JPH03249788A - 乗物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）　　ＩＩ業上の利用分野 本発明は、航空機、船舶、陸上乗物などの操縦者が前方
外界の情景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Ｈは、普通第５図
に例示するように、操縦者Ｐ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Ｃ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Ｊを操縦者Ｐ
の方向に透過させるとともに操ＩＩｔ室内の情報投光装
置Ｋから前記コンバイナＣに入射した情報表示光Ｘを操
縦者Ｐ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ＸをコンバイナＣに入射させる
情報投光装置には、透過型の液晶表示パネルＤＩおよび
光源Ｄ２から成る光学的情報表示手段Ｄ（または、ＣＲ
Ｔ１プラズマデイスプレィ、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
りから出射した光を前記コンバイナＣに入射させる光学
部材Ａと、それらを収納するハウジングＢ等とを備えて
いる。

そして、前記光学部材Ａは、普通、レンズＡＩ。

Ａ２および反射鏡Ａ３等から構成されており、前記情報
表示光Ｘを操縦者Ｐ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（遠方でない位置）に視認されると、
前記外界の情景および表示情報を見るききの目の焦点が
大きく変化する。そうすると、前記情景および情報を視
認しすら（なったり、目が疲れたりし易くなる。そこで
、前記光学的情報表示手段に表示された情報を操縦者に
視認させる際、前記光学部材のレンズ系により遠方に視
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〜１範囲に限られ
てしまう。

一方、操縦者は、Ｗｉ高等の個人差により目の高さが興
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、操縦座席の高さが調節できない場合、操縦者は、
操縦座席に座ワた状態で前記情報を充分に視認すること
ができなくなるという問題点があった。

また、乗物に搭載されたヘッドアップディスプレイのコ
ンバイナが操縦席の前方に配置されていると〜乗物に急
激な減速加速度が生じて操縦者が慣性により前方に移動
した（のめった）場合、操縦者がコンバイナと衝突して
怪我をするおそれもあった。

本考案は前述の問題点に鑑み、操縦者の目の高さ位置が
興なる場合でも、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とともに、乗物に急激な減速加
速度が生じて操縦者が慣性により前方に移動したときに
繰Ｍ省がコンバイナ七衝突することを防止することを課
題とする。

Ｂ０発明の構成 り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育する光学的情
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それらを収納する情報投光
装置用ハウジングとを有する情報投光装置と、 操縦者の前方に傾斜して設けられ、前方の外界の情景を
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、前記情報投光装置から投
光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乗物用のヘッドアッ
プディスプレイにおいて、 前記情報投光装置用ハウジングに着脱自在に装着された
固定フレームと、この固定フレームに移動調節可能に支
持された移動フレームと、前記コンバイナを支持すると
ともにコンバイナ使用位置と前方跳ね上げ位置との間で
前記移動フレームに回動可能に支持されたコンバイナ支
持装置と、このコンバイナ支持装置を前記使用位置にあ
るときには使用位置に保持するとともにその使用位置か
ら所定角度回転したときには前記前方跳ね上げ位置に回
動させるように作用するバネと、乗物に急激な減速加速
度が生じたときに前記コンバイナ支持装置を前記所定角
度回転させる緊急作動装置と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、前記移動フレームを移動調節す
ることにより前記情報投光装置から投光される情報表示
光の投光方向を自分の目に向かわせることができる。

また、乗物に急激な減速加速度が生じたときには、前記
緊急作動装置により前記コンバイナ支持装置はコンバイ
ナとともに所定角度回転する。そしてそのコンバイナ支
持装置は所定角度回転すると、前記バネにより前方跳ね
上げ位置に回動させられる。

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図は、操縦者の前方に配置されたヘッドアップディ
スプレイＨを操縦者側から見た図（正面図）、第２図は
第１図の矢印■から見た図（側面図）である。第１図お
よび第２図において、情報投光装置にのハウジングＢ内
には、図示しないが従来公知の光学的情報表示手段およ
びその光学的情報表示手段で表示された光学的情報を後
述のコンバイナＣに向けて投光する光学部材等が配置さ
れている。

前記情報投光装置用ハウジングＢ下面には第３図に示す
固定フレーム１が装着用ボルト孔２，２゜・・・および
図示しないボルト等を介して着脱自在に装着されている
。固定フレーム１の両サイドにはそれぞれ前後に延びる
レール３，３および位置決め用プレート４．４が支持さ
れている。位置決め用プレート４，４には、前後方向に
多数の位置決め孔””ｓ　４ａ、・・・が設けられてい
る。

固定フレーム１の前側部分上面には軸５周りに回動可能
に回動部材６が支持されている。この回動部材６にはウ
ェイト支持シャフト７が固定されている。ウェイト支持
シャフト７にはウェイト８が位置調節可能に固定されて
いる。このウェイト８はヘッドアップディスプレイＨが
搭載されている乗物が急停車した時等、急激な減速加速
度が作用したときに前方に移動して前記回動部材６およ
びウェイト支持シャフト７を前記軸５周りに反時計方向
（第８図において）に回転させる。このときウェイト支
持シャフト７は回動開始時のみ適当な抵抗を有し回動開
始以降は抵抗な（スライドするガイド９に案内されるよ
うに構成されている。

このようなガイド９は、たとえば、ウェイト支持シャフ
トの回動開始位置にそれがスライドする際それに抵抗を
与えるような摩擦面あるいは突起等を形成することによ
り得られる。

前記レール３，３にはレール３，３に沿って前後に移動
調節される移動フレーム１０が支持されている。移動フ
レームｌＯには移動操作用ハンドル１１と、この移動操
作用ハンドル１１に回動可能に支持された位置決め用レ
バー１２と、一対の位置決めビンユニット１８．１３と
が支持されている。第３．４図に示すように、位置決め
ビンユニット１３は、円筒部材１３ａと、この円筒部材
１３ａ内にスライド可能に支持された位置決めビン１３
ｂと、この位置決めビン１３ｂの先端を前記位置決め用
プレート４の位置決め孔４ａに向けて押圧するバネ１３
ｃと、前記円筒部材１３ａおよび位置決めビン１３ｂに
形成されたスリットに挿入された板状のカム部材１３ｄ
とを有している。カム部材ｌａｄにはロッド１４が連結
されており、このロッド１４はバネ１５により常時第４
図に示す位置すなわちロック位置に保持されている。そ
して、この第４図に示すロック位置では、前記位置決め
ビン１３ｂの先端は前記位置決め孔４ａに嵌合し、前記
移動フレーム１０は前記固定フレーム１に固定されてい
る。

第４図に示すように、前記位置決めピンユニッ）１３．
１３の一方（第４図中、上方）のカム部材１３ｄに連結
されたロッド１４は前記位置決めレバー１２に直接連結
されており、他方（第４図中、下方）のカム部材ｌａｄ
に連結されたロッド１４は、ワイヤ１６を介して前記位
置決めレバー１２に連結されている。そして、前記位置
決めレバー１２を操作してバネ１５に抗して前記ロッド
１４．１４を引っ張ると、前記カム部材１３ｄ。

１８ｄが移動して前記位置決めビン１３ｂ、１３ｂが前
記位置決め孔４ｍ、４ｍから離脱する。この離脱状態で
は、作業者が前記移動操作用ハンドル１１を持って、前
記移動フレーム１０を前記ロッド８．３に沿って移動さ
せることができる。そして、適当な位置において前記位
置決めレバー１２を離すと、その位置で前記位置決めビ
ン１３ｂが前記位置決め孔４ａに嵌合して、その位置で
移動フレーム１０が固定されるように構成されている。

前記移動フレーム１０の前端部（第２，８Ｅ中左左端）
には、左右（第８図中、上下）にそれぞれガイド用回動
部材１７．１７が軸線Ｌｊｌりに回動可能に支持されて
いる。前記ガイド用回動部材１７は、アーム部１８と、
このアーム部１８の先端部に設けられた円弧状のガイド
支持部１８と１このガイド支持部１９に沿って設けられ
た円弧状のガイド部２０とを備えている。そして、前記
ガイド支持部１９に゛は係止溝１９ａが形成されており
、前記ガイド部２０にはコンバイナ使用位置用係止溝２
０ａおよびコンバイナ収納位置用係止溝２０ｂが形成さ
れている。前記係止溝１９ａには第２図に示すように通
常、前記移動フレーム１０に前後に移動可能に支持され
たロッド２１の先端の係止片２２が係合している。ロッ
ド２１はバネ２３により常時前記係止片２２を前記係止
溝１９ａに係合させる方向に押圧されている。したがっ
て、前記ガイド用回動部材１７は通常、第２図に実線で
示す位置に保持されている。また、前記ロッド２１はワ
イヤ２４を介して前記回動部材６に連結されており、前
記ウェイト８が前方に移動して回動部材６が回動したと
き、前記ロッド２１は前記ワイヤ２４を介して引っ張ら
れ、前記係止片２２が前記係止溝１９ｍから離脱するよ
うに構成されている。前記符号５〜９および１７〜２４
で示された構成要素から本実施例の緊急作動装置が構成
されている。また、ガイド用回動部材１７と前記移動部
材１０との間には跳ね上げ用圧縮バネ２５が配設されて
いる。この跳ね上げ用圧縮バネ２５は、第２図実線の状
態ではガイド用回動部材１７を第２図の実線の位置に保
持するように作用している。しかしながら、乗物に急激
な減速加速度が生じて、前記係止片２２が係止溝から離
脱し、且つ前記ガイド用回動部材６がそれ自体の慣性等
により第２図中時計周りにわずかに回動したとき、前記
跳ね上げ用圧縮バネ２５はガイド用回動部材１７をさら
に回動させるように作用する。

第３図に示すように、前記移動フレーム１０の前端部左
右（第３図中、上下）にそれぞれ支持されたガイド用回
動部材１７．１７の外側には前記軸線り周りに回動可能
にコンバイナ支持部材２６が支持されている。前記コン
バイナ支持部材２６は、コンバイナＣを保持するととも
に、前記ガイド用回動部材１７の前記円弧状のガイド部
２０に案内される保合部材２７を有している。この保合
部材２７には、圧縮バネ２８により前記軸線り方向に常
時押圧′されている回動位置規制用ロッド２９が設けら
れており、この回動位置規制用ロッド２９には、前記ガ
イド部材２０の係止溝２０ａ。

２０ｂの中のいずれか一方に選択的に係合される係止片
（図示せず）が設けられている。そして、この図示しな
い係止片は第２図の実線状態すなわちコンバイナＣの使
用位置では、コンバイナ使用位置用係止溝２０ａと係合
しており、コンバイナＣの収納位置では、コンバイナ収
納位置用係止溝２０ｂと係合するようになっている。そ
して、それらの保合は前記回動位置規制用ロッド２９を
前記圧縮バネ２８に抗して押すことにより解除できるよ
うになっている。

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２図の実線位置に在る移動フレーム１０を前後方向（
第２図中、左右方向）に移動調節するには、前記位置決
め用レバー１２を回動させて、ロッド１４およびカム部
材１３ｄを移動させる。

そうすると、前記位置決めビン１３ｂが前記位置決め孔
４ａから離脱して、移動フレームｌＯはロッド３，３に
沿って自由に移動できるようになる。そこで、作業者ま
たは操縦者は前記移動操作用ハンドル１１を持って、前
記移動フレーム１０を前記ロッド３，３に沿って移動さ
せる。そして、適当な位置において前記位置決めレバー
１２を離し、その位置で前記位置決めビン１３ｂを前記
位置決め孔４ａに嵌合させる。このようにして前記移動
フレームを移動調節することにより前記情報投光装置Ｋ
から投光されてコンバイナＣから反射される情報表示光
の投光方向を調節することができるので、操縦者は前記
情報表示光を自分の目に向かわせることができる。

また、第２図の実線で示すガイド用回動部材１７および
コンバイナ支持部材２６はコンバイナ使用位置に保持さ
れているが、これをコンバイナＣが水平なコンバイナ収
納位置（第２図中、Ｃ′参照）に回動させるには、前記
回動位置規制用ロッド２９を圧縮バネ２８に抗して押圧
し、回動位置規制用ロッド２８に設けた係止片（図示せ
ず）を前記コンバイナ使用位置用係止溝２０ｍから離脱
させる。そして、前記ガイド部材２０に沿って前記コン
バイナ支持部材２６を水平なコンバイナ収納位置（第２
図中、Ｃ′参照）へと回動させる。

そして、コンバイナ収納位置において、前記回動位置規
制用ロッド２９の前記押圧を解除すると、回動位置規制
用ロッド２９の前記係止片（図示せず）が前記コンバイ
ナ収納位置用係止溝２０ｂと係合し、コンバイナＣは収
納位置に保持される。

このコンバイナＣが収納位置に保持された状態で乗物に
大きな減速加速度が生じた場合、前記ウェイト８が前方
に移動して回動部材６が回動し、前記ロッド２１は前記
ワイヤ２４を介して引っ張られ、前記係止片２２が前記
係止溝１９ｍから離脱する。しかしながら、前記ガイド
用回動部材１７およびコンバイナ支持部材２６が収納位
置に在るため、それらの部材１７．２６には第２図中、
時計周りの回動モーメントが住じない。したがって、そ
れらの部材１７．２８は収納位置に保持されたままであ
り、前記圧縮バネ２５も前記部材１７．２６を収納位置
に保持するように作用する。

ところが、ガイド用回動部材１７およびコンバイナ支持
部材２６が第２図の実線で示すコンバイナ使用位置に保
持されている状態において、乗物に大きな減速加速度が
生じた場合、前記ウェイト８が前方に移動して回動部材
６が回動し、前記ロッド２１は前記ワイヤ２４を介して
引っ張られ、前記係止片２２が前記係止溝１９ａから離
脱する。

このとき、前記ガイド用回動部材１７およびコンバイナ
支持部材２６には、その自重と慣性により第２図中、時
計周りの回動モーメントが生じ、それらの部材１７．２
６は時計方向に回動する。そうすると、圧縮バネ２６は
前記部材１７．２８を軸線り周りに時計方向に回動させ
るように作用するようになる。そして、コンバイナＣは
第２図の跳ね上げ位＠Ｃ＃に回動する。このように、乗
物に急激な減速加速度が生じたときにコンバイナＣが自
動的に跳ね上がるようにしておくと、乗物の急速な減速
時に操縦者の身体が慣性により前方に移動しても（のめ
っても）、身体に傷を受けることが少なくなる。

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、本発明は乗物に急激な減速加速度が生じたとき
にコンバイナを跳ね上げる機構を省略するこ−とも可能
である。

Ｃ０発明の効果 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、前記移動フレームの位置を移動
ｍ節することにより前記情報投光装置から投光される情
報表示光の投光方向を自分の目に向かわせることができ
る。

また、乗物に急激な減速加速度が生じたときには、前記
緊急作動装置により前記コンバイナ支持装置はコンバイ
ナとともに所定角度回転する。そしてそのコンバイナ支
持装置は所定角度回転すると、前記バネにより前方跳ね
上げ位置に回動させられる。したがって、操縦者が慣性
により前方に移動しても、操縦者の身体がコンバイナと
衝突して傷を受けることが少な（なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は操縦者の前方に配置されたヘッドアップディス
プレイを操縦者側から見た図（正面図）、第２図は第１
ｒＩ！Ｊの矢印■から見た図（側面図）、第Ｓ図は同実
施例の′要部の平面図、第４図は同実施例の移動フレー
ムの位置決め機構の説明図、第５図は本発明が適用され
るヘッドアップディスプレイの概略説明図、である。 Ｂ・・・情報投光装置用ハウジング、Ｃ・・・コンバイ
ナ、Ｋ・・・情報投光装置、 ｌ・・・固定フレーム、 ｌＯ・・・移動フレーム、 特 許 出 願 人 株式会社 島津製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   する光学部材とそれらを収納する情報投光装置用ハウジ
   ングとを有する情報投光装置と、操縦者の前方に傾斜し
   て設けられ、前方の外界の情景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、前記情報投光装置から投光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
   ナとを備えた乗物用のヘッドアップディスプレイにおい
   て、前記情報投光装置用ハウジングに着脱自在に装着さ
   れた固定フレームと、この固定フレームに移動調節可能
   に支持された移動フレームと、前記コンバイナを支持す
   るとともにコンバイナ使用位置と前方跳ね上げ位置との
   間で前記移動フレームに回動可能に支持されたコンバイ
   ナ支持装置と、このコンバイナ支持装置を前記使用位置
   にあるときには使用位置に保持するとともにその使用位
   置から所定角度回転したときには前記前方跳ね上げ位置
   に回動させるように作用するバネと、乗物に急激な減速
   加速度が生じたときに前記コンバイナ支持装置を前記所
   定角度回転させる緊急作動装置とが設けられたことを特
   徴とする乗物用のヘッドアップディスプレイ。