ITU E.161標準を使用する電話キーパッド。
コンピュータのキーボードに統合されたテンキー
電卓​
1984年投影型静電容量キーパッドのチラシ

キーパッドとは、数字、記号、またはアルファベットの配列が配置されたボタンの塊またはパッドです。主に数字が含まれ、コンピュータで使用されるパッドはテンキーです。キーパッドは、電卓、テレビのリモコン、プッシュボタン式電話、自動販売機、ATM、POS端末、ダイヤル錠、金庫、デジタルドアロックなど、主に数字入力を必要とするデバイスに搭載されています。多くのデバイスは、E.161規格に準拠した配列を採用しています。

用途と機能

コンピュータのキーボードには通常、上部にある他の数字キーに加えて、側面に小さなテンキーが付いています。テンキーは電卓のようなボタン配置になっており、数値データをより効率的に入力できます。このテンキー（テンキーパッド、テンキーパッドとも呼ばれます）は、ほとんどの人が右利きであるため、キーボードの右側に配置されています。

多くのノートパソコンには、筐体内に独立したキーパッドを組み込むスペースがないため、アルファベットキーボードの一部を数字キーパッドとして使用できる特殊なファンクションキーが搭載されています。外付けのプラグインキーパッドを別途購入することも可能です。

PINを入力したり製品を選択したりするためのキーパッドは、ATM、自動販売機、 POS支払いデバイス、タイム レコーダー、コンビネーション ロック、デジタル ドア ロック など、多くのデバイスに搭載されています。

キーパッド技術

メカニカルキーパッド以外にも、[1] [2] [3]、キーパッドとして使用できる技術は多岐にわたり、それぞれに長所と短所があります。これらには、抵抗膜方式、[4]静電容量方式、[5]誘導方式、[6] 圧電方式、[7]光学式などがあります。[8]

キーレイアウト

最初のキー入力式機械式計算機や多くのレジは、 0から9までの数字が1列に並んだ「並列」キーを採用していました。機械が使用できる各桁は、0から9までの数字が1列に並んでいました。より小型の10キー入力は、1901年の標準加算機で初めて採用されました。[9]この計算機では、数字キーは1列に並んでおり、左に0、右に9が並んでいました。現代的な4列キー配列は、1911年のサンドストランド加算機で初めて採用されました。[10]

電卓のキーパッド上の四則演算、小数点、等号、その他のより高度な数学関数のレイアウトには標準がありません。

電話の押しボタン式キーパッドの発明は、ニュージャージー州マレーヒルのベル研究所の産業心理学者、ジョン・E・カーリンによるものとされている。 [11] [12]電話のキーパッドでは、1から9までの数字が左から右、上から下に並んでおり、0は789の下の列と中央にある。また、電話のキーパッドには、ゼロキーの両側に*（星印）と#（シャープ、数字記号、「ポンド」、「16進数」または「ハッシュ」）と書かれた特別なボタンがある。電話のキーには、市外局番や電話番号全体を記憶するなど、いくつかの補助的な用途を持つ文字が付いていることもある。

電卓と電話番号入力パッドのレイアウトが異なっているのは、両者がほぼ同時期に開発されたためです。ベル研究所による電話機のテストでは、電話機のレイアウトが最も高速であると判断され、当時、アメリカ合衆国の公衆電話のすべてを支配していました。

順序の違いの起源

電卓のキーパッドは電話のキーパッドより約30年も前から存在していましたが、電話機の上から下への配列は、ジョン・カーリン率いるベル研究所のヒューマンファクターグループによる研究の結果でした。彼らは、ファシットのような2列配列、円形のボタン、弧状のボタン、3列のボタンなど、様々なレイアウトをテストしました。[11]決定的な研究は1960年に出版されました。RLデイニンガー著の「押しボタン式電話機の設計と使用に関するヒューマンファクターエンジニアリング研究」です。[13] [14]この研究では、採用されたレイアウトが最適であり、電卓のレイアウトは採用された電話のキーパッドよりも約3%遅いという結論が出ました。

この研究で得られた結論にもかかわらず、電話と電卓のキーパッドの順序が逆であることを説明する一般的な理論や民間伝承がいくつかあります。

  • 1つの有力な説は、その理由はQWERTY配列の場合と同様であり、1950年代後半から1960年代初頭にかけて、慣れない配列がユーザーの遅いスイッチ操作を遅らせたためだと主張している。[15]
  • もう一つの説明として、電話のキーパッドが導入された当時、アメリカ合衆国では電話番号の最初の2桁にアルファベット文字が使われるのが一般的だったという説があります。例えば、555-1234はKL5-1234と表記されます。これらのアルファベットの並びは単語に対応付けられていました。例えば、「27」は「CRestview」、「28」は「ATwood」といった具合です。「1」のキーを左上に配置することで、アルファベットは通常の英語の文字の左から右への降順に配置されました。さらに、回転式電話では、「1」のキーは右上ではあるものの、上部にありました。

キーパッドトラックの設計

図 1. キーパッドの配線方法: 個別接続 (左)、x/y 多重化 (中央)、チャーリープレックス化(右)。

個別の接続

機械式スイッチの16キーキーパッドは、16本の独立した接続リードと1本のアースリードを介してホストに接続できます（図1、左）。キーを押すとアースに短絡し、ホストがこれを検出します。この設計により、任意の数または組み合わせのキーを同時に押すことができます。パラレル入力シリアル出力シフトレジスタを使用することで、I/Oピン数を節約できます。

X/Y多重化

これらの16 + 1本のリード線は、x/y多重化を使用することでわずか8本に削減できます（図1、中央）。16キーのキーパッドは、4本のI/Oラインを出力として、4本のI/Oラインを入力として、4×4の配列で使用します。キーが押されると、出力と入力の間に回路が完成します。個々のキー押下は、ホストに固有の信号を生成します。必要に応じて、プロセッサが許容する場合は、2つのキーを同時に押しても曖昧さはありません。各キーにダイオードを直列に追加することで、キーゴーストを防ぎ、複数のキーを同時に押すことが可能になります。

チャーリープレキシング

8本のリード線の代わりにトライステートマルチプレクシング（図1右）を使用すれば、より多くのキーを検出できます。これにより、 n本のI/Oラインで( n -1)×( n /2)個のキーを検出できます。8本のI/Oラインでは、28個のキーを曖昧さなく検出できます。ただし、2つのキーが同時に押された場合、組み合わせによっては問題が発生する可能性があります。ダイオードを使用すれば、検出可能なキーの数は2倍になります。[16]

参照

参考文献

  1. ^ 「メカニカルキーパッド」 。 2023年12月17日閲覧。
  2. ^ 「メカニカルキーパッド」 。 2023年12月17日閲覧。
  3. ^ 「メカニカルプッシュボタンキーパッド」 。 2023年12月17日閲覧。
  4. ^ 「抵抗膜式キーパッド」（PDF） . 2023年12月19日閲覧。
  5. ^ 「静電容量式キーパッド」 。 2023年12月17日閲覧。
  6. ^ 「誘導キーパッド」（PDF） . 2023年12月17日閲覧。
  7. ^ 「ピエゾキーパッド」 。 2023年12月17日閲覧。
  8. ^ 「光学式キーパッド」 。 2023年12月17日閲覧。
  9. ^ 「ウィリアムとヒューバート・ホプキンスのマシン」 。 2017年7月18日閲覧。
  10. ^ 「Sundstrand加算機 - Underwood Sundstrand」 。 2017年7月18日閲覧。
  11. ^ ab Fox, Margalit (2013年2月8日). 「全デジタルダイヤルの先駆者、ジョン・E・カーリン氏が94歳で死去」ニューヨーク・タイムズ. 2013年2月9日閲覧。
  12. ^ 「タッチトーンキーパッドを発明したモンマス出身の男性が94歳で死去」The Star-Ledger 2013年2月9日。2013年2月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年2月9日閲覧。
  13. ^ Deininger, RL (1960年7月). 「プッシュボタン式電話機の設計と使用に関するヒューマンファクターエンジニアリング研究」(PDF) . The Bell System Technical Journal . 39 : 995. doi :10.1002/j.1538-7305.1960.tb04447.x. 2014年1月24日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2014年2月7日閲覧。
  14. ^ フェルドマン、デイブ (1987). 『なぜ時計は時計回りに動くのか』ニューヨーク、アメリカ合衆国: ハーパー&ロウ社.
  15. ^ 「電話と電卓のキーパッドの配置が違うのはなぜ？」How Stuff Works . 2001年5月22日. 2014年2月7日閲覧。
  16. ^ 「タッチセンサー」 。 2023年8月4日閲覧。
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