説明

キーパッド

【課題】携帯電話などの情報機器に組み込まれるキーパッドにおいて、コア層内を進行する光の部分的な減衰を抑制してキートップにおける輝度の均一性を改善する。
【解決手段】キーパッド5は、光を面方向に透過させて導光するコア層6を有している。コア層6の一方の面にキートップ7が設けられるとともに、このキートップ7に対応してコア層6の他方の面に拡散層9がスイッチ13に対向するように形成されている。コア層6の他方の面には、第1反射層11が拡散層9を被覆するように設けられている。これにより、拡散層9に入射した光が第1反射層11で反射される。その結果、コア層6内を進行する光の部分的な減衰を抑制し、キートップ7における輝度の均一性を改善することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、携帯電話、スマートフォン、PDA(携帯情報端末)など各種の情報機器に組み込まれて使用されるキーパッドに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、この種のキーパッドとしては、情報機器の薄型化の要望に対応すべく、ベースシートと導光シートとを一体化してコア層を形成し、このコア層の表面に複数のキートップを固着するとともに、各キートップに対応してコア層の裏面に拡散層を形成したものが提案されていた(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
このようなキーパッドでは、光源が発光すると、その光がコア層に入射して面方向に伝わり、拡散層で拡散して進路がキートップ側に変更される結果、キートップが照光される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第4402735号公報(段落〔0034〕〔0039〕〔0042〕〔0046〕の欄、図2、図4)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、これでは、コア層内を進行する光が拡散層に入射したとき、この光が拡散層で四方八方に拡散するため、その一部がコア層の外部へ漏れ、その分だけコア層内の光が減衰してしまう。したがって、複数のキートップが光源から区々の距離だけ離れて配置している場合に、これらのキートップにおける輝度の均一性が失われ、光源から離れたキートップほど輝度が低下するという課題があった。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑み、複数のキートップが光源から区々の距離だけ離れて配置していても、コア層内を進行する光の部分的な減衰を抑制し、キートップにおける輝度の均一性を改善することが可能なキーパッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
かかる目的を達成するため、本発明者は、コア層内を進行する光の部分的な減衰を抑制してキートップにおける輝度の均一性を改善すべく、パネル、遮光層、拡散層などの非照光部に反射層を設けることに着目し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち、請求項1に記載の発明は、光を面方向に透過させて導光するコア層(6)を有し、このコア層の一方の面にキートップ(7)が設けられ、このキートップが押下されることにより、前記コア層を介してスイッチ(13)が押圧されるキーパッド(5)であって、前記コア層が接着層(3)を介してパネル(2)に接着され、前記コア層と前記接着層との間には、第1反射層(4)が介在しているキーパッドとしたことを特徴とする。
【0009】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記第1反射層(4)は、前記コア層(6)に成膜されたものであることを特徴とする。
【0010】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の構成に加え、前記パネル(2)と前記キートップ(7)との間に隙間が形成され、前記コア層(6)内を導かれる光が前記隙間から外部に漏れないように当該コア層に遮光層(16)が設けられ、前記コア層と前記遮光層との間には、第2反射層(17)が介在していることを特徴とする。
【0011】
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の構成に加え、前記第2反射層は、前記コア層(6)に成膜されたものであることを特徴とする。
【0012】
また、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の構成に加え、前記コア層(6)の他方の面には、前記キートップ(7)に対応して拡散層(9)が前記スイッチ(13)に対向するように形成されるとともに、第3反射層(11)が前記拡散層を被覆するように設けられていることを特徴とする。
【0013】
さらに、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の構成に加え、前記第3反射層(11)は、前記コア層(6)に成膜されたものであることを特徴とする。
【0014】
なお、ここでは、本発明をわかりやすく説明するため、実施の形態を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものでないことは言及するまでもない。
【発明の効果】
【0015】
請求項1に記載の発明によれば、キーパッドをパネルに接着している接着層とコア層との間に第1反射層が設けられているため、コア層内を進行する光が、コア層とパネルとの接着面で吸収・散乱することを防ぎ、この光の部分的な減衰を抑制することができる。
【0016】
請求項2に記載の発明によれば、第1反射層がコア層に成膜されたものであるため、第1反射層を簡便に形成することができ、キーパッドの生産性を高めることが可能となる。また、第1反射層が薄くなるので、キーパッドを薄型化することができる。
【0017】
請求項3に記載の発明によれば、パネルとキートップとの間に設けられた遮光層とコア層との間に第2反射層が設けられているため、コア層内を進行する光が、コア層と遮光層との接触面で吸収・散乱することを防ぎ、この光の部分的な減衰を抑制することができる。
【0018】
請求項4に記載の発明によれば、第2反射層がコア層に成膜されたものであるため、第2反射層を簡便に形成することができ、キーパッドの生産性を高めることが可能となる。また、第2反射層が薄くなるので、キーパッドを薄型化することができる。
【0019】
請求項5に記載の発明によれば、拡散層を被覆するように第3反射層が設けられているため、拡散層に入射した光の一部がコア層の内部から他方の面(キートップが配置される面と反対側の面)へ放出されることを第3反射層によって防止することができる。その結果、コア層内を進行する光を効率よく導光させ、光源から遠方のキートップにおける輝度の均一性を改善することが可能となる。
【0020】
しかも、この第3反射層は拡散層を被覆するように設けられているため、キートップの押下時にコア層がスイッチを押圧しても、コア層内を進行する光が、拡散層とスイッチとの接触面で吸収・散乱することを防ぐことができる。その結果、スイッチの輪郭がキートップを通じて視認されてしまうという不具合の発生を回避することができる。
【0021】
さらに、この第3反射層は拡散層を保護する役目をも果たすため、拡散層の耐磨耗性を高めることができる。そのため、使用頻度の高いキートップにおいても、その押下に伴う拡散層の磨耗を軽減し、拡散層としての機能を長期にわたって維持し、ひいてはキーパッドの信頼性を向上させることが可能となる。
【0022】
請求項6に記載の発明によれば、第3反射層がコア層に成膜されたものであるため、第3反射層を簡便に形成することができ、キーパッドの生産性を高めることが可能となる。また、第3反射層が薄くなるので、キーパッドを薄型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の実施の形態1に係るキーパッドが組み込まれた携帯電話のキーボード部分の平面図である。
【図2】図1に示す携帯電話のII−II線による断面図である。
【図3】図1に示す携帯電話のIII−III線による断面図である。
【図4】図1に示す携帯電話の要部を示す断面図である。
【図5】本発明の実施の形態2に係るキーパッドが組み込まれた携帯電話の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
[発明の実施の形態1]
【0025】
図1乃至図4には、本発明の実施の形態1を示す。この実施の形態1では、第1反射層として反射層4を用い、第2反射層として反射層17を用い、第3反射層として反射層11を用いている。
【0026】
携帯電話1は、図1に示すように、ケース状に形成された樹脂製の筐体14を有している。筐体14には、図2に示すように、その開口部を塞ぐように樹脂製のパネル2が接着層15を介して接着されている。パネル2には、図2および図3に示すように、キーパッド5が組み込まれている。なお、パネル2の材質としては、例えば、ポリアミド、アクリル、ウレタンアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどを採用することができる。
【0027】
このキーパッド5は、図1乃至図3に示すように、光を面方向(図1紙面に平行な方向)に透過させて導光する可撓性のポリウレタン(屈折率約1.5)製のフィルム状のコア層6を有しており、このコア層6は複数の両面テープからなる接着層3を介してパネル2に接着されている。
【0028】
このコア層6の厚さは、50〜600μmとするのが好ましく、100〜400μmとするのがさらに好ましい。また、コア層6の表裏両面は、平滑(鏡面)であることが望ましい。定量的には、算術平均粗さRaで、0.5μm以下であればよく、0.2μm以下であれば好ましく、0.05μm以下であればさらに好ましい。
【0029】
また、コア層6と各接着層3との間にはそれぞれ、金属薄膜からなる反射層4が介在している。この反射層4の材質としては、所定の反射性および可撓性を有するものであればよく、例えば、アルミニウム、チタン、亜鉛、金、錫、および金属粉を含有する樹脂ペースト(メタリック印刷や塗装工程によるメタリック層)などを採用することができる。なお、反射層4としてクラッド層(低屈折率透明層)を用いることもできる。
【0030】
また、コア層6の近傍には、図3に示すように、LED(発光ダイオード)などの光源10が、コア層6にその側面から光を入射させうるように配設されている。
【0031】
そして、コア層6の表面(図2上面)には、パネル2から突出する形で複数のポリカーボネート製のキートップ7がそれぞれ、シアノアクリレート系接着剤やアクリル系接着剤(屈折率1.47〜1.48)からなる接着層8を介して接着されており、各接着層8の屈折率(1.47〜1.48)はコア層6の屈折率(約1.5)より小さくなっている。なお、各キートップ7はそれぞれ、透明なキー本体7aに、文字、図形などの各種のデザインの抜き形状を有する遮光性の加飾層7bが冠着されて構成されている。
【0032】
また、コア層6と各接着層8との間にはそれぞれ、シリコーンゴム(屈折率1.41)製の透明なクラッド層12が介在しており、各クラッド層12の屈折率(1.41)は各接着層8の屈折率(1.47〜1.48)より小さくなっている。これらのクラッド層12は、図3に示すように、光源10からの距離が大きいクラッド層12ほど屈折率が大きくなっている。また、各クラッド層12は、図4に示すように、その輪郭がキートップ7の輪郭に合致している。
【0033】
このクラッド層12の厚さは、コア層6上の所望の位置にピンホールなく形成され、かつコア層6の柔軟性を損なわない程度であればよく、具体的には、1〜100μm(好ましくは、5〜50μm)程度であれば実現可能である。
【0034】
さらに、パネル2とキートップ7との間には、図3および図4に示すように、両者の隙間からコア層6内の光が外部に漏れないように遮光層16が設けられており、遮光層16とコア層6との間には、金属薄膜からなる反射層17が介在している。この遮光層16の材質としては、所定の遮光性、可撓性およびコア層6との密着性を有するものであればよく、例えば、各種の樹脂にカーボンなどの黒色材や酸化亜鉛、酸化チタンなどの白色材を含有させたもの、アルミニウム、チタン、亜鉛、金などからなる金属薄膜が挙げられる。また、反射層17の材質としては、所定の反射性および可撓性を有するものであればよく、例えば、アルミニウム、チタン、亜鉛、金などを採用することができる。なお、反射層17としてクラッド層(低屈折率透明層)を用いることもできる。
【0035】
また、コア層6の裏面(図2下面)には、コア層6内を進行する光の一部をキートップ7側へ導くため、複数のキートップ7に対応して複数の拡散層9が形成されているとともに、これらの拡散層9を被覆するように複数の金属薄膜からなる反射層11が形成されている。各拡散層9は、図4に示すように、基板(図示せず)に取り付けられたスイッチ13に対向している。
【0036】
この拡散層9は、拡散材を含む微細ドット状の印刷層をコア層6上に形成するか、凹凸加工などによってコア層6の裏面を粗化することにより、設けることができる。前者の場合、屈折率が高くて拡散性に優れる二酸化ケイ素や酸化チタンを含むコア層6と同系の樹脂層をバインダーとするインクを使用するのが好ましい。コア層6の裏面の拡散層9については、その厚さを6〜40μmとするのが好ましい。一方、後者の場合、コア層6を形成する際に型成形によって同時に拡散層9を設けてもよく、レーザーエッチングによって後工程で拡散層9を設けてもよい。
【0037】
また、反射層11の材質としては、所定の反射性および可撓性を有するものであればよく、例えば、シリコーン、フッ素変性シリコーン、ウレタン、ウレタンアクリレート、アクリルなどの透明樹脂や、アルミニウム、チタン、亜鉛、金、錫などの金属、金属粉を含有する樹脂ペースト(メタリック印刷や塗装工程によるメタリック層)その他を採用することができる。なお、反射層11としてクラッド層(低屈折率透明層)を用いることもできる。
【0038】
以上のような構成を有する携帯電話1の製造方法には、以下のような工程が含まれる。
【0039】
まず、厚さ300μmのポリウレタンフィルムをコア層6として用意し、このポリウレタンフィルムの一方の面に透明のシリコーンインクを印刷することにより、コア層6にクラッド層12を形成する。
【0040】
次いで、このポリウレタンフィルムの一方の面に金属薄膜を成膜すること(例えば、金属粉を含有するメタリックインキを印刷すること)により、コア層6に反射層4、17を同時に形成する。さらに、この反射層17の上側に着色シリコーンゴムを印刷して遮光層16を形成する。
【0041】
次に、このポリウレタンフィルムの他方の面に、二酸化ケイ素を含有するウレタン系白色インクを塗布して乾燥させることにより、コア層6に拡散層9を形成する。
【0042】
その後、この拡散層9を覆うように金属薄膜を成膜することにより、コア層6に反射層11を形成する。
【0043】
また、ポリカーボネート樹脂を射出成形して厚さ0.4mmのキー本体7aを得、このキー本体7aの表面に着色層を塗布した後、着色層をレーザーカットすることで加飾層7bを形成することにより、キートップ7を作製する。
【0044】
次いで、シアノアクリレート系接着剤またはアクリル系接着剤をクラッド層12に塗布して接着層8を形成した後、この接着層8にキートップ7を圧着固定することにより、コア層6にキートップ7を接着する。これで、キーパッド5が完成する。
【0045】
最後に、両面テープを所定の形状に打ち抜き、これを反射層4に貼り付けて接着層3を形成した後、この接着層3をパネル2に圧着固定することにより、キーパッド5をパネル2に接着して組み込む。
【0046】
そして、このような工程を経て製造された携帯電話1においては、任意のキートップ7が押下されると、コア層6が弾性的に撓んでスイッチ13が押圧される。また、所定時(例えば、キートップ7の押下時、着信時、電源投入時など)には、光源10からコア層6に向けて光が出射され、この光がコア層6内を面方向に進行した後、拡散層9で光路をキートップ7側に変更される。その結果、キートップ7が裏側から照光されるため、キー操作性が向上する。
【0047】
このとき、コア層6と各接着層8との間に介在する各クラッド層12の屈折率が各接着層8の屈折率より小さいので、すべての接着層8において、クラッド層12が介在しない場合に比べて、コア層6の表面における全反射の臨界角(コア層6から接着層8側へ入射する光が両者の界面で全反射する入射角の最小値)を小さくすることができる。その結果、コア層6からキートップ7側へ透過する光量を増やし、キートップ7の視認性を高めることが可能となる。
【0048】
しかも、これらのクラッド層12は、上述したとおり、光源10からの距離が大きいクラッド層12ほど屈折率が大きいので、光源10からの遠近に起因してキートップ7における輝度の均一性が低下する事態を改善することができる。
【0049】
また、各拡散層9に入射した光は各反射層11で反射されるので、コア層6内を進行する光の部分的な減衰を抑制し、キートップ7における輝度の均一性を改善することができる。
【0050】
加えて、各反射層11は各拡散層9を被覆するように設けられているため、キートップ7の押下時にコア層6がスイッチ13を押圧しても、コア層6内を進行する光が、各拡散層9と各スイッチ13との接触面で吸収・散乱することを防ぐことができる。その結果、各スイッチ13の輪郭が各キートップ7を通じて視認されてしまうという不具合の発生を回避することができる。
【0051】
また、クラッド層12は、上述したとおり、その輪郭がキートップ7の輪郭に合致しているため、キートップ7の照光時に、たとえクラッド層12の輪郭がキートップ7を通じて見えるとしても、それを目立たなくすることができる。この効果は、キートップ7をコア層6に接着する接着層8がシアノアクリレート系接着剤からなる場合、接着エリアの制御が困難であり、接着層8をキートップ7の裏面全面に形成しにくいため、特に有用である。
【0052】
また、各反射層11は各拡散層9を保護する役目をも果たすため、すべての拡散層9の耐磨耗性を高め、ひいてはキーパッド5の製品寿命を延ばすことが可能となる。
【0053】
さらに、キーパッド5をパネル2に接着している接着層3とコア層6との間に反射層4が設けられているため、コア層6内を進行する光が、コア層6とパネル2との接着面で吸収・散乱することを防ぎ、この光の部分的な減衰を抑制することができる。
【0054】
また、パネル2とキートップ7との間には遮光層16が設けられているため、両者の隙間からコア層6内の光が外部に漏れることはない。しかも、この遮光層16とコア層6との間に反射層17が設けられているため、コア層6内を進行する光が、コア層6と遮光層16との接触面で吸収・散乱することを防ぎ、この光の部分的な減衰を抑制することができる。
【0055】
また、パネル2は、図1および図2に示すように、コア層6より面積が大きく、コア層6の周縁部を被覆しているため、パネル2の外縁部の裏面に接着層15を設けることができる。その結果、コア層6の入光部からの光漏れを防止することが可能となる。
【0056】
このパネル2は、キートップ7を除く領域を被覆するための化粧板であり、加飾によって携帯電話1に意匠性を付与することができる。また、パネル2は、反射層4を介してコア層6と固着されているため、コア層6が軟質弾性体であっても、キーパッド5としての補強効果を発現することができ、端末からの脱落や変形を防止することが可能となる。また、コア層6が他の部材(基板や筐体14)と接続する必要がないため、光漏れする要素を少なくすることができる。さらに、互いに隣接する一部のキートップ7間を仕切り分割する場合、各キートップ7の誤入力を阻止することもできる。
【0057】
また、携帯電話1の製造に際して、クラッド層12はシリコーン印刷によって形成されるため、クラッド層12を簡便に形成することができ、ひいてはキーパッド5の生産性を高めることが可能となる。しかも、クラッド層12を薄くできるので、キーパッド5を薄型化することができる。
【0058】
さらに、携帯電話1の製造に際して、反射層4、11、17は金属薄膜の成膜によって形成されるため、これら反射層4、11、17を簡便に形成することができ、ひいてはキーパッド5の生産性を高めることが可能となる。しかも、反射層4、11、17を薄くできるので、キーパッド5を薄型化することができる。
【0059】
但し、接着層3、8、15の屈折率はコア層6の屈折率以上でも使用可能である。
[発明の実施の形態2]
【0060】
図5には、本発明の実施の形態2を示す。
【0061】
この実施の形態2では、拡散材を含む微細ドット状の印刷層からなる拡散層9に代えて、図5に示すように、凹凸パターンからなる拡散層9がコア層6の裏面に形成されている点を除き、上述した実施の形態1と同じ構成を有している。このような凹凸パターンからなる拡散層9は、コア層6を形成する際に型成形によって同時に設けてもよく、レーザーエッチングや凹凸加工でコア層6の裏面を粗化することによって後工程で設けてもよい。なお、実施の形態1と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【0062】
したがって、この実施の形態2では、上述した実施の形態1と同じ作用効果を奏する。
[発明のその他の実施の形態]
【0063】
なお、上述した実施の形態1、2では、ポリウレタン製のコア層6を有するキーパッド5について説明した。しかし、コア層6の材質としては、所定の透明性(導光性)および可撓性を有するものである限り、種々の材質を採用することも可能である。例えば、ポリカーボネート、アクリル、ポリエステルなどの熱可塑性樹脂のほか、シリコーンゴム、ポリアミドなどの熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの中でも、引裂強さを重視するのであれば、ポリウレタンが好ましく、低弾性率や耐環境性を重視するのであれば、シリコーンゴムが好ましい。ここで、「低弾性率」とは、JIS K 6253で規定される硬さで言えば、A40以上D60以下が好ましく、A60以上A95以下がさらに好ましい。
【0064】
また、上述した実施の形態1、2では、ポリカーボネート製のキートップ7について説明した。しかし、キートップ7の材質としては、所定の透明性および硬さを有するものである限り、ポリカーボネート以外の材質(例えば、ポリアミド、アクリル、ウレタンアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど)を代用することもできる。
【0065】
また、上述した実施の形態1、2では、シアノアクリレート系接着剤やアクリル系接着剤からなる接着層8を有するキーパッド5について説明した。しかし、これらの接着剤以外の接着剤からなる接着層8を代用してもよく、或いは、両面テープからなる接着層8を代用しても構わない。
【0066】
また、上述した実施の形態1、2では、シリコーンゴム製のクラッド層12を有するキーパッド5について説明した。しかし、クラッド層12の材質としては、所定の透明性、可撓性およびコア層6との密着性を有するものである限り、シリコーンゴム以外の材質(例えば、ウレタン、ポリエステル系、フッ素系樹脂やそれらの混合物、またはそれらのフッ素変性体など)を代用することもできる。
【0067】
また、上述した実施の形態1、2では、樹脂製のパネル2を有する携帯電話1について説明した。しかし、樹脂以外の材質(例えば、FRP(繊維強化プラスチック)、金属など)からなるパネル2を有する携帯電話1に本発明を同様に適用することも勿論できる。
【0068】
また、上述した実施の形態1、2では、樹脂製の筐体14を有する携帯電話1について説明した。しかし、樹脂以外の材質(例えば、FRP(繊維強化プラスチック)、金属など)からなる筐体14を有する携帯電話1に本発明を同様に適用しても構わない。
【0069】
さらに、上述した実施の形態1、2では、両面テープからなる接着層3を有する携帯電話1について説明した。しかし、各種の接着剤からなる接着層3を代用しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【0070】
本発明は、携帯電話、スマートフォン、PDAなど各種の情報機器のほか、テレビジョン受像機、AV機器、空気調和装置、車載機器など様々な装置・機器を遠隔操作するためのリモートコントローラその他に広く適用することができる。
【符号の説明】
【0071】
1……携帯電話
2……パネル
3……接着層
4……反射層(第1反射層)
5……キーパッド
6……コア層
7……キートップ
7a……キー本体
7b……加飾層
8……接着層
9……拡散層
10……光源
11……反射層(第3反射層)
12……クラッド層
13……スイッチ
14……筐体
15……接着層
16……遮光層
17……反射層(第2反射層)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を面方向に透過させて導光するコア層を有し、このコア層の一方の面にキートップが設けられ、このキートップが押下されることにより、前記コア層を介してスイッチが押圧されるキーパッドであって、
前記コア層が接着層を介してパネルに接着され、
前記コア層と前記接着層との間には、第1反射層が介在していることを特徴とするキーパッド。
【請求項2】
前記第1反射層は、前記コア層に成膜されたもの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】
前記パネルと前記キートップとの間に隙間が形成され、前記コア層内を導かれる光が前記隙間から外部に漏れないように当該コア層に遮光層が設けられ、前記コア層と前記遮光層との間には、第2反射層が介在していることを特徴とする請求項1または2に記載のキーパッド。
【請求項4】
前記第2反射層は、前記コア層に成膜されたものであることを特徴とする請求項3に記載のキーパッド。
【請求項5】
前記コア層の他方の面には、前記キートップに対応して拡散層が前記スイッチに対向するように形成されるとともに、第3反射層が前記拡散層を被覆するように設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のキーパッド。
【請求項6】
前記第3反射層は、前記コア層に成膜されたものであることを特徴とする請求項5に記載のキーパッド。

【図1】
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【図2】
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【図4】
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【図5】
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【図3】
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【公開番号】特開2011−253697(P2011−253697A)
【公開日】平成23年12月15日(2011.12.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−126460(P2010−126460)
【出願日】平成22年6月2日(2010.6.2)
【出願人】(000190116)信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Fターム(参考)】