JP2014098961A - 多次元駆動制御装置、多次元駆動制御プログラム及び押し込み試験システム - Google Patents

Abstract

【課題】操作ボタンの配置関係が直感的であり、誤操作を起こし難く、必要に応じてプローブの移動を素早く、又は精密に移動させることができるＧＵＩを備える、多次元駆動制御装置、多次元駆動制御プログラム及び押し込み試験システムを提供する。
【解決手段】微小駆動を行う操作ボタンを操作画面領域８０１の中心に配置することで、駆動対象物を精緻に位置決めし易い操作体系を実現する。また、駆動速度が同じで駆動方向が逆方向のボタンを近い位置に配置することで、駆動対象物を誤って駆動し過ぎても、現在操作中の操作ボタンのすぐ隣にある逆方向の操作ボタンを操作して、すぐに戻すことが可能になる。
【選択図】図８

Description

本発明は、多次元駆動制御装置、多次元駆動制御プログラム及び押し込み試験システムに関する。
より詳細には、二次元以上の駆動対象物を制御する装置のＧＵＩ（Graphical User Interface）に関する。

対象物品にプローブを押し付けて硬さを測定する、押し込み試験装置というものが存在する。発明者はこの押し込み試験装置の改良に従事している。
押し込み試験装置は、試料にプローブを押し付ける際、球圧子と呼ばれるプローブと、試料との位置関係を精密に定める必要がある。

なお、本発明に近いと思われる技術が開示されている先行技術文献を、特許文献１に示す。

特開２００８−１１２４７１号公報

押し込み試験装置は、パソコンで操作を行う。パソコンの画面上に操作ボタンを表示して、例えばマウスで操作ボタンをクリックすることで、プローブの位置決めを行う。
発明者は押し込み試験装置の改良を進めるうち、プローブを位置決めする際に誤操作を引き起こし易い、という問題に直面した。また、プローブの移動を効率良く遂行することと、精密に移動することを両立させることが難しいことが判明した。

本発明は係る状況に鑑みてなされたものであり、操作ボタンの配置関係が直感的であり、誤操作を起こし難く、必要に応じてプローブの移動を素早く、又は精密に移動させることができるＧＵＩを備える、多次元駆動制御装置、多次元駆動制御プログラム及び押し込み試験システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の多次元駆動制御装置は、表示部と、表示部の操作画面領域内に、駆動対象物の複数の駆動方向に対して、それぞれ複数段階の異なる速度で駆動指令を与える複数の操作ボタンを表示するとともに、上記異なる速度に応じてその複数の操作ボタンの表示の大きさを異ならせて表示する表示処理部と、座標情報と操作指令情報を出力する操作部とを具備する。そして更に、操作部が出力する座標情報と操作指令情報が複数の操作ボタンのいずれかを操作する情報であることを識別する操作情報処理部と、操作ボタンに対応する制御情報を制御対象へ出力する制御情報生成部とを具備する。

本発明により、操作ボタンの配置関係が直感的であり、また速度が早い操作ボタンの表示の大きさを、速度が遅い操作ボタンの表示の大きさよりも小さくすることで誤操作による問題を起こし難く、必要に応じてプローブの移動を素早く、又は精密に移動させることができるＧＵＩを備える、多次元駆動制御装置、多次元駆動制御プログラム及び押し込み試験システムを提供できる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施形態に関わる、押し込み試験システムの概略図である。 本発明の実施形態に関わる、多次元駆動制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第一の実施形態に関わる、多次元駆動制御装置のソフトウェアの機能を示すブロック図である。 多次元駆動制御装置が実施する動作の流れを示すフローチャートである。 多次元駆動制御装置が実施する動作の流れを示すフローチャートである。 第二の実施形態に係る多次元駆動制御装置の状態遷移図である。 第二の実施形態に係る多次元駆動制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。 本実施形態の多次元駆動制御装置が表示部に表示する、操作ボタンのレイアウトの一例を示す図である。 本実施形態の多次元駆動制御装置が表示部に表示する、操作ボタンのレイアウトの一例を示す図である。 本実施形態の多次元駆動制御装置が表示部に表示する、操作ボタンのレイアウトの一例を示す図である。

［外観］
図１は、本発明の実施形態に関わる、押し込み試験システム１００の概略図である。
押し込み試験システム１００は、多次元駆動制御装置１０１と押し込み試験装置１０２よりなる。
押し込み試験装置１０２は、試料１０３が載せられる試料台１０４と、プローブ１０５を水平方向、垂直方向及び回転方向に駆動するプローブ駆動部１０６を有する。
試料台１０４は図示しない駆動モータ（Ｙ軸モータ３０５）によって、水平方向に駆動される。これ以降、試料台１０４の駆動方向をＹ軸方向とする。
プローブ１０５は図示しない駆動モータ（Ｘ軸モータ３０４）によって、Ｙ軸方向と直交する水平方向に駆動される。これ以降、プローブ１０５の水平方向の駆動方向をＸ軸方向とする。
また、プローブ１０５は図示しない駆動モータ（Ｚ軸モータ３０６）によって、垂直方向に駆動される。これ以降、プローブ１０５の垂直方向の駆動方向をＺ軸方向とする。
更にプローブ１０５は垂直方向を軸として、回転方向にも図示しない駆動モータ（Ｒ軸モータ３０７）によって駆動される。これ以降、この回転方向をＲ軸方向とする。
以上、Ｘ軸モータ３０４、Ｙ軸モータ３０５、Ｚ軸モータ３０６及びＲ軸モータ３０７は例えばステッピングモータを使用することができる。
プローブ駆動部１０６には、プローブ１０５のＺ軸方向、すなわち垂直方向の移動量を検出する図示しないポテンショメータと、プローブ１０５に掛かる応力を検出するための図示しないロードセルＲ３０９が内蔵されている。
このような押し込み試験装置１０２に、パソコン１０７が接続されている。パソコン１０７はプログラムを読み込んで実行することで、多次元駆動制御装置１０１として機能する。また、パソコン１０７は押し込み試験装置１０２からポテンショメータとロードセルＲ３０９の出力信号を記録して、試料１０３の硬度を算出する。

［多次元駆動制御装置１０１のハードウェア構成］
図２は、本発明の実施形態に関わる、多次元駆動制御装置１０１のハードウェア構成を示すブロック図である。
周知のパソコン１０７である多次元駆動制御装置１０１は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、インターフェース（以下「Ｉ／Ｆ」と略す）２０４、不揮発性ストレージ２０５、表示部２０６と操作部２０７が、バス２０８に接続されている。
Ｉ／Ｆ２０４は一例としては周知のＵＳＢである。多次元駆動制御装置１０１には、Ｉ／Ｆ２０４を通じて押し込み試験装置１０２が接続されている。
押し込み試験装置１０２は、プローブ１０５を試料台１０４に対して相対的に多次元方向に駆動する、多次元座標駆動装置とも呼べる。これ以降、多次元座標駆動装置とは、ある物体（オブジェクト）を二次元以上の座標軸で駆動する装置の総称と定義する。多次元座標駆動装置には、例えば押込み試験装置や、ＣＮＣ工作機械、産業用ロボット等の産業向け機械に限らず、ゲーム機も対象となる。すなわち、多次元に駆動制御を行う対象は、実体のある物品に限らず、仮想世界のオブジェクトも含まれる。

［第一の実施形態：多次元駆動制御装置１０１の機能］
図３は、本発明の第一の実施形態に関わる、多次元駆動制御装置１０１のソフトウェアの機能を示すブロック図である。
不揮発性ストレージ２０５に記憶されているＯＳと所定のプログラムを読み込むと、パソコン１０７は多次元駆動制御装置１０１として機能する。
操作部２０７から出力される操作情報は、操作情報処理部３０１によって様々な制御情報に変換される。
マウス等のポインティングデバイスよりなる操作部２０７が出力する座標情報（マウスカーソルの位置情報）と操作指令情報（マウスのボタンを操作した際に出力されるトリガパルス）は、操作情報処理部３０１を通じて表示処理部３０２にも送られる。表示処理部３０２は、操作ボタンを表示部２０６に表示すると共に、操作情報処理部３０１からポインティングデバイスの座標情報を受け取って、マウスカーソルを表示部２０６に表示する。
マウスのボタンを押した際の操作指令情報は、操作情報処理部３０１を通じて制御情報生成部３０３にも送られる。制御情報生成部３０３は、押し込み試験装置１０２（多次元座標駆動装置）に対して所定の制御情報を出力する。本実施形態の場合、制御情報生成部３０３は押し込み試験装置１０２に組み込まれているＸ軸モータ３０４、Ｙ軸モータ３０５、Ｚ軸モータ３０６、そしてＲ軸モータ３０７に対し、駆動方向信号と駆動パルス信号を出力する。

表示処理部３０２は、後述する図８Ａに示す操作ボタンを、表示部２０６に表示する。本実施形態の場合、表示処理部３０２は、押し込み試験装置１０２のプローブ１０５をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、そして回転方向であるＲ軸方向にて駆動制御するための操作ボタンを、表示部２０６に表示する。
Ｘ軸の操作ボタンは、Ｘ軸の正方向に低速移動する「＋」、やや早く移動する「＋＋」、最も早く移動する「＋＋＋」と、負方向に低速移動する「−」、やや早く移動する「−−」、最も早く移動する「−−−」の、合計六種類の操作ボタンが設けられる。
この六種類の操作ボタンがＸ軸以外にも、Ｙ軸に六種類、Ｚ軸に六種類、そしてＲ軸に六種類、合計２４個、表示部２０６に表示される。これらの操作ボタンの表示の大きさは、低速移動する「＋」の操作ボタンが一番大きく、以下「＋＋」、「＋＋＋」の順に小さくなっている。逆方向に移動する場合の操作ボタンの表示の大きさも同様の表示となっている。このように本実施形態の最も重要な点は、これら操作ボタンの配置と表示状態である。この点については図８以降にて後述する。

前述の通り、押し込み試験装置１０２には、ポテンショメータＲ３０８とロードセルＲ３０９が備わっている。ポテンショメータＲ３０８とロードセルＲ３０９は一種の可変抵抗として等価的に表示してある。
ポテンショメータＲ３０８の抵抗値の変化を検出するため、電源電圧ノード＋ＶＤＤに抵抗Ｒ３１０の一端が接続され、抵抗Ｒ３１０の他端がポテンショメータＲ３０８の一端に接続され、ポテンショメータＲ３０８の他端が接地ノードに接続されている。
同様に、ロードセルＲ３０９の抵抗値の変化を検出するため、電源電圧ノード＋ＶＤＤに抵抗Ｒ３１１の一端が接続され、抵抗Ｒ３１１の他端がロードセルＲ３０９の一端に接続され、ロードセルＲ３０９の他端が接地ノードに接続されている。
ポテンショメータＲ３０８とロードセルＲ３０９の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器３１２によってデジタル値に変換された後、Ｉ／Ｆ２０４を通じて入出力制御部３１３に入力される。

入出力制御部３１３は、操作情報処理部３０１から記録開始又は終了を指示するトリガ信号を受けて、Ａ／Ｄ変換器３１２からポテンショメータＲ３０８とロードセルＲ３０９のデータを一旦、記憶部３１４にファイルとして保存する。
演算処理部３１５は、入出力制御部３１３を通じて記憶部３１４に保存されているファイルを読み出して、試料１０３のヤング率を計算し、入出力制御部３１３を通じて記憶部３１４にファイルとして保存する。

本実施形態の多次元駆動制御装置１０１において、発明の主要な構成要素は、表示部２０６、操作部２０７、操作情報処理部３０１、表示処理部３０２、そして制御情報生成部３０３である。図３に示す多次元駆動制御装置１０１には、これら発明の主要な構成要素を明示するため、破線を記している。破線から上の部分が、多次元駆動制御装置１０１の主要部分である。

［第一の実施形態：多次元駆動制御装置１０１の動作の流れ］
図４及び図５は、多次元駆動制御装置１０１が実施する動作の流れを示すフローチャートである。
処理を開始すると（Ｓ４０１）、先ず表示処理部３０２は表示部２０６に２４個の操作ボタンを表示する（Ｓ４０２）。
次に、操作情報処理部３０１はポインティングデバイスの操作指令情報を待つ（Ｓ４０３）。そして、ポインティングデバイスから操作指令情報が出力されたら、操作情報処理部３０１はその操作指令情報がどのような操作指令情報であるのかを判定する。
操作指令情報がＸ＋操作ボタン８１１（図８Ａ参照）を押したことを示す情報であるなら（Ｓ４０４のＹＥＳ）、操作情報処理部３０１は「Ｘ＋」に相当する駆動制御情報（Ｘ軸の正方向微小駆動）を制御情報生成部３０３に出力させる（Ｓ４０５）。そして、一連の処理を終了する（Ｓ４０６）。なお、処理の終了後は再度処理を開始する（Ｓ４０１）。

ステップＳ４０４において、操作指令情報がＸ＋操作ボタン８１１を押したことを示す情報でないなら（Ｓ４０４のＮＯ）、操作情報処理部３０１はその操作指令情報の判定処理を継続する。
操作指令情報がＸ＋＋操作ボタン８１２を押したことを示す情報であるなら（Ｓ４０７のＹＥＳ）、操作情報処理部３０１は「Ｘ＋＋」に相当する駆動制御情報（Ｘ軸の正方向やや早く駆動）を制御情報生成部３０３に出力させる（Ｓ４０８）。そして、一連の処理を終了する（Ｓ４０６）。

ステップＳ４０７において、操作指令情報がＸ＋＋操作ボタン８１２を押したことを示す情報でないなら（Ｓ４０７のＮＯ）、操作情報処理部３０１はその操作指令情報の判定処理を継続する。
操作指令情報がＸ＋＋＋操作ボタン８１３を押したことを示す情報であるなら（Ｓ４０９のＹＥＳ）、操作情報処理部３０１は「Ｘ＋＋＋」に相当する駆動制御情報（Ｘ軸の正方向最も早く駆動）を制御情報生成部３０３に出力させる（Ｓ４１０）。そして、一連の処理を終了する（Ｓ４０６）。

ステップＳ４０９において、操作指令情報がＸ＋＋＋操作ボタン８１３を押したことを
示す情報でないなら（Ｓ４０９のＮＯ）、操作情報処理部３０１はその操作指令情報の判定処理を継続する。
操作指令情報がＸ−操作ボタン８１０を押したことを示す情報であるなら（Ｓ４１１のＹＥＳ）、操作情報処理部３０１は「Ｘ−」に相当する駆動制御情報（Ｘ軸の負方向微小駆動）を制御情報生成部３０３に出力させる（Ｓ４１２）。そして、一連の処理を終了する（Ｓ４０６）。

ステップＳ４１１において、操作指令情報がＸ−操作ボタン８１０を押したことを示す情報でないなら（Ｓ４１１のＮＯ）、操作情報処理部３０１はその操作指令情報の判定処理を継続する。
操作指令情報がＸ−−操作ボタン８０９を押したことを示す情報であるなら（Ｓ４１３のＹＥＳ）、操作情報処理部３０１は「Ｘ−−」に相当する駆動制御情報（Ｘ軸の負方向やや早く駆動）を制御情報生成部３０３に出力させる（Ｓ４１４）。そして、一連の処理を終了する（Ｓ４０６）。

ステップＳ４１３において、操作指令情報がＸ−−操作ボタン８０９を押したことを示す情報でないなら（Ｓ４１３のＮＯ）、操作情報処理部３０１はその操作指令情報の判定処理を継続する。
操作指令情報がＸ−−−操作ボタン８０８を押したことを示す情報であるなら（Ｓ４１５のＹＥＳ）、操作情報処理部３０１は「Ｘ−−−」に相当する駆動制御情報（Ｘ軸の負方向最も早く駆動）を制御情報生成部３０３に出力させる（Ｓ４１６）。そして、一連の処理を終了する（Ｓ４０６）。

以上、ステップＳ４０４からステップＳ４１６を見て判るように、操作情報処理部３０１は操作指令情報が「Ｘ＋」であれば（Ｓ４０４のＹＥＳ）、「Ｘ＋」の駆動制御情報を制御情報生成部３０３に出力させ（Ｓ４０５）、「Ｘ＋＋」であれば（Ｓ４０７のＹＥＳ）、「Ｘ＋＋」の駆動制御情報を制御情報生成部３０３に出力させ（Ｓ４０８）…というように、押された操作ボタンに対応する駆動制御情報を、制御情報生成部３０３に出力させる。

図５を参照して、フローチャートの説明を続ける。
図４のステップＳ４０４からステップＳ４１６の処理は、Ｙ軸方向の操作ボタン、Ｚ軸方向の操作ボタン、そしてＲ軸方向の操作ボタンに対しても同様に行う。
ステップＳ４１５において、操作指令情報がＸ−−−操作ボタン８０８を押したことを示す情報でないなら（Ｓ４１５のＮＯ）、操作情報処理部３０１はその操作指令情報の判定処理を継続する。
操作指令情報がＹ＋、Ｙ＋＋、Ｙ＋＋＋、Ｙ−、Ｙ−−、Ｙ−−−のいずれかの操作ボタンを押したことを示す情報であるなら（Ｓ５１７のＹＥＳ）、操作情報処理部３０１はＹ軸の押された操作ボタンに相当する駆動制御情報を制御情報生成部３０３に出力させる（Ｓ５１８）。そして、一連の処理を終了する（Ｓ４０６）。

ステップＳ５１７において、操作指令情報がＹ軸の操作ボタンを押したことを示す情報でないなら（Ｓ５１７のＮＯ）、操作情報処理部３０１はその操作指令情報の判定処理を継続する。
操作指令情報がＺ＋、Ｚ＋＋、Ｚ＋＋＋、Ｚ−、Ｚ−−、Ｚ−−−のいずれかの操作ボタンを押したことを示す情報であるなら（Ｓ５１９のＹＥＳ）、操作情報処理部３０１はＺ軸の押された操作ボタンに相当する駆動制御情報を制御情報生成部３０３に出力させる（Ｓ５２０）。そして、一連の処理を終了する（Ｓ４０６）。

ステップＳ５１９において、操作指令情報がＺ軸の操作ボタンを押したことを示す情報でないなら（Ｓ５１９のＮＯ）、操作情報処理部３０１はＲ軸の押された操作ボタンに相当する駆動制御情報を制御情報生成部３０３に出力させる（Ｓ５２１）。そして、一連の処理を終了する（Ｓ４０６）。

［第二の実施形態：多次元駆動制御装置１０１の動作の流れ］
第一の実施形態に係る多次元駆動制御装置１０１は、操作ボタンをマウス等で操作すると、直ちに制御情報を押し込み試験装置１０２（多次元座標駆動装置）に出力した。しかし、図８Ａで「＋＋＋」または「−−−」の表示のある一番小さい表示ボタンのように、プローブ１０５等の駆動対象物を高速に駆動する操作ボタンの場合、誤って操作すると駆動対象物が大きく移動してしまい、折角精緻に位置を微調整した成果が台無しになってしまうことがある。このような、駆動対象物を高速に駆動する操作ボタンは、誤って操作してもすぐには駆動制御信号を出さないように、タイマ３１６で監視することが好ましい。

図６は、第二の実施形態に係る多次元駆動制御装置１０１の状態遷移図である。例えばＸ＋＋＋操作ボタン８１３について、このような状態遷移を行わせる。
先ず、何も操作していない状態が停止状態Ｐ６０１である。停止状態Ｐ６０１からＸ＋＋＋操作ボタン８１３を押す操作を行うと、タイマ起動状態Ｐ６０２となり、タイマ３１６が起動する。そして、タイマ起動状態Ｐ６０２ではＸ＋＋＋操作ボタン８１３が押され続けている間は、タイマ起動状態Ｐ６０２からタイマ３１６が所定時間を計時するまで、タイマ起動状態Ｐ６０２を維持する。
もし、タイマ起動状態Ｐ６０２からタイマ３１６が所定時間を計時しきれないうちにＸ＋＋＋操作ボタン８１３の操作が止められる（押されなくなる）と、タイマ停止状態Ｐ６０３に遷移して、タイマ３１６が停止され、その後、停止状態Ｐ６０１に遷移する。
もし、タイマ起動状態Ｐ６０２からＸ＋＋＋操作ボタン８１３の操作が続けられ、タイマ３１６が所定時間を計時すると、駆動状態Ｐ６０４に遷移する。そして、この駆動状態Ｐ６０４に至って初めて、Ｘ＋＋＋操作ボタン８１３に対応する駆動制御情報が出力される。
駆動状態Ｐ６０４からＸ＋＋＋操作ボタン８１３の操作が止められる（押されなくなる）と、タイマ停止状態Ｐ６０３に遷移して、タイマ３１６が停止され、その後、停止状態Ｐ６０１に遷移する。

図７は、第二の実施形態に係る多次元駆動制御装置１０１の動作の流れを示すフローチャートである。図６の状態遷移図をフローチャートにて表現したものでもある。なお、操作ボタンの種類を判別する処理は、第一の実施形態における図４及び図５の処理と同一であるので、説明を省略する。
この図７に示すフローチャートは、図４のステップＳ４０８、Ｓ４１０、Ｓ４１４、Ｓ４１６等を置換する。すなわち、「やや早く駆動」及び「最も早く駆動」の動作を置換する。

処理を開始すると（Ｓ７０１）、操作情報処理部３０１はステップＳ７０１の時点にて押された操作ボタンが未だ押されているか否かを確認する（Ｓ７０２）。操作ボタンが押され続けているのなら（Ｓ７０２のＹＥＳ）、操作情報処理部３０１は次にタイマ３１６が停止状態Ｐ６０１であるか否かを確認する（Ｓ７０３）。もし、タイマ３１６が停止状態Ｐ６０１であるなら（Ｓ７０３のＹＥＳ）、操作情報処理部３０１はタイマ３１６を起動する（Ｓ７０４）。
タイマ３１６を起動した後（Ｓ７０４）、あるいはタイマ３１６が既に動作中である場合（Ｓ７０３のＮＯ）、次に操作情報処理部３０１はタイマ３１６を見て、所定時間（例えば０．７秒）が経過したか否かを確認する（Ｓ７０５）。
所定時間が経過していなければ（Ｓ７０５のＮＯ）、操作情報処理部３０１は再びステップＳ７０２から処理を繰り返す。
所定時間が経過していれば（Ｓ７０５のＹＥＳ）、操作情報処理部３０１は操作ボタンに対応する駆動制御情報を制御情報生成部３０３に出力させる（Ｓ７０６）。そして、操作情報処理部３０１は再びステップＳ７０２から処理を繰り返す。

ステップＳ７０２において、操作ボタンが押され続けていないのなら（Ｓ７０２のＮＯ）、操作情報処理部３０１はタイマ３１６を停止させる（Ｓ７０７）。そして、操作情報処理部３０１は操作ボタンに対応する駆動制御情報が制御情報生成部３０３によって出力されているか否かを確認する（Ｓ７０８）。もし、駆動制御情報が出力されているのであれば（Ｓ７０８のＹＥＳ）、操作情報処理部３０１は制御情報生成部３０３に駆動制御情報の出力を止めさせる（Ｓ７０９）。
駆動制御情報の出力を止めた後（Ｓ７０９）、あるいは駆動制御情報が出力されていない場合（Ｓ７０８のＮＯ）、いずれの場合でも、操作情報処理部３０１は一連の処理を終了する（Ｓ７１０）。

［操作ボタンのレイアウト］
これより、図８、図９及び図１０に渡って、本実施形態の多次元駆動制御装置１０１が表示部２０６に表示する、操作ボタンのレイアウトを説明する。
図８Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ、図９Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨ、図１０Ｉ及びＪは、本実施形態の多次元駆動制御装置１０１が表示部２０６に表示する、操作ボタンのレイアウトの一例を示す図である。
図８Ａは、操作ボタンのレイアウトの第一例である。
表示部２０６に表示される操作画面領域８０１に、操作ボタンが縦６列、横４列の、合計２４個、表示される。
一番上の行の左から右に、Ｒ軸方向の操作ボタンである「−−−Ｒ」、「−−Ｒ」、「−Ｒ」、「Ｒ＋」、「Ｒ＋＋」、「Ｒ＋＋＋」の順に操作ボタンが配置されている。「−−−Ｒ」、「−−Ｒ」及び「−Ｒ」はそれぞれＲ−−−操作ボタン８０２、Ｒ−−操作ボタン８０３、Ｒ−操作ボタン８０４を意味する。左右の対称性を考慮して、このような表記にしている。
操作ボタンは全て長方形である。更に、「−−−Ｒ」のＲ−−−操作ボタン８０２及び「Ｒ＋＋＋」のＲ＋＋＋操作ボタン８０５は最も小さく、「−−Ｒ」のＲ−−操作ボタン８０３及び「Ｒ＋＋」のＲ＋＋操作ボタン８０６はその次に小さい。「−Ｒ」のＲ−操作ボタン８０４及び「Ｒ＋」のＲ＋操作ボタン８０７はもっとも大きい。つまり、ボタンの大きさを異ならせることで、より早く駆動する操作ボタンは、遅い操作ボタンより面積を小さくして押し難い形状にしている。
一番下の行の左から右に、Ｘ軸方向の操作ボタンである「−−−Ｘ」のＸ−−−操作ボタン８０８、「−−Ｘ」のＸ−−操作ボタン８０９、「−Ｘ」のＸ−操作ボタン８１０、「Ｘ＋」のＸ＋操作ボタン８１１、「Ｘ＋＋」のＸ＋＋操作ボタン８１２、「Ｘ＋＋＋」のＸ＋＋＋操作ボタン８１３の順に操作ボタンが配置されている。Ｘ軸方向の操作ボタンの配置及び表記は、Ｒ軸方向の操作ボタンと等しい。

上から二行目と三行目の操作ボタンは、Ｒ軸方向及びＸ軸方向の操作ボタンとは配置が異なる。操作画面領域８０１の中心を境に、右側にＺ軸方向の、左側にＹ軸方向の、操作ボタンが配置される。
上から二行目の左から右に、「＋＋＋Ｙ」のＹ＋＋＋操作ボタン８１４、「＋＋Ｙ」のＹ＋＋操作ボタン８１５、「＋Ｙ」のＹ＋操作ボタン８１６の順に操作ボタンが配置されている。そして、「＋Ｙ」のＹ＋操作ボタン８１６の直下、上から三行目の操作ボタンとして、「−Ｙ」のＹ−操作ボタン８１７が配置されている。同様に「＋＋Ｙ」のＹ＋＋操作ボタン８１５の直下に「−−Ｙ」のＹ−−操作ボタン８１８、「＋＋＋Ｙ」のＹ＋＋＋操作ボタン８１４の直下に「−−−Ｙ」のＹ−−−操作ボタン８１９が配置されている。
上から二行目の右から左に、「Ｚ＋＋＋」のＺ＋＋＋操作ボタン８２０、「Ｚ＋＋」のＺ＋＋操作ボタン８２１、「Ｚ＋」のＺ＋操作ボタン８２２の順に操作ボタンが配置されている。そして、「Ｚ＋」のＺ＋操作ボタン８２２の直下、上から三行目の操作ボタンとして、「Ｚ−」のＺ−操作ボタン８２３が配置されている。同様に「Ｚ＋＋」Ｚ＋＋操作ボタン８２１の直下に「Ｚ−−」のＺ−−操作ボタン８２４、「Ｚ＋＋＋」のＺ＋＋＋操作ボタン８２０の直下に「Ｚ−−−」のＺ−−−操作ボタン８２５が配置されている。
そして、これら操作ボタンの大きさはＲ軸方向及びＸ軸方向の操作ボタンと同様である。操作ボタンの大きさを異ならせることで、駆動対象物をより早く駆動する操作ボタンは、遅い操作ボタンより面積を小さくして押し難い形状にしている。

Ｙ軸方向の操作ボタンと、Ｚ軸方向の操作ボタンは、表示部２０６に表示される操作画面領域８０１の中心に、それぞれ二列に渡って配置されている。
最も操作し易い、操作画面領域８０１の中心には、微小駆動を行う「＋Ｙ」のＹ＋操作ボタン８１６、「−Ｙ」のＹ−操作ボタン８１７、「Ｚ＋」のＺ＋操作ボタン８２２、「Ｚ−」のＺ−操作ボタン８２３の各操作ボタンが配置されている。
そして、「＋Ｙ」のＹ＋操作ボタン８１６の隣に「＋＋Ｙ」のＹ＋＋操作ボタン８１５、その隣に「＋＋＋Ｙ」のＹ＋＋＋操作ボタン８１４が配置されている。「−−Ｙ」のＹ−−操作ボタン８１８、「−−−Ｙ」のＹ−−−操作ボタン８１９、「Ｚ＋＋」のＺ＋＋操作ボタン８２１、「Ｚ＋＋＋」のＺ＋＋＋操作ボタン８２０、「Ｚ−−」のＺ−−操作ボタン８２４、「Ｚ−−−」のＺ−−−操作ボタン８２５も同様である。
これら操作ボタンは、操作画面領域８０１の中心に配置されている微小駆動を行う操作ボタンから、放射状に配置されている。また、「＋Ｙ」のＹ＋操作ボタン８１６の直下に「−Ｙ」のＹ−操作ボタン８１７が、「＋＋Ｙ」のＹ＋＋操作ボタン８１５の直下に「−−Ｙ」のＹ−−操作ボタン８１８が、「＋＋＋Ｙ」のＹ＋＋＋操作ボタン８１４の直下に「−−−Ｙ」のＹ−−−操作ボタン８１９が配置されている。このように駆動速度が同じで駆動方向が逆方向の操作ボタンを近い位置に配置することで、駆動対象物を誤って駆動し過ぎても、現在操作中の操作ボタンのすぐ隣にある逆方向の操作ボタンを操作して、すぐに戻すことが可能になる。
このように放射状に配置した操作ボタンは、駆動対象物に対して頻繁に位置決めを行う駆動方向の操作ボタンに適用することが好ましい。

図８Ｂは、操作ボタンのレイアウトの第二例である。
図８Ｂの、図８Ａとの相違点は、操作ボタンの一つ一つが全て隙間を伴っていることである。

図８Ｃは、操作ボタンのレイアウトの第三例である。
図８Ｃの、図８Ａとの相違点は、操作ボタンの形状が楕円形状である。

図８Ｄは、操作ボタンのレイアウトの第四例である。
図８Ｄの、図８Ａとの相違点は、操作ボタンの大きさは全て同一の長方形であるが、長方形の操作ボタン内に表示される文字のフォントの大きさを異ならせている。

図９Ｅは、操作ボタンのレイアウトの第五例である。
図９Ｅの、図８Ａとの相違点は、長方形の操作ボタン内に表示される文字の「＋」「−」の代わりに「＞」「＜」という不等号記号を用いている点である。また、文字フォントの大きさも図８Ｄと同様に異ならせている。
すなわち、文字フォントの大きさと操作ボタンの大きさはどちらかの大きさを異ならせるだけでなく、両方共異ならせてもよい。

図９Ｆは、操作ボタンのレイアウトの第六例である。
図９Ｆの、図８Ｄとの相違点は、操作ボタンが全て隙間なく配置され、Ｒ、Ｙ、Ｚ、Ｘの領域の境界線を太く表示している点である。

図９Ｇは、操作ボタンのレイアウトの第七例である。
図９Ｇの、図８Ａとの相違点は、Ｒ軸操作ボタンがない点である。すなわち、Ｙ、Ｚ、Ｘの操作ボタンのみである。
図９Ｈは、操作ボタンのレイアウトの第八例である。
図９Ｈの、図９Ｇとの相違点は、Ｘ軸操作ボタンがない点である。すなわち、Ｙ、Ｚの操作ボタンのみである。
このように、二次元以上の駆動対象物に対して、操作ボタンを適切に選択して配置することができる。

図１０Ｉは、操作ボタンのレイアウトの第九例である。
図１０Ｉの、図８Ａとの相違点は、図８Ａの操作ボタンのレイアウトがそのまま右９０°方向に回転して配置されている点である。

図１０Ｊは、操作ボタンのレイアウトの第十例である。
図１０Ｊの、図８Ａとの相違点は、Ｒ軸操作ボタンとＸ軸操作ボタンについても、Ｙ軸及びＺ軸の操作ボタンと同様のレイアウトを、縦方向に配置している点である。

以上、図８Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ、図９Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨ、図１０Ｉ及びＪに示した操作ボタンのレイアウトは、ユーザの好みに応じて適宜選択可能であるとなお良い。また、図８Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ、図９Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨ、図１０Ｉ及びＪには示せなかったが、操作ボタンの大きさ、文字フォントの大きさと共に、配色も変更するとなお良い。同一軸方向の操作ボタンは同系統色に設定し、駆動速度に応じて色を濃くするか、あるいは薄くすることで、駆動速度の違いを表現する。

以上説明した実施形態には、以下に記す応用例が可能である。
（１）操作ボタンは、駆動対象物をある座標軸に沿って正方向と負方向に二段階以上の速度変化を伴って駆動するための、四つの操作ボタンが、最低二以上の座標軸の分だけあればよい。

（２）上述の実施形態では、パソコン１０７にインストールして使用するプログラムの機能として説明したが、タッチパネルを用いる装置に使用してもよい。タッチパネルの場合、マルチタッチが可能になるので、複数箇所が押された場合には後から押された箇所を無効とするか、矛盾しない駆動方向であれば両方の押された箇所について駆動を許可する等の処理が可能である。

（３）操作ボタンをダブルクリックして、操作ボタンが押された状態を所定時間だけ維持し続ける、という設定にしてもよい。

（４）一般的に、プログラムで操作ボタンを形成するには画像データを用いることが多いが、ＨＴＭＬ文書を用いてテキストベースで形成してもよい。

本実施形態では、多次元駆動制御装置１０１を開示した。
二軸方向の操作ボタンは、表示部２０６に表示される操作画面領域８０１の中心に、それぞれ二列に渡って配置されている。
最も操作し易い、操作画面領域８０１の中心には、微小駆動を行う操作ボタンが配置されている。上段の操作ボタンは正方向、下段の操作ボタンは負方向に駆動対象物を駆動する。そして、操作画面領域８０１の中心に配置されている微小駆動を行う操作ボタンから、駆動対象物をより早く駆動するための操作ボタンが、放射状に配置されている。また、正方向の操作ボタンの直下に、同じ移動量で負方向の操作ボタンが配置されている。
このように、微小駆動を行う操作ボタンを操作画面領域８０１の中心に配置することで、駆動対象物を精緻に位置決めし易い操作体系を実現する。
また、駆動速度が同じで駆動方向が逆方向のボタンを近い位置に配置することで、駆動対象物を誤って駆動し過ぎても、現在操作中の操作ボタンのすぐ隣にある逆方向の操作ボタンを操作して、すぐに戻すことが可能になる。

以上、本発明の実施形態例について説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。
例えば、上記した実施形態例は本発明をわかりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることは可能であり、更にはある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行するためのソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の揮発性或は不揮発性のストレージ、または、ＩＣカード、光ディスク等の記録媒体に保持することができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１００…押し込み試験システム、１０１…多次元駆動制御装置、１０２…押し込み試験装置、１０３…試料、１０４…試料台、１０５…プローブ、１０６…プローブ駆動部、１０７…パソコン、２０１…ＣＰＵ、２０２…ＲＯＭ、２０３…ＲＡＭ、２０４…インターフェース、２０５…不揮発性ストレージ、２０６…表示部、２０７…操作部、２０８…バス、３０１…操作情報処理部、３０２…表示処理部、３０３…制御情報生成部、３０４…Ｘ軸モータ、３０５…Ｙ軸モータ、３０６…Ｚ軸モータ、３０７…Ｒ軸モータ、３１２…Ａ／Ｄ変換器、３１３…入出力制御部、３１４…記憶部、３１５…演算処理部、３１６…タイマ、８０１…操作画面領域、Ｒ３０８…ポテンショメータ、Ｒ３０９…ロードセル、Ｒ３１０、Ｒ３１１…抵抗

Claims (8)

1. 表示部と、
   前記表示部の操作画面領域内に、駆動対象物の複数の駆動方向に対して、それぞれ複数段階の異なる速度で駆動指令を与える複数の操作ボタンを表示する表示処理部と、
   座標情報と操作指令情報を出力する操作部と、
   前記操作部が出力する座標情報と操作指令情報が前記複数の操作ボタンのいずれかを操作する情報であることを識別する操作情報処理部と、
   前記操作ボタンに対応する制御情報を制御対象へ出力する制御情報生成部と
   を具備する多次元駆動制御装置。
2. 前記表示処理部は、前記駆動対象物を第一の座標軸に沿って正方向に微小駆動するための第一操作ボタンと、前記駆動対象物を前記第一の座標軸に沿って正方向に前記第一操作ボタンより速く駆動するための第二操作ボタンと、前記駆動対象物を前記第一の座標軸に沿って負方向に微小駆動するための第三操作ボタンと、前記駆動対象物を前記第一の座標軸に沿って負方向に前記第三操作ボタンより速く駆動するための第四操作ボタンとを前記表示部の前記操作画面領域内に表示する、
   請求項１記載の多次元駆動制御装置。
3. 前記表示処理部は更に、前記駆動対象物を第二の座標軸に沿って正方向に微小駆動するための第五操作ボタンと、前記駆動対象物を前記第二の座標軸に沿って正方向に前記第五操作ボタンより速く駆動するための第六操作ボタンと、前記駆動対象物を前記第二の座標軸に沿って負方向に微小駆動するための第七操作ボタンと、前記駆動対象物を前記第二の座標軸に沿って負方向に前記第七操作ボタンより速く駆動するための第八操作ボタンとを前記表示部の前記操作画面領域内に表示するものであり、
   前記操作情報処理部は、前記操作部が出力する前記座標情報と前記操作指令情報が、前記第一操作ボタン、前記第二操作ボタン、前記第三操作ボタン、前記第四操作ボタン、前記第五操作ボタン、前記第六操作ボタン、前記第七操作ボタン又は前記第八操作ボタンのいずれかを操作する情報であることを識別するものであり、
   前記制御情報生成部は、前記操作情報処理部の識別結果に応じて、前記第一操作ボタン、前記第二操作ボタン、前記第三操作ボタン、前記第四操作ボタン、前記第五操作ボタン、前記第六操作ボタン、前記第七操作ボタン及び前記第八操作ボタンに対応する制御情報を制御対象へ出力するものである、
   請求項２記載の多次元駆動制御装置。
4. 前記表示処理部は、前記操作画面領域内に、
   前記第一操作ボタンの隣に前記第二操作ボタンを配し、
   前記第一操作ボタンの前記第二操作ボタンと反対側の隣に前記第五操作ボタンを配し、
   前記第五操作ボタンの前記第一操作ボタンと反対側の隣に前記第七操作ボタンを配し、
   前記第一操作ボタンの、前記第一操作ボタン、前記第二操作ボタン、前記第五操作ボタン及び前記第七操作ボタンの配置方向と直交する方向の隣に前記第三操作ボタンを配し、
   前記第三操作ボタンの隣に前記第四操作ボタンを配し、
   前記第三操作ボタンの前記第四操作ボタンと反対側の隣に前記第六操作ボタンを配し、
   前記第六操作ボタンの前記第三操作ボタンと反対側の隣に前記第八操作ボタンを配する、
   請求項３記載の多次元駆動制御装置。
5. 前記表示処理部は、前記操作画面領域内に、
   前記第一操作ボタンの隣に前記第一操作ボタンより操作ボタンの大きさ及び／又は操作ボタン上に表記する文字のフォントサイズが小さい前記第二操作ボタンを配し、
   前記第一操作ボタンの前記第二操作ボタンと反対側の隣に、前記第一操作ボタンと操作ボタンの大きさ及び操作ボタン上に表記する文字のフォントサイズが等しい前記第五操作ボタンを配し、
   前記第一操作ボタンの、前記第一操作ボタン、前記第二操作ボタン、前記第五操作ボタン及び前記第七操作ボタンの配置方向と直交する方向の隣に、前記第一操作ボタンと操作ボタンの大きさ及び操作ボタン上に表記する文字のフォントサイズが等しい前記第三操作ボタンを配する、
   請求項４記載の多次元駆動制御装置。
6. 前記表示処理部は更に、前記駆動対象物を前記第一の座標軸に沿って正方向に前記第二操作ボタンより速く駆動するための第九操作ボタンと、前記駆動対象物を前記第一の座標軸に沿って負方向に前記第四操作ボタンより速く駆動するための第十操作ボタンと、前記駆動対象物を前記第二の座標軸に沿って正方向に前記第六操作ボタンより速く駆動するための第十一操作ボタンと、前記駆動対象物を前記第二の座標軸に沿って負方向に前記第八操作ボタンより速く駆動するための第十二操作ボタンとを前記表示部の前記操作画面領域内に表示するものであり、
   前記操作情報処理部は、前記操作部が出力する前記座標情報と前記操作指令情報が、前記第一操作ボタン、第二操作ボタン、第三操作ボタン、第四操作ボタン、第五操作ボタン、第六操作ボタン、第七操作ボタン、第八操作ボタン、第九操作ボタン、第十操作ボタン、第十一操作ボタン又は第十二操作ボタンのいずれかを操作する情報であることを識別するものであり、
   前記制御情報生成部は、前記操作情報処理部の識別結果に応じて、前記第一操作ボタン、第二操作ボタン、第三操作ボタン、第四操作ボタン、第五操作ボタン、第六操作ボタン、第七操作ボタン、第八操作ボタン、第九操作ボタン、第十操作ボタン、第十一操作ボタン及び第十二操作ボタンに対応する制御情報を制御対象へ出力するものである、
   請求項３記載の多次元駆動制御装置。
7. 表示部と、
   座標情報と操作指令情報を出力する操作部と
   を有するコンピュータに、
   前記表示部の操作画面領域内に、駆動対象物を第一の座標軸に沿って正方向に微小駆動するための第一操作ボタンと、前記駆動対象物を前記第一の座標軸に沿って正方向に前記第一操作ボタンより速く駆動するための第二操作ボタンと、前記駆動対象物を前記第一の座標軸に沿って負方向に微小駆動するための第三操作ボタンと、前記駆動対象物を前記第一の座標軸に沿って負方向に前記第三操作ボタンより速く駆動するための第四操作ボタンとを表示する表示処理部と、
   前記操作部が出力する前記座標情報と前記操作指令情報が、前記第一操作ボタン、前記第二操作ボタン、前記第三操作ボタン又は前記第四操作ボタンのいずれかを操作する情報であることを識別する操作情報処理部と、
   前記操作情報処理部の識別結果に応じて、前記第一操作ボタン、前記第二操作ボタン、前記第三操作ボタン及び前記第四操作ボタンに対応する制御情報を制御対象へ出力する制御情報生成部と
   を具備する多次元駆動制御装置として機能させる、多次元駆動制御プログラム。
8. 表示部と、前記表示部の操作画面領域内に、駆動対象物の複数の駆動方向に対して、それぞれ複数段階の異なる速度で駆動指令を与える複数の操作ボタンを表示する表示処理部と、座標情報と操作指令情報を出力する操作部と、前記操作部が出力する座標情報と操作指令情報が前記複数の操作ボタンのいずれかを操作する情報であることを識別する操作情報処理部と、前記操作ボタンに対応する制御情報を制御対象へ出力する制御情報生成部とを具備する多次元駆動制御装置と、
   前記制御情報によって駆動される、試料を載せる試料台と、前記制御情報によって駆動されるプローブとを具備する押し込み試験装置と
   を具備する押し込み試験システム。

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