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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6336708
(24)【登録日】2018年5月11日
(45)【発行日】2018年6月6日
(54)【発明の名称】光導体およびキーボードバックライト
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20180528BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20180528BHJP
【ＦＩ】
F21S2/00 433
F21S2/00 435
F21Y115:10
【請求項の数】26
【外国語出願】
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2013-50570(P2013-50570)
(22)【出願日】2013年3月13日
(65)【公開番号】特開2013-191562(P2013-191562A)
(43)【公開日】2013年9月26日
【審査請求日】2016年3月14日
(31)【優先権主張番号】61/610,456
(32)【優先日】2012年3月13日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】596093754
【氏名又は名称】ルミテックス， インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｌｕｍｉｔｅｘ，Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(72)【発明者】
【氏名】グレッグ エム クロエペル
(72)【発明者】
【氏名】ディビッド ラーソン
(72)【発明者】
【氏名】ピーター ブローアー
【審査官】
下原 浩嗣
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００９−１１７３３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１０／０７３７２６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特開２０１０−１６０７６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００５−５１０８２０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ２１Ｓ ２／００
Ｆ２１Ｙ １１５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベースパネルと、
前記ベースパネルに設けられたキーと、
前記ベースパネルと前記キーとの間に設けられた略平坦の導光板であって、前記略平坦の導光板が、当該略平坦の導光板を貫通して延長し、前記キーの下に位置するキースイッチ穴を含む、前記略平坦の導光板と、
前記導光板に設けられ、光を発生するように構成された光源と、
前記キーの下に設けられ、複数個のくぼみを含む曲面光放射部であって、前記複数個のくぼみが、前記キースイッチ穴を実質的に囲むように配列されており、前記複数個のくぼみが、前記光源によって発生させた光の一部を前記キーに導くように構成されている、曲面光放射部と、
前記導光板に設けられた光管理部と、
を含み、
前記光管理部が、前記略平坦の導光板内の入射光の少なくとも一部を前記複数個のくぼみのいずれかに向けて反射させ、前記入射光の少なくとも一部を前記略平坦の導光板内の前記曲面光放射部から離して反射するように構成されている、システム。
前記ベースパネルに設けられたキーと、
前記ベースパネルと前記キーとの間に設けられた略平坦の導光板であって、前記略平坦の導光板が、当該略平坦の導光板を貫通して延長し、前記キーの下に位置するキースイッチ穴を含む、前記略平坦の導光板と、
前記導光板に設けられ、光を発生するように構成された光源と、
前記キーの下に設けられ、複数個のくぼみを含む曲面光放射部であって、前記複数個のくぼみが、前記キースイッチ穴を実質的に囲むように配列されており、前記複数個のくぼみが、前記光源によって発生させた光の一部を前記キーに導くように構成されている、曲面光放射部と、
前記導光板に設けられた光管理部と、
を含み、
前記光管理部が、前記略平坦の導光板内の入射光の少なくとも一部を前記複数個のくぼみのいずれかに向けて反射させ、前記入射光の少なくとも一部を前記略平坦の導光板内の前記曲面光放射部から離して反射するように構成されている、システム。
【請求項2】
前記ベースパネルに設けられた複数個のキーであって、前記導光板は、当該導光板を貫通して延長し、前記複数個のキーのうち対応するキーの下に位置する、複数個のキースイッチ穴を有する、複数個のキーと、
複数個のキースイッチ機構が、前記複数個のキースイッチ穴のうち対応するキースイッチ穴を貫通して延長し、前記複数個のキーを前記ベースパネルに固定するように構成されている、複数個のキースイッチ機構と、
をさらに含む、請求項１記載のシステム。
複数個のキースイッチ機構が、前記複数個のキースイッチ穴のうち対応するキースイッチ穴を貫通して延長し、前記複数個のキーを前記ベースパネルに固定するように構成されている、複数個のキースイッチ機構と、
をさらに含む、請求項１記載のシステム。
【請求項3】
前記略平坦の導光板は、略平坦の上面、略平坦の下面、および周縁部を有する透明層をさらに含む、請求項２記載のシステム。
【請求項4】
前記略平坦の導光板は、略平坦の上面、前記上面と反対側の略平坦の下面、および前記上面と前記下面との間に設けられた透明層を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項5】
前記略平坦の上面および前記略平坦の下面のいずれかに設けられた反射層をさらに含む、請求項４記載のシステム。
【請求項6】
前記光管理部は、前記光源から離れて存在する、請求項１記載のシステム。
【請求項7】
複数個の光管理部をさらに含み、
前記光源から第１の距離に設けられた、前記複数個の光管理部における第１の光管理部の深度は、前記光源からの前記第１の距離よりも長い第２の距離に設けられた、前記複数個の光管理部における第２の光管理部の深度よりも浅い、請求項１記載のシステム。
前記光源から第１の距離に設けられた、前記複数個の光管理部における第１の光管理部の深度は、前記光源からの前記第１の距離よりも長い第２の距離に設けられた、前記複数個の光管理部における第２の光管理部の深度よりも浅い、請求項１記載のシステム。
【請求項8】
複数個の光管理部をさらに含み、
前記光源から第１の距離に設けられた、前記複数個の光管理部における第１の光管理部の全長は、前記光源からの前記第１の距離よりも長い第２の距離に設けられた、前記複数個の光管理部における第２の光管理部の全長よりも短い、請求項１記載のシステム。
前記光源から第１の距離に設けられた、前記複数個の光管理部における第１の光管理部の全長は、前記光源からの前記第１の距離よりも長い第２の距離に設けられた、前記複数個の光管理部における第２の光管理部の全長よりも短い、請求項１記載のシステム。
【請求項9】
前記光管理部は、所定のキースイッチ穴に隣接して設けられている、請求項２記載のシステム。
【請求項10】
前記光管理部は、長尺状チャネル、長尺状スロット、および涙滴形状開口のいずれかを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項11】
前記複数個のくぼみは、入射光の少なくとも一部を、前記キーに導くようにさらに構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項12】
それぞれのくぼみの断面形状は、三角形状、正方形状およびｕ形状のいずれかからなる、請求項１１記載のシステム。
【請求項13】
前記略平坦の導光板は、略平坦の上面、前記上面と反対側の略平坦の下面、および前記略平坦の上面と前記略平坦の下面との間に設けられ設けられた透明層を含み、
前記略平坦の上面は光透過性のクラッド面であり、
前記略平坦の下面は光透過性のクラッド面であり、
前記複数個のくぼみは、前記透明層の少なくとも一部を露出するように構成されている、請求項１１記載のシステム。
前記略平坦の上面は光透過性のクラッド面であり、
前記略平坦の下面は光透過性のクラッド面であり、
前記複数個のくぼみは、前記透明層の少なくとも一部を露出するように構成されている、請求項１１記載のシステム。
【請求項14】
前記曲面光放射部は、前記略平坦の導光板の厚さの０％〜１００％の深度を有する、請求項１１記載のシステム。
【請求項15】
前記曲面光放射部は、前記キーの下に設けられた切り欠きを含む、請求項１１記載のシステム。
【請求項16】
複数個の曲面光放射部をさらに含み、
前記光源から第１の距離に設けられた、前記複数個の曲面光放射部における第１の曲面光放射部の深度は、前記光源からの前記第１の距離よりも長い第２の距離に設けられた、前記複数個の曲面光放射部における第２の曲面光放射部の深度よりも浅い、請求項１１記載のシステム。
前記光源から第１の距離に設けられた、前記複数個の曲面光放射部における第１の曲面光放射部の深度は、前記光源からの前記第１の距離よりも長い第２の距離に設けられた、前記複数個の曲面光放射部における第２の曲面光放射部の深度よりも浅い、請求項１１記載のシステム。
【請求項17】
複数個の曲面光放射部をさらに含み、
前記光源から第１の距離に設けられた、前記複数個の曲面光放射部における第１の曲面光放射部の全長は、前記光源からの前記第１の距離よりも長い第２の距離に設けられた、前記複数個の曲面光放射部における第２の曲面光放射部の全長よりも短い、請求項１１記載のシステム。
前記光源から第１の距離に設けられた、前記複数個の曲面光放射部における第１の曲面光放射部の全長は、前記光源からの前記第１の距離よりも長い第２の距離に設けられた、前記複数個の曲面光放射部における第２の曲面光放射部の全長よりも短い、請求項１１記載のシステム。
【請求項18】
前記光源は、前記略平坦の導光板の周囲または前記略平坦の導光板の中心のいずれかまたは両方に設けられている、請求項１記載のシステム。
【請求項19】
前記略平坦の導光板は、前記ベースパネルと一体化して設けられる、請求項１記載のシステム。
【請求項20】
前記光管理部および前記曲面光放射部は、レーザエッチング、機械エッチング、化学エッチング、ダイス切断、機械的摩耗、および鋳造のいずれかによって前記略平坦の導光板に設けられる、請求項１１記載のシステム。
【請求項21】
ベースパネルと、
前記ベースパネルに設けられたキーと、
前記ベースパネルと前記キーとの間に設けられた略平坦の導光板であって、前記略平坦の導光板が、当該略平坦の導光板を貫通して延長し、前記キーの下に位置するキースイッチ穴を含む、略平坦の導光板と、
前記導光板に設けられ、光を発生するように構成された光源と、
前記光源によって発生させた光の一部を前記キーに導くように構成されている曲面光放射部であって、前記曲面光放射部が、前記キースイッチ穴に近接し、前記キースイッチ穴を実質的に囲むように配列しており、前記曲面光放射部は複数個のくぼみを有し、前記複数個のくぼみの深度が、前記光源と前記複数個のくぼみとの距離が遠くなるに従い増加する、曲面光放射部と、
前記略平坦の導光板に設けられた光管理部であって、前記光管理部が、前記略平坦の導光板内の入射光の少なくとも一部を前記曲面光放射部のいずれかに向けて反射させ、前記入射光の少なくとも一部を前記略平坦の導光板内の前記曲面光放射部から離して反射するように構成されている、光管理部と、
を含む、システム。
前記ベースパネルに設けられたキーと、
前記ベースパネルと前記キーとの間に設けられた略平坦の導光板であって、前記略平坦の導光板が、当該略平坦の導光板を貫通して延長し、前記キーの下に位置するキースイッチ穴を含む、略平坦の導光板と、
前記導光板に設けられ、光を発生するように構成された光源と、
前記光源によって発生させた光の一部を前記キーに導くように構成されている曲面光放射部であって、前記曲面光放射部が、前記キースイッチ穴に近接し、前記キースイッチ穴を実質的に囲むように配列しており、前記曲面光放射部は複数個のくぼみを有し、前記複数個のくぼみの深度が、前記光源と前記複数個のくぼみとの距離が遠くなるに従い増加する、曲面光放射部と、
前記略平坦の導光板に設けられた光管理部であって、前記光管理部が、前記略平坦の導光板内の入射光の少なくとも一部を前記曲面光放射部のいずれかに向けて反射させ、前記入射光の少なくとも一部を前記略平坦の導光板内の前記曲面光放射部から離して反射するように構成されている、光管理部と、
を含む、システム。
【請求項22】
前記ベースパネルに設けられた複数個のキーであって、前記略平坦の導光板が、当該導光板を貫通して延長し、前記複数個のキーのうち対応するキーの下に位置する、複数個のキースイッチ穴を有する、複数個のキーと、
前記複数個のくぼみを有する複数個の曲面光放射部と、
をさらに含む、請求項２１記載のシステム。
前記複数個のくぼみを有する複数個の曲面光放射部と、
をさらに含む、請求項２１記載のシステム。
【請求項23】
前記複数個の曲面光放射部における第１の曲面光放射部が、前記複数個の曲面光放射部における第２の曲面光放射部よりも多くのくぼみを有し、前記複数個の曲面光放射部における第３の曲面光放射部よりも少ないくぼみを有する、請求項２２記載のシステム。
【請求項24】
複数個のくぼみを有する複数個の光管理部をさらに含み、前記複数個の光管理部における第１の光管理部が、前記複数個の光管理部における第２の光管理部よりも多くのくぼみを有し、前記複数個の光管理部における第３の光管理部よりも少ないくぼみを有する、請求項２３記載のシステム。
【請求項25】
ベースパネルと、
前記ベースパネルに設けられた複数個のキーであって、略平坦の導光板が、当該略平坦の導光板を貫通して延長し、前記複数個のキーの下に位置する複数個のキースイッチ穴を含む、複数個のキーと、
前記ベースパネルと前記キーとの間に設けられた前記略平坦の導光板であって、前記略平坦の導光板が、当該略平坦の導光板を貫通して延長し、前記キーの下に位置するキースイッチ穴を含む、略平坦の導光板と、
前記導光板に設けられ、光を発生するように構成された光源と、
複数個のくぼみを有する複数個の曲面光放射部であって、前記複数個の曲面光放射部における各曲面光放射部の複数個のくぼみが、前記複数個の光源のうち少なくとも１つの光源によって発生させた光の一部を前記複数個のキーの各キーに導くように構成されており、各曲面光放射部が、対応するキースイッチ穴に近接し、対応する前記キースイッチ穴を実質的に囲むように配列している、複数個の曲面光放射部と、
前記導光板に設けられた複数個の光管理部であって、前記複数個の光管理部が、前記略平坦の導光板内の入射光の少なくとも一部を前記複数個の曲面光放射部における各曲面光放射部の複数個のくぼみのいずれかに向けて反射させ、前記入射光の少なくとも一部を前記略平坦の導光板内の前記複数個の曲面光放射部における各曲面光放射部から離して反射するように構成されている、光管理部と、
を含む、システム。
前記ベースパネルに設けられた複数個のキーであって、略平坦の導光板が、当該略平坦の導光板を貫通して延長し、前記複数個のキーの下に位置する複数個のキースイッチ穴を含む、複数個のキーと、
前記ベースパネルと前記キーとの間に設けられた前記略平坦の導光板であって、前記略平坦の導光板が、当該略平坦の導光板を貫通して延長し、前記キーの下に位置するキースイッチ穴を含む、略平坦の導光板と、
前記導光板に設けられ、光を発生するように構成された光源と、
複数個のくぼみを有する複数個の曲面光放射部であって、前記複数個の曲面光放射部における各曲面光放射部の複数個のくぼみが、前記複数個の光源のうち少なくとも１つの光源によって発生させた光の一部を前記複数個のキーの各キーに導くように構成されており、各曲面光放射部が、対応するキースイッチ穴に近接し、対応する前記キースイッチ穴を実質的に囲むように配列している、複数個の曲面光放射部と、
前記導光板に設けられた複数個の光管理部であって、前記複数個の光管理部が、前記略平坦の導光板内の入射光の少なくとも一部を前記複数個の曲面光放射部における各曲面光放射部の複数個のくぼみのいずれかに向けて反射させ、前記入射光の少なくとも一部を前記略平坦の導光板内の前記複数個の曲面光放射部における各曲面光放射部から離して反射するように構成されている、光管理部と、
を含む、システム。
【請求項26】
前記複数個の曲面光放射部における各曲面光放射部の複数個のくぼみの深度が、前記複数個の光源の各光源と前記複数個のくぼみとの距離が遠くなるに従い増加する、請求項２５記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照本願は、米国仮特許出願６１／６１０，４５６号（２０１２年３月１３日出願）の優先権を主張するものであり、その主題はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
低光量環境でユーザがキーボードをより容易に視認可能なバックライト付きキーボードの普及がますます進んでいる。バックライト付きキーボードは、キーを支持するベース機能プレートの直ぐ下に位置する薄い導光板によって照射することができる。機能プレートは、光を通すための複数の穴が形成されている金属でもよい。このような導光板は、複数の発光ダイオード（「ＬＥＤ」）が放射する光が通過可能な薄い光透過シートを備えていてもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
機能プレートの直ぐ下に導光板を配置する場合には、機能プレートに起因する光損失が生じることがある。機能プレートの上方に導光板を設置する場合には、光の出所がキーにより近くなり、問題が生じ得る。なぜならば、機能プレート上方への導光板の配置では、キーを機能プレートに固定する構造を可能にし、そして、キーを機能プレートと相互作用させて導光板を通り抜けさせる必要があるからである。一部の例では、このような導光板には、キーごとに固定構造を通すための１〜６個の穴が必要となるであろう。これにより、標準的なキーボード全体では全部で数百個の穴が必要となるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0004】
バックライト付きシステムは、ベースパネルと、ベースパネルに設けられた複数個のキーと、ベースパネルと複数個のキーとの間に設けられた略平坦の導光板と、導光板に設けられた少なくとも１つの光源と、導光板に設けられた少なくとも１つの光管理部とを含む。少なくとも１つの光管理部は、導光板内部の入射光の少なくとも一部を反射するように構成されている。
【0005】
光導体は略平坦の導光板を含む。導光板は、透明層、略平坦の上面、上面と反対側の略平坦の下面、周縁部、および導光板を貫通して延長する複数個のキースイッチ穴を有する。光導体は、導光板に設けられた少なくとも１つの光源をさらに含む。光導体は少なくとも１つの光管理部をさらに含む。この光管理部は、導光板において少なくとも１つの光源から離れて設けられ、光導体内部の入射光の少なくとも一部を、複数個のキースイッチ穴の少なくとも１つに向けて反射するように構成されている。
【0006】
一体化した導光板は略平坦の導光板を含む。導光板は、透明層、略平坦の上面、上面と反対側の略平坦の下面、周縁部、および導光板を貫通して延長する複数個のキースイッチ穴を有する。一体化した導光板は、導光板に設けられた少なくとも１つの光源をさらに含む。一体化した導光板は、少なくとも１つの光管理部をさらに含む。この光管理部は、導光板において少なくとも１つの光源から離れて設けられ、光導体内部の入射光の少なくとも一部を反射するように構成されている。一体化した導光板は、少なくとも１つのくぼみを含む少なくとも１つの光放射部をさらに含む。この光放射部は、少なくとも１つのキーの下に設けられる。少なくとも１つのくぼみは、入射光の少なくとも一部を、少なくとも１つのキーに導くように構成されている。一体化した導光板は、キースイッチ機構と接触するように構成された少なくとも一組のプリント基板のリードをさらに含む。一体化した導光板は、少なくとも１つの光源に電力を供給するように構成された一組のプリント回路のリードをさらに含む。
【0007】
添付図面において、請求の範囲に記載されている本発明の例示の実施態様を記述する下記の詳細な説明と合わせて構造を例示する。必要に応じて、同様の要素を同一または同等の参照番号によって特定する。単一の構成要素として示す要素は、複数の構成要素と置換できる。複数の構成要素として示す要素は、単一の構成要素と置換できる。図面は必ずしも原寸に比例しているわけではない。特定の要素の縮尺は、図示する目的のために誇張され得る。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本開示の一例に係る、バックライト付きキーボードを例示する等角図である。
【図2】本開示の一例に係る、導光板を有するキーボードを例示する部分分解図である。
【図2A】本開示の一例に係る、導光板を有するキーボードを例示する部分分解図である。
【図3】本開示の一例に係る、導光板を例示する図である。
【図4】本開示の一例に係る、一部を組み立てたキーボードを例示する上面図である。
【図5】本開示の一例に係る、一部を組み立てたキーボードを例示する断側面図である。
【図6】本開示の一例に係る、例示の光導体を例示する断面図である。
【図7】本開示の一例に係る、導光板の導光部を例示する断面図である。
【図8】本開示の一例に係る、光導体を例示する側断面図である。
【図9A】光路を変更するための例示の円形面の導光部を例示する図である。
【図9B】光路を変更するための例示の楕円形面の導光部を例示する図である。
【図9C】光路を変更するための例示の三角形面の導光部を例示する図である。
【図9D】光路を変更するための例示の平行四辺形面の導光部を例示する図である。
【図9E】光路を変更するための例示の正方形面の導光部を例示する図である。
【図9F】光路を変更するための例示のある形状と曲面とを組み合わせた導光部を例示する図である。
【図9G】光路を変更するための例示の曲線の導光部を例示する図である。
【図9H】光路を変更するための例示の直線の導光部を例示する図である。
【図9I】光路を変更するため例示の直線と曲線とを組み合わせた導光部を例示する図である。
【図10A】光線を変更するための例示の光管理部を例示する図である。
【図10B】光線を変更するための例示の光管理部を例示する図である。
【図10C】光線を変更するための例示の光管理部を例示する図である。
【図10D】光線を変更するための例示の光管理部を例示する図である。
【図10E】光線を変更するための例示の光管理部を例示する図である。
【図10F】光線を変更するための例示の光管理部を例示する図である。
【図11】本開示の一例に係る、導光板の切り欠き部を例示する上面図である。
【図12】本開示の一例に係る、導光板を例示する図である。
【図13】本開示の一例に係る、導光板を例示する図である。
【図14】本開示の一例に係る、キーボードを例示する部分分解図である。
【図15】本開示の一例に係る、一体化した導光板を例示する上面図である。
【図16】本開示の一例に係る、一体化した導光板を例示する底面図である。
【図17】本開示の一例に係る、キーボードを例示する側面図である。
【図18】本開示の一例に係る、全体が一体化するキーボードアセンブリを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図面における要素の例示の境界が、境界の単なる一例を表していることを認識されたい。単一の要素が複数の要素として設計されてもよいし、複数の要素が単一の要素として設計されてもよいことを当業者は認識する。内部機能として示す要素は、外部機能として実施されてもよいし、逆もまた同様である。
【0010】
さらに、添付図面および以下の説明において、同様の部品は、それぞれ、図面および説明全体を通して同一の参照番号によって示される。図面は必ずしも原寸に比例しているわけではなく、特定の部品の縮尺は、図示の便宜上誇張され得る。
【0011】
図面の説明に好都合のため、以下の説明において、特定の専門用語の使用は制限されない。用語「上向き」または同等の用語は、キーボードの底面からキーボードのキートップに向かう方向を指し、同時に、用語、例えば、「上端」、「上方」または「〜の上」は、キーボードのキートップにより近い相対位置を指すと理解される。用語「下向き」または同等の用語は、キーボードのキートップからキーボードの底面に向かう方向を指し、同時に、用語、例えば、「底面」、「下方」または「〜の下」は、キーボードの底面により近い相対位置を指すと理解される。
【0012】
本発明の技術の一態様では、導光板のコア内部および導光板から外への、多数の穴周囲の光の行程を所望の位置に管理することにより、例えば、ユーザに対してキーを照射する。本発明の技術のさらに別の態様では、光源の位置にかかわらずに、キー全体に均一な照明効果を達成するように光を管理する。本発明の技術のさらに別の態様では、本明細書に開示する光管理部の効果として、キーボードの照射に必要な光源の数を減らすことができる。
【0013】
図１に、本開示の一態様に係るバックライト付きキーボード１００の等尺図を示す。キーボード１００は、キートップ１０４を有する複数個のキー１０２を有する。キーボード１００は、キーボード１００の内部構成要素（図示せず）を取り囲む外側カバー１０６によって一部が囲まれる。例示の図面はバックライト付きキーボードを例示しているが、本明細書に記述する背面照明システムを、他の適切な用途、例えば、キーパッドなどにも使用できることが理解されるであろう。
【0014】
図２に、キーボード２００の部分分解図を示す。下部取り付けプレート２０２は取り付け具２０４を有する。フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）基板２１６が、導光板２２６の底面に取り付けられる。ＬＥＤ２１８が光源としての機能を果たすが、他の光源を用いてもよい。導光板２２６の上方にはスイッチング層２０８が取り付けられ、これは電子プリント回路２５０および接点（図示せず）を備えている。本発明の技術の一態様では、スイッチング層２０８は少なくとも一部が透明である。これは完全に透明であってもよい。本発明の技術の一態様に従い、スペーサ２１０が、スイッチング層２０８の直ぐ上に位置できる。非導電性スペーサ２１０は、キーダイヤフラム２１４に見出される導電性ピル（図示せず）が回路トレースと望ましくない接触をすることを防ぎつつ、導電性ピルがスペーサ２１０に形成された穴２１２を通り抜けてスイッチング層２０８と接触できるようにする。ダイヤフラム２１４の底面における導電性ピルが、スイッチング層２０８におけるリード（図示せず）と接触することによりキーの下降を特定する回路が完成する。被挟持型機構２２２が取り付け具２０４に固定される。機構２２２の上端にキーキャップ２２４が取り付けられる。
【0015】
導光板２２６は、取り付けプレート２０２およびＦＰＣ基板２１６の上方に設けられる。本開示の一態様に従い、導光板２２６は平坦である。さらに他の態様では、導光板２２６は、三次元形態、例えば、三次元曲面でもよい。本発明の技術の一態様に従い、導光板２２６には、ＦＰＣ基板２１６上に設置されるＬＥＤ２１８を取り付けるための光源穴２２８を持つ。本開示の一態様に従い、導光板、伝導層、ＦＰＣ層、および任意の反射層を異なる配列が可能である。
【0016】
図２Ａに、本開示に従う、導光板３２６を有する別のキーボード３００の部分分解図を示す。下部取り付けプレート３０２は取り付け具３０４を有する。スイッチング層３０８を有するベースプレート３０６は、電子プリント回路およびユーザによってそのキーが押されたコンピュータまたは他の電子デバイスと通信する電気接点（図示せず）を備えている。本発明の技術の一態様に従い、スペーサ３１０が、スイッチング層３０８の直ぐ上に位置できる。スペーサ３１０は、相対的に非導電性の材料から製造できる。本発明の技術の別の態様に従い、非導電性スペーサは、キーダイヤフラム３１４に見出される導電性ピル（図示せず）が回路トレースと望ましくない接触をすることを防ぎつつ、導電性ピルが穴３１２を通り抜けてスイッチング層３０８と接触できるようにする。
【0017】
フレキシブルプリント回路（「ＦＰＣ」）基板３１６が、スイッチング層３０８と導光板３２６との間に取り付けられる。本開示の一態様では、ＦＰＣ基板３１６はスイッチング層３０８に固定される。本開示の別の態様において、ＦＰＣ基板３１６は導光板３２６に固定されてもよい。ＦＰＣ基板３１６は、複数の発光ダイオード（「ＬＥＤ」）光源３１８を備えている。本開示の他の態様に従い、他の光源を用いてもよい。ダイヤフラム３１４は、ドーム３２０内部におけるその底面に導電性ピル（図示せず）を有する。このピルが、キーが押し下げられたときにスイッチング層３０８におけるリード（図示せず）と接触してそのキーが押し下げられたコンピュータまたは他のデバイスを特定する回路が完成する。被挟持型リンク３２２が取り付け具３０４に固定される。被挟持部材３２２の上端にキーキャップ３２４が取り付けられる。
【0018】
導光板３２６は、取り付けプレート３０２、スイッチング層３０８、スペーサ３１０、およびＦＰＣ基板３１６の上方に設けられる。導光板３２６の上方には、ダイヤフラム３１４、被挟持部材３２２、およびキートップ３２４が設けられる。本開示の一態様に従い、導光板３２６は平坦である。さらに他の態様では、導光板３２６は、三次元形態、例えば、三次元曲面でもよい。本発明の技術の一態様に従い、導光板３２６には、ＦＰＣ基板３１６上に設置されるＬＥＤ３１８を取り付けるための光源穴３２８を持つ。
【0019】
図３に、図２の例示の導光板２２６を上方から見た平面図を示す。この導光板２２６はＦＰＣ基板２１６に取り付けられている。導光板２２６は、平坦の上面２２７および上面２２７と反対側の平坦の下面（図示せず）を有する。導光板２２６は、第１および第２の長手方向側部２３２，２３４、ならびに第１および第２の横方向側部２３６，２３８を画定する周縁部２３０を有する。例示する導光板２２６は長方形状であるが、本発明の技術はこれに制限されない。導光板が有する周囲２３０は、他の幾何学的形状、曲面形状、または他の形態を画定するものでもよい。導光板２２６には、導光板２２６を貫通して延長する複数個のキースイッチ機構穴を形成できる。例示する導光板２２６では、穴は、被挟持部材２２２がそこを通りキートップ２２４を取り付けプレート２０２に取り付けるための被挟持部材穴２４２と、ダイヤフラム２１４における接触ピルがそこを通りスイッチング層２０８に達するための接触穴２４４とを包含する。
【0020】
例示する導光板２２６は、７個のＬＥＤ穴２２８、および穴２２８の中に設けられた３個のＬＥＤ２１８を備えている。別の例示において、導光板２２６は、より多いまたは少ないＬＥＤ穴２２８、およびそれぞれの穴の中に設けられたより多いまたは少ないＬＥＤ２１８を備えていてもよい。例示する導光板２２６では、３個のＬＥＤ２１８が、第２の長手方向側部２３４に近接してその中央に設置される。例示するＬＥＤ２１８は、第２の長手方向側部２３４に沿って配列されているが、導光板２２６が有する光源は、第１および第２の長手方向側部２３２，２３４、第１および第２の横方向側部２３６，２３８、または導光板２２６内部のいずれかの場所の１つ以上に設けられてもよい。本発明の技術の一態様では、光源は、導光板２２６内部の中央に位置してもよい。別の態様では、光源は、第１の横方向側部２３６と第２の横方向側部２３８との中央に位置付けられた軸に沿って位置する。光源の配置は、ＬＥＤ穴２２８の位置によって限定される場合がある。本発明の技術のさらに別の態様では、光源は、第１の長手方向側部２３２と第２の長手方向側部２３４との中央に位置付けられた軸に沿って位置する。
【0021】
例示する導光板２２６は、３列のキー２５０、２５２および２５４を有するキーボードに対応するように配列される。第１の列２５０はＬＥＤ２１８の最も近くに位置し、第２の列２５２は、第１の列２５０と第３の列２５４との間に位置し、第３の列２５４はＬＥＤ２１８から最も遠くに位置する。第２の列２５２および第３の列２５４は、それぞれ、光管理部２５７および２５９を有する。光管理部２５７および２５９は、中央に配列された３個のＬＥＤ２１８から放出された光線を表す図３の矢印２７０に示すような、導光板２２６内部の光の少なくとも一部を近接するキーに向けて反射する。例えば、矢印２７０に示す光の一部は反射して下記する光放射部に向かい得る。
【0022】
列２５０、２５２および２５４の各々は、複数の光放射部を有する。具体的には、各列２５０、２５２および２５４は、それぞれ、穴２４４に近接して、その一部を囲む曲面光放射部２５６，２５８，２６０を有する。第１の列２５０は曲面光放射部２５６を有する。曲面光放射部２５６は、特定の深度を有する局部的なくぼみまたはへこみの形の個々の光放射部の単一の列からなる。曲面光放射部２５６により、導光板２２６のコアを露出して光を導光板２２６のコアから逸らし、その光を、例えば、その光が照射するキートップに向けて導く。第２および第３の列２５２，２５４における曲面光放射部２５８，２６０は、それぞれ、２個および３個のくぼみの列を有しているという点で異なる。本発明の技術の一態様に従い、光管理部２５７，２５９、および曲面光放射部２５６，２５８，２６０のくぼみの平均深度は、一方である光管理部２５７，２５９または曲面光放射部２５６，２５８，２６０と、他方であるＬＥＤ２１８との間の距離に応じて深くなる。図３に示す３列の各々は、曲面光放射部に加えて、線形光放射部２６２，２６４，２６６を備えている。線形部２６２，２６４，２６６は、穴２４４に近接し、それぞれに近接する穴２４４に対してＬＥＤ２１８から遠位に位置する。線形部２６２，２６４，２６６も、第１の列２５０から第３の列２５４になるに従い、その列の数を増加する。加えて、線形部２６２，２６４，２６６は、第１の列２５０から第３の列２５４になるに従いその深度が深くなる個々のくぼみで構成される。本発明の技術の別の態様に従い、線形および曲面光放射部各々の全長は変化してもよい。本発明の技術の別の態様に従い、このような変化は、光源からの距離が遠くなるに従いその全長が長くなるものでもよい。
【0023】
光障壁２６８の形の付加的な光管理部が、ＬＥＤ２１８に対して反対側すなわち遠位側における第１の長手方向側部２３２に沿って配列される。光障壁２６８は、さもなければ第１の長手方向側部２３２から逸れそうな光の方向を変えて導光板２２６内に戻す。本発明の技術の一態様では、光障壁２６８は、薄い導光板２２６の全厚を貫通するスロットである。
【0025】
図２を再度参照するように、導光板２２６を、スイッチング層２０８の下方に有利にも取り付けることができることに留意されたい。加えて、さらに下記するように、スイッチング層２０８のトレースを導光板２２６に印刷できる。本発明の技術のさらに別の態様では、トレースを導光板２２６の上面に印刷する。図４に、図２の構成要素の一部を組み立てたキーボードの代替態様の上面図を示す。示すように、導光板２２６が、スイッチング層２０８の上方に取り付けられる。図５に、図４に示す線５−５に沿った、一部を組み立てたキーボードの断側面図を示す。図５に例示するように、光障壁２６８光管理部が、導光板２２６を完全に貫通して延長する。光放射部２６０は導光板２２６の一部を貫通し、光放射部２６６は導光板２２６を完全に貫通して延長する。図５に、取り付け具２０４に固定されている機構２２２の上面に取り付けられたキーキャップ２２４をさらに例示する。
【0026】
導光板は１つ以上の光導体を備えている。図６に、例示の光導体６００の断面図を示す。光導体６００は、コアおよびクラッドを有する光ファイバの断面でもよく、本発明の技術の一態様では平坦な光導体として平坦状に引き伸ばされる。光導体は、あるいは、異なる平坦形態でもよいし、あるいは、個々のクラッドを用いない種々の平坦形態の光導波路であってもよい。ファイバもしくは平坦の形、または他の形であるかにかかわらず、本発明の技術の一態様に従い、光導体６００は、光が通るコア６０２、およびコア６０２内部の光の内部反射率を維持するクラッド層６０４，６０６を備えている。例示するクラッド層６０４，６０６に加えて、またはその代わりに、反射層（図示せず）が、コア６０２を取り囲む全てまたは一部の面に沿って位置してもよい。本開示の一態様では、光導体６００も、事実上平らな形であり、クラッドとして空気を用いてもよい。本開示の一態様では、光ファイバの形の複数個の光導体６００を用いてキーボードを照らしてもよい。導光部６０８および６１０すなわち光管理部は、異なる深度を有し、共に、コア６０２内に延在する。キー機構（例えば、被挟持要素）は、穴６１２を通ることにより、キーボードのキートップから取り付けベースに延在できる。導光部６０８，６１０には、透明コア層６０２の一部を露出させるためのくぼみを形成できる。導光部６０８および６１０は、レーザエッチング、ダイス切断、機械摩耗、鋳造または他の製造プロセスを用いて形成できる。これらのプロセスでは、光導体６００の表面を分離することができるため、光導体の表面における光結合面の処理を印刷する必要がない。分離は任意の特定の形状に行う必要はない。表面の分離では、十分に、光を光導体６００から出したり、光の進路を所望の方向に変えたりできる。加えて、平らな導波路から光を抽出する既存の方法に、これらの方法を合わせて用いることができる。これらの抽出方法は、コアよりも屈折率の高い材料を使用して表面を被覆または印刷することを包含する。これらのコーティングによって、平らな導波路のコアから外に出た光を、選択した位置に結合できる。
【0027】
図７に、例示の導光板７０２の例示の導光部７００の断面図を示す。例示するように、導光部７００は、導光板７０２の導光コア７０１内部の光の方向を少なくとも一部変えるように構成され得る。本発明の技術の他の態様では、導光部７００は、光を導光コア７０１から外へ、例えば、ユーザのキーボードに向けて放射するように構成され得る。導光部７００は、例えば、図７に示すチャネルのように伸長してもよい。別の例示では、導光部７００は、円形または幾何学的形状の開口（図示せず）を有するくぼみとして局部に位置してもよい。複数の導光部が、コア内部の光を放射またはその方向を変える特定の領域全体に点在して位置してもよい。
【0028】
図８に、第１の側部８０４に光源８０２を有する例示の導光８００の側断面図を示す。次第に深くかつ幅広になる導光部８０６，８０８，８１０が、コア８１２内部の光の方向を変えるか、ユーザに向かうように光を出すか、これらの両方を組み合わせることができる。光は、部分８０６，８０８，８１０の１つ以上の真下のコア８１２材料は通過する。最後の部分８１０を通過した光は、光障壁８１４にぶつかり、ここで光は、コア８１２に戻るように方向を変える。この光が、光導体８００の輝度の増大に寄与できる。コア８１２はクラッド層８１６に囲まれている。
【0029】
図９Ａ〜図９Ｉおよび図１０Ａ〜図１０Ｆに例示するように、導光部は、線形、曲面、または種々の異なる幾何学的形状でもよい。円形、楕円形、正方形、平行四辺形、または他の閉じた二次元形状などの形状は、導光板を切断したものでもよいし、導光板の一部を貫通して延長する導光部によって形成されてもよい。本発明の技術の一態様に従い、導光部、例えば、図９Ａ〜図９Ｉおよび図１０Ａ〜図１０Ｆに示す導光部は、導光板のコア内部の光の方向を少なくとも一部変える。本発明の技術の別の態様では、このような導光部は、入射光の少なくとも一部を導光板から外へ放射する。本開示の態様に従い、光管理部は、直線部または曲線部分の１つ以上、ならびに直線部および曲線部分の両方を有する長尺状チャネルを備えていてもよい。別の態様では、光管理部は長尺状スロットを備えている。このようなスロットは光障壁として機能し、相当量の光の方向を変えて導光板に戻すことができる。このようなスロットは、線形、曲線、またはこれらの両方でもよいし、涙滴形状を包含する種々の他の形状でもよい。
【0030】
図９Ａに、光路を変更するための例示の円形面の導光部を例示する。図９Ｂに、光路を変更するための例示の楕円形面の導光部を例示する。図９Ｃに、光路を変更するための例示の三角形面の導光部を例示する。図９Ｄに、光路を変更するための例示の平行四辺形面の導光部を例示する。図９Ｅに、光路を変更するための例示の正方形面の導光部を例示する。図９Ｆに、光路を変更するための例示のある形状と曲面とを組み合わせた導光部を例示する。図９Ｇに、光路を変更するための例示の曲線の導光部を例示する。図９Ｈに、光路を変更するための例示の直線の導光部を例示する。図９Ｉに、光路を変更するための例示の直線と曲線とを組み合わせた導光部を例示する。
【0032】
図１１に、光抽出部１１０２および機構開口１１０４を囲む導光板１１００の切り欠き部の上面図を示す。光抽出部１１０２は、導電要素を、導光板１１００の両側における２本のリードに連結することができる。本発明の技術の一態様では、光抽出部１１０２は、光放射部としても作用して入射光の方向をキートップに向けて変える。例えば、図２に例示するような被挟持機構が、キースイッチ機構開口１１０４を通ることにより、キーキャップから、取り付けプレートから延在する取り付け具に延在できる。光源（図示せず）が、図１１の下部を向いて導光板１１００の平面内に設置される。光方向変換機能１１０６は、光を機構開口１１０４から離れるように導く。これにより、光がさもなければ機構開口１１０４から放射されてキーボードにおける輝度が結果として少ししか増大しないことを防ぐ。むしろ、このような入射光は機構開口１１０４内に戻る。記述するように、例示の光方向変換機能１１０６は三角形状を有するものとして例示するが、光方向変換機能１１０６は、円形、正方形などを包含する任意の適切な形状でもよい。付加的な光方向変換機能１１０８および１１１０は、線形であり、導光板１１００内部に種々の角度で位置する。光方向変換機能１１０８および１１１０は、光の方向を機能１１０２に向かうように変えてキーキャップを照射する。
【0033】
図１２に、本発明の技術の一態様に係る導光板１２００を例示する。光源１２０２が側方端部１２０４に沿って設けられる。本発明の技術の一態様に従い、光源１２０２からの距離が遠くなるに従い、光管理部１２０６は、その全長および深度のいずれかまたは両方を増大する。光管理部１２０６は、光の方向を、キーキャップの下に位置する部分１２０８に向かうように変える。部分１２０８は穴でもよいし、光放射部専用のものであってもよい。部分１２０８は、光をキーキャップに向けて放射してキーキャップを照射する。本発明の技術のさらなる他の態様では、キースイッチ穴１２１０の周囲の光の方向を変える付加的な光管理部を、導光板１２００に配置してもよい。図１３に例示するように、このような光管理部は、側方端部に位置する光源からの距離が遠くなるに従い、その深度、全長、またはそれらの両方を増大できる。
【0034】
本発明の技術の一態様に従い、光管理部の深度および全長は、指数項および多項式項を包含するアルゴリズムに従う。一態様に従い、光管理部の深度を表す方程式は、次の形式であり、Ｄｅｐｔｈ＝Ａ×ｅ ｅｘｐ（Ｂ×ｘ）＋Ｃ×ｘ ｅｘｐ２＋Ｄ×ｘ＋Ｅ
上記式において、Ｄｅｐｔｈは、全厚を百分率で表した、光管理部の深度であり、
ｘは、直線で測定した光源からの距離であり、
Ａは、０〜５の範囲で選択される定数であり、
Ｂは、０〜１の範囲で選択される定数であり、
Ｃは、０〜５の範囲で選択される定数であり、
Ｄは、０〜５の範囲で選択される定数であり、
Ｅは、０〜１００の範囲で選択される定数である。
【0035】
本発明の技術の別の態様に従い、光管理部の全長を表す方程式は、次の形式であり、Ｌｅｎｇｔｈ＝Ａ×ｅ ｅｘｐ（Ｂ×ｘ）＋Ｃ×ｘ ｅｘｐ２＋Ｄ×ｘ＋Ｅ
上記式において、Ｌｅｎｇｔｈは、適切な直線で測定した、光管理部の全長であり、
ｘは、直線で測定した光源または他の照明部からの距離であり、
Ａは、０〜２５の範囲で選択される定数であり、
Ｂは、０〜２の範囲で選択される定数であり、
Ｃは、０〜１０の範囲で選択される定数であり、
Ｄは、０〜３５の範囲で選択される定数であり、
Ｅは、０〜１００の範囲で選択される定数である。
【0036】
図１３に、別の例示の導光板１３００を例示する。光源（図示せず）が長手方向端部１３０２に沿って設けられ、一方、光管理部１３０４が、長手方向端部１３０２と反対側の長手方向端部１３０６に設けられる。光管理部１３０４は、複数個のキースイッチ穴１３０８に対して相対的に光源から遠位に位置する。光管理部１３０４は、光を導光板１３００のコアに戻すように機能する。例示の光管理部１３０４に加えて、光の方向を少なくとも一部変える付加的な光管理部が、任意のキースイッチ穴１３０８に近接して位置してもよい。付加的な光管理部は、光が特定の１つの穴１３０８に向かう、またはそこから離れるかにかかわらず、光の方向を所望の方向に変えるように構成され得る。加えて、穴１３０８それ自体を、光管理部として作用するように構成することもできる。
【0037】
図１４に、例示のキーボード１４００の部分分解図を示す。図１４は、導光層およびベースプレートまたは導電層の機能性を包含する一体化パネル１４０１を例示する。一体化パネル１４０１は、電子プリント回路およびユーザによってそのキーが押されたときに、コンピュータまたは他の電子デバイスと通信する接点を備えている。スペーサ１４０６は、透明でもよく、一体化パネル１４０１の直ぐ上に位置できる。ダイヤフラム１４０８、被挟持部材１４１０、およびキーキャップ１４１２は、図２に参照するものと同等のものである。
【0038】
例示の一体化パネル１４０１では、反射層（図示せず）が、一体化パネル１４０１の底面１４０４に設けられる。例えば、このような反射層は、導光層のコアに近接して位置してもよいし、導光層のコアを囲むクラッドに近接して位置してもよい。例えば、反射層の真下、あるいは、導光層の上方にＦＰＣを取り付けることにより、ＬＥＤ１４１４を一体化パネル１４０１に組み込むことができる。これにより、ＬＥＤが一体化パネル１４０１に取り付けられる。
【0039】
図１５および図１６は、それぞれ、両側に部分を備えている図１４の一体化した導光板１４０１を、シルエットの形で示す平面図および底面図を示す。図１５を参照すると、導電トレース１５００が、導光板１４０１の最上層の上方の一体化層の上面に印刷される。これらのトレース１５００は、キーが押し下げられたコンピュータまたは他の電子デバイスと通信するように機能する。このため、個々の伝導層が不要となる。
【0040】
図１６を参照すると、例えば、ＦＰＣによって提供されるプリント回路１６００が、一体化パネル１４０１の底面または上面に固定される。プリント回路は、ＬＥＤ１６０２に電力を与える。
【0041】
図１７に、導光板１７０２を有する例示のキーボード１７００の側面図を示す。
【0042】
図１８に、例示の全体が一体化するキーボードアセンブリ１８００を例示する。単一の構成要素層１８０２が、スイッチ層、導光板、反射器、ＦＰＣおよびＬＥＤを完全に一体化する。
【0043】
ここでの開示を目的として、特に説明しない限り、単数形「ａ」または「ａｎ」は、「一つまたは複数」を意味する。本明細書または請求項において、用語「備える」または「備えている」という用語が使用される限り、請求項中の移行語として用いられると解釈される用語「含んでいる」と同等の意味を包含していると意図される。さらに、用語「または」（例えば、ＡまたはＢ）を用いる限りでは、「ＡもしくはＢまたは両方」を意味することが意図される。出願人が「ＡまたはＢのみで両方ではない」ことを指すことを意図する場合には、用語「ＡまたはＢのみで両方ではない」が用いられる。したがって、本明細書における用語「または」は、包含的に用いられ、排他的には用いられない。Ｂｒｙａｎ Ａ．ＧａｒｎｅｒのＡ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５）を参照されたい。また、本明細書または特許請求の範囲において用語「ｉｎ」または「ｉｎｔｏ」が使用されている限り、付加的に「ｏｎ」または「ｏｎｔｏ」を意味することが意図される。さらに、本明細書または特許請求の範囲において用語「接続する」が使用されている限り、「直接接続」だけでなく、例えば、別の構成要素または複数の構成要素を介して接続する「間接接続」も意味することが意図される。本明細書に用いるような、「約」は、当業者に理解され、それが用いられる文脈に応じてある程度異なる。使用される文脈に与えられる用語の使用が、当業者に明瞭でない場合、「約」は、特定の用語の最大プラスマイナス１０％の範囲を意味する。約ＸからＹは、約Ｘから約Ｙを意味するように意図される。上記式において、ＸおよびＹは規定値である。
【0044】
本開示は種々の実施態様を例示し、これらの実施態様をある程度詳しく記述したが、このような詳細な記述によって請求の範囲に記載されている発明の範囲を限定または多少なりとも制限することは、出願人の意図するところではない。付加的な利点および変更は、当業者に容易に明らかである。それ故、本発明は、より広範の態様において、示しかつ記述した特定の詳細および実例となる例示に制限されない。それゆえに、本出願人が請求する発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、このような詳細から変更を生み出すことができる。さらに、前述の実施態様は例示であるが、単一の部分または要素は、本出願または後の出願に請求され得る全ての可能な組み合わせに不可欠なものではない。