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2014年11月30日 (日)

こんな小型キーボードが欲しい!

20年前「HP200LX」という小型の情報端末が、電子小物好きの間で深く広く愛されていました。
Hp200lx01

こちらに詳しい解説があります↓
ユーザーが育て愛した手のひらサイズのPC - YHP「HP-200LX」
http://news.mynavi.jp/column/history/007/

私もその前進のHP100LXと、HP200LXを購入して、仕事や実生活で活用していました。

今は液晶が劣化してしまい、予備の液晶パネルを持ってはいるものの、交換が面倒なので修理せず使っていませんが予備として保存してあった液晶も、経年劣化で真っ黒になってました!交換用の液晶を手に入れないことには修理不可能になってしまいました。
※修理できました。
液晶が生きていた2年前までは、テキスト打ち専用機として現役でした。
683314922

今現在、時代が変わって、HP200LXで行っていたことのほとんどは、スマートフォンなどで可能になりました。
但し、唯一、どうしてもHP200LXに敵わないところがあるのです。それがテキスト入力。

HP200LXのハードウェアQWERTYキーボードはとても良く考えられて作られていて、HP200LXを手に持ったまま親指でポチポチ入力するのに加えて、机などに置いて普通のキーボードのように両手の指で入力が出来てしまうのです。
その打ち心地は、とても良くて、私は未だにこのキーボードを超える小型のキーボードに出会えていません。

※追記
黒く変色してしまった液晶の偏光板を自分で交換することで、復活させました。
(けっこうかんたんでした)
せっかくなので、キーボードでの日本語入力の様子を動画で撮影してみました。

本体基板無改造(倍速化改造はしていません)
オカヤ・システムウェアのキットで日本語化済み
SDカード8MB使用中(PCカードタイプのSDカードアダプタ使用)
VzエディタとWX2で日本語入力
両手で持っての親指入力と、机に置いての入力

追記終わり。

 

小型の外付けの無線キーボードはそこそこ売ってるのですけれどね。
これとか
41pfkfc7fgl
http://www.amazon.co.jp/dp/B00CZCNJSQ

これとか
41zq4jutwl
http://www.amazon.co.jp/dp/B00L1HU5D8

これとか
81ddfa5wpjl_sl1500_  
http://www.amazon.co.jp/dp/B00KW3OFG0

こんなのとか
51smgusrx7l
http://www.amazon.co.jp/dp/B00ALC6DNK

最近だとこれが発売になったのですが、
4194399116880
http://www.donya.jp/item/26896.html
発売されたらすぐに売り切れました。

 

HP200LXの本体自体の用途は今のスマートフォンなどで十分ですが、キーボードだけ、HP200LXと同等かそれ以上のものが欲しいのです。
出来ることなら自分で作ってしまいたいくらいなのです。

イメージとしては、HP200LXのキーボード部分をそのまんま独立させた感じ

これ(画像クリックで拡大)
Hp200lx02
これにポインティングデバイスを追加した感じで。

Image1
(Windowsキーを右に寄せないほうがいいかな)
Image2

横幅は14cm~16cmで。15cmあたりが適正かも。
キー配列はQWERTY英語配列、キーの省略は極力避けたい。
上図は仮のキー配列。
キーピッチは10mm
キートップは7mm x 5mm
キーボードの構造はHP200LXをほぼそのまま模倣、

HP200LXのキーボードの詳しい構造は以下のページにまとめてあります。
LXのキーボードのひみつ
http://kato-h.cocolog-nifty.com/khweblog/2014/06/lx-f990.html

出来ればキーボードバックライトを付けたい。

ポインティングデバイスは
・トラックボール
・スティック式ポインティングデバイス
・光学式ポインティングデバイス
のどれか。
スクロール機能も付けたい。

端末との接続は
・有線USB接続
・専用2.4GHz無線接続
・Bluetooth接続

厚さは電池無しの有線USB接続で1cm以内。
乾電池を使う場合でも2cm以下。

机に置いても、手に持っても、使えるように。

基本はただの板状だけれど、オプションのパーツやケースを付けると、スマートフォンと一体化が出来るように。
(スライドやクラムシェル。あとシステム手帳のリフィル型とか)

と、まぁ、こんな感じのキーボードが欲しいのです。

 

ではなぜ上記の仕様にしたいのか説明を。

横幅ですが、HP200LXの外形寸法が160mm x 86.4mm x 25.4mmなので、最大幅160mmでも良いところですが、auのIS01の横幅が149mmだったので。

キー配列は英語配列なのは、日本語配列だとキー数が増えるので。
あと、繋ぐハードウェア側が日本語配列に対応していない場合がちょこちょこあるので。
LXのキーボードと同じ配列にせずに、一般的なキー配列にする理由は、LXのキー配列はLX用に特化されているので(内蔵アプリケーションの起動キーがあったりカーソルキーの使用頻度か高いので両手で持った時に親指が来る右上の部分にカーソルキーが配置されていたり)
ShiftとCtrlとAltは右側にも欲しい。
Windowsキーとアプリケーションキーは必要ないかもしれませんが、例えばAndroid端末に繋いだUSBキーボードのアプリケーションキーを押すとメニューが開いたりとかするので、個人的には付けときたいのです。

キーボードの構造はHP200LXと同じにしてしまって、樹脂キートップとドームシートとプリント基板によるクリックのあるスイッチに。
Hp200lx03
LXではシートにパターンが引かれていましたが、
Hp200lx04
今回はキーボード単体なので、直にプリント基板の片面にパターンを引いてしまおうかと。
制御チップとか裏面でもいいですし。

ドームシートは「ドームシート スイッチ」で検索をかけるといろいろ出てきます。
40
携帯電話のテンキーとかで使われています。
メンブレンスイッチとは│キーボード│メンブレンスイッチ解説
ドームシート - 不二電子工業株式会社
メンブレンスイッチの主流-クリックエンボス

HP200LXと同じ打鍵感にしようとすると金属ドームのシート貼りよりもドーム加工して裏に導電剤塗布したPETシートのほうがいいかも。
Memcl_p3

キーボードバックライトは、キートップを光が透過する樹脂で成形して、基板表面にLEDを点在させれば良さそうです。

ポインティングデバイス
トラックボールは光学式で小型のだとこんなのがありました。
741870
http://www.donya.jp/item/10499.html

400ma018_ma
http://direct.sanwa.co.jp/ItemPage/400-MA018

品切れ

あと小型のトラックボールでは、BlackBerry(ブラックベリー)に使用されていたトラックボールがあります。

226_1
https://www.switch-science.com/catalog/226/
これ。ホール素子を使っているそうです。

そうそう、トラックボールを搭載するなら、ボールと受けの掃除がしやすくしたいですね。

スティック型のポインティングデバイスといえば、ThinkPadシリーズのトラックポイント。
むかしの日本IBMのPC110では、ほぼ同じポインティングヘッドが使われていました。
Pc110a_11


光学式でセンサーの上を指でなぞるタイプのポインティングデバイスだと、上のほうで紹介した
4194399116880_2
http://www.donya.jp/item/26896.html
がありますね。

むかしシャープからNetWalkerという情報端末が発売されたのですが、
Product_big_b
http://www.sharp.co.jp/netwalker/pcz1j/index.html
これのポインティングデバイスも光学式で、
http://www.sharp.co.jp/netwalker/pcz1j/feature/operation/index.html
当時店頭で触ったところ、カーソル移動はとてもスムーズでした。
ただし、このNetWalker、キーボードの作りがあまりに駄目駄目だったのと、ソフトの動作速度がとてつもなく遅かったのです、店頭で触った限り。

マウスクリックのボタンはポインタ側に集めずに離して両手操作。
ポインタ周辺にボタンが集まっていると片手操作が出来るものの、ドラッグとかがとても苦しくなってしまうので。

 

キーボードと端末(スマートフォンやタブレット、PCなど)との接続ですが、バリエーションを作りたいです。

:有線USB接続
利点
・キーボード側がちゃんとHID準拠で作ってあれば、PCでもUSBホスト対応のスマートフォンでもゲーム機でも、USBのキーボードとマウスが使える機械なら、なんにでも使える。
・ケーブルを接続するだけですぐに使える。
・電池がいらない。
欠点
・有線であること。

:専用2.4GHz無線接続
利点
・無線なので当然ケーブルレス。
・有線のUSBと同じ扱いになるので、通常のUSBキーボード等が使える機器なら使用可能。
欠点
・専用のUSBドングル(USB送受信機)が必要。
・キーボード側に電池が必要。

:Bluetooth接続
利点
・無線なので当然ケーブルレス。
・本体がBluetoothを搭載していれば、Bluetooth USBドングル(USB送受信機)は必要ない。
欠点
・本体側がBluetoothに対応している必要がある。
・本体側のBluetoothが有効になるまで使用不可。
・キーボード側に電池が必要。

 

※ページの上の方で紹介した小型キーボードって、みーんな無線なんですよね。自分としては、有線USBの小型キーボードが欲しいのです。

 

以上、こんな外付け小型キーボードが欲しい、を書き殴ってみました。
本当はもういっそ自分で作ってしまいたいくらいなのですが、時間はあるものの、知識や環境やコネクション(人脈、お付き合い)やおかねが全く無くて、どうしようもなくて・・・
どこかの会社で作ってはもらえないでしょうかね。

追記:自分、個人で、試作くらいは作れないか、下調べ始めました。
 ↓
USBキーボードは自作できるのか下調べをしてみる

 

追記:画像を作ってみました。

Kb_00

こんな感じ。
画像を切り貼り。

Kb_01

バリエーション。USB有線は汎用性がとても高いと思うのです。
このページの上の方に羅列した小型キーボードってどれも無線なんですよね。USB有線なら、USBキーボード対応機器であれば何にでも繋げられるという、とても大きなメリットがあるのですよ。

Kb_02

こんな感じでオプションでスマートフォンと合体させたりとか。
両手で持っても、机に置いても使えるような感じで。

Kb_03

バッテリーもモジュール化したりとか。
迷走。

これらはキーボードを使用する時だけ取り付けるイメージ。

常に一体化させておくのであれば、機種決め打ちで専用にして、クラムシェルにしたり。

Kb_04

色々迷走しましたが、スマホとの合体はあくまで応用例。

基本は

・USB有線接続
・小型(横幅15cm以下)
・HP200LXと同等の構造で、
両手で持っても、机においても快適に打鍵が出来る。
・マウス機能装備
・キーの省略は出来るだけ無し


といったキーボードを希望します。

ほしい。

けれど、どこからも発売されそうにないので、いっそ自分で作ってみようかと考え始めています。

USBキーボードは自作できるのか下調べをしてみる

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2014年6月24日 (火)

LXのキーボードのひみつ

HP200LXという機械を御存知でしょうか?
米ヒューレットパッカード社が開発し1994年に販売した小型の情報ツールです。

06032701 06032702

HP200LXの詳細が知りたい方はネットで検索してみてください。

私はHP200LX(以後LX)に惚れこんでいまして、購入から10数年以上ずっと使用していました。
(現在は液晶の故障で使用を休止しています)

このLXのキーボードは逸品なのです。
テンキーの付いたQWERTY配列のボタン型のキーで、キーとキーの間に間隔が開いたタイプなのですが、そのキーの形状やサイズ、その構造に伴うクリック感とキーストロークが絶妙なのです。
LXを両手で持って親指でポチポチとタイプしたり、またはLXを机などに置いて片手3本、両手で計6本の指で普通のキーボードのタッチタイプのように入力したりと、場所を選ばず、また比較的快適かつそこそこの速度で長文の入力が行えるスグレモノなのです。

※追記
キーボードでの日本語入力の様子を動画で撮影してみました。

本体基板無改造(倍速化改造はしていません)
液晶は経年劣化で黒く変色してしまったので偏光板を自分で交換
オカヤ・システムウェアのキットで日本語化済み
SDカード8MB使用中(PCカードタイプのSDカードアダプタ使用)
VzエディタとWX2で日本語入力
両手で持っての親指入力と、」机に置いての入力

 

そのHP200LXのキーボードについて、自分なりに調べてみました。

キー配列は基本的にテンキー付きのQWERTY配列、但し通常の上部数字キーの部分には内蔵ソフトのダイレクト起動キーが並んでいます。

06042001

電源キーとカーソルキーがキーボード右上にあります。
ここは液晶を開いた時の重心位置に近く、本体を手で持った時に、頻繁に使うカーソルキーが操作しやすい位置です。

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また、ENTERキーとMENUキーは、手で持った時の、ちょうど親指の移動範囲に来るため、操作性を向上させています。

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ここから以下はHP100LXのキーボード部分です。
HP100LXは200LXの前の機種です。
メイン基板や内蔵ソフトウェア等は異なりますが、キーボード部分は色とキートップの印刷以外はHP200LXと同じだと思われます。

06033101 06033102

キーボード自体は、横約16cm、縦約8.5cm、

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キーピッチは縦横ともに約10mm、
キートップの大きさは約7mmX4.7mmで、間隔の空いたボタン型。
キーとキーのあいだには、横約3mm、縦約5.5mmの隙間が空きます。
この隙間のおかげで、指がキーを押した時に、隣りのキーまで押してしまうのを防いでくれます。

06033108

キートップの高さはキーの最高部分で1.5mmで、
キーストロークは約0.5mmです。
奥側に沈みこむようにキーが押し込まれます。

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押した時、ちょっと重めの、しかし明確なクリック感があります。

キーボードユニットの裏面にはメイン基板と接するキーマトリクスの端子が出ています。

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では構造を見てみます。

キーボード上にはShiftやFnキーを押した時に入力される文字が書かれています。
ここは薄いプラスチックのシート状になっていて、接着剤で貼り付けられています。
これをめくると、キートップの成型品が現れます。

06033111 06033112

テンキーの部分だけ成形色が違うので部品が分かれています。

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キートップの部品は、その裏面の多数のピンで、キーボードユニットに接合されています。
キートップとキーボード本体が、この多数のピンで強固に固定されているために、キーボード全体の剛性を上げる効果が生まれています。
このピン郡は、圧入されているだけなので、裏から全部のピンを少しずつ押して外していく事によって、キートップの部品をキーボード本体から外すことができます。

テンキーの部分だけキートップを外しました。

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キートップの下にはメンブレンスイッチ?タクトスイッチ?があります。
(ドーム加工を施したシートを用いたクリック感のあるメンブレンスイッチ)

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透明なプラスチックシート2枚と白い回路のシート1枚の合計3枚がキートップの下に敷かれています。

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一番上の透明のプラスチックシートには、ドーム型の形状が加工されています。
上から押すと、一定の力でペコンとへこみます。

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裏には導電材(カーボン?)が塗られています。

二枚目は穴の空いたシートで、一番上のシートと下の回路のシートを分けています。

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一番下は導電材でキーボードマトリクスの回路が引かれたシートになっています。

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これらはキートップの部品のピンで位置決めがされています。

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基本的には携帯電話などのメンブレンのタクトスイッチと同じような仕組みです。
ただし、面白いことに、下の画像を見てもらうと分かりますが、ドームの頂点、接点の部分の位置がキーの中心から上にずれています。

06033126

この位置のズレとキートップの成型品の形状が、LXのキーボードの打ちやすさの秘密だと思われます。

テンキーのキートップの部品の画像です。

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06033129 06033130

キートップは下側から上側に向けて傾斜が付けられています。
裏側にはキーボード本体と組み合う無数のピンが出ています。
裏側の画像を見ると分かるのですが、横から見ると、キートップの裏の、キースイッチを押す突起が、キートップの上側に寄っています。

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キートップ自体はキートップの外側の部品と、細い帯2本でキートップの下側で繋がっていて、キートップを押すと、帯の部分がプラスチックの弾性でシナって、キートップが帯の根元を支点に、下に弧を描くように下がり、裏の突起がキースイッチを押します。

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概略図を見てください。

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小さなキートップを指で押す時、手前から奥の方向に指は動きます。
キートップは下側が2本の帯で固定されているためにぐらつかずに、キーの下側を支点にして、押し込まれます。
この時、てこのように、キートップには、裏側の上の辺りに、下に向けて力が加わり、そこに配置されたキースイッチを押す形になっています。
この機構によって、適度なクリック感と力で、キースイッチは押されることになります。

これがLXのキーボードの打ちやすさの秘密だと、私は考えています。

この構造が偶然の産物なのか、それとも開発者が考え抜いて生まれた物なのか、私には知る術はありませんが、LXの全ての部分のこだわりを考えると、あえてこの構造にしたのだろうと考えます。

日本のPDAを開発している皆さん、これを越える親指うちキーボードを作ってみませんか?

最後に、キートップを繋ぐこの部分は、どこも折れやすいので、注意。 特にスペースバー。

06033135

 

追記:2015/10/25

・HP100LXのキーマトリクス
キーボードのスイッチの回路の配線に当たる、シートを調べてみました。

回路のパターンが導電塗料(カーボン?)で描かれたシートは、多層になっていて、表面の回路の下にさらに配線があるのが透けて見えます。
(画像クリックで拡大します)

Lx_key01

この上と下の配線は、画像の赤丸で囲った部分で結線されています。

Lx_key02

キーマトリクスの配置を調べてみました。
メイン基板と接する端子の左側を仮に1番としています。

Lx_key03_


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