JP7155527B2

JP7155527B2 - 表示装置および表示方法

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Publication number: JP7155527B2
Application number: JP2018020152A
Authority: JP
Inventors: 規和五十嵐; 成伸平野; 泰男片野; 健司亀山; 隆史牧; 悠斗後藤; 伶実田中; 史郎池上; 伊久▲衛▼ 川島; 青梁
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2018-02-07
Publication date: 2022-10-19
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Also published as: US20190353908A1; JP2018132762A; CN110291443A; EP3583460B1; US11143870B2; EP3583460A1

Description

本発明は、表示装置および表示方法に関する。

使用者の頭部に装着して、外光を透過しつつ表示すべき情報を使用者の眼前に表示する、所謂頭部装着型の表示装置が知られている（特許文献１等参照）。
頭部装着型の表示装置においては、使用者が外部の状況を把握しやすいように、また表示される情報を視認しやすくするために、調光フィルタを用いて外部からの光の一部を透過率によって制限する構成が知られている（特許文献２等参照）。
しかしながら、透過率が可変の調光フィルタを用いる際には、視認性を損なわないというメリットがある一方、例えば１％等の殆ど外光を透過しない状態に繰り返し透過率を変化させることで、徐々に耐久性が低下していくことが知られている。
このような問題を解決するために、例えば調光に用いる印加電圧を下げて調光フィルタにかかる負荷を低減することも考えられるが、かかる構成では応答速度が遅くなってしまうという問題が生じてしまう。

本発明は以上のような課題に基づきなされたものであり、透過率の制御を行う際にも、耐久性の低下を低減しつつ応答速度を向上させることを目的とする。

本願発明にかかる表示装置は、使用者の頭部に装着されて当該使用者に情報を表示するための表示部と、透過率を可変して、外部から入射した光の強度を調整する複数の調光素子と、前記複数の調光素子の前記透過率を独立に制御する制御部と、を有し、前記複数の調光素子は、それぞれの透過率が異なるように制御されるとともに、当該透過率が、外部から入射した光の強度あるいは前記使用者の操作を含む所定の条件で互いに入れ替わる調整テーブルに従って変動することを特徴とする。

本発明の表示装置によれば、透過率の制御を行う際にも、耐久性の低下を低減しつつ応答速度を向上させる。

本発明の実施形態としての表示装置の一例を示す図である。本発明の調光フィルタの構成の一例を示す図である。図１に示した表示装置の投射光の経路の一例を示す図である。表示装置を装着したときの見え方の例を示す図である。調光フィルタの層構成の一例を示す図である。調光フィルタの透過率制御の時間特性の一例を示す図である。表示装置の透過率制御の動作方法の一例を示す図である。複数の調光フィルタにおける光の透過を模式的に示す図である。表示装置の透過率制御の動作方法の他の一例を示す図である。

本発明の第１の実施形態として、図１、図２に頭部装着型の表示装置の一例である眼鏡型の表示装置１を示す。
なお、以降の説明では、使用者の前方方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な方向のうち、鉛直上方をＹ方向、Ｚ方向とＹ方向とに垂直な方向である水平方向をＸ方向とする。

表示装置１は、使用者Ａの頭部に装着される眼鏡形状の筐体たるフレーム部２０と、装着時に使用者Ａのそれぞれの眼前に配置されて一対の表示部を構成するレンズ部１０と、を有している。なお、以降の説明において、特に区別の必要がある場合には装着時に使用者Ａの左眼側に配置されるものを左側レンズ部１０Ｌ、右眼側に配置されるものを右側レンズ部１０Ｒと呼称する。
表示装置１は、図３に示すように、レンズ部１０のそれぞれに固定された光導波路部３０と、光導波路部３０を通して画像を使用者Ａの左右それぞれの眼に向けて投射する画像投影部４０と、を有している。

表示装置１は、透過率を可変して、外部から入射した外光Ｌ’の強度を調整する２つの調光素子たる調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂと、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの透過率を独立に制御する制御部９と、を有している。
なお、本実施形態では、かかる調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂは２枚１組で左側レンズ部１０Ｌと右側レンズ部１０Ｒのそれぞれに１組ずつ配置されている。また、外光Ｌ’の入射側たる外側に配置されたものを調光フィルタ１４０ａ、出射側たる使用者Ａ側すなわち内側に配置されたものを調光フィルタ１４０ｂと呼称する。
表示装置１はまた、レンズ部１０の上方に取り付けられて表示装置１の周囲の光量を検知するセンサ６０を有している。

レンズ部１０は、アクリル樹脂製のレンズであり、外光Ｌ’の一部を透過する。
レンズ部１０は、ここではアクリル樹脂を用いるが、その他のポリ塩化ビニル樹脂やポリカーボネート樹脂などの透明材料であっても良いし、外光Ｌ’の一部を透過するように、半透明または特定の波長帯を透過するような材料を用いても良い。また、ここでは便宜上「レンズ」との用語を用いているが、本実施形態における拡大倍率は１倍で、一般的な屈折率を有する光学レンズとしての機能を有するかどうかは問わない。
レンズ部１０は、使用者Ａの頭部に装着されて、画像投影部４０からの投射光Ｌを使用者Ａに表示することで、表示部として機能する。

レンズフレーム２２はフレーム部２０と支持部２１からなり、左右一対の構成になって
いる。このレンズフレーム２２が左右のレンズ部１０Ｌ，１０Ｒに接続されている。フレ
ーム部２０は、画像投影部４０と制御部９とが内蔵されている。また、フレーム部２０に
は使用者Ａの耳の部分に装着させるための支持部２１が付いている。なお、レンズフレー
ム２２の形状は、かかる構成に限定されるものではない。

光導波路部３０は、図３に示すようにレンズ部１０に固定されたアクリル製の導光路である。なお、本実施形態においては、アクリル樹脂製のレンズ部１０に光導波路部３０を嵌め込む態様で固定している。
光導波路部３０の内部に入射された投射光Ｌは、図３においては直線で簡易的に示されるが実際には内壁面３１で反射を繰り返しながら減衰の少ない状態で伝送される。
光導波路部３０は、透明な部材、さらに言えばレンズ部１０と同一の部材で形成することが望ましいが、かかる構成に限定されるものではない。
光導波路部３０は、光路の終端すなわち使用者の頭部の中心側に配置されたハーフミラー３２を有している。なお、ハーフミラー３２に限らず、光透過性を有し光を反射する部材であれば、ホログラムを利用した反射部材やハーフミラーを多段化した部材でも良い。
光導波路部３０は、レンズ部１０の表面と平行であっても良いが、より好ましくは平行ではなく１°～３°の傾斜を設けておく方が、光導波路部３０の全反射がより起こりやすくなるため望ましい。

ハーフミラー３２は、外光Ｌ’を透過するとともに光導波路部３０からの投射光Ｌを表示装置１の背面側に反射し、表示装置１の使用者の眼の方向に出射する部分である。なお、画像投影部４０、光導波路部３０、及びハーフミラー３２は、映像を使用者の眼に導く光学手段の代表的な一例である。

画像投影部４０は、投射光Ｌを出射する発光源４１と、発光源４１からの投射光Ｌを集光して光導波路部３０へと入射させる投射光学系４２と、投影すべき画像情報や文字情報を表示する映像表示部４５と、を有している。

発光源４１は、ＬＥＤ光、レーザー光、単色光源、ハロゲンランプなどを用いて良い。
投射光学系４２は、１つ以上の光学レンズ４３やミラー４４などの光学素子を用いた光学系であり、画像情報を付与された投射光Ｌを光導波路部３０へと伝送する。
映像表示部４５は、コンピュータなどの外部装置あるいは当該制御部自身によって選択された投射光Ｌに付与する画像情報を決定し、かかる画像情報を付与するように制御される。画像情報を制御するとは例えば液晶素子のような素子上に画像を形成することで液晶素子を透過する投射光Ｌに画像情報を付与する操作を示している。

なお、映像表示部４５に表示させる映像は、例えば、表示装置１の外部から有線や無線で供給することができる。或いは、表示装置１に着脱可能な記憶部（メモリーカード等）を設け、記憶部を介して映像を供給する構成にしてもよい。

センサ６０は、輝度または照度を測定することで、表示装置１の周囲の明るさを判定する光強度検出部たる輝度センサまたは照度センサであり、本実施形態ではフォトダイオードを用いている。
センサ６０は、屋外での使用を想定すると、８００００Ｌｘ以上の照度計測が可能であることが望ましい。

制御部９は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）を含む電子機器である。
制御部９はまた、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの透過率をそれぞれ独立に制御するための透過率制御部９１と、透過率制御部９１の信号に基づいて調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂへと電圧を印加するための電源９２と、を有している。
透過率制御部９１は、センサ６０の検知した外光Ｌ’の強度に基づいて、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂのそれぞれの透過率を設定する。
例えば、表１に示すように、センサ６０の検知した外光Ｌ’の強度と、所望の透過率と、印加電圧と印加時間とを調整テーブルとして予め記録しておき、かかる調整テーブルに従って印加時間と印加電圧とを制御する。
例えば、表１において、透過率７０％の状態から１０％の状態に変化させるには１．７Ｖの電圧を６秒間印加すれば良いということを示している。また、表１においては、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの酸化極への電圧印加を正電圧、還元極への電圧印加を負電圧として記載している。

なお、本実施形態においては、電源９２は調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂに電圧を印加する。

以上のような表示装置１を用いて、使用者に画像を視認させる仕組みについて説明する。
まず、発光源４１から出射された投射光Ｌは、映像表示部４５を透過することで画像情報を付与される。
投射光Ｌは、投射光学系４２を経て光導波路部３０へと入射して、光導波路部３０の内壁面３１に全反射されつつハーフミラー３２へ当たり、使用者の眼へ向かって入射する。使用者はかかる投射光Ｌを視野内に表示される映像、具体的には虚像として認識する。
また、使用者には、レンズ部１０と調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂとを透過した外光Ｌ’も同様に視認される。
従って、使用者の視野においては、外光Ｌ’によって与えられる情報と、投射光Ｌによって与えられる画像情報Ｐとが重なり合って表示される。
表示装置１は、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの透過率を制御することによって、かかる外光Ｌ’と投射光Ｌとの強度の差を調整して、視認性を向上させる。

調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂは、既に述べたように、外部から表示装置１に入射する光である外光Ｌ’の透過率を電気的な制御によって可変し、使用者Ａの眼に達する外光Ｌ’の強度を調整する部分である。すなわち、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂは、何れも外光Ｌ’の入射する方向に複数配置され、外光Ｌ’はかかる複数の調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂを透過することで、その光量が変化する。
調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂは、例えば、エレクトロクロミック素子を用いて構成される。エレクトロクロミック素子は、可視光に対して透明なガラス基板上若しくはプラスチック基板上に形成することができる。調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂとしてエレクトロクロミック素子を用いることで、周囲の明るさが変化したときに、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂが透過率を変化させることで、視認性の良好な状態で一定に保つことができる。

ここで、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの構造の一例について説明する。かかる構造においては、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂは何れも共通の構造を備えるため区別せず調光フィルタ１４０との記載を用いる。
調光フィルタ１４０は、図５に示すように表示基板１４１上に酸化チタン粒子膜１４２及び表示層１４３を形成し、１０μｍ程度のスペーサ１４４を介して対向基板４５を貼り合わせたセル構造とすることができる。セル構造内には、電解液として、例えば、１-エチル-３-メチルイミダゾリウム・テトラシアノボレートが封入されている。

表示基板１４１としては、例えば、ＩＴＯをスパッタで製膜して導電層を形成した６０ｍｍ×６０ｍｍ程度のガラス基板を用いることができる。酸化チタン粒子膜１４２は、例えば、表示基板１４１の導電層の上面に酸化チタンナノ粒子分散液（昭和タイタニウム社製ＳＰ２１０）をスピンコート法等により塗布し、１２０℃程度の温度で１５分間程度アニール処理を行うことによって形成できる。

表示層１４３は、例えば、酸化チタン粒子膜１４２上に下記の構造式（化１）で示される化合物の１ｗｔ％２，２，３，３－テトラフロロプロパノール溶液を塗布液としてスピンコート法等により塗布する。そして、１２０℃程度の温度で５分間程度アニール処理を行うことによって、酸化チタン粒子膜１４２を構成する酸化チタン粒子表面にエレクトロクロミック化合物を吸着させて形成できる。対向基板１４５としては、例えば、酸化発色する色素をスピンコート塗布したＩＴＯ付きガラス基板を用いることができる。

なお、例えば、調光フィルタ１４０を他の構成部と独立に作製し、レンズ部１０に着脱可能な構造としてもよい。これにより、調光フィルタ１４０を消耗度に応じて交換可能となるため、表示装置１が常に見やすい状態に維持される。

このようなエレクトロクロミック素子を用いたときには、一般に最小透過率を１０％以下に繰り返し変化させると、耐久性に難があることが知られている。
また、紫外線や可視光による劣化や、電圧の印加回数による繰り返し耐久性の向上が課題であった。

本実施形態では、レンズ部１０のそれぞれに取り付けられた調光素子たる調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂを有している。
かかる構成により、外光Ｌ’の強度を調整することができるから、より精度よく投射された画像を認識することができる。

さて、屋外に出たときや、屋外での使用時に曇り空から晴れ間が覗いた時など、特に外光Ｌ’の強度が強いときには、外光Ｌ’の透過率を１０％以下に低く抑えることが望ましい。
そのため、本実施形態では、調光素子として、液晶素子などに比べて透過率の選択可能な領域が大きいエレクトロクロミック素子を用いている。
しかしながら、エレクトロクロミック素子を用いたとしても、一般には透過率は図６に一点鎖線で示すような時間特性を示し、極端に低い、例えば１％の透過率を達成するためには、切替に時間を要する（≒電圧印加時間が長い）という問題があった。
さらに、かかる問題を解決するために、例えば印加電圧の増大などの方法も考えられるが、透過率の変化を繰り返すことで、繰り返し耐久性が低下する問題が生じてしまう。繰り返し耐久性の向上には、印加電圧を抑えつつ、印加時間をも短くするような構成が求められていた。

本実施形態では、複数の調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂを用いることで、それぞれの透過率を８０％～１０％の領域に抑え、繰り返し耐久性の低下を抑えながらも、時間応答性を向上させる。
さらに、複数の、本実施形態では２枚の調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂを同時に駆動することで、図６に実線で示すように、単体の調光フィルタを用いるよりも高速に所望の透過率を得ることができて、さらに時間応答性が向上する。なお、ここで図６の実線は、一点鎖線で示した電圧―時間特性の調光フィルタ１４０を２枚重ねて同一電圧、同一時間の電圧印加を行った場合の全体の透過率を示すものである。

かかる調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの制御について図７を用いて説明する。
表示装置１は、起動して主電源がＯｎになると、制御部９の記憶手段であるＲＯＭから、予め設定された外光Ｌ’の強度と、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂそれぞれの透過率の組み合わせ表である調整テーブルを読み込む（ステップＳ１０１）。
センサ６０は、外光Ｌ’の強度を検出する（ステップＳ１０２）。
透過率制御部９１は、ステップＳ１０２においてセンサ６０に検出された強度が変動したかどうかを判別する（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０３において、センサ６０に検出された強度が変化したことを条件として、透過率制御部９１は表１の調整テーブルに基づき、印加時間と印加電圧とを算出して、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの透過率を変動させる（ステップＳ１０４）。
本実施形態においては、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂには同時に電圧の印加が開始されるから、図６に示したように、単体の調光フィルタを用いて、外光Ｌ’の透過率を１％に抑制するよりも高速に、かつ同等の印加電圧で透過率を下げられる。
従って、印加時間が短くなる分調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂそれぞれにかかる負荷も小さくなるから繰り返し耐久性の向上に寄与する。
なお、本実施形態では調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂは、何れもエレクトロクロミック素子であり、印加電圧を停止しても前回の透過率を維持する。したがって、ステップＳ１０３において外光Ｌ’の強度が変化しないときには、ステップＳ１０２に戻って処理を継続する。
制御部９は、調整テーブルに基づいて所定の印加電圧で所定の印加時間だけ電圧を印加されたかどうかを判断する（ステップＳ１０５）。
ステップＳ１０５において、所定の印加時間および印加電圧をかけて、所望の透過率が得られたと判断すると、透過率制御部９１は、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂへ印加していた電圧を停止して、透過率を固定する（ステップＳ１０６）。
ステップＳ１０２～ステップＳ１０６までの各動作は、表示装置１の主電源がＯｆｆになるまで繰り返して行われる（ステップＳ１０７）。
また、本実施形態では、主電源がＯｆｆとなったことを条件として、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの透過率を向上させ（ステップＳ１０８）、透過率の高い状態で処理を終了する。

以上述べたように、表示装置１は、使用者Ａの頭部に装着されて使用者Ａに情報を表示するためのレンズ部１０と、透過率を可変して、外部から入射した外光Ｌ’の強度を調整する２つの調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂと、を有している。
また、表示装置１は、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの透過率を独立に制御する透過率制御部９１を有している。
かかる構成により、透過率の制御を行う際にも、耐久性の低下を低減しつつ応答速度を向上させる。

また、本実施形態では、調光フィルタ１４０ａと調光フィルタ１４０ｂとは、それぞれ同時に電圧の印加が開始されるから、透過率が同時に変化される。
かかる構成により、所定の透過率に至るまでの時間が短く済むため、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂへの負荷が低減されて、繰り返し耐久性の向上に寄与する。
また更に、表示装置１の設定する透過率に至るまでの時間が高速化される。

次に、本発明の第２の実施形態として、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂにおいて、それぞれの透過率が異なるように調整テーブルを設定した場合について説明する。
以降の説明において、第１の実施形態と同様の構成については、同一の番号を付して説明を適宜省略する。
本実施形態では、外光Ｌ’の入射方向に沿って外側（外光Ｌ’の入射方向上流側）に配置された調光フィルタ１４０を調光フィルタ１４０ａ、内側に配置された調光フィルタを調光フィルタ１４０ｂとして説明する。

調光フィルタ１４０ａは、表２に示すように、８０％、４０％、２０％、１０％の４段階に透過率を制御可能な可変調光素子である。
同様に、調光フィルタ１４０ｂは、８０％、５０％、３０％、１５％、１０％の５段階に透過率を制御可能な可変調光素子である。
調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂは、それぞれ独立に、透過率制御部９１からの信号に基づいて、電源９２等の電圧印加手段によって電圧を印加され、透過率が変更される。

なお、実際には調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂは無段階で任意の透過率に変化を行うこととしても良いが、所定のｎ段階の階調変化とすることで、制御部９の構成が単純化され、より調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの負荷が下がり望ましい。
さらに、外側に配置された調光フィルタ１４０ａと、内側に配置された調光フィルタ１４０ｂと、で選択可能な透過率の階調を異ならせることにより、表２に示したように、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの組み合わせで達成可能な階調数は増大する。

さて、屋外における外光Ｌ’には、可視光の他、紫外線等の比較的短い波長も含まれている。特に紫外線のような短波長領域の光は、吸収されることで調光フィルタに対して劣化等の好ましくない影響を与えることが知られている。
また、かかる吸収は、透過率が低いものほど生じやすい傾向がある。

すなわち、図８に模式的に示すように、外光Ｌ’の入射方向に沿って、同一の透過率の調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂを設けた場合には、外側に配置された調光フィルタ１４０ａは、外光Ｌ’の強度が抑制されない状態で入射するため、比較的影響を受けやすいと考えられる。
他方、内側に配置された調光フィルタ１４０ｂには、調光フィルタ１４０ａによって光量が抑制された外光Ｌ’が入射するため、比較的影響が生じにくいと考えられる。
すなわち、単に調光フィルタ１４０ａと調光フィルタ１４０ｂとを配置するだけでは、調光フィルタ１４０ａの方がより外光Ｌ’の影響を受けやすい状態になっている。

そこで、第２の実施形態では、複数の調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂは、それぞれ異なる調光段階を形成するための調整テーブルを有している。
第２の実施形態における調整テーブルは、所望の透過率に対して、外側に配置された調光フィルタ１４０ａの透過率と、内側に配置された調光フィルタ１４０ｂの透過率とがそれぞれ規定されている。
かかる構成により、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂは、互いに異なる調光段階をとることが出来て、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂのそれぞれについて調光段階を組み合わせることで、調整テーブル以上の組み合わせ数の調光段階に制御可能となる。

また、本実施形態では、複数の調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂのうち、外光Ｌ’の入射方向において外側に配置された調光フィルタ１４０ａの透過率は、内側に配置された調光フィルタ１４０ｂの透過率よりも大きい。
かかる構成により、外光Ｌ’の強度が比較的高い外側に配置される調光フィルタ１４０ａは、透過率が高い分だけ外光Ｌ’の影響を抑えられる。
かかる構成により、内側に配置された調光フィルタ１４０ｂと、外側に配置された調光フィルタ１４０ａとに外光Ｌ’が与える影響は均一化されて、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂにかかる負荷を小さく抑えられる。

また、本実施形態では、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂはそれぞれの透過率が異なる複数の調光段階を有し、調光段階の組み合わせによって透過率を制御する。
かかる構成により、単に同一の調光段階を組み合わせるよりも多くの調光段階をより簡易な構成で設定することができる。

次に、本発明の第３の実施形態として、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの調整テーブル９５ａ、９５ｂを、表３のように設定した場合について説明する。
本実施形態では、制御部９は、複数の調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの動作する調整テーブル９５ａ、９５ｂを選択するための機能を有している。
本実施形態では、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂはそれぞれの透過率が異なるように制御されるとともに、透過率を表示装置１の主電源のＯｎ／Ｏｆｆが切り替えられたことを条件として、入れ替える。
具体的には、透過率制御部９１は、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂそれぞれに対応する複数の調整テーブル９５ａ、９５ｂを有し、透過率制御部９１は、表示装置１のＯｎ／Ｏｆｆによってかかる複数の調整テーブル９５ａ、９５ｂを入れ替える。

かかる制御方法について説明する。
図９に示すように、表示装置１の主電源がＯｎになると、制御部９がＲＯＭから調整テーブルを読み込む（ステップＳ２０１）。
さらに制御部９は、現在の動作モードが、第１動作モードであるか、第２動作モードであるかの判別を行う（ステップＳ２０２）。
ここで、第１動作モードとは、外側に配置された調光フィルタ１４０ａの透過率を、内側に配置された調光フィルタ１４０ｂの透過率よりも大きくすることで、調光フィルタ１４０ａの劣化を抑制するモードである。
同様に、第２動作モードとは、内側に配置された調光フィルタ１４０ｂの劣化を抑制するモードである。

ステップＳ２０２において、第１動作モードであると判断されると、透過率制御部９１は、調光フィルタ１４０ａの透過率を調整テーブル９５ａ、調光フィルタ１４０ｂの透過率を調整テーブル９５ｂのそれぞれに従って設定する（ステップＳ２０３）。
同様に、第２動作モードとして判断されると、透過率制御部９１は、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの調整テーブルを互いに入れ替える（ステップＳ２０４）。すなわち、調光フィルタ１４０ａの透過率を調整テーブル９５ｂ、調光フィルタ１４０ｂの透過率を調整テーブル９５ａに従って設定する。
その後、制御部９は、ステップＳ１０２～ステップＳ１０８と同様の操作により、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの透過率を制御する。

ステップＳ１０７において、表示装置１の主電源がＯｆｆ状態になったことを検知すると、制御部９は、ステップＳ２０２にて判別した現在の動作モードから、異なる動作モードへと切り替える（ステップＳ２０５）。
表示装置１は、第１動作モードとして透過率設定が済んで主電源がＯｆｆになった後、再度主電源がＯｎになってステップＳ２０２に至ると、今度は第２動作モードとして動作する。すなわち、透過率制御部９１は、調光フィルタ１４０ａの透過率を調整テーブル９５ｂ、調光フィルタ１４０ｂの透過率を調整テーブル９５ａに従って設定する。
このとき、調光フィルタ１４０ａの透過率は、調光フィルタ１４０ｂの透過率よりも低くなっている。

このように、外光Ｌ’に含まれる紫外線などによって生じる劣化を、交互に調光フィルタ１４０ａと調光フィルタ１４０ａとで受けるから、調光フィルタ１４０ａと調光フィルタ１４０ｂとに与える外光Ｌ’の負荷を分散する。かかる構成により、繰り返し耐久性が向上する。

なお、本実施形態では、第１動作モードと、第２動作モードとの切替を、表示装置１の主電源のＯｎ／Ｏｆｆによって切り替えることとしたが、かかる構成に限定されるものではない。
例えば、外側に配置された調光フィルタ１４０ａの方が外光Ｌ’による劣化を受けやすいため、内側に配置された調光フィルタ１４０ｂの稼働率をより高く設定することで、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂ全体としての寿命が延びる。
あるいは、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂに外光Ｌ’による耐久性低下の度合いを検知する検知手段を設け、所定の耐久性低下を検知したことを条件として調整テーブルを切り替えるとしても良いし、その他の方法でも良い。

また、第２の実施形態で示したように互いに異なる調整テーブルを用いて、当該調整テーブルを切り替えるような構成であっても良い。

第１～第３の実施形態では、透過率の変動は、印加される電圧の大きさと時間とによって行われる。
かかる構成により、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの透過率の変更を簡易に行えるから、調光フィルタ１４０ａ、１４０ｂの負荷が下がり、耐久性向上に寄与する。

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、第１～第３の実施形態においては何れも両眼型の画像表示装置についてのみ述べたが、投射光による画像情報を片眼のみに行う画像表示装置について、同様の構成を用いたとしても良い。

１表示装置
１０表示部（レンズ部）
２０フレーム部（筐体）
２１保持部（支持部）
２２レンズフレーム
４０画像投影部
１４０調光素子（調光フィルタ）（エレクトロクロミック素子）
Ａ使用者

特許第４３６６９４４号公報特開２０１６－０４５４６３号公報

Claims

使用者の頭部に装着されて当該使用者に情報を表示するための表示部と、
透過率を可変して、外部から入射した光の強度を調整する複数の調光素子と、
前記複数の調光素子の前記透過率を独立に制御する制御部と、
を有し、
前記複数の調光素子は、それぞれの透過率が異なるように制御されるとともに、当該透過率が、外部から入射した光の強度あるいは前記使用者の操作を含む所定の条件で互いに入れ替わる調整テーブルに従って変動することを特徴とする表示装置。
請求項１に記載の表示装置において、
前記複数の調光素子の透過率を同時に変化させることを特徴とする表示装置。
請求項１に記載の表示装置において、
前記調光素子の耐久性低下を検知する検知手段を有し、
前記調光素子は前記検知手段によって前記耐久性低下を検知されたことを前記所定の条件として前記調整テーブルを変化させることを特徴とする表示装置。
請求項１乃至３の何れか１つに記載の表示装置において、
前記複数の調光素子は、それぞれに異なる複数の調光段階を有し、
当該調光段階の組み合わせによって透過率を制御することを特徴とする表示装置。
請求項１乃至４の何れか１つに記載の表示装置において、
前記制御部は、前記透過率を前記調光素子に印加する電圧と時間とによって制御することを特徴とする表示装置。
請求項１乃至５の何れか１つに記載の表示装置において、
前記光の強度を検出する光強度検出部を有し、
前記制御部は前記光強度検出部が検出した前記強度に基づいて前記調光素子の透過率を制御することを特徴とする表示装置。
使用者に情報を表示するための表示手段と、
透過率を可変して、外部から入射した光の強度を調整する複数の調光手段と、
前記複数の調光手段の前記透過率を独立に制御する制御手段と、
を有し、前記複数の調光手段は、それぞれの透過率が異なるように制御されるとともに、当該透過率を、外部から入射した光の強度あるいは前記使用者の操作を含む所定の条件で互いに入れ替わる調整テーブルに従って変動させることで前記光の透過する強度を調整する表示方法。