JPH03217339A

JPH03217339A - ヘッドアップディスプレイ

Info

Publication number: JPH03217339A
Application number: JP1254718A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Saito; 英文斎藤; Shigenobu Matsumoto; 松本　茂伸
Original assignee: Shimadzu Corp; Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Shimadzu Corp; Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1991-09-25
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JP2645487B2

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】Ａ．発明の目的ｌ）産業上の利用分野本発明は、鉄道車両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等のコンバイナを配置し、そ
のコンバイナは外界の景色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
ナに入射した速度情報やブレーキ圧情報等の情報表示光
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
投射装置は、ＣＲＴ１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）発明が解決しようとする課題ところで、操縦者は、外界の情景を無限遠方に視認して
いるため、前記光学的情報表示手段の表示面に表示され
た情報が目に近い位置に視認されると、前記外界の情景
および表示情報を見るときの目の焦点が太き《変化する
。そうすると、前記情景または情報表示光を視認しずら
くなったり、目が疲れたりし易くなる。そこで、前記表
示面に表示された情報を操縦者に視認させる際、前記光
学部材にレンズ系を用いて遠方に視認させるようにした
ものが多く使用されている。このようなものは目には楽
であるが、前記表示面に表示された情報を視認できる目
の位置は非常に狭い範囲に限られてしまう。

一方、操縦者は、座高等の個人差により目の高さが異な
る。したがって、前述のように情報を視認できる目の位
置が狭い範囲に限定されるヘッドアップディスプレイで
は、操Ｍ座席の高さが十分に調節できない場合、操縦者
は、操縦座席に座った状態で前記情報を充分に視認する
ことができな《なるという問題点があった。

本発明は前述の問題点に鑑み、操樅者によって目の高さ
位置が異なる場合でも、前記表示面に表示された情報を
操縦者が視認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
の方向に投射する光学部材とを備えた情報投射装置と、操縦者の前方に傾斜して設けられ、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、前記情報投射装置から投
射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、を備えた陸上乗物用のヘッドアップディスプレイにおい
て、前記光学部材は前記表示面から出射した情報表示光を所
定方向に反射するミラーとこのミラーで反射された情報
表示光を前記コンバイナに投射するレンズとを一体的に
連結して構成された投射方向調節用光学ユニットを有し
ており、さらに前記投射方向調節用光学ユニットの姿勢
を調節して情報表示光の投射方向を調節する投射方向調
節部材が設けられたことを特徴とする。

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
においては、操縦者は、前記投射方向調節部材を操作し
て前記投射方向調節用光学ユニットの姿勢を調節するこ
とにより、前記情報投射装置から投射される情報表示光
の投射方向を自分の目に向かわせることができる。

３）実施例以下、図面により本発明の一実施例を説明する。

第１図において、電車ｌ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Ｍ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。

前記運転室２の計器盤４には光学部材Ａおよび光学的情
報表示手段としてのＣ　Ｒ　Ｔ　（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒ
ａｙ　Ｔｕｂｅｓ陰極線管）表示管Ｄが配設されている
。

このＣＲＴ表示管Ｄの表示面は例えば６４０Ｘ４００ド
ットのビクセルに分割されており、各々のビクセルの輝
度をコントロールすることにより必要な情報が表示され
る。前記光学部材Ａは、凹レンズＡＩ，ミラーＡ２およ
び凸レンズＡ３等から構成されており、前記ＣＲＴ表示
管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。そして、前記ミラ
ーＡ２　および凸レンズＡ３　は一体的に連結されてお
り、両部材Ａ２，Ａ３から投射方向調節用光学ユニッ｝
Ｕが構成されている。この投射方向調節用光学ユニッ｝
Ｕは支持部材７により回動可能に支持されるとともに、
その回動軸まわりの姿勢を調節する調節部材８によって
姿勢が調節されるようになっている。前記調節部材８は
、位置が固定されたナット８ａと、この固定ナット８ａ
に螺合する調節用移動ネジ８ｂとを存しており、このｇ
節用移動ネジ８ｂの先端部は前記投射方向調節用光学ユ
ニットＵの上端部に回転自在に連結されている。そして
、調節用移動ネジ８ｂは回転調節されると前進し、この
とき投射方向調節用光学ユニットＵは回動してその姿勢
が調節されるようになっている。前記支持部材７および
調節部材８から投射方向調節部材Ｂが構成されている。

そして、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ＣＲＴ表示管Ｄおよび光学部材Ａから情報投射装置
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および前記情報投射装［ｉ１Ｋ等
からヘッドアップディスプレイＨが構成されている。

いる。

また、前記フロントガラスＣは、その光透過率をＸ１光
反射率をｙ１光吸収率を２とした場合、次の条件を満た
すものが選択されている。

６０％≦Ｘ≦７５％２≦ｌＯ％ｙ＝　１　０　０　−　（ｘ十ｚ）Ｘ＋　ｙ＋Ｚの値をこのような範囲に限定する理由は次
のとおりである。すなわち第２図に示すように、外部光
Ｊおよび情報表示光ＬのフロントガラスＣに入射する前
のそれぞれの輝度をＢｓおよびＢｄとし、フロントガラ
スＣ透過後のそれぞれの輝度をＢｓｌおよびＢｄｌとし
た場合、たとえば、前記外部光ＪのフロントガラスＣ入
射前の輝度ＢＳがトンネル内または夜間の一般的な輝度
０．　　１Ｆｔ−Ｌ（Ｆｏｏｔｌａｍｂｅｒｔ，　　　
ｌ　　Ｆｏｏｔｌａｍｂｅｒｔ＝　　０　．　　３　　
４ｃｄ／膳２）のとき前記フロントガラスＣの光透過率
Ｘおよび光反射率ｙの種々の値に対する前記輝度Ｂｓｆ
の値および情報表示光Ｌの前記輝度Ｂｄ．Ｂｄｌの視認
し易い値は次の表のようになる。なお、次の表において
、Ｂｄ，は、たとえば凹レンズＡＩの光透過率ＴＡＩ＝
９６％、ミラーＡ２の光反射率ＲＡ２＝　９　０％、凸
レンズＡ３の光透過率Ｔ＾３＝９６％である場合のＣＲ
Ｔ表示管Ｄの表示面で必要な輝度である。

ところで、夜間の地上または地下トンネルを走行中の車
両が駅校内に進入したときには、外部光Ｊの輝度が上が
るので、そのときには情報表示光Ｌの輝度を３倍程度上
げる必要が生じる。その場合、フロントガラスＣに入射
する情報表示光Ｌの輝度を５　０　ＦＴ−Ｌ以上にする
ことは困難である。このため、前記表において、Ｘ≧８
０の範囲では駅校内において前記Ｂ　ｄ＞　５　０　（
ＦＴ−Ｌ）となり、汎用ディスプレイでは対応が難し《
、実用的ではない。

また、Ｘ＜５５の範囲では外部の情景が暗くなって外部
光の視認が困難になる。これらの理由からＸの範囲は前
述の６０≦Ｘ≦７５の範囲に定めるのｈ（絆中１４い−
十六−　７の節聞は２＞１０となるとフロントガラスＣ
を通過する光の吸収量が多くなってしまって、外部光Ｊ
および情報表示光Ｌが暗《なってしまう。このため、２
の範囲は前述の２≦１０の範囲に定めるのが好ましい。

なお、前記ＣＲＴ表示管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。

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図中左側に在る外界からフロントガラスＣに向って
進んで来た光線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Ｍの眼に至る。

これにより操縦者Ｍは外界の情景をそのまま視認するこ
とができる。一方、前記情報投射装置ＫのＣＲＴ表示管
Ｄから出射した情報表示光Ｌはレンズ系Ａを透過してフ
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Ｍに向かう。

その際、前記情報表示光Ｌが操縦者の眼よりも高い位置
または低い位置に向かう場合には、操縦者は、前記調節
用移動ネジ８ｂを回転調節して前記投射方向調節用光学
ユニットＵの前記支持部材７回りの姿勢を調節する。そ
して、前記情報表示光Ｌが操縦者Ｍの目の方向に向かう
ようにする。これにより操縦者Ｍは情報表示光Ｌを視認
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、前記投射方向調節用光学ユ−？−　ツ｝Ｕを回
動調節する手段は、手動で作動させる構成とする代わり
に、電動モータを用いて作動させる構成とすることも可
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は、情報が表
示される表示面から出射した情報表示光を所定の方向に
投射する光学部材が、前記表示面から出射した情報表示
光を所定方向に反射するミラーとこのミラーで反射され
た情報表示光を前記コンバイナに投射するレンズとを一
体的に連結して構成された投射方向調節用光学ユニット
を有しており、さらに前記投射方向調節用光学ユニット
の姿勢を調節して情報表示光の投射方向を調節する投射
方向調節部材が設けられている。したがって、操縦者は
、前記投射方向調節部材を操作して前記投射方向調節用
光学ユニットの姿勢を調節することにより、前記情報投
射装置から投射される情報表示光の投射方向を自分の目
に向かわせることができる。また、前記投射方向調節用
光学ユニットのミラーとレンズとが一体的に回動するの
で、表示面から出射する情報表示光の中心線が常に前記
投射方向調節用光学ユニットのレンズの中心部を通るよ
うにすることができる。このため、常に前記レンズの中
心部を通過する情報表示光を視認することができるので
、収差の少ない良質の画像を視認することができる。

【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
例が鉄道車両に設置された状態を示す図、第２図は同実
施例の詳細説明図、である。Ａ・・・光学部材、Ｃ・・・フロントガラス（コンバイ
ナ）、Ｄ・・・光学的情報表示手段（ＣＲＴ）　、Ｈ・
・・ヘッドアップディスプレイ、Ｊ・・・外部光、Ｋ・
・・情報投射装置、Ｌ・・・情報表示光、Ｍ・・・操縦
者、Ｕ・・・投射方向調節用光学ユニット特許出願人株式会社島津製作所同日本車輌製造株式会社

Claims

【特許請求の範囲】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射
する光学部材とを備えた情報投射装置と、操縦者の前方に傾斜して設けられ、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、前記情報投射装置から投
射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、を備えた陸上乗物用のヘッドアップディスプレイにおい
て、前記光学部材は前記表示面から出射した情報表示光を所
定方向に反射するミラーとこのミラーで反射された情報
表示光を前記コンバイナに投射するレンズとを一体的に
連結して構成された投射方向調節用光学ユニットを有し
ており、さらに前記投射方向調節用光学ユニットの姿勢
を調節して情報表示光の投射方向を調節する投射方向調
節部材が設けられたことを特徴とするヘッドアップディ
スプレイ。