JPH02283584A - 車両におけるデータ表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両における走行速度、エンジン回転数、燃
料の残量などの、運行に関連するデータを可視光により
車両の搭乗者が目視し得る位置に光学的に投影するデー
タ表示装置に関する。とくに本発明は、たとえば自動２
輪車のように搭乗者がヘルメットを着用して搭乗する形
式の車両において、搭乗者の視野内に上記データを表示
する装置に関する。

〔従来技術〕

自動２輪車における運行に関連するデータの表示は、車
両のハンドル付近に配置した計器により行うのが通常で
ある。これらの計器は、車両の構造上、運転者の前方視
野内に置くことができないため、運転者は運転中に前方
から視線をそらせて計器を見ることが要求され、非常に
危険である。

そこで、運転者が着用するヘルメットにデータ投影手段
を設けて、データを光学的に運転者の視野内に投影する
ことが考えられる。航空機の分野でも同様な問題が存在
するので、この問題を解決するため、特開昭５１−１３
２６００号公報では、航空機の操縦士が着用するヘルメ
ットにデータ投影のための光学的投影手段を装備するこ
とが提案されている。この公開公報に開示されたデータ
表示装置においては、ヘルメットに光学データ源、プリ
ズムおよび半反射式像合成部材が設けられ、表示すべき
情報は光学データ源により光表示信号とされ、この信号
が、プリズムおよび像合成部材により、遠景に重ねられ
た状態で投影される。

〔発明が解決しようとする課題〕

航空機用ヘルメットは、通信用ベツドフォーンとマイク
ロフォンを装備しており、これらはコードを介して機体
側の通信機器に接続されるのが通常である。同様に、デ
ータ表示装置の場合にも、光学データ源に信号を送る送
信器は機体側に配置され、コードを介して光学データ源
を機体側の送信器に接続すればよい。航空機の場合には
、搭乗中にヘルメットを外すことは原則としてあり得な
い、と考えてよく、また乗り降りもさほど頻繁でないの
で、このような有線接続でも支障は生じない。そして、
このような有線接続を採用することにより、ヘルメット
側の光学データ源には機体側の電源から電力の供給を行
うことが可能になるので、電源についての問題も生じな
い。しかし、自動２輪車のように頻繁に乗り降りが行わ
れる車両では、乗り降りの都度ヘルメットのコードを着
脱せねばならない、という不便が生じる。また、走行中
にヘルメットのコードが外れた場合には、コードを再接
続することは、車両の走行中には不可能である。

本発明は、自動２輪車のようなヘルメットを着用して搭
乗する車両における上述の問題を解決するものである。

すなわち、本発明は、ヘルメットと車両との間をコード
で接続する必要がなく、車両の運行に関するデータをヘ
ルメットを着用した搭乗者の視野内に光学的に表示する
ことのできるデータ表示装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、本発明においては、車体側に
データ信号を送信するための無線送信器を、ヘルメット
側に送信器からの無線信号を受信する無線受信器と該受
信器の出力信号を可視光による光表示信号に変換する変
換手段と該変換手段の出力である表示信号を前記搭乗者
の前方視界内に投影表示する投影手段とを設ける。ヘル
メットに設けられる受信器と変換手段のための電源とし
て、ヘルメットには太陽電池と充電可能な２次電池とを
設ける。

また、本発明は、無線送信信号を受信する無線受信器と
、前記受信器の出力に基づいて可視光による光表示信号
を発生する変換手段と、前記変換手段からの光表示信号
を着用者の視野内に投影して表示を行う投影手段とが設
けられたヘルメットを提供する。

〔作用〕

本発明においては、車両側に無線送信器が設けられ、搭
乗者が着用するヘルメットにはこの送信器からのデータ
信号を受信する無線受信器と該受信器の出力信号を可視
光による光表示信号に変換する変換手段と該変換手段の
出力である表示信号を前記搭乗者の前方視界内に投影表
示する投影手段とが設けられるので、車両とヘルメット
との間をコードで接続することなく、車両の運行に関連
するデータの表示が可能になる。車両とヘルメットとの
間を接続するコードがないと、ヘルメットに電源を装備
することが必要になる。本発明においては、この電源と
して、太陽電池と２次電源としての充電可能な電池とを
ヘルメットに備えるようにしたので、２次電源である電
池を別途充電する手間を省くことができる。

〔実施例〕

全体の構成 第１図および第２図を参照すると、これらの図には本発
明を自動２輪車に適用した例が示されている。自動２輪
車の車体ＢにはハンドルＨが設けられ、このハンドルＨ
のほぼ中央部に無線送信器１が配置される。自動２輪車
の搭乗者Ｍは、ヘルメットＣを着用しており、このヘル
メッ）Ｃに受信表示装置２が設けられる。受信表示装置
２に作動電力を供給するために、ヘルメットＣには太陽
電池３が設けられる。

受信表示装置２の表示内容としては、自動２輪車の走行
速度、燃料の残量、エンジン回転数等の車両の運行に関
連するデータの表示があり、その他のデータとしては、
たとえば時刻の表示を行うこともできる。本実施例では
、主として走行速度の表示を行う場合について説明する
。

送信器ｌは、自動２輪車に設置された速度計からの速度
信号をアナログ電圧の形で受けて、これをデジタル信号
に変換し、無線信号として送信する。無線信号はどのよ
うな形態でもよいが、本実施例においては、赤外線信号
として送信を行うものとして説明する。送信器１の送信
は、第１図に示すように、比較的狭い角度の円錐形の範
囲、たとえば頂角３０°の範囲のみに送信するように構
成する。この構成により、搭乗者の通常の運転姿勢では
ヘルメッ）Ｃに設けた受信表示装置２が常に送信器１の
送信範囲内に位置し、確実な受信を行うことができ、か
つ他の自動２輪車の送信器１が発信する信号により受信
表示装置２が誤作動することも防止できる。

受信表示装置２は、送信器１からの赤外線信号を受信し
、該赤外線信号に含まれる速度信号を抽出して搭乗者Ｍ
の前方視野内にその速度信号に対応する自動２輪車の走
行速度を数字で表示する。

第３図および第４図に示すように、受信表示装置２は、
送信器１からの送信信号を受信する受信器４と、データ
の表示のための投影を行う表示器５と、表示器５からの
データ投影光を搭乗者Ｍの眼９に向けて反射する半透明
鏡６とを有し、かつこの受信表示装置２には、充電可能
な２次電池７と充電器８とが設けられる。これらの受信
表示装置２を構成する部品は、ケース２ａ内に収められ
、該ケース２ａはヘルメットＣの前方シールド１０に固
定されている。

受信器４は、受信した赤外線信号から走行速度を表すデ
ジタル信号を取り出して、たとえば３桁７セグメント型
発光ダイオード表示器のような表示器５を受信信号に応
じて作動させる。表示器５からの光は、受信信号に含ま
れる速度信号に対応する数字を表示する形であり、この
光は半透明鏡６により反射され、ヘルメッ）Ｃの前方シ
ールド１０を通して搭乗者Ｍの眼９に到達する。したが
って、搭乗者Ｍは前方視野の端の方に速度を表す数字の
光を視認することができる。

太陽電池３は、ヘルメットＣの天井部に埋め込まれ、そ
の表面は、太陽エネルギーの透過減衰が僅少で該太陽電
池の外部からの損傷を防止できるような透明な樹脂材料
により被覆されている。太陽電池３は、光エネルギーを
電気エネルギーに変換し、ダイオードのような素子で構
成される充電器８を介して２次電池７を充電する。

２次電池は、たとえばニッケルカドミウム電池のような
充電可能な電池である。充電器８は、太陽電池からの電
流を２次電池７に流し、２次電池７から太陽電池３への
逆流は阻止するような作用を果たす。受信器４および表
示器５への電力の供給は２次電池７から行われる。

ヘルメットＣにはメカニカルスイッチ３１が設けられ、
搭乗者ＭがヘルメットＣを着用したときまたは搭乗者Ｍ
がヘルメットＣを着用して前方シールド１０を下ろした
ときＯＮ状態となる。このスイッチ３１を設けることに
より、搭乗者Ｍは電源の断続に留意する必要がなくなる
。電力は太陽電池３から供給され、２次電池７に蓄えら
れるので、２次電池７を別途充電する手間をなくすこと
ができる。太陽電池３の容量は、消費電力の１０ないし
２０倍のものを使用すれば、雨天や夜間使用にも十分に
耐えられることが判明した。

送信器１の構成 第５図に送信器１０機能ブロック図を示す。送信器ｌの
電源は、自動２輪車Ｂの電源を使用すればよく、第５図
ではこの電源は省略しである。第５図において、送信器
ｌはアナログ・デジタル変換器１２を有し、この変換器
１２にアナログ速度信号１１が人力される。アナログ・
デジタル変換器１２は、速度信号を２進のデジタル信号
に変換する。アナログ・デジタル変換器１２の出力は２
進ＢＣＤ変換器１３に接続される。変換器１３は変換器
１２からのデジタル信号をＢＣＤ信号すなわちパイナリ
コーデットデシマル信号に変換するように作用する。こ
れらの変換にさいしては、０から１９９ｋｍ／ｈまでの
速度をＩｋｍ／ｈ刻みで表示するために、２進のデジタ
ル信号は８ビツトのデジタル信号とし、ＢＣＤ信号は９
ビツトのデジタル信号とする。

ＢＣＤ変換器１３の出力は、パラレル・シリアル変換器
１４に接続される。このパラレル・シリアル変換器１４
は、パラレルな９ビツトの信号を上位から順次取り出し
てシリースな信号にするためのものである。

以下に、１５ｋｍ／ｈの走行速度の例について説明する
。この場合、アナログ・デジタル変換器１２の出力は、 であり、２進ＢＣＤ変換器１３の出力は、となる。パラ
レル・シリアル変換器１４の出力は第７図に示す波形と
なる。これら３つの変換器は送信タイミング回路１５の
発生するタイミング信号により定められた時間間隔、た
とえば０．５秒間隔で変換作動を行う。このとき、受信
器で受信して信号を取り出すさいに、無信号とＯ信号と
が判別できるようにするために、一般に採用されている
調歩同期方式を採用する。すなわち、９ビツトのＢＣＤ
信号の前後にそれぞれ１ビツトの０信号を加えて１１ビ
ツトを一連の信号とし、さらに信号と信号との間の無信
号時を１とする。この方式によりパラレル・シリアル変
換器１４から出力される信号は、第８図に示すようにな
る。したがって、受信側では、１から０になったときの
スタート信号に続く次の９ピツ、トを信号として読めば
よい。信号の後の１１ビツト目の０は、タイミングのク
ツションとして設けるものである。

パラレル・シリアル変換器１４の出力は変調器１６に接
続される。変調器１６は発信器１７と組み合わされてお
り、光信号が太陽光や他の外来光の影響を受けないよう
に、該光信号を高周波、たと・えば４０ｋＨｚの周波数
の断続信号にする作用を果たす。速度が１５ｋｍ／ｈの
場合の変調器１６の出力は、第９図のような波形になる
。変調器１６の出力は発光駆動回路１８に接続され、該
発光駆動回路１８は入力信号に応じて赤外線発光ダイオ
ードのような発光器１９を作動させることにより、電気
信号を光信号２０に変換する。

送信器１の作動のテストを可能にするために、テスト用
電圧発生器２１とテスト用タイマ２２が設けられる。

受信器４の構成および作用 第６図を参照すると、受信器４は光検知器２３を有する
。この光検知器２３は、たとえば赤外線フォトトランジ
スタにより構成され、送信器１０発光器１９から送信さ
れる光信号を受信して電気信号に変換する。光検知器２
３の出力はプリアンプ２４に接続され、該光検知器２３
からの電気信号はプリアンプ２４により増幅されて復調
器２５に人力される。復調器２５は、入力信号に基づい
て第８図と同じような信号を形成する。復調器２５によ
、り復調された電気信号は、シリアル・パラレル変換器
２６に入力される。シリアル・パラレル変換器２６は、
シリースなデジタル信号をパラレル信号に戻して、走行
速度を表すＢＣＤ信号を形成する。このＢＣＤ信号は、
１５ｋｍ／ｈの場合には、 となる。この信号は、ラッチ回路２７に人力される。受
信タイミング回路２８は、送信タイミング回路１５と同
じタイミング信号を発生して、タイミング信号の必要な
シリアル・パラレル変換器２６とラッチ回路２７に送る
。

ラッチ回路２７は、定められた時間間隔、たとえば０．
５秒刻みで送られてくるＢＣＤ信号を更新し、次の信号
が送られてくるまで保持する。ラッチ回路２７の出力は
７セグメント変換器２９に与えられ、この変換器２９は
表示電気信号を発生して表示器５を作動させる。表示器
５が発生する表示光信号は、前述のように搭乗者Ｍの視
野内に投影される。第１０図は表示の一例である。

ヘルメット電源断続系 第１図ないし第４図に示すように、ヘルメットＣにはメ
カニカルスイッチ３１が設けられる。第６図に示すよう
に、このスイッチ３１は、２次電池７と受信器４の各構
成部品との間に配置され、本例では、ヘルメッ）Ｃの着
脱に応じて断続される。すなわち、ヘルメットＣを着用
したときスイッチ３１が○Ｎ状態となり、ヘルメッ）Ｃ
を脱いだときＯＦＦとなる。本例においては、ラッチ回
路２７の出力に接続されるデジタルコンパレータ３２が
設けられ、７セグメント変換器２９を作動させるアナロ
グスイッチ３３が該デジタルコンパレータ３２により制
御されるように構成されている。

デジタルコンパレータ３２は、予め設定された速度たと
えば９ｋｍ／ｈより低い速度信号をラッチ回路２７から
受けたとき、アナログスイッチ３３をＯＦＦとして速度
表示を停止させる。この構成により、速度表示が低速時
に停止され、消費電力を節減することが可能になる。

テスト回路 再び第５図を参照すると、前述のように低速時に速度表
示を停止する構成を備えた場合、始動時にヘルメットＣ
を着用しても速度表示が行われない。したがって、停車
の時にも装置の機能が正常であることを確認する構成を
備えることが望ましい。テスト用電圧発生器２１および
テスト用タイマ２２はこの目的で設けられたものである
。テスト用タイマ２２は、自動２輪車のエンジンを始動
したときから所定の時間たとえば５秒間だけ導通状態と
なり、その後は遮断状態となる。テスト用電圧発生器２
１は、所定の走行速度たとえば６０ｋｍ／ｈに相当する
テスト電圧を発生する。したがって、エンジン始動から
所定時間の間、この所定の走行速度の表示がヘルメット
Ｃの視野内に現れる。

走行速度以外の表示 本発明は、車両の走行速度の表示以外にも使用すること
ができる。たとえば車両の運行に関連するデータの表示
としては、燃料の残量やエンジン回転数があり、車両の
運行に関連しないデータとしては、たとえば時刻の表示
がある。

燃料の残量は、車両の燃料計を燃料の残量に応じたアナ
ログ電圧を発生する形式とし、この電圧を速度信号の場
合と同様に処理して表示を行えばよい。エンジン回転数
の表示も同様に行うことができる。

時刻の表示のためには、受信表示装置２の表示器５の位
置に発光表示型のデジタル時計を装備すればよい。この
場合には、時計には別の小型電池を備えることが望まし
い。

第１１図は複数のデータを同時に表示するための送信器
の構成の一例を示すものである。送信器１のアナログ・
デジタル変換器１２の入力端に送信切り換え器３４が挿
入され、この切り換え器３４にアナログ速度電圧１１と
、燃料残量電圧３６と、エンジン回転数電圧３７とが入
力される。

切り換え器３４は、送信タイミング回路１５のタイミン
グによりこれら電圧１１．３６．３７を順次切り換えて
アナログ・デジタル変換器１２に送るように作用する。

第１３図は、この３種の信号電圧のタイミングを示すも
ので、ｔｌは速度信号のタイミング、ｔ２、ｔ、はそれ
ぞれ燃料残量信号およびエンジン回転数信号のタイミン
グである。これら各信号１．、１．、ｔ３はＴまたとえ
ば０．１秒の時間間隔で取り込まれ、先の速度信号ｔ１
と後の速度信号ｔ１との間隔はＴたとえば０．５秒であ
る。

第１２図は、複数のデータを同時に表示する場合の受信
器４の構成を示すものである。第６図と同様に構成され
る受信器４のシリアル・パラレル変換器２６の出力には
、３種の異なるＢＣＤ信号が順次に現れるので、これを
受信切り換え器３５により切り換えて取り出し、３系列
のラッチ回路２７に順に送り出す。燃料の量は、満杯状
態を１００とし、空を０として１刻みの表示を行うよう
にするとともに、エンジン回転数は１ｏｏｏ。

ｒｐｍを１００とし、ｔｏｏｒｐｍ刻みで表示を行えば
、変換のビット数は速度表示の場合と同じにすることが
できる。

超音波を利用した送受慣 以上の説明は、送信と受信の媒体として赤外線を利用す
る装置についてのものであるが、赤外線の代わりに他の
媒体、たとえば超音波を利用することも可能である。超
音波を利用する場合には、第５図の発光器１９に代えて
、たとえばチタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸鉛を
材料としたピエゾ圧電素子を使用し、前例におけると同
様に変調した超音波を送信する。さらに、第６図の光検
知器２３に代えて、ピエゾ圧電素子を使用して、受信し
た超音波を電気信号に変換する。

電波を利用した送信 送受信の媒体としては、赤外線や超音波の他に電波を利
用することも可能である。電波を利用する場合には、た
とえば次のように構成する。先ず送信は前例における第
５図の変調器１６の出力として副搬送波を発生する。そ
して、第５図の発光駆動回路１８と発光器１９に代えて
副搬送波の１００倍以上高い周波数の主搬送波を発生さ
せて主搬送波を副搬送波で周波数変調する。周波数変調
された主搬送波を送信アンテナに給電して電波を空中に
送信する。また、電波を受信するには、第６図の光検知
器２３とプリアンプ２４に代えて受信アンテナで送信電
波を受信し、主搬送波増幅器にて増幅した後、主搬送波
復調器により復調して４０　ＫＨｚの副搬送波を取り出
し、これを第６図の復調器２５に入力すればよい。

大腸電池の使用 ヘルメットＣに太陽電池３を設け、この太陽電池で発生
する電気エネルギーを２次電池に蓄電することにより、
夜間や雨天でも本発明の装置を使用することが可能にな
る。

一般に、晴天時の太陽エネルギーはｌｋｗ／ｍ２といわ
れている。また、市販の太陽電池のエネルギー変換率は
１０％程度であり、高性能の太陽電池ではエネルギー変
換率が２０％ないし２２％に達するといわれている。一
方、ヘルメッ）Ｃに装備される機器の消費電力は０．０
２　Ｗ程度と推定される。太陽電池３としてこの消費電
力の１０ないし２０倍の容量のものを使用することによ
り、夜間や雨天の使用にも十分に耐えられる表示装置を
得ることができる。たとえば太陽電池の容ｌを０．３Ｗ
とし、エネルギー変換効率を２０％とすると、太陽電池
の大きさは１５ｃｍ２程度となる。したがって、この太
陽電池３をヘルメッ）Ｃの頭上部分に埋め込むことが可
能である。

〔効果〕

以上述べたように、本発明においては、車両側に車両の
運行に関連するデータを無線により送信する無線送信器
を設け、車両の搭乗者が着用するヘルメットには該送信
器からの送信信号を受信する無線受信器を設けるととも
に該受信器からの受信信号に基づいて搭乗者の視野内に
光表示を行うようにしたので、車両とヘルメットとの間
をコードで接続する必要がなく、使用上の支障がなくな
る。また、ヘルメットには該ヘルメットの着脱に応じて
オン・オフされるスイッチを設けることにより、自動的
な電源の断続が可能になる。ヘルメット側の電源として
、太陽電池と充電可能な２次電源電池との組み合わせを
使用するので、夜間や雨天での使用も可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を自動２輪車に適用した実施例を示す側
面図、第２図は第１図の平面図、第３図はヘルメットの
正面図、第４図はヘルメットの平面図、第５図は車両側
に搭載される送信器のブロック図、第６図はヘルメット
側に設けられる受信器のブロック図、第７図、第８図、
第９図は信号波形を示す図表、第１０図は表示文字の一
例を示す図、第１１図は本発明の他の実施例を示す送信
器の一部のブロック図、第１２図は第１１図の実施例に
おける受信器を示すブロック図、第１３図は第１１図及
び第１２図の実施例における信号のタイミングを示す図
表である。 １・・・・送信器、２・・・・受信表示装置、３・・・
・太陽電池、４・・・・受信器、５・・・・表示器、６
・・・・半透明鏡、７・・・・電池、８・・・・充電器
、３１・・・・メカニカルスイッチ 第１図 信号 第７図 一一一一時間 信号 第８図 ００ｏ００１ｏ１０１０ 第２図 信号 第９図 第１ｏ図 と　６１

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両上に搭載され該車両の運行に関連するデータ
   についての信号を送信する無線送信器と、車両の搭乗者
   が着用するヘルメットに設けられ前記送信器からのデー
   タ信号を受信する無線受信器とを有し、前記ヘルメット
   には太陽電池と蓄電可能な２次電池とからなる電源が設
   けられて前記受信器がこの電源により作動するようにな
   っており、前記受信器の出力部には該受信器の出力信号
   を可視光による光表示信号に変換する変換手段が設けら
   れ、前記ヘルメットには前記変換手段からの表示信号を
   前記搭乗者の前方視界内に投影表示する投影手段が設け
   られたことを特徴とする、車両におけるデータ表示装置
   。
2. （２）請求項１に記載のデータ表示装置において、前記
   無線送信器は赤外線信号を発信する赤外送信器であり、
   前記受信器は赤外線信号を受信する赤外受信器であるデ
   ータ表示装置。
3. （３）請求項１に記載のデータ表示装置において、前記
   無線送信器は超音波信号を発信する超音波送信器であり
   、前記受信器は超音波信号を受信する超音波受信器であ
   るデータ表示装置。
4. （４）請求項１に記載のデータ表示装置において、前記
   無線送信器は電波を送信する電波送信器であり、前記送
   信器は電波を受信する電波受信器であるデータ表示装置
   。
5. （５）請求項１ないし４のいずれかに記載したデータ表
   示装置において、前記ヘルメットには、前記受信器およ
   び前記変換手段のための電源を、前記ヘルメットが着用
   されたとき接続し前記ヘルメットが外されたとき切断す
   る、ヘルメットの着脱により作動するスイッチが設けら
   れたデータ表示装置。
6. （６）無線送信信号を受信する無線受信器と、前記受信
   器の出力に基づいて可視光による光表示信号を発生する
   変換手段と、前記変換手段からの光表示信号を着用者の
   視野内に投影して表示を行う投影手段とが設けられた、
   車両の搭乗者によって着用されるヘルメット。
7. （７）請求項６に記載のヘルメットにおいて、前記受信
   器と前記変換手段のための電源が設けられ、前記電源は
   、太陽電池と充電可能な２次電池とにより構成されたヘ
   ルメット。
8. （８）請求項１ないし５のいずれかに記載のデータ表示
   装置において、前記送信器はテスト用信号発生手段を備
   えており、始動時にテスト表示を行わせることができる
   データ表示装置。
9. （９）請求項１ないし５および請求項８のいずれかに記
   載のデータ表示装置において、前記受信は時刻を表す信
   号を発生する手段を有し、時刻表示を行うことが可能に
   なったデータ表示装置。
10. （１０）車両の運行に関連するデータを表示する赤外光
    、超音波または電波によるデータ信号を発生する無線送
    信器を備えた車両。
11. （１１）車両の運行に関連するデータを表示する赤外光
    、超音波または電波によるデータ信号を発生する車両搭
    載用無線送信器。