JP2012129140A - キーボードおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】より少ない数の部材でキーボードを構成する。
【解決手段】キーボード１００は、キー１０１に対応する位置に接点が配置されるメンブレンスイッチ１２０と、メンブレンスイッチ１２０上に設けられ、少なくともキー１０１に対応する部分に開口部１０１ａを有するスペーサ部材１３１と、スペーサ部材１３１上に設けられ、開口部１３１ａでメンブレンスイッチ１２０と離間して対向する弾性部材１３３と、弾性部材１３３上のキー１０１に対応する部分に設けられるキー部材１３５とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、キーボードおよび電子機器に関し、特に、キーボードおよび該キーボードを有する電子機器に関する。

薄型のキーボードとして、メンブレンスイッチを用いたキーボードが広く用いられている。メンブレンスイッチは、２つの電極が互いに離間して対向するように配置される複数のシートを含む。メンブレンスイッチの電極が配置された部分が押下されると、２つの電極が接触し、信号が出力される。メンブレンスイッチを用いたキーボードでは、かかる電極が各キーに対応する位置に配置され、各キーの押下時に信号が出力される。

このようなキーボードでは、入力性および操作性を確保するために、キートップが傾かないように支持するキートップガイド機構が設けられる。薄型のキーボードでは、キートップガイド機構として、例えばスライド機構またはパンタグラフ機構が用いられる（例えば、特許文献１の図８等を参照）。

特開２００９−７５９８０号公報

しかし、上記のような従来のキーボードでは、部材数が多く、組み立てに手間がかかるという問題があった。例えば、特許文献１に記載されたパンタグラフ機構を用いたキーボードの場合、キートップの部材数がキー数と同じ、２つのフレームからなるパンタグラフの部材数がキー数の２倍、キートップとメンブレンスイッチとの間に介される弾性材であるカップの部材数がキー数と同じになり、これだけで部材数がキー数の４倍になる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、より少ない数の部材でキーボードを構成することが可能な、新規かつ改良されたキーボードおよび電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、キーに対応する位置に接点が配置されるメンブレンスイッチと、上記メンブレンスイッチ上に設けられ、少なくとも上記キーに対応する部分に開口部を有するスペーサ部材と、上記スペーサ部材上に設けられ、上記開口部で上記メンブレンスイッチと離間して対向する弾性部材と、上記弾性部材上の上記キーに対応する部分に設けられるキー部材とを含むキーボードが提供される。

かかる構成によれば、キーボードを少数の単純な形状の部材で構成することができ、部材の加工およびキーボードの組み立てを容易にすることができる。

上記弾性部材は、複数の上記キーに対応する領域にわたる平坦なシート状部材であってもよい。

上記弾性部材は、単一のシート状部材であってもよい。

上記スペーサ部材は、単一のプレート状部材であってもよい。

上記スペーサ部材は、上記メンブレンスイッチ、上記開口部、および上記弾性部材によって囲繞される空間から空気を漏出させる切開部を有してもよい。

上記メンブレンスイッチは、上記キー部材によって押下された上記弾性部材が上記開口部を通過して接触する部分に粗面を有してもよい。

上記キーボードは、上記弾性部材および上記キー部材上に設けられ、上記キーに対応する凹凸を有するカバー部材をさらに含んでもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、キーに対応する位置に接点が配置されるメンブレンスイッチと、上記メンブレンスイッチ上に設けられ、少なくとも上記キーに対応する部分に開口部を有するスペーサ部材と、上記スペーサ部材上に設けられ、上記開口部で上記メンブレンスイッチと離間して対向する弾性部材と、上記弾性部材上の上記キーに対応する部分に設けられるキー部材とを含むキーボードを有する電子機器が提供される。

以上説明したように本発明によれば、より少ない数の部材でキーボードを構成することができる。

本発明の一実施形態に係るキーボードの断面図である。 本発明の一実施形態に係るキーボードの構成を示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係るシートアセンブリの断面図である。 本発明の一実施形態にかかるシートアセンブリの構成を示す模式的な斜視図である。 本実施形態に係る電子機器の構成を示す模式的な斜視図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．関連技術の説明
２．一実施形態の説明
３．補足

＜１．関連技術の説明＞
まず、本発明の実施形態の説明に必要な関連技術について説明する。上述のように、薄型のキーボードとして、メンブレンスイッチを用いたキーボードが広く用いられている。このようなキーボードでは、スライド機構またはパンタグラフ機構などの機械的なキートップガイド機構が設けられるが、部材数が多く、組み立てに手間がかかる。例えば、パンタグラフ機構を用いたキーボードの一例では、キー数が１００である場合、部材数はその４倍の４００を超える。

また、上記のような機械的なキートップガイド機構を用いる場合、キーボードの薄型化には限界がある。例えば、上記のパンタグタフ機構を用いたキーボードの場合、メンブレンが設けられるバックプレートからキートップまでの厚さは２．８〜３．５ｍｍになり、これ以上薄くすることは難しい。また、打鍵時にキートップがキートップガイド機構の他の部品に接触するために、打鍵音が大きい。さらに、メンブレンの表面を覆う部材が複数の分離した部材であるために、キーボード上方からの液体の浸入に弱い。

これに対して、部材数が少なく、打鍵音が小さく、液体の浸入に強い薄型のキーボードとして、タッチパネルを用いたオンスクリーンキーボードが存在する。しかし、タッチパネルが高価であるために、オンスクリーンキーボードのコストは高い。また、タッチパネルは軽い接触でも反応してしまうために、手を置いた程度の接触でキー入力が発生して、誤操作の可能性が高くなる。さらに、タッチパネルの表面は平滑であるため、キー位置の識別は目視に頼らざるを得ず、ブラインドタッチによる入力が難しい。

＜２．一実施形態の説明＞
次に、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、キーボードと、該キーボードを有するＰＣ（Personal Computer）などの電子機器に係る。

本実施形態に係るキーボード１００の構成は、図１〜図４の各図面を参照して説明される。まず、図１および図２は、キーボード１００の全体構成を示す図である。具体的には、図１は、本発明の一実施形態に係るキーボード１００の断面図である。図２は、本発明の一実施形態に係るキーボード１００の構成を示す模式的な斜視図である。次に、図３および図４は、キーボード１００に含まれるシートアセンブリ１３０の構成をさらに詳細に示す図である。具体的には、図３は、本発明の一実施形態に係るシートアセンブリ１３０の断面図である。図４は、本発明の一実施形態にかかるシートアセンブリ１３０の構成を示す模式的な斜視図である。

以上の各図を参照すると、キーボード１００は、バックプレート１１０、メンブレンスイッチ１２０、シートアセンブリ１３０、およびトップラバー１４０を含み、シートアセンブリ１３０は、スペーサプレート１３１、ラバーシート１３３、およびキープレート１３５を含む。

バックプレート１１０は、キーボード１００の底部に設けられる。バックプレート１１０は、例えば平板状のアルミプレートなどの金属板でありうる。バックプレート１１０は、メンブレンスイッチ１２０、シートアセンブリ１３０、およびトップラバー１４０の各部材を支持する。

メンブレンスイッチ１２０は、バックプレート１１０上に設けられる。メンブレンスイッチ１２０は、例えば２枚のフィルム状部材と、該フィルム状部材の内面に所定の間隔で対向するように設けられた一対の電極からなる接点とを含む。メンブレンスイッチ１２０の各接点は、キーボード１００のキー１０１に対応する位置に配置され、各接点が接触した場合、キー１０１に対応する電気信号が出力される。メンブレンスイッチ１２０は、少なくとも上記の各接点の位置で、スペーサプレート１３１の開口部１３１ａを介してラバーシート１３３に対向する。

また、メンブレンスイッチ１２０は、スペーサプレート１３１の開口部１３１ａを介してラバーシート１３３に対向する部分に、ざらざらした粗面１２０ａを有してもよい。この部分は、キーボード１００の打鍵時に、キープレート１３５によって押下されたラバーシート１３３が開口部１３１ａを通過してメンブレンスイッチ１２０に接触する部分でもある。粗面１２０ａを設けることによって、メンブレンスイッチ１２０に接触（接着）したラバーシート１３３を、ラバーシート１３３自身の弾性力によってスムーズに剥離させることができる。

シートアセンブリ１３０は、スペーサプレート１３１、ラバーシート１３３、およびキープレート１３５が互いに接着された部材である。キーボード１００の製造時には、シートアセンブリ１３０が予め組み立てられた後に、バックプレート１１０、メンブレンスイッチ１２０、シートアセンブリ１３０、およびトップラバー１４０が積層されてもよい。このようにキーボード１００を構成することによって、例えばシートアセンブリ１３０またはトップラバー１４０を交換し、キーボード１００の外観を変更したり、打鍵の感触やストロークを変更したりすることが容易になる。

スペーサプレート１３１は、メンブレンスイッチ１２０上に設けられるスペーサ部材である。スペーサプレート１３１は、例えば平板状のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Polyethylene terephthalate）またはポリカーボネート（Polycarbonate）でありうる。スペーサプレート１３１は、少なくともキー１０１に対応する部分に開口部１３１ａを有する。開口部１３１ａは、キー１０１と１対１で対応していてもよいし、また、複数のキー１０１、例えば左右方向に配列された複数のキー１０１に対して１つの開口部１３１ａが対応していてもよい。この場合、開口部１３１ａの形状は左右方向の溝状でありうる。

ここで、スペーサプレート１３１の開口部１３１ａは、メンブレンスイッチ１２０とラバーシート１３３との間に空間を確保し、この空間によって、キー１０１が押下されたときのストロークが生じる。ストロークがあることによって、ユーザは、キーボード１００の打鍵時に押下感を得ることができる。また、ストロークがあることによって、キーボード１００の表面に手を置いた程度の荷重ではキー入力が発生せず、誤作動の可能性は低くなる。なお、スペーサプレート１３１の厚さを調整することによって、ストロークの大きさを調整することが可能である。例えば、スペーサプレート１３１をより厚くすれば、ストロークはより大きくなる。

また、スペーサプレート１３１は、単一のプレート状部材であってもよい。この場合、スペーサプレート１３１は、１つのキーボード１００に対して１つでよく、キーボード１００の部材数をより少なくすることができる。なお、製造工程の便宜などのために、スペーサプレート１３１は複数のプレート状部材を組み合わせたものであってもよい。

さらに、スペーサプレート１３１は、切開部１３１ｂを有してもよい。切開部１３１ｂは、メンブレンスイッチ１２０、開口部１３１ａ、およびラバーシート１３３によって囲繞される空間から空気を漏出させる。切開部１３１ｂによって、上記空間が気密空間になり、内部の空気が圧縮されてキー１０１の打鍵が困難になることを防ぐことができる。なお、図示されている例において、切開部１３１ｂは２つの開口部１３１ａの間に設けられ、一方の開口部１３１ａに対応するキー１０１が打鍵された場合に、他方の開口部１３１ａに空気を漏出させる。切開部１３１ｂの形状はこれには限られず、例えば３以上の開口部１３１ａの間に設けられてもよく、また開口部１３１ａとスペーサプレート１３１の端部との間に設けられ、開口部１３１ａに対応するキー１０１が打鍵された場合に、外部に空気を漏出させてもよい。

ラバーシート１３３は、スペーサプレート１３１上に設けられる弾性部材である。ラバーシート１３３は、例えばシリコンゴムなどの弾性を有する素材で形成されうる。ラバーシート１３３は、スペーサプレート１３１の開口部１３１ａの部分で、メンブレンスイッチ１２０と離間して対向する。

ここで、ラバーシート１３３は、キーボード１００の打鍵時に、ユーザによってトップラバー１４０を介して押下されたキープレート１３５に押圧されて下方に撓み、開口部１３１ａを通過してメンブレンスイッチ１２０に接触する。このとき、メンブレンスイッチ１２０の接点部分が、ラバーシート１３３とバックプレート１１０との間に挟まれ、接点が接触して、各キーに対応する電気信号が出力される。キープレート１３５が解放されると、ラバーシート１３３は、自身の弾性力によってメンブレンスイッチ１２０から離隔し、キープレート１３５が押下される前の位置に復位する。

また、ラバーシート１３３は、複数のキー１０１に対応する領域にわたる平坦なシート状部材であってもよい。ラバーシート１３３とメンブレンスイッチ１２０との間にはスペーサプレート１３１が介されているため、ラバーシート１３３は、単純な形状のシート状部材とし、複数のキー１０１に対応する領域にわたる部材とすることが可能である。関連技術として紹介した機械的なキートップガイド機構を用いるキーボードでは、ラバーシート１３３と同様の機能を実現するためにカップ状の弾性材が設けられるが、この弾性材は、キーに対して１つ設ける必要があり、また複雑な立体的形状を有する。これに対して、ラバーシート１３３は、１つの部材で複数のキー１０１をカバーすることが可能であり、また形状が単純である。複数のキー１０１に対応する領域にわたる平坦なシート状部材であるラバーシート１３３を用いれば、キーボード１００の部材数をより少なくすることができ、また部材の加工を容易にすることができる。

さらに、ラバーシート１３３は、単一のシート状部材であってもよい。この場合、ラバーシート１３３は、１つのキーボード１００に対して１つでよく、キーボード１００の部材数をさらに少なくすることができる。また、ラバーシート１３３を開口部がないシート状部材にすれば、メンブレンスイッチ１２０は、隙間なく一体になったラバーシート１３３によって覆われるため、キーボード１００の上方からの液体の浸入を防ぐことができる。なお、ラバーシート１３３が複数のシート状部材を組み合わせたものである場合にも、キーボード１００の上方からの液体の侵入を部分的に防ぐことができる。

キープレート１３５は、ラバーシート１３３上の、キー１０１に対応する部分に設けられるキー部材である。キープレート１３５は、例えば板状のＰＥＴまたはポリカーボネートでありうる。キープレート１３５は、キー１０１と１対１で対応していてもよいし、また、複数のキー１０１、例えば４つのカーソルキーであるキー１０１に対して１つのキープレート１３５が対応していてもよい。キープレート１３５は、キーボード１００の打鍵時に、ユーザにトップラバー１４０を介して押下され、ラバーシート１３３を押圧してメンブレンスイッチ１２０に接触させる。

ここで、キープレート１３５の材質は、キーボード１００の打鍵時にユーザが得る感触に影響する。例えば、キープレート１３５はアルミプレートなどの金属板である場合、ユーザはキーボード１００の打鍵時に比較的固い感触を得ることができる。

また、キープレート１３５の形状は、スペーサプレート１３１の開口部１３１ａの形状に対応していてもよい。この場合、キープレート１３５は、キーボード１００の打鍵時にラバーシート１３３を介して開口部１３１ａに挿入される。従って、キープレート１３５の形状は、開口部１３１ａの形状よりもわずかに小さい形状でありうる。円滑な打鍵を実現するために、この場合のキープレート１３５と開口部１３１ａとの寸法の差は、例えば０．５ｍｍ程度でありうる。

トップラバー１４０は、ラバーシート１３３およびキープレート１３５上に設けられ、キー１０１に対応する凹凸を有するカバー部材である。トップラバー１４０は、例えばシリコンゴムなどの弾性を有する素材で形成されうる。トップラバー１４０がキー１０１に対応する凹凸を有することによって、ユーザは触覚によってキー１０１の位置を認識することができ、ブラインドタッチによる入力も可能である。

また、トップラバー１４０は、ラバーシート１３３およびキープレート１３５を覆う装飾的な部材でありうる。従って、トップラバー１４０は、バックプレート１１０、メンブレンスイッチ１２０、およびシートアセンブリ１３０の各部材のように、他の部材と密接に接合されていなくてもよい。それゆえ、トップラバー１４０は、他の部材から分離して容易に交換可能な部材でありうる。トップラバー１４０が容易に交換可能であることによって、例えばキーボード１００の表面の色、またはキー１０１を示す文字のフォントなどのデザインを容易に変更することができる。

以上で説明したキーボード１００の部材は、いずれもシート状またはプレート状の薄い部材であるため、キーボード１００の一例において、バックプレート１１０からトップラバー１４０までの厚さは１．９４ｍｍ程度になり、関連技術として紹介したパンタグラフ構造を用いたキーボードに比べて大幅な薄型化が実現されている。

また、キーボード１００において、キープレート１３５以外の部材の数は、キー１０１の数に依存しない。例えば、スペーサプレート１３１およびラバーシート１３３は、いずれも単一の部材にすることが可能である。この場合、キープレート１３５をキー１０１と１対１で対応させたとしても、キーボード１００の部材数はキー１０１の数にほぼ等しい。つまり、キーボード１００のキー数が１００であれば、部材数はキー数の１００にほぼ等しく、関連技術として紹介したパンタグラフ構造を用いたキーボードの部材数の約１／４になる。

さらに、キーボード１００では、キー１０１の打鍵時に、ラバーシート１３３が押圧されてメンブレンスイッチ１２０に接触する。これによって、メンブレンスイッチ１２０に接触するのが比較的軟らかいラバーシート１３３であることによって、打鍵音が小さくなり、長時間の打鍵によるユーザの手の疲れや痛みが軽減されうる。また、ラバーシート１３３の素材を、異なる弾性を有する素材に変更することによって、キーボード１００の打鍵時にユーザが得る感触を変更することができる。

加えて、キーボード１００の各部材は、例えばＰＥＴやシリコンゴムを用いることによって、透明な部材とすることが可能である。それゆえ、キーボード１００は、例えばバックプレート１１０とメンブレンスイッチ１２０との間に光源を設置することによって、バックライトキーボードにすることができる。

図５は、本実施形態に係る電子機器１０の構成を示す模式的な斜視図である。電子機器１０は、バックプレート１１０、メンブレンスイッチ１２０、シートアセンブリ１３０、およびトップラバー１４０を含むキーボード１００を有する電子機器である。電子機器１０は、例えば、図示されているようなノート型ＰＣ、デスクトップ型ＰＣなどにＵＳＢ（Universal Serial Bus）などを用いて接続されるキーボード装置、および携帯電話などのモバイル機器でありうる。

キーボード１００に含まれるバックプレート１１０、メンブレンスイッチ１２０、シートアセンブリ１３０、およびトップラバー１４０は、例えば両面テープを用いて互いに接着され、バックプレート１１０が本体２００に接着される。さらに、キーボード１００を固定するために、キーボードベゼル３００が装着されてもよい。また、メンブレンスイッチ１２０は、打鍵されたキー１０１に対応する電気信号を出力するために、本体２００の内部の配線に電気的に接続される。

なお、上述のように、キーボード１００では、キー１０１の打鍵時の打鍵音が小さい。これは、多くの場合において利点であるが、ユーザによっては、キーの打鍵がされたか否かを確認するために、より大きい打鍵音が好まれる場合がある。そのような場合、本体２００は、メンブレンスイッチ１２０から出力された電気信号に応じて、音声または振動を打鍵に対するフィードバックとして出力し、ユーザにより快適な操作感を提供してもよい。

＜３．補足＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、バックプレート、スペーサプレートをいずれも剛性を有する部材としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、バックプレートおよびスペーサプレートはいずれも可撓性を有する部材であってもよい。この場合、キーボード１００は、巻いたり折り畳んだりすることが可能になる。さらに、キープレートも可撓性を有する部材であってもよい。

１０ 電子機器
１００ キーボード
１１０ バックプレート
１２０ メンブレンスイッチ
１２０ａ 粗面
１３０ シートアセンブリ
１３１ スペーサプレート
１３１ａ 開口部
１３１ｂ 切開部
１３３ ラバーシート
１３５ キープレート
１４０ トップラバー

Claims (8)

1. キーに対応する位置に接点が配置されるメンブレンスイッチと、
   前記メンブレンスイッチ上に設けられ、少なくとも前記キーに対応する部分に開口部を有するスペーサ部材と、
   前記スペーサ部材上に設けられ、前記開口部で前記メンブレンスイッチと離間して対向する弾性部材と、
   前記弾性部材上の前記キーに対応する部分に設けられるキー部材と、
   を備えるキーボード。
2. 前記弾性部材は、複数の前記キーに対応する領域にわたる平坦なシート状部材である、請求項１に記載のキーボード。
3. 前記弾性部材は、単一のシート状部材である、請求項１に記載のキーボード。
4. 前記スペーサ部材は、単一のプレート状部材である、請求項１に記載のキーボード。
5. 前記スペーサ部材は、前記メンブレンスイッチ、前記開口部、および前記弾性部材によって囲繞される空間から空気を漏出させる切開部を有する、請求項１に記載のキーボード。
6. 前記メンブレンスイッチは、前記キー部材によって押下された前記弾性部材が前記開口部を通過して接触する部分に粗面を有する、請求項１に記載のキーボード。
7. 前記弾性部材および前記キー部材上に設けられ、前記キーに対応する凹凸を有するカバー部材をさらに備える、請求項１に記載のキーボード。
8. キーに対応する位置に接点が配置されるメンブレンスイッチと、
   前記メンブレンスイッチ上に設けられ、少なくとも前記キーに対応する部分に開口部を有するスペーサ部材と、
   前記スペーサ部材上に設けられ、前記開口部で前記メンブレンスイッチと離間して対向する弾性部材と、
   前記弾性部材上の前記キーに対応する部分に設けられるキー部材と、
   を含むキーボードを備える電子機器。
   

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