【発明の詳細な説明】 【０００１】 本発明の分野 本発明は、コンピュータ入力デバイスに関するものである。 特に、本発明は、
別々に配置可能なプログラマブルスイッチを含む改良されたコンピュータ入力デバイスの構成に関するものである。 また、本発明は、入力デバイスを含むシステムに関するものであり、かつコンピュータ入力デバイスのプログラミング方法に関するものである。 【０００２】 本発明の背景 伝統的なコンピュータキーボードの構成は、熟練のタイピストにとっては、データ入力用に有効な機器となっている。 適度に訓練されたユーザでさえも、標準キーボードは、テキストあるいは数字データを簡単にかつ効果的に生成する適当な手段を提供する。 しかしながら、典型的な「ＱＷＥＲＴＹ」形式のキーボードは、機械式タイプライタと、１９世紀の終わりに最初に開発された計算機のレイアウトをほぼ踏襲している。 【０００３】 実用的なコンピュータの使用は、より多くの単純なデータ入力処理を必要とするものであり、これを実行するために、これらの昔ながらのレイアウトが構成されていた。 ゲーム、ワードプロセッサ、スプレッドシート、データベース、グラフィックプログラム及びコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）アプリケーションを含む多くのコンピュータアプリケーションは、どれも共通してキーボード入力によって、制御命令を受信したり、マクロを初期化したり、特定コマンドを実行する。 現在のキーボードのレイアウトは、これらの多くの機能を容易に、便利にあるいは効果的に処理するようには構成されていない。 このような時代遅れのレイアウトは、益々、より多くの新しい使用形態に適応することが促されており、これは、標準キーボードの構成に固有の限界があることが露呈してしまっている。 【０００４】 標準コンピュータキーボードの問題の良い例としては、コンピュータゲームで説明される。 多くのコンピュータゲームプレーヤーは、第１の入力デバイスとして伝統的なコンピュータキーボードを使用している。 典型的なゲームは、標準キーボード上の１つ以上の異なるキーにゲーム内の動作を割り当てている。 コンピュータゲームがより進化し、かつ複雑になるにつれて、キーボード上のより多くのキーがこれらの様々な動作を制御するために必要になっている。 快適でかつ有効でない不便あるいは使いにくいキーレイアウトの使用は、このシステムからしばしばゲームプレーヤーを遠ざけてしまっている。 また、ビデオゲームで要求されるキー入力を繰り返し行う性質は、各ゲームプレーヤーの手の動きを分析するために特別に調整されることはないキーレイアウトを使用しているので、操作の不快さや使いにくさを増長してしまっている。 【０００５】 伝統的なキーボードの別の欠点は、関連づけれらているキー機能を実行するレイアウトの各キースイッチを再配置する機能が本来備わっていないことから起因している。 この欠点は、ビデオゲームコントローラ、特に、子供用でも生じ得る。 周知の利用可能な入力デバイスであるキーボード、ゲームコントローラあるいはその類は、入力デバイスの機能的あるいは物理的なレイアウトの代替物とすることはあまりない。 【０００６】 プログラマブル機能キーは、従来よりよく知られている。 しかしながら、一般的には、キー全体の配置がキーボード製造者によって一旦決定されると、ユーザはキーボードあるいはゲームコントローラの物理的レイアウトを容易に変更あるいは改造することはできない。 通常は、ユーザは、各アプリケーションに対する機能に関連してキーの位置を適合させ、かつ記憶させなければならない。 通常、
キーの物理的位置は、どんな場合でも、そのキーによる機能を示したり、言及するものではない。 例えば、コンピュータグラフィックプログラムの共通動作は、
２つ以上のスクリーン上の形状に揃えることである。 典型的には、その先端、中間、下部、左、中央、あるいは右、加えて、これらの組み合わせ、例えば、左上角のような形状を含むこれらの形状に揃えるための１つ以上の位置的な方法が存在する。 これらの動作を実行するための伝統的なプログラマブル機能キーを使用することは可能であるが、これらの特定機能を直感的に反映する方法でキーを再配置することは通常は不可能である。 【０００７】 本発明の要約 本発明は、コンフィガラブルコンピュータ入力デバイスを提供する。 このデバイスは、プロセッサと通信し、面に移動可能に取り付け可能な少なくとも１つのスイッチを含んでいる。 少なくとも１つの機能が、そのスイッチの操作に割当可能である。 少なくとも１つのスイッチは、その少なくとも１つのスイッチの長さあるいは幅よりも短い距離で再配置することができる。 この入力デバイスは、少なくとも１つの機能をスイッチの操作に割り当てる少なくとも１つのスイッチと通信する回路も含んでいる。 回路は、少なくとも１つの機能をホストコンピュータへ送信する。 加えて、この入力デバイスは、少なくとも１つのスイッチの操作状態を判定し、かつその操作状態をプロセッサへ送信するための回路を含んでいる。 【０００８】 また、本発明は、コンフィガラブルコンピュータ入力デバイスに関するものである。 この入力デバイスは、収容面に移動可能に取り付け可能な少なくとも１つのスイッチを含んでいる。 少なくとも１つの収容面は、複数の位置で少なくとも１つのスイッチを収容する。 任意の２つの位置の間隔は、少なくとも１つのスイッチの長さあるいは幅よりも短くても良い。 少なくとも１つのスイッチが収容面に移動可能に取付けられている場合、メモリは、少なくとも１つの電気的、アルファニューメリックあるいはキーボード機能を少なくとも１つのスイッチへマッピングするデータを記憶している。 この入力デバイスは、少なくとも１つのスイッチが収容面の位置に移動可能に取付けられている場合のその少なくとも１つのスイッチをスキャンし、かつ、かつその少なくとも１つのスイッチの操作状態を判定する回路も含んでいる。 コントローラは、スキャン用で、かつ少なくとも１
つのスイッチの操作においてその少なくとも１つのスイッチにマッピングされている少なくとも１つの機能を取得するためのメモリを制御する回路と応答する。
回路は、コントローラによって取得された少なくとも１つの機能を、そのデバイスと通信するホストコンピュータへ送信する。 【０００９】 加えて、本発明は、コンフィガラブルコンピュータ入力デバイスを含むコンピュータシステムに関するものである。 この入力デバイスは、面に移動可能に取り付け可能で、かつプロセッサと通信する少なくとも１つのスイッチを含んでいる。 この面は、少なくとも１つのマトリクスソケットを含み、このマトリクスソケットには、複数の位置で少なくとも１つのスイッチが移動可能に取り付け可能である。 少なくとも１つのスイッチは、その少なくとも１つのスイッチの長さあるいは幅よりも短い距離で、マトリクスソケット上に再配置可能である。 少なくとも１つの電気的、アルファニューメリックあるいはキーボード機能を含む少なくとも１つの機能は、スイッチの操作に割り当て可能である。 回路は、少なくとも１つの機能をスイッチの操作に割り当てる少なくとも１つのスイッチと通信する。 回路は、その少なくとも１つの機能をホストコンピュータへ送信する。 メモリは、少なくとも１つのマトリクスソケット内の少なくとも１つのスイッチの位置と、その少なくとも１つのスイッチに割り当てられている少なくとも１つの機能をマッピングするデータを記憶している。 回路は、少なくとも１つのスイッチの操作状態を判定し、かつその操作状態をプロセッサへ送信する。 ホストコンピュータは、マイクロコンピュータあるいはビデオゲームコントローラを含んでいる。 【００１０】 また、本発明は、コンピュータへの入力を生成する方法に関するものである。
コンフィガラブルコンピュータ入力デバイスは、面に移動可能に取り付け可能なで、かつプロセッサと通信する少なくとも１つのスイッチを含むように提供される。 少なくとも１つの機能は、スイッチの操作に割当可能である。 少なくとも１
つのスイッチは、その少なくとも１つのスイッチの長さあるいは幅よりも短い距離で、その面上に再配置可能である。 回路は、少なくとも１つの機能をスイッチの操作に割り当てる少なくとも１つのスイッチと通信する。 回路は、その少なくとも１つの機能をホストコンピュータへ送信する。 回路は、少なくとも１つのスイッチの操作状態を判定し、かつその操作状態をプロセッサへ送信する。 少なくとも１つの入力は、既存のコンピュータ入力デバイスから提供される。 少なくとも１つの入力は、既存のコンピュータ入力デバイスから受信される。 既存のコンピュータ入力デバイスからの少なくとも１つの入力は、少なくとも１つのスイッチへ割り当てられる。 【００１１】 本発明の更なる別の目的及び効果は、以下の詳細説明から当業者には明らかとなるであろう、この詳細説明は、本発明を実現する最良形態を図示することによって、簡単にかつ本発明の特定実施形態のみを図示し説明している。 このようにして実現されることで、本発明は、他のかつ異なる実施形態が可能であり、かつそのいくつかの詳細は、本発明から逸脱しない様々な自明の構成で変更可能である。 従って、図及び説明は、本質を示すものとして考慮されるべきであり、制限されるものと考慮されるべきでない。 【００１２】 本発明の詳細説明 本発明は、物理的にコンフィガラブル（Congifarable：再構成可能）、かつプログラム及び再プログラム可能なコンピュータ入力デバイスを提供するものである。 これによって、本発明は、コンピュータ入力デバイスで知られていない効果を提供する。 あらゆる伝統的なコンピュータキーボードは、厳密で、変化がなく、標準化され、かつ通常は柔軟性がないデバイスである。 周知のキーボードは、
ユーザが１つの特定構成あるいは数が制限されている特定代替構成に適応することを必要としている。 同様のことが、他のコンピュータ入力デバイス、例えば、
ゲームコントローラ、マウス、トラックボール及びその類でも言える。 【００１３】 本発明は、周知のコンピュータ入力デバイスのこれらのかつそれ以外の欠点を解消するものである。 このように、本発明はいくつかの目的及び効果を有している。 本発明の各実施形態は、それぞれの効果あるいは目的を実現する必要はない。 このことは、実施形態が以下に説明する任意の目的や効果を実現する必要はない。 【００１４】 本発明の長所は、各キースイッチの位置をユーザに特定させることを可能にし、かつ必要に応じてその位置を素早くかつ容易に変更させることを可能にするコンピュータ入力デバイスを提供することである。 本発明の別の長所は、各キースイッチ位置の微調整を可能にするコンピュータ入力デバイスを提供することであり、このように、キースイッチの幅あるいは高さより短い幅あるいは高さの位置変更を行うことができる。 このように、本発明に従うデバイスのキー、ボタンあるいはその他の動作部材は、その動作部材の様々な寸法以外の寸法で移動することができる。 また、動作部材は、その動作部材の様々な寸法以外の寸法で、互いに相関して配置することもできる。 【００１５】 加えて、本発明に従うコンピュータ入力デバイスの長所は、他のキースイッチに割当てられている機能に影響を与えることなく、各キースイッチの機能の割当あるいは再割当を提供することができる。 また、本発明に従うコンピュータ入力デバイスは、ユーザに、各キースイッチをプログラムして、複数のキー動作のマクロを含むキーボードのキーの少なくとも一動作をエミューレートさせることを可能にする。 キーボード以外の他の入力デバイスからの入力は、本発明に従うキースイッチの機能に含めることができる、あるいは別機能に含めることができる。 このように、本発明に従う入力デバイスは、ユーザに、別々のキーデータセットをプログラムし記憶することを可能にし、かつユーザに、これらのデータセットを選択させることを可能にする、そうすることで、ユーザは、別々のコンピュータアプリケーションで同一あるいは異なるキーレイアウトを採用することができる。 また、他の入力デバイスからの入力は、選択的にあるいは補助的にデータセットに含めることができる。 【００１６】 更に、また、本発明に従う入力デバイスの長所は、それと一緒に使用されるホストコンピュータ上にインストールされる特定ソフトウェアあるいはデバイスドライバを必要としないコンピュータ入力デバイスを提供することができる。 また、本発明は、標準コンピュータキーボードあるいは他の標準入力デバイスと一緒に動作するコンピュータ入力デバイスを提供することができ、そうすることで、
ユーザは、通常の方法で、これらの標準デバイスを使用し続けることができる。 【００１７】 一方、従来より、より動的なキーボードレイアウトを提供するためのいくつかの試行が存在しているが、この試行は、本発明に従う入力デバイスまでには遠く及ばない。 このように、キーのブロック全体を他のブロックあるいは他のデバイス、例えば、トラックボールに置き換えられる。 このようなデバイスは、キーの機能ブロック中の各キーの位置あるいはキーの機能の再配置を可能とする。 【００１８】 別の方法には、あるモジュラーキーを別のものに置き換えられるキーボードが含まれる。 この再配置可能なキーモジュール構成は、破損キーを動作可能なものに交換することを容易にする。 しかしながら、キーボード中のキーのレイアウト全体と、それらの相対位置は固定のままである。 各キー位置は、キーボード製造者によって決められており、各キーモジュールとそれに対応するパネル間の隙間は、一対一の関係にある。 換言すれば、キーの再配置は許されていない。 【００１９】 キーボードのキーの機能の変更を可能にするデバイスでさえ、キーボードマトリクス構成に配置された固定キースイッチを含んでおり、本発明に従う入力デバイスの物理的な再配置あるいはプログラム可能にすることを許容しない。 このように、この構成は、あるゆる潜在的な位置のキースイッチを必要としており、これによって、キーボードの製造の複雑化、コストの上昇が生じている。 また、各キーの配置は、製造者によってスイッチ位置は移動不可能にされている。 各キーキャップを配置する場合には、ユーザは、単に、特定の固定スイッチを使用する、あるいはそれを取り外すためのオプションを持っているだけである。 このような構成は、１つのキーキャップの幅あるいは高さより短い尺度で変更するようなキー位置の微調整を容易にサポートすることはない。 【００２０】 大局的には、本発明は、コンフィガラブルコンピュータ入力デバイスを含んでいる。 このデバイスは、面に移動可能に取り付け可能な少なくとも１つのスイッチを含んでいる。 このスイッチは、キーボードのキーの形態の構造で収容されても良い。 あるいは、このスイッチは、ゲームコントローラのボタンのような構造で収容することができる。 このようなボタンは、任意のゲームコントローラのボタンの形状を持つことができる。 実際には、本発明に従うスイッチは、任意の構造で収容することができる。 このように、それ以外のものでは、ボタンスイッチ、回転キーキャップトップ、チルティングキーキャップトップ、回転・チルティングキーキャップトップ、矢印形状のような非標準形状及びサイズのキーボードキーを含むスイッチを形成する。 キーキャップのラベルも利用することができる、あるいは直接キーに適用することもできる、更にあるいはキーキャップ上にラベルスリーブを挿入しても良い。 任意の他の形態も利用することができる。 【００２１】 本発明に従うスイッチは、以下のアタッチメント面と称する面に移動可能に取り付け可能である。 アタッチメント面は、任意の面を含むことができる。 例えば、本発明は、任意の仮想面に取付けられるスイッチを含めることができる。 面の例としては、マウス、モニタ、キーボード、デスク、作業台、キーボードトレイ、スイッチトレイ、スイッチプラットホーム、椅子、コンピュータ、プリンタ及び任意の他の面の少なくとも１つを含んでいる。 このようなスイッチは、プロセッサ及び他の回路の少なくとも一方と有線あるいは無線で通信することができる。 【００２２】 無線キースイッチは、典型的なマトリクスで接続されている必要はない。 このように、無線キースイッチモジュールは、周知の配信技術、例えば、無線周波数あるいは赤外線送信を使用して、これらの操作状態を受信ユニットへ送信する。
取り付け可能なバッキング、例えば、粘着、吸着あるいは磁性面を持たせることによって、無線キースイッチモジュールは、ユーザに、上述のような様々なことに便利かつ新規な位置に各キーを移動可能に配置することを可能にする。 上述の任意の無線通信は、本明細書では、無線通信手段と読み替えることができる。 【００２３】 他のアタッチメント面も、本発明に従う入力デバイスに含めることができる。
このように、アタッチメント面は、マトリクスソケットを含めることができる。
このマトリクスソケットは、様々な形状とサイズを持つことができ、かつ様々なハウジングに収容することができる。 例えば、マトリクスソケットは、図１に示されるような形状のハウジングで提供することができる。 あるいは、マトリクスソケットは、図２３に示されるようなサイズのハウジングに収容することができ、ここでは、マトリクスソケットは、標準キーボードを収容することが可能なサイズを有している。 マトリクスソケットは、図２４に示されるような形態のようなビデオ／コンピュータゲームコントローラと一緒に使用することが可能な形状及びサイズを持つことができる。 【００２４】 本発明は、別のコンピュータ入力デバイスに部分的にあるいは全体的に組み込まれても良い。 一実施形態に従えば、このデバイスは、図２３に示されるような標準キーボードに組み込まれる。 図２３に示されるように、マトリクス４２は、
標準キーレイアウトとして同一のハウジング内に含まれている。 このような実施形態の長所は、標準キー位置と追加マトリクス位置の両方に対して１つのマトリクススキャナを使用することができることである。 この組構成は、外部接続用の構成を必要としないので、デバイスは、標準キーボードと同じ方法でホストコンピュータ７０と接続することができる。 【００２５】 この実施形態の更なる変形例では、１つ以上のマトリクスパッド１０６が、標準キーボード７２上のキー行／列の構成を共有することができる。 マトリクス４
２の位置の機能は、上述のようにホストコンピュータによって割当てることができる、あるいはインジケータは、標準キーボード７２のキーによって送信される信号とマトリクス４２によって送信される信号とを異ならせて使用することができる。 【００２６】 上述の説明から明らかなように、マトリクスソケットは、連続的あるいは非連続的であっても良い。 マトリクスソケットは平坦であっても良い。 選択的あるいは補助的には、少なくともマトリクスソケットの位置は、非平坦であっても良い。 【００２７】 マトリクスソケットの形状及びサイズに関係なく、マトリクスは、少なくとも１つのスイッチから配線されているピンを受信することができる。 このピンは、
少なくとも１つのスイッチに取付けられ、かつ電気的に接続されている。 重要なことは、以下に詳述するように、ソケット及びピンは、スイッチを収容する構造の寸法よりも小さい間隔でスイッチを配置することが可能であることである。 このように、スイッチのハウジングは、スイッチの様々な寸法以外の距離で再配置することができる。 典型的には、スイッチのハウジングの寸法は、本明細書では、スイッチの寸法と称する。 【００２８】 また、本発明に従う入力デバイスが１つ以上のスイッチを含んでいる場合、スイッチは、一列に並ばないように、マトリクスソケット上に配置することができる。 しかしながら、必要であれば、スイッチは一列に並んでいても良い。 いくつかの実施形態では、いくつかのスイッチは一列に並んでいるが、それ以外のスイッチは一列には並んでいない。 これは、本発明の大きな長所の１つであり、スイッチは、ユーザの要求に応じて配置することができる。 【００２９】 少なくとも１つの機能は、本発明に従う入力デバイスに含まれる少なくとも１
つのスイッチの操作を、割当及び再割当の少なくとも一方が可能である。 少なくとも１つの機能は、コンピュータに提供される少なくとも１つの入力を含めることができる。 このように、少なくとも１つの機能は、任意の電気的、アルファニューメリックあるいはキーボード機能を含めることができる。 このように、少なくとも１つの機能は、ジョイスティック、マウスボタンの操作、ゲームコントローラのボタンあるいは他の部材の操作、及びキーボードキーの操作の少なくともいずれかの移動を含む少なくとも１つの機能を含んでいる。 少なくとも１つの機能は、他のコンピュータ入力デバイスからの他の入力も含めることができる。 【００３０】 ジョイスティック及びゲームコントローラを含む他のコンピュータ入力デバイスを使用する本発明に関しては、図２４で、本発明が利用可能な他の入力デバイスの例を示している。 セガ、任天堂、ソニー及びアタリで製造されたゲームコントローラを含む、多くの汎用的なゲームコントローラは、固定位置のスイッチを採用しており、これは、度々その使用が不便であり、特に、大人より手が小さい子供にとっては不便である。 様々なゲームコントローラスイッチ２１２を有し、
かつ標準ゲームコントローラインタフェースを使用するマトリクス４２を提供することで、本発明は、ユーザに、独自のゲームコントローラレイアウトを定義させることができる。 この構成は、アナログ及びデジタルコントローラ入力機能と併せて利用することができる。 【００３１】 この機能は上記の１つ以上の機能を含むばかりか、機能のタイミング、ケイデンス（cadence）、シーケンスも含めることができる。 このように、機能は、キーボードのキーがどの程度押下され、そのキーが離される時間がどのくらいで、
次のストロークのタイミングがどれくらいかを含めることができる。 この種の時系列マクロは、キーシーケンスとキー押下間のタイミングの両方を再現することができる。 このようなマクロは、キー入力タイミングが重要なゲームアプリケーションに役立たせることができる。 ジョイスティックが移動する方向やその他の変数も少なくとも１つの機能で再現することができる。 コンピュータゲーム環境では、本発明に従うデバイス上のボタンの１押下によって、ある速度で宇宙船の方向転換を行うとともに、別の機能で、ある方向で移動し、かつ指定速度で大砲を発砲することができる。 本発明に従うデバイスは、コードキー入力用の操作に変更することができる。 このような構成では、入力機能は、単純な１つのキー押下あるいはその他の入力の代わりに、連続キー押下及びその他の入力の少なくとも一方にプログラムされる。 上述の説明から明らかなように、本発明の機能の可能性は、際限がない。 【００３２】 本発明に従うコンフィガラブルコンピュータ入力デバイスは、少なくとも１つの機能を少なくとも１つのスイッチの動作に割り当て、その少なくとも１つのスイッチと通信する回路を含めることができる。 その少なくとも１つの機能は、上述で詳細に説明している。 この回路の特徴は、以下で詳細に説明する。 但し、上述したように、機能割当回路と少なくとも１つのスイッチ間の通信は有線でも無線であっても良い。 【００３３】 加えて、本発明に従う入力デバイスは、少なくとも１つの機能をホストコンピュータへ送信する回路を含めることができる。 機能割当回路と少なくとも１つのスイッチ間の通信と同じように、ホストコンピュータと、少なくとも１つの機能をそのホストコンピュータへ送信する回路間の通信は有線あるいは無線であっても良い。 本明細書では、「ホストコンピュータ」と称するが、ホストコンピュータが実際の汎用的なマイクロコンピュータである必要はない。 ホストコンピュータは、ビデオゲームコンソールあるいは任意の他のデバイスとすることができる。 【００３４】 上述の回路に加えて、本発明に従う入力デバイスは、少なくとも１つのスイッチの操作状態を判定し、かつその操作状態をプロセッサへ送信する回路も含めることができる。 機能割当回路と少なくとも１つのスイッチ間の通信と同じように、プロセッサと少なくとも１つのスイッチの操作状態をプロセッサへ送信する回路間の通信は有線あるいは無線であっても良い。 操作状態判定回路は、少なくとも１つのスイッチをスキャンして、そのスイッチの状態を判定する。 この機能及びその他の回路は、以下で詳細に説明する。 【００３５】 入力デバイスは、データ記憶用メモリも含めることができる。 データは、少なくとも１つのマトリクスソケット中の少なくとも１つのスイッチの位置と、その少なくとも１つのスイッチへ割当られる少なくとも１つの機能とのマッピングを含めることができる。 マトリクスソケットを含むアタッチメント面を有する本発明に従う入力デバイスは、通常、メモリを含んでいる。 マッピング機能は、ホストコンピュータのメモリに存在しても良い。 【００３６】 本発明に従う入力デバイスの操作の制御を容易にするために、コントローラを含めても良い。 コントローラが実行できる機能は、少なくとも１つのスイッチの操作状態を受信し、そのスイッチの操作に割当られた機能を判定して、その少なくとも１つの機能をホストコンピュータに送信する回路へその少なくとも１つの機能を送信することである。 コントローラは、任意の指定された機能を実行しても良い。 【００３７】 少なくとも１つのスイッチに割当られたあるいはマッピングされた機能の判定においては、コントローラは、上述のメモリのようなメモリを制御しても良い。
そして、コントローラは、その機能をホストコンピュータへ送信する回路へその機能を送信しても良い。 【００３８】 本発明に従う入力デバイスの重要な長所は、その入力デバイスの少なくとも１
つのスイッチがホストコンピュータとの通信において、他の入力デバイス、例えば、キーボード、マウスやトラックボールとほぼ同じようにして動作できることである。 多くのコンピュータ入力デバイスは、このような方法では動作しない。
むしろ、既存のコンピュータ入力デバイス上の入力の生成は、別の入力デバイス上の入力の生成を阻止してしまう可能性がある。 コンピュータは、後からの入力は受信しない。 【００３９】 本発明は、コンピュータの入力の生成方法も含んでいる。 この方法は、本発明の入力デバイス以外のコンピュータ入力デバイスからの少なくとも１つの入力の提供を含んでいる。 上述したように、このような入力デバイスの例には、キーボード、マウス、ジョイスティック及びゲームコントローラ、その他の類を含んでいる。 少なくとも１つの入力は記録される。 次に、少なくとも１つの入力は、本発明に従う入力デバイスの少なくとも１つのスイッチに割当られ、ここで、少なくとも１つのスイッチの操作は、少なくとも１つの入力となる。 少なくとも１つのスイッチが操作されると、少なくとも１つの入力がコンピュータに供給される。 【００４０】 上述したように、本発明に従う入力デバイスは、キーあるいはより一般的なスイッチを、任意の指定の構成で配置することを可能にする。 多くの場合、キーボード、ゲームコントローラあるいは他の入力デバイス上のキーの配置は、特定ユーザ及び特定機能の実行の少なくとも一方に対して適切なものとはならない。 グラフィックプログラムの物理的形状に沿う所望の機能キーレイアウトの一例は、
以下のようになる。 【００４１】 上記で示される配置は、標準アルファニューメリックキーパッドの先端あるいは左に渡って固定されている汎用的な機能キーグループと一緒に利用することはできない。 【００４２】 本発明は、ユーザに、慣習的な方法で各キースイッチを配置することを可能にし、かつこれらのキースイッチの各機能をプログラムすることを可能にするコンピュータ入力デバイスを提供することによって、上記及びその他の問題を解決するものである。 キースイッチのレイアウト及びその機能は、ユーザの要求に適応するように容易に変更することができる。 【００４３】 典型的には、本発明は、標準インタフェースプロトコルを使用し、これによって、専用デバイスドライバ（群）、あるいはホストコンピュータ上に解釈ソフトウェアを採用する必要がなくなる。 また、本発明は、顕著な干渉を発生することなく、標準入力デバイス、例えば、キーボードとの同時使用が可能となる。 【００４４】 本発明の特定実施形態といくつかの別実施形態を、以下に詳細に説明する。 これらの実施形態とその説明は本発明の例示であり、唯一の実施形態として解釈されるべきものではない。 以下に説明する原理は、他の実施形態にも適用できる。
また、以下に説明する構造及び機能を達成する別の手段が利用可能である。 過度の試行をすることなく、当業者は、置換及び削除の少なくとも一方を行うことができる。 【００４５】 図１は、本発明の実施形態の外観を示している。 図１に示される実施形態は、
ハウジング４０を含んでいる。 本実施形態は、マトリクスソケットを含むアタッチメント面を含んでいる。 【００４６】 マトリクスソケットは、ハウジング内に収容されている。 このように、図１に示される実施形態のマトリクスソケットは、ハウジング４０の先端に配置されている。 本実施形態のマトリクスソケットは、５つの無はんだブレッドボード端子線、あるいは端子線４４を含んでいる。 このような線は、Digi-Key Corporation
のThief River Falls、MN、その他の類から利用できる。 【００４７】 端子線４４は、矩形ブロック状のハウジング４０に接続でき、マトリクスソケットあるいはキースイッチプラグインマトリクス、あるいはマトリクス４２を形成する。 マトリクス４２は、プラグイン面を提供することで、複数の可配置モジュラーキー組立部品あるいはキースイッチモジューラ４６を受信する。 ユーザは、マトリクス４２内で、キースイッチモジュール４６を再配置可能である。 本明細書で説明されるターミナル線４４は、本発明で使用するために変更される。 マトリクス設計及び構成の詳細説明の一例は、以下で説明される。 【００４８】 本発明の使用を容易にするために、キースイッチモジュール４６のプログラム機能を示すためにオーバレイカード２１８を使用しても良い。 図２６は、オーバレイカードの実施形態を示している。 オーバレイカード２１８には、符号２２０
に示されるような周知の機能インジケータ、機能ラベル２２２及びコンフィギュレーション識別ラベル２２４が含まれる。 セパレートオーバレイカード２１８は、デバイスの様々なデータセットコンフィギュレーションに適用できる。 オーバレイカードは、本発明の任意の実施形態に利用できる。 例えば、オーバレイカードは、ゲームコントローラあるいは図２３に示される実施形態、あるいは他の実施形態と一緒に利用することができる。 【００４９】 本発明は、ディスプレイを含んでいても良い。 ディスプレイは、デバイスの操作を支援することができる。 このように、ディスプレイは、入力デバイスのスイッチの操作に割当られた機能を構成するキーストロークの読出を提供できる。 【００５０】 図１に示される実施形態では、ディスプレイは、マトリクス４２に沿ってハウジング４０内に配置されている。 本実施形態のディスプレイは、液晶ディスプレイ、あるいはＬＣＤ４８を含んでいる。 デバイスがディスプレイを含んでいる場合には、任意の他のディスプレイも利用することができる。 図１に示される実施形態のディスプレイ４８は、デバイス状態とプログラミング情報をユーザに表示する。 ディスプレイは、他の機能（群）も表示することができる。 【００５１】 上述したように、本発明は、ホストコンピュータへの入力を生成する方法を含んでいる。 ホストコンピュータへの連続入力の提供及びプログラミングを含む、
入力デバイスの動作を制御するために、本発明に従う入力デバイスは、少なくとも１つの制御エレメントを含んでいる。 少なくとも１つの制御エレメントは、入力デバイスが、少なくとも１つのスイッチに割当られる少なくとも１つの機能を「学習」するかどうか、少なくとも１つのスイッチの操作が少なくとも１つの機能を実行することを可能に動作するかどうか、あるいは他の機能（群）を実行するかどうかを判定することができる。 【００５２】 図１に示される実施形態は、複数の制御を含んでいる。 このように、図１に示される実施形態は、左選択ボタンあるいは左ボタン５０、右選択ボタンあるいは右ボタン５２、ラベルボタン５４及びロータリーモード選択スイッチあるいはモードスイッチ５６を含んでいる。 左ボタン５０と右ボタン５２は、ユーザに、デバイスのデータセットを選択させることを可能にする。 【００５３】 本発明は、ラベルボタン５４も含めることができ、これは、ユーザに、選択されたデバイスデータセットの表示名を入力させることを可能にする。 モードスイッチは、ユーザに、デバイスの動作モードを選択させることを可能にしても良い。 利用可能動作モードには、プログラミングモードと動作モードを含めることができる。 あるプログラムモードは、１つのキーをスイッチ位置にプログラミングすることを可能にする。 別のプログラミングモードは、マクロ、あるいは複数の機能をスイッチ位置にプログラミングすることを可能にする。 別の例のモードでは、実行あるいは機能モードを含んでおり、これは、少なくとも１つのスイッチの操作がホストコンピュータへの所望の入力となる。 【００５４】 ハウジング４０は、デバイスをより快適に使用するためにリストレスト５８を含めることができる。 【００５５】 図２は図１に示される実施形態の背面図である。 図２に示されるように、本発明に従う入力デバイスは、本発明に従うデバイスとホストコンピュータあるいは他のデバイス間との有線接続を実現する少なくとも１つのコネクタを含んでいる。 本発明に従う入力デバイスがコネクタを持っていようとなかろうと、デバイスとホストコンピュータあるいはその他のデバイス間の接続を無線とすることもできる。 【００５６】 図２に示される実施形態は、複数のコネクタを含んでいる。 これらのコネクタは、電源コネクタ６２、ホストコンピュータ用コネクタあるいはホストコネクタ６４、キーボードコネクタ６６を含んでいる。 図２に示される電源コネクタ６２
は、５ボルト、０．８アンペアの直流電源を受信してデバイスに電力を供給するように設計されたオス型中軸コネクタである。 設計変更を行うことで、多くの標準キーボードがホストコンピュータによって直接供給される電力を使用することが可能であるが、より多くの電源を供給するための外部電源が本実施形態に含まれる。 【００５７】 補助的な動作制御は、本発明に従うデバイスの背面に含めることができる。 このように、図２に示されるような本発明に従うデバイスは、クリアデータセットあるいはクリアボタン６８を含めることができ、これは、ユーザに、選択されたデータセット内のすべてのプログラム化スイッチ位置を消去させることを可能にする。 デバイスは、電源スイッチ６０も含むことができる。 電源スイッチ６０は、デバイスをオンあるいはオフすることによって、デバイスに対して電力を供給するあるいは遮断するために使用することができる。 このような動作制御は、デバイスの背面に配置されている必要はなく、任意の他の面に配置することができる。 この制御は、タッチパッドのような他の形態をとることもできる。 【００５８】 デバイスはこのような制御を含む必要はない。 このように、機能の消去は、新しい機能が入力される場合に自動的に実行することができる。 また、デバイスがホストコンピュータによって直接電源が供給された場合、標準コンピュータキーボードと同様に、電源スイッチは不要となる。 【００５９】 ホストコンピュータ、キーボード及び他のデバイス（群）の少なくともいずれかとデバイスとの有線接続を可能にするために、本発明に従うデバイスは、少なくとも１つのコネクタを含むことができる。 このように、デバイスの背面に、このようなコネクタを含めることができる。 例えば、図２に示される実施形態は、
デバイスとホストコンピュータとを接続するコネクタ６４と、キーボードとデバイスとを接続するコネクタ６６を含んでいる。 本発明に従うデバイスは、より多くのあるいはより少ないコネクタを含めることができる。 【００６０】 本発明に従って、任意のタイプのコネクタを利用することができる。 例えば、
ホストコネクタ６４とキーボードコネクタ６６は、ＰＳ／２形式のメス型コネクタであっても良い。 このコネクタは、従来より、６ピンミニＤＩＮコネクタとして知られている。 このコネクタの供給元の１つには、Digi-Key社がある。 【００６１】 図３に示される本発明の実施形態では、デバイスは、ホストコンピュータ７０
と標準キーボード７２間で接続されている。 通常、ホストコンピュータ７０のＰ
Ｓ／２キーボードポート（不図示）へ通常接続する、汎用的なキーボード接続ケーブル７４は、本発明に従うデバイスのキーボードコネクタ６６に接続している。 ホスト接続ケーブル７６は、ホストコネクタ６４からホストコンピュータ７０
のキーボードポートでデバイスと接続している。 基本実施形態で説明したように、デバイスは、標準キーボード７２とホストコンピュータ７０間のウェッジ（we
dge）として機能することができる。 デバイスは、取付けられている標準キーボード７２によって生成されたデータ信号と、ホストコンピュータ７０のキーボードポートに直接入力されるデータ信号の両方に依存している。 しかしながら、他の構成及びデータ送信経路も利用可能である。 【００６２】 本発明に従うデバイスは、広く使用されているＰＳ／２、あるいはニュヨークのアルモンク市にあるＩＢＭ社によって定義されているＰＣ ＡＴ標準キーボード通信プロトコル下で動作するキーボード及びコンピュータと互換を持たすことができる。 しかしながら、任意の他の標準あるいはカスタムキーボード通信プロトコルを使用しないでも、当業者は、本発明を変更することができるであろう。
他のプロトコルの例には、ＩＢＭ ＰＣ ＸＴ規格、アップルデスクトップバスキーボードインタフェース、ＡＳＣＩＩパラレルキーボードインタフェース、標準シリアルポートキーボードインタフェース、及びユニバーサルシリアルバス（
ＵＳＢ）キーボードインタフェースが含まれる。 【００６３】 図４のブロック図は、本発明に従うシステムの実施形態の基本機能コンポーネントの関係を示している。 本実施形態は、上述のマトリクスソケットを含むアタッチメント面を含んでいる。 図１に示されるようなマトリクス４２のようなマトリクスは、任意に押下されたキースイッチモジュール４６の位置を判定するためにマトリクススキャナ７８によってスキャンされる。 このマトリクススキャナは、少なくとも１つのスイッチの操作状態を判定する回路の実施形態例を示している。 【００６４】 マトリクススキャナ７８によって検出され、操作されたキースイッチモジュール４６の位置は、マイクロコントローラ開発ボードあるいはマイクロコントローラ８０へ、入力／出力回路Ａ８２を介して送信することができる。 データは、入力／出力回路Ｂ８４を介して、標準キーボード７２とマイクロコントローラ８０
間を転送することができる。 また、データは、入力／出力回路Ｃ８６を介して、
ホストコンピュータ７０とマイクロコントローラ８０間を転送することができる。 メモリ８８は、マイクロコントローラ８０の制御ソフトウェア及び記憶領域の両方を提供するために、コード空間とデータ空間とに分けられている。 【００６５】 ＬＣＤ回路９０は、マイクロコントローラ８０からの情報をディスプレイに表示させることができ、この場合、図１に示されるＬＣＤ４８に表示させることができる。 左ボタン５０、右ボタン５２、ラベルボタン５４、モードスイッチ５６
、クリアボタン６８を含む、モード選択及びボタン制御回路９２は、コマンドをマクロコントローラ８０へ入力する手段をユーザに提供する。 そして、システムリセット回路９４は、デバイス状態を初期化するための手段を提供する。 【００６６】 図５は、図１に示されるマトリクスソケット４２の詳細画像を示している。 先に説明したように、マトリクス４２は、矩形ブロックに配置されている５つの仮想端子線４４を含んでいても良い。 各端子線４４は、スペーサ１０４によって隣接線と分けられている。 無はんだ端子線は、従来より周知である。 このような線は、一時的にコンポーネントを電気的に接続する手段を提供することによって、
プロトタイプの電気回路を設計し、構成し、テストするために慣習的に使用されている。 【００６７】 少なくとも１つのスイッチに接続されている集積回路ピン、線あるいはその他の電気的コンポーネントは、端子線の接続口に挿入されていても良い。 その接続口の基部に金属バネクリップは、接触することでコンポーネント（群）の電気的かつ機械的接続を形成するために提供することができる。 標準的な基本端子線は、通常、６４行の無はんだ連絡点あるいは連絡点９６を有し、これらは、中央分離器９８によって均等に２つの列に分割されている。 【００６８】 本発明に従うデバイスに含めることができる端子線４４は、枠行１００に含むように変更することができる。 枠行１００は、連絡点プラグ１０２をマトリクス４２の８行毎に連絡点９６に挿入することによって形成されても良い。 連絡点プラグ１０２は、マトリクス４２のキースイッチモジュール４６の位置を選択する場合に、枠行１００の連絡点９６の使用を禁止するために利用されても良い。 連絡点プラグ１０２は、効果的に上記の使用を防止するために、汎用スチール製造ピンを丸頭で底面が平坦な形に切削することによって製造されても良い。 【００６９】 図５に示されるように、枠行１００、中央分離器９８、スペーサ１０４及びマトリクス４２のエッジは、マトリクスパッドあるいはパッド１０６の列を形成するように組み込まれても良い。 各パッド１０６は、７行５列に配置された３５の連絡点９６のグリッドを含んでいても良い。 パッド１０６は、マトリクス４２の使用可能な部分であるキースイッチモジュール４６が挿入可能な部分に配置されても良い。 【００７０】 様々な種類のマトリクスの構成を、図５に示されるマトリクス４２に置換えることができる。 ある実施形態では、各連絡点９６をマトリクススキャナ７８、パッド１０６の終端、及び基本実施形態で説明される対応する枠行１００、スペーサ１０４及び中央分離器９８を割り当てるマトリクス４２を利用することができる。 本実施形態では、観察される連絡点９６の数を増加させることで、より自由度の高いキースイッチモジュール４６の配置を提供している。 【００７１】 別の実施形態に従えば、マトリクス４２は、基本実施形態で説明される平坦な矩形構造を変更することができる。 マトリクス４２の構成には、任意の有益な構造あるい位相幾何学を組み込んでも良い。 また、マトリクス４２の構成は、連続している必要はない。 【００７２】 このように、２つ以上のマトリクスの分割領域は、キースイッチモジュールを挿入できかつ観察することができる都合のよい領域を提供するように使用されても良い。 例えば、図２１は、２つの領域に分けられたマトリクス領域２０６Ａ及び２０６Ｂを有する「両手」構成のマトリクス４２を示しており、領域の一方は左手用であり、もう一方が右手用である。 マトリクス領域２０６Ａ、２０６Ｂは、選択操作が快適となる手の配置をユーザに提供するための曲面を有している。
キースイッチモジュール４６は、これらの領域内の任意の位置に配置することができる。 【００７３】 図６は、図５で円で囲まれているマトリクスソケットの拡大図を示している。
図６に示されるように、端子線４４は、パッド１０６内の別の行と電気的に接続されるように変更することができる。 マトリクススキャナ行データ線あるいは行線１０８は、パッド１０６内の第１、第３、第５及び第７行の連絡点９６に接続することができる。 マトリクススキャナ列データ線あるいは列線１１０は、パッド１０６内の第２、第４及び第６行の連絡点９６に接続することができる。 行線１０８も列線１１０も、マトリクスパッドの先頭からは通常見えない。 図６に追加されている線図は、説明のためにある。 連絡点９６に対する行線１０８及び列線１１０に対する電気的接続は、端子線４４の裏張りを剥がすことによって、埋込金属バネクリップの背面を剥き出しにして実現する。 ジャンパ線が、図６に示されるような別の行と電気的に接続する、バネクリップの連絡点に直線はんだづけされても良い。 もちろん、目的の接続を実現する任意の別の手段を利用しても良い。 【００７４】 各パッド１０６からの行線１０８は、マトリクススキャナ７８の入力行に接続されても良い。 各パッド１０６からの列線１１０は、マトリクススキャナ７８の列入力に接続されても良い。 本実施形態で使用されるマトリクススキャナ７８は、キーボードコントローラ回路であっても良い。 このような回路は、既存のキーボードから得ることができる。 このようなキーボードの一例は、テキサス州ダラスにあるCompUSA社のリテールアウトレットで利用可能なChiconey Pro Keyboard
Part #70082がある。 【００７５】 多くの標準キーボードコントローラのように、マトリクススキャナ７８は、通常、「行」及び「列」入力を受信して、標準キーボードからのキー押下を識別する。 標準キーボードの各キーは、行及び列の両方に割り当てられていても良い。
キーの押下あるいは操作は、キーを固有に識別する割当行及び列線に接続している。 マルチプルキーは同一行線あるいは同一列線に割り当てられ、各キーが固有の行−列の組み合わせを有している。 【００７６】 本発明の実施形態で利用されるマトリクススキャナ７８は、１８列の列入力０
から１７と、８行の行入力０から７を含んでいる。 これらの入力線は、図７のテーブルに示されるように、マトリクス４２をスキャンするために再割当することができる。 テーブル内の各ボックスは、マトリクス４２のパッド１０６の位置に対応している。 【００７７】 このテーブル内のボックスは、オリジナルキー割当１１２、１６進バイトコード１１４、行入力数１１６及び列入力数１１８の示す４つの線を有している。 オリジナルキー割当１１２は、本実施形態のマトリクススキャナ７８を取り外す前に、行入力数１１６と列入力数１１８の組み合わせに関連づけられていた標準キー名のリストである。 １６進バイトコード１１４は、行入力数１１６と列入力数１１８の組み合わせに対してマトリクススキャナ７８によって生成されたバイトコードのリストである。 テーブルに示されるように、マトリクス４２の各パッド１０６は、固有の行−列構成、つまり、マトリクススキャナ７８の固有の１６進バイトコード１１４表現を有している。 この固有の１６進バイトコード１１４は、挿入されているキースイッチモジュール４６のキー押下によって操作されたパッド１０６を判定するマイクロコントローラ８０によって使用されても良い。 【００７８】 図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃは、本発明に従うキースイッチモジュール４６の構成の別の実施形態を示している。 このように、図８Ａは、キースイッチモジュール４６の分解側面図を示している。 また、図８Ｂは、キースイッチモジュール４
６の組立側面図を示している。 加えて、図８Ｃは、キースイッチモジュール４６
の分解上面図を含んでいる。 機能コンポーネントは、キーキャップ１２０、キーキャップタブ１２２、スイッチ１２４、スイッチプランジャ１２６、アライメントピン１２８、スイッチ接触リード１３０、ワイヤ１３２、ライトアングルヘッダ１３４、ヘッダピン１３６、ベース１３８、覆い１４０及び足１４２を含んでいる。 これは、本発明の実施形態に含めることができるスイッチ及びそれに関連するエレメントの実施形態のみを示していることに注意すべきである。 本明細書に含まる開示の範囲で、図８Ａ、８Ｂ及び８Ｃに示されるスイッチの様々なコンポーネントの変更あるいは交換をどのようにして行うかは当業者は理解しているであろう。 【００７９】 一実施形態に従えば、キースイッチモジュール４６は、以下のように構成することができる。 エポキシガラス合成多孔回路搭載基板、例えば、Digi-Key社の０
． １インチの穴間隔を有する基板は、「４穴×４穴」正方ベース１３８を生成するために切断することができる。 ２つのライトアングルヘッダ１３４、例えば、
Digi-Key社の０．１インチ間隔で金メッキされているヘッダは、ベース１３８とエポキシ接着されていても良い。 ヘッダは、図８Ａ及び図８Ｃに示されるように、ヘッダピン１３６をベース１３８の中央穴へ配線するようにして接着されていても良い。 【００８０】 アライメントピン１２８は、スイッチ１２４から取り外すことができる。 スイッチの一例には、イリノイ州ウォーキーガンにあるチェリー社のＭＬシリーズのノーマルオープン、ウルトラロープロファイルキースイッチがある。 スイッチ接触リード１３０は、図８Ｃに示されるように、ワイヤ１３２で、対角に配置されている２つのヘッダピンと、はんだポイント１４４Ａ及び１４４Ｂで接続されていても良い。 残りの２つのヘッダピン１３６は、スイッチ接触リード１３０と接続されていなくても良い。 むしろ、これらは、キースイッチモジュール４６がマトリクス４２に接続されている場合に外部構造サポートに含まれているほうが良い。 【００８１】 スイッチ１２４、ベース１３８及びライトアングルヘッダ１３４は、覆い１４
０の中央に挿入されていても良い。 足１４２は、構造体の下部に配置されても良い。 コンポーネントは、ヘッダピン１３６が足１４２の円状の開口の中央に配置され、かつキースイッチ１２４の先端が覆い１４０の縁よりも高くなるように配列されていても良い。 コンポーネントが一旦配列されると、覆い１４０内の残りの空間は充填されても良い。 空間を充填するために使用できる材料の一例には、
その後、硬化するエポキシがある。 そして、キーキャップ１２０は、キースイッチプランジャー内の対応する穴にキーキャップタブ１２２を挿入することによって装着することができる。 図８Ｂは、組立後のキースイッチモジュール４６の側面を示している。 【００８２】 上述したように、本発明は、所望の構成でスイッチを配置することができる。
図９は、この１構成を示している。 これによれば、図９は、３つのキースイッチモジュール４６がパッド１０６にどのように挿入されているかを示す上面図例を示している。 フットプリントサークル１４６は、キースイッチモジュール４６の配下にあるヘッダピンの概略位置を示すように図９では示されている。 【００８３】 適切なキースイッチモジュール４６の配置は、通常は、１つのパッド１０６の利用可能な連絡点９６に４つのヘッダピン１３６が完全に挿入されることを必要とする。 キースイッチモジュール４６のエッジは、枠行１００、スペーサ１０４
、中央分離器９８あるいはマトリクス４２のエッジと重なっていても良い。 図９
に示されるように、キースイッチモジュール４６のエッジに対して、別の隣接しているパッド１０６を重ねることが可能である。 【００８４】 また、１つの方向だけが示されているが、キースイッチモジュール４６は、任意の４種類の直角単位の回転角度位置でパッド１０６に挿入することもできる。
このように、キースイッチモジュール４６は、図９に示される構成に対して、その垂直軸に対して９０、１８０あるいは２７０度回転することができる。 物理的な制約は、同一パッド１０６に１つ以上のキースイッチモジュール４６が配置されないようにしている。 加えて、図９に示される実施形態の枠行１００、スペーサ１０４及び中央分離器９８は、１つのキースイッチモジュール４６が２つのパッド１０６を連結することを防止する。 【００８５】 ヘッダピン１３６の「対角」配線及びパッド１０６の「交差」配線は、パッド１０６にキースイッチモジュール４６が配置されていることを意味しているが、
キーキャップ１２０が押下されると、図６に示される行入力行１０８と図６に示される列入力行１００に接続しているパッド１０６の２つの隣接線間が接続される。 この構成は、マトリクススキャナで、マトリクス４２に適切に挿入されている任意の操作されているキースイッチモジュール４６を識別するためにパッド１
０６を使用することを可能にする。 【００８６】 図１、５、６及び９に示される上述のマトリクス４２の構成は、多くの効果をもたらす。 これらの効果には、この構成が、マトリクススキャナ７８が監視しなければならないノードを著しく少なくすることがある。 本発明のキースイッチモジュール４６の配置の柔軟性は、実際のマトリクス構成と実質的に同じにすることができる。 しかしながら、マトリクス４２を複数のパッド１０６に分割することによって、本実施形態のマトリクススキャナ７８は、２８００個のオープン連絡点９６を個別に監視するのではなく、８０の固有の位置を監視するだけで済んでしまう。 これは、より簡単なキーボードコントローラ回路を容易に使用することを可能にし、デバイスコスト及び複雑化の度合を低減することができる。 【００８７】 上述の内容に妨げられることなく、図９及び上記の説明はマトリクス４２及びキースイッチモジュール４６の一構成を示しているだけである。 説明及び図は、
他の可能なマトリクス構成を妨げるものではない。 このように、マトリクスは、
マトリクススキャナによって別々にマッピングされている各連絡点を有するマトリクスを含むことができる。 このような構成は、パッド１０６及び枠行１００の制約をなくすことができる。 本明細書に含まる開示の範囲で、マトリクス、接続及びスキャナの別の実施形態を当業者は認定することができるであろう。 【００８８】 上述したように、マトリクススキャナ７８はマトリクス４２を監視することができ、かつキー操作データをマイクロコントローラ８０へ送信することができる。 本発明で利用することができるマイクロコントローラ８０の一例には、ユタ州ソルトレーク市のシストロニックス社の高速マイクロコントローラ開発システムがある。 しかしながら、任意の適切なマイクロコントローラを利用することができる。 【００８９】 マイクロコントローラは、マイクロプロセッサを含んでいる。 本発明に従って利用することができるマイクロプロセッサの一例には、３３ＭＨｚクロックで動作するダラスセミコンダクタ社の８０Ｃ３２０がある。 もちろん、任意の適切なマイクロプロセッサを利用することができる。 【００９０】 マイクロコントローラ８０は、通常、デバイスの動作用に様々なデータを記憶するメモリを含んでいる。 このように、マイクロプロセッサは、１２８キロバイトの不揮発性ランダムアクセスメモリ８８と、オンボード入力／出力（Ｉ／Ｏ）
ピン及びプログラムローダロジックを含んでいてもよい。 電源オフ状態中は、メモリ８８は、オンボードキャパシタで維持されている。 もちろん、任意のタイプのかつ量のメモリを利用することができる。 メモリの構成及び機能は、以下で詳細に説明する。 【００９１】 図１０のブロック図は、マイクロコントローラ８０で利用可能なＩ／Ｏピンを示している。 ピンＰ１．０からＰ３．７に割当られている名前は、アペンディックスＡで示されるソースコードで使用されるピン変数名に対応している。 【００９２】 マイクロコントローラ、それに関連するマイクロプロセッサ及びメモリの機能は、ホストコンピュータによって実行されても良い。 【００９３】 図１１は、ＬＣＤ回路９０の形態の表示回路と、モード選択及びボタン制御回路９２を示す概要図を示している。 ＬＣＤ回路９０は、インタフェースを含んでいてもよい。 インタフェースの一例には、日立の４４７８０インタフェースがあり、これは、シストロニックス社の１６キャラクタＬＣＤ４８ディスプレイの２
ラインに対して構成されている。 【００９４】 モード選択及びボタン制御回路９２は、左ボタン５０、右ボタン５２、ラベルボタン５４、クリアボタン６８及びモードスイッチ５６を含んでいても良い。 ４
つのボタンは、典型的には、ノーマルオープン自己復帰型プッシュボタンである。 このようなボタンには、多くのサプライヤーの中のDigi-Key社のものが利用可能である。 【００９５】 一実施形態に従えば、モードスイッチ５６は、２極６芯ロータリスイッチである。 ３つの位置はロックアウトされている、これは、本実施形態では必要としないからである。 このようなスイッチの一例には、テキサス州のフォートワース市にあるタンディ社の子会社Radio Shackのものが利用可能である。 【００９６】 マイクロコントローラ８０は、ＬＣＤ回路９０にデータを送信することができ、かつプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）アドレスデコーダチップ１４
８によって制御されるメモリマップ化Ｉ／Ｏを介してモード選択及びボタン制御回路９２からデータを読み出すことができる。 このようなチップの一例には、シストロニックス社の部品番号ＡＴＦ１６Ｖ８ＣＺ−１５ＪＣが利用可能である。
もちろん、本明細書の任意のコンポーネントで説明されるように、これは、本発明に従って利用することができるチップのほんの一例である。 【００９７】 図１２の電気図は、本発明に従う入力デバイスに含めることができるＩ／Ｏ回路８２、８４、８６及びシステムリセット回路９４を示している。 上述したように、入力／出力回路Ａ８２は、マトリクススキャナ７８に対するデータ転送のために利用することができる。 入力／出力回路Ｂ８４は、標準キーボード７２に対するデータ転送のために含めることができる。 入力／出力回路Ｃ８６は、ホストコンピュータ７０に対するデータ転送のために採用することができる。 【００９８】 各破線ボックスには含まれてはいないが、これらの３つのＩ／Ｏ回路のそれぞれには、マイクロコントローラ８０への入力用の非逆転トランスペアレントラッチ１５０を利用することもできる。 このようなラッチの一例には、Radio Shack
社のＣＭＯＳ ７４ＨＣＴ５７３ロジックデバイスがある。 各Ｉ／Ｏ回路は、入力デバイスからクロック及びデータラインの状態を読み出すための入力バッファとして、非逆転トランスペアレントラッチ１５０を使用することができる。 【００９９】 各Ｉ／Ｏ回路は、マイクロコントローラ８０からの出力用の３相ラインドライバ１５２を使用する。 このようなドライバの一例には、Radio Shack社のＣＭＯ
Ｓ ７４ＨＣＴ２４４ロジックデバイスがある。 ３相ラインドライバ１５２は、
出力用のデジタルクロック及びデータラインロー（ロジックゼロ）を駆動するために利用することができる。 【０１００】 システムリセット回路９４は、ハウジング４０の中に収容されていて、ユーザは通常触れることができない。 リセットは、通常、メモリ初期化ルーチンを初期化するために制御ソフトウェアがマイクロコントローラ８０にロードされた後だけに使用される。 アペンディックスＡにリストされているソースコードの「システムリセット」ルーチンは、メモリ初期化ルーチンにかかる情報をより詳細に示すものである。 【０１０１】 上述のように、上述のハードウエアはマイクロコントローラ８０によって制御されても良い。 マイクロコントローラは、上述したように、メモリ８８に記憶されている制御ソフトウェアのコマンドを実行することができる。 メモリ８８は、
図１３に示されるような６４キロバイトのコードメモリ１５４のブロックと、図１４に示されるような６４キロバイトのデータメモリ１５６のブロックに分割される。 図１３を参照すると、コードメモリ１５４は、メインプログラムコード１
５８、ルックアップテーブル１６０、割込１（ＩＮＴ１）ベクトル１６２、割込０（ＩＮＴ０）ベクトル１６４、及びリセットベクトル１６６を記憶することができる。 【０１０２】 メインプログラムコード１５８は、本発明に従うデバイスを動作させるために、マイクロコントローラ８０で必要とされるすべての命令を含むことができる。
この命令は、標準キーボード７２（ＩＮＴ１を介して）及びマトリクススキャナ７８（ＩＮＴ０を介して）からデータを検索する割込サービスルーチンを含むことができる。 ルックアップテーブル１６０は、プログラム化パッド１０６に関連するデータをデータメモリ１５６から検索する制御ソフトウェアによって使用される。 ２つの割込ベクトルは、マトリクススキャナ７８上の機能あるいは標準キーボード７２のクロックラインの起動によって割込が生成されるたびに、適切な割込サービスルーチンへプログラム命令ポインタを再指定することができる。 リセットベクトル１６６は、電源ＯＮ時の制御ソフトウェアのスタートあるいはマイクロコントローラ８０のリスタートにプログラム命令ポインタを指定することができる。 【０１０３】 本発明に従って利用することができる制御ソフトウェアソースコードの実施形態の完全なリストが、アペンディックスＡで提供される。 このソースコードは、
ＢＡＳＩＣとアセンブリ言語のハイブリッドである。 ＢＡＳＩＣは、プログラムフロー制御及びストリング演算用に使用され、一方、インラインアセンブリ言語は速度変動演算用に使用される。 ソースコードは、シストロニックス社のＢＣＩ
５１（登録商標）ＰＲＯ ＢＡＳＩＣ Ｃｒｏｓｓコンパイラを使用してコンパイルされている。 コンパイル化制御ソフトウェアのコードメモリ１５４への転送の詳細は、そのＣｒｏｓｓコンパイラに関連する文献に示されている。 もちろん、コントローラで実行される機能がホストコンピュータによって達成される場合には、コントローラ、メモリ、ソフトウェア及び他の関連エレメントの説明は、
本明細書では行わない。 【０１０４】 図１４はデータメモリ１５６の割当を示すブロック図を示している。 メモリマップ化Ｉ／Ｏアドレス１６８は、データメモリ１５６の先頭４キロバイトに配置されても良く、ＬＣＤ回路９０及びモード選択及びボタン制御回路９２へアクセスするために使用することができる。 マクロバッファ１７０は、マクロが特定パッド１０６の位置に割当られるまで、ユーザによって生成されるマクロを一時的に記憶することができる。 【０１０５】 データセットラベルバンク１７２は、利用可能な４つのマトリクスデータセット１７４を識別するストリングを保持することができる。 マトリクスデータセット１７４は、４つの完全に独立したキー構成を効果的に提供することができる。
例えば、ユーザは、スプレッドシートアプリケーション用の１つのマトリクスデータセット１７４を使用することができ、かつワープロアプリケーション用の別のマトリクスデータセット１７４へ変更することができる。 【０１０６】 ４つのマトリクスデータセット１７４のそれぞれは、マトリクス４２の各パッド１０６用の１２６バイトの記憶領域を提供できる。 ユーザは、ある時点のマトリクスデータセット１７４の１つを使用することができ、かつ図１及び図１１に示されるように、左ボタン５０及び右ボタン５２を使用して、これらのマトリクスデータセットを変更することができる。 キーボードバッファ１７６、マトリクスバッファ１７８及び第２バッファ１８０は標準キーボード７２のデータ及びマトリクススキャナ７８のデータを記憶し、ホストコンピュータ７０へ転送するための２５６バイトの循環バッファを提供できる。 下位１６キロバイトは、制御ソフトウェアで定義される変数用に予約しておくことができる。 【０１０７】 図１５〜図１９に示されるフロー図は、本実施形態のマイクロコントローラ８
０の制御ソフトウェア動作の概要例を示している。 これらのフロー図は、本発明の一実施形態の理解をより良く伝えるために必要な機能のみを示していることに注意すべきである。 アペンディックスＡで示されるフルソースコード記述は、これらの機能を実行する一実施形態に従う制御ソフトウェア動作の詳細を示している。 図１５〜図１９に示されるフロー図では、ソースコードに含まれるソフトウェア機能は説明されていないが、データコリジョン検出、キャプスロック、ナムロック及びスクロールロックのようなキーボード状態表示動作、データ記憶アドレス演算、及びメモリコード化及び記憶スキームを含んでいる。 【０１０８】 図１５のフロー図は、マイクロコントローラ８０のスタートアップ処理を示している。 電源ＯＮになると、マイクロコントローラ８０は、システム変数１８２
を定義し、ディスプレイ４８及びＩ／Ｏポートを含むシステム設定１８４を初期化し、割込１８０をイネーブルにする。 次に、マイクロコントローラは、モードスイッチ５６によって指示されるプログラムモード１８８を読み出す。 マイクロコントローラ８０は、図１７に示される実行モード１９２、図１８に示されるキーモード１９４、図１９に示されるマクロモード１９６の３つのモードの１つにソフトウェアルーチンへ分岐する。 【０１０９】 ２つの割込（ＩＮＴ０及びＩＮＴ１）は、本発明に従って利用することができる。 このようにして、ＩＮＴ０は、マトリクススキャナ７８のクロックラインへ接続されても良い。 加えて、ＩＮＴ１は、標準キーボード７２のクロックラインへ接続されても良い。 クロックライン上のエッジへの接触によって、データトラフィックがマトリクススキャナ７８あるいは標準キーボード７２から送信される場合、メインプログラムの実行は一時停止されても良いが、一方で、プログラムは、割込を処理するための割込サービスルーチンのコールへジャンプする。 【０１１０】 図１６に示されるフロー図は、割込サービスルーチンあるいはＩＳＲ１９０中に実行される処理の実施形態を示している。 ＩＳＲ１９０がコールされる毎に、
データトラフィックから別のビットが取得され、一時変数に記憶される。 データの全バイトが一旦受信されると、その値は一時変数から適切な循環バッファの末尾に転送され、一時変数はクリアされる。 ＩＮＴ０によってキャプチャされるデータは、マトリクスバッファ１７８に転送される。 一方、ＩＮＴ１によってキャプチャされるデータは、キーボードバッファ１７６へ転送される。 【０１１１】 図１７に示されるフロー図は、実行モード１９２中のマイクロコントローラ８
０の動作の実施形態を示している。 実行モード１９２は、デバイス用の機能モードである。 フロー図に示されるように、マイクロコントローラ８０は、実行モードルーチンを介して、マトリクスバッファ１７８、キーボードバッファ１７６及び送信バッファ１８０の内容をチェックするループを繰り返している。 ループ処理中に、ユーザがマトリクス４２上のキースイッチモジュール４６を操作する場合、マトリクススキャナ７８は対応するバイトをマイクロコントローラ８０へ送信し、ＩＮＴ０を起動し、かつ実行モードのループの実行を一時停止する。 ＩＳ
Ｒ１９０がバイトを受信して、マトリクスバッファ１７８の末尾へそれを追加すると、マイクロコントローラ８０は、通常のプログラムの実行を再開する。 このようにして、データは、循環マトリクスバッファ１７８の末尾へ追加される。 【０１１２】 マイクロコントローラ８０がマトリクスバッファ１７８に新規のバイトを連続して検出した場合、シングルキーデータあるいはマクロデータのような予め記憶された入力機能を送信バッファ１８０へ転送する。 この入力機能は、メモリ８８
からフェッチされ、アクティブマトリクスデータセット１７４と、新規に追加されたバイトによって識別されるパッド１０６の両方によって判定される。 マトリクスバッファ１７８の処理後、マイクロコントローラ８０は、キーボードバッファ１７２の動作と同様の動作を実行する。 しかしながら、マトリクスバッファ１
７８のデータに適用される変換処理とは異なり、キーボードバッファ１７２のデータは、送信バッファ１８０へ直接供給される。 【０１１３】 マイクロコントローラ８０は、次に、送信バッファ１８０の内容を検証する。
次に、マイクロコントローラは、新規に追加されたデータをマトリクスバッファ１７８及びキーボードバッファ１７２の少なくとも一方からホストコンピュータ７０へ転送する。 そして、マイクロコントローラ８０は、ボタン押下あるいはループを再開始する前にモード変更をチェックする。 【０１１４】 上述の割込サービスルーチン１９０と３つの循環バッファを使用することで、
本発明と、標準キーボード７２との同時使用が可能になる。 いくつかの周知のキーボードウェッジデバイスに対しては、標準キーボード７２上のキーの押下保持状態は、標準キーボードがデータ送信を停止するまで、即ち、キーが離されるまで、第２デバイスによって送信されるデータをブロックする。 割込及び循環バッファを適用することによって、標準キーボード７２及びマトリクススキャナ７８
の両方のデータトラフィックが検出され、キャプチャされ、マルチプレクスされ、そして、ホストコンピュータ７０へ効果的に送信される。 【０１１５】 図１８に示されるフロー図は、キーモード１９４中のマイクロコントローラ８
０の動作を示している。 キーモード１９４は、マトリクス４２に挿入されたキースイッチモジュール４６を標準キーボードのように動作させることをユーザにプログラムさせることを可能にする、デバイス用プログラミングモードである。 例えば、キーモード１９４中では、ユーザは、キースイッチモジュール４６を標準キーボード７２の「Ｑ」キーとしてプログラムすることができる。 【０１１６】 実行モード１９２への復帰後、プログラム化キースイッチモジュール４６は、
標準「Ｑ」キーの電気的な動作を模倣する。 キースイッチモジュール４６の押下は、ホストコンピュータ７０への送信対象の「Ｑキー生成コード」を生成する。
短時間が経過すると、キースイッチモジュール４６の押下の保持は、送信対象の「生成コード」の生成を繰り返し、標準キーボード７２のキー反復特性を繰り返す。 キースイッチモジュール４６が離されると、「Ｑキー解除コード」がホストコンピュータ７０へ送信される。 ホストコンピュータ７０は、送信されたキー入力機能が標準キーボード７２によって生成されていないことを検出することはない。 【０１１７】 キーモード１９４の動作は、実行モード１９２の動作と多くの類似性がある。
しかしながら、主要な違いとしては、キーモード１９４中は、送信バッファ１８
０あるいはホストコンピュータ７０に通常データは送信されない。 図１８のフローチャートで示されるように、キーモードループ中は、マイクロコントローラ８
０は、標準キーボード７２によって送信されるデータトラフィックを監視し、かつ直前に送信されたキーの値を保持することができる。 キースイッチモジュール４６が一旦押下され、マトリクスバッファ１７８内に発生する新規のデータによって指示されると、標準キーボード７２によって直前に送信されたキーの値は、
キースイッチモジュール４６が配置されているパッド１０６に対するカレントマトリクスデータセット１７４のメモリ位置に記憶される。 直前に送信されたキーの値及び割当られたパッド位置はディスプレイ４８に表示されても良い。 【０１１８】 図１９に示されるフロー図は、マクロモード１９６中のマイクロコントローラ８０の動作の実施形態を示している。 キーモード１９４と同様に、マクロモード１９６はデバイス用のプログラミングモードである。 しかしながら、マクロモード１９６は、キースイッチモジュール４６にキーマクロを割り当てることをユーザに可能にする。 マクロは、複数のキー押下のシーケンス及び他のコンピュータ入力デバイスの入力シーケンスの少なくとも一方を含むことができ、この他のコンピュータ入力デバイスには、例えば、マウス、ジョイスティック、トラックボール、ゲームコントローラあるいはそれ以外の入力デバイスがある。 キー割当とマクロ割当の違いは、実行モード１９２へ復帰後は、キースイッチモジュール４
６は、標準キーボード７２の複数の連続キー押下あるいは任意の他の入力デバイスの他の入力を模倣するマクロにプログラムされていることである。 【０１１９】 一例に従えば、シングルキーとは違って、マクロは、「ドッグ（ｄｏｇ）」のようなキーストリングを含むことができる。 また、マクロは、「Ｃｔｒｌ」＋「
Ｓ」のキーの組み合わせのような共通制御キーシーケンスを初期化することができる。 任意のストリングの入力もマクロに含めることができる。 このようなマクロは、多くのコンピュータアプリケーションで共通して使用されていることがわかる。 【０１２０】 ４つのマトリクスデータセット１７４のそれぞれにおいて、マトリクス４２の各パッド１０６は、マクロシーケンスに対して割当られる１２６バイト長以上のメモリを割り当てることができる。 実行モード１９２中は、マクロでプログラムされたキースイッチモジュール４６は、押下時に記憶されたキーシーケンスを送信する。 通常は、キースイッチモジュール４６が離された場合には何も送信されない。 【０１２１】 図１９のフローチャートに示されるように、マクロモード１９６中は、マイクロコントローラ８０は、キーボードバッファ１７６を介して標準キーボード７２
からのデータトラフィックを監視し、記憶することができる。 マイクロコントローラ８０は、キースイッチモジュール４６が押下されるあるいはマクロが長くなりすぎるまでキーボードトラフィックを記録されているマクロに追加し続ける。
キースイッチモジュール４６が一旦押下されると、マトリクスバッファに発生する新規のデータによって指示されると、記録されたマクロの値が、キースイッチモジュール４６が配置されているパッド１０６に対するカレントマトリクスデータセット１７４のメモリ位置に記憶される。 記録されているマクロをユーザが監視することを容易にするために、標準キーボード７２からのデータトラフィックは、マクロモード１９６中は、ホストコンピュータ７０へ送信される。 【０１２２】 本発明に従うデバイスを動作させるために、デバイスは、図３に示されるように、ホストコンピュータ７０とキーボード７２に接続される。 この説明は、特に、図１及び２に示される実施形態に適用している。 ユーザは、図１に示されるように、マトリクス４２上に１つ以上のキースイッチモジュール４６を所望のレイアウトで配置することができる。 【０１２３】 ユーザがキースイッチモジュール４６が挿入されたパッド１０６に対して所望の入力機能をプログラムしていると仮定すると、デバイスは、図２０Ａに示される「実行」を指しているモードスイッチ５６によって、実行モード１９２に設定される。 実行モード１９２中は、ディスプレイ４８の第１ディスプレイライン１
９８は、マトリクスデータセット番号あるいはセット番号２０２及びマトリクスデータセットラベルあるいはセットラベル２０４を含んでいる。 セット番号２０
２は、１から４の番号が付けられ、現在選択されているマトリクスデータセット１７４と通信する。 セットラベル２０４は、カレントマトリクスデータセット１
７４の名前を識別するユーザ定義ストリグである。 カレントセットレベル２０４
を変更するためには、ユーザは、ラベルボタン５４を押下し、標準キーボード７
２の文字及び数字キーを使用して新規のセットラベル２０４をタイプし、そして、標準キーボード７２上の「Ｅｎｔｅｒ」キーを押下することによって、この変更を受け入れる。 【０１２４】 実行モード１９２中は、ユーザは、左ボタン５０と右ボタン５２を使用して、
次のあるいは直前のマトリクスデータセット１７４へ変更することができる。 データセット１７４を変更する機能は、ユーザに、各アプリケーション及びキースイッチモジュール４６のレイアウトに対して入力機能を別々に割り当て、記憶し、使用することを可能にする。 【０１２５】 更に、実行モード中では、標準キーボード７２のデータトラフィックは、デバイスを介してホストコンピュータ７０へ転送される。 ユーザは、通常の方法で、
標準キーボード７２を使用することできる。 ユーザは、コンピュータ入力機能に対してプログラムされたキースイッチモジュール４６を使用することもできる。 【０１２６】 キースイッチモジュール４６の押下によって、シングルキーあるいは複数の動作のアクションあるいはマクロかどうかを示す対応するパッド１０６の位置のプログラム化機能をホストコンピュータ７０へ送信する。 カレントマトリクスデータセット１７４に対してプログラムされていないキースイッチモジュール４６の押下では、何も生じない。 換言すれば、ホストコンピュータ７０にデータは送信されない。 本発明は、標準キーボード７２の使い勝手を維持しながら、プログラム可能な動的コンピュータ入力デバイスの機能をユーザに追加させることを可能にする。 【０１２７】 現在選択されているマトリクスデータセット１７４に対し、ユーザがキーモード１９４あるいはマクロモード１９６のどちらも既に使用していない場合、既存の入力機能の割当を上書きするあるいは新規の割当を生成することができる。 先に説明したように、キーモード１９４は、キースイッチモジュール４６のパッド１０６にシングルキーの機能を割り当てることができる。 マクロモード１９６は、キーマクロをキースイッチモジュール４６のパッド１０６に割り当てることができる。 【０１２８】 デバイスは、図２０Ｂに示されるモードスイッチ５６を「キー」にすることで、キーモード１９４に設定することができる。 キーモード１９４中は、ディスプレイ４８は、デバイスの現在のプログラム状態を示す表示に変更する。 どのような場合でも、第１ディスプレイライン１９８は、ユーザが押下した標準キーボード７２の直前のキーを示すことができる。 第２ディスプレイライン２００は、標準キーボード７２から検出された直前のキーに割り当てられたパッド１０６の位置を示すことができる。 【０１２９】 パッド１０６の位置は、アルファニューメリックグリッドで識別することができる。 換言すれば、マトリクス４２の列は、ＡからＪのラベルがなされ、一方、
行は、１から８のラベルがなされている。 キー機能を割り当てるために、ユーザは、通常、キースイッチモジュール４６が所望のパッド１０６内に配置されていることを確定する。 次に、割当対象のキーが標準キーボード７２あるいは他の入力デバイス上で押下される。 そして、キースイッチモジュール４６が、検出されたキー機能と対応するパッド１０６をバインドするために押下される。 【０１３０】 一例に従えば、ユーザは、キーボード上の「Ｑ」キーの押下を、位置Ａ５に配置されているパッド１０６に挿入されたキースイッチモジュール４６の機能として割り当てようとしているとする。 まず、ユーザは、キーモードスイッチ５６でデバイスをキーモード１９４に設定する。 次に、ユーザは、キースイッチモジュール４６を所望のパッド１０６に挿入する。 次に、ユーザは、標準キーボード７
２上の「Ｑ」キーを押下する。 このキー押下はデバイスによって検出され、第１
ディスプレイライン１９８に示される。 次に、ユーザは、キースイッチモジュール４６を押下して、対応するパッド１０６へのバインド対象のキー機能を生成する。 割り当てられたパッド１０６の位置は、第２ディスプレイライン２００に示される。 この処理は、所望のキースイッチモジュール４６のすべてがプログラムされるまで繰り返すことができる。 【０１３１】 デバイスは、図２０Ｃに示されるように、モードスイッチ５６を「マクロ」にすることによってマクロモード１９６に設定することができる。 マクロモード１
９６は、標準キーボード７２で直前に押下されたキー及び任意のコンピュータ入力デバイスからの入力の少なくとも一方、１つ以上のキー押下のシーケンスあるいはマトリクス４２のシングルパッド１０６に記録され、かつ割り当てられた他の入力を記憶する以外は、キーモード１９４に類似している。 【０１３２】 マクロモード１９６中は、ディスプレイ４８は、デバイスの現在のプログラミング状態を示すための表示に変更する。 第１ディスプレイライン１９８及び第２
ディスプレイライン２００は、カレントマクロに対して記録された現在のデータバイト数を示すことができる。 本実施形態のマクロを記録するために、ユーザは、標準キーボード７２上の所望のシーケンスでキーをタイプすることができる。
本発明の入力デバイス、図１４に示される実施形態では、マクロが最大長に達するまで、マクロバッファ１７０にこれらのキーシーケンスを記録することができる。 最大長に達したら、デバイスは、更なる記録の追加を終了する。 最大長は、
実施形態に応じて変更することができる。 【０１３３】 マクロが一旦記録されると、ユーザは、マクロを対応するパッド１０６に割り当てるために、所望のキースイッチモジュール４６を押下する。 第２ディスプレイライン２００は、マクロで割り当てられたパッド１０６の位置を示すために変更する。 マクロが一旦割り当てられると、ユーザは、他のマクロを記録し続けることができる、あるいはデバイスを実行モード１９２へ復帰させることができる。 【０１３４】 実行モード１９２中では、選択されたマトリクスデータセット１７４を、クリアボタン６８を使用して消去することができる。 クリアボタン６８が押下されると、ディスプレイ４８は、図２０Ｄに示されるように、誤消去を防止するための確認メッセージを表示する。 図示の実施形態の右ボタン５２で「ＮＯ」を選択すると、消去コマンドをスキップして、実行モード１９２へ復帰する。 図示の左ボタン５０で「ＹＥＳ」ボタンを選択すると、消去コマンドを確認して、任意の入力機能を消去することができる、この任意の入力機能とは、選択されたマトリクスデータセット１７４用にパッド１０６に割り当てられた１つの機能あるいは機能群のマクロのいずれかである。 マトリクスデータセットラベル２０４は、「空（Empty）」に変更されても良い。 次に、デバイスは、実行モード１９２に復帰しても良い。 マトリクスデータセット１７４の消去は、ユーザに、必要に応じてデバイスを容易にかつ効果的に再プログラムさせることを可能にする。 【０１３５】 本発明に適用することができるキースイッチモジュール４６を識別するあるいはプログラムするための様々な方法が存在している。 例えば、キースイッチモジュール４６は、図２２に示されるような外部接続ワイヤ２０８に接続されていても良い。 キースイッチモジュールをプログラムするために、外部接続ワイヤ２０
８は、特定キーあるいはマクロを示す入力機能ポスト２１０に移動可能に接続されても良い。 この実施形態に従えば、マトリクス４２自身はスキャンされる必要はない。 むしろ、マトリクスは、キースイッチモジュール４６を保持するための機械的プラットホームとして使用されても良い。 入力機能ポストだけは、キースイッチモジュール４６の動作の検出を監視するために必要である。 【０１３６】 別の潜在的なマトリクススイッチの設計の組み合わせには、共通マトリクスバスに送信される個々のネットワーク識別子を含むキースイッチモジュール４６を生成することが含まれる。 これは、キースイッチモジュール４６に、マトリクス４２内の自身の位置ではなく自身を識別させることを可能にする。 この構成は、
電気的なバス管理監視回路に置き換わることによって通常のマトリクススキャナを省略することができる。 【０１３７】 別の実施形態に従えば、ルックアップテーブル１６０とマトリクスデータセット１７４は、ホストコンピュータ７０へ移動する。 この実施形態では、ホストコンピュータ７０は、スイッチ操作に応答してデバイスから静的な機能を受信した後に、個々のマトリクス位置のプログラマブル機能を割り当てるタスクを想定する。 標準キーボードの特定キーへ機能を再割当するためにホストコンピュータを使用することは、従来より周知である。 この実施形態はホストコンピュータ７０
の変更、例えば、キーマップ構成の変更を必要とするが、これは、本発明のハードウエア及びソフトウェアの設計の複雑化を減らすものである。 【０１３８】 ホストコンピュータ７０は、本発明に対するキーマップ構成の割当、記憶及び転送するための手段を提供することもできる。 本発明は標準キーボード７２を使用するデバイスのプログラミング手段を含んでいるが、このプログラミング方法は、ユーザに特定キー位置に対する機能を選択させることを可能にするホストコンピュータ上で動作するソフトウェアが増えるあるいは置き換わることになる。
この情報は、本発明に従うデバイスに転送される。 転送は、例えば、シリアル、
パラレル、ＵＳＢ、ＩＲあるいは他の接続を使用する任意の手段によって達成することができる。 【０１３９】 本発明は、電源が投入されていない場合に接続や動作を維持することを標準キーボード７２や他の入力デバイスに可能にするバイパス回路を含めることができる。 図２５は、本発明で利用することができるバイパス回路２１４の一実施形態を示している。 もちろん、本発明の回路がキーボードとホストコンピュータ間に接続されてない場合には、このような回路は必要ない。 【０１４０】 バイパス回路なしでは、キーボードトラフィックは、例えば、本発明に従うデバイスの電源が遮断されている場合にはホストコンピュータ７０に転送されない。 図２５に示される本実施形態のバイパス回路２１４は、デバイスの電源が遮断される場合に自動的に標準キーボード７２とホストコンピュータ７０を直接接続するための４つのリードリレー２１６を含んでいる。 電源がＯＮされる場合、リードリレー２１６は、基本実施形態で接続されるようなＩ／Ｏ回路に標準キーボード７２とホストコンピュータ７０を再接続する。 【０１４１】 図２７は、システムのエレメント間が無線接続となっている本発明の実施形態のシステムを示している。 これによれば、図２７は、例えば、周波数及び赤外線通信の少なくとも一方の無線通信技術を利用して、操作状態を受信ユニット２２
８へ送信する複数のスイッチ２２６を示している。 任意の無線通信プロトコルを利用することができる。 【０１４２】 無線スイッチ２２６に含まれる取付可能な裏材は、ユーザに、個々のスイッチを様々な都合の良い位置へ移動可能あるいは固定させることを可能にする。 任意の取付け可能な裏材を利用することができる。 これらには、１つ以上の接着剤、
吸着剤あるいは磁石を利用することができる。 少なくとも１つのスイッチはモニタ２３０の表面に取りつけ可能であり、コンピュータの場合には、ホストコンピュータ７０、デスクあるいは別の作業領域２３２、標準キーボード７２を含むコンピュータキーボード、スイッチトレイあるいはプラットホーム２３４、椅子（
不図示）、コンピュータマウス２３６及びプリンタ（不図示）の表面が含まれる。 それ以外の任意の面も利用することができる。 【０１４３】 本明細書に含まれる開示では、本発明は、様々な用途のコンピュータ入力デバイスに対する要求を満足する。 加えて、各キーの動的配置によって、本発明は標準インタフェースプロトコルを使用することができ、これによって、ホストコンピュータに特別なソフトウェアドライバをインストールする必要がなくなる。 また、デバイスは標準入力デバイスとの協調操作ができるので、ユーザは通常の方法でこれらの標準デバイスを使用し続けることができる。 【０１４４】 本発明の上述の説明は、本発明を図示し説明するものである。 加えて、この開示は、本発明の特定実施形態を示しかつ説明するものであるばかりか、上述したように、本明細書で説明される発明の概念の範囲内で、かつ上述の技術の示唆、
関連する当業者及び知識の少なくとも一方と同等の概念の範囲内で、様々な組み合わせ、変形、及び環境で本発明を使用するすることができることが理解されるべきである。 上述の実施形態は、更に、本発明の実現を把握する最良形態を説明することを意図するものであり、本発明の特定用途あるいは使用で必要とされる他の実施形態及びそれらの様々な変形で本発明を利用することを当業者に可能にすることを意図するものである。 従って、この説明は、本発明を本明細書で開示される内容に限定することを意図するものではない。 また、請求項は別の実施形態を含むように説明されていることを意図しているものである。 【０１４５】 アペンディックスＡ 【０１４６】 【０１４７】 【０１４８】 【０１４９】 【０１５０】 【０１５１】 【０１５２】 【０１５３】 【０１５４】 【０１５５】 【０１５６】 【０１５７】 【０１５８】 【０１５９】 【０１６０】 【０１６１】 【０１６２】 【０１６３】 【０１６４】 【０１６５】 【０１６６】 【０１６７】 【０１６８】 【０１６９】 【０１７０】 【０１７１】 【０１７２】 【０１７３】 【０１７４】 【０１７５】 【０１７６】 【０１７７】 【０１７８】 【０１７９】 【０１８０】 【０１８１】 【０１８２】 【０１８３】 【０１８４】 【０１８５】 【０１８６】 【０１８７】 【０１８８】 【０１８９】 【０１９０】 【０１９１】 【０１９２】 【０１９３】 【０１９４】 【０１９５】 【０１９６】 【０１９７】 【０１９８】 【０１９９】 【０２００】 【０２０１】 【０２０２】 【０２０３】 【０２０４】 【０２０５】 【０２０６】 【０２０７】 【０２０８】 【０２０９】 【０２１０】 【０２１１】 【０２１２】 【０２１３】 【０２１４】 【０２１５】 【０２１６】 【０２１７】 【０２１８】 【０２１９】 【０２２０】 【０２２１】 【０２２２】 【０２２３】 【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明に従う実施形態のプログラマブルコンピュータ入力デバイスの概要を示す図である。 【図２】 図１に示される本発明の実施形態に含まれる接続及び制御配置の背面図である。 【図３】 本発明に従う実施形態のシステムを示す図である。 【図４】 本発明に従う実施形態のプログラマブルコンピュータ入力デバイスに含まれる機能コンポーネントを示すブロック図である。 【図５】 マトリクス接続を含む本発明に従う実施形態のアタッチメント面の上面図である。 【図６】 マトリクス接続が含まれる電気的接続の実施形態を示す図５に示されるアタッチメント面の実施形態の一部の拡大図を示している。 【図７】 本発明に従う実施形態のマトリクスバッド群に対するマトリクススキャナ行列の配置を示すテーブルを示す図である。 【図８Ａ】 本発明に従う実施形態のキースイッチモジュールコンポーネントの展開側面図である。 【図８Ｂ】 本発明に従う実施形態の組立キースイッチモジュールの側面図である。 【図８Ｃ】 本発明に従う実施形態のキースイッチモジュールの上面図である。 【図９】 様々な方法で個々のキースイッチモジュールがマトリクスに配置できることを示すマトリクスソケットを含む実施形態のアタッチメント面に関係する、本発明の実施形態に従う３つのキースイッチモジュールの上面図である。 【図１０】 本発明に従って利用できる実施形態のマイクロコントローラ開発ボードの入力及び出力の詳細例を示すブロック図である。 【図１１】 本発明に従う実施形態の液晶ディスプレイ及びモード選択及びボタン制御回路用入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路の実施形態を示す電気的概要図である。 【図１２】 本発明に従う実施形態のホストコンピュータ、マトリクススキャナ、標準キーボード及びマイクロプロセッサ間のＩ／Ｏ回路、システムリセット回路を示す電気的概要図である。 【図１３】 本発明に従う実施形態のデータメモリ割当マップを示すブロック図である。 【図１４】 本発明に従う実施形態のコードメモリ割当マップを示すブロック図である。 【図１５】 本発明に従う実施形態のプログラムスタートアッププロセスの概要を示すフローチャートである。 【図１６】 本発明に従う実施形態のプログラム割込サービスルーチンの概要を示すフローチャートである。 【図１７】 本発明に従う実施形態のプログラム実行モードルーチンの概要を示すフローチャートである。 【図１８】 本発明に従う実施形態のプログラムキーモードルーチンの概要を示すフローチャートである。 【図１９】 本発明に従う実施形態のプログラムマクロモードルーチンの概要を示すフローチャートである。 【図２０Ａ】 本発明に従う実行モード中に表示される実施形態のディスプレイ、３つの制御ボタン及びモード選択スイッチを示す本発明に従う入力デバイスの一部の上面拡大図である。 【図２０Ｂ】 本発明に従うキーモード中に表示される実施形態のディスプレイ、３つの制御ボタン及びモード選択スイッチを示す図２０Ａに示される入力デバイスの一部の上面拡大図である。 【図２０Ｃ】 本発明に従うマクロモード中に表示される実施形態のディスプレイ、３つの制御ボタン及びモード選択スイッチを示す図２０Ａに示される入力デバイスの一部の上面拡大図である。 【図２０Ｄ】 本発明に従うクリアラベルモード中に表示される実施形態のディスプレイ、３
つの制御ボタン及びモード選択スイッチを示す図２０Ａに示される入力デバイスの一部の上面拡大図である。 【図２１】 本発明に従って別々の領域に配置されているマトリクスソケットを含む、非連続、曲面、両手用アタッチメント面を含む本発明の実施形態の外観図である。 【図２２】 入力機能ポスト及び外部接続線を含むマトリクススキャナを含む本発明の別の実施形態の上面図である。 【図２３】 本発明に従う実施形態のキーボードハウジングに収納されているマトリクスソケットを含む本発明の実施形態の上面図である。 【図２４】 本発明に従う実施形態のゲームコントローラに収納されているマトリクスソケットを含む本発明の実施形態の上面図である。 【図２５】 本発明に従う入力デバイスが電源ＯＦＦされているあるいは電源と接続されていない場合に、キーボードトラフィックをホストコンピュータへ転送することを可能にするデバイスバイパス回路の実施形態の概要図である。 【図２６】 デバイスに搭載されているオーバレイカードの実施形態を含む本発明の実施形態に従う入力デバイスの実施形態の外観図である。 【図２７】 システムのエレメント間の無線通信を含む本発明に従うシステムの実施形態の外観図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C001 CA01 CA02 CA03 CB01 CC01 5B020 CC02 DD02 DD11 KK14 5G006 AZ02 LC02 LC04 5G052 AA14 AA35 BB01 HA02 HA22 HC03 HD01 |
