Modular portable computer having an inductive coupled keyboard

申请号 JP50817696 申请日 1995-08-17 公开(公告)号 JPH10506731A 公开(公告)日 1998-06-30
申请人 エロネックス・テクノロジーズ・インコーポレーテッド; 发明人 キキニス、ダン;
摘要 (57)【要約】 モジュラーコンピュータは、CPUモジュール(66)、電 力 モジュール(85)およびフロッピーおよびハードディスク装置のような周辺機能モジュール(61)を受けるモジュールベイ(19,21,23,25)を備えたフレームワーク(11)を有している。 フレームワークは、モジュールベイ(19,21,23,25)のいずれか1つ中にプラグ接続されることのできる内蔵圧縮バス(89)および種々の機能モジュール(61)を有している。 機能モジュールは、CPUモジュール(66)、電力モジュール(85)、フロッピーディスク、ハードディスク、RAMメモリ、LAN通信モジュール、モデム、FAX通信モジュール、およびデータ獲得モジュールを含むことができるがそれに限定されるものではない。 いくつかの実施形態において、音声、キーボード(17)、およびペンパッドのような分離した入力手段と通信する機能モジュールが設けられている。 1つの観点からみると、モジュールベイ(19,21,23,25)および機能モジュール(61)は、米国のICメモリ・カード推進団体の寸法および接続の標準規格にしたがって構成されている。 別の観点からみると、モジュラーポータブルコンピュータは、磁気誘導によってキーストローク 信号 を送信するシステム(図31)を備えたフレキシブルで巻取り可能なキーボード(1011)を有している。
权利要求
  • 【特許請求の範囲】 1. モジュラーコンピュータの素子を支持して収容する支持構造と、 共通の平面に構成されており、支持構造の少なくとも1つのエッジに対して開放しており、機能モジュールを結合するように構成されている複数のモジュールベイと、 機能モジュールの第2の電気コネクタと結合するための各モジュールベイの内部端部における第1の多ピン電気コネクタと、 モジュールベイにおいて電気コネクタのそれぞれに接続された内部バスと、 表示装置と、 少なくとも1層の巻取り可能なフレキシブルな材料から構成され、少なくとも1つのフレキシブルな層上に形成された複数のフレキシブルなキーと、それらフレキシブルなキーの下に位置する複数のセンサと、前記複数のセンサに接触するフレキシブルな導体と、およびフレキシブルなキーボードからの電気信号に関する情報を通信する通信システムを含んでいるフレキシブルなキーボードとを具備し、 キーボードは、磁界発生手段によって生成された変化磁界によってデジタル走査コードを送信するマイクロプロセッサベースの制御手段を具備していることを特徴とするモジュラーコンピュータ。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】 誘導性結合されたキーボードを有するモジュラーポータブルコンピュータ 発明の分野 本発明はポータブルコンピュータシステムの分野に関し、特にノートブック、 サブノートブック、およびパームトップコンピュータとして知られているポータブルコンピュータに関する。 関連文献の相互参照 本出願は、放棄された本出願人の別出願07/905,480号明細書の継続出願である別出願08/097,946号明細書の一部継続出願である。 本出願はまた、本出願人の別出願08/031,805号明細書の一部継続出願である。 さらに本出願は、米国特許第5, 220,521号明細書に記載されたものを全て含んでいる。 発明の背景 ポータブルコンピュータは、旅行中や仕事上で使用する必要のあるコンピュータユーザーの間でよく知られており、コンピュータ市場ではポータブルコンピュータのバージョンがさらに小型化する傾向がある。 それらはラップトップよりも小型で軽量であり、したがってより可搬性が高い。 しかしながら、小型かつ軽量なポータブルコンピュータへの進化には問題がないわけではない。 その1つとして、小型のポータブルコンピュータはバッテリパックのスペースが小さいことであり、これは一般に再充電するまでの利用可能な期間が短いということである。 小型化に関するもう1つの問題は、多くの用途に対応させることが難しいということである。 小型化とは、周辺装置やオプションにおける広い選択の範囲を提供する余地を狭めること意味する。 さらに別の問題は、アドレスおよびデータバイトサイズに関連している。 これまでに開発されたコンピュータは、32ビットアドレスおよび32ビットデータワードが可能である。 しかしながら32ビットコンピュータには典型的にアクティブ信号がほぼ 100個であるバス構造が必要であり、それはピンの数が多く、非常に高い装置および素子密度であることである。 小型コンピュータでは、このような高密度のために熱放散に関する問題のような別の問題が多数発生する。 これらは、 ポータブルコンピュータを設計および開発する中で生じる多数の問題の少数のものである。 新しい設計のポータブルコンピュータが必要とされているが、これはピンの数が最小の32ビット能を可能にし、例えば単一の32ビット構造でアドレスおよびデータの多重化を使用し、かつ電力(したがってバッファ)要求を最小にするためにこれまで開発された技術だけを使用するバス構造をベースとしたものであり、それはまた熱問題や装置の複雑性および密度問題を最小にする。 また、CPU 、電力パックおよび種々の知られている周辺装置類全部を含むほとんど全ての素子をモジュラーおよび“プラグ・イン”式にすることによって、モジュラリティを新しいレベルに引上げる必要がある。 発明の要約 本発明の1実施形態において、モジュラーコンピュータの素子を支持し収容する支持構造と、共通の平面に構成されており、支持構造の少なくとも1つのエッジに対して開放されており、機能モジュールを結合するように構成されている複数のモジュールベイと、機能モジュールの第2の電気コネクタと結合するための各モジュールベイの内部端部における第1の多ピン電気コネクタと、モジュールベイにおいて電気コネクタのそれぞれに接続された内部バスとを具備しているモジュラーコンピュータが提供される。 表示装置およびモジュラーコンピュータにユーザー入力を提供する実質的に平坦な入力手段も存在し、この入力手段はモジュールベイの平面と実質的に同一平面でありかつその上に重なった支持構造に結合されている。 各モジュールベイは、結合動作においてモジュールを案内する案内手段と、結合されたときにモジュールを保持する保持手段と、結合されたモジュールを解放するユーザーの操作可能な解除手段とを具備している。 好ましい実施形態において、モジュールベイは、米国のICメモリ・カード推進団体(Perso nal Computer Memory Card International Associaction)の標準規格のタイプI ,IIおよびIIIの1つにしたがって機能モジュールを結合するために構成されている。 好ましい1実施形態において、入力手段はキーボードであり、表示装置は、支持構造にヒンジによって結合され、また保管および移送のためにキーボードの上に蓋をすることのできるフラットパネル表示装置である。 広範囲の機能を提供する機能モジュールが設けられている。 1つのモジュールはCPUを含み、CPUのタイプおよびパワーにおけるフレキシビリティ、およびアップグレード能力を提供する。 CPUモジュールはまたランダムアクセスメモリおよびビデオ表示制御装置を含んでいる。 入力におけるフレキシビリティを高める機能モジュールも設けられている。 フルサイズキーボードまたはペン・ベース入力タブレットのような分離した入力装置が、この分離した入力装置から信号を受信して、内部バスに信号を供給する適切なモジュールにより使用されてもよい。 人間のスピーチを認識する音声入力用の入力モジュールもまた設けられている。 その他の機能モジュールには、ファックスモデム、電話モデム、フロッピー駆動装置、ハードディスク駆動装置、LAN通信モジュールおよびデータ獲得モジュールが含まれる。 図面の簡単な説明 図1Aは、本発明の1実施形態によるモジュラーノートブックコンピュータフレームワークの斜視図である。 図1Bは、図1Aのライン1B−1Bの視点から見た図1Aのコンピュータフレームワークの側面図である。 図2は、図1Bのライン2−2における図1Aのコンピュータフレームワークの断面平面図である。 図3は、図1Aのフレームワークの連結ベイと関連した本発明による機能モジュールを示す斜視図である。 図4は、本発明による機能モジュールの別の斜視図である。 図5は、本発明の1実施形態によるコンピュータフレームワークにおける圧縮バスおよび連結ベイに対する接続を示したブロック図である。 図6は、本発明の1実施形態によるCPU機能モジュールのブロック図である。 図7は、本発明の1実施形態による電力供給機能モジュールのブロック図であり、コンピュータの内部バス構造および電力変換ユニットに対する接続が示されている。 図8は、本発明において使用されるフロッピーディスク駆動機能モジュールのブロック図である。 図9は、本発明の1実施形態において使用されるハードディスク駆動モジュールのブロック図である。 図10は、本発明の1実施形態による“フラッシュ・カード”メモリモジュールのブロック図である。 図11は、本発明の1実施形態によるLANモジュールのブロック図である。 図12は、本発明の1実施形態によるモデムモジュールのブロック図である。 図13は、本発明の1実施形態によるファックスモジュールのブロック図である。 図14は、本発明の1実施形態によるデータ獲得モジュールのブロック図である。 図15Aは、本発明の1実施形態によるモジュラーパームトップコンピュータフレームワークの斜視図である。 図15Bは、図15Aのライン15B−15Bの視点から見た図15Aのコンピュータフレームワークの側面図である。 図16は、図15Bのライン16−16における図15Aのコンピュータフレームワークの断面平面図である。 図17は、本発明の1実施形態における機能モジュールおよび専用連結ベイを示した斜視図である。 図18は、本発明の1実施形態による機能モジュールの別の斜視図である。 図19は、本発明の1実施形態によるコンピュータフレームワークにおける圧縮バスおよび連結ベイに対する接続を示したブロック図である。 図20は、本発明の1実施形態によるCPU機能モジュールのブロック図である。 図21は、本発明の別の実施形態によるモジュラーパームトップコンピュータの斜視図である。 図22Aは、本発明によるフレキシブルなロールアップキーボードの平面図である。 図22Bは、図22Aの側面図である。 図22Cは、コンパクトな円筒形に巻取られて、バンドで固定された図22A のフレキシブルなキーボードを示す。 図23は、図1のAおよびBの実施形態によるフレキシブルなキーボードにおける単一のキーセル21の斜視図である。 図24Aは、図23のライン24A−24Aに沿った図23のキーセルの断面図である。 図24Bは、矢印1029の方向から見た図24Aのキーセルにおける下方の層の平面図である。 図25Aは、シフトキーの位置における下方の層の平面図である。 図25Bは、図25Aと同じ視点から見た上方の層の平面図である。 図26Aは、制御回路が収容されたフレキシブルなキーボードの端部斜視図であり、内部を詳細に示すために層を分離して示している。 図26Bは、図26Aから約90°の度から見た制御回路モジュールを示す。 図26Cは、モジュールに関係する接触パッドの構造を示すための矢印75の方向における制御モジュールの図である。 図26Dは、2つの層が接合されている図26Aのライン26D−26Dに沿った断面図である。 図27Aは、ケーブル無しに適切に設置されたコンピュータと通信する別の実施形態を示す。 図27Bは、配線マトリクスが接続ケーブルを通ってコンピュータに直接接続されている別の実施形態を示す。 図28Aは、伝送ケーブルによってコンピュータに接続された本発明によるフレキシブルなキーボードを示す。 図28Bは、コードが磁界によって伝送される本発明の1実施形態によるフレキシブルなキーボードを示す。 図29は、本発明によるキーボードを備えたコンピュータの斜視図である。 図30は、本発明にしたがってマイクロプロセッサおよび磁気送信機にインターフェイスされるキースイッチマトリクスを示している。 図31は、磁気でコード化された走査コードを受信し、そこから関連したデジタル走査コードを再構成する受信機および復調回路を示す。 図32Aは、本発明の1実施形態による受信ループにおける起電力の例示的な曲線である。 図32Bは、図32Aの磁気でコード化されたコードから再構成される直列デジタル走査コードである。 好ましい実施形態の説明 図1Aは、本発明によるノートブックコンピュータフレームワーク11の斜視図である。 フレームワーク11は、後部ハウジング13、閉じた状態で示されている傾斜して立上がらせるフラットパネル表示装置15、キーボード17、および機能モジュールをプラグ・イン式で接続するための複数のモジュールベイを含んでいる。 後部ハウジング13は、種々の標準規格の電気入力をコンピュータによって要求される形態に変換する電力ユニットを含む。 例えば、定格が120V. 、60Hzである交流電流の標準規格の家庭用コンセントに接続するためのポート(示されていない)が存在する。 電力ユニットは、コンピュータのバスおよび機能モジュールによって必要とされる出力に入力を変換する。 また直流6V、直流12V、直流9Vおよびその他のための入力ポートも存在し、本発明の1実施形態における電力ユニットは、サンプリングによって入力特性を認識し、この入力を使用するのに適した搭載回路にスイッチングすることが可能である。 図1Aに示された実施形態には、フレームワークの一方の側に沿った4個のモジュールベイ19,21,23および25が示されている。 示されているモジュールベイの反対側にはフレームワークの他方の側に沿ったさらに4個のモジュールベイが存在する。 それより多くの、または少ないモジュールベイが可能であるが、8個が便利であり、また小型で簡単であり、適切に多機能である必要性の良好なバランスを有している。 図1Bは、図1Aの矢印1B−1Bの方向から見た図1Aのノートブックコンピュータフレームワークの側面図である。 各モジュールベイは、ベイ19におけるレール27および29のような1組の案内および位置決めレールを有する。 レールは、モジュールベイの中に挿入された機能モジュールの位置を定めて案内する。 セットの各レールは、モジュールがベイの中に完全に挿入されたときにモジュールをラッチする拘束具31のようなもどり止めを有する。 各ベイはまたベイ19におけるコネクタ33のようなコネクタを有する。 コネクタは、ベイの中に挿入される機能モジュール上の連結コネクタへ結合するためのものである。 案内レール、もどり止めおよび結合が多数の等価な方法で行われてもよいことは当業者に明らかであろう。 図2は、図1Bの切断ライン2−2に沿ったモジュールベイの断面平面図である。 この断面図の一方の側にベイ19,21,23および25が示され、また反対側に沿ってベイ35,37,39および41が示されている。 印刷回路板構造57は、フレーム59 の中央の実質的に垂直な位置に固定されており、コネクタ33,43,45,47,51, 53および55は印刷回路板構造に接続され、それらのピン構造は各ベイ領域において外向きである。 ここに示された実施形態において、内部コネクタは雄型コネクタであるが、これは本発明の必要条件ではない。 図1Aにも示されているように、各モジュールベイは、モジュールベイの高さの約半分の地点に垂直に配置された1対の対向したレールを有している。 レール27および29はモジュールベイ19に対して作用し、類似したレールが他の各モジュールベイ中に配置されている。 図3は、フレームワーク11のモジュールベイ25と整列した本発明による機能モジュール61の斜視図である。 モジュール61は、ベイ25中に挿入されたときにレール67および69とかみ合う案内部63および65を両側に含んでいる。 モジュールは、 モジュールが完全に挿入されたときに案内レール67および69におけるもどり止めと結合する2つのバネ負荷されたもどり止めレバーを有している(レバー73が示されている)。 図3ではレール67におけるもどり止め71が示されている。 各モジュールベイは、機能モジュールが完全に挿入された状態に近付いたときにこのモジュールによって結合される圧縮ばね機構を備えているため、もどり止めレバーがもどり止めとかみ合った時にはモジュールに対して外向きの力が存在している。 機構75(図2)は一例である。 モジュールを挿入するには、モジュールの案内部を案内レールと整列させて、もどり止めがかみ合うまでモジュールベイ中にこのモジュールを押込む。 モジュールの前部面77上のボタン79は、モジュールのもどり止めレバーを引込ませるためのものであり、その場合はフロッピーディスク駆動装置の場合に見られるようにばね機構がモジュールを押出す。 図4は機能モジュール61の斜視図であり、前部面77と反対側の後部面81を示している。 後部面81は、図1Bおよび図2におけるコネクタ33のような各ポッドベイ中に位置された雄型コネクタと結合するために、好ましい実施形態では凹状の雌型コネクタ受け部83を含んている。 第2のもどり止めレバー74は図3のレバー73の反対側にある。 上述された実施形態において、またその他多数の実施形態において、本発明のノートブックコンピュータフレームワークは、機能モジュール、電力供給ユニットおよびその他の周辺装置を“プラグ・イン式で接続する”上記に説明されたようなモジュールベイおよびコネクタを備えたフレームを含んでいる。 フレームワークはまた表示装置15、キーボード17、および以下ノートバス(Notebus)と呼ぶ内部バス構造を含んでおり、後に“ノートバス構造”と題する部分においてさらに詳細に説明する。 図3および図4におけるモジュール61によって表わされる機能モジュールは、 多種多様の異なる機能が可能な種々の異なるモジュールで提供される。 例えば、 フレームワーク11は“搭載(on-board)”CPU、バッテリ電力またはシステムメモリを持たない。 これらおよびその他全ての機能は、利用可能なモジュールベイの任意のものまたはそれらの組合せの中に挿入されることのできる異なるモデルの機能モジュールによって提供される。 挿入されてもよい他の種類の機能モジュールには、フロッピーディスク駆動装置、ハードディスク駆動装置、“フラッシュカード”メモリモジュール、LANおよびモデムアダプタ、ファックスモジュール、特定の装置に適応させられたデータ獲得モジュールのような特殊モジュールおよびその他多数のものが含まれる。 機能モジュールはまた“機能モジュール”と題した部分においてさらに詳細に説明する。 電子アーキテクチャ 図5は、本発明によるノートブックコンピュータの電子アーキテクチャを示すために接続された、ノートブックコンピュータフレームワーク11の内部素子を示したブロック図である。 電力入力および変換ユニット85は後部ハウジング13(図1)に格納され、電力入力用のポート87を有する。 ユニット85は入力状態を感知し、システムの別の素子に給電するために必要とされる電圧に入力を変換するのに適した回路を選択する。 変換ユニットからの出力はノートバス89に対するものであり、データおよびアドレスのようなデジタル情報用の通路だけでなく電力用の通路も含んでいる。 上記に示した、かつ以下さらに詳細に説明する多種多様な機能モジュールが存在しているため、典型的に1以上の電力ラインがノートバスにおいて要求される。 例えば本発明のノートブックコンピュータはハードディスク駆動モジュールを含んでおり、これらのモジュールはそれら自身の“搭載”電力源を持たずに設置されることが好ましい。 ハードディスク用のモータ駆動装置にはCPUとは異なる電力(電圧および電流)が必要とされるため、例えば異なる寸法および電圧レベルの並列な電力ラインがノートバスに存在する。 例えば典型的なノートバスは多数の接地ラインに加えて、24V直流用のあるライン、12V直流用の別のライン、および5V直流用のさらに別のラインとを有する。 ノートバス89は、表示装置15に給電すると共にこれを制御するビデオランダムアクセスメモリ(VRAM)を含むビデオ表示制御装置91に接続され、好ましい実施形態において表示装置15はアナログバス93上のアナログドライバラインによって駆動されるフラットパネル表示装置である。 ノートバス89はまた、リンク97 を介してキーボード17に給電すると共にそれを制御し、キーストローク入力に応じてノートバス89上を伝送するためのデジタルデータにその入力を変換するキーボード制御装置95に接続されている。 キーボード制御装置はキーボードまたはフレームワーク11に物理的に取付けられてもよい。 ノートバス89はまた、図5に示されているように、コネクタ33のようなコネクタによりベイ19のような各モジュールベイと接続している。 モジュール61のような機能モジュールがモジュールベイ中に挿入されたときに、機能モジュールの後部の連結コネクタがノートバスからのコネクタと結合し、機能モジュールの内部の回路がノートバスに接続される。 ノートバス構造 上述されたように、ノートバスは電力路およびデータ路の両方を含む。 デジタルラインは、32個のアドレスを伝送し、かつ32個のビットワード長のデータを伝達することができる。 ピンの数および経路の複雑さを最小にするために、アドレスおよびデータは全バス構造において単一の組の32個のトレースで多重化される。 当業者は、このタイプのバスが少ないピンの数または圧縮されたバスとして技術的に知られているものであることを認識するであろう。 この種のバスにおいて、アドレスおよびデータ信号のような異なるタイプの信号は、多重化マルチプレクスすることにより信号路を共有する。 例えば、同じ組のデータラインは、32ビットアドレスと32ビット長のデータワードの両方を伝送するために使用される。 本発明のノートバスにおいて、割り込み調停(interrupt arbitration)信号のようないくつかの制御信号もまたデータラインを共有する可能性がある。 ノートバス(ノートバス中の電力供給アナログラインを除く)として使用するのに適したバスの典型的な例は、サン・マイクロシステムズ社製の“S−バス”、デジタル・エクイップメント社製の“ターボチャンネル(Turbocharmel)”バス、およびIEEE−488標準規格と適合したバスである。 ノートバスは、相互接続プロセッサ、メモリおよび周辺装置モジュール用の高速バックプレインバスである。 ノートバスはまた全てのモジュールベイに対する標準的な動作および待機電源電圧と接地を行う。 機能モジュール 上記において説明したように、図3および図4は本発明による機能モジュールを異なる2つの視点から見た図を示す。 また上述のように、機能モジュールは多数の異なる機能を有していてもよい。 事実、個別の周辺装置プラス電力およびC PUモジュールに対する可能性と同じ多数の異なる機能が存在する。 個々の機能モジュールは各機能を実行し、それぞれの場合に機能モジュールはベイ、案内レール、およびフレームワーク11に“プラグ・イン式”で接続するためのコネクタと適合した物理的寸法および形態を有する。 モジュールが“プラグ・イン式”で接続されたときに露出される面である、機能モジュールの“面”(図3の面77を参照)は、モジュールのタイプに特有の素子を有している可能性がある。 例えば、CPUモジュールはその前部面にインジケータまたはその他の素子を有しておらず、一方フロッピーディスクモジュールは典型的にフロッピーディスクを挿入するための開口と、“キー”すなわちフロッピーディスクを解放し、押し出すためのボタンを有している。 本発明の特徴は、ノートブックコンピュータ用のCPUがCPU機能モジュールとして提供されることである。 これはノートブックコンピュータ用の他のモジュールやアプリケーションにCPUパワーを適応させる能力をユーザーに提供すると共に、さらに強力なCPUへの容易なアップグレードを可能にする。 図6は、本発明によるノートブックコンピュータ中のベイにプラグ・イン式で結合されたCPUモジュール99のブロック図である。 この場合、(図2を参照すると)、モジュールはコネクタ33を有するベイ19にプラグ・イン接続されている。 これは、モジュールがフレームワーク11の任意の開いているベイに同様にしてプラグ・イン接続される一例である。 コネクタ33または別のコネクタにプラグ・ イン接続されているために、CPUモジュールの内部素子はノートバス89に接続される。 モジュール99の内部素子は、CPU103、状態変換器105およびRAMメモリ11 3を含んでいる。 CPU103は、例えばインテル80386または80486モデル、MIPS、RISC構造およびその他多数等の、技術的に利用可能である種々のCPU(いくつかの場合ではMPUとも呼ばれる)の任意のものであってよい。 CPU103は通路107を介して状態変換器105と通信し、この状態変換器105はモジュールの内部のバス109を介して、コネクタ33と、したがってノートバス89 と通信し、それはモジュールがプラグ・イン接続された時のバス89の拡張部分である。 状態変換器105は、ノートバスに適合した命令および要求にCPUの命令および要求を変換するように設計されたチップまたはチップセットである。 CPU10 3は多種多様なCPUの任意のものでよく、ノートバス89は種々の圧縮バスの任意のものでよいことが上記に述べられた。 CPUとノートバスとの間で変換を行う、さらに多種多様な状態変換器105が存在する可能性のあることは当業者に明らかであろう。 理論的には状態変換器は、CPUとノートバスのそれぞれの可能な組合せに対して異なる装置である。 RAMメモリモジュール113は、技術的に知られているようにPCB上に取付けられ、エッジコネクタのようなプラグまたはコネクタインターフェイスにより状態変換器105に接続可能な通常のRAMチップから構成されている。 RAMモジュールをCPUモジュールに“搭載”する目的は迅速なメモリアクセスを行うことであり、このアクセスはRAMが別のモジュールベイの1つにおける別個のモジュールで利用できるようにされた場合にははるかに遅くなるであろう。 他のモジュールベイのメモリはノートバスに関するものであり、バス競合および待機状態にされる。 CPUモジュールに関するRAMユニットのプラグ・イン接続の性質によって、本発明のノートブックコンピュータにおいて異なるメモリ量がC PUモジュールにより提供されることができる。 上述されたようにノートバス89は、共有のデータおよびアドレスラインだけでなく、種々のベイにプラグ・イン接続されたモジュール用の電力および接地接続もまた含んでいる。 したがって、通路109および107はCPU103および変換器105 用の電力および接地ラインも含んでいる。 例えばCPU103がインテル80486マイクロプロセッサである場合、状態変換器105はノートバスの状態マシンにこの80486の状態マシンを適応させる変換器であり、バス89に対して上述されたバスの任意のもの、または別の圧縮されたバスであってよい。 変換器は特定された場合に対して多数の等価な方法で構成されてもよい。製造業者がCPUの設計情報およびバス89の等価な情報を入手可能であるならば、当業者の技術的範囲内でそれ程実験を行うことなく変換器および必要とされる接続を構成することができる。これは一般的な技術である。ノートブックコンピュータ中のモジュールベイにプラグ接続するようにCPUを備えたモジュール上に変換器を構成することは本発明に特有である。本発明において、状態変換器は多数のCPUと多数の異なる可能性のあるバスとの間で変換を行うことのできる単一のチップセットまたは回路セットで構成されてよい。例えば、3つの異なるCPUと3つの異なる圧縮されたバスとの間で変換を行うために必要な回路およびインテリジェンスを備えた変換器を設計し、 構成することができる。状態変換器は、製造サイクルのある都合のよい時期に、 或はノートブックコンピュータを形成するためのモジュールの選択時においてでも、利用可能なものの中から1つのCPUおよび1つのバスを選択するようにハードウェアまたはソフトウェアプログラムで形成されることが可能である。ハードウェアプログラム可能な変換器の一例として、CPUとバスの対を選択する方法と同じようにほぼ最終的なステップにおいて、変換器はあるトレースをカットするように形成されることができる。変換器はまた搭載EPROMまたはEEPROM装置によってプログラム可能にされてもよい。ソフトウェアプログラムによる一例として、変換器はマイクロプロセッサ技術およびソフトウェアプログラムにより構成されることができる。 CPUモジュールは、例えば本発明によるノートブックコンピュータに設置される前に、特別なプログラミングユニット上のコネクタにプラグ接続されて、所望のCPUとバスとの間の変換を行うように搭載ソフトウェアを設定するある命令を送られることができる。変換器の構成には多数の可能な変形が存在することは当業者に明らかであろう。図7は、本発明の1実施形態によるノートブックコンピュータ中のベイにプラグ接続された電力モジュール111を示す。電力モジュールの目的は、コンピュータ用の電力源を提供することであり、それはモジュールベイにプラグ接続された任意のモジュールを含む。ノートブックコンピュータで技術的に普通であるように、典型的に再充電可能なバッテリがフレームワーク11に存在していてもよく、 そのバッテリはまた取替え可能でかつ電力入力ライン87を通して再充電可能であってもよい。搭載バッテリパックの場合、電力パックのため以外の全てのモジュールベイを使用する選択もある。機能モジュールのないフレームワーク11は、コンピュータによって必要とされる電力特性に変換されて、ノートバスの電力ラインで分配されることのできる入力ライン87の1つにプラグ接続される電力以外に、電力供給能力を有しないことが好ましい。可搬性のために、電力は典型的に1以上のモジュールベイにプラグ接続された1つの(または1以上の)電力モジュール111によって供給される。モジュール111は、ライン117を介して(例えばこの場合には)コネクタ33に接続され、したがってノートバス89に接続されるバッテリパック101を有する。ノートバスには異なる電圧で異なる電流の容量の機能モジュールに電力を供給するいくつかの電力供給ラインが存在しているため、電力モジュール111を接続するためのノートバス中の電力ラインは、モジュールに電力を供給するためのラインと同じではない。代わりに、コネクタ33のようなモジュールベイコネクタ上のピンに対する別個の組の電力ラインが存在し、それらは入力ポート87が行うのと同様にして電力入力および変換ユニット85に入力を接続する。図7において、ライン119および121は変換ユニット85に電力モジュール111を接続し、この変換ユニット85において電力モジュールからの電力入力が感知され、かつ電力入力ライン87に対してなされたのと同様にして電力源として処理される。この電力は、必要とされる電圧および電流能力に変換され、電力供給出力ラインでモジュールベイに戻される。図7において、ライン119は接地されており、矢印123がモジュールベイへのデータ/アドレス、制御、および電力出力ラインの全てを表わしている。矢印123によって表わされたラインと、ライン119および121がノートバス89である。図7には示されていないが、各モジュールベイコネクタに対するライン119およびライン121の接続が存在する。モジュール111のような電力モジュールは、フレームワーク11のモジュールベイを介してノートバスにプラグ接続するために使用された同じコネクタを使用して、ノートブックコンピュータとは別個の充電モジュール上のコネクタにプラグ接続され、本発明によるモジュールノートブックコンピュータで後に使用するために再充電されてもよい。これによってユーザーは、何時でも使用できる予備電力モジュールを保持し、充電ユニットにコンピュータ自体を接続せずにモジュールを再充電することができる。さらに、電力モジュールを設けることにより、ユーザーは1以上の電力モジュールを使用することによってノートブックコンピュータに多少の可搬時間を提供することができる。図8は、本発明の1実施形態によるノートブックコンピュータ中のモジュールベイにプラグ接続されたフロッピーディスク駆動(FDD)モジュール125を示す。モジュール125は、本発明のノートブックコンピュータ中のモジュールベイにプラグ接続することができるように案内部、ラッチ、およびコネクタ35と結合可能なコネクタを備えたモジュールを提供するためにケース130中に取付けられた通常の回路と共に、公称3.5インチディスク用の通常のFDDユニット129を含んでいる。ケースはフロッピーディスクを挿入し、かつこれを取出すための開口131と、フロッピーディスクを押し出すイジェクトボタン133とを含んでいる。制御装置127はライン126を介してユニット129と通信し、またライン128を介してコネクタ33(したがってノートバス89)と結合する。ユニットはまたコネクタ33上の適切なピンから電力を得るが、これらのピンおよびラインは示されていない。制御装置127は、ノートバスとFDDユニットとの間の変換を行うASIC チップまたはチップセットである。 FDDユニットのデータ記憶規格およびバス89の特性が与えられたとすると、余分の実験をしないで制御装置127を構成できることは当業者の技術的範囲内である。図9は、フレームワーク11のモジュールベイにおけるバス89にプラグ接続される本発明の1実施形態によるハードディスク駆動(HDD)モジュール135を示す。 HDDモジュール135は、本発明によるノートブックコンピュータ中にプラグ接続するのに適合するようにケース137中に取付けられた通常のHDDユニット139を含んでいる。上述されたFDDモジュールの場合のように制御装置141はノートバス89とHDDユニットとの間の変換を行うために設けられている。制御装置141はライン143を介してHDDユニット139と通信し、ライン145を介してコネクタ33と結合する。コネクタ33は、例えばノートブックコンピュータにおけるモジュールコネクタの任意のものである。 HDDユニット139およびノートバス89の特性が与えられたとすると、余分の実験を行なわずに制御装置141を構成することは当業者の技術的範囲内である。電力ライン接続は示されていない。制御装置141を構成するときに、使用されてもよいいくつかのプロトコルが存在する。その中の1つは、技術的に知られているST506規格である。別のものは、技術的に知られたIDE規格である。さらに別のものは、EIDEと呼ばれる強化されたIDEであり、本発明者に知られており、出願された別の米国特許出願の主題である。 EIDEプロトコルにおいて、付加的な選択番号を備えた第2のIDE装置としてデージー連鎖結合されアドレスされた多数のIDE装置が存在していてもよい。図10は、本発明のノートブックコンピュータのコネクタ33にプラグ接続された“フラッシュカード”メモリモジュール147を示す。 “フラッシュカード”は、コンピュータの内部バス構造との接続を生成するために典型的に並列なポートにプラグ接続されることのできる技術的に知られたRAMメモリカードである。モジュール147は、本発明によるノートブックコンピュータのモジュールベイに適合するケース149中に取付けられた通常の“フラッシュカード”151を含んでいる。上述された場合のように、制御装置153は、“フラッシュカード”のメモリ構造とバス89との間の通信を行なう必要がある。制御装置153はライン155を介して“フラッシュカード”ユニット151と通信し、ライン157を介してコネクタ33と結合する。フラッシュカードを挿入し、かつ取出すためのケース149中の開口159およびユニット151内のコネクタ(示されていない)が随意に設けられてもよく、 比較的大量のデータの収集が所望に応じてプラグ接続により行われてもよい。その代わりに、インターフェイスはプラグ・インモジュール147によって提供されるモジュラーインターフェイスであってもよい。再びフラッシュカードおよびバス89の既知の特性が与えられたとすると、制御装置の構成は当業者の技術的範囲内の問題である。図11は、本発明の1実施形態によるノートブックコンピュータのコネクタ33 にプラグ接続されたLANモジュール161を示す。図11に示された実施形態において、イサーネットカードのような通常のLANカードは、本発明の1実施形態によるノートブックコンピュータのモジュールベイにプラグ接続するのに適合するようにケース163中に取付けられる。 LANカード167は、モジュールがベイにプラグ接続されたときに露出されるモジュール161のケースの前部面における通常のコネクタ165によって通信する。これは、ネットワークにコンピュータを接続するための技術的に知られている種類の通常のコネクタである。第1の実施形態において、モジュール161内において通常のLANカード167は、ライン171および173を介して通信している制御装置169にインターフェイスし、制御装置はバス89と通常のLANカードとの間で変換を行う。第2の実施形態では、LANカードは組み込まれた変換性能を具備しており、別個の制御装置は不要である。第1の実施形態が好ましい。図12は、本発明の1実施形態によるノートブックコンピュータのベイにおけるコネクタ33にプラグ接続されたモデムモジュール175を示す。モデムモジュール175は、モジュールベイにプラグ接続するのに適合するようにケース177中に取付けられた通常のモデムカード181を含む。この場合および上記の別の場合において、“通常の”という用語がカードまたはユニットと関連して使用された場合、それはその回路および機能が通常であることを意味する。大きさは、本発明によるノートブックコンピュータのベイにプラグ接続するためのモジュールケースに適合するように調節されることができる。モデムカード181はライン183を介して電話インターフェイス179に接続し、それは送受話器もまた接続されるように1以上の“ジャック”を含んでもよい。カード181はライン187および189を介して制御装置185を通ってノートバス89と通信し、この制御装置185が通常のカードと圧縮バスとの間で変換を行う。その代わりに、変換素子がモデム回路と共に単一のカード上に構成されてもよい。図13は、本発明の1実施形態におけるモジュールベイのコネクタ33にプラグ接続されたファックスモジュール191を示す。モジュール191は、本発明のモジュールベイにプラグ接続するのに適合するようにケース193中に取付けられた通常のファックスカード199を含んでいる。ファックスカード199はライン197を介して電話インターフェイス195と通信し、それは上述のモデムモジュールの場合のように1以上の電話“ジャック”を有していてもよい。制御装置201は、ライン203および205を介してカードとノートバスとの間において通常のファックスカードに対するインターフェイスを提供する。その代わりに、制御装置はファックス回路と同じカード上に構成されてもよい。さらに別の実施形態において、上述されたファックス能力およびモデム能力は単一のモジュールに構成されてもよい。図14は、本発明の1実施形態によるノートブックコンピュータ中のモジュールベイのコネクタ33にプラグ接続された特別仕様データ獲得モジュール207を示す。モジュール207は、モジュールベイにプラグ接続するのに適合するようにケース209中に取付けられた回路カード215を含んでいる。カード215はインターフェイス211とライン213を介して通信し、このインターフェイス211は外部装置に接続するための1つまたはいくつかの獲得導線を含んでいてもよい。例えば、オシロスコープの垂直および平掃引の出力を追跡するデータモジュールが設けられてもよく、1つが垂直掃引用であり1つが水平掃引用の少なくとも2つの入力導線を有している。カード215は、ライン217を介してコネクタ33したがってノートバス89と通信する。カード215上の回路は、入力がアナログの場合に入力をデジタル化して、ノートバス89に適合するように設計されている。測定される信号の特性およびノートバス89の特性が与えられたとすると、このようなカードは当業者の技術的範囲内で構成される。上述された本発明の実施形態は、主としてノートブック型のコンピュータに関するものである。しかしながら、本発明はさらに広い範囲にわたって適用される。本発明の原理はまた、パームトップコンピュータとして知られているポータブルコンピュータに適用することが可能であり、さらに別の実施形態を以下に説明する。図15Aは、本発明の1実施形態によるパームトップコンピュータ221の斜視図である。コンピュータ221は、標準的な紙のほぼ半分の大きさ(ほぼ5.5インチ×8.5インチ)であり、好ましい実施形態では米国のICメモリ・カード推進団体(PCMCIA)のタイプIIのモジュールベイ用の4個の平坦なアレイをケース223に含んでいる。この実施形態においてケース223は、接触感応性の平坦な構造により被覆された表示装置を含むコンピュータ221の一側に構成されたコンビネーションI/O 領域225を有する。別の実施形態では表示装置は、ケースに回動できるように取付けられたフラットパネルの表示装置であってよく、或はケース223と通信している分離したモニタであってもよい。タッチスクリーンは、相互作用制御論理に関連した“ソフトキー”動作を行う。本発明の好ましい実施形態において、制御論理はケース223内のスタティックまたはダイナミックメモリに記憶されているが、設置されたPCMCIAタイプの周辺装置の一部分であってもよい。電力ユニット(示されていない)はケース223内に収容され、種々の標準規格の電気入力をコンピュータによって要求される形態に変換する。例えば、定格が120V,6 0Hzの交流電流である標準規格の家庭用コンセントに接続するポート(示されていない)が存在する。電力ユニットは、コンピュータバスおよび機能モジュールによって必要とされる出力に入力を変換する。 6Vの直流,12Vの直流,9Vの直流およびその他の入力ポートもまた存在し、本発明の1実施形態における電力ユニットは、サンプリングによって入力特性を認識し、その入力を使用するために搭載回路に適切なように切替えることができる。図15Aによって示された本発明の実施形態において、2つのモジュールベイ227および229はケース223の一側に設けられている。さらに2つのモジュールベイが、示されたモジュールベイと反対側の、ケースの側面に沿って存在している。別の実施形態では、ベイはケースの別のエッジの方向に向いていて開口していてもよい。その構造は、小型かつ簡単な状態を保つ必要性と、十分な多機能性との間の良好なバランスを提供する。別の実施形態において、PCMCIAのタイプIIIおよびその他の別のモジュール構造が使用されてよい。別の構造において、モジュールの平坦なアレイの構成もまた変化してよい。図15Bは、図15Aの矢印15B−15Bの方向から見たコンピュータ221 の側面図である。 I/O領域225は、ケース223の上部に位置されている。モジュールベイ227は、1組の案内スロット230Aおよび230Bを有している。案内スロットは、モジュールベイに挿入されたPCMCIAモジュールカードの位置を定めてこれを案内する。この実施形態における各モジュールベイは、PCMCIA の大きさおよび接続の規格に構成され、これらの標準規格にしたがって適合されたPCMCIAカードを保護する。本発明のこの実施形態では、ケース223はP CMCIAタイプ2、改訂版Bの規格で構成されたベイを有している。本発明の別の実施形態において、ケースはPCMCIAモジュールベイの別のタイプのものを有してよく、或は一方または他方の専用規格で構成されたベイを有してもよい。各モジュールベイは、コネクタ231のようなバスコネクタを有する。この実施形態において、コネクタ231は、PCMCIAカードを受入れ、かつパームトップコンピュータの内部バスに電気的に接続される標準規格のPCMCIAコネクタである。機能モジュールを接続する多数の等価な方法が存在していることは当業者に明らかであろう。図16は、図15Bの切断ライン16−16における図15Aのコンピュータ221の簡単化された断面平面図である。フレーム228は、平坦なアレイに配置された4個のPCMCIAモジュールベイ222、224、227および229をフレームに形成している。印刷回路板構造235はフレーム228の中央に固定されて配置され、コネクタ231、232、234および236がこの印刷回路板構造235に接続され、それらのピン構造は各ベイ領域において外向きである。ここに示された実施形態において、 内部コネクタは雄型コネクタであるが、これは本発明の必要条件ではない。スロット230Aおよび230Bはモジュールベイ227中にPCMCIAタイプのカードを案内するように機能し、類似のスロットは断面図において破線で示されたように別のモジュールベイのそれぞれに設けられている。 1実施形態おいて、1 組の3個のAAバッテリ237はモジュールベイの平面に全体的に配置され、可搬性の電力手段を提供する。別の実施形態では、外部電力源が上述されたようにコンピュータ221に給電する。図17は、コンピュータ221のモジュールベイ227と整列した本発明の1実施形態による機能モジュール240の部分的斜視図である。矢印241は機能モジュールの挿入方向を示す。 I/O領域225は、モジュールベイの平面と平行な平面においてケース223の上部に構成される。モジュール240はタイプ2PCMCIAカードであり、厚さD1を有する。モジュールベイ227の開口は幅W1および高さH1を有する。機能モジュール240の長さはL1である。本発明のこの実施形態において、 これらの寸法はPCMCIA工業規格に適合している。本発明の別の実施形態では、モジュールベイ227は別の規格または専用モジュールに適合するようにその寸法が変化してもよい。モジュールベイ227は、PCMCIA標準規格にしたがって完全に挿入された位置で機能モジュール240に結合する。本発明の別の実施形態では、大型ノートブックコンピュータの形態に対して図3のものに類似した拘束具が設けられてもよい。小型のモジュールを配置して固定する多数の方法が技術的に知られている。モジュールの固定はまた、クランピングまたはくさびによる固定および、または閉鎖保持機構のような別の手段によって行われてもよい。図18は、タイプ2のPCMCIA標準規格による機能モジュール240の拡大斜視図である。後部面252は、図15Bおよび図16におけるコネクタ231のような各モジュールベイに位置された雄型コネクタと結合する雌型コネクタ253を含んでいる。コネクタ231および253はその工業規格によるPCMCIAコネクタおよびインターフェイスである。案内部251Aおよび251Bは、PCMCIA標準規格による寸法に決定される。機能モジュールは、広範囲の機能が可能な多数のモデルで提供される。例えば、ある実施形態におけるコンピュータ221は搭載CPUまたはシステムメモリを有しない。これらの機能は、利用可能なモジュールベイの任意のものに挿入されることのできる機能モジュールによって提供される。挿入されてもよいその他の種類の機能モジュールは、スピーチベース、ペンベースまたはキーボードベースの入力を供給するI/Oシステムモジュールを含んでいる。フロッピーディスク駆動装置、ハードディスク駆動装置、フラッシュカードメモリモジュール、LA Nおよびモデムアダプタ、ファックスモジュール、特定の装置に適応されたデータ獲得モジュールのような特別仕様モジュール、特別仕様ビデオモジュール、スキャナ周辺装置をコンピュータに適応されたモジュール、電話アダプタおよびその他もまた存在する。 I/Oモジュールの場合には、必要なソフトウェアおよび、場合によってはファームウェアおよびハードウェアがモジュールの挿入によって内部バス構造に接続されてもよい。例えばある実施形態では、変化している磁界を介して受信された信号をデコードし、コンピュータの内部バスにコードを供給する誘導性コイルおよび制御装置を含むモジュールが設けられる。変化している磁界は、独立したキーボードによって生成され、ここにおいてキーストロークがコード化されて磁界の信号として送信される。別の実施形態において、補助ペンベース入力パッドからの通信を行う類似のモジュールが設けられる。さらに別の実施形態では、プラグ・インモジュールがマイクロホン、DSP回路、および音声によるユーザーからの入力を受けて、その音声入力を機械読取り可能なコードに変換するために必要なソフトウェアを提供する。これらの例において必要なソフトウェアや回路をモジュール形態で提供することにより、本発明によるモジュラーシステムは最大のフレキシビリティを与えられ、アップグレードされることができる。電子アーキテクチャ 図19は、本発明の1実施形態によるモジュラーコンピュータの電子アーキテクチャを示すために接続されたパームトップコンピュータ221の内部素子を示したブロック図である。電力入力および、または変換ユニット257はケース223に収容され(図15A)、電力入力用のポート259を有している。電力入力はAAバッテリ237(図16)から、または外部電源を介して随意の変換ユニットからのものであってよい。変換ユニット257は入力状態を感知し、システムの素子に給電するのに必要な電圧に入力を変換するのに適した回路を選択する。変換ユニットからの出力はバス255に与えられ、そのバス255には電力用通路だけでなく、データおよびアドレスのようなデジタル情報用の通路もまた含まれる。上記に示されたように、また以下詳細に説明するように多種多様な機能モジュールが存在しているため、典型的にバス255には1以上の電力ラインが必要とされる。例えば、コンピュータ221はハードディスク駆動モジュールを使用してもよく、これらのモジュールは搭載電力源を備えていないことが好ましい。ハードディスク用のモータ駆動装置には、例えばCPUとは異なる電力形態(電圧および電流)が必要であるため、バス255には異なる大きさおよび電圧レベルの並列な電力ラインが存在していてもよい。バス255は24V直流用のライン、12V直流用の別のライン、5Vの直流用のさらに別のライン、および恐らく多数の接地ラインを有していてもよい。バス255はI/O領域225を接続し、ビデオ制御装置からビデオ信号を送信する。ビデオ制御装置は機能モジュールと一体であってよく、それはCPU機能モジュール300におけるビデオ制御装置301として示されており、或はオプショナルビデオ制御装置301(a)として示されているようにケース中に設けられてもよい。上述したように、本発明の好ましい実施形態ではI/O領域225は、接触感応性スクリーンで被覆されたコンビネーション表示装置である。別の観点からみると、 I/O領域225は能動マトリクス表示装置を含んでいてもよく、その場合ビデオ制御装置301からの専用アナログ駆動ラインが表示装置に接続される。 I/O領域225はまた通常のLCD表示装置を含んでいてもよく、その場合にI/O制御論理は設置された専用のI/O周辺モジュールの機能である。別の実施形態において、ビデオ制御装置301はケース223に組込まれ(図15A)、上述されたモジュラーノートブックコンピュータと同様にしてバス255に直接接続される。バス255はコネクタ232、234、236および231を通ってモジュールベイ222、224 、226および227(図16)のそれぞれに接続される。 CPUモジュール300のような機能モジュールがモジュールベイに挿入されたとき、雌型コネクタ253(図18)はそのモジュールベイ中に配置された各雄型コネクタ232と結合し、CP Uモジュール内部の回路がバス255に接続される。パームトップ機能CPUモジュール CUP機能モジュール300に組込まれた搭載ビデオ制御装置301は、本発明のある観点からみると特有の特徴である。ユーザーは、パームトップコンピュータ22 1用の他のモジュールおよびアプリケーションにビデオ制御装置のCPUパワーやタイプを適応させる能力を与えられる。これは、CPU機能モジュールを切替えることによってアップグレードを達成する簡単な手段を提供する。ビデオ信号はCPUに特定され、それがシステム性能を高める。図20は、コンピュータ221用のCPUモジュール300のさらに詳細な図である。 CPUモジュール300は、ビデオ表示制御装置301が加えられていることを除いて機能的にCPUモジュール99(図6)に類似している。搭載ビデオ表示制御装置301はライン263によって状態変換器266に接続されたバスである。この実施形態において、状態変換器はビデオ信号を送信および受信し、かつ上述されたようにコネクタ231を介してバス255に、および別の機能モジュールに命令するように構成されている。その他の観点および特徴 上記に記載された本発明の実施形態は、特にノートブックタイプおよびパームトップタイプのコンピュータについて説明されている。以下に説明する実施形態は、パームトップタイプのコンピュータのさらに別の観点を示す。図21は本発明の別の実施形態の斜視図である。コンピュータ400は結合された回動可能な表示装置ケース401および固定されたキーボード403を含む。ディスプレイケース401はヒンジ405を中心として回転し、キーボードの上方の固定したもどり止めを設けられた位置で閉じられる。ディスプレイケース401はフラットパネル表示装置407を含んでいる。 2個のPCMCIAタイプのモジュールベイ412Aおよび412Bがケースの一方の側に設けられ、反対側にもう2個(示されていない)設けられている。 4個のPCMCIAモジュールベイは、上述されたように平坦なアレイに構成されている。フレーム415は、上述されたコンピュータ400にPCMCIAタイプのモジュールベイの全てのものを相互接続するバス構造(示されていない)を含んでいる。本発明のこの実施形態において、フレーム415に収容された標準規格のキーボード制御装置(示されていない)は、内部バス構造にキーボード413を接続する。本発明の多数の実施形態において物理的なフットプリントは、フルサイズのキーボードよりはるかに小さいことが認められるため、種々の実施形態による小型のポータブルコンピュータにより使用可能なフルサイズキーボードを有していることが望ましい。以下、フレキシブルなキーボードがケーブル接続の制限なしにモジュラーポータブルコンピュータと通信することを可能にする通信システムと共に、フレキシブルなキーボードを説明する。誘導性結合によるフレキシブルなキーボード 図22Aは、本発明によるフレキシブルなロールアップキーボード1011の平面図である。図22Bは図22Aの側面図である。図22Aによって示された実施形態において、キーボードは一般に普及している“IBMアドバンスト”フォーマットによるレイアウトを有している。本発明のフレキシブルなキーボードは、 都合に応じた任意のフォーマットで構成されることができる。この実施形態において、寸法は長さが約50cm、幅が約20cmである。キーボードはポリウレタンのようなフレキシブルな材料の2つのモールドされた層によって形成される。もっとも、天然ゴムおよびいくつかのタイプの合成ゴムを含むその他多数の適切な材料が存在する。上部層1013はキーのパッドとして成形され、下部層1015は層の間のポケット中に配置された制御回路モジュール10 17にキーストロークを伝達する回路を形成する導電性トレースを有している。いくつかの実施形態ではバッテリもまたポケットを共有してよく、或は層の間の他の場所の類似したポケットで移送されてもよい。図22Aおよび図22Bの実施形態において、一方の層のレセプタクルに“スナップ結合する”他方の層からのフレキシブルな付属物によって結合された2つのフレキシブルな層は、キーボードが移送または保管のためにロールアップされたときに層の間において相対運動を生じる。以下においてキーセル、導電トレース、層結合等をさらに詳細に説明する。図22Cは、コンパクトな円筒形に巻かれてバンド1019により固定された図2 2Aのフレキシブルなキーボード1011を示す。この図面において、バンドは簡単なプラスチックシリンダであるが、ゴムバンド、コード、ベルクロループ等の多数の任意の別の装置であることができる。いくつかの方法が存在し、接着剤によって結合されたベルクロパッドのようなキーボードをロールアップ状態に保つためにファスナがキーボードに結合されていてもよい。図23は、図22Aおよび22Bの実施形態によるフレキシブルなキーボードにおける単一のキーセル1021の斜視図である。キーセルは、上部層1013中にモールドされたドーム形状1023に基づいており、キーストロークのための接触閉鎖を行ない、その他の閉鎖を阻止するために必要な垂直運動を提供する。モールドされたドーム形状は、ドームの上部にモールドされたフィンガパッド1025を含んでいる。フィンガパッドは、上面に設けられた図23に示されたレター“A”のようなレターまたは文字シンボルを備えた凹んだ上面を有している。レターまたは文字は、シルクスクリーン、印刷、或は技術的に知られている多数の他の技術によって設けられてもよい。その代わりに、フィンガパッド面の高さより低い凹部としてレターまたは文字が表面にモールドされてもよく、それによって反復的な利用によるレターまたは文字の摩耗をほとんどなくすことができる。さらに、キーストロークが行われたときにドームの下の空気を逃がすことができるようにドーム構造の側壁を通る“息抜き”孔1027が存在してもよい。ドームはユーザーがそれを押したときに潰れ、また圧力が除去されたときに元の形状に戻る。すなわち、ドームの“正常”位置は潰されていない状態である。図24Aは、図23の線24A−24Aにおけるキーセルの断面図である。下部層1015および上部層1013は、上部層1013における各ドーム構造を下部層1015の対応した導電構造上に位置させるように結合技術(示されていない)によって接合される。以下、結合技術を詳細に説明する。上記において簡単に示された下部層1015は、制御回路モジュール1017にキーストロークを伝達し、コンピュータに伝送される信号を符号化する導電性トレースを有している。図24Bは、図24Aの矢印1029の方向のキーセルにおける層10 15の平面図である。点線の円1031は、上部層1013のドーム構造1023の外部周辺位置を表している。ドーム構造領域の中央付近において、下部層1015は図24Aにおいても突起したものとして認められる突起部分1033を有する。突起部分1033の上面は、領域10 35および1037において導電性であるが、中央領域1039ではそうではない。導電性トレース1041は導電性領域1035に接続され、別の導電性トレース1043は導電性領域1037に接続されている。下部層1015の面のより高く突出した部分1033は、必要とされるというよりむしろ主に便利なためである。また導電性が導電性領域に与えられる多数の方法が存在する。例えば導電トレースは導電性材料により表面全体を被覆し、その後トレースを成形するために材料を除去することによって形成されることができる。導電性材料はフレキシブルな材料にモールドされることが可能であり、さらにその他の方法が存在する。図24Aにおいて、フィンガパッド1025の下面上の接触閉鎖突出部1045は、下部層1015上の突起部分1033に類似しており、層1013および1015が結合されたときに部分1033のすぐ上に位置される。突出部1045の下側もまた導電性であり、ユーザーが指圧によりドーム1023を押したときに導電トレース1041と1043との間に電気的な閉鎖を選択的に生じさせる接触閉鎖素子を形成する。接触閉鎖により、制御回路モジュール1017に伝送されるべき信号はそのためにコード化される。導電性材料のトレースおよびその他の領域は、多数の異なる方法でモールドされた層のフレキシブルな表面上に形成されることができる。ここに記載されている実施形態において、これら導電性領域はシルクスクリーンおよびその他のマスキング技術のような通常の方法で形成された導電性の樹脂ベース被覆によって設けられてもよい。多数のバリエーションが個々のキーセルのドームの側壁に対して使用されることが可能なことは当業者に明らかになるであろう。例えば、キーストロークを行うために要求される力を変えるために壁の厚さおよび角度が変化されることができ、それはユーザーのキーの“感じ”に影響を与える。同様にして、キーセルは突起部分1033と突出部1045との間の種々の距離により設計されることができる。図23に示されているように、キーセルが押されたときにそれから空気を逃がすことができるようにドーム1023において通気孔1027が設けられてもよい。キーストロークの感じはまた通気孔1027の個数または寸法を変えることによって変化されることができる。図23、24Aおよび24Bに示されたキーセルの寸法および形状ではなく、 それより大きいいくつかの異なる寸法や形状のキーセルがキーボードのパターンで存在することが図24Aの平面図において明らかである。エンターキーがその一例である。これらの場合に、実質的に上面の全てはフィンガパッドであり、壁および上方部分は小さいキーセルと同様の操作に対する抵抗性を提供するように設計される。これらの大きいキーセルの場合、図24Bに示された簡単なパターンより拡大された接触閉鎖パターンが下部層1015の突起部分上に設けられ、対応した接触閉鎖パッドが設けられ、ユーザーがフィンガパッドを押す場所にかかわらずキーストロークが達成される。図25Aはエントリィキーの位置における下部層1015の平面図であり、この原理を示している。この図面において上部層1013は除去されている。図25Aにおいて、破線1047は図22Aのキーボード上のエントリィキーの領域を表わしている。突起部分1049は、拡大されたキーセルによって包囲された中央領域をカバーするように成形されている。領域1051および1053は導電性であり、導電性領域の間の領域1055は非導電性である。トレース1057は領域1053に接続され、トレース2059は領域1051に接続される。図25Bは、図25Aと同じ位置の上部層1013の平面図である。ライン1061はエントリィキー用のドーム領域の輪部であり、ライン1063はフィンガパッド領域の輪部である。破線の輪部1065は、図25Aの突起部1049の形状に整合する上部層1013の下面上の接触閉鎖突出部の輪部である。接触閉鎖突出部の下側は、図2 4Aの単一のキーセルに対して説明されたように導電性である。接触閉鎖構造に対するこの構造により、大きい領域は小さい領域と同様に機能することができる。エンターキーに対して説明されたものと同じ長い直線的な接触閉鎖構造がスペースバーに対して有効であり、また別の形状が別のキーに適用できることが当業者に明らかになるであろう。ここまで説明してきた本発明のキーボードは、単にキーストロークが接触閉鎖であることを意味する“ハード接触”キーボードとして技術的に知られているものである。上述された導電性トレースによって行われる“結線”は、この種のキーボードに対して技術的に一般に使用されている通常のマトリクス回路を構成する。マトリクス回路は接触閉鎖を“読取り”、コンピュータに伝送するために情報をコード化する内蔵されたマイクロプロセッサに接続されてもよい。同様に、 マトリクス回路はコンピュータに接続するための多芯導体ケーブルとインターフェイスすることができ、またコンピュータデータバス用のデジタルデータにキーストロークを変換する制御装置は、キーボードでなくコンピュータ自身の中に存在することができる。図26Aは、制御回路が収容されることのできるフレキシブルなキーボードの端部の分解斜視図であり、内部の詳細を示すために分離された層1013および1015 を示している。下部層1015は制御回路モジュール1017の位置を定めて保持するポケット1067を有し、上部層1013は、層が接合されたときに制御回路モジュールが収容され保持されるように整合するポケット1069を有する。導電性トレース1071は個々のキーセルと関連しており、個々のキーおよびキーの組合せの接触閉鎖を知らせる通常のマトリクスに配置された上述の導電トレースを含む。このトレースは下部層1015の表面上に形成され、ポケット1067のエッジに巻付き、ポケットの側部を下って、制御回路モジュール1017と相互接続する接触パッドを形成する。図26Bは、図26Aの図面の方向から約90°の角度で見た制御回路モジュール1017を示す。制御回路モジュール1017は、マイクロプロセッサと、キー動作を監視し、符号化動作を行い、および関連したコンピュータへの符号化されたデータの伝送をする関連した回路とを含む格納された装置として示されている。ワイヤまたはストリップのような金属導体材料から形成された接触パッド1073は、モジュール1017と共に格納される。モジュール1017は、関連したコンピュータに伝送するために通常の配線マトリクスによって伝達されるときにキーストロークをキー閉鎖にコード化する技術的に一般に使用される通常の制御回路を含んでいる。図26Cは矢印1075の方向におけるモジュール1017の図であり、モジュール10 17に関する接触パッド1073の構成を示している。接触パッド1073は、モジュール1017から一方の側部に延在するように形成されており、モジュール1017がポケット1067に挿入されたときに接触パッド1073がポケットの側部のトレース1071に対して押し付けられて、接触パッド1073とトレース1071との間において電気的な接触を行う。示された構造は、導体またはその他の素子を損傷することなくフレキシブルなキーボードが移送または保管のために巻かれたときに素子間における相対運動を可能にする。本発明のキーボード1011は2つの層を有するものとして上記に説明されており、本発明のマトリクス結線およびその他の詳細を容易にすることが発明者によって所望されている。図22Cに示されているようにキーボードを巻いたときに、 層の間のある相対運動が有効であることが認められている。したがって、一方の層にレセプタクル開口を設け、他方の層にコネクタ突出部を設けることによってキーボード層1013および1015が接続される。図26Aに示されているように下部層1015からの突出部1075および上部層1013中の開口1077は、このような接続手段の一例である。図26Dは図26Aのライン26D−26Dにおける断面図であり、層1013および1015が結合されている。開口1077は層1013がモールドされたときに先端を切られた逆円錐形の形状に形成され、突出部1075は層1015がモールドされたときに同じ形状に形成される。 2つの層を結合するために、モールドされた突出部は開口中に強制的に挿入される。キーボードが後に巻かれたとき、突出部は屈曲し、層の間における制限された相対運動を可能にする。 2つの層を結合する別の本質的に等価な方法があることは、当業者に明らかであろう。例えば開口は両方の層に設けられることが可能であり、別個のフレキシブルなコネクタが2つの層を一緒に保持するために整列した開口に挿入される。同様にして、突出部またはコネクタおよび開口として使用されてもよい類似の種々の形状が多数存在する。コンピュータ用の入力装置として機能するために、キーストロークはコンピュータと通信される必要がある。 1実施形態において、上述されたように本発明のキーボード1011はコンピュータにコードを伝送し、キーストロークおよび押されたキーの組合せを示す制御装置を備えている。図26Aの実施形態では、層がモールドされたときに、コネクタレセプタクル1079が層1015に形成される。コネクタケーブル1081は、レセプタクル1079中に位置するように構成された端部1083を備えている。上述されたマトリクストレースに類似した導電性トレース1085は、ポケット10 67とレセプタクル1079との間の下部層1015に両方の開口の垂直壁に沿って形成される。モジュール1017は、レセプタクル1079に面する端部上に接触パッド(示されていない)を有し、それらは図26Bおよび図26Cに示されている接触パッド1073に類似している。同様にして、ケーブル端部1083は、レセプタクル1079中の導電トレースと接触する接触パッド1087を有している。ケーブル1081の他方の端部は、AMPコネクタのようなコンピュータレセプタクルに整合するコネクタを有している。図27Aは、ケーブルなしで適切に装備されたコンピュータと通信する別の実施形態を示している。層1013および1015は、別の接続に関して上記で説明されたトレースと同様にポケットの間のトレース1098により制御モジュール1101に接続するバッテリ1093の位置を決定して保持するポケット1089および1091をそれぞれ有する。バッテリは、キーボードのローリングを容易にするためにほぼ制御モジュールの幅および高さにされる。制御モジュール1101用のポケット1067の他方の端部では、下部層1015におけるポケット1095および上部層1013における別のポケット1097が、上述されたように接続トレース1098を通った制御モジュール1101からの出力信号によって駆動されるコアのない格納された磁気コイル1099を保持している。この実施形態において、コイルは制御された周波数で駆動され、コンピュータに伝送されるべきデータはコイルによって生成される変化する磁界にコード化される。コンピュータ中の感知コイルは、コード化されたデータを感知してそれをデコードし、デジタルデータとしてコンピュータバスにそれを供給する。キーボード1011から関連したコンピュータにデータを伝送する別の手段は、コード化された光伝送である。この実施形態において、光送信機はコイル1099に置換され、制御モジュール1101がコード化された信号をコンピュータにおける受信機に送信するように送信機を駆動する。コード化された光送信はキーボードからコンピュータにデータを送るものとして技術的に知られている。図27Bは、局部的な制御モジュールのないさらに別の実施形態を示す。この実施形態において、導電性トレース1071は層1015に形成されたポケット1102に到達し、コネクタ1100およびケーブル1104は導電性トレースの数に等しい多数の導体を有している。コネクタはポケット1102中に位置し、キーストロークがケーブルを通ってコンピュータ(示されていない)に伝達される。キーボードの一部分ではないコンピュータ中の制御装置はキーストロークを変換し、データをデジタル化してコンピュータバスにそのデータを供給する。この実施形態は、内蔵された制御装置の形態よりもっと多くのトレースを備えたケーブルを必要とする欠点であるが、キーボード中に制御装置がない利点を有する。図28Aは、上述された伝送ケーブル1081によってコンピュータ1105に接続された本発明よるフレキシブルなキーボード1103を示す。コンピュータは、一般に普及しているデスクトップモデルを含む多数のタイプのものであってよい。キーボードを使用するコンピュータは、典型的にCPUと、このCPUおよびその他の装置にバスシステムによって接続されたハードディスク駆動装置のような電子記憶システムを含み、またディスプレイ端末を有していてもよい。図28Bは、コードが磁界によって伝送され、コンピュータ1109と結合された本発明の1実施形態によるフレキシブルなキーボード1107を示す。この場合のコンピュータは、キーボードの伝送システムによって生成された磁界1111を感知するコイルと、伝送されたデータをデコードし、CPUによる使用のためにコンピュータのデジタルバスにそれを供給する復調システム(示されていない)を有している。多数の変更が本発明の技術的範囲を逸脱することなく上述のキーボードの実施形態に対して行なわれてもよいことが当業者に明らかであろう。本発明の技術的範囲内の多数の相違は上記に示されている。例えば適切な材料が多数存在し、多数の異なる方法でキーセルが形成される。トレースは多数の異なる方法で配線され、多数の異なる種類の材料で形成され、またポケットはキーボードの素子のために異なる場所に配置される。このような相違は、本発明の技術的範囲内であると考えるべきである。上記では、誘導性結合をフレキシブルなキーボードとポータブルコンピュータとを通信するシステムとして簡単に説明した。以下、キーストロークを伝送する導電性結合の付加的な詳細を説明する。導電性キーボード結合 全てのコンピュータシステムにおいて、ユーザー入力が専用の機能を実行することが要求される。いくつかの場合では、必要とされる入力だけが、典型的にプログラムと呼ばれる予めプログラムされた命令のリストにしたがって処理を開始するための信号である。特別な信号を受信し、ある目的のために信号を自動的に処理し、かつ結果を記憶または表示する専用のコンピュータシステムが存在する。一例は、コンピュータ化された環境監視ステーションである。しかしながら、さらに一般的にはコンピュータシステムには周期的な、およびしばしば頻繁な文字数字および幾何学的入力が必要である。頻繁な文字数字および幾何学入力に対するこの必要性は、技術的にしばしば“汎用”コンピュータと呼ばれているものに特有であり、それにはデスクトップおよびポータブルコンピュータのような全てのタイプのパーソナルコンピュータが含まれる。典型的に、汎用コンピュータは文字数字入力用のキーボード、および“マウス”または幾何学入力用のトラックボール(trackball)のような指示装置を有する。文字数字入力はワード処理用として有効であり、幾何学入力はグラフィック用として有効である。結果的に、汎用コンピュータシステムはほとんど例外なくユーザー入力用のインターフェイスとして、タイプライターをまねたキーボードであるキーボードを有している。コンピュータ用のキーボードは電気機械デザイナーにとって要求される研究課題であり、コンピュータシステムのうち最も使用され、かつ酷使される部分であることが十分に論証できる。さらにキーボードは典型的に多数の移動して相互に作用する部分を必要とする比較的複雑な機械システムであり、その部分は故障せずに何千回も使用されることが可能でなければならない。キーボードはまた通常動作にとってためにならない絶え間なく降りかかる異物にさらされている。塵埃、手垢、湿気、こぼされた液体、皮膚や爪およびその他が一般的にキーボードに侵入するものである。良好なキーボード設計は、異物の侵入から動作素子を保護しなければならない。キーボード設計の別の要求は、キーストロークデータを組立て、かつ利用されるコンピュータまたはコンピュータ化されたシステムにデータを送信する問題である。多数の異なる方法でキーが構成され、キーストロークが検出されて、ホストシステムでデータに変換されてもよい。典型的にキースイッチはマトリクスに配列され、マトリクスの行が走査される。これは多重化されたインターフェイスである。これは、ホストシステムのCPUを使用してソフトウェアベースのモードで実行されることができるが、キーボードに搭載マイクロプロセッサを有するものには多数の利点がある。典型的に、搭載マイクロプロセッサを備えたキーボードに対して、キーストロークデータはマイクロプロセッサに供給され、処理され、コード化されて送信される。最も一般的な送信モードはホストシステムに対して直列接続ケーブルを介するものである。ホストコンピュータが走査コードを受信したとき、キーボード制御装置は、走査コードが読取られるために使用されることをCPUに通知する。キーボード技術に関する良好な参照文献は、Michael SlaterによるMicroproce ssor Based Design, (pp.287-303,Copyright 1989 by Prentice Hall)である。別の文献は、Winn RoschによるThe Winn Rosch Hardware Bible (pp.239-257,C opyright 1989 by Winn L.Rosch,and published by Prentice Hall)である。 2 つの参照文献のこれらの部分は、ここにおいて参照にされている。ケーブルによるホストコンピュータへのキーボードの結合は、しばしば制限的で扱いにくい。デスクスペースが限られている場合、例えばケーブルのためのスペースが問題になる可能性がある。さらにケーブルの長さはコンピュータに関するキーボードの位置を制限する。また、ケーブルは2つの端部コネクタのいずれかの接続不良等による故障にさらされる別の素子である。本発明に先行して、コードなしでキーボードをコンピュータに接続することが試みられている。例えば、IBM社は、走査コードを光学的に送出するために2個の赤外線放射LEDを備えたPC Jr.コンピュータを導入した。しかしながら、そのシステムはあまり信頼性が高くなく、視線における伝送に制限された。信頼性が高くかつ視線伝送に制限されない方法でケーブルを必要とせずに、キーボードがホストと通信することを可能にする装置および方法が要求されている。図29は、本発明による誘導装置によって結合されたキーボードを備えた汎用可搬コンピュータの斜視図である。図29のコンピュータシステムは、ハウジング2017および傾斜して立上がらせた表示装置2019を含む基本装置2013を含んでいる。表示装置は、入手できるフラットパネル表示装置のいくつかのタイプの1つであってよい。ハウジング2017はCPUマイクロプロセッサ、I/OバスおよびシステムRamメモリのような素子を動作する主要な電子装置を収容している。これらは直列装置等に接続するコネクタ(示されていない)であり、ポータブルコンピュータに典型的に使用されているようなものである。分離したキーボード装置2015は、磁力線2021で表わされた磁界で送信される符号化された情報によってケーブル接続の助けなしに文字数字およびその他のキーストローク入力を行う。図30は、キーボード2015の内部素子のいくつかを概略的に示す。この特定の実施形態において、キースイッチ(以降キーと呼ぶ)はマトリクス2023として接続され、キーボードのフレームワーク内に含まれるマイクロプロセッサ2025によって走査される。走査されたマトリクス配置によって、非常に多数のキーに必要とされるI/Oポートビットの数が大幅に減少される。この走査されたマトリクス配置は、キー動作が内蔵されたマイクロプロセッサにより認識されることのできる多数の通常の手段の1つに過ぎず、ここでは一例として使用されている。本発明は、実際にキーストロークを認識してコード化するための技術的に知られている実質的な任意の手段と組合せられてもよい。さらにキーボードについての通常の特徴がその他多数存在し、それらは本発明にほとんど関連しないため、ここでは言及されていない。例えば、キーボードは典型的にナム(Num)ロック、 キャップ(Cap)ロック、スクロールロック等を示す少数の表示LEDを有しているが、ここではこれらの特徴を説明しない。図30の走査されたマトリクスは、マイクロプロセッサ2025に4ビット入力ポート2029および4ビット出力ポート2031を通ってインターフェイスされる16個のキーを示す。内蔵されたバッテリ駆動電源に接続された(接続は図30には示されていない)プルアップ抵抗(抵抗2033が一例である)は、列中で押されたキーがないときに入力ポートで高レベルを供給する。走査時に、マトリクスは1度に1行を読取る。出力ポートビットの1つは0に設定され、一方他の全ては1に設定される。図30において、第2の行が読取られている。 1に設定された出力ビットを有する行の中のキーは効果的にディスエーブルされ、キーを押したときに、プルアップ抵抗によって既に高くプルアップされた入力ポートビットに高レベルの出力ポートビットだけを接続する。 0設定ビットによって駆動された行の中のキーはアクティブである。アクティブな行の中の任意のキーを押すことによって、対応した列中の入力ポートビットがプルされる。各行は読取られ、シーケンスが無限に反復される。マトリクスは、もしもユーザーが迅速にキーを押して離した場合、マイクロプロセッサが確実にその接触を見落とさない速度で完全に走査されなければならない。事実、接触を行ったことだけでなく遮断も記録され、それが記録されるべきキーの組合せを可能にする。示された概略図では、キーの組合せの結果“ゴースト”キーの読取りの可能性があるが、この潜在的な問題はダイオード(示されていない)を各キーと直列に配置することによって処理されることが当業者に明らかであろう。 16個のキーマトリクスが一例として与えられているが、多数の方法でもっと多数のキーに拡張することができる。例えば、もっと多くのビットを有する入力および出力ポートが使用されてもよい。 1つの16ビット入力ポートおよび1つの16 ビット出力ポートが256個のキーのマトリクスをサポートする。その代わりとして、4または8ビットの多くのポートが使用されてもよい。典型的に、完全なキーボード走査は数ミリ秒に1度行われる。通常のキーボードにおいて、また本発明のこの実施形態において、内蔵されたマイクロプロセッサは、走査から得られた情報を16進法の走査コードに変換する。典型的な走査コードは、上記で参照にされたWinn Rosch Hardware Bibleの250乃至253頁に記載されている。もっとも、他の走査コードが使用されることが可能であり、また新しい走査コードが随意に開発されてもよい。通常のシステムにおいて、マイクロプロセッサは四線式ケーブルで走査コードを直列に送り、1つのワイアがデータを全て伝送する。通常の場合におけるコンピュータの主要部分は専用のI/Oポートでこれらの走査コードを受信し、このポートでキーボード制御装置チップは走査コードが読取られるために使用されるCPUに中断指令を発する。その後CPUは走査コードを読取って、入力としてキーストローク情報を解読する。これを実行するプログラムは典型的にシステムBIOSの一部分である。本発明のシステムにおいて、走査コードをコンピュータに伝送するケーブルは存在しない。図30に示された実施形態において、マイクロプロセッサ2025は回路2037において電源2039からの電流を制御する電流制御装置2035を動作する。制御された電流は、1巻の発生器ループ2041を通過し、例示的な磁力線2043によって表されている磁界を生成する。図30において、発生器ループ2041は平面図で示されており、ループの平面に対して垂直に発生され、通常実質的に円形である磁力線2043は線として示されている。図31は、図30の発生器ループ2041およびハウジング2017に配置された受信装置2045を示す。受信装置2045は、直列ケーブルによって走査コードを受信する特別のI/Oポートの機能を通常のシステムに提供し、システムCPUにとのコードを送る。ある実施形態において受信装置2045は汎用コンピュータ用のアド・ インカードとして構成されているが、別の実施形態ではコンピュータハウジング中のハード配線された装置である。後者はノートブック、ラップトップおよび高度に可搬性のその他のコンピュータにとって好ましいケースである。本発明において、キーストロークに関する情報は磁界2043において符号化された磁気変化を介してシステムCPUに送られる。この結果、受信装置2045はループ2041によって生成された磁界を受ける受信ループ2047を有する。磁界理論においてよく知られているように、磁界の強度に変化がない場合、ループ2047において影響はない。情報を伝送するには、磁界が拡張するか、崩壊することが必要である。電気技術分野において知られているように、相互インダクタンスと呼ばれる2 個の電気回路の間で定められる特性が存在する。相互インダクタンスは、ある回路中の電流の変化の結果として別の回路において誘導される起電力を決定する。 1つの回路中の起電力の方向は、もちろん他方の回路における電流の方向によって定められる。図30および31によって示された本発明の実施形態において、ループ2041において生成された電流iは、ループ2047中の電流の変化によって生成された磁界2043の0からiへの(およびiから0への)変化によりループ2047において起電力 V 1を生成する。ループ2047の両端の間において検出可能な起電力変化を生じさせるために、マイクロプロセッサ2025(図30)によって駆動される電流制御装置2035は、ループ2041中の電流の有限バーストを生じさせる。この電流が0 からiになると、正の起電力がループ2047において生成され、ループ2041中の電流が下降して0に戻ると、ループ2047中の起電力の大きさが負の値に変化する。本発明において、起電力の変化は走査コードを送信する能力を提供する。 1つの回路の中の電流変化によって別の回路の中で生成された起電力の大きさは、その別の回路における時間に関する電流の変化の速度、すなわちdi/dt に比例することが経験的に知られており、相互インダクタンスの概念において反映されている。したがって送信ループに電圧を印加した結果としての電流の急速な上昇に対する高い抵抗のインピーダンスを与えないように、送信ループの断面は比較的大きい。本発明のこの実施形態において、送信ループは一辺が約2mmの方形導体で、平均直径が約25mmに形成されている。示された実施形態において、送信ループに対する電流およびキーボードのその他の動作に対する電流は、バッテリベースの電源2039によって供給される。したがって、キーボードに対する電力要求は最小レベルに維持されることが望ましい。しかしながら、キーボードの別の回路、ハウジング2017中のコンピュータ素子、または本発明によるコンピュータシステムの近くに位置している可能性のあるその他の装置における電流レベルによって周辺磁界によって発生させられたスプリアス信号による送信の劣化を回避するようにして動作することが望ましい。示された実施形態において、送信ループ中の電流は数ミリアンペアに制限され、干渉は送信機に対する高電力要求によってではなく、受信装置において処理される。受信ループ2047において誘導された起電力は、システムBIOSの一部として実行される制御ルーチンにしたがって受信装置における感知および復調回路2049 によって監視されることが好ましく、出力レジスタ2051はキーボードから送信された受信された走査コードによって設定される。通常の復調器におけるように、 走査コードが“準備ができた”とき、走査コードが読取られるために使用されることができるシステムCPU2055にI/Oバス2053を介して中断指令を装置2049 が発する。受信された走査コードがシステムCPUによって読取られた後、出力レジスタは受信された次の走査コードのためにリセットされる。図32Aは、予めプログラムされたコードプロトコールによる送信コイル2041 においてiを管理した結果、受信された起電力波形2057(ループ2047の両端の間のV 1 )のトレースの一例である。図32Bは、受信された起電力波形を監視した結果生成された直列ビットパターン2058を示す。典型的な直列プロトコールのような図32Aおよび32Bによって例示された実施形態の伝送プロトコールにおいて、伝送速度の逆数(時にボー速度と呼ばれる)である予めプログラムされたビット時間(bt)2063が存在する。走査コード伝送用のこのビット時間は、ほとんどのシステムのクロック速度に負担をかける必要がない。例えば非常に控え目な10メガヘルツのクロック速度は、10 -7秒の周期を有する。例えば、1つの走査コードを送信するのに最低クロック周期の1000 倍のビット時間および12ビット時間を仮定すると、コードは1.2×10 -3秒で送信さることができる。そのように速くタイプする人はほとんどいない。この実施形態において、プロトコールは、伝送ループ中の電流バーストによって生成された受信ループの両端の間の起電力スパイクから構成される。キーボードマイクロプロセッサ2025(図30)はキーストロークのメークおよびブレークの両方と、キーの組合せを読取り、ビット時間にしたがって時間的間隔を定められた直列バーストで走査コードを送る。ループ2041中の各電流バーストは、1ビット時間の約1/4(この時間はビッド時間内で広く変化することができる)に及ぶループ2047中のスパイク2059のようなスパイクを生成する。この実施形態における走査コードは、上記に参照されているような米国IBM と互換性のあるキーボード用の通常の走査コードであるが、別の実施形態において使用されてよい多数の別のコードが存在する。図32Aにおいて、コード開始信号はビット時間速度の2倍で時間的間隔を定められた3つのスパイク2061によって与えられる。回路2049(図31)はコード開始信号を認識し、データビットを示すスパイクに対する次の8ビット時間を監視し、感知されたビットにしたがって出力レジスタ2051を設定する。限定されたスパイクを有するビット時間は論理1であり、スパイクを有しないビット時間は論理0である。 8ビットが送信された後、送信機はビット速度の2倍で5つのスパイクの停止コード2065を発し、別の開始信号を探索する。広い範囲の種々の開始および停止コード(信号)が本発明の技術的範囲内において異なるコーディング方式で使用されてもよく、記載された手段はそのような多数のもののうちの1 つに過ぎない。図32の実施形態において送信された走査コード00101101は、ヘクス2Dであり、これは好ましい実施形態において使用されたプロトコールによる“ x”キーに対するメイクコードであり、大部分のIBMと互換性のあるコンピュータキーボードシステムによって使用される通常の走査コードである。ユーザーがキーボードをタイプしたとき、本発明によるシステムはキーのメイクおよびブレーク、並びに使用されたキーの組合せを連続的に翻訳し、送信ループおよび受信ループを介してコンピュータに走査コードを送る。記載された誘導性結合の実施形態において、本発明の技術的範囲を逸脱することなく多数の変更が行われてもよいことが当業者に明らかである。このような変更がなされた数は上記に記載されている。もっと多数のものが存在している。例えば、送信および受信ループの寸法、および生成された電流およびコード化されたデータのタイミングのような他の変数において広い許容範囲が存在する。同様に、好ましい実施形態に記載された方式以外に使用されてもよい多数のコード化方式が存在する。その他多数の変形が本発明の技術的範囲内に存在する。連結ベイに関するアーキテクチャ実施形態においてもまた本発明の技術的範囲を逸脱することなく多数の変更が行われてもよいことが当業者に明らかであろう。これらの代替技術の多くはまた上述されている。例えば説明されるモジュールベイは4個より多くてもよく、または4個より少なくてもよい。モジュールベイの平坦なアレイは1以上であってもよい。コンパクトな構造にもっと多くのモジュールベイを設けるために、各平面に多数の連結ベイを備えた2以上の平面が設けられてもよい。同様にして、モジュールはコンピュータ11、400または2013のようなフレームワークにおいて連結されて平坦なアレイを形成するように構成される多数の方法が存在する。同様にして、これらは使用されてもよい多数の異なる種類のコネクタであり、また共に使用されることのできる多数の異なる種類の圧縮されたバスである。多数の種類のモジュールが適用される可能性があり、かつ本発明の技術的範囲内においてその他多数の変更がなされてもよい。

    ───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 タは、磁気誘導によってキーストローク信号を送信するシステム(図31)を備えたフレキシブルで巻取り可能なキーボード(1011)を有している。

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