JP2005504414A - 適合可能なキーパッドおよびボタン機構 - Google Patents

Abstract

ドライバ層（１０８）と、電気的に活性なインク層（１１０）と、透明導電層（１１２）とから構成される表示積層体を用いた適合可能なキーパッドまたはボタン。好ましい実施態様において、表示積層体は、スイッチ（３０２，３０３，３０４）と駆動部材との間に配置される。ドライバ層は、導体パターン（２０２，２０４，２０８，２１０）により記号または文字の形状が構成された一連の記号または文字を備える。導体セグメントのいくつかは独占的に１つの文字により使用され、かつ導体セグメントの別のいくつかは独占的に他方の１文字により使用され、かつ導体セグメントのいくつかは双方の文字により共有され得る。表示されるべき所望の文字または記号を構成する導体に電気エネルギーを付与して、電気的に活性なインク層内において同文字または記号に対応するパターンを出現させる。文字または記号を、ボタン上の別の文字または記号に変更する必要がある場合、活性インクから第一の文字象が消去され、導体の第二セットに電気エネルギーが付与されることにより活性インク内に第二の文字象が形成される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、ユーザインターフェースに関し、より詳細には、キーパッドまたはボタンが、２以上の作動モードにて使用可能な機器において使用される、キーパッドおよびボタンに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器は世界中で広く使用されており、無線携帯電話や電子手帳等の携帯電子機器の数も増え続けている。多くの場合、使用者は、これらの機器の数台を所有して、異なる作業を実行する。使用者の立場からすれば、このような機器が一つの機器に統合されると非常に便利であろう。機器の統合によって、各機器について付属品、電源等を保持しておく必要がなくなり、また一つの機器のみを携帯することは、別個の機能を有する数台の機器を携帯するよりも便利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
機器を一つの機器に統合する際に生じる問題点の一つには、ユーザインターフェースの人間工学がある。例えば、使用者は、無線携帯電話においては、テキストを入力する際に、数字キー上に数個のアルファベット文字を備えた、０〜９からなる数字キーパッドの存在を期待する。これに対して、通称、双方向ページャおよびパームトップ型コンピュータの機器の使用者は、コンピュータのキーボードやタイプライターと同様のレイアウトを有する、より慣習的な「ＱＷＥＲＴＹ」キーパッドに慣れている。
【０００４】
電子機器の製造業者は、これらの電子機器を２ヶ所以上の世界市場にて販売するよう製造している。その結果、多くの場合、これらの機器は、特定の地域にて使用されている言語に応じた言葉あるいは文字を有する異なるキーパッドまたはボタンを備えている。従って、異なるキーパッドとボタンのための異なる部品の在庫を保持しておく必要があり、その上、機器を補充する別個の「キット」が組み立てられた後、これらが正しい市場へ輸送されることを確認する必要がある。
【０００５】
数種の機能を実行する統合機器にキーパッドおよびボタンが適合して、外観を変更することにより使用者に馴染んだインターフェースを提供できれば、相当な利点があると思われる。同様に、キーパッドまたはボタンの外観を変更することが可能であれば、同じキーパッドを異なる言語の市場にて使用することが可能となり、キーパッドは、単に適切な文字または記号を表示するであろう。即ち、キーパッドが適合可能であれば、共通のキーパッド・サブアセンブリが使用できて、異なる言語の市場に備えて異なるキーパッド部品をストックしておく必要がなくなる。様々なキーまたはボタン上に、異なる文字または記号を表示させることは、例えば液晶ディスプレイを各ボタン上に配置する等、従来の表示技術を使用して可能である。しかしながら、このようなアプローチは、法外な費用を要するという不都合があり、またＬＣＤ表示装置は可撓性を有さないため、携帯電子機器上に通常見られるポップルスイッチ型キーパッドに使用するには適さないものと思われる。従って、適合可能なキーパッドと、同キーパッドとともに使用される、安価で機械的な可撓性を有するボタン機構とが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書は、新規であると思われる、本発明の特徴を定義する特許請求の範囲が添付されているが、本発明は、図面との関連により以下の説明を考察することで、理解がさらに深まるであろう。図面には、類似する参照番号が付されている。先行技術の簡単な説明も役立つものと思われる。
【０００７】
本発明は、適合可能なキーパッドと、単独にて使用されるか、またはこれらが集合的に使用された場合には、適合可能なキーパッドを提供するボタン機構とを提供する。ボタンは表示手段を備え、同表示手段は、ボタン上に２個以上の文字または記号を表示させる。表示手段は、ドライバ層と透明導電層との間に電気的に活性なインク層を有する積層体である。ドライバ層は、様々な文字の形態を有する導体要素を備える。異なる文字を構成している導体要素の２つ以上のセットが、共通領域内に配置されており、これらのセットは、文字または記号が重なり合う箇所にて共通の導体要素を共有し得る。さらに、文字または記号は、互いに異なる向きを有することが可能であり、従って、異なる向きを用いる作動モードを有する機器上に使用された場合、様々な文字が異なる向きにて表示され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１を参照すると、適合可能なキーパッドアセンブリ１００の分解斜視図が示されている。適合可能なキーパッドアセンブリは、上部に一連のスイッチ回路１０３が配置されたプリント回路板（ＰＣＢ）１０２と、ＰＣＢのスイッチ回路に一致するように整合された一連のポップルドーム１０４と、ポップルドームを定位置に保持する接着層１０６とを有する。キーパッドアセンブリは、さらに積層体を備え、同積層体は、ドライバ層１０８と、電気的に活性なインク層１１０と、透明導電層１１２とを備えた表示手段を提供する。ドライバ層１０８は、それ自体が、例えばＭｙｌａｒ（登録商標）またはポリアミドから形成された可撓性を有する絶縁層（以下、「可撓性絶縁層」とする）を備えた積層体である。可撓性絶縁層上に、銅または導電性インク等の導体要素１１１が配置されている。導体要素は、適合可能なキーパッドの特定のボタン上またはキー上に表示されるべき文字または記号のセグメントを構成している。さらに、導体要素に接続されて、同導体要素に電圧を提供するか、または別様に電気エネルギーを提供する導電性トレース（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｔｒａｃｅ）も存在する。これらのトレースは、可撓性を有する絶縁体に対して同一側、他方の側、または可撓性を有する基体の内部のいずれに配置されてもよく、かつ公知であるように、例えばめっきバイアホールを介して可撓性を有する絶縁体を貫通している。
【０００９】
電気的に活性なインク層は電気泳動材料からなり、例えば、電気的に分極されている二色性の微小球を備える。二色性微小球は、微小球の自由回転を可能にする媒体中に浮遊している。電気的に活性なインクの例は、イーインク・コーポレーション（Ｅ−Ｉｎｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）に譲渡された米国特許第６，１２０，５８８号に開示されている。電気的に分極されている微小球は、電位差が印加されると回転する。層上の様々な地点にて選択的に電位差を印加すると、これらの地点にて微小球が回転し、微小球は二色性を有するため、これらの地点にて異なる色を呈示する。電位差は、導体要素と透明導電層１１２との間にて発生する。透明導電層は、例えば酸化スズインジウム層である。透明導電層全体をある電位に設定し、導体要素をそれとは異なる電位に設定することにより、透明導電層と導体要素との間に電界を生じさせる。電界の生成により、その電界に従って電界内の二色性極性微小球が回転するであろう。最初は、二色性極性微小球の全てが、同一の向きを有するものと想定される。導体要素と透明導電層とに電気エネルギーを付与すると、その間の微小球が回転して、透明導電層と導体要素との間の電気的に活性なインク層の、微小球が回転した領域において、導体要素のパターンに従ったパターンにて変色が見られる。一旦微小球が回転したら電界を除去してもよく、その結果、微小球はその向きを保持する。パターンを消去するには、反対の極性を有する電界を印加して、微小球を最初の状態へと回転させる。
【００１０】
図２を参照すると、ドライバ層１０８の可撓性絶縁層上の導体要素のセットにより構成された、共通領域内に配置された記号の詳細な頂面図２００が示されている。図２では、共通領域内に配置された文字または記号の構成の単純な実施例を図示する。「共通領域内に配置された」とは、文字または記号が、同じ領域を占めていることを意味する。図示するように、文字または記号は、同一のキーまたはボタン上に出現するように、重なり合うか、または隣接して配置される。当業者には、この実施例による教示が、より複雑な文字および構成、並びに共通領域内に配置された３個以上の文字または記号へ拡大され得ることが明白であろう。本実施例において、導体要素２０２，２０４からなる第一セットは、英語のアルファベット文字「Ｉ」を構成する。導体要素２０８，２１０からなる第二セットは、アラビア数字の「１」（一）を構成する。文字または記号が交差する箇所には、第一の記号と第二の記号の双方に共通するセグメントを構成する、導体要素２０６の第三セットを任意にて配置してもよい。同様に、導電性トレース２１２，２２０の第一セットが導体要素の第一セットに接続し、かつ導電性トレース２１６，２１８の第二セットが導体要素の第二セットに接続し、かつ導電性トレース２１４の第三セットが、共通セグメントに接続している。従って、第一の文字が表示されるべき時は、上述したように、導体要素の第一セットに電気エネルギーが付与される。一般に、キーパッドまたはボタンの作動モードに従って、様々な文字セットが排他的にエネルギーを付与される。勿論、１つの文字が表示されるべき時に、別の文字が表示されている場合、現在表示されている文字は消去される必要がある。
【００１１】
本発明の一実施態様において、文字または記号は、図２に示すように、同一の向きに向いていない。適合可能なキーパッドが使用される機器は、様々なモードにて作動可能であることが想定される。即ち、キーパッドは、テキスト入力キーパッドとして「ランドスケープ（横長）」モードにて使用され、例えば電話キーパッドとして使用される場合には、「ポートレイト（縦長）」モードにて使用され得る。これらの機器の例は、本願出願人による”Self-Configuring Multiple Element Portable Electronic Device"と題名された米国特許出願公開第０９／５６０，９７７号に見出すことができる。勿論、キーパッドまたはボタン上に、異なる言語の文字が使用される場合と同様に、共通領域内に配置された文字または記号は、同一の向きを有するものであってもよい。このキーパッドまたはボタンにおいて、使用者は、所望の言語の文字セットを表示させること可能であり、全てのキーまたはボタンが特定の言語文字を表示する。
【００１２】
図３を参照すると、本発明に従ったボタン機構３００の横断面図が示されている。ここに示したボタン機構は、図１のキーパッドアセンブリに対して適合性を有する。このボタン機構の特定の実施態様は、通常通り、プリント回路板（ＰＣＢ）３０２およびポップル（泡形）スイッチ３０４からなる構成を有している。ＰＣＢは、従来と同様に製造されたＰＣＢであり、かつスイッチ回路を備える。スイッチ回路は、制御回路に電気接続された導体からなり、ポップルスイッチ３０４とスイッチ回路との接触を検知する。ポップルスイッチはドーム構造を有し、導電性材料により形成されている。ポップルドームが深く押し下げられると、ポップルドームはスイッチ回路と接触して、回路が完成される。この回路の完成は従来と同様、制御回路により検知される。スイッチ手段に一致するように、表示手段が配置されている。表示手段は、ドライバ層３０６と、電気的に活性なインク層３０８と、透明導電層３１０とを備えている。電気的に活性なインク層は、ドライバ層と透明導電層との間に配置されている。この表示積層体は可撓性を有するため、ポップルドームを深く押し下げることができる。ボタン機構は、表示積層体とポップルスイッチのみで機能し得るが、好ましい実施態様にて、ボタン機構は、ポップルスイッチに一致するように配置された透明作動部材３１２をさらに備える。従って、表示手段は、ポップルスイッチと透明作動部材との間に存在する。透明作動部材は、表示積層体に接触し、内部にボタンが配置された機器のハウジング３１４によって定位置に保持されている。透明作動部材は、凸状の外表面３１６を備え、それにより拡大効果と、機器のハウジングとは異なる触感とを提供することが想定される。
【００１３】
図４を参照すると、本発明の別の実施態様に従った代替的なボタン機構４００の横断面図が示されている。この実施態様では、通常、コンピュータ端末等に使用されている標準的なキーボードに対してより高い適合性を有する、代替的なスイッチ手段を示す。ボタンまたはキーは、一般的には成形プラスチックから形成されるであろう本体４０２を備える。表示積層体は、ボタン本体上に形成された凹部内に配置され、かつドライバ層４０４と、電気的に活性なインク層４０６と、透明導電層４０８とを備える。表示積層体上に透明なカバー４１０を配置して、表示積層体を保護してもよい。ボタン機構本体は、ばね手段４１２により、例えばＰＣＢ４１４から離反するように付勢される。スイッチ回路４１６は、ボタン本体下部のＰＣＢ上に配置されている。ボタン本体の低部部分に、導電性部材４１８がスイッチ回路に一致するように配置されている。従って、ボタンを深く押し下げるとスイッチ回路４１６が完成されて、この回路の完成は制御回路により検知される。表示を作動させるには、可撓性を有する連結具４２０を用いて、制御回路を表示積層体のドライバ層と透明導電層とに接続させる。以上のように、キーボードは、このようなボタン機構の集合体から形成され得る。各ボタンは、ドライバ層上に、各文字に対応するドライバ層部分から形成された、互いに異なる言語セットに属する数個の文字を有し得る。使用者が、異なる言語による文字セットをキーボード上に表示させたい場合、制御回路は古い文字を消去して、所望の言語による新しい文字を表示させることが可能である。
【００１４】
従って、本発明は、適合可能なキーパッドと、ボタン機構とを提供することにより問題点を解決する。本発明の好ましい実施態様が図示かつ説明されているが、本発明はこれらの実施態様に限定されないことは明らかである。当業者は、特許請求の範囲に定義する本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、多数の改良、変更、別例、置換、および等価物を想起するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による適合可能なキーパッドアセンブリの分解斜視図。
【図２】本発明による導体要素のセットにより形成された、共通領域内に配置された記号の詳細な頂面図。
【図３】本発明によるボタン機構の横断面図。
【図４】本発明の別の実施態様による代替的なボタン機構の横断面図。

Claims (10)

1. ボタン機構の作動に応答して、ボタン回路を作動させるスイッチ手段と、
   前記スイッチ手段に一致するように配置された表示手段とを備えるボタン機構であって、前記表示手段は、
   ボタン機構上に表示されるべき記号のパターンに構成された導体パターンを備えたドライバ層と、
   透明導電層と、
   前記透明導電層と前記ドライバ層との間に配置された、電気的に活性なインク層とを有するボタン機構。
2. 前記導体パターンは、
   第一の記号に対応する導体要素の第一セットと、
   第二の記号に対応する導体要素の第二セットとを備え、
   前記第一の記号および第二の記号は、共通領域内に配置されている請求項１に記載のボタン機構。
3. 導体要素の第三セットをさらに備え、該第三セットは、前記第一の記号および第二の記号の双方に共通するセグメントを形成する請求項２に記載のボタン機構。
4. 前記第一の記号および第二の記号は、同一の向きに向いていない請求項２に記載のボタン機構。
5. 前記スイッチ手段は、ポップルスイッチを備える請求項１に記載のボタン機構。
6. 前記ポップルスイッチに一致するように配置された透明作動部材をさらに備え、前記表示手段は、ポップルスイッチと該透明作動部材との間に配置される請求項５に記載のボタン機構。
7. 前記透明作動部材は、凸状の外表面を有する請求項６に記載のボタン機構。
8. 適合可能なキーパッドであって、
   複数のキーを備え、該複数のキーの各々は、
   ボタン機構の作動に応答して、ボタン回路を作動させるスイッチ手段と、
   前記スイッチ手段に一致するように配置された表示手段とを備え、前記表示手段は、
   ボタン機構上に表示されるべき記号のパターンに構成された導体パターンを備えたドライバ層と、
   透明導電層と、
   前記透明導電層と前記ドライバ層との間に配置された、電気的に活性なインク層とを有する適合可能なキーパッド。
9. 前記各キーの導体パターンは、
   第一の記号に対応する導体要素の第一セットと、
   第二の記号に対応する導体要素の第二セットとを備え、
   前記第一の記号および第二の記号は、共通領域内に配置されている請求項８に記載の適合可能なキーパッド。
10. 各キーが、導体要素の第三セットをさらに備え、該第三セットは、前記第一の記号および第二の記号の双方に共通するセグメントを形成する、請求項９に記載の適合可能なキーパッド。