JP5801348B2 - 入力システム、入力方法およびスマートフォン - Google Patents

Description

本発明は、携帯式電子機器のディスプレイに表示するソフトウェア・キーボードの表示面積を低減する技術に関し、さらにはソフトウェア・キーボードの片手保持操作を可能にする技術に関する。

スマートフォンまたはタブレット端末のような携帯式電子機器は、タッチ・スクリーンに表示したソフトウェア・キーボードを指でタッチ操作して文字や数字などを入力することができる。ソフトウェア・キーボードはタッチ・スクリーンの表示面積が小さいこともあって、ノートブック型パーソナル・コンピュータやデスクトップ型パーソナル・コンピュータで使用する物理的なキーで構成されたハードウェア・キーボードに比べて操作上の制約がある。

特許文献１は、電子装置の記号入力のためのユーザ・インターフェースを開示する。同文献が記載するインターフェースでは、ディスプレイに隣接する位置に細長い接触感知式センサ領域を設け、ディスプレイには複数の文字を含む文字リストを表示する。ユーザは接触感知式センサの所定の位置を指で操作することで対応する位置に表示された文字リストの文字を選択する。

特許文献２は、パスワード入力用のＧＵＩを開示する。ひとつの実施例ではスロットマシン形態の文字回転表示部にアルファベットと数字で構成される文字集合が回転しながら表示される。利用者はパスワードを構成する文字がポイント部にさしかかったときにポインティング・デバイスをクリックして選択する。他の実施例では、パスワードに使用可能な文字列が直線的に配置され、それらをポインタが自動的に移動する。利用者はパスワードを構成する文字をポインタが示したときにポインティング・デバイスをクリックして選択する。

特許文献３は、片手保持操作を容易に行うことができるタッチ・スクリーン式の電子機器を開示する。同文献が記載する電子機器では、タッチ・スクリーンの上半分にはメール用のアプリケーション画面が表示され、下半分にはソフトウェア・キーボードの画面が表示される。同文献には、ソフトウェア・キーボードは親指で操作し、メール用のアプリケーションは背面のタッチ・パネルから操作することが記載されている。

特表２００９−５３４７３１号公報 特開２００５−１７４０２３号公報 特開２０１２−２４２８５１号公報

スマートフォンのようのようにサイズが小さいタッチ・スクリーンにソフトウェア・キーボードを表示する場合の１つの問題は、ＱＷＥＲＴＹ配列のキーボードのように多くのキーを同時に表示すると、メーラーやブラウザのようなアプリケーション画面が隠れてしまうため入力をしながらアプリケーション画面の操作や閲覧が制約をうけることである。またアプリケーション画面の表示領域を拡大するために、表示するキーのサイズを小さくすると、指で操作するときに隣のキーを選択してしまい目的とするキーを確定するまで時間を費やしてしまうこともある。

フリック操作のように表示するキーを少なくすることで表示するキーを大きくすることもできるが、目的とするキーを確定するまで複数回の操作が必要になる。さらに、スマートフォンは片手で電車のつり革につかまっているときや、片方の手に荷物を持っているときは、空いている方の手で保持しながら操作をしたい場合があるが、これまでのスマートフォンではこのときタッチ・スクリーンに表示されたアプリケーション画面に意図しないタッチ操作をしてしまったり、保持が不安定になったりして容易に入力操作が行えなかった。

そこで本発明の目的は、ディスプレイにおける表示面積の少ないソフトウェア・キーボードを有する入力システムを提供することにある。さらに本発明の目的は、片手保持操作が可能な入力システムを提供することにある。さらに本発明の目的は、アプリケーション画面の操作および閲覧に便利な入力システムを提供することにある。さらに本発明の目的は、キーの誤選択が少ない入力システムを提供することにある。さらに本発明の目的はそのような入力システムを適用したスマートフォン、入力方法およびコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明にかかる入力システムは、筐体の表面にディスプレイを備えている。さらに、複数のキーで構成され全体が一度にディスプレイに表示されない仮想キーと、ディスプレイに仮想キーの一部を表示するキーボード・ウィンドウと、仮想キーに対する入力操作をするためのタッチ・パネルと、タッチ・パネルに対する入力操作に応じてキーボード・ウィンドウに表示するキーを変化させて入力を確定するキーボード処理部とを有する。キーボード・ウィンドウは仮想キーの一部を表示するディスプレイ上の領域であればよい。したがって、キーボード・ウィンドウの枠はディスプレイに表示しても表示しなくてもよいし、半透明で表示してもよい。

ディスプレイには、複数のキーの一部しか表示されないため、アプリケーション画面を表示する領域を拡大して、入力操作と同時に行うアプリケーション画面の操作および閲覧が容易になる。仮想キーは全体が一度にディスプレイに表示されないため、キー配列やキーの数を自由に選択することができる。ディスプレイは、タッチ・パネルと組み合わせてタッチ・スクリーンを構成するようにしてもよい。タッチ・パネルを筐体の背面に設ける場合は、表示するキーの大きさがタッチ・スクリーンの操作の場合に生ずる指の大きさによる制限を受けないため、視認に支障がない程度まで小さくしてキーボード・ウィンドウに表示することができる。

タッチ・スクリーンからタッチ操作をする場合は、表示するキーが小さくなると誤って隣のキーをタッチしてやり直しが必要になる場合があり、しかも誤った選択操作は実際にタッチ操作をするまでわからないため入力に時間を要する場合がある。本発明の入力システムでは、背面のタッチ・パネルから操作すれば、表示するキーを小さくしても目的とするキーをキーボード・ウィンドウに表示して正確に選択することができる。

また、背面のタッチ・パネルから操作すれば、タッチ・スクリーンに表示されたアプリケーション画面に対して不必要なタッチ操作をすることがなくなる。さらに、背面のタッチ・パネルは携帯式電子機器を保持する手の人指し指で操作できるため、片手保持操作が可能になる。キーボード・ウィンドウに表示するキーは、背面のタッチ・パネルに対するスワイプ操作で変化させることができる。スワイプ操作は、短時間で離れた位置に配置されたキーを移動させることができるため、入力時間を短縮することができる。なおタッチ・パネルのスワイプ操作に代えて、音量調整ボタンを利用した操作でもよい。

キーボード・ウィンドウに表示するキーを変更するには、キーボード・ウィンドウをディスプレイの所定の固定された位置に表示して仮想キーを移動させてもよいし、仮想キーの各キーをディスプレイの所定の座標に位置付けてキーボード・ウィンドウを移動させるようにしてもよい。キーボード・ウィンドウは、１個の選択キーだけを表示するようにしてもよいし、１個の選択キーを表示する選択領域と選択キーに隣接するキーを表示する補助領域を含むようにしてもよい。

キーボード処理部は、スワイプ操作の速度に応じてキーボード・ウィンドウを仮想キーが移動する速度を変更し、仮想キーの移動速度が所定値以下になったときまたは移動が停止したときに選択領域が複数のキーを含んでいる場合に最大の面積を占有するキーを強制的に選択領域に位置付けることができる。この場合、スワイプ操作により選択キーの表示位置を微調整する必要がなくなるため、選択領域へ位置付けるまでの時間を短縮することができる。

背面のタッチ・パネルから操作する場合に、キーボード処理部は表面タッチ・パネルに対する操作をすべてアプリケーション画面に対する操作として処理することができる。したがって、キーボード・ウィンドウに表示するキーまたは仮想キーのすべてを半透明に表示することができる。半透明に表示することで、アプリケーション画面がキーの陰に隠れないようにして入力操作を可能にしながら、同時に仮想キーを表示することができる。

仮想キーを２次元配列のデータ構造体とし、キーボード・ウィンドウが２次元配列された複数のキーを表示するようにしてもよい。２次元配列された仮想キーはＱＷＥＲＴＹ配列で構成することができる。キーボード・ウィンドウを３×３のマトリクス状に９個のキーを表示するようにして、中央に表示されたキーを選択キーにすることもできる。また仮想キーを１次元配列のデータ構造体とし、キーボード・ウィンドウが１個または１次元配列された複数個のキーを表示するようにしてもよい。

本発明により、ディスプレイにおける表示面積の少ないソフトウェア・キーボードを有する入力システムを提供することができた。さらに本発明により、片手保持操作が可能な入力システムを提供することができた。さらに本発明により、アプリケーション画面の操作および閲覧に便利な入力システムを提供することができた。さらに本発明により、キーの誤選択が少ない入力システムを提供することができた。さらに本発明によりそのような入力システムを適用したスマートフォン、入力方法およびコンピュータ・プログラムを提供することができた。

携帯式電子機器の一例としてのスマートフォン１００の外形を示す図である。 スマートフォン１００の概略の構成を示す機能ブロック図である。 縮小化キーボード２００の一例を説明する図である。 縮小化キーボード２００から文字を入力するときの様子を従来のソフトウェア・キーボード１５３と比較して説明する図である。 縮小化キーボード２００をサポートする入力システム３００の構成を示す機能ブロック図である。 入力システム３００がメーラー画面１５１に文字を入力するときの手順を示すフローチャートである。 スマートフォン１００を片手保持操作するときの様子を説明する図である。 選択キーを自動調整する様子を説明する図である。 縮小化キーボード５００の構成を説明する図である。

［タッチ・スクリーン式電子機器の構成］
図１は、携帯式電子機器の一例としてのスマートフォンの外形を示す図である。図１（Ａ）は、スマートフォン１００の表面を示し、図１（Ｂ）は背面を示している。スマートフォン１００は筐体１０１の表面にタッチ・スクリーン１０３、スピーカ１０９、カメラ１１１、およびホーム・ボタン１１３を含み、側面に音量調整ボタン１０５、電源スイッチ１０７を備える。さらに側面には図示しないマイクロフォン、ＵＳＢ端子、およびイヤフォン・ジャックなどを備える。

筐体１０１の背面には背面タッチ・パネル１１５を備える。背面タッチ・パネル１１５には圧力センサ１３３（図２）が組み込まれている。背面タッチ・パネル１１５は、人指し指で操作可能な範囲にだけ設けている。筐体１０１の姿勢を変化させて画面を横向きに表示しながら、背面タッチ・パネルを操作する場合は、背面タッチ・パネル１１５を筐体の背面全体に設けて、掌が接触する領域に対するタッチを無視するようにしてもよい。図１（Ａ）では、タッチ・スクリーン１０３のホーム画面に複数のアイコンが表示されている。

図２は、スマートフォン１００の概略の構成を示す機能ブロック図である。Ｉ／Ｏコントローラ１２３には、ＣＰＵ１２１、ディスプレイ１２５、およびメイン・メモリ１２９の他に図示しない複数の周辺デバイスが接続される。ディスプレイ１２５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）で構成しているが有機ＥＬのような他の方式のフラット・ディスプレイ・パネルを採用することもできる。ディスプレイ１２５は、内部に透明な導電膜で形成されたインセル・タッチ・パネルとともにタッチ・スクリーン１０３を構成する。タッチ・スクリーン１０３を構成する他の方法として、タッチ・パネルを、透明電極でディスプレイ１２５とは別の部材として形成してディスプレイ１２５に重ねて配置するようにしてもよい。いずれの場合でもタッチ・スクリーン１０３を構成するタッチ・パネルを表面タッチ・パネル１２７ということにする。

表面タッチ・パネル１２７の検出原理には、表面に対して指が接触または接近した位置の座標を出力する投影型または表面型の静電容量式、押圧された位置の座標を出力する抵抗膜式またはその他の方式を採用することができるが、本実施の形態では投影型の静電容量式を採用している。表面タッチ・パネル１２７は、タッチ・パネル・コントローラ１３１に接続されている。

メイン・メモリ１２９は、ＣＰＵ１２１が実行するプログラムを記憶する揮発性のＲＡＭである。タッチ・パネル・コントローラ１３１には、表面タッチ・パネル１２７、背面タッチ・パネル１１５および圧力センサ１３３が接続されている。背面タッチ・パネル１１５は、その検出原理を特に限定する必要はないが、一例として表面タッチ・パネル１２７と同じ投影型の静電容量式タッチ・パネルを採用することができる。圧力センサ１３３は、背面タッチ・パネル１１５に指で加えられた圧力を検出する。背面タッチ・パネル１１５を所定値以上の圧力で押す操作を以後圧力操作ということにする。

フラッシュ・メモリ１３５は、ＣＰＵ１２１が実行するＯＳおよびアプリケーションなどのプログラムおよびデータを格納する不揮発性のメモリである。本実施の形態にかかる入力システム３００（図５）を実現するためのプログラムも、フラッシュ・メモリ１３５に格納されている。オーディ回路１３７にはマイクロフォン／スピーカ１３９と、スピーカの音量を調整する音量調整ボタン１０５が接続されている。

［縮小化キーボード］
図３（Ａ）は、本実施の形態にかかる縮小化キーボード２００の一例を説明する図である。縮小化キーボード２００は、複数のキーで構成された仮想キー２０１とキーボード・ウィンドウ２５０で構成される。仮想キー２０１は、一例としてＱＷＥＲＴＹ配列されたキー、数字キー、および制御キーなどで構成されている。仮想キー２０１は、キー・コード、キー配列、キーボード・ウィンドウに所定数のキーを表示するためのサイズ、および基準キーを示すデータで構成されたデータ構造体である。基準キーはたとえばＧキーとする。

仮想キー２０１は、すべてのキーが全体として一度にはディスプレイ１２５に表示されないが、キーボード・ウィンドウ２５０に位置付けられたキーだけが表示される。キーボード・ウィンドウ２５０は、一例として図３（Ｂ）に示すように３×３のマトリクス状に９個のキーを表示できるように構成されている。したがって、この例では、仮想キー２０１は、キーボード・ウィンドウ２５０に隣接する９個のキーが表示される。キーボード・ウィンドウ２５０が表示する９個のキーは、後に説明するように背面タッチ・パネル１１５または表面タッチ・パネル１２７に対するスワイプ操作で変化する。

キーボード・ウィンドウ２５０にキーを表示させる方法の一例では、ディスプレイ１２５に表示するキーボード・ウィンドウ２５０の座標を固定し、スワイプ操作に応じて仮想キーを移動させる。他の例では、ディスプレイ１２５に対する仮想キーの座標を固定し、スワイプ操作に応じてキーボード・ウィンドウ２５０の表示位置を移動させる。いずれの場合でも、キーボード・ウィンドウ２５０の座標に整合する座標のキーだけが表示される。

キーボード・ウィンドウ２５０は、中央部に１個の選択領域２５１が定義され、その周辺に８個の補助領域２５３ａ〜２５３ｈが定義されている。キーボード・ウィンドウ２５０の外枠および選択領域２５１と補助領域２５３ａ〜２５３ｈを仕切る枠はディスプレイ１２５に非透明で表示してもよいし半透明で表示してもよい。あるいは枠を表示しないようにすることも可能である。選択領域２５１に位置付けられたキーを選択キーということにする。

縮小化キーボード２００では、選択領域２５１に表示された選択キーに対して背面タッチ・パネル１１５または表面タッチ・パネル１２７を操作して入力を確定することができる。補助領域２５３ａ〜２５３ｈは、選択領域２５１に目的とする選択キーを位置付けるための補助的な役割をするものであり設けないでもよい。この場合、キーボード・ウィンドウ２５０は１個の選択キーだけを表示することになる。仮想キー２０１は、縮小化キーボード２００を操作するために一例として定義された制御キー２０３、２０５、２０７と４個のカーソル・キー２０９を含む。

仮想キー２０１は、全体が一度にディスプレイ１２５に表示されないため、構成するキーの数がディスプレイ１２５のサイズによる制限を受けず、仮想キー全体の面積という概念を必要としない。また、スワイプ操作で仮想キー２０１とキーボード・ウィンドウ２５０の相対位置を変化させることができるため、構成するキーの数が多くなっても短時間で選択領域２５１に選択キーを位置付けることができる。

したがって、仮想キーは、文字の種類が異なるキーを平面的に配列するようにしてもよい。たとえば、大文字のアルファベット・キーを含む仮想キー２０１に並べて、ＱＷＥＲＴＹ配列の小文字のアルファベット・キーを配置したり、または五十音順に並べた仮名文字のキーを配置したりしてもよい。選択領域２５１に表示するキーを背面タッチ・パネル１１５から操作する場合は、キーボード・ウィンドウ２５０のサイズを、視覚的視点から許容される程度まで縮小することができる。

図４（Ａ）は、ディスプレイ１２５に表示されたメーラー画面１５１に通常のソフトウェア・キーボード１５３から文字を入力するときの様子を示し、図４（Ｂ）は縮小化キーボード２００から文字を入力するときの様子を示している。メーラー画面１５１は、制御フィールド１５１ａ、宛先フィールド１５１ｂ、タイトル・フィールド１５１ｃ、および本文フィールド１５１ｄを含んでいる。本文フィールド１５１ｄには現在の文字の入力位置を示すカーソル１５５が表示されている。

ソフトウェア・キーボード１５３は、表面タッチ・パネル１２７に対して指で操作するため、誤ったキーの選択を避けるために表示するキーの最小サイズは制限される。したがって図４（Ａ）に示すように、ソフトウェア・キーボード１５３は、本文フィールド１５１ｄのほぼ半分の領域を占有するように表示されている。これに対して図４（Ｂ）に示すように縮小化キーボード２００では、キーボード・ウィンドウ２５０は表示する文字数が９個と少なく、かつ、背面タッチ・パネル１１５から入力する場合は、表示するキーの大きさを視認に支障がない程度まで小さくすることができる。

縮小化キーボード２００では、本文フィールド１５１ｄがキーボード・ウィンドウ２５０の陰に隠れる面積が小さいため、アプリケーション画面の操作および閲覧が便利になる。本文フィールド１５１ｄの表示領域を拡大するために、ソフトウェア・キーボード１５３のキーを半透明化する方法が考えられる。この場合、表面タッチ・パネル１２７から操作する場合に、ユーザが背景の画像に対する操作とソフトウェア・キーボード１５３に対する操作を誤って行う可能性が残る。また半透明化しても、陰のアプリケーション画面に対する操作は依然としてできない。

これに対して縮小化キーボード２００を背面タッチ・パネル１１５から操作する場合は、キーボード・ウィンドウ２５０の枠と、その中に表示する仮想キーを半透明化してもキーの入力とアプリケーション画面に対する操作を誤ることはない。その場合に、キーボード・ウィンドウ２５０に重なって表示されるアプリケーション画面に対しては表面タッチ・パネル１２７から操作することができる。また、背面タッチ・パネル１１５から操作する場合は、仮想キー２０１を構成するすべてのキーを半透明化して本文フィールド１５１ｄに重ねて表示することもできる。

〔入力システム〕
図５は、縮小化キーボード２００をサポートする入力システム３００の構成を示す機能ブロック図である。入力システム３００は、図１に示したハードウェア資源とフラッシュ・メモリ１３５に格納されたソフトウェア資源で構成されている。画像データ生成部３０１、キーボード処理部３０３、キーボード・テーブル３０５、入力処理部３０７およびアプリケーション処理部３０９は、アプリケーション・プログラム、ＯＳ、デバイス・ドライバおよび縮小キーボード２００に対する操作を制御するプログラムなどのソフトウェア資源と、それらを実行するＣＰＵ１２１およびメイン・メモリ１２９などのハードウェア資源との協働により実現することができる。

タッチ・パネル・コントローラ１３１は、表面タッチ・パネル１２７または背面タッチ・パネル１１５に対する指によるタッチ操作に応じた座標を所定のプロトコルに変換して入力処理部３０７に送る。タッチ・パネル・コントローラ１３１は背面タッチ・パネル１１５に対して圧力操作がされたときに圧力データを入力処理部３０７に送る。入力処理部３０７は、タッチ・パネル・コントローラ１３１から受け取った座標データおよび圧力データを、表面タッチ・パネル１２７と背面タッチ・パネル１１５のいずれがソースかを示すタッチ・パネル識別情報とともにキーボード処理部３０３およびアプリケーション処理部３０９に送る。

入力処理部３０７はマルチタッチ操作をサポートしており、表面タッチ・パネル１２７または背面タッチ・パネル１１５に対して同時にタッチ操作した複数の指の座標を処理することができる。アプリケーション処理部２０９は、アプリケーション・プログラムの実行に伴う画像を表示するためのデータを画像データ生成部２０１に送り、ディスプレイ１２５に現在表示している画像を認識する。アプリケーション処理部３０９は、入力処理部３０７から受け取った座標データまたは圧力データから、操作内容を識別してアプリケーション・プログラムを実行する。

アプリケーション処理部３０９は、入力処理部３０７から受け取った座標データまたは圧力データから、入力モードへの変更の指示が行われたことを認識したときに、キーボード処理部３０３を入力モードに移行させる。アプリケーション処理部３０９は、表面タッチ・パネル１２７を通じて入力モードを変更する指示を受け取ったときは、キーボード処理部３０３に対してディスプレイ１２５にソフトウェア・キーボード１５３を表示する指示をすることができる。

アプリケーション処理部３０９は、背面タッチ・パネル１１５を通じて入力モードを変更する指示を受け取ったときは、キーボード処理部３０３に対してディスプレイ１２５にキーボード・ウィンドウ２５０を表示する指示をすることができる。一例として、アプリケーション処理部３０９は、メーラー画面１５１を表示して、ソフトウェア・キーボード１５３または縮小化キーボード２００から入力されたキー・コードを受け取る。

キーボード・テーブル３０５は、図３（Ａ）に示した仮想キー２０１を含むさまざまな文字およびキー配列で構成された複数の仮想キーのデータ構造体を保持する。キーボード処理部３０３は、アプリケーション処理部３０９から入力モードへの変更の指示を受け取ったときに、ディスプレイ１２５にソフトウェア・キーボード１５３またはキーボード・ウィンドウ２５０を表示する。

キーボード処理部３０３は、ディスプレイ１２５にキーボード・ウィンドウ２５０を表示するときは、仮想キー２０１の基準キーの座標とキーボード・ウィンドウ２５０の座標に基づいて、キーボード・ウィンドウ２５０に表示するキーの画像データを生成し画像データ生成部３０１に送る。キーボード処理部３０３はキーボード・ウィンドウ２５０を表示したときに、表面タッチ・パネル１２７または背面タッチ・パネル１１５に対するスワイプ操作に応じて基準キーの座標を変化させる。

キーボード処理部３０３は、基準キーの座標が変化するたびに、キーボード・ウィンドウ２５０に表示するキーの画像データを生成して画像データ生成部３０１に送る。キーボード処理部３０３は、入力処理部３０７から入力を確定する座標データまたは圧力データを受け取ったときに選択領域２５１に表示されているキーのキー・コードをアプリケーション処理部３０９に送る。画像データ生成部３０１は、ディスプレイ１２５に表示する画素データを生成してＩ／Ｏコントローラ１２３に送る。

［入力システムの動作］
図６は、入力システム３００がメーラー画面１５１に文字を入力して送信するときの手順を示すフローチャートである。ここでは、メーラー画面１５１の本文フィールド１５１ｄに「Hello,おはよう」と入力する場合を例示して説明する。ユーザは図７に示すようにスマートフォン１００を右手で保持し、さらに保持した右手の人指し指で背面タッチ・パネル１１５を操作する。このような同じ手の指で筐体の保持と縮小化キーボード２００に対する入力操作を行うことを片手保持操作という。

ブロック４０１では、アプリケーション処理部３０９がメーラーを実行してディスプレイ１２５に受信画面を表示しているときに、表面タッチ・パネル１２７または背面タッチ・パネル１１５を通じて送信メールを作成するためのメーラー画面１５１を表示する操作が行われる。表面タッチ・パネル１２７からの操作は、受信画面が含む入力モードに対応するシンボルに対するタッチ操作とすることができる。背面タッチ・パネル１１５からの操作は不特定の場所に対する一定時間以上のタッチ操作または圧力操作とすることができる。

アプリケーション処理部３０９は、画像データ生成部３０１に指示してディスプレイ１２５にメーラー画面１５１を表示する。さらにアプリケーション処理部３０９は、キーボード処理部３０３にタッチ・パネル識別情報を送って入力モードに移行するように指示する。キーボード処理部３０３はブロック４０３で、表面タッチ・パネル１２７を通じて入力モードへ移行する指示が行われたと判断したときはブロック４５１に移行して画像データ生成部３０１に図４（Ａ）に示すように、メーラー画面１５１に重ねてソフトウェア・キーボード１５３を表示する指示を行う。ソフトウェア・キーボード１５３からの入力手順は従来からの方法なので説明を省略する。

キーボード処理部３０３は、背面タッチ・パネル１１５を通じて入力モードへ移行する指示が行われたと判断したときはブロック４０５に移行して画像データ生成部３０１に図４（Ｂ）に示すようにキーボード・ウィンドウ２５０を所定の座標に表示する指示を行う。なお、背面タッチ・パネル１１５からの所定の操作でキーボード処理部３０３は、ソフトウェア・キーボード１５３とキーボード・ウィンドウ２５０の表示を変更することができる。

キーボード・ウィンドウ２５０が表示されたときに、カーソル１５５はディフォルトで、宛先フィールド１５１ｂに位置付けられているものとする。キーボード処理部３０３は、たとえばディフォルトでキーボード・テーブル３０５から仮想キー２０１のデータ構造体を取得する。このとき、キーボード処理部３０３は基準キーを選択領域２５１に表示するようにして、キーボード・ウィンドウ２５０に表示する画像データを生成する。その結果、キーボード・ウィンドウ２５０には、図３（Ａ）に示すように仮想キー２０１の９個のキーが表示され、選択領域２５１にはＧキーが表示される。

ブロック４０７で、入力フィールドを確定するために制御キー２０３を入力する操作を開始する。選択領域２５１にディフォルトで表示されたＧキーが意図するキーでないため、ユーザはブロック４０９でキーボード・ウィンドウ２５０に表示するキーを変更するために背面タッチ・パネル１１５を人指し指でスワイプする。スワイプする指の座標データを受け取るたびに、キーボード処理部３０３は基準キーの座標を変更し、画像データ生成部３０１にキーボード・ウィンドウ２５０に表示する画像を指示する。スワイプする指の方向に応じてキーボード・ウィンドウ２５０に表示されるキーは左右方向、上下方向または斜め方向に変化する。

また、スワイプする指の速度に応じてキーボード・ウィンドウ２５０に表示するキーの移動速度も変化する。最初は速い速度でスワイプ操作をすると、やがてたとえば補助領域２５３ｂ〜２５３ｃに制御キー２０３の一部が表示されるようになる。図８に示すように制御キー２０３が選択領域２５１に近付くと、ユーザは制御キー２０３を選択領域２５１に正確に位置付けるためにスワイプする指の速度を遅くして表示位置の微調整をする。

ブロック４１１でキーボード処理部３０３は、キーボード・ウィンドウ２５０と仮想キー２０１の相対速度が所定値以下になったとき、またはゼロになったときに正確な位置づけが終了していないために選択領域２５１が複数の仮想キーを含んでいる場合は、最も大きな面積を占めるキーを強制的に選択領域２５１に位置付ける。キーボード処理部３０３が行うこの処理を選択キーの自動調整ということにする。

このときキーボード処理部３０３は、自動調整された選択キーをディスプレイ１２５にポップアップ方式で拡大表示してユーザが選択キーを確実に認識できるようにしてもよい。選択キーの自動調整が終了するとブロック４１３でユーザは、背面タッチ・パネル１１５の任意の位置に一定時間以上のタッチ操作をしたり、または圧力操作をしたりすると選択領域２５１に表示された制御キー２０３の入力が確定する。

キーボード処理部３０３は、入力の確定操作が行われたときに選択領域２５１に表示されていたキー（この場合は、制御キー２０３）のキー・コードをアプリケーション処理部３０９に送る。アプリケーション処理部３０９は、制御キー２０３の入力が確定するたびに、カーソル１５５の位置を宛先フィールドから所定の順番に本文フィールド１５１ｄまで変更し、その都度カーソル１５５の表示位置を画像データ生成部３０１に指示する。

図４（Ｂ）に示すようにカーソル１５５が本文フィールド１５１ｄの先頭位置に位置付けられて入力フィールドの指定が終了する。ブロック４１５でユーザは、ブロック４０９から４１３までの手順を繰り返して４個のカーソル・キー２０９のいずれかの入力を確定する。カーソル・キー２０９のキー・コードを受け取るたびにアプリケーション処理部３０９は、カーソル１５５を上下左右方向に１行または１列ずつ移動させるように画像データ生成部３０１に指示する。入力を意図する位置までカーソル１５５が移動すると入力位置が確定する。

ブロック４１７で、ブロック４０９から４１３までの手順を繰り返して、「Hello,」という単語を構成するキーが順番に入力されると、アプリケーション処理部３０９はその都度本文フィールド１５１ｄに文字を表示する。このときキーボード処理部３０３は、単語を構成する文字が入力されるたびに過去に入力された単語またはディフォルトで設定された単語の中から意図する単語を予測して複数の候補文字を非透明または半透明でディスプレイ１２５に表示することができる。

候補文字が表示されたときは、たとえば人指し指と中指の２本の指で同時にタップ操作をすることで、キーボード処理部３０３は候補文字を選択するための選択モードに移行することができる。選択モードでは背面タッチ・パネル１１５に対してスワイプ操作をして候補文字を選択してから背面タッチ・パネル１１５に対する一定時間以上のタッチ操作または圧力操作で入力を確定することができる。

つづいて、「おはよう」という仮名文字の入力をする必要があるが、仮想キー２０１は仮名文字を含んでいない。ブロック４１９でユーザは、背面タッチ・パネル１１５を１本の指でタップ操作するか制御キー２０７を入力することで、アクティブな仮想キーを変更する。キーボード処理部３０３は、仮想キーを変更する入力を受け取ると、キーボード・テーブル３０５から五十音順に配列された仮名文字の仮想キーを取得して、画像データ生成部３０１に、キーボード・ウィンドウ２５０に表示する画像データを送る。ブロック４２１ではブロック４０９から４１３までの手順を繰り返して「おはよう」という仮名文字の入力が終了する。ブロック４２３ですべての文字の入力が終了した場合は、ブロック４５３でたとえば背面タッチ・パネル１１５を通じてキー２０５を入力して入力モードを終了させる。

入力モードが終了するとキーボード処理部３０３は、画像データ生成部３０１に指示してキーボード・ウィンドウ２５０の表示を終了させる。他のフィールドに入力をする場合はブロック４０７に戻る。すべてのフィールドの入力が終了したときは、表面タッチ・パネル１２７を通じて制御フィールド１５１ａをタッチ操作して送信することができる。縮小化キーボード２００の操作は、キーボード・ウィンドウの縮小化、誤選択の防止、アプリケーション画面の操作および閲覧などの点から背面タッチ・パネル１１５による操作が望ましいが、表面タッチ・パネル１２７を通じてスワイプ操作やタップ操作で入力するようにしてもよい。

上記で説明した背面タッチ・パネル１１５に対するタッチ操作および圧力操作とキーボード処理部３０３の関係は一例であり、背面タッチ・パネルに対する操作に対してはさまざまな定義づけをすることができる。縮小化キーボード２００を操作するために、制御キー２０３〜２０７および圧力センサ１３３を利用する例を説明したが、キーボード処理部３０３は、マルチタッチ操作に対してさまざまに定義されたジェスチャ入力を使って、背面タッチ・パネル１１５だけで操作することもできる。

［他の縮小化キーボードの例］
図９は、他の例としての縮小化キーボード５００の構成を説明する図である。縮小化キーボード５００は、図９（Ｂ）に示すそれぞれ１次元配列の複数の仮想キー５５１〜５６１と、図９（Ａ）に示す１×３で１次元配列されたキーボード・ウィンドウ５２０で構成されている。キーボード・ウィンドウ５２０は、ディスプレイ１２５の左右方向に配列される。

キーボード・ウィンドウ５２０は１個の選択領域５２１とその両側に配置された２個の補助領域５２３ａ、５２３ｂを含む。仮想キー５５１は、アルファベット順に並んだ大文字のアルファベット・キーで構成され、仮想キー５５３は、アルファベット順に並んだ小文字のアルファベット・キーで構成されている。仮想キー５５５は記号キーおよび制御キーで構成されている。仮想キー５５７、５５９は五十音順に並んだ仮名キーで構成され、仮想キー５６１は順番に並んだ数字キーおよび記号キーで構成されている。

キーボード・ウィンドウ５２０にはいずれかの仮想キーを選択して表示する。選択した仮想キーに対して、背面タッチ・パネル１１５をスワイプしてキーボード・ウィンドウ５２０に表示するキーをサイクリックに右または左方向に移動させることができる。仮想キーも背面タッチ・パネル１１５をスワイプしてサイクリックに上または下方向にスライドさせて選択することができる。キーボード・ウィンドウ５２０に表示するキーの選択または仮想キーの選択は、背面タッチ・パネル１１５の操作に代えて音量調整ボタン１０５を利用することもできる。

また、キーボード・ウィンドウ５２０を２×３の配列にして、仮想キー５５１、５５３を同時に２段表示するようにしてもよい。またキーボード・ウィンドウ５２０は、ディスプレイ１２５の上下方向に配列されるようにしてもよい。縮小化キーボード２００、５００はいずれもキーボード・ウィンドウの表示位置を固定して仮想キーを移動させる例で説明したが、仮想キーを固定してキーボード・ウィンドウの表示位置を移動させるようにしてもよい。

仮想キーがＱＷＥＲＴＹキーの場合は、ユーザは各キーの位置に慣れているので、イメージしたソフトウェア・キーボード１５３に入力する感覚でキーボード・ウィンドウを移動させて選択および入力をすることができる。このときも、仮想キーはキーボード・ウィンドウに位置付けられたキー以外はディスプレイ１２５に表示しないか、または全体を半透明で表示することができる。縮小化キーボード２００、５００は、タブレット端末またはスマートフォンなどの小型のタッチ・スクリーンを備える携帯式電子機器に適用すると効果的である。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

１００ スマートフォン
１０１ 筐体
１０３ タッチ・スクリーン
１０５ 音量調整ボタン
１０７ 電源スイッチ
１０９ スピーカ
１１１ カメラ
１１３ ホーム・ボタン
１１５ 背面タッチ・パネル
１２１ ＣＰＵ
１２３ Ｉ／Ｏコントローラ
１２５ ディスプレイ
１２７ 表面タッチ・パネル
１２９ メイン・メモリ
１３１ タッチ・パネル・コントローラ
１３３ 圧力センサ
１５１ メーラー画面
２００、５００ 縮小化キーボード
２０１、５５１〜５６１ 仮想キー
２５０、５２０ キーボード・ウィンドウ
２５１、５２１ 選択領域
２５３ａ〜２５３ｈ、５２３ａ、５２３ｂ 補助領域
３００ 入力システム

Claims (10)

1. 筐体の表面にディスプレイを備える携帯式電子機器の入力システムであって、
   複数のキーで構成され全体が一度に前記ディスプレイに表示されない仮想キーと、
   前記複数のキーの中から選択した１個の選択キーを表示する選択領域と前記選択キーに隣接するキーを表示する補助領域を含み、前記ディスプレイに前記仮想キーの一部を表示するために固定された座標に表示するキーボード・ウィンドウと、
   前記仮想キーに対して入力操作をするための前記筐体の背面に設けたタッチ・パネルと、
   前記タッチ・パネルに対するスワイプ操作の速度に応じて前記キーボード・ウィンドウに表示される前記キーが移動する速度を変更し、前記キーの速度が所定値以下になったときまたは前記キーの移動が停止したときに前記選択領域が複数のキーの各一部を含む場合に前記選択領域において最大の面積を占有するキーを強制的に前記選択領域に位置付けるようにして前記選択領域に表示するキーを変化させ、前記タッチ・パネルに対する入力操作で前記選択領域に表示されたキーの入力を確定するキーボード処理部と
   を有する入力システム。
2. 前記入力操作が、一定時間以上のタッチ操作を含む請求項１に記載の入力システム。
3. 前記入力操作が、圧力操作を含む請求項１に記載の入力システム。
4. 前記ディスプレイがタッチ・パネルを含むタッチ・スクリーンを構成し、前記キーボード処理部は前記キーボード・ウィンドウに表示する前記キーを半透明で表示し、前記タッチ・スクリーンの前記半透明に表示されている前記仮想キーの領域に対するタッチ操作を前記タッチ・スクリーンが表示するアプリケーション画面に対する操作として処理する請求項１に記載の入力システム。
5. 前記ディスプレイがタッチ・パネルを含むタッチ・スクリーンを構成し、前記キーボード処理部は前記仮想キーの全体を前記ディスプレイに半透明で表示し、前記タッチ・スクリーンの前記半透明に表示されている前記仮想キーの領域に対するタッチ操作を前記タッチ・スクリーンが表示するアプリケーション画面に対する操作として処理する請求項１に記載の入力システム。
6. 前記仮想キーが２次元配列のデータ構造体で、前記キーボード・ウィンドウが２次元配列された複数のキーを表示する請求項１に記載の入力システム。
7. 前記仮想キーがＱＷＥＲＴＹ配列で構成されている請求項６に記載の入力システム。
8. 前記キーボード・ウィンドウが３×３のマトリクス状に９個のキーを表示する請求項６または請求項７に記載の入力システム。
9. 前記仮想キーが１次元配列のデータ構造体で、前記キーボード・ウィンドウが１個または１次元配列された複数個のキーを表示する請求項１に記載の入力システム。
10. 請求項１から請求項９のいずれかに記載した入力システムを含む携帯式電子機器。

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