JP2017076263A - 操作装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】１本の操作指と判定されるほど操作指を近づけすぎた場合でも、２本の操作指であると継続して判定して操作性を向上できる操作装置を提供する。【解決手段】操作面２０に対する複数の操作指の接触を検出するタッチパッド２と、操作指が検出された操作面２０における検出領域の面積を算出する面積算出部４と、２本の操作指が検出されていた状態から１本の操作指が検出された状態に移行した後、２本の操作指が検出された２つの検出領域の面積の和と１本の操作指が検出された１つの検出領域の面積を面積算出部４から取得し、１つの検出領域の面積が２つの検出領域の面積の和以上とする継続条件が成立する場合に２本の操作指による操作が継続していると判定する制御部６と、を備える。【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、情報を表示する表示部と、集約印刷を設定する機能を備える設定部と、設定部により設定された事項に基づき表示部に表示される情報を制御する制御部と、を備えて集約印刷を可能とした画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この画像形成装置の設定部は、ピンチイン操作により画像倍率を設定する機能を有している。また制御部は、ピンチイン操作により設定される画像倍率に応じて１ページあたりに集約される画像の数を指定する機能を有している。
特開２０１４−６８１０１号公報
近年、従来の画像形成装置のようにピンチイン操作によって表示された画像の画像倍率を変える装置が知られている。しかしこのような装置の中には、ピンチイン操作によって操作者の２本の操作指が接触、又は接触するほど近づくと１本の操作指と判定してしまい正常に機能しないものがある。
従って、本発明の目的は、１本の操作指と判定されるほど操作指を近づけすぎた場合でも２本の操作指であると継続して判定して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、操作面に対する複数の操作指の接触を検出する検出部と、操作指が検出された操作面における検出領域の面積を算出する面積算出部と、２本の操作指が検出されていた状態から１本の操作指が検出された状態に移行した後、２本の操作指が検出された２つの検出領域の面積の和と１本の操作指が検出された１つの検出領域の面積を面積算出部から取得し、１つの検出領域の面積が２つの検出領域の面積の和以上とする継続条件が成立する場合に２本の操作指による操作が継続していると判定する判定部と、を備えた操作装置を提供する。
本発明によれば、１本の操作指と判定されるほど操作指を近づけすぎた場合でも２本の操作指であると継続して判定して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の一例を示している。 図２（ａ）は、実施の形態に係る操作装置が検出した離れた２本の操作指の静電容量の分布の一例を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す座標（Ｘ１，Ｙ３）〜座標（Ｘ８，Ｙ３）の静電容量の一例を示している。 図３（ａ）は、実施の形態に係る操作装置が検出した隣接した２本の操作指の静電容量の分布の一例を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す座標（Ｘ１，Ｙ３）〜座標（Ｘ８，Ｙ３）の静電容量の一例を示している。 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）
実施の形態に係る操作装置は、操作面に対する複数の操作指の接触を検出する検出部と、操作指が検出された操作面における検出領域の面積を算出する面積算出部と、２本の操作指が検出されていた状態から１本の操作指が検出された状態に移行した後、２本の操作指が検出された２つの検出領域の面積の和と１本の操作指が検出された１つの検出領域の面積を面積算出部から取得し、１つの検出領域の面積が２つの検出領域の面積の和以上とする継続条件が成立する場合に２本の操作指による操作が継続していると判定する判定部と、を備えて概略構成されている。
操作装置は、１本の操作指と判定されるほど操作指を近づけすぎた場合でも、継続条件が満足されていれば、２本の操作指であると継続して判定することができるので、この構成を備えない場合と比べて、操作性を向上させることができる
[実施の形態]
（操作装置１の概要）
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の一例を示している。図２（ａ）は、実施の形態に係る操作装置が検出した離れた２本の操作指の静電容量の分布の一例を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す座標（Ｘ１，Ｙ３）〜座標（Ｘ８，Ｙ３）の静電容量の一例を示している。図３（ａ）は、実施の形態に係る操作装置が検出した隣接した２本の操作指の静電容量の分布の一例を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す座標（Ｘ１，Ｙ３）〜座標（Ｘ８，Ｙ３）の静電容量の一例を示している。
図２（ａ）及び図３（ａ）は、操作面２０を複数の領域２５の集合として表している。領域２５に付された斜線は、後述するタッチしきい値６０以上の静電容量が検出された領域２５であることを示している。また当該領域２５を囲む太い実線は、操作指を検出した検出領域を示している。また図２（ａ）及び図３（ａ）は、およその操作指の位置を実線の丸で示している。図２（ｂ）及び図３（ｂ）は、縦軸が静電容量を示し、横軸がＸ軸を示している。
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電子機器の操作を行うことができるものである。操作装置１は、例えば、操作者の体の一部（例えば、指）や専用のペンなどの検出対象物が操作面２０に接触する、又は検出される程度に接近することにより操作を検出し、この操作に応じて電子機器の表示部に表示されたカーソルの移動や選択、表示されたアイコンのドラッグ、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。本実施の形態では、検出対象物としての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の運転席と助手席との間に伸びるフロアコンソール８０に配置されている。またインストルメントパネル８１には、電子機器の表示部として機能する表示装置８５が配置されている。
この操作装置１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、操作面２０に対する複数の操作指の接触を検出する検出部としてのタッチパッド１０と、操作指が検出された操作面２０における検出領域の面積を算出する面積算出部４と、２本の操作指が検出されていた状態から１本の操作指が検出された状態に移行した後、２本の操作指が検出された２つの検出領域の面積の和と１本の操作指が検出された１つの検出領域の面積を面積算出部４から取得し、１つの検出領域の面積が２つの検出領域の面積の和以上とする継続条件が成立する場合に２本の操作指による操作が継続していると判定する判定部としての制御部６と、を備えて概略構成されている。
この制御部６は、２本の操作指が検出されている間の面積の和の最大値を用いて継続条件を判定する。また制御部６は、２本の操作指の２つの検出領域の面積の差が予め定められた差しきい値６１以上である場合、継続条件を判定しない。
（タッチパッド２の構成）
タッチパッド２は、図１（ｂ）に示すように、複数の駆動電極２１及び検出電極２２と、タッチパッド制御部２３と、を備えて概略構成されている。この駆動電極２１及び検出電極２２は、フロアコンソール８０に露出する操作面２０の下方に配置されている。
駆動電極２１及び検出電極２２は、導電性材料を用いて形成されている。この導電性材料は、一例として、銅、銀、ＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム：Indium Tin Oxide）などである。タッチパッド２が表示装置８５に重ねて使用される場合、透明電極としてのＩＴＯが用いられる。
駆動電極２１及び検出電極２２は、図１（ｂ）に示すように、紙面の横方向及び縦方向に沿って、それぞれが絶縁されて並んでいる。本実施の形態では、図１（ｂ）の紙面の横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸とし、タッチパッド２の操作面２０の左上を原点としている。
Ｘ軸に沿う方向には、一例として、４つの駆動電極２１が等間隔で並んでいる。またＹ軸に沿う方向には、一例として、８つの検出電極２２が等間隔で並んでいる。
タッチパッド制御部２３は、例えば、制御部６から出力される制御信号Ｓ１に基づいて駆動する駆動電極２１を選択して駆動信号を供給すると共に、検出電極２２を順番に接続して駆動電極２１と検出電極２２の組み合わせで得られる静電容量を読み出すように構成されている。
タッチパッド制御部２３は、例えば、さらに駆動電極２１との接続を順番に切り替えて、駆動電極２１及び検出電極２２の全ての組み合わせで静電容量を読み出し、１周期分の全ての静電容量を含む静電容量情報Ｓ２を制御部６に出力する。
従って静電容量は、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、座標（Ｘ１，Ｙ１）〜座標（Ｘ８，Ｙ４）に対応して読み出されている。この図２（ａ）及び図３（ａ）では、操作面２０を座標（Ｘ１，Ｙ１）〜座標（Ｘ８，Ｙ４）に対応させた複数の領域２５で分割している。この静電容量は、一例として、アナログ・デジタル変換されたデジタル値である。
（面積算出部４の構成）
面積算出部４は、例えば、制御部６から出力される検出情報Ｓ３に基づいて操作指が検出された検出領域の面積を算出して面積情報Ｓ４を出力するように構成されている。
検出情報Ｓ３は、例えば、後述するように制御部６が生成する情報である。制御部６は、領域２５ごとの静電容量とタッチしきい値６０とを比較し、タッチしきい値６０以上の静電容量を有する領域２５において操作指が検出されたとして検出情報Ｓ３を生成する。
面積算出部４は、この検出情報Ｓ３に基づいて操作指が検出された検出領域を判定する。面積算出部４は、一例として、操作指が検出された領域２５が４連結する集合を検出領域とする。なお変形例として面積算出部４は、８連結する集合を検出領域と定めても良く、これに限定されない。
一例として、図２（ａ）に示すように、操作指９０が検出された検出領域２００が座標（Ｘ１，Ｙ２）〜座標（Ｘ３，Ｙ２）、及び座標（Ｘ１，Ｙ３）〜座標（Ｘ３，Ｙ３）に対応する領域２５、操作指９１が検出された検出領域２０１が座標（Ｘ６，Ｙ２）、座標（Ｘ７，Ｙ２）、座標（Ｘ５，Ｙ３）〜座標（Ｘ８，Ｙ３）、座標（Ｘ６，Ｙ４）及び座標（Ｘ７，Ｙ４）である場合、面積算出部４は、この検出領域２００及び検出領域２０１の面積を算出する。
面積算出部４は、例えば、検出領域に含まれる領域２５の数によって面積を算出する。従って面積算出部４は、操作指９０の検出領域２００の面積が６、操作指９１の検出領域２０１の面積が８と算出する。面積算出部４は、この検出領域２００及び検出領域２０１の面積の情報である面積情報Ｓ４を生成して制御部６に出力する。
（制御部６の構成）
制御部６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６が動作するためのプログラムと、タッチしきい値６０と、差しきい値６１と、継続条件情報６２と、が格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果や複数周期分の静電容量、周期ごとの検出領域の面積などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部６は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて動作を行う。
タッチしきい値６０は、操作指が検出されたか否かを判定するためのしきい値である。制御部６は、タッチしきい値６０以上の静電容量が検出された座標において操作指が検出されたと判定する。そして制御部６は、この座標と当該座標の静電容量とに基づいて加重平均などの方法を用いて検出された操作指の検出点の座標を算出する。制御部６は、算出した検出点の座標の情報を操作情報Ｓ５として接続された電子機器に出力する。電子機器は、例えば、操作情報Ｓ５に基づいてカーソルなどを移動させる。
差しきい値６１は、同一周期で検出された２つの検出領域の面積の差に関するしきい値である。この差しきい値６１は、一例として、大きい方の面積の半分の値となる。つまり制御部６は、２つの検出領域の面積の差が、２つの検出領域の面積のうち最大の面積の半分以上である場合、継続条件を判定しない。従って差しきい値６１は、算出された面積に応じて変化する値である。
一例として、一方の操作指の検出領域の面積が６、他方の操作指の検出領域の面積が１である場合、その差が５であり、差しきい値６１が、６の１／２であるので３となる。従って差が差しきい値６１以上であるので、制御部６は、継続条件を判定しない。
継続条件情報６２は、上述の継続条件に関する情報である。この継続条件とは、上述のように、２本の操作指が検出されていた状態から１本の操作指が検出された状態に移行した後、１本の操作指が検出されたとされた検出領域の面積が２本の操作指が検出された２つの検出領域の面積の和以上とする条件である。
これは、例えば、２本の操作指が接触した場合、２本の操作指の間に必ず隙間が生じ、この隙間が有る分、１本の操作指が検出されたとされた検出領域の面積が操作指ごとの検出領域の面積の和よりも大きくなるためである。
この２本の操作指が検出されていた状態とは、一例として、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、検出領域が２つ存在する状態である。ここで、制御部６は、継続条件を確認する場合、操作面２０に接触する前の操作指による誤判定を抑制するため、周期ごとに算出された面積の和のうちで最大の面積の和を継続条件の判定に用いる。なお変形例として制御部６は、各周期において算出された面積の和の平均を用いて継続条件の判定を行っても良い。
また２本の操作指が検出されていた状態から１本の操作指が検出された状態に移行したとは、２本の操作指が検出された次の周期において２つの検出領域が繋がって１つになって１本の操作指が検出されたとされる状態である。
ここで図２（ｂ）では、例えば、Ｙ座標を座標Ｙ３で固定したＸ軸の静電容量が示されており、検出領域２００と検出領域２０１との間に静電容量の谷が座標Ｘ４において形成されているので、この谷に基づいて検出領域２００と検出領域２０１を分けることが可能である。
また図３（ｂ）に示すように、操作指９０及び操作指９１が接触するほど近接した場合、操作指９０の検出領域２００と操作指９１の検出領域とが重なり合って、タッチしきい値６０より小さい静電容量を持つ座標が存在しない、つまり上述の谷に相当する部分が判定し難い可能性がある。
このような状態は、操作面２０になされたピンチイン操作においてみられる。操作者が２本の操作指を離して操作面２０に接触させた後、操作指間の距離を縮める操作の後半に操作指が接触する状態である。
この後半の操作指の接触において、操作指が１本であると判定されると、例えば、ピンチイン操作によって表示装置８５に表示された画像を縮小する処理が継続されない可能性があり、操作者が意図した縮小率に達しない可能性がある。
同様にピンチアウト操作においても、最初に操作指を付けた状態で操作面２０に接触させ、操作指を開いていく操作を行った場合、最初に１本の操作指と判定されると、表示装置８５に表示された画像の拡大率が操作者の意図した拡大率に達しない可能性がある。いずれの場合においても、操作者が意図する倍率ではないので、所望する画像が得られるまで複数回ピンチ操作を行うこととなる可能性があって操作性が良くない。
しかし制御部６は、継続条件が成立している場合、ピンチイン操作の後半において２本の操作指の操作が継続していると判定し、ピンチアウト操作の前半において２本の操作指によって操作されていると判定するので、操作者の意図する処理を行うことが可能となる。
以下では、操作者がピンチイン操作を行う場合についての実施の形態に係る操作装置１の動作の一例について図４のフローチャートに従って説明する。
（動作）
操作者が表示装置８５に表示された画像を縮小させるため、２本の操作指を離して操作面２０に接触させ、その距離を縮めるピンチイン操作を行う。
制御部６は、周期的に制御信号Ｓ１を出力して静電容量情報Ｓ２を取得する。そして制御部６は、取得した静電容量情報Ｓ２に基づく静電容量とタッチしきい値６０とを比較して操作指の検出の有無を判定する。
制御部６は、２本の操作指を検出し、少なくとも２周期分の静電容量情報Ｓ２に基づいてピンチイン操作が検出されたと判定すると（Ｓｔｅｐ１）、タッチしきい値６０以上の静電容量の情報である検出情報Ｓ３を面積算出部４に出力する。面積算出部４は、取得した検出情報Ｓ３に基づいて算出した面積の情報である面積情報Ｓ４を制御部６に出力する。制御部６は、例えば、ＲＡＭに面積情報Ｓ４を蓄積する。
制御部６は、ステップ２の「Ｙｅｓ」が成立する、つまり面積情報Ｓ４に基づいて検出領域が１つになったと判定すると（Ｓｔｅｐ２：Ｙｅｓ）、蓄積された面積情報Ｓ４に基づいて２つの検出領域の面積の和の最大値を抽出する。そして制御部６は、継続条件情報６２に基づいた継続条件が成立するか否か判定するため、検出領域が１つになってからの検出領域の面積と２つの検出領域の面積の和の最大値を比較する（Ｓｔｅｐ３）。
なお制御部６は、抽出した面積の和が最大となる２つの検出領域において、その面積の差が差しきい値６１以上であるか判定し、差が差しきい値６１より小さい場合、次のステップに処理を進め、差が差しきい値６１以上である場合、動作を終了する。
制御部６は、１つの検出領域の面積が２つの検出領域の面積の和以上であった場合、つまり継続条件が成立した場合（Ｓｔｅｐ４：Ｙｅｓ）、ピンチイン操作が継続していると判定し（Ｓｔｅｐ５）、操作指が２本であるとする操作情報Ｓ５を出力してこの動作を終了する。この操作情報Ｓ５は、２本の操作指間の距離がゼロ、又は検出領域に応じた距離として生成される。この検出領域に応じた距離とは、一例として、静電容量の最大値と同値かその次に大きい静電容量を有する座標間の距離、静電容量のピーク値間の距離などである。
ここでステップ４において制御部６は、継続条件が成立しなかった場合（Ｓｔｅｐ４：Ｎｏ）、ピンチ操作が継続していないと判定し（Ｓｔｅｐ６）、１つの検出領域から算出される検出点に基づく操作情報Ｓ５を出力する。
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る操作装置１は、１本の操作指と判定されるほど操作指を近づけすぎた場合でも２本の操作指であると継続して判定して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、ピンチイン操作における２本の操作指から１本の操作指の検出となった場合、継続条件を確認することでピンチイン操作の継続を判定することができると共に、ピンチアウト操作における１本の操作指から２本の操作指の検出となった場合であっても、継続条件を確認することで最初の検出から継続してピンチアウト操作が始まっていることを判定することができる。従って操作装置１は、この構成を持たない場合と比べて、判定に基づいた操作者の意図した処理を行うことができるので、操作性が向上する。
操作装置１は、２本の操作指が検出されている間の面積の和の最大値を用いて継続条件を判定するので、この構成を用いない場合と比べて、一方の操作指が操作面２０から離れて接触していない不安定な状態の面積の和を用いた判定などを抑制することができ、判定精度が向上する。
操作装置１は、２つの検出領域の面積の差が差しきい値６１以上である場合、継続条件を判定しないので、この構成を用いない場合と比べて、一方の操作指が操作面２０から離れて接触していない不安定な状態の面積の和を用いた判定などを抑制することができ、判定精度が向上する。
操作装置１は、２つの検出領域の検出から１つの検出領域の検出の移行、及び１つの検出領域の検出から２つの検出領域の移行において、１つの検出領域が１本の操作指によるものか２本の操作指によるものかを判定することができるので、続く操作における処理が操作者の意図する処理となり易い。例えば、操作装置１は、操作者がピンチイン操作を行った後、近づけた２本の操作指をスライドさせた場合、ピンチイン操作後のスライド操作であると正確に判定して処理が停止することなくスライド操作に応じた処理を電子機器に実行させることができる。
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共に、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、２…タッチパッド、４…面積算出部、６…制御部、８…車両、１０…タッチパッド、２０…操作面、２１…駆動電極、２２…検出電極、２３…タッチパッド制御部、２５…領域、６０…タッチしきい値、６１…差しきい値、６２…継続条件情報、８０…フロアコンソール、８１…インストルメントパネル、８５…表示装置、９０…操作指、９１…操作指、２００…検出領域、２０１…検出領域

Claims (3)

  1. 操作面に対する複数の操作指の接触を検出する検出部と、
    操作指が検出された前記操作面における検出領域の面積を算出する面積算出部と、
    ２本の操作指が検出されていた状態から１本の操作指が検出された状態に移行した後、前記２本の操作指が検出された２つの検出領域の面積の和と前記１本の操作指が検出された１つの検出領域の面積を前記面積算出部から取得し、前記１つの検出領域の面積が前記２つの検出領域の面積の和以上とする継続条件が成立する場合に前記２本の操作指による操作が継続していると判定する判定部と、
    を備えた操作装置。
  2. 前記判定部は、前記２本の操作指が検出されている間の面積の和の最大値を用いて前記継続条件を判定する、
    請求項１に記載の操作装置。
  3. 前記判定部は、前記２つの検出領域の面積の差が予め定められた差しきい値以上である場合、前記継続条件を判定しない、
    請求項１又は２に記載の操作装置。
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