JPH0411526A - 乗物用ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

乗物用ヘッドアップディスプレイ

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JPH0411526A
JPH0411526A JP2112810A JP11281090A JPH0411526A JP H0411526 A JPH0411526 A JP H0411526A JP 2112810 A JP2112810 A JP 2112810A JP 11281090 A JP11281090 A JP 11281090A JP H0411526 A JPH0411526 A JP H0411526A
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Hidefumi Saito
英文 斎藤
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 A1発明の目的 ■)産業上の利用分野 本発明は、鉄道車両、高速自動車等の陸上乗物の運転手
が前方外界の情景を見ながら操縦する際に、その運転手
が見ている前方の外界の情景に種々の情報を重ねて表示
するヘッドアップデイスプレィに関する。
このようなヘッドアップデイスプレィを用いれば、運転
手は一々外界がら視線をそらせて計器類を見る必要がな
くなるので、外界が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 前記従来のへラドアップデイスプレィは、普通、運転手
の視野前方にハーフミラ−またはホログラム素子等のコ
ンバイナを配置し、そのコンバイナは外界の情景から出
射した光線を運転手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運転手
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、透過型の液晶表示パネル、プラズ
マデイスプレィまたは発光ダイオードデイスプレィ等の
光学的情報表示手段とこの光学的情報表示手段から出射
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、レンズおよび
反射鏡等から構成されており、前記情報表示光を運転手
の前方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、鉄道車両、自動車等を運転している場合、そ
れらの乗物が高速であればあるほど遠方の情景を早く確
認する必要がある。
しかしながら、それらの乗物が夜間等の暗い場所を走行
する際、運転手は乗物前方の情景を早期に確認すること
が容易ではない、たとえば、自動車が陸上を高速走行し
ているときには、前方に異常を発見してから停車するま
でには、Loom以上走行する場合がある。しかしなが
ら自動車の前照灯によって容易に確認できる前方位置は
通常数10m程度である。したがって、前照灯で照らさ
れた前方に異常を発見したときには、その手前で停車す
ることは困難な場合がある。
また、鉄道車両が昼間の明るい場所を走行する場合の前
方視認限界距離は600メ一トル程度とされている。そ
して、前方異常を発見してから600メートル以内で停
車させるために、新幹線を除く鉄道車両の最高速度は1
20km以下(一部の特別な車両区間では130km以
下)の認可しか与えられていない、なお、新幹線は踏切
等が無いので前記制限は適用されていない、新幹線以外
の鉄道車両においては前記制限が高速化の大きなネック
となっていた。
以上の説明から分かるように、陸上乗物においては、前
方視認限界距離によっ°C最高速度が制限されてしまう
という問題点があった。
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、陸上乗
物の走行中に、乗物の前方遠方部分の情景を運転手が早
期に確認できるようにすることを課題とする。
B1発明の構成 1)  !1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イ
スプレィは、 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
する光学部材とを備えた情報投光装置と、 運転手の前方に傾斜して設けられ、前方の外界の情景を
運転手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運転手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
ップデイスプレィにおいて、 乗物前方の情景を前記表示面に拡大表示する手段と、前
記コンバイナの透過光量を乗物の速度に応じて制御する
手段とを設けたことを特徴とする。
2)作 用 前述の特徴を備えた本発明のベツドアップデイスプレィ
は、乗物前方の情景を前記表示面に拡大表示する手段が
設けられているので、必要なときには、たとえば高速走
行しているときには、乗物の前方遠方の情景が運転手の
視野に拡大表示される。また、本発明のヘットアップデ
イスプレィは、コンバイナの透過光量を乗物の速度に応
じて制御する手段が設けられているので、前記前方遠方
情景を拡大表示した際、前記コンバイナの透過光量を減
少させることができる。そうすると、前記へラドアップ
デイスプレィにより拡大表示した前方情景が視認し易く
なる。
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図において、陸上乗物の一例としての鉄道車両l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、運転手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。そし
て、フロントガラスCの内側には部分的にコンバイナC
1が設けられている。コンバイナC1はその透過光量を
制御できるパネル例えば液晶パネルから構成されている
。また、前記鉄道車両1の前端部の上部位置には、撮像
手段としてのCCDカメラ7が配設されている。なお、
前記CCDカメラ7を前記上部位置に配設するのは、そ
れで撮像した画像を拡大表示した際、実物を見た場合と
の違和感を和らげるためである。なお、前記CCDカメ
ラ7として、赤外線感度を高めたものを用いれば、夜間
に使用する際便利である。
前記運転室2の計器盤4には光学部材AおよびCRTデ
イスプレィ(すなわち、光学的情報表示手段)Dが配設
されている。このCRTデイスプレィDの表示面には、
鉄道車両の運行に必要な情報(たとえば、前記CCDカ
メラで撮像した車両前方の情景、速度情報、時刻情報ま
たはブレーキ圧情報等)が表示されるようになっている
なお、前記光学的情報表示手段として、CRTデイスプ
レィDの代わりに、液晶デイスプレィ、プラズマデイス
プレィまたは発光ダイオードデイスプレィ等を採用する
ことも可能である。
前記光学部材Aは、凹レンズ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
手段りから出射した情報表示光りを前記コンバイナC1
に入射させるように配置されている。
前記コンバイナC1は前記光学部材Aから入射した情報
表示光りの一部を透過させるとともに残部を前記運転手
Pに向けて反射させるように配置されており、運転手P
は車両前方を見ながら情報表示光りを視認できるように
なっている。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
記コンバイナC1に入射させるように配置されている。
コンバイナCIは入射した外部光Jを運転手Pに向けて
透過させるように配置されている。
前記光学部材AおよびCRTデイスプレィ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C1
、前記情報投光装置におよび後述の表示信号出力手段U
等からヘッドアップデイスプレィH(第2図参照)が構
成されている。
第2図に示すヘッドアップデイスプレィHにおいて、前
記CRTデイスプレィDを駆動するための信号を出力す
る表示信号出力手段Uは速度センサ8で検出された乗物
の速度信号に応じて動作するように構成されている。こ
の表示信号出力手段Uは、表示情報出力手段U1と、こ
の表示情報出力手段U1の出力信号に基づいて表示信号
を出力する表示信号形成回路U2とから構成されている
前記表示情報出力手段U1は、前記CCDカメラ7で撮
像[、た画像信号を読み取る画像情報読取回路9と、乗
物の運行に必要な速度、ブレーキ圧、または時刻等の情
報信号を出力する運行情報出力口810とから構成され
ている。また、前記表示信号形成回路U2は、前記表示
情報出力手段U1からの入力信号に基づいて表示データ
を形成して記憶する表示情報制御部11を備えている。
この表示情報制御部11は、前記表示データを記憶する
表示メモリllaを有している。
前記表示メモリllaには、鉄道車両の速度が所定速度
以下のある範囲内の場合、前記CCDカメラ7で撮像し
た画像がそのまま表示データとして記録されるが、所定
速度以上の場合、前記CCDカメラ7で撮像した画像の
一部(前方遠方部分の画像情報)を拡大したものが表示
データとして記録される。
コントローラ12は、走査回路Sの走査信号に応じて、
タイミング制御信号を前記表示情報出力手段U1、前記
表示情報制御部11および並直変換器13に出力してい
る。前記表示メモリllaに記憶された表示データは、
前記タイミング制御信号に基づいて表示情報制御部11
で形成される読出しアドレス信号(すなわち、前記CR
TデイスプレィDの走査に同期する読出しアドレス信号
)により読出される。したがって、鉄道車両の速度が所
定速度以下のある範囲内の場合、前記CCDカメラ7で
撮像した画像のデータ(表示データ)がそのまま読み出
されるが、所定速度以上の場合、前記CCDカメラ7で
撮像した画像の一部(前方遠方部分の画像情報)を拡大
した画像のデータ(表示データ)が読み出されることに
なる。
前記表示情報制御部11から出力された表示データは、
並直変換器13によりシリアルデータに変換され、CR
Tドライバ14でD/A変換され且つ適当な駆動電圧に
増幅されてCRTデイスプレィDのカソードまたはコン
トロールグリッドに入力されている。なお、前記表示情
報制御部11から表示データがシリアルで出力される場
合には、並直変換器13を省略することが可能であり、
また、必要に応じてバッファメモリ等を設けることも可
能である。
前記符号11〜14によって前記表示信号出力回路U2
が構成されている。
前記速度センサ8の出力する速度信号は、比較器16に
設定されている所定速度と比較され、所定速度以上の場
合、液晶ドライバ17が作動するように構成されている
。そして、液晶ドライバ17が作動した場合、前記液晶
パネルで構成されたコンバイナC1の透過光量が減少す
るように構成されている。
次に、前述の構成を備えた実施例の作用につぃて説明す
る。
第1図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およびコ
ンバイナC1を透過して直進し、運転手Pの眼に至る。
これにより運転手Pは外界の情景をそのまt視認するこ
とができる。
一方、前記情報投光袋fKの前記光学的情報表示手段り
には、前記CCDカメラ7で撮像された車両前方遠方の
情景を映す画像情報または前記運行情報等が表示される
。そして、車両の走行速度が所定速度以上の場合には第
3A図の領域Eの画像(たとえば、踏切の画像)が拡大
して表示されるとともに、前記コンバイナC1の光透過
率が低下させられて、その透過光量が減少する。このな
め、前記拡大表示された領域Eの画像は非常に視認し易
いものとなる。また、車両の走行速度が所定速度以下の
場合、例えば駅構内に停車した場合には、第3B図に示
すようにコンバイナC1の光透過率が上げられて外部情
景(駅構内の情景)の視認が容易になる。なお、この第
3B図にはヘッドアップデイスプレィによる情報表示が
行われていないが、停車中においても例えばブレーキ圧
情報等を表示することも可能である。
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、本発明は鉄道車両以外に、自動車等の各種陸上
乗物に適用することができる。また、前方撮像手段によ
って撮像した画像を拡大表示する手段としては、撮像し
た画像を信号処理によって拡大表示する代わりに、前方
撮像手段にズーム1/ンズを付加して、ズームアツプす
ることにより、画像を拡大表示することも可能である。
さらに、拡大表示は、段階的に行う代わりに、連続的に
行うことも可能であり、また、乗物の速度に応じて自動
的に行う代わりに、運転手の意志で手動により行うよう
にすることも可能である。さらにまた、拡大方向を全体
的ではなく、横方向のみまたは縦方向のみにすることも
可能である。そして、前記コンバイナの透過光量が多く
したときには表示輝度を高くすることも可能であり、ま
た、前方遠方の情景を表示する場合、CCDカメラ暮の
撮像手段を乗物に搭載するのではなく、地上に配置した
撮像手段で得られたm像を受信して表示することも可能
である。
C1発明の効果 前述の本発明のヘラドア・ンブディスプレイは、乗物前
方の情景を前記表示面に拡大表示する手段を設けたので
、乗物の前方遠方の情景を運転手の視野に拡大して表示
させることができる。また、コンバイナの透過光量を乗
物の速度に応じて制御する手段が設けられているので、
前記前方遠方情景を拡大表示した際、前記コンバイナの
透過光量を減少させることができる。そうすると、前記
ヘットアップデイスプレィにより拡大表示した前方情景
が視認し易くなる。したがって運転手は、乗物の前方に
障害物が存在したり、何か異常が発生している場合には
従来よりも早くその障害物または異常を容易に発見する
ことができる。このため、運転手は早期に前記障V#物
または異常に対する対策を講じることができるので、事
故の発生を少なくすることができる。したがって、最高
制限速度の値を大きくとることも可能になる。!た、本
発明は、車両が暗くて前方の情景を確認するのが困難な
場所を走行しているときにも、運転手が車両の前方遠方
の情景を確認しながら高速で運転することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のヘッドアップデイスプレィの一実施例
が鉄道車両に設置された状態を示す図、第2図は同実施
例の回路部分の説明図、第3ABB図は作用説明口、で
ある。 A・・・光学部材、C1・・・コンバイナ、D・・・光
学的情報表示手段(CRTデイスプレィ)、H・・・ヘ
ッドアップデイスプレィ、K・・・情報投光装置、L・
・・情報表示光、P・・・運転手、 7・・・撮像手段(CCDカメラ) 特 許 出 願 人 株式会社 島原製作所 代 理 人 弁 理 士 1)  中 隆   秀 外1名 第3A図 第3B図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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
    する光学部材とを備えた情報投光装置と、 運転手の前方に傾斜して設けられ、前方の外界の情景を
    運転手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運転手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、 乗物前方の情景を前記表示面に拡大表示する手段と、前
    記コンバイナの透過光量を乗物の速度に応じて制御する
    手段とを設けたことを特徴とするヘッドアップディスプ
    レイ。
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