JP2719847B2 - オプティカルインテリゼントキーボード構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、コンピューター及びこれに関連されたター
ミナル等の応用機器に使用するキーボードに係わり、特
に、使用者に多様なキー入力を提供する汎用性を有する
オプティカルインテリゼント（Optical Inteligent:光
学人工知能の意味である）キーボード構造体に関するも
のである。

従来の技術 一般的なキーボードは、電子制御機器に従って、各入
力手段として該当する機能に従って、所定個数にて設定
され、配列される方式であった。

ひいては、コンピューター及びこれに関連されたター
ミナル等の応用機器において使用するキーボードは、英
文字を有するキー等を備える。多数の外国にて特定キー
ボード上に各英文字は自国言語で該当文字と共に混在さ
れ、それによって互いに相異なる二つ文字等は該当する
文語的シンタックス（Syntax）システムと一致するよう
に文字配列される。

ひいては、ヨーロッパにおいてアルファベット国家間
にも、彼等が使用する拡張文字と、母音の使用確率のた
めに、キーボードのキートップ位置が各々異なり、これ
らの文字の使用に適合するキーボードを、新たに制作し
なければならなかった。

その代表的な文字としては、英語、仏語、ドイツ語等
がある。

特に、1980年にIBM PCと互換機種等により、MS−DOS
にて標準化された多様な応用ソフトウェアプログラムが
開発されると共に、機能キーがソフトウェアに従って10
個又は12個ずつ配列され、それらの使用目的を異にして
いる。

又、ALT,CTRL及びSHIFTキー等と、機能キーの組み合
わせによって多様な命令語支援が成されているが、各ソ
フトウェアプログラム毎に特性が異なるために、各々他
の命令語が支援されることが不可避であり、この標準化
は難しい実情でった。

因って、大部分の利用者等はマニュアルを見ながら使
用するとか、FL（HELP）キー等に支援を受けなければな
らなかったし、ソフトウェアの使用が慣れるようになる
時まで、長らくの時間が費やされたし、又、新たなソフ
トウェアを使用する時毎に、このような過程を再び経な
ければならなかった。

このために、大部分のソフトウェアプログラムは、慣
れた幾つかの命令語だけ熟知されて使用されるので、ソ
フトウェアの使用効率が低下されている実情であった。

一方、一部の応用ソフトウェアプログラムは、画面の
一部を分割使用するか、又は、ウィンドウ概念により利
用者の便利性（USER FACILITY）を支援している。しか
し、この機能は使用しようとするメインツールプログラ
ムを起動する所定のメモリ領域と関係してメモリ空間を
占有する。そして、コンピューターの作動能力を制限
し、これによって作動効率が低下された。

特に、オートキャド（AUTOCAD）のようなソフトウェ
アは、２個の画面を使用するように構成され、一つの画
面は命令語専用に、他の画面は全体が作業空間にて使用
されるべく成したのもあった。

因って、このような多数の画面の欠点を解決するため
に、画面タッチ及び液晶画面タッチ等が開発されている
けれども、この方法は、利用者馴れ度の面において多く
の問題点があったし、誤動作等の問題があった。

このような点等を勘案して開発されたものとして、本
発明は、全てのソフトウェアに対する支援が、光学的に
成され得る、多目的オプティカルインテリゼントキーボ
ード構造体を提供するのを、主なる目的とする。

本発明は、キーボードの全てのキー等に対し、使用国
家の文字以外の全ての文字を支援することができる、多
目的オプティカルインテリゼントキーボード構造体を提
供することを、他の目的とする。

本発明は、ソフトウェアの命令語をキーボード上のキ
ー等が、表示可能なるようにして、命令語インターフェ
ースとして機能する多目的オプティカルインテリゼント
キーボード構造体を提供することを他の目的とする。

本発明は、使用プログラム毎に相異なるコンピュータ
ーの、該当命令語をキートップが表示するように、キー
ボードの配列を変更することができる、キーボード自体
のソフトウェア支援が可能な、多目的オプティカルイン
テリゼントキーボードを提供することを、又、他の目的
とする。

本発明は、電子応用機器の制御のための機能キー及
び、該当命令語の制御キーとして作動することができ
る、多目的オプティカルインテリゼントキーボードを提
供することを、又、他の目的とする。

発明の開示 本発明は、所定配列のキートップを個別的に収納する
キーボード手段と、； エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ガラス又はクリスタル
材等にて造られる透明体にて、直方体であるとか、この
外の他の形態で築造され、前記キーボード手段に個別的
に収納され、任意の命令語と文字を表示可能なるよう
に、スイッチングされる多数のキートップ手段と； 前記キートップ手段を支持しながら、光学ビームであ
るとか、レーザー等を遮断する金属材の多数の光遮断手
段と；対を成した全てのキートップ手段と光遮断手段を
個別的に弾性支持する手段と；前記キーボード手段と同
一な構成にて成され、前記弾性手段と、光遮断手段全て
等を、前記弾性手段が支持するように成す、金属材の中
間プレートと；前記中間プレートの下部において、光遮
断手段が、中間プレートを経由して下向移動時、光学ビ
ームとかレーザー等を遮断して、作動キートップを感知
する光学手段と；前記多数のキートップ手段を有したキ
ーボードの構成と同一な文字パターンを、ソフトウェア
の支援によって自由に変更可能なドットマトリックスLC
Dであるとか、液晶表示機にて成る表示手段と；前記表
示手段の下部において、最小電流に駆動し、前記表示手
段が照度を有するように成す冷発光板等にて成される照
度手段等で構成される。因って、本発明は、該当キート
ップ上の機能キーの表示を成すべく、ソフトウェアの変
更が可能となり、制御可能な表示手段が、任意の文字配
列を有するようになり、キートップが押されると、光学
感知手段が操作されて該当キートップの機能を遂行する
ようにシステムを強制する。

このような光学キーボードは、全世界において使用す
る全ての文字を、キーボードユーテイティソフトウェア
により、表現が可能であるため使用国家別に、キートッ
プに印刷する必要がない。

更に、全ての応用ソフトウェアにおいて使用する機能
キーの役割を、キートップ下部の液晶表示装置に、直接
表示することができるし、これを透明素材を通じて、視
覚的に伝達するので、利用者の便利性を支援するキーボ
ードを実現することができる。

因って、使用者は各応用ソフトウェアを、マニュアル
を見ながら使用していた不便を減らすことができ、使用
者の一部熟知により、一部機能だけ使用されていた応用
ソフトウェアの機能を、最大に使用するのが可能とな
る。

ひいては、本発明は、ソフトウェア支援が成され得る
キーボードを有するので、インテリゼントキーボードを
実現させることができるようになる。

本発明をノートブック及びラップトップコンピュータ
ーに適用する場合、各々のソフトウェアにより、ワード
プロセッサー、データベース、スプレッドシート、ター
ミナル等の専用機のように使用することができる。

のみならず、POSターミナル、携帯用電話機等のキー
ボードに適用することができるのみならず、多様な機能
の附加は勿論、キーボードのキースイッチの個数を減ら
すこともできる。

図面の簡単な説明 第１図は、従来技術のATキーボードの配列を示した平
面図。

第２図は、本発明の原理を適用するオプティカルカプ
ラの配列を示した図面。

第３図は、本発明の原理に従って作動される、キート
ップのスイッチ機能をドットマトリックスに適用した図
面。

第４図は、本発明の構成に従って機能キートップの表
示状態を示す概略的な図面。

第５図は、本発明をATキーボード等に適用した場合、
重要要素等に対する分解斜視図。

第６図Ａ及びＢ図は、本発明を組立てた状態の組立断
面図であり、第6C図は、キートップを光遮断機に嵌め合
わせられるように成した状態を示した図面。

第７図及び第８図は、本発明に従って、ハングル及び
英文ワードプロセッサーに関連して、キーボード配列を
示した平面図。

第９図及び第10図は、本発明に従って、電子応用機器
の制御キーボードを示した分解斜視図である。

実施例 本発明を添付図面に根拠して、詳細に記述すれば、次
の通りである。

第１図には、通常のキーボードが一部図示されてお
り、IBM PCの英文のAT用キーボードが、韓国語文字の配
列を有したことを示している。

該キーボードは、キートップグループ（10）、（1
2）、（14）、（16）、（18）……等の各々該当文字等
で配列されている。

キートップグループ10は、その横方向の同一列に配列
したキートップにより、各キー等が数字１、２……とシ
フトキーによって選択される所定の他の文字等！、 ＠
……示すように横方向の一列に配列される。

キートップ12グループは、それと同一列に配列される
キートップをシフトキー16と共に作動させると、大文字
表示を成す英文字、Ｑ、Ｗ、Ｅ……と、ハングル文字で
は にて成り、単独では英文字ｑ、ｗ、ｅ……の小文字と、
ハングル ……等を表示することができる。ALTキー18は、他のキ
ートップと共に使用して、特殊な機能を遂行する。

このように、従来のキーボード用キートップスイッチ
は、キートップの上面に文字が印刷され、又、二重の射
出構造でキースイッチが構成され、機械的に接触して静
電容量が変化するメンブレイン方式等、多様に開発され
て適用されているが、これら各々のキートップスイッチ
等は、83個又は103個のスイッチの中で、唯一個だけ故
障を起こしても、故障修理が必要であったのである。

このような点等に鑑みて、本発明は、透明な直方体体
とか、所定形態のガラス、アクリル、プラスチック、ク
リスタル等の素材を使用し、これらの素材によりその下
部に位置した、液晶画面等の表示装置において表示され
た文字、図形等を素材の上段に光学届折により伝達させ
るので、上段に印刷されたキーボードのような効果を有
するように成す。

因って、本発明の光学式透過形キーボードは、キート
ップ透明素材の水平面が下段に位置した、液晶表示装置
に表示された文字、図形等を光学届折方式により視覚的
にそのまま得るか、縮小、拡大させて伝達しなければな
らない。

従って、キートップの垂直面下段部を不透明素材でコ
ーテイング、又は、接合して、キーボードの水平面Ｘ、
Ｙ軸に6X32個以上設置した、赤外線発光及び受光素子に
より、マトリックスで光を遮断した位置を、感知する方
式を採択することができる。

又、透明キートップの垂直面に不透明材を設置し、そ
れらの間には赤外線を案内する透明素材（オプティカル
ウェイブガイダー）が位置して、キーストロークの変移
を感知して、ＸとＹ軸のスキャンコード（SCAN、CODE）
を感知することができるように成さしめる。

このような原理に従って、本発明は、第２図に図示し
たところのような、配列を有することができる。

垂直及び水平のカラムと、ローのキーマトリックス配
列にて成り、コンピューターキーボードにおいては、カ
ラム6Xロー32の最小単位で図面に図示されている。

即ち、キーマトリックス20は、光学カプラーを利用し
て、図面上において左側のカラムには、発光ダイオード
群21が配列され、右側には該当カラムの発光ダイオード
に一致して、受光素子にて成るポートトランジスター群
22が設置される。

又、図面上において、上側のロー（ROW）には、受光
素子にて成るポートトランジスター群23が設置され、下
側には、発光ダイオード群24を成して、前記受光素子と
個別的に一致して配列される。

従って、このような配列は、第３図に図示されたとこ
ろのように、カラムV1−V6とローH1−H5のマトリックス
スイッチ配列にて成る。

このような配列を概略的に第４図に図示したところの
ような概念にて成される。

実例を挙げれば、ATキーボードにおいて、機能キート
ップF1−F5等を、所定のワードプロセッサーのソフトウ
ェアにおいて使用される、キートップにて適用させたも
のとして仮定する。

キートップF1、31は、HELP（案内語）キートップ、キ
ートップF2、32は、ASSIST（選択）キートップ、キート
ップF3、33は、APPEND（ブロック）キートップ、キート
ップF4、34は、BROWSE（検索）キートップであり、キー
トップF5、35はEDIT（編集）キートップにて表示される
ように成すが、これらキートップ等は透明素材等で成さ
れる。

この下部には発光ダイオード等で成される発光素子群
21と、該素子群21より赤外線等を受信するポートトラン
ジスター群22が配列される。

更に、これら光学カプラー群21、22等に対して、各機
能キートップ31、35等が光学スイッチとして可能なるよ
うに、不透明素材、即ち、光遮断機41−42等が、各機能
キートップ31−35等に設置されるが、これらは光学カプ
ラー群等の線上に配列される。

又、これら光遮断機41−45等の下部には、機能キート
ップ31−35が、以後、詳細に記述されるように、前記の
機能を表示するようにLCD等の表示装置112が配列され
る。

以上の技術的内容に鑑みて、本発明は、コンピュータ
ーのキーボードに適用した、代表的実施例を第５図より
第８図に図示し、電子応用機器の電話機キーボード、又
は、計算機キーボード等に適用した、代表的な実施例を
第９図及び第10図に図示している。

第５図は、コンピューターキーボードに適用した、代
表的な実施例の分解斜視図である。

オプティカルインテリゼントキーボード構造体100
は、キートップの所定配列に従う、該当キートップを収
納可能な形状の、多数の孔101等を形成させたキーボー
ド102を設ける。

該キーボード102は、その孔103内にキートップ104を
収納する。

該キートップ104は、図面において直方体形や幾何学
的他の形態であっても構わない。

又、キートップ104は透明素材にて、アクリル樹脂プ
ラスティック、ガラスやクリスタル等で製造されること
ができる。

キートップ104は、自身の所定高さまで覆われ、光学
的に遮蔽部材にて成る金属材であるとか、他の材質の光
学遮断機105内に嵌め合わされる。

ここで、光学遮断機105は、第６図Ｃに図示されたと
ころのように、キートップ104の所定高さにおいて各辺
毎に所定長さが水平延長されるフランジ107を有する。

ここで、所定の高さは、フランジ107が以後記述され
る通り、通常キーボードの下側面に弾性支持され、キー
トップ104が押された場合、中間プレート108に接触され
るように設定される。

一方、キートップ104と光学遮断機105を弾性支持する
ためには、孔が穿孔された板スプリング106とか、コイ
ルスプリング等が、キーボード102に形成した孔101、10
3等と、同一配列の多少小さい孔109等を有した中間プレ
ート108に支持される。

中間プレート108の下面に直ぐ隣接しては、光学カプ
ラを第５図に図示したところのように、キートップの周
囲面に、多数のオプティカルガイダ110が設置される。

該オプティカルガイダー110は、キーボード102の孔10
1と同じく配列される構造体にて、第５図に図示したよ
うに、キートップ104の前後、左右側面に隣接しては、
光学カプラにて成る発光ダイオードと、光学トランジス
ター群等で配列されるが、図面においては、下側の発光
ダイオード群24の中で、３個の発光ダイオードと、左側
の発光ダイオード群21中の一つの発光ダイオードが図示
されている。

この外にも、該オプティカルガイダ110は、多数のキ
ートップ104に該当して、全ての光学遮断機105が個別的
に収納される形態となり、発光ダイオード等を有しない
部位には、光が透過される透過材にて造られた支持体11
1が固定される。

更に、オプティカルガイダ110の構造体下面には、キ
ーボード102の孔101の配列と一致して、文字及び機能キ
ーの表示が可能に区画され得る、板形の液晶表示装置11
2が固定される。

該液晶表示装置112は、ドットマトリックス液晶板に
て成ることもあるし、ソフトウェア的に機能キートップ
に対する情報及び、文字キートップに対する情報を表示
することができる。

又、液晶表示装置112は、その下部に冷光学板113を有
することができ、背景色に対する多様な需要者の欲求を
充足させることができる。

このような構成の全ての素子等は、基部板114によっ
て、その内部に組立てられることもできるし、最終的に
は、キーボード102が固定されて組立て完了される。

従って、オプティカルインテリゼントキーボード構造
体100は、第６図Ａ及びＢに図示したところのように、
組立てられる。

キーボード102上には、その上にキートップ104が突出
され、キートップ104は、中間プレート108とフランジ10
7間の、板スプリング106によって弾性支持される。

中間プレート108の下側面には、オプティカルガイダ1
10が固定される。

オプティカルガイダ110の下面には、多少隔離され液
晶表示装置112、冷発光板113と基部板114等が配置され
ている。

このような構成のキーボード組立体100は、使用しよ
うとする該当ソフトウェアのプログラムに従って、機能
キートップ等と文字機能キートップ等に対する表示を、
第７図と第８図に図示したところのように、表出させる
ことができる。

即ち、第７図においては、ワードプロセッサー用プロ
グラムに関連して、第４図において既にその原理を記述
したところのように、機能キートップ31、32、33、34…
…等が該当機能をハングルで表示している。

更に、ひいては、数字キートップ群10には、数字等だ
け表示しているし、文字キートップ群12、14等には、現
在ハングル文字に該当するキーの機能を表示する方式に
て、シフトキートップ16、ALTキートップ18等を表示し
ている。

ここで、ハングル表示は、第８図においては、英文の
プログラムを必要とする場合を示したもので、第７図に
おけるものと同一である。

一方、第９図、第10図と第11図は、電子応用機器に適
用した実例等を説明するためのものであり、第９図は、
計算機に適用された分解図であり、第10図は、電子応用
制御機器のキーボードに対する、分離斜視図である。

第９図及び第10図においては、第５図に図示した全て
の主要素子等は同一である。

従って、同一素子に対しては、同一符号が賦与され、
詳細な説明は省略される。

第９図においては、第５図と異なるのは、受光素子等
で成る光学トランジスター群22が、発光素子等にて成る
発光ダイオード群21と対向して、設置されている。

又、液晶表示装置112は、該当キートップに対する機
能表示を成す文字を表示している。

第10図は、第９図と同一であり、単に、キートップ10
4を弾性支持することが、弾性スプリング106にて代替さ
れていることを示している。

産業上の利用可能性 以上におけるように、本発明はコンピューターに連結
された該当キーボードが、使用しようとするソフトウェ
アに対する機能キートップ及び、文字キートップに対す
る情報を、使用されるソフトウェアのみならず、使用し
ようとする言語に対する表示のために、液晶表示装置に
対するソフトウェアの支援を補強することにより、全て
のコンピュータープログラムに対する、オペレイティン
グをキーボードを通じて教えることができる。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数のキートップを有する、オプティカル
   インテリゼントキーボード構造体において、 所定配列の多数のキートップを個別的に収納するキーボ
   ード手段と、 透明な素材で所要の形態に造られ、前記キーボード手段
   に個別的に収納され、任意の命令語、文字表示を可能と
   すべく、スイッチングされる多数のキートップ手段と、 前記キートップ手段を支持しながら、光を遮断して、前
   記キートップがスイッチング機能を成す多数の光遮断手
   段と、 前記キートップ手段全てと、前記光遮断手段を個別的に
   弾性支持する手段と、 前記キートップ手段と、前記光遮断手段全てを弾性支持
   する金属材の中間プレートと、 前記中間プレートの下側面に固定され、前記光遮断手段
   が該中間プレートを経由して、下向移動時に光を遮断し
   て作動キートップを感知する光学手段と、 前記多数のキートップ手段を有したキーボードの構成と
   同一の機能及び文字パターンをソフトウエアの支援によ
   り、自由に変更可能に表示する表示手段と、 前記表示手段の下部に設置された発光板と から構成されたことを特徴とするオプティカルインテリ
   ゼントキーボード構造体。
2. 【請求項２】前記キートップは、アクリル、ガラス、ク
   リスタル等の透明素材により形成される請求項１記載の
   オプティカルインテリゼントキーボード構造体。
3. 【請求項３】前記光遮断手段は、光学的遮蔽部材により
   製造される請求項１記載のオプティカルインテリゼント
   キーボード構造体。
4. 【請求項４】前記弾性手段は、板スプリング又はコイル
   スプリングである請求項１記載のオプティカルインテリ
   ゼントキーボード構造体。
5. 【請求項５】前記表示手段は、ソフトウエアの支援を受
   ける液晶表示装置又は発光ダイオード群により構成され
   る請求項１記載のオプティカルインテリゼントキーボー
   ド構造体。