JP2000059666A - Image pickup device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被着者の視野範囲
を撮像し、その画像を被着者の網膜上に結像させるよう
に構成された撮像装置に係り、特に、例えば弱視、色弱
等の視覚障害を補正するために装着するヘッドマウント
ディスプレイに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus configured to image a visual field range of an adherend and to form an image on the retina of the adherend. The present invention relates to a head-mounted display that is mounted to correct visual impairments such as the above.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、例えば弱視や色弱等の視覚障害を
補正する装置としてヘッドマウントディスプレイ形式の
ものが開発されている。図12は、従来の視覚障害補正
用のヘッドマウントディスプレイ110を示す平面図で
ある。2. Description of the Related Art Conventionally, a head-mounted display type device has been developed as a device for correcting visual impairment such as low vision or poor color vision. FIG. 12 is a plan view showing a conventional head mounted display 110 for correcting visual impairment.
【0003】同図において、ヘッドマウントディスプレ
イ110は、被着者111の視野領域112を撮像する
CCDカメラ113と、このCCDカメラ113により
撮像された画像を被着者111の網膜114上に結像さ
せるファインダ115と、これらの各装置を一体的に被
着者111の頭部に固定するための本体116とからな
るものである。In FIG. 1, a head-mounted display 110 includes a CCD camera 113 that captures an image of a field of view 112 of an adherend 111, and an image captured by the CCD camera 113 is formed on a retina 114 of the adherend 111. It comprises a finder 115 to be operated and a main body 116 for integrally fixing these devices to the head of the adherend 111.
【0004】詳述すると、CCDカメラ113は、被着
者111の視野領域112と同等の領域117を撮像
し、撮像された画像は補正されたうえで、カラーLCD
118により映し出され、ミラー119により反射され
て、被着者111の網膜114に対向配置されたファイ
ンダ115に映し出される。More specifically, a CCD camera 113 captures an image of an area 117 equivalent to the visual field area 112 of the adherend 111, and corrects the captured image to a color LCD.
The image is projected by 118, reflected by the mirror 119, and projected on a finder 115 facing the retina 114 of the adherend 111.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のヘッドマウントディスプレイ110では、CC
Dカメラ113が本体116の正面位置に固定されてい
るため、このCCDカメラ113の撮像方向は常に本体
116の正面のみとなる。However, in the conventional head mounted display 110 described above, the CC
Since the D camera 113 is fixed at the front position of the main body 116, the imaging direction of the CCD camera 113 is always only the front of the main body 116.
【0006】そのため、CCDカメラ113による撮像
方向を変えようとするときは、被着者111は、撮像を
望む方向に自己の頭部を向けることによって、本体11
6ごとCCDカメラ113の向き転換しなければなら
ず、瞬時の撮像方向の転換が困難であるとともに、ヘッ
ドマウントディスプレイ110の装着時の疲労が大き
く、実用性が低下する惧れがある。Therefore, when trying to change the imaging direction of the CCD camera 113, the adherend 111 turns his / her head in the direction in which the imaging is desired, and
It is necessary to change the direction of the CCD camera 113 every time, and it is difficult to change the imaging direction instantly, and there is a possibility that the fatigue at the time of mounting the head mounted display 110 is large and the practicality is reduced.
【0007】そこで、本発明は、上記事情に鑑みて成さ
れたものであり、その目的は、ヘッドマウントディスプ
レイ形式の撮像装置における撮像方向の転換をより迅速
且つ快適なものとすることを課題とする。Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to make the change of the imaging direction in a head-mounted display type imaging apparatus quicker and more comfortable. I do.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本願請求項1に係る発明は、被着者の視野領域を撮
像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像
を前記被着者の網膜上に結像させる画像表示手段と、前
記被着者の視線方向を検出する検出手段と、前記検出手
段により検出された前記視線方向に前記撮像手段の撮像
方向を追従させる駆動手段とからなるものである。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application is directed to an image pickup means for picking up an image of a field of view of a person to be adhered, and an image picked up by the image pickup means. Image display means for forming an image on the retina of a wearer, detection means for detecting the line of sight of the adherend, and drive means for following the image pickup direction of the image pickup means to the line of sight detected by the detection means It consists of:
【0009】このような請求項1に係る発明によれば、
被着者の視線方向を検出して、その視線方向に撮像手段
の撮像方向を追従させるため、被着者は、装置全体の方
向を変えなくても、所望する方向を画像表示手段に映し
出すことができる。According to the first aspect of the present invention,
In order to detect the direction of the line of sight of the adherend and make the imaging direction of the imaging unit follow the direction of the line of sight, the adherend can project the desired direction on the image display unit without changing the direction of the entire apparatus. Can be.
【0010】請求項2に係る発明は、請求項1に係る発
明において、前記撮像手段、前記画像表示手段、前記検
出手段及び前記駆動手段を一体的に前記被着者の眼球の
近傍に保持する保持手段を有するものである。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the image pickup means, the image display means, the detection means, and the drive means are integrally held near an eyeball of the adherend. It has holding means.
【0011】このような請求項2に係る発明によれば、
撮像装置を構成する各手段を一体的に装着することがで
きるため、その着脱が容易となる。[0011] According to the second aspect of the present invention,
Since the respective units constituting the imaging apparatus can be integrally mounted, it is easy to attach and detach the units.
【0012】請求項3に係る発明は、請求項1又は2に
記載の撮像装置において、前記画像表示手段は、前記撮
像手段により撮像された画像の中心を被着者の視線方向
に移動させる画像中心移動手段を有するものである。According to a third aspect of the present invention, in the image pickup apparatus according to the first or second aspect, the image display means moves the center of the image picked up by the image pickup means in the line of sight of the adherend. It has a center moving means.
【0013】このような請求項3に係る発明によれば、
画像表示手段によって表示される画像の中心を被着者の
視線方向に移動させることによって、被着者の視線方向
に追従して撮像手段の撮像方向を変えた際に、被着者が
注目している対象物と、画像表示手段に表示される対象
物とにずれが生じるのを防ぐことができる。According to the third aspect of the present invention,
By moving the center of the image displayed by the image display means in the direction of the line of sight of the adherend, the adherent pays attention when changing the imaging direction of the imaging means to follow the direction of the line of sight of the adherend. It is possible to prevent a shift from occurring between the target object and the target object displayed on the image display means.
【0014】請求項4に係る発明は、請求項1、2又は
3に記載の撮像装置において、前記画像表示手段に表示
された被写体を指定する指定手段と、この指定手段によ
り指定された該被写体の色を知らせる色通知手段とを有
するものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the image pickup apparatus according to the first, second or third aspect, a designation means for designating a subject displayed on the image display means, and the subject designated by the designation means And color notifying means for notifying the user of the color.
【0015】このような請求項4に係る発明によれば、
被着者が色弱等の視覚障害を有するものであっても、撮
像された対象物の色を容易に認識することができる。According to the fourth aspect of the invention,
Even if the adherend has a visual impairment such as color weakness, the color of the imaged object can be easily recognized.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】第1の実施形態 以下に、本発明の第1の実施形態について詳細に説明す
る。図1は、本実施形態におけるヘッドマウントディス
プレイ100の内部構成を模式的に示すものであり、図
2、図3は、その外観を表した斜視図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described below in detail. FIG. 1 schematically shows the internal configuration of a head-mounted display 100 according to the present embodiment, and FIGS. 2 and 3 are perspective views showing the appearance thereof.
【0017】図1乃至図3において、ヘッドマウントデ
ィスプレイ100は、被着者1の視野領域2を撮像する
CCDカメラ3,3と、このCCDカメラ3,3により
撮像された画像を被着者1の網膜4a上に結像させるデ
ィスプレイ装置5,5と、被着者1の視線方向を検出す
る検出手段6,6と、検出手段6,6により検出された
視線方向にCCDカメラ3,3の撮像方向を追従させる
駆動手段7,7とからなるものである。なお、本実施形
態においては、これらの手段は電源装置9から供給され
る電源によって動作する。1 to 3, a head-mounted display 100 includes a CCD camera 3, 3 for capturing an image of a visual field 2 of a person 1, and an image captured by the CCD cameras 3, 3. Display devices 5 and 5 for forming an image on the retina 4a, detecting means 6 and 6 for detecting the line of sight of the adherend 1, and the CCD cameras 3 and 3 for detecting the line of sight detected by the detecting means 6 and 6. And driving means 7 for following the imaging direction. Note that, in the present embodiment, these units are operated by the power supplied from the power supply device 9.
【0018】CCDカメラ3,3は、被着者1の視野領
域2,2とほぼ等しい撮像領域を有する撮像手段であ
り、駆動手段7,7によってその撮像方向を上下左右に
転換されるものである。そして、このCCDカメラ3,
3は、本実施形態では、本体8の前面部に2つ設けられ
ているとともに、透明な半球状のフード3aにより覆わ
れている。また、これら2つのCCDカメラ3,3は、
その間隔が被着者1の眼球4,4の間隔とほぼ等しく設
定され、被着者1の視線方向と撮像方向が一致するよう
に配置されている。なお、このCCDカメラ3、3の間
隔について被着者1の眼球4,4の間隔に適合させるべ
く、CCDカメラ3,3に間隔調整手段を設けてもよ
い。The CCD cameras 3, 3 are imaging means having an imaging area substantially equal to the visual field areas 2, 2 of the adherend 1, and their driving directions are changed up, down, left and right by driving means 7, 7. is there. And this CCD camera 3,
In the present embodiment, two are provided on the front surface of the main body 8 and are covered with a transparent hemispherical hood 3a. Also, these two CCD cameras 3 and 3
The interval is set substantially equal to the interval between the eyeballs 4 and 4 of the adherend 1, and the arrangement is such that the line of sight of the adherend 1 and the imaging direction coincide. The CCD cameras 3 and 3 may be provided with an interval adjusting means so that the intervals between the CCD cameras 3 and 3 are adapted to the intervals between the eyes 4 and 4 of the adherend 1.
【0019】ディスプレイ装置5,5は、本体8の側部
に内蔵されたバックライト51、カラーLCD52及び
焦点調節器53と、焦点調節53の光軸上に配置される
反射鏡54、レンズ56、反射鏡55と、被着者1の眼
球4に対向するように配置されるファインダ57からな
るものである。The display devices 5, 5 include a backlight 51, a color LCD 52, and a focus adjuster 53 built in the side of the main body 8, a reflecting mirror 54, a lens 56 disposed on the optical axis of the focus adjust 53, It comprises a reflecting mirror 55 and a finder 57 arranged to face the eyeball 4 of the adherend 1.
【0020】このディスプレイ装置5,5によって、C
CDカメラ3で撮像された画像はバックライト51及び
カラーLCD52により映し出され、焦点調節器53に
よりフォーカス等を調節されたうえで、反射鏡54、レ
ンズ56、反射鏡55を経て、ファインダ57に表示さ
れる。By the display devices 5 and 5, C
The image picked up by the CD camera 3 is displayed by a backlight 51 and a color LCD 52, and the focus is adjusted by a focus adjuster 53, and then displayed on a finder 57 through a reflecting mirror 54, a lens 56, and a reflecting mirror 55. Is done.
【0021】検出手段6,6としては、周知の技術を用
いることができる。本実施形態では、赤外線を用いた方
式のものを採用する。図4は、本実施形態に係る検出手
段6,6をより詳細に説明するものである。As the detection means 6, 6, a known technique can be used. In this embodiment, a system using infrared rays is employed. FIG. 4 illustrates the detecting means 6 and 6 according to the present embodiment in more detail.
【0022】図4(a)乃至(c)に示すように、検出
手段6,6は、眼球4に近接配置された赤外光源60
X、60Yから眼球4に赤外光を照射し、その反射光を
光電変換素子61R、61L、61U、61Dで受光し
て、黒目の左右及び上下への移動を検出する。As shown in FIGS. 4A to 4C, the detecting means 6 and 6 are provided with an infrared light source 60 disposed close to the eyeball 4.
The eye 4 is irradiated with infrared light from X and 60Y, and the reflected light is received by the photoelectric conversion elements 61R, 61L, 61U and 61D, and the movement of the iris to the left and right and up and down is detected.
【0023】詳述すると、黒目の左右の動きを検出する
光電変換素子61R,61Lは,黒目が正面を向いた状
態でそれぞれ黒目の右側及び左側からの反射光を受光す
るように配置され、その出力は増幅器63で増幅され
る。また、黒目の上下方向の動きを検出する光電変換素
子61U、61Dはともに、黒目が正面を向いた状態で
黒目の斜め下位置からの反射光を受光するように配置さ
れ、その出力は増幅器62で増幅される。そして、増幅
器62、63からの出力は解析回路(図示せず)によっ
て解析され、被着者1の視線方向が特定される。More specifically, the photoelectric conversion elements 61R and 61L for detecting the left and right movement of the iris are arranged so as to receive the reflected light from the right and left sides of the iris, respectively, with the iris facing the front. The output is amplified by the amplifier 63. Further, the photoelectric conversion elements 61U and 61D for detecting the vertical movement of the iris are arranged so as to receive the reflected light from the diagonally lower position of the iris in a state where the iris faces the front. Amplified by The outputs from the amplifiers 62 and 63 are analyzed by an analysis circuit (not shown), and the line of sight of the adherend 1 is specified.
【0024】駆動手段7,7は、上記検出手段6、6に
より検出された被着者1の視線方向に、CCDカメラ
3、3の撮像方向を追従させるべくCCDカメラ3、3
を上下、左右に回動させるものである。この駆動手段
7、7の具体的な構成を図5及び図6に示す。なお、図
5は駆動手段7の斜視図であり、図6(a)は、駆動手
段7の停止状態を示し、同図(b)はその回動状態を示
している。The driving units 7 and 7 are arranged so that the imaging directions of the CCD cameras 3 and 3 follow the line of sight of the adherend 1 detected by the detection units 6 and 6.
Is turned up and down and left and right. FIGS. 5 and 6 show a specific configuration of the driving units 7 and 7. 5 is a perspective view of the driving means 7, FIG. 6 (a) shows a stopped state of the driving means 7, and FIG. 6 (b) shows a rotating state thereof.
【0025】図5及び図6(a)に示すように、CCD
カメラ3は立方体状の基台70に突設されており、この
基台70は水平シャフト70aにより内部フレーム71
に対して上下回動可能に取り付けられている。また、基
台70にはモータ73が設けられており、これにより内
部フレーム71に対して上下回動され、この上下回動は
ブレーキ機構75により制動される。As shown in FIG. 5 and FIG.
The camera 3 is protruded from a cubic base 70, and the base 70 is mounted on an inner frame 71 by a horizontal shaft 70a.
Is mounted so as to be able to rotate vertically. A motor 73 is provided on the base 70, whereby the motor 73 is vertically rotated with respect to the internal frame 71, and this vertical rotation is braked by a brake mechanism 75.
【0026】ブレーキ機構75は、水平シャフト70a
に挿通され基台70側に固定された永久磁石75aと、
水平シャフト70aにスライド可能に挿通され永久磁石
75aに対して磁気的に反発するように対向配置される
電磁石75bと、この電磁石75bを基台70側に押し
つける皿バネ75cからなるものである。The brake mechanism 75 includes a horizontal shaft 70a
And a permanent magnet 75a inserted into the base 70 and fixed to the base 70 side,
It comprises an electromagnet 75b slidably inserted into the horizontal shaft 70a and opposed to the permanent magnet 75a so as to magnetically repel it, and a disc spring 75c for pressing the electromagnet 75b against the base 70 side.
【0027】そして、基台70を上下に回動するには、
図6(b)に示すように、電磁石75bに通電してこれ
を永久磁石75aに対して磁気的に反発させ、電磁石7
5bを永久磁石75aから離隔させてブレーキを解除
し、モータ73により回動させる。電磁石75bへの通
電を切断すると磁気的な反発がなくなり、皿バネ75c
の弾性力により電磁石75bが永久磁石75aに押しつ
けられ、基台70の回動が制動される。To rotate the base 70 up and down,
As shown in FIG. 6B, the electromagnet 75b is energized to magnetically repel it against the permanent magnet 75a.
The brake is released with the 5b separated from the permanent magnet 75a, and the motor 73 rotates. When the power supply to the electromagnet 75b is cut off, the magnetic repulsion disappears, and the disc spring 75c
The electromagnet 75b is pressed against the permanent magnet 75a by the elastic force of the above, and the rotation of the base 70 is braked.
【0028】また、内部フレーム71も、基台70と同
様に、垂直シャフト71aにより外部フレーム72に対
して左右回動可能に取り付けられている。さらに、この
内部フレーム71にもモータ74が設けられており、こ
れにより内部フレーム71は外部フレーム72に対して
左右に回動されるとともに、ブレーキ機構75と同様の
構成を備えたブレーキ機構76によりその回動が制御さ
れる。Further, similarly to the base 70, the inner frame 71 is also attached to the outer frame 72 by a vertical shaft 71a so as to be rotatable left and right. Further, a motor 74 is also provided on the inner frame 71, whereby the inner frame 71 is rotated left and right with respect to the outer frame 72, and a brake mechanism 76 having the same configuration as the brake mechanism 75 is used. The rotation is controlled.
【0029】また、本実施形態では、これらのCCDカ
メラ3,3、ディスプレイ装置5,5、検出手段6,6
及び駆動手段7,7は、本体8に一体的に被着者1の眼
球4の近傍に保持されている。In this embodiment, the CCD cameras 3 and 3, the display devices 5 and 5, and the detecting means 6 and 6 are used.
The driving means 7, 7 are held integrally with the main body 8 in the vicinity of the eyeball 4 of the adherend 1.
【0030】この本体8には、これを被着者1の頭部に
保持するために、固定ベルト81、83が設けられてい
る。固定ベルト81は、本体8を被着者1の上頭部にお
いて固定するものであり、固定ベルト83は、本体8を
被着者1の後頭部において固定するものである。また、
これらの固定ベルト81、83には、これの締め付け調
整を行うダイヤル式のアジャスタ81a、83aが設け
られている。The main body 8 is provided with fixing belts 81 and 83 for holding the main body 8 on the head of the adherend 1. The fixed belt 81 fixes the main body 8 at the upper head of the adherend 1, and the fixed belt 83 fixes the main body 8 at the back of the adherent 1. Also,
These fixed belts 81, 83 are provided with dial type adjusters 81a, 83a for adjusting the tightening thereof.
【0031】このような本実施形態に係るヘッドマウン
トディスプレイ100によれば、被着者1の視線方向を
検出して、その視線方向にCCDカメラ3、3の撮像方
向を追従させることができるため、被着者1は、装置全
体の方向を変えなくても、所望する方向をディスプレイ
装置5に映し出すことができる。According to the head-mounted display 100 according to this embodiment, the direction of the line of sight of the adherend 1 can be detected, and the imaging direction of the CCD cameras 3 and 3 can be made to follow the direction of the line of sight. The adherend 1 can project a desired direction on the display device 5 without changing the direction of the entire device.
【0032】また、本実施形態では、CCDカメラ3、
3の間隔と被着者1の眼球4、4の間隔とをほぼ等しく
する設けられているため、ディスプレイ装置5,5によ
って表示される画像を、より現実感に富んだものとする
ことができる。In this embodiment, the CCD camera 3
Since the interval of 3 and the interval of the eyes 4 and 4 of the adherend 1 are provided to be substantially equal, the images displayed by the display devices 5 and 5 can be more realistic. .
【0033】さらに、本実施形態では、ヘッドマウント
ディスプレイ装置100を構成する各手段を本体8に一
体的に取り付けるため、これの着脱が容易となる。Further, in the present embodiment, since the respective means constituting the head mounted display device 100 are integrally attached to the main body 8, it is easy to attach and detach them.
【0034】第2の実施形態 以下に、本発明の第2の実施形態について詳細に説明す
る。本実施形態では、上述した第1の実施形態における
ディスプレイ装置5に映し出される画像の表示方式につ
いて詳述する。なお、この第2の実施形態に係るヘッド
マウントディスプレイ全体の構成は前述した第1の実施
形態におけるヘッドマウントディスプレイ100と同様
である。Second Embodiment Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail. In the present embodiment, a method of displaying an image displayed on the display device 5 in the first embodiment will be described in detail. The overall configuration of the head mounted display according to the second embodiment is the same as that of the head mounted display 100 according to the first embodiment.
【0035】そして、特にこの第2の実施形態に係るデ
ィスプレイ装置は、CCDカメラ3,3により撮像され
た画像の中心を被着者1の視線方向に移動させる画像中
心移動手段(図示せず)を有するものである。In particular, the display device according to the second embodiment is an image center moving means (not shown) for moving the center of the image picked up by the CCD cameras 3 and 3 in the line of sight of the adherend 1. It has.
【0036】この画像中心移動手段は、本実施形態にお
いては、ディスプレイ装置5に映し出される画像を加工
する演算手段であり、この演算手段は、例えば本体8に
内蔵されるCPU等によって実現することができる。In the present embodiment, the image center moving means is an arithmetic means for processing an image displayed on the display device 5, and this arithmetic means can be realized by, for example, a CPU built in the main body 8. it can.
【0037】以下にこの画像中心移動手段による画像の
加工について図7を参照して説明する。なお、図7は、
CCDカメラ3による撮像画像とディスプレイ装置5に
よる表示画像を示すものである。The processing of an image by the image center moving means will be described below with reference to FIG. In addition, FIG.
3 shows an image captured by the CCD camera 3 and an image displayed by the display device 5.
【0038】いま、図7(a)に示すように、CCDカ
メラ3は、手前にある円柱701を画像の中心に捕らえ
ている。このとき、図7(b)に示すように、ディスプ
レイ装置5のファインダ57には円柱701が中心に映
し出されているとともに、被着者1はファインダ57の
中心P1に注目している。Now, as shown in FIG. 7 (a), the CCD camera 3 captures a cylinder 701 in the foreground at the center of the image. At this time, as shown in FIG. 7B, the column 701 is projected on the center of the finder 57 of the display device 5, and the adherend 1 pays attention to the center P1 of the finder 57.
【0039】そして、同図(b)に示すように、被着者
1が後方にある立方体702を注目すべく視線方向をP
2に移したとする。すると、検出手段6は、被着者の視
線方向の変化を検出し、駆動手段7によりCCDカメラ
3の撮像方向を変化させる。Then, as shown in FIG. 4B, the line of sight is set to P so that the adherend 1 can pay attention to the cube 702 located behind.
Suppose you moved to 2. Then, the detecting means 6 detects a change in the line of sight of the adherend, and changes the imaging direction of the CCD camera 3 by the driving means 7.
【0040】CCDカメラ3の撮像方向が変化される
と、図7(c)に示すように、CCDカメラ3の中心に
は立方体702が捕らえられる。これに合わせて、図7
(d)に示すように、ファインダ57では、立方体70
2が画像の中心P1に映し出され、被着者が注目してい
るP2からずれが生じることとなる。When the imaging direction of the CCD camera 3 is changed, a cube 702 is captured at the center of the CCD camera 3 as shown in FIG. According to this, FIG.
As shown in (d), in the finder 57, the cube 70
2 is projected at the center P1 of the image, and a deviation occurs from P2 which the adherend is paying attention to.
【0041】この際、画像中心移動手段は、表示画像の
中心P1から注目箇所P2への変位を算出し、表示する
画像を加工する。すなわち、図7(e)に示すように、
表示画像の中心P1を、P2の位置に移動させ、CCD
カメラ3がその中心に捕らえている対象物を、被着者が
注目するP2位置に一致させる。At this time, the image center moving means calculates the displacement from the center P1 of the display image to the point of interest P2, and processes the image to be displayed. That is, as shown in FIG.
The center P1 of the displayed image is moved to the position P2,
The object captured by the camera 3 at its center is matched with the position P2 to which the adherend pays attention.
【0042】なお、本実施形態においては便宜上、P1
とP2との間にずれが生じた後に、これを補正すべく表
示画像の中心を移動させる順で説明したが、被着者1の
視線方向の変化を検出して撮像方向を変化させるのと同
時に表示画像の加工を行い、駆動手段7の駆動と併行し
て表示画像の中心を移動させれば、スムーズに表示対象
物を被着者の視線方向に映し出すことができ、被着者1
に不快感を与えるのを回避することができる。In this embodiment, for convenience, P1
After the shift between P2 and P2, the center of the display image is moved in order to correct this, but the change in the line of sight of the adherend 1 is detected and the imaging direction is changed. At the same time, if the display image is processed and the center of the display image is moved in parallel with the driving of the driving means 7, the display object can be smoothly projected in the line of sight of the adherend.
Can be avoided.
【0043】このような画像中心移動手段を有するこの
第2の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイによ
れば、ディスプレイ装置5に表示される画像の中心P1
を被着者の視線方向P2に移動させるため、被着者の視
線方向に追従してCCDカメラ3の撮像方向を変えた際
に、被着者が注目している点と画像表示手段に表示され
る対象物との間にずれが生じるのを防ぐことができる。According to the head-mounted display according to the second embodiment having such an image center moving means, the center P1 of the image displayed on the display device 5 is displayed.
When the imaging direction of the CCD camera 3 is changed following the direction of the line of sight of the adherend to move the point in the line of sight P2 of the adherend, the point of interest of the adherend is displayed on the image display means. It is possible to prevent a shift from occurring with the object to be performed.
【0044】なお、本実施形態においては、画像中心の
移動手段として、演算手段により画像を加工するように
したが、本発明はこれに限定されるものではない。例え
ば、ディスプレイ装置5のファインダ57を上下左右に
移動可能な構成とし、被着者の視線方向に追従させて、
ファインダ57の位置を変化するようにしてもよい。In the present embodiment, the image is processed by the arithmetic means as the means for moving the image center, but the present invention is not limited to this. For example, the finder 57 of the display device 5 is configured to be movable up, down, left, and right, and is made to follow the line of sight of the adherend,
The position of the finder 57 may be changed.
【0045】また、この第2の実施形態に係るディスプ
レイ装置5,5は、撮像された被写体の輪郭を強調して
表示する画像補正手段を有する。この画像補正手段は、
例えば本体8内に備えられたCPU等の演算装置によっ
て実現することができる。Further, the display devices 5 and 5 according to the second embodiment have image correction means for emphasizing and displaying the outline of the imaged subject. This image correction means,
For example, it can be realized by an arithmetic device such as a CPU provided in the main body 8.
【0046】かかる画像補正の方式としては、例えばC
CDカメラ3で撮像された画像のコントラストを強調し
たり、色相を反転させたり、被写体の輪郭を抽出するこ
とによって被写体の輪郭を強調するものを採用すること
ができる。As a method of such image correction, for example, C
A device that enhances the contrast of an image captured by the CD camera 3, inverts the hue, or extracts the contour of the subject to enhance the contour of the subject can be adopted.
【0047】なお、被写体の輪郭を抽出する方法として
は、例えば新たに撮像した画像と所定期間(例えば1フ
レーム期間)前に撮像した画像との差分をとることによ
り、或いは、予め背景画像を記憶しておきこれと入力画
像との差分を取ることにより、画像中の動きのある部分
を特定し、これに雑音除去、ラベリング、特徴抽出等の
処理を行う方法を用いることができる。As a method of extracting the contour of the subject, for example, a difference between a newly captured image and an image captured before a predetermined period (for example, one frame period) is obtained, or a background image is stored in advance. By taking the difference between this and the input image, it is possible to use a method of specifying a moving part in the image and performing processing such as noise removal, labeling, and feature extraction on this part.
【0048】さらに、この第2の実施形態に係るヘッド
マウントディスプレイは、ディスプレイ装置5に映し出
された被写体の色を知らせる色通知手段を備えている。
この色通知手段は、具体的には、例えば図8(a)に示
すように、検出手段6で被着者1の視線方向P3を検出
して、被着者1が注目している被写体801を特定しそ
の色を解析するとともに、解析した色を例えば”RE
D”などのようにディスプレイ手段5に文字等を表示す
ることによって通知する。Further, the head mounted display according to the second embodiment is provided with a color notifying means for notifying the color of the subject projected on the display device 5.
Specifically, as shown in FIG. 8A, for example, the color notification unit detects the line-of-sight direction P3 of the adherend 1 by the detection unit 6 and detects the subject 801 that the adherend 1 is paying attention to. Is identified and its color is analyzed.
The notification is made by displaying characters or the like on the display means 5 such as D ".
【0049】なお、この色を被着者に通知する方法とし
ては、上述のように文字等によって表示するほか、例え
ば本体8に組み込まれたスピーカー(図示せず)により
音声で通知することもできる。In addition, as a method of notifying the adherend of this color by using characters or the like as described above, it is also possible to notify the color by a speaker (not shown) incorporated in the main body 8, for example. .
【0050】また、本実施形態では、色を識別したい被
写体の指定を検出手段6で被着者の視線方向を検出する
ことにより行ったが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、例えば図8(b)に示すようなポインタ装置9
0を用いて手動で指定することもできる。Further, in the present embodiment, the subject whose color is to be identified is specified by detecting the direction of the line of sight of the adherend by the detecting means 6, but the present invention is not limited to this. Pointer device 9 as shown in FIG.
It can also be specified manually using 0.
【0051】すなわち、例えばポインタ装置90のグリ
ップ93の上部に設けられたつまみ91を上下左右に動
かすことにより、ディスプレイ装置5のファインダ57
に映し出されるポイントP3を任意の被写体801上に
移動させ、スイッチ92を押すことによりポイントP3
をロックし、その被写体の色を解析し、文字や音声等に
よって色を通知するようにすることもできる。That is, for example, by moving a knob 91 provided above a grip 93 of the pointer device 90 up, down, left and right, the finder 57 of the display device 5 is moved.
Is moved to an arbitrary subject 801 and the switch 92 is pressed, so that the point P3 is displayed.
Can be locked, the color of the subject is analyzed, and the color is notified by text, voice, or the like.
【0052】このような機能を実現するための一例とし
て、図9に示すような回路ブロックについて説明する。As an example for realizing such a function, a circuit block as shown in FIG. 9 will be described.
【0053】撮像手段としてのCCDカメラ3からの出
力を3色分解した後、A/D変換器94,94,94に
てデジタル信号に変換されたR,G,Bの各信号は、そ
れぞれレベル回路95,95,95に供給される。そし
て、レベル回路95,95,95の出力は制御部96に
供給されることにより、それぞれの信号レベルが比較さ
れ、その結果を必要に応じて音声合成回路97を通じて
増幅器98を介してスピーカ99より発音させることに
より被写体の色情報を音声にて認識することができる。
また、被写体の状態などの情報をも適宜発音することも
可能である。After the output from the CCD camera 3 as the imaging means is separated into three colors, the R, G, and B signals converted into digital signals by the A / D converters 94, 94, 94 are respectively level-converted. The signals are supplied to circuits 95, 95, 95. The outputs of the level circuits 95, 95, and 95 are supplied to a control unit 96, where the respective signal levels are compared, and the result is output from a speaker 99 via an amplifier 98 through a voice synthesis circuit 97 as necessary. By producing sound, the color information of the subject can be recognized by voice.
Also, information such as the state of the subject can be appropriately pronounced.
【0054】一方、認識された色情報をテキスト情報と
しての文字情報として出力するには制御部96からの出
力は、文字コード変換部100にて所定の文字コードに
変換された後、変換部101にて所定のパターン文字に
変換され、ディスプレイ装置5に出力されるようになっ
ている。On the other hand, in order to output the recognized color information as character information as text information, the output from the control unit 96 is converted into a predetermined character code by a character code conversion unit 100, and then converted by a conversion unit 101. Is converted into a predetermined pattern character and output to the display device 5.
【0055】このような色通知手段を備えたヘッドマウ
ントディスプレイ装置によれば、被着者が色弱等の視覚
障害を有するものであっても、その障害を補うことがで
きる。According to the head mounted display device provided with such a color notifying means, even if the adherend has a visual impairment such as color weakness, the obstruction can be compensated.
【0056】第3の実施形態 次に、本発明の第3の実施形態について図10を参照し
て説明する。同図に示すように、本実施形態に係るヘッ
ドマウントディスプレイ200は、上述した第1の実施
形態におけるヘッドマウントディスプレイ100におけ
る本体8の前部に第3の撮像手段201を設けたもので
ある。Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, a head-mounted display 200 according to the present embodiment has a third imaging means 201 provided at the front of the main body 8 in the head-mounted display 100 according to the above-described first embodiment.
【0057】この第3の撮像手段201は、例えば前述
したCCDカメラ3よりも広範囲を撮影できる広角カメ
ラを用いることができる。そして、CCDカメラ3によ
る画像と、この第2の撮像手段201による画像を適宜
切り替えてディスプレイ装置5に表示することによっ
て、被着者の好みに応じた画像を表示することができ
る。As the third imaging means 201, for example, a wide-angle camera capable of photographing a wider area than the above-mentioned CCD camera 3 can be used. Then, by appropriately switching between the image by the CCD camera 3 and the image by the second imaging means 201 and displaying them on the display device 5, it is possible to display an image according to the preference of the adherend.
【0058】第4の実施形態 さらに、本発明の第4の実施形態について図11を用い
て説明する。同図に示すように、本実施形態に係るヘッ
ドマウントディスプレイ300は、CCDカメラ3及び
駆動手段7を本体301から離隔して設け、且つこれら
を遠隔操作により撮像もしくは駆動するようにしたもの
である。Fourth Embodiment A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, a head-mounted display 300 according to the present embodiment is provided with a CCD camera 3 and a driving means 7 provided separately from a main body 301, and these are imaged or driven by remote control. .
【0059】すなわち、上述したディスプレイ装置5及
び検出手段6を、固定手段である本体301に一体的に
取り付け、これらの手段を被着者の眼球の近傍に一体的
に固定する一方、CCDカメラ3及び駆動手段7を、本
体301とは別途独立に設けられた自走手段302に取
り付ける。That is, the display device 5 and the detecting means 6 described above are integrally attached to the main body 301 which is a fixing means, and these means are integrally fixed near the eyeball of the adherend. And the driving means 7 are attached to a self-propelled means 302 provided separately and independently from the main body 301.
【0060】この自走手段302は、被着者が遠隔操作
により操縦され、これに取り付けられた撮像手段3によ
って撮像された画像を送信するものである。なお、この
自走手段302は、本実施形態においては、その上部に
回動可能に取り付けられた広角カメラ303を備えてお
り、これによる広範囲を捕らえた画像と、CCDカメラ
3による被着者の視線方向に追従した画像とを適宜切り
替えることができるように構成されている。The self-propelled means 302 transmits an image taken by the imaging means 3 attached to the self-propelled part, which is remotely operated by the adherend. In this embodiment, the self-propelled means 302 is provided with a wide-angle camera 303 rotatably mounted on an upper part thereof, and an image capturing a wide range by this and an image of an adherend by the CCD camera 3 are provided. It is configured to be able to appropriately switch between an image that follows the line of sight.
【0061】このような第4の実施形態に係るヘッドマ
ウントディスプレイ300によれば、CCDカメラ3に
よる撮像位置と、ディスプレイ装置5による表示位置と
を離隔することができるため、被着者のいる位置と異な
る場所の画像を、被着者は見ることができる。このとき
においても、CCDカメラ3は被着者の視線方向に追従
して撮像を行うため、このヘッドマウントディスプレイ
300によれば人間が入り込めない狭小な場所や、危険
な場所において、現実感に富んだ画像を撮像することが
できる。According to the head mounted display 300 according to the fourth embodiment, since the image pickup position by the CCD camera 3 and the display position by the display device 5 can be separated, the position where the adherend is present The image of a place different from the above can be seen by the adherend. Also at this time, since the CCD camera 3 performs imaging in the direction of the line of sight of the adherend, the head-mounted display 300 provides realism in a small place where humans cannot enter or in a dangerous place. A rich image can be captured.
【0062】[0062]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の撮像装置
によれば、ヘッドマウントディスプレイ形式の撮像装置
における撮像方向の転換をより迅速且つ快適なものとす
ることができ、現実感に富んだ画像を撮像できるととも
に、装着時の疲労を低減することができる。As described above, according to the image pickup apparatus of the present invention, the change of the image pickup direction in the head-mounted display type image pickup apparatus can be made quicker and more comfortable, and the sense of reality is rich. Images can be captured, and fatigue at the time of mounting can be reduced.
【図1】本発明の第1の実施形態に係るヘッドマウント
ディスプレイの平面図を示すものである。FIG. 1 is a plan view of a head mounted display according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1の実施形態におけるヘッドマウントディス
プレイの外観を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating an appearance of a head mounted display according to the first embodiment.
【図3】第1の実施形態におけるヘッドマウントディス
プレイの外観を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating an appearance of a head mounted display according to the first embodiment.
【図4】本発明の第2の実施形態に係るヘッドマウント
ディスプレイにおける検出装置の原理を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the principle of a detection device in a head mounted display according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第2の実施形態に係るヘッドマウント
ディスプレイにおける撮像手段を拡大して示す斜視図で
ある。FIG. 5 is an enlarged perspective view showing an imaging unit in a head mounted display according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2の実施形態に係るヘッドマウント
ディスプレイにおける撮像手段及び駆動手段の駆動原理
を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a driving principle of an imaging unit and a driving unit in a head mounted display according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第2の実施形態に係るヘッドマウント
ディスプレイにおける画像表示手段の駆動原理を示す説
明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a driving principle of image display means in a head mounted display according to a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第2の実施形態に係るヘッドマウント
ディスプレイにおける色通知手段の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a color notifying unit in a head mounted display according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第2の実施形態に係るヘッドマウント
ディスプレイにおける色通知手段の機能を実現するため
の回路ブロック図である。FIG. 9 is a circuit block diagram for realizing a function of a color notifying unit in a head mounted display according to a second embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第3の実施形態に係るヘッドマウン
トディスプレイの平面図を示すものである。FIG. 10 shows a plan view of a head mounted display according to a third embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第4の実施形態に係るヘッドマウン
トディスプレイの平面図を示すものである。FIG. 11 shows a plan view of a head mounted display according to a fourth embodiment of the present invention.
【図12】従来のヘッドマウントディスプレイを示す図
である。FIG. 12 is a diagram showing a conventional head mounted display.
1 被着者 2 視野範囲 3 CCDカメラ(撮像手段) 4 眼球 4a 網膜 5 ディスプレイ装置(画像表示手段) 6 検出手段 7 駆動手段 8 本体 9 電源装置 100 ヘッドマウントディスプレイ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Adherent 2 Field of view 3 CCD camera (imaging means) 4 Eyeball 4a Retina 5 Display device (Image display means) 6 Detecting means 7 Driving means 8 Main body 9 Power supply device 100 Head mounted display
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 幸人 神奈川県横浜市神奈川区守屋町3丁目12番 地 日本ビクター株式会社内 Fターム(参考) 5C022 AA01 AB51 AB62 AB65 AC01 AC31 AC51 AC77 AC78 5C065 AA07 BB48 CC01 CC08 DD02 EE02 EE12 FF02 FF03 FF08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yukito Yamada 3-12 Moriyacho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Japan F-term (reference) 5C022 AA01 AB51 AB62 AB65 AC01 AC31 AC51 AC77 AC78 5C065 AA07 BB48 CC01 CC08 DD02 EE02 EE12 FF02 FF03 FF08
Claims (4)
と、 この撮像手段により撮像された画像を前記被着者の網膜
上に結像させる画像表示手段と、 前記被着者の視線方向を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された前記視線方向に前記撮像
手段の撮像方向を追従させる駆動手段と、からなること
を特徴とする撮像装置。1. An image pickup means for picking up an image of a field of view of an adherend; an image display means for forming an image picked up by the image pickup means on a retina of the adherend; An imaging apparatus comprising: a detection unit configured to detect a direction of a line of sight detected by the detection unit;
記撮像手段、前記画像表示手段、前記検出手段及び前記
駆動手段を一体的に前記被着者の眼球の近傍に保持する
保持手段を有することを特徴とする撮像装置。2. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising a holding unit that integrally holds the imaging unit, the image display unit, the detection unit, and the driving unit near an eyeball of the adherend. An imaging device characterized by the above-mentioned.
て、前記画像表示手段は、前記撮像手段により撮像され
た画像の中心を被着者の視線方向に移動させる画像中心
移動手段を有することを特徴とする撮像装置。3. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein said image display means has an image center moving means for moving a center of an image picked up by said image pickup means in a direction of a line of sight of a wearer. An imaging device characterized by the above-mentioned.
おいて、前記画像表示手段に表示された被写体を指定す
る指定手段と、この指定手段により指定された該被写体
の色を知らせる色通知手段とを有することを特徴とする
撮像装置。4. An image pickup apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein a designation means for designating a subject displayed on said image display means, and a color notification for notifying a color of said subject designated by said designation means. And an imaging device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10224915A JP2000059666A (en) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | Image pickup device |
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JP10224915A JP2000059666A (en) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | Image pickup device |
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Family Applications (1)
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