(57)【要約】【課題】表示部に指針を画像で表示しつつ、入力データの値が急激に変化したとしても、その概算値を容易に確認し得るアナログ式表示装置を提供する。【解決手段】データＤ１の値に基づいて指針の位置を示す位置データＤｉｐを算出すると共に表示部５の表示画面における指針位置データに対応する位置に指針画像を表示させる主制御部３および表示制御部４を備えたアナログ式表示装置１であって、主制御部３は、位置データＤｉｐがデータＤ１に対して一次遅れ系または二次遅れ系の応答を示すように、データＤ１の値に基づいて位置データＤｉｐを算出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データの値に基づいて指針位置データを算出すると共に表示部の表示画面における当該指針位置データに対応する位置に指針画像を表示させる制御部を備えたアナログ式表示装置であって、
前記制御部は、前記指針位置データが前記入力データに対して一次遅れ系または二次遅れ系の応答を示すように、当該入力データの値に基づいて当該指針位置データを算出するアナログ式表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力データの値に基づいて指針位置データを算出すると共に表示部の表示画面における指針位置データに対応する位置に指針画像を表示させるアナログ式表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のアナログ式表示装置として、特開平８−２４０４４７号公報に開示されたアナログ式表示装置（アナログ式表示計器１１）が知られている。このアナログ式表示計器（１１）は、グラフィックス・ジェネレータ（１２）、表示部（１３）および表示制御部（１４）を備え、同公報中の図１に示すように、目盛（３）、目盛数字（４）、指針（５）を表示部（１３）に表示するディスプレイ式計器として構成されている。
【０００３】
このアナログ式表示計器（１１）では、表示制御部（１４）は、入力信号がディジタル信号のときには、そのままスケーリングし、入力信号がアナログ信号のときには、Ａ／Ｄ変換してディジタル信号に変換してからスケーリングする。また、アナログ式表示計器（１１）が回転形計器として構成されている場合、表示制御部（１４）は、スケーリングした入力データを角度データに変換し、指針（５）の座標位置をその角度を指示する位置に座標変換する。さらに、表示制御部（１４）は、目盛（３）、目盛数字（４）および指針（５）の描画パラメータ（データ）を生成する。一方、グラフィックス・ジェネレータ（１２）は、表示制御部（１４）によって生成された描画パラメータ（データ）に基づいて、表示部（１３）に表示すべき目盛、目盛数字および指針の基本図形データを生成すると共に、生成した基本図形データに基づいて表示部（１３）を駆動する。これにより、目盛（３）および目盛数字（４）の画像と共に入力データに応じて角度が変化する指針（５）の画像が表示部（１３）に表示される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２４０４４７号公報（第２−３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のアナログ式表示装置には、以下のような解決すべき課題がある。すなわち、このアナログ式表示装置では、表示制御部（１４）が、入力データを入力する都度、描画パラメータを生成すると共にグラフィックス・ジェネレータ（１２）に対して描画処理を実行させている。したがって、入力データの値が急激に変化するときには、表示部（１３）に表示される指針（５）の表示位置も急激に変化する（言い換えれば、指針が激しく振れる）結果、入力データの値を確認し難いという解決すべき課題がある。
【０００６】
これに対して、従来から一般的に使用されている機械式のアナログ式表示装置（いわゆる、アナログメータ）では、可動コイルや可動鉄片を用いて指針を回転させる機構のように一次遅れ系時間応答や二次遅れ系時間応答を示す可動機構を有している。このため、入力信号が急激に変化するときには、その変化に指針が完全に追従することはできない。したがって、入力信号が急激に変化するときであっても、指針が急激には変化しないため、機械式のアナログ式表示装置は、入力信号の概算値を確認し易いという利点を有している。しかしながら、機械式のアナログ式表示装置には、上記したように可動機構を含んでいることに起因して、表示部に指針を画像として表示させる上記のアナログ式表示装置と比較して、高精度の組み立てが必要となるために、製造コストが上昇すると共に耐久性に劣るという課題がある。このため、機械式のアナログ式表示装置と同じように指針に対する確認の容易性を確保しつつ、指針を画像で表示可能なアナログ式表示装置が望まれている。
【０００７】
本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、表示部に指針を画像で表示しつつ、入力データの値が急激に変化したとしても、その概算値を容易に確認し得るアナログ式表示装置を提供することを主目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るアナログ式表示装置は、入力データの値に基づいて指針位置データを算出すると共に表示部の表示画面における当該指針位置データに対応する位置に指針画像を表示させる制御部を備えたアナログ式表示装置であって、前記制御部は、前記指針位置データが前記入力データに対して一次遅れ系または二次遅れ系の応答を示すように、当該入力データの値に基づいて当該指針位置データを算出する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るアナログ式表示装置の好適な実施の形態について説明する。
【００１０】
まず、本発明のアナログ式表示装置１の構成について、図面を参照して説明する。
【００１１】
アナログ式表示装置１は、図１に示すように、Ａ／Ｄ変換部２、主制御部３、表示制御部４、表示部５、ＲＯＭ６およびＲＡＭ７を備え、図２に示すメータ画像Ｉｍを表示部５の表示画面に表示可能に構成されている。この場合、メータ画像Ｉｍとして、メータ枠画像Ｉｍ１、アナログメータ枠画像Ｉｍ２およびディジタルメータ枠画像Ｉｍ３からなる枠画像と、目盛画像Ｉｍ４、目盛数値画像Ｉｍ５および単位画像Ｉｍ６からなる目盛画像と、主制御部３によって算出された後述する位置データＤｉｐの値に応じて目盛画像上における表示位置が変化させられる指針画像Ｉｍ７と、後述する指示データＤｉｄの値を示す数値画像としての指示データ画像Ｉｍ８とが表示される。
【００１２】
Ａ／Ｄ変換部２は、図１に示すように、アナログ信号としての入力信号Ｓｉを予め決められた周期Ｔ１でディジタルデータＤ１（以下、「データＤ１」ともいう）に変換して出力する。
【００１３】
主制御部３は、例えばＣＰＵで構成され、図３に示すように、Ａ／Ｄ変換部２によって生成されたデータＤ１を入力データとして周期Ｔ１で繰り返し入力する。また、主制御部３は、周期Ｔ１よりも十分に短い周期Ｔ２（一例として、周期Ｔ１の十数分の一から数十分の一）で、アナログメータ枠画像Ｉｍ２内の指針画像Ｉｍ７がデータＤ１に対して一次遅れ系の応答を示すように表示されるべき位置を示す位置データＤｉｐ（指針位置データ）を算出する。具体的には、主制御部３は、まず、下記式（１）に基づいて指示データＤｉｄを算出する。
Ｄｉｄ＝Ｄａ＋Ｋ（１−ｅ−ｔ／Ｔ）  ・・・・・・・・・（１）
ここで、Ｋ＝Ｄｂ−Ｄａ、Ｔは時定数、ｔはデータＤ１の入力時からその指示データＤｉｄの算出時までの経過時間を意味する。この場合、ＤａおよびＤｂは指示データ算出用の変数であり、主制御部３は、図３に示すように、直前の周期Ｔ１において最後に生成した指示データＤｉｄ（以下、「指示データＤｉｄｅ」ともいう）を周期Ｔ１毎に変数Ｄａとして設定し、各周期Ｔ１において入力したデータＤ１を周期Ｔ１毎に変数Ｄｂとして設定する。次いで、主制御部３は、同図に示すように、指示データＤｉｄの値と予め決められた入力信号Ｓｉのフルスケール値とに基づいて、表示部５の画面上における指針画像Ｉｍ７の表示位置を位置データＤｉｐとして算出する。この場合、式（１）に基づいて算出した指示データＤｉｄがデータＤ１に対して一次遅れ系の応答を示すため、位置データＤｉｐもデータＤ１に対して一次遅れ系の応答を示すことになる。さらに、主制御部３は、指示データＤｉｄの値を示す数字画像データＤｎｕを生成して出力する。
【００１４】
表示制御部４は、ＶＲＡＭ（ビデオメモリ）および内部メモリを備え、主制御部３と共に本発明における制御部を構成する。この場合、内部メモリには、上記の各枠画像Ｉｍ１，Ｉｍ２，Ｉｍ３、各目盛画像Ｉｍ４，Ｉｍ５、Ｉｍ６、指針画像Ｉｍ７および指示データ画像Ｉｍ８の各画像データと、その各画像データが表示される表示位置をそれぞれ示す位置データとが予め記憶されている。また、表示制御部４は、これらの各画像データを内部メモリから読み出して、それぞれの位置データに対応するＶＲＡＭの各アドレスに所定の周期（一例として、数十分の１秒）で記憶することによってＶＲＡＭに記憶されている画像データを順次更新する。また、表示制御部４は、ＶＲＡＭに記憶された画像データに基づいて表示信号Ｓｄを生成して表示部５に出力する。
【００１５】
表示部５は、ＣＲＴやＬＣＤ等で構成されると共に、入力した表示信号Ｓｄに基づいて、図２に示すようにメータ画像Ｉｍを表示画面に表示する。ＲＯＭ６には、主制御部３の動作プログラム、上記式（１）における時定数Ｔ、および周期Ｔ１，Ｔ２が予め記憶されている。ＲＡＭ７は、主制御部３のワーキングメモリとして機能する。
【００１６】
次いで、アナログ式表示装置１の動作について、図面を参照して説明する。
【００１７】
このアナログ式表示装置１では、電源が投入された際に、Ａ／Ｄ変換部２が、予め決められた周期Ｔ１で入力信号Ｓｉを繰り返しデータＤ１に変換する。一例として、この周期Ｔ１を約１秒間に設定したものとする。また、表示制御部４は、内部メモリから各画像データを読み出してＶＲＡＭに記憶（更新）すると共に、表示信号Ｓｄの出力を開始する。同時に、表示部５は、表示信号Ｓｄに基づいて表示動作を開始する。これにより、図２に示すように、メータ画像Ｉｍが表示部５の表示画面上に表示される。
【００１８】
この際に、主制御部３は、図４に示す変数設定ルーチンを周期Ｔ１で実行する。具体的には、主制御部３は、同図に示すように、Ａ／Ｄ変換部２によるデータＤ１の生成タイミングに同期してこのデータＤ１を入力するステップ（ステップ２０）と、直前の周期Ｔ１において生成した指示データＤｉｄｅを変数Ｄａに設定すると共に入力したデータＤ１を変数Ｄｂに設定するステップ（ステップ２１）とを、この順序で繰り返し実行する。
【００１９】
さらに、主制御部３は、上記した変数設定ルーチンを１回実行する都度、図５に示す指針表示処理ルーチンを実行する。この指針表示ルーチンでは、主制御部３が、位置データＤｉｐを算出すると共に数字画像データＤｎｕを生成して、これらのデータを表示制御部４に出力することにより、表示部５の表示画面上に表示されているメータ画像Ｉｍ（図２参照）の内の指針画像Ｉｍ７の表示位置と指示データ画像Ｉｍ８で表示された数値とをデータＤ１の値に対応して周期Ｔ２で変更して表示する。
【００２０】
具体的には、この指針表示ルーチンでは、主制御部３が、まず、データＤ１の入力時点からの経過時間ｔの計測を開始する（ステップ３０）。次いで、主制御部３は、経過時間ｔが周期Ｔ１未満か否かを判別し（ステップ３１）、周期Ｔ１未満のときには、さらに経過時間ｔが単位時間（周期Ｔ２）を経過したか否かを判別する（ステップ３２）。主制御部３は、各ステップ３１，３２を繰り返し実行して、ステップ３２において経過時間ｔが周期Ｔ２を経過したと判別したときには、各変数Ｄａ，Ｄｂ、経過時間ｔおよび時定数Ｔを上記式（１）に代入することによって指示データＤｉｄを算出する（ステップ３３）。次いで、主制御部３は、指示データＤｉｄの値と入力信号Ｓｉのフルスケール値とに基づいて、上記したように位置データＤｉｐを算出すると共に数字画像データＤｎｕを生成する（ステップ３４）。また、主制御部３は、算出した位置データＤｉｐおよび数字画像データＤｎｕを表示制御部４に出力する（ステップ３５）。
【００２１】
表示制御部４は、位置データＤｉｐおよび数字画像データＤｎｕを入力した際に、位置データＤｉｐを指針画像Ｉｍ７用の位置データとして、また数字画像データＤｎｕを指示データ画像Ｉｍ８用のデータとして内部メモリに記憶する。これにより、内部メモリ内における指針画像Ｉｍ７用の位置データおよび指示データ画像Ｉｍ８用のデータが更新される。この場合、表示制御部４は、各画像データを内部メモリから読み出して、それぞれの位置データに対応するＶＲＡＭの各アドレス領域に所定のサイクルで記憶してその記憶内容を更新する。その一方で、表示制御部４は、ＶＲＡＭに記憶された画像データに基づいて表示信号Ｓｄを繰り返し生成して出力する。以上の処理により、表示部５は、入力した表示信号Ｓｄに基づいて、図２に示すように、メータ画像Ｉｍを表示画面上に表示する。これにより、表示部５に表示されたメータ画像Ｉｍ内の指針画像Ｉｍ７は、位置データＤｉｐによって示される表示位置に移動して表示され、指示データ画像Ｉｍ８は、指示データＤｉｄの値を示す数値に更新される。
【００２２】
主制御部３は、ステップ３１において経過時間ｔが周期Ｔ１以上となるまで上記したステップ３１〜３５を繰り返し実行し、経過時間ｔが周期Ｔ１以上に達したときに、この指針表示処理ルーチンを終了する。したがって、このアナログ式表示装置１では、主制御部３が、図４に示す変数設定ルーチンを周期Ｔ１で実行すると共に図５に示す指針表示処理ルーチンを実行することにより、データＤ１に対して一次遅れ系の応答を示すように算出した位置データＤｉｐに対応する目盛を指し示す位置に指針画像Ｉｍ７がアナログ的に表示される。同時に、表示部５に指示データ画像Ｉｍ８を表示することにより、指示データＤｉｄの値がディジタル表示される。
【００２３】
このように、このアナログ式表示装置１によれば、主制御部３が、データＤ１に対して指示データＤｉｄが一次遅れ系の応答を示すようにデータＤ１に基づいて指示データＤｉｄを算出し、この指示データＤｉｄに基づいて指針画像Ｉｍ７用の位置データＤｉｐをさらに算出して表示制御部４に出力することにより、従来の機械式のアナログ式表示装置（いわゆる、アナログメータ）の指針と同じようにして、表示部５のアナログメータ枠画像Ｉｍ２内で指針画像Ｉｍ７の表示位置を変化させることができる。つまり、従来の機械式のアナログ式表示装置と同じようにして指針を振らせることができる。したがって、入力信号Ｓｉの値が急激に変化するときであっても指針が急激には変化しないようにアナログ的に表示することができる。この結果、入力信号Ｓｉの概算値を容易に確認することができる。
【００２４】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されない。例えば、本発明の実施の形態では、主制御部３がデータＤ１に対して一次遅れ系の応答を示すようにデータＤ１に基づいて指示データＤｉｄを算出する構成を例に挙げて説明したが、下記式（２）に従い、データＤ１に対して指示データＤｉｄが二次遅れ系の応答を示すように算出する構成を採用することもできる。
Ｄｉｄ＝Ｄａ＋Ｋ（１−（１−β２）１／２×ｅ−βωｔ×ｓｉｎ（（１−β２）１／２ωｔ））          ・・・・・・・・・・・・・・（２）
ここで、Ｋ，Ｄａ，ｔは上記式（１）と同じであり、α，β，ωは定数である。
この構成を採用した場合、指針画像Ｉｍ７を若干振動させつつ表示することができる結果、一層リアルにアナログ的表示を行うことができる。
【００２５】
また、上記の実施の形態では、Ａ／Ｄ変換部２を設けて入力信号ＳｉをデータＤ１に変換し、このデータＤ１を主制御部３が入力データとして入力する構成を例に挙げて説明したが、入力信号がディジタルデータのときには、Ａ／Ｄ変換部２を省いて構成することもできる。さらに、上記の実施の形態では、指針画像Ｉｍ７と共にメータ枠画像Ｉｍ１等の枠画像や目盛画像Ｉｍ４等の目盛画像を表示部５に表示させる構成を例に挙げて説明したが、メータ枠や目盛が予め付されている透明板等を表示部５の表示画面上に配設することにより、指針画像Ｉｍ７および指示データ画像Ｉｍ８のみを表示制御部４に表示させる構成を採用することもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るアナログ式表示装置によれば、指針位置データが入力データに対して一次遅れ系または二次遅れ系の応答を示すように、制御部が入力データの値に基づいて指針位置データを算出することにより、入力データの値が急激に変化するときであっても指針画像が急激には変化しないようにアナログ的に表示することができる結果、入力データの概算値を容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アナログ式表示装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】表示部５に表示されたメータ画像Ｉｍの表示画像図である。
【図３】データＤ１の入力タイミング、変数Ｄａ，Ｄｂの設定処理、指示データＤｉｄの算出処理、および位置データＤｉｐの算出処理を示すタイミングチャートである。
【図４】変数設定ルーチンのフローチャートである。
【図５】指針表示処理ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１  アナログ式表示装置
３  主制御部
４  表示制御部
５  表示部
Ｄ１  データ（入力データ）
Ｄｉｐ  位置データ（指針位置データ）
Ｉｍ７  指針画像
【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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