JPH0726887U - 制御システムのためのホログラフィック操作者表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 リアルタイムで容易に更新可能な３次元ディ
スプレイを提供する。 【構成】 リアルタイムで更新可能な高輝度で高フレー
ムレートの２次元像を表示するための投映テレビジョン
受像機１４と、制御が行われるシステムの状況を指示す
るリアルタイムデータを提供するための手段と、グラフ
ィックス画像データと前記リアルタイムデータとを処理
しこれらデータを投映テレビジョン受像機へ伝送するた
め、投映テレビジョン受像機へ接続されたコンピュータ
と、前記２次元像を３次元ディスプレイへ変換し且つこ
れを自由空間に投映するため、投映テレビジョン受像機
の前方に配置されたスピニングレンズ装置２８と、該デ
ィスプレイを修正するための手段と、コンピュータ１２
により投映テレビジョン受像機へ伝送される前記データ
と同期するよう、スピニングレンズ装置の回転を調整す
るために、スピニングレンズ装置およびコンピュータへ
接続されるレンズ制御装置３０と、から構成されてい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野および従来の技術】

本考案は、一般的には制御室のための操作者表示装置に関し特に操作者の前方 の自由空間に３次元ディスプレイを提供するためにホログラフィック技術を使用 する制御室操作者表示装置に関するものである。

【０００２】 標準的には、プロセス制御室設備は、種々のプロセス変量の状態を反映または プロセス制御システムの動作をモニターするために（例えばＣＲＴディスプレイ などの）多数の個々の表示装置を各々採用するいくつかの操作者コンソールを有 する。制御室の操作者は、表示装置に表示される種々の読みおよびグラフィック スを正しく解釈することができるよう全制御システムの動作に非常に精通しなけ ればならない。最近、３次元ＣＲＴディスプレイを提供して、モニターされるプ ロセス変量を表示するグラフィックスを操作者が解釈および具象化するのを支援 するために、ホログラフィックス技術が利用されている。しかし標準的には、こ れらのホログラフィックディスプレイは、リアルタイムでの更新が容易でなく、 またプロセス変量情報はこれに重畳できずそして操作者はこれを修正するのにデ ィスプレイとたやすく相互作用できない。ホログラフィックディスプレイに重畳 されるプロセス制御情報の有用性および操作者がホログラフィックスディスプレ イと相互作用できる能力は、制御されるプロセスの状況を把握しそしてプロセス 制御システムの動作を適正化または修正するために種々の測定を開始する際に操 作者に非常な助力を与える。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このような理由から、ホログラフィックディスプレイがリアルタイムで更新で きまたプロセス制御情報がこれに重畳できさらに操作者がホログラフィックディ スプレイと容易に相互作用できるよう制御室のためのホログラフィックディスプ レイを改善することが好ましいものとなってきている。

【０００４】 本考案は、リアルタイムで容易に更新可能な３次元ディスプレイを提供するこ とにより、従来技術に関連される先の種々の問題ならびにそのほかの問題をも解 決するものである。３次元ディスプレイは、投映テレビジョン受像機１４の２次 元像を捕捉しそしてこれを３次元ディスプレイに変換するスピニングレンズ装置 により操作者の前方の自由空間に発生される。投映テレビジョン受像機１４に表 示される像は、コンピューターにより制御されそしてコンピューターにより発生 されるべきグラフィックスのための画像データおよびモニターされるプロセスに 関連される特定の物理的領域のビデオ画像および種々のプロセス制御変量に関係 するデータを含むことができる。このようにして、プロセス制御変量情報はリア ルタイムで３次元ディスプレイに重畳できる。操作者は、キーボードまたは音声 認識装置または３次元ディスプレイ内の所望される位置に配置されそして音声認 識装置と共同して動作されるライトペンにより３次元ディスプレイと相互作用を 行うことができる。かくして、操作者は、３次元ディスプレイと容易に相互作用 を行うことができそしてモニターされるプロセスの状況を迅速に把握しそしてこ れを適正にするのに要求されるいずれの動作をも開始することを可能ならしめる 。

【０００５】

【図示の実施例の説明】

図面を参照すると、本考案の好ましい例が開示されているが、本考案はこれに 限定されるものではない。図面は、例えばプロセス制御設備の制御室で通常用い られる２次元表示の代わりに用いられる３次元ディスプレイを生成する制御シス テム１０の模式図である。

【０００６】 図面に例示される制御システム１０において、コンピューター１２が、これに 接続されそして高フレームレートおよび高輝度の画像を生成する投映テレビジョ ン受像機１４に伝送されるグラフィックスを発生するのに利用される。コンピュ ーター１２に接続される入力装置には、これらに限定されるものではないが、光 学ディスクシステム１６とビデオカメラシステム１８とプロセス制御システム２ ０とが含まれる。コンピューター１２により発生されるべきグラフィックスのた めの画像データが光学ディスクシステム１６に記憶される。標準的には、光学デ ィスクシステム１６に記憶される画像データは、すでに計算されているかまたは あらかじめ決定されておりそして修正目的および／もしくは投映テレビジョン受 像機１４への伝送のためにコンピューター１２によりこの光学ディスクシステム １６から検索される。ビデオカメラシステム１８は、例えば制御システム１０が 監視する施設またはプラントの物理的設計など特定のパラメーターについての画 像情報を得るのに使用可能である。この種の画像情報には、プラントの原料のパ イル高さおよびもし発電プラントが含まれるならば再生ないし回復ボイラーの複 数の床の深さなどが含まれよう。先の画像情報は、コンピューター１２へ伝送さ れ、コンピューター１２は次に投映テレビジョン受像機１４への伝送に先立って これを修正できる。ビデオカメラの出力はディジタル化できそして投映テレビジ ョン受像機１４でのディスプレイの一部として使用できることに注意されたい。 さらに、種々の表示目的のために、広角度のカメラ範囲が、コンピューター１２ への伝送のためのデュアル（ステレオタイプの）ビデオカメラシステムにより発 生できる。プロセス制御システム２０は、制御されているシステムの状況および 種々のプロセス変量についての情報を発生し、そしてこれらのデーターは投映テ レビジョン受像機でリアルタイムに表示されるようコンピューター１２へ伝送さ れる。この方法において、プロセス変量情報は、テレビジョン受像機像にリアル タイムで重畳されそしてこの種のプロセス変量情報は、ディジタル表示として表 示されるかまたはカラーコード化オーバーレイにより表示される。光学ディスク システム１８とプロセス制御システム２０とがコンピューター１２への入力装置 として説明されたけれども、これらのシステムの各々はコンピューター１２によ ってもまた制御されること（すなわちグラフィックス画像データーはコンピュー ター１２による修正後、記憶目的のために光学ディスクシステム１６へ伝送され る。またビデオカメラシステム１８の動作はコンピューター１２により制御でき る。またプロセス制御変量はコンピューター１２により変更できる）ことに注意 されたい。

【０００７】 さきの入力装置に加えて、マイクロフォン２４と音声認識装置２６とを備える 音声認識システムおよびキーボード２２が、設けられそしてコンピューター１２ への入力装置として接続される。このようにして、データーが、キーボード２２ および／もしくは音声認識システムを経て操作者により制御システム１０に入力 される。音声認識システムの使用は、他の仕事から操作者を開放しそして操作者 が個々のコンソールへ移動することなく一中央場所よりいくつかのディスプレイ が選択されるようにする。

【０００８】 先に述べたように、コンピューター１２は、投映テレビジョン受像機１４へ伝 送されるグラフィックスを発生するのに利用される。スピニングレンズ装置２８ が、投映テレビジョン受像機１４の前方に配置されそしてここに表示される２次 元画像を３次元ディスプレイに変換しそしてこれをスピニングレンズ装置２８の 前方の自由空間に投映する。レンズ制御装置３０が、コンピューター１２をスピ ニングレンズ装置２８へ相互に連絡しそしてコンピューター１２により投映テレ ビジョン受像機１４へ伝送される画像情報と同期するようスピニングレンズ装置 ２８の回転を調整する。ライトペン３４を備える３次元観察入力装置３２が、得 られる３次元ディスプレイをコンピューター１２へ「相互に連絡」するのに使用 される。３次元ディスプレイの特定の所望される点に、ライトペンの先端を位置 付けそしてマイクロフォン２４により捕捉のための音声命令を与えることにより またはライトペン３４のボタンを押圧することにより光ビームがライトペンの先 端で生成される。３次元観察入力装置３２は、放射される光ビームでの「観察」 により、ライトペン３４を位置付けそしてその位置をコンピューター１２へ伝送 しコンピューター１２は次にこの位置を同様のものに関する計算される像と比較 しそして問題の位置に関する要求される動作を行なう。

【０００９】 動作的に、スピニングレンズ装置２８の前方の自由空間に発生される３次元デ ィスプレイは、監視および／もしくは調整されるプロセス制御システムの複数部 分もしくは種々の設備領域のために選択されることが可能である。コンピュータ ー１２により発生されそして投映テレビジョン受像機１４へ伝送される像はここ に表示される高輝度で高フレームレートの２次元像を生ずる。この２次元像は、 次に、スピニングレンズ装置２８により自由空間で３次元の十分更新可能な３次 元ディスプレイに変換される。操作者は、キーボード２２またはマイクロフォン ２４を経て音声認識装置またはライトペン３４を通じてこのディスプレイと相互 作用できる。このようにして、操作者は、詳細を表示するために、たとえばこれ を回転またはその大きさを縮小または拡大することにより３次元ディスプレイを 変更および修正できる。さらに、プロセス変量情報は、リアルタイムでモニター される実プロセス変量測定場所で、ディスプレイに重畳される。この種の重畳さ れるプロセス変量情報は、例えばタンクのレベルなどに関して、ディジタル表示 またはカラーコード化オーバーレイの形態とされる。選択的に、温度が種々の温 度範囲を表示する種々のカラーを用いて表示されることも可能である。このよう にして、操作者は、制御される全システムの概況を即座にそして容易に得ること ができそして要求され得る何れの動作をも行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案の装置を表わす模式図である。

【符号の説明】

図中の各参照番号が示す主な名称は以下のとおりであ
る。 １４ 投影テレビジョン受像機 ２２ キーボード ２８ スピニングレンズ装置 ３２ ３次元観察入力装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ウィリアム・リー・トムプソン 米国オハイオ州モントビル、ジーエイアー ル・ハイウェイ15364

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】リアルタイムで更新可能な高輝度で高フレ
   ームレートの２次元像を表示するための投映テレビジョ
   ン受像機と、 制御が行われるシステムの状況を指示するリアルタイム
   データを提供するための手段と、 グラフィックス画像データと前記リアルタイムデータと
   を処理しこれらデータを投映テレビジョン受像機へ伝送
   するため、投映テレビジョン受像機へ接続されたコンピ
   ュータと、 前記２次元像を３次元ディスプレイへ変換し且つこれを
   自由空間に投映するため、投映テレビジョン受像機の前
   方に配置されたスピニングレンズ装置と、 該ディスプレイを修正するための手段と、 コンピュータにより投映テレビジョン受像機へ伝送され
   る前記データと同期するよう、スピニングレンズ装置の
   回転を調整するために、スピニングレンズ装置およびコ
   ンピュータへ接続されるレンズ制御装置と、 を具備する自由空間に３次元ディスプレイを発生するた
   めの装置。
2. 【請求項２】３次元ディスプレイを観察し且つ操作者が
   該ディスプレイと相互作用できるように、コンピュータ
   およびライトペンへ接続される３次元観察入力装置を備
   えると請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】コンピュータにより検索できるグラフィッ
   クス画像データを記憶するため、コンピュータへ接続さ
   れる光学ディスクシステムを備える請求項２に記載の装
   置。
4. 【請求項４】前記ライトペンにより発生される前記３次
   元ディスプレイにおける光ビームの特定の場所の位置を
   決定しそして光ビームの場所と該ディスプレイとを比較
   するための手段を備える請求項２に記載の装置。
5. 【請求項５】制御されるシステムの特定の変量について
   の画像情報を得るために、コンピュータへ接続されるビ
   デオカメラシステムを備える請求項１に記載の装置。
6. 【請求項６】前記修正手段の作動は前記ディスプレイの
   大きさを変化することを許容する請求項１に記載の装
   置。
7. 【請求項７】前記修正手段の作動は前記ディスプレイの
   配向を変化することを許容する請求項１に記載の装置。
8. 【請求項８】データをコンピュータへ入力するために、
   音声認識装置へ接続されたマイクロフォンおよびキーボ
   ードを備える請求項１に記載の装置。