JP6013281B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば速度計や燃料計等の計器類を表示する車両用のメータユニット等に利用可能な表示装置に関し、特にグラフィック表示が可能な表示装置に関する。

近年では、液晶表示器等の表示デバイスを用いて、自動車用メータを画面に表示する画像表示式のグラフィックメータが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このようなグラフィックメータにおいても、従来の指針式計器と同様の表示を実現するために、スケールと指針とを表示し、スケールの一部を指針の先端で指し示すことで所定の数値情報を指示することが多い。

特開２０００−２２１９１５号公報

近年では、より好ましい表示装置を実現するために、指針の立体感を向上することが求められている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は指針の立体感を向上できる表示装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、下記の点を特徴としている。
（１） 指針を含む各種表示内容を表示する表示部と、
前記表示部に接続された制御部と、
を備える表示装置であって、
前記制御部は、
第１の方向において濃淡が連続的に変化する複数の表示要素を、前記指針を構成するように、且つ前記第１の方向と交差する第２の方向において濃淡が連続的に変化するように、配置して表示することにより、前記指針を前記表示部に表示させる、
こと。
（２） 上記（１）に記載の表示装置であって、
前記複数の表示要素は、互いに幅が異なる棒状の表示要素であり、
前記制御部は、前記複数の表示要素を、幅の広い表示要素の上に幅の狭い表示要素を重ね合わせるように配置して表示することにより、前記指針を前記表示部に表示させる、
こと。

一般的に、グラフィックメータにおける表示画面の描画は、点の座標とそれらを結ぶ線（ベクトル）等の数値データを元に演算によって画像を表現するベクターグラフィック方式により行われる。
ベクターグラフィック方式では、その機能制限のために、各表示要素について１方向しかグラデーション（連続的な濃淡の変化）を施すことができない。
このため、指針に立体感を付加することを目的として、グラデーションを施す場合、１方向のみにしかグラデーションを施すことができなかった。指針に２方向以上グラデーションを施すことができれば、指針の立体感の向上が期待できる。
ここで、画像を用いて指針を表示すれば、即ち、予め２方向にグラデーションが施された指針を表す画像をメモリに保持しておき、これを画面上に出力することにより指針を表示すれば、２方向以上のグラデーションが施された指針を表示可能である。しかしながら、画像を用いる表示方法は、データ転送及び描画等の処理が重くなるために、高速な移動及び鮮明な表示が要求される指針の表示には適していない。また、画像を用いると、余分なメモリ容量が必要である。
これに対して、上記（１）の構成の表示装置によれば、第１の方向において濃淡が連続的に変化する複数の表示要素を、第２の方向において濃淡が連続的に変化するように表示することにより、第１の方向及び第２の方向のいずれにおいてもグラデーションが施された指針を表示できる。よって、ベクターグラフィック方式を用いた場合であっても、指針に２方向のグラデーションを施して、指針の立体感を向上できる。また、この表示装置によれば、画像を用いることがないために、データ転送及び描画等の処理が重くなることがなく、高速な移動及び鮮明な表示が実現できる。また、画像を用いることがないために、余分なメモリ容量が必要でない。
上記（２）の構成の表示装置によれば、表示要素を重ね合わせて指針を表示するので、指針の表示の滑らかさを向上できる。

本発明によれば、指針の立体感を向上できる表示装置を提供できる。

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（以下、「実施形態」という。）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。

図１は、本実施形態に係る表示装置のハードウェアの構成例を示すブロック図である。 図２は、表示部のグラフィック表示画面を示す図である。 図３は、指針の表示方法を説明する図であり、図３（Ａ）は指針の表示態様を、図３（Ｂ）は指針を構成する表示要素を、それぞれ示している。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、図３の表示要素を他の方法で配置した場合の指針の表示態様を示す図である。

以下、本実施形態に係る表示装置について図面を用いて説明する。本実施形態の表示装置は、車室内のインストルメントパネルに設置されたグラフィックメータに適用される。

図１は、本実施形態の表示装置である表示装置１００のハードウェアの構成例を示すブロック図である。図１に示すように、表示装置１００は、制御部（マイクロコンピュータ、ＣＰＵ：Central Processing Unit）１０１、読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ：Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）１０２、インタフェース１０３、インタフェース１０４、ＣＰＵ電源部１０５、グラフィックコントローラ１０６、フレームメモリ１０７、Ｘドライバ１０８、Ｙドライバ１０９、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）電源部１１０、及び表示部（液晶表示器、ＴＦＴ−ＬＣＤ：Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）１１１等を備えている。

制御部１０１は、例えばマイクロコンピュータにより構成されており、予め用意されたプログラムを実行し、表示装置１００の機能を実現するために必要な様々な処理を行う。例えば、制御部１０１は、ベクターグラフィック方式の描画プログラムを用いて、後述する図３に示すような指針の描画処理を行う。また、制御部１０１は、各種データを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）１０１ａを内蔵している。ＲＡＭ１０１ａには、種々のデータが格納される。

読み出し専用メモリ１０２は、制御部１０１が実行するプログラムの内容や、後述する表示要素３８ａ〜３８ｄを表すデータ等の種々の固定データを保持している。

インタフェース１０３は、車両側のイグニッションスイッチの状態を表す信号（ＩＧＮ＋）を制御部１０１に入力する。

インタフェース１０４は、制御部１０１と車両側の各種制御装置（ＥＣＵ：Electric Control Unit）との間で、ＣＡＮ（Controller Area Network）規格による通信を行うために利用される。具体的には、走行速度、過給圧力値、燃料残量等の車両の各種状態量の現在値を表すデータが、ほぼリアルタイムのデータとして車両側からインタフェース１０４を介して制御部１０１に入力される。

例えば、インタフェース１０４は、車両が所定量移動する毎に当該車両側に搭載された速度センサから出力される車速パルス信号を受け付け、現在の車両の走行速度の値を表す走行速度情報として制御部１０１に出力する。

また、インタフェース１０４は、過給機により内燃機関へ強制的に送り込まれる圧縮された空気の圧力を検出する圧力センサから出力される過給圧力値（ブースト値）の現在値を表す信号を受け付け、現在の過給圧力値を表す過給圧力情報として制御部１０１に出力する。

ＣＰＵ電源部１０５は、車両側のプラス側電源ライン（＋Ｂ）から供給される直流電力を入力して制御部１０１の動作に必要な直流電圧（Ｖｃｃ）を生成する。また、必要に応じてリセット信号を生成したり、制御部１０１から出力されるスリープ信号に従って電力供給を抑制するための動作も行う。

表示部１１１は、例えばＴＦＴ−ＬＣＤである液晶表示器により構成されており、液晶デバイスにより構成された多数の微小表示セルをＸ方向及びＹ方向に並べて配置されたカラーの２次元表示画面を有している。表示部１１１は、多数の微小表示セルの表示状態をセル毎に個別に制御することにより、２次元表示画面上に図形、文字、画像等の所望の情報をグラフィック表示することができる画像表示式の表示器である。

図２は表示部１１１のグラフィック表示画面を示す図である。グラフィック表示画面は、表示される領域がそれぞれ異なる、第１の表示領域３１、第２の表示領域３２、及び第３の表示領域３３を有している。以下では、図２の横方向をＸ方向として、縦方向をＹ方向として説明する。

第１の表示領域３１は、現在の車両の走行速度を表示するための領域である。第１の表示領域３１には、速度計２５として、速度スケール３５と指針３６とが表示される。指針３６は、速度スケール３５上の一部を先端で指し示すことで、現在の車両の走行速度を指示する。

第２の表示領域３２は、現在の過給圧力値の呈示量（ゲージ値）を表示するための領域である。第２の表示領域３２には、ブースト計２９として、圧力値スケール３７及び指針３８が表示される。過給圧力値は、数値情報として、数式(１)に示すように、予め設定された最大値に対する割合（パーセント）として呈示される。

圧力値スケール３７は、ブースト計２９の枠体の一部として、領域３２の左端に配置される。また、圧力値スケール３７には、値０，５０，１００の各割合を示す目盛りが付されている。指針３８は、図２中の左右方向に延びる棒状に表示されている。また、指針３８は、圧力値スケール３７の右側に配置され、圧力値スケール３７に沿うように上下方向に移動する。指針３８は、圧力値スケール３７の一部を左側の先端によって指し示し、過給圧力値を指示する。

第３の表示領域３３は、現在の燃料残量を表示するための領域である。第３の表示領域３３には、燃料計２７として、燃料スケール４１と指針４０とが表示される。指針４０は、燃料スケール４１上の一部を指し示すことで、現在の燃料残量を表す。

表示部１１１の表示画面のＹ方向の走査位置は、Ｙドライバ１０９の出力により順次に切り替わる。Ｙドライバ１０９は、グラフィックコントローラ１０６から出力される垂直同期信号に同期して、Ｙ方向の走査位置を順次に切り替える。

Ｘドライバ１０８は、グラフィックコントローラ１０６から出力される水平同期信号に同期して、表示部１１１の表示画面のＸ方向の走査位置を順次に切り替える。また、Ｘドライバ１０８は、グラフィックコントローラ１０６から出力されるＲＧＢ各色の画像データを走査位置の表示セルに与えて画面中の表示内容を制御する。

グラフィックコントローラ１０６は、制御部１０１から入力される様々な命令に従って、様々なグラフィック要素を表示部１１１の画面上に表示する。実際には、制御部１０１又はグラフィックコントローラ１０６が表示データをフレームメモリ１０７に書き込む際、ベクターグラフィック方式で描画を行う。また、グラフィックコントローラ１０６は、表示部１１１の画面を２次元走査するための垂直同期信号及び水平同期信号を生成し、これらの同期信号に同期したタイミングでフレームメモリ１０７上の該当するアドレスに格納されている表示データを表示部１１１に与える。

ＬＣＤ電源部１１０は、車両側のプラス側電源ライン（＋Ｂ）から供給される直流電力を入力して、表示部１１１の表示に必要とされる所定の直流電力を生成する。

次に、ブースト計２９の指針３８の表示形態について説明する。ここでは、ブースト計２９の指針３８を例として説明するが、速度計２５の指針３６、或いは燃料計２７の指針４０についても、同様に表示しても構わない。

図３は、指針３８の表示方法を説明する図であり、図３（Ａ）は指針３８の表示態様を、図３（Ｂ）は指針３８を構成する表示要素３８ａ〜３８ｄを、それぞれ示している。図３（Ａ）に示すように、指針３８には、その長手方向及び幅方向の２方向にグラデーション（濃淡の連続的な変化）が施されている。これにより、図３（Ａ）では、指針３８は、右上側から（即ち、速度計２５の上側から。）−Ｙ方向に向けて光が当たっているように表示され、立体的な表面形状を有するかのように表示されている。

表示対象である指針３８は、点の座標とそれらを結ぶ線（ベクトル）等の数値データをもとに演算によって画像を表現するベクターグラフィック方式で描画されている。上述したように、ベクターグラフィック方式では、その機能制限により複数方向のグラデーションを表現できない、つまり、１方向のグラデーションしか表現することができない。

そこで、本実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、指針３８の表示に必要な４つの棒状の表示要素３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄを、指針３８の形状を構成するように、且つ第１の方向（Ｘ方向）と直交する第２の方向（Ｙ方向）にもグラデーションが施されるように、各表示要素３８ａ〜３８ｄを配置して表示し、これにより、２方向のグラデーションを表現する。

表示要素３８ａは、指針３８の輪郭線を有し、長手方向に薄いグラデーションが施されている表示要素である。表示要素３８ｂは、表示要素３８ａと比べて幅が狭く、長手方向に表示要素３８ａよりも濃いグラデーションが施されている。表示要素３８ｃは、表示要素３８ｂと比べて更に幅が狭く、長手方向に表示要素３８ｂよりも更に濃いグラデーションが描画されている。表示要素３８ｄは、表示要素３８ｃと比べて幅が狭く、長手方向に表示要素３８ｃよりも更に濃いグラデーションが描画されている。

制御部１０１は（又は、グラフィックコントローラ１０６。）は、これら互いに幅が異なる棒状の表示要素３８ａ〜３８ｄを、下端を揃えて描画することで、指針３８を表示する。例えば、表示要素３８ａ〜３８ｄは、それらの左下隅が同じ座標に位置するように表示される。即ち、制御部１０１は、４つの表示要素３８ａ〜３８ｄを、幅の広い表示要素の上に幅の狭い表示要素を重ね合わせるように配置して表示することにより、指針３８を表示部１１１に表示させる。

また、本実施形態では、下端を揃えて４つの表示要素３８ａ〜３８ｄを配置する場合を示したが、他の方法で配置してもよい。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、図３の表示要素を他の方法で配置した場合の指針の表示態様を示す図である。

図４（Ａ）は、上端を揃えて４つの表示要素３８ａ〜３８ｄを配置して指針３８Ａを表示する場合を示している。この場合、指針３８は、右下側から（即ち、速度計２５の下側から。）＋Ｙ方向に向けて光が当たっているように表示され、立体的な表面形状を有しているかのように表示されている。また、図４（Ｂ）は、中央揃えで４つの表示要素３８ａ〜３８ｄを配置して指針３８Ｂを表示する場合を示している。この場合、指針３８は、右側から−Ｘ方向に向けて光が当たっているように表示され、立体的な表面形状を有しているかのように表示されている。

このように、本実施形態に係る表示装置１００によれば、第１の方向（Ｘ方向）において濃淡が連続的に変化する複数の表示要素３８ａ〜３８ｄを、第２の方向（Ｙ方向）において濃淡が連続的に変化するように表示することにより、第１の方向及び第２の方向のいずれにおいてもグラデーションが施された指針３８を表示できる。よって、ベクターグラフィック方式を用いた場合であっても、指針３８に２方向のグラデーションを施して、指針３８の立体感を向上できる。また、この表示装置１００によれば、画像を用いることがないために、データ転送及び描画等の処理が重くなることがなく、高速な移動及び鮮明な表示が実現できる。また、画像を用いることがないために、余分なメモリ容量が必要でない。

以下では、実施形態に係る表示装置１００について纏める。

（１）実施形態に係る表示装置１００は、指針３８を含む各種表示内容を表示する表示部１１１と、表示部１１１に接続された制御部１０１と、を備える表示装置である。制御部１０１は、第１の方向（Ｘ方向）において濃淡が連続的に変化する複数の表示要素３８ａ〜３８ｄを、指針３８の形状を構成するように、且つ第１の方向と交差する第２の方向（Ｙ方向）において濃淡が連続的に変化するように、配置して表示することにより、指針３８を表示部１１１に表示させる。

（２）実施形態に係る表示装置１００では、複数の表示要素３８ａ〜３８ｄは、互いに幅が異なる棒状の表示要素である。制御部１０１は、複数の表示要素３８ａ〜３８ｄを、幅の広い表示要素の上に幅の狭い表示要素を重ね合わせるように配置して表示することにより、指針３８を表示部１１１に表示させる。

尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態は、本発明の技術的範囲内で種々の変形や改良等を伴うことができる。

例えば、上記実施形態では、指針を４つの表示要素で構成したが、５つ以上の表示要素で構成してもよく、より細かな表現が可能となる。また、３つ以下の表示要素で構成しても構わない。

また、上記実施形態では、直交する２方向のグラデーションを描画する場合を示したが、交差する２方向のグラデーションで描画するようにしてもよく、より変化に富んだ表現が可能となる。

また、上記実施形態では、モノクロ表示で２方向のグラデーションを描画する場合を示したが、カラー表示で２方向のグラデーションを描画してもよく、色彩に富んだ立体感のある表現が可能となる。

また、上記実施形態では、指針の形状が棒状である場合を示したが、矢印状や先端の尖った台形状であってもよく、様々な外形を有する指針に対して適用できる。

２５ 速度計
２７ 燃料計
２９ ブースト計
３１ 第１の表示領域
３２ 第２の表示領域
３３ 第３の表示領域
３５ 速度スケール
３６、３８、３８Ａ、３８Ｂ、４０ 指針
３７ 圧力値スケール
３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ 表示要素
４１ 燃料スケール
１００ 表示装置
１０１ 制御部
１０１ａ ＲＡＭ
１０２ 読み出し専用メモリ
１０３、１０４ インタフェース
１０５ ＣＰＵ電源部
１０６ グラフィックコントローラ
１０７ フレームメモリ
１０８ Ｘドライバ
１０９ Ｙドライバ
１１０ ＬＣＤ電源部
１１１ 表示部

Claims (2)

1. 指針を含む各種表示内容を表示する表示部と、
   前記表示部に接続された制御部と、
   を備える表示装置であって、
   前記制御部は、
   第１の方向において濃淡が連続的に変化する複数の表示要素を、前記指針を構成するように、且つ前記第１の方向と交差する第２の方向において濃淡が連続的に変化するように、配置して表示することにより、前記指針を前記表示部に表示させる、
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記複数の表示要素は、互いに幅が異なる棒状の表示要素であり、
   前記制御部は、前記複数の表示要素を、幅の広い表示要素の上に幅の狭い表示要素を重ね合わせるように配置して表示することにより、前記指針を前記表示部に表示させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。