JP2004118778A

JP2004118778A - Ｕｓｂキーボード装置及びｕｓｂ制御信号生成方法

Info

Publication number: JP2004118778A
Application number: JP2002284914A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Togashi; 靖夫富樫
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】単一のケーブル接続で、接続されるコンピュータに負荷をかけることなく、キーパッドに対する操作のみでマウスポインタを制御する。
【解決手段】キーパッド上の所定のキーに対する所定の操作に基づいて、ノーマルモードとマウスモードとを切り換え、ノーマルモードにおいては、キーパッド上のキーに対する操作に基づいて、通常のキー入力に対応するＵＳＢ制御信号を生成し、マウスモードにおいて、キーパッド上の所定のキーの組に対する操作に基づいて、マウスポインタを制御するＵＳＢ制御信号を生成する
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユニバーサルシリアルバス（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ：ＵＳＢ）規格に準拠し、コンピュータに接続されて、ユーザによる操作に基づくＵＳＢ制御信号をコンピュータに供給するＵＳＢキーボード装置及びＵＳＢ制御信号生成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータを制御し、或はコンピュータにデータを入力するための入力装置として、キーボード装置及びマウス入力装置（以下、単にマウスという。）が知られている。マウスは、周知の通り、マウスパッド上に載置され、ユーザによる移動操作に基づいて、コンピュータに接続されたディスプレイ上に表示されるマウスポインタの動きを制御する入力装置である。
【０００３】
マウスパッドは、ユーザの机上の一部の領域を占有し、このため、机上でユーザが自由に使用できるスペースが狭くなるといった問題があった。さらに、マウスを使用する際に、ユーザは、キーボードから手を離す必要があるため、操作が煩雑であるという問題もあった。
【０００４】
そこで、キーボード装置にマウス機能を追加したマウス機能付きキーボード装置が提案されている。マウス機能付きキーボード装置としては、キーボード上にタッチパッド、ポインティングスティック、アキュムポイント、トラックボール等のポインティングデバイスを設けたキーボード装置が知られている。さらに、特開平６−２３０８７２号には、キーボードの一部のキーをマウスポインタの制御に割り当て、キー操作によりマウスポインタを制御するキーボード装置も提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２３０８７２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、キーボード上にタッチパッド、ポインティングスティック、アキュムポイント、トラックボール等のポインティングデバイスを設けたキーボード装置は、これらポインティングデバイスをキーパッド上に設けるために、通常のキーを配列するためのスペースが狭くなるという問題があった。さらに、これらポインティングデバイスを構成する部品は高価であり、キーボード装置の製造コストが高くなるという問題もあった。
【０００７】
一方、特開平６−２３０８７２号に開示されるキーボード装置では、マウスポインタの制御に割り当てられたキーに対するキー操作を認識し、この操作に基づく制御信号を生成する設定部や制御部を情報処理装置（コンピュータ）に設ける必要があり、このため情報処理装置側における負担が大きい。また、特開平６−２３０８７２号には、これらの設定部や制御部をキーボード装置の本体内に設ける変形例も開示されているが、この場合、キーボード装置とコンピュータとの接続に、キーボードケーブルとマウスケーブルの２種類のケーブルを使用する必要があり、結線が煩雑であった。
【０００８】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、部品点数を増加させて製造コストを高めることなく、キーパッドに対する操作のみでマウスポインタを制御するとともに、接続されるコンピュータに負荷をかけることがなく且つ単一のケーブル接続のみで動作する、マウス機能が付加されたＵＳＢキーボード装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るＵＳＢキーボード装置は、ユーザにより操作される複数のキーが設けられたキーパッドと、キーパッドに対する操作に基づきＵＳＢ規格に準拠するＵＳＢ制御信号を生成するＵＳＢ制御部と、ＵＳＢ制御部により生成されたＵＳＢ制御信号をコンピュータに供給するためのＵＳＢ制御信号出力端子とを備えるＵＳＢキーボード装置において、このキーボード装置は、ノーマルモードとマウスモードの２つの動作モードを有し、キーパッドは、ノーマルモードにおいては通常のキーとして使用され、マウスモードにおいてはマウスポインタを制御するマウス対応キーとして使用される１組の兼用キーを有し、制御部は、キーパッド上のキーに対する所定の操作に基づいて、ノーマルモードとマウスモードとを切り換え、ノーマルモードにおいては、キーパッド上のキーに対する操作に基づいて通常のキー入力に対応するＵＳＢ制御信号を生成し、マウスモードにおいては、兼用キーに対する操作に基づいてマウスポインタを制御するＵＳＢ制御信号を生成することを特徴とする。
【００１０】
キーパッドには、ノーマルモードとマウスモードを切り換えるための専用の切換キーを設けてもよい。また、ノーマルモードとマウスモードの切換は、キーパッド上の所定の複数のキーを同時に押下することにより行ってもよい。或は、ノーマルモードとマウスモードの切換は、キーパッド上の所定のキーを複数回連続して押下することにより行ってもよい。また、ノーマルモードとマウスモードの切換は、キーパッド上の所定のキーを所定時間以上押下し続けることにより行ってもよい。
【００１１】
また、上述の目的を達成するために、本発明に係るＵＳＢ制御信号生成方法は、ユーザにより操作される複数のキーが設けられたキーパッドを備えるＵＳＢキーボード装置内でＵＳＢ制御信号を生成するＵＳＢ制御信号生成方法において、キーパッド上の所定のキーに対する所定の操作に基づいて、ノーマルモードとマウスモードとを切り換えるステップと、ノーマルモードにおいて、キーパッド上のキーに対する操作に基づいて、通常のキー入力に対応するＵＳＢ制御信号を生成するステップと、マウスモードにおいて、キーパッド上の所定のキーの組に対する操作に基づいて、マウスポインタを制御するＵＳＢ制御信号を生成するステップとを有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＵＳＢキーボード装置及びＵＳＢ制御信号生成方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明を適用したＵＳＢキーボード装置１の外観を示す図である。ＵＳＢキーボード装置１は、ＵＳＢ規格に準拠する周知のキーボード装置と略々同様の外観を有している。すなわち、ＵＳＢキーボード装置１は、ユーザにより操作される複数のキー２が設けられたキーパッド３を備える。キーボード装置１は、後述するように、ノーマルモードとマウスモードの２つのモードで動作する。これらのモードは、モード切換キー２ａを押下することにより切り換えられる。この具体例においては、キーパッド３上の複数のキー２のうち、上下左右の矢印キー２ｂは、ノーマルモードでは通常の矢印キーの役割を果たすとともに、マウスモードでは、マウス対応キーとして機能する。このため、矢印キー２ｂは、兼用キーとも呼ばれる。マウスモード及びマウス対応キーについては、後に詳細に説明する。
【００１４】
図２は、このＵＳＢキーボード装置１の内部構成を概念的に示す図である。ＵＳＢキーボード装置１は、行番号０〜行番号１７の１８個の行と、列番号０〜列番号７の８個の列を有する１８×８キーマトリクス４を備える。図１に示すキーパッド３上の各キー２は、１８×８キーマトリクス４において、所定の行番号及び列番号により定義される所定の座標にそれぞれ対応している。すなわち、ユーザがキーパッド３を操作して任意のキー２を押下すると、押下されたキーに対応する行番号及び列番号がＵＳＢコントローラ５に検出される。これにより、ＵＳＢコントローラ５は、どのキー２が押下されたかを知り、この情報に基づいて、ＵＳＢ規格に準拠するＵＳＢ制御信号を生成する。さらに、ＵＳＢコントローラ５は、単一のＵＳＢ接続ケーブル６を介して、ホスト装置であるコンピュータ７にこのＵＳＢ制御信号を供給する。
【００１５】
なお、図２に示すＮｕｍ　ＬＥＤ、Ｃａｐｓ　ＬＥＤ、Ｓｃｒｏｌｌ　ＬＥＤは、従来の一般的なキーボード装置にも設けられており、これらの機能については周知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、本発明に基づくＭｏｕｓｅ　ＬＥＤについては、後に説明する。
【００１６】
この具体例においては、上述したモード切換キー２ａ及び矢印キー２ｂは、図３に示すように、１８×８キーマトリクス４において、第１０行の第３列〜第７列に対応している。以下では、このモード切換キー２ａ及び４つの矢印キー２ｂを「マウス対応キー」とも呼ぶ。詳しくは、図３の表に示すように、モード切換キー２ａは、１８×８キーマトリクス４において、第１０行第３列に対応し、ノーマルモード時にモード切換キー２ａが押下されると、モードがマウスモードに切り換えられ、マウスモード時にモード切換キー２ａが押下されると、モードがノーマルモードに切り換えられる。
【００１７】
また、１８×８キーマトリクス４の、第１０行第４列〜第７列には、それぞれ上下左右の矢印キー２ｂが対応している。矢印キー２ｂは、ノーマルモード時には、通常の矢印キーとして機能し、マウスモード時には、マウスポインタを上下左右に移動させるマウス制御キーとして機能する。
【００１８】
ここで、本発明を適用したＵＳＢキーボード装置１のＵＳＢコントローラ５により実行される処理のメインルーチンについて、図４を用いて説明する。まず、ステップＳ１において、ＵＳＢキーボード装置１をコンピュータ７にプラグインする。次に、ステップＳ２において、電源オンによるリセットの後、Ｉ／Ｏ、ＲＡＭ、制御レジスタ等を初期化する。続いて、ステップＳ３において、ＵＳＢコントローラ５は、ホストであるコンピュータ７からのＵＳＢバスリセットを待機する。
【００１９】
ステップＳ３において、ＵＳＢコントローラ５がＵＳＢバスリセットを受信すると、処理はステップＳ４に進み、ＵＳＢコントローラ５は、ホストとのハンドシェイクによりバスエニュメレーションを実行する。これにより、デバイスには、ホストとのハンドシェイクのためのＵＳＢデバイスアドレスが割り当てられる。また、ノーマルモード対応キーのコードには、Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　１　ＦＩＦＯバッファを介して、ホストとのハンドシェイクが割り当てられる。一方、マウスモード対応キーのコードには、Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　２　ＦＩＦＯバッファを介して、ホストとのハンドシェイクが割り当てられる。
【００２０】
次に、ステップＳ５において、デバイスが構成されたか否かを確認する。ここで、ＵＳＢデバイスが未だ構成されていない場合は、処理は、ステップＳ４に戻る。一方、ＵＳＢデバイスが構成されている場合は、処理は、ステップＳ６に進む。
【００２１】
ステップＳ６においては、ＵＳＢコントローラ５は、１８×８キーマトリクス４をスキャンする。ステップＳ７においては、全スキャンが終了しているか否かが確認され、全スキャンが終了していない場合には、ステップＳ６が繰り返され、全スキャンが終了すると処理は、ステップＳ８に進む。
【００２２】
ステップＳ８においては、ＵＳＢコントローラ５は、ファントムキー（Ｐｈａｎｔｏｍ　Ｋｅｙ）が発生したか否かを検出する。ここで、ファントムキーが検出された場合は、処理はステップＳ９に進み、ファントムキーが検出されなかった場合は、処理はステップＳ１０に進む。ステップＳ９においては、ＵＳＢコントローラ５は、Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　１　ＦＩＦＯバッファにコード０１Ｈ（ロールオーバーエラー）を格納し、ステップＳ５に戻る。一方、ステップＳ１０においては、キーの状態に変化があるか否かが判定され、ここで、キーの状態に変化がない場合は、処理はステップＳ５に戻る。一方、キー状態に変化がある場合は、ステップＳ１１において、以下に説明する「キー処理変化のサブルーチン」を実行して、ステップＳ５に戻る。
【００２３】
この「キー処理変化のサブルーチン」を図５に示す。ステップＳ１１において、ＵＳＢコントローラ５は、マウス対応キーであるモード切換キー２ａ又は矢印キー２ｂが変化したか否かを判定する。ここで、マウス対応キーの変化が検出されなかった場合、ステップＳ１２において、ＵＳＢコントローラ５は、ノーマル対応キーのコードをＥｎｄｐｏｉｎｔ　１　ＦＩＦＯバッファに格納して、このサブルーチンを抜ける。一方、ステップＳ１１において、マウス対応キーの変化が検出された場合、処理は、ステップＳ１３に進む。
【００２４】
ステップＳ１３において、ＵＳＢコントローラ５は、モード切換キー２ａが変化したか否かを判定する。ここで、モード切換キー２ａの変化が検出されなかった場合、すなわち、モード切換キー２ａ以外のマウス対応キー（この具体例では、矢印キー２ｂ）の変化が検出された場合、処理はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４においては、ＵＳＢコントローラ５は、モードがマウスモードであるか否かを判定し、マウスモードでない場合は、矢印キー２ｂの変化をノーマルモード対応の動作とみなし、ステップＳ１２においてノーマル対応キーのコードをＥｎｄｐｏｉｎｔ　１　ＦＩＦＯバッファに格納して、このサブルーチンを抜ける。一方、マウスモードの場合は、ステップＳ１５において、Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　２　ＦＩＦＯバッファにマウスモード対応キーのコードを格納した後、このサブルーチンを抜ける。
【００２５】
また、ステップＳ１３において、モード切換キー２ａの変化が検出された場合、処理はステップＳ１６に進み、ＵＳＢコントローラ５は、モード切換キー２ａの変化がオンであるかオフであるかを判定する。ここで、モード切換キー２ａの変化がオンである場合は、処理はステップＳ１７に進み、モード切換キー２ａの変化がオフである場合は、ＵＳＢコントローラ５は、さらなる処理を実行せずにこのサブルーチンを抜ける。
【００２６】
ステップＳ１７においては、マウスモードとノーマルモードとをトグル動作にて切り換える。すなわち、マウスモードにおいてモード切換キー２ａのオンが検出されると、モードはノーマルモードに切り換えられ、ノーマルモードにおいてモード切換キー２ａのオンが検出されると、モードはマウスモードに切り換えられる。
【００２７】
次にステップＳ１８において、現在のモードがマウスモードであるか否かが判定される。ここで、現在のモードがマウスモードである場合、処理はステップＳ１９に進み、ＵＳＢキーボード装置１に設けられたＭｏｕｓｅ　ＬＥＤを点灯してこのサブルーチンを抜ける。一方、現在のモードがマウスモードではない場合、処理はステップＳ２０に進み、Ｍｏｕｓｅ　ＬＥＤを消灯してこのサブルーチンを抜ける。このＭｏｕｓｅ　ＬＥＤにより、ユーザは、ＵＳＢキーボード装置１が現在マウスモードで動作しているか、ノーマルモードで動作しているかを容易に確認することができる。
【００２８】
さらに、Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　１の割り込みルーチンについて、図６を用いて説明する。ホストにより割り当てられたＵＳＢデバイスアドレスにてＥｎｄｐｏｉｎｔ　１のＩＮトークンを受信すると、この割り込みルーチンが実行される。ステップＳ２１においては、Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　１　ＦＩＦＯバッファにデータがあるか否かが判定される。Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　１　ＦＩＦＯが空ではない場合、すなわち、Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　１　ＦＩＦＯにデータがある場合、ＵＳＢコントローラ５は、ステップＳ２２において、ノーマルモード対応キーのコードをコンピュータ７に報告し、このルーチンを抜ける。一方、Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　１　ＦＩＦＯが空である場合、すなわちＥｎｄｐｏｉｎｔ　１　ＦＩＦＯにデータがない場合、ＵＳＢコントローラ５は、ステップＳ２３においてＮＡＫのハンドシェイクをコンピュータ７に返し、このルーチンを抜ける。
【００２９】
次に、Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　２の割り込みルーチンについて、図７を用いて説明する。ホストにより割り当てられたＵＳＢデバイスアドレスにてＥｎｄｐｏｉｎｔ　２のＩＮトークンを受信すると、この割り込みルーチンが実行される。ステップＳ３１においては、Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　２　ＦＩＦＯバッファにデータがあるか否かが判定される。Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　２　ＦＩＦＯが空ではない場合、すなわち、Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　２　ＦＩＦＯにデータがある場合、ＵＳＢコントローラ５は、ステップＳ３２において、マウスモード対応キーのコードをコンピュータ７に報告し、このルーチンを抜ける。一方、Ｅｎｄｐｏｉｎｔ　２　ＦＩＦＯが空である場合、すなわちＥｎｄｐｏｉｎｔ　２　ＦＩＦＯにデータがない場合、ＵＳＢコントローラ５は、ステップＳ３３においてＮＡＫのハンドシェイクをコンピュータ７に返し、このルーチンを抜ける。
【００３０】
このように、上述の具体例によれば、矢印キー２ｂをノーマルモード及びマウスモードの兼用キーとして使用することにより、外付けマウスやポインティングデバイスを設けることなく、ＵＳＢキーボード装置１のみで、マウスポインタを制御することができる。
【００３１】
ここで、上述の具体例では、ノーマルモードとマウスモードの切換のために専用のモード切換キー２ａを設けているが、このようなモード切換キー２ａを設けることなく、従来のキーに対する所定の特殊な操作によりモードの切換を行ってもよい。例えば、上矢印キー、下矢印キー、右矢印キーの３つのキーを同時に押下することにより、ノーマルモードとマウスモードとを切り換えるようにしてもよい。或は、所定のキーを複数回、例えばシフトキーを５回連続して押下することにより、ノーマルモードとマウスモードとを切り換えるようにしてもよい。さらに、所定のキーを所定時間以上、例えば、シフトキーを３秒以上連続して押下することによりノーマルモードとマウスモードとを切り換えるようにしてもよい。いずれの場合も、このモード切換操作は、通常のキー操作時には発生しない操作であることが望ましい。
【００３２】
また、上述の具体例においては、マウスモードにおけるマウスポインタの制御に矢印キー２ｂを用いているが、マウスポインタの制御には例えばテンキー等、他のキーを割り当ててもよいことは勿論である。さらに、上下左右の４方向のみではなく、斜め方向の移動に対応するキーを割り当てることもできる。また、マウス対応キーを連続して押下し続けることにより、マウスポインタの移動速度を変化させてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るＵＳＢキーボード装置は、ノーマルモードとマウスモードの２つの動作モードを有し、キーパッドには、ノーマルモードにおいては通常のキーとして使用され、マウスモードにおいてはマウスポインタを制御するマウス対応キーとして使用される１組の兼用キーが設けられ、制御部は、所定の操作に基づいて、ノーマルモードとマウスモードとを切り換え、ノーマルモードにおいては、キーパッド上のキーに対する操作に基づいて通常のキー入力に対応するＵＳＢ制御信号を生成し、マウスモードにおいては、兼用キーに対する操作に基づいてマウスポインタを制御するＵＳＢ制御信号を生成するので、部品点数を増加させて製造コストを高めることなく、キーパッドに対する操作のみでマウスポインタを制御することができ、また、接続されるコンピュータに負荷をかけることがなく且つ単一のケーブル接続のみでマウスポインタを制御することができる。更に、スクロール機能、クリック釦等のマウス対応キーを他のキーに追加して割り当てる事もできる。
【００３４】
また、本発明に係るＵＳＢ制御信号生成方法は、キーパッド上の所定のキーに対する所定の操作に基づいて、ノーマルモードとマウスモードとを切り換え、ノーマルモードにおいては、キーパッド上のキーに対する操作に基づいて、通常のキー入力に対応するＵＳＢ制御信号を生成し、マウスモードにおいて、キーパッド上の所定のキーの組に対する操作に基づいて、マウスポインタを制御するＵＳＢ制御信号を生成するので、部品点数を増加させて製造コストを高めることなく、キーパッドに対する操作のみでマウスポインタを制御することができ、また、接続されるコンピュータに負荷をかけることがなく且つ単一のケーブル接続のみでマウスポインタを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＵＳＢキーボード装置の外観を示す平面図である。
【図２】図１に示すＵＳＢキーボード装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すＵＳＢキーボード装置のマウス対応キーを説明する図である。
【図４】図２に示すＵＳＢコントローラが実行するメインルーチンを説明するフローチャートである。
【図５】キー処理変化のサブルーチンを説明するフローチャートである。
【図６】Ｅｎｄｐｏｉｎｔ１の割り込みルーチンを説明するフローチャートである。
【図７】Ｅｎｄｐｏｉｎｔ２の割り込みルーチンを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１　　　　ＵＳＢキーボード装置
２　　　　キー
２ａ　　　モード切換キー
２ｂ　　　矢印キー
３　　　　キーパッド
４　　　　１８×８キーマトリクス
５　　　　ＵＳＢコントローラ
６　　　　ＵＳＢ接続ケーブル
７　　　　コンピュータ

Claims

ユーザにより操作される複数のキーが設けられたキーパッドと、上記キーパッドに対する操作に基づきＵＳＢ規格に準拠するＵＳＢ制御信号を生成するＵＳＢ制御部と、上記ＵＳＢ制御部により生成されたＵＳＢ制御信号をコンピュータに供給するためのＵＳＢ制御信号出力端子とを備えるＵＳＢキーボード装置において、
当該キーボード装置は、ノーマルモードとマウスモードの２つの動作モードを有し、
上記キーパッドは、上記ノーマルモードにおいては通常のキーとして使用され、上記マウスモードにおいてはマウスポインタを制御するマウス対応キーとして使用される１組の兼用キーを有し、
上記制御部は、上記キーパッド上のキーに対する所定の操作に基づいて、上記ノーマルモードと上記マウスモードとを切り換え、上記ノーマルモードにおいては、上記キーパッド上のキーに対する操作に基づいて通常のキー入力に対応するＵＳＢ制御信号を生成し、上記マウスモードにおいては、上記兼用キーに対する操作に基づいてマウスポインタを制御するＵＳＢ制御信号を生成することを特徴とするＵＳＢキーボード装置。
上記キーパッドは、上記ノーマルモードとマウスモードを切り換えるための専用の切換キーを備えることを特徴とする請求項１記載のＵＳＢキーボード装置。
上記ノーマルモードとマウスモードの切換は、上記キーパッド上の所定の複数のキーを同時に押下することにより行われることを特徴とする請求項１記載のＵＳＢキーボード装置。
上記ノーマルモードとマウスモードの切換は、上記キーパッド上の所定のキーを複数回連続して押下することにより行われることを特徴とする請求項１記載のＵＳＢキーボード装置。
上記ノーマルモードとマウスモードの切換は、上記キーパッド上の所定のキーを所定時間以上押下し続けることにより行われることを特徴とする請求項１記載のＵＳＢキーボード装置。
ユーザにより操作される複数のキーが設けられたキーパッドを備えるＵＳＢキーボード装置内でＵＳＢ制御信号を生成するＵＳＢ制御信号生成方法において、
上記キーパッド上の所定のキーに対する所定の操作に基づいて、ノーマルモードとマウスモードとを切り換えるステップと、
上記ノーマルモードにおいて、上記キーパッド上のキーに対する操作に基づいて、通常のキー入力に対応するＵＳＢ制御信号を生成するステップと、
上記マウスモードにおいて、上記キーパッド上の所定のキーの組に対する操作に基づいて、マウスポインタを制御するＵＳＢ制御信号を生成するステップと
を有することを特徴とするＵＳＢ制御信号生成方法。