(57)【要約】【課題】計装分野でデジタルパネルメータ等の数値データをシステムを改修せず、システムの操作性を損なわずに、簡単な方法で携帯電話等で必要な時に監視したい。【解決手段】デジタルパネルメータの７セグメント数字表示器の上に光センサー、ＣＰＵ、無線送信機、電池で構成された透明な小型基板を貼り付け、表示セグメントの真上の光センサーでセグメントの発光状態を読み取り、ＣＰＵで数字を解析し、そのデータを無線でネットワークに接続された監視サーバに送り、ネットワーク経由で携帯電話に読み取った数値データをメールで送るシステムである。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個又は複数のセグメント型の表示器を持つ装置に対して、表示器のセグメントのそれぞれの真上の位置に、小型フォトセンサー又はファイバー又は光ガイドを配置し、表示器のセグメントの状態をフォトセンサーで個別に検出し、その検出状態の組み合わせから、表示している数字を認識するセグメント読み取り器において、フォトセンサー又はファイバーオプチックス又は光ガイド固定部を透明基板で構成し、本来の表示器の表示機能を損なわないことを特徴としたセグメント読み取り器。
【請求項２】
請求項１記載の読み取り器において、フォトセンサー部分、認識部分、無線送信部分、電池部分を同一基板上又は筐体内に持つセグメント読み取り器。
【請求項３】
請求項１記載の読み取り器において、磁石や両面テープ、その他の手段で簡易に着脱可能なことを特徴としたセグメント読み取り器。
【請求項４】
請求項１記載の数字読み取り器において、表示データを読み取り、ネットワーク上の監視サーバに無線通信で送信する手段を持つセグメント読み取り器
【請求項５】
請求項１記載の読み取り器と通信を行い、読み取りデータを常に収集し、必要に応じて過去、現在のデータ、データが変更された時間等を表示記録する手段を持つことを特徴とする監視サーバ。
【請求項６】
請求項５記載の監視サーバにおいて、事前に設定された方法でデータをサンプリングし、事前に指定された特定のメールアドレスに自動的に読み取りデータを送信する手段を持つことを特徴とする監視サーバ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、計装分野やゲーム分野において使用されている７セグメントの数字表示器を電気的に非接触で読み取る技術に関するものである。
【背景の技術】
【０００２】  従来、電気機器や計装表示盤やゲーム機において、数値データを表示するのに発光ダイオードや液晶の７つの素子で構成された数字表示器が使われてきた。この数字表示器は７個の素子の点滅状態により、０から９までの数字を表現することができる。これを７セグメント数字表示器と呼ぶ。
【０００３】この７セグメントの数字表示器は人間が読み取るものであり、表示されている数字を外部から機械で読み取る必要性はあまりないとされてきた。なぜならば、表示するのはほとんど表示回路かＣＰＵのソフトウェアであり、表示されているデータをコンピュータシステムに接続することは技術的には容易であるからである。
【０００４】しかしながら、コンピュータに接続されていない場合、すでに完成されたシステムで機器の回路や表示盤ソフトウェアの改修行うには、困難な場合がある。それは、そもそも、機器のソフトウェアが公開されていない場合や、機器メーカが内部資料の提供を拒否した場合や、製作された当時の設計資料や担当者が不明の場合等である。それ以外にも、法的に機器と外部の接続が禁止されている場合、現在運用しているシステムを改修により少しでも影響を及ぼしたくない場合や費用的な問題から現在のシステムの改造を一切したくない場合などもある。過去、数字読み取りに関しての特許も申請されている。これらの方法はすべてシステムの改修や改造が必要になる方法である。
【特許文献１】実全昭６０−０８２３５６
【特許文献２】特開昭６０−２４３７７７
【特許文献３】特開昭６０−０８２３５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】現在のシステムを電気的にもソフトウエア的にも一切改修せずに、簡単な方法で数字を監視できる方法が現場では切望されている。例えば、計装パネル上のデジタルパネルメータの温度の変化の数値を監視したいが、所要で席を離れなければならない場合、携帯電話でその数値データの確認ができないかという要望や、表示器が内部に隠れて表から見えない場合で、表示を見るためには一旦機械を停止させる必要があり、営業中にはその確認が出来ない場合や、不正な方法で機器の設定値を変更されるのを監視したい場合等である。【０００６】このような場合、従来、考えられる方法は計器盤をテレビカメラで撮影し、その画像をコンピュータでビデオキャプチャーし、デジタル映像に変換し、画像処理プログラムにより、撮影されている画像から数字を切り出し、パターン認識を行って、数字を読み取る方法しかなかった。この方法はテレビカメラや高価なコンピュータシステムやソフトウエアが必要で現実的ではない。【０００７】本発明は、これらの問題を解決するためになされたものである。この読み取り器は透明であるため、表示器の前に貼り付けても本来のパネルや機器の表示機能は損なわれることはなく数字データを読み取ることが可能で、電源は電池で供給され、データは無線で伝送されるため、一切配線が不要で、かつ表示器パネルに簡単に取り付けられることが出来る。【０００８】また、無線で伝送されたデータは監視サーバに接続された受信機で受信され、監視サーバに接続されたネットワークにより、任意のアドレスにメールを送ることが可能である。当然、携帯電話にメールすることも可能である。また、数字の監視が必要な場合に簡単に、本発明の読み取り器を両面テープもしくは磁石で簡単にとりつけることが可能で、役割が完了した場合に取り外しも簡単に行える。
【課題を解決するための手段】
【０００９】請求項１記載の本発明は１個又は複数のセグメント型の表示器を持つ装置に対して、表示器のセグメントのそれぞれの真上の位置に、小型フォトセンサー又はファイバーオプチックス又は光ガイドを配置し、表示器のセグメントの状態をフォトセンサーで個別に検出し、その検出状態の組み合わせから、表示している数字を認識するセグメント読み取り器において、フォトセンサー又はファイバーオプチックス又は光ガイド固定部を透明基板で構成し、本来の表示器の表示機能を損なわないことを特徴としたセグメント読み取り器である。【００１０】また、請求項２記載の本発明は請求項１記載の読み取り器において、フォトセンサー部分、認識部分、無線送信部分、電池部分を同一基板上又は筐体内に持つセグメント読み取り器である。【００１１】また、請求項３記載の本発明は請求項１記載の読み取り器において、磁石や両面テープ、その他の手段で簡易に着脱可能なことを特徴としたセグメント読み取り器である。【００１２】また、請求項４記載の本発明は請求項１記載の数字読み取り器において、表示データを読み取り、ネットワーク上の監視サーバに無線通信で送信する手段を持つセグメント読み取り器である。【００１３】また、請求項５記載の本発明は請求項１記載の読み取り器と通信を行い、読み取りデータを常に収集し、必要に応じて過去、現在のデータ、データが変更された時間等を表示記録する手段を持つことを特徴とする監視サーバである。【００１４】また、請求項６記載の本発明は請求項５記載の監視サーバにおいて、事前に設定された方法でデータをサンプリングし、事前に指定された特定のメールアドレスに自動的に読み取りデータを送信する手段を持つことを特徴とする監視サーバである。
【発明の効果】
【００１５】本発明は小型の１枚の基板又は筐体で構成され、外部に接続するコネクターや端子はなく、電源も不必要であり、無線送信機を備えているため、装置への着脱は簡単であり、かつ、設置した場合も透明であるため、本来の装置の表示や操作機能には影響がない。【００１６】また、従来のシステムには電気的にもソフトウエア的にも一切接続されないため、改修によるバグの発生や、ネットワーク上からの攻撃にも耐えられる。読み取ったデータは無線でネットワークに接続されたサーバにリンクされているため、ネットワーク上のクライアントからそのデータを簡単にモニターできる。また、ネットワークから読み取りデータを任意の相手にメールできるため、現場にいなくてもデータを携帯電話に常に監視することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【００１７】以下、本発明の各実施の形態に係る７セグメント数字読み取り器を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は今回対象となる７セグメント表示器のセグメント構成図である。構成要素ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ．ｆが図１のように並べられている。図４のように１を表示した場合はセグメントのｂとｃを点灯し、他のセグメントを消灯する。同じように３を表示したい場合はａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｇを点灯し、他の消灯する。このように７セグメント表示器は簡単な構成で数字を表現できるので、計測器や計装で使われるデジタルパネルメータやゲーム機で使われてきた。【００１８】このセグメントの上にフォトトランジスタを配置すれば各セグメントの点灯状態を検出できる。図３は７セグメント表示器とフォトトランジスタ３の配置の関係である。ちょうどセグメントの真上にフォトトランジスタ３が配置されている。フォトトランジスタ３を固定するために図２のようにアクリル板２の下にフォトトランジスタ３を接着する。透明なアクリル板２に１ｍｍ角の超小型のフォトトランジスタ３を接着するので、元の７セグメントのＬＥＤ４の表示は読み取り器によって視認性が悪くなることはない。【００１９】フォトトランジスタ３は７個でこの組み合わせにより、表示されている数字を認識する。フォトトランジスタ３は真下のＬＥＤ４が点灯するとオンになり、消灯するとオフになる。表示器が０の場合、フォトトランジスタａ，ｂ、ｃ，ｄ，ｅ，ｆがオンでｇがオフである。１の場合フオトトランジスタｂ、ｃがオンでａ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇがオフである。このようにフォトトランジスタのオン、オフ状態により、明瞭に数字の０から９までが認識できる。【００２０】図５は一般的な４桁の７セグメント読み取り器の例である。ベースはアクリル板２でフォトトランジスタ３を７個使った読み取り部分が４個とＣＰＵ・通信ユニット・電池６で構成されている。それぞれのセグメントからＣＰＵに極細の線で配線されている。このユニットをデジタルパネルメータ等の７セグメント表示板に筐体が金属製なら磁石、プラスチックなら両面テープで貼り付ける。【００２１】このユニットは電源と通信ユニットとＣＰＵで構成されており、外部の配線は不必要であり、必要な表示ユニットに簡単に取り付けることができる。図６は７セグメント読み取りユニットの配線図である。電池１８と無線通信ユニット８とＣＰＵ９とフォトトランジスタ３で構成されている。この例では単純化するため７セグメント表示器は１個とするが、実際は複数個で構成される。【００２２】セグメントの上に配置されたフォトトランジスタはセグメントが点灯すると電流が流れ、抵抗１０に電圧が発生する。フォトトランジスタが接続されたポートはそれまで電源電圧に保たれていたものがセグメントが発光することにより、グランド近くまで電位が下がる。【００２３】他のフォトトランジスタも同様であり、このポート電位をＣＰＵが読み取り表示器に表示されている数字を判定する。一般的に７セグメント表示器は常に点灯しているわけでもなく、点滅している。これは配線を省略するためにダイナミック点灯を行っているからである。人間の目には残像があり、細かく点灯しても連続して見える。そのためＣＰＵはただポートの電圧を見るだけではなく連続したオン・オフの状態を見る必要がある。【００２４】このようにセンシングした結果認識された０から９までの数字は無線通信ユニット８に送られる。この場合、ポートを節約するためにシリアル信号に変換して送る。無線通信ユニット８はこの場合、法的には微弱無線の範疇に入り、規定の電力しか送信できないが１０ｍ程度の送信距離は可能である。送信周波数帯は３１５ＭＨｚ帯である。変調方式はＡＭ変調でマンチェスターコード化し、パリテイを付加して送信する。【００２５】無線通信ユニット８には受信機も搭載されており、約１０秒に１回電波を受信する。それ以外はスリープ状態で電力をほとんど消費しない。普段、送信機から計測の依頼がない場合はキャリアが出ていないので、受信機は１０秒に１回ウエイクアップしても、すぐにスリープ状態に入る。このウエイクアップ時に消費する電流は約５ｍＡ程度で時間も５ｍｓ程度である。そのため電池は消耗せず、数ヶ月の間利用できる。【００２６】ウエイクアップした時にキャリアがあれば、ユニット全体が起動し、その時点でセグメントの発光状態を測定し、送信機でサーバに接続されたサーバ無線送受信機にデータを送信する。図７は全体のシステム構成図である。それぞれのパネルに取り付けられた読み取り器本体が複数あり、サーバ無線送受信機とＰＣで構成された監視サーバの間はＵＳＢインタフェースで接続されている。【００２７】監視サーバはブロードバンド回線を経由してインターネット網に接続されている。インターネット網には監視クライアントやメール受信の携帯電話が接続される。監視サーバは定められた方法によって読み取り器をスキャンする。定められた方法には一定時間毎に表示器を読みたい場合や、ネットワーク経由による読み取り命令による読み取り等がある。まず、ウエイクアップ信号を１０秒間送信する。この場合１０秒になっているが、１秒でも１分でもかまわない。【００２８】この場合、読み取りユニットが１０秒に１回受信するので、１０秒間ウエイクアップ信号を出せば、すべての読み取り器が起動する。読み取りユニットには固有ＩＤがついており、監視サーバはまず事前に登録された最初のＩＤの読み取りユニットに対してコマンドを送信する。このコマンドはデータを伝送せよという命令である。読み取りユニットは自分のＩＤが指定された場合、アクノリッジを送信し、読み取ったデータを送信する。監視サーバは複数の読み取りユニットに対してこの操作を繰り返す。読み取りユニットが例え１０００台あっても同じである。このようにして読み取ったデータは監視サーバ内のメールに仕組みを利用してインターネットを経由して特定のクライアントや携帯電話に読み取った数値をメールする。
【産業上の利用可能性】
【００２９】過去、工場での温度、電力、圧力等の計測はアナログもメータで行われていた。近年、デジタルパネルメータが出現し、現場のアナログ信号はセンサーにより電気信号に変換され、デジタルパネルメータによりＡＤ変換され、デジタルで監視することが出来るようになった。そのためメータの読み取り精度が向上し人によって数値が違うということもなくなった。【００３０】また、数値がデジタル化し、コンピュータでの総合的な制御も可能になった。それにつれて、システムが高度化し、少しでもシステムに手を入れるとバグが混入する可能性が出てきて、大規模なシステム試験を行う必要が出てきた。しかしながら、ある一部の数値が問題で、その数値を常時監視した場合や、新人運転員には任せられず、ベテラン運手員がその数値を監視したい場合もある。その時、この発明を使えばシステムの改修を行わず、携帯電話でベテラン運転員が、携帯で数値の確認が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態に係る７セグメントＬＥＤ構成図
【図２】本発明の実施の形態に係る読み取り器の横から見た配置図
【図３】７セグメント表示器とフォトトランジスタの配置図
【図４】７セグメント表示器の点灯図
【図５】多桁７セグメント読み取り器の外観図
【図６】本発明の実施の形態に係る読み取り器の構成図
【図７】本発明の実施の形態に係る読み取り器のシステム構成図。
【符号の説明】
【００３２】１  ７セグメント表示器構成要素
２  透明板
３  フォトトランジスタ
４  表示器構成要素
５  表示器本体
６  ＣＰＵ・通信ユニット・電池
７  多桁７セグメント読み取り器
８  無線ユニット
９  ＣＰＵ
１０  抵抗
１２  読み取りユニット（読み取り器本体）
１３  サーバ無線送受信器
１４  監視サーバ
１５  インターネット網
１６  携帯電話
１７  インターネットクライアント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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