CN108733224A - 数值控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数值控制装置，能够通过键盘来代替触摸面板的手势功能。所述数值控制装置通过按键输入来进行手势操作。所述数值控制装置具有：按键输入单元，其具有第一按键和第二按键；作用点指定单元，其根据第一按键输入，设定手势操作的作用点；手势虚拟输入单元，其根据第二按键输入，输出表示手势操作的手势输入信号。

Description

数值控制装置

技术领域

本发明涉及数值控制装置，特别是涉及能够通过键盘来代替触摸面板的手势(gesture)功能的数值控制装置。

背景技术

存在具有可以放大和缩小、移动、滚动文件或附图等显示功能这样的数值控制装置。这样的数值控制装置中的、某个数值控制装置具有能够检测多个接触点的多点触摸方式的触摸面板等，通过OS(操作***)具有的手势功能，识别用户在触摸面板上进行的滑动、缩放、旋转等手势。并且，通过应用程序来实现与识别出的手势对应的放大和缩小、移动、滚动等动作。

另一方面，在不具有多点触摸方式的触摸面板等的数值控制装置中，由于无法直接检测用户的手势，因此无法利用与手势功能对应的应用程序的功能。数值控制装置因在严酷的作业环境下难以进行触摸面板的操作，而有很多不具有触摸面板的数值控制装置。因此，以往如图8所示进行如下改善：安装用于供应用程序独自实现放大和缩小、移动、滚动等功能的操作按钮而配置于应用程序画面上，或将这些功能分配给软键(功能键)，即使在不具有多点触摸方式的触摸面板等的数值控制装置中也可以进行操作。

但是，当在应用程序侧进行这样的改善时，应用程序开发的成本增大。此外，由于针对每一应用程序用户接口不同，因此导致操作性降低。因此，希望的是：并非应用程序独自，而是在与应用程序通用的平台(platform)上，实现不依赖于多点触摸方式的触摸面板等的手势功能。在日本特开2014-164368号公报和日本专利第5148547号公报中记载了如下键盘：用户在排列了多个按键(key)的按键排列面上与触摸面板一样进行移动手指的操作时，将该操作识别为手势输入。

但是，在日本特开2014-164368号公报和日本专利第5148547号公报中，存在难以在按键排列面上与触摸面板一样顺畅地进行描绘这样的问题。此外，还存在难以通过键盘来确定画面上的接触点这样的问题。

发明内容

本发明是为了解决这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种数值控制装置，能够通过键盘来代替触摸面板的手势功能。

本发明的一实施方式涉及的数值控制装置是通过按键输入来进行手势操作，其中，所述数值控制装置具有：按键输入单元，其具有第一按键和第二按键；作用点指定单元，其根据所述第一按键的输入，设定所述手势操作的作用点；以及手势虚拟输入单元，其根据所述第二按键的输入，输出表示所述手势操作的手势输入信号。

本发明的一实施方式涉及的数值控制装置还具有：显示单元，其显示包含多个区域的画面，所述按键输入单元具有多个所述第一按键，一个所述第一按键与一个所述区域预先被对应起来，所述作用点指定单元在与所述第一按键预先对应起来的所述区域内设定所述作用点。

本发明的一实施方式涉及的数值控制装置，所述手势虚拟输入单元包含：第一操作，选择所述手势操作的种类；以及第二操作，决定所述手势操作的种类。

本发明的一实施方式涉及的数值控制装置，所述第一操作是按下所述第二按键，所述第二操作是按下所述第二按键持续规定时间。

本发明的一实施方式涉及的数值控制装置还具有：模式切换单元，其激活所述作用点指定单元和所述手势虚拟输入单元，通过激活所述作用点指定单元和所述手势虚拟输入单元，在所述第一和第二按键的输入时所述数值控制装置的动作发生变化。

本发明的一实施方式涉及的数值控制装置还具有：显示单元，其显示包含多个区域的画面，所述显示单元根据所述第一按键的输入，在所述作用点显示光标。

本发明的一实施方式涉及的数值控制装置还具有：显示单元，其显示包含多个区域的画面，所述显示单元根据所述第二按键的输入，显示与所述手势操作对应的光标。

本发明的一实施方式涉及的方法是在数值控制装置中通过按键输入来进行手势操作，其中，所述方法包括以下步骤：通过第一按键输入，选择在画面上显示的多个区域中的一个区域；通过第二按键输入，选择所述手势操作的种类；以及通过第二按键输入，决定所述手势操作的种类。

根据本发明可以提供一种数值控制装置，能够通过键盘来代替触摸面板的手势功能。

附图说明

根据参照附图进行的以下实施例的说明，可以明确本发明的上述以及其它目的以及特征。这些附图中：

图1是表示数值控制装置的结构的框图。

图2是说明作用点指定单元的动作的图。

图3是说明手势虚拟输入单元的动作的图。

图4是表示数值控制装置的动作的流程图。

图5是表示数值控制装置的一实施例的图。

图6是表示数值控制装置的一实施例的图。

图7是表示数值控制装置的一实施例的动作的流程图。

图8是表示以往的数值控制装置的图。

具体实施方式

以下，与附图一起对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本发明的实施方式涉及的数值控制装置100的结构的框图。数值控制装置100具有：模式切换单元110、作用点指定单元120、手势虚拟输入单元130、按键输入单元140、显示单元150。数值控制装置100典型来说是具有中央处理装置(CPU)、存储装置、键盘以及显示器等输入装置的信息处理装置，通过CPU执行规定程序在逻辑上实现上述各单元。

按键输入单元140是用于进行按键输入的用户接口，典型来说是具有多个物理按键的键盘。或者，按键输入单元140也可以是实现按键输入信号的其他任意的用户接口。

显示单元150是用于显示从OS或应用程序输出的画面的用户接口，典型来说是各种显示器设备。

模式切换单元110是用于切换键盘模式与触摸面板模式的单元。更具体来说，模式切换单元110将来自按键输入单元140的输出信号的输出目的地切换为通常的按键驱动器、或在本实施方式中新提供的虚拟触摸面板驱动器中的某一个。模式切换单元110例如将设置给按键输入单元140的任意按键的按下、安装到应用程序的切换指令的执行、任意软键的选择等作为触发条件，进行上述切换。

作用点指定单元120是指定手势操作的作用点的单元。所谓作用点是在根据手势操作而进行的应用程序的动作中成为基准点的坐标。从一般的触摸面板的操作来说，例如，如果是滑动操作则为滑动的始点，如果是缩放操作或旋转操作则为用户在触摸面板上接触的两点的中点等。作用点指定单元120典型来说被安装为虚拟触摸面板驱动器的一部分，根据按键输入单元140中特定的按键输入来设定作用点。

使用图2，对作用点的设定处理的一例进行说明。图2是数值控制装置的显示画面的一例。在该示例中，显示画面由五个窗口(window)(具有“NC程序”“绝对坐标”“加工模拟”“工具数据”的窗口标题这四个窗口、和最下部的状态显示窗口)构成，各窗口能够分别独立地进行动作。例如在“加工模拟”窗口中显示CAD应用程序输出的3D模型，能够实现根据用户输入的滚动、放大和缩小、旋转等动作。“NC程序”中显示程序列表，能够实现根据用户输入的滚动、放大和缩小等动作。这样，各窗口能够通过其内容，使分别根据手势操作而执行的动作不同。

特别按键分别以一对一的方式分配给这些各窗口。作为特别按键，例如可以将特有的按键例如“位置”(Position)、“程序”(Program)、“工具偏移”(Tool Offset)、“图形”(Graph)、“消息”(Message)等分配给数值控制装置。这样的话，易于将本发明应用于按键数量比较少的数值控制装置。

另外，本发明并非限定于此，作为特别按键可以使用任意按键。作用点指定单元120预先保持这些特别按键与各窗口的对应关系。并且作用点指定单元120在触摸面板模式中，当检测按下了与窗口对应起来的特别按键时，例如在该窗口的显示区域的中心设定作用点。

另外，这里以具有多个窗口的显示画面为例进行了说明，但是本发明并非限定于此。作用点指定单元120能够使用特别按键来指定具有多个显示区域的显示画面中的***示区域，能够在该区域内的任意位置设定作用点。这里，可以是各显示区域中各不相同的应用程序进行动作，也可以是单一应用程序使用多个显示区域。多个显示区域不必是能够独立动作的显示区域，也可以是具有任何联系或从属关系等的显示区域。此外，多个显示区域不需要是以用户能够识别的方式而明确地划分出的区域。例如，即使是应用程序输出的画面只具有单一的显示区域的情况，作用点指定单元120也可以在内部将该单一的画面区域分割成多个区域，分别将特别按键分配给该区域。或者，作用点指定单元120根据规定的按键输入，统一执行在所有显示区域设定各作用点的处理。

手势虚拟输入单元130是将用户的按键输入变换为手势操作而输入给应用程序的单元。所谓手势操作是在触摸面板上进行的各种操作，例如滑动、缩放、旋转等。手势虚拟输入单元130典型来说被安装为虚拟触摸面板驱动器的一部分，根据按键输入单元140中的按键输入，确定对应的手势操作，将表示在触摸面板上进行了该手势操作的手势输入信号输出给应用程序。优选的是，手势虚拟输入单元130通过画面显示将根据按键输入而确定的手势操作反馈给用户。

使用图3对手势虚拟输入单元130的动作的一例进行说明。手势虚拟输入单元130预先保持来自按键输入单元140的按键输入与规定的手势操作的对应关系。例如，可以将向左方向的滑动操作与左光标键的输入对应起来，将向右方向的滑动操作与右光标键的输入对应起来，将向上方向的滑动操作与上光标键的输入对应起来，将向下方向的滑动操作与下光标键的输入对应起来。此外，还可以将向右方向的旋转操作与右光标键和上光标键的同时按下对应起来，将向左方向的旋转操作与左光标键和下光标键的同时按下对应起来。此外，还可以将放大操作与右光标键和左光标键的同时按下对应起来，将收缩操作与上光标键和下光标键的同时按下对应起来。另外，本发明并非限定于这里所记述的对应关系，能够任意设定按键输入与手势操作的对应关系，但对于本实施方式来说以上述对应关系为前提进行说明。

手势虚拟输入单元130在没有通过按键输入单元140进行任何按键输入时，在画面上显示上下左右标记的光标。优选显示位置是上述作用点。由此，可以识别用户当前设定的作用点、与手势操作对应的按键信号的输入等待这样的状态。此外，手势虚拟输入单元130在通过按键输入单元140按下左光标键时，在画面上显示左箭头的光标。优选显示位置是上述作用点。由此，可以识别用户当前设定的作用点、与向左方向的滑动操作相当的按键信号是输入中这样的状态。同样地，手势虚拟输入单元130相对于右光标键的按下而在画面上显示右箭头，相对于上光标键的按下而在画面上显示上箭头，相对于下光标键的按下而在画面上显示下箭头。此外，手势虚拟输入单元130在通过按键输入单元140同时按下右光标键与上光标键时，在画面上显示右旋转的光标。优选显示位置是上述作用点。由此，可以识别用户当前设定的作用点、与向右方向的旋转操作相当的按键信号是输入中这样的状态。同样地，手势虚拟输入单元130相对于左光标键与下光标键的同时按下而在画面上显示左旋转的光标。此外，手势虚拟输入单元130在通过按键输入单元140同时按下左光标键与右光标键时，在画面上显示左箭头和右箭头的光标。优选显示位置是上述作用点。由此，可以识别用户当前设定的作用点、与放大操作相当的按键信号是输入中这样的状态。同样地，手势虚拟输入单元130相对于下光标键与上光标键的同时按下而在画面上显示下箭头和上箭头的光标，由此，可以表示与缩小操作相当的按键信号是输入中这样的状态。

手势虚拟输入单元130优选判定来自按键输入单元140的按键输入是否持续一定时间。在持续一定时间时，手势虚拟输入单元130按照上述对应关系，将来自按键输入单元140的按键输入变换为表示手势操作的信号。即，生成与按键输入对应的手势输入信号，输出给应用程序。

例如，如果手势虚拟输入单元130检测出左光标键的输入持续一定时间以上，则生成与向左方向的滑动操作相当的手势输入信号。具体来说，手势虚拟输入单元130在按下左键期间，按时间t，一边以规定距离使接触点的坐标向左方向移动，一边继续输出接触点。这里所谓接触点是在触摸面板上检测出触摸操作时触摸面板驱动器输出的坐标。在坐标t＝0中，输出的接触点是作用点。在将每单位时间的接触点的移动距离(即滑动速度)设为k时，t＝1、2、…n的接触点的x坐标以作用点为起点以-k、-2k、…-tk进行变化。这里k能够任意设定。同样地，手势虚拟输入单元130在右光标键、上光标键、下光标键被持续输入一定时间以上时，可以输出与向对应于它们的右方向、上方向、下方向的滑动操作对应的手势输入信号。此外，手势虚拟输入单元130在右光标键与上光标键、左光标键与下光标键被持续同时输入一定时间以上时，可以输出与向对应于它们的右方向、左方向的旋转操作对应的手势输入信号。此外，手势虚拟输入单元130在左光标键与右光标键、下光标键与上光标键被持续同时输入一定时间以上时，可以输出与对应于它们的收缩、放大操作对应的手势输入信号。

这样，在持续一定时间以上持续按键输入时将手势操作设为有效，由此，手势虚拟输入单元130可以区分通常的按键输入与用于进行手势操作的按键输入。即，对于不满一定时间的按键输入，可以输出通常的按键输入信号，对于持续一定时间以上的按键输入，可以输出手势输入信号。由此，即使在按键的数量少的数值控制装置中，也能够实现利用了键盘的手势操作。

使用图4的流程图，对数值控制装置100的动作过程进行说明。

S1：模式切换单元110根据规定的按键输入等，将键盘驱动器切换为使用了通常的键盘驱动器的键盘模式、使用了虚拟触摸面板驱动器的触摸面板模式中的某一个。

S2：作用点指定单元120检测特别按键的输入，设定手势操作的作用点。例如，作用点指定单元120在与特别按键对应起来的窗口的中心设定作用点。此时在显示单元150中，在作用点上显示光标。

S3：手势虚拟输入单元130检测上下左右的光标键等的输入，生成、输出手势输入信号。此时在显示单元150中，在作用点上显示表示手势操作的种类的光标。

S4：手势虚拟输入单元130输出的手势输入信号转发给应用程序。在应用程序上，实现与手势虚拟输入单元130输出的手势输入信号对应的功能或者动作。

接着，使用图5和图6，对数值控制装置100的一实施例进行说明。如图4所示，本实施例涉及的数值控制装置100具有作为按键输入单元140的键盘、作为显示单元150的显示器设备。作为模式切换单元110而使用设置于键盘的模式切换按键。此外，在作用点指定单元120中使用键盘上的“位置”(Position)、“程序”(Program)、“工具偏移”(Tool Offset)、“图形”(Graph)、“消息”(Message)各按键。这五个按键分别与显示于显示器的五个窗口对应，用于在这些窗口内设定作用点。此外，在手势虚拟输入单元130中使用键盘上的上下左右的光标键。

此外，如图5所示，典型来说数值控制装置100具有：OS、键盘驱动器、应用程序、共享RAM。键盘驱动器内置通常的键盘驱动器与虚拟触摸面板驱动器的功能，在输入了模式切换按键时，在作为通常的键盘驱动器而进行动作的键盘模式与作为虚拟触摸面板驱动器而进行动作的触摸面板模式之间进行切换。即，键盘驱动器在触摸面板模式为有效时，激活虚拟触摸面板驱动器。这样，键盘驱动器实现模式切换单元110的功能。另外，键盘驱动器在触摸面板模式中，可以不将上下左右的光标键的输入传递给通常的键盘驱动器，而是专门传递给虚拟触摸面板驱动器。或者，如上所述，也可以通过上下左右的光标键的输入持续时间来决定将输入传递给哪个驱动器。

此外，键盘驱动器在触摸面板模式中输入了“位置”(Position)、“程序”(Program)、“工具偏移”(Tool Offset)、“图形”(Graph)、“消息”(Message)各键(以下，称为画面选择键)时，在与这些画面选择键对应的各窗口内设定作用点。这样，按键驱动器实现作用点指定单元120的功能。并且，键盘驱动器当在触摸面板模式中输入了上下左右的光标键时，生成对应的手势输入信号并输出给OS。这样，键盘驱动器实现手势虚拟输入单元130的功能。

OS将从键盘驱动器输出的按键输入信号或者手势输入信号输出给应用程序。即，针对应用程序输出滑动、旋转、缩放等操作事件。

应用程序根据从OS取得的按键输入信号或者手势输入信号执行规定动作。分配给手势输入信号的功能或者动作可以任意安装到每一个应用程序。例如，显示程序列表的应用程序在检测出上下滑动的手势输入信号时，可以进行使程序列表上下滚动的动作。此外，在检测出左右滑动的手势输入信号时，可以执行切换显示中的内容的***的功能。进行工具数据的显示的应用程序在检测出上下滑动的手势输入信号时，可以进行增减工具号码的动作。此外，在检测出左右滑动的手势输入信号时，可以执行切换工具种类的功能。

共享RAM是能够实现用于OS或者应用程序与键盘驱动器之间的信息共享的存储区域。例如，OS或者应用程序在使当前显示器设备显示窗口时，将窗口的显示位置(例如，表示矩形区域的两端点的坐标的设置)写入共享RAM。在显示多个窗口时，各窗口的显示位置写入到共享RAM。键盘驱动器例如可以在设定作用点时参照共享RAM，取得分配给特别按键的窗口的显示位置，可以根据该显示位置来计算作用点。

使用图7的流程图，对本实施例中的数值控制装置100的动作过程进行说明。

S11：OS或者应用程序在显示画面(窗口)时，将画面的显示位置写入到共享RAM。

S12：键盘驱动器在每次按下键盘上的模式切换按键时，在键盘模式与触摸面板模式之间相互切换键盘驱动器的模式。在为触摸面板模式时，激活虚拟触摸面板驱动器。

S13：虚拟触摸面板驱动器周期性地监视画面选择键的状态。在检测出按下画面选择键时，从共享RAM读入与按下画面选择键对应起来的画面位置。此外，虚拟触摸面板驱动器根据取得的画面位置，求出该画面的中心点，将中心点设定为作用点。并且，虚拟触摸面板驱动器在中心点显示规定的光标。由此，针对用户表示是作用点的位置和触摸面板模式。

S14：虚拟触摸面板驱动器周期性地监视光标键的状态。在检测按下光标键持续一定时间时，在按下的期间，生成与按下的光标键对应起来的手势输入信号，重复输出给OS。

S15：OS在取得手势输入信号时，针对应用程序输出操作事件。

S16：应用程序执行与操作事件对应的功能或者动作。

根据本实施方式，虚拟触摸面板驱动器根据来自键盘的输入信号，来识别手势操作的作用点与手势操作，变换为表示手势操作的输入信号。由此，即使在不具有触摸面板的数值控制装置中，利用应用程序的触摸面板对应功能也变得容易。此外，由于能够通过所有的应用程序通过通用的按键输入来进行通用的手势操作，因此操作性得以提升。此外，由于不需要应用程序侧的个别改善，因此可以抑制开发成本。

另外，本发明并非限定于上述实施方式，能够在不脱离其精神的范围内进行适当变更。本发明在其发明范围内能够进行实施方式的任意结构要素的变形，或者实施方式的任意结构要素的省略。

例如，在本发明中，还包含针对上述实施方式没有提及的各种手势操作分配任意的按键输入。即，在上述实施方式中，示出了针对滑动、旋转、缩放这样的手势操作分配上下左右的光标键或者其组合的示例。但是，手势操作并非限定于此。此外，也可以将上下左右的光标键以外的按键或者其组合分配给任意手势。

此外，在上述实施方式中，示出了在由作用点指定单元120选择出的显示区域的中心设定作用点的示例，但是也可以任意设定作用点的位置。例如，由于多数情况下在画面左侧记载文本，因此在显示文本的应用程序中，如果在画面左端设定作用点，即使在进行了放大和缩小时也容易目视确认内容。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并非限定于上述实施方式的示例，通过增加适当的变更，可以通过其他方式来进行实施。

Claims (8)

1.一种数值控制装置，其通过按键输入来进行手势操作，其特征在于，所述数值控制装置具有：

按键输入单元，其具有第一按键和第二按键；

作用点指定单元，其根据所述第一按键的输入，设定所述手势操作的作用点；以及

手势虚拟输入单元，其根据所述第二按键的输入，输出表示所述手势操作的手势输入信号。

2.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，

所述数值控制装置还具有：显示单元，其显示包含多个区域的画面，

所述按键输入单元具有多个所述第一按键，

一个所述第一按键与一个所述区域预先被对应起来，

所述作用点指定单元在与所述第一按键预先对应起来的所述区域内设定所述作用点。

3.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，

所述手势虚拟输入单元包含：

第一操作，选择所述手势操作的种类；以及

第二操作，决定所述手势操作的种类。

4.根据权利要求3所述的数值控制装置，其特征在于，

所述第一操作是按下所述第二按键，

所述第二操作是按下所述第二按键持续规定时间。

5.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，

所述数值控制装置还具有：模式切换单元，其激活所述作用点指定单元和所述手势虚拟输入单元，

通过激活所述作用点指定单元和所述手势虚拟输入单元，在所述第一按键和第二按键的输入时所述数值控制装置的动作发生变化。

6.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，

所述数值控制装置还具有：显示单元，其显示包含多个区域的画面，

所述显示单元根据所述第一按键的输入，在所述作用点显示光标。

7.根据权利要求1所述的数值控制装置，其特征在于，

所述数值控制装置还具有：显示单元，其显示包含多个区域的画面，

所述显示单元根据所述第二按键的输入，显示与所述手势操作对应的光标。

8.一种在数值控制装置中通过按键输入来进行手势操作的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

通过第一按键输入，选择在画面上显示的多个区域中的一个区域；

通过第二按键输入，选择所述手势操作的种类；以及

通过第二按键输入，决定所述手势操作的种类。