JP7203590B2 - ヘッドアップディスプレイ装置およびヘルメット - Google Patents

Description

本開示は、ヘルメットに搭載されるヘッドアップディスプレイ装置およびヘッドアップディスプレイ装置が搭載されたヘルメットに関する。

従来から、自動二輪車を運転する際に着用されるヘルメットにヘッドアップディスプレイ（Head Up Display）装置（以下「ＨＵＤ装置」と称する）を搭載することにより、当該ヘルメットを着用したユーザ（運転者）に対し、車速などの車両情報、ナビゲーションシステムによる地図情報、警告情報といった各種情報を虚像として視界前方に視認させるようにして、車両運転時の利便性や安全性を高めることが知られている。

ヘルメットに搭載されるＨＵＤ装置は、表示する情報に応じた表示光を投射する投射モジュールと、投射モジュールによって投射された表示光をヘルメットの着用者であるユーザの眼に向けて反射するコンバイナとを備える。コンバイナは、ハーフミラーからなり、ヘルメットの前部に設けられた窓開口内でユーザの前方視界に入る位置に配置され、ユーザの前方からの光を透過させる。したがって、ユーザは、コンバイナ越しに風景と重畳した状態で表示光による虚像（表示像）を視認できる。このようなＨＵＤ装置の一例は、特許文献１に開示されている。

特開２０１７－０３０５３０号公報

ところで、ヘルメットを着用した状態での窓開口に対するユーザの視線位置には個人差がある。上述したＨＵＤ装置では、コンバイナの位置がヘルメットに対して固定されているため、ユーザによってはコンバイナの位置が視線位置に合わず、コンバイナで反射された表示光がユーザの前方視界から外れる方向へ進行してしまい、表示像が一部欠けたり全く視認できなかったり、運転支援に最適な位置で視認できなかったりする事態に陥る。このため、ユーザに対し、ヘルメット着用時における視線位置の個人差に拘わらず、コンバイナを介した表示像を所望の位置で良好に視認させられるようにすることが求められる。

そこで、コンバイナの角度を回動動作により調整可能とする機構を組み込み、ユーザの視線位置に合わせてコンバイナの角度を調整できるようにすることが考えられる。しかしながら、ヘルメットの前部には窓開口を開閉し得るシールドが設けられているため、コンバイナの回動範囲がシールドとの当接により制限される。コンバイナの回動範囲を広げるためには、シールドを前方に迫り出させて閉状態のシールド内にコンバイナの回動動作に必要なスペースを確保する必要がある。そうすると、ヘルメットの見た目が大きくなって意匠性を損なってしまう。

本開示の技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、省スペースな構成を以て、ユーザに対し、ヘルメット着用時における視線位置の個人差に拘わらず、コンバイナを介した表示像を所望の位置で良好に視認させられるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、本開示の技術では、コンバイナの位置をヘルメットの前部に設けられた窓開口の開口面に沿う所定の方向においてスライド調整可能にした。

具体的には、本開示の技術は、ヘルメットに搭載されるＨＵＤ装置を対象とする。

本開示の技術に係るＨＵＤ装置は、表示光を出射する光出射器と、光出射器から出射された表示光を、ヘルメットの前部に設けられた窓開口の開口面に沿う所定の方向における一方側から受け、ヘルメットを着用したユーザが視認可能な方向に向けて反射するコンバイナと、コンバイナを、ヘルメットを着用したユーザの眼前に位置させるように支持し、当該コンバイナの位置を上記所定の方向におけるスライド移動を以て調整可能に構成された支持機構とを備える。ここでいう「窓開口の開口面」とは、窓開口の周縁によって囲まれた仮想面であって、平面でもよく、曲面でも構わない。

この構成によると、コンバイナを、表示光が投射される所定の方向においてコンバイナの位置調整が可能な支持機構により支持するようにしたので、ヘルメットを着用したユーザの視線位置に合わせてコンバイナの位置を調整することができる。また、コンバイナの位置調整は、所定の方向へのスライド移動によるため、コンバイナの角度を回動動作により調整可能とするだけの場合のように閉状態のシールド内に比較的広いスペースを必要とせず、コンバイナの位置を調整可能な構成が省スペースに実現できる。したがって、省スペースな構成を以て、ユーザに対し、ヘルメット着用時における視線位置の個人差に拘わらず、コンバイナを介した表示像を所望の位置で良好に視認させることができる。

コンバイナの位置調整が可能な所定の方向は、ヘルメットの上下方向であることが好ましい。ここでいう「ヘルメットの上下方向」とは、当該ヘルメットを着用したユーザの顔の上下に相当する方向を意味する。

ヘルメットの窓開口に対するユーザの視線位置のばらつきは、ユーザの視線高さの個人差によるところが大きい。上記の構成によると、コンバイナの位置をヘルメットの上下方向において調整可能としているので、ヘルメットを着用したユーザの視線高さに合わせてコンバイナの位置を調整することができ、ユーザに対し、コンバイナを介した表示像を所望の位置で良好に視認させることができる。

上記ＨＵＤ装置において、支持機構は、コンバイナに向かう表示光の光軸に沿う方向においてコンバイナをスライド移動させられるように構成されていることが好ましい。

コンバイナの位置調整を行うときのスライド移動の方向がコンバイナに向かう表示光の光軸に沿う方向からずれているほど、コンバイナのスライド移動に伴って表示光の光軸とコンバイナの位置とのずれが大きくなるから、表示光全てをコンバイナに照射するためには、コンバイナの表示光を受けて反射する反射面を広くする必要がある。そのため、表示光の光軸の向きを調整する手段を別途設けないことには、ヘルメットのシールド内の省スペース化に不利になる。

これに対し、上記の構成によると、支持機構をコンバイナの位置が表示光の光軸に沿う方向において調整される構成としたので、コンバイナの反射面をスライド移動に伴う表示光の光軸からのずれを考慮して広くする必要がない。それにより、表示光の光軸の向きを調整する手段を別途設けなくても、コンバイナをコンパクトに構成することができ、ヘルメットのシールド内の省スペース化に有利になる。

また、上記ＨＵＤ装置において、支持機構は、コンバイナに取り付けられたステーと、ステーを長手方向において上記所定の方向に沿う姿勢とした状態でスライド可能に保持する保持部品とを備えていてもよい。

この構成によると、コンバイナの位置を調整可能な支持機構を簡単な構成で実現することができる。

また、本開示の技術は、ＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットを対象とする。

本開示の技術に係るヘルメットでは、ＨＵＤ装置が表示光を出射する光出射器と、光出射器から出射された表示光を、ヘルメットの前部に設けられた窓開口の開口面に沿う所定の方向における一方側から受け、ヘルメットを着用したユーザが視認可能な方向に向けて反射するコンバイナと、コンバイナを、ヘルメットを着用したユーザの眼前に位置させるように支持し、コンバイナの位置を上記所定の方向におけるスライド移動を以て調整可能に構成された支持機構とを備える。

この構成によると、コンバイナを、表示光が投射される所定の方向においてコンバイナの位置調整が可能な支持機構により支持するようにしたので、ヘルメットを着用したユーザの視線位置に合わせてコンバイナの位置を調整することができる。また、コンバイナの位置調整は、所定の方向へのスライド移動によるため、コンバイナの角度を回動動作により調整可能とするだけの場合のように閉状態のシールド内に比較的広いスペースを必要とせず、コンバイナの位置を調整可能な構成を省スペースに実現できる。したがって、省スペースな構成を以て、ユーザに対し、ヘルメット着用時における視線位置の個人差に拘わらず、コンバイナを介した表示像を所望の位置で良好に視認させることができる。

本開示の技術に係るＨＵＤ装置によれば、省スペースな構成を以て、ユーザに対し、ヘルメット着用時における視線位置の個人差に拘わらず、コンバイナを介した表示像を所望の位置で良好に視認させることができる。

図１は、実施形態に係る情報提示システムの概略的な全体構成図である。 図２は、実施形態に係る情報提示システムの概略的なブロック図である。 図３は、実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットにおけるコンバイナの高さ位置を下側に設定した状態での正面図である。 図４は、実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットにおけるコンバイナの高さ位置を下側に設定した状態での側面図である。 図５は、実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットにおけるコンバイナの高さ位置を上側に設定した状態での正面図である。 図６は、実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットにおけるコンバイナの高さ位置を上側に設定した状態での側面図である。

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、便宜上、ヘルメットおよびヘルメットに搭載されるＨＵＤ装置について、ヘルメットを着用したユーザの顔の上下に相当する方向における上側を「上」、下側を「下」と称し、ヘルメットを着用したユーザの顔の前後に相当する方向における前側を「前」、後側を「後」と称し、ヘルメットを着用したユーザの顔の前方を向いてその顔の左右に相当する方向における左側を「左」、右側を「右」と称する。

＜情報提示システムの構成＞
図１は、この実施形態に係る情報提示システム１の概略的な全体構成図である。図２は、情報提示システム１の概略的なブロック図である。なお、図１において、二点鎖線の矢印は、表示光の経路および進行方向を示している。情報提示システム１は、自動二輪車のライダー（ユーザ）に向けて運転支援に寄与する情報を提供するシステムであって、図１および図２に示すように、自動二輪車のヘルメット１０１に搭載されたＨＵＤ装置３と、ＨＵＤ装置３に表示され得る各種情報を提供する情報端末５とを備えている。

－ 情報端末の構成 －
情報端末５としては、スマートフォンと呼ばれる小型の多機能携帯電話機が用いられる。この情報端末５は、ＧＰＳ衛星Ｓからの電波を受信して測位情報を生成するＧＰＳ（Global Positioning System）受信機７と、外部との無線通信を行う無線通信モジュール９と、当該情報端末５の動作を総合的に制御するマイクロコンピュータ１１と、入出力装置としてのタッチパネル付き表示装置１３と、当該情報端末５を動作させるのに必要な電力を供給する電源１５とを備えている。

ＧＰＳ受信機７は、図示しないＧＰＳアンテナなどを備えて構成されている。ＧＰＳアンテナは、地球軌道に打ち上げられた複数のＧＰＳ衛星Ｓから送信されるＧＰＳ信号を受信する。ＧＰＳ受信機７は、ＧＰＳアンテナで受信したＧＰＳ信号に基づいて、情報端末５の現在位置（例えば緯度、経度および高度）の情報を取得する。このＧＰＳ受信機７は、マイクロコンピュータ１１からの要求に応じて、測位した情報端末５の位置情報をマイクロコンピュータ１１に含まれるメモリ２１に保存し、逐次更新する。

無線通信モジュール９は、インターネットなどの広域通信網である外部ネットワークＮと通信を行うネットワーク通信部１７と、ＨＵＤ装置３と近距離で無線通信を行う近距離通信部１９とを備えている。

ネットワーク通信部１７は、ＷｉＦｉ（Wireless Fidelity；登録商標）などの無線ＬＡＮ（Local Area Network）の機能やＬＴＥ（Long Time Evolution；登録商標）といったモバイル通信規格での通信機能を有している。このネットワーク通信部１７は、マイクロコンピュータ１１からの要求に応じて、外部ネットワークＮから地図情報や、工事や渋滞などに関する道路情報、ＧＰＳ受信機７で取得された現在位置に基づく周辺施設の情報、災害情報などのネット情報を受信して、マイクロコンピュータ１１に含まれるメモリ２１に一時的に蓄積する。

近距離通信部１９は、ブルートゥース（Bluetooth：登録商標）などの近距離無線通信規格での通信機能を有している。この近距離通信部１９は、マイクロコンピュータ１１からの要求に応じて、ＧＰＳ受信機７で取得された情報端末５の位置情報や、ネットワーク通信部１７で取得されたネット情報、後述する各種のアプリケーションソフトウェア（以下「アプリ」と称する）により取得されるアプリ情報などをマイクロコンピュータ１１に含まれるメモリ２１から読み出して、無線通信によりＨＵＤ装置３へと送信する。

マイクロコンピュータ１１は、メモリ２１およびＣＰＵ（Central Processing Unit）２３を含んでいる。メモリ２１は、情報端末５を動作させるためのプログラムを含む様々な情報を一時的または恒久的に保存する。このメモリ２１は、典型的には、ＲＡＭ（Random Access Memory）とＲＯＭ（Read Only Memory）の組合せによって実現される。当該メモリ２１に記憶される各種のプログラムには、モバイルＯＳ（Operating System）や、モバイルＯＳ上で特定機能を実現すべく動作する複数のアプリが含まれている。

複数のアプリには、時刻アプリ２５、速度アプリ２７、ナビゲーションアプリ（以下「ナビアプリ」と称する）２９および連携アプリ３１が含まれている。これら複数のアプリ２７，２９，３１，３３は、情報端末５に予めインストールされてメモリ２１に保存されている。

時刻アプリ２５は、現在時刻を取得するソフトウェアである。この時刻アプリ２５では、例えば、基地局との通信で取得されるタイムスタンプやＧＰＳ受信機７で取得される時刻情報に基づき、さらにはＮＩＴＺ（Network Identity and Time Zone）やＮＴＰ（Network Time Protocol）といった時刻同期技術を用いて、現在時刻を取得する。

速度アプリ２７は、情報端末５の移動速度を検出するソフトウェアである。この速度アプリ２７では、例えば、ＧＰＳ受信機７で取得される情報端末５の位置情報に基づいて、情報端末５の移動速度を検出する。

ナビアプリ２９は、ユーザによって設定された目的地への経路案内を行うソフトウェアである。このナビアプリ２９では、例えば、ネットワーク通信部１７で取得された、またはメモリ２１に予め保存された地図情報と、ＧＰＳ受信機７で取得される情報端末５の位置情報とに基づいて、目的地への経路案内を行う。

連携アプリ３１は、近距離通信部１９による無線通信を用いてＨＵＤ装置３と連携し、ＨＵＤ装置３へアプリ情報やネット情報、ＨＵＤ装置３での表示設定の情報などの各種情報を送信するソフトウェアである。

この連携アプリ３１では、ＨＵＤ装置３の表示設定を行えるようになっている。具体的には、表示設定として、ＨＵＤ装置３で表示する項目を現在時刻、移動速度および経路案内情報（ナビゲーション情報）を含む複数の項目から設定したり、ＨＵＤ装置３によって表示される表示像の明るさを設定したりできる。当該連携アプリ３１で設定された表示設定の情報は、メモリ２１に保存される。

ＣＰＵ２３は、典型的には、ＩＣ（Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integration Circuit）などによって実現される。このＣＰＵ２３は、各種データを処理するための演算を行い、無線通信モジュール９およびタッチパネル付き表示装置１３の動作と各種アプリ２５，２７，２９，３１の実行とを制御する。

マイクロコンピュータ１１は、ＣＰＵ２３の機能により、ＧＰＳ受信機７に現在位置の情報を取得させ、ネットワーク通信部１７に外部ネットワークＮとの接続を確立させてネット情報を収集すると共に、連携アプリ３１の実行により、近距離通信部１９にＨＵＤ装置３との接続を確立させ、それ以外の各種アプリ２５，２７，２９の実行に応じた種々の処理を行って取得したアプリ情報やネット情報、表示設定の情報をＨＵＤ装置３に送信する。

タッチパネル付き表示装置１３は、情報端末５の画面３３に画像を表示する表示装置と、ユーザがタッチした画面３３内の位置（触れた位置）を検出するタッチパネルとが一体化された電子装置であって、画像の出力機能とユーザ操作の入力機能とを兼ね備えている。情報端末５では、このタッチパネル付き表示装置１３へのタッチ操作により、各種アプリ２５，２７，２９，３１の実行や、連携アプリ３１の実行時においては上述したＨＵＤ装置３での表示設定を行えるようになっている。

電源１５は、リチウムイオンバッテリなどの二次電池によって構成されている。当該電源１５は、無線通信モジュール９、マイクロコンピュータ１１およびタッチパネル付き表示装置１３に配線を介して電気的に接続されている。情報端末５は、図示しない電源スイッチで電源を入れる操作がされると、電源１５から無線通信モジュール９、マイクロコンピュータ１１およびタッチパネル付き表示装置１３に電力を供給して、ユーザの操作に応じた所定の動作をするようになっている。

－ ＨＵＤ装置の構成 －
図３および図５は、ＨＵＤ装置３が搭載されたヘルメット１０１の正面図である。図３は、コンバイナ６３の高さ位置を下側に設定した状態を示す。図５は、コンバイナ６３の高さ位置を上側に設定した状態を示す。また、図４および図６は、ＨＵＤ装置３が搭載されたヘルメット１０１の側面図である。図４は、コンバイナ６３の高さ位置を下側に設定した状態を示す。図６は、コンバイナ６３の高さ位置を上側に設定した状態を示す。なお、図３および図５においては、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）モジュール４７の図示を省略する。

ＨＵＤ装置３は、ヘルメット１０１（ヘルメット本体１０５）を着用したユーザの視野に視覚情報を映し出す投射型表示装置である。このＨＵＤ装置３は、図１および図２に示すように、外部との無線通信を行う無線通信モジュール３５と、当該ＨＵＤ装置３での表示動作を制御する制御ユニット３７と、表示光を生成して投射する投射モジュール３９と、投射モジュール３９から投射された表示光による表示像を虚像としてユーザに視認させるためのコンバイナユニット４１と、当該ＨＵＤ装置３へのユーザによる操作を入力するための操作ユニット４３と、当該ＨＵＤ装置３を動作させるのに必要な電力を供給する電源４５とを備えている。

この実施形態に係るＨＵＤ装置３が搭載されるヘルメット１０１は、フルフェイス型のヘルメットであって、着用したユーザに視界を提供するための窓開口１０３が前部に形成されたヘルメット本体１０５と、ヘルメット本体１０５に対し取り替え可能に装着されて窓開口を開閉し得る透明なシールド１０７とを備えている。

ヘルメット本体１０５は、その外殻を構成するシェル（帽体）の内側に、発泡ポリスチレンなどからなる衝撃を吸収する緩衝体としてのライナー（不図示）が設けられた構造を有している。シールド１０７は、ヘルメット本体１０５における窓開口１０３の左右両側に留め具１０９などを用いて所定の角度範囲だけ回転可能に取り付けられており、上下方向への回動動作を以て窓開口１０３を開閉するようになっている。

シールド１０７は、窓開口１０３を閉じた状態で、窓開口１０３を通して飛び込む塵埃などの異物や風、紫外線などをブロックする機能を有している。このシールド１０７は、留め具１０９を外して取り外せるようになっている。当該シールド１０７には、天候や昼夜などによる外部環境の明るさに合わせて、無色透明なシールド、スモークシールドなどの色付き透明なシールド、ミラーシールドなどの光透過率の異なる様々なシールドが採用され得る。

無線通信モジュール３５は、ブルートゥースなどの近距離無線通信規格での通信機能を有している。この無線通信モジュール３５は、制御ユニット３７が備えるマイクロコンピュータ５３からの要求に応じて、情報端末５の近距離通信部１９から送信されたネット情報やアプリ情報、表示設定の情報を受信し、マイクロコンピュータ５３に含まれるメモリ４９に一時的に蓄積する。この無線通信モジュール３５は、制御ユニット３７と共にＰＣＢ上に設けられ、ＰＣＢモジュール４７としてヘルメット本体１０５の左頬下部分１１１に内蔵されている。

制御ユニット３７は、無線通信モジュール３５の通信動作や、投射モジュール３９に含まれる光出射器５７での表示光の生成を制御する。この制御ユニット３７は、メモリ４９およびＣＰＵ５１を含むマイクロコンピュータ５３と、画像表示に関する処理を担当する集積回路であるＧＤＣ（Graphics Display Controller）５５とを有している。

メモリ４９は、ＨＵＤ装置３を動作させるためのプログラムを含む様々な情報を一時的または恒久的に保存する。このメモリ４９には、無線通信モジュール３５で受信したネット情報、アプリ情報および表示設定の情報も一時的に保存される。当該メモリ４９は、典型的には、ＲＡＭとＲＯＭの組合せによって実現される。

ＣＰＵ５１は、典型的には、ＩＣやＬＳＩ、ＡＳＩＣなどによって実現される。このＣＰＵ５１は、各種データを処理するための演算を行い、無線通信モジュール３５、投射モジュール３９およびＧＤＣ５５の動作を制御する。

ＧＤＣ５５は、メモリ４９に保存されたネット情報やアプリ情報、表示設定の情報に基づき、コンバイナユニット４１に含まれるコンバイナ６３を介してユーザに視認させる表示像のデータを生成する。このＧＤＣ５５で生成される表示像のデータは、情報端末５の連携アプリ３１の表示設定で設定された項目の情報を表す画像データである。マイクロコンピュータ５３は、ＣＰＵ５１の機能により、ＧＤＣ５５に表示像のデータを生成させ、その画像信号を投射モジュール３９に含まれる光出射器５７に出力させる。

投射モジュール３９は、ヘルメット本体１０５の顎部１１３に内蔵されている。この投射モジュール３９は、ＧＤＣ５５から入力された画像信号に基づいて表示像に対応するパターンの表示光を生成して出射する光出射器５７と、光出射器５７から出射された表示光をコンバイナユニット４１に含まれるコンバイナ６３に向けて反射する凹面ミラー５９とを備えている。これら光出射器５７と凹面ミラー５９とは、ヘルメット１０１の顎部１１３における左右両側に分けて設けられている。

光出射器５７は、ヘルメット本体１０５の顎部１１３左側でＰＣＢモジュール４７の近傍位置に内蔵されている。この光出射器５７は、図示しないが、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源およびＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）などの反射型表示パネルからなる表示素子と、凸レンズや凹レンズなどの光学レンズ、拡散板、ＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズムといった複数の光学部材とを組み合わせて構成されている。当該光出射器５７は、ＨＵＤ装置３によって表示される表示像が情報端末５で設定された明るさレベルとなる光の強さで表示光を生成し、生成した表示光を凹面ミラー５９に向けて出射する。

凹面ミラー５９は、ヘルメット本体１０５の顎部１１３右側に内蔵されている。この凹面ミラー５９は、回転対称性を持たない自由曲面形状の反射面６１（図示では平面状）を有している。当該凹面ミラー５９は、光出射器５７から受けた表示光を、その反射面６１により、上方あるコンバイナユニット４１に含まれるコンバイナ６３に向けて反射すると共に、ユーザに視認される表示像が運転中の表示に適したサイズおよび位置となるように整形する。この実施形態において、凹面ミラー５９の姿勢は固定されている。

コンバイナユニット４１は、凹面ミラー５９により反射された表示光を下方から受けてユーザが視認可能な方向に反射するコンバイナ６３と、コンバイナ６３をヘルメット１０１を着用したユーザの眼前に位置させるように支持する支持機構６５とを備えている。

コンバイナ６３は、透明または半透明な板状部品であって、回転対称性を持たない自由曲面形状の半透過反射面６７（図示では平面状）を有している。このコンバイナ６３は、閉じた状態にあるシールド１０７の内側に位置するように配置されている。当該コンバイナ６３は、ハーフミラーによって構成されている。ハーフミラーは、入射した光の一部を反射させて一部を透過させる性質を有している。コンバイナ６３の裏面には、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）などからなるＡＲ（Anti Reflection）コートと呼ばれる反射防止膜が設けられている。

支持機構６５は、ヘルメット本体１０５の前部に設けられた窓開口１０３内でユーザの前方視界に入る位置にコンバイナ６３を支持する。コンバイナ６３は、この支持機構６５により、ユーザの右眼Ｅの前方位置において、半透過反射面６７がユーザの顔側に位置するように、後端が上方に位置する一方で前端が下方に位置する前傾姿勢で支持される。支持機構６５は、上下方向に延びるステー６９と、ステー６９を長手方向においてヘルメット１０１の上下方向に沿う姿勢とした状態で保持する保持部品７１とを備えている。

ステー６９の下端部には、回転軸７３を左右方向に延びる姿勢で回転可能に支持する枢支部７５が設けられている。枢支部７５には、回転軸７３を介してコンバイナ６３の上端部が連結されている。そのことで、コンバイナ６３は、回転軸７３周り（図１にてＤｒで示す方向）の回転動作を以て、半透過反射面６７の向きを上下に調整可能とされている。このようにコンバイナ６３の向きを調整可能に支持するステー６９は、保持部品７１に挿通された状態で保持されている。

保持部品７１は、ヘルメット本体１０５の額部１１５の右上部位に内蔵されている。保持部品７１には、ステー６９が挿通される挿通孔（不図示）が設けられている。この挿通孔の内周面とステー６９の外周面との互いに対向する部位には、例えば凹凸形状の噛み合い構造からなるラチェット機構などの、ステー６９を保持部品７１に保持するための手段が設けられている。そして、保持部品７１は、ステー６９の保持状態を解除するなどして、ヘルメット１０１の上下方向においてステー６９をスライド可能な構成とされている。

保持部品７１に保持されたステー６９がスライド可能な方向Ｄｓは、コンバイナ６３に向かう表示光の光軸ＬＸに沿う方向に設定されている。このように、支持機構６５は、コンバイナ６３に向かう表示光の光軸ＬＸに沿う方向におけるステー６９のスライド移動を以て、コンバイナ６３の位置を調整可能になっている。そのことで、この実施形態のＨＵＤ装置３においては、ユーザの視線高さに合わせてコンバイナ６３の位置を調整できるようになっている。

例えば、図３および図４に示すように、窓開口１０３に対する視線高さが比較的低いユーザがヘルメット１０１を着用して情報提示システム１を使用する場合には、ステー６９を表示光の光軸ＬＸに沿わせて下方にスライド移動させることにより、コンバイナ６３の位置をその可変範囲の下側に配置するように調整すれば、当該ユーザの眼Ｅが前方を向いているときの視線高さにコンバイナ６３の位置を合わせることができる。

また、図５および図６に示すように、窓開口１０３に対する視線高さが比較的高いユーザがヘルメット１０１を着用して情報提示システム１を使用する場合には、ステー６９を表示光の光軸ＬＸに沿わせて上方へスライド移動させることにより、コンバイナ６３の位置をその可変範囲の上側に配置するように調整すれば、当該ユーザの眼Ｅが前方を向いているときの視線高さにコンバイナ６３の位置を合わせることができる。

なお、ステー６９は、保持部品７１の挿通孔から下方へ引き抜くことができる。これによって、コンバイナ６３に擦り傷が付くなどの損傷が生じた場合には、コンバイナ６３をステー６９ごと簡単に取り換えることができるようになっている。

操作ユニット４３は、図示しないが例えば、ヘルメット本体１０５のＰＣＢモジュール４７に対応する箇所に設けられている。この操作ユニット４３は、電源スイッチと、操作スイッチとを含んでいる。電源スイッチは、ＨＵＤ装置３の電源のオンおよびオフ（入切）を切り替える機能を持たせたプッシュボタン式のスイッチである。操作スイッチは、ＨＵＤ装置３の表示のオンおよびオフを切り替える機能を持たせたプッシュボタン式のスイッチである。

電源４５は、ヘルメット本体１０５の後頭部に内蔵されている。この電源４５は、リチウムイオンバッテリなどの二次電池によって構成されている。当該電源４５は、無線通信モジュール３５、制御ユニット３７および光出射器５７と配線を介して電気的に接続されている。ＨＵＤ装置３は、操作ユニット４３にて電源スイッチで電源を入れる操作がされると、電源４５からそれら無線通信モジュール３５、制御ユニット３７および光出射器５７に電力を供給して、操作スイッチの操作による表示のオンとオフの切り替えに応じた表示作動をするようになっている。

＜情報提示システムの動作＞
上記構成の情報提示システム１では、ＨＵＤ装置３の電源が入れられて、情報端末５で連携アプリ３１が実行されると、ネット情報やアプリ情報、表示設定の情報がＨＵＤ装置３で受信される。そして、受信したネット情報やアプリ情報に基づいて、表示設定の情報に含まれる予め設定された項目に対応する表示像のデータがＧＤＣ５５にて生成される。このとき、ＨＵＤ装置３の表示がオン状態であると、光出射器５７において、ＧＤＣ５５で生成された表示像のデータに対応する表示光が、情報端末５で設定された表示像の明るさレベルに対応する光の強さで生成される。この表示光は、光出射器５７から出射された後に凹面ミラー５９で反射されて、コンバイナ６３に投光され、コンバイナ６３でユーザの視界に入るように反射される。これにより、ユーザは、コンバイナ６３越しに前方視界の風景に重畳した状態で、表示光による表示像を虚像として視認させられる。

この実施形態に係るＨＵＤ装置３によると、コンバイナ６３を、ヘルメット１０１の上下方向においてコンバイナ６３の位置調整が可能な支持機構６５により支持するようにしたので、ヘルメット１０１を着用したユーザの視線高さに合わせてコンバイナ６３の位置を調整することができる。また、コンバイナ６３の位置調整は、ヘルメット１０１の上下方向におけるスライド移動によるため、コンバイナ６３の角度を回動動作により調整可能とするだけの場合のように閉状態のシールド１０７内に比較的広いスペースを必要とせず、コンバイナ６３の位置を調整可能な構成が省スペースに実現できる。したがって、省スペースな構成を以て、ユーザに対し、ヘルメット１０１着用時における視線高さの個人差に拘わらず、コンバイナ６３を介した表示像を所望の位置で良好に視認させることができる。

しかも、ＨＵＤ装置３によれば、支持機構６５をコンバイナ６３の位置が表示光の光軸ＬＸに沿う方向において調整される構成としたので、コンバイナ６３の半透過反射面６７をスライド移動に伴う表示光の光軸ＬＸからのずれを考慮して広くする必要がない。それにより、表示光の光軸ＬＸの向きを調整する手段を別途設けなくても、コンバイナ６３をコンパクトに構成することができ、ヘルメット１０１のシールド１０７内の省スペース化に有利になる。

以上のように、本開示の技術の例示として、好ましい実施形態について説明した。しかし、本開示の技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須でない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることを以て、直ちにそれらの必須でない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

例えば、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態では、光出射器５７および凹面ミラー５９がヘルメット本体１０５の顎部１１３に内蔵され、コンバイナ６３がヘルメット本体１０５の額部１１５に支持機構６５で支持される構成を例示したが、本開示の技術はこれに限らない。例えば、光出射器５７および凹面ミラー５９がヘルメット本体１０５の額部１１５に内蔵され、コンバイナ６３がヘルメット本体１０５の顎部１１３に支持機構６５で支持される構成を採ってもよい。

上記実施形態では、支持機構６５について、コンバイナ６３に向かう表示光の光軸ＬＸに沿う方向においてコンバイナ６３の位置を調整可能とする構成を例示したが、本開示の技術はこれに限らない。支持機構６５は、コンバイナ６３に向かう表示光の光軸ＬＸに沿う方向にコンバイナ６３の位置を調整可能なことが好ましいが、当該光軸ＬＸから外れる方向、つまり当該光軸ＬＸを交差する方向においてコンバイナ６３の位置を調整可能な構成とされていてもよい。

上記実施形態では、支持機構６５がコンバイナ６３の位置をヘルメット１０１の上下方向におけるスライド移動を以て調整可能に構成されたＨＵＤ装置３を例に挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限らない。例えば、コンバイナ６３が光出射器５７から出射された表示光をヘルメット１０１の左右方向における一方側から受けてヘルメット１０１を着用したユーザが視認可能な方向に向けて反射する態様をＨＵＤ装置３に採用する場合には、支持機構６５がコンバイナ６３の位置をヘルメット１０１の左右方向におけるスライド移動を以て調整可能に構成されていてもよい。

要は、コンバイナ６３が、光出射器５７から出射された表示光を、ヘルメット１０１の窓開口１０３の開口面に沿う所定の方向における一方側から受けて、ヘルメット１０１を着用したユーザが視認可能な方向に向けて反射し、支持機構６５が、コンバイナ６３の位置を、表示光が投射される所定の方向においてスライド移動により調整可能になっていればよい。このような構成によれば、ヘルメット１０１を着用したユーザの視線位置に合わせてコンバイナ６３の位置を調整することができる。

上記実施形態では、光出射器５７に用いる表示素子としてＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）などの反射型表示パネルを例示したが、本開示の技術はこれに限らない。光出射器５７の表示素子には、例えば、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示パネルやＶＦＤ（Vacuum Fluorescent Display）などの自発光型の表示素子が用いられてもよい。

上記実施形態では、凹面ミラー５９については姿勢が固定されているとしたが、本開示の技術はこれに限らない。凹面ミラー５９の姿勢は、ユーザの視野における表示像の位置を変更できるように可変とされていてもよい。

上記実施形態では、投射モジュール３９が凹面ミラー５９を有しているとしたが、本開示の技術はこれに限らない。投射モジュール３９は、凹面ミラー５９に代えて、凸面ミラーまたは平面ミラーを有していてもよい。

上記実施形態では、コンバイナ６３が支持機構６５により半透過反射面６７の向きを上下に調整可能とされているとしたが、本開示の技術はこれに限らない。コンバイナ６３は、半透過反射面６７の向きが不変となるようにステー６９に固定されていてもよい。

上記実施形態では、ＨＵＤ装置３によりユーザに表示像として提示される情報が現在時刻、速度、経路案内の情報であるとしたが、本開示の技術はこれに限らない。これら現在時刻、速度、経路案内の情報は、ＨＵＤ装置３により提示し得る情報の一例に過ぎず、それら以外の自動二輪車の運転に寄与する情報であってもよく、情報端末５の連携アプリ３１で設定するなどして、走行地域の周辺施設などといったユーザにとって有用なその他の情報がＨＵＤ装置３で表示する項目とされていても構わない。

上記実施形態では、ＨＵＤ装置３と連携する情報端末５としてスマートフォンを例示したが、本開示の技術はこれに限らない。当該情報端末５は、スマートウォッチやタブレット端末、ＰＤＡ（Personal Data Assistant）などのスマートフォンに類する機能を備えた端末であってもよく、外部ネットワークＮに接続する機能やＧＰＳ受信機７を備え、ＨＵＤ装置３と通信できるものあれば、その他の携帯型の情報端末であっても構わない。また、ＨＵＤ装置３は、情報端末５に代えまたは情報端末５に加えて、自動二輪車と通信して同車に搭載された各種センサによる検知情報を受信して表示像とするようになっていてもよい。

上記実施形態では、ＨＵＤ装置３が搭載されるヘルメット１０１としてフルフェイス型のヘルメットを例に挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限らない。フルフェイス型のヘルメット１０１は、ＨＵＤ装置３が搭載されるヘルメット１０１の一例に過ぎず、投射モジュールを内蔵し得る部位を備えているものであれば、オープンフェイス型（ジェット型）やセミジェット型（スリークォーターズ型）など、任意のタイプのヘルメットをＨＵＤ装置３が搭載されるヘルメット１０１として採用することが可能である。

上記実施形態では、ＨＵＤ装置３が搭載されたヘルメット１０１として、自動二輪車を運転する際に着用されるヘルメット１０１を例に挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限らない。ＨＵＤ装置３は、水上バイクや自転車などの二輪車、スノーモービル（雪上バイク）などの他の乗物において着用されるヘルメットにも勿論適用することが可能である。

以上説明したように、本開示の技術は、ヘルメットに搭載されるＨＵＤ装置およびＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットについて有用である。

Ｎ…外部ネットワーク
Ｓ…ＧＰＳ衛星
ＬＸ…光軸
１…情報提示システム
３…ＨＵＤ装置
５…情報端末
７…無線通信モジュール
９…ＧＰＳ受信機
１１…マイクロコンピュータ
１３…タッチパネル付き表示装置
１５…電源
１７…ネットワーク通信部
１９…近距離通信部
２１…メモリ
２３…ＣＰＵ
２５…時刻アプリ
２７…速度アプリ
２９…ナビアプリ
３１…連携アプリ
３３…画面
３５…無線通信モジュール
３７…制御ユニット
３９…投射モジュール
４１…コンバイナユニット
４３…操作ユニット
４５…電源
４７…ＰＣＢモジュール
４９…メモリ
５１…ＣＰＵ
５３…マイクロコンピュータ
５５…ＧＤＣ
５７…光出射器
５９…凹面ミラー
６１…反射面
６３…コンバイナ
６５…支持機構
６７…半透過反射面
６９…ステー
７１…保持部品
７３…回転軸
７５…枢支部
１０１…ヘルメット
１０３…窓開口
１０５…ヘルメット本体
１０７…シールド
１０９…留め具
１１１…左頬下部分
１１３…顎部
１１５…額部

Claims (9)

1. ヘルメットに搭載されるヘッドアップディスプレイ装置であって、
   表示光を生成して投射する投射モジュールと、
   前記投射モジュールから投射された表示光を、前記ヘルメットの前部に設けられた窓開口の開口面に沿う所定の方向における一方側から受け、前記ヘルメットを着用したユーザが視認可能な方向に向けて反射するコンバイナと、
   前記コンバイナを、前記ヘルメットを着用したユーザの眼前に位置させるように支持する支持機構と、を備え、
   前記投射モジュールと前記コンバイナとは、互いに分離して別個に配置され、
   前記支持機構は、前記コンバイナの位置を、前記所定の方向におけるスライド移動を以て、前記投射モジュールに対して変化させると共に、ユーザにより異なる視線位置に合わせて調整可能に構成される
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 請求項１に記載されたヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記投射モジュールは、前記表示光を出射する光出射器と、該光出射器から出射された前記表示光を前記コンバイナに向けて反射するミラーと、を備え、
   前記光出射器と前記ミラーとは、互いに分離して別個に配置される
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
3. 請求項１または２に記載されたヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記所定の方向は、前記ヘルメットの上下方向である
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載されたヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記支持機構は、前記コンバイナに向かう表示光の光軸に沿う方向において前記コンバイナの位置を調整可能に構成されている
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載されたヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記支持機構は、前記コンバイナに取り付けられたステーと、該ステーを長手方向において前記所定の方向に沿う姿勢とした状態でスライド可能に保持する保持部品とを備える
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載されたヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記支持機構は、前記コンバイナを回転可能に支持する枢支部を備える
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
7. ヘッドアップディスプレイ装置が搭載されたヘルメットであって、
   前記ヘッドアップディスプレイ装置は、
   表示光を生成して投射する投射モジュールと、
   前記投射モジュールから投射された表示光を、当該ヘルメットの前部に設けられた窓開口の開口面に沿う所定の方向における一方側から受け、当該ヘルメットを着用したユーザが視認可能な方向に向けて反射するコンバイナと、
   前記コンバイナを、当該ヘルメットを着用したユーザの眼前に位置させるように支持する支持機構と、を備え、
   前記投射モジュールと前記コンバイナとは、互いに分離して別個に配置され、
   前記支持機構は、前記コンバイナの位置を、前記所定の方向におけるスライド移動を以て、前記投射モジュールに対して変化させると共に、ユーザにより異なる視線位置に合わせて調整可能に構成される
   ことを特徴とするヘルメット。
8. 請求項７に記載されたヘルメットにおいて、
   前記投射モジュールは、ヘルメット本体の顎部に内蔵され、
   前記支持機構は、前記コンバイナに取り付けられたステーと、該ステーを長手方向においてヘルメット本体の上下方向に沿う姿勢とした状態で保持する保持部品と、を備え、
   前記保持部品は、ヘルメット本体の額部に内蔵される
   ことを特徴とするヘルメット。
9. 請求項７に記載されたヘルメットにおいて、
   前記支持機構は、前記コンバイナに取り付けられたステーと、該ステーを長手方向において前記所定の方向に沿う姿勢とした状態でスライド可能に保持する保持部品と、を備え、
   前記ステーには、前記コンバイナを回転可能に支持する枢支部が設けられる
   ことを特徴とするヘルメット。

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