JPH1039977A - ワイヤレスキーボードとそのシステム及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パーソナルコンピュータシステムに容易に接
続でき、配線が煩雑とならず、かつ、協調的な操作を可
能とすることである。 【解決手段】 高周波による双方向ワイヤレス通信に必
要な送信回路と受信回路，アンテナ，電源回路，並びに
データ変換と制御用のＣＰＵとでワイヤレスキーボード
１０を構成し、このワイヤレスキーボード１０と、パー
ソナルコンピュータと、受信回路，アンテナ，電源回
路，並びにデータ変換と制御用のＣＰＵからなる基地局
４０，５０とで、ワイヤレスキーボードシステム１００
が構成されることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤレスキーボ
ードの構造とそのシステム及び通信制御方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータは近年、その性
能を急速に進歩させ、科学計算、事務処理、ワードプロ
セッサなどの専門的な分野のみならず、生活をサポート
する汎用的な電子機器として日常生活に浸透しつつあ
る。実際、ゲームなどの娯楽機器やマルチメディア情報
の入出力機器として、高性能で比較的安価なパーソナル
コンピュータが急速に導入されつつある。このような日
常生活に浸透するパーソナルコンピュータとしては、シ
ステムのインストールが容易であり、操作が簡単である
ことが不可欠である。言い換えれば、マン−マシンイン
タフェースに優れた、人に優しいシステムが望まれてい
る。このため、パーソナルコンピュータなどの入力方法
は近年、従来のコマンド入力から、対話型のマウス入力
へ移行しつつある。

【０００３】図７に、現在のパーソナルコンピュータ本
体とキーボードによる入力装置の関係を示す。１はパー
ソナルコンピュータ本体であり、ハードディスク，フロ
ッピーディスクドライブを含んでいる。２は出力機器で
あり、通常ＣＲＴあるいは液晶ディスプレイである。３
は入力用のキーボードであり、４はマウスである。現在
のシステムでは、パーソナルコンピュータ本体１に対し
てキーボード３やマウス４はそれぞれ１台で対応してお
り、これはパーソナルコンピュータが従来、個人が行う
ジョブを支援してきた結果である。

【０００４】しかしながら現在でも、ゲームなどの娯
楽、教育、グループウェアオフィス作業に代表されるよ
うに、一つのゲームあるいは作業を複数のオペレータで
協調的に遂行する要求が多い。例えば、ゲームでは複数
の人数で行う対戦型のゲームがその一つの例であり、教
育では一人の指導者と複数の生徒の間で、パーソナルコ
ンピュータを協調的に操作できることが望ましい。ま
た、ブレーンストーミングや打ち合わせなどの知的なグ
ループウェア作業は通常、複数の人数で行われ、これに
はパーソナルコンピュータの協調的な入力操作やポイン
タが有効と思われる。このような場合、オペレータの数
に対応した入力機器が必要であるが、従来のシステムは
多数のマウスやキーボードに対応できない。

【０００５】近年、グループウェアオフィス環境での協
調作業を支援する協調型マウス（例えば、１９９６年電
子情報通信学会総合大会：永井外３名Ｄ−１８７「協調
型ワイヤレスマウス」参照）が開発され、一つのパーソ
ナルコンピュータを用いて、複数スタッフによる情報コ
ンテンツの共有と協調入力が可能になってきている。協
調型マウスはポインタ操作や簡単なクリック入力は可能
であるが、英数字を必要とする入力の場合には対応でき
ない。例えば、インターネットのアドレス指定や、セキ
ュリティに必要な暗証コードの入力では英数字の入力が
不可欠である。従って、頻繁ではないものの、協調型マ
ウスによる入力に加えて、協調型キーボードによる入力
もマウス入力の補間的な意味で必要である。しかしなが
ら、このような複数のスタッフによるキーボード入力は
考えられておらず、それに代わるシステムも現在のとこ
ろ存在していない。また、複数のスタッフによって入力
を共有する協調型キーボードは協調型マウスと異なり、
英数字の入力にはある一定の時間を要することから、す
べてのアクティブキーボードに均等な通信時間を割り当
てることはできない。それゆえ、キーボードに適した通
信制御方式が必要であるが、未だに検討されてはいな
い。さらに、協調型キーボードの信号をパーソナルコン
ピュータから多数の有線で信号を伝送する方法が考えら
れるが、スタッフ数が増えた場合には、これによる配線
の煩雑さが避けられないという問題もある。

【０００６】従来のパーソナルコンピュータとキーボー
ドでは、パーソナルコンピュータ１台に対して１台のキ
ーボードしか対応できないため、ゲームや打ち合わせに
代表されるような、一つのジョブを複数のスタッフで同
時に遂行することはできなかった。また、複数のキーボ
ードのために、パーソナルコンピュータに複数の入力ポ
ートを準備したとしても、信号線ケーブルなどの配線が
煩雑となることは避けられず、しかも、複数キーボード
での入力制御は容易ではなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、パーソ
ナルコンピュータシステムにおいて、一つのジョブを複
数のオペレータで同時に遂行するには、オペレータの数
に対応したマウスに加えて、キーボードが必要である。
それゆえ、従来のパーソナルコンピュータシステムに比
較的容易に接続でき、ケーブルなどの配線が煩雑となら
ない協調型キーボードからなるグループウェアに適し
た、人に優しい協調型コンピュータシステムが望まれて
いた。

【０００８】本発明の目的は、従来のパーソナルコンピ
ュータシステムに極めて容易に接続でき、ケーブルなど
の配線が煩雑とならず、かつ、協調的な操作が可能な、
人に優しいワイヤレスキーボードと、そのシステムおよ
び通信制御方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるワイヤレ
スキーボードは、パーソナルコンピュータの入力装置の
一つであるキーボードに、ＶＨＦ帯，ＵＨＦ帯，マイク
ロ波帯などの高周波による双方向ワイヤレス通信に必要
な送信回路と受信回路，アンテナ，電源回路，並びにデ
ータ変換と制御用のＣＰＵを備えたものである。

【００１０】本発明にかかるワイヤレスキーボードシス
テムは、上述したワイヤレスキーボードと、パーソナル
コンピュータと、受信回路，アンテナ，電源回路，並び
にデータ変換と制御用のＣＰＵからなる基地局と、を備
えたものである。

【００１１】本発明にかかるワイヤレスキーボードシス
テムの通信制御方法は、あるワイヤレスキーボードから
の入力が行われた際、まず、他のワイヤレスキーボード
が送信しているキャリアをセンスし、キャリアがあれば
自己発生させた乱数により待ち時間を設定し、待ち時間
が終了すれば再度キャリアのセンスを行い、他のワイヤ
レスキーボードのキャリアが無ければ、高周波のキャリ
アに重畳して、そのワイヤレスキーボードからの入力情
報を基地局へ送信し、ワイヤレスキーボードからのデー
タを受信した基地局は、そのデータを順次パーソナルコ
ンピュータへ通知するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に、本発明によるワイヤレス
キーボードの一実施形態の構成を示す。この図で、１０
は本発明によるワイヤレスキーボードで、以下の各部か
らなる。すなわち、１１は入力用のキーボード部、１２
はケーブル、１３はケース、１４はホイップアンテナ、
１５は電源スイッチ、１６は動作確認用のＬＥＤ等の表
示ランプである。

【００１３】図２は、ケース１３内に実装される電気回
路の部分と、アンテナ（ホイップアンテナ）１４，キー
ボード部１１等の関係を示したブロック図である。すな
わちワイヤレスキーボード１０は、キャリアセンス用の
受信回路Ｒ、英数字入力データ用の送信回路Ｓ、データ
変換と通信制御を行うＣＰＵ、電源を供給する電源回路
Ｅ、送信と受信の切り替えを行う切替えスイッチＳＷ並
びに英数字入力用のキーボード部１１，ホイップアンテ
ナ１４等から構成される。使用する複数のワイヤレスキ
ーボード１０はすべて同一の周波数を使用し、その通信
は半二重方式によって行っている。この送受信切り替え
は切替えスイッチＳＷとしてダイオードを用い、その切
り替え信号はＣＰＵから発生させている。この構成は基
本的に変動型時分割方式であり、複数のキーボード部１
１に対して必要に応じて通信時間を割り当てている。即
ち、電源が投入されたアクティブな複数のワイヤレスキ
ーボード１０が相互にワイヤレス回線の空きを監視しな
がら、通信時間を共有する方式である。従って、キーボ
ード入力がある時のみ、通信時間を割り当てており、多
数のワイヤレスキーボード１０での協調的動作を考えた
とき、ある時間では特定のワイヤレスキーボード１０が
通信を占有し、パーソナルコンピュータからは一台のワ
イヤレスキーボード１０からの入力に見える。本実施形
態では２６０ＭＨｚのＶＨＦ帯周波数を利用しており、
ケース１３のサイズは、例えば長さ８ｃｍ，幅４ｃｍ，
高さ２ｃｍ程度であった。キーボード部１１には通常の
キーボードを使用しているが、コンテンツの共有とそれ
に対する入力であるから、複雑なキー入力はそれ程考慮
する必要はない。従って、より簡単なキーボード、例え
ば、英数字のみのキーボードで十分と考える。

【００１４】図３に、本発明によるワイヤレスキーボー
ドシステム１００の一実施形態の構成例を示す。この図
で、１０は図１に示したワイヤレスキーボード、２０は
ワイヤレスマウスで、マウス本体２１とアンテナ２２か
らなる。３０はパーソナルコンピュータ本体であり、ハ
ードディスク，フロッピーディスクドライブを含んでい
る。４０はワイヤレスキーボード用の基地局であり、パ
ーソナルコンピュータ本体３０の専用ポートに接続され
ている。５０はワイヤレスマウス用の基地局であり、パ
ーソナルコンピュータ本体３０のシリアルポートに接続
されている。６０は出力機器としてのプロジェクタ、７
０はスクリーンである。基本的にはすべてのスタッフ
に、協調型のワイヤレスマウス２０が備えられ、２人に
１台程度の割合でワイヤレスキーボード１０が配置され
る。複数のスタッフの大型のスクリーン７０に投影され
たパーソナルコンピュータ本体３０の映像を共有するこ
とで、情報コンテンツを共有する。それに対して、ワイ
ヤレスマウス２０やワイヤレスキーボード１０を使って
入力することにより、情報に対してレスポンスを行った
り、意思表示を行う。

【００１５】図４に、図３のワイヤレスキーボード用の
基地局４０とワイヤレスキーボード１０の機能ブロック
図を示し、図５に、ワイヤレスマウス用の基地局５０と
ワイヤレスマウス２０の機能ブロック図を示す。

【００１６】図４において、ワイヤレスキーボード用の
基地局４０は、初期化処理回路４１，時分割・通信制御
回路４２，受信回路４３，アンテナ４４を備えている。
ワイヤレスキーボード１０の機能は図２と同じである
が、その主要部のみ図４には示した。

【００１７】まず、基地局４０はパーソナルコンピュー
タ本体３０とハンドシェーク（初期化処理化）を行い、
ワイヤレスキーボード１０はデータリセットを行う。

【００１８】次に、基地局４０は受信回路４３を有する
のみであるので、アクティブなワイヤレスキーボード１
０の検索・登録は必要なく、受動的となる。

【００１９】次いで、電源がオンされたアクティブなワ
イヤレスキーボード１０により入力が更新されると入力
データの送信準備を開始する。まず、他のワイヤレスキ
ーボード１０のキャリアのセンスを行い、もしキャリア
が検出されなければ、入力データを基地局へ送信する。
反対に、キャリアが検出されれば、ＣＰＵで乱数を発生
させ待ち時間を自己設定する。この待ち時間終了後、再
度キャリアをセンスし、キャリアが検出されなければ、
入力データを送信する。基地局４０は、この入力データ
を受信する。

【００２０】図５において、基地局５０の構成は初期化
処理回路５１，時分割・通信制御回路５２，受信回路５
３，アンテナ５４を備えてなり、またワイヤレスマウス
２０の構成は、マウス本体２１とアンテナ２２と回路部
分からなり、この回路部分は図４のワイヤレスキーボー
ド１０の回路部分と同様である。したがって、図５の動
作は図４の場合と入力データに差があるのみであるか
ら、動作の説明は省略する。

【００２１】図６に、ワイヤレスキーボードシステム１
００の通信制御方法のフロー図を示す。両基地局４０，
５０は基本的に受信専用であるから、高周波信号を通常
のデジタルデータに変換した後は、通常のキーボードと
同様に動作する。なお、図６の（Ｓ１）〜（Ｓ７）は各
ステップを示す。

【００２２】まず、ワイヤレスキーボード１０から、特
殊なキー（通常使わないキーの組み合わせを割り当て
る）で、入力開始を認識する（Ｓ１）。両基地局４０，
５０の送，受信回路Ｓ，Ｒは通常受信状態であり、この
入力開始時点で、受信回路Ｒによる他のワイヤレスキー
ボード１０のキャリア検出を行う（Ｓ２）。これは通
常、受信回路Ｒのスケルチ信号によって検出可能であ
る。

【００２３】他のワイヤレスキーボード１０からのキャ
リアを検出した場合、ＣＰＵは乱数を発生させ、待ち時
間を自己設定する。この設定時間の後、再度キャリア検
出を行う（Ｓ３）。

【００２４】他のワイヤレスキーボード１０からのキャ
リアを検出しなかった場合には、キー入力を受け付ける
状態になる（Ｓ４）。この時、図３に示すスクリーン７
０に入力した英数字が表示されるか否かで判定する。キ
ー入力はそのタイミングが不規則であるため、入力した
データはある特定の時間で区切り、その都度、ＣＰＵメ
モリに蓄積し（Ｓ５）、信号変換した後、ワイヤレス通
信にて基地局へ送信する（Ｓ６）。その後、終了を意味
するキー入力（例えば、エスケープ・キーを割り当て
る）の判定を行い、キー入力の継続、あるいは終了を判
断する（Ｓ７）。

【００２５】このような変動型時分割方式の通信制御で
は、基地局４０，５０からのコマンドが必要ないため、
ワイヤレス通信に必要な周波数チャネルはワイヤレスキ
ーボード１０から基地局４０，５０への１回線で済むと
いう長所がある。また、アクティブなキーボードの付加
や削除はワイヤレスキーボード１０側の電源オン・オフ
で容易に行える。

【００２６】以上説明したように、本発明によるワイヤ
レスキーボード１０とそのシステム１００及び通信制御
方法は、従来のパーソナルコンピュータに比較的容易に
接続でき、一つのジョブを複数のオペレータで同時に遂
行することができる。しかも、有線で生じる信号ケーブ
ルの煩雑な配線もない。本ワイヤレスキーボードシステ
ムは、グループの知的作業全般に有効であり、人的資源
の有効利用のみならず、重要なアイデアの創出を支援で
きるというメリットがある。また、ゲームなどの集団の
娯楽に対しては、より高い満足感が得られるといったメ
リットもある。総じて、本システムはグループウェア知
的作業全般に有効である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明は上述した構成を
有するから、本発明にかかるワイヤレスキーボードとそ
のシステム及び通信制御方法を用いることによって、従
来のパーソナルコンピュータシステムに比較的容易に接
続でき、煩雑なケーブル配線がなく、一つのジョブを複
数のスタッフで同時に遂行できるため、チームワーク作
業の効率化やより一層の満足感が得られる。これによ
り、マン−マシンインタフェースに優れた、より一層人
に優しいパーソナルコンピュータシステムを提供できる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるワイヤレスキーボードの一実施
形態の構成を示す図である。

【図２】本発明にかかるワイヤレスキーボードの機能ブ
ロック図である。

【図３】本発明にかかるワイヤレスキーボードシステム
の一実施形態の構成を示す図である。

【図４】図３におけるワイヤレスキーボード用の基地局
とワイヤレスキーボードの機能ブロック図である。

【図５】図３におけるワイヤレスマウス用の基地局とワ
イヤレスマウスの機能ブロック図である。

【図６】ワイヤレスキーボードシステムの制御フローを
示す図である

【図７】従来のパーソナルコンピュータシステム例を示
す図である。

【符号の説明】

１０ ワイヤレスキーボード １１ キーボード部 １２ ケーブル １３ ケース １４ ホイップアンテナ １５ 電源スイッチ １６ 表示ランプ ２０ ワイヤレスマウス ２１ マウス本体 ２２ アンテナ ３０ パーソナルコンピュータ本体 ４０ ワイヤレスキーボード用の基地局 ４１ 初期化処理回路 ４２ 時分割・通信制御回路 ４３ 受信回路 ４４ アンテナ ５０ ワイヤレスマウス用の基地局 ５１ 初期化処理回路 ５２ 時分割・通信制御回路 ５３ 受信回路 ５４ アンテナ ６０ プロジェクタ ７０ スクリーン １００ ワイヤレスキーボードシステム Ｓ 送信回路 Ｒ 受信回路 Ｅ 電源回路 ＳＷ 切替えスイッチ

フロントページの続き (72)発明者 一ノ瀬 裕 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パーソナルコンピュータの入力装置の一
   つであるキーボードに、ＶＨＦ帯，ＵＨＦ帯，マイクロ
   波帯などの高周波による双方向ワイヤレス通信に必要な
   送信回路と受信回路，アンテナ，電源回路，並びにデー
   タ変換と制御用のＣＰＵ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
   と、パーソナルコンピュータと、受信回路，アンテナ，
   電源回路，並びにデータ変換と制御用のＣＰＵからなる
   基地局と、を備えたことを特徴とするワイヤレスキーボ
   ードシステム。
3. 【請求項３】 請求項２記載のワイヤレスキーボードシ
   ステムの通信制御方法であって、あるワイヤレスキーボ
   ードからの入力が行われた際、まず、他のワイヤレスキ
   ーボードが送信しているキャリアをセンスし、キャリア
   があれば自己発生させた乱数により待ち時間を設定し、
   待ち時間が終了すれば再度キャリアのセンスを行い、他
   のワイヤレスキーボードのキャリアが無ければ、高周波
   のキャリアに重畳して、そのワイヤレスキーボードから
   の入力情報を基地局へ送信し、ワイヤレスキーボードか
   らのデータを受信した基地局は、そのデータを順次パー
   ソナルコンピュータへ通知することを特徴とするワイヤ
   レスキーボードシステムの通信制御方法。