JP3916812B2 - Ｆａ用のグラフィック操作パネル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画面データに基いて外部装置の状態に関連するグラフィック表示を行うグラフィック操作パネルに係り、特にグラフィック表示の拡張機能に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＡ（Factory Automation）化された生産現場における各種搬送機、加工機、試験機や、レジャー施設の自動サービス提供機器、建築物のセキュリティ管理装置、健康・医療器具など、制御対象を制御する制御システムにはグラフィック操作パネルが広く用いられている。一般に、グラフィック操作パネルは制御対象の近傍に設けられ、オペレータに制御対象の状態を報知するとともにオペレータの指示を受け付けるようになっており、ＨＭＩ（Human Machine Interface ）の役割を果たしている。
【０００３】
これらのグラフィック操作パネルは、液晶表示装置（以後ＬＣＤと呼ぶ）などからなる表示部、および該ＬＣＤをタッチパネル式としたり操作キーを別途配置したりすることにより設けた入力部を両方備えた表示ユニットと、表示部の表示状態を制御する表示制御ユニットとが一体的に組み合わせられるものである。例えば図５に示すように、表示制御ユニット５１は、箱型の筐体の内部にＣＰＵや表示コントローラ、記憶素子、電源回路などが搭載された基板ユニットを収めたものであり、ＬＣＤ５２の背面に組み合わせられる。表示制御ユニット５１の記憶素子にはシステムプログラムや画面データが格納されており、外部装置からの信号が入力されると表示コントローラによって画面データがＬＣＤ５２に送られて、外部装置の状態に関連するグラフィック表示が行われる。
【０００４】
従って、ＬＣＤ５２をタッチパネル式としてここからグラフィック表示に関連する指示入力を行うことで表示画像を制御することができるようにしたものは、同図のように正面の面積がほぼＬＣＤの面積で決まり、奥行きがほぼ表示制御ユニット５１の厚みで決まる薄型で小型の装置となる。操作キーが設けられるものも、ＬＣＤ５２の額縁の部分に必要最小限のキーが配置されている場合が多いので、キーボードが別体として設けられる一般のパーソナルコンピュータや、パーソナルコンピュータの機能を圧縮した携帯端末などとは異なって、表示機能を主体とするパネルとしての性格が強い。このようにグラフィック表示を主目的とするために一体化された構成により、グラフィック操作パネルは制御システムに組み込みやすく、ＨＭＩとしてふさわしいものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のグラフィック操作パネルでは、その表示機能の変更や追加が製造後では不可能であるために、表示機能を拡張しようとすると製造段階から表示制御ユニットに作り込む必要があった。拡張機能としては、例えば外部から入力されたビデオ信号を表示部のグラフィック表示画面に重ねて表示するオーバーレイ表示機能や、表示部で表示中の画面を外部の表示装置にも同時に表示する外部モニタ同時表示機能などがある。所望する拡張機能はグラフィック操作パネルのユーザごとに異なるのが一般的であるので、ユーザの要求を満たそうとすると、予想される要求ごとに別々の拡張機能を搭載した製品を作り分けなければならない。
【０００６】
これにより、製造コストが上昇するとともに、製造後に要求度の低いことが判明した製品はグラフィック操作パネル全体が無駄な在庫になるという問題が起こる。また、拡張機能を含んだ表示制御ユニットの一部が故障すると、基板全てを交換する必要があり、ユーザ側の出費が増大してしまうという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストで能率的に表示機能を拡張することのできるグラフィック操作パネルを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のＦＡ用のグラフィック操作パネルは、上記課題を解決するために、外部装置の状態に関連するグラフィック表示を行う表示部、および上記グラフィック表示に関連する入力指示操作を受け付ける入力部を備えた表示ユニットと、与えられた画面データに基いて上記表示部の表示状態を制御する表示制御ユニットとが一体的に組み合わせられるＦＡ用のグラフィック操作パネルにおいて、上記表示制御ユニットは、当該表示制御ユニットから転送された画面データに対して表示機能を拡張する拡張ユニットが着脱可能なインタフェースを備え、上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると、上記インタフェースを介し上記表示制御ユニットに組み込まれる一方、上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記表示制御ユニットから上記拡張ユニットに設けられる処理回路へ画面データを供給する経路と、上記処理回路からの画面データを上記表示制御ユニットを介して上記表示ユニットへ出力する経路と、上記表示制御ユニットから上記表示ユニットへ画面データを出力する第１バッファＩＣをＯＦＦ状態とする経路とが形成されることを特徴としている。
【０００９】
上記の発明によれば、表示制御ユニットには拡張バスコネクタなどのインタフェースが設けられており、表示制御ユニットの表示機能を拡張する拡張ボードなどの拡張ユニットを着脱することができるようになっている。従って、表示制御ユニットには与えられた画面データをそのまま表示部に表示するといった基本機能のみを予め搭載しておき、拡張機能の種類ごとに拡張ユニットを別途製造すればよい。ユーザは必要に応じて拡張ユニットをインタフェースを介して装着するだけで、所望する拡張機能を追加することができる。
【００１０】
これにより、拡張機能に対するユーザからの個別の要求に応えるために別々の製品を製造する必要がなくなり、製造コストを低く抑えることができる。このとき、拡張ユニットをユーザに供給するだけでよいので、製品全体が無駄な在庫になるようなことがない。また、表示制御ユニットあるいは拡張ユニットが故障しても、故障した方を交換するだけでよいので、ユーザ側の出費は最小限に抑えられる。その上、拡張機能のインタフェース仕様を公開すれば、サードパーティが拡張ユニットを製造および販売することも可能になるので、拡張機能の他種類化および拡張ユニットの低コスト化が促進される。
【００１１】
以上により、低コストで能率的に表示機能を拡張することのできるグラフィック操作パネルを提供することができる。
【００１２】
また、ＦＡ用のグラフィック操作パネルは、外部装置の状態に関連するグラフィック表示を行う表示部、および上記グラフィック表示に関連する入力指示操作を受け付ける入力部を備えた表示ユニットと、与えられた画面データに基いて上記表示部の表示状態を制御する表示制御ユニットとが一体的に組み合わせられるＦＡ用のグラフィック操作パネルにおいて、上記表示制御ユニットは、表示機能を拡張する拡張ユニットが着脱可能なインタフェースを備え、上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると上記インタフェースを介し上記表示制御ユニットに組み込まれる一方、上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記表示制御ユニットが上記表示ユニットへ出力する画面データと同じ画面データを、上記拡張ユニットが外部に向けて出力するように、上記表示制御ユニットから上記拡張ユニットに設けられる処理回路へ画面データを供給する経路が形成されたものであってもよい。
【００１３】
上記の発明によれば、拡張ユニットは、装着とともにインタフェースを介して自動的に表示制御ユニットに組み込まれて拡張機能が有効になる、すなわち拡張機能が基本機能に優先した状態あるいは基本機能に拡張機能が加わった状態でグラフィック表示が行われる。例えば、拡張機能がビデオ信号のオーバーレイ表示機能である場合、拡張ユニットが装着されると、基本機能を提供する表示制御ユニットから直接表示ユニットへ画面データが転送される経路が絶たれ、表示制御ユニットから拡張ユニットを通して画面データが転送される経路が自動的に形成される。拡張ユニットに画面データが転送されると、そこで画面データにビデオ信号を割り込ませる処理が行われ、処理された信号は表示制御ユニットに戻された後、表示ユニットに供給される。この場合は拡張機能が基本機能に優先した状態である。
【００１４】
また、例えば拡張機能が、外部の表示装置にも同じ画面を表示する外部モニタ同時表示機能である場合、拡張ユニットが装着されると基本機能は維持されたまま、同じ画面データが拡張ユニットから外部の表示装置に向けて出力されるように、基本機能を提供する表示制御ユニットと拡張ユニットとの間に経路が自動的に形成される。この場合は基本機能に拡張機能が加わった状態である。上記のいずれの場合にも、拡張機能を解除するには拡張ユニットを取り外すだけでよい。
【００１５】
このように、拡張ユニットを着脱するだけで拡張機能の有効あるいは無効が決定されるので、拡張機能の取り扱いをユーザ側で容易に行うことができる。
【００１６】
請求項２に係る発明のＦＡ用のグラフィック操作パネルは、上記課題を解決するために、請求項１記載のグラフィック操作パネルにおいて、上記表示制御ユニットは画面データを出力する上記第１バッファＩＣを有し、上記拡張ユニットは上記表示制御ユニットから与えられる画面データを上記表示制御ユニットに出力する第２バッファＩＣを有し、該第２バッファＩＣは上記第１バッファＩＣと同じ電源電圧で動作し、上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると、上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記第１バッファＩＣへの電源ラインを上記第２バッファＩＣに接続するための電源経路が形成されることを特徴としている。
【００１７】
表示部の電源電圧は例えば５Ｖの場合と３．３Ｖの場合とがあり、表示制御ユニットの電源電圧は表示ユニットに合わせて選択される。上記の発明によれば、拡張ユニットの電源電圧は、装着されると表示制御ユニットの電源電圧に適合するようになっているので、表示制御ユニットの電源電圧が変更されても、すなわち表示制御ユニットが異なる電源電圧の機種に変更されても拡張ユニットの設計変更が不要である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明のグラフィック操作パネルの一実施の形態について図１ないし図５に基づいて説明すれば以下の通りである。図１に本実施の形態に係るグラフィック操作パネル１の構成を示す。グラフィック操作パネル１は、ＬＣＤ２および本体制御ユニット３から構成され、前述の図５と同様に一体的に組み合わせられる。このグラフィック操作パネル１には後述するように拡張ユニット４を装着することができるようになっている。
【００１９】
ＬＣＤ（表示ユニット）２は例えばＴＦＴ液晶表示装置からなり、本体制御ユニット３とのインタフェースであるＴＦＴ−Ｉ／Ｆコネクタ２ａを備えていて、本体制御ユニット３のＴＦＴ−Ｉ／Ｆコネクタ３ｆと接続されている。ＬＣＤ２は表示部と入力部とを兼ねており、表示部としては、本体制御ユニット３からＴＦＴ−Ｉ／Ｆコネクタ３ｆ・２ａを介して転送された画面データを基に表示領域でグラフィック表示を行うことで機能する。入力部としては、ＬＣＤ２をタッチパネル方式として表示領域からグラフィック表示に関連する入力指示を受け付けることで機能するようにしてもよいし、ＬＣＤ２の額縁に操作キーを設けて入力指示を受け付けることで機能するようにしてもよい。なお、ＬＣＤ２の代りにプラズマ表示装置やＥＬ表示装置を用いることもできる。
【００２０】
本体制御ユニット（表示制御ユニット）３は、ＣＰＵ３ａ、メモリ３ｂ、表示コントローラ３ｃ、電源回路３ｄ、バッファ回路３ｅ、ＴＦＴ−ＩＦコネクタ３ｆ、および拡張バスコネクタ３ｇを有している。これらは内部バスで接続されている。ＣＰＵ３ａはシステムプログラムやグラフィック表示のアプリケーションプログラムを実行し、内部バスにおける画面データの流れを制御する。また、表示コントローラ３ｃや後述する拡張ユニット４の動作も制御する。さらに、ＬＣＤ２からの入力指示操作に応じた制御も行う。メモリ３ｂは上記システムプログラムやアプリケーションプログラム、画面データなどを外部から与えられることにより格納しており、必要に応じてＲＡＭやＥＰＲＯＭなど複数種類のメモリが用意される。
【００２１】
表示コントローラ３ｃはＣＰＵ３ａによりメモリ３ｂから読み出された画面データを時系列的に取り込んでＬＣＤ２に供給する。また、拡張ユニット４が装着された場合には取り込んだ画面データを表示信号処理回路４ａに供給する。電源回路３ｄは、ＬＣＤ２、本体制御ユニット３、および拡張ユニット４のそれぞれに電源電圧を供給するものであり、５Ｖと３．３Ｖとを切り替えることができるようになっている。電源電圧はＬＣＤ２の動作電圧を基準にして決定されるため、ＬＣＤ２の機種に応じて製造段階からいずれかの電源電圧が選択されて固定される。
【００２２】
バッファ回路３ｅは、そのＯＮ／ＯＦＦ動作によって、表示コントローラ３ｃから出力された画面データをＬＣＤ２に供給する経路の接続／遮断を決定するものであり、バッファＩＣ３１ｅ、インバータ３２ｅ、および抵抗３３ｅからなる。バッファＩＣ３１ｅは、そのＶＣＣ端子に電源回路３ｄから電源電圧が印加されており、ＯＥ＊端子に“Ｌｏｗ”の信号が入力されたときにＯＮ状態となり、入力端子から画面データを取り込んで出力端子から出力することが可能である。このバッファＩＣ３１ｅは電源電圧が５Ｖでも３．３Ｖでも動作し、３．３Ｖ動作時に５Ｖの電圧が加わっても壊れないよう保護回路を有する５Ｖトレラント仕様のものである。
【００２３】
インバータ３２ｅは入力される信号の位相を反転して上記ＯＥ＊端子に入力する。インバータ３２ｅの入力側は拡張バスコネクタ３ｇに接続されており、またこの入力側と電源ラインとの間に抵抗３３ｅが接続されている。拡張ユニット４が装着されていない状態では電源ラインから抵抗３３ｅを介してインバータ３２ｅに“Ｈｉｇｈ”の信号が入力されるので、ＯＥ＊端子に入力される信号が“Ｌｏｗ”となってバッファＩＣ３１ｅはＯＮ状態となる。従って、表示コントローラ３ｃからＬＣＤ２に向かう画面データの経路が接続される。一方、後述するように拡張ユニット４が装着されると、インバータ３２ｅの入力側は拡張ユニット４側で接地されるため、ＯＥ＊端子に入力される信号が“Ｈｉｇｈ”となってバッファＩＣ３１ｅはＯＦＦ状態となる。従って、表示コントローラ３ｃからＬＣＤ２に向かう画面データの経路は遮断される。
【００２４】
ＴＦＴ−ＩＦコネクタ３ｆは、前述したＴＦＴ−ＩＦコネクタ２ａと同様にＬＣＤ２と本体制御ユニット３とのインタフェースであり、本体制御ユニット３からＬＣＤ２へ画面データや電源電圧を供給するとともに、ＬＣＤ２の入力部からの信号を本体制御ユニット３に伝える。拡張バスコネクタ３ｇは、拡張ユニット４を着脱可能とする拡張機能用のインタフェースであり、拡張ユニット４と接続されることにより、本体制御ユニット３の内部バスや電源ラインを拡張ユニット４内のものと接続する。同図には、ＣＰＵ３ａ、表示コントローラ３ｃ、バッファＩＣ３１ｅからのバス、バッファＩＣ３１ｅのＯＥ＊端子に接続される信号ライン、および電源ラインが拡張バスコネクタ３ｇによって拡張ユニット４に接続されている状態を示してある。
【００２５】
上記の構成のグラフィック操作パネル１は、拡張ユニット４が装着されていない状態では、表示コントローラ３ｃから出力された画面データはバッファＩＣ３１ｅおよびＴＦＴ−Ｉ／Ｆコネクタ３ｆを介してＬＣＤ２に供給される。このようにして行われる通常のグラフィック表示をグラフィック操作パネル１の表示の基本機能として、次に表示機能を拡張する場合について説明する。
【００２６】
図１に拡張ユニットの一例としての拡張ユニット４の構成を示す。拡張ユニット４は、拡張バスコネクタ４ａ、表示信号制御回路４ｂ、バッファＩＣ４ｃ、および接地ライン４ｄを有している。拡張バスコネクタ４ａは、拡張バスコネクタ３ｇと同様に本体制御ユニット３と拡張ユニット４とのインタフェースであり、拡張バスコネクタ３ｇに接続されることにより拡張ユニット４の内部バスや電源ラインを本体制御ユニット３内のものと接続する。表示信号制御回路４ｂは転送された画面データに対して拡張機能に関する処理を行うＬＳＩであり、本体制御ユニット３のメモリ３ｂに格納されたアプリケーションプログラムに従ってＣＰＵ３ａがその動作制御を行う。従って、表示信号制御回路４ｂは拡張バスコネクタ４ａ・３ｇを介してＣＰＵ３ａおよび表示コントローラ３ｃに接続される。
【００２７】
バッファＩＣ４ｃは表示信号制御回路４ｂで処理された画面データを本体制御ユニット３のバッファ回路３ｅの出力側に戻すものである。バッファＩＣ４ｃは、そのＶＣＣ端子が拡張バスコネクタ４ａ・３ｇを介して本体制御ユニット３の電源ラインに接続されており、ＯＥ＊端子が接地されている。従って、拡張ユニット４が装着されている間はバッファＩＣ４ｃは常にＯＮ状態となって入力された画面データを出力するようになっている。なお、このバッファＩＣ４ｃもバッファＩＣ３１ｅと同様に電源電圧が５Ｖでも３．３Ｖでも動作し、５Ｖトレラント仕様のものである。
【００２８】
また、接地ライン４ｄは拡張バスコネクタ４ａ・３ｇを介して本体制御ユニット３のインバータ３２ｅの入力側に接続される。これにより、拡張ユニット４が装着されている間は本体制御ユニット３のバッファＩＣ３１ｅは常にＯＦＦ状態となり、表示コントローラ３ｃから出力された画面データは全て拡張ユニット４側を通る。従って、ＬＣＤ２には表示信号処理回路４ｂで所定の処理を施された画面データのみが表示される。このようにバッファＩＣ３１ｅ・４ｃのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御することにより、拡張ユニット４を本体制御ユニット３に装着するだけで拡張ユニット４が本体制御ユニット３に組み込まれて拡張機能が有効になる。
【００２９】
以上のように、本体制御ユニット３には拡張ユニット４を着脱することができるインタフェースが設けられている。従って、本体制御ユニット３には与えられた画面データをそのままＬＣＤ２に表示するといった基本機能のみを予め搭載しておき、拡張機能の種類ごとに拡張ユニットを別途製造すればよい。ユーザは必要に応じて拡張ユニットをインタフェースを介して装着するだけで、所望する拡張機能を追加することができる。
【００３０】
これにより、拡張機能に対するユーザからの個別の要求に応えるために別々の製品を製造する必要がなくなり、製造コストを低く抑えることができる。このとき、拡張ユニットをユーザに供給するだけでよいので、製品全体が無駄な在庫になるようなことがない。また、表示制御ユニットあるいは拡張ユニットが故障しても、故障した方を交換するだけでよいので、ユーザ側の出費は最小限に抑えられる。その上、拡張機能のインタフェース仕様を公開すれば、サードパーティが拡張ユニットを製造および販売することも可能になるので、拡張機能の他種類化および拡張ユニットの低コスト化が促進される。従って、低コストで能率的に表示機能を拡張することのできるグラフィック操作パネルを提供することができる。
【００３１】
また、上記の例は、拡張機能が基本機能に優先した状態でグラフィック表示が行われる場合について示したものである。拡張機能を解除する際には、拡張ユニット４を本体制御ユニット３から取り外すだけでよい。このように、拡張ユニット４を着脱するだけで拡張機能の有効あるいは無効が決定されるので、拡張機能の取り扱いをユーザ側で容易に行うことができる。また、上述したように拡張ユニット４の電源電圧は、ＬＣＤ２に合わせて設定された本体制御ユニット３の５Ｖあるいは３．３Ｖの電源電圧のいずれにも適合するようになっている。これにより、ＬＣＤ２の機種が変更されて本体制御ユニット３の電源電圧が変更されても、拡張ユニット４はそのままで対応可能であるので、設計変更が不要である。
【００３２】
次に、上記の拡張機能がビデオ信号のオーバーレイ表示である場合を例にとって、表示信号処理回路４ｂの詳細な説明を行う。図２は、オーバーレイ表示を実現するための表示信号処理回路４ｂの構成を示したものである。この表示信号処理回路４ｂは、例えばＶＧＡやＮＴＳＣ、ＰＡＬなどのビデオ信号をグラフィック表示の画面データに割り込ませる処理を行うものであり、オーバーレイ表示制御部１１、Ａ／Ｄコンバータ１２、メモリＲ／Ｗアービタ１３、メモリ１４、およびマルチプレクサ１５から構成される。
【００３３】
Ａ／Ｄコンバータ１２は、拡張ユニット４に外部から入力されたアナログのビデオ信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルの割り込みデータとしてメモリ１４に出力する。オーバーレイ表示制御部１１は、拡張バスコネクタ４ａ・３ｇのＣＰＵＩ／Ｆを介して本体制御ユニット３のＣＰＵ３ａの指示を受け、表示コントローラ３ｃから拡張バスコネクタ４ａ・３ｇを介して転送されてくる画面データに従って、メモリＲ／Ｗアービタ１３の動作を制御する。メモリＲ／Ｗアービタ１３はＡ／Ｄコンバータ１２から出力された割り込みデータを所定のタイミングでメモリ１４に書き込む。
【００３４】
また、メモリＲ／Ｗアービタ１３は表示コントローラ３ｃから割り込ませる位置に対応する画面データが転送されたタイミングでメモリ１４から割り込みデータを読み出す。マルチプレクサ１５は、オーバーレイ表示制御部１１の制御により、表示コントローラ３ｃから割り込み位置に対応しない画面データが転送されてきたときに、これを入力信号として選択して出力する一方、割り込み位置に対応する画面データが転送されてきたときに、メモリＲ／Ｗアービタ１３によってメモリ１４から読み出された割り込みデータを入力信号として選択して出力する。これにより、ＬＣＤ２には画面データの所定位置にビデオ信号が割り込んだ信号が供給され、オーバーレイ表示が行われる。なお、上記の構成で、Ａ／Ｄコンバータ１２を各種画像処理を施す画像処理エンジンに置き換えてもよい。
【００３５】
以上は、拡張ユニット４を装着すると拡張機能が基本機能に優先した状態となる場合について説明したが、次に、拡張機能が基本機能に追加されて両機能とも有効となる場合について説明する。
【００３６】
図３は、グラフィック操作パネル１に、前述の拡張ユニット４の代りに、外部に信号を取り出す拡張機能を提供する拡張ユニット５を装着した状態を示すものである。拡張ユニット５は、拡張バスコネクタ５ａ、表示信号処理回路５ｂおよびバッファＩＣ５ｃを有している。バッファＩＣ５ｃは外部インタフェース用ドライバＩＣであり、バッファＩＣ３１ｅとは別系統で電源供給を受け、グラフィック操作パネル１の外部への出力端子に接続されている。また、拡張ユニット４のような接地ライン４ｄはない。従って、拡張バスコネクタ５ａは、本体制御ユニット３のバッファＩＣ３１ｅの出力側、およびインバータ３２ｅの入力側との接続を行わない。その他については、表示信号処理回路５ｂおよびバッファＩＣ５ｃは、それぞれ表示信号処理回路４ｂおよびバッファＩＣ４ｄと同様の接続関係となっている。
【００３７】
上記の構成により、拡張ユニット５が本体制御ユニット３に装着されても、本体制御ユニット３のバッファＩＣ３１ｅは常にＯＮ状態を保つので、表示コントローラ３ｃから出力される画面データはＬＣＤ２へ供給されると同時に、拡張ユニット５へ供給されて外部に取り出される。このように、拡張ユニット５が装着されると基本機能は維持されたまま、同じ画面データが拡張ユニット５から外部に向けて出力されるように、本体制御ユニット３と拡張ユニット５との間に経路が自動的に形成される。従って、拡張ユニット５は本体制御ユニット３に装着された際に本体制御ユニット３に組み込まれて、表示の基本機能および拡張機能が同時に有効になる。なお、拡張機能の解除については拡張ユニット４の場合と同様である。
【００３８】
次に、拡張機能が、外部の表示装置にもＬＣＤ２と同じグラフィック表示を同時に表示させる外部モニタ同時表示機能である場合を例にとって、表示信号処理回路５ｂの詳細な説明を行う。図４は、外部モニタ同時表示機能を実現するための表示信号処理回路５ｂの構成を示したものである。この表示信号処理回路５ｂは、表示コントローラ３ｃから出力される画面データをアナログの信号に変換して出力することにより、グラフィック操作パネル１から離れた場所にあるＣＲＴなどの外部モニタにも同時にグラフィック表示を可能にするものであり、メモリ２１、メモリＲ／Ｗアービタ２２、同期信号ジェネレータ２３、Ｄ／Ａコンバータ２４、およびコネクタ２５から構成される。なお、この場合は表示信号処理回路５ｂは本体制御ユニット３のＣＰＵ３ａとは接続されず、またバッファＩＣ５ｃが省略される。
【００３９】
メモリＲ／Ｗアービタ２２は、表示コントローラ３ｃから転送されてきた画面データを、そのタイミングでメモリ２１に書き込む。また、メモリ２１の画面データを、同期信号ジェネレータ２３から出力されるＶＧＡ、ＮＴＳＣ、ＰＡＬなどのビデオ信号に準拠した基準信号に同期したタイミングで読み出す。Ｄ／Ａコンバータ２４はメモリ２１から読み出された画面データをアナログのＲＧＢ信号などに変換し、同期信号ジェネレータ２３から出力される基準信号に同期したタイミングで出力する。出力されたアナログの信号はコネクタ２５から外部に取り出される。なお、Ｄ／Ａコンバータ２４の代りにＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）やＧＶＩＦ（Giga bit Video Interface）などの長距離伝送用のインタフェースを用いることも可能である。
【００４０】
以上、２種類の拡張機能を例にとって説明したが、その他にＬＣＤ２では表示できない大画面の画面データをＣＲＴ表示ユニットに出力する拡張機能や、ＬＣＤ２にパーソナルコンピュータ上などの外部映像を本来の画面データと切り替えて表示する拡張機能、ＬＣＤ２の特定の画面データを圧縮してＬＡＮによりサーバへ転送する拡張機能など、様々なものが提供可能である。もちろん、これらの拡張機能を複数併用することもできる。
【００４１】
また、本実施の形態では、グラフィック操作パネル１はＬＣＤ２と本体制御ユニット３とが一体的に組み合わせられた状態で使用されるものであったが、これに限ることなく、組み合わせられた状態からＬＣＤ２と本体制御ユニット３とを分離して使用できるようにすることも可能である。このようにすれば、本体制御ユニット３を状態表示の対象となる外部装置の近隣に配置し、離れた場所でグラフィック表示のモニタを行わねばならない場合に都合がよい。さらにこのときは、ＬＣＤ２を複数用意し、その数だけ本体制御ユニット３にインタフェースを設けて、複数箇所でモニタを行っても構わない。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明のＦＡ用のグラフィック操作パネルは、以上のように、外部装置の状態に関連するグラフィック表示を行う表示部、および上記グラフィック表示に関連する入力指示操作を受け付ける入力部を備えた表示ユニットと、与えられた画面データに基いて上記表示部の表示状態を制御する表示制御ユニットとが一体的に組み合わせられるＦＡ用のグラフィック操作パネルにおいて、上記表示制御ユニットは、上記表示制御ユニットから転送された画面データに対して表示機能を拡張する拡張ユニットが着脱可能なインタフェースを備え、上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると、上記インタフェースを介し上記表示制御ユニットに組み込まれる一方、上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記表示制御ユニットから上記拡張ユニットに設けられる処理回路へ画面データを供給する経路と、上記処理回路からの画面データを上記表示制御ユニットを介して上記表示ユニットへ出力する経路と、上記表示制御ユニットから上記表示ユニットへ画面データを出力する第１バッファＩＣをＯＦＦ状態とする経路とが形成される構成である。
【００４３】
それゆえ、表示制御ユニットには基本機能のみを予め搭載しておき、拡張機能の種類ごとに拡張ユニットを別途製造すればよい。ユーザは必要に応じて拡張ユニットをインタフェースを介して装着するだけで、所望する拡張機能を追加することができる。これにより、拡張機能ごとに別々のグラフィック操作パネルを製造する必要がなくなり、製造コストを低く抑えることができるとともに、製品全体が無駄な在庫になるようなことがない。また、表示制御ユニットあるいは拡張ユニットが故障しても、ユーザ側の出費は最小限に抑えられる。その上、拡張機能のインタフェース仕様を公開すれば、拡張機能の他種類化および拡張ユニットの低コスト化が促進される。
【００４４】
以上により、低コストで能率的に表示機能を拡張することのできるグラフィック操作パネルを提供することができるという効果を奏する。
【００４５】
また、ＦＡ用のグラフィック操作パネルは、外部装置の状態に関連するグラフィック表示を行う表示部、および上記グラフィック表示に関連する入力指示操作を受け付ける入力部を備えた表示ユニットと、与えられた画面データに基いて上記表示部の表示状態を制御する表示制御ユニットとが一体的に組み合わせられるＦＡ用のグラフィック操作パネルにおいて、上記表示制御ユニットは、表示機能を拡張する拡張ユニットが着脱可能なインタフェースを備え、上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると上記インタフェースを介し上記表示制御ユニットに組み込まれる一方、上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記表示制御ユニットが上記表示ユニットへ出力する画面データと同じ画面データを、上記拡張ユニットが外部に向けて出力するように、上記表示制御ユニットから上記拡張ユニットに設けられる処理回路へ画面データを供給する経路が形成されたものであってもよい。
【００４６】
それゆえ、拡張ユニットは、装着とともにインタフェースを介して自動的に表示制御ユニットに組み込まれ、拡張機能が有効になるように画面データの転送経路が形成される。すなわち拡張機能が基本機能に優先した状態あるいは基本機能に拡張機能が加わった状態でグラフィック表示が行われる。また、拡張機能を解除するには拡張ユニットを取り外すだけでよい。
【００４７】
このように、拡張ユニットを着脱するだけで拡張機能の有効あるいは無効が決定されるので、拡張機能の取り扱いをユーザ側で容易に行うことができるという効果を奏する。
【００４８】
請求項２に係る発明のＦＡ用のグラフィック操作パネルは、以上のように、請求項１に記載のグラフィック操作パネルにおいて、上記表示制御ユニットは画面データを出力する上記第１バッファＩＣを有し、上記拡張ユニットは上記表示制御ユニットから与えられる画面データを上記表示制御ユニットに出力する第２バッファＩＣを有し、該第２バッファＩＣは上記第１バッファＩＣと同じ電源電圧で動作し、上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると、上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記第１バッファＩＣへの電源ラインを上記第２バッファＩＣに接続するための電源経路が形成される構成である。
【００４９】
それゆえ、表示制御ユニットの電源電圧が変更されても、すなわち表示制御ユニットが異なる電源電圧の機種に変更されても拡張ユニットの設計変更が不要であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるグラフィック操作パネルおよびそれに装着される拡張ユニットの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の拡張ユニットの一部の構成を示すブロック図である。
【図３】図１のグラフィック操作パネルに装着される拡張ユニットの他の構成を示すブロック図である。
【図４】図３の拡張ユニットの一部の構成を示すブロック図である。
【図５】従来のグラフィック操作パネルの外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ グラフィック操作パネル
２ ＬＣＤ（表示ユニット）
３ 本体制御ユニット（表示制御ユニット）
３ｇ 拡張バスコネクタ（インタフェース）
４ 拡張ユニット
５ 拡張ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、画面データに基いて外部装置の状態に関連するグラフィック表示を行うグラフィック操作パネルに係り、特にグラフィック表示の拡張機能に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＡ（Factory Automation）化された生産現場における各種搬送機、加工機、試験機や、レジャー施設の自動サービス提供機器、建築物のセキュリティ管理装置、健康・医療器具など、制御対象を制御する制御システムにはグラフィック操作パネルが広く用いられている。一般に、グラフィック操作パネルは制御対象の近傍に設けられ、オペレータに制御対象の状態を報知するとともにオペレータの指示を受け付けるようになっており、ＨＭＩ（Human Machine Interface ）の役割を果たしている。
【０００３】
これらのグラフィック操作パネルは、液晶表示装置（以後ＬＣＤと呼ぶ）などからなる表示部、および該ＬＣＤをタッチパネル式としたり操作キーを別途配置したりすることにより設けた入力部を両方備えた表示ユニットと、表示部の表示状態を制御する表示制御ユニットとが一体的に組み合わせられるものである。例えば図５に示すように、表示制御ユニット５１は、箱型の筐体の内部にＣＰＵや表示コントローラ、記憶素子、電源回路などが搭載された基板ユニットを収めたものであり、ＬＣＤ５２の背面に組み合わせられる。表示制御ユニット５１の記憶素子にはシステムプログラムや画面データが格納されており、外部装置からの信号が入力されると表示コントローラによって画面データがＬＣＤ５２に送られて、外部装置の状態に関連するグラフィック表示が行われる。
【０００４】
従って、ＬＣＤ５２をタッチパネル式としてここからグラフィック表示に関連する指示入力を行うことで表示画像を制御することができるようにしたものは、同図のように正面の面積がほぼＬＣＤの面積で決まり、奥行きがほぼ表示制御ユニット５１の厚みで決まる薄型で小型の装置となる。操作キーが設けられるものも、ＬＣＤ５２の額縁の部分に必要最小限のキーが配置されている場合が多いので、キーボードが別体として設けられる一般のパーソナルコンピュータや、パーソナルコンピュータの機能を圧縮した携帯端末などとは異なって、表示機能を主体とするパネルとしての性格が強い。このようにグラフィック表示を主目的とするために一体化された構成により、グラフィック操作パネルは制御システムに組み込みやすく、ＨＭＩとしてふさわしいものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のグラフィック操作パネルでは、その表示機能の変更や追加が製造後では不可能であるために、表示機能を拡張しようとすると製造段階から表示制御ユニットに作り込む必要があった。拡張機能としては、例えば外部から入力されたビデオ信号を表示部のグラフィック表示画面に重ねて表示するオーバーレイ表示機能や、表示部で表示中の画面を外部の表示装置にも同時に表示する外部モニタ同時表示機能などがある。所望する拡張機能はグラフィック操作パネルのユーザごとに異なるのが一般的であるので、ユーザの要求を満たそうとすると、予想される要求ごとに別々の拡張機能を搭載した製品を作り分けなければならない。
【０００６】
これにより、製造コストが上昇するとともに、製造後に要求度の低いことが判明した製品はグラフィック操作パネル全体が無駄な在庫になるという問題が起こる。また、拡張機能を含んだ表示制御ユニットの一部が故障すると、基板全てを交換する必要があり、ユーザ側の出費が増大してしまうという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストで能率的に表示機能を拡張することのできるグラフィック操作パネルを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のＦＡ用のグラフィック操作パネルは、上記課題を解決するために、外部装置の状態に関連するグラフィック表示を行う表示部、および上記グラフィック表示に関連する入力指示操作を受け付ける入力部を備えた表示ユニットと、与えられた画面データに基いて上記表示部の表示状態を制御する表示制御ユニットとが一体的に組み合わせられるＦＡ用のグラフィック操作パネルにおいて、上記表示制御ユニットは、当該表示制御ユニットから転送された画面データに対して表示機能を拡張する拡張ユニットが着脱可能なインタフェースを備え、上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると、上記インタフェースを介し上記表示制御ユニットに組み込まれる一方、上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記表示制御ユニットから上記拡張ユニットに設けられる処理回路へ画面データを供給する経路と、上記処理回路からの画面データを上記表示制御ユニットを介して上記表示ユニットへ出力する経路と、上記表示制御ユニットから上記表示ユニットへ画面データを出力する第１バッファＩＣをＯＦＦ状態とする経路とが形成されることを特徴としている。
【０００９】
上記の発明によれば、表示制御ユニットには拡張バスコネクタなどのインタフェースが設けられており、表示制御ユニットの表示機能を拡張する拡張ボードなどの拡張ユニットを着脱することができるようになっている。従って、表示制御ユニットには与えられた画面データをそのまま表示部に表示するといった基本機能のみを予め搭載しておき、拡張機能の種類ごとに拡張ユニットを別途製造すればよい。ユーザは必要に応じて拡張ユニットをインタフェースを介して装着するだけで、所望する拡張機能を追加することができる。
【００１０】
これにより、拡張機能に対するユーザからの個別の要求に応えるために別々の製品を製造する必要がなくなり、製造コストを低く抑えることができる。このとき、拡張ユニットをユーザに供給するだけでよいので、製品全体が無駄な在庫になるようなことがない。また、表示制御ユニットあるいは拡張ユニットが故障しても、故障した方を交換するだけでよいので、ユーザ側の出費は最小限に抑えられる。その上、拡張機能のインタフェース仕様を公開すれば、サードパーティが拡張ユニットを製造および販売することも可能になるので、拡張機能の他種類化および拡張ユニットの低コスト化が促進される。
【００１１】
以上により、低コストで能率的に表示機能を拡張することのできるグラフィック操作パネルを提供することができる。
【００１２】
また、ＦＡ用のグラフィック操作パネルは、外部装置の状態に関連するグラフィック表示を行う表示部、および上記グラフィック表示に関連する入力指示操作を受け付ける入力部を備えた表示ユニットと、与えられた画面データに基いて上記表示部の表示状態を制御する表示制御ユニットとが一体的に組み合わせられるＦＡ用のグラフィック操作パネルにおいて、上記表示制御ユニットは、表示機能を拡張する拡張ユニットが着脱可能なインタフェースを備え、上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると上記インタフェースを介し上記表示制御ユニットに組み込まれる一方、上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記表示制御ユニットが上記表示ユニットへ出力する画面データと同じ画面データを、上記拡張ユニットが外部に向けて出力するように、上記表示制御ユニットから上記拡張ユニットに設けられる処理回路へ画面データを供給する経路が形成されたものであってもよい。
【００１３】
上記の発明によれば、拡張ユニットは、装着とともにインタフェースを介して自動的に表示制御ユニットに組み込まれて拡張機能が有効になる、すなわち拡張機能が基本機能に優先した状態あるいは基本機能に拡張機能が加わった状態でグラフィック表示が行われる。例えば、拡張機能がビデオ信号のオーバーレイ表示機能である場合、拡張ユニットが装着されると、基本機能を提供する表示制御ユニットから直接表示ユニットへ画面データが転送される経路が絶たれ、表示制御ユニットから拡張ユニットを通して画面データが転送される経路が自動的に形成される。拡張ユニットに画面データが転送されると、そこで画面データにビデオ信号を割り込ませる処理が行われ、処理された信号は表示制御ユニットに戻された後、表示ユニットに供給される。この場合は拡張機能が基本機能に優先した状態である。
【００１４】
また、例えば拡張機能が、外部の表示装置にも同じ画面を表示する外部モニタ同時表示機能である場合、拡張ユニットが装着されると基本機能は維持されたまま、同じ画面データが拡張ユニットから外部の表示装置に向けて出力されるように、基本機能を提供する表示制御ユニットと拡張ユニットとの間に経路が自動的に形成される。この場合は基本機能に拡張機能が加わった状態である。上記のいずれの場合にも、拡張機能を解除するには拡張ユニットを取り外すだけでよい。
【００１５】
このように、拡張ユニットを着脱するだけで拡張機能の有効あるいは無効が決定されるので、拡張機能の取り扱いをユーザ側で容易に行うことができる。
【００１６】
請求項２に係る発明のＦＡ用のグラフィック操作パネルは、上記課題を解決するために、請求項１記載のグラフィック操作パネルにおいて、上記表示制御ユニットは画面データを出力する上記第１バッファＩＣを有し、上記拡張ユニットは上記表示制御ユニットから与えられる画面データを上記表示制御ユニットに出力する第２バッファＩＣを有し、該第２バッファＩＣは上記第１バッファＩＣと同じ電源電圧で動作し、上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると、上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記第１バッファＩＣへの電源ラインを上記第２バッファＩＣに接続するための電源経路が形成されることを特徴としている。
【００１７】
表示部の電源電圧は例えば５Ｖの場合と３．３Ｖの場合とがあり、表示制御ユニットの電源電圧は表示ユニットに合わせて選択される。上記の発明によれば、拡張ユニットの電源電圧は、装着されると表示制御ユニットの電源電圧に適合するようになっているので、表示制御ユニットの電源電圧が変更されても、すなわち表示制御ユニットが異なる電源電圧の機種に変更されても拡張ユニットの設計変更が不要である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明のグラフィック操作パネルの一実施の形態について図１ないし図５に基づいて説明すれば以下の通りである。図１に本実施の形態に係るグラフィック操作パネル１の構成を示す。グラフィック操作パネル１は、ＬＣＤ２および本体制御ユニット３から構成され、前述の図５と同様に一体的に組み合わせられる。このグラフィック操作パネル１には後述するように拡張ユニット４を装着することができるようになっている。
【００１９】
ＬＣＤ（表示ユニット）２は例えばＴＦＴ液晶表示装置からなり、本体制御ユニット３とのインタフェースであるＴＦＴ−Ｉ／Ｆコネクタ２ａを備えていて、本体制御ユニット３のＴＦＴ−Ｉ／Ｆコネクタ３ｆと接続されている。ＬＣＤ２は表示部と入力部とを兼ねており、表示部としては、本体制御ユニット３からＴＦＴ−Ｉ／Ｆコネクタ３ｆ・２ａを介して転送された画面データを基に表示領域でグラフィック表示を行うことで機能する。入力部としては、ＬＣＤ２をタッチパネル方式として表示領域からグラフィック表示に関連する入力指示を受け付けることで機能するようにしてもよいし、ＬＣＤ２の額縁に操作キーを設けて入力指示を受け付けることで機能するようにしてもよい。なお、ＬＣＤ２の代りにプラズマ表示装置やＥＬ表示装置を用いることもできる。
【００２０】
本体制御ユニット（表示制御ユニット）３は、ＣＰＵ３ａ、メモリ３ｂ、表示コントローラ３ｃ、電源回路３ｄ、バッファ回路３ｅ、ＴＦＴ−ＩＦコネクタ３ｆ、および拡張バスコネクタ３ｇを有している。これらは内部バスで接続されている。ＣＰＵ３ａはシステムプログラムやグラフィック表示のアプリケーションプログラムを実行し、内部バスにおける画面データの流れを制御する。また、表示コントローラ３ｃや後述する拡張ユニット４の動作も制御する。さらに、ＬＣＤ２からの入力指示操作に応じた制御も行う。メモリ３ｂは上記システムプログラムやアプリケーションプログラム、画面データなどを外部から与えられることにより格納しており、必要に応じてＲＡＭやＥＰＲＯＭなど複数種類のメモリが用意される。
【００２１】
表示コントローラ３ｃはＣＰＵ３ａによりメモリ３ｂから読み出された画面データを時系列的に取り込んでＬＣＤ２に供給する。また、拡張ユニット４が装着された場合には取り込んだ画面データを表示信号処理回路４ａに供給する。電源回路３ｄは、ＬＣＤ２、本体制御ユニット３、および拡張ユニット４のそれぞれに電源電圧を供給するものであり、５Ｖと３．３Ｖとを切り替えることができるようになっている。電源電圧はＬＣＤ２の動作電圧を基準にして決定されるため、ＬＣＤ２の機種に応じて製造段階からいずれかの電源電圧が選択されて固定される。
【００２２】
バッファ回路３ｅは、そのＯＮ／ＯＦＦ動作によって、表示コントローラ３ｃから出力された画面データをＬＣＤ２に供給する経路の接続／遮断を決定するものであり、バッファＩＣ３１ｅ、インバータ３２ｅ、および抵抗３３ｅからなる。バッファＩＣ３１ｅは、そのＶＣＣ端子に電源回路３ｄから電源電圧が印加されており、ＯＥ＊端子に“Ｌｏｗ”の信号が入力されたときにＯＮ状態となり、入力端子から画面データを取り込んで出力端子から出力することが可能である。このバッファＩＣ３１ｅは電源電圧が５Ｖでも３．３Ｖでも動作し、３．３Ｖ動作時に５Ｖの電圧が加わっても壊れないよう保護回路を有する５Ｖトレラント仕様のものである。
【００２３】
インバータ３２ｅは入力される信号の位相を反転して上記ＯＥ＊端子に入力する。インバータ３２ｅの入力側は拡張バスコネクタ３ｇに接続されており、またこの入力側と電源ラインとの間に抵抗３３ｅが接続されている。拡張ユニット４が装着されていない状態では電源ラインから抵抗３３ｅを介してインバータ３２ｅに“Ｈｉｇｈ”の信号が入力されるので、ＯＥ＊端子に入力される信号が“Ｌｏｗ”となってバッファＩＣ３１ｅはＯＮ状態となる。従って、表示コントローラ３ｃからＬＣＤ２に向かう画面データの経路が接続される。一方、後述するように拡張ユニット４が装着されると、インバータ３２ｅの入力側は拡張ユニット４側で接地されるため、ＯＥ＊端子に入力される信号が“Ｈｉｇｈ”となってバッファＩＣ３１ｅはＯＦＦ状態となる。従って、表示コントローラ３ｃからＬＣＤ２に向かう画面データの経路は遮断される。
【００２４】
ＴＦＴ−ＩＦコネクタ３ｆは、前述したＴＦＴ−ＩＦコネクタ２ａと同様にＬＣＤ２と本体制御ユニット３とのインタフェースであり、本体制御ユニット３からＬＣＤ２へ画面データや電源電圧を供給するとともに、ＬＣＤ２の入力部からの信号を本体制御ユニット３に伝える。拡張バスコネクタ３ｇは、拡張ユニット４を着脱可能とする拡張機能用のインタフェースであり、拡張ユニット４と接続されることにより、本体制御ユニット３の内部バスや電源ラインを拡張ユニット４内のものと接続する。同図には、ＣＰＵ３ａ、表示コントローラ３ｃ、バッファＩＣ３１ｅからのバス、バッファＩＣ３１ｅのＯＥ＊端子に接続される信号ライン、および電源ラインが拡張バスコネクタ３ｇによって拡張ユニット４に接続されている状態を示してある。
【００２５】
上記の構成のグラフィック操作パネル１は、拡張ユニット４が装着されていない状態では、表示コントローラ３ｃから出力された画面データはバッファＩＣ３１ｅおよびＴＦＴ−Ｉ／Ｆコネクタ３ｆを介してＬＣＤ２に供給される。このようにして行われる通常のグラフィック表示をグラフィック操作パネル１の表示の基本機能として、次に表示機能を拡張する場合について説明する。
【００２６】
図１に拡張ユニットの一例としての拡張ユニット４の構成を示す。拡張ユニット４は、拡張バスコネクタ４ａ、表示信号制御回路４ｂ、バッファＩＣ４ｃ、および接地ライン４ｄを有している。拡張バスコネクタ４ａは、拡張バスコネクタ３ｇと同様に本体制御ユニット３と拡張ユニット４とのインタフェースであり、拡張バスコネクタ３ｇに接続されることにより拡張ユニット４の内部バスや電源ラインを本体制御ユニット３内のものと接続する。表示信号制御回路４ｂは転送された画面データに対して拡張機能に関する処理を行うＬＳＩであり、本体制御ユニット３のメモリ３ｂに格納されたアプリケーションプログラムに従ってＣＰＵ３ａがその動作制御を行う。従って、表示信号制御回路４ｂは拡張バスコネクタ４ａ・３ｇを介してＣＰＵ３ａおよび表示コントローラ３ｃに接続される。
【００２７】
バッファＩＣ４ｃは表示信号制御回路４ｂで処理された画面データを本体制御ユニット３のバッファ回路３ｅの出力側に戻すものである。バッファＩＣ４ｃは、そのＶＣＣ端子が拡張バスコネクタ４ａ・３ｇを介して本体制御ユニット３の電源ラインに接続されており、ＯＥ＊端子が接地されている。従って、拡張ユニット４が装着されている間はバッファＩＣ４ｃは常にＯＮ状態となって入力された画面データを出力するようになっている。なお、このバッファＩＣ４ｃもバッファＩＣ３１ｅと同様に電源電圧が５Ｖでも３．３Ｖでも動作し、５Ｖトレラント仕様のものである。
【００２８】
また、接地ライン４ｄは拡張バスコネクタ４ａ・３ｇを介して本体制御ユニット３のインバータ３２ｅの入力側に接続される。これにより、拡張ユニット４が装着されている間は本体制御ユニット３のバッファＩＣ３１ｅは常にＯＦＦ状態となり、表示コントローラ３ｃから出力された画面データは全て拡張ユニット４側を通る。従って、ＬＣＤ２には表示信号処理回路４ｂで所定の処理を施された画面データのみが表示される。このようにバッファＩＣ３１ｅ・４ｃのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御することにより、拡張ユニット４を本体制御ユニット３に装着するだけで拡張ユニット４が本体制御ユニット３に組み込まれて拡張機能が有効になる。
【００２９】
以上のように、本体制御ユニット３には拡張ユニット４を着脱することができるインタフェースが設けられている。従って、本体制御ユニット３には与えられた画面データをそのままＬＣＤ２に表示するといった基本機能のみを予め搭載しておき、拡張機能の種類ごとに拡張ユニットを別途製造すればよい。ユーザは必要に応じて拡張ユニットをインタフェースを介して装着するだけで、所望する拡張機能を追加することができる。
【００３０】
これにより、拡張機能に対するユーザからの個別の要求に応えるために別々の製品を製造する必要がなくなり、製造コストを低く抑えることができる。このとき、拡張ユニットをユーザに供給するだけでよいので、製品全体が無駄な在庫になるようなことがない。また、表示制御ユニットあるいは拡張ユニットが故障しても、故障した方を交換するだけでよいので、ユーザ側の出費は最小限に抑えられる。その上、拡張機能のインタフェース仕様を公開すれば、サードパーティが拡張ユニットを製造および販売することも可能になるので、拡張機能の他種類化および拡張ユニットの低コスト化が促進される。従って、低コストで能率的に表示機能を拡張することのできるグラフィック操作パネルを提供することができる。
【００３１】
また、上記の例は、拡張機能が基本機能に優先した状態でグラフィック表示が行われる場合について示したものである。拡張機能を解除する際には、拡張ユニット４を本体制御ユニット３から取り外すだけでよい。このように、拡張ユニット４を着脱するだけで拡張機能の有効あるいは無効が決定されるので、拡張機能の取り扱いをユーザ側で容易に行うことができる。また、上述したように拡張ユニット４の電源電圧は、ＬＣＤ２に合わせて設定された本体制御ユニット３の５Ｖあるいは３．３Ｖの電源電圧のいずれにも適合するようになっている。これにより、ＬＣＤ２の機種が変更されて本体制御ユニット３の電源電圧が変更されても、拡張ユニット４はそのままで対応可能であるので、設計変更が不要である。
【００３２】
次に、上記の拡張機能がビデオ信号のオーバーレイ表示である場合を例にとって、表示信号処理回路４ｂの詳細な説明を行う。図２は、オーバーレイ表示を実現するための表示信号処理回路４ｂの構成を示したものである。この表示信号処理回路４ｂは、例えばＶＧＡやＮＴＳＣ、ＰＡＬなどのビデオ信号をグラフィック表示の画面データに割り込ませる処理を行うものであり、オーバーレイ表示制御部１１、Ａ／Ｄコンバータ１２、メモリＲ／Ｗアービタ１３、メモリ１４、およびマルチプレクサ１５から構成される。
【００３３】
Ａ／Ｄコンバータ１２は、拡張ユニット４に外部から入力されたアナログのビデオ信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルの割り込みデータとしてメモリ１４に出力する。オーバーレイ表示制御部１１は、拡張バスコネクタ４ａ・３ｇのＣＰＵＩ／Ｆを介して本体制御ユニット３のＣＰＵ３ａの指示を受け、表示コントローラ３ｃから拡張バスコネクタ４ａ・３ｇを介して転送されてくる画面データに従って、メモリＲ／Ｗアービタ１３の動作を制御する。メモリＲ／Ｗアービタ１３はＡ／Ｄコンバータ１２から出力された割り込みデータを所定のタイミングでメモリ１４に書き込む。
【００３４】
また、メモリＲ／Ｗアービタ１３は表示コントローラ３ｃから割り込ませる位置に対応する画面データが転送されたタイミングでメモリ１４から割り込みデータを読み出す。マルチプレクサ１５は、オーバーレイ表示制御部１１の制御により、表示コントローラ３ｃから割り込み位置に対応しない画面データが転送されてきたときに、これを入力信号として選択して出力する一方、割り込み位置に対応する画面データが転送されてきたときに、メモリＲ／Ｗアービタ１３によってメモリ１４から読み出された割り込みデータを入力信号として選択して出力する。これにより、ＬＣＤ２には画面データの所定位置にビデオ信号が割り込んだ信号が供給され、オーバーレイ表示が行われる。なお、上記の構成で、Ａ／Ｄコンバータ１２を各種画像処理を施す画像処理エンジンに置き換えてもよい。
【００３５】
以上は、拡張ユニット４を装着すると拡張機能が基本機能に優先した状態となる場合について説明したが、次に、拡張機能が基本機能に追加されて両機能とも有効となる場合について説明する。
【００３６】
図３は、グラフィック操作パネル１に、前述の拡張ユニット４の代りに、外部に信号を取り出す拡張機能を提供する拡張ユニット５を装着した状態を示すものである。拡張ユニット５は、拡張バスコネクタ５ａ、表示信号処理回路５ｂおよびバッファＩＣ５ｃを有している。バッファＩＣ５ｃは外部インタフェース用ドライバＩＣであり、バッファＩＣ３１ｅとは別系統で電源供給を受け、グラフィック操作パネル１の外部への出力端子に接続されている。また、拡張ユニット４のような接地ライン４ｄはない。従って、拡張バスコネクタ５ａは、本体制御ユニット３のバッファＩＣ３１ｅの出力側、およびインバータ３２ｅの入力側との接続を行わない。その他については、表示信号処理回路５ｂおよびバッファＩＣ５ｃは、それぞれ表示信号処理回路４ｂおよびバッファＩＣ４ｄと同様の接続関係となっている。
【００３７】
上記の構成により、拡張ユニット５が本体制御ユニット３に装着されても、本体制御ユニット３のバッファＩＣ３１ｅは常にＯＮ状態を保つので、表示コントローラ３ｃから出力される画面データはＬＣＤ２へ供給されると同時に、拡張ユニット５へ供給されて外部に取り出される。このように、拡張ユニット５が装着されると基本機能は維持されたまま、同じ画面データが拡張ユニット５から外部に向けて出力されるように、本体制御ユニット３と拡張ユニット５との間に経路が自動的に形成される。従って、拡張ユニット５は本体制御ユニット３に装着された際に本体制御ユニット３に組み込まれて、表示の基本機能および拡張機能が同時に有効になる。なお、拡張機能の解除については拡張ユニット４の場合と同様である。
【００３８】
次に、拡張機能が、外部の表示装置にもＬＣＤ２と同じグラフィック表示を同時に表示させる外部モニタ同時表示機能である場合を例にとって、表示信号処理回路５ｂの詳細な説明を行う。図４は、外部モニタ同時表示機能を実現するための表示信号処理回路５ｂの構成を示したものである。この表示信号処理回路５ｂは、表示コントローラ３ｃから出力される画面データをアナログの信号に変換して出力することにより、グラフィック操作パネル１から離れた場所にあるＣＲＴなどの外部モニタにも同時にグラフィック表示を可能にするものであり、メモリ２１、メモリＲ／Ｗアービタ２２、同期信号ジェネレータ２３、Ｄ／Ａコンバータ２４、およびコネクタ２５から構成される。なお、この場合は表示信号処理回路５ｂは本体制御ユニット３のＣＰＵ３ａとは接続されず、またバッファＩＣ５ｃが省略される。
【００３９】
メモリＲ／Ｗアービタ２２は、表示コントローラ３ｃから転送されてきた画面データを、そのタイミングでメモリ２１に書き込む。また、メモリ２１の画面データを、同期信号ジェネレータ２３から出力されるＶＧＡ、ＮＴＳＣ、ＰＡＬなどのビデオ信号に準拠した基準信号に同期したタイミングで読み出す。Ｄ／Ａコンバータ２４はメモリ２１から読み出された画面データをアナログのＲＧＢ信号などに変換し、同期信号ジェネレータ２３から出力される基準信号に同期したタイミングで出力する。出力されたアナログの信号はコネクタ２５から外部に取り出される。なお、Ｄ／Ａコンバータ２４の代りにＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）やＧＶＩＦ（Giga bit Video Interface）などの長距離伝送用のインタフェースを用いることも可能である。
【００４０】
以上、２種類の拡張機能を例にとって説明したが、その他にＬＣＤ２では表示できない大画面の画面データをＣＲＴ表示ユニットに出力する拡張機能や、ＬＣＤ２にパーソナルコンピュータ上などの外部映像を本来の画面データと切り替えて表示する拡張機能、ＬＣＤ２の特定の画面データを圧縮してＬＡＮによりサーバへ転送する拡張機能など、様々なものが提供可能である。もちろん、これらの拡張機能を複数併用することもできる。
【００４１】
また、本実施の形態では、グラフィック操作パネル１はＬＣＤ２と本体制御ユニット３とが一体的に組み合わせられた状態で使用されるものであったが、これに限ることなく、組み合わせられた状態からＬＣＤ２と本体制御ユニット３とを分離して使用できるようにすることも可能である。このようにすれば、本体制御ユニット３を状態表示の対象となる外部装置の近隣に配置し、離れた場所でグラフィック表示のモニタを行わねばならない場合に都合がよい。さらにこのときは、ＬＣＤ２を複数用意し、その数だけ本体制御ユニット３にインタフェースを設けて、複数箇所でモニタを行っても構わない。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明のＦＡ用のグラフィック操作パネルは、以上のように、外部装置の状態に関連するグラフィック表示を行う表示部、および上記グラフィック表示に関連する入力指示操作を受け付ける入力部を備えた表示ユニットと、与えられた画面データに基いて上記表示部の表示状態を制御する表示制御ユニットとが一体的に組み合わせられるＦＡ用のグラフィック操作パネルにおいて、上記表示制御ユニットは、上記表示制御ユニットから転送された画面データに対して表示機能を拡張する拡張ユニットが着脱可能なインタフェースを備え、上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると、上記インタフェースを介し上記表示制御ユニットに組み込まれる一方、上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記表示制御ユニットから上記拡張ユニットに設けられる処理回路へ画面データを供給する経路と、上記処理回路からの画面データを上記表示制御ユニットを介して上記表示ユニットへ出力する経路と、上記表示制御ユニットから上記表示ユニットへ画面データを出力する第１バッファＩＣをＯＦＦ状態とする経路とが形成される構成である。
【００４３】
それゆえ、表示制御ユニットには基本機能のみを予め搭載しておき、拡張機能の種類ごとに拡張ユニットを別途製造すればよい。ユーザは必要に応じて拡張ユニットをインタフェースを介して装着するだけで、所望する拡張機能を追加することができる。これにより、拡張機能ごとに別々のグラフィック操作パネルを製造する必要がなくなり、製造コストを低く抑えることができるとともに、製品全体が無駄な在庫になるようなことがない。また、表示制御ユニットあるいは拡張ユニットが故障しても、ユーザ側の出費は最小限に抑えられる。その上、拡張機能のインタフェース仕様を公開すれば、拡張機能の他種類化および拡張ユニットの低コスト化が促進される。
【００４４】
以上により、低コストで能率的に表示機能を拡張することのできるグラフィック操作パネルを提供することができるという効果を奏する。
【００４５】
また、ＦＡ用のグラフィック操作パネルは、外部装置の状態に関連するグラフィック表示を行う表示部、および上記グラフィック表示に関連する入力指示操作を受け付ける入力部を備えた表示ユニットと、与えられた画面データに基いて上記表示部の表示状態を制御する表示制御ユニットとが一体的に組み合わせられるＦＡ用のグラフィック操作パネルにおいて、上記表示制御ユニットは、表示機能を拡張する拡張ユニットが着脱可能なインタフェースを備え、上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると上記インタフェースを介し上記表示制御ユニットに組み込まれる一方、上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記表示制御ユニットが上記表示ユニットへ出力する画面データと同じ画面データを、上記拡張ユニットが外部に向けて出力するように、上記表示制御ユニットから上記拡張ユニットに設けられる処理回路へ画面データを供給する経路が形成されたものであってもよい。
【００４６】
それゆえ、拡張ユニットは、装着とともにインタフェースを介して自動的に表示制御ユニットに組み込まれ、拡張機能が有効になるように画面データの転送経路が形成される。すなわち拡張機能が基本機能に優先した状態あるいは基本機能に拡張機能が加わった状態でグラフィック表示が行われる。また、拡張機能を解除するには拡張ユニットを取り外すだけでよい。
【００４７】
このように、拡張ユニットを着脱するだけで拡張機能の有効あるいは無効が決定されるので、拡張機能の取り扱いをユーザ側で容易に行うことができるという効果を奏する。
【００４８】
請求項２に係る発明のＦＡ用のグラフィック操作パネルは、以上のように、請求項１に記載のグラフィック操作パネルにおいて、上記表示制御ユニットは画面データを出力する上記第１バッファＩＣを有し、上記拡張ユニットは上記表示制御ユニットから与えられる画面データを上記表示制御ユニットに出力する第２バッファＩＣを有し、該第２バッファＩＣは上記第１バッファＩＣと同じ電源電圧で動作し、上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると、上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記第１バッファＩＣへの電源ラインを上記第２バッファＩＣに接続するための電源経路が形成される構成である。
【００４９】
それゆえ、表示制御ユニットの電源電圧が変更されても、すなわち表示制御ユニットが異なる電源電圧の機種に変更されても拡張ユニットの設計変更が不要であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるグラフィック操作パネルおよびそれに装着される拡張ユニットの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の拡張ユニットの一部の構成を示すブロック図である。
【図３】図１のグラフィック操作パネルに装着される拡張ユニットの他の構成を示すブロック図である。
【図４】図３の拡張ユニットの一部の構成を示すブロック図である。
【図５】従来のグラフィック操作パネルの外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ グラフィック操作パネル
２ ＬＣＤ（表示ユニット）
３ 本体制御ユニット（表示制御ユニット）
３ｇ 拡張バスコネクタ（インタフェース）
４ 拡張ユニット
５ 拡張ユニット
Claims (2)
- 外部装置の状態に関連するグラフィック表示を行う表示部、および上記グラフィック表示に関連する入力指示操作を受け付ける入力部を備えた表示ユニットと、与えられた画面データに基いて上記表示部の表示状態を制御する表示制御ユニットとが一体的に組み合わせられるＦＡ用のグラフィック操作パネルにおいて、
上記表示制御ユニットは、当該表示制御ユニットから転送された画面データに対して表示機能を拡張する拡張ユニットが着脱可能なインタフェースを備え、
上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると、上記インタフェースを介し上記表示制御ユニットに組み込まれる一方、
上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記表示制御ユニットから上記拡張ユニットに設けられる処理回路へ画面データを供給する経路と、上記処理回路からの画面データを上記表示制御ユニットを介して上記表示ユニットへ出力する経路と、上記表示制御ユニットから上記表示ユニットへ画面データを出力する第１バッファＩＣをＯＦＦ状態とする経路とが形成されることを特徴とするＦＡ用のグラフィック操作パネル。 - 上記表示制御ユニットは画面データを出力する上記第１バッファＩＣを有し、
上記拡張ユニットは上記表示制御ユニットから与えられる画面データを上記表示制御ユニットに出力する第２バッファＩＣを有し、
該第２バッファＩＣは上記第１バッファＩＣと同じ電源電圧で動作し、
上記拡張ユニットは、上記表示制御ユニットに装着されると、上記拡張ユニットと上記表示制御ユニットとの間に、上記第１バッファＩＣへの電源ラインを上記第２バッファＩＣに接続するための電源経路が形成されることを特徴とする請求項１に記載のグラフィック操作パネル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29334999A JP3916812B2 (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | Ｆａ用のグラフィック操作パネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29334999A JP3916812B2 (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | Ｆａ用のグラフィック操作パネル |
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