JP2018095249A - ヘッドアップディスプレイを備えた鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドアップディスプレイを備えた運転室を備えた鉄道車両の提供。
【解決手段】ヘッドアップディスプレイを備えた運転室を備えた鉄道車両であって、ディスプレイが、画像を投影することができるプロジェクター（２１）と、プロジェクター（２１）により投影された画像を表示することができるコンバイナー（２２）と、コンバイナー（２２）及びプロジェクター（２１）のための変位システム（４４）であって、複数の調節位置間で主軸（Ａ１）に対してコンバイナー（２２）及びプロジェクター（２１）を回転させることができる変位システム（４４）とを含む鉄道車両。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイを備えた運転室を備えた鉄道車両に関する。

鉄道車両等の乗り物の運転は、主に運転者の周囲の視認性により制約される。周囲環境は、例えば信号装置、歩行者、サイクリスト、又は他の乗り物を含む。良好な視認性により、運転者は適切なタイミングで適切な決定を行うことができ、乗客が関わる衝突又は事故のリスクが制限される。

運転の目的に関して、運転者は車両のダッシュボードを定期的に調べる必要がある。このことは、運転者が、短い間進路を含む周囲環境をもはや見ていないことを意味する。

この欠点を改善するために、ヘッドアップディスプレイを車両のダッシュボードに統合することができる。このようなディスプレイにより、通常ダッシュボードに表示される情報を、彼の外部環境に重ね合わせることによって運転者の視野内に投影することが可能となる。運転者は、もはや短い間でさえ、ダッシュボードを調べるために外部環境から目を離す必要がない。

しかし、係るディスプレイは、あらゆる運転手のモルフォロジーに適合するものではない。種々のモルフォロジーの運転者による係るディスプレイの使用は、したがって最適ではない。

したがって、種々のモルフォロジーの複数の運転者に適したヘッドアップディスプレイに対する必要がある。

そのために、本発明の目的は、ヘッドアップディスプレイを備えた運転室を備えた鉄道車両であって、ヘッドアップディスプレイが：
‐画像を投影することができるプロジェクターと、
‐プロジェクターにより投影された画像を表示することができるコンバイナーと、
‐コンバイナー及びプロジェクターを移動させるシステムであって、変位システムが、コンバイナー及びプロジェクターを、複数の調節位置間で主軸に対して回転させることができるシステムと
を含む、鉄道車両である。

本発明の他の有利な側面によれば、車両は、以下の特徴の１つ又はそれより多くを、別個に又は任意の技術的に実行可能な組み合わせで含む：
‐変位システムは、コンバイナーがディスプレイ内の画定された内部空間に格納される格納位置と、コンバイナーが内部空間の外部に展開される伸長位置との間で主軸に対してコンバイナーを旋回させることができ、コンバイナーの展開位置は、複数の調節位置のうちの１つに対応し；
‐変位システムは、第一のアクチュエーターと、コンバイナーに固定されたアームとを含み、第一のアクチュエーターは、格納位置と展開位置との間で主軸の周りでコンバイナーを旋回させるために、主軸の周りでアームを回転させるように設計されており；
‐調節位置のうちの１つは基準位置であり、変位システムは基準位置の各側において同じ角度差で主軸に沿ってコンバイナー及びプロジェクターを回転させることができ；
‐基準位置と、基準位置とは区別される調節位置との最大角度差は、プラス又はマイナス５度であり；
‐基準位置は、コンバイナーの中心がモデル運転者の未変形視野の中心にある位置であり；
‐変位システムは第二のアクチュエーターを含み、第二のアクチュエーターは、複数の調節位置間で主軸の周りでプロジェクター及びコンバイナーを回転させることができ；
‐第一のアクチュエーター及び第二のアクチュエーターは１つの同じアクチュエーターであり；
‐ディスプレイは車両の運転者からの命令を受信するように適合されたユーザーインターフェースを含み、変位システムは、ユーザーインターフェースにより受信された命令にしたがって作動し；
‐主軸はプロジェクターを横切る横方向軸である。

本発明の他の特徴及び利点は、単に例として図面を参照して与えられる本発明の実施態様の以下の記載を読んだ際に明らかとなるであろう。

図１は、車両の運転室の概略斜視図を示す。 図２は、本発明の１つの実施態様によるコンバイナーを含むディスプレイの概略斜視図を示す。 図３は、コンバイナーが格納位置にある場合の図２のディスプレイの概略部分側面図を示す。 図４は、コンバイナーが伸長位置にある場合の図２のディスプレイの別の概略部分側面図を示す。 図５は、ディスプレイが車両の運転室に配置された際の、ディスプレイが複数の調節位置内で移動可能である場合の図３のディスプレイの概略側面図を示す。

車両１１を運転するための運転室１０が図１に示される。

車両１１は、例えばトラム、列車、又はトラム列車等の鉄道車両である。

本明細書の残りにおいて、用語「前」及び「後ろ」は、車両１１の移動の方向に関して規定される。

用語「長手方向」は、車両１１が移動する方向、すなわち、鉄道車両の場合、車両が移動するレールが伸びる方向に対して規定される。用語「横方向」は、水平面において長手方向に対して実質的に垂直な方向、すなわちレールが互いに離間した方向に対して規定される。長手方向及び横方向に対して垂直な方向は、「垂直方向」と呼ばれる。

用語「上」及び「下」は、車両１１の垂直方向に対して規定され、「底部」は、「頂部」より車両１１が移動するレールに対して相対的に近い。用語「上側」及び「下側」は、それぞれ用語「高」及び「低」と同様に理解される。

運転室１０は、長手方向軸Ｘ‐Ｘ’に沿った長手方向、横方向軸Ｙ‐Ｙ’に沿った横方向、及び垂直軸Ｚ‐Ｚ’に沿った垂直方向に延在する。係る長手方向Ｘ‐Ｘ’、横方向Ｙ‐Ｙ’、及び垂直方向Ｚ‐Ｚ’軸は図１に示される。

運転室１０は、フロントガラス１２、ダッシュボード１４、運転者位置１６、及びヘッドアップディスプレイ１８を備える。

運転者位置１６は、車両１１を運転する間、車両１１の運転者が座ることができるシート１９を含む。

例えばモデル運転者の寸法及び運転室１０内でのモデル運転者の運転姿勢を含むモデル運転者Ｍが与えられる。

モデル運転者Ｍは人間のテンプレートを表す。係るテンプレートは、例えば機械標準ＮＦ ＥＮ８９４‐４バージョン２０１０に基づく。

モデル運転者Ｍは、例えば男性集団の５０パーセンタイル、すなわち平均サイズの男性を表す。係る男性のサイズは、機械標準ＮＦ ＥＮ８９４‐４バージョン２０１０によれば、１７４９ｍｍである。

代わりに、モデル運転者Ｍは、女性集団の５パーセンタイル、すなわち小さい女性を表す。係る女性のサイズは、機械標準ＮＦ ＥＮ８９４‐４バージョン２０１０によれば、１５６０ｍｍである。

代わりに、モデル運転者Ｍは、男性集団の９５パーセンタイル、すなわち長身男性を表す。係る男性のサイズは、機械標準ＮＦ ＥＮ８９４‐４バージョン２０１０によれば、１９１１ｍｍである。

モデル運転者Ｍの運転姿勢は、例えば以下の要素により規定される：
‐運転者位置１６の背もたれは、垂直に対して５°〜１０°後方に倒され、
‐運転者のモデルの背中は背もたれと接触しており、
‐シートサスペンションは平均値であり、
‐モデル運転者は車両１１を制御することができる。

ヘッドアップディスプレイ１８は、運転室１０内に配置される。好ましくは、ヘッドアップディスプレイ１８は、運転室１０のダッシュボード１４に配置される。

ヘッドアップディスプレイ１８は、コンピュータ２０、プロジェクター２１、及びコンバイナー２２を含む。

コンピュータ２０は、画像又はビデオシーケンスを生成することができる。コンピュータ２０により生成された画像は、例えば車両速度表示１１、車両１１のエネルギー消費、車両１１の牽引若しくは制動のレベルに関する推奨、車両１１のある構成要素の異常に関する警報、変更の切り替えに対する表示、既定のタイムテーブルに対する車両の前進若しくは遅れ、達成されるべき操作若しくは連結に関する表示、又は車両１１により横断される特定の位置に関する表示に関する。

プロジェクター２１は、コンピュータ２０により生成された画像を、運転者の視野内に投影することができる光学システムである。

プロジェクター２１は、コンバイナー２２と運転者位置１６との間で長手方向軸Ｘ‐Ｘ’に沿って配置される。

コンバイナー２２は、通常「コンバイナー」と呼ばれる。

コンバイナー２２は、好ましくはコンバイナー２２の凹面が運転者位置１６に面するような屈曲の角度にて屈曲している。

変形例において、コンバイナー２２は平坦である。

「高さ」とも呼ばれる垂直方向Ｚ‐Ｚ’におけるコンバイナー２２の寸法は、例えば６０ｍｍ以上である。「長さ」とも呼ばれる横方向軸Ｙ‐Ｙ’に沿ったコンバイナー２２の寸法は、例えば１５０ｍｍ以上である。

コンバイナー２２は、例えば半透明のコンバイナーである。

ディスプレイ１８の特定の実施態様の例は、図２〜５に示される。

ディスプレイ１８は、上記に列記された特徴に加えて以下の特徴を含む。

ディスプレイ１８は、コンバイナー２２を収容する内部空間４０を含む。

変形例において、内部空間４０は、ディスプレイ１８のプロジェクター２１の内部空間である。

ディスプレイ１８は、コンバイナー２２及びユーザーインターフェース４５を変位させるシステム４４をさらに含む。

変位システム４４は、第一の機構４６及び第二の機構４８を含む。

第一の機構４６は、図３に見られる、コンバイナー２２がディスプレイ１８の内部空間４０に格納される格納位置と、図４に見られる、コンバイナー２２がプロジェクター２１の外部に展開される展開位置との間で主軸Ａ１に対してコンバイナー２２を回転させることができる。格納位置は、コンバイナー２２がディスプレイ１８の内部空間４０内に完全に収容される位置である。展開位置は、コンバイナー２２がディスプレイ１８の内部空間４０の外部に完全に位置する位置である。

第一の機構４６は、第一のアクチュエーター５０と、コンバイナー２２と一体化したアーム５２とを含む。

第一のアクチュエーター５０は、例えば電気モーターである。

第一のアクチュエーター５０は、格納位置と展開位置との間で主軸Ａ１の周りでコンバイナー２２を旋回させるために、主軸Ａ１の周りでアーム５２を旋回させるように設計される。

第二の機構４８は、第二のアクチュエーター５４を含む。

第二のアクチュエーター５４は、例えば電気モーターである。

第二のアクチュエーター５４は、例えばアーム５２を介して複数の調節位置間で主軸Ａ１の周りで組立品５６を回転させるように設計される。組立品５６は、少なくともプロジェクター２１と、ディスプレイ１８のコンバイナー２２とを含む。変形例において、組立品５６はディスプレイ１８の全体を含む。

第二の機構４８は、例えば１つ又はそれより多くの要素により実装され、各要素は、接続ロッドの結合された組、ホイール及びウォームギアの組み合わせ、カム、鉄道システム、少なくとも１つの鎖と少なくとも１つのピニオンとを含む組立品、及び少なくとも１つのプーリと少なくとも１つのベルトとを含む組立品からなる群から選択される。

代わりに、第二のアクチュエーター５４及び第一のアクチュエーター５０は結合される。すなわち、第二のアクチュエーター５４及び第一のアクチュエーター５０は、単一のアクチュエーターを形成する。

図５において見ることができるように、コンバイナー２２が展開位置にある際、第二のアクチュエーター５４は、複数の調節位置間で主軸Ａ１の周りで組立品５６を回転させることができる。

調節位置のうちの１つは基準位置である。具体的には、基準位置は、コンバイナー２２の中心がモデル運転者Ｍの未変形視野の中心に実質的に位置する調節位置として規定される。モデル運転者Ｍの未変形視野は、基本画像、すなわち前記画像がプロジェクター２１によりコンバイナー２２に投影される前の画像と比較して、（モデル運転者Ｍの視野内の）プレート２２上にプロジェクター２１により投影された画像の各部分に空間的に均質な変形が適用された際のモデル運転者Ｍの視野に対応する。係る変形は、例えばプロジェクター２１のオプティクスにより導入された収差に起因する。係る基準位置において、コンバイナー２２は、有利には、彼の運転姿勢におけるモデル運転者Ｍの視界の方向に対して垂直な面に配置される。

図５において見ることができるように、第二のアクチュエーター５４は、少なくともプロジェクター２１及びコンバイナー２２を含む組立品５６を、基準位置の各側について同じ角度差で主軸Ａ１の周りで回転させることができる。

基準位置と、基準位置とは区別される調節位置との間の最大角度差は、基準回転方向においてプラス又はマイナス５度である。基準回転方向は、例えば時計回りの方向である。係る角度偏差は、運転者によるコンバイナー２２の位置の調節を可能にする。

変形例として、係る角度差はプラス若しくはマイナス６度、又はプラス若しくはマイナス４度である。

主軸Ａ１は横方向軸である。主軸Ａ１は、例えばプロジェクター２１を横断する。このことは、特に、プロジェクター２１が、その移動にも関わらず、調節位置における運転者の視認性を損なわないことを確実にする。

加えて、プロジェクター２１及びコンバイナー２２のジョイント旋回により、プロジェクター２１の投影軸とコンバイナー２２との間の固定された角度を維持することが可能となる。その角度は予め設定された角度に等しい。したがって、投影された画像は、コンバイナーの調節により不均質に変形されない。

（図２に示される）ユーザーインターフェース４５は、車両１１の運転者からの命令を受信することができる。その又は各アクチュエーター５０、５４は、ユーザーインターフェース４５により受信された命令にしたがって作動する。

ユーザーインターフェース４５は、例えばジョイスティック、制御レバー又は押しボタンである。

代わりに、第一のアクチュエーター５０は、車両１１が起動する際に、コンバイナー２２を展開位置に移動させるために自動的に作動する。

代わりに、又は加えて、コンバイナー２２が格納位置から展開位置に移動する際、コンバイナー２２は基準位置に自動的に配置される。

代わりに、コンバイナー２２は、ユーザーインターフェース４５により制御された最後の調節位置にしたがって自動的に配置される。

代わりに、又は加えて、第一のアクチュエーター５０は、コンバイナー２２を格納位置に移動させるために、運転者が運転室１０から離れる際に自動的に作動する。

図２〜５のディスプレイ１８の動作の例が記載される。

初めに、ディスプレイ１８のコンバイナー２２は、コンバイナー２２を保護する格納位置にある。組立品５６は、例えば垂直方向軸Ｚ‐Ｚ’にしたがうコンバイナー２２の最上端が、運転者位置１６から長手方向Ｘ‐Ｘ‘において最も遠い位置に配置される。「長身運転者」位置と呼ばれる係る位置は、長身の運転者、例えば男性集団の９５パーセンタイルに特に適している。

車両１１の運転者は、コンバイナー２２を展開位置に移動させるように、ユーザーインターフェース４５を介して命令を送信する。

代わりに、命令は自動的に送信されることができる。

第一の機構４６は、次いでコンバイナー２２を展開位置に移動させる。

第二の機構４８は、組立品５６を基準位置に移動させる。

次いで、運転者は少なくともコンバイナー２２とプロジェクター２１とを含む組立品５６を調節位置に移動させるように、ユーザーインターフェース４５を介して新たな命令を送信する。

第二の機構４８は、次いで組立品５６を選択された調節位置に移動させる。

運転者は、したがって投影された情報の調節され、不均質に変形されていないビジョンを有する。

ディスプレイ１８がもはや用いられない場合、運転者は、コンバイナー２２を格納位置に移動させるように、ユーザーインターフェース４５を介して新たな命令を送信する。

代わりに、命令は、運転者が運転室１０を離れる際に自動的に送信される。

組立品５６は、次いでいわゆる長身運転者位置に置かれ、次いでコンバイナーは前記コンバイナー２２の格納位置に移動される。

したがって、図２〜５に示されるディスプレイ１８の第一の機構４６は、コンバイナー２２が用いられない場合に、コンバイナー２２をプロジェクター２１内に戻すことにより、コンバイナー２２を保護する。

ディスプレイ１８の第二の機構４８により、広範な運転者の必要性に合致するようにディスプレイ１８の設定を調節することが可能となる。特に、第二の機構４８により、ディスプレイ１８の角度位置を調節することによって、運転者の視野内に投影された画像の高さを調節することが可能となる。

加えて、プロジェクター２１の位置は、コンバイナー２２に対して固定されて保持され、それにより良好な画像品質が維持されることが可能となる。

したがって、このようなディスプレイ１８は、種々のモルフォロジーの複数の運転者に適すると考えられる。

Claims (10)

1. ヘッドアップディスプレイ（１８）を備えた運転室（１０）を備えた鉄道車両（１１）であって、前記ディスプレイ（１８）が：
   ‐画像を投影することができるプロジェクター（２１）と、
   ‐前記プロジェクター（２１）により投影された画像を表示することができるコンバイナー（２２）と、
   ‐前記コンバイナー（２２）及び前記プロジェクター（２１）のための変位システム（４４）であって、前記コンバイナー（２２）及び前記プロジェクター（２１）を、複数の調節位置間で主軸（Ａ１）に対して回転させることができる変位システム（４４）と
   を含む、車両（１１）。
2. 前記変位システム（４４）は、前記コンバイナー（２２）が前記ディスプレイ（１８）内に確定された内部空間（４０）に格納される格納位置と、前記コンバイナー（２２）が前記内部空間（４０）の外部に展開される展開位置との間で主軸（Ａ１）に対して前記コンバイナー（２２）を旋回させることができ、前記コンバイナー（２２）の前記展開位置は、前記複数の調節位置のうちの１つに対応する、請求項１に記載の車両（１１）。
3. 前記変位システム（４４）が、第一のアクチュエーター（５０）と、前記コンバイナー（２２）と一体化したアーム（５２）とを含み、前記第一のアクチュエーター（５０）が、前記格納位置と前記展開位置との間で前記主軸（Ａ１）の周りで前記コンバイナー（２２）を旋回させるために、前記主軸（Ａ１）の周りで前記アーム（５２）を旋回させるように設計された、請求項２に記載の車両（１１）。
4. 前記調節位置のうちの１つが基準位置であり、前記変位システム（４４）が、前記基準位置の各側において同じ角度差で前記主軸（Ａ１）に沿って前記コンバイナー（２２）及び前記プロジェクター（２１）を回転させるように設計された、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両（１１）。
5. 前記基準位置と、前記基準位置とは区別される調節位置との最大角度差が、プラス又はマイナス５度である、請求項４に記載の車両（１１）。
6. 前記基準位置が、前記コンバイナー（２２）の中心がモデル運転者の未変形視野の中心にある位置である、請求項４又は５に記載の車両（１１）。
7. 前記変位システム（４４）が第二のアクチュエーター（５４）を含み、前記第二のアクチュエーター（５４）は、前記複数の調節位置間で前記主軸（Ａ１）の周りで前記プロジェクター（２１）及び前記コンバイナー（２２）を回転させることができる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両（１１）。
8. 前記第一のアクチュエーター（５０）及び前記第二のアクチュエーター（５４）が、同じ唯一のアクチュエーターである、請求項３及び７に記載の車両（１１）。
9. 前記ディスプレイ（１８）が、前記車両（１１）の運転者からの命令を受信することができるユーザーインターフェース（４５）を含み、前記変位システム（４４）が、前記ユーザーインターフェース（４５）により受信された命令にしたがって動作する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両（１１）。
10. 前記主軸（Ａ１）が、前記プロジェクター（２１）を通過する横方向軸である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両（１１）。

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