CN107111145B - 头戴式显示装置和显示方法 - Google Patents

Abstract

一种头戴式显示装置(1)，包括：配置为显示图像的图像显示部(10)、配置为将图像引导到显示装置(1)的穿戴者的眼睛的光学单元(20,30,50)、配置为检测外部光的光强度(A)的光强度检测器(60)、配置为改变透射率以调整到达穿戴者眼睛的外部光的强度(B)的调光过滤器(40)、以及配置为基于由光强检测器(60)获得的外部光的强度(A)调整调光过滤器(40)的透射率和图像显示部(10)的光源的光强度(C)的控制器(70)。

Description

头戴式显示装置和显示方法

技术领域

本文所讨论的公开内容涉及头戴式显示装置和用于在头戴式显示装置上显示图像的方法。

背景技术

相关技术的头戴式显示装置(所谓的“头戴显示器(HMD)”)包括穿戴在个人用户头上的显示设备。头戴显示装置被设计成将来自显示图像的光和来自外部世界的光引导到个体穿戴者的眼睛，以向穿戴者提供图像和外部世界的成像(imagery)。

这种头戴式显示装置可以是这样的装置的示例，其被配置为允许用户通过由一对反射镜、一对目镜和偏振分束器组成的光学系统，观看在一对小显示器上显示的图像上光学地叠加的周围环境。这种装置包括布置在偏振分束器前面的配置为改变透射率的调光过滤器(例如，专利文献1)。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本专利第3371156号

发明内容

技术问题

然而，当用户在更亮的环境下穿戴这样的装置时，可能需要减少调光器快门的整体透射率，这使得尽管图像的高对比度得以实现，图像和穿戴者的整个视场变暗。这可能会降低图像之外的视觉信息的可见度(visibility)和可视性(viewailibity)。

此外，上述装置可以用调光器快门确保图像的对比度，以提高视觉信息的可见度和可视性；然而，该装置可能会用调光器快门使图像的对比度变得不必要地高或图像的亮度不必要地高。因此，较高的对比度可能使穿戴者难以通过该装置观察背景，或者较高的亮度可能增加电能消耗。

因此，本发明的实施例中的一个目的是提供一种头戴式显示装置和用于在头戴式显示装置上显示图像的方法，该显示装置能够改善所提供的图像的对比度，并且能够防止除了所提供的图像外的视觉信息的可见度和可视性的劣化，其基本上避免了由现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。

此外，另一个目的是提供一种头戴式显示装置和用于在头戴式显示装置上显示图像的方法，其能够降低能量消耗，而不劣化穿戴者的视觉信息的可见度和可视性，其基本上避免了由现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。

问题的解决方案

根据实施例，一种头戴式显示装置，包括：图像显示部，配置为显示图像；光学单元，配置为将图像引导到显示装置的穿戴者的眼睛；光强度检测器，配置为检测外部光的光强度；调光过滤器，配置为改变透射率以调整到达穿戴者眼睛的外部光的强度；以及控制器，配置为基于由光强度检测器获得的外部光的光强度来调整调光过滤器的透射率和图像显示部的光源的光强度。

根据另一个实施例，一种头戴式显示装置，包括：视觉信息收集器，配置为收集穿戴者的视场范围内的视觉信息；视觉指定单元，被配置为从视觉信息中提取预定的目标信息，并指定存在目标信息的视场；图像提供单元，配置为将与所述目标信息相关联的关联信息作为图像提供给所述穿戴者的视场；调光过滤器，配置为改变外部引入的光的透射率；以及调光单元，配置为控制所述调光过滤器的透射率，以使除了存在于提供所述关联信息的视场中的所述关联信息外的视觉信息的亮度低于所述视觉信息的原始亮度。

附图说明

图1是根据实施例的显示装置的透视图；

图2是图示穿戴显示装置的穿戴者的外观的左视图；

图3是图示穿戴显示装置的穿戴者的外观的俯视图；

图4是部分地图示根据实施例的显示装置的配置的示例的图；

图5是图示调光过滤器的结构的示例的截面图；

图6是图示外部光的光强度A、透射光的光强度B和图像的光强度C之间的关系的图；

图7是图示调光过滤器的透射率和图像显示部的亮度的调整的图；

图8是图示调光过滤器的透射率的变化的示例的曲线图；

图9是图示可见度的测量的图；

图10是图示当光强度为A1时的图像亮度与可见度之间的关系的示例的曲线图；

图11是图示当光强度为A2(A2<A1)时的图像亮度与可见度的关系的示例的曲线图；

图12是图示当光强度为A3(A3>A1)时的图像亮度与可见度的关系的示例的曲线图；

图13是预先存储在控制器中的调整表的示例；

图14是图示可视性的感官评价的示例的结果的曲线图。

图15是将图14的结果重新绘制为相对于光强度比的图像可见度水平的曲线图；

图16是图示相对于图像的种类之间的光强度比的图像可见度水平的曲线之间的差别的示例的曲线图；

图17是图示图像显示部的光源的驱动电压与光强检测器的检测值之间的关系的曲线图；

图18是预先存储在控制器中的调整表的示例；

图19是图示外部光的亮度与传感器的输出电压之间的关系的示例的曲线图；

图20是图示调光过滤器的透射率与调光过滤器的驱动电压之间的关系的示例的曲线图；

图21是图示配置为执行自动调整的控制器的框图；

图22A是图示当灰度数不变时的状态的照片的示例；

图22B是图示当调整灰度数时获得的效果的照片的示例；

图23是图示由根据实施例的显示装置执行的目标信息和关联信息的显示处理的示意图；

图24是图示由根据实施例的显示装置执行的信息处理流程的示例的流程图；

图25是图示根据实施例的显示装置的配置的示例的功能框图；

图26是图示由根据实施例的第一修改的显示装置执行的信息处理流程的示例的流程图；

图27是图示由根据实施例的第二修改的显示装置执行的目标信息和关联信息的显示处理的示意图；

图28是图示外部光的光强度A、透射光的光强度B和图像的光强度C之间的关系的图；

图29是图示调光过滤器的透射率和图像显示部的亮度的调整的图；以及

图30是图示调光过滤器的透射率的变化的曲线图。

具体实施方式

下面将对附图中示出的实施例进行详细的说明。尽可能地，在所有附图中使用的相同附图标记表示相同或相似的部件。

第一实施例

图1是根据实施例的显示装置的透视图。图2是图示穿戴显示装置的穿戴者的外观的左视图。图3是图示穿戴显示装置的穿戴者的外观的俯视图。图4是部分地图示根据实施例的显示装置的配置的示例的图。

参见图如图1至图4，根据第一实施例的显示装置1是可以穿戴在人(穿戴者100)的头部上的头戴式显示装置，并且主要包括图像显示部10、光学部20、导光板30、调光过滤器40、半透半反镜50、传感器60和控制器70。显示装置1可以具有眼镜装置的形状。

显示装置1由大致双边对称方式配置的两对前部1a和镜腿(temple)部1b构成，由前部1a和镜腿部1b构成的对分别配置在左和右。前部1a可以由导光板30形成。图像显示部10、光学部20、控制器70等可以结合到镜腿部1b中。请注意，图4示出了仅显示装置1的左眼配置的示例；然而，右眼配置可以类似于显示装置1的左眼配置。

显示装置1被配置为使经由调光过滤器40外部引入的光(外部图像)通过半反射镜50，同时将外部图像叠加到来自图像显示部10的图像上，以允许显示装置1的穿戴者100观看叠加的图像。下面描述显示装置1的组件。

图像显示部10可以是被配置为从光源产生包括红光、绿光和蓝光的光，并且将来自光源的光散射以将散射光发射到光学部20的液晶显示设备。当图像显示部10使用液晶显示设备时，液晶显示设备在图像显示部10的后侧设置有背光80(图像显示部10的光源)。控制器70可以能够控制由背光80发出的光强度，以调整要显示在图像显示部10上的图像的光强度(亮度)。

要显示在图像显示部10上的图像可以通过有线或无线传输从显示装置1的外部提供。或者，显示装置1可以设置有可移除存储部(例如，存储卡)，并且可以经由存储部将图像提供给显示装置1。

光学部20可以包括透镜21或反射镜22，并且被配置为将从图像显示部10发射的光引导到导光板30。光学部20可以包括两个或更多个透镜，或者可以包括棱镜或类似物。

导光板30被配置为将从光学部20发射的光从其内表面反射，以将反射光引导到半透半反镜50。导光板30由具有透射率针对从光学部20发射的光的光学波长的树脂等制成。半反射镜50被配置为反射来自导光板30的光，并将反射光重定向到显示装置1的后表面，即面对穿戴者100的眼睛(图4中的左眼100L)的表面。注意，光学部20、导光板30和半反射镜50是被配置为将显示在图像显示部10上的图像发送到穿戴者100的眼睛的光学单元的示例。

调光过滤器40被配置为通过对于从外部入射到显示装置1的光(外部光)电气地改变其透射率，调整到达穿戴者1的眼睛的外部光的强度。调光过滤器40可以例如设置在导光板30的前表面(与穿戴者100的眼睛的相反侧)，以覆盖穿戴者100的视场。可以由电致变色元件形成调光过滤器40。电致变色元件可以形成在相对于可见光透明的玻璃基板上，或在塑料基板上。使用电致变色元件作为调光过滤器40使得调光过滤器40能够瞬时响应环境亮度(亮度)的变化以进行调整，从而保持穿戴者100的持续可见度和可视性。

以下，参照图5说明调光过滤器40的结构示例。调光过滤器40可以具有通过在显示基板41上形成氧化钛颗粒膜42和显示层43而形成的单元结构，并且经由大约10μm的间隔物44将对应基板45与所得到的产品接合。单元结构可以例如包含1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氰基硼酸盐(1-ethyl-3-methylimidazolium tetracyanoborate)作为电解质。

显示基板41的示例可以是其上溅射ITO以形成导电层的玻璃基板；得到的玻璃基板的厚度约为60×60mm。氧化钛颗粒膜42可以通过例如通过旋涂将氧化钛纳米颗粒分散体(titanium oxide nanoparticle dispersion)(SP210，Showa Titanium Co.的产品)施加到显示基板41的导电层的上表面并且将得到的产物在120℃下退火约15分钟来形成。

显示层43可以如下形成。例如，通过旋涂将作为1重量％的2,2,3,3-四氟丙醇溶液的下述结构式(化学式1)表示的化合物作为涂覆液涂覆在氧化钛粒子膜42上。然后将获得的产物在120℃下退火约5分钟以使形成氧化钛颗粒膜42的二氧化钛颗粒表面吸附电致变色化合物，从而形成显示层43。对应衬底45的示例可以是具有氧化显色颜料的ITO旋涂的玻璃基板。

注意，图5所示的调光过滤器40例如可以与显示装置1的其它部件独立地形成，并且这样的调光过滤器40可以具有相对于前部1a的可移除结构。具有上述结构的调光过滤器40可以根据调光过滤器40的劣化水平来替换，从而不断地保持显示装置1的可视性。

[化学式1]

参见图如图1至图4，传感器60被配置为检测外部光的光强度(显示装置1的环境亮度或环境亮度)。用于测量光强度的物理值包括照度和亮度，并且第一实施例使用照度传感器或亮度传感器作为传感器60。传感器60的具体示例可以是光电二极管等。例如，传感器60可以附接到前部1a。传感器60是根据实施例的光强度检测器的典型示例。

控制器70可以被配置为基于由传感器60获得的外部光的光强度来调整调光过滤器40的透射率和图像显示部10的光源的光强度。控制器70可以包括除上述以外的各种功能。控制器70可以被配置为包括CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)。主存储器等。

在这种情况下，记录在ROM等中的程序可以被加载到主存储器中，并且加载的程序可以由CPU执行，从而实现控制器70的各种功能。控制器70的CPU可以可选地从RAM中读取数据或将数据存储在RAM中。注意，控制器70的一部分或全部可以仅由硬件单独来实现。或者，控制器70可以由两个或更多个设备物理地组成。

电源90被配置为向图像显示部10、调光过滤器40、控制器70等供电。电源90可以是纽扣电池等。注意，可以使用相同的电源90用于驱动图像显示部10的电源(包括用于驱动背光80的电源)和用于驱动调光过滤器40的电源，以减小显示装置1的尺寸和重量。注意，电源90可以被配置为具有外部电源而不是内部并入电源90。

图6描绘外部光的光强度A、由调光过滤器40调光的透射光的光强度B与从图像显示部10发送的图像的光强度C之间的关系。该关系表示使得图像的光强度C高于透射光的光强度B可以提高显示图像的清楚性(clarity)或清晰度(definition)。注意，使透射光的光强度B太低可能会降低外围真实图像的可视性。

在显示装置1中，传感器60监视外部光的光强度A，并将监视结果输入到控制器70中，如图7所示。然后，控制器70同时基于传感器60的监视结果和预先记录在控制器70的RAM中的调整表，自动调整调光过滤器40(其调整透射光的光强度B)的透射率和图像显示部10的图像亮度(图像的光强度C)。

注意，调光过滤器40的透射率可以基于控制器70对调光过滤器40施加恒定电压的时间段来调整。也就是说，调光过滤器40的透射率可以基于显示层43中的颜色的暗度来调整。通过根据施加恒定电压的时间段，控制调光过滤器40的显示层43的电荷量(电流累积时间)，改变显示层43中的颜色的暗度。

图8是示出调光过滤器40的透射率变化的示例的曲线图。图8示出了通过施加2V的恒定电压使调光过滤器40的显示层43显色的示例。如图8所示，可以施加2V的恒定电压2s的时间段，以将调光过滤器40的透射率降低到30％。类似地，可以在5s的时间段将2V的恒定电压施加到调光过滤器40，以将调光过滤器40的透射率降低到10％。

注意，调光过滤器40的透射率可以随时间变化。因此，控制器70可以优选地设置有透射率检测器，其被配置为检测调光过滤器40的透射率，允许控制器70A基于透射率检测器的检测结果自动地将调光过滤器40的透射率校正到期望值。结果，长时间具有相同周边亮度的显示装置1可能能够显示图像而不降低可视性。透射率检测器可以以预定的时间间隔检测透射率，并且控制器70可以以预定的时间间隔自动校正透射率。透射检测器的一个示例可以是光电二极管。

可以通过使控制器70控制由背光80发射的光的光强度来调整图像显示部10的图像亮度(图像的光强度C)。下面描述具有LED(发光二极管)作为背光80，以执行PWM(脉宽调制)调光的示例。该示例通过根据控制器70的指令改变用于接通或关闭LED的脉冲宽度(占空比)来实现关联信息的亮度的调整。

下面描述调整调光过滤器40的透射率和图像显示部10的图像亮度的示例。

首先，在相对于图像亮度的外部光的不同光强度(调光量)下测量可见度。具体地说，分光光度计502的纤维探针503相对于用作外部光的白色环形LED照明501设置，如图9所示。通过改变白色环形LED照明501的亮度和显示图像的亮度，通过分光光度计502测量RGB图像的光谱。

类似地，为了调光，通过改变调光过滤器40的透射率来测量RGB图像的光谱。调光过滤器40的透射率由控制器70控制以电变化电致变色元件的色暗度调光过滤器40。随后，基于XYZ三基色法值从每个频谱获得xy色度，以从RGB的xy坐标计算作为图像对比度的RGB区域。通常可以随着TGB区域的增加而增加可见度。另外，预先进行感官评价，以确定RGB区域显示好和差的可见度的值。

图10是示出当光强度为A1时图像亮度和可见度之间的关系的示例的曲线图。在图10中，曲线实线(1)表示调光过滤器40处于彩色消散状态(透射光强度B1≈外部光强度A1)。此外，弯曲点划线(2)表示调光过滤器40处于显色状态，透射率为10％(透射光强度B1＝外部光强度A1×1/10)。此外，线性虚线(3)表示从参考图9所示的检查结果获得良好的可见度。

参见图10，在C11的图像亮度下，当调光过滤器40处于彩色散射状态时，可以获得良好的可见度，并且外部光的光强度A1几乎不被调整(变暗)。在小于C11的C12的图像亮度时，当将调光过滤器40的透射率调整到10％时，可以获得良好的可见度。

换句话说，图像亮度(图像的光强度C)可以通过调整调光过滤器40的透射率从C11降低到C12，同时保持良好的可视性。因此，当通过传感器60检测外部光的光强度A1时，调光过滤器40的透射率可以调整为10％，图像亮度(图像的光强度C)可以调整为C12。作为上述调整的结果，即使图像亮度(图像的光强度C)降低，也可以保持良好的可视性。这表明可以降低电能消耗，而不会降低对穿戴者的可见度。

图11是示出当光强度为A2(A2<A1)时图像亮度和可见度之间的关系的示例的曲线图。在图11中，弯曲实线(1)表示调光过滤器40处于彩色消散状态(透射光强度B2≈外部光强度A2)。此外，弯曲点划线(2)表示调光过滤器40处于显色状态，透射率为50％(透射光强度B2＝外部光强度A2×1/2)。此外，线性虚线(3)表示从参考图9所示的检查结果获得良好的可见度。

参见图11，在C21的图像亮度下，当调光过滤器40处于彩色消散状态时，可以获得良好的可见度，并且外部光的光强度A2几乎不被调整(变暗)。在小于C22的C21的图像亮度下，当将调光过滤器40的透射率调整至50％时，可以获得良好的可见度。

随着外部光的低光强度，调光过滤器40的透射率的显着降低可能降低穿戴者周围的真实图像的可见度。因此，当通过传感器60检测到外部光的相对低的光强度A2时，调光过滤器40的透射率可以调整到50％，并且可以调整图像亮度(图像的光强度C)到C22。作为上述调整的结果，即使图像亮度(图像的光强度C)降低，也可以保持良好的可见度。这表明可以降低电能消耗，而不会降低对穿戴者的可见度。

图12是示出当光强度为A3(A3>A1)时图像亮度和可见度之间的关系的示例的曲线图。在图12中，弯曲实线(1)表示调光过滤器40处于彩色消散状态(透射光强度B3≈外部光强度A3)。此外，弯曲点划线(2)表示调光过滤器40处于显色状态，透射率为10％(透射光强度B3＝外部光强度A3×1/10)。此外，线性虚线(3)表示从参考图9所示的检查结果获得良好的可见度。

随着外部光的相对高的光强度，即使图像亮度为C3的最高值，获得的可见度仍然可能保持很差。然而，在这种情况下，通过将调光过滤器40的透射率调整到10％可以获得良好的可见度。注意，在这种情况下，图像亮度保持在C3，提高了可见度，但是没有观察到降低能量消耗的效果。然而，图10和11的示例可以清楚地提供降低能量消耗的效果。因此，显示装置1仍然能够降低能量消耗而不降低对穿戴者的可见度。

图13是预先存储在控制器中的调整表的示例。在显示装置1中，传感器60被配置为检测外部光的光强度A，并且控制器70可以基于传感器60的检测结果，调整调光过滤器40的透射率(透射光的光强度B)和图像亮度(图像的光强度C)。因此，显示装置1可以在保持对穿戴者的可见度的同时降低图像亮度。

在图13的示例中，当外部光的光强度在相对低的光强度(外部光的光强度A小于1000lx)的第一范围内时，保持图像显示部10的恒定图像亮度，随着外部光的光强度变高，调光过滤器40的透射率逐渐增大。此外，当外部光的光强度在相对高的光强度(外部光的光强度A为1000lx或以上)的第二范围内时，保持调光过滤器40的恒定透射率(例如，通过将透射率固定为最小值)，并且随着外部光的光强度变高，图像显示部10的光源的光强度逐渐增加。

然而，外部光的光强度范围不限于上述第一和第二范围。或者，可以在第一和第二范围之间产生第三范围。当外部光的光强度在第三范围内时，随着外部光的光强度变高，调光过滤器40的透射率逐渐降低，图像显示部10的亮度逐渐增加。

注意，相对于调光过滤器的透射率和图像亮度之间的关系，感知良好可见度可能存在个体差异。因此，可以优选的是在控制器中预先存储多个调整表，以允许每个穿戴者可选地用开关等选择适当的一个调整表。上述配置使得显示装置1能够以最小的电能消耗持续地显示图像，同时保持对穿戴者的可见度，即使环境亮度或亮度改变。

在显示装置1中，可以基于由传感器60检测到的外部光的光强度来调整调光过滤器40的透射率和图像显示部10的图像亮度。这种配置使得显示装置1能够用具有最小电能消耗显示图像，同时保持呈现给不同穿戴者的图像的可见度(不降低每个穿戴者的图像的可见度)。因此，这种配置可以增加显示装置1用电池的连续驱动时间。

即使环境亮度或显示装置1的亮度发生变化，该配置还可以以最小的电能消耗不间断地显示图像而不降低对穿戴者的可见度。

该配置还可以进一步将图像亮度设置为较低的值，从而降低由于入射到眼睛上的增加的光强度导致穿戴者的眼睛疲劳的风险。

第二实施例

下面的第二实施例示出了基于预定公式简单且准确地创建调整表的示例。注意，第二实施例可以适当地省略示出与在第一实施例中已经描述的部件相同的部件。

本发明人推导出下述公式(1)和(2)。以下主要描述获得公式(1)和(2)的方法，以及公式(1)和(2)的技术意义。

T＝(C×k)/(D×A)---(1)

D＝-log((Lmax-L0)/(Lmax-Lmin))---(2)

在上述公式(1)和(2)中，T表示调光过滤器40的透射率，C表示图像的光强度，A表示入射在显示装置1的入射面上的外部光的光强度，Lmax表示可见度的最大值，Lmin表示可见度的最小值，L0表示可见度的阈值，k表示图像系数。

通过在各种亮度条件的外部光下改变调光过滤器40的透射率，对穿戴图1所示的显示装置1的多个参与者进行视觉感官评价。相对于文字图像和摄影图像的可见度，每个参与者的可视度按一到五个等级进行评价。

图14是示出可见度的感官评价结果的曲线图。图14示出了通过将调光过滤器40的透射率改变为5％、10％和15％而获得的在120000勒克斯的外部光下的显示装置1的参与者的文字图像可见度的结果。曲线图的纵轴表示图像的可见度，曲线图的水平轴表示图像的光强度。

如图14所示，图像的较高的光强度似乎导致图像的较高的可见度，并且通过降低调光过滤器40的透射率而导致的更多的阻挡的外部光看起来导致图像的较高的可见度。上述结果表明，图像的可见度可以随着图6所示的透射光的光强度B和图像的光强度C的比率而变化。

图像的光强度C(图像的光量)和透射光的光强度B(已经透过显示装置1后的外部光的光强度)的光强度比定义为“光强比＝图像的光强度C/透射光的光强度B”。注意，通过照度传感器或亮度传感器测量光强度B和C，并且将由照度传感器或亮度传感器测量的值定义为各个光强度。此外，将图像的光强度定义为白色固体图像的光强度。

图15是重新绘制图14的结果作为图像相对于光强度比的可见度水平的曲线图。如图15所示，调光过滤器40的5％、10％和15％的各个透射率的可见度水平绘制在相同的曲线上，指示基于光强度比唯一地确定的可见度水平。

另外，在1000勒克斯到50000勒克斯的外部光线下进行了类似的评估。结果表明，在外部光1000至5000勒克斯的范围内的任何亮度下，调光过滤器40的各透射率处的可见度水平在可见度水平和光强度的相同曲线上，表明可见度水平为基于光强度比确定。

此外，如图16所示，图像相对于光强度比的可见度曲线在由诸如文字图像的两个(黑色和白色)灰度和由多个灰度组成的图像组成的图像之间不同。结果表明，对于由中间灰度组成的图像，需要增加光强比，以提高可见度。

基于可见度的感官评估的结果，下面的公式(3)和(4)从图14和图15的曲线图得出。

L＝Lmax-(Lmax-Lmin)×exp(-k×光强比)---(3)

光强比＝C/(A×T)---(4)

在上述公式(3)和(4)中，T表示调光过滤器40的透射率，C表示图像的光强度，A表示入射在显示装置1的入射面上的外部光的光强度，L表示可见度水平，Lmax表示可见度水平的最大值，Lmin表示可见度水平的最小值，L0表示可见度水平的阈值，k表示图像系数。

可以选择图像的可见度中的0的阈值L作为应用于可见度水平L的值，以计算对可见度调光过滤器40的所需透射率。所得结果为上述公式(1)和(2)。

上述公式(1)和(2)中的图像的光强度C表示由与眼睛相对的导光板30的表面上的光强度检测器检测的值。然而，如果光强度检测器干扰眼睛，则可能不期望光强度检测器不断地放置在与眼睛相对的导光板30的表面上。因此，在整个表面上显示白色实心图像时，光强度检测器被放置在与眼睛相对的导光板30的表面上，以测量图像显示部10的光源的驱动电压和光强度检测器的检测值之间的关系。注意，在该示例中，照度传感器可能适用于光强度检测器；然而，还可以使用亮度传感器。

结果，光强检测器不一定放置在与眼睛相对的导光板30的表面上，以基于光源的驱动电压的值来计算图像显示部10的图像的光强度C的值。具体地，运算电路可以使用图17作为表格数据，以基于图像显示部10的光源的驱动电压计算图像显示部10的图像的光强度C。注意，在这种情况下，创建图17的表格数据，需要使用与被配置为检测外部光的光强度的传感器60相同的传感器。

上述公式(1)和(2)中的图像的可见度可以是一到五个等级或一到十个等级的尺度。例如，最大值可以是“5”，并且在一到五个等级的尺度上的图像的可见度中的最小值可以是“1”。图像的可见度的优选阈值可以适当地为最大值的80％；然而，一到五个等级的尺度上优选阈值可以是“4”。

基于要显示的图像来确定公式(1)和(2)中的图像系数k；用于文字图像的优选图像系数k可以在15至50的范围内，并且用于摄影图像的优选图像系数k可以在5至15的范围内。

用于确定调光过滤器40的透射率的调整表可以通过上述公式(1)和(2)简单且准确地产生，上述公式(1)和(2)形成光强度检测器的检测值和图像显示部10的光源的驱动电压值的矩阵。因此，可以提高图像的可见度。

即使相对于由公式(1)和(2)计算的调光过滤器40的透射率的值在±20％的范围内增加或减小，可见度也不受影响。因此，调光过滤器40的透射率不一定与调整表中的公式(1)和(2)计算出的值完全匹配，并且由公式(1)和(2)计算的透射率在误差范围内±20％可适用于调光过滤器40的透射率。

示例2-1

在示例2-1中，具有图1的配置的显示装置1是基于以下条件创建的。

-显示装置主体(前部1a和镜腿部1b)：MOVERIO BT-200(由Seiko Epson Corp.生产)

-调光过滤器40：具有图8的特性的电致变色元件。

-传感器60：模拟环境光传感器IC(由ROHM Co.，Ltd制造的BH1600FVC)

-显示图像：白色文字图像(20点文字)

使用与传感器60相同的传感器作为光强度传感器，基于公式(1)和(2)，获得A＝传感器6A的信号电压值，Lmax＝5，Lmin＝1，L0＝4，k＝40，C＝光强度，以产生图17的表格数据，为从图像显示部10的光源的驱动电压值转换的传感器60的信号电压值。所生成的调光过滤器40的透射率的调整表(图18)由外部光的光强度(传感器信号60的电压值)和图像的光强度(图像显示部10的光源的驱动电压值)的矩阵构成。调整表(图18)用作图17所示的控制器70的调整表。图18中的EC驱动电压是调光过滤器40的驱动电压。

图19示出了传感器70A的输出电压值与由市售照明计(由柯尼卡美能达制造)测量的外部光之间的关系。图20示出了由电致变色元件驱动的调光过滤器40的驱动电压与调光过滤器40的透射率之间的关系。图19和20也可以在控制器70内使用。

由具有图7所示的控制器70的显示装置1在10000勒克斯的空气中显示文字图像。基于图18的创建的调整表来调整在空气中显示的文字图像，以基于外部光的光强度来激活调光过滤器40，从而使得文字图像对于显示装置1的穿戴者清晰地可见。

示例2-2

除了将“k＝10”应用于公式(1)和(2)之外，以与示例2-1类似的方式配置示例2-2，并且将风景图像(256个灰度)应用于显示的图像。

以与实施例2-1相似的方式创建调整表。风景图像由具有图7所示的控制器70的显示装置1显示。风景图像根据创建的调整表进行控制，并在10000勒克斯的空气下显示。这已经基于外部光的光强度激活了调光过滤器40，使得风景图像对于显示装置1的穿戴者清晰可见。

第三实施例

第三实施例示出了其中运算电路基于公式(1)和(2)根据来自传感器60的信号创建调整表的示例。随后，基于所创建的调整表，自动调整调光过滤器40的透射率和图像的光强度，以使图像的可见度(可视性)大于或等于阈值。注意，第三实施例可以适当地省略示出与上述实施例中已经描述的部件相同的部件。

图21是示出被配置为执行自动调整的控制器70的示例的框图。控制器具有电路配置示例，用于基于公式(1)和(2)来控制传感器60的光强度的检测值、用于基于检测值确定图像显示部的光源的光强度的电压检测值和用于确定调光过滤器40的透射率的电压。

控制器70包括传感器电压检测器电路75、图像识别处理器电路76、光源电压控制器电路77、调光器电压控制器电路78和运算电路79。传感器电压检测器电路75被配置为检测与显示装置1的传感器60的光强对应的信号电压值，并将检测结果输出到运算电路79。

图像识别处理器电路76被配置为基于图像数据识别图像的类型(例如，文字图像、摄影图像和视频)，并将识别的图像类型输出到运算电路79。光源电压控制器电路77被配置为基于来自运算电路79的指令来控制图像显示部10的光源的驱动电压。调光过滤器电压控制器电路78被配置为基于来自运算电路79的指令来改变调光过滤器40的驱动电压以控制调光过滤器40的透射率。

运算电路79被配置为根据从传感器电压检测器电路75和图像识别处理器电路76输入的信号，基于公式(1)和(2)执行计算操作，并且计算图像显示部10的光源的最佳驱动电压和调光过滤器40的驱动电压，以根据需要创建调整表。运算电路79被配置为随后基于创建的调整表将指令发送到光源电压控制器电路77和调光过滤器电压控制器电路78。光源电压控制器电路77被配置为以多级自动调整图像显示部10的光源的光强度，并且调光过滤器电压控制器电路78被配置为以多级自动调整调光过滤器40的透射率。

第八实施例的配置可以获取来自传感器60的外部光的光强度A，根据需要根据公式(1)和(2)创建调整表，并且基于创建的调整表自动调整调光过滤器40的透射率和图像的光强度。该配置不需要根据外部光的不同光强度的大量调整表，以减少控制器70的存储容量以及减小处理电路的尺寸。此外，该配置可以显着增加用于自动调整调光过滤器40的透射率和图像显示部10的图像的光强度的处理速度。

示例3-1

示例3-1以与示例2-1相似的方式配置，除了显示装置1采用图21的控制器70。具体地说，运算电路79基于从传感器60输入的信号值和从图像识别处理器电路76输入的信号值，计算出调光过滤器40的驱动电压和图像显示部10的光源的驱动电压，以获得最适合于外部光的可见度。运算电路79随后将调光过滤器40的透射率和图像的亮度调整到透射率和亮度的最佳值。注意，由运算电路79执行的计算被编程为参考图19的表格的数据和图20的表格的数据。

基于外部光线的光强度，在1000勒克斯的房间内、在10000勒克斯的树下、在40000勒克斯的烈日下显示字符图像。结果表明，根据外部光的光强自动调整调光过滤器40的透射率和图像的亮度，并且在上述三个条件下显示的文字图像清晰可见。

示例3-2

除了将“k＝10”应用于公式(1)和(2)之外，以与示例3-1类似的方式将示例3-2配置，并且将风景图像(256个灰度)应用于显示的图像。

基于外部光线的光强度，在1000勒克斯的房间内、在10000勒克斯的树下、以及在40000勒克斯的烈日下显示风景图像。结果表明，基于外部光的光强自动调整调光过滤器40的透射率和图像的亮度，并且在上述三个条件下显示的风景图像清晰可见。

第四实施例

第四实施例示出了在图像显示在图像显示部上之前控制调光过滤器的示例。注意，第四实施例可以适当地省略示出与上述实施例中已经描述的部件相同的部件。

人眼有能力调整到各种暗和亮的水平，即暗适应和亮适应。暗适应表明当光环境变为暗环境时，在亮环境中眼睛的敏感度可以快速适应暗环境。暗适应来自于瞳孔光反射(PLR)或视网膜的光反射和光敏感，并且需要预定的时间段以使眼睛从明亮环境适应暗。因此，当穿戴者(参与者)从明亮的地方移动到暗处时，穿戴者可能无法识别在黑暗处的周围场景。

当穿戴者在露天晴朗的天气中一直穿戴显示装置1时，调光过滤器40一直激活，以使进入眼睛的高强度光变暗，为穿戴者提供良好的图像可视性。然而，当偶尔穿戴显示装置1的参与者长时间停留在露天晴朗的天气中时，眼睛需要有一些时间来适应黑暗。结果，在调光过滤器40被激活之后，参与者可能无法清楚地识别图像一段时间。

因此，显示装置1可以适合于在明亮的环境下偶尔穿戴显示装置1的参与者如下。也就是说，显示装置1被配置为鼓励参与者接通显示装置1的电源，当参与者使用显示装置1时仅激活调光过滤器40而不在一段时间内显示图像，同时眼睛的敏感性变得适应黑暗。显示装置1被配置为随后在眼睛适应于黑暗之后显示图像。在本实施例中，这些功能可以组合到显示装置1的控制器70中。

在参与者穿戴显示装置1时仅控制调光过滤器40而不显示图像的合适时间可以为大约1分钟。此时，调光过滤器40的优选透射率可以是最接近最小值的值，即在

的范围内。在不显示图像的情况下仅控制调光过滤器40的时间已经过去，基于外部光的光强度，控制调光过滤器40的透射率和图像显示部10的光源的光强度，以允许参与者(穿戴者)清楚地看到图像。

在第四实施例中，调光过滤器40最初起到阻挡入射在眼睛上的外部光线的作用，以在眼睛变得适应于黑暗位置的时刻显示图像，从而满足人眼的黑暗适应，并改善在如晴朗的夏天条件的明亮环境下的可见度。

示例4-1

示例4-1以与示例3-1类似的方式配置，除了显示装置1被编程以当参与者穿戴显示装置1并且接通显示装置1的主开关时，激活调光过滤器40以在透射率为5％的情况自动激活一分钟。

当参与者(穿戴者)穿戴显示装置1并接通显示装置1的主开关时，调光过滤器40立即被激活并用作稍暗的太阳镜以阻挡外部入射光一分钟。一分钟后，通过根据外部光的光强调整调光过滤器40的透射率和图像显示部10的光源的光强度来显示摄影图像，允许参与者清楚地看到图像。

注意，作为比较，除了在参与者接通主开关时显示装置1编程为不立即激活调光过滤器40之外，参与者在5000勒克斯的外部光的露天清澈天气中穿戴显示装置1。在这种情况下，在参与者接通开关并且经过了一定时间之后，通过基于外部光的光强度来调整调光过滤器40的透射率和图像显示部10的光源的光强度来显示摄影图像。结果表明摄影图像对参与者不清楚可见10分钟。

第五实施例

第五实施例示出了基于外部光的光强度和调光过滤器40的透射率来改变显示在图像显示部上的图像的灰度的示例。注意，第五实施例可以适当地省略图示与上述实施例中已经描述的那些相同的部件。

在注入露天晴朗天气的明亮环境下，为了使穿戴显示装置1的每个参与者清楚地看到显示的图像(获得显示的图像良好可视度)，可能需要显着地减少调光过滤器40的透射率。例如，可见度实验已经表明，除非调光过滤器40的透射率约为2％，否则人眼在60000勒克斯的环境下不能视觉地识别典型的拍摄图像。

相反，在调光过滤器40具有2％的透射率的情况下，则参与者将看到图像，但是可能难以看到周围环境，这可能导致参与者在走路或观看图像时执行任务的问题。另一方面，过去进行的可见度实验表明，当在60000勒克斯的环境下显示文字图像时，参与者能够使用透射率为10％的调光过滤器40来看到或识别文字。透射率为10％，参与者不会有走路或执行任务的问题。

文字图像和摄影图像之间的主要区别之一是灰度数；文字图像具有两个灰度(二进制)，摄影图像具有256个灰度。大量的灰度降低了图像的对比度，导致低可见度。为了提高可见度，本实施例中的显示装置1的控制器70还包括：图像校正单元，被配置为基于外部光的光强度A和调光过滤器40的透射率，校正图像显示部10上显示的图像的伽马值。

当使用显示装置1观看照片或图形图像的目的是在行走或检查任务指令的同时通过地图导航时，图像的再现性不重要；用户可能只需要验证到达目的地的路线上的点点(point spot)或任务指令的主要点。结果表明，通过使照片或图形的对比度非常高，然后降低例如256级灰度到从3到5级，参与者能够在60000勒克斯的室外晴朗天气下，识别到达目的地的路线上的点，或任务指令的要点。

图21的图像识别处理器电路76提供有基于外部光的光强度A和调光过滤器40的透射率来改变图像的灰度数的功能。例如，当外部光具有10000勒克斯的光强度，调光过滤器40具有10％的透射率，并且原始图像具有256个灰度时，图像识别处理器电路76可以将256个灰度级降低到10个灰度级或者，当外部光具有60000勒克斯的光强度，调光过滤器40具有5％的透射率，并且原始图像具有256个灰度时，图像识别处理器电路76可将256个灰度级降低至4个灰度级。外部光的光强度A，调光过滤器40的透射率以及要减小的灰度数可以作为表存储。

该配置可以利用具有允许用户看到周围环境的透射率范围(5％或更多)的调光过滤器40的极亮的外部光下，提高半色调图像的可见度，从而向用户提供周围环境和显示的图像两者的可见度。

示例5-1

除了将显示装置2编程为基于外部光的亮度改变要显示的图像的灰度数之外，以与示例3-1类似的方式配置示例5-1。

当穿戴显示装置1的参与者能够在预定亮度的环境下识别由虚线圆D₁包围的原始照片的一部分(256个灰度)时，图22A中所示的照片被确定为可接受的。

图中所示的照片通过图像识别处理器电路76获得，其根据来自传感器60的信号在50000勒克斯的外部光下将原始照片的灰度降低到40个灰度。参与者在露天晴朗天气中5000勒克斯的外部光的情况下，穿戴显示装置1，并且显示图像。显示的图像是图22B所示的摄影图像，其通过基于外部光的光强调整调光过滤器40的透射率和图像显示部10的光源的光强度而获得，并且参与者能够清楚地识别并看到由虚线圆D₂包围的显示图像的一部分。

此外，通过比较，图22A中图示的摄影图像在具有50000勒克斯的外部光的露天晴朗的天气中显示。结果表明，参与者无法识别由虚线圆D₁包围的显示图像的部分中呈现的内容。

第六实施例

下面参照图1至图5描述第六实施例。因为第六实施例具有与第一实施例的外观和布置部分相似的外观和布置。图1是根据第六实施例的显示装置外观的示例的透视图。图2是图示穿戴显示装置的穿戴者的外观的左视图。图3是图示穿戴显示装置的穿戴者的外观的俯视图。图4是部分地图示根据实施例的显示装置的配置的示例的图。

参见图如图1至图4，根据第六实施例的显示装置1是可以穿戴在人(穿戴者100)的头部上的头戴式显示装置，并且主要包括图像显示部10、光学部20、导光板30、调光过滤器40、半透半反镜50、传感器60和控制器70。显示装置1可以具有眼镜装置的形状。

显示装置1由大致双边对称方式配置的两对前部1a和镜腿(temple)部1b构成，由前部1a和镜腿部1b构成的对分别配置在左和右。前部1a可以由导光板30形成。图像显示部10、光学部20、控制器70等可以结合到镜腿部1b中。请注意，图4示出了仅显示装置1的左眼配置的示例；然而，右眼配置可以类似于显示装置1的左眼配置。

显示装置1被配置为使经由调光过滤器40外部引入的光(外部图像)通过半反射镜50，同时将外部图像叠加到来自图像显示部10的图像上，以允许显示装置1的穿戴者100观看叠加的图像。下面描述显示装置1的组件。

图像显示部10可以是被配置为从光源产生包括红光、绿光和蓝光的光，并且将来自光源的光散射以将散射光发射到光学部20的液晶显示设备。当图像显示部10使用液晶显示设备时，液晶显示设备在图像显示部10的后侧设置有背光80(图像显示部10的光源)。控制器70可以能够控制由背光80发出的光强度，以调整要显示在图像显示部10上的图像的光强度(亮度)。

要显示在图像显示部10上的图像可以通过有线或无线传输从显示装置1的外部提供。或者，显示装置1可以设置有可移除存储部(例如，存储卡)，并且可以经由存储部将图像提供给显示装置1。

光学部20可以包括透镜21或反射镜22，并且被配置为将从图像显示部10发射的光引导到导光板30。光学部20可以包括两个或更多个透镜，或者可以包括棱镜或类似物。

导光板30被配置为将从光学部20发射的光从其内表面反射，以将反射光引导到半透半反镜50。导光板30由具有透射率针对从光学部20发射的光的光学波长的树脂等制成。半反射镜50被配置为反射来自导光板30的光，并将反射光重定向到显示装置1的后表面，即面对穿戴者100的眼睛(图4中的左眼100L)的表面。

调光过滤器40被配置为改变从外部引入显示装置1的光的透射率。调光过滤器40可以设置在导光板30的前表面(穿戴者100的眼睛的相对侧)以覆盖穿戴者100的视场。调光过滤器40可以由电致变色元件形成。电致变色元件可以形成在相对于可见光透明的玻璃基板上，或在塑料基板上。使用电致变色元件作为调光过滤器40可以使调光过滤器40的透射率可电控制，并且与使用液晶和偏振器作为调光过滤器40相比，可增加调光过滤器40的较高透射率范围，由此防止后面描述的关联信息不可见。

以下，参照图5说明调光过滤器40的结构示例。调光过滤器40可以具有通过在显示基板41上形成氧化钛颗粒膜42和显示层43而形成的单元结构，并且经由大约10μm的间隔物44将对应基板45与所得到的产品接合。单元结构可以例如包含1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氰基硼酸盐(1-ethyl-3-methylimidazolium tetracyanoborate)作为电解质。

显示基板41可以由具有大约150×80mm的ITO导电膜的膜基板形成。氧化钛颗粒膜42可以通过例如通过旋涂将钛氧化物纳米颗粒分散体施加到显示基板41上并在120℃下退火约15分钟来形成。

显示层43可以如下形成。例如，通过旋涂将作为1重量％的2,2,3,3-四氟丙醇溶液的下述结构式(化学式1)表示的化合物作为涂覆液涂覆在氧化钛粒子膜42上。然后将获得的产物在120℃下退火约5分钟以使形成氧化钛颗粒膜42的二氧化钛颗粒表面吸附电致变色化合物，从而形成显示层43。

调光过滤器40被配置为包括可由控制器70改变的调光过滤器40内的配置的透射率、位置或尺寸。调光过滤器40的这种配置可以通过采用具有更高透射率的薄膜晶体管阵列作为对应基板45来实现。例如，穿戴者100的视场可以被划分为多个像素，并且具有用于各个像素的薄膜晶体管的晶体管阵列可以用作对应的基板45。可以通过薄膜晶体管的单独控制来控制提供到调光过滤器40的显示层43的功率，使得显示层43的透射率可以基于调光过滤器40的组件的可选位置或尺寸来控制。

或者，对应基板45可以被划分成对应于穿戴者100的视场的几个区域(片段)，并且这些片段可以设置有单独的线。因此，显示层43的透射率可以通过控制提供给各条线的每条的功率而在片段到片段的基础上改变。这种技术可能是优选的，因为不使用诸如薄晶体管阵列的昂贵的部件。

[化学式2]

返回参见图1至图4，传感器60被配置为收集显示装置1的穿戴者100的视场范围内的视觉信息。传感器60的一个示例可以包括并入笔记本PC(个人电脑)或智能手机的紧凑型CMOS(互补金属氧化物半导体)相机。或者，也可以使用CCD(电荷耦合器件)相机作为传感器60。例如，传感器60可以附接到前部1a。传感器60是根据实施例的视觉信息收集器的典型示例。

控制器70可以被配置为处理穿戴者100的视觉信息并调整调光过滤器40的透射率。控制器70可以包括除上述以外的各种功能。控制器70可以被配置为包括CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、主存储器等。

在这种情况下，记录在ROM等中的程序可以被加载到主存储器中，并且加载的程序可以由CPU执行，从而实现控制器70的各种功能。控制器70的CPU可以可选地从RAM中读取数据或将数据存储在RAM中。注意，控制器70的一部分或全部可以仅由硬件单独来实现。或者，控制器70可以由两个或更多个设备物理地组成。

电源90被配置为向图像显示部10、调光过滤器40、控制器70等供电。电源90可以是纽扣电池等。注意，可以使用相同的电源90用于驱动图像显示部10的电源(包括用于驱动背光80的电源)和用于驱动调光过滤器40的电源，以减小显示装置1的尺寸和重量。注意，电源90可以被配置为具有外部电源而不是内部并入电源90。

接下来，参照图23说明显示装置1中的目标信息和关联信息。目标信息是指在显示装置1中预先设定的信息(例如，登记在控制器70的RAM中的信息)，并且经历接收关联信息。关联信息是指与目标信息相关联的信息。例如，当将关联信息作为图像提供给显示装置1时，可以将目标信息视为在穿戴者100的视场中存在的视觉信息中能够改善穿戴者100的动作质量或有助于减少穿戴者100采取行动所需的时间的信息。

例如，当穿戴者100在零售中工作时，能够识别顾客面部的显示装置1能够呈现顾客的过去访问记录的图像或顾客的偏好，穿戴者100可以有效地服务顾客。在这种情况下，优选将“人脸”设定为目标信息。如图23所示，当穿戴者100的视场200中存在“人脸”时，显示装置1将“人脸”识别为目标信息300或301。然后，显示装置1可以将“该顾客过去访问记录或喜好”显示为图像。

或者，当预先登记“商品条形码”作为目标信息，并且“产品条形码”存在于穿戴者100的视场200中时，显示装置1将“商品条形码”识别为目标信息。然后，显示装置1可以显示“到达日期和时间、计划装运日期和时间、计划装运目的地等”作为关联信息。

条形码通常由扫描仪读取，读取的信息显示在显示器上。然而，实施例的显示装置1可以在条形码进入穿戴者100的视场之后立即识别与条形码相关联的信息。可以有效地改进库存盘点。

请注意，图23示出了其中存在于穿戴者100的视场200的左上区域中的目标信息300和关联信息400以及目标信息310和关联信息410存在于穿戴者100的视场200的右下区域中的示例。然而，实施例不限于该示例。或者，穿戴者100可以通过他自己或她自己来设置目标信息来，或者显示装置1的管理者(例如，统一零售商的代表)可以设置目标信息。

接下来，参考图23到25，下面的示例描述了当目标信息是“人脸”时由显示装置1执行的信息处理方法。注意，图24是图示信息处理流程的示例的流程图，并且图25是图示控制器70的功能的框图。

首先，在步骤S501中，显示装置1的传感器60收集显示装置1的穿戴者100的视场范围内的视觉信息，并将收集的视觉信息发送到控制器70。例如，传感器60可以收集图23的视场200内的视觉信息，并将收集的视觉信息发送到控制器70。

在步骤S502中，控制器70的视场指定单元71随后从由传感器60收集的视觉信息中提取预设的目标信息。在步骤S503中，控制器70的视场指定单元71随后指定其中目标信息存在的视场。

例如，视场指定单元71从传感器60收集的视觉信息提取图23的目标信息300，并且指定其中存在目标信息300的视场300a。或者，视场指定单元71提取图23的目标信息310，并且指定其中存在目标信息310的视场300a。当目标信息是“人脸”时，视场指定单元71可以例如使用记录在控制器70的ROM等中的面部识别软件来提取目标信息。或者，穿戴者10的视场200可以预先划分为多个像素，并且视场指定单元71可以预先记录每个像素的地址以指定视场。

注意，指定存在目标信息的视场指示使得传感器60指定捕获的图像内存在目标信息的位置信息。具体地，当目标信息是“人脸”时，传感器60可以指定与人脸的轮廓相邻的矩形区域作为目标信息存在的视场。或者，当目标信息是“条形码”或“二维码(注册商标)”时，传感器60可以指定与代码相邻的矩形区域或正方形区域作为存在目标信息的视场。存在目标信息的视场可以用作提供关联信息的视场内的位置信息的基础。

在步骤S504中，控制器70的关联信息生成单元72检测与提取的目标信息相关联的关联信息，并且生成用于将生成的信息作为图像提供给穿戴者100的适当信息。例如，当目标信息是“人脸”时，关联信息生成单元72检测提取的人脸的特征点，并将检测到的特征点与预先累积在数据库中的目标信息和面部信息进行匹配以指定人，并且随后产生用于将所生成的信息作为图像提供给指定的人的适当信息(访问历史或偏好)。

可以使用记录在控制器70的ROM中的脸部识别软件来检测人脸的特征点。注意适当的信息指示可能提高穿戴者的动作的质量或有助于减少穿戴者的动作所需的时间的信息。注意，步骤S503可以与步骤S504的处理并行处理。

在步骤S505中，控制器70的图像提供单元73在视场与存在目标信息的视场具有适当的位置关系的位置处指定提供关联信息作为图像的视场。注意，适当的位置关系表示使穿戴者直观地了解所提供的与目标信息相关联的关联信息的位置关系。具体地说，将“提供关联信息的视场”定义为在可见度和可视性方面具有适当大小和形状的区域，该区域与存在目标信息的视场相邻，并且其上视场叠加。

请注意，图23示出了图像提供单元73指定提供关联信息以部分叠加在目标信息300所在的视场300a上的视场400a的示例。类似地，图23还描绘了其中图像提供单元73指定提供关联信息410以部分地叠加在目标信息300存在的视场310a上的视场410a的示例。

接下来，在步骤S506中，控制器70的图像提供单元73指定控制除了关联信息之外的视觉信息的亮度或明亮度的区域(即，使得穿戴者100识别黑暗的视觉信息的视场)部分地或完全地叠加在提供关联信息所的视场上。为了改善所提供的关联信息的对比度，确定控制亮度的区域。因此，该区域可以优选地部分地或全部地叠加在提供关联信息的视场上。例如，亮度被控制的区域可以与提供关联信息的视场相匹配。

请注意，图23描绘了与其中控制亮度的区域相匹配的关联信息被提供的视场400a的示例，以及与控制亮度的区域相匹配的关联信息410被提供的视场410a的示例。也就是说，图23的示例表示提供关联信息的视场400a＝控制亮度的区域，并且还指示提供关联信息410的视场410a＝控制亮度的区域。

随后，在步骤S507中，控制器70的图像提供单元73将关联信息作为穿戴者100的视场范围内的图像提供。在步骤S508中，控制器70的调光单元74控制调光过滤器40的透射率，以使不同于其中控制亮度的区域(即，提供关联信息的视场)中的关联信息的视觉信息与视觉信息的原始亮度相比更暗。步骤S507和步骤S508的处理可以在大约相同的时间执行。

例如，图像提供单元73可以将关联信息400提供给图23的视场400a。调光器单元74随后在图23的亮度被控制的区域(即，视场400a)中使得除关联信息400之外的视觉信息比视觉信息的原始亮度更暗。注意，只要可以使得亮度被控制的区域中存在的关联信息400以外的视觉信息的一部分比视觉信息的原始亮度更暗，就保持关联信息的可见度。

或者，图像提供单元73可以将相关联的信息410提供给图23的视场410a。调光器单元74随后在图23的亮度被控制的区域(即，视场410a)中使得除关联信息410之外的视觉信息比视觉信息的原始亮度更暗。注意，只要存在于其中控制亮度的区域中的关联信息410以外的视觉信息的一部分可以比视觉信息的原始亮度更暗，就保持关联信息的可见性。

注意，可以基于控制器70的调光单元74向调光过滤器40施加恒定电压的时间段来调节调光过滤器40的透射率。也就是说，调光过滤器40的透射率可以被调整基于显示层43中的颜色的暗度。显示层43中的颜色的暗度通过根据其中施加恒定电压的时间段控制调色剂过滤器40的显示层43的电荷量(电流累积时间)而改变。例如，通过将来自控制器70的调光器单元74的2V的恒定电压施加到调光过滤器40，持续1.5秒的时间，调光过滤器40的透射率可以为30％，而通过从控制器70的调光器单元74向调光过滤器40施加2V的恒定电压，时间为5秒，调光过滤器40的透射率可以为10％。容易理解，施加的恒定电压、施加恒定电压的时间段和调光过滤器40的透射率之间的关系随着不同的规格而变化。

注意，调光过滤器40的透射率可以随时间变化。因此，控制器70可以优选地设置有透射率检测器，其被配置为检测调光过滤器40的透射率，从而允许控制器70的调光单元74基于透射率检测器的检测结果自动地将调光过滤器40的透射率校正到期望值。结果，长时间具有相同周边亮度的显示装置1可能能够显示图像而不降低可见度。透射率检测器可以以预定的时间间隔检测透射率，并且控制器70可以以预定的时间间隔自动校正透射率。透射检测器的一个示例可以是光电二极管。

如上所述，通过控制除了原始图像之外的视觉信息的亮度，可以改善(增加)显示装置1中作为图像提供的关联信息的对比度，其具有比原始更亮的关联信息的背景。注意，仅对关联信息的周边部分控制亮度，并且不被控制以使穿戴者100的整个视场变暗。这可以防止除了作为图像提供的关联信息之外的视觉信息的可见度降低，以及维持穿戴者100的整个视场的良好的可见度。

此外，通过叠加目标信息的视场的一部分或全部与提供关联信息的视场，控制关联信息的周边部分的亮度可以使显示装置1的穿戴者直观地感知与目标信息相关联的关联信息。

此外，使使得穿戴者感觉到视觉信息的暗度的调光过滤器的视场的位置、面积和亮度可以由调光单元电控制。该配置可以使得目标信息和关联信息都可见，而不管视场中的目标信息的位置和大小如何，并且不管在关联信息被提供的位置处背景的亮度高。

注意，可以移动关联信息以跟随目标信息，或者当目标信息在穿戴者的视场内移动的特定时间之后，可以停止提供关联信息而不移动。

第六实施例的第一修改

第六实施例的以下第一修改例示出了由显示装置1执行的信息处理方法的另一示例。注意，第六实施例的第一修改可以适当地省略示出与已经在第六实施例中描述的那些相同的组件。

另一个示例描述参照图23到26当目标信息是“人脸”时由显示装置1执行的信息处理方法。注意，图26是示出信息处理过程的流程图。

与第六实施例类似，第六实施例的第一修改执行从S501到S506的所有步骤。随后，在步骤S601中，控制器70的图像提供单元73测量亮度被控制的区域的亮度。在步骤S602中，控制器70的图像提供单元73随后基于在步骤S601中测量的亮度的结果来确定关联信息的亮度。

可以通过使控制器70的图像提供单元73控制由背光80发出的光的光强度来调整关联信息的亮度(图像亮度)。下面描述具有LED(发光二极管)作为背光80进行PWM(脉宽调制)调光。该示例通过基于控制器70的图像提供单元73的指令改变用于接通或关断LED的脉冲宽度(占空比)来实现关联信息的亮度的调整。

可以基于由传感器60(例如，CMOS照相机)检测到的白平衡来测量其中控制亮度的区域的亮度。除了传感器60之外，还可以提供用于测量其中控制亮度的区域的亮度的光学传感器(光电二极管)。

随后，在步骤S507中，控制器70的图像提供单元73将与步骤S601中确定的亮度的图像相关联的信息提供给穿戴者100的视场范围内。在步骤S508中，控制器70的调光器单元74随后控制调光过滤器40的透射率，使得与提供关联信息的视场中存在的不同于关联信息的视觉信息比视觉信息的原始亮度更暗。此时，调光器单元74基于关联信息的亮度和除提供关联信息的视场中存在的关联信息之外的视觉信息的亮度来控制调光过滤器40的透射率。

第六实施例的第一修改测量亮度被控制的区域的亮度，并根据测量结果来控制关联信息的亮度和调光器在控制亮度的区域中的透射率。这能够在确保良好的对比度的范围内降低控制亮度的区域的亮度以及将关联信息的亮度调整为稍微降低，从而降低用于投影关联信息的能量消耗并增加由显示装置1的电池连续驱动时间。此外，降低关联信息的亮度可以减轻长时间穿戴显示装置1的穿戴者的眼睛疲劳。

第六实施例的第二修改

第六实施例的以下第二修改示出了指定与存在目标信息的视场相邻的关联信息被提供的可视区域的示例。注意，第六实施例的第二修改可以适当省略与第六实施例和第六实施例的第一修改相同的部件。

图23示出了图像提供单元73指定提供关联信息的视场部分地叠加在目标信息存在的视场上的示例。在第六实施例的第二修改中，图像提供单元73可以替代地指定提供关联信息的视场与其中存在目标信息的视场相邻。

例如，图27描绘了一个示例，其中图像提供单元73指定提供关联信息400的视场400a与其中存在目标信息300的视场相邻300a。类似地，图27还示出了其中图像提供单元73指定提供关联信息410的视场410a与其中存在目标信息310的视场相邻310a。

在第六实施例的第二修改中，图像提供单元73可以如上所述指定提供关联信息的视场与其中存在目标信息的视场相邻。指定提供关联信息的视场与其中存在目标信息的视场相邻可以使显示装置1的穿戴者直观地感知与目标信息相关联的关联信息，类似于图23的示例。

第七实施例

下面的第七实施例示出了使传感器监视外部光的光强度，将监视结果输入到控制器中，并且基于传感器的监视结果和预先记录在控制器的RAM等中的调整表自动调整调光过滤器的透射率和图像的光强度示例。第七实施例还示出了基于预定公式简单且准确地创建调整表的示例。注意，第七实施例可以适当地省略示出与在第六实施例和第六实施例的修改中已经描述的部件相同的部件。

第七实施例的显示装置2与第六实施例(参见图1)的显示装置1的不同之处在于，第七实施例的显示装置2包括传感器60A代替传感器60，并且控制器70A代替控制器70。

在第七实施例的显示装置2中采用的传感器60A是配置为检测外部光的光强度(显示装置2的周边亮度)的光强度检测器。用于测量光强度的物理值包括照度和亮度，第七实施例采用照度传感器或亮度传感器作为传感器60A。传感器60A的具体示例可以是光电二极管等。传感器60A例如可以安装在前部1a上。

图28描绘外部光的光强度A、由调光过滤器40调光的透射光的光强度B与从图像显示部10发送的图像的光强度C之间的关系。该关系表示使得图像的光强度C高于透射光的光强度B可以提高显示图像的清楚性(clarity)或清晰度(definition)。注意，使透射光的光强度B太低可能会降低外围真实图像的可视性。

在显示装置2中，传感器60A监视外部光的光强度A，并将监视结果输入到控制器70A中，如图29所示。然后，控制器70A同时基于传感器60A的监视结果和预先记录在控制器70A的RAM中的调整表，自动调整调光过滤器40(其调整透射光的光强度B)的透射率和图像显示部10的图像亮度(图像的光强度C)。

注意，调光过滤器40的透射率可以基于控制器7A0对调光过滤器40施加恒定电压的时间段来调整。也就是说，调光过滤器40的透射率可以基于显示层43中的颜色的暗度来调整。通过根据施加恒定电压的时间段，控制调光过滤器40的显示层43的电荷量(电流累积时间)，改变显示层43中的颜色的暗度。

图30是示出调光过滤器40的透射率变化的示例的曲线图。图30示出了通过施加2V的恒定电压使调光过滤器40的显示层43显色的示例。如图30所示，可以施加2V的恒定电压2s的时间段，以将调光过滤器40的透射率降低到30％。类似地，可以在5s的时间段将2V的恒定电压施加到调光过滤器40，以将调光过滤器40的透射率降低到10％。

注意，调光过滤器40的透射率可以随时间变化。因此，控制器70A可以优选地设置有透射率检测器，其被配置为检测调光过滤器40的透射率，允许控制器70A基于透射率检测器的检测结果自动地将调光过滤器40的透射率校正到期望值。结果，长时间具有相同周边亮度的显示装置2可能能够显示图像而不降低可视性。透射率检测器可以以预定的时间间隔检测透射率，并且控制器70A可以以预定的时间间隔自动校正透射率。透射检测器的一个示例可以是光电二极管。

可以通过使控制器70A控制由背光80发射的光的光强度来调节图像显示部10的图像亮度(图像的光强度C)。下面描述具有LED(发光二极管)作为背光80，以执行PWM(脉宽调制)调光的示例。该示例通过根据控制器70A的指令改变用于接通或关闭LED的脉冲宽度(占空比)来实现相关信息的亮度的调节。

下面描述调节调光过滤器40的透射率和图像显示部10的图像亮度的示例。

本发明人已经推导出下述公式(1)和(2)。以下主要描述获得公式(1)和(2)的方法，以及公式(1)和(2)的技术意义。

T＝(C×k)/(D×A)---(1)

D＝-log((Lmax-L0)/(Lmax-Lmin))---(2)

在上述公式(1)和(2)中，T表示调光过滤器40的透射率，C表示图像的光强度，A表示入射在显示装置2的入射面上的外部光的光强度，Lmax表示可见度水平的最大值，Lmin表示可见度水平的最小值，L0表示可见度水平的阈值，并且k表示图像系数。

通过在各种亮度条件的外部光下改变调光过滤器40的透射率，对穿戴图28所示的显示装置2的多个参与者进行视觉感官评价。相对于文字图像和摄影图像的可见度，每个参与者的可视度按一到五个等级进行评价。

图14是示出可见度的感官评价结果的曲线图。图14示出了通过将调光过滤器40的透射率改变为5％、10％和15％而获得的在120000勒克斯的外部光下的显示装置2的参与者的文字图像可见度的结果。曲线图的纵轴表示图像的可见度，曲线图的水平轴表示图像的光强度。

如图14所示，图像的较高的光强度似乎导致图像的较高的可见度，并且通过降低调光过滤器40的透射率而导致的更多的阻挡的外部光看起来导致图像的较高的可见度。上述结果表明，图像的可见度可以随着图28所示的透射光的光强度B和图像的光强度C的比率而变化。

图像的光强度C(图像的光量)和透射光的光强度B(已经透过显示装置1后的外部光的光强度)的光强度比定义为“光强比＝图像的光强度C/透射光的光强度B”。注意，通过照度传感器或亮度传感器测量光强度B和C，并且将由照度传感器或亮度传感器测量的值定义为各个光强度。此外，将图像的光强度定义为白色固体图像的光强度。

图15是重新绘制图14的结果作为图像相对于光强度比的可见度水平的曲线图。如图15所示，调光过滤器40的5％、10％和15％的各个透射率的可见度水平绘制在相同的曲线上，指示基于光强度比唯一地确定的可见度水平。

另外，在1000勒克斯到50000勒克斯的外部光线下进行了类似的评估。结果表明，在外部光1000至5000勒克斯的范围内的任何亮度下，调光过滤器40的各透射率处的可见度水平在可见度水平和光强度的相同曲线上，表明可见度水平为基于光强度比确定。

此外，如图16所示，图像相对于光强度比的可见度曲线在由诸如文字图像的两个(黑色和白色)灰度和由多个灰度组成的图像组成的图像之间不同。结果表明，对于由中间灰度组成的图像，需要增加光强比，以提高可见度。

基于可见度的感官评估的结果，下面的公式(3)和(4)从图14和图15的曲线图得出。

L＝Lmax-(Lmax-Lmin)×exp(-k×光强比)---(3)

光强比＝C/(A×T)---(4)

在上述公式(3)和(4)中，T表示调光过滤器40的透射率，C表示图像的光强度，A表示入射在显示装置1的入射面上的外部光的光强度，L表示可见度水平，Lmax表示可见度水平的最大值，Lmin表示可见度水平的最小值，L0表示可见度水平的阈值，k表示图像系数。

可以选择图像的可见度中的0的阈值L作为应用于可见度水平L的值，以计算对可见度调光过滤器40的所需透射率。所得结果为上述公式(1)和(2)。

上述公式(1)和(2)中的图像的光强度C表示由与眼睛相对的导光板30的表面上的光强度检测器检测的值。然而，如果光强度检测器干扰眼睛，则可能不期望光强度检测器不断地放置在与眼睛相对的导光板30的表面上。因此，在整个表面上显示白色实心图像时，光强度检测器被放置在与眼睛相对的导光板30的表面上，以测量图像显示部10的光源的驱动电压和光强度检测器的检测值之间的关系，如图17所示。注意，在该示例中，照度传感器可能适用于光强度检测器；然而，还可以使用亮度传感器。

结果，光强检测器不一定放置在与眼睛相对的导光板30的表面上，以基于光源的驱动电压的值来计算图像显示部10的图像的光强度C的值。具体地，运算电路可以使用图17作为表格数据，以基于图像显示部10的光源的驱动电压计算图像显示部10的图像的光强度C。注意，在这种情况下，创建图17的表格数据，需要使用与被配置为检测外部光的光强度的传感器60A相同的传感器。

上述公式(1)和(2)中的图像的可见度可以是一到五个等级或一到十个等级的尺度。例如，最大值可以是“5”，并且在一到五个等级的尺度上的图像的可见度中的最小值可以是“1”。图像的可见度的优选阈值可以适当地为最大值的80％；然而，一到五个等级的尺度上优选阈值可以是“4”。

基于要显示的图像来确定公式(1)和(2)中的图像系数k；用于文字图像的优选图像系数k可以在15至50的范围内，并且用于摄影图像的优选图像系数k可以在5至15的范围内。

用于确定调光过滤器40的透射率的调整表可以通过上述公式(1)和(2)简单且准确地产生，上述公式(1)和(2)形成光强度检测器的检测值和图像显示部10的光源的驱动电压值的矩阵。因此，可以提高图像的可见度。

即使相对于由公式(1)和(2)计算的调光过滤器40的透射率的值在±20％的范围内增加或减小，可见度也不受影响。因此，调光过滤器40的透射率不一定与调整表中的公式(1)和(2)计算出的值完全匹配，并且由公式(1)和(2)计算的透射率在误差范围内±20％可适用于调光过滤器40的透射率。

示例7-1

在示例7-1中，具有图28的配置的显示装置2是基于以下条件创建的。

-显示装置主体(前部1a和镜腿部1b)：MOVERIO BT-200(由Seiko Epson Corp.生产)

-调光过滤器40：具有图8的特性的电致变色元件。

-传感器60A：模拟环境光传感器IC(由ROHM Co.，Ltd制造的BH1600FVC)

-显示图像：白色文字图像(20点文字)

使用与传感器60A相同的传感器作为光强度传感器，基于公式(1)和(2)，获得A＝传感器6A的信号电压值，Lmax＝5，Lmin＝1，L0＝4，k＝40，C＝光强度，以产生图17的表格数据，为从图像显示部10的光源的驱动电压值转换的传感器60A的信号电压值。所生成的调光过滤器40的透射率的调整表(图18)由外部光的光强度(传感器信号60A的电压值)和图像的光强度(图像显示部10的光源的驱动电压值)的矩阵构成。调整表(图18)用作图29所示的控制器70A的调整表。图18中的EC驱动电压是调光过滤器40的驱动电压。

图19示出了传感器70A的输出电压值与由市售照明计(由柯尼卡美能达制造)测量的外部光之间的关系。图20示出了由电致变色元件驱动的调光过滤器40的驱动电压与调光过滤器40的透射率之间的关系。图19和20也可以在控制器70A内使用。

由具有图29所示的控制器70A的显示装置2在10000勒克斯的空气中显示文字图像。基于图18的创建的调整表来调节在空气中显示的文字图像，以基于外部光的光强度来激活调光过滤器40。这使得文字图像对于显示装置2的穿戴者清晰地可见。

示例7-2

除了将“k＝10”应用于公式(1)和(2)之外，以与示例7-1类似的方式配置示例7-2，并且将风景图像(256个灰度)应用于显示的图像。

以与实施例7-1相似的方式创建调整表。风景图像由具有图29所示的控制器70A的显示装置2显示。风景图像根据创建的调整表进行控制，并在10000勒克斯的空气下显示。这已经基于外部光的光强度激活了调光过滤器40，使得风景图像对于显示装置1的穿戴者清晰可见。

第八实施例

第八实施例示出了其中运算电路基于公式(1)和(2)根据来自传感器60A的信号创建调整表的示例。随后，基于所创建的调整表，自动调整调光过滤器40的透射率和图像的光强度，以使图像的可见度(可视性)大于或等于阈值。注意，第八实施例可以适当地省略示出与上述实施例中已经描述的部件相同的部件。

图21是示出被配置为执行自动调整的控制器的示例的框图。控制器具有电路配置示例，用于基于公式(1)和(2)来控制传感器60A的光强度的检测值、用于基于检测值确定图像显示部的光源的光强度的电压检测值和用于确定调光过滤器40的透射率的电压。

控制器70A包括传感器电压检测器电路75、图像识别处理器电路76、光源电压控制器电路77、调光器电压控制器电路78和运算电路79。传感器电压检测器电路75被配置为检测与显示装置2的传感器60A的光强对应的信号电压值，并将检测结果输出到运算电路79。

图像识别处理器电路76被配置为基于图像数据识别图像的类型(例如，文字图像、摄影图像和视频)，并将识别的图像类型输出到运算电路79。光源电压控制器电路77被配置为基于来自运算电路79的指令来控制图像显示部10的光源的驱动电压。调光过滤器电压控制器电路78被配置为基于来自运算电路79的指令来改变调光过滤器40的驱动电压以控制调光过滤器40的透射率。

运算电路79被配置为根据从传感器电压检测器电路75和图像识别处理器电路76输入的信号，基于公式(1)和(2)执行计算操作，并且计算图像显示部10的光源的最佳驱动电压和调光过滤器40的驱动电压，以根据需要创建调整表。运算电路79被配置为随后基于创建的调整表将指令发送到光源电压控制器电路77和调光过滤器电压控制器电路78。光源电压控制器电路77被配置为以多级自动调整图像显示部10的光源的光强度，并且调光过滤器电压控制器电路78被配置为以多级自动调节调光过滤器40的透射率。

第八实施例的配置可以获取来自传感器60A的外部光的光强度A，根据需要根据公式(1)和(2)创建调整表，并且基于创建的调整表自动调节调光过滤器40的透射率和图像的光强度。该配置不需要根据外部光的不同光强度的大量调节表，以减少控制器70的存储容量以及减小处理电路的尺寸。此外，该配置可以显着增加用于自动调节调光过滤器40的透射率和图像显示部10的图像的光强度的处理速度。

示例8-1

示例8-1以与示例7-1相似的方式配置，除了显示装置2采用图21的控制器70A。具体地说，运算电路79基于从传感器60A输入的信号值和从图像识别处理器电路76输入的信号值，计算出调光过滤器40的驱动电压和图像显示部10的光源的驱动电压，以获得最适合于外部光的可见度。运算电路79随后将调光过滤器40的透射率和图像的亮度调整到透射率和亮度的最佳值。注意，由运算电路79执行的计算被编程为参考图19的表格的数据和图20的表格的数据。

基于外部光线的光强度，在1000勒克斯的房间内、在10000勒克斯的树下、在40000勒克斯的烈日下显示字符图像。结果表明，根据外部光的光强自动调节调光过滤器40的透射率和图像的亮度，并且在上述三个条件下显示的文字图像清晰可见。

示例8-2

除了将“k＝10”应用于公式(1)和(2)之外，以与示例8-1类似的方式将示例8-2配置，并且将风景图像(256个灰度)应用于显示的图像。

基于外部光线的光强度，在1000勒克斯的房间内、在10000勒克斯的树下、以及在40000勒克斯的烈日下显示风景图像。结果表明，基于外部光的光强自动调节调光过滤器40的透射率和图像的亮度，并且在上述三个条件下显示的风景图像清晰可见。

第九实施例

第九实施例示出了在图像显示在图像显示部上之前控制调光过滤器的示例。注意，第九实施例可以适当地省略示出与上述实施例中已经描述的部件相同的部件。

人眼有能力调整到各种暗和亮的水平，即暗适应和亮适应。暗适应表明当光环境变为暗环境时，在亮环境中眼睛的敏感度可以快速适应暗环境。暗适应来自于瞳孔光反射(PLR)或视网膜的光反射和光敏感，并且需要预定的时间段以使眼睛从明亮环境适应暗。因此，当穿戴者(参与者)从明亮的地方移动到暗处时，穿戴者可能无法识别在黑暗处的周围场景。

当穿戴者在露天晴朗的天气中一直穿戴显示装置2时，调光过滤器40一直激活，以使进入眼睛的高强度光变暗，为穿戴者提供良好的图像可视性。然而，当偶尔穿戴显示装置2的参与者长时间停留在露天晴朗的天气中时，眼睛需要有一些时间来适应黑暗。结果，在调光过滤器40被激活之后，参与者可能无法清楚地识别图像一段时间。

因此，显示装置2可以适合于在明亮的环境下偶尔穿戴显示装置2的参与者如下。也就是说，显示装置2被配置为鼓励参与者接通显示装置2的电源，当参与者使用显示装置2时仅激活调光过滤器40而不在一段时间内显示图像，同时眼睛的敏感性变得适应黑暗。显示装置2被配置为随后在眼睛适应于黑暗之后显示图像。在本实施例中，这些功能可以组合到显示装置2的控制器70A中。

在参与者穿戴显示装置2时仅控制调光过滤器40而不显示图像的合适时间可以为大约1分钟。此时，调光过滤器40的优选透射率可以是最接近最小值的值，即在

的范围内。在不显示图像的情况下仅控制调光过滤器40的时间已经过去，基于外部光的光强度，控制调光过滤器40的透射率和图像显示部10的光源的光强度，以允许参与者(穿戴者)清楚地看到图像。

在第九实施例中，调光过滤器40最初起到阻挡入射在眼睛上的外部光线的作用，以在眼睛变得适应于黑暗位置的时刻显示图像，从而满足人眼的黑暗适应，并改善在如晴朗的夏天条件的明亮环境下的可见度。

示例9-1

示例9-1以与示例9-1类似的方式配置，除了显示装置2被编程以当参与者穿戴显示装置2并且接通显示装置2的主开关时，激活调光过滤器40以在透射率为5％的情况自动激活一分钟。

当参与者(穿戴者)穿戴显示装置2并接通显示装置2的主开关时，调光过滤器40立即被激活并用作稍暗的太阳镜以阻挡外部入射光一分钟。一分钟后，通过根据外部光的光强调整调光过滤器40的透射率和图像显示部10的光源的光强度来显示摄影图像。这允许参与者清楚地看到图像。

注意，作为比较，除了在参与者接通主开关时显示装置1编程为不立即激活调光过滤器40之外，参与者在5000勒克斯的外部光的露天清澈天气中穿戴显示装置2。在这种情况下，在参与者接通开关并且经过了一定时间之后，通过基于外部光的光强度来调整调光过滤器40的透射率和图像显示部10的光源的光强度来显示摄影图像。结果表明摄影图像对参与者不清楚可见10分钟。

第十实施例

第十实施例示出了基于外部光的光强度和调光过滤器40的透射率来改变显示在图像显示部上的图像的灰度的示例。注意，第十实施例可以适当地省略图示与上述实施例中已经描述的那些相同的部件。

在注入露天晴朗天气的明亮环境下，为了使穿戴显示装置2的每个参与者清楚地看到显示的图像(获得显示的图像良好可视度)，可能需要显着地减少调光过滤器40的透射率。例如，过去进行的可见度实验已经表明，除非调光过滤器40的透射率约为2％，否则人眼在60000勒克斯的环境下不能视觉地识别典型的拍摄图像。

相反，在调光过滤器40具有2％的透射率的情况下，则参与者将看到图像，但是可能难以看到周围环境，这可能导致参与者在走路或观看图像时执行任务的问题。另一方面，过去进行的可见度实验表明，当在60000勒克斯的环境下显示文字图像时，参与者能够使用透射率为10％的调光过滤器40来看到或识别文字。透射率为10％，参与者不会有走路或执行任务的问题。

文字图像和摄影图像之间的主要区别之一是灰度数；文字图像具有两个灰度(二进制)，摄影图像具有256个灰度。大量的灰度降低了图像的对比度，导致低可见度。为了提高可见度，本实施例中的显示装置2的控制器70A还包括：图像校正单元，被配置为基于外部光的光强度A和调光过滤器40的透射率，校正图像显示部10上显示的图像的伽马值。

当使用显示装置2观看照片或图形图像的目的是在行走或检查任务指令的同时通过地图导航时，图像的再现性不重要；用户可能只需要验证到达目的地的路线上的点点(point spot)或任务指令的主要点。结果表明，通过使照片或图形的对比度非常高，然后降低例如256级灰度到从3到5级，参与者能够在60000勒克斯的室外晴朗天气下，识别到达目的地的路线上的点，或任务指令的要点。

图21的图像识别处理器电路76提供有基于外部光的光强度A和调光过滤器40的透射率来改变图像的灰度数的功能。例如，当外部光具有10000勒克斯的光强度，调光过滤器40具有10％的透射率，并且原始图像具有256个灰度时，图像识别处理器电路76可以将256个灰度级降低到10个灰度级或者，当外部光具有60000勒克斯的光强度，调光过滤器40具有5％的透射率，并且原始图像具有256个灰度时，图像识别处理器电路76可将256个灰度级降低至4个灰度级。外部光的光强度A，调光过滤器40的透射率以及要减小的灰度数可以作为表存储。

该配置可以利用具有允许用户看到周围环境的透射率范围(5％或更多)的调光过滤器40的极亮的外部光下，提高半色调图像的可见度，从而向用户提供周围环境和显示的图像两者的可见度。

示例10-1

除了将显示装置2编程为基于外部光的亮度改变要显示的图像的灰度数之外，以与示例8-1类似的方式配置示例10-1。

当穿戴显示装置1的参与者能够在预定亮度的环境下识别由虚线圆D₁包围的原始照片的一部分(256个灰度)时，图22A中所示的照片被确定为可接受的。

图22B中所示的照片通过图像识别处理器电路76获得，其根据来自传感器60A的信号在50000勒克斯的外部光下将原始照片的灰度降低到40个灰度。参与者在露天晴朗天气中5000勒克斯的外部光的情况下，穿戴显示装置2，并且显示图像。显示的图像是图22B所示的摄影图像，其通过基于外部光的光强调整调光过滤器40的透射率和图像显示部10的光源的光强度而获得，并且参与者能够清楚地识别并看到由虚线圆D₂包围的显示图像的一部分。

此外，通过比较，图22A中图示的摄影图像在具有50000勒克斯的外部光的露天晴朗的天气中显示。结果表明，参与者无法识别由虚线圆D₁包围的显示图像的部分中呈现的内容。

为了说明和描述的目的，呈现了实施例的前述描述。它不是穷举的或将技术限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。意图是实施例的范围不受该详细描述的限制，而是由本申请的权利要求限制。如本领域技术人员将理解的，在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本文描述的示例可以以其他具体形式实施。类似地，模块、例程、特征、属性、方法和其他方面的特定命名和划分不是强制性的或重要的，并且实现技术或特征的机制可以具有不同的名称、划分和/或格式。

本发明的有益效果

所公开的技术可以提供一种头戴式显示装置和在头戴式显示装置上显示图像的方法，其能够降低能量消耗，而不降低头戴式显示装置的穿戴者的可见度和可视性。

所公开的技术可以进一步提供一种头戴式显示装置和一种用于在头戴式显示装置上显示图像的方法，该显示装置能够改善提供的图像的对比度，并且能够防止除了所提供的图像之外的视觉信息的可视性和可视性降低。

附图标记列表

1 显示装置

1a 前部

1b 镜腿部

10 图像显示部

20 光学部

21 透镜

22 反射镜

30 导光板

40 调光过滤器

41 显示基板

42 氧化钛颗粒膜

43 显示层

44 间隔物

45 对应基板

50 半透半反镜

60，60A 传感器

70，70A 控制器

71 视场指定单元

72 关联信息生成单元

73 图像供应单元

74 调光单元

75 传感器电压检测电路

76 图像识别处理器电路

77 光源电压控制器电路

78 调光过滤器电压控制电路

79 运算电路

80 背光

90 电源

100 穿戴者

100L 左眼

200 视场

300,310 目标信息

300a，310a 存在目标信息的视场

400,410 关联信息

400a，410a 提供关联信息的视场

本申请基于并要求2015年1月13日提交的日本优先权申请号2015-004246、2015年1月23日提交的日本优先权申请号2015-010958、2015年10月7日提交的日本优先权申请号2015-199416以及2015年10月7日提交的日本优先权申请号2015-199417的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

Claims (19)

1.一种头戴式显示装置，包括：

图像显示部，配置为显示图像；

光学单元，配置为将所述图像引导到所述显示装置的穿戴者的眼睛；

光强度检测器，配置为检测外部光的光强度；

调光过滤器，配置为改变透射率以调整到达所述穿戴者眼睛的所述外部光的强度；以及

控制器，配置为基于由所述光强度检测器获得的所述外部光的光强度来调整所述调光过滤器的透射率和所述图像显示部的光源的光强度；

其中，所述控制器预先存储调整表，所述调整表中的调光过滤器的透射率具有相对于由以下公式(1)和(2)计算的T的±20％的范围内的值，其中

T＝(C×k)/(D×A)---(1)

D＝-log((Lmax-L0)/(Lmax-Lmin))---(2)，

其中T表示所述调光过滤器的透射率，C表示所述图像的光强度，A表示入射在所述显示装置的入射表面上的所述外部光的光强度，Lmax表示可见度的最大值，Lmin表示所述可见度的最小值，L0表示所述可见度的阈值，并且k表示图像系数。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中当所述外部光的光强度处于第一光强度范围内时，所述控制器保持所述图像显示部的光源的光强度恒定，并且随着所述外部光的光强度变得更高，逐渐降低所述调光过滤器的透射率，并且其中

当所述外部光的光强度在比所述第一光强度范围高的第二光强度范围内时，所述控制器保持所述调光过滤器的透射率恒定，并且随着所述外部光的光强度变得更高，逐渐增加所述图像显示部的光源的光强度。

3.根据权利要求2所述的头戴式显示装置，其中，

将所述调光过滤器的透射率固定为所述第二光强度范围内的最小值。

4.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，

所述调整表指示所述外部光的光强度、所述调光过滤器的透射率和所述图像显示部的光源的光强度之间的关系，并且基于所述调整表调整所述调光过滤器的透射率和所述图像显示部的光源的光强度。

5.根据权利要求4所述的头戴式显示装置，其中，

所述控制器包括以多个级别调整所述调光过滤器的透射率和所述图像显示部的光源的光强度的功能，并且基于由所述光强度检测器获得的所述外部光的光强度和所述调整表的信息，自动调整所述调光过滤器的透射率和所述图像显示部的光源的光强度。

6.根据权利要求5所述的头戴式显示装置，其中，

所述控制器基于公式(1)和(2)根据来自所述光强度检测器的信号根据需要创建所述调整表，

所述控制器基于创建的调整表自动调整所述调光过滤器的透射率和所述图像显示部的光源的光强度，以将所述可见度设置在高于或等于阈值的水平。

7.根据权利要求4所述的头戴式显示装置，其中，

所述控制器存储两个或更多个调整表，并且

允许所述穿戴者选择期望的一个调整表。

8.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，

在所述图像显示部上显示所述图像之前，所述控制器开始控制所述调光过滤器。

9.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，

所述控制器基于由所述光强度检测器检测的所述外部光的光强度和所述调光过滤器的透射率，改变显示在所述图像显示部上的所述图像的灰度数。

10.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，还包括：

透射率检测器，配置为检测所述调光过滤器的透射率，其中

所述控制器基于所述透射检测器的检测结果来校正所述调光过滤器的透射率。

11.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，还包括：

使用单个电源作为电源来驱动所述图像显示部，并且作为驱动所述调光过滤器的电源。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的头戴式显示装置，其中，

所述调光过滤器包括电致变色元件。

13.一种头戴式显示装置，包括：

视觉信息收集器，配置为收集穿戴者的视场范围内的视觉信息；

视场指定单元，配置为从所述视觉信息提取预定的目标信息，并指定其中存在所述目标信息的视场；

图像提供单元，配置为将与所述目标信息相关联的关联信息作为图像提供给所述穿戴者的视场；

调光过滤器，配置为改变透射率以调整外部引入的光的强度；以及

调光单元，配置为控制所述调光过滤器的透射率，以使除了存在于提供所述关联信息的视场中的所述关联信息外的视觉信息的亮度低于所述视觉信息的原始亮度，其中，所述调光单元预先存储调整表，所述调整表中的调光过滤器的透射率具有相对于由以下公式(1)和(2)计算的T的±20％的范围内的值，其中

T＝(C×k)/(D×A)---(1)

D＝-log((Lmax-L0)/(Lmax-Lmin))---(2)，

其中T表示所述调光过滤器的透射率，C表示所述图像的光强度，A表示入射在所述显示装置的入射表面上的所述外部引入的光的光强度，Lmax表示可见度的最大值，Lmin表示所述可见度的最小值，L0表示所述可见度的阈值，并且k表示图像系数。

14.根据权利要求13所述的头戴式显示装置，其中，

使得所述穿戴者识别具有较暗亮度的所述视觉信息的视场被部分地或完全地叠加在提供所述关联信息的视场上。

15.根据权利要求13所述的头戴式显示装置，其中，

所述调光器单元基于所述关联信息的亮度和存在于提供所述关联信息的视场中的所述关联信息外的所述视觉信息的亮度，控制所述调光过滤器的透射率。

16.根据权利要求13所述的头戴式显示装置，其中，

提供所述关联信息的视场叠加在存在所述目标信息的视场上。

17.根据权利要求13所述的头戴式显示装置，其中，

提供所述关联信息的视场设置在与存在所述目标信息的视场相邻的位置。

18.根据权利要求14所述的头戴式显示装置，其中，

使得所述穿戴者识别所述具有较暗亮度的视觉信息的视场的位置和区域由所述调光过滤器电控制。

19.根据权利要求13至18中任一项所述的头戴式显示装置，其中，

除了所述关联信息之外的所述视觉信息的亮度由所述调光过滤器电控制。

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