JP2520716Y2 - Head-up display - Google Patents

Head-up display

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JP2520716Y2
JP2520716Y2 JP1990108064U JP10806490U JP2520716Y2 JP 2520716 Y2 JP2520716 Y2 JP 2520716Y2 JP 1990108064 U JP1990108064 U JP 1990108064U JP 10806490 U JP10806490 U JP 10806490U JP 2520716 Y2 JP2520716 Y2 JP 2520716Y2
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windshield
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cylindrical
optical member
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英文 斎藤
茂伸 松本
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Nippon Sharyo Ltd
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Shimadzu Corp
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【考案の詳細な説明】 A.考案の目的 1)産業上の利用分野 本考案は、鉄道車両の操縦者が前方外界の情景を見な
がら操縦する際に、その操縦者が見ている前方の外界の
情景に種々の情報(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] A. Purpose of the Invention 1) Field of Industrial Use The present invention is applied to the front of the front of the railway vehicle when the operator of the railway vehicle is maneuvering while looking at the scene in front of the outside world. The present invention relates to a head-up display that superimposes various information (for example, speed information, brake information, time information, etc.) on the external scene.

このようなヘッドアップディスプレイを用いれば、操
縦者は一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。
The use of such a head-up display eliminates the need for the driver to look away at the instruments from the outside world one by one, thereby preventing an accident that may occur while the driver is looking away 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ー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情景から
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。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、プラズマディスプレイまたは発
光ダイオードディスプレイ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構成され
ており、前記情報表示光を操縦者が正面の視野の中に視
認できるように構成されている。
2) Prior art In the conventional head-up display, a combiner such as a half mirror or a hologram element is usually arranged in front of a driver's field of view, and the combiner transmits light emitted from an external scene in the direction of the pilot. The information display light incident on the combiner from the cockpit side is reflected or diffracted in the direction of the pilot. An information projection device for causing the information display light to enter the combiner includes an optical information display unit such as a CRT, a plasma display, or a light emitting diode display, and an optical system for causing light emitted from the optical information display unit to enter the combiner. And a member. The optical member is usually composed of a lens system, a reflecting mirror, etc., so that the operator can visually recognize the information display light in the front visual field.

3)考案が解決しようとする課題 ところで、鉄道車両に使用されるヘッドアップディス
プレイは、航空機用のヘッドアップディスプレイに比較
して、表示精度は粗くてもよいが、簡素な構成や装置デ
ザイン(ヘッドアップディスプレイの構成要素と、それ
以外の各種装置の構成要素との位置関係の設計)が要求
される場合がある。このため、前記鉄道車両等で使用さ
れるヘッドアップディスプレイでは航空機で使用される
コンバイナを省略して、フロントガラス自体がコンバイ
ナとして利用される場合がある。
3) Problems to be Solved by the Invention By the way, a head-up display used in a railway vehicle may have a rougher display accuracy than a head-up display for an aircraft, but has a simple structure and device design (head). In some cases, the design of the positional relationship between the components of the up-display and the components of various other devices) is required. For this reason, in the head-up display used in the railway vehicle or the like, the combiner used in the aircraft may be omitted and the windshield itself may be used as the combiner.

そこで、本考案者は前記フロントガラス自体をコンバ
イナとして利用した鉄道車両用のヘッドアップディスプ
レイを試作してみた。その試作品のヘッドアップディス
プレイの設計において、フロントガラスを平板と見な
し、表示面で表示された情報がレンズ、ミラー等の光学
部材によりフロントガラスの前方に虚像として表示され
るように前記光学部材を設計した。
Therefore, the present inventor made a prototype of a head-up display for a railway vehicle using the windshield itself as a combiner. In designing the head-up display of the prototype, the windshield is regarded as a flat plate, and the optical member is arranged so that the information displayed on the display surface is displayed as a virtual image in front of the windshield by an optical member such as a lens and a mirror. Designed

ところが、その試作品のヘッドアップディスプレイで
は、非常に目が疲れることが分かった。その原因は検討
の結果次の理由によるものと分かった。すなわち、鉄道
車両のフロントガラスは車体の一部を構成することか
ら、車体全体の形状に合わせたデザインとすることが行
われる。このデザイン上の関係からフロントガラスは平
面ではなく曲率の小さな曲面に形成されており、多くの
場合、縦方向(上下方向)と横方向(左右方向)とで曲
率が異なる曲面(すなわち、縦方向と横方向とで光学的
なパワーが異なる形状)に形成されている。その曲面形
状は鉄道車両の種類によって異なるが、軸が略鉛直また
は水平な曲率の小さな円筒面やそれらに近似する曲面が
多い。ヘッドアップディスプレイの表示面で表示された
情報は、凸レンズ、ミラー等の光学部材を透過して、前
記小さな曲率の略円筒状のフロントガラス内面の円筒状
凹面で反射してから運転手の目に至る。このため、運転
手により視認される表示情報は歪んで見えることにな
る。たとえば、前記フロントガラスで反射した視認され
る表示情報は、前記フロントガラスの円筒凹面(シリン
ドリカル凹面)の軸が略鉛直な場合(横方向に光学的な
パワーを有す場合)、運転手の左右の目には前記表示面
の情報表示光が前記シリンドリカル凹面で反射するとき
に光軸に近付く方向に曲げられ、見た目には左右に離れ
た位置に虚像が現れる場合が生じる。このようなフロン
トガラスが有する小さな曲率による表示情報の歪みが目
の疲れる原因であることが分かった。
However, I found that the prototype head-up display was very tiring for my eyes. As a result of examination, the cause was found to be as follows. That is, since the windshield of the railway vehicle constitutes a part of the vehicle body, the windshield of the railway vehicle is designed according to the shape of the entire vehicle body. Due to this design relationship, the windshield is not a flat surface but a curved surface with a small curvature, and in many cases, the curved surface with different curvatures in the vertical direction (vertical direction) and the horizontal direction (horizontal direction) (that is, the vertical direction). And a lateral direction have different optical powers). The shape of the curved surface differs depending on the type of railway vehicle, but there are many cylindrical surfaces with a substantially vertical or horizontal axis with a small curvature or curved surfaces similar to those. The information displayed on the display surface of the head-up display is transmitted through an optical member such as a convex lens and a mirror, and then reflected on the cylindrical concave surface of the inner surface of the substantially cylindrical windshield having the small curvature, and then the driver's eyes. Reach Therefore, the display information visually recognized by the driver appears distorted. For example, when the axis of the cylindrical concave surface (cylindrical concave surface) of the windshield is substantially vertical (when there is optical power in the lateral direction), the visible display information reflected by the windshield is left and right of the driver. When the information display light on the display surface is reflected by the cylindrical concave surface, the light is bent in a direction approaching the optical axis, and a virtual image may appear at positions distant from each other to the left and right. It has been found that the distortion of display information due to the small curvature of the windshield causes eye strain.

前述の事情に鑑み、本考案者は、先に、縦方向および
横方向の曲率が異なるフロントガラスをコンバイナとし
て利用した鉄道車両用のヘッドアップディスプレイにお
いて、前記フロントガラス反射面の縦方向および横方向
の光学的なパワーの差を補償するシリンドリカル光学部
材を配設することにより、表示された情報を楽に視認で
きるようにした発明を特許出願(特眼平2−112809号)
した。
In view of the above-mentioned circumstances, the present inventor has previously made a head-up display for a railway vehicle using a windshield having different vertical and horizontal curvatures as a combiner, in the vertical and horizontal directions of the windshield reflecting surface. Patent application for an invention that facilitates visually recognizing displayed information by arranging a cylindrical optical member for compensating for the difference in optical power of (Japanese Patent No. 2-112809)
did.

前記特願平2−112809号の発明において、前記フロン
トガラスのシリンドリカル凹面(反射面)で生じる表示
情報の歪みを前記シリンドリカル光学部材で補償するた
めには、シリンドリカル光学部材を次のように配置する
必要がある。すなわち、表示情報の光路中において、シ
リンドリカル光学部材の母線に沿う情報表示光は、フロ
ントガラスのシリンドリカル凹面の母線に沿う必要があ
る。
In the invention of Japanese Patent Application No. 2-112809, in order to compensate the distortion of the display information generated on the cylindrical concave surface (reflection surface) of the windshield with the cylindrical optical member, the cylindrical optical member is arranged as follows. There is a need. That is, in the optical path of the display information, the information display light along the generatrix of the cylindrical optical member needs to follow the generatrix of the cylindrical concave surface of the windshield.

この必要性を満たすようにシリンドリカル光学部材の
配置を設計することは理論的には可能であるが実際には
非常に難しい。
Although it is theoretically possible to design the arrangement of the cylindrical optical members so as to meet this need, it is extremely difficult in practice.

すなわち、たとえば鉄道車両等のフロントガラスとし
ては、その反射面が横方向にのみ光学的パワーを有する
ように設計されているものが多い。この場合、フロント
ガラスの左右方向中央部が一番前側に突出しているが、
その左右端は後方位置にある。そして、運転席は車両の
左右方向中央部には配置されておらず、左右方向のいず
れかに片寄った位置に配置されている。たとえば運転席
が車体の左側に片よって配置されている場合、運転席の
前方のフロントガラスは右側部分(中央寄りの部分)の
方が左側部分よりも前方に突出して配置されている。こ
の場合、運転席前方にヘッドアップディスプレイの表示
を行うためには、運転席正面のフロントガラスに、正面
よりも中央寄りの位置から情報表示光を投光する必要が
ある。また、フロントガラスは後方に傾斜して配置され
ているので、運転席前方にヘッドアップディスプレイの
表示を行うためには、運転席正面のフロントガラスに、
正面よりも下側寄りの位置から情報表示光を投光する必
要がある。
That is, for example, many windshields of railway vehicles are designed such that the reflection surface thereof has optical power only in the lateral direction. In this case, the center part of the windshield in the left-right direction protrudes to the front side,
The left and right ends are in the rear position. The driver's seat is not arranged at the center of the vehicle in the left-right direction, but is arranged at a position offset to either the left-right direction. For example, when the driver's seat is arranged on the left side of the vehicle body, the front windshield in front of the driver's seat is arranged so that the right side portion (a portion near the center) projects further forward than the left side portion. In this case, in order to display the head-up display in front of the driver's seat, it is necessary to project the information display light on the windshield in front of the driver's seat from a position closer to the center than the front. Also, since the windshield is inclined rearward, in order to display the head-up display in front of the driver's seat, the front windshield in front of the driver's seat must be
It is necessary to project the information display light from a position closer to the lower side than the front.

このような場合、フロントガラスのシリンドリカルな
反射面の母線は後方に傾斜しており、この反射面に対し
て運転席の正面より中央寄り且つ下方の位置からヘッド
アップディスプレイで情報表示光を投光することにな
る。この場合、前述のようにシリンドリカル光学部材の
母線に沿う情報表示光が、フロントガラスのシリンドリ
カル凹面の母線に沿うように、シリンドリカル光学部材
を配置することは次の理由から非常に困難である。すな
わち、 (1)フロントガラスを車体に取り付ける際の取り付け
誤差により、フロントガラスのシリンドリカルな反射面
の母線の方向は設計値からずれている。
In such a case, the generatrix of the cylindrical reflective surface of the windshield is inclined rearward, and information display light is projected from the head-up display from a position closer to the center and lower than the front of the driver's seat with respect to this reflective surface. Will be done. In this case, it is very difficult to arrange the cylindrical optical member so that the information display light along the generatrix of the cylindrical optical member follows the generatrix of the cylindrical concave surface of the windshield as described above for the following reason. That is, (1) the direction of the generatrix of the cylindrical reflecting surface of the windshield deviates from the design value due to an attachment error when attaching the windshield to the vehicle body.

(2)フロントガラスの製作時にそのシリンドリカルな
反射面の曲率半径に誤差が生じている。
(2) There is an error in the radius of curvature of the cylindrical reflecting surface when the windshield is manufactured.

以上の理由から、フロントガラスの反射凹面によって
生じる情報表示光の歪みを補償するシリンドリカル光学
部材の配置は、実際に鉄道車両に搭載する際に、前記歪
みをできるだけ少なくする位置に調整するのが実際的で
ある。
For the above reasons, the arrangement of the cylindrical optical member for compensating for the distortion of the information display light caused by the reflection concave surface of the windshield is actually adjusted to a position where the distortion is minimized when actually mounted on the railway vehicle. Target.

本考案は、前述の事情に鑑み、フロントガラスの反射
面で生じる表示情報の歪みを補償するシリンドリカル光
学部材を備えたヘッドアップディスプレイであって、前
記歪みを補償するシリンドリカル光学部材の性能を充分
引き出せるようにすることを課題とする。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention is a head-up display equipped with a cylindrical optical member that compensates for distortion of display information that occurs on the reflection surface of the windshield, and can sufficiently bring out the performance of the cylindrical optical member that compensates for the distortion. The task is to do so.

B.考案の構成 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、本考案の鉄道車両用のヘ
ッドアップディスプレイは、情報が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、前方の外界の情景
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す
るコンバイナの機能を有するフロントガラスとを備えた
鉄道車両用のヘッドアップディスプレイにおいて、 前記情報表示光を反射するフロントガラスの反射面は
縦方向および横方向で光学的なパワーが異なるように構
成され、前記光学部材は、前記フロントガラス反射面の
縦方向および横方向の光学的なパワーの差を補償するシ
リンドリカル光学部材を有し、前記シリンドリカル光学
部材はその光軸回りに位置調整可能に配設されたことを
特徴とする。
B. Configuration of the Invention 1) Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a head-up display for a railway vehicle according to the present invention includes an optical information display unit having a display surface for displaying information and the above-mentioned optical information display unit. An information projector equipped with an optical member for projecting information display light emitted from a display surface in a predetermined direction, and is provided inclining in front of the operator so that the operator can visually recognize the outside scene in front. And a windshield having the function of a combiner that transmits the light rays from the outside from the front to the rear and reflects the information display light projected from the information projection device in a direction visible to the operator. In a head-up display for a vehicle, a reflection surface of a windshield that reflects the information display light is configured to have different optical powers in a vertical direction and a horizontal direction. A cylindrical optical member for compensating for a difference in optical power between the vertical direction and the horizontal direction of the windshield reflecting surface, the cylindrical optical member being disposed so that its position can be adjusted around its optical axis. And

前記シリンドリカル光学部材としては、シリンドリカ
ルミラー、またはシリンドリカルレンズ等を用いること
ができる。
As the cylindrical optical member, a cylindrical mirror or a cylindrical lens can be used.

2)作用 前述の特徴を備えた本考案のヘッドアップディスプレ
イでは、縦方向(上下方向)および横方向(左右方向)
の屈折率が異なるように構成されたフロントガラスによ
って生じる表示情報の歪みは、前記フロントガラスの上
下方向および左右方向の屈折率の差を補償するように、
前記シリンドリカル光学部材を配置することにより補償
される。
2) Action In the head-up display of the present invention having the above-mentioned characteristics, the vertical direction (vertical direction) and the horizontal direction (horizontal direction)
Distortion of display information caused by a windshield configured to have a different refractive index, so as to compensate for the difference in the vertical direction and the horizontal direction of the windshield,
It is compensated by arranging the cylindrical optical member.

その際、前記シリンドリカル光学部材はその光軸回り
に位置調整可能に配設されているので、フロントガラス
の反射凹面によって生じる情報表示光の歪みを補償する
シリンドリカル光学部材の配置は、実際に鉄道車両に搭
載する際に、前記歪みをできるだけ少なくする位置に調
整することができる。
At this time, since the cylindrical optical member is arranged so that its position can be adjusted around its optical axis, the arrangement of the cylindrical optical member for compensating for the distortion of the information display light caused by the reflection concave surface of the windshield is actually a railway vehicle. When it is mounted on, the position can be adjusted to a position where the distortion is minimized.

3)実施例 以下、図面により本考案の第1実施例を説明する。3) Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1,2図において、鉄道車両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、左右方向の中央
部よりも左寄りの位置に操縦者M用の座席3が配設さ
れ、その座席の前方に計器盤4が配設されている。ま
た、前記運転室2の前方には鉄道車両1の車体下部5と
天井6との間にコンバイナとして利用されるフロントガ
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おり、
その内面は横方向(左右方向)に正の光学的パワーを有
する反射凹面に形成されている。
1 and 2, the cab 2 is located at the front end of the railway vehicle 1.
Is installed. In this cab 2, a seat 3 for the operator M is arranged at a position closer to the left than a central portion in the left-right direction, and an instrument panel 4 is arranged in front of the seat. Further, in front of the cab 2, a windshield C used as a combiner is disposed between the lower vehicle body 5 and the ceiling 6 of the railway vehicle 1. The windshield C is arranged so as to incline downward as it goes forward,
Its inner surface is formed as a reflective concave surface having a positive optical power in the lateral direction (left-right direction).

前記運転室2の計器盤4には、ヘッドアップディスプ
レイの情報情報投光装置Kが配設されている。情報投光
装置Kは第3図に示すように、上面にダストカバー嵌合
用孔10aおよび複数のダストカバー固定ねじ穴10bが形成
されケーシング10を有している。このケーシング10内に
は第4図に示すように、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、陰曲線管)表
示管Dが配設されている。このCRT表示管Dの表示面は
例えば512×512ドッ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(速度情報、時刻情報等)が表示される。
The instrument panel 4 of the cab 2 is provided with an information / information projector K of a head-up display. As shown in FIG. 3, the information projecting device K has a casing 10 in which a dust cover fitting hole 10a and a plurality of dust cover fixing screw holes 10b are formed on the upper surface. As shown in FIG. 4, an optical member A and a CRT (Cathode Ray Tube) display tube D as an optical information display means are disposed in the casing 10. The display surface of the CRT display tube D is divided into, for example, 512 × 512 dot pixels, and necessary information (speed information, time information, etc.) is displayed by controlling the brightness of each pixel.

なお、前記CRT表示管Dの代わりに、液晶ディスプレ
イ、プラズマディスプレイ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。
Instead of the CRT display tube D, it is also possible to adopt a flat optical information display means such as a liquid crystal display, a plasma display or a light emitting diode display.

前記光学部材Aは、レンズ系A1、平面反射鏡A2、およ
び凸レンズA3から構成されている。そして、前記ダスト
カバー嵌合用孔10aには、裏面がシリンドリカルに、表
面が平坦に形成された透明プラスチック製のダストカバ
ーすなわちシリンドリカル光学部材11が嵌合されている
(第3図に示すダストカバー11の拡大図では、裏面が上
にして示されている。したがって、拡大図で示したダス
トカバー11はこれを裏返した状態で前記ダストカバー嵌
合用孔10aに嵌合される)。このダストカバー11は、小
系のシリンドリカルレンズ部11aと大径のフランジ部11b
とから構成されており、プラスチック原料を型に流し込
んで成形した後、周辺部を切削してフランジを残すこと
により製作される。そして前記フランジ部11bは、黒く
着色されるとともに、取り付け用の複数の長孔11cが形
成されている。また前記シリンドリカルレンズ部11a
は、前記フロントガラスC反射面の前記横方向の正のパ
ワーを打ち消すように、負のパワーを有するシリンドリ
カル凹レンズとして形成されている。これは本実施例の
レンズ系A1、凸レンズA3の合成パワーが、フロントガラ
スCが平板状である場合に対して適切な値となるように
設定されているからである。このように設定した場合、
フロントガラスCの横方向に正のパワーを有する円筒状
凹面によって前記設定が変更されるので、前記横方向に
負のパワーを有するダストカバー(シリンドリカル光学
部材)11を用いて補償しているのである。
The optical member A is composed of a lens system A1, a plane reflecting mirror A2, and a convex lens A3. The dust cover fitting hole 10a is fitted with a transparent plastic dust cover, that is, a cylindrical optical member 11 having a cylindrical rear surface and a flat surface (the dust cover 11 shown in FIG. 3). In the enlarged view of Fig. 3, the back surface is shown as being upward, and therefore the dust cover 11 shown in the enlarged view is fitted into the dust cover fitting hole 10a in a state where the dust cover 11 is turned upside down). The dust cover 11 includes a small cylindrical lens portion 11a and a large diameter flange portion 11b.
It is made by pouring a plastic material into a mold and molding it, and then cutting the peripheral part to leave a flange. The flange portion 11b is colored black and has a plurality of long holes 11c for mounting. Also, the cylindrical lens portion 11a
Is formed as a cylindrical concave lens having negative power so as to cancel out the positive power in the lateral direction of the windshield C reflecting surface. This is because the combined power of the lens system A1 and the convex lens A3 of this embodiment is set to an appropriate value when the windshield C has a flat plate shape. If set like this,
Since the setting is changed by the cylindrical concave surface having a positive power in the lateral direction of the windshield C, the dust cover (cylindrical optical member) 11 having a negative power in the lateral direction is used for compensation. .

前記ダストカバー11は、そのシリンドリカルレンズ部
11aの周側面が前記ダストカバー嵌合用孔10に嵌合した
状態でその軸回りに位置調整され、適切な位置(すなわ
ち、前記フロントガラスCのパワーによる表示情報の歪
みを補償する位置)においてケーシング10に固定されて
いる。そしてその固定は、前記ダストカバー固定ねじ孔
10bと長孔11cとを図示しないねじで固定することにより
行われる。
The dust cover 11 has a cylindrical lens portion.
The peripheral side surface of 11a is positionally adjusted around its axis in a state of being fitted in the dust cover fitting hole 10, and the casing is in an appropriate position (that is, a position for compensating for distortion of display information due to the power of the windshield C). It is fixed at 10. And its fixing is the dust cover fixing screw hole.
This is performed by fixing the 10b and the long hole 11c with a screw (not shown).

前記ダストカバー11を固定されたケーシング10は、前
記CRT表示管Dから出射した情報表示光L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。
The casing 10 to which the dust cover 11 is fixed is arranged so that the information display light L emitted from the CRT display tube D is incident on the windshield C.

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Lの一部を透過させるとともにその円筒状凹
面は前記情報表示光Lの残部を前記操縦者Mに向けて反
射させるように配置されており、また外部の情景等から
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 transmits part of the information display light L incident from the optical member A, and its cylindrical concave surface is arranged to reflect the rest of the information display light L toward the operator M. In addition, it is arranged so as to reflect a part of the external light J incident from the outside scene and the like and transmit the remaining part toward the operator M.

前記ケーシング10、光学部材A、CRT表示管D、およ
びダストカバー11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前記フロント
ガラスC、および前記情報投光装置K等からヘッドアッ
プディスプレイH(第1図参照)が構成されている。
The casing 10, the optical member A, the CRT display tube D, and the dust cover 11 constitute an information projecting device K, and the windshield C functioning as the combiner, the information projecting device K, and the like. A head-up display H (see FIG. 1) is configured.

次に、前述の構成を備えた本考案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 configuration will be described.

第1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
は外界の情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KのCRT表示管Dから出射した情報表
示光L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
L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Lを視認することができる。そ
して、前記情報表示光Lは、ダストカバー11のシリンド
リカルレンズ部11aで横方向に拡散されるが、フロント
ガラスCの円筒状凹面で横方向(左右方向)に収束され
る。すなわち、情報表示光Lは、フロントガラスCによ
り横方向に収束される分だけ、予めダストカバー11のシ
リンドリカルレンズ部11aで補償されている。したがっ
て、前記操縦者Mが視認する情報表示光Lは歪みが少な
い。したがって、操縦者Mは情報を楽に視認することが
できる。
The external ray J that has traveled from the outside world on the left side in FIG. 1 toward the windshield C is partly reflected by the windshield C to the outside world, and the rest passes through the windshield C as it is and goes straight. It reaches the eyes of the pilot M. This allows the pilot M
Can see the scene of the outside world as it is. on the other hand,
The information display light L emitted from the CRT display tube D of the information projector K passes through the optical member A and enters the windshield C. Then, the information display light L incident on the windshield C partially passes through the windshield C and is emitted to the outside, but the rest is reflected and reaches the eyes of the operator M. As a result, the operator M can visually recognize the information display light L. Then, the information display light L is diffused laterally by the cylindrical lens portion 11a of the dust cover 11, but is converged laterally (left-right direction) by the cylindrical concave surface of the windshield C. That is, the information display light L is previously compensated by the cylindrical lens portion 11a of the dust cover 11 by the amount of being converged in the lateral direction by the windshield C. Therefore, the information display light L visually recognized by the operator M has little distortion. Therefore, the operator M can easily visually recognize the information.

前記実施例によれば、情報投光装置Kのケーシング10
に設けるダストカバー11にシリンドリカルレンズの機能
を持たせることにより、装置を複雑化することなく、フ
ロントガラスによって生じる表示情報の歪みを簡単に補
正することができる。
According to the above embodiment, the casing 10 of the information projector K
By providing the dust cover 11 provided in the above with the function of the cylindrical lens, the distortion of the display information caused by the windshield can be easily corrected without complicating the device.

また、そのケーシング10にダストカバー11を取り付け
る際、前記ダストカバー11は、その光軸回りに位置調整
可能であるので、実際にヘッドアップディスプレイでの
表示を行って前記位置調整を行いながらフロントガラス
の反射凹面によって生じる情報表示光の歪みができるだ
け少なくなる位置を目で確認することができる。したが
って、前記フロントガラスCによる情報表示光の歪みを
最も良く補償する位置に、ダストカバー11を固定するこ
とができる。
Further, when the dust cover 11 is attached to the casing 10, the dust cover 11 can be positionally adjusted around its optical axis, so that the windshield is actually displayed by a head-up display while performing the position adjustment. It is possible to visually confirm the position where the distortion of the information display light caused by the reflection concave surface is minimized. Therefore, the dust cover 11 can be fixed at a position where the distortion of the information display light due to the windshield C is best compensated.

以上、本考案の実施例を詳述したが、本考案は、前記
実施例に限定されるものではなく、実用新案登録請求の
範囲に記載された本考案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 embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the scope of claims for utility model registration. It is possible to do.

たとえば、前記実施例のレンズ系A1、凸レンズA3の縦
方向の合成パワーが、横方向に正のパワーを有する円筒
状凹面のフロントガラスCに対して適切な値となるよう
に設定された場合には、全体として縦方向のパワーが不
足するようになるので、シリンドリカルレンズ部11aを
シリンドリカル凸レンズにより縦方向の正のパワーを有
する構成して、前記縦方向のパワー不足を補償するよう
にすることも可能である。また、前記実施例において、
フロントガラスCの前記円筒状凹面が横方向ではなく縦
方向に正のパワーを有している場合には、前記シリンド
リカルレンズ部11aを光軸回りに90度回転させて前記縦
方向の正のパワーを打ち消す負の縦方向のパワーを有す
るように構成することも可能である。さらに、ダストカ
バーにシリンドリカル凸レンズまたはシリンドリカル凹
レンズの機能を持たせる代わりに、前記平面鏡A3をシリ
ンドリカル凸面鏡またはシリンドリカル凹面鏡として構
成することも可能である。その場合には、それらの凸面
鏡または凹面鏡を位置調整可能に配設すればよい。
For example, when the combined power in the vertical direction of the lens system A1 and the convex lens A3 of the above embodiment is set to be an appropriate value for the cylindrical concave windshield C having a positive power in the horizontal direction, Since, as a whole, the vertical power becomes insufficient, the cylindrical lens unit 11a may be configured to have positive vertical power by a cylindrical convex lens to compensate for the vertical power shortage. It is possible. In the above embodiment,
When the cylindrical concave surface of the windshield C has a positive power in the vertical direction instead of the horizontal direction, the cylindrical lens portion 11a is rotated by 90 degrees about the optical axis to obtain the positive power in the vertical direction. It is also possible to have a negative vertical power that cancels. Further, instead of giving the dust cover the function of a cylindrical convex lens or a cylindrical concave lens, the plane mirror A3 can be configured as a cylindrical convex mirror or a cylindrical concave mirror. In that case, those convex mirrors or concave mirrors may be arranged so that their positions can be adjusted.

C.考案の効果 前述の本考案のヘッドアップディスプレイは、縦方向
および横方向の曲率が異なるフロントガラスをコンバイ
ナとして利用した鉄道車両用のヘッドアップディスプレ
イにおいて、フロントガラスの上下方向および左右方向
の屈折率の差を補償するシリンドリカル光学部材を設け
たので、歪みの少ない表示情報を視認することができる
ようになる。シリンドリカルミラーやシリンドリカルレ
ンズ等のシリンドリカル光学部材は容易に製作すること
ができ、前記シリンドリカルミラーは平板状ミラーの代
わりに配置すればよく、また、シリンドリカルレンズは
情報表示光がフロントガラスに入射する前の位置に挿入
すればよいので、構成が複雑化することもない。
C. Effect of the Invention The above-described head-up display of the present invention is a head-up display for railway vehicles that uses a windshield having different vertical and horizontal curvatures as a combiner. Since the cylindrical optical member for compensating for the difference in the ratio is provided, it is possible to visually recognize display information with less distortion. A cylindrical optical member such as a cylindrical mirror or a cylindrical lens can be easily manufactured, and the cylindrical mirror may be arranged in place of the flat mirror, and the cylindrical lens is used before the information display light is incident on the windshield. Since it may be inserted in the position, the structure does not become complicated.

また、シリンドリカル光学部材は、その光軸回りに位
置調整可能であるので、実際にヘッドアップディスプレ
イでの表示を行って前記位置調整を行いながらフロント
ガラスの反射凹面によって生じる情報表示光の歪みがで
きるだけ少なくなる位置を目で確認することができる。
したがって、前記フロントガラスCによる情報表示光の
歪みを最も良く補償する位置に、シリンドリカル光学部
材を固定することができる。
Further, since the cylindrical optical member is capable of position adjustment around its optical axis, distortion of the information display light caused by the reflection concave surface of the windshield can be minimized while actually performing display on a head-up display and performing the position adjustment. You can visually check the position where the number decreases.
Therefore, the cylindrical optical member can be fixed at a position where the distortion of the information display light due to the windshield C is best compensated.

【図面の簡単な説明】 第1図は本考案のヘッドアップディスプレイの第1実施
例の全体説明図、第2図は同実施例の部分平面図、第3
図は同実施例の要部の説明図、第4図は第3図の4−4
線断面図、である。 A…光学部材、C…フロントガラス(コンバイナ)、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、11…シリンドリカル光学部材(ダストカバー)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall explanatory view of a first embodiment of a head-up display of the present invention, FIG. 2 is a partial plan view of the same embodiment, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory view of the main part of the same embodiment, and FIG. 4 is 4-4 of FIG.
FIG. A ... Optical member, C ... Windshield (combiner), D
... Optical information display means (CRT), H ... Head-up display, K ... Information projecting device, L ... Information display light, M ... Operator, 11 ... Cylindrical optical member (dust cover)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of utility model registration request] 【請求項1】情報が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、前方の外界の情景を
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する
コンバイナの機能を有するフロントガラスとを備えた鉄
道車両用のヘッドアップディスプレイにおいて、 前記情報表示光を反射するフロントガラスの反射面は縦
方向および横方向で光学的なパワーが異なるように構成
され、前記光学部材は、前記フロントガラス反射面の縦
方向および横方向の光学的なパワーの差を補償するシリ
ンドリカル光学部材を有し、前記シリンドリカル光学部
材はその光軸回りに位置調整可能に配設されたことを特
徴とする鉄道車両用のヘッドアップディスプレイ。
1. An information projecting device comprising an optical information display means having a display surface for displaying information, and an optical member for projecting information display light emitted from the display surface in a predetermined direction. The information display light projected from the information projecting device is provided so as to be inclined to the front of the person, transmits the light rays from the outside world from the front side to the rear side so that the operator can visually recognize the scene of the outside world in front. In a head-up display for a railway vehicle having a windshield having a combiner function of reflecting in a direction visible to a driver, a reflecting surface of the windshield for reflecting the information display light is optically in a vertical direction and a horizontal direction. Different optical powers, the optical member is a cylindrical optical member that compensates for the difference in optical power between the vertical direction and the horizontal direction of the windshield reflecting surface. And the cylindrical optical member head-up display for a railway vehicle, characterized in that it is adjustable in position disposed on the optical axis.
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