JP2007198906A - Display - Google Patents
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Abstract
Description
メモリ内に書き込まれたデータを読み出して、表示器の画面上に画像として表示する表示装置に関し、より詳細には、前記画面上に前記画像を表示する際に、この画面に対応する前記メモリ内の所定の表示範囲中で、ラスタスキャン方式により、第1方向に沿って前記データを順次読み出すことを、この第1方向と直交する第2方向に沿った所定のアドレス間隔にて行う表示装置に関する。 The present invention relates to a display device that reads out data written in a memory and displays it as an image on a screen of a display. More specifically, when displaying the image on the screen, the memory device corresponding to the screen In the predetermined display range, the data is sequentially read out along the first direction by a raster scan method at a predetermined address interval along the second direction orthogonal to the first direction. .
従来より、スキャニングソナーに適用される表示装置では、送受波器からの受信信号(データ)を表示器の画面上に逐次表示している。すなわち、船舶の船底から突出させた前記送受波器からその周囲の全周に渡る水中に超音波を送波し、その反射波を電子的に回転した細い受信ビームで受信する。 Conventionally, in a display device applied to a scanning sonar, received signals (data) from a transducer are sequentially displayed on the screen of the display. That is, an ultrasonic wave is transmitted from the transmitter / receiver projected from the bottom of the ship to the water around the entire circumference, and the reflected wave is received by a thin reception beam that is electronically rotated.
この場合、所定方向から来た反射波に対して前記受信ビームを向けると、この反射波を受信することができ、これにより、前記反射波が来る方向、換言すれば、反射物体のある方向を知ることができる。また、前記超音波を送波してから前記反射波を受信するまでの時間より、前記船舶(送受波器)から前記反射物体までの距離を知ることができる。 In this case, when the reception beam is directed to the reflected wave coming from a predetermined direction, the reflected wave can be received, and thereby the direction in which the reflected wave comes, in other words, the direction in which the reflecting object is present. I can know. Further, the distance from the ship (transmitter / receiver) to the reflecting object can be known from the time from when the ultrasonic wave is transmitted until the reflected wave is received.
具体的に、前記超音波は、水中では約1500[m/s]の速度で伝わるので、例えば、1[ms]では75[cm]程度進む。そこで、この1[ms]の間に前記受信ビームを電子的に1回転させれば、この間に前記送受波器の周囲の全周にわたって反射してくる超音波(反射波)を受信することができ、数百[m]の探知距離に対して略同時に全周に渡る反射波の方向を知ることができる。 Specifically, since the ultrasonic wave travels at a speed of about 1500 [m / s] in water, for example, it travels about 75 [cm] at 1 [ms]. Therefore, if the reception beam is rotated electronically during this 1 [ms], ultrasonic waves (reflected waves) reflected over the entire circumference of the transducer can be received during this period. It is possible to know the direction of the reflected wave over the entire circumference almost simultaneously with a detection distance of several hundreds [m].
また、前記表示装置では、前記送受波器からのデータをその方向及び距離に基づいてメモリ内の所定アドレスに格納し(書き込み)、前記表示器の画面に合わせて該メモリから前記データを読み出すことで、前記反射波の存在又はその強さを画像として前記画面上に、いわゆるPPI形式で表示する(例えば、特許文献1参照)。 The display device stores (writes) data from the transducer at a predetermined address in the memory based on the direction and distance, and reads the data from the memory in accordance with the screen of the display. Then, the presence or intensity of the reflected wave is displayed as an image on the screen in a so-called PPI format (see, for example, Patent Document 1).
このような表示装置において、メモリから読み出したデータに基づく画像を画面上の同じ場所及び同じ表示領域で常時表示している場合には、送受波器からデータが入力される毎にメモリ内の所定アドレスに上書き(更新)すればよい。 In such a display device, when an image based on the data read from the memory is always displayed in the same place and the same display area on the screen, every time data is input from the transducer, a predetermined value in the memory is stored. The address may be overwritten (updated).
ところで、いわゆるオフセンタ表示のような、画面上で画像の中心位置を移動して、ある方向だけ広範囲に表示したい場合、例えば、船舶を航行させながら物標を探索する場合には、前記船舶の正面(前方)方向だけを画面上で広範囲に表示させる必要がある。この場合、前記正面方向のみの画像から前記船舶を中心とした全周の画像に、画面上にて同じ縮尺で、あるいは、レンジを変えて表示切替を行うと、メモリ内では、前回のデータ(前記正面方向の画像データ)に今回のデータ(前記船舶を中心とした全周の画像データ)をそのまま上書きすることになるので、画面上には、今回の画像と前回の画像とが混在して表示されるという問題がある。 By the way, when the center position of the image is moved on the screen and displayed in a wide range only in a certain direction, such as so-called off-center display, for example, when searching for a target while navigating the ship, the front of the ship is used. Only the (front) direction needs to be displayed over a wide range on the screen. In this case, when the display is switched from the image only in the front direction to the image of the entire circumference centered on the ship at the same scale on the screen or by changing the range, the previous data ( Since the current data (the image data of the entire circumference centered on the ship) is directly overwritten on the image data in the front direction), the current image and the previous image are mixed on the screen. There is a problem of being displayed.
そこで、第1の従来技術では、メモリ内にある前回の画像データを全て消去してから、今回の画像データを書き込むようにしているが、画面上では、前回の画像データの消去に伴って、前回の画像表示と新たな画像表示との間で画像の非表示期間が発生する。これにより、注目していた画面上の物標を見失うという問題がある。 Therefore, in the first conventional technique, all previous image data in the memory is erased and then the current image data is written. However, on the screen, along with erasure of the previous image data, An image non-display period occurs between the previous image display and the new image display. As a result, there is a problem of losing sight of the target on the screen that has been noticed.
これを回避するために、第2の従来技術では、例えば、画像用のメモリとは別途に同じアドレス領域を持つ1ビットのマスク用メモリを用意して、このマスク用メモリに、操作部から制御されるCPU等を用いて所定のグラフィックパターンを書き込む。そして、画面上に画像を表示する際には、前記画像のうち前記画面上に表示すべき部分を前記CPUで判定して、その部分だけを1の出力とし、次いで、前記画像メモリから画像データを読み出すと共に前記マスク用メモリから前記グラフィックパターンを読み出し、前記画像データと前記グラフィックパターンとの論理積(AND)を取って、必要な部分(前記表示すべき部分)だけを前記画面上に表示させる。この場合、前記マスク用メモリへの前記グラフィックパターンの書き込みは、画面上の画像の表示領域が変化して画像が更新されるときに行われるが、視覚上、できるだけ高速に画像を更新する必要があるので、上述した処理を高速に行う必要がある。 In order to avoid this, in the second conventional technique, for example, a 1-bit mask memory having the same address area as that of the image memory is prepared, and this mask memory is controlled from the operation unit. A predetermined graphic pattern is written using a CPU or the like. When displaying an image on the screen, the CPU determines a portion of the image to be displayed on the screen, and only the portion is set as 1 output, and then the image data is read from the image memory. And the graphic pattern is read from the mask memory, and the logical product (AND) of the image data and the graphic pattern is taken to display only the necessary part (the part to be displayed) on the screen. . In this case, the writing of the graphic pattern into the mask memory is performed when the display area of the image on the screen is changed and the image is updated. However, it is necessary to visually update the image as fast as possible. Therefore, it is necessary to perform the above-described processing at high speed.
また、特許文献1(以下、第3の従来技術ともいう。)では、2つのメモリを1組として、交互に書き込みと読み出しとを切り替えることにより、一方のメモリ内のデータを消去している間でも他方のメモリ内のデータを読み出して画面上に表示することが可能である。この場合も、書き込んだデータを画面上に画像表示するのは、次の送信トリガの後になるので、リアルタイムでの画像の更新に対応することが難しい。 Further, in Patent Document 1 (hereinafter, also referred to as “third prior art”), while two memories are set as one set and data is erased in one memory by alternately switching between writing and reading. However, the data in the other memory can be read and displayed on the screen. Also in this case, since the written data is displayed on the screen after the next transmission trigger, it is difficult to cope with the image update in real time.
さらに、第2及び第3の従来技術では、いずれも、2つのメモリが必要となる。 Furthermore, both the second and third prior arts require two memories.
本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、画面のレンジ切り替えや、センタ表示からオフセンタ表示への変更のような表示範囲の変化に起因した前記画面上での画像の非表示期間の発生を回避すると共に、リアルタイムでの画面表示を可能とする表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the non-display of an image on the screen due to a change in display range such as a screen range change or a change from center display to off-center display. An object of the present invention is to provide a display device capable of avoiding the generation of a display period and enabling screen display in real time.
本発明に係る表示装置は、データを所定のアドレスに書込可能なメモリと、前記メモリから読み出された前記データを画面上に画像として表示する表示器とを有し、前記画面上に前記画像を表示する際に、この画面に対応する前記メモリ内の所定の表示範囲中で、ラスタスキャン方式により、第1方向に沿って前記データを順次読み出すことを、この第1方向と直交する第2方向に沿った所定のアドレス間隔にて行う表示装置であり、下記の表示範囲制御手段及び読出制御手段を有する。 The display device according to the present invention includes a memory capable of writing data at a predetermined address, and a display that displays the data read from the memory as an image on a screen, and the display device displays the data on the screen. When the image is displayed, the data is sequentially read out along the first direction by a raster scan method within a predetermined display range in the memory corresponding to the screen. A display device that performs at predetermined address intervals along two directions, and includes the following display range control means and read control means.
すなわち、前記表示範囲制御手段は、先ず、前回の画像に対応する表示範囲と、今回新たにデータを書き込む表示範囲とを比較して、表示範囲の大きい方を第1表示範囲として選択し、次に、選択した前記第1表示範囲と、前記画面上で画像を最大限に表示可能な領域に対応する最大表示範囲とを比較して、表示範囲の小さい方を今回の画像表示に対応した第2表示範囲として選択する。 That is, the display range control means first compares the display range corresponding to the previous image with the display range in which data is newly written this time, selects the larger display range as the first display range, and then selects the next display range. In addition, the selected first display range is compared with the maximum display range corresponding to the area where the image can be displayed on the screen to the maximum, and the smaller display range corresponds to the current image display. 2 Select as display range.
一方、読出制御手段は、読み出す前記データの前記画面上での表示位置と前記第2表示範囲とを比較して、前記第2表示範囲内に前記データの前記画面上での表示位置がある場合には、前記画面上でのそのデータの表示を許可する。 On the other hand, the reading control unit compares the display position of the data to be read on the screen with the second display range, and the display position of the data on the screen is within the second display range. Allows the display of the data on the screen.
上記の構成によれば、前記第2表示範囲と前記各読み出しデータの表示位置との比較に基づいて前記各データの表示を制御するので、画面のレンジ切り替えや、センタ表示からオフセンタ表示への変更による前記最大表示範囲の変化があっても、少ないパラメータで前記各データの読み出しを効率よく行うことができる。 According to the above configuration, since the display of each data is controlled based on the comparison between the second display range and the display position of each read data, the range of the screen is changed or the center display is changed to the off-center display. Even if there is a change in the maximum display range due to the above, each data can be read efficiently with a small number of parameters.
なお、前記表示範囲とは、前記画面上に表示された画像に対応する前記メモリ内のアドレス領域をいう。また、前記最大表示範囲とは、前述したように、前記画面上で前記画像を最大限に表示可能な領域に対応する前記メモリ内の表示範囲、換言すれば、前記画面の構成上、当該画面における前記画像の表示限界に対応した表示範囲をいい、本発明では、この最大表示範囲を考慮した前記第2表示範囲の範囲外でデータが書き込まれていても、このようなデータの表示を許可しないようにしている。 The display range refers to an address area in the memory corresponding to an image displayed on the screen. In addition, as described above, the maximum display range is a display range in the memory corresponding to an area where the image can be displayed on the screen to the maximum extent, in other words, the screen, In the present invention, even if data is written outside the range of the second display range in consideration of the maximum display range, display of such data is permitted. I try not to.
また、前記第1表示範囲の選択と、前記第2表示範囲の選択とにより、今回の画像表示に対応する最終的な表示範囲を決定するので、前記各データを前記メモリに直ちに書き込むと共に、これらのデータを即座に読み出して画面上に画像として表示することができる。さらに、第2の従来技術のように、前記各データの読み出し時にマスク用のグラフィックパターンを作成する必要がない上に、第2及び第3の従来技術のように、メモリを2つ用意する必要もない。従って、本発明では、画像表示を行う際に、1画面に相当するメモリさえあれば十分である上に、画面(画像)の更新をリアルタイムで行うことができる。 Further, since the final display range corresponding to the current image display is determined by the selection of the first display range and the selection of the second display range, the data is immediately written in the memory, and These data can be immediately read out and displayed as an image on the screen. Furthermore, unlike the second prior art, it is not necessary to create a graphic pattern for masking at the time of reading each data, and it is necessary to prepare two memories as in the second and third prior arts. Nor. Therefore, according to the present invention, when an image is displayed, a memory corresponding to one screen is sufficient, and the screen (image) can be updated in real time.
また、前記前回の表示範囲と前記今回新たにデータを書き込む表示範囲との比較を行っているので、前記画面のレンジが変更しても、新しいデータに基づく画像の更新までは前回の画像が画面上に残ることになるので、前回の画像を消去することなく今回の画像を画面上に表示することができ、この結果、レンジ変更前後の画像変化を容易に把握することが可能である。 Further, since the previous display range is compared with the display range in which data is newly written this time, even if the range of the screen is changed, the previous image is displayed on the screen until the image is updated based on the new data. Since the image remains on the screen, the current image can be displayed on the screen without erasing the previous image. As a result, the image change before and after the range change can be easily grasped.
さらに、前記読出制御手段によって画像表示されない部分については、前記メモリからのデータの読み出しをしないことで、表示装置全体の消費電力を削減することが可能である。このような画像表示されない部分でデータの書込みを行わせると、前記メモリに対する高速書込が可能となる。 Furthermore, the power consumption of the entire display device can be reduced by not reading the data from the memory for the portion where the image is not displayed by the read control means. If data is written in such a portion where no image is displayed, high-speed writing to the memory becomes possible.
さらにまた、前記各データの書込時に前記最大表示範囲による書込範囲の制約がないので、最終的な表示範囲を前記最大表示範囲にまで拡大したときに、拡大部分のデータも画像として表示することができる。すなわち、前記メモリ内で、当初は、画像表示されない部分にもデータを予め書き込んでおけば、前記最大表示範囲が拡大されて、その部分が画像表示の対象となったときに、直ちにこの部分のデータを読み出して画面上に画像表示することができる。 Furthermore, since there is no restriction on the writing range due to the maximum display range when writing each data, when the final display range is expanded to the maximum display range, the data of the enlarged portion is also displayed as an image. be able to. That is, in the memory, if data is previously written in a portion where the image is not initially displayed, the maximum display range is expanded, and when that portion becomes an image display target, this portion is immediately displayed. Data can be read out and displayed on the screen.
ここで、前記表示範囲制御手段は、前記第1表示範囲の選択を第1表示範囲選択部で行わせ、前記第2表示範囲の選択を第2表示範囲選択部で行わせることが好ましい。 Here, it is preferable that the display range control unit causes the first display range selection unit to select the first display range, and causes the second display range selection unit to select the second display range.
また、前記読出制御手段は、下記の第1方向アドレス算出部及び比較制御部を有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the read control means includes a first direction address calculation unit and a comparison control unit described below.
すなわち、前記第1方向アドレス算出部は、前記第1方向に沿った前記第2表示範囲の両端のアドレスを算出する。 That is, the first direction address calculation unit calculates addresses at both ends of the second display range along the first direction.
一方、前記比較制御部は、前記第1方向に沿って順次読み出すデータの各アドレスと、前記第2表示範囲の両端のアドレスとを比較して、前記第2表示範囲の両端のアドレス間に前記順次読み出すデータの各アドレスがある場合には、前記順次読み出すデータの表示を許可し、前記第2表示範囲の両端のアドレスの外側に前記順次読み出すデータの各アドレスがある場合には、各データの表示を禁止する。 On the other hand, the comparison control unit compares each address of the data sequentially read along the first direction with the addresses at both ends of the second display range, and compares the addresses between the addresses at both ends of the second display range. When there is each address of the sequentially read data, the display of the sequentially read data is permitted, and when each address of the sequentially read data is outside the addresses at both ends of the second display range, Display is prohibited.
また、前記読出制御手段は、前記第2方向に沿った前記第2表示範囲の両端のアドレスを算出する第2方向アドレス算出部をさらに有することが好ましい。 Further, it is preferable that the read control unit further includes a second direction address calculation unit that calculates addresses at both ends of the second display range along the second direction.
この場合、前記比較制御部は、前記第2方向に沿った読み出しのデータのアドレスと、前記第2表示範囲の両端のアドレスとを比較して、前記第2方向に沿った前記第2表示範囲の両端のアドレス間に前記読み出しデータのアドレスがある場合には、前記読み出しデータの表示を許可し、前記第2表示範囲の両端のアドレスの外側に前記読み出しデータのアドレスがある場合には、各データの表示を禁止する。 In this case, the comparison control unit compares the address of the read data along the second direction with the addresses at both ends of the second display range, and the second display range along the second direction. Display of the read data is permitted when there is an address of the read data between the addresses of both ends of the display area, and when the address of the read data is outside the addresses of the both ends of the second display range, Prohibit data display.
さらにまた、前記データは、基準点からの所定方位及び所定距離にある物標の位置を示し、この位置は、極座標系のデータから直交座標系のデータに変換されて前記メモリの所定アドレスに書き込まれ、前記画像は、略円形の画像であることが好ましい。この場合、前記各表示範囲は、前記画像に対応し且つ所定の表示半径を有する略円形の表示範囲である。すなわち、前記最大表示範囲は、所定の表示制限半径を有し、前記前回の表示範囲は、所定の最大書き込み半径を有し、前記今回新たにデータが書き込まれる表示範囲は、今回書き込み中の半径を有する。 Furthermore, the data indicates the position of the target located at a predetermined azimuth and a predetermined distance from the reference point, and this position is converted from the data of the polar coordinate system to the data of the orthogonal coordinate system and written to the predetermined address of the memory. The image is preferably a substantially circular image. In this case, each display range is a substantially circular display range corresponding to the image and having a predetermined display radius. In other words, the maximum display range has a predetermined display limit radius, the previous display range has a predetermined maximum write radius, and the display range in which data is newly written this time is the radius currently being written. Have
そして、本発明では、前記各半径を利用して前記メモリ内の各データの読み出しを許可する場合には、下記の処理を行う。 In the present invention, when the reading of each data in the memory is permitted using each radius, the following processing is performed.
前記表示範囲制御手段の前記第1表示範囲選択部は、前記最大書き込み半径と前記書き込み中の半径とを比較して、半径の大きな方を選択する。前記第2表示範囲選択部は、前記第1表示範囲選択部で選択した半径と、前記表示制限半径とを比較して、半径の小さな方を前記第2表示範囲の半径(最大表示半径)として選択する。 The first display range selection unit of the display range control means compares the maximum writing radius with the radius during writing and selects the larger radius. The second display range selection unit compares the radius selected by the first display range selection unit with the display limit radius, and sets the smaller radius as the radius (maximum display radius) of the second display range. select.
また、前記読出制御手段の前記第1方向アドレス算出部は、前記第1方向に沿った直線が前記第2表示範囲の円周に交わる際の2箇所の交点のアドレスを算出する。さらに、前記第2方向アドレス算出部は、前記第2方向に沿った直線が前記第2表示範囲の円周に交わる際の2箇所の交点のアドレスを算出する。 In addition, the first direction address calculation unit of the read control unit calculates addresses of two intersections when a straight line along the first direction intersects the circumference of the second display range. Further, the second direction address calculation unit calculates addresses of two intersection points when a straight line along the second direction intersects the circumference of the second display range.
この場合、前記比較制御部は、前記第2表示範囲の2交点の各アドレスと、前記第1方向又は前記第2方向に沿った読み出しデータのアドレスとを比較して、前記第2表示範囲の2交点間に前記読み出しデータのアドレスがある場合には、前記読み出しデータの表示を許可し、前記第2表示範囲の2交点の外側に前記読み出しデータのアドレスがある場合には、前記読み出しデータの表示を禁止する。 In this case, the comparison control unit compares the addresses of the two intersections of the second display range with the addresses of the read data along the first direction or the second direction, and compares the addresses of the second display range. When there is an address of the read data between two intersections, display of the read data is permitted, and when there is an address of the read data outside the two intersections of the second display range, Display is prohibited.
上述した表示装置は、船舶に搭載された送受波器から水中に超音波を送波し、該水中の物標にて反射される前記超音波(反射波)を前記送受波器で受信するスキャニングソナーに適用すると、前記送受波器から出力される受信信号に基づく画像を画面上に表示することができるので好適である。 The above-described display device is a scanning device that transmits ultrasonic waves in water from a transducer mounted on a ship, and receives the ultrasonic waves (reflected waves) reflected by a target in the water with the transducer. When applied to sonar, an image based on the received signal output from the transducer can be displayed on the screen, which is preferable.
本発明によれば、画面のレンジ切り替えや、センタ表示からオフセンタ表示への変更のような表示範囲の変化に起因した前記画面上での画像の非表示期間の発生を回避すると共に、リアルタイムでの画面表示が可能となる。 According to the present invention, it is possible to avoid the occurrence of a non-display period of an image on the screen due to a change in display range such as screen range switching or change from center display to off-center display, and in real time. Screen display is possible.
本発明に係る表示装置について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下に説明するが、その説明に先立ち、本実施形態の前提となる表示装置の構成とその課題について説明する。 The display device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings with preferred embodiments. Prior to the description, the configuration of the display device and the problems that are the premise of the present embodiment will be described. To do.
先ず、本実施形態の前提となる表示装置が適用されたスキャニングソナー2の構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。
First, the configuration of the
このスキャニングソナー2は、図1に示すように、表示部(表示装置)100、操作部500、受信部600、送信部700、送受切替回路800及び送受波器900を備え、例えば、水上を航行する図示しない船舶に搭載されている。
As shown in FIG. 1, the
送受波器900は、前記船舶の船底から水中に突出して設けられ、送信部700からの信号を超音波に電気音響変換して前記水中に送波し、図示しない物標から反射してくる超音波(反射波)を受信信号に音響電気変換する。
The
図2は、船底から海底を見たときの送受波器900の構成を示す平面図であり、円柱状の送受波器900の外周には、その円周方向に沿って、可逆的に電気音響変換を行う複数の振動子素子901〜905、933〜936が配置されている。図2では、例えば、各振動子素子が縦方向(紙面に直交する方向)に沿って1/2波長間隔で10個並べられ、且つ前記円周方向に沿って1/2波長間隔で36個並べられている。従って、この送受波器900では、合計で360個の振動子素子が音響的に影響の少ない適当な容器(図示せず)内に収容されて配置される。なお、図2では、図面を見やすくするために、振動子素子901近傍の各振動子素子902〜905、933〜936にのみ参照符号を付けているが、以下の説明では、全ての振動子素子に901〜936の参照符号が付けられているものとして説明する。
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the
ここで、送信部700(図1参照)の送信制御回路790から出力された送信信号(所定時間のパルス)を送信回路710で電力増幅した後に、送受切替回路800を経由して各振動子素子901〜936にそれぞれ出力すると、各振動子素子901〜936で前記送信信号が超音波に電気音響変換されて、これらの超音波が送受波器900から周囲の全周に渡り一斉に送波される。この場合、送受波器900から前記縦方向に指向性を持ち且つ前記円周方向に沿った全周に略一様な超音波が放射されるように、送信制御回路790から送信回路710に送信信号が供給される。また、送信制御回路790では、スキャニングソナー2から物標までの距離に対する基準信号として、前記送信信号のパルスに同期して立ち上がる送信トリガ信号を表示部100に出力する。
Here, after the transmission signal (pulse for a predetermined time) output from the
一方、送受波器900からの受信信号は、送受切替回路800を経由して受信部600に出力される。
On the other hand, the received signal from the
受信部600内において、垂直ビーム合成回路610は、入力された前記受信信号を、振動子素子901〜936の超音波ビーム(図2に示すビームBM01〜BM09、BM32〜BM36等)が前記縦方向に指向性を持つような信号に変換して水平ビーム合成回路620に出力し、水平ビーム合成回路620は、入力された信号を、振動子素子901〜936の前記超音波ビームが前記円周方向の特定の方向に指向性を持つような信号に変換して水平ビーム切替回路630に出力する。なお、垂直ビーム合成回路610及び水平ビーム合成回路620では、必要に応じて、図示しない前置増幅器で信号を増幅する。
In the receiving
従って、前記円周方向の特定の方向に指向性を持たせた前記超音波ビームに対応する各信号を、円周上、適当な間隔として、例えば、10[°]毎に36ビーム分作成しておき、水平ビーム切替回路630にて切り換える。すなわち、1番目の振動子素子901の水平ビームに対応する信号は0[°]方向(図2の上方向であり且つビームBM01の向かう方向)からの信号、2番目の振動子素子902の水平ビームに対応する信号は10[°](図2のビームBM02の向かう方向)の信号であり、36番目の振動子素子936の水平ビームは350[°]方向(図2のビームBM36の向かう方向)からの信号である。そして、水平ビーム切替回路630では、受信制御回路690からの切替信号に基づいて、入力された各信号に対して、1番目の信号から36番目の信号まで順番に順次切り換えてスキャンし、受信アンプ640に出力する。受信アンプ640は、入力された信号を増幅して表示部100に出力する。さらに、受信制御回路690は、振動子素子901〜936の1周分をスキャンする周期の基準信号として、1スキャンの周期を持ち且つ1番目のビームで立ち上がるようなスキャンクロックを表示部100に出力する。
Accordingly, each signal corresponding to the ultrasonic beam having directivity in a specific direction in the circumferential direction is created for 36 beams as an appropriate interval on the circumference, for example, every 10 [°]. The horizontal
なお、図2では、代表的に、振動子素子901〜906、932〜936からの1番目〜6番目、32番目〜36番目の各ビームにBM01〜BM06、BM32〜BM36の参照符号が付けられているが、以下の説明では、全ての振動子素子901〜936からのビームにBM01〜BM36の符号を付けて説明する。この場合、1つのビームは、複数の振動子素子に対する合成信号のビームであり、例えば、1番目のビームBM01は、振動子素子901〜905、933〜936の9個の出力について、その配置に応じた遅延量を補正して、当該ビームBM01が正面方向(図2で上方向)で最大になるように合成されたものである。また、前述したように、送受波器900には、前記縦方向に沿って10個の振動子素子が配置されているので、振動子素子901からのビームや受信信号は、実際には、前記縦方向に配置された10個の振動子素子のビームや受信信号を合成したものである。なお、ビームの数と振動子素子の数とは、互いに一致する必要はなく、同じ振動子素子の組み合わせで合成する場合でも、ビームの方向を合成時に調整することで、より狭い間隔で多数のビームを作ることが可能である。
In FIG. 2, typically, reference numerals BM01 to BM06 and BM32 to BM36 are attached to the first to sixth and 32nd to 36th beams from the
図3は、受信部600(受信アンプ640)(図1参照)から出力される受信信号(データ)と、受信制御回路690から出力されるスキャンクロックとの関係を示すタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart showing the relationship between the reception signal (data) output from the reception unit 600 (reception amplifier 640) (see FIG. 1) and the scan clock output from the
ここで、スキャンクロックの1周期が送受波器900の1周分(360[°])に相当し、受信信号V01(1)〜V36(1)は、ビームBM01〜BM36に対応する信号であり且つ受信部600内で増幅された信号である。1周分の受信信号V01(1)〜V36(1)が出力されると、引き続き次の1周分の受信信号V01(2)〜V36(2)が同様にして出力される。なお、送受波器900(図1及び図2参照)は、超音波をその全周に渡って送波するが、該送受波器900から外方に全方向をスパイラル状にスキャンすることにより反射波を受信するので、受信信号V01(2)〜V36(2)は、受信信号V01(1)〜V36(1)よりも送受波器900から離れた位置での反射波の信号となる。
Here, one cycle of the scan clock corresponds to one round (360 [°]) of the
ここで、送受波器900にて超音波を送波してから反射波を受信するまでの時間をt、送受波器900にて前記円周方向に1周分スキャンするのに要する時間をT、水中の音速をcとすれば、反射物体(物標)と送受波器900との距離rと、送受波器900に対する前記物標の方位θは、次の(1)式及び(2)式で表わされる。
θ=t/T (1)
r=ct/2 (2)
Here, t is the time from when an ultrasonic wave is transmitted by the
θ = t / T (1)
r = ct / 2 (2)
なお、音速cは、1500[m/s]程度の値であり、(2)式における分母の2は、送受波器900からの超音波が前記物標で反射して反射波を受信するまでの往復時間を考慮したものである。例えば、送受波器900での1周分のスキャンに1.6[ms]を要すると、この1スキャンの間に該送受波器900から1.2[m]だけ離れた距離からの反射信号が送受波器900にて受信される。
Note that the sound velocity c is a value of about 1500 [m / s], and the
従って、受信信号V01(1)〜V36(1)、V01(2)〜V36(2)の示すデータは、前述したr及びθの極座標で表わされているので、表示部100では、極座標表示の前記各データを直交座標表示(X−Y座標系の表示)に変換し、且つ表示器180の画面の縮尺に合わせた係数を乗じた後にメモリ120内の所定のアドレスに書き込む。
Therefore, since the data indicated by the received signals V01 (1) to V36 (1) and V01 (2) to V36 (2) is represented by the polar coordinates of r and θ described above, the
すなわち、表示部100は、送信制御回路790からの送信トリガと、受信制御回路690からのスキャンクロック及び受信アンプ640からの受信信号とに基づいて、所定の方位θ及び距離rに対応した受信信号の強度(データ)を表示器180の画面上に表示する。
That is, the
具体的には、受信アンプ640からの受信信号(データ)は、AD変換器110でAD変換され、メモリ120内に書き込まれる。この場合、メモリ120に書き込む前に、図示しない信号処理回路によって雑音等の不要信号の低減あるいは不要信号の除去及び信号の平滑化等を行った後にメモリ120に書き込むことが好ましい。
Specifically, the reception signal (data) from the
メモリ120内にデータを書き込むために必要な所定のアドレスは、書き込みアドレス作成回路130にて作成され、AD変換器110からのデータは、メモリ120内において、作成された前記アドレスに従って書き込まれる。前記画面に前記データを表示する際には、表示制御回路190で作成される水平方向及び垂直方向の画面上のアドレスに基づいて、読み出しアドレス作成回路140により画面上の所定位置に対応するメモリ120内のアドレスが指定され、指定された前記アドレスのデータがメモリ120から読み出されて表示器180に送られる。これにより、表示器180の画面上に、読み出された前記データが画像として表示される。なお、操作部500は、図示しない操作員の入力操作に基づく各回路のパラメータを計算し、計算結果に基づいて表示制御回路190、受信制御回路690及び送信制御回路790を制御する。
A predetermined address necessary for writing data in the
図4は、メモリ120内のアドレスを説明する図である。図5は、表示器180の画面上のアドレスを説明する図である。図6は、メモリ120内に受信信号V01(1)〜V36(2)を示すデータ{以下、便宜的に、データV01(1)〜V36(2)とも説明する。}が書き込まれた状態を説明する図である。図7は、書き込みアドレス作成回路130内部のブロック図である。図8は、読み出しアドレス作成回路140内部のブロック図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining addresses in the
書き込みアドレス作成回路130は、図7に示すように、基本的には、メモリ120(図1参照)でデータを書き込むために必要なアドレスを、スキャンクロックの立ち上がりでリセットし、方位θに応じてカウントアップする方位カウンタ1301と、送信トリガの開始でリセットし、スキャンクロックの立ち上がりでカウントアップする距離カウンタ1311との動作に基づいて、書き込みアドレスX、Yを作成する。
As shown in FIG. 7, the write
方位カウンタ1301のクロック入力には、受信信号V01(1)〜V36(1)のサンプリング周期と同じ周期のクロックが入力される。また、そのリセット入力には、スキャンクロックの立ち上がりエッジを取り出したパルスが加えられる。これにより、方位カウンタ1301は、スキャンクロックの立ち上がりで0になり、1つの受信信号をサンプリングする毎に1ずつカウントアップし、1周(1スキャン)すると元の0になる。
A clock having the same cycle as the sampling cycle of the reception signals V01 (1) to V36 (1) is input to the clock input of the
ところで、データV01(1)〜V36(2)を表示器180の画面上に表示する際に、画素半径Rドットの範囲内で画像を表示する場合、画素半径Rは1画素毎とし、概略1周360[°]を2πR以上分割した角度毎に各データがメモリ120に書き込まれていれば、この画素半径Rの円内で画像を表示することができる。例えば、画面の最大表示半径を500ドットとした場合、最大表示半径の円の1周を2π×500=3142ドット以上に分割すればよいので、一例として、1周分を4096分割する。
By the way, when displaying the data V01 (1) to V36 (2) on the screen of the
ここで、1周分の時間、すなわち、スキャンクロックの1周期が1.6[ms]の場合、受信信号をAD変換器110にて1600/4096[ms]=0.3906[μs]周期でサンプリングしてAD変換を行い、そのデータをメモリ120に書き込む。そのため、方位カウンタ1301の1カウントの変化は、受信信号の方位θに対して、360[°]/4096=0.08789[°]に相当する角度変化を表わすことになる。
Here, when the time for one round, that is, one cycle of the scan clock is 1.6 [ms], the received signal is sent by the
なお、メモリ120へのデータの書き込み方法としては、上記のサンプリング周期よりも十分に長い周期で前記受信信号をサンプリングしてAD変換を行い、その後、デジタル処理で補間してデータ数を見掛け上増やす方法や、メモリ120にデータを書き込む際に、隣接する複数のアドレスに同じデータを書き込むことで、メモリ120内を隙間なく埋め尽くす方法もある。
As a method for writing data to the
一方、距離カウンタ1311のクロック入力にはスキャンクロックが加えられ、その立ち上がりでカウントアップする。また、距離カウンタ1311のリセット入力には送信トリガが加えられ、その立ち上がりでリセットされて0になる。ここで、1周(1スキャン)が1.6[ms]で、水中の音速を1500[m/s]とすると、送受波器900が超音波を送波してから反射波を受信するまでの1スキャンの間に進む距離は、(2)式より、1.6×10-3×(1500/2)=1.2[m]となり、距離カウンタ1311の1カウントは、1.2[m]に相当することになる。
On the other hand, a scan clock is added to the clock input of the
次に、図4に示すメモリ120内の(メモリ)アドレスを、便宜上、2次元のアドレス(X、Y)で表わすと、図5に示す画面上の1画素のアドレス(H、V)は、メモリ120の1つのアドレス(X、Y)に対応している。すなわち、図4のメモリ空間の一部が図5の画面表示に対応する。
Next, if the (memory) address in the
なお、図4において、縦方向(Y方向)のアドレスはY=0〜2047であり、横方向(X方向)のアドレスはX=0〜2047であり、X方向のアドレス数がXM=2048であり、Y方向のアドレス数がYM=2048である。また、図5において、縦方向(V方向)のアドレスはY=0〜1023であり、横方向(H方向)のアドレスはH=0〜1279であり、H方向のアドレス数がHD=1280であり、V方向のアドレス数がVD=1024である。すなわち、画面の表示領域は(横、縦)=(HD、VD)=(1280、1024)である。 In FIG. 4, the address in the vertical direction (Y direction) is Y = 0-2047, the address in the horizontal direction (X direction) is X = 0-2047, and the number of addresses in the X direction is XM = 2048. Yes, the number of addresses in the Y direction is YM = 2048. In FIG. 5, the vertical direction (V direction) address is Y = 0 to 1023, the horizontal direction (H direction) address is H = 0 to 1279, and the number of addresses in the H direction is HD = 1280. Yes, the number of addresses in the V direction is VD = 1024. That is, the display area of the screen is (horizontal, vertical) = (HD, VD) = (1280, 1024).
また、メモリ120におけるメモリアドレスは、(0、0)〜(XM−1、YM−1)の範囲であるので、一次元でメモリアドレスを表わすと、(Y・XM+X)となる。この場合、メモリの容量はXM・YMとなる。そして、前述したように、前記メモリアドレスのXを画面上の横方向(水平方向)のHに対応させ、前記メモリアドレスのYを画面上の縦方向(垂直方向)のVに対応させる。
Since the memory address in the
ここで、受信信号(データ)を書き込むメモリ120のアドレス(X、Y)は、送受波器900の位置(距離r=0[m])に対応するメモリ120内のアドレスを(X0、Y0)(図9参照)、(X0、Y0)を中心とした円の半径をR、(X0、Y0)からの方位をθ、画面上の縮尺を決める縮尺係数をKr、及び画面上で縦横比を調整するための係数を縦横比係数Kx、Kyとすれば、X及びYは、下記の(3)式及び(4)式で表わされる。
X=X0+Kx×Kr×R×sinθ (3)
Y=Y0+Ky×Kr×R×cosθ (4)
Here, the address (X, Y) of the
X = X0 + Kx × Kr × R × sin θ (3)
Y = Y0 + Ky × Kr × R × cos θ (4)
書き込みアドレス作成回路130は、上記の(3)式及び(4)式に基づいてアドレス(X、Y)を決定している。
The write
アドレス(X、Y)の座標計算に必要な各係数Kr、Kx、Kyは、操作部500にて設定された画面のレンジに対応する予め設定された固定値から選択したり、あるいは、図示しないCPUで計算することにより設定される。また、Krは、Kx、Kyに含めてKx×Kr、Ky×Krとして設定可能であるが、ここでは、説明の便宜上、Kr、Kx、Kyにそれぞれ分けて記述している。
The coefficients Kr, Kx, Ky necessary for calculating the coordinates of the address (X, Y) are selected from preset fixed values corresponding to the screen range set by the
また、距離カウンタ1311のカウント値に基づいて半径Rが求められ、方位カウンタ1301のカウント値に基づいて方位θが求められる。
Further, the radius R is obtained based on the count value of the
乗算器1312は、距離カウンタ1311から出力される半径Rに縮尺係数Krを掛けて、画面上の画素数(ドット数)単位の半径Rdotに換算する。乗算器1313は、半径Rdotに縦横比係数Kxを掛けて乗算器1304に出力し、乗算器1314は、半径Rdotに縦横比係数Kyを掛けて乗算器1305に出力する。
The
これらの乗算器1312〜1314は、画面表示の各画素が正方形でない場合等のように、通常の画面表示では、真円の画像が表示されない場合に使用するものであるが、画面表示上、縦横比を変えて斜視図のような表示をする場合にも使用可能である。縦横比が常に1:1で、Kx=Ky=1の場合は、乗算器1313、1314を省略することも可能である。
These
比較器1315は、乗算器1312からの出力である半径Rdotと、操作部500から画面の表示形態に基づいて設定される最大書き込み半径Rwmaxとを比較し、Rdot>Rwmaxの場合には、出力を0にしてメモリ120に出力する。これにより、(X0、Y0)を中心とする最大書き込み半径Rwmaxの円の外側のアドレスへのデータの書き込みが禁止され、画面上には、最大書き込み半径Rwmaxを有する略円形の画像が表示される。
The
sin変換回路1302は、θのsin値(正弦値)を出力し、cos変換回路1303は、θのcos値(余弦値)を出力する。これらの変換回路1302、1303は図示しない読出専用メモリ(ROM)を含み、前記ROMは、入力である方位θをアドレスとして、これに対応する正弦値及び余弦値を予め書き込んでいるので、各変換回路1302、1303は、θの入力があったときには、これに対応する正弦値及び余弦値を前記ROMから検索して出力する。なお、各変換回路1302、1303では、前記ROMではなく、揮発性のメモリに起動の都度、CPU等で計算した値を書き込むような構成とすることも可能である。
The
乗算器1304は、sin変換回路1302から出力された前記正弦値sinθに、乗算器1313からのKr×Kx×Rdotを乗算して加算器1306に出力する。また、乗算器1305は、cos変換回路1303から出力された前記余弦値cosθに、乗算器1314からのKr×Ky×Rdotを乗算して加算器1307に出力する。これにより、極座標(r、θ)で表わされるアドレスが直交座標(X、Y)に変換される。
The
加算器1306は、乗算器1304から出力されたKr×Kx×Rdot×sinθに中心座標値であるX0を加算することにより、(3)式で表わされるXを求める。また、加算器1307は、乗算器1305から出力されたKr×Ky×Rdot×cosθに中心座標値であるY0を加算することにより、(4)式で表わされるYを求める。これにより、書き込みアドレス作成回路130からメモリ120にデータを書き込むために必要とされるアドレス(X、Y)が出力可能となる。
The
上述した縮尺係数Krは、スキャニングソナー2のレンジ(送受波器900から超音波を送波して物標を探索する範囲)をSr[m]、前記レンジの範囲を表示する画面上の半径を画素単位でSrdot[dot]、1スキャンの周期をTscan[s]とすると、下記の(5)式で表わされる。
Kr=Srdot×Tscan×c/2Sr (5)
The scale factor Kr described above is Sr [m] for the
Kr = Srdot × Tscan × c / 2Sr (5)
例えば、前記レンジを1000[m]として、このレンジを画面上の半径500ドットで表示する場合、画面の縦横比を1:1としてKx=Ky=1とすれば、前述したように、スキャン周期が1.6[ms]、距離カウンタ1311が1.2[m]単位、水中の音速がc=1500[m/s]なので、縮尺係数Krは、(5)式より、Kr=(500/1000)×(1.6×10-3/2×1500)=0.6となる。この縮尺係数Krは、操作者が操作部500に前記レンジを入力操作するか、この係数が格納されたテーブルを用意するか、あるいは、CPU等により計算して設定する。
For example, when the range is 1000 [m] and this range is displayed with a radius of 500 dots on the screen, if the aspect ratio of the screen is 1: 1 and Kx = Ky = 1, as described above, the scan cycle Is 1.6 [ms], the
この場合、距離カウンタ1311での1.2[m]単位は、送受波器900(図1参照)が超音波を送波してから反射波を受信するまでの時間に対応しているが、距離カウンタ1311のクロック周期をKx×Kr、Ky×Krに相当する時間だけ変化させて距離カウンタ1311のカウント値を常に画面上の1画素間隔にすることにより、これらの係数の乗算を行わないことも可能である。
In this case, the unit of 1.2 [m] in the
また、方位カウンタ1301が順次カウントアップするに従い、メモリ120内では、(X0、Y0)(図9参照)を中心として円周状に受信信号のデータが書き込まれる(図6参照)。この場合、方位カウンタ1301をスキャンクロックの立ち上がりでリセットする際に、0でなく任意の値にプリセットすることで書き込む方位θを変えることもできる。この結果、メモリ120では、θ=0からデータがV01(1)からV02(1)、V03(1)の順番に所定の半径を有する円の円周方向に沿って書き込まれてゆく。次のスキャンがデータV01(1)〜V36(1)から外周方向に1ドット分だけ離れていれば、当該次のスキャンにおいて、その外側にV01(2)〜V36(2)の各データが書き込まれる。なお、データV01(2)〜V36(1)とデータV01(2)〜V36(2)との外周方向への間隔が1ドット未満であれば、同じ半径にて各データが上書きされる。
Further, as the
さらに、1スキャンが画面上の1画素(1ドット)より大きい場合には、上記の書き込みだけではスキャン間に書き込まれない部分が出てしまうので、今回のスキャンのデータと1スキャン前の同じ方位のデータとを用いて、その間を補間して見掛け上、スキャン数を増やして書き込んだり、あるいは、同じデータを複数書き込むようにしている。 Furthermore, when one scan is larger than one pixel (one dot) on the screen, a portion that is not written between scans appears only by the above writing, so the data of this scan and the same orientation before one scan By interpolating between them, it is apparently written by increasing the number of scans, or a plurality of the same data is written.
このようにして、送信トリガ信号が距離カウンタ1311に入力されると、メモリ120内において、書き込みアドレス作成回路130から出力されたアドレス(X、Y)に従って、各データが中心(X0、Y0)から同心円状に順次書き込まれてゆく。
In this way, when the transmission trigger signal is input to the
なお、各ビームの受信信号は、受信部600の水平ビーム切替回路630で順次切り換えられるので、実際には、送受波器900で受信された反射波に関し、方位θによって距離rが変化する。しかしながら、1番目から36番目のビームBM01〜BM36を切り換える時間が短ければ、距離rは、略同一距離とみなすことができるので、簡単のために、方位θ及び距離rは、独立して取り扱っても実用上は問題にならない場合が多い。必要に応じて、距離カウンタ1311として1スキャン未満を表わす図示しないカウンタを用意し、そのクロックに1スキャンより短い周期のクロックを加えることで、該距離カウンタ1311と同様の演算が可能である。
In addition, since the received signal of each beam is sequentially switched by the horizontal
そして、メモリ120内の所定アドレスに書き込まれた各データは、読み出しアドレス作成回路140によって作成された所定のアドレスに基づいて読み出され、表示器180の画面上に表示される。
Each data written at a predetermined address in the
図8に示すように、読み出しアドレス作成回路140は、水平アドレスカウンタ1401と、垂直アドレスカウンタ1411と、加算器1402、1412とを有している。
As shown in FIG. 8, the read
水平アドレスカウンタ1401のクロック入力には、表示制御回路190で作成された1画素分の表示クロックが加えられ、そのリセット入力には表示制御回路190で作成された水平同期信号が入力される。この場合、水平同期信号の入力により、水平アドレスカウンタ1401内は0にクリアされる。
A display clock for one pixel generated by the
また、垂直アドレスカウンタ1411のクロック入力には水平同期信号が入力されて画面上の水平方向に1ライン表示する毎に1ずつカウントアップし、そのリセット入力には表示制御回路190で作成された垂直同期信号が入力される。この場合、垂直同期信号の入力により、垂直アドレスカウンタ1411内は0にクリアされる。
Further, a horizontal synchronizing signal is input to the clock input of the
なお、水平アドレスカウンタ1401及び垂直アドレスカウンタ1411は、画面表示期間以外はカウントを停止する。
Note that the
そして、水平アドレスカウンタ1401のカウント出力Hは、図5に示す0〜HD−1をカウントして、画面上の横方向(水平方向)の位置を指定する。また、垂直アドレスカウンタ1411のカウント出力Vは、0〜VD−1をカウントして前記画面上の縦方向(垂直方向)の位置を指定する。
The count output H of the
図9は、メモリ120内におけるデータが書き込み可能な領域(メモリ120を示す正方形の枠)と、この領域内にデータが書き込まれている範囲{各データが(X0、Y0)を中心とした円形のデータ群として書き込まれている範囲であり、以下、表示範囲ともいう。}1202と、画面に対応する範囲(破線の枠内であり、この範囲内にあるデータが読み出され、スキャニングソナー2の画像として前記画面に表示される。以下、画面表示範囲ともいう。)1201とを示している。なお、ここでは、画面上でのH方向及びV方向のアドレス間隔と、メモリ120内におけるX方向及びY方向のアドレス間隔とが略一致しているものとして説明する。
FIG. 9 shows an area in which data can be written in the memory 120 (a square frame indicating the memory 120) and a range in which data is written in this area {circles around each data (X0, Y0). The data group is written as a data group, and is hereinafter also referred to as a display range. } 1202 and the range corresponding to the screen (in the frame of the broken line, the data within this range is read and displayed on the screen as an image of the
ここで、画面上における画像の中心を(H0、V0)とし、メモリ120内におけるデータ群(円)の中心を(X0、Y0)とし、メモリ120からのデータ読み出しの開始位置である表示開始アドレスを(Xa、Ya)とすると、Xa及びYaは、下記の(6)式及び(7)式で表わされる。
Xa=X0−H0 (6)
Ya=Y0−V0 (7)
Here, the center of the image on the screen is (H0, V0), the center of the data group (circle) in the
Xa = X0−H0 (6)
Ya = Y0−V0 (7)
画面上の表示位置(H、V)に対応して読み出されるデータのアドレスを(X、Y)とすると、X及びYは、下記の(8)式及び(9)式で表わされる。
X=Xa+H (8)
Y=Ya+V (9)
If the address of the data read out corresponding to the display position (H, V) on the screen is (X, Y), X and Y are expressed by the following equations (8) and (9).
X = Xa + H (8)
Y = Ya + V (9)
表示開始アドレス(Xa、Ya)は、操作部500で入力操作される画面上での画像表示位置に対応して設定される。また、画面の表示範囲(HD、VD)は、予め固定する場合と、操作部500から設定する場合とがある。
The display start address (Xa, Ya) is set corresponding to the image display position on the screen that is input by the
次に、表示器180の画面に対する画像表示について説明する。
Next, image display on the screen of the
先ず、垂直同期信号の入力により垂直アドレスカウンタ1411(図8参照)がクリアされ、且つ水平同期信号の入力により水平アドレスカウンタ1401がクリアされると、画面上の表示位置(H、V)が(0、0)となる(図5参照)。
First, when the vertical address counter 1411 (see FIG. 8) is cleared by the input of the vertical synchronization signal and the
次に、水平方向(図5及び図9の左右方向)の画面表示範囲1201内で、水平アドレスカウンタ1401が1画素ごとにカウントアップし、この結果、表示位置(H、V)が(0、0)から(1、0)、(2、0)、(3、0)、…、(1279、0)に順次カウントされる。
Next, in the
次いで、水平同期信号の入力により水平アドレスカウンタ1401がクリアされる一方で、垂直アドレスカウンタ1411が1カウント進むので、表示位置(H、V)が(0、1)、(1、1)、(2、1)、(3、1)、…、(1279、1)に順次カウントされる。以下同様に、垂直表示範囲の最後では、(1023、0)、(1023、1)、…、(1023、1279)となる。
Next, the
加算器1402では、水平アドレスカウンタ1401の出力(前述したカウント結果)に表示開始アドレスXaが加算されるので、メモリ120の読み出しアドレスXが得られる。また、加算器1412では、垂直アドレスカウンタ1411の出力(前述したカウント結果)に表示開始アドレスYaが加算されるので、メモリ120(図1、図4及び図9参照)の読み出しアドレスYが得られる。
The
加算器1402、1412からメモリ120に順次出力された読み出しアドレス(X、Y)に基づいて、(Xa、Ya)、(Xa+1、Ya)、(Xa+2、Ya)、…の順番でメモリ120内の各データが表示器180に読み出され、この結果、表示器180では、画面の左上から前記読み出されたデータがラスタスキャン方式にて順次表示される。
Based on the read addresses (X, Y) sequentially output from the
このように、画面に表示するタイミングに合わせて、読み出しアドレス作成回路140からメモリ120に読み出しアドレス(X、Y)が供給され、その読み出しアドレスに基づいて、メモリ120内のデータが読み出されて表示器180送られ、該表示器180の画面上に画像として表示される。表示器180としては、例えば、ブラウン管や液晶表示器を使用したもので、通常のテレビジョンと同様に、ラスタスキャン方式に従って、入力された信号を画面の左上から右方向へ順次表示し、その右端に達した場合には、1画素相当分下へずらしてその左端から右方向へ順次表示してゆく。
As described above, the read address (X, Y) is supplied from the read
以上が、本実施形態の前提となるスキャニングソナー2の構成である。
The above is the configuration of the
次に、このスキャニングソナー2の課題について説明する。
Next, the problem of the
スキャニングソナー2(図1参照)において、メモリ120から読み出したデータに基づく画像を画面上の同じ場所及び同じ表示領域で常時表示している場合には、図10A及び図10Bに示すように、送受波器900から受信信号(データ)V01(1)〜V36(1)(図3及び図6参照)が入力される毎にメモリ120内の所定アドレス(X、Y)に上書き(更新)すれば、更新内容が前記画面上にリアルタイムに画像として表示される。
In the scanning sonar 2 (see FIG. 1), when an image based on the data read from the
ところで、いわゆるオフセンタ表示のような画面上で画像の中心位置(H0、V0)を移動して、ある方向だけ広範囲に表示したい場合、例えば、図示しない船舶を航行させながら物標を探索する場合(図10A及び図10Bから図11A及び図11Bに画像を更新する場合)には、前記船舶の正面(前方)方向(図10B及び図11Bの上方向)だけを画面上で広範囲に表示させる必要がある。 By the way, when the center position (H0, V0) of an image is moved on a screen such as so-called off-center display and it is desired to display a wide range only in a certain direction, for example, when searching for a target while navigating a ship (not shown) ( In the case of updating images from FIGS. 10A and 10B to FIGS. 11A and 11B, it is necessary to display only the front (front) direction of the ship (upward direction in FIGS. 10B and 11B) on the screen over a wide range. is there.
すなわち、図10Bは、通常の画面表示(センタ表示)であり、例えば、1000[m]のレンジ(送受波器900から超音波を送波して物標を探索する範囲が1000[m]であるようなレンジ)では、船舶(送受波器900)を中心とした半径1000[m]の探索範囲について、画面上で500ドットの縮尺として画像表示している。
That is, FIG. 10B shows a normal screen display (center display). For example, a range of 1000 [m] (a range in which a target is searched by transmitting an ultrasonic wave from the
この場合、図10Aの表示範囲1202がそのまま図10Bの画面上に表示される。一方、図11A及び図11Bは、画面表示範囲1201を上方向にずらし(オフセンタし)、且つ船舶の正面方向(図11A及び図11Bの上方向)での探索範囲を1600[m]とした場合である。この場合、画面上の縮尺は図10A及び図10Bと同一としているので、図11Aの画面表示範囲1201及び図11Bの画面上では、画像がメモリ120内のデータの中心から上方向に半径800ドット(探索範囲の1600[m]に対応するドットの半径)まで表示される。この場合、前記画面上の画像の表示半径は、最大書き込み半径Rwmaxで指定し、その最大書き込み半径Rwmaxの円の外側部分については、データの書き込みは行わないようにしている。すなわち、図11Aのように、メモリ120内のデータの中心位置はそのままとして、メモリ120内でのデータの読み出し開始位置(画像の表示開始位置)をずらしている。
In this case, the
次いで、図11Bの状態から図10Bの通常の状態に画面表示を切り換える場合、換言すれば、オフセンタ表示からセンタ表示に切り換える場合には、800ドットとなっている画面上の表示半径を再び500ドットにするように、最大書き込み半径Rwmaxを指定し直して、メモリ120内にデータを書き込む必要がある。しかしながら、メモリ120内におけるデータの中心から半径500ドット以上の外側の領域では、新たなデータの書き込みがないので、前記画面上に新たな画像が表示された場合には、図11A及び図11Bでの500ドット〜800ドットのデータが画面上にそのまま表示される。すなわち、図12A及び図12Bの網線部分は、データ更新がされずにそのまま画面上に表示されている部分である。
Next, when switching the screen display from the state of FIG. 11B to the normal state of FIG. 10B, in other words, when switching from the off-center display to the center display, the display radius on the screen of 800 dots is again set to 500 dots. As described above, it is necessary to respecify the maximum write radius Rwmax and write the data into the
このような部分の発生を防止するために、メモリ120内にある前回の(画像)データを全て消去してから、新たに(画像)データを書き込むようすればよいが、この方法では、画面上、前記画像データの消去に伴って、前回の画像表示と新たな画像表示との間で画像の非表示期間が発生する。これにより、注目していた画面上の物標を見失うという問題がある。
In order to prevent the occurrence of such a portion, all the previous (image) data in the
このような問題を回避するために、例えば、画像用のメモリ120とは別途に同じアドレス領域を持つ1ビットのマスク用メモリを用意して、このマスク用メモリに、操作部500で制御されるCPU等を用いて所定のグラフィックパターンを書き込む。そして、画面上に画像を表示する際には、前記画像のうち前記画面上に表示すべき部分を前記CPUで判定して、その部分だけを1の出力とし、次いで、メモリ120から画像データを読み出すと共に前記マスク用メモリから前記グラフィックパターンを読み出し、前記画像データと前記グラフィックパターンとの論理積(AND)を取って、必要な部分だけを前記画面上に表示させる。この場合、マスク用メモリへの前記グラフィックパターンの書き込みは、画面上の画像の表示領域が変化して画像が更新されるときに行われるが、視覚上、できるだけ高速に画像を更新する必要があるので、上述した処理を高速に行う必要がある。
In order to avoid such a problem, for example, a 1-bit mask memory having the same address area as that of the
さらに、2つのメモリを1組として、交互に書き込みと読み出しとを切り替えることにより、一方のメモリ内のデータを消去している間でも他方のメモリ内のデータを読み出して画面上に表示することが可能である。しかしながら、この場合も、書き込んだデータを画面上に表示するのは、次の送信トリガの後になるので、リアルタイムでの画像の更新に対応することが難しい。 Furthermore, by switching between writing and reading alternately with two memories as one set, the data in the other memory can be read and displayed on the screen even while the data in one memory is being erased. Is possible. However, also in this case, the written data is displayed on the screen after the next transmission trigger, so that it is difficult to cope with the image update in real time.
さらにまた、上述した対応策では、メモリを2つ用意する必要があるという問題もある。 Furthermore, the above-mentioned countermeasure has a problem that it is necessary to prepare two memories.
以上が、本実施形態の前提となるスキャニングソナー2の課題である。
The above is the problem of the
次に、本実施形態に係る表示装置が適用されるスキャニングソナー4について、図13〜図25を参照しながら説明する。
Next, the
なお、このスキャニングソナー4を説明する際に、スキャニングソナー2(図1参照)と同じ構成要素については、同一の参照符号を付けて説明する。
In the description of the
このスキャニングソナー4は、図13に示すように、表示部100内に、表示範囲制御回路150及びゲート160を追加して設けた点で、本実施形態の前提となるスキャニングソナー2とは異なる。従って、送受波器900(図1参照)にて反射波を受信し、その受信信号のデータを受信部600及びAD変換器110を介してメモリ120内の所定アドレスに書き込むまでの動作は、スキャニングソナー2と同様である。但し、スキャニングソナー4の表示部100では、メモリ120からデータを読み出す際に、読み出しアドレス作成回路140で作成された読み出しアドレスをメモリ120及び表示範囲制御回路150に同時に供給している。
As shown in FIG. 13, the
すなわち、この表示範囲制御回路150は、表示器180の画面の縮尺やレンジを変更して表示範囲1202が変化する際に、変更(変化)によって読み出しが不要となったアドレスのデータについては、ゲート160に制御信号を供給して、当該ゲート160から表示器180への出力を0(ゼロ又は所定の背景色に相当するコード)とすることにより、読み出しアドレス作成回路140からメモリ120に前記読み出しが不要となったアドレスが供給されても、そのアドレスのデータを表示器180に読み出さないように制御し、この結果、メモリ120内に書き込まれている所望の表示範囲のデータのみを画面上に画像表示するようにしている。
That is, when the
図14は、表示範囲制御回路150内部のブロック図である。図15は、図14に示す最大表示半径制御回路1520内部のブロック図である。図16は、図14に示すY表示範囲制御回路1530内部のブロック図である。図17は、図14に示すX表示範囲制御回路1540内部のブロック図である。図18は、メモリ120内の表示範囲(以下、最大表示範囲ともいう。)1202を説明するための図である。図19は、X表示範囲制御回路1540の他の構成を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram inside the display
図18において、最大表示半径Rmaxの円形のデータ群として構成された最大表示範囲1202について、この表示範囲内のデータを読み出して表示器180の画面上に画像として表示する場合、画像表示するために必要とされるY方向及びX方向の表示範囲は以下のようになる。なお、図18は、縦横比係数Kx、Kyが共に1の場合を示しており、図中で、垂直方向であるY方向については、読み出しアドレスYが最大表示半径Rmaxの円の上端であるYbから下端であるYcの間だけ表示すればよい。すなわち、Yb及びYcは、下記の(10)式及び(11)式で表わされる。
Yb=Y0−Ky・Rmax (10)
Yc=Y0+Ky・Rmax (11)
In FIG. 18, when the
Yb = Y0−Ky · Rmax (10)
Yc = Y0 + Ky · Rmax (11)
なお、最大表示範囲1202とは、メモリ120内に書き込まれた略円形のデータ群からデータを読み出して画面上に画像を表示する際に、画面表示との関係で表示のできる最大限の範囲をいう。従って、この最大表示範囲1202の範囲外にデータを書き込んでも、この範囲外に書き込まれたデータは表示されない。また、最大表示半径Rmaxとは、最大表示範囲1202の半径をいう。
The
また、読み出しアドレスYは、メモリ120内でYa〜Ydの範囲を画面に表示すれば、当該画面上の垂直アドレスVに対して、下記の(12)式で表わすことができる。
Y=Ya+V (12)
Further, if the range of Ya to Yd is displayed on the screen in the
Y = Ya + V (12)
従って、Yと、Yb及びYcとを比較して、YがYb〜YcにあるときにY方向に関しての画面表示の許可(データの読み出し許可)をすればよい。 Therefore, Y is compared with Yb and Yc, and when Y is between Yb and Yc, screen display in the Y direction (data read permission) may be permitted.
なお、垂直アドレスVが0〜VD−1(図5参照)で変化するとき、読み出しアドレスYは、Ya〜Ydで変化する。図18に示すような場合には、Ydは、Ycよりも小さいので、Yb〜Ycで画像表示を許可することは、画面表示範囲1201内にあるYb〜Ydのデータを読み出して画面上に表示することを意味する。
When the vertical address V changes from 0 to VD-1 (see FIG. 5), the read address Y changes from Ya to Yd. In the case shown in FIG. 18, since Yd is smaller than Yc, permitting image display with Yb to Yc reads Yb to Yd data within the
また、Y方向における所定の読み出しアドレスYでのX方向に沿った1ラインについて、ラスタスキャン方式に従って、そのライン上にあるデータを順次読み出して、表示器180の画面上に表示する場合には、このラインと、最大表示半径Rmaxの最大表示範囲1202の円周とが交差するときの2交点Xb、XcのXb〜Xc内にあるデータを画面上に表示すればよい。ここで、Xb、Xcは、X0とXb、Xcとの距離であるXrとの関連で、下記の(13)〜(15)式で表わされる。
Xr=(Kx/Ky)
×{(Ky・Rmax)2−(Y−Y0)2}1/2 (13)
Xb=X0−Xr (14)
Xc=X0+Xr (15)
In addition, for one line along the X direction at a predetermined read address Y in the Y direction, the data on the line is sequentially read according to the raster scan method and displayed on the screen of the
Xr = (Kx / Ky)
× {(Ky · Rmax) 2 − (Y−Y0) 2 } 1/2 (13)
Xb = X0-Xr (14)
Xc = X0 + Xr (15)
これらの演算は、Y方向に沿った所定のアドレス間隔毎で、且つX方向に沿った1ラインに対して、それぞれ1組計算すればよい。 One set of these calculations may be calculated for each predetermined address interval along the Y direction and for one line along the X direction.
従って、前述したYb、Yc、Xb、Xcの範囲内でのみデータの表示を行うように制御すれば、表示器180(図13参照)の画面上に、読み出した各データを円形の画像として表示することが可能になる。なお、最大表示範囲1202のうち画面表示範囲1201をはみ出した部分については、データの読み出しは行われず、従って、この非読み出し部分が画面上に表示されないことは勿論である。
Therefore, if the data is controlled to be displayed only within the range of Yb, Yc, Xb, and Xc described above, each read data is displayed as a circular image on the screen of the display 180 (see FIG. 13). It becomes possible to do. It should be noted that data is not read out from the
表示範囲制御回路150は、図14に示すように、設定値供給部1510と、最大表示半径制御回路(表示範囲制御手段)1520と、ゲート160と共に読出制御手段を構成するY表示範囲制御回路(第2方向アドレス算出部)1530、X表示範囲制御回路(第1方向アドレス算出部)1540、比較器(比較制御部)1560、1570及びANDゲート1580とを有し、上記した(10)式〜(15)式の演算を行う。
As shown in FIG. 14, the display
ここで、最大表示半径制御回路1520は、最大表示範囲1202の最大表示半径Rmaxを決定するために、先ず、画面上に表示する画像の最大半径の画素数(ドット数)を、前回の画像(前回の超音波の送波に対する送受波器900で受信された反射波に基づく画面上の画像)に対応する最大表示範囲1202の最大表示半径(最大書き込み半径)Rdotmaxと、今回新たにデータが書き込まれている表示範囲(データを書き込んでいる最中の表示範囲を含む)の表示半径(書き込み半径)Rdotとを比較して、表示半径の大きな方を選択し、次いで、選択された表示半径と、画面のレンジや画面上の表示形態の仕様によって決定される当該画面上で画像を最大限に表示可能な領域に対応した最大表示範囲の表示半径(表示制限半径)Rdmaxとを比較して、表示半径の小さい方を今回の画像表示での最大表示半径Rmaxとして選択する。
Here, in order to determine the maximum display radius Rmax of the
具体的に、最大表示半径制御回路1520は、図15に示すように、ラッチ1521、最大値選択回路(第1表示範囲選択部)1522及び最小値選択回路(第2表示範囲選択部)1523を有している。
Specifically, the maximum display
ラッチ1521のデータ入力には、今回新たにデータが書き込まれている表示範囲1202の書き込み半径Rdotが入力され、一方で、ラッチ1521のクロックには送信トリガが入力される。ここで、前記送信トリガの入力によって、ラッチ1521は、入力された書き込み半径Rdotをラッチし、ラッチされた書き込み半径Rdotが前回の画像に対応した最大表示範囲の最大書き込み半径Rdotmaxとなる。
The data input to the
最大値選択回路1522は、ラッチ1521からの出力である最大書き込み半径Rdotmaxと、今回新たにデータが書き込まれている表示範囲の書き込み半径Rdotとを比較して、半径の大きい方を最小値選択回路1523に出力する。
The maximum
最小値選択回路1523は、最大値選択回路1522からの書き込み半径と、操作部500における入力操作で設定された所定のレンジや、表示器180の画面上の表示形態の仕様によって決定される画面上の表示制限半径Rdmaxとを比較して、半径の小さい方を最大表示半径Rmaxとして、Y表示範囲制御回路1530及びX表示範囲制御回路1540に出力する。
The minimum
なお、本実施形態では、図7の最大書き込み半径Rwmaxを使用して最大表示範囲1202を制御することはないので、このRwmaxは、表示制限半径Rdmaxと同じ値か、あるいは、それ以上の値とする。
In the present embodiment, since the
Y表示範囲制御回路1530は、図16に示すように、乗算器1531、減算器1532及び加算器1533を有し、(10)式及び(11)式の演算を行って、最大表示範囲1202のY方向の上端Yb及び下端Ycを決定する。
As shown in FIG. 16, the Y display
乗算器1531は、最大表示半径制御回路1520からの最大表示半径Rmaxと、縦横比を決める係数Kyとを乗算し、Ky・Rmaxを減算器1532及び加算器1533に出力する。減算器1532は、メモリ120内の最大表示範囲1202のY方向(縦方向)の中心アドレスY0からKy・Rmaxを減算し、減算結果を表示開始アドレスYbとして出力する。一方、加算器1533は、Ky・Rmaxに中心アドレスY0を加算し、加算結果を表示終了アドレスYcとして出力する。
X表示範囲制御回路1540は、図17に示すように、乗算器1541、1545、1547、減算器1542、1544、1548、加算器1543、1549及び平方根回路1546を有し、(13)式〜(15)式により、所定のアドレスYにおけるX方向に沿ったラインと、最大表示範囲1202の円周との交点のアドレスXb、Xcを決定する。
As shown in FIG. 17, the X display
乗算器1541は、最大表示半径制御回路1520からの最大表示半径Rmaxと縦横比係数Kyとを乗算してKy・Rmaxを加算器1543及び減算器1544に出力する。減算器1542は、読み出しアドレス作成回路140からの読み出しアドレスYを中心座標Y0で減算して、Y−Y0を加算器1543及び減算器1544に出力する。
The
加算器1543は、Ky・RmaxとY−Y0とを加算して乗算器1545に出力し、一方で、減算器1544は、Ky・RmaxからY−Y0を減算して乗算器1545に出力する。
乗算器1545は、{Ky・Rmax+(Y−Y0)}と{Ky・Rmax−(Y−Y0)}とを乗算して、(Ky・Rmax)2−(Y−Y0)2を平方根回路1546に出力する。この場合、乗算器1545は、因数分解の公式a2−b2=(a+b)・(a−b)の関係を用いているが、2つの乗算器で構成することも可能である。
平方根回路1546は、前述した(Ky・Rmax)2−(Y−Y0)2の平方根を乗算器1547に出力し、乗算器1547は、前記平方根と操作部500にて設定された縦横比係数比Kx/Kyとを乗算する。これにより、(13)式に示すXrが求められ、このXrが減算器1548及び加算器1549に出力される。
The
減算器1548は、中心座標X0からXrを減算して表示開始アドレスXbを算出し、加算器1549は、中心座標X0とXrとを加算して表示終了アドレスXcを算出する。
The
そして、図14において、Y表示範囲制御回路1530は、表示開始アドレスYb及び表示終了アドレスYcを比較器1560に出力する。比較器1560は、表示開始アドレスYb及び表示終了アドレスYcと、読み出しアドレス作成回路140からの読み出しアドレスYとを比較して、Yb≦Y≦Yc(図18参照)のときに1の値をANDゲート1580に出力し、Y<Yb又はYc<Yのときに0の値をANDゲート1580に出力する。
In FIG. 14, the Y display
また、X表示範囲制御回路1540は、表示開始アドレスXb及び表示終了アドレスXcを比較器1570に出力する。比較器1570は、表示開始アドレスXb及び表示終了アドレスXcと、読み出しアドレス作成回路140からの読み出しアドレスXとを比較して、Xb≦X≦Xcのときに1の値をANDゲート1580に出力し、X<Xb又はXc<Xのときに0の値をANDゲート1580に出力する。
Further, the X display
ANDゲート1580は、比較器1560、1570からの入力がどちらも1の場合にのみ、1の値をゲート160に出力する。
The AND
ゲート160は、ANDゲート1580からの入力が1のときのみ、ゲートを開いてメモリ120から読み出されたデータを表示器180に送るが、ANDゲート1580からの入力が0のときには、ゲートを閉じてメモリ120から表示器180にデータを出力させない。これにより、必要な部分の画像のみ表示器180の画面上にて表示することができる。
The
なお、最大表示半径RmaxとYアドレスとの交点が存在しない場合には、X表示範囲制御回路1540では、正しい結果が得られないが、この条件はY<Yb又はY>Ycであり、比較器1560での出力が0になるため、ゲート160が閉じて画像は表示されない。
If there is no intersection between the maximum display radius Rmax and the Y address, the X display
また、上記の説明では、縦横の比率が1:1でない場合にも対応できるように縦横比係数Kx、Kyとその比Ky/Kxを使用しているが、常に縦横比が1:1であれば、これらの比が入力される乗算器1531、1541、1547を省略することも可能である。
In the above description, the aspect ratio coefficients Kx and Ky and the ratio Ky / Kx are used so that the aspect ratio is not 1: 1, but the aspect ratio is always 1: 1. For example, the
次に、本実施形態において、最大表示範囲1202が変化したときの表示部100内の動作について、図20〜図25を参照しながら説明する。
Next, in this embodiment, the operation in the
先ず、画面のレンジが変化しない場合について、図20〜図22を参照しながら説明すると、例えば、1600[m]のレンジを画面上で半径800ドットで表示しようとすれば、表示制限半径Rdmaxは800に設定される(図20参照)。 First, the case where the range of the screen does not change will be described with reference to FIGS. 20 to 22. For example, if a range of 1600 [m] is to be displayed with a radius of 800 dots on the screen, the display limit radius Rdmax is 800 is set (see FIG. 20).
この場合、距離カウンタ1311(図7参照)は、送信トリガの入力によって0になるが、前述したように、1.2[m]おきにスキャンクロックの立ち上がりエッジが来る毎にカウントアップを行う。また、送受波器900(図1参照)から1600[m]離れた物標より反射波が来るのは、超音波の送波から2.133[s]後であり、この間に1333スキャンすれば、距離カウンタ1311も1333までカウントアップする。乗算器1312において、距離カウンタ1311の出力であるRに縮尺係数Kr=0.6を乗じることにより、Rdotは0から順に799までの値になる。次の送信トリガの発生まで受信信号が受信部600から出力され続ければ、距離カウンタ1311はカウントアップを続けるので、メモリ120への書き込み半径Rdotは800を越えて大きくなる。
In this case, the distance counter 1311 (see FIG. 7) becomes 0 by the input of the transmission trigger, but counts up every time the rising edge of the scan clock comes every 1.2 [m] as described above. In addition, the reflected wave comes from the target 1600 [m] away from the transducer 900 (see FIG. 1) after 2.133 [s] from the transmission of the ultrasonic wave. The
また、最大書き込み半径Rwmaxは、メモリ120内での最大の1023に設定すると、該メモリ120には半径800ドット以上の(画像)データが書き込まれる。
When the maximum writing radius Rwmax is set to the maximum 1023 in the
ここで、送信トリガの周期を前記レンジに対して余裕を見て、例えば、2.5[s]とすると、レンジは1875[m]相当になり、メモリ120には半径1125ドットまでのデータが書き込まれる。次の送信トリガが発生する直前ではRdot=1125ドットであるので、表示範囲制御回路150のラッチ1521は、その値である1125をラッチする。次の送信トリガが発生して書き込み半径が0になっても、ラッチ1521の出力値が1125なので、最大値選択回路1522では、大きい方の値の1125を出力する。
Here, when the transmission trigger cycle is set to a margin with respect to the range, for example, 2.5 [s], the range corresponds to 1875 [m], and the
しかしながら、最小値選択回路1523は、表示制限半径Rdmax=800と、前述した大きい方の値(1125)とを比較して、小さい方の半径を出力する。従って、最小値選択回路1523から出力される最大表示半径Rmaxは、表示制限半径Rdmaxによって800以上にはならない。そのため、表示範囲制御回路150及びゲート160により、メモリ120内において、この最大表示半径Rmax(=800)の円の外側に書き込まれているデータは、表示器180の画面に表示されない。
However, the minimum
次に、画面の縮尺はそのままで、該画面のレンジを1600[m]相当(800ドット)(図20参照)から1000[m]相当(500ドット)(図21参照)に変更する場合について説明する。 Next, a description will be given of a case where the scale of the screen remains unchanged and the range of the screen is changed from 1600 [m] equivalent (800 dots) (see FIG. 20) to 1000 [m] equivalent (500 dots) (see FIG. 21). To do.
この場合、縮尺係数Krは0.6のままなので、画面表示範囲1201内に表示する画像の半径は500ドットであり、操作部500(図1参照)は、表示制限半径Rdmaxを500に設定する。これにより最小値選択回路1523(図15参照)の出力は、ラッチ1521に保持されている値の1125より小さい値である500がRmaxとして出力される。表示範囲制御回路150は、この最大表示半径Rmax(=500)を使用して最大表示範囲1202を演算するので、半径500ドットの円の外側については、表示器180の画面上に表示されなくなる。
In this case, since the scale factor Kr remains 0.6, the radius of the image displayed in the
図21での網線部分が本実施形態により表示されない部分であり、この不要部分を表示しない動作は、表示制限半径Rdmaxを500に設定した時点から反映される(図22参照)。 21 is a portion that is not displayed according to the present embodiment, and the operation of not displaying this unnecessary portion is reflected from the time when the display limit radius Rdmax is set to 500 (see FIG. 22).
すなわち、1000[m]のレンジでは、送信周期が、例えば、1.5[s]とすれば、1125[m]相当になり、距離カウンタ1311(図7参照)は937までカウントし、メモリ120には半径562ドットまで書き込まれる。ラッチ1521には、次の送信トリガ時に直前の書き込み半径の値562がラッチされているが、表示制限半径Rdmaxとして500の値が設定されているので、メモリ120内においてこの半径500ドット以上の外側部分については、画面上に表示されない。
That is, in the range of 1000 [m], for example, if the transmission cycle is 1.5 [s], it corresponds to 1125 [m], the distance counter 1311 (see FIG. 7) counts up to 937, and the
次に、縮尺はそのままで、画面のレンジを1000[m]から1600[m]に変更した場合について、図23〜図25を参照しながら説明する。 Next, the case where the screen range is changed from 1000 [m] to 1600 [m] without changing the scale will be described with reference to FIGS.
操作部500(図1参照)は、表示制限半径Rdmaxとして800を設定する。このとき、メモリ120内には、送信周期が1.5[s]であった前回の画像に関してデータが半径562ドットまで書き込まれており、ラッチ1521にはその半径の値562がラッチされている。従って、最小値選択回路1523は、Rdmax=800とラッチ出力の562とを比較して、小さい値である562をRmaxとして出力する。この結果、画面上には半径562ドットまでの画像が表示される。
The operation unit 500 (see FIG. 1) sets 800 as the display limit radius Rdmax. At this time, in the
次に、送信トリガから1.5[s]以上経過した時間で、距離カウンタ1311のカウント値が939になると、乗算器1312からの出力である書き込み半径Rdotは563ドットになる。このとき、Rdot(=563)は、ラッチ1521(図16参照)に記憶されている値562よりも大きいので、最大値選択回路1522の出力は、この時点で562から563に変化する。この結果、表示範囲制御回路150(図13及び図14参照)では、半径563ドットまでのデータをメモリ120から読み出すように制御するので、現在、メモリ120に書き込まれている半径563ドットまでのデータが直ちに画像として表示器180(図1参照)の画面上に表示されることになる。
Next, when the count value of the
このようにして、半径が1ドットずつ増加して画像がリアルタイムに表示されてゆく。そして、書き込み半径Rdotが表示制限半径Rdmaxで設定された800を越えた場合には、最小値選択回路1523(図15参照)で小さい値800が出力される結果、メモリ120内で最大表示半径が800ドット以上の部分のデータは、表示器180の画面上に表示されない。図24に示す網線部分がリアルタイムで半径が大きくなる部分である。
In this way, the radius is increased by one dot and the image is displayed in real time. When the write radius Rdot exceeds 800 set by the display limit radius Rdmax, a
次の送信トリガが2.5秒周期で来るまでに、メモリ120内の書き込み半径は937ドット分まで書き込まれるが(図25参照)、表示半径は最小値選択回路1523(図15参照)で選択された値800ドットであるので、前記送信トリガが来たときに、ラッチ1521には、直前に書き込んだ半径の値937がラッチされる。
Until the next transmission trigger comes in a cycle of 2.5 seconds, the writing radius in the
次の送信トリガにて距離カウンタ1311(図7参照)がリセットされ、メモリ120内で半径Rdot=0から書き込む場合には、最小値選択回路1523は、ラッチ1521に記憶された値937と表示制限半径Rdmax=800とを比較して、値800を最大表示半径Rmaxとして選択する。
When the distance counter 1311 (see FIG. 7) is reset at the next transmission trigger and writing is performed from the radius Rdot = 0 in the
このように、本実施形態では、画面のレンジ変更に伴い、画像の最大表示範囲1202を瞬時に変更することができ、また、画面表示範囲1201又は最大表示範囲1202が広がった場合でも、広がった部分をリアルタイムで表示することができる。なお、実際には、画面構成上、表示制限半径の他に、画面上での画像の表示中心(H0、V0)も変化するので、操作部500では、表示開始位置(Xa、Ya)及び表示終了位置(Xd、Yd)も同時に変更するようにしている。
As described above, in the present embodiment, the
また、X表示範囲制御回路1540では、一つ先の読み出しアドレスYを与えることで、水平方向(X方向)に沿った1ラインの前にX方向の表示範囲を計算することができるので、演算速度に余裕を取ることもできる。
Further, the X display
上述した実施形態では、メモリ120の出力をゲート160にてゲートして、画面表示の際における不要なデータの表示を禁止するものであり、予め表示開始アドレスXb及び表示終了アドレスXcについて、メモリ120の読み出しアドレスY毎に演算するので、メモリ120の読み出しを表示開始アドレスXbから表示終了アドレスXcまでのアクセスに限定することが可能である。
In the embodiment described above, the output of the
この場合、読み出しを行わない期間(範囲)では、メモリ120をスタンバイ状態にすることで、消費電力を下げることができる。また、データの書き込み及び読み出しが同時に行えず、時分割でメモリ120を使用する場合には、画面表示のためのデータの読み出しを行う前後の画面表示の期間(範囲)、すなわち、Xa〜Xb及びXc〜Xdの範囲でデータの読み出しを行わず、書き込み動作に割り当てることで平均的な書き込み速度を上げることができる。
In this case, in a period (range) in which reading is not performed, power consumption can be reduced by setting the
上記の説明では、表示開始アドレスXb及び表示終了アドレスXcを直接求めるために平方根回路1546(図17参照)にて平方根の演算を行っているが、メモリ120の読み出しアドレスXを変化させてデータを読み出しながら、該データを最終的に読み出すべきか否かを判定することも可能である。
In the above description, in order to directly obtain the display start address Xb and the display end address Xc, the square root is calculated by the square root circuit 1546 (see FIG. 17). However, the data is obtained by changing the read address X of the
すなわち、読み出しアドレスX、Yと最大表示半径Rmaxとの関係は、幾何学的に、下記の(16)式で表わされる。
(X−X0)2=(Kx/Ky)2
×{(Ky・Rmax)2−(Y−Y0)2} (16)
That is, the relationship between the read addresses X and Y and the maximum display radius Rmax is geometrically expressed by the following equation (16).
(X−X0) 2 = (Kx / Ky) 2
× {(Ky · Rmax) 2 − (Y−Y0) 2 } (16)
また、(16)式より、最大表示半径Rmaxの内側の範囲は、下記の(17)式で表わされる。
(X−X0)2≦(Kx/Ky)2
×{(Ky・Rmax)2−(Y−Y0)2} (17)
Further, from the equation (16), the range inside the maximum display radius Rmax is expressed by the following equation (17).
(X−X0) 2 ≦ (Kx / Ky) 2
× {(Ky · Rmax) 2 − (Y−Y0) 2 } (17)
従って、読み出しアドレスXの変化に応じて(17)式の左辺(X−X0)2の演算を逐次行えばよい。すなわち、水平方向(X方向)に沿った1ライン分のデータ読み出しを行い、次いで、読み出しアドレスYが変化する毎に、(17)式の右辺(Kx/Ky)2×{(Ky・Rmax)2−(Y−Y0)2}の演算を行い、これらの計算結果を逐次比較して、(17)式を満たすような範囲内のデータのみ表示を許可して表示器180に出力すればよい。
Accordingly, the calculation of the left side (X−X0) 2 of the equation (17) may be sequentially performed according to the change of the read address X. That is, data for one line along the horizontal direction (X direction) is read out, and each time the read address Y changes, the right side of equation (17) (Kx / Ky) 2 × {(Ky · Rmax) 2− (Y−Y0) 2 } is performed, these calculation results are sequentially compared, and only data within a range satisfying the expression (17) is permitted and output to the
図19は、上述した(17)式に基づく比較を行うX表示範囲制御回路1540のブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram of the X display
このX表示範囲制御回路1540は、図17のX表示範囲制御回路1540と比較して、乗算器1541、1545、減算器1542、1544及び加算器1543を有している点では共通しているが、乗算器1556、減算器1557、比較器1558及び乗算器1559を備えている点で異なる。
This X display
従って、乗算器1541、1545、減算器1542、1544及び加算器1543の動作は、X表示範囲制御回路1540の場合と同様であるので、ここでは、乗算器1556、減算器1557及び比較器1558の動作のみについて説明する。
Accordingly, the operations of the
乗算器1556は、乗算器1545の出力に操作部500で設定される(Kx/Ky)2を乗じて、(17)式の右辺の結果を比較器1558に出力する。減算器1557は、読み出しアドレスXから中心座標X0を減算して、その結果を乗算器1559に出力する。乗算器1559では、乗数及び被乗数の両入力にX−X0が入力されることにより、その平方演算を行い、その結果を比較器1558に出力する。
比較器1558は、乗算器1559からの入力{(17)式の左辺の演算結果}と、乗算器1556からの入力{(17)式の右辺の演算結果}とを比較して、乗算器1559からの入力が乗算器1556からの入力以下であるときに、その出力を1とし、一方で、乗算器1559からの入力が乗算器1556からの入力を上回るときに、出力を0とする。この結果、比較器1558の出力は、図14の比較器1570の出力の代わりにANDゲート1580に加えられ、ANDゲート1580では、比較器1558からの入力が0のときに出力を禁止する。
The
上記した説明では、読み出しアドレスXと表示開始アドレスXb及び表示終了アドレスXcとを比較器1560、1570で比較する場合について説明したが、Xbまでの画素数をプリセットしてダウンカウントするカウンタ及びXcまでの画素数をプリセットしてダウンカウントするカウンタを用意して、それぞれのカウンタが0になった時点で表示のオンオフ制御をすることも可能である。
In the above description, the case where the read address X, the display start address Xb, and the display end address Xc are compared by the
また、上記した説明以外にも、最大表示範囲1202が変化する例として、反射物体の画像に地図等の他の表示内容を重畳して画面の縮尺を変更しない場合に、スキャニングソナー4のレンジだけを変更して超音波の送波の周期(送信周期)を変化する場合である。例えば、画面を1600[m]のレンジで使用していて、スキャニングソナー4も1600[m]レンジで動作し、送信周期が2.5秒で画面上800ドットの半径で表示していたとする。これを画面をそのままで、送信部700と受信部600とのレンジだけを1000[m]レンジに変更した場合、送信周期が1.5[s]になり、スキャニングソナー4の画像は、1125[m]で562ドットまで表示され、それ以遠については、画像が更新されなくなる。この場合でも、本実施形態では、送信トリガが来た時点での書き込み半径をラッチ1521(図15参照)でラッチして、その値まで表示するので、562ドット以上の画像表示がなくなり、この結果、更新されない不要な部分は画面に表示されない。
In addition to the above description, as an example in which the
最大表示範囲1202が変化する他の例としては、操作が独立に行うことができる第2のソナーの信号を第1のソナー表示部に入力してモニタする場合である。この場合、例えば、前記第1のソナーの表示部ではレンジ1600[m]で半径800ドットまで表示しており、第2のソナーのレンジも1600[m]で使用していてこれを第1のソナーでモニタする。前記第2のソナーのレンジを1000[m]で送信周期を1.5[s]にした場合、前記第1のソナーではそのままのレンジで使用していると、モニタしている画像は562ドットまでしか更新されないことになる。この場合でも、送信トリガが来た時の半径まで表示し、それ以遠を表示しないようにすれば、不要なデータの画像表示を防止することができる。
Another example in which the
このように、本実施形態は、データを所定のアドレスに書込可能なメモリ120と、このメモリ120から読み出された前記データを画面上に画像として表示する表示器180とを有し、前記画面上に前記画像を表示する際に、この画面に対応するメモリ120内の所定の最大表示範囲1202中で、ラスタスキャン方式により、第1方向(X方向)に沿って前記データを順次読み出すことを、このX方向と直交する第2方向(Y方向)に沿った所定のアドレス間隔にて行う。
As described above, this embodiment includes the
その際、前回の画像に対応する最大表示範囲(最大書き込み半径Rdotmax)と、今回新たにデータを書き込む表示範囲(書き込み半径Rdot)とを比較して、表示範囲(書き込み半径)の大きい方を(第1表示範囲として)選択し、選択した表示範囲(書き込み半径)と、前記画面上で画像を最大限に表示可能な領域に対応する最大表示範囲(表示制限半径Rdmax)とを比較して、表示範囲(半径)の小さい方を今回の画像表示に対応した最大表示範囲1202(最大表示半径Rmax)として選択することを最大表示半径制御回路1520にて行う。
At that time, the maximum display range (maximum writing radius Rdotmax) corresponding to the previous image is compared with the display range (writing radius Rdot) in which data is newly written this time, and the larger display range (writing radius) is ( Select as the first display range) and compare the selected display range (writing radius) with the maximum display range (display limit radius Rdmax) corresponding to the area where the image can be displayed on the screen to the maximum extent, The maximum display
また、前記各データを順次読み出す際に、前記第1方向に沿った前記各データのアドレスと、最大表示範囲1202(最大表示半径Rmax)とを比較して、最大表示半径Rmax内に前記各データのアドレスがある場合には、前記各データの表示を許可することを、読出制御手段としてのY表示範囲制御回路1530、X表示範囲制御回路1540、比較器1560、1570及びANDゲート1580やゲート160にて行う。
Further, when reading each data sequentially, the address of each data along the first direction is compared with the maximum display range 1202 (maximum display radius Rmax), and each data is within the maximum display radius Rmax. When there is an address, the Y display
また、メモリ120から読み出したデータの表示を、表示開始アドレスXb、Ybから表示終了アドレスXc、Ycまでとし、それ以外の領域では、ゲート160のゲート動作によって出力を禁止することで、当該データを表示器180の画面に表示させないようにしている。
Further, the data read from the
さらに、本実施形態では、メモリ120の最大表示範囲1202内で、読み出しアドレスXの変化に応じて(17)式の左辺(X−X0)2の演算を逐次行い、水平方向(X方向)に沿った1ライン分のデータ読み出し、且つ読み出しアドレスYが変化する毎に、(17)式の右辺(Kx/Ky)2×{(Ky・Rmax)2−(Y−Y0)2}の演算を行って、これらの計算結果について、(17)式の関係を満たすような範囲内のデータのみを表示器180に出力する。
Further, in the present embodiment, within the
さらにまた、本実施形態では、表示器180で表示しない範囲では、メモリ120からのデータの読み出し(アクセス)を禁止するようにしている。
Furthermore, in the present embodiment, reading (access) of data from the
従って、本実施形態によれば、最大表示範囲1202の円周上のアドレスとメモリ120内から読み出したデータのアドレスとの比較に基づいて表示を許可するので、画面のレンジ切り替えや、センタ表示からオフセンタ表示への変更による最大表示範囲1202の変化があっても、少ないパラメータで前記データの表示を効率よく行うことができる。
Therefore, according to the present embodiment, the display is permitted based on the comparison between the address on the circumference of the
また、表示制限半径Rdmaxと前回の最大書き込み半径Rdotmaxと今回新たにデータを書き込んでいる最中での書き込み半径Rdotとを利用して、今回の画像表示に必要な最終的な最大表示半径Rmaxを決定するので、各データをメモリ120に直ちに書き込むと共に、これらのデータを即座に読み出して画面上に画像として表示することができる。さらに、第2の従来技術のように、各データの読み出し時にマスク用のグラフィックパターンを作成する必要がない上に、第2及び第3の従来技術のように、メモリを2つ用意する必要もない。従って、本実施形態では、画面表示を行う際に、1画面に相当するメモリ120さえあれば十分である上に、画面表示(画像)の更新をリアルタイムで行うことができる。
Further, the final maximum display radius Rmax necessary for the current image display is obtained by using the display limit radius Rdmax, the previous maximum writing radius Rdotmax, and the writing radius Rdot during the new writing of data this time. Since the data is determined, each data can be immediately written in the
また、前回の最大書き込み半径Rdotmaxと今回新たにデータを書き込んでいる最中での書き込み半径Rdotとの比較に基づいて表示の制御を行っているので、画面のレンジが変更しても、新しいデータに基づく画像の更新までは前回の画像が画面上に残ることになるので、前回の画像を消去することなく今回の画像を画面上に表示することができ、この結果、レンジ変更前後の画像変化を容易に把握することが可能である。 In addition, since display control is performed based on a comparison between the previous maximum writing radius Rdotmax and the writing radius Rdot during the writing of new data this time, new data can be obtained even if the screen range is changed. Since the previous image remains on the screen until the image is updated based on, the current image can be displayed on the screen without erasing the previous image. As a result, the image changes before and after the range change. Can be easily grasped.
さらに、Y表示範囲制御回路1530、X表示範囲制御回路1540、比較器1560、1570、ANDゲート1580及びゲート160によって、画面表示されない部分については、メモリ120からのデータの読み出しを行わないことで、スキャニングソナー4全体の消費電力を削減することが可能である。このような表示されない部分でデータの書込みを行わせると、メモリ120に対する高速書込が可能となる。
Further, by not reading out data from the
さらにまた、データの書込時に画面表示範囲1201による書込範囲の制約がないので、最終的な表示半径を最大表示半径Rmaxにまで拡大したときに、拡大部分のデータも画像として表示することができる。すなわち、メモリ120内で、当初は、画像表示されない部分にもデータを予め書き込んでおけば、最大表示半径Rmaxが拡大されて、その部分が画像表示の対象となったときに、直ちにその部分のデータを読み出して画面上に画像表示することができる。
Furthermore, since there is no restriction on the writing range by the
本発明に係る表示装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。 The display device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
2、4…スキャニングソナー 100…表示部
120…メモリ 150…表示範囲制御回路
160…ゲート 180…表示器
1201…画面表示範囲 1202…最大表示範囲
1520…最大表示半径制御回路 1521…ラッチ
1522…最大値選択回路 1523…最小値選択回路
1530…Y表示範囲制御回路 1540…X表示範囲制御回路
1560、1570…比較器 1580…ANDゲート
2, 4 ...
Claims (1)
前記画面上に前記画像を表示する際に、この画面に対応する前記メモリ内の所定の表示範囲中で、ラスタスキャン方式により、第1方向に沿って前記データを順次読み出すことを、この第1方向と直交する第2方向に沿った所定のアドレス間隔にて行う表示装置において、
前回の画像に対応する表示範囲と、今回新たにデータを書き込む表示範囲とを比較して、表示範囲の大きい方を第1表示範囲として選択し、選択した前記第1表示範囲と、前記画面上で画像を最大限に表示可能な領域に対応する最大表示範囲とを比較して、表示範囲の小さい方を今回の画像表示に対応した第2表示範囲として選択する表示範囲制御手段と、
前記各データを順次読み出す際に、読み出す前記データの前記画面上での表示位置と前記第2表示範囲とを比較して、前記第2表示範囲内に前記データの前記画面上での表示位置がある場合には、前記画面上でのそのデータの表示を許可する読出制御手段と、
を有する
ことを特徴とする表示装置。 A memory capable of writing data at a predetermined address; and a display for displaying the data read from the memory as an image on a screen;
When the image is displayed on the screen, the first sequential reading of the data along the first direction is performed by a raster scan method within a predetermined display range in the memory corresponding to the screen. In a display device that performs at a predetermined address interval along a second direction orthogonal to the direction,
The display range corresponding to the previous image is compared with the display range in which data is newly written this time, the larger display range is selected as the first display range, and the selected first display range and the on-screen A display range control means for comparing the maximum display range corresponding to the region in which the image can be displayed to the maximum and selecting the smaller display range as the second display range corresponding to the current image display;
When sequentially reading each data, the display position of the data to be read on the screen is compared with the second display range, and the display position of the data on the screen is within the second display range. In some cases, read control means that permits display of the data on the screen;
A display device comprising:
Priority Applications (1)
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Citations (2)
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JPS6348485A (en) * | 1986-08-19 | 1988-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | Scan converting device for radar |
JPH02226082A (en) * | 1989-02-27 | 1990-09-07 | Tokyo Keiki Co Ltd | Radar display unit |
-
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- 2006-01-26 JP JP2006017783A patent/JP4877922B2/en active Active
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