JP2635845B2 - 指示機能をコンピュータ・キーボードに統合する装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】本発明は、キーボード入力で動作するコ
ンピュータ・システムに関し、特に、キーボードに統合
される補助デバイスによって実行される指示機能の如き
制御機能をサポートする装置に関する。このデバイス
は、キーボードのキー・トップの面上に横方向の力を及
ぼすことにより操作される。

【０００２】キーボード入力で作動するコンピュータ・
システムは、作動のための効率的なツールをデータ入力
オペレータに提供することにより、英数字データの迅速
な入力をサポートしてきた。幾つかのコンピュータ・シ
ステムにより提供されるグラフィック環境におけるコン
ピュータの動作は、カーソルをディスプレイ上の１つの
場所から別の場所へ移動させるため使用される補助的な
指示デバイスにより有効に操作される。このような環境
においては、「マウス」の如き指示デバイスは、スクリ
ーンに表示されたオブジェクトが後続する操作のため識
別されることを可能にする。

【０００３】キーボード・データ入力システムと指示デ
バイスとを組合わせて使用することは、ユーザが自分の
手を打鍵位置から印字デバイス操作位置等の遠く離れた
位置まで動かすことを要求されるため、やや非効率的と
なる。多くの操作指示動作が必要とされる場合は、打鍵
動作の中断はキーボードのデータ入力効率を著しく低下
する。この操作指示機能を更に効率的にする１つの試み
は、カーソル操作用に使用できるキーをキーボードによ
り多く配置することであった。このことは、他の機能の
実現を犠牲にしかつキーボードのスペースを占用してし
まう。例え（通常、キーボードの右側に配置される）余
分のキーがあっても、キーボード・オペレータは、キー
ボード操作から指示操作へ切換える時、「ホーム」ポジ
ションから一方の手を離すことを要求される。

【０００４】キーボード・デバイスにマウス制御の諸機
能を盛込むことは、種々の文献に記載されている。「Ｃ
ＲＴディスプレイ制御カーソルのための独特なデバイス
を包含するマウス／キーボード概念（Ｍｏｕｓｅ／Ｋｅ
ｙｂｏａｒｄ Ｃｏｎｃｅｐｔ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔ
ｉｎｇ Ｕｎｉｑｕｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ ＣＲＴ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｕｒｓｏｒ
ｓ）」（ＩＢＭ ＴＤＢ第２７巻、第１０３号、１９８
５年３月発行）、および「統合化されたマウスおよびキ
ーボード（Ａｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍｏｕｓｅ
ａｎｄ Ｋｅｙｂｏａｒｄ）」（ＩＢＭ ＴＤＢ、第３
１巻、第８号、２３０頁、１９８９年１月発行）なる題
名の刊行物において、キーボードのベースの下側にマウ
スを構成することが示唆されている。これにより、支持
面上のキーボードの運動を、カーソルの位置決めのため
のマウス信号へコード化することができる。しかし、こ
の試みは多くの問題点を有する。例えば、キーボードの
４つの座標方向における運動を許容するための大きな作
業スペースを必要とする。更に、キーボードを動かすこ
とは、物理的に過大な負担となり、キーボードが移動さ
れた時には、キーボードはもはや打鍵のためには最適な
状態にはない。

【０００５】米国特許第４，６８０，５７７号は、従来
のキー操作として押されることに加えて、横方向に揺す
りあるいは撓めることができる少なくとも１つのキーを
有するキーボードについて記載している。この横揺運動
は、ＣＲＴ上でカーソルの位置決めを行うためコード化
される。この米国特許は、ＦまたはＪの如き「ホーム」
キーの内の２つのキー構成を示唆している。この米国特
許では、マウス・ボタンをエミュレートすることによる
別の問題、即ち指示キーを不注意で押すこと、あるいは
指がこれらのキーのいずれの上にもない時に指示を行う
ことについて明らかにされていない。

【０００６】

【発明の開示】本発明の主要目的は、ユーザの指先が通
常位置決めされることによりキーボードのキーの頂部の
面に加えられる横方向の力を検出することにより、コン
ピュータが選択し得る機能を実現することにある。本発
明の別の目的は、キーボードのキーの頂部面に加えられ
る横方向の力を検出することにより、コンピュータのキ
ーボードにおいて指示機能を実現することにある。本発
明の更に特定の目的は、現在あるキーボード設計におけ
るキーの数あるいは機能を変更することなく、またキー
ボードのユーザが通常の打鍵過程において到達する位置
から移動することを必要とすることなく、標準的なコン
ピュータ・キーボード上で指示機能を実現することにあ
る。

【０００７】本発明の上記および他の目的は、キーボー
ドのキー面に対して加えられる力の大きさおよび方向を
決定するための横方向力検出デバイスにより実現される
コンピュータ・キーボードによって達成される。検出さ
れた力は、コンピュータに対する指示機能用の制御信号
として用いることができる。この指示機能は、例えば、
カーソルをＣＲＴ上の所要の位置へ位置決めすることが
できる。あるいはまた、ある与えられた範囲の力に対し
て機能を割当てることにより、１つの機能を選定するこ
とができる。オペレータが所要の力を与える時常に、機
能がオン・ボード・マイクロプロセッサにより選定され
る。

【０００８】本発明は、標準的なキー・レイアウトおよ
び標準的なキー・トップの「くぼみ」を持つ従来のキー
ボードを用いて実現することができる。前記検出デバイ
スを動作させるのに必要な力は、小さな力を測定するセ
ンサ・デバイスが周知の技術であるため、物理的な負担
なしに加えることができる。更に、キーボード内のプロ
セッサの存在は、キーボードが、カーソルを動かすユー
ザの意志から生じる横方向の力と、打鍵時に不測に加え
られる横方向の力との間の弁別を行うことを可能にす
る。これらの事象は各々、識別可能な力とタイミングの
特徴を有する。

【０００９】選定される機能は、ＣＲＴディスプレイ上
でカーソルを位置決めする如き指示機能である。本発明
の望ましい実施態様においては、打鍵運動方向と直角を
なす面内のキー・トップ面に加えられた閾値以上の力
は、制御信号としてデコードされる。この事例において
は、制御信号は、カーソルの位置決め要求である。オペ
レータは、充分な大きさの力をカーソルを位置決めする
選択方向に与える。カーソルは、加えられる力の大き
さ、力の方向および加えられた力の持続時間の関数とし
て決定される場所に置かれる。

【００１０】この指示機能は、オペレータがカーソルを
選択された文字上に置くことを許容する文字サーチ機能
で置き換えることができる。この機能を用いて、オペレ
ータは最初に、選択された文字の付近にカーソルのおお
よその位置決めを行う。この文字は、次にこの文字を表
わすキーを打つことにより選択される。コンピュータ
は、打鍵の検出と同時にサーチ・ルーチンに入り、表示
メモリーにおいて所要の文字を探す。一旦この文字の場
所が決定されると、コンピュータはこの文字に対してカ
ーソルを正確に位置決めする。

【００１１】この指示機能は、キーボード上にあるキー
を用いて、マウス・ボタン・エミュレーション機能によ
っても補完することができる。マウス・ボタンは、マウ
ス・ボタンとしての所定の２つ以上のキーの同時押圧を
検出することによりシミュレートすることもできる。こ
の機能の望ましい実施態様は、２つ以上のキーをキーボ
ードの中心の右手へ押したことを右側のマウス・ボタン
の操作として、また２つ以上のキーをキーボードの左側
へ押したことを左側のマウス・ボタンの操作として検出
する。従って、アプリケーションあるいはオペレーティ
ング・システムのマウスで駆動されるユーザ・インター
フェース機能の動作が、キーボード操作により可能とな
る。

【００１２】

【実施例】図１には、キーボードで作動するコンピュー
タ・システムが示されている。このシステムは、本発明
により実現されコンピュータ１２と接続されたキーボー
ド１１を含む。キーボード１１からのデータ入力は、ア
プリケーション・プログラムの通常の動作過程の間、Ｃ
ＲＴディスプレイ１３上に表示される。キーボード１１
は、工業規格であるキーのレイアウトを有する。

【００１３】キーボード１１は、マウス出力ケーブル１
７、キーボード出力ケーブル１８、ならびにコンピュー
タ１２に対する標準的なコード化出力ケーブル６を有す
るように示されている。マウス・ポートは、大半のパー
ソナル・コンピュータ・システムにおいて用意されてい
る。同様に、多くのアプリケーション・プログラムは、
このポートを介して提供される指示およびボタン操作情
報を利用するように書かれている。これらインターフェ
ースのこれ以上の論議は不要である。

【００１４】本発明の望ましい実施態様により提供され
る指示機能を用いれば、ＣＲＴディスプレイ１３上に表
示されるアプリケーションを使用しているオペレータ
が、カーソルを１つの場所から他の場所へ移動すること
が可能である。この移動は、キーボードのキートップ面
１６にカーソルの所要の移動方向と対応する方向に力を
加えることにより行うことができる。カーソルの変位量
は、加えられる（所定範囲内の）力の大きさ、およびキ
ーボード１１のキートップ面１６に力が加えられる時間
と比例する。

【００１５】次に図２には、キーボードのキートップ面
１６に加えられた力が、コンピュータ・システムが理解
し得るコードに後で処理するための制御信号としてどの
ように検出され測定されるかが示されている。図２に示
されるように、僅かに皿状になったキートップ面１６を
カーソルの所要の運動方向と対応する方向に押すことに
より、キーボード・オペレータが力を及ぼすことが可能
である。キー・スイッチ取付け板１０が、キーボード・
フレーム即ちケース８に弾性的に取付けられ、取付け板
１０の離れたコーナー（遠方コーナー）において可撓性
のあるポスト２０で支持され、その近いコーナー（前方
コーナー）において拘束されたベアリング２１で支持さ
れている。このため、キー上に置かれた指により与えら
れる僅かな大きさの力が、ポスト２０の撓みを生じるこ
とになり、キーボード表面１０が拘束されたベアリング
２１上で僅かに移動される。この支持構成は、キーの操
作中直角方向に加えられる力に抗してスイッチ取付け板
を支持するに充分であることが判る。また、ポストの強
度が適正に選択されるならば、キーボード・ケース８に
対するキー・スイッチ取付け板１０の小さいが検出可能
な変位が、キートップの面内でキートップにユーザが任
意の方向に力を加えることにより生じることになる。図
２においては、移動方向はポスト２０への方向である。
ポスト２０は、このような移動の結果として僅かに撓め
られる。取付け板１０の前方コーナーは、拘束されたベ
アリング２１上で摺動する。キー・スイッチ板を緩く取
付けても、該コーナーがベアリング面２１とキーボード
上のベゼル２４との間で捕捉状態に保持されるため、外
れる危険はない。キーボード・ベゼル２４は、キー・ス
イッチ取付け板１０の面の両端を捕捉する従来の折り曲
げシャシーの一部として示される。ばねあるいは弾性膜
の如き他の弾性的な支持手段も本発明の実施において使
用が可能なことが理解されよう。

【００１６】キー・スイッチ取付け板１０の底面には、
キー・スイッチ取付け板１０が移動する時これも移動す
る磁石２５が取付けられている。磁石２５は、磁石２５
の変位により生じる磁界強さの変化を出力電流の変化に
変換することができる、キーボード・ケース８上に取付
けられたホール・センサ２７のアレイ上に配置されてい
る。これらホール・デバイスは電流から電圧への変換機
能を備えられているものとしよう。ホール・センサ２７
のアレイは、変位の直交成分が図３の差動増幅器３０、
３１により電圧の大きさに変換され、Ａ／Ｄコンバータ
３３、３４により２進数値にコード化されるように、差
動対として配列される。これらの２進数値は更に、キー
ボード・プロセッサ３５により使用される。弾性支持部
即ちキーボード取付け板に対して取付けられる歪み計の
如き他のトランスジューサを本発明の実施において利用
できることは理解されよう。弾性支持部即ちキーボード
取付け板において検出された歪みは、キーボード・プロ
セッサ３５への指示指令信号の如き制御信号を、アプリ
ケーションからコンピュータ１２に対して生じるため使
用することもできる。この検出された歪みは、キーボー
ド取付け板がキーボード・ケースに対して取付けられた
状態に即している。

【００１７】上記の装置は、図１に示した如き従来のキ
ーボードに使用される。オペレータは、通常キーボード
１１を介して、キー打鍵データを受取るアプリケーショ
ンによりＣＲＴディスプレイ１３上に表示することがで
きるテキストを入力する。指令あるいはデータの如き制
御情報は、図２に関して述べたように、キーボードのキ
ートップ面に力を加えることにより制御信号を生じるこ
とによって入力される。指示情報の形態の制御情報を一
例として次に説明する。例えばマウス・データの形態の
データがアプリケーション・プログラムに対して提供さ
れる指示モードに入るには、図２のキーボードのキート
ップ面に力が加えられ、これによりこの力と関連する大
きさのキー・スイッチ取付け板１０の変位を生じる。こ
の変位はまた、図３の磁石２５に対して及ぼされ、制御
信号が出力電圧の変化の形態でホール・センサ２７のア
レイから生成される。図３のホール・センサの差動対の
各々の出力電圧のコモン・モードは、差動増幅器３０、
３１によって排除されて、この対の軸における移動から
生じる成分電圧のみが出力される。この電圧は、Ａ／Ｄ
コンバータ３３、３４によりマイクロプロセッサが読む
ことができるディジタル数量へ変換される。これらの量
は、どの制御機能がユーザから要求されたかを判定する
ため、マイクロプロセッサ３５で実行されるプログラム
により使用される。本例においては、指示操作がユーザ
により行われたかどうかを判定する。ソフトウエアが図
１のコンピュータ１２において実行中のアプリケーショ
ン・プログラムに対して打鍵情報を与えている場合、こ
れらの数値に応答して、図３のマイクロプロセッサ３５
において実行中のプログラムが、上記のアプリケーショ
ンへ指示情報を送らせるためその制御の流れを変更す
る。

【００１８】信号レベルに基いて行われる諸動作は、図
４の状態図に関して説明する図２の電子回路２８により
行われる。一旦ユーザが指示情報の送出を完了すると、
スペース・バーの打鍵、あるいは他の（おそらくは、ユ
ーザが定義した）打鍵を入力することにより、テキスト
・モードへ戻ることが可能である。指示データを生じる
上記の機能は、指示モードへの切換えのためキートップ
面に加えられる力の検出を利用する。本発明の原理を用
いれば、キートップ面の力の方向の検出により指示する
ことに加えて、他の機能を選択することが可能である。
これらの他の機能は同様にコード化することができ、こ
れにおいては力の方向、力の持続時間および大きさによ
り、コンピュータにおける他の機能が開始される。ま
た、本発明の趣旨から逸脱することなく、キー・スイッ
チ取付け板の支持および作用力の測定のため本文に述べ
たもの以外の手法を用いて、指示デバイスを有するキー
ボードを作ることも可能である。

【００１９】上記の実施態様をマウス機能と関連して使
用することも可能である。図１および図３に示した装置
により達成される指示は、指示情報をコンピュータのア
プリケーション・プログラムに与えるために、タイピス
トまたはコンピュータ・ユーザが指をテキストの入力位
置から動かす必要がない点において有利である。従来の
指示デバイス・システムにおいては、別体の指示デバイ
スが使用され、データを入力する人が手、あるいは（最
もましな場合でも）幾つかの指をテキスト入力位置から
別の指示デバイス操作位置まで動かすことを必要とし
た。上記の機能を手をキーボード上に置いたままで実行
するためには、図１および図２のキーボードおよび指示
システムにおいてマウス・ボタンの機能をシミュレート
する手段を提供することが必要である。これらの機能
は、指示モードにある間、中心線１９のいずれか一方の
側におけるキー等のある規定されたキー・グループ内の
１つ以上のキーが同時に押されたことを検出する形態を
取る。このため、マウス・ボタンを操作するために、オ
ペレータは、キーボードの右側および左側を２つの別の
マウス・ボタンと見做す。操作の間、従来のマウス・ボ
タン制御に従って情報をアプリケーションへ送ることを
必要とする時、ユーザは、マウス・ボタンのターンオン
と対応する信号がアプリケーション・ソフトウエアへ送
られるべきであるという、キーボード・プロセッサで実
行中のプログラムを伝達するため、キーボードのどちら
かの側の２つのキーをほぼ同時に押しさえすればよい。

【００２０】キーボードと関連しているのは、キーボー
ド・スイッチ・アレイ３６であり、該アレイは、接続さ
れたＸおよびＹ信号バスにより従来の方法で走査され
る。これらのキーボード・バス３８、３９は、キーの打
鍵およびどのキーが選択されたかの識別を可能にする。
従来の第１および第２のマウス・ボタンの閉路をシミュ
レートするため、マウス・ボタンがキーボード１１のい
ずれか一方の側の少なくとも２つのキーの同時の打鍵に
よりエミュレートされる任意の実施例を用いることがで
きる。このような実施例においては、従来のマウスの方
法でのデータコード化の指示操作と共に、第２のケーブ
ル１７上に与えられた信号をコンピュータ１２のマウス
入力ポートへ送る。

【００２１】キーボード・マイクロプロセッサ３５は、
ケーブル１８上の標準的なキーボード・コード化信号を
コンピュータ１２に対して与える。コンピュータ１２が
マウス・ポートを持たない場合には、キーボード・マイ
クロプロセッサは、カーソル・キーの打鍵によりキート
ップ面に加えられた力により生じる制御信号を出力す
る。このコード化情報は、キーボードの配線１８によっ
てコンピュータ１２へ与えられることになる。キーボー
ド・マイクロプロセッサ３５が、多数のキー打鍵を弁別
してマウス・ボタンの操作を検出し、これをマウス操作
としてコード化することができる。キーボード・マイク
ロプロセッサ３５は、キーボードに加えられた力の時間
と大きさの両特性、および打鍵一致を調べることによ
り、通常のキー操作を入力しながら、キーボード面１０
に加えられた不測の力からの指示指令となるよう意図し
て供給されるこの力を弁別することができる。

【００２２】図示した実施例によれば、ＣＲＴディスプ
レイ１３上のテキスト文字に対しておおまかに位置決め
されたカーソル９を正確に位置決めするサーチ・モード
を提供することができる。図１に示されるように、カー
ソルは、アプリケーション・ソフトウエアに位置の情報
を与えることによって位置決めすることができる。本例
では、アプリケーションがテキスト・モード・インター
フェースを提示し、これによりキーボードがカーソル移
動キー・コードの形態で位置決め情報を提供するものと
する。カーソル９をテキストの文字と一致して置くため
に、カーソルは最初所要の文字付近に置かれ、その後サ
ーチ・モードがトリガーされる。このサーチ・モード
は、カーソル９の所要位置に表示された英数字と対応す
る１回の打鍵で開始される。このため、オペレータが、
文字Ｉを押すことによりカーソル９をテキストの最初の
行のＳとＡ間の位置に置いたならば、コンピュータは、
サーチ手順を開始して文字Ｉに対するテキスト・メモリ
ー内のカーソルの付近の場所を探す。接近した記憶場所
が２つの文字Ｉを含むから、コンピュータは、文字Ｉ、
即ち単語「ｉｓ」の最初の文字を含むメモリー位置を識
別して、見出された最も近い文字Ｉと一致してカーソル
９を位置決めする。これにより、キーボードの状態に従
って、以降のキー操作が文字Ｉを重ねて打ち、あるいは
Ｉの前に１つの文字を挿入すること（挿入あるいは重ね
書き）を可能にする。本例においては、ユーザがカーソ
ルを他の「Ｉ」よりも所望の特定の「Ｉ」に近付けて置
くことが重要である。明らかなように、等距離目標文字
を取扱うソフトウエアが書込まれる。

【００２３】このサーチ・ルーチンは、マウス機能の有
り無しに拘わらず使用することができる。指示機能およ
びサーチ機能から出るためには、スペース・バーを叩け
ばよく、これは指示モードから出てテキスト専用モード
に再び入る要求としてデコードされる。サーチ・ルーチ
ンは、テキスト専用モードにおいては使用できない。説
明した実施例における種々の操作モードは、図４の状態
図に要約的に示される。これらの操作モードは、パワー
アップ後のマシンが取るキーボード状態４０を含む。キ
ーボードのキートップ１６に対して与えられた力即ち押
圧動作は、デバイスを指示モード４１の如き制御モード
に置き、このモードでは前記押圧動作が指示情報へ変換
される。キーボード・マイクロプロセッサのソフトウエ
アにより、特定の制御モードが実現される。指示モード
にある時、キートップ面に以後加えられる全ての力は指
示情報へ変換されることになる。

【００２４】もしユーザが右側または左側のマウス・ボ
タン機能４３、４４のいずれか一方を表示することを欲
するならば、キーボードの中心線の右側あるいは左側の
１対のキーが同時に押される。一旦同時打鍵がマウス指
令として検出されると、短い時間の経過後にシステムは
自動的に指示モードへ戻り、キーボードの右側または左
側に位置するキーをその後離すと、マウス・ボタンを離
すこととして検出される。このため、指示情報は、マウ
ス・ボタンが押される間収集し続けることができる。こ
れにより、マウスの「ドラッグ（ボタンを押したまま引
く）」操作を「プル・ダウン」ユーザ・インターフェー
スと共通にサポートする。

【００２５】マウス・モードあるいは指示モードから抜
けるためには、スペース・バーを押すだけでよい。指示
モードにおいて、１つの文字がキーボード上で押される
と、サーチ・モードは状態４２に入って位置決めされた
カーソルの付近の文字を探す。一旦この文字が見出され
ると、カーソルは文字の位置へ移動され、キーボード状
態４０に再び入る。この状態は、文字が見出されるとテ
キストの合成を続けることを許容し、カーソルがこの位
置へ移動される。文字が予め設定されたある時間あるい
は距離内に見出されなければ、カーソルはそのままの位
置に残され、キーボード状態４０に再び入る。

【００２６】本発明の前記の実施例の実現に際して、キ
ーボード・マイクロプロセッサ３５ならびにコンピュー
タ１２のマイクロプロセッサは共に然るべくプログラム
されねばならない。図６Ａおよび図６Ｂは、キーボード
・マイクロプロセッサ３５において実現されるプログラ
ミング・ステップを表わしている。図７は、カーソル付
近の文字のサーチを行うために、スクリーン文字のサー
チをコンピュータ・キーボード処理システムに統合化す
るため必要なコンピュータ１２のプログラムの一部を示
している。図５は、これらの機能を実現するための図３
のキーボード・マイクロプロセッサ３５における全プロ
グラム・アーキテクチャを示す。

【００２７】図５には、指示機能、マウス機能およびサ
ーチ機能の如き前記の制御機能の実現を可能にする、キ
ーボード・マイクロプロセッサ３５におけるソフトウエ
アの全体構成が示される。図１のコンピュータ１２およ
びキーボード１１のパワーオン（ステップ５０）に続い
て、パーソナル・コンピュータの如きコンピュータ処理
システムにおいて周知の如く、パワーオン自己診断ルー
チンがステップ５１で実行される。自己診断が良好に完
了すると、モードはステップ５２においてキーボード・
モードにセットされる。このキーボード・モードを開始
するため、ステップ５３において初期化データがコンピ
ュータ１２からロードされ、これがマウスに対する閾値
の如きパラメータを特定し、位置決め情報をアプリケー
ションに与えるため、マウス・データあるいはカーソル
・キー・コードのいずれが使用されるかを識別する。次
に、ロードされたデータは、この選択されたデータに従
って、ステップ５４において図３のキーボード・マイク
ロプロセッサ３５を初期化するため使用される。

【００２８】この時、キーボードは、従来のキーボード
入力モードまたはテキスト作成モードのいずれかでテキ
ストを入力するため、あるいは指示モードあるいはマウ
ス・モードの如き前記の制御機能で使用することができ
る。もしキーボード・イベントがステップ５５で検出さ
れると、この事象は図６Ａおよび図６Ｂに示されるよう
に処理される。キーボード入力モードにおいてキーの打
鍵が生じ、あるいは制御機能モードにおいて横方向の力
がキーボードのキートップ面に加えられると、このイベ
ントはステップ５６におけるイベントの処理を可能にす
る。ステップ５６は、図６Ａおよび図６Ｂに示されるよ
うに、このイベントをコード化してカーソル移動キー打
鍵、キー操作あるいはマウスのデータ・ストリームの如
きキーボード入力モード機能あるいは制御モード機能の
いずれかとしてコンピュータへ転送する一連のステップ
からなっている。

【００２９】ステップ５６におけるイベントの処理に続
いて、判断ブロック（ステップ５７）が、新しいパラメ
ータが再初期化を要求するホストによりロードされたか
どうかを判定する。最も簡単なケースでは、デバイスの
一連の使用中新しいパラメータがなかった場合である。
図６Ａにおいては、キーボード・イベントを処理してこ
れをコード化するため、キーボード・マイクロプロセッ
サ３５により実行されるプログラム・ステップを示すフ
ローチャートが示される。

【００３０】キーボードにおけるユーザの動作は、キー
ボード・モードまたは制御モードのいずれか一方である
イベントをステップ６０で起生する。キーボードがキー
ボード・モードにあるかないかを判定することにより、
イベント処理ルーチンが開始する。デバイスがキーボー
ド・モードにあれば、判断ブロック６１が制御の流れを
判断ブロック６５へ通過させ、このブロック６５で、キ
ー操作が行われたかどうかを判定する。他の可能なイベ
ントは、キートップ面における予め定めたレベルの力の
供給に応答して入力される制御モードである。このよう
な力が検出されないか、あるいは力がキー操作と一致す
るものと検出されるならば、このキー操作がステップ６
８においてコード化されてステップ６９のＰＣへ送られ
る。このような各キー操作は、従来技術の基本的なテキ
スト合成を行う。キー操作の転送に続いて、イベント処
理ルーチンがステップ７０で終了する。これは、図５の
ステップ５６のイベント処理ルーチンの出口点である。

【００３１】新たなイベントがイベント処理ルーチンに
入り、キーボードがキーボード・モードにあるとすれ
ば、判断ブロック６１は再び制御の流れを判断ブロック
６５へ進ませる。もしキーボード面での力が検出される
ならば、判断ブロック６５が制御の流れを判断ブロック
６６へ進ませる。判断ブロック６６は、これが指示モー
ドの如き制御モードの作動のための閾値以上かどうかを
判定する。これが閾値以上であるとすれば、キーボード
のマイクロプロセッサにより保持されるデータ構造にお
けるアイテムを、キーボード・モードを示す条件から指
示モードを示す条件へ変更することにより、ステップ６
７において指示モードに入る。もしイベントが図５の初
期化ステップ５４でセットされた所要の閾値の如き予め
定めたレベル以下であるならば、イベント処理ルーチン
がステップ６７から抜け出る。

【００３２】一旦指示モードに入ると、制御は判断ブロ
ック６１を通り、キーボードがこの時指示モードにあっ
てキーボード・モードにないため、判断ブロック６３へ
送られる。判断ブロック６３は、キー操作が検出されな
かったため、制御をステップ７１へ送り、ここで図３の
アナログ／ディジタル・コンバータ３３、３４の各々が
読出される。これにより、ホール・センサ２７における
ホール・デバイスにより検出される２つの座標方向の各
々における力の大きさに対応する信号が読出される。判
断ブロック７２においてマウス・モードが選択されなか
ったことを判断すると、これらの読出し信号はステップ
７７において差動ホール・デバイス対が指向される各方
向を示すＸおよびＹ方向の力の測定値の累計に加算され
る。判断ブロック７８においては、時間軸上の力の累計
値が閾値あるいは予め定めたレベルを越えるかどうかが
判定される。もしそうであれば、この値はステップ７９
においてコード化される。Ｘ軸方向のコード化された変
位は、マウス・モードがセットされなかったため、カー
ソル移動のキー操作の形態でステップ８０においてＰＣ
キーボード・ポートへ送られる。累計されたＸの値の部
分は、ステップ８１において累計から差し引かれて、新
しい正しい累計値Ｘを得る。次に、制御は判断ブロック
８５へ送られて、累計値Ｙのカウントを同様に処理す
る。累計値Ｘが判断ブロック７８で閾値を越えなかった
と判定されると、制御はまた判断ブロック８５へ送られ
る。

【００３３】Ｙ軸方向の検出された力は同様にコード化
が行われる。判断ブロック８５においては、図２および
図３に示したホール・デバイスの直交対により定義され
る軸（Ｙ軸）に沿って測定された力の累計が、閾値即ち
予め定めたレベルと比較される。もしこの閾値を越える
ならば、その累計値はステップ８２においてコード化さ
れて、ステップ８３においてＰＣへ送られる。次に、コ
ード化された値はステップ８４において累計値から差し
引かれ、イベント処理ルーチンはステップ８６で抜け
る。判断ブロック８５においてＹ軸の閾値を越えなかっ
たと判定したならば、イベント処理ルーチンは同様にス
テップ８６において抜ける。このように、指示モードに
ある間の各力の測定はカーソル移動のキー操作としてコ
ード化されて、カーソルに対する２つの直交方向の変位
量を示す。

【００３４】判断ブロック７２に戻って、マウス・モー
ドがキーボード初期化の間「オン」にセットされるなら
ば、制御はこの時ステップ７３へ送られてＸおよびＹ軸
の累計値の内容をマウス・データ・ストリーム・フォー
マット・データとしてコード化する。このデータは、ス
テップ７４においてＰＣのマウス・ポートへ送られ、ス
テップ７６においてイベント処理ルーチンから抜ける。

【００３５】図６Ｂには、イベント処理ルーチンを指示
モードで実行する時、２つのマウス・ボタンのシミュレ
ーションを行い、あるいは付近の文字に対するサーチを
要求するメッセージを送り、あるいはキーボード・モー
ドへ戻るため、キーボード・マイクロプロセッサ３５に
より実行される別のステップが示される。本例では、ユ
ーザが１つ以上のキーを押したものとする。スペース・
バーが押されると、判断ブロック８９がプログラム制御
の流れをステップ９４へ送り、ここでシステムを制御モ
ード、本例では指示モードから外してキーボード・モー
ドへ戻す。このモード変更に続いて、イベント処理ルー
チンはステップ９５に示される如く終了する。

【００３６】判断ブロック８９におけるプログラム制御
の流れを生じるキー操作がスペース・バーではなく文字
キーである場合は、判断ブロック８８が、１つの文字キ
ーあるいは多くの文字キーが押されたかどうかを判定す
る。１つの文字キーが押されたならば、制御の流れはブ
ロック９０へ送られ、拡張コード・メッセージがブロッ
ク９０でＰＣへ送られる。このメッセージが送られた
後、ステップ９１においてイベント処理ルーチンが終了
する。この拡張コード・メッセージは、ＰＣのキーボー
ド割込みハンドラにより受取られ、表示されるテキスト
間でサーチされる文字を保持する。ＰＣにおけるキーボ
ード割込みハンドラは、拡張メッセージが受取られる時
の動作を除いて従来のものでよい。

【００３７】拡張メッセージを含むキーボードのストリ
ームの処理のために必要な別のプログラムの流れを図７
について簡単に述べる。図７に示されるように、コンピ
ュータ１２は、このメッセージを受取ると同時に、おお
よそ位置決めされたカーソルに最も近い文字であって、
キー操作により識別された表示メモリー内の文字を見出
すサーチ・ステップ１１７を行う。このサーチは、当業
者には周知の幾つかの方法のどれかにより行うことがで
きる。サーチが終了すると、このルーチンは判断ブロッ
ク１１８に移行して、ここでサーチが成功したと判断す
ると、移動カーソル・ルーチン１１９においてカーソル
の位置決めを行う。もしサーチが不成功ならば、キーボ
ード・バッファ・ステップ１２０においてカーソルの位
置決めをやり直すことなく、エスケープ・シーケンスを
フラッシュする。次いで、キーボード割込みハンドラの
残部がその制御の流れに従って実行される。

【００３８】図６Ｂの判断ブロック９９に戻ると、ここ
ではシステムがマウス・モードにあることが判定され
る。本例では、制御の流れは判断ブロック１００へ送ら
れ、そこで押されたキーの大半が中央線の左側か右側の
どちらにあるかの判定が行われ、これにより左側あるい
は右側のマウス・ボタンのどちらが選択されたかを識別
する。これらの判定の結果、マウス・モードが「オン」
であるとすれば、指令がコンピュータへ送られることに
なる。ステップ１０１においては、左側のマウス・ボタ
ン指令がＰＣマウス・ポートへ送られ、ステップ１０３
においては、右側のマウス・ボタン指令がＰＣマウス・
ポートへ送られる。いずれの場合も、ステップ１０２あ
るいはステップ１０４においてイベント処理ルーチンが
終了する。

【００３９】もしステップ９９においてキーボードがマ
ウス・モードにないと判定すると、キー操作はユーザの
誤りであると判定し、操作を行うことなく処理ルーチン
を終了する。当業者には、「２重クリック」、２つ以上
のボタンを持つマウス、およびドラッギング機能の如き
より複雑な指示デバイスを提供するように、本文に述べ
た基本的な機能を容易に拡張できることが明らかであろ
う。このため、大きな犠牲を生じることなく標準的なキ
ーボード・エントリ、ならびに指示機能およびマウス機
能の如き制御機能のエントリを用いて有効なキーボード
操作を提供することが可能である。オペレータは、自分
の手を標準的なタイピング位置から移動することなくキ
ーボードを操作することができ、しかも大きな物理的な
負担もなく、またキーボードによるタイピングの効率を
損なうことなく、あたかもマウスを手に持っているかの
ように指示機能を即座に使用することができる。

【００４０】与えられた、あるいは予め定めた大きさの
範囲の横方向の力の存在を検出することにより、キーボ
ードに対する異なる制御機能を確立する装置について幾
つかの実施態様に関して記述した。これは、カーソルの
移動あるいはマウス機能の如き多くの制御機能あるいは
指示機能の１つとして実現することができ、余分なキー
あるいは一般的でない手の操作なしにマウス機能のエミ
ュレーションを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による指示デバイス等の制御機能装置を
内蔵するキーボード・データ入力システムを示す平面図
である。

【図２】図１の指示デバイス等の制御機能装置がキーボ
ードに内蔵された状態を示す断面図である。

【図３】指示デバイスがどのように本発明の望ましい実
施態様により実現されるかを示す回路図である。

【図４】キーボードあるいは指示デバイスのいずれかと
して使用できるように、ユーザによりキーボード上で行
われる諸操作がどのようにキーボードの作動状態を変化
させるかを示す状態図である。

【図５】図１および図２の指示デバイスの機能を実現す
るソフトウエアを示すフローチャートである。

【図６】ＡおよびＢは、指示操作を検出し実現すると共
に、通常のキーボード操作を提供するためのキーボード
・マイクロプロセッサにおけるソフトウエアを示すフロ
ーチャートである。

【図７】指示操作中キーボード上で選択された文字が打
鍵されたことに応答して正確なカーソル位置の標定を可
能にするコンピュータのキーボード・デバイス・ドライ
バの付設を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ・ジョン・ライビニス アメリカ合衆国12533、ニューヨーク州 ホープウェル・ジャンクション、マー セラ・ブールヴァード 21番地 (56)参考文献 特開 平１−267714（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−123916（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−80631（ＪＰ，Ｕ) ＩＢＭ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｓ ｃｌｏｓｕｒｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ Ｖ ｏｌ．27，Ｎｏ．７Ａ（1984）ＩＢＭ Ｃｏｒｐ．（米）Ｐ．3783−3784

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キーボード・ケースと、複数のキーを含
   むキーボード取付け板とを備え、該キーボード取付け板
   は、前記複数のキーの任意の１つに横方向の力を供給す
   ると、前記キーボード・ケースに対して前記キーボード
   取付け板が横方向に移動するように、前記キーボード・
   ケース上に弾性的に支持されていることを特徴とするキ
   ーボード。
2. 【請求項２】 キーボード・コンピュータ・システムに
   おいて、 キーボード・ケースと、 前記キーボード・ケースと結合された弾性取付け手段
   と、 複数のキーを含むキーボード取付け板であって、前記複
   数のキーの任意の１つに横方向の力を供給すると、前記
   キーボード・ケースに対する前記キーボード取付け板の
   横方向の移動を生じるように、前記弾性取付け手段に対
   して結合されているキーボード取付け板と、 前記弾性取付け手段および前記キーボード取付け板の一
   方と結合され、横方向の移動を検出して制御信号を生じ
   るセンサと、 前記センサと接続され、前記制御信号に応答して予め定
   めた制御機能を実行するコンピュータとを備えることを
   特徴とするキーボード・コンピュータ・システム。
3. 【請求項３】 テキストおよび制御機能のユーザ・エン
   トリのためのキーボードおよびコンピュータ・システム
   において、 キーボード・ケースと、 前記キーボード・ケースと結合された弾性取付け手段
   と、 複数のキーおよびスペース・バーを含むキーボード取付
   け板であって、該キーおよびスペースバーの各々はユー
   ザによる垂直方向の力の供給に応答して垂直方向に変位
   可能であり、該キーボード取付け板は、前記複数のキー
   の任意の１つに対して横方向の力を供給すると、前記キ
   ーボード・ケースに対するキーボード取付け板の横方向
   の移動を生じるように、前記弾性取付け手段に対して結
   合されているキーボード取付け板と、 前記弾性取付け手段および前記キーボード取付け板の一
   方と結合され、横方向の移動を検出して制御信号を生じ
   る第１のセンサと、 前記複数のキーおよびスペース・バーと結合されて、該
   複数のキーおよびスペース・バーの各々の垂直方向打鍵
   に応答して文字あるいは指令を表わすそれぞれのコード
   化キーボード信号を生じる第２のセンサと、 前記第１および第２のセンサと接続され、前記制御信号
   に応答して予め定めた制御機能を実行し、かつ前記コー
   ド化キーボード信号の各々に応答してデコードされたキ
   ーボード信号を生じるコンピュータと、 前記コンピュータと接続され、該コンピュータによるキ
   ーボード信号のデコードに応答して文字が表示され、か
   つ前記コンピュータによる前記予め定めた制御機能の実
   行に応答して他の指標が明示される表示デバイスとを備
   えることを特徴とするキーボードおよびコンピュータ・
   システム。
4. 【請求項４】 キーボード・ケースに弾性的に取付けら
   れたキーボード取付け板を含むキーボードおよびコンピ
   ュータ・システムを動作させる方法であって、前記キー
   ボード取付け板が複数のキーとスペース・バーを含み、
   その各々がユーザによる垂直方向の力の供給に応答して
   垂直方向に変位されて、キーボード操作モードにある時
   コンピュータに対してキーボード信号を発生し、前記キ
   ーボード・ケースに対する前記キーボード取付け板の横
   方向の移動は、ユーザによる前記複数のキーおよびスペ
   ース・バーの任意の１つに対する横方向の力の供給に応
   答して生じて制御操作モードにある時コンピュータに対
   して制御信号を発生する方法において、 キーボード操作モードにおける動作を開始し、 前記キーおよびスペース・バーの少なくとも１つに対し
   て閾値レベルより大きな横方向の力が供給されたことを
   検出すると、キーボード操作モードから制御操作モード
   へ切換え、 前記キーまたはスペース・バーの予め定めた１つに対し
   て垂直方向の力が供給されると、前記キーボード操作モ
   ードへ戻るステップを含むことを特徴とする方法。
5. 【請求項５】 キーボード・ケースと、複数のキーを含
   むキーボード取付け板とを備え、該キーボード取付け板
   は前記キーボード・ケース上に弾性取付け手段により弾
   性的に支持され、前記複数のキーの任意の１つに対して
   横方向の力が供給されると、前記キーボード取付け板お
   よび弾性取付け手段の一方に歪みを生じるように支持さ
   れていることを特徴とするキーボード。
6. 【請求項６】 キーボード・コンピュータ・システムに
   おいて、 キーボード・ケースと、 前記キーボード・ケースと結合された弾性取付け手段
   と、 複数のキーを含むキーボード取付け板であって、前記複
   数のキーの任意の１つに対して横方向の力を供給する
   と、前記キーボード取付け板および弾性取付け手段の一
   方に歪みを生じるように、前記弾性取付け手段に対して
   結合されているキーボード取付け板と、 前記弾性取付け手段および前記キーボード取付け板の一
   方と結合されて、前記キーボード取付け板および弾性取
   付け手段の一方における歪みを検出して制御信号を生じ
   るセンサと、 前記センサと接続され、前記制御信号に応答して予め定
   めた制御機能を実行するコンピュータとを備えることを
   特徴とするキーボード・コンピュータ・システム。
7. 【請求項７】 テキストおよび制御機能のユーザ・エン
   トリのためのキーボードを具備したコンピュータ・シス
   テムにおいて、 キーボード・ケースと、 前記キーボード・ケースと結合された弾性取付け手段
   と、 複数のキーおよびスペース・バーを含むキーボード取付
   け板であって、キーおよびスペース・バーの各々はユー
   ザによる垂直方向の力の供給に応答して垂直方向に変位
   可能であり、前記複数のキーの任意の１つに対する横方
   向の力の供給により該キーボード取付け板および弾性取
   付け手段の一方に歪みを生じるように、前記弾性取付け
   手段に対して結合されたキーボード取付け板と、 前記弾性取付け手段および前記キーボード取付け板の一
   方と結合されて、前記キーボード取付け板および弾性取
   付け手段の一方における歪みを検出して制御信号を生じ
   る第１のセンサと、 前記複数のキーおよびスペース・バーと結合されて、該
   複数のキーおよびスペース・バーの各々の垂直方向の打
   鍵に応答して文字あるいは指令を表わす各々のコード化
   キーボード信号を生じる第２のセンサと、 前記第１および第２のセンサと接続され、前記制御信号
   に応答して予め定めた制御機能を実行し、かつ前記コー
   ド化キーボード信号の各々に応答してデコードされたキ
   ーボード信号を生じるコンピュータと前記コンピュータ
   と接続され、該コンピュータによるキーボード信号のデ
   コードに応答して文字が表示され、かつ前記コンピュー
   タによる前記予め定めた制御機能の実行に応答して他の
   指標が明示される表示デバイスとを備えることを特徴と
   するシステム。
8. 【請求項８】 キーボード・ケースに弾性的に取付けら
   れたキーボード取付け板を含むキーボードおよびコンピ
   ュータからなるシステムを動作させる方法であって、前
   記キーボード取付け板が複数のキーとスペース・バーを
   含み、該キーおよびスペースバーの各々がユーザによる
   垂直方向の力の付加に応答して垂直方向に変位されて、
   キーボード操作モードにある時コンピュータに対してキ
   ーボード信号を発生し、かつユーザによる前記複数のキ
   ーおよびスペース・バーの任意の１つに対する横方向の
   力の付与に応答して前記キーボード取付け板および弾性
   取付け手段の一方に歪みが生じて、制御操作モードにあ
   る時コンピュータに対して制御信号を発生する方法にお
   いて、 キーボード操作モードにおける作動を開始し、 前記キーおよびスペース・バーの少なくとも１つに対す
   る閾値レベルより大きな横方向の力を供給し、その結果
   生じる前記キーボード取付け板および弾性取付け手段の
   一方における歪みを検出してキーボード操作モードから
   制御操作モードへ切換え、 前記キーまたはスペース・バーの予め定めた１つに対す
   る垂直方向の力の供給に応答して、前記キーボード操作
   モードへ戻すステップを含むことを特徴とする方法。