JP6348326B2 - 測定器用表示装置、測定器、測定値のアナログ表示方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は測定値を表示する表示装置に関し、特にデジタルデータとして得られた測定値をリアルタイムでアナログ表示する技術に関する。

寸法・形状等を測定するための測定器については、現在のようにデジタル技術が発達する以前には、測定子の変位をてこや歯車の働きにより拡大して目盛板上の指針から変位量を読み取るといった、専らアナログ式の測定器が主流であった。その後、半導体技術を基礎としたデジタル技術は長足の進歩をとげ、寸法や形状の測定器についてもこれらのデジタル技術が応用されるようになり、検出原理の面でも、てこや歯車に代わって光電式や静電容量式の電子式エンコーダが開発されたこととあいまって、検出から測定結果の表示まで全デジタル式の測定器が開発されるようになった。

これらのデジタル式測定器は測定結果を数値表示するため、読み取りの個人差や読み取り誤差が激減し、安定で精度の高い測定が可能となったが、一方では、指針式に代表されるアナログ指示計の良さも見直されるようになってきた。すなわち、デジタルの数値表示値は、測定結果の瞬間的把握が難しいことの他、測定子が微妙に変位しつつある状態では、測定値がパラパラと変わるために読み取りが難しいこと、測定値が増加中か減少中かといった変化方向の把握が難しいこと等の問題点があり、これらの点ではアナログの指針式表示の方が優れていることが分かってきた。

そこで、測定値をアナログ表示することができるデジタル式測定器が販売されている。特許文献１は、そのようなデジタル式測定器の一例として、デジタルアナログ併用表示型ダイヤルゲージを開示している。このデジタルアナログ併用表示型ダイヤルゲージは、ダイヤルゲージ本体と、ダイヤルゲージ本体に対して摺動自在に設けられたスピンドルと、液晶表示器とを備える。液晶表示器は、デジタル表示部とアナログ表示部を備えたカスタム液晶モジュールである。スピンドルの先端に設けられた測定子の変位量は、デジタル表示部とアナログ表示部の両者で表示される。

デジタル表示部は、例えば＋又は−の符号と５桁の７セグメント状電極を備え、測定子の変位量は数値表示により直読可能に表示される。アナログ表示部は、アナログ表示用の目盛りである平行整列配置された棒状電極によるアナログ目盛りセグメント、測定子の変位量をアナログ的に表示する指針としての複数の平行整列配置された棒状電極によるアナログ指針セグメントを備え、アナログ指針セグメントは通常一本のみが選択表示される。

カスタム液晶モジュールのアナログ表示部により測定値の変化方向の把握がある程度は容易になるが、目盛板と回転指針とで構成されるアナログ指示計を備えた機械式のダイヤルゲージは、測定値を直観的に判読できるために現在でも根強い人気がある。目盛板と回転指針とで構成されるアナログ指示計を液晶表示器に表示させるためには、任意の図形表示が可能なグラフィック液晶モジュールを用いる必要がある。

しかしながら、目盛板と回転指針とで構成されるアナログ指示計をグラフィック液晶モジュールに表示する従来の方法では表示画面の全面を逐次更新するため、表示画面の更新のためのデータ処理量が膨大であり、表示画面の更新を高速に行うことは容易ではない。

特許文献２は、目盛板と回転指針とで構成されるアナログ指示計をグラフィック液晶モジュールに表示する際の表示画面の更新を高速に行うことが可能な表示装置を開示している。この表示装置は、複数の表示画素が配列された表示部と、複数の表示画素に与えられる各画素データが記憶された描画用メモリと、フレーム毎に目盛板を表示するベース画像データと指針画像データとを順にＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読み出して描画用メモリへ書き込み画素データを描画用メモリへ記憶させる制御部と、を備える。制御部は、前回フレームの指針を示す前回指針領域を基準として、該前回指針領域を含むベース画像データの部分的領域を、今回フレームのベース画像データとして書き込む。この構成では、今回フレームのベース画像データ全体を上書きするのではなく、前回フレームの指針領域に基づいて部分的に上書きする。これにより、今回フレームのベース画像データの書き込み処理負荷が軽減されるとともに、書き込み速度が向上する。

特許第３３７２７９３号公報 特開２０１１−１１３０４１号公報

特許文献２に開示された表示装置では、前回フレームから今回フレームへと描画用メモリ上のデータを更新する際には、中間状態（特許文献２の図３に示された状態Ｄ等）を経るので、２回のメモリ上書処理が必要である。そのため、表示画面の更新を更に高速化できる余地がある。更に、特許文献２に開示された表示装置では、予め設定した指針の角度毎の指針画像データをＲＯＭに記録する必要がある。すなわち、予め大量の画像データをＲＯＭに記録する必要がある。

特許文献２に開示された表示装置において、グラフィック液晶モジュールのかわりにグラフィック有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）モジュールのような他のグラフィック表示モジュールを用いた場合であっても、２回のメモリ上書処理や予め大量の画像データを記録しておくことが必要となる。

したがって、本発明の目的は、グラフィック表示モジュールの表示画面に測定値をアナログ表示する際の表示画面の更新を高速化することができ、且つ、予め記録しておくべき画像データを削減することができる測定器用表示装置、測定器、測定値のアナログ表示方法、及びプログラムを提供することである。

本発明の第１の観点による測定器用表示装置は、グラフィック表示モジュールの表示画面と、測定値の変化に応じて位置又は形状が変化する図形を前記表示画面に描画する処理部とを具備する。前記処理部は、前記測定値の変化前の値に基づいて前記表示画面上の第１座標を算出し、前記第１座標に基づいて前記図形の少なくとも一部を前記表示画面に描画し、前記測定値の変化後の値に基づいて前記表示画面上の第２座標を算出し、前記第１座標及び前記第２座標に基づいて前記表示画面上の領域を再描画領域として取得し、前記表示画面上の指定領域のみを再描画するための再描画関数に基づいて前記再描画領域を再描画する。

前記図形は、前記測定値の変化に応じて回転する三角形の指針又は前記測定値の変化に応じて長さが変化する長方形の棒であることが好ましい。

前記図形は、前記三角形の指針であることが好ましい。前記表示画面は、互いに直交する縦方向及び横方向に沿って格子状に配列された複数の画素を備えていてもよい。前記再描画領域として取得される前記表示画面上の前記領域は、前記測定値の変化前の値に対応する前記三角形の頂点の座標である前記第１座標及び前記測定値の変化後の値に対応する前記三角形の頂点の座標である前記第２座標を含む長方形領域であることが好ましい。前記長方形領域の縦辺及び横辺は、前記縦方向及び前記横方向にそれぞれ平行であることが好ましい。

上記測定器用表示装置は、ユーザによって操作される操作部を更に具備することが好ましい。前記操作部に対するユーザ操作に基づいて、前記三角形の指針の回転位置がゼロ位置にリセットされることが好ましい。前記ゼロ位置のときに前記三角形の指針が指し示す方向は、前記縦方向又は前記横方向に平行であることが好ましい。

上記測定器用表示装置は、ユーザによって操作される操作部を更に具備することが好ましい。前記表示画面は、前記操作部に対するユーザ操作に基づいて選択される目盛板と前記図形を重ねて表示することが好ましい。前記処理部は、前記測定値の変化前の値及び前記目盛板に対応付けられたパラメータに基づいて前記第１座標を算出し、前記測定値の変化後の値及び前記パラメータに基づいて前記第２座標を算出することが好ましい。

上記測定器用表示装置は、ユーザによって操作される操作部を更に具備することが好ましい。前記表示画面は、前記図形及び目盛板を含むアナログ指示計を表示してもよい。前記操作部に対するユーザ操作に基づいて、前記表示画面は前記アナログ指示計の一部を拡大して表示することが好ましい。

上記測定器用表示装置は、前記表示画面の姿勢を検出する姿勢センサを更に具備することが好ましい。前記表示画面は、前記姿勢センサの出力に基づいて、前記図形及び目盛板を含むアナログ指示計を表示することが好ましい。

上記測定器用表示装置は、ユーザによって操作される操作部を更に具備することが好ましい。前記表示画面は、目盛板と前記図形を重ねて表示することが好ましい。前記目盛板は、目盛配列方向に沿って配列された複数の目盛と、前記目盛配列方向に沿って形成され、前記目盛板の地色と異なる色の着色領域とを含むことが好ましい。前記操作部に対するユーザ操作に基づいて、前記着色領域の前記目盛配列方向における端部の位置が前記目盛配列方向に変化することが好ましい。

前記測定値が閾値を越えて変化すると前記図形の色が変化することが好ましい。

本発明の第２の観点による測定器は、上記測定器用表示装置と、ワークに接触する接触部品と、前記接触部品の変位を検出する変位センサとを具備する。前記測定値は、前記変位センサの出力に基づいて算出される。

本発明の第３の観点による測定値のアナログ表示方法は、測定値の変化に応じて位置又は形状が変化する図形をグラフィック表示モジュールの表示画面に描画する。測定値のアナログ表示方法は、前記測定値の変化前の値に基づいて前記表示画面上の第１座標を算出し、前記第１座標に基づいて前記図形の少なくとも一部を前記表示画面に描画し、前記測定値の変化後の値に基づいて前記表示画面上の第２座標を算出し、前記第１座標及び前記第２座標に基づいて前記表示画面上の領域を再描画領域として取得し、前記表示画面上の指定領域のみを再描画するための再描画関数に基づいて前記再描画領域を再描画する。

本発明の第４の観点によるプログラムは、上記測定値のアナログ表示方法をコンピュータに実行させる。

本発明により、グラフィック表示モジュールの表示画面に測定値をアナログ表示する際の表示画面の更新を高速化することができ、且つ、予め記録しておくべき画像データを削減することができる測定器用表示装置、測定器、測定値のアナログ表示方法、及びプログラムを提供することができる。

実施の形態１にかかる測定器の正面図である。 実施の形態１にかかる測定器が備える測定・表示システムの概略図である。 実施の形態１にかかる測定器の表示画面に表示されるアナログ指示計を示す図である。 実施の形態１にかかる測定器が実行する測定値のアナログ表示方法のフローチャートである。 実施の形態１にかかる測定値のアナログ表示方法において取得される再描画領域を説明する概念図である。 実施の形態２にかかる測定器の表示画面に表示されるアナログ指示計を示す図である。 実施の形態３にかかる測定器の表示画面に表示されるアナログ指示計を示す図である。 実施の形態４にかかる測定器の正面図である。 実施の形態４にかかる測定器が備える測定・表示システムの概略図である。 実施の形態５にかかる測定器の表示画面に表示されるアナログ指示計を示す図である。 実施の形態６にかかる測定器の表示画面に表示されるアナログ指示計を示す図である。 実施の形態７にかかる測定器の表示画面に表示されるアナログ指示計を示す図である。 実施の形態７にかかる測定値のアナログ表示方法において取得される再描画領域を説明する概念図である。 実施の形態８にかかる測定器の表示画面に表示されるアナログ指示計を示す図である。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、実施の形態１にかかる測定器１００の正面図である。以下、測定器１００がデジタル式のインジケータ（ダイヤルゲージ）の場合を説明するが、測定器１００はインジケータ（ダイヤルゲージ）に限定されない。測定器１００は、ステム１０と、ステム１００に対して摺動自在なスピンドル１１と、スピンドル１１の先端に設けられた測定子１２と、測定子１２の変位量を測定値として表示する表示装置２０を備える。測定子１２は、被測定物であるワークに接触する接触部品である。

表示装置２０は、グラフィック表示モジュールの表示画面２１と、操作スイッチ群２２を備える。表示画面２１は、互いに直交する縦方向及び横方向に沿って格子状に配列された複数の画素を備える。表示画面２１は、測定値を数値により表示する数値表示領域２１ａと、測定値をアナログ指示計３０により表示するアナログ指示計表示領域２１ｂを備える。尚、表示画面２１の全体がアナログ指示計表示領域２１ｂであってもよい。操作スイッチ群２２は、ユーザによって操作される操作部である。

図２は、測定器１００が備える測定・表示システムの概略図である。測定・表示システムは、測定子１２と、測定子１２の変位を検出する変位センサ１３と、表示装置２０を備える。表示装置２０は、表示画面２１と、操作スイッチ群２２と、処理部２３と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２４と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２５を備える。処理部２３は、演算処理及び表示装置２０の各要素の制御を行う。処理部２３は、グラフィックコントローラが搭載されたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、表示画面２１の複数の画素の各画素データを記憶する描画用メモリを含む。

処理部２３は、変位センサ１３の出力に基づいて算出された測定値を表示画面２１に表示させる。具体的には、処理部２３は、測定値を数値表示領域２１Ａに表示させ、測定値を示すアナログ指示計３０を表示画面２１のアナログ指示計表示領域２１ｂに表示させる。なお、測定値は処理部２３によって算出されてもよく、他の演算装置によって算出されてもよい。ＲＯＭ２４は、プログラム、関数、データ等を予め格納する。ＲＡＭ２５は、処理部２３に作業領域を提供するとともに、処理部２３が算出したデータ等を格納する。

図３は、表示画面２１に表示されるアナログ指示計３０を示す図である。表示画面２１は、アナログ指示計３０により測定値をアナログ表示する。表示画面２１に対してＸ軸及びＹ軸が設定されている。Ｘ軸及びＹ軸は、表示画面２１の複数の画素の配列方向である縦方向及び横方向にそれぞれ平行であり、原点Ｏで互いに直交する。また、アナログ指示計表示領域２１ｂは長方形領域であり、その長方形領域の縦辺及び横辺はＸ軸及びＹ軸にそれぞれ平行である。Ｘ軸は、スピンドル１１の摺動方向に平行である。

アナログ指示計３０は、円形の目盛板３１と、中心円３２と、指針３３を備える。目盛板３１は、文字盤と称される場合がある。目盛板３１の中心及び中心円３２の中心は原点Ｏに一致している。目盛板３１の周縁部には、複数の目盛及び複数の数値が周方向に沿って配列されている。指針３３は、測定値の変化に応じて原点Ｏのまわりを回転する。すなわち、指針３３は、測定値の変化に応じて位置が変化する図形である。指針３３は、測定値の変化に応じて位置が変化する指示子と称される場合がある。ユーザは、指針３３と目盛とに基づいて測定値を読むことができる。

ここで、指針３３は、頂点Ａ〜Ｃを有する三角形である。測定値の変化に応じて、頂点Ａが原点Ｏを中心とする円周上を移動し、頂点Ｂ及びＣが中心円３２の上を移動する。頂点Ａが移動する円周の半径Ｒは、頂点Ｂ及びＣが移動する中心円３２の半径ｒより大きい。指針３３の回転角θは、半直線ＯＡとＸ軸のなす角度である。尚、角ＡＯＢ及び角ＡＯＣの大きさはαである。したがって、頂点Ａ〜Ｃの座標（Ｘ座標、Ｙ座標）をそれぞれ座標Ａ〜Ｃと称すると、座標Ａ〜Ｃは下記式でそれぞれ表される。

ここで、表示画面２１を更新する際にアナログ指示計表示領域２１ｂ全体を再描画すると、更新のために処理部２３が処理すべきデータ量が大きく、更新速度が遅くなる。したがって、処理部２３のＣＰＵとして性能があまり高くない汎用ＣＰＵが用いられ、汎用ＣＰＵに搭載されたグラフィックコントローラでアナログ指示計表示領域２１ｂ全体を再描画する場合、指針３３の動きがコマ送りのように表示されてしまう。

処理部２３のＣＰＵとして高性能のＣＰＵを用いる場合や処理部２３がＣＰＵとは別にグラフィック専用チップを備える場合は、表示画面２１を更新する際にアナログ指示計表示領域２１ｂ全体を再描画しても、指針３３がスムーズに動いているように表示することが可能である。しかしながら、高性能のＣＰＵやグラフィック専用チップを用いると、表示装置２０の製造コストが増大する。

そこで、表示装置２０が実行する測定値のアナログ表示方法では、表示画面２１を更新する際にアナログ指示計表示領域２１ｂの一部を再描画することで、更新の高速化を実現している。以下、表示装置２０が実行する測定値のアナログ表示方法を詳細に説明する。

図４は、表示装置２０が実行する測定値のアナログ表示方法のフローチャートである。図４を参照して、測定値のアナログ表示方法を説明する。処理部２３がＲＯＭ２４に格納されたプログラムに基づいて動作することにより、表示装置２０は測定値のアナログ表示方法を実行する。測定値のアナログ表示方法は、ステップＳ１０〜Ｓ９０を含む。

処理部２３は、測定値を取得し、Ｌ１とする（ステップＳ１０）。処理部２３は、ＲＯＭ２４に格納された関数を用い、測定値Ｌ１から指針３３の回転角θの値θ１を算出し、値θ１から表示画面２１上の座標Ａ１〜Ｃ１を算出する（ステップＳ２０）。座標Ａ１〜Ｃ１は、上記式（１）〜（３）の回転角θに値θ１を代入することで算出することができる。

処理部２３は、座標Ａ１〜Ｃ１に基づいて、表示画面２１に指針３３を描画する（ステップＳ３０）。具体的には、処理部２３は、図５に示すように、座標Ａ１と座標Ｂ１を結ぶ線分（図３における線分ＡＢ）と、座標Ａ１と座標Ｃ１を結ぶ線分（図３における線分ＡＣ）と、座標Ｂ１と座標Ｃ１を結ぶ線分（図３における線分ＢＣ）と、これら３つの線分に囲まれた面（三角形の領域）とを所定の色で描画する。線分と面は異なる色で描画してもよい。ＲＡＭ２５は、座標Ａ１〜Ｃ１を格納する。

処理部２３は、測定値を取得し、Ｌ２とする（ステップＳ４０）。測定値Ｌ２は、測定値Ｌ１の後に取得される。通常、測定値Ｌ２は測定値Ｌ１と異なるため、測定値Ｌ１を測定値の変化前の値と称し、測定値Ｌ２を測定値の変化後の値と称することができる。処理部２３は、ＲＯＭ２４に格納された関数を用い、測定値Ｌ２から指針３３の回転角θの値θ２を算出し、値θ２から表示画面２１上の座標Ａ２〜Ｃ２を算出する（ステップＳ５０）。座標Ａ２〜Ｃ２は、上記式（１）〜（３）の回転角θに値θ２を代入することで算出することができる。

処理部２３は、ＲＯＭ２４に格納された関数を用い、座標Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２に基づいて、表示画面２１上の領域を再描画領域３４として取得する（ステップＳ６０）。図５を参照して、再描画領域３４は、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ平行な縦辺及び横辺を有する長方形領域であって、座標Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２を含む最小の長方形領域である。

具体的には、処理部２３は、再描画領域３４の４つの頂点の座標Ｈ１〜Ｈ４を取得する。座標Ｈ１のＸ座標は、座標Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２のＸ座標の最大値である。座標Ｈ１のＹ座標は、座標Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２のＹ座標の最大値である。座標Ｈ２のＸ座標は、座標Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２のＸ座標の最小値である。座標Ｈ２のＹ座標は、座標Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２のＹ座標の最大値である。座標Ｈ３のＸ座標は、座標Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２のＸ座標の最小値である。座標Ｈ３のＹ座標は、座標Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２のＹ座標の最小値である。座標Ｈ４のＸ座標は、座標Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２のＸ座標の最大値である。座標Ｈ４のＹ座標は、座標Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２のＹ座標の最小値である。

尚、処理部２３は、再描画領域３４の第１の対角線上に位置する２つの頂点の座標Ｈ１及びＨ３だけを取得してもよく、再描画領域３４の第２の対角線上に位置する２つの頂点の座標Ｈ２及びＨ４だけを取得してもよい。

処理部２３は、ＲＯＭ２４に格納された表示画面２１上の指定領域のみを再描画するための再描画関数に基づいて、再描画領域３４を再描画する（ステップＳ７０）。このとき、処理部２３は、既に描画されている指針３３を再描画領域３４から消去し、座標Ａ２〜Ｃ２に基づいて指針３３を再描画領域３４に描画する。具体的には、処理部２３は、座標Ａ１〜Ｃ１をそれぞれ結ぶ３つの線分及びそれに囲まれた面を消去し、座標Ａ２〜Ｃ２をそれぞれ結ぶ３つの線分及びそれに囲まれた面を所定の色で描画する（図５参照）。

処理部２３は、測定が終了したか判定する（ステップＳ８０）。測定が終了した場合（ステップＳ８０、ＹＥＳ）、表示装置２０は測定値のアナログ表示方法を終了する。測定が終了していない場合（ステップＳ８０、ＮＯ）、ＲＡＭ２５は、座標Ａ１〜Ｃ１の値として座標Ａ２〜Ｃ２の値を格納する（ステップＳ９０）。ステップＳ９０の後、ステップＳ４０に戻る。

本実施の形態によれば、測定値の変化前の値（測定値Ｌ１）に基づいて座標Ａ１〜Ｃ１を算出し、測定値の変化後の値（測定値Ｌ２）に基づいて座標Ａ２〜Ｃ２を算出し、座標Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２に基づいて再描画領域３４を取得し、表示画面２１上の指定領域のみを再描画するための再描画関数を用いて再描画領域３４を再描画する。したがって、アナログ指示計表示領域２１ｂのうち測定値の変化によって変化する領域のみを再描画することができる。このようにすることで、アナログ指示計表示領域２１ｂ全体を再描画する場合に比べて表示画面２１の更新を高速化することができる。その結果、処理部２３のＣＰＵとして性能があまり高くない汎用ＣＰＵを用いた場合であっても、指針３３は、コマ送り状態ではなく、スムーズに動いているように表示される。

より詳細には、再描画関数は、処理部２３が備える描画用メモリに記憶された画素データのうち、表示画面２１上の指定領域についての画素データのみを書き換える関数である。再描画関数によって再描画される再描画領域３４が狭いため、書き換えられるデータ量が少ない。その結果、描画用メモリへの書き込みが早くなり、描画が早くなる。尚、描画用メモリは、グラフィックＲＡＭと称される場合がある。

更に、測定値Ｌ１に基づいて算出された座標Ａ１〜Ｃ１及び測定値Ｌ２に基づいて算出された座標Ａ２〜Ｃ２に基づいて再描画領域３４を取得するので、測定値Ｌ１に対応する指針３３と測定値Ｌ２に対応する指針３３の両方が再描画領域３４に含まれる。したがって、前回フレームから今回フレームへの描画用メモリ上のデータの更新を、１回のメモリ上書処理により完了することができる。その結果、表示画面２１の更新を更に高速化することができる。

更に、再描画関数に基づいて再描画領域３４を再描画するので、予め設定した指針３３の角度毎の指針画像データをＲＯＭ２４に記録する必要がない。したがって、ＲＯＭ２４に予め記録しておくべき画像データを削減することができる。

更に、指針３３が測定値の変化に応じて回転する三角形であるため、指針３３の頂点の座標を式（１）〜（３）に示す三角関数で計算でき、指針３３を簡単に描画することができる。

更に、指針３３が測定値の変化に応じて回転する三角形であり、再描画領域３４が座標Ａ１〜Ｃ１、Ａ２〜Ｃ２を含む長方形領域であり、再描画領域３４の縦辺及び横辺が表示画面２１の複数の画素の配列方向である縦方向及び横方向にそれぞれ平行であるため、指針３３が指し示す方向（ベクトルＯＡの方向）が縦方向又は横方向に概ね平行であるとき、再描画領域３４が非常に小さくなる。すなわち、図３に示すように回転角θが定義される場合、指針３３の回転角θが０°、９０°、１８０°、２７０°の近傍の場合に再描画領域３４の面積が非常に小さくなる。したがって、指針３３の回転角θがこれらの角度の近傍の場合は、表示画面２１の更新が更に高速化される。

更に、ワークにできるだけ近い寸法のゲージブロックを測定して指針３３の回転位置をゼロ位置にリセットし、その後、そのワークを測定する場合を考える。この場合において、操作スイッチ群２２に対するユーザ操作に基づいて、指針３３の回転位置がゼロ位置（すなわち回転角θが０°になる位置）にリセットされる。ゼロ位置のときに指針３３が指し示す方向は、表示画面２１の複数の画素の配列方向である縦方向に平行である。したがって、そのワークの測定中、指針３３の回転角θは０°の近傍であり、指針３３が指し示す方向は縦方向に概ね平行である。その結果、そのワークの測定中は再描画領域３４の面積が非常に小さくなり、表示画面２１の更新が更に高速化される。尚、ゼロ位置のときに指針３３が指し示す方向は、表示画面２１の複数の画素の配列方向である横方向に平行であってもよい。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２を説明する。以下の説明において、実施の形態１と共通する事項は省略される場合がある。実施の形態２においては、アナログ指示計３０の目盛板が変更可能となっている。

操作スイッチ群２２に対するユーザ操作に基づいて目盛板が選択される。目盛板３１が選択された場合、表示画面２１は、図３に示されるように、目盛板３１と指針３３を重ねて表示する。目盛板３６が選択された場合、表示画面２１は、図６に示されるように、目盛板３６と指針３３を重ねて表示する。

目盛板３１が選択されている場合のステップＳ２０において、処理部２３は、目盛板３１に対応付けられたパラメータに更に基づいて回転角θの値θ１を算出し、値θ１から表示画面２１上の座標Ａ１〜Ｃ１を算出する。目盛板３１が選択されている場合のステップＳ５０において、処理部２３は、目盛板３１に対応付けられたパラメータに更に基づいて回転角θの値θ２を算出し、値θ２から表示画面２１上の座標Ａ２〜Ｃ２を算出する。

目盛板３６が選択されている場合のステップＳ２０において、処理部２３は、目盛板３６に対応付けられたパラメータに更に基づいて回転角θの値θ１を算出し、値θ１から表示画面２１上の座標Ａ１〜Ｃ１を算出する。目盛板３６が選択されている場合のステップＳ５０において、処理部２３は、目盛板３６に対応付けられたパラメータに更に基づいて回転角θの値θ２を算出し、値θ２から表示画面２１上の座標Ａ２〜Ｃ２を算出する。

上述の例では、目盛板３６の最大目盛「５００」が目盛板３１の最大目盛「５０」の１０倍であるため、目盛板３６が選択されている場合の値θ１及びθ２は、それぞれ目盛板３１が選択されている場合の値θ１及びθ２の１０分の１である。本実施の形態によれば、測定値をアナログ表示する際の表示レンジを変更することができる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３を説明する。以下の説明において、実施の形態１と共通する事項は省略される場合がある。実施の形態３においては、ユーザ操作に基づいて、アナログ指示計３０の一部が拡大表示される。

図７を参照して、操作スイッチ群２２に対するユーザ操作に基づいて、表示画面２１はアナログ指示計３０の一部を拡大してアナログ指示計表示領域２１ｂに表示する。ここで、ユーザが操作スイッチ群２２を介して拡大表示されるべき部分を選択してもよく、処理部２３が指針３３の回転角θの値に基づいて拡大表示されるべき部分を決定してもよい。本実施の形態によれば、アナログ指示計３０の一部が拡大表示されるため、指針３３の微小な位置変化を把握することができる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４を説明する。以下の説明において、実施の形態１と共通する事項は省略される場合がある。実施の形態４においては、表示画面２１の姿勢に基づいてアナログ指示計３０を表示する。

図８を参照して、実施の形態４にかかる測定器４００は、表示画面２１が鉛直方向ｇに対して傾いていても、アナログ指示計３０が鉛直方向ｇに対して傾かないように表示することができる。

図９は、測定器４００が備える測定・表示システムの概略図である。測定器４００が備える測定・表示システムにおいては、表示画面２１の姿勢を検出する姿勢センサ２６が設けられている。表示画面２１は、姿勢センサ２６の出力に基づいて、アナログ指示計３０を表示する。本実施形態によれば、常にアナログ指示計３０が鉛直方向ｇに対して傾かないように表示することができるため、ユーザはアナログ指示計３０から容易に測定値を読むことができる。

（実施の形態５）
次に、実施の形態５を説明する。以下の説明において、実施の形態１と共通する事項は省略される場合がある。実施の形態５においては、アナログ指示計３０の目盛板３１が着色領域を含み、着色領域の範囲が変更可能となっている。

図１０に示すように、表示画面２１は、目盛板３１と指針３３を重ねて表示する。目盛板３１の周縁部には、複数の目盛の配列方向である周方向に沿って着色領域３５が形成されている。着色領域３５の色は、目盛板３１の地色と異なる。着色領域３５は、例えば、測定値が寸法公差外であることを示す領域である。すなわち、指針３３が着色領域３５を指し示しているとき、測定値が寸法公差外である。例えば、着色領域３５は、左側の目盛「４０」から目盛「５０」を通って右側の目盛「４０」まで形成されている。

本実施の形態によれば、操作スイッチ群２２に対するユーザ操作に基づいて、着色領域３５の周方向における端部の位置が周方向に変化する。例えば、操作スイッチ群２２に対するユーザ操作に基づいて、着色領域３５の右側の端部が右側の目盛「３０」の位置に移動し、着色領域３５の左側の端部が左側の目盛「３０」の位置に移動する。これにより、ユーザは、寸法公差に応じて着色領域３５を設定することができる。

（実施の形態６）
次に、実施の形態６を説明する。以下の説明において、実施の形態１又は５と共通する事項は省略される場合がある。実施の形態６においては、測定値が閾値を越えて変化すると指針３３の色が変化する。

図１１を参照して、例えば、閾値が４０に設定されている場合において、測定値が４０を越えて変化すると、指針３３の色が変化する。このようにすることで、ユーザは指針３３の色の変化から測定値が閾値を越えて変化したことを知ることができる。例えば、測定値が寸法公差外であることを示す着色領域３５の両端に対応する値が閾値に設定されている場合、ユーザは指針３３の色の変化から測定値が寸法公差内から寸効公差外に変化したことを知ることができる。尚、着色領域３５を設けずに、測定値が閾値を越えて変化すると色が変化する指針３３のみを設けてもよい。

（実施の形態７）
次に、実施の形態７を説明する。以下の説明において、実施の形態１と共通する事項は省略される場合がある。実施の形態７にかかるアナログ指示計は、測定値の変化に応じて長さが変化する棒を用いて測定値をアナログ表示する。

図１２を参照して、実施の形態７にかかるアナログ指示計表示領域２１ｂには、アナログ指示計３０のかわりにアナログ指示計４０が表示される。アナログ指示計４０は、目盛板４１と、棒４３とを備える。目盛板４１には、複数の目盛及び複数の数値がＸ軸に平行に配列されている。棒４３は、測定値の変化に応じてＸ軸に平行に伸縮する。すなわち、棒４３は、測定値の変化に応じて形状が変化する図形である。棒４３は、測定値の変化に応じて長さが変化する指示子と称される場合がある。ユーザは、棒４３と目盛とに基づいて測定値を読むことができる。

ここで、棒４３は、頂点Ｄ〜Ｇを有する長方形である。棒４３の縦辺（辺ＤＦ及び辺ＥＧ）はＸ軸に平行であり、棒４３の横辺（辺ＤＥ及び辺ＦＧ）はＹ軸に平行である。頂点Ｄ及びＥは、固定点である。頂点Ｄ及びＥのＸ座標は、目盛「０」のＸ座標に一致している。これに対し、頂点Ｆ及びＧは、測定値の変化に応じてＸ軸に平行に移動する。したがって、頂点Ｄ〜Ｇの座標（Ｘ座標、Ｙ座標）をそれぞれ座標Ｄ〜Ｇと称すると、座標Ｄ〜Ｇは下記式でそれぞれ表される。

ここで、ｆ（Ｌ）は測定値Ｌの関数、Ｘ０、Ｙ０、Ｘ１、及びＹ１は定数である。例えば、関数ｆ（Ｌ）は測定値Ｌに比例する。

以下、本実施の形態にかかる測定値のアナログ表示方法を説明する。

ステップＳ１０は、実施の形態１と同様である。処理部２３は、ＲＯＭ２４に格納された関数を用いて測定値Ｌ１から表示画面２１上の座標Ｇ１を算出し、ＲＯＭ２４に格納された矩形関数を用いて座標Ｄ及びＧ１から座標Ｅ及びＦ１を算出する（ステップＳ２０）。座標Ｇ１は、上記式（７）の測定値Ｌに測定値Ｌ１を代入することで算出することができる。座標Ｄは、予めＲＯＭ２４に格納されている。座標ＥのＸ座標は座標ＤのＸ座標に等しく、座標ＥのＹ座標は座標Ｇ１のＹ座標に等しい。座標Ｆ１のＸ座標は座標Ｇ１のＸ座標に等しく、座標Ｆ１のＹ座標は座標ＤのＹ座標に等しい。

処理部２３は、座標Ｄ、Ｅ、Ｆ１、及びＧ１に基づいて、表示画面２１に棒４３を描画する（ステップＳ３０）。具体的には、処理部２３は、図１３に示すように、座標Ｄと座標Ｆ１を結ぶ線分（図１２における線分ＤＦ）と、座標Ｅと座標Ｇ１を結ぶ線分（図１２における線分ＥＧ）と、座標Ｆ１と座標Ｇ１を結ぶ線分（図１２における線分ＦＧ）と、座標Ｄと座標Ｅを結ぶ線分（図１２における線分ＤＥ）と、これら４つの線分に囲まれた面（矩形の領域）とを所定の色で描画する。線分と面は異なる色で描画してもよい。ＲＡＭ２５は、座標Ｆ１及びＧ１を格納する。

ステップＳ４０は、実施の形態１と同様である。処理部２３は、ＲＯＭ２４に格納された関数を用いて測定値Ｌ２から表示画面２１上の座標Ｇ２を算出し、ＲＯＭ２４に格納された矩形関数を用いて座標Ｄ及びＧ２から座標Ｅ及びＦ２を算出する（ステップＳ５０）。座標Ｇ２は、上記式（７）の測定値Ｌに測定値Ｌ２を代入することで算出することができる。座標Ｆ２のＸ座標は座標Ｇ２のＸ座標に等しく、座標Ｆ２のＹ座標は座標ＤのＹ座標に等しい。

処理部２３は、ＲＯＭ２４に格納された関数を用い、座標Ｄ、Ｅ、Ｆ１、Ｇ１、Ｆ２、及びＧ２に基づいて、表示画面２１上の領域を再描画領域４４として取得する（ステップＳ６０）。図１３を参照して、再描画領域４４は、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ平行な縦辺及び横辺を有する長方形領域であって、座標Ｄ、Ｅ、Ｆ１、Ｇ１、Ｆ２、及びＧ２を含む最小の長方形領域である。

具体的には、処理部２３は、再描画領域４４の４つの頂点の座標Ｊ１〜Ｊ４を取得する。座標Ｊ１のＸ座標は、座標Ｅ、Ｇ１、及びＧ２のＸ座標の最大値である。座標Ｊ１のＹ座標はＹ１である。座標Ｊ２のＸ座標は、座標Ｅ、Ｇ１、及びＧ２のＸ座標の最小値である。座標Ｊ２のＹ座標はＹ１である。座標Ｊ３のＸ座標は、座標Ｄ、Ｆ１、及びＦ２のＸ座標の最小値である。座標Ｊ３のＹ座標はＹ０である。座標Ｊ４のＸ座標は、座標Ｄ、Ｆ１、及びＦ２のＸ座標の最大値である。座標Ｊ４のＹ座標はＹ０である。

尚、処理部２３は、再描画領域４４の第１の対角線上に位置する２つの頂点の座標Ｊ１及びＪ３だけを取得してもよく、再描画領域４４の第２の対角線上に位置する２つの頂点の座標Ｊ２及びＪ４だけを取得してもよい。

処理部２３は、ＲＯＭ２４に格納された表示画面２１上の指定領域のみを再描画するための再描画関数に基づいて、再描画領域４４を再描画する（ステップＳ７０）。このとき、処理部２３は、既に描画されている棒４３を再描画領域４４から消去し、座標Ｄ、Ｅ、Ｆ２、及びＧ２に基づいて棒４３を再描画領域４４に描画する。図１３に示す例では、処理部２３は、座標Ｄ、Ｅ、Ｆ１、及びＧ１をそれぞれ結ぶ４つの線分及びそれに囲まれた面を消去し、座標Ｄ、Ｅ、Ｆ２、及びＧ２をそれぞれ結ぶ４つの線分及びそれに囲まれた面を所定の色で描画する。

ステップ８０は、実施の形態１と同様である。測定が終了していない場合（ステップＳ８０、ＮＯ）、ＲＡＭ２５は、座標Ｆ１及びＧ１の値として座標Ｆ２及びＧ２の値を格納する（ステップＳ９０）。ステップＳ９０の後、ステップＳ４０に戻る。

本実施の形態によれば、測定値の変化前の値（測定値Ｌ１）に基づいて座標Ｆ１及びＧ１を算出し、測定値の変化後の値（測定値Ｌ２）に基づいて座標Ｆ２及びＧ２を算出し、座標Ｆ１、Ｇ１、Ｆ２、及びＧ２に基づいて再描画領域４４を取得し、表示画面２１上の指定領域のみを再描画するための再描画関数を用いて再描画領域４４を再描画する。したがって、アナログ指示計表示領域２１ｂのうち測定値の変化によって変化する領域のみを再描画することができる。

更に、測定値Ｌ１に基づいて算出された座標Ｆ１及びＧ１並びに測定値Ｌ２に基づいて算出された座標Ｆ２及びＧ２に基づいて再描画領域４４を取得するので、測定値Ｌ１に対応する棒４３と測定値Ｌ２に対応する棒４３の両方が再描画領域４４に含まれる。したがって、前回フレームから今回フレームへの描画用メモリ上のデータの更新を、１回のメモリ上書処理により完了することができる。

更に、再描画関数に基づいて再描画領域４４を再描画するので、予め設定した棒４３の長さ毎の棒画像データをＲＯＭ２４に記録する必要がない。

更に、棒４３が測定値の変化に応じて長さが変化する長方形であるため、棒４３の頂点の座標を簡単に計算でき（例えば、式（４）〜（７）やステップＳ２０及びＳ５０）、棒４３を簡単に描画することができる。

上述の説明では、長方形の棒４３の第１の対角線上の２つの頂点の座標Ｄ及びＧから棒４３の第２の対角線上の２つの頂点の座標Ｅ及びＦを算出した。これとは逆に、座標Ｅ及びＦから座標Ｄ及びＧを算出してもよい。或いは、座標Ｄ及びＥを予めＲＯＭ２４に格納し、ステップＳ２０において測定値Ｌ１及び式（６）、（７）から座標Ｆ１及びＧ１を算出し、ステップＳ５０において測定値Ｌ２及び式（６）、（７）から座標Ｆ２及びＧ２を算出してもよい。尚、棒４３は、長方形以外の形状であってもよい（例えば、平行四辺形）。

（実施の形態８）
次に、実施の形態８を説明する。以下の説明において、実施の形態７と共通する事項は省略される場合がある。実施の形態７にかかるアナログ指示計４０においては目盛「０」の両側に目盛「１０」、「２０」等が配置され、棒４３が目盛「０」の両側に伸びることができるが、実施の形態８にかかるアナログ指示計においては、目盛「０」の片側のみに目盛「１０」、「２０」等が配置され、棒が目盛「０」の片側のみに伸びることができる。

図１４を参照して、実施の形態８にかかるアナログ指示計５０は、目盛板５１と、棒５３とを備える。目盛板５１には、複数の目盛及び複数の数値がＸ軸に平行に配列されている。棒５３は、測定値の変化に応じてＸ軸に平行に伸縮する。目盛「０」より上側には目盛「１０」〜「１００」が配置されているが、目盛「０」より下側には目盛「１０」〜「１００」が配置されていない。棒５３は、目盛「０」より上側には伸びることができるが、目盛「０」より下側には伸びることができない。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態どうしを自由に組み合わせることが可能である。表示装置２０に設けられた操作スイッチ群２２のかわりにリモコン式の操作部を使用してもよい。

また、本発明が適用される測定器は、インジケータ（ダイヤルゲージ）に限定されない。本発明は、ワークに接触する接触部品と、接触部品の変位を検出する変位センサと、変位センサの出力に基づいて算出される測定値をアナログ表示するグラフィック表示モジュールとを備えた測定器に適用可能である。そのような測定器は、例えば、マイクロメータ、ノギス、ハイトゲージ、デプスゲージ、テストインジケータ（てこ式ダイヤルゲージ）である。また、本発明を表面粗さ測定器の波形表示に適用してもよい。この場合、処理部２３が表示画面２１に描く図形は、波形を示す曲線である。

本発明は、各実施の形態にかかる測定値のアナログ表示方法をコンピュータに実行させるプログラムとして実現されてもよい。

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１０…ステム、１１…スピンドル、１２…測定子（接触部品）、１３…変位センサ、２０…表示装置、２１…表示画面、２１ａ…数値表示領域、２１ｂ…アナログ指示計表示領域、２２…操作スイッチ群（操作部）、２３…処理部、２４…ＲＯＭ、２５…ＲＡＭ、２６…姿勢センサ、３０…アナログ指示計、３１…目盛板、３２…中心円、３３…指針（図形）、３４…再描画領域、３５…着色領域、３６…目盛板、４０…アナログ指示計、４１…目盛板、４３…棒（図形）、４４…再描画領域、５０…アナログ指示計、５１…目盛板、５３…棒（図形）、１００、４００…測定器。

Claims (12)

1. グラフィック表示モジュールの表示画面と、
   測定値の変化に応じて位置又は形状が変化する図形を前記表示画面に描画する処理部と
   を具備し、
   前記処理部は、
   前記測定値の変化前の値に基づいて前記表示画面上の第１座標を算出し、
   前記第１座標に基づいて前記図形の少なくとも一部を前記表示画面に描画し、
   前記測定値の変化後の値に基づいて前記表示画面上の第２座標を算出し、
   前記第１座標及び前記第２座標に基づいて前記表示画面上の領域を再描画領域として取得し、
   前記表示画面上の前記再描画領域のみを再描画するための再描画関数に基づいて前記再描画領域を再描画する
   測定器用表示装置。
2. 前記図形は、前記測定値の変化に応じて回転する三角形の指針又は前記測定値の変化に応じて長さが変化する長方形の棒である
   請求項１に記載の測定器用表示装置。
3. 前記図形は、前記三角形の指針であり、
   前記表示画面は、互いに直交する縦方向及び横方向に沿って格子状に配列された複数の画素を備え、
   前記再描画領域として取得される前記表示画面上の前記領域は、前記測定値の変化前の値に対応する前記三角形の頂点の座標である前記第１座標及び前記測定値の変化後の値に対応する前記三角形の頂点の座標である前記第２座標を含む長方形領域であり、
   前記長方形領域の縦辺及び横辺は、前記縦方向及び前記横方向にそれぞれ平行である
   請求項２に記載の測定器用表示装置。
4. ユーザによって操作される操作部を更に具備し、
   前記操作部に対するユーザ操作に基づいて、前記三角形の指針の回転位置がゼロ位置にリセットされ、
   前記ゼロ位置のときに前記三角形の指針が指し示す方向は、前記縦方向又は前記横方向に平行である
   請求項３に記載の測定器用表示装置。
5. ユーザによって操作される操作部を更に具備し、
   前記表示画面は、前記操作部に対するユーザ操作に基づいて選択される目盛板と前記図形を重ねて表示し、
   前記処理部は、
   前記測定値の変化前の値及び前記目盛板に対応付けられたパラメータに基づいて前記第１座標を算出し、
   前記測定値の変化後の値及び前記パラメータに基づいて前記第２座標を算出する
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の測定器用表示装置。
6. ユーザによって操作される操作部を更に具備し、
   前記表示画面は、前記図形及び目盛板を含むアナログ指示計を表示し、
   前記操作部に対するユーザ操作に基づいて、前記表示画面は前記アナログ指示計の一部を拡大して表示する
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の測定器用表示装置。
7. 前記表示画面の姿勢を検出する姿勢センサを更に具備し、
   前記表示画面は、前記姿勢センサの出力に基づいて、前記図形及び目盛板を含むアナログ指示計を表示する
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の測定器用表示装置。
8. ユーザによって操作される操作部を更に具備し、
   前記表示画面は、目盛板と前記図形を重ねて表示し、
   前記目盛板は、
   目盛配列方向に沿って配列された複数の目盛と、
   前記目盛配列方向に沿って形成され、前記目盛板の地色と異なる色の着色領域と
   を含み、
   前記操作部に対するユーザ操作に基づいて、前記着色領域の前記目盛配列方向における端部の位置が前記目盛配列方向に変化する
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の測定器用表示装置。
9. 前記測定値が閾値を越えて変化すると前記図形の色が変化する
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の測定器用表示装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の測定器用表示装置と、
    ワークに接触する接触部品と、
    前記接触部品の変位を検出する変位センサと
    を具備し、
    前記測定値は、前記変位センサの出力に基づいて算出される
    測定器。
11. 測定値の変化に応じて位置又は形状が変化する図形をグラフィック表示モジュールの表示画面に描画する、測定値のアナログ表示方法であって、
    前記測定値の変化前の値に基づいて前記表示画面上の第１座標を算出し、
    前記第１座標に基づいて前記図形の少なくとも一部を前記表示画面に描画し、
    前記測定値の変化後の値に基づいて前記表示画面上の第２座標を算出し、
    前記第１座標及び前記第２座標に基づいて前記表示画面上の領域を再描画領域として取得し、
    前記表示画面上の前記再描画領域のみを再描画するための再描画関数に基づいて前記再描画領域を再描画する
    測定値のアナログ表示方法。
12. 請求項１１に記載の測定値のアナログ表示方法をコンピュータに実行させるプログラム。

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