JPH04243408A - ワイヤレスキーボードおよびワイヤレスキーボードを使用する情報処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワイヤレスにより本体と
キーボードを分離可能とするコンピュータ等の情報処理
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ等に代表される各種の情報
処理システムはデータ入力手段としてキーボードを使用
するのが一般的である。コンピュータを操作する場合、
キーボードとディスプレイあるいはコンピュータ本体の
位置関係は使用者毎に最適位置が異なる。この観点によ
ればデスクトップ型コンピュータでは本体とキーボード
は通常分離しているが、両者の間には接続ケーブルが介
入しているので限られた範囲内での自由度しか得られな
い。ラップトップ型コンピュータでは本体とディスプレ
イとキーボードは一体化しているのが一般的である。従
ってキーボードを使用者の最適の位置に配置して操作を
行うことは困難である。最近キーボード部を分離可能と
するラップトップ型コンピュータも登場しているがデス
クトップ型同様に接続ケーブルを用いるため、最適配置
の自由度は小さい。これを解決するためにテレビなどの
民生機器で多用されているワイヤレスリモコンを応用す
ればよいことは容易に考えられることであるが、民生機
器で使用されるワイヤレスリモコンをコンピュータ等の
情報処理システムのキーボードとして使用するためには
応答性が十分でないという問題と、コンピュータ本体部
以外にキーボード部の電源を二重に必要とする等の問題
があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の問題を
解決し、コンピュータ等のデータ入力用キーボードとし
て十分な応答性を備えると共に電源のメンテナンスを実
質的に不要とするワイヤレスキーボードを提供すること
を目的とする。さらにワイヤレスキーボードを効果的に
使用できる情報処理システムを提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のワイヤレスキー
ボードは、複数のスイッチを有するキーボードと、前記
キーボード上のスイッチの押下に応じたキーコードを発
生するキーコード発生手段と、前記キーコードをワイヤ
レスで送信するキーコード送信手段とを備えたワイヤレ
スキーボードにおいて、ワイヤレス送信された電力を受
信するための電力受信手段と、前記電力受信手段に接続
して直流電圧を発生する電力変換回路を備えたことを特
徴とする。

【０００５】さらに、このワイヤレスキーボードが前記
電力変換回路の出力によって充電される充電電池と、前
記電力変換回路の出力値が所定値以下であるかを検出す
る受信電圧検出回路と、前記受信電圧検出回路の出力に
より制御されて前記電力変換回路と前記充電電池のいず
れを電源とするかを選択する電源選択回路を備えたこと
を特徴とする。

【０００６】あるいはこのワイヤレスキーボードが前記
電力変換回路の出力によって充電される充電電池と、前
記電力変換回路の出力値が所定値以下であるかを検出す
る受信電圧検出回路と、前記充電電池の電圧値が所定値
以下であるかを検出する電池電圧検出回路と、前記電力
変換回路の出力値が所定値以下かつ前記充電電池の電圧
値が所定値以下である場合に所定のコードを送信する制
御手段を備えたことを特徴とする。

【０００７】他の観点による本発明のワイヤレスキーボ
ードは、複数のスイッチを有するキーボードと、前記キ
ーボード上のスイッチの押下に応じたキーコードを発生
するマイクロプロセッサと、前記キーコードをワイヤレ
スで送信するキーコード送信手段を備えたワイヤレスキ
ーボードにおいて、前記マイクロプロセッサの動作クロ
ックとなる第１および第２のクロックと、前記キーボー
ド最終操作後の第１の経過時間を計時する第１の計時手
段と、前記第１の計時手段の計時結果により前記マイク
ロプロセッサに前記第１および第２のクロックのいずれ
かを選択して供給するクロック選択信号と、前記キーボ
ード最終操作後の第２の経過時間を計時する第２の計時
手段と、前記第２の計時手段の計時結果により前記マイ
クロプロセッサへの電源供給を切断する電源切断スイッ
チを備えたことを特徴とする。

【０００８】次に本発明のワイヤレスキーボードを使用
する情報処理システムは、ワイヤレスキーボードから送
信されたキーコードを受信して前記キーコードに応じた
情報処理を行うワイヤレスキーボードを使用する情報処
理システムにおいて、前記ワイヤレスキーボードが正規
の位置にある時に前記キーコードを受信する第１のキー
コード受信手段と、前記ワイヤレスキーボードが前記正
規の位置から外された時に前記キーコードを受信する第
２のキーコード受信手段と、前記ワイヤレスキーボード
にワイヤレスで電力を送信する電力送信手段を備えたこ
とを特徴とする。

【０００９】あるいはこの情報処理システムが前記ワイ
ヤレスキーボードからの要充電を示す所定のコード受信
に応じてディスプレイに所定のメッセージを表示するこ
とを特徴とする。

【００１０】他の観点による本発明のワイヤレスキーボ
ードを使用する情報処理システムは、ワイヤレスキーボ
ードから送信されたキーコードを受信して前記キーコー
ドに応じた情報処理を行うワイヤレスキーボードを使用
する情報処理システムにおいて、前記ワイヤレスキーボ
ードにワイヤレスで電力を送信する電力送信手段と、前
記ワイヤレスキーボードが正規の位置にあることを検出
するキーボード検出手段と、前記キーボード検出手段の
検出結果により前記電力送信手段の動作をオン・オフす
る電力送信制御信号を備えたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明のワイヤレスキーボードの構成によれば
、ワイヤレスキーボードの外部より送信された電力を電
力受信手段により受信して電力変換回路により直流電圧
に変換し、ワイヤレスキーボードの電源とすることが可
能である。さらに電力変換回路の出力電圧を受信電圧検
出回路により監視することにより電力が十分に送信され
ない時だけ充電電池を使用する。さらに充電電池の電圧
値を充電電池電圧検出回路により検出し、残容量が少な
い場合にはワイヤレスキーボードの外部に要充電を意味
する所定のコードを送信して充電が必要なことを使用者
に知らせることが可能である。他の観点の本発明のワイ
ヤレスキーボードの構成によれば、第１の計時手段によ
り最終のキーボード操作後、第１の所定の時間が経過し
た場合にはマイクロプロセッサの動作クロックを低くし
て消費電力を減少させ、さらに第２の計時手段により最
終のキーボード操作後、第２の所定の時間が経過した場
合にはマイクロプロセッサへの電源供給を中止させて消
費電力を最小に抑えることが可能である。

【００１２】次に本発明のワイヤレスキーボードを使用
する情報処理システムの構成によれば、電力送信手段に
よりワイヤレスキーボードに電力を送信するとともに第
１および第２のキーコード受信手段によりワイヤレスキ
ーボードが正規の位置にある時もコンピュータ本体から
外された時もワイヤレスキーボードから送信されるキー
コードを確実に受信することが可能になる。さらにワイ
ヤレスキーボードからの要充電を意味する所定のコード
を受信した場合にはディスプレイに要充電のメッセージ
を表示して使用者に注意を促すことが可能である。他の
観点の本発明の構成によれば、キーボード検出手段によ
りワイヤレスキーボードが正規の位置にあることを検出
し、電力の送信をオン・オフ制御を行うことによりワイ
ヤレスキーボードがコンピュータ本体から離れて電力送
信の効果が少ない場合に電力送信を中止して無効な電力
消費を抑えることができる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明を適用したワイヤレスキーボー
ドおよびワイヤレスキーボードを使用する情報処理シス
テムの一実施例を示す断面図である。情報処理システム
１は各種の処理情報を表示するディスプレイ２と着脱式
ワイヤレスキーボード５とフロッピィディスクドライブ
３そして電子回路がマウントされたプリント基板４を備
えている。ワイヤレスキーボード５は複数のキースイッ
チがマトリクス状に配線されたスイッチマトリクス１２
とパワーオンスイッチ１１を備える。スイッチマトリク
ス１２上のキースイッチが押下されるとキースイッチ毎
に特有のキーコードを発生し、赤外発光ダイオード１０
（キーコード送信手段）により赤外光を発光させて送信
を行う。赤外発光ダイオード１０より送信されたキーコ
ードは情報処理システム１に内蔵されたキーコード受信
部６あるいはキーコード受信部７により受信される。本
実施例ではキーコード受信部としてフォトトランジスタ
を用いている。キーコード受信部６はワイヤレスキーボ
ード５が図１に示すような正規の位置にある場合に使用
され、キーコード受信部７は特に図示はされていないが
ワイヤレスキーボード５が情報処理システム１から取り
外されて使用者に最適な位置で使用される場合に使用さ
れる。ここで正規の位置とはディスプレイ２を閉めた場
合にワイヤレスキーボード５がディスプレイ２中に格納
される位置を言う。ワイヤレスキーボード５は電源とし
て充電電池１３とコイル巻線を使用した電力受信部９を
備えている。電源部の構成については後に詳述する。

【００１４】情報処理システム１は前述した電力受信部
９にワイヤレスで電力を送るための電力送信部８を備え
ている。電力送信部８も電力受信部９同様にコイル巻線
である。本実施例におけるコイル巻線の外観図を図５に
示す。図５において５６は正面の状態、５７は側面の状
態である。電力は電力送信部８から電力受信部９に対し
て高周波磁界の形で送信される。当然ながら電力送信部
８と電力受信部９の間隔は小さいほど電力伝達効率が高
い。本実施例ではワイヤレスキーボード５が前述した正
規の位置にある時に最も伝達効率が高い。情報処理シス
テム１はさらにマイクロスイッチ１４を備えている。マ
イクロスイッチ１４はワイヤレスキーボード５が正規の
位置にあるか否かを検出するためのキーボード検出手段
である。マイクロスイッチ１４によりワイヤレスキーボ
ード５が正規の位置にあると検出された時だけ電力を送
信する。電力送信部８と電力受信部９が離れていると電
力が伝わらなくなるので電力送信を中止して無駄な電力
消費と不要電磁波の発生を抑える。

【００１５】図２はワイヤレスキーボード５の具体的な
回路図である。ＣＰＵ１６は内部にプログラム命令ＲＯ
Ｍやタイマを内蔵した１チップマイコンであり、複数の
入力端子と出力端子を備えている。入力端子と出力端子
に接続されたスイッチマトリクス１２を順次走査してス
イッチの押下を検出し、各スイッチに対応するキーコー
ドを発生して出力端子２９よりシリアルデータで出力し
て赤外発光ダイオード１０により送信する。テレビなど
の民生機器のリモコンでは数１０ＫＨｚの送信周波数を
使用するがコンピュータ用として用いるには応答性の問
題があり、更に高い周波数を用いる必要がある。本実施
例ではＣＰＵ１６へのクロック端子２２へ入力されるク
ロック周波数よりＣＰＵ内部で分周して約１００ＫＨｚ
の送信周波数を作り出している。クロック端子２２には
水晶発振子１９で発振した第１クロック（８ＭＨｚ）と
第１クロックを分周回路２０で分周した第２クロック（
１２５ＫＨｚ）の２つのクロックのいずれかがＮＡＮＤ
ゲート２１を使用したクロック選択回路により選択され
て供給される。クロックの選択に関しては出力端子１８
からのクロック選択信号を用いていずれのクロックを選
択するかをＣＰＵ１６自ら決定できる。キーボードスイ
ッチ１２の順次走査速度はＣＰＵクロック周波数に依存
するのでキーボードとしての応答性を高くするためには
ＣＰＵクロックは速いほどよい。しかしＣＰＵの動作ク
ロックと消費電力の間には密接な関係があり、動作クロ
ックが速いほど消費電力は増大してしまう。この矛盾を
解決するために本発明では通常時は速いクロック周波数
（８ＭＨｚ）を使用し、暫くの間無入力が続く場合（本
実施例では３０秒）には遅いクロック周波数（１２５Ｋ
Ｈｚ）に切り替えることとした。この構成は本質的に大
容量の電力を受信するのが難しい本発明のようなシステ
ムには重要である。

【００１６】この動作を図４に示すフローチャートを用
いて説明する。ある走査においてキー入力があるかない
かを判断する（４９）。その結果キー入力がなければＣ
ＰＵ内蔵のタイマ（第１の計時手段）が３０秒に達した
か否かを判断する（５４）。内蔵タイマが３０秒に達し
ていなければ再度キー入力走査に戻る。もし３０秒に達
しているときには低速クロック（１２５ＫＨｚ）に切り
替えて（５５）、キー入力走査に戻る。その後キー入力
が再開した場合には高速クロック（８ＭＨｚ）に切り替
え（５０）、キーコードを送信（５１）し、３０秒タイ
マをリセットする（５２）。本発明ではもう一つのタイ
マ（第２の計時回路）を使用してオートパワーオフ動作
を行う。もう一つのタイマとは図２に示されるリトリガ
ラブルマルチバイブレータ１５である。リトリガラブル
マルチバイブレータ１５はキーボード入力がある場合に
はＣＰＵ１６の出力端子２３からキーコード送信がある
度に出力される一定幅を有するパルス状のコンティニュ
ー信号によりリセットされているが、キーボードへの入
力が１０分間以上途絶えてコンティニュー信号がこない
と電源切断スイッチ３１へ制御信号を出力してＣＰＵ１
６の電源端子２６への電源ラインを切断する。キーボー
ド操作を再開する時にはパワーオンスイッチ１１を押す
ことで再びＣＰＵ１６への電源供給が再開される。この
時ＣＰＵのリセット端子２５にも一定時間のリセット信
号が加えられるのでＣＰＵ１６は最初のプログラム番地
から実行を再開する。図４の５３はリトリガラブルマル
チバイブレータ１５へのコンティニュー信号発生ルーチ
ンを示している。以上説明した低消費電力動作は情報処
理システム本体からの電力が受信できている場合には行
わないようにＣＰＵ１６をプログラムしてもよい。情報
処理システム本体からの電力が受信できているかどうか
はコンパレータ３３の出力を監視することによりなされ
る。

【００１７】再度、図２に戻ると電力受信コイル９には
電力変換回路１７が接続されている。高周波磁界が電力
受信コイル９に入力すると電力受信コイル９の端子間に
は交流電圧が発生する。電力変換回路１７はこの交流電
圧を安定した直流電圧（実施例では５Ｖ）に変換する。 この電圧はコンパレータ３３に接続され、キーボード回
路が動作するのに十分な電圧が発生しているかをＣＰＵ
１６に知らせる。さらにこの電圧は充電電池１３（本実
施例ではＮｉ−ｃｄ電池）を充電すると共に電源選択回
路３２に接続される。電源選択回路３２には充電電池１
３からの出力電圧も接続され、ＣＰＵ１６の出力端子２
７からの電源選択信号により送信された電力と充電電池
のどちらをキーボードの電源として使用するかを選択す
る。充電電池１３の電圧値はコンパレータ３４で監視さ
れており、コンパレータ３３により受信電力が十分でな
い状態と判定され、かつコンパレータ３４により充電電
池１３の電圧値が規定レベルより下がり充電を必要とす
る状態である場合にキーコード送信の直後に要充電を意
味するコード信号を送信する。もちろん要充電コード信
号を送信する代わりにＬＥＤ等の表示器を点灯させて使
用者に注意を促してもよいが、ＬＥＤを点灯させる電力
が余分に必要である。

【００１８】図３は本発明によるワイヤレスキーボード
を使用する情報処理システム１の概要を示すブロック図
である。ＭＰＵ３５はインテル社の８０２８６、８０３
８６等のマイクロプロセッサである。ＭＰＵ３５にはシ
ステムバス５８を介してＢＩＯＳＲＯＭ３６、メインメ
モリＲＡＭ３７、フロッピィディスクコントローラ３８
、ビデオＲＡＭ４０、ディスプレイコントローラ４１、
キーボードインターフェイス３９、入出力インターフェ
イス４２等が接続されて情報処理システムを構成してい
る。キーコード受信部６および７に入力したワイヤレス
キーボード５からのキーコードはそれぞれ受信検波回路
４３および４４によりシリアル信号に戻されキーボード
インターフェイス３９に入力される。キーボードインタ
ーフェイス３９はワイヤレスキーボード５から送信され
たシリアルキーコード信号をＭＰＵ３５に適合するパラ
レルデータに変換する。キーボードインターフェイス３
９としては１チップマイコンなどを利用すればよいが、
本発明の要点ではないので詳細は省略する。キーボード
の他にワイヤレスキーボード５より要充電を示すコード
を受信した場合にはＭＰＵ３５は現在表示中の情報に重
ねて要充電を意味するメッセージをビデオＲＡＭ４０に
書き込みディスプレイ２に表示を行う。この制御はＢＩ
ＯＳＲＯＭ３６内の制御プログラムで行われる。発振器
４６で発振された周波数は増幅器４７により増幅されて
電力送信部８に加えられる。通常、電力送信周波数は高
いほど送信部および受信部を小型化できるが、不要電磁
波や電力伝達効率等を考慮して本実施例では約１００Ｋ
Ｈｚとした。不要電磁波を抑えるためには特に図示して
ないが電力送信部をシールドすることも重要である。発
振器４６の出力はＡＮＤゲート４５を介して増幅器４７
に接続されており、ＡＮＤゲート４５のもう一方の入力
には入出力インターフェイス４２からの制御信号４８が
入力されている。この制御信号４８はマイクロスイッチ
１４によるキーボード検出手段によりワイヤレスキーボ
ード５が正規の位置にある場合のみＨｉｇｈレベルとな
りその結果、発振器４６の出力が増幅器４７に接続され
て電力送信が行われる。

【００１９】以上、一実施例をもとに本発明のワイヤレ
スキーボードおよびワイヤレスキーボードを使用する情
報処理システムについて説明したが、本発明の主旨をも
とに様々な変更、応用が可能である。例えば本実施例に
おける電力送信、受信は高周波磁界を使用しているが、
これに限らず光、電波、超音波等を用いたワイヤレス手
段であってもよい。また、本実施例ではコンピュータを
もとにして説明したが、コンピュータに限らずキーボー
ドを使用する各種システムに応用できることは言うまで
もない。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明のワイヤレス
キーボードはワイヤレスでキーコードを送信すると共に
情報処理システム本体からワイヤレスで電力が伝送され
るので、ワイヤレスキーボード内に乾電池などの専用電
源を特に設ける必要がなくメンテナンスが実質的に不要
である。また接続ケーブル等の影響を受けないので情報
処理システムから遠く離れて使用することが可能であり
、キーボード配置の自由度が高い。さらにキーボードの
使用状況に合わせてクロック周波数を切り替え、自動的
に電源をオフとするので低消費電力化つまり内蔵充電電
池の容量を小さくすることができる。

【００２１】そして本発明のワイヤレスキーボードを使
用する情報処理システムは２系統の受信部を有するので
ワイヤレスキーボードが正規の位置にある時も、分離し
て使用する時も何等特別の配慮を必要とせずに使用する
ことができる。また、ワイヤレスキーボードが正規の位
置にない時は電力の送信を中止するので不要な電力消費
と不要電磁波の発生を抑えることができる。

【００２２】さらに本発明のワイヤレスキーボードのキ
ーコードおよび送信周波数等の条件を統一すれば機種、
メーカー毎に接続形態の異なる情報処理システムし対し
て共通に使用可能ないわゆる互換性に優れたキーボード
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるワイヤレスキーボードとワイヤレ
スキーボードを使用する情報処理システムの断面図

【図
２】本発明によるワイヤレスキーボードの回路図

【図３
】本発明によるワイヤレスキーボードを使用する情報処
理システムのブロック図

【図４】本発明によるワイヤレスキーボードの処理フロ
ーチャート

【図５】電力送信・電力受信コイル巻線の外観図

【符号の説明】

１：情報処理システム ２：ディスプレイ ３：フロッピィディスクドライブ ４：プリント基板 ５：ワイヤレスキーボード ６，７：キーコード受信部 ８：電力送信部 ９：電力受信部 １０：キーコード送信部 １１：パワーオンスイッチ １２：スイッチマトリクス １３：充電電池 １４：キーボード検出スイッチ １５：リトリガラブルマルチバイブレータ（第２の計時
手段） １６：ＣＰＵ １７：電力変換回路 ３１：電源切断スイッチ ３２：電源選択スイッチ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のスイッチを有するキーボードと、前
   記キーボード上のスイッチの押下に応じたキーコードを
   発生するキーコード発生手段と、前記キーコードをワイ
   ヤレスで送信するキーコード送信手段とを備えたワイヤ
   レスキーボードにおいて、ワイヤレス送信された電力を
   受信するための電力受信手段と、前記電力受信手段に接
   続して直流電圧を発生する電力変換回路を備えたことを
   特徴とするワイヤレスキーボード。
2. 【請求項２】請求項１記載のワイヤレスキーボードにお
   いて、前記電力変換回路の出力によって充電される充電
   電池と、前記電力変換回路の出力値が所定値以下である
   かを検出する受信電圧検出回路と、前記受信電圧検出回
   路の出力により制御されて前記電力変換回路と前記充電
   電池のいずれを電源とするかを選択する電源選択回路を
   備えたことを特徴とするワイヤレスキーボード。
3. 【請求項３】請求項１記載のワイヤレスキーボードにお
   いて、前記電力変換回路の出力によって充電される充電
   電池と、前記電力変換回路の出力値が所定値以下である
   かを検出する受信電圧検出回路と、前記充電電池の電圧
   値が所定値以下であるかを検出する電池電圧検出回路と
   、前記電力変換回路の出力値が所定値以下かつ前記充電
   電池の電圧値が所定値以下である場合に所定のコードを
   送信する制御手段を備えたことを特徴とするワイヤレス
   キーボード。
4. 【請求項４】複数のスイッチを有するキーボードと、前
   記キーボード上のスイッチの押下に応じたキーコードを
   発生するマイクロプロセッサと、前記キーコードをワイ
   ヤレスで送信するキーコード送信手段を備えたワイヤレ
   スキーボードにおいて、前記マイクロプロセッサの動作
   クロックとなる第１および第２のクロックと、前記キー
   ボード最終操作後の第１の経過時間を計時する第１の計
   時手段と、前記第１の計時手段の計時結果により前記マ
   イクロプロセッサに前記第１および第２のクロックのい
   ずれかを選択して供給するクロック選択信号と、前記キ
   ーボード最終操作後の第２の経過時間を計時する第２の
   計時手段と、前記第２の計時手段の計時結果により前記
   マイクロプロセッサへの電源供給を切断する電源切断ス
   イッチを備えたことを特徴とするワイヤレスキーボード
   。
5. 【請求項５】ワイヤレスキーボードから送信されたキー
   コードを受信して前記キーコードに応じた情報処理を行
   う請求項１から請求項４記載のワイヤレスキーボードを
   使用する情報処理システムにおいて、前記ワイヤレスキ
   ーボードが正規の位置にある時に前記キーコードを受信
   する第１のキーコード受信手段と、前記ワイヤレスキー
   ボードが前記正規の位置から外された時に前記キーコー
   ドを受信する第２のキーコード受信手段と、前記ワイヤ
   レスキーボードにワイヤレスで電力を送信する電力送信
   手段を備えたことを特徴とするワイヤレスキーボードを
   使用する情報処理システム。
6. 【請求項６】請求項３記載のワイヤレスキーボードを使
   用する情報処理システムにおいて、前記ワイヤレスキー
   ボードからの要充電を示す所定のコード受信に応じてデ
   ィスプレイに所定のメッセージを表示することを特徴と
   するワイヤレスキーボードを使用する情報処理システム
   。
7. 【請求項７】ワイヤレスキーボードから送信されたキー
   コードを受信して前記キーコードに応じた情報処理を行
   う請求項１から請求項４記載のワイヤレスキーボードを
   使用する情報処理システムにおいて、前記ワイヤレスキ
   ーボードにワイヤレスで電力を送信する電力送信手段と
   、前記ワイヤレスキーボードが正規の位置にあることを
   検出するキーボード検出手段と、前記キーボード検出手
   段の検出結果により前記電力送信手段の動作をオン・オ
   フする電力送信制御信号を備えたことを特徴とするワイ
   ヤレスキーボードを使用する情報処理システム。