JP2016065790A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理負荷が少なく見栄えの良い指針式計器画像を表示する車両用表示装置を提供する。【解決手段】車両用表示装置は、画像を表示するディスプレイと、指示軌跡に沿って移動可能な指針画像と指針画像に指示される目盛図形とを有した計器画像をディスプレイに表示させる制御手段と、を備え、指示軌跡上の任意の点において仮想光源Ｌからの光の影響を指針画像に反映させた基準指針画像１６，１７，１８を少なくとも指示軌跡上の２点に対応して記憶した記憶手段を備え、制御手段は、基準指針画像１６，１７，１８に対応する指示軌跡上の各点外の点において、基準指針画像１６，１７，１８に基いた内挿または／および外挿によって指針画像を生成する。【選択図】図５

Description

本発明は、指針式計器画像を表示する車両用表示装置に関する。

従来、画像によって指針式計器を表示する車両用表示装置として、実物の指針式計器のように陰影を表現して見栄えを良くするものが、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１は、車両内に光を入射させる光源の位置と、運転者の視線方向と、指針式計器の形状データとに基づいて、光源からの光の影響を反映させた指針式計器を表示するものである。

特開２０１０−５８６３３号公報

しかしながら、特許文献１においては、指針式計器が表示する車両の計測値の変化する度に、仮想空間上における仮想光源からの光の影響を仮想空間上に配置した指針式計器に反映させる演算を行わなければならず、処理負荷が大きいという点で改善の余地がある。

本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、処理負荷が少なく見栄えの良い指針式計器画像を表示する車両用表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用表示装置１は、
画像を表示するディスプレイ１０と、
指示軌跡に沿って移動可能な指針画像と前記指針画像に指示される目盛図形とを有した計器画像を前記ディスプレイに表示させる制御手段１１と、
を備えた車両用表示装置１であって、
前記指示軌跡上の任意の点において仮想光源Ｌからの光の影響を前記指針画像に反映させた基準指針画像１６，１７，１８を少なくとも前記指示軌跡上の２点に対応して記憶した記憶手段１２を備え、
前記制御手段１１は、前記基準指針画像１６，１７，１８に対応する前記指示軌跡上の各点外の点において、前記基準指針画像１６，１７，１８に基いた内挿または／および外挿によって前記指針画像を生成する。

また、好ましくは、車両用表示装置１の
前記記憶手段１２は、少なくとも前記指示軌跡上の両端の２点に対応した基準指針画像１６，１８を記憶し、
前記制御手段１１は、前記基準指針画像１６，１８に対応する前記指示軌跡上の各点間において、前記基準指針画像１６，１８に基づいた各画素の内挿によって前記指針画像を生成する。

また、好ましくは、車両用表示装置１の
前記記憶手段１２に記憶される前記基準指針画像１６，１７，１８は、形状データとテクスチャデータによって生成され、
前記制御手段１１は、前記基準指針画像１６，１７，１８に対応する前記指示軌跡上の各点間において、前記基準指針画像１６，１７，１８の形状データとテクスチャデータの内挿によって前記指針画像を生成する。

本発明によれば、処理負荷が少なく見栄えの良い指針式計器画像を表示する車両用表示装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態である車両用表示装置の正面図。 本発明の第１実施形態の電気的構成図。 本発明の第１実施形態の指針表示フローチャート図。 本発明の第１実施形態の基準指針画像を示す図。 本発明の第１実施形態の指針表示を示す図。 本発明の第２実施形態である車両用表示装置の電気的構成図。 本発明の第２実施形態の基準指針画像生成フローチャート図。

以下、図１から図７に基づいて、本発明を車両に搭載される車両用表示装置に適用した実施形態を説明する。

（第１実施形態）
本発明を適用した第１実施形態である車両用表示装置１は、図１に示すように、車両のインストルメントパネル２内にステアリング３を操作しつつ視認可能に組み込まれる。車両用表示装置１には、車両の走行速度やエンジン回転数などの計測値を目盛りや数字からなる目盛図形と、目盛図形を指示する指針と、を有する指針式計器が画像によって表示される。

車両用表示装置１は、ディスプレイ１０と、制御手段１１と、長期記憶手段１２と、一時記憶手段１３と、を備え、車内ネットワーク１４と電気的に接続している。

ディスプレイ１０は、例えば、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶層を封入した液晶セルの前後両面に偏光板を貼着した液晶表示器であり、後述する制御手段１１に制御に応じて画像を表示する。

制御手段１１は、例えば、２次元平面上の情報（画像）を描画する２Ｄ描画機能を有するマイクロコンピュータからなる演算装置である。２Ｄ描画機能は、画像の重ねあわせや、２画像を任意の比率で合成（アルファブレンディング合成）、画像の拡大・縮小や回転などの機能を有する。
制御手段１１は、ディスプレイ１０と、長期記憶手段１２と、一時記憶手段１３と、車内ネットワーク１４と、外光条件特定手段１５と電気的に接続し、後述する車内ネットワーク１４と外光条件特定手段１５からの入力に応じて、ディスプレイ１０に目盛図形と、目盛図形上を指示軌跡に沿って指針を回動させて計測値を画像によって表示する。

長期記憶手段１２は、例えば、フラッシュメモリからなる電源が供給されていない間も情報を保持することができる不揮発性の記憶装置である。長期記憶手段１４には、制御手段１１の制御プログラムや、目盛りや数字からなる目盛図形画像と、目盛図形を指示する指針の基準データとなる基準指針画像１６，１７，１８と、影画像１９からなる画像データが記憶されている。

長期記憶手段１２に記憶されている基準指針画像１６，１７，１８は、予め仮想光源Ｌからの光の影響を指示軌跡上の任意の点において反映させて生成した指針画像である。基準指針画像１６，１７，１８は、大きさおよび形状が同一の指針画像として構成される。また、指示軌跡上の各点は、計測値に対応しており、基準指針画像１６と基準指針画像１８が指示軌跡上の両端の点（計測値の下限値と上限値）に対応し、基準指針画像１７が指示軌跡上の中央の点（計測値の中央値）に対応している。

一時記憶手段１３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）からなる電源を供給している間だけ情報を保持できる揮発性の記憶装置であり、長期記憶手段１４に比べ高速に読み書きができる。一時記憶手段１３は、制御手段１１の制御プログラムや、制御プログラムによる演算結果等を一時的に記憶するための作業記憶領域として機能する。

車内ネットワーク１４は、例えば、ＣＡＮ(Controller Area Network)などの通信規約に準じて車両に搭載される各種制御機器間が相互に情報をやり取りする通信網である。車内ネットワーク１４から車両の走行速度やエンジン回転数などの各種車両情報が定期的に制御手段１１に入力される。

次に、制御手段１１による指針表示の手順について図３から図５に基づいて説明する。

（ステップＳ１１）
制御手段１１は、車内ネットワーク１４から入力される車両情報を複数回分サンプリングし、平滑化や遅延処理を施して計測値として決定する。

（ステップＳ１２）
制御手段１１は、ステップＳ１で決定した計測値が長期記憶手段１２に記憶された基準指針画像１６，１７，１８に対応する計測値と略同一であるか否かを判定し、略同一であるならばステップＳ１３に進み、そうでないならばステップＳ１４に進む。

（ステップＳ１３）
制御手段１１は、ステップＳ１で決定した計測値に最も近い基準指針画像を指針画像として選択し、ステップＳ１５に進む。

（ステップＳ１４）
制御手段１１は、ステップＳ１で決定した計測値を挟み、計測値に近い２つの基準指針画像を選出し、選出した２つの基準指針画像の各画素の画素値の内挿によって補間基準指針画像を生成し、指針画像として選択する。
具体的には、計測値に対応する補間基準指針画像１６１７を生成するにあたっては、補間基準指針画像１６１７に対応する計測値を挟む２つの基準指針画像１６，１７を選出し、補間基準指針画像１６１７に対応する計測値と各基準指針画像１６，１７との差分の比率によって定められたブレンディング比率で各基準指針画像１６と１７をアルファブレンディング合成する。
制御手段１１は、補間基準指針画像を生成し指針画像として選択した後、ステップＳ１５へ進む。

（ステップＳ１５）
制御手段１１は、ステップＳ１で決定した計測値に対応する指示軌跡上の点を指示する角度に、ステップＳ３あるいはステップＳ４で決定された指針画像を点Ｐ１を中心に回転させる。また、影画像１９も同様に点Ｐ２を中心に回転させる。

（ステップＳ１６）
制御手段１１は、下から順に目盛図形画像、影画像１９、指針画像の順に重ねあわせてディスプレイ１０に画像表示させる。

制御手段１１は、ステップＳ１１からＳ１６の処理を車内ネットワーク１４から車両情報が入力される毎に繰返し行う。

以上、本発明を適用した第１実施形態を説明した。このように構成することで、実物に近い見栄えの良い指針式計器画像を表示する車両用表示装置を提供することができる。また、制御手段１１は、仮想３次元空間上に配置した仮想立体物に仮想光源Ｌからの光の影響を反映させる演算をすることなく、２次元平面上の情報（画像）を描画する２Ｄ描画機能のみによって構成できるので、比較的安価な演算装置で実現できる。および、指示軌跡上の全ての点に対応する指針画像を全て記憶するのに比べ、長期記憶手段１２の記憶容量を少なく抑えることができる。

また、本発明に係る車両用表示装置１は、次に説明する第２実施形態のように仮想光源Ｌの位置を可変とし、仮想光源Ｌの変化に応じて基準指針画像１６，１７，１８を生成するものであってもよい。

（第２実施形態）
本発明を適用した第２実施形態である車両用表示装置１は、図６に示すように、第１実施形態に加え、外光条件特性手段１５が制御手段１１に電気的に接続されている。外光条件特性手段１５は、例えば、車両のインストルメントパネル２に搭載され車両用表示装置１の周囲に照射される光量を検出する複数の光センサからなり、制御手段１１に車両用表示装置１のどちらからどの程度の光が照射されたかを数値によって入力する。

制御手段１１は、２次元平面上の情報（画像）を描画する２Ｄ描画機能に加え、仮想３次元空間上に配置した仮想立体物を２次元平面上の情報に変換できる３Ｄ描画機能を有するマイクロコンピュータからなる演算装置である。
長期記憶手段１２には、目盛りや数字からなる目盛図形画像と影画像１９に加え、基準指針画像の形状データと、基準となるテクスチャデータが記憶されており、制御手段１１は、後述する外光条件特性手段１５からの入力に応じて仮想光源Ｌの位置を定め、長期記憶手段１２に記憶された基準指針画像の形状データとテクスチャデータを基に、仮想光源Ｌからの光の影響を指示軌跡上の任意の点において反映させた基準指針画像１６，１７，１８を生成し長期記憶手段１２に記憶する。
制御手段１１は、長期記憶手段１２に記憶された基準指針画像１６，１７，１８を用いて、第１実施形態である車両用表示装置１のステップＳ１１からステップＳ１５に示した指針表示を定期的に実行する。

次に、制御手段１１による基準指針画像の生成手順について図７に基づいて説明する。

（ステップＳ２１）
制御手段１１は、外光条件特性手段１５から入力された数値を基に、制御手段１１に車両用表示装置１のどちらからどの程度の光が照射されたかを判断し、仮想光源Ｌの仮想空間上における位置を定める。

（ステップＳ２２）
制御手段１１は、ステップＳ２１で定められた仮想光源Ｌの仮想空間上における位置が前回の位置と異なる場合、ステップＳ２２へ進む。そうでない場合は、ステップＳ２１へ戻る。

（ステップＳ２３）
制御手段１１は、仮想空間上に仮想光源Ｌを配置すると共に、テクスチャデータを貼付した形状データを指示軌跡上の両端の点（計測値の下限値と上限値）と中央の点（計測値の中央値）それぞれに配置し、仮想空間上における仮想光源Ｌからの光の影響をテクスチャデータを付与した形状データに反映させ、２次元平面上の情報（画像）に変換して基準指針画像１６，１７，１８として生成する。仮想光源からの光の影響を反映させるにあたって、反射光や環境光など演算によって反映させることが見栄えを良くする点で好ましいが、実物に近い光源の演算を行うほど演算負荷が大きくなる。

（ステップＳ２４）
制御手段１１は、ステップＳ２３で生成した基準指針画像を長期記憶手段１１に上書きして記憶する。

制御手段１１は、以上のステップＳ２１からＳ２４の処理を第１実施形態のステップＳ１１の前に定期的に実行する。

以上、本発明を適用した第２実施形態を説明した。このように構成することで、より実物に近い表現となり、より見栄えの良い指針式計器画像を表示する車両用表示装置を提供できる。また、第１実施形態に比べ仮想光源Ｌの位置に変化があったときに１度だけ仮想光源Ｌからの光の影響を反映させる演算を行うだけでよいため、指針画像の回動に合わせて逐次光の影響を反映させる演算を行う方法に比べ処理負荷を低減することができる。

以上、本発明を適用した各実施形態を例に挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

例えば、画素値の内挿によって補間基準指針画像を生成したが、基準指針画像が形状データと形状データに貼付するテクスチャデータの組みで構成されている場合においては、基準指針画像同士の形状データの各座標値とテクスチャデータの各画素値のそれぞれの内挿によって補間基準指針画像を生成してもよい。

また、基準指針画像の内挿によって補間基準指針画像を生成したが、基準指針画像の各点間の内挿に限らず、各基準指針画像から基準指針画像の各点間の外側の点について、各基準指針画像の各点における画素値に基づいた一時関数による直線外挿によって補間基準指針画像のあるべき姿を推定して生成してもよい。

本発明は、車両やオートバイ、あるいは農業機械や建築機械を備えた移動体に搭載される車両用表示装置として好適である。

１ ：車両用表示装置
１０ ：ディスプレイ
１１ ：制御手段
１２ ：記憶手段
１３ ：一時記憶手段
１４ ：車内ネットワーク
１５ ：外光条件特定手段
１６ ：基準指針画像
１７ ：基準指針画像
１８ ：基準指針画像
１６１７：補間指針画像
１７１８：補間指針画像
２ ：インストルメントパネル
３ ：ステアリング

Claims (3)

1. 画像を表示するディスプレイと、
   指示軌跡に沿って移動可能な指針画像と前記指針画像に指示される目盛図形とを有した計器画像を前記ディスプレイに表示させる制御手段と、
   を備えた車両用表示装置であって、
   前記指示軌跡上の任意の点において仮想光源からの光の影響を前記指針画像に反映させた基準指針画像を少なくとも前記指示軌跡上の２点に対応して記憶した記憶手段を備え、
   前記制御手段は、前記基準指針画像に対応する前記指示軌跡上の各点外の点において、前記基準指針画像に基いた内挿または／および外挿によって前記指針画像を生成する
   ことを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記記憶手段は、少なくとも前記指示軌跡上の両端の２点に対応した基準指針画像を記憶し、
   前記制御手段は、前記基準指針画像に対応する前記指示軌跡上の各点間において、前記基準指針画像に基づいた各画素の内挿によって前記指針画像を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記記憶手段に記憶される前記基準指針画像は、形状データとテクスチャデータによって生成され、
   前記制御手段は、前記基準指針画像に対応する前記指示軌跡上の各点間において、前記基準指針画像の形状データとテクスチャデータの内挿によって前記指針画像を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。

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