JP3215419B2 - エルゴノミックキーボード装置 - Google Patents

エルゴノミックキーボード装置

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は一般に、タイプライタ、コンピュータおよ
び他の同様の装置におけるデータ入力のために使用する
キーボードに関し、より特定的には現代のコンピュータ
に使用するためのエルゴノミックキーボードに関する。
発明の背景 従来のタイプライタおよびコンピュータのキーボード
では、以下では従来のクワーティ（qwerty）キーボード
と呼ぶが、英数字のキーの４つの水平の行が図表のよう
に示されている。１つの行のキーは、斜め方向の列を形
成するように、隣接する行のキーに関してオフセットさ
れる。「QWERTY」という名前は、第２の行の左側の文字
のレイアウトから来たものである。英語以外の言語のキ
ーボードに関してはいくらか違いがあるが、これらの違
いは本質的に標準化され本出願においては「クワーテ
ィ」と考える。
クワーティキーボードは長い間多くの不利な点がある
ということが認識されており、この不利な点には、最も
よく使用する文字が通常指を置く定位置（中央）行より
むしろ最上行にあること、最も頻度の高いストロークの
多くを最も弱い指（小指）で行なわなければならないこ
と、ユーザの大半は右利きであるにも関わらず回数およ
び複雑さの両方に関して左手の方がより多くストローク
を行なわなければならないこと、現代のコンピュータキ
ーボード（IBM−ATの互換性強化101キーボード）では右
手の小指で少なくとも15のキーから選択しなければなら
ず、さらにそれらのキーの中には滅多に使用しないもの
もあり、したがって殆どのタッチタイピストでも目で見
て選択することが必要となること、およびキーが互い違
いに配列されることによって、キーが垂直の列に配列さ
れていれば必要とされるであろうよりもさらに複雑なス
トロークの動きが必要とされることが挙げられる。さら
に、多数の特殊な「ファンクション」キー、「制御」キ
ーおよび編集キーが現代のコンピュータソフトウェアで
使用するために開発された。そのようなファンクション
キーおよび制御キーはしばしば他のキーと組合せて使用
するため、現代のコンピュータキーボードのすべてのキ
ーを楽にかつ正確にタイプすることはさらに困難となっ
ている。
特殊なコンピュータキーを広範囲にかつ組合せて使用
することに伴なう主な問題点は、腕、手首、手および指
に必要とされる無理な姿勢である。近年、キーを押しか
つそれを押し続けるのに必要な静的および動的な動きに
伴うこれらの無理な姿勢は、苦痛で時には障害を引き起
こす職業病がはやる原因となる要因となっている。した
がって、オペレータの能率（速度、正確、持久力）に関
する従来のキーボードの不利な点に加えて、これらのキ
ーボードはまた深刻な健康上の問題を引起こすことがわ
かった。過度にキーボードを使用することによって引起
こされる健康上の問題は、まとめて反復性の緊張と呼ば
れている。無理な動きを単に繰返すことと組合わさっ
て、健康上の問題につながると考えられている主な要因
には手首の回内、手首の伸長および尺骨の偏位がある。
これらの有害な要因は、従来のクワーティキーボードを
使用することによって引起こされまたは悪化される。
先行技術のキーボード配列の多くはクワーティキーボ
ードの欠点を無くすように提案されてきた。これらの先
行技術のキーボード配列は一般に３つのグループに分け
られ、それらはここで「文字レイアウト代替配列」グル
ープ、「幾何学的代替配列」グループおよび「コーディ
ック（chordic）代替配列」グループと呼ぶ。しかしな
がら、以下により詳細に議論するように、これらの先行
技術のキーボード配列には不十分な解決法しかなく、お
よび／または過度の訓練が必要であり、肉体的に苦痛な
姿勢および動きを軽減すると同時に従来のキーボード以
上の生産性を実現しかつ訓練／再訓練の必要性を最小限
にすることができなかった。結果として、先行技術のキ
ーボード配列はどれも広く受入れられていない。
文字レイアウト代替配列グループは標準の英数字キー
の組が使用されるキーボードからなるが、標準のキーボ
ードのジオメトリを維持しながらキーの順序は変化して
いる。このグループに分類されるキーボードの一例は、
1936年５月12日にドヴォーラク（Dvorak）に発行された
米国特許第2,040,248号に示されている。ドヴォーラク
の特許は、英数字キーのレイアウトが使用する頻度に基
づくキーボードを開示している。ドヴォーラクは最もよ
く使うキー（たとえば「Ｅ」）を定位置行に配置し、か
つ無理のある文字の組合せおよび指を遠くに伸ばさなけ
ればならない状態を最小限にするように試みた。しかし
ながら、ドヴォーラクの特許のキーボードには文字レイ
アウト代替配列グループに分類される他のキーボードと
同様に、クワーティキーボードに慣れた熟練したタッチ
タイピストがそれを使用することができるまでにかなり
再学習する必要があるという不利な点がある。さらに、
このレイアウトが従来のキーの位置決めおよびジオメト
リを備えるキーボードのオペレータによる無理な姿勢お
よび過度な力という問題点に取り組むものではない。
幾何学的代替配列グループは、標準の英数字キーの組
およびキーのレイアウトはともに典型的に使用されるが
キーボードのジオメトリが変えられたキーボードからな
る。一例として、1927年12月13日にタイバーグ（Tyber
g）に発行された米国特許第1,652,464号は、右手および
左手のセグメントに分かれた平面のクワーティキーボー
ドを開示している。右手および左手のセグメントは互い
に分離しており、固定位置で、ファンクションキーを含
む中央のセグメントに連結している。別の例として、19
81年１月13日にモルト（Malt）に発行された米国特許第
4,244,659号は、右手および左手のセグメントに凹状の
くぼみを使用するキーボードを開示している。タイバー
グおよびモルトによって開示されたキーボードの右手お
よび左手のセグメントはクワーティキーボードのレイア
ウトを維持しているため、キーボードを再学習する必要
はない。
しかしながら、タイバーグおよびモルトによって開示
されたキーボードは幾何学的代替配列グループに分類さ
れる他のものと同様に、広範囲に作業しなければならな
いこと、およびファンクションキーと補助キーとを有す
る現代のキーボードでは過度にキーを選択する必要があ
ることといった問題点に取り組むものではない。したが
って、幾何学的代替配列グループに分類される先行技術
のキーボードは、手首の回内および尺骨の偏位を少なく
するようなキーボードを提供しているが、多数のファン
クションキーおよび補助キーを有する現代のキーボード
で使用するためには受入れることができない。
コーディック代替配列グループは、英数字キーの組、
キーのレイアウトおよびキーボードのジオメトリを変え
たキーボードからなる。キーの組合せまたは「コード
（chord）」は、１つのキーによって表されない文字ま
たは数字を入力するために使用される。このグループに
分類されるキーボードの一例は、1990年１月30日にスト
ゥッキ（Stucki）に発行された米国特許第4,897,649号
である。ストゥッキの特許は、２つ以上のキーの複数の
組が共通のベースに装着され、１本の指で判断できかつ
操作できるように配列される。ベースは、右手および左
手のための別々の領域および手の踵のための一体化した
レストを与えるように構成される。ストゥッキの特許で
開示されるキーボードは、コーディック代替配列グルー
プに分類されるキーボードの典型であり、これはレイア
ウト代替配列グループに分類されるキーボードと同様に
再学習しなければならないという不利な点がある。さら
に、この分類のキーボードではワードあたりのストロー
ク数が増え、したがって生産性は本質的に低減される。
したがって、当該技術においては依然として、英数字
キーをタイプする際の手、手首および腕の望ましくない
姿勢および動きによって生じる負担および労力を最小限
にするキーボードが必要とされている。さらに、再学習
する必要性を最小限にしながら同時にタイプミスを低減
しかつタイプ速度を維持または増加するようなキーボー
ドを提供することが望ましい。さらに、現代のキーボー
ドで特殊なファンクションキーを使用する頻度が高まる
ことによる使用中の負担および労力を最小限にするキー
ボードを提供することが望ましい。
発明の概要 この発明は、データ処理装置と相互作用するための改
良されたキーボードを提供する。このキーボードは、オ
ペレータの指の基準位置を与えるために構成されるキー
の定位置行を有する英数字キーアレイを含む。キーボー
ドはまた、定位置行のキーの頂部によって規定される基
準位置よりも（作業面に対して）高い位置にありかつオ
ペレータに対して傾斜しているファンクションキーアレ
イを含む。
この発明の代替的な実施例では、キーボードはオペレ
ータの指の基準位置を与えるために構成されるキーの定
位置行を有する英数字キーアレイを含む。キーボードは
また、定位置行のキーよりも高い位置にありかつそれに
対して傾斜しておりかつオペレータの親指の側面で操作
されるように配置される直交する補助キーのアレイを含
む。
親指アレイのキーにはキーキャップが使用され、これ
によりその形態は段状になる。このように段状にする１
つの目的は、親指アレイの別のキーを誤って押さえるこ
となく、親指の側面で各々のキーを楽に押さえることが
できるようにすることである。段状にする第２の目的
は、触って親指の位置を戻すことができるようにするこ
とである。さらに、補助キーアレイは、一般に指が基準
位置にあるときのオペレータの楽にした親指の位置によ
って規定されるラインに沿って配置されかつ整列される
少なくとも第１および第２の縦長キーを含み得る。これ
らの第１および第２のキーは第１の位置と第２の位置と
の間でキーボードの表面に対して垂直に動くようにかつ
親指側で押さえられるように構成される。好ましくは第
１および第２のキーは触って識別できるようにするため
の異なるキーキャップを有する。
さらに別の実施例では、第５の行のキーが設けられ
る。好ましくはキーボードの各々の側の２つの中央のキ
ーはカーソルを動かす機能を果たす。
図面の簡単な説明 図１は、この発明のエルゴノミックキーボードの斜視
図である。
図２は、図１に示されるエルゴノミックキーボードの
側面図である。
図３は、図１のライン３−３に沿った部分断面図であ
る。
図４は、図１に示されるキーボードおよびそのキーの
レイアウトを示す平面図である。
図５は、（キーが左および右のセクションに別々にあ
ることを除いて）英数字キーに従来の斜め方向のアレイ
を使用するが、親指キーと一体化したパームレストと高
い位置にありかつ傾斜したファンクションキーとを保持
する、キーの代替的な配列を示す図である。
図６は、図４と比較すると付加的なキーを備える代替
的なキーレイアウトを示す図である。
好ましい実施例の詳細な説明 標準パーソナルコンピュータのような現代のコンピュ
ータ（図示せず）とともに使用するための改良されたエ
ルゴノミックキーボード100は、複数の英数字キー102、
複数のファンクションキー104、および複数の補助キー1
06を含む。この発明は標準コンピュータ（図示せず）と
ともに使用するためのキーボード100を参照することに
よってこの中で説明されているが、この発明のキーボー
ドがいかなるデータ処理装置と組合わせたデータエント
リにも使用され得ることは当業者には明らかであろう。
たとえば、この使用のキーボードは、航空機、自動車、
および軍用装置に見られるような制御パネル、ビデオゲ
ーム、電子楽器、規格外キーボードなどと組合わせて使
用され得る。
英数字キー102は、従来のコンピュータキーボード上
に標準４行のASII制御文字発生キーのすべてを含み、そ
れらは標準クワーティレイアウトを有するアレイに配列
される。当該技術において既知であるように、英数字キ
ー102は、アルファベット文字を識別し、それらをキー
ボード100がともに使用される標準コンピュータ（図示
せず）に入力するために設けられる。
この発明の現在好ましい実施例において、英数字キー
102は、オペレータの左手および右手の操作のためにそ
れぞれ位置決めされた第１および第２のアレイ108およ
び110に分離される。第１および第２のアレイ108および
110の中間にある置場160は好ましくは保管のために構成
される。領域160に設けられた置場は付属品または他の
ものを置くためにオペレータによって使用されてもよ
い。
第１および第２のアレイ108および110は、各々ほぼ直
交する凹面形アレイに配列される。しかし、列はうまく
整列されるが、行は指の長さが異なることを反映してい
くらか湾曲される。したがって、薬指および中指のため
のキー列は一般に他の列よりもオペレータから離れた位
置にある。この縦距は典型的にはキーキャプ幅の1/4な
いし2/3である。キースイッチが載置されるべき面板上
におけるキースイッチベースの正確な態様および位置
は、付録Ａの表によって決定され得る。キートップの正
確な態様および位置は、付録Ａの表をキーキャプ型に組
合わせることによって決定することができる。現在好ま
しいキーキャプ型は、４つの定位置行のキーがその定位
置行の改良された検出のために球面状に仕上げられたキ
ーキャプを使用する以外は、従来のPCキーボードに使用
される円筒形に仕上げられた型のものである。
第１および第２のアレイ108および110はそれぞれ第１
および第２の定位置行112および114を含み、各々オペレ
ータの指に対する基準位置を規定する４つの定位置キー
を含む。英数字キー102は第１および第２の凹面形アレ
イに配列されるようにこの中では説明されるが、この発
明の局面は、英数字キーが平坦または凹面形式のいずれ
に位置決めされたキーボードによる使用にも容易に適用
され得ることが当業者には明らかであろう。さらに、こ
の発明は英数字キーの従来の対角線配列（図５）、また
は英数字キーの規格外直交配列（図６）を用いて使用さ
れてもよい。さらに、任意の非クワーティキー配列が可
能である。
この発明のキーボードのさらなる利点は、図５に示さ
れる第５行500の追加である。この発明の現在好ましい
実施例において、それぞれ左側510および右側512にある
２つの内側キー502および504、ならびに506および508が
カーソル位置決めのために使用される。特定的には、左
側510の内側キー502および504が好ましくは、図５に使
用されるように、カーソルの左右移動のために使用され
ると定められる。同じ態様で、右側512の内側キー506お
よび508が好ましくはカーソルの上下移動のために使用
される。
複数のファンクションキー104は典型的には印刷可能
な文字を発生するめめよりむしろ特別機能を起動するた
めに設けられ、補助キー106または英数字キー102と組合
わせて一般に使用される。それらが英数字キーから空間
的に分離されることが信頼性の高い使用のためには重要
である。しかし、それらは届きやすく、かつ楽に押下し
続けられねばならない。当該技術において既知であうよ
うに、複数のファンクションキー104は少なくともF1な
いしF10、典型的にはF1ないしF12またはそれより多くの
ラベルを付され、さらにエスケープ（Esc）、プリント
スクリーン（Print Scrn、F13）、スクロールロック（F
14）、およびポース（F15）を含む。異なるハードウェ
アシステム（すなわちアップル・マッキントッシュ（Ap
ple Macintosh）vs IBMまたは互換性PC）および異なる
ソフトウェアアプリケーションは、ファンクションキ
ー、英数字キー、および補助キーを異なる組合せで利用
する。しかし、IBM互換性PCのための最も一般的な組合
わせは、Ctr1またはAltのいずれかをファンクションキ
ーF1−F12とともに使用することである。アップル・マ
ッキントッシュPCを用いた場合、最も一般的な組合せは
オプション若しくはコマンドキーを互いに、または英数
字キーもしくはファンクションキーとともに使用するこ
とである。
複数のファンクションキー104は、好ましくはオペレ
ータの左手および右手による操作のためにそれぞれ第１
および第２のアレイ116および118に配列され、各アレイ
は複数のキーを含む。第１および第２のアレイ116およ
び118のキーは１行以上の水平方向の行からなる線形態
様に配列され得、それらは一般に第１および第２の定位
置行112および114によってそれぞれ規定される基準位置
に対して平行である。しかし、第１および第２のアレイ
116および118のキーを湾曲線形態様で配列することが好
ましい。好ましい実施例において、第１および第２のア
レイ116および118のキーは英数字キーの標準距離（3/4
インチ）より狭い間隔（たとえば中心間が1/2ないし5/8
インチ）にされる。また、第１および第２のアレイ108
および110に関して前述したように、第１および第２の
アレイ116および118は、平坦または凹面形のいずれの英
数字のアレイを有するキーボードによる使用にも配列さ
れ得る。
ファンクションキー104がオペレータによって使用さ
れる際の快適性、速度、および精度を改良するために、
第１および第２のアレイ116および118は、第１および第
２の定位置行112および114でキーキャプの頂部によって
規定される基準位置のレベルより上に上げられ、ユーザ
に向かって傾斜を付けられる。作業面に関するファンク
ションキーアレイ116および118の傾斜度は、15゜から60
゜までの範囲にわたり得る。図２にも示されるように、
第１および第２の定位置行112および114に関する高さお
よび傾斜の度合は、好ましくはそれぞれ３−5cm、およ
び少なくとも35゜である。ほとんどの応用において、ユ
ーザに対する傾斜度は、キーへ延ばされた指をただ動か
すことによって指が最小の動きでキーを押下することが
できるようでなければならない。もしキーが過度に傾斜
を付けられると、爪がキーを打ち、ユーザに不快感を与
えるであろう。もしキーが十分に傾斜を付けられなけれ
ば、作業面に向かってさらなる下方向の動きが必要とさ
れ、それにより余分な労力が必要となり、速度および精
度が落ちる。しかし、高さおよび傾斜の好ましい度合に
対する前述の値は例証的なものであり、いくらかの変更
はこの発明の真の範囲内から逸脱せずして与えられ得
る。
図１に示される補助キー106は、従来のタイプライタ
ーおよび／またはコンピュータキーレイアウトとともに
一般に使用され、かつ英数文字の入力以外の機能を行な
う複数のキーを含む。補助キー106によって行なわれる
機能の例は、スペース、エンター、シフト、キャプスロ
ック、タブ、バックスペース、コントロール（Ctrl）、
およびAlt、それに加え、編集キー（ホーム、エンド、
ページアップ、ページダウン、およびデリート）であ
る。アップルマッキントッシュコンピュータはコマンド
（Cmd）およびオプションキーも使用する。好ましい実
施例において、図５および図６に示されるように、各親
指に対し６つのキーが与えられる。これらの６つのキー
は、スペース、エンターおよびバックスペース、それに
加え編集キー（ページアップ、ページダウン、ホーム、
エンドおよびデリート）とともにCtrlおよびAlt、また
はCmdおよびオプションを含む。
補助キー106はオペレータの左親指および右親指によ
る操作のためにそれぞれ第１および第２のアレイ120お
よび122に分離される。図４に示されるように、たとえ
ばスペースのような同じ機能を行なうためのキーを第１
および第２のアレイ120および122の両方に設けるのが望
ましいことが当業者には明らかであろう。しかし、図５
および図６に示される好ましい実施例では多機能性を最
大にするために各キーは１つだけ与えられている。第１
および第２のアレイ120および122のキーは、第１および
第２の定位置行112および114でキーキャプの頂部によっ
て規定される基準位置より高くされる。好ましくは、第
１および第２のアレイ120および122は支持机面に関する
レベルとほぼ同じであるか、またはオペレータから遠ざ
かる方向にわずかに上へ勾配を付けられる（典型的には
水平面から約10゜偏位する。）。この態様によると、最
小の動きおよび労力で力を抜いた親指の側面で楽にキー
を押下することができる。著しく不快な、親指の先で親
指キーを押す動作が必要とされる対角線アレイ（たとえ
ばモルト、U.S.4,244,659）における親指キーの以前の
使用では、キーを見ずに打てるより高い熟練度が必要と
され、この発明の態様における手のサイズの違いに対す
る「自己調整」が行なわれない。
第１および第２のアレイ120および122は大体直交関係
に配列され、それらの軸は定位置行の基準位置に対して
回転される。好ましくは、第１および第２のアレイ120
および122のキーが基準位置に対して回転される角度
は、オペレータから真っ直ぐに見て約10−30゜であり、
最も好ましくは約20−25゜である。定位置行および作業
面に対するこの回転および勾配はそれぞれ、ほとんどの
ユーザの親指を縦長キーキャプ（たとえば、図５および
図６に示されるスペース、エンター、バックスペース、
デリート）の長さに楽に沿わせる上で臨界的なものであ
り、驚くべきことには、極めて大きい手を持つ大人のオ
ペレータにも子供（約７歳位）のような極めて小さい手
を持つオペレータにも適応する。
第１および第２のアレイ120および122は、各々第１お
よび第２の縦長キー124および126を含み、それらはオペ
レータの手が基準位置にあるときオペレータの親指がそ
れらの直線軸に実質的に平行であるように位置決めされ
る。第１および第２の縦長キー124および126の位置決め
によってそれらが親指の側面で押下されることが容易と
なる。図４に示されるように、それらのキーの代替的配
列が可能である。好ましいキー配列が図５および図６に
示され、当該技術において既知の機能を行なうためのキ
ーの位置が示されている。
第１および第２のアレイ120および122は、第１および
第２の縦長キー124および126の直線軸に整列された第１
および第２の方形補助キー128および130もそれぞれ含
む。キー124−130は各々キーボード100の表面に対して
一般に垂直に第１および第２の位置の間を移動するよう
に構成される。
図３を参照すると、補助キー106における親指起動キ
ーのためのキー頂部の位置は、１つ以上のキーが不注意
によって同時に押されずして、より容易に押下すること
ができるように雛壇に形成される。さらに、第２の縦長
キー126は好ましくはそれらの短軸に沿って急な勾配が
付けられる。高いほうの側は第１の縦長キー124に隣接
し、前記第１の縦長キーの頂部よりも高い。これによっ
てオペレータは、親指が通常の「定」位置から第１の縦
長キーへの途上迷ったかどうかを触感でより容易に検出
することができる。方形補助キー128ないし130は開放位
置（輪郭で示される）と第２の起動位置との間を移動す
るように示される。同様に第３の方形キー131は開放位
置（輪郭で示される）と起動位置との間を移動するよう
に示される。第１の方形キー128は第１の縦長キー124の
表面より上にその表面が位置決めされ、それによって第
１の縦長キー124が開放位置（輪郭で示される）にある
とき、第１の標準キーは起動位置へ押下されても、その
表面が第１の縦長キーの表面より上のままであり得る。
この態様で位置決めされることによって、第１、第２お
よび第３の方形補助キー128ないし130は、第１もしくは
第２の縦長キー124および126、または他の方形補助キー
134もしくは132が不注意に起動されずして、オペレータ
の親指によって容易に操作され得る。同様に、第４の方
形補助キー134が好ましくは第５の方形補助キー132の表
面より上にその表面を位置決めされ、それによって第４
の方形補助キー134は第５の方形補助キー132を不注意に
押下せずして親指で押下され得る。
別の実施例において、英数字キーの直交アレイは、図
6Bに示されるように、片手または両手いずれの指によっ
ても使用するために位置決めされた「組込式テンキー」
と称される代替機能を有する。英数字キーの代替動作
は、専用キー（たとえばF16）を押すことによってトリ
ガされてもよいが、一度F16によって呼出されると、キ
ャプスロック、Ctrl、またはAltのような非専用補助キ
ーでトグルオンおよびオフされてもよい。
さらなる実施例において、図６に示されるのと同じキ
ーレイアウトおよび直交配向が平坦面に設計され、凹面
形アレイにおけるキーのために必要な学習を最小にする
ことができる。凹面形英数字アレイを有するキーボード
を便宜上使用することが不可能である爪が長いタイピス
トはこのような実施例を有効に使用することができる。
図５に示されるさらなる代替実施例は、右側および左
側が空間によって分離され、高くされ、ユーザに向かっ
て傾斜を付けられた親指パッドおよび機能キーが他の実
施例のように設けられている以外は、従来のキーボード
と本質的に同一である英数字キーの対角線アレイであ
る。この実施例では英数字キーをタイプするための学習
は本質的に排除されるが、従来のキーボードと比較した
著しい快適性および性能面の恩恵は保持される。
小さい手および大きい手のいずれもが楽にフィットす
ることができるという重要な局面は、オペレータの左手
および右手の踵を受けるための第１および第２の一体的
パームレスト136および138をそれぞれ含むことである。
第１および第２の一体的パームレスト136および138は、
最適な快適性のために、かつ大きい手が滑り落ちること
を防止するために粘着剤、またはクリップ型パッドを取
付けられることができる。特に適当なパッド型は、サウ
スウエスト・テクノロジーズ、Inc.（カンサスシティー
（Kansas City）、MO）のエラスト−ゲル（Elasto−Ge
l）のような生地で被覆された自己粘着迎合性（conplia
nt）ゲルである。小さい手のユーザはタイピング作業の
ほとんどの間一体支持上に掌を載せることができ、大き
い手を手段とするユーザは載せている間と同じように事
実上タイピング作業の間もずっと掌を楽に支持すること
ができる。
再度図１を参照すると、凹面形英数字キーアレイを使
用する実施例において、第１および第２の一体的パーム
レスト136および138は各々、第１および第２の定位置行
112および114のキートップによってそれぞれ規定される
基準位置より上の高さにされる。さらに、第１および第
２の一体的パームレスト136および138は縁部140および1
42から第２および第３の縁部144および146までそれぞれ
下方向に勾配を付けられる。第１および第２の一体的パ
ームレストの横方向の勾配によって、オペレータの手は
完全回内位置と適度に異なる角度、たとえば10−30゜で
支持されることができる。（オペレータに向かう）前面
勾配は、掌の付け根から指の付け根までの力を抜いた掌
の自然勾配を適合させるために約10゜（かつ15゜以下）
てあるべきである。パームレストは、ユーザが第１のア
レイ108、116、および120、ならびに第２のアレイ110、
118、および122のキーを操作している間、ユーザの掌と
接触するように位置決めされることが当業者には明らか
であろう。さらに、第１および第２のアレイ108および1
10のキーは、第１および第２のパームレストより下に位
置決めされ、それによってオペレータの指はキーを操作
している間第１および第２の一体的パームレスト136お
よび138から下方向に自然に曲がり得る。
この発明は、驚くほど改良された性能を与える特徴を
与える新規の組合せで、代替的キーボードの特徴（分割
された左右英数字セグメント、凹面形英数字キーレイア
ウトジオメトリ、一体的パームレスト）を組合わせる。
この設計特徴の組合わせによって、慣れ親しんだクワー
ティ英数字キーレイアウトを変えずして、キーボードに
おいて従来より未解決のまま残っている問題が最小にさ
れる。これらの改良点は以下のことを行なうことによっ
て達成される。
1.ファンクションキー行を高くし、それらのキーを英数
字キーの面に関してユーザのほうへ傾けることによっ
て、典型的には少なくとも16個のコンピュータファンク
ションキーの使用に関する緊張および遅いタイピングを
低減する。これはファンクションキーを定位置行により
近く、オペレータにとってより見やすく位置決めする。
キーボードを分割するために、中心間の間隔を狭くされ
た（好ましくは5/8インチ）分割ファンクションキーを
使用することによって、各英数字セグメントより上の、
容易にタイプできるファンクションキーを少なくとも８
つ、典型的には９つ使用することができる。ファンクシ
ョンキーのために短い移動（traval）スイッチを使用す
ることによって、タイピングがさらに容易となり、移動
スイッチ全部より小型の設計が可能となる。最も好まし
くは、これらのスイッチは導電性ゴム、または類似のス
イッチテクノロジーを使用して製造され、それによって
キーキャプは柔かく、かつ迎合性のあるものとなる。こ
のようなスイッチとともに、オペレータへのフィードバ
ックを最大にするために（典型的にはスイッチが接触を
行なう際トリガされる電子共振器を使用して）カチッと
聞こえる音が与えられ得る。
2.緊張を低減するとともに、誤りおよび／または従来の
コンピュータキーボード上で弱い右小指によって扱われ
ていた多数のキー（典型的には少なくとも15）に必要と
される目視タイピングを低減する。これは、右手または
左手のいずれに対するキーも８つに減らし、最も一般的
に使用されるキー（エンター／リターン、バックスペー
ス、Ctrl、Alt、Cmd）を親指位置へ移動させることによ
って達成される。さらに、複数の新しいキー位置148−1
54が第５の行として第１および第２のアレイ108および1
10へ加えられた。典型的には少なくとも２つ、通常３つ
または４つの新しいキー位置（図５および図６）が、図
４−図６に最もよく示されるように、行５に位置決めさ
れる。
3.典型的には文字キー、またはファンクションキーと組
合わせて押される特別な「制御キー」の使用に関する緊
張および遅いタイピングを低減する。これは、典型的に
は親指によって押されるために制御キーを近方の側面か
ら近方の中間位置へ移動させることによって達成され
る。この変更は、ファンクションキーの位置および態様
の変更と組合わせると特に有効である。
4.英数字キーが配列される最適な凹面形ウェルを作るこ
とによって、標準クワーティ英数字キーレイアウトを使
用する際必要とされる緊張および伸張を低減する。キー
は、不便でかつ冗長な指の横延ばしを最小にするために
一般的直交行列アレイに位置決めされる。しかし、ある
隣接列は人の指の長さによりよくフィットするために1/
4ないし2/3（好ましくは約1/2）キーキャプ幅だけずら
される。前述の他の特徴とともに、この特徴の組合わせ
によって、典型的なオペレータが、両手を掌／手首の支
持上に載せて、英数字キーセット全体をタイプすること
ができ、したがって手首の反復動作および疲労を低減す
るという驚くべき利点が与えられる。この凹面形直交ア
レイが異なる行において異なる角度で勾配を付けた従来
のキーキャップ（本来、従来の「平坦な」クワーティキ
ーボードとともに使用するために設計された）によって
使用される場合、タイピングの容易さおよび精度はさら
に向上される。
5.組込式テンキーは、別のテンキー数字パッドに従来使
用される直交レイアウトと一致するので、熟練したタイ
ピングおよびテンキーユーザに特に有用である。
6.この中に説明されたような英数字キーの適切な位置決
めと組合わされた、任意に位置決めされ、パッドを入れ
られたパームレストによって、ほとんどのオペレータが
掌を載せながら、殆ど、またはすべての英数字キーをタ
イプすることができる。これは、従来のQWERTYレイアウ
トを使用するキーボードでは以前は達成されていなかっ
た。迎合性ゲルパッドの使用もまた、薄い膜で快適な支
持を与えるということで重要であり、それによって手と
キーボードとの関係はパッドの有無にかかわらず著しく
変化しない。
7.左右の第５の行の使用によって、カーソル移動キーを
任意に位置決めすることができる。２つ以上のキーが両
側に設けられる場合、小指によって通常タイプされる他
の行の滅多に使用されないキーが第５の行に再配列さ
れ、再配列されたキー、および隣合うキーの両方をタイ
プする精度および速度を高める。
手首の回内、手首の伸張、および尺骨変位を含む、
手、手首、および腕の望ましくない姿勢および動きがほ
とんどのオペレータに関し最小にされるか、または排除
される。驚くべきことに、快適性、精度および持久力に
おけるこの著しい改良は、オペレータが英数字キーの相
対位置を再学習することを必要とせずして、この発明の
ベストモードにおいて達成される。中間に移動した補助
および制御キーの効率的使用、および対角線キーレイア
ウトから直交キーレイアウトへ変更することによって生
じる英数字キーのわずかな位置の変化を補うために、最
小限の学習しか必要とされない。この発明の主要な目的
は、実質的に再学習を必要とせずして、快適性とよび持
久力を改良することに加え、緊張および伸張を低減する
ことであるが、精度の向上および以前は届きにくかった
キーの目視タイプの低減を通して性能が向上するという
さらなる恩恵がもたらされる。
この発明の特定の実施例が例証の目的でこの中に説明
されてきたが、この発明の精神および範囲から逸脱せず
して様々な変更が行なわれ得ることは前述のことから明
らかでろう。したがって、この発明は添付のクレームに
よる外に限定されることはない。
付録Ａ 以下の数のアレイは１組のラインを規定し、その各々
は機械的キースイッチ（たとえば、米国イリノイ州ウオ
ーキーガン（Waukeegan）のチェリーエレクトロニクス
社（Cherry Electronics Corporation）のタイプMX1A）
が面板に接触するであろう位置で終わる。したがって、
図６に示されるように、これらのラインはこの発明の右
側および左側の英数字キーおよび親指キーの好ましい位
置および態様を表している。第１の３つの数はラインの
一方の端を規定し、第２の３つの数はラインの他方の端
を規定する。規定されるポイントは、右側の英数字キー
アレイと左側の英数字キーアレイとの間の中心点に配置
される。
フロントページの続き (72)発明者 ルンド，シャーリー・エイ アメリカ合衆国、98119 ワシントン州、 シアトル、オリンピック・ウェイ・ウェ スト・ナンバー・207、1127 (72)発明者 ファーランド，ウィリアム・ピィ アメリカ合衆国、98107 ワシントン州、 シアトル、ノース・ウェスト・フィフテ ィーセカンド、301 (56)参考文献 特開 昭62−22129（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−58829（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭44−24333（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 3/02 310

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】オペレータの手の指とデータ処理装置とを
    相互作用させるためのキーボードであって、 データ処理装置に対して英数字の文字を識別するための
    複数の英数字キー手段を有する第１と第２の横方向に分
    離された英数字キーアレイを備え、前記英数字キー手段
    は、直交しかつ実質的に凹状のアレイに配列された複数
    のキーを含み、 前記キー手段は、オペレータの指の基準位置を規定する
    定位置キーを有する定位置行を含み、オペレータの人指
    し指は基準位置に配置されるとき基準ラインを規定し、
    さらに、 各々が実質的に直交したアレイで配列された複数の補助
    キー手段を含む２つの補助キーアレイを備え、前記補助
    キー手段は、データ処理装置によって行なわれるべき補
    助操作を識別するために構成され、前記補助キーアレイ
    の各々は、オペレータの親指で操作してデータ処理装置
    に入力するために配置され、前記補助キー手段は、前記
    定位置キーによって規定される基準位置よりも高く配置
    され、かつ、前基準ラインに対して回転した位置に配置
    され、さらに、 データ処理装置によって行なわれるべき機能を識別する
    ための複数のファンクションキー手段を有する２つのフ
    ァンクションキーアレイを備え、前記複数のファンクシ
    ョンキー手段は、基準位置よりも高く配置され、かつ、
    オペレータに向かって15〜60゜の範囲で傾斜しており、
    それによって、オペレータは前記複数のファンクション
    キー手段に、よりアクセス可能となる、キーボード。
  2. 【請求項２】実質的に水平な支持表面の上で操作するよ
    うに設計された、オペレータの手の指とデータ処理装置
    とを相互作用させるためのキーボードであって、 データ処理装置に対して英数字の文字を識別するための
    複数の英数字キー手段を有する第１と第２の横方向に分
    離された英数字キーアレイを備え、前記キー手段は、オ
    ペレータの指によって操作されるように適応された定位
    置キーを有する第１と第２の横方向に分離された定位置
    行キーセットを含み、前記定位置行キーセットはオペレ
    ータの指の基準位置を規定し、オペレータの人指し指は
    基準位置に配置されるとき基準ラインを規定し、さら
    に、 データ処理装置によって行なわれるべき機能を識別する
    ための複数のファンクションキー手段を有する第１と第
    ２の横方向に分離されたファンクションキーアレイを備
    え、前記第１と第２の横方向に分離されたファンクショ
    ンキーアレイは、それぞれ、前記第１と第２の横方向に
    分離された英数字キーアレイと実質的に整列されてお
    り、前記複数のファンクションキー手段は、前記英数字
    キーアレイに対して相対的にオペレータから遠い位置に
    あり、前記ファンクションキー手段は、前記定位置キー
    の上に３〜5cmだけ高い位置に配置され、前記ファンク
    ションキー手段のすべては、支持表面に対して15〜60゜
    の間の角度で傾斜している、キーボード。
  3. 【請求項３】オペレータの手の指とデータ処理装置とを
    相互作用させるためのキーボードであって、 データ処理装置に対して英数字の文字を識別するための
    複数の英数字キー手段を有する第１と第２の横方向に分
    離された英数字キーアレイを備え、前記キー手段は、オ
    ペレータの指によって操作されるように適応された定位
    置キーを有する第１と第２の横方向に分離された定位置
    行キーセットを含み、前記定位置行キーセットはオペレ
    ータの指の基準位置を規定し、オペレータの人指し指は
    基準位置に配置されるとき基準ラインを規定し、さら
    に、 データ処理装置によって行なわれるべき補助操作を識別
    するための複数の補助キー手段を有する第１と第２の補
    助キーアレイを備え、前記補助キーアレイは、実質的に
    直交したアレイで、基準位置よりも高く配置され、か
    つ、オペレータの親指によって操作するために位置付け
    られるように基準ラインに対して10〜30゜の範囲内で回
    転した位置に配置され、 前記補助キーアレイの各々は、基準ラインに対して傾斜
    して配置される縦長キーを含み、それによって、オペレ
    ータの親指は前記縦長キーの長寸法表面に整列されるこ
    とができ、さらに、 オペレータの掌を受けるためのパームレスト手段を備
    え、前記パームレスト手段は、データ入力装置を操作す
    る間オペレータの指が前記パームレスト手段から下方向
    に延びるように、前記定位置キーによって規定される基
    準位置よりも高く配置され、前記補助キー手段は、操作
    する間オペレータの親指がオペレータの掌と同一平面上
    にあるように、前記パームレスト手段と同一平面上に配
    置される、キーボード。
  4. 【請求項４】オペレータの手の指とデータ処理装置とを
    相互作用させるためのキーボードであって、 データ処理装置に対して英数字の文字を識別するための
    複数の英数字キー手段を有する英数字キーアレイを備
    え、前記キー手段は、オペレータの指の基準位置を規定
    する定位置キーを有する定位置行を含み、さらに、 データ処理装置によって行なわれるべき機能を識別する
    ための複数のファンクションキー手段を有するファンク
    ションキーアレイを備え、前記複数のファンクションキ
    ー手段は、基準位置よりも高く配置され、かつ、オペレ
    ータに向かって傾斜しており、それによって、オペレー
    タは前記複数のファンクションキー手段に、よりアクセ
    ス可能となり、 前記英数字キー手段は、直交しかつ実質的に凹状のアレ
    イに配列される複数のキーを含み、 オペレータの掌を受けるためのパームレスト手段をさら
    に備え、前記パームレスト手段は、キーボードを操作す
    る間オペレータの指が前記パームレスト手段から下方向
    に延びるように、前記定位置キーによって規定される基
    準位置よりも高く配置され、 データ処理装置よって行なわれるべき補助操作を識別す
    るための複数の補助キー手段を含む補助キーアレイをさ
    らに備え、前記補助キー手段は、直交するアレイに配列
    される複数の補助キーを含み、前記補助キー手段は、前
    記定位置キーによって規定される基準位置よりも高く配
    置され、かつ、前記英数字キーアレイに対して回転した
    位置に配置され、 前記複数の補助キー手段は、オペレータの手が基準位置
    にあるとき、オペレータの親指に沿って整列されるよう
    に配置される第１と第２の線形のキーを含み、前記第１
    と第２の線形のキーは、それぞれ、キーボードから遠い
    第１の遠い位置とキーボードから近い第２の近い位置と
    の間で動くように構成され、前記第１の線形のキーは、
    前記第１の線形のキーが前記第２の近い位置にありかつ
    前記第２の線形のキーが前記第１の遠い位置にあると
    き、その表面が前記第２の線形のキーの表面よりも上に
    あるように配置される、キーボード。
  5. 【請求項５】前記英数字キーアレイは、オペレータの左
    手と右手とによって、それぞれ、操作されるように分離
    される第１と第２の英数字キーを含み、前記ファンクシ
    ョンキーアレイは、オペレータの左手と右手とによっ
    て、それぞれ、操作するために分離される第１と第２の
    ファンクションキーアレイを含み、さらに、前記補助キ
    ーアレイは、オペレータの左手と右手とによって、それ
    ぞれ、操作するために分離される第１と第２の補助キー
    アレイを含む、請求項４に記載のキーボード。
  6. 【請求項６】オペレータの手の指とデータ処理装置とを
    相互作用させるためのデータ入力装置であって、 データ処理装置に対して英数字の文字を識別するための
    複数の英数字キー手段を有する第１と第２の横方向に分
    離された英数字キーアレイを備え、前記キー手段は、オ
    ペレータの指によって操作されるように適応された定位
    置キーを有する第１と第２の横方向に分離された定位置
    行キーセットを含み、前記定位置行キーセットはオペレ
    ータの指の基準位置を規定し、オペレータの人指し指は
    基準位置に配置されるとき基準ラインを規定し、さら
    に、 データ処理装置によって行なわれるべき機能を識別する
    ための複数のファンクションキー手段を有する第１と第
    ２の横方向に分離されたファンクションキーアレイを備
    え、前記第１と第２の横方向に分離されたファンクショ
    ンキーアレイは、それぞれ、前記第１と第２の横方向に
    分離された英数字キーアレイと実質的に整列されてお
    り、前記複数のファンクションキー手段は、前記英数字
    キーアレイに対して相対的にオペレータから遠い位置に
    あり、前記ファンクションキー手段は、前記基準位置よ
    りも高い位置に配置された、オペレータの指によって操
    作されるためのファンクションキーのキーキャップを有
    し、前記ファンクションキー手段のすべては、支持表面
    に対して15〜60゜の間の角度で傾斜している、データ入
    力装置。
  7. 【請求項７】オペレータの手の指とデータ処理装置とを
    相互作用させるためのデータ入力装置であって、 オペレータの指で操作するために構成され、データ処理
    装置に入力するための複数のキー手段を各々が有する、
    少なくとも２つの分離して凹状で実質的に直交して配列
    されたキーアレイを備え、前記複数のキー手段は、オペ
    レータの手の基準位置を規定する定位置キーを含み、オ
    ペレータの人指し指は基準位置に配置されるとき基準ラ
    インを規定し、さらに、 オペレータの親指で操作するために構成され、配置さ
    れ、データ処理装置に入力するために各々が実質的に直
    交したアレイで配列された複数の補助キー手段を含む少
    なくとも２つの補助キーアレイを備え、前記補助キー手
    段は、前記定位置キーによって規定される基準位置より
    も高く配置され、さらに、 オペレータの掌を受けるためのパームレスト手段を備
    え、前記パームレスト手段は、データ入力装置を操作す
    る間オペレータの指が前記パームレスト手段から下方向
    に延びるように、前記定位置キーによって規定される基
    準位置よりも高く配置され、前記補助キー手段は、操作
    する間オペレータの親指がオペレータの掌と同一平面上
    にあるように、前記パームレスト手段と同一平面上に配
    置され、 前記補助キー手段は、基準ラインに対して傾斜して配置
    される縦長キーを含み、それによって、オペレータの親
    指は前記縦長キーの長寸法表面に整列されて位置付けら
    れることができる、データ入力装置。
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