JP2015176596A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、入力操作による筋肉疲労の少ない入力装置、特に、親指の動作を有効に活用した入力装置、更に入力の際に机等を必要としない自由な体勢での入力を可能にする入力装置を提供することを目的とする。【解決手段】親指で操作する盤面を掌の人差し指側と小指側とを結ぶ線に対して略９０度の角度に設けることによって、親指の第一関節及び第二関節並びに第三関節の動きを有効に活用したキー及びポインティングデバイスの入力操作を可能にし、該盤面に複数のキーを配置することで、手の位置を移動させることなく入力操作を行うキーボードを構成し、また、左手による操作盤面と右手による操作盤面を左右に向けることで、手首の回内による筋肉負担を軽減し、更に、キーボードの手前にパームレストを設け、それを両手で挟むことによって、机と椅子とに拘束されずに、自由な姿勢で入力操作を行うことを可能にした。【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明はＰＣ、タブレットＰＣ、スマートフォン等で使用する外付けの入力装置に関する。

従来のキーボードは、全てのキーがほぼ平坦な盤面上に配置され、入力時に、各指をホームポジションに置いた状態で指が届かないキーを入力操作する場合には、手の位置を移動させる必要があり、また、ほぼ平坦な盤面の向きに合わせて、手首を回内させ、掌の向きを下向きに維持する必要があった。そうした入力操作によって、肩や背中などの筋肉の凝りや手根管症候群などが生じていた。
また、従来のキーボードでは、親指で操作するキーも、他の四指で操作するキーと同様の向きに設けられていたために、親指の第三関節の旋回の動きを使って、親指の側面で入力操作するものであって、親指の全ての関節の動きと指の形状を有効に使えるものではなかった。

本発明は、入力操作による筋肉疲労の少ない入力装置、特に、親指の動作を有効に活用した入力装置、更に入力の際に机等を必要としない自由な体勢での入力を可能にする入力装置を提供することを目的とする。
親指の第一関節及び第二関節の曲がる方向は、他の四指とは異なり、手全体をリラックスさせて、掌が僅かに丸まった状態にした時に、親指のそれらの関節は、ほぼ掌の面の向きとは平行に、小指の方に向かって曲がる。親指の第一関節及び第二関節の曲げ伸ばしを活用してのキー操作、更に、親指の先端部分を使ってのキー操作を行うには、親指のそれらの関節が曲がるにキー盤面が設けられる必要がある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、親指で操作する盤面を掌の人差し指側と小指側とを結ぶ線に対して略９０度にすることによって、親指の第一関節及び第二関節の曲げ伸ばしによってキー操作できるようにし、また、それらの関節を曲げ伸ばしに加えて親指の第三関節も動作させることで、親指の可動範囲に配置された複数のキーの親指の先端部分による操作を可能にし、人差し指から小指の四指で操作する盤面を人差し指側が高くなるように傾斜させた場合に、親指で操作する盤面が使用者にとって見やすい角度になるようにした。
請求項２の発明は、請求項１に記載の親指操作盤面にトラックボール等のポインティングデバイスを組み入れることによって、キーボード上のキーを操作している時と手の位置を変えずに、親指の第一関節、第二関節及び第三関節の動作を有効に活用してトラックボール等のポインティングデバイスを操作できるようにしたものである。
請求項３の発明は、左手の人差し指から小指の四指で操作する盤面を左側に向け、右手の人差し指から小指の四指で操作する盤面を右側に向け、該四指で操作するキーが、該四指を拡げた時の該四指の先端を結ぶ線と該四指の付根を結ぶ線との間に配置したものである。
請求項４の発明は、キーボードの手前に左右外側を向いた面を有するパームレストを設け、そのパームレストを両掌で挟むことにより、机と椅子とに拘束されずに、自由な姿勢で入力を行えるようにしたものである。
請求項５の発明は、キーボードの筐体あるいはキーボードの手前に設けられたパームレスト上に手の人差し指側側面を支持する突起を設けることで、キーボードに対する手の位置を確認させ、左右に向いた盤面を有するキーボードを空中で保持して使用する場合には、キーボードの保持を安定させ、手からキーボードが滑り落ちるのを防ぎ、キーボードを挟持するために必要な筋肉負担を軽減するものである。
請求項６の発明は、各指の入力動作を妨げないように、キーボード上を手前から奥に向かう分割壁を設けたものであって、これにより、キーボードを空中で保持した時にこの分割壁が指の側面に当接し、手から滑り落ちるのを防ぎ、また、指の感触によって人差し指から小指に関しての操作範囲を認識できるようにすることで、それらの指に関するタッチタイピングを容易にし、また、親指操作盤面に設けたキー及びポインティングデバイスを親指で操作するときに親指によって該盤面に加えられる力の向きとほぼ拮抗した向きでキーボードを支持することで、操作中のキーボードを安定的に保持するのを助け、キーボードを保持するための筋肉負担を分散させることによって、一部の筋肉が疲労するのを緩和させるものである。
請求項７の発明は、上記のキーボードを左右分割した構成にする場合に、左右の部分を蝶番で繋ぎ、任意の角度で左右の盤面を操作できるようにしたものである。

効果

請求項１によれば、親指操作盤面が、掌の人差し指側と小指側とを結ぶ線に対して略９０度の角度に設けられているために、この親指操作盤面にあるキー及びポインティングデバイスの操作に親指の第一関節及び第二関節の曲げ伸ばしを活用することができる。親指の第一関節及び第二関節の動きを活用することで、親指の先端部分を使用した操作が可能になるため、キーを小型化して、親指の可動範囲に数多くのキーを配置することができる。このことにより、人差し指から小指の四指に割り当てられていたキーの一部を小型化して親指操作盤面に移設することで、手の位置を移動させることなく、入力操作を行うことができる。
また、手首の回内による筋肉負担を軽くするために四指操作盤面を左右に傾斜させれば、操作者が目でそれらの盤面にあるキーを確認しながら入力操作することが難しくなるが、親指操作盤面に数多くのキーを配置することで、四指操作盤面に配置するキーの数を少なくすることができるため、四指操作盤面のタッチタイピングが容易になり、それらの盤面を傾斜させたことによって、目で確認し難くなったというデメリットを打ち消すことができる。また、多数のキーを親指操作盤面に配置しても、四指操作盤面を傾斜させ、その傾斜角度を垂直に近づければ、その分、親指操作盤面は水平に近づくので操作者から見易くなり、それらのキーを目で確認しながら打ち分けることができる。

請求項２によれば、親指の第一関節、第二関節、第三関節の動きを有効に活用してポインティングデバイスを操作することができ、トラックボールを配置した場合には、親指の第一関節から先端までの広い面を真っ直ぐにトラックボールに接触させることができるので、指とトラックボールが滑り難く、第一関節と第二関節の曲げ伸ばしによってトラックボールを大きく前後に転がすことができ、また、親指の第一関節から先端までの広い面をトラックボールに当て、第三関節を旋回させることで、その広い面をトラックボールに当てたまま左右に安定的に転がすことが可能である。

請求項３の発明によれば、キーボードの左側部分と右側部分とをそれぞれ左側、右側に向けることによって、入力時に両掌が内側を向き、手首を回内させる必要が減少あるいは無くなり、入力操作による手根幹症候群等の発生を減少させることが可能になる。また、指を広げた状態で指の先端を結んだ線とそれらの指の付け根を結んだ線との間にキーの配置が収まるようにすることによって、掌の小指側部分をキーボードが設置された机等に置いた状態、あるいは掌をパームレストに置いた状態での入力操作が可能になり、手の位置を移動させるために必要であった筋肉負担を無くすことができる。

請求項４によれば、キーボードの手前に左右外側を向いた面を有するパームレストを設け、そのパームレストを両掌で挟むことにより、机と椅子とを必要とせずに、自由に姿勢を変えながら入力することが可能になるために、長時間同じ姿勢を維持することによって生じていた筋肉の硬直化の発生を減少させることができる。
机と椅子とに拘束されずに入力操作ができるので、立った姿勢や、ベッドに横たわった姿勢、ソファーに深く腰掛けた姿勢等、ＰＣ等の利用場面を拡げることができる。

請求項５によれば、キーボードの筐体あるいはキーボードの手前に設けられたパームレストに掌の人差し指側側面を支持する突起を設けることで、掌のキーボードに対する位置を使用者が手の感触により認識することができ、タッチタイピングが容易になる。
この突起に手の人差し指側側面を押し当てることで、垂直に近い状態にあるキーボード及びパームレストを空中で保持して使用する場合には、手からキーボードが滑り落ちるのを防ぎ、キーボードを挟持するために必要な筋肉負担を軽減することができ、キーボード及びパームレストが垂直に近い状態にない場合であっても、キーボードを空中に保持することが可能になり、また、キーボード及びパームレストが平坦に近い状態にして膝等に載せるなどして入力操作を行う際にも安定したキーボードの保持を安定させることができる。

請求項６によれば、キーボード上に各指の入力動作を妨げないように、キーの側方に手前から奥に向かう分割壁を設けることによって、キーボードを空中で保持した時にこの分割壁が指の側面に当接し、手から滑り落ちるのを防ぎ、また、この分割壁によって、人差し指から小指に関しての各指に割り当てられた操作領域を指の感触によって認識することができ、タッチタイピングが容易になる。
また、親指操作盤面上に設けられたキー及びポインティングデバイスを操作するときのキーボードの保持を安定させ、また、キーボードを保持するために使用される筋肉負担を分散させることによって、一部の筋肉を過度に使用することによる筋肉疲労を軽減させることができる。

請求項７によれば、両操作部の間に設けられた蝶番によって、両四指操作盤面の角度を任意に変えることができるので、傾斜した操作盤面での入力操作に慣れていない者が、徐々に傾斜角度を大きくしながら、手首の回内が少ない、両四指操作盤面が垂直に近い状態での入力操作に移行してゆくことが可能であり、また、蝶番によってキーボードを折り畳むことができるので、収納性が向上する。

本発明の左右の操作部を開いたときの後方からの斜視図。 本発明の左右の操作部の底面の一部を合わせたときの後方からの斜視図。 本発明の左右の操作部の底面の一部を合わせたときの側方からの斜視図。

以下に、この発明の好適な一実施形態を説明するが、特許請求の範囲は、この実施例に限定されるものではない。
図１から図３は、本発明のキーボード１を示している。キーボード１は、左操作部２と右操作部３とに分割され、左操作部２には、それぞれ左四指操作盤面４、左親指操作盤面６が設けられ、右操作部３には右四指操作盤面５、右親指操作盤面７が設けられている。左四指操作盤面４には、左手の人差し指、中指、薬指、小指に割り当てられたキーが配置され、左に傾斜し、右四指操作盤面５には、右手の人差し指、中指、薬指、小指に割り当てられたキーが配置され、右に傾斜している。左親指操作盤面６及び右親指操作盤面７は、それぞれの手の掌をパームレスト１０に置いた時の掌の人差し指側と小指側とを結ぶ線に対して略９０度の角度で設けられ、複数のキーが配置され、加えて、右親指操作盤面７にはトラックボール８が組み込まれている。
左操作部２と右操作部３との間には蝶番１５が設けられ、左操作部２と右操作部３との角度を自由に調節できるようになっている。蝶番１５の雄側と雌側が緊合するように成型することで、蝶番１５の旋回にある程度の抵抗を生じさせ、左操作部２及び右操作部３の両外側端部にゴム等の摩擦抵抗の大きい部材を敷設して、キーボード１が設置される机等の天板との摩擦によって任意に左操作部２と右操作部３との角度が固定されるようにしても良いし、蝶番１５に任意の角度で固定できるストッパーを内蔵させても良い。
蝶番１５によって、左四指操作盤面４及び右四指操作盤面６を平坦に近い状態での入力動作から徐々に盤面の傾斜角度が大きい状態での入力動作へと移行しながら、手首の回内が最も少ない、両盤面が垂直な状態での入力動作に手の感覚を慣らしてゆくことが可能である。
図１から図３に示されるように、蝶番１５を左操作部２及び右操作部３の前方に設け、その旋回軸の設置角度を、左操作部２と右操作部３との底面を合わせ、直立させた状態で、手前側が高くなるように設ければ、左操作部２及び右操作部３を図１に示されるように開いた時に左操作部２及び右操作部３の手前側が左右に広がるために、左親指操作盤面６及び右親指操作盤面７のキー及びポインティングデバイスの操作を互いの親指が干渉することなく行うことができ、左四指操作盤面４及び右四指操作盤面５の操作に関しては、二の腕に対する手の角度を真っ直ぐに近い、筋肉負担の少ない状態で入力操作を行うことが可能になる。

また、左操作部２と右操作部３との間に蝶番１５を設けずに、左操作部２及び右操作部３の底面に磁石を敷設して、両操作部の底面同士が定着するようにしても良い。例えば、図３に示されるように、左操作部２及び右操作部３の底面に角度の異なる底面上部１３と底面下部１４とを設け、底面上部１３に磁石を敷設すれば、左四指操作盤面５及び右四指操作盤面７並びにパームレスト１０の角度を垂直に近い状態で定着させることができ、底面下部１４を図１のように机等の平面に設置すれば、左四指操作盤面５及び右四指操作盤面７を左右に傾斜した状態にすることができる。左操作部２と右操作部３とが完全に分割されているので、机等に設置して使用する場合、左操作部２と右操作部３とによる角度や距離を使用者が自由に調節することが可能である。

図１に示されるように、キーボード１を平坦な机等に置いて使用する場合、左四指操作盤面４と右四指操作盤面６の左右への傾斜により、入力時の手が内側を向き、手首を回内させるための筋肉負担が軽減される。左四指操作盤面４及び右四指操作盤面６のキーは、人差し指、中指、薬指、小指を拡げた状態で、それらの指の先端を結んだ線とそれらの指の付け根を結んだ線との間に配置されているために、掌をパームレスト１０に置いたまま、人差し指から小指までの四指に割り当てられたキーを手の位置を移動させることなく入力操作することができる。

図には示されていないが、左操作部２と右操作部３の傾斜角度を増した場合には、入力時の手が上記の場合よりも更に内側を向くために、手首の回内による筋肉負担は更に少なくなる。左操作部２と右操作部３の傾斜角度が大きくなるにつれ、手の小指側側面をキーボード１の両外側の机等に置く重量的な割合が高まる。左四指操作盤面４及び右四指操作盤面６の外側端部から内側端部までの寸法は、拡げた四指の外側の寸法であるから、手の小指側側面をキーボード１の外側の机等に置いた場合でも、手の小指側側面の手首寄りの部分を支点にして、手の先を僅かに上方へ向けるだけで、左四指操作盤面４及び右四指操作盤面６の全てのキーの入力操作が可能である。

左四指操作盤面４及び右四指操作盤面５は、手首の筋肉負担を少なくするためには、それらの傾斜角度は、なるべく垂直に近いことが望ましいが、それらの傾斜角度を垂直に近づければ、それらの盤面のキーを目で確認しながら入力操作少することは困難になるため、それらの盤面のキーの入力操作に関しては、タッチタイピングを行うことが求められる。

本実施例では、左四指操作盤面４、右四指操作盤面６ともに、それぞれ３段×６列のキーが配置され、人差し指と小指には、それぞれ２列が割り当てられ、中指と薬指には、それぞれ１列が割り当てられる。キーの寸法を小さくして、より多くのキーを該盤面上に配置することも可能であるが、タッチタイピングを簡単に行えるようにするには、３段×６列程度のキー配置が好ましい。

左四指操作盤面４及び右四指操作盤面６に配置するキーの数を３段×６列程度に少なくした分を左親指操作盤面６及び右親指操作盤面７に移設することが可能である。左四指操作盤面４及び右四指操作盤面５は、それらの盤面の角度が垂直に向くに従って見難くなるが、逆に、左親指操作盤面６及び右親指操作盤面７の角度は、上方を向き、使用者から見やすい角度になる。左親指操作盤面６及び右親指操作盤面７には小型化したキーを多数配置しても、目で確認しながらの入力操作及び操作が可能である。

左親指操作盤面６及び右親指操作盤面７は、それぞれの手の掌をパームレスト１０に置いた時の掌の人差し指側と小指側とを結ぶ線に対して略９０度の角度で設けられているために、それらの盤面に配置されているキー及びポインティングデバイスは、親指の第一関節及び第二関節の動きを活用して操作することが可能である。

従来のキーボードでは、親指に割り当てられたキーも他の四指と同じ盤面に配置されていたために、主に親指の第三関節の旋回動作によって親指の外側側面でキーを入力操作せざるを得ないものであったが、本発明の左親指操作盤面６及び右親指操作盤面７は、掌の人差し指側と小指側とを結ぶ線に対し、略９０度の角度で親指操作盤面が設けられているために、第三関節の旋回動作に加えて、第一関節及び第二関節の曲げ伸ばしによるキー及びポインティングデバイスの操作が可能になり、また、第一関節及び第二関節を適度に曲げることで、親指の先端でもキーの操作が可能になるために、キーの寸法を小さくして、多数のキーを親指の可動範囲に配置し、それらを打ち分けることが可能である。

右親指操作盤面７の盤面の角度が掌の人差し指側と小指側とを結ぶ線に対し、略９０度であるために、トラックボール８の操作も親指の第一関節、第二関節、第三関節の動きを有効に活用して行うことができる。親指の第一関節から先端までの指紋のある広い面を真っ直ぐにトラックボールに接触させることができるので、指とトラックボールが滑り難く、主に、第一関節と第二関節の曲げ伸ばしによってトラックボールを大きく前後に転がすことができ、また、親指の第一関節から先端までの広い面をトラックボールに当て、第三関節を旋回させることで、その広い面をトラックボールに当てたまま左右に安定的に大きく転がすことが可能である。

キーボード１は、パームレスト１０の傾斜角度を垂直に近づけることによって、パームレスト１０を両掌で挟みつけることによって、空中で保持した状態で入力操作を行うことが可能である。このことにより、入力操作のために、椅子に座り、机上に向かう姿勢を維持する必要がなくなり、姿勢を長時間維持することに起因する筋肉の懲り等を無くすことが可能である。

キーボード１の筐体あるいはキーボード１の手前に設けられたパームレスト１０上に掌の人差し指側側面を支持する突起１２を設けることで、垂直に近い状態にあるパームレスト１０を空中で保持して使用する場合には、手からキーボード１が滑り落ちるのを防ぎ、キーボード１を挟持するために必要な筋肉負担を軽減することができる。また、この突起１２に手の人差し指側側面を押し当てることで、掌のキーボード１に対する位置を使用者が感触により認識することができ、タッチタイピングが容易になるとともに、キーボード１が安定的に保持され、また、キーボード１及びパームレスト１０が垂直に近い状態にない場合でも、キーボードを空中に保持することが可能になり、また、膝の上等の不安手な場所に載せて操作する場合にも、キーボード１が安定して保持される。

キーの側を手前から奥に向かって設けられる分割壁１１は、指の側面に当接することによって、キーボード１が空中で安定して保持され、両掌でパームレスト１０を挟む力を緩めてもキーボード１が手から滑り落ちる可能性が減り、キーボード１を保持するために使用する筋肉が分散するために、一部の筋肉のみが極度に緊張することによる筋肉疲労を軽減することが可能である。また、特に左親指操作盤面６及び右親指操作盤面８にあるキー及びポインティングデバイスを操作する際に、親指によって小指側に押し込む力に拮抗する向きで他の四指で支えることができるために、それらのキー及びポインティングデバイスの操作を安定して行うことができる。また、分割壁１１によって、使用者は、キーボード１に対する手の位置を指の感触によって認識できるために、人差し指から小指に関してのタッチタイピングが容易になる。

図面では示されていないが、キーボード１とＰＣ、スマートフォン等との接続は、有線による接続でも良いが、入力操作における姿勢の自由度の観点から無線による接続が好ましい。

１ キーボード
２ 左操作部
３ 右操作部
４ 左四指操作盤面
５ 右四指操作盤面
６ 左親指操作盤面
７ 右親指操作盤面
８ トラックボール
９ ホイール
１０ パームレスト
１１ 分割壁
１２ 突起
１３ 底面上部
１４ 底面下部
１５ 蝶番

Claims (7)

1. 人差し指、中指、薬指、小指で操作する四指操作盤面と親指で操作する親指操作盤面とを有し、該親指操作盤面が掌の人差し指側と小指側とを結ぶ線に対して略９０度の角度で設けられたことを特徴とするＱＷＥＲＴＹ配列のキーボード。
2. 該親指操作盤面にポインティングデバイスを有することを特徴とする請求項１に記載のキーボード。
3. 左手の人差し指、中指、薬指、小指で操作するキーが配置された左四指操作盤面が左側を向き、右手の人差し指、中指、薬指、小指で操作するキーが配置された右四指操作盤面が右側を向き、該盤面のキーが該四指を拡げた時の該四指の先端を結ぶ線と該四指の付根を結ぶ線との間に配置されていることを特徴とするＱＷＥＲＴＹ配列のキーボード。
4. キーボードの手前に設けられたパームレストを左右の掌で挟むことで空中に保持した状態での入力操作が可能であることを特徴とするキーボード。
5. 手の人差し指側側面を支持する突起を有することを特徴とする請求項４に記載のキーボード。
6. 手前から奥に向かって設けられた分割壁を有することを特徴とする請求項４乃至５のいずれかに記載のキーボード。
7. 左手で操作する盤面と右手で操作する盤面とに分割され、それらが蝶番によって連結されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のキーボード。

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