JP4999848B2 - 特に工業自動化装置のための表示システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば図形、文字および／または数字の表示のための表示システムに関する。その場合に表示は一般に多数の文字および／または多数の数字に関する。図形表示の助けによって、例えば時刻または数値がアナログ式に少なくとも１つの指針にて表示される。表示は、例えばテキストまたは数学記号にも関する。

表示システムは、例えば工業自動化装置において使用される。工業自動化装置は、例えば、（例えばＳＰＣ＝Ｓｔｏｒｅｄ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、プログラマブルコントローラ）の調節および／または制御部、スイッチング電源装置、電力変換器、接触器等である。この種の装置は、特に制御技術および駆動技術に用いられる。工業自動化装置は、機能性の向上およびインターフェース支持枠の増大の中でますます強まるコンパクト性への要求が課せられている。これは、例えば「近接取付け」および予め与えられた差込形コネクタもしくは導体断面積のような限界条件と一緒になって、装置前面における使用可能なスペースがますます小さくなるという問題をもたらす。制御盤においては工業自動化装置が、例えばレール上に隣接配置されている。工業自動化装置へのケーブルの接続のために、工業自動化装置の上面、下面および前面だけが使用可能である。例えば工業自動化装置を取り外さなければならないとういうことなしに、工業自動化装置の情報を簡単に読取可能にしようとする場合に、工業自動化装置は、特にその前面に表示システムを持たされる。しかしながら、工業自動化装置の面のうち、特に前面のように容易に接近できる面は、たいてい全ての表示を行なうには小さすぎることから、表示を小さくするか、または工業自動化装置の接近が困難な個所に表示を設けるかのいずれかである。表示を小さくすることは表示の読取可能性を悪化させる。工業自動化装置が、例えば銘板を有する場合に、良好に容易に読取可能な場所がないために、この銘板は、例えば工業自動化装置の次の面、すなわち、制御盤内への組込み状態において他の工業自動化装置が隣接している面に設けられる。したがって、表示システムの受動的な構成形態としての銘板は、組込み前および取外し後にしか読取可能でない。銘板は型式および／または製造番号のほかにバーコードを有する。工業自動化装置の前面には、例えば電気的に作動可能な表示システムが設けられている。この種の電気的に作動可能な表示システムは、例えばＬＥＤディスプレイ（発光ダイオードディスプレイ）、ＬＣＤディスプレイ（液晶ディスプレイ）、ＯＬＥＤディスプレイ（有機発光ダイオードディスプレイ）などである。これらの電気的に作動可能な表示システムは表示パネルを有し、そして場合によっては表示パネルのための電子制御部品も有する。電気的に作動可能な表示システムには、例えば押しボタンによる入力ユニットも付設されている。しかし、入力ユニットが、接触感応表示パネル（タッチ画面）の形態にて表示システムと組み合わされていることも好ましいことである。

表示パネル（これは、今や電気的に作動可能な表示パネルであり、能動的な表示パネルを具現する。）は、または受動的な表示パネル（銘板）も、これらがなおも補助手段なしに人間によって読取可能であるならば、ある限界までのみ小型化することができる。表示は、操作要素も同様に、人間工学的な理由からある最小の大きさを持たなければならない。

表示システムもしくは表示システム群（例えば、ディスプレイおよび銘板）の最適な人間工学的な取り付けのための場所が制限されている場合には、これまで妥協をしなければならなかった。一つの妥協は、例えば工業自動化装置の接近困難な個所へのまたは他の装置への銘板の取付け、もしくは表示の明瞭性が害されるほどの表示パネルの縮小化である。他の公知の措置は、表示システムに付設されている入力ユニットにおける入力キーの縮小化である。

本発明の課題は、表示の機能性が改善された表示システムを提供することにある。

この課題は請求項１の特徴を有する表示システムによって解決される。他の解決が請求項７による特徴を有する工業自動化装置においてもたらされる。請求項１０による特徴を有する本発明による方法によっても、設定された課題が解決される。有利な実施形態は、それぞれ従属請求項２乃至６，８，９，１１および１２に示されている。

本発明による表示システムは第１の表示パネルを有し、第１の表示パネルが電気的に作動可能でありかつ少なくとも部分的および／または一時的に透明である。この第１の表示パネルは、例えば透明な液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または透明な有機発光ダイオードディスプレイ（ＴＯＬＥＤ）である。本発明による表示システムは、更に第２の表示パネルを有し、第１の表示パネルが、第２の表示パネルに対して、第２の表示パネルが第１の表示パネルを通して観察可能であるように配置されている。したがって、第１の表示パネルおよび第２の表示パネルは前後に並べて配置され、この配置は、第１の表示パネルも第２の表示パネルも同時に観察可能である注視方向に関係する。第１の表示パネルの透明性は、特に表示中は一般に部分的にのみ与えられる。表示はコントラスト差によって行なわれ、それは良好な透明性を有するかそれとも減少させられた透明性を有するかのいずれかである表示パネルの正もしくは負の表示範囲に依存する。減少させられた透明性は不透明にまでなり得る。

表示システムの本発明による構成によって２つの表示パネルを、装置、特に工業自動化装置の同一場所に配置することができる。しかし、装置は、例えばオートバイにおけるコックピットであってもよい。なぜならば、そこでも僅かに存在する場所が良好に利用されなければならないからである。

本発明による表示システムの場合には少なくとも２つの表示パネルが重なっていることから、両者は同時におよび／または時間的にずらされて観察可能である。同時の観察は、例えば表示パネル上における表示が重ならないで良好な読取可能性が生じる場合に可能である。更に、良好な読取可能性が生じるように、例えば表示のコントラストまたはカラーが異なっていることが好ましい。他の形態では、第２の表示パネルの読取のために、一時的に第２の表示パネルによってのみ表示が行なわれて第１の表示パネルでは表示が行なわれないように、第１の表示パネルが透明状態に投入される。

表示システムの他の構成では、第１の表示パネルが第２の表示パネルに結合されている。結合は、例えば次のとおり構成することができる。
＊ 両表示パネルが直接に互いに結合されている。
＊ 両表示パネルが組み込み枠を介して互いに結合されている。
＊ 両表示パネルが他の装置のハウジングを介して互いに結合されている。
＊ 両表示パネルがスペーサを介して互いに結合されている。
＊ 両表示パネルが少なくとも１つの間挿された他の第３の表示パネルを介して互いに結合されている。
＊ その他。

これらの結合は、特に固定結合であるので表示パネルの位置が互いに固定されている。

本発明による表示システムの他の構成においては、第２の表示パネルが受動的な表示パネルとして構成されている。受動的な表示パネルはその表示に関して可変でない。したがって、表示されるデータは電気的に変化できない。受動的な表示パネルの例を挙げると次のとおである。
＊ 印刷標識板（標識板は金属またはプラスチックから作られている。）
＊ 刻印標識板（例えば文字の刻印によって表示が発生させられている。）
＊ 印刷および刻印標識板
＊ 印刷ステッカー
＊ 印刷表面
＊ 彩色表面
＊ その他

受動的な表示パネルは、例えば画像、テキスト、数値などの表示のための非常に簡単かつ安価な技術である。

表示システムの他の構成によれば、表示システムが第３の表示パネルを有し、第３の表示パネルが第１の表示パネルと第２の表示パネルとの間に配置されている。第３の表示パネルは電気的に作動可能であり、付加的に第１の表示パネルと同様に、少なくとも部分的および／または一時的な透明性への影響を可能にする作動状態を有し得る。第３の表示パネルが少なくとも部分的および／または一時的に不透明にするか、もしくは限定された透明性にすることが好ましい。第１の表示パネルと第２の表示パネルとの間における第３の表示パネルが（または更に別の表示パネルも）不透明であるか、もしくは第１の表示パネルのための暗い背景をなすならば、この第１の表示パネルの読取可能性が更に改善される。第２の表示パネルが人間にとって容易に読取可能であるようにすべき場合には、第１の表示パネルと第２の表示パネルとの間の第３の表示パネルもしくは更に別の表示パネルが透明状態に投入される。

表示パネルの読取可能性は、表示システムが電気的に作動可能な光源を備えていることによって改善される。この場合に改善される読取可能性は第２の表示パネルに関係する。他の有利な構成では、表示パネル、特に第１の表示パネルが、表示パネルの自己発光に関する特性を有する。ＯＬＥＤは、例えば自己発光するディスプレイの例である。

本発明による表示システムは工業自動化装置に取り付けられているとよい。これは、表示システムが工業自動化装置に組み込まれていることも含む。まさに工業自動化装置においてはますます小さい構造様式への傾向が顕著である。これによって情報の表示および指示のために利用することができる空きスペースが小さくなる。工業自動化装置（例えば、制御装置（ＳＰＣ）、電力変換器、ＣＮＣ制御装置、電源装置、調節装置など）における本発明による表示の使用によって、工業自動化装置のスペースを情報表示のために倍増して使用することが可能である。したがって、表示は、例えば、読取が容易になるように、および／またはより遠い距離から可能であるように拡張されることが好ましい。工業自動化装置の銘板が第２の表示パネルとして使用されるならば、銘板も容易に読取可能である。読取可能性の改善のために第１の表示パネルは透明状態に投入すべきである。

本発明は、上述の記載にしたがって、表示システムを有する工業自動化装置にも関し、本発明による工業自動化装置においては、表示システムが第１の表示パネルを有し、第１の表示パネルが電気的に作動可能でありかつ少なくとも部分的および／または一時的に透明であり、表示システムが第２の表示パネルも有し、第１の表示パネルが、第２の表示パネルに対して、第２の表示パネルが第１の表示パネルを通して観察可能であるように配置されている。更に、表示システムは、上述の構成にて実施されているとよい。

更に、本発明は、特に上述の形態を有する表示システムを作動させるための方法に関する。表示システムが第１の表示パネルを有し、第１の表示パネルが電気的に作動可能でありかつ少なくとも部分的および／または一時的に透明であり、表示システムが第２の表示パネルを有し、第１の表示パネルが、第２の表示パネルに対して、第２の表示パネルが第１の表示パネルを通して人間によって観察可能であるように配置されていて、第１の表示パネルが少なくとも部分的に透明状態に作動させられる。表示システムが第３の表示パネルを有し、第３の表示パネルが第１の表示パネルと第２の表示パネルとの間に配置されていて、第３の表示パネルが電気的に作動可能でありかつ少なくとも部分的および／または一時的に不透明であるならば、第３の表示パネルは、例えば電気的に、第３の表示パネルが不透明にされてこの状態を保持するように制御される。それによって、第２の表示パネルが覆い隠される。これは、第１の表示パネルもしくは注視方向において第３の表示パネルの前にある表示パネルの改善された観察を可能にする。この方法は工業自動化装置の表示システムにおいても使用される。そこでは、例えば工業自動化装置の遮断状態において表示システムも遮断されるか、もしくは遮断されてもよく、この状態において、例えば工業自動化装置の組込み時に、例えばＯＬＥＤ表示パネルの背後にある第２の表示パネルとしての銘板が読取可能であり、それゆえ工業自動化装置が容易に識別可能であるという利点がある。工業自動化装置の作動時には、銘板の読み取りのために、例えば電気的に制御可能である第１の表示パネルを不動作にするか、もしくは透明にすることができる。

従来技術の例もしくは本発明の他の利点および詳細を以下における実施例の説明から明らかにする。図１は制御盤を示し、図２乃至６は種々の表示システムを示す。

図１による表示は制御盤２２を示す。制御盤２２はモジュール支持部２４を有する。モジュール支持部２４には種々のモジュール２０が差し込まれている。モジュール２０は工業自動化装置の一例である。モジュール２０は前面２１を有する。前面２１には表示システム１がある。表示システム１は表示パネル１０を有する。

したがって、工業自動化装置におけるスペース不足問題の解決が、本発明によれば、銘板読取可能性と操作および表示要素の読取可能性との機能統合によって達成される。このために、例えば自己発光式のＯＬＥＤまたは反射式の（ＬＣＤ）ディスプレイが、例えばタッチ画面と接続されて使用される。この表示システムは、例えば機械的な操作ボタンの代わりをし、（ソフトの）入力ボタンを相応に構成することによって操作行為に適した操作性を可能にする。工業自動化装置の警告および／またはアラームの際に、これらも表示システム１を介して表示される。例えば倉庫における遮断状態においてや、修理点検場所などにおいても、銘板の情報を自由に使えるためには、表示パネル１０の全体表示面の下に銘板が、（場合によっては、図示されていない特別な支持体の上に）取り付けられることが好ましい。操作行為がなされなければ（タッチ画面に触らなければ）、表示パネル１０の表示が消える。この構成要素、つまり表示パネル１０が無電圧である場合に、同じ状態が生じる。ＯＬＥＤの使用時には、約７０％〜８５％の範囲内の透明性が前提となる。

図２による表示は表示システム１を示す。表示システム１は第１の表示パネル１０および第２の表示パネル１２を有する。表示パネル１０，１２は枠９を有する。ケーブル８を介して電気的に作動可能である第１の表示パネル１０には、次の情報が表示される。
Ｐａｒａｍｅｔｅｒ（パラメータ） Ｘ＝９
Ｉｓｔｗｅｒｔ（実際値） Ａ＝７．２
Ｓｏｌｌｗｅｒｔ（目標値） Ａ＝６．５
＜グラフＺ＞

これらの情報の表示のために、表示パネルにおいてＬＣＤディスプレイが使用される。

図２による表示は第１の表示パネル１０のほかに第２の表示パネル１２も示す。第２の表示パネル１２は、例えば刻印されかつ印刷された銘板として実施されている。表示パネル１２によって次の情報が表示される。
ＴＹＰ（型式）： ＸＹＺ
Ｓｅｒｉｅｎｎｕｍｍｅｒ（製造番号）： ９８７
Ｌｅｉｓｔｕｎｇ（出力）： １２３
Ｖｅｒｓｉｏｎ（バージョン）： Ａ

視線を注視方向２８に向けている観察者３０にとって、表示パネル１０および１２の表示が重なっている。この重なりは図２において表示パネル１０における表示が点線で描かれていることによっても示されている。図２による表示には切断平面ＩＩＩが示されている。この切断平面における断面が図３乃至６に示されていて、これらの図における表示は表示システムの種々の構成変形例である。

図３は表示システム３の断面図を示し、この断面図は図２における切断平面によるもので、表示システム３は第１の表示パネル１０および第２の表示パネル１２を有する。第１の表示パネル１０はスペーサ１６によって表示パネル１２から隔てられている。表示パネル１０と表示パネル１２との間にＬＥＤ１８が電気的に作動可能な照明装置として配置されている。表示パネル１２はハウジング２６上に形成された画像である。ハウジング２６は、例えば工業自動化装置のハウジングである。

図４は別の表示システム５の断面図を示し、この断面図は図２における切断平面によるもので、表示システム５は第１の表示パネル１０および第２の表示パネル１２を有する。第１の表示パネル１０は、ここではスペーサが使用されることなく、ハウジング２６上に直接に取り付けられている。

図５は別の表示システム７の断面図を示し、この断面図は図２における切断平面によるもので、表示システム７は第１の表示パネル１０、第３の表示パネル１１および第２の表示パネル１３を有する。第３の表示パネル１１は第１および第２の表示パネル間に配置されている。第３の表示パネル１１は、特に、第１の表示パネル１０の読取可能性の改善のために、表示パネル１０にとって暗い背景を形成するための機能を有する。表示パネル１１は表示パネル１３からスペーサ１６により隔てられている。第２の表示パネル１３はハウジング２６上に配置された銘板として実施されている。

図６は別の表示システム６の断面図を示し、この断面図は図２における切断平面によるもので、表示システム６は第１の表示パネル１０、第３の表示パネル１１および第２の表示パネル１４を有する。第３の表示パネル１１は第１および第２の表示パネル間に配置されている。第２の表示パネル１４は、第１の表示パネル１０および第３の表示パネル１３と同様に電気的に作動可能な表示パネルである。これによって、表示可能性の柔軟性が拡張される。表示は、特に工業自動化構成要素に関するデータに関係し、この構成要素はハウジング２６を有する。

表示システムを取り付けられた前面を有する自動化装置が実装された制御盤の前面図。 本発明による表示システムの概略図。 本発明による表示システムの第１の変形例の断面図。 本発明による表示システムの第２の変形例の断面図。 本発明による表示システムの第３の変形例の断面図。 本発明による表示システムの第４の変形例の断面図。

符号の説明

１ 表示システム
３ 表示システム
５ 表示システム
６ 表示システム
７ 表示システム
８ ケーブル
９ 枠
１０ 第１の表示パネル
１１ 第３の表示パネル
１２ 第２の表示パネル
１３ 第２の表示パネル
１４ 第２の表示パネル
１６ スペーサ
１８ ＬＥＤ
２０ モジュール
２１ モジュール前面
２２ 制御盤
２４ モジュール支持体
２６ ハウジング
２８ 注視方向
３０ 観察者

Claims (7)

1. 電気的に作動して表示を行うことが可能であり、かつその表示画面を少なくとも部分的に及び一時的に透明化することが可能である第１の表示パネル（１０）を有し、工業分野におけるオートメーション化のための制御技術または駆動技術に用いられる装置である工業自動化装置（２０）の前面に配置され、前記第１の表示パネル（１０）によって前記制御技術または前記駆動技術に係る情報を表示する表示システム（１，３，５，７，６）において、
   前記第１の表示パネル（１０）と等しい外形寸法を有する銘板であって少なくとも前記工業自動化装置（２０）の製造番号および型式の表示を有する銘板が、前記第１の表示パネル（１０）とは別の第２の表示パネル（１２，１３，１４）として、前記工業自動化装置（２０）の前記前面における前記第１の表示パネル（１０）よりも観察方向背面側に、前記第１の表示パネル（１０）と同一の位置に重ねて配置されており、
   前記第１の表示パネル（１０）を少なくとも部分的に透明化することで、前記銘板（１２，１３，１４）の表示が、前記第１の表示パネル（１０）の前記透明化した部分を通して観察可能となり、
   前記第１の表示パネル（１０）に表示を行わせることで、当該第１の表示パネル（１０）による前記制御技術または前記駆動技術に係る情報の表示と、前記銘板（１２，１３，１４）による前記製造番号および前記型式の表示とが、前記観察方向から同時に観察可能となる
   ことを特徴とする表示システム（１，３，５，７，６）。
2. 第３の表示パネル（１１）をさらに有し、当該第３の表示パネル（１１）が、前記第１の表示パネル（１０）と前記銘板（１２，１３，１４）との間に配置されていて、電気的に作動可能であり、かつその表示画面を少なくとも部分的に不透明化すること及び一時的に不透明化することが可能であるように設定されており、
   前記第３の表示パネル（１１）の前記表示画面を少なくとも部分的に不透明化することで、当該不透明化した部分によって、前記観察方向から見たときの前記銘板の表示を覆い隠し、それと共に、前記第１の表示パネル（１０）に表示を行わせて、当該第１の表示パネル（１０）の表示のみを観察可能とする
   ことを特徴とする請求項１記載の表示システム（１，３，５，７，６）。
3. 前記銘板（１２，１３，１４）が、電気的に作動する光源（１８）をさらに備えて、当該光源（１８）によって照明されるようにした
   ことを特徴とする請求項１または２記載の表示システム（１，３，５，７，６）。
4. 工業分野におけるオートメーション化のための制御技術または駆動技術に用いられる装置である工業自動化装置（２０）において、
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の表示システム（１，３，５，７，６）を備えた
   ことを特徴とする工業自動化装置（２０）。
5. 電気的に作動して表示を行うことが可能であり、かつその表示画面を少なくとも部分的に及び一時的に透明化することが可能である第１の表示パネル（１０）を有し、工業分野におけるオートメーション化のための制御技術または駆動技術に用いられる装置である工業自動化装置（２０）の前面に配置され、前記第１の表示パネル（１０）によって前記制御技術または前記駆動技術に係る情報を表示する表示システム（１，３，５，７，６）を作動させる方法において、
   前記第１の表示パネル（１０）と等しい外形寸法を有する銘板であって少なくとも前記工業自動化装置（２０）の製造番号および型式の表示を有する銘板を、前記第１の表示パネル（１０）とは別の第２の表示パネル（１２，１３，１４）として、前記工業自動化装置（２０）の前記前面における前記第１の表示パネル（１０）よりも観察方向背面側に、前記第１の表示パネル（１０）と同一の位置に重ねて配置しておき、
   前記第１の表示パネル（１０）を少なくとも部分的に透明化することによって、前記銘板（１２，１３，１４）の表示が前記第１の表示パネル（１０）の前記透明化した部分を通して観察可能となるようにし、
   前記第１の表示パネル（１０）に表示を行わせることによって、当該第１の表示パネル（１０）による前記制御技術または前記駆動技術に係る情報の表示と前記銘板（１２，１３，１４）による前記製造番号および前記型式の表示とが、前記観察方向から同時に観察可能となるようにする
   ことを特徴とする、表示システム（１，３，５，７，６）を作動させる方法。
6. 前記表示システム（１，３，５，７）が、第３の表示パネル（１１）をさらに有し、当該第３の表示パネル（１１）が、前記第１の表示パネル（１０）と前記銘板（１２，１３，１４）との間に配置されていて、電気的に作動可能であり、かつその表示画面を少なくとも部分的に不透明化すること及び一時的に不透明化することのうちの少なくともいずれか一方が可能であるように設定されており、当該第３の表示パネル（１１）の表示画面を前記不透明化することによって、前記観察方向から見たときの前記銘板（１２，１３，１４）の表示を前記不透明化した部分で覆い隠し、それと共に、前記第１の表示パネル（１０）に表示を行わせて、当該第１の表示パネル（１０）の表示のみを前記観察方向から観察可能とする
   ことを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 請求項１から３の１つに記載の表示システム（１，３，５，７，６）もしくは請求項４記載の工業自動化装置（２０）において使用される
   ことを特徴とする請求項５または６記載の方法。

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