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「サーバエンジニア日記」の小悪魔女子大生がTech総研に降臨
小悪魔のイラスト日記2 「キーボードとマウス」の秘密
『小悪魔のイラスト日記1「ケーブル」を伊勢幸一に聞く』に続く、小悪魔連載第2弾! 今回も講師はライブドア執行役員の伊勢幸一氏。テーマはエンジニアなら誰もが気になる「キーボード」、そして「マウス」だ。苦難を極めたイラストの制作過程。小悪魔の力作をご覧あれ!
(取材・文・イラスト/aico 講師・監修/伊勢幸一 総研スタッフ/高橋マサシ) 作成日:11.05.13

今回は伊勢さんにキーボードとマウスを分解しながら仕組みを教えてもらいました!


まずはキーボードを分解!!!!


キーを押すとゴムで出来た突起のようなものが出てきます。


このゴムが下に敷かれている2枚のフィルムを押します。
フィルムはこんなかんじのものでした。


今回のキーボードは、上下のフィルムに丸い形でプラスとマイナスの電極が接続された接点のある回路が作られていて、
スペイサーは穴の開いたセロファンでした。
キーを押すと、スペーサーの穴を通り抜けて接点が接触し、電圧が発生します。


ちなみに、一般的なキーボードでは、上のフィルムに丸形のプラスの電極が接続された接点が、
スペイサーにドーナッツ型のマイナスの電極が接続された接点があり、
下のフィルムには銅箔が貼ってあります。この銅箔は伝線の役割をしていて、電極は接続されていません。


フィルムの上の部分は、フレームについているチップと繋がっていて、
大文字と小文字や、1と!のように、Shiftを押すことで回路を変えると文字が変わるようになっています。
キーを押すと、文字はASCIIコードという文字コードの形でコンピュータに送られていきます。


コンピュータは文字をコード番号で認識していて、ASCIIコードはその中でも最も良く使われている文字コードです。
このように、コンピュータはキーボードで押された文字を認識し、画面に表示しています。


現在、もっともよく使われているキー配列を、QWERTY配列と言います。
これは、キーボードのアルファベットの文字の最上段の左から6文字がQWERTYであるところからとられています。
キーの配列がこの形になった理由には様々な説がありますが、反論もあり、定説はないそうです。


今回は機械式マウスと光学式マウスの2種類について教えてもらいました!


ではその仕組みはどうなっているのでしょう?
機械式マウスには真ん中ボールが入っていて、そのボールの回転からマウスの移動の様子を判断し、コンピュータは画面上のカーソルを移動させます。


ボールが転がると、横についている棒と、棒の先の歯車が回転します。


歯車の横には光を出す装置と、歯車のスリットの間を通る光を受け取る装置がついています。


光を受けとる装置には受光素子のしくみを使っています。


受光素子とは、受けとった光を電気信号に変換する部品です。
太陽の光を電気に変える太陽光パネルのような働きをします。


受光素子は、歯車のスリットを通り抜けた光を電気信号に変え、
コンピュータはその電気信号を受けとって画面上のカーソルを移動させるのです。
では、どうやって前後左右の動きを判断しているのでしょうか?
実は、歯車のスリットは2段になっていて交互に配置されています。


受光素子はスリットを通り抜けてきた光を感知しているので、
回転の向きが変われば、光のスリットの通り方も変わるため電気信号も変化します。


その違いによって右か左、または、上か下どちらに動くのかを判断しています。


このような仕組みをロータリーエンコーダといいます。
しかし、機械式マウスは、ボールを転がすことでマウスの内部にホコリや塵を巻き込みやすく、
動きが鈍くなってしまうので定期的な掃除が必要でした。


そのため、ボールを転がさないマウスが登場しました。それが、光学式マウスです。


光学式マウスの中には、光を出すLED、その光の反射光を感知するカメラ(イメージセンサ)が入っています。


光学式マウスはイメージセンサが感知した反射光とマウスの置かれている机の模様やでこぼこをもとにマウスの移動の様子を判断するため、
機械式マウスのようなボールが内部になくホコリが入ることが少なくなります。
では、どのような仕組みになっているのかというと、


マウスを動かすと、イメージセンサが感知している机の模様やでこぼこが変化します。


イメージセンサには、何万画素もの小さなマス目があり、
前の画像と比較してどのくらいマス目を動いているかで移動量や方向を計算しています。


キーボードとマウスは、私も毎日のように使っているけれど、どのように動いているのか知らなかったので
興味深くお話を聞くことが出来ました。


特に、光学式マウスの後ろの赤い光はどうして光っているのだろう?と思っていたので、とてもおもしろかったです。


株式会社ライブドア
情報環境技術研究室
執行役員 CTA 室長
伊勢幸一氏


一生懸命メモを取る小悪魔


伊勢氏の講義はわかりやすく、楽しい!

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