JP2007309719A - グラフィックメータ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用計器などのグラフィックメータ表示装置のいて、モーションブラー指針画像の画像生成処理の負荷を低減する。
【解決手段】通常指針画像１０の端部の辺を対辺とする台形によりモーションブラー指針画像２０を生成する。通常指針画像１０とモーションブラー指針画像２０とが重ならないようにして輝度ムラを無くす。モーションブラー指針画像２０の輝度はその領域内において一定にする。各モーションブラー指針画像２０を生成する毎の輝度は、その面積に反比例させたり、回動速度に応じて変化させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ドットマトリクス型の液晶ディスプレイ等により文字盤と指針とをグラフィック表示することで運転情報等を表示する車両用計器に適したグラフィックメータ表示装置に関するものである。

従来、この種のグラフィックメータ表示装置として、例えば特開２００３−２６２５４２号公報（特許文献１）に開示された計器がある。この従来の計器は、グラフィックディスプレイ上に回動する指針を表示する際に、指針の回動速度が速い場合にそのまま表示すると残像として一度に多くの指針画像が見えてしまうので、これを解消して視認者に違和感を与えないようにするものである。このために、指針の回動速度が所定値を超える場には、指針の回動側（進行側）と反対側に影を表示するようにしている。

このような表示は、グラフィック表示において速く移動する画像を表示する場合に多くのコマの残像を無くして、速く移動しているイメージを出す技術であり、例えば特開２００２−１５３３５号公報（特許文献２）あるいは特開２００３−２３３８２８号公報（特許文献３）に開示されている「モーションブラー」と称する表示の仕方と同様である。
特開２００３−２６２５４２号公報 特開２００２−１５３３５号公報 特開２００３−２３３８２８号公報

前記のようなグラフィックメータ表示装置において、通常の指針の画像を描画する場合には、一定パターンである指針の画像データをその回動位置だけを決定して描画すればよいので画像処理の負荷は小さい。しかし、モーションブラーによる表示は速い動きを表現するのに適している反面、通常の指針の表示よりもその画像処理の負荷が大きくなるのが一般的であり、負荷を低減するために画像処理に工夫が必要である。

例えば、図６(A) のように、前フレームのタイミングの指針ａの位置から現フレームのタイミングの指針ｂの位置まで回動する場合、これらの指針ａ，ｂは同一中心軸上を回転するので、図６(B) ，(C) のように指針ａから指針ｂまで掃引してできる扇状のモーションブラーの表現とすることでリアルな表現となる。また、この場合、図６(B) のように指針の先端に行くほど薄くなるようにグラデーションを掛けたり、図６(C) のように変位量（回転速度）の大きいと思われる部分ほど濃くなるようにグラデーションを掛けたりすることも考えられる。さらに、図６(D) のように指針ａ，ｂの間の中間に変位していくような多くの指針画像を重ね書きすることも考えられる。

しかしながら、図６(B) ，(C) のように扇状のモーションブラーの表現の場合、その扇状の図形を演算するのに負荷が大きくなるという問題がある。さらに、グラデーションを掛ける処理も負荷が大きくなる。また、図６(D) のように多くの指針画像を重ね書きする場合にも負荷が大きくなる。

これに対して、モーションブラーの表示は指針の速い回動に対応する瞬間的な表示であることから、実際に視認してみると、モーションブラーの画像自体をそれほどリアルにしなくても違和感のない表示が得られることを、本発明の発明者は見い出した。

本発明は、グラフィックメータ表示装置において、モーションブラーの表示にかかる処理の負荷を低減することを課題とする。

請求項１のグラフィックメータ表示装置は、一定のタイミングで画像のフレームを順次更新することによりグラフィック表示画面上に指針を回動表示するグラフィックメータ表示装置であって、表示すべき指針の回動速度が所定値以上のときに、前フレームに対応する指針と現フレームに対応する指針とを対辺とする台形状の領域からなるモーションブラー指針画像を生成し、該モーションブラー指針画像を現フレームの画像として表示することを特徴とする。

請求項２のグラフィックメータ表示装置は、請求項１に記載のグラフィックメータ表示装置であって、前記モーションブラー指針画像は、前記台形状の全領域で均一な輝度であることを特徴とする。

請求項３のグラフィックメータ表示装置は、請求項２に記載のグラフィックメータ表示装置であって、前記モーションブラー指針画像の輝度を、指針の回動速度に応じて変化させることを特徴とする。

請求項４のグラフィックメータ表示装置は、請求項３に記載のグラフィックメータ表示装置であって、前記モーションブラー指針画像の輝度を、該モーションブラー指針画像の面積に対して逆の相関関係となるようにしたことを特徴とする。

請求項５のグラフィックメータ表示装置は、請求項３に記載のグラフィックメータ表示装置であって、前記モーションブラー指針画像の輝度を、指針の回動速度の大小に明暗を対応させた輝度としたことを特徴とする。

請求項６のグラフィックメータ表示装置は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のグラフィックメータ表示装置であって、前記現フレームの画像におけるモーションブラー指針画像の描画領域が、前フレームの指針画像の描画領域と重ならないようにしたことを特徴とする。

請求項１のグラフィックメータ表示装置によれば、生成するモーションブラー指針画像を台形状の形としているので、画像処理等が簡単で処理の負荷を低減することができる。

請求項２のグラフィックメータ表示装置によれば、請求項１の効果に加えて、モーションブラー指針画像を均一な輝度としているので、さらに画像処理等が簡単で処理の負荷を低減することができる。

請求項３のグラフィックメータ表示装置によれば、請求項２の効果に加えて、均一な輝度の変化だけで指針表示の対象となる変化量を視覚的に把握することができる。

請求項４のグラフィックメータ表示装置によれば、請求項３の効果に加えて、指針の回転速度の速い状態（面積大の状態）は輝度を低く、指針の回転速度が遅い状態（面積小の状態）は輝度を高く表示されるので、アナログ指針の動きを表現できる。

請求項５のグラフィックメータ表示装置によれば、請求項３の効果に加えて、回転速度の速い状態が高い輝度によりさらに視認しやすくなる。

請求項６のグラフィックメータ表示装置によれば、請求項１乃至５のいずれか一項の効果に加えて、現フレームのモーションブラー指針画像と前フレームの通常指針画像とが重ならないので、残光と表示画像との重なりによる表示輝度のムラがなく、違和感のない表示が得られる。

次に、本発明に係るグラフィックメータ表示装置の実施形態について図面を参照して説明する。この実施形態のグラフィックメータ表示装置はを車両用計器に適用した例である。図１は本発明に係るグラフィックメータ表示装置の実施形態を適用した車両用計器の構成を示すシステムブロック図、図２は同車両用計器のの表示制御の処理を説明するフローチャート、図３は同車両用計器におけるモーションブラー指針画像の生成処理を説明する図、図４は同車両用計器における表示例を示す図である。

図１において、この実施形態の車両用計器は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１、グラフィックスインターフェース２、ＬＣＤドライバ３およびグラフィック表示手段としてのＬＣＤパネル４から構成されている。マイコン１は、予め定めたプログラムにしたがって各種の制御および処理等を行うＣＰＵ１ａと、ＣＰＵ１ａが実行するプログラム等を格納したＲＯＭ１ｂと、各種データを格納するとともに、ＣＰＵ１ａの処理作業に必要なワーキングエリアを有するＲＡＭ１ｃ等を内蔵している。ＲＯＭ１ｂは、例えばメータ用のほぼ円形の文字板の静止画像データと、文字板上を回動する指針の指針画像データ（通常指針画像の画像データ）とを予め記憶している。また、ＲＯＭ１ｂは指針の回動速度を比較する閾値（所定値）を予め記憶している。なお、通常指針画像は、上記指針画像データを回動角（回転値）に対応する位置に合わせて回転させて表示する。

マイコン１は、データバス５を介して入力される車両の各種検出信号に基づいて各種画像データを生成し、その画像データをグラフィックスインターフェース２およびＬＣＤドライバ３を介してＬＣＤパネル４に送る。そして、ＬＣＤパネル４の画面上に、走行速度を示す速度計、エンジン回転数を示す回転計、燃料残量を示す燃料計等のメータを画像表示する。なお、以下の説明では、車両のエンジン回転値信号に応じエンジン回転数を表示する回転計の表示を例に説明する。

ＬＣＤパネル４の画面上にほぼ円形の文字板を静止画像として表示し、文字板の目盛上にエンジン回転数に応じて回動する指針の動画を表示させる。文字板は、たとえば、黒色の背景に白色の目盛および数字を配した画像として表示され、指針（通常指針画像）は、たとえば、赤色の画像として表示される。指針描画を行う場合、単位時間Ｔ０（＝１／６０（秒））毎にサンプリングされた回転値（指示角度）データによって、単位時間Ｔ０毎に画像切り替えをして行う。また、この単位時間ＴＯ毎の各画面がフレームである。

そして、最新の回転値データの取得時に前回の回転値データに基づく指針画像を表示する際、単位時間間隔のサンプリング毎の前回の回転値データと最新の回転値データに対応する指針の指示角度の角度差によって座標位置の差（指針の回動速度）を算出し、この指針の回動速度によって指針に関する画像データの選択及び演算を行う。すなわち、回動速度（変化量）が閾値未満のときは、指針そのものの画像パターンである通常指針画像を選択し、回動角度が閾値以上のときはモーションブラー指針画像を演算する。そして、図２のフローチャートに示すように、これらの画像データにより前記単位時間毎にフレームの表示の切り替えを行う。なお、この表示をＣＰＵ１ａ側の処理では「描画」ともいう。

図２のフローは指針描画処理の１フレーム毎に繰り返されるサブルーチンであり、メイン処理やタイマ割込みにより前記単位時間ＴＯ毎にエンジン回転速度に応じた回転値データを入力して実行される。ＣＰＵ１ａは、先ずステップＳ１で前回描画した指針（通常指針画像あるいはモーションブラー指針画像）を削除し、ステップＳ２で今回描画すべき指針の描画位置を算出する。次に、ステップＳ３で、前回の回転値データと今回の回転値データとを比較して、その回転値の差から変化量を算出するとともにその変化量の絶対値が閾値を上回っているかを判定する。変化量の絶対値が閾値を上回っていれいなければ、ステップＳ４で通常指針画像の描画を行い、ステップＳ５でこの通常指針画像の描画位置のデータ（例えば通常指針画像の頂点の位置座標）をＲＡＭ１ｃ等に保存し、元のルーチンに復帰する。

ステップＳ３で変化量の絶対値が閾値を上回っていれば、ステップＳ６で前回の描画がモーションブラーであるか否かを判定し、前回の描画がモーションブラーであれば、ステップＳ７で後述のようにモーションブラー指針画像の描画位置（頂点座標等）を算出しする。そして、ステップＳ８でモーションブラー指針画像の描画を行い、ステップＳ９でこのモーションブラー指針画像の描画位置のデータ（例えば頂点の位置座標）をＲＡＭ１ｃ等に保存し、元のルーチンに復帰する。

ステップＳ６で前回の描画がモーションブラーでなければ、ステップＳ１０でモーションブラー指針画像の描画位置（頂点座標等）を算出し、ステップＳ１１で、算出したモーションブラー指針画像と前回の通常指針画像との重なりを無くす処理（後述の重なり回避処理）を行う。そして、ステップＳ１２でモーションブラー指針画像の描画を行い、ステップＳ１３でこのモーションブラー指針画像の描画位置のデータ（例えば頂点の位置座標）をＲＡＭ１ｃ等に保存し、元のルーチンに復帰する。

図３はモーションブラー指針画像の生成処理を説明する図である。まず、図３(A) に示すように、前フレームのタイミングの指針ａから現フレームのタイミングの指針ｂの位置まで回動する場合であって前の指針ａが通常指針画像であり、この回動角度に対応する回転値の変化量が閾値を上回っていたとする。この場合、現フレームでは指針ｂに代えてモーションブラー指針画像を描画することになる。

このモーションブラー指針画像は、指針ａの頂点Ａ，Ｂで規定される線分ＡＢと、指針ｂの頂点Ｃ′，Ｂ′で規定される線分Ｃ′Ｂ′とを対辺とし、線分ＡＣ′，ＢＢ′を他の対辺とする台形ＡＢＢ′Ｃ′の領域を求める。なお、この領域は頂点Ａ，Ｂ，Ｂ′，Ｃ′の位置座標から容易に求めることができる。次に、図３(B) に示すように、この台形ＡＢＢ′Ｃ′の領域から指針ａの描画領域である三角形ＡＢＣの領域を削除した凹５角形ＡＣＢＢ′Ｃ′の領域をモーションブラー指針画像２０として求める。これが、前記ステップＳ１１の重なり回避処理である。なお、この領域の削除は、例えば台形ＡＢＢ′Ｃ′の領域の画像データと三角形ＡＢＣの領域の画像データとの間で画素毎の論理演算等の簡単な画像処理により実行できる。

また、前フレームと現フレームが共にモーションブラー指針画像を表示する場合には、図３(C) のよぅに、前フレームのモーションブラー指針画像２０における頂点Ｂ′，Ｃ′と、現フレームのタイミングの指針ｃの頂点Ｃ″，Ｂ″から台形Ｃ′Ｂ′Ｂ″Ｃ″の領域を現フレームのモーションブラー指針画像２０として求める。なお、この場合には当然に重なり回避処理は必要ない。なお、指針とモーションブラー指針画像との重なり回避処理を、図５のようにしてさらに簡略化することもできる。すなわち、図５(A) に示したように、指針ａの頂点Ｃ，Ｂで規定される線分ＣＢと、指針ｂの頂点Ｃ′，Ｂ′で規定される線分Ｃ′Ｂ′とを対辺とし、線分ＣＣ′，ＢＢ′を他の対辺とする台形ＣＢＢ′Ｃ′の領域を求め、図５(B) のようにモーションブラー指針画像２０′とする。

以上の処理により、例えば図４のような表示が行われる。図４(A) は通常指針画像１０が表示された状態であり、図４(B) は現フレームでモーションブラー指針画像２０が表示された状態である。ここで、現フレームでモーションブラー指針画像２０を描画するときは前フレームの画像は削除（消去）されるので、その残光像１０′だけが残ることになる。この残光像１０′は通常指針画像を描画した状態よりも少し薄くなった（輝度が低下した）画像となり、現フレームで描画したモーションブラー指針画像２０と同時に視認される。しかし、この残光像１０′とモーションブラー指針画像２０とは重なっていないので、重なりによる表示輝度のムラは生じない。また、図４(C) は現フレームで新たなモーションブラー指針画像２０が表示されるとともに、前フレームのモーションブラー指針画像の残光像２０′が残った状態である。

このモーションブラー指針画像２０の輝度は、少なくとも１つのフレームにおける１つのモーションブラー指針画像２０内では一定である。しかし各フレームにおいて指針の動きに応じて輝度を変化させてもよい。

例えば、モーションブラー指針画像２０の面積をＳとすると、この面積Ｓは指針の回動速度に略比例し、この回動速度により決まる。そこで、モーションブラー指針画像２０の輝度をＬとしたとき、Ｓ×Ｌが一定値となるように輝度Ｌを決定する。すなわち面積Ｓと輝度Ｌが逆相関関係（この例では反比例）となるようにする。これにより、指針の回動速度が大きいときは輝度Ｌが低くなり、回動速度が小さいときは輝度Ｌが高くなる。このような表示によれば、回動速度が大きいときは表示が薄く（輝度が低く）なり、回動速度が小さいときは表示が鮮明に（輝度が高く）なるので、アナログ指針の動きのように見える。

また、逆に、指針の回動速度が大きいときに輝度を高くし、指針の回動速度が小さいときに輝度を低くしてもよい。このような表示によれば、速度計の場合には加速度を輝度の違いで表示することができる。

以上の例では、モーションブラー指針画像と通常指針画像とを切り替える状態、あるいは通常指針画像からモーションブラー指針画像に切り替える状態を、回動速度（変化量）を一つの閾値（所定値）と比較して判定しているが、この比較を２つの閾値と比較して表示の切り替えにヒステリシスを持たせるようにしてもよい。この場合には、モーションブラー指針画像から通常指針画像に切り替える判定基準の第１の閾値と、通常指針画像からモーションブラー指針画像に切り替える判定基準の第２の閾値との２つの閾値が、それぞれ所定値である。

以上の例では車両用計器の回転計について説明したが、速度計でも同様な表示とすことができることはいうまでもない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。たとえば、上述の実施形態では、グラフィック表示手段としてＬＣＤを用いているが、有機ＥＬやプラズマディスプレイ等の他の表示手段を用いても良い。

また、実施形態の車両用計器のように運転に係る計器において視認性が向上することは、快適な運転環境を提供できるので、好適な実施の形態となっているが、本発明はこれに限らずその他の計器に適用することもできる。

本発明に係るグラフィックメータ表示装置の実施形態を適用した車両用計器の構成を示すシステムブロック図である。 同車両用計器のの表示制御の処理を説明するフローチャートである。 同車両用計器におけるモーションブラー指針画像の生成処理を説明する図である。 同車両用計器における表示例を示す図である。 重なり回避処理を簡易化したモーションブラー指針画像の他の生成処理を説明する図である。 モーションブラー表示における課題を説明する図である。

符号の説明

１ マイコン
１ａ ＣＰＵ
１ｂ ＲＯＭ
４ ＬＣＤ（グラフィック表示手段）
１０ 通常指針画像
２０ モーションブラー指針画像

Claims (6)

1. 一定のタイミングで画像のフレームを順次更新することによりグラフィック表示画面上に指針を回動表示するグラフィックメータ表示装置であって、
   表示すべき指針の回動速度が所定値以上のときに、前フレームに対応する指針と現フレームに対応する指針とを対辺とする台形状の領域からなるモーションブラー指針画像を生成し、該モーションブラー指針画像を現フレームの画像として表示することを特徴とするグラフィックメータ表示装置。
2. 前記モーションブラー指針画像は、前記台形状の全領域で均一な輝度であることを特徴とする請求項１に記載のグラフィックメータ表示装置。
3. 前記モーションブラー指針画像の輝度を、指針の回動速度に応じて変化させることを特徴とする請求項２に記載のグラフィックメータ表示装置。
4. 前記モーションブラー指針画像の輝度を、該モーションブラー指針画像の面積に対して逆の相関関係となるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のグラフィックメータ表示装置。
5. 前記モーションブラー指針画像の輝度を、指針の回動速度の大小に明暗を対応させた輝度としたことを特徴とする請求項３に記載のグラフィックメータ表示装置。
6. 前記現フレームの画像におけるモーションブラー指針画像の描画領域が、前フレームの指針画像の描画領域と重ならないようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のグラフィックメータ表示装置。

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