JP2011009220A - 導光パッドを用いたキーパッド - Google Patents

Abstract

【課題】キーボタンがプリント回路基板と接触して動作信号を発生させることによる接触不良を防止したキーパッドを提供する。
【解決手段】キー操作を行うパターンシート５０と、該パターンシート５０上に設けられ通過する光の光量を変化させるパターン領域６０と、導光パッド１０と、該導光パッド１０に光を入射させるように設けられた光源２０と、前記導光パッド１０を通過した光の光量を感知するセンサー３０とから構成され、パターンシート５０上の押圧位置によりセンサー３０に入射する光量が異なることで操作されたキーを検出する。
【選択図】図４

Description

本発明は、キーパッドに係り、より詳細には、光を発生させる光源と、光量を測定するセンサーが連結された導光パッドの上側に、文字または記号などが印刷されたパターンシートを配置した後、該パターンシートの動作による、導光パッドを通過する光量の差を感知することによって動作信号を判断することができるキーパッドに関するものである。

キーパッドは、携帯電話及び／または端末機などのユーザが信号を発生させるためのスィッチ装置である。図１に示すように、従来のキーパッドでは、数字及び／または文字を含む認識符号が印刷されたり刻まれたキートップ１８０と、フロントハウジング１４０の下側に位置するベース１２０とが連結部１３０を介して連結され、キートップ１８０とベース１２０が、携帯電話の外観を形成するフロントハウジング１４０に結合されてキーボタン１００を形成し、キートップ１８０が、フロントハウジング１４０に形成された穴から外側に突出した構造を有しており、キートップ１８０とベース１２０の下側には、ドムスイッチ１５０が付着されたプリント回路基板１６０が、キートップ１８０と一定距離離れて結合され、キートップ１８０の下端には、ドームスイッチ１５０を押すように突起１１０が形成されており、キートップ１８０の外面に刻印された文字や記号をユーザが夜間にも識別できるように、キートップ１８０の背面には光源１７０が設けられている。

ここで、光源１７０にはＬＥＤが主に用いられ、最近では、光の均一性に優れているとともに消費電力が小さいためにキーパッドのスリム化に有利な薄膜ＥＬシートの使用が増加してきた。

しかしながら、このような従来のキーパッドは、光源１７０から発生する光が、キーパッド全体に照射されるから、キートップに形成されたボタン１８０とボタン１８０間の空間から光が漏れ、ボタン１８０に光を集中して照明し難いという問題点があった。

また、従来のキーパッドは、光源１７０を、キーパッドのボタン１８０間の領域に対応する各プリント回路基板１６０上にそれぞれ設置してキーパッド全体を照明するしかないため、キーパッドにＬＥＤが１２個〜２０個またはそれ以上必要とされ、その分、製造コストが増加する他、携帯電話及び／または端末機などに消費される電力が過多となる問題点があった。

また、光源１７０の近傍は明るいが、光源１７０から遠ざかるにつれて暗くなる輝度ばらつきが生じる問題点もあった。

本発明は、キーパッドの信号を発生させるボタンとプリント回路基板との接触不良などによる機械的な問題点をなくす他、使用部品、例えば、光源及びボタンなどの個数を減少させることによって、キーパッドの歩留まりを向上させ且つ製造コストを低減できるキーパッドを提供することを技術的課題とする。

本発明は、
導光パッドと、
該導光パッドに光を入射させるように設けられた光源と、
該導光パッドを通過した光の光量を感知するセンサーと、
上記導光パッドを通過する光の光量を変化させる光量変化部と、を含むキーパッドを提供する。

本発明は、キーボタンがプリント回路基板と接触して動作信号を発生させることなく、光源で発生する光の光量差を感知して該当の動作信号を判断することによって、機械的な接触不良を防止し、キーパッドに使用される部品数を減少させ、キーパッドの歩留まりを向上させかつ製造コストを減少させることができる。

従来の携帯電話キーパッドの断面図である。 本発明によるキーパッドを示す断面図である。 本発明によるキーパッドの作動様態を示す図である。 本発明によるキーパッドの凸パターンに従う光量の変化

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例について説明する。

本発明は、導光パッドと、該導光パッドに光を入射させるように設けられた光源と、導光パッドを通過した光の光量を感知するセンサーと、導光パッドを通過する光の光量を変化させる光量変化部と、を含むキーパッドを提供する。

本発明によるキーパッドは、携帯電話及び／または端末機などに採用され、プリント回路基板（ＰＣＢ）の上部に位置した状態で、携帯電話及び／または端末機などのハウジングに連結して設置され、数字及び／または文字を含む認識符号が印刷されたり刻まれていたりするものを意味するが、より具体的には、数字及び／または文字を含む認識符号の刻印されたキーをユーザが押す場合、押されたキーに該当する作動信号を感知するものを意味する。

本発明は、様々な変更が可能であり、様々な実施例が可能であるが、以下では、特定の実施例及び図面に基づいて本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は、下記の詳細な説明に限定されるものではなく、ここに開示された思想及び技術範囲と一致する最も広い範囲を有するものとして理解しなければならない。

一方、本明細書で使った用語は、単に特定の実施例を説明するためのもので、本発明を限定するためのものではない。単数の表現は、文脈上、明示しないかぎり、複数の表現を含む。本明細書で、“含む”または“有する”などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを表すもので、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除するものとして理解してはならない。

以下、本発明について、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、下記の説明は、本発明を具体的に説明するための一例に過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではない。

図２は、本発明によるキーパッドを示す断面図であり、図３は、本発明によるキーパッドの作動様態を示す図であり、図４は、本発明によるキーパッドの凸パターンによる光量の変化を示す図である。

図２乃至図４に示すように、本発明によるキーパッドは、導光パッド１０と、導光パッド１０に光を入射させる光源２０と、導光パッド１０を通過した光の光量を感知するセンサー３０と、導光パッド１０を通過する光の光量を変化させる光量変化部と、を含んで構成される。

ここで、光源２０から導光パッド１０に入射した光が導光パッド１０で全反射されてセンサー３０に出射されるように本発明のキーパッドを構成することが好ましい。

そして、光量変化部は、タッチされる場合、導光パッド１０の一部領域を通過する光の全反射を解除することで、センサー３０で感知される光量を変化させる役割を果たす。

ここで、光量変化部は、導光パッド１０に一体に形成することができる。

また、光量変化部は、導光パッド１０と離隔して配置され、タッチされる場合、導光パッド１０に接触して、導光パッド１０を通過する光の全反射を解除することで、センサー３０で感知される光量を変化させることもできる。

したがって、光量変化部の所定領域がタッチされた場合、光量変化部の所定領域に対応する導光パッド１０の領域では光の全反射が解除され、センサー３０に入力される光の光量が変化する。

この場合、全反射の解除された光が導光パッド１０の外部に漏洩されるように本発明のキーパッドを構成すると良い。

したがって、センサー３０で感知される光量は変化し、この変化した光量から所定領域がタッチされたことがわかる。

そして、光源２０は、導光パッド１０の一方の側に配置され、センサー３０は、導光パッド１０の一方の側と対向する他方の側に配置され、光源２０から入射した光が導光パッド１０を通過し、この導光パッド１０を通過した光をセンサー３０で感知する。

また、図２に示すように、光量変化部は、パターンの形成されたパターンシート５０とすることができる。

この場合、パターンシート５０は、導光パッド１０の上側に配置することが好ましい。

なお、本発明によるキーパッドは、導光パッド１０の下側に反射板４０をさらに設けることができる。

そして、光源２０とセンサー３０との間に導光パッドを位置させると良い。

導光パッド１０は、透明な材料からなることが好ましい。

以下、上記の光量変化部をパターンシート５０とした本発明のキーパッドについて説明する。

本発明による導光パッド１０において、光源２０から導光パッド１０の側面を通じて入射した光が、導光パッド１０の上面で全反射して導光パッド１０に沿ってセンサー３０の方に進行するようにする。

そして、本発明による導光パッド１０は、その内部にティント（tint）剤を含み、光源２０から入射する光が容易に散乱することができる。この場合、散乱する光は、キーパッドの背景照明とすることができる。

ここで、ティント剤は、光を散乱させうる材料であれば良く、当業界でティント剤と通称されるあらゆる材料及び光散乱材料も含むことができる。

本発明による光源２０は、特に限定されず、携帯電話及び／または端末機などに使用される通常の光源２０、例えば、ＬＥＤとすることができる。

本発明によるセンサー３０は、光源２０が位置する導光パッド１０の一方の側と対向する他方の側に設けられて、導光パッド１０を通過してきた光の光量を感知する。

このセンサー３０によって感知された光量、すなわち、光量値は、キーパッドを備えている携帯電話及び／または端末機の回路（図示せず）に伝達され、伝達された光量値に基づいて定められた信号、具体的には動作信号が発生することとなる。

本発明による反射板４０は、導光パッド１０の下部に設けられて、導光パッド１０に入射する光及び／またはパターンシートの作動によって反射される光を、上面に反射させる役割を担うものであり、このような役割を果たす当業界で周知の反射板４０であればいずれも使用可能である。

本発明によるパターンシート５０は、導光パッド１０の側面から入射する光を、拡散及び／または散乱させて、導光パッド１０の上面、すなわち、垂直方向に発光させるシートである。

このために、パターンシート５０は、表面に多数のパターン領域が形成されている透明フィルムまたは透明シートとすることができる。

そして、パターンシート５０の多数のパターン領域は、凸パターン、凹パターン、及びこれらの組み合わせパターンのいずれか一つとすることができる。

例えば、多数のパターン領域は、シートに文字または記号などが印刷されたパターンとすることができる。

また、パターン領域は、パターンシート５０から突出し、該パターンシート５０を押す時、パターン領域が導光パッド１０に接触するように構成されることが好ましい。

すなわち、パターン領域が導光パッド１０に接触すると、導光パッド１０を通過する光の全反射を解除させ、センサー３０に進行する光の量が増加または減少することから、キーパッドのタッチ領域を認知することができる。

さらに、図３には、パターン領域のパターンが凸パターン６０である場合を示す。

一方、多数の凸パターン６０は、パターンシート５０の下側に、それぞれ異なるパターンの密度を有するように形成されることができる。

また、それぞれ密度の異なる多数の凸パターン６０は、その密度がセンサー３０が位置する方向を基準に順次に増加または減少するように形成されることもできる。

好ましくは、光源２０からセンサー３０に進行する方向に多数の凸パターン６０の密度が増加または減少するように形成する。

すなわち、多数の凸パターン６０の密度が増加または減少すると、センサー３０で感知される光の光量に基づいてどの凸パターン６０でタッチされたのか感知し易くなる。

また、パターンシート５０は、フレキシブルな材料からなり、部分的変形が可能である。これにより、外力によってパターンシート５０を押す場合、パターンシート５０の下面に形成されたパターン、具体的には凸パターン６０が下向きに変形されながら導光パッド１０と接触する。

前述したように、パターンシート５０は、外力が及ばない状態では、導光パッド１０と離隔されたまま維持されることができる。

このような構成を有する本発明によるキーパッドの作用について説明すると、下記の通りである。

まず、携帯電話及び／または端末機などの所望の作動のために、キーパッドの上側に設けられたパターンシート５０に表示された該当キーを押すと、該当のキーの下側に設けられた凸パターン６０が導光パッド１０の該当の部分を押し、凸パターン６０が導光パッド１０の該当面を変化させることで、全反射条件が不均一になる。

その後、凸パターン６０によって導光パッド１０の全反射条件が不均一になった部分で光の散乱が発生し、散乱した光は、導光パッド１０の下部の反射板４０によって反射されて、キーパッドの該当のキー部分を明るくすると同時に、押された凸パターン６０の密度に対応する光がセンサー３０に入射されて光量が感知される。

次に、光量を感知したセンサー３０は、その光量値を回路に送信し、該当の信号に応じて携帯電話及び／または端末機などを作動させる。

この時、パターンシート５０に形成される凸パターン６０の密度に応じて、センサー４０に入射する光量の差を感知し、この光量の差を数値化して光量値に換算し、該当の信号に基づいて携帯電話及び／または端末機などの作動を実現することとなる。

一例として、図３に示すように、キーパッドの操作のために多数の凸パターン６０のうちいずれか一つを押す場合、押された凸パターン６０の下側、すなわち、導光パッド１０で光が散乱し、反射板４０によって反射される構成とすることができる。

他の例として、図４に示すように、パターンシート５０に順に設けられた凸パターン６０のそれぞれを６２、６４、６６及び６８とすれば、該当の凸パターンの密度差によって、それぞれの凸パターン６２、６４、６６、６８を押す場合、散乱する光量がグラフのように段階的に変わり、センサー３０に入射する光量値の差を換算し、ユーザの作動するキーに該当する信号を判断できるようにする構成も可能である。

ここで、図４の凸パターン６２，６４，６６，６８を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）とすれば、凸パターン６２，６４，６６，６８のそれぞれを押した場合、同図の下部のグラフのように凸パターン６２、６４、６６、６８の光量が表示される。

以上では具体的な実施例に挙げて本発明を説明してきたが、本発明の属する技術分野における当業者には、本発明がその技術的思想や必須特徴を逸脱しない限度内で他の様々な形態に実施できるということが理解できる。したがって、以上の実施例はいずれも例示的なものであり、限定的なものとして理解してはならない。本発明の範囲は上記の詳細な説明に限定されず、添付の特許請求の範囲及びその等価概念から導出されるいずれの変更または変形形態も本発明の範囲に含まれるものと解釈すべきである。

Claims (20)

1. 導光パッドと、
   前記導光パッドに光を入射させるように設けられた光源と、
   前記導光パッドを通過した光の光量を感知するセンサーと、
   前記導光パッドを通過する光の光量を変化させる光量変化部と、
   を含むキーパッド。
2. 前記光量変化部は、
   タッチされる場合、前記導光パッドの一部領域を通過する光の全反射を解除させて、前記センサーで感知される光量を変化させることを特徴とする請求項１に記載のキーパッド。
3. 前記光量変化部は、
   前記導光パッドと離隔して配置され、
   タッチされる場合、前記導光パッドに接触して、前記導光パッドを通過する光の全反射を解除させることを特徴とする請求項１に記載のキーパッド。
4. 前記光源は、前記導光パッドの一方の側に配置され、
   前記センサーは、前記導光パッドの一方の側に対向する他方の側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のキーパッド。
5. 前記光量変化部は、パターンの形成されているパターンシートであることを特徴とする請求項１に記載のキーパッド。
6. 前記パターンシートは、前記導光パッドの上側に配置されることを特徴とする請求項５に記載のキーパッド。
7. 前記導光パッドの下側に、反射板がさらに設けられることを特徴とする請求項６に記載のキーパッド。
8. 前記パターンシートは、表面に多数のパターン領域が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のキーパッド。
9. 前記パターンシートの多数のパターン領域は、凸パターン、凹パターン、及びこれらの組み合わせパターンのいずれか一つからなることを特徴とする請求項８に記載のキーパッド。
10. 前記多数のパターン領域は、前記パターンシートから突出し、前記パターンシートを押す時、前記パターン領域が前記導光パッドに接触するように構成されることを特徴とする請求項８に記載のキーパッド。
11. 前記多数のパターン領域は、パターンの密度が互いに異なるように形成されていることを特徴とする請求項８に記載のキーパッド。
12. 前記多数のパターン領域は、前記センサーが位置している方向を基準に順次に密度が増加または減少するように形成されたことを特徴とする請求項８に記載のキーパッド。
13. 前記多数のパターン領域は、前記光源から前記センサーに進行する方向に前記多数のパターン領域の密度が増加または減少するように形成されたことを特徴とする請求項８に記載のキーパッド。
14. 前記光源と前記センサーとの間に前記導光パッドが配置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。
15. 前記パターンシートは、フレキシブルな材料からなり、部分的変形が可能であることを特徴とする請求項５に記載のキーパッド。
16. 前記パターンシートは、導光パッドと離隔した状態を維持し、外力によって導光パッドの上面に部分的に接触することを特徴とする請求項５に記載のキーパッド。
17. 前記導光パッドが、透明なシリコンからなることを特徴とする請求項１に記載のキーパッド。
18. 前記透明なシリコン中にティント（tint）剤が含まれていることを特徴とする請求項１７に記載のキーパッド。
19. 前記光源がＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載のキーパッド。
20. 前記光源から前記導光パッドに入射した光は、前記導光パッドで全反射されて前記センサーに出射されることを特徴とする請求項１に記載のキーパッド。

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