JP2010066947A - 小型電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化および薄型化に優れると共に、操作性が良く、しかも表示部を大きくできる小型電子機器を提供する。
【解決手段】表示部２と、センサー部および当該センサー部に対向して配置され、押圧されるとそのセンサー部に接触する導電性弾性体からなる押圧部材を有するタッチキー入力部３と、を備え、タッチキー入力部３は、少なくとも表示部２とその表示部２の側面との稜線部６に沿って設けられている小型電子機器１とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、小型電子機器に関する。

近年、携帯電話や携帯情報端末装置（ＰＤＡ）等の小型電子機器においては、さらなる小型化および薄型化が要求されている。一方、小型電子機器の表示部は、大画面化が求められている。

小型電子機器の一種である携帯電話等の携帯電子機器は、各種の入力情報を表示する表示部と、情報の選択または／および文字入力用の各種キーを設けた操作部とを備えているものが一般的である。携帯電子機器の小型化を実現するために、操作部のキーの個数を少なくすることが求められている。このような要請を満足するものとして特許文献１の技術が挙げられる。この特許文献１の携帯電子機器は、モード切り替えキーが１つのキーによって構成されているから、各モード切り替え用のキーを個別に設ける場合に比べて、キーの数を少なくできる。このため、ある程度、携帯電子機器の小型化を向上させることができる。

さらに、電子機器の小型化への妨げとなるような大型の各種キーを設けた操作部に代わって、入力装置として棒状体（以下、ペンという。）を用い、液晶ディスプレイをタッチして入力を行う技術も提案されている。具体的には、ペンを用いて、液晶ディスプレイに直接に文字の書き込みを行い、またはディスプレイに表示される情報をタッチのみで選択するような技術である。

特開２００１−３３１２５３号公報（特許請求の範囲）

しかしながら、上述の特許文献１に開示されるキー入力部には、次のような問題がある。すなわち、小型電子機器にとって、キー入力部は、表示部と共にスペースを大きく占有するため、機器の小型化および表示部の大画面化の阻害要因となる。また、キー入力部は、一般的にキートップ部材と外カバー部材とベース部材とから構成されているため、携帯電子機器の薄型化が難しいという問題がある。

また、ペン等を使うタッチ式の携帯電子機器の場合には、キー入力部を配置する必要がないため、小型電子機器の小型化および薄型化を実現できる。しかし、小型で多機能な小型電子機器であればあるほど多くの操作項目が必要とされ、ペンによるタッチでは操作しにくく、また、誤操作も起こりやすいという問題がある。さらに、長期間、操作を繰り返すうちに、表示部のタッチに起因して、表示部の表面に微細な傷が生じる問題もある。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、小型化および薄型化に優れると共に、操作性が良く、しかも表示部を大きくできる小型電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の小型電子機器は、表示部と、センサー部およびそのセンサー部に対向して配置され、押圧されると当該センサー部に接触する導電性弾性体からなる押圧部材を有するタッチキー入力部と、を備え、タッチキー入力部は、少なくとも表示部とその表示部の側面との稜線部に沿って設けられている。

このような構成の小型電子機器とすると、小型化および薄型化に優れると共に、操作性が良く、しかも表示部を大きくできるものとなる。すなわち、タッチキー入力部は、表示部とその表示部の側面との稜線部に配置されることによって、入力部がそのまま厚みとならず、限界と考えられていた薄さよりもさらに薄くすることができる。同時に、平面部にタッチキー入力部を配置するものに比べ、表示部を大きくすることができる。また、側面部にタッチキー入力部を配置するものに比べ、見やすいため操作しやすいものとなる。さらに、押圧部材が導電性弾性体から形成されているため、良好な電気特性を確保できると同時に、タッチキー入力部の製造が容易となる。

また、別の本発明は、先の発明に加え、センサー部には１つの導電パターンが設けられ、押圧部材のセンサー部と対向した表面に導電パターンと対応するように導電性の押圧部が設けられている。このため、タッチキー入力部は、効率良く所定の操作機能を有する操作入力手段として使用することができる。

また、別の本発明は、先の発明に加え、センサー部には、導電パターンの両端にそれぞれ間隔を空けて固定接点部が設けられている。このため、効率良く所定の操作機能を有する操作入力手段として使用することができる。

また、別の本発明は、先の発明に加え、センサー部に設けられている導電パターンは、２極の離間した導電パターンである。このため、効率良く所定の操作機能を有する操作入力手段として使用することができる。

また、別の本発明は、先の発明に加え、センサー部には複数の導電パターンが設けられ、押圧部材のセンサー部と対向した表面に導電パターンと対応するように導電性の押圧部が設けられている。このため、押圧部とセンサー部とを組み合わせることによって効率良く所定の操作機能を有する操作入力手段として使用することができる。

また、別の本発明は、先の発明に加え、タッチキー入力部がその表示部の両横の稜線部に配置されている。

このように左右の両稜線にタッチキー入力部が配置されているので、さらに小型化、薄型化に有利となると共に表示部を大きくすることができる。

また、別の本発明は、先の発明に加え、タッチキー入力部が表示部の側面の稜線部から、表示部と同一平面上に配置される他の入力部の稜線まで延びて配置されている。

この発明では、他の入力部に近い所にタッチキー入力部が配置されるので、片手で小型電子機器を持って扱う際、その片手で他の入力部の操作とタッチキー入力部の操作が必要となった時でも両入力部に対する操作がしやすいものとなる。

本発明によれば、小型化および薄型化に優れると共に、操作性が良く、しかも表示部を大きくできる小型電子機器を提供することができる。

以下に、本発明に係る小型電子機器の好適な各実施の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。ただし、本発明は、以下に説明する好適な各実施の形態に何ら限定されるものではない。

(第１の実施の形態)
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る小型電子機器１の斜視図である。図２は、図１に示す小型電子機器１のタッチキー入力部３のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図２に示すタッチキー入力部３のＢ−Ｂ線断面図である。図４は、図３に示すタッチキー入力部３を構成するセンサー部２０であり、（Ａ）はセンサー部２０を示す部分平面図で、（Ｂ）は別の形態を有するセンサー部２０を示す部分平面図である。図５は、図３に示すタッチキー入力部３の押圧部材１０が押圧された状態を示す図である。

図１および図２に示すように、小型電子機器１は、表示部２と、タッチキー入力部３と、他の入力部となる操作釦４と、内部の電子部材を囲む本体５とを備えている。当該タッチキー入力部３は、表示部２とその表示部２の右側面との稜線部６に沿って設けられている。なお、ＣＰＵ、メモリ等からなる表示入力制御部（図示せず）と、電源供給部としてのバッテリ（図示せず）を本体５に内蔵する。

また、図２および図３に示すように、タッチキー入力部３は、押圧部材１０とセンサー部２０とを有する。押圧部材１０は、センサー部２０に対向して配置され、押圧されると変形し、センサー部２０と電気的に接続するものとされている。当該押圧部材１０は、両端にセンサー部２０と当接する当接部１１，１２を有する。センサー部２０は、１個のセンサーとして機能する。

本実施の形態では、図４（Ａ）に示すように、センサー部２０の本体は絶縁性基板から構成され、一面側のその中央には導電材料からなる被接触部となる１個の長方形状の導電パターン２１が配置されている。この導電パターン２１には、電圧を検出するためのＡ／Ｄ変換部が接続されている。また、センサー部２０の一端部側に固定接点部２２が設けられ、電圧（ＶＣＣ）、例えば、５Ｖが加えられ、他端部側に他の固定接点部２３が設けられ、アース（ＧＮＤ）されている。また、押圧部材１０は、導電性弾性体から形成され、導電性シートとなるものである。押圧部材１０の一端の当接部１１は、センサー部２０の固定接点部２２と接触し、押圧部材１０の他端の当接部１２は、センサー部２０の固定接点部２３と接触している。この両固定接点部２２、２３は、導電パターン２１に対して間隔を空けてそれぞれの端部側に配置されている。

また、図４（Ｂ）に示すように、センサー部２０は、そのＸ、Ｙ両方向のそれぞれ一端側の固定接点部２２、２２ａに電圧（ＶＣＣ）が加えられ、他端部側の固定接点部２３、２３ａがそれぞれアース（ＧＮＤ）されるように構成しても良い。これによって、押圧された位置のＸ、Ｙ両方向を検出することで、表示入力制御部（図示せず）を介して使用者が操作した部位をさらに詳細に特定できる。

本発明の第１の実施の形態に係る小型電子機器１を構成するタッチキー入力部３の押圧部材１０に用いられる導電性弾性体としては、押圧部材１０の表面に指が触れることにより容易に変形するような弾性体であって、例えば、導電性フィラーであるカーボンブラック等を分散させたゴム状弾性体を好適に用いることができる。そのようなゴム状弾性体は、熱硬化性エラストマー又は熱可塑性エラストマーにて形成される。熱硬化性エラストマーとしては、例えば、シリコーンゴムの他、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム等が挙げられる。また、熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系、エステル系、ウレタン系、オレフィン系、アミド系、ブタジエン系、エチレン−酢酸ビニル系、フッ素系、イソプレン系、塩素化ポリエチレン系等のものが採用できる。この中でも、耐環境性および加工性等を考慮すると、特にシリコーンゴムが好ましい。ただし、上述のゴム状弾性体は一例に過ぎず、他のゴム状弾性体を採用しても良い。なお、二種類以上のゴム状弾性体の混合物を採用しても良い。押圧部材１０はゴム成型品等の成型品として形成されており、センサー部２０との間に空間２４を保持できる。

次に、上述のように構成されたタッチキー入力部３で行われる入力操作を図５に基づき説明する。

通常では、図３に示すように、押圧部材１０の両端の当接部１１，１２は、センサー部２０の固定接点部２２、２３としてのＶＣＣ部分とＧＮＤ部分にそれぞれ接している。図５に示すように、目的とする押圧部材１０の押圧位置Ｃに指先によって圧力を加えると、押圧部材１０を構成する導電性シートの材質は充分に柔軟であるため、導電性シートとなる押圧部材１０をセンサー部２０に向かって撓ませ、その押圧された所で押圧部材１０とセンサー部２０の導電パターン２１とが接触して導通する。すると、下記のような導電パターン２１に接続されているＡ／Ｄ変換部を介して押圧部材１０の分割された電圧が測定される。

例えば、当接部１１から押圧位置Ｃまでの電圧が２Ｖであるとすると、ＶＣＣが５Ｖの場合、押圧位置Ｃは、図５のように、押圧できる領域長Ｌ１に対し、当接部１１から押圧位置Ｃまでの距離Ｌ２は４０％（＝２Ｖ／５Ｖ）となる。すなわち、導通した位置に対応する電圧または抵抗値が測定される。また、当該電圧または抵抗値は、押圧部材１０の押圧される位置の移動に伴い、移動方向および移動量に応じて変化する。したがって、それぞれの電圧または抵抗値を測定することで、押圧される押圧部材１０の領域長Ｌ１内の位置を検出することができる。

上述の方法によって押圧された位置を検出することで、表示入力制御部（図示せず）を介して使用者が操作した部位を特定できる。タッチ入力部３は、表示部２と組み合わせることにより希望の操作に応じて機能を果たすことができる。

本発明の第１の実施の形態に係る小型電子機器１は、タッチキー入力部３が表示部２とその表示部２の側面との稜線部６に配置されることによって、小型電子機器１の機能を果たしながら、平面部にタッチキー入力部３を配置する従来の電子機器よりさらに薄くすることができると共に、表示部２を大きくすることができる。

(第２の実施の形態)
次に、本発明の第２の実施の形態に係る小型電子機器３０について説明する。

第２の実施の形態に係る小型電子機器３０は、先に説明した第１の実施の形態に係る小型電子機器１と同種の機能を持つ部分を有している。このため、第２の実施の形態以降の実施の形態の説明において、同種の機能を有する部分については、第１の実施の形態と同じ符号にて示すと共に、重複する説明を省略する。

図６は、本発明の第２の実施の形態に係る小型電子機器３０の斜視図である。図７は、図２に示すＢ−Ｂ線と同様の線にて切断したタッチキー入力部３の断面図である。図８は、図７に示すタッチキー入力部３を構成するセンサー部２０を示す部分平面図である。図９は、図７に示すタッチキー入力部３の押圧部材１０が押圧された状態を示す図である。

第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、図６に示すように、小型電子機器３０のタッチキー入力部３は、表示部２の両横の稜線部６に沿って設けられている。また、他の入力部となる操作釦４は存在しない。

また、図７および図８に示すように、タッチキー入力部３は、一面側にセンサー部２０を有する絶縁体からなるプリント基板３１と、センサー部２０に対向して配置され、押圧されるとセンサー部２０を電気的に導通する押圧部材１０とから構成されている。本実施の形態では、センサー部２０には複数個のくし歯状の導電パターン２６が設けられ、また、押圧部材１０のセンサー部２０と対向した面側に複数個の導電パターン２６と各々対応するように導電弾性部材からなる半球形の複数個の導電体突出部１５が導電パターン２６側に突出形成されている。当接部１１，１２は、導電パターン２６とに接触することがなく、プリント基板３１の両端部に当接するように配置される。本実施の形態において、センサー部２０を構成する導電パターン２６は、くし歯状の電極パターンを有するものとしているが、そのような形状に限らない。２極の離間した電極パターンであれば、他の形状でも良い。

本発明の第２の実施の形態に係る小型電子機器３０を構成するタッチキー入力部３の押圧部材１０の本体部分に用いられる材料としては、撓み、その後元の形状に戻る導電性弾性体であれば、特に限定せず、例えば、ゴム状弾性体等を採用することができる。導電体突出部１５としては、例えば、導電性カーボンブラックを分散させるゴム状弾性体等の公知のものを好適に用いることができる。また、導電体突出部１５は、押圧部材１０の本体部分と共にインサートモールドやアウトサートモールド等で一体成形したものが好ましいが、別々に製造し、両者を接着等で一体化しても良い。なお、導電体突出部１５の形状は半球形に限られず、半球形以外の形状であっても良い。

本発明の第２の実施の形態では、センサー部２０の各導電パターン２６は、プリント基板３１上に形成された導電部分であり、各導電体突出部１５の直径と同じかそれ以下の直径の大きさとされている。導電パターン２６は、くし歯状の一対の電極２６ａ、２６ｈが互いに接触することなく、噛み合うような形状に形成されている。電極２６ａには電圧（ＶＣＣ）が印加され、電極２６ｈは電圧を検出するためのＡ／Ｄ変換部へ接続されている。各導電パターン２６は、導電体突出部１５に対向して設けられている。

次に、タッチキー入力部３で行われる入力操作を図９に基づき説明する。

本実施の形態では、図９に示すように、目的とする押圧部材１０の押圧位置Ｄに指を置き圧力を加えると、押圧部材１０がセンサー部２０に向かって撓む。その押圧した所またはその近傍の導電体突出部１５は、対応する１つまたは複数の導電パターン２６と接触することで、接触された導電パターン２６には電気的に導通回路が形成される。すなわち、この導電パターン２６は、押圧部材１０の上に指が触れると、触れた部分の裏側にある１つまたは複数の導電体突出部１５が押し下げられて、導電体突出部１５がセンサー部２０の１つまたは複数の導電パターン２６に接触して当該導電パターン２６を構成する電極２６ａと、電極２６ｈを導通状態となる。この結果、電圧ＶＣＣが電極２６ａ、導電体突出部１５および電極２６ｈに加わり、電極２６ｈへの印加電圧がＡ／Ｄ変換部にて検出される。Ａ／Ｄ変換部は各導電パターン２６の電極２６ｈに加わる電圧を順番に読み取る。この読み取った電圧、すなわち各導電パターン２６の抵抗値を読み取ることでどの位置が押されたかを検出する。

例えば、図９に示すように、図９の上から２つ目の導電体突出部１５の位置である押圧位置Ｄが押されると、図８の上から２つ目の導電パターン２６が導通し、その導電体突出部１５が強く押されることによりその部分の抵抗値が下がり、検出電圧が例えば４Ｖとなる。他の導電パターン２６では導通が起こらず、検出電圧は０Ｖとなる。これにより、押圧位置Ｄは、図８の上から２つ目の導電パターン２６の位置であると検出される。押圧位置Ｄが図９に示す位置ではなく、少し下の位置であった場合、図８の上から２つ目と３つ目の導電パターン２６が導通する。しかし、上から２つ目を導通させる導電体突出部１５は強く押されており、抵抗値が下がっているため、検出電圧は高くなり、例えば、３Ｖとなる。一方、上から３つ目の導電パターン２６では導通させる導電体突出部１５は強く押されておらず、検出電圧は低くなり、例えば、１．０Ｖとなる。このため、押された位置は図８の上から２つ目の導電パターン２６と３つ目の導電パターン２６の間でかつ上から２つ目の導電パターン２６に近い位置であると検出されることとなる。

また、センサー部２０が圧力センサーにより構成される場合には、単にオン／オフの感知だけではなく、小型電子機器３０の内部に配置されたソフトによって、押圧力の強さを画面操作に反映可能となる。その結果、センサー部２０における全ての接点抵抗値のパラメタ―から、指が触れている位置および強さを把握し、所定の表示または入力を行うことになる。

以上のように導電体突出部１５とそれに対向するセンサー部２０とを組み合わせることにより所定の操作機能を有する操作入力手段として使用することができる。また、タッチキー入力部３は、表示部２の両横の稜線部６に沿って設けられているため、さらに小型化、薄型化に有利となると共に表示部２を大きくすることができる。

(第３の実施の形態)
次に、本発明の第３の実施の形態に係る小型電子機器５０について説明する。

図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る小型電子機器５０の斜視図である。なお、本実施の形態に係る小型電子機器５０のタッチキー入力部３は、第１および第２の実施の形態に係るタッチキー入力部３のいずれかを採用したり、後述する変形例を採用したりすることができる。

第３の実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、図１０に示すように、小型電子機器５０は、表示部２と、タッチキー入力部３と、本体５とを備えていると共に、他の入力部４１が表示部２と同一平面上に大きな面積を占めるように設けられている。また、タッチキー入力部３が表示部２の側面の稜線部６から表示部２と同一平面上に配置される他の入力部４１の稜線まで延びて配置されている。このため、他の入力部４１に近い所にタッチキー入力部３が配置されることによって、小型電子機器５０の機能が充実すると同時に、片手で小型電子機器５０を持って扱う際、その片手で他の入力部４１の操作とタッチキー入力部３の操作が必要となった時でも両入力部に対する操作がしやすいものとなる。

以上、本発明の各実施の形態に係る小型電子機器１，３０，５０について説明したが、本発明の要旨を変更しない限り、本発明は種々変更実施できる。例えば、小型電子機器５０に小型電子機器１をドッキングさせたような小型電子機器の両者またはいずれか一方にタッチキー入力部３を設けるようにしても良い。

また、タッチキー入力部３の設置位置は、表示部２の側面の稜線部６ではなく、表示部２の上方または下方の稜線部６としても良い。また、タッチキー入力部３を２つの稜線部６が交わる位置、すなわち、４つの角部のいずれかの１つまた複数に設けても良い。また、タッチ位置の検出としては、抵抗値変化による電圧値変化の他に、静電容量の変化を検出する等の他の方式を採用しても良い。また、小型電子機器１のタッチキー入力部３の構造を小型電子機器３０，５０のタッチキー入力部３に採用したり、小型電子機器３０のタッチキー入力部３の構造を小型電子機器１，５０のタッチキー入力部３に採用したりしても良い。

また、小型電子機器の全体形状を平面で四角形状のものを示したが、三角形状、五角形状等他の形状であっても良い。さらに、円形、楕円形としても良い。円形、楕円形の場合、全ての稜線部がタッチキー入力部３を設置できる場所となる。また、小型電子機器としては、携帯電話、携帯パソコン、電子辞書、電子本等モバイル製品が好ましいが、非モバイル製品であっても良い。

本発明は、タッチキー入力部を備える小型電子機器において利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る小型電子機器の斜視図である。 図１に示す小型電子機器のタッチキー入力部のＡ−Ａ線断面図である。 図２に示すタッチキー入力部のＢ−Ｂ線断面図である。 図４は、図３に示すタッチキー入力部を構成するセンサー部であり、（Ａ）はセンサー部を示す部分平面図で、（Ｂ）は別の形態を有するセンサー部を示す部分平面図である。 図３に示すタッチキー入力部の押圧部材が押圧された状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る小型電子機器の斜視図である。 図２に示すＢ−Ｂ線と同様の線にて切断したタッチキー入力部の断面図である。 図７に示すタッチキー入力部を構成するセンサー部を示す部分平面図である。 図７に示すタッチキー入力部の押圧部材が押圧された状態を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る小型電子機器の斜視図である。

符号の説明

１，３０，５０…小型電子機器
２…表示部
３…タッチキー入力部
４…操作釦（他の入力部）
５…本体
６…稜線部
１０…押圧部材
１５…導電体突出部
２０…センサー部
２１，２６…導電パターン
２２，２３…固定接点部
３１…プリント基板
４１…他の入力部

Claims (7)

1. 表示部と、
   センサー部および上記センサー部に対向して配置され、押圧されると上記センサー部に接触する導電性弾性体からなる押圧部材を有するタッチキー入力部と、
   を備え、
   上記タッチキー入力部は、少なくとも上記表示部とその表示部の側面との稜線部に沿って設けられていることを特徴とする小型電子機器。
2. 前記センサー部には１つの導電パターンが設けられ、前記押圧部材の前記センサー部と対向した表面に上記導電パターンと対応するように導電性の押圧部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の小型電子機器。
3. 前記センサー部には、前記導電パターンの両端にそれぞれ間隔を空けて固定接点部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の小型電子機器。
4. 前記センサー部には複数の導電パターンが設けられ、前記押圧部材の前記センサー部と対向した表面に上記導電パターンと対応するように導電性の押圧部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の小型電子機器。
5. 前記センサー部に設けられている前記導電パターンは、２極の離間した導電パターンであることを特徴とする請求項４に記載の小型電子機器。
6. 前記タッチキー入力部は、前記表示部の両横の前記稜線部に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の小型電子機器。
7. 前記タッチキー入力部は、前記表示部の側面の前記稜線部から、前記表示部と同一平面上に配置される他の入力部の稜線まで延びて配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の小型電子機器。

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