JP2006217520A - 映像表示装置、及び眼鏡型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者、特に視覚障害者がより取扱に簡便であり、歩行して使用する場合に視認性が高く、周囲の状況を的確に確認できる映像表示装置を提供する。
【解決手段】映像表示装置１は、静止画スイッチ６３からの指示によりカメラユニット５０で撮像された画像を静止画像として表示部１０に表示する。また、映像表示装置１は、外界の映像を記録する時に、カメラユニット５０で撮像された画像とともに位置センサ９２で検出された位置情報を記憶部４０に記録し、再生時に現在位置に応じた映像を表示部１０に表示する。また、映像表示装置１は、振動センサ９１により検出される振動に応じて表示部１０におけるフレームレートを調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、映像表示装置、及び眼鏡型映像表示装置に関する。

従来、夜盲症などの一般生活を送る上で支障をきたす視覚障害を持つ人の為の視覚補助の装置としての映像表示装置が考案されている。この映像表示装置は、例えば頭部装着型（ＨＭＤ：Head Mounted Display）であり、使用者の視野内の映像を撮像してその撮像された映像に対して使用者の視覚障害に応じた変換を行ない、変換後の映像を使用者の眼前に設けられた表示部に表示する。

この映像表示装置の利用者は、外出時などに使用して歩行の障害になる障害物の確認などを行なう。このため、映像表示装置は、歩行中における使用者の取り扱いが簡便であるものが良い。例えば、特許文献１には、使用者の歩行を角速度センサで検出して、静止中に表示している映像を歩行中に自動で停止し、より使用者に取り扱いやすい光学装置（映像表示装置）に関する技術が公開されている。
特開平９−２１１３８２号公報

たしかに、映像表示装置の利用者が一般の人の場合は、静止中に案内情報などの映像を表示して歩行中は表示を停止する構成の方が、歩行中に映像が邪魔にならないため周囲の状況を確認し易い。しかしながら、視覚障害を持つ人の場合は、歩行時においても周囲の状況を把握するための映像が表示された方が、周囲の状況を把握しやすく、上述した技術ではいまだ十分ではなかった。また、視覚障害を持つ人などが歩行中においても表示画面を見る場合は、視認性を向上させるとともに、周囲の状況を的確に確認できるように表示することが必要であり、更なる開発が望まれていた。

そこで本発明は、使用者、特に視覚障害者がより取扱に簡便であり、歩行して使用する場合に視認性が高く、周囲の状況を的確に確認できる映像表示装置の提供を課題とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、外界の映像を撮像する撮像手段と、利用者からの操作指示を受け付ける操作手段と、前記利用者からの操作指示により前記撮像された静止画像を光学像に変換する画像処理手段と、前記画像処理手段により変換された光学像と外界の映像とを同時に当該映像表示装置の利用者の眼に導く接眼光学系を有する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、外界の映像を撮像する撮像手段と、当該映像表示装置の現在位置を検出する位置検出手段と、前記撮像された映像と前記位置検出手段により検出された撮像時における位置情報とを記録する記録手段と、前記現在位置と前記撮像時における位置情報とに応じた前記記録された映像を光学像に変換する画像処理手段と、前記画像処理手段により変換された光学像と外界の映像とを同時に当該映像表示装置の利用者の眼に導く接眼光学系を有する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記記録手段は、前記撮像された映像の撮像順序を更に記録し、前記画像処理手段は、前記撮像順序とは逆順に前記現在位置と前記撮像時における位置情報とに応じた前記記録された映像を光学像に変換することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記撮像手段は、当該映像表示装置の利用者に対して背後方向の映像を撮像することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項外界の映像を撮像する撮像手段と、当該映像表示装置の利用者が歩行中か否かを検出する検出手段と、前記歩行中か否かに応じたフレームレートで外界の映像を光学像に変換する画像処理手段と、前記画像処理手段により変換された光学像と外界の映像とを同時に当該映像表示装置の利用者の眼に導く接眼光学系を有する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記撮像手段は、前記画像処理手段におけるフレームレートに応じて感度を調節することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、前記請求項１〜６のいずれか一項に記載の映像表示装置と、前記表示手段を備えるレンズ、該レンズの左右方向の中央付近に取り付けられ、鼻に接する鼻当て、及び前記レンズの左右方向の両端付近に取り付けられ、耳、側頭部または後頭部に接する左右一対のテンプルを設ける眼鏡型の装着手段とを備えることを特徴とする眼鏡型映像表示装置である。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記表示手段はホログラムディスプレイであることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、操作手段により撮像画像を静止画像として利用者の眼に導く構成であるため、例えば看板や時刻表などの利用者が注視したい対象物を簡単な操作で静止画像として表示して確認することが可能であり、例えば視覚障害者などが簡単な取扱で周囲の状況を的確に確認することができる映像表示装置を提供することができる。

請求項２、３に記載の発明によれば、撮像した位置情報と画像とを記録し、現在の位置情報に応じた映像を表示する構成であるため、当該映像表示装置の特に視覚障害を持った利用者が日中に危険箇所を撮影しながら歩いた道を夜間に歩く場合などにおいて、歩く場所に応じた画像を確認することで周囲の状況を的確に把握することができる。

請求項４に記載の発明によれば、利用者の背後方向の画像を撮像して記録する構成であり、同じ経路を往復する帰路に撮像画像で確認する場合に利用者の進行方向と画像の再生方向を一致させることができるため、より利用者に見易い画像を表示することができる。

請求項５、６に記載の発明によれば、歩行時の振動を検出してフレームレートを変更する構成であり、歩行時又は停止時にそれぞれ見易いフレームレートで画像を表示することができるため、面倒な切り替え操作をすることなく、歩行時又は停止時の視認性を向上させることができる。

請求項７に記載の発明によれば、上述した映像表示装置を備えた眼鏡型映像表示装置であるため、利用者の負担を通常の眼鏡を掛ける程度に抑えることができ、より取扱を簡便に実現できる。

請求項８に記載の発明によれば、ホログラムディスプレイを備えた構成のおいて本発明を実施できる。

以下、この発明の実施の形態について説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、発明の用語はこれに限定されない。

図１は、本発明である映像表示装置１の外観を示す図である。映像表示装置１は、その外観において、撮像手段としてのカメラユニット５０が設けられた眼鏡ユニット２、装置ユニット３、当該眼鏡ユニット２と装置ユニット３とを電気的に接続するケーブル４、及び装着手段としての左右一対のプリズム２０Ｌ、２０Ｒと、鼻当て３１と、左右一対のテンプル３２Ｌ、３２Ｒとよりなり、プリズム２０Ｌ、２０Ｒが利用者の左右の眼前に位置するように装着される。また、眼鏡ユニット２には、利用者が装着した時において、その利用者の前方視界を撮像するカメラユニット５０が設けられている。

図１に示すように、鼻当て３１は、プリズム２０Ｌ、２０Ｒに取り付けられており、これらを連結している。テンプル３２Ｌ、３２Ｒは、それぞれプリズム２０Ｌ、２０Ｒの端部の取り付けられている。利用者が装着する時には、鼻当て３１が鼻に当たり、テンプル３２Ｌ、３２Ｒが耳、側頭部又は後頭部に当たって、映像表示装置１はこれら３部位で指示される。テンプル３２Ｌ、３２Ｒは、プリズム２０Ｌ、２０Ｒ近傍の部位に設けられた垂直方向の軸（特に図示しない）を中心に回動可能であり、非使用時には内側（プリズム２０Ｌ、２０Ｒ側）に折り畳むことができる。

次に眼鏡ユニット２、装置ユニット３の機能的構成について図２を参照しながら説明する。図２は、映像表示装置１の機能的構成を模式的に示した図である。

図２に示すように、眼鏡ユニット２は、表示部１０、振動センサ９１、位置センサ９２、及びカメラユニット５０を備え、各部はケーブル４により制御部７０に接続される。

表示手段としての表示部１０は、後述する図３、４のように構成され、制御部７０から出力される画像情報を映像として表示する表示器と、該表示器からの光を利用者の眼に導いて可視映像を表示する接眼光学系とからなる。

振動センサ９１は、ピエゾ素子や水銀スイッチなどにより眼鏡ユニット２の仰角又は水平角方向の加速度を制御部７０に出力することで振動を検知するセンサである。

位置センサ９２は、特に図示しないＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を受信するＧＰＳアンテナと、利用者が装着時に鉛直方向と直交する平面上で互いに直交する２つの軸方向の微弱な磁気成分を磁気インピーダンス効果を利用して検出する磁気センサとにより構成され、検出されたＧＰＳ信号と磁気センサの値とを制御部７０に出力する。

カメラユニット５０は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）、光学レンズ、当該光学レンズ用駆動モータなどを備え、撮像方向の被写体からの光を光学レンズ及び当該光学レンズ用駆動モータによりＣＣＤ上に結像する構成である（いずれも図示しない）。カメラユニット５０は、制御部７０からの撮像指示により、ＣＣＤ上に結像した画像を画像アナログ信号として制御部７０に出力する。

次に、装置ユニット３は、図２に示すように、記憶部４０、操作部６０、制御部７０、及び電源回路８０を備える。

記録手段としての記憶部４０は、映像記録部４１、位置情報記録部４２などを備え、電気的に消去及び書き換えが可能な不揮発メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）やフラッシュメモリなどにより構成され、制御部７０による制御処理時に使用される映像表示装置１の各種データや処理プログラム、及び画像データなどを格納し、制御部７０からのアドレスポイントを指定するなどのデータ要求指示に対して、該当するデータを制御部７０に送信する。映像記録部４１は、記憶部４０において画像データを格納するデータ領域であり、カメラユニット５０で撮像された動画データ又は静止画像データを格納する。位置情報記録部４２は、上述した各種データのうち、映像記録部４１に格納された画像データに対応する位置情報である記録映像位置情報を格納するデータ領域である。

操作手段としての操作部６０は、電源スイッチ６１、録画／再生／逆転再生スイッチ６２、静止画スイッチ６３、位置情報記録スイッチ６４、及び特に図示しないその他の各種操作ボタンなどを備え、利用者からの指示を制御部７０に出力する。電源スイッチ６１は、映像表示装置１の電源の操作指示を受け付けるスイッチである。録画／再生／逆転再生スイッチ６２は、後述するカメラユニット５０による録画、記憶部４０に記録された画像の再生、又は逆転再生処理の開始の操作指示を受け付ける操作スイッチである。静止画スイッチ６３は、カメラユニット５０で撮像された画像を表示部１０に静止画像として表示する操作指示を受け付けるスイッチである。位置情報記録スイッチ６４は、後述する処理において現在の位置情報を測定指示を受け付けるスイッチである。

画像処理手段としての制御部７０は、制御回路７１、表示駆動回路７２、振動判定回路７３、位置判定回路７４、タイミング制御回路７５、及びＡ／Ｄ変換回路７６を備え、映像表示装置１の画像処理を含む動作を統括制御する。

制御回路７１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び内部ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、ＣＰＵが内部ＲＡＭの所定領域を作業領域としてＲＯＭや記憶部４０に格納された制御プログラム又は各種データに従い、各部に制御信号を送って映像表示装置１の画像処理を含む動作全般を統括制御する。また、制御回路７１は、特に図示しない常時一定周波数を発信する水晶発振器によるクロック信号を基準に動作するとともに、当該クロック信号を計数して現在時刻を計時する。

表示駆動回路７２は、制御回路７１から出力されるデジタル画像信号をビデオ信号など所定の信号形式に変換して、所定のフレームレート（frame rate）で画像信号を表示部１０に出力する。例えば、３０ｆｐｓ（frame per second）で画像信号を表示部１０に出力する場合は、１秒間に３０回、表示部１０に表示される画面を描き直す。表示駆動回路７２は、このフレームレートを制御回路７１の指示により表示部１０の垂直走査周波数（リフレッシュレート）以下の値に設定する。

検出手段としての振動判定回路７３は、振動センサ９１から出力される信号が所定のサイクルで、所定の大きさ以上であるか否かにより利用者が歩行中か否かを判定する回路である。なお、ここで検出の対象となる所定の信号サイクルとは、人の歩行時において足が着地したことで発生する周期的な振動のことであり、４〜１Ｈｚなどの予め測定された範囲値と比較されて検出される。また、所定の大きさとは、歩行による振動程度の信号値の大きさであり、微細な振動による信号を排除するフィルターにより予め設定された閾値以上のものとして検出される。

位置検出手段としての位置判定回路７４は、位置センサ９２から出力されるＧＰＳ信号と磁気センサの値とにより、映像表示装置１の現在位置と方位を算出して現在位置情報として制御部７０に出力する回路である。

タイミング制御回路７５は、制御回路７１の指示により、カメラユニット５０による撮像開始及び画像アナログ信号を出力するタイミングを制御する回路である。例えば、タイミング制御回路７５は、上述したタイミングによる静止画像、又は撮像開始と画像アナログ信号の出力を順次連続して行なう動画像の撮像や、撮像開始から画像アナログ信号の出力までの時間をフレームレートに応じた時間範囲で制御することで、ＣＣＤにおける電荷の蓄積時間を制御して撮像画像の感度を調整する。

Ａ／Ｄ変換回路７６は、カメラユニット５０から出力される画像アナログ信号を画像デジタル信号に変換して制御回路７１に出力する回路である。

電源回路８０は、特に図示しない電池や商用電源から供給される電力を各部に供給するための回路である。なお、電源回路８０における各部への電源開始又は終了の制御は、前述した電源スイッチ６１の指示により行なわれる。

次に、表示部１０について、図３、４を参照して説明する。図３は、表示部１０を含む断面を示す図であり、図４は、表示部１０を配置した表示エリアを示す図である。

表示部１０は、透過型の液晶表示器であるＬＣＤ１１、筐体１２、プリズム１３、ＬＥＤ１４、及びレンズ１５よりなる。ＬＣＤ１１は利用者に表示するための画像を表示し、表示した映像により照射光を変調する。筐体１２は、ＬＣＤ１１、ＬＥＤ１４、及びレンズ１５を収容してこれらを保持する。ＬＥＤ１４はＬＣＤ１１を照明するための光源であり、レンズ１５はＬＥＤ１４が発した光をＬＣＤ１１に全面に均一に導くための照明光学系である。

ＬＣＤ１１の映像の表示やＬＥＤ１４の発光は、ＬＥＤ１４の発光タイミングやＬＣＤ１１における各画素情報からなる画像信号を元に表示駆動回路７２で制御される。例えば、カメラユニット５０で撮像した画像データや映像記録部４１に格納された画像データが制御部７０で処理された後に表示駆動回路７２からＬＥＤ１４及びＬＣＤ１１に出力されることで、撮像された外界の映像や記録された画像が表示される。

プリズム１３は平板状であり、透明なガラス又は樹脂で作成されている。プリズム１３はＬＣＤ１１からの光を利用者の眼Ｅに導いて、ＬＣＤ１１に表示された映像の虚像を表示する。プリズム１３の上端部は、縁の内側よりも厚いくさび状とされており、筐体１２はこのくさび状の上端部を挟むようにしてプリズム１３に取り付けられている。

プリズム２０Ｌは平板状であり、単一の部材で構成されている。プリズム２０Ｒも平板状であるが、単一の部材ではなく、プリズム１３とプリズム２１で構成されている。プリズム２０Ｌおよびプリズム２１は、プリズム１３と同じ材料で作成されており、これら３者に屈折率の差はない。プリズム２０Ｒを成すプリズム１３とプリズム２１は相補的な形状を有し、隙間なく、かつ表面が連続するように接合されている。プリズム１３がくさび状の上端部を有することを除いて、プリズム２０Ｌ、２０Ｒは一般的な眼鏡と同様に対称形である。映像表示装置１を顔前に装着した利用者は、プリズム２０Ｌ、プリズム２０Ｒを通して外界を観察することになる。

プリズム１３の下端部は、縁に向かうほど全面（眼Ｅから遠い面）が後面（眼Ｅに近い面）に近づくにように作製されており、くさび状である。このくさび状の部位の全面、すなわちプリズム２１との接合面は平面であり、この平面にはホログラム素子２２が形成されている。ホログラム素子２２は、装着時に眼Ｅの直前に位置する。プリズム１３及びホログラム素子２２が接眼光学系１６を構成する。

プリズム１３は、ＬＣＤ１１からの光を、上端部の端面より内側に導き入れ、全面と後面で複数回全反射させながら、ホログラム素子２２に導く。ホログラム素子２２は、導かれた光を回折させて、平行光に近い光束としながら、眼Ｅに入射させる。これにより、利用者は、ＬＣＤ１１に表示された映像の虚像を認識することができる。ホログラム素子２２は外界からの光にはほとんど作用せず、虚像は外界の像の中央部に重なって観察される。

なお、ホログラム素子２２は、入射光であるＬＥＤ１４の各色の回折効率を高くするようにＲＧＢ３色のレーザで２つの光束を干渉させてその干渉縞をホログラム感材に記録する２光束干渉法により作製される。なお、ホログラム感材としては、銀塩、重クロムゼラチンなどでも良いが、ドライプロセスで使用できるフォトポリマーが最も好ましい。また、例えば、透過光量を３０％以上とするホログラム感材の膜厚は、５μｍから１００μｍが望ましく、さらには１５μｍから８０μｍが最適である。膜厚が５μｍ未満の場合は十分な映像の虚像を得られず、逆にその膜厚が１００μｍを越える場合は透過光量が急激に減衰する。

映像表示装置１では、ＬＣＤ１１からの光をプリズム１３の内部で反射しながらホログラム素子２２に導くようにしているため、プリズム２０Ｒを大きくすることが可能である。プリズム１３の下端部はくさび状であるが、同じ材質のプリズム２１に接合されているため、プリズム１３の下端部を透過する外界からの光に屈折は生じない。したがって、外界の像の中央部が歪んだり不連続になったりすることもなく、映像表示装置１は質の高い像を表示することができる。

ＬＣＤ１１は、左右方向に長い長方形状である、十数文字が横に並ぶ文字列を１〜数行程度表示することができる。このため、利用者は、映像から多くの情報を一度に得ることが可能である。なお、この実施の形態では、右眼に映像を表示するようにしているが、もちろん左眼に映像を表示するようにしても良いし、１対の表示部１０を備えて左右両眼に映像を表示する構成であっても良い。

なお、表示部１０は、例えばプリズム２０Ｌ、２０Ｒにパワーをもたせて、利用者の視力を矯正し得るようにしたものであっても良い。この場合は、左右の表示部１０の構成においてプリズム１３が矯正に応じた曲率を有する点を除き、上述した表示部１０と同様の構成である。

そして、利用者の視力を矯正し得る構成では、プリズム２０Ｌ、２０Ｒのパワーを利用者の視力に応じて設定する。プリズム２０Ｌ、２０Ｒに負のパワーをもたせることで近視を、正のパワーをもたせることで遠視を矯正することができる。プリズム１３の下端部のプリズム２１との接合面は平面とされており、ホログラム素子２２の形成は容易である。

上述の構成により、映像表示装置１は、図４に示すようなレンズの表示エリアＡに映像の虚像を表示する。利用者は、映像表示装置１を装着することにより、眼前にある表示エリアＡにおいて外界の画像と表示部１０で描画される画像とを同時に見ることが可能となる。なお、図８に示す表示エリアＡは、表示部１０をプリズム２０Ｒの上側部２０Ｒ１に横方向に取り付けることによって縦方向より横方向を長く設定されるが、この場合、表示エリアＡの両側をマスクすることで、表示エリアＡ１とし、横方向より縦方向を長く設定することもできる。なお、この表示エリアＡは、矩形状に限定されず、例えば楕円形状であっても良い。

表示部１０により、映像表示装置１は、利用者の眼前に装着されて、撮像して得られた画像などを映像として表示エリアＡに表示することで、利用者に映像を虚像として認識させることができる。しかも、表示部１０において外界の映像と表示エリアＡに描画される画像が同時に利用者から見ることが可能であることで、実際の風景に重ねて映像を表示することができ、利用者が周囲の状況を的確に把握することができる。また、利用者が視覚障害者などの場合は、映像表示装置１を装着した状態で治療する側からも利用者の眼を確認することができる。また、一般生活上で対面して話をする人から見ても、利用者の目を見て話をすることができ、ゴーグル型のように特殊な形状をしていないため、一般生活上で違和感なく用いることが可能である。

また、表示エリアＡの透過率は、表示エリアＡの周囲Ａ２の透過率と比較して４０％以内である。画像非表示時は表示エリアＡが通常のガラス玉と同様に光を透過するため、歩行などの日常生活において影響することがない。また、例えば医師などの利用者と対面する人は、表示エリアＡが透過することにより利用者の眼球運動を観察することができ、より正確な診断が可能である。

また、映像表示装置１は、静止画スイッチ６３により撮像画像を静止画像として表示エリアＡに表示することで、利用者が注視したい例えば看板や時刻表などの対象物を簡単な操作で静止画像として表示して確認することができる。

［第１実施形態］
次に、制御部７０が行なう、利用者が歩行中又は停止中であるかに応じてフレームレートを変更して映像を表示する処理（ステップＳ１１〜Ｓ１７）について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、制御部７０は、カメラユニット５０から撮像された外界の映像の取得と（ステップＳ１１）、振動センサ９１から出力される眼鏡ユニット２の振動を示す信号を取得する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２の後、取得された振動を示す信号の大きさが予め定められた基準値以上であると判定された場合は（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、表示部１０に表示する画像のフレームレートが３０Ｈｚに設定される。また、上記取得された信号の大きさが基準値未満であると判定された場合は（ステップＳ１３：ＮＯ）、表示部１０に表示する画像のフレームレートが８Ｈｚに設定される（ステップＳ１５）。

なお、ステップＳ１４、Ｓ１５で設定されるフレームレートの値は、特に「３０」、「８」に限定するものではなく、基準値以上の振動である場合、所定のフレームレートに変更する構成の一例を示すものである。より好適な構成としては、上述したように、基準値は歩行中の振動を検出する値であり、歩行中であると判定されたステップＳ１４においては予め計測された利用者が歩行中に見易いフレームレートに設定され、同様に停止中であると判定されたステップＳ１５においては停止中に見易いフレームレートに設定される。

ステップＳ１３における基準値とは、前述した振動判定回路７３によるフィルターの閾値であり、歩行による振動以上であることを示す信号値である。なお、ステップＳ１３による判定は、上述した基準値以外に、前述した振動判定回路７３における所定のサイクルも検出する構成であっても良い。この場合は、信号値の大きさとサイクルとを検出する構成であるため、より厳密に利用者が歩行中であるか否かを判別することが可能となる。

ステップＳ１４、Ｓ１５の後、表示部１０において設定されたフレームレートで画像が表示され（ステップＳ１６）、電源スイッチ６１からの電源操作が判定されて（ステップＳ１７）、「ＯＮ」である場合はステップＳ１１へ戻り、「ＯＦＦ」である場合は終了する。

以上のように、映像表示装置１は、振動量に応じてフレームレートを変更する構成であり、利用者が歩行中である場合はフレームレートを歩行中に視認しやすい例えば３０Ｈｚにして画像を表示し、停止中である場合はフレームレートを停止中に視認しやすい８Ｈｚにして画像を表示する。このため、映像表示装置１は、利用者がわざわざ歩行中や停止中に操作することなく、容易に視認性の高い映像を表示させることができる。

また、映像表示装置１は、タイミング制御回路７５によりフレームレートに応じてカメラユニット５０での撮像の感度を調整することが可能であるため、静止時にフレームレートを落とすことでカメラユニット５０での感度を上げ、利用者が静止して周囲の状況を詳しく確認する時に暗部まで詳細に表示することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態として、映像表示装置１の制御部７０が行なう撮像／再生処理について説明する。
最初に、録画／再生／逆転再生スイッチ６２から「録画」が指示されたことにより制御部７０が行なう、撮像処理（ステップＳ２１〜Ｓ２６）について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、制御部７０は、カメラユニット５０から外界の映像を画像データとして取得し（ステップＳ２１）、映像記録部４１にその取得された画像データを格納する（ステップＳ２２）。なお、映像記録部４１に画像を格納する際には録画日時が付加される構成であってよい。

ステップＳ２１、Ｓ２２により、外界の映像の記録が開始された後、位置情報記録スイッチ６４をＯＮすることによる位置情報記録の指示の有無が判定され（ステップＳ２３）、位置情報記録の指示が入力された場合は（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、記録映像位置情報に位置判定回路７４から出力された現在位置情報が記録される（ステップＳ２４）。

ここにおける記録映像位置情報は、映像記録部４１に記録される画像データが静止画像である場合は画像データと位置データとによるテーブル、動画像である場合は動画データ、及びその記録開始からの時間と位置データとによるテーブルなどである。なお、記録映像位置情報は、静止画像や動画像のデータに例えばＥＸＩＦ形式（Exchangeable Image File Format）などのような付加情報として位置情報を付加する構成であっても良い。

ステップＳ２３において位置情報記録の指示が入力されない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）やステップＳ２４の後に、カメラユニット５０で撮像された外界の映像に所定の画像処理が施されて表示部１０に表示され（ステップＳ２５）、電源スイッチ６１からの電源操作が判定されて（ステップＳ２６）、「ＯＮ」である場合はステップＳ２１へ戻り、「ＯＦＦ」である場合は終了する。

次に、録画／再生／逆転再生スイッチ６２から「再生」が指示された場合などにより制御部７０が行なう、現在位置に応じた再生処理（ステップＳ３０〜Ｓ３６）について、図７（ａ）を参照して説明する。

先ず、制御部７０は、最初に映像記録部４１に記録された画像、つまり、録画日時が最も古い画像を読み出し（ステップＳ３０）、位置判定回路７４から現在位置情報を取得し（ステップＳ３１）、位置情報記録部４２に格納された記録映像位置情報を取得する（ステップＳ３２）。なお、ステップＳ３２は、位置情報記録部４２に格納された全ての記録画像情報を取得する以外に、ステップＳ３０で読み出された画像又は現在読み出されて表示中の画像に対して、次に古い画像に関する記録映像位置情報のみを取得する構成であっても良い。

ステップＳ３２の後、取得された現在位置情報と記録映像位置情報におけるいずれかの位置情報とが一致するか否かが判定される（ステップＳ３３）。なお、ステップＳ３３における判定は、厳密に一致するか否かの判定に限定するものではなく、現在位置情報における現在位置と記録映像位置情報における位置とが数メートルから数十メートル程度の範囲内で一致するか否かを判定する構成であって良い。

ステップＳ３３において、一致すると判定された場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）は、判定された記録映像位置情報に関連する画像データが映像記録部４１から読み込まれ（ステップＳ３４）、その画像データに基づいた映像が表示部１０に表示される（ステップＳ３５）。なお、ステップＳ３３において、一致しないと判定された場合（ステップＳ３３：ＮＯ）は、ステップＳ３０で読み出された画像、又はステップＳ３５において現在表示されている画像がそのまま表示される。
ステップＳ３５の後、電源スイッチ６１からの電源操作が判定されて（ステップＳ３６）、「ＯＮ」である場合はステップＳ３１へ戻り、「ＯＦＦ」である場合は終了する。

ここで、映像表示装置１の利用形態について、図８、９に例示して説明する。図８は、映像表示装置１の利用者が地点Ｐ１から地点Ｐ５を往復する場合の順路を例示する地図である。図９（ａ）は、地点Ｐ２における撮像画像の表示画面である画面Ｇ１を例示する図であり、（ｂ）は、地点Ｐ３における撮像画像の表示画面である画面Ｇ２を例示する図であり、（ｃ）は、地点Ｐ４における撮像画像の表示画面である画面Ｇ３を例示する図である。

映像表示装置１の利用者は、日中などに地点Ｐ１から地点Ｐ５まで移動する時に、上述した「録画」処理を行ない、危険や重要性を感じた地点Ｐ２〜Ｐ４においてその視野の画像である画面Ｇ１〜Ｇ３と位置情報とを記録する。そして、映像表示装置１の利用者は、地点Ｐ５から地点Ｐ１までを夜に移動する時に「再生」処理を行なわせて、利用者が日中にチェックした箇所の近傍で表示される画面Ｇ１〜Ｇ３の画像を確認することで、周囲の状況を的確に把握することができる。

以上のように、映像表示装置１は、撮像されて記憶部４０に記録される外界の映像に対して、利用者からの指示により撮像した場所である現在位置情報を記録することができる。
また、映像表示装置１は、利用者から録画／再生／逆転再生スイッチ６２による「再生」の指示で映像記録部４１に記録された撮像位置情報を含む映像を再生する場合に、現在位置に応じて画像を判別して表示する。

このため、映像表示装置１の利用者が日中に危険箇所を撮影しながら歩いた道を夜間に歩く場合などにおいて、歩く場所に応じた画像を確認することで周囲の状況を的確に把握することができる。

［変形例］
次に、第２実施形態の変形例として、録画／再生／逆転再生スイッチ６２から「逆転再生」が指示されたことにより制御部７０が行なう、逆転再生処理（ステップＳ４１〜Ｓ４７）について、図７（ｂ）に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、制御部７０は、最後に映像記録部４１に記録された画像、つまり、録画日時が最も新しい画像を読み出し（ステップＳ４１）、映像表示装置１の現在位置を測定して現在位置情報を取得し（ステップＳ４２）、ステップＳ４１で読み出された画像、又は現在読み出されて表示中の画像に対して１つ前に記録された画像に関する記録映像位置情報を取得する（ステップＳ４３）。

ステップＳ４３の後、取得された現在位置情報と記録映像位置情報における位置情報とが一致するか否かが判定される（ステップＳ４４）。なお、ステップＳ４４における判定は、ステップＳ３３と同様に厳密に一致するか否かに限定しない。

ステップＳ４４において、現在位置と記録映像位置情報による位置とが一致すると判定された場合（ステップＳ４４：ＹＥＳ）は、１つ前に記録された画像データが映像記録部４１から読み出されて（ステップＳ４５）、表示部１０に表示される（ステップＳ４６）。なお、ステップＳ４４において、一致しないと判定された場合（ステップＳ４４：ＮＯ）は、ステップＳ４６において映像記録部４１から読み出されている最新の画像データを元に表示部１０に画像が表示される。
ステップＳ４６の後、電源スイッチ６１からの電源操作が判定されて（ステップＳ４７）、「ＯＮ」である場合はステップＳ４２へ戻り、「ＯＦＦ」である場合は終了する。

ここで、逆転再生処理に好適な撮像処理を行なう映像表示装置１の変形例について、図１０を参照して説明する。図１０は、第２実施形態における変形例をより好適に実施する映像表示装置１の外観を示す図である。

図１０に示すように、映像表示装置１は、カメラユニット５０をケーブル５により電気的に眼鏡ユニット２と接続し、テンプル３２Ｌに設けられた回転ジョイント部３３により利用者が装着した時に視界後方である方向Ｘと前方である方向Ｙに回動可能に備える構成である。なお、この回転ジョイント部３３の利用者の側頭部から外側へ向かう長さは、カメラユニット５０で方向Ｘ及び方向Ｙを撮像する際において利用者の耳や髪の毛が撮像画像に入らない程度である。

映像表示装置１の利用者は、例えば図８に示したように、地点Ｐ１から地点Ｐ５まで移動して逆転再生画像を撮像する場合にカメラユニット５０を方向Ｘ方向に向けて撮像する。そして、映像表示装置１の利用者が地点Ｐ５から地点Ｐ１へ戻る際に逆転再生を行なう場合は、利用者の進行方向と逆転再生する画像の方向とが一致するため、映像表示装置１はより利用者に見易い画像を表示することができる。

なお、映像表示装置１は、撮像画像を映像記録部４１に記録する場合に方向Ｘ又は方向Ｙのいずれの方向で撮像したかを記録する構成であって良い。この場合は、ステップＳ４１〜Ｓ４７の処理において画像を読み出す際に所定の方向で撮像された画像を選択することで、逆転再生に必要な方向の画像のみを再生することが可能となり、より利用者に分かり易い画像を表示することができる。

以上のように、映像表示装置１は、例えば操作１つで逆転再生が可能な構成であるため、より取扱を簡易にすることができる。

本発明である映像表示装置１の外観を示す図である。 映像表示装置１の機能的構成を模式的に示した図である。 映像表示装置１の表示部１０を含む縦断面を示す図である。 表示部１０による表示エリアＡを示す図である。 映像表示装置１の第１実施形態における利用者が歩行中又は停止中であるかに応じてフレームレートを変更して映像を表示する処理を示すフローチャートである。 映像表示装置１の第２実施形態における撮像処理を示すフローチャートである。 （ａ）は、映像表示装置１の第２実施形態における再生処理を示すフローチャートであり、（ｂ）は、映像表示装置１の第２実施形態の変形例における逆転再生処理を示すフローチャートである。 映像表示装置１の利用者が地点Ｐ１から地点Ｐ５を往復する場合の順路を例示する地図である。 （ａ）は、地点Ｐ２における撮像画像の表示画面である画面Ｇ１を例示する図であり、（ｂ）は、地点Ｐ３における撮像画像の表示画面である画面Ｇ２を例示する図であり、（ｃ）は、地点Ｐ４における撮像画像の表示画面である画面Ｇ３を例示する図である。 第２実施形態の変形例で好適な映像表示装置１の外観を示す図である。

符号の説明

１ 映像表示装置
２ 眼鏡ユニット
３ 装置ユニット
４、５ ケーブル
Ａ、Ａ１ 表示エリア
Ａ２ 周囲
Ｅ 眼
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ 画面
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５ 地点
Ｘ、Ｙ 方向
１０ 表示部
１１ ＬＣＤ
１２ 筐体
１３ プリズム
１４ ＬＥＤ
１５ レンズ
１６ 接眼光学系
２０、２０Ｌ、２０Ｒ プリズム
２０Ｒ１ 上側部
２１ プリズム
２２ ホログラム素子
３１ 鼻当て
３２Ｌ、３２Ｒ テンプル
３３ 回転ジョイント部
４０ 記憶部
４１ 映像記録部
４２ 位置情報記録部
５０ カメラユニット
６０ 操作部
６１ 電源スイッチ
６２ 録画／再生／逆転再生スイッチ
６３ 静止画スイッチ
６４ 位置情報記録スイッチ
７０ 制御部
７１ 制御回路
７２ 表示駆動回路
７３ 振動判定回路
７４ 位置判定回路
７５ タイミング制御回路
７６ Ａ／Ｄ変換回路
８０ 電源回路
９１ 振動センサ
９２ 位置センサ

Claims (8)

1. 外界の映像を撮像する撮像手段と、
   利用者からの操作指示を受け付ける操作手段と、
   前記利用者からの操作指示により前記撮像された画像を静止画像として光学像に変換する画像処理手段と、
   前記画像処理手段により変換された光学像と外界の映像とを同時に当該映像表示装置の利用者の眼に導く接眼光学系を有する表示手段と、
   を備えたことを特徴とする映像表示装置。
2. 外界の映像を撮像する撮像手段と、
   当該映像表示装置の現在位置を検出する位置検出手段と、
   前記撮像された映像と前記位置検出手段により検出された撮像時における位置情報とを記録する記録手段と、
   前記現在位置と前記撮像時における位置情報とに応じた前記記録された映像を光学像に変換する画像処理手段と、
   前記画像処理手段により変換された光学像と外界の映像とを同時に当該映像表示装置の利用者の眼に導く接眼光学系を有する表示手段と、
   を備えたことを特徴とする映像表示装置。
3. 前記記録手段は、前記撮像された映像の撮像順序を更に記録し、
   前記画像処理手段は、前記撮像順序とは逆順に前記現在位置と前記撮像時における位置情報とに応じた前記記録された映像を光学像に変換することを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
4. 前記撮像手段は、当該映像表示装置の利用者に対して背後方向の映像を撮像することを特徴とする請求項２又は３に記載の映像表示装置。
5. 外界の映像を撮像する撮像手段と、
   当該映像表示装置の利用者が歩行中か否かを検出する検出手段と、
   前記歩行中か否かに応じたフレームレートで外界の映像を光学像に変換する画像処理手段と、
   前記画像処理手段により変換された光学像と外界の映像とを同時に当該映像表示装置の利用者の眼に導く接眼光学系を有する表示手段と、
   を備えたことを特徴とする映像表示装置。
6. 前記撮像手段は、前記画像処理手段におけるフレームレートに応じて感度を調節することを特徴とする請求項５に記載の映像表示装置。
7. 前記請求項１〜６のいずれか一項に記載の映像表示装置と、
   前記表示手段を備えるレンズ、該レンズの左右方向の中央付近に取り付けられ、鼻に接する鼻当て、及び前記レンズの左右方向の両端付近に取り付けられ、耳、側頭部または後頭部に接する左右一対のテンプルを設ける眼鏡型の装着手段と、
   を備えることを特徴とする眼鏡型映像表示装置。
8. 前記表示手段はホログラムディスプレイであることを特徴とする請求項７に記載の眼鏡型映像表示装置。

Images