JPH0740427Y2

JPH0740427Y2 - ヘッドアップディスプレイ

Info

Publication number: JPH0740427Y2
Application number: JP9015389U
Authority: JP
Inventors: 英文斎藤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2004-07-31
Also published as: JPH0328929U

Description

【考案の詳細な説明】 A.考案の目的（１）産業上の利用分野本考案は、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を重ねて表示するヘ
ッドアップディスプレイに関し、特に、陸上乗物で使用
するのに適した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。

（２）従来の技術次に、第７図により従来のヘッドアップディスプレイの
一例について説明する。

電車、自動車、航空機等の乗物の操縦室（図示せず）に
は、操縦者Ｍの前方下部に情報表示手段としてのCRT（C
athode Ray Tube）01および光学系としてのレンズ系02
等が配設されており、このレンズ系02は、前記CRT01か
ら出射した情報表示光Ｄをフロントガラス03で反射させ
てから操縦者Ｍに視認させるように配置されている。な
お、ここでは、光学系がレンズ系のみによって構成され
た従来例について説明するが、光学系としては、レン
ズ、ミラー、プリズム等の光学要素を組合わせて構成し
たものが従来周知である。そして、本考案においては、
従来周知の光学系を使用することができる。

前記フロントガラス03は前記レンズ系02から入射した情
報表示光Ｄの一部を透過させるとともに残部を前記操縦
者Ｍに向けて反射させるように配置されており、また外
部の情景から入射した外部光Ｘの一部を反射するととも
に残部を前記操縦者Ｍに向けて透過させるように配置さ
れている。すなわち、フロントガラス03はコンバイナの
機能を備えている。なお、このようにフロントガラス03
そのものをコンバイナとして使用する代わりに、フロン
トガラス03に別途張り付けたハーフミラーをコンバイナ
として使用する場合もある。

（３）考案が解決しようとする課題ところで、操縦者は、外界の情景を無限遠方に視認して
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に視認されると、前記情景および
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、前記表示面に表示された
情報を操縦者に視認させる際、前記光学系にレンズ系を
用いて無限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。このようなものは操縦者の目には楽である
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、操縦者によっ
ては、通常の操縦姿勢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。

たとえば、第７図（Ｂ）において、操縦者Ｍよりも視点
の高い操縦者M₁の可視範囲D₁は点線で示す範囲となる。
この場合CRT01表示面上での可視範囲にd₁のいずれが生
じ、操縦者M₁はCRT01表示面の上側部分の表示を視認す
ることができなくなる。また、第７図（Ｃ）において、
操縦者Ｍよりも視点の低い操縦者M₂の可視範囲D₂は点線
で示す範囲となる。この場合CRT01表示面上での可視範
囲にd₂のずれが生じ、操縦者M₂はCRT01表示面の下側部
分の表示を視認することができなくなる。

前記図7B,図7Cから分かるように、CRT01の表示情報を視
点の高さの異なる操縦者に視認させるためには、下記に
例示する手段により視認位置を調節することが可能であ
る。

（ａ）光学系02を傾斜させてその光軸を傾斜させるとと
もにその光軸の変化に応じてCRT（光学的情報表示手
段）01上の情報の表示位置を調整する手段、（ｂ）CRT01および光学系02の位置を固定したままCRT01
上の情報の表示位置を調節する手段、（ｃ）光学系02およびCRT01上の情報の表示位置を固定
したままCRTの位置を移動させる手段。

前記（ａ）〜（ｃ）の手段で共通しているのは、CRT01
の表示面上に表示された情報と光学系02との相対的位置
関係を調節することである。すなわち、表示面上に表示
された情報と光学系との相対的位置関係を調節する手段
を設けることにより、視認位置の高さが異なる操縦者に
情報を視認させることが可能となる。

なお、次の手段（ｄ），（ｅ）によっても、表示情報の
視認位置の高さを調節することは可能であるが、（ｄ）
では装置が大掛かりとなり、（ｅ）ではコンバイナの傾
斜位置の調節機構が目に付き易くその配置構造に気を配
る必要があるので、本考案では採用していない。

（ｄ）CRT（光学的情報表示手段）01および光学系02を
合わせた情報投光手段全体を傾斜させる手段。

（ｅ）コンバイナを傾斜させる手段。

本考案は前述の事情に鑑み、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ことを課題とする。

B.考案の構成（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、本考案のヘッドアップディ
スプレイは、表示信号出力手段から出力される表示信号
に応じた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
向に投光する光学系とを備えた情報投光装置と、操縦者の前方に傾斜して設けられ、前方の外界の景色を
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、を備えた陸上乗物用のヘッドアップディスプレイにおい
て、前記表示面上に表示された情報と前記光学系との相対的
位置関係を調節する相対的位置調節手段を設け、前記相
対的位置を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調節可能としたこと
を特徴とする。

２）作用前述の構成を備えた本考案のヘッドアップディスプレイ
においては、操縦者は、前記相対的位置調節手段を操作
して前記表示面上に表示された情報と前記光学系との相
対的位置関係を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。

（３）実施例以下、図面により本考案の一実施例を説明する。

第１図において、電車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Ｍ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
前方には電車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７が配設されている。このフ
ロントガラス７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。また、この運転室２の計器盤４には光学的情報表示手段として
のCRT（Cathode Ray Tube、陰極線管）８がその表示面
を前記フロントガラス７に向けて配設されている。な
お、前記CRT8の代わりに、液晶ディスプレイ、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フ
ラットな光学的情報表示手段を採用することも可能であ
る。

また、前記計器盤４には、前記CRT8の前方に光学系とし
てのレンズ系９が回動可能に配設されている。なお、そ
の回動可能な構成については後述する。このレンズ系９
は、凹レンズ9aおよび凸レンズ9b等から構成されてお
り、前記CRT8から出射した情報表示光Ｄを前記フロント
ガラス７で反射させてから操縦者Ｍに視認させるように
配置されている。

前記フロントガラス７は前記レンズ系９から入射した情
報表示光Ｄの一部を透過させるとともに残部を前記操縦
者Ｍに向けて反射させるように配置されており、また外
部の景色等から入射した外部光Ｘの一部を反射するとと
もに残部を前記操縦者Ｍ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７
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、前記CRT8および光学系９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７、前記情報投光装置Ｋおよび後述の制御
部等からヘッドアップディスプレイＨが構成されてい
る。

第２図はヘッドアップディスプレイＨの制御部の説明図
である。

前記レンズ系９の一端部は軸支部10により回動自在に軸
支されるとともに、他端部には湾曲したラック11が設け
られ、ピニオン12を回転させるモータ13によりレンズ系
９はCRT8およびフロントガラス７との角度が調整される
ように構成されている。

また、速度センサ等からの情報信号14に基づき表示情報
制御部15は表示データを出力し、この表示データは表示
メモリ16に書き込まれるように構成されている。CRTコ
ントローラ17により発生される前記CRT8の走査に同期し
た読出しアドレス信号は、AD変換器18からのデータと加
算器19で加算され、表示メモリ16の読出しアドレスとさ
れる。表示メモリ16から読出されたデータは、並直変換
器20によりシリアルデータに変換され増幅器21を介して
CRT8に供給される。

そして、前記計器盤４にとりつけられたレバー22の操作
により、＋Ｂの電圧が印加された可変抵抗器VRが操作さ
れ、その電圧がモータ制御部23および前記AD変換器18に
入力されるように構成されている。

なお、前記符号11〜13、18〜23で示された構成要素およ
び可変抵抗器VR等からこの実施例の相対的位置調節手段
が構成されている。

次に、前述の構成を備えた本考案の実施例の作用につい
て説明する。

前記CRT8の表示面8aは例えば512×512ドットのピクセル
に分割されており、各々のピクセルの輝度をコントロー
ルすることにより必要な情報（たとえば、速度情報）が
表示される。そして、第３図（Ａ）に示すように、操縦
者Ｍの視認できる範囲がCRT8の中央部付近である場合に
は、前記情報は第３図（Ｂ）に示すように表示面8aの中
央部に表示される。

そして、第４図（Ａ）のように操縦者M₁の視点が高い場
合には視認できる範囲がCRT8の下方部付近となる。この
ときには第４図（Ｂ）のように表示面での情報の位置を
下方に変化させる必要がある。そのため前記レバー22を
操作してAD変換器18に入力される電圧を調整し、表示メ
モリ16の読出しアドレスをCRTコントローラ17の出力ア
ドレスからずらすことにより第４図（Ｂ）に示すように
表示位置を下方に調整する。この場合には第４図（Ｂ）
に示すYd₁に相当するアドレス分だけCRTコントローラ17
の発生するアドレスに加算する。そのためには、前記可
変抵抗器VRの出力電圧をレバー22で調整して、AD変換器
18から出力されるアドレスシフト用のデジタル値を調整
すればよい。また、可視範囲が下方にずれることにより
CRT8の表示面の情報の位置がレンズ系９の光軸からずれ
るので、レンズ系９を傾けて光軸のずれを補正する。こ
れは可変抵抗器VRの出力電圧に応じて、モータ制御部23
がモータ13を制御することにより行われる。すなわち、
モータ13により駆動されるピニオン12がラック11を移動
させると、レンズ系９が軸支部10を中心として回動し、
その光軸が補正される。

また、第５図（Ａ）に示す操縦者M₂のように視点が低い
場合は、第５図（Ｂ）のように表示情報を上方にずらせ
ばよい。この場合も前記第４図の場合と同様に表示メモ
リ16の読出しアドレスをずらせばよく、Yd₂に相当する
シフト用アドレスがAD変換器18で発生できるまで可変抵
抗器VRを調整すればよい。さらに、この場合においても
レンズ系９を傾けて光軸の微調整が行われる。

以上、本考案の実施例を詳述したが、本考案は、前記実
施例に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範
囲に記載された本考案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、第６図に示すように表示メモリ16の読出しアド
レスを変えることなく、垂直偏向出力回路24の出力電圧
を可変抵抗器VRの出力電圧によりシフトするようにし
て、CRT8の走査範囲をずらすようにすることも可能であ
る。

また、レンズ系９を傾ける光軸調整手段は省略すること
が可能である。さらに、本考案は電車以外の各種乗物に
適用することが可能である。

C.考案の効果前述の本考案のヘッドアップディスプレイは、表示面上
に表示された情報と光学系との相対的位置関係を調節す
る相対的位置調節手段を設け、前記相対位置関係を調節
することにより、情報投光装置から投光される情報表示
光の投光方向を調節可能としたので、操縦者の目の高さ
位置が異なる場合でも、表示面に表示された情報を操縦
者が視認できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案のヘッドアップディスプレイの一実施
例が電車に設置された状態を示す図、第２図は同実施例
の詳細説明図、第3,4,5図の（Ａ）はそれぞれ操縦者の
目の高さが異なるときの視認範囲の説明図、（Ｂ）は前
記（Ａ）に対応するCRTの表示画像の説明図、第６図は
他の実施例の説明図、第７図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は
従来のヘッドアップディスプレイの視認範囲の説明図で
ある。Ｄ……情報表示光、Ｈ……ヘッドアップディスプレイ、
M,M₁，M₂……操縦者、５……コンバイナ、８……光学的
情報表示手段（CRT）、９……光学系、15……表示制御
部材、16……表示メモリ、17……CRTコントローラ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】表示信号出力手段から出力される表示信号
に応じた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
向に投光する光学系とを備えた情報投光装置と、操縦者の前方に傾斜して設けられ、前方の外界の景色を
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、を備えた陸上乗物用のヘッ
ドアップディスプレイにおいて、前記表示面上に表示された情報と前記光学系との相対的
位置関係を調節する相対的位置調節手段を設け、前記相
対的位置を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調節可能としたこと
を特徴とするヘッドアップディスプレイ。