JP2797487B2 - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.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し、特に、陸上乗物で使
用するのに適した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使用すれば、
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 次に、第４図により従来のヘッドアップディスプレイ
について説明する。

車両01前端部の運転室02前端には車体下部03と天井04
との間にフロントガラス05が配設されている。また、運
転室02には、操縦者Ｍ用の座席06の前方に計器盤07が配
設されている。この計器盤07には情報表示手段としての
CRT（Cathode Ray Tube）08がその表示面を前記フロン
トガラス05に向けて配設されている。また、前記計器盤
07には、前記情報表示手段08の前方に光学部材としての
レンズ系09が配設されており、このレンズ系09は、前記
情報表示手段08から出射した情報表示光Ｄを前記フロン
トガラス05で反射させてから操縦者Ｍに視認させるよう
に配置されている。

前記フロントガラス05は前記レンズ系09から入射した
情報表示光Ｄ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
外部の情景から入射した外部光Ｘ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。すなわち、フロントガラス05はコンバイナ
の機能を備えている。なお、このようにフロントガラス
05そのものをコンバイナとして使用する代わりに、フロ
ントガラス05に別途張り付けたハーフミラーをコンバイ
ナとして使用する場合もある。そして、これらのいずれ
の場合においてもコンバイナとしての作用を奏するハー
フミラー面はフロントガラス05に平行に配設されること
が多い。

（３） 発明が解決しようとする課題 ところで、前記コンバイナとしての機能を有するフロ
ントガラス05が第３図の実線で示した状態と仮想線で示
した状態とでは、情報表示手段08の設置場所が変わって
くる。すなわち、フロントガラス05が実線で示すように
鉛直状態に近い場合には情報表示手段08を操縦者Ｍに近
い位置に配設する必要があり、破線で示すように鉛直状
態から後方に傾斜するにつれて前記情報表示手段08を操
縦者Ｍから離れた前方位置に配設できるようになる。

したがって、計器盤07に装着する計器等の配置の都合
上、情報表示手段08をある所定の位置に配置しようとし
た場合、その所定位置に応じてフロントガラス05は所定
の値の傾斜角度が要求される。しかしながら、車体設計
の観点からフロントガラス05の鉛直状態からの傾斜角度
を大きくしたくないという要求がある場合もある。

これらの２つの要求は相反する要求であり、それらの
要求を同時に満たすことは容易でない。

本発明は前述の事情に鑑み、フロントガラスそのもの
をコンバイナとして使用したり、フロントガラスに沿っ
て別途配置されたたハーフミラー面をコンバイナとして
使用した場合、コンバイナとして機能するハーフミラー
面の鉛直方向からの実質的な傾斜角度をフロントガラス
の傾斜角度よりも大きくできるようにすることを課題と
する。

B.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、情報表示用の表示面を有する情報表示手
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、 操縦者の前方にフロントガラスと平行に設けられ、前
方の外界の景色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と、 を備えたヘッドアップディスプレイにおいて、 前記コンバイナは上下にルーバー状に列設された多数
の水平方向に延びる帯状ハーフミラー面を有し、前記多
数の帯状ハーフミラー面は後方に行くに従って上方に傾
斜して形成されていることを特徴とする。

（２） 作用 前述の構成を備えた本発明のヘッドアップディスプレ
イによれば、操縦者の前方にフロントガラスと平行に設
けられ、前方の外界の景色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は、上下にル
ーバー状に列設された多数の水平方向に延びる帯状ハー
フミラー面を有している。そして、前記多数の帯状ハー
フミラー面は後方に行くに従って上方に傾斜して形成さ
れている。したがって、コンバイナは全体としては、フ
ロントガラスに平行な姿勢であっても、その帯状ハーフ
ミラー面はフロントガラスよりも後方に傾斜する。した
がって、前記コンバイナは全体としてフロントガラスと
平行に配置されていても、実質的に、平板状のハーフミ
ラー面を有するコンバイナをフロントガラスよりも後方
に傾斜させて配置したもの、または、フロントガラス自
体をコンバイナとして使用する場合のフロントガラスを
後方に傾斜させたものと同様に作用する。

（３） 実施例 次に、図面により本発明のヘッドアップディスプレイ
の実施例を説明する。

先ず、第1,2図により本発明のヘッドアップディスプ
レイＨの第１実施例を説明する。

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の前方には電車１の車体下部３と天井４との間
にコンバイナとしてのフロントガラス５が配設されてい
る。このフロントガラス５は全体としてわずかに後方に
傾斜して配置されている。そして第２図に示すように、
前記フロントガラス５の内面には水平に延びる帯状のハ
ーフミラー面5a,5a,…が上下方向にルーバー状に列設さ
れている。前記ハーフミラー面5a,5a,…はたとえば、透
明な金属薄膜を蒸着することにより容易に形成される。
そして、このフロントガラス５の外面は、前記内面と同
様の形状に形成されている。

また、前記運転室２には、操縦者Ｍ用の座席６の前方
には計器盤７が配設されている。

この運転室２の計器盤７には光学的情報表示手段とし
てのCRT（Cathode Ray Tube、陰極線 管）８がその表
示面を前記フロントガラス５に向けて配設されている。
なお、前記CRT8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。

また、前記計器盤７には、前記CRT8の前方に光学部材
としてのレンズ系９が配設されており、このレンズ系９
は、凹レンズ9aおよび凸レンズ9b等から構成されてい
る。このレンズ系９は、前記CRT8から出射した情報表示
光を前記フロントガラス５で反射させてから操縦者Ｍに
視認させるように配置されている。

前記フロントガラス５は前記レンズ系９から入射した
情報表示光Ｄ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
外部の景色から入射した光線Ｘ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。すなわち、この実施例のフロントガラス５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、前記CRT8および光学部材９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５および前記情報投光装置Ｋからヘッ
ドアップディスプレイＨが構成されている。

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。

第１図中左側にある外界からフロントガラス５に向っ
て進んできた光線Ｘは、一部はフロントガラス５で反射
し、残部はそのままフロントガラス５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
景色をそのまま視認することができる。一方、操縦者Ｍ
が必要な情報は、前記CRT8に表示される。

CRT8から出射した情報表示光Ｄはレンズ系９で収束さ
れてフロントガラス５に入射する。そしてフロントガラ
ス５に入射した情報表示光Ｄは、一部はフロントガラス
５を透過して外界に出射されるが、残部はハーフミラー
面5a,5a,…で反射して操縦者Ｍの眼に至る。これにより
操縦者Ｍは情報表示光Ｄを視認することができる。前記
情報表示光Ｄがハーフミラー面5a,5a,…で反射する際、
ハーフミラー面5a,5a,…は、フロントガラス５全体とし
ての傾斜角度よりも後方に傾斜しているため、平坦なフ
ロントガラスをコンバイナとして使用した場合のフロン
トガラスを、より後方に傾斜させたものと同様に作用す
る。

次に、第３図により本発明のヘッドアップディスプレ
イの第２実施例を説明する。

この第２実施例は、コンバイナの構成が前記第１実施
例のヘッドアップディスプレイと異なる以外は前記第１
実施例と同様に構成されているので、前記第１実施例と
重複する説明は省略する。

この第２実施例のヘッドアップディスプレイＨは、両
面平坦なフロントガラス５の後面（第３図中、右側面）
に透明なプラスチックで構成されたコンバイナ10が張付
けられている。このコンバイナ10は接合された一対のプ
ラスチック板11,12から構成されている。前記プラスチ
ック板11の前面は前記フロントガラス５の後面に張付け
られ、後面は水平に延びる帯状のハーフミラー面11a,11
a,…が上下方向にルーバー状に列設されている。前記ハ
ーフミラー面11a,11a,…はたとえば、透明な金属薄膜を
蒸着することにより容易に形成される。このプラスチッ
ク板11の後面にはプラスチック板12の前面が接合されて
いる。このプラスチック板12の前面は、水平に延びる帯
状の面12a,12a,…が上下方向にルーバー状に列設されて
おり、前記帯状のハーフミラー面11a,11a,…と前記帯状
の面12a,12a,…とは隙間無く接合されている。そして、
前記プラスチック板12の後面は平坦に形成されている。

前記第２実施例のヘッドアップディスプレイも前記第
１実施例のヘッドアップディスプレイと同様に作用す
る。

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。

例えば、フロントガラス５自体を前記第３図に示した
コンバイナ10と同様に前後一対のプラスチック板から構
成したり、また、前後一対の合わせガラス板から構成し
たりすることが可能である。さらに、前記合わせガラス
板の数は３枚以上とすることも可能である。

C.発明の効果 前述の本発明のヘッドアップディスプレイによれば、
前記コンバイナは上下にルーバー状に列設された多数の
水平方向に延びる帯状ハーフミラー面を有し、前記多数
の帯状ハーフミラー面は後方に行くに従って上方に傾斜
して形成されているので、コンバイナ全体としては、フ
ロントガラスに平行な姿勢であっても、その帯状ハーフ
ミラー面はフロントガラスよりも後方に傾斜している。
したがって、平板状のハーフミラー面を有するコンバイ
ナをフロントガラスよりも後方に傾斜させて配置したも
の、または、フロントガラス自体をコンバイナとして使
用する場合のフロントガラスを後方に傾斜させたものと
同様に作用する。

すなわち、フロントガラスそのものをコンバイナとし
て使用したり、フロントガラスに沿って配置されたたフ
ロントガラスと同じ傾斜のコンバイナを使用しても、コ
ンバイナのハーフミラー面の鉛直方向からの傾斜角度を
大きくすることができる。

【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
例の説明図、第２図は同実施例のコンバイナの説明図、
第３図は本発明の第２実施例の説明図、第４図は従来技
術の説明図、である。 Ｄ……情報表示光、Ｈ……ヘッドアップディスプレイ、
Ｋ…情報投光装置、Ｍ……操縦者 5,10……コンバイナ、８……光学的情報表示手段（CR
T）、９……光学部材、

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報表示用の表示面を有する情報表示手段
   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、 操縦者の前方にフロントガラスと平行に設けられ、前方
   の外界の景色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と、 を備えたヘッドアップディスプレイにおいて、 前記コンバイナは上下にルーバー状に列設された多数の
   水平方向に延びる帯状ハーフミラー面を有し、前記多数
   の帯状ハーフミラー面は後方に行くに従って上方に傾斜
   して形成されていることを特徴とするヘッドアップディ
   スプレイ。