(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２の形式の関数式へ変換可能な第１の形式の関数式を予め複数記憶している関数式記憶手段と、
この関数式記憶手段に記憶されている関数式の中から一の関数式を選択する関数式選択手段と、
この関数式選択手段により選択された関数式に含まれる変数の値を入力する変数値入力手段と、
前記関数式選択手段により選択された関数式を、当該関数式に応じた第２の形式の関数式に変換する選択関数式変換手段と、
この選択関数式変換手段により変換された第２の形式の関数式と、前記変数値入力手段により入力された変数の値とを用いて、グラフ描画を行うグラフ描画手段と、
を備えたことを特徴とするグラフ表示装置。
【請求項２】
前記第１の形式の関数式は陰関数であり、前記第２の形式の関数式は陽関数であることを特徴とする請求項１に記載のグラフ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グラフ表示装置に係り、詳細には、陰関数の関数式データに基づいてグラフを描画することができるグラフ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のグラフ表示装置としては、例えば、関数式や数値を入力するデータ入力部、演算部、及びその演算結果を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示ディスプレイを備えた関数電卓や小型電子計算機などがあって、所定の関数式データに基づいてグラフ等を描画するものがあった。
【０００３】
特に、従来のグラフ表示装置は、関数式データが「ｙ＝  」などのように陽関数で与えられていたり、座標がパラメータで与えられたグラフを描画するように設計されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のグラフ表示装置にあっては、グラフを描画する際に用いられる関数式データが陽関数形式のものしか扱えなかったため、陰関数形式の関数式データをそのまま持ってきても、グラフを表示することができないという課題があった。
【０００５】
このため、例えば、円、楕円、放物線などからなるグラフを描画する場合、関数式が陰関数であれば、その式をｘ座標、ｙ座標毎に変形し、各座標毎に式を与えて、そのパラメータを変えながらグラフを描画しなくてはならず、大変面倒であった。
【０００６】
本発明の課題は、陰関数形式で与えられる関数式にパラメータを入力するだけで自動的に陰関数のグラフを描画することができるグラフ表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のグラフ表示装置は、
第２の形式の関数式へ変換可能な第１の形式の関数式を予め複数記憶している関数式記憶手段と、
この関数式記憶手段に記憶されている関数式の中から一の関数式を選択する関数式選択手段と、
この関数式選択手段により選択された関数式に含まれる変数の値を入力する変数値入力手段と、
前記関数式選択手段により選択された関数式を、当該関数式に応じた第２の形式の関数式に変換する選択関数式変換手段と、
この選択関数式変換手段により変換された第２の形式の関数式と、前記変数値入力手段により入力された変数の値とを用いて、グラフ描画を行うグラフ描画手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
すなわち、関数式選択手段により選択された第１の形式の関数式を第２の形式の関数式に変換し、その変換後の関数式と、変数値入力手段により入力された変数の値とを用いてグラフ描画を行うグラフ描画装置が実現される。このため、第１の形式の関数式の選択と、当該関数式の変数の値の入力とを行うだけで、第１の形式の関数式がグラフ表示され、当該関数式をいちいち入力する必要がない。また、第１の形式の関数式を変換した第２の形式の関数式をグラフ描画する際、変数値入力手段が入力した変数の値を用いるため、第１の形式の関数式の変数の値を第２の形式の関数式での変数に変換する計算を行う必要がない。
【０００９】
また、請求項１記載のグラフ表示装置は、例えば、請求項２に記載されるように、前記第１の形式の関数式は陰関数であり、前記第２の形式の関数式は陽関数であることとしてもよい。
【００１０】
すなわち、関数式選択手段により選択された陰関数形式の関数式を陽関数に変換して、変数値入力手段により入力された変数の値とを用いてグラフ描画するグラフ描画装置が実現される。従って、今まで描画できなかった陰関数形式の関数式であっても、当該関数式の変数の値を入力するだけで、自動的に陰関数のグラフを描画できるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１〜図７は、本発明のグラフ表示装置を説明する図であり、本実施形態では、グラフ表示が可能な関数電卓を用いて、陰関数形式で与えられる関数式データに基づくグラフを表示するものである。
まず、構成を説明する。
図１は、本実施形態に係る関数電卓１の要部ブロック構成図である。
図１の関数電卓１は、表示部２、表示駆動回路３、入力部４、ＲＯＭ５、記憶部（ＲＡＭ）６、及びＣＰＵ７などにより構成されている。
【００１２】
表示部２は、入力部４から入力される入力データや操作情報等を表示したり、予めＲＯＭ５などに格納された陰関数の関数式データを一覧表示させて、その中から所望の関数式データを選択するようにしたり、指定した陰関数の関数式データに基づいて描画されるグラフを表示したりするもので、ここではＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示装置）が用いられ、表示駆動回路３によって表示駆動される。
【００１３】
入力部４は、一定の指定や命令を行う実行キー１１、データ入力を開始するＥＸＥ（Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ）キー１２、４つの方向にカーソルを移動させるカーソルキー１３、数値や記号等を入力するテンキーなどからなるデータ入力キー１４等を有し、その各キー操作に応じた信号がＣＰＵ７に出力される。
【００１４】
ＲＯＭ（Read Only Memory）５は、ＣＰＵ７が実行する各種制御プログラムを格納するとともに、その各種制御プログラムが実行される際に処理される各種データを格納している。例えば、本実施の形態では、陰関数形式の関数式データをそのままグラフ描画するため、当該陰関数を上記したデータ入力キー１４を使って入力することも可能であるが手間がかかる。そこで、ＲＯＭ５内に予め複数パターンの陰関数式を記憶させておいて、これを表示部２に一覧表示させて指定することにより、所望の陰関数を容易に選択することができる。
【００１５】
記憶部（ＲＡＭ：Random Access Memory）６は、例えば、図１に示すように、表示部２に表示する表示データを一時的に記憶する表示レジスタ１６、グラフの表示範囲を設定するＸ軸とＹ軸方向の最大値と最小値のレンジを記憶するもので、Ｘｍａｘ１６、Ｘｍｉｎ１７、Ｙｍａｘ１８、Ｙｍｉｎ１９とがある。グラフを画面上で１ドットずつ描画する場合のＸ軸，Ｙ軸方向の１ドットの大きさを示すもので、Ｘｓｔｅｐ２０、Ｙｓｔｅｐ２１とがある。
【００１６】
このＸｓｔｅｐ２０、Ｙｓｔｅｐ２１は、上記設定されたレンジデータに応じて表示部２の１ドット分の大きさが算出されて記憶される。
ＲＯＭ５に格納された陰関数の選択式を指定した場合の指定アドレスを記憶する選択式指定アドレスレジスタ２２、指定した関数式データ内のパラメータの指定値を記憶する領域であり、Ａ２３、Ｂ２４、Ｈ２５、Ｋ２６、θ２７とがある。上記したグラフの描画範囲とパラメータの設定とによって描画されるグラフデータを格納するグラフ記憶レジスタ２８、及びデータを処理、加工するために一時的にデータを記憶したり、種々のパラメータを記憶するワークエリア２９等により構成されている。
【００１７】
ＣＰＵ（Central Processing Unit ）７は、ＲＯＭ５内に格納されている各種制御プログラムに応じて関数電卓１内の各部を制御する。例えば、ＣＰＵ７は、入力部４の各種キー操作によって入力される入力データや表示データを表示駆動回路３を駆動させて表示部２に表示させたり、入力部４のデータ入力キー等を使って入力されるグラフのレンジやパラメータ等の各種データを記憶部６へ格納したりする。また、ＣＰＵ７は、操作者が指定した陰関数の選択式に基づいて、演算処理を行って、そのグラフデータをグラフ記憶レジスタ２８に格納する。そして、陰関数形式のグラフを表示する場合、ＣＰＵ７は、グラフ記憶レジスタ２８に格納されたグラフデータを一旦表示レジスタ１８に格納した後、表示駆動回路３を駆動して表示部２に表示させる。
【００１８】
次に、本実施の形態の作用を図２〜図７に基づいて説明する。
図２は、本実施の形態の関数電卓１のグラフ表示動作を説明するフローチャートであり、図３は、ＲＯＭ５に格納された選択式の一覧表示の一部を示す図であり、図４は、選択式の変数の入力処理画面例を示す図である。
本実施の形態に係る関数電卓１では、陰関数形式で与えられる関数式データに基づいてグラフ表示処理を行う場合、まず、図２のステップＳ１でＲＯＭ５に予め格納されている選択式を一覧表示させる。この選択式の一覧表示例を示したのが図３であって、表示部２の画面には、３種類の陰関数の関数式データが表示されており、さらに他の関数式データを選択したい場合は、カーソル３１を動かすか画面をスクロールすることで選択を行うことができる。ここでは、図１に示すカーソルキー１３を操作して（ステップＳ２）、図３に示す画面上の陰関数にカーソル３１を移動させて（ステップＳ３）、実行キー１１を押下することにより（ステップＳ４）、選択式が指定される（ステップＳ５）。
【００１９】
他の陰関数を指定したい場合は、カーソル３１を他のカーソル位置３２，３３に合わせて実行キーを押下すればよい。この実行キーの押下により選択された関数式データのアドレスがＲＡＭ６の選択式指定アドレスレジスタ２２に記憶される。
【００２０】
上記のようにして指定された選択式は、次に、その中の変数の入力処理が行われる。すなわち、図４（ａ）に示すように、指定された選択式がＲＯＭ５から読み出されて表示部２に表示され、その後、図４（ｂ）に示すように、選択式の変数入力表示に変わる（ステップＳ６）。ここで、操作者は、陰関数に含まれる変数（Ａ、Ｂ、Ｈ、Ｋ）のそれぞれの値を入力部４のデータ入力キー１４を使って順番に入力処理する（ステップＳ７）。図４（ｃ）に示すように、全ての変数の入力処理が終わった後、誤入力が無ければＥＸＥキー１２が押下され（ステップＳ８）、ＣＰＵ７は、上記設定された変数（Ａ、Ｂ、Ｈ、Ｋ）を記憶部６の対応したアドレスに記憶させた後（ステップＳ９）、選択式の変換とグラフ表示処理とを行う（ステップＳ１０）。
【００２１】
図５は、図２に示す選択式の変換とグラフ表示処理のサブルーチンを説明するフローチャートである。
図５に示すフローチャートは、ステップＳ２１、ステップＳ３１、ステップＳ４１のように、指定された選択式別にグラフの表示処理が行われる。
【００２２】
本実施の形態では、図３及び図４において、ステップＳ２１の陰関数を指定しているため、ステップＳ２１でＹＥＳに進み、後述する陽関数に変換した際に出てくる「θ」を初期状態の「０」とする（ステップＳ２２）。
次に、ステップＳ２１で選択された陰関数を陽関数に変換処理する（ステップＳ２３）。この変換された陽関数中の変数（Ａ、Ｂ、Ｈ、Ｋ）は、既に入力されているため、「θ」の値によって、ＸとＹの値が決まる。
【００２３】
そこで、ＣＰＵ７は、ステップＳ２３の陽関数に基づいて演算処理し（ステップＳ２４）、グラフを１ドット分描画表示するとともに、記憶部６のグラフ記憶レジスタ２８にグラフデータを記憶させる（ステップＳ２５）。
次に、ステップＳ２６において、上記「θ」を２π／１００ずつ増加させ、ステップＳ２３の陽関数に代入して、それぞれのＸとＹの値を繰り返し求めて、ドットによるグラフ描画表示とグラフ記憶レジスタ２８に対してグラフデータを記憶させる。このようにして、ステップＳ２７で「θ」が２πを越えるまでは、上記のグラフ描画とグラフデータの記憶とを行い、２πを越えた時点でリターンとなる。このようにして描画表示されたグラフは、図４（ｄ）に示す楕円のグラフとなる。
【００２４】
次に、図３においてカーソル位置３２にカーソル３１を移動させて、実行キー１１を押下して選択式を指定した場合は、図５のステップＳ３１でＹＥＳに進み、後述する陽関数に変換した際に出てくる「Ｙ」の値にレンジデータの最小値である「Ｙｍｉｎ」を代入する（ステップＳ３２）。
次に、ステップＳ３１で選択された陰関数を陽関数に変換処理する（ステップＳ３３）。この変換された陽関数中の変数（Ａ、Ｈ、Ｋ）は、前記図２の処理により既に入力されているものとし、説明を省略する。
【００２５】
そこで、ＣＰＵ７は、ステップＳ３３の陽関数に基づいて演算処理を行って（ステップＳ３４）、グラフを１ドット分ずつ描画表示するとともに、記憶部６のグラフ記憶レジスタ２８にグラフデータを記憶させる（ステップＳ３５）。
次に、ステップＳ３６では、上記「Ｙ」を１ドット分ずつ増加させる「Ｙｓｔｅｐ」を加えて、ステップＳ３３の陽関数に代入して、それぞれのＸとＹの値を繰り返し求めて、ドットによるグラフ描画表示とグラフ記憶レジスタ２８に対してグラフデータを記憶させる。このようにして、ステップＳ３７で「Ｙ」がＹの最大値である「Ｙｍａｘ」を越えるまでは、上記のグラフ描画とグラフデータの記憶とを行い、「Ｙｍａｘ」を越えた時点でリターンとなる。このようにして描画されたグラフは、図６（ｂ）に示すような半分の楕円のグラフとなる。
【００２６】
次に、図３においてカーソル位置３３にカーソル３１を移動させて、実行キー１１を押下して選択式を指定した場合は、図５のステップＳ４１でＹＥＳに進み、後述する陽関数に変換した際に出てくる「Ｙ」の値にレンジデータの最小値である「Ｙｍｉｎ」を代入する（ステップＳ４２）。
次に、選択された陰関数を陽関数に変換処理する（ステップＳ４３）。この変換された陽関数中の変数（Ｂ、Ｈ、Ｋ）は、前記図２の処理により既に入力されているものとし、説明を省略する。
【００２７】
そこで、ＣＰＵ７は、ステップＳ４３の陽関数に基づいて演算処理を行って（ステップＳ４４）、グラフを１ドット分ずつ描画表示するとともに、記憶部６のグラフ記憶レジスタ２８にグラフデータを記憶させる（ステップＳ４５）。
次に、ステップＳ４６では、上記「Ｙ」を１ドット分ずつ増加させる「Ｙｓｔｅｐ」を加えて、ステップＳ４３の陽関数に代入し、それぞれのＸとＹの値を繰り返し求めて、ドットによるグラフ描画表示とグラフ記憶レジスタ２８に対してグラフデータを記憶させる。このようにして、ステップＳ４７で「Ｙ」がＹの最大値である「Ｙｍａｘ」を越えるまでは、上記のグラフ描画とグラフデータの記憶とを行い、「Ｙｍａｘ」を越えた時点で次の処理に移行する。
【００２８】
ステップＳ４１に示す陰関数を陽関数に変換した場合は、図５のステップＳ４３とステップＳ４９に示す陽関数に分かれるため、それぞれの処理を別個に行ってグラフを描画するようにする。
このため、ステップＳ４７で「Ｙ」が「Ｙｍａｘ」を越えた時点で、再び「Ｙ」の値を初期状態であるレンジデータの最小値「Ｙｍｉｎ」とする（ステップＳ４８）。
【００２９】
次に、選択された陰関数を陽関数に変換処理する（ステップＳ４９）。この変換された陽関数中の変数（Ｂ、Ｈ、Ｋ）は、既に入力されているため、「Ｙ」の値によって、ＸとＹの値を決めることができる。
そこで、ＣＰＵ７は、ステップＳ４９の陽関数に基づいて演算処理を行って（ステップＳ５０）、グラフを１ドット分ずつ描画表示するとともに、記憶部６のグラフ記憶レジスタ２８にグラフデータを記憶させる（ステップＳ５１）。
【００３０】
次に、ステップＳ５２では、上記「Ｙ」を１ドット分ずつ増加させる「Ｙｓｔｅｐ」を加えて、ステップＳ４９の陽関数に代入して、それぞれのＸとＹの値を繰り返し求めて、ドットによるグラフ描画表示とグラフ記憶レジスタ２８に対してグラフデータを記憶させる。このようにして、ステップＳ５３で「Ｙ」がＹの最大値である「Ｙｍａｘ」を越えるまでは、上記のグラフ描画とグラフデータの記憶とを行い、「Ｙｍａｘ」を越えた時点でリターンとなる。このようにして描画表示されたグラフは、図７（ｂ）に示すように、左右に半分ずつ分かれた楕円のグラフとなる。
【００３１】
このように、本実施形態におけるグラフ表示装置は、陰関数形式の関数式データをそのまま使っても、陰関数のグラフを自動的に画面上に描画することができるようになった。
【００３２】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３３】
例えば、上記した実施形態では、３つの陰関数を例に上げてグラフ表示を行ったが、もちろんこれに限定されるものなはなく、これ以外の陰関数であっても上記の実施の形態と同様の手順にしたがってグラフ表示を行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１記載のグラフ表示装置によれば、第１の形式の関数式の選択と、当該関数式の変数の値の入力とを行うだけで、第１の形式の関数式がグラフ表示され、当該関数式をいちいち入力する必要がない。また、第１の形式の関数式を変換した第２の形式の関数式をグラフ描画する際、変数値入力手段が入力した変数の値を用いるため、第１の形式の関数式の変数の値を第２の形式の関数式での変数に変換する計算を行う必要がない。
【００３５】
請求項２に記載のグラフ表示装置によれば、今まで描画できなかった陰関数形式の関数式であっても、当該関数式の変数の値を入力するだけで、自動的に陰関数のグラフを描画できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る関数電卓の要部ブロック構成図。
【図２】本実施の形態の関数電卓のグラフ表示動作を説明するフローチャート。
【図３】ＲＯＭに格納された選択式の一覧表示の一部を示す図。
【図４】選択式の変数の入力処理画面例を示す図。
【図５】図２に示す選択式の変換とグラフ表示処理のサブルーチンを説明するフローチャート。
【図６】図５のステップＳ３１で選択される陰関数をグラフ表示する際の表示例を示す図。
【図７】図５のステップＳ４１で選択される陰関数をグラフ表示する際の表示例を示す図。
【符号の説明】
１        関数電卓
２        表示部
３        表示駆動回路
４        入力部
５        ＲＯＭ
６        記憶部（ＲＡＭ）
７        ＣＰＵ
１１      実行キー
１２      ＥＸＥキー
１３      カーソルキー
１４      データ入力キー
１５      表示レジスタ
１６      Ｘｍａｘ
１７      Ｘｍｉｎ
１８      Ｙｍａｘ
１９      Ｙｍｉｎ
２０      Ｘｓｔｅｐ
２１      Ｙｓｔｅｐ
２２      選択式指定アドレスレジスタ
２３      パラメータＡ
２４      パラメータＢ
２５      パラメータＨ
２６      パラメータＫ
２７      パラメータθ
２８      グラフ記憶レジスタ
２９      ワークエリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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