JP5321098B2 - キー入力装置、小型電子機器、キートップ表示方法、キートップ表示プログラムおよびプログラム記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、キー入力装置、小型電子機器、キートップ表示方法、キートップ表示プログラムおよびプログラム記録媒体に関し、特に、ブラウザフォン、スマートフォン等を含む携帯電話装置、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯型情報通信機器）端末、携帯型小型キーボード、小型電子辞書、読書用携帯端末等を含む小型電子機器（移動端末も含む）など、入力機能を有する小型の電子機器に好適に適用可能なキー入力装置、該キー入力装置を搭載した小型電子機器、キートップ表示方法、キートップ表示プログラムおよびプログラム記録媒体に関する。

携帯電話装置を始めとする小型電子機器（移動端末も含む）は、携帯性等を損ねないために大きさが限られており、そのため、キーの個数だけでなく、キーのサイズも限られている。

しかしながら、従来より、入力のためのキーを有する携帯電話機、ＰＨＳ端末、ＰＤＡ機器、携帯ノートＰＣ等の小型電子機器（移動端末も含む）においては、キーの個数を減らすために、英字、数字、平仮名、カタカナ、記号など複数種類の文字を１個のキーによって共用することにしており、その結果として、１個のキーのキートップ部に英字、数字、平仮名、カタカナ、記号など複数種類の文字を印字することになるため、印字文字が小さくて判別し難くなるという問題がある。

かくのごとき問題を解決するために、種々の提案や製品の開発がなされている。例えば、特許文献の特開２００５―３５２９８７号公報「キー入力装置」においては、キー入力装置の操作パネルのキートップ部に、電子ペーパーを配置して、キートップ部に表示する文字や記号を、表示モードに応じて切り替えて、電子ペーパーに表示するという提案がなされている。

また、前記特許文献１においては、キートップ部とスイッチ部との間に電子ペーパーを挟む構造としており、かつ、キークリック感を良好にするために、薄く柔らかな電子ペーパーが必要であるため、電気泳動方式のマイクロカプセル方式を採用している。

一方、入力操作をフレキシブルに行うことを可能とするために、入力操作部に、タッチ位置入力用のタッチセンサと入力情報表示用の液晶ディスプレイとを組み合わせたタッチパネルを採用した携帯機器も開発されている。

また、近年、折り畳み式の携帯機器においては、縦・横に開閉可能な構造や、スライド式の携帯電話機においては、縦・横にスライド可能な構造などが実現されている。例えば、特許文献２の特開２００５−１９８０６２号公報「折り畳み式携帯電話装置」においては、ヒンジユニットにより３つの回転軸を設けて、複数の方向に開閉可能な構造を実現するとともに、回転軸方向の回転角度の組み合わせに応じて、表示の向きを変更する制御や、横方向に開閉した際にキートップ部の表示の向きを機械的に傾斜して表示する提案がなされている。

特開２００５―３５２９８７号公報（第３−５頁） 特開２００５−１９８０６２号公報（第６−８頁）

しかしながら、マイクロカプセル方式の電子ペーパーをキー入力装置の操作パネルのキートップ部に用いる場合であっても、前記特許文献１のように、キートップ部とスイッチ部との間に電子ペーパーを挟むような構成では、キートップ部を押下した際に、キートップ部から電子ペーパーに直接圧力が加わってしまうため、押下操作の繰り返しにより、マイクロカプセルが破壊されてしまうことなど、電子ペーパーの耐久性に問題が生じる。

また、タッチセンサと液晶ディスプレイとを組み合わせたタッチパネル方式の入力装置を採用する場合、操作感を得ることができる機械式のボタンとは異なり、タッチパネルへの入力時に、クリック感のような押した感触が得られず、操作性に不安を感じるという問題点がある。

このため、タッチパネルの操作感を得るために、バイブレータなどを併用して、タッチした感触をフィードバックするような対策を施したものも試行されているが、機械式のボタンから得られるクリック感のような十分な安心感を得ることは難しい。

また、液晶ディスプレイを組み合わせたタッチパネルの場合は、従来のタッチパネルに使われる液晶ディスプレイについてはバックライトを必要とするため、消費電流が多くなるという問題点もある。

さらに、指によるタッチパネル操作は、位置精度が低くなるため、タッチパネルに適用する入力キーサイズやアイコンを大きく表示することが必要となり、限られた画面サイズでは、表現することが可能な入力キーやアイコンの数が少なくなったり、あるいは、メニューの一覧性が低下したりするという問題点がある。さらには、指が触れることにより、ディスプレイ上に指紋が残ってしまうという問題点もある。

また、前記特許文献２の技術は、前述のように、縦横に開閉可能な折り畳み式の携帯機器について、回転軸方向の回転角度の組み合わせに応じて、表示の向きを変更したり、横方向に開閉した際にキートップ部の表示の向きを機械的に傾斜させて表示したりする仕組みを提案しているものであるが、開閉の向きによっては、キーに印字されている文字が、操作者の正面に向かって正対した形では表示されない場合が生じ、操作し難くなるという問題点がある。

また、キートップの表示の向きを機械的に傾斜するようにしているものの、キー上の文字の並びを変更することもなく向きだけを変えてしまうため、ユーザが自然に操作することが可能なキーの並びにはならず、操作し難いという問題点もある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、機械的なスイッチ構造を有する入力キーとタッチパネルと電子ペーパーとを併用することにより、操作性に富み、かつ、省電力化および耐久性に優れ、かつ、如何なる方向に開閉操作やスライド操作がなされた場合であっても、ユーザが入力操作を容易に行うことが可能となるキー入力装置、小型電子機器、キートップ表示方法、キートップ表示プログラムおよびプログラム記録媒体を提供することを、その目的としている。

前述の課題を解決するため、本発明によるキー入力装置は、次のような特徴的な構成を採用している。

（１）ユーザがキーの入力を行うキー入力装置において、機械的なスイッチ構造を有する入力キー部と、前記入力キー部における押下位置を検出するタッチセンサ部と、前記入力キー部のキートップに表示するためのキー情報を表示する電子ペーパー部とを備えているキー入力装置。

本発明のキー入力装置、小型電子機器、キートップ表示方法、キートップ表示プログラムおよびプログラム記録媒体によれば、以下のような効果を奏することができる。

第１の効果は、キー入力装置の操作パネルの入力キー表示用として用いる電子ペーパーの耐久性を向上することができる点である。その理由は、タッチセンサ部を構成するガラス基板の内側に電子ペーパーを配置することにより、キートップ押下による圧力が、ガラス基板を介することになり、電子ペーパーに直接加わることを防止することができるためである。

第２の効果は、従来のタッチパネルを使用する場合に比べ、省電力化を図ることができる点である。その理由は、液晶ディスプレイのようにバックライトを必要とはせず、また、電源を切っても、次に制御されるまでの間、表示を保持することが可能な電子ペーパーをタッチパネルの表示装置部に相当する部位に入力キー表示用として採用しているためである。

第３の効果は、従来のタッチパネルの場合と同様に、入力操作部におけるフレキシブルな表示を実現しつつ、従来のタッチパネルに比べ、確実なクリック感が得られ、同時に、安心感が得られる点である。その理由は、表示に自由度を有する電子ペーパーを採用すると同時に、キートップ、キーシート、スイッチシートとともに、押し子、皿ばねを備えた機械的なスイッチ構造を、入力キー部として搭載しているためである。

第４の効果は、従来のタッチパネルに比べ、メニュー一覧性を低下させたり、タッチパネル操作の指による入力の位置精度を悪化させたりすることもなく、限られた画面を有効に使用することが可能になる点である。その理由は、前述のようなキートップ、キーシート、スイッチシートとともに、押し子、皿ばねを備えた機械的なスイッチ構造を採用しているためである。

第５の効果は、従来のタッチパネルとは異なり、指による押下操作時にディスプレイ上に指紋や汚れが残ることがない点である。その理由は、前述のようなキートップ、キーシート、スイッチシートとともに、押し子、皿ばねを備えた機械的なスイッチ構造とすることにより、指による押下操作時に、直接、ディスプレイ上に触れる必要がなくなるためである。

第６の効果は、縦横に開閉可能な折り畳み式構造もしくは縦横に開閉可能なスライド式構造を備える携帯電話装置を始めとする小型電子機器において、小型電子機器の開閉方向や入力しようとするキー情報の用途によって、キー入力装置のキートップ部の表示を変更することができる点である。その理由は、キー入力装置のキートップ部に電子ペーパーを用い、小型電子機器の開閉の状態を検出する開閉状態検出手段の検出結果や入力しようとするキー情報の用途つまり入力キーの利用状態に応じて、キートップ部の表示を切り替える制御を行う制御手段を備えているためある。

本発明のキー入力装置におけるキー入力操作部の構造の一例を示す断面図である。 本発明に係る小型電子機器の内部のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。 本発明に係る小型電子機器の一例として図２に示す携帯電話装置の開閉状態を示す模式図である。 本発明に係る小型電子機器の一例として図２に示す携帯電話装置のキートップ部の表示形式の一例を示す模式図である。 本発明に係る小型電子機器の一例として図２に示す携帯電話装置の開閉状態により表示モードを切り替える動作の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る小型電子機器の一例として図２に示す携帯電話装置のキートップ部の表示文字種別の一例を示す模式図である。 従来のタッチパネルの構成例を示す断面図である。

以下、本発明によるキー入力装置、小型電子機器、キートップ表示方法、キートップ表示プログラムおよびプログラム記録媒体の好適な実施例について添付図を参照して説明する。なお、以下の説明においては、本発明によるキー入力装置、小型電子機器の一例である携帯電話装置、キートップ表示方法について説明するが、かかるキートップ表示方法をコンピュータにより実行可能なキートップ表示プログラムとして実施するようにしても良いし、あるいは、キートップ表示プログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録するようにしても良いことは言うまでもない。

（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、入力を行う操作パネルとして、機械的な入力キー構造を有する入力キー部と、従来のタッチパネルと同様の位置入力用のタッチセンサ部と、キートップ情報表示用の電子ペーパー部とを備え、キートップ部の表示を、用途によって可変に切り替えることを可能にしつつ、クリック感を伴う操作性と、電子ペーパーの耐久性とを合わせて有するキー入力装置を実現していることを主要な特徴としている。

また、２軸方向に開閉可能なキー入力装置において、開閉方向や入力キーの用途によってキートップ部に表示する表示方向を切り替えたり、表示する文字種別を切り替えたりすることを可能としていることも特徴としている。

つまり、本発明に係るキー入力装置、小型電子機器、キートップ表示方法、キートップ表示プログラムおよびプログラム記録媒体は、タッチセンサの上部に機械的な入力キーを配置した構造を有し、タッチセンサの下部に電子ペーパーを配置する構造からなり、キー入力の操作パネルに光の透過性がある素材からなるキートップ、キーシート、押し子、皿ばね、スイッチシートを用いた機械的な入力キー構造を採用することにより、クリック感を伴う操作性を実現すると同時に、従来のタッチパネルと同様の構造を有し、かつ、光の透過性があるタッチセンサと、該タッチパネルを構成するガラス基板の内側に表示に自由度を有する電子ペーパーと、を備えることにより、入力操作部におけるフレキシブルな表示を実現しつつ、電子ペーパーの耐久性を向上させている点に大きな特徴を有している。

さらに、入力するキーの用途つまり入力キーの利用状態に応じて、および／または、キー入力装置の開閉の向きやスライドの向きの検出結果に応じて、キートップ上の表示を切り替える制御を行う制御手段を備えていることも、本発明の特徴の一つである。

かかるキー入力装置を、ブラウザフォン、スマートフォン等を含む携帯電話装置、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant:携帯型情報通信機器）端末、携帯型小型キーボードや小型電子辞書、読書用携帯端末等を含む小型電子機器（移動端末も含む）など、入力機能を有する小型の電子機器の入力装置として適用することも特徴としている。

（実施形態の構成例）
次に、本発明に係るキー入力装置の構成例について、図１を用いて説明する。図１は、本発明のキー入力装置におけるキー入力操作部の構造の一例を示す断面図であり、タッチセンサ部にはアナログ抵抗膜方式のタッチセンサを適用している例を示している。また、図１のキー入力装置の特徴的な構造を理解し易いように、従来のタッチパネルの構成例についても図７に示している。図７は、従来のタッチパネルの構成例を示す断面図であり、後述するように、図１の場合と同様の、アナログ抵抗膜方式のタッチパネルの構造を示している。

詳細は後述するが、図１と図７との比較からも明らかなように、本発明の実施形態の一例を示す図１のキー入力装置は、図７に示す従来のタッチパネル形式のキー入力装置とは異なり、キー入力操作部には、機械的なスイッチ構造を有する入力キー部１０１Ａを新たに備えるとともに、タッチセンサ部１０２Ａを構成するガラス基板１１０の下側には、図７に示すような従来の液晶ディスプレイの代わりに、電子ペーパー部１０３Ａを備えている構造となっている。

図７の従来のタッチパネル形式のキー入力装置においては、アナログ抵抗膜方式のタッチパネルは、タッチ位置を検出する位置入力装置部に相当するタッチセンサ２０１と情報を表示する表示装置部とによって構成され、表示装置部には、前述のように、本発明の実施形態の一例を示す図１のキー入力装置の場合とは異なり、液晶ディスプレイ２０２（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）が、従来より多く用いられている。

液晶ディスプレイ２０２は、一般に、液晶層や導電膜ガラス基板などによって構成される液晶パネル（液晶シャッター）２０８と背面から液晶パネル２０８を照明するバックライト２０９とによって構成される。

一方、アナログ抵抗膜方式のタッチセンサ２０１は、図１の場合と同様の構造からなっており、透明なＰＥＴフィルム２０３（ＰＥＴ：Polyethylene Terephtalate（ポリエチレンテレフタレート））、対向配置されたＩＴＯ透明伝導膜２０４，２０６（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）、ドットスペーサ２０５、ガラス基板２０７によって構成されており、ＰＥＴフィルム２０３に指やペンでタッチして押下した際に、ドットスペーサ２０５により互いに離れた位置で対向しているＩＴＯ透明伝導膜２０４，２０６同士が接触して通電することにより、タッチした位置を検出することを可能としている。

次に、図１を用いて、本発明の特徴的な部分である本発明のキー入力装置におけるキー入力操作部の構造について説明する。本発明の実施形態の一例を示す図１のキー入力装置は、前述したように、入力キー部１０１Ａとタッチセンサ部１０２Ａと電子ペーパー部１０３Ａとからなり、入力キー部１０１Ａには、機械的なスイッチ構造を有する入力キーを備えるとともに、タッチセンサ部１０２Ａの内側（下側）には、液晶ディスプレイではなく、電子ペーパー部１０３Ａを備えた構造としている。

図１の断面図に示すように、入力キー部１０１Ａは、光の透過性を有する素材からなっており、人の指によって押下するためのキートップ１０１、キートップ１０１と押し子１０３とを表裏に伴っているキーシート１０２、キートップ１０１の押下時に、キーシート１０２の裏面側に配置された押し子１０３によって押し込まれることによりクリック感を実現する皿ばね１０４、例えばメンブレン方式のスイッチシート１０５の順に表面側から内側に向かって構成されており、機械的な入力キー構造を実現している。

スイッチシート１０５の内側（下側）に配置されるタッチセンサ部１０２Ａは、光の透過性を有する素材からなっており、図７に示したような従来のアナログ抵抗膜方式のタッチパネルの位置入力装置部に相当するタッチセンサ２０１と同等の構造を有している。すなわち、上部のＰＥＴフィルム１０６と下部のガラス基板１１０との対向面側には、対向配置されたＩＴＯ透明伝導膜１０７，１０９（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）が成膜されている。

ＰＥＴフィルム１０６とガラス基板１１０とは、従来技術と同様の通常の距離をもって離れており、指等の外的な圧力によってＰＥＴフィルム１０６面を押下することにより、対向配置されたＩＴＯ透明伝導膜１０７，１０９同士が接触して通電する構造となっている。

なお、ガラス基板１１０面上に成膜されたＩＴＯ透明伝導膜１０９上には、環境などの外的要因によるＰＥＴフィルム１０６の撓みによって、ＩＴＯ透明伝導膜１０７，１０９同士の誤接触が生じないようにするためにドットスペーサ１０８が設けられている。

さらに、タッチセンサ部１０２Ａの内側（下側）つまりガラス基板１１０の内側（下側）に配置される電子ペーパー部１０３Ａとして、詳細は後述するが、電子泳動方式のマイクロカプセルからなる電子ペーパー１１１が配置されている。

次に、本発明に係る小型電子ききの一例として、図１に示すような入力キー部１０１Ａ、タッチセンサ部１０２Ａおよび電子ペーパー部１０３Ａを有するキー入力装置を搭載した小型電子機器の内部のブロック構成について図２を用いて説明する。図２は、本発明に係る小型電子機器の内部のブロック構成の一例を示すブロック構成図であり、本発明に係るキー入力装置を搭載した小型電子機器の一例である携帯電話装置の携帯電話回路構成の要部を示している。

本発明に係る小型電子機器の一例として示した携帯電話装置においては、図２に示すように、当該携帯電話装置の主に通信機能を実現する回路部として、基地局との無線信号による通信に使用されるアンテナ１と、無線信号の送信と受信との切り分けを行う送受分波器２と、基地局からの無線信号の受信を処理する受信回路３と、基地局に対する信号の送信を処理する送信回路４と、本携帯電話装置のすべての状態を把握するとともに制御を行う制御回路７とを少なくとも備えている。

さらに、図２に示す携帯電話装置は、当該携帯電話装置の電源制御用として、当該携帯電話装置の電源を供給するバッテリ１１と、制御回路７からの指示を受けて、各回路に対するバッテリ１１からの電源の供給を制御する電源制御回路８とを備えている。また、当該携帯電話装置のキー入力装置部の開閉状態の検出用として、開閉状態検出回路６も備えている。

また、図２に示す携帯電話装置は、当該携帯電話装置のヒューマンマシンインタ−フェース用として、表示部５と電子ペーパー表示部１２とタッチセンサ部１３と入力キー１４とを備えている。表示部５は、ディスプレイ画面を伴い、制御回路７からの指示を受けて、当該携帯電話装置における発着信の情報や当該携帯電話装置が有している種々の機能の状態を画面表示する。また、入力キー１４は、人の指によって押下可能な機械的な構造を有するキーであり、図１に示す入力キー部１０１Ａに相当している。また、電子ペーパー表示部１２は、図１に示す電子ペーパー部１０３Ａの電子ペーパー１１１に相当しており、タッチパネル用の情報つまり、キートップ部の情報（文字や図形）を表示する。また、タッチセンサ部１３は、図１に示すタッチセンサ部１０２Ａに相当しており、入力キー１４のキートップに対応する位置それぞれに配置されて、キートップに対する押下操作を検出する。なお、電子ペーパー表示部１２とタッチセンサ部１３とは、電子ペーパー制御回路９とタッチセンサ制御回路１０によってそれぞれ制御される。

タッチセンサ部１３と該タッチセンサ部１３を制御するタッチセンサ制御回路１０とは、前述のように、本発明に係るキー入力装置の主要な構成要素の一つであるタッチセンサ部１０２Ａを構成する。ここで、本タッチセンサ部１０２Ａは、図１にて示したような構造からなるアナログ抵抗膜方式であって、ＰＥＴフィルム１０６側とガラス基板１１０側とのそれぞれで異なる方向つまりＸ軸方向とＹ軸方向との両端に電極を設けている。それぞれの電極によりＸ軸方向とＹ軸方向とに電圧を印加すると、ＩＴＯ透明伝導膜１０７，１０９の抵抗によって電位勾配が生じるので、タッチした場所に応じて、対向するＩＴＯ透明伝導膜１０７，１０９の接触点を通じて、検出される分圧によって、押下点のＸ，Ｙの座標を検出するようになっている。

つまり、タッチセンサ部１３は、入力キー１４の押下による接触点を検出し、一方、タッチセンサ制御回路１０は、タッチセンサ部１３により検出された接触点を通じて押下位置を検出し、押下位置を含む入力情報を、制御回路７へ通知する。

電子ペーパー表示部１２と該電子ペーパー表示部１２の表示を制御する電子ペーパー制御回路９とは、本発明に係るキー入力装置の主要な構成要素の他の一つである電子ペーパー部１０３Ａを構成する。ここで、本電子ペーパー部１０３Ａは、入力キー部１０１Ａである入力キー１４の各キーに割り当てられている入力情報の表示を行うために用いられる。本電子ペーパー部１０３Ａを構成する電子ペーパー表示部１２は、電気泳動マイクロカプセル方式によって構成されており、透明電極と背面電極との間には、正（＋）に帯電した白の粒子と、負（−）に帯電した黒の粒子とをそれぞれ複数個内部に封入したマイクロカプセルが配置されている。

透明電極と背面電極とにより、マイクロカプセルに電圧を印加すると、マイクロカプセル内の粒子が発生した電界に応じて移動し、正の電極側には黒の粒子が、負の電極には白の粒子がそれぞれ引き寄せられて、マイクロカプセル内の白黒表示を切り替えることができる。電子ペーパー制御回路９は、制御回路７からの表示指示を受けて、電子ペーパー表示部１２の透明電極と背面電極とに電圧を印加して、指定された文字、図形等の表示を行う。

また、本発明に係る小型電子機器の一例を示す携帯電話装置は、縦方向、横方向の２軸方向に開閉可能な折り畳み式もしくはスライド式の携帯電話装置であり、図２に示すように、開閉状態検出回路６において、縦方向、横方向の２軸方向のいずれの向きに開閉しているかという開閉の向きを検出し、制御回路７に通知する。

なお、図２に示す制御回路７は、通信状態、電源制御状態、携帯電話装置の開閉状態、表示部５の表示状態、タッチセンサ部１３とタッチセンサ制御回路１０とからなるタッチセンサ部１０２Ａ、電子ペーパー表示部１２と電子ペーパー制御回路９とからなる電子ペーパー部１０３Ａの各状態や、当該携帯電話装置のすべての回路の状態を把握し、各回路のコントロールを行う。

（実施形態の動作の説明）
次に、本発明に係る小型電子機器の一例として図２に示す携帯電話装置の動作の一例について、特に、図２における開閉状態検出回路６の検出結果に基づく制御回路７による表示切り替え動作の一例について、図３〜図５の模式図およびフローチャートを用いて説明する。

図３は、本発明に係る小型電子機器の一例として図２に示す携帯電話装置の開閉状態を示す模式図であり、縦方向、横方向の２軸方向に開閉可能な折り畳み式もしくはスライド式の携帯電話装置の開閉状態を示している。

図３（ａ１）、図３（ａ２）は、折り畳み式携帯電話装置の開閉状態を示している。図３（ａ１）は、閉状態では直方体の形状であり、直方体の短辺を軸にして開閉する例を示し、図３（ａ２）は、閉状態では同様に直方体の形状であり、直方体の長辺を軸にして開閉する例を示している。また、図３（ｂ１）、図３（ｂ２）は、スライド式携帯電話装置の開閉状態を示している。図３（ｂ１）は、閉状態では直方体の形状であり、直方体の長辺を軸にしてスライドする例を示し、図３（ｂ２）は、閉状態では同様に直方体の形状であり、直方体の短辺を軸にしてスライドする例を示している。

また、図４は、本発明に係る小型電子機器の一例として図２に示す携帯電話装置のキートップ部の表示形式の一例を示す模式図であり、縦方向、横方向の２軸方向に開閉可能な折り畳み式もしくはスライド式の携帯電話装置における開閉状態に応じて、電子ペーパー部１０３Ａにおける表示を縦表示、横表示に切り替えてキートップ部に表示する表示例を示している。

縦方向、横方向の２軸方向に開閉可能な折り畳み式もしくはスライド式携帯電話装置において、閉状態では直方体の形状であり、直方体の短辺を上下方向に保持した状態で、図３（ａ１）のように直方体の短辺を軸にして回転させて、もしくは、図３（ｂ１）のように直方体の長辺を軸にしてスライドさせて、短辺側を基準にした表現として縦方向に開状態にした場合は、キートップの表示は、図４（ａ）のように、短辺方向が上下方向になる表示形式とされて、正対した状態で表示される。図４（ａ）の表示モードを、短辺側を基準にとって縦表示モードと便宜上定義する。

一方、直方体の長辺を上下方向に保持した状態で、図３（ａ２）のように直方体の長辺を軸にして回転させて、もしくは、図３（ｂ２）のように直方体の短辺を軸にしてスライドさせて、短辺側を基準にした表現として横方向に開状態にした場合は、キートップの表示は、図４（ｂ）のように、長辺方向が上下方向になる表示形式とされて、正対した状態で表示される。図４（ｂ）の表示モードを、短辺側を基準にとって横表示モードと便宜上定義する。

また、図５は、本発明に係る小型電子機器の一例として図２に示す携帯電話装置の開閉状態により表示モードを切り替える動作の一例を示すフローチャートであり、折り畳み式もしくはスライド式携帯電話装置における開閉状態により、キー入力装置のキートップ上の表示を縦表示、横表示に切り替える動作の一例を示している。

図５のフローチャートが開始されると（ステップＳ０）、まず、制御回路７の指示を受け取った電子ペーパー制御回路９は、キートップ部の表示モードつまり電子ペーパー表示部１２における表示モードを、デフォルト状態の通常表示モードとして縦表示モードによる表示に設定する（ステップＳ１）。また、同時に、制御回路７は、タッチセンサ部１３が検出する位置情報を、電子ペーパー制御回路９に通知した縦表示の表示モードとリンクして認識するように、タッチセンサ制御回路１０に対しても押下位置の検出範囲を指示する。しかる後、開閉状態検出回路６は、制御回路７の指示により、折り畳み式もしくはスライド式携帯電話装置の閉状態から開状態への変化を継続して監視する（ステップＳ２）。

ここで、開閉状態検出回路６が、折り畳み式もしくはスライド式携帯電話装置の閉状態から開状態への変化を検出すると（ステップＳ２のＹｅｓ）、開状態への変化が、縦方向か横方向かを識別する（ステップＳ３）。例えば、図３（ａ１）のように直方体の短辺を軸にして回転させて、もしくは、図３（ｂ１）のように直方体の長辺を軸にしてスライドさせて、縦方向に開状態にした場合は（ステップＳ３のＮｏ）、ステップＳ１においてデフォルト状態としてあらかじめ設定している表示モード（縦表示）のままで良いので、表示モードの切り替えは行わずに、ステップＳ５へ移行する。

一方、図３（ａ２）のように直方体の長辺を軸にして回転させて、もしくは、図３（ｂ２）のように直方体の短辺を軸にしてスライドさせて、横方向に開状態にした場合は（ステップＳ３のＹｅｓ）、開閉状態検出回路６は、横方向に開状態になった旨を検出して、制御回路７へ通知する。

横方向に開状態になった旨の通知を受け取った制御回路７は、電子ペーパー制御回路９に対して、キートップ部の表示モードつまり電子ペーパー部１０３Ａにおける表示モードを横表示に切り替える指示を送信する。該指示を受け取った電子ペーパー制御回路９は、キートップ部つまり電子ペーパー表示部１２における表示モードを、縦表示モードから横表示モードによる表示に切り替える（ステップＳ４）。また、同時に、制御回路７は、タッチセンサ部１３が検出する位置情報を、電子ペーパー制御回路９に通知した横表示とリンクして認識するように、タッチセンサ制御回路１０に対しても、押下位置の検出範囲を切り替えさせる指示を行う。

しかる後、開閉状態検出回路６は、制御回路７の指示により、折り畳み式もしくはスライド式携帯電話装置の開状態から閉状態への変化を継続して監視する状態に移る（ステップＳ５）。閉状態への変化を検出すると（ステップＳ５）、表示モードの切り替え動作を終了するか、もしくは、通常表示モードである縦表示モードによる表示に復帰させた後終了する（ステップＳ６）。

なお、本発明に係る小型電子機器の一例として図２に示す携帯電話装置においては、従来の携帯電話装置の場合と同様に、キートップ部の表示文字種別を切り替えて表示させることも可能である。図６は、本発明に係る小型電子機器の一例として図２に示す携帯電話装置のキートップ部の表示文字種別の一例を示す模式図であり、携帯電話装置が有する各機能のうち、現在使用している機能により、すなわち、携帯電話装置の現在の用途に応じて、制御回路７が、キートップ部の表示文字種別を自動的に切り替える例を示している。

つまり、制御回路７は、キー入力装置に入力しようとするキー情報の用途を判別する判別手段を有しており、該判別手段の判別結果に応じて、電子ペーパー部１０３Ａにおける表示文字種別すなわちキートップ部の表示文字種別を自動的に切り替える動作を行うものであり、例えば、新規メール作成状態において、ひらがな入力を行う場合であれば、キートップ部の表示は、図６（ａ）に示すように、ひらがなの文字表示になり、新規メール作成状態において、カタカナ入力を行う場合であれば、キートップ部の表示は、図６（ｂ）に示すように、カタカナの文字表示になる。

また、メール宛先の直接入力やＵＲＬの直接入力を行う場合であれば、図６（ｃ）に示すように、アルファベットの文字表示に切り替わり、通話発信時において電話番号入力を行う場合であれば、図６（ｄ）に示すように、数字の文字表示に切り替わる。

（他の実施形態）
図１に示したキー入力装置におけるキー入力操作部の断面図においては、位置入力装置部を構成するタッチセンサ部１０２Ａとしてアナログ抵抗膜方式のタッチパネル構造を例示しているが、本発明に適用されるタッチセンサ部１０２Ａは、かかるアナログ抵抗膜方式のタッチパネル構造に限るものではなく、例えば、抵抗皮膜方式のタッチパネル構造や、静電容量方式のタッチパネル構造、赤外線方式のタッチパネル構造、表面弾性波方式のタッチパネル構造等々、各種の方式を適用することも可能である。

また、図１に示したキー入力装置における電子ペーパー部１０３Ａの電子ペーパー１１１として、電気泳動マイクロカプセル方式の電子ペーパーを例に挙げて説明しているが、本発明に適用される電子ペーパーは、かかる電気泳動マイクロカプセル方式の電子ペーパーに限るものではなく、例えば、電気泳動マイクロカップ方式の電子ペーパーやアクティブマトリックス方式の電子ペーパーなど、他の方式の電子ペーパーを適用するようにしても良い。

さらには、タッチセンサ、電子ペーパーのそれぞれの方式の組み合わせを変更して実現することも可能である。

（本発明の実施形態に係る効果の説明）
以上に詳細に説明したように、本発明の実施形態に係るキー入力装置、小型電子機器、キートップ表示方法、キートップ表示プログラムおよびプログラム記録媒体によれば、以下のような効果が得られる。

第１の効果は、キー入力装置のキートップ部の入力キー表示用として用いる電子ペーパー１１１の耐久性を向上することができる点である。その理由は、タッチセンサ部１０２Ａを構成するガラス基板１１０の内側（下側）に電子ペーパー１１１を配置することにより、キートップ押下による圧力が、ガラス基板１１０を介することになり、電子ペーパー１１１に直接加わることを防止することができるためである。

第２の効果は、従来のタッチパネルを使用する場合に比べ、省電力化を図ることができる点である。その理由は、液晶ディスプレイのようにバックライトを必要とはせず、また、電源を切っても、次に制御されるまでの間、表示を保持することが可能な電子ペーパー１１１をタッチパネルの表示装置部に相当する部位に入力キー表示用として採用しているためである。

第３の効果は、従来のタッチパネルの場合と同様に、入力操作部におけるフレキシブルな表示を実現しつつ、従来のタッチパネルに比べ、確実なクリック感が得られ、同時に、安心感が得られる点である。その理由は、表示に自由度を有する電子ペーパー１１１を採用すると同時に、キートップ１０１、キーシート１０２、スイッチシート１０５とともに、押し子１０３、皿ばね１０４を備えた機械的なスイッチ構造を、入力キー部１０１Ａとして搭載しているためである。

第４の効果は、従来のタッチパネルに比べ、メニュー一覧性を低下させたり、タッチパネル操作の指による入力の位置精度を悪化させたりすることもなく、限られた画面を有効に使用することが可能になる点である。その理由は、前述のようなキートップ１０１、キーシート１０２、スイッチシート１０５とともに、押し子１０３、皿ばね１０４を備えた機械的なスイッチ構造を採用しているためである。

第５の効果は、従来のタッチパネルとは異なり、指による押下操作時にディスプレイ上に指紋や汚れが残ることがない点である。その理由は、前述のようなキートップ１０１、キーシート１０２、スイッチシート１０５とともに、押し子１０３、皿ばね１０４を備えた機械的なスイッチ構造とすることにより、指による押下操作時に、直接、ディスプレイ上に触れる必要がなくなるためである。

第６の効果は、縦横に開閉可能な折り畳み式構造もしくは縦横に開閉可能なスライド式構造を備える携帯電話装置を始めとする小型電子機器において、小型電子機器の開閉方向や入力しようとするキー情報の用途によって、キー入力装置のキートップ部の表示を変更することができる点である。その理由は、キー入力装置のキートップ部に電子ペーパー１１１を用い、開閉の状態を検出する開閉状態検出回路６の検出結果と入力しようとするキー情報の用途つまり入力キーの利用状態に応じて、キートップ部の表示を切り替える制御を行う制御回路７を備えているためある。

以上、本発明の好適実施例の構成を説明した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。例えば、本発明の実施態様は、課題を解決するための手段における構成（１）に加えて、次のような構成として表現できる。
（２）前記入力キー部、前記タッチセンサ部を光に対して透明性を有する素材によって構成し、前記タッチセンサ部の表面側に配置した前記キー入力部とは反対側の前記タッチセンサ部の内側に前記電子ペーパー部を配置する上記（１）のキー入力装置。
（３）前記キー入力部が、キートップ、前記キートップと押し子とを表裏に備えたキーシート、前記キートップの押下時のクリック感を実現する皿ばね、および、スイッチシートの順に表面側から内側に向かって構成されている上記（１）または（２）のキー入力装置。
（４）前記タッチセンサ部が、アナログ抵抗膜方式、抵抗皮膜方式、静電容量方式、赤外線方式、表面弾性波方式のいずれかの方式によるタッチセンサによって構成されている上記（１）ないし（３）のいずれかのキー入力装置。
（５）前記電子ペーパー部が、電気泳動マイクロカプセル方式、電気泳動マイクロカップ方式、アクティブマトリックス方式のいずれかの方式の電子ペーパーによって構成されている上記（１）ないし（４）のいずれかのキー入力装置。
（６）当該キー入力装置の開閉方向を検出する開閉状態検出手段を備え、該開閉状態検出手段により検出された開閉方向に応じて、前記電子ペーパー部における表示方向を切り替えるとともに、前記タッチセンサ部による押下位置の検出範囲を切り替える上記（１）ないし（５）のいずれかのキー入力装置。
（７）当該キー入力装置へ入力するキー情報の用途を判別する判別手段を備え、該判別手段の判別結果に応じて、前記電子ペーパー部における表示文字種別を切り替える上記（１）ないし（６）のいずれかのキー入力装置。
（８）各種の情報をキー入力するキー入力部を備えた小型電子装置において、前記キー入力部を、上記（１）ないし（７）のいずれかのキー入力装置によって構成する小型電子機器。
（９）当該小型電子機器が、ブラウザフォン、スマートフォン、携帯電話装置、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）端末、携帯型小型キーボード、小型電子辞書、読書用携帯端末のいずれかである上記（８）の小型電子機器。
（１０）機械的なスイッチ構造を有する入力キー部と前記入力キー部における押下位置を検出するタッチセンサ部とを少なくとも備えたキー入力装置におけるキートップの表示を行うキートップ表示方法であって、前記キー入力装置の開閉方向に応じて、キートップの表示方向を切り替えるキートップ表示方法。
（１１）入力するキー情報の用途を判別した判別結果に応じて、キートップの表示文字種別を切り替える上記（１０）のキートップ表示方法。
（１２）キートップの表示を、電子ペーパーを用いて行う上記（１０）または（１１）のキートップ表示方法。
（１３）上記（１０）ないし（１２）のいずれかのキートップ表示方法を、コンピュータによって実行可能なプログラムとして実施しているキートップ表示プログラム。
（１４）上記（１３）のキートップ表示プログラムを、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録しているプログラム記録媒体。

１ アンテナ
２ 送受分波器
３ 受信回路
４ 送信回路
５ 表示部
６ 開閉状態検出回路
７ 制御回路
８ 電源制御回路
９ 電子ペーパー制御回路
１０ タッチセンサ制御回路
１１ バッテリ
１２ 電子ペーパー表示部
１３ タッチセンサ部
１４ 入力キー
１０１ キートップ
１０１Ａ 入力キー部
１０２ キーシート
１０２Ａ タッチセンサ部
１０３ 押し子
１０３Ａ 電子ペーパー部
１０４ 皿ばね
１０５ スイッチシート
１０６ ＰＥＴフィルム
１０７ ＩＴＯ透明伝導膜
１０８ ドットスペーサ
１０９ ＩＴＯ透明伝導膜
１１０ ガラス基板
１１１ 電子ペーパー
２０１ タッチセンサ
２０２ 液晶ディスプレイ
２０３ ＰＥＴフィルム
２０４ ＩＴＯ透明伝導膜
２０５ ドットスペーサ
２０６ ＩＴＯ透明伝導膜
２０７ ガラス基板
２０８ 液晶パネル（液晶シャッター）
２０９ バックライト

Claims (11)

1. ユーザがキーの入力を行うキー入力装置において、機械的なスイッチ構造を有する入力キー部と、前記入力キー部における押下位置を検出するタッチセンサ部と、前記入力キー部のキートップに表示するためのキー情報を表示する電子ペーパー部と、当該キー入力装置の開閉方向を検出する開閉状態検出手段と、当該キー入力装置の使用状態に基づいて当該キー入力装置へ入力するキー情報の用途を判別する判別手段とを備え、前記開閉状態検出手段により検出された開閉方向に応じて、前記電子ペーパー部における表示方向を切り替えるとともに、前記タッチセンサ部による押下位置の検出範囲を切り替え、前記判別手段の判別結果に応じて、前記電子ペーパー部における表示文字種別を切り替えることを特徴とするキー入力装置。
2. 前記入力キー部、前記タッチセンサ部を光に対して透明性を有する素材によって構成し、前記タッチセンサ部の表面側に配置した前記入力キー部とは反対側の前記タッチセンサ部の内側に前記電子ペーパー部を配置することを特徴とする請求項１に記載のキー入力装置。
3. 前記入力キー部が、キートップ、前記キートップと押し子とを表裏に備えたキーシート、前記キートップの押下時のクリック感を実現する皿ばね、および、スイッチシートの順に表面側から内側に向かって構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のキー入力装置。
4. 前記タッチセンサ部が、アナログ抵抗膜方式、抵抗皮膜方式、静電容量方式、赤外線方式、表面弾性波方式のいずれかの方式によるタッチセンサによって構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のキー入力装置。
5. 前記電子ペーパー部が、電気泳動マイクロカプセル方式、電気泳動マイクロカップ方式、アクティブマトリックス方式のいずれかの方式の電子ペーパーによって構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のキー入力装置。
6. 各種の情報をキー入力するキー入力部を備えた小型電子装置において、前記入力キー部を、請求項１ないし５のいずれかに記載のキー入力装置によって構成することを特徴とする小型電子機器。
7. 当該小型電子機器が、ブラウザフォン、スマートフォン、携帯電話装置、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）端末、携帯型小型キーボード、小型電子辞書、読書用携帯端末のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の小型電子機器。
8. 機械的なスイッチ構造を有する入力キー部と前記入力キー部における押下位置を検出するタッチセンサ部とを少なくとも備えたキー入力装置におけるキートップの表示を行うキートップ表示方法であって、前記キー入力装置の開閉方向に応じて、キートップの表示方向を切り替えるとともに、前記タッチセンサ部による押下位置の検出範囲を切り替え、前記キー入力装置の使用状態に基づいて前記キー入力装置へ入力するキー情報の用途を判別した判別結果に応じて、キートップにおける表示文字種別を切り替えることを特徴とするキートップ表示方法。
9. キートップの表示を、電子ペーパーを用いて行うことを特徴とする請求項８に記載のキートップ表示方法。
10. 請求項８または９に記載のキートップ表示方法を、コンピュータによって実行可能なプログラムとして実施していることを特徴とするキートップ表示プログラム。
11. 請求項１０に記載のキートップ表示プログラムを、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録していることを特徴とするプログラム記録媒体。

Images