JP2017103767A - 視認システム - Google Patents

Abstract

【課題】使用者が視点を変える必要なく操作ミスや事故の危険性を低減する視認システムの提供。【解決手段】文字及び／または画像を含む表示情報を表示する表示部３０と、当該表示部３０よりも外部側に配置された調光フィルターと、を備え、前記調光フィルターの透過率を制御して外部からの光を透過する外光透過型頭部装着ディスプレイ１００と、対象物２１０を判別する判別部と、前記判別部の前記判別に従って前記透過率を制御する制御装置と、を有する視認システム２００。【選択図】図１

Description

本発明は、視認システムに関する。

荷物等の物体を運搬する運搬装置すなわちクレーンやリフト等のような、荷物の運搬装置においては、所定の場所に正確に荷物を置くためには、使用者に技術の熟練が求められる。
こうした技術習得には時間を要するのが常である。そこで、技術習得にかかる時間を削減するために、運搬装置にカメラ等の撮像装置を取り付け、ディスプレイ上に表示された撮像装置からの画像を見ながら簡易に運搬装置の操作を行う視認システムが提案されている（特許文献１〜３等参照）。
また、近年の無線技術、センシング技術の発達により、人がリモート操作できる多くの小型動力体（例えばラジコン自動車やラジコン飛行体やラジコン船など）は自身の位置・速度・バッテリの残量などの情報をリアルタイムで計測して無線送信する。
また、これらの小型動力体に小型カメラを搭載し、無線でカメラの画像（静止画像、動画像）を送ることも容易である。これらの小型動力体を人がリモート操作する際には目視で観察しながら操縦するが、この際に位置・速度・バッテリの残量などの情報やカメラ画像を操縦者がリアルタイムに得ることができれば、操縦アシストとして非常に有用である。
また、複数の人で作業をおこなう時に仲間の作業状況などがリアルタイムに入ってくれば、効率よく指示をして作業をおこなうことができる。また、仲間がカメラを装着していて、その画像を送受信して共有できれば、作業状況をわかりやすく把握できて作業効率の向上や作業安全性の向上になる。

しかしながら、このような複数の異なる情報や画像をディスプレイで見ようすると、作業から目を離してしまい煩雑性が生じてしまう問題があった。
他方、ディスプレイにも例えば使用者の眼前に画像を表示するタイプのヘッドアップディスプレイを用いることも考えられるが（例えば特許文献４、５等参照）、明るい屋外ではヘッドアップディスプレイでは情報の視認性が悪いという問題があった。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、使用者が視点を変える必要なく操作ミスや事故の危険性を低減する視認システムの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の視認システムは、文字及び／または画像を含む表示情報を表示する表示部と、当該表示部よりも外部側に配置された調光フィルターと、を備え、前記調光フィルターの透過率を制御して外部からの光を透過する外光透過型頭部装着ディスプレイと、対象物を判別する判別部と、前記判別部の前記判別に従って前記透過率を制御する制御装置と、を有する。

本発明の視認システムによれば、使用者が視点を変える必要がなく、操作ミスや事故の危険性を低減する。

本発明の第１の実施形態に係る視認システムの全体構成の一例を示す図である。 図１に示した外光透過型頭部装着ディスプレイの装着例を示す平面図である。 図１に示した外光透過型頭部装着ディスプレイの構成の一例を示す斜視図である。 図１に示した外光透過型頭部装着ディスプレイの光路を示す平面図である。 図１に示した外光透過型頭部装着ディスプレイの動作を示す図である。 調光フィルターの構成の一例を示す断面図である。 調光フィルターに電圧を印加したときの透過率の変化の一例を示す図である。 第２の実施形態に係る外光透過型頭部装着ディスプレイの全体構成の一例を示す斜視図である。 第３の実施形態に係る視認システムの構成の一例を示す図である。 第４の実施形態に係る視認システムの構成の一例を示す図である。 図１に示した制御部の構成例を示す図である。 図１に示した視認システムの機能構成を示すブロック図である。 図１に示した外光透過型頭部装着ディスプレイの変形例を示す図である。

本発明の第１の実施形態の一例として図１に外光透過型頭部装着ディスプレイとしての表示装置たる画像表示装置１００を備えた視認システム２００の概略構成を示す。
なお、以降の説明では、使用者Ａ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。

視認システム２００は、使用者Ａの頭部に装着された画像表示装置１００と、使用者Ａの手元でクレーン２１０を操作するためのコントローラたる操作部８０と、クレーン２１０に取り付けられた撮像装置たるカメラ２２０と、を有している。
クレーン２１０は、物体たる重量物Ｐを吊り下げて運搬するための運搬装置であり、操作部８０によって上下動、回転動、前後動等が可能なように設置されている。
クレーン２１０は、重量物Ｐの位置を測定するための測長部たる測距装置としての第１測長センサ２２１と、クレーン２１０の基準面Ｑまでの距離を測定するための測長部たる測距装置としての第２測長センサ２２２と、を有している。
なお、ここでは基準面Ｑは、重量物Ｐを運搬後に配置する面を基準とする。また、使用者Ａが立っている面も、基準面Ｑと同一の平面上であるとする。かかる基準面Ｑは、クレーン２１０の設置面であっても良いし、後述する距離の測定を行いやすいように任意に設定した平面であっても良い。
なお、本実施形態では、クレーン２１０は使用者Ａの視野内にあるリモート操作が可能な動体物の一例である。

第１測長センサ２２１は、鉛直方向に重量物Ｐの上面までの距離である距離情報ｙ１を測定するための光学センサである。
第２測長センサ２２２は、鉛直方向にクレーン２１０の基準面Ｑまでの距離情報ｙ２を測定するための光学センサである。
第１測長センサ２２１と第２測長センサ２２２は、かかる距離情報ｙ１、ｙ２に基づいて、重量物Ｐの位置を計測する。

画像表示装置１００は、使用者Ａの眼前に画像情報を表示する投影面たる表示部としての機能を有する導光部３０と、画像情報を投影するための投射光学系を備えた画像投影光学ユニットたる光学ユニット２０と、を有している。
画像表示装置１００は、図２に示すように、使用者Ａに装着された状態で導光部３０が使用者Ａの眼前にくるように支持する光学ユニット２０の筐体部たるフレーム１と、使用者Ａの耳部にかかってフレーム１を支持する一対のテンプル２と、を有している。
図１及び図２の画像表示装置１００はメガネフレームの形状をしているが、この形状に限るものではない。例えば図１３に変形例として示すように、ゴーグルのような形状にして顔を覆うようにしてもよいし、ヘルメットやバイザーなどに画像表示装置を取り付けても良い。鉢巻き状にして頭と額を締め付けることで固定してもよい。

画像表示装置１００は、図３に示すように、導光部３０よりも外部側すなわち＋Ｚ方向側に取り付けられた光量制御手段たる調光フィルター４０と、図４に示すように、導光部３０内部の後述する光路上に設けられたハーフミラー５０と、を有している。
画像表示装置１００は、操作部８０からの操作を元に調光フィルター４０の透過率を制御する制御装置たる制御部７０と、調光フィルター４０に電圧を印加するための電源ユニットたる電源９０と、を有している。

光学ユニット２０は、光束Ｌの光源たるバックライト２３と、光束Ｌに画像情報を付与する液晶素子１０と、レンズ２１と、ミラー２２と、を有している。
光学ユニット２０は、バックライト２３から出射した光束Ｌを、液晶素子１０に透過させることで画像情報を付与し、レンズ２１とミラー２２とで光束Ｌを偏向して導光部３０へと誘導する。
液晶素子１０に表示される画像情報には、カメラ２２０から送信される映像情報や、第１測長センサ２２１及び第２測長センサ２２２から送信される重量物Ｐの距離情報ｙ１、ｙ２が含まれている。かかる画像情報や距離情報ｙ１、ｙ２などを含む包括的な概念として、特に必要な場合には表示情報との文言を用いる。

なお、光学ユニット２０は、ここではレンズ２１とミラー２２とを用いて光束Ｌを偏向するとしたが、かかるレンズ２１やミラー２２は複数であっても良い。
また、液晶素子１０とバックライト２３とを用いる構成の他、その他の画像表示素子を用いても良いし、有機ＥＬディスプレイのように光源と一体となった画像表示素子を用いても良い。

導光部３０は、光束Ｌの波長に対して透過性を有する樹脂によって形成された表示部であり、光学ユニット２０から出射された光束Ｌを鏡面処理された内壁である壁面３０ａ、３０ｂで反射させながらハーフミラー５０へと誘導する。
ハーフミラー５０は、図５に示すように、光束Ｌの一部あるいは全部を使用者Ａの眼Ｅに導くように反射するとともに、＋Ｚ方向側から調光フィルター４０を透過した外部光Ｌ’を透過させる。
すなわちハーフミラー５０は、液晶素子１０が表示した画像を、使用者Ａに映像として認識させるとともに、かかる映像に重複して外部光Ｌ’をも映像として認識させる。

調光フィルター４０は、電圧を印加されることで透過率を制御する透過率制御手段であり、使用者Ａの眼Ｅに到達する外部光Ｌ’の光量を制御する光量制御手段である。
調光フィルター４０は、図６に断面を示すように、最も＋Ｚ方向側に形成された表示基板４１と、表示基板４１に対向して最も−Ｚ方向側の反対側の面に設けられた対向基板４５と、表示基板４１と対向基板４５との間に形成された表示層４３と、を有している。
調光フィルター４０は、表示層４３と対向基板４５との間に設けられた空隙層４６と、表示層４３と表示基板４１との間に設けられた酸化チタン粒子層４２と、表示基板４１と対向基板４５とを連結して間隔を規定するスペーサ４４と、を有している。

空隙層４６は、周囲を表示層４３と、対向基板４５と、スペーサ４４とに囲まれた空間であり、空隙層４６の内部には、電解液が満たされている。
本実施形態では、電解液として、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を用いているが、特にかかる構成に限定されるものではない。
また、液体の電解質以外にも、ゲル状の電解質やポリマー電解質等の固体であっても良い。

表示基板４１は、１５０ｍｍ×８０ｍｍ程度のＩＴＯ導電膜付きフィルム基板である。
酸化チタン粒子層４２は、酸化チタンナノ粒子分散液を塗布されて形成された酸化チタン粒子の層である。
表示層４３は、後述するエレクトロクロミック化合物によって形成されるエレクトロクロミック層であり、±Ｚ方向の両面間に印加される電位差により、エレクトロクロミック化合物の還元反応が生じ吸収波長帯が変化して発色あるいは消色する。すなわち、透過する光束のスペクトル、強度が変化するので光量が変化する。言い換えると、表示層４３の両面に印加される電圧に応じて、外部光Ｌ’の透過率が任意に変化する。

エレクトロクロミック化合物は、下記の構造式（化１）で示される化合物である。かかるエレクトロクロミック化合物の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、酸化チタン粒子層４２上にスピンコート法によって塗布されることで、エレクトロクロミック化合物の層が形成される。

さらに、１２０℃程度の温度で略１０分間アニール処理される加熱工程を経ることで、酸化チタン粒子層４２の表面にエレクトロクロミック化合物が吸着した表示層４３が形成される。

調光フィルター４０は、かかる表示基板４１、酸化チタン層４２、表示層４３、空隙層４６等の各層の作用によって、外部光Ｌ’の透過率を電気信号によって制御するエレクトロクロミックデバイスである。
本実施形態では特に、調光フィルター４０は、後述する操作部８０を使用者Ａが操作することで、全光透過率が７０％の透過状態と、全光透過率が１０％の非透過状態と、を切り替える。

なお、酸化チタン粒子層４２は、酸化チタンに限定されるものではなく、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、シリカ、酸化セシウム、酸化イットリウムなどであってもよい。

操作部８０は、使用者Ａの手元で操作可能に配置されたボタンを備え、本実施形態では、クレーン２１０の操作桿と一体に形成された操作手段である。
操作部８０は、使用者Ａの能動的な操作に従って制御部７０を介して調光フィルター４０の透過率を制御するコントローラである。
かかる操作部８０により、使用者Ａは、任意のタイミングで、調光フィルター４０を透過状態、あるいは非透過状態に遷移させる。
操作部８０の形状、配置、位置等は特に限定されるものではなく、例えば図８において符号８１で示すように、画像表示装置１００上に形成された透過ボタンと非透過ボタンと、の２つのボタンスイッチであっても良い。
あるいは、１つのボタンを複数回押圧することで透過状態と非透過状態を切り替えるものであっても良いし、レバーあるいは回動することで連続的あるいは離散的に透過率を制御するツマミであっても良い。

電源９０は、調光フィルター４０と、バックライト２３と、に電力を供給する定電圧源たる電源ユニットである。
電源９０は、ここではボタン電池のようなＤＣ定電圧源とする。
なお、一般的には、可変電圧を出力可能な複雑な電源ユニットは重量も大きくなる。画像表示装置１００は頭部に装着するものであるため、電源９０として搭載するのは、軽量な電源ユニットであることが望ましい。
したがって、ボタン電池のようなＤＣ定電圧源が有利であるが、単にＤＣ定電圧源による電圧を印加するのみでは、例えば２Ｖの定常電圧を印加することしかできず、バックライト２３の輝度を連続的に変化させることが難しい。
しかしながら、現実的にはバックライト２３の出力によって、液晶素子１０によって与えられる画像情報の輝度が決定されるので、バックライト２３の輝度は連続的に変化されることが望ましい。

そこで、本実施形態では、制御部７０は、バックライト２３に印加する電圧をチョッピング回路によって矩形パルス波にして、かかる矩形パルス波のＤｕｔｙ比、つまりＯｎ時間とＯｆｆ時間との比によって制御する。

また、調光フィルター４０の透過率の変化は、電源９０から供給される電荷の量すなわち電流値の時間積分によって生じる。
具体的には、図７（ａ）に示されるように、−２Ｖの負方向の定電圧を時刻Ｏから１０秒間印加し、その後逆電圧を印加した場合の調光フィルター４０の透過率は、図７（ｂ）に示すように、定電圧の印加に対して時定数ｔに従って鈍るような形状に変化する。
ここで、負方向の電圧とは、エレクトロクロミックデバイスの発色電圧となる電圧であり、逆電圧つまり正方向の電圧とは、エレクトロクロミックデバイスの消色電圧である。
言い換えると、調光フィルター４０に発色電圧を印加すると透過率は下降し、消色電圧を印加すると透過率は上昇する。
なお、図７（ｂ）には、全光透過率を透過率として示したが、特に必要な特定の波長についての透過率であっても良い。

かかる時定数ｔは調光フィルター４０や制御部７０等の回路特性によって決まる固有の定数であるから、かかる電圧印加時の全光透過率の波形を予め取得しておきさえすれば、定電圧を印加する時間によって、複雑な機構なしに全光透過率が制御される。
一般に、エレクトロクロミックデバイスは透過率の変化量が大きく、かつ時定数が大きいので、比較的単純な電源９０を用いた場合にも、調光フィルター４０は容易に任意の透過率を設定される。

例えば、図７（ｂ）にＴ_１で示すように、全光透過率を３０％にしたいときには、２Ｖの定電圧を１．５秒間印加すればよい。
また、図７（ｂ）においては実験の都合上、測定を一定時間毎に行ったために離散的な値を取っているが、調光フィルター４０の透過率の変化は、時間によって連続的に変動するはずであるから、図７（ｂ）の近似曲線を描くことで任意の透過率を設定する。
このように、制御部７０は、電源９０の調光フィルター４０に印加する電圧の印加時間を制御することで、全光透過率を制御する。
制御部７０は、図１３に示すように、ＣＰＵと、メモリと、ネットワークＩ／Ｆと、情報入出力Ｉ／Ｆとを備えた制御装置たるコンピュータであり、操作部７０の操作に基づいて調光フィルター４０の透過率を制御する。

かかる視認システム２００を用いて、使用者Ａが外部の様子を確認しながら画像表示装置１００に表示される情報を読み取る方法について述べる。

本実施形態では、クレーン２１０を用いて、電動トロリ部分に、地面が映る方向に市販のカメラ２２０を設置した。
作業者Ａは、重量物を運搬するときなど、特に精密なクレーン操作を要求されない状況では、操作部８０を用いて調光フィルター４０を透過状態に設定する。
このとき、操作部８０の操作に基づいた制御部７０の制御により、調光フィルター４０の正極側に電源９０の正極側を接続するように電圧を印加して、調光フィルター４０に正方向の電圧すなわち消色電圧が印加される。
調光フィルター４０は、図７（ｂ）に既に示したように、消色電圧側に電圧をかけると、透過率が上昇するので、予め設定された透過率に到達すると、電圧の印加が停止されて一定の透過率を維持する。
透過状態においては、調光フィルター４０は、透過率７０％に設定されており、外部光Ｌ’は、３０％のみ低減されて導光部３０を経て使用者Ａの眼へと到達する。

すなわち、導光部３０に表示・投影される画像情報は、外部光Ｌ’よりも輝度が低いので、使用者Ａには外部光Ｌ’がはっきりと視認できる。
このように、透過状態においては、画像表示装置１００を装着しながらも周囲の様子を確認しやすく、クレーン２１０の実像を見ながら通常作業ができて、他人の飛び出し、強風、落下物などの突発的ハプニングにも対応が容易である。

次に、重量物を所定の場所に設置するようなクレーン２１０の正確な操作を要求される状況では、使用者Ａは、操作部８０を用いて調光フィルター４０を非透過状態に設定する。
このとき、操作部８０の操作に基づいて、制御部７０は、調光フィルター４０の負極側に電源９０の正極側を接続するように電圧を印加する。このとき調光フィルター４０にかかる電圧印加の方向は、正方向と逆の負方向である。すなわち、調光フィルター４０に発色電圧が印加される。
調光フィルター４０は、発色電圧側に電圧をかけると、透過率が下降する。制御部７０は、調光フィルター４０が予め設定された透過率に到達すると、電圧の印加を停止して調光フィルター４０が一定の透過率を維持するように制御する。
非透過状態においては、調光フィルター４０は、透過率１０％に設定されており、外部光Ｌ’はその大部分が低減されて導光部３０を経て使用者Ａの眼へと到達する。
このとき、外部光Ｌ’は低減されるが、ハーフミラー５０によって反射された、液晶素子１０からの光は低減されないから、使用者Ａは液晶素子１０からの光を強く認識する。

すなわち、導光部３０に表示・投影される画像情報は、外部光Ｌ’よりも輝度が高くなるので使用者Ａには画像情報がはっきりと視認できる。
かかる画像情報には、カメラ２２０からの情報、すなわち通常では目視が難しいクレーン２１０の設置場所の情報が表示されているから、熟練者の勘などの特殊技能によらず、クレーン操作を容易に行うことができる。

具体的には、クレーン２１０によって重量物Ｐが吊り下げられた状態は、第１測長センサ２２１が測定した距離情報ｙ１が一定になった状態である。そこで、クレーン２１０が重量物Ｐを持ち上げる際に距離情報ｙ１が一定となったときの第１の距離情報ｙ１’と、そのときの第２測長センサ２２２が測定した第２の距離情報ｙ２’の情報とを記録しておく。
かかる第１、第２の距離情報ｙ１’、ｙ２’に基づいて、重量物Ｐの下面の基準面Ｑからの高さｈすなわち重量物Ｐの位置がわかるので、かかる距離ｈを画像表示装置１００に表示することで、使用者Ａは、重量物Ｐを基準面Ｑに当てることなく運搬する。
また、基準面Ｑまでの距離が表示されているから、重量物Ｐの位置が分かりやすく表示されて容易に精度良く運搬することができる。

このような非透過状態においては、作業者Ａの視界が遮られてしまうおそれがあるが、操作部８０は使用者Ａの手元にあり、また外部光Ｌ’は完全に遮断はされないために、使用者Ａは透過状態と非透過状態とが重ね合わさった視界を得られる。
あるいは、使用者Ａは、透過状態と非透過状態とを適宜切替えながら作業する。
使用者Ａは透過状態と非透過状態とを切替えながら作業することで、視点を動かすことなく常にカメラ映像と実際の映像とを見ながら重量物を運搬する。
かかる構成により、使用者Ａが視点を変える必要がなく、操作ミスや事故の危険性を低減する。

また使用者Ａが、カメラ２２０を用いてクレーン２１０の全体的な様子が分かるように頭部を固定し、調光フィルター４０の透過率をこまめに切り替える操作を行えば、実世界の全体的な様子を確認しつつクレーン２１０を操作して、作業効率が大きく向上する。
また、精密操作が要求される作業であっても、カメラ２２０によって視認しながらクレーン２１０の操作が可能になるので、使用者Ａに熟練技術を要求することなく安定したクレーン操作が容易に行える。

クレーン２１０は、カメラ２２０と、運搬対象である重量物Ｐの位置を測定するための２つの測長部たる第１測長センサ２２１と第２測長センサ２２２と、を有している。
また、第１測長センサ２２１と第２測長センサ２２２とが測定した重量物Ｐの距離情報ｙ１、ｙ２は、カメラ２２０を介して導光部３０に投影されて表示される。
このように、重量物Ｐの正確な位置を測定することで、使用者Ａに熟練技術を要求することなく安定したクレーン操作が容易に行われる。
使用者Ａは透過状態と非透過状態とを切替えながら作業することで、視点を動かすことなく常にカメラ映像と実際の映像とを見ながら重量物を運搬する。
かかる構成により、使用者Ａが視点を変える必要がなく、操作ミスや事故の危険性を低減する。

また、本実施形態では、調光フィルター４０は、酸化チタン粒子層４２上にエレクトロクロミック化合物が塗布・加熱されてできたエレクトロクロミックデバイスである。
かかる構成により、電圧印加によって調光フィルター４０の透過率が任意の値に制御できて、使用者Ａが視点を変える必要がなく、操作ミスや事故の危険性を低減する。

本発明の画像表示装置１００は、文字及び／または画像を含む表示情報を使用者Ａの眼前に表示する導光部３０と、導光部３０よりも外部側に配置された調光フィルター４０と、を備え、調光フィルター４０の透過率を制御して外部光Ｌ’を透過する。
また本実施形態では、視認システム２００は、使用者Ａが行う操作部８０の操作によって、使用者Ａが注視すべき対象物が、クレーン２１０と画像情報との何れであるかを判別し、制御部７０がかかる操作に基づいて調光フィルター４０の透過率を制御する。すなわち、本実施形態では、操作部８０が判別部としての機能を有している。

また本実施形態では、画像表示装置１００の導光部３０に文字情報及び／または画像情報が表示されている場合といない場合で調光フィルター４０の透過率を変化させる。
ここで画像情報とは静止画像、動画像のどちらでも構わない。
例えば導光部３０に画像情報が表示されていない、すなわちカメラ２２０から何も情報が送信されていない場合は、調光フィルター４０は透明状態になり、クレーン２１０を視認しやすいように制御される。
かかる判断は、制御部７０が行うとしても良いし、別途判別部を設けるとしても良い。

また、導光部３０に画像情報が表示されている場合には、調光フィルター４０の透過率を減少させて、使用者Ａが画像情報を見やすくなるように制御するとしても良い。
このように外部光Ｌ’の透過率を減少させることで、使用者Ａが導光部３０に表示される画像情報を視認しやすいようにすることができる。

調光フィルター４０の透過率は、使用者Ａの視野すなわち画面の全面を変えても良いし、表示情報が表示されている部分だけを変化させてもよい。なお、コストの低減をはかるためには、全面を一括して一定の透過率とする方が望ましい。

さて、一般に人間の眼には、文字情報と画像情報とでは、文字情報の方が視認されやすいことが知られている。文字情報には階調がないため、人間の目には視認しやすいからである。
従って、文字情報だけしか表示されていない場合と、画像情報を含む場合とでは調光フィルター４０の透過率を変化させることが望ましい。
具体的には、画像表示装置１００に表示される表示情報が文字情報だけの場合には、制御部７０は調光フィルター４０の透過率が３０％程度になるように制御する。
また、画像表示装置１００に表示される表示情報が、画像情報を含んでいる場合には、調光フィルター４０の透過率を１０％になるように制御する。かかる構成により、さらに視認性を上げることができる。

かかる画像表示装置１００への表示情報の判別及び調光フィルター４０の透過率の調節は、自動におこなわれても、使用者の意思で例えば操作部８０の操作に基づいて手動で切り替えてもよい。
かかる切替が自動で行われる場合は、図１２に示すように、画像表示装置１００へ画像情報が表示されたことを条件として調光フィルター４０に電圧が印加され、透過率が小さくなるように制御するための視認情報判別部８２を設けることが望ましい。
使用者Ａの意思で手動で切り替える場合は、使用者が操作部８０の操作を行ったことを条件として調光フィルター４０の透過率を制御する。また情報を消したい時に情報を消すとともに調光フィルター４０の透過率をも上げるようにする。
かかる操作部８０の操作は、例えば使用者Ａの手元に操作可能なボタンなどを備えることでもよいし、音声認識による音声指示、使用者の動きをセンシングするセンサーを使っておこなう方法などでもよい。
かかる判別部の構成は、本実施形態では例えば図１２に示した機能ブロック図のような構成であるが、その他、視認システム内に分散して配置するとしても良い。

本発明の第２の実施形態について、図８に示す。

図８において、表示装置１００は、外部光Ｌ’の強度を検出するための照度検出部としての照度センサ７２と、操作部８１と、を有している。
また、制御部７０は、照度センサ７２が検知した外部光Ｌ’の照度に基づいて、調光フィルター４０及び液晶素子１０を制御するための視認装置制御部としての機能を有している。
なお、図８において第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

表示装置１００は、透過状態と非透過状態とを容易に切替可能にすることで、クレーン２１０に取り付けられたカメラ２２０からの画像情報の視認性を向上させている。
一般には、輝度が高い方が視認しやすく、従ってバックライト２３の照度によって決まる導光部３０に表示される画像情報の輝度と、外部光Ｌ’の輝度と、のどちらが相対的に高いかによって使用者Ａに認識しやすい情報は変化する。
しかしながら、完全に調光フィルター４０によって外部光Ｌ’が遮断されてしまうと、周囲の様子が全く見えないことになってしまい、かえって危険性が増してしまったり、使用者Ａに認識させるためのバックライト２３の消費電力が増大してしまう。
そこで、表示装置１００は、照度センサ７２を用いて外部光Ｌ’の照度を測定し、最適な調光フィルター４０の透過率とバックライト２３の照度とを設定する。

照度センサ７２は、外部光Ｌ’の照度を検出する光量センサである。
制御部７０は、照度センサ７２が検出した照度情報を元にして、調光フィルター４０の操作部８１によって設定可能な透過率の上限と下限とを設定する。

かかる構成により、外部光Ｌ’が弱いときには、調光フィルター４０の透過率の下限を高くすることで、必要以上に外部光Ｌ’を遮断することを抑制して、バックライト２３の消費電力を抑制する。それと同時に、かかる構成により、外部光Ｌ’を遮断することを抑制して、危険性の増大を防ぐ。

本発明の第３の実施形態として図９に外光透過型頭部装着ディスプレイとしての表示装置たる画像表示装置１００を備えた視認システム３００の構成を示す。
視認システム３００は、使用者Ａの頭部に装着された画像表示装置１００と、使用者Ａの手元でラジコン自動車３１０を操作するためのコントローラたる操作部７０と、ラジコン自動車３１０に取り付けられた撮像装置たるカメラ３２０と、を有している。
ラジコン自動車３１０はまた、速度センサ、ＧＰＳ等の位置センサ、バッテリ残量センサ等のセンサ３１１と、これらの各種センサ３１１が計測する値をリアルタイムに送信できる通信装置３１２と、を有している。
使用者Aはラジコン自動車３１０を目視しながら操作部７０で操作を行うとともに、ラジコン自動車３１０から送られてくる位置情報、バッテリ残量などを頭部に装着した画像表示装置１００を通して確認することができる。また、ラジコン自動車３１０が搭載しているカメラ３２０の画像をリアルタイムに見ることもできる。
なお、以降の説明において、位置情報、バッテリ残量などは文字情報として、カメラ３２０の画像は画像情報として扱い、文字情報と画像情報とを包括する概念として表示情報との文言を用いる。

画像表示装置１００は、表示部たる導光部３０に表示情報が表示されているか否かを判別する判別部９１を有している。
判別部９１は、表示情報が導光部３０に表示されていないことを条件として、使用者Ａが注視すべき対象物をラジコン自動車３１０であると判断する。
かかる構成により、使用者Ａは、導光部３０に表示情報が表示されていないときには、動体物の注視をすることができるから、より安全にラジコン自動車３１０の操作に集中することができる。
なお、かかる判別部９１は、使用者Ａの視線の位置を元に、使用者Ａの注視すべき対象物が、動体物と表示情報との何れであるかを判別するとしても良い。

なお、本実施形態においては、使用者Ａがリモート操作する動体物の一例としてラジコン自動車３１０を挙げたが、飛行物体、船などコントロールできる動体物であれば良い。
かかる構成により、人間が簡単に行くことができない危険性がある場所、空中、海上などの点検、調査なども安全に行うことができる。

また、かかる動体物は、先端にカメラが付いた内視鏡装置などであっても良い。
かかる構成により、内視鏡を操作するような明るい手術室においても、カメラ映像等を表示するときに調光フィルター４０が視認性を向上させることで、安全に操作することができる。

本発明の視認システムの第４の実施形態として、視認システムたる情報共有システム５００を図１０に示す。
第４の実施形態においては、４人の使用者Ａ〜Ｄが、それぞれ画像表示装置１００と、画像表示装置１００に取り付けられたカメラ１１０と、を頭部に装着した状態で作業を行っている。
管理装置５１０は、かかる使用者Ａ〜Ｄのカメラ１１０が撮影する画像情報を管理する制御装置である。

管理者Ｅは、使用者Ａ〜Ｄのカメラ１１０の画像情報を共有することができる。
管理者Ｅは、例えば画像表示装置１００に表示される地図上の位置情報と使用者Ａの位置情報とを重畳させながら、点検したい位置を使用者Ａに指示する。
かかる管理者Ｅの操作を元に、管理装置５１０は、使用者Ａの装着する画像表示装置１００に、かかる管理者Ｅの指示内容と、地図上の位置情報とを表示させる。
かかる構成において、管理装置５１０は、使用者Ａの注視すべき対象物を判別する判別部としての機能を有している。

また管理者Ｅは、使用者Ａが装着したカメラ１１０が撮影した画像情報をリアルタイムで確認しながら、位置やフォーカスを指示することができる。
かかる構成により、管理者Ｅは使用者Ａを目視しながら、使用者Ａの装着する画像表示装置１００に表示される情報と、自身の画像表示装置１００に表示される情報とを切り替えて、状況に応じた適切な指示を出すことができる。
かかる構成により、情報共有システム５００は、画像表示装置１００と、複数のカメラ１１０とを用いて、各位置における視点を共有する。
なお、本実施形態では、使用者Ａ〜Ｄのうち、使用者Ａに表示する表示情報について述べたが、使用者Ｂ〜Ｄであっても同様であり、また、さらに多くの使用者で共有しても良い。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、上記実施形態において、表示装置は、左右対称に、両目に画像を表示する画像表示装置であるとしたが、片目のみに画像を表示する画像表示装置であっても良い。

また、電源９０は、視認システムの一部ではあるが、外光透過型頭部装着ディスプレイの外部から電力を供給するとしても良い。
また、本実施形態では、操作部を用いて使用者が能動的に透過率を変化させる場合について述べたが、かかる操作部を遠隔操作によって操作するとしても良い。
また、運搬装置としては、クレーン以外にもリフトなどでも良く、運搬装置の形態は特に限定されない。

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

３０ 表示部（導光部）
４０ 調光フィルター（エレクトロクロミックデバイス）
４１ 表示基板
４２ 酸化チタン粒子層
４３ 表示層
４４ スペーサ
４５ 対向基板
４６ 空隙層
７０ 制御装置（制御部）
７２ 照度検知部（照度センサ）
８０ 判別部（操作部）
８１ 判別部（操作部）
９１ 判別部（操作部）
１００ 外光透過型頭部装着ディスプレイ（画像表示装置）
１１０ （撮像装置）カメラ
２００ 視認システム
２１０ 動体物（運搬装置）（クレーン）
２２０ 撮像装置（カメラ）
２２１ 測長部（第１測長センサ）
２２２ 測長部（第２測長センサ）
３１０ 動力体（ラジコン自動車）
５１０ 判別部（管理装置）

特開平０５−２４４６６８３号公報 特許第５６８９５３４号公報 特開平０９−２６１６２３号公報 特開平０７−０４３６３３号公報 特開平１１−１３３８８５号公報

Claims (11)

1. 文字及び／または画像を含む表示情報を表示する表示部と、当該表示部よりも外部側に配置された調光フィルターと、を備え、前記調光フィルターの透過率を制御して外部からの光を透過する外光透過型頭部装着ディスプレイと、
   対象物を判別する判別部と、
   前記判別部の前記判別に従って前記透過率を制御する制御装置と、を有する視認システム。
2. 請求項１に記載の視認システムであって、
   前記表示情報は、使用者の視野内にある動体物に取り付けられた撮像装置によって撮影された画像情報を含み、
   前記判別部が判別する前記対象物は、前記動体物あるいは前記表示情報の何れか一方であることを特徴とする視認システム。
3. 請求項２に記載の視認システムであって、
   前記判別部は、前記透過率を使用者が制御するための操作部を有することを特徴とする視認システム。
4. 請求項２または３に記載の視認システムにおいて、
   前記表示部は、前記動体物に備えられた測長部が測定した前記物体の位置を表示することを特徴とする視認システム。
5. 請求項１乃至４の何れか１つに記載の視認システムにおいて、
   前記調光フィルター及び／または前記外光透過型頭部装着ディスプレイに外部からの前記光の強度を検知する照度検知部と、を有することを特徴とする視認システム。
6. 請求項１乃至５の何れか１つに記載の視認システムにおいて、
   前記調光フィルターはエレクトロクロミックデバイスであることを特徴とする視認システム。
7. 請求項２乃至６の何れか１つに記載の視認システムにおいて、
   前記動体物がクレーンまたはリフトであることを特徴とする視認システム。
8. 請求項１または２に記載の視認システムであって、
   前記判別部は、前記表示情報が前記外光透過型頭部装着ディスプレイに表示されていないことを条件として、前記対象物を前記外部にある動体物であると判断することを特徴とする視認システム。
9. 請求項８に記載の視認システムであって、
   前記制御装置は、前記表示情報が画像情報を含む場合と、含まない場合とで前記透過率を変化させることを特徴とする視認システム。
10. 請求項１乃至９の何れか１つに記載の視認システムにおいて、
    前記対象物は使用者がリモート操作できる動力体であることを特徴とする視認システム。
11. 請求項１乃至１０の何れか１つに記載の視認システムにおいて、
    前記目視できる対象物が人間であることを特徴とする視認システム。

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