JP2010171776A - 操作端末、操作端末の画面表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レスポンスが良好なＧＵＩ機能を備える遠隔操作端末を、低速な演算装置と少ないメモリーで実現する。
【解決手段】電子機器を遠隔操作する操作端末１００であって、プログラムが規定する動作にしたがって電子機器と遠隔通信する演算装置１２０と、演算装置１２０がデータを書き込みまたは読み出すメモリーと、当該操作端末１００に対する操作が行われる前の状態で表示する基本画面を描画すべき旨の基本画面描画命令１３２を記憶する不揮発性メモリー１３０と、基本画面描画命令１３２にしたがって基本画面のビットマップイメージを構築する描画処理装置１５０と、ビットマップイメージを画面表示する表示部１８０と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器を遠隔操作する操作端末およびその画面表示方法に関する。

近年、液晶パネルの普及により、グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）が普及してきている。
これまで、処理能力の高いパソコンなどでのみ使われていたＧＵＩは、徐々に設備機器用のリモコン操作器のユーザーインターフェースなどへ用いられつつある。これは、ＧＵＩを用いることにより、リモコンの高機能化に伴うスイッチなどの増加を抑制することができ、しかもユーザーが直感的に操作しやすいなどの利点があるためである。

ＧＵＩに関する処理は、命令数が多く、このためＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やマイコン等の演算リソースの大部分を消費する。
これに対し、設備機器用のリモコンに用いるマイコンなどの演算装置は、コスト面、発熱面、消費電力の観点などから、一般に処理能力の低いものが用いられる。
そのため、リモコンのユーザーインターフェースとしてＧＵＩを用いると、リモコン本来の動作のためのアプリケーションプログラムの処理に遅延などの影響を与えてしまう可能性がある。

また、ＧＵＩに関する処理は、画面のビットマップイメージをメモリー上で構築するために、多くのメモリーを必要とする。そのため、リモコンに大容量のメモリーを搭載する必要がある。

上記に関し、『遠隔モニタが、照明制御コントローラと同等の操作を行うことができるとともに多くのメモリ資源を使う必要がなくなる優れたネットワーク対応型照明制御システムを提供する。』ことを目的とした技術として、『遠隔モニタ２には画面アプリケーションを備えず、遠隔モニタ２のタッチパネル操作を行った場合には、認識された画面上のオブジェクトの番号が照明制御コントローラ１へ送信され、照明制御コントローラ１で受信されたオブジェクト番号から、画面アプリケーションによってモニタに描画すべきフレームデータを探し遠隔モニタ２へ送信し描画を行くようにしたことを特徴とする。』というものが提案されている（特許文献１）。

特開２０００−３４０３７２号公報（要約）

設備機器などの電子機器用のリモコンは、ユーザーのボタン押しなどの入力結果を瞬時に画面に反映し、ユーザーに対して処理が受け付けられたことを即座に示す必要がある。

上記特許文献１の技術では、遠隔地に設置された照明制御コントローラ１から描画データを転送して表示するのに時間がかかってしまう。特に、照明制御コントローラ１と遠隔モニタ２間の通信品質が安定しているとは限らないため、ユーザーのアクションに対して、短時間でのレスポンスを保証することが難しい。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、レスポンスが良好なＧＵＩ機能を備える遠隔操作端末を、低速な演算装置と少ないメモリーで実現することを目的とする。

本発明に係る操作端末は、電子機器を遠隔操作する操作端末であって、プログラムが規定する動作にしたがって前記電子機器と遠隔通信する演算装置と、前記演算装置がデータを書き込みまたは読み出すメモリーと、当該操作端末に対する操作が行われる前の状態で表示する基本画面を描画すべき旨の基本画面描画命令を記憶する不揮発性メモリーと、前記基本画面描画命令にしたがって前記基本画面のビットマップイメージを構築する描画処理装置と、前記ビットマップイメージを画面表示する表示部と、を備えたものである。

本発明に係る操作端末によれば、ＧＵＩに係る描画処理を行う描画処理装置を演算装置とは別に備えているので、演算装置の処理負荷を軽減し、ＧＵＩを備えた操作端末を低速な演算装置で実現することができる。
また、基本画面の描画命令を、演算装置のデータ入出力に用いるメモリーとは別の不揮発性メモリーに記憶させるので、メモリーの容量を小さくすることができる。

実施の形態１に係る設備機器リモコン１００の機能ブロック図である。 基本画面描画命令１３２の構成例を示す図である。 グラフィックエンジン１５０の詳細構成図である。 グラフィックエンジン１５０の線描画回路３０１の構成図である。 設備機器リモコン１００の画面例である。 ユーザーの操作の結果として表示される操作画面６０１である。 図５で示した基本画面５０１と図６で示した操作画面６０１の差分ビットマップイメージ７０１を示す図である。 ＣＰＵ１２０の動作を示すフロー図である。 グラフィックエンジン１５０の動作を示すフロー図である。 ＣＰＵ１２０の動作を示すフロー図である。 グラフィックエンジン１５０の動作を示すフロー図である。 実施の形態２に係る設備機器リモコン１００の機能ブロック図である。 実施の形態２における画面描画の動作フロー図である。 実施の形態３に係る設備機器リモコン１００の機能ブロック図である。 フラッシュＲＯＭ書き込み装置１５０１が基本画面描画命令１３２をフラッシュＲＯＭ１３０に書き込む動作フロー図である。 フラッシュＲＯＭ１３０内に記憶されたアプリケーションプログラム１３１および基本画面描画命令１３２の構成例を示す図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る設備機器リモコン１００の機能ブロック図である。設備機器リモコン１００は、空気調和機などの設備機器を遠隔操作するための操作端末である。

設備機器リモコン１００は、ボタンスイッチ１１０、ＣＰＵ１２０、フラッシュＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１３０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１４０、グラフィックエンジン１５０、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ）１６０、ＬＣＤＣ１７０（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１８０を備える。

ボタンスイッチ１１０は、ユーザーが設備機器リモコン１００を操作するための押下ボタンで構成された操作手段である。
ボタンスイッチ１１０が押下され、または元の状態に戻ると、その旨の電気信号がＣＰＵ１２０の所定ポートに入力される。ＣＰＵ１２０は、そのポートの電圧変動などに基づき、ボタンスイッチ１１０の押下状態を得ることができる。

ＣＰＵ１２０とグラフィックエンジン１５０は、後述の処理を実行する演算処理装置であり、それぞれ異なるクロック周期に基づいて独立に動作する。

ＣＰＵ１２０、フラッシュＲＯＭ１３０、ＲＡＭ１４０、グラフィックエンジン１５０は、単一の半導体チップ上に実装してもよいし、互いに結線した複数の半導体チップ上に実装してもよい。
なお、これらを単一の半導体チップに実装した場合には、複数の半導体チップ上に実装した場合に比べて、結線を介した情報交換による伝送遅延やタイミングロス等が生じ難い点で有利である。

これらはまた、ロジック回路を構成することができるＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）上に実装してもよいし、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのＩＣとして構成してもよい。

ＣＰＵ１２０は、アプリケーション開発者が開発したアプリケーションプログラム１３１が規定する動作にしたがって、設備機器の遠隔操作のための動作を実行する。
アプリケーションプログラム１３１は、例えば設備機器の制御プログラム、通信プログラムなどで構成されている。アプリケーションプログラム１３１は、フラッシュＲＯＭ１３０に格納されており、ＣＰＵ１２０が稼動した際にＲＡＭ１４０に読み出され、ＣＰＵ１２０によって実行される。

グラフィックエンジン１５０は、ＧＵＩ画面の描画処理を行う。詳細は後述する。

グラフィックエンジン１５０は、ＣＰＵ１２０、フラッシュＲＯＭ１３０、およびＲＡＭ１４０と、電気信号によってデータをやりとりするためのバス線によって接続されている。
ＶＲＡＭ１６０とグラフィックエンジン１５０は、電気信号によってデータをやりとりするために、互いのＩＯポートが接続されている。

フラッシュＲＯＭ１３０およびＲＡＭ１４０は、同一のアドレスバスを共有する。すなわち、グラフィックエンジン１５０およびＣＰＵ１２０にとっては、これらのメモリーの物理的な違いを意識することは無く、アドレス番地の違いによってのみ両者を区別する。
ただし、フラッシュＲＯＭ１３０への書き込み時間はＲＡＭ１４０への書き込み時間と比較して非常に大きく、例えば１万倍以上の差がある。読み込み時間については、両者に大きな差はない。

グラフィックエンジン１５０およびＣＰＵ１２０は、お互いにバス線上で動作の調停を行う。
ＣＰＵ１２０がフラッシュＲＯＭ１３０またはＲＡＭ１４０にデータを書き込んでいる間、ＣＰＵ１２０はバス線上の図示しないＢＵＳＹポートをＨＩＧＨにする。これにより、グラフィックエンジン１５０はフラッシュＲＯＭ１３０またはＲＡＭ１４０が書き込み中であることを認識する。
このとき、グラフィックエンジン１５０がフラッシュＲＯＭ１３０またはＲＡＭ１４０からデータを読み込もうとすると、処理はブロックされる。グラフィックエンジン１５０は、ＢＵＳＹ信号がＬＯＷになるまで待つ。
グラフィックエンジン１５０がフラッシュＲＯＭ１３０またはＲＡＭ１４０にデータを書き込む時には、グラフィックエンジン１５０がＢＵＳＹポートをＨＩＧＨにし、ＣＰＵ１２０は、ＢＵＳＹポートがＬＯＷになるまで待つ。

本実施の形態１における「操作端末」は、設備機器リモコン１００が相当する。
また、「演算装置」は、ＣＰＵ１２０が相当する。
また、「不揮発性メモリー」は、フラッシュＲＯＭ１３０が相当する。
また、「描画処理装置」は、グラフィックエンジン１５０が相当する。
また、「ビデオメモリー」は、ＶＲＡＭ１６０が相当する。
また、「表示部」は、ＬＣＤ１８０が相当する。

以上、設備機器リモコン１００の構成について説明した。
次に、設備機器リモコン１００の画面表示処理について、以下のステップ（１）〜（３）で説明する。

（１）ＣＰＵ１２０は、フラッシュＲＯＭ１３０に格納されているアプリケーションプログラム１３１を読み出し、以後はこれが規定する動作にしたがって動作を実行する。以後の説明では、ＣＰＵ１２０の動作がアプリケーションプログラム１３１の規定に基づく旨は、適宜省略する。

（２）ＣＰＵ１２０は、グラフィックエンジン１５０が描画するための描画命令を発行し、フラッシュＲＯＭ１３０に書き込む。
ここで、描画命令を発行するとは、描画命令を正しい順番で適切な引数を含めて生成することを指す。また、描画命令とは、グラフィックエンジン１５０が解釈できるバイナリ形式のコマンドである。例えば、線の開始座標、終了座標、色、幅を指定する、実際にＶＲＡＭ１６０上のビットマップイメージに線を引くなどのコマンドである。

（３）グラフィックエンジン１５０は、描画命令に従って描画処理を実行し、画面のビットマップイメージを構築してＶＲＡＭ１６０上に書き込む。

（３．１）画面の種類についての補足
設備機器リモコン１００の表示画面には、基本画面と操作画面の２種類が存在する。
基本画面は、ユーザーが設備機器リモコン１００を操作していない状態で表示する画面である。操作画面は、ユーザーが設備機器リモコン１００を操作している状態で表示する画面である。

（３．２）描画命令の種類についての補足
基本画面を描画する描画命令を、基本画面描画命令１３２と呼ぶ。また、基本画面と操作画面の差分を描画するための描画命令を、差分描画命令１４１と呼ぶ。グラフィックエンジン１５０は、基本画面描画命令１３２と差分描画命令１４１を順に実行して、操作画面を描画する。

（３．３）描画命令のメモリー上の配置についての補足
基本画面描画命令１３２は、フラッシュＲＯＭ１３０上の所定のアドレス番地から配置する。差分描画命令１４１は、ＲＡＭ１４０上の所定のアドレス番地から配置する。基本画面描画命令１３２と差分描画命令１４１の終端には、デリミタ命令を配置しておく。
基本画面描画命令１３２および差分描画命令１４１の先頭アドレスは、グラフィックエンジン１５０が備えるレジスタ（図示せず）に記憶しておく。
グラフィックエンジン１５０は、適宜レジスタの値を参照して、基本画面描画命令１３２および差分描画命令１４１を読み込む。

（４）ＶＲＡＭ１６０上のビットマップイメージは、外部に接続されたＬＣＤＣ１７０を経由してＬＣＤ１８０に表示される。

（４．１）ＶＲＡＭのサイズについての補足
ＶＲＡＭ１６０のアドレス空間のサイズは、ＬＣＤ１８０の画面サイズにしたがって決定される。
例えば、ＬＣＤのサイズが横６４０ピクセル、縦４８０ピクセルの場合、ＶＲＡＭ１６０は６４０×４８０＝３０７２００個の格納データ要素を持つ。
ＶＲＡＭ１６０の１つの格納データ要素が必要とするバイト数は、ＬＣＤ１８０で表示することができる色数によって決まる。ＬＣＤ１８０が２４ビットフルカラーの表示に対応している場合、１つの要素に必要なサイズは３バイトとなる。この場合、ＶＲＡＭ１６０のサイズは９００キロバイトとする。
このように、ＶＲＡＭ１６０のサイズは、ＬＣＤ１８０の性能によって適宜設定する。

（４．２）ＶＲＡＭの効果についての補足
ＶＲＡＭ１６０のサイズは、ＬＣＤ１８０が必要とするサイズで足りる。一方、ＲＡＭ１４０上にビットマップを確保する場合は、ＣＰＵ１２０の動作に必要な記憶領域を使い切らないように、ある程度の余裕のあるサイズが必要である。
即ち、ＧＵＩ描画専用のメモリーであるＶＲＡＭ１６０を備えることにより、総合的なメモリー容量を節約することができるのである。

以上、設備機器リモコン１００の画面表示処理について説明した。
次に、画面表示処理の詳細について説明する。

図２は、基本画面描画命令１３２の構成例を示す図である。なお、描画命令は０と１によって表されるバイナリデータであるが、図２では説明のため、バイナリデータに代えて文字列で記載した。

描画命令２０５には、線、円、点、四角、多角形、などの描画指示をグラフィックエンジン１５０に伝える個別描画命令２０１が複数格納されている。
個別描画命令２０１は、１つの描画要素と複数の描画引数を持つ。例えば図示した個別描画命令２０１は、描画要素２０２、開始位置２０３、終了位置２０４から構成される。

個別描画命令２０１は、ＬＣＤ１８０が表示する画面の個々の表示要素、例えば線や円などを描画するための命令である。ここでは、線を描画する命令の例として、「線描画, 開始位置（ｘ，ｙ）, 終了位置（ｘ＋ｄｘ，ｙ）」といった内容がバイナリデータで記述されている例を示した。

描画要素２０２の「線描画」は、ＶＲＡＭ１６０上の画面のビットマップイメージに線を描くことを意味する。

基本画面描画命令１３２の終端には、デリミタ命令２０６が挿入される。

グラフィックエンジン１５０は、描画命令を１行ずつ読み込み実行する。グラフィックエンジン１５０は、デリミタ命令２０６の読み込みにより基本画面描画命令の終端を認識する。
なお、差分描画命令１４１の構成も、基本画面描画命令１３２と同様である。

図３は、グラフィックエンジン１５０の詳細構成図である。
グラフィックエンジン１５０は、線、点、円、四角、文字などの描画する要素ごとに異なる描画回路を備える。図３では、線描画回路３０１、点描画回路３０２、円描画回路３０３、文字描画回路３０４を備える例を示した。
描画回路については、任意の公知アルゴリズムなどを元に、例えばロジック回路で構成することができる。それぞれの描画回路は、入力を受け、線、点、円、四角、文字などの基本的な描画要素であるグラフィックプリミティブを、ＶＲＡＭ１６０上にビットマップイメージとして書き込む。

グラフィックエンジン１５０は、描画命令を読み込んで、各描画回路に命令を振り分ける。例えば、線描画に関する命令は線描画回路３０１に、円描画に関する命令は円描画回路３０３に、それぞれ描画命令を振り分ける。命令の振り分けは、図示しない各描画回路の回路選択ビットで行う。

図４は、グラフィックエンジン１５０の線描画回路３０１の構成図である。なお、図３で示した線描画回路３０１以外の描画回路も、基本的な構成は同じであることを付言しておく。

線描画回路３０１は、開始位置２０３および終了位置２０４の２つの座標データを入力値とする。これらは線描画回路３０１が備える所定のレジスタに格納される。
線描画回路３０１は、入力された開始位置２０３から終了位置２０４まで順に座標位置をずらしながら、ＶＲＡＭ１６０に描画要素２０２のビットマップイメージを書き込む。図４の右図では、線のビットマップイメージをＶＲＡＭ１６０上に書き込んだ状態のイメージを示した。

ＶＲＡＭ１６０上では、ＬＣＤ１８０におけるＸ座標、Ｙ座標に対応するアドレス番地が決められている。線描画回路３０１は、該当するアドレスに対して、指定の色データを書き込むことによって、ＶＲＡＭ１６０上にビットマップイメージを構築する。
ＬＣＤＣ１０８は、ＶＲＡＭ１６０に記録されたビットマップイメージを、ＬＣＤ１８０に画面表示させる。

以上、画面表示処理の詳細について説明した。
次に、設備機器リモコン１００のＧＵＩの特性について説明する。

図５は、設備機器リモコン１００の画面例である。
設備機器用のリモコンでは、機械式のボタンや表示機の代わりに、ソフトウェアによってＬＣＤ１８０上に描画されたボタンや文字が使われる。ユーザーは、リモコンの周辺に設置された機械式のボタンスイッチ１１０を用いて、自分がリモコンに対して指示したい操作内容を入力する。

機械式のスイッチの個数は、画面上のボタンの個数に比べて少ない。したがって、機械式スイッチに対しては、カーソルキーや決定キーなどといった画面上のボタンのいずれを押すかといったメタ機能を割り当てる。

設備機器用のリモコンにおいては、表示画面の変更点のほとんどはカーソルの移動、ソフトウェアボタンの反転、表示数値の変更などであり、画面が全面的に変更することは少ない。これは、ＧＵＩが一般的に普及している携帯ゲーム機器、携帯電話、情報通信機器とは異なる性質である。

次に、ユーザーの操作に基づく画面切替の例を説明する。

まず、ユーザーは設備機器リモコン１００の電源を入れる。電源投入時、ＶＲＡＭ１６０上には画面データがないため、ＬＣＤ１８０には何も表示されない。
ＣＰＵ１２０は、アプリケーションプログラム１３１を読み込み、その規定する動作にしたがって、基本画面５０１を構築する。基本画面５０１は、ユーザーがなにも操作していない時に表示される画面である。基本画面の切り替えを画面切替と呼ぶ。

図５の基本画面５０１が表示されている状態で、ユーザーはリモコン下部に配置されたボタンスイッチ１１０を押す。このとき、画面内にカーソルが出現し、ユーザーの操作内容に従ってカーソルが移動する。

図６は、ユーザーの操作の結果として表示される操作画面６０１の画面例である。「切」と記載されたソフトウェアボタンの色が反転することにより、現在の操作対象が「切」と記載されたソフトウェアボタンであることがユーザーに示される。

このとき、ユーザーはリモコン下部に設置された「決定」と記載されたボタンスイッチ１１０を押すことにより、ソフトウェアボタンである「切」を押したのと同じ動作を行うことができる。これにより、例えば空気調和機の電源を切るなどの遠隔操作を行うことができる。

図７は、図５で示した基本画面５０１と図６で示した操作画面６０１の差分ビットマップイメージ７０１を示す図である。
図５と図６の差は、「切」と記載されたソフトウェアボタンの背景色および文字色が変更された点だけである。このため、差分ビットマップイメージ７０１は、操作画面６０１に比べてデータ量が少なくてすむ。
図５の基本画面５０１が表示されている状態から、図６の操作画面６０１が表示される状態を描画するためには、差分ビットマップイメージ７０１だけを図５の基本画面５０１の上に書き加えればよい。

このように、設備機器リモコン１００の操作画面は、画面のほとんどの部分は基本画面から変更されず、ユーザーのアクションによって変更すべき部分は画面の一部である。

以上、ユーザーの操作に基づく画面切替の例を説明した。
次に、設備機器リモコン１００の電源投入から画面切替までの内部動作を、各機能部の連携動作と併せて説明する。

図８および図９は、画面切替時に、設備機器リモコン１００が基本画面をＬＣＤ１８０に描画するまでの動作フロー図である。画面切替は、電源投入時や操作対象を変更する場合などにのみ発生する。

画面切替が発生すると、設備機器リモコン１００は、ＬＣＤ１８０に表示する基本画面のビットマップイメージの構築を開始する。

図８は、ＣＰＵ１２０の動作を示すフロー図である。
ＣＰＵ１２０は、フラッシュＲＯＭ１３０からアプリケーションプログラム１３１を読み出し、基本画面を描画するための基本画面描画命令１３２をフラッシュＲＯＭ１３０に書き込む。

図９は、グラフィックエンジン１５０の動作を示すフロー図である。
グラフィックエンジン１５０は、フラッシュＲＯＭ１３０に書き込まれた基本画面描画命令１３２を読み込み、これを順に実行して、ＶＲＡＭ１６０上に基本画面のビットマップイメージを構築する。

ＬＣＤＣ１７０は、ＶＲＡＭ１６０上に書き込まれたビットマップイメージを定期的に読み込み、ＬＣＤ１８０で表示するための信号列に変換し、ＬＣＤ１８０に出力する。
信号列は、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）やＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｌｉｎｅ）など、すでに標準化されているものであってもよいし、独自規格のものであってもよい。
これらは、ＬＣＤ１８０の規格に準ずるものとし、それに対応するＬＣＤＣ１７０を選択して実装する。

以上の動作により、画面切替時に新しい基本画面がＬＣＤ１８０上に表示される。

次に、ユーザーがボタンスイッチ１１０を押した時の動作について説明する。

設備機器リモコン１００のＣＰＵ１２０は、ボタンスイッチ１１０の状態変化をトリガとして、ＬＣＤ１８０に表示するための操作画面のビットマップイメージの作成を開始する。

図１０は、ＣＰＵ１２０の動作を示すフロー図である。
ＣＰＵ１２０は、前述した動作によって基本画面を構築するための基本画面描画命令１３２をフラッシュＲＯＭ１３０に既に書き込んでいる。これは、電源投入時に必ず画面切替が発生することから必ず保証される。
ＣＰＵ１２０は、ボタンスイッチ１１０の状態変化が発生した場合に、アプリケーションプログラム１３１が規定する動作にしたがって、画面の変更部分を描画する差分描画命令１４１をＲＡＭ１４０上に書き込む。
次に、グラフィックエンジン１５０は、フラッシュＲＯＭ１３０に書き込まれた基本画面描画命令１３２を読み込み、これを順に実行して、ＶＲＡＭ１６０上に基本画面のビットマップイメージを書き込む。

図１１は、グラフィックエンジン１５０の動作を示すフロー図である。
グラフィックエンジン１５０は、ＲＡＭ１４０に書き込まれた差分描画命令１４１を読み込み、これを順に実行して、ＶＲＡＭ１６０上に差分イメージのビットマップイメージを書き込む。
このとき、ＶＲＡＭ１６０上にはすでに基本画面のビットマップイメージがあるため、基本画面の一部が差分イメージに置き換わる。以上の動作により、操作画面のビットマップイメージがＶＲＡＭ１６０上に構築される。

ＬＣＤＣ１７０は、ＶＲＡＭ１６０上に書き込まれたビットマップイメージを定期的に読み込み、ＬＣＤ１８０で表示するための信号列に変換し、ＬＣＤ１８０に出力する。

以上の動作により、ＬＣＤ１８０上には、ユーザーがボタンスイッチ１１０に対して行ったアクションに応答した操作画面が描画される。

以上のように、本実施の形態１に係る設備機器リモコン１００は、ＣＰＵ１２０とは別にグラフィックエンジン１５０を備え、グラフィックエンジン１５０は、不揮発性メモリー（フラッシュＲＯＭ１３０）上に格納された描画命令を読み込んで画面を描画する。
即ち、ＧＵＩのビットマップイメージ描画に係る処理は、ＣＰＵ１２０から切り離されており、グラフィックエンジン１５０がＣＰＵ１２０に代わってこれを実行する。
これにより、ＣＰＵ１２０が実行するソフトウェアの動作によって画面を描画する場合と比較して、画面の描画速度を高速化することができる。

また、本実施の形態１に係る設備機器リモコン１００では、ＣＰＵ１２０とグラフィックエンジン１５０が並列に動作する。
これにより、ＣＰＵ１２０が画面切替時に一度だけフラッシュＲＯＭ１３０に基本画面描画命令１３２を書き込んでおけば、以後の同一画面の描画処理は、グラフィックエンジン１５０のみで実行することができる。
そのため、ＣＰＵ１２０の演算リソースは、ＧＵＩ処理以外のプログラムの実行に割り当てることができる。

また、本実施の形態１に係る設備機器リモコン１００では、ボタンスイッチ１１０を設け、スイッチの押し上げ、押し下げ状態をＣＰＵ１２０がポートに入力された電圧を計測することによって判定する。
これにより、ＣＰＵ１２０は、現在表示されている画面が基本画面と操作画面のいずれであるかを区別することができ、ユーザーが操作中でない場合はスリープ状態にするなどにより、消費電力を低減することができる。

また、本実施の形態１において、前述した差分イメージ７０１は、表示画面に比べてイメージのサイズが小さく、必要となる描画命令の数も少ない。これにより、表示イメージの全体の描画命令をＲＡＭ１４０に書き込む場合と比較して、少ないＲＡＭ容量で設備機器リモコン１００を構成することができる。

また、本実施の形態１に係る設備機器リモコン１００では、画面のビットマップイメージを描画処理専用のＶＲＡＭ１６０に記憶する。
このようにＶＲＡＭ１６０とＲＡＭ１４０を分けることにより、同じデータをグラフィックエンジン１５０とＣＰＵ１２０の両方から同時にアクセスして競合が発生してしまう頻度が少なくなる。

また、本実施の形態１に係る設備機器リモコン１００では、基本画面の描画処理と操作画面の描画処理を分け、操作画面は、基本画面の描画に差分の描画を追加的に行うことによって構築する方法を用いる。
これにより、操作画面の描画を高速に行うことができる。また必要とするＲＡＭ１４０の容量を削減することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、ＣＰＵ１２０が差分描画命令をＲＡＭ１４０に書き込み、グラフィックエンジン１５０はその差分描画命令にしたがって差分イメージをＶＲＡＭ１６０に書き込むことを説明した。
本発明の実施の形態２では、ＣＰＵ１２０が自ら差分イメージを生成してＶＲＡＭ１６０に書き込む構成と動作を説明する。

図１２は、本実施の形態２に係る設備機器リモコン１００の機能ブロック図である。
本実施の形態２では、ＶＲＡＭ１６０を、ＲＡＭ１４０、ＣＰＵ１２０、およびグラフィックエンジン１５０と同じバス線上に接続する。
その他の構成は、実施の形態１で説明したものと概ね同様であるが、画面描画に係る動作が実施の形態１と異なる。以下、差異点を中心に説明する。

図１３は、本実施の形態２における画面描画の動作フロー図である。以下、図１３を用いて画面描画の動作を、下記ステップ（１）〜（６）で説明する。

（１）ＣＰＵ１２０は、実施の形態１と同様に、基本画面描画命令１３２をフラッシュＲＯＭ１３０に書き込む。
（２）グラフィックエンジン１５０は、画面切替時にフラッシュＲＯＭ１３０から基本画面描画命令１３２を読み込んで、ＶＲＡＭ１６０に基本画面のビットマップイメージを書き込む。

（３）ユーザーがボタンスイッチ１１０を操作すると、ＣＰＵ１２０は、ＶＲＡＭ１６０からその時点における画面のビットマップイメージを読み込む。このとき、ＣＰＵ１２０は、ユーザーが操作した対象となった部分の画面ビットマップイメージのみを、ＶＲＡＭ１６０から取得する。

（４）ＣＰＵ１２０は、ＶＲＡＭ１６０から取得したビットマップイメージに色反転演算を行って差分イメージを算出する。色反転演算とは、白い点を黒い点にするなど、元の色を補色に変換する演算である。

（５）ＣＰＵ１２０は、生成した差分イメージをＶＲＡＭ１６０に書き込む。
（６）ＬＣＤＣ１７０は、定期的にＶＲＡＭ１６０からビットマップイメージを読み込み、ＬＣＤ１８０にＶＲＡＭ１６０上の画面ビットマップイメージを表示させる。

以上、本実施の形態２における画面描画の動作を説明した。
なお、ＣＰＵ１２０が実行する差分イメージ生成処理等は、アプリケーションプログラム１２１に記述して規定しておく。ＣＰＵ１２０は、これにしたがって上述の動作を実行する。

以上のように、本実施の形態２に係る設備機器リモコン１００では、ＶＲＡＭ１６０をＣＰＵ１２０と同じバスライン上に接続している。
そのため、ＣＰＵ１２０は、操作画面を描画する時に、差分描画命令をＲＡＭ１４０に書き込むことなく、直接ＶＲＡＭ１６０に差分イメージを書き込むことができる。これにより、必要とするＲＡＭ１４０の容量を削減することができる。

また、本実施の形態２に係る設備機器リモコン１００において、ＣＰＵ１２０は、操作画面を描画する時に、ＶＲＡＭ１６０に格納されているビットマップイメージを読み出し、これを直接用いて差分イメージを生成する。
これにより、ＲＡＭ１４０上に同じデータを二重持ちする必要がなくなり、ＲＡＭ１４０の使用量を削減することができる。

また、本実施の形態２に係る設備機器リモコン１００において、ＣＰＵ１２０は、差分イメージを直接ＶＲＡＭ１６０に書き込む。
この方法を用いることにより、グラフィックエンジン１５０が処理する描画命令の量を減らすことができ、画面のレスポンスが向上する。

また、本実施の形態２に係る設備機器リモコン１００において、ＣＰＵ１２０は、色反転演算を行って差分イメージを算出する、
この方法を用いることにより、現在描画されている色と差分イメージの色が同じになってしまうことを防ぐことができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、設備機器リモコン１００の外部からフラッシュＲＯＭ１３０にデータを書き込むことのできる構成と、これを利用した画面描画動作を説明する。その他の構成は、実施の形態１〜２と同様である。
以下では、実施の形態１の構成を用いて説明するが、実施の形態２の構成を用いて同様の効果を発揮できることを付言しておく。

図１４は、本実施の形態３に係る設備機器リモコン１００の機能ブロック図である。
本実施の形態３に係る設備機器リモコン１００は、フラッシュＲＯＭ読み書き端子１４０１を備える。

フラッシュＲＯＭ読み書き端子１４０１は、電気的にフラッシュＲＯＭ１３０の読み書き用のポートに接続された端子である。設備機器リモコン１００の外部にフラッシュＲＯＭ書き込み装置１５０１を接続することにより、設備機器リモコン１００の外部から直接フラッシュＲＯＭ１３０にデータを書き込むことができる。

フラッシュＲＯＭ書き込み装置１５０１は、専用の書き込み装置で構成することもできるし、パソコンのような汎用機器で構成することもできる。

本実施の形態３において、ユーザーは、フラッシュＲＯＭ読み書き端子１４０１を利用して、基本画面描画命令１３２を設備機器リモコン１００の外部からフラッシュＲＯＭ１３０に書き込んでおき、これを基本画面の描画に利用する。

図１５は、フラッシュＲＯＭ書き込み装置１５０１が基本画面描画命令１３２をフラッシュＲＯＭ１３０に書き込む動作フロー図である。以下、図１５を用いて同動作について下記ステップ（１）〜（４）で説明する。

（１）ユーザーは、設備機器リモコン１００の電源を入れる前に、フラッシュＲＯＭ書き込み装置１５０１をフラッシュＲＯＭ読み書き端子１４０１に接続する。
（２）フラッシュＲＯＭ書き込み装置１５０１は、基本画面を描画するための基本画面描画命令１３２を、フラッシュＲＯＭ１３０に書き込む。

（３）アプリケーションプログラム１３１には、基本画面描画命令１３２の先頭アドレスをテーブルとして記述しておく。あるいは、フラッシュＲＯＭ書き込み装置１５０１が、フラッシュＲＯＭ１３０の所定アドレスに上記テーブルを書き込んでおいてもよい。
ＣＰＵ１２０は、基本画面を描画する時に、上記テーブルを参照して基本画面描画命令の先頭アドレスを取得し、グラフィックエンジン１５０のレジスタ（図示せず）に書き込む。フラッシュＲＯＭ１３０に基本画面描画命令が書き込まれていなければ、他の実施の形態と同様に基本画面描画命令を生成してフラッシュＲＯＭ１３０に書き込んでもよい。

（４）グラフィックエンジン１５０は、新たに書き込まれたレジスタ値の指すアドレスから、順に描画命令を実行する。デリミタ命令を読み込むと、描画処理を終了する。

以上のように、本実施の形態３に係る設備機器リモコン１００では、外部に接続されたフラッシュＲＯＭ書き込み装置１５０１から、基本画面描画命令１３２をフラッシュＲＯＭ１３０に書き込む。
フラッシュＲＯＭ書き込み装置１５０１は、設備機器リモコン１００とは別の装置であるので、設備機器リモコン１００のＣＰＵ１２０が起動する前に、あらかじめフラッシュＲＯＭ１３０に基本画面描画命令１３２を書き込んでおくことができる。
これにより、ＣＰＵ１２０が起動する前の段階で表示する画面、例えばスタートアップ画面などで、基本画面を表示することができる。

また、本実施の形態３において、実施の形態２で説明したように、ＶＲＡＭ１６０をＣＰＵ１２０等と同じバス線上に配置した場合、ＣＰＵ１２０はＶＲＡＭ１６０に対して、差分イメージを直接書き込む。
この場合、ＲＡＭ１４０は差分描画命令１４１を記憶する必要がないため、ＲＡＭ１４０の必要容量を小さくすることができる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４では、複数の種類の基本画面を設け、それぞれの基本画面に対応する複数の基本画面描画命令１３２をフラッシュＲＯＭ１３０に書き込んで、これを切り替えることにより基本画面の切り替えを行う動作を説明する。
なお、その他の構成や動作は実施の形態１〜３と同様であるため、以下では差異点を中心に説明する。

以下、実施の形態３で説明した構成を例にとり、設備機器リモコン１００の画面描画処理を、下記ステップ（１）〜（４）で説明する。他の実施の形態で説明した構成についても、同様の動作を行うことができることを付言しておく。

（１）フラッシュＲＯＭ書き込み装置１５０１は、フラッシュＲＯＭ１３０に、複数の基本画面それぞれに対応する複数の基本画面描画命令１３２を書き込む。このとき、フラッシュＲＯＭ１３０のアドレス上では、「基本画面１の複数の描画命令」、「基本画面２の複数の描画命令」、「基本画面３の複数の描画命令」、・・・といった配列になる。各基本画面描画命令１３２の間には、デリミタ命令を挿入しておく。

（２）アプリケーションプログラム１３１には、フラッシュＲＯＭ１３０上における上記複数の基本画面描画命令それぞれの先頭アドレスを、全てテーブルとして記述しておく。あるいは、フラッシュＲＯＭ書き込み装置１５０１が、フラッシュＲＯＭ１３０の所定アドレスに上記テーブルを書き込んでおいてもよい。

（３）ＣＰＵ１２０は、基本画面を他の基本画面に切り替える時は、上記テーブルを参照して、切り替え後の基本画面描画命令１３２の先頭アドレスを取得し、グラフィックエンジン１５０のレジスタ（図示せず）に書き込む。

（４）グラフィックエンジン１５０は、新たに書き込まれたレジスタ値の指すアドレスから、順に基本画面描画命令を実行する。デリミタ命令を読み込むと処理を終了する。

以上のように、本実施の形態４によれば、ＣＰＵ１２０はグラフィックエンジン１５０のレジスタを書き換えるのみで、表示画面を切り替えることができる。これにより、画面切替に必要となる時間を大幅に短縮することができる。

なお、実施の形態１〜２で説明した構成を採用する場合は、ＣＰＵ１２０が複数の基本画面毎に、対応する基本画面描画命令１３２をフラッシュＲＯＭに書き込むとともに、書き込み先アドレスをＲＡＭ１４０等に記憶させておけばよい。

実施の形態５．
本発明の実施の形態５では、アプリケーションプログラム１３１の詳細例について説明する。その他の構成は、実施の形態１〜４と同様である。

図１６は、フラッシュＲＯＭ１３０内に記憶されたアプリケーションプログラム１３１および基本画面描画命令１３２の構成例を示す図である。
アプリケーションプログラム１３１は、設備機器通信プログラム１６０１、監視プログラム１６０２、ＧＵＩプログラム１６０３から構成される。
これらのプログラムは、それぞれ独立したアドレス番地に記録されている。また、基本画面描画命令１３２は、これらのプログラムとは異なる番地に配置される。描画命令２０５の終端の次には、デリミタ命令２０６が書き込まれる。

設備機器通信プログラム１６０１は、設備機器と通信を行って設備機器の状態情報を取得するための動作を規定している。設備機器の状態情報とは、例えば、現在の設定温度、電源の状態などである。
これらの情報は、ＲＡＭ１４０などを介して、ＧＵＩプログラム１６０３が規定する動作に引き継がれる。同様に、ユーザーが操作した結果は、ＲＡＭ１４０などを介して、設備機器通信プログラム１６０１が規定する動作に引き継がれる。
各プログラムを実行するのはいずれもＣＰＵ１２０であるが、見かけ上は、各プログラム間で情報が引き継がれるかのような動作が行われることになる。

監視プログラム１６０２は、設備機器通信プログラム１６０１とＧＵＩプログラム１６０３の間の情報のやりとりを監視し、誤った情報が受け渡しされていないかを随時確認するための動作を規定する。
設備機器通信プログラム１６０１とＧＵＩプログラム１６０３の間の情報の交換は、例えばＲＡＭ１４０上の所定のアドレスに配置されたメモリーバッファーを介して行う。
ＣＰＵ１２０は、監視プログラム１６０２が規定する動作にしたがって、メモリーバッファに書き込まれた内容をチェックし、情報が不正である場合には、無効化命令をＲＡＭ１４０に書き込んでその情報を無効化する。

ＧＵＩプログラム１６０３は、設備機器通信プログラム１６０１から引き継がれた情報とユーザーの操作内容を元に、画面を描画するための動作を規定する。

従来、アプリケーションプログラム１３１を構成する各プログラムは、プログラム間の参照関係を解決するために、一括して開発する必要があった。
本実施の形態５では、図１６に示すように、設備機器通信プログラム１６０１とＧＵＩプログラム１６０３をそれぞれ異なるアドレスに配置し、メモリーバッファを介してのみ情報をやりとりする。
これにより、それぞれのプログラムを別の開発者が開発することができ、開発効率が向上する。

また、本実施の形態５では、ＣＰＵ１２０は、メモリーバッファの中身を監視プログラム１６０２が規定する動作にしたがって監視する。
これにより、誤って不正な値がやりとりされてしまうことを防止することができ、設備機器リモコン１００のソフトウェア部の動作の信頼性を向上させることができる。

１００ 設備機器リモコン、１１０ ボタンスイッチ、１２０ ＣＰＵ、１３０ フラッシュＲＯＭ、１３１ アプリケーションプログラム、１３２ 基本画面描画命令、１４０ ＲＡＭ、１４１ 差分描画命令、１５０ グラフィックエンジン、１６０ ＶＲＡＭ、１７０ ＬＣＤＣ、１８０ ＬＣＤ、２０１ 描画命令、２０２ 描画要素、２０３ 開始位置、２０４ 終了位置、２０５ 描画命令、２０６ デリミタ命令、３０１ 線描画回路、３０２ 点描画回路、３０３ 円描画回路、３０４ 文字描画回路、１６０１ 設備機器通信プログラム、１６０２ 監視プログラム、１６０３ ＧＵＩプログラム、５０１ 基本画面、６０１ 操作画面、７０１ 差分イメージ、１４０１ フラッシュＲＯＭ読み書き端子、１５０１ フラッシュＲＯＭ書き込み装置。

Claims (14)

1. 電子機器を遠隔操作する操作端末であって、
   プログラムが規定する動作にしたがって前記電子機器と遠隔通信する演算装置と、
   前記演算装置がデータを書き込みまたは読み出すメモリーと、
   当該操作端末に対する操作が行われる前の状態で表示する基本画面を描画すべき旨の基本画面描画命令を記憶する不揮発性メモリーと、
   前記基本画面描画命令にしたがって前記基本画面のビットマップイメージを構築する描画処理装置と、
   前記ビットマップイメージを画面表示する表示部と、
   を備えたことを特徴とする操作端末。
2. 前記演算装置は、
   当該操作端末の電源投入時に前記基本画面描画命令を前記不揮発性メモリーに書き込む
   ことを特徴とする請求項１記載の操作端末。
3. 押下操作を受け付けてその旨の信号を出力する操作ボタンを備え、
   前記演算装置は、
   前記操作ボタンが押下された旨の信号を受け取ると、
   当該操作端末が操作されているときに表示する操作中画面を描画すべき旨の描画命令を出力する
   ことを特徴とする請求項２記載の操作端末。
4. 押下操作を受け付けてその旨の信号を出力する操作ボタンを備え、
   前記演算装置は、
   前記操作ボタンが押下された旨の信号を受け取ると、
   当該操作端末が操作されているときに表示する操作中画面と前記基本画面の差分を描画すべき旨の差分描画命令を前記メモリーに書き込み、
   前記描画処理装置は、
   前記不揮発性メモリーから前記基本画面描画命令を読み込んで前記基本画面のビットマップイメージを構築した後、
   前記メモリーから前記差分描画命令を読み込んで前記差分のビットマップイメージを構築し前記基本画面のビットマップイメージに書き加える
   ことを特徴とする請求項２記載の操作端末。
5. 前記表示部が表示する画面のビットマップイメージを記憶するビデオメモリーを備え、
   前記ビデオメモリーは前記描画処理装置と前記表示部に接続されており、
   前記描画処理装置は、
   構築した画面のビットマップイメージを前記ビデオメモリーに書き込む
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の操作端末。
6. 前記表示部が表示する画面のビットマップイメージを記憶するビデオメモリーと、
   押下操作を受け付けてその旨の信号を出力する操作ボタンと、
   を備え、
   前記ビデオメモリーは、
   前記演算装置、前記描画処理装置、および前記表示部に接続されており、
   前記描画処理装置は、
   前記不揮発性メモリーから前記基本画面描画命令を読み込んで前記基本画面のビットマップイメージを構築して前記ビデオメモリーに書き込み、
   前記演算装置は、
   当該操作端末の電源投入時に前記基本画面描画命令を前記不揮発性メモリーに書き込み、
   前記操作ボタンが押下された旨の信号を受け取ると、
   前記基本画面と前記操作中画面の差分のビットマップイメージを構築して前記ビデオメモリーに書き込む
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の操作端末。
7. 前記演算装置は、
   前記操作ボタンが押下されている旨の信号を受け取ると、
   前記ビデオメモリーに書き込まれているビットマップイメージを読み込み、
   そのビットマップイメージと前記操作中画面の差分のビットマップイメージを構築して前記ビデオメモリーに書き込む
   ことを特徴とする請求項６記載の操作端末。
8. 当該操作端末の外部から前記不揮発性メモリーに前記基本画面描画命令を書き込むための端子を備え、
   前記描画処理装置は、
   当該操作端末の電源が投入されると、
   前記不揮発性メモリーに前記基本画面描画命令が書き込まれていれば、
   書き込まれている前記基本画面描画命令にしたがって前記基本画面のビットマップイメージを構築する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の操作端末。
9. 前記不揮発性メモリーは、
   複数の前記基本画面毎に対応する前記基本画面描画命令を異なるアドレス上に記憶し、
   前記演算装置は、
   前記基本画面を他の前記基本画面に切り替える際に、
   切り替え後の画面に対応する前記基本画面描画命令の記憶先アドレスを前記描画処理装置に通知し、
   前記描画処理装置は、
   そのアドレスから前記基本画面描画命令を読み出して切り替え後の前記基本画面のビットマップイメージを構築する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の操作端末。
10. 前記不揮発性メモリーは、
    前記演算装置が前記電子機器と遠隔通信する際の動作を規定した通信プログラムと、
    前記演算装置が画面の描画命令を出力する際の動作を規定した描画プログラムと、
    をそれぞれ異なるアドレス上に格納しており、
    前記演算装置は、
    前記通信プログラムが規定する動作にしたがって前記電子機器と遠隔通信し、
    前記描画プログラムが規定する動作にしたがって画面の描画命令を出力する
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の操作端末。
11. 前記不揮発性メモリーは、
    前記演算装置が前記メモリー上の不正データをチェックする際の動作を規定した監視プログラムを格納しており、
    前記演算装置は、
    前記通信プログラムと前記描画プログラムのいずれか一方が規定する動作にしたがって前記メモリーにデータを書き込み、
    もう一方が規定する動作にしたがって前記メモリーからそのデータを読み出し、
    前記監視プログラムが規定する動作にしたがって前記メモリーに不正データが書き込まれていないかをチェックする
    ことを特徴とする請求項１０記載の操作端末。
12. 電子機器を遠隔操作する操作端末が備える表示部に画面を表示する方法であって、
    当該操作端末に対する操作が行われる前の状態で表示する基本画面を描画すべき旨の基本画面描画命令を生成する第１ステップと、
    当該操作端末が操作されているときに表示する操作中画面を描画すべき旨の描画命令を生成する第２ステップと、
    前記基本画面描画命令にしたがって前記基本画面のビットマップイメージを生成する第３ステップと、
    前記操作中画面を描画すべき旨の描画命令にしたがって前記操作中画面のビットマップイメージを生成し前記基本画面のビットマップイメージに書き加える第４ステップと、
    を有することを特徴とする操作端末の画面表示方法。
13. 前記第２ステップでは、
    前記基本画面と前記操作中画面の差分を描画すべき旨の差分描画命令を生成し、
    前記第４ステップでは、
    前記差分描画命令にしたがって前記基本画面と前記操作中画面の差分のビットマップイメージを生成し前記基本画面のビットマップイメージに書き加える
    ことを特徴とする請求項１２記載の操作端末の画面表示方法。
14. 電子機器を遠隔操作する操作端末が備える表示部に画面を表示する方法であって、
    当該操作端末に対する操作が行われる前の状態で表示する基本画面を描画すべき旨の基本画面描画命令を生成する第１ステップと、
    前記基本画面描画命令にしたがって前記基本画面のビットマップイメージを生成する第２ステップと、
    前記基本画面のビットマップイメージと、当該操作端末が操作されているときに表示する操作中画面のビットマップイメージとの差分のビットマップイメージを構築する第３ステップと、
    前記差分のビットマップイメージを前記基本画面のビットマップイメージに書き加える第４ステップと、
    を有することを特徴とする操作端末の画面表示方法。

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