JPH0784200B2 - 乗物用ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 １） 産業上の利用分野 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へ
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ー
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縦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Ｋは、透過型の液晶表示パネルD1およ
び光源D2から成る光学的情報表示手段Ｄ（または、CR
T、プラズマディスプレイ、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
Ｄ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A1,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ときの目の焦点が
大きく変化する。そうすると、前記情景および情報を視
認しずらくなったり、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い範囲に限られ
てしまう。

一方、操縦者は、座高等の個人差により目の高さが異な
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
縦座席に座っ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
異なる場合でも、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に慣性により前方に移動したときに
操縦者がコンバイナと衝突することを防止することを課
題とする。

B.発明の構成 １） 課題を解決するための手段 前記課題を解決するために、本発明のヘッドアップディ
スプレイは、情報が表示される表示面を有する光学的情
報表示手段と前記表示面から出射した情報表示光を所定
の方向に投光する光学部材と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、前記バネにより前記跳ね
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II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Ｋ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4
a,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
エイト支持シャフト７が固定されている。ウエイト支持
シャフト７にはウエイト８が位置調節可能に固定されて
いる。このウエイト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
びウエイト支持シャフト７を前記軸５周りに反時計方向
（第３図において）に回転させる。このときウエイト支
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
始以降は抵抗なく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、ウエ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10
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
の位置決めピンユニット13,13とが支持されている。第
3,4図に示すように、位置決めピンユニット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
れた位置決めピン13bと、この位置決めピン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13cと、前記円筒部材13aおよび位置決めピン13
b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13d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、前記位置決めピン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ト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13d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,13dが移動して前記位置決めピン13b,1
3bが前記位置決め孔4a,4a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3,3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ピン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2,3図中左端部）に
は、左右（第３図中、上下）にそれぞれガイド用回動部
材17,17が軸線Ｌ周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19と、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、前記ガイド支持部材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20a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、前記ウエ
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19a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Ｌ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
る係合部材27を有している。この係合部材27には、圧縮
バネ28により前記軸線Ｌ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
れらの係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、前記位置決めピン13bが前
記位置決め孔4aから離脱して、移動フレーム10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ピン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29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20a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、前記ウエイト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。
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17,2
6には第２図中、時計周りの回動モーメントが生じな
い。したがって、それらの部材17,26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も
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、前記ウエイト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17,26は時計方向
に回動する。そうすると、圧縮バネ25は前記部材17、26
を軸線Ｌ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
置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は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。

C.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
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。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くなる。

【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
図の矢印IIから見た図（側面図）、第３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、１……固定フレーム、10……移動
フレーム、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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。