JP2008027068A

JP2008027068A - キーボードのキー情報の識別

Info

Publication number: JP2008027068A
Application number: JP2006197274A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kamimura; 昌宏上村
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2008-02-07
Also published as: US8466813B2; US20080018501A1

Abstract

【課題】キーの刻印情報（ID）を自動的にコンピュータに認知させることができるコンピュータ用のキーボードを提供する。
【解決手段】キーの刻印情報（ＩＤ）と抵抗値が関係付けられたテーブル２２を格納した第一のメモリ２４と、抵抗値のいずれか一つと実質的に等しい抵抗値を有する抵抗２６と、第一のメモリ２４と抵抗２６に接続するコントローラ２８であって、抵抗２６の抵抗値を検出し、テーブル２２から、その抵抗値に対応するキーのＩＤを読み出す、コントローラと、を備えるキーボード１０が提供される。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般的にはキーボードに関する。本発明は、より詳細には、コンピュータ用キーボードのキーの刻印（言語）、レイアウトなどの情報を自動的に識別することができるキーボード、コンピュータ・システムに関する。

IBM PCなどのコンピュータ用のキーボードには、テンキー付きのフル・サイズ・キーボードとして、物理的なレイアウトに応じて、１０１キー（USタイプ）、１０６キー（日本タイプ）などの約５種類がある。また、キーの刻印（言語）に応じて、約４０種類のキーボードがある。コンピュータの表示画面にキーボードの刻印に一致する文字を表示させるためには、コンピュータの起動時に、使用するキーボードのキー情報（刻印とレイアウト）をコンピュータに初期設定する（認識させる）必要がある。この設定とは、キーボードの刻印に合わせて、オペレーテイング・システム（OS）の該当する文字テーブルを選択することを意味する。

この初期設定は、従来の一方法では、使用するキーボードの情報（刻印とレイアウト）に応じてコンピュータに対して手動で行われていた。自動的に初期設定をおこなう方法として、例えば日本の公開特許公報、特開平5-61585に開示される方法がある。この公報には、キーボードのメモリに記憶されたキーボード固有のIDをコントローラが読み取って、そのIDをコンピュータに送信する方法が開示されている。しかし、この方法では、キーボードのメモリに予めそのキーボード固有のIDを記憶させておく必要がある。すなわち、キーボードの刻印情報に応じて、その対応するIDを一つ一つメモリに入力する作業が必要になる。したがって、キーボードの製造工程において余計な手間（入力作業）が発生し、また入力ミスが起こる可能性が大きい。
日本の公開特許公報、特開平5-61585

本発明の目的は、キーボードのキー情報（刻印、レイアウト：以下「刻印情報」とも呼ぶ）に対応する識別情報（ID）を自動的にコンピュータに認知させることができるキーボードを提供することである。

本発明の目的は、この新しいキーボードをその製造工程においてほとんど余計な作業を発生させること無く容易に作ることができる製造方法を提供することである。

本発明によれば、コンピュータ用のキーボードであって、キーの刻印情報（ＩＤ）と抵抗値が関係付けられたテーブルを格納した第一のメモリと、抵抗値のいずれか一つと実質的に等しい抵抗値を有する抵抗と、第一のメモリと抵抗に接続するコントローラであって、当該抵抗の抵抗値を検出し、テーブルから、当該抵抗値に対応するキー言語のＩＤを読み出す、コントローラと、を備えるキーボードが提供される。

本発明によれば、コンピュータ用のキーボードを製造する方法であって、下側カバーであって、その中に、抵抗層が設けられた基板を含む下側カバーを準備するステップと、キーが配置された上側カバーを下側カバーに結合するステップと、上側カバーに予め設けられた開口を通じてレーザーを抵抗層に照射して、当該抵抗層の抵抗値を予め決められた値に調整するステップであって、予め決められた値はキーの刻印情報（ＩＤ）に対応する、ステップとを含む方法が提供される。

本発明について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本発明のキーボードを含むコンピュータ・システム１００の構成を示す図である。システム１００は、キーボード１０とコンピュータ本体１２とデイスプレイ１４とマウス１６からなる。キーボード１０はケーブル１８でコンピュータ本体１２に接続されている。キーボードはケーブル無しの無線式でもよい。また、キーボード１０はノート型コンピュータのようにコンピュータ本体１２と一体型でもよい。なお、本発明で言うコンピュータ・システムとは、大型コンピュータ、パーソナル・コンピュータ（PC）あるいはサーバーのみならず、CPUを内蔵しかつキーボードを用いて文字入力をおこなうあらゆる情報処理装置（端末）を意味する。

図２はキーボード１０（ａ）とそのキー部分の拡大図（ｂ）である。図２は１０６キー（日本）タイプのキーボードである。各キー２０には日本語、英数字、記号などが刻印されている。キーボード・タイプによって、キーの刻印が異なる。したがって、この場合、コンピュータ本体１２に使用するキーボードは１０６キー（日本語）タイプであることを認識させる必要がある。

図３は本発明のコンピュータ用のキーボードの構成を示すブロック図である。キーボード１０は、第一のメモリ２４と、抵抗２６と、第一のメモリ２４と抵抗２６に接続するコントローラ２８と、コントローラ２８に接続する第二のメモリ３０を含む。第一のメモリ２４と第二のメモリ３０はコントローラ２８に内蔵されていてもよい。第一のメモリ２４は例えばROMであり、第二のメモリ３０は例えばRAMである。これらのメモリは他のタイプの半導体メモリであってもよい。第一のメモリ２４は、キーの刻印情報（ＩＤ）と抵抗値が関係付けられたテーブル２２を格納する。抵抗２６は、テーブル２２中の抵抗値のいずれか一つと実質的に等しい抵抗値を有する。コントローラ２８は、抵抗２６の抵抗値を検出し、テーブル２２から、その抵抗値に対応するキー言語のＩＤを読み出す。その読み出されたIDは、第二のメモリ３０に一時保管される。コントローラ２８は、第二のメモリ３０に保管されたIDをコンピュータ本体１２（図１）へ送信することができる。コンピュータ本体１２は、受信するIDに合わせて、オペレーテイング・システム（OS）の該当する文字テーブルを選択（設定）する。コントローラ２８は、例えば複数のI/Oポートを有する８ビットのマイクロ・コンピュータ・ユニット（ＭＣＵ）である。

図４は図３の抵抗２６とコントローラ２８の詳細図である。図4は、抵抗R1にキャパシタC1が接続して、時定数R1＊C1を有するRC回路を構成している。抵抗R１の一端はコントローラ２８（MCU）の出力ポート１に接続し、他の一端はMCUのポート３に接続する。MCUはポート１にHIGH電圧（V0）を印加し、ポート３の電位が所定の電位（Vih）になるまでの時間Tを測定する。所定の電位は例えばCMOSレベルの高電位（High）である。この場合、時間Tは、式
T=C1*R1*ln(V0/(V0-Vih) （１）
で推定することができる。例えば、C1＝100μF、V0＝５V、Vih=3.16Vとすると、
T=0.1*R1(ms) （２）
となる。時間Tは抵抗R1の抵抗値に依存して変化するので、時間Tを測定することにより、抵抗R1の抵抗値を検出することができる。

表１に抵抗値をr0からr6までの７つの値で変化させた場合の時間Tを示す。表中のTminとTmaxは、それぞれ（１）式または（２）式で計算される時間Tの８０％と１２０％の値を示す。表１の抵抗Rと時間Tの関係から７つの抵抗値を識別（検出）できる。

図５は図３の抵抗２６とコントローラ２８の別の詳細図である。図５では、２つの抵抗R1、R2が並列にキャパシタC1に接続する。抵抗R1の一端はMCUのポート１に、抵抗R2の一端はMCUのポート２にそれぞれ接続する。２つの抵抗の他端はMCUのポート３に接続する。図５では抵抗が２つあるので、表１の関係を前提にした場合、抵抗R1とR2の組み合わせで、最大で７＊７＝４９通りの抵抗値を設定できる。抵抗の数を増やすことにより、さらに抵抗値の組み合わせ（R1、R2、R3、．．．）の数を必要なだけ増やすことができる。表２に図５の構成と表１の抵抗値を用いた場合の抵抗値とキーボードのキーＩＤとの関係を示す。表２には全体で４９通りのうちの２５個のＩＤについて示してある。例えば、１行目の米国英語（US・English）は、抵抗R1とR2が（r0、r0）の組み合わせを有するのでIDは”00“となる。２０行目の日本語（Japanese）は、抵抗R1とR2が（r2、r5）の組み合わせを有するのでIDは”13“となる。

図６は図５の構成および表１、２を用いた場合のIDの同定（検出）方法のフローを示す図である。最初に抵抗R1について測定する。MCUのポート１をHigh電位にし、ポート２を高インピーダンスにする。同時に、MCU内のタイマーをセット（時間計測を開始）する（ａ）。MCUのポート３の電位がHighかLowかを検出する（ｂ）。ポート３の電位がHighになった時にタイマーの値を読み、ポート１をHigh電位した後、ポート３がHigh電位になるまでの立上り時間T1を測定する（ｃ）。表１を参照して、T1に対応する抵抗値r(r0からr6までの一つ)をR1として選択する（ｄ）。次に、同様にして抵抗R2について測定する。MCUのポート２をHigh電位にし、ポート１を高インピーダンスにする。同時に、MCU内のタイマーをセット（時間計測を開始）する（ｅ）。MCUのポート３の電位がHighかLowかを検出する（ｆ）。ポート３の電位がHighになった時にタイマーの値を読み、ポート２をHigh電位した後、ポート３がHigh電位になるまでの立ち上がり時間T2を測定する（ｇ）。表１を参照して、T2に対応する抵抗値r(r0からr6までの一つ)をR2として選択する（ｈ）。次に、表２を参照して、R1とR2の組み合わせ（rx、ry）に対応するIDを得る（ｉ）。得られたIDをメモリ30に格納する（ｊ）。最後に、メモリ内のＩＤを所定のタイミングでコンピュータ本体に送信する（ｋ）。以上の一連のフローはコンピュータの起動の際に実行されるBAT(BasicAssurance Test)において実行される。

次に本発明のキーボードの製造方法について説明する。まず、下側カバーを準備する。その下側カバーの中には抵抗層が設けられた基板がある。次に、キーが配置された上側カバーを下側カバーに結合する。そして、上側カバーに予め設けられた開口を通じてレーザー光を抵抗層に照射して、当該抵抗の抵抗値を予め決められた値に調整する。この時、その予め決められた値は表２のキーの刻印情報（刻印の言語）に割り振られたＩＤに対応する。抵抗層はMCUとキャパシタC1と共に、例えば図２のキーボードの表面に設けられた開口１９内に設けられる。レーザーはその開口１９を通じて抵抗層に照射される。なお、開口１９（図２）は完全な開口でなくてもよく、レーザーが通過可能な開口を有するスリット形状でもよい。完全な開口の場合は、抵抗値の調整後に開口を蓋で塞ぐ。このレーザー照射は、レーザーを用いてキーの刻印をおこなう従来のレーザー印刷工程では、そのレーザーを利用することができるので、余計な工程を追加する必要が無いというメリットがある。また、実際にキーに文字を印刷する際に同時に抵抗値を調整するので、その文字言語（ＩＤ）に対応する抵抗値を確実に設定することができる可能性が大きい。すなわち、両者が不一致になってしまう危険性が少ない。なお、レーザーを用いない従来のタンポ印刷の場合は、このレーザー工程が新たに必要になる。

図７に抵抗層のレーザー・トリミング（カット）の例を示す。抵抗層４０はキーボードのプリント基板上にペースト状の抵抗材料を印刷した後、紫外（UV）光で基板上に固着される。その後、抵抗層に縦方向に６本のスリット４２を設ける。スリットはレーザーを照射して設ける（トリミングする）。あるいは、ペーストの印刷の際に狭いスペースを空けて印刷してもよい。図７の例では、抵抗材料は比抵抗ρ＝2.5x10^-3Ωmのカーボン・ペーストを用いている。その寸法は、縦10mm、横約8mmである。抵抗層４０の横方向からレーザーで切り込みを入れる（トリミングする）。カットする長さdに応じて電流路となる抵抗層の幅が短くなるので、Ａ−Ｂ間での抵抗値を大きくすることができる。すなわち、図７のカット長さCut0からCut6で、抵抗値は表中のr0=67Ωからr6=759Ωまで変化する。このようにして、表１に示されるr0からr6までの抵抗値を得ることができる。なお、抵抗値は、従来から行われているように、抵抗層に入れる切り込みの数（レーザー・トリミングの本数）によって調整することもできる。なお、抵抗層はセラミック基板上にRuO2などのペーストを印刷し、それを焼結する方法で作ることもできる。その場合、より高精度で信頼性の高い抵抗層を形成することができる。ただし、その製造コストは高くなってしまう。

本発明について、図1−図7、表１、２を例にとり説明をした。しかし、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲でいかなる変形も可能であることは当業者には明らかであろう。

本発明のキーボードを含むコンピュータ・システムの構成を示す図である。本発明のキーボード（ａ）とそのキー部分の拡大図（ｂ）である。本発明のコンピュータ用のキーボードの構成を示すブロック図である。図３の抵抗２６とコントローラ２８の詳細図である。図３の抵抗２６とコントローラ２８の別の詳細図である。本発明の言語IDの同定（検出）方法のフローを示す図である。本発明の抵抗層のレーザー・トリミング（カット）の例を示す図表である。

符号の説明

１０キーボード
１２コンピュータ本体
１４デイスプレイ
１６マウス
１９開口
２０キーと刻印
２２テーブル
２４、３０メモリ
２６抵抗
２８コントローラ（ＭＣＵ）
４０抵抗層
４２スリット
１００コンピュータ・システム

Claims

コンピュータ本体に接続可能なキーボードであって、
キーの刻印情報（ＩＤ）と抵抗値が関係付けられたテーブルが格納された第一のメモリと、
前記抵抗値のいずれか一つと実質的に等しい抵抗値を有する抵抗と、
第一のメモリと抵抗に接続するコントローラであって、当該抵抗の抵抗値を検出し、テーブルから、当該抵抗値に対応するキーのＩＤを読み出す、コントローラと、
を備える、キーボード。
前記抵抗は予めキーボード内に設けられた抵抗層からなり、当該抵抗の抵抗値は、抵抗層をレーザー・トリミングすることにより調整された、請求項１のキーボード。
さらに、前記コントローラが読み出した前記ＩＤを格納するための第二のメモリを有し、前記コントローラは第二のメモリに格納された前記ＩＤをコンピュータ本体へ送信することができる、請求項１のキーボード。
前記コントローラはマイクロ・コンピュータ・ユニット（ＭＣＵ）であり、前記第一のメモリはＲＯＭであり、前記第二のメモリはＲＡＭであり、当該ＲＯＭおよびＲＡＭの少なくとも一方は前記ＭＣＵに内蔵されている、請求項３のキーボード。
さらに前記抵抗および前記コントローラに接続するキャパシタを有し、
前記コントローラは前記抵抗と前記キャパシタにより定まる時定数（ＲＣ）に依存した電圧変化から対応する抵抗値を検出する、請求項１のキーボード。
さらに、キーが配置された上側カバーを備え、当該上側カバーは、前記レーザーを前記抵抗層に当てるために、当該抵抗層の位置に対応する表面に設けられた開口を有する、請求項２のキーボード。
請求項１から６のいずれか１項のキーボードに接続するコンピュータ本体を含むコンピュータ・システム。
コンピュータ本体に接続されたキーボードのキーの刻印情報（ＩＤ）をコンピュータ本体に認知させる方法であって、
前記キーボードは、ＩＤと抵抗値が関係付けられたテーブルが格納されたメモリと、前記抵抗値のいずれか一つと実質的に等しい抵抗値を有する抵抗と、抵抗に接続するコントローラを有し、前記コントローラは、
キーボードが起動する際に、抵抗の抵抗値を検出するステップと、
検出した抵抗値に対応するＩＤをテーブルから読み取るステップと、
読み取ったＩＤをコンピュータ本体に送信するステップと、
を実行してＩＤをコンピュータ本体に認知させる、方法。
前記抵抗は予めキーボード内に設けられた抵抗層からなり、当該抵抗の抵抗値は、抵抗層をレーザー・トリミングすることにより調整された、請求項８の方法。
コンピュータ本体に接続されたキーボードのキーの刻印情報（ＩＤ）をコンピュータ本体に認知させるためのプログラムであって、
前記キーボードは、ＩＤと抵抗値が関係付けられたテーブルが格納されたメモリと、前記抵抗値のいずれか一つと実質的に等しい抵抗値を有する抵抗と、抵抗に接続するコントローラを有しており、前記コントローラに、
キーボードが起動する際に、抵抗の抵抗値を検出するステップと、
検出した抵抗値に対応するＩＤをテーブルから読み取るステップと、
読み取ったＩＤをコンピュータ本体に送信するステップと、
を実行させてＩＤをコンピュータ本体に認知させる、プログラム。
コンピュータ本体に接続可能なキーボードを製造する方法であって、
下側カバーであって、その中に抵抗層が設けられた基板を含む下側カバーを準備するステップと、
キーが配置された上側カバーを下側カバーに結合するステップと、
上側カバーに予め設けられた開口を通じてレーザーを抵抗層に照射して、当該抵抗層の抵抗値を予め決められた値に調整するステップであって、前記予め決められた値は前記キーの刻印情報（ＩＤ）に対応する、ステップと、
を含む方法。
前記抵抗値を予め決められた値に調整するステップは、前記レーザーでトリミングする量に応じて抵抗値を調整する、請求項１１の方法。