JPH086592Y2 - 鉄道車両用ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

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、鉄道車両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ヘッドアップディス
プレイに関し、特に、振子台車式鉄道車両で使用するの
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 前記従来のヘッドアップディスプレイは、普通操縦者
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
射した光線を操縦者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操縦者
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
投射装置は、バックライト付液晶表示板、CRT、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
光学的情報表示手段とこの光学的情報表示手段の表示面
から出射した情報表示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
通リレーレンズ系または反射鏡等から構成されており、
前記情報表示光を操縦者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）考案が解決しようとする課題 ところで、鉄道車両では、運転手は各種運転情報およ
び前方の軌道の状態等を常時確認しながら運転を行って
いる。たとえば、鉄道車両が山間路線等のような曲線区
間の多い場所を走行する場合、速度制限値が曲線に応じ
て小刻みに変化するため、高速化のためには、細かく速
度を制御し、できるだけ実速度を速度制限値に近付ける
必要がある。このような場合には特に、前方の軌道の状
態を確認しながら、実際の走行速度および制限速度等の
表示情報をも同時に確認する必要がある。このような曲
線区間の多い場所を走行する場合、従来のヘッドアップ
ディスプレイを使用すると、ヘッドアップディスプレイ
の表示情報は常に運転手の前方正面に表示される。とこ
ろが、運転手は前方の軌道状態を常時注視して異常の有
無を確認しながら運転をしている。したがって、軌道が
左側または右側に曲がっている場合、運転手は前方左側
または右側に在る軌道の状態と正面の表示情報とを交互
に確認しなければならない。このため、曲線が急な部分
では前方注視点が表示から離れてしまい、運転手は車両
外界の軌道状態および表示情報の両方を同時に確認する
のが困難であった。

本考案は前述の問題点に鑑み、鉄道車両前方の軌道が
左側または右側に曲がっている場合でも、前記ヘッドア
ップディスプレイの表示情報と前方の軌道状態とを運転
手が同時に確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、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
定の方向に投射する光学部材とを備えた情報投射装置
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、前記情報投射装置から
投射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、 を備えた鉄道車両用のヘッドアップディスプレイにお
いて、 鉄道車両前方の軌道の存在方向を示す軌道情報信号を
出力する軌道情報信号出力手段と、前記軌道情報信号に
応じて情報表示光の視認位置を軌道が存在する側に移動
させる情報視認位置調整手段とを有することを特徴とす
る。

２）作用 前述の構成を備えた本考案の鉄道車両用ヘッドアップ
ディスプレイにおいては、軌道情報信号出力手段が鉄道
車両前方の軌道の存在方向を示す軌道情報信号を出力す
る。情報視認位置調整手段は、前記軌道情報信号に応じ
て情報表示光の視認位置を軌道が存在する側に移動させ
る。

したがって、情報表示光の視認位置が軌道の存在する
側に移動するので、操縦者は、軌道状態とヘッドアップ
ディスプレイの表示情報とを同時に確認することができ
る。

３）実施例 以下、図面により本考案の第１実施例を説明する。

第１図に示すヘッドアップディスプレイＨは、振子台
車式鉄道車両の操縦室内部のフロントガラスＣの下側部
に配置された情報投射装置Ｋを有している。この情報投
射装置Ｋは、左右方向に延びるケース１を備えており、
ケース１の内部には光学的情報表示手段Ｄ、および光学
部材Ａが収容されている。前記光学的情報表示手段Ｄ
は、透過型の液晶ディスプレイD1および光源D2から構成
されており、前記光学部材Ａは、凹レンズA1、凸レンズ
A2およびミラーA3から構成されている。ケース１は図示
しない適当なガイドにより点Ｏを回動中心として左右に
回動可能に支持されている。前記符号1,D,Aで示された
構成要素から情報投射装置Ｋが構成されている。そし
て、情報投射装置ＫからフロントガラスＣに投射された
情報表示光Ｌは、その一部はフロントガラスＣを透過す
るが、残部はフロントガラスＣで反射して操縦者に視認
されるようになっている。したがって、この実施例では
フロントガラスＣがコンバイナとして機能している。ま
た、ケース１と振子台車式鉄道車両の車体とは伸縮可能
なシリンダユニット２によって連結されており、シリン
ダユニット２が伸長したときには前記ケース１は前記点
Ｏを中心として第１図で反時計周りに回動し、シリンダ
ユニット２が収縮したときには前記ケース１は点Ｏを中
心として第１図で時計周りに回動するように構成されて
いる。すなわち、情報投射装置Ｋは前記点Ｏを中心とし
て回動するようになっている。そして、前記フロントガ
ラスＣは、情報投射装置Ｋとその回動中心Ｏとの間に配
置されているので、情報投射装置Ｋが右に回動すると、
操縦者が視認する情報表示光Ｌは右に移動するようにな
っている。

前記シリンダユニット２はシリンダ３を有しており、
シリンダ３の基端部（第２図中、左端）は鉛直軸周りに
回動可能に車体に連結されている。そして、このシリン
ダ３内を軸方向にスライド可能なロッド４はその基端部
にナット4aが設けられ、先端部は鉛直軸周りに回動可能
に前記ケース１に連結されている。前記シリンダ３内に
は歯車５を固着されたスクリュウシャフト６が回転自在
に支持されており、このスクリュウシャフト６には、前
記ロッド４の端部に形成されたナット4aが螺合してい
る。前記シリンダ３にはモータ７が支持されており、こ
のモータ７の出力軸は減速機構を介して前記歯車５に連
結されている。したがって、モータ７の回転に伴って前
記ロッド４が伸縮して前記ケース１が前記点Ｏ周りに回
動し、そのケース１の回動位置によりヘッドアップディ
スプレイＨの表示情報の視認位置が左右に移動するよう
になっている。そして、前記ケース１の回動位置（すな
わち実際の位置）はモータの回転量を検出する位置セン
サ８によって検出されている。

また、振子台車式鉄道車両には第２図に示すように、
線路上に配設された区間信号発信子T1からの無線信号を
受信して、車両前方区間の軌道のカーブの向きおよび曲
率等を表す信号（すなわち、軌道情報信号）を出力する
軌道情報信号出力手段９を有している。軌道情報信号出
力手段９の出力する軌道情報信号は図示しない振子台車
制御器に入力されて振子台車の傾斜姿勢の制御に使用さ
れるとともに、HUD用表示位置信号発生器10に入力され
る。HUD用表示位置信号発生器10は、入力された軌道情
報信号から、前記ケース１の目標位置信号を差動増幅器
11に出力している。

差動増幅器11は前記位置センサ８から入力されるケー
ス１の実際の位置信号と、HUD用表示位置信号発生器10
から入力されるケース１の目標位置信号との差を駆動増
幅器12に出力している。この駆動増幅器12の出力信号が
０となるように前記モータ７は駆動される。

次に、前述の構成を備えた本考案の第１実施例の作用
について説明する。

第１図に示すように前方路線区間の軌道が右側に曲が
っている場合には前記軌道情報信号出力手段９は、軌道
の曲がっている方向およびカーブの曲率に応じた軌道情
報信号を区間信号発信子T1から受信する。前記軌道情報
信号に応じて振子台車は傾斜させられる。第１図に示す
ように軌道が右にカーブしている場合には振子台車は右
に傾斜する。この場合、コンバイナＣの右下縁が下がる
ので、外界の軌道は相対的にコンバイナＣの右下縁から
上方に移動する。一方、前記軌道情報信号出力手段９で
受信された軌道情報信号はHUD用表示位置信号発生器10
でケース１の目標位置信号に変換されて作動増幅器11に
入力される。この差動増幅器11は前記位置センサ８から
の前記ケース１の実際の位置信号との差を駆動増幅器12
に出力し、駆動増幅器12は、ケース１の実際の位置を目
標位置に移動させるように前記モータ７を駆動する。こ
のモータ７の回転により、前記スクリューシャフト６が
回転して前記ロッド４がシリンダ３内でスライドする。
このロッド４のスライドに応じてケース１が前記点Ｏ周
りに回動して、情報表示光Ｌのコンイバイナへの入射位
置が移動し、このとき操縦者による表示視認位置が移動
する。この表示視認位置の移動方向は、軌道が右にカー
ブしているときには右に移動するようになっている。し
たがって、操縦者は右にカーブした軌道を確認しながら
その軌道に近い位置に表示される情報表示光Ｌをも同時
に確認することができる。

第３図は本考案の第２実施例の説明図である。

この第２実施例は、前記第１実施例の軌道情報信号出
力手段９の代わりに、軌道情報信号出力手段19を用いた
点で前記第１実施例と相違している。この第２実施例の
軌道情報信号出力手段19は、第１実施例のように地上子
T1からの無線信号を受信して軌道情報信号を出力するの
ではなく、走行基点からの鉄道車両の走行距離により現
在位置を検出する位置検出手段と各位置における軌道情
報を記憶したメモリとを有している。前記走行基点から
の鉄道車輌の走行距離は、走行基点からの車輪の回転数
を計測することにより容易に検出することができる。そ
して、この軌道情報信号出力手段19は、現在位置におけ
る軌道情報を前記メモリから読み出してHUD用表示位置
信号発生器10に出力するように構成されている。なお、
前記現在位置は地上側に設けた地点検知地上子からの基
準点検信号を地点検出地車上子で受信して検出するよう
にすることも可能である。

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、鉄道車両前方の軌道の存在方向を示す軌道情
報信号を出力する軌道情報信号出力手段は、台車が振子
式のものである場合には、振子台車の傾斜角信号を軌道
情報信号として出力するように構成することも可能であ
る。また、フロントガラスをコンバイナとして使用する
代わりに、フロントガラスとは別にコンバイナを設ける
ことも可能である。そして、前記軌道情報信号に応じて
情報表示光の視認位置を軌道が存在する側に移動させる
情報視認位置調整手段は、情報投射装置Ｋを回動させる
代わりに、フロントガラスとは別に設けたコンイバイナ
を回動させるようにすることも可能である。さらに、軌
道のカーブに応じて移動する情報表示光の視認位置の移
動量を、鉄道車両の速度に応じて増減するように構成す
ることも可能である。さらにまた、光学的情報表示手段
として、前記液晶ディスプレイと光源とを用いる代わり
に、CRTディスプレイ、プラズマディスプレイ等の他の
ディスプレイを採用することも可能である。

C.考案の効果 前述のように、本考案のヘッドアップディスプレイ
は、情報表示光の視認位置が軌道の存在する側に移動す
るので、操縦者は、軌道状態とヘッドアップディスプレ
イの表示情報とを同時に確認することができる。

【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
の全体説明図、第２図は同第１実施例の要部の説明図、
第３図は本考案の第２実施例の説明図で第２図に対応す
る図、である。 Ａ…光学部材、Ｃ…コンバイナ（フロントガラス）、Ｄ
…光学的情報表示手段、Ｈ…ヘッドアップディスプレ、
Ｋ…情報投射装置、Ｌ…情報表示光、9,19…軌道情報信
号出力手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
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
   の方向に投射する光学部材とを備えた情報投射装置と、 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、前記情報投射装置から投
   射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、 を備えた鉄道車両用のヘッドアップディスプレイにおい
   て、 鉄道車両前方の軌道の存在方向を示す軌道情報信号を出
   力する軌道情報信号出力手段と、前記軌道情報信号に応
   じて情報表示光の視認位置を軌道が存在する側に移動さ
   せる情報視認位置調整手段とを有する鉄道車両用のヘッ
   ドアップディスプレイ。