JP4897809B2 - 画像ボタン入力装置及びそれを備えた携帯用電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像ボタン入力装置及びそれを備えた携帯用電子装置に係り、詳細には、ディスプレイパネル上にウィンドウを有する複数のレバー型ボタンを配置して、該ウィンドウを通じて画像を表示すると共に、ユーザーに薄くて優秀な入力感を提供する画像ボタン入力装置及び該画像ボタン入力装置を備えた携帯用電子装置に関する。

一般的に、ボタン入力装置は、ユーザーの押圧に対応してスイッチ信号を生成して出力する機能を有する。ユーザーがボタンを押す際、ボタンが押されて再び戻る入力感をユーザーに提供するため、ボタン入力装置は、弾性手段を備える。ボタン入力装置に備えられる弾性手段として多く使われるものは、ドーム形態を有する金属である。

最近、ディスプレイ機能を有するボタン入力装置が提案されているが、ボタン入力装置が薄い場合は、優秀な入力感を提供しがたく、優秀な入力感を提供する場合でも、装置が厚くなるか、または構造が複雑になって組み立てが困難である。

本発明の目的は、薄くて入力感が優秀な画像ボタン入力装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、このような画像ボタン入力装置を備えた携帯用電子装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明による画像ボタン入力装置は、ユーザーの押圧に応答してスイッチ信号を生成するボタン入力装置において、少なくとも一部に透明なウィンドウを有し、該ウィンドウを中心に一端が固定され、他端が垂直方向に弾性的に押される複数のレバー型ボタンと、前記複数のレバー型ボタンの下部に配置され、前記ウィンドウに対応する部分が開放され、前記レバー型ボタンの押される部分に対応するように配置された複数のスイッチを有して前記ボタンの移動によってスイッチ信号を生成するスイッチ基板と、少なくとも一部分が前記複数のレバー型ボタンの下部に配置され、前記各ウィンドウに対応する領域に画像を提供するディスプレイパネルと、前記スイッチ基板と前記ディスプレイパネルとの間に配置され、前記ウィンドウに対応する開口部を有し、前記スイッチ基板の背面を支持して前記ディスプレイパネルを保護する補強板と、を備える。

前記スイッチ基板は、前記ディスプレイパネルの外部に隣接するように配置される。このとき、画像ボタン入力装置は、前記スイッチ基板の下部に配置されて前記スイッチ基板の背面を支持する補強構造物をさらに含む。

前記他の目的を達成するために、本発明による携帯用電子装置は、少なくとも一部に透明なウィンドウを有し、該ウィンドウを中心に一端が固定され、他端が垂直方向に弾性的に押される複数のレバー型ボタンと、前記複数のレバー型ボタンの下部に配置され、前記ウィンドウに対応する部分が開放され、前記レバー型ボタンの押される部分に対応するように配置された複数のスイッチを有して前記ボタンの移動によってスイッチ信号を生成するスイッチ基板と、少なくとも一部分が前記複数のレバー型ボタンの下部に配置され、前記各ウィンドウに対応する領域に画像を提供するディスプレイパネルと、前記スイッチ基板と前記ディスプレイパネルとの間に配置され、前記ウィンドウに対応する開口部を有し、前記スイッチ基板の背面を支持して前記ディスプレイパネルを保護する補強板と、前記ディスプレイパネルの前記ウィンドウに対応する領域に、前記スイッチの信号によってそれぞれ変化した画像をディスプレイさせるボタンディスプレイ制御部と、を備える。

本発明によれば、ボタン入力装置として、ユーザーに優秀な入力感を提供しつつ、その厚さや部品の数を顕著に減少させることができる。これにより、ディスプレイ機能を有する画像ボタン入力装置及びそれを備えた携帯用電子装置の厚さ及び組み立てコストを減少することができる。

以下、添付された図面を参照しながら、本発明によるボタン入力装置について詳細に説明する。

図１は、本発明による画像ボタン入力装置の第１実施形態を示す分解斜視図である。図１に示した画像ボタン入力装置は、複数のボタン２０１が平面的に配置されたキーパッド２００、キーパッド２００の下部に設けられた弾性プレート２１０、弾性プレート２１０の下部に設けられたスイッチ基板２５０、及びスイッチ基板２５０の下部に設けられたディスプレイパネル２８０を備える。本実施形態では、個別に設けられた複数のボタン２０１と、複数のボタン２０１にそれぞれ対応する複数の弾性部２３０を有する弾性プレート２１０とが複数のレバー型ボタンを構成する。

キーパッド２００は、透明なウィンドウ２０２を備えた複数のボタン２０１が平面的に配置されたものであって、ボタン２０１のウィンドウ２０２部分は、透明なプラスチック素材で形成され、ウィンドウ２０２の外側部分は、不透明なプラスチックまたは金属などの素材で形成される。

弾性プレート２１０は、キーパッド２００の下部に配置される。各ボタン２０１に対応する部分には、部分的にカットされて形成された複数の弾性部２３０が設けられ、弾性部２３０には、透明なウィンドウ２０２に対応する開口部２４０が設けられる。ボタン２０１が押されれば、ボタン２０１の下部が弾性部２３０の自由端部２３１を押し、これにより、固定端部２３２を中心に曲げ変形が起こり、弾性復原力が再びボタン２０１に及ぶ。

弾性プレート２１０は、曲げ変形に対して弾性を有するプラスチック板または金属板からなりうる。ただし、画像ボタン入力装置の薄型化のために薄いことが有利であるという点と、開口部２４０のため狭い固定端部２３２に応力が集中するという点とを考慮すれば、薄くて、弾性プレートとして十分な強度及び寿命を提供できる金属板からなることが望ましい。金属板の素材としては、幾つかの例としてステンレススチール、アルミニウム合金またはマグネシウム合金などが挙げられる。

スイッチ基板２５０は、ウィンドウ２０２に対応する開口部２７０を備え、ボタン２０１のウィンドウ２０２の外側部分に対応するように、さらに具体的には、弾性部２３０の自由端部２３１に対応するように配置された複数のスイッチ２６０を備える。スイッチ２６０は、自由端部２３１との接触を感知可能なものであれば、いかなる形態のスイッチであってもよい。本実施形態において、スイッチ２６０は、弾性ドームスイッチであって、外部にドーム形態の弾性素材を含み、ドームの内部に炭素接点（図示せず）が設けられる。

ディスプレイパネル２８０は、少なくとも一部分、例えば透明なウィンドウ２０２が設けられた複数のボタン２０１を通じて投影される画像を出力する部分がスイッチ基板２５０の下部に配置される。すなわち、ディスプレイパネル２８０は、画像ボタン機能のために別途に設けられてもよく、電子装置のメインディスプレイパネルの一部分が画像ボタン機能を行うために、スイッチ基板２５０の下部に配されてもよい。

ディスプレイパネル２８０でディスプレイされる画像をユーザーが見るように、ボタン２０１のウィンドウ２０２は、透明な素材からなり、弾性プレート２１０とスイッチ基板２５０とにそれぞれ設けられた開口部２４０、２７０は、ウィンドウ２０２に対して垂直に整列されるように配置される。

ユーザーの押圧に対応してスイッチ信号を生成するためのキーパッド２００、弾性プレート２１０、スイッチ基板２５０の動作は、次の通りである。ユーザーがキーパッド２００に備えられたボタン２０１のうちの一つを押せば、ボタン２０１の下部に位置する弾性部２３０がフレーム２２０に固定された固定端部２３２を中心に曲げ変形されて、自由端部２３１がその圧力により押される。キーパッド２００は、プラスチックで形成され、弾性プレート２１０は、曲げ変形に対して弾性を有する金属板またはプラスチック板からなりうる。特に、薄い厚さで十分な弾性復原力を提供するために、ステンレススチール、アルミニウム合金またはマグネシウム合金などの金属板からなりうる。

弾性部２３０が押されることによって、スイッチ基板２５０に備えられたスイッチ２６０のうち、押された弾性部２３０の下部に位置するスイッチが押され、スイッチ基板２５０は、押されたスイッチ２６０に対応するスイッチ信号を生成して出力する。例えば、スイッチ基板２５０に備えられたスイッチそれぞれに対応するスイッチ信号が存在し、スイッチ基板２５０は、押されたスイッチに対応するスイッチ信号の値を「１」にすることが望ましい。

ユーザーが押したボタンから手を外せば、押された弾性部が元来の位置に戻り、これにより、押されたスイッチも元来の位置に戻る。スイッチが元来の位置に戻ることによって、スイッチ基板２５０は、スイッチに対応するスイッチ信号の値を「０」に変えることが望ましい。

本発明の一実施形態による画像ボタン入力装置を備える携帯用電子装置は、上述したスイッチ信号によって変化した画像を提供するディスプレイ制御部（図示せず）をさらに備える。ディスプレイ制御部は、ディスプレイパネル２８０をキーパッド２００に備えられたボタン２０１と同じ個数の領域に分割して、分割されたそれぞれの領域に画像をディスプレイすることが望ましい。ディスプレイパネル２８０でディスプレイされた複数の画像は、スイッチ基板２５０の開口部２７０、弾性プレート２１０の開口部２４０及び透明なウィンドウ２０２を通じてそれぞれのボタン２０１上に表示される。

図２は、本発明による画像ボタン入力装置の第２実施形態を示す分解斜視図である。図２に示す画像ボタン入力装置は、図１に示した画像ボタン入力装置とほとんど同一である。ただし、スイッチ基板２５０とディスプレイパネル２８０との間にスイッチ基板２５０の背面を支持し、ディスプレイパネル２８０を保護する補強板２９０をさらに備える。補強板２９０には、弾性プレート２１０及びスイッチ基板２５０の場合と同様に、ボタン２０１のウィンドウ２０２に対応する開口部２９２が設けられる。

図３は、本発明による画像ボタン入力装置の第３実施形態を示す分解斜視図である。図３に示す画像ボタン入力装置は、一つのボタンプレート３００の一部分に設けられた複数のレバー型ボタン３０１を有する。ボタンプレート３００は、携帯用電子装置のメインディスプレイ領域をカバーする前面カバーでありうる。ボタンプレート３００は、複数のボタン領域に区画され、各ボタン領域の周囲のうち固定された一端を除いた残りが部分的にカットされて、その自由端部３３１が弾性的に移動するように形成される。レバー型ボタン３０１にも、透明なウィンドウ３０２が設けられ、ボタン３０１の背面には、ボタンパッド３１０が付着される。ボタンパッド３１０には、ウィンドウ３０２に対応する開口部３１２が設けられる。ボタンパッド３１０は、レバー型ボタン３０１の操作時にクッション感を与え、ボタンプレート３００のカット部を通じた異物の流入を防止できるように、シリコンまたはウレタンなどの素材からなりうる。

レバー型ボタン３０１の下部には、ウィンドウ３０２の外側の押される部分、すなわち自由端部３３１に対応するように配置された複数のスイッチ３５０を備えたスイッチ基板３４０が設けられる。また、ボタンパッド３１０の背面３１０′には、複数のスイッチ３５０にそれぞれ対応する複数の突起３１５が設けられる。この場合、スイッチ３５０は、ボタン３０１の動作により押された後に、自ら復元する弾性ドームスイッチでありうる。弾性力を提供するドーム形態の構造物内に炭素接点（図示せず）が設けられ、ドーム形態の構造物の素材としては、主に金属が利用される。ただし、ドームスイッチに限定されるものではなく、押圧に感応するスイッチであれば、他の形態のものであってもよい。

スイッチ基板３４０の下部には、ディスプレイパネル３８０が配置される。また、スイッチ基板３４０の下部には、スイッチ基板３４０の背面を支持する補強構造物３６０が設けられる。ここで、スイッチ基板３４０は、ディスプレイパネル３８０の外部の隣接した領域３８２に配置されることもある。この場合、ディスプレイパネル３８０の内部のエッジ領域を、各ボタン３０１のウィンドウ３０２を通じて投影させ、ボタン３０１の自由端部３３１は、スイッチ基板３４０上に配置されたスイッチ３５０に対応させることができる。

図３に示す画像ボタン入力装置は、スイッチ信号によって変化した画像を提供するディスプレイ制御部（図示せず）をさらに備える。ディスプレイ制御部は、ディスプレイパネル３８０をメインディスプレイ領域とボタンディスプレイ領域とに分け、さらに具体的には、ボタン３０１と同じ個数の領域に分割して、それぞれの領域に画像をディスプレイすることが望ましい。ボタンディスプレイ領域でディスプレイされた複数の画像は、ボタンパッド３１０の開口部３１２及び透明なウィンドウ３０２を通じてそれぞれのボタン３０１上に表示される。

図４は、本発明による画像ボタン入力装置の第４実施形態を示す分解斜視図である。本実施形態において、レバー型ボタンは、個別に分離された複数のボタン４０１と、各ボタン４０１の固定された一端を支持する支持構造とからなりうる。ここで、レバー型ボタンは、複数のボタン４０１の下部に配置されたボタンパッド４１０をさらに備え、支持構造は、ボタンパッド４１０の下部に配置され、ボタンパッド４１０で各ボタンの固定される一端に対応する部分４１４を支持するスイッチ基板４４０の一部分４４４でありうる。

個別に分離されたボタン４０１は、透明なプラスチック板からなり、少なくとも一部分に透明なウィンドウ（図示せず）を備える。また、ボタンパッド４１０は、ウィンドウに対応する開口部４１２を備える。ボタンパッド４１０は、ボタン４０１の操作時にクッション感を与え、ボタン４０１の周囲の間隙を通じた異物の流入を防止できるように、シリコンまたはウレタンなどの素材からなりうる。ボタンパッド４１０の背面には、スイッチ基板４４０上の複数のスイッチ４５０にそれぞれ対応する複数の突起（図示せず）が設けられる。

スイッチ基板４４０は、ボタンパッド４１０とディスプレイパネル４８０との間に配置される。この場合、スイッチ基板４４０は、ボタン４０１のウィンドウ及びボタンパッド４１０の開口部４１２に対応する開口部４４２を備えることが望ましい。スイッチ基板４４０の背面にも、ディスプレイパネル４８０を保護する補強板が介在されることはいうまでもない。

本実施形態によるレバー型ボタンの動作は、次の通りである。ユーザーがボタン４０１を押せば、ボタンパッド４１０の開口部４１２の外側部分４１３、４１４が圧力を受ける。このとき、外側部分のうち一側４１４は、背面に配置されたスイッチ基板４４０の対応部分４４４により支持され、他側４１３は、スイッチ基板４４０の対応部分に設けられたスイッチ４５０を押す。

図５は、本発明による画像ボタン入力装置の第５実施形態を示す分解斜視図である。図５に示す画像ボタン入力装置は、一つのボタンプレート５００の一部分に設けられた複数のレバー型ボタン５０１を有する。ボタンプレート５００は、携帯用電子装置のメインディスプレイ領域をカバーする前面カバーでありうる。ボタンプレート５００は、複数のボタン領域に区画され、各ボタン領域の周囲のうち固定された一端５３２を除いた残りが部分的にカットされて、その自由端部５３１が弾性的に移動するように形成される。レバー型ボタン５０１にも、透明なウィンドウ５０２が設けられ、ボタン５０１の背面には、ボタンパッド５１０が付着される。ボタンパッド５１０には、ウィンドウ５０２に対応する開口部５１２が設けられる。ボタンパッド５１０は、レバー型ボタン５０１の操作時にクッション感を与え、ボタンプレート５００のカット部を通じた異物の流入を防止できるように、シリコンまたはウレタンなどの素材からなりうる。

レバー型ボタン５０１の下部には、ディスプレイパネル５８０が設けられ、スイッチ５５０は、ディスプレイパネル５８０の外部に隣接するように設けられる。このとき、スイッチ基板５４０は、ディスプレイパネル５８０を駆動する回路基板と一体に設けられる。レバー型ボタン５０１のウィンドウ５０２領域は、ディスプレイパネル５８０のディスプレイ領域に対応し、ウィンドウ５０２の外側の押される部分、すなわち自由端部５３１は、ディスプレイパネル５８０の外部に隣接するように設けられたスイッチ５５０に対応する。ボタンパッド５１０の背面（図示せず）には、スイッチ５５０にそれぞれ対応する突起（図示せず）が設けられる。この場合、スイッチ５５０としては、ボタン５０１の動作により押された後に押される力がなくなれば、自ら復元することが望ましい。上述した弾性ドームスイッチを含む多様な形態の押圧感応スイッチが適用され得る。

図６は、本発明による画像ボタン入力装置の第６実施形態を示す分解斜視図である。本実施形態によれば、レバー型ボタンは、複数の開口部６１２を有するボタンパッド６１０と、透明な材料からなり、個別に分離された複数のボタン６０１とで構成される。ボタン６０１は、第１側端６３２がウィンドウ６０２から拡張されて、ボタンパッド６１０の開口部６１２の外側部分のうち一側６１４に重なり、ウィンドウ６０２を中心に一端６３２の反対側に位置した第２側端６３１は、ボタンパッド６１０の背面から外側に拡張される。

レバー型ボタンの下部には、ディスプレイパネル６８０が配置され、複数のスイッチ６５０は、図５の実施形態と同様に、ディスプレイパネル６８０の外部に隣接するように配置される。また、複数のスイッチ６５０を備えるスイッチ基板６４０は、ディスプレイパネル６８０を駆動する回路基板と一体に設けられる。このとき、複数のスイッチ６５０は、複数のボタン６０１の第２側端６３１にそれぞれ対応するように配置される。

図７及び図８は、画像ボタン入力装置を備える携帯用電子装置の一例として、移動通信端末機を示す図面である。各ボタン２０１のウィンドウを通じて、可変画像が表示される簡単な例を示す。図７に示した移動通信端末機の初期モードで、ユーザーが電話する機能を表示する画像がディスプレイされたボタン２０１を押せば、図８に示したように、各ボタンには、電話番号を入力するための０から９までの整数、通話開始、通話終了機能を表示する画像がディスプレイされる。

以上、本発明を例示的な実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明は、この技術分野における通常の知識を持った者であれば、特許請求の範囲により定められた本発明の精神と範囲から逸脱することなく、種々の変更実施を行うことが可能であることを理解できるであろう。

本発明による画像ボタン入力装置の第１実施形態を示す分解斜視図である。 本発明による画像ボタン入力装置の第２実施形態を示す分解斜視図である。 本発明による画像ボタン入力装置の第３実施形態を示す分解斜視図である。 本発明による画像ボタン入力装置の第４実施形態を示す分解斜視図である。 本発明による画像ボタン入力装置の第５実施形態を示す分解斜視図である。 本発明による画像ボタン入力装置の第６実施形態を示す分解斜視図である。 本発明による画像ボタン入力装置を利用した携帯用電子装置の一実施形態を示す図面である。 本発明による画像ボタン入力装置を利用した携帯用電子装置の一実施形態を示す図面である。

符号の説明

２００ キーパッド
２０１、３０１、４０１、５０１、６０１ ボタン
２０２、３０２、５０２、６０２ ウィンドウ
２１０ 弾性プレート
２２０ フレーム
２３０ 弾性部
２３１、３３１、５３１ 自由端部
２３２ 固定端部
２４０ 弾性プレートの開口部
２５０、３４０、４４０、５４０、６４０ スイッチ基板
２６０、３５０、４５０、５５０、６５０ スイッチ
２７０、４４２ スイッチ基板の開口部
２８０、３８０、４８０、５８０、６８０ ディスプレイパネル
２９０ 補強板
２９２ 補強板の開口部
３００、５００ ボタンプレート
３１０、４１０、５１０、６１０ ボタンパッド
３１０′ ボタンパッドの背面
３１２、４１２、５１２、６１２ ボタンパッドの開口部
３１５ 突起
３６０ 補強構造物
３８２ 隣接した領域
４１３ 開口部の外側部分（他側）
４１４、６１４ 開口部の外側部分（一側）
４４４ スイッチ基板の一部分
５３２ 固定された一端
６３１ 第２側端
６３２ 第１側端

Claims (6)

1. ユーザーの押圧に応答してスイッチ信号を生成するボタン入力装置において、
   少なくとも一部に透明なウィンドウを有し、該ウィンドウを中心に一端が固定され、他端が垂直方向に弾性的に押される複数のレバー型ボタンと、
   前記複数のレバー型ボタンの下部に配置され、前記ウィンドウに対応する部分が開放され、前記レバー型ボタンの押される部分に対応するように配置された複数のスイッチを有して前記ボタンの移動によってスイッチ信号を生成するスイッチ基板と、
   少なくとも一部分が前記複数のレバー型ボタンの下部に配置され、前記各ウィンドウに対応する領域に画像を提供するディスプレイパネルと、
   前記スイッチ基板と前記ディスプレイパネルとの間に配置され、前記ウィンドウに対応する開口部を有し、前記スイッチ基板の背面を支持して前記ディスプレイパネルを保護する補強板と、を備えることを特徴とする画像ボタン入力装置。
2. 前記スイッチ基板は、前記ディスプレイパネルの外部に隣接するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像ボタン入力装置。
3. 前記スイッチ基板の下部に配置されて前記スイッチ基板の背面を支持する補強構造物をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の画像ボタン入力装置。
4. 少なくとも一部に透明なウィンドウを有し、該ウィンドウを中心に一端が固定され、他端が垂直方向に弾性的に押される複数のレバー型ボタンと、
   前記複数のレバー型ボタンの下部に配置され、前記ウィンドウに対応する部分が開放され、前記レバー型ボタンの押される部分に対応するように配置された複数のスイッチを有して前記ボタンの移動によってスイッチ信号を生成するスイッチ基板と、
   少なくとも一部分が前記複数のレバー型ボタンの下部に配置され、前記各ウィンドウに対応する領域に画像を提供するディスプレイパネルと、
   前記スイッチ基板と前記ディスプレイパネルとの間に配置され、前記ウィンドウに対応する開口部を有し、前記スイッチ基板の背面を支持して前記ディスプレイパネルを保護する補強板と、
   前記ディスプレイパネルの前記ウィンドウに対応する領域に、前記スイッチの信号によってそれぞれ変化した画像をディスプレイさせるボタンディスプレイ制御部と、を備えることを特徴とする携帯用電子装置。
5. 前記スイッチ基板は、前記ディスプレイパネルの外部に隣接するように配置されることを特徴とする請求項４に記載の携帯用電子装置。
6. 前記スイッチ基板の下部に配置され、前記スイッチ基板の背面を支持する補強構造物をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の携帯用電子装置。

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