JPH05506112A - ハンドフリー・ハードウエア・キーボード - 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】 ハンドフリー・ハードウェア・キーボード発明の背景 コンピュータディスプレイスクリーン上のカーソルの動きのポジショニング又は 制御をするための、（手動キーボードのカーソルキーの他の）公知の多種の入力 装置がある。より一般に用いられるものの１つが“マウス”であり、このマウス は手のサイズのハウジングの形態になっており、平らなデスクトップを移動する 。デスクトップにわたるその動きは機械的に回転する球又は光学的に反射するセ ンサによって感知され、そしてデジタルデータが発生され、このデータはディス プレイスクリーン上のカーソルの対応する動きに翻訳される。他のカーソルポジ ショニング装置は、ジョイスティック、平らなセンサツク・ソド及び手で保持す るボインティングスタイラスからなる、グラフィック人カタブレツトを含み、こ れはポインティングスタイラスのアナログ運動を、ディスプレイスクリーンのカ ーソルの位置を制御するのに用いられるデジタル化データに翻訳する。更に他の カーソル移動装置は、パイロットのヘルメット上のような、ユーザに保持されて しする又はユーザの位置に固定されているフォーカスされた光源に依存している 。ユーザが光のビームのねらいをつけると、ディスプレイスクリーンの周りに設 置されたセンサはビームの動きを追従し、そしてこの動きをディスプレイスクリ ーンのカーソルの対応する動きに翻訳する。

上記で述べたこれらの装置は基本的に効果的であるが、これらの装置は成る欠点 に苦しんでいる。殆どのカーソルのボジショニング及び制御装置は、その装置を 動作させるための固定された一般に平らな面を要求するか、又はある形式の固定 されたセンサと関連して動作しなければならない。即ち、動きは固定の媒体に関 して感知され、位置的データ信号が発生され、そして対応するカーソルの動きに 翻訳するためにコンピュータに手渡される。固定された面又は固定されたセンサ についての必要性が、ユーザがどのようにディスプレイ装置と対話することがで きるかを制限する。ユーザは通常ディスプレイスクリーンに接近して座らなけれ ばならず、そしてグラフインクタブレットを設置するための又は”マウス“の動 作のための十分なレベルのデスクスペースを与えなければならない。固定された センサの場合は、ユーザは光ビームをセンサアレーの範囲内に維持して適切に照 準を定められるように、動きを制限しなければならない。

多くの現在のカーソル移動装置の更に別の欠点は、それらは、効率的に用いられ るためにあるレベルの手動的器用さを要求することである。この要求は、物理的 に能力を損なっている領域において最も大きな衝撃がある。身体的損傷のある人 は、コンピュータを操作するのに、グラフィックタブレットも又はキーボードさ えも無意味であることを知るであろう。

平らなデスクトップ、光源の照準合わ也又はユーザの手動的器用さを要求する従 来技術の装置の欠点は、１９８８年１１月４日に出願されそして本発明の譲受人 に譲渡されたアメリカ合衆国連続番号第０７／２６７．４１３号で克服された。

引用した出願は、手動的制御を要求しない入力装置を開示し、この装置は物理的 に身体的損傷をもつ人によって使用することができる。

発明の概要 背景の部分で引用される出願連続番号第０７／２６７．４１３号は、オン−スク リーンカーソルの良いハンドフリー（ｈａｎｄ−ｆｒｅｅ）制御を提供する装置 を教授する。しかしながら、はとんどのソフトウェアプログラムはキーボード入 力を要求し、そして装置はオン−スクリーンカーソル及び選択機能を用いるプロ グラムに制限される。

ホストコンピュータのディスプレイスクリーン１：″ポツプアップ（ｐｏｐ−ｕ ｐ）”するソフトウェアキーボードを提供するソフトウェアプログラムがある。

しかしながら、これらのプログラムは、特に、もしシステムビデオＲＡＭの特別 のユーティリティが要求されるならば、しばしば他のソフトウェアプログラムと コンバーチプルではない。更に、ソフトウェアキーボードがディスプレイスクリ ーン上にもってこられると、多くのスクリーンのスペースをとり、スクリーンへ のユーザのアクセスを制限する。

ソフトウェアキーボードと対照的に、本発明は、伴っているソフトウェアについ て透明なハンドフリーキーボード入力装置を提供する。これはノ１−ドウエア装 置でありホストコンピュータには手動（ｍａｎｕａｌ）キーボードとして見られ るので、コンバーチビリティの問題が起きない。加えて、ディスプレイスクリー ンと干渉しないので、スクリーンスペースの損失がない。

本発明はプロセッサ、ディスプレイスクリーン、及び機械的１ｍｅｃｈａｎｉｃ ａｌ）　キーボードから入力を受信するためのキーボード入力ポートを有するコ ンピュータシステムを使用する。このシステムの入力装置は、カーテシアン位置 入力をシステムのコントローラに提供する。このコントローラはキーバッドの個 々のキーを示すことによって入力信号に応答する。コントローラは次に入力をプ ロセッサへのキーボード入力ポートに提供する。

好適な実施例において、キーボード入力ポートに人力を与えるキーボードコント ローラが提供される。このキーボードコントローラは機械的キー接点（ｃｏｎｔ ａｃｔ）のカラムをスキャンするように及び接点の状態を感知するように適応さ れた標準のキーボードコントローラである。入力装置からのキー選択入力によっ て、コントローラはインジケータ（ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）によって示されたキー の表示をランダムアクセスメモリに記憶する。キーボードコントローラは、任意 の新しいキー表示を読むためにメモリ記憶ユニットを周期的にアドレス指定する 。新しいキー表示がメモリ記憶ユニットから読まれるとき、キーボードコントロ ーラは対応する入力をキーボード入力ポートに発生する。

メモリ記憶ユニットへの及びそれからのキー表示の伝送は、ユーザからの入力に 応答するバッファ回路によって制御される。キー選択入力によって、バッファは 、キーバッドによって示されたキー表示をランダムアクセスメモリに記憶するこ とをイネーブルにされる。コードは、次に、キーボード入力ポートへ対応する入 力を発生するキーボードコントローラによって読まれる。もしキー表示が文字（ ｃｈａｒａｃｔｅｒ）キーを指定すると、メモリはキーボードコントローラによ って読まれた後にクリアされる。もしキー表示（ｋｅｙ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａ ｔｉｏｎ）がファンクションキーを指定すると、更なるインジケータが、ファン クションキーを表すコードが記憶されたことを示すために用いられる。

好適な実施例におけるキーバッドは、機械的キーボード接点マトリクスに対応す る、光を発するエレメントのマトリクスであるインジケータを有する。キー表示 が変わると、コントローラは、特定のキー選択を識別するために異なるエレメン トを光らす。アレーのインジケータにおける変化は、入力装置の動きを模倣する ようにされ得る。

入力装置の好適な形は、出願第０７／２６７．４１３号に表されたもののような 、ヘッドセットとして着用されるように適応された方位（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏ ｎ）センサである。この方位センサは、入力装置の空間的方位における変化に応 答して入力装置の位置的入力を変える。ヘッドセットのマイクロホンは、コンピ ュータシステムの音声制御回路で処理される音声（ｖｏｉｃｅ）コマンドを用い ることよって、キー選択機能を入力するのに用いることができる。更に、ユーザ がコンピュータンステムによって生成されたオーディオ信号を受信することを可 能にするために、ヘッドセットに着けられたイヤホンが提供され得る。

図面の簡単な説明 図１はユーザが本発明のコンピュータシステムを用いているところの斜視図であ る。

図２Ａは本発明の方位センサ入力装置の斜視図である。

図２Ｂは、内部の部材の位置を示す、本発明の部分的断面図である。

図３は、本発明のインターフェースユニットの図である。

図４は、本発明の方位センサからの信号のアナログデジタル変換の概略図である 。

図５は、本発明のインターフェース電子回路の概略図である。

図６Ａは、本発明の音声制御回路のブロック図である。

図６Ｂは、本発明の音声制御回路と関連のタイミング図を示す。

図７は、本発明のＬＥＤアレーの概略図である。

図８Ａ及び８Ｂは、本発明の１つの特徴を説明するフローチャートを示す。

好適実施例の詳細な説明 図１は本発明に用いるコンピュータワークステーションを示す。このシステムは コンピュータ入力装置１０、キーボードシミュレーンヨンインターフェース１２ 、コンピュータ１４、及びディスプレイスクリーン１８を有するディスプレイ端 末ユニット１６を含む。

コンピュータ入力装置１０はコンピュータユーザによって着用されるヘッドセッ トの形である。入力装置１０は、２つの軸において決定されるセンサ２８の傾き の角度に関連する電気的アナログ信号を与える方位センサ２８を含む。ユーザは 従来のオーディオヘッドセットのように都合よくこの装置を着用する。左から右 、前から後ろ、又はこの２つの組み合わせのような簡単な頭の動きによって装置 の方位を制御することによって、ユーザはディスプレイスクリーン１８に表示さ れたカーソルの対応する動きに影響をする。コンピュータ入力装置１０は、イン ターフェース１２によって処理するためそしてコンピュータ１４に伝送するため に、方位センサによって発生されたアナログ信号をデジタル化する回路を含む。

インターフェース１２に音声制御回路と共にマイクロホン及び前置増幅器回路も また含まれ、これはユーザが標準選択機能を行うことを可能にする。

ケーブル２０はコンピュータ入力装置１０からインターフェース１２ヘデジタル 化信号を運ぶ。インターフェース１２はデジタル化信号をコンピュータ入力装置 １０から受信し、それらの信号をコンピュータ１４によって解釈されることがで きる制御信号に翻訳するための回路を含む。そしてこれはディスプレイ端末ユニ ット１６を制御する。このインターフェース１２は、２つの主な音の形式、摩擦 音及び音声的前、の話す人に依存しない（ｓｐｅａｋｅｒ−ｉｎｄｅｐｅｎｄｅ ｎｔ）音声検出を提供する音声制御回路を含む。インターフェースエ２は標準の カーソル制御装置のオペレーションをシミュレートするようにプログラムされて おり、そして標準Ｒ５−２３２Ｃ出力をコンピュータ１４に提供する。

好適な実施例では、ディスプレイスクリーン１８は、標準の陰極線管であるが、 液晶又はプロジエクシコンディスプレイを含む任意のスクリーンの形式を用いる ことができる。

また、好適な実施例では、コンピュータ入力装置１０はグラフィック入力タブレ ットの機能をシミュレートする。従って、ユーザは表示されたデータを手際よ（ 処理することができ、メニュー選択をすることができ、又はディスプレイスクリ ーン１８にグラフィック情報を入力することができる。従来の“マウス”のよう な、他の装置は簡単にシミュレートすることができる。本発明を作動する方法は 以下で更に説明される。

図２Ａ及び２Ｂを見ると、コンピュータ入力装置１０の主な構成部材が図示され ている。コンピュータ入力装置１０は、好適には耐久性のあるプラス千ツクで形 成されそしてコンピュータユーザの頭の周りに快適にフィツトする形状及び寸法 を有するヘッドバンド２４を含む。このヘッドバンド２４は、ユーザに快適な方 法でヘッドバンド２４を支持するための柔らかいあわ状インサート２５を含む。

ユーザの快適さについての考慮は、予想されるユーザが物理的な身体的損傷をも ち得るとき、又はコンピュータ入力装置１０が長い時間にわたって装着されるそ の他の理由に対して、特に重要である。

回路ハウジング２６はへソドバンド２４の端部に固定して取り付けられている。

一般に球形のセンサハウジング２７は方位センサ２８を含む。このセンサハウジ ング２７はネジ／ブッシング配置で回路ハウジング２６に取り付け、センサハウ ジング２８が指の圧力によって回転させられることを可能にしている。球形ハウ ジング２７の角度は、よって、ヘッドバンド２４に関して調整され得る。このこ とは、ユーザがディスプレイスクリーン１８のカーソルを最初に中心に置くこと を可能にする。

イヤホン２９は回路ハウジング２６に取り付けられ、オペレータが快適であるよ うに位置付けされる。図２Ｂに示すように、イヤホン２９は、ヘッドバンド２６ のあわ状インサート２５及び回路ハウジングの位置により、通常の使用の間はユ ーザの耳に対して押さない。イヤホン２９は、音声郵便（ｖｏｉｃｅ　ｍａｉｌ ）及びオーディオメッセージングを含む特定のコンピュータ応用において、オー ディオ受信装置として用いられる。１つの応用において、コンピュータ入力装置 １０は、ハンディキャップのあるユーザに、電話番号をダイアルしてコンピュー タ１４を通じて標準の電話通信を行う能力を提供し、このときイヤホン２９は音 受信機として働く。

マイクロホン３０は、ユーザに音声コマンドをするための手段を提供し、ＲＥＴ ＵＲＮ　（リターン）又は５ＥＬＥＣＴ　（セレクト）のような従来の制御機能 を開始するのに用いられる。マイクロホン３０は、マイクロホン支持部材３１及 びピボット部材３２に取り付けられた従来の小型の指向性マイクロホンである。

ピボット部材３２によって、マイクロホン３０は、ユーザの口の前に位置付ける ために上方又は下方に調節される。

印刷回路ボード３４はコンピュータ入力装置ｌＯのための電子回路を含む。より 特定的には、これは、マイクロホン３０のための前置増幅器、方位センサ２８の 作動のためのアナログ回路、及びインターフェース１２と通信するためのデジタ ル回路を含む。印刷回路ボード３４、イヤホン２９、ケーブル２０、方位センサ ２８、及びマイクロホン３０の相互接続配線は、簡単のために図２Ｂでは示され ていない。マイクロホン３０はまた、前置増幅姦通してイヤホン２９に接続され ており、従来の電話のハンドセットのようにユーザに音声フィードバックを提供 する。

ケーブル２０は回路ハウジング２６の下部にあり、よってコンピュータ入力装置 １０の操作の間最小の妨害をする。好適な実施例ではコンピュータ入力装置１０ を安価にするために直接ケーブルがひかれているが、トランシーバ技術の従来の 小型送信機によってコンピュータ入力装置１０をインターフェース１２にリンク するのも本発明の範囲内である。

方位センサ２８は、図２Ｂに示されたように、センサハウジング２７内に固定さ れて取り付けられている。方位センサ２８を用いるヘッドセットは、本発明に対 する入力装置の好適な形式である。入力装置１０の特定の特徴は、前に引用した 出願連続番号第０７／２６７．４１３号に詳細が説明されている。本発明の好適 な実施例では、入力装置は、インターフェース１２のＲ８−２３２Ｃ出力を経由 してディスプレイスクリーン１８のカーソルを制御することができる。インター フェース１２は入力装置１０からデジタル化信号を受信し、それがホストコンピ ュータ１４のＲ５−２３２Ｃ入力で受信されるように適合させる。これは、グラ フィックプログラムのような選択モードソフトウェアが、位置センサ及びマイク ロホン入力を用いて十分に制御されることを可能にする。しかしながら、インタ ーフェース１２の更なる機能は、実際のキーボード入力をホストコンピュータ１ ４に発生することである。

ディスプレイスクリーン１８のカーソルの２次元的動作を行うために入力装置を 用いることは、カーソル制御モードとして関係され、そしてヘッドセットｌＯを 装着したユーザの頭の動きに対応するようにされる。即ち、前方に頭を傾けると カーソルは下方に動き、後方に傾けると上方に動く。同様に、頭を右に傾けると カーソルは右に動き、頭を左に傾けるとカーソルは左に動く。ユーザがインター フェース１２のキーボード入力機能にアクセスすることを可能にするために、カ ーソルの動きに下方又は上方のリミットが置かれ、そこを越えるとカーソルの制 御が解かれる。好適な実施例では、下方のリミットが用いられ、それはディスプ レイスクリーン１８の最下の可能なカーソルラインに対応する入力装着からのデ ジタル化コードとしてとられる。この下方リミットは、従って、ユーザがカーソ ルをスクリーン１８の底に配置するために必要な角度を越えて頭を前に傾けるこ とによって、越えられる。

一旦カーソル制御モードの下方リミットを通過されると、インターフェース１２ はキーボードシミュレーションモードに入る。このモードでは、インターフェー スからホストコンピュータへのＲ３−２３２出力は抑止（ｄｉｓａｂｌｅ）され る。

入力装置１０からの入力は、キーの選択として標準のキーボードコントローラに 認識可能なデジタルコードに翻訳される。

入力装置の異なるデジタル化出力の数は可能なキーボードキー選択の数を越える ので、１つ以上のデジタル化出力が同じキーボードキー選択に翻訳する。入力装 置のデジタル化出力によって表されるｘ−ｙ位置座標の範囲は、従って、各キー 表示に割り当てられる。方位センサの位置がｘ−Ｘ座標を１つの指定された範囲 から別の範囲に変えるのに十分なほど変えれると、インターフェース１２によっ て発生されたキー選択コードが異なるキー人力を表すように変わる。よって、異 なるキーボードキー人力が、ユーザによって、手動制御の必要なく指定され得る 。

インターフェース１２の拡大された斜視図が図３に示されている。インターフェ ースの前面は、通常ホストコンピュータ１４とともに用いられるキーボードの外 見を有するかぶせ物（オーバーレイ）をもつキーバッドである。本実施例では、 手動キーが実際にキーバッドに表されていない。しかしながら、すべての可能な キーボード選択が、実際のキーボードの関連のキー配置をノミュレーテイングす るパターンに表され、そして別の実施例ではこれらは、実際に、触れることに応 答する機械的キーであり得る。更に、本発明で任意の互換的なキー配置が用いら れ得る。

本実施例のオーバーレイの各キー表示の下にはインジケータがあり、本実施例に おいてそれは発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、それは下にあるインターフェー ス回路によって選択されたときに光らされる。各ＬＥＤの上のオーバーレイの位 置は、特定のＬＥＤが光っているときにユーザが視覚的に識別することが可能な ように十分に透明である。表されているキーを指定する符号が各透明の領域に印 刷されている。入力装置で特定のキーボード入力が選択されると、オーツく−レ イの対応するキー符号の下にあるＬＥＤが光る。よって、ユーザは可能なキー人 力コードのどれがインターフェース電子回路によって発生されたかを知る。必要 なユーザフィードバックが提供されるかぎり、（オーディオインジケータを含む ）他の形式のインジケータも用いられ得る。

インターフェース１２によって発生された特定のキー選択コードへの入力装置信 号のマツピングは、インターフェースのＬＥＤの位置に対応するように組方配置 される。例えば、もし符号”Ｔ”の下のＬＥＤが光ると、インターフェース１２ へのキー選択入力は、符号”Ｔ”に対するキーボード入力コードの発生が結果と なる。もし方位センサが次に右側遠くに十分に傾けられたら、入力装置の入力の Ｘ座標は、入力を次のキー選択範囲にシフトするのに十分に増加する。範囲のマ ツピングはＬＥＤアレーに対応しているのでごＴ”範囲の右の次の範囲は２Ｙ“ 範囲である。この動きによって符号”Ｔ”の下のＬＥＤが消され、そして符号” Ｙ”の下のＬＥＤが光る。対応して、インターフェース１２へのキー選択入力は ごＹ”ダイオードを光らせつつ、符号”Ｙ′に対するキーボード入力コードを発 生させる。このように、アレーにおけるＬＥＤの連続する光は入力装置の動き及 びキーコードの発生を追従する。

図３に示されたように、キーボードオーバーレイの幾つかのキーは異なる大きさ と形をしている。キーコードへの位置的入力のマ・ンピングは、オーツく−レイ のキーの配置に最もよく対応するように、なされる。よって、（“スペース（ｓ ｐａｃｅ）“キーのような）Ｘ方向に広いキーは、Ｘ方向に広いマツピング範囲 を有する。同様に、（”シフト（ｓｈｉｆｔ）”キーのような）Ｘ方向に大きい キーは、Ｘ方向に大きいマツピング範囲を有する。これらのマツピング技術は、 入力装置の動きを最もよく模倣するようにアレーのＬＥＤが連続して光ることを 助ける。

特定のＬＥＤに移動しながら入力装置１０を完全に制止して維持することは、ユ ーザにとってしばしば困難である。不注意な頭の動きによって２つの近接するＬ ＥＤ間を不規則に動（ことを妨げるために、１つのＬＥＤを消して近接する１つ を光らせるためにスレッショルド値が位置的入力によって越えられなければなら ない。よって、位置的入力は、次の範囲を指定するのに十分なだけ変更するだけ でなく、インターフェース１２が新しいＬＥＤを光らせるために切り替える前に 、スレッショルド値だけ範囲間のクロスオーバ一点を越えなければならない。

前記の例を用いると、もし符号”Ｔ“の下のＬＥＤが光って、入力装置１０を右 側遠くに十分に傾けると、最終的に符号”Ｙ”の下のＬＥＤに変わるようになる 。

しかしながら、スレッショルド要求のため、Ｘ軸に対する位置的入力は”Ｙ”範 囲の下方Ｘ値すミットに増加しなければならず、そして、次にごＹ”ＬＥＤへの 切り替えがなされる前に、更にスレッショルド量だけ増加しなければならない。

このスレッショルド値要求は、各ＬＥＤ範囲に対して正及び負のＸ及びＸ方向の 動きの両方に対して同じである。よって、ひとたび”Ｙ″ＬＥＤが光るとごＴ″ ＬＥＤに戻ることを要望するユーザは、”Ｙ”範囲の下方リミットがスレッショ ルド値で越えられるまで、Ｘ座標を減少するように入力装置を十分左側遠くに傾 けなければならない。本実施例では、スレッショルド値は、小さい英数字キーの １つの長さ又は幅の１．５倍とほぼ等しい。このスレッショルドは、キーの大き さ又はそのマツピング範囲にかかわらず、オーバーレイの各キーに対して同じで ある。

スレッショルド要求を説明する以下の例は、ユーザが光っている文字”Ｔ“の下 のＬＥＤから開始すると見なす。“Ｔ″ＬＥＤから′Ｙ″ＬＥＤに切り替えるた めに、”Ｔ”から”Ｙ”への切り替えが起きる前に、ユーザは位置入力のＸ座標 を”Ｙ゛範囲越え、モして“Ｕ”範囲（正のＸ方向において”Ｙ“範囲に近接） の中はどに増加する。次に“Ｔ′に戻すようにに切り替えるためには、Ｔ”ＬＥ Ｄへ戻るように切り替えが起きる前に、正のＸ座標を”Ｒ“範囲（負のＸ方向に おいでＴ”範囲に近接）を越え、そしでＥ−範囲（負のＸ方向において“Ｒ“範 囲に近接）の中はどに減少することが要求される。スレ・ノンヨルド要求はＸ及 びＸ方向の両方における動きに影響するので、近接するＬＥＤ間を切り換えるた めにいくらか過大な頭の動きが要求される。これはより明確に定められたユーザ の制御を可能にし、そして位置入力範囲の境界近くでＬＥＤが不規則に動く問題 を除く。

インターフェース１２のキーバッドは、ディスプレイスクリーン１８の直下に位 置しており、キーボードンミュレーンヨンモードにおける制御はカーソル位置モ ードにおける制御と隣接してなされる。カーソル制御モードから、ユーザの頭は 位置信号を所定の下方リミットの下にもって来るために十分前方に傾けられる。

カーソル制御モードは次にインターフェースによって抑止され、そしてキーボー ドシミュレーションモードが使用可能にされる。ユーザがキーボードシミュレー ションモードに入ることができる前に、カーソル制御モードの下方リミットがス レッショルド値だけ越えられなければならない。これはモード間の不注意な切り 換えを妨げる。２つのモード間のスレッショルド値は十分大きくされているので 、キーボードシミュレーションモードに入る前に区別できる過大な下方への頭の 動きがなされなければならない。

キーボードシミュレーションモードにおける方位センサの動きは異なるキーボー ド入力の選択を可能にするが、ユーザがマイクロホン３０を経由しての音声制御 回路への音声入力で選択を確かめるまでキー信号はホストコンピュータ１４に実 際に伝送されない。音声制御回路はカーソル位置モードにあるときに２つの異な る音を認識するが、音はキーボードシミュレーションモードでは区別されない。

このモードにおいてはすべてのキーボードオプションがユーザに利用可能である ので、異なる音声入力を認識する必要がない。しかしながら、入力音声信号は、 音声制御回路に受け入れられるために比較的短い期間でなければならない。この 見地は、バックグラウンドノイズからの不注意な入力の範囲を減らし、これにつ いては図６Ａ及び６Ｂを参照してより詳細に説明される。所望のキーをおおうＬ ＥＤが点灯されると、ユーザは適当な入力音をマイクロホン３０に単に話し、そ してキー選択はホストコンピュータ１４に伝送される。

入力装置１０の電子回路は部分的に図４に示されている。方位センサ２８は、絶 対Ｘ及びＸ座標位置を表す２つの差動アナログ電圧（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ 　ａｎａｌｏｇ　ｖ。

ｌｔａｇｅ）を出力する。この差動電圧は４つのラインに沿ってアナログーデジ タル変換器（ＡＤＣ）８６に送られる。本実施例において、ＡＤｃ８６はテキサ スインストルメンツの形式ＡＤＣＯ８３４である。ＡＤＣ８５は、アナログ入力 信号を差動的に比較するためのデータコンパレータ構造を用いる。デジタル出力 データは８ビット分解能を有し、それは方位センサ信号の結果的大きさ及び符号 を示す。クロック信号（ＣＬＫ）及びチップストローク（ｃｈｉｐ　５ｔｒｏｋ ｅ）は、ＡＤＣ８６でデータをスキャンするためにインターフェース１２から受 信される。加えて、制御信号もまた、どの差動信号が出力されるべきがを及びど の符号かを指定するように、インターフェースかゲデータイン（ｄａｔａ　ｉｎ ）″ライン、ラインＤＩ、に沿ってＡＤＣに送られる。インターフェース１２か ら受信したコマンドに応答して、データは”データアウト（ｄａｔａ　ｏｕｔ） “ライン、ラインＤＯ１に沿って逐次的に出力される。

イヤホン２つ及びマイクロホン３０の両方もまたブロック図形式で図４に示され ている。各々は入力装置ケーブル２ｏを通してインターフェースと連絡するため に２つのリードを要求する。マイクロホン３０は音声信号をインターフェース１ ２の音声制御回路に伝送し、イヤホン２９はインターフェースからオーディオ信 号を受信する。５ポルト電カライン及びグラウンド（ＧＮＤ）ラインもまた入力 装置ケーブルに入れられている。全部で、１０個のラインが入力装置１ｏ及びイ ンターフェース１２を接続する。

インターフェース１２の内部の回路は図５に概略的に示されている。入力装置１ ０からの入力は図４に示されたものと異なるオーダーで配置されて示されている 。しかしながら、これらの配置は物理的に重要ではなく例示目的のためになされ ていることが理解されるであろう。入力装置がインターフェース１２にプラグイ ンされることを可能にするために、】０ピンコネクタがケーブル２ｏの端で与え られている。２つのマイクロホン接続が、入力装置ケーブルから音声制御回路１ ０８に接続されて示されている。音声制御回路は入力装置ｔｌＯからオーディオ 信号入力を受信する。この回路はユーザからの入力音声信号を処理し、対応する 出力をコントローラ１１０に提供する。

音声制御回路は図６Ａ及び６Ｂにより詳細に示されている。図６Ａは音声制御回 路のブロック図を示し、図６Ｂは出力波形及び多種のブロックの出力と関連する タイミング関係を示す。図６Ｂに示された波形は各々円で囲まれた文字によって 称される。これらの文字はまた各波形の位置を識別するように図６Ａにも示され ている。

音声制御回路は基本的に２音会話認識（ｔｗｏ−ｓｏｕｎｄ　５ｐｅｅｃｈ　ｒ ｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）装置である。本発明は、特定の言語で話される特定の単 語よりはむしろ、特定の音声学上の音の形式の特徴的周波数範囲を使用する。（ 音帯の振動によって）音声になった音の範囲は、（空気が口の狭い空気通路を通 って移動することによる）摩擦的な音の周波数範囲よりも一般に低い。”ノー（ ｎｏ）”のような単語は音声酌量で終わり、殆どの母音字は音声酌量である。” イエス（ｙｅｓ）”のような単語は摩擦酌量（ＳＳＳ”）で終わる。

マイクロホン３０を通して、この会話認識装置は、”イエス“や”ノー”のよう な、音声的又は摩擦酌量で終わる短い単語を検出する。検出されるために、音は 連続した会話の部分としてではな（むしろ隔てられて話されなければならない。

この方法においては、ユーザの付近における会話は、始動される制御回路へのコ マンドに影響しない。

本発明の音声制御回路は、ユーザが外国語のみを話す又は会話が困難又は身体的 損傷をもっている場合、特に便利である。この場合、ユーザが任意の音声的及び 摩擦酌量を発することができるかぎり、入力装置１０はなおも効率的に用いられ る。更にそのうえ、スピーカーに依存しておらず、そしてユーザとのトレーニン グ期間を要求しないが、幾つかの他の会話認識装置が要求される。

マイクロホン３０はユーザの音声コマンドを受信し、これは前置増幅器９１によ って増幅され、これはまた１００ヘルツ以下の任意の周波数成分を減衰する。

マイクロホン３０及び付随の前置増幅器９１は入力装置１０内に配置されている 。

図６Ａに示されたように、前置増幅器９１の出力はまた高域通過フィルタ９２、 低域通過フィルタ９３、及び検出器９４に与えられる。高域通過フィルタ９２は １５００ヘルツより下のすべての信号周波数を拒絶する。低域通過フィルタ９３ は４００ヘルツより上のすべての信号周波数を拒絶する。検出器９４は音信号が マイクロホン３０によって受信されたときはいつも論理高さを出力する。検出器 ９４からの論理高宿号は、２０から３０ヘルツ範囲で動作する発振器９６によっ て８ビノトノフトレンスタ９５を通してクロックされる。

高域通過フィルタ９２及び低域通過フィルタ９３の出力信号は検出器９６．９７ に与えられ、これらはこの信号をスクエアアップ（ｓｑｕａｒｅ　ｕｐ）する。

これらの出力はラッチ９８．９９に与えられ、これらはノットレジスタ９５の第 ３ビツトによってクロックされる。第１のかわりに第３ビツトを用いることによ って、音声制御回路はコマンドワードの第１部分（約１５０ミリ秒）を無視し、 コマンドワードの最後の部分が音声的又は摩擦酌量であるかを決定する。

最後に、受信された音が２５０から４００ミリ秒の期間を有しそしてオーディオ 信号の瞬間的中断によって先行される又は続かれるとき及びときのみ論理高が発 生するように、シフトレジスタ９５の出力はゲートされる。文章の中にある単語 のような音の連続する流れの一部分に沿ったような、指定されたウィンドウサイ ズよりも長い又は短い任意の音は無視される。コマンドワードが正しいパラメー タを有するとき、もしそれがｊＩ！擦的音で終わるとそれはラッチ１００を通し てクロックされ、もしそれが音声酌量で終わると第２のラッチ１０１を通してク ロックされる。

２イエス”及び”ノー”入力が、標準の５ＥＬＥＣＴ及びＲＥＴＵＲＮ機能入力 としてカーソル制御モードにおいて用いられる。図５に示されたように、音声制 御回路の”イエス“及び”ノー”信号は、外部スイッチ１０９を経由するコント ローラ１１０への入力である。スイッチ１０９は、ジョイスティックのような互 換的入力装置の入力をプラグインするためのプラグポートである。スイッチアウ トレットにプラグが挿入されていなければ、スイッチは閉じられたままでいて、 音声制御回路からコントローラ１１０への信号の入力を可能にする。しかしなが ら、このアウトレットに互換的入力装置からのプラグが挿入されると、プラグは 音声制御回路のリードとコントローラのリードとの間の接触をブレイクする。プ ラグの挿入は同時にプラグ接点とコントローラのリードとの間の接続を作る。こ のように、イエス／ノー人力は、ジョイスティックの選択ボタン又は他の互換的 入力装置から互換的に得られることができ得る。

図５を参照すると、入力装置１０からのラインＣＬＫ、Ｃ３５ＤＩ、及びＤＯが 、本実施例ではモトローラマイクロプロセッサ（Ｎｏ、　ＭＣ６８ＢＣＯ５ＣＢ ）であるコントローラ１１０に直接に接続されている。コントローラはラインＣ ８に沿って人力装置１０のＡＤＣ８６をストローブするようにプログラムされて いる。ストローブ信号に応答して、逐次的位置データがラインＤｏに沿ってＡＤ Ｃ８６からコントローラ１１０に伝送される。デジタル化位置データはコントロ ーラ１１０によって受信され、このコントローラはデータを一時的記憶しシスタ に記憶する。

逐次的位置データの伝送及び受信のタイミングは、ラインＣＬＫに沿ってコント ローラ１１０からＡＤＣに伝送されるクロック信号によって制御される。これは 、逐次的位置データの正確な伝送を達成するようにＡＤＣ及びコントローラが同 期されることを、確実にする。発振器１１２はコントローラ１１０に接続され、 クロック信号がそれから得られる絶対タイミング信号を提供する。

一連のデュアルインラインパッケージ（Ｄ　Ｉ　Ｐ）スイッチ１１５がコントロ ーラ１１０に接続されて示されている。これらのスイッチはユーザがコントロー ラオベーシゴンの多種のパラメータを変更することを可能にする。本実施例では 、これらのパラメータは、カーソル制御モードにおけるカーソル移動の速度、カ ーソル移動の極性、インターフェースはディスプレイスクリーンの上又は下に位 置されているかどうか（即ち、上方又は下方リミットが用いられるかどうか）、 Ｒ３−２３２ボートを通してのシリアル通信のポーのレート、及びキーコードマ ツピング範囲間のスレッショルドの大きさ、を含む。本実施例のＤＩＰスイッチ の他のものは、キーボードシミュレーションモードにおいて自動選択機能を活動 化する。このスイッチがオンにされると、４秒以上変更されないコントローラキ ーコード出力が自動的に選択される。従って、このスイッチがオンならば、コン トローラへのキーボード入力を選択する選択入力は必要ではない。

ｘ−ｙ位置データがコントローラ１１０によって受信されると、ｙ座標は、その 値がカーソル制御モードの下方リミットを要求されるスレッショルド値だけ越え たかどうかを見るために監視される。もしそうでないとき、位置データは、グラ フィック入力装置のオペレーションをシミュレートするようにフォーマットされ 、モしてＲ３−２３２出力１１４からホストコンピュータ１４に出力される。

しかしながら、ひとたび下方ｙ座標スレッンヨルドが越えられると、Ｒ３−２３ ２ポートは使用禁止（ｄｉｓａｂｌｅｄ）にされる。

位置データのｙ座標が下方リミット及びコントローラ１１０に認識されるスレソ シタルド値を越えて減少すると、コントローラはキーボードンミュレーションモ ードにはいる。このモードにおいて、入力位置データのｘ−ｙ座標は、コントロ ーラ１１０によって、キーボードキーデータを得るためのルックアップアドレス として用いられる。異なる範囲のｘ−ｙ座標人力がコントローラによって発生さ れた各キーコードに適用する。各キーコードは異なり、そしてホストコンピュー タ１４と共に使用することを意図されたキーボードで見つけられるであろう異な るキーに対応する。ＬＥＤアレーにおける切り換えに関して以前に述べたスレッ ショルド値要求は、実際は、異なるキーコードの発生に対する要求である。新し いキーコードの発生は、１つのキーコードから別のものに切り換えるために、入 力装置の過大な動きを要求する。ＬＥＤは直接キーコード出力に応答し、そして 、従って、コントローラ１１０によって発生されたキーコードの表示として働く 。

図５に示されたように、コントローラ１１０は、一般に１１６で示された７つの 並列データ出力ライン（コントローラビン番号２２−２８）を有する。コントロ ーラによって発生されるキーコードはこれらのライン上の７ビツト表示出力であ る。

便利のために、コントローラ１１０によるキーコード出力の７ビツトはＸｏ−Ｘ ｏと呼ばれ、ＸＯは最高オーダーのビットでありＸｏは最低オーダービットであ る。コントローラ１１０から７ビツトキーコードを受信するのはデコーダ／ドラ イバ１１８．１２０．１２２である。デコーダ１１８は３対８ラインデコーダで あり、コントローラ１１０によるキーコード出力の３つの最低オーダービットＸ ４−Ｘｏを受信する。デコーダ１２０．１２２もまた３対８ラインデコーダであ り、互いに並列に働き、各々はキーコードビットＸ１−Ｘ３を受信する。７ビツ トキーコードの（コントローラピン番号２２からの）ビットＸＯは、デコーダ１ １０．１１２が４対１６ラインデコーダとして共同して機能することを可能にす るためにデコーダ１１０．１１２のイネーブルラインに加えられる。ビットｘＯ はデコーダ１２０のイネーブル入力に直接入力されるが、しかしデコーダ１２２ のイネーブル入力に入力される前にインバータ１２６によって反転される。よっ て、ビットＸＯが低のとき、デコーダ１２０はイネーブルにされ、そして使用禁 止されたデコーダ１２２は全ゼロ出力を有する。同様に、ＸＯが高のとき、デコ ーダ１２０は使用禁止にされ、そしてデコーダ１２２はビットＸｌ−Ｘ３をデコ ードする。

この３つのデコーダ１１８．１２０．１２２の機能はＬＥＤディスプレイ１２４ を駆動するものである。図７により明確に示されているように、デコーダのグリ ッド配線及びアレーのＬＥＤは、コントローラ１１０からの異なる７ビツトキー コードの出力を示すように各ＬＥＤを点灯することを可能にする。このように、 コントローラによって発生されたキーコードはシステムのユーザによって識別さ れる。個々のＬＥＤ配線配置の拡大された図１２８に示されたように、十分の正 の電圧がデコーダ１２０．１２２の出力ラインのうちの１つに存在することによ って、もしデコーダ１１８からの特定のＬＥＤに対する交差するラインが低電圧 であるならば、該出力ラインに沿ったその特定のＬＥＤが点灯される。よって、 デコードされた出力コードが、アレーのＬＥＤの１つを横切る電圧をセットアツ プするために用いられ、ＬＥＤが点灯される。点灯されたＬＥＤは、デコーダ１ １８によって選択された行とデコーダ１２０及び１２２によって選択されたカラ ムとの間に結合されたものである。

図７に概略的に示されたＬＥＤアレーは、図３で示されたインターフェース１２ のキーボードオーバーレイの下のＬＥＤに対応する。ＬＥＤはオーバーレイの下 に配置され、それはキーボードのように見えるが、キーよりはむしろインジケー タを有している。コントローラ１１０によって発生されたキーコードがデコーダ に届くと、キーコードに対応するオーバーレイのキーの下に位置したＬＥＤが点 灯される。１つのＬＥＤから他のものへの切り換えは、コントローラ１１０によ ってキーコード出力を変更することによって直接制御される。従って、点灯して いるＬＥＤは常にコントローラ１１０によって発生されているキーコードによっ て表されるキーを示す。

キーバッドオーバーレイ上に表された各キーは、アレー１２４のＬＥＤを有し、 これが下からそれを照らす。本実施例では、これらのＬＥＤは赤である。しかし ながら、赤のＬＥＤに加えて、オーバーレイの幾つかのキーはまた緑のＬＥＤを 有し、それはアレー２４のキーから分離して制御される。赤及び緑のＬＥＤを有 する幾つかのキーは０フアンクンヨンキー（ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｋｅｙ）”と呼 ばれ、これらは”文字キー”の互換的入力を選択するために用いられる。本実施 例においては、これらのキーは、２つの“ンフト（ｓｈｉｆｔ）”キー、２つの ″コントロール（ｃｏｎｔｒｏｌ、）　”キー、及び２つの２オルタネート（ａ ｌｔｅｒｎａｔｅ）　”キーを含む。ファンクションキーのための緑のＬＥＤは 図５及び図７のラッチ１３２に制御されて示されている。これらの概略図は緑の ＬＥＤが赤のＬＥＤと異なる位置にあるように示しているが、実際は各線のＬＥ Ｄはオーバーレイ上に示された適当なファンクションキーの下の赤のＬＥＤに近 接して位置している。図３のオーバーレイは２つの側に分離する線を有する各フ ァンクションキーを示している。これは、２つのＬＥＤがこれらのキーの下に存 在して１つが線のいずれかの側にあることを示すためのものである。これらの線 は実際のキーボードオーバーレイに存在する必要はない。

手動キーボードのファンクションキーを遂行するために、ユーザはファンクショ ンキーを押し下げてそれを保持（ｈｏｌｄ）　Ｌ、文字キーを打つ。従って、フ ァンクションキーを゛ホールド”する方法が本発明で提供される。ラッチ１３２ は、そのＬＥＤによって指定されたファンクションキーが文字キーの選択の間” 下にホールド”されていることを識別するようにその緑のＬＥＤにパワーを与え る。ファンクションキー制御の特定のものは、以下の説明で明確になるであろう 。

図５に戻って参照すると、コンピュータ１４のキーボード入力への所望されるキ ーコードの正しい配達は、キーボードコントローラ１３８及びデコーダ１３６と 関連して用いられるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１３０が用いられる。

キーボードコントローラ１３８は、コンピュータ１４とコンバーチプルの手動キ ーボードで用いられるものと同じコントローラである。本実施例において、キー ボードコントローラはインテル社で作られたモデル番号７０Ｃ４２である。キー ボードコントローラ１３８は、まるで手動キーボードをスキャニングするように ＲＡＭアドレスをスキャンする。従って、キーボードコントローラの見地からは 、インターフェース１２のキーコード発生回路は手動キーボードとして現れる。

しかしながら、実際にスキャンされているものはＲＡＭ１３０であり、そこには 発生されたキーコードが一時的に記憶されている。

キーボード／ミュレーノヨンモードの間、ヘッドセット入力装置１０の方位にお ける変化は、コントローラ１１０によって発生されたキーコードが同様に変化す るように影響する。これらの変化は、発生されたキーコードを識別するＬＥＤア レー１２４の観察を通してユーザによって連続的に監視される。キーコードの３ 最下位ビットがＬＥＤアレーのデコーダ１１８に入力される間、それらは３対８ ラインデコーダ１３６に同時に入力される。デコーダ１３６はＲＡＭ１３０への 入力に対する３ビツトをデコードする。キーコードの４最上位ビット、Ｘｏ−Ｘ ３は、次に、デコーダ１３６の出力が記憶されるＲＡＭ１３０の４ビツトアドレ スを選択するのに用いられる。一旦コードがメモリ１３０に記憶されると、コー ドは、それをキー選択として識別するキーボードコントローラ１３８によってス キャンされることができる。

キーボードコントローラ１３８は、すべての可能な４ビツトアドレスを通して順 序付けすることによってキーボード入力に対してＲＡＭ１３０を連続的にスキャ ンする。各々の異なるアドレスは、シミュレートされたキーボードグリッドの異 なる”カラム“として取られる。各アドレスでは８ピントデータコードであり、 それはシミュレートされたキーボードグリッドの８つの”行”をシミュレートす る。キーボードコントローラ１３８は、各アドレスに対して８ビツトコードを読 む８つの入力ラインを有する。ビットのうちの１つが非ゼロのとき、キーボード コントローラはこの非ゼロエレメントはキー押下を示していると見なす。このキ ーは、現在のアドレスによって表された“カラム″と特定の非ゼロビットによっ て指定された行とを調整することによって識別される。一旦キーが識別されると 、コントローラはキーボード入力を発生し、この入力はキーボード入カケーブル １３９上のホストコンピュータ１４に出力される。

ユーザによる特定のキーコードの選択を可能にするために、バッファ１５０と関 連して働くバッファ１４２．１４４．１４６．１４８が提供される。バッファ１ ４２．１４６は通常は使用禁止にされており、離れたＲＡＭ１３０は出力デコー ダ１３６及びキーコードのアドレスビットＸ０−Ｘ３を形成する。バッファ１４ ４．１４８は通常はイネーブルであり、ＲＡＭ１３０とキーボードコントローラ １３８との間の情報の伝送を制御する。よって、ユーザが、キーを選択していな いが人力装置を動かすことによってキーコードを変化している間、バッファ１４ ２．１４６は禁止され、ＲＡＭ１３０への情報の人力を妨げる。しかしながら、 この間バッファ１４４．１４８はイネーブルにされているので、アドレスがキー ボードコントローラからＲＡＭへ伝送されることを可能にし、ＲＡＭはキーボー ドコントローラに届くように出力する。

ユーザがＬＥＤディスプレイによって識別されたキーコードを選択することを望 むときは、マイクロホン３０に話すことによって゛イエス″又は”ノー″コマン ドが与えられる。もし異なる入力装置が用いられていると、スイッチ１０９で同 様の人力が与えられる。入力はコントローラ１１０に与えられ、それは幾つかの 異なる出力信号を発生することによって応答する。

最初に、コントローラのラインＣＬＫのクロックパルスが中断され、そしてＣＬ Ｋラインは一時的に高に保持される。ＣＬＫラインは信号をデコーダ１３６のイ ネーブル入力に送るので、これはデコーダが一時的にイネーブルにされることを 維持する（使用禁止のとき、デコーダ１３６出力はすべて０である）。加えて、 ＲＡＭの書き込み入力への出力が、デコーダからメモリに書き込むことを可能に するように（コントローラビン番号４から）与えられる。

最後に、コントローラのピン２１からバッファ１５０への出力は、一時的に低に 駆動される。信号が低に行くと、バッファ１４２．１４６、及び１４４．１４８ の状態は逆にされ、バッファ１４２．１４６はイネーブルにされ、バッファ１４ ４．１４８は使用禁止にされる。コントローラ１１０からバッファへの信号もま たインバータを通してＲＡＭ１３０のデータイネーブル（ＤＥ）入力に入力され る。キーボードコントローラ１３８からの入力アドレスの順序付けに応答してデ ータラインに沿ったデータの出力を可能にするために、この入力での電圧は通常 は低である。しかしながら、コントローラからのバッファライン上のパルスはデ ータ出力機能を使用禁止にし、デコーダ１３６出力の書き込みを可能にする。

バッファ１４４．１４８が使用禁止にされると、キーボードコントローラ１３８ はＲＡＭメモリ１３０をもはやアクセスすることができない。キーボードコント ローラ１３８のデータ入力は、５ポルト電源によって電力が与えられる抵抗１５ ２によって、この期間の間高に保持される。バッファ１４２．１４６をイネーブ ルにすることによって、ＬＥＤディスプレイによって現在表示されているキーコ ードがＲＡＭ１３０に入力される。キーコードのビットＸ０−Ｘ３は、特定の４ ビツトアドレスを指定するようにＲＡＭアドレスポートに入力される。その間に 、キーコードのビットＸ４−Ｘ６はデコーダ１３６によってデコードされ、そし てＲＡＭ１３０のデータポートに出力される。コントローラ１１０からＲＡＭ１ ３０の書き込みイネーブル入力への論理低信号は、デコーダ１３６出力をＲＡＭ １３０へ書き込むことを可能にする。８ビツトデータは、よって、ビ・ノドＸ０ −Ｘ３の４ビツトアドレスによって指定されたアドレスで、ＲＡＭメモリに記憶 される。

バッファ１５０への低パルスは、キーコード情報の正しい記憶を可能にするよう に十分長くされる。一旦再び極性が高になると、バッファ１４２．１４４．１４ ６．１４８はそれらの正常の状態に戻る。しかしながら、ここで、キーボードが ＲＡＭメモリのスキャンを再開するとき、新しいキーコードのデータが指定され たＲＡＭアドレスから読み取られる。キーボードコントローラは適当なキーを識 別し、そしてキーボード入力をホストコンピュータ１４に伝送する。キーボード コントローラ１３８はまたオーディオ確認信号（″ビープ音“）をイヤホン２９ を通じてユーザに送る。コントローラ１１０からバッファ１５０への出力はまた デコーダ１１８のイネーブル入力に入力されるので、ノ＜・ソファ１５０への発 生された低パルスは、デコーダ１１８の″イネーブル”入力を低にもってくるこ とによってＬＥＤディスプレイを一時的に使用禁止にする。これによって現在光 っているＬＥＤは消され、よってキーコードがキーボードコントローラ１３８に 入力されたことの、（ディスプレイを見ている）ユーザへの確認の第２の手段を 提供する。

一旦、ＲＡＭ１３０に記憶されたコードがキーボードコントローラ１３８によっ て読み取られると、ＲＡＭメモリは次のキーコードの受信のための準備をするた めにクリアされなければならない。コントローラ１１０は、キーボードコントロ ーラがメモリからキーコードを読み取るのを確実にするために十分大きい時間だ け遅らせ、そして次にメモリ１３０のクリアを始める。ＲＡＭをクリアするため に、コントローラは再びＲＡＭの書き込みイネーブル入力を活動化し、そしてノ く・ソファ１５０に低パルスを放電する。しかしながら、クリアするサイクルに 対して、デコーダ１３６はコントローラ１１０のＣＬ　Ｋラインの信号によって イネーブルにされない。デコーダ１３６が使用禁止されていると、デコーダのデ ータラインの出力はすべて論理Ｏである。バッファ１４２．１４６がイネーブル にされていると、コントローラはビットＸ０−Ｘ３のすべての可能なアドレスを 通して順序に並べる。ＲＡＭはこれらのアドレス入力に応答するので、デコーダ １３６の全ゼロデータ出力は、１６のＲ’ＡＭアドレスの各々に読み取られる。

よって、ＲＡＭメモリ１３０はクリアされ、そして４ビツトアドレスすべてがコ ントローラ１１０によって出力された後に、バッファ１５０及びＲＡＭの書き込 みイネーブルを制御する信号が、それらの正常の状態に戻される。

本発明の特定の面は、ファンクションキー”シフトごオルタネード、及び”コン トロール”を”ホールドダウン（ｈｏｌｄ　ｄｏｗｎ）”するその能力である。

手動キーボードではこれらのキーは他のキーが押される間ホールドされるので、 キーボードコントローラは、正しいキーボード入力を発生するために両方のキー コードを同時に識別しなければならない。図５のシステムでファンクションキー が選択されると、キーコード情報はＲＡＭ１３０に入力され、そして普通のキー 押下として記憶される。通常、メモリは、キーコードがキーボードコントローラ に入力された後にクリアされる。しかしながら、コントローラへの入力がファン クションキーのキーコードを選択することとして識別されたとき、後に続くコン トローラオペレーションは文字キーに対してのものと少し異なる。

ＲＡＭメモリへのファンクションキーコードの記憶は、文字キーと同じ方法で行 われる。しかしながら、ファンクションキーコード記憶に続いて、コントローラ は信号をラッチ１３２のイネーブル入力に出力し、それが選択されたファンクシ ョンキーに対応するビットをラッチすることを可能にし、それはビ・ットライン Ｘ１−Ｘ６の１つ、コントローラによって出力される。ファンクションキーコー ドがラッチされると、ラッチ１３２の出力は、選択されホールドされているファ ンクションキーを識別するように緑のＬＥＤの１つに／＜ワーを与える。コント ローラ１１０は、次に、コントローラ内部にある６つのフラグのうちの適当な１ つをセットする。その各々は６つのファンクションキーのうちの１つに対応する 。

コントローラは、ファンクションキーがキーボードコントローラによって識別さ れた後、メモリクリア機能を開始しない。従って、池のキーの選択まで、キーコ ードはＲＡＭメモリ１３０に記憶されたままでいる。

第２のキーが選択されると、ＲＡＭ１３０に残っているファンクションキー表示 をもって通常の記憶プロセスが実施される。第２のキーコードは、よって、ファ ンクションキーコードといっしょにＲＡＭ１３０に記憶される。キーボードコン トローラがＲＡＭ１３０をスキャンするとき、それは両方の順次的選択されたキ ーを同時に選択したように識別する。よって、ファンクションキーは“ホールド ダウン′されているようにキーボードコントローラによって見られる。一旦両方 のキーがキーボードコントローラ１３８によって識別されると、メモリ１３０、 ラッチ１３２、及びコントローラの内部フラグはすべてクリアされる。

ＲＡＭ１３０においてファンクションキーと文字キーとが同時に存在することを 確実にするために、ファンクションキーのキーコードは、ファンクションキーと ともに用いられる任意のキーによって共用されない４ビツトアドレスを含まなけ ればならない。さもなければ、選択された文字キーコードは選択されたメモリア ドレスのファンクションキーコードに重ね書きするであろう。図７に戻って参照 すると、ＬＥＤグリッドの各カラムは、キーコードのビットＸ０−Ｘ３に含まれ た異なる４ビツトアドレスに対応する。示されたように、２つの″コントロール ”キー（”ＣＴＲＬ”及び“ＣＴＲＲ”）及び２つの′シフトキー（”５ＦＴＬ ”及び”５ＦＴＲ”）は、それら自身のカラムにおいて単独である。従って、他 のキーは”コントロール“又は″シフト“キーのいずれとも同じ４ビツトアドレ スを共用しない。２オルタネート”キー（”ＡＬＴＬ”及び”ＡＬＴＲ”）は、 ″オルタネービファンクションキーとともに用いられないキーとのみ、異なるカ ラムを共用する。従って、同時のアドレスの問題が起きない。

”コントロール”、′シフト“、及び“オルタネート”ファンクションキーコー ドは互いに異なるアドレスにあり、同時に２つのファンクションキーを使用する ことを可能にすることを、図７を参照して留意されたい。そのような場合、第１ のファンクションキー表示はＲＡＭ１３０の第１のアドレスで記憶され、対応す る緑のＬＥＤがラッチされ、そして第１コントローラフラグがセットされる。

ＲＡＭ１３０はクリアされないままでいて、第２のファンクションキーが選択さ れ、そのコード表示がＲＡＭ１３０の異なるアドレスに入力される。第２の緑の ＬＥＤがここでラッチされ、そして第２のフラグがコントローラ１１０内にセッ トされる。その間、ＲＡＭメモリ１３０はクリアされないままでいる。文字キー が最終的に選択されたとき、文字キーはＲＡＭの第３の４ビツトアドレスに入力 され、そしてキーボードコントローラはＲＡＭ１３０に記憶された３つのキー表 示を読み取る。キーボードコントローラ１３８による文字キーの識別に続いて、 ＲＡＭ１３０、ラッチ１３２、及びコントローラ１１０の内部フラグがクリアさ れる。

もしユーザがファンクションキーを選択し、そして次にそのキーを使用しないこ とを決めると、そのキーはそのキーを２回選択することによってトグルオフされ 得る。コントローラは、キーが選択されたときに内部フラグをセットされること によって保持されているようなファンクションキーを識別する。ファンクション キーは既に保持されていることをフラグが示しているときにファンクションキー が選択されると、ラッチ１３２及び内部フラグはクリアされ、そしてコントロー ラはＲＡ　Ｍメモリ１３０からキー表示を除去するようにメモリクリア機能を開 始する。コントローラ１１０は６つの異なるファンクションキーフラグを個別に 識別し、そしてファンクションキーがその機能を行うキーの何れかでクリアされ ることを可能にする。従って、もし左の“シフト”キーが本来選択され、このシ フトが保持されている間に右の”シフト”が選択されると、左の“シフト“が２ 回目に選択されたかのように、同じクリア機能が行われる。

好適な実施例において、このファンクションキーメモリクリア機能は、通常のク リア機能において行われるアドレスの順序付けを含まない。代わりに、コントロ ーラは、ただ、所望されなかったファンクションキーに対するアドレスをＲＡＭ アドレス入力に与える。このように、メモリに保持されている任意の他のファン クションキーコードが維持される。同様に、ラッチ１３２のすべての出力及びコ ントローラ１１０の内部フラグはクリアされないが、所望されないファンクショ ンキー選択に対応する１つのみがクリアされる。

通常手動キーボードに存在する他のトグルキーもまた本発明とともに用いられる 。しかしながら、これらのキーのトゲリング（ｔｏｇｇＬｉｎｇ）は、標準のキ ーボードコントローラ１３８によって制御される。トグルキーはごｎｕｍｌｏｃ ｋ”キーご５ｃｒｌｏｃｋ“キー、及び”ｃａｐｌｏｃｋ”キーを含む。これら のキーのトゲリングはキーボードコントローラ１３８によって扱われるので、キ ーコードはまるでそれらが標準文字キーについてであるかのように入力される。

ＬＥＤアレーにおいてそれらを指定した赤のＬＥＤに加えてこれらのキーに対し て緑のＬＥＤが提供される。緑のＬＥＤの制御はキーボードコントローラ１３８ からの出力によって与えられる。ファンクションキーと類似して、図３のす一ノ くレイのトグルキーの表示は、２つのＬＥＤがそのキーと関連していることを指 定するように、それらが中間で分割されて示している。これらの線は実際のキー ボードオーバレイに存在する必要はない。

図８Ａ及びＢのフローチャートを参照すると、キーボードシミュレーションモー ドにおけるコンピュータシステムのオペレーションの概観が与えられている。

システムはターンオンされると初期設定ルーチンを通して走る。コントローラ１ １０は次にブロック１６０で入力装置１０のＡＤＣ８６のスキャンを始める。も しＡＤＣ８６からのｙ座標入力が、ブロック１６２で、カーソル制御モードの下 方リミットとスレッショルド値とを足したものよりも少ないものとして検出され なければ、システムのＲｅＳ−２３２機能はブロック１６４で行われる。しかし ながら、もしｙ座標が十分低ければ、システムはキーボードシミュレーションモ ードに置かれ、ブロック１６６に行く。

ブロック１６６に示されたように、入力装置位置入力のｘ−ｙ座標は、ル・ツク アップテーブルアドレスとして用いられ、そしてキーコードが形成される。入力 の変化はブロック１６８でチェックされる。もし入力がスレ・ソンヨルド値を克 服して新しいキー範囲を指定するのに十分に変化したならば、ブロック１７０１ こおいてキーコードは変更される。１７２で示されたように、コントローラによ って発生されたキーコードはキーバッドＬＥＤディスプレイで表示される。ディ スプレイがオンの間、コントローラは、ブロック１７４に示されたように、ユー ザからの任意の“イエス”／”ノー”　（又は交代の）入力について監視する。

キーボードシミュレーションモードにおいでイエス”及び”ノー“の両方とも同 じ選択機能を行う。もしノー選択がされたならば、システムは入力に対する監視 を続け、そして任意の新しいキーを表示する。

ユーザ入力が検出されると、コントローラは、キーコードがファンクションキー を指定しているかを見るようにチェックする（ブロック１７６）。もし指定され たキーがファンクションキーならば、コントローラは、そのファンクションが既 に選択されているかを見るように、その内部フラグをチェ・ツタする（プロ・ツ ク１７８）。もしそのファンクションが選択されていなければ、適当なフラグが セ・ソトされ、対応する緑のＬＥＤがラッチされ、そしてデータがメモリ１３０ に入力される。もしフラグが、ファンクションキーによって指定された機能が既 に選択されていることを示すと、出力の緑のＬＥＤは非う・ソチされ、その機能 に対してセントされたフラグはクリアされ、そして所望されていないファンクシ ョンキー表示を含んでいるメモリ１３０のアドレスはクリアされる。これらの機 能は図８Ａのフローチャートのブロック１７８で組み合わせられる。一旦ファン クンヨンキーのラッチ又は非ラツチが完了されると、コントローラ１１０は次の 入力を待つ。フローチャートのブロック１７６で選択されたキーがファンクショ ンキーでなければ、入力の手順は図８Ｂに示されたように続く。プロ・ツク１８ ０で、ディスプレイはターンオフされ、キー表示はＲＡＭ１３０に記憶される。

ディスプレイは次にターンオンに戻され、そしてキーボードコントローラはメモ リ１３０をスキャンすることを可能にされる（ブロック１８２）。方位センサ１ ０を用ＬＸる選択入力はタイムド（ｔｉｍｅｄ）パルスであるが、もしジョイス テイ・ツクかボタン又は他の物理的スイッチを有する他の入力装置かが用いられ ると、スイ・ソチ押下の監視が要求される。ブロック１８４は、進行する前に入 カスイ・ソチが解放されるまで待つホールディングループを示す。これによって 選択入力スイッチのホールディングからの多重入力が避けられる。最後に、一旦 キー人力がキーボードコントローラによって受信されると、メモリ１３０及びす べてのう・ソチ及びフラグがクリアされる（ブロック１８６）。

本発明はその好適実施例を参照にして特定的に示され説明されたが、添付のクレ ームによって定められた本発明の精神及び範囲から離れることな（、形式及び詳 細の多種の変更がなされ得ることが、当業者には理解されるであろう。１つの互 換的実施例において、図３のキーバッドは、ＬＥＤインジケータが備わった手動 キーを有する。その実施例において、入力層装置１０又はキーノ々ンドの手動キ ーの何れかが所望のキーボード入力を選択するのに用いられ得る。

他の実施例において、ユーザにキーコードを識別させるのに異なる形式のインジ ケータが用いられる。これらのインジケータはＬＣＤディスプレイ又は別個のモ ニタを含み得る。ディスプレイは別個のインジケータであり得、また表されたキ ー文字を表示する装置の部分であり得る。他の可能性はオーディオインジケータ の使用を含む。一般に、インジケータがユーザに、コントローラによって発生さ れたキーコードの表示を表す限り、それは本発明において実施されること力（で きる。

ｄ インターフェースへ（１２） ＦＩＧ、８Ａ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．プロセッサ、ディスプレイスクリーン、及び機械的キーボードから入力を受 信するためのキーボード入力ポートを備えるコンピュータシステムにおいて、カ ーテシアン位置入力を提供するための入力装置と、個々のキーを示すためのイン ジケータを有するキーパッドと、前記入力装置に応答し、前記キーパッドに個々 のキーを示すため、及び前記プロセッサヘの前記キーボード入力ポートに入力を 提供するためのコントローラと、を更に備えるコンピュータシステム。
2. ２．ファンクションキーを表すコードのメモリ記憶ユニットによる記憶を示すた めの更なるインジケータを更に備える請求の範囲第１項に記載のコンピュータシ ステム。
3. ３．前記インジケータはＬＥＤアレーのＬＥＤである請求の範囲第１項に記載の コンピュータシステム。
4. ４．前記キーパッドにキーボード表示を更に備え、それのキーは前記インジケー タと関連している、請求の範囲第１項に記載のコンピュータシステム。
5. ５．前記インジケータは機械的キーボード接点マトリクスに対応する発光エレメ ントのマトリクスであり、このシステムはキー選択入力と示されたキーの表示を ランダムアクセスメモリに記憶するように前記選択入力に応答するコントローラ とを含み、前記コントローラは前記ランダムアクセスメモリをアドレス指定しそ して前記キーボード入力ポートに入力を提供するキーボードコントローラを更に 備える、請求の範囲第１項に記載のコンピュータシステム。
6. ６．プロセッサ、ディスプレイスクリーン、及び機械的キーボードから入力を受 信するためのキーボード入力ポートを備えるコンピュータシステムにおいて、カ ーテシアン位置入力を提供するための入力装置と、前記入力装置から位置入力を 受信しそしてそれに応答して特定のキーボードキーを表す出力信号を発生するコ ントローラと、前記コントローラから前記出力信号を受信しそして前記コントロ ーラ出力信号によって表された前記キーボードキーを示すキーパッドインジケー タと、ユーザからの入力信号に応答して前記コントローラからの前記出力信号を 記憶するメモリ記憶ユニットと、 前記メモリ記憶ユニットに記憶されたコードを読みそして前記メモリ記憶ユニッ トから読まれたコードに対応する前記キーボード入力ポートに入力を提供するキ ーボードコントローラと、 を更に備えるコンピュータシステム。
7. ７．プロセッサ、ディスプレイスクリーン、及び機械的キーボードから入力を受 信するためのキーボード入力ポートを備えるコンピュータシステムにおいて、カ ーテシアン位置入力を提供するための入力装置であって、ヘッドセットとして着 用されるように適応されるセンサでありかつこのセンサの空間的方位における変 化に応答して位置入力を変更する方位センサである入力装置と、前記入力装置か ら位置入力を受信しそしてそれに応答して特定のキーボードキーを表すコード化 出力信号を発生するコントローラと、キーボードをシミュレートしそして前記プ ロセッサから前記コード化出力信号を受信する視覚的ディスプレイであって、キ ー表示のアレーを備えそして前記出力信号によって表された特定のキーボードキ ーに対応する前記表示を示すディスプレイと、 前記コード化出力信号を受信するためのそして機械的キーボードをシミュレート するアドレス可能メモリスペースを有するランダムアクセスメモリであって、前 記コントローラからの前記コード化出力信号はユーザからの入力に応答してこの ランダムアクセスメモリに記憶される、ランダムアクセスメモリと、前記ランダ ムアクセスメモリをスキャンしそして前記キーボード入力ポートに前記コード化 コントローラ出力信号によって指定された前記キーを表す入力を提供するキーボ ードコントローラと、 を更に備えるコンピュータシステム。
8. ８．プロセッサ、ディスプレイスクリーン、及び機械的キーボードから入力を受 信するためのキーボード入力ポートを備えるコンピュータシステムにキーボード 入力を提供する方法において、 入力装置を用いてこのシステムにカーテシアン位置入力を入力し、個々のキーを 示すためのインジケータを有するキーパッドを提供し、前記入力装置に応答する コントローラを用いて前記キーパッドに個々のキーを示し、このコントローラは 入力を前記プロセッサから前記キーボード入力ポートに提供する、 ことを備える方法。
9. ９．プロセッサ、ディスプレイスクリーン、及び機械的キーボードから入力を受 信するためのキーボード入力ポートを備えるコンピュータシステムにキーボード 入力を提供する方法において、 入力装置を用いてこのシステムにカーテシアン位置入力を入力し、特定のキーボ ードキーを表す出力信号を発生するコントローラを用い前記入力装置から前記位 置入力を受信し、 前記コントローラ出力信号によって表されたキーボードキーの視覚的指示を提供 する視覚的インジケータをもって前記コントローラから前記出力信号を受信し、 ユーザからの入力信号に応答してメモリ記憶ユニットに前記コントローラからの 前記出力信号を記憶し、 前記コントローラ出力によって指定されたキーボード入力を前記キーボード入力 ポートに提供するキーボードコントローラをもって前記メモリ記憶ユニットから 前記出力信号を読む、 ことを備える方法。