JPH03239639A - 鉄道車両用ヘッドアップディスプレイ - 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】 Ａ０発明の目的 １〉　産業上の利用分野 本発明は、鉄道車両の運転手が前方外界の情景を見なが
ら操縦する際に、その運転手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）を重ねて表示するヘットアップデイスプレ
ィに間する。

このようなヘットアップデイスプレィを用いれば、運転
手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しる不
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、運転手
の視野前方にハーフミラ−またはホログラム素子等のコ
ンバイナを配置し、そのコンバイナは外界の情景から出
射した光線を運転手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情報表示光を運転手
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Ｂｉｔは、ＣＲＴ、透過型の液晶表示パネル、プラ
ズマデイスプレィまたは発光ダイオードデイスプレィ等
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、前記情報表示光を運転
手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、夜間またはトンネル内等を走行する鉄道車両
においては、運転手は鉄道車両の前照灯で照らされた前
方線路上の情景を確認しながら運転を行っている。鉄道
車両の前照灯には従来から非常に明るいものが用いられ
ているが、鉄道車両が高速で走行しているときには、前
方に異常を発見してから停車するまでには、普通の鉄道
車両で数１００ｍ、新幹線では２ｋｍ程度走行すること
となる。そして、前照灯によって確認できる前方位置は
通常１００ｍ程度である。したがって、前照灯で照らさ
れた前方に異常を発見したときには、その手前で停車す
ることは困難な場合が多い。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、鉄道車
両が夜間やトンネル内または地下環の暗い場所を走行中
に、鉄道車両の前方遠方部分の情景を運転手が確認でき
るようにすることを課題とする。

Ｂ１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光
する光学部材とを備えた情報投光装置と、 運転手の前方に傾斜して設けられ、前方の外界の情景を
運転手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運転手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鉄道車両用のヘッド
アップディスプレイにおいて、 車両前端部に車両前方を赤外線光により撮像する前方撮
像手段を配設し、この前方撮像手段で撮像した画像情報
を前記表示面に表示するようにしたことを特徴とする。

２）作　用 前述の特徴を備えた本発明のヘットアップデイスプレィ
は、前方撮像手段で撮像した鉄道車両の前方遠方の情景
が運転手の視野に表示される。

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、運転手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。また、前記
電車１の前端部には、撮像手段としての赤外線カメラ７
および前照灯８が配設されている。

前記赤外線カメラ７には、たとえばＩｎＳｂ、ＨｇＣｄ
Ｔｅ等の素子を集積してＣＣＤの構造としたものを、ス
ターリングサイクルマイクロ冷凍機や多段積層のベルチ
ェ素子等の冷凍機で冷却し、赤外線の能力を高めたもの
が用いられている。

また、前記赤外線カメラ７で撮像した際、前記前照灯８
によって照らし出される部分が極端に明るいと、得られ
る画像にムラが生じるので、前記前照灯８としては、赤
外線が少なく、可視光を主体とした光線を前方に照射す
るものが望ましい。

そこで、前記前照灯８は、赤外線の発生の少ないメタル
ハライドランプ８ａと、このメタルハライドランプから
出る光の可視光部分を選択的に反射する非球面ミラー８
ｂとから構成されている。

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
報表示手段りが配設されている。この光学的情報表示手
段りは、透過型の液晶表示パネルＤＩ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ＤＩの表示面には、鉄道車両の運行に必
要な情報（たとえば、前記赤外線カメラで撮像した車両
前方の情景、速度情報またはブレーキ圧情報等）が表示
されるとともに、その表示輝度の制御は、前記光源Ｄ１
の輝度を制御することにより行われる。

なお、前記光学的情報表示手段りは、前記液晶デイスプ
レィＤＩおよび光源Ｄ２から構成する代わりに、ＣＲＴ
表示管、プラズマデイスプレィまたは発光ダイオードデ
イスプレィ等を採用することも可能である。

前記光学部材Ａは、凹レンズＡＩおよび凸レンズＡ２等
から構成されており、前記光学的情報表示手段りから出
射した情報表示光り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
報表示光りの一部を透過させるとともに残部を前記運転
手Ｍに向けて反射させるように配置されており、運転手
Ｍは車両前方を見ながら情報表示光りを視認できるよう
になっている。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
前記運転手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。

前記光学部材Ａおよび光学的情報表示手段りから情報投
光装ｆｌＫ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Ｃ１前記情報投光装置にお
よび後述の液晶駆動信号出力手段Ｕ等からヘッドアップ
ディスプレイＨ（第２図参照）が構成されている。

第２図において、ヘッドアップディスプレイＨの前記液
晶表示パネルＤ１を駆動するための信号を出力する液晶
駆動信号出力手段Ｕは、前記赤外線カメラで撮像した画
像信号を増幅してアナログ−デジタル変換し、これを画
像データとして出力するＡ／Ｄ変換器Ｕｌと、速度情報
、ブレーキ圧情報、時刻情報等の運行情報が人力される
とともにそれらの情報を表示する画像データを出力する
シンボルジェネレータＵ２とを備えている。また、前記
液晶駆動信号出力手段Ｕは、前記Ａ／Ｄ変換器Ｕｌおよ
びシンボルジェネレータＵ２の出力信号を合成して表示
信号を出力する合成器Ｕ３およびこの合成器Ｕ３の出力
信号を増幅する液晶ドライバＵ４をも備えている。

次に、前述の構成を備えた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
進んで来た外部光線Ｊは、一部はフロントガラスＣて外
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、運転手Ｍの眼に至る。これにより運転手間は
外界の情景をそのまま視認することができる。

一方、前記情報投光装置にの前記光学的情報表示手段り
には、前記赤外線カメラ７で撮像された車両前方遠方の
情景を映す画像情報と前記シンボルジェネレータＵ２で
作られた運行情報とが表示される。光学的情報表示手段
りから出射した情報表示光りは光学部材Ａを通過してフ
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りは、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、残部は反射して運転手間
の眼に至る。これにより運転手Ｍは情報表示光りを視認
することができる。

したがって、暗くて前方の情景を確認するのが困難な場
所を車両が走行しているときにも、運転手Ｍは車両の前
方遠方の情景を確認しながら運転することができる。

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、シンボルジェネレータを省略して、赤外線カメ
ラで撮像した画像情報のみを表示するように構成するこ
とも可能である。また、Ａ／Ｄ変換器Ｕ１に画像処理機
能を付加して、前照灯による明るい領域については実質
的に赤外線カメラの感度を下げるようにすることも可能
である。さらに、運転手前方の情景に、赤外線カメラで
撮像した画像を前方情景と同寸法で重ね合わせて表示す
ることにより、運転手に違和感を与えないようにするこ
とが可能であり、前方に障害物らしきものが存在する場
合には、必要に応じてその画像を拡大して確認すること
ができるようにすることも可能である。

Ｃ０発明の効果 前述の本発明のヘットアップデイスプレィは、車両前端
部に車両前方を撮像する撮像手段を配設し、この撮像手
段で撮像した画像情報を前記表示面に表示するようにし
たので、前照灯の明りでは見え難い鉄道車両の前方遠方
の情景が運転手の視野に表示される。

したがって運転手は、鉄道車両の前方に異常がある場合
には従来よりも早くその異常を発見することができる。

このため、運転手は早期に前記異常に対する対策を講じ
ることができるので、事故の発生を少なくすることがで
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
が電車に設置された状態を示す図、第２図は同実施例の
回路部分の説明図、である。 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、Ｈ・・・ヘッドア
ップディスプレイ、Ｋ・・・情報投光装置、Ｌ・・・情
報表示光、Ｍ・・・運転手、 ７・・・撮像手段（赤外線カメラ） 特 許

Claims (1)

1. 【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
   光する光学部材とを備えた情報投光装置と、 運転手の前方に傾斜して設けられ、前方の外界の情景を
   運転手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運転手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鉄道車両用のヘッド
   アップディスプレイにおいて、 車両前端部に車両前方を赤外線光により撮像する前方撮
   像手段を配設し、この前方撮像手段で撮像した画像情報
   を前記表示面に表示するようにしたことを特徴とするヘ
   ッドアップディスプレイ。