JP5000728B2 - 表示システム、表示制御装置、画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両等操縦可能な移動体に搭載する表示システムに関し、特に、計器類の視認性を改良するための技術に関するものである。

通常、自動車等の操縦可能な移動体には、操縦者（運転者）が自身の操縦（運転）している移動体（自動車）の走行速度（スピード）を視覚的に確認できるように、インストルメントパネル（インパネ）にはスピードメータが搭載されている。

近年、スピードを含めた自動車に関する各種情報を表示するために、液晶パネルが使用されつつある。

例えば、特許文献１には、液晶パネル上にアナログ形式でスピードを表示する計器が開示されている。ここでは、速度に応じて回転する指針を動画像として液晶パネル上に表示させた計器をアナログ形式の計器と称している。

また、近年では、自動車等のインストルメントパネル（インパネ）に搭載され、スピードを含めた自動車に関する各種情報に加えて、ナビゲーション情報等の運転を支援するための情報を表示する表示パネを備えた表示システムが提案されている。

このような表示システムとしては、例えば、特許文献２に開示された表示システムがある。特許文献２に開示された表示システムでは、表示パネルが車載ネットワークあるいは信号線等に接続されており、車載ネットワークあるいは信号線等から送信される情報（値）に基づいて、スピード等の計器情報の表示を行っている。
日本国公開特許公報「特開２００６−２３４５０５号公報（公開日：２００６年９月７日）」 国際公開特許公報「ＷＯ ２００６／０２２１９１ Ａ１（国際公開日：２００６年３月２日）」

しかしながら、例えば特許文献１に開示されている液晶パネルからなる計器を特許文献２に記載の表示システムに適用した場合、車載ネットワークから送信される間隔で上記の値に基づいて計器情報を表示すれば、上記の値の送信間隔によっては、人間の目の追従機能を超えてしまい、計器情報を認識することができないという問題が生じる。

これは、特許文献１に開示されている計器では、検出値（車載ネットワークから送信される値）から指針の振れ角を求めて、指針の表示位置を決定し、生成した指針画像を表示するようになっており、検出値がどのようなタイミング（送信間隔）で送信されるかは問題にしていないためである。このため、液晶パネルにおける表示タイミングと、検出値の検出タイミングとがずれる虞があり、人間の目で指針画像の変化を追従できずに、計器情報を確実に認識できないようになる。

このように、液晶パネルからなる計器において表示されている計器情報が、人間の目によって確実に認識できなければ、事故を誘発するなど安全性のうえで好ましくない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像表示部であるディスプレイに入力される情報間隔と、ディスプレイの表示特性（フレーム間隔）とを考慮することで、運転者（人間）の目で画像の状態変化を確実に追従できる画像表示装置およびこの画像表示装置を備えた表示システムを実現することにある。

本発明に係る表示システムは、上記課題を解決するために、操縦可能な移動体に搭載され、上記移動体に関する情報を画像として表示する画像表示装置を備えた表示システムにおいて、上記画像表示装置は、上記画像を表示する画像表示部と、上記移動体から取得した情報から上記画像表示部に表示すべき画像を表示用データとして生成する表示用データ生成部と、上記移動体から取得した情報から上記画像表示部に表示する画像の表示位置を算出する表示位置算出部と、上記表示用データ生成部により生成された表示用データを、上記画像表示部の、上記表示位置算出部により算出された画像の表示位置に表示させる表示制御部とを備え、上記表示制御部は、上記移動体からの情報の取得間隔が、上記画像表示部における画像表示のためのフレーム間隔よりも長い場合、直前に取得した移動体の情報から上記表示位置算出部によって算出された画像表示位置を画像表示の起点位置として、上記起点位置から、現時点で取得した移動体の情報から上記表示位置算出部によって算出された画像表示位置までの間を、上記画像が上記フレーム間隔で移動するように該画像の画像表示位置の更新を行うことを特徴としている。

上記の構成によれば、移動体からの情報の取得間隔が、画像表示のためのフレーム間隔よりも長い場合、直前に取得した移動体の情報から算出された画像表示位置を画像表示の起点位置として、上記起点位置から、現時点で取得した移動体の情報から算出された画像表示位置までの間を、上記画像が上記フレーム間隔で移動するように該画像の画像表示位置の更新を行うことで、起点位置から現在の表示位置までの間の画像表示がフレーム間隔で補間表示（補間処理）されることになる。

一般に、表示画像における表示タイミングを示すフレーム間隔は、画像の変化（移動等）が人間の目で違和感なく認識できる程度の間隔に設定されているので、上記のように、フレーム間隔で画像表示の補間処理が行われれば、表示画像の移動（変化）を人間の目で確実に追従できるようになる。

従って、上記の補間処理が実行されることで、人間の目には、表示画像が滑らかに移動しているように認識できる。

上記表示制御部は、上記起点位置から、現時点で取得した移動体の情報から上記表示位置算出部によって算出された画像表示位置までの間を移動する画像の移動間隔が等間隔となるように画像表示位置の更新を行うように認識できる。

上記表示画像は、スピードメータの速度を示す画像であれば、移動体の操縦者（運転者）は走行速度の変化が滑らかであるように認識し、この結果、操縦者は常に走行速度を正確に把握できるようになるので、安全運転につながるという効果を奏する。

上記表示画像を、スピードメータの回転計にした場合の針を示す画像にすれば、移動体の走行速度に対応した指針を常に表示することができる。

なお、上記の表示画像が、指針が回転することによって状態変化量を示すような計器であれば、スピードメータに限定されるものではなく、タコメータや燃料計、水温計などであってもよい。

同様に、上記の表示画像が移動体からの情報に基づいた状態変化量を示すようなレベルメータであれば、スピードメータに限定されるものではなく、タコメータや燃料計、水温計などであってもよい。

すなわち、上記表示画像が、レベルメータのレベル変化を表す複数の静止画像として、この静止画像を移動体からの情報に基づいて更新表示するようにしてもよい。

上記画像表示装置は液晶表示装置であってもよい。

本発明の実施形態を示すものであり、液晶インパネシステムの要部構成を示すブロック図である。 図１に示す液晶インパネシステムに備えられた液晶プラットフォーム部のＤＩＣの詳細構成を示すブロック図である。 図１に示す液晶インパネシステムの液晶表示部に表示されるインパネ画像の表示例を示す図である。 指針画像の回転表示におけるスムーズ処理の２つの方法を説明するための図である。 図３に示すインパネ画像のスピードメータにおける円の３６０°の角度の１°を３等分した場合の車速間隔の度数を示す図である。 ＣＡＮメッセージ受信のタイミングと、ＲＯＴＡＴＥ命令発行のタイミングとの関係を示すタイムチャートである。 図６で求めた描画回数と１回のＲＯＴＡＴＥ命令毎の回転角度による、ＲＯＴＡＴＥ命令発行の具体例を示す図である。 図７に示すＲＯＴＡＴＥ命令を発行する際のプログラムの一例を示す図である。 油糧の増減状態をレベルメータで表示した例を示す図である。

本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。

本実施の形態では、本発明の表示システムを、操縦可能な移動体の一つである自動車のインストルメントパネル（以下、インパネと称する）として用いられる、液晶インパネシステムに適用した例について説明する。

図１は、液晶インパネシステムの概略を示すブロック図である。

上記液晶インパネシステムは、図１に示すように、液晶表示部１００、液晶プラットフォーム部２００、入力ストリーム部３００、ＣＰＵ４００、ＦｌａｓｈＷｒｉｔｅｒ５００を含んだ構成となっており、ＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）方式の信号またはＰＡＬ（Phase Alternating Line）方式の信号、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）方式の信号からなる各種動画を取り込み、内部に持つ静止画と合わせて、自由なレイアウトにして、ＬＶＤＳ方式の信号またはＲＧＢ（Red Green Blue）方式の信号からなるインパネ画像（例えば、図４に示すような画像）をリアルタイム表示するようになっている。

上記液晶表示部１００は、ＬＶＤＳ方式の信号により画像表示を行うＬＣＤパネル１０１と、ＲＧＢ方式の信号により画像表示を行うＬＣＤパネル１０２とを含んでいる。なお、液晶表示部１００において、ＬＣＤパネル１０１とＬＣＤパネル１０２とは、別々のパネルであってもよいし、ＬＶＤＳ表示とＲＧＢ表示を行うことができる一枚パネルで構成してもよい。

また、ＬＣＤパネル１０１、ＬＣＤパネル１０２としては、駆動方式、液晶の動作モードを特に限定せず、どのような駆動方式、液晶動作モードの液晶パネルであってもよい。

上記ＬＣＤパネル１０１には、液晶プラットフォーム部２００からＬＶＤＳ信号が供給され、上記ＬＣＤパネル１０２には、液晶プラットフォーム部２００からＲＧＢ信号が供給される。これらの信号生成の詳細については後述する。

上記液晶プラットフォーム部２００は、ＤＩＣ（Digital Image Composer）２０１、ＦｌａｓｈＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３を含んだ構成となっている。

上記ＤＩＣ２０１は、入力ストリーム部３００からの情報、ＲＡＭ２０３に格納された情報から、ＣＰＵ４００の指示により、上記液晶表示部１００に表示させる画像を生成するようになっている。ＤＩＣ２０１における画像生成の詳細は後述する。

上記ＤＩＣ２０１は、液晶プラットフォーム部２００に設けられた各種インターフェース（Ｉ／Ｆ）を介して情報の取り込み及び画像の出力を行うようになっている。

つまり、上記液晶プラットフォーム部２００は、ＤＩＣ２０１への情報の取り込み用のインターフェースとして、入力ストリーム部３００のナビ・ＴＶ・ＤＶＤ等からの情報を取り込むためのＬＶＤＳ用のＩ／Ｆ、入力設定用の情報を取得するＲＧＢ用のＩ／Ｆ、カメラからのＮＴＳＣ方式の信号またはＰＡＬ方式の信号を取得するためのＳＩＢＩ（Stream Input Bus Interface）、車載ネットワークに接続されたＣＰＵ４００からの制御信号を取得するための８ｂｉｔ ｐａｒａｌｌｅｌのＩ／Ｆが設けられ、情報の出力用のインターフェースとして、ＬＣＤパネル１０１にＬＶＤＳ信号（画像情報）を出力するためのＬＶＤＳ用のＩ／Ｆ、ＬＣＤパネル１０２にＲＧＢ信号（テキスト、画像情報）を出力するためのＲＧＢ用のＩ／Ｆが設けられている。なお、出力側のＲＧＢ用のＩ／Ｆは入出力兼用となっている。

上記ＦｌａｓｈＲＯＭ２０２（第１記憶部）は、液晶表示部１００において表示する画像の表示条件情報が異なる複数種類の表示用データを格納するようになっている。つまり、ＦｌａｓｈＲＯＭ２０２には、液晶インパネシステム起動に関連するデータのほかに、各シーンの表示に必要なデータが記憶されていることになる。

また、上記ＲＡＭ２０３（第２記憶部）は、ＤＤＲ４００のＳＤＲＡＭからなり、上記ＦｌａｓｈＲＯＭ２０２に格納された表示用データを一時的に格納するようになっている。

上記表示用データのＦｌａｓｈＲＯＭ２０２からＲＡＭ２０３への転送は、上記ＣＰＵ４００によって制御される。すなわち、ＣＰＵ４００は、ＦｌａｓｈＲＯＭ２０２に格納された表示用データを所定のタイミングで上記ＲＡＭ２０３に転送制御する。

上記ＤＩＣ２０１は、ＦｌａｓｈＲＯＭ２０２に格納された表示用データではなく、ＲＡＭ２０３に転送された表示用データから液晶表示部１００に表示すべき画像を生成する。

上記ＣＰＵ４００は、描画コマンドを上記ＤＩＣ２０１に対して発行し、該ＤＩＣ２０１に上記ＲＡＭ２０３から必要な表示用データを取り込ませて液晶表示部１００で表示すべき画像（インパネ画像）を生成させる。

なお、上記ＤＩＣ２０１には、２Ｄ回転エンジン（ローテーションエンジン）、およびアニメーションエンジン（モーションエンジン）を各４個有しており、指針表示は、上記ローテーションエンジンにて行うようになっている。これらのエンジンの詳細については後述する。

上記ＦｌａｓｈＲＯＭ２０２に格納される表示用データは、ＦｌａｓｈＷｒｉｔｅｒ５００によって書き込まれる。上記ＦｌａｓｈＷｒｉｔｅｒ５００によって書き込まれる表示用データは、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）からなる開発装置によって、事前に、レイアウトおよび静止画情報と、シーン遷移テーブル情報とを表示用データとして作成される。

図２は、液晶プラットフォーム部２００のＤＩＣ２０１の詳細構成を示すブロック図である。

上記ＤＩＣ２０１は、ＳＤＲＡＭインターフェース２１１を中心にして、該ＳＤＲＡＭインターフェース２１１へのデータの出力側に配置された、ＳＣＡＮエンジン２１２と、該ＳＤＲＡＭインターフェース２１１へのデータの入力側に配置された、ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ制御部２１３、ＦＭＴエンジン２１４、ＣＰＵ Ｉ／Ｆ２１５、Ｉ２Ｃ２１６、入力ＰＯＲＴ２１７、ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８、ＭＯＴＩＯＮエンジン２１９、ＰｘＢＬＴ（Pixel BLock Transfer）エンジン２２０とを含んだ構成となっている。

上記ＳＣＡＮエンジン２１２は、ＲＡＭ２０３上に確保されている表示バッファから静止画データとＣＲＡＭの内容を読み出すと共に、同じくＲＡＭ２０３上のパターンデータと動画バッファから画像データを読み出し、それぞれを合成して表示するようになっている。また、ＳＣＡＮエンジン２１２は、ＶＲＡＭ、ＣＲＡＭの内容を表示バッファに複写する処理も行う。

従って、上記の処理を実行するために、上記ＳＣＡＮエンジン２１２は、フレームバッファとしての画像合成部（１）２２３、画像合成部（２）２２５と、出力タイミングゲートとしてのパネル（１）ＴＧ２２４、パネル（２）ＴＧ２２６とを含んでいる。このＳＣＡＮエンジン２１２の詳細について後述する。

上記ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ制御部２１３は、ＳＤＲＡＭインターフェース２１１を介して送られる制御信号に基づいて、ＲＡＭ２０３に格納された表示用データの入出力を制御するものである。

上記ＦＭＴエンジン２１４は、ＳＤＲＡＭインターフェース２１１を介して送られる制御信号に基づいて、ＦｌａｓｈＲＯＭ２０２から表示用データを読み出して、読み出した表示用データをＲＡＭ２０３に転送させるためのプログラムである。

上記ＣＰＵ Ｉ／Ｆ２１５は、ＳＤＲＡＭインターフェース２１１とＣＰＵ４００との直接のインターフェースとして機能する一方、Ｉ２Ｃ２１６を介してＣＰＵ４００とのインターフェースとして機能する。

上記入力ＰＯＲＴ２１７は、ＳＤＲＡＭインターフェース２１１へのデータ入力のための複数のＰＯＲＴを有している。

上記入力ＰＯＲＴ２１７のＰＯＲＴ１には、ＬＶＤＳ入力が割り当てられ、ＰＯＲＴ２には、ＲＧＢ入力が割り当てられ、ＰＯＲＴ４〜７には、ＮＴＳＣ入力（ＬＶＤＳがＮＴＳＣに変換された信号及びＳＩＢＩ入力）が割り当てられ、ＰＯＲＴ８〜１１には、ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８で生成される各種信号のＰＯＲＴとして割り当てられ、ＰＯＲＴ１２〜１５には、ＭＯＴＩＯＮエンジン２１９で生成される各種信号のＰＯＲＴとして割り当てられている。

また、上記ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８、上記ＭＯＴＩＯＮエンジン２１９は、ＳＤＲＡＭインターフェース２１１からの制御信号により信号の生成処理を行うようになっている。ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８およびＭＯＴＩＯＮエンジン２１９については後述する。

さらに、上記ＳＤＲＡＭインターフェース２１１は、ＰｘＢＬＴエンジン２２０を制御するようになっている。

上記ＰｘＢＬＴエンジン２２０は、画像を転写するエンジンである。具体的には、ＰｘＢＬＴエンジン２２０は、２次元空間上にある矩形領域を別の領域にコピーする機能、あるいは、２次元空間上にある矩形領域にデータをセットする機能を有するエンジンである。本願発明では、ＰｘＢＬＴエンジン２２０に、さらに、拡大縮小機能とαブレンド機能とを追加し、機能拡張を図っている。

ここで、上記の入力ＰＯＲＴ２１７から入力される信号は、ＳＤＲＡＭインターフェース２１１を介してＳＣＡＮエンジン２１２に出力される。

上記ＳＣＡＮエンジン２１２は、ＬＶＤＳ出力のための第１レイヤー群（ＳＶＲＡＭ（１）Ｌａｙｅｒ、ＭＯＶＩＥ（１）Ｌａｙｅｒ、ＣＲＡＭ（１）Ｌａｙｅｒ、ＰＧ（１）Ｌａｙｅｒ）、第１レイヤー群からの信号を画像に展開するための画像合成部（１）２２３、展開した画像をＬＶＤＳ出力信号に変換して所定のタイミングで出力するためのパネル（１）ＴＧ２２４、ＲＧＢ出力のための第２レイヤー群（ＳＶＲＡＭ（２）Ｌａｙｅｒ、ＭＯＶＩＥ（２）Ｌａｙｅｒ、ＣＲＡＭ（２）Ｌａｙｅｒ、ＰＧ（２）Ｌａｙｅｒ）、第２レイヤー群からの信号を画像に展開するための画像合成部（２）２２５、展開した画像をＲＧＢ出力信号に変換して所定のタイミングで出力するためのパネル（２）ＴＧ２２６を有している。

上記ＣＲＡＭ（１）Ｌａｙｅｒ、ＣＲＡＭ（２）Ｌａｙｅｒには、ＳＣＡＮエンジンにてあらかじめＰＧ（１）Ｌａｙｅｒ、ＰＧ（２）Ｌａｙｅｒへのインデックスが設定され、そのインデックスに基づいた画像情報がＰＧ（１）Ｌａｙｅｒ、ＰＧ（２）Ｌａｙｅｒから読み出されて、ＳＣＡＮエンジンにてフレームバッファに転送される。

上記ＳＶＲＡＭ（１）Ｌａｙｅｒ、ＳＶＲＡＭ（２）Ｌａｙｅｒには、ＰｘＢＬＴエンジン２２０で生成された画像信号が入力され、上記ＭＯＶＩＥ（１）Ｌａｙｅｒ、ＭＯＶＩＥ（２）Ｌａｙｅｒには、ＭＯＴＩＯＮエンジン２１９・ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８で生成された信号および各種動画入力ポートからの画像信号が入力され、上記ＣＲＡＭ（１）Ｌａｙｅｒ、ＣＲＡＭ（２）Ｌａｙｅｒには、ＳＣＡＮエンジン２１２にてあらかじめＰＧ（１）Ｌａｙｅｒ、ＰＧ（２）Ｌａｙｅｒへのインデックスが設定され、そのインデックスに基づいた画像情報がＰＧ（１）Ｌａｙｅｒ、ＰＧ（２）Ｌａｙｅｒから読み出されて、ＳＣＡＮエンジン２１２にてフレームバッファに転送される。

上記画像合成部（１）２２３は、第１レイヤー群からの信号を画像に展開するためのフレームバッファであり、同様に、上記画像合成部（２）２２５は、第２レイヤー群からの信号を画像に展開するためのフレームバッファである。

上記パネル（１）ＴＧ２２４は、画像合成部（１）２２３によって展開された画像をＬＣＤパネル１０１で受け取れる形式（ＬＶＤＳ信号）に変換して、所定のタイミングで出力するようになっている。

上記パネル（２）ＴＧ２２６も、上記パネル（１）ＴＧ２２４と同様に、画像合成部（２）２２５によって展開された画像をＬＣＤパネル１０２で受け取れる形式（ＲＧＢ信号）に変換して、所定のタイミングで出力するようになっている。

液晶表示部１００に表示される画像の表示例を図３に示す。ここでは、ＬＣＤパネル１０１に表示される画像の表示例について説明する。

図３は、自動車のインパネ画像の表示例を示すものである。

図３に示すインパネ画像は、中心に自動車の走行速度を示すスピードメータ１１１、該スピードメータ１１１を中心に左上部にナビゲーション画像１１２、左下部にタコメータ１１３、右下部に水温計１１４、右中部に燃料計１１５、右上部にエンジン状態１１６を示すそれぞれの画像が合成されたものである。

スピードメータ１１１、タコメータ１１３、水温計１１４、燃料計１１５の４つの画像は、図２に示すＲＯＴＡＴＥエンジン２１８により指針画像１１１ａ、指針画像１１３ａ、指針画像１１４ａ、指針画像１１５ａが生成される。

ナビゲーション画像１１２、エンジン状態画像１１６は、図２に示すＭＯＴＩＯＮエンジン２１９により表示状態を変化させている。

上記ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８は、アフィン変換とアンチエリアシングによって画像生成を行う画像生成手段であり、本実施の形態においては、各指針画像を３０ｆｐｓ（フレーム・パー・セカンド）間隔で生成するようになっている。つまり、１フレーム間隔は、１／３０＝０．０３３（ｓ）＝３３ｍｓとなる。

従って、通常、上記ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８は、ノンインターレース表示であれば、３３ｍｓ間隔で指針画像を生成し、インターレース表示であれば、ノンインターレース表示の半分の約１６．７ｍｓ間隔で指針画像を生成することになる。

一方、ＭＯＴＩＯＮエンジン２１９は、本実施の形態においては、３１枚の画像を６０ｍｓで繰り返し表示して、上記ナビゲーション画像１１２を表示し、１０５枚の画像を３０ｍｓで繰り返して表示して、Ｉ２Ｃ２１６を表示するようになっている。

上記スピードメータ１１１は、透過モードで作成された指針画像１１１ａを背景画像１１１ｂに重ね合わせて表示されている。

上記指針画像１１１ａは、図２に示すＲＯＴＡＴＥエンジン２１８において、例えばＰＮＧ（Portable Network Graphic）等の画像として生成され、背景画像１１１ｂの中心点を軸にして指定した角度で回転された表示画像である。

つまり、上記スピードメータ１１１は、アナログ形式のスピードメータであり、０ｋｍ／ｈ〜１８０ｋｍ／ｈまでの速度メモリが円周状に刻まれた背景画像１１１ｂ上に、該背景画像１１１ｂの中心点を軸として、現時点の速度を示すように指定された角度で回転させた状態の指針画像１１１ａを重ね合わせて速度表示を行うようになっている。

この指針画像１１１ａの回転処理についての詳細は後述する。

なお、タコメータ１１３についても、上記スピードメータ１１１と同様のしくみにより背景画像１１３ｂ上に、ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８で生成された透過モードの指針画像１１３ａを重ね合わせて表示している。

また、水温計１１４についても、上記スピードメータ１１１と同様のしくみにより背景画像１１４ｂ上に、ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８で生成された透過モードの指針画像１１４ａを重ね合わせて表示している。

さらに、燃料計１１５についても、上記スピードメータ１１１と同様のしくみにより背景画像１１５ｂ上に、ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８で生成された透過モードの指針画像１１５ａを重ね合わせて表示している。

上記ナビゲーション画像１１２、上記エンジン状態画像１１６は、内蔵静止画像を指定時間値で順次描画するアニメーション画像である。これらの画像は、図２に示すＭＯＴＩＯＮエンジン２１９によって生成される。

これらナビゲーション画像１１２及びエンジン状態画像１１６は、内蔵静止画像を指定時間値で順次描画するアニメーション画像であるので、画像表示にスムーズさがあまり要求されないものの、上述のＲＯＴＡＴＥエンジン２１８で生成されるスピードメータ１１１の指針画像１１１ａ等は画像表示にリアルタイム性が求められ、且つ、スムーズな表示が要求される。これは、スピードメータ１１１において、指針画像１１１ａの回転表示がスムーズでないと、操縦者が眼で追うことができず、速度変化を見落とす虞が高い。このように速度変化を見落としてしまうと、安全に運転を行うことができないという問題が生じる。

つまり、ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８で生成されるスピードメータ１１１の指針画像１１１ａは、何も調整しなければ、上述のように、１フレーム間隔（３３ｍｓ）で生成されるが、この生成のタイミングと、車載ネットワークから車両情報を取得するタイミング（取得期間、送信間隔）とは必ずしも一致しない。このため、指針画像１１１ａの生成タイミングと、車両情報を取得するタイミングとがずれた場合、指針画像１１１ａの表示位置が急激に変化し、指針画像１１１ａ表示がスムーズ（滑らか）に行われない。

そこで、以下においては、ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８においてどのようにして指針画像の回転表示をスムーズに行うかについて説明する。なお、以下の説明では、スピードメータ１１１における指針画像１１１ａの回転表示について説明するが、タコメータ１１３、水温計１１４、燃料計１１５においてもスピードメータ１１１と同様の方法により指針画像の回転表示をスムーズに行うことができる。

図４は、指針画像の回転表示におけるスムーズ処理の２つの方法を説明するための図である。ここで、Ｇは、現在のシグナル値での角度位置、Ａは、直前のシグナル値での角度位置を示す。

表示方法１は、指針画像の角度位置がＡからＧに向かうために、所定の時間間隔で角度位置の半分ずつ補間処理する方法である。この場合、角度位置Ｂ〜Ｆは、図４に示す式によって求める。例えば角度位置Ｂは、Ｂ＝Ａ＋（Ｇ−Ａ）／２で求める。各角度位置は、１６．６ｍｓ毎に求める。この場合、補間処理は行わずに、そのまま表示を行っていることになる。

この表示方法１によれば、指針画像の角度位置が目的の角度位置であるＧまでの移動を、はじめのうちは速く、だんだんゆっくり行われるようになる。

また、表示方法２は、指針画像の角度位置がＡからＧに向かうために、所定の時間間隔で均等に分割された角度位置で補間処理する方法である。この場合、角度位置Ｂ〜Ｆは、図４に示す式によって求める。例えば角度位置Ｂは、Ｂ＝Ａ＋（１×Ｚ）で求める。ここで、Ｚは、（Ｇ−Ａ）を、補間数である６で除して求めた値である。各角度位置は、２０ｍｓ毎に求める。上記の補間数は、２０ｍｓ間隔で６回描画できる場合を示している。

この表示方法２によれは、指針画像の角度位置が目的の角度位置であるＧまでの移動を均等に移動させるように表示更新が行われる。

上記の指針画像の描画間隔は、角度位置に関する情報をＲＯＴＡＴＥエンジン２１８が得る間隔、すなわち車載ネットワークにおいて車速に関する情報を送信する間隔に合わせて設定することにより、なめらかな指針画像の回転表示を行うことができる。

以下、表示システムにおける指針画像の回転表示におけるスムーズ処理は、上記表示方法２に基づいて行われるものとする。

図５は、スピードメータ１１１における円の３６０°の角度の１°を３等分した場合の車速間隔の度数を示す図である。

この場合、車速間隔は、０ｋｍ／ｈ〜１８０ｋｍ／ｈとし、全体の度数を３６０°×３＝１０８０とし、０ｋｍ／ｈの度数を１３５とし、１８０ｋｍ／ｈの度数を９４３とした場合、以下の計算式により速度に対応した計算度数を求めることができる。ここで求める計算度数は、速度メータの角度位置を示すものである。

計算度数＝（８０８／１８０）×速度＋１３５
この計算度数の演算は、開発装置上で事前設定されたパラメータにより、ＣＰＵ４００が行う。

つまり、ＣＰＵ４００は、求めた計算度数を引数としてＲＯＴＡＴＥ命令を作成し、所定のタイミングでＲＯＴＡＴＥエンジン２１８に発行するようになっている。

ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８は、ＲＯＴＡＴＥ命令を受けると指針画像の角度位置を求めて、ＳＤＲＡＭインターフェース２１１を介してＳＣＡＮエンジン２１２に出力する。

以下に、ＣＰＵ４００によるＲＯＴＡＴＥエンジン２１８による回転処理の詳細について説明する。

図６は、ＣＡＮメッセージ受信のタイミングと、ＲＯＴＡＴＥ命令発行のタイミングとの関係を示すタイムチャートである。

ここで、ＣＡＮメッセージとは、車載ネットワークから送信される情報であり、一定の間隔（５０５ｍｓ間隔）で送信される。そして、車載ネットワークから送信されたＣＡＮメッセージを受信するのは、ＣＰＵ４００である。

図６では、自動車の走行速度（以下、車速と称する）が３０ｋｍ／ｈから６０ｋｍ／ｈを示すＣＡＮメッセージの受信間隔（５０５ｍｓ間隔）から、車速が６０ｋｍ／ｈから７０ｋｍ／ｈに変化する場合の指針描画の描画回数（補間回数）を決定する場合を示している。

具体的には、以下の（１）〜（５）の手順で描画回数と１回に回転する角度とを求める。

（１）ＲＯＴＡＴＥ命令発行時間間隔Ｔ（ＲＯＴ）＝ ＃ｄｅｆｉｎｅ値＝２０ｍｓ
（２）ＣＡＮメッセージ受信時間間隔Ｔ（ＣＡＮ（ｎ））＝Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１）＝６０５−１００＝５０５ｍｓ
（３）差分Ａｎｇｌｅ(Ｔ（ｎ））＝Ａｎｇｌｅ（Ｔ（ｎ））−Ａｎｇｌｅ（Ｔ（ｎ−１））＝６０ｋｍ／ｈのＡｎｇｌｅ−３０ｋｍ／ｈｎｏＡｎｇｌｅ＝（−１３５）−（−２７０）＝１３５
（４）ＲＯＴＡＴＥ命令発行可能回数（Ｔ（ｎ））＝上記の（２）／上記の（１）＝５０５／２０＝２５・・・・５０５ｍｓの間に２５回描画できることを示す。

（５）ＲＯＴＡＴＥ命令発行Ａｎｇｌｅ間隔（Ｔ（ｎ））＝上記の（３）／上記の（４）＝１３５／２５＝５．４Ａｎｇｌｅ・・・・１回のＲＯＴＡＴＥ命令毎に５．４Ａｎｇｌｅずつ回転することを示す。

図７は、図６で求めた描画回数と１回のＲＯＴＡＴＥ命令毎の回転角度による、ＲＯＴＡＴＥ命令発行の具体例を示す図である。

すなわち、スピードメータ１１１において、６０ｋｍ／ｈの速度表示を７０ｋｍ／ｈの速度表示にするまでに、２５回のＲＯＴＡＴＥ命令の発行が行われ、指針画像の表示において補間処理が行われる。

ここでは、ＣＰＵ４００は、２０ｍｓ間隔でＲＯＴＡＴＥ命令を発行するので、ＣＡＮメッセージの受信間隔が５０５ｍｓであれば、２５回のＲＯＴＡＴＥ命令発行の後、５ｍｓ間ＲＯＴＡＴＥ命令の発行は停止状態となり、次のＣＡＮメッセージの受信待ちとなる。

なお、次のＣＡＮメッセージが予測した５０５ｍｓ後よりも遅くても、ＲＯＴＡＴＥ命令発行は停止状態を維持する。但し、上記の（２）において求めたＣＡＮメッセージの受信間隔が非常に長い場合も想定される、例えばＣＡＮメッセージの通信が途絶えたり、ＣＡＮメッセージの取りこぼしなどで、次にＣＡＮメッセージを受信するまでに時間を要する場合も想定される。このように、ＣＡＮメッセージの受信間隔が非常に長いと、指針画像の回転速度が遅くなり、指針画像の回転表示がスムーズでなくなる。

この問題を避けるため、ＣＡＮメッセージの受信間隔に最大値を設定し、ＣＡＮメッセージの受信間隔が設定した最大値よりも長くなると判断した場合に、最大値内で回転処理を施すようにする。

例えば、ＣＡＮメッセージの受信間隔の最大値を１０００ｍｓとした場合、上記のＣＡＮメッセージの受信が５０５ｍｓ後ではなく、１２００ｍｓ後で、速度が１００ｋｍ／ｈであれば、５００ｍｓ後から１２００ｍｓ後までの７００ｍｓ間停止する。

しかしながら、ＣＡＮメッセージの受信間隔が最大値の１０００ｍｓを超えているので、受信後１０００ｍｓで６０ｋｍ／ｈ〜１００ｋｍ／ｈになったと想定し、この速度間を５０回（１０００ｍｓ÷２０ｍｓ）でスムーズ処理を行う。

図８は、図７に示すＲＯＴＡＴＥ命令を発行する際のプログラムの一例を示している。

プログラムは、これに限定されるものではなく、図７に示す処理を実行可能に記載しているプログラムであればよい。

以上のように、本実施の形態に係る液晶インパネシステムは、自動車に搭載され、該自動車に関する情報を画像として表示する液晶表示部１００を備え、この液晶表示部（画像表示装置）１００は、上記画像を表示するＬＣＤパネル１０１，１０２（画像表示部）と、上記自動車から取得した情報から上記ＬＣＤパネル１０１，１０２に表示すべき画像を表示用データとして生成する液晶プラットフォーム部２００（表示用データ生成部）と、上記自動車から取得した情報から上記ＬＣＤパネル１０１，１０２に表示する画像の表示位置を算出するＣＰＵ４００（表示位置算出部）と、上記液晶プラットフォーム部２００により生成された表示用データを、上記ＬＣＤパネル１０１，１０２の、上記ＣＰＵ４００により算出された画像の表示位置に表示させるＤＩＣ２０１とを備え、上記ＤＩＣ２０１は、上記自動車からの情報の取得間隔が、上記ＬＣＤパネル１０１，１０２における画像表示のためのフレーム間隔よりも長い場合、直前に取得した自動車の情報から上記ＣＰＵ４００によって算出された画像表示位置を画像表示の起点位置として、上記起点位置から、現時点で取得した自動車の情報から上記ＣＰＵ４００によって算出された画像表示位置までの間を、上記画像が上記フレーム間隔で移動するように該画像の画像表示位置の更新を行うことを特徴としている。

これにより、ＬＣＤパネル１０１，１０２において、画像表示の起点位置から現在の表示位置までの間の画像表示がフレーム間隔で補間表示（補間処理）されることになる。

従って、上記の補間処理が実行されることで、人間の目には、表示画像が滑らかに移動しているように認識できる。

以上の説明では、本願発明を、ＲＯＴＡＴＥエンジン２１８を用いた各種回転メータ（主に、スピードメータ）の指針回転処理に適用したものであるが、本願発明を、ＭＯＴＩＯＮエンジン２１９を用いた各種レベルメータのバー表示処理に適用してもよい。

以下において、液晶インパネシステムにおいて、本発明を、油糧（ガソリン量）を示す計器をレベル表示したレベルメータに適用した例について説明する。

図９は、油糧の増減状態をレベルメータで表示した例を示す図である。

上記レベルメータの表示処理は、図２に示すＭＯＴＩＯＮエンジン２１９によって行われる。

上記ＭＯＴＩＯＮエンジン２１９は、登録された複数の静止画像から、コマンド引数に指定された画像を表示するエンジンである。ここで、登録された複数の静止画像は、図９に示す各番号（番号０〜番号１１）を付記した１２枚の静止画像である。

通常、静止画像は、静止画像レイヤにバッファされる。この場合、表示させる静止画像を指定してから表示するまでに４フレーム（例えば１フレーム＝１６．６ｍｓとすると、１６．６ｍｓ×４≒６６ｍｓ）の時間を要する。

これに対して、ＭＯＴＩＯＮエンジン２１９を用いた場合、静止画像が動画レイヤにバッファされるので、表示させる静止画像を指定してから表示するまでに１フレーム（例えば１フレーム＝１６．６ｍｓとすると、１６ｍｓ）の時間で済み、静止画像レイヤを使用した描画よりも高速に描画できる。

ここで、油糧値の範囲を、車載電子情報として、満タン（Ｆ）を最大値１００、空（Ｅ）を最小値０として、図９に示すように、静止画像に対応付けるようにする。この場合の静止画像に付与された番号は、油糧に対応している。つまり、番号０の静止画像は、油糧が最小値であることを示すレベルメータ画像、番号１１の静止画像は、油糧が最大値であることを示すレベルメータ画像となっている。

静止画像に付与される番号（画像番号Ｎ、Ｎ＝０，１，２，・・・、１０，１１）は、検出された油糧に応じた値からコマンド引数として求められる。例えば、以下のような式（１）により表示される画像番号Ｎが求められる。

Ｎ＝１２／１００×油糧（車載ネットワークから送信されてきた値、以下、送信値とする）・・・・・（１）
上記Ｎがとり得る値は、０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１の１２種類である。一方、油糧を直接検出した値（例えば、油糧センサから得られる電気信号）は１２種類以上存在する。そこで、油糧を示す値を、実際に検出される値から、予め設定されたパラメータで１２種類になるように計算しておく必要がある。例えば、満タン時の油糧が６０Ｌである場合、６０Ｌを５Ｌずつ均等に分けて１２種類の範囲（０Ｌ〜５Ｌ未満、５Ｌ〜１０Ｌ未満、１０Ｌ〜１５Ｌ未満、・・・・５０Ｌ〜５５Ｌ未満、５５Ｌ〜６０Ｌ）とする。そして、油糧を実際に検出した値が０Ｌ〜５Ｌ未満の間を示す値であれば、上記式（１）によってＮが０となるような油糧を示す送信値に対応付ける。また、油糧を実際に検出した値が５Ｌ〜１０Ｌ未満の間を示す値であれば、上記式（１）によってＮが１となるような油糧を示す送信値に対応付ける。このようにして全てのＮに対して送信値を対応付ける。この演算は、車両（車種）に応じて設定されるパラメータを用いて予め行っておく。

以上のように、式（１）により、画像番号を示すＮが求まれば、上述したＭＯＴＩＯＮエンジン２１９は、求めたＮをコマンド引数として登録された複数の静止画像から対応する画像番号の静止画像を動画レイヤにバッファして、液晶表示部１００に表示させる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

産業上の利用の可能性

スピードメータ等の時間によって表示位置が変化する画像を表示する画像表示装置を搭載した計器類に適用できる。

Claims (26)

1. 操縦可能な移動体に搭載され、上記移動体に関する情報を画像として表示する画像表示装置を備えた表示システムにおいて、
   上記画像表示装置は、
   上記画像を表示する画像表示部と、
   上記移動体から取得した情報から上記画像表示部に表示すべき画像を表示用データとして生成する表示用データ生成部と、
   上記移動体から取得した情報から上記画像表示部に表示する画像の表示位置を算出する表示位置算出部と、
   上記表示用データ生成部により生成された表示用データを、上記画像表示部の、上記表示位置算出部により算出された画像の表示位置に表示させる表示制御部とを備え、
   上記表示制御部は、
   上記移動体からの情報の取得間隔が、上記画像表示部における画像表示のためのフレーム間隔よりも長い場合、
   直前に取得した移動体の情報から上記表示位置算出部によって算出された画像表示位置を画像表示の起点位置として、上記起点位置から、現時点で取得した移動体の情報から上記表示位置算出部によって算出された画像表示位置までの間を、上記画像が上記フレーム間隔で移動するように該画像の画像表示位置の更新を行うことを特徴とする表示システム。
2. 上記表示制御部は、
   上記起点位置から、現時点で取得した移動体の情報から上記表示位置算出部によって算出された画像表示位置までの間を移動する画像の移動間隔が等間隔となるように画像表示位置の更新を行うことを特徴とする請求項１に記載の表示システム。
3. 上記画像表示部に表示すべき画像は、移動体自身の移動速度を示す画像であることを特徴とする請求項１または２に記載の表示システム。
4. 上記画像は、回転計の指針を示す画像であることを特徴とする請求項３に記載の表示システム。
5. 上記画像は、レベルメータのレベル変化を表す複数の静止画像であることを特徴とする請求項３に記載の表示システム。
6. 上記画像表示装置は、液晶表示装置であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の表示システム。
7. 上記移動体は、車両であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の表示システム。
8. 操縦可能な移動体に搭載され、上記移動体から取得した情報から画像の表示位置を算出し、算出した表示位置に画像を表示する画像表示装置において、
   上記画像を表示する画像表示部と、
   上記移動体から取得した情報から上記画像表示部に表示すべき画像を表示用データとして生成する表示用データ生成部と、
   上記移動体から取得した情報から上記画像表示部に表示する画像の表示位置を算出する表示位置算出部と、
   上記表示用データ生成部により生成された表示用データを、上記画像表示部の、上記表示位置算出部により算出された画像の表示位置に表示させる表示制御部とを備え、
   上記表示制御部は、
   上記移動体からの情報の取得間隔が、上記画像表示部における画像表示のためのフレーム間隔よりも長い場合、
   直前に取得した移動体の情報から上記表示位置算出部によって算出された画像表示位置を画像表示の起点位置として、上記起点位置から、現時点で取得した移動体の情報から上記表示位置算出部によって算出された画像表示位置までの間を、上記画像が上記フレーム間隔で移動するように該画像の画像表示位置の更新を行うことを特徴とする画像表示装置。
9. 上記表示制御部は、
   上記起点位置から、現時点で取得した移動体の情報から上記表示位置算出部によって算出された画像表示位置までの間を移動する画像の移動間隔が等間隔となるように画像表示位置の更新を行うことを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
10. 上記画像表示部に表示すべき画像は、移動体自身の移動速度を示す画像であることを特徴とする請求項８または９に記載の画像表示装置。
11. 上記画像は、回転計の指針を示す画像であることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
12. 上記画像は、レベルメータのレベル変化を表す複数の静止画像であることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
13. 上記画像表示装置は、液晶表示装置であることを特徴とする請求項８〜１２の何れか１項に記載の画像表示装置。
14. 上記移動体は、車両であることを特徴とする請求項８〜１３の何れか１項に記載の画像表示装置。
15. 操縦可能な移動体に接続され、該移動体から取得した情報からえら得た画像表示位置に、表示すべき画像を表示する画像表示装置の表示制御装置において、
    上記移動体からの情報の取得間隔が、上記画像表示装置における画像表示のためのフレーム間隔よりも長い場合、
    直前に取得した移動体の情報から算出された画像表示位置を画像表示の起点位置として、上記起点位置から、現時点で取得した移動体の情報から算出された画像表示位置までの間を、上記画像が上記フレーム間隔で移動するように該画像の画像表示位置の更新を行うことを特徴とする表示制御装置。
16. 上記起点位置から、現時点で取得した移動体の情報から算出された画像表示位置までの間を移動する画像の移動間隔が等間隔となるように画像表示位置の更新を行うことを特徴とする請求項１５に記載の表示制御装置。
17. 上記画像表示装置に表示すべき画像は、移動体自身の移動速度を示す画像であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の表示制御装置。
18. 上記画像は、回転計の指針を示す画像であることを特徴とする請求項１７に記載の表示制御装置。
19. 上記画像は、レベルメータのレベル変化を表す複数の静止画像であることを特徴とする請求項１７に記載の表示制御装置。
20. 上記画像表示装置は、液晶表示装置であることを特徴とする請求項１５〜１９の何れか１項に記載の表示制御装置。
21. 上記移動体は、車両であることを特徴とする請求項１５〜２０の何れか１項に記載の表示制御装置。
22. 時間によって表示位置が変化する画像を表示する画像表示装置であって、取得した表示位置に関する情報から画像の表示位置を算出し、算出した表示位置に画像を表示する画像表示装置において、
    上記画像を表示する画像表示部と、
    取得した情報から上記画像表示部に表示すべき画像を表示用データとして生成する表示用データ生成部と、
    上記取得した情報から上記画像表示部に表示する画像の表示位置を算出する表示位置算出部と、
    上記表示用データ生成部により生成された表示用データを、上記画像表示部の、上記表示位置算出部により算出された画像の表示位置に表示させる表示制御部とを備え、
    上記表示制御部は、
    上記情報の取得間隔が、上記画像表示部における画像表示のためのフレーム間隔よりも長い場合、
    直前に取得した情報から上記表示位置算出部によって算出された画像表示位置を画像表示の起点位置として、上記起点位置から、現時点で取得した情報から上記表示位置算出部によって算出された画像表示位置までの間を、上記画像が上記フレーム間隔で移動するように該画像の画像表示位置の更新を行うことを特徴とする画像表示装置。
23. 上記表示制御部は、
    上記起点位置から、現時点で取得した情報から上記表示位置算出部によって算出された画像表示位置までの間を移動する画像の移動間隔が等間隔となるように画像表示位置の更新を行うことを特徴とする請求項２２に記載の画像表示装置。
24. 上記画像は、回転計の指針を示す画像であることを特徴とする請求項２２または２３に記載の画像表示装置。
25. 上記画像は、レベルメータのレベル変化を表す複数の静止画像であることを特徴とする請求項２２または２３に記載の画像表示装置。
26. 上記画像表示装置は、液晶表示装置であることを特徴とする請求項２２〜２５の何れか１項に記載の画像表示装置。

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