WO2020130028A1 - ヘッドアップディスプレイ装置およびヘルメット - Google Patents

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WO2020130028A1
WO2020130028A1 PCT/JP2019/049571 JP2019049571W WO2020130028A1 WO 2020130028 A1 WO2020130028 A1 WO 2020130028A1 JP 2019049571 W JP2019049571 W JP 2019049571W WO 2020130028 A1 WO2020130028 A1 WO 2020130028A1
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light
helmet
display
optical path
component
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PCT/JP2019/049571
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将紀 平松
山田　学
航 佐藤
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Ｎｓウエスト株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A42—HEADWEAR
    • A42B—HATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00—Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04—Parts, details or accessories of helmets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/02—Viewing or reading apparatus

Definitions

  • the present disclosure relates to a head-up display device mounted on a helmet and a helmet equipped with the head-up display device.
  • HUD device head-up display
  • vehicle information such as vehicle speed, map information by a navigation system, and warning information
  • warning information are visually recognized as a virtual image in the front of the field of view to enhance convenience and safety during vehicle operation.
  • the HUD device mounted on the helmet includes a projection module that projects display light according to information to be displayed, and a combiner that reflects the display light projected by the projection module toward the eyes of the user who is the wearer of the helmet.
  • Prepare The combiner is composed of a half mirror and is arranged at a position within the front view of the user within a window opening provided in the front portion of the helmet, and transmits light from the front of the user. Therefore, the user can visually recognize the virtual image (display image) by the display light in a state of being superimposed on the landscape through the combiner.
  • An example of such a HUD device is disclosed in Patent Document 1.
  • the projection module includes, for example, a light emitter that emits display light and a mirror that reflects the display light emitted by the light emitter toward the projection target. It is conceivable that these light emitters and mirrors are installed separately on the left and right sides of the chin of the helmet from the viewpoint of ensuring the proportion of the helmet.
  • the light emitting device accommodates a light source, a plurality of lenses for condensing light from the light source, a display element for generating display light using light transmitted through these lenses, and the like in a case. Have a structure.
  • the light emitter when a configuration in which a plurality of components from the light source to the display element through the plurality of lenses are arranged side by side in the same direction is adopted, the light emitter has a mode that is long in one direction. Difficult to accommodate in the chin. In order to accommodate the light emitter of this aspect in the jaw of the helmet, it is necessary to make the accommodation area of the light emitter in the jaw of the helmet protrude relatively outward. Therefore, the helmet becomes large in size, and the design of the helmet appearance is impaired.
  • the technology of the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to house a light emitting device in a chin portion of a helmet in a space-saving manner in a HUD device mounted on the helmet. is there.
  • the light emitting device used for the HUD device is in a mode of being bent in the middle.
  • the technology of the present disclosure targets a HUD device mounted on a helmet.
  • a HUD device is a display that a user can visually recognize as a virtual image through a projection target object that is positioned in front of a user wearing a helmet and that has both light transmittance and light reflectivity.
  • a projection module for projecting display light for forming an image is provided.
  • the projection module includes a light emitter that emits display light and is separately installed on the left and right sides of the jaw of the helmet, and a mirror that reflects the display light emitted by the light emitter toward the projection target. ..
  • the light emitter has a light source that emits light and is connected to a first component forming a first optical path through which the light from the light source passes and a downstream side of the first optical path and passes through the first optical path.
  • a second component having a display element that forms a second optical path into which the reflected light is introduced and that generates display light by using the light that has passed through the second optical path.
  • the first component is provided so that the first optical path extends in one of the left-right direction and the up-down direction.
  • the second component is provided so that the second optical path extends in the other of the left-right direction and the vertical direction.
  • the light from the light source is used by the display element after passing through the first optical path of the first constituent part and the second optical path of the second constituent part. Then, the display light generated by the display element reaches the mirror and is emitted toward the projection target.
  • the first constituent part of the light emitting portion is provided so that the first optical path extends in the left-right direction and the second constituent part is provided so that the second optical path extends in the vertical direction
  • the light emitter Will be in the form of being bent in the middle. Even when the first optical path extends in the vertical direction and the second optical path extends in the horizontal direction, the light emitter is bent in the middle. With this, the light emitter can be accommodated in the jaw of the helmet in a space-saving manner without pushing the jaw of the helmet outward.
  • the first component is provided so that the first optical path extends from the mirror side in the jaw of the helmet toward the anti-mirror side, and the second component is the first optical path in the first component. It may be provided so as to extend upward from the downstream side.
  • the second component may be configured to emit the display light generated by the display element from the upper side of the second component toward the mirror side.
  • the first component combines the first light source, the second light source having an optical axis in a direction different from that of the first light source, the light from the first light source, and the light from the second light source, and combines them. It may have a photosynthesis member which emits light.
  • the first component may have a plurality of lenses that collect the light emitted from the photosynthetic member.
  • the photosynthetic member and the lens may be arranged at intervals in the extending direction of the first optical path.
  • the technology of the present disclosure is intended for a helmet equipped with a HUD device.
  • the HUD device allows the user to visually recognize a virtual image over the projection target object, which is located in front of the eyes of the user wearing the helmet and has both light transmissivity and light reflectivity.
  • a projection module for projecting display light for forming a possible display image is provided.
  • the projection module includes a light emitter that emits display light and is separately installed on the left and right sides of the jaw of the helmet, and a mirror that reflects the display light emitted by the light emitter toward the projection target. ..
  • the light emitter has a light source that emits light and is connected to a first component forming a first optical path through which the light from the light source passes and a downstream side of the first optical path and passes through the first optical path.
  • a second component having a display element that forms a second optical path into which the reflected light is introduced and that generates display light by using the light that has passed through the second optical path.
  • the first component is provided so that the first optical path extends in one of the left-right direction and the up-down direction.
  • the second component is provided so that the second optical path extends in the other of the left-right direction and the vertical direction.
  • one of the first constituent section provided with the light source and the second constituent section provided with the display element is provided from one side in the vertical direction of the other constituent section. Since it is configured to extend to the mirror side, the light emitter can be housed in the chin of the helmet in a space-saving manner without pushing the chin of the helmet outward.
  • a mirror that reflects the display light emitted by the light emitter toward the combiner, the light emitter, It is characterized in that it is built in on the right side or the left side as viewed from the helmet wearer of the mirror in the region of the helmet body that covers the chin of the helmet wearer.
  • the light emitter is provided at a position that does not overlap the mirror in the front-rear direction and the optical path of the display light is extended in the left-right direction. It is not necessary to secure the thickness. Therefore, even when the optical path from the light emitter to the mirror is set to be long, compared to the case where the light emitter is built in behind the mirror in the helmet body, the location of the mirror on the helmet body is made thinner and the helmet is made larger. Can be suppressed.
  • an air duct for preventing fog is provided in the center of the helmet body in the left-right direction of the region covering the helmet wearer's chin, and the mirror covers the helmet wearer's chin in the helmet body.
  • the light emitter is provided at a position closer to one side in the left-right direction than the center in the left-right direction of the area, and the light emitter is one side in the left-right direction with respect to the mirror in the area of the helmet body that covers the jaw of the helmet wearer. It may be built in at a position behind the mirror.
  • the optical path of the display light extends in the portion of the helmet body that is closer to one side in the left-right direction than the center of the area that covers the jaw of the helmet wearer in the helmet body, so that the area of the helmet body that covers the jaw of the helmet wearer is It is not necessary to provide a space for passing the display light at the center in the left-right direction. Therefore, the degree of freedom in the shape of the air duct can be increased as compared with the case where the optical path of the display light is arranged at the center in the left-right direction in the region that covers the chin of the helmet wearer.
  • the mirror is provided at a position closer to one side in the left-right direction than a center in the left-right direction of a region of the helmet body that covers the jaw of the helmet wearer, and the combiner is one of the left-right direction of the helmet wearer. It may be provided in front of the eyes.
  • the display light does not pass in front of the helmet wearer's nose from the mirror to the combiner, so even if the mirror is installed behind the helmet wearer's nose, the display light from the mirror to the combiner Does not interfere with the helmet wearer's nose. Therefore, as compared with the case where the combiner is provided in front of the other eye of the helmet wearer in the left-right direction, the position of the mirror can be set rearward, so that the location of the mirror in the helmet body can be made thinner and the helmet can be made smaller.
  • the light emitter can be housed in the chin of the helmet in a space-saving manner.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of an information presentation system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of the information presentation system according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a front view of a helmet equipped with the HUD device according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a side view of a helmet equipped with the HUD device according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a light emitter that constitutes the HUD device according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 3 of the second embodiment.
  • a helmet and a HUD device mounted on the helmet are referred to as "upper” and “lower” in the direction corresponding to the upper and lower sides of the face of the user wearing the helmet, respectively.
  • the front side in the direction corresponding to the front and back of the face of the user wearing the helmet is referred to as "front”
  • the rear side is referred to as the "rear”, in the direction corresponding to the left and right of the face of the user wearing the helmet.
  • the left side is called “left” and the right side is called “right”.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of an information presentation system 1 according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of the information presentation system 1. Note that, in FIG. 1, the two-dot chain line arrow indicates the path and traveling direction of the display light.
  • the information presentation system 1 is a system that presents information that contributes to driving assistance to a rider (user) of a motorcycle, and as shown in FIGS. 1 and 2, a HUD mounted on a helmet 101 of the motorcycle.
  • the device 3 and the information terminal 5 that provides various information that can be displayed to the HUD device 3 are provided.
  • the information terminal 5 receives a radio wave from a GPS satellite S to generate positioning information, a GPS (Global Positioning System) receiver 7, a wireless communication module 9 for wireless communication with the outside, and an input/output device.
  • a display device 11 with a touch panel, a microcomputer 13 that comprehensively controls the operation of the information terminal 5, and a power supply 15 that supplies electric power required to operate the information terminal 5 are provided.
  • the GPS receiver 7 is configured with a GPS antenna and the like (not shown).
  • the GPS antenna receives GPS signals transmitted from a plurality of GPS satellites S launched into the earth's orbit.
  • the GPS receiver 7 acquires information on the current position (for example, latitude, longitude, and altitude) of the information terminal 5 based on the GPS signal received by the GPS antenna.
  • the GPS receiver 7 stores the position information of the information terminal 5 that has been positioned in the memory 23 included in the microcomputer 13 and sequentially updates it.
  • the wireless communication module 9 includes a network communication unit 17 that communicates with an external network N that is a wide area communication network such as the Internet, and a short-range communication unit 19 that performs wireless communication with the HUD device 3 at a short distance.
  • a network communication unit 17 that communicates with an external network N that is a wide area communication network such as the Internet
  • a short-range communication unit 19 that performs wireless communication with the HUD device 3 at a short distance.
  • the network communication unit 17 has a wireless LAN (Local Area Network) function such as WiFi (Wireless Fidelity; registered trademark) and a mobile communication standard communication function such as LTE (Long Time Evolution; registered trademark).
  • WiFi Wireless Fidelity
  • LTE Long Time Evolution
  • the short-range communication unit 19 has a communication function based on a short-range wireless communication standard such as Bluetooth (registered trademark).
  • the short-range communication unit 19 is responsive to a request from the microcomputer 13 for the position information of the information terminal 5 acquired by the GPS receiver 7, the net information acquired by the network communication unit 17, and various applications described later.
  • a memory included in the microcomputer 13 includes various kinds of information including application information acquired by software (hereinafter referred to as “app”), display items regarding display images displayed by the HUD device 3, and display setting information such as brightness. It is read from H.23 and transmitted to the HUD device 3 by wireless communication.
  • the display device with a touch panel 11 is an electronic device in which a display device that displays an image on the screen 21 of the information terminal 5 and a touch panel that detects a position (touched position) in the screen 21 touched by the user are integrated. Thus, it has both an image output function and a user operation input function.
  • various applications can be executed and display settings in the HUD device 3 can be performed when the cooperative application 33 described later is executed.
  • the microcomputer 13 includes a memory 23 and a CPU (Central Processing Unit) 25.
  • the memory 23 temporarily or permanently stores various information including a program for operating the information terminal 5.
  • the memory 23 is typically realized by a combination of a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory).
  • Various programs stored in the memory 23 include a mobile OS (Operating System) and a plurality of applications that operate to realize a specific function on the mobile OS.
  • the plurality of applications include a time application 27, a speed application 29, a navigation application (hereinafter referred to as “navi application”) 31, and a cooperation application 33.
  • the plurality of applications 27, 29, 31, 33 are installed in the information terminal 5 in advance and stored in the memory 23.
  • the time application 27 is software that acquires the current time.
  • the time application 27 for example, based on the time stamp acquired by communication with the base station and the time information acquired by the GPS receiver 7, further, NITZ (Network Identity and Time Zone) and NTP (Network Time Protocol).
  • the current time is acquired using such time synchronization technology.
  • the speed application 29 is software that detects the moving speed of the information terminal 5.
  • the speed application 29 detects the moving speed of the information terminal 5 based on the position information of the information terminal 5 acquired by the GPS receiver 7, for example.
  • the navigation application 31 is software that provides route guidance to a destination set by the user.
  • the destination is based on the map information acquired by the network communication unit 17 or prestored in the memory 23 and the position information of the information terminal 5 acquired by the GPS receiver 7. Route guidance to.
  • the cooperative application 33 cooperates with the HUD device 3 using wireless communication by the short-range communication unit 19 and transmits various information such as application information, net information, and display setting information on the HUD device 3 to the HUD device 3. , Software for realizing the display function in the HUD device 3.
  • the display of the HUD device 3 can be set with this cooperation application 33. Specifically, as display settings, items to be displayed on the HUD device 3 are set from a plurality of items including the current time, moving speed, and route guidance information (navigation information), and display images displayed by the HUD device 3 are set. You can set the brightness.
  • the display setting information set by the cooperation application 33 is stored in the memory 23.
  • the CPU 25 is typically realized by an IC (Integrated Circuit), an LSI (Large Scale Integration), an ASIC (Application Specific Integration Circuit), or the like.
  • the CPU 25 performs calculations for processing various data, and controls the operation of the wireless communication module 9 and the display device 11 with a touch panel and the execution of various applications 27, 29, 31, 33.
  • the microcomputer 13 causes the GPS receiver 7 to acquire information on the current position, causes the network communication unit 17 to establish a connection with the external network N, collects net information, and executes the cooperative application 33.
  • the short-range communication unit 19 establishes the connection with the HUD device 3 and acquires the application information, the net information, and the display setting information acquired by various processes according to the execution of the time application 27, the speed application 29, and the navigation application 31. Is transmitted to the HUD device 3.
  • the power supply 15 is composed of a secondary battery such as a lithium-ion battery.
  • the power supply 15 is electrically connected to the wireless communication module 9, the display device 11 with a touch panel, and the microcomputer 13 via wiring.
  • the information terminal 5 is turned on by a power switch (not shown), the power is supplied from the power source 15 to the wireless communication module 9, the display device 11 with a touch panel, and the microcomputer 13, so that the information terminal 5 has a predetermined operation according to the user's operation. It is designed to work.
  • FIG. 3 is a front view of the helmet 101 on which the HUD device 3 is mounted.
  • FIG. 4 is a side view of the helmet 101 on which the HUD device 3 is mounted.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the light emitter 57 that constitutes the HUD device 3. Note that, in FIGS. 3 and 4, the two-dot chain line arrow indicates the path and traveling direction of the display light, as in FIG. In addition, in FIG. 5, the two-dot chain line arrow indicates the path and traveling direction of light in the light emitter 57.
  • the HUD device 3 is a projection display device that projects visual information in the visual field of the user wearing the helmet 101.
  • the helmet 101 in which the HUD device 3 according to this embodiment is mounted is a full-face type helmet, and a helmet body 105 having a window opening 103 formed in the front portion for providing the wearing user with a view, A transparent shield 107 that is detachably attached to the helmet body 105 and that can open and close the window opening is provided.
  • the helmet main body 105 has a structure in which a shock absorbing liner 105b made of expanded polystyrene or the like as a shock absorbing body is provided inside a shell (cap body) 105a constituting the outer shell thereof.
  • the shield 107 is rotatably attached to the right and left sides of the window opening 103 in the helmet body 105 by using fasteners 109 or the like within a predetermined angle range so that the window opening 103 can be opened and closed by rotating in the vertical direction. It has become.
  • an air duct 105e for preventing fog having vent holes 105c and 105d at both ends is provided in the center of the helmet main body 105 in the left-right direction of the region covering the chin of the helmet wearer so as to extend in the front-rear direction. ..
  • One vent 105c is opened at the center in the lateral direction of the outer surface (shell 105a) of the helmet body 105 that covers the chin of the helmet wearer, and the other vent 105d is located inside the shield 107.
  • the upper part of the helmet body 105 is opened upward at the central portion in the left-right direction of the lower end surface of the window hole 103.
  • the shield 107 has a function of blocking foreign matter such as dust, wind, and ultraviolet rays that jump through the window opening 103 with the window opening 103 closed.
  • the shield 107 can be removed by removing the fastener 109.
  • a colorless and transparent shield, a colored transparent shield such as a smoke shield, and various shields having different light transmittances such as a mirror shield can be adopted according to the brightness of the external environment such as weather and day and night. ..
  • the HUD device 3 has a wireless communication module 35 that performs wireless communication with the outside, a control module 37 that controls a display function of the HUD device 3, and generates display light.
  • a projection module 39 for projecting a combiner unit 41 for allowing the user to visually recognize a display image by the display light projected from the projection module 39 as a virtual image, and an operation unit 43 for inputting an operation by the user to the HUD device 3.
  • a power supply 45 for supplying electric power required to operate the HUD device 3.
  • the wireless communication module 35 has a communication function based on a short-range wireless communication standard such as Bluetooth.
  • the wireless communication module 35 receives the net information, application information, and display setting information transmitted from the short-range communication unit 19 of the information terminal 5 in response to a request from the microcomputer 53 included in the control module 37, It is stored in the memory 49 included in the microcomputer 53.
  • the wireless communication module 35 is provided on the PCB together with the control module 37, and is incorporated as a PCB module 47 on the left side of the jaw 111 of the helmet body 105.
  • the control module 37 controls the generation of display light by the light emitting device 57 provided in the projection module 39.
  • the control module 37 has a microcomputer 53 including a memory 49 and a CPU 51, and a GDC (Graphics Display Controller) 55 which is an integrated circuit in charge of processing related to image display.
  • GDC Graphics Display Controller
  • the memory 49 temporarily or permanently stores various information including a program for operating the HUD device 3.
  • the memory 49 also stores net information, application information, and display setting information received by the wireless communication module 35.
  • the memory 49 is typically realized by a combination of RAM and ROM.
  • the CPU 51 is typically realized by an IC, LSI, ASIC, or the like.
  • the CPU 51 performs calculations for processing various data and controls the operations of the wireless communication module 35, the projection module 39 and the GDC 55.
  • the GDC 55 generates display image data to be visually recognized by the user via the combiner 83 included in the combiner unit 41 based on the net information, application information, and display setting information stored in the memory 49.
  • the display image data generated by the GDC 55 is image data representing the information of the item set in the display setting of the cooperative application 33 of the information terminal 5.
  • the microcomputer 53 causes the GDC 55 to generate display image data by the function of the CPU 51 and outputs the image signal to the light emitter 57 included in the projection module 39.
  • the projection module 39 is built in the jaw 111 of the helmet body 105.
  • the projection module 39 generates a display light corresponding to a display image based on an image signal input from the GDC 55 and emits the display light, and the display light emitted by the light emitter 57 to a combiner unit 41.
  • a concave mirror 59 that reflects toward the combiner 83 included therein is provided.
  • the light emitter 57 and the concave mirror 59 are separately provided on the left and right sides of the jaw 111 of the helmet 101.
  • the light emitting device 57 is built in on the right side or the left side of the helmet wearer 105 as viewed from the helmet wearer with respect to the mirror 59 in the region covering the jaw of the helmet wearer.
  • the light emitter 57 is arranged on the left side, but it may be arranged on the right side.
  • the light emitter 57 and the mirror 59 are provided at positions that do not overlap each other in the front-rear direction. Further, the light emitting device 57 is incorporated in the helmet body 105 at a position behind the mirror 59.
  • the mirror 59 is provided at a position closer to one side in the left-right direction than the center in the left-right direction of the area of the helmet body 105 that covers the chin of the helmet wearer. In this example, it is provided on the right side, but it may be provided on the left side.
  • the combiner 57 is provided in front of one of the left and right eyes of the helmet wearer. In this example, the combiner 57 is provided at the rightward position like the mirror 59, but may be provided at the leftward position.
  • the light emitter 57 is built in on the left side of the jaw 111 of the helmet body 105 and near the PCB module 47.
  • the light emitting device 57 generates display light with the intensity of light such that the display image displayed by the HUD device 3 has the brightness level set by the information terminal 5, and directs the generated display light to the concave mirror 59. Is emitted.
  • the light emitting device 57 includes a case 65 that accommodates an optical member.
  • the case 65 includes a first component portion 57A having a shape elongated in the left-right direction and a second component portion 57B having a shape protruding upward from the left side of the first component portion 57A. It is bent at a right angle.
  • the right side of the first component 57A is located at or near the center of the jaw 111 in the left-right direction, or on the left side of the center of the left-right direction.
  • the right side of the first component portion 57A may be located on the right side of the central portion in the left-right direction.
  • the left side of the first component 57A is located on the left side of the center of the jaw 111 in the left-right direction.
  • the first constituent portion 57A and the second constituent portion 57B can be integrally molded, or can be integrally formed after they are formed as separate members.
  • the first component 57A includes a first LED (Light Emitting Diode) 61A and a second LED 61B as a light source that emits light, a first collimator lens 67A and a second collimator lens 67B, a light combining member 69, and a plurality of lenses 71. have.
  • the first LED 61A, the second LED 61B, the first collimator lens 67A, the light combining member 69, the second collimator lens 67B, and the lens 71 are housed in the first component 57A and held by the first component 57A.
  • the first LED 61A and the second LED 61B are arranged on the opposite side (right side) of the second component 57B in the first component 57A, and are provided so that their optical axes are orthogonal to each other.
  • the first LED 61A is fixed to the inner surface of the upper wall portion of the first component portion 57A with the optical axis oriented downward.
  • the second LED 61B has an optical axis in a direction different from that of the first LED 61A, and the optical axis of the second LED 61B is directed to the left. Therefore, the second LED 61B is fixed to the inner surface of the right end wall portion of the first component 57A with the optical axis thereof facing left.
  • the orientations of the optical axes of the first LED 61A and the second LED 61B are not limited to the above-described orientations.
  • the first LED 61A is fixed to the inner surface of the lower wall portion of the first component 57A, and the optical axis of the first LED 61A is directed upward. You may turn it.
  • the first collimator lens 67A is arranged so as to face the light emitting surface of the first LED 61A at a predetermined interval, and is fixed to the right side of the first component portion 57A. Further, the second collimator lens 67B is arranged so as to face the light emitting surface of the second LED 61B at a predetermined interval, and is fixed to the right side of the first component portion 57A.
  • the light combining member 69 is composed of an optical member such as a dichroic mirror, and the light emitted from the first LED 61A and passing through the first collimator lens 67A and the light emitted from the second LED 61B and passing through the second collimator lens 67B. And is configured to synthesize.
  • the light combining member 69 is disposed between the first collimator lens 67A and the second collimator lens 67B, and is fixed to the right side of the first component portion 57A.
  • the light synthesizing member 69 causes the optical axis in the first component portion 57A to extend from right to left. That is, the first optical path A through which the light from the first LED 61A and the second LED 61B passes is formed to extend from the right side to the left side inside the first constituent portion 57A, and the upstream side of the first optical path A is the right side. , The downstream side is the left side.
  • the first component portion 57A is provided so that the first optical path A extends from the concave mirror 59 side (right side) of the jaw 111 of the helmet body 105 toward the anti-concave mirror 59 side (left side).
  • the lens 71 is an optical member for condensing the lights from the LEDs 61A and 61B combined by the light combining member 69.
  • three lenses are provided, but the number is not limited to this.
  • the number of sheets may be less than or equal to 4 or more than 4.
  • the lenses 71 are arranged at intervals in the extending direction of the first optical path A. Further, the lens 71 is separated from the light synthesizing member 69 on the left side, and the lens 71 and the light synthesizing member 69 are also arranged at intervals in the extending direction of the first optical path A.
  • the second constituent part 57B is a part that is connected to the downstream side of the first optical path A and forms the second optical path B into which the light that has passed through the first optical path A is introduced.
  • the second optical path B extends upward.
  • the plurality of lenses 71 are transmitted through the first component 57A.
  • a mirror 73 that reflects light at a right angle in the direction along the longitudinal direction of the second component 57B is provided.
  • the second component 57B has a display element 63 that generates display light by using the light that has passed through the second optical path B.
  • the display element 63 is fixed to a position on the opposite side of the first component 57A in the second component 57B, that is, to the left wall portion.
  • a lens 75 for condensing the light reflected by the mirror 73 and a cube-type polarization beam splitter (PBS) into which the light transmitted through the lens 75 is incident are included in the second component 57B. : Polarizing Beam Splitter) 77.
  • the light reflected by the mirror 73 is incident on the lower surface of the deflecting beam splitter 77. When the reflected light of the mirror 73 enters the deflecting beam splitter 77, it is emitted from the left side surface. Therefore, on the upper side of the second component 57B, the optical path is formed so as to extend in the left-right direction.
  • the display element 63 is a reflective display panel such as LCOS (Liquid Crystal On Silicon).
  • the display surface of the display element 63 faces to the right.
  • the display surface of the display element 63 is provided so as to face the lower surface, which is the light incident side of the deflected beam splitter 77, adjacent to the left side surface with a predetermined gap.
  • the display light generated by the display element 63 enters from the left side surface of the deflection beam splitter 77 and exits from the right side surface thereof.
  • a light emitting port 79 for emitting the display light generated by the display element 63 is formed at a position opposite to the display element 63 with the deflecting beam splitter 77 interposed therebetween. ..
  • the light exit port 79 opens toward the concave mirror 59 in the direction along the longitudinal direction of the first component 57A. That is, the second component 57B is configured to emit the display light generated by the display element 63 from the upper side of the second component 57B toward the concave mirror 59 side. Further, the lens 75 is arranged between the mirror 73 and the deflecting beam splitter 77, and is fixed to the second component 57B. A plurality of lenses 75 may be provided.
  • the lights emitted from the first LED 61A and the second LED 61B pass through the first collimator lens 67A and the second collimator lens 67B, respectively, and then are combined by the light combining member 69, and the combined light is the first light.
  • the light traveling along the first optical path A passes through the plurality of lenses 71 in the first component 57A and is condensed.
  • the light thus condensed is reflected by the mirror 73 toward the upper portion of the second component 57B, passes through the lens 75, and is condensed, and then is polarized by the polarization beam splitter 77.
  • the display light emitted from the display element 63 according to the S-polarized light is P-polarized light, and therefore passes through the deflecting beam splitter 77 and is emitted from the light emitting port 79 toward the concave mirror 59.
  • the concave mirror 59 is built in on the right side of the center of the jaw 111 of the helmet body 105 in the left-right direction. Therefore, the concave mirror 59 and the light emitter 57 are arranged with a space in the left-right direction.
  • the concave mirror 59 has a free-form curved reflection surface 81 (planar shape in the drawing) having no rotational symmetry.
  • the concave mirror 59 reflects the display light received from the light emitter 57 toward the combiner 83 included in the combiner unit 41 located above by the reflection surface 81, and the display image visually recognized by the user is driving. Shape so that the size and position are suitable for displaying.
  • the combiner unit 41 receives the display light reflected by the concave mirror 59 from below and reflects it in a direction visible to the user, and supports the combiner 83 so as to be positioned in front of the eyes of the user wearing the helmet 101. And a support mechanism 85.
  • the combiner 83 is a transparent or semi-transparent plate-like component, and has a semi-transmissive reflection surface 87 having a free-form curved surface shape (planar shape in the drawing) having no rotational symmetry.
  • the combiner 83 is arranged so as to be located inside the shield 107 in the closed state.
  • the combiner 83 is a projected object having both light transmissivity and light reflectivity, and is composed of a half mirror.
  • the half mirror has a property of reflecting a part of incident light and transmitting a part thereof.
  • the support mechanism 85 supports the combiner 83 at a position within the front view of the user within the window opening 103 provided at the front of the helmet body 105.
  • the combiner 83 is arranged at the front position of the right eye E of the user, and the supporting mechanism 85 arranges the semi-transmissive reflection surface 87 on the face side of the user, with the rear end located above and the front end located below. Supported in a forward leaning position.
  • the support mechanism 85 has a stay 89 extending vertically.
  • the upper portion of the stay 89 is held by a holder (not shown) built in the forehead portion 113 of the helmet body 105.
  • a combiner 83 is connected to the lower end of the stay 89 via a rotary shaft 91 extending in the left-right direction.
  • the support mechanism 85 is capable of adjusting the orientation of the semi-transmissive reflection surface 87 by rotating the combiner 83 about the rotation axis 91.
  • the operation unit 43 is provided at a location corresponding to the PCB module 47 of the helmet body 105, for example.
  • the operation unit 43 includes a power switch and an operation switch.
  • the power switch is a push button type switch having a function of switching on and off (turning on and off) the power of the HUD device 3.
  • the operation switch is a push button type switch having a function of switching on and off the display of the HUD device 3.
  • the power supply 45 is built in the back of the helmet body 105.
  • the power source 45 is composed of a secondary battery such as a lithium ion battery.
  • the power supply 45 is electrically connected to the wireless communication module 35, the control module 37, and the light emitting device 57.
  • the HUD device 3 supplies power from the power supply 45 to the wireless communication module 35, the control module 37, and the light emitter 57, and operates the operation switch.
  • the display operation is performed according to the switching of the display on and off.
  • the HUD device 3 when the HUD device 3 is turned on and the cooperative application 33 is executed by the information terminal 5, the HUD device 3 receives net information, application information, and display setting information. .. Then, based on the received net information and application information, the display image data corresponding to the preset item included in the display setting information is generated by the GDC 55. At this time, when the display of the HUD device 3 is in the ON state, the display light corresponding to the data of the display image generated by the GDC 55 is emitted from the light emitting device 57, and the brightness level of the display image set by the information terminal 5 is changed. Is generated with a light intensity corresponding to.
  • This display light is emitted from the light emitting device 57, is then reflected by the concave mirror 59, is projected to the combiner 83, and is further reflected by the combiner 83 so as to enter the user's visual field.
  • the user can visually recognize the display image by the display light as a virtual image in the state of being superimposed on the scenery in the front view through the combiner 83.
  • the first component 57A provided with the LED 61 is moved from the lower side of the second component 57B provided with the display element 63 to the concave mirror 59 side. Since it is extended, the light emitter 57 can be housed in the jaw portion 111 of the helmet body 105 in a space-saving manner without pushing the jaw portion 111 of the helmet body 105 outward. As a result, it is possible to reduce the size of the helmet body 105 while ensuring the proportion thereof, and to prevent the appearance of the helmet 101 from being impaired due to the projection module 39 being built in the jaw 111 of the helmet body 105. can do.
  • the preferred embodiment has been described as an example of the technology of the present disclosure.
  • the technique of the present disclosure is not limited to this, and is also applicable to the embodiment in which changes, replacements, additions, omissions, etc. are appropriately made.
  • the constituent elements described in the accompanying drawings and the detailed description may include constituent elements that are not essential for solving the problems. Therefore, those non-essential components should not be immediately recognized as being essential, because the non-essential components are described in the accompanying drawings or the detailed description.
  • FIG. 6 shows a helmet 101 according to the second embodiment of the present invention.
  • the light emitter 57 is incorporated in the helmet body 105 on the right side of the concave mirror 59 and in the area behind the concave mirror 59 in the region of the helmet body 105 that covers the jaw of the helmet wearer, and It is configured to emit the display light LX toward the left front diagonally.
  • the optical path of the display light LX extends in the portion of the helmet body 105 that is closer to the right side than the center in the left-right direction of the region of the helmet body 105 that covers the chin of the helmet wearer. It is not necessary to provide a space for passing the display light LX at the center of the area covering the chin in the left-right direction. Therefore, the degree of freedom in the shape of the air duct 105e can be increased as compared with the case where the optical path of the display light LX is arranged at the center in the left-right direction in the region that covers the chin of the helmet wearer.
  • the combiner 83 is provided in front of the right eye E of the helmet wearer, and the concave mirror 59 is located closer to the right than the center in the left-right direction in the region of the helmet body 105 that covers the chin of the helmet wearer.
  • the combiner 83 is provided in front of the left eye of the helmet wearer, and the concave mirror 59 is provided at the left side of the center of the helmet body 105 that covers the chin of the helmet wearer. May be built-in.
  • the light emitting device 57 may be incorporated in the helmet body 105 on the right side of the concave mirror 59 in the region covering the chin of the helmet wearer, or on the left side of the concave mirror 59 and the concave mirror 59. It may be installed at a position rearward of 59.
  • the above-described embodiment may have the following configurations.
  • the light emitting device 57 has a posture in which the longitudinal direction of the first constituent portion 57A is along the left-right direction and the longitudinal direction of the second constituent portion 57B is along the vertical direction.
  • the technique of the present disclosure is not limited to this. If the light emitter 57 is configured to emit the display light to the concave mirror 59 side, the longitudinal direction of the first component 57A is aligned with the vertical direction, and the longitudinal direction of the second component 57B is aligned with the horizontal direction.
  • the first component 57A may be arranged above the second component 57B. In short, in the light emitting device 57, one of the first component 57A and the second component 57B extends toward the concave mirror 59 from one side of the other component in the vertical direction. Good.
  • the HUD device 3 has been described by exemplifying a configuration in which the projection light is projected from the projection module 39 to the combiner 83 provided as a projection target separately from the shield 107 of the helmet 101.
  • the disclosed technology is not limited to this.
  • the HUD device 3 uses the shield 107 of the helmet 101 as a projection target instead of the combiner 83, and projects display light from the projection module 39 onto the shield 107, thereby superimposing the display light through the shield 107 on the landscape of the front view. In the state, the display image by the display light may be displayed as a virtual image.
  • a smartphone is illustrated as the information terminal 5 that cooperates with the HUD device 3, but the technology of the present disclosure is not limited to this.
  • the information terminal 5 may be a terminal having a function similar to a smart phone such as a smart watch, a tablet terminal, or a PDA (Personal Data Assistant), and has a function of connecting to the external network N and a GPS receiver 7, Any other portable information terminal may be used as long as it can communicate with the device 3.
  • the HUD device 3 communicates with the motorcycle instead of the information terminal 5 or in addition to the information terminal 5, and receives detection information from various sensors mounted on the motorcycle to form a display image. May be.
  • a reflective display panel such as LCOS (Liquid Crystal On Silicon) is illustrated as the display element 63 used in the light emitter 57, but the technology of the present disclosure is not limited to this.
  • LCOS Liquid Crystal On Silicon
  • the display element 63 of the light emitter 57 for example, a self-luminous display element such as an organic EL (Electro Luminescence) display panel or a VFD (Vacuum Fluorescent Display) may be used.
  • the projection module 39 has the concave mirror 59, but the technique of the present disclosure is not limited to this.
  • the projection module 39 may have a convex mirror or a plane mirror instead of the concave mirror 59.
  • the information presented to the user as a display image by the HUD device 3 is the current time, speed, and route guidance information, but the technique of the present disclosure is not limited to this.
  • the information on the current time, speed, and route guidance is only an example of information that can be presented by the HUD device 3, and may be information other than those that contribute to driving of the motorcycle, and the cooperation application 33 of the information terminal 5.
  • Other information useful for the user such as information about peripheral facilities in the traveling area, may be set as an item to be displayed on the HUD device 3.
  • the helmet 101 equipped with the HUD device 3 has been described by taking the helmet 101 worn when driving a motorcycle as an example, but the technology of the present disclosure is not limited to this.
  • the HUD device 3 can of course be applied to a motorcycle such as a water bike or a bicycle, or a helmet worn in other vehicles such as a snowmobile.
  • the technology of the present disclosure is useful for a HUD device mounted on a helmet and a helmet equipped with the HUD device.
  • Display element 65 Case 67... Collimator lens 69... Photosynthesis member 71... Lens 73... Mirror 75... Lens 77... Deflection beam splitter 79... Light emission port 81... Reflection surface 83... Combiner (projected object) 85... Support mechanism 87... Semi-transmissive reflective surface 89... Stay 91... Rotating shaft 101... Helmet 103... Window opening 105... Helmet body 107... Shield 109... Fastener 111... Jaw 113... Forehead

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

ヘルメット（１０１）に搭載されるＨＵＤ装置（３）において、虚像として視認可能な表示像を形成するための表示光を投射する投射モジュール（３９）を備え、投射モジュールは、ヘルメットの顎部（１１１）における左右両側に分けて内蔵された、表示光を出射する光出射器（５７）と、光出射器によって出射された表示光をコンバイナに向けて反射する凹面ミラー（５９）とを備え、光出射器は、ＬＥＤ（６１）が設けられた第１構成部（５７Ａ）と、表示素子（６３）が設けられた第２構成部（５７Ｂ）とを備え、第１構成部は、第２構成部の下側から凹面ミラー側に向けて延びている。

Description

ヘッドアップディスプレイ装置およびヘルメット
　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
　投射モジュールは、例えば、表示光を出射する光出射器と、光出射器によって出射された表示光を被投射体に向けて反射するミラーとを備える。これら光出射器およびミラーは、ヘルメットの均整を確保する点から、ヘルメットの顎部における左右両側に分けて内蔵することが考えられる。ここで、光出射器は、光源や、光源からの光を集光などするための複数枚のレンズ、これらレンズを透過した光を利用して表示光を生成する表示素子などをケースに収容した構造を有する。
　このような光出射器において、光源から複数枚のレンズを経て表示素子までの複数の部品が同一方向に並べて配置された構成を採用すると、光出射器が一方向に長い態様となるため、ヘルメットの顎部に収容するのが困難となる。こうした態様の光出射器をヘルメットの顎部に収容するには、ヘルメットの顎部における光出射器の収容箇所を比較的大きく外方に迫り出させる必要がある。そのため、ヘルメットが大型化するし、ヘルメット外観の意匠性が損なわれてしまう。
　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、ヘルメットに搭載されるＨＵＤ装置において、光出射器をヘルメットの顎部に省スペースに収容することにある。
　前記の目的を達成するために、本開示の技術では、ＨＵＤ装置に用いられる光出射器を中程で折り曲げたような態様とした。
　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、ヘルメットを着用したユーザの眼前に位置する光透過性と光反射性を兼ね備えた被投射体に対し、ユーザが当該被投射体越しに虚像として視認可能な表示像を形成するための表示光を投射する投射モジュールを備える。投射モジュールは、ヘルメットの顎部における左右両側に分けて内蔵された、表示光を出射する光出射器と、光出射器によって出射された表示光を被投射体に向けて反射するミラーとを備える。光出射器は、光を発する光源を有し、当該光源からの光が通過する第１光路を形成する第１構成部と、当該第１光路の下流側に接続されて当該第１光路を通過した光が導入される第２光路を形成するとともに、当該第２光路を通過した光を利用して表示光を生成する表示素子を有する第２構成部とを備えている。第１構成部は、第１光路が左右方向及び上下方向の一方に延びるように設けられている。第２構成部は、第２光路が左右方向及び上下方向の他方に延びるように設けられている。
　この構成によると、光出射部において、光源からの光が第１構成部の第１光路を通過して第２構成部の第２光路を通過した後、表示素子により利用される。そして、表示素子により生成された表示光はミラーに到達して被投射体に向けて照射される。例えば、第１光路が左右方向に延びるように光出射部の第１構成部が設けられ、第２光路が上下方向に延びるように第２構成部が設けられている場合には、光出射器が中程で折り曲げられたような態様になる。第１光路が上下方向、第２光路が左右方向に延びる場合も、光出射器が中程で折り曲げられたような態様になる。これにより、ヘルメットの顎部を外方に迫り出させることなく、光出射器をヘルメットの顎部に省スペースに収容することができる。
　前記ＨＵＤ装置において、第１構成部は、第１光路がヘルメットの顎部におけるミラー側から反ミラー側へ向けて延びるように設けられ、第２構成部は、第１構成部における第１光路の下流側から上方へ延びるように設けられていてもよい。
　また、第２構成部は、表示素子によって生成された表示光を当該第２構成部の上側からミラー側へ向けて出射するように構成されていてもよい。
　また、第１構成部は、第１光源と、当該第１光源とは異なる方向の光軸を有する第２光源と、第１光源からの光および第２光源からの光を合成し、合成した光を出射する光合成部材とを有していてもよい。
　また、第１構成部は、光合成部材から出射された光を集光する複数枚のレンズを有していてもよい。
　また、光合成部材およびレンズは、第１光路の延びる方向に互いに間隔をあけて配設されていてもよい。
　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装置は、ヘルメットを着用したユーザの眼前に位置する光透過性と光反射性を兼ね備えた被投射体に対し、ユーザが当該被投射体越しに虚像として視認可能な表示像を形成するための表示光を投射する投射モジュールを備える。投射モジュールは、ヘルメットの顎部における左右両側に分けて内蔵された、表示光を出射する光出射器と、光出射器によって出射された表示光を被投射体に向けて反射するミラーとを備える。光出射器は、光を発する光源を有し、当該光源からの光が通過する第１光路を形成する第１構成部と、当該第１光路の下流側に接続されて当該第１光路を通過した光が導入される第２光路を形成するとともに、当該第２光路を通過した光を利用して表示光を生成する表示素子を有する第２構成部とを備えている。第１構成部は、第１光路が左右方向及び上下方向の一方に延びるように設けられている。第２構成部は、第２光路が左右方向及び上下方向の他方に延びるように設けられている。
　この構成によると、光出射部において、光源が設けられた第１構成部と表示素子が設けられた第２構成部とのうち一方の構成部を、他方の構成部の上下方向における一方側からミラー側に延びる構成としたので、ヘルメットの顎部を外方に迫り出させることなく、光出射器をヘルメットの顎部に省スペースに収容することができる。
　また、前記ヘルメット本体における前記ヘルメット装着者の顎部を覆う領域に設けられ、前記光出射器により出射された表示光を前記コンバイナに向けて反射するミラーをさらに備え、前記光出射器は、前記ヘルメット本体における前記ヘルメット装着者の顎部を覆う領域の前記ミラーよりも前記ヘルメット装着者から見て右側又は左側に内蔵されていることを特徴とする。
　これにより、光出射器をミラーと前後方向に重ならない位置に設け、表示光の光路を左右方向に延びるようにしたので、ヘルメット本体のミラー配設箇所に光出射器からミラーまでの光路分の厚さを確保しなくてもよい。したがって、光出射器からミラーまでの光路を長く設定する場合でも、ヘルメット本体におけるミラーの後方に光出射器を内蔵させる場合に比べ、ヘルメット本体のミラー配設箇所を薄くし、ヘルメットの大型化を抑制できる。
　また、前記ヘルメット本体における前記ヘルメット装着者の顎部を覆う領域の左右方向中央部には、曇り止め用のエアダクトが設けられ、前記ミラーは、前記ヘルメット本体における前記ヘルメット装着者の顎部を覆う領域の左右方向中央よりも左右方向一方寄りの箇所に設けられ、前記光出射器は、前記ヘルメット本体における前記ヘルメット装着者の顎部を覆う領域の前記ミラーよりも前記左右方向一方側でかつ前記ミラーよりも後方の箇所に内蔵されていてもよい。
　これにより、表示光の光路が、ヘルメット本体におけるヘルメット装着者の顎部を覆う領域の左右方向中央よりも左右方向一方寄りの部分で延びるので、ヘルメット本体におけるヘルメット装着者の顎部を覆う領域の左右方向中央に、表示光を通過させるためのスペースを設けなくてよい。したがって、表示光の光路をヘルメット装着者の顎部を覆う領域における左右方向中央に配置した場合に比べ、エアダクトの形状の自由度を高めることができる。
　また、前記ミラーは、前記ヘルメット本体における前記ヘルメット装着者の顎部を覆う領域の左右方向中央よりも左右方向一方寄りの箇所に設けられ、前記コンバイナは、前記ヘルメット装着者の前記左右方向一方の眼の前方に設けられていてもよい。
　これにより、表示光がミラーからコンバイナに至るまでにヘルメット装着者の鼻の前を通過しないので、ミラーをヘルメット装着者の鼻の先端よりも後方に設置しても、ミラーからコンバイナまでの表示光の光路がヘルメット装着者の鼻と干渉しない。したがって、コンバイナをヘルメット装着者の左右方向他方の眼の前方に設けた場合に比べ、ミラーの位置を後方に設定できるので、ヘルメット本体のミラー配設箇所を薄くし、ヘルメットを小型化できる。
　本開示の技術に係るＨＵＤ装置およびそれを搭載したヘルメットによれば、光出射器をヘルメットの顎部に省スペースに収容することができる。その結果、ヘルメットの均整を確保しつつ小型化を図ることができ、ヘルメットの顎部に投射モジュールを内蔵することに起因してヘルメット外観の意匠性を損なわないようにすることができる。
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の側面図である。 図５は、実施形態に係るＨＵＤ装置を構成する光出射器の断面図である。 図６は、実施形態２の図３相当図である。
　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。
　（実施形態１）
　＜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示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に対して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、入出力装置としてのタッチパネル付き表示装置１１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１３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１３に含まれるメモリ２３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１３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１３に含まれるメモリ２３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１３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、ＨＵＤ装置３によって表示する表示像についての表示項目や明るさなどの表示設定の情報を含む種々の情報をマイクロコンピュータ１３に含まれるメモリ２３から読み出して、無線通信によりＨＵＤ装置３へと送信する。
　タッチパネル付き表示装置１１は、情報端末５の画面２１に画像を表示する表示装置と、ユーザがタッチした画面２１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１１へのタッチ操作により、各種アプリの実行や、後述の連携アプリ３３の実行時においてはＨＵＤ装置３での表示設定を行えるようになっている。
　マイクロコンピュータ１３は、メモリ２３およびＣＰＵ（Central Processing Unit）２５を含んでいる。メモリ２３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２３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２３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２７、速度アプリ２９、ナビゲーションアプリ（以下「ナビアプリ」と称する）３１および連携アプリ３３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２３に保存されている。
　時刻アプリ２７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２７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２９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２９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３１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３１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２３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３３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して、ＨＵＤ装置３での表示機能を実現するためのソフトウェアである。
　この連携アプリ３３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３３で設定された表示設定の情報は、メモリ２３に保存される。
　ＣＰＵ２５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ＣＰＵ２５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１１の動作と各種アプリ２７，２９，３１，３３の実行とを制御する。
　マイクロコンピュータ１３は、ＣＰＵ２５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３３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、時刻アプリ２７、速度アプリ２９およびナビアプリ３１の実行に応じた種々の処理によ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。
　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、タッチパネル付き表示装置１１およびマイクロコンピュータ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、タッチパネル付き表示装置１１およびマイクロコンピュータ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４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５は、ＨＵＤ装置３を構成する光出射器５７の断面図である。なお、図３および図４において、二点鎖線の矢印は、図１と同様に表示光の経路および進行方向を示している。また、図５において、二点鎖線の矢印は、光出射器５７内での光の経路および進行方向を示している。ＨＵＤ装置３は、ヘルメット１０１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）１０５ａ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衝撃吸収ライナー１０５ｂ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。
　また、ヘルメット本体１０５におけるヘルメット装着者の顎部を覆う領域の左右方向中央部には、両端部に通気口１０５ｃ，１０５ｄを有する曇り止め用のエアダクト１０５ｅが前後方向に延びるように設けられている。一方の通気口１０５ｃは、ヘルメット本体１０５の外表面（シェル１０５ａ）におけるヘルメット装着者の顎部を覆う領域の左右方向中央部で開口し、他方の通気口１０５ｄは、シールド１０７の内側に位置し、ヘルメット本体１０５の窓孔１０３の下側端面の左右方向中央部で上方に開口している。ヘルメット装着者が二輪車等で走行すると、空気が上記一方の通気口１０５ｃからエアダクト１０５ｅを介して他方の通気口１０５ｄに導かれ、シールド１０７の内面に当た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。
　ＨＵＤ装置３は、図１～図４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での表示機能を制御する制御モジュール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。
　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、制御モジュール３７に含まれ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に保存する。この無線通信モジュール３５は、制御モジュール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の顎部１１１左側に内蔵されている。
　制御モジュール３７は、投射モジュール３９に備えられた光出射器５７での表示光の生成を制御する。この制御モジュール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やアプリ情報、表示設定の情報も保存される。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８３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３３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１１１に内蔵されている。この投射モジュール３９は、ＧＤＣ５５から入力される画像信号に基づいて表示像に対応する表示光を生成して出射する光出射器５７と、光出射器５７によって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８３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１１１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におけるヘルメット装着者の顎部を覆う領域のミラー５９よりもヘルメット装着者から見て右側又は左側に内蔵されている。この例では、光出射器５７が左側に配設されているが、右側に配設してもよい。光出射器５７とミラー５９とは前後方向に重ならない位置に設けられている。さらに、光出射器５７はヘルメット本体１０５におけるミラー５９よりも後方の箇所に内蔵されている。
　ミラー５９は、ヘルメット本体１０５におけるヘルメット装着者の顎部を覆う領域の左右方向中央よりも左右方向一方寄りの箇所に設けられている。この例では、右寄りの箇所に設けられているが、左寄りの箇所に設けられていてもよい。また、コンバイナ５７は、ヘルメット装着者の左右方向一方の眼の前方に設けられている。この例では、コンバイナ５７がミラー５９と同様に、右寄りの箇所に設けられているが、左寄りの箇所に設けられていてもよい。
　光出射器５７は、ヘルメット本体１０５の顎部１１１の左側で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、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に向けて出射するものである。図５に示すように、光出射器５７は、光学部材を収容するケース６５を備えている。ケース６５は、左右方向に長い形状の第１構成部５７Ａと、第１構成部５７Ａの左側から上方へ突出する形状の第２構成部５７Ｂとを備えており、全体として左右方向の中程で直角に折り曲げられた態様とされている。第１構成部５７Ａの右側は、顎部１１１の左右方向中央部またはその近傍、あるいは左右方向中央部よりも左側に位置している。尚、第１構成部５７Ａの右側は、左右方向中央部よりも右側に位置していてもよい。また、第１構成部５７Ａの左側は、顎部１１１の左右方向中央部よりも左側に位置している。第１構成部５７Ａおよび第２構成部５７Ｂは、一体成形することもできるし、互いに別部材で形成した後、一体化することもできる。
　第１構成部５７Ａは、光を発する光源としての第１ＬＥＤ（Light Emitting Diode）６１Ａおよび第２ＬＥＤ６１Ｂと、第１コリメータレンズ６７Ａおよび第２コリメータレンズ６７Ｂと、光合成部材６９と、複数枚のレンズ７１とを有している。第１ＬＥＤ６１Ａ、第２ＬＥＤ６１Ｂ、第１コリメータレンズ６７Ａ、光合成部材６９、第２コリメータレンズ６７Ｂ及びレンズ７１は、第１構成部５７Ａ内に収容され、第１構成部５７Ａによって保持されている。
　第１ＬＥＤ６１Ａおよび第２ＬＥＤ６１Ｂは、第１構成部５７Ａ内において第２構成部５７Ｂとは反対側（右側）に配置されており、光軸が互いに直交するように設けられている。具体的には、第１ＬＥＤ６１Ａは、光軸が下方へ向く姿勢とされて第１構成部５７Ａの上壁部内面に固定されている。第２ＬＥＤ６１Ｂは、第１ＬＥＤ６１Ａとは異なる方向の光軸を有しており、第２ＬＥＤ６１Ｂの光軸は左へ向いている。したがって、第２ＬＥＤ６１Ｂは、第１構成部５７Ａの右端壁部の内面に、光軸が左へ向く姿勢とされて固定されている。尚、第１ＬＥＤ６１Ａ及び第２ＬＥＤ６１Ｂの光軸の向きは上述した向きに限られるものではなく、例えば、第１ＬＥＤ６１Ａを第１構成部５７Ａの下壁部内面に固定し、第１ＬＥＤ６１Ａの光軸を上方に向くようにしてもよい。
　第１コリメータレンズ６７Ａは、第１ＬＥＤ６１Ａの光出射面に対して所定の間隔をあけた状態で対向するように配置され、第１構成部５７Ａの右側に固定されている。また、第２コリメータレンズ６７Ｂは、第２ＬＥＤ６１Ｂの光出射面に対して所定の間隔をあけた状態で対向するように配置され、第１構成部５７Ａの右側に固定されている。光合成部材６９は、ダイクロミックミラーなどの光学部材で構成されており、第１ＬＥＤ６１Ａから出射されて第１コリメータレンズ６７Ａを通過した光と、第２ＬＥＤ６１Ｂから出射されて第２コリメータレンズ６７Ｂを通過した光とを合成するように構成されている。光合成部材６９は、第１コリメータレンズ６７Ａと、第２コリメータレンズ６７Ｂとの間に配置されており、第１構成部５７Ａの右側に固定されている。光合成部材６９により、第１構成部５７Ａ内の光軸が右から左に向けて延びることになる。つまり、第１構成部５７Ａの内部には、第１ＬＥＤ６１Ａ及び第２ＬＥＤ６１Ｂからの光が通過する第１光路Ａが右側から左側へ延びるように形成されており、第１光路Ａの上流側が右側であり、下流側が左側である。そして、第１構成部５７Ａは、第１光路Ａがヘルメット本体１０５の顎部１１１における凹面ミラー５９側（右側）から反凹面ミラー５９側（左側）へ向けて延びるように設けられることになる。
　レンズ７１は、光合成部材６９によって合成された各ＬＥＤ６１Ａ、６１Ｂからの光を集光などさせるための光学部材であり、この例では３枚設けられているが、これに限られるものではなく、２枚以下であってもよいし、４枚以上であってもよい。レンズ７１は、第１光路Ａの延びる方向に互いに間隔をあけて配設されている。また、レンズ７１は、光合成部材６９から左側に離れており、レンズ７１と光合成部材６９も第１光路Ａの延びる方向に互いに間隔をあけて配設されている。
　第２構成部５７Ｂは、第１光路Ａの下流側に接続されて当該第１光路Ａを通過した光が導入される第２光路Ｂを形成する部分である。この実施形態では、第２構成部５７Ｂが第１構成部５７Ａの左側から上方へ突出しているので、第２光路Ｂは上方へ向けて延びている。第１構成部５７Ａと第２構成部５７Ｂとの共通部分、つまり第１構成部５７Ａの左端部または第２構成部５７Ｂの下端部には、第１構成部５７Ａにおいて複数のレンズ７１を透過した光を第２構成部５７Ｂの長手方向に沿う方向へ直角に反射するミラー７３が設けられている。
　第２構成部５７Ｂは、第２光路Ｂを通過した光を利用して表示光を生成する表示素子６３を有している。表示素子６３は、第２構成部５７Ｂ内において、第１構成部５７Ａとは反対側の位置、即ち左壁部に固定されている。第２構成部５７Ｂ内には、表示素子６３の他、ミラー７３で反射させた光を集光などさせるためのレンズ７５と、レンズ７５を透過した光が入射するキューブ型の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarizing Beam Splitter）７７とが収容されている。偏向ビームスプリッタ７７の下面に、ミラー７３の反射光が入射されるようになっている。ミラー７３の反射光が偏向ビームスプリッタ７７に入射されると、左側面から出射されるようになっている。したがって、第２構成部５７Ｂの上側では、光路が左右に延びるように形成されることになる。
　表示素子６３は、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）などの反射型表示パネルである。表示素子６３の表示面は右に向いている。表示素子６３の表示面は、偏向ビームスプリッタ７７における光の入射側である下面と隣接する左側面に対して所定の隙間をあけた状態で対向するように設けられている。表示素子６３によって生成された表示光は、偏向ビームスプリッタ７７の左側面から入射して右側面から出射するようになっている。第２構成部５７Ｂのケース６５において、偏向ビームスプリッタ７７を挟んで表示素子６３とは反対側の位置には、表示素子６３によって生成された表示光を出射する光出射口７９が形成されている。この光出射口７９は、第１構成部５７Ａの長手方向に沿う方向において凹面ミラー５９に向かって開口している。つまり、第２構成部５７Ｂは、表示素子６３によって生成された表示光を当該第２構成部５７Ｂの上側から凹面ミラー５９側へ向けて出射するように構成されている。また、レンズ７５は、ミラー７３と偏向ビームスプリッタ７７との間に配置されており、第２構成部５７Ｂに固定されている。レンズ７５は、複数枚設けてもよい。
　このような光出射器５７では、第１ＬＥＤ６１Ａおよび第２ＬＥＤ６１Ｂが発した光がそれぞれ第１コリメータレンズ６７Ａおよび第２コリメータレンズ６７Ｂを通過した後、光合成部材６９によって合成され、合成された光が第１光路Ａを左側へ進んでいく。第１光路Ａを進む光は、第１構成部５７Ａにある複数枚のレンズ７１を透過して集光などされる。このように集光などされた光は、ミラー７３により第２構成部５７Ｂの上側部位へ向けて反射されて、レンズ７５を通過して集光などされた後、偏向ビームスプリッタ７７にてＳ偏光とＰ偏光とに分離され、Ｓ偏光のみが表示素子６３に反射される。このＳ偏光に応じて表示素子６３から出射される表示光は、Ｐ偏光であるため、偏向ビームスプリッタ７７を透過して光出射口７９から凹面ミラー５９に向けて出射される。
　凹面ミラー５９は、ヘルメット本体１０５の顎部１１１の左右方向中央部よりも右側に内蔵されている。したがって、凹面ミラー５９と光出射器５７とは左右方向に間隔をあけて配置されることになる。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８１（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８１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８３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。
　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８３と、コンバイナ８３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８５とを備えている。
　コンバイナ８３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（図示では平面状）の半透過反射面８７を有している。コンバイナ８３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る。当該コンバイナ８３は、光透過性と光反射性を兼ね備えた被投射体であって、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。
　支持機構８５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８３を支持する。コンバイナ８３は、ユーザの右眼Ｅの前方位置に配置され、支持機構８５により、半透過反射面８７をユーザの顔側に配置させ、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８５は、上下方向に延びるステー８９を有している。ステー８９の上側部は、ヘルメット本体１０５の額部１１３に内蔵された図示しない保持具に保持されている。ステー８９の下端部には、左右方向に延びる回転軸９１を介してコンバイナ８３が連結されている。支持機構８５は、コンバイナ８３の回転軸９１周りの回転動作を以て、半透過反射面８７の向きを調整可能とされている。
　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、図示しないが、電源スイッチや操作スイッチを含んでいる。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、制御モジュール３７および光出射器５７と電気的に接続されている。ＨＵＤ装置３は、操作ユニット４３にて電源スイッチに電源を入れる操作がされると、電源４５から無線通信モジュール３５、制御モジュール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動作をするようになっている。
　＜情報提示システムの動作＞
　前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３３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８３に投光され、コンバイナ８３でユーザの視界に入るようにさらに反射される。これにより、ユーザは、コンバイナ８３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、光出射器５７において、ＬＥＤ６１が設けられた第１構成部５７Ａを、表示素子６３が設けられた第２構成部５７Ｂの下側から凹面ミラー５９側に延ばすようにしたので、ヘルメット本体１０５の顎部１１１を外方に迫り出させることなく、光出射器５７をヘルメット本体１０５の顎部１１１に省スペースに収容することができる。その結果、ヘルメット本体１０５の均整を確保しつつ小型化を図ることができ、ヘルメット本体１０５の顎部１１１に投射モジュール３９を内蔵することに起因してヘルメット１０１外観の意匠性を損なわないようにすることができる。
　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。
　（実施形態２）
　図６は、本発明の実施形態２に係るヘルメット１０１を示す。本実施形態２では、光出射器５７が、ヘルメット本体１０５におけるヘルメット装着者の顎部を覆う領域における凹面ミラー５９よりも右側でかつ凹面ミラー５９よりも後方の箇所に内蔵され、ヘルメット本体１０５における左側斜め前方に向けて表示光ＬＸを出射するように構成されている。
　その他の構成は、実施形態１と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
　したがって、本実施形態２によると、表示光ＬＸの光路が、ヘルメット本体１０５におけるヘルメット装着者の顎部を覆う領域の左右方向中央よりも右寄りの部分で延びるので、ヘルメット本体１０５におけるヘルメット装着者の顎部を覆う領域の左右方向中央に、表示光ＬＸを通過させるためのスペースを設けなくてよい。したがって、表示光ＬＸの光路をヘルメット装着者の顎部を覆う領域における左右方向中央に配置した場合に比べ、エアダクト１０５ｅの形状の自由度を高めることができる。
　なお、上記実施形態１，２では、コンバイナ８３をヘルメット装着者の右眼Ｅの前方に設け、凹面ミラー５９を、ヘルメット本体１０５におけるヘルメット装着者の顎部を覆う領域における左右方向中央よりも右寄りの箇所に内蔵したが、コンバイナ８３を、ヘルメット装着者の左眼の前方に設け、凹面ミラー５９を、ヘルメット本体１０５におけるヘルメット装着者の顎部を覆う領域における左右方向中央よりも左寄りの箇所に内蔵してもよい。このようにした場合、光出射器５７は、ヘルメット本体１０５におけるヘルメット装着者の顎部を覆う領域の凹面ミラー５９よりも右側に内蔵してもよいし、凹面ミラー５９よりも左側でかつ凹面ミラー５９よりも後方の箇所に内蔵してもよい。
　例えば、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
　前記実施形態では、光出射器５７について、第１構成部５７Ａの長手方向を左右方向に沿わせ、第２構成部５７Ｂの長手方向を上下方向に沿わせた姿勢とされ、第１構成部５７Ａを第２構成部５７Ｂの下側に配置させた構成を例に説明したが、本開示の技術はこれに限らない。光出射器５７は、凹面ミラー５９側に表示光を出射するように構成されていれば、第１構成部５７Ａの長手方向を上下方向に沿わせ、第２構成部５７Ｂの長手方向を左右方向に沿わせる姿勢とされてもよいし、第１構成部５７Ａを第２構成部５７Ｂの上側に配置させる構成としても構わない。要は、光出射器５７において、第１構成部５７Ａおよび第２構成部５７Ｂのうち一方の構成部が他方の構成部の上下方向における一方側から凹面ミラー５９に向けて延びる構成を採っていればよい。
　前記実施形態では、ＨＵＤ装置３について、ヘルメット１０１のシールド１０７とは別に被投射体として設けられたコンバイナ８３に対し、投射モジュール３９から表示光を投射する構成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、コンバイナ８３に代えてヘルメット１０１のシールド１０７を被投射体として用い、シールド１０７に対して投射モジュール３９から表示光を投射することで、シールド１０７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表示するようになっていてもよい。
　前記実施形態では、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。
　前記実施形態では、光出射器５７に用いる表示素子６３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６３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。
　前記実施形態では、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。
　前記実施形態では、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３３で設定するなどして、走行地域の周辺施設の情報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。
　前記実施形態では、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。
　Ｅ…ユーザの眼
　Ｎ…外部ネットワーク
　Ｓ…ＧＰＳ衛星
　１…情報提示システム
　３…ＨＵＤ装置
　５…情報端末
　７…ＧＰＳ受信機
　９…無線通信モジュール
　１１…タッチパネル付き表示装置
　１３…マイクロコンピュータ
　１５…電源
　１７…ネットワーク通信部
　１９…近距離通信部
　２１…画面
　２３…メモリ
　２５…ＣＰＵ
　２７…時刻アプリ
　２９…速度アプリ
　３１…ナビアプリ
　３３…連携アプリ
　３５…無線通信モジュール
　３７…制御モジュール
　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
　５７Ａ…第１構成部
　５７Ｂ…第２構成部
　５９…凹面ミラー
　６１…ＬＥＤ（光源）
　６３…表示素子
　６５…ケース
　６７…コリメータレンズ
　６９…光合成部材
　７１…レンズ
　７３…ミラー
　７５…レンズ
　７７…偏向ビームスプリッタ
　７９…光出射口
　８１…反射面
　８３…コンバイナ（被投射体）
　８５…支持機構
　８７…半透過反射面
　８９…ステー
　９１…回転軸
　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…顎部
　１１３…額部

Claims (10)

  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、
    　前記ヘルメットを着用したユーザの眼前に位置する光透過性と光反射性を兼ね備えた被投射体に対し、ユーザが当該被投射体越しに虚像として視認可能な表示像を形成するための表示光を投射する投射モジュールを備え、
    　前記投射モジュールは、前記ヘルメットの顎部における左右両側に分けて内蔵された、前記表示光を出射する光出射器と、該光出射器によって出射された表示光を前記被投射体に向けて反射するミラーとを備え、
    　前記光出射器は、光を発する光源を有し、当該光源からの光が通過する第１光路を形成する第１構成部と、当該第１光路の下流側に接続されて当該第１光路を通過した光が導入される第２光路を形成するとともに、当該第２光路を通過した光を利用して表示光を生成する表示素子を有する第２構成部とを備え、
    　前記第１構成部は、前記第１光路が左右方向及び上下方向の一方に延びるように設けられ、
    　前記第２構成部は、前記第２光路が左右方向及び上下方向の他方に延びるように設けられている
    ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  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であって、
    　前記第１構成部は、前記第１光路が前記ヘルメットの顎部における前記ミラー側から反ミラー側へ向けて延びるように設けられ、
    　前記第２構成部は、前記第１構成部における前記第１光路の下流側から上方へ延びるように設けられている
    ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 　請求項２に記載されたヘッドアップディスプレイ装置であって、
    　前記第２構成部は、前記表示素子によって生成された表示光を当該第２構成部の上側から前記ミラー側へ向けて出射するように構成されている
    ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか１つに記載されたヘッドアップディスプレイ装置であって、
    　前記第１構成部は、第１光源と、当該第１光源とは異なる方向の光軸を有する第２光源と、前記第１光源からの光および前記第２光源からの光を合成し、合成した光を出射する光合成部材とを有している
    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４に記載されたヘッドアップディスプレイ装置であって、
    　前記第１構成部は、前記光合成部材から出射された光を集光する複数枚のレンズを有している
    ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  6. 　請求項５に記載されたヘッドアップディスプレイ装置であって、
    　前記光合成部材および前記レンズは、前記第１光路の延びる方向に互いに間隔をあけて配設されている
    ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
  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、前記ヘルメットを着用したユーザの眼前に位置する光透過性と光反射性を兼ね備えた被投射体に対し、ユーザが当該被投射体越しに虚像として視認可能な表示像を形成するための表示光を投射する投射モジュールを備え、
    　前記投射モジュールは、前記ヘルメットの顎部における左右両側に分けて内蔵された、前記表示光を出射する光出射器と、該光出射器によって出射された表示光を前記被投射体に向けて反射するミラーとを備え、
    　前記光出射器は、光を発する光源を有し、当該光源からの光が通過する第１光路を形成する第１構成部と、当該第１光路の下流側に接続されて当該第１光路を通過した光が導入される第２光路を形成するとともに、当該第２光路を通過した光を利用して表示光を生成する表示素子を有する第２構成部とを備え、
    　前記第１構成部は、前記第１光路が左右方向及び上下方向の一方に延びるように設けられ、
    　前記第２構成部は、前記第２光路が左右方向及び上下方向の他方に延びるように設けられている
    ことを特徴とするヘルメット。
  8. 　ヘルメット本体と、表示光を出射する光出射器と、前記光出射器により出射された表示光をヘルメット装着者が視認可能な方向に反射するコンバイナとを備えたヘルメットであって、
    　前記ヘルメット本体における前記ヘルメット装着者の顎部を覆う領域に設けられ、前記光出射器により出射された表示光を前記コンバイナに向けて反射するミラーをさらに備え、
    　前記光出射器は、前記ヘルメット本体における前記ヘルメット装着者の顎部を覆う領域の前記ミラーよりも前記ヘルメット装着者から見て右側又は左側に内蔵されていることを特徴とするヘルメット。
  9. 　請求項８に記載のヘルメットにおいて、
    　前記ヘルメット本体における前記ヘルメット装着者の顎部を覆う領域の左右方向中央部には、曇り止め用のエアダクトが設けられ、
    　前記ミラーは、前記ヘルメット本体における前記ヘルメット装着者の顎部を覆う領域の左右方向中央よりも左右方向一方寄りの箇所に設けられ、
    　前記光出射器は、前記ヘルメット本体における前記ヘルメット装着者の顎部を覆う領域の前記ミラーよりも前記左右方向一方側でかつ前記ミラーよりも後方の箇所に内蔵されていることを特徴とするヘルメット。
  10. 　請求項８に記載のヘルメットにおいて、
    　前記ミラーは、前記ヘルメット本体における前記ヘルメット装着者の顎部を覆う領域の左右方向中央よりも左右方向一方寄りの箇所に設けられ、
    　前記コンバイナは、前記ヘルメット装着者の前記左右方向一方の眼の前方に設けられていることを特徴とするヘルメット。
     
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