ５の
発光部25に充分な電流が印加されると、発光部25から光
（好適には可視光であるが、赤外線や他の不可視光であ
ってもよい）が発せられる。この光が光伝送部35を通過
し、ユーザーに対して可視的にあるいは赤外線レシーバ
による検出を通じて情報を与える。
【００１７】図４ではスイッチ３は開位置にある。これ
は導電性部分43がパターン部23と接触していないためで
ある。スイッチ３の操作部33がユーザーによってあるい
は他の力によって下方にたわめられると、エアポケット
21が圧縮され、導電性部分43がパターン部23と接触す
る。この導電性部分43とパターン部23の間の接触によっ
てパターン部23間の回路が完成される。
【００１８】図５は本実施例の入出力装置の製造方法を
示す。回路基板７はステップ210において従来の方法で
製造および実装される。以下のステップ220-240によっ
てメンブレン13が製造される。ステップ220で、スイッ
チ３の導電性部分43に用いられる導電性エラストマーが
メンブレンモールド型（メンブレンを成形するための鋳
型）の入れ子部分（nest area)に配置される。次に、ス
テップ230でシリコンゴム等の絶縁エラストマーがメン
ブレンモールド型に配置される。ステップ240でメンブ
レンの型が加熱されると、導電性エラストマーが絶縁性
エラストマーと化学的・機械的に接着される。絶縁エラ
ストマーが光伝送部35、操作部33、ポスト17、およびメ
ンブレン13の残りの部分を形成する。
【００１９】メンブレン13はステップ250でポスト17を
開口部19（図２）に入れることによって回路基板７に取
り付けられる。ステップ260で従来のように樹脂トラン
スファー成型技術を用いて枠27が製作される。ステップ
270で、回路基板７のタブ15を枠27の保持スナップ58に
挿入することによって枠27がメンブレン13と回路基板７
に取り付けられる。メンブレン13の光伝送部35と操作部
33はそれぞれ枠27の開口部55、53に挿入される。オーバ
ーレイはステップ280で樹脂トランスファー成型技術を
用いて従来通りに製作される。ステップ290で、オーバ
ーレイ29のタブ66と枠27のスロット56を係合させること
によってオーバーレイ29が枠27に固定される。メンブレ
ン13の光伝送部35と操作部33はそれぞれオーバーレイ29
の開口部65、63を貫通する。
【００２０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の入出力装置の等角投影図であ
る。
【図２】本発明の実施例の入出力装置の分解図である。
【図３】図１の線A-Aに沿って見た本発明の実施例の入
出力装置のランプとスイッチの部分断面図である。
【図４】図３の線B-Bに沿って見た本発明の実施例の入
出力装置のランプとスイッチの拡大図である。
【図５】本発明の実施例の入出力装置の製造方法を示す
フローチャートである。
【符号の説明】
１：パネル ３：スイッチ ５：ランプ ７：回路基板 13：メンブレン 15：回路基板７に設けたタブ 17：メンブレン13のポスト 19；開口部 21：エアポケット 23：スイッチ３のパターン部 25：ランプ５の発光部 27：枠 29：オーバーレイ 33：スイッチ３の操作部 35：ランプ５の光伝送部 43：スイッチ３の導電性部分 53、55：枠27の開口部 56：枠27のスロット 58：枠27の保持スナップ 63、65：オーバーレイ29の開口部 66：オーバーレイ29のタブ 69：文字情報 100：電子心拍動記録器 210-290：製造ステップ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ランプ（５）とスイッチ（３）を有する入
    出力装置（１）であって、 前記ランプの発光部（25）と前記スイッチの第１および
    第２のパターン部（23）を含む回路基板（７）、 前記発光部と前記第１および第２のパターン部の上に延
    在する弾性材料からなる連続したメンブレン（13）、 前記発光部からの光を通過させうる、前記メンブレンに
    形成された光伝送部（35）、 前記メンブレンに形成された前記スイッチの操作部（3
    3）、および前記操作部がたわめられたとき前記第１お
    よび第２のパターン部を短絡することのできる、前記メ
    ンブレンに形成された導電性部分（43）とからなる入出
    力装置（１）。
  2. 【請求項２】前記連続したメンブレンはシリコンゴムで
    ある請求項１に記載の入出力装置。
  3. 【請求項３】前記連続したメンブレンは半透明である請
    求項１に記載の入出力装置。
  4. 【請求項４】前記連続したメンブレンは透明である請求
    項１に記載の入出力装置。
  5. 【請求項５】前記発光部は発光ダイオードである請求項
    １に記載の入出力装置。
  6. 【請求項６】前記発光部は電界発光素子である請求項１
    に記載の入出力装置。
  7. 【請求項７】請求項１に記載の入出力装置であって、さ
    らに前記連続したメンブレンの上に延在する枠（27）を
    有し、前記枠は前記光伝送部のための第１の開口部（5
    5）と前記操作部のための第２の開口部（53）とを有す
    る入出力装置。
  8. 【請求項８】請求項７に記載の入出力装置であって、さ
    らに前記枠の上に延在するオーバーレイ（29）を有し、
    前記オーバーレイは前記光伝送部のための第３の開口部
    （65）と前記操作部のための第４の開口部（63）とを有
    する入出力装置。
  9. 【請求項９】電子機器を作動させるのに使用することの
    できる請求項１に記載の入出力装置。
  10. 【請求項１０】前記電子機器は心電計（100）である請
    求項９に記載の入出力装置。
  11. 【請求項１１】電子機器用の入出力装置（１）のメンブ
    レン（13）を製造する方法であって、 メンブレンモールド型の入れ子部分に導電性エラストマ
    ーを入れるステップ、 前記メンブレンモールド型に絶縁性のエラストマーを入
    れるステップ、 前記メンブレンモールド型を加熱して、前記導電性エラ
    ストマーと前記絶縁性エラストマーを溶融させて前記メ
    ンブレンを作成するステップ、 前記絶縁性エラストマーによってランプ（５）の光伝送
    部（35）とスイッチ（３）の操作部（33）が形成される
    ステップ、および前記導電性エラストマーによって前記
    スイッチの導電性部分（43）が形成されるステップとか
    らなるメンブレンの製造方法。
JP26792195A 1994-09-21 1995-09-21 入出力装置およびメンブレンの製造方法 Pending JPH08204346A (ja)

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