(57)【要約】【課題】  キー・グループ及び／又は個々のキーを動的に照明できるキーパッドを実現する。【解決手段】  携帯用電子デバイスのためのキーパッドがいくつかの押圧可能なキー402を有する。各キーと関連づけられて、押されているキーに対する応答としてスイッチング機能を実現するためのスイッチ手段501、502、611、612、620〜622、801、1106が存在する。さらに、キーパッドの少なくとも一部を照明する照明手段503、601、610、623、704、803、1201、1302が存在する。これらの照明手段は、積層フォイル構造から作られた半導体発光素子のような光源503、601、610、623、704、803、1201を有し、これらの光源の中の少なくとも１つは、少なくとも１つのキーと関連づけられるスイッチ手段501、502、611、612、620〜622、801、1106のすぐ近傍に配置される。【選択図】      図４
2004172132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯用電子デバイスのためのキーパッドであって、
いくつかの押圧可能なキー(４０２)と、
各キーと関連づけられた、押されているキーに対する応答としてスイッチング機能を実現するためのスイッチ手段(５０１、５０２、６１１、６１２、６２０、６２１、６２２、８０１、１１０６)と、
前記キーパッドの少なくとも一部を照明する照明手段(５０３、６０１、６１０、６２３、７０４、８０３、１２０１、１３０２)と、を有し、
前記照明手段(５０３、６０１、６１０、６２３、７０４、８０３、１２０１、１３０２)が、半導体発光素子である光源(５０３、６０１、６１０、６２３、７０４、８０３、１２０１)を有するキーパッドにおいて、
前記光源（５０３、６０１、６１０、６２３、７０４、８０３、１２０１）は、前記照明手段が異なる種類の照明効果（１４０５，１４０６，１４１０，１４１１，１４１４，１４１５，１４１７，１４１８）を得るために再構成可能であるような方法で前記キーパッドの個々のキー又はキー・グループを動的に照明するための積層フォイル構造により作られた半導体発光素子であり、
前記光源(５０３、６０１、６１０、６２３、７０４、８０３、１２０１)の中の少なくとも１つが、少なくとも１つのキーと関連づけられた前記スイッチ手段(５０１、５０２、６１１、６１２、６２０、６２１、６２２、８０１、１１０６)のすぐ近傍に配置され、
前記光源(５０３、６０１、６１０、６２３、７０４、８０３、１２０１)が、少なくとも第１のグループの光源と、第２のグループの光源とを構成し、
前記第１のグループの光源と前記第２のグループの光源が互いに独立に点灯されるように構成されていることを特徴とするキーパッド。
【請求項２】
前記光源(５０３、６０１、６１０、６２３、７０４、８０３、１２０１)が有機発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載のキーパッド。
【請求項３】
プリント配線基板(４０１、５０４、１１０５)を有し、前記スイッチ手段が、前記プリント配線基板の表面上で互いに近接して導電性パターン(５０１、５０２、６１１、６１２、６２０、６２１、６２２、１１０６)を有するように成し、
前記プリント配線基板が前記有機発光ダイオード用の支持基板層(５０４、１１０５)を構成することを特徴とする請求項２に記載のキーパッド。
【請求項４】
各キーについて、一緒にキー配置を形成する、互いに近接する一対の導電性パターンと、
導電性パターンをいくつかのキー配置から、第１の端(７０１)と第２の端(７０２)とを有する抵抗チェーンにつなぐいくつかの抵抗ストリップ・セクションと、
いくつかの光源(７０４、８０３)であって、該光源の各々が前記抵抗チェーンの前記第２の端(７０２)と接続されて、前記抵抗チェーンの前記第２の端(７０２)が前記光源(７０４、８０３)との共通接続ポイントとして機能するように成すいくつかの光源と、を有することを特徴とする請求項１に記載のキーパッド。
【請求項５】
前記抵抗チェーンの前記第２の端(７０２)と接続される光源(７０４、８０３)と同数の照明制御ライン(８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９、９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９)を有し、各照明制御ラインがそれ自身の光源と接続され、その結果、前記光源の各々が個々に制御可能となることを特徴とする請求項４に記載のキーパッド。
【請求項６】
前記照明制御ラインが、前記光源(８０３)に対する入力電圧ライン(８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６、８１７、８１８、８１９)であることを特徴とする請求項５に記載のキーパッド。
【請求項７】
前記抵抗チェーンの前記第２の端(７０２)と接続される光源(８０３)と同数のスイッチ(１００１)を有して、前記スイッチの各々がそれ自身の光源と接続されるように成し、前記照明制御ライン(９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９)が前記スイッチ(１００１)への制御電圧ラインであることを特徴とする請求項５に記載のキーパッド。
【請求項８】
照明コマンドを前記照明制御ライン(９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９)上の制御信号に変換する変換器(９０１)を有することを特徴とする請求項５に記載のキーパッド。
【請求項９】
前記制御装置(９０１)が、直列に伝えられる照明コマンドを前記照明制御ライン(９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６、９１７、９１８、９１９)上の制御信号に変換するための直並列制御装置であることを特徴とする請求項８に記載のキーパッド。
【請求項１０】
前記制御装置が、シーケンス・メモリと接続され、前記シーケンス・メモリから読み出された一連の制御信号を前記照明制御ライン上へ書き込むことにより、ある照明コマンドに対して応答するように構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。
【請求項１１】
前記照明手段が、各キーと関連づけられる前記スイッチ手段のすぐ近傍に光源を有することを特徴とする請求項１に記載のキーパッド。
【請求項１２】
以下の順序で、以下の実質的に平行な層、すなわち、
機械的支持構造(１１０１)と、
各キーについて、１つの隆起する弾性変形可能な導電性ドーム(１１０３)を有するドーム層(１１０２)であって、前記ドーム(１１０３)の隆起方向が前記機械的支持構造(１１０１)の方へ向くドーム層(１１０２)と、
前記スイッチ手段が、前記ドーム層(１１０２)の方へ向く前記プリント配線基板(１１０５)の表面上に、互いに近接して導電性パターン(１１０６)を有するプリント配線基板(１１０５)と、
各キーについて可視でかつ接触可能な面を有するキー層(１１０８)と、を有し、
前記光源が前記プリント配線基板(１１０５)と前記キー層(１１０８)との間に配置される(１１１０、１２０１)ことを特徴とする請求項１に記載のキーパッド。
【請求項１３】
前記ドーム層(１１０２)と前記プリント配線基板(１１０５)との間に、穿孔された絶縁層(１１０７)を有し、前記キー層(１１０８)の遠い側に外側カバー(１１０９)を有することを特徴とする請求項１２に記載のキーパッド。
【請求項１４】
前記光源が、前記キーの前記可視表面のすぐ下に配置された有機発光ダイオード(１２０１)であることを特徴とする請求項１２に記載のキーパッド。
【請求項１５】
前記プリント配線基板(１１０５)と前記キー層(１１０８)との間に光導板(１３０１)を有することを特徴とする請求項１２に記載のキーパッド。
【請求項１６】
キーパッドのキーを照明する方法であって、
照明手段が異なる種類の照明効果（１４０５，１４０６，１４１０，１４１１，１４１４，１４１５，１４１７，１４１８）を得るために再構成可能であるような方法で前記キーパッドの個々のキー又はキー・グループを動的に照明するための照明手段として、積層フォイル構造から作られた半導体発光素子である光源 (５０３、６０１、６１０、６２３、７０４、８０３、１２０１) を提供するステップと、
前記光源の中の少なくとも１つを用いて、少なくとも１つのキーが前記キーパッド内の或る他のキーとは別様に照明される照明効果を生むステップ(１４０５、１４０６、１４１０、１４１１、１４１４、１４１５、１４１７、１４１８)と、を有することを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記キーパッドを介して制御されるデバイスを用いて通信接続を確立しようとする発呼者の意図を示す呼接続要求を検知するステップ(１４０２)と、
前記発呼者を特定し、前記特定された発呼者を或る照明機能と関連づけるステップ(１４０３)と、
前記光源の中の少なくとも１つを用いて、前記照明機能を表す照明効果を生むステップ(１４０４、１４０５、１４０６)と、を有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも１つのキーが、次の押圧の対象キーとして前記キーパッド内のその他のキーより望ましい特定のモードに入るステップ(１４０７)と、
前記特定のモードで、前記キーパッド内の他のキーより次の押圧の対象キーとして望ましい少なくとも１つのキーを選択するステップ(１４０８)と、
前記選択された単数または複数のキーと関連づけられる前記単数または複数の光源を用いて、前記キーパッド内のその他のキーよりも前記選択された単数または複数のキーの方が好ましいことを強調する照明効果を作るステップ(１４０９、１４１０、１４１１)と、を有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
ゲーム・モードに入り、前記キーパッドを介して制御されるデバイスのユーザーが前記デバイスを用いてゲームを行うことを可能にするステップ(１４１２)と、
あらかじめ照明効果と関連づけられているゲーム・イベントの発生を検知するステップ(１４１３)と、
前記光源の中の少なくとも１つを用いて前記照明効果を生成するステップ(１４１４、１４１５)と、を有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
ゲーム・モードに入るステップ(１４１２)と、
照明された順序と同じ順序で照明されたキーを押すように前記ユーザーに促すために、前記光源を用いて、前記キーパッド内の前記キーのなかの選択されたキーを順次照明する効果(１４１７、１４１８)を生成するステップ(１４１６)と、を有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にキーパッドまたはキーボードのキーを照明する技術に関する。特に本発明はキーパッドまたはキーボードの個々のキーまたはキー・グループを動的に照明する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明されたキーパッドは、典型的には移動電話、パームトップ・コンピュータ、個人用情報機器のような携帯用電子装置の中に見られる。図１(ａ)は、キーパッドを照明する公知の構造を示す部分的に切り出された組立分解図である。プリント配線基板１０１の上面は、少なくとも２つの導電性ストリップ１０２と１０３とが互いに近接するいくつかの接触領域を有する。各導電性ドーム１０５が導電性ストリップ１０２と１０３のすぐ上に配置されるように、導電性ドーム１０５の配列はプリント配線基板１０１上で支えられ、穿孔された絶縁層１０４によってプリント配線基板から隔離されている。キーマット１０６は導電性ドームの上に配置される。キーマット１０６は弾性材料から成り、各導電性ドームの上にふくらんだ隆起部(bulging protrusion)１０７を有する。キーマットのそれぞれのふくらんだ隆起部１０７が外側カバーの孔を通ってわずかに突き出るように、穿孔された外側カバー１０８が前述の構造用構成部品の上に配置される。
【０００３】
キーマット１０６は、半透明シリコンゴムまたは適度に光を通す他の何らかの好適な材料から作られ、いくつかの表面実装された発光ダイオード(ＳＭ−ＬＥＤ)１０９を照射用として使用できるようになっている。ＳＭ−ＬＥＤ１０９はコンタクト・パッド１１０と１１１にハンダ付けされ、組み立てられた構成の中で、ＳＭ−ＬＥＤの放射の主方向がキーマット１０６のエッジを通ってキーマット１０６の本体の中へ入るようになっている。ふくらんだ隆起部１０７の上面を通って漏れ出る光は、ユーザーの目に見える視覚的照明効果を生み出す。ふくらんだ隆起部１０７の上面は、不透明な層で一部を覆って１つの文字または１グループの文字の輪郭を持つ開口部を通ってしか光が漏れ出ないようにしてもよい。図１(ｂ)は組み立てられた構成での同じ構造を示す。
【０００４】
図１(ｃ)は照明の構成の単純な回路図を示す。キーパッドの機能は図１(ｃ)には示されていない。照明用として用いられるＳＭ−ＬＥＤ１０９は直列に結合されたチェーンを構成し、このチェーンの陰極側端部は大地電位と接続される。このチェーンの陽極側端部はマイクロプロセッサ１２０と接続され、マイクロプロセッサ１２０はＳＭ−ＬＥＤチェーンの陽極側端部と正電源Ｖｃｃとの間に可制御スイッチ１２１を有する。マイクロプロセッサ１２０はまたキーパッドの照明の必要性を検知する手段１２２も有する。図１(ｃ)に図示のブロック１２２は典型的には、当該キーパッド制御デバイスの機能状態をモニターし、キーパッドの照明が好適であることが機能状態によって示唆されたときはいつでもスイッチ１２１を閉じる出力パルスを発生するように構成されるソフトウェア・プロセスである。
【０００５】
図１の(ａ)、(ｂ)、(ｃ)の照明の構成はキーパッド全体の同時照明を可能にする。ＳＭ−ＬＥＤ１０９をグループ化して、互いに独立に正電圧に結合できる２つまたはそれ以上のサブチェーンにすることは当然可能である。しかし、このようなさらに発展した構成においても、キーマット１０６の本体内での光の伝播を制御して、キーパッドの一部分だけを照明して示すようにすることは困難である。サブチェーンの数を増やすことは、マイクロプロセッサ１２０の必要なＩ/Ｏ(入力／出力)ピン数を直接増やすことにもなり、これは望ましい発展傾向ではない。図１の(ａ)、(ｂ)、(ｃ)の構成のさらなる欠点として、ＳＭ−ＬＥＤ１０９が垂直方向にある一定のスペース(最低０.６ｍｍのオーダーで)を必要とし、その結果キーパッドの照明の構成はかなりの厚みをもつものになるという点が挙げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
キーパッドまたはキーボードにおいてキー・グループ及び／又は個々のキーを動的に照明するために使用できるキーパッド照明の構成を提供することが本発明の目的である。薄いキーパッド照明の構成を提供することが本発明のその他の目的である。最低限の作業で異なる種類の照明効果を得るための再構成可能なキーパッド照明の構成を提供することがさらなる本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、キーまたはキー・グループを照明するための、ポリマーベースの有機ＬＥＤのような積層フォイル構造から作られた光源を用いることにより達成される。本発明のある目的は、キーパッドの機械的構造及び／又は電子制御装置が正しく設計されている場合、ＳＭ−ＬＥＤのような他の光源によって達成することさえ可能である。
【０００８】
本発明は携帯用電子デバイスのためのキーパッドに関する。本発明によるキーパッドの特長はキーパッドに関する独立クレームの中に列挙されている特長である。
【０００９】
さらに本発明はキーパッドのキーを照明する方法に関する。本発明による方法の特長は方法に関する独立クレームの中に列挙される特長である。
【００１０】
ＯＬＥＤとしても公知の有機ＬＥＤは、非常に薄い材料層から成るスタックから構成される発光半導体デバイスである。単純なＯＬＥＤ構造は、透明な基板と、陽極電極層と、ポリマー再結合層と、陰極電極層とを次々に積み上げた構成から成る。本発明の第１の態様によれば、キーパッドの照明時に公知の表面装着されたダイオードの役割をするように、１つ以上のＯＬＥＤが個々のキーまたはキー・グループに関連づけられる。本発明の第２の態様によれば、これらのＯＬＥＤは、他の理由のためにキーパッド構造の中に存在する層のうちの１つが、ＯＬＥＤ用の基板層としても機能するように、キーパッド構造の中へ一体化される。代替の解決策として、完全なＯＬＥＤを製造し、表面への接着やハンダ付けなどによって、あるいは射出成形材料のピースの中へＯＬＥＤを埋め込むなどによってキーパッド構成のその他の部分へＯＬＥＤを取り付ける方法がある。
【００１１】
本発明の第３の態様によれば、ＯＦＥＴとしても公知の有機電界効果トランジスタのような半導体スイッチ素子と一緒に、キーパッド照明用として用いられるＯＬＥＤあるいは同等の半導体光源は１グループにまとめられる。このようなグループ化によって得られる利点は、いくつかの光源用として単一のペアの供給電圧ラインの使用が可能である一方で、単純な低電力制御信号を用いることにより、光源(スイッチ素子と一緒にグループ化された光源)の中の少なくとも１つの個々のスイッチのオン／オフを行うことが可能であるという事実から生じる。マイクロプロセッサが出す照明制御コマンドを個々の光源−スイッチ素子のペア用のスイッチ信号に変換する変換ユニットが典型的には必要となる。
【００１２】
本発明の第４の態様によれば、本発明による照明されるキーパッドは層から構成され、ドーム層またはドーム・シート層は、接点を有する層の上ではなく、その層の下に存在するようになされる。このような順序で構成される層を照明用光源としてのＯＬＥＤの利用と組み合わせることにより解決策が結果として得られ、照明対象キーの可視面の非常に近くに光源を配置することが可能となる。これから得られる利点は、空中へ放射され次いでユーザーの目に届くまでに、放射光が透明または半透明な本体内を進む非常に短い通路しか持たない場合、従来の解決策では光源の駆動に用いられていたごくわずかの量の電力を、観察可能な照度を損なうことなく照明用として使用しなければならないという事実から生じるものである。当然生じる別の視点として、照明に用いられていた従来の解決策の場合と同量の電力を用いて、はるかに明るい照明効果を得ることが可能となるということが挙げられる。
【００１３】
本発明の特徴を示すものと考えられる新規の特徴は添付の請求項に記載されている。しかし、添付図面と関連して読むとき、具体的な実施例についての以下の説明から、本発明の構成および作動方法の双方に関して本発明の追加目的と利点と共に本発明自体をもっとも良く理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に対していくらかの追加的背景を与えるために、公知の単純なＯＬＥＤ構造を図２に示す。透明または半透明の基板２０１は基本的には板状の形を成し、２つの平行な平面を有する。基板層２０１の主な機能は、この層が機械的支持構造として機能すること、及び、光がこの基板層の中を透過できるようにすることである。１つの好適な例示的基板材料としてホウケイ酸ガラスがある。透明または半透明の陽極層２０２が前記平面の中の１つに接して配置される。光に対して透明または半透明であることに加えて、陽極層２０２はある程度導電性を有し、比較的高い仕事関数を持つ必要がある。陽極層２０２用として好適な材料としてインジウム錫酸化物(ＩＴＯ)などがある。基板２０１に向い合っていない陽極層２０２の表面はポリマー再結合層２０３によって基本的には覆われ、このポリマー再結合層は活性層としても知られている。ポリマー再結合層２０３は、ポリフェニルビニレン(poly phenylene vinylene)(ＰＰＶ)などから作られ、陽極層２０２と、アルミニウムのような比較的低い仕事関数を有する導電材料から作られる陰極層２０４との間に挿み込まれる。環境の有害な影響から隔離するために、このＯＬＥＤ構造は、陽極層と、活性層と、陰極層とから成るスタック全体の保護被覆のような追加層を有してもよい。
【００１５】
陽極層２０２を陰極層２０４より高い電位と接続するために図２のＯＬＥＤが供給電圧と接続されると、ＯＬＥＤに順方向のバイアスがかかる。陽極層と陰極層との間の仕事関数の差に起因して、正孔が陽極層から活性層の中へ注入され、電子が陰極層から活性層の中へ注入される。活性層の中を通る荷電粒子の運動は、電流が活性層の中を流れることを意味する。活性層内での正孔と電子との再結合に起因して、電磁放射による量子が放射される。仕事関数の選択が適切に行われた場合、この放射された量子は可視光のレンジに入る波長を有する。陽極層２０２と基板２０１との中を通って漏れ出る光は、目に見える形で観察される。連続した基板層と、陽極層と、活性層とから成るスタックと、それらの層の上のいくつかの個々の陰極とを用いることにより、個別の放射パターンの形成を非常に簡単に行うことが可能となる。より精巧なパターン化構造により、いくつかの陽極といくつかの陰極を用いて、各陽極／陰極の対がオーバーラップするポイントに、この陽極／陰極の各対に対して放射ピクセルすなわち画素を形成することができる。
【００１６】
図３は、平面上にデポジット(deposit)される非常に薄い半導体スイッチとして使用できる有機ＦＥＴの公知の構造を示す。基板層３０１は縮退シリコンから作られ、ＦＥＴのゲートを構成する。ゲートの１つの平面上に薄い絶縁層３０２があり、この層の機能は、ＦＥＴのチャネルを構成する有機半導体層３０３である次の層からゲートを電気的に絶縁することである。チャネル層３０３の上に、互いに絶縁された２つの導電性電極(即ち、ＦＥＴのドレーン３０４とソース３０５)が存在する。
【００１７】
図４はかなり抽象的なレベルで本発明の実施例によるキーパッドの照明原理を示している。キー４０２の押圧に関連してユーザーによる機械的押圧力に対して反作用を行う、ある一定の実質的に剛性のある機械的支持構造４０１が設けられていると想定されている。支持構造４０１は、キーパッド制御の電子デバイス内に配置されたプリント配線基板などであってもよいし、デバイスの機械的構造全体の一部を構成する支持ブラケットにより適切に保持されるものであってもよい。支持構造４０１は平らである必要はない。各キー４０２と支持構造４０１との間に、キーと関連づけられたスイッチング機能が実現されるスペース４０３が存在する。スペース４０３には、例えば、互いに近接している導電性ストリップのアセンブリと、図１の(ａ)、(ｂ)に示すように、それらの上に弾性変形可能な導電性ドームとが含まれてもよい。本発明により、スペース４０３はキー専用の照明の構成も含み、この照明の構成は発光用素子としてのＯＬＥＤの利用に基づいている。
【００１８】
ＯＬＥＤの形状、および、キー構造のその他の構成部品に対するＯＬＥＤの配置が著しく変動する場合もある。図５は、キーが押されたとき、導電性ドーム(図５には図示されていない)によって互いに接続される導電性ストリップ５０１と５０２が中央に配置され、ほぼ円形のＯＬＥＤ素子５０３が、プリント配線基板５０４の表面上で導電性ストリップ５０１と５０２を取り囲む解決策を概略的に示す図である。図５の上部の選択拡大部には、ＯＬＥＤ素子の断面が示されている。この図では、陰極層５０５、活性層５０６、陽極層５０７および基板層５０８は、これらの層の最初の３つの層の相対的厚さが非常に誇張されて図示されている。図５の下部の選択拡大部では、ＯＬＥＤによって、プリント配線基板一体化された構造が形成され、基板材料５０４が基板として機能する。この基板材料５０４は透明ではなく、また、放射光の所望の方向が回路基板から離れる(上方へ)ので、この場合、ＯＬＥＤの層は前述の順序と比較した場合、基板に関しては逆の順序になる。すなわち、基板５０４に隣接して陰極層５１０があり、陰極層５１０の上に活性層５１１があり、最上層として前述したような透明な陽極層５１２がある。陰極層５１０は、他の導電性パッドや線とまったく同様にプリント配線基板上に形成することができ、これによって集積度がさらに高まる。導電性ドームが少なくとも部分的に光に対して透明または半透明である場合、図５の構造では導電性ドームの直径を自由に選択することが可能となる。しかし、導電性ドームが完全に不透明な場合、導電性ドームの直径を少なくともＯＬＥＤエレメントの外径より小さくする必要があり、最も好適にはＯＬＥＤエレメントの内径より小さくして放射光が導電性ドームのエッジの周りを通ることができるようにすることが望ましい。
【００１９】
図６の(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は、導電性ストリップの近傍にＯＬＥＤを配置するいくつかの他の方法を概略的に示す図であり、導電性ストリップは導電性ドームと共にキーのスイッチング部を構成する。図６(ａ)では、導電性ストリップ５０１と５０２とは図５の場合と同様であるが、ただＯＬＥＤ６０１が導電性ストリップ５０１と５０２の一方の側だけに配置されている。当然のことであるが、図６(ａ)で図示のＯＬＥＤのようないくつかのＯＬＥＤを導電性ストリップの異なる側に配置し、ＯＬＥＤの直列または並列接続を行ってＯＬＥＤのすべてが同時に照明を提供するようにすることが可能となる。図６(ｂ)は、ＯＬＥＤ６１０が中央にあり、導電性ストリップ６１１と６１２とがその周りで同心円を成す円が設けられる構成を図示する。当然のことであるが導電性ドーム(図６(ｂ)には図示せず)が透明または半透明である場合にのみ、あるいは、中を通って輝く放射光用の導電性ドームを貫通する孔が存在する場合にのみ、この種の構成は可能になる。図６(ｃ)は、いわゆるポリドーム(polydome)キー用の導電性ストリップの例示構成を示し、この構成では１つ以上の導電性ドーム(図６(ｃ)には図示せず)が単一キーの下に存在して、スイッチング機能は押されたキーの一部または部分によって決められるようになっている。さらに具体的には、第１の導電性ストリップ６２０と、第２の導電性ストリップ６２１と、共通の導電性ストリップ６２２とが存在する。この場合ＯＬＥＤ６２３はドーム領域間に部分的に配置される。完全なＯＬＥＤを用いて構造のその他の部分にそれを取り付けるか、ＯＬＥＤをその他の部分に一体化して、ＯＬＥＤ層の中の少なくとも１つが他の構造を成す層と同じまたは類似するようにするかのいずれかの前述の可能性が、ＯＬＥＤの位置、大きさ、形状にかかわらず適用される。
【００２０】
図７は抵抗キーパッドという概念と関連する本発明の適用可能性を示す図である。本明細書に参考文献として取り入れられている、出願人の従前の特許出願番号ＥＰ９９６６０１８３.７に、各キー配置が、基本的には線形の抵抗素子と導体素子との間の接点に対応するようにキーパッドを実現する機能原理が公知のものとして記載されている。特に各キー配置は、抵抗素子の端から接点まで測定されるある一定の明白な一対の距離に対応する。キーの押圧を表す入力情報は、抵抗素子の各端と接点間の電圧を測定し、電圧の絶対値または電圧比のいずれかをルックアップ・テーブル内で１つの入力情報に対応づけることにより生成される。抵抗キーパッド原理の利点として、キーパッドと、関連する処理用電子装置との間に必要な接続数が少なくなることが挙げられる。
【００２１】
抵抗キーパッド構成のプリント配線基板の平面図を図７に示す。スイッチング機能用として要求される電気接続は、抵抗ストリップの第１の端７０１と、抵抗ストリップの第２の端７０２と、共通の導電性電極との接点７０３とから構成される。スイッチング機能の信頼性をできるだけ高く保持するために、図７ではキー配置は導電性ストリップ部から構成され、実際の抵抗材料はキー配置間の相対的に短いセクションとして配分される。クロスハッチングは抵抗部を図で示したものである。「抵抗(resistive)」という言葉は、２つの隣接キーが押された場合、電圧読取り値間で有意な差を生むに足るほど材料の固有抵抗が高いことを意味する。
【００２２】
図７ではＯＬＥＤ７０４は各キー配置に隣接して配置されている。光を放射すべきＯＬＥＤへの電圧供給用として用いられる導電接続は図７には図示されていないが、両面プリント配線基板または多層プリント配線基板などを用いてこのような接続を行うことは当業者の能力の範囲内である。
【００２３】
図８は照明キーパッド構造の１つの可能な回路図であり、この構造のレイアウトは図７のモデルに従うものである。各キー配置がスイッチ８０１として図８に表され、第１の端７０１から第２の端７０２への抵抗パスを共に構成する、キー配置間の分配型抵抗セクションが抵抗器８０２として示されている。この図では第２の端７０２はローカルな大地電位と接続されると想定している。図８では各ＯＬＥＤは発光ダイオード８０３として示されている。回路図の図示記号の物理的配置は、対応する構成要素の実際の相対的物理的配置と一致する必要はないことに留意されたい。図８の単純な実施例では、各ＯＬＥＤの陽極と接続する個々の供給電圧ライン８１１−８１９が存在し、抵抗ストリップの第２の端の接続７０２を介してすべての陰極は大地電位と接続される。
【００２４】
図８の実施例の欠点として、ＯＬＥＤのスイッチのオン／オフを個々に行う必要がある多数の接続の存在が挙げられる。図９は、図８の回路図への追加として、直並列変換器９０１を有し、該変換器は、シリアル・ライン９０２を介して入力信号を受け取る。これらの入力信号は、供給電圧をライン９１１−９１９を介して選択されたＯＬＥＤに供給することにより実現されるある一定の予めプログラムされた照明パターンに変換される。その最も単純な実施例では、直並列変換器９０１は、線形シフトレジスタであり、この線形シフトレジスタの中へビット・シーケンスがシリアルに書き込まれ、また、この線形シフトレジスタからビット・シーケンスの少なくとも一部を並行して同時に読み込むことができる。この直並列変換器は、プログラム可能な論理回路などを含むこともできる。
【００２５】
図９の実施例の問題点として、ＯＬＥＤに十分な光を放射させるために、直並列変換器９０１の各並列出力から相対的に高い電流をとる必要があるという点が挙げられる。図１０は、各ＯＬＥＤ８０３が電界効果トランジスタのような半導体スイッチ素子１００１を伴う構成を示す。直列に接続されたＯＬＥＤとトランジスタの各一対は制御可能発光構成体を構成し、一対の供給電圧電極間で並列に接続されたある一定数(図１０では９個)の発光構成体が存在する。図１０では、これらの供給電圧電極は抵抗ストリップの第１の端７０１と第２の端７０２と同じである。ＦＥＴのゲート電極は制御可能発光構成体の制御入力を構成する。制御入力は、今回は直並列変換器９０１が各入力部へ非常に低い電流だけを供給する必要があることを除いて、回路の実際の動作が図９に示されている動作と同じになるように直並列変換器９０１の出力部と接続される。
【００２６】
本発明は、半導体スイッチ素子の選択を図１０の構成に限定するものではないが、ＯＦＥＴの使用を通じて特定の利点を得ることができる。キーパッド構成の厚さを最も好適に最小にすることが望ましいということを以前に述べた。この厚さの最小化によってキーパッド構成の厚さを非常に薄くすることができるので、光源としてのＯＬＥＤの利用が特に好適になる。さらに、ＯＬＥＤはキーパッド構造のその他の層と共に複数の層から構成することさえ可能であり、その結果ハンダ付けを必要とせずに非常に集積度の高い構造的解決策が得られる。ＯＦＥＴも同じ利点を共有する。
【００２７】
キーパッド構成(直並列変換器を含む)への照明コマンドの伝達が非常に遅い場合もしくは不可能な場合、直並列変換器９０１の代わりに並列マッピング回路を用いてもよい。例えば、マッピング回路へ入る４本の並列入力ラインと、マッピング回路から出る９本の(あるいは独立した光源と同数の)出力ラインが存在してもよい。４本の並列入力ラインを用いて１６本の異なる照明コマンドを出すことが可能である。アクティブにされるＯＬＥＤのすべての可能な置換がこれによって形成できるというわけでないとはいえ、１６個の異なる照明パターンはそれでも“完全にオン／完全にオフ”タイプの従来技術による照明解決策に優る著しい改善となる。
【００２８】
これまで、ＯＬＥＤ(および可能な付随ＯＦＥＴ)がプリント配線基板の表面上に存在することが暗黙のうちに想定されていた。このことは、必要な電気接続がプリント配線基板内で容易に実現できるので好都合である。さらに、プリント配線基板の製造工程には、プリント配線基板の表面上へのパターン化された層の制御された被膜形成がいずれにせよ含まれるので、ＯＬＥＤ (およびＯＦＥＴ)層の製造の製造工程への統合化が容易になる。しかし、導電性ドームや連続導電性ドーム・シートさえも用いられる従来の解決策を使用する場合でも、ドームまたはドーム・シートの反対側へ光の伝導を行う必要があるという問題は依然として残る。
【００２９】
ドーム層の下に配置する代わりにドーム層の上側などの、ドーム(またはドーム・シート)と外側の構造用構成要素との間にもＯＬＥＤ(およびＯＦＥＴ)を配置することが可能である。ドーム・シート、キーマットまたは電気装置の外側カバーさえもＯＬＥＤ(およびとＯＦＥＴ)の支持構造として機能することができる。これらすべての代替案には、その他の構造用構成要素に完全なＯＬＥＤ(およびＯＦＥＴ)を取り付けるか、ＯＬＥＤ(およびＯＦＥＴ)構造の必須の一体部分としてその他の構造用構成要素を用いるかのいずれかをさらに選択することができる。後者の代替案によって、必要となるパターン化された層構造をデポジットするのにリトグラフィの方法あるいはシルク・スクリーン印刷を用いる印刷工程でＯＬＥＤの生成が可能になる。
【００３０】
図１１は、前述のすべての解決策と比較して完全に新しいキーパッドの構造原理を示す。この構造の構成要素をより良く示すために分解組立図でこの構造を図示する。ある種の電子デバイス内に本質的に剛性のある機械的支持構造１１０１が存在する。この支持構造の上に、いくつかの導電性ドーム１１０３を含むドーム・シート１１０２が存在する。ドーム・シート１１０２は弾性変形可能な材料から作られているため、キーパッド構成で用いられる公知のドーム・シートに似ている。しかし、ドーム・シート１１０２は、ドームがドーム・シートから下方へ、すなわち支持構造１１０１の方向へ隆起するように向けられていて、ユーザーがキーを押す方向から上方へ向かう方向へは向けられていない。支持構造１１０１の表面に小さな突起部１１０４を設けて、支持構造１１０１と、ドーム・シート１１０２の各ドーム１１０３との間の点様の接触を確実なものとするようにすることもできる。ドームとの点様の接触は、ドームと関連づけられたキーの押圧時にユーザーが経験する触感を強めることが知られている。
【００３１】
ドーム・シート１１０２の上に、ある程度の可撓性を有することができる程の薄さを持つプリント配線基板１１０５が存在する。この基板は公知の可撓性プリント配線材料(フレックス基板または単にフレックスとして知られる)などから作ることが可能である。抵抗キーボードという概念を用いる場合でも、プリント配線基板１１０５をポリマー・フォイル(ポリエステルなど)から作ることが可能であり、このポリマー・フォイル上へ抵抗キーボード回路が印刷される。このようなポリマー・フォイルの中へＯＬＥＤあるいは同様の積層化された光源の集積を行うことができる。図１１では、プリント配線基板１１０５は、ドーム・シート１１０２に面するプリント配線基板の表面上で、ドーム１１０３の位置に対応する位置に導電性ストリップ１１０６を有する。ドーム・シート１１０１とプリント配線基板１１０５の、ドーム・シートと導電接触しないことが望ましい部分との間に電気的絶縁を設けるために、穿孔された絶縁シート１１０７がドーム・シート１１０２とプリント配線基板１１０５との間に使用される。
【００３２】
プリント配線基板１１０５の上側に弾性キーマット１１０８が存在し、この弾性キーマットは必要な場合には穿孔された外側カバー１１０９でさらに覆われる場合もある。キーマット１１０８は光に対して透明または半透明であり、キーの場所を表わす隆起した突起部を有する場合もあるが、後者は必要なものではない。少なくともいくつかのキー配置が数字またはアルファベット文字の形などを持つような透明または半透明領域を含めば十分であるため、キーマットの透明性は全体にわたる必要はない。プリント配線基板１１０５と弾性キーマット１１０８の間に残っているスペース１１１０の中へキーの照明は組み入れられる。連続したキーマットをいくつかの小さなサブマットやいくつかの個々のキー面と置き換えることさえ可能である。
【００３３】
図１２は、図１１に概略的に示したキー専用のＯＬＥＤの積層構造に照明原理を組み合わせたものを示す。図１２のキーパッド構造の層は図１１のものと同じであるが、組み立てられた構成で図示されている。プリント配線基板１１０５の上面と弾性キーマット１１０８との間にいくつかのＯＬＥＤ１２０１が存在し、各ＯＬＥＤがＯＬＥＤ自身のキーのすぐ下に配置されるようになっている。ＯＬＥＤ１２０１に必要な電気接続はその支持構造としてのプリント配線基板１１０５を使用することができる。本発明のその他の実施例と関連して前に説明したように、例えばプリント配線基板の表面にＯＬＥＤ１２０１の印刷を行うことなどにより、プリント配線基板１１０５の必須の一体部分としてＯＬＥＤ１２０１を製造することさえ可能である。その代りに、ＯＬＥＤ１２０１を弾性キーマット１１０８に取り付けることもできる。この場合、ＯＬＥＤは、プリント配線基板に面するＯＬＥＤの側に露出した接触面を有する(または接触面と接続される)必要がある。ＯＬＥＤは、プリント配線基板あるいはキーマットのいずれかの本体の中に埋め込むことさえ可能である。ＯＬＥＤからの放射光の主方向はキーを通り抜けて上方向である。
【００３４】
図１３は、従来の光源を使用する場合でも、図１１に図示の構造原理を用いてキーパッドの照明を大きく改善することが可能な方法を図示する。図１３の構造では、プリント配線基板１１０５とキーマット１１０８との間に、相対的に薄い光導板層１３０１が存在し、個々の光導板層の代わりに光導板用エレメントとしてキーマット１１０８を使用することもできる。表面実装されたＬＥＤ１３０２はプリント配線基板１１０５の上面に配置され、スイッチがオンになるとＬＥＤは光導板の中へ光を放射するようになる。
【００３５】
図１１の構造原理は、その実施例のさらにいくつかが図１２と図１３に図示されているが、この原理によって、照明の構成の光源を配置して、光源から、光がキーパッド構造から漏れ出てユーザーの目の方向へ入るポイントまでの光の通路を非常に短かくして光の通過を非常に容易に行うことができる。この事実は２つの方法によって利用することができる。１つの方法では、照明の構成を実行する従来技術の構成の場合と同量の電力を用いることができる。その場合、ユーザーの目まで達する光量を従来より多くすることが可能となる。あるいは、もう１つの方法では、観察可能な同量の光の発生を目標とすることもできる。その場合ずっと少ない電力しか必要としない。
【００３６】
今まで、本発明が提供する弾力的な照明の可能性を利用する望ましい方法については詳細には検討していない。従来技術のキーパッド照明の構成の目的は、単に、周囲の光が十分に明るくないときにも、ユーザーがキーの位置及び／又はキーの識別文字を見ることができるようにすることであった。従来技術の照明の構成は非常に高いレベルの照明を生むものではなく、また、単一キーまたはキー・グループの照明を可能とするものではなかったので、この従来技術の目的を理解することはできる。しかし、本発明によれば、キーパッド全体の一部だけを構成する単一キーまたはキー・グループを独立に照明することが可能である。さらに、前述したように、好適に光源を配置することにより観察可能な光の量を増やすことが可能になる結果、周囲の照明が相対的に明るい場合でも、照明効果を際立たせることが可能となる。
【００３７】
公知の移動電話によって、移動電話に発呼者の特定を行わせること、および、発呼者に応じて異なる呼出音の選択を行うことが知られている。例えば、一意的呼出音を用いてある非常に特定の発呼者からの呼を知らせるように電話機をプログラムしたり、発呼者グループに潜在的発呼者を分類して、各グループをそのグループ自身の呼出音と関連づけるようにプログラムしたりすることが可能である。同様の方法で、本発明によるキーまたはキー・グループ専用の照明の構成を利用することができる。図１４は状態遷移図であり、この図で、状態１４０１は、移動電話のスイッチがオンになっていて、しかもアイドル状態である場合の移動電話の基本動作モードに対応する。プログラミング処理手順中少なくとも１人の発呼者の識別子がある一定の照明パターン、あるいは、ある一定のシーケンスの照明パターンと関連づけられる。状態１４０２に従って呼接続要求が受信された場合、電話は状態１４０３で発呼者の特定を試みる。どのような照明パターン、または、パターン・シーケンス(もし何か存在する場合)が、特定の対象となる発呼者と関連づけられているかに応じて、状態１４０４の場合のように照明効果が選択されないか、あるいは、状態１４０５と１４０６の場合のように、音響による呼出音の代わりに、あるいは、音響による呼出音に対する補助として、ある一定の単数又は複数の照明パターンが使用されるかのいずれかが行われる。十分高速に動く一続きの照明パターンを使用すると、アニメーションの印象が創り出され、キーパッド照明によってユーザーに単純な“映画”が再生される。
【００３８】
多くの場合、キーパッド制御による電子デバイスのユーザーは次にどのキーを押すべきかに関して迷う場合がある。本発明によるキー専用照明の構成はユーザーへのガイダンス用として利用することができる。状態１４０７は、ユーザーが次に押す蓋然性が非常に高いキー、あるいは、単に、ユーザーが次に押す可能性のあるキーが存在する或る状況を表す。状態１４０８で、その単数または複数のキーが特定され、状態１４０９、１４１０または１４１１のうちの１つで、その他のキーを照明せずにそのキーを照明したり、その他のキーより高い照度でそのキーを照明したり、そのキーの照明をフラッシュさせたり、あるいは、他の何らかの照明効果を生むことにより、そのキーを目立たせることができる。また、ある状況で、キーパッド全体の一部だけが“アクティブな”状態、すなわち、利用可能な状態の場合、キーパッドのその部分だけを照明することによりその状態を強調することができる。
【００３９】
これらの照明効果はリクリエーション目的のために使用することもできる。本特許出願の優先日の時点で公知の移動電話の中に既にゲームが一体化されている。したがって専用キーまたは専用キー・グループの照明をゲームの一部とすることができる。状態１４１２はゲーム・モードを表す。第１の仮定として照明は装飾的および説明的目的に役立つということが挙げられる。状態１４１３はゲームでの高得点の発生やその他の達成を表し、これらは、状態１４１４または１４１５のうちの一方で、ある種のアニメーション及び／又はフラッシュ照明によって報いられる。別の仮定として、照明が、状態１４１６に従って、キーを押すことにより再生されるゲームを行うことの必須の一体部分にするということが挙げられる。後者のカテゴリの一例として、一連のキーが連続して照明され、ユーザーができるだけ長く同じ順序で同じキーを押さなければならないようにする、ユーザーの記憶力と反射能力のテストを行うゲームがある。状態１４１７と１４１８によってこのようなゲームと関連する照明機能が図１４に表されている。
【００４０】
図９と図１０の場合のように、照明パターンの制御が直並列変換器の使用に基づいていることが想定されている場合、照明シーケンスを生成するタスクに対する２つの基本的アプローチが存在する。直並列変換器の構造的および機能的複雑さという点から見て、これら２つの基本的アプローチのうち最も単純なアプローチは、直並列変換器との直列接続を介してマイクロプロセッサによって与えられる各コマンドが１つの照明パターンを正確に表すということである。一続きの連続する照明パターンであるアニメーション効果を実現するために、マイクロプロセッサは連続するコマンドを直並列変換器へ送る。もう１つの代替アプローチは、単一コマンドが完全な一続きの照明パターンを意味するアプローチである。この後者のアプローチでは、直並列変換器は、直列接続を介してマイクロプロセッサからコマンドを受け取ったとき、そのコマンドが単一のパターンを意味するか、一続きのパターンを意味するかのチェックを行う。そのコマンドが一続きのパターンを意味する場合、それはメモリからこの一続きを構成するパターンを読み出し、パターンが一度に１つ生成されるように光源(または光源＋スイッチ構成体)へ制御信号を発する。この一続きのパターンの中で１つのパターンから別のパターンへ変化する速度は、ある一定のクロック信号に関連して決定する必要がある。直並列変換器はクロック信号発生のためのそれ自身のクロック信号発生器を備えたり、電子デバイスのいくつかの他の部分からクロック信号を受信したりすることができる。
【００４１】
照明が単一のパターンあるいは一続きのパターンのいずれの形で行われるにせよ、照明がオン状態である持続時間の規定が必要となる。またこの目的のために、マイクロプロセッサから直並列変換器へのコマンドがオンになっている時間と同じ持続時間にわたって照明をオンにする設定を行うか、あるいは、直並列変換器に時定数を実現する手段を設けて、マイクロプロセッサからコマンドを受信してから、時定数に等しい時間がコマンドの受信時点から経過するまでの間、直並列変換器がコマンドによって意図された照明効果をオンに保つようにする設定を行うかのいずれかの設定を行うこともできる。さらに別のアプローチでは、直並列変換器によって即座に各コマンドが実行され、次のコマンドが受信されて“スイッチ・オフ”コマンドとしてある特定のコマンドが規定されている後にはじめて変更を行うようにすることもできる。
【００４２】
これまでの説明は、大部分、積層フォイル構造からつくられる、キー専用またはキー・グループ専用の照明用として使用される光源としてのＯＬＥＤについての説明であった。これは、ＯＬＥＤが、本特許出願の優先日の時点で知られている積層フォイル構造から作られる光源の中で最も重要なカテゴリであるという事実の結果である。しかし、本発明は決してＯＬＥＤの使用に限定されるものではではなく、積層されたフォイル構造から作られる他の半導体素子の光源を使用することも可能であることに留意されたい。
【００４３】
本発明の前述の例示実施例は、クレームの適用可能性を理解するための補助として解釈されることが望ましく、このような適用可能性に関する明示的限定として解釈されるべきではない。従属クレームに列挙された特徴は別途明白に述べられないかぎり、自由な組み合わせが可能である。
「上面」あるいは「の上に」のような方向を示す語句は図面に示されている方向のみに関するものであって、本発明の適用可能性をある一定の方向に向けられた構造のみに限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】(ａ)は分解図で公知のキーパッド構造を示し、(ｂ)は組立て構成での(ａ)のキーパッド構造を示し、(ｃ)は(ａ)と(ｂ)の構造の照明の構成の或る電気的特徴を示す図である。
【図２】ＯＬＥＤの単純な積層構造を示す図である。
【図３】ＯＦＥＴの単純な積層構造を示す図である。
【図４】各キーに隣接してスイッチング機能と照明の双方を配置する原理を示す図である。
【図５】スイッチング用として使用する導電性ストリップがＯＬＥＤによって取り囲まれる本発明の実施例を示す図である。
【図６】(ａ)〜(ｃ)はキー専用のＯＬＥＤのいくつかの代替配置例を示す図である。
【図７】キー専用の照明を備えた抵抗キーパッド用プリント配線基板を示す図である。
【図８】照明付きキーパッドの単純な回路図を示す図である。
【図９】図８の回路図の変更例を示す図である。
【図１０】図８の回路図のさらなる変更例を示す図である。
【図１１】積層化されたキーパッドの代替構造原理を示す図である。
【図１２】図１１の原理のＯＬＥＤ照明への適用例を示す図である。
【図１３】図１１の原理のＳＭ−ＬＥＤ照明への適用例を示す図である。
【図１４】本発明の実施例による方法を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
４０２…キー
５０１、５０２、６１１、６１２、１１０６…スイッチ手段（導電性ストリップ）
５０３、６０１、６１０、６２３、７０４、１２０１…照明手段（ＯＬＥＤ）
６２０…スイッチ手段（第１の導電性ストリップ）
６２１…スイッチ手段（第２の導電性ストリップ）
６２２…スイッチ手段（共通の導電性ストリップ）
８０１…スイッチ手段（スイッチ）
１３０２…照明手段（ＬＥＤ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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