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図面 (4)

課題

オペレータ各人のキーボード操作に関するスキル身体的制約条件を反映し、アプリケーション画面に対応して、表示されるキーイメージをオペレータに応じた最適な形態に自動的に変更可能なキーボード装置を提供する。

解決手段

本発明は、オペレータを識別する個人認証手段と、オペレータの個人情報とオペレータに最適なキー配列情報とを対応させて保存するデータ保存手段と、個人認証手段の識別結果から特定された情報に基づいて、オペレータの個人情報に対応するキー配列情報をデータ保存手段から読み出し、読み出したキー配列情報に応じたキーボード画面に表示する表示処理手段とを具備したことを特徴とするものである。

概要

背景

プロセス制御システムには、プラント運転、操作、監視を行うためのヒューマンインターフェースステーション(以下、HIS)がある。HISにはオペレータが操作するためのキーボード装置が設けられている。

概要

オペレータ各人のキーボード操作に関するスキル身体的制約条件を反映し、アプリケーション画面に対応して、表示されるキーイメージをオペレータに応じた最適な形態に自動的に変更可能なキーボード装置を提供する。本発明は、オペレータを識別する個人認証手段と、オペレータの個人情報とオペレータに最適なキー配列情報とを対応させて保存するデータ保存手段と、個人認証手段の識別結果から特定された情報に基づいて、オペレータの個人情報に対応するキー配列情報をデータ保存手段から読み出し、読み出したキー配列情報に応じたキーボード画面に表示する表示処理手段とを具備したことを特徴とするものである。

目的

更に詳しくは、オペレータの特性に合わせて最適な形態のキーボードを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
6件
牽制数
5件

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請求項1

オペレータ識別する個人認証手段と、オペレータの個人情報とオペレータに最適なキー配列情報とを対応させて保存するデータ保存手段と、前記個人認証手段の識別結果から特定された情報に基づいて、オペレータの個人情報に対応するキー配列情報を前記データ保存手段から読み出し、読み出したキー配列情報に応じたキーボード画面に表示する表示処理手段とを具備したことを特徴とするキーボード装置

請求項2

データ保存手段は、データベース手段であることを特徴とする請求項1記載のキーボード装置。

請求項3

データ保存手段は、キー配列情報に基づいて、キーボードを画面に表示する少なくともマークアップ言語データを送信するウェブサーバ手段であり、表示処理手段は、前記マークアップ言語データによりキーボードを画面に表示するウェブブラウザ手段であることを特徴とする請求項1記載のキーボード装置。

請求項4

前記データ保存手段は、ネットワークを介してヒューマンインターフェースステーションと接続されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のキーボード装置。

請求項5

前記個人情報は、オペレータのスキル情報であることを特徴とする請求項1乃至4記載のいずれかにキーボード装置。

請求項6

前記個人情報は、オペレータの身体的制約条件であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のキーボード装置。

請求項7

前記表示処理手段と前記ヒューマン・インターフェース・ステーションとの通信を、前記オペレータ毎暗号化処理することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のキーボード装置。

請求項8

前記個人認証手段で認証したオペレータの操作時間を積算し、オペレータ毎の健康管理情報として利用することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のキーボード装置。

請求項9

前記個人認証手段で認証したオペレータのキー操作の頻度を前記アプリケーション画面毎カウントする手段を設け、学習アルゴリズムにより表示キーの形状を変更することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のキーボード装置。

請求項10

前記個人認証手段で認証したオペレータの聴力に関する前記個人情報に基づいて、音声アラームの形態を変更することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のキーボード装置。

請求項11

オペレータを識別する個人認証手段と、オペレータの個人情報とオペレータに最適なキー配列情報とに基づいてマークアップ言語データを生成するウェブサーバ手段と、前記個人認証手段の識別結果をウェブサーバ手段に出力し、ウェブサーバ手段からのマークアップ言語データにより、キー配列情報に応じたキーボードを画面に表示するウェブブラウザ手段とを具備したことを特徴とするキーボード装置。

技術分野

0001

本発明は、入力を行うためのキーボード装置に関するものである。更に詳しくは、オペレータの特性に合わせて最適な形態のキーボードを提供するための改良を施したキーボード装置に関するものである。

0002

プロセス制御システムには、プラント運転、操作、監視を行うためのヒューマンインターフェースステーション(以下、HIS)がある。HISにはオペレータが操作するためのキーボード装置が設けられている。

0003

プロセス制御システムにに用いるキーボードとしては、例えば本出願人による下記の特許文献に記載されたものがあった。

0004

【特許文献1】
特開平10−207598号

0005

図3は、従来のキーボード装置を有する分散型プロセス制御システム機能ブロック図である。1はHISであり、専用通信ネットワーク2に接続されている。31,32,…は分散配置されたフィールドコントロール・ステーション(以下、FCS)群であり、専用通信ネットワーク2を介してHIS1と通信する。

0006

HIS1は、FCS群31,32,…を介してプラント内の情報を取得して制御、監視を行う。又、FCS群からの情報をHIS1の表示部に計器図プラント系統図制御状態トレンドグラフィック画面で表示させ、オペレータはその画面により、プラントの運転、監視操作を行っている。

背景技術

0007

4は、HIS1に接続された専用のキーボード装置であり、オペレータはこのキーボード装置の操作により、制御操作表示画面の変更等を行う。
従来のキーボード装置は、文字数値入力のために、アルファベットキー数字キーを有し、その他に個々のキーに機能を定義可能なプログラマブルファンクション・キーや操作量の増・減を行う、INC/DECキー等のプロセス制御特有専用キーを有している。

0008

従来のキーボード装置では、プロセス制御に関わる多くの制御、指示、監視の操作を実現するために、多数のキーボタンをキーボード上に配置していた。又、個々のキーボタンの寸法はキーボード本体の大きさにより制約されるため、キーボード装置としての機能向上を図るために、キーボタンを増やせば個々のキーボタンの寸法は小さくなり、機能向上と操作性の両立の面で問題があった。

0009

更に、キーの操作性に関しては、多数のキー配列と個々キーの機能を覚えて、円滑にキー操作が行えるように、オペレータはある一定の教育を受ける必要があった。

0010

又、各オペレータの利き手視力遠視近視乱視)、色弱等の身体的制約条件は考慮されていないキー配置であるため、多数のオペレータが共有して利用する上記のようなキーボード装置においては、キー操作の遅れや誤入力といったミスによる個人差により、操作品質のばらつきが生じることも予想され、円滑なキー操作という点で問題があった。

0011

このように、従来のキーボード装置は、各オペレータの身体的制約条件(ハンディ)も含めた操作スキルに関して一切考慮されず、キーボード上に多数のキーが配置されているため、その操作対象者は、ある一定の教育を受けた者で且つ、ある基準の身体的要件を満たした健常者であることが前提となっていた。

発明が解決しようとする課題

0012

本発明の目的は、オペレータ各人のキーボード操作に関するスキルや身体的制約条件を反映し、アプリケーション画面に対応して、表示されるキーのイメージをオペレータに応じた最適な形態に自動的に変更可能なキーボード装置を提供することにある。

0013

このような目的を達成するための本発明の構成は次の通りである。
(1)オペレータを識別する個人認証手段と、
オペレータの個人情報とオペレータに最適なキー配列情報とを対応させて保存するデータ保存手段と、
前記個人認証手段の識別結果から特定された情報に基づいて、オペレータの個人情報に対応するキー配列情報を前記データ保存手段から読み出し、読み出したキー配列情報に応じたキーボードを画面に表示する表示処理手段と
具備したことを特徴とするキーボード装置。

0014

(2)データ保存手段は、データベース手段であることを特徴とする(1)記載のキーボード装置。

0015

(3)データ保存手段は、キー配列情報に基づいて、キーボードを画面に表示する少なくともマークアップ言語データを送信するウェブサーバ手段であり、
表示処理手段は、前記マークアップ言語データによりキーボードを画面に表示するウェブブラウザ手段であることを特徴とする(1)記載のキーボード装置。

0016

(4)前記データ保存手段は、ネットワークを介してヒューマン・インターフェース・ステーションと接続されることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載のキーボード装置。

0017

(5)前記個人情報は、オペレータのスキル情報であることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載のキーボード装置。

0018

(6)前記個人情報は、オペレータの身体的制約条件であることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれかに記載のキーボード装置。

0019

(7)前記表示処理手段と前記ヒューマン・インターフェース・ステーションとの通信を、前記オペレータ毎暗号化処理することを特徴とする(1)乃至(6)のいずれかに記載のキーボード装置。

0020

(8)前記個人認証手段で認証したオペレータの操作時間を積算し、オペレータ毎の健康管理情報として利用することを特徴とする(1)乃至(7)のいずれかに記載のキーボード装置。

0021

(9)前記個人認証手段で認証したオペレータのキー操作の頻度を前記アプリケーション画面毎カウントする手段を設け、学習アルゴリズムにより表示キーの形状を変更することを特徴とする(1)乃至(8)のいずれかに記載のキーボード装置。

0022

(10)前記個人認証手段で認証したオペレータの聴力に関する前記個人情報に基づいて、音声アラームの形態を変更することを特徴とする(1)乃至(9)のいずれかに記載のキーボード装置。

課題を解決するための手段

0023

(11)オペレータを識別する個人認証手段と、
オペレータの個人情報とオペレータに最適なキー配列情報とに基づいてマークアップ言語データを生成するウェブサーバ手段と、
前記個人認証手段の識別結果をウェブサーバ手段に出力し、ウェブサーバ手段からのマークアップ言語データにより、キー配列情報に応じたキーボードを画面に表示するウェブブラウザ手段と
を具備したことを特徴とするキーボード装置。

0024

以下本発明実施態様を、図面を用いて説明する。図1は、本発明を適用したキーボード装置の一例を示す機能ブロック図であり、図3の従来装置で説明した要素と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

0025

本発明キーボード装置の特徴の第1は、オペレータの個人情報収集と利用にある。5は、イーサネット登録商標)等の汎用通信ネットワークである。6はこのネットワーク5に接続された社内管個人情報サーバであり、主としてオペレータのスキルに関する個人情報データベース601を有する。7は同じくこのネットワーク5に接続された医療機関の個人情報サーバであり、主としてオペレータの身体的制約条件に関する個人情報データベース701を有する。

0026

HIS1はこのネットワーク5に接続されている。101は、前記個人情報データベース601及び701の情報をダウンロードして構築された操作に関するスキルや身体的制約条件を保存している個人情報データベースである。

0027

102は、この個人情報データベース101に基づき構築されたキー配列データベースであり、HIS1の表示画面毎に各個人の最適キー配列情報を保存する。
請求範囲でいうデータベース手段は、個人情報データベース101とキー配列データベース102からなる。
103は、キーボード上に表示する文字や記号を制御するキー表示アプリケーションソフトである。

0028

本発明キーボード装置の特徴の第2は、キーボード装置の機能構成にある。特に秘匿性のある個人情報の利用に関しては、セキュリティ強化するために、オペレータを識別する個人認証手段を構成要件としている。

0029

8は、本発明のキーボード装置の機能ブロックを示しており、801は個人認証手段である。802は、通信インターフェイスを介してHIS1と通信する表示エンジン手段であり、個人認証手段801の識別の結果から特定された情報に基づいて、HIS1側よりオペレータのスキルや身体的制約を反映したキー配列情報並びにキー表示アプリケーションソフトをダウンロードし、液晶ディスプレイ等の表示手段803にキー配列を表示する。表示エンジン手段802は、個人認証手段801の識別結果から特定された情報に基づいて、オペレータの個人情報に対応するキー配列情報を個人情報データベース101とキー配列データベース102から読み出し、読み出したキー配列情報に応じたキーボードを表示手段803に表示する。

0030

804は、液晶ディスプレイ等の表示手段803と一体構成されたタッチパネルであり、押下された表示キー情報を検知して表示エンジン手段802に発信する。表示エンジン手段802は、このタッチ情報をHIS1にアップロードする。805は、音声アラーム手段であり、主として聴力障害のあるオペレータの支援を行う。

0031

以下、各構成要素の詳細について説明する。
個人認証手段801は、静電容量式指紋センサー等のバイオメトリクスを用いた方式を採用することにより、より高度なセキュリティの個人管理が可能と考えられる。その他の個人認証手段としては、光方式や、温度検出方式の指紋センサー、声紋分析装置、アイリス分析装置等がある。これらの手段は、キーボード装置8に実装しなくても、USB等の通信手段により、外部接続するようなスタンドアロンタイプでも使用可能である。

0032

表示手段803としては、TFT高輝度カラー液晶パネル等を使用することにより、制御対象の状態やアラーム警報時の緊急度に応じて色や大きさを自由に設定することができる。

0033

タッチパネル804としては、抵抗膜パネルを使用することにより、軍手をしたオペレータでも操作可能であり、更に振動や衝撃、軽量化にも貢献することができる。

0034

表示エンジン手段802は、マイクロプロセッサ中核に、メモリ、I/Oで構成した演算回路であり、個人認証手段801からのデータ取得と処理、表示手段803上のキーボード表示の制御、タッチパネル804の制御、通信インターフェイスを統括的に制御するように構成されている。

0035

音声アラーム手段805は、音声合成LSIオーディオアンプスピーカから構成され、プロセスや警報の重要度に応じて音色、音量が設定されている。

0036

個人の操作に関するスキルや身体的制約条件を保存している個人情報データベース101は、各オペレータの操作スキル(教育履歴)、性別年齢、利き手、使用言語、視力(遠視、近視、乱視)、色弱、聴覚等の情報を保存している。

0037

これらの情報の保存場所は、HIS1内部のハードディスク等の記憶装置に集中することも可能であるが、社内管理の個人サーバ6や医療機関が管理する個人情報サーバ7と汎用通信ネットワーク5を介して接続して分散化することにより、より広域での利用が可能となる。

0038

キー配列データベース102は、個人情報に基づいた各人毎の最適なキー配列の設定情報を保存するもので、各HISに格納される。具体的には、各画面表示アプリケーションに応じた、オペレータ個別のキーボードの表示設定テーブルを有しており、キーボタンの配列、位置、大きさ、色、文字、記号、背景色動きアラーム音ボリューム等の設定条件に関して、オペレータの個人情報に基づき、テーブルが作成される。

0039

キー表示アプリケーションソフト103は、キーボード上に表示する文字や記号を実際に制御するソフトウェアである。HISの各アプリケーション表示画面に対応して、必要なキーのみをキーボード上に表示するようにして誤入力を防止する。更に、各オペレータに応じて、キー配列データベース102の画面設定テーブルに従って、キーボードのキーボタンのレイアウトを制御する。

0040

例えば、左利きのオペレータでは押下頻度の高いキー及びINC/DECのような調整用キーや緊急時の応答キー等は、操作しやすいようにキーボード上の左側にキーボタンを配置する。

0041

また、視力に応じて、キーボタン上の文字を大きくしたり、乱視であれば、表示色と背景色を最適化したり、年齢や使用言語によってキーボタン上の文字を”アルファベット”から”かな”に変更したりする。

0042

図2は、HISのアプリケーションプログラムに対応した、本発明キーボード装置の表示状態の変化の一例を示す遷移図である。(A)のエンアリング画面時には、文字,数字入力用のキーボードが表示される。(B)の制御量の設定操作時には、INC/DEC操作のキーが表示される。

0043

(C)のシステム監視画面時には、システム表示画面への切り替え操作タンが表示される。(D)プロセスの設定変更画面時には、確認キーの表示等が自動的に表示されることにより、誤操作を防止することができる。

0044

次に、同じプロセス制御分野での他の実施形態を説明する。本発明のキーボード装置8とHIS1とを接続する通信手段を、Bluetooth(登録商標)やIEEE802.11b等の無線LANにして、キーボード装置8をモバイル端末化することも可能である。この場合、個人情報に、操作権限のレベルを設定して、権限の高いレベルでは、複数のHISに対して同時にブロードキャスト操作するようなオペレーション権限も与えることも可能となる。

0045

キーボード装置8とHIS1間の通信に関し、キーコードやキーボード上の表示制御コマンドを個人認証に基づいて、各人毎にデータの暗号化処理を施すことが可能である。これにより、操作情報やオペレータの個人情報の漏洩等に対してセキュリティを更に強化することができる。

0046

個人認証したオペレータの操作,監視時間を積算して、各個人のVDT作業時間を管理し、オペレータの眼精疲労の防止や視力低下を抑制することができる。特に、作業時間のみならず、各人の身体的情報例えば、疲れ目になりやすい、肩がこりやすい等の情報を個人情報のデータベースに登録しておくことにより、休憩を促したり、表示画面をより拡大したりするといった、より精度の高いVDT作業管理が可能となる。

0047

また、各人のVDT作業時間をネットワークで接続された、社内や外部の医療機関にフィードバックすることにより、オペレータの健康診断に役立てることもできる。

0048

初期状態では標準のキー配列を表示し、個人認証したオペレータが使用していく過程でキーの押下頻度をアプリケーション画面毎にカウントする。そして、学習アルゴリズム等を用いて、頻度の高いキーボタンについては、他のキーボタンより、ボタンの大きさを大きくしたり、色を変えたり、オペレータの操作しやすい配列に変更できるようにして操作性向上させることができる。

0049

図1の実施例は、プロセス制御システムの適用したキーボード装置であるが、本発明のキーボード装置は、FA等の産業機器向けパネルコンピュータ汎用タブレットPCやPDAに個人認証手段を実装又は外部に接続して、利用者個性、操作性、用途等に応じて操作、表示画面のカスタマイズを行う用途に適用することが可能である。

0050

更に、産業用に限らず不特定多数の利用者が想定されるような公共設備案内表示装置券売機自動販売機等にも応用が可能である。例えば、の券売機等では、行き先の駅名表示を個人認証された人の情報をもとに漢字から、ひらがなやアルファベット表示に変更する。

0051

更に、銀行ATMにおいて、暗証番号の代わり個人認証手段を利用し、各人が頻繁に使う操作画面のみを表示し、利用者の性別や年齢、視力等に応じて操作画面のキーの位置や大きさ、配色を設定することにより、操作時間が短縮し、ATMの待ち行列緩和することもできる。

0052

また、図1に示す実施例において、データ保存手段をデータベース手段とし、表示処理手段を表示エンジン手段とする構成例を挙げたが、データ保存手段をウェブサーバ手段とし、表示処理手段をウェブブラウザ手段とする構成でもよい。例えば、キーボード装置に、ウェブブラウザ手段を有する汎用のタブレットPCを用いる。

0053

ここでウェブサーバ手段は、個人情報データベース101とキー配列データベース102を有し、ウェブブラウザ手段からの要求により、オペレータの個人情報に対応するキー配列情報とマークアップ言語データ、例えばHTML(HyperText Markup Language)データをウェブブラウザ手段に送信する。ここで、個人情報データベース101とキー配列データベース102は、図1に示す装置と同様なので説明を省略する。

0054

ウェブブラウザ手段は、個人認証手段801からのデータ取得と処理をして、キー配列情報とHTMLデータをウェブサーバ手段に要求し、この要求したキー配列情報とHTMLデータをウェブサーバ手段から読み出して、キーボードを画面に表示する。また、ウェブブラウザ手段は、タッチパネル804の制御、通信インターフェイスも統括的に制御するように構成されている。また、ウェブブラウザ手段は、ウェブサーバ手段と、HTTP(HyperText Transfer Protocol)で通信を行う。

0055

このような装置は、図1に示す装置の動作とほぼ同様であるが、異なる動作は、ウェブサーバ手段が、ウェブブラウザ手段からの要求により、キー個人情報データベース101とキー配列データベース102に保存されているオペレータに応じたキー配列情報、およびこのキー配列情報を表示手段803に表示させるHTMLデータを送信する。

0056

そして、ウェブブラウザ手段が、表示手段803上にウェブサーバ手段から読み出したキー配列情報とHTMLデータの記述に従って、キーボードを画面に表示する。もちろん、ウェブサーバ手段は、ウェブブラウザ手段からの要求により、HTMLデータだけでなく、Java(なお、Javaは、米国およびその他の国における 米国 Sun Microsystems,Inc.の商標または登録商標です。)で記述されたプログラムであるJavaアプレットを送信してもよい。そして、ウェブブラウザ手段がウェブサーバ手段からプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行し、キーボードを表示手段803に表示してもよい。

0057

このように、ウェブブラウザ手段が、ウェブサーバ手段からキー配列情報とHTMLデータを読み出し、表示手段803にキーボードを表示するので、汎用のタブレットPCに、表示手段803にキーボードを表示させる特定のアプリケーションソフトをインストールする必要がない。これにより、オペレータは、ウェブブラウザ手段を有する汎用のタブレットPCによって、複数のHIS1の中から所望のHIS1に対応するキーボードを表示させることができる。

0058

また、ウェブサーバ手段は、キー配列情報だけでなく、HIS1に表示されるアプリケーション表示画面を送信してもよい。そして、ウェブブラウザ手段が、HIS1に表示されるのと同じアプリケーション表示画面と、このアプリケーション表示画面に対応したキーボードとを表示するようにしてもよい。

0059

このようにHIS1に表示されるのと同じアプリケーション表示画面が、汎用のタブレットPCに表示されるので、HIS1の傍でキーボード操作をし、プラントの運転、操作、監視を行う必要が無い。すなわち、プラントの遠隔操作を行うことができる。

発明を実施するための最良の形態

0060

さらに、ウェブサーバ手段が、キー配列情報とマークアップ言語データの両方を送信し、ウェブブラウザ手段がそれぞれを読み出す構成を示したが、以下のように構成してもよい。すなわち、ウェブサーバ手段がオペレータの個人情報とオペレータに最適なキー配列情報とに基づいてマークアップ言語データを生成し、生成したマークアップ言語データを、ウェブブラウザ手段に送信する構成としてもよい。そして、ウェブブラウザ手段が、ウェブサーバ手段からマークアップ言語データを読み出し、読み出したマークアップ言語データのキー配列情報に応じたキーボードを画面に表示する構成としてもよい。

0061

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果が期待できる。
(1)プロセス制御システムの操作手段として使用するキーボード装置において、個人認証により取得したオペレータ個々人のスキルや身体的制約条件(ハンディ)に応じて、表示手段に映し出されたキーボードの表示をダイナミックに設定することができるので、従来の固定配列のキーボード装置に起因した誤入力等、オペレータの操作品質のばらつきを最小限にすることができる。

発明の効果

0062

(2)更に、HISのアプリケーション画面に応じたキー表示のみとすることにより、誤操作の防止やキーボード本体の寸法を小型化することも可能となる。

図面の簡単な説明

0063

(3)また、ウェブブラウザ手段が、ウェブサーバ手段からキー配列情報とマークアップ言語データを読み出し、表示手段にキーボードを表示するので、表示手段にキーボードを表示させる特定のアプリケーションソフトをインストールする必要がない。これにより、オペレータは、ウェブブラウザ手段を有する汎用のタブレットPCによって、複数のHISの中から所望のHISに対応するキーボードを表示させることができる。

図1
本発明を適用したキーボード装置を有する分散型プロセス制御システムの機能ブロック図である。
図2
HISのアプリケーションプログラムに対応した、本発明キーボード装置の表示状態の変化の一例を示す遷移図である。
図3
従来のキーボード装置を有する分散型プロセス制御システムの機能ブロック図である。
【符号の説明】
1 HIS
101個人情報データベース
102キー配列データベース
103キー表示アプリケーションソフト
2専用通信ネットワーク
31,32,…FCS群
5汎用通信ネットワーク
6 社内管理個人情報サーバ
601 個人情報データベース
7医療機関の個人情報サーバ
701 個人情報データベース
8 キーボード装置
801個人認証手段
802表示制御エンジン手段
803 表示手段
804タッチパネル
805音声アラーム手段

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