JP2780859B2 - 機能変更可能なキーボード - Google Patents

機能変更可能なキーボード

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JP2780859B2 JP2194673A JP19467390A JP2780859B2 JP 2780859 B2 JP2780859 B2 JP 2780859B2 JP 2194673 A JP2194673 A JP 2194673A JP 19467390 A JP19467390 A JP 19467390A JP 2780859 B2 JP2780859 B2 JP 2780859B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はキーボードに関し、特に選択的に機能を変更
することができるキーボード(selectablyconfigurable
keyboards)に関する。
発明の背景 複数の種類の機能変更可能キーボードが文献により知
られている。米国特許第4,647,911号は、定義変更可能
な(definable)キーを有する計算機やタイプライタ・
キーボードを開示している。本文献によれば、定義変更
可能なキーは、その定義を表示するための除去可能なも
しくは消去可能な記号と関係付けられる。
米国特許第4,431,988号は、制御装置とともに使用す
るように構成された、マイクロプロセッサ使用のキーボ
ード/ディスプレイ装置を開示している。本装置は機能
変更可能キーボードを有するが、キーボード上でキーの
定義を表示する手段を欠いている。
米国特許第4,551,717号は、インテリジェント・キー
・ディスプレイを開示する。本装置では、各キーが、マ
イクロチップ・デバイスと、そのキーのプログラムされ
た機能を表示する1つないしは複数の液晶表示器とを含
む。
また、米国特許第4,385,366号が開示する機能変更可
能キーボードでは、キーの定義が、透明なキーの下に設
けられた表示器に現れ、キーを通して読まれる。米国特
許第4,333,090号も同様の構成を開示する。
IBM技術開示広報(Technical Disclosure Bulletin)
の第23巻,第3号,1190ページ(1980年8月)には、キ
ー表示(key inscriptions)を電子的に変更可能とした
キーボードが開示されている。キー表示には、配線を介
して信号源に連結されたキーボード内液晶表示器が使用
される。
IBM技術開示広報の第23巻,第10号,4611ページ(1981
年3月)には、光学的機能を有し光学的に制御される、
電子的に変更可能なキー・ラベリングが開示されてい
る。キー・ラベリングは、キー自体の中に設けられた液
晶表示器が使用され、表示情報がキーの基部から光学的
に受け取られる。
IBM技術開示広報の第19巻,第5号,1544ページ(1976
年10月)には、コンピュータと照明装置とを備えたタイ
プライタ・キーボードが開示されている。表示情報は発
光器から光ファイバ束などの光通路を通ってキー内表示
面に供給される。光通路は通常はキーに固定されてい
て、キーが非押圧状態にあるときに発光器から光を受け
る関係となる。
IBM技術開示広報の第22巻,第4号,1370ページ(1979
年9月)には、コンピュータと照明装置とを備えたタイ
プライタ・キーボードが開示されている。表示情報は光
源から可撓性光ファイバ束などの光通路を通ってキー内
表示面に供給される。
米国特許第4,633,227号には、タイプライタ等の装置
用のプログラム制御可能なキーボードが開示されてい
る。本装置では、キーの定義は各キーに隣接した窓位置
(window location)に表示される。表示情報は、機械
的に可動な記号担持ストリップや、キー定義表示位置の
下に設けられたLCD表示器によって与えられる。本構成
では、キーの定義表示は極めて小さい。
米国特許第4,481,508号が開示しているプログラム制
御可能なキーボードでは、キーの機能がその上方に設け
られたドット・マトリックス表示器に表示される。
米国特許第4,441,001号は、複数の文字や記号を入力
するためのキーボードについて、前記米国特許第4,633,
227号に示されたキーボードと同様のものを開示してい
る。
発明の要旨 本発明は、構造が比較的簡単で価格が低廉な機能変更
可能キーボードを提供しようとするものである。
本発明によれば、それぞれ手で操作される操作面を有
するキーを含む複数のキー操作型スイッチと、そのキー
操作型スイッチを、キー操作型対象装置に接続する接続
手段と、各キー操作型スイッチの操作によって生じさせ
られる機能を選択的に決定する決定手段と、前記決定手
段により決定された前記各キーの現在の機能に対応する
知覚可能な表示を各キーの側方位置(at a location al
ongside each key)で行う手段を含み、その現在の機能
を各キー上に表示する表示手段とを含むキーボードが提
供される。
本発明の好適な態様においては、前記各キーが、前記
知覚可能な表示を行う手段から受けた光の向きをそのキ
ーの現在の機能を表示するために前記操作面に当たるよ
うに変える手段を含む。
本発明の他の態様においては、前記各キーの現在の機
能の表示が、前記操作面上で為される。
さらに、本発明の他の態様においては、前記操作面
が、透明のもしくは半透明の表面を含む。
本発明の他の態様においては、キーボードがさらに、
少なくとも1つの照明源を含む。
本発明の他の態様においては、前記表示手段がさら
に、拡大もしくは縮小レンズ手段を含む。
本発明の他の態様においては、前記表示手段が、前記
各キーの内部に設けられた1つの両面ミラーもしくは複
数のミラーを含む。
本発明の他の態様においては、前記両面ミラーが第1
反射面を含み、前記知覚可能な表示を行う手段が前記各
キーに対応した選択的に変更可能なマスクを含み、前記
両面ミラーは、それが設けられたキーの下方に位置する
照明源からの照明を反射してその反射光を隣接するキー
に対してその隣接キーの現在の機能を表示する前記選択
的変更可能マスクを介して向ける。
本発明の他の態様においては、前記両面ミラーが第2
反射面を含み、前記知覚可能な表示を行う手段が前記各
キーに対応した選択的変更可能なマスクを含み、前記第
2反射面は、それに隣接して設けられた前記選択的に変
更可能マスクを介して照明を受け、その照明光をその両
面ミラーが設けられたキーの操作面に対してそのキーの
現在の機能を示すように向ける。
本発明の他の態様においては、前記選択的変更可能マ
スクが、液晶表示器を含む。
本発明の他の態様においては、前記表示手段がさら
に、光学的機能を有するレンズ手段を含む。
本発明の他の態様においては、前記各キーの表示が、
前記操作面を通して読み取られる。
本発明の他の態様においては、前記光を向きを変える
手段が、光学的機能を有する反射面を含む。
本発明の他の態様においては、前記表示手段が、前記
各キーの内部に設けられた上向き反射面を含む。
本発明の他の態様においては、キーボードがさらに、
前記各キーの内部に設けられた少なくとも1つの下向き
反射面を含む。
本発明の他の態様においては、前記上向き反射面と前
記下向き反射面とが1つの両面ミラーの両面である。
本発明の他の態様においては、前記知覚可能な表示を
行う手段が、選択的に変更可能なマスクもしくは交換可
能な型板部材を含む。
本発明の他の態様においては、複数の前記下向き反射
面が、それが設けられたキーの下方に位置する照明源か
らの照明を反射し、その反射光を隣接する複数のキー
に、それらのキーの現在の機能を表示する前記選択的変
更可能マスクを介して向ける。
本発明の他の態様においては、前記上向き反射面が、
それに隣接して設けられた前記選択的変更可能マスクを
介して照明を受け、その光をその上向き反射面が設けら
れたキーの現在の機能を表示するためにそのキーの操作
面に向ける。
実施例 本発明の目的は、各キーが所定の各作用モードにある
ときにその作用モードに対応した記号がキー上に示され
たオペレータが容易に読み取れるようにされた、経済的
でアーゴノメトリックな(ergonometric)多用途キーボ
ードを提供することである。
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。
第1A図および第1B図には、本発明の実施例であるキー
ボード10が図示されている。キーボード10は、IBM社のP
Cコンピュータ用の市販キーボードなどの従来の標準的
なキーボードを、本発明に従って変更したものである。
連結表示ストリップ12は、表示ストリップ14を並列に
連結したものである。表示ストリップとしては、例え
ば、ハムリン社(アメリカ合衆国,53551ウイスコンシン
州,レイク・ミルズ,E.レイク・ストリート614)のカタ
ログNo.313−431のストリップなどの液晶表示ストリッ
プが使用可能である。連結ストリップ12は、シンボル・
キー16の互いに隣接する列と列の間に、それらシンボル
を表示する状態で介装される。表示ストリップ20が並列
に連結された連結表示ストリップ18は、ファンクショ
ン.キー22の隣接する行と行の間に、それらファンクシ
ョンを表示する状態で介装される。表示ストリップ14,2
0は、選択可能な光学的マスクとして機能し、光がこれ
を通過するとき光学像を形成する。
表示ストリップ14,20は、各キーに対応した記号を担
持した厚紙(cardboard)やプラスチック型板(templat
es)を含むものであってもよい。各キーに対応した記号
は、表示ストリップ14,20からなる連結表示ストリップ1
2,18を、人が手で交換することにより変更することがで
きる。例えば、電動タイプライタにおいては、表示スト
リップ14,20はフォント・ボールと同時に交換すること
ができる。デイジ・ホイール型プリンタでは、表示スト
リップ14,20はプリンタのデイジ・ホイールと同時に交
換することができる。
以下第2A図〜第6図を参照して述べるように、シンボ
ル・キー16およびファンクション・キー22は、所定の光
通路として機能するように構成される。
また第2A図から第10図を参照しながら、キー16,22上
で表示が容易に読み取られるようにするための優れた光
学構造および電気回路について述べる。
第2A図および第2B図にはそれぞれ、キー機能表示の異
なる実施例が図示されている。第2A図の実施例では、周
囲の光が、透明なキー32にその上面30から入り、キー32
を通過して、表示ストリップの表示部38の反射面40に達
し、さらに、キー32の内部に対角線的に設けられたミラ
ー36の上向き反射面34で反射させられる。キー32は、あ
るいは、プリズムを含んだものであってもよい。
ミラー36は、広義のミラーであって、磨かれたプラス
チックの表面など、およそ光を反射する面であればよ
い。
光は、表示部38の反射面40で反射されてキー32に戻
り、上向き反射面34を経てオペレータの目に入る。こう
して、表示ストリップに示されたキー機能が読み取られ
る。
第2B図の実施例では、表示ストリップ44の背後に平板
状の光源42が設けられる。光源としては、例えば、ロク
タイト・ルミネッセント・システムズ社(ニューハンプ
シャー州レバノン)製の電界発光ランプを使用すること
ができる。光源42から発生した光は表示ストリップ44を
通過し、そのとき光学像が形成される。光はその後上向
き反射面34によって反射させられ、キー32を通過してオ
ペレータの目に達し、表示ストリップ44に示されたキー
機能が視覚的表示として読み取られる。
第3A図および第3B図にはそれぞれ、キーボード構造の
異なる実施例が図示されている。
第3A図の実施例では、各キー16の下方にLED等の照明
源57が設けられている。各照明源57から出た光はコリメ
ータ・レンズ72を通過しカラー・フィルタ74を経てキー
16に入る。キー16は透明ではあるが、その内部には両面
ミラー76が設けられている。両面ミラー76の下向き反射
面はキーの下方に位置する照明源57から受けた光を横方
向に変向する。この光は、表示ストリップ14を通過した
後、隣接する他のキー16の両面ミラー76の上向き反射面
にあたり、透明な上面78を通過してオペレータの目に入
る。表示ストリップ14は各キーの選択可能なキー機能に
対応した記号(もしくは記号群)の像をその像がなかっ
たとしたならば透明なそれ自体の上に示すものであり、
オペレータはその像を読み取る。
第3B図の実施例では、各キー16の内部に、第3A図の実
施例の両面ミラー76の代わりに、2つの独立したミラー
77,79が設けられている。その他に異なる点はない。本
実施例は、特にキー16が水平面に対して傾斜していると
きに、キー16を有効に照らすことができる。
第3C図は、キー16の分解図である。この実施例でも、
キー16の内部に、上向き反射ミラー77と下向き反射ミラ
ー79が設けられている。もっとも本実施例では、下向き
反射ミらー79は、互いに角度をなす2つの面791,792を
含み、入射する光を異なる2つの方向に向ける。
第3D図の実施例は、第3C図に対応する別の実施例であ
る。本実施例では、下向き反射ミラー79が凹面とされて
光を異なる方向へ向ける。
第3E図は、隣接する2列のキーの一部を示す平面図で
あり、各キー16は光を第3C図の下向き反射ミラー79によ
って隣接する2つのキー16に向ける。
第3F図は、凹面を有する上向き反射ミラー77が設けら
れたキー16の上側部分を示す図である。本実施例におい
ては、表示ストリップ(マスク)14の像は大きさが縮小
されてキー16の透明な上面30上に形成される。
第3G図は、凸面を有する上向き反射ミラー77が設けら
れたキー16の上側部分を示す図である。本実施例におい
ては、表示ストリップ(マスク)14の像は大きさが拡大
されてキー16の透明な上面30上に形成される。
第4図には、第3A図に対応する別の実施例が図示され
ている。本実施例では、各キーに拡大もしくは縮小レン
ズ80が付加されており、表示ストリップ14に示された記
号を望ましい拡大/縮小像としてオペレータに表示す
る。第4図のその他の構成要素は第3A図で示されたもの
と本質的に同じであるので同一の参照符号で示される。
第5図および第6図はそれぞれ、第4図の実施例で採
用されたキーとは構成の異なるキーを示す。第5図の実
施例では、拡大/縮小レンズ80は、表示ストリップ14に
隣接したキー面に設けられ、第6図の態様では、拡大/
縮小レンズ80は、キー16の上面に設けられる。
第7図は、本発明の実施例において採用される電気回
路の概略ブロック図である。記載の簡略化のため、以
下、パーソナル・コンピュータに使用した場合について
述べるが、本発明は、特定のタイプのコンピュータ、も
しくは特定のタイプの装置への使用に限定されない。例
えば、本発明は、計算機能を有しない電子タイプライタ
にも使用される。
第7図の実施例は、IBMのPC,XT,AT等の多目的コンピ
ュータ130に使用される。コンピュータ130は、グラフィ
ックス・ハードウェアおよびそれに関連したソフトフェ
アを有している。しかし、これらグラフィックス・ハー
ドウェアおよびソフトウェアは必ずしも必須ではない。
コンピュータ130には通常のCRTディスプレイ132が連結
される。キーボード回路140はこれらコンピュータ130お
よびディスプレイ132に作動的に連結される。
キーボード回路140は、パラレルインタフェイス142を
有する。パラレルインタフェイス142は、コンピュータ1
30のパラレルポートに連結される。パラレルインタフェ
イス142の回路は通常キーボード回路140の内部に設けら
れる。オプションとしてさらに、シリアルインタフェイ
ス146がコンピュータ130と連結される。この連結は普
通、RS232コンピュータ・ポートを介して行われる。
第8A図および第8B図には、第7図のキーボード回路14
0の各回路が詳細に図示されている。まず、コントロー
ラ150は、インテル(Intel)8031,8085,8086などのCPU
モジュール152を有する。CPUモジュール152は、パラレ
ルもしくはシリアルインタフェイス142,146の何れかを
介してコンピュータ130と接続される。パラレルインタ
フェイス142は、例えば、モトローラ社製のMC68488もし
くはMC6822チップなどを含む。シリアルインタフェイス
146は、例えば、モトローラ社製のMC6850チップもしく
はインテル8251チップなどを含み、さらに、モトローラ
社製の1488もしくは1489チップなどのRS232アダプタ回
路153を含む。
コントローラ150は、また、フォント及び/又はグラ
フィックスROM/EPROM回路156と接続される。ROM/EPROM
回路156はインテル2732チップなどのEPROM158を含む。E
PROM158は、連結表示ストリップ12(第1A図)のグラフ
ィック画素位置(pixel locations)を記憶する。
コントローラ150は、ロジック回路110からチップ選択
指令を受ける。ロジック回路110は、第9図に図示され
るように、例えば、ナショナルの74LS138チップなどの
一対のマルチプレクサを含む。
ROM/EPROM回路156の出力は、キーボード10の連結表示
ストリップ12に、ロジック回路108を介して供給され
る。ロジック回路108は、第10図に図示されるように、
例えば、ナショナルの74LS373チップなどのバッファを
含む。
第10図には、キーボード作動回路266およびLCD駆動回
路268が図示されている。LCD駆動回路268はLCDストリッ
プ270を駆動する。LCDストリップ270は表示ストリップ1
4(第1A図)に適している。
本発明は上記の記載になんら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知
識に基づいて種々の変更,改良等を加えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1A図は、本発明の実施例としてのキーボードの一部分
解斜視図である。 第1B図は、第1A図のキーボードの組み付けられた状態を
示す斜視図である。 第2A図は、周囲の光を利用した、キー機能の照明手段を
示す図である。 第2B図は、光源を含む、キー機能の照明手段を示す図で
ある。 第3A図は、キー機能の照明の別の実施例を示す図であ
る。 第3B図は、2つの独立した反射面を有するキーを使用し
た、キー機能の照明の実施例を示す図である。 第3C図および第3D図はそれぞれ、下向き反射面の異なる
実施例を示す図である。 第3E図は、複数のキーのための光通路の実施例を示す説
明図である。 第3F図および第3G図はそれぞれ、光学的機能を有する反
射面を含む、キー機能の表示の異なる実施例を示す図で
ある。 第4図は、キー機能の照明のさらに別の実施例を示す図
である。 第5図および第6図はそれぞれ、キー機能の照明装置の
異なる実施例を示す図である。 第7図は、本発明の実施例の回路構成を示す概略ブロッ
ク図である。 第8A図は、第7図のブロック150および156の回路図であ
る。 第8B図は、第7図のブロック142および146の回路図であ
る。 第9図は、第7図のブロック110の回路図である。 第10図は、キーボード10と表示ストリップ連結体12と第
7図のロジック110の間の相互の連結を示すブロック図
である。 14,20,44,270:表示ストリップ 16,22,32:キー 30:上面 108,110:ロジック 140:キーボード回路 150:コントローラ 156:ROM/EPROM回路 266:キーボード作動回路

Claims (24)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれ手で操作される操作面を有するキ
    ーを含む複数のキー操作型スイッチと、 そのキー操作型スイッチを、キー操作型対象装置に接続
    する接続手段と、 前記各キー操作型スイッチの操作によって生じさせられ
    る機能を選択的に決定する決定手段と、 その決定手段により決定された前記各キーの現在の機能
    に対応した知覚可能な表示を各キーの側方位置で行う手
    段を含み、その現在の機能を各キー上に表示する表示手
    段と を含むことを特徴とするキーボード。
  2. 【請求項2】前記各キーが、前記知覚可能な表示を行う
    手段から受けた光の向きをそのキーの現在の機能を表示
    するために前記操作面に当たるように変える手段を含む
    請求項1のキーボード。
  3. 【請求項3】前記各キーの現在の機能の表示が、前記操
    作面上で為される請求項2のキーボード。
  4. 【請求項4】前記操作面が、透明の表面を含む請求項2
    のキーボード。
  5. 【請求項5】前記操作面が、半透明の表面を含む請求項
    2のキーボード。
  6. 【請求項6】さらに少なくとも1つの照明源を含む請求
    項1のキーボード。
  7. 【請求項7】前記表示手段が、さらに拡大レンズ手段を
    含む請求項1のキーボード。
  8. 【請求項8】前記表示手段が、前記各キーの内部に設け
    られた両面ミラーを含む請求項1のキーボード。
  9. 【請求項9】前記表示手段が、複数のミラーを含む請求
    項1のキーボード。
  10. 【請求項10】前記両面ミラーが第1反射面を含み、前
    記知覚可能な表示を行う手段が前記各キーに対応した選
    択的に変更可能なマスクを含み、前記両面ミラーは、そ
    れが設けられたキーの下方に位置する照明源からの照明
    を反射してその反射光を隣接キーに対してその隣接キー
    の現在の機能を表示する前記選択的変更可能マスクを介
    して向ける請求項8のキーボード。
  11. 【請求項11】前記両面ミラーが第2反射面を含み、前
    記知覚可能な表示を行う手段が前記各キーに対応した選
    択的に変更可能なマスクを含み、前記第2反射面は、そ
    れに隣接して設けられた選択的変更可能マスクを介して
    照明を受け、その照明光をその両面ミラーが設けられた
    キーの操作面に対してそのキーの現在の機能を表示する
    ように向ける請求項8のキーボード。
  12. 【請求項12】前記選択的変更可能マスクが、液晶表示
    器を含む請求項10のキーボード。
  13. 【請求項13】前記表示手段が、さらに光学的機能を有
    するレンズ手段を含む請求項1のキーボード。
  14. 【請求項14】前記各キーの前記知覚可能な表示が、前
    記操作面を通して読み取られる請求項2のキーボード。
  15. 【請求項15】前記光の向きを変える手段が、光学的機
    能を有する反射面を含む請求項2のキーボード。
  16. 【請求項16】前記表示手段が、前記各キーの内部に設
    けられた上向き反射面を含む請求項1のキーボード。
  17. 【請求項17】さらに前記各キーの内部に設けられた少
    なくとも1つの下向き反射面を含む請求項1のキーボー
    ド。
  18. 【請求項18】前記表示手段が前記各キーの内部に設け
    られた上向き反射面を含み、本キーボードがさらにその
    キーの内部に設けられた少なくとも1つの下向き反射面
    を含み、その上向き反射面とその少なくとも1つの下向
    き反射面とが1つの両面ミラーの両面にある請求項1の
    キーボード。
  19. 【請求項19】前記知覚可能な表示を行う手段が、選択
    的変更可能なマスクを含む請求項1のキーボード。
  20. 【請求項20】前記知覚可能な表示を行う手段が、交換
    可能な型板部材を含む請求項1のキーボード。
  21. 【請求項21】複数の前記下向き反射面が、それらが設
    けられたキーの下方に位置する照明源からの照明を反射
    し、その反射光を隣接する複数のキーに、それらのキー
    の現在の機能を表示する前記選択的変更可能マスクを介
    して向ける請求項17のキーボード。
  22. 【請求項22】前記上向き反射面が、それに隣接して設
    けられた前記選択的変更可能マスクを介して照明を受
    け、その照明光をその上向き反射面が設けられたキーの
    現在の機能を表示するためそのキーの操作面に向ける請
    求項16のキーボード。
  23. 【請求項23】前記選択的変更可能マスクが液晶表示器
    を含む請求項19のキーボード。
  24. 【請求項24】前記表示手段が、さらに縮小レンズ手段
    を含む請求項1のキーボード。
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