JP2005352987A - キー入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子機器の入力キーの表示を表示モード従って可変にし、見やすく使いやすく構成する。
【解決手段】 携帯電話を始めとする移動体端末など小型電子機器に適した操作パネルのキートップに文字または記号を表示するキー入力装置において、回路基板上にスイッチシートを配置し、このスイッチシート上に電子ペーパーを配置し、この電子ペーパーの上にキートップを有する透明なキーシートを配置して、キートップの文字または記号を、文字、記号を表示する電子ペーパーにより可変するように構成したものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、携帯電話を始めとする移動体端末など小型電子機器に適した操作パネルに関し、特にキートップの表示を可変できるようにしたキー入力装置に関するものである。

従来の移動体端末のキー入力装置として、筐体のキーボード部の下部に、フロントライトまたはバックライトを備えた液晶パネルを設け、この液晶パネルの上に透明なキーシートを設け、キーシートの上に透明なタッチパネルを設け、液晶パネルに表示された英数文字等が透明なキーシートおよび透明なタッチパネルを透過して視認できるように構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。このキー入力装置によれば、液晶上の表示を操作者に合わせ９０度回転させることができるため、移動体端末の方向を変えて使う場合に、キートップ（キーの上面で、キーを押した時に入力される記号や文字が一般的には刻印または表示されている面のことである。）上に現れる表示文字を操作者の見やすい向きに合わせて変更可能にしている。この場合、キーの認識は、キーシートを押すことをタッチパネルで検出することにより行われる。

特開２００１−２９６９５８号公報

従来のキー入力装置は、以上のように構成されているが、次のような問題があった。液晶を使用しているので、クリック感を出すために圧力を加えると表示が読みにくくなる。なぜならば、外部より液晶パネルの表示面に直接圧力をかけた場合、液晶パネル内の所定のギャップに変動を与えるため、透過率を変化させ、このことによって、他のキーを含めて表示内容に歪を生じさせてしまう。また、１つのキートップに対して複数の文字を表示させなければならず、キーの表示を見難くする。また、液晶パネル、透明なキーシート、透明なタッチパネルの組み合わせは、キーシートでキーの位置は示せるが、キータッチしてもタッチパネルが上下に動かないため、携帯電話のようにキー入力に必要なクリック感を出すことができず、操作確認上で不都合が生じやすい。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、電子機器の入力キーの表示を可変にし、見やすく使いやすいキー入力装置を得ることを目的とする。

この発明に係るキー入力装置は、電子機器の操作パネルのキートップに文字または記号を表示するキー入力装置において、前記キートップの文字または記号を、文字、記号を表示する電子ペーパーにより可変するようにしたものである。

この発明によれば、キートップに表示する文字や記号を表示モードに応じて切り替え表示することができるので、キー入力のために１つのキートップ上に予め複数の文字を表示しておく必要もなく、見やすく操作しやすい小型の電子機器に適したキー入力装置を実現できる効果がある。

実施の形態１．
先ず、この発明の各実施の形態で適用される電子ペーパーの構造、原理および制御方法の例について図８〜図１１により説明する。
図８および図９はそれぞれ電子ペーパーの構造と原理を示している。電子ペーパーは液晶に比べて薄く、軽く、また、電源を切っても次に制御されるまで表示を残すことができる特徴を備えている。電子ペーパーには図８に示すような電気泳動系マイクロカプセルタイプがある。この電子ペーパーは、マイナスに帯電した黒い粒子１２３１、プラスに帯電した白い粒子１２３２および透明な液体１２３４がサブカプセル１２３３に封入され、多数のサブカプセル１２３３が上面の透明電極１２３０と底面の複数の電極１２３５の間に配列された構造を備えている。この帯電した２種類の粒子は、通電される上面の透明電極１２３０と底面の電極１２３５で作り出される電界によってサブカプセル１２３３内を上下方向に移動し停止する。この状態は、透明電極１２３０側から見た場合、白黒の表示として認識される。

一方、図９に示される電子ペーパーは電気泳動系白黒回転粒子タイプである。この場合は、サブカプセル１２３７内に白と黒の半球に塗り分けられた微小球体１２３６が透明な液体と共に１個封入されており、さらに微小球体１２３６は白側と黒側に異なる電荷が与えられている。多数のサブカプセル１２３７が上面の透明電極１２３０と底面の複数の電極１２３５の間に配列されている。帯電した微小球体１２３６は、上面の透明電極１２３０と底面の電極１２３５で作り出される電界によって１８０度回転し停止する。その状態は、透明電極１２３０側から見た場合、白または黒の表示として認識される。なお、図８、図９の構造において、電子ペーパー上の表示の解像度は底面の電極１２３５の面積によって決まる。また、サブカプセルの働きにより、テンキーとして用いても外部圧力に対して変形が少なく、液晶にくらべ表示が乱れにくいという性質がある。

図１０および図１１は、電子ペーパー上に表示文字を形成するための制御方法について示す。
図１０はセグメント方式による制御方法を示している。表示すべき文字を演算したＣＰＵ１２４０は、キーモード切替制御信号を駆動ドライバ１２４２に出力する。駆動ドライバ１２４２は、キーモード切替制御信号から駆動すべき文字を解読し、電子ペーパーの上面の透明電極１２３０と底面の電極１２３５に電界制御信号を出力し電界を発生させる。上面の透明電極１２３０と底面の電極１２３５で作り出される電界によって電子ペーパーを構成するカプセル１２４５の白黒の向きが操作設定され、電子ペーパーに文字が表示される。

図１１はＴＦＴ駆動方式による制御方法を示している。表示すべき文字を演算したＣＰＵ１２４０は、切替制御信号１２５０をコントローラ１２５１に出力する。コントローラ１２５１は、切替制御信号から駆動すべき座標を解読し、上面の透明電極１２３０への電界制御信号、ソースドライバ１２５２へのＹ軸制御信号およびゲートドライバ１２５４へのＸ軸制御信号を出力する。ソースドライバ１２５２はＹ軸制御信号を解読し、Ｘ軸方向の配線１２５３を介して電界制御信号を出力する。一方、ゲートドライバ１２５４はＸ軸制御信号１２５９を解読し、Ｙ軸方向の配線１２５５を介して電界制御信号を出力する。セル電極１２５６は、Ｙ軸方向の配線１２５５が有意状態（高電位状態）を保った状態の時に、Ｘ軸方向の配線１２５３が有意状態（高電位状態）になると、信号電圧を発生する。上面の透明電極１２３０と底面のセル電極１２５６で作り出される電界によって電子ペーパーを構成するカプセル１２４５の白黒の向きが操作設定され、電子ペーパーに文字が表示される。

図１はこの発明の各実施の形態によるキー入力装置の操作面の例を示す平面図である。この操作面は、一般的な携帯電話のテンキーの部分に相当するものである。キートップに表示する文字を可変手段により切り替えた状態（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を表している。図１（ａ）は所謂テンキーとしての数字を表示する数字モードを示している。図１（ｂ）はひらがな５０音を表示するひらがなモードを示しており、縦に示すようにも切り替わる。図１（ｃ）は英字を表示する英字モードを示しており、同様に縦に示すようにも切り替わる。その他、示していないがカタカナ、英字小文字などの表示（または入力）モードも考えられる。
以下の説明では、移動体端末（携帯電話）のキー入力装置の例について示すが、リモコンの入力装置、携帯ゲーム機などのキー入力装置にも適用できることは言うまでもない。

図２はこの発明の実施の形態１によるキー入力装置の構造を示す斜視図、図３は同構造を示す断面図である。これらの図は電子ペーパーを用いて文字や記号を可変表示する構造を示すものである。
図において、電気回路を構成する回路基板１４００の上にスイッチシート１３００を配置し、スイッチシート１３００の上に電子ペーパー１２００を配置し、さらに電子ペーパー１２００の上に透明なキーシート１１００を配置している。キーシート１１００には、キー入力装置の筐体１５００の所定の開口１５０１から筐体上面を覗く位置に凸状、かつ透明のキートップ１１０１が所定数一体に形成されている。スイッチシート１３００はクリック感を与える部材１３０１を有し、スイッチ部１３０１は電子ペーパー１２００を挟んでキートップ１１０１の底面と向かい合って配置される。電子ペーパー１２００への通電は回路基板１４００から配線１２０１により行われる。一般的であるので図示していないが、部材１３０１の下に位置するキーシート１３００の面と回路基板１４００の面でスイッチ接点を構成している。

電子ペーパー１２００に表示された文字または記号は、透明なキートップ１１０１を透過して、ユーザに認識される。また、キーシート１１００上のキートップ１１０１に対するユーザのキータッチは、スイッチ接点にて検出され、その入力は基板１４００にて処理される。一枚の薄く柔らかい電子ペーパーを用いた場合、ユーザによるキータッチが電子ペーパー１２００を介して他のスイッチ部に伝わることはなく、構造も簡単である。
なお、上記構成に対し、暗い場所でのキー入力を容易にできるようにするため、キーシート１１００の端縁部など適当な位置にフロントライトまたはバックライトを設けるようにしてもよい。

以上のように、実施の形態１によれば、キー入力装置は、キートップの文字または記号を、文字、記号を表示する電子ペーパーにより可変するように構成したものであり、具体的には、回路基板上にスイッチシートを配置し、このスイッチシート上に電子ペーパーを配置し、この電子ペーパーの上にキートップを有する透明なキーシートを配置している。したがって、キートップに表示する文字や記号を入力モードに応じて切り替え表示することができるので、キー入力のために１つのキートップ上に従来のように予め複数の文字や数字を表示しておく必要はない。また、入力モードに応じた文字または数字１個だけを対応するキートップ上に大きく表示することができ、小型の電子機器に適した見やすく、操作がしやすいキー入力装置を実現できる。

実施の形態２．
一枚の電子ペーパーを用いたものは構造が簡単になるという利点があるが、電子ペーパーの材質が硬い場合、１つ１つのキーを他に影響を与えることなく独立して操作できるようにすることは難しくなる。この実施の形態２ではこの問題を解決する構成について提案する。
図４は実施の形態２によるキー入力装置の構造を示す断面図である。ここでは、キートップ１１０１ごとに分割した個別の電子ペーパー１２１０を配置した構造例を示している。個別の電子ペーパー１２１０は、それぞれの配線１２１１によって回路基板１４００から表示のための通電を受けるようになっている。したがって、電子ペーパー１２１０に表示された文字や記号は、その上に配置された透明なキーシート１１００のキートップ１１０１を透過して、ユーザに認識される。一方、キートップ１１０１に対するユーザのキータッチは、スイッチシート１３００と基板１４００の接点にて検出されて処理される。

以上のように、この実施の形態２によれば、電子ペーパーは、キートップごとに分割して個別に配置される構成としているので、あるキートップへのキータッチが対応する電子ペーパーを介して他のキートップに対応するスイッチに伝わるようなことはなく、誤動作するような問題は起こらない。

実施の形態３．
図５は実施の形態３によるキー入力装置の構造を示す斜視図で、図６は断面図である。上記各実施の形態ではキートップ１１０１の下側に電子ペーパーを配置する構造であったが、ここでは、キートップ１１０１の表面に分割した個別の電子ペーパー１２２０を貼るなど方法により固定した構造としている。すなわち、回路基板１４００上にスイッチシート１３００を配置し、スイッチシート１３００上にキートップ１１０１を有する透明なキーシート１１００を配置し、キートップ１１０１の表示面にキートップごとに分割した個別の電子ペーパー１２２０を配置固定している。この場合、個別の電子ペーパー１２２０は、それぞれの配線１２２１によって回路基板１４００から表示のための通電を受けるようになっている。
したがって、この実施の形態３ように構成することにより、表示された状態の奥目感を無くすことができ、ユーザの目の角度による読み難くさが解消できる。

実施の形態４．
図７は実施の形態４によるキー入力装置の構造を示す正面図で、携帯電話の操作パネルを情報の表示画面としても機能させる例を示したものである。
携帯電話の操作パネルには、表示面が正方形または長方形のキートップ１１０２が近接して複数個縦横に配列され、テンキーを構成している。隣り合うキートップ１１０２の表示面間の区切りである筐体１５１０の縦横のフレーム１５１１はキートップ１１０２間が近接するようにできる限り狭く形成されている。そのため筐体１は強度のある材質であることが好ましい。ここで適用される電子ペーパーとしては、実施の形態１のような一枚のもの、あるいは実施の形態２、３のような分割した個別のもののいずれであってもよい。ただし、後者の場合、個別の電子ペーパーは、その構造体を封止する周囲の縁部をできる限り薄く構成しておく必要がある。

以上のように、この実施の形態４によれば、複数個縦横に配列されたキートップの表示面を正方形または長方形とし、隣り合う表示面間のフレームを狭く形成し、電子ペーパーが、当該携帯電話で扱う文字情報を表示するように構成したので、キー入力のためのキートップを情報の文字や記号を表示する表示面としても使用でき、例えば携帯電話の場合、添付画像／書類は通常の表示画面で表示し、電子メールを同時に開き、メール文を操作パネル上に表示するというようなことも可能になる。

この発明の実施の形態１によるキー入力装置の操作面の表示例を示す平面図である。 この発明の実施の形態１によるキー入力装置の構造を示す斜視図である。 同実施の形態１によるキー入力装置の構造を示す断面図である。 同実施の形態２によるキー入力装置の構造を示す断面図である。 同実施の形態３によるキー入力装置の構造を示す斜視図である。 同実施の形態３によるキー入力装置の構造を示す断面図である。 同実施の形態４によるキー入力装置の構造を示す正面図である。 この発明に適用される電子ペーパーの構造と原理を示す説明図である。 同電子ペーパーの他の構造と原理を示す説明図である。 同電子ペーパーの文字表示を可変する制御方法を示すブロック図である。 同電子ペーパーの文字表示を可変する他の制御方法を示すブロック図である。

符号の説明

１１００ キーシート、１１０１，１１０２ キートップ、１２００，１２１０，１２２０ 電子ペーパー、１２０１，１２１１，１２２１ 配線、１３００ スイッチシート、１３０１ スイッチ部、１４００ 回路基板、１５００，１５１０ 筐体、１５０１ 開口、１５１１ フレーム。

Claims (7)

1. 電子機器の操作パネルのキートップに文字または記号を表示するキー入力装置において、前記キートップの文字または記号を、文字、記号を表示する電子ペーパーにより可変するようにしたことを特徴とするキー入力装置。
2. 回路基板上にスイッチシートを配置し、このスイッチシート上に電子ペーパーを配置し、この電子ペーパーの上にキートップを有する透明なキーシートを配置したことを特徴とする請求項１記載のキー入力装置。
3. 電子ペーパーは、キートップごとに分割して個別に配置されるようにしたことを特徴とする請求項２記載のキー入力装置。
4. 回路基板上にスイッチシートを配置し、このスイッチシート上にキートップを有する透明なキーシートを配置し、キートップの表示面にキートップごとに分割した個別の電子ペーパーを配置したことを特徴とする請求項１記載のキー入力装置。
5. 電子機器が携帯電話であり、複数個縦横に配列されたキートップの表示面を正方形または長方形とし、隣り合う前記表示面間のフレームを狭く形成し、電子ペーパーが、当該携帯電話で扱う文字情報を表示するようにしたことを特徴とする請求項１項から請求項４のうちのいずれか１項記載のキー入力装置。
6. スイッチシートは、電子ペーパーを挟んでキートップと向かい合う位置に、クリック感を与える部材を有するようにしたことを特徴とする請求項２から請求項５のうちのいずれか１項記載のキー入力装置。
7. キーシートは、端縁部にフロントライトまたはバックライトを設けたことを特徴とする請求項２から請求項６のうちのいずれか１項記載のキー入力装置。

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