JP2006324241A - キーパッド装置および携帯型端末機 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、キーボタンに対して、光を均一な輝度で照射することのできる、携帯型端末機に使用可能なキーパッド装置を提供する。
【解決手段】本発明のキーパッド装置は、少なくとも一つの弾性層(211)及び弾性層の上に配置された少なくとも一つのキーボタン(212)を備えるキーパッド(210)と、弾性層の下部に位置し、内部で光を反射させ、この光をキーボタン側に向けて反射させる反射パターン(222a)が形成された導光部材(220)と、キーボタンに対応する少なくとも一つのスイッチ(231a、233)が設けられ、前記導光部材の下部に配置されたスイッチ基板(230)とを有する。
【選択図】図2

Description

本発明は、携帯型端末機に具備されるキーパッド装置に関し、特に、照明ユニットを含むキーパッド装置および、キーパッド装置を備えた携帯型端末機に関する。
一般に、従来の無線通信端末機などの携帯型端末機に使用されるキーパッド装置は、板状の弾性層、及び弾性層の第1の面上に形成され、各々その表面に文字などが印刷された複数のキーボタンからなるキーパッドと、各キーボタンの押下により電気的に接続され、キーボタンの押下を電気的信号に変換可能な多数のスイッチが実装されたスイッチ基板とを有している。
携帯型端末機は、暗所でもキーパッドを操作できるように、キーパッドを照明する照明ユニットを有している。この照明ユニットは、複数の発光ダイオードを印刷回路基板の上に配列した構造、或いは無機電界発光体を弾性パッド内に挿入した構造を有している。
図1は、従来の多数の発光ダイオードを含むキーパッド装置100を示す断面図である。図1を参照すれば、従来のキーパッド装置100は、スイッチ基板120と、複数の発光ダイオード122と、キーパッド110とを有する。
キーパッド110は、板状の弾性層111と、弾性層111の第1の面(操作面となる表面)上に形成され、各々その上面に文字などが印刷された複数のキーボタン112と、第1の面の反対側に位置する弾性層111の第2の面(裏面)上に形成された複数の突起部111aとを有する。各キーボタン112と各突起部111aとは、操作面となる上記第1の面に対して略直交する方向に配置されている。
スイッチ基板120は、板状の印刷回路基板120aと、キーパッド110に対向するように印刷回路基板120aの上面に形成された複数のスイッチ121とを備えている。各スイッチ121は、導電性の接触部材と、接触部材を完全に覆う導電性ドームとからなる。発光ダイオード122は、印刷回路基板120aの上面に搭載されている。
ここで、上述したように、キーボタン112と対応させてスイッチ121を配置する必要があるため、各発光ダイオード122は、キーボタン112に対して操作面と略直交する方向に配置することができない。すなわち、発光ダイオード122を、隣り合うスイッチ121間に位置する必要があるため、各キーボタン112に対しては、発光ダイオード122からの光が斜めに入射することになる。このような構成では、各キーボタン112の照明が不均一となり、キーボタン112が暗くなってしまうという問題点が生じる。
上述した問題点を解決するために、無機電界発光体を弾性層内に挿入したキーパッドを含むキーパッド装置が提案されているが、無機電界発光体を使用するには別途のAC電源を使用しなければならない。つまり、無機電界発光体を含むキーパッド装置では、DCをACに変換させるための別途のインバータをさらに備えなければならず、これにより、キーパッド装置の体積及び製造費用が増加(大型化及びコストアップ)するとともに、AC変換によるノイズが発生してしまう。
本発明の目的は、キーボタンに対して、光を均一な輝度で照射することのできる携帯型端末機に使用可能なキーパッド装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本願第1の発明であるキーパッド装置は、少なくとも一つの弾性層及び前記弾性層の上に配置された少なくとも一つのキーボタンを備えるキーパッドと、前記弾性層の下部に位置し、内部へ光を転送させ、前記光を前記各キーボタン側に反射させる反射パターンが形成された導光部材と、前記キーボタンに対応する少なくとも一つのスイッチが形成され、前記導光部材の下部に位置したスイッチ基板とを有する。
また、本願第2の発明であるキーパッド装置は、その上面に少なくとも一つのスイッチを備えるスイッチ基板と、その上面に少なくとも一つの押圧突起部を備える弾性層と、前記スイッチの上に位置するように前記弾性層の上面に配置された少なくとも一つのキーボタンとを備えるキーパッドを含むキーパッド装置は、前記弾性層の下部に位置し、前記キーボタンに対応する一部に反射パターンが形成された導光部材をさらに有する。
本発明は、導光部材を介して光をキーボタンに照射させることで、光の損失を抑制でき、導光部材内でガイドされた光がキーボタンを介して端末機の外部に射出するという利点がある。さらに、本発明は、導光部材の一端に発光ダイオード等の光源を位置させることで、キーパッドの構成に必要な発光ダイオード等の光源の数を低減することができる。
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。以下の説明において、公知の機能や構成についての説明は、適宜省略する。
図2は、本発明の一実施形態であるキーパッド装置の構造を示す断面図、図3は、図2に示すキーパッド装置200の一部の拡大図、図4は、図2に示すスイッチ基板230の上に導光部材220が配列された状態を示す図である。図2から図4に示すように、キーパッド装置200は、キーパッド210と、導光部材220と、複数(1つであってもよい)のスイッチ(ドーム部231a及び導電性接触部材233で構成されている)を有し、導光部材220の第2の面222の下部に配置されたスイッチ基板230と、複数の光源241、242とを有する。
キーパッド210は、弾性層211と、弾性層211の上面(操作面)に配置された複数(1つであってもよい)のキーボタン212とを有する。
弾性層211は、板状に形成されており、各キーボタン212及び各押圧突起部211aはそれぞれ、弾性層211の両面において、弾性層211の厚さ方向(言い換えれば、操作面と略直交する方向)に配置されている。キーボタン212は、弾性層211の上面に配置されており、押圧突起部211aは、弾性層211の下面において、導光部材220の第1の面221と対向するように形成されている。弾性層211としては、押下されたキーボタン212を押下前の状態に戻すことができるように、ゴム又はシリコンのような弾性力(復元力)に優れた材質を使用することができる。
複数のキーボタン212の上面には、文字や数字などを印刷することができる。また、キーボタン212は、弾性層211と同一又は異なる材質を用いて、弾性層211と一体的に形成したり、ポリカーボネート又はアクリル系樹脂などの材質で形成した後に、弾性層211の上面に付着したりすることができる。キーボタン212は、必要に応じて円、楕円、四角などの任意の形状に形成することができる。なお、弾性層211とキーボタン212との間に別途のフィルムを挿入した構造も可能であり、弾性層211とキーボタン212との間に挿入されるフィルムとしては、例えば、ポリウレタンフィルムを用いることができる。
複数の押圧突起部211aは、キーボタン212が形成された弾性層211の上面と対向する下面に形成されている。本実施形態では、押圧突起部211aが、弾性層211と一体的に形成されているが、弾性層211とは別に成形してから接着剤などを用いて弾性層211に固定することもできる。
導光部材220は、弾性層211の下面(押圧突起部211aが形成されている面)と対向する第1の面221と、キーボタン212と対応する位置に反射パターン222aが形成された第2の面222とを有している。導光部材220の側面には光源241、242が連結されており、光源241、242で生成(射出)された光は、導光部材220内に入射し、導光部材220内で反射する。導光部材220としては、ポリカーボネート樹脂又はアクリル系樹脂等の材料(光を透過させることのできる材料)を成形(例えば、射出成形)して形成された導光板や、多数の光ファイバを配列した後、紫外線硬化剤などを用いて結合された少なくとも一つの光ファイバアレイなどを用いることができる。導光部材220は、スイッチ233と対面する部分が、キースイッチ212側に向かって凸となる形状に形成されている。ここで、内部に入射した光を反射させることができれば、導光部材220に、凸形状や他の形状を持たせずに、平板状又は実質的に平板な形状に形成することもできる。
反射パターン222aは、押圧突起部211aに対応した位置である、第2の面222上の一部に形成されており、導光部材220内で反射して反射パターン222aに導かれた光の一部を乱反射させてキーボタン212を照明する。反射パターン222aは、スクラッチや印刷などによって形成することができる。反射パターン222aの密度(凹凸形状のピッチ)は、光を均一に反射させるために、位置に応じて異ならせることができる。
図4に示すように、光源241、242は、スイッチ基板230の端部側に取り付けられており、導光部材220の側面と、光源241、242の発光面が対向するようにスイッチ基板230上に搭載されている。光源241、242から照射された光は、導光部材220の側面に入射して、導光部材220の内部に導かれる。光源241、242としては、通常、発光ダイオードを用いることができる。
図4に示す導光部材220は、この中央領域において一方向に延びるように配置された第1の光ファイバアレイ220aと、第1の光ファイバアレイ220aの周囲を囲むように配置された第2の光ファイバアレイ220bとを含む。第1の光ファイバアレイ220aは、この一端側が二分されており、この分離された各端部が光源241、242に連結されている。第2の光ファイバアレイ220bの両端部は、光源241、242の各々に連結されている。
スイッチ基板230は、この上面に導光部材220が配置されている。ここで、図4に示すように、導光部材220(光ファイバアレイ220a、220b)を所定の領域にガイドし、導光部材220を支持するための複数の支持突起部250(図4の○で示す部分)が、スイッチ基板230の上面側に突設されている。支持突起部250は、光ファイバアレイ220a、220bをスイッチ基板230の上に組み立てた後に除去することができる。支持突起部250を利用して、導光部材220をスイッチ基板230の側面に位置させたり、スイッチ基板230上に位置させたりすることができる。スイッチ基板230は、印刷回路基板232と、ドームシート231とを有する。
印刷回路基板232の上面には、複数の導電性接触部材233が実装されており、各接触部材233は、ドームシート231のドーム部231aと共にスイッチを構成する。また、このスイッチは、押圧突起部211aに対して操作面と略直交する方向に配置されている。印刷回路基板232としては、FPCB(Flexible Printed Circuit Board)を使用することができる。
ドームシート231は、印刷回路基板232の上面に固定され、半球形状を持つ複数の導電性ドーム部231aを備えている。各ドーム部231aは、接触部材233を囲むような形状に形成されている。
ユーザーが何れかのキーボタン212を押下すると、キーボタン212の下部に位置する弾性層211が、導光部材220を介して対応するドーム部231aを押下することになる。押下されたドーム部231aは、対応する接触部材233と電気的に接続される。
図5及び図6は、図2に示すキーパッド210(弾性層211)の下部に、導光部材220(光ファイバアレイ220a、220b)が配置された状態を示す図である。ここで、図5及び図6は、導光部材における光ファイバアレイの配置構成が異なっている。図5は、キーパッド210(弾性層211)の下部に配置された導光部材220(光ファイバアレイ220a、220b)を示すもので、導光部材220が押圧突起部211aの下部に配列された状態を示す。
図6は、キーパッド210(弾性層211)の下部に配列された導光部材220’を示している。ここで、導光部材220’は、光ファイバアレイの配置が、上述した導光部材220とは異なるものである。すなわち、図6に示すように、キースイッチ212側から見たときに、導光部材220’の光ファイバアレイが、押圧突起部211aの周囲に位置するように配置されている。
図7から図9は、図2に示すスイッチ基板230上に配置される導光部材の構成例を示す図である。図7から図9に示す導光部材では、光ファイバアレイの配置構成が異なっている。図7は、スイッチ基板230上に、第1から第3の光ファイバアレイ220a’〜220c’からなる導光部材220’が配置された状態を示す図であり、スイッチ基板230’上に、導光部材220’を支持するための複数の支持突起部250’(図7の○で示す部分)が突設されている。これらの支持突起部250’は、第1から第3の光ファイバアレイ220a’〜220c’を所定位置で支持するために用いられる。
第1の光ファイバアレイ220a’は、閉ループを形成しており、両端が光源241’に連結している。第2の光ファイバアレイ220b’は、閉ループを形成しており、両端が光源242’に連結している。第3の光ファイバアレイ220c’は、第1及び第2の光ファイバアレイ220a’、220b’の周囲を囲むように配置されており、両端が各々光源241’、242’に連結している。ここで、光源241’から照射された光は、第1の光ファイバアレイ220a’内および第3の光ファイバアレイ220c’内で反射して、これらの光ファイバアレイ220a’、220c’の配置方向に沿って進むことになる。光源242’から照射された光は、第2の光ファイバアレイ220b’内および第3の光ファイバアレイ220c’内で反射して、これらの光ファイバアレイ220b’、220c’の配置方向に沿って進むことになる。また、第1から第3の光ファイバアレイ220a’〜220c’のうち、特定の領域(キーボタン212に対応した領域)には、上述した反射パターン222a(図7では不図示)が形成されており、光ファイバアレイ220a’〜220c’内で反射した光の少なくとも一部を、キーボタン212側に向けて反射させる。
図8は、スイッチ基板230”上に、第1及び第2の光ファイバアレイ220a”、220b”からなる導光部材220”が配置された状態を示す図であり、スイッチ基板230”上には導光部材220”を支持するための複数の支持突起部250”(図8の○で示す部分)が突設されている。これらの支持突起部250”は、第1及び第2の光ファイバアレイ220a”、220b”を所定位置で支持するために用いられる。
第1の光ファイバアレイ220a”は、略U字状に配置されており、スイッチ基板230”の中央領域において一方向に延びるように配置された第2の光ファイバアレイ220b”を囲むように配置されている。第1の光ファイバアレイ220a”の両端の各々は、光源241”、243”に連結しており、第2の光ファイバアレイ220b”の一端は、光源242”に連結している。ここで、光源241”から照射された光は、第1の光ファイバアレイ220a”内で反射して、この光ファイバアレイ220a”の配置方向に沿って進むことになる。光源242”から照射された光は、第2の光ファイバアレイ220b”内で反射して、この光ファイバアレイ220b”の配置方向に沿って進むことになる。光源243”から照射された光は、第1の光ファイバアレイ220a”内で反射して、この光ファイバアレイ220a”の配置方向に沿って進むことになる。また、第1及び第2の光ファイバアレイ220a”、220b”のうち、特定の領域(キーボタン212に対応した領域)には、上述した反射パターン222a(図8では不図示)が形成されており、光ファイバアレイ220a”、220b”内で反射した光の少なくとも一部を、キーボタン212側に向けて反射させる。
図9は、スイッチ基板230’’’上に、第1及び第2の光ファイバアレイ220a’’’、220b’’’からなる導光部材220’’’が配置された状態を示す図であり、スイッチ基板230’’’の上面には、導光部材220’’’を支持するための複数の支持突起部250’’’(図9の○で示す部分)が突設されている。これらの支持突起部250’’’は、第1及び第2の光ファイバアレイ220a’’’、220b’’’を所定位置で支持するために用いられる。
第1の光ファイバアレイ220a’’’は、一方向に延びる部分と、曲率を有する部分とを有しており、この一端は、光源241’’’に連結している。また、第1の光ファイバアレイ220a’’’の他端は、第2の光ファイバアレイ220b’’’の一端と接続されている。ここで、光源241’’’から照射された光は、第1の光ファイバアレイ220a’’’内で反射して、この光ファイバアレイ220a’’’の配置方向に沿って進んだ後、第2の光ファイバアレイ220b’’’内に入射する。そして、第2の光ファイバアレイ220b’’’内で反射して、この光ファイバアレイ220bの配置方向に沿って進むことになる。このように、光源241’’’で生成(照射)された光は、第1の光ファイバアレイ220a’’’を経て、第2の光ファイバアレイ220b’’’に到達するようになっている。また、第1及び第2の光ファイバアレイ220a’’’、220b’’’のうち、特定の領域(キーボタン212に対応した領域)には、上述した反射パターン222a(図9では不図示)が形成されており、光ファイバアレイ220a’’’、220b’’’内で反射した光の少なくとも一部を、キーボタン212側に向けて反射させる。
図10は、図2に示したキーパッド装置を備える携帯用端末機を示す正面図である。携帯用端末機300は、一般的なバータイプの携帯用端末機であり、従来技術と比較して、キーパッド装置の具体的な構成においてのみ差がある。従って、携帯用端末機300の内部の構成についての詳細な説明は省略して、外観を中心にして簡略に記述するものとする。
携帯用端末機300は、全体的な外観を形成するハウジング310と、ハウジング310の前面に露出したスピーカ装置320と、表示装置330と、キーパッド装置200及びマイク装置340とを有している。
スピーカ装置320は、ハウジング310の上部に配置されており、入力された電気信号を音声信号に変換して出力する。マイク装置340は、ハウジング310の下部に配置されており、入力された音声信号を電気信号へ変換して出力する。
表示装置330は、スピーカ装置320とマイク装置340との間に配置されており、携帯用端末機300の作動状態を視覚的に表示する。具体的には、表示装置330は、アンテナ受信感度、バッテリー充電レベル状態、入力された電話番号などの情報を表示する。
キーパッド装置200は、表示装置330とマイク装置340との間に配置されており、図2に示すバーのような構成を有する。図6に示すように、キーパッド装置200の構成要素のうち、複数のキーボタン212のみがハウジング310の前面から露出している。
以上、本発明のキーパッド装置がバータイプの携帯用端末機に適用されることを例示したが、本発明のキーパッド装置がホルダータイプ、スライドタイプなどの任意のタイプの携帯用端末機にも適用されることができることは自明である。
なお、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態について説明したが、本発明の要旨から逸脱しない範囲内において、上述した実施形態に様々な変更を加えることができる。すなわち、本発明の範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
従来のキーパッド装置の断面構造を示す図である。 本発明の一実施形態によるキーパッド装置の構造を示す図である。 図2に示す導光部材の一部の拡大図である。 図2に示す導光部材がスイッチ基板の上に配列された状態を示す平面図である。 図2に示す導光部材がキーパッドの下部に配列された一例を示す図である。 図2に示す導光部材がキーパッドの下部に配列された一例を示す図である。 図2に示すスイッチ基板上に導光部材が配列された一例を示す図である。 図2に示すスイッチ基板上に導光部材が配列された一例を示す図である。 図2に示すスイッチ基板上に導光部材が配列された一例を示す図である。 携帯用端末機の正面図である。
符号の説明
210:キーパッド
211:弾性層
211a:押圧突起部
212:キーボタン
220:導光部材
220a、220b:光ファイバアレイ
221:第1の面
222:第2の面
222a:反射パターン
230:スイッチ基板
231:ドームシート
231a:ドーム部
233:接触部材
241、242:光源
250:支持突起部

Claims (29)

  1. 少なくとも一つの弾性層及び前記弾性層の上に配置された少なくとも一つのキーボタンを備えたキーパッドと、
    前記弾性層の下部に位置し、内部で光を反射させ、前記光を前記各キーボタン側に向けて反射させる反射パターンが形成された導光部材と、
    前記キーボタンに対応する少なくとも一つのスイッチが設けられ、前記導光部材の下部に配置されたスイッチ基板と、を有することを特徴とするキーパッド装置。
  2. 前記弾性層は、前記導光部材と対面するように形成された少なくとも一つの押圧突起部を有することを特徴とする請求項1に記載のキーパッド装置。
  3. 前記スイッチ基板は、
    印刷回路基板と、
    前記印刷回路基板の上に配置された少なくとも一つのスイッチと、を有することを特徴とする請求項1に記載のキーパッド装置。
  4. 前記導光部材は、少なくとも一つの光ファイバアレイを有することを特徴とする請求項1に記載のキーパッド装置。
  5. 前記光ファイバアレイは、前記スイッチの周囲に配置されていることを特徴とする請求項4に記載のキーパッド装置。
  6. 前記光ファイバアレイは、前記スイッチの上に配置されていることを特徴とする請求項4に記載のキーパッド装置。
  7. 前記スイッチ基板は、前記導光部材を固定させるための複数の支持突起部を有することを特徴とする請求項1に記載のキーパッド装置。
  8. 前記導光部材の側面に入射する光を射出する少なくとも一つの光源を有することを特徴とする請求項1に記載のキーパッド装置。
  9. 前記光源は、フォトダイオードを有することを特徴とする請求項8に記載のキーパッド装置。
  10. 前記導光部材は、少なくとも一つの導光板を有することを特徴とする請求項1に記載のキーパッド装置。
  11. 前記導光板は、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂又はシリコンの材質であることを特徴とする請求項10に記載のキーパッド装置。
  12. 前記反射パターンは、前記導光部材の下面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のキーパッド装置。
  13. 前記導光板は、平板状に形成されていることを特徴とする請求項10に記載のキーパッド装置。
  14. 前記各反射パターンは、光の強度を均一に反射させるために、位置によって密度を異にして形成されることを特徴とする請求項1に記載のキーパッド装置。
  15. 請求項1から14のいずれか1つに記載のキーパッド装置を備えたことを特徴とする携帯型端末機。
  16. キーパッド装置の構成方法において、
    キーパッドの弾性層の下部に位置し、光を内部反射させる導光部材へ光を入射させるステップと、
    前記導光部材内に入射する光を、反射パターンによって各キーボタン側に反射させるステップと、
    複数のスイッチが集積されたスイッチ基板において、各キーボタンの押下を電気的信号に変換させるステップと、を含むことを特徴とするキーパッド装置の構成方法。
  17. 前記弾性層は、前記導光部材と対面するように形成された少なくとも一つの押圧突起部を有することを特徴とする請求項16に記載のキーパッド装置の構成方法。
  18. 前記スイッチ基板は、
    印刷回路基板と、
    前記印刷回路基板の上に配置された少なくとも一つのスイッチと、を有することを特徴とする請求項16に記載のキーパッド装置の構成方法。
  19. 前記導光部材は、少なくとも一つの光ファイバアレイを有することを特徴とする請求項16に記載のキーパッド装置の構成方法。
  20. 前記光ファイバアレイは、前記スイッチの周囲に配置されていることを特徴とする請求項19に記載のキーパッド装置の構成方法。
  21. 前記光ファイバアレイは、前記スイッチの上に配置されていることを特徴とする請求項19に記載のキーパッド装置の構成方法。
  22. 前記スイッチ基板は、前記導光部材を固定させるための複数の支持突起部を有することを特徴とする請求項16に記載のキーパッド装置の構成方法。
  23. 前記キーパッド装置は、前記導光部材を介して導かれた光を前記導光部材の側面へ入射させるための少なくとも一つの光源を有することを特徴とする請求項16に記載のキーパッド装置の構成方法。
  24. 前記光源は、フォトダイオードを有することを特徴とする請求項23に記載のキーパッド装置の構成方法。
  25. 前記導光部材は、少なくとも一つの導光板を有することを特徴とする請求項16に記載のキーパッド装置の構成方法。
  26. 前記導光板は、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂又はシリコンの材質であることを特徴とする請求項25に記載のキーパッド装置の構成方法。
  27. 前記反射パターンは、前記導光部材の下面に形成されることを特徴とする請求項16に記載のキーパッド装置の構成方法。
  28. 前記導光板は、平板状に形成されていることを特徴とする請求項25に記載のキーパッド装置の構成方法。
  29. 前記各反射パターンは、光の強度を均一に反射させるために、位置によって密度を異にして形成されることを特徴とする請求項16に記載のキーパッド装置の構成方法。
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