JP6677692B2 - 表示装置、管理装置、管理システム及び制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルのノイズ耐性を向上させるシステムに関する。

従来、工作機械の表示装置にはタッチパネルが設けられ、入力操作の利便性が図られている。
静電容量方式のタッチパネルの場合、タッチ操作に加えて、ノイズが印加されることによっても静電容量が変化するため、動作環境及びタッチパネルの感度によってはタッチ操作を誤検出する可能性がある。タッチの有無を識別するための閾値を高く設定すればノイズの影響は低減するものの、タッチパネルの感度も下がるため操作性が低下する。そこで、例えば特許文献１では、画面のデザインから予測されるノイズレベルに基づいて、閾値を変更する技術が提案されている。

特開２０１１−０９０５１９号公報

ところで、複数の工作機械が稼働する工場内において、加工中の工作機械からは多くのノイズが発生し、特に同一の電源ラインに接続された工作機械同士は、互いに影響を受けやすい。このため、工作機械の表示装置に静電容量方式のタッチパネルが設けられている場合、複数の工作機械の稼働状況に応じて、たとえ同一の画面であっても、タッチパネルに印加されるノイズが大きく変化する。このように変化するノイズの状況に応じて、タッチの有無を識別するための閾値を適切に設定することは難しかった。

本発明は、周囲のノイズ状況に応じて動的に、軽いタッチ操作が可能な操作性重視のモードと、ノイズ耐性の高いモードとを切り替えられる表示装置、管理装置、管理システム及び制御プログラムを提供することを目的とする。

（１） 本発明に係る表示装置（例えば、後述の「制御装置１０」）は、静電容量方式のタッチパネルを備えた表示装置であって、前記タッチパネルで検出された静電容量の変化量データを管理装置（例えば、後述の「管理装置２０」）へ送信する送信部（例えば、後述の「送信部１１」）と、前記変化量データに応じて前記管理装置において決定された動作モードを受信し、当該動作モードに対応したタッチの有無を識別するための閾値を前記タッチパネルに設定する設定部（例えば、後述の「設定部１２」）と、を備える。

（２） （１）に記載の表示装置は、表示中の画面がタッチ操作を受け付ける入力画面か否かに応じて、前記送信部による前記変化量データの送信処理を行うか否かを切り替える切替部（例えば、後述の「切替部１３」）を備えてもよい。

（３） 本発明に係る管理装置（例えば、後述の「管理装置２０」）は、静電容量方式のタッチパネルを備えた表示装置（例えば、後述の「制御装置１０」）から、前記タッチパネルで検出された静電容量の変化量データを受信する受信部（例えば、後述の「受信部２１」）と、前記変化量データに応じて、タッチの有無を識別するための閾値が異なる複数の動作モードのいずれかを決定して前記表示装置へ送信する決定部（例えば、後述の「決定部２２」）と、を備える。

（４） 本発明に係る管理システム（例えば、後述の「管理システム１」）は、複数の工作機械のそれぞれに設けられ、静電容量方式のタッチパネルを備えた表示装置（例えば、後述の「制御装置１０」）、及び前記表示装置と通信可能に接続された管理装置（例えば、後述の「管理装置２０」）を備えた管理システムであって、前記表示装置は、前記タッチパネルで検出された静電容量の変化量データを前記管理装置へ送信する送信部（例えば、後述の「送信部１１」）と、前記変化量データに応じて前記管理装置において決定された動作モードを受信し、当該動作モードに対応したタッチの有無を識別するための閾値を前記タッチパネルに設定する設定部（例えば、後述の「設定部１２」）と、を備え、前記管理装置は、前記表示装置から、前記変化量データを受信する受信部（例えば、後述の「受信部２１」）と、前記変化量データに応じて、前記閾値が異なる複数の動作モードのいずれかを決定して前記表示装置へ送信する決定部（例えば、後述の「決定部２２」）と、を備える。

（５） （４）に記載の管理システムにおいて、前記管理装置は、前記複数の工作機械それぞれの位置情報及び前記変化量データに基づいて、変化量が相対的に少ないエリアを優先して加工の指令を行う工程管理部（例えば、後述の「工程管理部２３」）を備えてもよい。

（６） 本発明に係る制御プログラムは、（１）に記載の表示装置が設けられた工作機械の制御プログラムであって、前記表示装置に表示中の画面がタッチ操作を受け付ける入力画面か否かに応じて、前記送信部に前記変化量データの送信処理を行うか否かを切り替えさせるためのものである。

本発明によれば、表示装置において、周囲のノイズ状況に応じて動的に、軽いタッチ操作が可能な操作性重視のモードと、ノイズ耐性の高いモードとを切り替えられる。

実施形態に係る管理システムの全体構成を示す図である。 実施形態に係る制御装置の機能構成を示す図である。 実施形態に係る管理装置の機能構成を示す図である。 実施形態に係るノイズレベルと動作モードとの関係を例示する図である。 実施形態に係る管理装置における処理例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
図１は、本実施形態に係る管理システム１の全体構成を示す図である。
管理システム１は、工場内に設置された複数の工作機械それぞれの制御装置１０（表示装置）と、これらの制御装置１０と通信可能に接続された管理装置２０とを備える。

制御装置１０は、工作機械の制御プログラムにより出力される画面の表示デバイスと共に、静電容量方式のタッチパネルを備えることで、ユーザからの操作入力を受け付ける。制御装置１０は、このタッチパネルに印加されているノイズレベルを所定のタイミングで測定し、管理装置２０へ送信する。

管理装置２０は、パーソナルコンピュータ又はサーバ装置等の情報処理装置である。管理装置２０は、工場内の複数の工作機械それぞれの制御装置１０からノイズレベルを受信し、各制御装置１０に対して、ノイズレベルに応じた動作モードを指令する。
また、管理装置２０は、複数の工作機械の稼働状況を一元管理している。管理装置２０は、工作機械それぞれの位置情報及びノイズレベルに基づいて加工指令の優先順位を決定し、加工の工程管理を実施する。

図２は、本実施形態に係る制御装置１０の機能構成を示す図である。
制御装置１０は、制御部及び記憶部を備え、制御部は、記憶部に格納されたソフトウェアを実行することにより、送信部１１、設定部１２及び切替部１３として機能する。

送信部１１は、タッチパネルで検出された静電容量の変化量データを、所定の周期で管理装置２０へ送信する。具体的には、送信部１１は、タッチパネル全体又はサンプリングされた箇所で検出された変化量の値を統計処理し、タッチパネル全体に印加されているノイズレベルを算出して変化量データとして管理装置２０へ送信してよい。
ノイズによる静電容量の変化は、タッチパネル全体に及んでいる場合が多いが、ある時点での変化量は位置により様々なため、例えば最大値又は二乗平均等の統計値がノイズレベルとして一定の周期で算出される。

このとき、送信部１１は、タッチパネルのいずれの位置に対してもタッチ操作が行われていないタイミングでノイズレベルを測定し管理装置２０へ送信することが好ましい。
例えば、タッチパネルの一部の領域のみで静電容量の変化量が突出している場合は、タッチによる変化が検出されたと考えられるため、ノイズレベルの算出には適さない。したがって、送信部１１は、同程度の変化量がタッチパネル全体で検出される場合に限り、ノイズレベルを算出し、管理装置２０へ送信することとしてよい。

設定部１２は、送信部１１により測定されたノイズレベルに応じて管理装置２０において決定された動作モードを受信すると、この動作モードに対応して、タッチの有無を識別するための閾値をタッチパネルに設定する。
タッチパネルでは、静電容量に閾値を超える変化があった場合にタッチ操作が検出されるため、ノイズによる静電容量の変化量がこの閾値を超えた場合にも誤ってタッチ操作が検出されてしまう。そこで、この誤検出を抑制するため、閾値は、ノイズレベルが高くなるほど大きく設定される。
なお、閾値が小さいほどタッチ操作の検出感度が上がるため、ノイズレベルが下がった場合には、操作性を重視して閾値は小さい初期値に戻される。

切替部１３は、制御プログラムにより表示中の画面がタッチ操作を受け付ける入力画面か否かに応じて、送信部１１による管理装置２０へのノイズレベルの送信処理を行うか否かを切り替える。
具体的には、切替部１３は、制御プログラムの処理に従って、加工プログラムの入力画面、又は加工段取り画面等のタッチ操作を受け付ける画面では、タッチステータスフラグを１に設定する。一方、加工中、待機中又はスクリーンセーバ等の、タッチ操作を受け付けない画面では、切替部１３は、タッチステータスフラグを０に設定する。

タッチステータスフラグが１の場合、検出される静電容量の変化量には、タッチ操作による変化量が含まれている可能性がある。これに対して、タッチステータスフラグが０の場合、タッチ操作はないと考えられるため、検出される静電容量の変化量は、ノイズに起因する変化量に限られる。
したがって、送信部１１は、タッチステータスフラグが０のときに、ノイズレベルを算出して管理装置２０へ送信する。

また、切替部１３は、人感センサ等のセンサ入力に基づいて、タッチ操作の行われないタイミングを判定し、送信部１１によるノイズレベルの算出及び送信の処理を実行させてもよい。

図３は、本実施形態に係る管理装置２０の機能構成を示す図である。
管理装置２０は、制御部及び記憶部の他、入出力及び通信等のインタフェースを備えた情報処理装置である。制御部は、記憶部に格納されたソフトウェアを実行することにより、受信部２１、決定部２２及び工程管理部２３として機能する。

受信部２１は、各工作機械の制御装置１０から、タッチパネル全体に印加されているノイズレベルを受信する。
決定部２２は、制御装置１０から受信したノイズレベルに応じて、タッチの有無を識別するための閾値が互いに異なる複数の動作モードのうち、いずれかの動作モードを決定して制御装置１０へ送信する。

工程管理部２３は、工場内の複数の工作機械それぞれにおける加工スケジュール及び稼働状況を管理し、各工作機械の制御装置１０に対して加工指令を行う。
また、工程管理部２３は、複数の工作機械それぞれの位置情報及びノイズレベルに基づいて、工場内でタッチパネルに影響を及ぼすノイズの発生分布を管理し、ノイズが相対的に少ないエリアを優先して加工の指令を行ってもよい。これにより、ノイズの発生源が分散するため、ノイズレベルが工場内で均等になり、一部のエリアのノイズレベルが上昇する事象が回避される。また、加工指令が行われるエリアの制御装置１０では、タッチ操作の判定用の閾値が低いため操作性が良好となり、作業効率が向上する。
なお、工作機械の位置情報は、予め管理装置２０に記憶されていてもよいし、受信部２１により制御装置１０から受信してもよい。

図４は、本実施形態に係るノイズレベルと動作モードとの関係を例示する図である。
制御装置１０に設定される動作モードは、例えば、初期状態としての通常モードの他、ノイズモード１〜３が用意される。
これらの動作モードは、ノイズレベルと複数の監視用の閾値ＴＨ１〜ＴＨ３とを比較することで、ノイズレベルの高さに応じて、いずれかが選択される。
なお、ノイズレベルが所定以上になると、タッチ操作を無効にする動作モードがさらに設けられてもよい。また、タッチ操作を検出するための静電容量の変化量の閾値が最も低い通常モードでは、操作性を重視するため、手袋越しでのタッチ操作を検出可能な変化量の閾値が設定されてもよい。

図５は、本実施形態に係る管理装置２０における処理例を示すフローチャートである。
この処理は、管理対象である複数の制御装置１０のいずれかからノイズレベルを受信する度に実行される。
また、制御装置１０に設定される動作モードは、一例として、初期状態としての通常モードの他、ノイズモード１〜３が用意されているものとする。

ステップＳ１において、受信部２１は、制御装置１０からノイズレベルを受信する。
ステップＳ２において、決定部２２は、ノイズレベルが監視用の第１閾値（ＴＨ１）以下であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ３に移り、判定がＮＯの場合、処理はステップＳ４に移る。

ステップＳ３において、決定部２２は、制御装置１０における表示デバイスの動作モードを、初期状態である通常モードに決定し、時刻情報と共に記憶する。その後、処理はステップＳ９に移る。

ステップＳ４において、決定部２２は、ノイズレベルが監視用の第２閾値（ＴＨ２）以下であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ５に移り、判定がＮＯの場合、処理はステップＳ６に移る。

ステップＳ５において、決定部２２は、制御装置１０における表示デバイスの動作モードを、通常モードよりもタッチ判定のための静電容量の閾値を上げたノイズモード１に決定し、時刻情報と共に記憶する。その後、処理はステップＳ９に移る。

ステップＳ６において、決定部２２は、ノイズレベルが監視用の第３閾値（ＴＨ３）以下であるか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ７に移り、判定がＮＯの場合、処理はステップＳ８に移る。

ステップＳ７において、決定部２２は、制御装置１０における表示デバイスの動作モードを、ノイズモード１よりもさらに静電容量の閾値を上げたノイズモード２に決定し、時刻情報と共に記憶する。その後、処理はステップＳ９に移る。

ステップＳ８において、決定部２２は、制御装置１０における表示デバイスの動作モードを、ノイズモード２よりもさらに静電容量の閾値を上げたノイズモード３に決定し、時刻情報と共に記憶する。その後、処理はステップＳ９に移る。

ステップＳ９において、決定部２２は、決定されたいずれかの動作モードへの変更指令を、対象の制御装置１０へ送信する。

本実施形態によれば、制御装置１０は、タッチパネル全体で検出された静電容量の変化量データであるノイズレベルを管理装置２０へ送信する。管理装置２０がノイズレベルに応じて動作モードを決定し、制御装置１０は、動作モードに対応したタッチの有無を識別するための閾値を設定する。
これにより、制御装置１０は、ノイズが所定のレベルに満たない通常時は閾値を低く設定することにより、指のタッチ面積が小さくてもタッチとして認識される軽いタッチ操作が可能な操作性重視のモードで動作する。一方、管理装置２０が設定されたレベル以上のノイズが印加されたと判断した場合、各制御装置１０にモード変更の指令を送り、各制御装置１０は、閾値を上げることによりタッチパネルのノイズ耐性を向上させ、ノイズによるタッチ操作の誤検出を防ぐことができる。したがって、各制御装置１０は、周囲のノイズレベルに応じて閾値を変更し、操作性重視のモードと高ノイズ耐性のモードとを動的に切り替えられる。

制御装置１０は、表示中の画面がタッチ操作を受け付ける入力画面か否かに応じて、タッチ操作の有無を判断する。これにより、制御装置１０は、タッチ操作のないタイミングでノイズレベルを精度良く測定できる。

管理装置２０は、工場内の複数の制御装置１０のノイズレベル及び位置情報を時刻情報と共に取得することにより、ノイズの発生状況及び分布を管理できる。これにより、管理者は、いつ、どこで、どのレベルのノイズが発生したのかを容易に把握できるため、ノイズの原因究明につながる。
また、管理装置２０は、ノイズの分布を管理することにより、ノイズの少ないエリアを優先して加工の指令を行うことができる。これにより、ノイズの発生源が分散するため、ノイズレベルが工場内で均等になり、一部のエリアのノイズレベルが上昇する事象が回避される。この結果、管理システム１は、ノイズの影響を低減してノイズ耐性を向上できる。さらに、優先して加工指令が行われるエリアの制御装置１０では、タッチ操作の判定用の閾値が低いため操作性が良好となり、手袋越しでの入力が可能になる等、作業効率が向上する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

本実施形態では、制御装置１０から管理装置２０に送信される静電容量の変化量データは、統計処理されてノイズレベルとして算出されることとしたが、送信されるデータ形式はこれに限られない。タッチパネル全体の又はサンプリング箇所の変化量の値そのものが送信され、管理装置２０においてノイズレベルが算出されてもよい。

管理システム１による管理方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。

１ 管理システム
１０ 制御装置（表示装置）
１１ 送信部
１２ 設定部
１３ 切替部
２０ 管理装置
２１ 受信部
２２ 決定部
２３ 工程管理部

Claims (6)

1. 静電容量方式のタッチパネルを備えた表示装置であって、
   前記タッチパネルでタッチ操作が行われていないタイミングで検出された静電容量の値を前記タッチパネルの全体にわたって統計処理した変化量データを管理装置へ送信する送信部と、
   前記変化量データに応じて前記管理装置において決定された動作モードを受信し、当該動作モードに対応したタッチの有無を識別するための閾値を前記タッチパネルに設定する設定部と、を備える表示装置。
2. 表示中の画面がタッチ操作を受け付ける入力画面か否かに応じて、前記送信部による前記変化量データの送信処理を行うか否かを切り替える切替部を備える請求項１に記載の表示装置。
3. 静電容量方式のタッチパネルを備えた表示装置から、前記タッチパネルでタッチ操作が行われていないタイミングで検出された静電容量の値を前記タッチパネルの全体にわたって統計処理した変化量データを受信する受信部と、
   前記変化量データに応じて、タッチの有無を識別するための閾値が異なる複数の動作モードのいずれかを決定して前記表示装置へ送信する決定部と、を備える管理装置。
4. 複数の工作機械のそれぞれに設けられ、静電容量方式のタッチパネルを備えた表示装置、及び前記表示装置と通信可能に接続された管理装置を備えた管理システムであって、
   前記表示装置は、
   前記タッチパネルでタッチ操作が行われていないタイミングで検出された静電容量の値を前記タッチパネルの全体にわたって統計処理した変化量データを前記管理装置へ送信する送信部と、
   前記変化量データに応じて前記管理装置において決定された動作モードを受信し、当該動作モードに対応したタッチの有無を識別するための閾値を前記タッチパネルに設定する設定部と、を備え、
   前記管理装置は、
   前記表示装置から、前記変化量データを受信する受信部と、
   前記変化量データに応じて、前記閾値が異なる複数の動作モードのいずれかを決定して前記表示装置へ送信する決定部と、を備える管理システム。
5. 前記管理装置は、前記複数の工作機械それぞれの位置情報及び前記変化量データに基づいて、変化量が相対的に少ないエリアを優先して加工の指令を行う工程管理部を備える請求項４に記載の管理システム。
6. 請求項１に記載の表示装置が設けられた工作機械の制御プログラムであって、
   前記表示装置に表示中の画面がタッチ操作を受け付ける入力画面か否かに応じて、前記送信部に前記変化量データの送信処理を行うか否かを切り替えさせるための制御プログラム。

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