コード付きキーボード

キーセットキーボードまたはコード キーボード(コード キーセット、コード キーボード、コーディング キーボードとも呼ばれる) は、ピアノで「コード」を弾くように、複数のキーを同時に押して形成された文字やコマンドをユーザーが入力できるようにするコンピューター入力デバイスです。少数のキーから多数の組み合わせを利用できるため、テキストやコマンドを片手で入力でき、もう一方の手は自由になります。2 番目の利点は、通常サイズのキーボードを収容するには小さすぎるデバイス (ポケットサイズのコンピューターや自転車のハンドルバーなど) に組み込むことができることです。

通常は手で持って使用するように設計された、ボードを除いたコード付きキーボードは、キーヤーと呼ばれます。ダグラス・エンゲルバートは、 1968 年に「すべてのデモの母」と呼ばれるデモで、コンピューター インターフェイスとしてコード付きキーセットを発表しました。

各キーは数字にマッピングされ、その後対応する文字またはコマンドにマッピングできます。2 つ以上のキーを同時に押すことで、ユーザーはさまざまな組み合わせを生成できます。Engelbart の元のマッピングでは、1、2、4、8、16 の 5 つのキーが使用されました。キーは次のようにマッピングされました。a = 1、b = 2、c = 3、d = 4、など。ユーザーがキー 1 と 2 を同時に押してキーを放すと、1 と 2 が 3 に加算され、C はアルファベットの 3 番目の文字であるため、文字 "c" が表示されます。ピアノでコードを押すのとは異なり、コードはすべてのキーまたはマウス ボタンを放した後にのみ認識されます。Engelbart がキーセットを導入して以来、同様の概念に基づいていくつかの異なる設計が開発されてきました。

大まかな例として、各指は1バイトの1ビットに対応する 1 つのキーを制御し、7 つのキーと 7 本の指を使用して、ASCIIセットの任意の文字を入力できます(ユーザーがバイナリ コードを覚えていれば)。必要なキーの数が少ないため、コーディングはデスクトップからモバイル環境に簡単に適応できます。

実用的なデバイスでは、一般的によく使われる文字にはより単純なコードが使われたり（例： Baudot）、コードを覚えやすくする方法が備わっている場合もあります（例： Microwriter ^{[1] ）が、同じ原則が適用されます。これらのポータブルデバイスは、1980年代の}ウェアラブルコンピュータの動きとともに初めて人気を博しました。

ジョージア工科大学のThad Starner氏らは、両手でコード入力するとQWERTYキーボードよりも速く、エラーも少ないという多数の研究^{[2] [3] [4]}を発表しました。現在、速記機は単語入力の最速記録を保持しています。多くの速記機ユーザーは 1 分間に 300 語を入力できます。しかし、速記者は通常、プロレベルの速度と精度に達するまでに 3 年間の訓練を受けます。

最も古いコード キーボードは、1836 年にホイートストンとクックが設計した「5 本針」電信オペレーター ステーションの一部であり、5 本の針のうち 2 本を左または右に向けることで、グリッド上の文字を示すことができました。これは、訓練を受けていないオペレーター (グリッドを見てどのキーを押すかを判断する) が使用できるように設計されたもので、訓練を受けた電信オペレーターがいる場所では使用されませんでした。

コード キーボードが最初に広く使われたのは、法廷速記者が使用する速記機で、1868 年に発明され、現在も使用されています。速記機の出力は元々、任意のテキストではなく、後で転記する必要のある音声コードでした (通常は元の出力を作成した同じオペレーターによって)。現在では自動変換ソフトウェアが一般的になっています。

1874 年、5 ビットのBaudot 電信コードとそれに対応する 5 キーのコード キーボードが設計され、オペレーターが手動でコードを入力するようになりました。コードは速度と摩耗の少なさに最適化されており、最も一般的な文字が最も単純なコードを使用するようにコードが選択されました。しかし、電信オペレーターは既に QWERTY キーボードを備えたタイプライターを使用して受信したメッセージを「コピー」しており、当時は新しい入力デバイスの使い方を習得させるよりも、コードを自動的に生成できるタイプライターを構築する方が理にかなったことでした。^{[引用が必要]}

初期のキーパンチマシンには、12 個のラベル付きキーを備えたキーボードを使用して、紙のカードに正しい穴を開けるものがあります。0 から 9 までの数字は 1 つのパンチで表され、26 個の文字は 2 つのパンチの組み合わせで表され、記号は 2 つまたは 3 つのパンチの組み合わせで表されました。

点字（視覚障害者用表記システム）は、6つまたは8つの触覚「点」を使用して、すべての文字と数字を形成します。ルイ・ブライユがそれを発明したとき、ボール紙に必要なすべての点を針で順番に穴をあけることで作成されました。1892年、イリノイ盲人教育研究所の所長であったフランク・ヘイブン・ホールは、点字セルの各ドットに1つずつ、合計6つのキーを備えたタイプライターのようなホール点字ライターを作成しました。 ^[6] 1951年に最初に製造されたパーキンス・ブライユは、点字出力を生成するために6キーコードキーボード（およびスペースバー）を使用し、大量市場の手頃な価格の製品として非常に成功しました。点字は、ボードと同様に、6ビットが提供する63のコードに数字と大文字を合わせるために、数字記号とシフト記号（シフトロック用に繰り返すことができる）を使用します。

第二次世界大戦後、和音を読み取り、「コード」表を調べるための電子機器が登場したことで、郵便区分局は、訓練を受けた高額なタイピスト以外の人材を雇用できるように、和音ソリューションの研究を始めました。1954 年に、重要な概念が発見されました。和音の発音は、キーを押したときではなく、キーを離したときに行う方が習得しやすいというものです。

IBMの研究者は、1959年という早い時期に、単語全体または単語の一部を入力するためにいくつかのコードを使用するとタッチタイピングよりも速くなる可能性があるというアイデアのもと、タイプライターとコンピューターデータ入力の両方でコードキーボードを調査しました。IBMフェローの ナット・ロチェスターによる1975年の設計では、14個のキーがあり、上部だけでなく端にもくぼみがあり、1本の指で隣接する2つのキーを押して追加の組み合わせを入力できました。^{[7] [8]} 彼らの結果は決定的なものではありませんでしたが、研究は少なくとも1978年まで続きました。

ダグ・エンゲルバートは1960年代半ばにマウスで使用するキーセットの実験を始めました。^{[9] 1968年の有名な}デモンストレーションで、^{[10]エンゲルバートは}QWERTYキーボード、3ボタンマウス、5キーのキーセットを含むコンピュータヒューマンインターフェイスを発表しました。エンゲルバートは左手でキーセットを、右手でマウスを使用してテキストを入力し、コマンドを入力しました。マウスボタンは選択をマークし、コマンドを確定または中止しました。

SRIのエンゲルバートの拡張研究センターのユーザーは、マウスとキーセットに習熟しました。1970 年代に、エンゲルバートのグループが高等研究計画局(ARPA) から受けていた資金が削減され、エンゲルバートのチームの主要メンバーの多くがゼロックス PARCに移り、マウスとキーセットの実験を続けました。キーコード セットは、1980 年代初頭にゼロックス PARC で、マウス、 GUIとともに、ゼロックス Star および Alto ワークステーションで使用されました。マウスのワンボタン バージョンはApple Macintoshに組み込まれましたが、スティーブ ジョブズはコード付きキーセットを組み込まないことを決定しました。

1980年代初頭、サリー州レッドヒルのフィリップス研究所は、電話でテキストを入力するための小型で安価なキーボードについて簡単な研究を行った^[要出典]。1つの解決策は、キーの中央、2つのキーの境界を越えたキー、または3つのキーの結合部にあるキーのくぼみに記号が刻まれた六角形のキーのグリッドを使用するというものだった。くぼみの1つを押すと、六角形のボタンの1つ、2つ、または3つが同時に押され、その記号に固有のコードが形成される。この配置により、3列に3つの六角形ボタンがある9ボタンキーボードを電話に取り付けることができ、最大33種類の記号を入力できる。キーの間隔を広く取ることで、1つのくぼみを「シフト」キーとして使用し、文字と数字の両方を入力できる。 3/4/4 配列の 11 個のキーで 43 個の記号を配置でき、小文字、数字、および少数の句読点記号を表現できるほか、大文字にアクセスするための「シフト」機能も使用できます。この方式には、「ハント アンド ペック」方式で未熟なユーザーでも使用できるという利点があり、従来の 12 ボタン キーパッドよりもキー スイッチが 1 つ少なくて済みますが、一部の記号を押すのに他の記号の 3 倍の力が必要なため、デバイスで速度を出すのが困難であるという欠点があります。このソリューションは今でも生きており、Fastap や Unitap などによって提案されており、2006 年にはカナダで商用電話が製造され、宣伝されています。^[要出典]

歴史的に、ボードットキーボードと点字キーボードはある程度標準化されていましたが、現代のキーボードの文字セット全体を再現することはできません。点字は 8 ビットに拡張されているため、最も近いものになります。

提案されている唯一の現代標準であるGKOS（またはGlobal Keyboard Open Standard）^[11]は、コンピュータのキーボードにあるほとんどの文字と機能をサポートできますが、商業的な開発はほとんど行われていません。ただし、2010年5月8日からiPhone用、2010年10月3日からAndroid用、2011年10月27日からMeeGo Harmattan用のGKOSキーボードアプリケーションが利用可能です。

速記機は法廷速記者が使用することもあるが、音を表すためにコードキーボードを使用する。標準キーボードでは、 はU「you」という音と単語を表し、3つのキーのトリグラフはKAT「cat」という音と単語を表す。速記キーボードは明確に順序付けられている。KAT、K、左側は開始音である。P、S、 はT一般的な開始音であり、終了音でもあるが、キーボードの両側で使用できる。POPは3つのキーのコードであり、両方のPキーを使用する。^[12]

オープンソースのキーヤー/キーセット設計には、 PICマイクロコントローラをベースにしたPS/2デバイスのpickey ^{[13] 、} Atmel AVRファミリのマイクロコントローラをベースにしたUSBデバイスのspiffchorder ^{[14] 、} Arduino互換マイクロコントローラを組み込んだオールインワンボードであるAdafruit FeatherをベースにしたBLEコードであるFeatherChorder ^{[15] 、} Linux用のGKOSキーパッドドライバー^{[16] 、Atmel/} Arduino用のGkosライブラリ^[17]など、複数の設計が存在します。

Plover ^[18]は、リアルタイムの速記技術を速記者だけでなく、プロ仕様のステノタイプマシンから低価格のNKROゲーミングキーボードまであらゆるものを使用する愛好家にも提供する、無料のオープンソースのクロスプラットフォームプログラムです。Linux 、Windows、macOSで利用できます。

Joy2chord は Linux 用のコード付きキーボード ドライバーです。設定ファイルを使用すると、ジョイスティックやゲームパッドをコード付きキーボードに変えることができます。この設計思想は、デバイスの構築コストを下げ、コード付きキーボードに慣れるための参入障壁を下げるために決定されました。マクロ キーや複数のモードも、ユーザー スペース ドライバーで簡単に実装できます。^[19]

最小限のコードキーボードの例としては、 1992年頃の特許US5288158に記載されているエドガー・マティアスのハーフQwertyキーボードがあり、ユーザーがスペースバーとミラーキーを同時に押すと、欠けている半分の文字が表示されます。INTERCHI '93は、マティアス、マッケンジー、バクストンによる研究を発表し、タッチタイピングを習得した人は両手で入力した時の速度の50～70%をすぐに回復できることを示しました。^[20]この速度低下は、上記の速度の議論に寄与しています。これは、2つの一般的な携帯電話に実装されており、それぞれにソフトウェアによる曖昧さ解消機能が搭載されており、ユーザーはスペースバーの使用を避けることができます。  

ウェアラブル コンピュータで使用するための「マルチアンビック」キーヤーは、 1970 年代にカナダで発明されました。マルチアンビック キーヤーは、コード キーボードに似ていますが、ボードがなく、キーがクラスターにグループ化されているため、平らな面に置くのではなく、手で持つことができます。

コード式キーボードは、視覚障害者用のポータブルな両手入力デバイスとしても使用されます(更新可能な点字ディスプレイまたは音声合成と組み合わせて使用​​)。このようなキーボードでは、少なくとも 7 つのキーが使用され、各キーは個々の点字ポイントに対応しますが、1 つのキーはスペースバーとして使用されます。一部のアプリケーションでは、スペースバーを使用して追加のコードが生成され、ユーザーはカーソルの移動や単語の削除などの編集コマンドを発行できます。点字コンピューティングで使用されるポイントの数は 6 ではなく 8 であることに注意してください。これにより、ユーザーは、とりわけ、小文字と大文字を区別したり、カーソルの位置を識別したりできます。その結果、点字入力用の最新のコード式キーボードのほとんどには、少なくとも 9 つのキーが含まれています。

タッチスクリーンのコード キーボードは、テキストを入力するオプションの方法としてスマートフォンユーザーに提供されています。キーの数が少ないため、ボタン領域を大きくして、小さな画面で押しやすくすることができます。最もよく使用される文字は、GKOS キーボードの最適化レイアウト (Android アプリ) の場合のように必ずしもコード入力を必要としません。GKOS キーボードの最適化レイアウトでは、最も頻繁に使用される 12 の文字は単一のキーのみで入力できます。

CharaChorder社は、コード入力デバイスを商業的に販売しています。同社が最初に市販したデバイスは CharaChorder One で、一般的なキーボードとは対照的に、それぞれ 9 つのスイッチにアクセスできる分割設計が特徴で、5 方向 (上、下、左、右、押下) に動かすことができます。このデバイスでは、コード入力と従来の文字入力の両方が可能です。コード入力できる単語のセットは、ユーザーがリアルタイムで動的に変更することができますが、デフォルトでは英語で最も一般的な 300 語が含まれています。このコード入力機能により、潜在的に非常に高速なタイピング速度が可能になり、同社の創設者はオンライン タイピング コンテストから追放されました。^[21]さらに、同社はより伝統的なキーボード デザインを採用した Charachorder Lite も作成しています。メーカーによると、Charachorder One のユーザーは 1 分あたり 300 語の速度に達することができ、Charachorder Lite のユーザーは 1 分あたり 250 語に達することができます。^[22]

NewO Company の 12 キー コード キーボードである WriteHander は、初期のマイクロコンピュータ アプリケーション マガジンである ROM Magazine の 1978 年版に掲載されました。

もう一つの初期の商用モデルは、サイ・エンドフィールドとクリス・レイニーによって設計され、1980年に初めて販売された6ボタンのマイクロライターでした。マイクロライティングはコードキーイングのシステムであり、一連の記憶術に基づいています。右利き専用に設計されました。

1982年、マンマシンインターフェース設計に精通したイスラエルの研究者によって設立されたイスラエルの新興企業、Ergoplic Kebords Ltd が Octima 8 キーコードキーボードを発表しました。キーボードには各指に 1 つずつ 8 つのキーがあり、さらに数字、句読点、制御機能の入力を可能にする 3 つのキーがありました。キーボードはIBM PCおよびATキーボードと完全に互換性があり、Apple IIeバージョンもありました。キーの組み合わせは記憶術システムに基づいており、タッチタイピングをすばやく簡単に習得できました。数時間以内に、ユーザーは手書きと同等のタイピング速度を達成できました。独自の設計により、手のストレス (手根管症候群) が軽減され、従来のキーボードよりも長時間のタイピングが可能になりました。英語、ドイツ語、フランス語、ヘブライ語の多言語対応でした。

BATはInfogrip の 7 つのキーを備えた手のひらサイズのデバイスで、1985 年から販売されています。各指に 1 つのキー、親指に 3 つのキーがあります。マウスを持たない手用に提案されており、Engelbart の構想をそのまま継承しています。

• BATキーボード
• フロッグパッド
• キーヤー
• マイクロライター
• パランタイプ
• 速記タイプ
• Velotype音節コードキーボード

• ティエリー・バルディーニ著『ブートストラッピング：ダグラス・エンゲルバート、共進化、そしてパーソナルコンピューティングの起源』（2000 年）、第 2 章と第 3 章、ISBN 0-8047-3723-1、ISBN 0-8047-3871-8  
• エンゲルバートとイングリッシュ、「人間の知能を増強するための研究センター」、AFIPS 会議議事録、第 33 巻、1968 年秋季合同コンピュータ会議、p395-410
• Lockhead と Klemmer、「8 キー ワード書き込みタイプライターの評価」、IBM リサーチ レポート RC-180、IBM リサーチ センター、ヨークタウン ハイツ、ニューヨーク、1959 年 11 月。
• Rochester、Bequaert、Sharp、「The Chord Keyboard」、IEEE Computer、1978 年 12 月、p57-63
• Seibel、「データ入力デバイスと手順」、Human Engineering Guide to Equipment Design、Van Cott and Kinkade (Eds)、1963 年