JP2833208B2 - 展望用ディスプレイ装置 - Google Patents

展望用ディスプレイ装置

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JP2833208B2 JP32662690A JP32662690A JP2833208B2 JP 2833208 B2 JP2833208 B2 JP 2833208B2 JP 32662690 A JP32662690 A JP 32662690A JP 32662690 A JP32662690 A JP 32662690A JP 2833208 B2 JP2833208 B2 JP 2833208B2
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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、注視している外界の情景に、その情景の説
明や情景に関連した画像、文字等の情報を重ねて表示す
ることが可能なディスプレイ装置に関する。
本発明のディスプレイ装置は、例えばタワーの展望台
や野鳥公園の展望台等で、周囲の情景に重ねて、その情
景の説明(山や建造物の名前等)や、冬の様子、野鳥の
様子等を表示するのに使用される。
2) 従来の技術 従来、展望台等においては望遠鏡が設置され、これを
利用して眺望が楽しまれていた。このような展望台から
眺められる現在の町の様子にその町の異なる季節の様子
を重ねて表示したり、野外の景色の良い展望台から眺め
られる現在の周囲の情景にその場所の四季折々の情景を
表示したりすることができれば、現在眺めている場合に
ついて、より深くまた楽しく知識を身に付けることがで
きる。
ところで従来、前方の情景に重ね合わせて光学的情報
を表示するディスプレイ装置として航空機等の乗物の操
縦席で使用されるヘッドアップディスプレイが知られて
いる。この従来のヘッドアップディスプレイは、情報を
表示する表示面を有する光学的情報表示手段と、前記表
示面から出射した表示情報光を所定の方向に投光する光
学部材とを有する情報投光装置と、前方からの光線を後
方の視認位置に透過させるとともに前記情報投光装置か
ら投光された表示情報光を前記視認位置に変向するコン
バイナとを備えている。そして、前記光学的情報表示手
段は、電気信号により画素単位で表示される電気的画像
表示面を有している。そして、前記電気的画像表示面に
表示された情報を前記光学部材により拡大表示するよう
に構成されている。
前述のようなヘッドアップディスプレイを前記展望台
の望遠鏡に組み込んで、外界の情景にその情景の説明情
報等を重ねて表示することが考えられる。
3) 発明が解決しようとする課題 前述のようなヘッドアップディスプレイを前記展望台
の望遠鏡に組み込んで構成した展望用ディスプレイ装置
は、装置全体が大形なものとなる。
一方、前記展望用ディスプレイ装置は、使用者の身長
に合わせて高さ(上下位置)が調節できることが必要で
ある。
前記ディスプレイ装置の高さ調節を行う場合、装置全
体を上下動させる構成にすると装置全体がさらに大形化
してしまうという問題点がある。また、前記情報投光装
置を固定しておいて、前記望遠鏡部分のみを高さ調節し
た場合、装置の大形化は軽減されるが、前記望遠鏡部分
および光学部材(ヘッドアップディスプレイの光学部
材)の配置の仕方によっては、表示情報の虚像の位置が
変化してしまう。この場合、外界情景の視認位置と表示
情報の視認位置とが異なることになり、展望用ディスプ
レイ装置の使用者にとって視認しづらいものとなってし
まう。特に、実際の情景にこれと同一異なる季節の情景
を重ねる場合等には、両者にずれが生じて視認しずらく
なってしまう。
したがって、前述のような展望用ディスプレイ装置の
場合、望遠鏡を通して観察できる外界の情景の虚像と同
じぐらいの距離に表示情報の虚像を視認できるようにす
る必要がある。
本発明は、前述の事情に鑑み、周囲の情景に光学的情
報を重ねて表示できるディスプレイ装置において、外界
情景の視認位置と表示情報の視認位置とを変化させるこ
となく高さ(視認位置の上下方向の位置)調節を行うこ
とができ、しかも、装置全体の大形化を避けながら高さ
調整を行えるようにした展望用ディスプレイ装置を提供
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、本発明の展望用ディスプ
レイ装置は、接眼レンズとその前方に配置された対物レ
ンズとを有する望遠レンズ系およびこの望遠レンズ系の
光軸に沿って前記対物レンズの前方に配置されたコンバ
イナとが収納された鏡筒と、この鏡筒に接続されると共
に前記望遠レンズ系の光軸に交わる方向からの前記コン
バイナへの入射光路を形成する筒状の鏡筒接続部材と、
情報を表示する表示面を有する光学的情報表示手段およ
び前記表示面から出射した表示情報光を前記鏡筒接続部
材の前記入射光路を経てコンバイナに投光する光学部材
を有する情報投光装置と、この情報投光装置に対する前
記鏡筒の上下方向の位置を調節する鏡筒位置調節装置
と、を備え、 前記光学部材は前記表示情報光をコリメート光とする
パワーを有し、前記コンバイナは前記外界の情景光およ
び前記表示情報光を接眼レンズに向かわせるように配設
されたことを特徴とする。
前記望遠レンズ系としては、拡大レンズ系、広角レン
ズ系(すなわち縮小レンズ系)、または、遠方の情景の
明視距離に等倍の虚像として視認させる等倍レンズ系等
を使用することができる。
2) 作用 前述の特徴を備えた本発明の展望用ディスプレイ装置
は、前記コリメートされた表示情報光が前記情報投光装
置から前記コンバイナに投光されるように構成されてお
り、コンバイナは望遠レンズ系の前方に配置されてい
る。この場合、コンバイナから望遠レンズ系に入射する
表示情報光は、コンバイナおよび望遠レンズ系を収納し
ている鏡筒の高さを、前記情報投光装置に対して移動調
節しても、常にコリメート光となる。一方、前方遠方か
ら前記望遠レンズ系に入射する外界情景光もコリメート
光である。したがって、前記外界情景光および表示情報
光は、前記鏡筒の高さを調節しても常にコリメート光と
して望遠レンズ系に入射するので、外界情景および表示
情報の虚像が同じ程度の距離に視認されることになる。
また、本発明の展望用ディスプレイ装置は、望遠レンズ
系およびコンバイナを収納した鏡筒は高さ調節するが、
光学的情報表示手段および光学部材から構成された情報
投光装置は固定したままであるので、高さ調節手段の大
形化が避けられる。
3) 実施例 以下、図面により本発明の展望用ディスプレイ装置の
第1実施例を説明する。
第1図は本発明の展望用ディスプレイ装置の第1実施
例の側断面図で、タワーや野外の展望台等に設置して使
用される。
第1図において、展望用ディスプレイ装置Uは、床等
に適当に設置された円柱状の固定支持台1を備えてい
る。この固定支持台1の上部にはベアリング2を介し
て、円筒状の回動筒3が鉛直軸回りに回動可能に支持さ
れている。この回動筒3の下部にはポテンショメータま
たはエンコーダ等の回転量センサから構成された方位検
出器4が装着されており、この方位検出器4の軸には歯
車5が取り付けられている。この歯車5は前記固定支持
台1に取り付けられた固定歯車6と噛み合っている。し
たがって、前記回動筒3が前記固定支持台1上で回動す
ると、前記回転量センサから構成された方位検出器4は
その回動量に応じた信号すなわち回動筒3の方位信号S1
を出力するようになっている。
前記回動筒3の内部には、光学的情報表示手段として
のCRTディスプレイDおよび光学部材Aが配設されてい
る。前記光学部材Aは、凹レンズA1および凸レンズA2等
から構成されたコリメーションレンズ系であり、前記CR
TディスプレイDの表示面から出射した表示情報光Lを
コリメート光とするパワーを有している。
前記回動筒3の上部には、筒状の鏡筒接続部材10が上
下動可能に支持されている。
この鏡筒接続部材10の上端には鏡筒11が一体的に接続
されている。そして、前記鏡筒接続部材10および光学部
材Aは、前記表示情報光Lを前記鏡筒11内部に入射させ
るように配置されている。
前記鏡筒11の前端にはカバーガラス12が配設されてお
り、前記鏡筒11内部の前記鏡筒接続部材10よりも後方部
分に望遠レンズ系13が収納されている。望遠レンズ系13
は、前記鏡筒11の後端に配置された接眼レンズ14とそれ
より前方に配置された対物レンズ15とから構成されてい
る。また、前記鏡筒11内部には、前記表示情報光Lが入
射する位置(すなわち前記対物レンズ15とカバーガラス
12との間の位置)にコンバイナCが配設されている。こ
のコンバイナCは、前記カバーガラス12外方から入射す
る外部情景光Jを望遠レンズ系13の側に透過させるとと
もに、前記鏡筒接続部材10を通って入射する表示情報光
Lを望遠レンズ系13の側に反射させるハーフミラーによ
り構成されている。
前記回動筒3と前記鏡筒接続部材10との間には、前記
鏡筒接続部材10およびこれと一体の鏡筒11を上下動させ
てそれらの位置の高さ調節を行う鏡筒位置調節装置20が
設けられている。
前記鏡筒位置調節装置20は、前記回動筒3に固定され
たブラケット21を備えている。ブラケット21には、上部
にネジが形成されたスクリューシャフト22が回転可能に
支持されている。前記鏡筒接続部材10には、前記スクリ
ューシャフト22のネジと螺合するナット部材23が固定さ
れている。前記スクリューシャフト22にはウォームホイ
ール24が固定されており、このウォームホイール24は前
記ブラケット21に支持されたウォーム軸25先端部のウォ
ームギヤと噛み合っている。前記ウォーム軸25の基端部
には操作ハンドル26が固定されている。したがって、操
作ハンドル26を回転させると、ウォーム軸25およびウォ
ームホイール24を介して前記スクリューシャフト22が回
転し、そのとき、前記ナット部材23が上下動するように
構成されている。そして、ナット部材23が固定された前
記鏡筒接続部材10およびこれと一体的に連結された鏡筒
11も前記ナット部材23とともに上下動するように構成さ
れている。
また、前記スクリューシャフト22の下端部にはスクリ
ューシャフト22の回転量から前記鏡筒11の高さ(上下方
向の位置)を検出する高さ検出器27が配設されている。
この高さ検出器27はポテンショメータまたはエンコーダ
等の従来公知の回転量検出器を用いて構成することがで
きる。なお、高さ検出器27は、前記回動筒3に対する鏡
筒接続部材10の相対的位置を直接検出するように構成す
ることも可能である。その場合、直線状のポテンショメ
ータまたは直線に沿って列設された多数の光センサ等を
用いることができる。
次に、本実施例の表示制御回路について説明する。
前記CRTディスプレイDでの画像表示信号を出力する
表示制御回路30(第1図参照)は、図示しない表示スタ
ートボタンによって作動を開始するように構成されてい
る。
前記表示制御回路30は、ストローク表示信号を出力す
るシンボルジェネレータ31を備えている。このシンボル
ジェネレータ31には、前記方位検出器4の出力する方位
信号S1および前記高さ検出器27の出力する高さ検出信号
S2が入力されている。このシンボルジェネレータ31は、
入力された方位信号S1に応じて、その方位に存在する著
名な山またはビル等の名称等を表示する信号を発生する
ように構成されている。また、このシンボルジェネレー
タ31は入力された高さ検出信号S2が所定の値未満の場合
はひらがなの表示信号、所定値以上の場合は漢字の表示
信号を発生するように構成されている。
また、前記表示制御回路30は、X軸方向走査信号を出
力するX偏向回路32、Y軸方向走査信号を出力するY偏
向回路33、画像データ増幅用のCRTドライバ34と、それ
らの各構成要素31,32,33,34の出力タイミングを制御す
るCRTコントローラ35とを備えている。
次に、前記第1実施例の展望用ディスプレイ装置Uの
作用を説明する。
前記展望用ディスプレイ装置Uの使用者が前記操作ハ
ンドル26を回転させて鏡筒11を自分の背の高さに調節す
ると、鏡筒11の高さ検出信号S2がシンボルジェネレータ
31に入力される。また、前記使用者が前記鏡筒11を所望
の方向に向けると鏡筒11の方位信号S1が前記ストローク
表示信号を発生するシンボルジェネレータ31に入力され
る。
シンボルジェネレータ31は、前記入力された方位信号
S1に応じてその方角に見える著名な山やビル等の名称等
の表示信号を発生する。また、シンボルジェネレータ31
は、前記高さ検出信号S2が所定値以上すなわち大人の背
の高さである場合には前記山やビル等の名称を漢字で表
示する信号を発生するが、前記検出信号S2が所定値以下
の場合すなわち子供の背の高さである場合にはひらがな
で表示する信号を発生する。
前記シンボルジネレータ31の発生する表示信号はCRT
コントローラ35のタイミング信号に応じてCRTドライバ3
4に出力され表示される。表示された画像から出射した
表示情報光Lは、前記光学系Aを通ってコンバイナCに
入射する。コンバイナCは、前記表示情報光Lを後方
(第1図中、左方)の望遠レンズ系13に向けて反射させ
るとともに、前方(第1図中、右方)から入射する外部
情景光Jを望遠レンズ系13に向けて透過させる。
したがって、前記展望用ディスプレイUの使用者は、
接眼レンズ14から鏡筒11を覗けば、第3図に示すよう
に、外部情景(例えば富士山の景色)に表示情報(例え
ば、冠雪した富士山の絵、または「富士山」という文字
等)を重ねて視認することができる。そして、その表示
情報の中の文字情報は大人の場合は漢字、子供の場合は
ひらがなで表示される。
次に第4,5図により本発明の展望用ディスプレイの第
2実施例を説明する。
この第2実施例の説明において、前記第1実施例に対
応する構成要素には同一の符号を付して重複する詳細な
説明は省略する。
この第2実施例は、鏡筒接続筒10に対して鏡筒11を上
下に回動できるようにした点で前記第1実施例と相違し
ている。このように鏡筒11を上下に回動するように構成
した場合、仮にコンバイナCが鏡筒11に固定されている
とすると、鏡筒11が角度θだけ回転したとき、コンバイ
ナCもθ回転する。この場合、前記鏡筒接続筒10から入
射する前記表示情報光LはコンバイナCによって光路が
2θ偏向される。そうすると、表示情報光Lは鏡筒11の
光軸から外れるので、接眼レンズ14から視認することが
できなくなる。したがって、この第2実施例では、後で
詳述するように、鏡筒11がθ回動したとき、コンバイナ
Cはθ/2だけ回動するように構成されている。
第4,5図において、鏡筒接続筒10の両側からは一対の
支持アーム41が上方に延びている。また、前記鏡筒11
は、前記支持アーム41を介して前記鏡筒接続筒10と接続
されており、その接続部分11aは、断面略正方形(第4
図参照)に形成されている。また、その鏡筒11の接続部
分11a内部に前記コンバイナCが配設されている。前記
接続部分11aの側壁には、第5図に示すような大きな内
歯歯車42が形成されている。
前記支持アーム41の先端部には太陽歯車43が固定支持
されている。そして、第4,5図に示すように、前記内歯
歯車42と太陽歯車43との間には3個の遊星歯車44が前記
各歯車42,43に噛み合うように配設されている。前記3
個の遊星歯車44の回転軸は正三角形の3個の頂点に位置
するように配設されている。そして、前記3個の各遊星
歯車44は三角形の支持プレート45によって回転自在に支
持されている。そして、前記太陽歯車43および遊星歯車
44の歯数は、前記内歯歯車42が前記太陽歯車43の回りを
θだけ回転したときに、前記支持プレート45が前記太陽
歯車43の回りをθ/2だけ回転するように設定されてい
る。そして、前記支持プレート45によって前記コンバイ
ナCが支持されている。
次に前述の構成を備えた前記第2実施例の作用を説明
する。
展望用ディスプレイUの使用者が鏡筒11を上下にθ回
動させると、前記内歯歯車42は前記太陽歯車43の回りに
θ/2回動する。このように、コンバイナCがθ/2だけ回
動した場合、前記情報表示光LはコンバイナCで光路を
θ偏向される。そうすると、表示情報光Lは、前記θだ
け回動した鏡筒11の光軸に沿って接眼レンズ14に向かう
ので、接眼レンズ14から視認することができる。
この第2実施例では、鏡筒11が上下方向に回動できる
ので、外部情景の上下方向の好きな位置を眺めることが
できる。したがって、鏡筒内の望遠レンズ系13が高倍率
で視野の狭いものであっても対応することができる。
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
載された本発明の要旨の範囲内で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
たとえば、光学的情報表示手段Dは、CRTディスプレ
イから構成する代わりに、プラズマディスプレイ、発光
ダイオードディスプレイ、エレクトロケミカルディスプ
レイ、エレクトロルミネッセントディスプレイ、または
液晶表示ディスプレイ等の種々のディスプレイや、それ
らのディスプレイとスライドとを表組み合せた表示装置
等を用いて構成することも可能である。また、鏡筒の高
さ調節装置として手動の操作部材を用いる代わりに、電
動式のサーボモータ等を用いることも可能である。さら
に、光学的情報表示手段Dおよび光学部材Aから構成さ
れた情報投光装置Kを回動筒によって支持する代わり
に、固定支持台によって支持することも可能である。そ
の場合、表示面上の表示画像を前記鏡筒の回動に応じて
回転させるようにすれば常に正立した表示像を視認する
ことができる。そして、CRTディスプレイでストローク
表示を行う場合には表示面上での表示画像の回転は容易
に行うことができる。
C.発明の効果 前述の本発明の展望用ディスプレイ装置は、光学的情
報表示手段および光学部材を有する情報投光装置が上下
することなく、望遠レンズ系およびコンバイナを収納し
た前記鏡筒のみが上下方向に位置調節可能に構成されて
いるので、装置全体の大形化を避けながら高さ調整を行
うことができる。また、前記光学部材は前記表示情報光
をコリメート光とするパワーを有し、前記コンバイナは
前記外界の情景光および前記表示情報光を望遠レンズ系
に向かわせるように配設されている。したがって、コン
バイナを介して望遠レンズ系に入射する表示情報光およ
び外部情景光は、展望用ディスプレイの高さ(上下方向
の位置)に係わらず、ともにコリメート光となっている
ので、外部情景および表示情報の虚像を同程度の距離に
視認することができる。さらに、光学部材は、上下動し
ないので、上下動時の振動に基づく故障等を防止するこ
ともできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の展望用ディスプレイ装置の第1実施例
の側断面図、第2図は同第1実施例の要部の正面図、第
3図は同実施例を使用した場合の視野の一例を示す図、
第4図は第2実施例の正面図、第5図は前記第4図のV
−V線断面図、である。 A……光学部材、C……コンバイナ、D……光学的情報
表示手段、K……情報投光装置、L……表示情報光、 10……鏡筒接続部材、11……鏡筒、13……望遠レンズ
系、14……接眼レンズ、15……対物レンズ、

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】接眼レンズとその前方に配置された対物レ
    ンズとを有する望遠レンズ系およびこの望遠レンズ系の
    光軸に沿って前記対物レンズの前方に配置されたコンバ
    イナとが収納された鏡筒と、この鏡筒に接続されると共
    に前記望遠レンズ系の光軸に交わる方向からの前記コン
    バイナへの入射光路を形成する筒状の鏡筒接続部材と、
    情報を表示する表示面を有する光学的情報表示手段およ
    び前記表示面から出射した表示情報光を前記鏡筒接続部
    材の前記入射光路を経てコンバイナに投光する光学部材
    を有する情報投光装置と、この情報投光装置に対する前
    記鏡筒の上下方向の位置を調節する鏡筒位置調節装置
    と、を備え、 前記光学部材は前記表示情報光をコリメート光とするパ
    ワーを有し、前記コンバイナは前記外界の情景光および
    前記表示情報光を接眼レンズに向かわせるように配設さ
    れた展望用ディスプレイ装置。
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