JPH11509671A - キーボード及びキー、並びにそのキーボードの付いている電話装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 キーを一度押す動作に対する応答として文字を作成するようにキーが設けられている、文字を入力するためのキーを有するキーボードである。キー（３０）は、該キー（３０）が押されると常に作動する主接点（３１）を有する。また該キーは少なくとも１つの端部接点（３２，３３）も有し、この接点は、キー（３０）の該端部接点（３２，３３）の部位又はそれに近い部位が押されたときに主接点（３１）とともに作動する。所定の接点の作動は所定の文字の入力に対応する。

Description

【発明の詳細な説明】 キーボード及びキー、並びにそのキーボードの付いている電話装置 本発明は、キーを有するキーボードと、文字を入力するためのキーとに関し、 そのキーは、そのキーを一度押す動作に応答して文字を作成するようになってい る。また本発明は、その様なキーボードを有する電話装置にも関する。 移動電話装置及びその他の携帯装置は、文字数字（alphanumeric）情報の処理 及び転送にもよく使われるようになってきている。そのためには、３０個を上回 る文字、０から９までの数字、並びに約１０個の特殊文字（＋，＃，＊，等）を 、即ち、合計で例えば５０個あるいはそれ以上の文字を容易に扱うことのできる 小型の人間−機械インターフェース（ＭＭＩ）が必要である。作られた文字から 成る存在は文字の集合(set)と呼ばれる。動作に関する要件は、例えばコンピュ ータのキーボードについての動作要件と同じではあるけれども、サイズは相当小 さくなければならず、またその装置は別様の移動使用にも適するものでなければ ならない。その装置についてのもう一つの必要条件は、例えば、製造性が良くて コストが低いこと、並びに、種々のユーザー環境に適するとともに多様な文字の 集合の実現に適することである。これらの必要条件を満たす、本書に開示した装 置は、キーボードと呼ばれるが、これに対して文字数字キーボードはＡ／Ｎキー ボードと呼ばれる。 Ａ／Ｎキーボードのサイズを小さくする一つの方法は、図１に示されているＡ ／Ｎキーボードの小型化の発展過程が示すように、指を使う代わりに棒などの特 別の操作装置によってキーを扱える程度まで個々のキーのサイズを小さくするこ とである。もう一つの方法 は、特定の時間枠(time window)の中で、１回押すことは或る数字を意味し、２ 回押すことは第１の文字を意味し、３回押すことは第２の文字を意味する、等々 、となるように、１つのキーを連続動作多機能キーとする、即ち連続動作キーと することである。例えば、現在ＧＳＭ電話機で動作で使用されているＡ／Ｎキー ボードは、図２に示されているように、その様に機能する。このキーボードは単 に数字キーボードとして機能するだけであるが、Ａ／Ｎキーボード上で別々に選 択されたときには、特定の時間内に（例えば約１秒間）１回押すことが第１の文 字を、２回押すことが第２の文字を意味する、等々となるように、機能する。広 く知られている解決策では、キーが数回の押す動作を識別するか、或いは押す動 作の各々に主な選択肢即ち普通は数字の選択が続くように、押す回数に対するキ ーの感度を調整することができる。キーを押す動作は電子装置によって識別され 、押されたキーはそのキーの場所にある行導体を同じ場所にある列導体に接続し 、互いに接続されたそれらの導体が電子装置で識別される。 在来のキーボード及び小型化されたキーボードの双方の問題は、それらが充分 に小さなスペースに納まらず、また小型のＡ／Ｎキーボード上に明確な数字キー を設けることができないことである。携帯装置の見地からは、問題はキーボード での符号化に必要なマトリックス導体の数と（それは、例えば５６個のキーにつ いては７＋８（７行、８列）である）、例えば４×１４行のマトリックスで５６ 個のキーを物理的に構成するときのキーボードの行／列の形状の変形とである。 連続動作キー機能の利点は例えば数などの明確な主機能であるが、欠点は、ユー ザーの見地からは、文字機能が遅いことと、理解しにくいこととである。 上記の解決策から、例えばグラフィックや対話型のキーボードに 向けて、或いは手の動きによる書き込みを識別することに向けて、なお大きな技 術的発展がなされるべきである。この様に、接触に基づく有用なＡ／Ｎキーボー ドが依然として求められている。 キーパッドのキーについての１つの解決策が刊行物ＤＥ３６２２２７５に開示 されており、その解決策では、各キーが２つの接点要素を持っており、キーは揺 れボタン(rocker button)として形成されていて、キーの中央部を押すと両方の 接点要素が接触して中央キー機能が作動し、キーの左側部分を押すと左側の接点 要素だけが接触して左側キー機能が作動し、キーの右側部分を押すと右側の接点 要素だけが接触して右側キー機能が作動するようになっている。この解決策では 、１回押すことにより３種類のキー機能を働かせることができる。しかし、今で は、特に移動電話では、１つのキーについて４種類以上のキー機能が求められて いる。 本発明は、ユーザーの見地から、数個の文字のために唯一のキーがあるけれど も各文字をキーを１回押すだけで選択できるように単機能及び多機能のキーを組 み合わせる。本発明は、好ましい実施例では、各キーについてキーを１回押すだ けで８−１０種類のキー機能を選択することを可能にする。その製造に関しては 、キーボードによる符号化に要する行導体及び列導体等の導体の数が周知の２次 元マトリックス導体解決策の場合よりも少ないので、装置は経済的である。従っ て、例えば、マトリックス符号化では１５個（７＋８）の導体を必要とする５６ 文字を１１個の導体によって復号することができるが、それは、４×４マトリッ クスの行導体及び列導体と、キーボードの端部を識別する３個の導体とから成り 、これにより容易に６５種類以上の文字を符号化することが可能となる。 キーは、押されると常に作動するメイン接点と、少なくとも１つの端部接点と を有し、キーの、該端部接点の部位又はその近くが押 されるとこの端部接点が該主接点とともに作動し、所定の接点の作動が所定の文 字の入力に対応することが本発明の特徴である。 次に、添付図面を参照して本発明を説明する。 図面において、図１はＡ／Ｎキーボードの小型化の発展過程を示す。 図２は移動電話の従来技術のキーパッドを示す。 図３ａは本発明の機械的原理を示す。 図３ｂは接点のタイミング図を示す。 図４は三角形のキーと四角形のキーとの接点組み合わせを示す。 図５は、本発明の電気的原理とその応用とを示す。 図３ａは、本発明のキーの構造の１例を示す。図３ａに示されているキー３０ の基本的機械構造は、該キーの中央接点３１（これは例えば電気電導性プラスチ ックから成る）が列導体（ｃ導体と略記する）と行導体（ｒ導体と略記する）と の間の接点を先ず第１に形成するようになっている。キー３０の中央接点３１と 端部接点３２，３３・・・とは、互いに電気伝導接触していて、例えば共通の電 気電導性プラスチック部品３９から成る。このｃ／ｒ接触に基づいて、数個のキ ーから成るキーボード上で押されているキーが識別される。キー３０が更に隅の 接点の部位で押されると、キーの下で中央導体ｃと一方の端部導体（いくつかの 端部導体の１つ）との間に第２の接触が生じる。 キーの中央領域が押されたときにはｃ／ｒ接触が生じるだけであり、それは、 当該キーの主要な文字を意味する。キーの一方の端部（いくつかの端部の１つ） が押されたときには、始めにｃ／ｒ接触が生じ、それから短時間後に第２の接触 ｃ／ｅが生じるが、それは当該キーの或る副次的な文字の選択を意味する。 キーの動作を識別する電子装置によって、接触ｃ／ｒ、又は接触 ｃ／ｒ及びｃ／ｅだけを識別するモードにキーボードを設定することができる。 また、複数回の押す動作を識別するように電子装置を設定することも可能である 。タイミングに関しては、接触ｃ／ｒと、その後に生じ得る接触ｃ／ｅとが、そ の接触が生じた後に充分に速やかに、生じたと確認されることが重要である。 実施可能な１つの確認プロセスが図３ｂにタイミング図として示されている。 接触ｃ／ｒは時点ｔ₀で生じ、それは電子装置によって時点ｔ_startで確認される 。それから、時点ｔ₂まで待機し、その時点で、生じる可能性のある第２の接触 ｃ／ｅが確認され、そのキーの機能について判定が行われる。キーの一方の隅（ いくつかの隅の１つ）を押すと、時点ｔ₁で第２の接触が生じる。従って、接触 ｃ／ｒとｃ／ｅとの間の実際の時間差は（ｔ₁−ｔ₀）であり、全体としてのキー 機能の識別は時間ｔ_D＝ｔ₂−ｔ₀にわたって続けられる。通常、ｔ_Dは５０ｍｓに 等しい。 キーを放すと、始めに接触ｃ／ｅが時点ｔ₃₁で開放され、その後に接触ｃ／ｒ が時点ｔ₃₂で開放され、それが時点ｔ_stopで識別される。従って、全体としての キー機能の持続時間はＴｔｏｔ＝ｔ_stop−ｔ_startである。通常、Ｔｔｏｔは１ ００−３００ミリ秒に等しい。従って、上記のキーは毎秒３文字の速度で、そし て、原理的には毎秒１０文字もの速度で、数字も含む文字（alphanumeric chara cters)を生成することを可能にする。 この方法に関しては、接点３１，３２，３３等が、機械的スイッチ例えば回路 基板上の周知の膜キー、或いは上記のプラスチックキーであるか否かは重要では ない。最も本質的な機能は１つ以上の接触とそれら接触の形成の順序とであり、 文字の識別を主接点の作動に基づいて行うことができる。これを、ここで解説し ている例に従って行うことができ、全ての接点は主接点の作動から特定の時間が 経過した後に作動するようにされる。第２の代案として、主接点が最後に作動す る様にしてもよく、その場合には文字を主接点の作動との関連で直ちに識別する ことができる。機械構造に関しては、前者の実施態様の方がより自然である。端 部接点の数には何の制限もないけれども、端部接点は３個又は４個であるのが好 ましい。３個が好ましいが、その理由は、１つの端部を押している時に他の２つ の端部が軸となってキーの傾斜を支え、また更に、三角形のキーの接点部分を三 様に押すことができる、即ち中央領域だけを押すことができ、中央領域と１端部 とを押すことができ、或いは２つの端部を押すことができるからである。これで 、１つのキーにより７種類の異なったシングルタッチ文字が可能となる。８番目 の文字は全ての接点が作動するようにキーを押すことである、即ち、三角形のキ ーでは端部導体Ｅ₁−Ｅ₃の全ての二値の組合せが可能である。４端部接点は四角 形のキーに良く適するけれども、目的が単に１つの端部接点を作動させることで あるならば例えば中央の接点３１はキーの運動のための支点として使用されるべ きである。四角形のキーでは、２つの端部接点の作動が理想的である。 図４に示されているような、三角形のキー及び四角形のキーの容易に実現され ている接点組み合わせを比べると、三角形の接点部分の方が比較的により有効で 且つ、四角形のキーと殆ど同じくらいに多様な使い方ができることが分かる。図 ４では、キーの端の線の内側に描かれている塗りつぶされていない円は、生じて いない接触を意味し、塗りつぶされている円は、いろいろな点でキーが押された ことによって生じた接触を意味する。図４に示されている三角形のキーの接点の 組み合わせ１−４は、上で述べたとおりの中央接点と１端部接点との識別に基づ いており、組み合わせ５−８は、中央接点と２端部接点との識別に基づいている 。三角形のキーには、接触 を生じさせる力に対する対抗力の支点を示す矢印も描かれている。三角形のキー の接点の組み合わせ２−４は、各端部接点について２つの支点が、向かい合う端 に形成されてキーの運動がそれらにより形成される軸での容易に制御できる揺れ 動きであるという意味で、好ましいことが分かる。 図５は３×３接点キーボードの電気的接続を示しており、その各キーは３つの シングル・プレス（１回押し）機能を持っている。キー５１を検討すると、中央 領域に行接点５２と列接点５３とがあり、それらは行導体ｒ₁及び列導体ｃ₁にそ れぞれ接続されている。また、このキーの下に、端部導体ｅ₁に接続されている 端部接点５４と、端部導体ｅ₂に接続されている端部接点５５とがある。キー５ １の中央を押すと、接点５２及び５３は行導体ｒ₁と列導体ｃ₁とを互いに接続さ せ、これにより制御電子装置はキー５１が押されたことを確認する。（この時点 では端部導体ｅ₁，ｅ₂・・・同士は接触していない）。キー５１の例えば接点５ ４の部位を押すと、該キーは接点５２と５３とを接続させ、それから少し後に接 点５４も接続させる。電子装置は、行導体ｒ₁、列導体ｃ₁、及び端部導体ｅ₁が 互いに接続されていると確認し、キー５１の端部の接点５４の部位が押されてい ると解釈する。従って、このキーボードの例では、形成される２つの接触に基づ いて３×３×３即ち２７種類の文字を識別することができる。より一般的には、 中央接点と、それに加えての、１つの端部接点とによって識別することのできる 文字の数Ｎ_totは、 Ｎ_tot ＝Ｎ_r ^* Ｎ_c ^* （１＋Ｎ_e） であり、このＮ_rは行導体の数、Ｎ_cは列導体の数、Ｎ_eは端部導体の数である。 機械的には、キー５１の中央領域の接点の他に２つの端部接点が作動するように 構成することも可能であり、その場合 には１つのキーを１回押すことによって生成される文字の数が更に増える。多数 の特殊文字を作らなければならない場合には、周知の方法を用いて多機能キーボ ードを実現し、従って、１つのキーボードによって、例えばラテン・アルファベ ットの主要文字の他にドイツ文字やスカンジナビア文字を作ることもできる。 小型で、便利で、簡単で、有益で経済的であるほかに、ここで解説した解決策 の利点は、いろいろな種類の文字の集合（sets）に適するとともに、数字と文字 とを相互に制限を加え合うことなく取り扱えることである。 当業者にとっては、キーボードをその用途に応じていろいろにコンパイルして 使用できることは明かである。時には１つのキーあたりに唯一の文字が識別され 、時には１つのキーあたりに全てのシングル・プレス文字が識別され、これらに 加えて、また数回押す必要のある文字も識別される。本発明はＣＣＩＴＴ（現在 のＩＴＵ）の勧告に準拠する電話キーボードを実現するのにも適する。本発明の キーボードを使用できる電話装置の例は、例えば図１の中央部に示されている移 動電話である。キーの接点部が本質的に三角形又は四角形であるときには、上記 のように、ユーザーが目で見ることのできる部分を現在の必要性又は趨勢に応じ て設計することができることも明かである。いろいろな種類のキーを永続的に有 するキーボードを実現することも可能である。従って、本発明の適用分野は請求 の範囲の各請求項のみにより制限される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．キーを一度押す動作に応答して文字を作成するようにキーが設けられてい る、文字を入力するためのキーを有するキーボードにおいて、該キー（３０）は 、該キー（３０）が押される度に常に作動する主接点（３１）と、少なくとも１ つの端部接点（３２，３３）とを有し、該端部接点は、該キー（３０）の該端部 接点（３２，３３）の部位又はその近くの部位が押されると該主接点（３１）と ともに作動するようになっており、所定の接点の作動は所定の文字の入力に対応 することを特徴とするキーボード。 ２．該キーボード又はその所要部分のキーは、主接点のみ、又は全ての接点、 又は全ての接点及び連続する機能が識別されるモードにユーザーによって設定さ れることができる様になっていることを特徴とする請求項１に記載のキーボード 。 ３．該キーは三角形に配置された３つの端部接点を有することを特徴とする請 求項１又は２に記載のキーボード。 ４．該キーは三角形の形状を有し、各端部接点はその三角形の頂点に位置する ことを特徴とする請求項３に記載のキーボード。 ５．該キーは四角形に配置された４つの端部接点を有することを特徴とする請 求項１又は２に記載のキーボード。 ６．該キーは四角形の形状を有し、各端部接点はその四角形の隅に配置されて いることを特徴とする請求項５に記載のキーボード。 ７．キーを一度押す動作に応答して文字を作成するようにキーが設けられてい る、文字を入力するためのキーを有するキーボードを備えている電話装置におい て、該キー（３０）は、該キー（３０）が押される度に常に作動する主接点（３ １）と、少なくとも１つの端部接点（３２，３３）とを有し、該端部接点は、該 キー（３０） の該端部接点（３２，３３）の部位又はその近くの部位が押されると該主接点（ ３１）とともに作動するようになっており、所定の接点の作動は所定の文字の入 力に対応することを特徴とする電話装置。 ８．文字を入力するためのキーにおいて、該キーは該キーを一度押す動作に応 答して文字を作成するようになっており、該キー（３０）は、該キー（３０）が 押される度に常に作動する主接点（３１）と、少なくとも１つの端部接点（３２ ，３３）とを有し、該端部接点は、該キー（３０）の該端部接点（３２，３３） の部位又はその近くの部位が押されると該主接点（３１）とともに作動するよう になっており、所定の接点の作動は所定の文字の入力に対応することを特徴とす るキー。