JPH0330890B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はデータプロセツサとの連絡のための手
動的に操作しうるデータ端子に使用するためのキ
ーボードモジユールに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

英国特許第1479585号および米国特許第4028695
号にはプロセサに対するメツセージを表示するビ
デオデイスプレイに関連して使用するための、デ
ータプロセサに連結されるべきメツセージを組立
てるためのキーボードモジユールが開示されてい
る。すなわち、このキーボードは可変の意味を有
するタツチキーのアレイを有しており、各キーは
ビデオデイスプレイ面内の同様のゾーンのアレイ
の夫々に対応しており、各ゾーンがそれに関連す
るキーにより現在表わされるメツセージあるいは
その部分を表示するようになつている。任意のキ
ーが触れられると、それに対応するゾーンがデイ
スプレイの休止状態に対して変化し（例えばメツ
セージと背景の光強度を変換することにより）、
どのキー／メツセージが選択されたかを示し、そ
れによりユーザーがデイスプレイから目をはなす
ことなくその選択を評価出来るようになつてい
る。このタツチキーのアレイ全体は１つの単位と
して動いてその下にあるマイクロスイツチを操作
するように構成され、それによりユーザーが現在
与えられた機能の内の所要のものの選択を評価す
る（すなわちユーザーがその所要のキーに触れ
る）ときに、ユーザーがそのアレイ全体を押し下
げてマイクロスイツチを操作しデータプロセサに
その機能を実行させるような信号を送るだけで選
択した機能を実行させることが出来る。

この構成はキーボードモジユールの同時機能と
デイスプレイユニツトのモニターを比較的未熟練
のユーザによつても容易に行いうるようにするも
のではあるが、いくつかの欠点を同時に有してい
る。特にその製造および組立てが高価につくこと
であり、そしてアレイが押されるときマイクロス
イツチの動作を確実にするためのタツチキーアレ
イの装着についての正しい調整が因難であること
である。更に、キー機能のすべてを行うのに単一
のスイツチを用いるためにオペレータの指がスリ
ツプしたりあるいはアレイの押し下げ時にキーの
中心に置かれていない場合には誤りが生じるおそ
れがある。

〔発明の記憶とその目的達成のための発明の構成〕

本発明の一つの観点によれば、夫々、データプ
ロセサに伝達されるべきメツセージまたはメツセ
ージの部分を表わすと共に第１および第２の端子
を有しそしてそれら端子間に接触を生じさせるべ
く選択的に作動しうる複数の手動的に選択しうる
キーを備えたキーボードであつて、任意のキーを
作動させることなく触れたときにキヤパシタンス
が変化する第１動作モードと、押圧操作による上
記２個の対向した端子同士の電気的接触に対応し
た第２動作モードとが選択的に設定可能なキーを
複数有したキーボードと、どのキーが選択された
かを示す第１出力信号を発生するために任意のキ
ーを作動させることなく触れることによる手動選
択に応答すると共に第２出力信号を発生するため
にその作動により選択されたキーの上記第１およ
び第２端子間につくられる接触に応答する回路で
あつて、前記複数のキーの中のあるものが第１動
作モードにあるときに、第１出力信号を、出力す
るとともに前記複数のキーのうちのあるものが第
２動作モードにあるときに、該第２動作モードに
設定されたキーに対応して決められているメツセ
ージの実行を指令する第２出力信号を、夫々前記
データプロセツサに対して出力する回路と、を含
み、１個の所望のキーが正しく選択されることを
示すために上記第１出力信号が用いられ、上記選
択されたキーにより表わされる夫々のメツセージ
またはメツセージの部分が上記データプロセツサ
に伝達されうるようにするために用いられるごと
くなつたデータプロセサとの連絡のための手動的
に操作可能なデータ端子に用いるためのキーボー
ドモジユールが提供される。

〔発明の実施例〕

以下図面にもとづき本発明によるキーボードモ
ジユールを詳述する。

ここに述べるモジユールは前述のように従来の
ごとくデータプロセサとの連絡のためにデータ端
子に使用するものである。モジユールのこのよう
な使用およびデータプロセサの動作の詳細は前記
英国および米国特許に開示されているのでここで
は省略する。

第１図において、本発明のモジユールは８×８
の64個のアレイとされる複数のキーを有するが便
宜上６４，６６，６８，７０でその内の４個のみ
を示している。前述したように任意の与えられた
時点における各キーの機能はこのモジユールを組
込むデータ端子の部分を形成するビデオデイスプ
レイユニツト上の対応する８×８ゾーンアレイ内
の夫々のゾーンで示される。

これらキーは触覚キーとして知られる形式のも
のであり、これはその操作には比較的軽い指圧を
必要とするだけである急激なオーバーセンタ動作
モードを有し、それによりスイツチング動作の発
生をオペレータに積極的に触覚によりフイードバ
ツクする。キー６４〜７０の形状を第２ａ図およ
び第２ｂ図に示す。

第２ａ図および第２ｂ図において、このキーボ
ードは両面印刷回路板７２を基本とする。回路板
７２の上側７４は夫々中心のドツト７８を囲むよ
うにして８×８個のリング７６のアレイを与える
ようにエツチングされる。回路板７２の下側８０
は適当に配置されてメツキされた貫通孔８２によ
りリング７６とドツト７８に接続する接続パター
ンを形成するようにエツチングされており、それ
によりすべてのドツト７８が共通のトラツク８４
で相互に接続されそして各リング７６が別々の接
続トツラク８６を有するようになつている。トラ
ツク８４と８６は回路板７２の縁部の縁部コネク
タパツド（図示せず）まで伸びている。薄いステ
ンレススチール板からなるドーム形のデイスク８
８がその周辺部がリング７６と接触しその中心部
がそれに関連するドツト７８の上でそれと離れる
ようにして各リング７６と同心に配置される。デ
イスク８８は回路板７２の上側７４の上に展張さ
れてそれに固着されたポリエチレンテレフタレー
トのようなポリエステルフイルムのシート９０に
よりその位置に保持される。（このシートは便宜
上第２ｂ図では省略してある。）この構成はデイ
スク８８の上のシート９０への軽いが有限の指圧
をかけることによりデイスクが弾性的に平らにさ
れてその下のドツト７８と接触してドツト７８と
リング７６の間に電気的な接続を行なうようなも
のである。この圧力を取除くことによりデイスク
８８はその正常な形状にもどりこの接続を切離な
す。デイスク８８の材料、寸法および形状はキー
６４等を作動するに必要な圧力を最少にすると同
時にデイスク８８を変形させてスイツチを閉じさ
せるには接触ではなく積極的な圧力が必要である
ように選ばれる。

再度第１図をみるに、このキーボードモジユー
ルは走査装置を含み、この装置はキー６４，６
６，６８，７０を連続的且つ順次的に走査して出
力１５７／１５９に接触されたキーを確認する信
号を出すと共に出力１４９と１７９にキーが接触
されたか押されたかを示す信号を出す。

この走査装置は４個の入力１０１ａ，１０１
ｂ，１０１ｃ，１０１ｄと出力１０２と２個のア
ドレス入力１０３，１０４を有するマルチプレク
サスイツチ１００を有する。アドレス入力１０３
と１０４に４個の異つたコード化された信号の適
当な１つを加えることにより入力１０１の１個と
出力１０２との間に信号路が出来る。２個の抵抗
１０５ａと１０６ａおよびシユミツトバツフア回
路１０８ａが入力１０１とドライバ１１１の出力
１１０の間に接続される。出力１１０は同じく抵
抗１１２を通じて基準電位源Vrefに接続する。

キー６４のデイスク８８は夫々のリング７６と
トラツク８６を介して抵抗１０５ａと１０６ａの
接続点に接続すると共に、それに関連するドツト
７８は共通トラツク８４を介して回路の共通電位
に接続する。入力１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ
は直列抵抗対を介して同様に接続されそして抵抗
１０５ｂと抵抗１０６ｂとバツフア１０８ｂ、抵
抗１０５ｃと抵抗１０６ｃとバツフア１０８ｃ、
抵抗１０５ｄと抵抗１０６ｄとバツフア１０８ｄ
は連キー６６，６８，７０によりドライバ１１１
の出力に接続する。

ドライバ１１１はその入力１１３にパルス発生
器からのパルスを受ける。このパルス発生器はト
リガー回路１１４とその出力１１６と入力１１７
の間に接続する抵抗１１５と入力１１７と接地間
に接続するコンデンサ１１８から成る。

このパルス発生器の出力１１６は出力１２４を
有するトリガー回路１２２の入力１２１に抵抗１
２０を介して接続する。コンデンサ１２５は入力
１２１と接地間に接続する。出力１２４はインバ
ータ１２６を介して２入力NANDゲート１３２
の一方の入力１３０に接続し、このゲートは第２
の入力１３４と出力１３６を有している。第２入
力１３４はインバータ１３８を介してパルス発生
器の出力１１６からパルスを受ける。

インバータ１２６の出力１２７はクロツクを受
けるＤ形双安定回路１４２のクロツク入力１４０
にも接続する。この双安定回路１４２はクロツク
入力１４０に加えて信号入力１４４と信号出力１
４８を有し、クロツク入力における論理信号が１
から０に変わる時点での信号入力１４４の論理レ
ベルが信号出力１４８に送られる。マルチプレク
サ１００の出力１０２はインバータ１４６を介し
て信号入力１４４に接続し、信号出力１４８は４
ビツトカウンタ１５２のエナブル入力１５０に接
続する。カウンタ１５２はNANDゲート１３２
の出力からパルスを受けるようになつたクロツク
入力１５４を有し、そしてマルチプレクサ１００
のアドレス入力１０３と１０４に夫々接続した出
力１５６と１５８に累積カウントを表わす出力信
号を出す。

前述の走査装置出力１５７／１５９はカウンタ
の出力１５６と１５８に接続し、その出力１４９
は双安定回路１４２に接続する。

マルチプレクサ１００の出力１０２はインバー
タ４６を介して第２のＤ形双安定回路１７２の信
号入力１７４にも接続する。この回路１７２のク
ロツク入力１７０は抵抗１６０、トリガー回路１
６２およびインバータ１６６を介してパルス発生
器の出力１１６からクロツクパルスを受ける。こ
れら３個の要素はトリガー回路１６２の入力１６
１と接地間にコンデンサ１２５よりいく分大きい
値をもつコンデンサ１６５を接続して前述の対応
部分１２０，１２２，１２６と同様に配置される
双安定回路１７２の出力１７８は走査装置の出力
１７９に接続する。

第１図のキーボードおよび走査装置の広義の基
本動作として、パルス発生器の出力１１６に発生
したパルスがカウンタ１５２により計数され、そ
の出力がキー６４，６６，６８，７０の１つが接
触されるまで一方の入力１０１から次へとマルチ
プレクサスイツチ１００を周期的に進め、次にマ
ルチプレクサスイツチ１００が接触されたキーに
対応する入力１０１をその出力１０２に接続する
ときに双安定回路１４２からカウンタ１５２への
エナブル信号が除去されマルチプレクサスイツチ
１００がその接触されたキーのところで停止す
る。カウンタ１５２の出力アドレス（すなわちそ
の計数）はそのとき接触されたキーを示す。もし
このキーが次に実際に押されてその端子間に接触
を生じさせるとすれば、それを示す別の信号が双
安定回路１７２により供給される。

第１図の回路の動作の詳細を第３図に示してあ
り、これはキーが接触されないとき、キーが接触
されたとき、キーが押されたときの夫々について
第１図の回路の種々の点における波形である。

第３図ａはパルス発生器１１４の出力１１６に
おけるパルスを示す。このパルスは低域フイルタ
を構成する抵抗１２０とコンデンサ１２５により
遅延され、入力１３０と１４０に生じるこの遅延
されたパルスを第３ｂ図に示してある。

第３図ｃは点１１０と１３４に生じたインバー
タ１１１と１３８により夫々反転された後の第３
ａ図のパルスを示すものであり、第３図ｄは
NANDゲート１３２の入力１３０と１３４にお
ける論理１の一致を示すカウンタ１５２のクロツ
ク入力１５４におけるパルスを示している。

第３図ｅおよび第３図ｆは走査装置１００の入
力１０１および双安定回路１４２と１７２の入力
１４４と１７４における夫々の波形を示す。第１
の欄から明らかなように１つのキーに人間の指の
付加的な容量が加わらない場合、ドライバ１１１
のパルスの前縁はデイスク８８とキーのドツト７
８との間の限りある容量により僅かに遅延される
だけである。その結果、双安定回路１４２と１７
２への入力パルスの前縁は回路１４２へのクロツ
クパルスの有効縁部より前に生じ、それ故その出
力１４８は１のままとなる（第３図ｇ）。

第３図ｈは双安定回路１７２のクロツクパルス
を示し、このパルスはコンデンサ１６５が大きい
ために双安定回路１４２のクロツクパルスよりも
大きく遅延される。かくして、キーが接触されな
いときには双安定回路１４２と１７２への出力パ
ルスの前縁も回路１７２へのクロツクパルスの有
効縁部より前に生じ、その故出力１７８は１に維
持される（第３図ｉ）。

キーが接触されると対応する抵抗１０５と１０
６の接続点と接地点との間に付加的なコンデンサ
が接続したことになる。第１図のキー６４に直線
で示すこの有効コンデンサの電極はデイスク８８
とそのキーに接触しているオペレータの指であ
り、絶縁誘電体としてポリエステルフイルム９０
がデイスク８８を覆つている。この付加的なコン
デンサは第３図の第２の欄の線ｅで示すように接
触されたキーの入力１０１におけるパルスに影響
する遅延量を増大させる。かくして双安定回路１
４２と１７２への入力パルスの前縁（第３ｆ図）
は回路１４２用のクロツクパルスの有効縁部（第
３図ｂの後で且つ回路１７２用のクロツクパルス
の有効縁の前（第３図ｈ）に生じる。その結果、
回路１４２の出力１４８が０に変わり（第３図
ｇ）回路１７２の出力１７８は１のままとなる
（第３図ｉ）。

こおとき、接触されていたキーが押されてそ
れを作動しそしてその端子間に接触が生じると、
マルチプレクサスイツチ１００の入力１０１が直
接接地される。これについては第３図、特に第３
図ｅの第３の欄を参照され度い。かくして双安定
回路１４２と１７２の入力１４４，１７４は夫々
のクロツクパルスの有効線（第３図ｂ、）が生じ
るときに０であり（第３図ｆ）、それ故これら回
路の出力１４８，１７８が０を出す（第３図ｇ、
第３図ｉ）。

それ故、出力１４８の１ままでありカウンタ１
５２の動作をキーの接触のない場合にのみ可能と
する。キーに接触することにより双安定回路１４
２がリセツトし、一つのキーが接触されことを指
示し、カウンタ１５２を停止させてその計数を凍
結して接触されたキーを確定し、そしてデータプ
ロセサへの出力１４９の中断信号として接触され
たキーに対応する出力１５７／１５９にアドレス
を読込むようにも作用出来る。キーを押すことに
より双安定回路１７２がリセツトして出力１７９
上でデータプロセサに前にキーに接触することに
より確定された機能が実行されるべきでありそし
てその処理中の次のステツプが実行されるべきこ
とを指示する。

これまで述べた実施例は特にキーボード全体に
ついて複雑で微調整された可動サスペンシヨンの
必要がないことから安価であり且つ装置の可動部
分が単純であるという利点を有する。更に誤つた
キー押しの問題は、キーの作動である第２のステ
ツプがオペレータの指がそのキーのデイスク８８
の上でほぼ中央に適正に置かれたときにのみ生じ
うることから減少される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、キーボ
ードを、任意のキーを作動させることなく触れた
ときにキヤパシタンスが変化する第１動作モード
と、押圧操作による２個の対向した端子同士の電
気的接触に対応した第２動作モードとが選択的に
設定可能なキーを複数有した構成とし、データプ
ロセツサと接続されている回路を、複数のキーの
中のあるものが第１動作モードにあるときに第１
出力信号を出力するとともに前記複数のキーのう
ちのあるものが第２動作モードにあるときに、該
第２動作モードに設定されたキーに対応して決め
られているメツセージの実行を指令する第２出力
信号を、夫々前記データプロセツサに対して出力
する構成としたので、各キーは第１動作モードに
対応する第１出力信号と、第２動作モードに対応
する第２出力信号とを夫々択一的にデータプロセ
ツサに対して出力することができ、しかも、オペ
レータが特定のキーを操作しようとして誤つてこ
の特定のキーと隣接するキーに接触したとして
も、該接触したキーを意識的に押圧操作しない限
りは、この隣接するキーが接触されたことを示す
第１動作モードに対応する静電容量が変化したこ
とを示す信号がデータプロセツサに対して出力さ
れるだけであり、即ち、各々のキーは意識的に押
圧操作されない限り、例えばその略中心部に指が
触れない限り対向する第１、第２端子間が電気的
に接触してこの第２動作モードに対応する信号が
キーボードから回路を通してデータプロセツサに
出力されないから、誤つて触れたキーからこのキ
ーに対応する信号がデータプロセツサに送出され
るのを防止することができる。従つて、従来にお
けるこの種のキーボードモジユールとは異なり、
より信頼性の高いキーボードモジユールを提供す
ることが可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるモジユールの回路図、第
２ａ図および第２ｂ図は本発明のモジユールのキ
ーボードを形成する部分の断面および平面部分
図、第３図は第１図の回路の種々の点における波
形図である。 ６４，６６，６８，７０……キー、７２……両
面印刷回路板、７６……リング、７８……ドツ
ト、８２……貫通孔、８４……共通トラツク、８
６……トラツク、８８……デイスク、９０……絶
縁フイルム、１００……マルチプレクサスイツ
チ、１０５ａ−ｃ，１０６ａ−ｃ，１０８ａ−ｃ
……シユミツトバツフア、１１１……ドライバ、
１１４，１６２……トリガー回路、１２６，１３
８，１４６，１６６……インバータ、１３２……
NANDゲート、１４２，１７２……双安定回路、
１２３，１５２……カウンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 夫々、データプロセツサに伝達されるべきメ
   ツセージまたはメツセージの部分を表わすと共に
   第１および第２の端子を有しそしてそれら端子間
   に接触を生じさせるべく選択的に作動しうる複数
   の手動的に選択しうるキーを備えたキーボードで
   あつて、任意のキーを作動させることなく触れた
   ときにキヤパシタンスが変化する第１動作モード
   と、押圧操作による上記２個の対向した端子同士
   の電気的接触に対応した第２動作モードとが選択
   的に設定可能なキーを複数有したキーボードと、 どのキーが選択されたかを示す第１出力信号を
   発生するために任意のキーを作動させることなく
   触れることによる手動選択に応答すると共に第２
   出力信号を発生するためにその作動により選択さ
   れたキーの上記第１および第２端子間につくられ
   る接触に応答する回路であつて、前記複数のキー
   の中のあるものが第１動作モードにあるときに第
   １出力信号を出力するとともに前記複数のキーの
   うちのあるものが第２動作モードにあるときに、
   該第２動作モードに設定されたキーに対応して決
   められているメツセージの実行を指令する第２出
   力信号を、夫々前記データプロセツサに対して出
   力する回路と、を含み、１個の所望のキーが正し
   く選択されることを示すために上記第１出力信号
   が用いられ、上記選択されたキーにより表わされ
   る夫々のメツセージの部分が上記データプロセツ
   サに伝達されうるようにするために用いられるご
   とくなつたことを特徴とするキーボードモジユー
   ル。 ２ 前記キーの第１子は相互に接続し、前記各キ
   ーの第２端子は上記第１端子を覆うようになつて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のキーボードモジユール。 ３ 前記第２端子は絶縁層により覆われることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載のキーボードモジユール。 ４ 前記第１端子は接地されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第３項の１に記載する
   キーボードモジユール。 ５ 第１パルス列を発生するためのパルス発生器
   と、夫々前記キーの１を含むと共に上記第１パル
   ス列を受けてそれを遅延させるように接続する数
   の第１遅延回路と、上記第１パルス列に対して
   夫々異つた時間インターバルだけ夫々遅延した第
   ２および第３パルス列を発生するように上記第１
   パルス列を遅延させるごとくなつた第２および第
   ３遅延回路と、を更に含み、上記第２パルス列に
   ついての遅延時間インターバルは夫々の第１遅延
   回路のキーが触れられないときおよび触れられた
   ときに夫々の第１遅延回路により発生される夫々
   の第１および第２遅延の中間でありそして上記第
   ３パルス列についての遅延時間インターバルは上
   記第２遅延より大であり、前記回路は上記第１遅
   延回路を介して上記第１パルス列を、そして上記
   第２および第３パルス列を受けて上記第２または
   第３パルス列の１個のパルスを上記第１パルス列
   の対応するパルスを受けていない状態において受
   けるときに上記第１または第２出力信号を発生す
   るように構成されることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項記載のキーボードモジユール。 ６ 前記回路は前記キー順次アドレスづけするた
   めの走査装置とそれが触れられたキーをアドレス
   づけするときに上記走査装置を停止させる停止装
   置とを有し、それにより走査装置が停止されると
   きのそのアドレスが触れられたキーを確認するご
   とくしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第５項の１に記載のキーボードモジユール。 ７ 前記停止装置は前記第２パルス列を受けるご
   とくなつており、前記走査装置は前記パルス列の
   内の１のパルスを計数するカウンタとこのカウン
   タの計数に応答して上記停止装置を前記第１遅延
   回路の１個を介して前記第１パルス列を受けるよ
   うに順次接続するためのマルチプレクサスイツチ
   とから成り、上記停止装置は上記カウンタが上記
   第１パルス列の対応パルスをはじめに受けていな
   い状態で上記第２パルス列のパルスを受けるとき
   上記カウンタを停止させるようになつていること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項および第６項
   記載のキーボードモジユール。 ８ 前記停止装置は前記マルチプレクサスイツチ
   を介して前記第１パルス列に接続する信号入力と
   前記第２パルス列を受けるクロツク入力とを有す
   るクロツクされる双安定回路と、上記マルチプレ
   クサスイツチを介して上記第１パルス列を受ける
   信号入力と前記第３パルス列を受けるクロツク入
   力とを有する前記第２出力信号を発生するための
   第２のクロツクされる双安定回路と、を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項記載のキー
   ボードモジユール。 ９ 前記キーは触覚キーであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第８項の１に記載する
   キーボードモジユール。 １０ 特許請求の範囲第１項乃至第９項の１に記
   載のキーボードモジユールを特徴とするデータプ
   ロセツサとの連絡用の手動的に走査しうるデータ
   端子。 １１ データプロセツサおよび特許請求の範囲第
   １０項記載のデータ端子を特徴とするデータ処理
   装置。