JP2017004405A

JP2017004405A - 操作装置

Info

Publication number: JP2017004405A
Application number: JP2015119970A
Authority: JP
Inventors: 徹上野; Toru Ueno
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2017-01-05

Abstract

【課題】ピンチ操作及び回転操作の操作性を向上させることができる操作装置を提供する。【解決手段】制御部１０は、マルチタッチを検出するタッチパッド１２において２点の検出点が検出された場合、許容される操作を表示装置８５に表示された画像を拡大及び縮小させるピンチ操作に制限するように電子機器を制御する制御信号Ｓ５を出力する。また制御部１０は、タッチパッド１２において３点以上の検出点が検出された場合、少なくともピンチ操作及び回転操作を許容するように電子機器を制御する制御信号Ｓ５を出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、操作装置に関する。

従来の技術として、タッチパネルセンサーの少なくとも２点に同時に接触するマルチタッチ操作を検出するマルチタッチ操作検出部と、２つの接触位置間の距離を縮めるように各接触位置を動かすピンチイン操作を検出するピンチイン操作検出部と、２つの接触位置間の距離を広げるように各接触位置を動かすピンチアウト操作を検出するピンチアウト操作検出部と、２つの接触位置のうち一方の接触位置を回転中心として他方の接触位置を円弧状に移動させる回転操作を検出する回転操作検出部と、を備えた画像処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１４−２３２４１５号公報

上述の画像処理装置のように、２本の操作指によって行われるピンチイン操作、ピンチアウト操作及び回転操作に基づいて表示部に表示された画像を縮小、拡大及び回転させる場合、例えば、２本の操作指による操作が不安定で回転し、操作者が意図していないのに回転操作が検出されて、画像が回転することがあり、操作性が良くなかった。

従って、本発明の目的は、ピンチ操作及び回転操作の操作性を向上させることができる操作装置を提供することにある。

本発明の一態様は、マルチタッチを検出する検出部において３点以上の検出点が検出された場合、少なくとも表示装置に表示された画像を拡大及び縮小させるピンチ操作、及び画像を回転させる回転操作を許容するように操作対象を制御する制御信号を出力する制御部を備えた操作装置を提供する。

本発明によれば、ピンチ操作及び回転操作の操作性を向上させることができる。

図１（ａ）は、実施の形態に係る操作装置が配置された車両内部の一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、操作装置のブロック図である。図２（ａ）は、実施の形態に係る操作装置の拡縮比の算出の一例を説明するための概略図であり、図２（ｂ）は、重心の算出の一例を説明するための概略図であり、図２（ｃ）は、回転角の算出の一例を説明するための概略図である。図３（ａ）は、表示装置に表示された画像の一例を示す概略図であり、図３（ｂ）は、操作面に接触する操作指の一例を示す概略図であり、図３（ｃ）は、回転操作によって回転した画像の一例を示す概略図であり、図３（ｄ）は、回転操作を行った後の操作指の一例を示す概略図である。図４は、実施の形態に係る操作装置の動作の一例を示すフローチャートである。

（実施の形態の要約）
操作装置は、マルチタッチを検出する検出部において２点の検出点が検出された場合、許容される操作を表示装置に表示された画像を拡大及び縮小させるピンチ操作に制限するように操作対象を制御する制御信号を出力する制御部を備えて概略構成されている。

この操作装置は、検出点が２点だった場合、制御部が判定する操作をピンチ操作に制限するので、制限しない場合と比べて、操作者の意図しないピンチ操作以外の操作の検出を抑制し、操作性を向上させることができる。

また操作装置は、マルチタッチを検出する検出部において３点以上の検出点が検出された場合、少なくとも表示装置に表示された画像を拡大及び縮小させるピンチ操作、及び画像を回転させる回転操作を許容するように操作対象を制御する制御信号を出力する制御部を備えて概略構成されている。

この操作装置は、３点以上の検出点が検出された場合、制御部がピンチ操作と回転操作を受け付けるので、ピンチ操作と回転操作を同時に行うことができて操作性が向上する。

[実施の形態]
（操作装置１の全体構成）
図１（ａ）は、実施の形態に係る操作装置が配置された車両内部の一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、操作装置のブロック図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図１（ｂ）では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。

操作装置１は、例えば、電磁気的に接続された操作対象の電子機器の操作を行うものである。操作装置１は、例えば、導電性を有するペンや操作指による操作により、電子機器の表示部に表示されたポインタの移動や選択、表示されたアイコンの選択、決定、ドラッグ、ドロップなどの指示を行うことができるように構成されている。この電子機器は、一例として、車両８に搭載されたナビゲーション装置、空調装置、音楽再生装置及び映像再生装置などである。本実施の形態では、検出対象として操作指による操作について説明する。

操作装置１は、図１（ａ）に示すように、車両８の運転席と助手席の間のフロアコンソール８０に配置されている。操作装置１の操作面１２０は、このフロアコンソール８０に露出している。またセンターコンソール８１に配置された表示装置８５は、例えば、操作対象の電子機器の表示部として機能する。この表示装置８５は、運転席に着座する操作者から見て左上を原点とし、左から右を正としたＸ軸、及び上から下を正としたＹ軸を有するＸＹ座標系が設定されている。

操作装置１は、図１（ｂ）に示すように、制御部１０と、タッチパッド１２と、拡縮比算出部１４と、重心算出部１６と、回転角算出部１８と、を備えて概略構成されている。

（制御部１０の構成）
制御部１０は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部１０が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、タッチパッド１２から出力される周期ごとの検出点情報Ｓ_１や一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部１０は、その内部に時間を計測する手段を有する。

制御部１０は、マルチタッチを検出する検出部としてのタッチパッド１２において２点の検出点が検出された場合、許容される操作を表示装置８５に表示された画像を拡大及び縮小させるピンチ操作に制限するように電子機器を制御する制御信号Ｓ_５を出力する。つまり制御部１０は、検出点が２点である場合、ピンチ操作以外の操作を受け付けない。

また制御部１０は、マルチタッチを検出するタッチパッド１２において３点以上の検出点が検出された場合、少なくともピンチ操作及び回転操作を許容するように電子機器を制御する制御信号Ｓ_５を出力する。つまり制御部１０は、ピンチ操作、回転操作、及びピンチ操作と回転操作が同時に行われた操作を受け付ける。従って制御部１０は、２点の検出点によるピンチ操作と３点以上の検出点によるピンチ操作を判定することができる。

なお変形例として、制御部１０は、３本以上の操作指によるスライド操作などを判定するように構成されても良い。

制御部１０は、一例として、移動前と移動後の検出点を結んだ直線がある点に向かう、又はある点から離れる場合をピンチ操作、当該直線がある点を中心に同一方向に回転している場合を回転操作として判定する。なお制御部１０は、パターンマッチングを用いたジェスチャを判定する方法などの方法によってピンチ操作及び回転操作を判定するように構成されても良い。

（タッチパッド１２の構成）
タッチパッド１２は、マルチタッチを検出可能なタッチパッドであれば良い。本実施の形態のタッチパッド１２は、一例として、静電容量方式のタッチパッドである。なお変形例として、検出部は、タッチパッドに限定されず、表示装置に重ねて配置されるタッチパネルであっても良い。

タッチパッド１２は、例えば、操作面１２０に接近及び接触した操作指が検出された検出点の情報を検出点情報Ｓ_１として制御部１０に出力する。なお接近とは、操作指がタッチパッド１２に検出されるほど操作面１２０に接近した状態を示している。

タッチパッド１２は、矩形状の操作面１２０を有している。タッチパッド１２は、この操作面１２０に接近及び接触することによって検出された操作指の座標を算出する。この座標は、例えば、操作面１２０に設定されたｘｙ座標系における座標である。このｘｙ座標系は、運転席に着座する操作者から見て、左上を原点とし、左から右を正としてｘ軸が設定され、前から後を正としてｙ軸が設定されている。検出点の算出は、一例として、加重平均などによって行われる。以下では、この操作指が検出された座標を検出点と記載する。なお操作対象の電子機器は、ｘｙ座標系からＸＹ座標系に座標変換した検出点の座標に基づいてポインタなどを移動させる。

タッチパッド１２は、例えば、操作面１２０の下方に絶縁されながら交差するように配置された複数の駆動電極及び検出電極を有している。タッチパッド１２は、複数の駆動電極及び検出電極を走査することで、１周期分の検出点情報Ｓ_１を出力する。この検出点情報Ｓ_１には、検出された検出点の座標の情報などが含まれている。なお検出点情報Ｓ_１は、例えば、検出点がない場合も出力される。

このタッチパッド１２は、一例として、タッチ操作、タップ操作、ダブルタップ操作、なぞり操作、ドラッグ操作、フリック操作、ピンチアウト（ピンチオープン）操作、ピンチイン（ピンチクローズ）操作及び回転操作などの操作を検出する。

本実施の形態では、主にピンチ操作（ピンチアウト操作及びピンチイン操作）及び回転操作について説明する。本実施の形態のピンチ操作は、２本以上の操作指を操作面１２０に接触させ、接触させた指を開いたり、閉じたりすることで、表示装置８５に表示された画像を拡大したり、縮小させたりする操作である。また本実施の形態の回転操作は、操作面１２０に接触させた３本以上の操作指を、ダイヤルを回すように回転させ、表示装置８５に表示された画像を回転させる操作である。

（拡縮比算出部１４の構成）
図２（ａ）は、実施の形態に係る操作装置の拡縮比の算出の一例を説明するための概略図であり、図２（ｂ）は、重心の算出の一例を説明するための概略図であり、図２（ｃ）は、回転角の算出の一例を説明するための概略図である。

拡縮比算出部１４は、ピンチ操作が判定される直前の３点以上の検出点で囲まれた第１の領域と判定された後の３点以上の検出点で囲まれた第２の領域との面積比に基づいて画像の拡大及び縮小の拡縮比を算出する。

このピンチ操作が判定される直前の３点以上の検出点とは、ピンチ操作の判定には、少なくとも２周期分の検出点情報Ｓ_１が必要なことから、ピンチ操作が判定される直前の周期において検出された検出点を示している。つまり制御部１０は、当該直前の周期の次の周期において、当該検出点のうち、少なくとも１点の検出点の移動が検出された場合、ピンチ操作がなされたと判定する。以下に、３本の操作指で行われたピンチイン操作における拡縮比の算出の一例について説明する。

図２（ａ）に示すように、タッチパッド１２が３本の操作指を検出した際の検出点Ａ_１〜検出点Ｃ_１の座標を座標（ｘ_ａ１、ｙ_ａ１）〜座標（ｘ_ｃ１、ｙ_ｃ１）、次の周期の検出点Ａ_２〜検出点Ｃ_２の座標を座標（ｘ_ａ２、ｙ_ａ２）〜座標（ｘ_ｃ２、ｙ_ｃ２）とする。

上述の第１の領域とは、図２（ａ）において点線で示す検出点Ａ_１〜検出点Ｃ_１によって囲まれた第１の領域１４１である。また上述の第２の領域とは、図２（ａ）において実線で示す検出点Ａ_２〜検出点Ｃ_２によって囲まれた第２の領域１４２である。

拡縮比算出部１４は、第１の領域１４１の面積Ｔ_１、第２の領域１４２の面積Ｔ_２を算出し、さらに面積Ｔ_２／面積Ｔ_１を算出し、これを拡縮比とする。一例として、面積Ｔ_１が１００、面積Ｔ_２が５０である場合、拡縮比が０．５となる。つまり、表示装置８５には、元の画像が５０％に縮小された画像が表示される。また一例として、面積Ｔ_１が５０、面積Ｔ_２が１００である場合、拡縮比が２となる。つまり、表示装置８５には、元の画像が２００％に拡大された画像が表示される。

この面積の算出は、一例として、三辺の長さから面積を求めるヘロンの公式などを用いてなされる。

このように算出された拡縮比は、拡縮比情報Ｓ_２として制御部１０に出力される。なお拡縮比は、例えば、ピンチ操作が継続している間、周期ごとに算出される。その際、ピンチ操作が判定される直前の周期の面積Ｔ_１と、読み出された今回周期の面積Ｔ_２によって算出される。

なお拡縮比の算出は、例えば、制御部１０がピンチ操作を判定し、この判定直前の周期の検出点情報Ｓ_１と判定が行われた周期の検出点情報Ｓ_１を出力することによって行われる。

（重心算出部１６の構成）
重心算出部１６は、回転操作が判定される直前の３点以上の検出点で囲まれた第１の領域の重心を算出する。具体的には、図２（ｂ）に示すような検出点Ａ_１〜検出点Ｃ_１が検出された場合、重心１６０は、第１の領域１４１の検出点Ａ_１の座標（ｘ_ａ１、ｙ_ａ１）〜検出点Ｃ_１の座標（ｘ_ｃ１、ｙ_ｃ１）から（（ｘ_ａ１＋ｘ_ｂ１＋ｘ_ｃ１）／３、（ｙ_ａ１＋ｙ_ｂ１＋ｙ_ｃ１）／３）として求められる。なお重心の算出は、この方法に限定されず、他の方法でも良い。

重心算出部１６は、重心１６０の座標の情報を含む重心情報Ｓ_３を生成し、制御部１０に出力する。なお重心の算出は、例えば、制御部１０が回転操作を判定し、この判定直前の周期の検出点情報Ｓ_１を出力することによって行われる。

（回転角算出部１８の構成）
回転角算出部１８は、回転操作が判定される直前の３点以上の検出点、回転操作が判定された後の３点以上の検出点、及び重心により形成される角度に基づいて画像を回転させる回転角を算出する。

具体的には、回転角算出部１８は、図２（ｃ）に示すように、検出点Ａ_１〜検出点Ｃ_１が左方向に回転し、検出点Ａ_２〜検出点Ｃ_２となった場合、検出点Ａ_１と重心１６０と検出点Ａ_２によって形成される角度θ_１、検出点Ｂ_１と重心１６０と検出点Ｂ_２によって形成される角度θ_２、及び検出点Ｃ_１と重心１６０と検出点Ｃ_２によって形成される角度θ_３を算出する。

そして回転角算出部１８は、算出した角度θ_１〜角度θ_３の平均を算出し、算出した平均の角度を回転角とする。回転角算出部１８は、算出した回転角の情報を含む回転角情報Ｓ_４を生成し、制御部１０に出力する。

ここで、回転角算出部１８は、図２（ａ）に示すように、ピンチ操作と回転操作が同時に行われた場合であっても同様に角度θ_１〜角度θ_３を算出し、算出した角度θ_１〜角度θ_３の平均に基づいて回転角情報Ｓ_４を出力する。

なお変形例として、回転角は、角度θ_１〜角度θ_３の最小の角度としても良いし、最大の角度としても良いし、中間の角度としても良い。また重心１６０は、回転操作が判定された周期の直前の周期における重心に限定されず、回転操作が判定された後の周期の重心などであっても良い。また角度θ_１〜角度θ_３の算出は、ｘｙ座標系における算出に限定されず、極座標系を設定して算出されても良い。

以下に、操作装置１の動作の一例について図３（ａ）〜図３（ｄ）の図面、及び図４のフローチャートに従って説明する。

（動作）
図３（ａ）は、表示装置に表示された画像の一例を示す概略図であり、図３（ｂ）は、操作面に接触する操作指の一例を示す概略図であり、図３（ｃ）は、回転操作によって回転した画像の一例を示す概略図であり、図３（ｄ）は、回転操作を行った後の操作指の一例を示す概略図である。回転操作は、反時計回りに行われるものとする。また図３（ｃ）に示す実線は、回転操作がなされた後に表示されている画像であり、点線は、回転操作がなされる前に表示されていた画像であり、実際には表示されない画像である。

操作装置１の制御部１０は、車両８の電源が投入されると、周期的に検出点情報Ｓ_１を取得する。制御部１０は、操作が検出される、つまりステップ１の「Ｙｅｓ」が成立すると（Ｓ１：Ｙｅｓ）、続く周期の検出点情報Ｓ_１に基づいてなされた操作が少なくともピンチ操作又は回転操作か否かを確認する。

制御部１０は、少なくともピンチ操作又は回転操作が判定された場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、さらに検出点の個数を確認する。制御部１０は、検出点が３点以上である場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、判定した操作に基づいた制御信号Ｓ_５を生成して電子機器に出力する（Ｓ４）。

具体的には、図３（ａ）に示すように、地図の画像８５１が表示されている際に、操作者が画像８５１を回転させようと、図３（ｂ）に示すように、操作指９０〜操作指９２によって操作面１２０に接触すると、タッチパッド１２によって操作指９１に対応して検出点Ａ_１、操作指９０に対応して検出点Ｂ_１、操作指９２に対応して検出点Ｃ_１が検出される。制御部１０は、検出点情報Ｓ_１に基づいてこの検出点Ａ_１〜検出点Ｃ_１を確認すると、少なくともピンチ操作又は回転操作が行われると判定する。判定後、制御部１０は、例えば、この検出点Ａ_１〜検出点Ｃ_１の情報を含む検出点情報Ｓ_１を重心算出部１６に出力し、重心１６０を算出させる。

続いて操作者が画像８５１を反時計回りに回転させようと、図３（ｄ）に示すように、操作指９０〜操作指９２を反時計回りに回転させる。この回転操作によって、例えば、検出点Ａ_１が検出点Ａ_２、検出点Ｂ_１が検出点Ｂ_２、及び検出点Ｃ_１が検出点Ｃ_２となる。回転角算出部１８は、回転操作が判定された際の検出点情報Ｓ_１、及びその後の周期の検出点情報Ｓ_１と重心情報Ｓ_３とを取得し、上述の方法によって回転角を算出し、回転角情報Ｓ_４として制御部１０に出力する。制御部１０は、回転角情報Ｓ_４に基づいて制御信号Ｓ_５を電子機器に出力する。電子機器は、取得した制御信号Ｓ_５に基づいて、図３（ｃ）に示すように、画像８５１を回転させる。この際の回転中心８５２は、ｘｙ座標系における重心１６０の座標を表示画面８５０のＸＹ座標系に座標変換した位置となる。なお図２（ａ）に示すように、同時にピンチ操作が行われても良い。

ここでステップ２において制御部１０は、ピンチ操作及び回転操作のいずれも判定されなかった場合（Ｓ２：Ｎｏ）、なされた操作がピンチ操作及び回転操作以外のどの操作であるかを判定する（Ｓ５）。続いて制御部１０は、判定した操作に基づいた制御信号Ｓ_５を電子機器に出力する（Ｓ４）。

またステップ３において制御部１０は、検出点が３点以上ではない、すなわち２点であった場合（Ｓ３：Ｎｏ）、許容される操作をピンチ操作に制限する（Ｓ６）。制御部１０は、ピンチ操作に制限して操作を判定し、制御信号Ｓ_５を出力する（Ｓ４）。

制御部１０は、これらの処理を車両８の電源が遮断されるまで継続的に行う。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作装置１は、ピンチ操作及び回転操作の操作性を向上させることができる。具体的には、操作装置１は、検出点が２点の際、判定される操作をピンチ操作に制限するので、制限しない場合と比べて、操作者の意図しない画像の回転などが抑制され、操作性が向上する。また操作装置１は、２点の検出点でピンチ操作が許容され、３点の検出点でピンチ操作と回転操作が許容されるので、この構成を用いない場合と比べて、操作の切替りが明確となって利便性が向上すると共に、操作性が向上する。

操作装置１は、３点以上の検出点が検出されることで、回転操作が許容されるので、操作者がダイヤルなどを把持して回転させるような操作感で直感的に操作ができ、操作性が向上する。

操作装置１は、面積比によって拡縮比を判定するので、同時に回転操作とピンチ操作を行うことができる。

上述の実施の形態及び変形例に係る操作装置１は、例えば、用途に応じて、その一部が、コンピュータが実行するプログラム、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などによって実現されても良い。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…操作装置、８…車両、１０…制御部、１２…タッチパッド、１４…拡縮比算出部、１６…重心算出部、１８…回転角算出部、８０…フロアコンソール、８１…センターコンソール、８５…表示装置、９０〜９２…操作指、１２０…操作面、１４１…第１の領域、１４２…第２の領域、１６０…重心、８５０…表示画面、８５１…画像、８５２…回転中心

Claims

マルチタッチを検出する検出部において２点の検出点が検出された場合、許容される操作を表示装置に表示された画像を拡大及び縮小させるピンチ操作に制限するように操作対象を制御する制御信号を出力する制御部を備えた操作装置。
マルチタッチを検出する検出部において３点以上の検出点が検出された場合、少なくとも表示装置に表示された画像を拡大及び縮小させるピンチ操作、及び前記画像を回転させる回転操作を許容するように操作対象を制御する制御信号を出力する制御部を備えた操作装置。
マルチタッチを検出する検出部において２点の検出点が検出された場合、許容される操作を表示装置に表示された画像を拡大及び縮小させるピンチ操作に制限し、３点以上の検出点が検出された場合、少なくとも前記ピンチ操作、及び前記画像を回転させる回転操作を許容するように操作対象を制御する制御信号を出力する制御部を備えた操作装置。
前記ピンチ操作が判定される直前の３点以上の検出点で囲まれた第１の領域と判定された後の３点以上の検出点で囲まれた第２の領域との面積比に基づいて前記画像の拡大及び縮小の拡縮比を算出する拡縮比算出部を備えた、
請求項２又は３に記載の操作装置。
前記回転操作が判定される直前の３点以上の検出点で囲まれた第１の領域の重心を算出する重心算出部と、
前記回転操作が判定される直前の３点以上の検出点、前記回転操作が判定された後の３点以上の検出点、及び前記重心により形成される角度に基づいて前記画像を回転させる回転角を算出する回転角算出部と、
を備えた、
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の操作装置。
前記制御部は、前記検出部において２点の検出点が検出された場合、許容される操作を前記ピンチ操作に制限する前記制御信号を出力する、
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の操作装置。