JP5548165B2 - Keyboard, switch circuit, method for displaying input mode, and computer - Google Patents
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Description
本発明はキーボードや押しボタンのような押下式の入力システムにおいてキー・トップの表示を変更する技術に関する。 The present invention relates to a technique for changing a key-top display in a push-type input system such as a keyboard or a push button.
コンピュータの入力装置としてはマウスやキーボードが代表的である。キーボードは、文字キーの入力モードを変更する入力モード操作キーを含む。たとえばノートブック型携帯式コンピュータ(以下、ノートPCという。)のキーボードにおいて、入力モード操作キーの代表例として〔Insert〕キー、〔CapsLk〕キー、および〔ScrLk/NmLk〕キーがある。〔Insert〕キーは、入力モードを挿入モードと上書きモードの間で変更し、〔CapsLk〕キーは、入力モードを大文字モードと小文字モードの間で変更し、〔ScrLk/NmLk〕キーは、入力モードをテン・キー・モードと通常モードの間で変更する。 As a computer input device, a mouse and a keyboard are typical. The keyboard includes input mode operation keys for changing the input mode of the character keys. For example, in a keyboard of a notebook type portable computer (hereinafter referred to as a notebook PC), there are [Insert] key, [CapsLk] key, and [ScrLk / NmLk] key as representative examples of input mode operation keys. [Insert] key changes the input mode between insert mode and overwrite mode, [CapsLk] key changes the input mode between uppercase mode and lowercase mode, and [ScrLk / NmLk] key changes the input mode Is changed between the numeric keypad mode and the normal mode.
特許文献1は、1つのキーの表面に電子ペーパで形成した複数の入力表記をして、操作者の入力切換操作で決定された機能に対応する入力表記が表示されるように電子ペーパの電圧を制御するキー操作装置を開示する。コンピュータは、キーに与えられた複数の機能のうち特定の機能だけを有効にするために、キー操作者による操作に基づいてキー入力モードを切り替えるキー入力モード切替部を含む。また、キー操作装置は、キー入力モード切替部が決定した現在のキー入力モードで有効な機能を示す入力表記を視認表示させる表示切替部を含む。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228867 shows a voltage of electronic paper so that an input notation corresponding to a function determined by an operator's input switching operation is displayed with a plurality of input notations formed on the surface of one key. Disclosed is a key operation device for controlling the operation. The computer includes a key input mode switching unit that switches a key input mode based on an operation by a key operator in order to validate only a specific function among a plurality of functions given to the keys. The key operation device includes a display switching unit that visually displays an input notation indicating a function effective in the current key input mode determined by the key input mode switching unit.
特許文献2は、必要なときにキー釦部の機能が電子ペーパによって判るようにするとともに、表示用の配線が破損したり、クリック感が損なわれたりする問題を解消したキー釦構造を開示する。このキー釦構造では、キー釦が押下されていないときは、ケースに設けられた表示部用配線と表示部となる電子ペーパの端子が電気的に接続されてセグメント・タイプの電子ペーパに電圧が印加される。
電子ペーパの表示内容は、モード・キーによる選択モードやメニュー・キーによる選択メニューに応じて所定のタイミングで書き換えられる。キー釦部が押下されたときは、電子ペーパの端子と表示部用配線が非接続状態となるが、電圧が印加されなくなっても電子ペーパの特質としてそれまでの表示は維持される。同文献には、表示部は押圧したときに端子とつながって表示データを書き換えられるようにしてもよいと記載されている。 The display content of the electronic paper is rewritten at a predetermined timing according to the selection mode by the mode key or the selection menu by the menu key. When the key button part is pressed, the terminal of the electronic paper and the wiring for the display part are disconnected, but the display so far is maintained as a characteristic of the electronic paper even if the voltage is not applied. The document describes that when the display unit is pressed, the display unit may be connected to a terminal so that display data can be rewritten.
特許文献3は、アクティブ・マトリクス式の電気泳動的ディスプレイにおいて蓄電キャパシタを利用して、画素がアドレス指定されない間の画素の電圧を維持することによりアドレス指定を短時間で終了できるようにして高速なアドレス指定を可能にした電子ディスプレイを開示する。この発明を適用した薄膜トランジスタ・アレイでは、電子インクで構成された画素の画素電極に蓄電キャパシタの一方の端子が接続され他方の端子が隣接するゲート・ラインに接続されている。
特許文献4は、セグメント方式の電気泳動表示装置において、コモン振り駆動をするためにセグメント電極および共通電極へ印加した電圧を停止してそれらをハイインピーダンスに設定し電気泳動粒子の移動を停止して表示パターンを保持する際に発生するキックバック現象を抑制する発明を開示する。この発明では、キックバック現象の原因が、共通電極とセグメント電極の電極面積に起因する静電容量の差にあることに着目して、セグメント電極の静電容量を補うためにセグメント電極と低電位電源との間に容量素子を接続する。 In Patent Document 4, in a segmented electrophoretic display device, the voltage applied to the segment electrode and the common electrode is stopped in order to perform common swing driving, and they are set to high impedance to stop the movement of the electrophoretic particles. An invention for suppressing a kickback phenomenon that occurs when a display pattern is held is disclosed. In this invention, paying attention to the cause of the kickback phenomenon due to the difference in capacitance caused by the electrode area of the common electrode and the segment electrode, the segment electrode and the low potential are compensated to compensate for the capacitance of the segment electrode. A capacitive element is connected to the power source.
これまでのキーボードでは、一部の入力モード操作キーを操作したときの入力モードをキーボードまたはディスプレイの下縁に設けたLEDに表示していた。しかし、LEDの表示では入力モードを認識しにくいために、誤った入力をするという問題があった。また、すべての入力モードに対してLEDを設けることはスペースやコストの点で難点があった。さらに、入力モードの影響を受けるキーについては入力モードが表示されないため、たとえば、テン・キーと文字キーを共用するノートPCがテン・キー・モードに変化したときには、いずれがテン・キーであるかをキー・トップの印字だけでは認識しにくく、テン・キー・モードがほとんど使用されないといった事情も存在していた。 In conventional keyboards, the input mode when some of the input mode operation keys are operated is displayed on an LED provided on the lower edge of the keyboard or display. However, since it is difficult to recognize the input mode on the LED display, there has been a problem of erroneous input. In addition, it is difficult to provide LEDs for all input modes in terms of space and cost. Further, since the input mode is not displayed for the key affected by the input mode, for example, when a notebook PC sharing the numeric key and the character key is changed to the numeric key mode, which is the numeric key. The key-top printing alone is difficult to recognize, and the ten-key mode is rarely used.
特許文献1のキー操作装置では、表示切替部と電子ペーパの間が複数の制御コードで接続されているため、長期間のキー操作により制御コードの破損をもたらしたりキーの機械的な運動に影響を与えてタッチ感を損なったりする。この点、特許文献2のキー釦構造ではそのような問題を解決するために、電子ペーパの電極とケースの表示部用配線とがキー釦の操作により離れてもよい構造になっている。
In the key operation device of
しかし、電子ペーパをコンピュータ用のキーボードのキー・トップに設けるには、既存のキーボードの構造をできるだけ変えないようにする必要がある。この点で特許文献2は、発明にかかるキー構造を携帯電話に適用した例を示しているが、各キーの周辺に表示部用配線を設けるケースが必要となるため、一般的なコンピュータ用のキーボードに適用することは困難で、隣接するキーとの間のスペースが少ないノートPCに適用することは一層困難である。
However, in order to provide electronic paper on the key top of a computer keyboard, it is necessary to change the structure of the existing keyboard as much as possible. In this respect,
また、特許文献2のキー釦構造では、表示部用配線に印加される電圧のパターンは、表示の対象となるキー以外の他のモード・キーやメニュー・キーにより決定され、表示の対象となるキーの押下により生成されるものではないため、キーを押下して変更した入力モードの表示を当該キーの電子ペーパに表示するというコンピュータの入力モード操作キーに適用することはできない。
Further, in the key button structure of
特許文献2には、押圧したときに電子ペーパの端子と配線側の端子が接続されてもよいことが記載されている。しかし、電子ペーパの表示を変更するには所定値以上の電圧を所定時間以上印加する必要があるため、キー釦の押下速度が電子ペーパの表示を変更するために確保すべき時間の制限を受けるため、コンピュータのキーボードに適用するためにはこの問題を解決する必要がある。
この点において特許文献3または特許文献4は電子ペーパにコンデンサを利用することは記載しているが、キーに実装された電子ペーパに印加する電圧の印加時間を補うためにコンデンサを使用することは示唆していない。さらに、入力モード操作キーに設けた電子ペーパの表示をキーの押下に連動して変更する際に、これまでのようにコンピュータ・システムが入力モードの決定を行うと、高速でキー入力をするユーザが使用するキーボード、ノートPCのようにキーのストロークが短いキーボード、またはスキャン・コードの転送にシリアル転送を介在する外付けのキーボードなどでは十分に電子ペーパに対する電圧の印加時間を確保できないという問題がある。
In this respect,
そこで本発明の目的は、既存のキーボードのアーキテクチャに与える影響を最小限にしながら、キー・トップに設けた電子ペーパによる入力モードの表示を可能にしたコンピュータの入力システムを提供することにある。さらに本発明の目的は、電子ペーパによる入力モードの表示が可能な電気機器のスイッチ回路を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような入力システムを備えたコンピュータを提供することにある。さらに本発明の目的は、キーボードのキーに配置された電子ペーパに入力モードを表示する方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a computer input system that enables display of an input mode by electronic paper provided on a key top while minimizing the influence on an existing keyboard architecture. A further object of the present invention is to provide a switch circuit for an electric device that can display an input mode by electronic paper. It is a further object of the present invention to provide a computer equipped with such an input system. It is a further object of the present invention to provide a method for displaying an input mode on an electronic paper arranged on a key of a keyboard.
コンピュータの入力システムは、一般に各キーのタッチ部分の間に所定のスペースを設けて押し間違えがないようにしたり、押下する操作に対して特有の反発力を与えて快適なクリック感を実現したりするための特有のアーキテクチャに基づいて製作されている。本発明は、このような操作性に関する既存のアーキテクチャの有利な点を損なわないようにしながらキー・トップに電子ペーパによる入力モードの表示を可能にする入力システムを提供する。 In general, a computer input system provides a predetermined space between touch portions of each key so as not to make a mistake in pressing, or gives a repulsive force specific to a pressing operation to realize a comfortable click feeling. It is built on the basis of a unique architecture. The present invention provides an input system that enables display of an input mode by electronic paper on a key top without compromising the advantages of the existing architecture regarding such operability.
入力システムは、入力モードを変更する入力モード操作キーと、入力モード操作キーの表面に配置され入力モードの表示をすることができる電子ペーパと、複数のキーにそれぞれ対応して設けられ各キーの押下により接点が閉じるキー・スイッチを含む。さらに、電子ペーパに所定の電圧パターンを供給する電源側の接点と、電子ペーパに接続され入力モード操作キーの押下により電源側の接点に接触する表示側の接点を含む。 The input system includes an input mode operation key for changing the input mode, an electronic paper arranged on the surface of the input mode operation key and capable of displaying the input mode, and a plurality of keys provided for each key. Includes key switches that close contacts when pressed. Furthermore, a power supply side contact that supplies a predetermined voltage pattern to the electronic paper and a display side contact that is connected to the electronic paper and contacts the power supply side contact when the input mode operation key is pressed are included.
このような構成により、入力モード操作キーを押下することで、当該キーに配置された電子ペーパに電圧が供給されて所定の表示が行われる。電子ペーパはセグメント方式の表示回路で構成することができる。また、電子ペーパはマイクロ・カプセルと対向電極とセグメント電極を含む電気泳動方式の電子ペーパとすることができる。電子ペーパの対向電極とセグメント電極の間には、電源側の接点と表示側の接点が開いた後も電子ペーパに印加する電圧を維持するコンデンサを設けることができる。 With such a configuration, when an input mode operation key is pressed, a voltage is supplied to the electronic paper disposed on the key and a predetermined display is performed. Electronic paper can be composed of a segment type display circuit. The electronic paper can be electrophoretic electronic paper including a micro capsule, a counter electrode, and a segment electrode. A capacitor for maintaining a voltage to be applied to the electronic paper can be provided between the counter electrode and the segment electrode of the electronic paper even after the contact on the power supply side and the contact on the display side are opened.
その結果、電源側の接点と表示側の接点が接触している時間が短くてもその間にコンデンサの充電を完了して、その後コンデンサの電圧で電子ペーパに電圧を印加する時間を確保することができる。入力システムはさらに現在の入力モードを反転する反転信号に基づいて電源側の接点に所定の電圧パターンを出力する電圧パターン生成回路と、入力モード操作キーに対応するキー・スイッチの動作を検出して反転信号を電圧パターン生成回路に送る入力モード判定回路を含むようにしてもよい。 As a result, even if the contact time on the power supply side and the contact on the display side is short, charging of the capacitor is completed during that time, and then the time to apply voltage to the electronic paper with the voltage of the capacitor can be secured. it can. The input system further detects the operation of a voltage pattern generation circuit that outputs a predetermined voltage pattern to the contact on the power source side based on an inversion signal that inverts the current input mode, and a key switch corresponding to the input mode operation key. An input mode determination circuit that sends an inverted signal to the voltage pattern generation circuit may be included.
入力モード判定回路は、キー・マトリクスの入力モード操作キーに対応するスキャン・ラインとデコーダ・ラインに接続され入力モード操作キーが押下されたことを検出するハードウェア論理回路を含むようにしてもよい。また入力モード判定回路は、スキャン・コード生成回路から受け取ったスキャン・コードに基づいて入力モード操作キーが押下されたことを検出するハードウェア論理回路を含むようにしてもよい。 The input mode determination circuit may include a hardware logic circuit that is connected to the scan line and the decoder line corresponding to the input mode operation key of the key matrix and detects that the input mode operation key is pressed. The input mode determination circuit may include a hardware logic circuit that detects that the input mode operation key is pressed based on the scan code received from the scan code generation circuit.
このような入力モード判定回路によれば、キー・スッチが動作してから短時間で当該入力モード操作キーの電子ペーパに変更後の入力モードに対応する電圧パターンを出力することができる。したがって、電圧パターンが現れた状態の電源側の接点と表示側の接点が接触している時間を確保することができる。入力モード判定回路は、入力モード操作キーの押下により生成されたスキャン・コードに基づいて入力モードを判断するコンピュータ・システムと、第1のハードウェア論理回路または前記第2のハードウェア論理回路により設定される入力モードを示すビットを含む状態レジスタと、コンピュータ・システムが判断した入力モードと状態レジスタのビットが示す入力モードを比較する検出回路と、検出回路に接続された表示回路を含んでもよい。 According to such an input mode determination circuit, a voltage pattern corresponding to the changed input mode can be output to the electronic paper of the input mode operation key in a short time after the key switch is operated. Therefore, it is possible to secure the time during which the contact on the power supply side and the contact on the display side in the state where the voltage pattern appears are in contact. The input mode determination circuit is set by a computer system that determines an input mode based on a scan code generated by pressing an input mode operation key, and the first hardware logic circuit or the second hardware logic circuit A status register including a bit indicating the input mode to be detected, a detection circuit for comparing the input mode determined by the computer system with the input mode indicated by the bit of the status register, and a display circuit connected to the detection circuit.
このような構成によれば、先にハードウェア論理回路が判断した入力モードの結果が、後からコンピュータ・システムが判断した結果と相違する場合に表示回路でユーザに通知することができる。電子ペーパは入力モード操作キーにより変更された入力モードの影響を受ける入力モード反映キーに配置することができる。そして、電圧パターン生成回路は入力モード操作キーの電子ペーパと入力モード反映キーの電子ペーパに対して所定の電圧パターンを出力することができる。 According to such a configuration, the display circuit can notify the user when the result of the input mode previously determined by the hardware logic circuit is different from the result determined by the computer system later. The electronic paper can be placed on an input mode reflecting key that is affected by the input mode changed by the input mode operation key. The voltage pattern generation circuit can output a predetermined voltage pattern to the electronic paper of the input mode operation key and the electronic paper of the input mode reflection key.
入力モード操作キーによる入力モードの変更は、2つのキーの押下の組み合わせにより実現するようにしてもよい。本発明の入力システムは、ノートブック型コンピュータおよびデスクトップ型コンピュータに適用することができる。さらに本発明のキー入力システムは、コンピュータ以外の電気機器のスイッチ回路に適用することもできる。 The change of the input mode by the input mode operation key may be realized by a combination of pressing two keys. The input system of the present invention can be applied to notebook computers and desktop computers. Furthermore, the key input system of the present invention can be applied to a switch circuit of an electrical device other than a computer.
本発明により、既存のキーボードのアーキテクチャに与える影響を最小限にしながら、キー・トップに設けた電子ペーパによる入力モードの表示を可能にしたコンピュータの入力システムを提供することができた。さらに本発明により、電子ペーパによる入力モードの表示が可能な電気機器のスイッチ回路を提供することができた。さらに本発明により、そのような入力システムを備えたコンピュータを提供することができた。さらに本発明によりキーボードのキーに配置された電子ペーパに入力モードを表示する方法を提供することができた。 According to the present invention, it is possible to provide a computer input system capable of displaying an input mode by electronic paper provided on a key top while minimizing an influence on an existing keyboard architecture. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a switch circuit for an electric device capable of displaying an input mode by electronic paper. Furthermore, according to the present invention, a computer equipped with such an input system could be provided. Furthermore, according to the present invention, a method for displaying an input mode on an electronic paper arranged on a key of a keyboard can be provided.
[キー配列]
図1は、ノートPCが備えるキーボードのキー配列の一例を示す図である。キーボード10は、テン・キーが文字キーと共用となっているいわゆるテンキー・レス・キーボードといわれるタイプである。本発明にかかるキーボードは、PS/2インターフェースやUSBでデスクトップ型コンピュータに使用されるフル・キーボードであってもよい。フル・キーボードではテン・キーが独立して設けられる。各キーは上からみたときに、キー・トップが平坦な部分とその周辺に傾斜した部分を含む構造になっており、キー・トップの平坦な部分を押下する限り隣接するキーを押下することがないように構成されている。
[Key layout]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a keyboard key arrangement of a notebook PC. The
キーボード10は、入力モードを変更するキーの一例としての〔Insert〕キー51、〔ScrLk/NmLk〕キー52、および〔CapsLk〕キー53と、それらのキーと組み合わせて操作する〔Shift〕キー54および〔Fn〕キー55を含む。キーボード10はさらに点線で囲んだ10個の共用キー56を含む。共用キー56は、〔ScrLk/NmLk〕キー52の操作による入力モードの変更により文字キーまたはテン・キーとして機能する。
The
テキスト入力が可能なアプリケーションに対して〔Insert〕キー51を1度押下するとキーボード10からの入力モードが上書きモードに変化し、再度押下すると挿入モードに変化する。このときある種のアプリケーションでは、ステータス・バーに現在の入力モードを表示する。また、〔Shift〕キー54を押下しながら〔CapsLk〕キー53を押下すると、文字キーからの入力モードが大文字モードに変化し、同様に再度押下すると小文字入力モードに戻る。
When the [Insert]
〔Fn〕キー55を押下しながら〔ScrLk/NmLk〕キー52を押下すると、共用キー56がテン・キー・モードになり、再度押下すると通常モードとなる。キーボード10を搭載するノートPC10では、入力モードが大文字モードやテン・キー・モードに変化したときは、キーボード10またはディスプレイに設けたLEDが点灯してユーザに知らせるようになっているが、〔Insert〕キー51の押下による入力モードの状態はLEDには表示されない。さらに、〔ScrLk/NmLk〕キー52を単独で押下するたびに、表計算をするアプリケーションの入力モードがスクロールしたときに選択したセルが移動しないスクロール・ロック・モードに変化したりそれが解除されたりする。
When the [ScrLk / NmLk]
〔Insert〕キー51、〔ScrLk/NmLk〕キー52、および〔CapsLk〕キー53などは、キーボード10からの入力モードを変更することができるキーであり、以後このようなキーを入力モード操作キーということにする。入力モード操作キーは、キーを押下したときに入力モードが変更されその後解放しても変更した入力モードを維持するような操作をするキーをいう。入力モード操作キーは、キーを押下してから解放したときに入力モードを変更するタイプであってもよい。
The [Insert]
入力モード操作キーはさらに、全角入力と半角入力を切り換えるキーや、日本語キーボードにおけるローマ字入力とひらがな入力といったように入力文字モードを切り換えるキーも存在する。〔Shit〕キー54を押下してから文字キーを押下して大文字で入力する場合と、文字キーだけを押下して小文字で入力する場合との間でも入力モードが変化しているが、このように当該キーの操作のときだけ入力モードを変更する〔Shift〕キー54は入力モード操作キーには含めない。このようなキーは、入力モードの変更が一時的であるため、入力モードを表示する意義が少ないからである。ただし本発明は、このようなキーの現在の機能を電子ペーパに表示をすることを排除するものではない。
The input mode operation key further includes a key for switching between full-width input and half-width input, and a key for switching an input character mode such as Roman character input and Hiragana input on a Japanese keyboard. The input mode changes between pressing the [Sit]
入力モード操作キーには、上述のように単独で操作するものもあれば、〔Fn〕キー55または〔Shift〕キー54といったような補助キーと組み合わせて操作するものもある。また、キーの中には入力モードの影響を受けるキーと影響を受けないキーが存在する。たとえば、10個の共用キー56は、テン・キー・モードの影響を受ける。また、日本語キーボードでは、それぞれの文字キーのキー・トップにローマ字とひらがな文字が刻印されるが、そのような複数の文字キーは入力文字モードの影響を受ける。このように入力モードの影響を受けるキーを入力モード反映キーということにする。
Some input mode operation keys are operated alone as described above, and others are operated in combination with auxiliary keys such as the [Fn]
〔電子ペーパを実装したキーの構造〕
図2は、キーボード10を構成するいずれかの入力モード操作キーまたは入力モード反映キーの断面図である。本発明は、押下されたキー・トップが一定のストロークだけ変位してキー・スイッチを動作させる押下式のキーボードに適用する。押下式のキーボードにはキーの数に対応するメカニカル・スイッチを備える独立スイッチ式およびメンブレン・シートを備えるメンブレン式などがある。本発明は、操作時にキー・トップに機械的な変位またはストロークが生じないようなタッチ式の静電容量型キーボードは除く。また、メンブレン式には、アクチュエータ機構としてラバー・ドーム、パンタグラフ、またはバックリング・スプリング(座屈ばね)などを使用するものがあるが、本発明にはそれらのいずれの方式も適用できる。図2に例示するキー100は、ラバー・ドームとパンタグラフを組み合わせた機構を採用している。
[Key structure with electronic paper]
FIG. 2 is a cross-sectional view of any one of the input mode operation keys or the input mode reflection keys constituting the
下部プレート121の上にはメンブレン・シート117が配置され、メンブレン・シート117の上には上部プレート115が配置されている。メンブレン・シート117は、表面に多数の配線パターンと接点がそれぞれ印刷された2枚のプラスチック・フィルムを、スペーサを挟んで重ね合わせた構造になっている。一方のプラスチック・フィルムの各接点は、スキャン・ラインに接続され、他方のプラスチック・フィルムの各接点はデコーダ・ラインに接続される。
A
スキャン・ライン、デコーダ・ライン、および2つの接点で構成された各キー・スイッチ119は図5のキー・マトリクス161を構成する。スキャン・ラインは図5のスキャン・ドライバ13に接続され、デコーダ・ラインは図5のデコーダ15に接続される。メンブレン・シート117はキー100が押下されたときに、キー・スイッチ119が閉じてスキャン・ラインおよびデコーダ・ラインを通じてキーの物理的な位置を示すキー信号を出力する。上部プレート115はキー・スイッチ119の周辺に開口が形成されており、メンブレン・シート117はラバー・ドーム129から押下されたキー100の圧力を受けることができるように開口部分で露出している。
Each
メンブレン・シート117が露出している部分の上には、ラバー・ドーム129が配置される。ラバー・ドーム129はキー・トップ103の押下する際の圧力をリンク機構105から受けて下方向に沈み、圧力が解放されたときにその復元力でもとの形状に戻ることができるようになっている。パンタグラフ機構をなす一対のリンク機構105、107の中でリンク機構105は、ラバー・ドーム129の頂部を押圧する圧力部(図示せず。)を備えている。リンク機構105は、固定軸105bと可動軸105aを備え、リンク機構107は固定軸107aと可動軸107bを備えている。固定軸107aは、キー・トップ103の裏側に形成された軸受け部の中で回動できるようになっている。固定軸105bは上部プレート111に形成された軸受け部の中で回動できるようになっている。
A
キー100が押下されたときに、可動軸105aはキー・トップ103の裏側に形成された軸受け部を摺動して位置105a‘まで移動し、可動軸107bは上部プレート111に形成された軸受け部を摺動して位置107b’まで移動する。リンク機構105、107はそれぞれの中央部分で互いに回動できるようにX字状に連結されている。ユーザがキー100を押下するとリンク機構105、107およびラバー・ドーム129は、キー・トップ103がほぼ押下前の姿勢を保ちながら変位する。
When the key 100 is pressed, the
リンク機構105の圧力部によりラバー・ドーム119の頂部が圧力を受けて変形するときに指に反発力を与える。ラバー・ドーム119は、変形の限界まで反発力を発揮するが限界まで到達すると頂部が凹んで急激に反発力が弱まってキー・トップ103が沈み込みキー・スイッチ119が動作する。このような反発力はユーザにキーが確実に動作したことの安心感と良好なクリック感を提供するため、キー100は電子ペーパを組み込む際にリンク機構105、107およびラバー・ドーム119の運動を妨げないようにする必要がある。
When the pressure part of the
キー・トップ103の表側には電子ペーパ101が配置され、電子ペーパ101の上には透明なキー・カバー127が配置されている。電子ペーパ101からは複数の配線が表示スイッチ113の一方の接点109に接続される。接点109は、各キーにおいて電子ペーパ101の表示に必要な配線の数だけ設けられる。上部プレート115には、表示スイッチ113の他方の接点111が設けられている。接点111は、接点109に対応する数だけ設けられている。
An
接点111に接続される配線123は、上部プレート115を貫通してメンブレン・シート117の上に形成された表示用配線125に接続されている。表示用配線125は、図5で参照番号125a〜125cとして示すように電圧パターン生成回路19に接続される。キー100が押下されたときにキー・スイッチ119の接点が閉じて出力されたキー信号により入力モードが判定され、表示用配線125には変更後の入力モードに対応する電圧パターンが現れる。電圧パターンの生成方法は後に詳述する。
The
キー・スイッチ119を動作させる1回のキー100の操作の中で接点109が接点111と所定の時間接触すると、電圧が印加された電子ペーパ101は表示用配線125に現れる電圧パターンに基づいて入力モードの表示を変更または反転する。表示スイッチ113の構造は、電子ペーパ101に電圧を印加するための配線および接点が、リンク機構105、107およびラバー・ドーム129の運動をあまり妨げることがないので、良好な操作性を維持することができる。
When the
〔電子ペーパ〕
図3は、「ScrLk/NmLk」キー52の表面に配置される電子ペーパ101と表示用配線125を説明する図である。キー・トップ103は表面が一例として黒色に着色されている。図3(A)に示すように「ScrLk/NmLk」キー52の周囲には、表示用スイッチ113a〜113cで電子ペーパ101に接続可能なように、3本の表示用配線125が配置されている。
[Electronic paper]
FIG. 3 is a diagram for explaining the
図3(B)に示すようにキー・トップ103の表面の位置151、153には、それぞれ図3(C)に示す電気泳動方式の電子ペーパ155、157が配置される。電子ペーパ155、157は、セグメント・タイプの反射型表示媒体で、文字を構成する領域に複数のマイクロ・カプセルが配置される。電子ペーパ155、157の文字を構成する領域以外の背景領域には、マイクロ・カプセルは配置されておらず、かつ、キー・トップ103の表面と同じ黒色に着色されている。マイクロ・カプセルには、透明な液体の中に負に帯電した黒色微粒子と正に帯電した白色微粒子が充填され、さらに表示側に透明な対向電極が設けられ裏側にセグメント電極が設けられる。
As shown in FIG. 3B, electrophoretic
電子ペーパ155はセグメント電極に負の電圧を印加すると白色の泳動粒子が対向電極側に移動して背景の色との対比で文字「ScrLk」が認識できるようになり、正の電圧を印加すると黒色の泳動粒子が対向電極側に移動して背景の色との対比で文字「ScrLk」を認識できなくなる。したがって、電子ペーパ155は、背景の色との対比でセグメント電極に負の電圧を印加すると文字を表示し、正の電圧を印加すると表示が消える。電子ペーパ157も同様の原理で表示する。
When a negative voltage is applied to the segment electrode, the
「ScrLk/NmLk」キー52では、文字「ScrLk」と文字「NmLK」を独立して表示または非表示にする2つのセグメント電極と対向電極に合計で3本の配線が必要となる。なお、電子ペーパ155の背景領域にもマイクロ・カプセルを設けて、バック・グランドを常に黒に表示したり、文字領域と背景領域の色を同時に変えたりすることもできるが、その場合は背景領域のセグメント電極に対する配線も含めて合計で4本の配線が必要となる。
The “ScrLk / NmLk” key 52 requires a total of three wires for the two segment electrodes and the counter electrode that display or hide the characters “ScrLk” and “NmLK” independently. Incidentally, by providing a micro-capsule in the background region of the
電子ペーパ155、157は、白と黒の2色で背景領域の色との対比で文字を表示するため、背景領域の色と文字を表示しないときの文字領域の色を一致させると、文字が消えて当該キーの機能を認識できなくなる。それを防ぐために、背景領域の色を白色または黒色からわずかに変えたり、キー・カバー127に電子ペーパの文字が消えても視認できるように薄い着色や凹凸を加えたりすることが望ましい。なお、背景領域の色と文字領域の色を同時に反転させるように電圧を印加して文字が消えないようにすることもできる。
Since the
電子ペーパには、2つの文字が重なるようにしてマイクロ・カプセルを配置していずれか一方の文字だけを表示することもできる。たとえば、図9(A)に示すように電子ペーパに文字「A」と文字「O」が重なるようにマイクロ・カプセルを配置する。セグメント電極は、文字「A」だけを表示する部分と、文字「O」だけを表示する部分と、文字「A」および文字「O」の表示に共通する部分に分けることでいずれか一方の文字を表示することができる。 It is also possible to display only one of the characters by arranging a micro capsule so that two characters overlap each other on the electronic paper. For example, as shown in FIG. 9A, the micro capsule is arranged so that the letter “A” and the letter “O” overlap with the electronic paper. The segment electrode is divided into a part that displays only the letter “A”, a part that displays only the letter “O”, and a part that is common to the display of the letters “A” and “O”. Can be displayed.
図9(B)は、電子ペーパをキーではなくて、音量を変化させる押しボタンに適応した例を示す。押しボタンには、キー・スイッチに対応する主スイッチと表示スイッチを設けることで図2のキー100と同様に構成することができる。そして、押しボタンが押下されるたびに現在の音量レベルが変化したときに、電子ペーパの表示が変わるようにすることができる。なお、電子ペーパには、電気泳動式だけでなく半球ごとに白色と黒色に塗り分けられた球形微粒子を使用するツイスト・ボール式や着色した液体に1色の帯電微粒子だけを詰め込んだ方式などの他の原理のものを使用することもできる。
FIG. 9B shows an example in which electronic paper is applied to a push button for changing the volume, not a key. The push button can be configured similarly to the key 100 of FIG. 2 by providing a main switch and a display switch corresponding to the key switch. The display of the electronic paper can be changed when the current volume level changes each time the push button is pressed. Electronic paper is not only an electrophoretic type, but also a twisted ball type that uses spherical fine particles that are painted in white and black for each hemisphere, and a method in which only one charged fine particle is packed in a colored liquid. Other principles can also be used.
〔補助コンデンサ〕
電子ペーパ155、157は、帯電した微粒子を対向電極まで移動させるために、絶対値で15V以上の直流電圧を約200m秒以上継続して印加する必要がある。電子ペーパ155、157を搭載したキーを通常の速度で操作したときは、表示スイッチ113が閉じて電子ペーパに電圧が印加される時間が、この条件を満たすことは困難である。本実施の形態では、電圧パターンが現れている表示用配線125側の接点111と電子ペーパ側の接点109が短時間で離れても電子ペーパの表示が可能なように、対向電極とセグメント電極の間にコンデンサを接続する。
[Auxiliary capacitor]
The
図4は、「ScrLk/NmLk」キー52に設けるコンデンサを説明する図である。電子ペーパ155、157は、それぞれ対向電極155a、155b、セグメント電極155b、157b、カプセル・モジュール155c、157cを含んでいる。対向電極155aと対向電極157aは相互に接続されて、さらに、接点109aに接続されている。セグメント電極155bは接点109cに接続され、セグメント電極157bは接点109bに接続されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining capacitors provided in the “ScrLk / NmLk”
そして、対向電極155a、157aとセグメント電極155bとの間には、コンデンサ155dが接続され、対向電極155a、157aとセグメント電極157bとの間には、コンデンサ157dが接続される。コンデンサ155d、157dの静電容量は一例として4.7μFとしている。コンデンサ155d、157dの電圧は、絶対値が18Vの直流電圧が4ミリ秒程度の間印加されると充電が完了する。
A capacitor 155d is connected between the
表示用配線125に電圧パターンが現れているときに表示スイッチ113が閉じると、最初にコンデンサ155d、157dが充電される。コンデンサ155d、157dの充電が相当進行するまで電子ペーパ155、157には表示を変更するに必要な電圧は印加されない。しかし、電子ペーパ155,157はほとんど電力を消費しない。
When the
したがって、コンデンサ155d、157dの充電が完了して端子電圧が18Vまで上昇すると、コンデンサ155d、157dは対向電極155a、157aとセグメント電極155b、157bの間の電圧を200ミリ秒以上の間15V以上に維持して電子ペーパの表示をすることができる。これは、コンデンサ155d、157dにすでに充電されている電圧と逆極性の電圧を印加する場合にもほぼあてはまる。したがって、キーボード10を高速でタイピングするような場合にも対応して電子ペーパの表示は反転することができる。コンデンサ155d、157dは、キー・トップ103の裏側に取り付ける。
Therefore, when the charging of the capacitors 155d and 157d is completed and the terminal voltage increases to 18V, the capacitors 155d and 157d increase the voltage between the
〔キー入力システム〕
図5は、ノートPCに搭載されたキーボード10を含む入力システムの構成を示す機能ブロック図である。LED表示回路11はコンピュータ・システム33からのコマンドに基づいて、キーボード10の入力モードを示すScrLk、CapsLk、およびNmLkの表示をする。キー・マトリクス161は、16本のスキャン・ライン163でスキャン・ドライバ13に接続され、8本のデコーダ・ライン165でデコーダ15に接続される。キー・マトリクス161のデコーダ・ラインの中でデコーダ15に接続されない方の端部は電圧源に接続される。スキャン・ドライバ13では、各スキャン・ライン163とグラウンドとの間にそれぞれスキャン・スイッチが接続されている。
[Key input system]
FIG. 5 is a functional block diagram showing the configuration of the input system including the
スキャン・ドライバ13は、ある瞬間はいずれか1本のスキャン・ライン163がグランドに接続されるようにスキャン・スイッチを順番にオン/オフする。スキャン・ドライバ13は、1番目のスキャン・ラインから16番目のスキャン・ラインまで順番にスキャン・スイッチをオン/オフに切り換えたあとにまた1番目のスキャン・ラインに戻り以後この動作を繰り返す。スキャン・ドライバ13がスキャン・ライン163を一巡する時間をスキャン・サイクルという。 The scan driver 13 sequentially turns on / off the scan switches so that any one scan line 163 is connected to the ground at a certain moment. The scan driver 13 switches the scan switch on / off in order from the first scan line to the 16th scan line, and then returns to the first scan line and repeats this operation. The time that the scan driver 13 makes a round of the scan line 163 is called a scan cycle.
キー・マトリクス161は、スキャン・ライン163とデコーダ・ライン165を通じてスキャン・ドライバ13とデコーダ15に、押下されたキーの物理的な位置を特定するためのキー信号を送る。デコーダ15は、スキャン・ドライバ13の動作とタイミングを一致させながら、同時に8本のデコーダ・ライン165の電位を読み取る。スキャン・コード生成回路17は、ある瞬間に電位がグラウンド・レベルになっているスキャン・ライン163と、同じタイミングでグラウンド・レベルになっているデコーダ・ライン165を認識することで、押下されたキーの物理的な配置を認識してそれに対応するスキャン・コードを生成する。
The
スキャン・コードは、各キーに割り当てられた1バイト〜4バイトのデータでキーボード10上におけるキーの物理的な位置を示すデータである。スキャン・コードは、キー・スイッチ119が閉じたときに生成されるメイク・コードと解放されたときに生成されるブレーク・コードで構成されている。インターフェース23は、I/Oポートが60hと64hにマッピングされた8ビットのレジスタと、割り込みコントローラを含む。
The scan code is data of 1 to 4 bytes assigned to each key and indicates the physical position of the key on the
コンピュータ・システム33は、CPU27、OS29、アプリケーション31および図示しないメイン・メモリ、デバイス・ドライバ、BIOSなどで構成されている。インターフェース23は、スキャン・コード生成回路17によりI/Oポート60hのレジスタにスキャン・コードが書き込まれるとCPU27に割り込みを発生させる。割り込みを受けたCPU27では、OS29およびアプリケーション31が実行される。
The
OS29のキーボード・ドライバは、I/Oポート60hから読み取ったスキャン・コードをコンピュータ・システム33の内部で使用する文字コードに変換してアプリケーション31に送る。コンピュータ・システム33は、入力モード操作キーが押下されると当該キーのスキャン・コードから入力モードが変更されたことを認識する。OS29はたとえば、入力モードが大文字モードに変更されると以後文字キーからの入力を、大文字を示す文字コードに変換してその時点でアクティブなウインドウを有するアプリケーションに送る。
The keyboard driver of the OS 29 converts the scan code read from the I / O port 60 h into a character code used inside the
OS29はまた、変更された入力モードをキーボード10に通知するために、I/Oポート60hにLED11を表示させるコマンドとデータを書き込む。インターフェース23がレジスタにたとえば大文字モードを示すコマンドとデータを受け取ると、スキャン・コード生成回路17はLED表示回路11のCapsLkに対応するLEDを点灯する。
The OS 29 also writes a command and data for displaying the LED 11 on the I / O port 60h in order to notify the
電子ペーパ101a、101b、101cはそれぞれ〔Insert〕キー51、〔CapsLk〕キー53、および〔ScrLk/NmLk〕52キーに配置されている。OS29は入力モード操作キーの押下によりメイク・コードが生成されたときに変更された入力モードを認識する。〔Insert〕キー51、〔CapsLk〕キー53は、入力モードを示す文字が1つなので、電子ペーパ101a、101bのセグメント電極はそれぞれ1つである。〔ScrLk/NmLk〕キー52は、入力モードを示す文字が2つあるのでセグメント電極は2つある。図5には記載していないが、操作モード反映キーである共有キー56にも電子ペーパを設けて、電子ペーパ101cと同じグループになるように接続してもよい。その結果、〔ScrLk/NmLk〕キー52が操作されて、テン・キー・モードが有効になったときに共有キー56の電子ペーパの表示も変更することができる。
The electronic papers 101a, 101b, and 101c are arranged in an [Insert]
電子ペーパ101a〜101cは、表示用配線125a〜125cで電圧パターン生成回路19に接続されている。電圧パターン生成回路19には電子ペーパ101a〜101cの電圧源となるDC/DCコンバータ25が接続され、所定の電子ペーパに入力モードに応じた電圧パターンを出力するハードウェア論理回路である。DC/DCコンバータ25は、DC±18Vの電圧を電圧パターン生成回路19に供給する。入力モード操作キーの押下によりメイク・コードが生成されて入力モードが変更されたことを認識したOS29は電子ペーパ101a〜101cの表示を変更するために、LEDを点灯させるときと同じようにインターフェース23のレジスタに変更された入力モードを示すコマンドとデータを書き込む。
The electronic papers 101a to 101c are connected to the voltage
コマンドを受け取ったスキャン・コード生成回路17は、電圧パターン生成回路19に入力モードを変更する信号を送る。LEDを点灯させるコマンドを受け取る場合は、スキャン・コード生成回路17はそのときのデータを送る。電圧パターン生成回路19は、入力モードを変更するデータを受け取ると、対応するキーを特定して電圧パターンを生成し出力する。なお、キーボード10が、システム本体から分離してUSBやPS/2などのキーボード・インターフェースで接続される場合には、キー・マトリクス161とスキャン・コード生成回路17との間に、スキャン・コードをシリアル信号に変換する回路を含み、さらにスキャン・コード生成回路17は、シリアル信号をパラレル信号に変換する回路を含むように構成することができる。
Upon receiving the command, the scan code generation circuit 17 sends a signal for changing the input mode to the voltage
〔キー入力システムの他の例〕
図5のキー入力システムでは、変更された入力モードを示すデータを、スキャン・コード生成回路17からスキャン・コードを受け取ったOS29が生成していた。このときの時間的な様子を、図6を参照して説明する。図6は、キー100が押下されてから復帰するまでのキー・スイッチ119の動作、表示スイッチ113の動作、および電圧パターンが出力されるまでの様子を左から右への時間の流れとして示している。
[Other examples of key input system]
In the key input system of FIG. 5, the OS 29 that has received the scan code from the scan code generation circuit 17 has generated data indicating the changed input mode. The temporal situation at this time will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the operation of the
押下前にはキー・トップ103が時刻t1で上死点に位置している。キー100が押下されると時刻t2で表示スイッチ113の接点が閉じ、時刻t3でキー・スイッチ119の接点が閉じる。キー・スイッチ119が閉じると、メイク・コードが生成されてコンピュータ・システム33は入力モードの変更を認識する処理を開始する。表示スイッチ113がキー・スイッチ119より先に閉じる必要はないが、表示スイッチ113はメイク・コードが生成されてからできるだけ長い時間接点が閉じていることが望ましいため、先に閉じるようにした方が有利である。
Before pressing, the
メイク・コードが生成されるとその後それを受け取ったCPU27が、キーボード10が入力モードを変更する要求をしていることを認識して、インターフェース23にコマンドと変更された入力モードを示すデータを送る。そして時刻t3から電圧パターン生成回路19が電圧パターンを出力する時刻t5まで電圧パターンの生成のための準備時間となる。キー・スイッチ119が閉じてからわずかなラバー・ドーム129の弾力とキー・スイッチ119のストロークにより、時刻t4でキー・トップ103が下死点まで移動する。その後ユーザがキー100から指の力を抜くと、キー100はラバー・ドーム129の弾力により復帰する方向に変位する。
When the make code is generated, the CPU 27 that receives the make code recognizes that the
時刻t5で電圧パターンの生成準備が完了すると電圧パターン生成回路19はただちに電圧パターンを出力し、所定の時間が経過した時刻t9で電圧パターンの出力を停止する。なお電子ペーパは表示を維持するための電力を消費しないため、電圧パターンの出力は、その後電子ペーパが書き換えられるまで維持しておいてもよい。キー・トップ103が下死点から上死点に向かうときには、時刻t6でキー・スイッチ119の接点が解放されてブレーク・コードが生成され、時刻t7で表示スイッチ113の接点が離れる。電圧パターンが生成されかつ表示スイッチ113が閉じている時間帯でコンデンサ155d、157dが充電される。
When the preparation for generating the voltage pattern is completed at time t5, the voltage
このとき、コンデンサ155d、157dが完全に充電されるためには、充電時間tが4ミリ秒以上必要となる。しかし、電圧パターンを生成する準備時間が長くなって時刻t5が遅延すると、この充電時間tを確保できなくなる。時刻t7を遅らせて表示スイッチ113が閉じている時間を長くすることは、キー100のストロークや操作性の観点から限界がある。特に、PS/2やUSBのインターフェースを使ってキーボードをコンピュータに接続する場合は、シリアル転送に費やす時間も必要となり、タイプ速度の速いユーザに対応できない場合もある。また、ノートPCのようにキーのストロークが短いキーボードでも充電時間tの確保が難しくなる。したがって、入力モード操作キーが押下された後はできるだけ速く電子ペーパ101に対する電圧パターンを生成する必要がある。
At this time, in order for the capacitors 155d and 157d to be fully charged, the charging time t is required to be 4 milliseconds or longer. However, if the preparation time for generating the voltage pattern becomes long and the time t5 is delayed, the charging time t cannot be secured. Delaying the time t7 to increase the time during which the
図7は、電圧パターン生成の準備を短時間で終了する入力システムを示す構成を示す機能ブロック図である。図7では、図5と同一の要素については同一の参照番号を付与して説明を省略する。また、図7からは図5に記載したLED表示回路11、OS29、アプリケーション33およびDC/DCコンバータ25を省略しているが、図7にはこれらの要素も含むものとする。さらにスキャン・ラインおよびデコーダ・ラインの数は、説明に必要な範囲だけを示している。
FIG. 7 is a functional block diagram illustrating a configuration of an input system that finishes preparation for voltage pattern generation in a short time. In FIG. 7, the same elements as those in FIG. 7 omits the LED display circuit 11, the OS 29, the
入力モード判定回路205を構成する各要素は、いずれもハードウェア論理回路で形成されている。入力モード判定回路205は、キー操作検出回路201a〜201cを含む。キー操作検出回路201a〜201cは、それぞれ特定の入力モード操作キーに対応して設けられている。キー操作検出回路201a〜201cは入力がそれぞれ1対または2対の特定のスキャン・ラインと特定のデコーダ・ラインに接続され出力が反転回路211に接続されている。キー操作検出回路201a〜201cは1対のキー信号の入力が同時にグランド・レベルに遷移したときに当該キーの押下を検出して反転信号を出力する。
Each element constituting the input
キー操作検出回路201aは〔Insert〕キー51に対応しており、〔Insert〕キー51が押下されたときに現在の入力モードを上書きモードまたは挿入モードのいずれかに反転する反転信号を出力する。キー操作検出回路201bは〔Shift〕キー54と〔CapsLk〕キー53に対応し、〔Shift〕キー54と〔CapsLk〕キー53が同時に押下されたときに現在の入力モードを大文字モードまたは小文字モードのいずれかに反転する反転信号を出力する。
The key operation detection circuit 201a corresponds to the [Insert]
キー操作検出回路201cは、〔Fn〕キー55と〔ScrLk/NmLk〕キー52に対応しており、〔Fn〕キー55と〔ScrLk/NmLk〕キー52が同時に押下されたときに、現在の入力モードをテン・キー・モードまたは通常モードのいずれかに反転する反転信号を出力する。キー操作検出回路201b、201cは、それぞれ2つのキーのキー信号を認識する順番も判定する。キー操作検出回路201bは、先に〔Shift〕キー54のキー信号を検出したときだけ反転信号を出力し、キー操作検出回路201cは、〔Fn〕キー55が先に押下されたときだけ反転信号を出力する。
The key operation detection circuit 201c corresponds to the [Fn]
入力モード判定回路205はさらに、状態レジスタ207、検出回路209、反転回路211、出力回路213および表示回路215を含む。状態レジスタ207は、3つの入力モードに対応するように3ビットで構成され、それぞれが現在の入力モードを保持する不揮発性のレジスタである。検出回路209は、スキャン・コード生成回路17から受け取ったスキャン・コードに基づいてコンピュータ・システム33が認識した変更後の入力モードを示すデータをスキャン・コード生成回路17が受け取ったときに、状態レジスタ207の対応する入力モードのビットと比較して両者が一致するか否かを検査する。両者が一致しないと判断したときは表示回路215を点滅させてユーザに知らせる。
The input
反転回路211は、キー操作検出回路201a〜201cから反転信号を受け取ると状態レジスタ207の対応する位置のビットを反転させる。出力回路213は、状態レジスタ207のビットが反転されるたびに、対応するキーの電子ペーパのセグメント電極に印加する電圧パターンを反転させる。図7では、電子ペーパ101cと電子ペーパ101dが同じグループとなるように接続されている。電子ペーパ101dは共有キー56に設けられている。
When receiving the inversion signal from the key operation detection circuits 201a to 201c, the inversion circuit 211 inverts the bit at the corresponding position in the
したがって、〔Fn〕キー55と〔ScrLk/NmLk〕キー52が同時に押下されて、入力モードがテン・キー・モードまたは通常モードのいずれかに変化したときは、入力モード操作キーである〔ScrLk/NmLk〕キー52と、入力モード反映キーである共有キー56の表示用配線125cの電圧パターンが反転する。入力モード反映キーの電子ペーパ101dの表示は、表示用配線125cの電圧パターンが変化した後であってもキーが押下されない限り変化しない。
Therefore, when the [Fn]
しかし、一旦押下されるとその後さらに変化した電圧パターンが表示用配線125cに現れかつキーが押下されるまで表示は維持される。ユーザは、〔ScrLk/NmLk〕キー52の表示が変更されたあとに一旦10個の共有キー56を仮に押下してからテン・キーとしての利用を開始することもできる。この場合、電圧パターン生成回路203は入力モード反映キーの表示用配線125cに対してつぎの電圧パターンを生成するまで最初の電圧パターンを出力し続ける。さらに、共有キー56には、電子ペーパ101dに電圧を印加するための機械的なアクチュエータを設けて、入力モードが変化したときにアクチュエータを動作させて表示スイッチ113を一時的に閉じることで表示を変更することもできる。
However, once pressed, a further changed voltage pattern appears on the display wiring 125c and the display is maintained until the key is pressed. After the display of the [ScrLk / NmLk]
スキャン・ドライバ13、デコーダ15は図5で説明したのと同じ動作をしてコンピュータ・システム33にスキャン・コードを送る。コンピュータ・システム33は押下されたキーのスキャン・コードを処理する。OS29は受け取ったスキャン・コードから入力モードが変更されたことを認識すると、インターフェース23に認識した入力モードを示すコマンドとデータを書き込む。スキャン・コード生成回路17は、OS29が認識した入力モードを示す信号を検出回路209に送る。なお、キー操作検出回路201a〜201cは、スキャン・コード生成回路17からスキャン・コードを受け取って、反転信号を生成するようにしてもよい。
The scan driver 13 and the
入力モードの中には、上書きモードと挿入モードのように特定のアプリケーションにだけ有効なものがある。このような入力モードに関しては、OS29は、当該入力モードを設定したアプリケーションのウインドウがアクティブなときは設定された入力モードを有効にし、当該ウインドウがバックグランドになったときは入力モードを復帰するようにインターフェース23にコマンドとデータを書き込むことができる。
Some input modes are valid only for specific applications, such as overwrite mode and insert mode. Regarding such an input mode, the OS 29 validates the set input mode when the window of the application for which the input mode is set is active, and restores the input mode when the window is in the background. In addition, commands and data can be written to the
つぎに、図7の入力システムの動作を図8のフローチャートを参照して説明する。ブロック301では、ノートPCの電源が投入されたときに、状態レジスタ207はそれまで保持していたビット・パターンに対応する信号で電圧パターン生成回路203を設定する。電圧パターン生成回路203は、それぞれの電子ペーパ101a〜101dに対する表示用配線125a〜125cに対して電圧パターンを出力する。
Next, the operation of the input system of FIG. 7 will be described with reference to the flowchart of FIG. In
電子ペーパ101a〜101dは、ノートPCの電源が停止しても相当長い期間それまでの表示を維持するため、電子ペーパ101a〜101dの表示と表示用配線125a〜125cに現れる電圧パターンは一致している。ブロック303で、たとえば〔ScrLk/NmLk〕キー52キーに関する現在の入力モードが通常モードだとしたときに、ユーザが〔Fn〕キー55を先に押下しながら〔ScrLk/NmLk〕キー52を押下する。
Since the electronic papers 101a to 101d maintain the display until a long time even when the power of the notebook PC is stopped, the display of the electronic papers 101a to 101d and the voltage pattern appearing on the display wirings 125a to 125c match. Yes. In
押下する前の電子ペーパ101cでは、入力モードが通常モードであったために文字〔NmLk〕が消えている。このキー操作に応じてキー・マトリクス161からキー信号が出力される。キー信号は入力モード判定回路205とシステム33で並行して処理される。ブロック305では入力モード判定回路205においてキー操作検出回路201cだけが反転信号を出力する。反転回路211は、状態レジスタ207のテン・キー・モードに対応するビットを反転する。
In the electronic paper 101c before being pressed, the character [NmLk] disappears because the input mode is the normal mode. In response to the key operation, a key signal is output from the
出力回路213は、入力モードが通常モードからテン・キー・モードに反転したことを示す信号を電圧パターン生成回路203に送る。ブロック307で電圧パターン生成回路203が電圧パターンを反転させると、電子ペーパ101c、101dに対する表示用配線125cの電圧パターンが反転して、キー操作が行われた〔ScrLk/NmLk〕キー52キーの電子ペーパ101cには文字〔NmLk〕が表示される。共有キー56の電子ペーパ101dについては、表示用配線125cに変化後の入力モードを示す電圧パターンが現れる。
The
ここまでの処理は、ハードウェア論理回路だけで処理されるため図6の時刻t5は早期に到来し、〔ScrLk/NmLk〕キー52はコンデンサ155d、157dの充電時間を十分に確保することができる。共用キー56の電子ペーパ101dは、対応する表示用配線125cの電圧パターンが変更されているので、それ以後押下された時点で表示が反転する。一方、コンピュータ・システム33の処理ルートでは、ブロック309でキー・マトリクス161が出力したキー信号をスキャン・ドライバ13とデコーダ15が処理してスキャン・コード生成回路17がスキャン・コードを生成する。
Since the processing so far is performed only by the hardware logic circuit, the time t5 in FIG. 6 arrives early, and the [ScrLk / NmLk]
コンピュータ・システム33は、受け取ったスキャン・コードから変更後の入力モードを認識して、ブロック311でスキャン・コード生成回路17に認識した入力モードを示すコマンドとデータをインターフェース23に送る。インターフェース回路23が受け取ったデータは、スキャン・コード生成回路17が読み取る。ブロック309、311の処理はコンピュータ・システム33によるソフトウェアの処理や、場合によってはシリアル転送のための時間を含むためブロック305、307の処理に比べて長い時間を必要とする。
The
ブロック315では、検出回路209がスキャン・コード生成回路17から受け取った入力モードを示す信号と状態レジスタ207のビットが示す入力モードとを比較する。検出回路209が両方の入力モードが一致していると判断したときは、ブロック317で表示用配線101cの電圧パターンは維持される。検出回路が両方の入力モードが一致しないと判断したときはブロック319で表示ランプ215を点滅させる。
In
上記の手順によれば、入力モード操作キーが押下されたときは、ハードウェア論理回路がキー信号から押下されたキーを検出して、先に現在の入力モードを反転させるために、電子ペーパに対する4ミリ秒の充電時間を十分に確保することができる。しかし、何らかの事情でコンピュータ・システム33が認識する入力モードと電子ペーパが表示する入力モードがずれることも予想される。
According to the above procedure, when the input mode operation key is pressed, the hardware logic circuit detects the pressed key from the key signal and first reverses the current input mode to the electronic paper. A sufficient charging time of 4 milliseconds can be secured. However, it is expected that the input mode recognized by the
また特定のアプリケーションに対してだけ有効な入力モードも存在し、当該アプリケーションのウインドウがバックグランドに変化する場合もある。これに対応するために、入力モード操作キーが押下されるたびにまたはアクティブなウインドウが変化するたびにコンピュータ・システム33が認識する現在有効な入力モードと電子ペーパの表示を比較する。表示ランプ215を確認してコンピュータ・システム33と電子ペーパの表示が一致しないと判断したユーザは再度入力モード操作キーを入力することができる。なお、入力モード操作キーが押下されて電子ペーパの表示が変更されてから表示ランプ215が点灯するまでの時間は短いのでユーザは直前に変更しようとした入力モードを容易に認識することができる。
There is also an input mode that is valid only for a specific application, and the window of the application may change to the background. To cope with this, the current effective input mode recognized by the
以上、ノートPCの入力システムに電子ペーパの表示を適用する例を説明したが、本発明は、エレベータや自動車の操作ボタンなどのストロークのあるスイッチにおける表示機能に広く適用可能である。これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。 As described above, the example in which the display of electronic paper is applied to the input system of the notebook PC has been described. However, the present invention can be widely applied to a display function in a switch with a stroke such as an elevator or an operation button of an automobile. Although the present invention has been described with the specific embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and is known so far as long as the effects of the present invention are achieved. It goes without saying that any configuration can be adopted.
10…キーボード
100…キー
101、101a〜101d、155、157…電子ペーパ
103…キー・トップ
109、109a〜109c…電子ペーパ側の接点
111…表示用配線側の接点
113…表示スイッチ
117…メンブレン・シート
119…キー・スイッチ
127…キー・カバー
155、157…電子ペーパ
155a、157a…対向電極
155b、157b…セグメント電極
155c、157c…マイクロ・カプセル
155d、157d…コンデンサ
161…キー・マトリクス
205…入力モード判定回路
DESCRIPTION OF
Claims (20)
入力モードを変更する入力モード操作キーを含む複数のキーと、
前記入力モード操作キーの前記キー・トップに配置され前記入力モードの表示をすることができる電子ペーパと、
前記複数のキーにそれぞれ対応して設けられ各キーの押下により接点が閉じるキー・スイッチと、
前記電子ペーパに所定の電圧パターンを供給する電源側の接点と、
前記電子ペーパに接続され、前記入力モード操作キーの押下により前記電源側の接点に接触する、前記キー・トップに設けられた表示側の接点と
を有するキーボード。 A press-type keyboard in which the pressed key top is displaced by a certain stroke,
A plurality of keys including input mode operation keys for changing the input mode;
Electronic paper that is arranged on the key top of the input mode operation key and can display the input mode;
A key switch provided corresponding to each of the plurality of keys and closing a contact by pressing each key;
A contact on the power supply side for supplying a predetermined voltage pattern to the electronic paper;
A keyboard having a display-side contact provided on the key top, which is connected to the electronic paper and contacts the power-supply-side contact when the input mode operation key is pressed.
前記入力モード操作キーに対応するキー・スイッチの動作を検出して前記反転信号を前記電圧パターン生成回路に送る入力モード判定回路を有する請求項1から請求項4のいずれかに記載のキーボード。 A voltage pattern generation circuit for supplying a voltage pattern inverted based on an inversion signal for inverting the current input mode to the contact on the power source side;
5. The keyboard according to claim 1, further comprising an input mode determination circuit that detects an operation of a key switch corresponding to the input mode operation key and sends the inverted signal to the voltage pattern generation circuit.
前記入力モード操作キーに対応するキー・マトリクスのスキャン・ラインとデコーダ・ラインに接続され前記入力モード操作キーが押下されたことを検出する第1のハードウェア論理回路を含む請求項5に記載のキーボード。 The input mode determination circuit is
6. The first hardware logic circuit according to claim 5, further comprising a first hardware logic circuit connected to a scan line and a decoder line of a key matrix corresponding to the input mode operation key and detecting that the input mode operation key is pressed. Keyboard .
スキャン・コード生成回路から受け取ったスキャン・コードに基づいて前記入力モード操作キーが押下されたことを検出する第2のハードウェア論理回路を含む請求項5に記載のキーボード。 The input mode determination circuit is
The keyboard according to claim 5, further comprising a second hardware logic circuit that detects that the input mode operation key is pressed based on a scan code received from a scan code generation circuit.
前記入力モード判定回路が、
前記第1のハードウェア論理回路または前記第2のハードウェア論理回路により設定される入力モードを示すビットを含む状態レジスタと、
前記コンピュータ・システムが判断した前記入力モードと前記状態レジスタのビットが示す入力モードを比較する検出回路と、
前記検出回路に接続された表示回路と
を有する請求項6または請求項7に記載のキーボード。 A computer system connected to the keyboard determines the input mode based on a scan code generated by pressing the input mode operation key ;
The input mode determination circuit is
A status register including a bit indicating an input mode set by the first hardware logic circuit or the second hardware logic circuit;
A detection circuit for comparing the input mode determined by the computer system with an input mode indicated by a bit of the status register;
The keyboard according to claim 6, further comprising a display circuit connected to the detection circuit.
押下部と、
前記押下部の表面に配置され前記スイッチの機能を表示する電子ペーパと、
前記押下部が押下されたときに動作するメイン・スイッチと
前記押下部が押下されたときに接点が閉じて前記電子ペーパに電圧を印加する表示スイッチと、
前記表示スイッチの接点が閉じている間に充電され前記接点が開いたあとに前記電子ペーパに電圧を印加するコンデンサと
を有するスイッチ回路。 A switch circuit for electrical equipment,
Pressing part,
Electronic paper arranged on the surface of the pressing unit and displaying the function of the switch;
A main switch that operates when the pressing unit is pressed; a display switch that closes a contact and applies a voltage to the electronic paper when the pressing unit is pressed;
A switch circuit comprising a capacitor that is charged while the contact of the display switch is closed and applies a voltage to the electronic paper after the contact is opened.
前記電子ペーパに所定の入力モードを表示するステップと、
前記入力モード操作キーの押下によりキー・スイッチが閉じるステップと、
前記入力モード操作キーの押下により前記電子ペーパと電圧源に接続された表示スイッチが閉じるステップと、
前記キー・スイッチが生成したキー信号に基づいて前記電子ペーパが表示する前記所定の入力モードの表示を反転するステップと、
前記入力モード操作キーの解放により前記キー・スイッチが開くステップと、
前記入力モード操作キーの解放により前記表示スイッチが開いた後に前記電子ペーパが前記入力モードの表示を維持するステップと
を有する方法。 A method of displaying the input mode on an electronic paper arranged on the surface of an input mode operation key for changing an input mode of a keyboard to be input to a computer,
Displaying a predetermined input mode on the electronic paper;
A step of closing the key switch by pressing the input mode operation key;
The connected display switch on the electronic paper and voltage source and a closed Jill step by depression of the input mode operation key,
Inverting the display of the predetermined input mode displayed by the electronic paper based on the key signal generated by the key switch ;
Opening the key switch by releasing the input mode operation key;
The electronic paper maintains the display of the input mode after the display switch is opened by releasing the input mode operation key.
前記表示スイッチが閉じている間にコンデンサを充電するステップと、
前記表示スイッチが開いたあとに前記コンデンサの電圧を前記電子ペーパに印加するステップを含む請求項15に記載の方法。 Displaying the input mode comprises:
Charging a capacitor while the display switch is closed;
The method of claim 15, comprising applying a voltage on the capacitor to the electronic paper after the display switch is opened.
前記決定された入力モードに対応する電圧パターンを前記表示スイッチに供給するステップと
を有する請求項15または請求項16に記載の方法。 Determining the input mode by pressing the input mode operation key;
The method according to claim 15 or 16, further comprising: supplying a voltage pattern corresponding to the determined input mode to the display switch.
前記コンピュータ・システムが決定した入力モードと前記ハードウェア論理回路が決定した入力モードが相違すると判断したときにユーザに表示するステップと
を有する請求項18に記載の方法。 A computer system receiving a scan code generated by pressing the input mode operation key determines the input mode;
19. The method of claim 18, comprising displaying to a user when determining that the input mode determined by the computer system and the input mode determined by the hardware logic circuit are different.
前記入力モードを表示するステップが、前記決定された入力モードに対応する電圧パターンを前記入力モード反映キーの表示スイッチに供給するステップを含む請求項17から請求項19のいずれかに記載の方法。 Electronic paper is arranged on the input mode reflecting key related to the determined input mode,
The method according to any one of claims 17 to 19, wherein displaying the input mode includes supplying a voltage pattern corresponding to the determined input mode to a display switch of the input mode reflecting key.
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