JP2017146167A - 表示装置、表示方法、及び表示プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電子表示式のメータの視認性を向上させる。【解決手段】画像生成部１２２は、指針を含むメータの画像を生成する。表示部２０は、生成されたメータの画像を表示する。画像生成部１２２は、指針と当該指針の周囲に背景より輝度の高い領域を有する画像を生成する。画像生成部１２２は、指針と当該指針の移動方向の前側と後側に背景より輝度の高い領域が形成された画像を生成してもよい。画像生成部１２２は、指針をグレア加工してもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置、表示方法、及び表示プログラムに関する。

車両のインストルメントパネルには一般的に、機械式のタコメータ及び速度メータが設置されているが、近年、電子表示式のメータも実用化されてきている。電子表示式では液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等が使用され、エンジン回転数、速度等の計測値の変化に応じて、ディスプレイ内の指針画像を移動させる（例えば、特許文献１参照）。

電子表示式のメータでは計測値の変化が速い場合、現フレームの指針の実像と、前フレームの指針の残像が同時に見えてしまうことがある。特に液晶ディスプレイを用いる場合、液晶分子の配向速度の限界があるため、応答時間が自発光型のディスプレイより遅くなる。従って液晶ディスプレイでは前フレームの残像が残りやすくなる。

そこで計測値の変化が速い場合、指針を太くして、指針が二重に見えないようにする制御が考えられる。

特開２００９−１０３４７３号公報

しかしながら指針を太くすると、指針が指し示す目盛りの範囲が広くなり、現在の計測値が、どの値にいるかを特定することが難しくなる。すなわち、メータの本来の目的である計測値の現在の値を正確に指し示すという機能が弱くなる。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、電子表示式のメータの視認性を向上させる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の表示装置は、指針を含むメータの画像を生成する画像生成部と、生成されたメータの画像を表示する表示部とを備える。前記画像生成部は前記指針と前記指針の周囲に背景より輝度の高い領域を有する画像を生成する。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを記録した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、電子表示式のメータの視認性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る表示装置の構成を示す図である。 比較例に係るメータ画像の一例を示す図である。 実施の形態に係るメータ画像の一例を示す図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、指針のグレア加工の一例を示す図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、文字を含むメータ画像における、指針のグレア加工の一例を示す図である。 実施の形態に係るメータ画像の別の例を示す図である。 実施の形態に係るコンビネーションメータ画像の一例を示す図である。

図１は、本発明の実施の形態に係る表示装置１の構成を示す図である。表示装置１は制御部１０及び表示部２０を備える。表示部２０はメータの画像を表示する。例えば、機械式のコンビネーションメータと同様に、タコメータ、速度メータ、トリップメータ、オドメータ、燃料メータ等の各種メータの少なくとも１つを表示する。本実施の形態では表示部２０に、液晶パネルとドライバを含む液晶ディスプレイを使用することを想定する。

制御部１０は、車両内の各種ＥＣＵ（Electronic Control Unit)及び／又は各種センサから計測値を取得し、当該計測値に応じたメータの画像を生成して表示部２０に出力する。制御部１０はメータＥＣＵとして機能する。制御部１０は、通信部１１、処理部１２及び記憶部１３を備える。通信部１１は車載ネットワーク（例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して、各種ＥＣＵ及び／又は各種センサから計測値を受信する。例えば、エンジンＥＣＵ（不図示）からエンジン回転数を受信し、アクセル開度センサ（不図示）からアクセル開度を取得する。通信部１１は受信した各種の計測値を処理部１２に出力する。通信部１１は例えば、ＣＡＮコントローラで構成することができる。

処理部１２は通信部１１から入力される計測値をもとにメータの画像を生成し、表示部２０に出力する。処理部１２は計測値変換部１２１及び画像生成部１２２を含む。処理部１２の構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源として、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてオペレーティングシステム、レンダリングエンジン等のプログラムを利用できる。

記憶部１３はＲＯＭ、ＲＡＭで実現できる。記憶部１３はメータの画像を生成するための素材データを保持すると共に、画像を生成する際のワークエリアとして機能する。

計測値変換部１２１は、通信部１１が受信した計測値を取得し、計測値に応じたメータ画像内の指針の位置を特定する。例えば、取得したアクセル開度をもとに車両の速度を算出し、速度メータ画像内の指針の位置を決定する。計測値変換部１２１は、決定した指針の位置を画像生成部１２２に供給する。

画像生成部１２２は、目盛りを含む背景画像の素材データと、指針画像の素材データを記憶部１３から取得し、計測値変換部１２１から指針の位置情報を取得する。画像生成部１２２は、背景画像の当該位置に指針画像をマッピングしてメータ画像を生成し、表示部２０に出力する。

本実施の形態では、画像生成部１２２はメータ画像を１秒間に６０フレーム生成する。即ち、フレームレートが６０Ｈｚのメータ画像を生成する。６０Ｈｚのフレームレートでは、１６．７ｍｓｅｃ毎に画面が更新される。なお、１２０Ｈｚまたは２４０Ｈｚで動作する液晶パネルも存在するが、２０１６年現在、車載用途では温度保証等の制約により普及していない。また本実施の形態に係る技術は、指針画像の残像を目立たなくさせる技術であるが、フレームレートが高い画像では１フレーム当たりの表示時間が短くなるため高いフレームレートで動作する液晶パネルでは残像が目立ちにくくなる。本実施の形態に係る技術は、低いフレームレートにしか対応できない液晶パネルにおいて、１５Ｈｚ、３０Ｈｚまたは６０Ｈｚの低フレームレートから中間フレームレートの画像に対して、特に有効となる技術である。

計測値変換部１２１は、１フレーム毎の指針の移動量（回転アナログメータの場合は指針の移動角）に最大値を設ける。画面内の指針が、飛び飛びに不連続に移動して見えるのは、機械式メータでは発生し得ない事象であり、好ましくない。そこで人間が、指針が連続的に移動しているように見える範囲で指針の最高速度を決定し、１フレーム毎の指針の最大移動角を決定する。例えば、１フレーム毎の指針の最大移動角を４．５ｄｅｇに設定する。計測対象の機器が、指針の最大移動角に対応する計測値の変化より大きな計測値の変化を発生させた場合でも、最大移動角で指針を移動させる。

液晶ディスプレイを用いた場合、計測値の変化が速いと、現在のフレームの指針の実像と１つ前のフレームの指針の残像が同時に見えてしまうことがある。以下、本実施の形態では当該残像を目立ちにくくする技術を導入する。

図２は、比較例に係るメータ画像２０ａの一例を示す図である。図３は、実施の形態に係るメータ画像２０ａの一例を示す図である。図２、図３はタコメータ（エンジンの回転数の表示）の画像を示している。

本実施の形態では画像生成部１２２は、指針Ａ２と指針Ａ２の周囲に背景より輝度の高い領域（以下、グレア加工領域という）を有するメータ画像Ａ１を生成する。その際、少なくとも１フレーム前に存在した指針Ａ３の画像を包含する範囲にグレア加工領域Ａ４を形成する。また画像生成部１２２は、指針Ａ２の移動方向（長手方向）の両側に高輝度領域Ａ４を形成する。両側のグレア加工領域Ａ４は、指針Ａ２を基準に線対称に形成することが好ましい。

図３に示すように１フレーム前に存在した指針Ａ３の画像を包含する範囲にグレア加工領域Ａ４を形成すると、現在のフレームの指針Ａ２の実像と１つ前のフレームの指針Ａ３の残像が２つに分離されずに１つに見えるようになる。また、現在のフレームの指針Ａ２の輪郭が視認可能な状態で表示されるため、観察者（例えば、運転手）は指針Ａ２が指し示す目盛りの位置を特定することができる。また、グレア加工領域Ａ４が指針Ａ２の周囲に形成されるため、指針Ａ２が指し示す位置が、グレア加工領域Ａ４を含めた指針の中心であることを直感的に認識しやすくなる。仮に指針Ａ２の輪郭が見づらい状態でも、指針Ａ２が指し示す位置を合理的に推測することができる。

図４（ａ）、（ｂ）は、指針Ａ２のグレア加工（エフェクト）の一例を示す図である。図４（ａ）、（ｂ）に示す例は、背景を黒、指針Ａ２を黒として、指針Ａ２の裏側から白色光で逆光のライティング加工（より具体的にはグレア加工）を施した画像を生成した例である。指針Ａ２の裏側の所定の位置に設定された仮想光源から指針Ａ２を照射しているため、指針Ａ２の表側からは指針Ａ２が強調して見える画像を生成する。同様の加工は、指針Ａ２の外側を光彩加工することによっても実現できる。

背景、指針、グレア加工領域Ａ４の色は上記の色に限るものではないが、白色、白の近似色、黒色、及び黒の近似色の何れかを使用することが好ましい。白色、白の近似色、黒色、及び黒の近似色を表示する場合の液晶パネルの応答速度は、中間色を表示する場合の応答速度より速いため、残像が目立ちにくくなる。

残像は、フレーム間の移動量が大きい対象（即ち、動きが速い対象）ほど目立ちやすくなる。回転アナログメータの場合、指針の先端側の移動量が大きくなり支点側の移動量が小さくなる。

そこで図４（ｂ）に示す例では、画像生成部１２２は、指針Ａ２の円弧側の先端部分において、グレア加工領域Ａ４を広げた（Ａ４ａ参照）画像を生成している。例えば、別の仮想光源を追加で設定し、指針Ａ２の円弧側の先端部分をグレア加工する。例えば、指針Ａ２の先端の外側（図４ｂでは指針Ａ２の左奥）に設定された仮想光源から、指針Ａ２の先端に向けて白色光を照射したような画像を生成する。

図５（ａ）、（ｂ）は、文字Ａ５（例として １ を表示）を含むメータ画像における、指針Ａ２のグレア加工の一例を示す図である。図２、３に示したようにメータの文字盤には、目盛りに加えて数字が表記されることが一般的である。文字盤の数字の位置は固定であり、グレア加工を施す必要はない。

そこで画像生成部１２２は、メータ画像内の文字（数字を含む）Ａ５が描画されるレイヤが、グレア加工領域Ａ４が描画されるレイヤより上になる画像を生成する。図５（ａ）は、背景レイヤ→文字レイヤ→グレア加工領域レイヤ→指針レイヤの順にレイヤを積層した場合の画像を示し、図５（ｂ）は、背景レイヤ→グレア加工領域レイヤ→文字レイヤ→指針レイヤの順にレイヤを積層した場合の画像を示す。このように図５（ａ）よりも図５（ｂ）の文字Ａ５（例として １ を表示）がクリアに見え、かつ、指針Ａ２の実像と１つ前のフレームの指針Ａ３の残像が２つに分離されずに１つに見えるようになる。

以上説明したように本実施の形態によれば、指針が移動する際、指針の輪郭が視認可能な状態で指針をグレア加工することにより、指針が指し示している目盛りの位置を正確に表示しつつ、指針が二重に見えることを防止することができる。指針の実体となる形状は変化させず指針の輪郭を視認可能な状態で表示させるため、指針が指し示す位置を１目盛りオーダで観察者に認識させることができる。この点、指針の太さを可変する制御では、指針が太くなった状態において指針が指し示す目盛りの位置が曖昧になる。

また、現在のフレームの指針と１つ前のフレームの指針との間をグラデーション加工することも考えられるが、グラデーション加工の部分に視線および意識がいきがちになり、指針が指し示す目盛りの位置が把握しづらくなる。この点、本実施の形態のように指針をグレア加工すると、グレア加工領域Ａ４を含む指針全体の中心に視線および意識がいきやすくなり、指針が指し示す目盛りの位置を正確に把握しやすくなる。

また残像が目立ちやすい指針の先端部分のグレア加工領域Ａ４を広げる（例えば、メータ画像のメータの文字盤の目盛りや数字が表示されている領域のグレア加工領域Ａ４を広げる）ことにより、指針の残像をより目立ちにくくすることができる。また文字盤の文字をグレア加工領域レイヤより上のレイヤに設定することにより、文字盤の文字が見えにくくならず、文字を見やすくすることができる。同様に文字盤の目盛りも、グレア加工領域レイヤより上のレイヤに設定すれば、文字盤の目盛りが見えにくくならず文字盤の目盛りを見やすくすることができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素または各処理プロセスの組み合わせに、いろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

図６は、実施の形態に係るメータ画像２０ａの別の例を示す図である。上記図３に示した例では、指針Ａ２の全体を包含するように、グレア加工領域Ａ４を形成した。この点、図６に示す例では、指針Ａ２の先端側の略半分の領域を包含するように、グレア加工領域Ａ４を形成している。

指針Ａ２の根元部分よりも、目盛りや数字が表示されている指針Ａ２先端側の領域の動きが大きく先端側の残像が目立つため、特に残像が目立つ先端側の部分にグレア加工を施す（例えば、指針Ａ２の先端側の略半分をグレア加工する）だけでも十分な残像の低減効果が得られる。

さらに指針Ａ２の先端側の略半分の領域を包含するように、グレア加工領域Ａ４を形成することで、光っている部分が強調されるため視線が指針Ａ２に向きやすく、特に、指針Ａ２の根元部分の形をはっきりさせるため指針Ａ２の視認性が向上する。なお、グレア加工の領域は指針Ａ２の略半分だけに限られるわけではなく、背景や指針Ａ２の色や指針Ａ２の動きの速さによって領域は変化する。

図７は、実施の形態に係るコンビネーションメータ画像２０ｂの一例を示す図である。図７に示すコンビネーションメータ画像２０ｂはインストルメントパネル内に表示される。コンビネーションメータ画像２０ｂは、タコメータ画像２１、速度メータ画像２２、情報表示領域２３を含む。画像生成部１２２は、立体のタコメータ画像２１及び立体の速度メータ画像２２を生成する。画像生成部１２２は、立体のタコメータ画像２１及び立体の速度メータ画像２２を、運転者側を正面としてヨー方向に回転させることができる。

図７に示す例では、タコメータ画像２１及び速度メータ画像２２がそれぞれ所定角度、内側を向くように、タコメータ画像２１がヨー方向に反時計回りで所定角度、回転されており、速度メータ画像２２がヨー方向に時計回りで所定角度、回転されている。なお、各メータの指針Ａ２は図１−図６までの説明と同様にグレア加工されている。

このようにメータの姿勢を所定角度、斜めに傾けることにより、タコメータ画像２１と速度メータ画像２２の間の中央に設けられる情報表示領域２３の面積を広げることができる。従って情報表示領域２３に、より多くの情報を表示することができるようになる。また、メータの姿勢を内側に傾けることで情報領域が拡大しても、運転手の目線移動が少なくなり視認性が向上する。

上述の実施の形態では、グレア加工領域Ａ４の面積は固定としたが、計測値の変化量に応じて適応的に変化させてもよい。具体的には計測値の変化量が大きいほど、グレア加工領域Ａ４の面積を大きくする。計測値の変化量が大きいほど残像が目立ちやすくなるため、グレア加工領域Ａ４の面積を大きくすることにより、残像の低減効果を大きくする。

また上述の実施の形態では、グレア加工領域Ａ４の形状を、角が丸くなった長方形としたが、指針の先端に向けて拡大した扇形としてもよい。この場合、移動量が大きい部分ほど、グレア加工の範囲を拡大することができる。

また上述の実施の形態では回転アナログメータを例に説明したが、本実施の形態に係る技術は、指針が平行にスライドする方式のアナログメータにも適用可能である。その場合も指針の移動方向（長手方向）の両側にグレア加工領域を形成する。また、ゼロから所定値まで回転式で、所定値から最大値までスライド式のアナログメータにも適用可能である。

なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。

［項目１］
指針を含むメータの画像を生成する画像生成部（１２２）と、
生成されたメータの画像を表示する表示部（２０）とを備え、
前記画像生成部（１２２）は前記指針と前記指針の周囲に背景より輝度の高い領域を有する画像を生成することを特徴とする表示装置（１）。
これによれば、電子表示式のメータの視認性を向上させることができる。
［項目２］
前記画像生成部（１２２）は、前記指針と前記指針の移動方向の前側と後側に背景より輝度の高い領域が形成された画像を生成することを特徴とする項目１に記載の表示装置（１）。
これによれば、指針が指し示している位置を観察者に直感的に認識させることができる。
［項目３］
前記画像生成部（１２２）は、前記指針をグレア加工することを特徴とする項目１または２に記載の表示装置（１）。
これによれば、指針の輪郭線を残しつつ、輪郭線の外側をぼかすことができる。
［項目４］
前記画像生成部（１２２）は、前記指針を円弧を描くように移動させる際、前記指針の先端部分の前記背景より輝度の高い領域を広げた画像を生成することを特徴とする項目１から３のいずれかに記載の表示装置（１）。
これによれば、移動量が大きく残像が目立ちやすい先端部分における残像を、より目立ちにくくすることができる。
［項目５］
前記画像生成部（１２２）は、前記画像内の文字盤の文字が描画されるレイヤが前記背景より輝度の高い領域が描画されるレイヤより上になることを特徴とする項目１から４のいずれかに記載の表示装置（１）。
これによれば、文字盤の文字が見えにくくなることを防止することができる。
［項目６］
指針を含むメータの画像を生成するステップと、
生成されたメータの画像を表示するステップとを備え、
前記画像を生成するステップは前記指針と前記指針の周囲に背景より輝度の高い領域を有する画像を生成することを特徴とする表示方法。
これによれば、電子表示式のメータの視認性を向上させることができる。
［項目７］
指針を含むメータの画像を生成する処理と、
生成されたメータの画像を表示部に表示させる処理とをコンピュータに実行させ、
前記画像を生成する処理は前記指針と前記指針の周囲に背景より輝度の高い領域を有する画像を生成することを特徴とする表示プログラム。
これによれば、電子表示式のメータの視認性を向上させることができる。
［項目８］
指針を含むメータの画像を生成する画像生成部（１２２）と、
生成されたメータの画像を表示する表示部（２０）とを備え、
前記画像生成部（１２２）は車両内の計測対象の計測値に応じて、前記指針と前記指針の周囲に背景より輝度の高い領域を有する画像を生成することを特徴とする車両。
これによれば、車両に搭載される電子表示式のメータの視認性を向上させることができる。

１ 表示装置、 １０ 制御部、 １１ 通信部、 １２ 処理部、 １２１ 計測値変換部、 １２２ 画像生成部、 １３ 記憶部、 ２０ 表示部。

Claims (5)

1. 指針を含むメータの画像を生成する画像生成部と、
   生成されたメータの画像を表示する表示部とを備え、
   前記画像生成部は前記指針と前記指針の周囲に背景より輝度の高い領域を有する画像を生成することを特徴とする表示装置。
2. 前記画像生成部は、前記指針を円弧を描くように移動させる際、前記指針の先端部分の前記背景より輝度の高い領域を広げた画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記画像生成部は、前記画像内の文字盤の文字が描画されるレイヤが前記背景より輝度の高い領域が描画されるレイヤより上になることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 指針を含むメータの画像を生成するステップと、
   生成されたメータの画像を表示するステップとを備え、
   前記画像を生成するステップは前記指針と前記指針の周囲に背景より輝度の高い領域を有する画像を生成することを特徴とする表示方法。
5. 指針を含むメータの画像を生成する処理と、
   生成されたメータの画像を表示部に表示させる処理とをコンピュータに実行させ、
   前記画像を生成する処理は前記指針と前記指針の周囲に背景より輝度の高い領域を有する画像を生成することを特徴とする表示プログラム。