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入力装置とは―役割と種類、装置の例の一覧

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コンピューターの入力機能(ハードウェア)。入力装置とは何か、入力装置の役割と種類、装置の例の一覧をまとめています。

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目次

この記事の目次です。

1. 入力装置とは
2. 役割
3. 種類(入力装置の分類と例)

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1. 入力装置とは

入力装置とは、コンピュータにデータを送信し、データを操作および制御できるようにするハードウェアです。

私たちが扱うデータは文字や数値(10進数)あるいは記号などでありますが、コンピュータ内部では2進数しか扱うことが出来ません。 処理対象のデータや情報を、コンピュータが処理できる形に加工して処理装置に渡さなければなりません。 このような入力を受け付ける機能をもった装置を総称して、入力装置といいます。

入力装置は、人間が理解できる数値や文字、画像、音声などのデータをコンピュータが理解できるデータ形式(0と1の組み合わせ)に変換し、 コンピュータ内部の主記憶装置に読み込む働きをします。

入力装置の英語

入力装置の英語はinput deviceです。

入力装置のイメージ

以下は入力装置のイメージです。 コンピュータで最も一般的に使用される主要な入力装置は、キーボードとマウスです。それに加えて、Web会議などでお馴染みのマイクを追加したイメージです。

入力装置のイメージ(マイク、マウス、キーボード)

入出力装置

スマホのタッチパネルのように、ひとつの装置で出力機能と入力機能の両方の機能を備えた装置も存在します。 これは入出力装置といいます。

2. 役割

コンピュータにデータを入力する装置が、入力装置です。 ですので、入力装置の役割は、コンピューターに指示やデータを入れることです。

人間に例えると入力装置は目や耳、肌、舌、鼻になります。 これらは、視覚、聴覚、触覚、味覚、嗅覚などの五感で外界からの刺激(入力)を脳に伝える役割があります。

3. 種類(装置の例)

代表的な入力装置は、キーボードやマウス、イメージ・スキャナなどですが、 入力装置の種類は、たくさんあります。 ここでは、入力装置の種類(装置の例)について説明します。

入力装置には次のようなものがあります。

キーボード(keyboard)

キ―で指定した文字を入力する装置です。 人間の手によりコンピュータに文字や数字を直接入力する装置です。 コンソールやパソコン、端末装置などの入力装置として用います。

キー配列には、かな文字が使用できるJIS系配列(JISキーボード)と 英数字専用のASCII系配列(ASCIIキーボード)の2種類があります。 両方とも基本的な英数字キ―配列について同じです。

このほか、主として数字などの入力に使うテンキーやプログラムで用途を指定できるファンクション・キ―、タブ・キ―などがあります。

ポインティングディバイス

ディスプレイ装置の画面上の位置情報を入力する装置の総称です。 コンピュータの利用範囲が広がるに従い、さまざまなポインティングデバイスが登場しています。

代表的なポインティングデバイスには、マウス、トラックボール、ジョイスティック、ライトペン、タッチパネルなどがあります。 いずれもキーボードのような操作のわずらわしさがなく、ディスプレイ装置の画面を見ながら誰でも簡単に入力できます。

マウス

グラフィックな画面表示、GUIでの代表的な入力機器の1つです。 マウスの移動によってデータを入力する装置です。

胴体を動かすことで底のボールまたは光が動いて、その動作を電気信号としてコンピューターに伝えることで動作します。 画面上には、現在の指示点を示すマウス・カーソルを任意の位置に移動させ、ボタンなどによって入力を行います。

今はあまり見かけませんが、コロコロで滑らす機械式マウス、光学式マウス、赤外線を用いた無線マウスなどいろいろあります。

タッチパネル

タッチパネル画面に手で触れて入力する装置です。 スマートフォン、電車の切符の券売機、銀行のATMなどで使われています。

タブレット

ペンを使って入力する装置です。 自由にイラストを描くときなどに使われます。 大型のものはデジタイザと呼ばれます。

マイク

音声入力用マイクです。 デジタルカメラ同様、マイクを特殊なものにするのではなく、 コンピュータに、対応するソフトウェアを導入することで使用します。

デジカメ

デジタルカメラもそうです。 画像を撮影してデジタルデータにする装置です。 CCDと呼ばれるセンサーによって、画像を作る方式が一般的です。 撮影した画像はJPEG形式で、SDカードなどの媒体に保存されます。

Webカメラ

Webカメラはコンピュータに接続するカメラです。 静止画や動画を撮影し、ソフトウェアを使ってリアルタイムでインターネット上に動画を送信することができます。

現在、ほとんどのWebカメラは、コンピュータのディスプレイに内蔵されているか、コンピュータのUSBポートまたはFireWireポートに接続されています。

リモコン

テレビのチャンネルを変えるリモコンも入力k装置です。

ゲームパッド

ゲームパッド(ゲームコントローラ、ジョイパッド、またはビデオゲームコントローラ)は、コンピュータまたはコンソールのゲームシステムに接続するように設計された周辺機器です。 複数のボタンがあり、1つまたは2つのミニジョイスティックがあります。 ゲームパッドは、スポーツ、一人称シューティングゲーム、ロールプレイングなど、さまざまな種類のビデオゲームで使用されます。

ゲームパッドは、Xbox 360、PlayStation 3、Nintendo Wiiなどのコンソールゲームシステムで使用される主要な周辺機器です。 一部のポータブルゲームシステムには、ソニーのPSPのようにゲーム機自体にゲームパッドが組み込まれていますが、一部のゲームパッドはコンピュータと連動するように作成されており、多くの場合USB接続を使用します。

触覚フィードバック機能を備えた一部のゲームパッドでは、コントローラを振動させることで、ユーザーがゲーム内の動作の一部を感じることができます。

最初のゲームパッドは1985年に、最初は任天堂によって、その後セガによって、ビデオゲームシステムで使用するために導入されました。 それ以来、さまざまな形状のジョイパッドが製造、販売されていますが、どれも同じようなデザインです。

VR

仮想現実 (VR) とは、コンピュータで生成された人工的な環境のことで、ユーザーはこの環境で探索したり、操作したりすることができます。 仮想現実は、ヘッドセット、ヘッドフォン、手袋、コンピュータなどの入力デバイスを使用して操作および探索されるコンピュータ生成現実です。 これらのデバイスを使用して、ユーザは仮想世界全体をブラウズしたり、仮想オブジェクトをピックアップして操作したりすることができます。

ジェスチャ認識

ジェスチャ認識は、コンピュータのハードウェアとソフトウェアの背後にある科学で、人間のジェスチャを入力として認識できるようにします。 Kinectはジェスチャー認識デバイスの一例です。 プレイヤーの体の動きを観察し、ある動きをビデオゲームへの入力として解釈します。 ジェスチャー認識はタブレットやスマートフォンにも実装されており、ピンチやスワイプといった指のジェスチャーに基づいてOSを制御することができます。

ライトガン

ライトガンは、ガンバレル内のフォトダイオードを使用して光を検出するポインティング入力装置です。 プレイヤーが銃の引き金を引くと、画面は一瞬空白になります。 この短い瞬間によって、フォトダイオードは銃が向けられている場所を決定することができます。 ライトガンは初期の家庭用ゲーム機で最も広く使われていました。

オーディオ変換器

オーディオ変換器にはさまざまな種類がありますが、それぞれの機能は比較的同じです。 コンピュータで使用するために、さまざまな形式のオーディオをデジタル形式に変換するように設計されています。 最も一般的なタイプのオーディオ変換デバイスには、カセットテープからMP3、LPレコードからMP3、オーディオCDからMP3などがあります。

オーディオ変換器は、カセットテーププレーヤー、LPレコードプレーヤー、またはコンピュータのUSBポートに接続されたCDプレーヤーのいずれかです。 装置に付属のソフトウェアは、オーディオメディアからのオーディオ再生を記録し、MP3フォーマットに変換します。 一部の機器では、MP3以外のオーディオ形式への録音が可能です。 DB Tech、Ion、Jensenなど、これらのデバイスを製造販売している企業は複数あります。

イメージスキャナ

代表的な画像入力装置の1つです。画像を原稿からの反射光として読み取る装置です。 画像はドットで構成され、1インチあたりのドット数であるdpiで読み取り精度をあらわします。

紙面上の図形や写真データをファクシミリと同じ原理で読み取り、入力する装置です。 図形や写真に光を当て、画像に反射した色と光を小さな点の集合であるドットイメージに分解して、これの強弱を電気信号としてコンピュータに取り込む仕組みです。 紙面を固定しておき、読取装置を移動させるものを、特にイメージセンサといいます。

絵や画像などのアナログ情報をセンサーで読み取り、デジタル情報に変換してコンピュータに取り込みます。

薄くて平らな形状で、A4サイズが読み込める製品が主に家庭用などで利用されています。 他にも、ネガやポジといったフィルムからの読み込みを専用に行う、フィルム・スキャナなどもあります。

光学式文字読取装置(Optical Character Reader : OCR)

光を当てて、反射光の強弱によって文字や符号を飲み取り、入力する装置です。 当初は、識別しやすい特殊な印刷文字や JISで規定されたOCR字体しか読み取れませんでしたが、 現在では文字パターンの識別能力が向上し、 手書きの文字でも十分に読み取れるようになりました。

光学マーク読取装置(Optical Mark Reader : OMR)

マークシート状の黒く塗りつぶしたマークによってデータを読み取り、入力する装置です。 マークシートには数字や文字が記載されており、入力したい部分を鉛筆などでマークします。

光学式読取装置との違いは、文字や数値のパターンを直接認識するのではなく、マークされた位置によって文字や数値を読み取る点です。 情報を読み取る原理は光学式文字読取装置と同じで、光の反射によりマークの有無を判断し、その位置の文字や数値などを入力します。 したがって、マークシートに汚れがあったり、折れていたりすると、読み取りを間違えたり、読み取りが出来なかったりします。

バーコード読取装置

製品情報をあらわすバーコードを読み込む装置です。 コンビニエンスストアやスーパーなどで使われているものです。 バーコードとしてはJANコードや2次元バーコードのQRコードなどよく見かけます。

さまざまな商品についているバーコードを読み取り、入力する装置です。 一般的に、バーコードを利用した会計処理では、単に商品の識別や精算だけでなく、これらの入力情報をもとに在庫管理や発注管理まで行われます。 バーコード読取装置には、次の3種類があります。

磁気カード読取装置

磁気カードから必要な情報を読み取り、入力する装置で、読み取る磁気カードによっていろいろな形態があります。 電車の自動改札機も磁気カード読取装置の一つです。 磁気カードは、紙やプラスチック製のカード社会といわれるように、磁気カードは現金に代わる支払方法として私たちの生活に広く行き渡っています。 磁気カード読取装置には、テレフォンカード、キャッシュカード、クレジットカード、自動改札の切符などがあります。

ICカード

半導体素子を埋め込んだカードです。 磁気カードの記憶容量を増やし、情報処理機能を埋め込んだICカードは 通常の磁気カードよりもコストが高いですが、 セキュリティや機能面で優れています。

デジタイザ

平面状のパネルの図面をペンやカーソルでなぞることによって座標位置を検出し、この連続した座標情報から図形を入力する装置です。 図形を高精度で入力しなければならないCADに使用され、特に小型のものをタブレットと呼んでいます。

生体認証装置

コンピュータとセキュリティで使用されている生体認証のための装置があります。 生体認証とは、生物学的特徴を測定することによって個人を識別することです。 たとえば、ユーザーが指紋や音声でコンピュータや建物を識別することは、生体認証と見なされます。 この種のシステムはパスワードに比べて、個人に固有のものであるため、偽造するのがはるかに困難です。 他にも、人の顔、手、虹彩、および網膜があります。

生体認証装置の種類

以下は、生体認証データをコンピュータに入力するために使用される全ての既知の生体認証装置の一覧です。 なお、生体認証データは生体認証識別子と呼ばれ、物理的、化学的、または行動的な特性を持ちます。

フェイススキャナ

バイオメトリックフェーススキャナは、人の顔を測定することによって人を識別します。 例えば、患者の顎、眼 (瞳孔間距離) 、鼻、口の間の距離などです。 これらのスキャナーは、人の写真と実際の人の写真を区別できるだけの知能があれば、非常に安全です。

ハンドスキャナ

指紋と同様に、手のひらも独自のものです。 生体認証ハンドスキャナまたはハンドジオメトリシステムは、手のひらで人を識別します。

指紋スキャナ

生体認証指紋スキャナは指紋によって人物を識別します。 これらは、個人を識別する安全な方法です。 安価な指紋スキャナは指紋を偽造されるリスクがあるようです。

網膜スキャナ/虹彩スキャナ

生体計測網膜または虹彩スキャナは、目の虹彩または網膜をスキャンすることによって人を識別します。 これらのスキャナーは、網膜や虹彩を複製する既知の方法がないため、より安全な生体認証方式です。

署名検証システム

手書き署名の形を識別の形として認識するシステムです。

静脈認識

ユーザーの指または手のひらの静脈の生体認証スキャンです。

ボイススキャナ

音声分析スキャナまたは音声検証システムが、人間の声を数学的に分析して識別します。 これらのスキャナはセキュリティの向上に役立ちますが、それほど高度ではないスキャナの中には、テープ記録を使用してバイパスできるものもあります。

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