キーボードとマウスの融合による持ち替える必要のない入力デバイス
西村 信哉†

三浦元喜‡

本研究では、キーボードとマウスの二つの入力デバイスを使用する際に必要となる「持ち替える」動作を除去する手法を提案する。タッチパネルを用いることでキーボードとマウスの機能を同一平面上に纏めることで二つの入力デバイスを一つにし、特別な動作を必要とせず二つの機能を内部的に切り替えさせる。それによって、使用者に「持ち替えた」と感じさせる事無くそれぞれの機能を実行させることを実現する。

A Compatible Input Device that enables Pointing and Typing
SHINYA NISHIMURA†MOTOKI MIURA‡

We propose a method to eliminate switching hand motions among a keyboard and a mouse. PC users usuallyhandle both a mouse and a keyboard to perform daily tasks such as browsing web, writing emails, andcomposing documents. If the two input devices are united, the PC user can free from switching the two input
devices. We utilize functions of multi-touch input device to realize the united input device. When the user
touches and lifts up without sliding, the device sends a keyboard event. When the user holds the touch andmove his/her fingers, the device sends a mouse move event. If a secondary finger is detected, the device
recognizes the action as a mouse button press. Our proposed method provides a unified input technique onshared input surface.

1.

はじめに

2.

二つの機能を兼ね備えた入力デバイス

現在、パソコンの操作に用いられている基本的な入ノートパソコンによく見られるタッチパッドやトラ力デバイスはキーボードとマウスである。キーボード

ックポイントのマウス機能を有するキーボードは、一は主にキーを押すことで文字入力を目的とし、マウスつの入力デバイス上にキーボードとマウスが存在しては主に本体を動かしてポインティング操作を目的としいる。ここではこれらキーボード機能とマウス機能をている。これら二つの入力デバイスを持ち替えながら兼ね備えた既存の入力デバイスについて述べる。

操作することでパソコンの大半のタスクの実行は可能

2.1

タッチパッドであり、多くの人はこの二つを用いている。しかし、タッチパッドは主にキーボードの下部に取り付けら二つの入力デバイスを操作するためには、「持ち替えれ、平板状のセンサを指でなぞることでマウスポインる」という必要性が生じる。この「持ち替える」といタを操作しポインティングを行う入力デバイスであり、う動作は、煩わしさや持ち替えの時間がかかるため、大半のノートパソコンにはこのタッチパッドが搭載さあまり望ましくない。我々はキーボードとマウスの機れている。タッチパッドは触れるだけでポインティン

能を一つの入力デバイスに纏めてしまえば、この「持グ操作することができ、センサをタップすることでクち替える」という動作をなくせるのではないだろうか

リックを行うことや、最近では専用のデバイスドライと考えた。

バと連携し端をなぞることでスクロール機能を有する

本研究では、キーボードとマウス、二つの入力デバイスを一つの入力デバイスに纏める事によって、「持ち替える」必要のない入力デバイスを検討した。

ものまで出てきている。
ただ、タッチパッドは設置位置がキーボードの下部に位置していることが多い。これは、キーボードとは別の場所にマウスが存在しているという事で、一つの入力デバイスではあるが操作には指の位置を置きかえ† 九州工業大学

る――すなわち、「持ち替える」という動作が必要と電子通信システム学科‡ 九州工業大学
総合システム基礎科学なってしまう。

情報処理学会 インタラクション 2011

2.2

トラックポイント

4.1

纏めるための入力デバイス

トラックポイントはキーボードの中央部にスティッ

二つの入力デバイスを一つに纏めるためには個別にクを有していて、これを傾ける事でマウスポインタを分かれたマウスではなく、先に挙げたようなタッチパ操作しポインティングを行う入力デバイスである。設ッドやトラックポイントのようにキーボードと同一平置面積が小さくて済む事からタッチパッドも搭載でき面上で操作できるタイプのマウスの方が好ましい。まない小さなノートパソコンや携帯電話などに搭載された、タッチパッドの指でなぞるだけで操作できるといている。スティックを傾けるだけで容易に操作できるう点と、トラックポイントのホームポジションを動かうえ、キーボードの中央に設置されているため、タイすことなく操作できるという点をうまく組み合わせ、ピング時のホームポジションを崩さずに文字入力とポキーボードのキー配列の中で指を滑らせることができインティングができるという利点がある。

れば、「持ち替える」必要のない入力デバイスが実現

しかし、このスティックによるポインティング操作すると考えられる。

は以下に示すような問題を有する。マウスやタッチパ必要なのはキーを押す「タッチ」と、指ですべらせッドのようなマウスポインタを目的地にすぐさま移動る「スライド」の二つである。そして、この二つを検できるものと違い、トラックポイントはスティックを出できる入力デバイスとして、タッチパネルが存在す

傾け続けなければマウスポインタを移動させることがる。

できない。使用者はマウスポインタの移動が済むのを4.2待たなければならず、曲線を描くような細かいポイン

タッチパネル上にキーボードとしての機能を持たせ、「持ち替える」必要のない切り替えティングは困難でもある。更に言えば、スティックをそのキーボード上である一定の動作を起点とし内部的傾け続ける事で指が疲労する。にマウスの機能に切り替わるようにすれば、「持ち替3.

方法の検討える」という動作のない、タッチパネルによるキーボードとマウスの融合が可能となる。

上記の事を踏まえ、どのようにして一つの入力デバ

その動作の切り替えの起点として、我々は「タッイスにキーボードとマウスの機能を纏めるかを検討すチ」と「スライド」を利用する。タッチパネル上で図る。

１のように画面に触れ、すぐに離す「タッチ」操作を3.1

キーボードとして必要な機能行った場合はキーボードとしての機能を実行し、図２

キーボードに求められるのは、文字を入力する機能のように画面に触れ、指を滑らせる「スライド」操作である。その為に必要なのは配列されたキーであり、を行った場合はマウスとしての機能を実行するように使用者にどのキーが何の役割を果たすためにあるのかする。また、マウスには二つのボタンが必要であり、わかるように、文字や記号が印字されていなければな

これらの入力もまた「タッチ」で行わなければならならない。

い。その際のキーボード機能との区別として、図３の3.2マウスとして必要な機能

マウスに求められるのは、ディスプレイ上のマウス
ポインタを動かし、オブジェクト等を選択、操作する

ようにマウス機能を実行中にもう一本の指で画面に触れ「マルチタッチ」を検出することで、マウスとクリックを実行する。

機能である。また、マウスには左右二つのボタンが存

キー入力のフィードバックは指を離した時点とし、在しており、左ボタンは項目選択や決定に、右ボタン指の接触からの間でスライドが行われればマウス、スはコンテキストメニューの表示に使われている。そしライドが行われなければキーボードという切り替え方て、ボタンを押す「クリック」、押しっぱなしにする式をとる。

「プレス」、プレスすることでオブジェクトを持ち移

また、画面を押してからの行動によってマウスかキ動させる「ドラッグ」、そしてドラッグしたものからーボードかの機能選択が行われるため、普通のキーボオブジェクトを離す「ドロップ」と、これらの動作もードで行われる長押しによるキーの連続入力機能は省マウスとして必要な機能である。

く。

4.

提案手法

二つの入力デバイスをどのようにして一つの入力デバイスに纏めるかを提案する。

キーボードとマウスの融合による持ち替える必要のない入力デバイス

図1 画面上をタッチし、その場所で離したときはキー入力

図4 キーボードの表示

図2 画面上をタッチし、スライドさせたときマウスポインタの移動

図3 マウスポインタ移動中に別の指でタッチすることでマウスクリック

4.3

実現のための入力デバイス

今回我々は、この入力手法を実現するタッチパネルとして、マルチタッチが検出可能な iPad を用いる。

図5 「Ｆ」キーのタッチ検出範囲

iPad の画面を利用し、キーボードとマウスの纏められた一つの入力デバイスを作成する。

5.

実現方法

どのように iPad のタッチパネル上でキーボードとマウスの二つを組み合わせるかを提案する。
5.1

キーボードの操作範囲

キーボードに必要不可欠なのは、まずはキーの表示である。今回は ipad に元々使われているキー表示を流用してキーボードの表示を行う。

5.2

マウスの操作範囲

キーボードとマウスの「持ち替える」という動作をなくすために、マウス操作はキーボードが表示された中で行いたい。更に言えば、キーボード操作で置かれている指を、そのままの位置からポインティング操作に使えるようにしたい。
キーボードを使用する際、基本のホームポジションとして両手の人差し指が置かれるのは「Ｆ」キーとまずは ipad の中央に図４のようにキーボードの画「Ｊ」キーである。この二つのキーからポインティン像を表示した。ここでは、キーボードそのものの表示

グ操作が十分に行える範囲をマウスの操作範囲とする

ではなく、画像のみを使用する。今あるキーをそれぞため、図６の緑で表した部分をポインティング操作用れボタンとして扱うのではなく、その表示範囲のタッのマウス範囲を置く。

チ検出をキータッチの信号と取るためである。そのた

マウスはポインティング操作のほかに、二つのボタめ、図５の青で示したように、キーそれぞれ一つ一つンも付けなければならない。元々が左右で分けられての範囲に指が触れ、離れたらキータッチの信号を送るいたボタンであるので、今回も左右に分けて図７のよように設定した。

うに赤で示した位置にボタンを配置する。

情報処理学会 インタラクション 2011

ネルのみで実現可能である。
また、ポインティング操作については、マウスポインタを移動させることを目的とした座標記憶によるｘｙ座標移動方式と、ポインティング範囲を一つの画面として捉えて触れた部分に該当する箇所をポインティングする絶対座標方式による二つの方法がある。
この二つのポインティング操作を研究した ARCPAD[3]では、タップとスライドと、二つの入力方法の違いにより内部で自動的に方式を切り替えていたが、タップをキーボード機能として利用している今回の研究には利用できない。しかし、使用者に意識させずに操作を切り替えるという点は内容に違いがあるだけで、
図6 ポインティング操作用のマウス範囲その利点は同じである。

7.

まとめと今後の課題

本研究では、キーボードとマウスを一つの入力デバイスに纏めることで「持ち替える」という動作を省く手法を提案した。本提案手法を用いることで、タッチパネルという一つの入力デバイスだけでパソコンを操作することが可能であることを示した。
しかし、タッチパネルでのキーボードはまだ普及も浅く、多くの人が普通のキーボードによる「押しこむ」入力に慣れている。「押しこむ」必要がなく、触れるだけで入力してしまうタッチパネルでは誤入力も多い。その為、従来のキーに指を置いていられるキーボードと違い、常に指を浮かせている必要のあるタッチパネルでいかに誤入力をなくし、「押しこむ」こと
図7 クリックボタンの配置

6.

関連研究

機能の切り替えの起点に関連して、過去に機能の切り替えをするために「文鎮メタファ」[1]と呼ばれるものが用いられた。これは、決められたセンサの上に自身の手を置き文鎮とする事で機能を切り替えるというものである。自然な操作による機能の切り替えを実現しているが、携帯情報端末上でのスタイラス操作を想定しているため、本研究が提案するキーボードとマウスを融合するインタフェースとは異なる。
PreSense[2] はキーに触れていない状態、キーにタッチしている状態、キーを押しこんでいる状態の三つを検出することで、プレビューやジェスチャ等にタッチ情報を利用する手法を提案している。PreSense は物理的なキーボードの表面に静電容量型タッチセンサを装着するなど、特殊なハードウェアが必要になるが、本研究が提案する手法では、一般的なマルチタッチパなく入力した実感を使用者に与えるかを今後の課題としていきたい。
謝辞

本研究の一部は科学研究費補助金（20300046および 20680036）の支援によるものです。

参考文献1) 椎尾 一郎, 辻田 眸, 岩渕 絵里子: 文鎮メタ
ファを利用したペンインターフェース, 情報処
理学会論文誌, Vol.48, No.3, pp.1122－1128 (2007).
2) Jun Rekimoto, Takaaki Ishizawa, Carsten Schwesig,
Haruo Oha. PreSense:Interaction Techniques forFinger Sensing Input Devices, Proc. of UIST’03, pp.
203－212 (2003).
3) DavidC.
McCallum,Pourang
Irani.
ARC-Pad:Absolute+Relative Cursor Positioning forLarge Displays with a Mobile Touchscreen, Proc. of
UIST’09 , pp. 153－156 (2009).