JP4580432B2 - キー押下検出装置並びにこれを備えた電子機器及び通信機器 - Google Patents
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Description
また、電子機器には、回路基板が搭載されており、回路基板上に、無線送受信回路、信号変換回路、制御回路、電源回路、インターフェース回路等の種々の電気回路が搭載されている。
図1は、第1実施形態の携帯電話機1を開いた状態で示す外観斜視図である。図2は、図1に示す操作部側筐体2に内蔵される部材の分解斜視図である。図3は、図1に示す表示部側筐体3に内蔵される部材の分解斜視図である。図4は、図2に示すキー構造部40の分解斜視図である。
図1に例示的に示すように、入力操作キー14は、5行×3列にマトリックス状(行列状)に配列して、計15個設けられている。15個の入力操作キー14には、0〜9の数字キー、「*」、「#」等が含まれる。
図2に例示的に示すように、操作部側筐体2は、フロントケース2aと、キー構造部40と、光スイッチ基板50と、アンテナシートP1と、シールドケース60と、基準電位パターン層75及び携帯電話機用のRF(Radio Frequency)モジュール等の各種電子部品を備える回路基板70と、バッテリリッド2cを備えたリアケース2bと、バッテリQとを備える。
第1実施形態におけるキー押下検出装置Kは、キー構造部40及び光スイッチ基板50を主体として構成される。キー押下検出装置Kの詳細については後述する。
操作部材40Aは、複数のキー操作部材から構成される。具体的には、機能設定操作キー部材13bと、入力操作キー部材14bと、決定操作キー部材15bとから構成される。操作部材40Aを構成する各操作キー部材は、後述するキーフレーム40Bを挟んでキーシート40Cに接着される。キーシート40Cに接着された各操作キー部材における押圧面は、上述の通り、キー孔13a、14a、15aそれぞれから外部に露出して配置される。
キーフレーム40Bに形成される複数の孔部14cには、後述するキーシート40Cに形成される凸部14dが嵌合するように配置される。そして、この凸部14dに入力操作キー部材14bが接着される。
変換部Hの詳細な構成については後述する。
アンテナシートP1は、操作部側筐体2と表示部側筐体3とを開いた状態において最大利得が得られるため、例えば、通信用送受信アンテナ、通信用ダイバーシチアンテナ、FMラジオ受信アンテナ、TV受信アンテナ、GPS受信アンテナとして、効果的に利用できる。
また、光スイッチ基板50がシールドケース60における平板部61に載置されるので、操作部材40Aそれぞれが押圧されることによる圧力や撓みは、シールドケース60の下方に配置される回路基板70に伝達されにくい。
図3に例示的に示すように、表示部側筐体3は、フロントケース3aと、音声出力部22と、フロントパネル3bと、表示部21と、表示部21が接続されたプリント基板(図示せず)と、リアパネル3cと、リアケース3dとを備える。
図5は、入力操作キー14のうちの1から9の数字キーと、発光部F1,F2及び受光部G1,G2の一部とを示す模式図である。図6は、発光部F1,F2から発光された光Rの伝播方向を示す模式図である。
以下、図5及び図6を参照しながら、1から9の数字キーで代表して、キー押下検出装置Kの構成、動作などについて説明するが、1から9の数字キー以外のキーの構成、動作なども同様である。
第2発光部F2は、第1方向D1以外の第2方向D2に伝播する光Rを、第1方向D1に伝播する光Rと交差するように発光するもので、n個(nは2以上の整数)設けられている。
第1発光部F1及び第2受光部G2の光源としては、例えば、レーザ発振器、発光ダイオード(LED)、白熱電球、冷陰極管が挙げられる。
なお、第1発光部F1及び第2発光部F2は、光源(自身が発光するもの)に制限されず、光源から伝播された光を発光するものも含む。
なお、「光Rの伝播方向を変換する」には、例えば、導光部56を形成する光ファイバー(後述)が湾曲していること等により、部分的に光の経路の向きが変わる場合を含まない。
第2受光部G2は、変換部Hを介して第2方向D2に伝播する光Rを受光するもので、少なくともn個設けられている。
第1受光部G1及び第2受光部G2は、第1発光部F1及び第2受光部G2の光源に対応するものが適宜選択されて使用される。
第1方向D1は、操作部側筐体2の幅方向(図1における略左右方向)であり、第2方向D2は、操作部側筐体2の長手方向(図1における略上下方向)である。従って、操作部側筐体2を厚み方向に平面視した場合に、第1方向D1と第2方向D2とは直交する。尚、第1方向D1と第2方向D2とは必ずしも直交している必要はなく、例えば、第1方向D1と第2方向D2とのなす角が60°になるようにしてもよい。
図7は、変換部Hを操作部側筐体2の厚み方向に切断した模式的断面図で、(a)は、非押下状態の入力操作キー14を第1方向D1に沿って切断した断面図(図6におけるA−A断面)であり、(b)は、押下状態の入力操作キー14を第1方向D1に沿って切断した断面図(図6におけるB−B断面)である。
図9は、変換部Hの連結体51を操作部側筐体2の厚み方向に視た模式的平面図で、(a)は反射体52を示す図、(b)は第1透過部53を示す図、(c)は第2透過部54を示す図である。
反射体52によって反射された光Rの伝播方向は、第1受光部G1又は第2受光部G2に向かう方向である。
反射体52は、例えば、鏡、樹脂反射体(多孔質PTFE等)から形成される。
第1透過部53は、例えば、ガラス又はプラスチックが用いられた光ファイバーからなる。第1透過部53は、反射体52における入力操作キー14とは反対側に連結されている。
第2透過部54は、第1透過部53と同様に、例えば、ガラス又はプラスチックが用いられた光ファイバーからなる。第2透過部54は、第1透過部53における入力操作キー14とは反対側に連結されている。
導光部56は、ガラス又はプラスチックが用いられた光ファイバーからなる。
なお、上述の例では入力操作キー14が押下されると、切欠きが設けられた第1透過部53に光が入射しなくなることから、押下された入力操作キー14は点灯しないこととなる。これを利用して、複数の入力操作キー14ごとの押下の有無と、入力操作キー14の点灯の有無とを連動させることができる。これにより、ユーザは、複数の入力操作キー14のうち、ユーザが現に押下している入力操作キー14を視覚的に認識することが容易となる。
即ち、複数の光ファイバーのうち、一部の光ファイバーを他の光ファイバーから分離させる。具体的には、導光部56の途中から一部の光ファイバーを引き出して、引き出した一部の光ファイバーの端部を入力操作キー14の[2]キー側に向けて配置する。或いは前記端部を入力操作キー14の[2]キーの内部に挿入させる。引き出した一部の光ファイバーの端部が光放出部57bとして機能する。
被覆部材に散乱剤が含有されていると、光が散乱して、被覆部材全体が発光しやすくなる。
また、第1実施形態においては、複数の第1発光部F1及び複数の第2発光部F2から発光される光Rは、互いに異なる波長を有している。その理由は以下の通りである。
図11は、機能設定操作キー13及び決定操作キー15と、これらのキー13,15の押下の検出に係る発光部F1,F2及び受光部G1,G2とを示す模式図(図5対応図)である。
なお、以下においては、図5から図9を参照しながら、入力操作キー14のうちの1から9の数字キーのみを用いて説明するが、入力操作キー14のうちのその他のキー並びに機能設定操作キー13及び決定操作キー15についても、キーの押下の有無を検出することができる。
また、第1発光部F1(1)以外の発光部〔第1発光部F1(2)、第2発光部F2(1)等〕から発光された光Rについても、同様に、第1受光部G1(1)〜G1(3)又は第2受光部G2(1)〜G2(3)のいずれかに受光される。
第1実施形態の携帯電話機1においては、1又は複数のキーが押下されている間に、第1受光部G1及び第2受光部G2それぞれにおいて、変換部Hを介して伝播する光Rの受光の有無を検出すると共に、受光が有った場合に当該光Rが発光された第1発光部F1又は第2発光部F2を特定することにより、キーの押下の有無を検出している。
また、キーの押下の有無の検出に光を利用しているため、キーの押下の検出時間が短い。
キーの隙間から進入する静電気に起因する静電気破壊を抑制できる。
マトリックス状の電気回路を少なく或いはなくすことができるため、スキャン時に発生する高周波帯域への感度抑圧が発生しにくい。
以下に、第2実施形態における特徴部分について詳述する。
また、受光部においては、発光のタイミングに合わせて、受光した光を検出する。
また、すべての発光部を同時に発光させることに起因する電圧低下を抑制することができる。
例えば、第1方向と第2方向D2とは、前記各実施形態においては、操作部側筐体2の厚み方向に視た場合に直交しているが、これに制限されず、直角以外の角度で交差していてもよい。
また、光ファイバーからなる導光部56のように、直線状以外の導光部56を用いた場合には、各キーの配置は、マトリックス状に制限されず、若干ずらすこともできる。
携帯電話機以外の携帯電子機器としては、例えば、PHS(登録商標:Personal Handy phone System)、ポータブルゲーム機、ポータブルナビゲーション装置、PDA(Personal Digital Assistant)、ノートパソコン、操作部を備えるELディスプレイ又は液晶ディスプレイが挙げられる。
その他の通信機器としては、例えば、ワンセグチューナーやデジタルラジオチューナーを備えた通信機器が挙げられる。
2 操作部側筐体
3 表示部側筐体
4 連結部
14 入力操作キー(数字キー、キー、被覆部材)
51 連結体
52 反射体
53 第1透過部
54 第2透過部
55 収納部
56 導光部
57 光放出部
D1 第1方向
D2 第2方向
F1 第1発光部
F2 第2発光部
G1 第1受光部
G2 第2受光部
H 変換部
K キー押下検出装置
P1 アンテナシート
R 光
Claims (10)
- 第1方向に伝播する光を発光するm個(mは1以上の整数)の第1発光部と、
前記第1方向以外の第2方向に伝播する光を、前記第1方向に伝播する光と交差するように発光するn個(nは2以上の整数)の第2発光部と、
前記m個の第1発光部及び前記n個の前記第2発光部のすべてが同時に光を発光した場合における前記第1方向に伝播する光と前記第2方向に伝播する光との交点にそれぞれ設けられ、且つ、光の伝播方向を前記第1方向から前記第2方向に又は該第2方向から該第1方向に変換し得る複数の変換部と、
前記変換部を介して前記第1方向に伝播する光を受光する少なくともm個の第1受光部と、
前記変換部を介して前記第2方向に伝播する光を受光する少なくともn個の第2受光部と、
前記複数の変換部にそれぞれ対応して設けられ、該変換部において光の伝播方向を変換するか否かを決定する複数個のキーと、を備え、
前記複数の第1発光部及び前記複数の第2発光部から発光される前記光は、互いに異なるタイミングで発光されると共に、
1個又は複数個の前記キーが押下されている間に、m個の前記第1受光部及びn個の前記第2受光部それぞれにおいて、前記変換部を介して伝播する光の受光の有無を検出すると共に、受光が有った場合に当該光が発光された前記第1発光部又は前記第2発光部を特定することにより、複数個の前記キーにおける1個又は複数個の押下の有無を検出するキー押下検出装置。 - 前記変換部は、前記光を屈折させるか又は反射させることにより該光の伝播方向を変換する請求項1に記載のキー押下検出装置。
- 前記第1発光部と前記変換部との間、前記第2発光部と前記変換部との間、隣接した前記変換部同士の間、前記変換部と前記第1受光部との間及び前記変換部と前記第2受光部との間の一部又は全部には、前記光が導かれる導光部が配置されている請求項1または2に記載のキー押下検出装置。
- 前記導光部は、ガラス又はプラスチックが用いられた光ファイバーからなる請求項3に記載のキー押下検出装置。
- 前記導光部は、前記第1方向及び前記第2方向以外の第3方向に前記光の一部が放出される光放出部を備えている請求項3または4に記載のキー押下検出装置。
- 光透過性の被覆部材が前記導光部を被覆するように設けられており、前記光放出部から放出された前記光が前記被覆部材を透過する請求項5に記載のキー押下検出装置。
- 前記複数の第1発光部及び前記複数の第2発光部から発光される前記光は、互いに異なる波長を有している請求項1乃至6のいずれかに記載のキー押下検出装置。
- 前記光が導かれる導光部は、湾曲している請求項3乃至7のいずれかに記載のキー押下検出装置。
- 請求項1乃至8のいずれかに記載のキー押下検出装置と、
電気回路と、を備えた電子機器。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載のキー押下検出装置と、
アンテナと、を備えた通信機器。
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