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JP4839083B2 - 液晶表示メータ - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示メータに関し、特に、文字板および指針によるアナログ式メータを液晶の画面に表示する液晶表示メータに関する。
一般に液晶（ＬＣＤ）パネルは、ＣＲＴに比べて反応速度が遅いとされている。また、明るい色を表示する時間と暗い色を表示する時間には差がある。
図９は、一般的なＬＣＤパネルの応答速度を説明する図である。ＬＣＤパネルの反応速度より早く動く画像を表示した場合、前回表示した画像が消える前に今回の画像が書かれ、前回表示画像と今回表示画像が同時に見える。また、図９に示すように、最小輝度（黒表示）から最大輝度（白表示）に達するまでの立ち上がり時間Ｔ１に対して、最大輝度（白表示）から最小輝度（黒表示）に達するまでの立ち下がり時間Ｔ２は異なる。このように、表示する色により応答速度に差が生じることから、表示の現れ方、消え方は表示する画像によって異なる。
このようなＬＣＤパネルをスピードメータ等の車両用メータとして用いた液晶表示メータがある。この液晶表示メータは、ＬＣＤパネルの画面上にほぼ円形の文字板を静止画像として表示し、文字板の目盛上に車両の走行状態に応じて回転移動する指針の動画を表示させるものである。この指針描画は、通常は、単位時間Ｔ０（＝１／６０（秒））毎にサンプリングされた最新データによって、単位時間Ｔ０毎に画像切り替えを行っている。
図１０は、従来の液晶表示メータの指針描画処理を示すフローチャートである。まず、車両の走行速度信号に応じた指針の回転角データを取得する（ステップＳ１１）。次に、取得した回転角データに対応するＬＣＤパネル画面上の表示座標を計算する（ステップＳ１２）。次に、予め記憶されている表示座標に対応する指針表示画像データをメモリから読み込む（ステップＳ１３）。次に、読み込まれた指針表示画像データによりＬＣＤパネルの画面に、指針を表示させる（ステップＳ１４）。
このように、ＬＣＤパネルをスピードメータ等の車両用メータとして用い、文字板および指針を表示させた場合、ＬＣＤパネルに表示する色により応答速度に差が生じることにより、液晶パネルの応答速度より早く移動する指針画像を表示した場合、前回表示した指針画像が消える前に最新の指針画像が表示されることがある。
すなわち、図１１に示すように、前回データの消去開始と同時に最新データの描画開始が行われた場合、前回表示した指針画像が消える前に、最新の指針画像が表示されることがある。この時、指針の最大画像輝度は、前回および最新データを含む全画像データにおいて一定（１００％）となっている。
このような場合には、図１２に示すように、ＬＣＤパネルの画面上に表示される文字板Ｆの静止画像の中に、指針の動画として前回表示画像Ｓ１２と最新表示画像Ｓ１３が同時に見えることがある。また、ＬＣＤパネルの応答速度によっては、指針の前々回表示画像Ｓ１１も見えることがある。（なお、矢印は、指針の回転方向を説明するために示すものであり、実際に画像表示されているものではない。）そのため、複数の指針画像が同時に見えることになり、ちらついて見え、どれが本物の指針か分からなくなる。
この問題を解決するためのＬＣＤパネルの駆動方法が、特開２００１−１１７０７４号公報（特許文献１）等で提案されている。この駆動方法は、外部装置から入力する第１の表示データを１フレーム分遅延させるフレームメモリ手段と、前記フレームメモリに記憶し、１フレーム分遅延した第２の表示データと、第１の表示データとを比較する演算手段と、その演算手段の出力する補正データを前記第１の表示データに加減算する加減算手段とを設けて、表示内容が変化した画素部の表示データに対して、補正データを付加することで、ＬＣＤの応答速度を高速化するものである。
特開２００１−１１７０７４号公報
しかしながら、上述の従来方法は、ＬＣＤパネルの特性を補正により高速応答を目指すものでハードウェア的な対策である。そのため、駆動される表示パネルが変更されると、補正方法や回路構成も変える必要があることから汎用的ではない。ＬＣＤパネルを変更した場合でも応用しやすいソフトウェア的な補正方法が望まれる。
そこで本発明は、上述した課題に鑑み、ＬＣＤパネルをメータとして用いる場合に、指針の残像の影響を軽減した液晶表示メータを提供することを目的としている。
請求項１記載の発明は、図１（Ａ）の第１の基本構成図に示すように、マイクロコンピュータ１、グラフィックスインターフェース２、ＬＣＤドライバ３及び液晶パネル４を含み、前記マイクロコンピュータ１から画像データを前記グラフィックスインターフェース２及び前記ＬＣＤドライバ３を介して前記液晶パネル４に送り、前記液晶パネル４の画面上に文字板および指針を表示させる液晶表示メータであって、前記マイクロコンピュータ１は、前記指針の移動速度を算出する移動速度算出手段１ａ−１と、前記移動速度算出手段で算出された前記指針の移動速度が大きいほど前記指針の表示濃度を低下させる表示濃度変更手段１ａ−２とを備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、図１（Ｂ）の第２の基本構成図に示すように、マイクロコンピュータ１、グラフィックスインターフェース２、ＬＣＤドライバ３及び液晶パネル４を含み、前記マイクロコンピュータ１から画像データを前記グラフィックスインターフェース２及び前記ＬＣＤドライバ３を介して前記液晶パネル４に送り、前記液晶パネル４の画面上に文字板および指針を表示させる液晶表示メータであって、前記マイクロコンピュータ１は、前記指針の移動速度を算出する移動速度算出手段１ａ−１と、前記移動速度算出手段１ａ−１で算出された前記指針の移動速度が閾値以上か否かを判定する判定手段１ａ−３と、前記判定手段１ａ−３により移動速度が閾値以上と判定された場合、前記指針の移動速度が大きいほど前記指針の表示濃度を低下させる表示濃度変更手段１ａ−２とを備えたことを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、マイクロコンピュータ、グラフィックスインターフェース、ＬＣＤドライバ及び液晶パネルを含み、マイクロコンピュータから画像データをグラフィックスインターフェース及びＬＣＤドライバを介して液晶パネルに送り、液晶パネルの画面上に文字板および指針を表示させる液晶表示メータにおいて、マイクロコンピュータ１は、指針の移動速度を算出する移動速度算出手段１ａ−１と、移動速度算出手段で算出された指針の移動速度が大きいほど指針の表示濃度を低下させる表示濃度変更手段１ａ−２とを備えているので、指針の移動速度に合わせて指針を薄く描画することで、移動速度が速い場合ほど薄く表示されるため、消去時間が短くなり（残像の表示時間が短くなる）見えにくくなる。また、残像と表示像（指針）の表示自体が薄く表示されるため、残像による複数の指針が表示された状態でも目立たなくなる。したがって、指針の残像の影響が軽減され、見易い表示となる。
請求項２記載の発明によれば、マイクロコンピュータ、グラフィックスインターフェース、ＬＣＤドライバ及び液晶パネルを含み、マイクロコンピュータから画像データをグラフィックスインターフェース及びＬＣＤドライバを介して液晶パネルに送り、液晶パネルの画面上に文字板および指針を表示させる液晶表示メータにおいて、マイクロコンピュータは、指針の移動速度を算出する移動速度算出手段と、移動速度算出手段で算出された指針の移動速度が閾値以上か否かを判定する判定手段と、判定手段により移動速度が閾値以上と判定された場合、指針の移動速度が大きいほど指針の表示濃度を低下させる表示濃度変更手段とを備えているので、指針の移動速度に合わせて指針を薄く描画することで、移動速度が速い場合ほど薄く表示されるため、消去時間が短くなり（残像の表示時間が短くなる）見えにくくなる。また、残像と表示像（指針）の表示自体が薄く表示されるため、残像による複数の指針が表示された状態でも目立たなくなる。したがって、指針の残像の影響が軽減され、見易い表示となる。また、移動速度が閾値より遅い場合は、指針の表示濃度を低下させる処理を行わないので、ＣＰＵのソフトウェア処理が軽くなり、描画時間が短縮される利点がある。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、本発明の液晶表示メータを車両用スピードメータとして応用した場合について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示メータの実施の形態を示すブロック図である。液晶表示メータは、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１、グラフィックスインターフェース２、ＬＣＤドライバ３およびＬＣＤパネル４から構成されている。
マイコン１は、予め定めたプログラムにしたがって各種の制御および処理等を行うＣＰＵ１ａと、ＣＰＵ１ａのためのプログラム等を格納したＲＯＭ１ｂと、各種データを格納するとともに、ＣＰＵ１ａの処理作業に必要なエリアを有するＲＡＭ１ｃ等を内蔵している。ＣＰＵ１ａは、移動速度算出手段、判定手段および表示濃度変更手段として働く。ＲＯＭ１ｂは、第１の記憶手段として働き、スピードメータ用のほぼ円形の文字板の静止画像データと、文字板上を回転移動する指針の回転角に対応する位置座標を有する複数の指針画像データとを予め記憶している。また、ＲＯＭ１ｂは、後述する移動速度の閾値を予め記憶している。ＲＡＭ１ｃは、第２の記憶手段として働く。
マイコン１は、データバス５を介して入力される車両の走行速度信号に応じて、ＲＯＭ１ｂから画像データをグラフィックスインターフェース２およびＬＣＤドライバ３を介してＬＣＤパネル４に送り、ＬＣＤパネル４の画面上に所望の表示を行う。
すなわち、ＬＣＤパネル４の画面上にほぼ円形の文字板を静止画像として表示し、文字板の目盛上に車両の走行状態に応じて回転移動する指針の動画を表示させる。文字板は、たとえば、黒色の背景に白色の目盛および数字を配した画像として表示され、指針は、たとえば、赤色の画像として表示される。指針描画を行う場合、単位時間Ｔ０（＝１／６０（秒））毎にサンプリングされた回転角（指示角度）データによって、単位時間Ｔ０毎に画像切り替えをして行うが、最新の回転角データをバッファメモリとしてのＲＡＭ１ｃに保存し、前回にサンプリングされた回転角データに基づく指針描画を行うこととする。画像の表示切換えタイミングは、１／６０秒間隔と短いため、リアルタイムより１単位時間だけ表示が遅くなったとしても、遅くなったという認識は不可能である。
そして、最新の回転角データの取得時に前回の回転角データに基づく指針画像を表示する際、単位時間間隔のサンプリング毎の前回の回転角データと最新の回転角データの角度差によって座標位置の差（移動速度）を算出し、移動速度によって指針の描画の際の画像濃度を変更する。
通常、「濃度」については、黒に近いほど濃度が高く、白に近いほど濃度が低いことを意味するが、本願では、背景との比較において、背景とのコントラストが最大のものを最大濃度であるとの表現を用いることにする。
すなわち、背景が黒の場合には、「濃度」の通常の使用法とは、高低が逆になる。もちろん、背景が白の場合には、黒に近いほど背景とのコントラストが大きくなり、濃度も大きくなるから通常の用例と一致する。
そして、背景とのコントラストを最大にすると、残像時間が長くなるため、残像時間を短くするために、背景とのコントラストを最大値から低下させることに本願発明の技術的意義がある。以下に用いる「表示濃度」等の表現は、背景とのコントラストの趣旨と理解しなければならない。
すなわち、静止時の指針の画像濃度を１００％とすると、移動速度が速くなるほど、画像濃度を１００％から低下させ、また移動速度が遅くなるほど１００％に近づくように変更する。画像濃度低下量は、次の（１）式で表される。
表示濃度低下量Ｐ＝｜移動速度｜×Ｋ（ＫはＬＣＤパネル４の応答速度と描画する指針の画像データに依存する係数）・・・（１）
この表示濃度の上限は、指針の停止状態＝１であり、それ以上濃度は上昇しない。また、表示濃度の下限は、見えなくなるところ＝０となるので、上記表示濃度低下量Ｐは、０≦Ｐ≦１の範囲にある。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示メータのＣＰＵ１ａで行われる指針描画処理を示すフローチャートである。まず、車両の走行状態に応じた計測量に対応する指針の回転角データを取得する。たとえば、走行速度センサ（図示しない）で検出されデータバス５から入力される車両の走行速度信号に応じて、指針の回転角データを演算して取得する（ステップＳ１）。取得された回転角データは、ＲＡＭ１ｃに保存される。次に、ステップＳ１で今回取得した回転角データを、前回取得してＲＡＭ１ｃに保存されている回転角データと比較し、前回の回転角データと今回（最新）の回転角データの角度差によって座標位置の差（移動速度）を算出し、指針移動速度としてＲＡＭ１ｃに保存する（ステップＳ２）。次に、前回取得した回転角データに対応するＬＣＤパネル４の画面上の表示座標を計算する（ステップＳ３）。次に、指針表示画像データをＲＯＭ１ｂから読み込む（ステップＳ４）。
次に、ステップＳ２で保存された指針移動速度に応じて指針の描画色を算出する（変化分の面積比に応じて表示濃度を抑える）（ステップＳ５）。すなわち、指針の描画色の表示濃度の低下量を上記（１）式により算出し、描画色の表示濃度を１００％から低下量だけ低下した値として決定する。
次に、ステップＳ４で読み込んだ指針表示画像データにおける表示濃度値をステップＳ５で決定した表示濃度に変更する指針表示画像データの変換を行い（ステップＳ６）、次に、変換された指針表示画像データによりＬＣＤパネル４の画面に、指針を表示させる（ステップＳ７）。
図４は、本発明による指針画像の表示濃度変更の一例を説明する図である。図４の例においては、前々回の指針回転角データに基づいて前回表示した指針画像の表示濃度は、前々回の指針回転角データと前回の指針回転角データとの角度差に基づいて表示濃度低下量Ｐ１だけ低くなるように制御される。表示濃度の低下により、前回表示した指針画像の消去時間は、従来（点線で示す）よりΔＴ１だけ短縮される。また、前回の指針回転角データに基づいて今回表示する指針画像の表示濃度は、前回の指針回転角データと今回の指針回転角データとの角度差に基づい表示濃度低下量Ｐ２（＜Ｐ１）だけ低くなるように制御される。表示濃度の低下により、今回表示する指針画像の消去時間は、従来（点線で示す）よりΔＴ２だけ短縮される。このように、表示濃度の低下量は、指針の移動速度が速いほど大きくなり、消去時間が、より短くなる。
図５は、サンプリングデータと表示データのタイミングと表示データの表示濃度の関係を説明する図であり、（Ａ）は従来例、（Ｂ）は本発明の例である。図５（Ａ）に示すように、従来は、取得されるサンプリングデータがＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・であった場合、表示データはサンプリング通りにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・とされ、表示濃度は常に１（＝１００％）である。
これに対して、本発明では、回転角（指示角度）のサンプリングデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・に対して、表示データは、停止状態の指針から回転移動する場合のサンプリングデータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対してＡ，Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・とされ、サンプリング１回分遅れて表示される。ここでは、Ａは、指針停止状態のサンプリングデータ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ、閾値以上の移動速度で回転移動中のサンプリングデータとすると、最初のサンプリングデータＡのみ、従来通りに表示される。また、角度差（回転角）は、それぞれ、０，｜Ａ−Ｂ｜，｜Ｂ−Ｃ｜，｜Ｃ−Ｄ｜，・・・と表され、この角度差（回転角）は、指針の移動速度を表す。表示データの表示濃度は、それぞれ、１（１００％），１−（｜Ａ−Ｂ｜×Ｋ），１−（｜Ｂ−Ｃ｜×Ｋ），１−（｜Ｃ−Ｄ｜×Ｋ），・・・とされる。
図６は、本発明において表示タイミング（１／６０秒）１〜１４においてサンプリングされた指針の回転角（指示角度）のサンプリングデータ（指示角度［度］）、表示データ（指示角度［度］）、角度差［度］および表示濃度［％］の関係の例を示すグラフである。
本発明の場合には、図７に示すように、ＬＣＤパネル４の画面上に表示される文字板Ｆの静止画像の中に、指針の動画として前回表示画像（前々回サンプリングした画像データによる画像）Ｓ１と今回表示画像（前回サンプリングした画像データによる画像）Ｓ２とが表示されるが、次回表示画像（今回サンプリングした画像データによる画像）Ｓ３は表示されない。（なお、矢印は、指針の回転方向を説明するために示すものであり、実際に画像表示されているものではない。）そして、前回表示画像Ｓ１、今回表示画像Ｓ２および次回表示画像Ｓ３のそれぞれの表示濃度は、Ｓ３＞Ｓ２＞Ｓ１となっている。
このように、指針の移動速度に関係なく表示濃度が一定な従来方法では、指針移動の変化が大きい場合、指針の残像がはっきりと見えてしまうが、本発明においては、指針の速度変化量に合わせて指針を薄く描画することで、移動速度が速い場合ほど薄く表示されるため、消去時間が短くなり（残像の表示時間が短くなる）見えにくくなる。また、残像と表示像（指針）の表示自体が薄く表示されるため、残像による複数の指針が表示された状態でも目立たなくなる。
そのため、モーションブラー等の技法を使用しなくても、より自然な指針描画を行うことができる。また、モーションブラー等の描画技法を用いた場合は、描画データが増えるためＣＰＵやグラフィックＩＣの負荷が増えるが、本発明によれば、描画データそのものは増加しないため、負荷増加は極めて少ない。
次に、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示メータについて説明する。第２の実施形態においては、図２に示す第１の実施形態のブロック図と同一構成で、ＣＰＵ１ａで行われる指針描画処理を示すフローチャートが図３のフローチャートと異なるステップを含むものである。
図８は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示メータのＣＰＵ１ａで行われる指針描画処理を示すフローチャートである。まず、車両の走行状態に応じた計測量に対応する指針の回転角データを取得する。たとえば、走行速度センサ（図示しない）で検出されデータバス５から入力される車両の走行速度信号に応じて、指針の回転角データを演算して取得する（ステップＳ１）。取得された回転角データは、ＲＡＭ１ｃに保存される。次に、ステップＳ１で今回取得した回転角データを、前回取得してＲＡＭ１ｃに保存されている回転角データと比較し、前回の回転角データと今回（最新）の回転角データの角度差によって座標位置の差（移動速度）を算出し、指針移動速度としてＲＡＭ１ｃに保存する（ステップＳ２）。次に、前回取得した回転角データに対応するＬＣＤパネル４の画面上の表示座標を計算する（ステップＳ３）。次に、指針表示画像データをＲＯＭ１ｂから読み込む（ステップＳ４）。
次に、ステップＳ２で保存された指針移動速度が予め設定された閾値以上か否かを判定する（ステップＳ４Ａ）。その答がＹｅｓならば、次いで、指針移動速度に応じて指針の描画色を算出（変化分の面積比に応じて表示濃度を抑える）する（ステップＳ５）。すなわち、指針の描画色の表示濃度の低下量を上記（１）式により算出し、描画色の表示濃度を１００％から低下量だけ低下した値として決定する。
次に、ステップＳ４で読み込んだ指針表示画像データにおける表示濃度値をステップＳ６で決定した表示濃度に変更する指針表示画像データの変換を行い（ステップＳ６）、次に、変換された指針表示画像データによりＬＣＤパネル４の画面に、指針を表示させる（ステップＳ７）。一方、ステップＳ４Ａの答がＮｏならば、次にステップ７に進み、ステップＳ４で読み込まれた指針表示画像データによりＬＣＤパネル４の画面に、指針を表示させる。
このように、第２の実施形態では、指針の移動速度が閾値以上か否かを判定し、移動速度が閾値以上と判定された場合、指針の表示濃度を移動速度に応じて低下させるので、指針の移動速度に合わせて指針を薄く描画することで、移動速度が速い場合ほど薄く表示されるため、消去時間が短くなり（残像の表示時間が短くなる）見えにくくなる。また、残像と表示像（指針）の表示自体が薄く表示されるため、残像による複数の指針が表示された状態でも目立たなくなる。したがって、指針の残像の影響が軽減され、見易い表示となる。また、移動速度が閾値より遅い場合は、指針の表示濃度を低下させる処理を行わないので、ＣＰＵのソフトウェア処理が軽くなり、描画時間が短縮される利点がある。
以上の通り、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
（Ａ）および（Ｂ）は、本発明に係る液晶表示メータの第１および第２の基本構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る液晶表示メータを示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る液晶表示メータのＣＰＵで行われる指針描画処理を示すフローチャートである。 本発明による指針画像の表示濃度変更の一例を説明する図である。 サンプリングデータと表示データのタイミングと表示データの表示濃度の関係を説明する図であり、（Ａ）は従来例、（Ｂ）は本発明の例である。 本発明におけるサンプリングデータ、表示データ、差および表示濃度（％）の関係の例を示すグラフである。 本発明の液晶表示メータにおけるＬＣＤパネルの画面表示の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示メータのＣＰＵで行われる指針描画処理を示すフローチャートである。 一般的なＬＣＤパネルの応答速度を説明する図である。 従来の液晶表示メータの指針描画処理を示すフローチャートである。 従来の液晶表示メータにおける指針画像の表示輝度の例を説明する図である。 従来の液晶表示メータにおけるＬＣＤパネルの画面表示の一例を示す図である。
符号の説明
１ マイクロコンピュータ
１ａ ＣＰＵ
１ａ−１ 移動速度算出手段
１ａ−２ 表示濃度変更手段
１ａ−３ 判定手段
１ｂ ＲＯＭ
１ｃ ＲＡＭ
２ グラフィックスインターフェース
３ ＬＣＤドライバ
４ 液晶（ＬＣＤ）パネル

Claims (2)

  1. マイクロコンピュータ、グラフィックスインターフェース、ＬＣＤドライバ及び液晶パネルを含み、前記マイクロコンピュータから画像データを前記グラフィックスインターフェース及び前記ＬＣＤドライバを介して前記液晶パネルに送り、前記液晶パネルの画面上に文字板および指針を表示させる液晶表示メータであって、
    前記マイクロコンピュータは、
    前記指針の移動速度を算出する移動速度算出手段と、
    前記移動速度算出手段で算出された前記指針の移動速度が大きいほど前記指針の表示濃度を低下させる表示濃度変更手段と
    を備えたことを特徴とする液晶表示メータ。
  2. マイクロコンピュータ、グラフィックスインターフェース、ＬＣＤドライバ及び液晶パネルを含み、前記マイクロコンピュータから画像データを前記グラフィックスインターフェース及び前記ＬＣＤドライバを介して前記液晶パネルに送り、前記液晶パネルの画面上に文字板および指針を表示させる液晶表示メータであって、
    前記マイクロコンピュータは、
    前記指針の移動速度を算出する移動速度算出手段と、
    前記移動速度算出手段で算出された前記指針の移動速度が閾値以上か否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段により移動速度が閾値以上と判定された場合、前記指針の移動速度が大きいほど前記指針の表示濃度を低下させる表示濃度変更手段と
    を備えたことを特徴とする液晶表示メータ。
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