JP6292440B2 - 信号表示灯 - Google Patents
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Description
そこで、この発明の目的は、より多様な態様での表示が可能であり、それによって、伝達可能な情報量を増加したり、情報伝達の確実性を向上したりすることができる信号表示灯を提供することである。
この発明では、前記第1の情報が、第1の物理量であり、前記第2の情報が、前記第1の物理量とは種類の異なる第2の物理量である。したがって、この発明の信号表示灯は、種類の異なる2つの物理量を表示する。
この発明の一実施形態では、前記信号表示灯は、所定の表示色閾値更新周期内における前記第1の物理量の最大値および最小値に基づいて前記表示色切り換え閾値を前記表示色閾値更新周期ごとに定期的に更新する表示色閾値更新手段をさらに含む。この構成の信号表示灯は、所定の表示色閾値更新周期毎に第1の物理量の最大値および最小値に応じて表示色切り換え閾値を更新する。それによって、第1の物理量の最近の変化に応じた表示を可能とする。
図1は、この発明の一実施形態に係る信号表示灯を用いた液体監視システムの構成を示すシステム構成図である。
この液体監視システム1は、液体タンク2内に貯留された液体5の状態を監視し、その液体5の状態を信号表示灯10によって周囲に報知するように構成されている。液体タンク2は、たとえば、不透明な外殻3によって包囲された液体収容空間4を内部に区画している。この液体収容空間4内に液体5が貯留されている。液体タンク2には、外部から新液が導入されてもよい。また、液体タンク2に貯留された液体5が外部に取り出されて使用されてもよい。さらに、発酵や熟成等の一定の目的のために、液体タンク2内の液体5がそのまま保持されてもよい。
図3は、信号変換ユニット15(主として表示色決定部53の働き)による発光色データの生成を説明するための図である。信号変換ユニット15は、温度センサ18によって検出される温度に応じて異なる発光色データを生成する。具体的には、CPU50は、A/D変換回路51によってディジタルデータに変換された温度データTを複数の温度閾値TB(1),TB(2),TB(3),TB(4),TB(5),TB(6),TB(7),TB(8),TB(9)(ただし、TB(1)<TB(2)<TB(3)<TB(4)<TB(5)<TB(6)<TB(7)<TB(8)<TB(9))と比較する。そして、温度データTが第1温度閾値TB(1)未満であれば、第1発光色C1を表す発光色データを生成する。温度データTが第1温度閾値TB(1)以上第2温度閾値TB(2)未満であれば第2発光色C2を表す発光色データを生成する。以下、同様に、温度データTが第2温度閾値TB(2)以上第3温度閾値TB(3)未満であれば第3発光色C3を表す発光色データを生成する。温度データTが第3温度閾値TB(3)以上第4温度閾値TB(4)未満であれば第4発光色C4を表す発光色データを生成する。温度データTが第4温度閾値TB(4)以上第5温度閾値TB(5)未満であれば第5発光色C5を表す発光色データを生成する。温度データTが第5温度閾値TB(5)以上第6温度閾値TB(6)未満であれば第6発光色C6を表す発光色データを生成する。温度データTが第6温度閾値TB(6)以上第7温度閾値TB(7)未満であれば第7発光色C7を表す発光色データを生成する。温度データTが第7温度閾値TB(7)以上第8温度閾値TB(8)未満であれば第8発光色C8を表す発光色データを生成する。温度データTが第8温度閾値TB(8)以上第9温度閾値TB(9)未満であれば第9発光色C9を表す発光色データを生成する。温度データTが第9温度閾値TB(9)以上であれば第10発光色C10を表す発光色データを生成する。こうして、液体5の温度に応じた発光色が決定され、その決定された色を表す発光色データが生成される。たとえば、第1発光色C1から第10発光色C10に向かうに従って寒色系から暖色系への色へと順に設定しておけば、直感的に分かりやすい表示を実現できる。
図4は、信号変換ユニット15(主として表示領域決定部54の働き)による表示領域データの生成を説明するための図である。信号変換ユニット15は、液面センサ19によって検出される液面高(液量)に応じた表示領域データを生成する。具体的には、CPU50は、A/D変換回路51によってディジタルデータに変換された液面高データHを複数の液面高閾値HB(1),HB(2),HB(3),HB(4)(ただし、HB(1)<HB(2)<HB(3)<HB(4))と比較する。そして、液面高データHが第1液面高閾値HB(1)未満であれば、第1液面高領域R1を表す表示領域データを生成する。また、液面高データHが第1液面高閾値HB(1)以上第2液面高閾値HB(2)未満であれば、第2液面高領域R2を表す表示領域データを生成する。以下、同様に、液面高データHが第2液面高閾値HB(2)以上第3液面高閾値HB(3)未満であれば、第3液面高領域R3を表す表示領域データを生成する。液面高データHが第3液面高閾値HB(3)以上第4液面高閾値HB(4)未満であれば、第4液面高領域R4を表す表示領域データを生成する。そして、液面高データHが第4液面高閾値HB(4)以上であれば、第5液面高領域R5を表す表示領域データを生成する。
図5は、信号変換ユニット15のCPU50による処理例を説明するためのフローチャートである。信号表示灯10の電源が投入されることにより、CPU50の処理が開始される。CPU50は、まず、温度閾値TB(1)〜TB(9)および液面高閾値HB(1)〜HB(4)をそれぞれの既定値に設定する(ステップS1)。これらの閾値の既定値は、たとえば不揮発性メモリ521に予め格納されていてもよい。さらに、CPU50は、以下に説明する第1タイマt1、第2タイマt2および第3タイマt3の各値(計時時間)を零に初期化する。また、CPU50は、後述する最低温度Tmin、最高温度Tmax、最低液面高Hminおよび最高液面高Hmaxに対して、それぞれの初期値を設定する。
図6は、発光状態更新処理(図5のステップS6)の具体例を説明するためのフローチャートである。CPU50は、温度センサ18が出力する温度信号をA/D変換回路51で変換して得られる温度データTを取得する(ステップS11)。同様に、CPU50は、液面センサ19が出力する液面高信号をA/D変換回路51で変換して得られる液面高データHを取得する(ステップS12)。
図7は、最低温度および最高温度を更新する処理(図6のステップS25)の具体例を説明するためのフローチャートである。最低温度および最高温度を更新する処理は、閾値更新周期P2の期間中において温度センサ18が検出する最低温度および最高温度を見出す処理である。CPU50は、まず、A/D変換回路51におけるサンプリング周期毎に出力される温度データの前回値Tfと今回値Tとを比較し、今回の温度データTがノイズ成分か否かを判断する(ステップS31)。たとえば、前回値Tfからの変化があまりに大きい場合(変化が急峻である場合)には、今回の温度データTがノイズ成分であると判断できる。より具体的には、CPU50は、|T−Tf|>dTB(dTBは変化量の閾値)の場合に、今回の温度データTをノイズ成分であると判断してもよい。また、CPU50は、|T−Tf|>a|Tmax−Tmin|(aは正の定数)であるときに、今回の温度データTがノイズ成分であると判断してもよい。さらにまた、CPU50は、過去の温度データTから回帰分析により今回値Tの予測値を算出し、その予測値と温度センサ18から取得された温度データTとの差が所定の閾値よりも大きい場合に、温度データTがノイズ成分であると判断してもよい。
今回の温度データTがノイズ成分ではないと判断されると(ステップS31:NO)、CPU50は、従前の最低温度Tminと温度データTとを比較する(ステップS32)。T<Tminであれば(ステップS32:YES)、最低温度Tminに今回の温度データTが代入され(ステップS33)、最低温度Tminが更新される。この後の処理は、ステップS36に進む。T≧Tminなら(ステップS32:NO)、CPU50は、最低温度Tminの更新は行わず、さらに、従前の最高温度Tmaxと温度データTとを比較する(ステップS34)。T>Tmaxであれば(ステップS34:YES)、最高温度Tmaxに温度データTが代入され(ステップS35)、最高温度Tmaxが更新される。この後の処理はステップS36に進む。T≦Tmaxなら(ステップS34:NO)、CPU50は最高温度Tmaxを更新せず、ステップS36の処理に進む。このような処理が繰り返されることによって、最低温度Tminおよび最高温度Tmaxが、温度センサ18の検出値に応じた各値に随時更新される。
今回の液面高データHがノイズ成分ではないと判断されると(ステップS41:NO)、CPU50は、従前の最低液面高Hminと液面高データHとを比較する(ステップS42)。H<Hminであれば(ステップS42:YES)、最低液面高Hminに今回の液面高データHが代入され(ステップS43)、最低液面高Hminが更新される。この後の処理は、ステップS46に進む。H≧Hminなら(ステップS42:NO)、CPU50は、最低液面高Hminの更新は行わず、さらに、従前の最高液面高Hmaxと液面高データHとを比較する(ステップS44)。H>Hmaxであれば(ステップS44:YES)、最高液面高Hmaxに液面高データHが代入され(ステップS45)、最高液面高Hmaxが更新される。この後の処理はステップS46に進む。H≦Hmaxなら(ステップS44:NO、CPU50は最高液面高Hmaxを更新せず、ステップS46の処理に進む。このような処理が繰り返されることによって、最低液面高Hminおよび最高液面高Hmaxが、液面センサ19の検出値に応じた各値に随時更新される。
CPU50は、最低温度Tminおよび最高温度Tmaxに基づいて、第1〜第9温度閾値TB(1)〜TB(9)を算出し、不揮発性メモリ521に格納する(ステップS51)。第1〜第9温度閾値TB(1)〜TB(9)は、たとえば、最低温度Tminから最高温度Tmaxまでの区間を等分して設定してもよい。たとえば、次式(1)により温度閾値TB(n)を定めてもよい。ただし、式中n=1,2,…,9である。また、式(1)中の分母の「10」は温度閾値によって区分される温度区間の数を表す。
同様に、CPU50は、最低液面高Hminおよび最高液面高Hmaxに基づいて、第1〜第4液面高閾値HB(1)〜HB(4)を算出し、不揮発性メモリ521に格納する(ステップS52)。第1〜第4液面高閾値HB(1)〜HB(4)は、たとえば、最低液面高Hminから最高液面高Hmaxまでの区間を等分して設定してもよい。たとえば、次式(2)により液面高閾値HB(k)を定めてもよい。ただし、式(2)中、k=1,2,…,4である。また、式(2)の分母の「5」は液面高閾値によって区分される液面高領域の数を表す。
こうして、温度閾値TB(1)〜TB(9)および液面高閾値HB(1)〜HB(4)の設定を終えると、CPU50は、最低温度Tmin、最高温度Tmax、最低液面高Hminおよび最高液面高Hmaxを初期値にリセットする(ステップS53)。最低温度Tminの初期値は、通常の測定で想定されない程度に大きな値に設定することが好ましい。最高温度Tmaxの初期値は、通常の測定で想定されない程度に小さな値に設定することが好ましい。最低液面高Hminの初期値は、通常の測定で想定されない程度に大きな値に設定することが好ましい。最高液面高Hmaxの初期値は、通常の測定で想定されない程度に小さな値に設定することが好ましい。
図10Aおよび図10Bに例示するとおり、液面高が高くなるほど、点灯する発光区分20の数が最下段から順に増やされ、図中に斜線を付して示す点灯状態の発光区分20によって構成される点灯部分の長さ(高さ)によって、液面高が表現されている。すなわち、着色した発光状態の表示領域の位置および大きさの変更によって、液面高が表現されている。一方、図10Bおよび図10Cに示すように、発光状態の表示領域の発光色は、温度が高くなるに従って、青色→…→赤色のように変動する。これにより、温度の高低が表現されている。
以上のように、この実施形態の構成によれば、信号表示灯10の表示部12は、複数の発光区分20(21〜25)を有しており、各発光区分20は個別に複数の発光色で発光可能である。そのため、表示部12は、複数色での表示が可能であって、各表示色の表示領域の位置および大きさを可変設定することができる。液体タンク2内に貯留された液体5の温度(第1の情報、第1の属性、第1の物理量)が温度センサ18によって検出され、その液体の液面高(液量。第2の情報、第2の属性、第2の物理量)が液面センサ19によって検出される。温度センサ18の出力信号はA/D変換回路51によって温度データTに変換され、液面センサ19の出力信号はA/D変換回路51によって液面高データHに変換される。表示色決定部53は、温度データTを複数の温度閾値TB(1)〜TB(9)と比較し、その比較結果に基づいて、複数の発光色C1〜C10から一つの発光色を決定する。表示領域決定部54は、液面高データHを複数の液面高閾値HB(1)〜HB(4)と比較し、その比較結果に基づいて、複数の液面高領域R1〜R5のなかから一つの液面高領域を選択する。そして、表示領域決定部54は、その選択した液面高領域に基づいて、表示色決定部53が決定した発光色による発光を行わせるべき発光区分を決定する。こうして、液面高領域に応じて、表示色決定部53が決定した発光色による発光領域(表示領域)の位置および/または大きさ(長さ)が決定される。決定された発光色および表示領域をそれぞれ表す発光色データおよび表示領域データを含む発光制御データが表示部制御ユニット16に渡される。表示部制御ユニット16は、発光制御データに従って、各発光区分20(21〜25)の光源30(31〜35)の発光色および点灯/消灯を制御する。
図15は、この発明のさらに他の実施形態(第3の実施形態)に係る信号表示灯の電気的構成を説明するためのブロック図である。図15において、図2の対応部分に同一参照符号を付す。この実施形態では、信号変換ユニット15にモード切り換えスイッチ60が接続されている。モード切り換えスイッチ60は、相対表示モードと絶対表示モードとを切り換えるためのスイッチである。相対表示モードとは、前述の第1の実施形態(図5等参照)において説明した動作を行うモードである。絶対表示モードとは、前述の第2の実施形態(図14等参照)において説明した動作を行うモードである。
絶対表示モードでは、一定の温度閾値TB(1)〜TB(9)および液面高閾値HB(1)〜HB(4)を用いることにより、液体タンク2に貯留された液体5の絶対的な状態を表示できる。これに対して、相対表示モードでは、最低温度Tminおよび最高温度Tmaxに応じて温度閾値TB(1)〜TB(9)が可変設定され、最低液面高Hminおよび最高液面高Hmaxに応じて液面高閾値HB(1)〜HB(4)が可変設定される。それにより、相対表示モードでは、表示がダイナミックに変動するので、液体5の状態変化を動的に表現することができる。
図16A〜図16Cの例では、液面高が高くなるほど、点灯する発光区分20の数が最下段から順に増やされ、図中に斜線を付して示す点灯状態の発光区分20によって構成される点灯部分の長さ(高さ)によって、液面高が表現されている。すなわち、着色した発光状態の表示領域の位置および大きさの変更によって、液面高が表現されている。一方、発光状態の表示領域の発光色は、液位領域が高くなるに従って、緑色→黄色→赤色のように変動する。これにより、液位領域の高低が表現され、液位の直感的な把握を促す表示を行える。より具体的には、たとえば、液位が高くなるほどより強い報知を行える。
図16Bの表示状態は、第3液面高領域R3(中液位領域)の場合に対応している。したがって、第3液面高領域R4(図4参照)に対応するように、最下段から3段目までの発光区分21〜23が点灯状態とされ、その発光色は第2発光色C2(たとえば黄色)とされている。そして、発光区分24,25は消灯状態とされている。
以上、この発明の4つの実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。他の実施形態について、以下に例示的に列挙する。
(5) 前述の実施形態で示した発光区分の数は一例であり、任意の複数個の発光区分を設けることで表示領域の位置または大きさを変更できる。また、発光区分が直線的に配列されている必要はなく、曲線に沿って配列されていてもよいし、二次元的に複数個の発光区分が配列されていてもよい。たとえば、表示部は、複数個の微小な発光区分(たとえば発光ドット)を行列状に配列して構成されていてもよい。この場合に、個々の発光区分が複数色での発光が可能であって、個々に発光の制御が可能であるように構成されていてもよい。個々の発光区分の発光色を個別に制御することにより、決定された発光色による表示領域の位置または大きさを可変できる。複数個の発光区分が行列状に配列されているので、表示領域の位置および/または大きさを、発光区分が配列された面上で二次元的に可変できる。複数の発光区分は、平坦面に沿って配列されてもよいし、湾曲面(たとえば円筒面に沿って配列されてもよい。)
(6) たとえば、図10に示す表示例では、発光領域(表示領域)の位置および大きさが変更されているが、表現される情報の種類によっては、発光領域の重心位置を固定して、発光領域の大きさのみを変更してもよい。
(9) 前述の実施形態では、外部情報機器8を接続して不揮発性メモリ521内の制御パラメータ(温度閾値、液面高閾値、発光状態更新周期P1、閾値更新周期P2、最小アラート間隔P3など)やプログラムの更新を行えるように構成されている。しかし、たとえば、外部メディアを装着できるメディアリーダユニット(メディアスロットなど)を備えることによって、同様の機能を実現することもできる。たとえば、制御パラメータや更新プログラムを格納したUSBメモリやメモリカードに代表される外部メディアをメディアリーダユニットに装着すると、それに応答して、制御パラメータまたはプログラムの更新処理が自動実行されるように構成してもよい。
HB(1)〜HB(4) 第1〜第4液面高閾値
C1〜C10 第1〜第10発光色
R1〜R5 第1〜第5液面高領域
t1 第1タイマ
t2 第2タイマ
t3 第3タイマ
P1 発光状態更新周期
P2 閾値更新周期
P3 最小アラート間隔
1 液体監視システム
2 液体タンク
3 外殻
4 液体収容空間
5 液体
6 センサユニット
6a 検出プローブ
7,7a,7b 信号線
8 外部情報機器
9 リセットスイッチ(アラート解除)
10 信号表示灯
11 基台部
12 表示部
13 軸線
14 配線基板
15 信号変換ユニット
16 表示部制御ユニット
17 別のセンサ
18 温度センサ
19 液面センサ(液位センサ)
20 発光区分
21〜25 第1〜第5発光区分
30 光源
31〜35 第1〜第5光源
40 グローブ
41〜45 第1〜第5グローブ
50 CPU
51 A/D変換回路
52 メモリ
521 不揮発性メモリ
522 RAM
53 表示色決定部
54 表示領域決定部
55 表示色閾値更新部
56 表示領域閾値更新部
57 通信インタフェース
60 モード切り換えスイッチ
Claims (10)
- 複数の表示色での表示が可能であり、各表示色の表示領域の位置または大きさを可変設定できる表示部と、
第1の物理量に基づいて表示色を決定する表示色決定手段と、
前記第1の物理量とは種類の異なる第2の物理量に基づいて前記表示色決定手段によって決定される表示色による表示領域の位置または大きさを決定する表示領域決定手段と、
前記表示色決定手段によって決定される表示色、および前記表示領域決定手段によって決定される表示領域の位置または大きさに基づいて、前記表示部を制御する表示部制御手段と、を含み、
前記第1の物理量および前記第2の物理量の少なくとも一つが、センサによって検出される物理量であり、
前記センサの出力信号を物理量に変換して前記表示色決定手段および前記表示領域決定手段に受け渡す信号入力インタフェースをさらに含み、
前記信号入力インタフェース、前記表示色決定手段および前記表示領域決定手段が、着脱可能なアドオンユニットに含まれている、信号表示灯。 - 前記表示色決定手段が、前記第1の物理量と表示色切り換え閾値とを比較し、その比較結果に基づいて表示色を決定するものであり、
前記表示領域決定手段が、前記第2の物理量と表示領域変更閾値とを比較し、その比較結果に基づいて前記表示色決定手段によって決定される表示色による表示領域の位置または大きさを決定するものである、請求項1に記載の信号表示灯。 - 所定の表示色閾値更新周期内における前記第1の物理量の最大値および最小値に基づいて前記表示色切り換え閾値を前記表示色閾値更新周期ごとに定期的に更新する表示色閾値更新手段をさらに含む、請求項2に記載の信号表示灯。
- 複数の表示色での表示が可能であり、各表示色の表示領域の位置または大きさを可変設定できる表示部と、
第1の物理量に基づいて表示色を決定する表示色決定手段と、
前記第1の物理量とは種類の異なる第2の物理量に基づいて前記表示色決定手段によって決定される表示色による表示領域の位置または大きさを決定する表示領域決定手段と、
前記表示色決定手段によって決定される表示色、および前記表示領域決定手段によって決定される表示領域の位置または大きさに基づいて、前記表示部を制御する表示部制御手段と、を含み、
前記表示色決定手段が、前記第1の物理量と表示色切り換え閾値とを比較し、その比較結果に基づいて表示色を決定するものであり、
前記表示領域決定手段が、前記第2の物理量と表示領域変更閾値とを比較し、その比較結果に基づいて前記表示色決定手段によって決定される表示色による表示領域の位置または大きさを決定するものであり、
所定の表示色閾値更新周期内における前記第1の物理量の最大値および最小値に基づいて前記表示色切り換え閾値を前記表示色閾値更新周期ごとに定期的に更新する表示色閾値更新手段をさらに含む、信号表示灯。 - 所定の表示領域閾値更新周期内における前記第2の物理量の最大値および最小値に基づいて前記表示領域変更閾値を前記表示領域閾値更新周期ごとに定期的に更新する表示領域閾値更新手段をさらに含む、請求項2〜4のいずれか一項に記載の信号表示灯。
- 複数の表示色での表示が可能であり、各表示色の表示領域の位置または大きさを可変設定できる表示部と、
第1の物理量に基づいて表示色を決定する表示色決定手段と、
前記第1の物理量とは種類の異なる第2の物理量に基づいて前記表示色決定手段によって決定される表示色による表示領域の位置または大きさを決定する表示領域決定手段と、
前記表示色決定手段によって決定される表示色、および前記表示領域決定手段によって決定される表示領域の位置または大きさに基づいて、前記表示部を制御する表示部制御手段と、を含み、
前記表示色決定手段が、前記第1の物理量と表示色切り換え閾値とを比較し、その比較結果に基づいて表示色を決定するものであり、
前記表示領域決定手段が、前記第2の物理量と表示領域変更閾値とを比較し、その比較結果に基づいて前記表示色決定手段によって決定される表示色による表示領域の位置または大きさを決定するものであり、
所定の表示領域閾値更新周期内における前記第2の物理量の最大値および最小値に基づいて前記表示領域変更閾値を前記表示領域閾値更新周期ごとに定期的に更新する表示領域閾値更新手段をさらに含む、信号表示灯。 - 前記表示色決定手段が、前記第1の物理量が所定の第1アラート域内の値となると、複数の表示色を循環的に選択して表示色を周期的に変化させるものであり、
前記表示領域決定手段が、前記第2の物理量が所定の第2アラート域内の値となると、前記表示色決定手段によって決定される表示色による表示領域の位置または大きさを周期的に変化させるものである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の信号表示灯。 - 複数の表示色での表示が可能であり、各表示色の表示領域の位置または大きさを可変設定できる表示部と、
第1の物理量に基づいて表示色を決定する表示色決定手段と、
前記第1の物理量とは種類の異なる第2の物理量に基づいて前記表示色決定手段によって決定される表示色による表示領域の位置または大きさを決定する表示領域決定手段と、
前記表示色決定手段によって決定される表示色、および前記表示領域決定手段によって決定される表示領域の位置または大きさに基づいて、前記表示部を制御する表示部制御手段と、を含み、
前記表示色決定手段が、前記第1の物理量が所定の第1アラート域内の値となると、複数の表示色を循環的に選択して表示色を周期的に変化させるものであり、
前記表示領域決定手段が、前記第2の物理量が所定の第2アラート域内の値となると、前記表示色決定手段によって決定される表示色による表示領域の位置または大きさを周期的に変化させるものである、信号表示灯。 - 前記第1の物理量および前記第2の物理量の少なくとも一つが、センサによって検出される物理量である、請求項4、6または8に記載の信号表示灯。
- 前記第1の物理量が、温度センサによって検出される液体の温度であり、
前記第2の物理量が、液位センサによって検出される当該液体の液位である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の信号表示灯。
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