JP2017146471A - プログラマブル表示器及びこれを備えるプログラマブルシステム、並びにプログラマブル表示器の表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プログラマブル表示器に動画に重ねて透明な部品を表示可能とする。【解決手段】外部インターフェース部１０で入力された入力信号を処理するための部品処理部２１と、動画信号を処理するための動画処理部２２と、静止画部品７が動画部品６と該静止画部品７の透明度に関する透明度設定情報を記憶するための透明度設定記憶部４２と、動画設定記憶部４３に記憶された動画設定情報に基づき、表示部３０に表示する動画部品６を描画し、静止画設定記憶部４１に記憶された静止画設定情報に基づき、表示部３０に表示する静止画部品７を描画し、動画部品６と静止画部品７が重なる重畳領域ＯＶＬを、透明度設定記憶部４２に記憶された透明度設定情報と、静止画設定記憶部４１に記憶された静止画設定と、動画設定記憶部４３に記憶された動画設定情報に基づき、合成するための画像合成処理部２３とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、プログラマブル表示器及びこれを備えるプログラマブルシステム、並びにプログラマブル表示器の表示方法に関する。

ＦＡ（Factory Automation）システムでは、センサー装置、駆動装置等の入出力機器を制御する制御装置として、プラグラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller：以下、「ＰＬＣ」という。）が用いられる。ＰＬＣの動作状態は、プログラマブル表示器によって監視することができる。プログラマブル表示器は、主として、ＰＬＣの動作状態をモニターするための表示装置（Human Machine Interface：ＨＭＩ）であり、動作中のＰＬＣから動作状態を示す状態データを取得して画面表示させる。通常、プログラマブル表示器は、画面データに基づいて動作し、画面データを書き換えることにより、所望の動作を行わせることができる。

プログラマブル表示器において、動画の上に部品を配置した場合、重畳部分は部品が表示されるのみで、重畳部分に配置された動画は表示されなかった。そのため、動画の一部分が、部品に隠れて見えない場合があった。これに対して部品を半透明表示する技術もあるが、動画の前面に半透明表示をした部品を配置した場合は、動画の更新周期ごとにその重畳部分の画像データと半透明部品の透明度に応じた演算処理をするため、計算量が膨大になっていた。

プログラマブル表示器においては、ＰＬＣに接続されたカメラからの動画情報等を表示する必要性は高い。このため、動画の前面に部品を表示されることがあるが、このような部品によって動画の一部分が全く見えなくなると、動画の一部分が確認できなくなってしまい、使い勝手が悪くなる。

ＷＯ２０１４／１１２０３５号 特開２００６−２０９３８１号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一は、動画に重ねて透明な部品を表示可能としたプログラマブル表示器及びこれを備えるプログラマブルシステム、並びにプログラマブル表示器の表示方法を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の第１の態様に係るプログラマブル表示器によれば、プログラマブルロジックコントローラと接続可能なプログラマブル表示器であって、表示画面を備え、該表示画面上に一以上の機能部品として、動画を表示する動画部品と、静止画を表示する静止画部品を配置可能な表示部と、動画信号と、入力信号を入力するための外部インターフェース部と、前記外部インターフェース部で入力された入力信号を処理するための部品処理部と、前記外部インターフェース部で入力された動画信号を処理するための動画処理部と、前記静止画部品の表示に関する静止画設定情報を記憶するための静止画設定記憶部と、前記静止画部品が前記動画部品と該静止画部品の透明度に関する透明度設定情報を記憶するための透明度設定記憶部と、前記動画の表示に関する動画設定情報を記憶するための動画設定記憶部と、前記動画設定記憶部に記憶された動画設定情報に基づき、前記表示部に表示する前記動画部品を描画し、前記静止画設定記憶部に記憶された静止画設定情報に基づき、前記表示部に表示する前記静止画部品を描画し、前記動画部品と静止画部品が重なる重畳領域を、前記透明度設定記憶部に記憶された透明度設定情報と、前記静止画設定記憶部に記憶された静止画設定と、前記動画設定記憶部に記憶された動画設定情報に基づき、合成するための画像合成処理部とを備えることができる。上記構成により、表示画面上に動画部品と静止画部品を重ねて表示した際、静止画部品を半透明で表示することで、動画部品を視認でき、静止画に隠れて部分的に確認できなくなる事態を回避できる。

また、第２の態様に係るプログラマブル表示器によれば、前記画像合成処理部は、前記重畳領域を、前記外部インターフェース部から入力された動画信号のカラー成分と、前記静止画設定記憶部に記憶された前記静止画部品のカラー成分と透明度とに基づいて合成できる。

さらに、第３の態様に係るプログラマブル表示器によれば、前記画像合成処理部は、前記外部インターフェース部から入力された動画信号の各画素の画素値に対して、前記重畳領域の前記静止画部品の画素値と、前記静止画部品の透明度を用いて、前記重畳領域の各画素表示色を決定できる。

さらにまた、第４の態様に係るプログラマブル表示器によれば、前記画像合成処理部は、前記静止画部品の輪郭部分の透明度を、該輪郭部分の内側よりも高めて表示させることができる。上記構成により、輪郭部分のジャギー感を低減した高品質な表示が得られる。

さらにまた、第５の態様に係るプログラマブル表示器によれば、前記画像合成処理部は、前記静止画設定記憶部に記憶された静止画設定情報に基づいて透明度を有する静止画部品を表示する静止画レイヤーの背面に、前記動画部品を表示する動画レイヤーを配置することができる。上記構成により、重畳領域において透明な静止画を重ねた動画像を表示させるために、動画部品の更新頻度に合わせて全て描画を演算して書き換えることなく、簡略化した処理で得ることが可能となる。

さらにまた、第６の態様に係るプログラマブル表示器によれば、前記画像合成処理部は、前記静止画部品の内、前記動画部品と重なる重畳領域を透明として、前記重畳領域に、前記静止画部品から該重畳領域に該当する領域を切り出し、かつ前記透明度設定記憶部に記憶された透明度設定情報に従って半透明とした半透明画像を重ね、さらに前記重畳領域に、前記動画部品を前記静止画部品の背面から重ねて配置して表示させることができる。

さらにまた、第７の態様に係るプログラマブル表示器によれば、プログラマブルロジックコントローラと接続可能なプログラマブル表示器であって、表示画面を備え、該表示画面上に一以上の機能部品として、動画を表示する動画部品と、静止画を表示する静止画部品を配置可能な表示部と、前記表示画面に対するタッチ操作を、タッチパネル式に検出可能なタッチ検出部と、動画信号と、入力信号を入力するための外部インターフェース部と、前記外部インターフェース部で入力された入力信号を処理するための部品処理部と、前記外部インターフェース部で入力された動画信号を処理するための動画処理部と、前記静止画部品の表示に関する静止画設定情報を記憶するための静止画設定記憶部と、前記静止画部品が前記動画部品と該静止画部品の透明度に関する透明度設定情報を記憶するための透明度設定記憶部と、前記動画の表示に関する動画設定情報を記憶するための動画設定記憶部と、前記静止画設定記憶部に記憶された静止画設定情報に基づいて透明度を有する静止画部品を表示する静止画レイヤーの背面に、前記動画部品を表示する動画レイヤーを配置して、前記動画部品と静止画部品が重なる重畳領域を合成するための画像合成処理部とを備えることができる。上記構成により、重畳領域において透明な静止画を重ねた動画像を表示させるために、動画部品の更新頻度に合わせて全て描画を演算して書き換えることなく、簡略化した処理で得ることが可能となる。

さらにまた、第８の態様に係るプログラマブル表示器によれば、前記表示部における、前記動画部品の表示内容を更新する更新頻度を、前記静止画部品の表示内容を更新する更新頻度よりも高くすることができる。

さらにまた、第９の態様に係るプログラマブル表示器によれば、前記表示部において、前記動画部品に、透明な静止画部品と、不透明な静止画部品とが少なくとも部分的に重なるように配置可能とできる。上記構成により、様々な透明度の静止画部品を動画部品と重ねて配置することが可能となる。

さらにまた、第１０の態様に係るプログラマブル表示器によれば、前記画像合成処理部が、前記動画部品と、前記静止画部品を半透明として合成する半透明合成処理は、各部品を構成する画素のカラー成分と透明度成分に基づき、ピクセル単位で行うことができる。

さらにまた、第１１の態様に係るプログラマブル表示器によれば、プログラマブルロジックコントローラと接続可能なプログラマブル表示器であって、表示画面を備え、該表示画面上に一以上の機能部品を配置可能な表示部と、前記表示画面に対するタッチ操作を、タッチパネル式に検出可能なタッチ検出部と、入力信号を入力するための外部インターフェース部と、前記外部インターフェース部で入力された入力信号を処理するための部品処理部と、前記機能部品の表示に関する設定情報を記憶するための設定記憶部と、前記機能部品の輪郭部分を半透明として前記表示部に表示させるための画像合成処理部とを備えることができる。上記構成により、輪郭部分のジャギー感を低減した高品質な表示が得られる。

さらにまた、第１２の態様に係るプログラマブルシステムによれば、プログラマブルロジックコントローラと、前記プログラマブルロジックコントローラと接続され、該プログラマブルロジックコントローラに対してデバイスを割り当て可能な、前記いずれかのプログラマブル表示器とを備える。

さらにまた、第１３の態様に係るプログラマブル表示器の表示方法によれば、プログラマブルロジックコントローラと接続可能なプログラマブル表示器の表示画面上に、一以上の機能部品として、動画を表示する動画部品と、静止画を表示する静止画部品を、少なくとも部分的に重なるように配置して表示させるプログラマブル表示器の表示方法であって、動画信号と、入力信号を入力する工程と、前記入力された入力信号を処理して、前記表示画面上に表示される前記静止画部品の画像として、予め設定された該静止画部品が前記動画部品と重なる重畳領域を半透明に表示させるための透明度に基づき、該重畳領域を透明として前記静止画部品を表示させた静止画レイヤーの背面に、前記動画部品を表示する動画レイヤーを配置して、表示画面を描画する工程とを含むことができる。これにより、重畳領域において透明な静止画を重ねた動画像を表示させるために、動画部品の更新頻度に合わせて全て描画を演算して書き換えることなく、簡略化した処理で得ることが可能となる。

本発明の一実施形態に係るプログラマブル表示器を示すブロック図である。 動画部品や静止画部品を配置した表示画面の例を示す模式図である。 動画部品に不透明な静止画部品を配置した例を示す一部拡大イメージ図である。 動画部品に半透明の静止画部品を配置した例を示す一部拡大イメージ図である。 静止画部品の重畳領域を半透明表示させる描画方法の手順を示すフローチャートである。 低頻度更新画像に高頻度更新画像を背面から重ねる様子を示すイメージ図である。 実施形態１に係るプログラマブル表示器を示すブロック図である。 実施形態２に係るプログラマブル表示器を示すブロック図である。 実施形態３に係るプログラマブル表示器を示すブロック図である。 部品情報記憶部に部品設定情報を記憶する様子を示す模式図である。 部品情報の構成例を示す模式図である。 部品描画処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

本発明の一実施形態に係るプログラマブル表示器を図１のブロック図に示す。この図に示すプログラマブル表示器１００は、プログラマブルロジックコントローラＰＬＣ２００と通信ネットワークを介して接続され、プログラマブルシステム１０００を構成している。プログラマブル表示器１００は、ＰＬＣ２００に対してデバイスを割り当て可能としている。ＰＬＣ２００には、制御対象となる複数のターゲットシステムＴＧＴが接続されている。このようなプログラマブルシステム１０００は、工場に設備された多数のターゲットシステムＴＧＴを制御するための制御系として構築される。

ＰＬＣ２００に接続されるターゲットシステムＴＧＴは、温度センサ、光センサ等のセンサ類や、押しボタンスイッチ、リミットスイッチ、圧力スイッチなどのスイッチ類、アクチュエータ、リレー、電磁弁などで構成される。これらのターゲットシステムＴＧＴは、製造ラインなどの所要各部に配置される。

またプログラマブル表示器１００は、コンピュータと接続可能であり、コンピュータにインストールされたプログラマブル表示器の設計プログラムによって、プログラマブル表示器１００の表示画面に表示されるページの設計を行うことができる。

プログラマブル表示器１００やＰＬＣ２００、ターゲットシステムＴＧＴ等を接続する通信ネットワークは、モドバスや、イーサネット（商品名）、ＵＳＢ、ＲＳ−２３２ｘ、ＲＳ−４２２、ＲＳ−４２３、ＲＳ−４８５、ＩＥＥＥ１３９４等のシリアル接続、パラレル接続が利用される。また電気的、磁気的、又は光学的に接続して通信を行う。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ等の無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他のＮＦＣ等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続等でもよい。さらにデータの交換や設定の保存等を行うための記録媒体には、メモリカードや磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が利用できる。

プログラマブル表示器１００には、設計装置ＤＳＮを接続して、プログラマブル表示器１００の設計、例えば表示画面上に表示される機能部品のレイアウトや機能の割り当て等を行うことができる。このようなプログラマブル表示器の設計装置は、専用のハードウェアで構成する他、汎用のコンピュータに、プログラマブル表示器の設計プログラムをインストールして、ソフトウェア的にプログラマブル表示器の設計装置を実現することもできる。
（プログラマブル表示器１００）

図１に示すプログラマブル表示器１００は、外部インターフェース部１０と、表示部３０と、処理部２０と、記憶部４０とを備える。
（表示部３０）

表示部３０は、表示画面を備え、この表示画面上に一以上の機能部品を配置可能としている。この表示部３０は、タッチパネル機能を有するＬＣＤや有機ＥＬ等が利用できる。またタッチパネルに限らず、入力インターフェース１２として、マウス、キーボードなどの入力デバイスを単独もしくは組み合わせて利用することもできる。

タッチパネルは、タッチ操作の種別を判別するタッチ検出部を備えることができる。タッチ検出部で判別されるタッチ操作の種別としては、例えば長押し（ロングタップ）、ダブルタップ、フリック、ピンチイン、ピンチアウト等が挙げられる。
（機能部品）

機能部品は、表示画面上に配置される要素であって、各機能部品に対して、特定の機能を割り当て可能としている。このような機能の割り当ては、予めプログラマブル表示器の設計装置ＤＳＮの部品割当部によりで行われ、設定された機能部品と割り当てられた機能との対応関係を含む設定情報が、設計装置ＤＳＮからプログラマブル表示器１００に転送されて、記憶部４０に保持される。また、機能部品に割り当てられる機能は、タッチ操作の種別に応じて複数の異なる機能を割り当てられるように構成してもよい。あるいは逆に、必ずしも機能部品に対して、何らかの機能を割り当てる必要はなく、表示のみを受け持つ機能部品とすることもできる。またこのような機能部品には、動画像を表示する動画部品と、静止画像を表示する静止画部品が含まれる。
（動画部品）

ここで動画部品とは、動画像が表示される部品であり、例えば動画像を表示する画像表示領域やトレンドグラフやネットワーク経由でリアルタイムで取得する画像等が含まれる。このような表示領域も、本明細書においては任意の位置や大きさで表示画面（ページ）上に配置可能な機能部品の一態様として扱う。

なお、本明細書において動画とは、外部から取得された検査対象のワークを撮像した画像や、時々刻々と変化するトレンドグラフのようなリアルタイム表示など、プログラマブルシステムで監視や制御の対象とする事項に実質的に関連する動画像を指す。いいかえると、例えば機能部品であるスイッチの押し込み動作をアニメーションで表現したり、表示画面の切り替えやメニューの出現などの動作を徐々に変化させるような態様は、検査や監視の対象とは異なるので、ここでいう動画には含まれないものとする。
（静止画部品）

また静止画部品は、画像表示を書き換える更新頻度が動画部品よりも低い部品であり、例えば時計表示やカウンタ、テキスト情報、主に静止画で表示されるランプ等が挙げられる。また、背景画像も静止画部品に含まれる。このように、ページ中で描かれる描画要素は、動画像、静止画像を問わず、表示画面を構成する機能部品として扱われる。ページ中で描かれる描画要素は、ＰＬＣから取得した情報に基づいて画面に表示される。

これらの動画部品や静止画部品は、図２に示すように、部分的に重なるようにして表示画面上に配置できる。このような表示画面の画面デザインは、プログラマブル表示器の設計装置ＤＳＮで行われる。プログラマブル表示器の設計装置ＤＳＮで設計された表示画面の設定情報は、プログラマブル表示器１００に転送されて、記憶部４０に保持される。
（処理部２０）

処理部２０は、部品処理部２１と、動画処理部２２と、画像合成処理部２３とを備える。部品処理部２１は、外部インターフェース部１０で入力された入力信号を処理するための部材である。動画処理部２２は、外部インターフェース部１０で入力された動画信号を処理するための部材である。画像合成処理部２３は、動画設定記憶部４３に記憶された動画設定情報に基づき、表示部３０に表示する動画部品を描画し、静止画設定記憶部４１に記憶された静止画設定情報に基づき、表示部３０に表示する静止画部品を描画し、動画部品と静止画部品が重なる重畳領域ＯＶＬを、透明度設定記憶部４２に記憶された透明度設定情報と、静止画設定記憶部４１に記憶された静止画設定と、動画設定記憶部４３に記憶された動画設定情報に基づき、描画するための部材である。画像合成処理部２３は重畳領域ＯＶＬを、入力インターフェース１２から入力された動画信号のカラー成分と、静止画設定記憶部４１に記憶された静止画部品のカラー成分と透明度とに基づいて描画することができる。また画像合成処理部２３は、入力インターフェース１２から入力された動画信号の各画素の画素値に対して、重畳領域ＯＶＬの静止画部品の画素値と、静止画部品の透明度を用いて、重畳領域ＯＶＬの各画素表示色を決定することもできる。さらに画像合成処理部２３は、静止画部品の内、動画部品と重なる重畳領域ＯＶＬを透明として、重畳領域ＯＶＬに、静止画部品から該重畳領域ＯＶＬに該当する領域を切り出し、かつ透明度設定記憶部４２に記憶された透明度に従って半透明とした半透明画像を重ね、さらに重畳領域ＯＶＬに、動画部品を静止画部品の背面から重ねて配置して表示させてなることもできる。

このような処理部２０は、例えばマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）やＣＰＵ、ＬＳＩ、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ等のゲートアレイ、ＤＳＰ等のハードウエアやソフトウエア、あるいはこれらの混在により実現できる。また必ずしも各構成要素が図１に示した構成と同一でなくてもよく、その機能が実質的に同一であるもの、及び一つの要素が図１に示す構成における複数の要素の機能を備えるものは、本発明に含まれる。また画像合成処理部２３等の処理を行うために描画用のＩＣ等を、他の処理を行うＩＣ等とは別に用意してもよい。
（記憶部４０）

記憶部４０は、静止画設定記憶部４１と、透明度設定記憶部４２と、動画設定記憶部４３を備える。静止画設定記憶部４１は、静止画部品の表示に関する静止画設定情報を記憶するための部材である。

透明度設定記憶部４２は、静止画部品が動画部品と重なる領域における該静止画部品の透明度に関する透明度設定情報を記憶するための部材である。動画設定記憶部４３は、動画の表示に関する動画設定情報を記憶するための部材である。
（外部インターフェース部１０）

外部インターフェース部１０は、動画信号と、入力信号を入力するための部材である。これらの信号は、通信ネットワークを介して、あるいはその他の信号線を介してプログラマブル表示器１００で取得される。また、表示器側記録媒体読取部４５に記録された動画再生画像等のデータも、動画信号や入力信号に含まれる。

外部インターフェース部１０は、通信インターフェース１１と、入力インターフェース１２と、表示器側記録媒体読取部４５を備えることができる。通信インターフェース１１は、外部のＰＬＣやその他の機器等と通信を行うための部材である。入力インターフェース１２は、マウスやタッチパネルなど、ユーザからの操作入力を受け付けたり、ビデオ入力信号を受け付けるための部材である。表示器側記録媒体読取部４５は、プログラマブル表示器１００に接続された記録媒体を読み取るための部材である。

表示器側通信部５０は、外部の機器と接続し、データ通信を行うための部材である。例えばＰＬＣや、コンピュータＰＣを接続するための通信インターフェース１１が該当する。このような通信インターフェース１１には、規格化された仕様のコネクタや通信プロトコルを採用したり、専用設計された仕様の通信インターフェース１１が利用できる。なお、通信の接続形態は、ケーブル等を介した物理的な接続に限られず、電波や電磁波、赤外線、光通信などの無線接続とすることもできる。
（重畳表示機能）

このプログラマブル表示器を用いて、表示画面上に動画部品と静止画部品を重ねて表示させる際、静止画部品を半透明で表示することが可能となる。この結果、静止画部品と動画部品が重なる重畳領域においても、半透明で表示された静止画部品を通して、動画像の様子が視認でき、従来のように静止画で隠れた部分が見えなくなる事態を回避できる。特に、限られた表示面積のプログラマブル表示器において、動画像を判り易く表示させるためには、動画像を表示させる動画像表示領域をできるだけ大きく確保する必要があるところ、テキスト情報等（動画像と対比する意味で本明細書においては「静止画部品」とも呼ぶ）も併せて表示画面上に配置する必要があり、いきおい、このような静止画部品に動画像の一部が隠れてしまい、重要な部分が確認できなくなる事態が生じる虞もあった。そこで本実施形態においては、このような静止画部品を半透明で表示させることで、静止画部品と動画部品の重複する重畳領域においても、動画像の様子を確認できるようにした。

すなわち、プログラマブル表示器において、図３に示すようにビデオ入力画像等の動画像６０に重ねて、ボタンや数値、文字列といった静止画部品７を表示することは可能であった。図３に示す例では、背景画像ＢＫＧに、動画像６０（又はビデオ入力画像等、頻繁に更新される画像）を重ね、さらに動画像６０の上に時計表示６１とコントロールパネル６２を重ねて表示させている。しかしながら、これら動画像６０と静止画像が重なる重畳領域ＯＶＬにおいては、「動画のピクセル」か「動画ではないピクセル」のいずれか一方の表示しか選択できなかった。図３の例では、動画像６０の上に、時計表示６１とコントロールパネル６２を重畳して表示されている。重畳領域ＯＶＬで表示されるピクセルは、動画表示のピクセルか、それ以外の描画要素が表示されるピクセルのいずれか一方であった。このため、動画を選択すると必然的に静止画が見えなくなり、静止画を配置する意味が無いので、静止画を選択せざるを得なくなり、この結果、動画の上に重ねたスイッチ等の描画要素が動画を部分的に隠してしまう結果、動画の一部や重要な部分が見えなくなってしまうという問題があった。

またこの構成では、数値や文字列の境界付近でジャギー（ぎざぎざ）が汚く見え、見栄えが悪くなるという問題もあった。図３の例では、時計表示６１の部分拡大図に示すように、文字の境界付近等、斜めの境界が現れる部分では「ぎざぎざ」に見えていた。

このようなジャギーを低減し、また半透明の描画要素を重畳して半透明合成して表示させることで、描画要素の背面が透けて見えるようにする技術として、ＯｐｅｎＧＬ等のＧＰＵを用いる方法が考えられる。しかしながら、この方法では、動画像６０等の高頻度で更新される描画要素と、時計表示６１やコントロールパネル６２のように比較的低頻度で更新される描画要素とを、半透明で合成しようとすれば、複数の描画要素の中で更新周期が一番早いものに合わせて、全ての描画要素を重ね書きする必要があった。この場合、画面の更新の度に全ての描画要素を書き直さなくてはならず、描画要素が多い場合には描画処理が高負荷となり、プログラマブル表示器の他の機能の動作が遅くなったり、描画書き換えの更新周期自体を維持できないといった懸念もあった。

これに対して本実施形態によれば、高頻度で更新される動画の上に、低頻度で更新される半透明の描画要素を重ねて表示することで、このような問題を解決し、更新周期が異なる２つの画像を、効率よく半透明合成することを実現している。具体的には、図４に示すように、動画像６０を表示する動画部品６の上に、スイッチ画像や図形等の静止画部品７を、半透明で合成して表示している。この結果、静止画像が透けて、背面にある動画像６０も同時に視認することができる。

さらに静止画部品７は、境界付近を半透明にすることで、図４の時計表示６１Ｂの拡大図に示すようにジャギー感（ぎざぎざ）が低減される。このように、画像合成処理部２３で、静止画部品７の輪郭部分ＯＴＬを、輪郭部分ＯＴＬの内側よりも透明度を高めて表示させることで、輪郭部分ＯＴＬのジャギー感を目立たなくして滑らかに見えるようにした高品質な表示が得られる。
（静止画部品の重畳領域を半透明表示させる描画方法の手順）

このような、静止画部品７と動画部品６とを重ねて表示させる際に、静止画部品７の重畳領域ＯＶＬを半透明で表示させるよう画像合成処理部２３で処理する手順を、図５のフローチャート及び図６に基づいて説明する。ここでは、図６のイメージ図に示すように、静止画部品７の位置である背景画像ＢＫＧに、動画部品６を重ね、さらに動画像６０の上に、静止画部品７として、２つのボタン（いずれも静止画像である「開始」ボタンと「停止」ボタン）を配置する例を考える。

まずステップＳ５０１において、更新周期の異なる動画部品６と静止画部品７を準備する。ここでは、動画部品６の表示内容を更新する更新頻度を、静止画部品７の表示内容を更新する更新頻度よりも高くしている。例えば、動画部品６の更新周期を３０ｆｐｓ、静止画部品７の更新周期を２０ｆｐｓとする。なお、Ｓ５０１の前に背景を描画するステップなどが行われてもよい。

次にステップＳ５０２において、静止画部品７の内、重畳領域ＯＶＬを透明に描画する。図６の例では、低頻度で更新される静止画部品７（背景画像ＢＫＧ）の中で、高頻度で更新される動画部品６を表示する動画像表示領域ＭＰＡを透明で描画しておく。例えば背景画像ＢＫＧの一部を、完全に透明な領域として塗り潰す。この背景画像ＢＫＧは、動画部品６の更新周期とは無関係に、必要な頻度で更新することができる。特に、背景画像に描画要素が多い場合は、高頻度に更新されるとプログラマブル表示器の処理に負荷がかかるため、必要最小限の頻度で更新させることが望ましい。なお、Ｓ５０１とＳ５０２を並列して実行し、動画像の準備と静止画の準備とを並列して実行し、重畳領域の描画と重畳領域以外の描画とを並列して実行してもよい。また、重畳領域を透明に描画する前に、１つ以上または複数の他の静止画部品を描画するステップが行われる。

次にステップＳ５０３において、半透明表示させたい静止画部品７を描画する。図６の例では、動画像表示領域ＭＰＡ中に、半透明静止画部品として、「開始」ボタンと「停止」ボタンを半透明で描画する。なお、これらの半透明静止画部品は、必ずしも動画像表示領域ＭＰＡと重なっている必要はない。動画と重なる部品が２つ以上ある場合は、複数の半透明静止画部品の描画が終わるまでＳ５０３が行われる。

最後にステップＳ５０４において、動画部品６の上に、半透明静止画部品を合成して描画する。図６の例では、動画部品６に対して、上記で得られた静止画部品７の集合体を重ね合わせる。このような重ね合わせには、複数のレイヤーを合成することが利用できる。ここでは、半透明静止画部品を含めた静止画レイヤーの背面に、動画部品６を含めた動画レイヤーを画像合成処理部２３でもって配置する。このようにすることで、重畳領域ＯＶＬにおいて透明な静止画を重ねた動画像６０を表示させるために、動画部品６の更新頻度に合わせて全て描画を演算して書き換えることなく、簡略化した処理とすることが可能となる。
（半透明合成処理）

ここで、画像合成処理部２３が、高頻度で更新される動画部品６と、低頻度で更新される静止画部品７を合成する半透明合成の処理は、それぞれの画素のカラー成分と透明度成分に基づき、ピクセル単位で行われる。カラー成分は、赤、緑、青の三原色を数値化した情報である。一方、透明度成分は、画素の透明度を数値化した情報である。ここで、動画部品６には、必ずしも半透明成分が含まれている必要はない。一方で、静止画部品７には、半透明成分が含まれている必要がある。

なお、ここでいう透明度とは、表示画面における、他の表示要素との関係で規定する。例えば２枚の画像を重ねて表示させる場合、各画像の透明度の和が１００％となることを基本とする。ただし、背景画像を何ら規定していない場合は、背景画像を黒色または白色と捉えて演算する。また、画像が一枚だけの場合は、透明度の設定を無視する。
（実施形態１）

このような半透明合成処理を実施可能なプログラマブル表示器１００の例を、図７のブロック図に示す。この図に示すプログラマブル表示器１００は、外部インターフェース部１０と、イベント発生部２４と、記憶部４０と、処理部２０と、表示部３０を備える。

外部インターフェース部１０は、通信インターフェース１１と、第一入力インターフェース１２ａと、第二入力インターフェース１２ｂを備える。第一入力インターフェース１１ａは、マウスやタッチパネルなど、ユーザからの操作入力を受け付けるための部材である。第二入力インターフェース１２ｂは、ビデオ入力信号を受け付けるための部材である。

イベント発生部２４は、イベントを発生させるための部材である。ここでイベントには、通信結果の通知、内部処理の完了通知、タイマー等のハードウェアイベントの通知等、プログラマブル表示器１００が備えている機能全般のイベントが含まれる。

処理部２０は、部品処理部２１と、動画処理部２２と、画像合成処理部２３を備える。

部品処理部２１は、低い頻度で更新される機能部品である静止画部品７を生成するための部材である。この部品処理部２１は、部品イベント処理部２１ａと、部品描画処理部２１ｂを備えている。部品イベント処理部２１ａは、イベント発生部２４からのイベントを受けて、機能部品の処理を行う。また部品描画処理部２１ｂが、部品イベント処理部２１ａの処理結果と、記憶部４０に保持された透明度設定情報に従い、半透明静止画像を生成する。

動画処理部２２は、高い頻度で更新される機能部品である動画部品６を生成するための部材である。動画処理部２２は、入力信号処理部２２ａと、入力画像描画部２２ｂを備えている。

画像合成処理部２３は、部品処理部２１と動画処理部２２でそれぞれ得られた静止画部品７と動画部品６を合成するための部材である。

このような構成により、第二入力インターフェース１２ｂから入力されるビデオ入力信号などの動画像６０を動画部品６として表示させつつ、静止画部品７を半透明合成処理して、静止画と重ねて表示された重畳領域ＯＶＬの動画像６０を視認できるようにすることができる。
（実施形態２）

以上の例では、動画信号をプログラマブル表示器１００の外部から入力する例について説明した。ただ上述の通り、動画信号の入力形態はこれに限らず、予め動画像として保持されたデータに基づいて、動画部品６を描画することもできる。このような例を実施形態２に係るプログラマブル表示器１００Ｂとして、図８のブロック図に示す。この図に示すプログラマブル表示器１００Ｂにおいて、上述した図７と同様の構成については、図７と同じ符号を付して詳細説明を省略する。図８に示すプログラマブル表示器１００Ｂは、図７のイベント発生部２４に代えて、内部イベント発生部２４Ｂを備える。また、記憶部４０は、動画信号源となる動画ファイルを記録する。動画ファイルは、予め記憶部４０に保持しておく他、ＵＳＢメモリ（商品名）やＳＤカード（商品名）のような外部の記録媒体に保存された動画ファイルを、外部インターフェース部１０の表示器側記録媒体読取部４５から読み出して利用することもできる。この場合、動画ファイルは外部インターフェース部１０から取得したものとして扱う。記憶部４０に保持された動画は、動画処理部２２のデコード処理部２２ｃで読み出されて、デコード画像描画処理部２２ｄで動画部品６として生成される。このような構成においても、動画信号の取得経路が異なるだけで、上述した実施形態１と同様に、簡略化した処理により動画部品６に対し半透明静止画部品を合成して、重畳領域ＯＶＬにおいて動画部品６の示す動画を視認することができる。
（実施形態３）

さらに動画信号の他の取得方法として、通信インターフェースを介して取得することも可能である。例えば、デバイスの一態様である画像センサからの配信画像を、通信インターフェースから取得して、これを動画部品に表示させることができる。このような態様を実施形態３に係るプログラマブル表示器１００Ｃとして図９に示す。この構成では、通信インターフェース１１を介して取得された配信画像を、動画処理部２２の配信画像デコード処理部２２ｅで読み込み、デコード画像描画処理部２２ｄで動画部品６として生成される。このような構成においても、動画信号の取得経路が異なるだけで、上述した実施形態１や２と同様に、簡略化した処理により動画部品６に対し半透明静止画部品を合成して、重畳領域ＯＶＬにおいて動画部品６の示す動画を視認することができる。
（記憶部４０）

上述した記憶部４０には、動画設定情報や静止画設定情報等の部品設定情報が記憶される。例えば図１０に示すように、表示画面を構成する機能部品毎に、部品情報が各部品毎に個別に記憶される。これらの部品情報の内の一つが、高い頻度で更新される動画像６０を表示する動画部品６となる。

なお、上述した例では、静止画部品を半透明として動画部品と合成する半透明合成処理について説明した。ただ、半透明合成処理の対象となる機能部品は、静止画部品に限らず、動画部品よりも更新頻度の低い第二動画部品としてもよい。また、２つの機能部品を重ねる構成のみならず、３以上の機能部品を重ねて表示させてもよい。この場合に機能部品を重ねる順序は、図１０に示すように、更新頻度の高い画像ほど背面に配置させ、更新頻度の低い画像ほど前面に配置させることが好ましい。これにより、手前側に配置する更新頻度の低い画像を半透明画像として合成する処理を簡略化できる。

また各部品情報は、例えば図１１に示すような情報を有する。この例では、一部品あたり、必須情報と、部品種別毎に異なる情報を有している。必須情報として、部品種別、部品表示位置・サイズ等の設定情報が挙げられる。また部品種別毎に異なる情報としては、ＰＬＣ参照アドレス情報、部品書式（カラー成分や半透明成分など）、イメージデータ参照情報、その他部品動作条件等が挙げられる。さらにイメージデータ参照情報として、カラー成分や、半透明成分を持った画素データの集合を含む。なお、半透明成分は必ずしも存在しない。

また機能部品の透明度に関する透明度設定情報は、記憶部４０に保持する他、外部の信号やＰＬＣから読み出した情報によって与えられるように構成してもよい。さらに外部からＯＮ／ＯＦＦの情報だけを受け取ることとし、予め設定した式に基づいて透明度を決めてもよいし、直接透明度を指定されるようにしてもよい。

また、部品設定情報として、位置関係を記憶することもできる。例えば、静止画部品と動画部品の、表示画面の平面内での位置関係（ＸＹ方向）を記憶したり、静止画部品と動画部品との奥行きの位置関係、例えば手前側か奥側か等の位置関係（Ｚ方向）を記憶することもできる。また、重ね合わせの順序が、静止画部品／動画部品／静止画部品といった、必ずしも更新頻度の順で重ね合わせられていないような場合もあり、このような場合の重畳領域の奥行き位置を記憶することもできる。さらに、一の動画部品と２つの静止画部品Ａ、Ｂとの重畳領域について、動画部品と一方の静止画部品Ａとの重畳領域は半透明としつつ、動画部品と他方の静止画部品Ｂとの重畳領域は不透明とする構成とすることもできる。例えば表示画面において、動画部品に、透明な静止画部品と、不透明な静止画部品とが少なくとも部分的に重なるように配置することができる。このようにして、様々な透明度の静止画部品を動画部品と重ねて配置することが可能となる。
（部品描画処理の手順）

更新頻度の低い静止画部品７は、上述した部品処理部２１や画像合成処理部２３で生成される。ここで、これらの部材が低頻度更新画像を生成する手順を、図１２のフローチャートに基づいて説明する。まずステップＳ１２０１において、部品の種別を読み出す。ここでは、記憶部４０から部品情報を順次読み出し、必須情報から部品種別を判別する。次にステップＳ１２０２において、読み出された部品種別が、高い頻度で更新される動画部品６などを表示する機能部品か否かを判定する。該当する機能部品の場合は、ステップＳ１２０３に進み、部品情報に基づく描画処理を行う。例えば透明成分を、０〜最大値に設定する。一方、更新頻度の高い機能部品に該当しない場合は、ステップＳ１２０４に進み、部品表示位置・サイズ情報で示される重畳領域ＯＶＬを、完全透明（透明成分＝０）で塗り潰す。なお、重畳領域ＯＶＬは、図６の例では矩形状としたが、必ずしも矩形状に限られず、任意の形状とすることができる。これらの処理を得てステップＳ１２０５に進み、全ての機能部品を描画したか否かを判定し、未だの場合はステップＳ１２０１に戻って上記の処理を繰り返す。全ての機能部品を描画した場合は、部品描画処理を終了する。

このように、本実施形態によれば、高頻度で更新される動画部品６の上に、低頻度で更新される半透明の描画要素として、静止画部品７などの機能部品を重ねて表示することが可能になる。この結果、動画部品６の視認性が確保され、例えば動画部品６を表示画面の広い領域で大きく表示させて見易くしつつも、静止画部品７もこれに重なるように配置することが可能となって、機能部品のレイアウトの自由度が高められる。

本発明のプログラマブル表示器及びこれを備えるプログラマブルシステム、並びにプログラマブル表示器の表示方法によれば、製造ラインに設置される多数の機器を制御するＰＬＣに接続されたプログラマブル表示器として好適に利用できる。

１０００…プログラマブルシステム
１００、１００Ｂ、１００Ｃ…プログラマブル表示器
２００…ＰＬＣ
６…動画部品
７…静止画部品
１０…外部インターフェース部
１１…通信インターフェース
１２…入力インターフェース；１２ａ…第一入力インターフェース；１２ｂ…第二入力インターフェース
２０…制御部
２１…部品処理部；２１ａ…部品イベント処理部；２１ｂ…部品描画処理部
２２…動画処理部；２２ａ…入力信号処理部；２２ｂ…入力画像描画部；２２ｃ…デコード処理部；２２ｄ…デコード画像描画処理部；２２ｅ…配信画像デコード処理部
２３…画像合成処理部
２４…イベント発生部；２４Ｂ…内部イベント発生部
３０…表示部
４０…記憶部
４１…静止画設定記憶部
４２…透明度設定記憶部
４３…動画設定記憶部
４５…表示器側記録媒体読取部
５０…表示器側通信部
６０…動画像
６１、６１Ｂ…時計表示
６２…コントロールパネル
ＤＳＮ…設計装置
ＴＧＴ…ターゲットシステム
ＢＫＧ…背景画像
ＭＰＡ…動画像表示領域
ＯＶＬ…重畳領域
ＯＴＬ…輪郭部分

Claims (13)

1. プログラマブルロジックコントローラと接続可能なプログラマブル表示器であって、
   表示画面を備え、該表示画面上に一以上の機能部品として、動画を表示する動画部品と、静止画を表示する静止画部品を配置可能な表示部と、
   動画信号と、入力信号を入力するための外部インターフェース部と、
   前記外部インターフェース部で入力された入力信号を処理するための部品処理部と、
   前記外部インターフェース部で入力された動画信号を処理するための動画処理部と、
   前記静止画部品の表示に関する静止画設定情報を記憶するための静止画設定記憶部と、
   前記静止画部品が前記動画部品と該静止画部品の透明度に関する透明度設定情報を記憶するための透明度設定記憶部と、
   前記動画の表示に関する動画設定情報を記憶するための動画設定記憶部と、
   前記動画設定記憶部に記憶された動画設定情報に基づき、前記表示部に表示する前記動画部品を描画し、
   前記静止画設定記憶部に記憶された静止画設定情報に基づき、前記表示部に表示する前記静止画部品を描画し、
   前記動画部品と静止画部品が重なる重畳領域を、前記透明度設定記憶部に記憶された透明度設定情報と、前記静止画設定記憶部に記憶された静止画設定と、前記動画設定記憶部に記憶された動画設定情報に基づき、合成するための画像合成処理部と
   を備えるプログラマブル表示器。
2. 請求項１に記載のプログラマブル表示器であって、
   前記画像合成処理部は、前記重畳領域を、前記外部インターフェース部から入力された動画信号のカラー成分と、前記静止画設定記憶部に記憶された前記静止画部品のカラー成分と透明度とに基づいて合成してなるプログラマブル表示器。
3. 請求項１又は２に記載のプログラマブル表示器であって、
   前記画像合成処理部は、前記外部インターフェース部から入力された動画信号の各画素の画素値に対して、前記重畳領域の前記静止画部品の画素値と、前記静止画部品の透明度を用いて、前記重畳領域の各画素表示色を決定してなるプログラマブル表示器。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のプログラマブル表示器であって、
   前記画像合成処理部は、前記静止画部品の輪郭部分の透明度を、該輪郭部分の内側よりも高めて表示させてなるプログラマブル表示器。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のプログラマブル表示器であって、
   前記画像合成処理部は、前記静止画設定記憶部に記憶された静止画設定情報に基づいて透明度を有する静止画部品を表示する静止画レイヤーの背面に、前記動画部品を表示する動画レイヤーを配置してなるプログラマブル表示器。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のプログラマブル表示器であって、
   前記画像合成処理部は、
   前記静止画部品の内、前記動画部品と重なる重畳領域を透明として、
   前記重畳領域に、前記静止画部品から該重畳領域に該当する領域を切り出し、かつ前記透明度設定記憶部に記憶された透明度設定情報に従って半透明とした半透明画像を重ね、さらに
   前記重畳領域に、前記動画部品を前記静止画部品の背面から重ねて配置して表示させてなるプログラマブル表示器。
7. プログラマブルロジックコントローラと接続可能なプログラマブル表示器であって、
   表示画面を備え、該表示画面上に一以上の機能部品として、動画を表示する動画部品と、静止画を表示する静止画部品を配置可能な表示部と、
   前記表示画面に対するタッチ操作を、タッチパネル式に検出可能なタッチ検出部と、
   動画信号と、入力信号を入力するための外部インターフェース部と、
   前記外部インターフェース部で入力された入力信号を処理するための部品処理部と、
   前記外部インターフェース部で入力された動画信号を処理するための動画処理部と、
   前記静止画部品の表示に関する静止画設定情報を記憶するための静止画設定記憶部と、
   前記静止画部品が前記動画部品と該静止画部品の透明度に関する透明度設定情報を記憶するための透明度設定記憶部と、
   前記動画の表示に関する動画設定情報を記憶するための動画設定記憶部と、
   前記静止画設定記憶部に記憶された静止画設定情報に基づいて透明度を有する静止画部品を表示する静止画レイヤーの背面に、前記動画部品を表示する動画レイヤーを配置して、前記動画部品と静止画部品が重なる重畳領域を合成するための画像合成処理部と、
   を備えるプログラマブル表示器。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のプログラマブル表示器であって、
   前記表示部における、前記動画部品の表示内容を更新する更新頻度を、前記静止画部品の表示内容を更新する更新頻度よりも高くしてなるプログラマブル表示器。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のプログラマブル表示器であって、
   前記表示部において、前記動画部品に、透明な静止画部品と、不透明な静止画部品とが少なくとも部分的に重なるように配置可能としてなるプログラマブル表示器。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載のプログラマブル表示器であって、
    前記画像合成処理部が、前記動画部品と、前記静止画部品を半透明として合成する半透明合成処理は、各部品を構成する画素のカラー成分と透明度成分に基づき、ピクセル単位で行われるプログラマブル表示器。
11. プログラマブルロジックコントローラと接続可能なプログラマブル表示器であって、
    表示画面を備え、該表示画面上に一以上の機能部品を配置可能な表示部と、
    前記表示画面に対するタッチ操作を、タッチパネル式に検出可能なタッチ検出部と、
    入力信号を入力するための外部インターフェース部と、
    前記外部インターフェース部で入力された入力信号を処理するための部品処理部と、
    前記機能部品の表示に関する設定情報を記憶するための設定記憶部と、
    前記機能部品の輪郭部分を半透明として前記表示部に表示させるための画像合成処理部と
    を備えるプログラマブル表示器。
12. プログラマブルロジックコントローラと、前記プログラマブルロジックコントローラと接続され、該プログラマブルロジックコントローラに対してデバイスを割り当て可能な、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のプログラマブル表示器とを備えるプログラマブルシステム。
13. プログラマブルロジックコントローラと接続可能なプログラマブル表示器の表示画面上に、一以上の機能部品として、動画を表示する動画部品と、静止画を表示する静止画部品を、少なくとも部分的に重なるように配置して表示させるプログラマブル表示器の表示方法であって、
    動画信号と、入力信号を入力する工程と、
    前記入力された入力信号を処理して、前記表示画面上に表示される前記静止画部品の画像として、予め設定された該静止画部品が前記動画部品と重なる重畳領域を半透明に表示させるための透明度に基づき、該重畳領域を透明として前記静止画部品を表示させた静止画レイヤーの背面に、前記動画部品を表示する動画レイヤーを配置して、表示画面を描画する工程と
    を含むプログラマブル表示器の表示方法。