JP2543510Y2 - 乗物用ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Description

【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、航空機、船舶、陸上乗物などの操縦者が前
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を重ねて表示する
ヘッドアップディスプレイに関する。

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。

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、透過型の液晶表示パネル、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。

３）考案が解決しようとする課題 ところで、航空機、船舶、陸上乗物等を操縦している
場合、それらの乗物が高速であればあるほど遠方の情景
を早く確認する必要がある。しかしながら、それらの乗
物が夜間等の暗い場所を航行または走行する際、操縦者
は乗物前方の情景を早期に確認することが容易ではな
い。たとえば、陸上を走行する自動車が高速で走行して
いるときには、前方に異常を発見してから停車するまで
には、100m以上走行する場合がある。しかしながら自動
車の前照灯によって容易に確認できる前方位置は通常数
10m程度である。したがって、前照灯で照らされた前方
に異常を発見したときには、その手前で停車することは
困難な場合がある。したがって、前記自動車においては
前方異常をなるべく早期に発見できるようにすることが
望ましい。また、夜間に、船舶が障害物の多い海域を航
行したり、航空機が夜間に低空飛行したりする場合に
も、やはり、前方異常をなるべく早期に発見できるよう
にすることが望ましい。

本考案は、前述の事情に鑑みてなされたもので、乗物
が夜間やトンネル内または地下等の暗い場所を走行中
に、乗物の前方遠方部分の情景を操縦者が早期に確認で
きるようにすることを課題とする。

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
または回折するコンバイナとを備えた乗物用のヘッドア
ップディスプレイにおいて、 乗物前方を撮像する赤外線カメラと、この赤外線カメ
ラで撮像した前方情景を前記表示面に拡大表示する手段
とを設けたことを特徴とする。

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
イは、赤外線カメラで撮像した前方遠方の情景が操縦者
の視野に拡大表示される。したがって、夜間、トンネル
内等の周囲が暗い場所において、前方遠方の状態を確認
することができる。

３）実施例 以下、図面により本考案の一実施例を説明する。

第１図において、乗物の一例としての電車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Ｐ用の座席３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。また、前記
電車１の前端部には、前方遠方を撮像する赤外線カメラ
７および前照灯８が配設されている。

前記赤外線カメラ７には、たとえばInSb、HgCdTe等の
素子を集積してCCDの構造としたものを、スターリング
サイクルマイクロ冷凍機や多段積層のペルチェ素子等の
冷凍機で冷却し、赤外線の能力を高めたものが用いられ
ている。

また、前記前照灯８は、メタルハライドランプ8aと、
このメタルハライドランプから出る光を前方に反射する
非球面ミラー8bとから構成されている。

前記運転室２の計器盤４には光学部材ＡおよびCRTデ
ィスプレイ（すなわち、光学的情報表示手段）Ｄが配設
されている。このCRTディスプレイＤの表示面には、鉄
道車両の運行に必要な情報（たとえば、前記赤外線カメ
ラで撮像した車両前方の情景、速度情報、時刻情報また
はブレーキ圧情報等）が表示されるようになっている。

なお、前記光学的情報表示手段として、CRTディスプ
レイ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を採用する
ことも可能である。

前記光学部材Ａは、凹レンズA1および凸レンズA2等か
ら構成されており、前記光学的情報表示手段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。

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残部を前記操
縦者Ｐに向けて反射させるように配置されており、操縦
者Ｐは車両前方を見ながら情報表示光Ｌを視認できるよ
うになっている。また、フロントガラスＣは外部の情景
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Ｐに向けて透過させるように配置されてい
る。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。

前記光学部材ＡおよびCRTディスプレイＤ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Ｃ、前記情報投光装置Ｋ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２図参照）が構成されている。

第２図に示すヘッドアップディスプレイＨにおいて、
前記CRTディスプレイＤを駆動するための信号を出力す
る表示信号出力手段Ｕは、表示情報出力手段U1と、この
表示情報出力手段U1の出力信号に基づいて表示信号を出
力する表示信号形成回路U2とから構成されている。前記
表示情報出力手段U1は、前記赤外線カメラ７で撮像した
画像信号を読み取る画像情報読取回路９と、乗物の運行
に必要な速度、ブレーキ圧、または時刻等の情報信号を
出力する運行情報出力回路10とから構成されている。ま
た、前記表示信号形成回路U2は、前記表示情報出力手段
U1からの入力信号に基づいて表示データを形成して記憶
する表示情報制御部11を備えている。この表示情報制御
部11は、前記表示データを記憶する表示メモリ11aを有
している。コントローラ12は、走査回路Ｓの走査信号に
応じて、タイミング制御信号を前記表示情報出力手段U
1、前記表示情報制御部11および並直変換器13に出力し
ている。前記表示メモリ11aに記憶された表示データ
は、前記タイミング制御信号に基づいて表示情報制御部
11で形成される読出しアドレス信号（すなわち、前記CR
TディスプレイＤの走査に同期する読出しアドレス信
号）により読出される。その読出アドレス信号は、表示
情報制御部11に入力される乗物の速度信号が所定速度以
下の場合には、表示メモリ11aの全領域（１画面分全
部）を読み出すようになっている。この場合には前記表
示メモリ11aの一画面分のデータが前記CRTディスプレイ
Ｄの表示面に表示される。しかしながら、前記表示情報
制御部11に入力される乗物の速度信号が所定速度以上の
場合には、表示メモリ11aの全領域（１画面分全部）の
中の所定範囲のアドレスの画像データのみが読み出され
る。この場合には前記表示メモリ11aの所定範囲のデー
タは前記CRTディスプレイＤの表示面に拡大して表示さ
れるように処理される。このように、表示メモリの所定
範囲の表示データを拡大表示するためのデータ処理は従
来公知の種々の方法を採用することができる。前記表示
情報制御部11から出力された表示データは、並直変換器
13によりシリアルデータに変換され、CRTドライバ14でD
/A変換され且つ適当な駆動電圧に増幅されてCRTディス
プレイＤのカソードまたはコントロールグリッドに入力
されている。なお、前記表示情報制御部11から表示デー
タがシリアルで出力される場合には、並直変換器13を省
略することが可能であり、また、必要に応じて速度制御
用のバッファメモリを設けることも可能である。

前記符号10〜14によって前記表示信号出力回路U2が構
成されている。

次に、前述の構成を備えた実施例の作用について説明
する。

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Ｐの眼に至る。これにより操縦者Ｐ
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の前記光学的情報表示手段
Ｄには、前記赤外線カメラ７で撮像された車両前方遠方
の情景を映す画像情報と前記運行情報とが表示される。
そして、車両の走行速度が所定速度以下の場合には、第
３図に示すＡの領域の画像が表示され、車両の走行速度
が所定速度以上の場合には第３図Ｂの領域の画像が拡大
して表示される。

したがって、暗くて前方の情景を確認するのが困難な
場所を車両が走行しているときにも、操縦者Ｐは車両の
前方遠方の情景を確認しながら運転することができる。

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。

例えば、本考案は鉄道車両以外に、自動車、船舶、航
空機等の各種の乗物に適用することができる。また、前
方撮像手段によって撮像した画像を拡大表示する手段と
しては、撮像した画像を信号処理によって拡大表示する
代わりに、前方撮像手段にズームレンズを付加して、ズ
ームアップすることにより、画像を拡大表示することも
可能である。さらに、拡大表示は、段階的に行う代わり
に、連続的に行うことも可能であり、また、乗物の速度
に応じて自動的に行う代わりに、操縦者の意志で手動に
より行うようにすることも可能である。また、拡大方向
を全体的ではなく、横方向のみまたは縦方向のみにする
ことも可能である。

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、乗物前
方を撮像する赤外線カメラと、この赤外線カメラで撮像
した前方情景を前記表示面に拡大表示する手段とを設け
たので、夜間、トンネル内等の周囲が暗い場所における
乗物の前方遠方の情景を操縦者の視野に拡大して表示さ
せることができる。したがって操縦者は、周囲が暗くて
前方遠方の状況確認が困難な場所において乗物の前方に
障害物が存在したり、何か異常が発生している場合には
従来よりも早くその障害物または異常を発見することが
できる。このため、操縦者は早期に前記障害物または異
常に対する対策を講じることができるので、事故の発生
を少なくすることができる。

【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
回路部分の説明図、第３図は作用説明図、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ディスプレ
イ）、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、Ｐ……操縦者、７……赤外
線カメラ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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ま
   たは回折するコンバイナとを備えた乗物用のヘッドアッ
   プディスプレイにおいて、 乗物前方を撮像する赤外線カメラと、この赤外線カメラ
   で撮像した前方情景を前記表示面に拡大表示する手段と
   を設けたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。