文字学習機

【課題】練習者によって手書き入力された文字が所定範囲の領域に対してバランスよく書かれているか否かを評価することができ、文字の配置バランスや字形、書き順を間違えた場合、その時点ですぐに練習者に間違いを認識させ、書き直しを促すことができる文字学習機を得る。
【解決手段】手書き入力による文字練習が可能なタッチパネルディスプレイ３を備え、練習者がタッチパネルディスプレイ３により手書き入力した文字画と前記文字情報呼出手段で呼び出された前記文字情報とを比較して正誤判定を行う判定手段と、前記判定手段による判定結果を告知する告知手段とを備え、練習者が手書き入力した文字画の書き始め位置が前記開始位置情報の範囲外である場合、又は書き終わり位置が前記終了位置情報の範囲外である場合、もしくは描画線が前記字形エリア情報の範囲からはみ出した場合の何れかに該当する場合を誤判定とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、平仮名、カタカナ、漢字、アルファベットなどの各種文字を学習するための文字学習機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、平仮名、カタカナ、漢字、アルファベットなどの各種文字を学習するための文字学習機として、タッチパネルディスプレイを備え、手書き入力によって文字を反復練習できるようにしたものが存在する。
【０００３】
そして、この種の電子式文字学習機にあっては、練習した文字の書き順が正しいか、あるいは、綺麗に書けているかどうかなどを評価する機能を備えたものも存在する。
【０００４】
例えば、特開平１０−１７１３４１号に記載された電子式文字練習装置は、手書き入力された文字と手本とされる文字との類似度を判断して練習文字の点数表示を行うとともに、予め登録された手本文字の書き順と手書き入力された文字の書き順とを比較して練習文字の書き順の正否を判断することができるものである。
【特許文献１】特開平１０−１７１３４１号公報
【０００５】
しかしながら、この電子式文字練習装置では、手書き入力された文字の評価は、登録されている手本文字と手書き入力された文字そのものとを比較し、その類似度を計算することによって行うものであって、手書き入力された文字と入力領域とのバランス、すなわち入力領域に対して適切な配置で綺麗に文字が書かれているか否かを評価するものではない。したがって、この文字練習装置では、入力領域に対してバランス悪く（例えば小さな文字で）入力された文字であっても、手本文字の字形と比較して許容範囲内の字形の文字であれば高評価と判定されるのであって、入力領域に対してバランスよく文字を書くという観点からの文字練習をすることができない。
また、この文字練習装置では、文字全体を書き上げて初めて評価が可能となるものであるから、練習者は文字を書き上げなければその文字が正しく書けているかどうかの評価を受けることができず、文字を書いている途中で何らかの間違いをおかしていた場合でも、練習者はその時点で間違いに気づくことができない。そのため、評価が低かった場合でも、練習者は点数が低い原因がどこにあるのか認識しづらく、折角評価を受けても効果的な練習に結びつかないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、練習者によって手書き入力された文字が、所定範囲の領域に対してバランスよく書かれているか否かを評価することができるとともに、文字の配置バランスや字形、書き順を間違えた場合、その時点ですぐに練習者に間違いを認識させ、書き直しを促すことができる文字学習機を得ることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の文字学習機は、手書き入力による文字練習が可能なタッチパネルディスプレイを備えた文字学習機であって、複数の練習文字の字形情報、並びに練習文字の書き順に則し、１文字毎の手書き入力領域に対応して設定された１画毎の開始位置情報、終了位置情報、字形エリア情報などの文字情報が格納された文字情報格納手段と、前記文字情報格納手段から練習者が選択した一又は複数の練習文字に対応する文字情報を呼び出す文字情報呼出手段と、練習者がタッチパネルディスプレイにより手書き入力した文字画と前記文字情報呼出手段で呼び出された前記文字情報とを比較して正誤判定を行う判定手段と、前記判定手段による判定結果を告知する告知手段とを備え、前記判定手段における正誤判定は、練習者が手書き入力した文字画の書き始め位置が前記開始位置情報の範囲外である場合、又は書き終わり位置が前記終了位置情報の範囲外である場合、もしくは描画線が前記字形エリア情報の範囲からはみ出した場合の何れかに該当する場合を誤判定とするものとして構成する。
１文字毎の手書き入力領域は、タッチパネルディスプレイにおいて練習文字１文字を手書き入力するために予め設定される領域であり、タッチパネルディスプレイ全体で１文字を入力させる場合にはタッチパネルディスプレイの全体領域をいい、タッチパネルディスプレイを複数の領域に区切って各領域毎に１文字を入力させる場合には区切られた個々の領域をいう。
前記「文字画」とは、文字を構成する１以上の画のうち、練習者が文字練習の際に手書き入力する個々の画をいう。
【０００８】
請求項２の発明は、前記文字情報には、１画毎の開始位置と終了位置の間に通過すべき通過位置の位置情報を含むものとし、判定手段における正誤判定には、練習者が手書き入力した文字画の描画線が前記通過位置を通過せずに終了位置に到達した場合に誤判定とすることを含むものである。
【０００９】
前記字形情報は、練習する文字の手本となる字形をタッチパネルディスプレイに表示するための情報である。
前記開始位置情報は練習文字の書き順に則し、１文字毎の手書き入力領域に対応して設定された１画毎の描き始め位置の許容範囲を、終了位置情報は同じく書き終わり位置の許容範囲を、通過位置情報は同じく開始位置と終了位置の間に通過すべき位置の許容範囲をそれぞれ規定する情報であり、判定手段による正誤判定の際に、入力領域に対して適切な配置に、正しい書き順で、文字の骨格となる位置を適切に通って文字が書かれているかの判定を行うために用いられる情報である。
開始位置情報及び終了位置情報は練習文字の１画につきそれぞれ一つずつしか存在しないが、通過位置情報は１画の態様に応じて適宜設定されるものであり、単純な文字画では不要であり、複雑な文字画では複数用意する。
【００１０】
前記字形エリア情報は１画毎の描画が許容される範囲を規定する情報であって、前記開始位置情報・終了位置情報・通過位置情報よりも広めに設定されており、練習者が正しい字形で文字を書いているかの判定（字形の判定）を行うために用いられる情報である。この字形エリアは、１画の態様に応じて適宜設定されるものであり、一つであっても複数であってもよい。
字形エリアを一つ設定する場合は、前記開始位置を含む範囲に設定し、描画開始時にエリアの外周を点滅させると、正しい開始位置のガイドとなる。
字形エリアを複数設定する場合には、前記開始位置・終了位置・通過位置に対応してこれら各位置を含んだ近傍範囲に開始エリア・終了エリア・通過エリアとして設定し、各字形エリアは当該画を描画する際の先後関係にある字形エリア同士が断絶しないようにして設定する。これは、先後関係にある字形エリア同士が断絶していると、適切な字形で描画されている場合であっても次の字形エリア到達前に前の字形エリアをはみ出したと認識して誤り判定されてしまうおそれがあることから、これを防止するためである。
【００１１】
告知手段による告知は、手書き入力装置と表示装置とを兼ねるタッチパネルディスプレイに表示したり、音声を発することにより行う。字形エリアが複数設定されている場合には、誤判定がされた箇所の字形エリアを表示して行うこともできる（請求項３）。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、手書き入力された文字の正誤判定の判断基準となる練習文字の書き順に則した１画毎の開始位置情報、終了位置情報、字形エリア情報などの文字情報が、タッチパネルディスプレイにおける１文字毎の手書き入力領域に対応して設定されているので、練習者が手書き入力した文字（文字画）が、所定範囲の手書き入力領域に対してバランスよく書かれているか否かを判定することができる。
そして、判定手段における正誤判定は、練習者が手書き入力した文字画の書き始め位置が前記開始位置情報の範囲外である場合、又は書き終わり位置が前記終了位置情報の範囲外である場合、もしくは描画線が前記字形エリア情報の範囲からはみ出した場合の何れかに該当する場合を誤判定とするものとしたので、練習文字全体を書き上げなくても１画毎に間違い判定することができ、間違いをおかした時点で誤りと判定して練習者に告知することができる。すなわち、練習文字の書き順に則した１画毎の開始位置、終了位置、字形エリアなどの文字情報を個別に設定し、これらの文字情報と練習者の手書き入力値とを個々に対比して正誤判定を行うものとしたので、練習者による手書き入力値が対比されるこれら文字情報の設定範囲から外れた場合、その時点でこれを誤りとして判定することができる。
【００１３】
また、文字情報には、１画毎の開始位置と終了位置の間に通過すべき通過位置の位置情報を含むものとし、判定手段における正誤判定には、練習者が手書き入力した文字画の描画線が前記通過位置を通過せずに終了位置に到達した場合に誤判定とすることを含むものとすれば、その文字画の態様が曲線や折線などのように変化のある態様であった場合に、屈曲部や角といったその文字画を形作るいわば骨格部分を通過位置として設定することができ、練習者が書いた文字画がその通過位置を通らない場合には、これを誤りとして判定することができる。
【００１４】
さらに、請求項３の発明によれば、字形エリアは１画につき複数設定し、告知手段による告知は、誤判定がされた箇所の字形エリアを表示するものとしたので、練習者は１画のうちのどの箇所を間違えたかを字形エリア毎にきめ細かく認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、この発明の文字学習機の概要を示す図である。
文字学習機１は、練習する文字を選択する文字選択部２と、使用者が練習文字の手書き入力を行うと共に手書き入力した文字等が表示されるタッチパネルディスプレイ３とを備え、各種動作の制御を行う制御部４を内蔵している。
その他、筐体５の上面には、電源ボタン６、操作ボタン７が設けられている。また、図中符号８は手書き入力時に用いるタッチペンである。
【００１６】
制御部４は、各種演算処理を行うＣＰＵ４１と、演算処理のための一時的な記憶領域となるＲＡＭ４２と、文字情報や各種プログラムが格納されたＲＯＭ４３とを備え、文字選択部２、タッチパネルディスプレイ３、その他操作ボタン７などと接続されている（図２）。この制御部４は、練習文字の字形情報並びに練習文字の書き順に則し１文字毎の手書き入力領域に対応して設定された１画毎の開始位置情報、終了位置情報、及び字形エリア情報などを格納する文字情報格納手段、練習者が選択した練習文字に対応する文字情報を呼び出す文字情報呼出手段、練習者が手書き入力した文字画と前記文字情報呼出手段で呼び出された文字情報とを比較して正誤判定を行う判定手段、誤りと判定した場合に再入力を促す告知手段として機能するものである。
【００１７】
文字選択部２には、スイッチ２１が縦５行×横１０列に配列して設けられており（図３）、その表側には各スイッチに対応して練習文字が表示された文字パネル２２が着脱可能に取り付けられる。
文字パネル２２は、図４に示すように、例えば表面側には平仮名が、裏面側にはカタカナが表示してあり、練習したい文字を表側にして文字練習部２に取り付ける。文字パネル２２の表裏判別は、文字パネル２２の縁部に表裏判別部２２１を形成し、文字選択部２側にはこの表裏判別部２２１を検知するスイッチを設けておくなどして、文字パネル２２を文字選択部２に取り付けた際に異なる信号を制御部４に伝達できるようにする。
図３においては、文字選択部２に５０個のスイッチがあり、文字パネル２２の一面には前記スイッチに対応した位置に５０の文字などが表示してある。ここで練習者が所望の文字をタッチすることにより、スイッチを経て選択文字信号が文字情報呼び出し手段に入力され、文字情報呼び出し手段が文字情報格納手段から対応する練習文字に関する文字情報を取り出し、前記ＲＡＭ４２に記憶する。
【００１８】
タッチパネルディスプレイ３は、練習者が手書き入力を行うタッチパネル３１と、制御部４で処理された情報を表示するディスプレイ３２とで構成されている。ディスプレイ３２は縦３６×横３６ドットの液晶ディスプレイであり、タッチパネル３１はディスプレイ３２と同じ大きさであり、縦１２×横１２ドットのタッチエリアを備えた透明のタッチパネルであって、ディスプレイ３２の上に積層して一体化されている。なお、タッチパネル３１の各タッチエリアは、ディスプレイ３２の縦３×横３ドットに対応するものとしてある（図５，図６）。
【００１９】
（文字情報）
制御部４のＲＯＭ４１には、練習文字に関する情報が格納されている。具体的には、練習文字の字形情報並びに練習文字の書き順に則し、１文字毎の手書き入力領域に対応して設定された１画毎の開始位置情報、終了位置情報、通過位置情報、及び開始エリア情報、終了位置情報、通過位置情報で構成される字形エリア情報である。ここで、各字形エリアは、その画を描画する際の先後関係にある字形エリア同士が断絶しないように連続して設定されている。
この実施例では、タッチパネルディスプレイ３の全面を１文字の手書き入力領域として前記各文字情報が設定してある。
平仮名文字「あ」を例としてＲＯＭ４１に格納されている文字情報をタッチパネルディスプレイ３上に図示すると図７ａないし図７ｄのようになる。すなわち、図７ａは練習文字の手本となる「あ」文字の字形情報９１をディスプレイ上に表示したものであり、図７ｂないし図７ｄは「あ」文字の第１画ないし第３画の開始位置情報９２、通過位置情報９３、終了位置情報９４、並びに各位置情報に対応する字形エリア情報９５をそれぞれディスプレイ上に表示したものである（各位置情報の範囲はタッチエリアを塗りつぶして表示し、字形エリア情報の範囲は鎖線、一点鎖線、二点鎖線で表示してある。）。
ここで、「あ」文字の第１画は単純な態様であることから通過位置情報及び通過位置の字形エリア情報（通過エリア情報）を設定していないのに対し、第２画では中間位置に通過位置情報９３及び通過エリア情報９５ｂを設定し、さらには第３画では複雑な描画の正誤判断が適切にできるよう、カーブする位置を二つに分けて通過位置情報９３１，９３２並びに通過エリア情報９５ｂ，９５ｃを設定してある。
なお、第３画については、各位置情報・各エリア情報の範囲を分かりやすく説明するため、図８ａないし図８ｄにおいて各情報毎に個別に表示しておく。
【００２０】
（判定のフローチャート）
図９はこの発明の文字学習機を用いて文字練習を行う際の正誤判定のフローチャートである。
まず練習者は、文字パネル２２に表示された文字から練習文字を選んで押すと、文字パネル２２裏側の文字選択手段２の対応するスイッチ２１が押され、タッチパネルディスプレイ３に選択した文字（練習文字）が手本として一時的に表示された後、入力モードに切り替わり、前記文字の表示は消える。
練習者は、タッチペン８を用いて何も表示されていない状態のタッチパネルディスプレイ３に練習文字の第１画を手書き入力する。ここで字形エリア情報を表示するようにしてもよい。
このとき、練習者が入力した書き始めの位置が、第１画の開始位置の範囲内であった場合には、次の通過すべき位置を適切に通過するか否かを判定する通過位置判定に移行すると共に、その後の描画がその画の描画許容範囲内でなされているか否かを判定する開始エリア判定が開始される。以後、入力領域に対して適切な配置に、正しい書き順で、文字の骨格となる位置を適切に通って文字が書かれているか否かを判定する位置判定と、正しい字形で文字を書いているか否かの判定を行う字形エリア判定とが並行して行われる。
ここで、字形エリアは、開始位置・通過位置・終了位置の各位置情報に対応して開始エリア・通過エリア・終了エリアに分割されており、練習者による描画が開始エリアをはみ出すことなく通過エリアに到達した場合、通過エリアの字形判定に移行する。そして、練習者による描画が通過エリアをはみ出すことなく通過位置を通過すると、位置判定は終了位置判定に移行する。通過エリア判定は描画が終了エリアに到達するまで継続され、通過エリアをはみ出さずに終了エリアに到達した場合、終了エリア判定に移行する。
練習者による第１画の手書き入力が終了エリアをはみ出さずに終了位置に到達して第１画の入力を終えた場合（タッチペン８がタッチパネルディスプレイ３から離れた場合）、第１画は正しいと判定される。そして、次の画がある場合には次画の判定に移行して第１画同様の判定が行われ、次の画がない場合にはその文字の練習は終了する。なお、練習者がタッチペン８で手書き入力した部分は、ディスプレイ３２上に反転表示され、描画を視認することができる。
【００２１】
他方、練習者の書き始め位置が第１画の開始位置の範囲外であった場合（図１０（ａ）参照）や、練習者による描画が通過位置情報が設定されている場合においては通過位置を通過せずに終了位置に到達した場合、あるいは第１画の書き終わり位置が終了位置の範囲内でない場合（図１０（ｂ）参照）や、第１画の描画が開始エリア、通過エリア、終了エリアの各字形エリアの何れか一つでもはみ出した場合（図１０（ｃ）参照）には、その時点で誤りと判定される。
そして、開始位置が誤りと判定された場合には、手本となる文字（字形情報）と開始位置の範囲を示す開始位置情報がタッチパネルディスプレイ３上に同時に点滅表示された後、手本文字の表示が消え、開始位置の字形エリアのみを一時的に点滅表示して正しい書き始め位置を示し、練習者に再入力を促す。他方、開始位置判定以外の判定が誤りと判定された場合（描画中に誤り判定された場合）には、その誤り判定がされた箇所の字形エリア情報のみが一時的に点滅表示して間違えた箇所を指摘し、練習者に再入力を促す。
例えば、「あ」文字の第１画の開始位置を間違えた場合には、手本である「あ」文字の字形情報９１と共に開始エリア情報９５ａが一時的に点滅表示された後、字形情報９１は消えて開始エリア情報９５ａのみが僅かの間点滅表示され（図１１）、終了位置を間違えた場合には、終了エリア情報９５ｄのみが一時的に点滅表示される（図１２）。なお、ここで終了エリア情報と共に字形情報９１も同時に点滅表示させることもできる。
また、この実施例においては、誤判定がされた場合には間違えた箇所の字形エリア情報を点滅表示させるものとしてあるが、これに代えて間違えた箇所の位置情報を表示するものとしてもよい。さらには、入力位置（開始位置・通過位置・終了位置）について誤判定がされた場合には間違えた箇所の位置情報を表示し、字形エリア（開始エリア・通過エリア・終了エリア）について誤判定された場合には間違えた箇所の字形エリア情報を表示するものとすると、どこで間違えたのかをより具体的に練習者に認識させることができる。
【００２２】
以上により、練習者がこの文字練習機を用いて文字練習を行えば、所定範囲の入力領域に対する入力文字の配置バランスを考慮して字形や書き順の正誤判定がなされるので、所定の範囲に対してバランスよく文字を書く練習をすることができる。
また、入力領域に対する配置バランスや字形、書き順に誤りがあった場合には、練習者は即座に気づくことができるので、効果的な文字の学習を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
この発明は、文字学習機に関するものであり、産業上の利用可能性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の文字学習機の概要を示す斜視図
【図２】同じくブロック図
【図３】同じく文字選択部を示す図
【図４】同じく文字パネルの一例を示す図
【図５】同じくタッチパネルディスプレイの構成を示す図
【図６】同じくタッチパネルの１タッチエリアとディスプレイの１ドットの対応関係を示す図
【図７ａ】同じく「あ」を例とした字形情報を説明する図
【図７ｂ】同じく「あ」文字の第１画の文字情報を説明する図
【図７ｃ】同じく「あ」文字の第２画の文字情報を説明する図
【図７ｄ】同じく「あ」文字の第３画の文字情報を説明する図
【図８ａ】同じく「あ」の第３画の開始位置情報・開始エリア情報の範囲を説明する図
【図８ｂ】同じく「あ」の第３画の第１の通過位置情報・通過エリア情報の範囲を説明する図
【図８ｃ】同じく「あ」の第３画の第２の通過位置情報・通過エリア情報の範囲を説明する図
【図８ｄ】同じく「あ」の第３画の終了位置情報・終了エリア情報の範囲を説明する図
【図９】同じく文字練習のフロー図
【図１０】同じく誤判定となる「あ」の第１画の入力例
【図１１】同じく「あ」文字の第１画開始位置を誤ったときの告知画面
【図１２】同じく「あ」文字の第１画終了位置を誤ったときの告知画面
【符号の説明】
【００２５】
１文字学習機
２文字選択部
２１スイッチ
２２文字パネル
３タッチパネルディスプレイ
３１タッチパネル
３２ディスプレイ
４制御部
４１ＣＰＵ
４２ＲＡＭ
４３ＲＯＭ
５筐体
６電源ボタン
７操作スイッチ
８タッチパネル
９１字形情報
９２開始位置情報
９３通過位置情報
９４終了位置情報
９５字形エリア情報
９５ａ開始エリア情報
９５ｂ第１の通過エリア情報
９５ｃ第２の通過エリア情報
９５ｄ終了エリア情報

【特許請求の範囲】
【請求項１】
手書き入力による文字練習が可能なタッチパネルディスプレイを備えた文字学習機であって、
文字情報として、複数の練習文字の字形情報、並びに練習文字の書き順に則し、１文字毎の手書き入力領域に対応して設定された１画毎の開始位置情報、終了位置情報、字形エリア情報が格納された文字情報格納手段と、
前記文字情報格納手段から練習者が選択した一又は複数の練習文字に対応する文字情報を呼び出す文字情報呼出手段と、
練習者が前記タッチパネルディスプレイによって手書き入力した文字画と前記文字情報呼出手段で呼び出された文字情報とを比較して正誤判定を行う判定手段と、
判定結果を告知する告知手段
とを備え、
前記判定手段における正誤判定は、練習者が手書き入力した文字画の書き始め位置が前記開始位置情報の範囲外である場合又は書き終わり位置が前記終了位置情報の範囲外である場合もしくは描画線が前記字形エリア情報の範囲からはみ出した場合の何れかに該当する場合を誤判定とするものとした、
文字学習機。
【請求項２】
文字情報には、１画毎の開始位置と終了位置の間に通過すべき通過位置の位置情報が追加的に含まれるものとし、
判定手段における正誤判定には、練習者が手書き入力した文字画の描画線が前記通過位置の位置情報の範囲を通過せずに終了位置に到達した場合に誤判定とすることを含むものとした、
請求項１記載の文字学習機。
【請求項３】
字形エリアは１画につき複数設定し、
告知手段による告知は、誤判定がされた箇所の字形エリアを表示するものとした、
請求項１又は２に記載の文字学習機。

【図６】