特許 7390869 ヘッドアップディスプレイ装置およびヘルメット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-24

(45)【発行日】2023-12-04

(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ装置およびヘルメット

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/02 20060101AFI20231127BHJP

   G02B 27/01 20060101ALI20231127BHJP

   A42B 3/04 20060101ALI20231127BHJP

【ＦＩ】

G02B27/02 Z

G02B27/01

A42B3/04

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019209469

(22)【出願日】2019-11-20

(65)【公開番号】P2020101791

(43)【公開日】2020-07-02

【審査請求日】2022-10-17

(31)【優先権主張番号】P 2018238720

(32)【優先日】2018-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】591182112

【氏名又は名称】ＮＳウエスト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 学

(72)【発明者】

【氏名】平松 将紀

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 航

【審査官】後藤 昌夫

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－２２５３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２８４２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１６６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００３９６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２７／０２

Ｈ０４Ｎ ５／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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配置され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と、
前記投射モジュールから前記被投射体に向かう表示光における光軸の方向を調整可能に構成された光軸調整機構と、を備え、
前記被投射体は、前記ヘルメットの額部に上端部が支持されるとともに下方に延びるステーを有する支持機構を介して前記眼前に配置され、
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、
前記光出射器と前記ミラーとは、互いに分離されるとともに、前記ヘルメットの顎部の左右両側に分けて設けられ、
前記光軸調整機構は、前記光出射器を固定した状態で前記ミラーを所定の回転軸周りに回転させることにより、前記ミラーから前記被投射体に向かう表示光における光軸の方向を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。

【請求項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、
前記光軸調整機構は、前記ヘルメットの下側からの操作により、前記被投射体に向かう表示光における光軸の方向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。

【請求項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、
前記光軸調整機構は、前記被投射体に向かう表示光における光軸の方向を、該光軸と交差する第１方向と、該第１方向と交差する第２方向とにおいて、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。

【請求項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、
前記所定の回転軸は、前記光出射器から出射された表示光における光軸を延長した仮想線と前記ミラーとが交差する箇所または当該箇所の付近に設定されている
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項5】

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配置され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と、
前記投射モジュールから前記被投射体に向かう表示光における光軸の方向を調整可能に構成された光軸調整機構と、を備え、
前記被投射体は、前記ヘルメットの額部に上端部が支持されるとともに下方に延びるステーを有する支持機構を介して前記眼前に配置され、
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、
前記光出射器と前記ミラーとは、互いに分離されるとともに、前記ヘルメットの顎部の左右両側に分けて設けられ、
前記光軸調整機構は、前記光出射器を固定した状態で前記ミラーを所定の回転軸周りに回転させることにより、前記ミラーから前記被投射体に向かう表示光における光軸の方向を調整可能に構成される
ことを特徴とするヘルメット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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ティスプレイ装置が搭載されたヘルメットに関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－０３０５３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

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、コンバイナに投射される表示光の位置がユーザによって視線位置に合わず、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、表示像が一部あるいは全く視認できなかったり運転支援に最適な位置に表示され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。

【0006】

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、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、被投射体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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、本開示の技術では、投射モジュールから被投射体に向かう表示光における光軸の方向を調整できるようにした。

【0008】

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。

【0009】

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配置され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と、投射モジュールから被投射体に向かう表示光における光軸の方向を調整可能に構成された光軸調整機構とを備える。

【0010】

この構成によると、投射モジュールから被投射体に向かう表示光における光軸の方向を調整可能に構成された光軸調整機構を設けるようにしたので、ヘルメットを着用したユーザの視線位置に合わせて被投射体への表示光の投射位置を調整することができる。それにより、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、被投射体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。

【0011】

上記ＨＵＤ装置において、光軸調整機構は、ヘルメットの下側からの操作により、被投射体に向かう表示光における光軸の方向を調整可能に構成されていることが好ましい。

【0012】

この構成によると、被投射体に向かう表示光における光軸の方向の調整を、光軸調整機構に対するヘルメットの下側からの操作を以て行えるようにしたので、ユーザがヘルメットを着用したままの状態で当該光軸の方向を容易に調整することができる。

【0013】

また、光軸調整機構は、被投射体に向かう表示光における光軸の方向を、その光軸と交差する第１方向と、第１方向と交差する第２方向とにおいて、調整可能に構成されていることが好ましい。

【0014】

この構成によると、被投射体に向かう表示光における光軸の方向の調整を、互いに交差する２方向において行えるようにしたので、当該光軸を調整する方向の自由度を高めることができる。それにより、被投射体への表示光の投射位置を、ヘルメットを着用したユーザの視線位置に合わせてよりいっそう正確に調整することができる。

【0015】

また、投射モジュールは、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ていてもよい。そして、光軸調整機構は、ミラーを所定の回転軸周りに回転させることにより、ミラーから被投射体に向かう表示光における光軸の方向を調整可能に構成されていてもよい。この場合、所定の回転軸は、光出射器から出射された表示光における光軸を延長した仮想線の方向とミラーとが交差する箇所または当該箇所の付近に設定されていることが好ましい。

【0016】

この構成によると、ミラーから被投射体に向かう表示光における光軸の方向を調整するのにミラーを回転させるようにし、そのミラーの回転動作における中心としての回転軸を、当該光軸を延長した仮想線とミラーとが交差する箇所または当該箇所の付近に設定するようにしたので、ミラーを回転させることに起因して表示像に生じる歪みを少なくすることができる。

【0017】

光出射器とミラーとは、互いに分離してヘルメットに設けられていてもよい。そして、光軸調整機構は、光出射器を固定した状態でミラーを所定の回転軸周りに回転させることにより、ミラーから被投射体に向かう表示光における光軸の方向を調整可能に構成されていることが好ましい。

【0018】

この構成によると、ミラーから被投射体に向かう表示光における光軸の方向の調整を、光出射器を回転させずにミラーを回転させることで行えるようにしたので、光軸調整機構をコンパクトに実現することができ、ＨＵＤ装置を搭載することに起因したヘルメットの大型化および重量化を抑制するのに有利である。

【0019】

また、光出射器とミラーとは、同一のケース内に設けられてユニット化されていてもよい。光軸調整機構は、ミラーを光出射器ごと所定の回転軸周りに回転させることにより、ミラーから被投射体に向かう表示光における光軸の方向を調整可能に構成されていてもよい。

【0020】

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。

【0021】

本開示の技術に係るヘルメットでは、ＨＵＤ装置が、ヘルメットを着用したユーザの眼前に配置され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と、投射モジュールから被投射体に向かう表示光における光軸の方向を調整可能に構成された光軸調整機構とを備える。

【0022】

この構成によると、投射モジュールから被投射体に向かう表示光における光軸の方向を調整可能に構成された光軸調整機構を設けるようにしたので、ヘルメットを着用したユーザの視線位置に合わせて被投射体への表示光の投射位置を調整することができる。それにより、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、被投射体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。

【発明の効果】

【0023】

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、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、被投射体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。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、第１の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】図２は、第１の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】図３は、第１の実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットの正面図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットの側面図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係るＨＵＤ装置における光軸調整機構の構成を示す平面図である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係るＨＵＤ装置における光軸調整機構を前側から見た側面図である。

【図7】図７は、第１の実施形態に係るＨＵＤ装置における光軸調整機構を図６のVIIで示す方向から見た側面図である。

【図8】図８は、第１の実施形態に係るＨＵＤ装置が備える光軸調整機構の、凹面ミラーで反射する表示光における光軸の方向を左側へ調整したときの状態を示す図６相当図である。

【図9】図９は、第１の実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットの光軸調整機構を図８に示す状態としたときの正面図である。

【図10】図１０は、第１の実施形態に係るＨＵＤ装置が備える光軸調整機構の、凹面ミラーで反射する表示光における光軸の方向を右側へ調整したときの状態を示す図６相当図である。

【図11】図１１は、第１の実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットの光軸調整機構を図１０に示す状態としたときの正面図である。

【図12】図１２は、第１の実施形態に係るＨＵＤ装置が備える光軸調整機構の、凹面ミラーで反射する表示光における光軸の方向を上側へ調整したときの状態を示す図７相当図である。

【図13】図１３は、第１の実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットの光軸調整機構を図１２に示す状態としたときの側面図である。

【図14】図１４は、第１の実施形態に係るＨＵＤ装置が備える光軸調整機構の、凹面ミラーで反射する表示光における光軸の方向を下側へ調整したときの状態を示す図７相当図である。

【図15】図１５は、第１の実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットの光軸調整機構を図１４に示す状態としたときの側面図である。

【図16】図１６は、第２の実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットの正面図である。

【図17】図１７は、第２の実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットの側面図である。

【図18】図１８は、第２の実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットの、凹面ミラーで反射する表示光における光軸の方向を光軸調整機構により左側へ調整したときの状態を示す正面図である。

【図19】図１９は、第２の実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットの、凹面ミラーで反射する表示光における光軸の方向を光軸調整機構により右側へ調整したときの状態を示す正面図である。

【図20】図２０は、第２の実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットの、凹面ミラーで反射する表示光における光軸の方向を光軸調整機構により上側へ調整したときの状態を示す側面図である。

【図21】図２１は、第２の実施形態に係るＨＵＤ装置が搭載されたヘルメットの、凹面ミラーで反射する表示光における光軸の方向を光軸調整機構により下側へ調整したときの状態を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

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。

【0026】

《第１の実施形態》
この第１の実施形態では、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ついて、ヘルメットのシールドとは別個に設けられたコンバイナを用い、コンバイナに対し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が、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コンバイナに向けて反射する凹面ミラーとが互いに分離して設けられた態様を例に挙げて説明する。

【0027】

この第１の実施形態に係るＨＵＤ装置は、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情報提示システムを構成している。

【0028】

＜情報提示システムの構成＞
図１は、この第１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、この第１の実施形態に係る情報提示システム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、一点鎖線は表示光の光軸ＬＸを示している。なお、これらのことは、後に参照する図４～図１５においても同じである。

【0029】

情報提示システム１は、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。

【0030】

－ 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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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（以下「ＨＵＤ表示」と称する）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。

【0043】

ＣＰＵ２５は、典型的には、ＩＣ（Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large Scale Integration）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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

＜ＨＵＤ装置の構成＞
図３は、この第１の実施形態に係る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、この第１の実施形態に係るＨＵＤ装置３が搭載されたヘルメット１０１の側面図である。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。

【0047】

この第１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。

【0048】

ヘルメット本体１０５は、図示しないが、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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

制御モジュール３７は、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。

【0053】

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。

【0054】

ＣＰＵ５１は、典型的には、ＩＣやＬＳＩ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。

【0055】

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９５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。

【0056】

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９５に向けて反射する凹面ミラー５９と、凹面ミラー５９で反射した表示光における光軸ＬＸの方向を調整可能に構成された光軸調整機構６１とを備えている。これら光出射器５７と凹面ミラー５９および光軸調整機構６１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。

【0057】

光出射器５７は、ヘルメット本体１０５の顎部１１１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、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarizing Beam Splitter）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。

【0058】

凹面ミラー５９は、ヘルメット本体１０５の顎部１１１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６３（図３等では平面状に図示）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６３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９５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。

【0059】

光軸調整機構６１は、凹面ミラー５９と一体に設けられている。この光軸調整機構６１は、図５～図７に示すように、凹面ミラー５９を互いに直交する第１の回転軸Ｘａ周りおよび第２の回転軸Ｘｂ周りに所定の角度範囲に亘って回転可能に保持する保持具６５と、保持具６５に保持された凹面ミラー５９の姿勢を維持する姿勢維持具としての板バネ部材６７と、板バネ部材６７を介して凹面ミラー５９に回転させるための付勢力を付与する付勢部品としての第１のボルト６９ａおよび第２のボルト６９ｂとを備えている。

【0060】

保持具６５は、凹面ミラー５９を第１の回転軸Ｘａ周りに回転可能に保持する内側枠体７１と、内側枠体７１を凹面ミラー５９ごと第２の回転軸Ｘｂ周りに回転可能に保持する外側枠体７３とを備えている。ここで、第１の回転軸Ｘａは、前後方向に延び、光出射器５７から出射された表示光における光軸ＬＸを仮想的に延長した仮想線ＬＸ’と凹面ミラー５９とが交差する箇所を通るように設定されている。また、第２の回転軸Ｘｂは、左下側から右上側へ斜め方向に延び、光出射器５７から出射された表示光における光軸ＬＸを仮想的に延長した仮想線ＬＸ’と凹面ミラー５９とが交差する箇所を通るように設定されている。

【0061】

内側枠体７１は、凹面ミラー５９の外周を囲むように設けられている。凹面ミラー５９の前後方向における両側には、上下方向における中央において外方へ突出する軸部７５がそれぞれ設けられている。内側枠体７１には、凹面ミラー５９の各軸部７５が嵌め込まれる嵌合凹部７７が設けられている。凹面ミラー５９は、内側枠体７１に対し、各軸部７５を嵌合凹部７７に嵌め込むことにより、それら両軸部７５の中心を通る第１の回転軸Ｘａ周りに回転自在に保持されている。

【0062】

外側枠体７３は、内側枠体７１の外周を囲むように設けられている。内側枠体７１の上下方向における両側には、前後方向における中央において枠体外側と内側とを貫通する取付孔７９が形成されている。外側枠体７３の上下方向における両側にも、内側枠体７１の取付孔７９に対応する箇所において枠体外側と内側とを貫通する取付孔８１が形成されている。外側枠体７３は、内側枠体７１に対し、各取付孔８１の枠体外側から対応する内側枠体の取付孔７９にまで留め具８３を挿入することにより、それら両取付孔７９，８１の中心を通る第２の回転軸Ｘｂ周りに回転自在に保持されている。

【0063】

板バネ部材６７は、保持具６５の裏側に配置されており、保持具６５と同じような傾斜姿勢とされている。この板バネ部材６７は、ベース板部８５と、ベース板部８５から切り起こされて形成された複数の板バネ８７ａ，８７ｂ，８７ｃ，８７ｄとを備えている。複数の板バネ８７ａ，８７ｂ，８７ｃ，８７ｄは、ベース板部８５の左上位置に設けられた第１の板バネ８７ａと、ベース板部８５の右下位置に設けられた第２の板バネ８７ｂと、ベース板部８５の前側位置に設けられた第３の板バネ８７ｃと、ベース板部８５の後側位置に設けられた第４の板バネ８７ｄとである。

【0064】

第１の板バネ８７ａは、凹面ミラー５９の裏面において第１の回転軸Ｘａに対応する右上側の箇所９０ａに当接している。この第１の板バネ８７ａは、凹面ミラー５９をその裏面から表側へ常時付勢している。第２の板バネ８７ｂは、凹面ミラー５９の裏面において第１の回転軸Ｘａに対応する左下側の箇所９０ｂに当接している。この第２の板バネ８７ｂは、凹面ミラー５９から離れる方向へ付勢されているが、裏側にある第１のボルト６９ａにより同方向への変位が規制されることで、第１の板バネ８７ａによる付勢力で第１の回転軸Ｘａ周りに回転しようとする凹面ミラー５９の裏面を受け止めて支持している。

【0065】

第３の板バネ８７ｃは、凹面ミラー５９の裏面において第２の回転軸Ｘｂに対応する前側の箇所９０ｃに当接している。この第３の板バネ８７ｃは、凹面ミラー５９をその裏面から表側へ常時付勢している。第４の板バネ８７ｄは、凹面ミラー５９の裏面において第２の回転軸Ｘｂに対応する後側の箇所９０ｄに当接している。この第４の板バネ８７ｄは、凹面ミラー５９から裏側へ離れる方向へ付勢されているが、裏側にある第２のボルト６９ｂにより同方向への変位が規制されることで、第３の板バネ８７ｃによる付勢力で第２の回転軸Ｘｂ周りに回転しようとする凹面ミラー５９の裏面を受け止めて支持している。

【0066】

第１のボルト６９ａおよび第２のボルト６９ｂは、板バネ部材６７の裏側に配置された取付板８９に取り付けられている。取付板８９には、第１のボルト６９ａおよび第２のボルト６９ｂを挿通するための挿通孔９１が形成されていると共に、個々の挿通孔９１に内部が連通する２つのウェルドナット９３が設けられている。第１のボルト６９ａおよび第２のボルト６９ｂは、対応する挿通孔９１に挿通されてウェルドナット９３に螺合することにより、取付板８９に取り付けられている。

【0067】

第１のボルト６９ａにおける軸部先端は、第２の板バネ８７ｂの裏面に当接している。そして、第１のボルト６９ａにおける頭部は、取付板８９の裏側に配置され、ドライバなどの工具を使用すれば、ヘルメット１０１の下側からの操作により、ヘルメット本体１０５に設けられた作業孔１１５を通じて奥側へ捩じ込んだり手前側に引き出したりできるようになっている。当該第１のボルト６９ａを奥側へ捩じ込むことにより、第２の板バネ８７ｂを介して凹面ミラー５９に付勢力を作用させられる。一方、当該第１のボルト６９ａを手前側に引き出すことにより、第２の板バネ８７ｂを介した凹面ミラー５９への付勢力を弱めるか或いは無くせる。

【0068】

第２のボルト６９ｂにおける軸部先端は、第４の板バネ８７ｄの裏面に当接している。そして、第２のボルト６９ｂにおける頭部は、取付板８９の裏面に配置され、ドライバなどの工具を使用すれば、ヘルメット１０１の下側からの操作により、ヘルメット本体１０５に設けられた作業孔１１５を通じて奥側へ捩じ込んだり手前側に引き出したりできるようになっている。当該第２のボルト６９ｂを奥側へ捩じ込むことにより、第４の板バネ８７ｄを介して凹面ミラー５９に付勢力を作用させられる。一方、当該第２のボルト６９ｂを手前側に引き出すことにより、第４の板バネ８７ｄを介した凹面ミラー５９への付勢力を弱めるか或いは無くせる。

【0069】

図８は、光軸調整機構６１の、凹面ミラー５９で反射する表示光における光軸ＬＸの方向を左側へ調整したときの状態を示す図６相当図である。図９は、光軸調整機構６１を図８に示す状態としたときのヘルメット１０１の正面図である。図１０は、光軸調整機構６１の、凹面ミラー５９で反射する表示光における光軸ＬＸの方向を右側へ調整したときの状態を示す図６相当図である。図１１は、光軸調整機構６１を図１０に示す状態としたときのヘルメット１０１の正面図である。

【0070】

光軸調整機構６１では、図８に示すように、第１のボルト６９ａに捩じ込み操作を行うと、凹面ミラー５９が、第２の板バネ８７ｂを介して作用する付勢力により、第１の板バネ８７ａからの付勢力に抗して反射面６３を上側へ向ける方向に回転する。そのことで、図９に示すように、凹面ミラー５９からコンバイナユニット４１に含まれるコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向が右側に変位する。

【0071】

また、光軸調整機構６１では、図１０に示すように、第１のボルト６９ａに引き出し操作を行うと、凹面ミラー５９が、第１の板バネ８７ａからの付勢力により反射面６３を左側へ向ける方向に回転する。そのことで、図１１に示すように、凹面ミラー５９からコンバイナユニット４１に含まれるコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向が左側に変位する。

【0072】

図１２は、光軸調整機構６１の、凹面ミラー５９で反射する表示光における光軸ＬＸの方向を上側へ調整したときの状態を示す図７相当図である。図１３は、光軸調整機構６１を図１２に示す状態としたときのヘルメット１０１の側面図である。図１４は、光軸調整機構６１の、凹面ミラー５９で反射する表示光における光軸ＬＸの方向を下側へ調整したときの状態を示す図７相当図である。図１５は、光軸調整機構６１を図１４に示す状態としたときのヘルメット１０１の側面図である。

【0073】

光軸調整機構６１では、図１２に示すように、第２のボルト６９ｂに捩じ込み操作を行うと、凹面ミラー５９が、第４の板バネ８７ｄを介して作用する付勢力により、第３の板バネ８７ｃからの付勢力に抗して反射面６３を後側へ向ける方向に回転する。そのことで、図１３に示すように、凹面ミラー５９からコンバイナユニット４１に含まれるコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向が後側に変位する。

【0074】

また、光軸調整機構６１では、図１４に示すように、第２のボルト６９ｂに引き出し操作を行うと、凹面ミラー５９が第３の板バネ８７ｃからの付勢力により反射面６３を前側へ向ける方向に回転する。そのことで、図１５に示すように、凹面ミラー５９からコンバイナユニット４１に含まれるコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向が前側に変位する。

【0075】

このように、光軸調整機構６１では、第１のボルト６９ａの捩じ込み操作および引き出し操作により、凹面ミラー５９からコンバイナユニット４１に含まれるコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向を左右方向（第１方向）において調整することができ、且つ、第２のボルト６９ｂの捩じ込み操作および引き出し操作により、凹面ミラー５９からコンバイナユニット４１に含まれるコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向を前後方向（第２方向）において調整することができる。そのことにより、コンバイナユニット４１に含まれるコンバイナ９５への表示光の投射位置を上下左右に調整することができる。

【0076】

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９５と、コンバイナ９５をヘルメット１０１の着用者であるユーザの眼前に位置させるように支持する支持機構９７とを備えている。

【0077】

コンバイナ９５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９６を有している。コンバイナ９５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９５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。

【0078】

支持機構９７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９５を支持する。コンバイナ９５は、ユーザの右眼Ｅの前方位置に配置され、支持機構９７により、半透過反射面９６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。

【0079】

支持機構９７は、上下方向に延びるステー９８を有している。ステー９８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９８の下端部には、左右方向に延びる回転軸９９を介してコンバイナ９５が連結されている。支持機構９７は、コンバイナ９５の回転軸９９周りの回転動作を以て、半透過反射面９６の向きを調整可能とされている。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

＜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ＨＵＤ表示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９５に投光され、コンバイナ９５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９５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。

【0083】

この第１の実施形態に係るＨＵＤ装置３およびそれを搭載したヘルメット１０１によると、投射モジュール３９の凹面ミラー５９からコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向を調整可能に構成された光軸調整機構６１を設けるようにしたので、ヘルメット１０１を着用したユーザの視線位置に合わせてコンバイナ９５への表示光の投射位置を調整することができる。それにより、ユーザに対し、ヘルメット１０１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９５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。

【0084】

しかも、この第１の実施形態に係るＨＵＤ装置３およびそれを搭載したヘルメット１０１によると、凹面ミラー５９からコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向の調整を、光出射器５７を回転させずに凹面ミラー５９を回転させることで行えるようにしたので、光軸調整機構６１をコンパクトに実現することができ、ＨＵＤ装置３を搭載することに起因したヘルメット１０１の大型化および重量化を抑制するのに有利である。

【0085】

《第２の実施形態》
この第２の実施形態では、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ついて、ヘルメットのシールドとは別個に設けられたコンバイナを用い、コンバイナに対し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が、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コンバイナに向けて反射する凹面ミラーとが同一のケース内に設けられてユニット化された態様を例に挙げて説明する。

【0086】

この第２の実施形態に係るＨＵＤ装置３およびそれが搭載されたヘルメット１０１は、投射モジュール３９の構成が上記第１の実施形態と異なる。なお、この第２の実施形態では、投射モジュール３９の構成が上記第１の実施形態と異なる他は、ＨＵＤ装置３およびそれが搭載されたヘルメット１０１、さらにはＨＵＤ装置３が構成する情報提示システム１について、上記第１の実施形態と同様に構成されているので、構成の異なる投射モジュール３９についてのみ説明し、同一の構成箇所は、図１～図１５に基づく上記第１の実施形態の説明に譲ることにして、その詳細な説明を省略する。

【0087】

図１６は、この第２の実施形態に係るＨＵＤ装置３が搭載されたヘルメット１０１の正面図である。図１７は、この第２の実施形態に係るＨＵＤ装置３が搭載されたヘルメット１０１の側面図である。なお、これら図１６および図１７において、図１と同様に、二点鎖線の矢印は表示光の経路および進行方向を示し、一点鎖線は表示光の光軸ＬＸを示している。また、図１６および図１７では、投射モジュール３９は、ヘルメット本体１０５に内蔵されているが、便宜上、一部実線で示す。なお、これらのことは、後に参照する図１８～図２１においても同じである。

【0088】

この第２の実施形態に係るＨＵＤ装置３の投射モジュール３９は、図１６および図１７に示すように、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に向けて反射する凹面ミラー５９と、これら光出射器５７および凹面ミラー５９を収容するハウジング６０と、ハウジング６０に形成された投射開口６２を覆うように設けられたカバー部材６４と、投射開口６２からコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向を調整可能に構成された光軸調整機構６１とを備えている。

【0089】

ハウジング６０は、投射開口６２を上方に向けた姿勢で、ヘルメット本体１０５の顎部１１１の右後側から右前側にかけての箇所に設けられている。このハウジング６０は、図示しない樹脂製のハウジング構成部材を複数組み合わせて構成されており、光出射器５７および凹面ミラー５９を収容する収容空間が内部に設けられている。投射開口６２は、光出射器５７から出射された表示光をハウジング６０の内部（収容空間）から外部に向けて通過させるための開口であって、ハウジング６０の前側部分における上面に略矩形状に形成されている。

【0090】

光出射器５７は、ハウジング６０の中程から投射開口６２とは反対側の後側位置にかけての箇所に収容されている。この光出射器５７は、上記第１の実施形態の光出射器５７と同様な構成（光源、表示素子、光学レンズ、拡散板および偏光ビームスプリッタなどの組合せ）を有している。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。

【0091】

凹面ミラー５９は、ハウジング６０の前側位置で投射開口６２の下方に対応する位置に収容されている。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６３を有し、反射面６３を投射開口６２側に向けた姿勢で設けられている。当該凹面ミラー５９は、光出射器５７から受けた表示光を、反射面６３により、投射開口６２に向けて上方に反射すると共に、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。

【0092】

投射モジュール３９において、光出射器５７から出射されて凹面ミラー５９により反射された表示光は、投射開口６２を通過し、カバー部材６４と介してコンバイナ９５に投射される。カバー部材６４は、ポリカーボネート（ＰＣ）などからなる略矩形の板状物であって、透光性を有しており、表示光を透過させる。

【0093】

光軸調整機構６１は、投射モジュール３９（ハウジング６０）と一体に設けられている。この光軸調整機構６１は、投射モジュール３９を互いに直交する第１の回転軸Ｘａ周りおよび第２の回転軸Ｘｂ周りに所定の角度範囲に亘って回転可能に保持する保持具６５と、保持具６５に保持された投射モジュール３９の姿勢を維持するための姿勢維持具としての第１のコイルバネ８８ａおよび第２のコイルバネ８８ｂと、保持具６５に投射モジュール３９を回転させるための付勢力を付与する付勢部品としての第１のボルト６９ａおよび第２のボルト６９ｂとを備えている。

【0094】

保持具６５は、ハウジング６０の下側に取り付けられて投射モジュール３９を支持するホルダ部材６６と、ホルダ部材６６を第１の回転軸Ｘａ周りおよび第２の回転軸Ｘｂ周りに回転自在に支持するピボット軸部材６８を備えている。ピボット軸部材６８は、投射モジュール３９の前側で凹面ミラー５９に近接した位置に配置されている。そのことで、第１の回転軸Ｘａおよび第２の回転軸Ｘｂは、光出射器５７から出射された表示光における光軸ＬＸを延長した仮想線ＬＸ’と凹面ミラー５９とが交差する箇所の付近に設定されている。このピボット軸部材６８の下側にある軸部は、ヘルメット本体１０５のシェルなどに固定されたブラケット片７０に取り付けられている。

【0095】

ホルダ部材６６には、ピボット軸部材６８の上端に設けられた球体を受け容れる軸受け部７２を有する支持片７４が設けられている。この支持片７４には、軸受け部７２の他、第１のボルト６９ａが取り付けられる第１の取付板部７６ａと、第２のボルト６９ｂが取り付けられる第２の取付板部７６ｂとが設けられている。第１の取付板部７６ａは、軸受け部７２の左後側に離間した位置に、板厚方向を上下方向に対応させて設けられている。第２の取付板部７６ｂは、投射モジュール３９の右後側の位置に、板厚方向を上下方向に対応させて設けられている。

【0096】

第１の取付板部７６ａには、第１のボルト６９ａが挿通孔を下方から上方に挿通させて取り付けられている。第１の取付板部７６ａは、ヘルメット本体１０５のシェルなどに固定された第１のブラケット片７８ａと所定の間隔をあけて対向している。第１のボルト６９ａの上側にある軸部は、第１のブラケット片７８ａに形成された挿通孔にも挿通されている。この第１のブラケット片７８ａと第１の取付板部７６ａとの間には、第１コイルバネ８８ａが第１のボルト６９ａの軸部を挿通させた状態で介装されている。そのことで、第１の取付板部７６ａには、第１コイルバネ８８ａにより第１のブラケット片７８ａから下方に離間する方向への付勢力が常時付与されている。

【0097】

第１のボルト６９ａにおける頭部は、第１の取付板部７６ａの裏面に当接しており、ヘルメット本体１０５に設けられた作業孔１１５を通じて外部からアクセス可能とされている。これにより、ドライバなどの工具を使用すれば、ヘルメット１０１の下側からの作業孔１１５を利用した操作を以て、第１のボルト６９ａを奥側へ捩じ込んだり手前側に引き出したりできるようになっている。当該第１のボルト６９ａを奥側へねじ込むことにより、第１コイルバネ８８ａの付勢力に抗して第１の取付板部７６ａを第１のブラケット片７８ａに接近する方向へ変位させられる。一方、当該第１のボルト６９ａを手前側に引き出すことにより、第１コイルバネ８８ａの付勢力を以て第１の取付板部７６ａを第１のブラケット片７８ａから離間する方向へ変位させられる。

【0098】

第２の取付板部７６ｂには、第２のボルト６９ｂが挿通孔を下方から上方に挿通させて取り付けられている。第２の取付板部７６ｂは、ヘルメット本体１０５のシェルなどに固定された第２のブラケット片７８ｂと所定の間隔をあけて対向している。第２のボルト６９ｂの上側にある軸部は、第２のブラケット片７８ｂに形成された挿通孔にも挿通されている。この第２のブラケット片７８ｂと第２の取付板部７６ｂとの間には、第２コイルバネ８８ｂが第２のボルト６９ｂの軸部を挿通させた状態で介装されている。そのことで、第１の取付板部７６ａには、第２コイルバネ８８ａにより第２のブラケット片７８ｂから下方に離間する方向への付勢力が常時付与されている。

【0099】

第２のボルト６９ｂにおける頭部は、第２の取付板部７６ｂの裏面に当接しており、ヘルメット本体１０５に設けられた作業孔１１５を通じて外部からアクセス可能とされている。これにより、ドライバなどの工具を使用すれば、ヘルメット１０１の下側からの作業孔１１５を利用した操作を以て、第２のボルト６９ｂを奥側へ捩じ込んだり手前側に引き出したりできるようになっている。当該第２のボルト６９ｂを奥側へねじ込むことにより、第２コイルバネ８８ｂの付勢力に抗して第２の取付板部７６ｂを第２のブラケット片７８ｂに接近する方向へ変位させられる。一方、当該第２のボルト６９ｂを手前側に引き出すことにより、第２コイルバネ８８ｂの付勢力を以て第２の取付板部７６ｂを第２のブラケット片７８ｂから離間する方向へ変位させられる。

【0100】

図１８は、この第２の実施形態に係るＨＵＤ装置３が搭載されたヘルメット１０１の、投射モジュール３９によって投射される表示光における光軸ＬＸの方向を光軸調整機構６１により左側へ調整したときの状態を示す正面図である。図１９は、この第２の実施形態に係るＨＵＤ装置３が搭載されたヘルメット１０１の、投射モジュール３９によって投射される表示光における光軸ＬＸの方向を光軸調整機構６１により右側へ調整したときの状態を示す正面図である。

【0101】

光軸調整機構６１では、図１８に示すように、第１のボルト６９ａに捩じ込み操作を行うと、第１の取付板部７６ａが第１のブラケット片７８ａに接近する方向へ変位することにより、ホルダ部材６６および投射モジュール３９が共に、ピボット軸部材６８の球体を中心として第１の回転軸Ｘａ周りに投射開口６２を右側に向ける方向へ回転する。そのことで、投射モジュール３９からコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向が右側に変位する。

【0102】

また、光軸調整機構６１では、図１９に示すように、第１のボルトに引き出し操作を行うと、第１の取付板部７６ａが第１のブラケット片７８ａから離間する方向へ変位することにより、ホルダ部材６６および投射モジュール３９が共に、ピボット軸部材６８の球体を中心として第１の回転軸Ｘａ周りに投射開口６２を左側に向ける方向へ回転する。そのことで、投射モジュール３９からコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向が左側に変位する。

【0103】

図２０は、この第２の実施形態に係るＨＵＤ装置３が搭載されたヘルメット１０１の、投射モジュール３９によって投射される表示光における光軸ＬＸの方向を光軸調整機構６１により上側へ調整したときの状態を示す側面図である。図２１は、この第２の実施形態に係るＨＵＤ装置３が搭載されたヘルメット１０１の、投射モジュール３９によって投射される表示光における光軸ＬＸの方向を光軸調整機構６１により下側へ調整したときの状態を示す側面図である。

【0104】

光軸調整機構６１では、図２０に示すように、第２のボルト６９ｂに捩じ込み操作を行うと、第２の取付板部７６ｂが第２のブラケット片７８ｂに接近する方向へ変位することにより、ホルダ部材６６および投射モジュール３９が共に、ピボット軸部材６８の球体を中心として第２の回転軸Ｘｂ周りに投射開口６２を前側に向ける方向へ回転する。そのことで、投射モジュール３９からコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向が前側に変位する。

【0105】

また、光軸調整機構６１では、図２１に示すように、第２のボルトに引き出し操作を行うと、第２の取付板部７６ｂが第２のブラケット片７８ｂから離間する方向へ変位することにより、ホルダ部材６６および投射モジュール３９が共に、ピボット軸部材６８の球体を中心として第２の回転軸Ｘｂ周りに投射開口６２を後側に向ける方向へ回転する。そのことで、投射モジュール３９からコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向が後側に変位する。

【0106】

このように、光軸調整機構６１では、第１のボルト６９ａの捩じ込み操作および引き出し操作により、投射モジュール３９からコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向を左右方向（第１方向）において調整することができ、且つ、第２のボルト６９ｂの捩じ込み操作および引き出し操作により、投射モジュール３９からコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向を前後方向（第２方向）において調整することができる。それらにより、コンバイナユニット４１に含まれるコンバイナ９５への表示光の投射位置を上下左右に調整することができる。

【0107】

この第２の実施形態に係るＨＵＤ装置３およびそれを搭載したヘルメット１０１によっても、投射モジュール３９からコンバイナ９５に向かう表示光における光軸ＬＸの方向を調整可能に構成された光軸調整機構６１を設けるようにしたので、ヘルメット１０１を着用したユーザの視線位置に合わせてコンバイナ９５への表示光の投射位置を調整することができる。それにより、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９５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。

【0108】

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。

【0109】

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。

【0110】

上記実施形態では、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９５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９５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。

【0111】

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。

【0112】

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。

【0113】

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。

【0114】

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。

【0115】

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３９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。

【0116】

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。

【産業上の利用可能性】

【0117】

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。

【符号の説明】

【0118】

Ｅ…ユーザの眼
Ｌａ…第１の回転軸
Ｌｂ…第２の回転軸
ＬＸ…光軸
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
５９…凹面ミラー
６０…ハウジング
６１…光軸調整機構
６２…投射開口
６３…反射面
６４…カバー部材
６５…保持具
６６…ホルダ部材
６７…板バネ部材
６８…ピボット軸部材
６９ａ…第１のボルト
６９ｂ…第２のボルト
７０…ブラケット片
７１…内側枠体
７２…軸受け部
７３…外側枠体
７４…支持片
７５…軸部
７６ａ…第１の取付板部
７６ｂ…第２の取付板部
７７…嵌合凹部
７８ａ…第１のブラケット片
７８ｂ…第２のブラケット片
７９…取付孔
８１…取付孔
８３…留め具
８４…ベース板部
８７ａ…第１の板バネ
８７ｂ…第２の板バネ
８７ｃ…第３の板バネ
８７ｄ…第４の板バネ
８８ａ…第１のコイルバネ
８８ｂ…第２のコイルバネ
８９…取付板
９１…挿通孔
９３…ウェルドナット
９５…コンバイナ
９６…半透過反射面
９７…支持機構
９８…ステー
９９…回転軸体
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
１１５…作業孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】