JP4536766B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、指針を表す指針画像を表示する表示装置に関するものである。

指針画像を表示する表示装置として、マトリックス状に複数の画素が形成されている液晶パネル等の表示パネルを備え、指針を表す指針画像と、指針画像の回動軌跡を表す軌跡画像とを、表示パネルに表示する表示装置が開示されている（特許文献１を参照）。

これは、指針画像の回動範囲を、指針画像の回動方向に沿って複数の扇形部に区画し、複数の扇形部のうち一部の扇形部を、軌跡画像として表示するものである。具体的には、複数の扇形部のうち一部の扇形部を、軌跡画像として指針画像の背景色と異なる色で表示し、複数の扇形部のうち残部の扇形部を、指針画像の背景色で表示する。また、表示パネルでは、１秒間に３０フレームの画像が切り替えられ、これにより、指針画像と軌跡画像の各動きが表示される。
特開２００３−１３７００７号公報

特許文献１には記載されていないが、指針画像の回動速度が速い場合、例えば、所定のフレームと次のフレームの間で指針画像の回動角度が大きい場合、指針画像の回動動作がステップ状に飛んでいるように視認され、即ち、指針画像の回動動作が円滑でないため、視認者に違和感を与えるという問題が生じる。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、指針画像の動きを円滑に視認させることが可能な表示装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の表示装置は、指針を表す指針画像と、指針画像の動きの軌跡を表す軌跡画像とを表示可能な表示パネルと、複数のフレームの指針画像と軌跡画像とを、連続的に切り替えて表示可能なように表示パネルの表示状態を制御する制御手段とを備え、複数のフレームにおいて所定の第１フレームの軌跡画像は、第１フレームの指針画像が表示されている第１部位と、第１フレームに対して１フレーム分前の第２フレームの指針画像が表示された第２部位とを結んで連続して形成されており、指針画像の動きが、指針画像の回動であり、第１フレームの軌跡画像が、第１フレームの指針画像と第２フレームの指針画像とからなる扇形状を有し、且つ、軌跡画像において外周側の円周に、グラデーション部を備え、グラデーション部が、円周側へ向かって指針画像の色調から指針画像の背景の色調へ徐々に変化するグラデーションとして形成されていることを特徴とする。

ここで、回動する指針画像の先端側がより長い距離を動くため、先端側の残像は、より不明瞭に、即ち、背景側の色調になる。このため、円周側を、即ち、先端側を背景側の色調で表示するグラデーション部は、指針画像の残像を認識させることができる。このため、円周側を背景側の色調で表示するグラデーション部は、軌跡画像において、指針画像の動きを、より認識させることが可能になる。

以下、本発明による表示装置を図面に基づいて説明する。

図１に示す表示装置１は、例えば、車載用の表示装置として使用され、表示パネルである液晶パネル２と、制御手段であるＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）３と描画ＩＣ（集積回路）４と、ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）３１と、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３４と、画像メモリ４１とを備える。

マトリックス状に複数の画素が形成されている液晶パネル２は、図示しない薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって駆動されるタイプのアクティブマトリックス方式の液晶パネルである。また、各画素は、赤色画素と緑色画素と青色画素を内蔵し、ＴＦＴのゲートに電圧を印加することによって各画素において赤色画素と緑色画素と青色画素に印加する電圧を制御し、これにより、各画素において赤色画素と緑色画素と青色画素の各光透過率を制御する。図示しない白色光を発する発光ダイオードが、液晶パネル２の背後に配置されて液晶パネル２を透過照明する。赤色画素と緑色画素と青色画素の各光透過率が制御されている各画素を発光ダイオードが透過照明することによって、液晶パネル２にフルカラー表示をさせる。

ＣＰＵ３は、当該自動車の速度を検出する速度センサ６から、速度信号を取り込み、描画ＩＣ４に入力させる。ＣＰＵ３は、当該自動車のイグニッションスイッチ７を介してバッテリ８から給電されて動作する。

ＲＯＭ３１は、ポリゴンデータ記憶部３２と画像データ記憶部３３とを備え、図２に示す速度メータ画像５のポリゴンデータがポリゴンデータ記憶部３２に記憶され、速度メータ画像５の画像データが画像データ記憶部３３に記憶されている。ポリゴンデータは、速度メータ画像５の表示空間を分割した複数のポリゴン（一般には、３角形の平面）からなり、画像データは、各ポリゴンに貼り付けられるテクスチャからなる。即ち、画像データの各テクスチャを、ポリゴンデータの各ポリゴンに貼り付けることによって、速度メータ画像５が液晶パネル２に描画される。

ＣＰＵ３からの指示により、ポリゴンデータがポリゴンデータ記憶部３２からＲＡＭ３４に転送され、画像データが画像データ記憶部３３から画像メモリ４１へ転送され、描画ＩＣ４は、ＲＡＭ３４のポリゴンデータと、画像メモリ４１の画像データと、入力した速度信号とに基いて、各画素において赤色画素と緑色画素と青色画素に印加する電圧を制御し、複数の画素の各表示状態を制御する。この表示状態は、複数のフレームの画像を連続的に切り替えて制御され、具体的には、１秒間に３０フレームの画像を連続的に切り替えて制御され、これにより、後述する指針画像５１と軌跡画像５２（図２）の各動きが表示される。

なお、ポリゴンデータをＲＡＭ３４に転送しないで、且つ、画像データを画像メモリ４１へ転送しないで、ポリゴンデータ記憶部３２のポリゴンデータと、画像データ記憶部３３の画像データとに基いて、描画ＩＣ４が複数の画素の各表示状態を制御する構成とすることも可能である。以上の構成により、図２に示すように、速度メータ画像５を液晶パネル２に表示させる。

図２は、連続した複数のフレームにおいて所定の第１フレームの速度メータ画像５を示し、速度メータ画像５は、回動する指針を表す指針画像５１と、指針画像５１の動きの軌跡（回動軌跡）を表す軌跡画像５２と、目盛を表す目盛画像５４と、文字を表す文字画像５５とを備える。指針画像５１の色調（色相と明度の少なくともいずれか）は、例えば赤色であり、指針画像５１の背景５６の色調は、例えば黒色である。目盛画像５４と文字画像５５は、黒色の背景５６を背景として白色で表示される。

第１フレームの指針画像５１を実線で示し、第１フレームに対して１フレーム分前の第２フレームの指針画像５１０を２点鎖線で示す。第１フレームの軌跡画像５２が、指針画像５１の動きの軌跡を表すように、第１フレームの指針画像５１が表示されている第１部位と、と第２フレームの指針画像５１０が表示された第２部位とを結んで連続して形成される。具体的に、指針画像５１の先端５１１と他端５１２が、それぞれ、第２フレームの指針画像５１０から回動したことにより生じる線５２１，５２２と指針画像５１とによって形成される面として、扇形状で形成される。

第１フレームの軌跡画像５２は、第２フレームの指針画像５１０が表示された第２部位にグラデーション部５３を備え、グラデーション部５３が、第２部位（指針画像５１０）側へ向かって指針画像５１の赤色から指針画像５１の背景５６の黒色へ徐々に変化するグラデーションとして形成される。尚、軌跡画像５２において指針画像５１とグラデーション部５３の間は、指針画像５１の赤色で表示される。

以上のように、第１フレームの軌跡画像５２を、第１フレームの指針画像５１が表示されている第１部位と、第１フレームに対して１フレーム分前の第２フレームの指針画像５１０が表示された第２部位とを結んで連続して形成しているため、第２フレームと次の第１フレームの間で、指針画像５１の回動動作がステップ状に飛んでいるように視認されることを抑えることができる。したがって、指針画像５１の動きを円滑に視認させることができる。

また、グラデーション部５３が、第２部位（指針画像５１０）側へ向かって指針画像５１の赤色から背景５６の黒色へ徐々に変化するグラデーションとして形成されているため、グラデーション部５３は、第２部位側でより不明瞭になる第１フレームの指針画像５１の残像を表現することが可能になり、軌跡画像５２において指針画像５１の回動を、より認識させることが可能になる。

また、軌跡画像５２は、指針画像５１の先端５１１と他端５１２が、それぞれ、動いたことにより生じる線５２１，５２２と指針画像５１とによって形成される面として形成されている。このため、軌跡画像５２は、指針画像５１の回動の軌跡を、より的確に表すことができる。

次に、指針画像５１と軌跡画像５２の表示について、ＣＰＵ３が実行する制御フローを、図３に基いて説明する。ステップＳ１０−Ｓ５０の一連の制御フローが、１フレームの画像の制御に対応する。

イグニッションスイッチ７がオンされて制御フローがスタートし、ステップＳ１０でＣＰＵ３は、速度センサ６から速度信号を取り込み、速度信号に基いて指針画像５１の指示角度と前のフレームから指針画像５１が回動した回動角度とを算出する。ステップＳ１０の後に、ステップＳ２０で、指針画像５１の回動角度が零か否かを判定する。

ステップＳ２０がＮＯの場合、即ち、指針画像５１の回動角度が零でない場合、つまり、前のフレームから指針画像５１が回動中の場合、ステップＳ３０で、ステップＳ１０で算出された指示角度と回動角度とに基いて、グラデーション部５３を含めて軌跡画像５２の形状を算出する。ステップＳ４０で、ステップＳ１０、Ｓ３０で算出した指示角度と軌跡画像５２の形状とに基いて、指針画像５１と軌跡画像５２のポリゴンデータと画像データとをセットする。

ステップＳ５０で、ＣＰＵ３からの指示により、描画ＩＣ４は、ステップＳ４０でセットされたポリゴンデータの各ポリゴンに画像データの各テクスチャを貼り付けて、図２に示すように、液晶パネル２に指針画像５１と軌跡画像５２を描画する。これにより、軌跡画像５２とグラデーション部５３は、ステップＳ３０で算出した軌跡画像５２の形状に基いて、ポリゴンデータの各ポリゴンの色やアルファ値（透明度）が設定されて表示される。このアルファ値により、グラデーション部５３のグラデーション状態が設定される。

ステップＳ５０の後に、ステップＳ１０に戻り、ステップＳ１０−Ｓ５０を、各フレーム毎に繰り返す。ステップＳ２０がＹＥＳの場合、即ち、回動角度が零の場合、つまり、指針画像５１が回動していない場合、この制御フローを終了する。

尚、ステップＳ２０において、「回動角度が零か否か」を判定する代わりに、「回動角度が所定値以下か否か」を判定することも可能である。この場合、指針画像５１の回動角度が所定値を超えた場合に、軌跡画像５２が表示されるが、回動角度が所定値以下の回動速度が遅い場合、軌跡画像５２が表示されない。ここで、軌跡画像５２を表示させない場合において指針画像５１の回動速度が速い場合、例えば、所定のフレームと次のフレームの間で指針画像５１の回動角度が大きい場合、指針画像の回動動作がステップ状に飛んでいるように視認される。例えば、図２において、軌跡画像５２を表示させない場合において第１フレームに対して１フレーム分前の第２フレームの指針画像５１０から第１フレームの指針画像５１まで回動した場合、指針画像５１の回動動作がステップ状に飛んでいるように視認され、視認者に違和感を与えるという問題が生じる。

これに対して、例えば、図２において、第２フレームの指針画像５１０が数字「６０」の文字画像５５近傍に位置する場合、即ち、回動角度が所定値以下の回動速度が遅い場合、指針画像５１の回動動作がステップ状に飛んでいるように視認され難くなる。このため、軌跡画像５２を表示させる必要がないため、回動角度が所定値以下の回動速度が遅い場合、軌跡画像５２を表示させない構成とすることも可能である。

また、上述したように、アルファ値を計算してグラデーション部５３を有する軌跡画像５２を描画する代わりに、グラデーション部５３を有する軌跡画像５２を画像データとして画像データ記憶部３３に記憶しておき、この画像データをポリゴンに貼り付けてグラデーション部５３を有する軌跡画像５２を描画することも可能である。これによっても上述と同様の効果を得ることができる。

また、図１において、ポリゴンデータ記憶部３２を用いない構成とすることも可能である。この場合、ステップＳ３０で算出される様々な軌跡画像５２の形状に応じた画像データを画像データ記憶部３３に記憶しておき、ステップＳ４０で、ステップＳ１０、Ｓ３０で算出した指示角度と軌跡画像５２の形状とに基いて、指針画像５１と軌跡画像５２の画像データをセットする。ステップＳ５０で、描画ＩＣ４は、ステップＳ４０でセットされた画像データを用いて、液晶パネル２に指針画像５１と軌跡画像５２を描画する。これによっても上述と同様の効果を得ることができる。

以上、本実施形態による表示装置１は、指針を表す指針画像５１と、指針画像５１の動きの軌跡を表す軌跡画像５２とを表示可能な表示パネルである液晶パネル２と、複数のフレームの指針画像５１と軌跡画像５２とを、連続的に切り替えて表示可能なように液晶パネル２の表示状態を制御する制御手段であるＣＰＵ３と描画ＩＣ４とを備え、複数のフレームにおいて所定の第１フレームの軌跡画像５２が、第１フレームの指針画像５１が表示されている第１部位と、第１フレームに対して１フレーム分前の第２フレームの指針画像５１０が表示された第２部位とを結んで連続して形成されている。これにより、指針画像の動きを円滑に視認させることが可能な表示装置を提供できる。

（第１変形例）
上述の例では、第１フレームの軌跡画像５２において、第２フレームの指針画像５１０が表示された第２部位にグラデーション部５３を配置したが、これに限らない。第１フレームの軌跡画像５２とグラデーション部５３の代わりに、図４に示すように、第１フレームの軌跡画像５２Ａにおいて、第２フレームの指針画像５１０が表示された第２部位と第１フレームの指針画像５１が表示されている第１部位の両方にグラデーション部５３Ａを配置することも可能である。

第２部位（指針画像５１０）に配置されたグラデーション部５３Ａが、第２部位側へ向かって背景５６の黒色から指針画像５１の赤色へ徐々に変化するグラデーションとして形成され、第１部位（指針画像５１）に配置されたグラデーション部５３Ａが、第１部位側へ向かって背景５６の黒色から指針画像５１の赤色へ徐々に変化するグラデーションとして形成される。

これにより、上述と同様の効果を得ることができると共に、軌跡画像５２Ａにおいて第２部位（指針画像５１０）と第１部位（指針画像５１）とを強調しつつ、第１部位側で指針画像５１とのつながり感を得ることができる。

（第２変形例）
上述の例では、グラデーション部５３，５３Ａを、第２部位（指針画像５１０）と第１部位（指針画像５１）に配置したが、これに限らない。

軌跡画像５２，５２Ａとグラデーション部５３，５３Ａの代わりに、図５に示すように、第１フレームの軌跡画像５２Ｂにおいて外周側の円周５２１Ｂに、グラデーション部５３Ｂを配置し、グラデーション部５３Ｂを、円周側５２１Ｂへ向かって指針画像５１の赤色から背景５６の黒色へ徐々に変化するグラデーションとして形成することも可能である。これにより、上述と同様の効果を得ることができる。

ここで、回動する指針画像５１の先端５１１側がより長い距離を回動するため、即ち、回動する指針画像５１の先端５１１側が他端５１２側より長い距離を回動するため、先端５１１側の残像は、より不明瞭に、即ち、背景５６側の黒色になる。このため、円周５２１Ｂ側を、即ち、先端５１１側を背景側の黒色で表示するグラデーション部５３Ｂは、指針画像５１の残像を認識させることができる。このため、円周側５２１Ｂを背景５６側の黒色で表示するグラデーション部５３Ｂは、軌跡画像５２Ｂにおいて、指針画像５１の回動を、より認識させることが可能になる。

（第３変形例）
上述の例では、回動する指針画像５１に対して、指針画像５１の回動の軌跡を表す軌跡画像５２，５２Ａ，５２Ｂを表示させたが、これに限らない。指針画像５１の代わりに、例えば、図６において左右方向へ動く指針画像５１Ｃに対して、指針画像５１Ｃの動きの軌跡を表す軌跡画像５２Ｃを表示させることも可能である。これに伴い、目盛画像５４と文字画像５５の代わりに、目盛画像５４Ｃと文字画像５５Ｃを、指針画像５１Ｃが動く方向に沿って配列させる。

第１フレームの指針画像５１Ｃを実線で示し、第１フレームに対して１フレーム分前の第２フレームの指針画像５１０Ｃを２点鎖線で示す。第１フレームの軌跡画像５２Ｃが、指針画像５１Ｃの動きの軌跡を表すように、第１フレームの指針画像５１Ｃが表示されている第１部位と、第２フレームの指針画像５１０Ｃが表示された第２部位とを結んで連続して形成される。具体的に、指針画像５１Ｃの先端５１１Ｃと他端５１２Ｃが、それぞれ、第２フレームの指針画像５１０Ｃから回動したことにより生じる線５２１Ｃ，５２２Ｃと指針画像５１Ｃとによって形成される面として、長方形で形成される。

第１フレームの軌跡画像５２Ｃは、第２フレームの指針画像５１０Ｃが表示された第２部位にグラデーション部５３Ｃを備え、グラデーション部５３Ｃが、第２部位（指針画像５１０Ｃ）側へ向かって指針画像５１Ｃ赤色から指針画像５１Ｃの背景５６Ｃの黒色へ徐々に変化するグラデーションとして形成される。尚、軌跡画像５２Ｃにおいて指針画像５１Ｃとグラデーション部５３Ｃの間は、指針画像５１Ｃの赤色で表示される。これにより、上述と同様の効果を得ることができる。

なお、上述の例では、グラデーション部５３，５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃは、軌跡画像５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃの一部であったが、軌跡画像５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃの全部とすることも可能である。例えば、図２において、指針画像５１から指針５１０まで指針画像５１の赤色から背景５６の黒色へ徐々に変化するグラデーション部として形成することも可能であり、図５において、他端５１２側から円周５２１Ｂ側まで指針画像５１の赤色から背景５６の黒色へ徐々に変化するグラデーション部として形成することも可能である。これによっても、上述と同様の効果を得ることができる。

また、上述の例では、軌跡画像５２、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃは、指針画像５１Ｃの先端５１１、５１１Ｃと他端５１２、５１２Ｃが、それぞれ、動いたことにより生じる線５２１，５２１Ｃ，５２２，５２２Ｃと指針画像５１、５１Ｃとによって形成される面として形成されたが、これに限らない。軌跡画像が、指針画像の動きの軌跡を表すように形成される限りにおいて、指針画像の長手方向において、軌跡画像の長さを指針画像の長さより短くすることも可能である。

また、上述の例では、第１フレームの軌跡画像５２、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃを、第１フレームの指針画像５１，５１Ｃが表示されている第１部位と、第１フレームに対して１フレーム分前の第２フレームの指針画像５１０，５１０Ｃが表示された第２部位とを結んで連続して形成したが、これに限らない。例えば、第１フレームの軌跡画像を、第１フレームの指針画像５１，５１Ｃが表示されている第１部位と、第２フレームに対して１フレーム分前の第３フレームの指針画像が表示された第３部位とを結んで連続して形成するようにすることも可能である。

また、液晶パネル２を、フルカラー表示をしないモノクロ液晶パネルとすることも可能である。

また、受光型（非発光型）の表示パネルである液晶パネル２の代わりに、発光型の表示パネルであるＥＬ（エレクトロ・ルミネセンス）表示パネルを使用することも可能である。

また、上述した例に限らないで、これらの組み合わせや、他の種々の変形例が考えられる。

図１は、本発明の一実施形態による表示装置1の回路構成図である。 図２は、図１に示す液晶パネル２の正面図である。 図３は、図１中のＣＰＵ３が実行する制御フローを示すフローチャートである。 図４は、図２の第１変形例を示す正面図である。 図５は、図２の第２変形例を示す正面図である。 図６は、図２の第３変形例を示す正面図である。

符号の説明

１ 表示装置、２ 液晶パネル（表示パネル）、３ ＣＰＵ（制御手段）
３１ ＲＯＭ、３２ ポリゴンデータ記憶部、３３ 画像データ記憶部
３４ ＲＡＭ、４ 描画ＩＣ（制御手段）、４１ 画像メモリ、５ 速度メータ画像
５１，５１Ｃ，５１０，５１０Ｃ 指針画像、５１１ 先端、５１２ 他端
５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ 軌跡画像
５２１，５２１Ｃ，５２２，５２２Ｃ 線、５２３Ｂ 円周
５３，５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ グラデーション部、５４，５４Ｃ 目盛画像
５５，５５Ｃ 文字画像、５６ 背景、６ 速度センサ、７ イグニッションスイッチ
８ バッテリ

Claims (1)

1. 指針を表す指針画像と、前記指針画像の動きの軌跡を表す軌跡画像とを表示可能な表示パネルと、
   複数のフレームの前記指針画像と前記軌跡画像とを、連続的に切り替えて表示可能なように前記表示パネルの表示状態を制御する制御手段とを備え、
   前記複数のフレームにおいて所定の第１フレームの前記軌跡画像は、前記第１フレームの前記指針画像が表示されている第１部位と、前記第１フレームに対して１フレーム分前の第２フレームの前記指針画像が表示された第２部位とを結んで連続して形成されており、
   前記指針画像の前記動きは、前記指針画像の回動であり、
   前記第１フレームの前記軌跡画像は、前記第１フレームの前記指針画像と前記第２フレームの前記指針画像とからなる扇形状を有し、且つ、前記軌跡画像において外周側の円周に、グラデーション部を備え、
   前記グラデーション部は、前記円周側に向かって前記指針画像の色調から前記指針画像の背景の色調へ徐々に変化するグラデーションとして形成されていることを特徴とする表示装置。

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