JPH07143577A - 車両におけるデータ表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行速度やエンジン回転数などの車両の運行
に関するデータを、搭乗者のヘルメットの前方視界の中
に表示する。 【構成】 車両に、該車両の運行に関するデータを送信
する送信器を設け、ヘルメット側に該送信信号を受信す
る受信器と、その出力信号を可視光による表示信号に変
換する変換手段と、その変換手段からの表示信号を搭乗
者の前方視界内に投影表示する投影手段が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両における走行速
度、エンジン回転数、燃料の残量などの、運行に関連す
るデータを可視光により車両の搭乗者が目視し得る位置
に光学的に投影するデータ表示装置に関する。とくに本
発明は、たとえば自動２輪車のように搭乗者がヘルメッ
トを着用して搭乗する形式の車両において、搭乗者の視
野内に上記データを表示する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動２輪車における運行に関連するデー
タの表示は、車両のハンドル付近に配置した計器により
行うのが通常である。これらの計器は、車両の構造上、
運転者の前方視野内に置くことができないため、運転者
は運転中に前方から視線をそらせて計器を見ることが要
求され、非常に危険である。そこで、運転者が着用する
ヘルメットにデータ投影手段を設けて、データを光学的
に運転者の視野内に投影することが考えられる。航空機
の分野でも同様な問題が存在するので、この問題を解決
するための先行技術が各種ある。

【０００３】特開昭５１−１３２６００号公報のもの
は、光学データ源からの光学データをプリズムと半反射
式像合成部材とによって、遠景に重ねられた状態で投影
される。特開昭６３−２５６７０６号公報のものは、光
学データを出す投光器と、半反射の凹面をもつまびさし
装置と、放物面鏡装置と、第１及び第２の折り返し用反
射装置とからなるものである。特開昭６４−４９０１６
号公報のものは、光学装置から送られた光線の狭い波長
範囲を他の波長の光線より優勢に反射させる光学膜を反
射面に備えた表示装置である。特開平１−１３３０１９
号公報のものは、ハーフミラーと、情報表示手段と、ベ
ッツファール型レンズ系と、光路屈折ミラーとからな
り、表示情報を４０゜以上の視野角で提供するものであ
る。特開平３−３９９２４号公報のものは、画像源と、
リレー光学手段と、アイピース手段とからなり、観察者
の目に近接して設けられた開口を備えた外面を有するも
のである。

【０００４】これらの航空機用のディスプレイ装置で
は、精度の高い像が求められるため、複雑な光学系が用
いられ、大型であり、かつ眼の前に光学部品が露出して
おり、自動２輪車用ヘルメットに対しては危険、かつ不
適当である。また、光学データ源とヘルメットの表示装
置との間は、有線で接続されている。航空機用ヘルメッ
トは通信用ヘッドフォンとマイクロフォンを装備してお
り、これらはコードを介して機体側の通信機器に接続さ
れるのが通常である。航空機の場合には塔乗中にヘルメ
ットを外すことは原則としてあり得ない、と考えてよ
く、また乗り降りもさほど頻繁でないので、このような
有線接続でも支障は生じない。そして、このような有線
接続を採用することにより、ヘルメット側の光学データ
源には、機体側の電源から電力の供給を行うことが可能
になるので、電源についての問題も生じない。しかし、
自動２輪車のように頻繁に乗り降りが行われる車両で
は、乗り降りの都度、ヘルメットのコードを着脱せねば
ならないという不便が生ずる。また、走行中にヘルメッ
トのコードが外れた場合には、コードを再接続すること
は、車両の走行中には不可能である。

【０００５】特開昭６３−３０３１０７号公報には、オ
ートバイ等の塔乗者が着用するヘルメットの風防に、ス
ピードメータ等のデータを投影することが教示されてい
る。この公開特許公報の教示によれば、データは電気信
号として得られ、有線もしくは、無線電波としてヘルメ
ットに伝えられる。このデータの伝達を有線で行う場合
には、航空機用のヘルメットについて上述したのと同様
な問題を生ずるが、無線電波による場合には、有線によ
る問題は解決できると思われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この公開特許
公報に教示された装置は、データを電波により伝達する
ものであるために、実用上、問題を生じる。すなわち、
データ伝達のための電波は広い角度に広がりをもって伝
播するため、同様なデータ表示装置を備えた車両が近く
にいたり、あるいは前方から擦れ違ったりする場合に
は、相手方の信号と自分の信号との間に混信を生じ、デ
ータの表示を正確に行うことができなくなる。この混信
をさけるため、送信器の出力を低く抑えると、ヘルメッ
トにおけるデータ表示が不安定になる。

【０００７】本発明は、自動２輪車のようなヘルメット
を着用して塔乗する車両における上述の問題を解決する
ものである。すなわち、本発明は、ヘルメットと車両と
の間をコードで接続する必要がなく、車両の運行に関す
るデータをヘルメットを着用した塔乗者の視野内に光学
的に表示することができ、しかも他の車両のデータとの
混信をさけることができる小型、かつ簡易な構造のデー
タ表示装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては、車体側にデータ信号を送信する
ための無線送信器を、ヘルメット側に送信器からの無線
信号を受信する無線受信器と該受信器の出力信号を可視
光による光表示信号に変換する変換手段と該変換手段の
出力である表示信号を前記塔乗者の前方視界内に投影表
示する投影手段を設ける。

【０００９】特に本発明においては、送信器は赤外線ま
たは超音波の信号を送信する形式であり、受信器は同様
に赤外線または超音波の信号を受信する形式とする。本
発明においては、送信器は、ヘルメットを着用して車両
に塔乗した姿勢にある塔乗者の頭部を含む円錐状の範囲
に赤外線または超音波の信号を送信する構成とすること
が好ましい。

【００１０】また、本発明では、小型かつ簡易な構成と
するために、無線受信器の出力信号を光表示信号に変換
する変換手段には、発光ダイオードによる表示器を用
い、塔乗者の前方視界に投影表示する投影手段には、半
反射式凹面鏡を用いることが好ましい。ヘルメットに設
けられる受信器のための電源としては、充電可能な２次
電池または使い捨て１次電池を設けることが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明においては、車両に無線送信器が設けら
れ、塔乗者が着用するヘルメットにはこの送信器からの
データ信号を受信する無線受信器と該受信器の出力信号
を可視光による光表示信号に変換する変換手段と該変換
手段の出力である表示信号を前記塔乗者の前方視界内に
投影表示する投影手段とが設けられるので、車両とヘル
メットとの間をコードで接続することなく、車両の運行
に関連するデータの表示がなされる。車両とヘルメット
との間を接続するコードがないと、ヘルメットに電源を
装備することが必要になる。この電源としては、２次電
池または１次電池を用いる。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明を自動２輪車に適用した例を
示す。自動２輪車の車体前部に送信器（１）が配置され
る。自動２輪車の塔乗者はヘルメット（２）を着用して
おり、このヘルメット（２）には受信表示器（３）が設
けられる。受信表示器（３）の表示内容としては、自動
２輪車の走行速度、燃料の残量、エンジン回転数等の車
両の運行に関するデータの表示があり、その他のデータ
としては、時刻の表示を行うこともできる。本実施例で
は、主として走行速度の表示を行う場合について説明す
る。

【００１３】自動２輪車にとりつけられた送信器（１）
からは、前記の表示のためのデータが、ヘルメット
（２）にとりつけられた受信表示器（３）に向けて、無
線信号として送信される。無線信号は各種形態が考えら
れるが、本実施例においては、赤外線信号として送信を
行うものとして説明する。送信器（１）の送信は、図１
に示すように比較的狭い角度の円錐形の範囲、たとえば
頂角３０°の範囲のみに送信するように構成する。この
構成により、塔乗者の通常の運転姿勢ではヘルメット
（２）に設けた受信表示器（３）が常に送信器（１）の
送信範囲内に位置し、確実な受信を行うことができると
ともに、他の自動２輪車の送信器（１）が発信する信号
により受信表示器（２）が誤作動することも防止でき
る。

【００１４】受信表示器（３）は、送信器（１）からの
赤外線信号を受信し、該赤外線信号に含まれる速度信号
を抽出して塔乗者の前方視野内にその速度信号に対応す
る自動２輪車の走行速度を数字で表示する。

【００１５】図２および図３に示すように、受信表示器
（３）は、送信器（１）からの送信信号を受信する受信
器（４）と、データの表示のための投影を行う表示器
（５）と、表示器（５）からのデータ投影光を塔乗者の
眼（９）に向けて反射する凹面半透明鏡（６）とを有
し、かつこの受信表示器（３）には、充電可能な２次電
池または使いすての１次電池からなる電池（７）が設け
られる。これらの受信表示器（３）を構成する部品は、
ケース（８）内に収められ、ケース（８）はヘルメット
（２）の前方シールド（１０）に固定されている。ケー
ス（８）はヘルメット（２）と干渉することなく、シー
ルド（１０）に取りるけられるので、シールド（１０）
は、受信表示器（３）が取りつけられていない時と同様
に上げ、下げを自由に行うことができる。

【００１６】受信器（４）は、受信した赤外線信号から
走行速度を表すデイジタル信号を取り出して、たとえば
３桁７セグメント型発光ダイオードのような表示器
（５）を作動させる。表示器（５）からの光は、受信信
号に含まれる速度信号に対応する数字を表示し、この光
は凹面半透明鏡（６）により反射され、ヘルメット
（２）のシールド（１０）を通して塔乗者の眼（９）に
到達する。この時、凹面半透明鏡（６）の作用によっ
て、速度信号に対応する数字の虚像（１１）は遠方、た
とえば眼（９）から１ｍ内至無限遠に結ばれることにな
り、塔乗者は眼（９）の視距離をほとんど調節すること
なく、また視線をほとんど変えることなく、前方視野の
中に速度を表す数字を視ることができる。

【００１７】電池（７）は、たとえばニッケルカドミウ
ム電池や、リチウムイオン電池のような充電可能な電池
とする。充電ジャック（１２）は充電器（図示せず）を
接続して、電池（７）を充電するための接続部である。
ヘルメット（２）の電源は、充電可能な２次電池に変え
て、使いすての１次電池とすることもできる。この場合
には、ケース（８）を開いて、電池を容易に交換できる
ようにしておく。

【００１８】図３において、表示器（５）の数字の光
は、凹面半透明鏡（６）により反射されて眼（９）に入
る過程で、左右が逆転されることになる。これに対し
て、表示器の数字の電気的な接続を左右逆にする。さら
に、一般市販の７セグメント数字表示器の数字は上部が
右に１０゜傾斜している。従って、これを使用すると眼
（９）が見る虚像（１１）の数字は上部が左に１０°傾
いた数字となって見苦しい。このため、表示器（５）は
数字の上部が左に１０゜傾いたものを準備する。この左
傾斜数字の表示器（５）を準備することが困難な場合に
は、表示器（５）と凹面半透明鏡（６）との間に、全反
射鏡を１枚挿入して、数字の左右を反転させる。この場
合には、全反射鏡と凹面半透明鏡（６）とで２回反転す
るので表示器（５）の数字の電気的接続は左右逆にする
必要はない。

【００１９】図４の送信器（１）の機能ブロック図およ
び図５の受信表示器（３）の機能ブロック図により、送
信器（１）と受信表示器（３）の機能を説明する。図４
において、速度変換器（１３）は、後述する構造によっ
て、速度計（１４）の入力回転数、即ち走行速度に比例
した数のパルスを出力する。カウンタ（１５）は、ある
定められた時間、例えば０．４秒間の該パルスの数をカ
ウントする。速度計（１４）はＪＩＳ規格により入力回
転数が１４００ｒｐｍの時、６０ｋｍ／ｈを指示するよ
うに定められている。前記のある定められた時間の長さ
を調節して、速度計（１４）の入力回転が１４００ｒｐ
ｍの時、カウンタ（１５）が６０パルス出力するように
する。カウンタ（１５）の出力は、カウントしたパルス
数をＢＣＤ信号の形で定められた時間毎に出力する。並
列・直列変換器（１６）は、並列な速度数字のＢＣＤ信
号を、直列な信号とするためのものである。送信タイミ
ング信号回路は、カウンタ（１５）と並列・直列変換器
（１６）にタイミング信号を送るための回路であり、該
タイミング信号は前記のある定められた時間よりやや長
い時間間隔、たとえば０．５秒とし、０．５秒おきにパ
ルスのカウントと並列、直列変換とを行わせる。並列・
直列変換器（１６）の出力は変調器（１８）に入力さ
れ、発振器（１９）の発振する周波数、たとえば３８Ｋ
Ｈｚにて変調される。該変調は、後述の赤外線発光器
（２０）の出力する光信号（２１）の太陽光やその他の
外来光に対する信号対雑音比を向上させるためのもので
ある。変調器（１８）の出力は、赤外線発光器（２０）
に送られて、電気信号が赤外線の光信号（２１）に変換
され、ヘルメット（２）に向けて発光される。

【００２０】図５を参照すると、光信号（２１）は赤外
線受光器（２２）により受光され、電気信号に変換され
る。赤外線受光器（２２）はフォトダイオードやフォト
トランジスタなどにより構成される。赤外線受光器（２
２）の出力は、プリアンプ（２３）に入力され、増幅さ
れた後、復調器（２４）に入力される。復調器（２４）
では、バンドパスフィルタにより、送信器（１）の前記
の変調周波数、たとえば３８ＫＨｚの信号のみをとり出
すことによって、太陽光や他の外来光の悪影響が除外さ
れる。その後、変調周波数が除去されて、送信器（１）
における並列・直列変換器（１６）の出力と同様な信号
に戻される。直列・並列変換器（２５）では、時間的に
直列なデイジタル信号を並列な信号に戻して、走行速度
を表すＢＣＤ信号とする。この信号はラッチ回路（２
６）に入力される。受信タイミング信号回路（２７）
は、送信タイミング信号回路（１７）と同じタイミング
信号を発生して、直列・並列変換器（２５）とラッチ回
路（２６）に送る。ラッチ回路（２６）は、送信器
（１）における前記のある定められた時間間隔、たとえ
ば０．５秒おきに送られてくるＢＣＤ信号を更新し、か
つ次の信号が送られてくるまで保持する。ラッチ回路
（２６）の出力は、７セグメント変換回路（２８）に送
られ、７セグメント数字表示器（５）の信号に変換さ
れ、表示器（５）を発光させて、可視光表示する。受信
タイミング信号回路（２７）では、送信タイミング信号
回路（１７）とタイミングがずれないように、前記の更
新周期に合わせて同期させる。

【００２１】図６に速度変換器（１３）の斜視図を示
す。速度計（１４）は自動２輪車に装備されているもの
である。速度計用ワイヤ（２９）により、車輪の回転を
伝える。通常の自動２輪車では、速度計用ワイヤ（２
９）を、直接、速度計（１４）に接続して速度表示をし
ている。本速度変換器（１３）は、速度計（１４）と、
速度計用ワイヤ（２９）の間に遮光板（３０）を挿入
し、速度計用ワイヤ（２９）により回転させる。遮光ケ
ース（３１）にフォトインタラプタ（３２）をとりつけ
て、遮光ケース（３１）を速度計（１４）のケース部分
に固定する。遮光ケース（３１）は図６では見易くする
ために便宜上、２点鎖線とし、中が見えるように示して
ある。遮光板（３０）は円板の外周に多数の矩形状の切
欠が設けてある。フォトインタラプタ（３２）は投光器
と受光器とが溝を介して相対しており、溝を遮光板（３
０）が通過することによって、遮光と通光とを繰り返
し、電気的パルス信号を出力する。

【００２２】以上の説明は、送信と受信の媒体として赤
外線を利用する装置についてのものであるが、赤外線の
代わりに他の媒体、たとえば超音波を利用することも可
能である。超音波を利用する場合には、図４の赤外線発
光器（２０）に代えて、たとえばチタン酸バリウムやチ
タン酸ジルコン酸鉛を材料としたピエゾ圧電素子を使用
し、前例におけるのと同様に変調した超音波を送信す
る。さらに、図５の赤外線受光器（２２）に代えて、ピ
エゾ圧電素子を使用して、受信した超音波を電気信号に
変換する。

【００２３】速度変換器（１３）をエンジン回転数の変
換器や、燃料の残量の変換器におき換えることによっ
て、表示内容を変えることができる。また、７セグメン
ト変換回路（２８）と７セグメント数字表示器（５）を
他の手段、たとえばバークラフ用の変換回路と表示器に
置き換えることによって、数字表示をバーグラフ表示に
換えることができる。

【００２４】

【効果】本発明においては、車両側に車両の運行に関連
するデータを無線により送信する無線送信器を設け、車
両の塔乗者が着用するヘルメットには該送信器からの送
信信号を受信する無線受信器を設けるとともに該受信器
からの受信信号に基づいて塔乗者の視野内に光表示を行
うようにしたので、車両とヘルメットとの間をコードで
接続する必要がなく、使用上の支障がなくなる。

【００２５】送信器の送信信号を赤外線または超音波に
よるものとすることで、送信器からの信号送信範囲を円
錐状に限定することが可能になり、他の車両におけるデ
ータとの間の混信を避けることができる。

【００２６】無線受信器と、電池と、変換手段と、表示
手段とケースとを含む受信表示器はヘルメットのシール
ドに取りつけるようにしたので、シールドの上げ、下げ
は差支えなく行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した自動２輪車の側面図である。

【図２】ヘルメットに受信表示器を装着した正面図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】送信器の機能ブロック図である。

【図５】受信表示器の機能ブロック図である。

【図６】速度変換器の斜視図である。

【符号の説明】 １：送信器 ２：ヘルメット ３：受信表示器 ４：受信器 ５：表示器 ６：凹面半透明鏡 ７：電池 ８：ケース ９：眼 １０：シールド １１：虚像 １２：充電ジャック １３：速度変換器 １４：速度計 １５：カウンタ １６：並列・直列変換器 １７：送信タイミング信号回路 １８：変調器 １９：発振器 ２０：赤外線発光器 ２１：光信号 ２２：赤外線受光器 ２３：プリアンプ ２４：復調器 ２５：直列・並列変換器 ２６：ラッチ回路 ２７：受信タイミング信号回路 ２８：７セグメント変換回路 ２９：速度計用ワイヤ ３０：遮光板 ３１：遮光ケース ３２：フォトインタラプタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両上に搭載され、該車両の運行に関連
   するデータについての赤外線または超音波の信号を送信
   する無線送信器と、車両の搭乗者が着用するヘルメット
   に設けられ前記送信器からの赤外線または超音波のデー
   タ信号を受信する無線受信器とを有し、前記ヘルメット
   には電池が設けられて前記受信器がこの電池により作動
   するようになっており、前記受信器の出力部には該受信
   器の出力信号を可視光による表示信号に変換する変換手
   段が設けられ、前記ヘルメットには前記変換手段からの
   表示信号を前記搭乗者の前方視野内に投影表示する投影
   手段が設けられ、前記の受信器と電池と変換手段と投影
   手段とは、前記ヘルメットのシールドに取り付けられ、
   該シールドの上げ、下げが可能であることを特徴とす
   る、車両におけるデータ表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載するデータ表示装置にお
   いて、前記無線送信器は、前記ヘルメットを着用して車
   両に搭乗した姿勢にある搭乗者の頭部を含む円錐状の範
   囲内に前記赤外線または超音波の信号を送信する手段と
   して構成されたデータ表示装置。