(57)【要約】【課題】一部の描画物は短い更新周期とし、その他の描画物は長い更新周期とすることにより、高精度で高度な画像表示は達成しつつ、画像更新周期の負荷は軽減する表示システムを提供する。【解決手段】画像同期信号（Ｖｓｙｎｃ）のタイミングが時刻ｔ１、ｔ３、ｔ６、ｔ８、ｔ１１である。指針などのように短い更新周期で更新する描画物の描画（描画１）はｔ１からｔ２、ｔ３からｔ４、ｔ６からｔ７、ｔ８からｔ９の期間で完成している。一方、文字盤などのように更新周期の長い描画物の描画（描画２）はｔ６、ｔ１１の時点では完成しているが、ｔ３、ｔ８の時点では未完成である。ｔ６、ｔ１１の時点では完成している描画１、２の描画物を合成するが、ｔ３、ｔ８の時点では、完成している描画１の描画物と、記憶しておいた直近の完成状態の描画２の描画物とを合成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置における周期的な画像同期の時点ごとに更新される画像内の描画物のうちで、画像同期の周期内で描画可能な描画物を描画する第１描画手段と、
表示装置における周期的な画像同期の時点ごとに更新される画像内の描画物のうちで、前記第１描画手段が描画する描画物以外の描画物を描画する第２描画手段と、
任意の時点で、前記第１描画手段と第２描画手段とのうちの一方を、前記第１描画手段を優先するようにして機能させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする表示システム。
【請求項２】
前記第２描画手段が描画した完成状態の描画物を記憶する記憶手段と、
表示装置における周期的な画像同期の時点で、前記第２描画手段による描画が完成している場合は、前記第１描画手段が描画した描画物と前記第２描画手段が描画した描画物とを合成し、前記第２描画手段による描画が未完成の場合は、前記第１描画手段が描画した描画物と前記記憶手段が記憶する描画物とを合成する合成手段と、
を備えた請求項１に記載の表示システム。
【請求項３】
前記第１描画手段が描画する描画物と前記第２描画手段が描画する描画物とはともに車両に備えられた表示装置に表示される描画物である請求項１又は２に記載の表示システム。
【請求項４】
前記第１描画手段が描画する描画物は車両に備えられた表示装置に表示される描画物のうちで相対的に速い速さで変動する描画物であり、前記第２描画手段が描画する描画物は車両に備えられた表示装置に表示される描画物のうちで相対的に遅い速さで変動する描画物である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示システム。
【請求項５】
前記表示装置は車両のメータ表示装置である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示システム。
【請求項６】
前記第１描画手段が描画する描画物にはメータ表示における指針が含まれる請求項５に記載の表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両の表示装置ではコンピュータグラフィックスによる描画が広く用いられている。一般にコンピュータグラフィックスによる描画では周期的な画像同期信号に従って画像全体を更新（再描画）する。例えばメータ表示の場合、指針が速い速度で移動するので、高精度で滑らかな表示のためには短い周期で画像が更新されることが望ましい。車両の表示装置ではアニメーションの使用も広がっているが、アニメーションの滑らかな表示のためにも画像の更新周期が短いことが望ましい。
【０００３】
マイコンの性能が向上している状況は短い更新周期の実現に合致しているように見える。しかしながら、たとえマイコンの性能が向上しても、他方では画像の高解像度化や高度な映像表現が増えていることもあり、短い更新周期を実現することは依然として容易ではない。以上のような課題の解決を目指した画像表示システムが例えば下記特許文献１に開示されている。しかし同文献のシステムは更新周期が長いまま表示効果を工夫する手法であって、結局のところ指針などの高精度な表示は難しいのではないかと思われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７４７０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
短い画像更新周期の負荷を軽減する課題を考えたとき、車両の表示装置に表示される描画物では例えば指針などのような一部の描画物のみが短い更新周期を必要とすることに着目する観点があると思われる。すなわち、指針などの一部の描画物は短い更新周期とし、その他の描画物は長い更新周期とすれば、一部の描画物における高精度で高度な画像表示は達成しつつ、画像更新周期の負荷は軽減されることが期待できる。
【０００６】
そこで本発明が解決しようとする課題は、上記に鑑み、一部の描画物は短い更新周期とし、その他の描画物は長い更新周期とすることにより、高精度で高度な画像表示を達成しつつ、画像更新周期の負荷は軽減する表示システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために本発明に係る表示システムは、表示装置における周期的な画像同期の時点ごとに更新される画像内の描画物のうちで、画像同期の周期内で描画可能な描画物を描画する第１描画手段と、表示装置における周期的な画像同期の時点ごとに更新される画像内の描画物のうちで、前記第１描画手段が描画する描画物以外の描画物を描画する第２描画手段と、任意の時点で、前記第１描画手段と第２描画手段とのうちの一方を、前記第１描画手段を優先するようにして機能させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。この発明によれば、周期的な画像同期の時点ごとに更新される画像内で、画像同期の周期内で描画可能な描画物を優先して描画する。したがって、例えば画像同期の周期内で描画可能な描画物を短い周期で更新させたい描画物とすれば、短い周期で更新させたい描画物は画像同期の時点で常に更新でき、それ以外の描画物には描画負荷がかからない表示システムが実現できる。
【０００８】
また前記第２描画手段が描画した完成状態の描画物を記憶する記憶手段と、表示装置における周期的な画像同期の時点で、前記第２描画手段による描画が完成している場合は、前記第１描画手段が描画した描画物と前記第２描画手段が描画した描画物とを合成し、前記第２描画手段による描画が未完成の場合は、前記第１描画手段が描画した描画物と前記記憶手段が記憶する描画物とを合成する合成手段と、を備えたことを特徴とする。この発明によれば、例えば更新周期が長くてよい描画物が未完成な場合は記憶しておいた完成状態の描画物が画像合成に参加する。したがって、例えば短い更新周期が望まれる描画物では高精度で高度な画像表示を達成しつつ、更新周期が長くてよい描画物では画像更新周期の負荷を軽減する表示システムが実現できる。
【０００９】
また前記第１描画手段が描画する描画物と前記第２描画手段が描画する描画物とはともに車両に備えられた表示装置に表示される描画物であるとしてもよい。この発明によれば、車両に備えられた表示装置において、例えば短い周期で更新させたい描画物は画像同期の時点で常に更新でき、それ以外の描画物には描画負荷がかからない表示システムが実現できる。
【００１０】
また前記第１描画手段が描画する描画物は車両に備えられた表示装置に表示される描画物のうちで相対的に速い速さで変動する描画物であり、前記第２描画手段が描画する描画物は車両に備えられた表示装置に表示される描画物のうちで相対的に遅い速さで変動する描画物であるとしてもよい。この発明によれば、車両に備えられた表示装置において、速い速さで変動する描画物では高精度で高度な画像表示を達成しつつ、遅い速さで変動する描画物では画像更新周期の負荷を軽減する表示システムが実現できる。
【００１１】
また前記表示装置は車両のメータ表示装置であるとしてもよい。この発明によれば、車両のメータ表示装置において、短い更新周期の描画物では高精度で高度な画像表示を達成しつつ、長い更新周期の描画物では画像更新周期の負荷を軽減する表示システムが実現できる。
【００１２】
また前記第１描画手段が描画する描画物にはメータ表示における指針が含まれるとしてもよい。この発明によれば、車両のメータ表示装置において、指針などの描画物では高精度で高度な画像表示を達成しつつ、例えば文字盤などの描画物では画像更新周期の負荷を軽減する表示システムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の表示制御システムの一実施例における構成図。
【図２】本発明における処理手順の例を示すフローチャート。
【図３】本発明によるシステムの時間的推移の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図１は、本発明の一実施例に係る車両の表示システム１（システム）の装置構成の概略図である。システム１は車両のメータ表示に係る構成の例であり、メータＥＣＵ２とディスプレイ３とを備え、表示される情報の送信元としてエンジンＥＣＵ４、速度センサ５を備える。
【００１５】
メータＥＣＵ２はディスプレイ３に表示すべき画像を作成する電子制御ユニットであり、主要な構成としてＣＰＵ２０、ＧＰＵ２１、バッファ２２、２３を備える。
【００１６】
従来技術においてＣＰＵとＧＰＵとを備える構成においては、ＧＰＵが画像作成の処理を担い、ＣＰＵはＧＰＵに対して画像作成の指令や作成すべき画像に関する情報などを送信していた。これに対し図１の実施形態においては、ＣＰＵ２０はメータ表示全般に関わる情報処理を司るのみでなく、ディスプレイ３で表示される描画物のうちで相対的に短い周期で更新される描画物（以下、短周期描画物）を作成する。
【００１７】
そしてＧＰＵ２１ではディスプレイ３で表示される描画物のうちで相対的に長い周期で更新される描画物（以下、長周期描画物）を作成する。例えば、スピードメータ、タコメータにおける指針画像が短周期描画物の例、文字盤画像が長周期描画物の例である。あるいは表示画像中のアニメーションの部分も短周期描画物の例である。なお文字盤画像は静止画像であってもよいが、何らかの意匠が施されて時間とともに変化する画像である形態であってもよい。実際に短周期描画物の短い周期での更新が可能となるために、短周期描画物は、ディスプレイ３における画像同期信号の周期内でＣＰＵ２０によって描画が完成できる描画物とすればよい。
【００１８】
バッファ２２は、ＣＰＵ２０で作成される短周期描画物の画像を一時記憶する記憶部である。バッファ２３は、ＧＰＵ２１で作成される長周期描画物の画像を一時記憶する記憶部である。またメータＥＣＵ２は１つの長周期画像２５を記憶するメモリ２４（記憶部）を備える（後述）。なおメータＥＣＵ２はこれらの記憶部以外にも、例えばＣＰＵ２０の情報処理の作業領域となるＲＡＭ等（ＶＲＡＭ等）を備えてよい。
【００１９】
ディスプレイ３は車両のメータ表示のための表示部である。ディスプレイ３は、例えば液晶ディスプレイなどの表示領域や、その表示を制御する表示制御部などを備えるとすればよい。図１の例はメータ表示システムの例であり、エンジンＥＣＵ４はエンジン回転数の情報を車内通信を通じて逐次送出し、メータＥＣＵ２はその情報を逐次受け取る。また速度センサ５は車速の情報（あるいはその元となるクランク回転角度の情報）を車内通信を通じて逐次送出し、メータＥＣＵ２はその情報を逐次受け取る（あるいは受け取った情報から車速を算出する）。
【００２０】
以上の構成のもとでシステム１は、例えば図２の処理手順に従って画像処理を制御する。図２の手順ではまず処理の開始として、Ｓ１０でＣＰＵ２０は、ディスプレイ３での画像表示のタイミングを示す信号である画像同期信号（あるいは垂直同期信号、Ｖｓｙｎｃ）を検知したか否かを判断する。画像同期信号はシステム１のいずれかの部位で所定の周期（例えば６０分の１秒）ごとに生成すればよい。画像同期信号を検知したら（Ｓ１０：Ｙｅｓ）Ｓ２０に進み、検知していない間（Ｓ１０：Ｎｏ）は待ち状態となる。
【００２１】
Ｓ２０に進んだらＣＰＵ２０は短周期描画物の描画処理を行う。短周期描画物の描画に必要な情報は、上記の通り例えばエンジンＥＣＵ４や速度センサ５から逐次受け取って記憶しておけばよい。Ｓ２０で描画された画像はバッファ２２に記憶される。図２の例では短周期描画物の描画作業時間は画像同期信号の周期よりも短いとしている。
【００２２】
短周期描画物の描画処理が終了したら、次にＳ３０に進んでＣＰＵ２０はＧＰＵ２１に長周期描画物の描画開始を指令する。その際、長周期描画物の描画に必要な情報をＣＰＵ２０からＧＰＵ２１へ受け渡すようにしてもよい。これを受けてＧＰＵ２１は長周期描画物の描画を開始する。Ｓ３０で描画された画像はバッファ２３に記憶されていく。
【００２３】
以上のように、短周期描画物の描画と長周期描画物の描画とは並列には実行せず、どの時点でもたかだか一方のみを機能させる。その際、短周期描画物の描画を優先する。すなわち、まず短周期描画物の描画を実行し、それが完成したら長周期描画物の描画へ移行する。上記のとおり短周期描画物の描画は画像同期信号の周期内で完成する。このように優先順位を予め明確に設定しておくことにより、処理負荷が増減した場合でも短周期描画物の描画が確実に優先して処理されることとなって、短周期描画物は全ての画像同期の時点で最新の描画物に更新される。
【００２４】
長周期描画物の描画中もＳ４０でＣＰＵ２０は画像同期信号を受信したか否かを常時判別する。なお例えばＳ３０での処理は所定数の画素の描画作業を指すとすればよい。画像同期信号を受信した場合（Ｓ４０：Ｙｅｓ）はただちに長周期描画物の描画を中断してＳ７０に進む。画像同期信号を受信していない場合（Ｓ４０：Ｎｏ）はＳ５０に進む。
【００２５】
Ｓ５０に進んだらＣＰＵ２０は、長周期描画物の描画が終了したか否かを判別する。長周期描画物の描画が終了した場合（Ｓ５０：Ｙｅｓ）はＳ６０に進み、まだ終了していない場合（Ｓ５０：Ｎｏ）はＳ３０に戻って長周期描画物の描画を続ける。なおＳ５０における判別では、例えば長周期描画物の描画終了時にＧＰＵ２１からＣＰＵ２０へ終了したことを示す信号を送信することとし、その信号を用いて判別すればよい。
【００２６】
Ｓ６０に進んだらＣＰＵ２０は長周期描画物の描画完成後における画像同期信号の受信を判別する。画像同期信号を受信したら（Ｓ６０：Ｙｅｓ）ただちにＳ７０に進み、まだ受信していない間はＳ６０を繰り返して待ち状態とする。
【００２７】
Ｓ７０に進んだらＣＰＵ２０はディスプレイ３に画像の合成および表示を指令する。これを受けてディスプレイ３（の表示制御部）は画像合成および表示処理を行う。具体的には、Ｓ６０が肯定判断（Ｙｅｓ）でＳ７０に進んだ場合は、バッファ２３に記憶されている完成状態の長周期描画物の画像とバッファ２２に記憶されている完成状態の短周期描画物の画像とを合成してディスプレイ３に表示する。
【００２８】
合成の具体的方法は例えば以下のように行えばよい。例えば表示領域の左上から右下へ１つずつの画素を表示させていく際に、その画素の位置が短周期描画物（例えば指針）が存在しない領域内の場合はバッファ２３内の画像の同じ位置の色を選択する。一方その画素の位置が短周期描画物が存在する領域内の場合はバッファ２２内の画像の同じ位置の色を選択する。そして選択した色をその画素で表示する。なおＳ７０ではさらに、バッファ２３に記憶されている完成状態の長周期描画物の画像をメモリ２４に長周期画像２５として記憶する処理も行う。この処理の目的は次に述べる処理のためである。
【００２９】
Ｓ４０が肯定判断でＳ７０に進んだ場合は、その時点でまだバッファ２３の長周期描画物の画像は未完成である。そこでメモリ２４に記憶されている長周期画像２５とバッファ２２に記憶されている完成状態の短周期描画物の画像とを合成してディスプレイ３に表示する。
【００３０】
図２の処理が行われてＳ７０が何度も実行されると、メモリ２４に記憶されている長周期画像２５は、現在時点でバッファ２３の長周期描画物が未完成の状況において、過去に完成した長周期描画物の画像のうちでもっとも現在に近い時点で完成した画像となる。したがって、Ｓ４０が肯定判断でＳ７０に進んだ場合の画像合成は、最も最近完成された短周期描画物と長周期描画物との合成である。
【００３１】
Ｓ７０での画像表示処理が終了したら、Ｓ８０でＣＰＵ２０は車両がイグニッションオフとなったか否かを判別する。イグニッションオフとなっていたら（Ｓ８０：Ｙｅｓ）図２の処理を終了し、まだイグニッションオンならば（Ｓ８０：Ｎｏ）Ｓ２０に戻って上記手順を繰り返す。以上が図２の処理手順である。
【００３２】
図２の手順を実行した場合のシステム１の時間的推移の例が図３に示されている。同図の例では時間ｔ１、ｔ３、ｔ６、ｔ８、ｔ１１が画像同期信号（Ｖｓｙｎｃ）の発信のタイミングとなっている。描画指示はＣＰＵ２０から指令される指令であり、描画１はＣＰＵ２０による短周期描画物の描画、描画２はＧＰＵ２１による長周期描画物の描画である。
【００３３】
描画１はｔ１からｔ２、ｔ３からｔ４、ｔ６からｔ７、ｔ８からｔ９の期間で完成している（ここでは議論の簡単化のために描画指示にかかる時間を考慮しないとする）。一方で描画２はｔ５、ｔ１０の時点では完成しているが、ｔ３、ｔ８の時点では未完成である。ｔ６、ｔ１１はＳ６０が肯定判断となってＳ７０に進む時点である。一方ｔ３、ｔ８はＳ４０が肯定判断となってＳ７０に進む時点である。
【００３４】
以上のとおり図２の手順を実行すれば、画像同期信号の時点で長周期描画物が未完成の場合（Ｓ４０が肯定判断でＳ７０に進んだ場合）、代わりにメモリ２４に記憶しておいた最も最近完成した長周期描画物を画像合成に用いるので、長周期描画物に関しては短い画像更新の負荷が課されない。一方で、指針などのような短周期描画物は画像同期信号の周期内で常に完成するので、短い更新周期が望ましい一部の描画物には短い更新周期を課すことにより、高精度で滑らかな画像表示が実現できる。なお図３の例では画像同期信号の２周期ごとに長周期描画物が更新されているが、実際の処理においては描画負荷の変動によって長周期描画物の更新周期は変動してよい。しかしその際にも短周期描画物は毎周期更新されるとすればよい。
【００３５】
上記実施例は特許請求の範囲に記載された趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更してよい。例えば上記例ではメータ表示の例を示したが、本発明はメータ表示以外、さらには車両以外の表示装置でもよい。短周期描画物は指針などに限定されずに相対的に速い早さで変動する描画物、長周期描画物は相対的に遅い早さで変動する描画物としてもよい。
【００３６】
また上記例では画像の更新周期を短い周期と長い周期との２つとしたが、これをより一般化して、複数（３つ以上）の描画物のそれぞれを更新周期が異なるように描画する形態でもよい。その場合、より短い更新周期の描画ほど優先するように描画に優先順位をつけ、最も短い周期の描画は画像同期信号の周期内で完成するようにすればよい。そしてそれぞれの描画物ごとに、画像同期信号のタイミングで完成している描画物は画像合成に参加させ、未完成な描画物は代わりにメモリに記憶しておいた直近の完成描画物を画像合成に参加させればよい。
【符号の説明】
【００３７】
１    表示システム
２    メータＥＣＵ
３    ディスプレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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