JPH06107035A - Head-up display device for vehicle - Google Patents

Head-up display device for vehicle

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JPH06107035A
JPH06107035A JP25483692A JP25483692A JPH06107035A JP H06107035 A JPH06107035 A JP H06107035A JP 25483692 A JP25483692 A JP 25483692A JP 25483692 A JP25483692 A JP 25483692A JP H06107035 A JPH06107035 A JP H06107035A
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JP
Japan
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head
up display
image
vehicle
cab
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Withdrawn
Application number
JP25483692A
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Japanese (ja)
Inventor
Yotaro Minami
Toru Saima
陽太朗 南
間 亨 齊
Original Assignee
Toshiba Corp
株式会社東芝
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, 株式会社東芝 filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE: To collectively provide a means for preventing burning of an image generation part due to intrusion of solar light into an optical system of a projector, a means for projecting an image to a desirable forward visibility range while preventing glare and a means for projecting an image of optional dimensions to forward of a motorman even in a vehicle such as a commuter train wherein a space is difficult to be secured in a front part of a motorman's cab.
CONSTITUTION: In a head-up display device for vehicle, a head-up display projector 6 projects an image to a head-up display reflector 7 positioned forward of a motorman 5 in a vehicle motorman's cab so that the motorman may visually recognize operation support information in front of him, and the head-up display projector 6 is provided with an optical axis 10 directing to a forward lower part from a rear upper part in the motorman's cab.
COPYRIGHT: (C)1994,JPO&Japio

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は鉄道車両用ヘッドアップディスプレイ装置に係り、特に、鉄道車両などの運転士が車両を運転する時、運転に必要な情報を計器やグラフィックディスプレイによらず、運転士前方の視野中に光学的に投影するヘッドアップディスプレイ装置に関する。 The present invention relates relates to a head-up display system for a railway vehicle, in particular, when the train driver of railway vehicles driving a vehicle, regardless of the information required to operate the instrument and graphic display, operation a head-up display device for optically projecting in Judges forward field of view.

【0002】 [0002]

【従来の技術】近時、航空機で特に発達したヘッドアップディスプレイ(戦闘機で空戦時に目で敵機を追う時、 2. Description of the Related Art Recently, when chasing the enemy planes in the eye at the time of air combat in the head-up display (fighter, especially developed in the aircraft,
正しい機銃またはミサイルの射撃方向の前方に投影し、 Projected in front of the shooting direction of the correct machine gun or missile,
その目標と敵機を重ねて攻撃するシステム)を鉄道車両にも応用しようとする動きがあり、一部の新規車両に採用され始めている。 Its goals and enemy machine Cascade system to attack) There is a movement to try to apply also to railway vehicles, it is beginning to be adopted in some of the new vehicle.

【0003】この場合、飛行機で特に戦闘機の場合は水滴形風防が多く、パイロットの肩より上方にはほとんど構造物が無いという構造上の特徴からコックピット前方にヘッドアップディスプレイ装置を取付けようとすると胴体内に投影機をおさめ、上方に反射ガラスを配する方法しか考えられない。 [0003] In this case, when the particular water droplets form windshield For fighter aircraft often to attempt to install the head-up display device in the cockpit forward from structural features that most structures are not above the pilot's shoulders I enjoyed projector in the fuselage, only considered how to arrange the reflective glass upwardly.

【0004】この航空機用のヘッドアップディスプレイ装置を鉄道車両に導入したものの例として、特開平3− [0004] Examples of those introduced head-up display device for the aircraft railcars, JP-3-
227737ヘッドアップディスプレイ、特開平3−2 227,737 head-up display, JP-A-3-2
39639鉄道車両用ヘッドアップディスプレイ、特開平3−248927ヘッドアップディスプレイ、特開平3−217339ヘッドアップディスプレイ、特開平4 39639 railway vehicle head-up display, Hei 3-248927 head-up display, Hei 3-217339 head-up display, JP-4
−11525ヘッドアップディスプレイ、特開平4−1 -11525 head-up display, JP-A-4-1
1526乗物用ヘッドアップディスプレイ、特開平3− 1526 head-up display for a vehicle, JP-A-3
117302等がある。 And the like 117,302.

【0005】これらは航空機用のヘッドアップディスプレイ装置をそのまま鉄道に応用したと考えてよく、反射ガラスとして鉄道車両の傾斜した前面ガラスを使用している。 [0005] These may be considered to have applied to railway intact head-up display device for an aircraft, using a sloping front glass of a railway vehicle as reflective glass. この最初の導入例は地下鉄車両であるので投影した像は見ずらいことはほとんど問題なく、投影装置にも問題が生じるとは考えられない。 The initial introduction example with almost no problem that leprosy not seen the image projected because in subway car, not considered a problem also occurs in the projection apparatus.

【0006】しかし、大型の投影レンズが空に向いており、もし投影レンズの向いている方向に太陽が来るような可能性のある地上走行車の場合、無限遠方に画像を結ばせようとしている関係上、太陽の像は投影装置の画像発生部に焦点を結ぶことになり、場合によっては画像発生部を破損せしめることになる。 [0006] However, a large projection lens and is directed to the sky, if the case of a ground vehicle with such a possibility the sun comes in the direction you are facing the projection lens, are trying tied the image to infinity on the relationship between the image of the sun will be focused on the image generation unit of the projection device, so that allowed to damage the image generation unit in some cases.

【0007】それだけでなく、運転室長さは何とかして短くしたい所であるが、この投影装置を運転台前方に配置しなければならないので、構造物を収納するだけで大きなスペースを必要とするだけでなく、投影する画像をできるだけ大きくしようとするために、画像を投影するため光学系が大きなレンズ口径と投影するための光学系構成スペースが必要になり、簡単に運転室長は短くすることは不可能となってしまう。 [0007] Not only that, only while the cab length is where you want to shorten somehow, since they must be disposed the projection apparatus cab forward, requiring a large space by simply storing the structure not, in order to try to maximize the image to be projected, the optical system configuration space for the optical system to project a large lens aperture for projecting an image is required, easily operated chief be shortened not it becomes possible.

【0008】図6は公知例による鉄道車両にヘッドアップディスプレイを組込んだ構造例(特開平3−2277 [0008] Figure 6 is structural example (JP-incorporating head up display to the railway vehicle according to well-known example 3-2277
37、図1)を示す。 37 shows the FIG. 1). この場合、運転台の中にヘッドアップディスプレイ装置用の投影機が組込まれた例を示しており、運転台が投影機を格納するために分厚い構造となっているのと同時に前面ガラスにより投影画像を反射させるために車体前面形状と投影機の格納が大きな問題となる。 In this case, it shows an example in which the projector is integrated for the head-up display device in the cab, cab projected image by the front glass at the same time that has a bulky structure in order to store the projector storage of the vehicle body front shape as the projector for reflecting a major problem. このヘッドアップディスプレイを組込むために運転室全長が大幅に伸びてしまっているので、通勤電車のようにわずかでも運転室全長を短くしたいと考える時にははなはだ不都合である。 Since the cab full-length in order to incorporate the head-up display they've increased significantly, it is woefully inconvenient when you want to shorten the driver's cab full-length slightly even as the commuter train.

【0009】図6は、在来の公知例に示された鉄道車両用ヘッドアップディスプレイ装置の構成例を示したもので、この公知例のものは大口径のレンズが窓ガラスを介して上空に向いており、太陽光が差し込んで画像発生装置上に小低を結ぶ危険性を示している。 [0009] FIG. 6 shows a configuration example of a conventional known example head-up display system for a railway vehicle shown in, the large-diameter lens those in this known example is the sky through a window glass oriented and shows the risk of connecting the small low on the image generator insert sunlight. またヘッドアップディスプレイ装置と、前面ガラスの関係がヘッドアップディスプレイ装置の投影機と、投影される光軸の関係で運転台前方にかなりの寸法を必要とすることがわかる。 The head-up display device, it can be seen that the projector of the relationship of the front glass is a head-up display device, requires considerable dimensions cab forward in relation to the optical axis to be projected.

【0010】また、地下鉄車両であれば周囲の光によりヘッドアップディスプレイの画像が見にくくなる心配は無いが、地上を走行する車両となると外部の光がどちらから来るかわからず、さらに周辺に水面や雪面などあると、そちらの方向は視認不可能になってしまう危険性がある。 [0010] In addition, there is no worry about the image of the head-up display is difficult to see depending on the ambient light if the subway car, when it comes to vehicles traveling on the ground not know how the outside of the light comes from both, Ya further surface of the water in the vicinity If there such as snow, there direction there is a risk that becomes invisible.

【0011】 [0011]

【発明が解決しようとする課題】以上従来の技術で説明したように上方を向いた光学系が太陽の方向と合致して投影装置の画像発生装置を破壊してしまわないこと、及び外部の風景が水面だったり雪面だったりして投影した画像が見ずらくなるのを防ぐ方法を提供しようとするものである。 The optical system facing upward as explained in THE INVENTION It is an object to solve the foregoing prior art does would provide an destroy an image generating apparatus of the projection system consistent with the direction of the sun, and external landscape but it is intended to provide a way to prevent from becoming pleasure without looking at the image projected by or was the snow surface or was the water surface.

【0012】また、従来の技術によると運転台と前面ガラスの間にかなりの大きなスペースを必要とするのに対し、通勤電車のようになんとか運転室長さを短くしたいという要求に対し答えられるヘッドアップディスプレイ装置を提供できるようにするものである。 [0012] In addition, a head-up while and according to the conventional technology requires a large space considerable between the cab and the front glass, to be answered in response to a request that somehow you want to shorten the cab length as commuter train it is to be able to provide a display device. 〔発明の目的〕本発明の目的は、鉄道等の車両で運転士の前方視野中に各種表示を投影するヘッドアップディスプレイ装置で、投影装置の光学系に太陽光がさし込んで画像発生部を焼損するのを防ぐ手段、好ましい前方視界範囲にまぶしさを防ぎながら画像を投影する手段、通勤電車の如く運転台前方にスペースが確保しずらい車両でも運転士前方に任意の大きさで画像を投影する手段を合せ提供することにある。 An object of the present invention [OBJECT OF THE INVENTION] is a head-up display apparatus for projecting various displays during forward field of view of the operator's in the vehicle train, etc., the image generating unit by inserting sunlight in the optical system of the projection device means to prevent burn out, it means for projecting an image while preventing glare to a preferred forward view range, commuting in hesitation vehicle reserved space in the cab forward as a train operator's forward any size image to provide combined means for projecting a.

【0013】 [0013]

【課題を解決するための手段】特開平3−117302 Means for Solving the Problems] Patent 3-117302
等の公知のヘッドアップディスプレイ装置等は、航空機用のヘッドアップディスプレイ装置を単に鉄道車両の運転台に組込もうとしているために、各種の問題点が発生していると考えられる。 Known head-up display device, etc. etc., in order to trying to incorporate the cab just railway vehicle head-up display device for an aircraft, considered various problems have occurred.

【0014】つまり、航空機用のヘッドアップディスプレイ装置はできるだけ明るい大きな画像を運転士の目の前に自身で反射ガラスを持つかまたは前面ガラスを利用して投影しようとしている。 [0014] In other words, head-up display device for aircraft using the or the front glass with a reflective glass itself as much as possible bright big picture in front of the operator's trying to projection. このため、光学系の投影装置が運転台と前面ガラスの間に挿入されなければならない。 Therefore, the optical system of the projector must be inserted between the cab and the front glass. 運転台は車両の制御機器を格納しているので投影装置を機器を押しのけて格納するにはどうしても無理があり、運転台の前後方向寸法が拡大し、車体寸法を一定とすると運転室寸法が大きくなり、客室寸法が減少する。 Cab has absolutely impossible to store pushes away the equipment a projection device because it stores a control apparatus of a vehicle, an enlarged longitudinal dimension of the cab, is as large as cab size to a body size constant made, room size is reduced.
客室寸法を一定におさえようとすると、車体全長が伸びてしまう。 When you suppress the room size constant, it would extend the full length body.

【0015】本発明では航空機用のヘッドアップディスプレイの光学系概念を完全にすて、投影機とその投影された画像を反射せしめる反射板を完全に分離し、投影機を機器格納密度としては割合低い運転士頭上後方位置に投影機を配置する。 [0015] completely discarded optics concept of head-up display for an aircraft in the present invention, a reflector allowed to reflect the projected image and the projector completely separate, parts of the projector as the device storage density placing the projector in low motorman overhead rearward position. この投影機を色々と投影方向をずらす。 This projector lot of shifting the projection direction. 投影用レンズの焦点距離を可変にする。 The focal length of the projection lens is variable.

【0016】次に投影された像を反射せしめる反射板の角度を可変にする。 [0016] Next, the angle of the reflecting plate allowed to reflect projected images to the variable. また反射板を平面ではなく球面(凹面ガラス等)にする。 Further to rather a reflector in a planar spherical (concave glass). また、反射板の反射面部を区分割りして一部分毎に液晶機能を持たせ、不透明化可能な構造とするなどの機能を持たせることにより今まで問題となるヘッドアップディスプレイ装置の問題点がすべて解決可能となってくる。 Further, by dividing split the reflecting surface portion of the reflector to have a liquid crystal function for each portion, a problem of the head-up display apparatus in question until now by providing functions such as the opacifying structure capable all resolvable and it is to come.

【0017】上記目的を具体的に達成すうために、本発明による車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、車両運転室内の運転士の前方に配されたヘッドアップディスプレイ反射板に向ってヘッドアップディスプレイ投影装置により画像を投影し、運転士の前方で運転士に運転支援情報を視認せしめるようにするヘッドアップディスプレイ装置において、前記ヘッドアップディスプレイ投影装置は運転室の後上方部から前下方部へ向く光軸を有することを特徴とする。 [0017] To suck specifically achieving the above object, a vehicle head-up display apparatus according to the present invention, a head-up display projector towards the head-up display reflective plate disposed in front of the train driver of the vehicle cab projecting the image, the optical axis oriented in the head-up display apparatus to make allowed to visually recognize the driving support information to the train driver in front of the train driver, the head-up display projector from the upper part after the cab forward and downward portion characterized in that it has a.

【0018】また、前記ヘッドアップディスプレイ投影機および前記ヘッドアップディスプレイ反射板は、運転士前方視野中に投影された画像の位置を移動できるように前記光軸に対して角度調整可能であることが好適である。 Further, the head-up display projector and the head-up display reflective plate, it is possible angular adjustment relative to the optical axis so as to be able to move the position of the projected image during motorman forward field of view it is preferred.

【0019】また、前記ヘッドアップディスプレイ反射板は液晶で構成されており、投影された画像が前方視野中でまぶしさのために視認困難なときに、画像が投影される位置近辺を不透明化可能であることが好適である。 Further, the head-up display reflective plate is a liquid crystal, when the projected image is difficult visibility for glare under the forward field of view, opacifying possible position near the image is projected it is preferable to set.

【0020】 [0020]

【作用】このようにヘッドアップディスプレイ装置を投影機を分離して運転士頭上後方に移動し、反射ガラスを分離して運転士前方に配し、しかも設置角度を可変にしておくと次のような機能を得ることが可能となる。 [Action] Thus to move the head-up display apparatus to the operator's overhead rearward separating projector separates the reflective glass placed on the operator's forward, yet when leaving the installation angle variable as follows it is possible to obtain a Do function.

【0021】ヘッドアップディスプレイ投影装置は運転室の後上方部から前下方部へ向く光軸を有するので、いかなる状態を考えても、ディスプレイ投影機の位置に太陽光が差し込むことがあり得なくなり、投影機内に組込まれた画像発生装置上に太陽が像を結ぶことは防止でき、画像発生装置の過損を防止できる。 [0021] Since the head-up display projection system having an optical axis directed from the upper portion after the cab forward and downward part, be considered any state, will not obtain may sunlight inserted at the position of the display projector, the sun on the image generating device incorporated in the projection machine is forms an image can be prevented, thereby preventing the excessive loss of the image generating apparatus.

【0022】投影機が運転台に組込まれる必要が無いので、運転台に前後方向寸法が伸びることはあり得ないので、通勤電車の如く運転室寸法を可能な限り、短くしたい車種でもヘッドアップディスプレイ装置を組付けることが可能となる。 [0022] Since the projector is there is no need to be incorporated into the cab, because there can be no possible to extend the front and rear direction dimension in the cab, as far as possible the cab dimensions as the commuter train, shorter you want to model head in up display it is possible to assemble the device.

【0023】ヘッドアップディスプレイ画像の投影機が投影方向を移動した時、その画像を正しく運転士の方向に反射せしめ得るに反射ガラスを角度調整できるようにしておけば、運転士としてヘッドアップディスプレイ画像を最も見やすい位置に自由に移動せしめることができる。 [0023] When the projector of the head-up display image is moved to the projection direction, if the the reflective glass may brought reflected in the direction of the correct train driver the image to be angular adjustment, a head-up display image as motorman it can be allowed to freely move to the most legible position. 反射ガラスを凹面ガラスにより構成すれば、投影角度を大きくし、大きな投影画像を得ることが可能となる。 By configuring the reflective glass by the concave glass, increasing the projection angle, it is possible to obtain a large projected image. 投影機レンズの焦点距離を可変とすれば、運転士として最も見易い大きさの投影画像に調整することができる。 If the focal length of the projector lens is variable and can be adjusted to the projected image most easily seen size as motorman.

【0024】反射ガラスを部分的に不透明化する液晶で構成せしめ強い光が来る方向がヘッドアップディスプレイ画像を投影している方向に近い時にはヘッドアップディスプレイ画像の後側または周辺を液晶作用で不透明とすれば画像が見えにくくなることを防止することが可能になる。 The opaque liquid crystal exerts a side or periphery of the head-up display image when the direction of strong light coming allowed a liquid crystal partially opacifying reflective glass is close to the direction that projecting a head-up display image image it becomes possible to prevent the obscuring be.

【0025】 [0025]

【実施例】図1乃至図5を参照して本発明の実施例を説明する。 EXAMPLES With reference to FIGS. 1 to 5 will be described an embodiment of the present invention. 図1は本発明によるヘッドアップディスプレイ装置の鉄道車両運転室に組込まれた実施例を示し、図2 Figure 1 shows an embodiment that is incorporated into a railway vehicle cab of the head-up display apparatus according to the present invention, FIG. 2
は本発明のヘッドアップディスプレイ装置で投影される画像を上下に移動する原理を示す。 Shows the principle of moving an image projected by the head-up display device of the present invention vertically. 図3は同じく本発明のヘッドアップディスプレイ装置で投影される画像を左右に移動する原理を示す。 Figure 3 also shows the principle of moving an image projected by the head-up display device of the present invention to the left and right. 図4はヘッドアップディスプレイ装置の反射板に凹面反射板を用いた時の画像の大きさの変化を示す説明図であり、図5はヘッドアップディスプレイ装置で投影画像を移動せしめるための装置概念を示す説明図である。 Figure 4 is an explanatory diagram showing a change in size of an image when using a concave reflector reflector of the head-up display device, a device concept for 5 for moving the projected image in the head-up display device it is an explanatory diagram showing.

【0026】まず、図1から説明する。 [0026] First, a description will be given from Figure 1. 図1は車両先頭部の運転室断面図により各種機器と運転士との関係を示す。 Figure 1 shows the relationship between the various devices train driver by cab sectional view of a vehicle head unit. 1は車体の先端部でこれは空間的に苦しい通勤車両を想定しており、運転室長さは運転士5と運転台4の寸法をとるとほとんど余裕は残っていない。 1 is now the body of the tip portion assumes a painful commuter vehicles spatially almost afford the cab length taking the dimensions of the train driver 5 and the cab 4 is not left. 2は運転室前面ガラス、3は車体前面板を示している。 2 cab front glass, 3 denotes a vehicle body front plate.

【0027】図6に示した従来例と異なり本実施例は図1に示すように、天井に取付けられたヘッドアップディスプレイ投影機制御装置9より垂下されたヘッドアップディスプレイ投影機6が設けられ、運転士の必要な運転支援情報画像をヘッドアップディスプレイ投影光軸10 [0027] This embodiment differs from the conventional example shown in FIG. 6, as shown in FIG. 1, a head-up display projector 6 which is suspended from the head-up display projector controller 9 mounted on the ceiling is provided, head required driving support information image of operator's up display projection optical axis 10
により、ヘッドアップディスプレイ反射板7に投影する。 The projects in the head-up display reflective plate 7. ヘッドアップディスプレイ反射板7は透明体で構成されており、運転士5の前方視界部に配され、ヘッドアップディスプレイ投影光軸10を運転士の方向に反射する。 Head-up display reflective plate 7 is made of a transparent material, arranged in the forward view of the operator's 5, it reflects the head-up display projection optical axis 10 in the direction of the operator's. ヘッドアップディスプレイ反射板制御装置8で反射板7を適正な角度を調整保持する。 The proper angle reflector 7 by the head-up display reflective plate controller 8 adjusts held. 反射板7の透明構造は前方視界の明るさや眩しさに応じて部分的に不透明にしたり、全般的に透過光を減じるようにする液晶機能を与える機能を有している。 Transparent structure of the reflective plate 7 has a function of providing a liquid crystal feature that reduce or partially opaque, depending on the brightness and glare forward view, the overall transmitted light.

【0028】図2は運転士前方視界に投影された運転支援情報画像が前方視界の例えば水平や雪面のように見ずらい背景と重なった時、運転士の指令により上下方向に移動せしめる方法を示す説明図である。 [0028] Figure 2 when the driving support information image projected on the motorman forward view overlaps with Ms. hesitation background as for example horizontal and snow surface of the front sight, a method for moving in the vertical direction by a command motorman it is an explanatory view showing a. 今かりにヘッドアップディスプレイ投影機が6Aの位置にあり、投影光束11Aが反射板7Aで反射され反射光束12Aにそって反射してきたとする。 Suppose head-up display projector is in the position of 6A, the projection light beam 11A is assumed to have been reflected along by reflected light beams 12A reflected by the reflection plate 7A. しかしこの投影情報画像の位置が上過ぎて見ずらい時投影機を6Bの位置にずらし投影光束11Bが反射板に当たったとすると反射板位置を7 But 7 and the reflector position projection light beam 11B shifting the position of the 6B hesitation when the projector without looking too over the position of the projection information image is to hit the reflection plate
Aから7Bに移動することにより反射光束12Bとなり、はじめて運転士の所にきて運転士は12Aの反射光束より下方の12Bの反射光束位置に情報画像を視認することが可能となる。 Next reflected light beam 12B by moving from A to 7B, first motorman came at the train driver is enabled to visually recognize the information image from the reflected light beam 12A reflected light beam position under the 12B.

【0029】図3は画像を左右に移動せしめる時の説明図である。 [0029] FIG. 3 is an explanatory view when for moving the image left or right. 5Aは上方より見た運転士を示し、6C,6 5A shows the train driver when viewed from above, 6C, 6
Dは上方より見たヘッドアップディスプレイ投影機を示す。 D denotes a head-up display projector as viewed from above. 6Cの位置にある投影機から投影された投影光束1 Projection light beam projected from projector in the 6C position 1
1Cは運転士として反射光束12Cの方向に情報画像を視認することになるが、投影機6Dの方向の時の投影光束11Dは反射板7Dにより反射し12Dの方向に情報画像を視認することができる。 1C is made to view the information image in the direction of the reflected light beam 12C as train driver, projection light beam 11D when the direction of the projector. 6D can visually recognize the direction information image of the reflected 12D by the reflecting plate 7D it can.

【0030】図4において、平面反射板からなるヘッドアップディスプレイ反射板15と凹面反射板からなるヘッドアップディスプレイ反射板16と選択可能に示されている。 [0030] In FIG. 4, is shown to be selectable with the head-up display reflective plate 16 made of a head-up display reflective plate 15 and the concave reflector comprising a plane reflecting plate.

【0031】両方のヘッドアップディスプレイ反射板1 [0031] both of the head-up display reflecting plate 1
5、16において、画像を見る運転士の位置は5B、5 In 5 and 16, the position of the train driver to see the images 5B, 5
Cと調整する必要があるが、運転士が視認する画像は平面反射板からなるヘッドアップディスプレイ反射板15 It is necessary to adjust as C, head-up display reflective plate 15 images motorman is visually recognized consisting of a plane reflector
の場合は17Bの大きさの画像となるのに対し、凹面反射板からなるヘッドアップディスプレイ反射板16の場合は17Cと拡大された画像を視認することができる。 For whereas a 17B size of the image, in the case of a head-up display reflective plate 16 made of a concave reflector can visually recognize the image that is magnified and 17C.
また、投影レンズ13をズーム化して、焦点距離を変えると一定の遠方に結像する画像の大きさが変わり、運転士として視認できる画像の大きさも変更することが可能となる。 Also, the zoom of the projection lens 13, change the size of an image to be imaged on a fixed distant to alter the focal length, it becomes possible to change the size of image that can be visually recognized as a train driver.

【0032】図5は、これ等のヘッドアップディスプレイ装置全体の制御の関係を示す説明図である。 [0032] FIG. 5 is an explanatory diagram showing a head-up display apparatus overall control relationship thereto, and the like. 運転士5 Motorman 5
は投影機6から投影された画像を光束10により視認している。 It is viewed by the light beam 10 an image projected from the projector 6. ここで、運転士5より見て投影された画像が背景との関係で見ずらいときにはヘッドアップディスプレイ方向操縦レバー18によりどの方向に移動すべきかを指令する。 Here, the image projected when viewed from the train driver 5 when hesitation without looking at the relationship between the background commanding should be moved in any direction by a head-up display direction control lever 18. この指令を受けたヘッドアップディスプレイ制御器20は、方向制御駆動モータ9Eまたは9Fを駆動する。 Head-up display controller 20 which has received the instruction, drives the direction control driving motor 9E or 9F. 方向制御駆動モータには方向制御ウォームギア9C,9Dが連結されており、方向制御ウォームギア9 Direction control driving motor in the direction control worm gear 9C, and 9D are a connecting direction control worm gear 9
C,9Dは方向制御ウォームホイル9A,9Bに噛合っている。 C, 9D is meshes direction control worm wheel 9A, in 9B. このため投影機6は垂直軸まわりの首振りと水平軸まわりの上下首振が可能になる。 Therefore projector 6 is allows the vibration vertical neck around swing and horizontal axis about a vertical axis.

【0033】この投影機6の光軸10の方向が変わると運転士5の所に光軸が届かなくなるが、方向制御駆動モータ9E,9Fをどれだけ動かしたかはヘッドアップディスプレイ制御器20により知ることができるので、ヘッドアップディスプレイ反射板7を駆動モータ8Fのウォームギア8D、ウォームホイル8Bを動かし、上下方向の投影光軸の調整がなされる。 [0033] Although the optical axis at the train driver 5 in the direction of the optical axis 10 of the projector 6 is changed will not reach, whether moved direction control driving motor 9E, 9F and how much know by the head-up display controller 20 it is possible, head-up display reflective plate 7 drive motor 8F of the worm gear 8D, move the worm wheel 8B, the adjustment of the vertical direction of the projection optical axis is made. 次にヘッドアップディスプレイ反射板7を駆動モータ8Eのウォームギア8 Then the worm gear 8 of the drive motor 8E a head-up display reflective plate 7
C、ウォームホイル8Aを動かし、垂直軸まわりに回動し左右方向の投影光軸の調整がなされる。 C, move the worm wheel 8A, it rotates about a vertical axis to adjust the left-right direction of the projection optical axis is made.

【0034】ヘッドアップディスプレイ反射板7は反射光が運転士5から見易いように表面処理を行うようなことは、一般のヘッドアップディスプレイ装置用の反射板と全く同じであるが、反射板7は液晶板により構成されており、必要に応じて部分的に不透明にする制御が行えるようになっている。 The head-up display reflective plate 7 is possible that the surface treatment so easily visible reflected light from the train driver 5, the reflection plate for a general head-up display apparatus to be exactly the same, the reflecting plate 7 It is constituted by a liquid crystal plate, and able to perform the control of the partially opaque as required.

【0035】照度センサ19により、運転士5の前方視野における照度を測定するようにしている。 The [0035] illuminance sensor 19, so as to measure the illuminance in the front field of view of the operator's 5.

【0036】次に本実施例の作用について説明する。 [0036] Next will be described operation of the present embodiment. 図1に示したように、本実施例の構成ではヘッドアップディスプレイ投影機6とヘッドアップディスプレイ反射板7の組合わせにおいて、運転台上に突出するものは反射板7だけでありそれ以上の車体長さ方向に空間をしめることはないので、運転室長さを延長する必要性が全く無い。 As shown in FIG. 1, the head-up display combinations of projector 6 and the head-up display reflective plate 7 in the configuration of this embodiment, which protrude from the cab is only the reflection plate 7 more body because never occupy the space in the longitudinal direction, is absolutely no need to extend the cab length.

【0037】次に、ヘッドアップディスプレイ投影機6 Next, head-up display projector 6
は、車体天井部に近い位置に配されているために太陽からの直射日光が直接投影機のレンズ系に入ることは防止できる。 Is the direct sunlight from the sun from entering the lens system directly projector because it is disposed at a position closer to the vehicle body roof portion can be prevented. このためレンズ系に直射日光が入り、画像発生部に焦点を結び、画像発生部を破損せしめることは完全に防止することができる。 Therefore contains the direct sunlight in the lens system, focused on the image generating section, that allowed to damage the image generating unit can be completely prevented.

【0038】次に、ヘッドアップディスプレイ装置6が配されている運転室天井部は鉄道車両の運転室の中で一番取付機器が少なく、場所的に楽に機器を配させられる所であるので、ヘッドアップディスプレイ装置6として大きさの寸法制限を受けることが少なく、逆に言えばヘッドアップディスプレイ装置投影部が配されることにより、周辺の機器の受ける影響も極めて少ない。 Next, since the cab ceiling portion of the head-up display device 6 is disposed most mounting device is small in the cab of the rail vehicle, is where brought spatially comfortably arranged equipment, head-up display device size less subject to size limitations as 6, by the head-up display device projecting portion Conversely is disposed, very little influence received by the peripheral device.

【0039】さらに、一般に考えられているヘッドアップディスプレイ装置は戦闘機の照準装置の如く置かれる位置が正確に特定の方向に向いていないと目的を達することができないので全く投影された画像を動かすことは考えられないものが主で、他に近時多くのヘッドアップディスプレイが提案されていても、その投影機の位置を移動可能としているものは皆無であり、また従来のヘッドアップディスプレイ装置では、その装置構造的に投影機の位置を動かそうとすること自体不可能であった。 [0039] Further, the head-up display device which is generally considered moving image at all projected so as soon as the position to be placed as aiming device fighters not suitable for precisely a specific direction can not reach the desired it is mainly those unthinkable, be proposed recently many head-up display to another, what are the movable position of the projector is none, also in the conventional head-up display device was itself impossible trying to move the position of the device structurally projector. しかし、本提案のヘッドアップディスプレイ装置によればヘッドアップディスプレイ投影機6及びヘッドアップディスプレイ反射板7共に方向調整可能に構成されているので、運転室前方視野状況や太陽光の方向などから一番視認しやすい方向に投影画像を自由に移動させることが可能となる。 However, since it is constituted a head-up display projector 6 and a head-up display reflective plate 7 can both direction adjustment according to the head-up display device of the present proposal, the most from such direction of the cab forward field of view conditions and sunlight projected image on the viewing easy direction it is possible to move freely. 投影される画像に対し前方視野の明るさにより投影画像の明るさを調整するという考え方はすでに多くの公知例に示された方法を採用組合わせすることは極めて容易に行なえるが、投影された画像が視認しずらい場合は、ヘッドアップディスプレイ投影機の方向から反射板のどの位置に投影されているかを判断できるので、投影されている反射板の一部または全部を液晶装置により構成し、その投影画像の周辺を液晶装置の操作により不透明化して画像の視認を容易ならしめるなどの方法は本実施例の独特の構造によりはじめてなし得る作用である。 Image contrast performed very easily be combined employing sets how idea shown already many known examples of adjusting the brightness of the projected image by the brightness of the forward field of view to be projected, it is projected If the image is visually recognized hesitation is it can be determined whether the direction of the head-up display projector is projected at any position of the reflector, a part or all of the reflector is projected constituted by a liquid crystal device, the method such as the periphery of the projected image by opacification by operating the liquid crystal device makes it easy visual recognition of images is an operation which can no first by the unique structure of the present embodiment.

【0040】以上述べたように本実施例の構成によれば、ヘッドアップディスプレイ光学系に太陽光が直接入り込み、画像発生部などの内部の重要構造部に焦点を結び破損せしめる不具合が完全に防止することができる。 According to the configuration of this embodiment as described above, sunlight enters directly into the head-up display optics, the internal key structure to focus on knot breakage allowed to failure to completely prevent such an image generating unit can do.

【0041】また、ヘッドアップディスプレイ投影機6 [0041] In addition, the head-up display projector 6
自体は、運転室内で機器の込み具合が一番少ない運転士上後方に配されると同時に運転台に配せられるヘッドアップディスプレイ反射板7も、薄い構造で構成されるために、運転室がこのヘッドアップディスプレイ装置を組込むことにより寸法を大きくする必要性は無い。 Itself, a head-up display reflective plate 7 is Haise simultaneously cab when disposed on the rear volume of traffic is smallest operator's equipment in the cab also to be composed of a thin structure, the cab is no need to increase the size by incorporating the head-up display device. このため車両長さに対し客室長さをできるだけ大きくとりたい通勤電車などにヘッドアップディスプレイ装置を採用する場合など極めて有利であり、通勤電車に組込可能であれば他のいかなる種類の電車にも採用可能なことは明白である。 Therefore it is extremely advantageous for example, to employ the head-up display device such as a commuter train to be taken as large as possible a room length to the vehicle length, even built possibly other any type of train commuter train It can be employed it is obvious.

【0042】また、ヘッドアップディスプレイ投影機6 [0042] In addition, the head-up display projector 6
を天井部に配し、運転台にヘッドアップディスプレイ反射板7が配され、それぞれ上下角度と左右方向に自由に方向調整が可能になっているので、車両前方視界で反射板に投影反射される画像を最も見易い位置に選択移動が可能になる。 Arranged in the ceiling portion, a head-up display reflective plate 7 is arranged in the cab, since the free direction adjusted to the respective vertical angle and lateral direction are enabled, is projected reflected on the reflecting plate in the vehicle front view image allowing selective transfer most easily seen position. これは運転士の意志により手動以外にもその車両の走る路線により特定の不都合の生じやすい地域があるので、地点検知や走行距離積算によりプログラム的に標示位置の移動をすることが考えられる。 This is because there is prone areas of particular disadvantage by the route running to be of the vehicle other than manually by the will of the train driver, it is considered that the movement of the program to marking position by the point detection and mileage accumulation.

【0043】ヘッドアップディスプレイされる画像の明るさについてはすでに多くの公知例で調整法が提案されているが、原則的には前法視界の明るさに一定の関連を有するようにして明るさの調整を行なうのを自動的に調整させる以外に手動により調整可能にもしておけば問題の発生を防止できる。 [0043] While adjusting method already many known examples for the brightness of the head-up display is the image have been proposed, in principle so as to have an association constant brightness before method visibility Brightness potential problems if you also manually adjustable by the addition to automatically adjust the perform adjustment can be prevented in.

【0044】また、特定の方向に太陽光の反射や直射で投影画像が見ずらい時は運転士のスイッチ操作などで投影画像の周辺を液晶機能により不透明にすれば運転上極めて取扱いの容易な見易いスペース的にも運転室に楽に配置可能で、しかもヘッドアップディスプレイ光学系に太陽光が入り込み、画像発生部を破損せしめる不都合を防止したヘッドアップディスプレイ装置を提供可能である。 [0044] In addition, easy very on driving if opaque handled by the liquid crystal function around the projected image when hesitation not seen projected image by reflecting and direct sunlight in a particular direction in such motorman switch operation also easily visible space manner can comfortably place the cab, moreover sunlight enters the HUD optical system, it is possible to provide a head-up display device the inconvenient allowed to damage the image generation unit.

【0045】図5のヘッドアップディスプレイ制御器2 The head-up display controller 2 in FIG. 5
0の機能について説明する。 0 function will be described. まず19の照度センサにより前法視野の全体的明るさを測定し、その明るさの中で投影画像が容易に視認できる輝度で投影するように、その関係を記憶させ、制御するようにするのが一般的な制御方法であるが、特に視界が雪景色であったりすると、 Measuring the overall brightness of the previous method field first by 19 illuminance sensor, to project at a luminance projection image in its brightness is readily visible, is stored the relationship, to be controlled Although but a general control method, especially visibility or a snow,
かなり投影画像の輝度を高めても視認困難となることが予測され、その場合は画像が投影されている位置がヘッドアップディスプレイ投影機の向いている方向の信号を駆動モータ9E,9Fの駆動状況またはその位置センサから検出して判断すれば容易にわかるので、投影位置の近辺、または投影位置を含む帯状の地区を不透明化してしまえば良い。 It is expected to become even invisibility significantly increase the brightness of the projected image, in which case the head-up position where the image is projected display projector of oriented signals are driven motor 9E, 9F driving situation of or so it can be easily seen if it is determined by detecting from the position sensor may once by opacifying the district of the strip containing the vicinity of the projection position or the projection position. この不透明化する制御はヘッドアップディスプレイ制御器20からの信号により、21ヘッドアップディスプレイ反射板液晶制御装置21によって行なえば良いものと考える。 The opacifying controlled by signals from the head-up display controller 20, considered to may be carried out by 21 the head-up display reflective plate liquid crystal controller 21.

【0046】また、眩しかったりした時の操作は図5で図示していないスイッチの操作による、または照度センサ19をCCD等を用いた光の来る方向の判断機能を与えて判断する方法も考えられる。 [0046] The operation when the or dazzling is considered a method of determining giving direction determination function coming light using a CCD or the like by the operation of a switch not shown in FIG. 5, or an illuminance sensor 19 .

【0047】また、反射板に画像を投影する位置は特に光の反射物として特異な物がある場合、それは路線により反復があると考えられるので、投影位置を路線位置の函数として扱うことも可能であると考えられることから線路位置の検知結果との関連でプログラム移動せしめることも可能である。 Further, if there is a specific thing as the reflection of the position, especially light for projecting an image on a reflective plate, since it is believed to be repeated with routes, also possible to treat the projected position as a function of line position it is also possible allowed to program moves from that is believed to be in connection with the detection result of the line position.

【0048】 [0048]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用ヘッドアップディスプレイ装置によれば、ヘッドアップディスプレイ投影装置は運転室の後上方部から前下方部へ向く光軸を有するので、光学系に太陽光が入り画像発生部を破損せしめることが完全に防止することができる。 As described in the foregoing, according to the vehicle head-up display device of the present invention, since the head-up display projection device having an optical axis directed from the upper portion after the cab forward and downward portion, optical system can be completely prevented from allowed to damage the image generating unit contains the sunlight.

【0049】ヘッドアップディスプレイ投影機が運転室上部に配され、運転台にはヘッドアップディスプレイ反射板が配されているだけなので車体長手方向にはほとんど寸法的に問題にならないので通勤用電車の如く、車体長さに対し、客室寸法を大きくとりたい場合でも、全く問題無くヘッドアップディスプレイ装置を組込むことが可能となる。 The head-up display projector is arranged in the cab top, in the cab as the commuter train does not become a problem in most dimensionally in the longitudinal direction of the car body since only are arranged is a head-up display reflective plate , respect to the vehicle body length, even if you want to take a large room size, it becomes possible to incorporate a head-up display device without any problem at all.

【0050】このように、ヘッドアップディスプレイ投影機とヘッドアップディスプレイ反射板が分離してしかも各々独立して角度調整可能であるので、投影画像の位置を前方視界の中でかつ反射板の大きさの範囲で自由に移動せしめることが可能である。 [0050] Thus, since the head-up display projector and the head-up display reflective plate is to yet adjustable angle each independently separated, the size in the and reflector forward view of the position of the projected image it is possible allowed to move freely in the range of. また、前方視界の明るさとの関係で投影画像を視認しやすいよう輝度調整を行なうことができる。 Further, it is possible to perform luminance adjustment to easily visually recognize the projected image in relation to the brightness of the front sight.

【0051】また、ヘッドアップディスプレイ反射板を液晶で構成するので、投影画像近辺を容易に不透明化することができるので、まぶしさのために視認困難となることを防止することができる。 [0051] Further, since the configuration of the head-up display reflective plate in the liquid crystal, because it is easy to opacify the vicinity projected image, it is possible to prevent the visibility be difficult for the glare.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明によるヘッドアップディスプレイ装置の実施例を示す配置図。 Arrangement diagram showing an embodiment of a head-up display device according to the invention; FIG.

【図2】ヘッドアップディスプレイ装置により投影画像を上下に移動せしめる方法を示す説明図。 FIG. 2 is an explanatory view showing a method for moving the projected image vertically by a head-up display device.

【図3】ヘッドアップディスプレイ装置により投影画像を左右に移動せしめる方法を示す説明図。 Figure 3 is an explanatory diagram showing a method for moving a projection image to the left and right by a head-up display device.

【図4】ヘッドアップディスプレイ装置で投影される画像を拡大して視認できるように凹形反射板の効果を示す説明図。 Explanatory view showing the effect of the concave reflector as [4] can be viewed an enlarged image projected by the head-up display device.

【図5】ヘッドアップディスプレイ投影機とヘッドアップディスプレイ反射板の制御および反射板の液晶を制御する関係を説明する説明図。 Figure 5 is an explanatory diagram for explaining a relationship for controlling the liquid crystal of the control and the reflector of the head-up display projector and a head-up display reflective plate.

【図6】従来のヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す説明図。 Figure 6 is an explanatory diagram showing the configuration of a conventional head-up display device.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 車体 2 前面ガラス 3 車体前面板 4 運転台 5,5A〜C 運転士 6,6A〜D ヘッドアップディスプレイ投影機 7,7A〜D ヘッドアップディスプレイ反射板 8,8A〜F ヘッドアップディスプレイ反射板制御装置 8A,B ウォームホイル 8C,D ギア 8E,F 駆動モータ 9 ヘッドアップディスプレイ投影機制御装置 9A,B 方向制御ウォームホイル 9C,D 方向制御ウォームギア 9E,F 方向制御駆動モータ 10 ヘッドアップディスプレイ投影光軸 11A,11B〜DE 投影光軸 12A〜D 反射光束 13 投影レンズ 14 投影原画 15 平面反射板 16 凹面反射板 17A 投影像 17B 平面反射板による投影像 17C 凹面反射板による投影像 12E 平面反射板による反射光束 12F 凹面反射板による反射光束 1 vehicle body 2 front glass 3 the vehicle body front plate 4 cab 5,5A~C motorman 6,6A~D head-up display projector 7,7A~D head-up display reflective plate 8,8A~F head-up display reflective plate control device 8A, B worm wheel 8C, D gear 8E, F drive motor 9 heads-up display projector controller 9A, B direction control worm wheel 9C, D direction control worm 9E, F direction control motor 10 head-up display projection optical axis 11A, reflected by 11B~DE projection optical axis 12A~D reflected light beam 13 projection lens 14 projection original 15 flat reflecting plate 16 concave reflector 17A projected image 12E flat reflecting plate by the projection image 17C concave reflector of the projection image 17B plane reflector reflected light beam by the light beam 12F concave reflector 8 ヘッドアップディスプレイ方向操縦レバー 19 照度センサ 10 ヘッドアップディスプレイ制御器 21 ヘッドアップディスプレイ反射板液晶制御装置 8 a head-up display direction control lever 19 illumination sensor 10 head-up display controller 21 the head-up display reflective plate liquid crystal control device

Claims (3)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】車両運転室内の運転士の前方に配されたヘッドアップディスプレイ反射板に向ってヘッドアップディスプレイ投影装置により画像を投影し、運転士の前方で運転士に運転支援情報を視認せしめるようにするヘッドアップディスプレイ装置において、前記ヘッドアップディスプレイ投影装置は運転室の後上方部から前下方部へ向く光軸を有することを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。 1. A projecting an image by the head-up display projector towards the head-up display reflective plate disposed in front of the vehicle cab of train driver, allowed to visually recognize the driving support information to the train driver in front of the operator's in the head-up display apparatus to make the head-up display projector head-up display device for a vehicle, characterized in that it has an optical axis oriented from the upper part after the cab to the front lower portion.
  2. 【請求項2】前記ヘッドアップディスプレイ投影機および前記ヘッドアップディスプレイ反射板は、運転士前方視野中に投影された画像の位置を移動できるように前記光軸に対して角度調整可能であることを特徴とする請求項1に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。 Wherein said head-up display projector and the head-up display reflective plate, it is possible angular adjustment relative to the optical axis so as to be able to move the position of the image projected in the motorman forward field of view vehicle head-up display device according to claim 1, wherein.
  3. 【請求項3】前記ヘッドアップディスプレイ反射板は液晶で構成されており、投影された画像が前方視野中でまぶしさのために視認困難なときに、画像が投影される位置近辺を不透明化可能であることを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。 Wherein the head-up display reflective plate is a liquid crystal, when the projected image is difficult visibility for glare under the forward field of view, opacifying possible position near the image is projected vehicle head-up display device, characterized in that it.
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