キーパッド

キーパッドは、数字、記号、またはアルファベットの配列が設定されたボタンのブロックまたはパッドです。主に数字を含み、コンピューター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、押しボタン式電話、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あります。多くのデバイスは、その配列に関してE.161標準に準拠しています。

コンピューター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、側面に小さな数字キーパッドが付いていますが、ボタンは電卓のような配置になっており、数値データをより効率的に入力できます。ほとんどの人が右利きなので、この数字パッド (通常はnumpadと略される) は通常、キーボードの右側に配置されています。

多くのラップトップコンピュータには、ラップトップのシャーシに別のキーパッドを組み込むための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に変える特別なファンクション キーがあります。別の外付けプラグイン キーパッドを購入することもできます。

PINの入力や製品の選択のためのキーパッドは、 ATM、自動販売機、 POS決済デバイス、タイム クロック、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。

機械式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、抵抗型、^[4]静電容量型、^[5]誘導型、^[6] 圧電型、^[7]光学型などがあります。^[8]

最初のキー作動式機械式計算機と多くのキャッシュレジスターは、機械が使用できる各位置に 0 から 9 までの 1 列の「並列」キーを使用していました。より小型の 10 キー入力は、1901 年に標準加算機で初めて使用されました。^[9]計算機の数字キーは 1 列に配置され、左側に 0、右側に 9 が配置されていました。現代の 4 列配置は、1911 年にサンドストランド加算機で初めて導入されました。^[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の下と中央に並んでいる。電話のキーパッドには、ゼロキーの両側に*（星印）と#（シャープ記号、「ポンド」、「16進数」または「ハッシュ」）というラベルの付いた特別なボタンもある。電話のキーには、市外局番や電話番号全体 を覚えるなど、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。

電卓と電話番号パッドのレイアウトが異なっているのは、それらがほぼ同時期に開発されたためです。電話のレイアウトは、ベル研究所のテストによって最も高速であると判断され、当時、米国の公衆電話のすべてを制御していました。

電卓のキーパッドは電話のキーパッドより30年近く前から存在していたが、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が実施した調査研究の結果である。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、さまざまなレイアウトをテストした。^[11]決定的な研究は1960年に出版された。RLデイニンガーによる「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」である。^{[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%遅いという結論に達した。

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つの一般的な理論は、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年代前半の遅いスイッチに対応するために、馴染みのない配列がユーザーの操作を遅くしたと示唆しています。^[15]
• 提案されている別の説明は、電話のキーパッドが導入された当時、米国の電話番号は、最初の 2 桁にアルファベット文字を使用して割り当てられるのが一般的だったというものです。したがって、555-1234 は KL5-1234 として割り当てられます。これらのアルファベット シーケンスは単語にマッピングされました。「27」は「CRestview」、「26」は「ATwood」などとして割り当てられました。「1」キーを左上に配置することで、アルファベットは英語の文字の通常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」の穴は右上ではありますが、上部にありました。

機械的に切り替えられる 16 キーのキーパッドは、16 本の個別の接続リードと1本の接地リードを介してホストに接続できます (図 1、左)。キーを押すと接地に短絡し、ホストによって検出されます。この設計により、任意の数または任意の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 レジスタを使用して、I/O ピンを節約できます。

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 8 本にまで減らすことができます (図 1、中央)。16 キーのキーパッドは、出力として 4 本の I/O ライン、入力として 4 本の 4 × 4 配列を使用します。キーが押されると、出力と入力の間に回路が完成します。個々のキー押下ごとに、ホストに固有の信号が生成されます。必要に応じて、プロセッサが許可する場合は、2 つのキーを同時に押すこともできます。各キーに直列にダイオードを追加すると、キーのゴーストが防止され、複数の同時押下が可能になります。

8 本のリード線は、 3 ステート多重化(図 1、右) を使用すると、より多くのキーを検出できます。これにより、n 本の I/O ラインだけで( n -1) × ( n /2) 個のキーを検出できます。8 本の I/O は、28 個の個別のキーを曖昧さなく検出できます。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ると、検出可能な一意のキーの数が 2 倍になります。^[16]

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