JPH0746468A - モニタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造工程における製造設備あるいは物流設備
の障害発生原因の追求および再発防止のために、ビデオ
カメラの記録とともにセンサが検出した測定値の連続波
形を同時に表示できるようにする。 【構成】 ビデオカメラの被写体に関連してセンサを配
置し、このセンサ出力レベルを規格化するレベル調節手
段およびその出力をディジタル信号に変換するアナログ
・ディジタル変換回路を備え、ディジタル信号を時間の
経過にしたがって記録したメモリの内容を標準テレビジ
ョン規格の波形信号として送出し、この波形信号を画像
モニタに表示する出力画像信号に合成し表示する。 【効果】 ビデオカメラの被写体に発生するセンサ出力
を表示画面に同時にグラフまたは波形として表示できる
ことにより解析時間を大幅に短縮することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテレビジョン画面にアナ
ログ信号波形を併せて表示するモニタ装置に関する。本
発明は、自動製造設備の監視のために開発されたもので
あるが、ビデオカメラの被写体で計測用のアナログ信号
が同時に発生するような現象を監視するために広く利用
することができる。それらの利用形態を例示すると、医
学的な現象の観察および測定装置、運動選手のトレーニ
ング装置、その他である。

【０００２】

【従来の技術】連続的な自動製造設備で、材料や半製品
が装置の上を予定通りに流れず障害を起こすような場合
に、その現象をビデオカメラで撮影し、障害の原因を追
求しやすくするための装置は特開平２−１６８９１号公
報に開示されている。本発明の装置はこの従来例装置を
さらに障害原因の解析が確実なように改良するものであ
る。

【０００３】また、センサ出力に得られるアナログ信号
をディジタル・オシロスコープに時間の経過にしたがっ
て波形信号として表示する装置は特開平４−３３２８７
３号公報に開示がある。さらに、標準的なテレビジョン
信号の表示画面に波形信号を重ねて表示する技術は、特
開昭５１−８５６２３号公報、特公平３−１７４３７号
公報に開示がある。

【０００４】連続的な製造設備、たとえば紙おむつの製
造設備では、各種加工機械がコンピュータ制御にしたが
って関連して作動するが、供給される材料や半製品がそ
の装置の上を予定通り流れずに障害を起こす場合に、こ
れをビデオカメラで撮影しておき、その撮影した信号を
ビデオ記録装置で繰り返し表示して、その原因を追求
し、その原因が判明したらその原因を取り除くように操
作を加えることはきわめて有効な手法である。このよう
な製造設備では、各所に半製品が通過したことを検出す
るセンサが配置されていて、そのセンサ出力は制御用の
トリガ信号として利用される。またこれらの製造設備の
要所には、温度、速度その他の情報を検出するセンサが
配置されていて、これらセンサの出力は連続的に記録さ
れるように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような製造設備
では、障害が発生したときに、ビデオカメラの記録を観
察するとともにこれらのセンサ記録を同時に評価するこ
とは、障害原因の追求および再発防止のための措置をと
るためにきわめて有効である。

【０００６】本発明は、ビデオカメラの記録とともに、
各種センサの波形を装置を扱う者が同時に評価すること
ができるように表示することができる装置を提供するこ
とを目的とする。本発明は、ビデオカメラの被写体に発
生するセンサ出力を、そのビデオカメラの表示画面に同
時にグラフまたは波形として表示する装置を提供するこ
とを目的とする。さらに、本発明は、被監視系で異常が
発生したときに、その原因を速やかに分析するための装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ビデオカメラ
の記録および各種センサの波形を同時に評価できるよう
に表示する装置に関するものであって、その第一の観点
は、ビデオカメラと、このビデオカメラの出力画像信号
を表示する標準テレビジョン規格の画像モニタとを備え
たモニタ装置において、前記ビデオカメラの被写体に関
連して配置されたセンサと、このセンサ出力のレベルを
規格化するレベル調節手段と、このレベル調節手段の出
力をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変
換回路と、このディジタル信号を入力とする制御回路と
を備え、この制御回路は、前記ディジタル信号を時間の
経過にしたがって記録するメモリと、このメモリの内容
を標準テレビジョン規格の波形信号として送出する波形
信号発生手段とを含み、この波形信号を前記出力画像信
号に合成する合成回路を備えたことを特徴とする。

【０００８】前記ビデオカメラは複数であって、複数の
ビデオカメラの出力信号を合成する合成回路を備え、前
記センサは複数であり、前記アナログ・ディジタル変換
回路にはこの複数のセンサ出力を循環的にサンプリング
する手段を備え、前記制御回路はこの複数のセンサ出力
を並列的に表示させる手段を含み、前記出力画像信号に
はビデオ記録装置が接続され、ビデオ記録装置は２台あ
り、その一方は連続的に記録を行い、他方は指定された
時間区間に記録された内容を操作により繰り返し再生す
る制御手段により制御されることが望ましい。

【０００９】さらに、本発明の第二の観点は、その波形
信号の発生にあり、その装置構成は、複数のアナログ入
力端子と、このアナログ入力端子の信号のレベルをそれ
ぞれ規格化する複数のレベル調節手段と、このレベル調
節手段の出力を循環的にサンプリングしてディジタル信
号に変換するアナログ・ディジタル変換回路と、このデ
ィジタル信号を取込みこのディジタル信号を時間の経過
にしたがって記録するメモリおよびこのメモリの内容を
標準テレビジョン規格の波形信号として送出する波形信
号発生手段を含む制御回路とを備え、この制御回路に
は、ビデオ記録装置の制御手段を含み、このビデオ記録
装置の制御手段は、操作入力にしたがって記録開始時刻
および記録終了時刻を設定する手段を含み、さらにこの
制御回路には、操作入力にしたがって表示波形の時間軸
を設定する手段を含むことを特徴とする。

【００１０】

【作用】ビデオカメラの被写体に関連して配置されたセ
ンサの出力レベルを規格化し、その出力をディジタル信
号に変換する。このディジタル信号を時間の経過にした
がってメモリに記録し、このメモリの内容を標準テレビ
ジョン規格の波形信号として送出する。出力された波形
信号をビデオカメラの出力画像信号に合成し、標準規格
の画像モニタに表示する。

【００１１】このようにして、製造設備あるいは物流設
備などの各種センサが検出した出力をグラフまたは波形
としてビデオカメラの記録とともに表示することによ
り、設備の障害発生原因をすみやかに追求し、発生防止
のための有効な措置をとることができる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明実施例の基本的構成を示すブロック図
である。

【００１３】本発明実施例は、複数のビデオカメラ１−
１〜１−ｎと、この複数のビデオカメラ１−１〜１−ｎ
の出力画像信号を表示する標準テレビジョン規格の画像
モニタ２とを備え、本発明の特徴として、複数のビデオ
カメラ１−１〜１−ｎの被写体に関連して配置された複
数のセンサ３−１〜３−ｎと、このセンサ３−１〜３−
ｎの出力のレベルを規格化するレベル調節手段４と、こ
のレベル調節手段４の出力をディジタル信号に変換する
アナログ・ディジタル変換回路（以下Ａ・Ｄ変換回路と
いう）５と、このディジタル信号を入力とする制御回路
６とを備え、この制御回路６は、前記ディジタル信号を
時間の経過にしたがって記録するメモリ６ａと、このメ
モリ６ａの内容を標準テレビジョン規格の波形信号とし
て送出する波形信号発生手段６ｂとを含み、この波形信
号を前記出力画像信号に合成する合成回路７を備える。
さらに、Ａ・Ｄ変換回路５には複数のセンサ３−１〜３
−ｎの出力を循環的にサンプリングするサンプリング手
段５ａを備え、制御回路６はこの複数のセンサ３−１〜
３−ｎの出力を並列的に表示させる手段を含み、前記出
力画像信号には二台のビデオ記録装置８ａ、８ｂが接続
され、一方のビデオ記録装置８ａは連続的に記録を行
い、他方のビデオ記録装置８ｂは指定された時間区間に
記録された内容を操作により繰り返し再生する制御手段
により制御される。

【００１４】複数のセンサ３−１〜３−ｎは製造ライン
上の測定対象となる生産設備あるいは物流設備の必要と
される個所にそれぞれ配置され、例えば機械回転数、エ
ア圧力、生産品および製造補助具の設定位置の変位など
の測定が行われる。また、複数のビデオカメラ１−１〜
１−ｎにより加工状態、機械の動作状況などが撮像され
画像信号として送出される。送出された画像信号は、生
産設備、物流設備その他の運転状況がビデオ記録装置８
ａに連続的に録画され、異常を知らせる信号によりビデ
オ記録装置８ａで録画された画像の中から異常時前後の
運転状況が記録された画像が部分的に再生され、別のビ
デオ記録装置８ｂに再録画されることによって、異常時
前後の画像のみが集約的に記録される。

【００１５】各センサ３−１〜３−ｎからの測定信号
は、レベル調節手段４でその出力レベルが規格化され、
Ａ・Ｄ変換回路５でディジタル信号に変換されて制御回
路６に入力する。制御回路６では、そのディジタル信号
を時間の経過にしたがってメモリ６ａに記録し、波形信
号発生手段６ｂがこのメモリ６ａの内容を標準テレビジ
ョン規格の波形信号として合成回路７に出力する。合成
回路７はビデオカメラ１−１〜１−ｎからの画像信号を
入力するとともに、メモリ６ａに記録された内容を制御
回路６から入力して合成し、または切替え接続して、標
準的なテレビジョンの出力画像信号（ＮＴＳＣ信号）と
してビデオ記録装置８ａに出力する。

【００１６】なお、Ａ・Ｄ変換回路５ではサンプリング
手段５ａが複数のセンサ３−１〜３−ｎの出力を循環的
にサンプリングし、制御回路６はそれらの出力を並列的
に表示させる制御信号をビデオ記録装置８ａに送出す
る。ビデオ記録装置８ａはこの制御信号にしたがって連
続的に記録を行い、ビデオ記録装置８ｂは指定された時
間区間に記録された内容を操作入力を受けるたびに繰返
し再生し、画像モニタ２に表示する。

【００１７】また、制御回路６には各センサ３−１〜３
−ｎにより行われる検出動作の同期信号が常時送出さ
れ、各センサ３−１〜３−ｎのいずれかが異常を検出し
たときには異常検出信号が送出される。

【００１８】図２は本発明実施例における波形信号発生
装置の具体的構成を示すブロック図である。

【００１９】本発明実施例における波形信号発生装置１
０は、複数のアナログ入力端子１１−１〜１１−４と、
このアナログ入力端子１１−１〜１１−４の信号のレベ
ルをそれぞれ規格化する複数のレベル調節手段４−１〜
４−４と、このレベル調節手段４−１〜４−４の出力を
循環的にサンプリングしてディジタル信号に変換するＡ
・Ｄ変換回路５と、このディジタル信号を取込みこのデ
ィジタル信号を時間の経過にしたがって記録するメモリ
６ａおよびこのメモリ６ａの内容を標準テレビジョン規
格の波形信号として送出する波形信号発生手段６ｂを含
む制御回路６とを備え、この制御回路６には、ビデオ記
録装置制御手段１２を含み、このビデオ記録装置制御手
段１２は、操作入力にしたがって記録開始時刻および記
録終了時刻を設定する手段を含み、さらに制御回路６に
は、操作入力にしたがって表示波形の時間軸を設定する
手段を含む。

【００２０】また、制御回路６には、ビデオ記録装置８
ａ、８ｂの制御信号を操作入力するビデオコントロール
スイッチ１４、表示波形の時間軸を操作により設定する
時間軸設定スイッチ１５、第一の録画時間設定スイッチ
１６、および第二の録画時間設定スイッチ１７が設けら
れ、波形信号発生手段６ｂからの波形信号を一時保持し
並べ直しを行うフレームメモリ２１、２２が接続され、
このフレームメモリ２１、２２からビデオ記録装置８ａ
に出力端子２４を介して送出する波形表示回路２３が備
えられる。さらに、制御回路６には、トリガ入力端子２
５から入力したトリガ信号を出力するトリガ入力回路２
６が接続される。ビデオ記録装置制御手段１２にはビデ
オ記録装置８ａに接続される接続端子２７が設けられ
る。

【００２１】アナログ入力端子１１−１〜１１−４から
入力されたアナログ信号はレベル調節手段４−１〜４−
４で、Ａ・Ｄ変換回路５が受け入れることができる範囲
のレベルにそれぞれレベル調節が行われ、サンプリング
手段５ａでサンプリングされＡ・Ｄ変換回路５に入力す
る。Ａ・Ｄ変換回路５で変換された出力ディジタル信号
は制御回路６によりフレームメモリ２１および２２に書
き込まれて並べ直しが行われ波形表示回路２３に出力さ
れる。波形表示回路２３は受信したディジタル信号をテ
レビ信号に変換して接続端子２７を介してビデオ記録装
置８ａに送出する。

【００２２】ここで、図２を参照して四つのアナログ信
号が入力する場合を例に波形表示の動作について説明す
る。図３はその波形表示動作の流れを示す流れ図、図４
は本発明実施例におけるサンプリング周期１ｍｓｅｃで
四つのアナログ信号が入力する場合の波形表示動作のタ
イミングチャート、図５はその表示側のフレームメモリ
の記録例を示す図、図６はその非表示側のフレームメモ
リの記録例を示す図である。

【００２３】アナログ入力端子１１−１〜１１−４から
の四つのアナログ入力信号が入力したときに、ダビング
動作が行われていなければ、それぞれのアナログ入力信
号は対応して配置されたレベル調節手段４−１〜４−４
により一定レベルの電圧に変換され、次いで、時間軸設
定スイッチ１５の操作により入力されたサンプリング周
期が図４に示すように設定される。このとき電源が設定
されるか、第一の録画時間設定スイッチ１６、第二の録
画時間設定スイッチ１７が変更された場合には、フレー
ムメモリ２１および２２への枠の書込が行われる。

【００２４】これらの動作が行われた後、またはダビン
グ動作中の場合には、入力したアナログ信号はサンプリ
ング手段５ａでサンプリングされ、Ａ・Ｄ変換回路５で
ディジタル信号に変換されて、表示側のフレームメモリ
２１に図５に示すように各チャネル毎に１点ずつ左詰め
にプロットされる。これと同時に図６に示すように、非
表示側のフレームメモリ２２にプロットされている表示
（旧表示）は１点ずつ消去される。フレームメモリ２１
の内容は波形表示回路２３に送出され通常のテレビ信号
（ＮＴＳＣ信号）に変換される。変換されたテレビ信号
は合成回路７でビデオカメラ１−１〜１−ｎよりの信号
と合成され、図７のように表示される。

【００２５】表示側のフレームメモリ２１により各チャ
ンネルそれぞれ４００ポイントがプロットされると、表
示側のフレームメモリ２１と非表示側のフレームメモリ
とが切り替えられる。４００プロットに達しない場合は
表示側のフレームメモリ２１のプロットポイントは右に
シフトされ、非表示側のフレームメモリ２２の消去ポイ
ントが右にシフトされる。なお、合成は上記図７に例示
した重ね合せでなく、図１０に示す分割表示でもよい。

【００２６】このような動作の中で、図７に示すよう
に、例えば容器に化粧水が注入される画像が表示されて
いて、３ｃｈが流量の変化を示す波形であり、４ｃｈが
温度を示す波形であるとした場合に、矢印Ａで示す時点
で温度の低下が示されると、矢印Ｂで示すように流量が
低下し、したがって画面上に表示された容器内には所定
の液体が注入されていないことがわかる。このように、
ビデオカメラの被写体に発生するセンサ出力を同時に表
示画面に波形として表示し、その画像を記録し再生する
ことができるので、その記録を観察し障害発生の原因追
求および再発防止の措置をとることが容易となる。

【００２７】次に、ビデオ記録装置８ａおよび８ｂの制
御動作について説明する。図８は本発明実施例における
ビデオ記録装置の動作の流れを示す流れ図、図９は本発
明実施例におけるビデオ記録装置の画像収集を説明する
図である。

【００２８】システムチェックを行い、前述した波形表
示動作状態を設定し、図２に示す制御回路６に設けられ
たビデオコントロールスイッチ１４が操作されてＶ（ビ
デオ）フラグが“１”を示していない場合、あるいはビ
デオコントロールスイッチ１４が操作されないでＶフラ
グが“１”を示している場合には、ビデオ記録装置８ａ
が録画中であるか否かが判断される。ビデオコントロー
ルスイッチ１４が操作されてＶフラグが“１”を示して
いる場合には、ビデオ記録装置８ａの動作は停止され、
Ｖフラグがリセットされて波形表示前に戻り同様の動作
を繰り返す。また、ビデオコントロールスイッチ１４が
操作されないでＶフラグが“１”を示していない場合も
波形表示前の動作に戻る。

【００２９】ビデオ記録装置８ａが録画中でなければ、
録画を行った後、Ｖフラグがセットされ、波形表示前の
動作に戻る。ビデオ記録装置８ａが録画中でトリガ入力
回路２６から異常発生を示すトリガが入力されれば、第
二の録画時間設定スイッチ１７で設定されている図９に
示す後時間まで録画が行われ停止状態となる。その後、
ビデオ記録装置８ａは第二の録画時間設定スイッチ１７
で設定されている後時間と第一の録画時間設定スイッチ
で設定されている前時間とが加算された時間まで巻戻し
が行われて、その時間分の再生が行われれば、ビデオ記
録装置８ａおよび８ｂの動作が停止された後にビデオ記
録装置８ａが記録状態に設定され波形表示前の動作に戻
る。その時間分の再生が行われていなければ、ビデオ記
録装置８ａの再生が行われ、ビデオ記録装置８ｂで録画
が行われる。そのテープが終了すればビデオ記録装置８
ｂが停止し、Ｖフラグがリセットされて波形表示前の動
作に戻る。

【００３０】このような動作により、図９に示すように
ビデオ記録装置８ａが連続的に録画を行い、その間、セ
ンサ３−１〜３−４のいずれかが異常発生を検出する
と、その検出信号がトリガ入力端子２５を介してトリガ
入力回路２６に入力し、トリガ入力回路２６がトリガを
発生してビデオ記録装置８ａに出力する。ビデオ記録装
置８ａはこのトリガによりその前後の第一の録画時間設
定スイッチ１６および第二の録画時間設定スイッチ１７
で設定された時間帯の画像だけをビデオ記録装置８ｂに
順次録画する。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、製
造工程における製造設備、あるいは物流設備その他の障
害発生原因の追求および再発防止のために、ビデオカメ
ラによる画像上にセンサが検出した測定値の連続波形を
表示することができ、さらに、異常発生時前後の所定時
間の画像を別のテープに取り出し記録することができ、
これにより原因追求のための解析時間を大幅に短縮する
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の基本的構成を示すブロック図。

【図２】本発明実施例における波形信号発生装置の具体
的構成を示すブロック図。

【図３】本発明実施例における波形表示動作の流れを示
す流れ図。

【図４】本発明実施例における波形表示動作のタイミン
グチャート。

【図５】本発明実施例における表示側のフレームメモリ
の記録例を示す図。

【図６】本発明実施例における非表示側のフレームメモ
リの記録例を示す図。

【図７】本発明実施例における合成画面の例を示す図。

【図８】本発明実施例におけるビデオ記録装置の動作の
流れを示す流れ図。

【図９】本発明実施例におけるビデオ記録装置の画像収
集を説明する図。

【図１０】本発明実施例における分割表示画面の例を示
す図。

【符号の説明】

１−１〜１−ｎ ビデオカメラ ２ 画像モニタ ３−１〜３−ｎ センサ ４、４−１〜４−４ レベル調節手段 ５ Ａ・Ｄ変換回路 ５ａ サンプリング手段 ６ 制御回路 ６ａ メモリ ６ｂ 波形信号発生手段 ７ 合成回路 ８ａ、８ｂ ビデオ記録装置 １０ 波形信号発生装置 １１−１〜１１−４ アナログ入力端子 １２ ビデオ記録装置制御手段 １４ ビデオコントロールスイッチ １５ 時間軸設定スイッチ １６ 第一の録画時間設定スイッチ １７ 第二の録画時間設定スイッチ ２１、２２ フレームメモリ ２３ 波形表示回路 ２４ 出力端子 ２５ トリガ入力端子 ２６ トリガ入力回路 ２７ 接続端子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビデオカメラと、このビデオカメラの出
   力画像信号を表示する標準テレビジョン規格の画像モニ
   タとを備えたモニタ装置において、 前記ビデオカメラの被写体に関連して配置されたセンサ
   と、このセンサ出力のレベルを規格化するレベル調節手
   段と、このレベル調節手段の出力をディジタル信号に変
   換するアナログ・ディジタル変換回路と、このディジタ
   ル信号を入力とする制御回路とを備え、 この制御回路は、前記ディジタル信号を時間の経過にし
   たがって記録するメモリと、このメモリの内容を標準テ
   レビジョン規格の波形信号として送出する波形信号発生
   手段とを含み、 この波形信号を前記出力画像信号に合成する合成回路を
   備えたことを特徴とするモニタ装置。
2. 【請求項２】 前記ビデオカメラは複数であって、複数
   のビデオカメラの出力信号を合成する合成回路を備え、
   前記センサは複数であり、前記アナログ・ディジタル変
   換回路にはこの複数のセンサ出力を循環的にサンプリン
   グする手段を備え、前記制御回路はこの複数のセンサ出
   力を並列的に表示させる手段を含む請求項１記載のモニ
   タ装置。
3. 【請求項３】 前記出力画像信号にはビデオ記録装置が
   接続された請求項１記載のモニタ装置。
4. 【請求項４】 ビデオ記録装置は２台あり、その一方は
   連続的に記録を行い、他方は指定された時間区間に記録
   された内容を操作により繰り返し再生する制御手段によ
   り制御される請求項３記載のモニタ装置。
5. 【請求項５】 複数のアナログ入力端子と、このアナロ
   グ入力端子の信号のレベルをそれぞれ規格化する複数の
   レベル調節手段と、このレベル調節手段の出力を循環的
   にサンプリングしてディジタル信号に変換するアナログ
   ・ディジタル変換回路と、このディジタル信号を取込み
   このディジタル信号を時間の経過にしたがって記録する
   メモリおよびこのメモリの内容を標準テレビジョン規格
   の波形信号として送出する波形信号発生手段を含む制御
   回路とを備え、 この制御回路には、ビデオ記録装置の制御手段を含み、 このビデオ記録装置の制御手段は、操作入力にしたがっ
   て記録開始時刻および記録終了時刻を設定する手段を含
   み、 さらにこの制御回路には、操作入力にしたがって表示波
   形の時間軸を設定する手段を含むことを特徴とする波形
   信号発生装置。