JPS58214192A

JPS58214192A - 表示装置

Info

Publication number: JPS58214192A
Application number: JP57098162A
Authority: JP
Inventors: 渋谷　正三; 宗円　清明
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 1982-06-08
Filing date: 1982-06-08
Publication date: 1983-12-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、画像を表示画面上（でおいて回転表示させる
ことができる表示装置に関する。

ｉｔにおいて、表示画面上の画像を回転させるために、
従来技術では第１にスキャンコンバータ管？使用するか
、第２にテレビジョンカメラを回転させるか、第３に表
示されるべき対象物を回転させるか、第４にマイクロコ
ンピュータ内の中央処理装置（ＣＰＵ）により座標変換
させるかのいずれかの方式によっている。ところが、第
１の方式ではスキャンコンバータ管が非常に高価である
上、装置が複雑になり、第２および第３の方式で（はテ
レビジョンカメラや対象物を回転させるために際械的に
動く部分が必要になり、特に高速回転には適するもので
なく、第４の方式では坐漂変換に比軟的時間がかかる上
、画像とスムーズに口伝させることが比軟的困難でろる
というごとく、いずれの方式もそれぞれ採用し難い欠点
がある。

本発明の目的は、上述に鑑み、製造コストが安くかつ構
成が簡単になるり、高速でかつスムーズに画像を回転表
示させることができる表示装置を提供することである。

以下、１本発明と図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。

本発明は例えばスキャンニングソナー、サーチライトソ
ナーおよびレーダー等による魚群や船舶等の表示対象物
の映像と、テレビジョンカメラ等を寸により撮影された地図（海図や海底）せ形図等を含む）
の映像とを同一の表示画面上に重ね表示し、例えば船舶
の船首方向を船舶の旋回動作に係わりなく常に前記表示
画面の上方向に表示するいわゆるヘディングアップ表示
法において地図の映像のみを表示画面上において回転さ
せる場合に好適する。なお、このように例えばレーダー
による映像とレーダーとは別個の撮影カメラによる地図
の映像との重ね合わせ表示によりレーダー映像中の島や
陸や船舶等の識別が容易になり、またソナーによる映像
とソナーとは別個・つ撮影カメラによる海底地形図の映
像との重ね合わせ表示によりソナー映像中の海底と魚群
との判別が容易になる。

なお、以下に述べる実施例ではレーダー映像と地図の映
像とを重ね合わせ表示する場合を例にとっているが、本
発明は勿論この実施例に限定されるものでないことは言
うまでもない。ただし、説明を簡単にするため、レーダ
ーに表示する部分は除き、かつ地図は地図用リードオン
メモリに書き込まれているものとする。

第１図はこの実施例の表示器における表示画面の構成図
である。この構成図に示されるようにこの表示画面はＸ
方向に鵬個、Ｙ方向にＮ。個の表示画素の２次元的配列
により構成される。

第２図はこの実施例の地図用リードオンメモリ（ＲＯＭ
）の構成図である。この構成図に示されるようにこの地
図用ＲＯＭの記憶容量ばＸ方向にｍｏ−、’１方向にｎ
。の合計ｒｒ５Ｘｎ、）ＸＩである。ここにいうｌ”ｚ
Ｊは、地図が「白Ｊあるいは「黒」の１ビツトで表現さ
れ表示されることを意味する。

第３図はこの実施例の表示画面と地図用ＲＯＭとの関係
説明に供する図である。第３図において、第１長方形（
Ｔ　Ｋ１）の部分は地図をＲＯＭ化した部分であり、地
図上の位置はこの長方形（Ｔ　Ｋ＋　）の図上、左下隅
（０５）を原点とし、この原点からの両辺ｉそノｔぞれ
ｙ軸とｙ軸と子るｘ−ｙ直交座標系上の座標点であられ
される。また、第２長方形（Ｔ　Ｋ２　）の部分は表示
画面上に表示される地図用ＲＯＭの部分であり、表示画
面上における位置はこの長方形（”ｒ　Ｋ２）　／７＞
図上、下方の隅（ｏ）を原点とし、この原点からの両辺
をそれぞれＸｉとｙ軸とするＸ−Ｙ直交座標系上の座標
点であられされる。

このｘ　−ｙ直交座標系とＸ−Ｙ直交座標系との関係は
、前者の座標上の点（ａ、ｂ）と後者の座標上の点（Ａ
、　、　Ｂ　’）とを重ね合わせ、その重ね合わせ点（
ｏ）’（ｒ中心として後者を前者に対して反時計方向に
△θ回転させた関係である。なお、前記重ね合わせ点（
′ｏ）’を原点としてｘ　−ｙ直交座標系と平行な座標
系をｘ／　　ｙ／直交座標系とし、ｘ／　　ｙ　ｌ直交
座標系と原点いγと共有する極座標系をＹ−θ座標系と
し、Ｘ′−ｙ′直交座標系と原点（０）′と共有し、Ｘ
′−ｙ’ａ交座標系を反時計方向にΔθ回転させた直交
弾標系をＸ“−ｙ′宣交座標系とする。なお、各座標系
ｌ（ηの相互関係は次式（１）〜［４）であられされる
。

ｙ＝＝ｙ’４ｂｙ’＝γｓｉｎ　　θ θ＝θｌ＋Δθ　　　　　　　　　　　　）　　　・・
・　（３）ただし、θ’＝　ｔａｎ”−’　（ｙ”／ｘ
”）ｙ″−Ｙ−Ｂ本発明においては（Ｘ、Ｙ）に対する（　ｘ　、　ｙ）
を求めるにあたり、この計算時間の短縮と計算の簡単化
を図るため、前記式（２）および（３）Ｋおける座標変
換部はＲＯＭとし、その他の部分は加算３ｇで構成して
いる。次にこのＲＯＭや加算器と含め、本発明の実施例
の具体的なブロック回路構成について説明する。

第４図（は、そのブロック回路信成図であり、第５図は
その動作説明に供するタイムチャートである。なお、符
号は説明類には付されていない。なお、表示器（６）の
周辺の回路〔符号で＜ｕ−ｊ２５ｉ　〕を除き、他の回
路はディジタル回路で構成される。

以下、前記式（１）〜１４）にしたがって説明する。な
お、第４図におけるＸ　ｙ　Ｙ　ｅ　”’　ｚ　Ｙ”　
ｓγ、θ′。

Δθ、θｙＡｙｌ１３＋　ａｐ　ｂｐ　”ｓ　Ｙ’は前
記式（υ〜（４）Ｖζおける値を示す。

Ｘ方向カウンタ（１桟およびＹ方向カウンタ（１９）の
計数値は、第１図の表示画面上を走査する電子ビームの
該表示画面上の走査位置を示し、その走査位置に対応す
る地図情報は地図用ＲＯＭ　（１）から出力される。な
お、第１、第２加算器ｄｆｉｊｌηは前記式］４）のた
めの回路であり、第３加算器（２０）については後述す
る。第１座標変換用ＲＯＭ　１ｔｓ）は前記式（３）に
おける「γ」と「θ」と求めるためのものでオリ、その
構成を第６図に示す。第６図に示すように、第１座標変
換用ＲＯＭ　（１５）は、（２Ｍ（１−１）　ｘ　（２
Ｎｏ−１）Ｘ（ＲＢ十θＢ）■記憶容量を有している。

このような記憶容量ど有するのは、次の理由による。即
ち、Ｘ方向カウンタ（１編の計数値および前記式（４）
にかけるＡの値はＯ−騰−１の間で父化し、Ｙ方向カウ
ンタ（国の計数値および前記式（４）におけるＢの値は
０−Ｎｏ−１の間で変化するために前記を変化し、前記
式（３）におけるｙ”ｒｔ、　（−ＰＪ。−１）〜（Ｎ
ｏ−１）の開を変化するからである。なお、ｘ″寂よび
ｙ“がこのような範囲で変化するので、第１座標変換用
ＲＯＭ　（Ｉ５）から出力される前記式＜３）　ｒｃお
けるγの値の内、最大値γｍａｘ　は当該式（３）より
次式（６）で与えられる。

ｒｍａｘ　”ム【肩〒７回耳）”　　　−：５＋即ち、
この最大値γ□、Ｘ　は、第３図に示すように、重ね合
わせ点（０）′を中心として半径γｍａｘの円（ＣＬ　
）であられされる。なお、前述した第１座標父換用ＲＯ
Ｍ（国の記憶容量の式（２Ｎｏ−ｔ）ｘ（２ＮＱ−１）
　Ｘ　（ＲＢ十θＢ）ｉておいて、ＲＢとθＢとの各値
は次のようにして決定される。

即ち、第３図における半径γｍａｘの円（ＣＬ　）内の
ｘ　−ｙ直交座標系上であられきれた地図用Ｒ’ＯＭ（
１）内の全ての地図情報を表示器（６）上へ転送するた
めには、この円（ＣＬ　）と半径方向および角度方向に
細かく分割し、このように分割した扇形の中に２つＪＪ
上の地図情報が存在してはならない。

このため、第３図の内（ＣＬ　）を半径方向にＳ。

角度方向シてＴにそれぞれ分割したときのこのＳとＴと
ｒｍａ　ｘとの関係には次式（ｅｌ　（７１が成立Ｉ−
なければならない。

１≧７ｍａｘ／Ｓ　　　（半径方向）　　　　・（６＋
ンｌ：２π×γｍａ７Ｔ（角度方向）　　　　−＋７＋そ
こで、前記式！６１　（７１を満足する最小のＳ、Ｔを
それぞれ、５％　ｔとする。ここで、前記のＲＢおよび
θＢ！’：ｉこの５％　ｔを２進数で表現したときのビ
ット数である。例えばｓ　＝　６５０であれば、ＲＢ＝
１０となる。第４加算器（１４１は前記式（３）におい
て△θを加算するだめのものである。

第２座標変換用ＲＯＭ（８１ｉ儂前記式（２）のγ、θ
からＸ′、ｙ′と求めるためのものであり、その構成は
第７図に示される。第７図に示すように、この第２座標
変換用ＲＯＭ　＋８＋はｓ　Ｘ　ｔ　Ｘ　（ＸＢ＋ＹＢ
）の記憶容量を有している。ここで、ＸＢおよびＹＢは
（−Ｍ（１＋　１　）〜（Ｍ。−１）および（−Ｎ、ｌ
＋　１　）　〜（Ｎ。

−１）の数を２進数で表現したときに必要とするビット
数である。第５、第６加算器１６１　＋７１は前ｉ己式
（１）を求めるためのものである。回転角設定器（１り
は、回転角Δθを設定するためのものであるが、レーダ
ー映像と地図映像とを重ねるときにはこの設定器（＋２
１の代わりにジャイロが使用きれる。

第１回転位置設定器（４＋（ｆｉ地図上の口伝位置を設
定するためのものであるが、レーダー映像と地図映像と
を重ねるときにはこの設定器：４）の代わりにロラン等
の航法機器が使用される。第２回転位置設定器（５）（
は表示器（６）上の回転位−を設定するためのものであ
るが、レーダー映像と地図映像とと重ねるときにはこの
設定器（５）ｖこよる設定１′直は（鳩／２、Ｎｏ／２
）となる。以上の各設定’ｓｇ　（１２）　ｉ４）　［
５＋　ｉｔ普通、ディジタルスイッチにより構成される
。またレーダー映像と地図映像とを重ねたときの表示画
面上の表示モードはヘディングアップリラティブモーシ
ョンとする。つ゛まシ、レータ−映像の中・し゛が表示
器（６）の表示画面の中心に常に位置し、レーダーによ
る船舶の船首方向が表示画面上、常：で１万になる。

１、次に、地図用ＲＯｉシ（１）から表示器（６）への
地図情報の転送表示方法について説明する。この転送表
示のための制Ｎは、クコツクパルス発生器（ＩＩ）、Ｘ
方向カウンタＱ）ＱおよびＹ方向カウンタ（■９）によ
り行われる。このクロックパルス発生ｈ　（Ｉｆ）から
のクロックパルスの周波数は、表示器（６）の表示画面
上の水平走査つまりＸ方向の走査周波＠とｆｘ（Ｈｚ）
とすると、ｆ　ｘｘＭｏ　（Ｈｚ　）でめる。このクコ
ツクパルス発生器（ｏ）からのクロックパルス４．Ｉ　
Ｘ方向カウンタ（１（至）寂よびラッチ回路（３）へ出
力される。

表示器（６）の表示画面上での電子ビームによる走査は
第１図のＸ方向に行われ、第１図上の右端へ走査される
とＸ方向同期パｌレスにより左端へ戻り、Ｙ方向に前回
の走査より＋１つまり１つだけＹ方図にあがり再び左か
ら右方向（Ｘ方向）へ走査される。このような走査を繰
返し、Ｙ＝Ｎｏ−１すなわち表示器（６）の上端まで走
査されろと、Ｙ方向同期パルスにより下端に戻る。こう
してＹ−０からＹ　＝　Ｎｏ−１まで走査されると、１
画面の表示が完了し、各画面の表示はこのような１画面
の表示がＸ方向カウンタ（８）はＭ。進アップカウンタ
であり、このＸ方向カウンタ（８）はクロックパルス発
生器（１１）のクロックパルス〔第５図（１）〕を「ｏ
」　「１」「２」・・・ｒ　ＭＯ−Ｉ　Ｊと計数し〔第
５図（■〕、次のクロックパルスの計数によりｒＯＪに
戻ると共にＸ方向偏向アンプ、２３）およびＹ方向カウ
ンタ（１９）にＸ方向同期パ、・レスを出力する。Ｘ方
向カウンタ（８）はこのような計数動作と繰返す。一方
、Ｙ方向カウンタ（１９）　ｕ　Ｎ。進アップカウンタ
であり、このＹ方向カウンターｉ９）　ｌｉ　Ｘ方向カ
ウンタ（Ｉ８）からのＸ方向同期パルス＆　ｒＯＪ　　
Ｉｌｌ　　ｒ２Ｊ　・　ｒＮｏ−ＩＪ　と計数し、次の
Ｘ方向同期パルスの計数（・ζより「０」に戻ると共に
Ｙ方向・鳥肉アンプかにＹ方向同期パ、ルスど出力する
。Ｙ方向カウンタ、１９）はこのような計数動作を、４
返す。このように、Ｙ方向カウンタ（１９）　フ５；「
０」〜ｒＮｏｉＪの間と計数することにより、表示画面
においては１画面の走査が完了する。

次に、前記式〇）〜（４）に示す座標変換および逆変換
は、クロックペルス発生器（Ｉｔ）からクロックパルス
が出力されるたび毎にすなわちＸ方向カウンタ（１〜の
計数値が変化するたび毎に竹われる。このときのＸ方向
カウンタ（１（至）およびＹ方向カウンタ（１９）のそ
れぞれの計数値に対する地図用ＲＯＭ　（１１）の位置
（ｘ、ｙ）が第５、第６加算器＋６１　＋７＋から出力
され、これにより地図用ＲＯＭ　（１）の位ｔ！ｆ（ｘ
、ｙ）の地図情報がラッチ回路（３）に出力される。こ
のラッチ回路（３）は前記地図情報をクロックパルス発
生器（１１）カラノ次のクロックパルスの立上がりで記
憶し、〔第５図（３）〕、このときＸ方向カウンタ、１
〜の計数値は「Ｘ＋１」になる〔第５図（２）の時刻（
ｔｌ）〜（ｔ２）〕ので、ラッチ回路（３）はＸ方向カ
ウンタ（１８）の計数渣がｌ−Ｘ＋ＩＪのとき、計数値
［ｊに対応する地図情報？！：記憶し、Ｄ／Ａ変換／増
唱器（２Ｉ）を通して表示器（６）にその地図情報を送
出する〔第５図（３）〕。

つまり、「１」だけ表示位置が遅れることになる。

これを防止するため加算器シ０）で「１」がＸ方向カウ
ンタ（１編の計数値に加算しである。、Ｄ／Ａ変換／増
幅器（２１）：、まラッチ回路（３）のディジタル的地
図情報をアナログ的地図情報に変換すると共に僧都して
表示器（ブラウン管等）（６）の輝度端子へその地図情
報を出力する。

表示器（６）は走査用電子ビームを制御するためのＸ方
向偏向コイルｊＷ寂よびＹ方向偏向コイルＨ２４）　、
２有し、それぞれＸ方向偏向アンプｆｉ＋およびＹ方向
偏向アンプ（蛍が出力する鋸歯状波出力により弧長され
る。なお、それぞれの鋸歯状波出力はＸ方向カウンタ、
１８）およ、びＹ方向カウンタ、１９）のそれぞれの計
数値が「０」になつｉ’ｃときに出力されるパルスであ
る同期パルスに同期して出力さｎる。

なお、地図の拡大／縮小（−よ、破線で示す乗算路１２
６１と拡大／縮小設定語！２７１とにより行われる。な
お拡大／縮小率ｋがｋ＞１のときはｉ宿小である。

第８図は本発明の他の実施例のブロック回路図であり、
第４図と対応する部分）ては同一の符号が付さ几る。こ
の実施例に２いて注目すベキ；ハ、第４の地図用ＲＯＭ
　（１）の代わＶに破線で囲むテレビジョンカメラセッ
トｔｌｌＸ）と、Ａ／Ｄ変：・４回路（２）と、アドレ
ス切換器＋９１　ト、ランダムアクセス、メモリ（１）
ｌとが設けられていることである。このテレビジョンカ
メラセットＯｆ［ｌには地図（１０１）と撮影用レンズ
（１０２）と、撮像管（１０３）と、Ｘ方向偏向コイル
（１０４）と、ｙ方向偏向コイ／ｌ／　（１０５）と、
Ｘ方向偏向アンプ（１０６）と、Ｘ方向偏向アンプ（１
０７）と、増幅器（１０８）とが含まれる。即ち、この
実施例ではテレビジョンカメラセット迦で撮影された地
図の情報を、地図用ＲＡ　Ｍ　（１）’に記憶させる。

この場合、ＲＡＭ（１χにテレビジョンカメラ迦からの
地図情報をｘ　−ｙ直交座標系で書き込むが、この書き
込み位置を示すためのＸ方向カウンタやＸ方向カウンタ
を省略し、その代わ９にＸ方向カウンタ（＋８）および
Ｙ方向カウンタ１ｆ９）の計数；直をその会き込み位置
のために借用している。したがって、この実施例におい
ては、第１図および第２図に示すＭ。とＮＯとの値はそ
れぞれｍ。とｎ、）とになる。地図用ＲＡＭ　（１）’
の蓄き込み／読み出しおよびアドレス切換器（９）にお
ける地図用ＲＡ　Ｍ　（１γ用のアドレス切換えはクロ
ツタパルス発生器（１りからのクロックツくルスにより
！■制御される。即ち、クロックツく、υスが高レベル
のとき（は地図用ＲＡＭ（υ′に地図情報が曾き込まれ
る一方、クロッ、クパルスが低レベルのときはラッチ回
路（３）に地図用ＲＡ　Ｍ　Ｑγの地図情報が出力され
る。

また、この実施例のブロック回路においては、前記式〇
）〜１４）から（Ｘ、Ｙ）に対する（ｘ、ｙ）と求める
方法のみならず、逆（・て（ｘ、ｙ）Ｋ対する（ｘ、ｙ
）ｉ求める方法であってもよい。

第９図（は本発明の更に他の実施例のブロック回路図で
あり、第８図と対応する部分には同一の符号が付される
。この実施例においては、前記式（１）〜（４）と書き
直してなあ次式）８）〜（ＩＩ）にしたがって動作する
ようになっている。

ｘ　’＝　ｘ　−ａ）　　　　　　　　　　　　　・・・（３）ｙ””ｙ−
ｂＸ″＝γｃｏｓθ′ ｙ″＝γｓｉｎθ′　　　　　）　　　　　　　・・・
１０）ただし、θ′二〇−Δθ このため、この実施例における地図用ＲＡ　Ｍ　（１γ
は、第８図ではｘ　−ｙ座標系で書き込まれていたのに
対し、Ｘ−Ｙ庄原系で書き込まれることになる。更に、
この実施例においては、地図用ＲＡＭ（１γの書き込み
位置を示す第８図のＸ方向カウンタ（国およびＹ方向カ
ウンタ（１９）を省略し、その代わりにそのカウンタＱ
ａ　（１９）と同位置に設けられたｘｊ５向カウ７１’
　（１８）’　オ、１：　ヒｙ方向／’７　ウ７１１　
（＋９）’ノ各計′ａ−′ｌｉｉヲその書き込み位置き
示すために借用している。

な訃、上述の実施例によりラスタースキャン表示装置で
映像な回転させるに当り、２つ以上のラスタースキャン
画像の回１伝による重ね合わせが可能（・Ｃな慝他、画
像のためばか９でなく直交座標系内の計算の高速化をも
図ることができる。

なお、上述の実施例においては、地図用ＲＡＭ（１ｙに
地図情報ト薔き込むためｔてテレビジョンカメラを使用
しているが、テレビジョンカメラの代ワりにビデオディ
スク、バブルメモリ等に書き込まれた地図情報を使用し
てもよい。

なお、上述の実施例における表示器（６）としては白黒
用ブラウン管の他に、カラー用ブラウン管、液晶表示器
、プラズマ表示器、あるいは発光ダイオードによる表示
器等？使用することができる。

以上説明したようＯて、本発明によれば、直交座標系内
における一記憶画像情報を、この直交座標系を回転させ
て、表示器に出力することにより表示画面上に映像を回
転表示する表示装置において、前記直交座標系を憧庄原
系に座標変換し、この極座標系を回転させて後もてその
回転に対応した直交座標に逆変換する座標変換手段と荷
し、この座標変換手段からの座標変換出力に１乙答して
記憶画像！青報を表示器に出力するように構成１−てい
るので、従来技ｍのようにスキャンコンバータ’Ｗ　ｔ
　使用’Ｉ〜タリ、テレビジョンカメラや表示対象物を
回転すせたり、ＣＰＵを使用したジすることなく、即ち
、製造コストが安くがつ構成が簡単になる上、高速でか
つスムーズに画像を表示画面上で回転表示させることが
できる等の効果と発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例に係り、第１図は表示器の表示画
面の構成図、第２図は地図用ＲＯＭの構成図、第３図は
前記表示画面と地図用ＲＯＭとの関係説明に供する図、
第４図は本発明の一実施例のブロック回路図、第５図は
その動作説明に供するタイムチャート、第６図は第１座
標変換用ＲＯＭの構成図、第７図は第２座漂変換用ＲＯ
Ｍの構成図、第８図は本発明の他の実施例のブロック回
路図、第９図は本発明の更に他の実施例のグロック回路
図である。（１）・・・地図用ＲＯＭ　、　（１）’・・・地図用
ＲＡＭ、（３）・・・う・・・加算器、（８）・・・第
２座標変換用ＲＯＭ、（ＩＩ）・・・クロックパルス発
生器、（１２）・・・回転角設定器、（国・・・第１座
−１県変換用ＲＯＭ、ｔｌ囚・・・Ｘ方向カウンメ、（
１９）・・・Ｙ方向カウンタ、Ｉ２８・・・表示器、Ｑ
Ｏ［ｌ・・・テレビジョンカ特許出願人　古野電気株式
会社第１図第２図第３図會第５図第６図 ′ｔ″′方向− 第７図

Claims

【特許請求の範囲】

直交座標系内における記憶画像情報を、この直交座標系
を回転させて、表示器に出力することにより表示画面上
に画像を回転表示する表示装置において、前記直交座標
系を極座標系に座標変換し、この極座標系を回転させて
後にその回転に対応した直交座標に逆変換する座標変換
手段を有し、この座標変換手段からの座標変換出力に応
答して記憶画像情報を表示器に出力するように構成した
ことを特徴とする表示装置。