(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐圧防爆型のケース内に表示器を収納するとともに、この表示器に対向するケース外部の位置にタッチパネルを配置し、ケース内部に収納されたタッチパネル上の指示位置を検出する検出回路と、タッチパネルにおける水平成分及び垂直成分の各走査ラインと、を安全保護回路を含む信号線を介して接続した防爆型操作表示装置において、
検出回路側からタッチパネル側に向かう方向に信号を伝達する第１の安全保護回路群と、タッチパネル側から検出回路側に向かう方向に信号を伝達する第２の安全保護回路群と、検出回路における水平成分の信号及び垂直成分の信号の択一的な出力状態に応じて、検出回路の水平成分の出力信号又は垂直成分の出力信号を第１の安全保護回路群に入力するとともに、第２の安全保護回路群の出力信号を検出回路の垂直成分の入出力部又は水平成分の入出力部に入力する検出回路側の切換回路と、検出回路における水平成分の信号及び垂直成分の信号の択一的な出力状態に応じて、第１の安全保護回路群の出力信号をタッチパネルの水平成分の走査ライン又は垂直成分の走査ラインに入力するとともに、タッチパネルの垂直成分の出力信号又は水平成分の出力信号を第２の安全保護回路群に入力するタッチパネル側の切換回路と、を設けたことを特徴とする防爆型操作表示装置。
【請求項２】
前記検出回路における水平成分の信号及び垂直成分の信号の択一的な出力状態に基づいて第１の状態又は第２の状態に切り換えた選択信号を検出回路側の切換回路及びタッチパネル側の切換回路に入力する選択信号生成回路を設けたことを特徴とする請求項１に記載の防爆型操作表示装置。
【請求項３】
前記検出回路は、第１のタイミングで水平成分又は垂直成分の全入出力部から信号を出力し、この時に垂直成分又は水平成分の入出力部のうちで第２の安全保護回路群から信号が入力された入出力部のみから第２のタイミングで信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の防爆型操作表示装置。
【請求項４】
耐圧防爆型のケース内に表示器を収納するとともに、この表示器に対向するケース外部の位置にタッチパネルを配置し、ケース内部に収納されたタッチパネル上の指示位置を検出する検出回路と、タッチパネルにおける水平成分及び垂直成分の各走査ラインと、を安全保護回路を含む信号線を介して接続した防爆型操作表示装置において、
検出回路側からタッチパネル側に向かう方向に信号を伝達する第１の安全保護回路群と、タッチパネル側から検出回路側に向かう方向に信号を伝達する第２の安全保護回路群と、タッチパネル上の水平方向の指示位置を検出するタイミング及び垂直方向の指示位置を検出するタイミングのそれぞれを特定する信号を択一的に発生するタイミング信号発生手段と、タイミング信号発生手段がタッチパネルの水平方向と垂直方向とのうちで走査ライン数の少ない方の指示位置を検出するタイミングを特定する信号を発生した際にタッチパネルの水平方向と垂直方向とのうちで走査ライン数の多い方の全走査ラインに信号を出力する信号出力手段と、タイミング信号発生手段がタッチパネルの水平方向と垂直方向とのうちで走査ライン数の多い方の指示位置を検出するタイミングを特定する信号を発生した際に検出回路におけるタッチパネルの水平方向と垂直方向とのうちで走査ライン数の少ない方の入出力部から出力された信号を第１の安全保護回路群に入力するとともに、タイミング信号発生手段が発生する信号に応じて第２の安全保護回路群の出力信号を検出回路の垂直成分の入出力部又は水平成分の入出力部に入力する検出回路側の切換回路と、タイミング信号発生手段が発生する信号に応じて、第１の安全保護回路群の出力信号を水平方向と垂直方向とのうちで走査ライン数の少ない方の走査ラインに入力するとともに、タッチパネルの垂直成分の出力信号又は水平成分の出力信号を第２の安全保護回路群に入力するタッチパネル側の切換回路と、を設けたことを特徴とする防爆型操作表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気機器に対して防爆性及び耐爆性が要求される危険場所に設置され、操作部材としてケース内部の表示器に対向してケース外部に配置されるタッチパネルを備えた防爆型操作表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
制御対象となる機器の動作情報を表示する表示手段と、表示手段に表示された動作情報に基づく制御情報の入力を受け付ける操作部材と、を備え、電気機器に対して防爆性及び耐爆性が要求される危険場所に配置される防爆型操作表示装置として、従来より、特開平６−２９５６３７号公報に開示されているように、入力操作の利便性を考慮して、操作部材にタッチパネルを用いたものがある。
【０００３】
この構成では、開口窓が耐圧性の透光板で封止される耐圧防爆型のケースと、表示面を透光板に対向させるようにしてケース内に配設した入力式光学的表示手段と、透光板の外側に沿って配設され、光学的表示手段への入力が可能なタッチ操作部材（タッチパネル）と、ケース内で光学的表示手段とタッチ操作部材とを接続する回路に介装され、タッチ操作部材の本質安全防爆化が可能な安全保持器と、を具備している。
【０００４】
この構成により、外部からケース開口窓の透光板に沿って設けられたタッチ操作部材を介して内部の光学的表示手段上の入力位置を支持し、操作にかかわる事項を容易かつ安全に入力することができ、しかもタッチ操作部材と光学表示手段との間の回路には安全保持器が配設されているので外部のタッチ操作部材における断線や短絡事故によって火花が発生する状態となっても安全保持器によりタッチ操作部材を本質安全防爆の状態に保つことができるので、爆発の虞があるような危険領域においても安心して使用することができるとされている。
【０００５】
このように、タッチパネルを用いて防爆型操作表示装置を構成する場合、表示手段及び電源回路等を収納する耐圧防爆ケースの外部に露出して配置されるべきタッチパネルに対する配線に断線や短絡が生じた際にも火花を発生することがないようにタッチパネルに供給される電気エネルギを制御する必要があり、タッチパネルは安全保持器（安全保持回路）を介して耐圧防爆ケース内の回路に接続される。この安全保持回路は、一般にツェナダイオード又はフォトカプラを含み、タッチパネルに備えられる各走査ラインのそれぞれに設けられる。
【０００６】
したがって、例えば、タッチパネルにｎ本の水平方向の走査ライン、及び、ｍ本の垂直方向の走査ラインが備えられており、水平方向のｎ本の走査ラインのそれぞれに順次信号を印可し、各印可タイミングにおいて垂直方向の走査ラインのそれぞれにおける信号の受信状態を検出し、何れかの垂直方向の走査ラインが信号を受信した際に信号が印可されていた水平方向の走査ラインと信号を受信した垂直方向の走査ラインとの交点をタッチパネル上で押圧操作された指示位置であると判定する１方向検出方法を行う場合、内部回路からタッチパネルに対してｎ本の出力ラインとｍ本の入力ラインとが配線され、全部で（ｎ＋ｍ）個の安全保持回路が必要になる。
【０００７】
一方、平面内にマトリックス状に配置された各スイッチのオン位置の判定結果から入力操作位置を検出するタッチパネルとして、特開平７−１１０７４１号公報には、指示位置の検出に要する時間を大幅に短縮すべく、タッチパネル上に備えた第１及び第２の走査ライン群のそれぞれに対し、所定の検知信号を送るドライバと送られた信号を保持するバッファとを並列して備えるとともに、第２の走査ライン群に対しては更に、出力信号を共通して取り出し可能とする指示動作検知部を備え、その出力信号を割込み信号としてＣＰＵに印可し、常時は、第１走査ラインの全てに対して信号を印可し、指示動作検知部がタッチパネルのオン状態を検知すると、ＣＰＵに割込みをかけて、オン位置近傍を重点的に走査して指示位置を判定するようにした構成が開示されている。
【０００８】
この構成により、例えば、タッチパネルに配置された水平方向の全走査ラインに同時に信号を印可し、このとき、タッチパネルに配置された垂直方向の走査ラインのうち、押圧操作によって何れかの水平方向の走査ラインと導通して信号を受信した走査ラインを特定し、この後、特定した垂直方向の走査ラインのみに信号を印可し、このとき、水平方向の走査ラインのうち、信号が印可された垂直方向の走査ラインと導通して信号を受信した走査ラインを特定し、特定された水平方向の走査ライン及び垂直方向の走査ラインとの交点がタッチパネル上で押圧操作された指示位置であると判定される。
【０００９】
このように水平方向の走査ライン及び垂直方向の走査ラインの両方に信号を印可する双方向検出方法によりタッチパネル上の指示位置の判定を行うことにより、上記の１方向検出方法に比較して、指示位置の検出に要する時間が大幅に短縮される。したがって、タッチパネルを用いた防爆型操作表示装置においても、特開平７−１１０７４１号公報に開示されている双方向検出方法を適用することにより、指示位置の検出に要する時間を大幅に短縮するという効果を得ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タッチパネルを用いた防爆型操作表示装置に上記の双方向検出方法を適用する際に、従来の１方向検出方法を行うタッチパネルを適用した防爆型操作表示装置と同様にして安全保持回路を備えることとすると、部品点数の著しい増加によってコストの高騰及び装置の大型化を招く問題がある。
【００１１】
即ち、タッチパネルを用いた防爆型操作表示装置において耐圧防爆構造のケース内に収納される内部回路とそのケースの外部に配置されるタッチパネルとの間の各信号ラインに配置すべき安全保持回路は、ツェナダイオードやフォトカプラを含むために信号を１方向にしか通過させることができず、信号を可逆的に通過させることができない。一方、上記の双方向検出方法では、タッチパネルに対して水平方向及び垂直方向の両方向について信号を入出力しなければならない。したがって、安全保持回路を介して内部回路に接続されるタッチパネル上の指示位置（押圧操作位置）を双方向検出方法によって特定する際に、従来の１方向検出方法を行う場合の構成をそのまま適用すると、タッチパネルの水平方向及び垂直方向の両方向について、ライン毎に安全保持回路を備えた入力ラインと出力ラインとの両方が必要になる。
【００１２】
例えば、タッチパネルにｎ本の水平方向の走査ライン、及び、ｍ本の垂直方向の走査ラインが備えられている場合には、内部回路からタッチパネルに対してｎ本の水平方向の出力ライン、ｎ本の水平方向の入力ライン、ｍ本の垂直方向の出力ライン及びｍ本の垂直方向の入力ラインに加えて入出力のタイミングを切り換える切換回路用の信号ラインが配線され、全部で（（ｎ＋ｍ）×２＋１）個の安全保持回路が必要になり、多数の部品が必要となる。
【００１３】
この発明の目的は、耐圧防爆ケース内の内部回路からタッチパネルに対して配線される水平方向の走査ライン群及び垂直方向の走査ライン群のそれぞれを所定のタイミングで切り換えて出力ライン及び入力ラインとして併用することにより、双方向検出方法を行う場合でも、内部回路からタッチパネルに対する配線ライン数を削減することにより、備えるべき安全保持回路数も削減することができ、コストの低廉化及び装置の小型化を実現することができる防爆型操作表示装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、この発明は、以下の構成を備えている。
【００１５】
（１）耐圧防爆型のケース内に表示器を収納するとともに、この表示器に対向するケース外部の位置にタッチパネルを配置し、ケース内部に収納されたタッチパネル上の指示位置を検出する検出回路と、タッチパネルにおける水平成分及び垂直成分の各走査ラインと、を安全保護回路を含む信号線を介して接続した防爆型操作表示装置において、
検出回路側からタッチパネル側に向かう方向に信号を伝達する第１の安全保護回路群と、タッチパネル側から検出回路側に向かう方向に信号を伝達する第２の安全保護回路群と、検出回路における水平成分の信号及び垂直成分の信号の択一的な出力状態に応じて、検出回路の水平成分の出力信号又は垂直成分の出力信号を第１の安全保護回路群に入力するとともに、第２の安全保護回路群の出力信号を検出回路の垂直成分の入出力部又は水平成分の入出力部に入力する検出回路側の切換回路と、検出回路における水平成分の信号及び垂直成分の信号の択一的な出力状態に応じて、第１の安全保護回路群の出力信号をタッチパネルの水平成分の走査ライン又は垂直成分の走査ラインに入力するとともに、タッチパネルの垂直成分の出力信号又は水平成分の出力信号を第２の安全保護回路群に入力するタッチパネル側の切換回路と、を設けたことを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、検出回路から水平成分の信号が出力されると検出回路側の切換回路を介して水平成分の信号が第１の安全保護回路群に入力され、第１の安全保護回路からタッチパネル側の切換回路を介してタッチパネルにおける水平成分の走査ラインに入力される。また、検出回路から垂直成分の信号が出力されると検出回路側の切換回路を介して垂直成分の信号が第１の安全保護回路群に入力され、第１の安全保護回路からタッチパネル側の切換回路を介してタッチパネルにおける垂直成分の走査ラインに入力される。検出回路から水平成分の信号又は垂直方向の信号が出力された際にタッチパネルが押圧操作されていると、押圧操作された指示位置を通過する垂直成分の走査ライン又は水平方向の走査ラインから信号が出力される。
【００１７】
即ち、検出回路から水平成分の信号が出力されている状態でタッチパネルの垂直成分の走査ラインから出力された信号は、タッチパネル側の切換回路を介して第２の安全保護回路群に入力され、第２の安全保護回路群から検出回路側の切換回路を介して検出回路の垂直成分の入出力部に入力される。また、検出回路から垂直成分の信号が出力されている状態でタッチパネルの水平成分の走査ラインから出力された信号は、タッチパネル側の切換回路を介して第２の安全保護回路群に入力され、第２の安全保護回路群から検出回路側の切換回路を介して検出回路の水平成分の入出力部に入力される。
【００１８】
したがって、検出回路からタッチパネルにおける水平成分又は垂直成分の何れか一方の全走査ラインに対して同時に信号を出力した後に、タッチパネルにおける垂直成分又は水平成分の残る他方の全走査ラインに対して同時に信号を出力すると、各信号の出力タイミングのそれぞれにおいて、タッチパネルにおける垂直成分又は水平成分の何れか一方の走査ラインの何れかから出力される信号と、各信号の出力タイミングにおいてタッチパネルにおける水平成分又は垂直成分の残る他方の走査ラインの何れかから出力される信号と、からタッチパネルにおける指示位置が特定される。
【００１９】
このとき、検出回路から出力される水平成分の信号及び垂直成分の信号は互いに異なるタイミングで第１の安全保護回路群を経由してタッチパネルにおける水平成分の走査ライン及び垂直成分の走査ラインに入力され、タッチパネルにおける水平成分の走査ライン及び垂直成分の走査ラインから出力される信号は互いに異なるタイミングで第２の安全保護回路群を経由して検出回路における水平成分の入出力部及び垂直成分の入出力部に入力される。
【００２０】
したがって、検出回路側からタッチパネル側に出力される水平成分の信号及び垂直成分の信号については第１の安全保護回路群が共用されるとともに、タッチパネル側から検出回路側に出力される水平成分の信号及び垂直成分の信号については第２の安全保護回路群が共用され、出力方向及び成分の異なる４種類の信号について２組の安全保護回路群によって検出回路とタッチパネルとの間で入出力が行われ、タッチパネル上にｍ×ｎ（ｍ＞ｎ）本の走査ラインが設けられている場合には各ｍ個、合計２ｍ個の安全保護回路によって２組の安全保護回路群が構成される。
【００２１】
（２）前記検出回路における水平成分の信号及び垂直成分の信号の択一的な出力状態に基づいて第１の状態又は第２の状態に切り換えた選択信号を検出回路側の切換回路及びタッチパネル側の切換回路に入力する選択信号生成回路を設けたことを特徴とする。
【００２２】
この構成においては、検出回路から水平成分の信号又は垂直成分の信号の何れが出力されたかに応じて状態の異なる選択信号が、選択信号生成回路から検出回路側の切換回路及びタッチパネル側の切換回路に入力される。したがって、検出回路における信号の出力状態に応じて状態が変化する選択信号に基づいて検出回路側の切換回路及びタッチパネル側の切換回路における信号の経路が切り換わる。
【００２３】
（３）前記検出回路は、第１のタイミングで水平成分又は垂直成分の全入出力部から信号を出力し、この時に垂直成分又は水平成分の入出力部のうちで信号が入力された入出力部から第２のタイミングで垂直成分又は水平成分の信号を出力することを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、検出回路における水平成分又は垂直成分の何れか一方の全入出力部から信号が出力され、このときタッチパネルにおいて押圧操作された指示位置に含まれることによって垂直成分又は水平成分の何れかの走査ラインから信号が出力されると、その信号が入力された検出回路の入出力部から垂直成分又は水平成分の信号が出力される。したがって、検出回路における水平成分又は垂直成分の何れか一方の全入出力部からの信号の出力時に、タッチパネルにおける指示位置の垂直成分又は水平成分の何れか一方の走査ラインが検出され、検出された垂直成分又は水平成分の何れか一方の特定の走査ラインに対する信号の出力時にタッチパネルにおける指示位置の水平成分又は垂直成分の残る他方の走査ラインが特定される。
【００２５】
（４）耐圧防爆型のケース内に表示器を収納するとともに、この表示器に対向するケース外部の位置にタッチパネルを配置し、ケース内部に収納されたタッチパネル上の指示位置を検出する検出回路と、タッチパネルにおける水平成分及び垂直成分の各走査ラインと、を安全保護回路を含む信号線を介して接続した防爆型操作表示装置において、
検出回路側からタッチパネル側に向かう方向に信号を伝達する第１の安全保護回路群と、タッチパネル側から検出回路側に向かう方向に信号を伝達する第２の安全保護回路群と、タッチパネル上の水平方向の指示位置を検出するタイミング及び垂直方向の指示位置を検出するタイミングのそれぞれを特定する信号を択一的に発生するタイミング信号発生手段と、タイミング信号発生手段がタッチパネルの水平方向と垂直方向とのうちで走査ライン数の少ない方の指示位置を検出するタイミングを特定する信号を発生した際にタッチパネルの水平方向と垂直方向とのうちで走査ライン数の多い方の全走査ラインに信号を出力する信号出力手段と、タイミング信号発生手段がタッチパネルの水平方向と垂直方向とのうちで走査ライン数の多い方の指示位置を検出するタイミングを特定する信号を発生した際に検出回路におけるタッチパネルの水平方向と垂直方向とのうちで走査ライン数の少ない方の入出力部から出力された信号を第１の安全保護回路群に入力するとともに、タイミング信号発生手段が発生する信号に応じて第２の安全保護回路群の出力信号を検出回路の垂直成分の入出力部又は水平成分の入出力部に入力する検出回路側の切換回路と、タイミング信号発生手段が発生する信号に応じて、第１の安全保護回路群の出力信号を水平方向と垂直方向とのうちで走査ライン数の少ない方の走査ラインに入力するとともに、タッチパネルの垂直成分の出力信号又は水平成分の出力信号を第２の安全保護回路群に入力するタッチパネル側の切換回路と、を設けたことを特徴とする。
【００２６】
この構成においては、先ず、タイミング信号発生手段がタッチパネルの第１の方向（水平方向と垂直方向とのうちで走査ライン数の少ない方の方向）の指示位置を検出するタイミングを特定する信号を発生した際に、信号出力手段からタッチパネルの第２の方向（水平方向と垂直方向とのうちで走査ライン数の多い方の方向）の全走査ラインに対して信号が出力される。このとき、タッチパネルが押圧操作されていると、押圧操作された指示位置を通過する第１の方向の走査ラインから信号が出力され、この信号がタッチパネル側の切換回路によって第２の安全保護回路群に入力され、さらに、検出回路側の切換回路によって検出回路における第１の方向の入出力部に入力され、第１の方向についての指示位置が特定される。
【００２７】
次に、タイミング信号発生手段がタッチパネルの第２の方向の指示位置を検出するタイミングを特定する信号を発生した際に、検出回路における第１の方向の入出力部のうちで先に指示位置が特定された走査ラインに対応する入出力部のみから信号を出力すると、この信号が検出回路側の切換回路によって第１の安全保護回路群に入力され、さらに、タッチパネル側の切換回路によってタッチパネルの第１の方向の走査ラインに入力される。このとき、タッチパネルにおいて押圧操作されている指示位置を通過する第２の方向の操作ラインから信号が出力され、この信号がタッチパネル側の切換回路によって第２の安全保護回路群に入力され、さらに、検出回路側の切換回路によって検出回路における第２の方向の入出力部に入力され、第２の方向についての指示位置が特定される。
【００２８】
したがって、第２の安全保護回路群にはタッチパネルの第１の方向及び第２の方向の両方の走査ラインから出力される信号が通過するが、第１の安全保護回路群にはタッチパネルの第１の方向の走査ラインに入力すべき信号のみが通過し、、タッチパネル上において第２の方向にｍ本の走査ラインが設けられ、第１の方向にｎ本の走査ラインが設けられている場合には、合計（ｍ＋ｎ）個の安全保護回路によって２組の安全保護回路群が構成される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係る防爆型操作表示装置の構成を示す図である。この発明の実施形態に係る防爆型操作表示装置１０は、耐圧防爆型ケース本体（以下、ケース本体という。）１、耐圧防爆型ケース蓋体（以下、ケース蓋体という。）２、表示器３、透光板４、タッチパネル５、安全保護装置６及び制御回路７を含む。
【００３０】
ケース本体１は、前面において開口した略直方体の筐体であり、前面の周囲にフランジ部１ａが形成されている。ケース本体１は、内部１ｂに表示器３、透光板４、安全保護器６及び制御回路７を収納する。ケース蓋体２は、ケース本体１のフランジ部１ａにおいて図示しない固定ネジを介してケース本体１の前面に固定される。ケース蓋体２には、開口部２ａが形成されている。表示器３は、表示面がケース蓋体２の開口部２ａに対向する位置に配置され、制御回路７の駆動制御によって制御対象となる図示しない機器の動作状態を表す動作情報、及び、この動作情報に基づく制御情報の入力のためのキーやスイッチ等の操作部材の画像を表示する。透光板４は、耐圧性を有し、外部から表示器３の表示内容を視認可能にしつつケース蓋体２の開口部２ａをケース本体１の内部１ｂ側から封止する。
【００３１】
タッチパネル５は、安全保護装置６を介して制御回路７及び図示しない電源回路に接続され、ケース蓋体２の開口部２ａを封止する透光板４の前面側に配置される。安全保護装置６は、タッチパネル５に対する配線に断線や短絡が生じた際にも火花を発生することがないようにタッチパネル５と制御回路７との間で入出力される信号の電気エネルギを制御する。このため、安全保護装置６は、タッチパネル５と制御回路７との間の配線毎にツェナダイオード及びフォトカプラを含む安全保護回路を備えている。この安全保護装置６の詳細については後述する。制御回路７は、制御対象の機器の制御部との間でデータの送受信を行い、表示器３に供給すべき表示データを作成するとともに、タッチパネル５上における作業者の押圧操作位置を指示位置として検出する。したがって、制御回路７は、この発明の検出回路を含む。
【００３２】
上記の構成により、表示器３の表示内容がケース蓋体２の開口部２ａの位置においてタッチパネル５及び透光板４を介して外部から視認され、表示器３の表示内容に基づいて作業者が押圧操作したタッチパネル５上の指示位置に対応する制御情報が制御回路７から制御対象の機器の制御部に送信される。この防爆型操作表示装置１０では、表示器３、透光板４、安全保護装置６及び制御回路７を収納したケース本体１の内部１ｂが、透光板６によって開口部２ａを封止されたケース蓋体２によって密封される。また、ケース本体１の外部に露出したタッチパネル５は、安全保護装置６によって本質安全（本安）防爆化されている。したがって、防爆型操作表示装置１０を爆発性ガス雰囲気中等の危険場所で安全に使用することができる。
【００３３】
図２は、この発明の実施形態に係る防爆型操作表示装置に備えられる安全保護装置を含む要部の回路構成の概略、及び、信号の経路を説明するブロック図である。一例として、タッチパネル５において、垂直方向にｎ本の走査ラインＶ１〜Ｖｎが配置されているとともに、水平方向にｍ本の走査ラインＨ１〜Ｈｍが配置されており、ｍ＞ｎである場合について説明する。
【００３４】
この発明の実施形態に係る防爆型操作表示装置１０は、制御回路７の入出力部に設けられた非本安側切換回路１３（この発明の検出回路側の切換回路）及びスキャン信号生成回路１５と、タッチパネル５の入出力部に設けられた本安側切換回路１４（この発明のタッチパネル側の切換回路）と、の間に、第一の安全保護回路群１１、第２の安全保護回路群１２及び安全保護回路１６を備えた安全保護装置６を配置している。
【００３５】
第１の安全保護回路群１１は、それぞれが非本安側切換回路１３から本安側切換回路１４に向かう方向にのみ信号を伝達する安全保護回路によって構成されている。一方、第２の安全保護回路群１２は、それぞれが本安側切換回路１４から非本安側切換回路１３に向かう方向にのみ信号を伝達する安全保護回路によって構成されている。
【００３６】
非本安側切換回路１３は、非本安側出力切換回路１３ａ及び非本安側入力切換回路１３ｂを備えている。非本安側出力切換回路１３ａは、スキャン信号生成回路１５から出力されるスキャン方向信号の状態に応じて、制御回路７の水平成分の入出力部ＰＨからの出力信号及び第２の安全保護回路群１２からの出力信号を非本安側入力切換回路１３ｂに出力する状態と、第２の安全保護回路群１２からの出力信号を制御回路７の水平成分の入出力部ＰＨに入力する状態と、の何れかに信号の入出力状態を切り換える。非本安側入力切換回路１３ｂは、スキャン信号生成回路１５から出力されるスキャン信号の状態に応じて、非本安側出力切換回路１３ａからの出力信号を第１の安全保護回路群１１及び制御回路７の垂直成分の入出力部ＰＶに出力する状態と、制御回路７の垂直成分の入出力部ＰＶからの出力信号を第１の安全保護回路群１１に出力する状態と、の何れかに信号の入出力状態を切り換える。
【００３７】
本安側切換回路１４は、本安側出力切換回路１４ａ及び本安側入力切換回路１４ｂを備えている。本安側出力切換回路１４ａは、スキャン信号生成回路１５から出力されるスキャン方向信号の状態に応じて、本安側入力切換回路１４ｂからの出力信号をタッチパネル５の水平方向の走査ライン及び第２の安全保護回路群１２に出力する状態と、タッチパネル５の水平方向の走査ラインからの出力信号を第２の安全保護回路群１２に入力する状態と、の何れかに信号の入出力状態を切り換える。本安側入力切換回路１４ｂは、スキャン信号生成回路１５から出力されるスキャン信号の状態に応じて、第１の安全保護回路群１１からの出力信号及びタッチパネル５の垂直方向の走査ラインからの出力信号を本安側出力切換回路１４ａに出力する状態と、第１の安全保護回路群１１からの出力信号をタッチパネル５の垂直方向の走査ラインに入力する状態と、の何れかに信号の入出力状態を切り換える。
【００３８】
スキャン信号生成回路１５は、制御回路７から出力されるスキャン信号に基づいて、スキャン方向信号を生成する。スキャン信号は、制御回路７がタッチパネル５において押圧操作された指示位置に含まれる垂直方向の走査ラインを検出するタイミングであるか、又は、水平方向の走査ラインを検出するタイミングであるかを表す信号である。スキャン信号生成回路１５は、このスキャン信号の状態に応じて、状態の異なるスキャン方向信号を生成する。スキャン信号生成回路１５が生成したスキャン方向信号は、直接に非本安側切換回路１３に入力されるとともに、安全保護回路１６を介して本安側安全保護回路１４に入力される。耐圧防爆形ケースの外部にタッチパネル５とともに設けられる本安側切換回路１４に供給されるスキャン方向信号についても、電気エネルギを制御する必要があるからである。
【００３９】
タッチパネル５において押圧操作された指示位置に含まれる垂直方向の走査ラインを検出する第１のタイミングでは、制御回路７は水平成分の入出力部ＰＨ１〜ＰＨｍのそれぞれからタッチパネル５に配置されている水平方向の走査ラインＨ１〜Ｈｍの全てに対する検出用信号を同時に出力する。このとき、非本安側出力切換回路１３ａは制御回路７の水平成分の入出力部ＰＨ１〜ＰＨｍ及び第２の安全保護回路群１２から非本安側入力切換回路１３ｂへの信号伝達方向を有効にし、非本安側入力切換回路１３ｂは非本安側出力切換回路１３ａから制御回路７の水平成分の入出力部ＰＶ１〜ＰＶｎ及び第１の安全保護回路群１１への信号伝達方向を有効にする。また、本安側入力切換回路１４ｂは第１の安全保護回路群１１及びタッチパネル５の垂直方向の走査ラインＶ１〜Ｖｎから本安側出力切換回路１４ａへの信号伝達方向を有効にし、本安側出力切換回路１４ａは本安側入力切換回路１４ｂから第２の安全保護回路群１２及びタッチパネル５の水平方向の走査ラインＨ１〜Ｈｍへの信号伝達方向を有効にする。
【００４０】
これによって、第１のタイミングにおいて、制御回路７における水平成分の入出力部ＰＨ１〜ＰＨｍのそれぞれから同時に出力された検出用信号は、非本安側出力切換回路１３ａ→非本安側入力切換回路１３ｂ→第１の安全保護回路群１１→本安側入力切換回路１４ｂ→本安側出力切換回路１４ａの順に経由してタッチパネル５の水平方向の走査ラインＨ１〜Ｈｍに同時に入力される。また、タッチパネル５の指示位置に含まれる垂直方向の走査ラインＶ１〜Ｖｎの何れかから出力された押圧信号は本安側入力切換回路１４ｂ→本安側出力切換回路１４ａ→第２の安全保護回路群１２→非本安側出力切換回路１３ａ→非本安側入力切換回路１３ｂの順に経由して制御回路７における垂直成分の入出力部ＰＶ１〜ＰＶｎの何れかに入力される。この結果、制御回路７は、タッチパネル５における指示位置に含まれる垂直方向の走査ラインを特定することができる。
【００４１】
タッチパネル５において押圧操作された指示位置に含まれる水平方向の走査ラインを検出する第２のタイミングでは、制御回路７は垂直方向の入出力部ＰＶ１〜ＰＶｎのうちで上記第１のタイミングにおいて特定した垂直方向の走査ラインに対応する垂直方向の入出力部からのみ検出用信号を出力する。このとき、非本安側出力切換回路１３ａは第２の安全保護回路群１２から制御回路７の水平成分の入出力部ＰＨ１〜ＰＨｍへの信号伝達方向を有効にし、非本安側入力切換回路１３ｂは制御回路７の水平成分の入出力部ＰＶ１〜ＰＶｎから第１の安全保護回路群１１への信号伝達方向を有効にする。また、本安側入力切換回路１４ｂは第１の安全保護回路群１１からタッチパネル５の垂直方向の走査ラインＶ１〜Ｖｎへの信号伝達方向を有効にし、本安側出力切換回路１４ａはタッチパネル５の水平方向の走査ラインＨ１〜Ｈｍから第２の安全保護回路群１２への信号伝達方向を有効にする。
【００４２】
これによって、第２のタイミングにおいて、制御回路７における垂直成分の入出力部ＰＶ１〜ＰＶｎの何れかから出力された検出用信号は、非本安側入力切換回路１３ｂ→第１の安全保護回路群１１→本安側入力切換回路１４ｂの順に経由してタッチパネル５の垂直方向の走査ラインＶ１〜Ｖｎに同時に入力される。また、タッチパネル５の指示位置に含まれる水平方向の走査ラインＨ１〜Ｈｍの何れかから出力された押圧信号は本安側出力切換回路１４ａ→第２の安全保護回路群１２→非本安側出力切換回路１３ａの順に経由して制御回路７における水平成分の入出力部ＰＨ１〜ＰＨｍの何れかに入力される。この結果、制御回路７は、タッチパネル５における指示位置に含まれる水平方向の走査ラインを特定することができる。
【００４３】
図３は、上記の実施形態に係る防爆型走査表示装置に備えられる安全保護装置を含む要部の具体的な回路の一例を示す図である。この例では、非本安側出力切換回路１３ａをインバータアレイ１３１〜１３３及びシュミット素子アレイ１３４によって構成し、非本安側入力切換回路１３ｂをインバータアレイ１３５及びシュミット素子アレイ１３６で構成し、第１の安全保護回路群１１をｍ個のフォトカプラＰＣ１１〜ＰＣ１ｍ及びシュミット素子アレイ１１１で構成し、第２の安全保護回路群１２をｍ個のフォトカプラＰＣ２１〜ＰＣ２ｍ及びシュミット素子アレイ１２１で構成し、本安側出力切換回路１４ａをインバータアレイ１４１〜１４３及びシュミット素子アレイ１４４，１４５で構成し、本安側入力切換回路１４ｂをインバータアレイ１４６で構成している。
【００４４】
この構成において、先ず、タッチパネル５上で押圧操作された指示位置に含まれる垂直方向の走査ラインを検出する第１のタイミングでは、制御回路７の出力端子ＰΦＡが“Ｌ”レベルにされるとともに、水平成分の入出力端子ＰＨ１〜ＰＨｍの全てが同時に“Ｈ”レベルにされる。この結果、スキャン信号生成回路１５からスキャン信号ΦＡが出力され、非本安側出力切換回路１３ａにおけるインバータアレイ１３１がアクティブになり、制御回路７の水平成分の入出力端子ＰＨ１〜ＰＨｍの出力がシュミット素子アレイ１３４で反転された後にインバータアレイ１３１で再度反転されて非本安側入力切換回路１３ｂを経由して第１の安全保護回路群１１に入力される。
【００４５】
また、スキャン信号生成回路１５で生成されたスキャン信号ΦＡは、安全保護回路１６を介してスキャン信号ΦＢとして本安側出力切換回路１４ａに入力される。このスキャン信号ΦＢによってインバータアレイ１４２がアクティブになり、タッチパネル５の水平方向の全走査ラインＨ１〜Ｈｍが同時に“Ｌ”レベルになる。このとき、タッチパネル５の垂直方向の走査ラインＶ１〜Ｖｎのうち、指示位置に含まれる特定の走査ラインＶｉ（ｉは１〜ｎの何れか）が“Ｌ”レベルになり、この状態が本安側入力切換回路１４ｂから非本安側出力切換回路１４ａに入力される。本安側出力切換回路１４ａにおいては、インバータアレイ１４１もスキャン信号ΦＢによってアクティブにされている。
【００４６】
このため、走査ラインＶｉの“Ｌ”レベルの信号は、インバータアレイ１４１を介して第２の安全保護回路群１２から非本安側出力切換回路１３ａにおいてスキャン信号ΦＡによってアクティブにされたインバータアレイ１３３及び非本安側入力切換回路１３ｂを経由し、制御回路７の垂直成分の入出力端子ＰＶ０〜ＰＶｎのうち、走査ラインＶｉに対応する入出力端子ＰＶｉに入力される。このようにして、制御回路７は、タッチパネル５における指示位置に含まれる垂直成分の走査ラインＶｉを検出する。
【００４７】
次に、タッチパネル５上で押圧操作された指示位置に含まれる水平方向の走査ラインを検出する第２のタイミングでは、制御回路７の出力端子ＰΦＡが“Ｈ”レベルにされるとともに、垂直成分の入出力端子ＰＶ１〜ＰＶｎのうちで先の第１のタイミングで“Ｌ”レベルになった入出力端子ＰＶｉのみが“Ｈ”レベルにされる。この結果、スキャン信号生成回路１５からスキャン信号Φ￣Ａが出力され、非本安側入力切換回路１３ｂにおけるインバータアレイ１３５がアクティブになり、制御回路７の垂直成分の入出力端子ＰＶｉの出力が反転されて第１の安全保護回路群１１に入力される。
【００４８】
また、スキャン信号生成回路１５で生成されたスキャン信号Φ￣Ａは、安全保護回路１６を介してスキャン信号Φ￣Ｂとして本安側出力切換回路１４ａに入力される。このスキャン信号Φ￣Ｂによって本安側入力切換回路１４ｂを構成するインバータアレイ１４６がアクティブになり、タッチパネル５の垂直方向の走査ラインＶｉのみが“Ｌ”レベルになる。このとき、タッチパネル５の水平方向の走査ラインＨ１〜Ｈｍのうち、指示位置に含まれる特定の走査ラインＨｉ（ｉは１〜ｍの何れか）が“Ｌ”レベルになり、この状態が非本安側出力切換回路１４ａに入力される。本安側出力切換回路１４ａにおいては、インバータアレイ１４３がスキャン信号Φ￣Ｂによってアクティブにされている。また、非本安側出力切換回路１３ａにおいては、インバータアレイ１３２のみがスキャン信号Φ￣Ａによってアクティブにされている。
【００４９】
このため、走査ラインＨｉの“Ｌ”レベルの信号は、インバータアレイ１４３を介して第２の安全保護回路群１２から非本安側出力切換回路１３ａにおいてアクティブにされたインバータアレイ１３２を経由し、制御回路７の水平成分の入出力端子ＰＨ１〜ＰＨｍのうち、走査ラインＨｉに対応する入出力端子ＰＨｉに入力される。このようにして、制御回路７は、タッチパネル５における指示位置に含まれる水平成分の走査ラインＨｉを検出する。
【００５０】
以上のように、図３に示した構成では、第１の安全保護回路群１１に水平方向の走査ラインＨ１〜Ｈｍに対する信号と垂直方向の走査ラインＶ１〜Ｖｎに対する信号とが通過するとともに、第２の安全保護回路群１２にも水平方向の走査ラインＨ１〜Ｈｍからの信号と垂直方向の走査ラインＶ１〜Ｖｎからの信号とが通過する。したがって、第１の安全保護回路群１１及び第２の安全保護回路群１２の双方ともに、タッチパネル５において垂直方向の走査ラインＶ１〜Ｖｎよりも本数の多い水平方向の走査ラインＨ１〜Ｈｍのライン数ｍと同数のｍ個のフォトカプラＰＣ１１〜ＰＣ１ｍ，ＰＣ２１〜ＰＣ２ｍが設けられており、シュミット素子アレイ１１１，１２１もｍ個のシュミット素子によって構成されている。
【００５１】
このように、上記の防爆型走査表示装置１０によれば、非本安側出力切換回路１３ａ、非本安側入力切換回路１３ｂ、本安側出力切換回路１４ａ及び本安側入力切換回路１４ｂによって信号の伝達方向を切り換えることにより、スキャン信号生成回路１５のスキャン信号を本安側に伝達する安全保護回路１６を含めて（２ｍ＋１）個の安全保護回路を備えればよく、回路構成を簡略化することができる。
【００５２】
図４は、この発明の別の実施形態に係る防爆型走査表示装置に備えられる安全保護装置を含む要部の具体的な回路の一例を示す図である。この実施形態に係る防爆型走査表示装置１０′では、本安側出力切換回路１４ａ′に含まれるインバータアレイ１４２′の入力端子が接地されている。タッチパネル５上で押圧操作された指示位置に含まれる垂直方向の走査ラインを検出する第１のタイミングにおいて、スキャン信号ΦＢによってインバータアレイ１４２′をアクティブにすると、タッチパネル５における水平方向の走査ラインＨ１〜Ｈｍの全てが同時に“Ｌ”レベルになり、制御回路７′の水平成分の入出力端子ＰＨ１〜ＰＨｍから信号を出力する必要がない。
【００５３】
したがって、第１のタイミングにおいて制御回路７′の水平成分の入出力端子ＰＨ１〜ＰＨｍから第１の安全保護回路群１１′を経由してタッチパネル５の水平方向の走査ラインＨ１〜Ｈｍに信号を供給する必要がなく、第１の安全保護回路群１１′には第２のタイミングにおいて制御回路７′の垂直成分の入出力端子ＰＶ１〜ＰＶｎの何れかからタッチパネル５の垂直方向の走査ラインＶ１〜Ｖｎの何れかに供給される信号のみが通過する。このため、第１の安全保護回路群１１′には、タッチパネル５において水平方向の走査ラインＨ１〜Ｈｍよりも本数の少ない垂直方向の走査ラインＶ１〜Ｖｎのライン数ｎと同数のｎ個のフォトカプラＰＣ１１〜ＰＣ１ｎを設ければよく、シュミット素子アレイ１１１，１２１もｎ個のシュミット素子によって構成することができる。また、非本安側出力切換回路１３ａ′においても、制御回路７′の水平成分の入出力端子ＰＨ１〜ＰＨｍから非本安側入力切換回路１３ｂ′を介して第１の安全保護回路群１１′に信号を入力するためのインバータアレイを設ける必要がない。この結果、スキャン信号生成回路１５のスキャン信号を本安側に伝達する安全保護回路１６を含めて（ｍ＋ｎ＋１）個の安全保護回路を備えればよく、回路構成をさらに簡略化することができる。
【００５４】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００５５】
（１）検出回路からタッチパネルにおける水平成分又は垂直成分の何れか一方の全走査ラインに対して同時に信号を出力した後に、タッチパネルにおける垂直成分又は水平成分の残る他方の全走査ラインに対して同時に信号を出力し、各信号の出力タイミングのそれぞれにおいて、タッチパネルにおける垂直成分又は水平成分の何れか一方の走査ラインの何れかから出力される信号と、各信号の出力タイミングにおいてタッチパネルにおける水平成分又は垂直成分の残る他方の走査ラインの何れかから出力される信号と、からタッチパネルにおける指示位置を特定することができる。
【００５６】
また、検出回路側からタッチパネル側に出力される水平成分の信号及び垂直成分の信号については第１の安全保護回路群を共用することができるとともに、タッチパネル側から検出回路側に出力される水平成分の信号及び垂直成分の信号については第２の安全保護回路群を共用することができ、出力方向及び成分の異なる４種類の信号について２組の安全保護回路群によって検出回路とタッチパネルとの間で入出力を行い、タッチパネル上にｍ×ｎ（ｍ＞ｎ）本の走査ラインが設けられている場合には各ｍ個、合計２ｍ個の安全保護回路によって２組の安全保護回路群を構成することができる。
【００５７】
これによって、耐圧防爆ケース内の内部回路からタッチパネルに対して配線される水平方向の走査ライン群及び垂直方向の走査ライン群のそれぞれを所定のタイミングで切り換えて出力ライン及び入力ラインとして併用することにより、双方向検出方法を行う場合でも、内部回路からタッチパネルに対する配線ライン数を削減することにより、備えるべき安全保持回路数も削減することができ、コストの低廉化及び装置の小型化を実現することができる。
【００５８】
（２）検出回路から水平成分の信号又は垂直成分の信号の何れが出力されたかに応じて状態の異なる選択信号を、選択信号生成回路から検出回路側の切換回路及びタッチパネル側の切換回路に入力することにより、検出回路における信号の出力状態に応じて状態が変化する選択信号に基づいて検出回路側の切換回路及びタッチパネル側の切換回路における信号の経路を切り換えることができる。
【００５９】
（３）検出回路における水平成分又は垂直成分の何れか一方の全入出力部から信号を出力し、このときタッチパネルにおいて押圧操作された指示位置に含まれることによって垂直成分又は水平成分の何れかの走査ラインから信号が出力されると、その信号が入力された検出回路の入出力部から垂直成分又は水平成分の信号を出力することにより、検出回路における水平成分又は垂直成分の何れか一方の全入出力部からの信号の出力時に、タッチパネルにおける指示位置の垂直成分又は水平成分の何れか一方の走査ラインを検出し、検出された垂直成分又は水平成分の何れか一方の特定の走査ラインに対する信号の出力時にタッチパネルにおける指示位置の水平成分又は垂直成分の残る他方の走査ラインを特定することができる。
【００６０】
（４）、第２の安全保護回路群にはタッチパネルの第１の方向及び第２の方向の両方の走査ラインから出力される信号を通過させるとともに、第１の安全保護回路群にはタッチパネルの第１の方向の走査ラインに入力すべき信号のみを通過させることができ、タッチパネル上において第２の方向にｍ本の走査ラインが設けられ、第１の方向にｎ本の走査ラインが設けられている場合には、合計（ｍ＋ｎ）個の安全保護回路によって２組の安全保護回路群を構成することができ、内部回路からタッチパネルに対する配線ライン数をさらに削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る防爆型操作表示装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施形態に係る防爆型操作表示装置に備えられる安全保護装置を含む要部の回路構成の概略、及び、信号の経路を説明するブロック図である。
【図３】上記の実施形態に係る防爆型走査表示装置に備えられる安全保護装置を含む要部の具体的な回路の一例を示す図である。
【図４】この発明の別の実施形態に係る防爆型走査表示装置に備えられる安全保護装置を含む要部の具体的な回路の一例を示す図である。
【符号の説明】
５−タッチパネル
６−安全保護装置
７−制御回路（検出回路）
１１−第１の安全保護回路群
１２−第２の安全保護回路群
１３−非本安側切換回路（検出回路側の切換回路）
１４−本安側切換回路（タッチパネル側の切換回路）
１５−スキャン信号生成回路（選択信号生成回路）
Ｈ１〜Ｈｍ−水平成分の走査ライン
Ｖ１〜Ｖｎ−垂直成分の走査ライン
ＰＨ１〜ＰＨｍ−入出力端子（水平成分の入出力部）
ＰＶ１〜ＰＶｎ−入出力端子（垂直成分の入出力部）
【図１】
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【図２】
0004021233.tif 000003
【図３】
0004021233.tif 000004
【図４】
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