JPH02190909A - 電気制御装置用の表示操作ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、電気制御装置におけるマンマシンインタフ
ェイス手段として有用な、新規の汎用表示操作装置に関
する。

従来技術 一般に、電気制御装置においては、それぞれ単一の目的
機能を有する表示器と操作スイッチとを組み合わせて、
所定の表示操作機能を実現するのが普通であるが、これ
では、表示操作の点数が多い複雑な装置に対しては、表
示器や操作スイッチの数が過大となってしまうという欠
点があるｂそこで、いわゆる汎用表示器としてのＣＲＴ
デイスプレィの採用によって表示器の数を減少させ、さ
らに、このＣＲＴデイスプレィとライトペンとを組み合
わせることによって、操作スイッチの数を減少させるこ
とも広く行なわれている所である。

ライトペンは、ＣＲＴデイスプレィ上の任意の光点が、
表示画面内における時系列上の点として一義的に決定さ
れることを利用するものであり、その基本構成は、コー
ド付きのペン状の保持具の先端に、ホトダイオード等の
受光素子を装着ｌ−たものである。

発明が解決しようとする課題 而して、かかる従来技術によるときは、ライトペンが、
ＣＲＴデイスプレィ上の光点を検出するものであるから
、これを画面上の特定の位置に移動して操作しなければ
ならず、したがって、従来の操作スイッチの操作感覚か
ら大きく離れてしま・い、−膜装置機械や工作機械等に
対する適用が極めて困難であるという問題があった。

そこで、この発明の目的は、ＣＲＴデイスプレィやＥＬ
（エレクトロルミネセンス）デイスプレィ等の一般的な
ドツト表示器の前面に、単位スイッチの集合からなる透
明なスイッチ板を設け、ドツト表示器上に表示されたス
イッチの個所を、スイッチ板を介して、手指で押し操作
することによって、任意の操作スイッチの機能を実現す
るようにした、新規の、汎用表示操作装置を提供するこ
とにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、ドツト
表示器と、ドツト表示器の前面を単位スイッチの集合に
分割する透明なスイッチ板と、制御装置本体とを設け、
制御装置本体は、外部からのコマンドに対応してドツト
表示器の表示画面を作る表示画面作成部と、表示画面に
含まれるスイッチを特定するための情報をスイッチマト
リクスに記憶更新するスイッチマトリクス作成部と、ス
イッチ板の単位スイッチの作動状態をスキャンする走査
部と、走査部の出力とスイッチマトリクスとを照合して
操作されたスイッチを特定し、外部に出力するスイッチ
検出部とを備えることをその要旨とする。

なお、表示画面作成部は、ユーザ表示データを参照して
表示画面を作るようにしてもよく、また、スイッチ検出
部の出力を解析し、所定のユーザ表示データを更新する
とともに、システム表示データを参照して所定の表示画
面を作るために、表示画面作成部を起動するデータ解析
部を付加してもよい。

さらに、表示画面に含まれるスイッチとランプ表示器と
のいずれか一方には、識別マークを付してもよ（、また
、スイッチ検出部は、誤操作検出機能を有するようにし
てもよいものとする。

作用 而して、かかる構成によるときは、表示画面作成部は、
外部からのコマンドに対応して、ドツト表示器上に任意
の表示画面を表示することができ、この表示画面は、透
明なスイッチ板を透して見ることができる。

一方、表示画面にスイッチが含まれているときは、スイ
ッチマトリクス作成部によって、そのスイッチを特定す
るための情報がスイッチマトリクスに記憶更新される。

そこで、スイッチ板を介して、表示画面のスイッチの位
置を押し操作すれば、当該個所の単位スイッチが作動し
、これを走査部によって検出することができる。スイッ
チ検出部は、走査部の出力をスイッチマトリクスと照合
することにより、作動した単位スイッチに対応するスイ
ッチを特定して、そのスイッチが操作された旨の出力信
号を外部に出力することができる。表示画面は、コマン
ドによって任意に切換え選択することができ、しかも、
その中のスイッチは、前述の手順によって常に特定する
ことができるから、ドツト表示器とスイッチ板とは、任
意個数の操作スイッチとして機能することができる。な
お、ドツト表示器は、その表示画面として、スイッチを
含まない一般的な文字・数字等からなる任意情報の表示
の他、表示画面中にランプ表示器を含めることにより、
任意個数のランプ表示器としても動作し得ることは、い
うまでもない。

表示画面作成部が、あらかじめ記憶されたユーザ表示デ
ータを参照して表示画面を作るときは、外部からのコマ
ンドは、表示画面を構成するすべてのデータを含む必要
はなく、たとえば、ユーザ表示データ中に用意されてい
る多数の表示画面の１枚を選択するのみで足るから、コ
マンド形式を著しく単純化することができる。

また、データ解析部を付加することにより、スイッチ検
出部の出力を利用して、所定のユーザ表示データの更新
を行なうとともに、システム表示データとして用意され
ている操作ガイド用の表示画面をドツト表示器上に選択
表示することができ、その表示画面中のスイッチを利用
して、さらにユーザ表示データを更新することができる
から、いわゆるセルフエデイツト機能を実現することが
できる。

表示画面中のスイッチ等に職別マークを付せば、スイッ
チであることを明瞭に指示することができ、さらに、ス
イッチ検出部に誤操作検出機能を持たせれば、たとえば
、スイッチ板に不用意に接触した際等に、誤った出力信
号を外部に送出してしまうおそれを有効に阻止すること
ができる。

以上のように作用するものである。

実施例 以下、図面を以って実施例を説明する。

汎用表示操作装置は、ドツト表示器１０と、スイッチ板
２０と、制御装置本体３０とを組み合わせてなる（第１
図）。

ドツト表示器１０は、ＣＲＴデイスプレィまたはＥＬデ
イスプレィ等の任意形式の表示器であって、その表示要
素は、前面に縦横に配列された多数のドツトの光点位置
を選択することにより、任意の表示画面を形成すること
ができるものである。

スイッチ板２０は、ドツト表示器１０の前面に配設され
た透明の感圧動作形の板状スイッチであり、その全体は
、縦横に配列された複数の単位スイッチ２１．２１・・
・の集合からなるものとする（第２図）。各単位スイッ
チ２１は、それぞれ独立の感圧スイッチを形成しており
、その作動状態は、各単位スイッチ２１ごとに独立して
、ま、たは、縦方向と横方向の単位スイッチ２１．２１
・・・の各列ごとにマトリクスとして、外部に引き出し
であるものとする。

なお、第２図において、各単位スイッチ２１の輪郭を形
成する枠線２１ａは、スイッチ板２０としては目視でき
ないものとし、各単位スイッチ２１に付したスイッチマ
ーク２１ｂとともに、ドツト表示器１０上の表示画面の
一部として表示されたものが、スイッチ板２０を透して
目視できるものとする。また、同図において黒塗りで示
すものは、その単位スイッチ２１の位置と大きさに適合
するように、たとえば、ドツト表示器１０上に反転表示
し、または色変化表示した表示画面を示すものとし、そ
の場合のスイッチマーク２１ｂは、白抜きで示すものと
する。

制御装置本体３０は、表示画面作成部３２と、スイッチ
マトリクス作成部３５と、走査部３７と、スイッチ検出
部３８とを主要部材としてなる（第１図）。すなわち、
外部からのコマンドＣは、入力部３１を介して表示画面
作成部３２に導かれ、その出力は、表示出力部３４を介
して、ドツト表示器１０に出力されている。また、表示
画面作成部３２には、ユーザ表示データ３３が接続され
、表示画面作成部３２の他の出力は、スイッチマトリク
ス作成部３５を介して、スイッチマトリクス３６に入力
されている。

スイッチ板２０の出力は、走査部３７、スイッチ検出部
３８、出力部３９を経て、出力信号Ｓとして、外部に引
き出されている。また、スイッチ検出部３８には、スイ
ッチマトリクス３６が接続されている。

いま、外部からコマンドＣが与えられると、表示画面作
成部３２は、コマンドＣに含まれるデータを解読して、
そのデータに対応する任意の表示画面を作り、表示出力
部３４を介して、これをドツト表示器１０に表示するこ
とができる（第３図（Ａ））。ただし、ここでは、表示
画面は、２個の大形のスイッチＳＷ１、ＳＷｌと、６個
の小形のスイッチＳＷ２　、ＳＷ２・・・と、１個の固
定メツセージＭＣＩと、２個の可変メツセージＭＧ２、
ＭＯＳとを組み合わせたものとなっており、コマンドＣ
は、スクリーン番号として、この表示画面を選択するた
めのデータを含むものとする。また、スイッチＳＷＩ等
の外形を示す枠線は、表示画面の一部として、ドツト表
示器１０上に表示されるものである。

スクリーン番号に対応して所定の表示画面を作るための
一切のデータは、あらかじめ、ユーザ表示データ３３に
記憶されている。すなわち、表示画面作成部３２は、ユ
ーザ表示データ３３を参照して、コマンドＣに対応する
所定の表示画面を作ることができる。

ユーザ表示データ３３におけるデータは、階層構造をな
している（第４図）。すなわち、スクリーン番号で指定
される１枚の表示画面（スクリーン）は、複数枚の分割
画面（デイビジョン）からなり、各デイ−ビジョンは、
１枚のウィンドに対応する。たとえば、第３図（Ａ）の
表示画面は、同図（Ｂ）ないしくＤ）に示す３枚のウィ
ンドＷ１、Ｗ２、Ｗ３の合成であり、各ウィンドＷｉ（
ｉ−１，２・・・）は、各デイビジョンに対応している
。

ただし、ウィンドＷｉは、ウィンドＷｉ自身の大きさと
、その具体的な表示内容を規定し、各デイビジョンは、
ドツト表示器１０の画面上におけるウィンドＷｉの絶対
位置を規定するものとする。

ウィンドＷ１は、固定メツセージＭＣＩと可変メツセー
ジＭＧ２とを含むから（第３図（Ｂ））、前者に対して
は、メツセージグループを介して、特定のメツセージを
指定しておき（第４図）、後者に対しては、その表示領
域のみを特定しておく。

そこで、可変メツセージＭＧ２の具体的な表示内容は、
外部から、デイビジョンと表示内容データとを指定して
入力される別のコマンドＣによって規定することができ
る。

ウィンドＷ２は、スイッチＳＷＩ　、ＳＷＩ、ＳＷ２、
ＳＷ２・・・の集合からなる（第３図（Ｃ））。よって
、ウィンドＷ２の内容は、これらの各スイッチ５Ｗｊ（
ｊ＝１．２）の大きさを規定するデータ（スイッチ）と
、その名称を示すメツセージ、ならびに、各スイッチＳ
Ｗｊの相対配置位置を示すデータ（スイッチグループ）
によって規定することができる（第４図）。

第３図には例示しないが、表示画面中にランプ表示器が
含まれるときも全（同様であり、各ランプ表示器の大き
さを規定するデータ（ランプ）と、その名称を示すメツ
セージ、ならびに、各ランプ表示器の相対配置位置を示
すデータ（ランプグループ）によって規定されるウィン
ドを用意し、これに対応するデイビジョンを設ければよ
い。なお、このようにして表示画面中に規定されるラン
プ表示器は、外部から、デイビジョンとランプ表示器と
を特定するデータを含む別のコマンドＣを与えることに
より、所定のもののみを反転表示し、または色変化して
、その点滅表示をすることができる。また、ランプ表示
器は、スイッチＳＷｊ　と同一のウィンドに定義するこ
ともできるものとする。

ウィンドＷ３は、可変メツセージＭＧ３のみを含むから
（第３図（Ｄ））、ウィンドＷ３としては、可変メツセ
ージＭＧ３の表示領域を規定するだけでよい。

なお、このようにして規定され、デイビジョンを介して
表示画面中の全体配列位置を特定される各ウィンドＷｋ
（ｋ＝１．２・・・）は、たとえば、後優先の原則を適
用することにより、互いに重複するものであってもよい
（たとえば、第３図の（Ｃ）と（Ｂ）、（Ｄ））。

以上のデータ構造からなるユーザ表示データ３３を参照
し、表示画面作成部３２は、与えられたコマンドＣに含
まれるスクリーン番号に対応の任意の表示画面を作り、
これをドツト表示器１０に表示する。

表示画面作成部３２は、指定の表示画面にスイッチＳＷ
ｊが含まれているときは、つづいて、スイッチマトリク
ス作成部３５を起動する。

スイッチマトリクス作成部３５は、表示画面中の各スイ
ッチＳＷｊと、スイッチ板２０の単位スイッチ２１．２
１・・・との対応関係をデータとして記憶するスイッチ
マトリクス３６に対し、新規の表示画面が選択されるご
とに、その更新動作を行なうものである。すなわち、第
３図の例では１．ウィンドＷ２にスイッチＳＷｊが含ま
れ、各スイッチＳＷｊの大きさと、ウィンドＷ２内にお
けるそれらの相対配置位置とは、ウィンドＷ２に規定さ
れており、しかも、ウィンドＷ２の絶対位置は、ウィン
ドＷ２に対応するデイビジョンに規定されているから、
スイッチマトリクス作成部３５は、これらのデータから
、各スイッチＳＷｊが対応する単位スイッチ２１．２１
・・・の位置を特定することができ、これを、デイビジ
ョン番号とともに、スイッチマトリクス３６に書込み更
新することができる。ここで、デイビジョン番号とは、
１枚の表示画面を構成する各ウィンドとスクリーンとを
関連付けるために、各デイビジョンに付与した番号であ
る。

次に、第３図（Ａ）の表示画面のときに、操作員が、ス
イッチ板２０上の任意の位置を押し操作したときの動作
を考える。

作業員の押し操作がなされると、その個所に対応する１
または２以上の単位スイッチ２１．２１・・・が作動す
るので、走査部３７は、これを検知し、作動した単位ス
イッチ２１．２１・・・の位置を特定することができる
。スイッチ検出部３８は、走査部３７の出力を利用して
、このように特定された単位スイッチ２１．２１・・・
の位置と、スイッチマトリクス３６の内容とを照合し、
作動した単位スイッチ２１．２１・・・に対応する表示
画面上のスイッチＳＷｊを特定する。また、これを、出
力信号Ｓとして、デイビジョン番号とともに外部に出力
することができる。表示画面上のスイッチＳＷｊに対応
しない単位スイッチ２１．２１・・・の作動は無視され
る。

外部機器は、この出力信号Ｓにより、先きにコマンドＣ
とともに与えたスクリーン番号の、特定のデイビジョン
番号における特定のスイッチＳＷｊの作動を検知するこ
とができるから、当該スイッチＳＷｊの押し操作に対応
する所定の制御動作を実行することができる。

新規の表示画面を表示すべき旨のコマンドＣを外部から
受信した場合、表示画面作成部３２の動作は、たとえば
、第５図のフローチャートによって表わすことができる
。

プログラムは、まず、コマンドＣに含まれるスクリーン
番号を読み取り、ユーザ表示データ３３を参照して、そ
のスクリーン番号の最初のデイビジョンに対応するウィ
ンドを特定した上、そのウィンドが、先きに表示されて
いる表示画面におけるウィンドと同一であるか否かをチ
エツクする（第５図のプログラムステップ（１）、以下
、単に（１）のように記す）。同一ウィンドであり（１
）、しかも、表示画面上の絶対配置位置も同一であると
きは（２）、そのウィンド領域をそのまま保存するが、
その他のすべての場合には、そのウィンド領域をクリア
しく３）、以下、表示画面を形成するすべてのデイビジ
ョンについて、この動作を繰り返す（４）。

つづいて、ステップ（１）、（２）におけると同等のチ
エツクの後（（５）、（６））、最初のデイビジョンに
指定のウィンドを設定して、そのウィンドの表示内容を
ドツト表示器１０に出力する（７）。また、そのウィン
ドにスイッチＳＷｊが含まれているときは（８）、スイ
ッチマトリクス作成部３５を起動しく９）、以下、すべ
てのデイビジョンについて同一動作を繰り返すことによ
り（１０）、コマンドＣに対応する新規の表示画面を出
力することができる。

走査部３７と、スイッチ検出部３８との動作は、第６図
のフローチャートによって表現できる。ただし、このプ
ログラムは、所定の短い時間間隔ごとに、その全体動作
を繰り返し実行しているものとする。

まず、プログラムは、スイッチ板２０の単位スイッチ２
１．２１・・・の作動状態を読み取り（同図のステップ
（１）、以下、単に（１）のように記す）、押し操作さ
れて作動しているものが見出されたときは（２）、同一
スキャン内に１個のみの単位スイッチ２１が作動したこ
とを確認する（３）。次いで、スイッチマトリクス３６
を参照して、その単位スイッチ２１が対応するスイッチ
ＳＷｊと、そのデイビジョンとを特定し、これを、図示
しないテンポラリメモリに記憶する（４）。°また、同
一スキャン内に２以上の単位スイッチ２１．２１・・・
が作動したときは（３）、その単位スイッチ２１．２１
・・・が対応するスイッチＳＷｊが、同一デイビジョン
の同一スイッチに対応するものでない限り誤操作とみな
しく（５）、（６））、作動した単位スイッチ２１．２
１・・・に対応するスイッチＳＷｊ　５ＳＷｊ・・・を
強制的にオフとして、その旨の出力信号Ｓを外部に出力
する（１２）。

すべての単位スイッチ２１．２１・・・について以上の
チエツク動作を完了するとく７）、テンポラリメモリを
参照して、今回のスキャンにおいて新しく作動した単位
スイッチ２１の存在を見出しく（８）、（９））、その
単位スイッチ２１に対応するスイッチＳＷｊが作動した
旨と、そのデイビジョン番号とを、出力信号Ｓとして出
力する（１０）。また、対応するスイッチＳＷｊが同一
デイビジョンの同一スイッチであるときは（１１）、そ
のまま次のスキャン動作に移行し、このとき、先きに出
力された出力信号Ｓは、そのままの状態に保持される。

なお、第６図のステップ（３）、（５）、（６）（８）
、（９）、（１１）は、押し操作された単位スイッチ２
Ｌ　２１・・・が、同一デイビジョンの同一スイッチに
対応する場合のみを有効と扱い、複数のデイビジョンま
たは複数のスイッチに対応する場合には、これを無効と
扱うことにより、誤操作検出機能を実現している。たと
えば、複数のスイッチＳＷｊ　５ＳＷｊ・・・を同時に
押し操作したときに、誤った出力信号Ｓを出力したり、
特定のスイッチＳＷｊを押し操作しているときに別の表
示画面が表示され、別のスイッチを押し操作したことに
なったりする事態を有効に排除するためである。また、
同図のステップ（１）は、第１図の走査部３７に対応し
、他のステップは、スイッチ検出部３８に対応している
ことはいうまでもない。

以上の説明において、表示画面中のスイッチＳＷｊに付
したスイッチマーク２１ｂは、ドツト表示器１０上に表
示され、単にスイッチであることを識別するための識別
マークであるから、このものは、スイッチＳＷｊに代え
て、ランプ表示器に付すようにしてもよいことはいうま
でもない。

他の実施例 制御装置本体３０には、データ解析部４１と、システム
表示データ４２とを付加することができる（第７図）。

システム表示データ４２に、あらかじめ、操作ガイド用
の表示画面データを記憶しておき、その表示画面のスイ
ッチＳＷｊが操作されたことを、走査部３７、スイッチ
検出部３８によって読み取る。次いで、データ解析部４
１により、スイッチＳＷｊの押し操作によって指示され
る所定のデータをユーザ表示データ３３に書き込む。デ
ータ解析部４１は、さらに、表示画面作成部３２を起動
し、システム表示データ４２を参照して、次の操作ガイ
ド用の表示画面をドツト表示器１０上に表示する。以下
、同様の手順を繰り返すことにより、ユーザ表示データ
３３の任意のデータを書替え更新することができるから
、データ解析部４１とシステム表示データ４２とは、い
わゆる対話形式のセルフエデイツト機能を実現すること
ができる。

このようなセルフエデイツト機能は、第４図の各階層デ
ータのうち、メツセージ・スイッチ・ランプ・スイッチ
グループ会ランプグループ・ウィンド・デイビジョンの
すべてのデータの編集機能を含むことができる。また、
この実施例によれば、データ解析部４１を充実すること
により、編集された各データの内容をチエツクし、さら
には、制御装置本体３０に入出力する現在のコマンドＣ
の内容、現在の出力信号Ｓの内容、スイッチ板２０の各
単位スイッチ２１の作動状態等のチエツク表示機能をも
簡単に実現することが可能である。

以上の説明において、スイッチＳＷｊは、ランプ表示器
としての機能を有する、いわゆる照光スイッチとするこ
ともできる。すなわち、スイッチＳＷｊが照光スイッチ
である旨の指定があるときは、たとえば、第６図のステ
ップ（１０）、（１２）において、当該スイッチの操作
結果に応じて、表示画面中のスイッチＳＷｊの場所を反
転表示して、その点滅表示をすることができる。また、
外部からのコマンドＣにより、他の一般的なランプ表示
器と同様に、点滅表示するようにしてもよい。また、表
示画面中のスイッチＳＷｊ、ランプ表示器等の形態は、
ドツト表示器１０上の表示画面を利用して表示するもの
であるから、長方形に限らず、任意のグラフィック形状
としてもよいことはいうまでもなく、そのときは、各ウ
ィンドＷｋ内において、スイッチＳＷｊ等の形状を併せ
規定すればよい。

さらに、ユーザ表示データ３３は、コマンドＣに含ませ
るべきデータが太き（なることを厭わなければ、−船釣
なコンピュータ用の表示制御システムと同様に、これを
制御装置本体３０の外部に置くようにしてもよいもので
ある。

発明の詳細 な説明したように、この発明によれば、ドツト表示器と
、スイッチ板と、制御装置本体とを組み合わせ、ドツト
表示器上の表示画面中における任意のスイッチは、スイ
ッチ板を介し、その押し操作を検出するようにすること
によって、表示画面と、その中のスイッチとは、外部か
らのコマンドによって任意に切り換えて選択表示するこ
とができるから、極めて多様な表示操作機能を簡単に実
現することができる上、ライトペンのような格別な器具
を使用するものではなく、したがって、従来の押しボタ
ンスイッチと同等の操作感覚を得ることができるので、
使用上の異和感がなく、広く一般的に適用することがで
きるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は実施例を示し、第１図は全体構成
系統図、第２図はスイッチ板の構成説明図、第３図（Ａ
）ないしくＤ）は表示画面の構成説明図、第４図ないし
第６図は動作フローチャートである。 第７図は他の実施例を示す第１図相当の要部系統図であ
る。 ３６・・・スイッチマトリクス ３７・・・走査部 ３８・・・スイッチ検出部 ４１・・・データ解析部 ４２・・・システム表示データ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ドット表示器と、該ドット表示器の前面を単位スイ
   ッチの集合に分割する透明なスイッチ板と、制御装置本
   体とからなり、該制御装置本体は、外部からのコマンド
   に対応して前記ドット表示器の表示画面を作る表示画面
   作成部と、表示画面に含まれるスイッチを特定するため
   の情報をスイッチマトリクスに記憶更新するスイッチマ
   トリクス作成部と、前記スイッチ板の単位スイッチの作
   動状態をスキャンする走査部と、該走査部の出力とスイ
   ッチマトリクスとを照合して操作されたスイッチを特定
   し、外部に出力するスイッチ検出部とを備えることを特
   徴とする汎用表示操作装置。 ２）前記表示画面作成部は、ユーザ表示データを参照し
   て表示画面を作ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の汎用表示操作装置。 ３）前記スイッチ検出部の出力を解析し、所定のユーザ
   表示データを更新するとともに、システム表示データを
   参照して所定の表示画面を作るために前記表示画面作成
   部を起動するデータ解析部を付加したことを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の汎用表示操作装置。 ４）表示画面に含まれるスイッチとランプ表示器とのい
   ずれか一方に識別マークを付すことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれか記載の汎用表示
   操作装置。 ５）前記スイッチ検出部は、誤操作検出機能を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のい
   ずれか記載の汎用表示操作装置。