JP5012935B2

JP5012935B2 - 数式演算装置及びプログラム

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Publication number: JP5012935B2
Application number: JP2010056883A
Authority: JP
Inventors: 里美三改木
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2030-03-15
Also published as: CN102193894A; CN102193894B; JP2011191962A; US20110225219A1; US8725783B2

Description

本発明は、数式演算装置及びプログラムに関する。

従来より、入力された各種数式の演算を実行して演算結果を表示する数式演算装置として、途中式を順に表示させることが可能な電卓が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような電卓においては、演算過程が示されるので、学習初心者であっても最終結果までの演算過程を理解しやすいというメリットがある。

特開２００３−１５０５６３号公報

しかしながら、単に途中式が順に表示されるだけでは、どのような式変形を行えばよいのかをユーザに考えさせることができないため、高い学習効果を期待することはできない。

また、既存の電卓では、数式に含まれる各項は全て同じ態様で表示されるため、項数の多い数式の場合は特に、数式に含まれる各項が見分けづらく、数式が見づらいという問題があった。

本発明の課題は、数式を見やすく表示し、学習効果を高めることができる数式演算装置及びプログラムを提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、数式演算装置において、
複数の項を含む数式を表示させる数式表示制御手段と、
前記数式表示制御手段により表示された数式に含まれる各項を、項のタイプごとに異なる種類の表示態様で表示させるタイプ別表示制御手段と、
ユーザ操作に応じて表示態様の１つの種類を指定する表示態様指定手段と、
前記表示態様指定手段で表示態様の１つの種類が指定されたことに応じて、前記数式に含まれる項のうち、前記指定された種類の態様で表示されている項の間で演算を行い、前記数式表示制御手段による表示内容を更新する同タイプ項演算手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の数式演算装置において、
前記タイプ別表示制御手段は、
前記数式に含まれる項のうち、内容を単純化するための演算が項内部で可能な項を演算可能項として検出する演算可能項検出手段と、
前記演算可能項に対して内容を単純化するための演算を行った場合の項のタイプを検知する演算結果タイプ検知手段と、を有し、
前記演算結果タイプ検知手段により検知されたタイプに対応する表示態様で、前記演算可能項を表示させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の数式演算装置において、
ユーザ操作に応じて前記数式の一部を選択する選択手段と、
前記選択手段で数式の一部が選択された後にユーザ操作により表示態様の１つの種類が指定されることに応じて、選択された数式に含まれる項のタイプを、指定された種類の表示態様に対応するタイプに変換して、前記数式表示制御手段による表示内容を更新するタイプ変換手段と、を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、プログラムにおいて、
コンピュータに、
複数の項を含む数式を表示させる数式表示制御機能と、
前記数式表示制御機能により表示された数式に含まれる各項を、項のタイプごとに異なる種類の表示態様で表示させるタイプ別表示制御機能と、
ユーザ操作に応じて表示態様の１つの種類を指定する表示態様指定機能と、
前記表示態様指定手段で表示態様の１つの種類が指定されたことに応じて、前記数式に含まれる項のうち、前記指定された種類の態様で表示されている項の間で演算を行い、前記数式表示制御機能による表示内容を更新する同タイプ項演算機能と、を実現させることを特徴とする。

本発明によれば、表示された数式に含まれる各項が、項のタイプごとに異なる種類の表示態様で表示されるので、数式が見やすく表示される。また、ユーザ操作に応じて表示態様の１つの種類が指定されると、数式に含まれる項のうち、指定された種類の態様で表示されている項の間で演算が行われて、表示内容が更新されるので、ユーザに考えさせながら演算過程を学ばせることができ、学習効果を高めることができる。

関数電卓の概略構成を示す平面図である。関数電卓の機能構成を示すブロック図である。数式演算処理の流れを示すフローチャートである。色分け表示処理の流れを示すフローチャートである。色変更処理の流れを示すフローチャートである。色別演算処理の流れを示すフローチャートである。ディスプレイの表示内容を示す図である。ディスプレイの表示内容を示す図である。ディスプレイの表示内容を示す図である。ディスプレイの表示内容を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態の一例を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

［１．１外観構成］
図１は、本発明に係る数式演算装置を適用した関数電卓１の概略構成を示す平面図である。
この図に示すように、関数電卓１は、各種キー群を有する入力キー群２と、ディスプレイ３と、を備えている。

入力キー群２は、ユーザから数値や演算記号等の数式構成要素の入力操作を受けたり、各種処理の指示操作を受けたりするためのキー群であり、それぞれ固有の機能を割り当てられた複数のキーを備えている。本実施の形態においては、入力キー群２は、テンキー２０や演算記号キー２１、カーソルキー２２、ＥＸＥキー２３、ファンクションキー２４等を備えている。

このうち、テンキー２０は数値の入力操作を受けるキーであり、演算記号キー２１は四則演算の記号や括弧、分数の括線、根号（√）、対数記号、定数（円周率「π」や光速度「ｃ」等）、三角関数記号など、各種演算記号の入力操作を受けるキーである。

カーソルキー２２は、ディスプレイ３内で編集対象位置や選択対象位置を示すカーソルを所定の方向に移動させる場合等に押下されるキーであり、本実施の形態においては、上下左右の４方向について入力可能に構成されている。

ＥＸＥキー２３は、処理の実行指示や決定指示の入力操作を受けるキーであり、例えば数式の入力後には演算処理の実行を指示するキーとして機能するようになっている。

ファンクションキー２４は、所定の処理の実行指示を受ける複数のキーを有しており、本実施の形態においては、それぞれ表面に固有の色（青色、赤色、緑色、黄色、水色及びピンク）が付された色キー２４ａ〜２４ｆを有している。なお、図中で色キー２４ａ〜２４ｆの符号に括弧書きで付された「Ｂ」、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｙ」、「Ｓ」、「Ｐ」の文字は、キー表面の表示色が青色（Blue）、赤色（Red）、緑色（Green）、黄色（Yellow）、水色（Sky blue）、ピンク（Pink）であることを示している。

ディスプレイ３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬＤ（Electronic Luminescent Display）等により構成されており、入力キー群２などの操作に応じた文字や符号、数式、演算結果などの他、関数電卓１を使用するために必要な各種データを表示するようになっている。なお、本実施の形態におけるディスプレイ３には、タッチパネル３０が表示画面全面に亘って一体的に設けられている。また、図中、ディスプレイ３の表示画面において破線で囲まれている領域は、この領域に対する符号の対応色（「Ｂ」：青色（Blue）、「Ｒ」：赤色（Red）、「Ｇ」：緑色（Green）、「Ｙ」：黄色（Yellow））によって当該領域内の数値や記号、文字などが表示されていることを示している。また、図中、ディスプレイ３の表示画面において背景が塗り潰されている領域は、この領域に対する符号の対応色（「Ｂ」：青色（Blue）、「Ｒ」：赤色（Red））によって当該領域内の数値や記号、文字などの背景が塗り潰されていることを示している。

タッチパネル３０は、ディスプレイ３の表示画面に対する入力ペン（図示省略）の接触位置を電磁誘導方式、磁気歪式、感圧式等の方式によって検出し、当該接触位置の信号を出力するようになっている。具体的には、本実施の形態におけるディスプレイ３には、色変更ソフトキー３１、色別演算ソフトキー３２、各種色ソフトキー３３等が表示されるようになっており、これらのソフトキーに対してタッチ操作が行われると、タッチされたソフトキーに対応する信号をタッチパネル３０が出力するようになっている。

ここで、色変更ソフトキー３１は、後述の数式演算処理（図３参照）において、後述の色変更処理（図５参照）の実行をユーザが指示する場合に押下されるキーである。また、色別演算ソフトキー３２は、後述の数式演算処理において、後述の色別演算処理（図６参照）の実行をユーザが指示する場合に押下されるキーである。また、各種色ソフトキー３３は、後述の色変更処理や色別演算処理において、ユーザが色を指定する際に押下されるキーであり、青色ソフトキー３３ｂや赤色ソフトキー３３ｒなどを有している。

［１．２機能構成］
続いて、関数電卓１の機能構成を説明する。
図２は、関数電卓１の概略的な機能構成を示すブロック図である。

この図に示すように、関数電卓１は、キー入力部１４と、表示部１５と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２と、記憶部１３と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、を備えて構成されている。

キー入力部１４は、上述の入力キー群２を備えており、押下されたキーに対応する操作信号をＣＰＵ１１に出力するようになっている。

表示部１５は、上述のディスプレイ３を備えており、ＣＰＵ１１からの表示信号に従って各種情報をディスプレイ３に表示するようになっている。また、この表示部１５は、ディスプレイ３と一体的に設けられたタッチパネル３０を備えており、表示画面に対する入力ペンの接触位置情報をＣＰＵ１１に出力するようになっている。

ＲＡＭ１２は、情報を一時的に格納する揮発性のメモリであり、実行される各種プログラムやこれら各種プログラムに係るデータ等を格納する複数のワークエリアを有する。例えば、本実施の形態におけるＲＡＭ１２は、ワークエリアとして数式記憶領域１２０及び設定色情報記憶領域１２１を有している。

数式記憶領域１２０には、後述の数式演算処理（図３参照）において入力された数式が記憶されるようになっている。ここで、数式記憶領域１２０に記憶されている数式は、後述の色変更処理（図５参照）において当該数式に含まれる項のタイプが変換されたり、後述の色別演算処理（図６参照）において当該数式に含まれる項同士が演算されたりすると、それに対応して更新されるようになっている。

設定色情報記憶領域１２１には、後述の色分け表示処理（図４参照）において項のタイプに設定された色の情報が記憶されるようになっている。

ここで、本実施の形態において「項」とは、加減算記号で区切られた数値や記号、文字などのまとまりのことであり、乗除算記号で結合された数値や記号、文字などは同一の項に含まれるものとする。具体的には、数式「３√２＋√３−√８＋√１２＋√√√２５６＋√２×√３」が入力された場合（図１０（ａ）参照）、当該数式に含まれる項は項「３√２」と項「√３」と項「√８」と項「√１２」と項「√√√２５６」と項「√２×√３」となる。

また、本実施の形態において「項のタイプ」とは、整数、小数（有限小数や、無限小数のうちの非循環小数などの循環しない小数）、循環小数、分数（真分数及び仮分数）、帯分数、ルート（平方根）、定数等の表示形式の違いに基づく項の種類のことである。具体的には、項「０．５（小数）」と項「^９/_５（分数）」と項「１^１/_２（帯分数）」とはそれぞれタイプが異なる。ここで、数式に含まれる項のうち、内容を単純化するための演算が項内部で可能な項である演算可能項においては、当該演算可能項に対して内容を単純化するための演算を行った結果の項のタイプが、当該演算可能項のタイプとして扱われる。具体的には、項「２×０．２」は演算可能項であるため、内容を単純化するための演算を行った結果の項「０．４（＝２×０．２）」のタイプ「小数」が当該項「２×０．２」のタイプとなる。

さらに、平方根（√ａ）を含む項において「項のタイプ」とは、ａの違いに基づく種類のことである。具体的には、項「√２（√２タイプ）」と項「√３（√３タイプ）」とはタイプが異なる。また、項「√８」は演算可能項であるため、内容を単純化するための演算を行った結果の項「２√２（＝√８）」のタイプ「√２タイプ」が当該「√８」のタイプとなり、当該項「√８」と項「√２」とは同一のタイプとなる。また、項「√２×√３」は演算可能項であるため、内容を単純化するための演算を行った結果の項「√６（＝√２×√３）」のタイプ「√６タイプ」が当該項「√２×√３」のタイプとなり、当該項「√２×√３」と項「√６」とは同一のタイプとなる。したがって、平方根を含む項において「項のタイプ」とは、項同士の加減算が可能か否かに基づく項の種類のこととなる。すなわち、本実施の形態においては、数式に含まれる各項は、表示形式の違いに基づいて分類され、さらに平方根を含む表示形式の項については、項同士の加減算が可能か否かに基づいて分類されることとする。

記憶部１３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等により構成される不揮発性のメモリであり、各種プログラム及び各種データを記憶している。具体的には、記憶部１３は、色番号データテーブル１３０と、本発明に係るプログラムとしての数式演算プログラム１３１とを記憶している。

色番号データテーブル１３０は、各色の名称を所定の順番に対応付けて記憶している。具体的には、本実施の形態においては、「１青」、「２赤」、「３緑」、「４黄」…を記憶している。

数式演算プログラム１３１は、後述の数式演算処理（図３参照）をＣＰＵ１１に実行させるためのプログラムである。

ＣＰＵ１１は、関数電卓１の各部を中央制御する。具体的には、ＣＰＵ１１は、記憶部１３に記憶されているシステムプログラム及び各種アプリケーションプログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ１２に展開し、ＲＡＭ１２に展開されたプログラムとの協働で、各種処理を実行する。

［１．３関数電卓の動作］
続いて、関数電卓１の動作について説明する。

図３は、数式演算処理の動作を説明するためのフローチャートである。なお、この数式演算処理は、タッチパネル３０やキー入力部１４を介して、ユーザにより色別の数式を演算するためのモードが選択された状態で、ユーザにより数式演算処理の実行指示が入力されると、記憶部１３から数式演算プログラム１３１が読み出されてＲＡＭ１２に適宜展開される結果、当該数式演算プログラム１３１とＣＰＵ１１との協働によって実行される。

この図に示すように、数式演算処理においては、まずＣＰＵ１１は、キー入力部１４を介してユーザによる数式の入力を受け付けて（ステップＳ１）、入力された数式を数式記憶領域１２０に記憶させるとともにディスプレイ３に表示させる。そして、ユーザによるＥＸＥキー２３等の操作によって入力内容が確定されると、色分け表示処理を行う（ステップＳ２）。なお、本実施の形態においては、このステップＳ１で、ユーザは多項式を入力することとする。

具体的には、図４に示すように、この色分け表示処理においてＣＰＵ１１は、まず数式記憶領域１２０を参照して、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる全ての項のタイプが同一であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。この際、ＣＰＵ１１は、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる項の中に、内容を単純化するための演算が項内部で可能な項がある場合には、当該項を演算可能項として検出して、当該演算可能項に対して内容を単純化するための演算を行った場合の項のタイプを検知し、検知したタイプを当該演算可能項のタイプとして扱うこととする。

ステップＳ２１で、全ての項のタイプが同一であると判断した場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１１は、その他の処理へ移行する。

また、ステップＳ２１で、全ての項のタイプが同一ではないと判断した場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）には、ＣＰＵ１１は、変数Ａを「１」に設定する（ステップＳ２２）。

次に、ＣＰＵ１１は、数式記憶領域１２０を参照して、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる各項のタイプのうち、Ａ番目に出現するタイプを特定するとともに、色番号データテーブル１３０を参照してＡ番目の色を特定し、これらＡ番目のタイプとＡ番目の色とを対応付けて、設定色情報記憶領域１２１に記憶させる（ステップＳ２３）。次いで、ＣＰＵ１１は、数式記憶領域１２０を参照して、ディスプレイ３に表示されている数式に他のタイプがあるか否かを判断し（ステップＳ２４）、他にもタイプがあると判断した場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）には、変数Ａを「Ａ＋１」に設定して、変数Ａを１つ増やした後（ステップＳ２５）、上述のステップＳ２３に移行する。

ここで、本実施の形態においてＣＰＵ１１は、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる各項のタイプのうち、対応する項の表示位置が先頭（左側）にあるタイプから順番に、１番目、２番目、３番目、４番目…と特定することとする。したがって、対応する項の表示位置が先頭にあるタイプから順番に、１番目の色である「青色」、２番目の色である「赤色」、３番目の色である「緑色」、４番目の色である「黄色」…が設定される。具体的には、数式「３√２＋√３−√８＋√１２＋√√√２５６＋√２×√３」が入力された場合（図１０（ａ）参照）、１番目のタイプ「√２タイプ」（項「３√２」及び項「√８（＝２√２）」）に１番目の色「青色」が設定され、２番目のタイプ「√３タイプ」（項「√３」及び項「√１２（＝２√３）」）に２番目の色「赤色」が設定され、３番目のタイプ「整数」（項「√√√２５６（＝２）」）に３番目の色「緑色」が設定され、４番目のタイプ「√６タイプ」（項「√２×√３（＝√６）」）に４番目の色「黄色」が設定される。

また、ステップＳ２４で、他のタイプがないと判断した場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）には、ＣＰＵ１１は、設定色情報記憶領域１２１を参照して、各タイプに対応する項を、対応する色でディスプレイ３に表示させるとともに（ステップＳ２６）、色変更ソフトキー３１や色別演算ソフトキー３２、各種色ソフトキー３３などをディスプレイ３に表示させることによって（図７（ｂ）や図１０（ｂ）参照）、ディスプレイ３における表示内容を更新して、色分け表示処理を終了する。これにより、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる各項が、項のタイプごとに異なる色（表示態様）で表示される。この際、数式に含まれる項の中に、内容を単純化するための演算が項内部で可能な項がある場合には、当該項が演算可能項として検出されて、当該演算可能項に対して内容を単純化するための演算を行った場合の項のタイプが検知され、検知されたタイプが当該演算可能項のタイプとして扱われるため、当該演算可能項は、検知されたタイプに対応する色（表示態様）で表示される。

なお、本実施の形態では、数式に含まれる各項を、項のタイプごとに異なる色で表示することによって識別表示することとして説明するが、項の表示態様によって項のタイプを識別できるのであれば、識別表示の仕方は任意であり、例えば、項のタイプごとに異なる色で背景を塗り潰すことによって識別表示することとしてもよいし、項のタイプごとに異なる色の下線を引くことによって識別表示することとしてもよい。また、識別表示の仕方は、色（有彩色）を用いたものに限定されず、項の表示態様によって項のタイプを識別できるのであれば任意であり、例えば、明度（階調）の異なる無彩色を用いたものであってもよいし、線種が異なる下線や囲み線を用いたものであってもよいし、異なる字体を用いたものであってもよい。

以上の色分け表示処理が終了したら、次にＣＰＵ１１は、図３に示すように、ユーザにより色の変更が指示されたか否かを判断する（ステップＳ３）。なお、本実施の形態では、ユーザは、色変更ソフトキー３１を操作することによって色の変更を指示することとして説明するが、例えば、入力キー群２を操作することによって色の変更を指示することとしてもよい。

ステップＳ３で、色の変更が指示されていないと判断した場合（ステップＳ３；Ｎｏ）には、ＣＰＵ１１は、後述のステップＳ５の処理に移行する。また、ステップＳ３で、色の変更が指示されたと判断した場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１１は、色変更処理を行う（ステップＳ４）。

具体的には、図５に示すように、この色変更処理においてＣＰＵ１１は、まずディスプレイ３に表示されている数式の一部または全部をユーザに選択させ、その選択状態をディスプレイ３に表示させる（ステップＳ４１）。ここで、本実施の形態においてユーザは、カーソルキー２２等の入力キー群２や、タッチパネル３０を操作することによって、数式の一部または全部を選択するようになっている。なお、本実施の形態では、ユーザにより選択された選択部分の背景を、灰色等の所定の色で塗り潰すことによって選択状態を表示することとして説明するが、選択状態の表示の仕方は任意であり、例えば、選択部分に所定の色の下線を引くことによって選択状態を表示することとしてもよいし、選択部分を所定の色の線で囲むことによって選択状態を表示することとしてもよい。

次に、ＣＰＵ１１は、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる何れかの項についての色（表示態様）を、各種色ソフトキー３３によってユーザに指定させ、その指定を受け付けると（ステップＳ４２）、ユーザにより選択された選択部分の背景を塗り潰している色を、ユーザにより指定された色に変更する。そして、ユーザにより選択された選択部分に含まれる項（すなわち、ユーザにより指定された項）それぞれについて、ユーザにより指定された色に対応するタイプに変換可能か否かを確認するための計算を行い、選択部分に含まれる項の中に、ユーザにより指定された色に対応するタイプに変換可能な項があるか否かを判断する（ステップＳ４３）。なお、本実施の形態では、ユーザは、各種色ソフトキー３３のうちの何れかを操作することによって、数式に含まれる何れかの項についての色を指定することとして説明するが、例えば、ファンクションキー２４等の入力キー群２を操作することによって指定することとしてもよい。

ステップＳ４３で、ユーザにより選択された選択部分に含まれる項の中に、ユーザにより指定された色に対応するタイプに変換可能な項がないと判断した場合（ステップＳ４３；Ｎｏ）には、ＣＰＵ１１は、エラー表示をディスプレイ３に表示させて（ステップＳ４４）、上述のステップＳ４２に移行し、再度ユーザに色を指定させる。

また、ステップＳ４３で、ユーザにより選択された選択部分に含まれる項の中に、ユーザにより指定された色に対応するタイプに変換可能な項があると判断した場合（ステップＳ４３；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１１は、その項のタイプをユーザにより指定された色（表示態様）に対応するタイプに変換して、当該指定された色でディスプレイ３に再表示させることによって（ステップＳ４５）、ディスプレイ３における表示内容を更新するとともに、数式記憶領域１２０に記憶されている数式を更新する。

次に、ＣＰＵ１１は、ユーザによりさらに数式の一部または全部が選択されたか否かを判断する（ステップＳ４６）。ステップＳ４６で、さらに数式の一部または全部が選択されたと判断した場合（ステップＳ４６；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１１は、上述のステップＳ４１に移行する。また、ステップＳ４６で、さらに数式の一部または全部が選択されていないと判断した場合（ステップＳ４６；Ｎｏ）には、ＣＰＵ１１は、色変更処理を終了する。

以上の色変更処理が終了したら、次にＣＰＵ１１は、図３に示すように、ユーザにより色別演算が指示されたか否かを判断する（ステップＳ５）。なお、本実施の形態では、ユーザは、色別演算ソフトキー３２を操作することによって色別演算を指示することとして説明するが、例えば、入力キー群２を操作することによって色別演算を指示することとしてもよい。

ステップＳ５で、色別演算が指示されていないと判断した場合（ステップＳ５；Ｎｏ）には、ＣＰＵ１１は、後述のステップＳ７の処理に移行する。また、ステップＳ５で、色別演算が指示されたと判断した場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ１１は、色別演算処理を行う（ステップＳ６）。

具体的には、図６に示すように、この色別演算処理においてＣＰＵ１１は、まずディスプレイ３に表示されている数式に含まれる何れかの項についての色（表示態様）を、各種色ソフトキー３３によって、ユーザに指定色（指定態様）として指定させ、その指定を受け付けると（ステップＳ６１）、数式記憶領域１２０を参照して、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる項のうち、ユーザにより指定された指定色（指定態様）で表示されている項の間で演算を行い、１つの項としてディスプレイ３に表示させることによって（ステップＳ６２）、ディスプレイ３における表示内容を更新するとともに、数式記憶領域１２０に記憶されている数式を更新して、色別演算処理を終了する。なお、本実施の形態では、ユーザは、各種色ソフトキー３３のうちの何れかを操作することによって、指定色を指定することとして説明するが、例えば、ファンクションキー２４等の入力キー群２を操作することによって、指定色を指定することとしてもよい。

以上の色別演算処理が終了したら、次にＣＰＵ１１は、図３に示すように、ユーザにより解の算出が指示されたか否かを判断する（ステップＳ７）。ここで、本実施の形態においてユーザは、ＥＸＥキー２３を操作することによって解の算出を指示することとして説明するが、例えば、その他の入力キー群２を操作することによって解の算出を指示することとしてもよいし、タッチパネル３０を操作することによって解の算出を指示することとしてもよい。

ステップＳ７で、解の算出が指示されていないと判断した場合（ステップＳ７；Ｎｏ）、ＣＰＵ１１は、数式演算処理を終了する。

また、ステップＳ７で、解の算出が指示されたと判断した場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１は、ディスプレイ３に表示されている数式の最終の解（最終結果）を算出して、ディスプレイ３に表示させることによって（ステップＳ８）、ディスプレイ３における表示内容を更新するとともに、数式記憶領域１２０に記憶されている数式を更新して、数式演算処理を終了する。

［１．４動作例］
続いて、図面を参照しつつ、上述した関数電卓１の動作を具体的に説明する。

（動作例１）
まず、図７（ａ）に示すように、ユーザによる入力キー群２の操作に伴い、キー入力部１４を介して数式「０．５＋^９/_５＋２．８−１^１/_２」の入力が受け付けられると（ステップＳ１）、入力された数式が数式記憶領域１２０に記憶されるとともにディスプレイ３に表示される。そして、ユーザがＥＸＥキー２３等を操作すると、色分け表示処理が行われる（ステップＳ２）。

色分け表示処理では、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる各項のタイプが「小数（項「０．５」及び項「２．８」）」、「分数（項「^９/_５」）」、「帯分数（項「１^１/_２」）」であるので、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる全ての項のタイプが同一ではないと判断される（ステップＳ２１；Ｎｏ）。

次に、変数Ａが「１」に設定される（ステップＳ２２）。そして、１番目のタイプ「小数」に、１番目の色「青色」が設定され（ステップＳ２３）、設定色情報記憶領域１２１に記憶される。

次に、他にもタイプがあると判断されて（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、変数Ａが「２」に設定される（ステップＳ２５）。そして、２番目のタイプ「分数」に、２番目の色「赤色」が設定され（ステップＳ２３）、設定色情報記憶領域１２１に記憶される。

次に、他にもタイプがあると判断されて（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、変数Ａが「３」に設定される（ステップＳ２５）。そして、３番目のタイプ「帯分数」に、３番目の色「緑色」が設定され（ステップＳ２３）、設定色情報記憶領域１２１に記憶される。

次に、他にもタイプがないと判断されて（ステップＳ２４；Ｎｏ）、図７（ｂ）に示すように、項のタイプが「小数」である項「０．５」及び項「２．８」が「青色」で表示され、項のタイプが「分数」である項「^９/_５」が「赤色」で表示され、項のタイプが「帯分数」である項「１^１/_２」が「緑色」で表示されて、各タイプに対応する項が設定された色でディスプレイ３に表示されることによって（ステップＳ２６）、ディスプレイ３における表示内容が更新される。このとき、ディスプレイ３には、色変更ソフトキー３１や色別演算ソフトキー３２、各種色ソフトキー３３なども表示される。ここで、各種色ソフトキー３３としては、各タイプに設定された色に対応するキーである青色ソフトキー３３ｂ、赤色ソフトキー３３ｒ、緑色ソフトキー３３ｇが表示されている。

次に、ユーザが色変更ソフトキー３１を操作すると、ユーザにより色の変更が指示されたと判断されて（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、色変更処理が行われる（ステップＳ４）。

ここで、以下、色を変更する部分、すなわち項のタイプを変換する部分としてユーザにより選択された選択部分が、数式の一部であった場合と、数式全部であった場合とに分けて説明する。

まず、ユーザにより選択された選択部分が、項「２．８」、すなわち数式の一部であった場合について、図８（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。

色変更処理では、ディスプレイ３に表示されている数式のうちの項「２．８」の背景が、灰色等の所定の色で塗り潰されることによって、数式の選択状態が表示される（ステップＳ４１）。

次に、ユーザによる赤色ソフトキー３３ｒの操作に伴い、タッチパネル３０を介してユーザによる色の指定が受け付けられると（ステップＳ４２）、図８（ａ）に示すように、項「２．８」の背景を塗り潰している色が、ユーザにより指定された色「赤色」に変更されて、ユーザにより選択された選択部分に含まれる項「２．８」は、ユーザにより指定された色に対応するタイプ「分数」に変換可能な項であると判断される（ステップＳ４３；Ｙｅｓ）。

次に、図８（ｂ）に示すように、項「２．８」が項「^１４/_５」に変換されて、ユーザにより指定された色「赤色」でディスプレイ３に再表示されることによって（ステップＳ４５）、ディスプレイ３における表示内容が更新されるとともに、項「２．８」が項「^１４/_５」で上書きされることによって、数式記憶領域１２０に記憶されている数式が更新される。

次に、ユーザが色別演算ソフトキー３２を操作すると、ユーザによりさらに数式の一部または全部が選択されていないと判断されて（ステップＳ４６；Ｎｏ）、ユーザにより色別演算が指示されたと判断され（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、色別演算処理が行われる（ステップＳ６）。

色別演算処理では、ユーザによる赤色ソフトキー３３ｒの操作に伴い、タッチパネル３０を介してユーザによる指定色の指定が受け付けられると（ステップＳ６１）、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる項のうち、ユーザにより指定された指定色「赤色」で表示されている項「^９/_５」と項「^１４/_５」との間で演算が行われ、図８（ｃ）に示すように、１つの項「^２３/_５」としてディスプレイ３に表示されることによって（ステップＳ６２）、ディスプレイ３における表示内容が更新されるとともに、数式「^９/_５＋^１４/_５」が項「^２３/_５」で上書きされることによって、数式記憶領域１２０に記憶されている数式が更新される。

その後、ユーザがＥＸＥキー２３を操作すると、ユーザにより解の算出が指示されたと判断されて（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、ディスプレイ３に表示されている数式の最終の解（最終結果）が算出され、ディスプレイ３に表示されることによって（ステップＳ８）、ディスプレイ３における表示内容が更新されるとともに、数式記憶領域１２０に記憶されている数式が更新される。

次いで、ユーザにより選択された選択部分が、数式「０．５＋^９/_５＋２．８−１^１/_２」、すなわち数式全部であった場合について、図９（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。

色変更処理では、ディスプレイ３に表示されている数式全部の背景が、灰色等の所定の色で塗り潰されることによって、数式の選択状態が表示される（ステップＳ４１）。

次に、ユーザによる青色ソフトキー３３ｂの操作に伴い、タッチパネル３０を介してユーザによる色の指定が受け付けられると（ステップＳ４２）、図９（ａ）に示すように、数式全部の背景を塗り潰している色が、ユーザにより指定された色「青色」に変更されて、ユーザにより選択された選択部分に含まれる項「^９/_５」及び項「１^１/_２」は、ユーザにより指定された色に対応するタイプ「小数」に変換可能な項であると判断される（ステップＳ４３；Ｙｅｓ）。

次に、図９（ｂ）に示すように、項「^９/_５」が項「１．８」に変換されるとともに、項「１^１/_２」が項「１．５」に変換されて、ユーザにより指定された色「青色」でディスプレイ３に再表示されることによって（ステップＳ４５）、ディスプレイ３における表示内容が更新されるとともに、項「^９/_５」が項「１．８」で上書きされるとともに、項「１^１/_２」が項「１．５」で上書きされることによって、数式記憶領域１２０に記憶されている数式が更新される。

色別演算処理では、ユーザによる青色ソフトキー３３ｂの操作に伴い、タッチパネル３０を介してユーザによる指定色の指定が受け付けられると（ステップＳ６１）、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる項のうち、ユーザにより指定された指定色「青色」で表示されている項「０．５」と項「１．８」と項「２．８」と項「１．５」との間で演算が行われ、図９（ｃ）に示すように、１つの項「３．６」としてディスプレイ３に表示されることによって（ステップＳ６２）、ディスプレイ３における表示内容が更新されるとともに、数式「０．５＋１．８＋２．８−１．５」が項「３．６」で上書きされることによって、数式記憶領域１２０に記憶されている数式が更新される。

或いは、ユーザが色別演算ソフトキー３２を操作せずに、ＥＸＥキー２３を操作すると、ユーザにより色別演算が指示されていないと判断されて（ステップＳ５；Ｎｏ）、ユーザにより解の算出が指示されたと判断される（ステップＳ７；Ｙｅｓ）。そして、ディスプレイ３に表示されている数式の最終の解（最終結果）が算出され、最終結果である項「３．６」がディスプレイ３に表示されることによって（ステップＳ８）、ディスプレイ３における表示内容が更新されるとともに、数式「０．５＋１．８＋２．８−１．５」が項「３．６」で上書きされることによって、数式記憶領域１２０に記憶されている数式が更新される。

（動作例２）
まず、図１０（ａ）に示すように、ユーザによる入力キー群２の操作に伴い、キー入力部１４を介して数式「３√２＋√３−√８＋√１２＋√√√２５６＋√２×√３」の入力が受け付けられると（ステップＳ１）、入力された数式が数式記憶領域１２０に記憶されるとともにディスプレイ３に表示される。そして、ユーザがＥＸＥキー２３等を操作すると、色分け表示処理が行われる（ステップＳ２）。

色分け表示処理では、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる各項のタイプが「√２タイプ（項「３√２」及び項「√８」）」、「√３タイプ（項「√３」及び項「√１２」）」、「整数（項「√√√２５６」）」、「√６タイプ（項「√２×√３」）」であるので、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる全ての項のタイプが同一ではないと判断される（ステップＳ２１；Ｎｏ）。

次に、変数Ａが「１」に設定される（ステップＳ２２）。そして、１番目のタイプ「√２タイプ」に、１番目の色「青色」が設定され（ステップＳ２３）、設定色情報記憶領域１２１に記憶される。

次に、他にもタイプがあると判断されて（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、変数Ａが「２」に設定される（ステップＳ２５）。そして、２番目のタイプ「√３タイプ」に、２番目の色「赤色」が設定され（ステップＳ２３）、設定色情報記憶領域１２１に記憶される。

次に、他にもタイプがあると判断されて（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、変数Ａが「３」に設定される（ステップＳ２５）。そして、３番目のタイプ「整数」に、３番目の色「緑色」が設定され（ステップＳ２３）、設定色情報記憶領域１２１に記憶される。

次に、他にもタイプがあると判断されて（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、変数Ａが「４」に設定される（ステップＳ２５）。そして、４番目のタイプ「√６タイプ」に、４番目の色「黄色」が設定され（ステップＳ２３）、設定色情報記憶領域１２１に記憶される。

次に、他にもタイプがないと判断されて（ステップＳ２４；Ｎｏ）、図１０（ｂ）に示すように、項のタイプが「√２タイプ」である項「３√２」及び項「√８」が「青色」で表示され、項のタイプが「√３タイプ」である項「√３」及び項「√１２」が「赤色」で表示され、項のタイプが「整数」である項「√√√２５６」が「緑色」で表示され、項のタイプが「√６タイプ」である項「√２×√３」が「黄色」で表示されて、各タイプに対応する項が設定された色でディスプレイ３に表示されることによって（ステップＳ２６）、ディスプレイ３における表示内容が更新される。このとき、ディスプレイ３には、色変更ソフトキー３１や色別演算ソフトキー３２、各種色ソフトキー３３などが表示される。ここで、各種色ソフトキー３３としては、各タイプに設定された色に対応するキーである青色ソフトキー３３ｂ、赤色ソフトキー３３ｒ、緑色ソフトキー３３ｇ及び黄色ソフトキー３３ｙが表示されている。

次に、ユーザが色変更ソフトキー３１を操作せずに、色別演算ソフトキー３２を操作すると、ユーザにより色の変更が指定されていないと判断されて（ステップＳ３；Ｎｏ）、ユーザにより色別演算が指定されたと判断され（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、色別演算処理が行われる（ステップＳ６）。

色別演算処理では、ユーザによる青色ソフトキー３３ｂの操作に伴い、タッチパネル３０を介してユーザによる指定色の指定が受け付けられると（ステップＳ６１）、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる項のうち、ユーザにより指定された指定色「青色」で表示されている項「３√２」と項「√８」との間で演算が行われ、図１０（ｃ）に示すように、１つの項「√２」としてディスプレイ３に表示されることによって（ステップＳ６２）、ディスプレイ３における表示内容が更新されるとともに、数式「３√２−√８」が項「√２」で上書きされることによって、数式記憶領域１２０に記憶されている数式が更新される。

次に、ユーザがＥＸＥキー２３を操作すると、ユーザにより解の算出が指示されたと判断されて（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、ディスプレイ３に表示されている数式の最終の解（最終結果）が算出される。そして、図１０（ｄ）に示すように、最終結果である数式「√２＋３√３＋２＋√６」がディスプレイ３に表示されることによって（ステップＳ８）、ディスプレイ３における表示内容が更新されるとともに、数式「√２＋√３＋√１２＋√√√２５６＋√２×√３」が数式「√２＋３√３＋２＋√６」で上書きされることによって、数式記憶領域１２０に記憶されている数式が更新される。

以上、本実施の形態によれば、図３のステップＳ１〜Ｓ２や図４に示したように、ユーザにより入力された数式がディスプレイ３に表示され、当該ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる各項が、項のタイプごとに異なる色（表示態様）で表示されるので、数式が見やすく表示される。

また、図３のステップＳ５〜Ｓ６や図６に示したように、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる何れかの項についての色（表示態様）が、ユーザ操作に応じて指定色（指定態様）として指定され、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる項のうち、当該指定色で表示されている項の間で演算が行われ、ディスプレイ３における表示内容が更新されるので、ユーザに考えさせながら演算過程を学ばせることができ、学習効果を高めることができる。

また、図４のステップＳ２１に示したように、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる項のうち、内容を単純化するための演算が項内部で可能な項が演算可能項として検出され、当該演算可能項に対して内容を単純化するための演算を行った場合の項のタイプが検知され、当該演算可能項が当該検知されたタイプに対応する色（表示態様）でディスプレイ３に表示されるので、項の表示態様が複雑になりすぎることがなく、数式が見やすく表示される。

また、図３のステップＳ３〜Ｓ４や図５に示したように、ユーザ操作に応じて、ディスプレイ３に表示されている数式に含まれる項と、当該数式に含まれる何れかの項についての色（表示態様）とが指定され、当該指定された項のタイプが、当該指定された色（表示態様）に対応するタイプに変換されて、ディスプレイ３における表示内容が更新されるので、ユーザに考えさせながら項のタイプの変換を学ばせることができ、学習効果を高めることができる。

なお、上記の実施の形態における関数電卓１の各構成要素の細部構成及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。

例えば、本発明に係る数式演算装置を関数電卓１として説明したが、本発明が適用可能なものは、このような製品に限定されず、携帯電話、パソコン、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、ゲーム機などの電子機器全般に適用可能である。また、本発明に係る数式演算プログラム１３１は、数式演算装置に対して着脱可能なメモリカード、ＣＤ等に記憶されることとしてもよい。

また、ディスプレイ３に表示されている数式に、ユーザにより指定された指定色で表示されている項が複数含まれていることを前提に、色別演算処理（図６参照）を説明したが、色別演算処理はこれに限定されるものではない。具体的には、例えば、ＣＰＵ１１は、ユーザによる指定色の指定を受け付けると（ステップＳ６１）、数式記憶領域１２０を参照して、ディスプレイ３に表示されている数式に、ユーザにより指定された指定色で表示されている項が複数含まれているか否かを判断し、複数含まれていると判断した場合には、これら複数の項の間で演算を行い、１つの項としてディスプレイ３に表示させ（ステップＳ６２）、複数含まれていないと判断した場合には、エラー表示をディスプレイ３に表示させて、再度ユーザに指定色を指定させるようにしてもよい。

また、「項のタイプ」を、表示形式の違いに基づく項の種類とするとともに、さらに一部の表示形式（上記の実施の形態では平方根）を含む項においては項同士の加減算が可能か否かに基づく項の種類として説明したが、「項のタイプ」は、これに限定されるものではなく、表示形式の違いに基づく項の種類と、項同士の加減算が可能か否かに基づく項の種類と、の少なくとも何れか一方であればよい。

１関数電卓
２入力キー群
３ディスプレイ
１１ＣＰＵ
１２ＲＡＭ
１３記憶部
１４キー入力部
１５表示部
３０タッチパネル
１３１数式演算プログラム

Claims

複数の項を含む数式を表示させる数式表示制御手段と、
前記数式表示制御手段により表示された数式に含まれる各項を、項のタイプごとに異なる種類の表示態様で表示させるタイプ別表示制御手段と、
ユーザ操作に応じて表示態様の１つの種類を指定する表示態様指定手段と、
前記表示態様指定手段で表示態様の１つの種類が指定されたことに応じて、前記数式に含まれる項のうち、前記指定された種類の態様で表示されている項の間で演算を行い、前記数式表示制御手段による表示内容を更新する同タイプ項演算手段と、
を備えることを特徴とする数式演算装置。
請求項１記載の数式演算装置において、
前記タイプ別表示制御手段は、
前記数式に含まれる項のうち、内容を単純化するための演算が項内部で可能な項を演算可能項として検出する演算可能項検出手段と、
前記演算可能項に対して内容を単純化するための演算を行った場合の項のタイプを検知する演算結果タイプ検知手段と、を有し、
前記演算結果タイプ検知手段により検知されたタイプに対応する表示態様で、前記演算可能項を表示させることを特徴とする数式演算装置。
請求項１または２記載の数式演算装置において、
ユーザ操作に応じて前記数式の一部を選択する選択手段と、
前記選択手段で数式の一部が選択された後にユーザ操作により表示態様の１つの種類が指定されることに応じて、選択された数式に含まれる項のタイプを、指定された種類の表示態様に対応するタイプに変換して、前記数式表示制御手段による表示内容を更新するタイプ変換手段と、
を備えることを特徴とする数式演算装置。
コンピュータに、
複数の項を含む数式を表示させる数式表示制御機能と、
前記数式表示制御機能により表示された数式に含まれる各項を、項のタイプごとに異なる種類の表示態様で表示させるタイプ別表示制御機能と、
ユーザ操作に応じて表示態様の１つの種類を指定する表示態様指定機能と、
前記表示態様指定手段で表示態様の１つの種類が指定されたことに応じて、前記数式に含まれる項のうち、前記指定された種類の態様で表示されている項の間で演算を行い、前記数式表示制御機能による表示内容を更新する同タイプ項演算機能と、
を実現させることを特徴とするプログラム。