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平视显示装置及头盔

文献发布时间:2023-06-19 12:10:19


平视显示装置及头盔

技术领域

本公开涉及一种搭载在头盔上的平视显示装置及搭载有平视显示装置的头盔。

背景技术

迄今,已知通过在驾驶自动二轮车时佩戴的头盔上搭载平视显示(Head UpDisplay)装置(以下称为“HUD装置”),使佩戴该头盔的用户(驾驶员)在视野前方看到作为虚像的车速等车辆信息、导航系统的地图信息、警告信息等各种信息,来提高驾驶车辆时的便利性和安全性。

搭载在头盔上的HUD装置包括投射模块和组合器,该投射模块投射与所显示的信息相应的显示光,该组合器朝向头盔佩戴者即用户的眼睛反射由投射模块投射的显示光。组合器由半透半反镜构成,其布置在设在头盔前部的窗部开口内且落入用户前方视野的位置,供来自用户前方的光透过。因此,用户能够越过组合器在与风景叠加的状态下看到由显示光形成的虚像(显示像)。专利文献1便公开了如上所述的HUD装置的一例。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本公开专利公报特开2017-030530号公报

发明内容

-发明要解决的技术问题-

投射模块例如包括光出射器和反射镜,该光出射器和射出显示光,该反射镜朝向被投射体反射由光出射器射出的显示光。从保证头盔的匀称性这一点出发,可以考虑将上述光出射器和反射镜分别内置在头盔的颚部中的左右两侧。此处,光出射器具有将光源、用于将来自光源的光进行会聚等的多张透镜、利用透过上述透镜后的光来生成显示光的显示元件等收纳到壳体内的构造。

就如上所述的光出射器而言,如果采用将从光源经多张透镜到显示元件为止的多个部件沿同一方向排列布置的构成,则光出射器为在一个方向上较长的形态,因此难以收纳到头盔的颚部。要将上述形态的光出射器收纳到头盔的颚部,就需要使头盔颚部中的收纳光出射器的部位相对较大幅度地向外突出。因此,头盔会大型化,破坏头盔外观的美观性。

本公开的技术正是为解决上述技术问题而完成的,其目的在于:在搭载在头盔上的HUD装置中,以节省空间的方式将光出射器收纳到头盔的颚部。

-用以解决技术问题的技术方案-

为了达到所述目的,在本公开的技术中,使用于HUD装置的光出射器采用在中间折弯的形态。

具体而言,本公开的技术以搭载在头盔上的HUD装置为对象。

本公开的技术所涉及的HUD装置包括投射模块,该投射模块向位于佩戴头盔的用户的眼前且兼具透光性和光反射性的被投射体投射显示光,所述显示光用于形成能够作为虚像供用户越过该被投射体看到的显示像。投射模块包括分别内置在头盔的颚部中的左右两侧的光出射器和反射镜,该光出射器射出显示光,该反射镜朝向被投射体反射由光出射器射出的显示光。光出射器包括第一构成部和第二构成部,所述第一构成部具有发出光的光源且形成供来自该光源的光通过的第一光路,所述第二构成部形成第二光路,所述第二光路与该第一光路的下游侧连接,通过该第一光路后的光被引入至所述第二光路,并且所述第二光路具有显示元件,所述显示元件利用通过该第二光路后的光来生成显示光。第一构成部以第一光路沿左右方向和上下方向中的一者延伸的方式设置。第二构成部以第二光路沿左右方向和上下方向中的另一者延伸的方式设置。

根据该构成方式,在光出射部中,来自光源的光通过第一构成部的第一光路后通过第二构成部的第二光路,然后被显示元件利用。并且,由显示元件生成的显示光到达反射镜后朝向被投射体被照射出去。例如,在光出射部的第一构成部以第一光路沿左右方向延伸的方式设置,且第二构成部以第二光路沿上下方向延伸的方式设置的情况下,光出射器成为如在中间折弯的形态。在第一光路沿上下方向延伸,且第二光路沿左右方向延伸的情况下,光出射器也成为如在中间折弯的形态。这样一来,能够在不使头盔的颚部向外侧突出的情况下,以节省空间的方式将光出射器收纳到头盔的颚部。

可以是这样的,在所述HUD装置中,第一构成部以第一光路从头盔的颚部的反射镜侧朝向反射镜相反侧延伸的方式设置,第二构成部以从第一构成部的第一光路的下游侧向上方延伸的方式设置。

此外,可以是这样的,第二构成部构成为从该第二构成部的上侧朝向反射镜侧射出由显示元件生成的显示光。

此外,可以是这样的,第一构成部具有第一光源、第二光源以及光合成部件,所述第二光源具有方向与该第一光源不同的光轴,所述光合成部件将来自第一光源的光和来自第二光源的光合成,并射出合成后的光。

此外,可以是这样的,第一构成部具有对从光合成部件射出的光进行会聚的多张透镜。

此外,可以是这样的,光合成部件和透镜沿第一光路的延伸方向彼此之间留出间隔而设置。

本公开的技术以搭载有HUD装置的头盔为对象。

在本公开的技术所涉及的头盔中,HUD装置包括投射模块,该投射模块向位于佩戴头盔的用户的眼前且兼具透光性和光反射性的被投射体投射显示光,所述显示光用于形成能够作为虚像供用户越过该被投射体看到的显示像。投射模块包括分别内置在头盔的颚部中的左右两侧的光出射器和反射镜,该光出射器射出显示光,该反射镜朝向被投射体反射由光出射器射出的显示光。光出射器包括第一构成部和第二构成部,所述第一构成部具有发出光的光源且形成供来自该光源的光通过的第一光路,所述第二构成部形成第二光路,所述第二光路与该第一光路的下游侧连接,通过该第一光路后的光被引入至所述第二光路,并且所述第二光路具有显示元件,所述显示元件利用通过该第二光路后的光来生成显示光。第一构成部以第一光路沿左右方向和上下方向中的一者延伸的方式设置。第二构成部以第二光路沿左右方向和上下方向中的另一者延伸的方式设置。

根据该构成方式,在光出射部中,因为采用使设有光源的第一构成部和设有显示元件的第二构成部中的一构成部从另一构成部的上下方向中的一方侧向反射镜侧延伸的构成,所以能够在不使头盔的颚部向外侧突出的情况下,以节省空间的方式将光出射器收纳到头盔的颚部。

此外,其特征在于:所述头盔还包括反射镜,所述反射镜设在所述头盔主体的覆盖所述头盔佩戴者的颚部的区域,且朝向所述组合器反射由所述光出射器射出的显示光,所述光出射器内置在从所述头盔佩戴者的角度观察时所述头盔主体的覆盖所述头盔佩戴者的颚部的区域的比所述反射镜靠右侧或左侧的部位。

这样一来,因为将光出射器设置于在前后方向上不与反射镜重合的位置,使显示光的光路沿左右方向延伸,所以可以不保证在头盔主体的反射镜的设置部位有相当于从光出射器到反射镜为止的光路的厚度。因此,与将光出射器内置在头盔主体中的反射镜的后方的情况相比,在将从光出射器到反射镜为止的光路设定得较长的情况下,也能够使头盔主体的反射镜设置部位较薄,从而能够抑制头盔的大型化。

此外,可以是这样的,在所述头盔主体的覆盖所述头盔佩戴者的颚部的区域的左右方向中央部,设有用于防雾的通气道,所述反射镜设在所述头盔主体的覆盖所述头盔佩戴者的颚部的区域的比左右方向中央靠左侧或右侧的部位,所述光出射器内置在所述头盔主体的覆盖所述头盔佩戴者的颚部的区域的比所述反射镜靠所述左侧或右侧且比所述反射镜靠后方的部位。

这样一来,因为显示光的光路在头盔主体的覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的比左右方向中央靠左侧或右侧的部分延伸,所以可以不在头盔主体的覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的左右方向中央设置用于使显示光通过的空间。因此,与将显示光的光路布置在覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的左右方向中央的情况相比,能够提高通气道的形状的自由度。

此外,可以是这样的,所述反射镜设在所述头盔主体的覆盖所述头盔佩戴者的颚部的区域的比左右方向中央靠左侧或右侧的部位,所述组合器设在所述头盔佩戴者的所述左侧或右侧的眼睛的前方。

这样一来,因为显示光从反射镜到达组合器的过程中都不会通过头盔佩戴者的鼻子前,所以即使将反射镜设在比头盔佩戴者的鼻子顶端靠后方的部位,显示光的从反射镜到组合器为止的光路也不会与头盔佩戴者的鼻子发生干涉。因此,与将组合器设在头盔佩戴者的左右方向中另一方的眼睛的前方的情况相比,能够将反射镜的位置设在后方,所以能够使头盔主体的反射镜设置部位较薄,从而能够使头盔小型化。

-发明的效果-

根据本公开的技术所涉及的HUD装置及搭载该HUD装置的头盔,能够以节省空间的方式将光出射器收纳到头盔的颚部。其结果是,能够既保证头盔的匀称性又实现小型化,能够避免因将投射模块内置在头盔的颚部而破坏头盔外观的美观性。

附图说明

图1是实施方式所涉及的信息提示系统的简略整体构成图。

图2是实施方式所涉及的信息提示系统的简略框图。

图3是搭载有实施方式所涉及的HUD装置的头盔的主视图。

图4是搭载有实施方式所涉及的HUD装置的头盔的侧视图。

图5是构成实施方式所涉及的HUD装置的光出射器的剖视图。

图6是第二实施方式的相当于图3的图。

具体实施方式

下面,参照附图详细地说明示例性的实施方式。需要说明的是,在以下实施方式中,为了便于说明,关于头盔及搭载在头盔上的HUD装置,将相当于佩戴头盔的用户的脸部的上下的方向的上侧称为“上”,将下侧称为“下”,将相当于佩戴头盔的用户的脸部的前后的方向的前侧称为“前”,将后侧称为“后”,将朝向佩戴头盔的用户的脸部的前方时相当于其脸部的左右的方向的左侧称为“左”,将右侧称为“右”。

(第一实施方式)

<信息提示系统的构成>

图1是该实施方式所涉及的信息提示系统1的简略整体构成图。图2是信息提示系统1的简略框图。需要说明的是,在图1中,双点划线的箭头表示显示光的路径和前进方向。信息提示系统1是向自动二轮车的骑手(用户)提示有助于驾驶辅助的信息的系统,如图1和图2所示,信息提示系统1包括搭载在自动二轮车的头盔101上的HUD装置3和向HUD装置3提供可显示的各种信息的信息终端5。

-信息终端的构成-

信息终端5采用被称为智能手机的小型多功能便携电话机。该信息终端5包括接收来自GPS卫星S的电波并生成定位信息的GPS(Global Positioning System:全球定位系统)接收机7、与外部进行无线通信的无线通信模块9、作为输入输出装置的带触摸屏的显示装置11、综合控制该信息终端5的动作的微型计算机13以及供给使该信息终端5工作时所需的电力的电源15。

GPS接收机7构成为包括未图示的GPS天线等。GPS天线接收从发射到地球轨道上的多个GPS卫星S发送过来的GPS信号。GPS接收机7根据由GPS天线接收到的GPS信号,获取信息终端5的当前位置(例如纬度、经度以及高度)的信息。该GPS接收机7按照来自微型计算机13的要求,将定位到的信息终端5的位置信息保存到微型计算机13所包括的存储器23中,并循序更新。

无线通信模块9包括与互联网等广域通信网即外部网络N进行通信的网络通信部17和与HUD装置3进行近距离无线通信的近距离通信部19。

网络通信部17具有WiFi(Wireless Fidelity:无线保真,注册商标)等无线LAN(Local Area Network:局域网)的功能或LTE(Long Time Evolution:长期演进,注册商标)等移动通信标准下的通信功能。该网络通信部17按照来自微型计算机13的要求,从外部网络N接收地图信息、与施工或拥堵等相关的道路信息、基于由GPS接收机7获取到的当前位置的周边设施信息、灾害信息等网络信息,并将它们暂时存储在微型计算机13所包括的存储器23中。

近距离通信部19具有蓝牙(Bluetooth:注册商标)等近距离无线通信标准下的通信功能。该近距离通信部19按照来自微型计算机13的要求,从微型计算机13所包括的存储器23中读取各种信息,并通过无线通信发送至HUD装置3,该各种信息包括由GPS接收机7获取到的信息终端5的位置信息、由网络通信部17获取到的网络信息、由后述各种应用软件(以下称为“应用”)获取到的应用信息、由HUD装置3显示的显示像的显示项目和亮度等显示设定信息。

带触摸屏的显示装置11是在信息终端5的画面21上显示图像的显示装置和检测用户所触摸的画面21内的位置(触摸位置)的触摸屏一体化而成的电子装置,其兼具图像输出功能和用户操作的输入功能。在信息终端5中,通过对该带触摸屏的显示装置11进行触摸操作,能够在执行各种应用和执行后述的协作应用33时进行HUD装置3的显示设定。

微型计算机13包括存储器23和CPU(Central Processing Unit:中央处理器)25。存储器23暂时或永久保存各种信息,该各种信息包括用于使信息终端5工作的程序。典型的是,该存储器23由RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)和ROM(Read OnlyMemory:只读存储器)的组合实现。存储在该存储器23中的各种程序包括移动OS(OperatingSystem:操作系统)和为了在移动OS上实现特定功能而工作的多个应用。

多个应用包括时刻应用27、速度应用29、导航应用31以及协作应用33。上述多个应用27、29、31、33预先安装到信息终端5上并保存在存储器23中。

时刻应用27是获取当前时刻的软件。该时刻应用27例如根据与基站进行通信而获取的时间戳和由GPS接收机7获取的时刻信息,并使用NITZ(Network Identity and TimeZone:网络标识和时区)、NTP(Network Time Protocol:网络时间协议)等时刻同步技术,获取当前时刻。

速度应用29是检测信息终端5的移动速度的软件。该速度应用29例如根据由GPS接收机7获取的信息终端5的位置信息,检测信息终端5的移动速度。

导航应用31是向由用户设定的目的地进行路径引导的软件。该导航应用31例如根据由网络通信部17获取到的或预先保存到存储器23中的地图信息、由GPS接收机7获取的信息终端5的位置信息,向目的地进行路径引导。

协作应用33是使用近距离通信部19的无线通信而与HUD装置3协作,向HUD装置3发送应用信息和网络信息、HUD装置3的显示设定信息等各种信息,来实现HUD装置3的显示功能的软件。

在该协作应用33中能够进行HUD装置3的显示设定。具体而言,作为显示设定,能够从包括当前时刻、移动速度以及路径引导信息(导航信息)的多个项目中由设定HUD装置3显示的项目,或设定由HUD装置3显示的显示像的亮度。由该协作应用33设定的显示设定信息保存在存储器23中。

典型的是,CPU25由IC(Integrated Circuit:集成电路)、LSI(Large ScaleIntegration:大规模集成电路),ASIC(Application Specific Integration Circuit:专用集成电路)等实现。该CPU25进行用于处理各种数据的运算,控制无线通信模块9和带触摸屏的显示装置11的动作以及各种应用27、29、31、33的执行。

微型计算机13通过CPU25的功能,使GPS接收机7获取当前位置的信息,使网络通信部17确立与外部网络N的连接来收集网络信息,并且通过执行协作应用33,使近距离通信部19确立与HUD装置3的连接,将通过与时刻应用27、速度应用29以及导航应用31的执行相应的各种处理而获取到的应用信息和网络信息、显示设定信息发送至HUD装置3。

电源15由锂离子电池等二次电池构成。该电源15通过布线与无线通信模块9、带触摸屏的显示装置11以及微型计算机13电连接。信息终端5构成为:如果通过未图示的电源开关进行接通电源的操作,则从电源15向无线通信模块9、带触摸屏的显示装置11以及微型计算机13供电,进行与用户的操作相应的规定动作。

-HUD装置的构成-

图3是搭载有HUD装置3的头盔101的主视图。图4是搭载有HUD装置3的头盔101的侧视图。图5是构成HUD装置3的光出射器57的剖视图。需要说明的是,在图3和图4中,双点划线的箭头与图1一样,表示显示光的路径和前进方向。此外,在图5中,双点划线的箭头表示光出射器57内的光的路径和前进方向。HUD装置3是在佩戴头盔101的用户的视野内映出视觉信息的投射型显示装置。

搭载有该实施方式所涉及的HUD装置3的头盔101是全脸式头盔,头盔101包括头盔主体105和面罩107,在头盔主体105的前部形成有用于向佩戴的用户提供视野的窗部开口103,面罩107是透明的,其以可更换的方式安装在头盔主体105上且能够打开、关闭窗部开口。

头盔主体105具有在构成其外壳的壳部(帽体)105a的内侧设有冲击吸收衬垫105b的构造,冲击吸收衬垫105b由泡沫聚苯乙烯等构成且用作吸收冲击的缓冲体。面罩107使用固定件109等安装在头盔主体105的窗部开口103的左右两侧且只能在规定的角度范围内旋转,面罩107通过向上下方向转动的动作来打开、关闭窗部开口103。

此外,在头盔主体105的覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的左右方向中央部,设置有通气道105e,通气道105e在两端部具有通气口105c、105d且用于防雾,通气道105e沿前后方向延伸。一个通气口105c在头盔主体105的外表面(壳部105a)的覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的左右方向中央部开口,另一个通气口105d位于面罩107的内侧,在头盔主体105的窗孔103的下侧端面的左右方向中央部向上方开口。当头盔佩戴者驾驶二轮车等行驶时,空气从所述一个通气口105c通过通气道105e被引向另一个通气口105d,与面罩107的内表面接触。

面罩107具有下述功能:在将窗部开口103关闭的状态下,阻挡通过窗部开口103飞入的尘埃等异物、风、紫外线等。能够通过拆掉固定件109而拆下该面罩107。该面罩107可结合由天气和昼夜等所决定的外部环境的亮度,采用无色透明的面罩、烟雾色(smoky color)面罩等有色透明面罩、镜面面罩等透光率不同的各种面罩。

如图1~图4所示,HUD装置3包括与外部进行无线通信的无线通信模块35、控制该HUD装置3的显示功能的控制模块37、生成并投射显示光的投射模块39、用于使用户看到由从投射模块39投射的显示光形成的显示像作为虚像的组合器单元41、用于向该HUD装置3输入用户操作的操作单元43以及供给使该HUD装置3工作时所需的电力的电源45。

无线通信模块35具有蓝牙等近距离无线通信标准下的通信功能。该无线通信模块35按照来自控制模块37所包括的微型计算机53的要求,接收从信息终端5的近距离通信部19发送过来的网络信息和应用信息、显示设定信息,并保存到微型计算机53所包括的存储器49中。该无线通信模块35与控制模块37一起设在PCB上,作为PCB模块47内置在头盔主体105的颚部111的左侧。

控制模块37控制投射模块39所包括的光出射器57的显示光的生成。该控制模块37具有:包括存储器49和CPU51的微型计算机53;和负责进行与图像显示相关的处理的集成电路即GDC(Graphics Display Controller:图形显示控制器)55。

存储器49暂时或永久保存各种信息,该各种信息包括用于使HUD装置3工作的程序。在该存储器49中保存由无线通信模块35接收到的网络信息和应用信息乃至显示设定信息。典型的是,该存储器49由RAM和ROM的组合实现。

典型的是,CPU51由IC、LSI、ASIC等实现。该CPU51进行用于处理各种数据的运算,并控制无线通信模块35、投射模块39以及GDC55的动作。

GDC55根据保存在存储器49中的网络信息和应用信息、显示设定信息,通过组合器单元41所包括的组合器83生成供用户看到的显示像的数据。由该GDC55生成的显示像的数据是表示在信息终端5的协作应用33的显示设定中设定过的项目的信息的图像数据。微型计算机53利用CPU51的功能,使GDC55生成显示像的数据,并使其图像信号输出到投射模块39所包括的光出射器57中。

投射模块39内置在头盔主体105的颚部111。该投射模块39包括光出射器57和凹面镜59,光出射器57根据从GDC55输入的图像信号来生成并射出与显示像对应的显示光,凹面镜59朝向组合器单元41所包括的组合器83反射由光出射器57射出的显示光。上述的光出射器57和凹面镜59分别设在头盔101的颚部111的左右两侧。光出射器57内置在从头盔佩戴者的角度观察时的头盔主体105的覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的比反射镜59靠右侧或左侧的部位。在该例中,光出射器57设在左侧,但也可以设在右侧。光出射器57和反射镜59设置于在前后方向不重合的位置。而且,光出射器57内置在头盔主体105的比反射镜59靠后方的部位。

反射镜59设在头盔主体105的覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的比左右方向中央靠左侧或右侧的部位。在该例中,设在靠右的部位,但也可以设在靠左的部位。此外,组合器57设在头盔佩戴者的左右方向中一方的眼睛的前方。在该例中,组合器57与反射镜59一样,设在靠右的部位,但也可以设在靠左的部位。

光出射器57内置在头盔主体105的颚部111的左侧且PCB模块47附近的位置。该光出射器57以由HUD装置3显示的显示像达到在信息终端5中设定过的亮度等级的光的强度生成显示光,并朝向凹面镜59射出所生成的显示光。如图5所示,光出射器57包括收纳光学部件的壳体65。壳体65包括具有在左右方向上较长形状的第一构成部57A和具有从第一构成部57A的左侧向上方突出的形状的第二构成部57B,且壳体65整体为在左右方向的中间弯折成直角的形态。第一构成部57A的右侧位于颚部111的左右方向中央部或其附近,或比左右方向中央部靠左侧的部位。需要说明的是,第一构成部57A的右侧也可以位于比左右方向中央部靠右侧的部位。此外,第一构成部57A的左侧位于比颚部111的左右方向中央部靠左侧的部位。第一构成部57A和第二构成部57B也能够一体成型,还能够用彼此独立的部件形成后再一体化。

第一构成部57A具有作为发出光的光源的第一LED(Light Emitting Diode:发光二极管)61A和第二LED61B、第一准直透镜67A和第二准直透镜67B、光合成部件69、多张透镜71。第一LED61A、第二LED61B、第一准直透镜67A、光合成部件69、第二准直透镜67B以及透镜71收纳在第一构成部57A内,且由第一构成部57A保持。

第一LED61A和第二LED61B布置在第一构成部57A内的与第二构成部57B相反的一侧(右侧),且以光轴互相正交的方式而设。具体而言,第一LED61A采用光轴朝向下方的姿势且固定在第一构成部57A的上壁部内表面上。第二LED61B具有方向与第一LED61A不同的光轴,第二LED61B的光轴朝向左侧。因此,第二LED61B采用光轴朝向左侧的姿势固定在第一构成部57A的右端壁部的内表面上。需要说明的是,第一LED61A和第二LED61B的光轴的朝向不限于上述朝向,例如,也可以将第一LED61A固定在第一构成部57A的下壁部内表面上,并使第一LED61A的光轴朝向上方。

第一准直透镜67A在与第一LED61A的光出射面之间留出规定间距的状态下与第一LED61A的光出射面相对布置,且第一准直透镜67A固定在第一构成部57A的右侧。此外,第二准直透镜67B在与第二LED61B的光出射面之间留出规定间距的状态下与第二LED61B的光出射面相对布置,且第二准直透镜67B固定在第一构成部57A的右侧。光合成部件69由分色镜等的光学部件构成,且构成为将从第一LED61A射出并通过第一准直透镜67A后的光与从第二LED61B射出并通过第二准直透镜67B后的光进行合成。光合成部件69布置在第一准直透镜67A与第二准直透镜67B之间,且固定在第一构成部57A的右侧。由于光合成部件69的存在,第一构成部57A内的光轴从右向左延伸。也就是说,在第一构成部57A的内部,供来自第一LED61A和第二LED61B的光通过的第一光路A形成为从右侧向左侧延伸,第一光路A的上游侧为右侧,下游侧为左侧。并且,第一构成部57A以第一光路A从头盔主体105的颚部111的凹面镜59侧(右侧)朝向凹面镜59的相反侧(左侧)延伸的方式设置。

透镜71是用于使来自各LED61A、61B且由光合成部件69合成后的光会聚等的光学部件,在该例中设有三张透镜71,但不限于此,可以是两张以下,也可以是四张以上。透镜71沿第一光路A所延伸的方向彼此之间留出间隔而设置。此外,透镜71向左侧远离光合成部件69,透镜71和光合成部件69也沿第一光路A所延伸的方向彼此之间留出间隔而设置。

第二构成部57B是形成第二光路B的部分,第二光路B与第一光路A的下游侧连接,且通过该第一光路A后的光被引入至第二构成部57B。在该实施方式中,因为第二构成部57B从第一构成部57A的左侧向上方突出,所以第二光路B朝向上方延伸。在第一构成部57A与第二构成部57B的共通部分,也就是在第一构成部57A的左端部或第二构成部57B的下端部,设有反射镜73,反射镜73向沿第二构成部57B的长度方向延伸的方向以直角反射在第一构成部57A透过多个透镜71后的光。

第二构成部57B具有显示元件63,显示元件63利用通过第二光路B后的光来生成显示光。显示元件63固定在第二构成部57B内的与第一构成部57A相反的一侧的位置,即固定在左壁部。在第二构成部57B内,除了显示元件63以外,还收纳有用于使由反射镜73反射后的光会聚等的透镜75和供透过透镜75后的光入射的立方体式偏振分光器(PBS:PolarizingBeam Splitter:偏振分光器)77。反射镜73的反射光入射到偏振分光器77的下表面。若反射镜73的反射光入射到偏振分光器77,则从左侧面射出。因此,在第二构成部57B的上侧,光路形成为沿左右方向延伸。

显示元件63是LCOS(Liquid Crystal On Silicon:液晶覆硅)等反射式显示面板。显示元件63的显示面朝向右侧。对于偏振分光器77的与光入射侧即下表面相邻的左侧面,显示元件63的显示面在与该左侧面之间留出规定间隙的状态下与该左侧面相对而设。由显示元件63生成的显示光从偏振分光器77的左侧面入射并从右侧面射出。在第二构成部57B的壳体65中且以偏振分光器77为基准时的显示元件63的相反侧的位置,形成有射出由显示元件63生成的显示光的光出射口79。该光出射口79在沿第一构成部57A的长度方向延伸的方向上朝向凹面镜59开口。也就是说,第二构成部57B构成为从该第二构成部57B的上侧朝向凹面镜59侧射出由显示元件63生成的显示光。此外,透镜75布置在反射镜73与偏振分光器77之间,且固定在第二构成部57B上。透镜75可以设有多张。

在如上所述的光出射器57中,第一LED61A和第二LED61B所发出的光分别通过第一准直透镜67A和第二准直透镜67B后,被光合成部件69合成,合成后的光在第一光路A中向左侧前进。在第一光路A中前进的光透过位于第一构成部57A的多张透镜71而被会聚等。如所述那样经过了会聚等的光,被反射镜73朝向第二构成部57B的上侧部位反射,通过透镜75而被会聚等后,被偏振分光器77分离为S偏振光和P偏振光,只有S偏振光被显示元件63反射。因为与该S偏振光对应地从显示元件63射出的显示光是P偏振光,所以透过偏振分光器77从光出射口79朝向凹面镜59射出。

凹面镜59内置在头盔主体105的颚部111的比左右方向中央部靠右侧的位置。因此,凹面镜59和光出射器57沿左右方向留出间距布置。该凹面镜59具有反射面81(图示为平面状),反射面81呈不具有旋转对称性的自由曲面形状。该凹面镜59通过其反射面81朝向位于上方的组合器单元41所包括的组合器83反射从光出射器57接收到的显示光,并将供用户看到的显示像整形为适合于驾驶时显示的尺寸和位置。

组合器单元41包括组合器83和支承机构85,组合器83从下方接收被凹面镜59反射过来的显示光并将其向用户可看到的方向反射,支承机构85支承组合器83以使其位于佩戴头盔101的用户的眼前。

组合器83是透明或半透明的板状部件,且具有半透过反射面87,半透过反射面87呈不具有旋转对称性的自由曲面形状(图示为平面状)。组合器83被布置为:位于处于关闭状态的面罩107的内侧。该组合器83是兼具透光性和光反射性的被投射体,其由半透半反镜构成。半透半反镜具有使入射后的光的一部分反射并使一部分透过的性质。

支承机构85将组合器83支承在设在头盔主体105的前部的窗部开口103内且落入用户的前方视野的位置。组合器83布置在用户的右眼E的前方位置,由支承机构85使半透过反射面87布置在用户的脸部侧,且以组合器83的后端位于上方而前端位于下方的前倾姿势支承组合器83。

支承机构85具有沿上下方向延伸的撑条89。撑条89的上侧部由内置在头盔主体105的额部113的未图示的保持件保持。撑条89的下端部通过沿左右方向延伸的旋转轴91而与组合器83相连结。支承机构85通过绕组合器83的旋转轴91旋转的动作,可调节半透过反射面87的朝向。

操作单元43例如设在头盔主体105的与PCB模块47对应的部位,对此未图示。该操作单元43包括电源开关和操作开关,对此未图示。电源开关是按钮式开关,具有切换HUD装置3的电源的导通和截止(开关)的功能。操作开关是按钮式开关,具有切换HUD装置3的显示的打开(ON)和关闭(OFF)的功能。

电源45内置在头盔主体105的后头部。该电源45由锂离子电池等二次电池构成。该电源45与无线通信模块35、控制模块37以及光出射器57电连接。在HUD装置3中,如果利用操作单元43对电源开关进行接通电源的操作,则从电源45向无线通信模块35、控制模块37以及光出射器57供电,从而进行显示动作,该显示动作是与通过操作开关的操作来进行的显示的打开和关闭之间的切换相应的显示动作。

<信息提示系统的动作>

在所述构成的信息提示系统1中,如果HUD装置3接通电源,且在信息终端5中执行协作应用33,则由HUD装置3接收网络信息和应用信息、显示设定信息。然后,根据接收到的网络信息和应用信息,由GDC55生成显示像的数据,上述显示像的数据是与显示设定信息所包括的预先设定的项目对应的显示像的数据。此时,如果HUD装置3的显示处于打开状态,则在光出射器57中,以与在信息终端5中设定过的显示像的亮度等级对应的光的强度,生成与由GDC55生成的显示像的数据对应的显示光。该显示光从光出射器57射出后被凹面镜59反射,投射到组合器83,并进一步被组合器83以落入用户视野的方式反射。这样一来,用户能够越过组合器83在与前方视野的风景叠加的状态下,看到作为虚像的由显示光形成的显示像。

根据该实施方式所涉及的HUD装置3,在光出射器57中,因为使设有LED61的第一构成部57A从设有显示元件63的第二构成部57B的下侧向凹面镜59侧延伸,所以能够在不使头盔主体105的颚部111向外侧突出的情况下,以节省空间的方式将光出射器57收纳到头盔主体105的颚部111。其结果是,能够既保证头盔主体105的匀称性又实现小型化,能够避免因将投射模块39内置在头盔主体105的颚部111而破坏头盔101的外观的美观性。

以上,作为本公开的技术的示例,对优选实施方式进行了说明。但本公开的技术不限于此,其还适用于进行了适当的变更、替换、附加、省略等的实施方式。此外,在附图和详细说明所记载的构成要素中,还可能包括并非为了解决技术问题而必需的构成要素。因此,不应以这些非必需的构成要素记载在附图、详细说明中为由,而将这些非必需的构成要素认定为必需的构成要素。

(第二实施方式)

图6示出本发明的第二实施方式所涉及的头盔101。在本第二实施方式中,光出射器57内置在头盔主体105的覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的比凹面镜59靠右侧且比凹面镜59靠后方的部位,光出射器57构成为朝向头盔主体105中的左侧斜前方射出显示光LX。

因为其他构成与第一实施方式相同,所以用相同的符号表示相同的构成,并省略其详细说明。

因此,根据本第二实施方式,因为显示光LX的光路在头盔主体105的覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的比左右方向中央靠右的部分延伸,所以可以不在头盔主体105的覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的左右方向中央设置使显示光LX通过的空间。因此,与将显示光LX的光路布置在覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的左右方向中央的情况相比,能够提高通气道105e的形状的自由度。

需要说明的是,在上述第一实施方式、第二实施方式中,将组合器83设在头盔佩戴者的右眼E的前方,将凹面镜59内置在头盔主体105的覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的比左右方向中央靠右的部位,但也可以将组合器83设在头盔佩戴者的左眼的前方,将凹面镜59内置在头盔主体105的覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的比左右方向中央靠左的部位。在此情况下,光出射器57可以内置在头盔主体105的覆盖头盔佩戴者的颚部的区域的比凹面镜59靠右侧的部位,也可以内置在比凹面镜59靠左侧且比凹面镜59靠后方的部位。

例如,所述实施方式也可以采用下述构成。

在所述实施方式中,关于光出射器57,以下述构成为例进行了说明:采用使第一构成部57A的长度方向沿左右方向延伸且使第二构成部57B的长度方向沿上下方向延伸的姿势,并将第一构成部57A布置在第二构成部57B的下侧。但本公开的技术不限于此。光出射器57只要构成为向凹面镜59侧射出显示光,则也可以构成为采用使第一构成部57A的长度方向沿上下方向延伸且使第二构成部57B的长度方向沿左右方向延伸的姿势,还可以构成为将第一构成部57A布置在第二构成部57B的上侧。总之,在光出射器57中,只要采用第一构成部57A和第二构成部57B中的一构成部从另一构成部的上下方向中的一方侧朝向凹面镜59延伸的构成即可。

在所述实施方式中,关于HUD装置3,以下述构成为例进行了说明:从投射模块39向组合器83投射显示光,该组合器83独立于头盔101的面罩107而作为被投射体而设。但本公开的技术不限于此。也可以是:HUD装置3采用头盔101的面罩107作为被投射体来代替组合器83,从投射模块39向面罩107投射显示光,由此越过面罩107在与前方视野的风景叠加的状态下,作为虚像显示由显示光形成的显示像。

在所述实施方式中,示出智能手机作为与HUD装置3协作的信息终端5的例子,但本公开的技术不限于此。该信息终端5也可以是智能手表、平板终端、PDA(Personal DataAssistant:掌上电脑)等具有与智能手机类似的功能的终端,还可以是其他的便携式信息终端,只要包括与外部网络N连接的功能或GPS接收机7,并能够与HUD装置3进行通信即可。此外,HUD装置3也可以替代信息终端5而与自动二轮车进行通信来接收搭载在该车上的各种传感器的检测信息形成显示像,或者,HUD装置3和信息终端5一起与自动二轮车进行通信来接收搭载在该车上的各种传感器的检测信息形成显示像。

在所述实施方式中,示出LCOS(Liquid Crystal On Silicon)等反射式显示面板作为用于光出射器57的显示元件63的例子,但本公开的技术不限于此。光出射器57的显示元件63例如也可以采用有机EL(Electro Luminescence:电致发光)显示面板、VFD(VacuumFluorescent Display:真空荧光显示器)等自发光式显示元件。

在所述实施方式中,投射模块39具有凹面镜59,但本公开的技术不限于此。投射模块39也可以具有凸面镜或平面镜来代替凹面镜59。

在所述实施方式中,由HUD装置3作为显示像向用户提示的信息为当前时刻、速度、路径引导的信息,但本公开的技术不限于此。上述的当前时刻、速度、路径引导的信息仅为可由HUD装置3提示的信息的一例,也可以是有助于自动二轮车驾驶的上述以外的信息,也可以通过信息终端5的协作应用33进行设定等,将行驶地域的周边设施信息等对用户有用的其他信息设为由HUD装置3显示的项目。

在所述实施方式中,举出驾驶自动二轮车时佩戴的头盔101为例说明了搭载有HUD装置3的头盔101,但本公开的技术不限于此。HUD装置3当然也可应用于在水上摩托车和自行车等二轮车、雪地车(雪上摩托车)等其他交通工具上佩戴的头盔。

-产业实用性-

综上所述,本公开的技术对搭载在头盔上的HUD装置及搭载有HUD装置的头盔很有用。

-符号说明-

E 用户的眼睛

N 外部网络

S GPS卫星

1 信息提示系统

3 HUD装置

5 信息终端

7 GPS接收机

9 无线通信模块

11 带触摸屏的显示装置

13 微型计算机

15 电源

17 网络通信部

19 近距离通信部

21 画面

23 存储器

25 CPU

27 时刻应用

29 速度应用

31 导航应用

33 协作应用

35 无线通信模块

37 控制模块

39 投射模块

41 组合器单元

43 操作单元

45 电源

47 PCB模块

49 存储器

51 CPU

53 微型计算机

55 GDC

57 光出射器

57A 第一构成部

57B 第二构成部

59 凹面镜

61 LED(光源)

63 显示元件

65 壳体

67 准直透镜

69 光合成部件

71 透镜

73 反射镜

75 透镜

77 偏振分光器

79 光出射口

81 反射面

83 组合器(被投射体)

85 支承机构

87 半透过反射面

89 撑条

91 旋转轴

101 头盔

103 窗部开口

105 头盔主体

107 面罩

109 固定件

111 颚部

113 额部。

技术分类

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