JP2013032950A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレーム間における指針画像の回動角度が大きい場合であっても、指針画像の動きを円滑に視認させることが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】回動する細長の指針を表す指針画像、および指針画像の動きの軌跡を表す軌跡画像を表示可能な表示パネルと、複数のフレームの指針画像、および軌跡画像を、連続的に切り替えて表示可能なように表示パネルの表示状態を制御する制御手段とを備え、複数のフレームのうち、所定のフレームにおける軌跡画像は、所定のフレームにおける指針画像の回動位置と、所定のフレームよりも１つ以上前のフレームで表示された指針画像の回動位置に対応する位置との間に設けられると共に、指針画像と同一形状を成す画像として形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示パネルに指針画像を表示する表示装置に関するものである。

従来の表示装置として、例えば、特許文献１に示されたものが知られている。特許文献１の表示装置は、回動する指針画像、および指針画像の動きの軌跡を表す軌跡画像を表示可能な表示パネルと、時間経過と共に変化する複数のフレームにおける指針画像、および軌跡画像を時間経過と共に連続的に切替えて、表示パネルへの表示状態を制御する制御手段とを備えている。

そして、軌跡画像は、現時点のフレームにおける指針画像と、１つ前のフレームにおける指針画像との間に、扇形状を成すように形成されており、更に、半径方向、あるいは周方向に指針画像の色調から指針画像の背景色へ徐々に変化するグラデーションとして形成されている。これにより、指針画像のフレーム間における回動角度が大きい場合であっても、視認者に対して指針画像の回動動作がステップ状に飛んでいるように視認されることが無く、指針画像の動きを円滑に視認させることが可能となっている。

特許第４５３６７６６号公報

しかしながら、回動する細長の指針画像においては、指針の回動中心側と、先端側とでは回動速度が異なることから、回動角度が大きい場合に視認者の目の錯覚によって、指針の回動中心側と先端側とが２本の指針のごとく入り混じって、指針自身が進退しながら回動するように見える場合がある。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、フレーム間における指針画像の回動角度が大きい場合であっても、指針画像の動きを円滑に視認させることが可能な表示装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、回動する細長の指針を表す指針画像、および指針画像の動きの軌跡を表す軌跡画像を表示可能な表示パネルと、
複数のフレームの指針画像、および軌跡画像を、連続的に切り替えて表示可能なように表示パネルの表示状態を制御する制御手段とを備え、
複数のフレームのうち、所定のフレームにおける軌跡画像は、所定のフレームにおける指針画像の回動位置と、所定のフレームよりも１つ以上前のフレームで表示された指針画像の回動位置に対応する位置との間に設けられると共に、指針画像と同一形状を成す画像として形成されたことを特徴としている。

この発明によれば、フレームが１つ以上前のフレームから所定のフレームに移行する間で、指針画像が回動した領域の中に指針画像と同一形状を成す軌跡画像を表示するので、視認者にとっては、回動領域内における指針画像の軌跡を明確に認識することができる。よって、フレーム間における指針画像の回動角度が大きい場合であっても、指針画像の動きを円滑に視認することが可能となる。

請求項２に記載の発明では、１つ以上前のフレームは、１つ前のフレームであることを特徴としている。

この発明によれば、フレームが１つ前のフレームから所定のフレームに移行する間における軌跡画像が表示され、視認者にとっては、回動領域内における指針画像の軌跡を明確に認識することができる。よって、フレーム間における指針画像の回動角度が大きい場合であっても、指針画像の動きを円滑に視認することが可能となる。

請求項３に記載の発明では、軌跡画像は、指針画像が動く方向に複数形成されたことを特徴としている。この発明によれば、視認者は、指針の軌跡をより明確に視認することができる。

請求項４に記載の発明では、軌跡画像は、指針画像が動く方向に等間隔となるように配置されたことを特徴としている。この発明によれば、自然で滑らかに回動する軌跡画像とすることができる。

請求項５に記載の発明では、軌跡画像は、１つ以上前のフレームで表示した指針画像の回動位置から所定のフレームにおける指針画像の回動位置に向かうほど隣り合う間隔が疎から密になるように配置されたことを特徴としている。この発明によれば、滑らかに回動すると共に、回動する方向を視認しやすい軌跡画像とすることができる。

請求項６に記載の発明では、軌跡画像の色調は、指針画像の色調と同一に設定されたことを特徴としている。この発明によれば、軌跡画像の視認性を高めることができる。

請求項７に記載の発明では、軌跡画像の色調は、指針画像の色調を基に設定されており、所定のフレームにおける指針画像の回動位置から１つ以上前のフレームで表示した指針画像の回動位置に向かうほど、順次薄くなっていくように、あるいは順次透明になっていくように、あるいは順次黒くなっていくように設定されたことを特徴としている。この発明によれば、軌跡画像に対して、１つ以上前のフレームの回動位置から所定のフレームの回動位置に移りゆくグラデーション効果を持たせることができるので、回動する方向を視認しやすい軌跡画像とすることができる。

請求項８に記載の発明では、指針画像は、車両エンジンの回転数を示すことを特徴としている。この発明によれば、エンジンの回転数を表示する指針画像においては、指針の回動速度が大きくなる場合が多く発生し得るので、指針画像の動きを円滑に視認するための効果が大きく得られる。

第１実施形態における表示装置の回路を示す回路構成図である。 図１中の液晶パネルにおける回転数メータ画像を示す正面図である。 図１中のＣＰＵおよび描画ＩＣが実行する制御フローを示すフローチャートである。 第２実施形態における回転数メータ画像を示す正面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態における表示装置１を図１〜図３に基づいて説明する。図１は表示装置１の回路を示す回路構成図、図２は、図１中の液晶パネル２における回転数メータ画像５を示す正面図、図３は、図１中のＣＰＵ３および描画ＩＣ４が実行する制御フローを示すフローチャートである。

図１に示すように、表示装置１は、例えば、自動車等の車両用の表示装置として使用され、表示パネルである液晶パネル２、制御手段であるＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）３、ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）３１、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３４、および描画ＩＣ（集積回路）４等を備えている。表示装置１は、ここでは、例えば、車両エンジンの回転数を表示する回転数メータとしている。

液晶パネル２は、マトリックス状に複数の画素が形成されると共に、図示しない薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）によって駆動されるタイプのアクティブマトリックス方式のパネルである。各画素は、赤色画素、緑色画素、および青色画素を内蔵している。ＴＦＴのゲートに電圧を印加すると共に、赤色画素、緑色画素、および青色画素に印加する電圧を制御することによって、赤色画素、緑色画素、および青色画素の各光透過率が制御されることになる。液晶パネル２の背後には、図示しない白色光を発する発光ダイオードが配置されており、発光ダイオードは液晶パネル２を透過照明するようになっている。赤色画素、緑色画素、および青色画素の各光透過率が制御されている各画素に、発光ダイオードから発せられる白色光が透過照明されることによって、液晶パネル２はフルカラー表示が可能となる。

ＣＰＵ３は、車両のエンジンの回転数を検出する回転数センサ６から、回転数信号を取り込み、描画ＩＣ４に出力する。ＣＰＵ３は、車両のイグニッションスイッチ７を介してバッテリ８から給電されて作動する。

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

ＣＰＵ３からの指示により、ポリゴンデータはポリゴンデータ記憶部３２からＲＡＭ３４に転送され、また同様に画像データは画像データ記憶部３３からＲＡＭ３４に転送されるようになっている。

画素ＩＣ４は、ＣＰＵ３と共に制御手段を成すものであって、ＲＡＭ３４におけるポリゴンデータおよび画像データ、更にはＣＰＵ３で取り込んだ回転数信号に基づいて、各画素において赤色画素、緑色画素、および青色画素に印加する電圧を制御し、複数の画素の各表示状態を制御する。この表示状態は、複数のフレームの画像を連続的に切り替えて制御され、具体的には、１秒間に３０フレームの画像を連続的に切り替えて制御され（３３．３ｍｓごとに表示が更新され）、これにより、後述する指針画像５１と軌跡画像５２（図２）との各動きが表示される。

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

図２は、連続した複数のフレームのうち、１つの所定のフレームの回転数メータ画像５を示している。回転数メータ画像５は、回動する細長の指針を表す指針画像５１と、指針画像５１の動きの軌跡（回動軌跡）を表す軌跡画像５２と、指針画像５１の先端側で円形線上に目盛りを示す目盛画像５３と、目盛画像５３に対して代表となる目盛り数値を表す文字画像５４とを備えている。指針画像５１の色調（色相と明度の少なくともいずれか）は、例えば赤色であり、指針画像５１に対する背景５５の色調は、例えば黒色である。目盛画像５３と文字画像５４は、黒色の背景５５に対して白色で表示される。

図２中において、所定のフレームにおける指針画像５１を実線で示し、また、軌跡画像５２を１点鎖線で示している。更に図２では、理解を深めるために、所定のフレームに対して１つ前のフレームにおける指針画像５１０を、所定のフレームの同位置にあるものと仮定して、２点鎖線で示している。所定のフレームにおいては、指針画像５１０は、実際には表示されない。図２中の所定のフレームにおける指針画像５１は、例えば、エンジン回転数が、１つ前のフレームにおける略１６００ＲＰＭの状態から、瞬時に略３０００ＲＰＭまで上昇した状態を示している。そして、所定のフレームにおける軌跡画像５２は、所定のフレームの指針画像５１の回動位置と、１つ前のフレームの指針画像５１０の回動位置に対応する位置との間に形成されている。以下、所定のフレームにおいて、１つ前のフレームの指針画像５１０に対応する回動位置から所定のフレームの指針画像５１の回動位置へ、指針画像５１が回動したと想定される領域を、「回動領域５６」と呼ぶことにする。

軌跡画像５２は、指針画像５１と同一形状を成して、回動領域５６に形成されている。つまり、軌跡画像５２は、回動する細長の指針の形状を呈している。ここでは、軌跡画像５２は、複数設定されている。軌跡画像５２の数は、１つ前のフレームと所定のフレームとの間（以下、フレーム間と呼ぶ）において定まる回動領域５６（回動角度）に応じて視認者が指針画像５１の軌跡として適切に認識できる数として、ＣＰＵ３によって決定されるようにしている。また、軌跡画像５２は、回動領域５６において、指針画像５１が動く方向（回動方向）に等間隔で配置されるようになっている。更に、軌跡画像５２の色調は、指針画像５１の色調と同一となるように（ここでは赤色）設定されている。

次に、指針画像５１と軌跡画像５２の表示について、ＣＰＵ３および描画ＩＣ４が実行する制御フローを、図３に基づいて説明する。図３中のステップＳ１０〜ステップＳ５０の一連の制御フローが、１つのフレームの画像の制御に対応する。

イグニッションスイッチ７がオンされると、ＣＰＵ３は制御フローをスタートさせる。ステップＳ１０で、ＣＰＵ３は、回転数センサ６から回転数信号を取り込み、この回転数信号に基づいて指針画像５１の指示角度と、１つ前のフレームから指針画像５１が回動した回動角度とを算出する。ステップＳ１０の後に、ステップＳ２０で、ＣＰＵ３は指針画像５１の回動角度が零か否かを判定する。

ステップＳ２０において、ＣＰＵ３は、指針画像５１の回動角度が零でなく、否の判定を行った場合に、つまり、１つ前のフレームから指針画像５１が回動中の場合、ステップＳ３０で、ステップＳ１０で算出された指示角度と回動角度とに基づいて、軌跡画像５２の形状を算出する。つまり、ＣＰＵ３は、指針画像５１と同一形状となる軌跡画像５２を設定し、視認者が軌跡画像５２を指針画像５１の軌跡として適切に認識できるように、回動角度に応じて軌跡画像５２の数を決定すると共に、それぞれの軌跡画像５２が回動領域５６内（回動角度内）に等間隔で配置されるように全体形状を決定する。そして、ステップＳ４０で、ＣＰＵ３は、ステップＳ１０、ステップＳ３０で算出した指示角度と軌跡画像５２の形状とに基づいて、指針画像５１と軌跡画像５２のポリゴンデータと画像データとをセットする。

ステップＳ５０で、ＣＰＵ３からの指示により、描画ＩＣ４は、ステップＳ４０でセットされたポリゴンデータの各ポリゴンに画像データの各テクスチャを貼り付けて、図２に示すように、液晶パネル２に指針画像５１と軌跡画像５２とを描画する。これにより、液晶パネル２には指針画像５１と、ステップＳ３０で算出された軌跡画像５２が表示される。

ステップＳ５０の後に、ＣＰＵ３は、ステップＳ１０に戻り、ステップＳ１０〜ステップＳ５０を、更新されていくフレーム毎に繰り返す。なお、ＣＰＵ３は、ステップＳ２０で回動角度が零であり肯定判定をした場合に、つまり、指針画像５１が回動していない場合、この制御フローを終了する。

以上のように本実施形態では、回動領域５６における軌跡画像５２を、指針画像５１と同一形状を成す画像としているので、視認者にとっては、回動領域５６内における指針画像５１の軌跡を明確に認識することができる。よって、フレーム間における指針画像５１の回動角度が大きい場合であっても、指針自身が進退しながら回動すると言った視認者の目の錯覚を無くして、指針画像５１の動きを円滑に視認することが可能となる。

また、軌跡画像５２は、指針画像５１が動く方向に複数形成されるようにしているので、視認者は、指針の軌跡をより明確に視認することができる。

また、軌跡画像５２は、指針画像５１が動く方向に等間隔となるように配置されているので、自然で滑らかに回動する軌跡画像５２とすることができる。

また、軌跡画像５２の色調は、指針画像５１の色調と同一に設定されているので、軌跡画像５２の視認性を高めることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態の回転数メータ画像５を図４に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、軌跡画像５２の各指針の配置を変更したものである。

軌跡画像５２は、回動領域５６において、１つ前のフレームで表示した指針画像５１０の回動位置から所定のフレームにおける指針画像５１の回動位置に向かうほど隣り合う間隔が疎から密になるように配置されるようにしている。

これにより、滑らかに回動すると共に、回動する方向を視認しやすい軌跡画像５２とすることができる。

（第３実施形態）
上記第１、第２実施形態では、軌跡画像５２の色調は、指針画像５１の色調と同一（赤色）となるように設定したが、これに限定されることなく、以下のように変更しても良い。

即ち、軌跡画像５２の色調は、指針画像５１の色調を基に設定されるようにして、所定のフレームにおける指針画像５１の回動位置から１つ前のフレームで表示した指針画像５１０の回動位置に向かうほど、順次薄くなっていくように、あるいは順次透明になっていくように、あるいは順次黒くなっていくように設定しても良い。

軌跡画像５２の色調が、指針画像５１０の回動位置に向かうほど、順次薄くなるようにすることで、複数の軌跡画像５２にグラデーション効果を持たせることができるので、回動する方向を視認しやすい軌跡画像５２とすることができる。

また、軌跡画像５２の色調が、指針画像５１０の回動位置に向かうほど、順次透明になっていくようにすることで、複数の軌跡画像５２のうち、１つ前のフレームの指針画像５１０に近いものが背景５５に溶け込んだ形となって、順次、本来の指針画像５１に近づくように変化するグラデーション効果を持たせることができ、上記と同様に、回動する方向を視認しやすい軌跡画像５２とすることができる。

また、軌跡画像５２の色調が、指針画像５１０の回動位置に向かうほど、順次黒くなっていくようにすることで、複数の軌跡画像５２のうち、１つ前のフレームの指針画像５１０に近いものが指針画像５１の影のように見え、順次、本来の指針画像５１に近づくように変化するグラデーション効果を持たせることができ、上記と同様に、回動する方向を視認しやすい軌跡画像５２とすることができる。

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、軌跡画像５２は、複数設けるものとして説明したが、これに限らず、回動領域５６の大きさ（回動角度）によっては、回動領域５６に１つの軌跡画像５２を設けるものとしても良い。

また、複数のフレームのうち、所定のフレームにおける軌跡画像５２は、所定のフレームにおける指針画像５１の回動位置と、所定のフレームよりも１つ前のフレームで表示された指針画像５１０の回動位置に対応する位置との間に設けられるようにしたが、所定のフレームおける指針画像５１の回動位置と、所定のフレームよりも１つ以上前（２つ前、３つ前等）のフレームで表示された指針画像の回動位置に対応する位置との間に設けられるようにしても良い。

また、回転数メータ画像５を形成するにあたって、ポリゴンデータと画像データとから形成されるようにしたが、これに限らず、ポリゴンデータのみから形成されるようにしても良い。

また、上記各実施形態では、表示装置１は、車両のエンジンの回転数を表示する回転数メータに適用したが、これに限らず、その他、車両の速度、燃料残量、バッテリ電圧、エンジン油圧等を表示するメータに適用しても良い。

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

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

１ 表示装置
３ ＣＰＵ（制御手段）
４ 描画ＩＣ（制御手段）
５１ 所定のフレームにおける指針画像
５１０ １つ前のフレームにおける指針画像
５２ 軌跡画像

Claims (8)

1. 回動する細長の指針を表す指針画像、および前記指針画像の動きの軌跡を表す軌跡画像を表示可能な表示パネルと、
   複数のフレームの前記指針画像、および前記軌跡画像を、連続的に切り替えて表示可能なように前記表示パネルの表示状態を制御する制御手段とを備え、
   前記複数のフレームのうち、所定のフレームにおける前記軌跡画像は、前記所定のフレームにおける前記指針画像の回動位置と、前記所定のフレームよりも１つ以上前のフレームで表示された前記指針画像の回動位置に対応する位置との間に設けられると共に、前記指針画像と同一形状を成す画像として形成されたことを特徴とする表示装置。
2. 前記１つ以上前のフレームは、１つ前のフレームであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記軌跡画像は、前記指針画像が動く方向に複数形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
4. 前記軌跡画像は、前記指針画像が動く方向に等間隔となるように配置されたことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記軌跡画像は、前記１つ以上前のフレームで表示した前記指針画像の回動位置から前記所定のフレームにおける前記指針画像の回動位置に向かうほど隣り合う間隔が疎から密になるように配置されたことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
6. 前記軌跡画像の色調は、前記指針画像の色調と同一に設定されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の表示装置。
7. 前記軌跡画像の色調は、前記指針画像の色調を基に設定されており、前記所定のフレームにおける前記指針画像の回動位置から前記１つ以上前のフレームで表示した前記指針画像の回動位置に向かうほど、順次薄くなっていくように、あるいは順次透明になっていくように、あるいは順次黒くなっていくように設定されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の表示装置。
8. 前記指針画像は、車両エンジンの回転数を示すことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の表示装置。

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