JP2006526178A - 多機能キーパッド - Google Patents

Abstract

一組のスイッチと、各スイッチを操作するために、ユーザによってそれぞれ動かすことができる一組のキー要素と、ディスプレイコントローラの制御下においてディスプレイパターンが変化可能であり、少なくともいくつかの前記キー要素から2つ以上の光のパターンを伝播することが可能となるように配されたディスプレイ装置と、を有し、前記キー要素から印が表示されてもよく、前記表示された印が前記ディスプレイコントローラの制御下において変化してもよい、キーパッド。

Description

本発明はキーパッド、特に多機能操作に適するキーパッドに関する。

キーパッドは、ユーザによって機械的に押下可能な複数のキーを有する。各キーは一般的にユーザが押下した時に操作される個別のスイッチを持ち、キーパッドが装着された装置への入力を提供する。

図１は一般的なメンブレンキーパッドの断面図である。キーパッドは、そのキーパッドが装着されている装置のハウジング１の中へ配置される。キーパッドは複数のキーを有し、それぞれキーヘッド２、メンブレンスイッチ３、ドームスプリング４から構成される。キーヘッドは図に示す通りニュートラル位置を持ち、ドームスプリング４によりハウジングに対してやや外側へ向いている。ユーザは、ドームスプリングとは反対にハウジングに対し内側へキーヘッドを押下でき、キーヘッドの内端上にある先端５をメンブレンスイッチへ近づけ、接触させることができる。メンブレンスイッチは、装置の制御プロセッサ６に接続しており、スイッチからの入力を利用できる。

ユーザがキーパッドのキーを区別できるようにするために、キーヘッドには通常、印を付けられていたり、あるいは印を埋め込まれている。ある一般的な構成としては、キーヘッドを、シリコンゴムなどの半透明物質の弾力性マット７に一体的に形成することである。半透明物質の間は暗色で不透明な物質の部位８である。部位８は各キーに適した印の形状（例えば数字など）をしている。暗色の部位はキーパッドのユーザには可視であり、キーパッドが前面から照らされた時に、キーを区別することが可能となる。マット７の底面に均一照射を行うために、バックライト９をキーパッドの裏側に配置することができる。

バックライトからの光は不透明な部位８を透過せず、その結果、暗い条件でもユーザはキーを区別することができる。キーに印を付ける代わりに又はそれに加えて、ハウジング上又はマットのキーヘッド以外の部位上であってどちらの場合も対象のキー横に、キーの機能を示す印を付けることができる。

各キーは専用の機能を持ってもよい。しかし、キー押下に反応して装置により実行される機能が、キー押下時の制御プロセッサ６の状態によって決まることが普通である。例えば、携帯電話で、印「４」と付いたキーは、電話の制御プロセッサが電話番号入力のモードである場合には、ダイヤルする番号に数字「４」を追加する機能、電話の制御プロセッサがゲームモードである場合には、アイコンを左へ移動する機能、電話が英字入力モードである場合には、文字「ｇ」を入力する機能を実行してもよい。あるキーが可能な全ての機能をユーザに示すことは、以下のようないくつかの問題を引き起こす。
１．特に携帯電話のような比較的コンパクトな装置では、キーヘッドやキー周辺上に単に十分なスペースがなく、判読可能な方法で可能な機能全てを記すことができないこともある。
２．キー上に多数の可能な機能を記した場合、キー上の情報が多過ぎ、ユーザがその全てを簡単に利用できないこともある。
３．キー上に多数の可能な機能を記した場合、キーパッドで操作するユーザインタフェースの設計に制限を課すことになる。ある状況において１つのキーが「左」の機能を果たし、別の状況においては別のキーが「左」の機能を実行することが望ましい場合もあるかもしれないが、それら両方のキーに「左」と記してある場合、ユーザを混乱させることになり得る。
４．ユーザは制御プロセッサをアップグレードし、機能を追加することができることもある。これにより導入される如何なるキーパッド機能も、装置が製造された時にはその機能は未知である可能性が高いため、一概にキーに記すことで取り入れることはできない。

結果として、最重要な機能のみをキー上に記すことが普通である。つまり、ユーザがキーの重要でない機能を覚える必要があるということである。

ユーザディスプレイ内蔵の装置において、ディスプレイ横に１つ以上の「ソフト」キーを配置し、制御プロセッサがディスプレイを制御してキーの現在の機能をキー横に表示することが知られている。

しかしながら、これはユーザディスプレイ上のスペースを使い尽くし、ディスプレイの一部の横に全てのキーを配置する場合、キーパッドがディスプレイを囲むように変形することになり、つまりテキストや電話番号などの一連のデータの入力を難しくさせ、データ入力中にユーザの手がディスプレイをブロックすることになるため、一般的にキーが少数の場合のみ実用的である。

別の方法としては、タッチパネル式のディスプレイ画面の使用がある。これはディスプレイの選択領域に仮想「キー」を表示できる。しかし、上述のキーパッドの使いやすさの重要な利点は、機械式のキーはユーザのキー押下に対し触覚でのフィードバックを提供できる点にあり、これによりキーパッドに対するユーザの印象を向上し、キーが押されたことをユーザに再認識させる。タッチパネル式画面は機械式のキーを持っていないため、触覚でのフィードバックを提供しない。

ユーザに対し、キーパッドのキーの機能を示すより良い方法が必要とされている。

本発明によれば、一組のスイッチと、各スイッチを操作するために、ユーザによってそれぞれ動かすことができる一組のキー要素と、ディスプレイコントローラの制御下においてディスプレイパターンが変化可能であり、少なくともいくつかの前記キー要素から２つ以上の光のパターンを伝播することが可能となるように構成されたディスプレイ装置と、を有し、前記キー要素から印が表示されてもよく、前記表示された印が前記ディスプレイコントローラの制御下において変化してもよい、キーパッドが提供される。

前記ディスプレイ装置は、柔軟なフィルムの形をしていることが好ましい。

前記キー要素は前記柔軟なフィルムにより相互接続していることが好ましい。前記キー要素は前記柔軟なフィルムに接着されているかあるいはそれを通って伸びていてもよい。

各キー要素は、ユーザによる作動のための外部パッドを有していることが好ましい。前記外部パッドは透明であってもよい。前記ディスプレイ装置は各外部パッド及びそれぞれのスイッチの間に位置することが好ましい。前記印は各個別のキー要素から表示されてもよい。

前記ディスプレイ装置は発光ディスプレイ装置であってもよい。あるいは、前記装置は透過型または半透過型ディスプレイ装置であってもよい。各ディスプレイパターンは、前記ディスプレイ装置により生成され、前記ディスプレイ装置から発光される光のパターンであってもよく、あるいは前記装置の外部で生成され、前記装置を通して伝わる又は前記装置により反射される光のパターンであってもよい。

本発明の第二の側面によれば、上記請求項のいずれかに記載のキーパッド及び前記ディスプレイコントローラを含む電子装置が提供される。

前記ディスプレイコントローラは、第一モードにおいて、前記ディスプレイ装置に前記キー要素を介して第一の組の印を表示させ、第二モードにおいて、前記キー要素を介して第二の組の印を表示させるように設定されてもよい。前記第一モードは数値入力モードであってもよく、その場合、前記第一の組の印は数値印であることが好ましい。前記第二モードは英字入力モードであってもよく、その場合、前記第一の組の印は英字印であることが好ましい。前記第一及び第二モードにおいて、各キー上に表示された前記印が、前記キーの押下時に入力される文字を示すことが好ましい。好適には、前記第二モードにおいて、前記キーの押下時に入力される前記文字が、前記キーの別のキーを押すことなく、それぞれの前回のそのような押下後の既定時間内で前記キーが押された回数で決まる。

発明の実施形態の説明

ここで、添付図面への参照と共に例を用いて本発明を説明する。図２、図３の装置において、キーヘッド２１のパッド５４の裏側に配置されたディスプレイ装置４１がある。制御プロセッサ２２は、キーの機能によって、いつでもディスプレイ装置４１からの発光パターンを変化させることができる。キーヘッドのパッド５４は透過性を有するため、ユーザはキーヘッドを通してディスプレイのパターンを見ることができ、キーの現在の機能を知ることができる。

図２の装置は携帯電話である。しかし、これは単なる例であり、本キーパッドは携帯電話での使用に制限されるものではない。

図２の携帯電話はハウジングを有し、そのハウジングは硬いプラスチック物質からなり、後部２３ａ及び前部２３ｂの２つの部分から形成される。それらの部分は１つに固定され、電話のほとんどの構成物を含む。ハウジングの前部には、キーヘッドのパッド５４が突き出るための穴と、ユーザがハウジング内部にあるユーザディスプレイ３０を見ることができる透明ウィンドウ３２がある。また、ハウジング内部には、制御プロセッサ２２、メモリ２４、バッテリ２５、トランシーバーユニット２６、アンテナ２７、マイク２８、スピーカー２９がある。

これらの機能については後述する。通常３１と示されるキーパッドの一部の構成物もまた、ハウジング内部にある。

キーパッド３１は、多数のキーヘッド２１へ取り付けられ、それらを１つに接続する網の目状を形成する、柔軟なシートディスプレイ装置４１からなるキーマット４０を有する。シートは、自然な状態にある時、平面状であり、図２に示すようにマットが導入されると、キーヘッドの外部パッド５４はその平面を超えて、電話の前面方向へ伸びる。マットが導入されると、キーヘッドはハウジングにある穴の外へ伸びるため、ユーザによりハウジングに対して内側へ押されてもよい。マット４０の裏側は、メンブレン・スイッチ・ユニット４３であり、各キーを個々のスイッチへ連携させる。メンブレン・スイッチ・ユニットは、ハウジングに固定されている硬い棚４４の上に乗っている。ドームスプリング４５は、各キーヘッドとメンブレン・スイッチ・ユニットの間に配置されている。各キーヘッド２１は、後側に先端４６を持っている。キーヘッドがハウジングに対し内側へ押されると、キーヘッドの先端４６がドームスプリングに近づいて、棚４４によって抑えられているスイッチユニット４３とは反対側に、ドームスプリングを圧迫する。

先端は、ドームスプリングの頭をメンブレンスイッチに向かって押し込み、メンブレンスイッチに接触させ、これにより制御プロセッサ２２に対する入力が提供される。

図２のキーパッドにおいて、シート４１はディスプレイ装置である。ディスプレイ装置の発光領域は、キーヘッドのパッド５４の裏側にあるシートに位置している。発光領域からの発光パターンは、制御プロセッサ２２によって制御できる。キーヘッドのパッド５４は透明である。その結果、ユーザはキーヘッドを通して発光領域を見ることができる。

図３はキーヘッド２１のひとつと、柔軟なシート４１の周辺部分をより詳しく示している。柔軟なシートは、上下の包囲シート５０を有している。図３のキーの発光領域において、このシートの間には、発光性物質の多数のピクセル５１がある。

ピクセルを選択して発光させることができるという特徴を利用し、ピクセルは上下の電極層５２の間に配置されている。制御プロセッサ２２は電極層に接続しているため、必要な時にピクセルを選択し、各ピクセルを交換させることができる。

キーヘッド２１は接着剤によって、発光領域にある柔軟なシート４１に取り付けられている。外部パッド５４はシートの片側に取り付けられ、先端４６は反対側に取り付けられている。別の取り付け方法としては、発光領域の中心にシート４１を通る穴をあけることである。そのため、キーヘッドは外部パッド５４及び外部パッドの底から伸びる脚部を有してもよい。脚部は遠位末端に弾力プラグを持つことができ、圧迫時にシートにある穴を通るような大きさになっているが、穴を通り抜けると、脚部が穴から外れないように広がる。使用時において、プラグは、キー押下時にドームスプリング４５を圧迫するために、キーヘッドの先端として機能できる。ディスプレイシートの電極層５２は穴を回避するように配置される。キーヘッドの取り付けのもうひとつ別の方法は、そのような穴を通してキーヘッドを共同成形することである。

キーは、ユーザが相当量（例えば０．５ｍｍ以上）押すことができる、機械式のものである。ドームスプリングはユーザに対し有用な、触覚でのフィードバックを提供する。ユーザが徐々にキーを押すにつれて、ドームスプリングはまず圧迫に対して抵抗し、続いて急に弱り先端がスイッチを押すことができるようになる。これは、ユーザがキーを押した時に、キーからの抵抗の急激な変化を感じることを意味する。

キーパッドの構成が、ドームスプリングを柔軟なシート４１で直接押すことができるようなものであれば、先端は取り除くこともできる。必要なキー操作のために十分な弾力が柔軟なシート４１にあれば、ドームスプリングは取り除くこともできる。

電話の操作において、電話の電気部品はバッテリ２５を動力源とする。制御プロセッサ２２は、メモリ２４に格納されているプログラム指示の制御下において、アプリケーション関連の処理を行う。トランシーバーユニット２６は、アンテナ２７から信号を受信し、その信号を処理してそこで代表されるデータを決定し、そのデータを次の処理のために制御プロセッサへ渡す。送信されるデータは制御プロセッサによってトランシーバーユニット２６に渡され、続いて適切な信号がアンテナを用いて送信される。ユーザの声は、制御プロセッサへの入力を提供して送信用データを形成する、マイク２８で拾うことができる。受信した音声データは、スピーカー２９を通して再生できる。制御プロセッサはディスプレイ３０を制御して、ローカルで書かれたメッセージ、トランシーバーユニットを通して受信したメッセージ、ダイヤルした電話番号、着信があった電話番号、携帯電話の状態を示すメッセージなどのユーザデータを表示することができる。

制御プロセッサの操作は、キーパッド上のキー押下により、メモリ２４に格納されている指示に従って制御することができる。
指示には、プロセッサがどのようにディスプレイシート４１の発光領域を制御すべきかを定義する情報も含まれている。従ってプロセッサは、キー押下時の結果となる機能を示す１つ以上のキー印を表示することで、電話の状態によって決まる発光領域を制御できる。制御プロセッサはディスプレイコントローラとして振舞う。

以下に、実行される可能性のある制御の種類を例示する。
１．電話が数値入力モードである場合（キーが番号の入力を示すように振舞う場合）、制御プロセッサは発光領域を制御し、数値入力を提供する各キー上に、キー押下時に入力される数値を表示できる。
２．電話が英字または記号入力モードである場合（キーが文字または記号の入力を示すように振舞う場合）、制御プロセッサは発光領域を制御し、数値入力を提供する各キー上に、キー押下時に入力される文字または記号を表示できる。多くの電話においては、英字及び記号はキーを１回以上押すことにより入力され、入力される文字は、素早く連続で（例えば、同一キーを最後に押してからある既定時間内に、他のキーを押すことなく）キーが押された回数によって決定される。本キーパッドにおいて、キー上に表示する文字は、現時点でキーが１回押された場合に入力されるものとなることもある。従って、この文字は、素早く連続でキーが押された回数によって様々に変化する。
３．電話がゲームモードである場合（キーが専用のゲーム内部機能を実行するように振舞う場合）、制御プロセッサは発光領域を制御し、ゲーム内部の入力となる各キー上に、キー押下時に適用する機能の印を表示できる。

上記のキーパッドは、電話以外の他の装置で使用されてもよい。制限されない例としては、メディアプレーヤー、遠隔制御ユニット、及びパソコンのキーボードなどがある。キーパッドは、携帯可能、手持ちサイズ、及び／又はバッテリ駆動の装置では特に有用であるが、これは、そのような装置ではしばしば小さいことが好まれ、本キーパッドはキーが複数の機能を使いやすく実行することを可能とするからである。

各発光領域は、多数の個別に動作可能なディスプレイ領域、又はピクセルを有する。これら各ディスプレイ領域は、制御プロセッサによって、個別又はその領域の１つ以上の他のディスプレイ領域と組み合わせのいずれかで動作でき、目的とする記号を表示する。ピクセルは、長方形、好ましくは四角形でもよく、好ましくは直交マトリクスに配置されてもよい。別の方法としては、その領域は、特定の記号を表示するのにより効果的となりそうな、任意の形でもよい。

メモリは一般的に、プログラム指示を格納する不揮発性の部分と、一時的な保存として制御プロセッサで使用するランダムアクセス部分を有する。ユーザはプロセッサ用の新規指示セットをダウンロードでき、そのセットをメモリの不揮発性部分に格納できる。

これらの指示セットには、キーパッドの発光領域を制御するための指示を含んでも良い。

ディスプレイは、上記で説明したような発光ディスプレイ、反射する間接照明を発する半透過型ディスプレイ、または電話のハウジングに取り付けられたバックライトからの光を発する透過型ディスプレイでもよい。柔軟なシート４１は、柔軟なシートの形をした単一ディスプレイ装置でもよく、それぞれが発光する領域の１つに位置する、多数の別々のディスプレイ装置を組み込んだ柔軟なシートでもよい。ディスプレイ装置を組み込む柔軟なシートは複合ディスプレイ装置となる。複合ディスプレイ装置の個々のディスプレイ装置は、一般的に十分硬いキーヘッドのパッドの裏側にのみ設置できるため、ディスプレイ装置そのものは柔軟性のないものにできる。ディスプレイ装置は、上記で説明したような単一シートの形である必要はなく、代わりに、複合ディスプレイ装置を、各キーヘッド（例えば、キーヘッドの表面または表面近く）にある個々のディスプレイ装置で構成してもよい。

制御プロセッサは、キーが押された時に、スピーカーにノイズ（例えば、クリック音）を発生させてもよい。

発明者は、ここで説明されている個々の機能と、その機能の２つ以上の組み合わせを、その機能またはその組み合わせが本明細書に基づいて全体として実行できる範囲内で、当業者の一般的知識を考慮して、その機能または機能の組み合わせがここで公開した如何なる問題を解決するかどうかに関わらず、かつ請求の範囲に制限されず、ここに個別に公開する。発明者は、本発明の側面がそれら如何なる個々の機能または機能の組み合わせから構成されても良いことを示す。上述の説明を考慮し、本発明の範囲内で様々な変更があってもよいことは、当業者にとって明白である。

第一の電子装置の断面の概略図である。 第二の電子装置の断面の概略図である。 図２の装置におけるキーマットの一部の断面の概略図である。

Claims (13)

1. 一組のスイッチと、
   各スイッチを操作するために、ユーザによってそれぞれ動かすことができる一組のキー要素と、
   ディスプレイコントローラの制御下においてディスプレイパターンが変化可能であり、少なくともいくつかの前記キー要素から２つ以上の光のパターンを伝播することが可能となるように構成されるディスプレイ装置と、
   を有し、
   前記キー要素から印が表示されてもよく、前記表示された印が前記ディスプレイコントローラの制御下において変化してもよい、キーパッド。
   
2. 前記ディスプレイ装置が、柔軟なフィルムの形をしている、請求項１に記載のキーパッド。
   
3. 前記キー要素が前記柔軟なフィルムにより相互接続している、請求項２に記載のキーパッド。
   
4. 各キー要素がユーザによる操作のための外部パッドを有し、前記ディスプレイ装置が各外部パッド及びそれぞれのスイッチの間に位置する、上記請求項のいずれかに記載のキーパッド。
   
5. 各外部パッドが透明である、請求項４に記載のキーパッド。
   
6. 前記ディスプレイ装置が発光ディスプレイ装置である、上記請求項のいずれかに記載のキーパッド。
   
7. 上記請求項のいずれかに記載のキーパッド及び前記ディスプレイコントローラを含む電子装置。
   
8. 前記ディスプレイコントローラが、第一モードにおいて、前記ディスプレイ装置に前記キー要素のそれぞれから第一セットの印を表示させ、第二モードにおいて、前記キー要素のそれぞれから第二セットの印を表示させるように配された、請求項７に記載の電子装置。
   
9. 前記第一モードが数値入力モードであって前記第一セットの印が数値印であり、前記第二モードが英字入力モードであって前記第一セットの印が英字印である、請求項８に記載の電子装置。
   
10. 前記第一及び第二モードにおいて、各キー上に表示された前記印が、前記キーの押下時に入力される文字を示す、請求項９に記載の電子装置。
    
11. 前記第二モードにおいて、前記キーの押下時に入力されるであろう前記文字が、前記キーの別のキーを押すことなく、それぞれの前回のそのような押下後の既定時間内で前記キーが押された回数に依存する、請求項１０に記載の電子装置。
    
12. 添付図面の図２及び３を参照してここに実質的に説明されるキーパッド。
    
13. 添付図面の図２及び３を参照してここに実質的に説明される電子装置。
    
    

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