JPH0390439A - Head up display - Google Patents

Head up display

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JPH0390439A
JPH0390439A JP1225680A JP22568089A JPH0390439A JP H0390439 A JPH0390439 A JP H0390439A JP 1225680 A JP1225680 A JP 1225680A JP 22568089 A JP22568089 A JP 22568089A JP H0390439 A JPH0390439 A JP H0390439A
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visible
luminance
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Hidefumi Saito
英文 斎藤
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Shimadzu Corp
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features

Abstract

PURPOSE:To improve visibility by a method wherein, in a device which displays various information on the windshield of a vehicle in a state to be overlapped with a scene in front, visible luminance of a background of information display light is detected, and according to visible luminance, display visible luminance is regulated so as to satisfy a specified condition. CONSTITUTION:A head up display is provided with an information projecting device comprising a optical information display means (display) D having a display surface on which information, e.g. a speed, a brake, a time, responding to a display means, is displayed by means of luminance responding to the intensity of a display signal, and an optical member A to project information display light, emitted from the surface thereof, in a given direction. Information display light is reflected or diffracted in a direction in which the information display light is visible by an operator by means of a combiner (windshield). In this case, visible luminance of the background of the information display light is detected, and when the visible luminance is 1-100cd/m<2>, based on a relation chart where the lateral bar of a logarithmic scale is background visible luminance and the longitudinal bar thereof is luminance magnification, display visible luminance is set so that luminance magnification is within a given range.

Description

【発明の詳細な説明】 A0発明の目的 (1)産業上の利用分野 本発明は、航空機または自動車等の乗物の操縦者が前方
外界の景色を見ながら操縦する際に、その操縦者が見て
いる前方の外界の場景に種々の情報(たとえば、速度情
報、ブレーキ情報、時刻情報等)を重ねて表示するヘッ
ドアップディスプレイに関する。
Detailed Description of the Invention A0 Object of the Invention (1) Industrial Field of Application The present invention provides a method for controlling a vehicle such as an aircraft or a car while looking at the scenery in front of the outside world. The present invention relates to a head-up display that displays various information (for example, speed information, brake information, time information, etc.) superimposed on the external scene in front of the vehicle.

このようなヘッドアップディスプレイを用いれば、操縦
者は−々外界から視線をそらせて計器類を見る・必要が
なくなるので、外界から視線をそらせている間に生じる
不慮の事故を防ぐことができる。
Using such a head-up display eliminates the need for the driver to look at the instruments while averting his/her line of sight from the outside world, thereby making it possible to prevent unexpected accidents that may occur while the driver's line of sight is averted from the outside world.

(2)従来の技術 前記従来のヘッドアップディスプレイは、普通、操縦者
の視野前方にハーフミラ−またはホログラム素子等のコ
ンバイナを配置し、そのコンバイナは外界の景色から出
射した光線を操縦者の方向に透過させるとともに操縦室
内側から前記コンバイナに入射した情報表示光を操縦者
の方向に反射または回折させるように構成されている。
(2) Prior Art The conventional head-up display described above usually has a combiner such as a half mirror or a hologram element placed in front of the driver's visual field, and the combiner directs light rays emitted from the external scenery in the direction of the driver. It is configured to transmit information display light and reflect or diffract the information display light incident on the combiner from inside the cockpit toward the operator.

そして、前記情報表示光をコンバイナに入射させる情報
投光装置は、CRT、プラズマデイスプレィまたは発光
ダイオードデイスプレィ等の光学的情報表示手段とこの
光学的情報表示手段から出射した光を前記コンバイナに
入射させる光学部材とを備えている。そして、前記光学
部材は、普通レンズ系および反射鏡等から槽底されてお
り、前記情報表示光を操縦者が正面の視野の中に視認で
きるように槽底されている。
The information projecting device that makes the information display light enter the combiner includes an optical information display means such as a CRT, a plasma display, or a light emitting diode display, and the light emitted from the optical information display means and makes the light emitted from the optical information display means enter the combiner. and an optical member. The optical member is generally located at the bottom of a lens system, a reflecting mirror, etc., and is located at the bottom so that the information display light can be visually recognized by the driver in the front field of view.

(3)発明が解決しようとする課題 前述の従来のヘンドアツブデイスプレィとしては、表示
される光学的情報の輝度を一定としたものや、外界の明
るさの検出信号に応じて可変としたものがあった。この
ようなヘッドアップディスプレイを鉄道車両等に適用し
た場合、前記輝度を一定としたものでは、トンネル内走
行時や夜間走行時と昼間の地上走行時とでは車両の外界
の明るさが大きく異なるため、比較的明るい場所で見や
すい輝度であっても比較的暗い場所では明るすぎて前方
の外界を見る妨げになることがあるという問題点があっ
た。また、暗い場所で問題のない輝度とすると明るい場
所では光学的情報がほとんど視認できなくなってしまう
という問題点があった。
(3) Problems to be solved by the invention The above-mentioned conventional handheld displays have either a constant brightness of the displayed optical information or a variable one according to a detection signal of the brightness of the outside world. There was something. When such a head-up display is applied to a railway vehicle, etc., if the brightness is kept constant, the brightness of the outside world of the vehicle will differ greatly between when driving in a tunnel or at night and when driving on the ground during the day. However, even if the brightness is easy to see in a relatively bright place, it may be too bright in a relatively dark place, making it difficult to see the outside world in front of you. Another problem is that if the brightness is acceptable in a dark place, optical information becomes almost invisible in a bright place.

また、従来、輝度を可変としたものがあるにはあったが
、操縦者が前記ヘッドアップディスプレイの光学的情報
を視認する視野の背景の輝度(すなわち、背景視認輝度
)がlcd/rd程度の夜間またはトンネル内の走行時
から前記背景視認輝度が1000cd/rrr程度の昼
間の地上走行時までの広い背景視認輝度範囲に渡ってヘ
ンドアツブデイスプレィの輝度を適切に制御するように
したものは知られていない。
In addition, although there are conventional devices with variable brightness, the brightness of the background in the field of view where the pilot visually recognizes the optical information of the head-up display (i.e., the background visible brightness) is about LCD/RD. This device appropriately controls the brightness of the hand-held display over a wide range of background visible brightness, from when driving at night or in a tunnel to when driving on the ground during the day when the background visible brightness is about 1000 cd/rrr. unknown.

これは、前述のように背景視認輝度が広範囲に渡って変
化した場合、背景視認輝度の値に対して表示視認輝度(
操縦者によって視認されるヘッドアップディスプレイの
情報表示光の輝度)をどのような値に制御すれば、操縦
者が楽にまたは容易に情報表示光を視認できるかが分か
っていなかったからと老えられる。
This means that when the background visible brightness changes over a wide range as mentioned above, the display visible brightness (
This is because they did not know what value to control the brightness of the information display light of the head-up display that is visually recognized by the pilot so that the pilot could easily or easily see the information display light.

そこで、本発明者等は、背景視認輝度の広範囲に渡る種
々の値に対して複数の操縦者の視認し易い表示視認輝度
の値がどのような範囲に有るかを調査した。
Therefore, the present inventors investigated the range of display visible brightness values that are easy for a plurality of operators to see with respect to a wide variety of background visible brightness values.

そして、第5図に示すように、対数目盛りの横軸に背景
視認輝度Eをとり、対数目盛りの縦軸に(表示視認輝度
B/背景視認輝度E)として定義される輝度倍率B/E
をとって、その座標平面上に前記調査結果のデータをプ
ロットした。その結果、前記データは第5図に破線で示
す直線L0に沿って分布することが分かった。この直線
L0は、背景視認輝度がI Ft−L(Footlam
bert)すなわち3゜43 (cd/rrr)以上の
直線部分L□とI Ft−Lすなわち3.43 (cd
/rrf)以下の直線部分り。とを有している。そして
、前記直線L0上の点Q、〜Q、の座標は第1表(次頁
参照)のとおりである。
As shown in FIG. 5, the horizontal axis of the logarithmic scale is the background visible brightness E, and the vertical axis of the logarithmic scale is the brightness magnification B/E defined as (display visible brightness B/background visible brightness E).
The data of the survey results were plotted on the coordinate plane. As a result, it was found that the data were distributed along the straight line L0 shown by the broken line in FIG. This straight line L0 has a background visible luminance of I Ft-L (Footlam
bert), that is, the straight line portion L□ of 3°43 (cd/rrr) or more, and I Ft-L, that is, 3.43 (cd
/rrf) The straight line below. It has The coordinates of points Q, ~Q, on the straight line L0 are as shown in Table 1 (see next page).

第1表 また、第5図において横軸Eおよび縦軸B/Eの代わり
にそれぞれ横軸X (= (log E) +2)およ
び縦軸Y (= Clog B/E) + 1 )を用
いた場合、前記直線部分LOIは傾きが−0,333で
あり、前記直線部分り。2は傾きが−0,602である
Table 1 Also, in Figure 5, the horizontal axis X (= (log E) + 2) and the vertical axis Y (= Clog B/E) + 1) were used instead of the horizontal axis E and the vertical axis B/E, respectively. In this case, the straight line portion LOI has a slope of −0,333; 2 has a slope of -0,602.

前記調査の結果得られたデータは前記直線L0の上下に
ばらついて分布しており、視認し易い表示視認輝度の値
には各個人毎にバラツキが有り、一般に視力の弱い操縦
音程表示の輝度倍率の値が大きい傾向があることが分か
った。
The data obtained as a result of the above survey is distributed unevenly above and below the straight line L0, and the value of the display visible brightness that is easy to see varies for each individual, and the brightness magnification of the control pitch display, which is generally weak in eyesight, varies from person to person. It was found that the values tended to be large.

また、車両前部に配置された前照燈を点灯してトンネル
内または夜間の地上を走行する際の平均的背景視認輝度
1cd/nfと昼間の地上を走jテする際の平均的背景
視認輝度103cd/mとの間の広範囲な背景視認輝度
の変化に対して複数の操縦者が情報表示光を楽に(また
は容易に)視認できる前記輝度倍率の値は次の(a)に
記載された範囲にあることが分かった。
In addition, the average background visibility brightness when driving in a tunnel or on the ground at night with the headlights placed at the front of the vehicle turned on is 1 cd/nf, and the average background visibility when driving on the ground during the daytime. The value of the luminance magnification that allows multiple operators to comfortably (or easily) see the information display light over a wide range of background visibility luminance changes between 103 cd/m and 103 cd/m is described in the following (a). I found it to be within the range.

(a)背景視認輝度が(1=1000)cd/m2のと
き、対数目盛りの横軸に背景視認輝度をとり、対数目盛
りの縦軸に輝度倍率(すなわち、表示視認輝度/背景視
認輝度)をとり、横軸がlcd/m2で縦軸が7の点を
Pl、横軸がlcd/m2で縦軸が30の点をP3、横
軸が1000cd/rrfで縦軸が1の点をP 3 %
横軸が1000cd/rdで縦軸が5の点をP、とし、
前記点P1と点P3とを結ぶ直線をLls前記点P、と
点P4とを結ぶ直線をL2とした場合、前記輝度倍率の
値は直線り、と直線L2との間にある。
(a) When the background visible luminance is (1=1000) cd/m2, the background visible luminance is plotted on the horizontal axis of the logarithmic scale, and the luminance magnification (i.e., display visible luminance/background visible luminance) is plotted on the vertical axis of the logarithmic scale. The point where the horizontal axis is lcd/m2 and the vertical axis is 7 is P1, the horizontal axis is lcd/m2 and the vertical axis is 30 is P3, the horizontal axis is 1000cd/rrf and the vertical axis is 1 is P3. %
The point where the horizontal axis is 1000 cd/rd and the vertical axis is 5 is P,
If the straight line connecting the points P1 and P3 is Lls, and the straight line connecting the points P and P4 is L2, then the value of the luminance magnification is between the straight line L1 and the straight line L2.

本発明は、前述の問題点および調査の結果に鑑みてなさ
れたもので、背景視認輝度が広範囲に変化しても常に操
縦者はヘッドアップディスプレイの情報表示光を容易に
視認することができるようにすることを課題とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems and research results, and is designed to enable the pilot to always easily see the information display light of the head-up display even if the background visible brightness changes over a wide range. The challenge is to

B0発明の構成 (1)課題を解決するための手段 前記課題を解決するために、本発明のヘッドアップディ
スプレイは、表示信号出力手段から出力される表示信号
に応じた情報が前記表示信号の強度に応じた輝度で表示
される表示面を有する光学的情報表示手段と前記表示面
から出射した情報表示光を所定の方向に投光する光学部
材とを備えた情報投光装置と、 操縦者の前方に傾斜して設けられ、前方の外界の場景を
操縦者が視認できるように前記外界からの光線を前方か
ら後方に透過させるとともに、前記情報投光装置から投
光された情報表示光を操縦者が視認できる方向に反射ま
たは回折するコンバイナとを備え、前記情報表示光を所
定の表示視認輝度で前記操縦者に視認させるようにした
乗物用のヘッドアップディスプレイにおいて、前記操縦
者によって視認される情報表示光の背景の視認輝度を検
出する背景視認輝度検出手段を設け、この背景視認輝度
検出手段の検出する背景視認輝度に応じて前記表示視認
輝度を下記(a)のように調整することを特徴とする。
B0 Structure of the Invention (1) Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the head-up display of the present invention provides information corresponding to the display signal output from the display signal output means based on the intensity of the display signal. An information projector comprising: an optical information display means having a display surface that displays information at a brightness corresponding to the display surface; and an optical member that projects information display light emitted from the display surface in a predetermined direction; It is installed so as to be tilted forward, and transmits light from the outside world from the front to the rear so that the driver can see the scene in the outside world in front of him, and also controls the information display light projected from the information projection device. A head-up display for a vehicle, comprising a combiner that reflects or diffracts in a direction visible to a person, and makes the information display light visible to the operator at a predetermined display visibility brightness, the information display light being visible to the operator. A background visible brightness detection means for detecting the visible brightness of the background of the information display light is provided, and the display visible brightness is adjusted as described in (a) below in accordance with the background visible brightness detected by the background visible brightness detection means. Features.

(a)背景視認輝度が(1〜1000)cd/m2のと
き、対数目盛りの横軸に背景視認輝度をとり、対数目盛
りの縦軸に(表示視認輝度/背景視認輝度)として定義
される輝度倍率をとり、横軸が1cd/rrfで縦軸が
7の点をP1、横軸がlcd/rrfで縦軸が30の点
をPt、横軸が1000cd/nfで縦軸が1の点をP
3、横軸が1000cd/fTfで縦軸が5の点をP4
とし、前記点P1と点P、とを結ぶ直線をLl、前記点
Pgと点P4とを結ぶ直線をL2とした場合、前記輝度
倍率の値が直線L1と直線L2との間にある。
(a) When the background visible luminance is (1 to 1000) cd/m2, the background visible luminance is plotted on the horizontal axis of the logarithmic scale, and the luminance defined as (display visible luminance/background visible luminance) is plotted on the vertical axis of the logarithmic scale. Take the magnification, P1 is the point where the horizontal axis is 1cd/rrf and 7 is the vertical axis, Pt is the point where the horizontal axis is lcd/rrf and the vertical axis is 30, and 1 is the point where the horizontal axis is 1000cd/nf and the vertical axis is 1. P
3. The point where the horizontal axis is 1000cd/fTf and the vertical axis is 5 is P4
If the straight line connecting the points P1 and P is Ll, and the straight line connecting the points Pg and P4 is L2, then the value of the luminance magnification is between the straight lines L1 and L2.

(2)作 用 前述の特徴を備えた本発明のヘッドアップディスプレイ
は、背景視認輝度が(1〜1000 ) cd/rrf
のとき、前記輝度倍率の値が前記直線り、と直線L2と
の間の値にあるので、背景視認輝度がその範囲で変化し
ても常に操縦者はへラドアップデイスプレィの情報表示
光を容易に視認することができる。
(2) Effect The head-up display of the present invention having the above-mentioned features has a background visible luminance of (1 to 1000) cd/rrf.
When , the value of the brightness magnification is between the straight line L2 and the straight line L2, so even if the background visible brightness changes within that range, the pilot always uses the information display light of the rear up display. Can be easily recognized visually.

(3)実施例 以下、図面により本発明の一実施例を説明する。(3) Examples An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図において、電車1の前端部には運転室2が設置さ
れている。この運転室2には、操縦者M用の座席3の前
方に計器g14が配設されている。
In FIG. 1, a driver's cab 2 is installed at the front end of a train 1. In this driver's cab 2, an instrument g14 is arranged in front of the seat 3 for the operator M.

また、前記運転室2の前方には電車1の車体下部5と天
井6との間にコンバイナとしてのフロントガラスCが配
設されている。このフロントガラスCは前方に行くに従
って下方に傾斜するように配置されている。
Further, in front of the driver's cab 2, a windshield C as a combiner is arranged between the lower part 5 of the car body of the electric train 1 and the ceiling 6. This windshield C is arranged so as to be inclined downward as it goes forward.

前記運転室2の計器盤4には光学部材Aおよび光学的情
報表示手段としてのCRT (Cathode Ray
 Tube、陰極線管)表示管りが配設されている。
The instrument panel 4 of the driver's cab 2 includes an optical member A and a CRT (Cathode Ray) as an optical information display means.
A display tube (cathode ray tube) is installed.

このCR7表示管りの表示面は例えば512X512ド
ツトのピクセルに分割されており、各々のピクセルの輝
度をコントロールすることにより必要な情報(たとえば
、後述の第3図に示す情報)が表示される。前記光学部
材Aは、レンズ系A。
The display surface of this CR7 display tube is divided into pixels of, for example, 512×512 dots, and necessary information (for example, information shown in FIG. 3, which will be described later) is displayed by controlling the brightness of each pixel. The optical member A is a lens system A.

ミラーA2および凸レンズA1等から構成されており、
前記CR7表示管りから出射した情報表示光りを前記フ
ロントガラスCに入射させるように配置されている。そ
して、前記レンズ系A、の光透過率T□、ミラーA2の
光反射率RA3、凸レンズA、の光透過率TA3、フロ
ントガラスCの光透過率Tcおよび反射率Reの値は第
2゛ 表のとおりである。
It is composed of a mirror A2, a convex lens A1, etc.
The information display light emitted from the CR7 display tube is arranged so as to be incident on the windshield C. The values of the light transmittance T□ of the lens system A, the light reflectance RA3 of the mirror A2, the light transmittance TA3 of the convex lens A, and the light transmittance Tc and reflectance Re of the windshield C are shown in Table 2. It is as follows.

第2表 なお、前記CR7表示管りの代わりに、液晶デイスプレ
ィ、プラズマデイスプレィまたは発光ダイオードディス
プレイ等のフラットな光学的情報表示手段を採用するこ
とも可能である。
Table 2 Note that, instead of the CR7 display tube, it is also possible to employ a flat optical information display means such as a liquid crystal display, a plasma display, or a light emitting diode display.

前記フロントガラスCは前記光学部材Aから入射した情
報表示光りの一部を透過させるとともに残部を前記操縦
者Mに向けて反射させるように配置されており、また外
部の場景等から入射した外部光Jの一部を反射するとと
もに残部を前記操縦者Mに向けて透過させるように配置
されている。
The windshield C is arranged so as to transmit a part of the information display light incident from the optical member A and reflect the remaining part towards the operator M, and also transmits external light incident from an external scene etc. It is arranged so that a part of J is reflected and the rest is transmitted toward the operator M.

すなわち、この実施例のフロントガラスCはそれ自体が
コンバイナとしての機能を備えている。なお、コンバイ
ナは、フロントガラスとは別体に構成することも可能で
ある。
That is, the windshield C of this embodiment itself has a function as a combiner. Note that the combiner can also be configured separately from the windshield.

前記光学部材AおよびCR7表示管りから情報投光装置
Kが構成されており、また、前記コンバイナとして機能
するフロントガラスC1前記情報投光装置におよび後述
の表示信号出力手段U等からヘッドアップディスプレイ
H(第3図参照)が構成されている。
An information projecting device K is constituted by the optical member A and the CR7 display tube, and a head-up display is connected to the windshield C1 functioning as the combiner, the information projecting device, and the display signal output means U, which will be described later. H (see FIG. 3) is constructed.

第2図はヘッドアップディスプレイHの表示信号出力手
段Uの説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the display signal output means U of the head-up display H.

前記表示信号出力手段υは、表示情報出力手段U、と、
この表示情報出力手段UIからの入力信号に基づいて表
示信号を出力する表示信号出力回路U2と、この表示信
号出力回路U2の出力する表示信号の強度を調整してC
R7表示管りでの表示輝度を調整する輝度調整回路U、
とから構成されている。
The display signal output means υ includes a display information output means U, and
A display signal output circuit U2 that outputs a display signal based on an input signal from the display information output means UI, and a display signal output circuit U2 that adjusts the intensity of the display signal output from the display signal output circuit U2.
a brightness adjustment circuit U that adjusts the display brightness on the R7 display tube;
It is composed of.

前記表示情報出力手段U1は、ドアの開閉状態を検出す
るドア開閉センサ7、速度情報を出力する速度計8、ブ
レーキの圧力情報を出力するブレーキ圧センサ9、スケ
ジュールメモリ10.および現在時刻を出力する時計1
1等を有している。
The display information output means U1 includes a door opening/closing sensor 7 that detects the open/closed state of the door, a speedometer 8 that outputs speed information, a brake pressure sensor 9 that outputs brake pressure information, a schedule memory 10. and clock 1 that outputs the current time
1st prize.

前記スケジュールメモリ10は、到達する駅名(すなわ
ち、停車または通過駅名の全部)およびそれらの駅への
到達予定時刻を記憶しており、それらの情報を出力する
The schedule memory 10 stores names of stations to be reached (that is, all names of stations stopped or passed through) and estimated times of arrival at those stations, and outputs this information.

前記表示信号出力回路U2は、前記表示情報出力手段U
Iからの入力信号に基づいて表示データを出力する表示
情報制御部12と、前記表示データが書き込まれる表示
メモリ13とを備えている。
The display signal output circuit U2 includes the display information output means U.
It includes a display information control section 12 that outputs display data based on an input signal from I, and a display memory 13 into which the display data is written.

表示メモリ13に書き込まれた前記表示データは、CR
Tコントローラ14により発生される前記CR7表示管
りの走査に同期した読出しアドレス信号により読出され
る。表示メモリ13から読出された表示データは、並直
変換器15によりシリアルデータに変換されて表示信号
15aとして出力される。前記符号12〜15によって
前記表示信号出力回路U2が構成されている。
The display data written in the display memory 13 is CR
It is read out by a read address signal generated by the T controller 14 and synchronized with the scanning of the CR7 display tube. The display data read from the display memory 13 is converted into serial data by the parallel-to-serial converter 15 and output as a display signal 15a. The display signal output circuit U2 is constituted by the numerals 12 to 15.

前記表示信号出力回路Uzの出力する表示信号15aは
、前記輝度調整回路U、の駆動増幅器16を介して前記
CR7表示管りのカソードに供給されるように構成され
ている。
The display signal 15a output from the display signal output circuit Uz is configured to be supplied to the cathode of the CR7 display tube via the drive amplifier 16 of the brightness adjustment circuit U.

前記輝度調整回路U3は、背景視認輝度(すなわち操縦
者Mによって視認される前記コンバイナC前方の輝度)
を検出する背景視認輝度検出手段としての背景視認輝度
センサSからの入力信号に応じた輝度調整信号17aを
出力する増幅器17と、前記駆動増幅器16とから構成
されている。
The brightness adjustment circuit U3 adjusts the background visible brightness (that is, the brightness in front of the combiner C that is visually recognized by the operator M).
The driving amplifier 16 includes an amplifier 17 that outputs a brightness adjustment signal 17a according to an input signal from a background visible brightness sensor S serving as background visible brightness detection means for detecting background brightness.

前記駆動増幅器16は電圧制御可変増幅回路で構成され
ており、前記輝度調整信号17aの電圧値により増幅率
が制御される。そして、前記輝度調整信号17aの電圧
値に応じてCR7表示管りのカソード電位が変化し、輝
度が制御されるようになっている。
The drive amplifier 16 is constituted by a voltage-controlled variable amplifier circuit, and its amplification factor is controlled by the voltage value of the brightness adjustment signal 17a. The cathode potential of the CR7 display tube changes in accordance with the voltage value of the brightness adjustment signal 17a, and the brightness is controlled.

次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用につい
て説明する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above-described configuration will be explained.

第2図中左側に在る外界からフロントガラスCに向って
進んで来た外部光線Jは、一部はフロントガラスCで外
界に反射し、残部はそのままフロントガラスCを透過し
て直進し、操縦者Mの眼に至る。これにより操縦者Mは
外界の場景をそのまま視認することができる。一方、前
記情報投光装置にのCR7表示管りから出射した情報表
示光りは光学部材Aを通過してフロントガラスCに入射
する。そして、フロントガラスCに入射した情報表示光
りは、一部はフロントガラスCを透過して外界に出射さ
れるが、残部は反射して操縦者Mの眼に至る。これによ
り操縦者Mは情報表示光りを視認することができる。
External light rays J proceeding toward the windshield C from the outside world on the left side of FIG. It reaches Pilot M's eyes. This allows the operator M to visually recognize the scene in the outside world as it is. On the other hand, the information display light emitted from the CR7 display tube of the information projecting device passes through the optical member A and enters the windshield C. Part of the information display light incident on the windshield C passes through the windshield C and is emitted to the outside world, but the remaining part is reflected and reaches the eyes of the operator M. This allows the operator M to visually recognize the information display light.

第3図は表示情報の一例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of display information.

第3図において、破線で示された部分が前記操縦者が前
方を見ているときの視野Fを示しており、その視野F内
には前方の線路が見えている。
In FIG. 3, the part indicated by the broken line shows the field of view F when the driver is looking ahead, and within the field of view F, the railway ahead is visible.

そして、電車1のドアが閉じているか開いているかとい
う情報は視野範囲Fの左方下部の位置に「戸閉」または
「戸開」と表示される。また、右方下部の位置にブレー
キ用空気圧力がrookg/d」と表示される。
Information regarding whether the door of the train 1 is closed or open is displayed at the lower left position of the visual field F as "door closed" or "door open." In addition, "Brake air pressure is rook/d" is displayed at the lower right position.

また、電車1の速度情報は、目盛り付き直線lに沿って
配置された時速を表すh単位の数値列nと指針pとによ
り表示されている。
Further, the speed information of the train 1 is displayed by a numerical value string n in units of h indicating speed per hour and a pointer p arranged along a straight line l with a scale.

また、視野Fの右側上部において、円形状に配置された
曲線状のバーグラフの点灯部分(黒く塗り潰した部分)
が現在時刻から次の到達状の到達予定時刻までの残り時
間の秒単位の値を表示している。また、前記残り時間の
分単位の値は前記曲線状のバーグラフの前記円形内部に
数字で表示されている。前記秒単位の残り時間を示すバ
ーグラフの1メモリは1秒である。したがって、第3図
では次の到達状までの残り時間が2分17秒であること
を示している。
In addition, at the upper right side of the field of view F, the illuminated part of the curved bar graph arranged in a circular shape (blacked out part)
displays the remaining time in seconds from the current time to the expected arrival time of the next letter. Further, the value of the remaining time in minutes is displayed numerically inside the circle of the curved bar graph. One memory of the bar graph indicating the remaining time in units of seconds is one second. Therefore, FIG. 3 shows that the remaining time until the next letter of arrival is 2 minutes and 17 seconds.

また、この曲線状のバーグラフの下方に表示された文字
が次の到達駅名とその駅の停車または通過の区別を表示
している。そして、第3図では次の到達状に停車するこ
とを示している。
Further, the characters displayed below this curved bar graph indicate the name of the next station to be reached and whether the train stops at or passes through that station. FIG. 3 shows that the vehicle stops at the next destination.

また、第3図の表示情報は、前記衣の到達駅名の下側の
文字が次の到達状への到達予定時刻を表示している。
Furthermore, in the display information shown in FIG. 3, the letters below the arrival station name on the garment indicate the estimated time of arrival at the next arrival letter.

なお、この第3図の表示のように、次の到達状(すなわ
ち、次の停車駅および次の通過駅を含めた全部の駅)の
全てを表示する代わりに次の到達状の中で停車駅のみを
表示するようにすることも可能である。
Note that instead of displaying all of the next destination (that is, all stations including the next stop station and the next passing station) as shown in Fig. It is also possible to display only stations.

前述の表示を行う際、前記表示視認輝度を適切な値に制
御する必要があるが、この実施例では前記輝度倍率B/
Eが前記第5図の破線で示した直線L0上に在るように
制御される。すなわち、第4図に示すように、車両前方
の外部光Jの輝度をE、とし、その外部光Jがフロント
ガラスCを透過してその後方の背景視認輝度センサによ
って検出される背景視認輝度をEとし、また、CR7表
示管りの表示面に表示される光学的情報の表示輝度をB
l、前記表示面から出射して前記レンズ系A1を透過し
た後の情報表示光り情報表示光りの輝度をBZ、前記ミ
ラーA2反射後の情報表示光りの輝度を83、前記凸レ
ンズA3透過後の情報表示光りの輝度を84、前記フロ
ントガラスC反射後の情報表示光りの輝度すなわち表示
視認輝度をBとした場合に、B/Eの値すなわち輝度倍
率が前記第5図の直線L0上に在るように前記表示輝度
B1が制御される。この制御方法について、以下詳細に
説明する。
When performing the above-mentioned display, it is necessary to control the display visible brightness to an appropriate value, but in this embodiment, the brightness magnification B/
E is controlled so that it lies on the straight line L0 shown by the broken line in FIG. That is, as shown in FIG. 4, let the brightness of external light J in front of the vehicle be E, and the background visible brightness when the external light J passes through the windshield C and is detected by the background visible brightness sensor behind it is E. E, and the display brightness of optical information displayed on the display surface of the CR7 display tube is B.
l, the brightness of the information display light after being emitted from the display surface and passing through the lens system A1 is BZ, the brightness of the information display light after being reflected by the mirror A2 is 83, the information after passing through the convex lens A3; When the brightness of the display light is 84 and the brightness of the information display light after reflection from the windshield C, that is, the display visible brightness, is B, the value of B/E, that is, the brightness magnification is on the straight line L0 in FIG. 5. The display brightness B1 is controlled as follows. This control method will be explained in detail below.

第4図より、 B I  X TAI X RAt X Ta2 X 
TC=B−−−−−−−−−=(+)である。この(1
)式に前記第2表の値を代入すると、 0.25xB+   B −’−B I= 4 X B            
  ・・−・−(2)ところで、前記第5図に示すよう
に、 X = (log E) + 2       −・−
−−−−−−(3)Y = (log B / E )
 + 1〜−−−−−−−−一・−・−・−・−・−−
−−−−−(4)であり、前記直線Lo+は2≦X≦5
の範囲では次式(5)で表され、また、直線LogはO
≦X≦2の範囲では次式(6)で表される。
From Figure 4, B I X TAI X RAt X Ta2 X
TC=B------=(+). This (1
) Substituting the values in Table 2 above into the formula, 0.25xB+B-'-BI=4XB
・・・−(2) By the way, as shown in the above-mentioned FIG. 5, X = (log E) + 2 −・−
--------(3) Y = (log B/E)
+ 1~−−−−−−−−1・−・−・−・−・−−
-----(4), and the straight line Lo+ is 2≦X≦5
In the range of , it is expressed by the following equation (5), and the straight line Log is O
In the range of ≦X≦2, it is expressed by the following equation (6).

Y=−0,333X+2.666     −(5)Y
−−0,602X+3.204     ・−・−(6
)前記(3)、 (4)、 (6)式および(3)、 
(4)、 (5)式より、次式(7)および(8)が得
られる。なお、次式(7)、 (8)において、背景視
認輝度Eの値として単位(Ft−L)の値を用いた場合
には、表示視認輝度Bの値も(Ft−L)であり、背景
視認輝度Eの値として単位(cd/rrf)の値を用い
た場合には、表示視認輝度Bの値も(Cd/m2)であ
る。
Y=-0,333X+2.666-(5)Y
−−0,602X+3.204 ・−・−(6
) The above formulas (3), (4), (6) and (3),
From equations (4) and (5), the following equations (7) and (8) are obtained. In addition, in the following equations (7) and (8), when a value in the unit (Ft-L) is used as the value of the background visible brightness E, the value of the display visible brightness B is also (Ft-L), When a value in the unit (cd/rrf) is used as the value of the background visible luminance E, the value of the display visible luminance B is also (Cd/m2).

0≦X≦2すなわち10−”(Ft−L)≦E≦1(F
tL)のとき、すなわち、3.43 X 10−”(c
d/rrf)≦E≦3.43 (cd/m)のとき、 B−10E0・A&?  −・−・−・    −〜−
−・−−−−〜−−−−−・−(7)2≦X≦5すなわ
ち1 (Ft−L)≦E≦103(FtL)のとき、す
なわち、3.43 (cd/nf)≦E≦3.43 X
 103(cd/rrf)のとき、B = 10 E 
’−39s−・−−−−−−−48)前記(7)、 (
8)式および前記(2)式より、次式(9)、(10)
が得られる。
0≦X≦2, that is, 10-”(Ft-L)≦E≦1(F
tL), that is, 3.43
d/rrf)≦E≦3.43 (cd/m), B-10E0・A&? −・−・−・ −〜−
-・-- E≦3.43
When 103 (cd/rrf), B = 10 E
'-39s-----------48) (7) above, (
From equation 8) and equation (2) above, the following equations (9) and (10)
is obtained.

3、43 X 10−”(cd/m)≦E≦3.43 
(cd/m)のとき、 B+=4X10E”“” (cd/rr?) −−−−
−−−−−−−−(9)3、43 (cd#+f)≦E
≦3.43 X 10 ’ (cd/rrf)のとき、 Bl =4xl OE”””(cd/m2)   ・−
(10)前記(9)、 (10)式で定まる表示輝度B
、でCR7表示管りに情報を表示すれば、3.43 X
 10−”(cd/m2)≦E≦3.43X10″(c
d/m2)のときに、前記輝度倍率B/Eは第5図の直
線L0上に在ることになる。
3,43 X 10-” (cd/m)≦E≦3.43
(cd/m), B+=4X10E""" (cd/rr?) -----
−−−−−−−(9) 3, 43 (cd#+f)≦E
When ≦3.43 X 10' (cd/rrf), Bl = 4xl OE""" (cd/m2) ・-
(10) Display brightness B determined by formulas (9) and (10) above
, if the information is displayed on the CR7 display tube, 3.43
10-”(cd/m2)≦E≦3.43X10”(c
d/m2), the brightness magnification B/E lies on the straight line L0 in FIG.

そして、E≦3.43 X 10−”(cd/rrf)
のとき(すなわち非常に暗いとき)は前記(9)式にお
いてE=3.43 X 10−”を代入して得られるB
1の値(一定値)を用い、E≧3.43 X 10’ 
(cd/m2)のとき(すなわち非常に明るいとき)は
前記(10)式においてE=3.43xlO3を代入し
て得られるB+の値(一定値)を用いる。
And E≦3.43×10-”(cd/rrf)
(that is, when it is very dark), B obtained by substituting E=3.43
Using the value of 1 (constant value), E≧3.43 X 10'
(cd/m2) (that is, when it is very bright), the value of B+ (constant value) obtained by substituting E=3.43xlO3 in the above equation (10) is used.

前述のようにして表示輝度B+を制御すると、背景視認
輝度Eが1 (cd/m2)≦E≦103(cd/m2
)の範囲において、輝度倍率B/Eの値は、前記第5図
の直線L0上にあり、結局前記直線り。
When display brightness B+ is controlled as described above, background visible brightness E becomes 1 (cd/m2)≦E≦103 (cd/m2)
), the value of the brightness magnification B/E is on the straight line L0 in FIG. 5, and is ultimately on the straight line.

と直線L2との間の値にある。and the straight line L2.

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実
施例に限定されるものではなく 特許請求の範囲に記載
された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行う
ことが可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various design changes can be made without departing from the scope of the invention described in the claims. It is possible.

例えば、前記背景視認輝度Eが3.43X10−2(c
d/rrr) ≦E≦3.43 X 103(cd/r
rf)の範囲で前記輝度倍率を変化させて調整する代わ
りに、夜間またはトンネル内の平均的輝度である1 (
cd/m2)と昼間の平均的輝度103(cd/rrf
)との間、すなわち、1 (cd/nf)≦E≦10 
” (cd/rrr)の範囲でのみ輝度倍率を調整して
、それ以外のEの、範囲では一定値に保持するように構
成することも可能である。また、表示視認輝度Bの調整
は、前記表示信号出力手段Uの出力する表示信号の強度
を11節して行う代わりに、情報表示光りの光路の途中
に液晶パネル等の光透過量調節部材を配置して、その光
透過量UR節部材によって行うことも可能である。さら
に、表示情報として現在時刻を表示することも可能であ
り、また、本発明は電車以外の各種乗物に適用すること
が可能である。
For example, the background visible luminance E is 3.43X10-2(c
d/rrr) ≦E≦3.43
rf), instead of adjusting the brightness magnification by varying it over a range of 1 (rf), which is the average brightness at night or in a tunnel.
cd/m2) and daytime average brightness 103 (cd/rrf
), that is, 1 (cd/nf)≦E≦10
It is also possible to adjust the brightness magnification only in the range of (cd/rrr) and keep it at a constant value in the other ranges of E.Also, adjustment of the display visible brightness B is as follows: Instead of setting the intensity of the display signal outputted by the display signal output means U at 11 points, a light transmission amount adjustment member such as a liquid crystal panel is placed in the middle of the optical path of the information display light, and the light transmission amount UR is adjusted accordingly. It is also possible to perform this with a member.Furthermore, it is also possible to display the current time as display information, and the present invention can be applied to various vehicles other than trains.

C1発明の効果 前述の本発明のヘッドアップディスプレイは、背景視認
輝度が(1〜1000)cd/ytfのとき、前記輝度
倍率の値が前記直線L+ と直線り、との間の値にある
ので、背景視認輝度が広範囲に変化しても常に操縦者は
へラドアップデイスプレィの情報表示光を容易に視認す
ることができる。
C1 Effects of the Invention In the head-up display of the present invention described above, when the background visible luminance is (1 to 1000) cd/ytf, the value of the luminance magnification is between the straight line L+ and the straight line. Even if the background visible brightness changes over a wide range, the driver can always easily see the information display light on the headlight up display.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明のヘッドアップディスプレイの一実施例
が電車に設置された状態を示す図、第2図は同実施例の
表示信号出力手段の詳細説明図、第3図は表示情報の一
例の説明図、第4図は光学部材を透過または反射すると
きに光の強度が変化して操縦者による視認輝度が変化す
ることを説明するための図、第5図は背景視認輝度の変
化に対して表示情報を容易に視認できる輝度倍率の範囲
の説明図、である。 A・・・光学部材、C・・・コンバイナ(フロントガラ
ス)、D・・・光学的情報表示手段(CRT)、H・・
・ヘッドアップディスプレイ、K・・・情報投光装置、
L・・・情報表示光、M・・・操縦者、S・・・背景視
認輝度検出手段(背景視認輝度センサ)、U・・・表示
信号出力手段、
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a diagram showing an embodiment of the head-up display of the present invention installed in a train, Fig. 2 is a detailed explanatory diagram of the display signal output means of the embodiment, Figure 3 is an explanatory diagram of an example of display information, Figure 4 is a diagram to explain that the intensity of light changes when transmitted or reflected through an optical member, and the brightness perceived by the operator changes, and Figure 5. is an explanatory diagram of a range of brightness magnification that allows display information to be easily recognized with respect to changes in background visible brightness. A... Optical member, C... Combiner (windshield), D... Optical information display means (CRT), H...
・Head-up display, K... information projection device,
L...information display light, M...pilot, S...background visible brightness detection means (background visible brightness sensor), U...display signal output means,

Claims (1)

【特許請求の範囲】 表示信号出力手段から出力される表示信号に応じた情報
が前記表示信号の強度に応じた輝度で表示される表示面
を有する光学的情報表示手段と前記表示面から出射した
情報表示光を所定の方向に投光する光学部材とを備えた
情報投光装置と、操縦者の前方に傾斜して設けられ、前
方の外界の場景を操縦者が視認できるように前記外界か
らの光線を前方から後方に透過させるとともに、前記情
報投光装置から投光された情報表示光を操縦者が視認で
きる方向に反射または回折するコンバイナとを備え、前
記情報表示光を所定の表示視認輝度で前記操縦者に視認
させるようにした乗物用のヘッドアップディスプレイに
おいて、 前記操縦者によって視認される情報表示光の背景の視認
輝度を検出する背景視認輝度検出手段を設け、この背景
視認輝度検出手段の検出する背景視認輝度に応じて前記
表示視認輝度を下記(a)のように調整することを特徴
とする乗物用ヘッドアップディスプレイ。 (a)背景視認輝度が(1〜1000)cd/m^2の
とき、対数目盛りの横軸に背景視認輝度をとり、対数目
盛りの縦軸に(表示視認輝度/背景視認輝度)として定
義される輝度倍率をとり、横軸が1cd/m^2で縦軸
が7の点をP_1、横軸が1cd/m^2で縦軸が30
の点をP_2、横軸が1000cd/m^2で縦軸が1
の点をP_3、横軸が1000cd/m^2で縦軸が5
の点をP_4とし、前記点P_1と点P_3とを結ぶ直
線をL_1、前記点P_2と点P_4とを結ぶ直線をL
_2とした場合、前記輝度倍率の値が直線L_1と直線
L_2との間にある。
[Scope of Claims] An optical information display means having a display surface on which information corresponding to a display signal output from the display signal output means is displayed with a brightness corresponding to the intensity of the display signal; an information projecting device including an optical member that projects information display light in a predetermined direction; and an information projecting device that is installed to be inclined in front of the operator so that the external scene in front of the operator can be viewed from the outside world. a combiner that transmits the light beam from the front to the rear and reflects or diffracts the information display light projected from the information projection device in a direction visible to the driver, and the combiner transmits the information display light to a predetermined display visibility. In a head-up display for a vehicle that is made visible to the operator using brightness, a background visible brightness detection means for detecting the background visible brightness of the information display light that is visually recognized by the operator is provided, and the background visible brightness detection means is provided. A head-up display for a vehicle, characterized in that the display visible brightness is adjusted as described in (a) below in accordance with the background visible brightness detected by the means. (a) When the background visible luminance is (1 to 1000) cd/m^2, the background visible luminance is plotted on the horizontal axis of the logarithmic scale, and the background visible luminance is defined as (display visible luminance/background visible luminance) on the vertical axis of the logarithmic scale. The horizontal axis is 1 cd/m^2 and the vertical axis is 7, and the horizontal axis is 1 cd/m^2 and the vertical axis is 30.
The point is P_2, the horizontal axis is 1000cd/m^2, and the vertical axis is 1
The point is P_3, the horizontal axis is 1000cd/m^2, and the vertical axis is 5
The point is P_4, the straight line connecting the points P_1 and P_3 is L_1, and the straight line connecting the points P_2 and P_4 is L_4.
_2, the value of the luminance magnification is between the straight line L_1 and the straight line L_2.
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