JPH04325323A - Head-up display - Google Patents

Head-up display

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JPH04325323A
JPH04325323A JP3122836A JP12283691A JPH04325323A JP H04325323 A JPH04325323 A JP H04325323A JP 3122836 A JP3122836 A JP 3122836A JP 12283691 A JP12283691 A JP 12283691A JP H04325323 A JPH04325323 A JP H04325323A
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display
background
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intensity
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Hidefumi Saito
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Abstract

PURPOSE:To set the display light of a head-up display to the invariably conspicuous display intensity by calculating and adjusting the display intensity against the unprescribed background intensity from the display intensity manually set against the preset background intensity via a pilot. CONSTITUTION:The information display light L emitted from an optical information display means D is polarized and fed to a front glass C through a polarizing plate E and an optical member A. Part of the incident information display light L penetrates the front glass C and is sent to the outside, and the remainder is reflected and sent to eyes of a pilot. The intensity change pattern against the background intensity is set to the taste of the pilot by a setting means 18. A microcomputer M calculates the display intensity from the preset equation in response to the intensity signal inputted from the setting means 18. The intensity of the information display light L displayed on the optical information display means D is controlled by the rotation position of a polarizing plate E, and it is adjusted to the display intensity conspicuous for the pilot.

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、航空機または自動車等
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。
[Industrial Field of Application] The present invention provides various information ( For example, speed information, brake information, time information, etc.)
Regarding a head-up display that displays overlapping images. Using such a head-up display eliminates the need for the driver to take his or her eyes away from the outside world and look at the instruments, thereby making it possible to prevent unexpected accidents that may occur while the driver takes his or her eyes away from the outside world.

【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、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
入射させる情報投光装置は、CRT、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 In the conventional head-up display, a combiner such as a half mirror or a hologram element is usually placed in front of the driver's visual field, and the combiner transmits light rays emitted from the external scenery toward the driver. The information display light incident on the combiner from inside the cockpit is reflected or diffracted in the direction of the operator. The information projecting device that makes the information display light enter the combiner includes an optical information display means such as a CRT, a plasma display, or a light emitting diode display, and an optical system that makes the light emitted from the optical information display means enter the combiner. It is equipped with a member. The optical member is generally composed of a lens system, a reflecting mirror, etc., and is configured so that the information display light can be visually recognized by the driver in the front field of 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
ップディスプレイでは、表示される光学的情報の輝度を
一定として鉄道車両等に適用した場合、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ったり、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生じる。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-mentioned conventional head-up display, when the brightness of the displayed optical information is kept constant and applied to a railway vehicle, etc., it is difficult to distinguish between when driving in a tunnel, when driving at night, and when driving on the ground during the day. The brightness of the outside world around the vehicle varies greatly depending on the time of day, so even if the display brightness is easy to see in a relatively bright place, it may be too bright in a relatively dark place, making it difficult to see the outside world in front of the vehicle, or causing problems in a dark place. If the display brightness is set to zero, the problem arises that optical information becomes almost invisible in bright places.

【0004】そこで、従来、操縦者が前記ヘッドアップ
ディスプレイの光学的情報を視認する視野の背景の輝度
(すなわち、背景輝度)を検出するセンサを設け、外界
の明るさに応じて表示輝度を可変としたものとして、従
来、図8,9に示すような表示輝度制御手段が用いられ
ている。
[0004] Conventionally, therefore, a sensor is provided to detect the background brightness (ie, background brightness) in the field of view in which the driver visually recognizes the optical information of the head-up display, and the display brightness is varied according to the brightness of the outside world. Conventionally, display brightness control means as shown in FIGS. 8 and 9 have been used.

【0005】図8に示したものは、操縦者によって手動
で設定できる輝度設定手段VRを設け、これにより設定
される手動設定輝度信号Vmによる手動輝度制御と、背
景輝度信号Vaによる自動輝度制御をスイッチSwによ
り切り替えるようにしている。そして、自動輝度制御で
は適切な表示輝度が得られない場合に、操縦者がスイッ
チSwを切り替えて手動輝度制御とし、輝度設定手段V
Rを調節することにより、表示輝度信号Voを設定する
ようにしている。
The device shown in FIG. 8 is provided with a brightness setting means VR that can be manually set by the operator, and performs manual brightness control using a manually set brightness signal Vm set by the brightness setting means and automatic brightness control using a background brightness signal Va. The switching is performed using a switch Sw. When an appropriate display brightness cannot be obtained with the automatic brightness control, the operator switches the switch Sw to perform manual brightness control, and the brightness setting means V
By adjusting R, the display brightness signal Vo is set.

【0006】図9に示したものは、スイッチSwにより
背景輝度信号Vaと一定電圧Eとを切り替え、更に輝度
設定手段VRにより操縦者の好きな表示輝度信号Voを
設定するものである。
In the system shown in FIG. 9, a switch Sw switches between a background brightness signal Va and a constant voltage E, and a brightness setting means VR sets a display brightness signal Vo desired by the driver.

【0007】前記図8,9に示した従来例では、スイッ
チSwによる自動輝度制御と手動輝度制御との切り替え
時に、適切な表示輝度を得られないことがある。すなわ
ち、図8の手動設定輝度信号Vmまたは図9の一定電圧
Eが背景輝度信号Vaに比べて高い場合に、自動輝度制
御から手動輝度制御に切り替えた際、表示輝度が高くな
り過ぎて(表示が明るくなり過ぎて)外界が見づらくな
ってしまう。また、図8の手動設定輝度信号Vmに比べ
て背景輝度信号Vaが高い場合に、自動輝度制御から手
動輝度制御に切り替えた際、必要な表示輝度が得られな
くなって(表示が暗くなりすぎて)光学的表示情報が見
えにくくなる。
In the conventional example shown in FIGS. 8 and 9, when switching between automatic brightness control and manual brightness control using the switch Sw, it may not be possible to obtain an appropriate display brightness. That is, when the manually set brightness signal Vm in FIG. 8 or the constant voltage E in FIG. 9 is higher than the background brightness signal Va, when switching from automatic brightness control to manual brightness control, the display brightness becomes too high (display becomes too bright), making it difficult to see the outside world. Furthermore, when the background brightness signal Va is higher than the manually set brightness signal Vm in FIG. 8, when switching from automatic brightness control to manual brightness control, the necessary display brightness cannot be obtained (the display becomes too dark). ) Optical display information becomes difficult to see.

【0008】すなわち、前述のように、ヘッドアップデ
ィスプレイの使用中に自動輝度制御と手動輝度制御とを
切り替える方式では、切替時に表示輝度が急激に変化し
て表示情報が見ずらくなってしまうという問題点があっ
た。、
In other words, as mentioned above, in the method of switching between automatic brightness control and manual brightness control while using a head-up display, the display brightness changes rapidly when switching, making it difficult to see the displayed information. There was a problem. ,

【0009】また、ヘッドアップディスプレイの使用者
すなわち操縦者が見易いと感じる表示輝度は、個人差に
よって異なるので、各操縦者に対して一様な表示輝度制
御を行うと、ある操縦者にとって見やすい表示であって
も他の操縦者にとっては見難い場合が生じる。すなわち
、発明者の研究によれば、背景が暗い場合に操縦者が見
易いと感じる表示輝度は、操縦者の視力によって大きな
差が存在する(一般に視力の低い者程高輝度の表示を好
み、これは背景が暗くなる程顕著になる)。一方、背景
が明るい場合にも、個人差によって見易いと感じる表示
輝度にバラツキがあるが、このバラツキは、視力による
のではなく、操縦者の好みによると考えられる。
Furthermore, since the display brightness that the user of a head-up display, that is, the operator feels is easy to see, differs depending on individual differences, uniform display brightness control for each operator may result in a display that is easy to see for a certain operator. Even so, it may be difficult for other operators to see. In other words, according to the inventor's research, there is a large difference in display brightness that the pilot feels is easy to see when the background is dark, depending on the pilot's visual acuity. (becomes more pronounced as the background becomes darker). On the other hand, even when the background is bright, there is variation in display brightness that is perceived as easy to see due to individual differences, but this variation is thought to be due to the driver's preference rather than visual acuity.

【0010】本発明は、前述の問題点に鑑み、背景輝度
が暗い場合でも明るい場合でも、ヘッドアップディスプ
レイの情報表示光を、各操縦者が常に自分の見易いと感
じる表示輝度に設定できるようにすることを課題とする
[0010] In view of the above-mentioned problems, the present invention enables each operator to always set the information display light of the head-up display to a display brightness that he or she feels is easy to see, regardless of whether the background brightness is dark or bright. The task is to do so.

【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(H)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、
前記操縦者(P)によって視認される情報表示光(L)
の背景輝度を検出する背景輝度検出手段(17)と、前
記検出された背景輝度に応じて、前記操縦者(P)によ
って視認される情報表示光(L)の輝度を調節する表示
輝度調節手段(U)と、を備えたヘッドアップディスプ
レイにおいて、前記表示輝度調節手段(U)は、背景輝
度が明るい背景高輝度領域における所定の表示輝度設定
用背景輝度に対する表示輝度および背景輝度が暗い背景
低輝度領域における所定の表示輝度設定用背景輝度に対
する表示輝度をそれぞれ手動設定する手動輝度設定手段
(18)と、前記所定の表示輝度設定用背景輝度に対し
て手動設定された前記各表示輝度から、前記所定の表示
輝度設定用背景輝度以外の背景輝度に対する表示輝度を
算出する表示輝度算出手段と、を備え、前記算出した表
示輝度に応じて、前記操縦者(P)によって視認される
情報表示光の輝度を調節するように構成されたことを特
徴とする。
[Means for Solving the Problems] Next, the invention of the present application devised to solve the above problems will be explained. Therefore, the symbols of the elements of the embodiments are enclosed in parentheses. The reason for explaining the present invention in correspondence with the reference numerals of the embodiments described later is to facilitate understanding of the present invention, and is not to limit the scope of the present invention to the embodiments. In order to solve the above problems, the head-up display (H) of the present invention includes 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. Optical member (A) that emits light in a predetermined direction
an information projection device (K) equipped with an information projection device (K), and an information display light (J) that transmits light (J) emitted from a scene in front toward a rear viewing position and projected from the information projection device (K);
a combiner (C) for directing the L) to the viewing position;
Information display light (L) visually recognized by the pilot (P)
background brightness detection means (17) for detecting the background brightness of the vehicle; and display brightness adjustment means for adjusting the brightness of the information display light (L) visually recognized by the operator (P) according to the detected background brightness. (U) In the head-up display, the display brightness adjustment means (U) is configured to adjust the display brightness for a predetermined display brightness setting background brightness in a background high brightness area where the background brightness is bright and for a background brightness where the background brightness is dark. manual brightness setting means (18) for manually setting display brightness for a predetermined display brightness setting background brightness in a brightness area; and from each of the display brightnesses manually set for the predetermined display brightness setting background brightness, display brightness calculating means for calculating a display brightness with respect to a background brightness other than the predetermined display brightness setting background brightness, and information display light that is visually recognized by the operator (P) according to the calculated display brightness. The display is characterized in that it is configured to adjust the brightness of the display.

【0012】前記「表示輝度算出手段」の算出式として
は種々のものを採用することができるが、例えば、座標
軸の横軸に背景輝度、縦軸に表示輝度をとって、その座
標軸上に前記背景高輝度領域および背景低輝度領域の各
所定の表示輝度設定用背景輝度に対してそれぞれ手動設
定した前記各表示輝度をプロットする。そして、それら
のプロット点を結ぶ直線を表す式を前記算出式として採
用することができる。また、前記所定の表示輝度設定用
背景輝度を3箇所以上選択し、それらに対して手動設定
した各表示輝度を前記座標軸上にプロットし、それらの
プロット点を結ぶ折れ線を表す式または各プロット点を
なめらかに結ぶ曲線(スプライン曲線)を表す式を前記
算出式として採用することができる。
Various calculation formulas can be adopted for the "display brightness calculation means", but for example, the horizontal axis of the coordinate axes is the background brightness, the vertical axis is the display brightness, and the above coordinates are plotted on the coordinate axes. Each of the manually set display brightnesses is plotted with respect to each predetermined display brightness setting background brightness of the background high brightness area and the background low brightness area. Then, a formula representing a straight line connecting these plot points can be employed as the calculation formula. In addition, select three or more of the predetermined background brightness settings for display brightness, plot each manually set display brightness on the coordinate axes, and use a formula representing a polygonal line connecting those plot points or each plot point. A formula representing a curve (spline curve) that smoothly connects can be employed as the calculation formula.

【0013】[0013]

【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(H)を使用する操縦者(P)は、前記表示輝
度調節手段(U)の手動輝度設定手段(18)により、
背景輝度が明るい背景高輝度領域における所定の表示輝
度設定用背景輝度に対する表示輝度および背景輝度が暗
い背景低輝度領域における所定の表示輝度設定用背景輝
度に対する表示輝度をそれぞれ自分の好みに応じて手動
設定することができる。そして、前記表示輝度算出手段
は、前記操縦者(P)により所定の表示輝度設定用背景
輝度に対して手動設定された前記各表示輝度から、前記
所定の表示輝度設定用背景輝度以外の背景輝度に対する
表示輝度を所定の算出式を用いて算出する。そして、前
記操縦者(P)によって視認される情報表示光(L)の
輝度は、前記算出した表示輝度に応じて調節される。
[Operation] The operator (P) using the head-up display (H) of the present invention having the above-mentioned features can use the manual brightness setting means (18) of the display brightness adjustment means (U) to
For setting a predetermined display brightness in a high-brightness area with a bright background and a dark background.For setting a predetermined display brightness in a low-brightness area with a dark background and a dark background.You can manually adjust the display brightness relative to the background brightness according to your preference. Can be set. The display brightness calculation means calculates a background brightness other than the predetermined display brightness setting background brightness from each display brightness manually set by the operator (P) with respect to a predetermined display brightness setting background brightness. The display brightness is calculated using a predetermined calculation formula. The brightness of the information display light (L) visually recognized by the operator (P) is adjusted according to the calculated display brightness.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面により本発明の第1実施例を説明
する。図1,2において、鉄道車両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の前方には鉄道車両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
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first 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 railway vehicle 1. In this driver's cab 2, an instrument panel 4 is arranged in front of a seat 3 for a pilot P. Further, in front of the driver's cab 2, there is a lower body part 5 of the railway vehicle 1 and a ceiling 6.
A windshield C as a combiner is arranged between the two. As shown in FIG. 1, this windshield C is arranged so as to be inclined downward as it goes forward.

【0015】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Hの情報情報投光装置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 projection device K of a head-up display H is disposed on the instrument panel 4 of the driver's cab 2. The information projecting device K has a casing 10. Inside this casing 10, as shown in FIGS. 3 and 4, an optical member A and an optical information display means D are arranged. This optical information display means D is composed of a transmissive liquid crystal display panel (polarized light transmissive display panel) D1 that emits polarized light, and a light source D2 disposed on the back thereof. The liquid crystal display panel D1 is driven by a liquid crystal drive circuit 11, and necessary information (for example, speed information, brake pressure information, etc.) is displayed on its display surface. Also,
The light source D2 includes a reflecting mirror 12 and a metal halide lamp 13 supported by the reflecting mirror 12.

【0016】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 is composed of a lens system A1, a mirror A2, a convex lens A3, etc., and is arranged so that the information display light L emitted from the optical information display means D is incident on the windshield C. has been done. A polarizing plate E is disposed between the optical member A and the optical information display means D, and the polarizing plate E has a
A gear 14 is provided at a portion where the central angle is slightly larger than degrees. The casing 10 includes 180
The gear 14 is placed on the outer periphery, which allows for a center angle that is slightly larger than the degree.
A groove (not shown) is formed to allow rotation of the
The gear 14 is rotatable together with the polarizing plate E within an angle slightly larger than 90 degrees.

【0017】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14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 disposed on the upper outer surface of the casing 10.
A pinion 15 fixed to the output shaft of is engaged with the gear 14. Then, when the stepping motor S rotates and the polarizing plate 14 rotates in a range of 0 to 90 degrees, 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 become different. The shift, or phase shift, varies between 0 and 90 degrees. At this time, the brightness of the information display light L is adjusted.

【0018】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によって制御される。外界
情景光Jの光量すなわち背景輝度は光量センサ(背景輝
度検出手段)17によって検出され、光量センサ17に
よって検出された背景輝度信号は前記マイコンMに入力
されている。マイコンMは、中央処理装置CPU、メモ
リMe、インターフェースI/F等から構成されている
The stepping motor S is configured to be operated by a motor drive circuit 16, and the motor drive circuit 16 is controlled by a microcomputer M. The light amount of the external scene light J, that is, the background brightness is detected by a light amount sensor (background brightness detection means) 17, and the background brightness signal detected by the light amount sensor 17 is input to the microcomputer M. The microcomputer M includes a central processing unit CPU, a memory Me, an interface I/F, and the like.

【0019】前記マイコンMには、手動輝度設定手段1
8が接続されている。この表示輝度設定手段18は、背
景輝度が明るい背景高輝度領域、背景輝度が暗い背景低
輝度領域、および背景中輝度領域における所定の表示輝
度設定用背景輝度に対する表示輝度をそれぞれ手動で設
定するためのものである。前記所定の表示輝度設定用背
景輝度としては、図5に示すように、背景高輝度領域に
おいては3000(カンデラ/平方メート)、背景低輝
度領域においては0.3(カンデラ/平方メートル)、
背景中輝度領域においては30(カンデラ/平方メート
ル)が採用されている。
The microcomputer M includes manual brightness setting means 1.
8 are connected. This display brightness setting means 18 is for manually setting the display brightness for a predetermined display brightness setting background brightness in a background high brightness area where the background brightness is bright, a background low brightness area where the background brightness is dark, and a background medium brightness area. belongs to. As shown in FIG. 5, the background brightness for setting the predetermined display brightness is 3000 (candela/square meter) in the background high brightness area, 0.3 (candela/square meter) in the background low brightness area,
In the background medium brightness region, 30 (candela/square meter) is adopted.

【0020】そして前記図5から分かるように、前記背
景高輝度領域において採用された表示輝度設定用背景輝
度の値3000(カンデラ/平方メートル)ルに対して
は、前記手動輝度設定手段18によって、6000〜2
0000(カンデラ/平方メートル)の範囲で表示輝度
を設定できるようになっている。また、前記背景低輝度
領域において採用された表示輝度設定用背景輝度の値0
.3(カンデラ/平方メートル)ルに対しては、前記手
動輝度設定手段18によって、3〜30(カンデラ/平
方メートル)の範囲で表示輝度を設定できるようになっ
ている。また、前記背景中輝度領域において採用された
表示輝度設定用背景輝度の値30(カンデラ/平方メー
トル)ルに対しては、前記手動輝度設定手段18によっ
て、30〜300(カンデラ/平方メートル)の範囲で
表示輝度を設定できるようになっている。
As can be seen from FIG. 5, for the display brightness setting background brightness value of 3000 (candela/square meter) adopted in the background high brightness area, the manual brightness setting means 18 sets the background brightness to 6000. ~2
The display brightness can be set within a range of 0,000 (candela/square meter). Further, the background brightness value for display brightness setting adopted in the background low brightness area is 0.
.. 3 (candela/m2), the manual brightness setting means 18 allows the display brightness to be set in the range of 3 to 30 (candela/m2). In addition, for the display brightness setting background brightness value of 30 (candela/m2) adopted in the background medium brightness region, the manual brightness setting means 18 sets the value in the range of 30 to 300 (candela/m2). Display brightness can be set.

【0021】前記手動輝度設定手段18の出力する前記
各設定表示輝度信号は前記マイコンMに入力されている
。マイコンMは、前記手動輝度設定手段18から入力さ
れる前記各設定表示輝度信号に応じて前記図5に示す折
れ線の式を定める。そして前記マイコンMは、前記光セ
ンサ17から入力される背景輝度信号に応じて前記折れ
線の式から表示輝度を算出する。すなわち、マイコンM
は表示輝度算出手段としての機能を有している。そして
マイコンMは、算出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。
Each setting display brightness signal outputted from the manual brightness setting means 18 is input to the microcomputer M. The microcomputer M determines the equation of the polygonal line shown in FIG. 5 in accordance with the display brightness signals input from the manual brightness setting means 18. Then, the microcomputer M calculates display brightness from the polygonal line equation according to the background brightness signal input from the optical sensor 17. In other words, microcomputer M
has a function as display brightness calculation means. The microcomputer M outputs a control signal for the stepping motor S to the motor drive circuit 16 in accordance with the calculated display brightness.

【0022】前記算出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、算出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、算出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14〜18、およびMで示された構
成要素から表示輝度調節手段Uが構成されている。
The control signal for the stepping motor S that is output from the microcomputer M in accordance with the calculated display brightness is determined by the polarization direction of the information display light L and the polarization of the polarizing plate E as the calculated display brightness increases. The stepping motor S is driven so that the deviation in direction, that is, the deviation in phase, is reduced. Further, the control signal drives the stepping motor S so that the deviation between the polarization direction of the information display light L and the polarization direction of the polarizing plate E becomes smaller as the calculated display brightness is lower. The display brightness adjusting means U is constituted by the components indicated by the reference numerals 14 to 18 and M.

【0023】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1,3参照)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 remaining part towards 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, etc., and transmit the remaining part toward the operator P. That is, the windshield C of this embodiment itself has a function as a combiner. In addition, the combiner is
It is also possible to configure it separately from the windshield. An information projecting device K is constituted by the optical member A and the optical information display means D, and the information projecting device K is composed of the windshield C functioning as the combiner, the information projecting device K, the display brightness adjusting device U, etc. Display H (
(see Figures 1 and 3).

【0024】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、この偏光は図6から分かるように、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-described configuration will be explained. External light rays J proceeding toward the windshield C from the outside world on the left side of Figure 1, part of which is reflected by the windshield C to the outside world, and the rest of the light passes through the windshield C and travels straight. It reaches the eyes of Person P. This allows the operator P to visually recognize the scene in the outside world as it is. On the other hand, the information display light L emitted from the optical information display means D of the information projecting device K is polarized light, and as can be seen from FIG. The amount of transmitted light is adjusted according to the rotational position of E. The information display light L that has passed through the polarizing plate E and the optical member A is incident on the windshield C. The information display light L incident on the windshield C is
A part of the light passes through the windshield C and is emitted to the outside world, but the rest is reflected and reaches the eyes of the operator P. This allows the operator P to visually recognize the information display light L. and,
The brightness of the information displayed on the optical information display means D, that is, the brightness of the information display light L, is controlled by the rotational position of the polarizing plate E.

【0025】次に図7により、前記偏光板Eの回動位置
の制御方法を説明する。図7において、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
偏光板回動位置制御フローがスタートすると、ステップ
S1において、前記手動輝度設定手段18によって設定
された表示輝度手動設定値を読み込む。次にステップS
2において、表示輝度算出式を決定する。この表示輝度
算出式は、図5に示す折れ線の方程式である。
Next, a method of controlling the rotational position of the polarizing plate E will be explained with reference to FIG. In FIG. 7, control of the rotational position of the polarizing plate E is executed by a program (polarizing plate rotational position control flow execution program) stored in the memory Me of the microcomputer M. When the polarizing plate rotation position control flow is started by the program, the display brightness manual setting value set by the manual brightness setting means 18 is read in step S1. Next step S
In step 2, a display brightness calculation formula is determined. This display brightness calculation formula is a polygonal line equation shown in FIG.

【0026】次にステップS3において前記光センサ1
7で検出された背景輝度を読み込む。次にステップS4
において、前記表示輝度算出式および前記背景輝度から
表示輝度を算出する次にステップS5において、前記ス
テッピングモータSの回動位置、すなわち偏光板Eの回
動位置を検出する。次にステップS6において、偏光板
Eの回動位置は正しいかどうか、すなわち、偏光板Eが
前記算出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S7に移る。
Next, in step S3, the optical sensor 1
7. Read the background brightness detected in step 7. Next step S4
In step S5, the display brightness is calculated from the display brightness calculation formula and the background brightness, and the rotational position of the stepping motor S, that is, the rotational position of the polarizing plate E is detected. Next, in step S6, it is determined whether the rotational position of the polarizing plate E is correct, that is, whether the polarizing plate E is at a rotational position corresponding to the calculated display brightness. If yes (Y), step S1
If the answer is NO (N), the process moves to the next step S7.

【0027】ステップS7において、ステッピングモー
タSを前記算出され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14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駆動され
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14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 S7, the stepping motor S is driven to a rotating position corresponding to the calculated display brightness. That is, when the amount of external scene light J detected by the light amount sensor 14 is greater than the display brightness corresponding to the detected rotational position of the stepping motor S (rotation position of the polarizing plate E) (the When the calculated display brightness is high), 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 becomes high. Further, the polarizing plate E is driven by a stepping motor S so that when the amount of external scene light J detected by the light amount sensor 14 is small, the phase shift in the polarization direction becomes large. At this time, the information display light L
The brightness of will be lower.

【0028】次にステップS8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
は終了する。
Next, in step S8, it is determined whether the polarizing plate rotation position control flow has been completed. No (N)
In this case, the process returns to step S1. If yes (Y), the process ends.

【0029】前述の特徴を備えた本発明のヘッドアップ
ディスプレイの実施例は、偏光を出射する偏光透過型表
示パネルとそれと平行に配設されるとともに回動可能に
支持された偏光板とを備えているので、偏光透過型表示
パネルから出射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から出射する偏光の振動
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、表示輝度の調節
を高速で行うことができる。
An embodiment of the head-up display of the present invention having the above-mentioned features includes a polarization transmission type display panel that emits polarized light and a polarizing plate disposed parallel to the display panel and rotatably supported. Therefore, when the vibration direction of the polarized light emitted from the polarized light transmissive display panel and the vibration direction of the light transmitted through the polarizing plate are set in the same direction, a high-brightness display will be obtained, and the vibration of the polarized light emitted from the polarized light transmissive display panel will be When the direction and the vibration direction of the light transmitted through the polarizing plate are shifted by 90 degrees, a display with low brightness is obtained. Since the display brightness is changed simply by rotating the polarizing plate, the display brightness can be adjusted at high speed.

【0030】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、前記実施例に
おいて、輝度設定をより細かく行うために手動輝度設定
手段18により多くの設定レバーを設けることができる
。その場合、背景輝度に対する輝度変化のパターンを操
縦者の好みに合わせることができる。また、本発明はC
RTディスプレイまたはLED表示器等を用いたヘッド
アップディスプレイに適用することも可能である。さら
に、前記実施例において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。そして、表示輝度の調節は偏
光板の回転位置によって行う代わりに、光源自体の明る
さをを調節することによって行うことも可能である。 たとえば、LED表示器を用いた場合には、点滅のデュ
ーティ比を変えることによって輝度調節を行うことがで
きる。そしてまた、本発明は鉄道車両以外の他の乗物用
のヘッドアップディスプレイにも適用することが可能で
ある。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the embodiments described above, and various design changes can be made without departing from the scope of the invention described in the claims. It is possible to do this. For example, in the embodiment described above, the manual brightness setting means 18 can be provided with more setting levers in order to more precisely set the brightness. In that case, the pattern of brightness changes relative to the background brightness can be adjusted to suit the driver's preference. In addition, the present invention
It is also possible to apply the present invention to a head-up display using an RT display or an LED display. Furthermore, in the above embodiments, the polarizing plate can be placed at any position along the optical path from the light source to the person viewing the display. The display brightness can also be adjusted by adjusting the brightness of the light source itself, instead of by adjusting the rotational position of the polarizing plate. For example, when using an LED display, brightness can be adjusted by changing the duty ratio of blinking. Furthermore, the present invention can also be applied to head-up displays for vehicles other than railway vehicles.

【0031】[0031]

【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、背景輝度が明るい背景高輝度領域に
おける所定の表示輝度設定用背景輝度に対する表示輝度
および背景輝度が低い(暗い)背景低輝度領域における
所定の表示輝度設定用背景輝度に対する表示輝度をそれ
ぞれ、操縦者の好みに応じて手動設定することができる
。したがって、ヘッドアップディスプレイを使用する操
縦者は、ヘッドアップディスプレイの情報表示光を、背
景輝度が広範囲に変化しても、常に自分の見易いと感じ
る表示輝度で視認することができる。
Effects of the Invention The head-up display of the present invention having the above-mentioned characteristics has a display brightness for a predetermined display brightness setting in a background high-brightness area where the background brightness is bright, and a background low brightness where the background brightness is low (dark). The display brightness relative to the predetermined display brightness setting background brightness in the area can be manually set according to the operator's preference. Therefore, the driver using the head-up display can always view the information display light of the head-up display at a display brightness that he or she feels is easy to see, even if the background brightness changes over a wide range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of 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 the 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 same 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 the main parts of the same embodiment.

【図4】  同実施例の拡大斜視図である。FIG. 4 is an enlarged perspective view of the same embodiment.

【図5】  同実施例における背景輝度に対する表示輝
度の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of display brightness relative to background brightness in the same example.

【図6】  輝度調整部分の作用説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the function of the brightness adjustment part.

【図7】  偏光板回動位置制御フローの作用説明図で
ある。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation of the polarizing plate rotation position control flow.

【図8】  従来の表示輝度調整手段の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional display brightness adjustment means.

【図9】  従来の表示輝度調整手段の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional display brightness adjustment means.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[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
、前記操縦者によって視認される情報表示光の背景輝度
を検出する背景輝度検出手段と、前記検出された背景輝
度に応じて、前記操縦者によって視認される情報表示光
の輝度を調節する表示輝度調節手段と、を備えたヘッド
アップディスプレイにおいて、前記表示輝度調節手段は
、背景輝度が明るい背景高輝度領域における所定の表示
輝度設定用背景輝度に対する表示輝度および背景輝度が
暗い背景低輝度領域における所定の表示輝度設定用背景
輝度に対する表示輝度をそれぞれ手動設定する手動輝度
設定手段と、前記所定の表示輝度設定用背景輝度に対し
て手動設定された前記各表示輝度から、前記所定の表示
輝度設定用背景輝度以外の背景輝度に対する表示輝度を
算出する表示輝度算出手段と、を備え、前記算出した表
示輝度に応じて、前記操縦者によって視認される情報表
示光の輝度を調節するように構成されたことを特徴とす
るヘッドアップディスプレイ。
1. An information projecting device comprising: an optical information display means having a display surface on which information is displayed; an optical member projecting information display light emitted from the display surface in a predetermined direction; a combiner that transmits light emitted from a scene toward a rear viewing position and directs information display light projected from the information projecting device toward the viewing position; A head-up display comprising a background brightness detection means for detecting background brightness, and a display brightness adjustment means for adjusting the brightness of information display light visually recognized by the operator according to the detected background brightness, The display brightness adjustment means adjusts the display brightness for a predetermined display brightness setting background brightness in a background high brightness area where the background brightness is bright and the display brightness for a predetermined display brightness setting background brightness in a background low brightness area where the background brightness is dark. Calculating display brightness for background brightness other than the predetermined display brightness setting background brightness from a manual brightness setting means that manually sets the display brightness and each display brightness manually set for the predetermined display brightness setting background brightness. A head-up display comprising: display brightness calculation means, and configured to adjust the brightness of information display light visually recognized by the operator according to the calculated display brightness.
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