(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の走行方向に沿って所定間隔で配列され、それぞれが静止画像の瞬間表示をなし得るように構成された複数の画像表示手段と、
前記画像表示手段の配列の先頭部近傍に配置され、前記移動体の走行速度を検出する第１の速度検出手段と、
前記画像表示手段の配列の末尾部近傍に配置され、前記移動体の走行速度を検出する第２の速度検出手段と、
前記移動体の進行に伴って前記第１の速度検出手段により得られた第１の速度情報と前記第２の速度検出手段により得られた第２の速度情報との差が所定の範囲内となったとき、出力の対象を、前記第１の速度情報から前記第２の速度情報に切り替える切替手段と、
前記切替手段により切り替えられて出力された前記第１の速度情報または前記第２の速度情報に基づいて、前記画像表示手段による静止画像表示のタイミングを制御するための表示タイミング信号を生成して出力する表示タイミング信号出力手段と
を備えたことを特徴とする移動体用画像表示装置。
【請求項２】
さらに、
前記第１の速度検出手段および前記第２の速度検出手段から出力された速度情報に対しフィルタリングを行う速度範囲フィルタを備え、
前記速度範囲フィルタから出力された速度情報を前記切替手段に入力して切り替えを行うことを特徴とする請求項１記載の移動体用画像表示装置。
【請求項３】
前記複数の画像表示手段は、それぞれ、時間と共に変化する連続動画像を構成する各静止画像を瞬間表示可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の移動体用画像表示装置。
【請求項４】
前記複数の画像表示手段は、それぞれ、電気的な情報として与えられた画像情報を基に静止画像を瞬間表示可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の移動体用画像表示装置。
【請求項５】
移動体の走行方向に沿って、それぞれが静止画像の瞬間表示をなし得るように構成された複数の画像表示手段を所定間隔で配列し、
前記画像表示手段の配列の先頭部近傍に前記移動体の走行速度を検出するための第１の速度検出手段を配置すると共に、前記画像表示手段の配列の末尾部近傍に前記移動体の走行速度を検出するための第２の速度検出手段を配置し、
前記移動体の進行に伴って前記第１の速度検出手段により得られた第１の速度情報と前記第２の速度検出手段により得られた第２の速度情報との差が所定の範囲内となったとき、前記第１の速度情報から前記第２の速度情報に切り替えて出力し、
出力された前記第１の速度情報または前記第２の速度情報に基づいて、前記画像表示手段による静止画像表示のタイミングを制御するための表示タイミング信号を生成して出力する
ことを特徴とする移動体用画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動体の走行方向に沿って多数の静止画像を配列して移動体側から安定的に視認できるようにした移動体用画像表示装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鉄道や地下鉄等における駅構内やトンネルの側壁等には、駅名表示パネルや各種の広告等の表示物が設けられているが、これらの表示物は固設されているため、レール上を走行している列車等の移動体側の乗客からこれらを安定的に見ることはできない。そこで、近年では、同一または少しずつ内容の異なる多数の静止画像パネルを列車の走行方向に多数配列し、これらの静止画像パネルを移動体の進行に合わせて間欠的に一斉照明するようにした画像表示システムが提案されている。このシステムによれば、移動体側の乗客は、静止画像パルスの配列を静止画像または動画像として安定的に見ることが可能である。このようなシステムは、例えば、特公平７−１１７６５４（特開平５−２７１９７），特開平５−４０４４８，特開平５−２２４６１７，特開平２−２０１４８９，特開平２−２５６０９０，特開平３−３６５１５等の各公報に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなシステムでは、従来、システムを通過する際の移動体の走行速度が予め定められた一定速度であるとの仮定の下に、あるいはシステム構成の簡略化のために、移動体がシステム設置区間に進入したことのみを検知し、移動体の速度検出をすることは行われていなかった。ところが、この場合には、移動体の速度が予め想定した速度から変化すると、移動体側の乗客から見える画像表示位置が左右に変動して不安定になる。
【０００４】
この問題点を解決する方法として、例えば、システム設置区間の一カ所（例えば、先頭部分）に速度センサを設け、この速度センサから得られた速度情報に基づいて各静止画像パネルの照明タイミングの間隔をコントロールするようにすることが考えられる。この方法では、移動体の速度を検出している限り、その速度に応じた最適のタイミングで各静止画像パネルの照明の点滅が行われるので、移動体側の乗客から見える画像表示位置が安定する。
【０００５】
しかしながら、この方法では、移動体の最後尾部分が速度センサを通過してからシステム設置区間の後端部を通過するまでの間は、速度センサからの速度情報を得ることができないので、この期間については、速度センサから得られた最後の速度情報に基づいて動作制御を行うこととなる。したがって、移動体の最後尾部分が速度センサを通過してからシステム設置区間の後端部を通過するまでの間に移動体の速度が変化するようなことがあると、その速度変化に応じて静止画像パネルの照明の点滅タイミングを変化させることができず、結局、移動体側の乗客から見える画像表示位置が左右に変動して不安定になる。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、移動体がシステム設置区間を通過する際の全期間にわたり、移動体の速度に応じて安定した画像表示を行うことができる移動体用画像表示装置および方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の移動体用画像表示装置は、移動体の走行方向に沿って所定間隔で配列され、それぞれが静止画像の瞬間表示をなし得るように構成された複数の画像表示手段と、画像表示手段の配列の先頭部近傍に配置され、移動体の走行速度を検出する第１の速度検出手段と、画像表示手段の配列の末尾部近傍に配置され、移動体の走行速度を検出する第２の速度検出手段と、移動体の進行に伴って第１の速度検出手段により得られた第１の速度情報と第２の速度検出手段により得られた第２の速度情報との差が所定の範囲内となったとき、出力の対象を第１の速度情報から第２の速度情報に切り替える切替手段と、この切替手段により切り替えられて出力された第１の速度情報または第２の速度情報に基づいて、画像表示手段による静止画像表示のタイミングを制御するための表示タイミング信号を生成して出力する表示タイミング信号出力手段とを備えている。ここで、このような構成の移動体用画像表示装置に対して、さらに、第１の速度検出手段および第２の速度検出手段から出力された速度情報に対しフィルタリングを行う速度範囲フィルタを設け、この速度範囲フィルタから出力された速度情報を切替手段に入力して切り替えを行うようにすることが可能である。また、上記の各画像表示手段が時間と共に変化する連続動画像を構成する各静止画像を瞬間表示可能なものであるようにすることも可能である。また、上記の各画像表示手段が電気的な情報として与えられた画像情報を基に静止画像を瞬間表示可能なものであるように構成することも可能である。
【０００８】
本発明の移動体用画像表示方法は、移動体の走行方向に沿って、それぞれが静止画像の瞬間表示をなし得るように構成された複数の画像表示手段を所定間隔で配列し、画像表示手段の配列の先頭部近傍に移動体の走行速度を検出するための第１の速度検出手段を配置すると共に、画像表示手段の配列の末尾部近傍に移動体の走行速度を検出するための第２の速度検出手段を配置し、移動体の進行に伴って第１の速度検出手段により得られた第１の速度情報と第２の速度検出手段により得られた第２の速度情報との差が所定の範囲内となったとき、第１の速度情報から第２の速度情報に切り替えて出力し、出力された第１の速度情報または第２の速度情報に基づいて、画像表示手段による静止画像表示のタイミングを制御するための表示タイミング信号を生成して出力するようにしたものである。
【０００９】
本発明の移動体用画像表示装置または方法では、画像表示手段の配列の先頭部近傍に設けられた第１の速度検出手段により得られた第１の速度情報と、画像表示手段の配列の末尾部近傍に設けられた第２の速度検出手段により得られた第２の速度情報との差が所定の範囲内となったとき、第１の速度情報から第２の速度情報への切り替えが行われて出力される。そして、出力された第１の速度情報または第２の速度情報に基づいて、画像表示手段による静止画像表示のタイミングを制御するための表示タイミング信号が生成され出力される。すなわち、速度情報の段階で切り替えが行われ、その切り替え後の速度情報から表示タイミング信号が生成される。したがって、この表示タイミング信号によって指示される表示タイミングの間隔が上記の情報切り替えの前後で変化することがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態に係る移動体用画像表示装置の概略構成を表すものである。本実施の形態では、移動体用画像表示装置は例えば列車が通過するトンネル内に設置されるものであるとして説明する。なお、本発明の実施の形態に係る移動体用画像表示方法は、本実施の形態に係る移動体用画像表示装置によって具現化されるので、以下、併せて説明する。この図に示したように、移動体用画像表示装置１は、トンネル内の側壁に列車１５の走行方向に沿って所定間隔で配列された多数の表示端末装置１１−１〜１１−ｎと、本装置の設置区間の先頭部分（列車がトンネルに進入する側）の近傍に配設された進入側速度検出部３２と、本装置の設置区間の末尾部分（列車がトンネルから退出する側）の近傍に配設された退出側速度検出部３３と、本装置全体を制御する主制御装置１４とを備えている。本実施の形態において、進入側速度検出部３２と退出側速度検出部３３との距離（以下、システム全長Ｄと呼ぶ。）は列車１５の全長Ｌ以下の長さ（例えば１００メートル程度）に設定するものとする。ここで、表示端末装置１１−１〜１１−ｎが本発明における「画像表示手段」に対応し、進入側速度検出部１２が本発明における「第１の速度検出手段」に対応し、退出側速度検出部１３が本発明における「第２の速度検出手段」に対応する。
【００１２】
表示端末装置１１−１〜１１−ｎは、それぞれ、後述する図２に示したように構成され、各種の静止画像を瞬間表示できるようになっている。ここで、瞬間表示とは、例えば１／３０秒以下という極めて短い時間だけ行われる表示をいう。表示端末装置１１−１〜１１−ｎは、データ・制御線２１によって主制御装置１４と接続されており、このデータ・制御線２１を介して主制御装置１４から各種の静止画像データの供給を受けたり、主制御装置１４からの各種制御を受ける。さらに、表示端末装置１１−１〜１１−ｎには、進入側速度検出部３２から発光タイミングパルス２４が入力されるようになっている。
【００１３】
主制御装置１４は、後述する図３に示したように構成され、各種の静止画像データを蓄積すると共に、必要に応じて、データ・制御線２１を介して表示端末装置１１−１〜１１−ｎに同一または互いに異なる静止画像を供給できるようになっている。主制御装置１４はまた、進入側速度検出部３２にも接続され、この進入側速度検出部３２の動作制御を行うようになっている。
【００１４】
進入側速度検出部３２は、後述する図４に示したように構成され、列車１５の走行速度を連続的に検出し、進入側速度データ４２（図１では図示せず）を生成するようになっている。退出側速度検出部３３は、列車１５の走行速度を連続的に検出し、退出側速度データ４３を生成して進入側速度検出部３２に送出する。進入側速度検出部３２はまた、後述するように、自らが生成した進入側速度データ４２または退出側速度検出部３３から入力された退出側速度データ４３のいずれか一方を選択し、この選択した速度データを基に発光タイミングパルス２４を生成して出力するようになっている。
【００１５】
図２は表示端末装置１１−１〜１１−ｎの各構成を表すものである。この図は、ｉ番目（ｉ＝１〜ｎ）の表示端末装置１１−ｉの構成例を表しているが、他の表示端末装置１１−１〜１１−ｎの構成も同様である。この図に示したように、表示端末装置１１−ｉは、静止画像を表示可能な液晶表示パネル（以下、ＬＣＤパネルという。）１１１と、このＬＣＤパネルを照明するためのバックライト１１２と、バックライト１１２の発光動作を制御するバックライト制御部１１３と、１フレーム分の静止画像データを蓄積可能なフレームメモリ１１４と、データ・制御線２１との間で静止画像データや制御データのやりとりを行なうと共に発光タイミングパルス２４の入力処理を行う入出力インタフェイス（Ｉ／Ｆ）部１１５と、この表示端末装置１１−ｉの全体を制御する中央処理ユニット（以下、ＣＰＵという。）１１６と、ＣＰＵ１１６の動作を司るプログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）やＣＰＵ１１６のワークメモリとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリ部１１７とを備えている。ＬＣＤパネル１１１は、トンネル内の側壁における列車１５の窓に対応した高さ位置に配置されるようになっている。
【００１６】
このような構成の表示端末装置１１−ｉでは、主制御装置１４からデータ・制御線２１を介して送られてきた１フレーム分の圧縮静止画像データは、入出力Ｉ／Ｆ部１１５によって伸長処理等の信号処理が施されてからフレームメモリ１１４に蓄積され、さらに、ＣＰＵ１１６の制御により、ＬＣＤパネル１１１に供給されるようになっている。入出力Ｉ／Ｆ部１１５はまた、進入側速度検出部１２からの発光タイミングパルス２４を受け取って波形成形等の信号処理を行い、ＣＰＵ１１６に供給する。ＣＰＵ１１６は、入力された発光タイミングパルス２４に基づいてバックライト制御部１１３を制御する。バックライト制御部１１３は、発光タイミングパルス２４に同期してバックライト１１２の点滅制御（間欠的な瞬間発光制御）を行う。これにより、ＬＣＤパネル１１１には、フレームメモリ１１４から供給された静止画像データに対応した静止画像が発光タイミングパルス２４に同期したタイミングで間欠的に瞬間表示されるようになっている。
【００１７】
図３は主制御装置１４の構成を表すものである。この図に示したように、主制御装置１４は、静止画像データや動画像データを蓄積可能なハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１４１と、このＨＤＤ１４１に対するデータの記録および再生制御を行うＨＤＤ制御部１４２と、ＨＤＤ１４１から再生された画像データまたはＨＤＤ１４１に記録すべき画像データを一旦蓄積するバッファメモリ１４３と、データ・制御線２１との間で画像データや制御データのやりとりを行なう入出力Ｉ／Ｆ部１４４と、この主制御装置１４の全体を制御するＣＰＵ１４５と、ＣＰＵ１４５の動作を司るプログラムが格納されたＲＯＭやＣＰＵ１４５のワークメモリとして使用されるＲＡＭ等からなるメモリ部１４６とを備えている。
【００１８】
このような構成の主制御装置１４では、図示しない外部装置からデータ・制御線２１を介して供給された静止画像データや動画像データは、ＣＰＵ１４５の制御に基づいて入出力Ｉ／Ｆ１４４によって所定の信号処理が施されてからバッファメモリ１４３に一旦蓄積されたのち、ＣＰＵ１４５の制御に基づいてＨＤＤ制御部１４２によってＨＤＤ１４１に記録されるようになっている。ＣＰＵ１４５はまた、必要に応じ、ＨＤＤ制御部１４２によってＨＤＤ１４１から静止画像データを再生させてバッファメモリ１４３に蓄積させたのち、これを入出力Ｉ／Ｆ部１４４からデータ・制御線２１を介して各表示端末装置１１−１〜１１−ｎに送出させる制御を行うようになっている。この場合において、列車１５内（図１）の乗客に対して静止画像を見せようとするときには、同一の静止画像データを表示端末装置１１−１〜１１−ｎのすべてに送出するようにし、また、列車１５内の乗客に対して動画像を見せようとするときには、一連の動画像を構成するｎフレーム分の互いに異なる静止画像データを表示端末装置１１−１〜１１−ｎにそれぞれ供給するようになっている。
【００１９】
図４は進入側速度検出部３２の概略構成を列車１５と共に表すものである。この図に示したように、本実施の形態における進入側速度検出部３２は、速度センサ部３２０と、２つの速度範囲フィルタ３２５，３２６と、切替スイッチ３２７と、比較器３２８と、パルス発生部３２９とを備えている。速度センサ部３２０は、走行する列車１５の窓１５ａの映像を撮影するための２つのカメラ３２１ａ，３２１ｂと、カメラ３２１ａ，３２１ｂから入力された２つの撮像データに対して所定の画像処理を行なう画像処理部３２２と、画像処理部３２２における処理結果に基づいて列車１５の走行速度を演算し、進入側速度データ４２として出力する速度演算部３２３とを有している。
【００２０】
カメラ３２１ａ，３２１ｂは、図示のように、列車１５の窓１５ａの幅よりも狭い間隔で配置され、走行する列車１５の側面を連続的に撮影するようになっている。これらのカメラで撮影された映像は画面処理部３２２において互いに重ね合わされる。例えば、図５に示したように、カメラ３２１ａによる窓１５ａの撮影映像１２８ａとカメラ３２１ｂによる同一の窓１５ａの撮影映像１２８ｂとが同じ撮像画面１２８に重ね合わされる。画像処理部３２２は、これらの２つの映像間距離ｄを検出する。速度演算部３２３は、検出された距離ｄを基に、列車１５の走行速度を演算し、進入側速度データ４２として出力する。なお、速度センサ部３２０は、図示しない検知センサが列車１５の存在を検知している間だけカメラ３２１ａ，３２１ｂを動作させて撮影を行い、速度を検出するようになっているが、撮影を常時行うようにしてもよい。
【００２１】
速度範囲フィルタ３２５は、速度センサ部３２０から出力された進入側速度データ４２の値が所定の範囲にある場合にのみその進入側速度データ４２をそのまま出力し、所定の範囲外のときには“０”を出力するものである。また、速度範囲フィルタ３２６は、退出側速度検出部３３から出力された退出側速度データ４３の値が所定の範囲にある場合にのみその退出側速度データ４３をそのまま出力し、所定の範囲外のときには“０”を出力するものである。なお、所定の範囲とは、例えば３０〜１００ｋｍ程度に設定される。これらの速度範囲フィルタ３２５，３２６を設けたのは、ノイズ等による誤動作を防止するために、有意性のあるデータのみを採用するためである。なお、有意性のあるデータとは、ノイズ等に起因した無意味なデータではなく、１つのデータとして意味をもつデータをいう。ここで、速度範囲フィルタ３２５，３２６が本発明における「有意性判定手段」に対応する。
【００２２】
切替スイッチ３２７は、速度センサ部３２０から出力され速度範囲フィルタ３２５を介して▲１▼側に入力される進入側速度データ４２、または退出側速度検出部３３（図１）から出力され速度範囲フィルタ３２６を介して▲２▼側に入力される退出側速度データ４３のいずれか一方を選択し、これをパルス発生部３２９に供給するようになっている。
【００２３】
比較器３２８は、速度範囲フィルタ３２５を通過した進入側速度データ４２の値と速度範囲フィルタ３２６を通過した退出側速度データ４３の値とを比較して、両者の差が所定の範囲内になったときに、切替スイッチ３２７を制御して▲１▼側（進入側速度データ４２側）から▲２▼側（退出側速度データ４３側）に切り替えるようになっている。ここで、主として進入側速度検出部３２における切替スイッチ３２７および比較器３２８が本発明における「切替手段」に対応する。
【００２４】
パルス発生部３２９は、切替スイッチ３２７から入力された進入側速度データ４２または退出側速度データ４３を基に、これらの速度データに対応した周期の発光タイミングパルス２４（図６）を生成して出力するようになっている。ここで、パルス発生部３２９が本発明における「表示タイミング信号出力手段」に対応する。
【００２５】
なお、退出側速度検出部３３（図１）は、図４に示した進入側速度検出部３２の速度センサ部３２０と同様の速度センサ部を有しており、列車１５の走行速度を検出し、これを退出側速度データ４３として出力し、進入側速度検出部３２に送出するようになっている。
【００２６】
ここで、図７を参照して、移動体用画像表示装置１を実際に配置する場合に必要となる配置パラメータについて具体的数値を挙げて説明する。一般に、いわゆるＮＴＳＣ(National Television System Commitee) 方式のテレビジョン受像機で取り扱う動画像は１秒間当たり３０枚の静止画像で構成されている。これらの静止画像の１枚１枚は、時間と共に変化する連続した動画像の各瞬間の画像であり、それらを１秒間に３０枚の表示速度で観察すると、人間の眼にはその残像効果により連続した動画像として認識される。本装置では、この原理を利用し、例えば３秒間の動画像を９０枚の静止画像に分割してそれらを列車１５の進入側の表示端末装置１１−１から順に各表示端末装置１１−１〜１１−ｎのＬＣＤパネル１１１に表示させると共に、列車１５の速度に合わせてバックライト１１２を間欠的に瞬間発光させることにより、そこを通過する列車１５内の乗客が窓越しの所定の固定位置に３秒間の動画像を見ることができるようにしている。
【００２７】
ここで、上記のように１秒間当たり３０枚の静止画像によって動画像を構成することを前提とし、列車１５の全長Ｌを例えば２００メートルとすると、列車の時速Ａおよび秒速Ｂと、表示端末装置１１−１〜１１−ｎの配置間隔Ｃと、システム全長Ｄと、列車通過時間Ｅとの関係は例えば図７のようになる。この図に示したように、表示端末装置１１−１〜１１−ｎの配置間隔ＣはＢ／３０により定まり、システム全長ＤはＣ×９０＋５により定まり、列車がシステムを通過するのに要する列車通過時間Ｅは（Ｄ＋列車長）／Ｂにより定まる。例えば、列車速度が時速６０ｋｍの場合には、配置間隔Ｃは５５．６ｃｍとなり、システム全長Ｄは５５ｍとなり、列車通過時間Ｅは１５．３秒となる。
【００２８】
次に、図８〜図１１を参照して、以上のような構成の移動体用画像表示装置の動作を説明する。ここで、図８は列車１５がシステム設置区間を通過する様子を表し、図９は図４に示した進入側速度検出部３２の動作を表し、図１０は列車１５の通過に伴う切替スイッチ３２７（図４）の動作を具体的に表し、図１１は列車１５内の乗客によって動画像が観察される様子を表すものである。なお、ここでは、表示端末装置１１−１〜１１−ｎは、既に主制御装置１４から各静止画像データの配信を受けて、これをそれぞれのフレームメモリ１１４（図２）に保持しているものとして説明する。
【００２９】
まず、図８を参照して、列車１５がシステム設置区間を通過する様子を説明する。図８において、列車１５は図の左側からシステム設置区間に進入し、右側へ通り抜ける。（ａ）の位置では列車１５はまだシステム設置区間に差しかかっておらず、進入側速度検出部３２は列車１５を検知していない。列車１５が（ｂ）の位置に来ると、進入側速度検出部３２は列車１５の進入を検知してその走行速度の検出を開始する。列車１５がさらに進行して（ｃ）を経て（ｄ）の位置まで来ると、退出側速度検出部３３は列車１５を検知してその走行速度の検出を開始する。列車１５がさらに進行して（ｅ）を経て（ｆ）の位置まで来ると、進入側速度検出部３２は列車１５の走行速度の検出を終了し、それ以降は退出側速度検出部３３のみによって速度検出が行われる。したがって、（ｄ）から（ｆ）までの期間においては、進入側速度検出部３２および退出側速度検出部３３の双方によって列車１５の走行速度が検出されることとなる。列車１５がさらに進行して（ｇ）を経て（ｈ）の位置まで来ると、退出側速度検出部３３は列車１５の走行速度の検出を終了する。そして、（ｉ）に示したように、列車１５はシステム設置区間から遠ざかる。
【００３０】
次に、図９を参照して、図４に示した進入側速度検出部３２の動作を説明する。列車１５が図８（ｂ）の位置に差しかかると、進入側速度検出部３２の速度センサ部３２０は速度検出動作を開始する。まず、画像処理部３２２はカメラ３２１ａ，３２１ｂからの各撮影映像に対して画像処理を行い、図５に示した距離ｄを求める。速度演算部３２３は画像処理部３２２で得られた距離ｄから列車１５の走行速度を演算し、進入側速度データ４２として出力する。
【００３１】
速度範囲フィルタ３２５は、入力された進入側速度データ４２の値が上記の所定範囲にあるか否かを判定し、所定範囲内にあるときは（図９ステップＳ１０１；Ｙ）、その値をそのまま出力し、所定範囲外のときは“０”を出力する。初期状態において進入側速度検出部３２の切替スイッチ３２７は▲１▼側に設定されているので、速度センサ部３２０から出力されて速度範囲フィルタ３２５を通過した進入側速度データ４２は、切替スイッチ３２７を経てパルス発生部３２９に入力される。
【００３２】
パルス発生部３２９は、入力された進入側速度データ４２に基づいて、表示端末装置１１−１〜１１−ｎにおける画像表示のタイミング間隔（間欠表示周期）を求め（ステップＳ１０２）、そのタイミング間隔をパルス間隔とする発光タイミングパルス２４の出力を開始する（ステップＳ１０３）。このとき、パルス発生部３２９は、列車１５の速度が基準速度（予め想定された速度）よりも大きいときはパルス間隔を上記の基準速度に対応した長さよりも短く設定し、列車１５の速度が基準速度よりも小さいときはパルス間隔を上記の基準速度に対応した長さよりも長く設定する。
【００３３】
この発光タイミングパルス２４は各表示端末装置１１−１〜１１−ｎ（図１）に供給される。各表示端末装置１１−１〜１１−ｎでは、発光タイミングパルス２４に同期してバックライト１１２が一斉に点滅を開始する。これにより、すべての表示端末装置１１−１〜１１−ｎにおいて一斉に間欠的な瞬間表示が開始される。
【００３４】
その後、列車１５が図８（ｄ）の位置まで進むと、退出側速度検出部３３の速度センサ部（図示せず）もまた、速度検出動作を開始し、退出側速度データ４３を出力する。その速度検出動作は、上記の進入側速度検出部３２における速度センサ部３２０の動作と同様であり、説明を省略する。退出側速度検出部３３から出力された退出側速度データ４３は、進入側速度検出部３２（図４）に送られ、そこの速度範囲フィルタ３２６に入力される。
【００３５】
速度範囲フィルタ３２６は、入力された退出側速度データ４３の値が上記の所定範囲にあるか否かを判定し、所定範囲内にあるときは（ステップＳ１０４；Ｙ）、その値をそのまま出力し、所定範囲外のときは“０”を出力する。
【００３６】
比較器３２８は、速度範囲フィルタ３２５から出力されている進入側速度データ４２と速度範囲フィルタ３２６から出力されている退出側速度データ４３とを比較し（ステップＳ１０５）、両者の差が所定範囲（例えば、プラスマイナス１ｋｍ／時）内になったときに（ステップＳ１０６；Ｙ）、切替スイッチ３２７に対して切替信号３３０を送る。この切替信号３３０を受けた切替スイッチ３２７は、入力を▲１▼側から▲２▼側に切り替え（ステップＳ１０７）、それ以降は、退出側速度データ４３に基づいて発光タイミングパルス２４を生成して出力する。したがって、これ以降は、退出側速度検出部３３によって検出された退出側速度データ４３に基づいて生成された発光タイミングパルス２４が各表示端末装置１１−１〜１１−ｎ（図１）に供給され、この発光タイミングパルス２４に従ってすべての表示端末装置１１−１〜１１−ｎにおいて一斉に間欠的な瞬間表示が行われることとなる。
【００３７】
比較器３２８は、進入側速度データ４２の入力が終了した後も引き続き退出側速度データ４３の入力状態を監視し（ステップＳ１０８）、その入力の終了を検知すると（ステップＳ１０８；Ｙ）、発光タイミングパルス２４の出力を終了し（ステップＳ１０９）、切替信号３３０を出力して切替スイッチ３２７を元の▲１▼側に戻す（ステップＳ１１０）。
【００３８】
このようにして、列車１５の進行に伴って進入側速度データ４２から退出側速度データ４３へと切り替えが行われると共に、切り替えられた速度データを基に発光タイミングパルス２４が生成されて各表示端末装置１１−１〜１１−ｎに供給され、これに基づいて表示タイミング制御が行われる。
【００３９】
次に、図１０を参照して、列車１５の通過に伴う切替スイッチ３２７（図４）の動作を具体的に説明する。ここでは、列車１５の通過速度を時速６０ｋｍに想定して説明する。この図に示したように、進入側速度データ４２は列車１５が状態（ｂ）となったところで“０ｋｍ”から“６０ｋｍ”に変化し、状態（ｆ）となったところで“６０ｋｍ”から“０ｋｍ”に変化する。一方、退出側速度データ４３は列車１５が状態（ｄ）となったところで“０ｋｍ”から“６０ｋｍ”に変化し、状態（ｈ）となったところで“６０ｋｍ”から“０ｋｍ”に変化する。ここで、切替スイッチ３２７は、状態（ａ）〜（ｃ）においては▲１▼側にあって進入側速度データ４２を出力しているが、状態（ｄ）〜（ｆ）の区間におけるいずれかの時点で▲１▼側から▲２▼側へと切り替わると、その出力は進入側速度データ４２から退出側速度データ４３とへ変化する。この結果、図示のように、切替スイッチ３２７の出力は状態（ｄ）〜（ｆ）の区間において常に“６０ｋｍ”となる。また、状態（ｇ）〜（ｈ）の区間では、切替スイッチ３２７は▲２▼側を維持して退出側速度データ４３を出力するが、列車１５がシステム設置区間を完全に通過した後の状態（ｉ）において、切替スイッチ３２７は再び▲２▼側から▲１▼側へと切り替わる。
【００４０】
次に、図１１を参照して、列車１５内の乗客によって動画像が観察される様子を説明する。この図で、横方向は表示端末装置１１−ｉの配列を表し、縦方向は図６に示した発光タイミングパルス２４の各立ち上がりタイミング（瞬間表示タイミング）ｔj を表し（ｊは整数）、縦横の交差部分は、各タイミングにおいてＬＣＤパネル１１１（図２）に表示される静止画像Ｐi を表すものである。この図に示したように、ｉ番目の表示端末装置１１−ｉのＬＣＤパネル１１１は、各タイミングｔj ，ｔj+1 ，ｔj+2 …において毎回同じ静止画像Ｐi を瞬間表示する。この表示タイミングは列車１５の走行速度に対応したものなので、列車１５内の乗客にとっては、常に自分から見て窓越しの同じ位置に連続した静止画像〔Ｐ１〕，〔Ｐ２〕，〔Ｐ３〕，…が表示されることとなり、眼の残像効果によりこれらの静止画像が一連の動画像として観察される。この場合、列車１５の後尾部分が進入側速度検出部３２の前を通過した後においても退出側速度検出部３３によって列車１５の速度検出が行われるので、列車１５の後尾部分が進入側速度検出部３２の前を通過した後に列車速度変化が生じたとしても、各表示端末装置１１−１〜１１−ｎにおける表示タイミングはその速度変化に追随して変化することとなり、乗客から見て、動画像が左右に変動するという不都合が生じない。なお、図１１において静止画像Ｐi の内容をすべて同一とすれば、列車１５内の乗客から観察される画像を静止画像とすることができる。
【００４１】
このように、本実施の形態の移動体用画像表示装置によれば、システム設置区間の両端にそれぞれ進入側速度検出部３２および退出側速度検出部３３を設け、列車１５がシステム設置区間を通過している全期間にわたって列車１５の走行速度を検出し、その検出速度に応じて表示端末装置１１−１〜１１−ｎの表示タイミングを制御するようにしたので、列車１５がシステム設置区間を通過中にその走行速度が変化したとしても、それに伴って列車１５の乗客から観察される画像が変動することがない。すなわち、列車１５がシステム設置区間を通過している全期間にわたり、列車１５の走行速度に応じて安定した位置に画像表示を行うことができる。
【００４２】
また、本実施の形態の移動体用画像表示装置では、後述する比較例の場合のようにパルスの切り替えを行なうのではなく、速度センサ部３２０等から出力された速度データの段階（すなわち、進入側速度データ４２および退出側速度データ４３の段階）で切り替えを行なってから発光タイミングパルス２４を生成するようにしているので、切り替えの前後でパルスの位相が変化するという事態が生じることがない。このため、列車１５内の乗客にとって、ある時点で突然画像の表示位置が右または左に移動するように見えることがなく、より安定した画像表示が可能となる。したがって、例えば、ＣＭ放送のような高品質が要求される映像表示として利用する場合に、電車内の乗客から見て安定した位置に映像を表示できるようになるので、そのような用途に好適である。
【００４３】
ここで、比較例について説明する。
【００４４】
図１２は本実施の形態の移動体用画像表示装置に対する比較例としての移動体用画像表示装置における進入側速度検出部１２の概略構成を列車１５と共に表すものである。この図に示したように、進入側速度検出部１２は、速度センサ部１２０と、切替スイッチ１２５と、スイッチ制御部１２６とを備えている。
【００４５】
なお、この比較例に係る移動体用画像表示装置の全体構成は、図１において、進入側速度検出部３２に代えて進入側速度検出部１２とし、退出側速度検出部３３に代えて退出側速度検出部１３とし、退出側速度データ４３に代えて退出側速度検出パルス２３とする点を除き、上記実施の形態の場合と同様である。なお、本比較例において、上記実施の形態と同一構成要素には同一符号を付すものとする。
【００４６】
速度センサ部１２０は、走行する列車１５の窓１５ａの映像を撮影するための２つのカメラ１２１ａ，１２１ｂと、カメラ１２１ａ，１２１ｂから入力された２つの撮像データに対して所定の画像処理を行なう画像処理部１２２と、画像処理部１２２における処理結果に基づいて列車１５の走行速度を演算する速度演算部１２３と、速度演算部１２３における演算結果に対応した周期の進入側速度検出パルス２２を生成して出力するパルス発生部１２４とを有している。カメラ１２１ａ，１２１ｂの配置関係や、画像処理部１２２および速度演算部１２３における各処理内容は上記実施の形態（図４）の場合と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００４７】
切替スイッチ１２５は、速度センサ部１２０のパルス発生部１２４から出力された進入側速度検出パルス２２または退出側速度検出部１３（図１）から出力された退出側速度検出パルス２３のいずれか一方を選択し、これを発光タイミングパルス２４として出力するようになっている。スイッチ制御部１２６は、退出側速度検出部１３からの退出側速度検出パルス２３の入力開始タイミングを監視し、所定のパルス数（例えば３パルス）の退出側速度検出パルス２３の入力を検知した時点で切替スイッチ１２５を制御して▲１▼側（進入側速度検出パルス２２側）から▲２▼側（退出側速度検出パルス２３側）に切り替えるようになっている。
【００４８】
なお、退出側速度検出部１３（図１）は、図１２に示した進入側速度検出部１２の速度センサ部１２０と同様の速度センサ部を有しており、この速度センサ部によって列車１５の走行速度を検出し、この検出速度に対応したパルス間隔の退出側速度検出パルス２３を出力するようになっている。この退出側速度検出パルス２３は、進入側速度検出部１２の切替スイッチ１２５およびスイッチ制御部１２６に入力される。
【００４９】
図１２に比較例として示した移動体用画像表示装置では、進入側速度検出部１２の速度センサ部１２０から出力された進入側速度検出パルス２２と退出側速度検出部１３の速度センサ部から出力された退出側速度検出パルス２３とを、切替スイッチ１２５によって直接切り替えて発光タイミングパルス２４として出力するようにしているので、例えば図１３に示したように、切替タイミングｔc の前後でパルスの位相が変化する場合がある。たとえ、両方のパルスの周期が等しくても、パルスの位相まで等しいとは限らないからである。なお、図１３において（ａ）は進入側速度検出パルス２２、（ｂ）は退出側速度検出パルス２３、（ｃ）は発光タイミングパルス２４を表している。
【００５０】
進入側速度検出パルス２２から退出側速度検出パルス２３への切替タイミングｔc の前後でパルス位相が変化すると、そこで表示端末装置１１−１〜１１−ｎにおける表示タイミングが変化する。したがって、例えば図１４に示したように、列車１５内の乗客にとっては、ある時点（切替タイミングｔc ）において突然画像の表示位置が右または左に移動するように見えることとなる。この図１４に示したように、乗客Ａは、時間の経過と共に、各表示タイミングｔj ，ｔj+1 ，ｔj+2 ，ｔj+3 …において図の上方から下方に向かう順序で各静止画像Ｐi-1 ，Ｐi ，Ｐi+1 ，Ｐi+2 …を順次観察することとなるが、切替タイミングｔc のすぐ後の表示タイミングｔj+2 は本来の（切り替え前の）表示タイミングよりも早く到来しているので、この表示タイミングｔj+2 における静止画像Ｐi+1 の表示位置が図の右方にシフトしたように観察されることになるからである。
【００５１】
これに対して本実施の形態の移動体用画像表示装置では、上記の比較例の移動体用画像表示装置のようにパルスの切り替えを行なうのではなく、速度センサ部３２０等から出力された速度データの段階（すなわち、進入側速度データ４２および退出側速度データ４３の段階）で切り替えを行なってから発光タイミングパルス２４を生成するようにしているので、切り替えの前後でパルスの位相が変化するという事態が生じることがない。このため、本実施の形態の移動体用画像表示装置によれば、上記の比較例の場合のように列車１５内の乗客にとってある時点で突然画像の表示位置が右または左に移動するように見えるという不都合がなく、より安定した画像表示が可能となるのである。
【００５２】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されず、種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、画像表示手段として、ＬＣＤパネルを用いて構成した表示端末装置１１−１〜１１−ｎを配列することとしたが、これに限らず、ＬＥＤ（発光ダイオード）を多数用いて構成したＬＥＤパネル等を用いるようにしてもよい。さらに、そのような電気的な画像情報に基づいて表示を行う電子表示デバイスではなく、例えば紙やフィルム等の記録媒体に印刷された絵や写真等の静止画像と、これを照明するための照明装置とによって画像表示手段を構成するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記実施の形態では、切替スイッチ３２７および比較器３２８を進入側速度検出部３２に内蔵させるように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの切替スイッチ等を主制御装置１４に内蔵させ、ここから発光タイミングパルス２４を出力するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記各実施の形態では、２台のテレビカメラを速度センサ部に用いる構成としたが、他のセンサ、例えば透過型光センサ、反射型光センサ、あるいはドップラー効果を用いた超音波センサ等を用いることも可能である。
【００５５】
図１５は、２組の透過型光センサを用いて進入側速度検出部の速度センサ部４２０を構成した場合の一例を表すものである。この図で、速度センサ部４２０は、列車１５の通過領域を挟むようにして配置された発光部４２１ａおよび受光部４２１ｂからなる第１の透過型光センサと、この第１の透過型光センサから所定の間隔をおいて同様に配置された発光部４２１ｃおよび受光部４２１ｄからなる第２の透過型光センサと、受光部４２１ｂ，４２１ｄからそれぞれ出力される検出信号４２５ａ，４２５ｂに対して所定の信号処理を施す信号処理部４２２と、信号処理部４２２の出力を基に列車１５の速度を演算する速度演算部４２３とを備える。この場合、２つの透過型光センサは、それぞれ、列車１５におけるある１組の車輪１５６ａ，１５６ｂが光路中を横切って光を遮断したときに、図１６（ａ），（ｂ）に示したようなパルス状の検出信号４２５ａ，４２５ｂを出力する。信号処理部４２２は、同一組の車輪の通過によって生じた検出信号４２５ａ，４２５ｂのパルス間隔τ（図１６）を検出する。速度演算部４２３は、このパルス間隔τを基に列車１５の走行速度を演算して求め、これを進入側速度データ５２として出力する。そして、この進入側速度データ５２を切替スイッチ３２７（図４）に入力すればよい。なお、図１５では、切替スイッチ３２７および比較器３２８の図示を省略している。退出側速度検出部の速度センサ部も同様に構成すればよい。このような構成とした場合には、高価なテレビカメラや複雑な画像処理が不要となって、コスト的に有利である。
【００５６】
なお、上記実施の形態の移動体用画像表示装置では、システム全長よりも列車長が短い場合は、進入側速度検出部３２および退出側速度検出部３３のいずれからも速度データが出力されない速度不検知期間が生ずるが、システム全長と列車長との差がわずかであれば、そのような速度不検知期間は短く、この間に速度変化が起こる可能性は低くなる。したがって、そのような速度不検知期間においては、進入側速度検出部３２から最後に出力された速度データを使用して表示タイミング制御を行うようにしても大きな問題はない。
【００５７】
また、例えば長いトンネルを通過する場合のように、長時間にわたって乗客に動画像等を見せようとする場合には、図１に示した移動体用画像表示装置を１ユニットとしてこれを複数ユニットつなぎ合わせるようにすればよい。
【００５８】
また、上記各実施の形態では、移動体用画像表示装置をトンネル内に設置して使用するものとして説明したが、その他の場所に設置することも可能である。例えば、夜間であれば、移動体用画像表示装置を鉄道沿線の任意の場所に設置して使用することもできる。さらに、鉄道や地下鉄等に限らず、乗客を乗せて走行するものであれば、他の種類の乗り物にも適用可能である。例えば移動体用画像表示装置を遊園地等におけるアトラクションとしての乗り物等に適用すれば、乗客にファッタジックあるいはスリリングな仮想体験を与えるシステムを構築することも可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の移動体用画像表示装置、または請求項５記載の移動体用画像表示方法によれば、画像表示手段の配列の先頭部近傍に設けられた第１の速度検出手段により得られた第１の速度情報と、画像表示手段の配列の末尾部近傍に設けられた第２の速度検出手段により得られた第２の速度情報との差が所定の範囲内となったとき、第１の速度情報から第２の速度情報に切り替えて出力し、この出力された速度情報に基づいて、画像表示手段による静止画像表示のタイミングを制御するための表示タイミング信号を生成して出力するようにしたので、この表示タイミング信号によって指示される表示タイミングの間隔が切り替えの前後で変化するということがなく、円滑な切り替えが可能である。したがって、移動体側から観察される画像位置がある時点で突然横方向にシフトするというような不都合がなく、移動体が画像表示手段の配列区間を通過する際のほぼ全期間にわたって、移動体側の乗客に対して安定した画像表示を提供することができるという効果がある。
【００６０】
特に、請求項２記載の移動体用画像表示装置によれば、さらに、第１の速度検出手段および第２の速度検出手段から出力された速度情報に対しフィルタリングを行う速度範囲フィルタを設け、この速度範囲フィルタから出力された速度情報を切替手段に入力して切り替えを行うようにしたので、ノイズ等による誤動作を防止することができる。したがって、さらに、動作の信頼性を高めることができるという効果がある。
【００６１】
また、請求項３記載の移動体用画像表示装置によれば、各画像表示手段を、連続動画像の個々の静止画像をそれぞれ瞬間表示できるものとして構成したので、移動体側から安定した動画像を観察することが可能になるという効果がある。
【００６２】
また、請求項４記載の移動体用画像表示装置によれば、各画像表示手段を、電気的な情報として与えられた画像情報を基に静止画像を瞬間表示できるものとして構成したので、さらに、表示対象の画像を簡単に入れ替えることが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態に係る移動体用画像表示装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】  図１における各表示端末装置の要部構成を表すブロック図である。
【図３】  図１における主制御装置の要部構成を表すブロック図である。
【図４】  図１における進入側速度検出部の要部構成を表すブロック図である。
【図５】  進入側速度検出部における速度検出原理を説明するための図である。
【図６】  進入側速度検出部から出力される発光タイミングパルスを表す図である。
【図７】  図１の移動体用画像表示装置を実際に配置する場合に必要となる配置パラメータについて具体的数値を挙げて説明した説明図である。
【図８】  列車がシステム設置区間を通過する様子を表す図である。
【図９】  図４に示した進入側速度検出部の動作を説明するための流れ図である。
【図１０】  列車の通過に伴う進入側速度検出部の切替スイッチの動作を具体的に表す図である。
【図１１】  列車内の乗客によって観察される動画像の様子を表す図である。
【図１２】  本発明の実施の形態に対する比較例としての移動体用画像表示装置における進入側速度検出部の要部構成を表すブロック図である。
【図１３】  図１２に示した比較例における問題点を説明するための図である。
【図１４】  図１２に示した比較例における問題点を説明するための他の図である。
【図１５】  本発明の実施の形態に係る移動体用画像表示装置における進入側速度検出部の速度センサ部の変形例を表すブロック図である。
【図１６】  図１５に示した速度センサ部の２つの受光部から出力される検出信号を表す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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