JP5455828B2 - 計器のグラフィック表示装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両の計器板等の表示に利用可能な計器のグラフィック表示装置および方法に関する。

自動車等の車両には、例えばスピードメータやタコメータのような様々な計器が搭載されれている。このような計器は、一般的に、所定の文字板上に配置された指針を計測値に応じて電気モータ等で駆動し、計測値に対応する目盛りの位置を物理的に回動する指針が指し示すように制御される。

一方、例えば特許文献１〜特許文献３に示されているように、グラフィック表示により計器を表示する技術も開発されている。すなわち、個別に表示を制御可能な多数の画素を二次元配置した液晶表示パネルなどの表示装置を用いる場合には、計器を構成する指針や目盛りなどの各表示要素を、多数の画素表示の組み合わせであるグラフィック表示パターンとして表示することができる。従って、この場合には物理的な指針は不要であるし、指針を動かすための駆動装置も不要になる。

特許文献１〜特許文献３においては、表示する指針の回動速度の変化に対応して、通常の指針パターンと特殊な表示パターン（モーションプラー）とを切り替えるための技術について提案している。

特開２００７−３０３８９４号公報 特開２００７−３０９７１９号公報 特開２００８−８６３７号公報

ところで、上記のようなグラフィック表示により計器を表示する場合には、実際には次のような処理を行っている。通常は、計器の文字板や目盛りの形状が円形に近いので、指示すべき計測値に応じて指針が指し示す方向を算出する必要がある。例えば、エンジンの回転数（ｒｐｍ）を表示するタコメータの場合には、目盛りが等間隔であることを前提にして、表示単位毎の角度変化を表す目盛りピッチを、例えば０．０２２５度／１ｒｐｍに定める。この場合、計測値が２０００ｒｐｍであれば、表示する指針の方向は、（０．０２２５度×２０００ｒｐｍ）なので「４５度」の方向になる。そして、予め定めた指針の中心軸の位置から「４５度」の方向を向くように、指針のパターンをグラフィック表示により描画する。

しかしながら、上記のようなグラフィック表示を行う場合には、次に示すような問題がある。
１．表示する指針の方向を計算する際に誤差が発生する場合がある。
２．求めた方向に指針のパターンをグラフィック表示する際に、予め用意されたパターンを計算してパターンの向きを変える必要があり、この計算の際にパターンに変形が生じることがある。
３．文字板の目盛りを角度に合わせて描画する際に、目盛りがずれて描画される場合がある

上記のような計算誤差やパターンの変形が生じると、表示される指針の指し示す位置が、本来の計測値に相当する目盛りの位置から少しずれる可能性があり、表示誤差が発生することになる。このような表示誤差を減らすには、解像度の高い表示パネルを採用したり、精密な表示パターンを用意したり、計算の精度を高める必要があり、装置コストが上昇し表示処理の負担が大きくなるのは避けられない。

また、例えば自動車のスピードメータの場合には、低速域などでは目盛りの配置が等間隔でない場合もあるので、その場合には等間隔でない区域で通常とは異なるピッチの値を適用して指針の方向を計算する必要があり、表示処理が複雑になる。

また、液晶表示パネル等を用いて計器をグラフィック表示する場合には、計器として表示する意匠について自由度が高いと考えられるので、商品価値を高めるために、あるいは計器の視認性を高めるために、独自の形状を有する計器をデザインすることが要求される場合もある。例えば、楕円形や多角形の形状を有する計器板の可能性も考えられる。

しかし、従来の計器の場合には、グラフィック表示を行う場合であっても、上述のように目盛りが等間隔であることを前提にしているし、指針の長さも一定であるので、楕円形や多角形のような特殊なデザインの計器を採用することはできなかった。もしもそのようなデザインを採用すると、表示誤差が大きくなったり視認性が低下する可能性が高い。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示される指針の指し示す位置が、計測値に相当する目盛りの正しい位置からずれるのを抑制すると共に、計器のデザイン上の自由度を高めることが可能な計器のグラフィック表示装置および方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る計器のグラフィック表示装置は、下記（１）〜（７）を特徴としている。
（１） 入力される計測値を指し示す指針および前記指針が示す値を読み取り可能にするための目盛りを有し、少なくとも前記指針をグラフィック表示により前記計測値に応じた位置に可視表示する計器のグラフィック表示装置であって、
前記目盛りに含まれる読み取り可能な３以上の代表目盛り位置のそれぞれについて、表示座標を表す情報を、前記代表目盛り位置に割り当てられた代表数値に対応付けて保持する目盛り情報保持部と、
入力された前記計測値に基づき、その大きさの上下に隣接する２つの前記代表数値を、第１代表数値および第２代表数値として前記３以上の代表目盛り位置の中から抽出し、前記第１代表数値に対応する第１表示座標と、前記第２代表数値に対応する第２表示座標とを結ぶ線分上で、前記第１代表数値と前記第２代表数値と前記計測値とで定まる中間位置を指針指示座標として算出する指針指示座標算出部と、
前記指針指示座標を基準としてその近傍に前記指針の先端もしくはその一部分が位置するように、前記指針の表示パターンを描画するグラフィック表示部と
を備えること。
（２） 前記（１）に記載の計器のグラフィック表示装置であって、
前記指針指示座標算出部は、前記第１代表数値と前記第２代表数値との差分である間隔値と、前記計測値と前記第１代表数値又は前記第２代表数値との差分である小数値との比率に応じて、前記線分を分割する中間位置を指針指示座標として算出すること。
（３） 前記（２）に記載の計器のグラフィック表示装置であって、
前記グラフィック表示部は、予め決定された指針軸座標と、前記指針指示座標とに基づいて前記指針の指示方向を算出し、予め用意された指針画像パターンを前記指示方向に応じて計算処理により回転し、回転処理後の前記指針画像パターンを前記指針軸座標と前記指針指示座標とで定まる表示位置に貼り付けて前記指針を表示すること。
（４） 前記（２）に記載の計器のグラフィック表示装置であって、
前記グラフィック表示部は、予め決定された指針軸座標と前記指針指示座標とに基づき、前記指針指示座標と前記指針軸座標とを結ぶ直線形状パターンを、事前に指定された色および太さで描画し前記指針を表示すること。
（５） 前記（２）に記載の計器のグラフィック表示装置であって、
前記グラフィック表示部は、予め決定された指針軸座標と前記指針指示座標とに基づき、前記指針指示座標と前記指針軸座標とを結ぶ直線を中心にして、その周囲に事前に指定された太さに相当する数の線分を描画し前記指針を表示すること。
（６） 前記（１）に記載の計器のグラフィック表示装置であって、
前記指針指示座標算出部は、前記３以上の代表目盛り位置の各々に対応付けられた代表数値の中に、入力された前記計測値と一致するものが存在するか否かを識別し、一致した場合には該当する代表数値を指針指示座標として出力すること。
（７） 前記（１）から（６）のいずれか一つに記載の計器のグラフィック表示装置であって、
前記目盛り情報保持部は、前記目盛りを描画するための情報を、文字板を描画するための画像データと対応付けて保持していること。

上記（１）の構成の計器のグラフィック表示装置によれば、前記指針が指し示す位置の基準となる前記指針指示座標は、前記第１代表数値および第２代表数値とそれらの座標に基づいて決定される。従って、前述の目盛りピッチを用いて方向を計算する必要がなく、この計算による誤差の発生を防止できる。また、目盛りの間隔が一定でなくても、前記第１代表数値および第２代表数値の座標に応じて前記指針指示座標を指示すべき正しい位置に合わせることができるので、計器のデザイン上の自由度を高めることが可能である。
上記（２）の構成の計器のグラフィック表示装置によれば、前記指針が指し示す位置の基準となる前記指針指示座標を、正しい位置に合わせることができる。
上記（３）の構成の計器のグラフィック表示装置によれば、前記指針軸座標を回転の中心として、前記指針指示座標の方向を向くような画像パターンの指針を表示することができる。予め用意された指針画像パターンを利用するので、様々なデザインの指針を表示することが可能である。
上記（４）の構成の計器のグラフィック表示装置によれば、直線形状パターンを用いて指針を描画するので、処理が簡単になる。また、予め用意した二次元パターンを回転する必要がなく、表示パターンの形状に変形が生じないので、指針が指し示す位置にずれが生じにくい。
上記（５）の構成の計器のグラフィック表示装置によれば、複数の線分を描画して指針を表示するので、処理が簡単になる。また、予め用意した二次元パターンを回転する必要がなく、表示パターンの形状に変形が生じないので、指針が指し示す位置にずれが生じにくい。
上記（６）の構成の計器のグラフィック表示装置によれば、入力された計測値と一致する特定の代表数値の座標に正確に指針の位置を合わせることができる。また、一致しない場合の処理と比べて処理が高速化される。
上記（７）の構成の計器のグラフィック表示装置によれば、文字板表示用のビットマップ画像データを差し替えるだけで、プログラムの変更を要すること無しに、計器のグラフィック表示を変更することができる。

前述した目的を達成するために、本発明に係る計器のグラフィック表示方法は、下記（８）を特徴としている。
（８） 入力される計測値を指し示す指針および前記指針が示す値を読み取り可能にするための目盛りを有する計器の少なくとも前記指針をグラフィック表示により前記計測値に応じた位置に可視表示するための計器のグラフィック表示方法であって、
前記目盛りに含まれる読み取り可能な３以上の代表目盛り位置のそれぞれについて、表示座標を表す情報を、前記代表目盛り位置に割り当てられた代表数値に対応付けて保持し、
入力された前記計測値に基づき、その大きさの上下に隣接する２つの前記代表数値を、第１代表数値および第２代表数値として前記３以上の代表目盛り位置の中から抽出し、
前記第１代表数値に対応する第１表示座標と、前記第２代表数値に対応する第２表示座標とを結ぶ線分上で、前記第１代表数値と前記第２代表数値と前記計測値とで定まる中間位置を指針指示座標として算出し、
前記指針指示座標を基準としてその近傍に前記指針の先端もしくはその一部分が位置するように、前記指針の表示パターンを描画すること。

上記（８）の構成の計器のグラフィック表示方法によれば、前記指針が指し示す位置の基準となる前記指針指示座標は、前記第１代表数値および第２代表数値とそれらの座標に基づいて決定される。従って、前述の目盛りピッチを用いて方向を計算する必要がなく、この計算による誤差の発生を防止できる。また、目盛りの間隔が一定でなくても、前記第１代表数値および第２代表数値の座標に応じて前記指針指示座標を指示すべき正しい位置に合わせることができるので、計器のデザイン上の自由度を高めることが可能である。

以上のように、本発明の計器のグラフィック表示装置および方法によれば、表示される指針の指し示す位置が、計測値に相当する目盛りの正しい位置からずれるのを抑制することができる。また、計器のデザイン上の自由度を高めることが可能である。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

実施形態の計器のグラフィック表示装置の主要な構成を表すブロック図である。 計器の表示内容と目盛りの座標データとの関係の具体例を示す模式図である。 計器の文字板上の指針指示座標の具体例を示す正面図である。 図１に示した計器表示制御部の主要な動作を示すフローチャートである。 図４に示した動作の際に利用する指針画像の例を示す模式図である。 指針指示座標の文字板上の位置関係の具体例を表す正面図である。 計器の文字板上に表示する指針画像の具体例を表す正面図である。 指針指示座標を算出するための処理を表すフローチャートである。 指針を表示するための処理の変形例を表すフローチャートである。 図１に示した装置に適用可能な様々な種類の表示形態を表す正面図である。 文字板表示要素情報テーブル上のデータの内容に関する具体例を表す模式図である。 指針表示用情報テーブル上のデータの内容に関する具体例を表す模式図である。

本発明の計器のグラフィック表示装置および方法に関する具体的な実施の形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
本実施形態の計器のグラフィック表示装置の主要な構成が図１に示されている。このグラフィック表示装置が表示する具体的な計器としては、自動車の計器板に搭載される様々な計器、例えばタコメータ、スピードメータ、燃料計、水温計、時計などが想定される。勿論、自動車以外の用途の計器にも利用できる。

図１に示すように、この計器のグラフィック表示装置は、液晶表示パネル１０、ＬＣＤ（液晶表示器）ドライバ２０、グラフィック表示処理部３０、計器表示制御部４０を備えている。

液晶表示パネル１０は、表示状態を個別に制御可能な微細な液晶表示セルを横方向および縦方向に多数並べて二次元配列したものであり、カラー表示も可能になっている。各液晶表示セルにより表示される画素を多数並べて表示することにより、任意の二次元形状パターンをグラフィック表示することができる。

ＬＣＤドライバ２０は、グラフィック表示処理部３０の出力する信号に従って、液晶表示パネル１０の各液晶表示セルの電極に印加する電圧のスイッチングを行う。

グラフィック表示処理部３０は、液晶表示パネル１０のグラフィック表示に必要な処理を行う電気回路である。グラフィック表示処理部３０の内部には、液晶表示パネル１０の各液晶表示セルの位置に表示する画素のデータを保持するための画像メモリや、描画処理プロセッサが備わっている。描画処理プロセッサは、計器表示制御部４０から入力される命令に従って、指定された形状の二次元パターンの像や、一次元のラインパターンのデータなどを描画して前記画像メモリ上に書き込むことができる。

計器表示制御部４０は、マイクロコンピュータ４１、計測値入力部４２、記憶部４３を備えている。記憶部４３は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）で構成されており、予め用意された文字板表示要素情報テーブル４４および指針表示用情報テーブル４５のデータを保持している。

マイクロコンピュータ４１は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの構成要素を内蔵しており、前記ＲＯＭ上に用意されているプログラムをマイクロプロセッサが実行することにより後述する制御を実現することができる。

計測値入力部４２は、外部から入力される計測値の信号を、マイクロコンピュータ４１が処理可能な信号に変換するための入力処理を行う。例えば、このグラフィック表示装置を自動車のタコメータとして使用する場合には、エンジンの出力軸の回転を検出する回転センサから出力されるパルス信号を入力する。

タコメータとして使用する場合に液晶表示パネル１０に表示される内容の具体例が図２に示されている。図２に示す例では、液晶表示パネル１０に表示される文字板１１は円形であり、この文字板１１の中に円弧状に配置された目盛り１２と指針１３とが表示される。目盛り１２は静止画像として表示され、指針１３は最新の計測値に応じた位置に表示される。

図２に示す目盛り１２の中には、０、１０００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００、１００００、１１０００（単位はｒｐｍ）の各代表数値を表す文字「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、「６」、「７」、「８」、「９」、「１０」、「１１」と共に、各目盛り位置を表す細い線状の目盛りパターンがほぼ一定の間隔で配置され表示されている。なお、この間隔が一定でない場合もある。

文字板１１上の指針１３を表示する位置を決定する際に利用するために、例えば図２に示すような座標データ群１４が、図１に示した文字板表示要素情報テーブル４４又は指針表示用情報テーブル４５上に保持されている。ここで、文字板表示要素情報テーブル４４又は指針表示用情報テーブル４５は、文字板表示用のビットマップ（ＢＭＰ）画像データ毎にパッケージされた状態で記憶部４３に記録されている。このようなデータ形式とすることにより、文字板表示用のビットマップ画像データを差し替えるだけで、プログラムの変更を要すること無しに、計器のグラフィック表示を変更することができる。

図２に示す座標データ群１４は、指針軸座標（ＸＣ，ＹＣ）と、目盛りの各代表数値の情報とを含んでいる。各々の代表数値には、それに割り当てられた文字板１１上の目盛りの座標情報が対応付けてある。例えば、２０００ｒｐｍの代表数値には（Ｘ２，Ｙ２）で表されるＸ，Ｙ座標の座標値が、３０００ｒｐｍの代表数値には（Ｘ３，Ｙ３）で表されるＸ，Ｙ座標の座標値がそれぞれ対応付けて記憶してある。

つまり、図３に示すように、文字板上の「２」の文字が近傍に表示されている２０００ｒｐｍの代表数値の位置は座標（Ｘ２，Ｙ２）であり、「３」の文字が近傍に表示されている３０００ｒｐｍの代表数値の位置は座標（Ｘ３，Ｙ３）である。

図２、図３に示すような形態で計器を表示する場合には、指針１３の回動中心位置は指針軸座標（ＸＣ，ＹＣ）の位置に固定され、指針１３の先端位置を決定する指針指示座標が入力される計測値に応じて目盛りに近い位置を移動する。この指針指示座標は次に説明するような方法を用いて決定する。

まず、前記複数の代表数値の中から、入力された計測値の上下に隣接する２つの代表数値を第１代表数値および第２代表数値として抽出する。例えば、計測値として２４００ｒｐｍの値が入力された場合には、３０００および２０００がそれぞれ第１代表数値および第２代表数値になる。

次に、前記第１代表数値の位置を表す第１表示座標（図３中の（Ｘ３，Ｙ３）の位置）と、前記第２代表数値の位置を表す第２表示座標（図３中の（Ｘ２，Ｙ２）の位置）とを結ぶ線分上で、前記第１代表数値と前記第２代表数値と計測値とで定まる中間位置を指針指示座標として算出する。

例えば、計測値が２４００ｒｐｍの場合には、第１表示座標（Ｘ３，Ｙ３）と第２表示座標（Ｘ２，Ｙ２）とを結ぶ線分の長さＬ０に次の比率Ａ１をかけた長さを用いて前記線分を分割した中間位置を指針指示座標とする。
Ａ１＝（２４００−２０００）／（３０００−２０００）＝４／１０
この場合の指針指示座標は、前記線分上にあり、第２表示座標（Ｘ２，Ｙ２）からの距離が（Ｌ０×Ａ１）の位置になる。

あるいは、第１表示座標（Ｘ３，Ｙ３）と第２表示座標（Ｘ２，Ｙ２）とを結ぶ線分の長さＬ０に次の比率Ａ２をかけた長さを用いて前記線分を分割した中間位置を指針指示座標とする。
Ａ２＝（３０００−２４００）／（３０００−２０００）＝６／１０
この場合の指針指示座標は、前記線分上にあり、第１表示座標（Ｘ３，Ｙ３）からの距離が（Ｌ０×Ａ２）の位置になる。

このようにして求められる指針指示座標の位置に、図３に示すように指針１３の先端が配置されるように指針１３を表示すれば、目盛り１２が仮に等間隔でない場合であっても、この目盛り上で計測値に対応する正しい位置を指針１３で指し示すことができる。

自動車用の計器の場合には、運転中の運転者は瞬間的な視覚の認識により計器の表示内容を読み取らなければならず、細かい目盛りを読み取ることは難しい。従って、運転者は、目盛り上に数値が表示されている複数の代表数値の位置と指針の先端の位置との相対的な位置関係からおおよその計測値を把握する場合が多い。そのため、代表数値の位置と指針が指し示す位置とのずれをなくすことは非常に重要である。

なお、上記の方法で算出した指針指示座標を用いて指針１３の表示位置を決定する場合には、この指針１３が指し示す位置の移動軌跡は、複数の代表数値を頂点とする多角形の形状をなぞるように変化することになる。しかし、代表数値の数を増やして目盛りの間隔を小さくすれば、指針の移動軌跡を円弧形状に近づけることも可能である。このように狭ピッチで目盛りを配置して指針が指し示す移動軌跡がその目盛り上に位置するようにすることにより、指針はより細かく数値を指し示すことができ計器としての精度が向上する。

図１に示した計器のグラフィック表示装置の動作の詳細について以下に説明する。図１に示した計器表示制御部４０の主要な動作が図４に示されている。なお、文字板１１に常時表示される目盛り１２については、図４に示す処理を実行する前に、すなわち装置に電源が投入された直後に、文字板表示要素情報テーブル４４上に予め用意された表示用データを用いて、グラフィック表示処理部３０により画像メモリ上に描画され、液晶表示パネル１０に表示される。

図４に示すステップＳ１１では、計器表示制御部４０のマイクロコンピュータ４１が計測値入力部４２を介して最新の計測値のデータを入力すると共に、文字板表示要素情報テーブル４４および指針表示用情報テーブル４５から表示に必要なデータを入力する。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１で入力した計測値に対応する前述の指針指示座標を、前述の方法を用いてマイクロコンピュータ４１が算出する。この処理の詳細は図８に示されている。これについては後で説明する。

ステップＳ１３では、ステップＳ１２で求めた前述の指針指示座標の位置に合わせて指針１３が表示されるように、マイクロコンピュータ４１が「指針画像描画処理」を実行する。この「指針画像描画処理」の内容がステップＳ２１〜Ｓ２５として図４に示されている。

図４に示す処理を行う際には、例えば図５に示したような指針画像を用いる。この指針画像のデータは、予め決定され指針表示用情報テーブル４５上に保持される。図４に示した指針画像６０は、２次元配列のビットマップ（ＢＭＰ）データとして構成されており、ＢＭＰ幅とＢＭＰ長さＫとを有する長方形パターン６１の中に、先端部６２ａが尖った細長い形状の指針パターン６２を有している。また、長方形パターン６１はその４つの各頂点（１）（２）（３）（４）の座標データを有し、指針パターン６２は回動中心になる指針軸６２ｂの座標データを有している。

ステップＳ２１では、マイクロコンピュータ４１は最新の計測値に対してステップＳ１２で算出された前述の指針指示座標を入力する。

ステップＳ２２では、マイクロコンピュータ４１は液晶表示パネル１０の文字板１１上の指針軸座標（図２、図３中の座標（ＸＣ，ＹＣ））を文字板表示要素情報テーブル４４から入力する。

ステップＳ２３では、マイクロコンピュータ４１は指針の方向を、前記指針指示座標の方向に向けるために必要な回転角度αと、指針長変化倍率ｔとを求める。すなわち、図５に示すように初期状態で先端６２ａが下側を向いている指針画像を、図６に示すように指針指示座標の方向に向けるためには、回転角度αだけ指針画像を回転させて図７に示すような指針画像に加工する必要がある。また、最適な指針の長さＬは必ずしも一定ではなく、文字板１１及び目盛り１２の形状や、指針指示座標の変化に伴って変化する。従って、図５に示す指針画像のＢＭＰ長さＫを最適な指針の長さＬに修正するために、指針長変化倍率ｔ（ｔ＝Ｌ／Ｋ）を求める。

ステップＳ２４では、マイクロコンピュータ４１はステップＳ２３で求めた回転角度αおよび指針長変化倍率ｔと、図５に示すような指針画像のデータと、図４に示した計算式（行列式）を用いて、計算処理後の描画すべき指針パターンの４つの頂点（図７に示す（１）’（２）’（３）’（４）’）の座標を算出する。

ステップＳ２５では、マイクロコンピュータ４１は図５に示すような指針画像のビットマップデータを、ステップＳ２４で求めた４点（図７に示す（１）’（２）’（３）’（４）’）の座標で表される表示領域に貼り付けるように、グラフィック表示処理部３０内の描画処理プロセッサに対して命令する。この命令により、描画処理プロセッサは指針画像のビットマップデータを取得し、回転角度αに応じた回転処理と、指針長変化倍率ｔに応じた指針長の拡大又は縮小処理を行った後、このビットマップパターン（図７に示すようなパターン）を画像メモリ上の４点（１）’（２）’（３）’（４）’の座標を頂点とする矩形領域に貼り付ける。

次に、図８に示す「指針指示座標計算」処理の内容について説明する。
図８に示すステップＳ３１では、計器表示制御部４０のマイクロコンピュータ４１が計測値入力部４２を介して最新の計測値のデータを入力すると共に、文字板表示要素情報テーブル４４および指針表示用情報テーブル４５から処理に必要なデータを入力する。

ステップＳ３２では、マイクロコンピュータ４１は文字板表示要素情報テーブル４４上に保持されている目盛り座標テーブル（例えば図２に示す座標データ群１４）の内容を検索し、入力された計測値と一致する代表数値を探す。

ステップＳ３２で計測値と一致する代表数値が見つかった場合は次のステップＳ３３からＳ３４の処理に進み、一致する代表数値が存在しない場合にはステップＳ３３からＳ３５の処理に進む。

ステップＳ３４では、マイクロコンピュータ４１はステップＳ３２の検索結果、すなわち目盛り座標テーブル内で計測値と一致した１つの代表数値に対応付けられた座標を、前述の指針指示座標として出力する。例えば、計器がタコメータの場合に、入力された計測値が３０００ｒｐｍであった時には、図２に示す座標データ群１４の中にある代表数値「３０００」がこの計測値と一致するので、代表数値「３０００」に割り当てられた座標（Ｘ３，Ｙ３）がそのまま指針指示座標として出力される。

ステップＳ３５では、マイクロコンピュータ４１は、前記目盛り座標テーブルにある複数の代表数値の中から、数値の大きさが入力された計測値の上下（あるいは前後）に隣接する２つの代表数値を第１代表数値および第２代表数値として抽出する。例えば、計測値として２４００ｒｐｍの値が入力された場合には、２４００よりも少し大きい代表数値の３０００と、少し小さい代表数値の２０００とがそれぞれ第１代表数値および第２代表数値として前記目盛り座標テーブルから読み出される。

ステップＳ３６では、マイクロコンピュータ４１は、計測値と前記第１代表数値および第２代表数値との割合「ａ」を求める。例えば、計測値が２４００ｒｐｍ、第１代表数値および第２代表数値がそれぞれ３０００および２０００のの場合には、割合「ａ」は例えば次式により求められる。
ａ＝（２４００−２０００）／（３０００−２０００）＝４／１０

ステップＳ３７では、マイクロコンピュータ４１は、前記第１代表数値に割り当てられた第１表示座標（Ｘ３，Ｙ３）と第２代表数値に割り当てられた第２表示座標（Ｘ２，Ｙ２）とを結ぶ線分上で、ステップＳ３６で求めた割合「ａ」で定まる中間点の座標を指針指示座標として出力する。例えば、前記線分の長さがＬ０の場合には、前記線分上にあり、第２表示座標（Ｘ２，Ｙ２）からの距離が（Ｌ０×「ａ」）の点の位置が指針指示座標になる。

次に、上述のグラフィック表示装置に関する様々な変形例について説明する。
指針を表示するための処理の変形例が図９に示されている。図９に示す「ライン指針描画処理」は、図４に示したステップＳ１３の代わりに利用することができる。

図９のステップＳ４１では、マイクロコンピュータ４１は最新の計測値に対してステップＳ１２で算出された前述の指針指示座標を入力する。

ステップＳ４２では、マイクロコンピュータ４１は液晶表示パネル１０の文字板１１上の指針軸座標（図２、図３中の座標（ＸＣ，ＹＣ））を文字板表示要素情報テーブル４４から入力する。

ステップＳ４３では、マイクロコンピュータ４１は表示すべき指針の特徴を表す情報の中から、指針の色を表す情報と、指針の太さを表す情報とを取得する。これらの情報は、定数データとして指針表示用情報テーブル４５上に予め保持しておく。マイクロコンピュータ４１が指針表示用情報テーブル４５から必要な情報を取得する。

ステップＳ４４では、マイクロコンピュータ４１は、ステップＳ４２で取得した指針軸座標とステップＳ４１で取得した指針指示座標とを結ぶ線分の範囲について、ステップＳ４３で取得した指針の色および太さの情報を用いて、直線形状のラインパターンを用いて描画するように、グラフィック表示処理部３０に対して命令する。

なお、上記ステップＳ４４の代わりに、次のように処理しても良い。
１．前記指針軸座標と前記指針指示座標とを結ぶ太さが一定の線分を「中心線」として描画する。
２．前記「中心線」からその幅方向に少しずれた位置に、指針の太さに対応する数の複数の線分を幅相当だけずらしながら描画する。
３．前記指針指示座標から前記複数の線分のそれぞれの一端に向けて短い線分を均等に描画する。これらの短い線分により、指針の先端の尖った形状を表現できる。
４．更に、描画する線分毎に少しずつ色を変更する。これにより、立体感のある指針パターンを表示できる。

図１に示した装置に適用可能な様々な種類の表示形態が図１０に示されている。図１０に示す表示形態１００Ａや表示形態１００Ｅについては、文字板の形状が楕円形に近いデザインを採用している。また、表示形態１００Ｂや表示形態１００Ｇについては、文字板の形状が円形に近いデザインを採用している。表示形態１００Ｃでは、斜め方向に引き延ばした楕円形状のデザインを文字板に採用している。また、表示形態１００Ｄや表示形態１００Ｆでは、円弧状あるいは扇形に近い形状のデザインを文字板に採用している。

このような様々なデザインの文字板を採用する場合には、目盛りの間隔が一定ではない。また、文字板自体の形状とは無関係に、様々な制約により、あるいは視認性を良くするために、文字板上の目盛りの間隔が調整される場合もある。このように目盛りの間隔が一定でない場合であっても、上述の方法で指針を表示する場合には、目盛りと指針が指し示す位置とのずれをなくすることができる。すなわち、指し示すべき計測値の上下に隣接する２つの代表数値とそれらの座標を基準にして指針指示座標が決定されるので、目盛り上で２つの代表数値の間隔が変化してもこれらと指針指示座標との相対的な位置関係は変化しない。

図１に示した文字板表示要素情報テーブル４４上に保持するデータの内容に関する具体例が図１１に示されている。図１１に示すデータはタコメータの文字板を表示するために必要なデータである。

図１１を参照すると、このデータの中には、文字板の識別情報（ＩＤ）と、文字板表示用のビットマップ（ＢＭＰ）画像データのサイズ（高さ×幅）と、文字板の画像の中心座標と、文字板上の指針の回転軸座標と、文字板上の目盛りの情報と、色情報と、文字板表示用のビットマップ画像データとが含まれている。

また、前記目盛りの情報については、２００ｒｐｍ毎に割り当てられた多数の代表数値（０，２００，４００，６００，・・・）のそれぞれについて、該当する回転数（代表数値）とその目盛り位置の座標（ｘ，ｙ）とが保持されている。

図１に示した指針表示用情報テーブル４５上に保持するデータの内容に関する具体例が図１２に示されている。図１２に示すデータは前述の文字板上に指針を表示するために必要なデータである。

図１２を参照すると、このデータの中には、指針の識別情報（ＩＤ）と、指針表示用のビットマップ（ＢＭＰ）画像データのサイズ（高さ×幅）と、指針の回転軸座標と、指針の先端座標と、指針の終端座標と、指針の幅と、色情報と、指針表示用のビットマップ画像データとが含まれている。

なお、上述の実施形態においては、指針だけでなく文字板やその中の目盛りもグラフィック表示により実現する場合を想定しているが、指針だけをグラフィック表示で行い、文字板やその中の目盛りについては一般的な印刷や物理的な意匠要素を用いて実現しても良い。

以上のように、本発明の計器のグラフィック表示装置および方法は、例えば自動車用の計器、すなわちタコメータ、スピードメータ、燃料計、水温計、時計などをグラフィック表示する際に利用することができる。本発明を適用することにより、文字板の目盛りの間隔が一定でない場合であっても、正しい方向に指針を表示することができる。従って、計器の文字板をデザインする際の自由度が高まるし、表示内容の視認性を高めるためにも役立てることができる。更に、指針を表示するための処理の負担を軽減することもできる。

１０ 液晶表示パネル
１１ 文字板
１２ 目盛り
１３ 指針
１４ 座標データ群
２０ ＬＣＤドライバ
３０ グラフィック表示処理部
４０ 計器表示制御部
４１ マイクロコンピュータ
４２ 計測値入力部
４３ 記憶部
４４ 文字板表示要素情報テーブル
４５ 指針表示用情報テーブル
６０ 指針画像
６１ 長方形パターン
６２ 指針パターン
６２ａ 先端部
６２ｂ 指針軸

Claims (8)

1. 入力される計測値を指し示す指針および前記指針が示す値を読み取り可能にするための目盛りを有し、少なくとも前記指針をグラフィック表示により前記計測値に応じた位置に可視表示する計器のグラフィック表示装置であって、
   前記目盛りに含まれる読み取り可能な３以上の代表目盛り位置のそれぞれについて、表示座標を表す情報を、前記代表目盛り位置に割り当てられた代表数値に対応付けて保持する目盛り情報保持部と、
   入力された前記計測値に基づき、その大きさの上下に隣接する２つの前記代表数値を、第１代表数値および第２代表数値として前記３以上の代表目盛り位置の中から抽出し、前記第１代表数値に対応する第１表示座標と、前記第２代表数値に対応する第２表示座標とを結ぶ線分上で、前記第１代表数値と前記第２代表数値と前記計測値とで定まる中間位置を指針指示座標として算出する指針指示座標算出部と、
   前記指針指示座標を基準としてその近傍に前記指針の先端もしくはその一部分が位置するように、前記指針の表示パターンを描画するグラフィック表示部と
   を備えることを特徴とする計器のグラフィック表示装置。
2. 前記指針指示座標算出部は、前記第１代表数値と前記第２代表数値との差分である間隔値と、前記計測値と前記第１代表数値又は前記第２代表数値との差分である小数値との比率に応じて、前記線分を分割する中間位置を指針指示座標として算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の計器のグラフィック表示装置。
3. 前記グラフィック表示部は、予め決定された指針軸座標と、前記指針指示座標とに基づいて前記指針の指示方向を算出し、予め用意された指針画像パターンを前記指示方向に応じて計算処理により回転し、回転処理後の前記指針画像パターンを前記指針軸座標と前記指針指示座標とで定まる表示位置に貼り付けて前記指針を表示する
   ことを特徴とする請求項２に記載の計器のグラフィック表示装置。
4. 前記グラフィック表示部は、予め決定された指針軸座標と前記指針指示座標とに基づき、前記指針指示座標と前記指針軸座標とを結ぶ直線形状パターンを、事前に指定された色および太さで描画し前記指針を表示する
   ことを特徴とする請求項２に記載の計器のグラフィック表示装置。
5. 前記グラフィック表示部は、予め決定された指針軸座標と前記指針指示座標とに基づき、前記指針指示座標と前記指針軸座標とを結ぶ直線を中心にして、その周囲に事前に指定された太さに相当する数の線分を描画し前記指針を表示する
   ことを特徴とする請求項２に記載の計器のグラフィック表示装置。
6. 前記指針指示座標算出部は、前記３以上の代表目盛り位置の各々に対応付けられた代表数値の中に、入力された前記計測値と一致するものが存在するか否かを識別し、一致した場合には該当する代表数値を指針指示座標として出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の計器のグラフィック表示装置。
7. 前記目盛り情報保持部は、前記目盛りを描画するための情報を、文字板を描画するための画像データと対応付けて保持している、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の計器のグラフィック表示装置。
8. 入力される計測値を指し示す指針および前記指針が示す値を読み取り可能にするための目盛りを有する計器の少なくとも前記指針をグラフィック表示により前記計測値に応じた位置に可視表示するための計器のグラフィック表示方法であって、
   前記目盛りに含まれる読み取り可能な３以上の代表目盛り位置のそれぞれについて、表示座標を表す情報を、前記代表目盛り位置に割り当てられた代表数値に対応付けて保持し、
   入力された前記計測値に基づき、その大きさの上下に隣接する２つの前記代表数値を、第１代表数値および第２代表数値として前記３以上の代表目盛り位置の中から抽出し、
   前記第１代表数値に対応する第１表示座標と、前記第２代表数値に対応する第２表示座標とを結ぶ線分上で、前記第１代表数値と前記第２代表数値と前記計測値とで定まる中間位置を指針指示座標として算出し、
   前記指針指示座標を基準としてその近傍に前記指針の先端もしくはその一部分が位置するように、前記指針の表示パターンを描画する
   ことを特徴とする計器のグラフィック表示方法。

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