(57)【要約】コンピュータおよびその他の英数字入力電子機器で使用される、改良された人間工学的設計を有する電子キーボードが開示される。Enterキー（１０８）およびBack Spaceキー（１０６）を再配置して中心に置き、人差し指で作動させられるようにキーボードの中央の位置に置くことによって、反復的な動きでタイピストの手、手首および指にかかるストレスを大幅に減少させ、ここでEnterキー（１０８）はホーム段へと延在して手首の屈曲を減少させる。英数字キーは、実質的に垂直の縦列および実質的に水平の段からなる正直線状のアレイに配置され、機能キーは、キーボードの英数字キーの下で合理的に割当てられた区域にまとめられる。キーのうちいくつかは、キーボードがQwertyモード、ドボラクモード、または数字キーパッドモードのいずれにあるのかに依存して、最大３つの異なる機能を有する。数字キーパッドは、英数字式キーボードの右側部分に対する「下層」として設けられ、こうして完全な数字キーパッド編集機能を有する極めてコンパクトなキーボードが得られる。
2004529444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の実質的に直線状の垂直列と、ホーム段を含む複数の実質的に直線状の水平段とに配置されて正直線状のアレイを形成するキーを有する英数字部分を含む種類の汎用キーボードであって、さらに
左側および右側のShiftキーを含み、前記Shiftキーは垂直方向に細長くされ、かつ実質的に直線状の垂直列に対して実質的に平行に配向付けられ、前記Shiftキーは、前記ホーム段のキーと一直線上に配置された部分を含み、前記汎用キーボードはさらに
中心に配置されたEnterキーを含み、前記Enterキーは垂直方向に細長くされ、実質的に直線状の垂直列に対して実質的に平行に配向付けられ、前記Enterキーは、前記ホーム段のキーと一直線上に配置された第１の部分と、前記ホーム段の下の段のキーと一直線上に配置された第２の部分とを含む、汎用キーボード。
【請求項２】
さらに
中心に配置されたBack Spaceキーを含み、前記Back Spaceキーは垂直方向に細長くされ、実質的に直線状の垂直列に対して実質的に平行に配向付けられ、前記Back Spaceは、前記Enterキーの上において、前記ホーム段の上に隣接する２段のキーと一直線上に配置され、前記汎用キーボードはさらに、
前記Enterキーの下に隣接して配置された、水平方向に細長くされた親指作動のSpace Barを含む、請求項１に記載の汎用キーボード。
【請求項３】
Enter、Back SpaceおよびSpace Barキーは、独立に作動させられる左側部分と右側部分とに垂直方向に分割される、請求項２に記載の汎用キーボード。
【請求項４】
さらに、
第５および第６のキー段を形成しSpace Barの第１の側端縁に隣接した矩形の領域内に配置された、第１の機能制御部分を含み、前記第１の機能制御部分は、前記キーボードをデフォルト動作モードとは異なる動作モードに置くための、少なくとも１つのFunctionキーを含み、前記汎用キーボードはさらに、
第５および第６のキー段を形成しSpace Barの第２の側端縁に隣接した矩形の領域内に配置された、第２の機能制御部分を含み、前記第２の機能制御部分は、逆向きＴ形状に配置されたカーソル操作移動矢印キーを含む、請求項４に記載の汎用キーボード。
【請求項５】
さらに、
英数字部分および第２の機能制御部分の中に配置されたフル機能数字キーパッドを含み、前記数字キーパッドのキー機能は、ユーザがFunctionキーを押すことでアクセス可能となり、
前記移動矢印キーの左矢印キーは前記数字キーパッドの０キーとなり、前記左矢印キーは幅においてキー２つ分の寸法である、請求項５に記載の汎用キーボード。
【請求項６】
さらに、
英字部分の数字段のすぐ上に隣接するゼロ段位置に配置された機能キー段を含み、前記機能キーおよび前記第２の機能制御部分は少なくとも１つの編集パッドを形成し、
前記ゼロ段機能キーは、Ｆ*キーのうち対応する１つを形成し、前記Ｆ*の機能は、ユーザがFunctionキーを押すことでアクセス可能となる、請求項６に記載の汎用キーボード。
【請求項７】
複数の実質的に直線状の垂直列と、ホーム段を含む複数の実質的に直線状の水平段とに配置されて正直線状のアレイを形成するキーを有する英数字部分を含む種類の汎用キーボードであって、さらに、
第５および第６のキー段を形成しSpace Barキーの第１の側端縁に隣接した矩形の領域に配置された、第１の機能制御部分を含み、前記第１の機能制御部分は、前記キーボードをデフォルト動作モードとは異なる動作モードに置くための、少なくとも１つのFunctionキーを含み、前記汎用キーボードはさらに、
第５および第６のキー段を形成しSpace Barキーの第２の側端縁に隣接した矩形の領域に配置された、第２の機能制御部分を含み、前記第２の機能制御部分は、逆向きＴ形状に配置された１組のカーソル操作移動矢印キーを含み、前記汎用キーボードはさらに、
前記英数字部分および前記第２の機能制御部分の中に配置されたフル機能数字キーパッドを含み、前記数字キーパッドのキー機能は、ユーザがFunctionキーを押すことでアクセス可能となる、汎用キーボード。
【請求項８】
さらに、
前記数字キーパッドに隣接して配置された追加の組のカーソル操作移動矢印キーを含み、前記追加の組のカーソル操作移動矢印キーは、前記数字キーパッドとともに、ユーザがFunctionキーを押すことでアクセス可能となり、前記汎用キーボードはさらに
Num Lockキーを含み、前記数字キーパッドは、ユーザがFunctionキーを押したまま保持することで断続的にアクセス可能となるか、またはNum Lockキーを押すことで連続的にアクセス可能となる、請求項７に記載の汎用キーボード。
【請求項９】
前記数字キーパッドはさらに、
正方形の３×３キーマトリックスに配置された１から９の数字キーと、
数字２キーの下に隣接して位置付けられた数字００キーと、
数字００キーのすぐ左に隣接して位置付けられた大きめの数字０キーと、
算術演算子キーと、
独立の左および右の括弧キーとを含み、前記左および右の括弧キーは、Num LockキーまたはFunctionキーを押すことで前記キーボードが数字キーパッドモードに置かれたときに機能できる、請求項８に記載の汎用キーボード。
【請求項１０】
前記数字キーパッドはさらに独立の左および右のTabキーを含み、前記左および右のTabキーは、Num LockキーまたはFunctionキーを押すことで前記キーボードが数字キーパッドモードに置かれたときに機能できる、請求項９に記載の汎用キーボード。
【請求項１１】
Functionキーを押すことは、「num lockオン」コードが先行し、かつ「num lockオフ」コードが後続する、数字キーパッドキーについてのスキャンコードをアサートするようにキーボード制御コードを適合し、こうしてNum Lockキーの押されることを真似る、請求項７に記載の汎用キーボード。
【請求項１２】
さらに、
左側および右側のShiftキーを含み、前記Shiftキーは垂直方向に細長くされ、実質的に直線状の垂直列に対して実質的に平行に配向付けられ、前記Shiftキーはホーム段のキーと一直線上に配置された部分を含み、前記汎用キーボードはさらに
中心に配置されたEnterキーを含み、前記Enterキーは垂直方向に細長くされ、実質的に直線状の垂直列に対して実質的に平行に配向付けられ、前記Enterキーは、ホーム段のキーと一直線上に配置された第１の部分と、ホーム段の下の段のキーと一直線上に配置された第２の部分とを含む、請求項７に記載の汎用キーボード。
【請求項１３】
さらに、前記キーボードの英数字部分をQwerty動作モードとドボラク動作モードとの間で構成するための機能制御キーを含む、請求項７に記載の汎用キーボード。
【請求項１４】
さらに
中心に配置されたBack Spaceキーを含み、前記Back Spaceキーは垂直方向に細長くされ、実質的に直線状の垂直列に対して実質的に平行に配向付けられ、前記Back Spaceは、Enterキーの上において、ホーム段の上に隣接する２段のキーと一直線上に配置され、前記汎用キーボードはさらに、
Enterキーの下に隣接して配置された、水平方向に細長くされた親指作動のSpace Barを含む、請求項１２に記載の汎用キーボード。
【請求項１５】
EnterおよびBack Spaceキーは、手が打鍵のための予定された位置にあるときに、人差し指により打たれるよう位置付けられる、請求項１４に記載の汎用キーボード。
【請求項１６】
前記Enterキーは、手が打鍵のための予定された位置にあるときに、親指によって打たれるよう位置付けられる、請求項１４に記載の汎用キーボード。
【請求項１７】
前記キーボードは実質的に平行の７段のキーを形成し、Space Barはキーボードの最下段の次に高い段に配置され、前記最下段は、Space Barの下に隣接し、第１の機能制御部分と第２の機能制御部分との間にある領域に、ユーザプログラミング可能キーを形成する、請求項１４に記載の汎用キーボード。
【請求項１８】
前記キーボードは実質的に水平方向の７段のキーを形成し、Space Barは、キーボードの最下段の次に高い段に配置され、前記最下段の少なくとも一部に垂直方向に延びる、請求項１４に記載の汎用キーボード。
【請求項１９】
複数の実質的に直線状の垂直列と、ホーム段を含む複数の実質的に直線状の水平段とに配置されて正直線状のアレイを形成するキーを有する英数字部分を含む種類のマルチモード汎用キーボードであって、さらに、
第５および第６のキー段を形成しSpace Barキーの第１の側端縁に隣接した矩形の領域に配置された第１の機能制御部分を含み、前記第１の機能制御部分は、前記キーボードをデフォルト動作モードとは異なる動作モードに置くための、少なくとも１つのFunctionキーを含み、前記マルチモード汎用キーボードはさらに、
前記英数字部分および前記第２の機能制御部分の中に配置されたフル機能数字キーパッドを含み、前記数字キーパッドのキー機能は、ユーザがFunctionキーを押すことでアクセス可能となる、マルチモード汎用キーボード。
【請求項２０】
さらに、前記キーボードの英数字部分をQwerty動作モードとドボラク動作モードとの間で構成するための機能制御キーを含む、請求項１９に記載のマルチモード汎用キーボード。
【請求項２１】
さらに、
英字部分の数字段のすぐ上に隣接するゼロ段位置に配置された機能キー段を含み、前記機能キーおよび前記第２の機能制御部分は少なくとも１つの編集パッドを形成し、
前記ゼロ段機能キーは、Ｆ*キーのうち対応する１つを形成し、前記Ｆ*機能は、ユーザがFunctionキーを押すことでアクセス可能となる、請求項２０に記載のマルチモード汎用キーボード。
【請求項２２】
さらに、
第５および第６のキー段を形成しSpace Barキーの第２の側端縁に隣接した矩形の領域内に配置された第２の機能制御部分を含み、前記第２の機能制御部分は、逆向きＴ形状に配置された１組のカーソル操作移動矢印キーを含み、前記マルチモード汎用キーボードはさらに、
前記数字キーパッドに隣接して配置された追加の組のカーソル操作移動矢印キーを含み、前記追加の組のカーソル操作移動矢印キーは、前記数字キーパッドとともに、ユーザがFunctionキーを押すことでアクセス可能となり、前記マルチモード汎用キーボードはさらに
Num Lockキーを含み、前記数字キーパッドは、ユーザがFunctionキーを押したまま保持することで断続的にアクセス可能となるか、またはNum Lockキーを押すことで連続的にアクセス可能となる、請求項２１に記載のマルチモード汎用キーボード。
【請求項２３】
前記数字キーパッドはさらに、
正方形の３×３キーマトリックスに配置された１から９の数字キーと、
数字２キーの下に隣接して位置付けられた数字００キーと、
数字００キーのすぐ左に隣接して位置付けられた大きめの数字０キーと、
算術演算子キーと、
独立の左および右の括弧キーとを含み、前記左および右の括弧キーは、Num LockまたはFunctionキーを押すことで前記キーボードが数字キーパッドモードに置かれたときに機能できる、請求項２２に記載のマルチモード汎用キーボード。
【請求項２４】
さらに
中心に配置されたEnterキーを含み、前記Enterキーは垂直方向に細長くされ、実質的に直線状の垂直列に対して実質的に平行に配向付けられ、前記Enterキーは、ホーム段のキーと一直線上に配置された第１の部分と、ホーム段の下の段のキーと一直線上に配置された第２の部分とを含み、前記マルチモード汎用キーボードはさらに
中心に配置されたBack Spaceキーを含み、前記Back Spaceキーは垂直方向に細長くされ、実質的に直線状の垂直列に対して実質的に平行に配向付けられ、前記Back Spaceキーは、前記Enterキーの上において、ホーム段の上に隣接する２段のキーと一直線上に配置される、請求項２１に記載のマルチモード汎用キーボード。
【請求項２５】
複数の実質的に直線状の垂直列と、ホーム段を含む複数の実質的に直線状の水平段とに配置されて正直線状のアレイを形成するキーを有する英数字部分を含む種類のマルチモード汎用キーボードであって、さらに、
Qwerty動作モードと、
ドボラク動作モードと、
数字キーパッド／機能動作モードとを含み、
各動作モードはキー選択可能であり、前記キーボードの特定のキーが３つの動作モードに従って機能できる、マルチモード汎用キーボード。
【請求項２６】
さらに
中心に配置されたEnterキーを含み、前記Enterキーは垂直方向に細長くされ、実質的に直線状の垂直列に対して実質的に平行に配向付けられ、前記Enterキーは、ホーム段のキーと一直線上に配置された第１の部分と、ホーム段の下の段のキーと一直線上に配置された第２の部分を含み、前記マルチモード汎用キーボードはさらに
中心に配置されたBack Spaceキーを含み、前記Back Spaceキーは垂直方向に細長くされ、実質的に直線状の垂直列に対して実質的に平行に配向付けられ、前記Back Spaceキーは、Enterキーの上において、ホーム段の上に隣接する２段のキーと一直線上に配置される、請求項２５に記載のマルチモード汎用キーボード。
【請求項２７】
前記数字キーパッド／機能動作モードは数字キーパッドによって実現され、前記数字キーパッドは、前記キーボードの４本の最も右側の列を構成するキーによって形成される、請求項２５に記載のマルチモード汎用キーボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本願は、２０００年６月１日に出願され本願と共通して所有される、「モジュール式、人間工学的、汎用キーボードシステム（Modular Ergonomic Universal Keyboard System）」と題された米国特許出願連続番号第０９／５８８，０９９号の部分継続出願であり、その内容全体はここに明示的に引用により援用される。
【０００２】
発明の分野
この発明は一般的にコンピュータおよびその他の英数字入力用電子機器で使用される電子キーボードに関し、特定的には、改良された人間工学的レイアウトを有しフットプリントを減少させた多機能電子キーボードに関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
コンピュータおよびその他関連の電子機器は、数十年前には想像もできなかった程度にまで日常生活の一部となっている。コンピュータは仕事場の必需品となっており、個人的および職業的な情報収集および通信において益々重要な役割を果たしている。当然のことながら、コンピュータシステムと、またはこれを介して通信するには、ユーザは情報入力のための効率的かつ普遍的に認識可能な手段を必要とし、これは通常英数字式キーボードを用いて行なわれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
標準的なコンピュータキーボードのレイアウトは機械式タイプライタの時代から引き継がれたものと認識されているが、当時はキーとタイプライタの内部機構とを接続するのに機械的連動機構が必要であった。キーボードレイアウトの多くはこれら機械的連動機構の制約によって規定されていた。たとえば、標準的なキーボードレイアウトにおける周知の千鳥足になったキー段（これが結果として周知の傾斜したキー縦列をもたらしている）は、本来、或るキー段に関連付けられた連動機構を、先行のより高い段のキー同士の間に位置付けできるようにするためのものであった。さらに、標準的な“Qwerty”キーレイアウトは本来、打鍵速度を制限し、交替する文字同士を最大限隔てることでキー連動機構の閉塞を防ぐために採用されたものである。
【０００５】
標準的なキーボードレイアウトに変更を加えれば、タイピストの再訓練が必要になりコストがかかる、という考えのため、標準的なキーボードレイアウトは今日に至るまでほとんど変更のないまま生き残っている。オフィス機器およびコンピュータに新たなまたは追加的な機能が加わるにつれて、これらの機能を実現するのに必要な追加のキーは一般的に標準キーボードレイアウトの周辺に加えられてきた。その結果、キーボードレイアウトは公知のように非効率的なものとなっており、日々の使用の際に肩、腕、手首、および手の反復的な動きおよび不自然な位置のため、能力を低下させる損傷を引起こすおそれがある。
【０００６】
キーボードを使用する態様もまた機械式タイプライタの時代から大幅に変化している。たとえば、キーボードユーザが各行の最後に＜Enter＞キーを押す必要はもはやなくなっているが、それはほとんどのソフトウェアがテキストを次の行へと自動的に「折り返す（wrap）」機能を含み、キャリッジリターンの必要性を回避しているからである。その他のキー、たとえば＜Back Space＞などは現在、タイプライタにおけるよりも遥かに頻繁に使用されており、またコンピュータタイプのいくつかの基本動作、たとえば文書を通じての「移動（navigating）」、または一般的な動作ハイシステム機能へのアクセスなどのためのキーに当たるものは、従来のタイプライタにはなかった。
【０００７】
さらに現在、入力装置としてのキーボードとともに位置決め装置、最も一般的にはマウスをコンピュータユーザが使用することはほとんど普遍的なこととなっている。典型的にユーザは、両方の形態の入力装置を扱うために、キーボードとマウスとの間で片方の手を常に行ったり来たりさせてその特定の機能にアクセスしなければならない。右利きのキーボードユーザ（大多数の人々）の場合、マウスはしばしばキーボードの右側に置かれ、ここで典型的なデスクトップキーボードの右手の「ホーム」位置からマウスまでの距離は２０インチを越えることがある。
【０００８】
キーボードは本来タイプライタのみでの使用に合わせられたものであるが、広範囲の電子機器用の入力装置として広く普及するようになっており、これにはノートブックコンピュータ、電子手帳、電子メール電話機器、ウェブＴＶコントローラ、ゲーム機器、工業用操作卓などが含まれ、今や家電品用の入力装置としても出回り始めている。標準的なデスクトップキーボードのレイアウトはしばしば、その非合理的なレイアウトならびに細長い形状およびフットプリントのため、これら「新たな」用途に完全には適さない。標準的なキーボードを新たな用途に適合させるには、しばしばキーボードの周辺にキーを恣意的に再配置し、かつ／または英数字キーの上に機能を重ねてきた。その結果、特化されたキーボードレイアウトの数が増加し、結果として多種多様な特定目的用のシステムが生まれ、真に汎用的な標準規格がなくなっている。
【０００９】
また、標準的なキーボードレイアウトには人間工学的な欠点があると一般に認められており、このため長期間の使用により疲労が生じ、時間が経つにつれ「反復的ストレス」が原因で、能力を低下させる損傷が起こるおそれがある。伝統的なキーボードを使用する際に肩、腕および手首にかかるストレスの多くは、キーボード上で手を互いにすぐ隣接させて置くという不自然な手の位置の結果である。この位置のため、手首を常に曲げかつ腕を身体に対して保持することが必要となる。さらなるストレスが、よく使用されるキーたとえば＜Shift＞および＜Back Space＞などに届くために手首を常に回転させなければならないことから生じる。
【００１０】
標準的なキーボードレイアウトに内在するストレス関連の設計問題を生体力学的に解決する試みが、多くの企業によって何年もの間なされてきたが、不成功に終わっている。これまで開発されてきたいわゆる「人間工学キーボード」は、残念ながらキー位置およびキーレイアウト、タイピストの指の届く範囲、およびキー表面の物理的サイズの重要性を無視している。いくつかの製造業者は「スプリットハンド（split hand）」キーボードを生産していると主張するが、実際にはこれらのキーボードは「ファン（fan）」キーボードであるにすぎず、手はより自然な位置へ角度付けられるが、なお互いの近くにある。この種の設計は手に対するストレスをいくらか軽減するが、このストレスは単に再配置されただけであり、ユーザは肩および肘を、中立的でない、引き付けられ内方向に回転した位置へと位置付けなければならない。さらに、これらの設計のいくつかにおいてキーボード表面ははっきりとした傾斜になるよう位置付けられており、これは手首を中立的でない姿勢へと伸ばす。他の設計は複雑な形状を有しており、これはその製造費を大幅に増加させる。
【００１１】
以上のことにもかかわらず、現在実現されている「人間工学」キーボードはいずれも、不適当な＜Enter＞キーおよび＜Back Space＞キーの位置付けのため手首を常に回転および変位させた結果としての反復ストレスによる損傷に対処してはいない。これらのキーに反復的に届くために必要な絶え間ない手首の回転および指の伸長は、タイピストにおいて最もよく報告される反復ストレス損傷の最大の原因であると考えられる。
【００１２】
これら人間工学的問題に加えて、従来のキーボードは、キーボードが「フル機能」キーボード、たとえば、標準的な英数字キーレイアウトに加えて「機能」パッドまたは「編集」パッドおよび数字キーパッドを組込むものである場合に特に、過度に大型のフットプリントを有する。従来、これら付加的な機能キー部分はすべて、キーボードにわたって一直線上にずらりと並んで配置される。その結果、これらのキーボードの様相は長さが極めて大きいというものとなり、このためこれらキーボードは、小さな機器との関連で使用する際に特に扱いにくいものとなっている。機器のサイズが益々小さなフットプリントに合わせて設計されているとすれば、機器面積が減少したことによる利益は、各機器の入力装置すなわちキーボードがあまりに大型で扱いにくい道具であっては実現され得ないであろう。
【００１３】
したがって、新たなキーボード設計であって、現在の電子機器との関連で現在キーボードが使用されている態様を反映し、かつキーボードレイアウトを歪めたりまたは拡大したりせずにこのような機器の機能キーを組込む、キーボード設計への強い要求がある。これら新たなキーボード設計は、ユーザの姿勢を系統立てて緩和することを支援しかつ手首および指の反復的な動きの量を減少させる、キーレイアウトを組込む必要がある。さらに、左側および右側のモジュール、ならびに編集パッド／数字パッドのキーパッドモジュールを含むキーボードモジュールが必要とされており、これは、新たな用途ごとにモジュールの基本的なレイアウトを再構成する必要なしに、益々拡大しつつある範囲のキーボード用途に適用可能である必要がある。キーボード設計者は汎用的な標準規格を再提示するとともに、従来キーボードの英数字部分にのみ割当てられてきた寸法的フットプリント内に機能キーおよび編集パッド／数字キーを組込む必要がある。これはキー面積をフルサイズに維持しながら行なわれる必要がある。
【００１４】
この新たなキーボード設計は、熟練のキーボードユーザが習得するのに容易であると同時に、製造が安価であるのが理想的である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
発明の簡単な概要
この発明の目的は、ストレスおよび損傷を減少させるとともに、打鍵時の効率および正確さを増大させるように改良された人間工学的レイアウトによるキーボード設計を提供することである。具体的には、複数の実質的に直線状の垂直列と、ホーム段を含む複数の実質的に直線状の水平段とに配置されて正直線状の（ortholinear）アレイを形成するキーを有する英数字部分を含む種類の汎用キーボードは、左側および右側のShiftキーを含み、Shiftキーは垂直方向に細長くされ、実質的に直線状の垂直列に対して実質的に平行に配向付けられ、Shiftキーはホーム段のキーと一直線上に配置された部分を含む。中心に配置されたEnterキーが設けられ、Enterキーは垂直方向に細長くされ、実質的に直線状の垂直列に対して実質的に平行に配向付けられ、Enterキーは、ホーム段のキーと一直線上に配置された第１の部分と、ホーム段の下の段のキーと一直線上に配置された第２の部分とを含む。
【００１６】
この発明の一局面では、汎用キーボードは中心に配置されたBack Spaceキーを含み、Back Spaceキーは垂直方向に細長くされ、実質的に直線状の垂直列に対して実質的に平行に配向付けられ、Back SpaceはEnterキーの上において、ホーム段の上に隣接した２段のキーと一直線上に配置される。水平方向に細長くされた親指作動のSpace BarがEnterキーの下に隣接して配置される。代替的な構成において、Enter、Back SpaceおよびSpace Barのキーは、独立して作動させられる左側部分および右側部分へと垂直方向に分割されるか、または一体のキーとして設けられる。
【００１７】
この発明のさらなる局面では、汎用キーボードは第１の機能制御部分を含み、これは第５および第６のキー段を形成しSpace Barの第１の側端縁に隣接した矩形の領域内に配置されている。第１の機能制御部分は、キーボードをデフォルト動作モードとは異なる動作モードに置くための、少なくとも１つのFunctionキーを含む。第５および第６のキー段を形成しSpace Barの第２の側端縁に隣接した矩形の領域内には第２の機能制御部分が配置され、この第２の機能制御部分は、逆向きＴ形状に配置されたカーソル操作移動矢印キーを含む。
【００１８】
さらに、この汎用キーボードは、英数字部分および第２の機能制御部分の中に配置されたフル機能数字キーパッドを含み、数字キーパッドキーの機能はユーザがFunctionキーを押すことでアクセス可能となる。具体的には、移動矢印キーの左矢印キーが数字キーパッドの０キーとなり、左矢印キーの幅はキー２つ分の寸法である。
【００１９】
この発明のさらなる局面では、機能キーの段は、英字部分の数字段のすぐ上に隣接するゼロ段位置に配置され、機能キーおよび第２の機能制御部分は少なくとも１つの編集パッドを形成する。ゼロ段機能キーはＦ*キーのうち対応するものとなり、Ｆ*の機能はユーザがFunctionキーを押すことでアクセス可能となる。
【００２０】
この発明に従うマルチモード汎用キーボードの数字キーパッドは、正方形の３×３キーマトリックスに配置された１から９の数字キーと、数字２キーの下に隣接して位置付けられた数字００キーと、数字００キーのすぐ左に隣接して位置付けられた大きめの数字０キーと、算術演算子キーと、独立の左および右の括弧キーとを含み、左および右の括弧キーは、Num LockキーまたはFunctionキーを押すことでキーボードが数字キーパッドモードに置かれたときに機能できる。
【００２１】
要約すると、この発明のマルチモード汎用キーボードは、複数の実質的に直線状の垂直列と、ホーム段を含む複数の実質的に直線状の水平段とに配置されて正直線状のアレイを形成するキーを有する英数字部分を含み、このキーボードは、Qwerty動作モードと、ドボラク動作モードと、数字キーパッド／機能動作モードとに対応する点でマルチモードと規定することができ、各動作モードはキー選択可能であり、キーボードの特定のキーが３つの動作モードに従って機能できる。
【００２２】
この発明の上記およびその他の特徴、局面および利点は、以下の明細書、前掲の特許請求の範囲および添付の図面との関連で検討することでより完全に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
発明の詳細な説明
簡単には、この発明は、多機能汎用キーボードシステムであって、従来のキーボードの標準的な機能をすべて組込むと同時に、従来のキーボードの「英字」部分のフットプリントを有するキーボードシステム内に完全に配置され、かつより人間工学的なレイアウトに適合するよう構成された、キーボードシステムに向けられたものである。この発明との関連において、多機能とは、これまで別個の特徴部として設けられ自身のキーレイアウトでアクセスされていた、複数のキーボードモダリティに従ってキーボードが機能できることを指す。これらモダリティのうち特定のものには、標準的なQwerty「英字」キーボードレイアウト、ドボラク「英字」キーボードレイアウト、編集パッド、および数字キーボードまたはキーパッドが含まれる。特定の対応する「機能」キーを打つことで、キーのうちいくつかが上述のモードのうち任意の１モードに適合的に置かれ得るようにすることによって、多機能が実現される。キーボードモダリティ同士は機能的に独立しており、すなわち、たとえば数字キーパッドがQwerty英字キーとは独立にアクセスされるため、モード転換は能力の損失を全く伴わない。
【００２４】
この発明のキーボードの人間工学的レイアウトは２つの概念部分において実現される。第１の部分では、キーは正直線マトリックス、すなわち垂直列および水平段に配置され、第２の部分では、機能は特定の打鍵「手」が容易に届くところに一まとめにされ、このキーボードレイアウトでは、モダリティにかかわらず、手、親指またはその他の指の大きな変位、または手首もしくは手の不自然な回転運動を必要とすることなく、すべてのキーへ「ホーム段」から届くことができる。キーボードの人間工学的レイアウトをさらに推し進めるために、いくつかのキー、特に、＜Enter＞（従来は＜キャリッジリターン＞）、＜Back Space＞などの「ターミナル」キーと呼び得るもの、および、＜Caps Lock＞、＜Ctrl＞、＜Alt＞、＜Delete＞などの「機能」キーのうちいくつかなどは、効率的な打鍵にとってより便利な位置へ移され、かつより合理的にその機能と関連した位置に一まとめにされる。特に、コンピュータベースのアプリケーションソフトウェアプログラムにおける移動およびこれへのアクセスに使用される制御キーは、オペレータにとって合理的に届きやすくなるよう一まとめにされる。
【００２５】
こうしてこの発明に従うキーボードシステムは、多機能、マルチモードの改良された人間工学的キーボードとみなされ得て、さらに、さまざまな「標準的」キーボード動作モードすべてを単一の装置内に捉えている点で汎用と称され得る。たとえば、Qwertyおよびドボラクのユーザは、与えられているキーボードの形態またはモードが何であるかをもはや考慮する必要がない。この発明のキーボードは、「機能」キーを押すことでいずれの形態またはモードにも適合可能である。
【００２６】
なお、ここで特定のキーについて述べる際、キーの名前を山括弧＜＞で表わす。キーの機能は鉤括弧「」内に示す。したがって＜Ctrl＞キーは「機能」キーでもあるが、それは＜Ctrl＞キーを別のキーと同時に打つことで或る機能が引起こされるからであり、たとえば＜Ctrl＞＜Alt＞＜Delete＞によって、MicrosoftのWindows（Ｒ）基本ソフトを実行するコンピュータシステム上で機能ストップ動作が引起こされる。
【００２７】
この発明のさまざまな実施例における特定の特徴、概念およびレイアウトを記述する前に、先行技術に従う従来のキーボードの特徴、レイアウトおよび問題を振り返ることが有意義であろう。図１および図２は従来のキーボードのさまざまな部分を例示し、この発明について述べるために適当な背景を与えるものである。具体的に、図１は、或る段のキーを上下の段のキーからずらした「千鳥足」段を有し、標準的なQwertyキー配列に配置された、周知の従来先行技術型英数字式キーボードレイアウトを示す。キーボードの下側端縁には＜Space Bar＞キー２が位置する。各々４で表わす＜Shift＞キーはキーボードの両側に配置され、キーユニット１つ分の高さであり、ホーム段の下の段でキーボードの左端および右端に位置する。この位置のため、＜Shift＞を作動させるたびに手首を回転させることが必要となる。＜Enter＞キー８はホーム段の最も右側に位置する。
【００２８】
ホーム段の左端には＜Caps Lock＞キー１６が位置するが、この位置は本来このキーをタイプライタのシフト機構と機械的に結合させる必要により規定されたものである。このように＜Caps Lock＞キーが目立つ位置にあることは、多くのキーボードユーザにとって便利であるよりむしろ厄介だと感じられているが、それは、＜Shift＞４または＜Tab＞１０を意図しているときに誤ってこれを作動させてしまうことがあまりに多いからである。
【００２９】
＜Back Space＞キー６は一般にキーボードの最も右側に位置する。＜Back Space＞は典型的に、図１の「標準」英数字レイアウトがタイプライタ用に開発されたときとは原理的に異なる態様で現在用いられている。かつて＜Back Space＞６は用途の軽いキーであり、テキストに下線を施したり、ページ上でテキストを手動でセンタリングしたり、誤字を修正したりするなど、初期のタイプライタにおける手間のかかる作業が必要な場合にのみ使用されていた。したがって、初期のタイピストは＜Back Space＞を可能な限り稀にしか使用しなかった。対照的に現代のキーボードユーザの多くは＜Back Space＞キー６を多くの用途に用いている。現代のワードプロセッサソフトウェアアプリケーションは特に誤字を「オンザフライ」で編集および修正するのに好適であるが、この動作は初期の機械式システムを用いていたタイピストにとってはとても実行可能なことではなかった。
【００３０】
組合された＜垂直線＞および＜スラッシュ＞キー１２のある位置は、キーボードレイアウトによってさまざまであるが、ホーム段のすぐ上のキー段の右側端縁にあることが最も多い。図１の想像輪郭線で表わすような、特定のコンピュータでの必要に応じたその他の補助キーは、典型的に英数字モジュール（すなわち、英字キー、数字キー段および＜Space Bar＞段を含む５段のキーボード部分のことであり、ここでは「英字」部分と称する）の周辺に加えられる。「標準」レイアウトによって規定された全体的なキーボード寸法は必然的に比較的長くて狭いキーボードフットプリント（基本的に１５キー寸法幅×５キー寸法高さ、１：３縦横比）をもたらし、このため、ノートブックまたはラップトップコンピュータが約２：３の縦横比に適合するよう構成されると認識されていることを考えれば特に、ノートブックコンピュータなど小型の機器に標準キーボードを設けることは問題となる。
【００３１】
図２は、編集パッドおよび数字キーパッドの一般的な先行技術型構成を示す。最も一般的には、デスクトップのキーボードにおいて、別個の編集パッド１９および数字キーパッド２０が英字部分近傍に設けられ、横方向に隣接して配列され、こうしてキーボードの幅が延長されている。編集パッドは、このパッドの上部近くにあり文書のさまざまな部分への移動を行なうための一群のキーを含み、これは＜Home＞、＜End＞、＜Page Up＞および＜Page Down＞、ならびに＜Insert＞および＜Delete＞のキーを含む。編集パッドの下部には逆向き「Ｔ」形状に配置された矢印キーがあり、これは＜上矢印＞２１、＜左矢印＞２２、＜下矢印＞２３および＜右矢印＞２４を含む。逆向き「Ｔ」は、その使いやすさからキーボードではほぼ普遍的なものとなっている。
【００３２】
数字キーパッド２０は、正方形で線形となるように配置される０から９の数字キーを形成するキーと、＜小数点＞キー２５と、数学的演算用キー、すなわち除算＜／＞２６、乗算＜＊＞２７、減算＜−＞２８、および加算＜＋＞３０を含む。また、さまざまな機能を開始するための＜Enter＞キー３２も設けられる。数字キーパッド内には編集パッドの旧式の構成の名残りがあり、すなわち＜End＞３３、＜Home＞３４、＜Page Up＞３６および＜Page Down＞３８は、編集パッド１９の同様の名称のキーを再現し、数字パッドを形成する正方形の角に配置されており、矢印キーが十字形状で、数字５キーを中心として配置される。＜Insert＞キーおよび＜Delete＞キーは最下段に置かれる。典型的に、数字キーパッド機能と編集パッド機能との間の選択を行なうための＜Num Lock＞キー４０は、数字キーパッドの左上隅を占める。
【００３３】
ノートブックコンピュータではキーボードのために利用可能な面積が小さいため、別個の編集パッドおよび数字キーパッドを含めることは除外されてきた。ノートブックコンピュータ用のキーボードに編集パッドおよび数字キーパッドの機能を組込むためのさまざまな試みがなされてきたが、その成功はほとんどが限定的なものであった。図３ａおよび図３ｂはノートブックキーボード用の２つの一般的なレイアウトの右端部分を示す。移動キー５０は典型的に、図３ａにおけるようにキーボードの右側端縁に沿って設けられるか、または図３ｂにおけるようにキーボードの右端の上にまとめられる。典型的に空間上の制約から小型のキーが用いられ、このためこれらのキーを見つけて使用することは困難となっている。逆向き「Ｔ」形状になった方向キー５２は、通常キーボードの下側端縁に設けられる。
【００３４】
図３ａおよび図３ｂに示すように、しばしば数字キーパッドはキーボードの英字部分に埋込まれ、数字キーパッドの機能は英数字機能とは対照的な色で示される（図中においては破線の正方形で表わす）。＜Num Lock＞（図示せず）は、英数字キーボード機能か数字キーパッド機能かを選択するのに用いられる。多くのキーボードユーザにとってこの埋込数字キーパッド設計は極めて不便なものであるが、それは、数字キーパッドと英数字入力との間で切替えをするごとに＜Num Lock＞を打たなければならないからであり、さらに、数字キーパッドは必然的に英数字キーボードレイアウトの傾斜を受けてしまうからである。
【００３５】
ノートブックコンピュータには真に「標準的な」レイアウトがなく、併せて現在使用されているレイアウトが不便であることは、より汎用的でより人間工学的なキーボードレイアウトが必要であることを示唆している。
【００３６】
図４の例示的な実施例で示すように、キーボードの英数字部分（英字部分）は、左側英数字モジュール１００と右側英数字モジュール２００とを含む。明瞭にするため、図４の例示的な実施例においては基本的な英数字キーのみを標示し、補助キー（または「機能」キー）の位置は想像線で表わす。各モジュールを構成するキーは、実質的に直線状の水平段および実質的に直線状の垂直列に配置される。好ましくは、各モジュールは実質的に矩形の形状をとり、補助キーはこの矩形部より下にあって、同じ基本モジュール式キーレイアウトからさまざまなキーボード構成を形成することを可能にするが、これについては後により詳細に述べる。図４の例示的な実施例を検討すれば、モジュールの各々は基本構成において、先行技術のキーボードの５段に対して６段のキーを有しており、その結果キーボードは高さが増大するが幅がかなり狭くなることが認められるであろう。しかし追加のキー段によってキーボードに機能が追加され、標準の５段（数字段から＜Space Bar＞段まで）はその従来のキー定義を保つ。
【００３７】
キーを直線状の列および段に「マトリックス」として配向付けることにより、キーボードをいくつかの態様で改良する。第１に、よく打たれるキー間の実際の距離が減少し、さらにより均一になる。キーボードは左右対称であるためキーボードユーザに必要とされる労力が少なくなり、したがって手および指にかかる緊張が減少する。直線状の段および列を有する数字キーパッドをよく使用するキーボードユーザは、そのような構成がデータ入力の速度および正確さを大幅に向上させることがわかっている。さらに、新たなキーボードユーザの最初の「学習曲線」の多くは、指を千鳥足段構成に合わせて訓練しなければならない帰結である。直線状の段および列を有するキーボードは初心者にとって習得が容易であり、このため最初の習得時間を減少させるであろう。
【００３８】
キー列は直線状にされているが、この発明のキーボードレイアウトは実質的に標準Qwerty配列を保持するため、熟練のキーボードユーザにとっての再訓練の時間は最小限となる。しかし、後により詳細に述べるように、このキーボードはドボラク配列などその他の英数字レイアウトにも対応する。
【００３９】
この発明の特に重要な人間工学的特徴は、左および右の＜Shift＞キー（両方とも１０４で示す）を垂直方向に拡大し、これらをホーム段まで延長させたことである。より大きくて便利な「ターゲット」を各々の手の小指に与え、かつ＜Shift＞キー１０４を最小限の手首の屈曲でも作動可能にすることで、ストレスは大幅に減少し、打鍵効率は増大される。＜Shift＞キーをホーム段へと延長させる余地は、従来は英数字式キーボードのそれぞれ右側端縁および左側端縁に沿って配置されていた＜Enter＞１０８、＜Back Space＞１０６および＜Caps Lock＞１１０のキーを、より便利な中心の位置へ再配置することでもたらされているが、これについては後により詳細に説明する。
【００４０】
左側部分における＜〜＞キー１１２、＜Tab＞キー１１４および＜Shift＞キー１０４、ならびに右側部分における＜＋＞キー１１６、＜［］＞キー１１８および＜Shift＞キー１０４によって表わされる、各モジュールの最も外側のキー列もまた、（すべてのキーが等しい幅であるとして）標準のキーよりも水平方向に幅広にされることが好ましく、これにより各々の手の小指の「ターゲット」がをさらに大きくし、こうしてさらにキーボードユーザの手首、手および指にかかるストレスを減少させる。また、比較的弱い小指のターゲットを大きくすることでやはり打鍵の正確さを増大できるであろう。
【００４１】
図４の例示的な実施例にさらに示すように、キーボードの左側部分および右側部分には別個の＜Space Bar＞キー１０２Ｌ，１０２Ｒが設けられ、これらは相並んで配置され、ユーザのそれぞれ左手および右手の親指にとって等しく到達可能である。両方の＜Space Bar＞キーは、従来先行技術型のキーボード上に設けられた単一の＜Space Bar＞と同じ機能を有し、左または右のいずれかの＜Space Bar＞を押すことで「スペース」キャラクタを生成する。＜Space Bar＞キーの一部を「バックスペース」機能専用にしたいくつかの先行技術のキーボードとは異なり、この発明は＜Space Bar＞の通常の機能を保持する。左側および右側のモジュール部分が名目的な空間で隔てられるのではなく互いに直接隣接するキーボード変形例では、２つの＜Space Bar＞キーは代替的に従来のキーボードにおけるような単一の一体型キーによって置換えられ得る。
【００４２】
この発明の原理の実行に従い、図４の例示的なキーボードレイアウトは、キーボードのほぼ中心に位置する部分に配置され、ユーザの人差指が作動させることを意図した＜Back
Space＞キー１０６を示す。図４の特定の実施例では、＜Back Space＞キー１０６は「分割された」キーであり、キー機能は英数字キーの上２段にまたがり、左側モジュール部分の右側部、および、右側モジュール部分の左側部に位置付けられる。各々の＜Back Space＞キーは、対応する手の適当な左または右の人差指によって到達され得る。このキーは英数字キーボード部分の側部にあるため届きやすくなっており、標準的な右上の位置よりも大きなターゲットをもたらす。キーボードユーザは修正時にホーム段から片手を上げる必要がないので、打ち損じの数が減少する。このキーに接触するのに必要な尺骨の偏りの量は大幅に小さくなり、これを使用するのに小指がもはや必要でないため、結果としてもたらされるキーボードレイアウトはユーザの手および手首にとって大幅に快適なものとなる。
【００４３】
同様に＜Enter＞キー１０８は、英数字キーボードの外側における従来の位置から、キーボードの英数字部分の中心における大幅に快適で直感的に到達可能な位置に移されている。＜Enter＞キーは、左手または右手のいずれかの親指で作動させられることを意図しており、図４の例示的な実施例では、＜Back Space＞キー１０６と類似の態様で左側部分と右側部分との間に「分割」される。実際、＜Enter＞キー１０８は＜Back Space＞１０６のすぐ下に位置付けられ、同じサイズ、すなわちキー２つ分の寸法高さおよびキー１つ半分の寸法幅を有する。
【００４４】
なお、＜Back Space＞１０６、＜Enter＞１０８および＜Space Bar＞１０２のキーは逆向き「Ｔ」形状に配置され、すべて実質的に大きめであるため、タイピストの親指およびその他の指にとって容易に到達可能である。これらキーの各々はタイピストだけでなくコンピュータユーザにとっても特に重要であり、その各々はタイプライタで本来企図された役割とは異なる機能的役割を果たしている。これらキーはここでは英数字式キーボードの「中心」の位置に一まとめにされる。このように＜Back Space＞キーおよび＜Enter＞キーを中心に位置付けることで、図４のキーボードの特定の実施例は、現在の電子ワードプロセッサおよびコンピュータの動作における事柄にとって、従来のキーボードよりも人間工学的に遥かに適したものとなっている。
【００４５】
さらに、標準的な先行技術型キーボードでは本質的に「孤立物（orphan）」であった＜／＞キー１１８には、ここではホーム段の下の英数字段の右側端で右側＜Shift＞キーに隣接して、永続的かつ論理的なホームが与えられる。
【００４６】
変更が加えられたりまたは再配置されたキー、特に＜Shift＞、＜Back Space＞、＜Caps Lock＞および＜Enter＞のキーは、ワードプロセッサアプリケーションにおいても、およびコンピュータ動作の制御においても比較的頻繁に使用されるキーであることが認められるであろう。よく使用されるキーに変更を加えてこれを再配置し、一方で残りのキーの標準的なQwerty配列を実質的に維持することにより、新たなキーボードレイアウトのための再習得時間は最小限に抑えられる。＜Shift＞、＜Back Space＞、＜Caps Lock＞および＜Enter＞はキーボードの通常の使用の際に何度も打たれるため、指はこの新たな構成に対してすぐに再訓練される。また、変更が加わったShiftキーのフットプリントの或る部分は、その以前の「先行技術的」位置を今だに占めているため、これらキーに対してもユーザは徐々に慣れていくであろう。＜Shift＞キーの使用を再訓練および修正するためのさらなる助けとして、各＜Shift＞キーの外周辺端縁上に触知可能な隆起部１０５を組込んでもよく、これによって各々の手の小指がこのキーを認識する助けとする。
【００４７】
図４の例示的な実施例で、中心の＜Back Space＞、＜Enter＞および＜Space Bar＞のキーは「分割された」ものとして示されており、これらキーの各々は、キーボードハウジングすなわちシェルの垂直方向に配置された小部分によって二分割して隔てられている。当業者であれば、この特定の構成により、左側および右側のキーボード部分を一体のキーボードハウジング内に実現できるだけでなく、空間的にユーザにとって便利なあらゆる位置に配置可能な別個の右側および左側の独立のモジュールにおいても実現できることが理解されるであろう。後により詳細に説明するように、これら右側および左側のモジュール部分は間をあけて相並んで位置付けられ、かつ／または互いに対して任意の角度で傾けられ得るため、あらゆるユーザが両方のモジュールにおける任意のキーに到達するために手を快適に位置付けることができる。
【００４８】
さらに当業者であれば、中心の＜Back Space＞、＜Enter＞および＜Space Bar＞のキーを左および右の半体へと分割する必要はなく、図５の例示的な実施例に示すように、届きやすくするために大きめのフットプリント（幅にしてキー約１つ半分の寸法）を有する中心に配置された単一のキーとして設け得ることが認識されるであろう。
【００４９】
次に図５を参照して、＜Back Space＞、＜Enter＞および＜Space Bar＞のキーがキーボードの中心の位置で水平方向に繋ぎ合わされている、さらなるキーボード実施例の英数字部分を示す。明瞭にし説明を容易にするために、図４の例示的な実施例におけるように、図５の例示的な実施例の類似のキーは同じ識別番号で標示される。
【００５０】
先の事例におけるように、図５の例示的な実施例は、実質的に直線状の水平段および実質的に直線状の垂直列に配置された、キーボードを構成するキーを有する。したがってこのキーボードは実質的に矩形の形状にされ、補助キーは英数字部分の下で延び、中心の＜Space Bar＞の両側に合理的な機能的まとまりとして配置される。
【００５１】
次に図６を参照して、キーボードの左下部分にある補助キー（「機能」キーとも称する）の好ましいレイアウトを示す。図６の例示的な実施例に示すように、概括的に２００で示す補助キーは、＜Space Bar＞キーの外側左端縁とキーボードの左端縁との間の実質的に矩形のキーボード部分を占める。左側補助キー部分は６個の「機能」キー、すなわち＜Caps Lock＞キー２０２、＜Ctrl＞２０４および＜Alt＞２０６、ならびに３個の特殊キー、すなわち＜Function＞２０８および２個の特定コンピュータ向けの動作キーすなわち＜ウィンドウ＞キー２１０と＜直前アプリケーション＞キー２１２を含むことが好適であり、これらキーの機能は当業者には周知である。＜Caps Lock＞２０２キーは好ましくは補助キー部分の上段の左側に設けられる。この位置により、手をホーム段位置から上げる必要なしに左手の小指でこのキーを容易に打つことができる。さらに＜Ctrl＞２０４および＜Alt＞２０６のキーが「従来の」キーボードにおける所定の配置と実質的に類似の位置で＜Caps Lock＞キーに隣接して配置され、＜Alt＞は＜Space Bar＞キーに隣接する。具体的に、＜Caps Lock＞は５段目に位置付けられ（ホーム段は上から３段目であり、最上段はここでは数字段）、＜Shift＞キーの下の論理的な位置にあり、ここであればこのキーを容易に見つけることができ、かつうっかり作動させてしまうことも少なくなる。図６の例示的な実施例に示す＜Caps Lock＞キーは、キーボード上の唯一の＜Caps Lock＞として用いられることも、または「ターミナル」キーと一まとめにされて＜Caps Lock＞キー１１０の補助としてもよく、これについては後により詳細に説明する。
【００５２】
左側補助キー部分の残る機能キーは＜Function＞キー２０８を含み、これは＜Caps Lock＞キーのすぐ下に配置され、キーボードのいくつかの部分の機能を他の用途およびモダリティに適合するように働く。後により詳細に説明する態様で、＜Function＞キーは＜F1＞から＜F12＞の「機能」キーを呼出し、この新規のキーボードレイアウトのフル機能数字キーパッド能力を活動化させる。図６の例示的な実施例には示さないが、「機能」キーはこの新規のキーボードの第１段（数字段）よりも上の段に配置され、これは従来のキーボードでの位置付けと類似の態様である。しかしながら、この発明の「機能」キーは従来のキーボードでは提供されなかった機能を組込んでおり、その態様については後により詳細に説明する。＜Function＞キーはキーボードの最も左下隅に配置されるため、ユーザがキーボードの機能を適合的に再構成する必要がある場合に目立つ位置にあるので容易に届くことができる。
【００５３】
＜Function＞キーに隣接して、コンピュータの動作制御に用いられることを意図した２つのキーがある。＜ウィンドウ＞キー２１０は＜Function＞キー２０８にすぐ隣接しており、ワシントン州レッドモンド（Redmond, Washington）にあるMicrosoft Corporationが製造および販売するWindows（Ｒ）グラフィカルユーザインターフェイスにおけるいくつかの制御シーケンス、メニューおよびスクリーンを呼出すように動作する。すぐ隣接するキーである＜直前アプリケーション＞キー２１２（代替的には＜メニュー＞キー）は、Windows（Ｒ）基本ソフトのプロシージャに従いアプリケーションプログラムの強調した部分に関連付けられたメニューを開ける点で、従来の＜メニュー＞キーと実質的に同様の態様で機能する。
【００５４】
左側補助キー群２００は、英数字キャラクタの識別が主な目的であるキーとは異なり、機能的目的を有するキーボードキーの合理的な構成を表わしていることが理解されるであろう。これら機能キーは、キーボード全体にわたって互いに何の合理的な関係もない位置に行き当りばったりに展開されているのではなく、ユーザにとって便利な位置に合理的にまとめられている。合理的な関係と軌を一にして、左側補助キー部分２００を構成するキーは対照的な色で設けられており、キーボードの英数字部分とは別個の存在として認識可能である。これらキーの各々（＜Alt＞を除く）の位置は、従来のキーボードでの「標準的な」位置とは異なることが特徴的である。したがって、これらのキーを対照的な色で識別することで、ユーザに不慣れな位置であり得るキーを認識するさらなるきっかけを与える。
【００５５】
類似の態様で、図７は、右側のキーボード部分の補助キー（または「機能」キー）のレイアウトの例示的な実施例を示す。概括的に２２０で示すこれらキーもまた、キーボードの英数字部分のすぐ下で＜Space Bar＞キーの右側端縁に隣接した矩形の空間に配置され、キーボードのフットプリントの右側端縁へと延在する。右側補助キーボード部分２２０もまた高さにおいてキー２つ分の寸法（２段分）であり、標準サイズキーの４本の縦列と、１つの大きめ（キー１と２分の１個分の幅）の＜Enter＞キーを収容するが、その目的については後により詳細に説明する。
【００５６】
右側補助キー部分２２０はさらに、＜Alt＞２０６Ｒおよび＜Ctrl＞２０４Ｒキー、ならびに、逆向き「Ｔ」矢印キー形状に配置された１組の移動矢印キー２２２を含む。図７の例示の実施例から理解されるであろうように、＜左矢印＞キー２２４は２倍の幅であり、残る矢印キーは全て統一的なサイズである。２倍幅の＜左矢印＞キーを設けることで、キーボードが「キーパッド」モードまたは「数字パッド」モードに置かれたとき、大きめの＜０＞数字キーが形成され、これにより熟練のユーザはキーパッドからの数字入力の速度および正確さを大幅に増大させることができる。さらに特別の「機能」キー、すなわち＜シャッフル＞キー２２６が右側機能部分において＜Alt＞段に定められる。＜シャッフル＞キー２２６は、「開いている」多数のコンピュータソフトウェアアプリケーションにアクセスするために、これらさまざまなアプリケーション間で逐次的に「シャッフル」するための動作キーである。これはワードプロセッサでなくコンピュータ操作用のキーボードを使用する人には特に有利な特徴点である。
【００５７】
編集パッドおよび数字キーパッドの機能に関連して、図８および図９はそれぞれ編集パッドキーおよび数字キーパッドキーの位置を示す。しかし、これらキーの新規の配列および機能について論じる前に、まず図１０を参照して、キーパッドの英数字部分の上にある機能キー段の位置および様相を示すことが必要であろう。
【００５８】
当業者には容易に理解されるように、従来のキーボードはしばしば、従来のキーボードの残りのキーよりも上にありかつこれと別個の「機能」キーの段を組込む。「機能」キーは一般に、＜Esc＞キーおよび＜F1＞から＜F12＞で示されるキー並び、さらに＜Print Screen＞、＜Scroll Lock＞および＜Pause/Break＞のキーを含む。＜Esc＞および＜F*＞キーはさまざまなワードプロセッサプログラムにおいて特に有用であり、特定の機能キーが押されるのに応答して特定のアプリケーション機能を呼出すようにプログラミング可能であることが多い。＜Print Screen＞、＜Scroll Lock＞および＜Pause/Break＞キーもまたコンピュータプログラムの動作制御に関連し、ワードプロセッサプログラムのスクリーン提示を制御するのに特に有用である。
【００５９】
図１０の例示的な実施例では、これらキーおよび他の機能キーは、英数字キーボードに対する追加の最上段に組込まれ、わずかに高さが減じられたキーとして実現され、こうして実質的に矩形の縦横比を呈している。
【００６０】
具体的に、「機能」段（ここでゼロ段として定義する）のキーは、先行技術型のこれらキーの機能すべてと、従来の編集パッドにおけるいくつかのキーの機能とを組込む。当業者であれば理解されるであろうように、古典的な＜F*＞キーはここでは二重機能キーであり、そのプログラミング可能な＜F*＞機能は、図６の補助キーレイアウトに示す＜Function＞キー２０８をユーザが押すと呼出される。他では、機能段のキーは、編集パッドの従来のキーと同じ機能をもたらすように動作するが、その位置付けは大幅に異なっている。
【００６１】
次に図８および図９を参照して、この発明の原理に従う、組合せられた編集パッド／数字キーパッドの基本要素の好ましいレイアウトを示す。編集キーパッドと数字キーパッドとの機能を組合せて単一のモジュールにすることで、英数字部分のみのフットプリントに限定されたキーボード上に別個の編集パッドを組込むことが可能となる。実際、この発明のキーボードの正直線状の配列（実質的に直線状のキー段およびキー列）によって、英数字キーボードのトップレベル機能に対する「上層」または「下層」として、従来正直線状である編集パッドおよび数字キーパッドを組込み得ることが極めて好適である。
【００６２】
図８の例示的な実施例では、編集パッドの移動矢印キーは、キーボードの右側補助キー部分（図７の２２２で示す）の一部として逆向き「Ｔ」形状で設けられる。編集パッドの残りのキーは、「機能」キーのトップレベル機能としてキーボードの最上段（ゼロ段）に配置され、そのすべては、キーボードを別個の動作モードに合わせることなしにユーザにとってアクセス可能である。しかしながら、移動機能キー＜Home＞、＜End＞、＜Page Up＞および＜Page Down＞、ならびに機能キー＜Insert＞および＜Delete＞がその普通の構成から置換えられており、「機能」＜Ｆ*＞キーに対して「上層」となっていることに注目されたい。
【００６３】
次に図９の例示的な実施例を参照して、数字キーパッドは通常の英数字キーに対する「下層」としてキーボードに組込まれており、数字キーパッドの機能は、左側補助キー部分２００においてキーボードの左下端縁に配置された＜Function＞キー２０８をユーザが押してそのまま保持することによって呼出される。数字キーパッドの機能はまた、キーボードの上段に配置された＜Num＞または＜Num Lock＞のキーを押すことでもアクセスされる。＜Num＞または＜Num Lock＞キーを押すと、キーボードは連続的にキーパッドモードで動作するように適合され、一方で＜Function＞キーを押すことによって、キーボードは＜Function＞キーが押されている限り数字キーパッドモードに適合される。
【００６４】
なお、これに関連して、＜Function＞キーを押したまま保持すると、キーボードのマイクロプロセッサに信号が発せられて適当な数字キーパッド制御コードを発行させるが、ここで数字キーパッドの各々の数字または記号の前には「numオン」制御コードが置かれ、こうしてキーボードは外部世界に対して或る「所定の」電子構成を呈する。＜Function＞がオンであるとき、制御コードの前には「numオン」キャラクタが置かれ、これに適当な「機能」コードが続き、さらにこれに「numオフ」が続くが、これらはすべてキーボードのマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラのファームウェア制御下にある。
【００６５】
図９の例示的な実施例の数字キーパッドレイアウトの顕著な特徴点は、キーパッドの数字部分にすぐ隣接して、英数字キーボードの下２段に逆向き「Ｔ」の矢印キー群を統合させることと、数字キーパッドの下２段に、逆向き「Ｔ」の矢印キー（編集パッドモードで）群を統合させることとである。このうち後者は、先行技術のレイアウトの２倍幅の＜０＞キーの代わりに２つの数字キー、すなわち＜０＞および＜００＞を設けることで可能にされる。歴史的に、多くの機械式計算器はまさにこのような＜０＞および＜００＞キーの構成を組込んでいたが、それはこのような構成により経理データの入力が速くできたからである。特に＜００＞は、値が整数ドルであってセントがない場合にデータ入力を速くする。＜００＞キーを再び導入することで、この発明のレイアウトは、キーボードがその所定の構成にあるときに先行技術型キーパッドで一般的な「十字」形状の矢印キーよりも遥かに好ましい「Ｔ」形状の矢印キーを用いることを可能にする。加えて、＜０＞キーは標準的なキーよりもかなり幅広にされ（キー２倍幅）、数字キーパッドのキーの形状およびサイズを従来の計算器のキー形状に適合させる。
【００６６】
この発明に従う数字キーパッドのレイアウトの追加的な特徴として、数字キーパッドの右上部分における左および右の別個の＜Tab＞キー２３０および２３２を含めることがある。表およびスプレッドシートを通じての移動はしばしば「タブ」機能を用いることで達成され、数字キーパッド内に左および右の別個の＜Tab＞キーを含めることで、キーボードユーザには、現在一般的なさまざまなスプレッドシートプログラムを通じて移動しこれにデータを入力するための大幅に効率化された手段が与えられる。
【００６７】
さらに、この発明に従う数字キーパッドは、左および右の括弧キー＜（＞、＜）＞、ならびに等号＜＝＞を、キーパッドの数字部分の近くの位置に組込むことが好適である。これら記号のすべては標準キーボードに対する「下層」機能でもあり、キーボードが数字キーパッドモードに置かれるたびに活動化される。等号、左括弧および右括弧、ならびに左および右のタブ機能の組込は、拡張された機能を有する英数字キーパッドを形成するのに役立ち、こうしてこの英数字キーパッドは、フル機能の経理計算器に極めて接近すると同時に、電子スプレッドシートプログラムにおける効率的な移動およびデータ入力に特に適合された独自の特徴を提供する、標準化された「汎用」英数字式キーパッドとして定義するのに特に相応しいものとなっている。
【００６８】
「埋込」編集パッド／数字キーパッドを組込むこの発明の変形例は、編集パッド／数字キーパッドがキーボードの端に置かれる従来の実現例においては存在しなかったいくつかの注目すべき新規の特徴を有しているため、この埋込編集／数字キーパッドについてここで好ましい実施例に即して述べる。代替的には、２０００年６月１日出願の同時係属の米国特許出願連続番号第０９／５８８，０９９号に記載されたものに類似する「中心」編集パッド／数字キーパッド変形例を、「埋込」変形例の特定のレイアウトの代わりに用いることもできる。この発明における中心キーパッド実施例に共通の利点は、キーパッドが特定の手に向けられてはおらず、右手でも左手でも使用され得ることである。加えて、各々の手からキーボードの端までの距離は最短にされ、マウスまたはその他の位置決め装置を同時に用いる際の手の動きを減少させる。しかしながら、図９の例示的な実施例では、数字キーパッドの「埋込」変形例はキーボードの右側部に位置付けられるため、経理関係のユーザに親しまれた態様で右手で到達可能である。
【００６９】
キーボードにおける４本の最も右側の縦列にフル機能の数字キーパッドを配置することは、この発明のキーボードの顕著な特徴である。数字キーパッドをこのように位置付けることで、経理キーパッドユーザに親しまれた態様でキーを効率的に右手で動作させることが可能となる。このように数字キーパッドを位置付けることで、キーパッドが人間工学的考慮でなく搭載上の便宜で選ばれた位置に配置されていることで手首および手にかかるストレスが回避される。数字キーパッドがキーボードにおける４本の最も右側の縦列に位置している結果として人間工学的に効率的な設計が得られ、打鍵能力が失われず、かつユーザに不自然な手の位置付けを強いることがなくなる。
【００７０】
図１１の例示的な実施例に示すように、この好ましいキーボード実現例は、標準的なQwerty英数字キーレイアウトと、より最近開発された人間工学的なドボラク式キー配列との両方を組込むことができ、ここでユーザに＜Dvorak＞キーを与えてキーボードユーザがキーボードをドボラクモードに置くことを可能にするが、ここで所望のファームウェアプログラミングされた符号化シーケンスを動作可能にする。図１１の例示の実施例では、ドボラクキー定義を濃い文字で示し、Qwertyキーを想像線で示す。Qwertyおよびドボラクの両方のコードシーケンスならびに両方の組のキー標示を１つのキーボードに設けることで、Qwertyおよびドボラク両方のタイピストが同じキーボードを使用することができる。ドボラク配列をキーボードの標準的な特徴として含めることは、より多くのユーザによるドボラクの採用を促進するのに役立つが、それはユーザがドボラクへ再訓練すれば自分のもの以外のキーボードの使用が困難になるであろうと懸念する必要がもはやなくなるからである。
【００７１】
図１２の例示的な実施例では、＜Space Bar＞キーが所定の高さ（キー１つ分の高さ）で設けられ、第７段の左側と右側との補助キー部分のキー間にかなりの量の空間が存在することが理解されるであろう。この空間はおよそ５つから６つの通常のサイズのキーで満たされ得るが、またはこれに代えて、およそ３つの２倍幅のキーもしくは２つの３倍幅のキーでも満たされ得る。これらキーは従来の定義を有してはいないので、当業者には、ユーザがプログラミングできるようにこれらを適合的に構成できることが理解されるであろう。これらキーは市場で入手可能なキーボード上に設けることができ、これらキーの機能はデフォルトで＜Space Bar＞となり得るが、さまざまなユーザ定義機能のために利用可能にされるであろう。
【００７２】
このキーボードの正直線状の特徴（直線マトリックス）を考えれば、この特定のキー配列の結果として極めてコンパクトなキーボードが得られることが理解されるであろう。加えて、キーボードの右側部分と数字キーパッドとを重ね合わせることで、キーボードを別個の左側および右側のセグメントに分割することが可能となり、一方で標準キーボードのフル機能を保持することができる。特に、図１３の例示的な実施例は、右側および左側のモジュールへと分割されたキーボードが、物理的に互いから隔てられ、電気ケーブル、無線周波数（ＲＦ）または赤外線（ＩＲ）インターフェイスによって結合され得ることを例示する。これにより、これらモジュールを快適な間隔に置いたり、またはヒンジなどによって互いに繋げて、運搬および保管のためにキーボード全体を極めて小さなユニットへと折り畳めるようにすることが可能となる。図１２の例示的な実施例は、各モジュールが標準的なコンパクトディスク（ＣＤ）「ジュエルボックス」ケースの寸法に収まるように構成されたキーボードを示し、モジュールはヒンジで固定されて、運搬または保管のために折り畳まれた際にキーボード全体が標準的な「ダブル」ＣＤケースの大きさしかないようにすることができる。なお、英数字式キーボードおよびフル機能数字キーパッドの標準的なレイアウトはやはり、最小限の物理的サイズのキーボード内に完全に保存される。
【００７３】
以上、この発明に従うキーボードのさまざまな詳細についての特定の例示的な実施例を記載した。当業者であれば、この発明の範囲から逸脱することなくここに例示の実施例から発展させることが可能であり、当業者が以上の明細書に頼らずに明らかな変形例に思い至るであろうことが認識されるであろう。添付の説明図に開示されるものと同じ機能を実行するさまざまな代替的な実現例をこの発明が含むことが出願人の意図である。この発明が権利を与えられる保護の完全な範囲を不当に狭くするように明細書を解釈すべきではない。
【００７４】
前掲の特許請求の範囲におけるすべての手段または工程および機能要素の対応する構造、材料、行為および均等物は、特定的に請求する他の請求された要素との組合せでこれら機能を実行するためのあらゆる構造、材料または行為を含むことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】先行技術に従う標準的なキーボードのキーレイアウトの平面図である。
【図２】先行技術に従う従来のキーボードの編集パッドおよび数字キーパッドのレイアウトの平面図である。
【図３ａ】先行技術に従う従来のラップトップキーボードの一例の埋込編集パッドおよび数字キーパッドのレイアウトの平面図である。
【図３ｂ】先行技術に従う従来のラップトップキーボードの第２の例の埋込編集パッドおよび数字キーパッドのレイアウトの平面図である。
【図４】この発明に従う、「ターミナル」キーが中心に配置されたキーボードレイアウトの第１の実施例の平面図である。
【図５】この発明に従う、「ターミナル」キーが中心に配置されたキーボードレイアウトの第２の実施例の平面図である。
【図６】この発明に従う「機能」補助キーの左側部分の構成の平面図である。
【図７】この発明に従う「機能」補助キーの右側部分の構成の平面図である。
【図８】この発明に従い配置された埋込編集パッドの構成の平面図である。
【図９】この発明に従い配置された埋込数字キーパッドの構成の平面図である。
【図１０】「機能」キー段を含む、この発明のフル機能キーボードの構成の平面図である。
【図１１】「ドボラク」キーを含む、この発明のフル機能キーボードの構成の平面図である。
【図１２】１組の「プログラミング可能」キーを含む、この発明のフル機能キーボードの構成の平面図である。
【図１３】折り畳んでコンパクトな嵩になるように構成された、この発明のフル機能キーボードの構成の平面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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