專利名稱：發(fā)光型按鈕開關和操作面板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光型按鈕開關，以及一種設有所述發(fā)光型按鈕開關的操作面板。
背景技術：
發(fā)光型按鈕開關例如被用作附接至電梯門的壁面的用于指示朝上和朝下移動的電梯開關，附接在電梯內部的用于指示門打開、門閉合以及層數的開關，等等。通常，在發(fā)光型按鈕開關中，采用了一種按壓按鈕的操作表面、以及推動操作柱塞移位從而致動開關主體的結構。此外，在發(fā)光型按鈕開關中，內置了一種使用光源——例如LED(發(fā)光二極管)——用于顯示開關主體已被致動的發(fā)光單元。近來的發(fā)光型按鈕開關被要求設計成實現極好發(fā)光。例如，在公開號為 2005-011672(在2005年1月13日公開)以及10_064；358 (在1998年3月6日公開)的日本未審查專利中所描述的按鈕開關中，不僅使按鈕的操作表面發(fā)光，而且使按鈕的周界部也發(fā)光。具體地，在公開號為2005-011672的日本未審查專利所描述的按鈕開關中，在操作柱塞的中心形成一個錐形孔，來自LED的光在錐形孔的成形表面上被反射，并且被引導至周界部。在公開號為10-064358的日本未審查專利所描述的發(fā)光型按鈕開關中，操作部分的內部被成形為白形。因而，由發(fā)光元件所發(fā)射的光在操作部分的內部傾斜部被折射，從而使周界部發(fā)光。為了使周界部的發(fā)光設計多樣化，需要增大使周界部發(fā)光的光量。

發(fā)明內容
設計本發(fā)明來解決上述問題，本發(fā)明的一個目標是提供一種如下按鈕開關，在所述按鈕開關中，增大了使操作按鈕的側部發(fā)光的光量。本發(fā)明的目的通過下述1所述的發(fā)光型按鈕開關以及下述12所述的操作面板實現。下述2-11是本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。1. 一種發(fā)光型按鈕開關，其中當用戶按壓操作按鈕時，開關主體被操作，來自光源的光透射穿過透射板，從而使所述操作按鈕發(fā)光，所述開關包括結構主體，設置在所述透射板的光源一側，用于折射來自所述光源的光，在所述結構主體中，經過折射的光在所述透射板中被反射并且被引導至所述透射板的周界部。2.根據前述1所述的發(fā)光型按鈕開關，其中作為傾斜的凸起部分和凹陷部分的至少一種的不平整部分離散地布置在所述結構主體中。3.根據前述2所述的發(fā)光型按鈕開關，其中隨著所述不平整部分進一步遠離從所述光源施加至所述透射板的光的中心，節(jié)距平均傾斜角進一步減小，所述節(jié)距平均傾斜角是相鄰不平整部分之間的傾斜角的幅值的平均值。4.根據前述3所述的發(fā)光型按鈕開關，其中隨著所述不平整部分進一步遠離從所述光源施加至所述透射板的光的中心，所述不平整部分的尺寸減小，所述不平整部分之間的間距擴大，或者所述不平整部分的傾斜角減小。5.根據前述1-4中任一所述的發(fā)光型按鈕開關，其中設有多個所述光源。6.根據前述5所述的發(fā)光型按鈕開關，其中設有所述結構主體的區(qū)域的中心是來自所述多個光源的光分別被施加至所述透射板的多個輻射區(qū)域的中心，或者是所述多個輻射區(qū)域的中心的中點或重心。7.根據前述1-6中任一所述的發(fā)光型按鈕開關，進一步包括結構主體，設置在所述透射板的操作按鈕一側，用于反射或者折射從所述透射板發(fā)射的光。8.根據前述7所述的發(fā)光型按鈕開關，其中在所述操作按鈕一側設有結構主體的區(qū)域比在所述光源的一側設有結構主體的區(qū)域窄。9.根據前述7或8所述的發(fā)光型按鈕開關，其中作為傾斜的凸起部分和凹陷部分的至少一種的不平整部分被離散地布置在所述結構主體中，以及所述操作按鈕一側的結構主體的不平整部分的傾斜角比所述光源一側的結構主體的傾斜角小。10.根據前述7-9中任一所述的發(fā)光型按鈕開關，其中設有多個所述光源；其中在所述光源一側設有所述結構主體的區(qū)域的中心是來自所述多個光源的光被分別施加至所述透射板的多個輻射區(qū)域的中心的重心；以及其中在所述操作按鈕一側設有所述結構主體的區(qū)域的中心是所述多個輻射區(qū)域的中心。11.根據前述1-10中任一所述的發(fā)光型按鈕開關，其中所述透射板是柱塞的一部分，用于調節(jié)所述操作按鈕的按壓方向。12. 一種操作面板，設有根據前述1-11中任一所述的發(fā)光型按鈕開關。根據本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明的發(fā)光型按鈕開關是這樣一種發(fā)光型按鈕開關， 其中當用戶按壓操作按鈕時，開關主體被操作，來自光源的光透射穿過透射板，從而使操作按鈕發(fā)光，并且為了解決上述問題，所述開關包括設置在透射板的光源一側的結構主體，用于折射來自光源的光，在所述結構主體中，經過折射的光在所述透射板中被反射并且被引導至所述透射板的周界部。通過上述配置，來自所述光源的光被所述結構主體折射，經過折射的光在所述透射板中被反射并且被引導至所述透射板的周界部。由于利用了折射而非反射，所述結構主體可設置在來自所述光源的光被直接投射的區(qū)域中。因而，可增大傳播至所述透射板的側部的光量，并且增大使所述操作按鈕的側部發(fā)光的光量。所述結構主體可與所述透射板整體成形，或者可被成形為分立的主體。在本發(fā)明的發(fā)光型按鈕開關中，優(yōu)選地，作為傾斜的凸起部分和凹陷部分中的至少一種的不平整部分被離散地布置在所述結構主體中。在該實例中，入射在其中設有所述不平整部分的區(qū)域的光被引導至所述透射板的周界部，然而入射在其他區(qū)域的光穿過所述透射板并且到達所述操作按鈕。由此，還可充分確保所述操作按鈕的發(fā)光。不平整部分的實施例包括圓錐體、棱錐體和球體，以及通過沿一軸線旋轉三角形、圓形等所形成的旋轉體的一部分。在本發(fā)明的發(fā)光型按鈕開關中，優(yōu)選地，隨著所述不平整部分進一步遠離從所述光源施加至所述透射板的光的中心，節(jié)距平均傾斜角減小，所述節(jié)距平均傾斜角是相鄰的不平整部分之間的傾斜角的幅值的平均值。具體地，隨著所述不平整部分進一步遠離從所述光源施加至所述透射板的光的中心，優(yōu)選地，所述不平整部分的尺寸減小，所述不平整部分之間的間距擴大，或者所述不平整部分的傾斜角減小。一般而言，來自所述光源的光的光量在中心部較大，在所述周界部較小。同時，通過上述配置，在中心部經由所述結構主體引導至所述側部的光的比例比在所述周界部更大。因此，穿過所述透射板的光可變得均勻，操作按鈕的發(fā)光也可變得均勻。在本發(fā)明的發(fā)光型按鈕開關中，優(yōu)選地，設有多個光源。在該實例中，由于增大了入射在所述透射板上的光量，所述操作按鈕的操作表面和側部可被照得更亮。優(yōu)選地，設有所述結構主體的區(qū)域的中心是其中來自所述多個光源的光分別被施加至所述透射板的多個輻射區(qū)域的中心，或者是所述多個輻射區(qū)域的中心的中點或重心。本發(fā)明的發(fā)光型按鈕開關優(yōu)選地進一步包括設置在所述透射板的操作按鈕一側的結構主體，用于反射或者折射從所述透射板射出的光。在該實例中，穿過所述透射板的光可變得均勻，所述操作按鈕的發(fā)光也可變得均勻?？蓪⑺霾僮靼粹o一側的結構主體設置在如下一區(qū)域中，在該區(qū)域中從所述透射板射出的光的光量是大的。同時，期望地，將所述光源一側的結構主體設置在如下一區(qū)域中，在所述區(qū)域中來自所述光源的光入射在所述透射板上。因而，在所述操作按鈕一側設有結構主體的區(qū)域可比在所述光源一側設有結構主體的區(qū)域更窄。優(yōu)選地，在所述光源一側設有結構主體的區(qū)域的中心是來自所述多個光源的光被分別施加至所述透射板的多個輻射區(qū)域的中心的重心，以及在所述操作按鈕一側設有結構主體的區(qū)域的中心是所述多個輻射區(qū)域的中心。由于所述操作按鈕一側的結構主體僅需要反射或者折射所述光，所以所述操作按鈕一側的結構主體的不平整部分的傾斜角可比所述光源一側的結構主體的不平整部分的傾斜角更小。在本發(fā)明的發(fā)光型按鈕開關中，透射板可以是柱塞的一部分，用于調節(jié)所述操作按鈕的按壓方向。在該實例中，不需要新提供透射板，并且可降低制造成本。上述效果還可通過設有具有上述配置的發(fā)光型按鈕開關的操作面板獲得。因而， 可實現在發(fā)光方面具有極好設計的操作面板。如上所述，在本發(fā)明的發(fā)光型按鈕開關中，通過利用折射而非反射，所述結構主體可被設置在來自所述光源的光直接投射的區(qū)域中。于是，存在如下效果可增大傳播至所述透射板的側部的光量，以及增大使所述操作按鈕的側表面發(fā)光的光量。


圖1是作為本發(fā)明的一個實施方案的發(fā)光型按鈕開關的截面圖；圖2是示出了發(fā)光型按鈕開關的輪廓的立體圖；圖3是發(fā)光型按鈕開關的分解裝配圖；圖4是發(fā)光型按鈕開關中的柱塞的仰視圖；圖5A和圖5B是示出了在柱塞的透射板的下表面上形成的結構主體中的凸起部分的形狀的立體圖；圖6是示出了通過結構主體的光傳播的變化的截面圖；圖7A是示出了入射在透射板上的光被凸起部分的傾斜部所折射的方向的圖表， 以及圖7B是用于示出上述圖表中的入射角α和折射角β的示意圖；圖8是用于示出由于凸起部分尺寸的變化而造成的影響的示意圖；圖9Α和圖9Β是示出了按鈕開關的操作按鈕中的光量分布的圖表；圖IOA至圖IOC是示出了凸起部分的形狀和布置的實施例的截面圖；圖11是用于具體示出節(jié)距平均傾斜角的截面圖；圖12是示出結構主體的一個改型實施例的截面圖；圖13Α和圖13Β是示出了結構主體的其他改型實施例的示意圖；圖14是沿著包括在結構主體的凸起部分的底面中的直線的截面圖，所述直線穿過所述底面的中心；圖15是示出了結構主體的另一改型實施例的立體圖；圖16是本發(fā)明的另一實施方案中的按鈕開關的截面圖；圖17是按鈕開關中的柱塞的平面圖；圖18是示出了在柱塞的透射板的上表面上形成的結構主體中的凸起部分的形狀的立體圖；圖19Α至圖19C是示出了通過結構主體的光傳播的變化的示意圖；圖20Α和圖20Β是示出了在本發(fā)明的又一實施方案的在其中按鈕開關使用兩個 LED的情況中，各結構主體的形成范圍的實施例的示意圖；圖21是示出了施加至按鈕開關中柱塞的透射板的下表面的光量的分布的圖表， 所述光量涉及兩個LED的各自光量以及作為這些光量的總和的光量；圖22k和圖22B是示出了在其中按鈕開關使用三個LED的情況中，各結構主體的形成范圍的實施例的示意圖；以及圖23A和圖2 是示出了在其中按鈕開關使用四個LED的情況中，各結構主體的形成范圍的實施例的示意圖。
具體實施例方式[第一實施方案]將參考圖1至圖15來描述本發(fā)明的一個實施方案。圖2是示出了本實施方案的發(fā)光型按鈕開關的輪廓的立體圖。圖3是該發(fā)光型按鈕開關的分解裝配圖，圖1是沿圖2 的A-A箭頭線的截面圖。本實施方案的發(fā)光型按鈕開關1例如被用作設置在附接至電梯門的壁面的電梯操作面板中的開關，用于指示朝上和朝下移動等。下文將發(fā)光型按鈕開關1簡稱為“按鈕開關1”。如圖1至圖3所示，在按鈕開關1中，印刷基板2附接至底座構件3的下表面，彈簧4、聯(lián)動機構5、可移動蓋6、柱塞7和操作按鈕8相繼容納在底座構件3的上表面上。印刷基板2具有長板形狀，并且在印刷基板2的上表面上，開關主體20被安裝在印刷基板的前部末端中，作為發(fā)光光源的片狀LED 21被安裝在印刷基板的中心部，以及連接器22被安裝在印刷基板的基部末端中。開關主體20在其上表面上設有按鈕200，緩沖橡膠23設置在開關主體20中，從而覆蓋所述上表面。底座構件3具有開口部分30和31，所述開口部分分別由其中布置有印刷基板2的開關主體20和LED 21的開口區(qū)域形成。因而，開關主體20穿過開口部分30，并且經由緩沖橡膠23與可移動蓋6鄰接。來自LED 21的光穿過開口部分31，并且被指引朝上。在底座構件3中，許多待要與各種構件相接合的接合片32朝上突出。聯(lián)動機構5是由兩個桿主體形成的框架狀結構主體，所述聯(lián)動機構的前部末端50 和基部末端51 —起沿上下方向移動。兩個彈簧4被布置在聯(lián)動機構5的基部末端50和底座構件3之間?？梢苿由w6是覆蓋聯(lián)動機構5的板狀構件，所述可移動蓋的前部末端60和基部末端61分別與聯(lián)動機構5的前部末端50和基部末端51相接合。因而，可移動蓋6可與聯(lián)動機構5的前部末端50和基部末端51 —起沿上下方向移動。可移動蓋6在其中心部具有圓形開口部分62，以及在所述開口部分62中朝內突出的四個鎖定片63，所述鎖定片用于鎖定所述柱塞7和所述操作按鈕8。在柱塞7中，上部周界壁部分71從柱塞7的圓形透射板70的上表面周界邊緣朝上成形，下部周界壁部分72從下表面周界邊緣的稍微內側朝下成形。下部周界壁部分72被裝配至可移動蓋6的鎖定片63，以及下部周界壁部分的一部分朝下延伸，并且與底座構件3 的接合片32相接合。因而，調整了柱塞7沿上方向的移動。在操作按鈕8中，周界壁部分81從圓形透射板80的周界邊緣朝下成形，柱塞7的上部周界壁部分71裝配在所述周界壁部分81內側。因而，調整了操作按鈕8沿上下方向 (按壓方向)的移動。用于鎖定至可移動蓋6的四個鎖定片82在周界壁部分81的前部末端朝外突出。應注意，透射板80的上表面用作用戶操作的操作面。柱塞7和操作按鈕8由透射材料——例如，聚碳酸酯和丙烯醛基——形成。期望所述柱塞7具有高的透光性。同時，從發(fā)光的空間設計角度，適當地選擇操作按鈕8的透光性。在具有上述配置的按鈕開關1中，當用戶通過手指等按壓操作按鈕8時，操作按鈕 8和可移動蓋6通過柱塞7和聯(lián)動機構5朝下移動。當可移動蓋6經由緩沖橡膠23按壓開關主體20的按鈕200時，開關主體20執(zhí)行例如接通開關的開關操作。在將電能從外部經由連接器22供應至印刷基板2的已安裝部分的情況下，LED 21 基于開關主體20的開關操作或來自外部的指令而發(fā)射光。此時，來自LED 21的光穿過底座構件3的開口部分31、可移動蓋6的開口部分62以及柱塞7，使操作按鈕8發(fā)光。當用戶將手指等從操作按鈕8移除時，聯(lián)動機構5通過彈簧4的彈力朝上移動。從而，可移動蓋6、柱塞7和操作按鈕8朝上移動并且返回至初始位置。在本實施方案中，如圖1中所示，用于折射來自LED 21的光的結構主體700形成在柱塞7的透射板70的下表面70b上，也即，在透射板70的LED 21 一側的表面上。在該結構主體700中，經過折射的光在透射板70中被反射并且被引導至用作周界部的上部周界壁部分71。在本實施方案中，利用的不是反射而是折射。因而，結構主體700可被設置在來自LED 21的光直接投射的區(qū)域中。從而，可增大傳播至上部周界壁部分71的光量，以及可增大使操作按鈕8的周界壁部分81發(fā)光的光量。
為了高效地將來自LED 21的光朝上引導，底座構件3的開口部分31被合乎需要地成形為朝向上側逐漸擴展的錐體狀。錐體狀的成形表面被合乎需要地形成為鏡子形式。 類似地，在印刷基板2中的LED 21的安裝點附近，期望設有一個板狀鏡子構件。下文將描述結構主體700的細節(jié)。圖4是柱塞7的仰視圖。在圖4中示出的實施例中，大量凸起部分(不平整部分)701以鋸齒形方式布置在結構主體700中的透射板70 的下表面70b上。其中形成有凸起部分701的區(qū)域合乎需要地盡可能寬，從而作為來自LED 21的光被施加的區(qū)域。在圖4示出的實施例中，該區(qū)域是具有IOmm半徑的圓形區(qū)域。然而，根據光源的尺寸、光源和光學部件之間的位置關系、以及光源的指向性等因素而適當地確定該區(qū)域。圖5A和圖5B示出了凸起部分701的形狀，其中圖5A是立體圖，圖5B是截面圖。 如圖5A和圖5B所示，在凸起部分701中，圓錐體的前部末端被弄圓。這是由于考慮了加工處理的難易程度和強度。然而，該形狀不局限于此，而是可被削尖。在圖5A和圖5B示出的實施例中，凸起部分701具有65度的傾斜角θ。傾斜角是由圓錐體的底面(透射板70的下表面70b)和母線所形成的角度。最大凸起部分701具有的底面直徑是0. 5mm，高度是0. ^3mm，弄圓的前部末端的曲率半徑是0. 2mm。圖6是圖1的主要部分的放大視圖，示出了來自LED 21的光如何傳播通過圖4、圖 5A和圖5B中示出的結構主體700。在圖6中，實線表示穿過透射板70的下表面70b的光， 以及虛線表示穿過凸起部分701的光。如圖6中所示，入射在透射板70的下表面70b上的光被折射向上。由此，所述光在透射板70的上表面70u上被折射并且通過該上表面，到達操作按鈕8的透射板80。同時， 入射在透射板70的凸起部分701上的光被折射至側部。當在透射板70的上表面70u上的入射角是全反射的臨界角或者更大時，折射至側部的光在透射板70中被全反射，并且到達上部周界壁部分71。因而，可理解，通過在透射板70的下表面70b上形成凸起部分701，增加了使操作按鈕8的周界壁部分81發(fā)光的光。由于凸起部分701是離散布置的，可理解，穿過透射板 70的下表面70b的光也使操作按鈕8的透射板80發(fā)光。在圖6中，凸起部分701被削尖。然而，參考圖6，穿過凸起部分701的尖端附近的光又一次入射在凸起部分701的錐面上，被全反射，并且到達操作按鈕8的透射板80。由此可想到，削尖和弄圓的凸起部分701都不會顯著影響使操作按鈕8的周界壁部分81發(fā)光的光量。接下來將描述傾斜角θ的期望范圍。圖7Α是示出了入射在透射板70上的光被凸起部分701的傾斜部所折射的方向的仿真結果的圖表。應注意，透射板70的材料是聚碳酸酯。圖7Β是用于示出圖表中的入射角α和折射角β的示意圖。如圖7Β中所示，入射角α是由透射板70的下表面70b的法線和光的入射方向所形成的角度，折射角β是由透射板70的下表面70b的法線和光的折射方向所形成的角度。應注意，透射板70的下表面 70b具有0度的傾斜角Θ。參考圖7A中示出的圖表，可理解，隨著傾斜角θ增大，折射角β增大。還可理解， 隨著入射角α增大，折射角β增大。為了將所述光引導至側部，只需要折射角β是全反射的臨界角或者更大。在聚碳酸酯的實例中，臨界角是39度。隨著入射角α增大，光量減
8小。因而，為了使一定量的光到達側部，想到使用具有某一光強度、具有40度或更大的入射角α的光。為了使得所述光到達側部，折射角β可以是39度或者更大。因而，從圖7Α示出的圖表中可理解，傾斜角θ可以是40度或者更大。同時，當凸起部分701的前部末端被削得太尖時，即，尖端非常小時，強度被削弱。 因而，優(yōu)選大的尖端。換句話說，優(yōu)選小的傾斜角Θ。從上述結果可知，對于聚碳酸酯，使用高達50度的尖端(65度的傾斜角θ )是沒有問題的。對于更硬的材料例如丙烯醛基，約 30度的尖端(75度的傾斜角θ )沒有問題。因而，應理解，傾斜角θ期望地是40度或者更大，75度或者更小，尤其是65度左右。此外，如圖5Α和圖5Β中所示，當凸起部分701的前部末端被弄圓時，可抑制強度的易損性。此外，在本實施方案中，如圖4中所示，隨著凸起部分進一步遠離透射板70的中心，凸起部分701的尺寸進一步減小。圖8是用于示出由于凸起部分701的尺寸的所述改變而造成的影響的示意圖。在圖8中，較粗箭頭指示較大的光量(光強度)。如圖8中所示，來自LED (光源)21的光被引導朝向透射板70的中心。因而，施加至透射板70的中心部的光量大，施加至透射板70的周界部的光量小。同時，如從圖4中所理解的，透射板70中每單位區(qū)域的凸起部分701的比例在中心部高，在周界部低。因而，在透射板70的中心部，施加至凸起部分701的光的比例高。從而，增大了施加至側部的光的比例。在透射板70的周界部，施加至凸起部分701的光的比例低。從而，減小了施加至側部的光的比例。由此，關于穿過透射板70的光以及施加至操作按鈕8的透射板80的光，施加至中心部的光量被抑制，施加至周界部的光量被保持或增加。因而，可提高均勻性。圖9A和圖9B是示出了按鈕開關1的操作按鈕8中的光量分布的仿真結果的圖表。 在圖9A和圖9B的圖表中，實線表示本實施方案，虛線表示對比例。在對比例中，從本實施方案的按鈕開關1中省略了結構主體700。圖9A的圖表示出了施加至操作按鈕8的透射板80的光量的分布，豎直軸線表示亮度，水平軸線表示沿穿過透射板80的中心的直線與該中心的距離。圖9B的圖表示出施加至操作按鈕8的周界壁部分81的光量，豎直軸線指示亮度，水平軸線指示與周界壁部分 81的周長上的某一位置的距離。參考圖9A和圖9B，與對比例的按鈕開關相比較，本實施方案的按鈕開關1抑制了透射板80的中心部的光量并且保持了周界部中的光量。于是可理解，提高了均勻性。此外， 可理解，周界壁部分81中的光量增大了 1.8倍，并且此外，保持了均勻性。盡管在圖4的實施例中，隨著凸起部分701進一步遠離透射板70的中心，凸起部分701的尺寸進一步減小，但是可考慮各種其他形狀和布置。圖IOA至圖IOC是圖1的主要部分的放大視圖，示出了本實施方案中凸起部分701的形狀和布置的各實施例。在圖IOA 至圖IOC中，凸起部分701被著重顯示。圖IOA至圖IOC中的豎直陰影線表示在來自LED 21的光中，未施加至透射板70的凸起部分701而是施加至下表面70b的光。如同圖4中示出的凸起部分701，在圖IOA示出的凸起部分701中，隨著凸起部分進一步遠離LED 21，尺寸進一步減小，但是凸起部分701之間的間距是相同的。參考圖10A， 隨著凸起部分進一步遠離LED 21，其中光被施加至透射板70的下表面70b的區(qū)域大于其中光被施加至透射板70的凸起部分701的區(qū)域。于是，可理解，可獲得圖8、圖9A和圖9B中所示的效果。在圖IOB中示出的凸起部分701中，隨著凸起部分進一步遠離LED21，凸起部分 701之間的間距擴大，但是凸起部分的尺寸是相同的。參考圖10B，隨著凸起部分進一步遠離LED 21，其中光被施加至透射板70的下表面70b的區(qū)域比其中光被施加至透射板70的凸起部分701的區(qū)域大。于是，可理解，可獲得圖8、圖9A和圖9B中所示的效果。在圖IOC中示出的凸起部分701中，隨著凸起部分進一步遠離LED21，傾斜角θ進一步減小，但是凸起部分701之間的間距是相同的。參考圖10C，可理解，即使當凸起部分進一步遠離LED 21時，其中光被施加至透射板70的下表面70b的區(qū)域與其中光被施加至透射板70的凸起部分701的區(qū)域也并未改變。同時，參考圖7A中所示的圖表，隨著傾斜角θ減小，折射角β也減小。也就是說，減小了施加至側部的光的比例。因而，在圖IOC中所示的凸起部分701的實例中，隨著凸起部分進一步遠離LED 21，施加至側部的光的比例減小。從而，可獲得與圖8、圖9A和圖 9B中示出的相同效果。圖IOA至圖IOC中的凸起部分701的形狀和布置被概括如下。即，凸起部分701中的傾斜角由θ表示，下表面70b中的傾斜角是0度，以及凸起部分701之間的節(jié)距——即從某一凸起部分701的中心至相鄰的凸起部分701的中心——中的傾斜角幅值(絕對值) 的平均值被限定為節(jié)距平均傾斜角。圖11是用于具體示出節(jié)距平均傾斜角的截面圖。如圖11所示，關于相鄰的凸起部分70“和701i+1，傾斜角分別由θ i和θ i+1表示，底面的半徑分別由ri和ri+1表示，以及間距由Cli表示。此時，節(jié)距pi = ri+di+i^，節(jié)距平均傾斜角aVg-pitch( θ ^被描述為下列等式avg_pitch ( θ ), = (I θ j I X Γ +0 X φ+1 θ i+11 X ri+1) /Pi (1)從等式⑴中可理解，為了減小節(jié)距平均傾斜角aVg-pitch( θ、，關于相鄰的凸起部分701i和701i+1可采用下列測量值。也就是說，節(jié)距間距pi可擴大為圖IOB中所示，底面半徑A和Iv1——即尺寸——可被減小為圖IOA中所示，或者傾斜角θ i和θ i+1可被減小為圖IOC中所示。因而可理解，當凸起部分701被成形和布置為使得隨著凸起部分701進一步遠離 LED 21——即隨著凸起部分701進一步遠離透射板70的中心，節(jié)距平均傾斜角減小時，可獲得與圖8、圖9A和圖9B相同的效果。盡管在本實施方案中，凸起部分701以鋸齒形方式布置，但是凸起部分不局限于此，而是可以任意方式布置，例如徑向方式、螺旋方式、同心方式和隨機方式，只要凸起部分是離散布置的。盡管在本實施方案中使用了圓錐體凸起部分701，但是可使用形成為具有傾斜面——例如棱錐體——的任意形狀的凸起部分701。接下來，將基于圖12至圖15來描述本實施方案的結構主體700的改型實施例。圖 12是圖1的主要部分的截面圖，示出了本實施方案的結構主體700的一個改型實施例。在圖12示出的實施例中，大量的凹陷部分(不平整部分)702被布置為結構主體700，而非布置大量凸起部分701。如圖12所示，即使借助凹陷部分702，與凸起部分701相似光也可被施加至側部。 由此，可獲得與圖8、圖9A和圖9B中示出的效果相同的效果。在其中通過切割處理形成透射板70的實例中，凹陷部分702比凸起部分701更容易成形。同時，在其中通過模制加工形成透射板70的實例中，凹陷部分702的模具比凸起部分701的模具更容易制造。應注意， 凹陷部分702和凸起部分701都可被布置。圖13A和圖1 是示出了本實施方案的結構主體700的其他改型實施例的示意圖。在圖13A和圖1 示出的實施例中，凸起部分703的形狀是球體的一部分(分別是半球體及半球體的一部分)而非圓錐體。在該實例中，容易執(zhí)行凸起部分703的加工處理。關于被形成為具有如圖13A和圖1 所示變化的傾斜度的形狀的凸起部分703，傾斜角θ可被估計如下。圖14是沿著包括在凸起部分703的底面中的直線的截面圖，該直線穿過底面的中心。如圖14中所示，沿著直線I將凸起部分703的截面分割為若干段，在一個分割區(qū)域，由連接交叉點的線Si和直線I所形成的角度是該區(qū)域的傾斜角θ。然后， 如在下列等式中，計算所有分割區(qū)域中的傾斜角的幅值(絕對值)的平均值avg( θ )。所計算的平均值被估計為凸起部分703的傾斜角θ。avg( θ ) =Σ (I θ J χ Axi)/ Σ Axi (2)在圖13Α和圖1 的實施例中，凸起部分703是球體或球體的一部分，并且可通過一個等式表示。在該實例中，等式(2)可被積分替換并且可被計算。結果，例如在凸起部分 703是圖13A中所示的球體的實例中，平均值avg(e)是45度。在凸起部分703是圖1 中所示的球體的一部分的實例中，以及當球體的半徑由a表示并且凸起部分703的底面的半徑由b表示時，平均值avg( θ )可由下列等式來計算tan (avg (θ)) = {a- (a2-b2)1/2} /b (3)圖15是示出了本實施方案的結構主體700的另一改型實施例的立體圖。在圖15 所示的實施例中，作為結構主體700，通過將穿過透射板70的中心的透射板的法線作為軸線旋轉三角形而成形的部分被從透射板70的中心以同心方式布置。同樣地在該實例中，三角形的底角是傾斜角θ，并且可獲得與圖8、圖9A和圖9B所示的效果相同的效果。這樣， 作為結構主體700，可離散布置連續(xù)結構。[第二實施方案]接下來，將參考圖16至圖19來描述本發(fā)明的另一實施方案。圖16是示出了根據本實施方案的按鈕開關1的示意性配置的截面圖。圖16中示出的按鈕開關1與圖1中示出的按鈕開關1的不同之處在于，用于反射穿過透射板70的來自LED 21的光的結構主體 710被以新的方式形成在柱塞7的透射板70的上表面70u上，也就是說，在透射板70的操作按鈕8 —側的表面上，其他配置是相同的。應注意，與上述實施方案所描述的配置具有相同功能的配置將被給以相同的參考數字，并且將省略其描述。下文將描述結構主體710的細節(jié)。圖17是柱塞7的平面圖。在圖17中由虛線環(huán)繞的區(qū)域表示其中凸起部分701形成在透射板70的下表面70b上的區(qū)域。在圖17的實施例中，大量凸起部分(不平整部分)711以鋸齒形方式布置在結構主體710中的透射板70的上表面70u上。如圖17中所示，其中形成有凸起部分711的區(qū)域可形成在大量光穿過透射板70的區(qū)域，即，參考圖9A和圖9B，為透射板70的中心區(qū)域。 在圖17中示出的實施例中，上述區(qū)域是具有3mm半徑的圓形區(qū)域。然而，根據光源的尺寸、 光源和光學部件之間的位置關系、光源的指向性、以及由于透射板70的下表面70b上的結構700而引起的光量的分布的變化等類似因素，適當地確定所述區(qū)域。
如圖17中所示，合乎需要地，形成有結構主體710的凸起部分711的區(qū)域比形成有結構主體700的凸起部分701的區(qū)域窄。具體地，可期望地，形成有凸起部分711的圓形區(qū)域的半徑是形成有凸起部分701的圓形區(qū)域的半徑的一半或者更小。圖18是示出了凸起部分711的形狀的立體圖。圖18中所示的凸起部分711與圖 5A和圖5B中所示的凸起部分701的不同之處在于，傾斜角θ減小，但是其他形狀是相同的。在圖18的實施例中，凸起部分711具有45度的傾斜角θ。最大凸起部分711具有的底面直徑是0. 5mm,高度是0. 13mm,弄圓的前部末端的曲率半徑是0. 2mm。圖19A至圖19C示出了來自LED 21的光如何傳播通過圖17和圖18中示出的結構主體710的示意圖。圖19A至圖19C分別示出了其中傾斜角θ是45、60和30度的實例。 應注意，透射板70的材料是聚碳酸酯。在如圖19Α中所示的傾斜角θ是45度的實例中，傳播穿過透射板70的光在上表面70u的凸起部分711中被全反射兩次，并且返回至下表面70b。從而，可進一步抑制操作按鈕8的透射板80的中心部的光量，以及可進一步提高使透射板80發(fā)光的光量的均勻性。在如圖19B中所示的傾斜角θ是60度的實例中，傳播穿過透射板70的光在上表面70u的凸起部分711中被全反射，并且被折射且發(fā)射至側部。在如圖19C中所示的傾斜角θ是30度的實例中，傳播穿過透射板70的光的一部分在上表面70u的凸起部分711中被反射，并且傳播至透射板70的側部，光的其他部分被折射且朝上傾斜地射出。因而，在這些實例中，也可抑制操作按鈕8的透射板80的中心部的光量，以及還可提高使透射板80發(fā)光的光量的均勻性。因而，可理解，透射板70的上表面70u的凸起部分711合意地具有30至60度的傾斜角θ，尤其合意地為約45度。由于透射板70的下表面70b的凸起部分701尤其合意具有約65度的傾斜角θ，可理解，上表面70u的凸起部分711合意地具有小于下表面70b 的凸起部分701的傾斜角θ。與圖IOA至圖IOC相似，凸起部分711可被以如下方式成形和布置，使得隨著凸起部分711進一步遠離LED 21，即，隨著凸起部分711進一步遠離透射板70的中心，節(jié)距平均傾斜角進一步減小。盡管在本實施方案中大量凸起部分711都被布置為結構主體710，但是能夠如圖 12至圖15中所示的結構主體700改變該結構主體。[第三實施方案]接下來，將參考圖20A至圖2 來描述本發(fā)明的又一實施方案。本實施方案的按鈕開關1與圖1中示出的按鈕開關1的不同之處在于，多個LED 21被用作發(fā)光光源，并且相應地，透射板70的結構主體700和710的形成范圍是有區(qū)別的。其他配置是相同的。通過增加光源的數目，可提高按鈕開關1的亮度。與上述實施方案所描述的配置具有相同功能的配置將被給以相同的參考數字，并且將省略其描述。圖20A和圖20B是示出了在其中使用兩個LED 21a和21b的實例中的結構主體 700和710的形成范圍的實施例的示意圖。圖20A示出了一個實施例，其中形成有結構主體700和710的圓形區(qū)域Cg的中心是來自兩個LED 21的光分別被施加至透射板70的兩個輻射區(qū)域的中心的中點。圖20B示出了一個實施例，其中形成有結構主體700和710的圓形區(qū)域Ca和Cb的中心分別是所述兩個輻射區(qū)域的中心。在圖20A和圖20B中，所述兩個輻射區(qū)域的中心用白色方形指示，圓形區(qū)域Cg、Ca和Cb的中心用叉號指示。
圖21是示出施加至透射板70的下表面70b的光量的關于兩個LED21a和21b的各自的光量的分布，以及作為這些光量的總和的光量。在圖21的圖表中，豎直軸線表示亮度，水平軸線表示沿穿過透射板70的下表面70b的中心的直線與該中心的距離。參考圖20A、圖20B和圖21，在圖20A的實例中，結構主體700和710形成在以如下一位置為中心的圓形區(qū)域Cg中，在所述位置作為來自LED 21a和21b的光量的總和的光量是最大值。在圖20B的實例中，結構主體700和710形成在以如下位置為中心的圓形區(qū)域Ca和Cb中，在所述位置來自LED 21a和21b的光量分別是最大值。在任何實例中，結構主體700和710都被布置為以亮位置為中心。因此，可獲得與上述設有一個LED 21的實施方案相同的效果。應注意，形成于透射板70的下表面70b的結構主體700的一個目標是，將入射在透射板70上的來自LED 21a和21b的光引導至側部。因而，其中形成有結構主體700的區(qū)域被合乎需要地成形為圖20A中示出的形狀。形成于透射板70的上表面70u的結構主體 710的一個目標是，抑制從透射板70發(fā)射的光量。因而，其中形成有結構主體710的區(qū)域被合乎需要地成形為圖20B中示出的形狀。事實上，這些實例中的仿真結果是有利的。應注意，其中形成有結構主體700的區(qū)域和其中形成有結構主體710的區(qū)域都可被設置為圖 20A和圖20B中的形狀之一。在其中LED 21的數目為三個或更多的實例中，可利用任何兩個輻射區(qū)域的中心的中點的結合，但優(yōu)選利用所有輻射區(qū)域的中心的重心。圖22A和圖22B是示出了在其中使用三個LED 21的實例中的結構主體700和710 的形成范圍的實施例。圖22A示出了如下一個實施例，其中形成有結構主體700和710的圓形區(qū)域Cg的中心是其中來自三個LED 21的光分別被施加至透射板70的三個輻射區(qū)域的中心的重心。圖22B示出了如下一個實施例，其中形成有結構主體700和710的圓形區(qū)域Ca至Cc的中心分別是所述三個輻射區(qū)域的中心。在圖22A和圖22B中，所述三個輻射區(qū)域的中心分別由白色方形來表示，圓形區(qū)域Cg、和Ca至Cc的中心由叉號來表示。圖23A和圖2 是示出了在其中使用四個LED 21的實例中的結構主體700和710 的形成范圍的實施例。圖23A示出了如下一個實施例，其中形成有結構主體700和710的圓形區(qū)域Cg的中心是來自四個LED21的光分別被施加至透射板70的四個輻射區(qū)域的中心的重心。圖2 示出了如下一個實施例，其中形成有結構主體700和710的圓形區(qū)域Ca至 Cd的中心分別是所述四個輻射區(qū)域的中心。在圖23A和圖23B中，所述四個輻射區(qū)域的中心由白色方形表示，圓形區(qū)域Cg、和Ca至Cd的中心由叉號表示。本發(fā)明不局限于上述實施方案，而是在權利要求所描述的范圍內可實現各種改型。通過對分別公開在不同實施方案中的技術進行適當組合而獲得的實施方案也包括在本發(fā)明的技術范圍內。例如，盡管在上述實施方案中結構主體700和710形成在柱塞7的透射板70中， 但是結構主體700和710也可分別形成在兩個分立的透射板中，以及形成的這兩個透射板可分別附接至透射板70的下表面70b和上表面70u。然而，當結構主體700和710在柱塞 7的透射板70中形成時，可減少零件的數目，并且可降低成本。盡管在上述實施方案中柱塞7和操作按鈕8被成形為分立的主體，但是柱塞和操作按鈕也可被整體成形。盡管在上述實施方案中使用LED21作發(fā)光光源，但也可使用任意光源，例如白熾燈泡、激光和熒光燈。盡管在上述實施方案中使用成形為圓形形狀的操作按鈕8和透射板70，但是也可使用成形為任意形狀(例如，方形)的操作按鈕和透射板。在該實例中，在透射板70中形成有結構主體700和710的區(qū)域可合意地匹配上述形狀。如上所述，使用本發(fā)明的發(fā)光型按鈕開關，可增大使操作按鈕的側面發(fā)光的光量。 因此，本發(fā)明可被應用至任意發(fā)光型按鈕開關，例如發(fā)光型觸摸按鈕開關。
權利要求
1.一種發(fā)光型按鈕開關，其中當用戶按壓操作按鈕時，開關主體被操作，來自光源的光透射穿過透射板，從而使所述操作按鈕發(fā)光，所述開關包括結構主體，設置在所述透射板的光源一側，用于折射來自所述光源的光，在所述結構主體中，經過折射的光在所述透射板中被反射并且被引導至所述透射板的周界部。
2.根據權利要求1所述的發(fā)光型按鈕開關，其中作為傾斜的凸起部分和凹陷部分的至少一種的不平整部分離散地布置在所述結構主體中。
3.根據權利要求2所述的發(fā)光型按鈕開關，其中隨著所述不平整部分進一步遠離從所述光源施加至所述透射板的光的中心，節(jié)距平均傾斜角進一步減小，所述節(jié)距平均傾斜角是相鄰不平整部分之間的傾斜角的幅值的平均值。
4.根據權利要求3所述的發(fā)光型按鈕開關，其中隨著所述不平整部分進一步遠離從所述光源施加至所述透射板的光的中心，所述不平整部分的尺寸減小，所述不平整部分之間的間距擴大，或者所述不平整部分的傾斜角減小。
5.根據權利要求1-4中任一所述的發(fā)光型按鈕開關，其中設有多個所述光源。
6.根據權利要求5所述的發(fā)光型按鈕開關，其中設有所述結構主體的區(qū)域的中心是來自所述多個光源的光分別被施加至所述透射板的多個輻射區(qū)域的中心，或者是所述多個輻射區(qū)域的中心的中點或重心。
7.根據權利要求1-4中任一所述的發(fā)光型按鈕開關，進一步包括結構主體，設置在所述透射板的操作按鈕一側，用于反射或者折射從所述透射板發(fā)射的光。
8.根據權利要求7所述的發(fā)光型按鈕開關，其中在所述操作按鈕一側設有結構主體的區(qū)域比在所述光源的一側設有結構主體的區(qū)域窄。
9.根據權利要求7所述的發(fā)光型按鈕開關，其中作為傾斜的凸起部分和凹陷部分的至少一種的不平整部分被離散地布置在所述結構主體中，以及所述操作按鈕一側的結構主體的不平整部分的傾斜角比所述光源一側的結構主體的傾斜角小。
10.根據權利要求7所述的發(fā)光型按鈕開關，其中設有多個所述光源；其中在所述光源一側設有所述結構主體的區(qū)域的中心是來自所述多個光源的光被分別施加至所述透射板的多個輻射區(qū)域的中心的重心；以及其中在所述操作按鈕一側設有所述結構主體的區(qū)域的中心是所述多個輻射區(qū)域的中心。
11.根據權利要求1-4中任一所述的發(fā)光型按鈕開關，其中所述透射板是柱塞的一部分，用于調節(jié)所述操作按鈕的按壓方向。
12.—種操作面板，設有根據權利要求1-11中任一所述的發(fā)光型按鈕開關。
全文摘要
本發(fā)明旨在增大使操作按鈕的側部發(fā)光的光量。在按鈕開關中，當用戶按壓所述操作按鈕時，開關主體被操作，來自LED的光被透射穿過透射板，使得所述操作按鈕發(fā)光。一種用于折射來自所述LED的光的結構主體，所述結構主體被設置在所述透射板的下表面上，在所述結構主體中，經過折射的光在所述透射板中被反射并且被引導至所述透射板的上周界壁部分。
文檔編號H01H13/02GK102568884SQ20111028276
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權日2010年11月19日
發(fā)明者杉原賢紀, 田上靖宏 申請人:歐姆龍株式會社