JP2546492Y2

JP2546492Y2 - 表示装置

Info

Publication number: JP2546492Y2
Application number: JP1990035446U
Authority: JP
Inventors: 嘉之古屋; 誠高島
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1990-04-03
Filing date: 1990-04-03
Publication date: 1997-09-03
Anticipated expiration: 2005-04-03
Also published as: JPH03127389U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、ヘルメット内に設けた表示ユニットの表示
像をシールドで反射させることによりヘルメットを装着
した状態で表示情報を視認できるようにした表示装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来から、例えば、航空機、ヘリコプタ等において、
その速度等の表示情報を表示する表示装置を操縦者が装
着するヘルメットに装備したものが知られている。

第12図はこのような従来の表示装置の一例を示す図で
あり、ヘルメット31の上部内側にLEDディスプレイ32を
配設し、このLEDディスプレイ32の表示情報をプリズム3
3を介してヘルメット31のシールド34の内側に表示させ
ることにより、LEDディスプレイ32の表示情報を視認さ
せるようにしたものである。

しかしながら、このような装置では、ヘルメットの重
心が高くなって使用感が良くなかったり、プリズム33な
どの部材が目に接近しているので煩わしいなどの問題が
あった。

このため、例えば第11図に示したように、表示情報を
表示する表示ユニット21をヘルメット22のあご部22aに
配設し、この表示ユニット21からの表示像をヘルメット
22のシールド23で反射するようにした表示装置を、本発
明者は発明した。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、この種の装置に用いる表示ユニットとして
は、遠方表示等を考慮してレンズ等の光学系を介して表
示デバイスの表示をシールドに向けて投射するものが望
ましいが、レンズ等を用いると表示ユニットを望んだと
きに表示が見える範囲すなわち視域が狭くなるため、第
10図に示したように、使用者の個人差などによる視点位
置が異なると表示の一部が切れてしまうことがある。

例えば、同図（ａ）のように、正しい視点位置Ａの上
下の視点位置B,Cでは表示像の上下の部分に切れが生
じ、同図（ｂ）のように、正しい視点位置Ａの左右の視
点位置B,Cでは左右の部分に切れが生じる。

このため、本発明者は、必要に応じて表示ユニットの
向きを調節できるように、表示ユニットを手動で前後左
右に揺動できるような表示装置を発明した。

しかし、この表示装置においては、シールドに映る表
示像を見ながら手動で調節する必要があるので手間がか
かるという問題がある。また、このように表示ユニット
の向きを調節できるような装置であっても、適正な調節
位置は使用者が判断するので、モータなどの駆動源を用
いて自動的に調節できるようにすることが困難であっ
た。

本考案は、ヘルメット内に設けた表示ユニットの表示
像をシールドで反射させることによりヘルメットを装着
した状態で表示情報を視認できるようにした表示装置に
おいて、視点位置に応じて適正な表示が視認できるよう
に表示ユニットを可動にするとともに、表示ユニットの
向きを簡単な操作で自動的に調節できるようにすること
を課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するためになした本考案の表示装置
は、ヘルメットのあご部の内側に配した表示ユニットの
表示光を該ヘルメットのシールドで反射させて該ヘルメ
ットの前方に表示像の虚像を形成し、該ヘルメットの内
部からシールドを透して表示像の虚像を視認できるよう
にした表示装置であって、前記表示ユニットにおける表
示光の光軸内の一点または光軸近傍の一点を揺動中心と
して前記表示ユニットの傾きを変えるユニット駆動手段
と、前記ヘルメット内から前記シールドを見込んだとき
の前記揺動中心の鏡像位置を示す基準の虚像を形成する
基準光源と、前記表示ユニットの傾きを検出する傾き検
出手段と、前記シールドの外面に配された透明なタッチ
パネルと、該タッチパネル上の押圧点を通る視線方向の
傾きと前記表示ユニットの傾きとの偏差を検出するとと
もに、該偏差を補正するように前記ユニット駆動手段で
表示ユニットの傾きを制御する制御手段とを備え、前記
基準光源の虚像によって示される前記揺動中心の鏡像位
置に対応するシールド上の点を前記タッチパネルを介し
て押すことにより、表示ユニットにおける表示光の光軸
を視線方向に向けるようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

本考案の表示装置において、ヘルメットのあご部の内
側に配された表示ユニットの表示光はヘルメットのシー
ルドで反射され、ヘルメットの前方に表示像の虚像が形
成される。これによって、使用者は、ヘルメットのシー
ルドを透して表示像の虚像を視認できる。

一方、基準光源の虚像により、前記シールドを見込ん
だときの前記揺動支点の鏡像位置が示される。また、シ
ールドの外面に配されたタッチパネルが押圧されると、
制御手段は、該タッチパネル上の押圧点を通る視線方向
の傾きと前記表示ユニットの傾きとの偏差を検出し、こ
の偏差を補正するように表示ユニットの傾きを制御す
る。したがって、使用者が、基準光源によって示された
揺動中心の鏡像位置に対応するシールド上の点を、タッ
チパネルを介して押すことにより、表示ユニットにおけ
る表示光の光軸が視線方向に向けられ、適正な表示を視
認できるようになる。

〔実施例〕

第１図は本考案実施例の表示装置を示す図である。

この装置はオートバイ等の運転者が装着するヘルメッ
トに適用したものであり、ヘルメット本体１の前面には
前方視認用の開口が形成され、この開口の部分には透明
なシールド２が配設されている。また、シールド２の外
面には、指などで押圧されたときにその押圧点の位置を
検知するための透明なタッチパネル３が配設されてい
る。なお、同図はではシールド２のタッチパネル３の部
分を一部破砕して示してある。

上記タッチパネル３としては、透明電極による多数の
接点スイッチをマトリクス状に配置して押圧点の接点ス
イッチが導通状態になることにより押圧点の座標情報を
得るようにしたマトリクス型タッチパネルや、対向させ
た透明導電性フィルムに電圧を印加して押圧点の電位を
検出することにより押圧点の座標情報を得るようにした
アナログ型タッチパネル等を使用することができる。

ヘルメット本体１のあごカバー（あご部）1aの内側に
は「く」の字状をした表示ユニット４が配されており、
この表示ユニット４の上面から出射される表示光はシー
ルド２で反射されてヘルメット本体１内に向けられる。
そして、ヘルメット本体１内の視点Ｅから見ると、シー
ルド２を透して前方視界内に表示像の虚像Ｉが視認され
る。

また、あごカバー1a内には、後述説明するように表示
ユニット４の向きを変えるためのユニット駆動機構５、
表示ユニット４の向きを検出する角度センサー６、タッ
チパネル３と角度センサー６からの信号に基づいてユニ
ット駆動機構５を制御する制御回路７がそれぞれ配設さ
れている。

そして制御回路７は、後述説明するように、タッチパ
ネル３上の点が押圧されるとこの押圧点のシールド２に
対する位置を識別し、角度センサー６による角度検知と
ユニット駆動機構５の制御を行って、表示ユニット４を
識別した押圧点の方向に向ける。

第２図は表示ユニット４の光学系を示す図であり、図
示のように、表示ユニット４の内側底部には蛍光表示管
等の表示デバイス41が配設され、屈曲部分の内面には反
射ミラー42が、さらに上部開口部4aの近くには凸レンズ
等のレンズ系43が配設されている。そして、表示デバイ
ス41からの表示光は反射ミラー42で反射されてレンズ系
43を介して前記シールド２に向けられる。

また、表示デバイス41の表示面はレンズ系43の焦点内
になるように設定されており、開口部4aを望むと、表示
デバイス41の表示像は、レンズ系43の拡大作用によって
表示デバイス41における実際の表示パターンより拡大さ
れるとともに、表示デバイス41よりも光学的に奥まった
位置に視認される。

すなわち、表示デバイス41の表示像の虚像はレンズ系
43の光軸Ｌの延長線上で遠方に形成され、シールド２を
介して視認するときに遠方表示になる。したがって、使
用者にとって目の焦点合わせが容易になり、視認性の良
い表示装置となる。

なお、このように遠方拡大表示を行うと、開口部4aと
虚像の大きさおよび虚像から開口部4aまでの距離の関係
から、虚像の全体を視認することができる範囲（視域）
が狭くなるので、前記第10図について説明したように、
視点が光学的に光軸Ｌの延長線上あるいはその近傍にな
い場合には、虚像の全体を視認することができなくな
る。そこで、表示ユニット４の位置を調節する必要が生
じる。

第３図はあごカバー1a内における表示ユニット４の取
付け部分を示す斜視図、第４図はその側面図と正面図で
ある。

図において、11はあごカバー1a内に形成された固定ボ
ックス、51は表示ユニット４を保持するユニットカプラ
ー、52はＸ軸駆動機構、53はＹ軸駆動機構であり、この
ユニットカプラー51、Ｘ軸駆動機構52およびＹ軸駆動機
構53によってユニット駆動機構５が構成されている。

固定ボックス11の前方側（あごカバー1aの先端側）に
は、ユニットカプラー51がその上端近傍の支持ピン51a
を中心として左右揺動自在に軸支されており、このユニ
ットカプラー51の上部両端には、前方側に突出する保持
アーム51b₁,51b₂が形成され、この保持アーム51b₁,51b₂
の間には、表示ユニット４がその開口部4aの周辺左右２
点に取り付けられた支持軸41₁,41₂を中心として前後揺
動自在に軸支されている。

そして、ユニットカプラー51を軸支する支持ピン51a
の回動軸Ｘと保持アーム51b₁,51b₂で軸支される支持軸4
1₁,41₂の回動軸Ｙとは直交し、表示ユニット４は、回動
軸Ｘと回動軸Ｙとの交点を揺動中心Ｏとして、固定ボッ
クス11に対して（ヘルメット本体１に対して）向きが可
変になっている。

第４図（ａ）に示したように、Ｘ軸駆動機構52は、Ｘ
軸駆動用のモータ52aの駆動により減速ギア52bを介して
支持ピン51aを回動し、表示ユニット４を同図（ｂ）の
矢印のように揺動させる。また、Ｙ軸駆動機構53は、ユ
ニットカプラー51に固定されたＹ軸駆動用のモータ53a
の駆動によりピニオン53bを回転し、このピニオン53bに
噛合するとともに表示ユニット４の側面に取り付けられ
た円弧状のラック53cを移動させることにより、表示ユ
ニット４を同図（ａ）の矢印のように揺動させる。

Ｘ軸駆動機構52には、減速ギア52bの位置にＸ角度セ
ンサー6₁が配設され、支持軸41₁とユニットカプラー51
の保持アーム51b₁の近傍には、Ｙ角度センサー6₂が配設
されている。そして、表示ユニット４の揺動位置に応じ
て、Ｘ角度センサー6₁とＹ角度センサー6₂は、予め設定
された位置からの回動軸Ｘ回りの揺動角度と回動軸Ｙ回
りの揺動角度をそれぞれ検出し、各検出信号は前記制御
回路７に入力される。なお、このような角度センサーと
しては、減速ギア52bおよび支持軸41₁にそれぞれ連動す
るポテンションメータ等を使用することができる。

第３図に示したように、表示ユニット４の開口4a近傍
の側面で支持ピン51aと反対側の面にはケースを膨出し
た機構部44が形成され、この機構部44から開口4a内に
は、先端上部に基準光源としてのLED8が取り付けられた
支持棒45が配設されている。

第５図は機構部44の内部を示す図であり、支持棒45の
回動軸45aには減速ギア46を介してLED移動用のモータ47
が連結され、このモータ47の駆動によって支持棒45は図
の矢印のように回動される。この回動範囲はモータ47の
回転方向と予め設定された駆動量により設定され、第６
図に示したように、支持棒45の先端上部のLED8が開口4a
の中心に位置する状態と、LED8がケース内に収容される
状態との90°の角度範囲になっている。また、支持棒45
が開口4aの中心側に回動されたとき、LED8の位置は回動
軸Ｘと回動軸Ｙとの交点すなわち揺動中心Ｏと一致する
ように設定されている。

第７図は実施例のブロック図であり、制御回路７は、
マイクロコンピュータ、各モータ52a,53a,47を独立に駆
動する駆動回路、LED8の点灯と消灯を行う駆動回路、タ
ッチパネル３における押圧点の座標を入力する入力回
路、Ｘ角度センサー6₁とＹ角度センサー6₂からの角度信
号を入力する入力回路等によって構成され、この制御回
路７には、各モータ52a,53a,47、LED8、タッチパネル
３、Ｘ角度センサー6₁、Ｙ角度センサー6₂、電源回路９
および角度調節開始時に操作するマニュアルスイッチ10
がそれぞれ接続されている。

第８図は制御回路７のマイクロコンピュータによる制
御フローを示すフローチャートの一例であり、この制御
フローはマニュアルスイッチ10の操作による割り込み発
生で起動される。

マニュアルスイッチ10がONにされると、モータ47を駆
動してLED8を揺動中心Ｏの位置に移動し停止させ（ステ
ップS₁）、LED8を点灯して（ステップS₂）、タッチパネ
ル３からの入力を監視する（ステップS₃）。

ここで、タッチパネル３が押圧され、入力を検出する
と入力信号からタッチパネル３上の座標値を読み取る
（ステップS₄）。

そして、読み取ったタッチパネル３上の座標値と予め
記憶している揺動中心Ｏの座標値とに基づいて、揺動中
心Ｏから押圧点に相当するシールド２上の点の方向（視
線方向）を求める（ステップS₅）。なお、この視線方向
は、表示ユニット４が予め設定された向きにあるときの
光軸Ｌの方向（基準光軸方向）を基準にして、回動軸Ｘ
回りの角度と回動軸Ｙ回りの角度として求める。

また、Ｘ角度センサー6₁とＹ角度センサー6₂からの角
度信号をそれぞれ入力し、表示ユニット４の光軸Ｌの現
在の方向を、基準光軸方向を基準にした回動軸Ｘ回りの
角度と回動軸Ｙ回りの角度としてそれぞれ求める（ステ
ップS₆）。

次に、ステップS₅で求めた視線方向の角度から、ステ
ップS₆で求めた光軸Ｌの現在の方向の角度を減算して、
回動軸Ｘ回りと回動軸Ｙ回りのそれぞれについて、補正
角度を求める（ステップS₇）。

そして、光軸Ｌが視線方向に向くように、上記の補正
角度に基づいて決めた回転方向にモータ52aとモータ53a
とをそれぞれ独立に回転駆動し（ステップS₈）、Ｘ角度
センサー6₁とＹ角度センサー6₂からの角度信号をそれぞ
れ入力しながら（ステップS₉）、回動軸Ｘ回りと回動軸
Ｙ回りのそれぞれについて、現在の光軸Ｌの角度と視線
方向の角度との一致を監視する（ステップS₁₀，ステッ
プS₁₂）。

そして、回動軸Ｘ回りで一致が検出されるとモータ52
aを停止し（ステップS₁₁）、回動軸Ｙ回りで一致が検出
されるとモータ53aを停止する（ステップS₁₃）。

両方のモータ52a,53aをともに停止させて角度補正が
完了すると、LED8を消灯するとともにモータ47を駆動し
てLED8を表示ユニット４のケース内に格納する（ステッ
プS₁₄）。

上記の角度補正を例えば回動軸Ｙ回りについて説明す
ると第９図のようになる。

すなわち、同図（ａ）のように、角度補正前では表示
ユニット４の光軸Ｌは視点Ｅに対してシールド２の面で
反射条件を満足しない方向に向いているが、使用者は、
揺動中心Ｏの位置で発光するLED8の像をシールド２で反
射条件を満足する点Ｐに視認することができる。

そこで、使用者がLED8の像を見ながら点Ｐに相当する
タッチパネル３上の点を押圧すると上記のような制御が
行われて補正角度θだけ回転され、同図（ｂ）のよう
に、光軸Ｌは点Ｐに向けられる。ここで、光軸Ｌは使用
者がタッチパネル３を押圧したときのLED8の位置（揺動
中心Ｏ）を通るため、光軸Ｌは光学的に視点Ｅに向けら
れることになる。したがって、視点Ｅから見て表示ユニ
ット４の適正な表示を視認できるようになる。なお、こ
の第９図の例では回動軸Ｙ回りの補正すなわち表示位置
の上下移動について説明したが、回動軸Ｘ回りの補正す
なわち表示位置の左右移動についても同様に角度補正さ
れる。

このように、使用者は、LED8が見える位置を押圧する
だけで、表示ユニット４の向きが自動的に調節でき、視
点位置に応じて適正な表示が視認できるようになる。ま
た、調節が簡単なため、表示の切れ等が生じやすい表示
ユニットでも使用できることになり、光学系の口径を小
さくして表示ユニットを小型化することができる。さら
に、口径の小型化により表示ユニット内に外光が入射し
にくくなるという効果も得られる。

上記の実施例では、基準光源として揺動中心Ｏの位置
で発光する１個のLED8を用いるようにしているが、本考
案の基準光源は、シールドで反射される像によって揺動
中心Ｏの位置を使用者に指示できるものであればよい。
例えば、表示ユニット４の周囲で揺動中心Ｏを中心にし
て開口4aを囲うように複数の点光源を配し、この複数の
点光源のシールドによる反射像を使用者に視認させ、そ
の複数の像の中心を押圧させるように揺動中心Ｏを指示
するようにしてもよい。また、開口4aに相当する枠のよ
うなものでもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案の表示装置によれば、ヘル
メット内に設けた表示ユニットの表示像をシールドで反
射することにより表示上方を視認できるようにした表示
装置において、表示ユニットを光軸内またはその近傍の
一点を揺動中心として傾きを変えるように支持するとと
もに、ヘルメット内からシールドを見込んだときの揺動
中心の鏡像位置を示す基準光源と、シールドの外面に配
された透明なタッチパネルとを設け、該タッチパネル上
の押圧点を通る視線方向の傾きと表示ユニットの傾きと
の偏差を補正するように表示ユニットの傾きを制御する
ことで、基準光源の虚像によって示される揺動中心の鏡
像位置に対応するシールド上の点をタッチパネルを介し
て押すことにより、表示ユニットにおける表示光の光軸
を視線方向に向けるようにしたので、簡単な操作をする
だけで、表示ユニットの向きを視点位置に応じた適正な
位置に自動的に調節することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の表示装置を示す図、第２図は実施例における表示ユニットの光学系を示す
図、第３図は実施例における表示ユニットの取付け部分を示
す斜視図、第４図は同取付け部分の側面図と正面図、第５図は実施例における機構部の内部を示す図、第６図は実施例におけるLEDの移動範囲を説明する図、第７図は実施例におけるブロック図、第８図は実施例におけるフローチャート、第９図は実施例における角度補正を説明する図、第10図は視点位置の差によって生じる表示の切れを説明
する図、第11図はヘルメットのあご部に表示ユニットを配するよ
うにした表示装置の一例を示す図、第12図はヘルメットのシールドに表示を行う表示装置の
従来例を示す図である。１……ヘルメット本体、２……シールド、３……タッチ
パネル、４……表示ユニット、５……ユニット駆動機
構、６……角度センサー、７……制御回路、８……LE
D。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−44984（ＪＰ，Ａ) 実開平３−52771（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−152460（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ヘルメットのあご部の内側に配した表示ユ
ニットの表示光を該ヘルメットのシールドで反射させて
該ヘルメットの前方に表示像の虚像を形成し、該ヘルメ
ットの内部からシールドを透して表示像の虚像を視認で
きるようにした表示装置であって、前記表示ユニットにおける表示光の光軸内の一点または
光軸近傍の一点を揺動中心として前記表示ユニットの傾
きを変えるユニット駆動手段と、前記ヘルメット内から前記シールドを見込んだときの前
記揺動中心の鏡像位置を示す基準の虚像を形成する基準
光源と、前記表示ユニットの傾きを検出する傾き検出手段と、前記シールドの外面に配された透明なタッチパネルと、該タッチパネル上の押圧点を通る視線方向の傾きと前記
表示ユニットの傾きとの偏差を検出するとともに、該偏
差を補正するように前記ユニット駆動手段で表示ユニッ
トの傾きを制御する制御手段とを備え、前記基準光源の虚像によって示される前記揺動中心の鏡
像位置に対応するシールド上の点を前記タッチパネルを
介して押すことにより、表示ユニットにおける表示光の
光軸を視線方向に向けるようにしたことを特徴とする表
示装置。
【請求項２】前記表示ユニットを直交する２軸で軸支
し、該２軸の交点を前記揺動中心としてなることを特徴
とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】前記基準光源は、前記揺動中心の位置に移
動可能に配された点光源であることを特徴とする請求項
１乃至２記載の表示装置。