JP4003560B2 - 数値調整装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計測制御装置、携帯情報端末など、使用者が表示されている数値を調整する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
計測制御装置などにおいて、使用者が数値を指定するには、使用者が操作する何らかの入力・調整機構が必要である。例えば、数値をデジタル表示する装置の場合、使用者にとって最も簡便な構成の一つは、０から９までの数値、及び小数点などその他必要な記号や左右移動などの操作を入力するための入力スイッチをそれぞれ独立して設けるものである。しかしこれでは相当数の入力スイッチ及び対応する入力回路が必要となってコストが上昇するため、装置における数値調整操作の必要度に比して過分のコストを要する構成となる可能性がある。また十個を超える入力スイッチは相応の設置面積をも必要とするため、装置のパネル設計にも制限を与えることがある。
【０００３】
そこで、数値を調整するための別の構成として、それぞれ数値の増減に対応する二つの入力スイッチを設けたものや、回転方向を数値の増減に対応させたロータリエンコーダを設けたものが考案された。前者は一方のスイッチを押すと数値を最小単位だけ増加させ、他方のスイッチを押すと数値を最小単位だけ減少させる。後者は、一方に予め定めた量だけ回転させると数値を最小単位だけ増加させ、反対方向に回転させると数値を減少させる。
【０００４】
しかしこれらの構成では、数値を現在指定されている数値と大幅に異なる値に調整しようとする際に、スイッチを押す回数やロータリエンコーダを回す量が大きくなり、非常に手間と時間がかかってしまう。このため、これらの構成において、スイッチを押下し続けていると数値を変位させる単位を大きくする、もしくはロータリエンコーダを高速に回転させると、回転速度に比例するよりも大きな変位をさせる、というように変位速度を可変となす改善がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の速度を可変とした構成においては、例えばロータリエンコーダであれば、数値を大きく変位させ続けるためにはそれなりに速く回転させ続ける必要があり、使用者は、望む数値に調整するために、高速な回転を続け、適当なところで停止させる、という矛盾するとも思える操作をしなくてはならなかった。回転させ続けて数値が大きく行き過ぎてしまった場合は、ロータリエンコーダを逆方向に再び高速で回転させ且つ適当なところで止めなくてはならないと分かっているため、操作に対する使用者の心理的負担も大きい。
【０００６】
本発明は、使用者が数値を調整する必要のある装置において、部品点数を少なくして数値入力スイッチではなく例えば一つのロータリエンコーダを採用した場合に、使用者が数値を現在指定されている数値と大幅に異なる値に調整する操作を効率的に行うことができるような数値調整装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はこれらの問題に鑑みなされたものであり、表示されている数値を調整するための装置であって、調整対象数値をデジタル数値もしくはアナログ数値として表示する表示手段と、増減方向と変化量を入力する入力手段と、前記入力増減方向と前記入力変化量を前記調整対象数値の変位量に変換して前記調整対象数値に反映させる変換手段とからなり、該変換手段は、変位の単位量もしくは前記入力変化量と変位の単位量の積を前記入力増減方向に応じて正負となしたものを変位量とし、前記入力変化量が予め定めた値を超えて増加したら前記変位の単位量を増加させ、前記入力変化量を０と見なせる状態が予め定めた期間連続したら前記変位の単位量を最小値に設定し、前記入力増減方向が切り換えられた場合は前記変位の単位量を保持するとともに、前記調整対象数値に前記変位量を加算することを特徴とする数値調整装置を提案するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による数値調整装置は、表示装置に表示させた数値を、使用者がロータリエンコーダなどの入力手段によって増減させて調整するものである。入力手段によって入力された情報を変換し、数値の変更に反映させる。その変換方法は以下のようなものである。まず、入力手段によって入力された情報を、調整対象数値に対する増加もしくは減少の方向の情報と、数値の変化に対する速度の情報に変換する。例えば入力手段がロータリエンコーダであれば、増減方向はロータリエンコーダが回転する方向であり、速度はロータリエンコーダが回転する回転速度である。一方、調整対象数値を変位させる単位を、予め定めておく。調整対象数値が１０進表記の整数であれば、変位の単位量は、表示する数値の桁に従い、１、１０、１００、……のようにしておくのが一般的である。
【０００９】
更に、ロータリエンコーダの回転速度を変位の単位量のレベルに従って同様にレベル分けしておく。そして、測定したロータリエンコーダの回転速度がそのレベルを超えるたびに、変位の単位量を、例えば１、１０、１００のように増加させてゆく。ここで、一度増加させた変位の単位量は、ロータリエンコーダの回転速度が一定期間連続して０と見なせる状態にならない限り減少させない。
【００１０】
つまり、入力手段における変化量を調整対象数値の変位と比例させるのではなく、入力手段における変化量の変化を、調整対象数値の変位の単位量の切り換えに使用する。これによって、基本的に、入力手段における変化量が同一でも、調整対象数値を異なった変位の単位量で増減させることが可能となる。勿論、入力手段における変化量を、更に変位の単位量に比例させ、より大きな変位をもたらす要素として用いる構成も可能である。また、ロータリエンコーダの回転方向が切り換えられるとき、切り換わる途中で回転速度が一定期間連続して０になることなく切り換わった場合は、調整対象数値の変位の単位量を減少させない。
入力手段としては、上気したロータリエンコーダの他、ジョイスティック、ダイアル、マウス、マウスのホイールなどを使用することが可能である。ジョイスティックであれば、増減方向はスティックに対する操作方向、変化量はスティックに対する操作の大きさである。ダイアルであれば、増減方向はダイアルの回転方向、変化量はダイアルの基準位置からの回転角度である。マウスであれば、増減方向はマウスの移動方向、変化量はマウスの移動速度であり、マウスのホイールであれば、増減方向はホイールの回転方向、変化量はホイールの回転速度である。このように、増減方向と変化量とを入力できるものであれば、入力手段として使用することができる。更に、増減方向と変化量とを独立した別個の入力手段に割り当てても構わない。例えば、増減方向をトグルスイッチで切り換え、変化量をダイアルの回転角度として使用することも可能である。
【００１１】
【作用】
本発明による数値調整装置は、調整対象数値をデジタル数値もしくはアナログ数値として表示する表示手段と、増減方向と変化量を入力する入力手段と、前記入力増減方向と前記入力変化量を前記調整対象数値の変位量に変換して前記調整対象数値に反映させる変換手段とからなり、該変換手段は、変位の単位量もしくは前記入力変化量と変位の単位量の積を前記入力増減方向に応じて正負となしたものを変位量とし、前記入力変化量が予め定めた値を超えて増加したら前記変位の単位量を増加させ、前記入力変化量を０と見なせる状態が予め定めた期間連続したら前記変位の単位量を最小値に設定し、前記入力増減方向が切り換えられた場合は前記変位の単位量を保持するとともに、前記調整対象数値に前記変位量を加算するものであるので、表示している調整対象数値を入力手段によって増減させることができる。
【００１２】
入力手段における変化量と調整対象数値の変位の単位量のレベルを予め対応させておき、入力手段における変化量が大きくなったら変位の単位量を増加させるので、調整対象数値により容易に大きな変位を加えることができる。また、その後入力手段における変化量を小さくしても、変化量が一定期間連続して０と見なせる状態にならない限り変位の単位量を大きいまま保持するため、調整対象数値に対してより大きな変位を加え続けることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、必ずしも以下の実施例に限るものではない。
以下、第１実施例の詳細を、添付図面を参照して説明する。図１は以下の実施例において説明する数値調整装置の電気的ブロック図である。ただし本発明になる数値調整装置を説明するのに必要な構成のみ記述した。図２は本実施例における、調整対象の数値の状態遷移図である。
【００１４】
図１において、ＣＰＵ１は、中央演算処理ユニットであって演算処理を実行する。ＲＯＭ２は読み出し専用の不揮発メモリであり、ＣＰＵ１が実行するプログラム及びデータの初期値を内蔵する。ＲＡＭ３は読み書き可能なランダムアクセスメモリであり、ＣＰＵ１がプログラムを実行する際に作業領域として使用する。ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、ロータリエンコーダ５、及び表示装置４と、入出力ポートもしくはバスを介して接続している。また、ＣＰＵ１はタイマを内蔵しており、時間を計測することができる。ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、及びタイマのモジュールは、これらを一つのパッケージに封入し、入出力ポートもしくはバス端子を持つワンチップコンピュータを使用してもよいし、別々の部品を基板上で接続したもの、もしくは複数の基板をケーブルなどで接続したものでもよい。
【００１５】
表示装置４は少なくとも調整対象の数値を表示する機能を持つものであり、ここでは、数値を文字として複数桁表示するデジタル表示装置を使用する。具体的には、例えば数字及び必要な場合には小数点記号及び負記号を表示でき、必要な桁数を表示できるキャラクタ液晶表示装置や、必要な桁数及び記号などを表示できるドット数を持ったグラフィック液晶表示装置、または７セグメントのＬＥＤ表示部材を必要桁だけ並べたものなどを使用することができる。
【００１６】
ロータリエンコーダ５は使用者がそのつまみを操作して時計方向／反時計方向に回転させることができるものであり、どちらの方向に回転したか、及びどれだけ回転したかという情報を出力する。ここでは一般的な光学式のインクリメンタル・ロータリエンコーダを使用するが、接触式、磁気式などの他の方式のロータリエンコーダを使用しても勿論構わない。ロータリエンコーダ５は、機構的には、外部から力を加える限り、どちらの方向にも無制限に回転させることが可能であり、力を加えるのを止めると停止する。
【００１７】
検出原理は以下のようである。つまみと同軸に円盤を取りつけ、円盤の適当な円周位置にスリットを断続的に設け、その円盤を挟んで発光素子と受光素子を対面させて設置する。つまみを回転させると発光素子から受光素子への光が通ったり遮られたりするので、受光素子の受信信号をパルスとして検出し、計数することによって、どれだけ回転したかを測定することができる。また発光素子と受光素子を二組、互いに位相をずらして設置し、それぞれの受光素子の出力パルス（一般的にＡ相、Ｂ相と呼ばれる）を比較することにより、回転方向を検出することができる。
【００１８】
この方式のロータリエンコーダは、ある時点からどちらの方向へどれだけ回転したかを検出することはできるが、回転角度の絶対値を検出することはできず、それゆえインクリメンタル方式と呼ばれる。ＣＰＵ１は、ロータリエンコーダ５のＡ相、Ｂ相出力を入力し、パルスの変化の仕方を比較することにより、ロータリエンコーダ５が時計方向に一単位、もしくは反時計方向に一単位回転したことを検出することができる。ＣＰＵ１は、例えば、内蔵するタイマにより１００乃至数１００ｍｓの一定時間間隔を計測し、その一定時間内にロータリエンコーダ５から出力されるパルスを計数することにより、その時点におけるロータリエンコーダ５の回転速度を求めることができる。
【００１９】
次に、ロータリエンコーダ５を用いた数値調整方法について、図２の、調整対象の数値の状態遷移図を用いて詳細に説明する。状態遷移図においては、状態を角の丸い四角内に表記し、ある状態から別の状態、もしくは同じ状態への遷移を矢印で表現する。矢印には、その遷移を生じる事象を表記し、更にその事象が満たすべき条件をカギ括弧内に表記する。カギ括弧内の条件を満たす事象が発生したときに、初めて状態遷移が起こる。以下では、ロータリエンコーダ５のつまみを時計方向に回転させた場合（ＣＷ）に数値を増加させ、反時計方向に回転させた場合（ＣＣＷ）に数値を減少させると定義する。それに応じて、ロータリエンコーダ５の回転速度は、増減方向と合わせ、時計方向に回転させた場合を正、反時計方向に回転させた場合を負とする。また数値の変位の単位量を１、１０、及び１００とする。更に、変位の単位量を切り換える基準として使用するロータリエンコーダ５の回転速度をｖ１およびｖ２と定義する。変位の単位量及びそれを切り換える基準として用いる回転速度は、回転方向が反時計方向である場合はそれぞれ−１を掛けて負にした値を使用する。
【００２０】
まず装置は、調整対象数値を表示装置４に表示する。このとき表示する数値は、場合によって、装置が起動した直後であればＲＯＭ２から読み出した初期値であったり、何らかの計測値、もしくは以前に調整した数値をＲＡＭ３に格納しておいたものを読み出した数値であったりする。
調整対象数値は、調整開始直後は初期値であり一定である（Ｓ１１）。ＣＰＵ１は一定時間ごとにロータリエンコーダ５の速度を検出する。例えば使用者がロータリエンコーダ５のつまみを時計方向に回転させたとすると、ロータリエンコーダ５の速度が０から正に変化する。その速度がｖ１よりも小さければ、ＣＰＵ１はその速度が検出されるたびに調整対象数値を１だけ増加させる（Ｓ１２）。ＣＰＵ１は、調整対象数値を変位させた場合は、結果の数値を表示装置４に表示する。使用者がロータリエンコーダ５を更に速く回転させ、速度がｖ１以上になると、ＣＰＵ１は変位の単位量を１から１０に切り換え、調整対象数値を１０だけ増加させる（Ｓ１３）。ただし、この後ロータリエンコーダ５の回転速度がｖ１を下回っても、回転速度が正である限り、変位の単位量は１０のままに留め、対象数値を１０だけ増加させる。これによって、使用者は、調整する桁を一桁上げながら、ロータリエンコーダ５のつまみを回転させる速度は桁を上げた後落とすことができるため、より容易に当該桁を望む数値に調整することが可能となる。
【００２１】
ＣＰＵ１は、表示装置４がカーソル表示機能、もしくはグラフィックデータの重ね合わせ表示機能を持っている場合は、変位の単位量に応じた桁位置に、カーソルもしくは強調表示のための矩形などを同時に表示することが望ましい。これによって、変位の単位量を切り換えるとともに、その桁位置を他と区別して強調表示することができるため、使用者が現在の変位の単位量をより容易に認識することが可能となる。
【００２２】
更に使用者がロータリエンコーダ５をより速く回転させ、速度がｖ２以上になると、ＣＰＵ１は変位の単位量を１０から１００に切り換え、調整対象数値を１００だけ増加させる（Ｓ１４）。同様に、この後ロータリエンコーダ５の回転速度がｖ２を下回っても、回転速度が正である限り、変位の単位量は１００のままに留め、対象数値を１００だけ増加させる。
使用者がロータリエンコーダ５を時計方向ではなく、反時計方向に回転させた場合は、調整対象数値の変位の単位量及び変位の単位量を切り換える基準とする回転速度を、それぞれ正ではなく負値として評価し、同様な制御を実行する（Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７）。
【００２３】
使用者がロータリエンコーダ５の回転を停止させたら、ＣＰＵ１は調整対象数値を変位させるのを停止して一定に保つ（Ｓ１１）。この際、ＣＰＵ１は、回転速度が０になったことを検出したら即座に変位を停止させるのではなく、ロータリエンコーダ５の回転速度を検出する一定時間の少なくとも複数回、連続して回転速度が０であった場合に、初めて一定状態に移行する。回転速度が０である間は、変位の単位量を保持するが、調整対象数値に変位を加えはしない。これによって、ロータリエンコーダ５の回転に対する数値の変位の応答をある程度高速に保ちながら、ロータリエンコーダ５を常に一定速度以上で回転させていないと変位の単位量がすぐに最小値に戻ってしまうという心理的負担から使用者を解放することができる。またこれによって、次に説明する回転方向の切り換えに対応することもできる。
【００２４】
使用者がロータリエンコーダ５を回転させている最中に、回転方向を切り換える場合の動作を説明する。今使用者がロータリエンコーダ５を時計方向に回転させており、変位の単位量が１０であったとする（Ｓ１３）。ここで使用者がロータリエンコーダ５の回転方向を時計方向から反時計方向に切り換えた場合、変位の単位量を最小単位の負値である−１から始めるのではなく、時計方向に回転させていたときの変位の単位量である１０の負値である−１０に設定する（Ｓ１３→Ｓ１６）。
【００２５】
ロータリエンコーダ５の回転方向を切り換えるタイミングによっては、ＣＰＵ１が回転速度を検出する際に、回転速度が正から負に移行する間に速度０が検出されることもあり得るが、前段落で説明したように、ＣＰＵ１は少なくとも複数回連続して回転速度０を検出しない限り、変位の単位量を最小値に戻さない。このため、使用者がごく普通の感覚で回転方向を切り換えれば、同じ絶対値の変位の単位量を保ったまま、調整対象数値を増減させられることができ、この場合であれば、１０の桁の数値を増減どちらの方向にも滑らかに調整することが可能となる。
【００２６】
調整対象数値が調整可能な範囲の上限及び下限を持つ場合は、ＣＰＵ１は、調整対象数値がその上限及び下限を超えないよう、調整結果を修正する。その修正方法には、少なくとも二通りの選択肢を考えることができる。例えば、調整対象数値の現在値が９８７であり、その上限値が９９９であって、また現在の変位の単位量が１００であったとする。ここで、ロータリエンコーダ５が更に時計方向に回転させられた場合、１００だけ増加させると調整対象数値がその上限を超えてしまう。ここで、一つ目の方法は、１００だけ増加させることができない場合は調整対象数値を変位させず、９８７のままに留めるというものである。
【００２７】
二つ目の方法は、上限を超える場合は上限に修正する、つまり９８７を９９９に変位させるというものである。それぞれに長短があり、使用者が１の桁と１０の桁の数字を変えずに１００の桁の数字のみを変更したいと意図していたような場合には、意図しない桁の数字が変更されないという点で前者の方法の方が優れていると考えられる。一方で、使用者がロータリエンコーダ５を時計方向に回転させており、また調整対象数値がまだ増加し得る範囲にあるにもかかわらず、数値が変位しないとなると、使用者の使用感が悪くなる恐れがあり、この点では後者の方法の方が優れていると考えられる。どのような方法を選択するかは、この数値調整方法を実装するアプリケーションの方針に依る。
【００２８】
本実施例では変位の単位量を３レベルとしたが、これを４レベル以上に増加させるのは容易である。この場合は、それに応じて変位の単位量を切り換える基準として使用するロータリエンコーダ５の回転速度のレベルも増加させる。また調整対象数値が整数ではなく実数であるような場合も、変位の単位量の最小値を、調整に必要な最も細かい桁、例えば０．０１にすることで、容易に対応することが可能である。
【００２９】
また、本実施例では、調整対象数値の変位量として、ＣＰＵ１がロータリエンコーダ５の速度を求める一定時間ごとに、常に変位の単位量を採用した。これは、ロータリエンコーダ５の回転速度が、ある意味で変位の単位量の切り換えにのみ使用され、使用者がロータリエンコーダ５を高速に回転させても、現在変位の対象となっている桁の数字が高速に変更させられるわけではないことを意味する。この方法は、明示的な変位の単位量の切り換えに基づいて調整対象数値を変位させるという観点からは妥当なものだと考えられる。しかし、変位の単位量を切り換えつつ、更に、実際に変位させるときは、ロータリエンコーダ５の回転速度に比例させて変位の単位量を何倍かした数値を変位に用いる、ということも可能である。アプリケーションによってはそのような方法で実装した方が効率的に操作できる。
【００３０】
更に、本実施例では、表示装置としてデジタル表示装置を使用したが、アナログ表示装置を使用することも可能である。一般的なアナログ指示計を用いても構わないし、調整対象数値が大きくなるに従って低い方の桁の数値の精度が要求されなくなるようなアプリケーションにおいては、対数目盛のアナログ指示計を用いてもよい。また、変位の単位量のレベルの数だけ、それぞれ独立させてアナログ指示計を設置し、変位の単位量を切り換えるたびに、操作に対して直接表示が変更されるアナログ指示計を切り換える構成でもよい。
【００３１】
使用者は、この数値調整方法が実装された装置を初めて操作する際には、ｖ１及びｖ２のレベルを直感的に把握していないため、慣れるまでに少しの期間を要する可能性がある。しかし慣れるに従い、より高速に数値調整を行うことができるようになる。
【００３２】
以下、第２実施例の詳細を、添付図面を参照して説明する。尚、数値調整装置の電気的な部分は第１実施例で図示、説明したものと同じであるので説明は割愛する。第１実施例とは、数値の調整方法が異なる。図３は実施例における、調整対象の数値の状態遷移図である。
本実施例における数値調整方法について、図３の、調整対象の数値の状態遷移図を用いて詳細に説明する。以下では、ロータリエンコーダ５のつまみを時計方向に回転させた場合（ＣＷ）に数値を増加させ、反時計方向に回転させた場合（ＣＣＷ）に数値を減少させると定義する。それに応じて、ロータリエンコーダ５の回転速度は、増減方向と合わせ、時計方向に回転させた場合を正、反時計方向に回転させた場合を負とする。また数値の変位の単位量を１、１０、及び１００とする。ここまでの定義は第１実施例と共通である。最後に、変位の単位量を切り換える基準として使用するロータリエンコーダ５の回転速度をｖ０と定義する。変位の単位量及びそれを切り換える基準として用いる回転速度は、回転方向が反時計方向である場合はそれぞれ−１を掛けて負にした値を使用する。
【００３３】
調整対象数値は、調整開始直後は初期値であり一定である（Ｓ２１）。ＣＰＵ１は一定時間ごとにロータリエンコーダ５の速度を検出する。例えば使用者がロータリエンコーダ５のつまみを時計方向に回転させたとすると、ロータリエンコーダ５の速度が０から正に変化する。その速度がｖ０よりも小さければ、ＣＰＵ１はその速度が検出されるたびに調整対象数値を１だけ増加させる（Ｓ２２）。ＣＰＵ１は、調整対象数値を変位させた場合は、結果の数値を表示装置４に表示する。使用者がロータリエンコーダ５を更に速く回転させ、速度がｖ０以上になると、ＣＰＵ１は変位の単位量を１から１０に切り換え、調整対象数値を１０だけ増加させる（Ｓ２３）。この後ロータリエンコーダ５の回転速度がｖ０を下回った場合、回転速度が正である限り、変位の単位量は１０のままに留め、対象数値を１０だけ増加させる。これによって、使用者は、調整する桁を一桁上げながら、ロータリエンコーダ５のつまみを回転させる速度は桁を上げた後落とすことができるため、より容易に当該桁を望む数値に調整することが可能となる。
【００３４】
更に、使用者がロータリエンコーダ５の回転速度をｖ０よりも下に落とさずに回転させ続けた場合、ＣＰＵ１は、少なくとも複数回連続して回転速度がｖ０以上であることを検出したら、変位の単位量を１０から１００に切り換え、調整対象数値を１００だけ増加させる（Ｓ２４）。同様に、この後ロータリエンコーダ５の回転速度がｖ０を下回った場合でも、回転速度が正である限り、変位の単位量は１００のままに留め、対象数値を１００だけ増加させる。
【００３５】
上記のような制御により、使用者がロータリエンコーダ５をｖ０以上の回転速度で回転させたら調整対象数値の変位の単位量を切り換えることになり、使用者がロータリエンコーダ５をｖ０を下回る低速度で回転させたときは、調整対象数値は現在の変位の単位量だけ変位し、少しの間だけ速く回転させてｖ０以上にした後に低速に戻せば、調整対象数値は一段階大きな変位の単位量だけ変位し、またｖ０以上の速度を保てば、変位の単位量を連続的に増加させていくことが可能になる。この場合、ＣＰＵ１が変位の単位量を切り換える直後には調整対象数値を変位させない、という制御を加えることで、期待しない桁の数字が変更されてしまうことを防ぐことが可能になる。
正負の切り換え及び停止に関する制御などは実施例１と共通であり、説明を割愛する。
【００３６】
本実施例では、使用者がロータリエンコーダ５の回転速度をｖ０以上に保てば、変位の単位量を連続的に増加させていく方法を採用した。しかし、これとは別に、変位の単位量を一段階増加させた後は、回転速度が一旦ｖ０を下回った後に再びｖ０以上にならない限り、変位の単位量を更に増加させない、という方法も容易に考えられる。この方法を採用した場合は、回転速度を短時間だけ速くしてから元に戻すことが、変位の単位量の増加を意味する操作になる。
実施例１と同様、使用者は、この数値調整方法が実装された装置を初めて操作する際には、ｖ０のレベルを直感的に把握していないため、慣れるまでに少しの期間を要する可能性がある。しかし慣れるに従い、より高速に数値調整を行うことができるようになる。
【００３７】
以下、第３実施例の詳細を、添付図面を参照して説明する。図４は以下の実施例において説明する数値調整装置の電気的ブロック図である。ただし本発明になる数値調整装置を説明するのに必要な構成のみ記述した。図５は本実施例における、調整対象の数値の状態遷移図である。
【００３８】
図４において、ＣＰＵ１は、中央演算処理ユニットであって演算処理を実行する。ＲＯＭ２は読み出し専用の不揮発メモリであり、ＣＰＵ１が実行するプログラム及びデータの初期値を内蔵する。ＲＡＭ３は読み書き可能なランダムアクセスメモリであり、ＣＰＵ１がプログラムを実行する際に作業領域として使用する。ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、及び表示装置４と、入出力ポートもしくはバスを介して接続している。更にＣＰＵ１は、Ａ／Ｄ（アナログデジタル変換）機能器を内蔵し、Ａ／Ｄ入力ポートを介してジョイスティック６と接続している。また、ＣＰＵ１はタイマを内蔵しており、時間を計測することができる。ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、Ａ／Ｄ変換器及びタイマのモジュールは、これらを一つのパッケージに封入し、入出力ポートもしくはバス端子を持つワンチップコンピュータを使用してもよいし、別々の部品を基板上で接続したもの、もしくは複数の基板をケーブルなどで接続したものでもよい。
【００３９】
表示装置４は少なくとも調整対象の数値を表示する機能を持つものであり、ここでは、数値を文字として複数桁表示するデジタル表示装置を使用する。具体的には、例えば数字及び必要な場合には小数点記号及び負記号を表示でき、必要な桁数を表示できるキャラクタ液晶表示装置や、必要な桁数及び記号などを表示できるドット数を持ったグラフィック液晶表示装置、または７セグメントのＬＥＤ表示部材を必要桁だけ並べたものなどを使用することができる。
【００４０】
ジョイスティック６は使用者がスティックを予め定められた方向に傾けることができるものであり、どちらの方向に傾けられたか、及びどれだけ傾いたかという情報を出力する。ここではポテンショメータを用いた一軸のジョイスティック６を使用するが、二軸のジョイスティックを用いてそのうち一軸を数値調整に割り当てても構わないし、スティックの傾き検出にロータリエンコーダを使用するものでも、またスティックを回転させる軸を持たず、スティックを固定して圧力センサでスティックに加えられた力を検出する方式のものでも構わない。ジョイスティック６はスティックの根元に回転軸を設置し、バネを用いて、スティックに力がかかっていないときにはスティックが中心の定められた位置に自動的に戻るようにしてある。使用者は、中心位置から、その回転軸の回転する順逆二つの方向にスティックをある程度まで傾けることができる。
【００４１】
更に、回転軸にはポテンショメータが取り付けてある。ポテンショメータは回転角を電圧に変換する電子部品であり、ジョイスティック６はこの電圧を出力する。ジョイスティック６が出力する電圧は、例えばスティックが中心位置にある状態を０Ｖとし、スティックを傾けることができる二つの方向をそれぞれ正負の電圧に対応させ、傾きが大きいほど大きな電圧を出力するようにしてもよいし、出力電圧を０〜５Ｖとし、その中心の２．５Ｖをスティックが中心位置にある状態に対応させてもよい。
【００４２】
ＣＰＵ１は、ジョイスティック６が出力した電圧をＡ／Ｄ入力ポートより入力し、Ａ／Ｄ変換によって入力電圧をデジタル値に変換した後、ジョイスティック６の仕様に基づいた演算によって入力電圧をスティックの傾き角度に変換する。ＣＰＵ１は、例えば、内蔵するタイマにより数１０乃至数１００ｍｓの一定時間間隔を計測し、その一定時間ごとにジョイスティック６の出力電圧を計測して演算することにより、その時点におけるジョイスティック６の傾いている方向及びその傾き角度を求めることができる。
【００４３】
次に、ジョイスティック６を用いた数値調整方法について、図５の、調整対象の数値の状態遷移図を用いて詳細に説明する。以下では、ジョイスティック６のスティックは左右に傾けることができるように設置してあるものとし、右に傾けた場合に数値を増加させ、左に傾けた場合に数値を減少させると定義する。それに応じて、ジョイスティック６の傾き角度は、増減方向と合わせ、右に傾けた場合を正、左に傾けた場合を負とする。また数値の変位の単位量を１、１０、及び１００とする。
【００４４】
更に、変位の単位量を切り換える基準として使用するジョイスティック６の傾き角度をθ１およびθ２と定義する。変位の単位量及びそれを切り換える基準として用いる傾き角度は、左に傾けられた場合はそれぞれ−１を掛けて負にした値を使用する。
まず装置は、調整対象数値を表示装置４に表示する。このとき表示する数値は、場合によって、装置が起動した直後であればＲＯＭ２から読み出した初期値であるかもしれないし、何らかの計測値、もしくは以前に調整した数値をＲＡＭ３に格納しておいたものを読み出した数値であるかもしれない。
【００４５】
調整対象数値は、調整開始直後は初期値であり一定である（Ｓ３１）。ＣＰＵ１は一定時間ごとにジョイスティック６の傾き角度を検出する。例えば使用者がジョイスティック６のスティックを右に傾けたとすると、ジョイスティック６が出力する傾き角度が０から正に変化する。その傾き角度がθ１よりも小さければ、ＣＰＵ１はその傾き角度が検出されるたびに調整対象数値を１だけ増加させる（Ｓ３２）。ＣＰＵ１は、調整対象数値を変位させた場合は、結果の数値を表示装置４に表示する。使用者がジョイスティック６を更に大きく傾け、傾き角度がθ１以上になると、ＣＰＵ１は変位の単位量を１から１０に切り換え、調整対象数値を１０だけ増加させる（Ｓ３３）。ただし、この後ジョイスティック６の傾き角度がθ１を下回っても、傾き角度が正である限り、変位の単位量は１０のままに留め、対象数値を１０だけ増加させる。
【００４６】
更に使用者がジョイスティック６をより大きく傾け、傾き角度がθ２以上になると、ＣＰＵ１は変位の単位量を１０から１００に切り換え、調整対象数値を１００だけ増加させる（Ｓ３４）。同様に、この後ジョイスティック６の傾き角度がθ２を下回っても、傾き角度が正である限り、変位の単位量は１００のままに留め、対象数値を１００だけ増加させる。
【００４７】
使用者がジョイスティック６を右ではなく左に傾けた場合は、調整対象数値の変位の単位量及び変位の単位量を切り換える基準とする傾き角度を、それぞれ正ではなく負値として評価し、同様な制御を実行する（Ｓ３５、Ｓ３６、Ｓ３７）。
使用者がジョイスティック６の傾きを中心に戻すか、使用者がスティックから手を放してスティックが自動的に中心位置に戻ると、ＣＰＵ１は調整対象数値を変位させるのを停止して一定に保つ（Ｓ３１）。この際、ＣＰＵ１は、傾き角度が中心位置になったことを検出したら即座に変位を停止させるのではなく、ジョイスティック６の傾き角度を検出する一定時間の少なくとも複数回、連続して傾き角度が中心位置であった場合に、初めて一定状態に移行する。傾き角度が中心位置である間は、変位の単位量を保持するが、調整対象数値に変位を加えはしない。これによって、次に説明する傾き方向の切り換えに対応することができる。
【００４８】
使用者が、ジョイスティック６を、中心位置から傾けるのではなく、どちらかに傾けている状態から別の方向に傾きを切り換える場合の動作を説明する。今使用者がジョイスティック６を右に傾けており、変位の単位量が１０であったとする（Ｓ３３）。ここで使用者がジョイスティック６の傾き方向を右から左に切り換えた場合、変位の単位量を最小単位の負値である−１から始めるのではなく、右に傾けていたときの変位の単位量である１０の負値である−１０に設定する（Ｓ３３→Ｓ３６）。
【００４９】
ジョイスティック６の傾き方向を切り換えるタイミングによっては、ＣＰＵ１が傾き角度を検出する際に、傾き角度が右から左に移行する間に中心位置が検出されることもあり得るが、前段落で説明したように、ＣＰＵ１は少なくとも複数回連続して中心位置を検出しない限り、変位の単位量を最小値に戻さない。このため、使用者がごく普通の感覚で傾き方向を切り換えれば、同じ絶対値の変位の単位量を保ったまま、調整対象数値を増減させられることができ、この場合であれば、１０の桁の数値を増減どちらの方向にも滑らかに調整することが可能となる。
【００５０】
調整対象数値が調整可能な範囲の上限及び下限を持つ場合の対処、及び変位の単位量のレベル数や調整対象数値の表現型に関する説明は、第１実施例と同等であるので割愛する。本実施例では、調整対象数値の変位量として、ＣＰＵ１がジョイスティック６の傾き角度を求める一定時間ごとに、常に変位の単位量を採用した。これは、ジョイスティック６の傾き角度が、ある意味で変位の単位量の切り換えにのみ使用され、使用者がジョイスティック６をどれだけ大きく傾けても、現在変位の対象となっている桁の数字が高速に変更させられるわけではないことを意味する。この方法は、明示的な変位の単位量の切り換えに基づいて調整対象数値を変位させるという観点からは妥当なものだと考えられる。しかし、変位の単位量を切り換えつつ、更に、実際に変位させるときは、ジョイスティック６の傾き角度に比例させて変位の単位量を何倍かした数値を変位に用いる、ということも可能である。アプリケーションによってはそのような方法で実装した方が効率的に操作できる。
【００５１】
使用者は、この数値調整方法が実装された装置を初めて操作する際には、θ１及びθ２のレベルを直感的に把握していないため、慣れるまでに少しの期間を要する可能性がある。しかし慣れるに従い、より高速に数値調整を行うことができるようになる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明による数値調整装置は、調整対象数値をデジタル数値もしくはアナログ数値として表示する表示手段と、増減方向と変化量を入力する入力手段と、前記入力増減方向と前記入力変化量を前記調整対象数値の変位量に変換して前記調整対象数値に反映させる変換手段とからなり、該変換手段は、変位の単位量もしくは前記入力変化量と変位の単位量の積を前記入力増減方向に応じて正負となしたものを変位量とし、前記入力変化量が予め定めた値を超えて増加したら前記変位の単位量を増加させ、前記入力変化量を０と見なせる状態が予め定めた期間連続したら前記変位の単位量を最小値に設定し、前記入力増減方向が切り換えられた場合は前記変位の単位量を保持するとともに、前記調整対象数値に前記変位量を加算するものであるので、使用者は、数値を現在指定されている数値と大幅に異なる値に調整する操作を、効率的に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の装置の電気的ブロック図である。
【図２】調整対象数値の状態遷移図である。
【図３】調整対象数値の状態遷移図である。
【図４】実施例の装置の電気的ブロック図である。
【図５】調整対象数値の状態遷移図である。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
２ ＲＯＭ
３ ＲＡＭ
４ 表示装置
５ ロータリエンコーダ
６ ジョイスティック
【発明の属する技術分野】
本発明は、計測制御装置、携帯情報端末など、使用者が表示されている数値を調整する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
計測制御装置などにおいて、使用者が数値を指定するには、使用者が操作する何らかの入力・調整機構が必要である。例えば、数値をデジタル表示する装置の場合、使用者にとって最も簡便な構成の一つは、０から９までの数値、及び小数点などその他必要な記号や左右移動などの操作を入力するための入力スイッチをそれぞれ独立して設けるものである。しかしこれでは相当数の入力スイッチ及び対応する入力回路が必要となってコストが上昇するため、装置における数値調整操作の必要度に比して過分のコストを要する構成となる可能性がある。また十個を超える入力スイッチは相応の設置面積をも必要とするため、装置のパネル設計にも制限を与えることがある。
【０００３】
そこで、数値を調整するための別の構成として、それぞれ数値の増減に対応する二つの入力スイッチを設けたものや、回転方向を数値の増減に対応させたロータリエンコーダを設けたものが考案された。前者は一方のスイッチを押すと数値を最小単位だけ増加させ、他方のスイッチを押すと数値を最小単位だけ減少させる。後者は、一方に予め定めた量だけ回転させると数値を最小単位だけ増加させ、反対方向に回転させると数値を減少させる。
【０００４】
しかしこれらの構成では、数値を現在指定されている数値と大幅に異なる値に調整しようとする際に、スイッチを押す回数やロータリエンコーダを回す量が大きくなり、非常に手間と時間がかかってしまう。このため、これらの構成において、スイッチを押下し続けていると数値を変位させる単位を大きくする、もしくはロータリエンコーダを高速に回転させると、回転速度に比例するよりも大きな変位をさせる、というように変位速度を可変となす改善がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の速度を可変とした構成においては、例えばロータリエンコーダであれば、数値を大きく変位させ続けるためにはそれなりに速く回転させ続ける必要があり、使用者は、望む数値に調整するために、高速な回転を続け、適当なところで停止させる、という矛盾するとも思える操作をしなくてはならなかった。回転させ続けて数値が大きく行き過ぎてしまった場合は、ロータリエンコーダを逆方向に再び高速で回転させ且つ適当なところで止めなくてはならないと分かっているため、操作に対する使用者の心理的負担も大きい。
【０００６】
本発明は、使用者が数値を調整する必要のある装置において、部品点数を少なくして数値入力スイッチではなく例えば一つのロータリエンコーダを採用した場合に、使用者が数値を現在指定されている数値と大幅に異なる値に調整する操作を効率的に行うことができるような数値調整装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はこれらの問題に鑑みなされたものであり、表示されている数値を調整するための装置であって、調整対象数値をデジタル数値もしくはアナログ数値として表示する表示手段と、増減方向と変化量を入力する入力手段と、前記入力増減方向と前記入力変化量を前記調整対象数値の変位量に変換して前記調整対象数値に反映させる変換手段とからなり、該変換手段は、変位の単位量もしくは前記入力変化量と変位の単位量の積を前記入力増減方向に応じて正負となしたものを変位量とし、前記入力変化量が予め定めた値を超えて増加したら前記変位の単位量を増加させ、前記入力変化量を０と見なせる状態が予め定めた期間連続したら前記変位の単位量を最小値に設定し、前記入力増減方向が切り換えられた場合は前記変位の単位量を保持するとともに、前記調整対象数値に前記変位量を加算することを特徴とする数値調整装置を提案するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による数値調整装置は、表示装置に表示させた数値を、使用者がロータリエンコーダなどの入力手段によって増減させて調整するものである。入力手段によって入力された情報を変換し、数値の変更に反映させる。その変換方法は以下のようなものである。まず、入力手段によって入力された情報を、調整対象数値に対する増加もしくは減少の方向の情報と、数値の変化に対する速度の情報に変換する。例えば入力手段がロータリエンコーダであれば、増減方向はロータリエンコーダが回転する方向であり、速度はロータリエンコーダが回転する回転速度である。一方、調整対象数値を変位させる単位を、予め定めておく。調整対象数値が１０進表記の整数であれば、変位の単位量は、表示する数値の桁に従い、１、１０、１００、……のようにしておくのが一般的である。
【０００９】
更に、ロータリエンコーダの回転速度を変位の単位量のレベルに従って同様にレベル分けしておく。そして、測定したロータリエンコーダの回転速度がそのレベルを超えるたびに、変位の単位量を、例えば１、１０、１００のように増加させてゆく。ここで、一度増加させた変位の単位量は、ロータリエンコーダの回転速度が一定期間連続して０と見なせる状態にならない限り減少させない。
【００１０】
つまり、入力手段における変化量を調整対象数値の変位と比例させるのではなく、入力手段における変化量の変化を、調整対象数値の変位の単位量の切り換えに使用する。これによって、基本的に、入力手段における変化量が同一でも、調整対象数値を異なった変位の単位量で増減させることが可能となる。勿論、入力手段における変化量を、更に変位の単位量に比例させ、より大きな変位をもたらす要素として用いる構成も可能である。また、ロータリエンコーダの回転方向が切り換えられるとき、切り換わる途中で回転速度が一定期間連続して０になることなく切り換わった場合は、調整対象数値の変位の単位量を減少させない。
入力手段としては、上気したロータリエンコーダの他、ジョイスティック、ダイアル、マウス、マウスのホイールなどを使用することが可能である。ジョイスティックであれば、増減方向はスティックに対する操作方向、変化量はスティックに対する操作の大きさである。ダイアルであれば、増減方向はダイアルの回転方向、変化量はダイアルの基準位置からの回転角度である。マウスであれば、増減方向はマウスの移動方向、変化量はマウスの移動速度であり、マウスのホイールであれば、増減方向はホイールの回転方向、変化量はホイールの回転速度である。このように、増減方向と変化量とを入力できるものであれば、入力手段として使用することができる。更に、増減方向と変化量とを独立した別個の入力手段に割り当てても構わない。例えば、増減方向をトグルスイッチで切り換え、変化量をダイアルの回転角度として使用することも可能である。
【００１１】
【作用】
本発明による数値調整装置は、調整対象数値をデジタル数値もしくはアナログ数値として表示する表示手段と、増減方向と変化量を入力する入力手段と、前記入力増減方向と前記入力変化量を前記調整対象数値の変位量に変換して前記調整対象数値に反映させる変換手段とからなり、該変換手段は、変位の単位量もしくは前記入力変化量と変位の単位量の積を前記入力増減方向に応じて正負となしたものを変位量とし、前記入力変化量が予め定めた値を超えて増加したら前記変位の単位量を増加させ、前記入力変化量を０と見なせる状態が予め定めた期間連続したら前記変位の単位量を最小値に設定し、前記入力増減方向が切り換えられた場合は前記変位の単位量を保持するとともに、前記調整対象数値に前記変位量を加算するものであるので、表示している調整対象数値を入力手段によって増減させることができる。
【００１２】
入力手段における変化量と調整対象数値の変位の単位量のレベルを予め対応させておき、入力手段における変化量が大きくなったら変位の単位量を増加させるので、調整対象数値により容易に大きな変位を加えることができる。また、その後入力手段における変化量を小さくしても、変化量が一定期間連続して０と見なせる状態にならない限り変位の単位量を大きいまま保持するため、調整対象数値に対してより大きな変位を加え続けることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、必ずしも以下の実施例に限るものではない。
以下、第１実施例の詳細を、添付図面を参照して説明する。図１は以下の実施例において説明する数値調整装置の電気的ブロック図である。ただし本発明になる数値調整装置を説明するのに必要な構成のみ記述した。図２は本実施例における、調整対象の数値の状態遷移図である。
【００１４】
図１において、ＣＰＵ１は、中央演算処理ユニットであって演算処理を実行する。ＲＯＭ２は読み出し専用の不揮発メモリであり、ＣＰＵ１が実行するプログラム及びデータの初期値を内蔵する。ＲＡＭ３は読み書き可能なランダムアクセスメモリであり、ＣＰＵ１がプログラムを実行する際に作業領域として使用する。ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、ロータリエンコーダ５、及び表示装置４と、入出力ポートもしくはバスを介して接続している。また、ＣＰＵ１はタイマを内蔵しており、時間を計測することができる。ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、及びタイマのモジュールは、これらを一つのパッケージに封入し、入出力ポートもしくはバス端子を持つワンチップコンピュータを使用してもよいし、別々の部品を基板上で接続したもの、もしくは複数の基板をケーブルなどで接続したものでもよい。
【００１５】
表示装置４は少なくとも調整対象の数値を表示する機能を持つものであり、ここでは、数値を文字として複数桁表示するデジタル表示装置を使用する。具体的には、例えば数字及び必要な場合には小数点記号及び負記号を表示でき、必要な桁数を表示できるキャラクタ液晶表示装置や、必要な桁数及び記号などを表示できるドット数を持ったグラフィック液晶表示装置、または７セグメントのＬＥＤ表示部材を必要桁だけ並べたものなどを使用することができる。
【００１６】
ロータリエンコーダ５は使用者がそのつまみを操作して時計方向／反時計方向に回転させることができるものであり、どちらの方向に回転したか、及びどれだけ回転したかという情報を出力する。ここでは一般的な光学式のインクリメンタル・ロータリエンコーダを使用するが、接触式、磁気式などの他の方式のロータリエンコーダを使用しても勿論構わない。ロータリエンコーダ５は、機構的には、外部から力を加える限り、どちらの方向にも無制限に回転させることが可能であり、力を加えるのを止めると停止する。
【００１７】
検出原理は以下のようである。つまみと同軸に円盤を取りつけ、円盤の適当な円周位置にスリットを断続的に設け、その円盤を挟んで発光素子と受光素子を対面させて設置する。つまみを回転させると発光素子から受光素子への光が通ったり遮られたりするので、受光素子の受信信号をパルスとして検出し、計数することによって、どれだけ回転したかを測定することができる。また発光素子と受光素子を二組、互いに位相をずらして設置し、それぞれの受光素子の出力パルス（一般的にＡ相、Ｂ相と呼ばれる）を比較することにより、回転方向を検出することができる。
【００１８】
この方式のロータリエンコーダは、ある時点からどちらの方向へどれだけ回転したかを検出することはできるが、回転角度の絶対値を検出することはできず、それゆえインクリメンタル方式と呼ばれる。ＣＰＵ１は、ロータリエンコーダ５のＡ相、Ｂ相出力を入力し、パルスの変化の仕方を比較することにより、ロータリエンコーダ５が時計方向に一単位、もしくは反時計方向に一単位回転したことを検出することができる。ＣＰＵ１は、例えば、内蔵するタイマにより１００乃至数１００ｍｓの一定時間間隔を計測し、その一定時間内にロータリエンコーダ５から出力されるパルスを計数することにより、その時点におけるロータリエンコーダ５の回転速度を求めることができる。
【００１９】
次に、ロータリエンコーダ５を用いた数値調整方法について、図２の、調整対象の数値の状態遷移図を用いて詳細に説明する。状態遷移図においては、状態を角の丸い四角内に表記し、ある状態から別の状態、もしくは同じ状態への遷移を矢印で表現する。矢印には、その遷移を生じる事象を表記し、更にその事象が満たすべき条件をカギ括弧内に表記する。カギ括弧内の条件を満たす事象が発生したときに、初めて状態遷移が起こる。以下では、ロータリエンコーダ５のつまみを時計方向に回転させた場合（ＣＷ）に数値を増加させ、反時計方向に回転させた場合（ＣＣＷ）に数値を減少させると定義する。それに応じて、ロータリエンコーダ５の回転速度は、増減方向と合わせ、時計方向に回転させた場合を正、反時計方向に回転させた場合を負とする。また数値の変位の単位量を１、１０、及び１００とする。更に、変位の単位量を切り換える基準として使用するロータリエンコーダ５の回転速度をｖ１およびｖ２と定義する。変位の単位量及びそれを切り換える基準として用いる回転速度は、回転方向が反時計方向である場合はそれぞれ−１を掛けて負にした値を使用する。
【００２０】
まず装置は、調整対象数値を表示装置４に表示する。このとき表示する数値は、場合によって、装置が起動した直後であればＲＯＭ２から読み出した初期値であったり、何らかの計測値、もしくは以前に調整した数値をＲＡＭ３に格納しておいたものを読み出した数値であったりする。
調整対象数値は、調整開始直後は初期値であり一定である（Ｓ１１）。ＣＰＵ１は一定時間ごとにロータリエンコーダ５の速度を検出する。例えば使用者がロータリエンコーダ５のつまみを時計方向に回転させたとすると、ロータリエンコーダ５の速度が０から正に変化する。その速度がｖ１よりも小さければ、ＣＰＵ１はその速度が検出されるたびに調整対象数値を１だけ増加させる（Ｓ１２）。ＣＰＵ１は、調整対象数値を変位させた場合は、結果の数値を表示装置４に表示する。使用者がロータリエンコーダ５を更に速く回転させ、速度がｖ１以上になると、ＣＰＵ１は変位の単位量を１から１０に切り換え、調整対象数値を１０だけ増加させる（Ｓ１３）。ただし、この後ロータリエンコーダ５の回転速度がｖ１を下回っても、回転速度が正である限り、変位の単位量は１０のままに留め、対象数値を１０だけ増加させる。これによって、使用者は、調整する桁を一桁上げながら、ロータリエンコーダ５のつまみを回転させる速度は桁を上げた後落とすことができるため、より容易に当該桁を望む数値に調整することが可能となる。
【００２１】
ＣＰＵ１は、表示装置４がカーソル表示機能、もしくはグラフィックデータの重ね合わせ表示機能を持っている場合は、変位の単位量に応じた桁位置に、カーソルもしくは強調表示のための矩形などを同時に表示することが望ましい。これによって、変位の単位量を切り換えるとともに、その桁位置を他と区別して強調表示することができるため、使用者が現在の変位の単位量をより容易に認識することが可能となる。
【００２２】
更に使用者がロータリエンコーダ５をより速く回転させ、速度がｖ２以上になると、ＣＰＵ１は変位の単位量を１０から１００に切り換え、調整対象数値を１００だけ増加させる（Ｓ１４）。同様に、この後ロータリエンコーダ５の回転速度がｖ２を下回っても、回転速度が正である限り、変位の単位量は１００のままに留め、対象数値を１００だけ増加させる。
使用者がロータリエンコーダ５を時計方向ではなく、反時計方向に回転させた場合は、調整対象数値の変位の単位量及び変位の単位量を切り換える基準とする回転速度を、それぞれ正ではなく負値として評価し、同様な制御を実行する（Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７）。
【００２３】
使用者がロータリエンコーダ５の回転を停止させたら、ＣＰＵ１は調整対象数値を変位させるのを停止して一定に保つ（Ｓ１１）。この際、ＣＰＵ１は、回転速度が０になったことを検出したら即座に変位を停止させるのではなく、ロータリエンコーダ５の回転速度を検出する一定時間の少なくとも複数回、連続して回転速度が０であった場合に、初めて一定状態に移行する。回転速度が０である間は、変位の単位量を保持するが、調整対象数値に変位を加えはしない。これによって、ロータリエンコーダ５の回転に対する数値の変位の応答をある程度高速に保ちながら、ロータリエンコーダ５を常に一定速度以上で回転させていないと変位の単位量がすぐに最小値に戻ってしまうという心理的負担から使用者を解放することができる。またこれによって、次に説明する回転方向の切り換えに対応することもできる。
【００２４】
使用者がロータリエンコーダ５を回転させている最中に、回転方向を切り換える場合の動作を説明する。今使用者がロータリエンコーダ５を時計方向に回転させており、変位の単位量が１０であったとする（Ｓ１３）。ここで使用者がロータリエンコーダ５の回転方向を時計方向から反時計方向に切り換えた場合、変位の単位量を最小単位の負値である−１から始めるのではなく、時計方向に回転させていたときの変位の単位量である１０の負値である−１０に設定する（Ｓ１３→Ｓ１６）。
【００２５】
ロータリエンコーダ５の回転方向を切り換えるタイミングによっては、ＣＰＵ１が回転速度を検出する際に、回転速度が正から負に移行する間に速度０が検出されることもあり得るが、前段落で説明したように、ＣＰＵ１は少なくとも複数回連続して回転速度０を検出しない限り、変位の単位量を最小値に戻さない。このため、使用者がごく普通の感覚で回転方向を切り換えれば、同じ絶対値の変位の単位量を保ったまま、調整対象数値を増減させられることができ、この場合であれば、１０の桁の数値を増減どちらの方向にも滑らかに調整することが可能となる。
【００２６】
調整対象数値が調整可能な範囲の上限及び下限を持つ場合は、ＣＰＵ１は、調整対象数値がその上限及び下限を超えないよう、調整結果を修正する。その修正方法には、少なくとも二通りの選択肢を考えることができる。例えば、調整対象数値の現在値が９８７であり、その上限値が９９９であって、また現在の変位の単位量が１００であったとする。ここで、ロータリエンコーダ５が更に時計方向に回転させられた場合、１００だけ増加させると調整対象数値がその上限を超えてしまう。ここで、一つ目の方法は、１００だけ増加させることができない場合は調整対象数値を変位させず、９８７のままに留めるというものである。
【００２７】
二つ目の方法は、上限を超える場合は上限に修正する、つまり９８７を９９９に変位させるというものである。それぞれに長短があり、使用者が１の桁と１０の桁の数字を変えずに１００の桁の数字のみを変更したいと意図していたような場合には、意図しない桁の数字が変更されないという点で前者の方法の方が優れていると考えられる。一方で、使用者がロータリエンコーダ５を時計方向に回転させており、また調整対象数値がまだ増加し得る範囲にあるにもかかわらず、数値が変位しないとなると、使用者の使用感が悪くなる恐れがあり、この点では後者の方法の方が優れていると考えられる。どのような方法を選択するかは、この数値調整方法を実装するアプリケーションの方針に依る。
【００２８】
本実施例では変位の単位量を３レベルとしたが、これを４レベル以上に増加させるのは容易である。この場合は、それに応じて変位の単位量を切り換える基準として使用するロータリエンコーダ５の回転速度のレベルも増加させる。また調整対象数値が整数ではなく実数であるような場合も、変位の単位量の最小値を、調整に必要な最も細かい桁、例えば０．０１にすることで、容易に対応することが可能である。
【００２９】
また、本実施例では、調整対象数値の変位量として、ＣＰＵ１がロータリエンコーダ５の速度を求める一定時間ごとに、常に変位の単位量を採用した。これは、ロータリエンコーダ５の回転速度が、ある意味で変位の単位量の切り換えにのみ使用され、使用者がロータリエンコーダ５を高速に回転させても、現在変位の対象となっている桁の数字が高速に変更させられるわけではないことを意味する。この方法は、明示的な変位の単位量の切り換えに基づいて調整対象数値を変位させるという観点からは妥当なものだと考えられる。しかし、変位の単位量を切り換えつつ、更に、実際に変位させるときは、ロータリエンコーダ５の回転速度に比例させて変位の単位量を何倍かした数値を変位に用いる、ということも可能である。アプリケーションによってはそのような方法で実装した方が効率的に操作できる。
【００３０】
更に、本実施例では、表示装置としてデジタル表示装置を使用したが、アナログ表示装置を使用することも可能である。一般的なアナログ指示計を用いても構わないし、調整対象数値が大きくなるに従って低い方の桁の数値の精度が要求されなくなるようなアプリケーションにおいては、対数目盛のアナログ指示計を用いてもよい。また、変位の単位量のレベルの数だけ、それぞれ独立させてアナログ指示計を設置し、変位の単位量を切り換えるたびに、操作に対して直接表示が変更されるアナログ指示計を切り換える構成でもよい。
【００３１】
使用者は、この数値調整方法が実装された装置を初めて操作する際には、ｖ１及びｖ２のレベルを直感的に把握していないため、慣れるまでに少しの期間を要する可能性がある。しかし慣れるに従い、より高速に数値調整を行うことができるようになる。
【００３２】
以下、第２実施例の詳細を、添付図面を参照して説明する。尚、数値調整装置の電気的な部分は第１実施例で図示、説明したものと同じであるので説明は割愛する。第１実施例とは、数値の調整方法が異なる。図３は実施例における、調整対象の数値の状態遷移図である。
本実施例における数値調整方法について、図３の、調整対象の数値の状態遷移図を用いて詳細に説明する。以下では、ロータリエンコーダ５のつまみを時計方向に回転させた場合（ＣＷ）に数値を増加させ、反時計方向に回転させた場合（ＣＣＷ）に数値を減少させると定義する。それに応じて、ロータリエンコーダ５の回転速度は、増減方向と合わせ、時計方向に回転させた場合を正、反時計方向に回転させた場合を負とする。また数値の変位の単位量を１、１０、及び１００とする。ここまでの定義は第１実施例と共通である。最後に、変位の単位量を切り換える基準として使用するロータリエンコーダ５の回転速度をｖ０と定義する。変位の単位量及びそれを切り換える基準として用いる回転速度は、回転方向が反時計方向である場合はそれぞれ−１を掛けて負にした値を使用する。
【００３３】
調整対象数値は、調整開始直後は初期値であり一定である（Ｓ２１）。ＣＰＵ１は一定時間ごとにロータリエンコーダ５の速度を検出する。例えば使用者がロータリエンコーダ５のつまみを時計方向に回転させたとすると、ロータリエンコーダ５の速度が０から正に変化する。その速度がｖ０よりも小さければ、ＣＰＵ１はその速度が検出されるたびに調整対象数値を１だけ増加させる（Ｓ２２）。ＣＰＵ１は、調整対象数値を変位させた場合は、結果の数値を表示装置４に表示する。使用者がロータリエンコーダ５を更に速く回転させ、速度がｖ０以上になると、ＣＰＵ１は変位の単位量を１から１０に切り換え、調整対象数値を１０だけ増加させる（Ｓ２３）。この後ロータリエンコーダ５の回転速度がｖ０を下回った場合、回転速度が正である限り、変位の単位量は１０のままに留め、対象数値を１０だけ増加させる。これによって、使用者は、調整する桁を一桁上げながら、ロータリエンコーダ５のつまみを回転させる速度は桁を上げた後落とすことができるため、より容易に当該桁を望む数値に調整することが可能となる。
【００３４】
更に、使用者がロータリエンコーダ５の回転速度をｖ０よりも下に落とさずに回転させ続けた場合、ＣＰＵ１は、少なくとも複数回連続して回転速度がｖ０以上であることを検出したら、変位の単位量を１０から１００に切り換え、調整対象数値を１００だけ増加させる（Ｓ２４）。同様に、この後ロータリエンコーダ５の回転速度がｖ０を下回った場合でも、回転速度が正である限り、変位の単位量は１００のままに留め、対象数値を１００だけ増加させる。
【００３５】
上記のような制御により、使用者がロータリエンコーダ５をｖ０以上の回転速度で回転させたら調整対象数値の変位の単位量を切り換えることになり、使用者がロータリエンコーダ５をｖ０を下回る低速度で回転させたときは、調整対象数値は現在の変位の単位量だけ変位し、少しの間だけ速く回転させてｖ０以上にした後に低速に戻せば、調整対象数値は一段階大きな変位の単位量だけ変位し、またｖ０以上の速度を保てば、変位の単位量を連続的に増加させていくことが可能になる。この場合、ＣＰＵ１が変位の単位量を切り換える直後には調整対象数値を変位させない、という制御を加えることで、期待しない桁の数字が変更されてしまうことを防ぐことが可能になる。
正負の切り換え及び停止に関する制御などは実施例１と共通であり、説明を割愛する。
【００３６】
本実施例では、使用者がロータリエンコーダ５の回転速度をｖ０以上に保てば、変位の単位量を連続的に増加させていく方法を採用した。しかし、これとは別に、変位の単位量を一段階増加させた後は、回転速度が一旦ｖ０を下回った後に再びｖ０以上にならない限り、変位の単位量を更に増加させない、という方法も容易に考えられる。この方法を採用した場合は、回転速度を短時間だけ速くしてから元に戻すことが、変位の単位量の増加を意味する操作になる。
実施例１と同様、使用者は、この数値調整方法が実装された装置を初めて操作する際には、ｖ０のレベルを直感的に把握していないため、慣れるまでに少しの期間を要する可能性がある。しかし慣れるに従い、より高速に数値調整を行うことができるようになる。
【００３７】
以下、第３実施例の詳細を、添付図面を参照して説明する。図４は以下の実施例において説明する数値調整装置の電気的ブロック図である。ただし本発明になる数値調整装置を説明するのに必要な構成のみ記述した。図５は本実施例における、調整対象の数値の状態遷移図である。
【００３８】
図４において、ＣＰＵ１は、中央演算処理ユニットであって演算処理を実行する。ＲＯＭ２は読み出し専用の不揮発メモリであり、ＣＰＵ１が実行するプログラム及びデータの初期値を内蔵する。ＲＡＭ３は読み書き可能なランダムアクセスメモリであり、ＣＰＵ１がプログラムを実行する際に作業領域として使用する。ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、及び表示装置４と、入出力ポートもしくはバスを介して接続している。更にＣＰＵ１は、Ａ／Ｄ（アナログデジタル変換）機能器を内蔵し、Ａ／Ｄ入力ポートを介してジョイスティック６と接続している。また、ＣＰＵ１はタイマを内蔵しており、時間を計測することができる。ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、Ａ／Ｄ変換器及びタイマのモジュールは、これらを一つのパッケージに封入し、入出力ポートもしくはバス端子を持つワンチップコンピュータを使用してもよいし、別々の部品を基板上で接続したもの、もしくは複数の基板をケーブルなどで接続したものでもよい。
【００３９】
表示装置４は少なくとも調整対象の数値を表示する機能を持つものであり、ここでは、数値を文字として複数桁表示するデジタル表示装置を使用する。具体的には、例えば数字及び必要な場合には小数点記号及び負記号を表示でき、必要な桁数を表示できるキャラクタ液晶表示装置や、必要な桁数及び記号などを表示できるドット数を持ったグラフィック液晶表示装置、または７セグメントのＬＥＤ表示部材を必要桁だけ並べたものなどを使用することができる。
【００４０】
ジョイスティック６は使用者がスティックを予め定められた方向に傾けることができるものであり、どちらの方向に傾けられたか、及びどれだけ傾いたかという情報を出力する。ここではポテンショメータを用いた一軸のジョイスティック６を使用するが、二軸のジョイスティックを用いてそのうち一軸を数値調整に割り当てても構わないし、スティックの傾き検出にロータリエンコーダを使用するものでも、またスティックを回転させる軸を持たず、スティックを固定して圧力センサでスティックに加えられた力を検出する方式のものでも構わない。ジョイスティック６はスティックの根元に回転軸を設置し、バネを用いて、スティックに力がかかっていないときにはスティックが中心の定められた位置に自動的に戻るようにしてある。使用者は、中心位置から、その回転軸の回転する順逆二つの方向にスティックをある程度まで傾けることができる。
【００４１】
更に、回転軸にはポテンショメータが取り付けてある。ポテンショメータは回転角を電圧に変換する電子部品であり、ジョイスティック６はこの電圧を出力する。ジョイスティック６が出力する電圧は、例えばスティックが中心位置にある状態を０Ｖとし、スティックを傾けることができる二つの方向をそれぞれ正負の電圧に対応させ、傾きが大きいほど大きな電圧を出力するようにしてもよいし、出力電圧を０〜５Ｖとし、その中心の２．５Ｖをスティックが中心位置にある状態に対応させてもよい。
【００４２】
ＣＰＵ１は、ジョイスティック６が出力した電圧をＡ／Ｄ入力ポートより入力し、Ａ／Ｄ変換によって入力電圧をデジタル値に変換した後、ジョイスティック６の仕様に基づいた演算によって入力電圧をスティックの傾き角度に変換する。ＣＰＵ１は、例えば、内蔵するタイマにより数１０乃至数１００ｍｓの一定時間間隔を計測し、その一定時間ごとにジョイスティック６の出力電圧を計測して演算することにより、その時点におけるジョイスティック６の傾いている方向及びその傾き角度を求めることができる。
【００４３】
次に、ジョイスティック６を用いた数値調整方法について、図５の、調整対象の数値の状態遷移図を用いて詳細に説明する。以下では、ジョイスティック６のスティックは左右に傾けることができるように設置してあるものとし、右に傾けた場合に数値を増加させ、左に傾けた場合に数値を減少させると定義する。それに応じて、ジョイスティック６の傾き角度は、増減方向と合わせ、右に傾けた場合を正、左に傾けた場合を負とする。また数値の変位の単位量を１、１０、及び１００とする。
【００４４】
更に、変位の単位量を切り換える基準として使用するジョイスティック６の傾き角度をθ１およびθ２と定義する。変位の単位量及びそれを切り換える基準として用いる傾き角度は、左に傾けられた場合はそれぞれ−１を掛けて負にした値を使用する。
まず装置は、調整対象数値を表示装置４に表示する。このとき表示する数値は、場合によって、装置が起動した直後であればＲＯＭ２から読み出した初期値であるかもしれないし、何らかの計測値、もしくは以前に調整した数値をＲＡＭ３に格納しておいたものを読み出した数値であるかもしれない。
【００４５】
調整対象数値は、調整開始直後は初期値であり一定である（Ｓ３１）。ＣＰＵ１は一定時間ごとにジョイスティック６の傾き角度を検出する。例えば使用者がジョイスティック６のスティックを右に傾けたとすると、ジョイスティック６が出力する傾き角度が０から正に変化する。その傾き角度がθ１よりも小さければ、ＣＰＵ１はその傾き角度が検出されるたびに調整対象数値を１だけ増加させる（Ｓ３２）。ＣＰＵ１は、調整対象数値を変位させた場合は、結果の数値を表示装置４に表示する。使用者がジョイスティック６を更に大きく傾け、傾き角度がθ１以上になると、ＣＰＵ１は変位の単位量を１から１０に切り換え、調整対象数値を１０だけ増加させる（Ｓ３３）。ただし、この後ジョイスティック６の傾き角度がθ１を下回っても、傾き角度が正である限り、変位の単位量は１０のままに留め、対象数値を１０だけ増加させる。
【００４６】
更に使用者がジョイスティック６をより大きく傾け、傾き角度がθ２以上になると、ＣＰＵ１は変位の単位量を１０から１００に切り換え、調整対象数値を１００だけ増加させる（Ｓ３４）。同様に、この後ジョイスティック６の傾き角度がθ２を下回っても、傾き角度が正である限り、変位の単位量は１００のままに留め、対象数値を１００だけ増加させる。
【００４７】
使用者がジョイスティック６を右ではなく左に傾けた場合は、調整対象数値の変位の単位量及び変位の単位量を切り換える基準とする傾き角度を、それぞれ正ではなく負値として評価し、同様な制御を実行する（Ｓ３５、Ｓ３６、Ｓ３７）。
使用者がジョイスティック６の傾きを中心に戻すか、使用者がスティックから手を放してスティックが自動的に中心位置に戻ると、ＣＰＵ１は調整対象数値を変位させるのを停止して一定に保つ（Ｓ３１）。この際、ＣＰＵ１は、傾き角度が中心位置になったことを検出したら即座に変位を停止させるのではなく、ジョイスティック６の傾き角度を検出する一定時間の少なくとも複数回、連続して傾き角度が中心位置であった場合に、初めて一定状態に移行する。傾き角度が中心位置である間は、変位の単位量を保持するが、調整対象数値に変位を加えはしない。これによって、次に説明する傾き方向の切り換えに対応することができる。
【００４８】
使用者が、ジョイスティック６を、中心位置から傾けるのではなく、どちらかに傾けている状態から別の方向に傾きを切り換える場合の動作を説明する。今使用者がジョイスティック６を右に傾けており、変位の単位量が１０であったとする（Ｓ３３）。ここで使用者がジョイスティック６の傾き方向を右から左に切り換えた場合、変位の単位量を最小単位の負値である−１から始めるのではなく、右に傾けていたときの変位の単位量である１０の負値である−１０に設定する（Ｓ３３→Ｓ３６）。
【００４９】
ジョイスティック６の傾き方向を切り換えるタイミングによっては、ＣＰＵ１が傾き角度を検出する際に、傾き角度が右から左に移行する間に中心位置が検出されることもあり得るが、前段落で説明したように、ＣＰＵ１は少なくとも複数回連続して中心位置を検出しない限り、変位の単位量を最小値に戻さない。このため、使用者がごく普通の感覚で傾き方向を切り換えれば、同じ絶対値の変位の単位量を保ったまま、調整対象数値を増減させられることができ、この場合であれば、１０の桁の数値を増減どちらの方向にも滑らかに調整することが可能となる。
【００５０】
調整対象数値が調整可能な範囲の上限及び下限を持つ場合の対処、及び変位の単位量のレベル数や調整対象数値の表現型に関する説明は、第１実施例と同等であるので割愛する。本実施例では、調整対象数値の変位量として、ＣＰＵ１がジョイスティック６の傾き角度を求める一定時間ごとに、常に変位の単位量を採用した。これは、ジョイスティック６の傾き角度が、ある意味で変位の単位量の切り換えにのみ使用され、使用者がジョイスティック６をどれだけ大きく傾けても、現在変位の対象となっている桁の数字が高速に変更させられるわけではないことを意味する。この方法は、明示的な変位の単位量の切り換えに基づいて調整対象数値を変位させるという観点からは妥当なものだと考えられる。しかし、変位の単位量を切り換えつつ、更に、実際に変位させるときは、ジョイスティック６の傾き角度に比例させて変位の単位量を何倍かした数値を変位に用いる、ということも可能である。アプリケーションによってはそのような方法で実装した方が効率的に操作できる。
【００５１】
使用者は、この数値調整方法が実装された装置を初めて操作する際には、θ１及びθ２のレベルを直感的に把握していないため、慣れるまでに少しの期間を要する可能性がある。しかし慣れるに従い、より高速に数値調整を行うことができるようになる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明による数値調整装置は、調整対象数値をデジタル数値もしくはアナログ数値として表示する表示手段と、増減方向と変化量を入力する入力手段と、前記入力増減方向と前記入力変化量を前記調整対象数値の変位量に変換して前記調整対象数値に反映させる変換手段とからなり、該変換手段は、変位の単位量もしくは前記入力変化量と変位の単位量の積を前記入力増減方向に応じて正負となしたものを変位量とし、前記入力変化量が予め定めた値を超えて増加したら前記変位の単位量を増加させ、前記入力変化量を０と見なせる状態が予め定めた期間連続したら前記変位の単位量を最小値に設定し、前記入力増減方向が切り換えられた場合は前記変位の単位量を保持するとともに、前記調整対象数値に前記変位量を加算するものであるので、使用者は、数値を現在指定されている数値と大幅に異なる値に調整する操作を、効率的に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の装置の電気的ブロック図である。
【図２】調整対象数値の状態遷移図である。
【図３】調整対象数値の状態遷移図である。
【図４】実施例の装置の電気的ブロック図である。
【図５】調整対象数値の状態遷移図である。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
２ ＲＯＭ
３ ＲＡＭ
４ 表示装置
５ ロータリエンコーダ
６ ジョイスティック
Claims (3)
- 表示されている数値を調整するための装置であって、調整対象数値をデジタル数値もしくはアナログ数値として表示する表示手段と、増減方向と変化量を入力する入力手段と、前記入力増減方向と前記入力変化量を前記調整対象数値の変位量に変換して前記調整対象数値に反映させる変換手段とからなり、該変換手段は、変位の単位量もしくは前記入力変化量と変位の単位量の積を前記入力増減方向に応じて正負となしたものを変位量とし、前記入力変化量が予め定めた値を超えて増加したら前記変位の単位量を増加させ、前記入力変化量を０と見なせる状態が予め定めた期間連続したら前記変位の単位量を最小値に設定し、前記入力増減方向が切り換えられた場合は前記変位の単位量を保持するとともに、前記調整対象数値に前記変位量を加算することを特徴とする数値調整装置。
- 前記入力手段がロータリエンコーダであり、前記入力増減方向は前記ロータリエンコーダの回転方向、前記入力変化量は前記ロータリエンコーダの回転速度であることを特徴とする請求項１記載の数値調整装置。
- 前記入力手段がジョイスティックであり、前記入力増減方向は前記ジョイスティックに対する操作方向、前記入力変化量は前記ジョイスティックに対する操作の大きさであることを特徴とする請求項１記載の数値調整装置。
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