JP3886975B2 - 文字を作成するためにグラフィック・キーボードを使用するための方法 - Google Patents
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Description
本発明は、異なった種類のペン・ストロークに違うふうに応答する改良型グラフィック・キーボード用のシステムおよび方法を提供する。ユーザは、適切なストロークを適用することにより、複数のキーを同時に押すことによって機械的なキーボードで入力される文字を容易に入力することができる。また、ユーザは、スペース、後退、削除、リターンなどのある種の頻繁に使用されるキーをキーボードの任意の位置から入力することができる。ペン・ストロークを使用すると、タイピングはさらに容易で速くなり、ユーザに課される視覚的な負担も減少し、キーボードが画面表示上で占めるスペースも減らすことができる。
本発明を理解するためには、図1−10に描かれるように、その使用のいくつかの図解例で始めることが有益である。本発明に従ったサンプルのグラフィック・キーボードの表示されたイメージは、図1に示されている。ペンまたはスタイラスを使用してキーのいずれかをタップすると、機械的なキーボード上で類似したキーを押すのと同じ効果がある。したがって、小文字、数字、またはピリオドやコンマのような別の未修正文字を入力するためには、ユーザは単に希望のキーをタップするだけである。
マーキング・メニューと呼ばれる対話技法は、説明される特定の実施例での本発明のグラフィック・キーボードでのペン・ストロークの提示およびそれに対する応答を実現するために使用される。本項では、技法を一般的に説明し、第4項で、技法が本発明に当てはまるので、より具体的に技法を説明する。マーキング・メニュー技法の完全な説明は、完全に規定されるように参照により本明細書に取り入れられる1993年、トロント大学、コンピュータ・サイエンス学部の博士論文である、ゴードン・P・クルテンバッハ(Gordon P. Kurtenbach)の「マーキング・メニューの設計および評価」に記載される。
マーキング・メニュー技法は、初心者ユーザと専門家ユーザを同様にサポートし、ユーザが初心者から専門家に成長するのを助けるための効率的なメカニズムを提供することを意図している。マーキング・メニューでは、ユーザがペンまたはスタイラスを用いてコンピュータ表示装置表面上に「書き込む」に従って、コンピュータが、その色や陰影が背景のピクセルの色や陰影と対照を成すピクセルの軌跡(一般的にはインクの軌跡と呼ばれる)を残すことによりインクの現れをシミュレーションする。
通常の人間−コンピュータのインタフェースは、入力機能と出力機能という観点では非対称的である。視覚、聴覚、および触覚などの数多くのコンピュータ出力モードがある。大部分のコンピュータは、広範囲に視覚モードを活用する。数千もの色を使う高解像度イメージが、素早く、ユーザにとって意味のあるやり方で表示される。対照的に、コンピュータのユーザの入力を探知する能力は限られている。人間は、言語と接触などの幅広い伝達技能を持っているが、大部分のコンピュータはこれらの小さなサブセットを探知するにすぎない。例えば、キーボードは、指の(圧力ではないが)押しだけしか探知しないし、マウスは非常に単純な腕または手首の動きしか探知しない。したがって、ペンのコンピュータ入力手段としての到来により、マークを使用して入力帯域幅を増やす機会が生まれる。
マーキング・メニューとは、ユーザがアイテムのメニューから選択できるようにする対話技法である。選択を実行することができる2つの方法、つまりモードがある。
およびdから構成されるそれに対応する英数字サブメニューを持つ。図12の右側の図は、マーク・セットを示す。マークのラベルが、それが選択するメニュー・アイテムを示す。ドットは、マークの開始ポイントを示す。
以下に、マーキング・メニューを貴重かつ独特な対話技法とする設計特徴を要約する。マーキングメニューは、
・キーボードを使用しなくても、メニュー選択の加速を可能にする。
・すべてのメニュー・アイテムでの加速を可能にする。
・メニュー選択および加速された選択の間の相違点を最小限にする。
・同じ入力装置を使用したポインティングおよびメニュー選択加速を可能にする。
・描画が容易で高速なマークを活用する。
・メニュー・アイテムとマークの対応を学習し、記憶するための空間的な方法を使用する。
・「プラグイン(plug-in )」ソフトウェア・モジュールとして実現可能である。
本発明に適用されるように、マーキング・メニュー技法は、メニューを、ペン・ストロークを記憶していないユーザを補助するのに利用できるようにし、メニューをそれらを必要としないユーザから隠す。任意の時点で、ユーザは、ペンを横に移動せずに押しつけることにより、利用可能な選択肢を表示する放射ポップアップ・メニューを起動することができる。それから、ユーザは、ペン(すなわち、入力探知表示画面または入力タブレットと接触している、ペンのポイント、つまり先端)を希望の選択肢が占めるパイの「スライス」の中に移動することにより、希望の選択を行うことができる。横に移動しなくても単にペンを表示画面から持ち上げるだけで、メニューは消え、選択は行われない。
図18は、本発明のグラフィック・キーボードの実施に適切なシステム1を図解する。システム1は、プロセッサ(CPU)5、プロセッサ5に連結される記憶装置6、プロセッサ5により実行されるユーザ・インタフェース・ソフトウェア7、ペン10、表示画面22に密接に連結される入力センサ21を具備する入力探知表示装置20、文字バッファ30、および遅延タイマ45を搭載するイベント・ドライバ40を具備する。画面22は、複数のキー26を含むキーボード・イメージ25を表示する。センサ21、画面22、バッファ30、およびイベント・ドライバ40は、操作上、プロセッサ5に接続され、ユーザ・インタフェース・ソフトウェア7にアクセス可能である。システム1は、通常、さらに、プロセッサ5により実行されるオペレーティング・ソフトウェア(図示されていない)およびシステム1のさまざまな構成要素を相互接続するためのハードウェア(図示されていない)を具備する。システム1の一部ではない、アプリケーション・プログラム50は、バッファ30を経由してシステム1により(すなわち、グラフィック・キーボードによって)供給される文字を受け入れる。
イベント・ドライバ40は、グラフィック・キーボードに、ペン10に対応する、ある種のイベントや状態の変化について知らせるために使用される。具体的には、イベント・ドライバ40は、次のイベントを作成することができる。
当業者によって理解されるように、本発明のグラフィック・キーボードは、一般的には、オペレーティング・システムまたは操作環境のコンテキストで、グラフィック・ユーザ・インタフェースとして使用される。環境は、プロセッサ5により実行されるソフトウェアによってサポートされる。一般的には、環境は、ウィンドウをキーボード・イメージ25に関連付けたり、このウィンドウの画面22の任意の位置で表示したり、ペン10に関連するイベントがこのウィンドウ、したがってグラフィック・キーボードに関係しているかどうかを判断したり、ペン10からの位置情報をこのウィンドウ、それからグラフィック・キーボードに向けたり、文字バッファ30の出力をアプリケーション・プログラム50のアプリケーション・プログラムに向けたりすることなどのウィンドウ操作をサポートする。
図18の実施例では、入力センサ21は、入力探知表示装置20の画面22に密接に連結される。これにより、ペン10およびキーボード・イメージ25のキー26の相対位置はユーザにすぐに明らかになる。ユーザが、効果的に表示装置上で書き込むこのような装置は直接インターフェースと称される。本発明は、ペンまたはその他の書き込み計器が表示装置を接触しない、間接インタフェースとともに使用するために適合することができる。このような実施のいくつかの例は、これから説明する。
図22−29は、マーキング・メニューを取り入れる実施例での本発明のグラフィック・キーボードからの入力を処理する際に必要なステップのフローチャートである。これらのステップは、プロセッサ5の制御の元で、イベント・ドライバ40によって作成されるPenDown イベント、PenDrag イベント、PenStillイベント、およびPenUp イベントシステム1によって実施される。
説明するイベント処理ルーチンは、ある種のデータ構造を共通で共有する。これらのデータ構造は、一般的には記憶装置6に記憶され、プロセッサ5によってアクセス可能である。ある実施例では、データ構造は、次の種類である。
・アイテム名のリスト(例えば、シフト、コントロール、コマンド、オプション)・サブメニューのリスト(他のMMによって表される)
・アイテム名のリストおよびサブメニューのリストへのインデックスである、選択されたアイテム
を含む。
x − 水平画面位置
y − 垂直画面位置
t − 時間x とy が記録された
φ − 先行するポイント、このポイント、および次のポイントによって形成される角度
(3)PointList − ポイントの順序付けられたリスト。マークは、マークが描画されるに従って、ペンの画面(または入力センサ)位置を示すPointList によって表される。それぞれの位置には、それに対応するその発生時刻(例えば、もっとも最近のPenDown イベントからミリ秒単位で測定される)がある。
図22は、イベント・ドライバ40によって作成される、PenDown 、PenDrag 、PenStill、およびPenUp という4種類のイベントの内の1つに応答するためのステップを示している。最初に、処理対照のイベントの種類が決定される(ステップT)。イベント種類に従って、PenDown (ステップA)、PenDrag (ステップB)、PenStill(ステップC)、PenUp (ステップD)という4種類の異なったイベント応答ルーチンの1つが呼び出される。これで、次のイベントが発生するまで処理を完了する。
のフローチャートが図23に表示されるルーチンが実行される。グラフィック・キーボードのどのキーが押されるのかという決定がなされる(ステップAA)。一般的には、入力探知表示画面が入力に使用される場合、押されているキーは、ペンの先端がその境界線内にあるキーである。画面から分離したマウスまたはタブレットが入力に使用される場合には、押されているキーは、その位置が、マウスまたはペンを表すカーソル27の表示位置ともっとも密接に相関するキーである。次に、押されているキーは表示装置で強調表示される(ステップAB)。一般的には、これは、その境界線の外観を暗くするか、あるいはその境界線の色を変更することにより行われる。次に、モードがマーク・モードに設定される(ステップAC)。これは、マーク・モードを示すためにModeFlag をセットすることにより実行される。最後に、ペンの位置および現在時刻は、現在作成中のマークを表すのに使用されるPointList内のポイントとしてセーブされる(ステップAD)。このポイントの値の組が、画面22に対するペン10の位置(または、カーソル位置としてペン位置を表す実施例でのカーソル27の対応する位置)を示す。
ローチャートが図26に表示されるルーチンが実行される。現在の選択モードは、ModeFlagを検査することにより決定される(ステップDA)。現在モードがマーク・モード出ある場合、描画されるマークは表示から消去され(ステップDB)、マークに対応するメニュー選択は、図27に関連して後述されるルーチンに従って決定される(ステップDC)。この決定後に、MM階層は選択されたメニュー・アイテムを反映する。このようにして、変更子または現在表示されるメニューおよびもっとも最近のPenDownイベント以来、以前表示されたあらゆるメニューに対応する空間文字がMM階層に反映される。モードがメニュー・モード出ある場合、すべてのメニューとラインが表示から消去される(ステップDD)。MM階層はすでに最新であるため、メニュー選択を決定するためのルーチンは、この場合には呼び出されない。
図27は、どの変更子(または特殊文字)がユーザによって描画される指定のマークに対応するかを決定するためのルーチンのステップをフローチャートで示している。このルーチンは、PenUp イベントの処理の一部として、図26のステップDCで呼び出される。ルーチンは、入力として(例えば、PointList として表される)マークを受け入れ、出力として変更子のセット(おそらく、空のセット)を戻す。
一般的に、マークの明瞭度ポイントは、ユーザがメニューまたはサブメニューから選択を示すマークに沿ったポイントである。一般的には、これは、マークの最初の(開始)ポイントおよび最後(終了)ポイント、およびマークが実質上の方向の変更を経るあらゆるポイントを含む。例えば、メニューのかくセクタが45度を占めるように、放射メニューに8つのアイテムがある場合、角張ったヘディングでの約22.5度以上の変更は、かなりのものと考えられる。かなりの角度の変更は、マークがノイズとジッタに関してフィルタされてから、決定される。
一般的に、いったん明瞭度ポイントが見つかると、適切なメニューおよびサブメニュー(複数の場合がある)がマークの明瞭度ポイントで表示されるように、マークは、システムがメニュー・モードにあり、ユーザが各明瞭度ポイントを休止したかのように解釈される。より具体的には、ある実施例では、そのフローチャートが図28に表示されるルーチンが明瞭度ポイントを解釈するために使用される。この実施例ではArticulationPointsToMenuItems と呼ばれるこのルーチンは、図26のステップEDで呼び出される。
ユーザの動作によってトリガされるイベントのシーケンスにより、グラフィック・キーボードは文字を作成する。例えば、ユーザが「a 」などの小文字の入力を希望する場合、ユーザはキーボード・イメージの希望のキーのうえでペンをタップする。これで、イベントのシーケンスが立ち上がる(PenDown 、PenUp )。このイベント・シーケンスによって、代わりに、これらのイベントに対応するステップが、図21のフローチャートの論理に従って実行される。特に、PenDown イベントが発生すると、プロセッサ5は、キー26のどのキーが押されているかを判断し、そのキーを表示画面22で強調表示させ、モードをマーキングにセットし、ペン10の位置をセーブする。それ以降、PenUp イベントが発生すると、プロセッサ5は、モードがマーキングであると判断する。マークは作成されず、変更子が適用されなかったので、プロセッサ5は、単に表示画面27でキーの強調表示を解除し、キーに対応する未収性の文字を文字バッファ30内に格納する。
本発明の現在の実施例は、デジタル・コンピュータ上のソフトウェアで実現される。付録(参考資料)は、この実施例の実現のためのソフトウェア・プログラム用ソース・コードを提供する。実施例は、一重に修飾された文字をサポートする。ソース・コード(未出版の研究、著作権、1993ゼロックス社)は、単一ソース・コード・ファイルを含む。それは、アップル・マッキントッシュ・ファミリのコンピュータ用のハイパーカード記述言語で作成される。当業者は、幅広い範囲のプログラミング言語およびハードウェア構成が、本発明の範囲を逸脱することなく、本開示に基づいて容易に使用できることを理解するであろう。
本発明は、英数字データなどのコマンドおよびデータを、グラフィック・キーボードを使用してペン・ベース・コンピュータに正確かつ効率的に入力できるようにする単純かつ実現が容易な技法を提供する。グラフィック・キーボードを使用すると、ユーザは、キーボード入力の既存の知識を利用することができる。ストロークおよびマーキング・メニューを使用すると、入力が加速される。マーキング・メニューの自然に表される性質のために、これらのアクセレレータは、初心者にアクセス可能である。これらは、また、例えば、より多様なコマンドを持つさらに大きなメニューがグラフィック・キーボードに対するソフトウェア更新の一部としてインストールされる場合に、ときどきメニューに再度慣れることを必要とする経験豊富なユーザにとっても貴重である。
Claims (1)
- プロセッサ、センサ、表示装置、およびバッファを具備する計算システムにおいて、文字を作成するためにグラフィック・キーボードを使用するための方法であって、
(a)前記表示装置上にグラフィック・キーボード・イメージを表示するステップと、
(b)前記センサを用いて、前記センサに対するペン装置の移動を探知し、前記ペン装置が前記移動のかなりの部分で前記センサにもっとも近いままで維持されるステップと、
(c)前記移動の開始における前記ペン装置の最初の位置に従って、修正対象の文字を決定するステップと、
(d)前記移動の間に前記ペン装置によってなされた少なくとも複数のパスに対して、前記ペン装置によってなされたパスに従って第1と第2の変更子を決定するステップと、
(e)前記第1と第2の変更子を前記修正対象の文字に適用し、前記修正対象の文字を修正して、修正文字を提供するステップと、
(f)前記修正文字を前記バッファ内で受け取るステップと、
を含むグラフィック・キーボード使用方法。
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