(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ素子を押下して導通状態を形成するためのキートップ部を有する複数のキーを含むキー操作部を備え、
前記各キーが有する前記キートップ部に、それぞれ、当該キートップ部の動きと連動する連動接触部が付設され、
前記各キーにおいて、前記連動接触部に対向するように対向接触部が設けられ、
前記連動接触部は、少なくとも、前記キートップ部の上側に配置された第１連動接触部材と、前記キートップ部の下側に配置された第２連動接触部材と、前記キートップ部の左側に配置された第３連動接触部材と、前記キートップ部の右側に配置された第４連動接触部材とを含み、
前記対向接触部は、少なくとも、前記第１連動接触部材に対向する第１対向接触部材と、前記第２連動接触部材に対向する第２対向接触部材と、前記第３連動接触部材に対向する第３対向接触部材と、前記第４連動接触部材に対向する第４対向接触部材とを含み、
前記キートップ部に力が加えられていない状態では前記連動接触部と前記対向接触部とが接触するように前記キートップ部を支持する支持部と、
前記第１連動接触部材と前記第１対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第１接触検出回路と、
前記第２連動接触部材と前記第２対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第２接触検出回路と、
前記第３連動接触部材と前記第３対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第３接触検出回路と、
前記第４連動接触部材と前記第４対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第４接触検出回路とを備え、
前記第１接触検出回路は、前記第１連動接触部材と前記第１対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの上側に接触している旨を示す第１接触検出信号を出力し、
前記第２接触検出回路は、前記第２連動接触部材と前記第２対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの下側に接触している旨を示す第２接触検出信号を出力し、
前記第３接触検出回路は、前記第３連動接触部材と前記第３対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの左側に接触している旨を示す第３接触検出信号を出力し、
前記第４接触検出回路は、前記第４連動接触部材と前記第４対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの右側に接触している旨を示す第４接触検出信号を出力し、
１つのキーが備える前記第１接触検出回路、前記第２接触検出回路、前記第３接触検出回路又は前記第４接触検出回路から前記第１接触検出信号、前記第２接触検出信号、前記第３接触検出信号又は前記第４接触検出信号のいずれを入力したかを時系列に検出することによって、操作者による上下方向又は左右方向についての移動方向を検出するとともに、前記複数のキーのうちのいずれのキーが備える前記第１接触検出回路、前記第２接触検出回路、前記第３接触検出回路又は前記第４接触検出回路から接触検出信号を入力したかを時系列に検出することによって、操作者による上下方向又は左右方向についての移動方向を検出する移動方向検出手段をさらに備えた
ことを特徴とする携帯電話機。
【請求項２】
第１接触検出回路、第２接触検出回路、第３接触検出回路及び第４接触検出回路が形成された基板が設けられ、
対向接触部は、前記基板に形成されている
請求項１記載の携帯電話機。
【請求項３】
スイッチ素子は、キートップ部に加えられる力によってスイッチ素子の導通状態が形成される構造であり、
連動接触部と対向接触部とを離すための力よりも大きい力がキートップ部に加えられた場合に、前記スイッチ素子が導通状態になる
請求項１又は請求項２記載の携帯電話機。
【請求項４】
複数のキートップ部のうちのいずれのキートップ部が押下された場合にも、導通状態になる１つのスイッチ素子が設けられている
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の携帯電話機。
【請求項５】
スイッチ素子を押下して導通状態を形成するためのキートップ部を有する複数のキーを含むキー操作部を備え、
前記各キーが有する前記キートップ部に、それぞれ、当該キートップ部の動きと連動する連動接触部が付設され、
前記各キーにおいて、前記連動接触部に対向するように対向接触部が設けられ、
前記連動接触部は、少なくとも、前記キートップ部の上側に配置された第１連動接触部材と、前記キートップ部の下側に配置された第２連動接触部材と、前記キートップ部の左側に配置された第３連動接触部材と、前記キートップ部の右側に配置された第４連動接触部材とを含み、
前記対向接触部は、少なくとも、前記第１連動接触部材に対向する第１対向接触部材と、前記第２連動接触部材に対向する第２対向接触部材と、前記第３連動接触部材に対向する第３対向接触部材と、前記第４連動接触部材に対向する第４対向接触部材とを含み、
前記キートップ部に力が加えられていない状態では前記連動接触部と前記対向接触部とが接触するように前記キートップ部を支持する支持部と、
前記第１連動接触部材と前記第１対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第１接触検出回路と、
前記第２連動接触部材と前記第２対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第２接触検出回路と、
前記第３連動接触部材と前記第３対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第３接触検出回路と、
前記第４連動接触部材と前記第４対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第４接触検出回路とを備え、
前記第１接触検出回路は、前記第１連動接触部材と前記第１対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの上側に接触している旨を示す第１接触検出信号を出力し、
前記第２接触検出回路は、前記第２連動接触部材と前記第２対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの下側に接触している旨を示す第２接触検出信号を出力し、
前記第３接触検出回路は、前記第３連動接触部材と前記第３対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの左側に接触している旨を示す第３接触検出信号を出力し、
前記第４接触検出回路は、前記第４連動接触部材と前記第４対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの右側に接触している旨を示す第４接触検出信号を出力し、
１つのキーが備える前記第１接触検出回路、前記第２接触検出回路、前記第３接触検出回路又は前記第４接触検出回路から前記第１接触検出信号、前記第２接触検出信号、前記第３接触検出信号又は前記第４接触検出信号のいずれを入力したかを時系列に検出することによって、操作者による上下方向又は左右方向についての移動方向を検出するとともに、前記複数のキーのうちのいずれのキーが備える前記第１接触検出回路、前記第２接触検出回路、前記第３接触検出回路又は前記第４接触検出回路から接触検出信号を入力したかを時系列に検出することによって、操作者による上下方向又は左右方向についての移動方向を検出する移動方向検出手段をさらに備えた
ことを特徴とする移動方向検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯端末や電子機器などのキー操作部を搭載した携帯電話機および移動方向検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機などの小型の携帯端末において、手書き文字の入力ができるようにするために、位置検出デバイスを搭載することが望まれている。位置検出デバイスを実現するために、例えば、携帯端末の表示部にタッチパネルを設置することが考えられる。タッチパネルが用いられる場合には、タッチされた部分の静電容量が変化したことを検出することによって、携帯端末の操作者の指等が接触した位置が検出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、表示部にタッチパネルを設置した場合には、静電容量の変化を検出するための検出回路を携帯端末に搭載する必要がある。従って、タッチパネルを設置しない場合に比べて、携帯端末の消費電力が増大し、かつ、携帯端末のコストも増大する。また、一般にタッチパネルの耐久性は、携帯端末における操作部のスイッチ等の耐久性よりも劣るので、タッチパネルを設置することによって携帯端末の耐久性が低下するという問題もある。さらに、静電容量の変化を検出するので、操作者が手袋をして操作すると、操作者の指の接触を検出しにくいという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、操作者の指の接触を確実に検出でき、消費電力およびコストを低減し耐久性を向上させた携帯電話機および移動方向検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による携帯電話機は、スイッチ素子を押下して導通状態を形成するためのキートップ部を有する複数のキーを含むキー操作部を備え、各キーが有するキートップ部に、それぞれ、当該キートップ部の動きと連動する連動接触部が付設され、各キーにおいて、連動接触部に対向するように対向接触部が設けられ、連動接触部は、少なくとも、キートップ部の上側に配置された第１連動接触部材と、キートップ部の下側に配置された第２連動接触部材と、キートップ部の左側に配置された第３連動接触部材と、キートップ部の右側に配置された第４連動接触部材とを含み、対向接触部は、少なくとも、第１連動接触部材に対向する第１対向接触部材と、第２連動接触部材に対向する第２対向接触部材と、第３連動接触部材に対向する第３対向接触部材と、第４連動接触部材に対向する第４対向接触部材とを含み、キートップ部に力が加えられていない状態では連動接触部と対向接触部とが接触するようにキートップ部を支持する支持部と、第１連動接触部材と第１対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第１接触検出回路と、第２連動接触部材と第２対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第２接触検出回路と、第３連動接触部材と第３対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第３接触検出回路と、第４連動接触部材と第４対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第４接触検出回路とを備え、第１接触検出回路は、第１連動接触部材と第１対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの上側に接触している旨を示す第１接触検出信号を出力し、第２接触検出回路は、第２連動接触部材と第２対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの下側に接触している旨を示す第２接触検出信号を出力し、第３接触検出回路は、第３連動接触部材と第３対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの左側に接触している旨を示す第３接触検出信号を出力し、第４接触検出回路は、第４連動接触部材と第４対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの右側に接触している旨を示す第４接触検出信号を出力し、１つのキーが備える第１接触検出回路、第２接触検出回路、第３接触検出回路又は第４接触検出回路から第１接触検出信号、第２接触検出信号、第３接触検出信号又は第４接触検出信号のいずれを入力したかを時系列に検出するとともに、複数のキーのうちのいずれのキーが備える第１接触検出回路、第２接触検出回路、第３接触検出回路又は第４接触検出回路から接触検出信号を入力したかを時系列に検出することによって、操作者による上下方向又は左右方向についての移動方向を検出することによって、操作者による上下方向又は左右方向についての移動方向を検出する移動方向検出手段をさらに備えたことを特徴とする。
第１接触検出回路、第２接触検出回路、第３接触検出回路及び第４接触検出回路が形成された基板が設けられ、対向接触部は、基板に形成されていてもよい。
スイッチ素子は、キートップ部に加えられる力によってスイッチ素子の導通状態が形成される構造であり、連動接触部と対向接触部とを離すための力よりも大きい力がキートップ部に加えられた場合に、スイッチ素子が導通状態になるように構成されていてもよい。
複数のキートップ部のうちのいずれのキートップ部が押下された場合にも、導通状態になる１つのスイッチ素子が設けられていてもよい。
本発明による移動方向検出装置は、スイッチ素子を押下して導通状態を形成するためのキートップ部を有する複数のキーを含むキー操作部を備え、各キーが有するキートップ部に、それぞれ、当該キートップ部の動きと連動する連動接触部が付設され、各キーにおいて、連動接触部に対向するように対向接触部が設けられ、連動接触部は、少なくとも、キートップ部の上側に配置された第１連動接触部材と、キートップ部の下側に配置された第２連動接触部材と、キートップ部の左側に配置された第３連動接触部材と、キートップ部の右側に配置された第４連動接触部材とを含み、対向接触部は、少なくとも、第１連動接触部材に対向する第１対向接触部材と、第２連動接触部材に対向する第２対向接触部材と、第３連動接触部材に対向する第３対向接触部材と、第４連動接触部材に対向する第４対向接触部材とを含み、キートップ部に力が加えられていない状態では連動接触部と対向接触部とが接触するようにキートップ部を支持する支持部と、第１連動接触部材と第１対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第１接触検出回路と、第２連動接触部材と第２対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第２接触検出回路と、第３連動接触部材と第３対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第３接触検出回路と、第４連動接触部材と第４対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第４接触検出回路とを備え、第１接触検出回路は、第１連動接触部材と第１対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの上側に接触している旨を示す第１接触検出信号を出力し、第２接触検出回路は、第２連動接触部材と第２対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの下側に接触している旨を示す第２接触検出信号を出力し、第３接触検出回路は、第３連動接触部材と第３対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの左側に接触している旨を示す第３接触検出信号を出力し、第４接触検出回路は、第４連動接触部材と第４対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの右側に接触している旨を示す第４接触検出信号を出力し、１つのキーが備える第１接触検出回路、第２接触検出回路、第３接触検出回路又は第４接触検出回路から第１接触検出信号、第２接触検出信号、第３接触検出信号又は第４接触検出信号のいずれを入力したかを時系列に検出することによって、操作者による上下方向又は左右方向についての移動方向を検出するとともに、複数のキーのうちのいずれのキーが備える第１接触検出回路、第２接触検出回路、第３接触検出回路又は第４接触検出回路から接触検出信号を入力したかを時系列に検出することによって、操作者による上下方向又は左右方向についての移動方向を検出する移動方向検出手段をさらに備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明によるキー操作部の構造の一例を示す断面図である。図１に示すキー操作部は、例えば、携帯電話機に搭載され、操作者が文字や数字を入力するためのキー操作部である。
【００１０】
図１に示すように、キー操作部は、キー１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成される部分に開口部が設けられた操作部筐体１０で覆われている。また、キー１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている部分は、ごみや塵の侵入を防止するための防塵シート１１で覆われている。以下、操作部筐体１０の各面のうち、図１において下側に位置する面を裏面と記す。また、操作部筐体１０の上部分１０ａにおける図１において上側に位置する面を表面と記す。
【００１１】
各キー１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃを含む。キー操作部の内部において、キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃの下部に、押下検出回路部基板１８が設置されている。押下検出回路部基板１８には、各キー１２ａ，１２ｂ，１２ｃに対応して、スイッチ素子の構成要素である金属ドーム１７ａ，１７ｂ，１７ｃが設けられている。金属ドーム１７ａ，１７ｂ，１７ｃの断面形状は、キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃに向かって凸形状（ドーム形状）である。金属ドーム１７ａ，１７ｂ，１７ｃのそれぞれは、キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃによって押圧されると容易に凹んで、押下検出回路部基板１８に設けられている２つの導電部分に接触する。２つの導電部分も、スイッチ素子の構成要素である。金属ドーム１７ａ，１７ｂ，１７ｃが導電部分に接触すると、２つの導電部分が導通状態になる。また、金属ドーム１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、押圧が解除されると、凸形状に戻り、２つの導電部分が導通状態が解除される。
【００１２】
また、押下検出回路部基板１８には、各金属ドーム１７ａ，１７ｂ，１７ｃに対応して、それぞれの導電部分が導通状態になったか否かを示す信号を出力する押下検出回路（図示せず）が形成されている。以下、導通状態になったか否かを示す信号が導通状態を示すことを、押下検出信号を出力すると呼ぶ。
【００１３】
キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、操作者がキー１２ａ，１２ｂ，１２ｃを押下していない場合に、金属ドーム１７ａ，１７ｂ，１７ｃに押圧を加えない程度に金属ドーム１７ａ，１７ｂ，１７ｃに接触した状態で設置される。なお、キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、金属ドーム１７ａ，１７ｂ，１７ｃに接触しないように設置されていてもよい。
【００１４】
さらに、キー操作部において、操作部筐体１０の上部分１０ａと押下検出回路部基板１８に付設されている接触検出回路部基板１４との間に、キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃを支持するキーシート１６が設けられている。キーシート１６は、シリコンゴムなどの弾力性のある材料で形成された袴状の支持部材である。キーシート１６は、さらに、各キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃを支持するための支持部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを含む。
【００１５】
操作者がキー１２ａ，１２ｂ，１２ｃを押下すると、キーシート１６の支持部１６ａ，１６ｂ，１６ｃは容易に撓んで変形する。そして、支持部１６ａ，１６ｂ，１６ｃが撓んで変形することによって、キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが金属ドーム１７ａ，１７ｂ，１７ｃに向かって下降する。また、操作者がキー１２ａ，１２ｂ，１２ｃから指をはなすと、支持部１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、変形する前の状態に戻る。すると、キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃも、押下される前の位置に戻る。
【００１６】
例えば、操作者がキー１２ａを指で押下すると、キートップ１３ａが押下され、金属ドーム１７ａに押圧が加えられる。キートップ１３ａによって押圧が加えられると、金属ドーム１７ａが凹んで、金属ドーム１７ａを含むスイッチ素子が導通状態になる。また、操作者がスイッチ部１２ａから指をはなすと、キートップ１３ａによる押圧が解除され、金属ドーム１７ａが凸形状に戻りスイッチ素子の導通状態が解除される。操作者がキー１２ｂまたはキー１２ｃを押下した場合も、キー１２ａが押下された場合と同様の動作が行われる。
【００１７】
キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃの周囲には、金属などの導電性材料による接触部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃが付設されている。接触部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃと連動する。また、操作部筐体１０の上部分１０ａの裏面側には、接触検出回路部基板１４が配置されている。キー１２ａ，１２ｂ，１２ｃが押下されていない状態において、接触部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃが接触検出回路部基板１４に接触するように、接触部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃおよび接触検出回路部基板１４は配置されている。接触検出回路部基板１４において、接触部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃと対向する部分には、導電性のある接触部が導電パターン（以下、パターンという。）として形成されている。また、接触検出回路部基板１４には、接触部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃと接触検出回路部基板１４上の接触部とが接触している状態であるか否かを検出するための接触検出回路が形成されている。
【００１８】
図２は、接触部材１５ａおよび接触検出回路部基板１４に形成されている接触部のパターンの例を示す説明図である。図２では、キー１２ａに対応した各接触部のパターンが例示されているが、キー１２ｂおよびキー１２ｃに対応した各接触部のパターンも、図２に示すように形成されている。
【００１９】
図２（ａ）は、キー操作部の表側からキートップ１３ａを眺めた場合の模式図である。図２（ａ）において上側に位置する部分をＸ部分、下側に位置する部分をＹ部分、左側に位置する部分をＺ部分、および右側に位置する部分をＳ部分と記す。なお、キートップ１３ａの形状は、本例で示す円形形状に限られない。
【００２０】
図２（ｂ）は、接触部材１５ａが形成されている部分を表面側から見た場合のパターンの例を示す説明図である。図２（ｂ）に示すように、接触部材１５ａは、４つの導電性のある接触部材２０、接触部材３０、接触部材４０、および接触部材５０で構成されている。各接触部材２０〜５０は、例えば円環状に配置されている。
【００２１】
図２（ｃ）は、接触部材１５ａに対向する部分に形成されている接触検出回路部基板１４における接触部のパターンの例を示す説明図である。図２（ｃ）に示すように、接触検出回路部基板１４の接触部は、８つの接触部材で構成されている。８つの接触部材は、例えば円環状に配置されている。８つの接触部材のうち、回路側接触部材２１，３１，４１，５１は、各接触検出回路に接続されている。また、接地側接触部材２２，３２，４２，５２は、接触検出回路部基板１４において接地されている。そして、回路側接触部材と接地側接触部材とは交互に配置されている。
【００２２】
接触検出回路部基板１４は、接触検出回路Ａ６１、接触検出回路Ｂ６２、接触検出回路Ｃ６３、および接触検出回路Ｄ６４を含む。図２（ｃ）に示すように、接触検出回路Ａ６１は回路側接触部材２１に接続され、接触検出回路Ｂ６２は回路側接触部材３１に接続され、接触検出回路Ｃ６３は回路側接触部材４１に接続され、接触検出回路Ｄ６４は回路側接触部材５１に接続されている。
【００２３】
接触部材２０は、回路側接触部材２１および接地側接触部材２２に対向する接触部材である。また、接触部材３０は、回路側接触部材３１および接地側接触部材３２に対向する接触部材である。また、接触部材４０は、回路側接触部材４１および接地側接触部材４２に対向する接触部材である。さらに、接触部材５０は、回路側接触部材５１および接地側接触部材５２に対向する接触部材である。
【００２４】
各接触部材２０，３０，４０，５０が回路側接触部材２１，３１，４１，５１および接地側接触部材２２，３２，４２，５２と接触している状態では、各接触部材は全て接地された状態である。接触部材２０，３０，４０，５０が回路側接触部材２１，３１，４１，５１および接地側接触部材２２，３２，４２，５２と離れた状態になると、接触検出回路６１，６２，６３，６４の入力端子に中間電位レベルの電圧信号が入力される。接触検出回路６１，６２，６３，６４は、入力電位に応じた信号を出力する。以下、中間電位レベルの電圧信号に応じた信号を接触検出信号と呼ぶ。接触検出信号は、操作者がキーに接触していることを示す信号に相当する。
【００２５】
キー１２ａを例にすると、操作者が、徐々にキー１２ａを押下していくと、キーシート１６の支持部１６ａ，１６ｂ，１６がやや撓み、まず、各接触部材２０，３０，４０，５０と回路側接触部材２１，３１，４１，５１および接地側接触部材２２，３２，４２，５２とが離れる。従って、キーシート１６の支持部１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃに力が加えられていない状態では、第１の接触部としての接触部材１５ａと接触検出回路部基板１４に形成されている第２の接触部としての接触部とが接触するようにキートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃを支持する。さらに、操作者がキー１２ａを強く押下すると、ついには、金属ドーム１７ａを含むスイッチ素子が導通する。すなわち、操作者がキー１２ａに力を加えた場合、各接触部材２０，３０，４０，５０と回路側接触部材２１，３１，４１，５１および接地側接触部材２２，３２，４２，５２とを離すための力は、スイッチ素子を導通させるための力よりも小さい。
【００２６】
なお、本実施の形態では、操作者がキー１２ａに力を加えた場合、スイッチ素子は導通しないが、各接触部材２０，３０，４０，５０と回路側接触部材２１，３１，４１，５１および接地側接触部材２２，３２，４２，５２とが離れる程度の力がキー１２ａに加えられる状態を、操作者の指のキーに対する「接触」と呼ぶ。従って、各接触部材２０，３０，４０，５０と回路側接触部材２１，３１，４１，５１および接地側接触部材２２，３２，４２，５２とが離れない状態は、操作者の指がキーに対して「接触」したとはいわない。
【００２７】
次に、動作について説明する。ここでは操作者がキー１２ａに指で接触する場合を説明するが、操作者がキー１２ｂまたはキー１２ｃに接触した場合の動作についても同様である。操作者がキー１２ａに接触していない場合には、接触部材１５ａは、接触検出回路部基板１４と接触した状態である。従って、各接触部材２０，３０，４０，５０と回路側接触部材２１，３１，４１，５１および接地側接触部材２２，３２，４２，５２とは、それぞれ接触している。また、金属ドーム１７ａはキートップ１３ａによって押圧されず、押下検出回路部基板１８の押圧検出回路は、押下検出信号を出力しない。
【００２８】
操作者が、キー１２ａを押下する状態（スイッチ素子を導通させる状態）には至らないがキー１２ａに指で接触した場合には、金属ドーム１７ａにはスイッチ素子を導通させるまでの押圧が加わる状態には至らず、押下検出回路部基板１８の押圧検出回路は、押下検出信号を出力しない。しかし、金属ドーム１７ａに押圧を加える状態までに至らなくても、接触部材１５ａの全部または一部と接触検出回路部基板１４とが離れた状態になる。
【００２９】
例えば、操作者がキートップ１３ａの図２（ａ）に示すＸ部分に防塵シート１１を介して接触したとすると、接触部材１５ａおよび接触検出回路部基板１４の各接触端子のうち、接触部材２０と回路側接触部材２１および接地側接触部材２２とが離れた状態になる。接触部材２０と回路側接触部材２１および接地側接触部材２２とが離れた状態になると、接触検出回路Ａ６１の入力端子に中間電位レベルの電圧信号が入力される。すると、接触検出回路Ａ６１は、接触検出信号を出力する。なお、操作者の指がＹ部分、Ｚ部分、またはＳ部分に防塵シート１１を介して接触した場合も同様である。
【００３０】
図３は、携帯電話機に設けられている移動方向検出機能を実現するための構成例を示すブロック図である。
【００３１】
図３に示すように、接触検出回路部基板１４の各接触検出回路６１，６２，６３，６４，・・・，６Ｎは、携帯電話機のＣＰＵ７０に接続される。ＣＰＵ７０には、キー１２ａに対する接触検出回路６１，６２，６３，６４に加えて、キー１２ｂやキー１２ｃなど他のキーに対する全ての接触検出回路が接続される。ＣＰＵ７０は、ＲＯＭ８０に記憶されている接触検出プログラムに従って処理を実行し、接触検出回路６１，６２，６３，６４，・・・，６Ｎから入力される信号にもとづいて操作者の指がキーに接触したか否かを判定する。例えば、接触検出回路６１，６２，６３，６４の１つ以上が接触信号を出力した場合には、ＣＰＵ７０は、操作者がキー１２ａに接触したと判定する。
【００３２】
次に、操作者の指がキー操作部上を接触しながら移動する場合の移動方向検出の動作について説明する。図３に示されたＲＯＭ８０には、移動方向検出プログラム８１も格納されている。なお、接触検出プログラムと移動方向検出プログラム８１とを、１つのプログラムで実現することも可能である。
【００３３】
以下、操作者の指が、図１においてキー１２ａからキー１２ｃ方向に接触しながら移動した場合を例に説明する。まず操作者の指がキー１２ａに接触すると、接触検出回路Ａ６１、接触検出回路Ｂ６２、接触検出回路Ｃ６３および接触検出回路Ｄ６４のうちの少なくとも１つの回路の入力端子に中間電位レベルの電圧信号が入力される。中間電位レベルの電圧信号が入力された接触検出回路は、接触検出信号を出力する。そして、キー１２ａの接触検出回路が出力した接触検出信号はＣＰＵ７０の入出力端子に入力される。
【００３４】
操作者の指がキー操作部上をキー１２ａからキー１２ｂに接触しながら移動してキー１２ｂに接触した状態になると、キー１２ｂの接触検出回路（図示せず）のうちの少なくとも１つの回路の入力端子に中間電位レベルの電圧信号が入力される。中間電位レベルの電圧信号が入力された接触検出回路は、接触検出信号を出力する。そして、キー１２ｂの接触検出回路が出力した接触検出信号はＣＰＵ７０の入力端子（内蔵入力ポート）に入力される。このとき、キー１２ａに対応した接触検出回路Ａ６１、接触検出回路Ｂ６２、接触検出回路Ｃ６３および接触検出回路Ｄ６４は、いずれも、接触検出信号を出力しない。
【００３５】
さらに、操作者の指がキー操作部上をキー１２ｂからキー１２ｃに接触しながら移動してキー１２ｃに接触した状態になると、キー１２ｃの接触検出回路（図示せず）のうちの少なくとも１つの回路の入力端子に中間電位レベルの電圧信号が入力される。中間電位レベルの電圧信号が入力された接触検出回路は、接触検出信号を出力する。そして、キー１２ｃの接触検出回路が出力した接触検出信号はＣＰＵ７０の入力端子に入力される。このとき、キー１２ｂに対応した４つの接触検出回路は、いずれも、接触検出信号を出力しない。
【００３６】
ＣＰＵ７０は、キー１２ａ、キー１２ｂ、およびキー１２ｃのそれぞれに対応した各接触検出回路から入力された接触検出信号にもとづいて、操作者の指がキー操作部上をキー１２ａからキー１２ｃ方向に順に移動したことを検出することができる。すなわち、接触検出信号を出力する接触検出回路が、空間的に遷移していくことを判定することによって、キー操作部における操作者の指の移動を検出できる。
【００３７】
次に、キー操作部における１つのキーのみに接触した場合の移動方向検出の動作を説明する。ここでは、操作者の指が防塵シート１１を介して図２（ａ）に示すＳ部分からＺ部分方向に接触しながら移動した場合を説明する。
【００３８】
まず、操作者の指が防塵シート１１を介してキートップ１３ａのＳ部分に接触すると、Ｓ部分に対応する接触部材５０と回路側接触部材５１および接地側接触部材５２とが離れた状態になる。接触部材５０と回路側接触部材５１および接地側接触部材５２とが離れた状態になると、接触検出回路Ｄ６４の入力端子に中間電位レベルの電圧信号が入力される。接触検出回路Ｄ６４は、中間電位レベルの電圧信号が入力されると接触検出信号を出力する。接触検出回路Ｄ６４が出力した接触検出信号はＣＰＵ７０の入力端子に入力される。
【００３９】
次に、操作者の指が防塵シート１１を介してキートップ１３ａのＳ部分からＺ部分に接触しながら移動したとすると、Ｚ部分に対応する接触部材３０と回路側接触部材３１および接地側接触部材３２とが離れた状態になる。接触部材３０と回路側接触部材３１および接地側接触部材３２とが離れた状態になると、接触検出回路Ｂ６２の入力端子に中間電位レベルの電圧信号が入力される。接触検出回路Ｂ６２は、中間電位レベルの電圧信号が入力されると、接触検出信号を出力する。接触検出回路Ｂ６２が出力した接触検出信号はＣＰＵ７０の入力端子に入力される。
【００４０】
ＣＰＵ７０は、接触検出回路Ｄ６４および接触検出回路Ｂ６２から順番に入力された接触検出信号にもとづいて、操作者の指が防塵シート１１を介してキートップ１３ａ上をＳ部分からＺ部分方向に順に移動したことを検出することができる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態によれば、キートップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃに接触部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃが付設され、操作部筐体１０の上部分１０ａの裏面に接触検出回路部基板１４が配置されている。操作者の指がキー１２ａ，１２ｂ，１２ｃに接触すると、接触部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃと接触検出回路部基板１４の接触部とが離れた状態になり、接触検出回路からの信号を入力するＣＰＵ７０が、操作者の指がキー操作部のキーに接触していることを検出する。よって、静電容量の変化を検出する検出回路などの特別な回路を実装することなく、操作者の指の接触を検出することができる。従って、操作者の指の接触を検出できるという効果を維持しつつ、消費電力およびコストを低減し耐久性を確保できる。また、操作者が手袋などをして操作をした場合であっても、操作者の指の接触を検出することができる。
【００４２】
また、各接触検出回路が検出した接触検出信号がＣＰＵ７０に入力され、ＣＰＵ７０は、入力された接触検出信号にもとづいて操作者の指のキー操作部上での移動方向を検出する。従って、操作者の指がキー操作部上に接触しながらいずれの方向に移動したかを検出することができる。
【００４３】
従って、操作者の指がキー操作部に接触しながらいずれの方向に移動したかを検出することができるので、携帯電話機のキー操作部をキー入力以外の目的に使用することができる。例えば、キー操作部をマウスとして用いてアナログ的なポインティングを行うことができる。また、例えば、ＲＯＭ８０に文字認識プログラムを搭載しておけば、キー操作部における操作者の指の移動に応じた手書き文字入力を実現することができる。
【００４４】
さらに、キー１２ａ，１２ｂ，１２ｃのそれぞれに対応した接触部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃおよび接触検出回路部基板１４に形成されている接触部は、それぞれ、複数の接触部材で構成されているので、操作者の指が、１つのキーにおけるどの部分に接触したかも検出することができる。従って、操作者の指がキー操作部における１つのキーのみに接触した場合であっても、操作者の指がどの方向に移動したかを検出することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、接触部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃが、それぞれ、４つの接触部材で構成され、接触検出回路部基板１４における接触部が、それぞれ、８つの接触部材で構成されている場合を例に説明したが、接触部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃおよび接触検出回路部基板１４の接触部における接触部材の数は、本実施の形態で示した場合に限られない。また、キー操作部の一断面に含まれるキーの数は、図１に例示されたような３つに限られない。
【００４６】
また、本実施の形態では、スイッチ素子として、２つの導電部分を導通させる構成のものを例にしたが、操作者の指の接触を検出する部分と同様の構成にするなど、他の方式によってスイッチ素子が構成されていてもよい。また、押下検出回路部基板１８に形成されるスイッチ素子は、金属ドームに限られず、例えば、タクトスイッチなどであってもよい。
【００４７】
さらに、本実施の形態では、押下検出回路部基板１８にキー１２ａ，１２ｂ，１２ｃのそれぞれに対応してスイッチ素子が形成されている場合を例にしたが、押下検出回路部基板１８に、１つのスイッチ素子のみが形成されていてもよい。１つのスイッチ素子が実装されている場合には、例えば、押下検出回路部基板１８に、スイッチ素子として、操作者がいずれのキー１２ａ，１２ｂ，１２ｃを押下した場合でも押下検出信号を出力するパネルスイッチ（板状スイッチ）が実装される。
【００４８】
操作者がいずれかのキー１２ａ，１２ｂ，１２ｃを押下した場合には、パネルスイッチが押下検出信号を出力すると同時に、接触部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃと接触検出回路部基板１４とが離れた状態になる。例えば、キー１２ａが押下された場合には、キー１２ａに対応する接触検出回路は接触検出信号を出力する。パネルスイッチが出力する押下検出信号と接触検出回路が出力する接触検出信号とは、例えば、携帯電話機のＣＰＵ７０に入力される。ＣＰＵ７０は、押下検出信号と接触検出信号とにもとづいて、どのキー１２ａ，１２ｂ，１２ｃが押下されたのかを検出することができる。
【００５０】
【発明の効果】
また、本発明によれば、携帯電話機および移動方向検出装置を、スイッチ素子を押下して導通状態を形成するためのキートップ部を有する複数のキーを含むキー操作部を備え、各キーが有するキートップ部に、それぞれ、当該キートップ部の動きと連動する連動接触部が付設され、各キーにおいて、連動接触部に対向するように対向接触部が設けられ、連動接触部は、少なくとも、キートップ部の上側に配置された第１連動接触部材と、キートップ部の下側に配置された第２連動接触部材と、キートップ部の左側に配置された第３連動接触部材と、キートップ部の右側に配置された第４連動接触部材とを含み、対向接触部は、少なくとも、第１連動接触部材に対向する第１対向接触部材と、第２連動接触部材に対向する第２対向接触部材と、第３連動接触部材に対向する第３対向接触部材と、第４連動接触部材に対向する第４対向接触部材とを含み、キートップ部に力が加えられていない状態では連動接触部と対向接触部とが接触するようにキートップ部を支持する支持部と、第１連動接触部材と第１対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第１接触検出回路と、第２連動接触部材と第２対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第２接触検出回路と、第３連動接触部材と第３対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第３接触検出回路と、第４連動接触部材と第４対向接触部材とが接触している状態であるか否かを検出する第４接触検出回路とを備え、第１接触検出回路は、第１連動接触部材と第１対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの上側に接触している旨を示す第１接触検出信号を出力し、第２接触検出回路は、第２連動接触部材と第２対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの下側に接触している旨を示す第２接触検出信号を出力し、第３接触検出回路は、第３連動接触部材と第３対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの左側に接触している旨を示す第３接触検出信号を出力し、第４接触検出回路は、第４連動接触部材と第４対向接触部材とが接触していないことを検出したときに、操作者がキーの右側に接触している旨を示す第４接触検出信号を出力し、１つのキーが備える第１接触検出回路、第２接触検出回路、第３接触検出回路又は第４接触検出回路から第１接触検出信号、第２接触検出信号、第３接触検出信号又は第４接触検出信号のいずれを入力したかを時系列に検出することによって、操作者による上下方向又は左右方向についての移動方向を検出するとともに、複数のキーのうちのいずれのキーが備える第１接触検出回路、第２接触検出回路、第３接触検出回路又は第４接触検出回路から接触検出信号を入力したかを時系列に検出することによって、操作者による上下方向又は左右方向についての移動方向を検出する移動方向検出手段をさらに備えるように構成したので、キー操作部上を移動する操作者の指がいずれの方向に移動したかを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるキー操作部の構造の一例を示す断面図である。
【図２】  接触部材および接触検出回路部基板に形成されている接触部のパターンの例を示す説明図である。
【図３】  移動方向検出機能の構成の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  操作部筐体
１１  防塵シート
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  キー
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  キートップ（キートップ部）
１４  接触検出回路部基板
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ  接触部材
１６  キーシート
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ  支持部
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ  金属ドーム
１８  押下検出回路部基板
２０，３０，４０，５０  接触部材
２１，３１，４１，５１  回路側接触部材
２２，３２，４２，５２  接地側接触部材
６１，６２，６３，６４，６Ｎ  接触検出回路
７０  ＣＰＵ
８０  ＲＯＭ
【図１】
0004305014.tif 000002
【図２】
0004305014.tif 000003
【図３】
0004305014.tif 000004