(57)【要約】  本発明は、データ入力装置及び該データ入力装置を備える携帯電子装置に関する。データ入力装置は、キー感知機構（２４）と、キー感知機構（２４）上に提供され、内部に少なくとも１つの空洞部（２０）が形成された硬質材料層（１８）とを備える。空洞部（２０）は、印加される電圧に基づいて形状を変化させるキー（２７）を提供する電気活性高分子（２８）及び２つの電極（３０、３２）を備える。これにより、ユーザがキー感知機構（２４）上で電気活性高分子（２８）を押下するのに伴ってキー感知機構（２４）への入力を行うことが可能となる。
2010531495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キー感知機構（２４）と、
前記キー感知機構（２４）上に提供され、内部に少なくとも１つの空洞部（２０）が形成された硬質材料層（１８）と、を備え、
前記空洞部（２０）は、電気活性高分子（２８）及び２つの電極（３０、３２）を備え、印加される電圧に基づいて形状を変化させるキーであって、ユーザが前記キー感知機構（２４）上で該電気活性高分子（２８）を押下するのに伴って、前記キー感知機構（２４）への入力を行うキー（２７）を提供することを特徴とするデータ入力装置（１４）。
【請求項２】
前記電気活性高分子（２８）及び前記キー感知機構（２４）は透明であることを特徴とする請求項１に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項３】
前記キー感知機構の下側に表示装置（２６）を更に備えることを特徴とする請求項２に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項４】
前記硬質材料層（１８）は、各々が電気活性高分子及び電極を有する多数の空洞部を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項５】
前記空洞部（２０）は構造体内部において提供され、前記キー感知機構（２４）は、該キー感知機構（２４）の領域上において前記空洞部（２０）の電気活性高分子（２８）より加えられる圧力に基づいて、前記構造体内の位置を示すデータを提供することでキー押下を検出することを特徴とする請求項４に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項６】
前記電気活性高分子（２８）はイオン電気活性高分子であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項７】
前記硬質材料層（１８）の上側に更に弾性遮蔽層（１６）を有し、前記空洞部（２０）を覆っていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項８】
前記電気活性高分子（２８）の周囲にはゲル状の電解液（２２）が装填されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項９】
前記電極（３０、３２）は、前記空洞部（２０）の壁面に、対向して配されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項１０】
キー感知機構（２４）と、
前記キー感知機構（２４）上に提供され、内部に少なくとも１つの空洞部（２０）が形成された硬質材料層（１８）と、を有するデータ入力装置（１４）を備え、
前記空洞部（２０）は、電気活性高分子（２８）及び２つの電極（３０、３２）を備え、印加される電圧に基づいて形状を変化させるキーであって、ユーザが前記キー感知機構（２４）上で前記電気活性高分子（２８）を押下するのに伴って、前記キー感知機構（２４）への入力を行うキー（２７）を提供することを特徴とする携帯電子装置（１０）。
【請求項１１】
前記電気活性高分子（２８）及び前記キー感知機構（２４）は透明であることを特徴とする請求項１０に記載の携帯電子装置（１０）。
【請求項１２】
前記キー感知機構の下側に表示装置（２６）を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の携帯電子装置（１０）。
【請求項１３】
前記硬質材料層（１８）は、各々が電気活性高分子及び電極を有する多数の空洞部を含むことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の携帯電子装置（１０）。
【請求項１４】
前記空洞部（２０）は構造体内部において提供され、前記キー感知機構（２４）は、該キー感知機構の領域上において前記空洞部（２０）の電気活性高分子（２８）より加えられる圧力に基づいて、前記構造体内の位置を示すデータを提供することでキー押下を検出することを特徴とする請求項１３に記載の携帯電子装置（１０）。
【請求項１５】
前記電気活性高分子（２８）はイオン電気活性高分子であることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の携帯電子装置（１０）。
【請求項１６】
前記硬質材料層（１８）の上側に更に弾性遮蔽層（１６）を有し、前記空洞部（２０）を覆っていることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の携帯電子装置（１０）。
【請求項１７】
前記電気活性高分子（２８）の周囲にはゲル状の電解液（２２）が装填されていることを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の携帯電子装置（１０）。
【請求項１８】
前記電極（３０、３２）は、前記空洞部（２０）の壁面に、対向して配されていることを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の携帯電子装置（１０）。
【請求項１９】
前記キー感知機構上の前記空洞部において前記電気活性高分子が押下されることに対応して前記キー感知機構（２４）から位置検出データを受信する制御ユニット（３４）を更に備え、前記電気活性高分子の形状を変化させるため、当該押下に基づいて前記空洞部における前記電気活性高分子の電極に印加する電圧を提供することを特徴とする請求項１０乃至１８のいずれか１項に記載の携帯電子装置（１０）。
【請求項２０】
前記携帯電子装置は携帯通信装置であることを特徴とする請求項１０乃至１９のいずれか１項に記載の携帯電子装置（１０）。
【請求項２１】
前記携帯電子装置は携帯電話であることを特徴とする請求項２０に記載の携帯電子装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電子装置の分野に関し、特に、データ入力装置及びデータ入力装置を備える携帯電子装置の提供に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の携帯電子装置の大きさは益々小型化している。また、これに伴って、キー及びキーパッド等、それらに提供される部品の大きさも小型化している。これは、ユーザがデータを入力するのが困難であることを意味する。携帯通信装置のユーザは、必ずしも提供される全てのキーを使用していない。従って、キーボードを見ることなくユーザが使用するキーを選択でき、簡単に対象のキーを使用できるようにすることは有益である。
【０００３】
近年、印加される電圧に基づいて形状を変化させる種類の材料が改良されている。それらの材料は、電気活性高分子として周知である。それらの材料は、例えばバイオミメティックスの分野での使用が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明は、データ入力装置において電気活性高分子を使用することに関し、提供される状況に応じて高位置に設定されうるキーを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様はデータ入力装置に関し、
キー感知機構と、
前記キー感知機構上に提供され、内部に少なくとも１つの空洞部が形成された硬質材料層と、を備え、
前記空洞部は、電気活性高分子及び２つの電極を備え、印加される電圧に基づいて形状が変化させるキーであって、ユーザが前記キー感知機構上の該電気活性高分子を押下するのに伴って該キー感知機構への入力を行うことが可能なキーを提供する。
【０００６】
本発明の第２の態様は第１の態様の特徴を含むデータ入力装置に関し、電気活性高分子及びキー感知機構が透明であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第３の態様は第２の態様の特徴を含むデータ入力装置に関し、前記キー感知機構の下側に表示装置を更に有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の第４の態様は第１の態様の特徴を含むデータ入力装置に関し、前記硬質材料層が、各々電気活性高分子及び電極を有する多数の空洞部を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第５の態様は第４の態様の特徴を含むデータ入力装置に関し、前記空洞部は構造体内において提供され、前記キー感知機構は、該キー感知機構の領域上において前記空洞部内の前記電気活性高分子より加えられる圧力に基づいて、該構造体内の位置を示すデータを提供することでキー押下を検出することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第６の態様は第１の態様の特徴を含むデータ入力装置に関し、前記電気活性高分子がイオン電気活性高分子であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第７の態様は第１の態様の特徴を含むデータ入力装置に関し、前記硬質材料層上に更に弾性遮蔽層を有し、前記空洞部を覆っていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第８の態様は第１の態様の特徴を含むデータ入力装置に関し、前記電気活性高分子の周囲にはゲル状の電解液が装填されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第９の態様は第１の態様の特徴を含むデータ入力装置に関し、前記電極が前記空洞部の壁面に対向して配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第１０の態様は携帯電子装置に関し、
データ入力装置が、
キー感知機構と、
前記キー感知機構上に提供され、内部に少なくとも１つの空洞部が形成された硬質材料層と、を有しており、
前記空洞部は、電気活性高分子及び２つの電極を備え、印加される電圧に基づいて形状が変化されうるキーであって、ユーザが前記キー感知機構上の前記電気活性高分子を押下するのに伴って該キー感知機構への入力を行うことが可能なキーを提供することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１１の態様は第１０の態様の特徴を含む携帯電子装置に関し、前記電気活性高分子及びキー感知機構が透明であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第１２の態様は第１１の態様の特徴を含む携帯電子装置に関し、前記キー感知機構の下側に表示装置を更に有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１３の態様は第１０の態様の特徴を含む携帯電子装置に関し、前記硬質材料層が、各々電気活性高分子及び電極を有する多数の空洞部を含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明の第１４の態様は第１３の態様の特徴を含む携帯電子装置に関し、前記空洞部は構造体内において提供され、前記キー感知機構は、該キー感知機構の領域上において前記空洞部内の前記電気活性高分子より加えられる圧力に基づいて該構造体内の位置を示すデータを提供することでキー押下を検出することを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１５の態様は第１０の態様の特徴を含む携帯電子装置に関し、前記電気活性高分子がイオン電気活性高分子であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第１６の態様は第１０の態様の特徴を含む携帯電子装置に関し、前記硬質材料層上に更に弾性遮蔽層を有し、前記空洞部を覆っていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の第１７の態様は第１０の態様の特徴を含む携帯電子装置に関し、前記電気活性高分子の周囲にはゲル状の電解液が装填されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１８の態様は第１０の態様の特徴を含む携帯電子装置に関し、前記電極は前記空洞部の壁面に対向して配置されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１９の態様は第１０の態様の特徴を含む携帯電子装置に関し、前記キー感知機構上の空洞部において電気活性高分子が押下されることに対応して前記キー感知機構から位置検出データを受信する制御ユニットを更に備え、前記電気活性高分子の形状を変化させるため、該電気活性高分子の押下に基づいて前記空洞部内の前記電気活性高分子の電極に印加する電圧を提供することを特徴とする。
【００２４】
本発明の第２０の態様は第１０の態様の特徴を含む携帯電子装置に関し、前記携帯電子装置は携帯通信装置であることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第２１の態様は第２０の態様の特徴を含む携帯電子装置に関し、前記携帯電子装置は携帯電話であることを特徴とする。
【００２６】
本発明は、以下の利点を有する。すなわち、キーの形状変化が可能になるとともに、ユーザが使用対象のキーの位置をより簡単に特定し且つ使用できるようになる。更にこれにより、ユーザはキーのクリック感を実感できるようになる。
【００２７】
尚、本明細書中で使用される用語「備える」は、記載される特徴、数字、ステップ又は構成要素の存在を特定するものとして解釈されるが、１つ以上の他の特徴、数字、ステップ、要素、構成要素又はそれらの集合の存在又は追加を除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
次に、添付の図面に関連して本発明をより詳細に説明する。
【図１】図１は、本発明に係るデータ入力装置を有する携帯電話形式の携帯電子装置を示す概略正面図である。
【図２】図２は、表示装置上に提供されるデータ入力装置を示す概略側面図である。
【図３】図３は、通常の低位置モードでデータ入力装置に提供される１つのキーを示す概略側面図である。
【図４】図４は、高位置モードでデータ入力装置に提供される前記キーを示す概略側面図である。
【図５】図５は、データ入力装置においてキーを高位置に設定するために提供される携帯電子装置中のユニットを示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、本発明に係る携帯電子装置を当該装置の好適な変形である携帯電話について説明する。携帯電子装置は、コードレス電話、通信モジュール、ＰＤＡ又は無線で通信する任意の他の種類の携帯装置等の、他の種類の携帯通信装置であってもよい。更に携帯電子装置は、ゲーム機、ノートパッド又は任意の他の種類の携帯電子装置であってもよい。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電話機を示す概略正面図である。電話機１０は、表示装置１２を備える。本明細書において、表示装置１２は、キーパッド形式のデータ入力装置１４が提供される領域を含む。キーが提供される領域でデータ入力デバイス１４が操作された場合、そのキーに対応する情報は、データ入力装置１４により記録され且つ電話機１０に入力される。本明細書において、データ入力装置１４は、後述する特徴的な構成を有する。
【００３１】
図２は、本発明に係るデータ入力装置１４の一実施形態の構造体を示す概略側面図である。データ入力装置１４は、電話機の外側に面する上面部を有する透明な弾性遮蔽層１６を備える。この層は柔軟性を有し、シリコーンにより提供される。つまり、この層１６は、ユーザが情報を入力するときに操作する電話機の一部分となる。遮蔽層１６は、硬質材料層１８の上側に装着された下面部を有する。硬質材料層は、ＰＥＴ等の硬質プラスティック材料から構成される。硬質材料層１８は多数の空洞部２０を含み、該空洞部２０は、提供されるキーパッド中の各キーに対応している。本明細書において、各空洞部２０は、硬質材料層１８内全体に形成されている。また、そのような空洞部２０の各々は、電気活性高分子２８で充填されている。硬質材料層１８の下側には、抵抗値検出式又は静電容量式のタッチパネルを介して提供されるキー感知機構であって、本明細書にあってはタッチ入力感知層結合部２４であるキー感知機構が配されている。抵抗値検出式タッチパネルの場合、当該タッチ入力感知層結合部は、離間する第１の弾性導電性層及び第２の導電性層を介して提供される。それらは双方ともＩＴＯ膜の形式で提供される。従って、各空洞部２０は、硬質材料層１８を介して提供される壁により結合されるボックスとして形成され、下側にはタッチ入力感知層結合部２４が配され、上側には遮蔽層１６が配されることとなる。本明細書においてタッチ入力感知層結合部２４の第１の弾性導電性層で構成される下部は、本明細書における遮蔽層１６よりも柔軟性がなく、即ち遮蔽層１６ほど弾性がない。従って、本明細書における電気活性高分子２８を有する空洞部２０及びタッチ入力感知層結合部２４は、多数のキーを有するキーパッドを形成する。タッチ入力感知層結合部２４の下側には、キーに関連する情報を表示するのに有利な液晶表示装置である表示装置２６が配される。
【００３２】
図３及び図４は、通常の低位置モード及び高位置モードでデータ入力装置中に提供される１つのキー２７を示す概略側面図であり、当該図を用いて本発明の原理を説明する。空洞部２０は、上述したように電気活性高分子２８で充填され、あるいは完全に充填されている。電気活性高分子２８は、ゲル状で提供されるのが好ましく、本明細書においては、周囲にゲル状の電解液２２が装填される。本明細書において、電解液２８は、電気活性高分子２８を保護するためにシェルとして提供される。空洞部２０には、更に、第１の電極３０及び第２の電極３２が配される。本明細書において、第１の電極３０は空洞部２０内の一方の壁に接続され、第２の電極は第２の反対側の壁に接続される。つまり、これらの電極３０及び３２は対向して配される。これら２つの電極３０及び３２の間に電圧を印加することにより、電気活性高分子２８が反応し形状が変化する。遮蔽層１６は空洞部の下部よりも柔軟性があり且つ壁が硬質であるため、高分子２８の伸び縮みにより、対応する遮蔽層１６の形状のみが変化する。それにより柔軟性のある遮蔽層１６が高くなったり低くなったりすることとなり、高位置又は低位置のキー２７を提供することとなる。
【００３３】
このように高位置のキー２７が提供されることで、ユーザは使用対象のキーの位置をより簡単に特定し且つ使用できるようになる。これは、数が多く、かつ小さくて異なるキーからなるキーパッドにおいて有益である。更にこれにより、ユーザはキーのクリック感を実感することができる。
【００３４】
電気活性高分子は、イオン高分子ゲル等のイオン電気活性高分子であることが望ましい。しかし、電気活性高分子は、アイオノマー高分子−金属複合体又はカーボンナノチューブであってもよい。
【００３５】
次に図５を参照しながら、本発明に係る電気活性高分子の使用例を説明する。図５は、データ入力装置においてキーを高位置又は低位置に設定するために提供される携帯電子装置のユニットを示す概略ブロック図である。
【００３６】
本明細書では、検出素子３６及び３８を介してタッチ入力感知層結合部２４に接続され、且つ上述の単一キー２７により示される空洞部に接続される制御ユニット３４について説明する。
【００３７】
ユーザがキーパッド上でキー、例えばキー２７を押下すると、電気活性高分子及び周囲の電解液は、空洞部の上側の遮蔽層に加えられたユーザの圧力に基づいて、下部に形成され、かつ空洞部と共に整列されたタッチ入力感知層結合部２４の所定の領域を押圧する。これにより、空洞部内の電気活性高分子及び周囲の電解液がタッチ入力感知層結合部２４に対して圧力をかけ、抵抗値検出式タッチパネルにあっては、２つの導電性層が互いに接触することとなる。構造体における各位置は、層内において行列として提供されており、検出素子３６及び３８により検出される。それらの素子３６及び３８は、列及び行に従って位置を検出するよう構成されている。構造体内における位置に対応する位置特定検出データは、制御ユニット３４に提供される。本明細書では、例えば、装置の音楽再生機能に関連して選択が行われる。制御ユニット３４では、位置を認識して、どの選択がなされたかを判定する。この選択に関連して、制御ユニット３４では、選択された機能に関連付けられる１つ以上のキー、例えば再生ボタンを提供するためのキーを高位置に設定する決定を行う。そして、制御ユニット３４では、再生ボタンであるキーの位置を特定し、キー２７としての役割を果たす空洞部内の電気活性高分子の電極に印加する電圧信号を提供する。これによりキー２７は高位置に設定され、即ち、状況に応じて電話機の表面並びにキーパッドの少なくともいくつかのキーが高位置に設定されるため、ユーザはより簡単に装置を使用することができるようになる。
【００３８】
本明細書において、データ入力装置は表示装置とともに提供される必要はなく、それ単独で提供されてもよいことは理解されよう。当然、本発明の装置がタッチスクリーンでの使用を目的として提供される場合、透明な層である必要はない。
【００３９】
更に、キーパッドの一部のキーが高位置に設定される一方で他のキーが高位置に設定されない種々のモードが存在しうる。あるモードにおいては、キーは高位置に設定されなくてもよい。また、使用する必要がないキーを低位置に設定することもできる。ユーザがより簡単に使用すべきキーを判定できるように、照明と組み合わせてキーを高位置に設定することもできる。タッチ入力感知層結合部と空洞部との間にドーム部が提供されてもよく、電気活性高分子がドーム部に作用することで、キー感知機構に作用するようにしてもよい。この場合、キー感知機構は必ずしもタッチ入力感知層結合部を介して提供される必要はなく、他の機構が使用されてもよいことは理解されよう。
【００４０】
更に、空洞部において柔軟性のある壁を用いることで、側面への拡張が可能となる。このように、キー側面の大きさを拡大することも可能である。電気活性高分子の特性に応じて、空洞部は、更に、周囲に電解液を装填せずに電気活性高分子のみを充填するようにしてもよい。
【００４１】
データ入力装置において、硬質材料層とキー感知機構との間、並びにキー感知機構と表示装置層との間にスペーサ層が提供されてもよいことは理解されよう。従って、本発明は、以下の請求の範囲によってのみ限定されることが認識されるべきである。
【図１】
2010531495.tif 000003
【図２】
2010531495.tif 000004
【図３】
2010531495.tif 000005
【図４】
2010531495.tif 000006
【図５】
2010531495.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月21日(2009.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キー感知機構（２４）と、
前記キー感知機構（２４）上に直接的に提供され、内部に少なくとも１つの空洞部（２０）が形成された硬質材料層（１８）と、を備え、
前記空洞部（２０）は、電気活性高分子（２８）及び２つの電極（３０、３２）を備え、印加される電圧に基づいて形状を変化させるキーであって、ユーザが前記キー感知機構（２４）上で該電気活性高分子（２８）を押下するのに伴って、前記キー感知機構（２４）への入力を行うキー（２７）を提供することを特徴とするデータ入力装置（１４）。
【請求項２】
前記電気活性高分子（２８）及び前記キー感知機構（２４）は透明であることを特徴とする請求項１に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項３】
前記キー感知機構の下側に表示装置（２６）を更に備えることを特徴とする請求項２に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項４】
前記硬質材料層（１８）は、各々が電気活性高分子及び電極を有する多数の空洞部を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項５】
前記空洞部（２０）は構造体内部において提供され、前記キー感知機構（２４）は、該キー感知機構（２４）の領域上において前記空洞部（２０）の電気活性高分子（２８）より加えられる圧力に基づいて、前記構造体内の位置を示すデータを提供することでキー押下を検出することを特徴とする請求項４に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項６】
前記電気活性高分子（２８）はイオン電気活性高分子であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項７】
前記硬質材料層（１８）の上側に更に弾性遮蔽層（１６）を有し、前記空洞部（２０）を覆っていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項８】
前記電気活性高分子（２８）の周囲にはゲル状の電解液（２２）が装填されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項９】
前記電極（３０、３２）は、前記空洞部（２０）の壁面に、対向して配されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のデータ入力装置（１４）。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のデータ入力装置を備えることを特徴とする携帯電子装置（１０）。
【請求項１１】
前記キー感知機構上の前記空洞部において前記電気活性高分子が押下されることに対応して前記キー感知機構（２４）から位置検出データを受信する制御ユニット（３４）を更に備え、前記電気活性高分子の形状を変化させるため、当該押下に基づいて前記空洞部における前記電気活性高分子の電極に印加する電圧を提供することを特徴とする請求項１０に記載の携帯電子装置（１０）。
【請求項１２】
前記携帯電子装置は携帯通信装置であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の携帯電子装置（１０）。
【請求項１３】
前記携帯電子装置は携帯電話であることを特徴とする請求項１２に記載の携帯電子装置（１０）。
【国際調査報告】
2010531495.tif 000008
2010531495.tif 000009
2010531495.tif 000010