JP2003196007A - 文字入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】限られた面積を使用して多種類の文字を簡単に
入力できるようにする。 【構成・作用】指先が面を擦る感覚が鋭敏であることを
利用して、タッチパッドと画面上に表示された仮想キー
ボードによる文字入力を行う。例えば図のような蜂の巣
状にキーを配置した仮想キーボードを画面上に表示し、
タッチバッド上で指を滑らせると、仮想キーボード上の
選択状態にあるキーが移動する。タッチバッドから指を
離した時点で選択状態であったキーが打鍵されたキーで
あるとされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は文字入力装置に関す
るものであり、特に携帯電話やＰＤＡなどのように文字
入力のために利用できる装置表面の面積が小さい場合で
も簡単に文字を入力することができるようにする文字入
力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体や高密度実装技術の進歩に
より、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Data Assistant、
パーソナルデータアシスタント）等の携帯デバイス（モ
バイルデバイス）が広く使用されるようになった。この
ような携帯デバイスにおいては例えば電話をかけるため
の数字だけを入力できればよいというものではなく、電
子メールのメールアドレスや本文、メモやスケジュール
入力のためのテキスト、インターネットのホームページ
閲覧のためのＵＲＬ、ゲームプログラムとの対話等の多
様なデータ入力のために、英文字やかな文字などの入力
が必要になる。このように、通常のコンピュータ等で文
字入力のために使用されるフルキーボードよりもはるか
に狭い領域しか使用することができない場合にどのよう
にして数１０種の文字を効率よくまた指などに負担を与
えないように入力するかという重大な問題が提起されて
きている。

【０００３】例えば、現在市販されている携帯電話また
はPHSに例をとると、このような機器では、周知のよう
に、インターネットのホームページ閲覧や電子メール、
ゲームなどの付加機能がセールスポイントになってい
る。つまり、携帯電話は単に電話をするだけではなく、
「いつでもどこでもメールが読み書きでき、インターネ
ットに接続できて、ゲームもできる」という高性能な端
末になっている。その結果、URLやメールの宛先や本文
を入力する操作が増える。他方、携帯性を追求するため
に電話機の軽量化、小型化が進んでいるため、操作キー
が本体下部の押しにくい場所に押しやられている。その
ため手、特に親指に負担がかかっており、携帯メールに
熱中すると腱鞘炎になるなどの弊害も指摘されている。

【０００４】携帯電話における文字入力の問題点とし
て、（１）少ないキーで文章を入力するために打鍵回数
が多くなる、（２）構造デザイン上、押しにくい場所に
もキーがある、の２つがあげられる。

【０００５】図１に典型的な携帯電話のキー（ボタン）
配置を示す。会社や製品によって多少異なっているが、
基本的には図１のようなキーが設けられている。下にあ
る１２個の数字キー１０７は「０」から「９」までの１
０個の数字と、「＊」「＃」の２つの文字を入力するた
めのものである。この１２個のキー配置は固定電話のプ
ッシュフォンの時代に標準となったもので、携帯電話で
もそのまま踏襲されている。各数字キーには数字および
「＊」「＃」以外に英文字３または４文字と、ひらがな
１文字が書かれている。これは英文字や日本語を入力す
るためのもので、英文字モード、日本語モードなどモー
ドを切り替えて入力する。アルファベットの２６文字、
ひらがなの５０文字はボタンの数よりも多いため、１つ
の数字キーに複数の文字が割り当てられる。そのため、
例えば「B」を入力するためには英文字モードで「２」
を２回、「ふ」を入力するためには日本語モードで
「６」を３回（「は」→「ひ」→「ふ」）押すことで目
的の文字を入力する。

【０００６】数字キーの上にある電源キー１１３、通話
キー１０９は携帯電話の電源および発話、受信などの通
話に使われる。クリアキー１１１は文字入力の際に間違
えた文字を消去するためのものである。その上にある方
向キー１０３、決定キー１０５は文章編集の際のカーソ
ル移動や編集コマンド、またｉモード、ezweb、J-skyと
いったインターネットブラウザを操作するためのもので
ある。電源、通話、クリア、方向、確定の各キーは、標
準的な配置が決まっていない。方向キー及び確定キーは
５つのキーが一体になって上下左右に倒せるようになっ
ていたり、ジョグダイアルのような回転型のデバイスが
使われているなど、形状も各社によって様々である。

【０００７】前述した文字入力における問題点（１）
（打鍵回数が多い）は、キーの数が少ないことによる。
１２個のキーで２６文字の英文字、５０音のひらがなを
入力するため、１つの文字を出すために同じキーを複数
回押さなければならない。さらに日本語入力において漢
字入力を行うには、ひらがなで入力した単語を仮名漢字
変換するために、何度か変換キー（携帯電話の場合は方
向キーなどが使われる）を押さなければならない。

【０００８】問題点（２）（押しにくいキー配置）は、
これらの操作キーが電話機前面の下半分に集中せざるを
得ないことが原因である。前述したように携帯電話でイ
ンターネットコンテンツを表示したりゲームを可能にす
るために、大きなディスプレイが必要となる。図１のよ
うにディスプレイは本体の上半分を占め、しかもできる
だけ大面積にしたいため、操作キーはすべて下半分に押
し込められている。さらに電話機全体を軽量にするため
に小型化されるため、「＊」「０」「＃」の各キーは本
体の下端に配置される。通常、ユーザは人差し指、中
指、薬指、小指で携帯電話本体を持ち、親指でキー、ボ
タンを操作するが、人間の手の構造上、このように持っ
たデバイスの下の小指で支えているあたりにあるボタン
は親指では押しづらい。このようなレイアウトの操作系
で、上記のように同じキーを何度も押すインターフェー
スで文字を入力すると、親指に負担がかかる。このため
携帯メールを大量に発信するユーザには腱鞘炎を起こす
などの問題が生じることがある。ボタンが小さすぎると
いう人は、電話機本体を両手で持って両手の親指を使っ
て入力したり、左手で持って右手で押すというような使
い方をしている。

【０００９】ＰＤＡは電子手帳とノートＰＣの中間に位
置する携帯型端末で、住所録や予定表などの機能を備え
ている。近年はそれに加えてデジタルの無線（電話）通
信機能をつけてインターネット接続やメールの送受信に
使われることが多い。そのためＰＤＡでも文章を書く需
要は高い。通常ＰＤＡにはキーボードがないが、テキス
ト入力のために折りたたみ式キーボードをつけるもの
と、スライド式キーボードの２つが実用になっている。
折りたたみ式の場合は十分な大きさがあるが、机の上に
置かなければ使用できない。スライド式はキー全体を本
体の大きさに詰め込んでいるため、大きな面積にキーを
配置する場合に比べると押しにくいという難点がある。

【００１０】ＰＤＡにおけるキーボードを使わない文字
入力方式としてはスタイラスペンが一般的である。スタ
イラスペンを用いた文字入力方式としては、ソフトキー
ボード、手書き文字認識、特殊パターン入力の３つが代
表的であり、この３つのいずれかあるいはいくつかを組
み合わせた製品がほとんどである。

【００１１】ソフトキーボードは画面の下部にキーボー
ドを表示し、目的のキーをスタイラスペンで押すことで
擬似的にキーボード入力を行うというものである。

【００１２】手書き文字認識は画面または専用のエリア
上にスタイラスペンで文字を書くと、手書き文字認識プ
ログラムがその文字を読み取る。

【００１３】特殊パターン入力は手書き文字認識の一種
であるが、文字が簡略化されて高速で入力できるもので
ある。GraffitiやUnistrokeなどが特殊パターンの代表
例である。

【００１４】ソフトキーボードの場合、キーを押し分け
るために一定以上の大きさにしなければならないため、
画面上で手（スタイラスペン）を動かす領域が大きくな
る。手書き文字認識の場合、１つ１つ文字を書かなけれ
ばならないと言う点が問題である。特に日本語の漢字は
複雑なため、文字によって書くスピードが異なることも
問題である。特殊パターンは入力速度は速いが、各文字
に割り当てられたパターンを覚えなければならず使える
ようになるまでに熟練を要する。英文字と数字だけなら
３６文字であるが、日本語の仮名の場合さらに50文字分
のパターンを覚えなければならない。またソフトキーボ
ード、手書き、特殊パターンすべての方式に共通するこ
とであるが、スタイラスペンという本体とは分かれた道
具を使うということは、紛失するなどの問題がある。

【００１５】このように現在市販されて使われている入
力方法にはそれぞれに問題があり、これらの問題を解決
する方法が数多く提案されている。例えば携帯電話のよ
うにキーの数が１２個と限られている場合には、そのキ
ーを押す回数を減らす方式がある。T9、Touch Me Key、
EziTextなどは、１つのキーに複数の文字を割り当ても1
回しか押さないという方法である。例えば日本語入力モ
ードで図１のキーで３を押すと「か」「き」「く」
「け」「こ」の５文字の平仮名の何れかを入力したこと
になる。この時点では５文字の候補のうちどれかは確定
されない。そこで、候補となる単語の数を絞るために辞
書を用いる。たとえば「かえる（帰る）」と入力したい
場合、３（か行）、２（あ行）、９（ら行）の順にキー
を押す。１文字目を入力した時点では「か」「き」
「く」「け」「こ」５文字で始まるすべての単語が候補
となる。２文字目まで入力すると「かお（顔）」「くい
（杭）」などの語が候補として残る。３文字目まで入れ
るとこれらの候補はなくなる。このように日本語（アル
ファベット入力の場合は英語、フランス語など）の辞書
を使うことによって、文字入力を続けるていくうちに候
補が少なくなっていく。目的の語が画面に表示された時
点でそれを選択すれば最後まで入力する必要はない。た
だし短い単語を入れたい場合、１つの語に確定できない
こともある。例えば「帰る」の例では「香り（かお
り）」や「コアラ（こあら）」などの候補が残る。この
場合は方向キーなどを使って選択をする。選択の手間は
あるが、文字キーを押す回数が圧倒的に減るため、キー
操作は少なくなる。この方式では辞書にない単語の入力
は難しい。また入力間違いをした時にどの文字が間違っ
たかが分かりにくいという欠点がある。

【００１６】MessagEaseでは、１２個のキーにアルファ
ベットを割り当てるときに、使用頻度の高い文字は１つ
のキーに１文字割り当てる。頻度の高い文字は１回のキ
ー押下でよいが、頻度の少ない文字は押下回数が増え
る。FrogPadはアルファベットを１５個のキーと４つの
シフトキーにまとめたもので、片手で文字入力ができる
ことが特徴である。モードを変換することによってキー
を使い分ける。HoriKeyも同様に１２個のキーを使う
が、キーボード自体を３つの方向に傾けながらキー操作
を行うことでモード変換を行うというものである。これ
らはいずれも使えるようになるまでに熟練を要する。

【００１７】ＰＤＡにおける手書き文字入力にもいくつ
かの新提案がある。Octaveは文字を１０種類の字画（ス
トローク）のパターンの組み合わせとして定義する。そ
の字画をいくつか選択して組み合わせると文字ができ
る。これら字画パターンを円周状８つの場所に並べてス
タイラスペンでなぞるのがOctaveの方式である。NeoPad
はOctaveと同じような8パターンの字画を１０個のキー
で押して選択するというものである。英文字、日本語だ
けではなく数多くの言語文字に対応している。ただし、
ハングル文字のように字画それぞれに音素が割り当てら
れている言語にはよいが、日本語のカタカナを字画に分
解するという方法は日本人にとってはなじみが少なく、
熟練が必要となる。

【００１８】ソフトウェアキーボードには、Metropolis
レイアウトやFitalyレイアウトなどスタイラスペンで押
すことを前提にレイアウトを最適化したものがある。ス
タイラスペンの移動距離が小さくなるが、ソフトキーボ
ードの表示サイズを小さくするわけではない。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、モバ
イル端末の文字入力には様々なものがある。これらの既
存の技術が解決しようとしている問題は以下の２つであ
る。 （１）ユーザが入力したい文字数が多い。英文字なら２
６文字に数字１０文字、それに特殊文字があり、日本語
の場合平仮名だけで５０文字、それに句読点や長音記号
などの文字が必要。 （２）機械全体を小型化、軽量化したいために、操作系
に割り当てられるスペースが小さくなってしまう。

【００２０】この２つの要求は本質的に矛盾するため、
両方を同時に解決することはできない。数多くの候補の
中から文字を選んで入力するためには、操作系にそれに
応じた面積が必要である。しかし端末全体の小型化のた
めに操作系の面積が限定されている。そこでふつうはキ
ーを複数回押すことで文字を選択する。これは操作面が
小さいために選択肢を重ねて小さく見せたために深さが
大きくなったことに他ならない。本発明の課題は、この
問題を解決すること、すなわち「多くの選択肢から文字
を選ぶ作業を、小さな領域での操作で可能にすること」
である。

【００２１】さらに文字エディタにおいては補助入力操
作が求められる。日本語の場合にはひらがなで入力して
漢字に変換する「かな漢字変換」がこれにあたる。また
モバイル端末で英語などアルファベット言語を入力する
場合に、単語完了機能、つまり最初の何文字かを入力し
た単語を最後まで完結させる機能、があると便利であ
る。これらはかな文字や単語の先頭を「種」にして、相
当する複数の単語候補（変換候補）の中から１つを選択
するという操作が求められる。このような選択型の補助
入力操作を簡易にすることも、本願発明の課題である。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の一側面によれ
ば、タッチパッドと、複数のキーを有する仮想キーボー
ドを表示するとともに、タッチパッド上での指の動きに
応答してキー中で選択候補となるキーを特定の表示状態
に変化させる表示手段を設けた文字入力装置が提供され
る。

【００２３】ここにおいて、タッチパッドから指を離し
た時点での特定の表示状態であるキーに対応する文字を
入力することもできる。

【００２４】また、タッチパッドへの指の圧力の値に応
答して特定の表示状態であるキーに対応する文字を入力
することもできる。

【００２５】また、タッチパッドへの指の圧力の値に応
答して特定の表示状態であるキーに対応する文字を入力
した際、当該特定の表示状態であるキーの表示状態を変
化させないようにすることもできる。

【００２６】また、表示手段が応答する指の動きは指の
動きのベクター値であるようにすることもできる。

【００２７】また、タッチパッド上での指の回転運動に
応答して複数の候補中からの選択を行うようにすること
もできる。

【００２８】また、回転運動に応答した選択は仮名漢字
変換の変換候補の選択であることようにすることもでき
る。

【００２９】また、回転運動に応答した選択は単語完了
の候補の選択であるようにすることもできる。

【００３０】また、タッチパッドを複数の領域に分割
し、その第１の領域での指の動きについてはそのベクタ
ー値を獲得し、第２の領域の指の動きについてはその回
転運動を獲得するようにもできる。

【００３１】また、タッチパッドに周囲に比べて隆起し
た円環状領域を設け、円環状領域の内側での指の動きに
ついてはそのベクター値を獲得し、円環状領域上での指
の動きについてはその回転運動を獲得するようにもでき
る。

【００３２】また、仮想キーボードは押しボタン式電話
機のキー配列とすることもできる。

【００３３】また、仮想キーボードはキーを蜂の巣状に
配列することもできる。

【００３４】また、仮想キーボードは円柱側面または球
表面にキーを配列することもできる。

【００３５】また、タッチパッドに指を触れると、仮想
キーボード上の特定のキーが上述の特定の表示状態に変
化するようにもできる。

【００３６】

【発明の実施の形態】本願発明では携帯デバイスのため
の新しい文字入力装置として、タッチパッドを使用す
る。タッチパッドはすでにノート型パーソナルコンピュ
ータ（ノートＰＣ）のポインティングデバイスとして広
く使われている。タッチパッドは、 （１）入力は相対位置である （２）入力値（相対距離）を拡大できる という特徴をもつ入力装置である。タッチパッドの大き
さはノートＰＣのスクリーンの４分の１から５分の１の
大きさであるが、この上で指を動かすことによって画面
上の好きな位置にマウスカーソルを移動することができ
る。ただしこれは「マウスカーソルを移動する」という
相対的な動作であり、タッチパッドの中心を触って画面
の中心を指定するという「絶対的位置指定」ではない。
このような小さな面積で広い画面上でマウスカーソルの
位置を細かく制御できるのは、人間の指先がパッドと指
との摩擦に対して敏感で、小さな動きを感じ、制御する
ことができるためである。ボタンやキーボードを選択し
て押すためには、キーが指に応じた大きさを持つことが
必要である。しかしタッチパッドを利用すれば、より小
さな領域内での指の動きによって、キーを選択すること
が可能になる。

【００３７】図２は本発明の文字入力装置のブロック図
である。ユーザがタッチパッド２０１上で指を動かす
と、「相対位置」を入力することができる。ここで言う
「相対位置」とは初期状態（指を触れていない状態）か
ら最初に指をつけた位置を原点とし、そこから現在の接
触点までの相対距離によって示される。これを「ベクタ
ー操作」と呼ぶ。ユーザが指をタッチパッド２０１から
離すまで、ベクター値は常に変化している。その入力値
は仮想キーボードを表したメタファ（隠喩）２０５に送
られる。メタファ２０５は仮想的なキーボードデバイス
を表しており、ＬＣＤなどのメタファ表示に表示され
る。メタファ表示上には仮想キーボードが表示されてお
り、ベクター値が入力されると、そこに表示されるキー
のうちの１つが別の色に変化することにより、選択候補
として表示される。ユーザが指を動かすとベクター値が
変化し、それに従って選択候補が移動する。ユーザが指
をタッチパッド２０１から離すと、最後に選択候補とな
っていたキーが選択される。

【００３８】例えばタッチパッド２０１上で図３のよう
なベクター操作をしたとする。タッチパッド２０１にお
いて、３０１が最初に指をつけた原点である。ここから
３０３のような軌跡をたどって３０５で指を離したとす
る。これを図５のようなキーボードを表すメタファに対
して操作を行ったとする。原点に対応させるメタファ上
の位置をどこに置くかは任意であるが、全体の中央に置
くのが都合がよいため、「５」のキーが原点に対応する
位置として割り当てられる。ユーザが指を図３のように
動かすと、それによって選択候補が変化する。選択候補
のキーを決めるためには、ベクター値をメタファ上にマ
ップする。図４の仮想キーボードのマッピング図に示す
ように、仮想キーボードの座標と、原点に対応する位
置、それに入力ベクター値から、どのキーが選択候補に
なっているかを計算する。この例では図４で軌跡が通っ
たキー、すなわち「５」、「２」、「３」、「６」、
「９」、「０」が順次選択候補となる。最後に指を離し
た時に選択候補になっていた「０」が選択される。以上
がベクター操作の概要である。

【００３９】ベクター操作とは別に、回転操作（ローテ
ーション操作）による入力も可能である。これは例えば
以下で説明する補助入力操作で用いられる。日本語入力
ではかな漢字変換が必要になるし、英語の入力の場合単
語完了があると文章入力が楽になる。これらは種になる
文字列を入れて、それに相応する漢字や単語の候補を次
々に表示して、目的の候補で確定する。単語完了では、
例えばactionという単語を入力する必要があるとき、最
初の３文字つまりactだけ入力して候補を表示させる。a
ct, acting, action, activate, active, ...などの候
補の中から目的のactionを選ぶ。現在は変換キーを何度
も押す方式が一般的であるが、押しすぎると目的の候補
を行き過ぎてしまうこともある。その場合は「前変換」
という別のキーを押さなければならない。タッチパッド
というアナログデバイスを使えば、より簡単に候補選択
を行うことができる。変換候補という１次元リストをス
キャンするため、タッチパッド上での指の動きをこの候
補リストへのポインタにマップすればよい。ただし、指
を直線方向に動かすという構成をとった場合、リストが
長い場合に指の一動作で（つまり、指をタッチパッドに
触れてから次に離すまで）リストを一端から他端までス
キャンできないという問題がある。選択候補の数は不定
であるため、その長さに上限を設定するのは好ましくな
い。そこで不定長の一次元リストをスキャンする場合に
は、タッチパッド上で回転動作を行い、その回転角ある
いは回転運動距離（つまり円周上をなぞった距離）を入
力値とする。回転は狭い領域で何回転でもできるので、
長さに制限がない。

【００４０】タッチパッド上にある中心点を定めて、タ
ッチパッドデバイスから（X,Y,Z）の入力があった場合
（Zは正の値）、XとYから中心点のまわりの回転角を調
べる。具体的には図６にあるように中心点のまわりにＮ
個の領域を作る（図６ではＮ＝１６）。この領域には図
のように番号をつける。回転操作もベクター操作と同様
に、最初に指をつけた点からの相対値を入力値とする。
例えば図６で最初に領域１に指をつけたとすると、右回
りに領域１つ分動かすと（つまり、領域２に入ると）＋
１、左回りに領域１つ分動かす（領域０に入る）と−１
が入力値となる。右に回せば候補リストを順方向に、左
に回せば逆方向にスキャンできる（逆も可能）。以上が
タッチパッドを使った回転操作の概要である。

【００４１】ベクター操作と回転操作は、触れる場所に
よって区別される。例えば図１１にあるように、タッチ
パッドを２つの領域１１０１、１１０３に分け、左側の
領域１１０１で指を動かすとベクター操作に、右側の領
域１１０３で指を回すと回転操作になる。あるいは、図
１２に示すように、円形のタッチパッドの周囲を少し高
くする構成としてもよい。円周状の隆起部分１２０１の
上では回転操作、内側の平坦部分ではベクター操作がで
きる。ユーザは指先でこの高さの違いを感じることがで
きるので、２つの操作を使い分けることができる。結果
としてこの２つの領域を使い分けることで文字入力が可
能となる。ベクター操作に必要な領域は仮想キーボード
の大きさと指の動きを拡大する倍率によるが、直径３セ
ンチ程度で十分であり、この大きさであればデバイスを
持った手を握り替えることなく、親指を動かすだけで文
字入力ができる。

【００４２】図７は本発明の第１の実施の形態を表すと
ころの、ベクター操作を実現するためのタッチパッドコ
ントローラ２０３（図１）の動作アルゴリズムである。
変数ｔは指がタッチパッドに触れているかいないかを表
し、変数modeは現在ベクター操作か回転操作かを示す。
図７のフローチャートにおいて、まず７０１でｔを0
（触れていない）に初期化する。タッチパッド２０１は
X,Y,Zの３つの値を返す（７０２）。Zは圧力で、指がタ
ッチパッドに触れていなければ０、触れていれば正の値
になる。７０３でこれを判定し、触れていれば（Z>0）
７０９に進む。

【００４３】ここでタッチパッド上で指が触れている領
域をチェックして、ベクター操作か回転操作かを判定す
る。判定方法は指が触れた位置によって決まる。ベクタ
ー操作である場合は７１０に進み、変数modeにはV（ベ
クター操作）を代入し、次に変数ｔをチェックする。ｔ
が0であれば、初めてベクター領域に指が触れたことに
なる。この場合、７１２で変数ｔに１を入れ、接触点の
初期値(iX, iY)には現在の指の座標を入れる。VX、VYは
ともに0を代入し、７１３に進む。７１０においてtが１
の場合、すでに指が触れていたことになる。この場合に
は７１１で、現在の指の座標(X, Y)から最初に接触した
地点(iX, iY)をひいた値を(VX, VY)に代入して７１３に
進む。７１３ではベクター値V(VX, VY)をメタファに出
力する。

【００４４】７０９において指を触れた領域が回転操作
の領域であった場合は７１４に進む。ここでは変数mode
にR(回転操作)を代入し、指が触れた点の領域を変数RG
に代入し、更に変数ｔをチェックする。ｔが0の場合に
は、初めてタッチパッドに触れたことになる。この場合
は７１６へ進む。ここでは、RGの値を変数ORに記憶し、
変数DRには０を入れ、変数ｔには１を代入して７１７に
進む。７１４のチェックでｔが１であった場合、７１５
へ進む。ここでは、回転領域RGからORを引いた差分をDR
に入れて７１７に進む。７１７では回転操作の値として
R(DR)を出力する。

【００４５】７０３でZが0の場合、すなわちタッチパッ
ドに触れていない場合は、７０４に進んで変数ｔをチェ
ックする。ｔが0の場合は以前も触れていないことにな
るので、７０２に戻る。７０４でｔが１の場合、ベクタ
ー操作か回転操作が終わってここで指がタッチパッドか
ら離れたことになる。７０５で変数modeをチェックし、
mode=Vつまりベクター操作であった場合は７０６でVEを
出力し、またmode=Rつまり回転操作であった場合は７０
７でREを出力する。すると、７０８で変数ｔに0を代入
して７０２に戻る。

【００４６】図８はタッチパッドコントローラからの入
力を受け取るメタファ及びそこから文字などを受け取る
文字列エディタの動作を示すフローチャートである。８
０１で選択候補キーを表す変数ak (Active Key)と以前
の選択候補キーを表す変数oak（old ak）に0 (NULL)を
代入する。８０２でタッチパッドコントローラからの入
力を調べる。入力がベクター操作V(X,Y)であった場合、
８０３に進んで（X,Y）から選択候補キーを求めて変数a
kに代入する。ここで選択候補キーを求めるに当たって
は図４に示したマッピングを用いる。具体的な方法は仮
想キーボードのレイアウトによる。８０４で変数oakがN
ULLでもなく、かつakとも異なる場合には、変数oakが表
しているキーの表示を選択候補ではない表示にする。こ
の方法は実現方式によってまちまちである。例えば通常
のキーを青で、選択候補となったキーを赤で表示する場
合には、赤で表示されていたoakが表しているキーを青
に戻して、８０５でakが表しているキーを赤で表示す
る。８０６では変数oakに変数akの内容を代入して８０
２に戻る。ユーザがベクター操作領域で指を動かしてい
る間は、８０３から８０６の操作を繰り返して、画面上
では選択候補キーがユーザの指の動きに従って変化す
る。ユーザが指を離した場合には８０７に進む。指を離
すと最後に候補になっていたキーが選択されたことにな
る。８０７で文字列エディタに対して変数akが表してい
る選択文字を入力する。８０８で変数akが表しているキ
ーの表示を選択候補ではない表示にする。更に、８０９
で変数oakにＮＵＬＬを代入し、８１２に進む。ここは
文字列エディタで編集中の文字列を表示する部分であ
り、８０７で入力した文字が表示される。

【００４７】回転操作の場合、メタファに対する操作は
行われず、直接文字列エディタを操作する。回転操作の
場合は回転角Ａが入力される。そのとき入力されていた
文字列を種に、候補リスト（単語完了の単語またはかな
漢字変換の漢字熟語）を作り、入力された回転角Ａに相
当する候補を選択して８１２で表示する。回転操作が終
わった場合、REが入力される。この場合８１１で選択候
補を確定し、８１２で表示する。８１２の後は８０２に
戻り、入力が続けられる。

【００４８】タッチパッドデバイスは通常指が触れたか
触れてないか、また触れていればその座標が分かる仕組
みになっている。出力値は（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で、このうち
Ｚは触れていなければ０、触れていれば１となる。タッ
チパッドの中にはこのＺの値が多レベルの値を返すもの
があり、ユーザがタッチパッドを押す圧力をコントロー
ルすることでＺの値を変えることが可能となる。このよ
うなタッチパッドを利用すると、本願発明のアルゴリズ
ムを変えて、より便利な使い方が可能となる。

【００４９】図９は本願発明の第２の実施の形態でのタ
ッチパッドコントローラのアルゴリズムである。ここで
はタッチパッドに触れていない場合Ｚは０となるが、触
れている場合には、その接触圧力がある一定の値以上の
場合ＺはＨになり、それ未満の場合はＬとなる。図９の
９０１から９０８はＺが０になったときの処理で、７０
１から７０８と同じである。Ｚが０でない、すなわちＬ
またはＨの場合、９０９に行って領域をチェックする。
回転操作の場合には圧力の違いは関係ない。そのため９
１６から９１９の処理は７１４から７１７と同じであ
る。ベクター操作の場合、ＺがＬ、すなわち弱く触れて
いる場合の操作は図７に示すものと同じである（つま
り、９１１から９１４の処理は７１０から７１３と同
じ）。ＺがＨになった場合、メタファに対してＶＳを出
力する。これはベクトル選択(Vector Select)の意味で
あるが、指をタッチパッドから離さずに現在選択候補と
なっているキーを選択することを表す。

【００５０】この形態におけるメタファ側の処理を図１
０に示す。図１０の処理は図８とほとんど同じである
が、１０１０が新しく加わっている。１００２でタッチ
パッドコントローラからの入力を受け、それがＶＳの場
合１０１０に進んで変数akに入っている文字をエディタ
へ入力する。この後akの表示を変更する処理などをせず
に１０１２に進む。この結果、akの値を保持したままそ
の文字を入力することができる。本願発明の第１の形態
では、文字を入力する場合には指をタッチパッドから離
す必要があり、次の入力はまた中心点からのベクター値
で行う。図５において０を連打したい場合に、第１の実
施の形態では１回入力するたびに指がタッチパッドから
離れるので、次回に指をタッチパッドに触れると、再び
「５」からキーの選択を始めなければならない。第２の
実施の形態では選択候補キーを「０」に維持したままで
入力を続けることができる。中心点から遠い場所にある
キーを連続して押すような場合には、候補キーを動かす
距離が小さくなる。

【００５１】本願発明による仮想キーボードの第１の実
施例は、携帯電話の番号キーの例は既述の図５に示すも
のである。この仮想キーボードを携帯電話またはＰＤＡ
の画面に表示し、選択候補（変数akで指示されるキー）
を別の色で表示する。これにより、ユーザは電話のキー
を押すことが可能となる。

【００５２】図１３は英語のキーボードを模した仮想キ
ーボードを表している。この例では中央にある「ｈ」が
中心点となる。選択候補の表示は図５と同様である。普
段コンピュータやタイプライタのキーボードを使い慣れ
ているユーザには、このキー配置はなじみが深いもので
ある。しかしこのキーボードは両手で打つことが前提と
なっているため、本願発明のように指１本で操作するの
には最適であるとは言えない。例えば「１」や「del」
キーは中心点から遠く、キーを押す頻度の割に押しにく
いという問題がある。

【００５３】図１４はキーを蜂の巣状に並べたもので、
中心点は「ｓｐｃ（スペース）」になる。新しいキー配
置を覚える必要があるが、中心からの距離が最小化（最
大で４キー分）されているため、ベクター操作での入力
が楽になる。

【００５４】図１３、図１４の仮想キーボードは平面上
にキーを並べたもので、画面に表示すると仮想キーボー
ド用に大きな領域を取られてしまう。図１５はこの問題
を解決するためのもので、キーボードを円柱の表面にテ
クスチャマップして、３次元グラフィックスで表示した
ものである。この仮想キーボードの場合、円柱表面に配
置されたキーに枠を表示することにより、選択候補のキ
ーであることを示す（図１５では「ｐ」に枠が表示され
ている）。円柱の表側しか表示されないため、表示に必
要な領域は全体の半分以下ですむ。また、円柱の代りに
球の表面にキーを配列してもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、タッチバ
ッドを使用することにより、携帯端末（携帯電話および
PDA）等の文字入力のために大きな面積を使用すること
が困難な機器における文字入力を簡略化し、さらに操作
空間を小さくすることができる。具体的にはまずベクタ
ー操作においては、タッチパッド上でのわずかな指の動
きを、仮想キーボード上にマップすることにより、より
大きな動きに拡大することができる。その結果、小さな
操作で大きなキーボードを扱うことができる。また回転
操作によって、かな漢字変換のようなエディタの補助操
作も高速にできる。この２つを適宜レイアウトすること
によって、非常に小さなデバイスでテキストを入力する
ことが可能になる。このデバイスは指１本ですべての操
作が可能であり、携帯電話、ＰＤＡのどちらでも利用す
ることができる。本発明によれば、指を動かす範囲がき
わめて小さいため、操作を早くするばかりでなく、腱鞘
炎など現在の携帯電話で起こっている問題も解決でき
る。また携帯電話の場合、電話機全体を軽量化すること
も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】携帯電話のキー配置例を示す図。

【図２】本発明の文字入力装置のブロック図。

【図３】タッチパッド上のユーザの指の動きの例を示す
図。

【図４】仮想キーボード上でのマッピングの例を示す
図。

【図５】仮想キーボードの例を示す図。

【図６】回転操作を説明する図。

【図７】タッチパッドコントローラの動作を示すフロー
チャート。

【図８】メタファ及びエディタの動作を示すフローチャ
ート。

【図９】タッチパッドコントローラの動作を示す他のフ
ローチャート。

【図１０】メタフファ及びエディタの動作を示す他のフ
ローチャート。

【図１１】タッチパッドの構成を示す図。

【図１２】タッチパッドの他の構成を示す図。

【図１３】他の仮想キーボードの例を示す図。

【図１４】他の仮想キーボードの例を示す図。

【図１５】他の仮想キーボードの例を示す図。

【符号の説明】

２０１：タッチパッド ２０３：タッチパッドコントローラ ２０５：メタファ ２０７：メタファ表示 ２０９：エディタ ２１１：文字列表示

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タッチパッドと、 複数のキーを有する仮想キーボードを表示するととも
   に、前記タッチパッド上での指の動きに応答して前記キ
   ー中で選択候補となるキーを特定の表示状態に変化させ
   る表示手段を設けた文字入力装置。
2. 【請求項２】前記タッチパッドから指を離した時点での
   前記特定の表示状態であるキーに対応する文字を入力す
   ることを特徴とする請求項１記載の文字入力装置。
3. 【請求項３】前記タッチパッドへの指の圧力の値に応答
   して前記特定の表示状態であるキーに対応する文字を入
   力することを特徴とする請求項１記載の文字入力装置。
4. 【請求項４】前記タッチパッドへの指の圧力の値に応答
   して前記特定の表示状態であるキーに対応する文字を入
   力した際、当該特定の表示状態であるキーの表示状態を
   変化させないことを特徴とする請求項３記載の文字入力
   装置。
5. 【請求項５】前記表示手段が応答する前記指の動きは指
   の動きのベクター値であることを特徴とする請求項１か
   ら４の何れかに記載の文字入力装置。
6. 【請求項６】前記タッチパッド上での指の回転運動に応
   答して複数の候補中からの選択を行うことを特徴とする
   請求項１から５の何れかに記載の文字入力装置。
7. 【請求項７】前記回転運動に応答した選択は仮名漢字変
   換の変換候補の選択であることを特徴とする請求項６記
   載の文字入力装置。
8. 【請求項８】前記回転運動に応答した選択は単語完了の
   候補の選択であることを特徴とする請求項６記載の文字
   入力装置。
9. 【請求項９】前記タッチパッドを複数の領域に分割し、 前記複数の領域のうちの第１の領域での指の動きについ
   てはそのベクター値を獲得し、 前記複数の領域のうちの第２の領域の指の動きについて
   はその回転運動を獲得することを特徴とする請求項請求
   項６から８の何れかに記載の文字入力装置。
10. 【請求項１０】前記タッチパッドに周囲に比べて隆起し
    た円環状領域を設け、 前記円環状領域の内側での指の動きについてはそのベク
    ター値を獲得し、 前記円環状領域上での指の動きについてはその回転運動
    を獲得することを特徴とする請求項６から８の何れかに
    記載の文字入力装置。
11. 【請求項１１】前記仮想キーボードは押しボタン式電話
    機のキー配列であることを特徴とする請求項１から１０
    の何れかに記載の文字入力装置。
12. 【請求項１２】前記仮想キーボードはキーを蜂の巣状に
    配列することを特徴とする請求項１から１０の何れかに
    記載の文字入力装置。
13. 【請求項１３】前記仮想キーボードは円柱側面または球
    表面にキーを配列したものであることを特徴とする請求
    項１から１０の何れかに記載の文字入力装置。
14. 【請求項１４】前記タッチパッドに指を触れると、前記
    仮想キーボード上の特定のキーが前記特定の表示状態に
    変化することを特徴とする請求項１から１３記載の文字
    入力装置。