平视显示装置及头盔的制作方法

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：

1、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)在视野前方作为虚像看到车速等车辆信息、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。

2、搭载在头盔上的hud装置包括投射单元和组合器，该投射单元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单元投射的显示光。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，使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。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本公开专利公报特开2017－030530号公报

技术实现思路

1、－发明要解决的技术问题－

2、构成hud装置的投射单元例如包括射出显示光的光出射器和收纳光出射器的壳体，且具有下述构造：在壳体上形成有使显示光通过的开口，以覆盖该开口的方式设有具有透光性的板状盖部件。为了使搭载有hud装置的头盔较为紧凑，期望将如上所述的投射单元内置在头盔中。

3、在将投射单元内置在头盔中的情况下，如果盖部件位于头盔的外表面上，则用户使用头盔时手容易碰到盖部件，所以盖部件的表面容易附着污垢。如果盖部件的表面被弄脏，则从投射单元投射过来的显示光会被盖部件表面的污垢遮住，所以由hud装置显示的显示像中会产生模糊(渗色)。因此，用户可通过组合器看到的显示像的可视性就会降低。

4、此外，以覆盖壳体的开口的方式设有具有透光性的盖板。为了尽可能避免从投射单元投射过来的显示光减弱，盖板优选采用无色透明的透明板。

5、就如上所述的盖板而言，为了朝向组合器投射显示光，朝向头盔的窗部开口侧布置放出显示光的那一侧的表面。因此，通过窗部开口进入到头盔内部的外部光可以入射到该盖板上。入射到盖板上的外部光被盖板的表面反射，或者先透过盖板后在投射单元的内部向再次透过盖板的方向被反射。此时，因为盖板是无色透明的，其表面的光反射率和透光率相对较高，所以被反射后的外部光在减弱量较小的情况下高效率地向用户的脸部投射。

6、像这样高效率地向用户的脸部侧投射的外部光会照射到组合器上或进入佩戴头盔的用户的眼中。在该外部光照射到组合器上的情况下，投射单元的外表面和内部会映入组合器。在该外部光进入到用户的眼中的情况下，该外部光的反射可能会很炫目。不管是哪种情况，都会破坏由hud装置显示的显示像的可视性。

7、此外，目前市面上销售的自动二轮车用头盔多为下述头盔：在前部形成有窗部开口的头盔主体上，安装有能够覆盖窗部开口的透明的面罩(visor，保护盖)且该面罩仅可在规定的角度范围内自由旋转，能够通过该面罩的旋转动作来打开、关闭窗部开口。如上所述的头盔的面罩一般可从头盔主体上拆卸也可再安装到头盔主体上，按照自动二轮车行驶时的外部环境的亮度，从可视性的角度出发，能够更换为透光率不同的面罩。

8、头盔的面罩除了有无色透明的面罩之外，还有具有遮光性的带烟雾色(smokycolor)的烟雾色面罩等有色透明的面罩、外表看起来会像镜子般反射的镜面面罩等。例如，在日照较强的白天使用烟雾色面罩，而在阴天或夜间等则使用无色透明的面罩。烟雾色面罩也不能一概而论，存在烟雾色的浓淡程度不同的多种烟雾色面罩，如浅烟雾色和深烟雾色等。此外，镜面面罩也多种多样，其反射表面有蓝色、红色等很多颜色。

9、在如上所述的hud装置中，组合器布置在面罩的内侧，但没有考虑用户视野的明暗状态因更换上述的透光率不同的面罩而发生变化这一情况，只是按照头盔外部的亮度对越过组合器看到的显示像的亮度进行调节，因此有时会因更换该面罩而导致显示像的可视性降低。

10、例如，在将头盔的面罩从无色透明的面罩等透光率相对较高的面罩更换为烟雾色面罩等透光率相对较低的面罩的情况下，用户的视野变暗，因此如果结合使用透光率较高的面罩的情况而将用户可通过hud装置看到的显示像的亮度设定得较高，则显示像会很炫目而可能妨碍驾驶。

11、相反，在将头盔的面罩从透光率相对较低的面罩更换为透光率相对较高的面罩的情况下，用户的视野变亮，因此如果结合透光率较低的面罩而将用户可通过hud装置看到的显示像的亮度设定得较低，则显示像会被外部光盖过而难以看到。此外，由hud装置显示的显示像让人感到容易看到的亮度会因不同的用户而存在个体差异。

12、－用以解决技术问题的技术方案－

13、为了达到上述目的，在本公开的技术中，将投射单元内置在头盔中，在该投射单元中，将以覆盖壳体的使显示光通过的开口的方式而设置的盖部件布置在用户的手难以碰到的位置。

14、具体而言，本公开的技术以搭载在头盔上的hud装置为对象。

15、本公开的技术所涉及的hud装置包括投射单元，该投射单元向布置在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，该显示光用于形成显示像，用户能够越过该被投射体作为虚像看到所述显示像，该头盔包括外饰件和内饰件。投射单元包括光出射器、壳体以及盖部件，该光出射器射出显示光，在该壳体上形成有使从光出射器射出的显示光通过的开口，盖部件具有透光性且以覆盖壳体的开口的方式而设。投射单元以使经由盖部件向被投射体投射的显示光通过设在内饰件上的筒状的光路部的方式内置在头盔中。并且，盖部件布置在比内饰件的表面中光路部所开口的面更靠近内饰件内侧的位置。

16、根据该构成方式，因为将投射单元的盖部件布置在比内饰件的表面中光路部所开口的面更靠近该内饰件的内侧的位置，所以能够做到用户使用头盔时手难以碰到盖部件，从而能够防止用户手上的污垢附着到盖部件的表面。这样一来，能够减少由hud装置显示的显示像中产生的模糊(渗色)，从而能够改善该显示像的可视性。

17、优选地，在所述hud装置中，盖部件为板状物，且向使放出显示光一侧的表面朝向头盔外侧的方向倾斜。

18、通过设在头盔上且用于为用户提供视野的窗部开口入射到头盔内部的外部光可能会进入设在内饰件上的筒状光路部。在盖部件采用将进入到筒状光路部的外部光朝向窗部开口的内侧反射的姿势的情况下，被盖部件的表面反射的外部光会进入佩戴头盔的用户的眼中，该盖部件的表面处的反射很炫目，可能破坏由hud装置显示的显示像的可视性而妨碍驾驶。

19、相对于此，根据上述构成方式，因为板状物即盖部件的放出显示光的那一侧的表面朝向头盔的外侧，所以入射到头盔的内部并进入筒状光路部的外部光在盖部件的表面朝向头盔的外侧被反射，能够防止外部光反射到佩戴头盔的用户的眼中。这样一来，能够不破坏由hud装置显示的显示像的可视性，且能够防止妨碍驾驶。

20、此外，可以是这样的，壳体以使开口朝向上方的姿势设置，所述开口使显示光通过。在此情况下，优选地，光路部向上方远离盖部件设置，这样一来，盖部件就以与光路部之间留出间隙的方式设置。

21、除了入射到头盔内部的外部光会进入设在内饰件上的筒状光路部以外，尘埃等异物和雨水等水分也可能进入设在内饰件上的筒状光路部。尤其是如果光路部沿上下方向延伸，则进入到光路部的异物和水分可能附着到位于该光路部的下方的盖部件上。然而，如果投射单元的盖部件与设在内饰件上的筒状光路部的下端接触，则进入到该光路部的异物和雨水会因无处排放而积存到盖部件的表面上。一旦异物积存到盖部件的表面，由于异物会遮挡从投射单元投射的显示光，所以显示像中会产生模糊(渗色)，如果盖部件的表面上附着有粒状水分，则由于该水分会使从投射单元投射的显示光发生折射，所以显示像中会出现变形。

22、相对于此，根据上述构成方式，因为在投射单元的盖部件与筒状光路部之间设有间隙，所以即使异物和水分从筒状光路部的上端开口进入到该光路部，也能够将异物和水分从投射单元的盖部件与该光路部之间的间隙向外侧排出。这样一来，能够抑制进入到筒状光路部的异物和水分积存到投射单元的盖部件表面上，即使上述异物和水分附着到盖部件表面上，也能够减少其附着量。其结果是，能够减少由hud装置显示的显示像的模糊(渗色)和变形，从而能够改善该显示像的可视性。

23、优选地，在如上所述的hud装置中，在盖部件的表面，设有具有亲水性的涂膜。

24、由于佩戴头盔的用户呼出的气体会通过筒状光路部碰到投射单元的盖部件的表面，所以盖部件的表面可能因呼出的气体中包含的水分而起雾。此处，当盖部件的表面具有拒水性时，附着在该表面的水分容易凝聚而在整面上形成微细的液滴。一旦在盖部件的表面整面形成微细的液滴，则盖部件的表面会像磨砂玻璃那样变白而使从投射单元投射的显示光散射，因此由hud装置显示的显示像就会模糊。

25、相对于此，根据上述构成方式，因为在盖部件的表面设置具有亲水性的涂膜，所以即使佩戴头盔的用户呼出的气体通过光路部而碰到盖部件的表面，且呼出的气体中包含的水分附着到盖部件的表面，也能够使水分与盖部件的表面结合而难以在盖部件表面形成微细的液滴。这样一来，能够减少由hud装置显示的显示像的模糊，从而能够进一步改善该显示像的可视性。

26、此外，本公开的技术以搭载有hud装置的头盔为对象。

27、本公开的技术所涉及的头盔所包括的hud装置的投射单元包括壳体以及盖部件，在该壳体上形成有使从光出射器射出的显示光通过的开口，盖部件具有透光性且以覆盖壳体的开口的方式而设。在壳体的开口所面对的一侧，设有筒状的光路部。投射单元以使通过盖部件向被投射体投射的显示光经过设在内饰件上的筒状光路部的方式内置在头盔中。并且，盖部件布置在比内饰件的表面中光路部的光出射侧的端部所开口的面更靠近该内饰件的内侧的位置。

28、根据该构成方式，因为将投射单元的盖部件布置在比内饰件的表面中光路部所开口的面更靠近该内饰件的内侧的位置，所以能够做到用户使用头盔时手难以碰到盖部件，从而能够防止用户手上的污垢附着到盖部件的表面。这样一来，能够减少由hud装置显示的显示像中产生的模糊(渗色)，从而能够改善该显示像的可视性。

29、此外，因为用具有能够得到减光效果的颜色的盖板覆盖使投射单元的显示光通过的开口，所以通过盖板的减光效果，使盖板表面的外部光的反射率降低，且盖板的厚度方向上的外部光的穿透率也降低。这样一来，即使通过头盔的窗部开口进入到内部的外部光向盖板入射，入射到盖板上的外部光在盖板的表面发生反射时或沿厚度方向透过该盖板时也会被减弱，因此在盖板的表面和投射单元的内部发生了反射的外部光的强度变弱，既能够抑制投射单元的外表面和内部映入被投射体，又能够减少盖板表面所造成的外部光对用户眼睛的反射。这样一来，能够改善由hud装置显示的显示像的可视性。

30、可以是这样的，在所述hud装置中，盖板所具有的能够得到减光效果的颜色是烟雾色。此处所说的“烟雾色”是指如观察烟雾时看到的那种黑色、灰色、褐色、蓝色、深蓝色等暗色系且具有透光性的颜色。

31、根据该构成方式，因为盖板的颜色采用烟雾色，所以盖板能够较佳地得到所述减光效果。而且，以暗色系颜色显示由hud装置显示的显示像，越过被投射体在与风景叠加的状态下看到显示像时，显示像不会过于醒目，能够提高hud装置的可用性。

32、优选地，在所述hud装置中，盖板的厚度方向的透光率在50％以下。

33、根据该构成方式，外部光先透过盖板后在投射单元的内部向再次透过盖板的方向反射，即使映入组合器，也可使其比由hud装置显示的显示像暗得多，因此能够做到不影响显示像的可视性。

34、此外，本公开的技术以搭载在头盔上的hud装置为对象，该头盔包括头盔主体和面罩，在该头盔主体上设有用于向佩戴的用户提供视野的窗部开口，该面罩是透明的，所述面罩以能够更换的方式安装在头盔主体上且能够覆盖窗部开口的至少一部分。关于此处所说的“面罩”，“透明”是指具有使可见光透过的性质(透明性)，除了包括无色透明的情况以外，还包括半透明的情况。作为“透明的面罩”，例如，除了能够采用无色透明的面罩以外，还能够采用烟雾色面罩等有色透明的面罩和镜面面罩。

35、本公开的技术所涉及的hud装置包括组合器、光出射器以及控制单元，该组合器布置在面罩的内侧，该光出射器射出向组合器投射的显示光，该控制单元控制光出射器中的显示光的生成。并且，控制单元与操作器协作，所述控制单元以显示像达到通过操作器的操作而调节到的亮度的方式，使光出射器生成显示光，该操作器接受用于调节显示像的亮度的操作，通过显示光投射到组合器上，佩戴头盔的用户能够越过组合器作为虚像看到所述显示像。

36、根据该构成方式，因为控制单元与操作器协作，由光出射器生成显示光，使得以通过该操作器的操作而调节到的亮度形成显示像，其中该操作器接受用于调节由hud装置显示的显示像的亮度的操作，所以按照安装在头盔上使用的面罩的透光率，还按照因用户不同而存在个人差异的可视性的感觉，能够由用户手动将显示像的亮度调节到自己容易看到的等级。这样一来，能够避免因更换头盔的面罩而导致由hud装置显示的显示像的可视性降低。

37、可以是这样的，hud装置还包括在面罩的内侧检测外部光的亮度的外部光传感器。在此情况下，优选地，控制单元以按照由外部光传感器检测出的外部光的亮度来调节显示像的亮度的方式，使光出射器生成显示光。

38、根据该构成，因为由外部光传感器在面罩的内侧检测与用户的可视环境相同的空间内的外部光的亮度，按照所检测出的面罩的内侧的外部光的亮度来调节显示像的亮度，所以如果通过操作器的操作将由hud装置显示的显示像的亮度先调节到用户容易看到的亮度，就能够按照头盔外部的亮度变化而自动调节由hud装置显示的显示像的亮度，将由hud装置显示的显示像的亮度维持在相对于用户视野的明暗状态而言容易看到的状态。

39、优选地，外部光传感器以检测通过窗部开口入射的外部光的亮度的姿势，设在头盔主体的窗部开口的周缘部分且上下方向的上侧位置。

40、在搭载hud装置的头盔是下述头盔的情况下，即，该头盔的面罩安装在头盔主体上且沿上下方向仅在规定的角度范围内自由旋转，能够通过面罩的旋转动作来打开、关闭窗部开口的情况下，如果在湿度较高时或降雨时，拉下面罩将窗部开口完全关闭，则有时湿气会滞留在头盔内而使用户感到不适。因此，用户为了既保护自己的眼睛又对头盔内部进行换气，可能会将面罩设为如打开窗部开口的下侧且局部覆盖上侧那样的半开状态下使用hud装置。

41、像这样在将头盔的面罩设为半开的状态下使用hud装置时，如果外部光传感器以检测通过窗部开口入射的外部光的亮度的姿势设置，则根据外部光传感器所设置的位置的不同，如外部光传感器的位置位于头盔主体的窗部开口的周缘部分且上下方向的下侧位置等时，会从窗部开口中面罩所打开的部分(半开状态的面罩与窗部开口周缘之间)检测头盔外部的外部光的亮度，因此将无法通过外部光传感器在面罩的内侧检测与用户的可视环境相同的空间内的外部光的亮度。

42、相对于此，根据上述构成方式，因为将外部光传感器设在头盔主体的窗部开口的周缘部分且上下方向的上侧位置，所以即使在头盔的面罩被设为半开状态时，也能够使外部光传感器的受光侧(引入外部光的受光部所面对的一侧)被面罩覆盖。这样一来，即使在面罩半开的状态下使用hud装置，也能够通过外部光传感器在面罩的内侧检测与用户的可视环境相同的空间内的外部光的亮度。

43、此外，优选地，外部光传感器以检测通过窗部开口入射的外部光的亮度的姿势，设在头盔主体的窗部开口的周缘部分且左右方向的中央或中央附近的位置。

44、如果外部光传感器以检测通过窗部开口入射的外部光的亮度的姿势设置，则根据外部光传感器所设置的位置的不同，如外部光传感器的位置位于头盔主体的窗部开口的周缘部分且左右方向的左端位置或右端位置等时，外部光传感器的朝向(引入外部光的受光部所面对的方向)会与面罩侧方的弯曲部分形成以相对较小的角度交叉的关系，因此从外部光传感器的正面以外的方向入射到面罩上的外部光可能在面罩的弯曲部分发生相对较大的折射而被外部光传感器接收。像这样，被外部光传感器接收的光量容易受到面罩的曲面形状的影响，外部光传感器在面罩的内侧也可能检测到与用户的可视环境不同的空间内的外部光的亮度。

45、相对于此，根据上述构成方式，因为将外部光传感器设在头盔主体的窗部开口的周缘部分且左右方向的中央或中央附近的位置，所以外部光传感器的朝向(引入外部光的受光部所面对的方向)会与面罩形成以相对较大的角度交叉的关系，能够抑制从外部光传感器的正面以外的方向入射到面罩上的外部光在面罩的弯曲部分发生折射而被外部光传感器接收。因此，被外部光传感器接收的光量难以受到面罩的曲面形状的影响，能够由外部光传感器在面罩的内侧检测与用户的可视环境同等的程度的外部光的亮度。

46、此外，本公开的技术以头盔为对象，该头盔包括头盔主体和面罩，在该头盔主体上设有用于向佩戴的用户提供视野的窗部开口，该面罩是透明的，所述面罩以能够更换的方式安装在头盔主体上且能够覆盖窗部开口的至少一部分，在该头盔上搭载有向佩戴头盔主体的用户显示视觉信息的hud装置。

47、在本公开的技术所涉及的头盔中，hud装置包括组合器、光出射器以及控制单元，该组合器布置在面罩的内侧，该光出射器射出向组合器投射的显示光，该控制单元控制光出射器中的显示光的生成。并且，控制单元与操作器协作，所述控制单元以显示像达到通过操作器的操作而调节到的亮度的方式，使光出射器生成显示光，该操作器接受用于调节显示像的亮度的操作，通过显示光投射到组合器上，佩戴头盔的用户能够越过组合器作为虚像看到所述显示像。

48、根据该构成方式，因为控制单元与操作器协作，由光出射器生成显示光，使得以通过该操作器的操作而调节到的亮度形成显示像，其中该操作器接受用于调节由hud装置显示的显示像的亮度的操作，所以按照安装在头盔上使用的面罩的透光率，还按照因用户的不同而存在个人差异的可视性的感觉，能够由用户手动将显示像的亮度调节到自己容易看到的等级。这样一来，能够避免因更换头盔的面罩而导致由hud装置显示的显示像的可视性降低。

49、－发明的效果－

50、根据本公开的技术所涉及的hud装置和头盔，能够减少用户能够越过被投射体作为虚像看到的显示像的模糊(渗色)，从而能够改善该显示像的可视性。