JP3077092B2 - Head-up display - Google Patents

Head-up display

Info

Publication number
JP3077092B2
JP3077092B2 JP03192375A JP19237591A JP3077092B2 JP 3077092 B2 JP3077092 B2 JP 3077092B2 JP 03192375 A JP03192375 A JP 03192375A JP 19237591 A JP19237591 A JP 19237591A JP 3077092 B2 JP3077092 B2 JP 3077092B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
display
luminance
light
polarizing plate
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP03192375A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0538967A (en
Inventor
勇 田中
英文 斎藤
泰行 木下
茂 北山
和彦 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Central Japan Railway Co
Original Assignee
Shimadzu Corp
Central Japan Railway Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp, Central Japan Railway Co filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP03192375A priority Critical patent/JP3077092B2/en
Publication of JPH0538967A publication Critical patent/JPH0538967A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3077092B2 publication Critical patent/JP3077092B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Instrument Panels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両、自動車、船
舶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(たとえば、速度情報、ブレーキ情報、時刻情報
等)を重ねて表示する乗物用の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、その使用者は一々前方の情景から視線をそらせ
て計器類を見る必要がなくなるので、前方情景から視線
をそらせている間に生じる不慮の事故を防いだり、作業
の効率を向上させたりすることができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle for a vehicle such as a railway vehicle, a car, a ship, or the like, which is operated while looking at the scenery of the outside world in front. (For example, speed information, brake information, time information, etc.) in a superimposed manner. By using such a head-up display, the user does not need to look away from the scene in front of each other to look at the instruments, thereby preventing an accident that occurs while the user is looking away from the scene in front, Work efficiency can be improved.

【0002】[0002]

【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、その使用者(すなわち、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、そのコンバイナは前方の情景から出射した光線
を使用者の方向に透過させるとともに、前記コンバイナ
の後面に入射した情報表示光を使用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、CR
T、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. Description of the Related Art The conventional head-up display generally has a combiner such as a half mirror or a hologram element disposed in front of a field of view of a user (ie, a pilot), and the combiner emits light beams emitted from a forward scene. Is transmitted in the direction of the user, and the information display light incident on the rear surface of the combiner is reflected or diffracted in the direction of the user. The information projection device for causing the information display light to enter the combiner is a CR light emitting device.
T, an optical information display means such as a plasma display or a light emitting diode display, and an optical member for causing light emitted from the optical information display means to enter the combiner. The optical member usually includes a lens system, a reflecting mirror, and the like, and is configured such that the information display light can be visually recognized by a pilot in a front view.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述の従来のヘッドア
ップディスプレイをたとえば鉄道車両等に適用した場
合、前記表示輝度を一定としたものでは、トンネル内走
行時や夜間走行時と昼間の地上走行時とでは車両の外界
の明るさが大きく異なるため、比較的明るい場所で見や
すい表示輝度であっても比較的暗い場所では明るすぎて
前方の外界を見る妨げになることがあるという問題点が
あった。また、暗い場所で問題のない表示輝度とすると
明るい場所では光学的情報がほんど視認できなくなって
しまうという問題点があった。
When the above-mentioned conventional head-up display is applied to, for example, a railway vehicle, if the display brightness is constant, the head-up display may be used when traveling in a tunnel or when traveling at night and when traveling on the ground in the daytime. Since the brightness of the outside world of the vehicle is greatly different from the above, there is a problem that even if the display brightness is easy to see in a relatively bright place, it may be too bright in a relatively dark place to obstruct the view of the outside world in front. . In addition, there is a problem in that if there is no problem in display brightness in a dark place, optical information can hardly be visually recognized in a bright place.

【0004】このため、鉄道車両等のヘッドアップディ
スプレイは、前記表示輝度を数十倍〜数百倍程度変化さ
せる必要がある。前記光学的情報表示手段として、透過
型の液晶パネルのような透過光すなわち表示面からの出
射光が偏光である透過型の表示パネルとその表示パネル
を背面から照明する光源(バックライト)とを用いる場
合、表示輝度を変化させるためには光源自体の明るさを
変化させればよい。
[0004] For this reason, head-up displays of railway vehicles and the like need to change the display brightness by several tens to several hundreds of times. The optical information display means includes a transmissive display panel in which transmitted light, such as a transmissive liquid crystal panel, that is, polarized light emitted from a display surface, and a light source (backlight) that illuminates the display panel from behind. When used, the display brightness may be changed by changing the brightness of the light source itself.

【0005】鉄道車輌が晴天の昼間を走行している際に
トンネルに入ると、表示の背景となる外界情景の輝度す
なわち背景輝度は2000〜5000Ft-Lから0.1
〜0.5Ft-Lに変化する。このため、表示輝度は少な
くとも数秒間に約2千Ft-Lから約10Ft-Lと1/2
00以下に減光する必要があった。トンネルから出る場
合にはその逆のことが必要になる。
[0005] When a railroad vehicle enters a tunnel during the daytime on a sunny day, the brightness of the external scene, which is the background of the display, that is, the background brightness is from 2000 to 5000 Ft-L to 0.1.
To 0.5 Ft-L. For this reason, the display brightness is reduced to about 2,000 Ft-L to about 10 Ft-L in at least several seconds, which is a half.
It was necessary to reduce the light to less than 00. When going out of a tunnel, the opposite is necessary.

【0006】ところで、昼間等の明るい場所で使用する
ためには、高輝度の光源が必要であり、この必要性を満
たす光源としては、陰極管やメタルハライドランプ等を
採用することができる。ところが、前記陰極管は、位相
制御等の従来の調光技術では、低輝度時にスパッタ現象
等が発生するので、数倍程度の輝度変化を得ることさえ
困難であった。また、前記メタルハライドランプは、そ
の特性上ランプ内放電を保つに要する光量を約20%以
下に低下させることは不可能である。このため、光源自
体の輝度を変化させることにより、ここで要求されるよ
うな大きな輝度変化を得ることは困難であった。
In order to use the light source in a bright place such as the daytime, a light source with high luminance is required. As a light source satisfying this necessity, a cathode ray tube, a metal halide lamp, or the like can be adopted. However, with the conventional dimming technique such as phase control, it is difficult to obtain a several-fold change in luminance of the cathode tube because a spatter phenomenon occurs at low luminance. In addition, due to the characteristics of the metal halide lamp, it is impossible to reduce the amount of light required to maintain discharge in the lamp to about 20% or less. For this reason, it was difficult to obtain a large change in luminance required here by changing the luminance of the light source itself.

【0007】そこで本出願は、光源と、この光源光の光
軸と垂直な面内に配設された透過型液晶表示パネルのよ
うな偏光透過型表示パネルとを用いたヘッドアップディ
スプレイにおいて、光源から出射した光の光軸と垂直な
面内に回転可能な偏光板を配設し、その偏光板の回転位
置を調節することにより表示輝度を調節するようにした
ものを先に発明して特許出願している。その発明によれ
ば、偏光透過型表示パネルを透過する偏光の振動方向と
偏光板を透過する光の振動方向とを同じ向きにしたとき
には高輝度の表示となり、偏光透過型表示パネルを透過
する偏光の振動方向と偏光板を透過する光の振動方向と
を90度ずらしたときには低輝度の表示となる。そし
て、偏光板を回動させるだけで表示輝度が変化するの
で、表示輝度の高速度の調節が可能となる。
Accordingly, the present application provides a head-up display using a light source and a polarized light transmission type display panel such as a transmission type liquid crystal display panel disposed in a plane perpendicular to the optical axis of the light source light. Patented invention in which a rotatable polarizing plate is arranged in a plane perpendicular to the optical axis of light emitted from the device, and display brightness is adjusted by adjusting the rotation position of the polarizing plate. Filed. According to the invention, when the vibration direction of the polarized light transmitted through the polarized light transmission type display panel and the vibration direction of the light transmitted through the polarizing plate are set to the same direction, a display with high brightness is obtained, and the polarized light transmitted through the polarized light transmission type display panel is obtained. When the vibration direction of the light is shifted by 90 degrees from the vibration direction of the light transmitted through the polarizing plate, a low-luminance display is obtained. Since the display luminance changes only by rotating the polarizing plate, the display luminance can be adjusted at a high speed.

【0008】しかしながら、外界情景の輝度すなわち背
景輝度が変化する度に連続的に前記偏光板を回動させて
表示輝度を調節すると、モータには常時回転軌道電流が
流れることになり、消費電力が大きくなるという問題点
が生じる。したがって、消費電力を節約するためには、
モータを停止してその停止中は、回転時の電流の数分の
1に電流をカット(保持用の小電流は必要)すればよ
い。そのためには、背景輝度の変化に応じて表示輝度を
連続的に変化させるのではなく、背景輝度が設定された
規定値を越えたときにのみ表示輝度を変化させる方法、
すなわち、段階的表示輝度制御方法を採用することが考
えられる。段階的表示輝度制御方法を採用した場合、段
階数が多いと消費電力の節約効果が減少し、段階数が少
ないと背景輝度が一定量変化しても表示輝度が変化しな
くなって表示情報の視認性が低下するという問題点が生
じる。
However, if the display plate brightness is adjusted by continuously rotating the polarizing plate every time the brightness of the external scene, that is, the background brightness changes, a rotating orbital current always flows through the motor, and power consumption is reduced. The problem that it becomes large arises. Therefore, to save power consumption,
While the motor is stopped, the current may be cut to a fraction of the current during rotation (a small current for holding is required). For that purpose, instead of continuously changing the display luminance according to the change of the background luminance, a method of changing the display luminance only when the background luminance exceeds a set specified value,
That is, it is conceivable to adopt a stepwise display brightness control method. When the stepwise display brightness control method is adopted, if the number of steps is large, the power saving effect is reduced, and if the number of steps is small, the display brightness does not change even if the background brightness changes by a certain amount, and the display information is visually recognized. There is a problem that the performance is reduced.

【0009】本発明者は前記段階数の適切な値を求める
ために、実際の鉄道車両にヘッドアップディスプレイを
搭載して、種々の背景輝度に対してヘッドアップディス
プレイの表示テストを行った。その結果、夜間〜積雪後
の晴天時等の広範囲な背景輝度に対して、4段階の輝度
調整では表示が薄く視認がやや困難になる場合が生じる
のを避けられなかった。しかしながら、5段階の輝度調
整ではかなり満足できる視認性が得られ、7段階以上の
輝度調整では十分満足できる視認性が得られることが分
かった。そして、背景輝度を7段階以上のさらに細かい
段階に分割して表示輝度をきめ細かく調整しても表示情
報の視認性はそれほど変らないということも分かった。
The inventor of the present invention mounted a head-up display on an actual railway vehicle and performed a display test of the head-up display for various background luminances in order to obtain an appropriate value of the number of steps. As a result, with respect to a wide range of background luminance, such as from nighttime to fine weather after snowfall, it is inevitable that the display may be thin and the visibility may be slightly difficult with four-step luminance adjustment. However, it was found that the visibility was sufficiently satisfactory when the luminance was adjusted in five steps, and the visibility was sufficiently satisfactory when the luminance was adjusted in seven or more steps. It was also found that even if the background luminance was divided into seven or more finer steps and the display luminance was finely adjusted, the visibility of the display information did not change much.

【0010】本発明は、前述の事情およびテスト結果に
鑑みてなされたもので、光源と、この光源光の光軸に垂
直に配設されるとともに表示光として偏光を出射する偏
光透過型表示パネルと、前記光軸に垂直に配設されると
ともに回動可能に支持された偏光板と、前方情景の輝度
を検出する背景輝度検出手段と、前記背景輝度検出手段
の検出する背景輝度の増減に応じて前記偏光板を回動さ
せることにより表示輝度を増減させる表示輝度調節手段
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、視認性を損なうことなく消費電力を少なくするこ
とを課題とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances and test results, and has a light source and a polarization transmission type display panel which is disposed perpendicular to the optical axis of the light from the light source and emits polarized light as display light. A polarizing plate disposed perpendicularly to the optical axis and rotatably supported, a background luminance detecting means for detecting the luminance of the front scene, and an increase and decrease of the background luminance detected by the background luminance detecting means. It is an object of the present invention to reduce power consumption without impairing visibility in a head-up display for a railway vehicle provided with a display brightness adjusting means for increasing or decreasing the display brightness by rotating the polarizing plate accordingly.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本出願の発明を説明するが、本発明の
要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするた
め、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記し
ている。なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させ
て説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであ
り、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。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、情報が表示される表示面を有する光学的情報
表示手段(D)および前記表示面から出射した情報表示
光(L)を所定の方向に投光する光学部材(A)を備え
た情報投光装置(K)と、前方の情景から出射した光
(J)を後方の視認位置に向けて透過させるとともに前
記情報投光装置(K)から投光された情報表示光(L)
を前記視認位置に向かわせるコンバイナ(C)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
記光学的情報表示手段(D)は、光源(D2)と、この
光源光の光軸に垂直に配設されるとともに表示光として
偏光を出射する偏光透過型表示パネル(D1)と、前記
光軸に垂直に配設されるとともに回動可能に支持された
偏光板(E)と、前方情景の輝度を検出する背景輝度検
出手段(17)と、前記背景輝度検出手段(17)の検
出する背景輝度の増減に応じて前記偏光板(E)を回動
させることにより表示輝度を増減させる表示輝度調節手
段(U)と、を備え、前記表示輝度調節手段(U)は、
前記背景輝度が5〜7段階に分割されたどの範囲にある
かを検出する背景輝度段階検出手段と、前記5〜7段階
の各背景輝度に対応して設定された5〜7箇所の回動位
置に前記偏光板(E)を回動させる手段とを備えたこと
を特徴とする。
Means for Solving the Problems Next, the invention of the present application devised to solve the above-mentioned problems will be described. For simplicity, the reference numerals of the elements of the embodiment are enclosed in parentheses. The reason why the present invention is described in correspondence with the reference numerals of the embodiments described below is to facilitate understanding of the present invention, and not to limit the scope of the present invention to the embodiments. In order to solve the above-mentioned problems, a head-up display according to the present invention comprises an optical information display means (D) having a display surface on which information is displayed, and an information display light (L) emitted from the display surface in a predetermined direction. An information light projecting device (K) having an optical member (A) for projecting light to a light source, and an information light projecting device (K) for transmitting light (J) emitted from a front scene toward a rear viewing position and transmitting the light (J). Information display light (L) projected from
In a head-up display for a railway vehicle provided with a combiner (C) for moving the light to the visual recognition position, the optical information display means (D) includes a light source (D2) and a light source (D2) perpendicular to the optical axis of the light source light. A polarizing transmission type display panel (D1) that is disposed and emits polarized light as display light; a polarizing plate (E) that is disposed perpendicular to the optical axis and rotatably supported; Background luminance detecting means (17) for detecting luminance; and display luminance for increasing or decreasing the display luminance by rotating the polarizing plate (E) in accordance with an increase or decrease in the background luminance detected by the background luminance detecting means (17). Adjusting means (U), wherein the display brightness adjusting means (U) comprises:
A background luminance level detecting means for detecting in which range the background luminance is divided into 5 to 7 levels, and 5 to 7 rotations set corresponding to each of the 5 to 7 levels of background luminance Means for rotating the polarizing plate (E) at a position.

【0012】[0012]

【作用】前述の特徴を備えた本発明のヘッドアップディ
スプレイは、光源光の光路に垂直に配設された偏光透過
型表示パネル(D1)および回動可能な偏光板(E)と
を備えている。また、背景輝度検出手段(17)により
検出された前方情景の輝度の増減に応じて前記偏光板
(E)を回動させることにより表示輝度を増減させる表
示輝度調節手段(U)が設けられている。したがって前
記偏光板(E)を回動させて、偏光透過型表示パネル
(D1)を透過する偏光の振動方向と偏光板(E)を透
過する光の振動方向とを同じ向きにしたときには高輝度
の表示となり、偏光透過型表示パネル(D1)を透過す
る偏光の振動方向と偏光板を透過する光の振動方向とを
90度近くにずらしたときには低輝度の表示となる。そ
して、偏光板(E)を回動させるだけで表示輝度が変化
するので、表示輝度の高速度の調節が可能となる。前記
表示輝度調節手段(U)は、前記背景輝度が5〜7段階
に分割されたどの範囲にあるかを検出する背景輝度段階
検出手段と、前記5〜7段階の各背景輝度に対応して設
定された5〜7箇所の回動位置に前記偏光板(E)を回
動させる手段とを備えている。したがって、背景輝度が
所定の範囲(所定の段階)にある間は、その範囲内で背
景輝度が変化しても前記偏光板(E)は回動しない。こ
のため、背景輝度の変化に応じて連続的に表示輝度を変
化させる(すなわち、背景輝度の変化に応じて連続的に
偏光板(E)を回動させる)場合に比べて、消費電力を
節約することができる。また、背景輝度および表示輝度
が5段階以上に分割された場合、どんな背景輝度に対し
ても十分な視認性が得られる。そして、背景輝度および
表示輝度が7段階を越えて分割されても表示情報の視認
性はそれほど変化しない。
The head-up display according to the present invention having the above-described features includes a polarization transmission type display panel (D1) and a rotatable polarizing plate (E) disposed perpendicular to the optical path of the light source light. I have. A display luminance adjusting means (U) for increasing or decreasing the display luminance by rotating the polarizing plate (E) in accordance with the increase or decrease of the luminance of the front scene detected by the background luminance detecting means (17) is provided. I have. Therefore, when the polarizing plate (E) is rotated to make the vibration direction of the polarized light passing through the polarizing transmission type display panel (D1) the same as the vibration direction of the light passing through the polarizing plate (E), high brightness is obtained. When the oscillation direction of polarized light passing through the polarization transmission type display panel (D1) and the oscillation direction of light passing through the polarizing plate are shifted to nearly 90 degrees, a display with low luminance is obtained. Since the display luminance changes only by rotating the polarizing plate (E), the display luminance can be adjusted at a high speed. The display luminance adjusting means (U) includes a background luminance level detecting means for detecting in which range the background luminance is divided into 5 to 7 levels, and a display luminance adjusting section (U) corresponding to each of the 5 to 7 levels of background luminance. Means for rotating the polarizing plate (E) at five to seven set rotation positions. Therefore, while the background luminance is within a predetermined range (predetermined stage), the polarizing plate (E) does not rotate even if the background luminance changes within that range. Therefore, power consumption is reduced as compared with the case where the display luminance is continuously changed according to the change in the background luminance (that is, the polarizing plate (E) is continuously rotated according to the change in the background luminance). can do. When the background luminance and the display luminance are divided into five or more levels, sufficient visibility can be obtained for any background luminance. Then, even if the background luminance and the display luminance are divided into more than seven levels, the visibility of the display information does not change so much.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例を説明す
る。図1,2において、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は図1に示すように前方に行くに
従って下方に傾斜するように配置されている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIGS. 1 and 2, a driver's cab 2 is installed at the front end of a train 1. In the cab 2, an instrument panel 4 is provided in front of a seat 3 for the operator P. Further, a windshield C as a combiner is disposed in front of the cab 2 between the lower part 5 of the train and the ceiling 6 of the train 1.
As shown in FIG. 1, the windshield C is arranged so as to be inclined downward as it goes forward.

【0014】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投光装置Kが配設されている。情
報投光装置Kは、ケーシング10を有している。このケ
ーシング10内には図3,4に示すように、光学部材A
および光学的情報表示手段Dが配設されている。この光
学的情報表示手段Dは、偏光を出射する透過型の液晶表
示パネル(偏光透過型表示パネル)D1と、その背面に
配設された光源D2とから構成されている。そして、前
記液晶表示パネルD1は、液晶駆動回路11によって駆
動され、その表示面に必要な情報(たとえば、速度情報
またはブレーキ圧情報等)が表示される。また、前記光
源D2は、反射鏡12と、これに支持されたメタルハラ
イドランプ13とから構成されている。
An information projector K for a head-up display is provided on the instrument panel 4 of the operator's cab 2. The information light projecting device K has a casing 10. As shown in FIG. 3 and FIG.
And optical information display means D. This optical information display means D is composed of a transmission type liquid crystal display panel (polarization transmission type display panel) D1 for emitting polarized light and a light source D2 disposed on the back surface thereof. The liquid crystal display panel D1 is driven by the liquid crystal drive circuit 11, and necessary information (for example, speed information or brake pressure information) is displayed on its display surface. The light source D2 comprises a reflector 12 and a metal halide lamp 13 supported by the reflector.

【0015】前記光学部材Aは、レンズ系A1、ミラー
A2 および凸レンズA3 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
記光学部材Aと光学的情報表示手段Dとの間には偏光板
Eが配設されており、偏光板Eは、その外周の90度よ
りやや大きい中心角を見込む部分にギヤ14が設けられ
ている。そして、前記ケーシング10には、180度よ
りやや大きい中心角を見込む外周部に前記ギヤ14が回
動できるような溝(図示せず)が形成されており、前記
ギヤ14は前記偏光板Eとともに90度よりやや大きい
角度の範囲内で回動可能となっている。
The optical member A comprises a lens system A1, a mirror A2, a convex lens A3, etc., and is arranged so that information display light L emitted from the optical information display means D is incident on the windshield C. Have been. A polarizing plate E is provided between the optical member A and the optical information display means D. The polarizing plate E is provided with a gear 14 at a portion where a central angle slightly larger than 90 degrees of the outer periphery is expected. ing. A groove (not shown) is formed in the casing 10 so that the gear 14 can rotate at an outer peripheral portion where a central angle slightly larger than 180 degrees is viewed. The gear 14 and the polarizing plate E are formed together. It is rotatable within a range of an angle slightly larger than 90 degrees.

【0016】前記ケーシング10外面上部にはステッピ
ングモータSが配設されており、ステッピングモータS
の出力軸に固定されたピニオン15は前記ギヤ14と噛
み合っている。そして、前記ステッピングモータSが回
転して前記偏光板Eが0〜90度の範囲で回動すると、
前記液晶表示パネルD1を透過する情報表示光Lの偏光
方向と偏光板Eの偏光方向とのづれ、すなわち光学的位
相のづれは0〜90度の間で変化する。このとき情報表
示光Lの輝度が調節されるようになっている。
A stepping motor S is provided on an upper portion of the outer surface of the casing 10.
The pinion 15 fixed to the output shaft is meshed with the gear 14. Then, when the stepping motor S rotates and the polarizing plate E rotates in a range of 0 to 90 degrees,
The deviation between the polarization direction of the information display light L passing through the liquid crystal display panel D1 and the polarization direction of the polarizing plate E, that is, the deviation of the optical phase varies between 0 and 90 degrees. At this time, the brightness of the information display light L is adjusted.

【0017】前記ステッピングモータSはモータ駆動回
路16によって作動するように構成されており、モータ
駆動回路16は、マイコンM(図4参照)の制御信号に
応じて作動するように構成されている。マイコンMは、
光量センサ17によって検出される外界情景光Jの光
量、すなわち外界の背景輝度信号が、図5のグラフのど
の範囲にあるかを検出して、その背景輝度に対応した表
示輝度を決定する。そしてマイコンMは、決定された表
示輝度に応じて前記ステッピングモータSの制御信号を
前記モータ駆動回路16に出力している。
The stepping motor S is configured to operate by a motor drive circuit 16, and the motor drive circuit 16 is configured to operate according to a control signal of a microcomputer M (see FIG. 4). The microcomputer M is
The light amount of the external scene light J detected by the light amount sensor 17, that is, the range of the external background luminance signal in the graph of FIG. 5 is detected, and the display luminance corresponding to the background luminance is determined. Then, the microcomputer M outputs a control signal of the stepping motor S to the motor drive circuit 16 according to the determined display luminance.

【0018】前記決定された表示輝度に応じてマイコン
Mから出力される前記ステッピングモータSの制御信号
は、決定された表示輝度が高い程、前記情報表示光Lの
偏光方向と偏光板Eの偏光方向とのづれ、すなわち位相
のづれが小さくなるようにステッピングモータSを駆動
する。また、前記制御信号は、決定された表示輝度が低
い程、前記情報表示光Lの偏光方向と偏光板Eの偏光方
向とのづれが小さくなるようにステッピングモータSを
駆動する。前記符号14〜17、およびMで示された構
成要素から表示輝度調節手段U(図4参照)が構成され
ている。本実施例の前記表示輝度調節手段Uは、前記背
景輝度が5〜7段階に分割されたどの範囲にあるかを検
出する背景輝度段階検出手段と、前記5〜7段階の各背
景輝度に対応して設定された5〜7箇所の回動位置に前
記偏光板を回動させる手段とを備えている。
The control signal of the stepping motor S output from the microcomputer M according to the determined display luminance is such that the higher the determined display luminance, the more the polarization direction of the information display light L and the polarization of the polarizing plate E. The stepping motor S is driven so that the deviation from the direction, that is, the deviation of the phase is reduced. Further, the control signal drives the stepping motor S such that the difference between the polarization direction of the information display light L and the polarization direction of the polarizing plate E decreases as the determined display luminance decreases. The components indicated by the reference numerals 14 to 17 and M constitute a display luminance adjusting means U (see FIG. 4). The display luminance adjusting means U of the present embodiment includes a background luminance level detecting means for detecting in which range the background luminance is divided into 5 to 7 levels, and a display luminance adjusting means U corresponding to each of the 5 to 7 levels of background luminance. Means for rotating the polarizing plate at 5 to 7 rotation positions set as described above.

【0019】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
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および光学的情報表示手段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、表
示輝度調節手段U等からヘッドアップディスプレイH
(図1,4参照)が構成されている。
The windshield C is arranged so as to transmit a part of the information display light L incident from the optical member A and reflect the remainder toward the operator P. Further, the windshield C is arranged so as to reflect a part of the external light J incident from an external scene or the like, and transmit the remainder toward the pilot P. That is, the windshield C of this embodiment itself has a function as a combiner. The combiner is
It is also possible to configure separately from the windshield.
An information light projecting device K is constituted by the optical member A and the optical information display means D, and a head-up device is provided by the windshield C functioning as the combiner, the information light projecting device K, the display brightness adjusting means U, and the like. Display H
(See FIGS. 1 and 4).

【0020】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。図1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の光学的情
報表示手段Dから出射した情報表示光Lは偏光となって
おり、この偏光は、前記偏光板Eを透過するときに偏光
板Eの回転位置に応じて透過光量が調節される。この偏
光板Eおよび前記光学部材Aを通過した情報表示光L
は、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Pの眼に至る。これにより操縦者Pは情報表示光L
を視認することができる。そして、前記光学的情報表示
手段Dに表示される情報の輝度すなわち情報表示光Lの
輝度は前記偏光板Eの回動位置によって制御される。
Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described. An external ray J traveling from the outside to the windshield C from the outside on the left side in FIG. 1 is partially reflected by the windshield C to the outside, and the rest passes through the windshield C as it is, and goes straight ahead. To the eyes of the person P. Thereby, the pilot P can visually recognize the external scene as it is. On the other hand, the information display light L emitted from the optical information display means D of the information light projecting device K is a polarized light, and this polarized light depends on the rotation position of the polarizing plate E when passing through the polarizing plate E. To adjust the amount of transmitted light. The information display light L passing through the polarizing plate E and the optical member A
Enters the windshield C. A part of the information display light L incident on the windshield C is transmitted through the windshield C and emitted to the outside world, but the rest is reflected and reaches the eyes of the pilot P. As a result, the operator P receives the information display light L
Can be visually recognized. The luminance of the information displayed on the optical information display means D, that is, the luminance of the information display light L is controlled by the rotation position of the polarizing plate E.

【0021】次に図6により、前記偏光板Eの回動位置
の制御方法を説明する。前記偏光板Eの回動位置の制御
は、前記マイコンMのメモリMeに記憶されているプロ
グラム(偏光板回動位置制御フロー実行プログラム)に
よって実行される。前記プログラムにより図6に示す偏
光板回動位置制御フローがスタートすると、ステップS
1において、前記光センサ17で検出された背景輝度を
読み込む。次にステップS2において、前記メモリMeに
記憶されたデータすなわち前記図5に示すグラフの式を
定めるデータを用いて、前記背景輝度に対応する表示輝
度を決定し、さらにその表示輝度が得られるステッピン
グモータ回動位置(すなわち、偏光板回動位置)を決定
する。次にステップS3において、前記ステッピングモ
ータSの現在の回動位置、すなわち偏光板Eの回動位置
が正しいかどうか、すなわち、偏光板Eが前記決定され
た表示輝度に対応した回動位置に有るかどうか判断す
る。イエス(Y)の場合は前記ステップS1に戻り、ノ
ー(N)の場合は次のステップS4に移る。
Next, a method of controlling the rotation position of the polarizing plate E will be described with reference to FIG. The rotation position of the polarizing plate E is controlled by a program (polarization plate rotation position control flow execution program) stored in the memory Me of the microcomputer M. When the polarizer rotation position control flow shown in FIG.
In step 1, the background luminance detected by the optical sensor 17 is read. Next, in step S2, the display luminance corresponding to the background luminance is determined using the data stored in the memory Me, that is, the data defining the equation of the graph shown in FIG. The motor rotation position (that is, the polarization plate rotation position) is determined. Next, in step S3, the current rotation position of the stepping motor S, that is, whether the rotation position of the polarizing plate E is correct, that is, the polarization plate E is at the rotation position corresponding to the determined display luminance. Determine whether or not. If yes (Y), the process returns to the step S1, and if no (N), the process moves to the next step S4.

【0022】ステップS4において、ステッピングモー
タSを前記ステップS2で決定した表示輝度に対応する
回動位置に駆動する。すなわち、前記検出されたステッ
ピングモータSの回動位置(偏光板Eの回動位置)に対
応する表示輝度に比べて、前記光量センサ17によって
検出される外界情景光Jの光量が多いとき(前記算出さ
れた表示輝度が大きいとき)には前記偏光方向の位相の
ずれ(液晶表示パネルD1の透過光の偏光方向と偏光板
Eの偏光方向)が小さくなるように、ステッピングモー
タSを駆動する。このとき、前記情報表示光Lの輝度は
高くなる。また、前記偏光板Eは、前記光量センサ17
によって検出される外界情景光Jの光量が少ないときに
は前記偏光方向の位相のずれが大きくなるように、ステ
ッピングモータSにより駆動される。このとき、前記情
報表示光Lの輝度は低くなる。
In step S4, the stepping motor S is driven to a rotation position corresponding to the display luminance determined in step S2. That is, when the light amount of the external scenery light J detected by the light amount sensor 17 is larger than the display luminance corresponding to the detected rotation position of the stepping motor S (the rotation position of the polarizing plate E) (the When the calculated display luminance is large), the stepping motor S is driven so that the phase shift in the polarization direction (the polarization direction of the transmitted light of the liquid crystal display panel D1 and the polarization direction of the polarizing plate E) becomes small. At this time, the brightness of the information display light L increases. Further, the polarizing plate E is provided with the light amount sensor 17.
Is driven by the stepping motor S so that the phase shift in the polarization direction becomes large when the light amount of the external scenery light J detected is small. At this time, the brightness of the information display light L decreases.

【0023】次にステップS5において、偏光板回動位
置制御フローが終了したかどうか判断する。ノー(N)
の場合は前記ステップS1に戻る。イエス(Y)の場合
(電源がオフ(OFF)の場合)は終了する。
Next, in step S5, it is determined whether or not the polarizing plate rotation position control flow has been completed. No (N)
In this case, the process returns to step S1. If the determination is yes (Y) (the power is off), the process ends.

【0024】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、偏光板を配置
する位置は、光源から表示を視認する者までの間の光路
の任意の位置に配置することが可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail, 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 appended claims. It is possible to do. For example, the position where the polarizing plate is arranged can be arranged at an arbitrary position in the optical path from the light source to the person who views the display.

【0025】[0025]

【発明の効果】前述の特徴を備えた本発明のヘッドアッ
プディスプレイは、偏光板を回動させて、偏光透過型表
示パネルを透過する偏光の振動方向と偏光板を透過する
光の振動方向とを変化させることにより表示輝度の調節
を高速で行うことができる。また、表示輝度調節手段
は、前記背景輝度が5〜7段階に分割されたいずれか1
つの段階の範囲で変化している間は偏光板を回動させず
に、一定の表示輝度(視認性を損なわない一定の表示輝
度)を保持するように構成されている。したがって、表
示の視認性を損なうことなく、消費電力を節約すること
ができる。
According to the head-up display of the present invention having the above-described features, the polarization direction of the polarized light passing through the polarization transmission type display panel and the vibration direction of the light transmitted through the polarization plate are adjusted by rotating the polarizing plate. , The display brightness can be adjusted at a high speed. Further, the display brightness adjusting means may be configured to select one of the background brightnesses divided into 5 to 7 levels.
It is configured to maintain a constant display luminance (a constant display luminance that does not impair the visibility) without rotating the polarizing plate while changing in a range of one step. Therefore, power consumption can be reduced without impairing the visibility of the display.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のヘッドアップディスプレイの一実施
例が鉄道車両に設置された状態を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a state in which an embodiment of a head-up display of the present invention is installed in a railway vehicle.

【図2】 同実施例の部分平面図である。FIG. 2 is a partial plan view of the embodiment.

【図3】 同実施例の要部の側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of a main part of the embodiment.

【図4】 同実施例の要部の拡大斜視図である。FIG. 4 is an enlarged perspective view of a main part of the embodiment.

【図5】 同実施例の輝度調整方法の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a luminance adjustment method according to the embodiment.

【図6】 同実施例の偏光板回動位置制御フローを示す
図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a flow of controlling the rotation position of the polarizing plate according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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、D1…偏光透過型表示パネル、
D2…光源、E…偏光板、H…ヘッドアップディスプレ
イ、J…外部情景光、K…情報投光装置、L…情報表示
光、P…操縦者、U…表示輝度調節手段U 17…背景輝度検出手段
A: Optical member, C: Combiner (front glass), D
... optical information display means, D1 ... polarized light transmission type display panel,
D2: light source, E: polarizing plate, H: head-up display, J: external scene light, K: information projection device, L: information display light, P: pilot, U: display brightness adjusting means U17: background brightness Detection means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 泰行 京都府京都市中京区西ノ京桑原町1番地 株式会社島津製作所三条工場内 (72)発明者 北山 茂 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目1番4 号 東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 小林 和彦 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目1番4 号 東海旅客鉄道株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−325323(JP,A) 特開 平4−229892(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 35/00 - 37/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasuyuki Kinoshita 1 Sanjo Plant, Nishinokyo Kuwaharacho, Nakagyo-ku, Kyoto, Kyoto Prefecture (72) Inventor Shigeru Kitayama 1-1-1 Meieki Station, Nakamura-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture No. 4 Tokai Passenger Railway Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhiko Kobayashi 1-1-4 Meieki Station, Nakamura-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Tokai Passenger Railway Co., Ltd. (56) References JP-A-4-325323 (JP, A JP-A-4-229892 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B60K 35/00-37/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 情報が表示される表示面を有する光学的
情報表示手段および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を備えた情報投光装置
と、 前方の情景から出射した光を後方の視認位置に向けて透
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
表示光を前記視認位置に向かわせるコンバイナとを備え
た鉄道車両用のヘッドアップディスプレイにおいて、 前記光学的情報表示手段は、光源と、この光源光の光軸
に垂直に配設されるとともに表示光として偏光を出射す
る偏光透過型表示パネルと、前記光軸に垂直に配設され
るとともに回動可能に支持された偏光板と、前方情景の
輝度を検出する背景輝度検出手段と、前記背景輝度検出
手段の検出する背景輝度の増減に応じて前記偏光板を回
動させることにより表示輝度を増減させる表示輝度調節
手段と、を備え、 前記表示輝度調節手段は、前記背景輝度が5〜7段階に
分割されたどの範囲にあるかを検出する背景輝度段階検
出手段と、前記5〜7段階の各背景輝度に対応して設定
された5〜7箇所の回動位置に前記偏光板を回動させる
手段とを備え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 projection device comprising: an optical information display means having a display surface on which information is displayed; and an optical member for projecting information display light emitted from the display surface in a predetermined direction. A head-up display for a railway vehicle, comprising: a combiner that transmits light emitted from a scene toward a rear viewing position and transmits information display light emitted from the information projection device to the viewing position. The optical information display means is a light source, a polarization transmission display panel that is disposed perpendicular to the optical axis of the light source light and emits polarized light as display light, and is disposed perpendicular to the optical axis. A polarizing plate rotatably supported, a background luminance detecting unit for detecting the luminance of the front scene, and rotating the polarizing plate according to an increase or decrease in the background luminance detected by the background luminance detecting unit. Display luminance adjusting means for increasing or decreasing the display luminance, the display luminance adjusting means detects in which range the background luminance is divided into 5 to 7 levels, and a background luminance level detecting means, A head-up display for a railway vehicle, comprising: means for rotating the polarizing plate at 5 to 7 rotation positions set corresponding to each of 5 to 7 levels of background luminance.
JP03192375A 1991-07-31 1991-07-31 Head-up display Expired - Fee Related JP3077092B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03192375A JP3077092B2 (en) 1991-07-31 1991-07-31 Head-up display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03192375A JP3077092B2 (en) 1991-07-31 1991-07-31 Head-up display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0538967A JPH0538967A (en) 1993-02-19
JP3077092B2 true JP3077092B2 (en) 2000-08-14

Family

ID=16290248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03192375A Expired - Fee Related JP3077092B2 (en) 1991-07-31 1991-07-31 Head-up display

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3077092B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06286608A (en) * 1993-03-31 1994-10-11 East Japan Railway Co Head up display
FR2993676B1 (en) * 2012-07-18 2015-03-27 Valeo Etudes Electroniques DEVICE AND METHOD FOR TRANSMITTING LIGHT BEAMS FOR FORMING IMAGE, PROJECTION SYSTEM AND DISPLAY USING THE SAME
KR20140134184A (en) 2013-05-13 2014-11-21 삼성디스플레이 주식회사 Head-up display system and method and apparatus for controlling the same
JP6840422B2 (en) * 2015-11-10 2021-03-10 日本信号株式会社 Train driving support system

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0538967A (en) 1993-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5510983A (en) On-vehicle display
JPH11119147A (en) Head up display
US9429757B1 (en) System for providing projected information combined with outside scenery
JP2010256867A (en) Head-up display and image display method
US5646639A (en) Display device for vehicles
JPH01248885A (en) On-vehicle display device
JPH10138794A (en) Head-up display device
JPH05147456A (en) Display device for vehicle
JP3404427B2 (en) Vehicle display device
JP3077092B2 (en) Head-up display
JP2884658B2 (en) Head-up display
JP6693594B2 (en) Head-up display, control method, program, and storage medium
CN108152960B (en) Vehicle-mounted head-up display method and system
JP2973580B2 (en) Head-up display
JPH05139186A (en) Head-up display device for automobile
JPS60131328A (en) Display device for vehicle
JPH0650953U (en) Vehicle display
US11391946B2 (en) Adjustable polarizer for head up displays
JPH08190073A (en) Hologlaphic display system
CN216331433U (en) Color imaging display device for automobile instrument panel
WO2023157710A1 (en) Vehicular display device
JP3057705B2 (en) Head-up display
JPH04229892A (en) Head-up display
JP3178473B2 (en) Head-up display
KR101510949B1 (en) Head up display apparatus for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080616

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090616

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100616

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100616

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110616

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees