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JP2014164610A - キーボードカバー、キー入力変換方法およびキーレイアウト変換システム - Google Patents

キーボードカバー、キー入力変換方法およびキーレイアウト変換システム Download PDF

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JP2014164610A
JP2014164610A JP2013036234A JP2013036234A JP2014164610A JP 2014164610 A JP2014164610 A JP 2014164610A JP 2013036234 A JP2013036234 A JP 2013036234A JP 2013036234 A JP2013036234 A JP 2013036234A JP 2014164610 A JP2014164610 A JP 2014164610A
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keyboard
key
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cover
pressed
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Yoshinari Takegawa
佳成 竹川
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Future University Hakodate
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Abstract

【課題】キーボードのキーレイアウトを柔軟に変更できるキーボードカバーを提供する。
【解決手段】キーボードの入力キー32を被覆するキーボードカバー10であって、キーボードカバー10を構成する部材のうち、被覆するキーボードの入力キーを押下可能な可動部材は、1または複数の入力キー32を押下可能に構成されており、可動部材のレイアウトは、キーボードのキーレイアウトとは異なる。ここで可動部材の数は、キーボードの入力キー32の数未満であってもよい。
【選択図】図15

Description

この発明は、物理的なキーボードを被覆するキーボードカバー、およびそのキーボードカバーを利用したキー入力変換方法およびキーレイアウト変換システムに関する。
近年、PC(Personal Computer)をはじめとする計算機の爆発的な普及により、それらの入力インタフェースのひとつであるキーボード(以下本明細書において、単に「キーボード」と呼ぶ。)が不可欠なものとなっている。キーボードは文字入力を想定しているため、キーボード上には大きさの異なる多数のキー(以下本明細書において、「キーボードキー」または単に「入力キー」と呼ぶ。)が配置されている。
キーボードは一般に文字を入力することを前提としているが、近年のPCの高性能化によって、例えばピアノのシミュレーションソフトウェアやゲームソフトウェア等、文字入力とは異なる操作が求められるソフトウェアアプリケーションがPC上で実行される機会も多くなった。このような場合、例えば鍵盤やゲームコントローラなど、キーボードキーの配列とは異なるユーザインタフェースによって操作されるアプリケーションをPC上で実行することになるが、それらユーザインタフェースのキー配列を崩してPC用キーボード上に再配置するか、専用の外付けUSB(Universal Serial Bus)インタフェースなどのインタフェースを新たに用意する必要がある(例えば非特許文献1参照)。
F. Block、 H. Gellersen、 and N. Villar: Touch-Display Keyboards: Transforming Keyboards into Interactive Surfaces、 Proceedings of the 28th International Conference on Human Factors in Computing Systems、pp. 1145?1154 (2010).
PC用アプリケーションは多数存在するが、例えば、メディアプレーヤーやゲーム、Webブラウジングなどマウスあるいは数個のキーのみで操作するアプリケーションは多い。しかし、子供やお年寄りなどコンピュータの操作に慣れていない人や、視覚障害者や手が不自由な人にとってマウス操作や多数のキーから適切なキーを選択することは難しい。各アプリケーションを操作するための専用インタフェースを手軽に制作できれば、直観的にアプリケーションを操作できる。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、キーボードのキーレイアウトを簡便に変更できるキーボードカバーを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様のキーボードカバーは、キーボードの入力キーを被覆するキーボードカバーであって、キーボードカバーを構成する部材のうち、被覆するキーボードの入力キーを押下可能な可動部材は、1または複数の入力キーを押下可能に構成されており、可動部材のレイアウトは、キーボードのキーレイアウトとは異なる。
この態様によると、キーボードカバーにおけるユーザが操作可能な可動部材のレイアウトを、その被覆対象のキーボードのキーレイアウトとは異なるレイアウトに簡便に変更できる。
本発明の別の態様は、キー入力変換方法である。このキー入力変換方法は、キーボードに取り付けたときにキーボードの所定の入力キーを押下状態とするように構成されているキーボードカバーが、当該キーボードに取り付けられた場合に押下状態となる入力キーが押下されているか否かを検出するステップと、入力キーの押下を検出した場合、キーボードから第1の入力キーが入力されたときに第2の入力キーの入力信号を生成するステップとをプロセッサに実行させる。
この態様によると、キーボードカバーにおけるユーザが操作可能な可動部材のレイアウトを、その被覆対象のキーボードのキーレイアウトとは異なるレイアウトに簡便に変更できる。
本発明の別の態様は、キーレイアウト変換システムである。このキーレイアウト変換システムは、コンピュータに情報を入力するキーボードと、キーボードの入力キーを被覆するキーボードカバーと、コンピュータにキーボードのキー入力変換機能を実現させるプログラムを実行するコンピュータとを備える。キーボードカバーは、キーボードに取り付けたときに、キーボードカバーの可動部分のレイアウトが、キーボードのキーレイアウトとは異なり、キーボードに取り付けたときに、キーボードの1以上の所定の入力キーを押下状態とするように構成されている。プログラムは、キーボードカバーをキーボードに取り付けた場合に押下状態となる入力キーが押下されているか否かを検出する機能と、第1の入力キーの押下を検出した場合、第2の入力キーの入力信号を生成する機能とをコンピュータに実現させる。
この態様によると、キーボードカバーにおけるユーザが操作可能な可動部材のレイアウトを、その被覆対象のキーボードのキーレイアウトとは異なるレイアウトに簡便に変更できる。
本発明のさらに別の態様は、上記のキー入力変換方法の各ステップをコンピュータに実現させるプログラムである。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、サーバ、システム、コンピュータプログラム、記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。また、このコンピュータプログラムは通信回線で伝送されてもよい。
本発明によれば、キーボードのキー配列を簡便に変更できるキーボードカバーを提供することができる。
PC用キーボードの外観を示す図である。 キーボード上に仮想的に配置した鍵盤を模式的に示す図である。 図3(a)−(c)は鍵盤タイプのキーボードカバーを示す図である。 図4(a)−(d)は、実施の形態に係るキーボードがバーの種々の態様を示す図である。 実施の形態に係るキーボードカバーを利用する際に、キーを押す強さや深さの検出を説明する図である。 実施の形態に係るキーボードカバーに取り付ける突起の有無によって押されるキーボードキーの違いを説明するための図である。 キーボード領域外からの打鍵を実現する原理を説明するための図である。 カバーキーがキーボードキーに接触後、キーボードキーを押しきる重さの変更を説明するための図である。 カバーキーを押している最中の重さの変更を説明するための図である カバーキーのキーストロークの変更を説明するための図である。 実施の形態に係るキーボードカバーで実現するダイヤルを示す図である。 実施の形態に係るキーボードカバーで実現するスライダを示す図である。 実施の形態に係るマッピングソフトウェアのスクリーンショットのイメージを模式的に示す図である。 実施の形態に係るキーボードカバーのキーレイアウトの一例を模式的に示す図である。 実施の形態に係るキーボードカバーをノート型PCのキーボードに設置した場合の側断面図を模式的に示す図である。 実施の形態に係るマッピングソフトウェアの機能構成を模式的に示す図である。 実施の形態に係るマッピングソフトウェアにおける処理の流れを説明するフローチャートである。 実施の形態に係るキーボードカバーにおける、切り込みを入れる前の外観を模式的に示す図である。
以下本発明を好適な実施の形態をもとに説明する。まず、実施の形態の基礎となる理論を前提技術として述べ、その後、具体的な実施の形態を説明する。
1.はじめに
図1は、PC用キーボードの外観を示す図である。現在、図1に示すようなPC用キーボードは入力速度と入力精度の高さからコンピュータの入力デバイスとして不可欠なものとなっている。キーボードは文字入力を想定しているため、キーボード上には大きさの異なる多数のキーが配置されている。また、PCにはさまざまなアプリケーションが存在しており、ユーザはマウス等のポインティングデバイスやキーボードを使ってアプリケーションを操作する。
しかし、鍵盤やゲームコントローラなど、キーボードキーの配列とは異なるユーザインタフェースによって操作されるアプリケーションをPC上で実行する場合、それらユーザインタフェースのキー配列を崩してPC用キーボード上に再配置するか、専用の外付けUSBインタフェースなどのインタフェースを新たに用意する必要があった。具体的に図2に示すように鍵盤楽器のキー配列をキーボードに適用すると、鍵と鍵の境界をまたぐキーボードキーが存在するため、そのキーボードキーがどちらの鍵に属するかユーザは直観的に判断できない。また、鍵盤の表面は滑らかであるが、キーボードキーの間に指がはさまってしまった場合、ユーザは違和感をもつ。
また、PC用アプリケーションは多数存在するが、例えば、メディアプレーヤーやゲーム、Webブラウジングなどマウスあるいは数個のキーのみで操作するアプリケーションは多い。しかし、子供やお年寄りなどコンピュータの操作に慣れていない人や、視覚障害者や手が不自由な人にとってマウス操作や多数のキーから適切なキーを選択することは難しい。各アプリケーションを操作するための専用インタフェースを手軽に制作できれば、直観的にアプリケーションを操作できる。
これらの問題点を解決するために、多種多様な外付けのUSBインタフェースが開発されているが、アプリケーションごとに専用のUSBインタフェースを用意することは導入コストがかり持ち運びが面倒である。また、例えば、「十字キーの上矢印のみ長くしたい」、「スイッチを重くしたい」といったカスタマイズを柔軟にできない。
そこで本発明の実施の形態に係るキーボードカバーは、キーボードのキー配列を柔軟に変更自在となるように構成されている。具体的に、本発明の実施の形態に係るキーボードカバーは、キーボードをキーの行列とみなし、操作したいアプリケーションに特化したキー配列をもつように構成されており、キーボード上に新たに設置することで、キーボードのキー配列を変更する。実施の形態に係るキーボードカバーは、薄いプラスチック板や厚紙からできており、キーボードカバーに切り込みを入れることで任意形状のキー(以下本明細書において、「カバーキー」と呼ぶ。)を作成できる。また、カバーキーの下に突起を配置することで、複数のクリック感や押す重さや深さの変更といったさまざまな打鍵感を提供できたり、押す強さや押し込んでいる深さなどを検出できたりする。
2.関連技術
キーボードおよびタッチパネルにおける入力支援の関連技術について述べる。
2.1.キーボードにおける入力支援
キーボードカバーの導入防塵や汚れ防止を目的としたキーボード用カバーがOAサプライメーカから販売されている。これは、各キーボードキーをスムーズに押下できるようにするため、キーボードのキー配列をそのままコピーしている。フェルトペンなどでキーボードカバーにアノテーションを書き加えることは容易にでき、これにより特定のアプリケーションを操作する際の直観性が向上する。しかし、キーそのものの形状を変えたり、キーの重さやキーストロークを変えたりするといったことはできない。
センサやアクチュエータの導入
PC用キーボードにセンサなど新たな入力機構を付加したり、キーボードにプロジェクタの映像を投影したり、各キーにディスプレイを埋め込んだりすることで入力機能を拡張している事例がある。
例えば、ThumbSence[1]は、ノートPC用のポインティングデバイスとして広く普及しているタッチパッドの左右のマウスボタンを操作する際に、キーボードのホームポジションから手が離れて入力速度が低下するという問題を解決する技術である。具体的には、タッチパッドに指が触れている間は、キーボードにマウスボタンの機能を割り当てる。この技術によって、タッチパッドに親指で触れながら他の指でキーボードに割り当てられたマウスボタンを押す操作ができる。
ThumbSenceではタッチパッドに指が触れている間はマウスボタンの機能以外にも各キーにコマンドを割り当てているので、キーボードのホームポジションに手を置いたまま様々な操作が可能になるが、コマンドに対するキー割当てを覚えるのは煩雑である。
Pointing Keyboard[2]は、キーボード上に二次元座標検出のための赤外線センサを重ねた機構になっており、キーボードを「押す」動作と「なぞる」動作の違いを検出し、同一面上でキー入力とポインティングの両操作を可能にする。
Touch-Display Keyboard[3]では、各キーの上面にディスプレイとタッチセンサを取り付け、各キーにボタンやウェブリンクなどを自由にマッピングし、表示している。さらに、タッチセンサを使ったジェスチャ入力や、キーボードのディスプレイに作業中の画面を表示することで、キーボード上でマウスとタッチの組合せ入力を実現している。
市販されているシステムとしてFingerWorks 社のTouchStream[4]がある。これは従来のキーボードの操作に倣って盤面を叩けば文字入力に利用できるが、2本指でなぞるとポインティング、3本指で叩けばダブルクリックなど数十種類の入力が可能なキーボードである。しかし、これらのシステムは専用の盤面を設計しており、既存のキーボードに適用できない。また、ディスプレイをつけることで視覚的にデザインの変更はできるが、さわり心地といった触覚的なデザインの変更はできない。
打鍵情報の利用
キーボードに特別なデバイスを付加することなく、キーボードの打鍵情報のみを用いて入力機能を拡張している技術も存在する。例えば、本願の発明者の研究グループでは、キーボード上で行う図形型コマンド入力を提案している[5]。ユーザはキーボードの上を一筆書きの要領で指を滑らせて図形を描き、描かれた図形をコマンドとしてシステムに入力することができる。また、SHARK[6]はソフトウェアキーボード上の文字入力手法で、キーをタップするのではなく、目的のアルファベットキーをつなげるように一筆書きの要領でなぞって入力する。システムはその入力を図形として扱い、何の単語が入力されたのかを認識する。
キーボードのどのキーがいつ押されていつ離されたかという打鍵情報はキーストロークダイナミクスと呼ばれ、様々な研究に用いられている。キーストロークダイナミクスの主な適用例として個人認証がある。キーストロークダイナミクスは個人ごとに癖が存在し、異なることが分かっており、固定テキストのキーストロークダイナミクスを学習することで、手書きのサインと同レベルの識別精度が実現できることが確認されている[7]。キーストロークダイナミクスを用いた認証方法は、プライバシーに関わる生体情報ではなくて後天的な情報を用いること、万が一他人に知られたとしても模倣が困難であることなどの利点があり注目されている[8]。別の適用例としてユーザの感情を認識する試みも行われている。この手法では、キーストロークダイナミクスを用いて7種類の感情状態を2レベルで認識できることが確認された。
これらは、付加デバイスを必要とせず手軽に導入できる。しかし、キーのサイズを変更するといったキーボードの物理的なキー配列を変更することはできない。
2.2.タッチパネルにおける入力支援
近年、スマートフォンやタブレットの爆発的な普及によりタッチパネルにおける操作を支援するための製品開発や研究が盛んに行われている。例えば、NYKO社のPlayPad[9]はスマートフォン用のゲームコントローラカバーである。SoloMatrix社のSpike[10]はiPhone(登録商標)の保護ケースと一体化したハードウェアキーボードである。これらは、タッチパネル上にタンジブルなデバイスを設置することで、入力速度や入力精度の向上を図っている。
qwikkeyz[11]は、iPhoneのソフトウェアキーボードに対応するタッチガイド付保護フィルターである。これによりボタンを押した感覚を提供でき、スムーズに文章を入力できる。Y. Jansenら[12]は大画面ディスプレイを操作するためにiPad(登録商標)などのタッチパネルを利用し、スライダやダイヤルなどタンジブルなデバイスをタッチパネルの任意の箇所に配置できる大画面ディスプレイ用コントローラを提案している。大画面ディスプレイ上で複雑な操作(例えば、パラメータ調整など)を行っている場合、ブラインドでの操作が求められ、タッチパネルに表示されたスライダの操作性より、タッチパネル上に置かれたタンジブルなスライダの操作性が高いなどが評価実験より明らかになった。
これらは、タッチパネル上にタンジブルなデバイスを配置することで操作性の向上を実現しており、入力インタフェース上に新たにインタフェースを設置するが、実施の形態に係るキーボードカバーのように、複数クリック感の提供や押す強さの検出などキーボードの特性を活用した新たな打鍵感や入力機能を実現するものではない点で異なる。
3. 設計
実施の形態に係るキーボードカバーは薄いプラスチック板や厚紙からできており、これに任意形状の切り込みと突起をもつシンプルな構造であるが、操作したいアプリケーションに特化したキー配列をもつキーボードを構築できる。
例えば図3(a)に示すように、プラスチック板に鍵盤を模した切り込みをいれ、カバーキーに特定のキーボードキーを押すための突起を貼り付ける。これによりキーボード上に鍵盤楽器のレイアウトをもつキーボードカバーを配置できる。また、鍵盤の黒鍵は白鍵と比べて飛び出しているが、図3(b)に示すように突起の高さを変えることで、黒鍵部に高さをだすことができ、立体感をだせる。
図3(c)に示すように異なる高さの突起を鍵の下に2箇所配置することで、各キーボードキーが押されるタイミングが変化し、打鍵の強さを検出できる。このキーボードカバーは、学校でパソコンを使いながら作曲理論や楽器の構造など音楽学の講義をする場合の教材として手軽に使用できる。また、プラスチック板は容易に加工できるため、オリジナルなキーボードカバーを作成できる。さらに、以下に詳細を述べるが突起の位置や高さを工夫することで、キーストロークなどの打鍵感を変更でき、操作性を含めて柔軟にカスタマイズできる。
その他の事例として、図4に示すようにメディアプレーヤー用コントローラ・テンキー・ドラムパッド・ゲームコントローラを構築できる。図4(a)に示すメディアプレーヤー用キーボードカバーでは「再生(Play)・停止(Stop)・音量の増減(Volume)・選曲(Back/Next)・再生位置」の機能を操作できる。再生位置以外の機能はコの字型の切り込みが入った横長のキーで操作する。また、再生位置は、DJのターンテーブルを模した円形のスライダを使って指定する。
また、図4(b)や図4(c)に示すテンキーやドラムパッドは各カバーキーにコの字型の切り込みと突起が貼り付けられており、カバーキーを押せば突起下のキーボードキーが押されるようになっている。さらに、図4(d)に示すゲームコントローラは、十字キーと2個のボタンが配置されている。これらのカバーキーはベースとなるカバーからくりぬかれている。
十字キーは上下左右を検出するために4個の突起が貼り付けられている。また、操作性を高めるためにボタン上に持ち手がつけられている。このように特定のアプリケーションの操作に特化したキーボードカバーをキーボード上に配置することで直観的な操作を実現できる。これらは、不特定多数の人が来場する展示会などでアプリケーションの操作と関連のないキーが押されて誤作動が生じることを防ぐことや、操作方法を直観的に説明できる効果がある。子供・お年寄り・視覚障害者・手の不自由な方などキーボード操作に不慣れな人がアプリケーションを操作する場合においても同様の効果がある。
3.1.要件
このようなキーボードカバーを設計する上での要件として以下があげられる。
(i)利用の簡便性
提案するキーボードカバーは、さまざまな状況で使用され、アプリケーションごとにキーボードカバーを取り替えることが想定されるため、軽量で省電力かつ安い製造コストである必要がある。
(ii)カスタマイズ性
アプリケーションの仕様やエンドユーザの要求に特化したキーボードカバーをめざしており、細かな要求仕様に対応するために手軽にカスタマイズできる必要がある。
(iii)汎用性
PC用キーボードのキー配列はメーカごとに異なる。防塵や汚れを防ぐことを目的としたキーボードカバーを製造しているメーカは、各キーボードのキー配列と同一のキー配列をもつキーボードカバーを提供することでこの問題に対応している。しかし、ユーザは使用するPCを変更した際、新たにキーボードカバーを買い直す必要がある。防塵や汚れ防止のためのキーボードカバーは、各キーボードキーをスムーズに押下できるようにするため、キーボードのキー配列をそのままコピーする必要がある。一方、本研究で提案するキーボードカバーは、特定のアプリケーションの操作を対象としており、使われるキーボードキーも限定される。したがって、キーボードのキー配列に依存しない仕組みが求められる。
3.2.キーボードカバーの特性
提案するキーボードカバーは、プラスチック板や厚紙など硬い素材のキーボードカバーを利用し、カバーキーの下に突起をもつ。これらの素材はどれも安価で軽量、かつ、キーボードカバーを使用するための電力供給は不要であるため、手軽に利用できる。これにより要件(i)を満たす。以下、これらの仕組みを利用した特性について説明する。
3.2.1ハードカバーの活用
ハードカバーを活用することで以下のように操作性が向上する。
任意形状のキーの作成
図3および図4に示すように、ハードカバーに切り込みをいれることで任意形状のカバーキーをキーボード上に配置できる。これにより機能の意味が視覚的に直観的に理解でき、誤って違うキーを押してしまう誤操作が少なくなる。また、細かな要求仕様に対応するために手軽にカスタマイズできるので、要件(ii)を満たす。
カバーキー上やその周囲のデコレーション
図4(a)に示すように、カバーキー上やその周囲にカバーキーを説明する文字や絵を追加できる。これによりカバーキーに割り当てられている機能の意味を視覚的に直観的に理解できる。また、デコレーションを加えることでエンタテイメント性を高められる。
タンジブルなキー
図4(d)に示すように、カバーキーをキーボードカバーから完全に切り離し、カバーキーとキーボードカバーとの高さを変えることで、立体感のあるタンジブル性のあるカバーキーをキーボード上に配置できる。
3.2.2.突起の活用
突起を活用することで以下のように入力機能を拡張できる。
押す強さや押し込んでいる深さの検出
図5に示すように、同一のカバーキーに複数個の突起を貼り付け、突起の配置や段差を変える。カバーキーを強く押した場合、各キーボードキーが押されるタイミングの差は短くなるが、カバーキーを弱く押した場合、各キーボードキーが押されるタイミングの差は長くなる。これによりカバーキーを押した強さを検出できる。また、押し込んでいる深さも同様の方法で検出できる。
押下されるキーボードキーの指定
要件(iii)で示したように、キーボードのキー配列は各社メーカによって異なる。また、キーボードは同時打鍵できる鍵数に限界があると同時に、同時打鍵数は押下されるキーの組み合わせによっても異なる。ピアノのような複数の同時打鍵が想定されるアプリケーションの操作においては、できるだけ押下されるキーボードキーが少ない方が望ましい。
図6に示すように、実施の形態に係るキーボードカバーに突起をつけることで押下されるキーボードキーを限定できる。さらに、突起は両面テープなどで貼り付けることを想定しており、突起の位置は自由に変更できる。したがって、キーボードのキー配列が変更になった場合、突起の位置を再配置すればよい。これらにより要件(iii)を満たす。
押す範囲の拡張
図7に示すように、カバーキーの突起さえキーボードエリア内にあれば、カバーキーはキーボードエリアからはみ出していてもよくキーボードエリア外からカバーキーを押下したとしても、突起があるためカバーキーの押下を認識できる。具体的には、図7に示すように、キーボード範囲外でカバーキーを押した場合、図7においてのスペースキーの上部にある突起も押され、同時に突起下のキーが押される。このようにユーザはキーボード領域外から打鍵しても操作を行うことができる。
押す重さの変更
図8に示すように、カバーキー下にある突起の数を増やすことで、カバーキーを押したときに、押下されるキーボードキーが増える。これにより、カバーキーがキーボードキーに接触した後、キーボードキーを押し切る重さを変更できる。また、図9に示すように、キーボードカバーの素材や厚さ、カバーキーへのスリットの挿入などによって、カバーキーを押している最中の重さを変更できる。
キーストロークの変更
図10に示すように、キーボードカバーの四隅に脚をつけキーボードカバーとキーボードとの間に隙間を作る。キーボードカバーに取り付ける足の高さを変更することで、カバーキーを押してからキーボードキーが押されるまでの深さを変更できる。また、カバーキーに突起をつけ、カバーキーが押されてからキーボードキーが押されるまでの距離をへんこうすることによって、カバーキーごとのキーストロークを変更できる。
複数のクリック感の提供
図5に示すように、細長いコの字型に切り込みの入ったカバーキーを作成し、そのカバーキーに複数の突起を配置した場合、突起に対応するキーボードキーが押されるタイミングに時間差が生じるため、複数のクリック感(キーボードキーを押した感触)を提供できる。
ダイヤルやスライダの構築
簡易のダイヤルやシーケンスバーを構築できる。例えば、図11に示すように円形にくりぬいたダイヤルの下に突起を配置する。また、ダイヤルの上に持ち手を取り付けることによってダイヤルを回しやすくなる。このときキーボードキー間に隙間がある場合、突起が他のキーとぶつかってしまいうまく回転しない。そこで、図11の左に示すように、三角柱のような突起を貼り付けることによって、スムーズなダイヤル操作を行える。また、この特性を使い、図11の右に示すように直角柱タイプの突起を貼り付けた場合、一方向にしか回転しないダイヤルを作成できる。突起の数や配置を変更することによって、スライダの粒度を変更できる。突起が何もついていないコの字型の切り込みを入れたスライダが最も細かい粒度で位置測定でき、例えば、図12に示すように突起を一定間隔ごとに4個貼り付けた場合、突起の真上のカバーキーを押せば、対応するキーボードキーのみ押されるが、突起と突起の間を押した場合、それら2つの突起の下にあるキーボードキーが押さえられる。これにより7種類の位置認識が可能となる。
突起パターンからの物体認識
物体の下に複数の突起を配置し、その配置パターンを一意にすることで、キーボードキーを押し下した物体を認識できる。
3.3.キーボードカバーの使用方法
実施の形態に係るキーボードカバーの使用方法について説明する。基本的に、項目番号1および項目番号2は初回のみ実施され、2回目以降は項目番号3および項目番号4だけ実施される。
項目1.任意のキーボードカバーの作成
上記3.2で説明したキーボードカバーの特性を考慮しながら使用するアプリケーションに対応するキーボードカバーを作成する。このとき、必要であれば、キーボードカバーがずれることを防ぐために、すべり止めシールをキーボードカバーに貼る。鍵盤楽器やドラム、ゲームなど連打操作が多く、キーボードカバーがずれる可能性が高く、操作中に修正できないようなアプリケーションを利用するときに有効である。
キーボードカバーに固有のID(IDentification)を付与するために、ファンクションキーから1つのキーを選定し、選んだファンクションキーに対応する位置にカバーキーを作成する。なお、選んだファンクションキーは他のキーボードカバーで利用されておらず一意である。また、ファンクションキーはキーボードカバーID以外の目的で使用されない。
項目2.キーボードキーとアプリケーションの機能のマッピング
キーボードキーとアプリケーションの機能のマッピングを決定するために図13に示すソフトウェアを使用する。図13では、iTunes(登録商標)を例に再生・停止などの各種機能と対応するキーボードキーを設定している。また、キーボードカバーのIDや操作するアプリケーションを設定している。
項目3.キーボードカバーの設置
制作したキーボードカバーをキーボード上に設置する。
項目4.アプリケーションの操作項目番号
項目1で作成したID用カバーキーを打鍵する。これにより、項目番号2で割り当てたアプリケーションが自動的に起動し、キーボードキーとアプリケーションの機能のマッピングが読み込まれ、キーボード上に設置されているキーボードカバーでアプリケーションを操作できるようになる。
4.実装
上記3で述べたキーボードカバーのプロトタイプの実装例を説明する。キーボードカバーの素材としてアクリル板を使用し、Windows7(登録商標)上でCorel社のCorelDrawGraphics Suite(商標または登録商標)X5を用いてキーボードカバーのモデリングを行い、レーザカッターとしてEPILOG社のLASER miniを使用しカッティングおよび彫刻を行った。今回は精巧なプロトタイプを制作するためにレーザカッターを用いたが、薄いアクリル板であればカッターやはさみでカッティングできるため、このような機材やソフトウェアがなくても実装可能である。
5. 試用評価
鍵盤タイプのキーボードカバーのプロトタイプ(図3に示す)をピアノ経験者3名およびピアノ未経験者8名に実際に試用してもらいその使用感についてヒアリングを行った。なお、以下に示す被験者の行動は本願の発明者が観察したもので、使用後に被験者に確認している。
鍵盤タイプのキーボードカバーは視覚的にわかりやすく、特別な説明がなくともキーボードカバーをキーボード上に設置したと同時にどういう目的のために使用するかを全被験者が理解した。また、全被験者は、実際に演奏した後に「PC用キーボードを鍵盤とみたてて使うより、鍵盤タイプのカバーがあった方が弾きやすい」との旨のコメントをした。また、「既存のデジタル鍵盤楽器と比較すると操作性は劣るが、持ち運びが簡便で手軽に利用できるため外出時など状況次第で利用したい」というコメントも得られた。
一方、改善点について、1名のピアノ経験者から「簡単な作曲など高度な演奏が求められない場合は使えるが、演奏のことを考えると打鍵が軽い」というコメントが得られた。そこで、図5の右に示すように厚いアクリル板で鍵盤タイプのキーボードカバーを作成し試用させたところ「実際の鍵盤の重さに近い」という肯定的なコメントが得られた。また、カバーキーがキーボードキーに到達するまでに距離があり、より実際の鍵盤楽器の打鍵感に近くて良いというコメントも得られた。しかし、図5の右のプロトタイプは、図3のプロトタイプの比べて重く厚いため、操作性より持ち運びを重視する利用者は図3のプロトタイプを好むと思われる。
また、「図3のプロトタイプは白鍵および黒鍵ともに透明であるが、これらに色を塗れば視覚的にわかりやすくなる」というコメントが3名の被験者から得られた。また、1名の被験者は鍵盤初心者であったため、「音階を各鍵に記して使用したい」というコメントがあった。キーボードカバーに色を塗ることや説明の追記は容易にでき、キーボードカバーは低コストであるため、気軽に編集できると思われる。このように利用者によって細かな要求が異なるため、要求ごとに手軽にカスタマイズできることは本アプローチの利点である。
6.おわりに
以上説明したように、実施の形態に係るキーボードカバーによれば、PC用キーボードのキー配列を柔軟に変更自在なキーボードカバーを提供できる
7.参考文献
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[具体例]
実施の形態
図14は、実施の形態に係るキーボードカバー10のキーレイアウトの一例を模式的に示す図である。より具体的には、キーボードの入力キーのレイアウトを、図4(d)に示すゲームコントローラのインタフェースのレイアウトに変換するためのキーボードカバー10の例を示す図である。図14において図示はしないが、キーボードカバー10はノート型PC等のキーボードに取り付けたときに、キーボードの入力キーを被覆するように構成されている。
図14に示す例においては、キーボードカバー10を構成する部材のうち、被覆するキーボードの入力キーを押下可能な可動部材は、符号14、符号16a、および符号16bで示す部材である。符号14で示す部材は十字型の可動部材であり、符号16aおよび符号16bで示す部材は、いずれも押しボタン型の可動部材である。図14に示す例においては、これらの可動部材はキーボードカバー10を構成する主部材12から分離されており、ユーザは可動部材を押下することで可動部材の下部に位置する入力キーを押下することができる。
キーボードカバー10は、キーボードを被覆するように構成されているため、キーボードカバー10の大きさは被覆するキーボードと同程度の大きさである。ノート型PC等のキーボードは一般に100〜110個程度の入力キーを備えるため、ひとつの入力キーの大きさは、キーボードカバー10の大きさのおおよそ100分の1以下となる。一方、図14に示す例では、キーボードカバー10を構成する部材のうち、被覆するキーボードの入力キーを押下可能な可動部材14および16のレイアウトは、キーボードのキーレイアウトとは異なっており、可動部材14および可動部材16の大きさも、入力キーひとつの大きさよりも大きい。
このため、実施の形態に係るキーボードカバー10においては、ひとつの可動部材が押下可能な入力キーはひとつに限られず、1または複数の入力キーを押下可能に構成されている。また、例えばスペースキーの左側の端をキーボードカバー10のある可動部材で押し下げ、右側の端を別の可動部材で押し下げる等のように、ひとつの複数の可動部材がひとつの入力キーを押し下げることもある。このため、実施の形態に係るキーボードカバー10において可動部材の数は、入力キーの数以上となる場合もあるし、少なくなる場合もある。可動部材の数が入力キーよりも少なくなる場合には、ユーザが操作可能な可動部材をアプリケーションの操作に必要な入力キーの数に制限することができ、例えばアプリケーションの操作に慣れていないユーザや、手の不自由なユーザに対し、操作のしやすいユーザインタフェースを提供することが可能となる。
図15は、実施の形態に係るキーボードカバー10をノート型PC30のキーボードに設置した場合の側断面図を模式的に示す図である。より具体的に、図15に示す例は、図3に示すように、所定の音高に関連付けられた鍵を複数並べた鍵盤のレイアウトのキーボードカバー10をノート型PC30のキーボードに設置した場合の側断面図を示す図である。図15において、符号32aから32fで示す部材は、ノート型PC30の入力キーである。また、符号20aおよび符号20bで示す部材はキーボードカバー10とノート型PC30との間に取り付け得られた突起部20である。突起部20は、ノート型PC30の入力キーと、キーボードカバー10との間に隙間を設け、可動部である鍵盤18を押し下げることで初めて対応する入力キー32cも押し下げられるようにするためにキーボードカバー10に取り付けられる。
符号22で示す部材は、キーボードカバー10をノート型PC30のキーボードに取り付けたときに、入力キー32fを常時押下状態とするように設けられる凸部22である。このため、凸部22は、キーボードカバー10をキーボードに取り付けたときに、キーボードと対向する面に備えられている。凸部22は、キーボードカバー10の可動部材が押し下げられているか否かにかかわらず、キーボードの1以上の所定の入力キーを常に押下状態とするように設けられている。
ここで、例えばキーボードカバー10のレイアウトが図4(d)や図14はで示すゲームコントローラのインタフェースの場合と、図3や図15に示す鍵盤タイプのインタフェースの場合とのように、互いに異なるレイアウトのキーボードカバー10は、互いに異なる位置に凸部22を取り付けるようにする。これにより、キーボードカバー10が取り付けられたPCで実行されているアプリケーションは、どのレイアウトのキーボードカバー10が取り付けられているかを識別することが可能となる。したがって、凸部22が押下状態とする「所定の入力キー」とは、キーボードカバー10のレイアウト毎に定められたキーボードカバー10の識別キーであり、具体的に1以上のファンクションキーである。このファンクションキーは前提技術の3.3の1において上述したファンクションキーであってもよい。
上述したとおり、実施の形態に係るキーボードカバー10は、ひとつの可動部材が押下可能な入力キーは1または複数の入力キーを押下可能に構成されている。また、キーボードカバー10の可動部材のレイアウトは固定されていない。そこで、可動部材が押し下げる1またはそれ以上の入力キーを、その入力キーとは異なる他の入力キーの入力にマッピングできると有用である。また上述した凸部22が押下状態とする入力キーにしたがって、キー入力のマッピングを自動で切り替えられるようにすると好ましい。
図16は、実施の形態に係るマッピングソフトウェア40の機能構成を模式的に示す図であり、図13に示すマッピングソフトウェアの機能構成を具体的に示す図である。実施の形態に係るマッピングソフトウェア40は、キー押下検出部42、キー入力変換部44、変換パターン記憶部46、および変換パターン取得部48を含む。図16に示すマッピングソフトウェア40の各部は、その機能をコンピュータに実現させるためのプログラムモジュールによって実現される。しかしながら、このモジュールコンピュータに実現させる機能の少なくとも一部が、マッピングソフトウェア40を実行するコンピュータで実行されているオペレーティングシステムの機能として実現されてもよいことは、当業者であれば容易に理解できることである。
キー押下検出部42は、マッピングソフトウェア40を実行するコンピュータのキーボードの入力キーが押し下げられているか否かを検出する。具体例として、キー押下検出部42は、キーボードに取り付けたときにキーボードの所定の入力キーを押下状態とするように構成されているキーボードカバー10が、キーボードに取り付けられた場合に押下状態となる入力キーが押下されているか否かを検出する。上述したとおり、キーボードカバー10は、所定の入力キー32が常時押下状態とするように設けられる凸部22を備える。したがって、凸部22を備えるキーボードカバー10がキーボードに取り付けられると、ユーザが可動部材を押下しないときも、キー押下検出部42は入力キーの押下を検出する。
キー入力変換部44は、キー押下検出部42から入力キーの押下を取得する。取得した入力がマッピングの対象のキーである場合、押下があったことを取得した第1の入力キーを第2の入力キーの入力信号として生成する。これを実現するために、キー入力変換部44は、変換パターン記憶部46からキー入力の変換パターンを取得する。ここで、「キー入力の変換パターン」とは、キーボードカバー10の可動部材の押下によって押し下げられた第1の入力キーの入力信号を、その入力信号は異なる第2の入力信号に変換するために定められた、入力信号のマッピングパターンである。
キー入力変換部44は、キー押下検出部42から凸部22による常時押下キーの情報を取得する。続いてキー入力変換部44は、キー押下検出部42から取得した常時押下キーの情報をもとに、変換パターン記憶部46からその時押下キーの情報に対応するキー入力の変換パターンを取得する。このため、変換パターン記憶部46は、常時押下キーの情報と変換パターンとが紐づけられて格納されている。このように、キーボードカバー10がキーボードに取り付けると、キー入力変換部44は設定すべき変換パターンを自動で取得することができる。
ところで、上述したとおり、実施の形態に係るキーボードカバー10は押下部材のレイアウトをユーザが自由にカスタマイズすることができる。このため、キー押下検出部42から取得した常時押下キーの情報に対応する変換パターンが、変換パターン記憶部46に格納されていない場合もありうる。
この場合、変換パターン取得部48は、図13に示すマッピングソフトウェア40のGUIを表示し、ユーザに変換パターンを設定させる。変換パターン取得部48はまた、ユーザがネットワーク50を介して各種変換パターンを格納するサーバ60から変換パターンを取得することを希望する場合、サーバ60に押下キーの情報を送信して変換パターンを検索する。変換パターン取得部48は、サーバ60上に所望の変換パターンがある場合、その変換パターンをダウンロードして変換パターン記憶部46に格納する。ここで、サーバ60は、キーボードカバー10の可動部材のレイアウト、キーボードの入力キーのレイアウト、および凸部22が常時押下する入力キーの情報が関連づけられて格納されているサーバであり、キーボードカバー10のユーザが情報を登録できるように構成されている。これにより、あるユーザが作成した変換パターンを別のユーザが使い回すことが可能となり、ユーザの利便性が向上する。
図17は、実施の形態に係るマッピングソフトウェア40における処理の流れを説明するフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、マッピングソフトウェア40が起動したときに開始する。
キー押下検出部42は、キーボードカバー10が設置されたキーボードから、凸部22による常時押下入力キーを検出する(S2)。キー入力変換部44は、キー押下検出部が取得した常時押下入力キーの情報をもとに、変換パターン記憶部46から設定すべき変換パターンを検索する(S4)。変換パターン記憶部46に設定すべき変換パターンが存在しない場合(S6のN)、変換パターン取得部48は、ユーザが設定した変換パターンを取得するか、またはサーバ60を検索して設定すべき変換パターンを取得する(S8)。
変換パターン記憶部46に設定すべき変換パターンが存在する場合(S6のY)、変換パターン取得部48はその変換パターンを設定する(S10)。変換パターン記憶部46はまた、変換パターンをユーザが設定するかまたはサーバ60から取得した場合、その変換パターンを変換パターン記憶部46に格納するとともにその変換パターンを処理対象として設定する。
キー押下検出部42は、ユーザが可動部材を押下することで入力された入力キーの入力を検出する(S12)。キー入力変換部44は、設定された変換パターンにしたがってキー入力の変換を実行する(S14)。キーボードカバー10が外される等、キーマッピングを終了する場合(S16のY)、本フローチャートにおける処理は終了する.層でない場合(S16のN)、ステップS12に戻ってキーマッピング処理を継続する。
次に、実施の形態に係るキーボードカバー10を含むキーレイアウト変換システムを説明する。このキーレイアウト変換システムは、コンピュータに情報を入力するキーボードと、そのキーボードの入力キーを被覆するキーボードカバー10と、コンピュータにキーボードのキー入力変換機能を実現させるマッピングソフトウェア40を実行するコンピュータとを備える。
キーボードカバー10は、キーボードに取り付けたときにそのキーボードカバーの可動部分のレイアウトが、キーボードのキーレイアウトとは異なるように構成されている。またキーボードカバー10は、キーボードに取り付けたときに、キーボードの1以上の所定の入力キーを常に押下状態とするように構成されている。
マッピングソフトウェア40は、キーボードカバー10をキーボードに取り付けた場合に押下状態となる入力キーが押下されているか否かを検出する。マッピングソフトウェア40は、キーボードカバー10がキーボードに取り付けられることによって押下状態となる入力キーの押下を検出した場合、押し下げられた入力キーに応じてキー入力の変換パターンを設定する。またマッピングソフトウェア40は、キーボードから第1の入力キーが入力されたとき、設定した変換パターンにしたがって第2の入力キーの入力信号を生成する。
次に、可動部材を作成する前のキーボードカバー10について説明する。
図18は、実施の形態に係るキーボードカバー10における、切り込みを入れる前の外観を模式的に示す図である。前提技術の1において上述したとおり、実施の形態に係るキーボードカバー10の材質は、アクリル等の薄いプラスチック板や厚紙であり、例えばカッターやはさみ等を用いて加工することもできるし、既存のレーザカッターを用いて切削加工することもできる。加工前のキーボードカバー10の大きさは、汎用的なノートPCのキーボードを被覆可能な大きさであればどのようなサイズでもよいが、一例としては、長手方向が40cm、短手方向が20cmの矩形である。
加工前のキーボードカバー10はガイド70が規則的に配置されている。図18に示す例では、キーボードカバー10の左上の十字型の印がガイド70の一例として示されている。煩雑となることを防止するため符号は付していないが、図18に示す例において十字型の記号はガイド70であり、キーボードカバー10の長手方向を20等分、短手方向を10等分する位置にマトリクス上に配置されている。
このように、加工前のキーボードカバー10にガイド70を付すことによって、ユーザは可動部材のレイアウトを設計する際のガイドラインとすることができる。例えば、レーザカッターを使用する際のNC(numerical control)プログラム等の座標決定に利用できる。また、図示はしないが、キーボードカバー10の外形と同じ大きさの紙ないし編集自在な画像データを用意し、キーボードカバー10に付されたガイド70に対応する位置にあらかじめ十字型の印を付しておくことで、可動部材のレイアウト設計に利用できる。被覆対象とするキーボードを識別するための情報(ノート型PCの型やキーボードの型番等)とともに保存することで、一度設計した可動部材のレイアウトを異なるユーザ間で共有することが可能となる。
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、キーボードのキーレイアウトを柔軟に変更できるキーボードカバーを提供することが可能となる。
特に、実施の形態に係るキーボードカバー10は、アプリケーションの仕様やエンドユーザの要求に特化したキーボードカバーであるため、をめざしており、細かな要求仕様に対応するために手軽にカスタマイズすることができる。また、実施の形態に係るキーボードカバー10は、特定のアプリケーションの操作を対象としており、使われるキーボードキーが限定されおり、キーボードのキー配列に依存せず、種々のキーボードに取り付けることができる。さらに、USB給電等の電源が不要のため仕様の際にケーブル類も必要なく、取り回しが容易であり、また電力消費も抑制できる。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
上記の説明では、マッピングソフトウェア40は、キーボードカバー10の凸部22が常時押下する入力キーの情報をもとに、変換パターンを取得する場合について説明した。マッピングソフトウェア40は、凸部22が押下する入力キーの情報に加えて、被覆対象とするキーボードの種類を特定する情報も用いて、変換パターンを取得してもよい。この場合、マッピングソフトウェア40の図示しないキーボードタイプ特定部が、例えば被覆対象のキーボードのデバイスドライバが提供するAPI(Application Programming Interface)の返値を取得することで、キーボードの種類を特定する。
このように、凸部22が押下する入力キーの情報に加えて被覆対象とするキーボードの種類を特定する情報も用いて、変換パターンを取得することにより、被覆対象のキーボードのキーレイアウトの違いを吸収することが可能となり、同じ可動部材のレイアウトを持つキーボードカバー10を、異なる種類のキーボードに取り付けて使用することができる。
10 キーボードカバー、 12 主部材、 14,16 可動部材、 18 鍵盤、 20 突起部、 22 凸部、 30 ノート型PC、 32 入力キー、 40 マッピングソフトウェア、 42 キー押下検出部、 44 キー入力変換部、 46 変換パターン記憶部、 48 変換パターン取得部、 50 ネットワーク、 60 サーバ、 70 ガイド。

Claims (9)

  1. キーボードの入力キーを被覆するキーボードカバーであって、
    キーボードカバーを構成する部材のうち、被覆するキーボードの入力キーを押下可能な可動部材は、1または複数の入力キーを押下可能に構成されており、
    前記可動部材のレイアウトは、前記キーボードのキーレイアウトとは異なることを特徴とするキーボードカバー。
  2. 前記可動部材の数は、前記キーボードの入力キーの数未満であることを特徴とする請求項1に記載のキーボードカバー。
  3. 前記キーボードカバーをキーボードに取り付けたときに、前記キーボードと対向する面に1以上の凸部を備え、
    前記凸部は、前記キーボードに取り付けたときに、当該キーボードの1以上の所定の入力キーを押下状態とするように設けられることを特徴とする請求項1または2に記載のキーボードカバー。
  4. 前記凸部は、前記押下可能な可動部材のレイアウトが異なる場合、異なる入力キーを押下状態とするように設けられることを特徴とする請求項3に記載のキーボードカバー。
  5. 前記押下可能な可動部材のレイアウトは、所定の音高に関連付けられた鍵を複数並べた鍵盤のレイアウトであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のキーボードカバー。
  6. キーボードのキー入力変換機能をコンピュータに実現させるプログラムであって、当該プログラムは、
    キーボードに取り付けたときにキーボードの所定の入力キーを押下状態とするように構成されているキーボードカバーが、当該キーボードに取り付けられた場合に押下状態となる入力キーが押下されているか否かを検出する機能と、
    第1の入力キーの押下を検出した場合、第2の入力キーの入力信号を生成する機能とをコンピュータに実現させるプログラム。
  7. 入力キーの押下を検出した場合、押下されている入力キーの種類とキー入力の変換パターンとを対応づけて格納するキー入力変換データベースを参照して、押下されている入力キーの種類に対応するキー入力の変換パターンを取得する機能をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載のプログラム。
  8. キーボードに取り付けたときにキーボードの所定の入力キーを押下状態とするように構成されているキーボードカバーが、当該キーボードに取り付けられた場合に押下状態となる入力キーが押下されているか否かを検出するステップと、
    入力キーの押下を検出した場合、キーボードから第1の入力キーが入力されたときに第2の入力キーの入力信号を生成するステップとをプロセッサに実行させることを特徴とするキーボードのキー入力変換方法。
  9. コンピュータに情報を入力するキーボードと、
    前記キーボードの入力キーを被覆するキーボードカバーと、
    コンピュータにキーボードのキー入力変換機能を実現させるプログラムを実行するコンピュータとを備え、
    前記キーボードカバーは、
    前記キーボードに取り付けたときに、前記キーボードカバーの可動部分のレイアウトが、前記キーボードのキーレイアウトとは異なり、
    前記キーボードに取り付けたときに、前記キーボードの1以上の所定の入力キーを押下状態とするように構成されており、
    前記プログラムは、
    前記キーボードカバーを前記キーボードに取り付けた場合に押下状態となる入力キーが押下されているか否かを検出する機能と、
    第1の入力キーの押下を検出した場合、第2の入力キーの入力信号を生成する機能とをコンピュータに実現させることを特徴とするキーレイアウト変換システム。
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