JP2000184245A

JP2000184245A - カメラ装置

Info

Publication number: JP2000184245A
Application number: JP10357642A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mihara; 孝士三原
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1998-12-16
Publication date: 2000-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ウェアラブルカメラとしてカメラシ
ステムの機能と要件を満たすために、表示装置とカメラ
とで視線を一致させるカメラ装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様によると、装着者の頭部あ
るいは顔面に装着され、撮像した画像を前記装着者に表
示可能なカメラ装置であり、撮像手段と、上記撮像手段
によって撮像された画像を表示可能な表示手段と、前記
装着者の眼の近傍において取り入れた外部前方よりの光
線を上記撮像手段に導くと共に、上記表示手段より出射
される光線を前記装着者の眼球に導く光路手段とを具備
することを特徴とするカメラ装置が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカメラ装置に係り、
特に、動画または静止画を捕らえるデジタルカメラ等の
カメラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、近時、家庭用コンピュー
タ（ＰＣ）の浸透とＰＣの高性能化に伴い、従来の銀塩
カメラに代わって個人用のデジタルカメラが販売され、
かつ１００万画素を越える電荷結合素子（ＣＣＤ）等の
撮像素子を搭載した高精細のデジタルカメラが販売され
ている。

【０００３】この高精細のデジタルカメラは、それによ
って撮像した画像をＶＧＡ以上の高精細表示装置に写し
たり、Ａ４以上の大判のプリンタに写したりして、楽し
む用途に最適である。

【０００４】また、ＣＣＤのような撮像素子を用いて動
画を録画することが可能な所謂カムコーダーは、従来の
ようにアナログ信号を磁気テープに記録する手法に対し
て、最近では、アナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変
換し、その後、ＭＰＥＧ２等の圧縮手法で動画の圧縮を
行ってから、同じく、磁気テープに記録する方法を取っ
ている。

【０００５】しかし、デジタルカメラであれ、デジタル
カムコーダーであれ、従来のカメラの電子化であって、
撮影者が携帯する鞄や衣服のポケットにそれらを入れて
おき、必要なときに、取り出して映像や写真を撮るとい
う使い方には変わりがない。

【０００６】一方、最近では、コンピュータ技術の発展
による小型化や低消費電力化に伴って、モバイルコンピ
ュータやウェアラブルコンピュータと言う概念の機器が
提案されている。

【０００７】このコンピュータは、小型のＣＰＵ、記憶
装置、電池を小さな容器に収めると共に、表示装置とし
て小型の液晶表示装置や頭部搭載型または眼がね型の表
示装置を用いる構成となっている。

【０００８】このような技術が完成すると、従来のカメ
ラの使用方法に対して超小型の頭部搭載型、または眼が
ね型の表示装置に付帯したカメラシステムが考えられ
る。

【０００９】このようなカメラシステムを用いれば、利
用者が、旅行や博物館、テーマパ−ク等で遊びながら動
画等を撮ったり、両手を使って作業を行ないながら動画
等を撮ったりすることが可能となる。

【００１０】そして、この種のカメラシステムに対する
従来の提案としては、例えば図１５に示すように眼がね
型表示装置の側面に小型のＴＶカメラが取り付けられた
構成の研究がされている。

【００１１】また、図１６に示すように、特開平９−１
０１４７７号公報に提案された方法では、カメラとして
でなくコンピュータの映像呈示装置であるが、外部の状
態が側面に付帯したカメラで撮られて、それがコンピュ
ータの映像呈示内容と重畳して映し出される如くした、
所謂、ビデオシースルー機構が開示されている。

【００１２】また、図１７に示すように、特開平７−１
６８１２０号公報には、眼がね型表示装置の一方の眼に
表示装置を埋め込むと共に、他方の眼にカメラの光学系
とカメラを埋め込んだ構成が開示されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の手法は、いずれも頭部搭載型表示装置や
眼がね型の表示装置に小型のカメラを付加したのもに過
ぎなかった。

【００１４】このため、実用的な身につけられるカメ
ラ、すなわち、ウェアラブルカメラとしてカメラシステ
ムの機能と要件を検討した結果、以下のような機能と要
件が必要になると考えられる。

【００１５】・カメラは十分な画素数を持つこと、８０
万画素以上の高精細であり、レンズ性能も優れているこ
と。

【００１６】・映像表示装置も十分な画素数を持ち、か
つ十分な画角をもつこと。

【００１７】・外部を常に見ること、または、感じるこ
とによって危険から逃れることができること。

【００１８】・外部を見る場合、映像と、カメラのファ
インダの間に大きな視点の不一致が無いこと。

【００１９】すなわち、以上のような課題を解決しない
と、ステレオカメラによって物体と背景を分離すると共
に、実用的な身につけられるカメラ、すなわち、ウェア
ラブルカメラとしてカメラシステムの実用化は困難であ
ると判断される。

【００２０】そこで、本発明は、以上のような点に鑑み
てなされたもので、上述したウェアラブルカメラとして
カメラシステムの機能と要件を満たすために、表示装置
とカメラで視線を一致させるカメラ装置を提供すること
を目的としている。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、（１）装着者の頭部あるいは顔面に装着され、撮像し
た画像を前記装着者に表示可能なカメラ装置であり、撮
像手段と、上記撮像手段によって撮像された画像を表示
可能な表示手段と、前記装着者の眼の近傍において取り
入れた外部前方よりの光線を上記撮像手段に導くと共
に、上記表示手段より出射される光線を前記装着者の眼
球に導く光路手段と、を具備することを特徴とするカメ
ラ装置が提供される。

【００２２】そして、この（１）の発明によれば、実視
画像と差異の少ない画像を撮像するために、１つの光路
手段によって、装着者の眼の近くで取り入れた光線を撮
像手段まで導くと共に、表示手段の表示内容を装着者が
目視可能に眼球に導くようにして、光路手段で光線を取
り入れ撮像手段まで導く構成をとつていることにより、
撮像手段の位置が装着者の眼から離間していても、装着
者の視線に非常に近い位置で光線を取り込むようにす
る。

【００２３】また、コンパクトな構成とするため、光路
手段は表示手段の表示内容を眼まで導く作用も共用して
いる。

【００２４】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（２）上記光路手段によって取り入れられた外部前方
よりの光線の光軸を含む直線と、前記装着者の眼との最
小距離が２ｃｍ以下になるように構成されていることを
特徴とする（１）記載のカメラ装置が提供される。

【００２５】そして、この（２）の発明によれば、視点
のずれを感じさせない、ウェアラブルカメラに適用する
ために、（１）の構成において、外部前方より取り入れ
られる光線の光軸と、眼との距離が２ｃｍ以下である。

【００２６】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（３）上記光路手段は、自由曲面を有する一体成形さ
れた光学プリズムであることを特徴とする（１）記載の
カメラ装置が提供される。

【００２７】そして、この（３）の発明によれば、高画
質の撮像及び表示をなすために、（１）の構成におい
て、自由曲面を有する一体成形された光学プリズムで光
路が導かれるようにして、複数の部品を組み合わせる構
成とは異なり、一体成形された光学プリズムを使用する
ことにより、光軸合わせを簡易にすると共に、自由曲面
を使用して収差の補正を良好に行えるようにする。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。

【００２９】（第１の実施の形態）図１乃至図５を参照
して第１の実施の形態について説明する。

【００３０】まず、この第１の実施の形態を示しなが
ら、本発明の原理を述べる。

【００３１】図１は、本発明の基本技術を示すもので、
装着者の眼５０に液晶表示装置（ＬＣＤ）４の映像を投
影表示させるプリズム２と、このプリズム２を用いて撮
像素子３に結像させて映像や画像を取得するカメラ本体
１との２つを合わせた表示装置付のカメラである。

【００３２】そして、この表示装置付のカメラは、カメ
ラ本体１に設けられたバックライト５で照明されたＬＣ
Ｄ４の映像を、プリズム２の中の反射面７、６で反射さ
せることにより、拡大、収差の補正等を行って装着者の
眼５０に導く構成である。

【００３３】また、プリズム２と一体成形されたレンズ
面８を通過した光は、反射面９、１０を介して、プリズ
ム面１１を出たあとに、撮像素子３に結合する構成とな
っている。

【００３４】この場合、プリズム面１１と、撮像素子３
との間には、レンズまたはレンズ群を挿入しても構わな
い。

【００３５】また、レンズ面８の外部にレンズまたはレ
ンズ群を配置しても構わない。

【００３６】このように、本発明による表示装置付のカ
メラの特徴としては、プリズム２がカメラ部と表示部の
両方に兼用されており、かつ両者とも十分な光路をプリ
ズムの内部に収めることが可能であるため、（１）．表示部とカメラ部とで、それぞれ最適な光学設
計ができる。

【００３７】（２）．十分な光路が得られる。

【００３８】（３）．何より、カメラの光軸５２と装着
者の眼の位置５０とを極めて近くに配置することができ
る。

【００３９】図２は、カメラ本体１の全体の構成を示し
ている。

【００４０】ここで、レンズ面８はプリズム２に一体化
して作られたカメラ用のレンズであり、一方の眼がね面
である。

【００４１】この場合、装着者の眼５０の位置と、レン
ズ面８の光軸５２とは、図２に示すように極めて近くに
構成ですることがきる。

【００４２】また、他方の眼がね面５３は、例えば、透
明や半透明の物体で構成される。

【００４３】図３、４は、この視線一致の効果に関して
示している。

【００４４】図３は、透視変換の概念図を示しており、
カメラが映像を映す場合の物体までの距離と、カメラで
撮像される映像面の位置、カメラの光軸の位置関係を示
している。

【００４５】ここで、撮像面の座標を（Ｘ，Ｙ）とし、
カメラの焦点距離ｆと物体までの距離Ｚの間には、Ｘ＝（ｆ／Ｚ）Ｘ、Ｙ＝（ｆ／Ｚ）Ｙの関係がある。

【００４６】これは、撮像面には、ｆ／Ｚ倍に縮小され
て投影されることを示している。

【００４７】これにより、無限遠の物体はカメラ点の一
点に集まり、近いものほど大きく投影される。

【００４８】図３は、それを図式的に示したものであ
り、カメラ視点Ａ、Ａ′が動いた場合に、無限遠と近い
物体Ｃの透視像がａ，ａ´とｃ，ｃ´のように差が出る
ことを示す。

【００４９】図４は、実際にカメラの位置が動いた場合
に得られる像の差を図式的に示したものである。

【００５０】ここでは、海を背景にした場合で、図４の
（ａ）はＡ´点から、図４の（ｂ）はＡ点から捕らえた
像である。

【００５１】海は無限遠と見なされるので水平線の位置
が、図４の（ａ）と図４の（ｂ）とでは大きく違ってい
る。

【００５２】しかし、人物の位置は、図４の（ａ）と図
４の（ｂ）とでそれ程にはずれていない。

【００５３】この用に、視点（カメラの位置）が僅かに
ずれても、大きくその雰囲気が違って見える。

【００５４】幾つかの実写像の比較を繰り返した結果、
この視点（カメラ）の位置のずれ量としては２ｃｍ以内
が望ましいと考えられる。

【００５５】このカメラ部の視点と表示部の眼の位置も
相対的に近い方が望ましい。

【００５６】特に、この実施の形態に示すような、他方
の眼がね面５３を透明や半透明の物体で構成し、外部が
見えるようにする場合には、危険防止や外部の観察では
非常に都合が良いのであるが、装着者の眼の位置とカメ
ラの位置がずれると左右の視点の差が大きな違和感を与
える。

【００５７】また、装着者の眼の位置で、物体を捕ら
え、かつ、装着者の眼にその情報を呈示するのは自然で
あると考えられる。

【００５８】そこで、本発明では、図１に示すように、
表示部のプリズム２の一部にカメラ部のレンズ面８を一
体成形する構成であるので、カメラ部の光軸と表示部の
視点を非常に近くにすることが可能になっている。

【００５９】図５は、本発明のシステム構成の例を示
す。

【００６０】ここで、撮像素子３は、ＣＣＤ等の光電変
換撮像素子であり、８０万画素から２００万画素程度で
あることがが望ましい。

【００６１】勿論、一般的には、カラーフィルタを備え
ると共に、感度向上のためにマイクロレンズを搭載して
いても良い。

【００６２】また、赤外フィルタやローパスフィルタ等
のフィルタを付帯しても良い。

【００６３】この撮像素子３からの信号は、Ａ／Ｄ変換
装置２２、圧縮装置２４を経て記憶装置としての画像記
憶メモリ２８に記憶される。

【００６４】また、撮像素子３は、自動測光（ＡＥ）装
置２１に接続されている。

【００６５】ここで、撮像素子３は、ＣＣＤに限らず、
コンプリメンタリメタルオキサイドシリコン（ＣＭＯ
Ｓ）半導体素子や電荷変調素子（ＣＭＤ）等のセンサで
あって良い。

【００６６】また、ＡＥ）装置２１、Ａ／Ｄ変換装置２
２は、撮像素子３に一体化していても良い。

【００６７】また圧縮装置２４は、後述する制御回路３
０としてのマイクロコントローラ（ＣＰＵ）等によるソ
フトウェアにて処理するようにしても良い。

【００６８】ＬＣＤ４を含む回路は、インターフェース
回路２５、画像記憶メモリ２６、伸長回路２７等を持
つ。

【００６９】映像を映し出さないのであれば、画像記憶
メモリ２６、伸長回路２７はなくても良い。

【００７０】また、制御系としてマイクロコントローラ
等の制御回路３０、フラッシュ１９、操作系３１、Ｉ／
Ｏ回路３２等を持つ。

【００７１】また、ＬＣＤ４に表示する信号生成回路２
９等を持つ。

【００７２】図２に示した眼がね型の表示装置、すなわ
ち、一方の眼がねをプリズム２で形成し、そのの反対側
の他方の眼がね５３を半透明部材を用いて構成する場合
に適用される第１の実施の形態では、常に身につけて使
い、必要なときに何時でもカメラとして映像を撮ること
が可能である。

【００７３】そのためには、外部が常に見えている必要
があるが、片眼が完全にオープンであると、眩しい日差
しの中や日中では表示画面が見えない場合もある。

【００７４】このため、他方の眼がね５３を半透明部材
を用いてサングラスのように、適度に外部が見えるよう
にする。

【００７５】この場合、紫外線等をカットする方が望ま
しいことは勿論のことである。

【００７６】また、他の変形例としては、図２の他方の
眼がね５３に、ホトクロミック材料等の外部の明るさに
よって透過率が変化するような材料を使うようにするこ
とにより、部屋の中から外に出る場合でも、日陰でも日
向でも何処でも使えるようにすることができる。

【００７７】勿論、この場合、ＬＣＤ４の明るさを調整
してさらに最適な光量を調整する事も合わせて可能であ
る。

【００７８】（第２の実施の形態）図６の（ａ）を用い
て、第２の実施の形態を説明する。

【００７９】この第２の実施の形態の基本的な概念や構
成方法は、第１の実施の形態のそれと同様である。

【００８０】すなわち、カメラ本体１は眼がね型であ
り、一方の眼がねに表示部としてのプリズム２と一体化
形成されたカメラ部のレンズ面８と、サングラス面とし
ての他方の眼がね５３を持っている。

【００８１】この第２の実施の形態では、操作部１５を
カメラ本体１に接点を通じて一体化して構成したもので
ある。

【００８２】この例では、操作部１５として、シャッタ
１３と電源スイッチを含む操作スイッチ類１４がカメラ
本体１の側面に配置されている。

【００８３】そして、この操作部１５に、図示しない電
池や記憶装置が収納されているものとする。

【００８４】このカメラ本体１は、カメラ部、表示部及
び操作部１５が一体化構成であるため、常に両手があ
き、どんな作業にも使えると言うメリットがある。

【００８５】一方、シャッタ操作時にカメラが振動する
ぶれの問題もある。

【００８６】（第３の実施の形態）図６の（ｂ）を用い
て、第３の実施の形態を説明する。

【００８７】この第３の実施の形態の基本的な概念や構
成方法は、第１の実施の形態のそれと同様である。

【００８８】すなわち、カメラ本体１は眼がね型であ
り、一方の眼がねに表示部としてのプリズム２と一体化
形成されたカメラ部のレンズ面８と、サングラス面とし
ての他方の眼がね５３を持っている。

【００８９】この第３の実施の形態では、操作部や電池
をカメラ本体１とは別にして構成したものである。

【００９０】この例では、シャッタ１３と操作スイッチ
類１４は別体の操作部１８に搭載すると共に、電源部や
記憶部を別の容器１６に搭載した構成とし、その間はケ
ーブル１７で接続する。

【００９１】勿論、ケーブルを用いることなく、無線方
式でも良いが、電源ラインの問題は残る。

【００９２】勿論、この場合であっても、操作部１８と
容器１６は一体化しても良い。

【００９３】このような第３の実施の形態では、シャッ
タ操作時にカメラが振動するぶれの問題は無いが、コー
ドが邪魔になる問題はある。

【００９４】（第４の実施の形態）図７の（ａ）、
（ｂ）を用いて、第４の実施の形態を説明する。

【００９５】この第４の実施の形態の基本的な概念や構
成方法は、第１の実施の形態のそれと同様である。

【００９６】すなわち、カメラ本体１は眼がね型であ
り、一方の眼がねに表示部としてのプリズム２と一体化
形成されたカメラ部のレンズ面８と、サングラス面とし
ての他方の眼がね５３を持っている。

【００９７】このような基本的な構成でも、動画の録画
を考える場合には問題はないが、静止画を記憶するスチ
ルカメラの場合には、暗いとシャッタースピードが遅く
なってぶれ等を引き起こすためストロボ機能は必須とな
る。

【００９８】ここで、ストロボ撮影による赤目防止のた
めには、ストロボとカメラレンズはある程度離した方が
良い。

【００９９】この例では３ｃｍ以上離すことで、赤目防
止の効果が高い。

【０１００】図７の（ａ）は、ストロボの発光部１９を
サングラス面としての他方の眼がね５３のフレームまた
はフレーム付近に付帯した例である。

【０１０１】図７の（ｂ）は、操作部１５の撮影物体を
向いた面にストロボの発光部１９を付帯した例である。

【０１０２】（第５の実施の形態）図８の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）を用いて、第５の実施の形態を説明す
る。

【０１０３】この第５の実施の形態の基本的な概念や構
成方法は、第１の実施の形態のそれと同様である。

【０１０４】すなわち、カメラ本体１は眼がね型であ
り、一方の眼がねに表示部としてのプリズム２と一体化
形成されたカメラ部のレンズ面８と、サングラス面とし
ての他方の眼がね５３を持っている。

【０１０５】動画であれ、スチル画の撮影であれ、外部
の音を記録する機能を有することは重要である。

【０１０６】この場合には、ステレオ音声として記録す
ることが望ましい。

【０１０７】また、デジタルでもアナログでも良いが、
画像をデジタル圧縮するので、音声もデジタル化し、圧
縮する方が望ましい。

【０１０８】また、カメラの操作に音声の認識等を行な
うことによって、更に、操作性を高められる。

【０１０９】コンピュータと半導体装置の高性能化によ
って、従来は大型のコンピュータでしかなし得なかった
音声認識、音声合成がコンパクトなモバイルコンピュー
タでも可能になってきている。

【０１１０】この音声認識で、ズーム、明るさ、ストロ
ボ等の設定やスイッチ類やシャッタ操作が可能である。

【０１１１】図８の（ａ）は、マイクロホン５４を一方
の眼がねのプリズム２の下部に埋め込んだ例である。

【０１１２】このマイクロホン５４で、外部音を拾うと
同時に、装着者本人の音声も明瞭に拾うことができる。

【０１１３】図８の（ｂ）は、マイクロホン５４を一方
の眼がねのプリズム２そのフレームの下部に埋め込んだ
突起物２０の先端に装着した場合である。

【０１１４】このような構成によれば、特に、音声認識
や、装着者本人の音声記録を良好に行うことができる。

【０１１５】この場合、突起物２０は折りたたみや脱着
可能でも良い。

【０１１６】図８の（ｃ）は、マイクロホン５４を操作
部１５の下部に埋め込んだ突起物２０の先端に構成した
場合である。

【０１１７】このような構成によれば、特に、音声認識
や、装着者本人の音声記録を良好に行うことができる。

【０１１８】この場合、突起物２０は折りたたみや脱着
可能でも良い。

【０１１９】なお、音声の認識処理は、図５の制御部３
０で行うものとするが、図５の構成に音声マイクとＡ／
Ｄ変換器、また音声認識用のテンプレートを納めた記憶
装置が必要である。

【０１２０】（第６の実施の形態）図９の（ａ）、
（ｂ）を用いて、第６の実施の形態を説明する。

【０１２１】この第６の実施の形態の基本的な概念や構
成方法は、第１の実施の形態のそれと同様である。

【０１２２】これまでの第１乃至第６の実施の形態で、
片眼を中心に示してきたのは、ＬＣＤ等の表示装置や、
ＣＣＤカメラ等の消費電力が大きいため、常に外部を見
てることは困難と考えたことによる。

【０１２３】しかし、各種のデバイスの低消費電力化と
リチウムイオン電池等の２次電池のエネルギー密度の増
大で、常に電源をオンした状態で使えることも可能とな
ってきている。

【０１２４】この例では、常にカメラで外部を見るよう
に、プリズム２、２′による左右２つの表示装置を付け
た例を示す。

【０１２５】図９の（ａ）は、第６の実施の形態であ
り、プリズム２、２′による２つ表示装置を用いたもの
である。

【０１２６】ここで、カメラ部としてのレンズ面８は一
方の眼がねのみでも良いが、カメラ部で捕らえた映像
を、常に両眼に呈示する。

【０１２７】これによって、常に、外部の状況を判断
し、必要な場面で記録したり、スチル画面を撮ったりす
ることができる。

【０１２８】図９の（ｂ）は第６の実施の形態の変形例
であり、図９の（ａ）と同様に、プリズム２、２′によ
る２つ表示装置を用いると共に、カメラ部としてのレン
ズ面８は一方の眼がねのみだけでなく他方の眼がねにも
カメラ部としてのレンズ面８′を構成した場合である。

【０１２９】このように２眼構成のカメラで捕らえた映
像を、常に左右両眼に呈示する。

【０１３０】これによって、常に、外部の状況を立体視
することができ、かつ、正確に判断できるので、必要な
場面にステレオで記録したり、ステレオのスチル画面を
撮ったりできる。

【０１３１】（第７の実施の形態）図１０を用いて、第
７の実施の形態を説明する。

【０１３２】この第７の実施の形態の基本的な概念や構
成方法は、第１の実施の形態のそれと同様であるが、特
徴とするところは、カメラ部と表示部を見る眼の位置を
近づけることにある。

【０１３３】第１の実施の形態では、特殊なプリズムを
用いたが、画像がＶＧＡ以下の画像である高精細を要求
しないような場合には、非常に簡単なレンズと小さな撮
像素子を用いて構成することができる。

【０１３４】図１０に示す実施の形態は、表示装置とし
てのプリズム２の反射面６の表面に小型のレンズ１２と
撮像素子３を用いて超小型カメラを構成した例である。

【０１３５】（第８の実施の形態）図１１を用いて、第
８の実施の形態を説明する。

【０１３６】この第８の実施の形態の基本的な概念や構
成方法は、第１の実施の形態のそれと同様である。

【０１３７】第１の実施の形態では、プリズム２の中で
カメラの光軸を３回折り返したが、比較的広角のカメラ
を設定すると光路が長い場合がある。

【０１３８】また、撮像素子３の位置が不適切な場合も
考えられる。

【０１３９】図１１は、撮像素子３を撮影物体面、すな
わち、プリズム２の外側に配置した例である。

【０１４０】この場合には、表示装置としてのプリズム
２内の光路の折り返しは、第１の実施の形態のそれとと
かわらないが、カメラ部の光路は撮影レンズ面８と、反
射面９と、撮像素子３の屈折面１０で構成する。

【０１４１】（第９の実施の形態）図１２を用いて、第
９の実施の形態を説明する。

【０１４２】この第９の実施の形態の基本的な概念や構
成方法は、第１の実施の形態のそれと同様である。

【０１４３】第１の実施の形態では、オートフオーカス
やズームを構成の中で考えなかったが、望遠カメラを想
定した場合には、オートフォーカスやズーム機構が必要
になってくる。

【０１４４】図１２は、撮像素子３とプリズム面１１の
と間にレンズまたはレンズ群４０を挿入し、またそのレ
ンズまたはレンズ群４０にはモータ等のアクチュエータ
４１と駆動機構４２が構成された例である。

【０１４５】この駆動機構４２は、オートフォーカスや
ズームの機構でも構わないが、撮像素子３に近いのでオ
ートフォーカスの機構に向いている。

【０１４６】（第１０の実施の形態）図１３を用いて、
第１０の実施の形態を説明する。

【０１４７】この第１０の実施の形態の基本的な概念や
構成方法は、第１の実施の形態のそれと同様である。

【０１４８】第１の実施の形態では、オートフォーカス
やズームを構成の中で考えなかったが、望遠カメラを想
定した場合には、オートフォーカスやズーム機構が必要
になってくる。

【０１４９】図１３は、撮像素子３とプリズム面１１の
と間にレンズまたはレンズ群４０を挿入し、またそのレ
ンズまたはレンズ群４０にはモータ等のアクチュエータ
４１と駆動機構４２が構成された例である。

【０１５０】この駆動機構４２は、オートフォーカスや
ズームの機構でも構わないが、撮像素子３に近いのでオ
ートフォーカスの機構に向いている。

【０１５１】比較的望遠カメラを設定するとオートフォ
ーカスやズームが必要になってくる。図１３は撮像素子
３をプリズム面１１の間にレンズまたはレンズ群４０を
挿入すると共に、そのレンズまたはレンズ群４０にはモ
ータ等のアクチュエータ４１と駆動機構４２が構成され
た例である。

【０１５２】また、これと、同時に、レンズ面８の外部
にレンズまたはレンズ群４５を挿入すると共に、そのレ
ンズまたはレンズ群４５にはモータ等のアクチュエータ
４３と駆動機構４４が構成された例である。

【０１５３】この駆動機構はオートフォーカスやズーム
の機構でも構わないが、物体に近いのでズームの機構に
向いている。

【０１５４】（第１１の実施の形態）図１４を用いて、
第１１の実施の形態を説明する。

【０１５５】この第１１の実施の形態の基本的な概念や
構成方法は、第１の実施の形態のそれと同様である。

【０１５６】ここでは、表示装置への表示の方法の一部
を述べる。

【０１５７】図１４の（ａ）は、通常のスタンバイ状態
や撮影状態での映像を示す。

【０１５８】ここで、左の画面はサングラス面（５３）
であり、サングラスの半透明膜を通して外部を見ている
状態である。

【０１５９】また、右の画面はブリズム２を通してカメ
ラ部が捕らえた映像を映し出している。

【０１６０】この状態で、必要に応じて動画を記録した
り、静止画を記録する。

【０１６１】図１４の（ｂ）は、カメラ部をズームアッ
プした例である。

【０１６２】この場合には、左画面の映像がズームアッ
プにしたがって拡大表示される。

【０１６３】ズーミングの情報は、ブリズム２の表示内
容として図５の信号生成回路２９、または制御部３０に
よるソフト処理によってなされる。

【０１６４】図１４の（ｃ）は、デジタルズームされた
例である。

【０１６５】撮像素子３に１００万画素以上の高精細デ
バイスを用いれば、拡大光学系を用いなくても電子的に
拡大することができる。

【０１６６】この場合には、図１４の（ｂ）のような表
示も可能であるが、図１４の（ｃ）のように、画角情報
を画像内に表示することもできる。

【０１６７】図１４の（ｂ）の場合には、左右の画角や
像が合わないので、長く使っているとと疲れを起こす
が、図１４の（ｃ）では左右の画角が同じで、かつ、こ
の発明では、左右の眼の位置をカメラで捉えるため、疲
れを殆ど生じない。

【０１６８】そして、上述したような第１乃至第１１の
実施の形態で示した本発明の明細書には、特許請求の範
囲に示した請求項１乃至３以外に、以下のような付記
１．乃至２３．として示すような発明が含まれている。

【０１６９】付記１．頭部あるいは顔面に装着され、撮
像した画像を装着者に表示可能なカメラ装置であり、撮
像手段と、上記撮像手段が前方を撮像可能に、装着者の
眼の近傍において取り入れた外部前方よりの光線を上記
撮像手段に導く第１の光路手段と、上記撮像手段の撮像
した画像を表示可能な表示手段と、上記表示手段の表示
する画像を装着者が目視可能に、上記表示手段よりの光
線を装着者の眼球に導く第２の光路手段と、上記撮像手
段の撮像した画像を記録する記録手段とを具備し、上記
第１の光路手段と上記第２の光路手段は、１つの光学プ
リズムによって共用されていることを特徴とするカメラ
装置。

【０１７０】付記２．頭部あるいは顔面に装着され、撮
像した画像を装着者に表示可能なカメラ装置であり、撮
像手段と、上記撮像手段に光線を結像させる第１の光路
手段と、上記撮像手段の撮像した画像を表示可能な表示
手段と、上記表示手段の表示する画像を、光学的パワー
で拡大する第２の光路手段と、上記撮像手段の撮像した
画像を記録する記録手段とを具備し、上記第１の光路手
段と上記第２の光路手段は、１つの光学プリズムによつ
て共用されていることを特徴とするカメラ装置。

【０１７１】付記３．小型の表示装置と光学系を持って
装着者の眼に投影する頭部搭載型又は顔面携帯型の表示
装置と、小型の撮像カメラとで構成されるカメラシステ
ムであつて、前記カメラの光軸が、装着者の眼の水晶体
面に延長したときに、装着者の眼の水晶体中心との距離
が２ｃｍ以内であることを特徴としたカメラ装置。

【０１７２】（対応する発明の実施の形態）第１の実施
の形態に示す。

【０１７３】（作用・効果）映像や画像を取り込むカメ
ラの光軸中心と映像観察を行なう眼の位置の距離を２ｃ
ｍ以内とすることで、眼の位置の映像を取り込むことが
可能な視線を一致させた小型、携帯型のハンズフリーの
ウェアラブルのカメラを構成することができる。

【０１７４】付記４．表示装置の光学プリズムと、カメ
ラの光学プリズムが複合化されており、一体成形技術に
よって作製されたものであることを特徴とした付記３．
記載のカメラ装置。

【０１７５】付記５．前記プリズムは自由曲面を持つこ
とを特徴とした付記４．記載のカメラ装置。

【０１７６】付記６．前記プリズムは前記表示装置の光
学系に関して偏心していることを特徴とした付記３．又
は４．記載のカメラ装置。

【０１７７】（対応する発明の実施の形態）第１の実施
の形態に示す。

【０１７８】（作用・効果）一体成形したプリズム、自
由曲面プリズム、さらに、偏心光学系の光学素子を用い
て、映像や画像を取り込むカメラの光軸中心と映像観察
を行なう眼の位置とをほぼ一致させることで、眼の位置
の．映像を取り込むことが可能な視線を一致させた小
型、携帯型のハンズフリーのウェアラブルのカメラを構
成することができる。

【０１７９】付記７．前記カメラの光軸は前記プリズム
の物体面と、２つの反射面と、前記撮像素子面の４つの
面で構成されていることを特徴とした付記４．乃至６．
記載のカメラ装置。

【０１８０】付記８．前記表示装置の光軸が前記プリズ
ムの眼の側の面と、２つの反射面と、表示素子面の４つ
の面で構成されていることを特徴とした付記４．乃至
６．記載のカメラ装置。

【０１８１】付記９．前記カメラの光軸と、前記表示装
置の光軸の反射面が少なくとも１つは共通であることを
特徴とした付記４．乃至６．記載のカメラ装置。

【０１８２】（対応する発明の実施の形態）第１の実施
の形態に示す。

【０１８３】（作用・効果）一体成形したプリズムの表
面を表示装置とカメラの屈折面と反射面に有効に利用す
ることで、歪みや収差を解消し、かつ拡大率や焦点距離
を自由に設計できる光学素子を用いて、映像や画像を取
り込むカメラの光軸中心と映像観察を行なう眼の位置を
ほぼ一致させることで、眼の位置の映像を取り込むこと
が可能な視線を一致させた小型、携帯型のハンズフリー
のウェアラブルのカメラを構成することができる。

【０１８４】付記１０．操作スイッチやシャッタボタン
が前記表示装置やカメラと一体化、または接点を通して
一体化していることを特徴とした付記４．乃至６．記載
のカメラ装置。

【０１８５】（対応する発明の実施の形態）第２の実施
の形態に示す。

【０１８６】（作用・効果）操作スイッチやシャッター
ボタンを配した操作部が、眼がね型表示装置の一部に一
体化することで、取り込む映像を見ながら、かつ眼の位
置の映像を取り込むことが可能な視線を一致させた小
型、携帯型でハンズフリーのウェアラブルのカメラを構
成できる。

【０１８７】付記１１．電源部、及び、または記録部が
別のケースに収められており、信号ケーブルにて接続さ
れていることを特徴とした付記４．乃至６．記載のカメ
ラ装置。

【０１８８】付記１２．操作部が別のケースに収められ
ており、信号ケープルで接続されてことを特徴とした付
記４．乃至６．記載のカメラ装置。

【０１８９】（対応する発明の実施の形態）第２の実施
の形態に示す。

【０１９０】（作用・効果）電源部、及び、または記録
部が別のケースに収められており、信号ケーブルにて接
続することで、眼がね式のカメラ部と表示部が軽くな
り、取り込む映像を見ながら、かつ眼の位置の映像を取
り込むことが可能な視線を一致させた極めて小型、携帯
型でハンズフリーのウェアラブルのカメラを構成でき
る。

【０１９１】付記１３．片眼は透明、または半透明の眼
がね面を通じて外部を観察できることを特徴とした付記
４．乃至６．記載のカメラ装置。

【０１９２】付記１４．片眼は外部の明るさによって透
過率が変化する材料を用いて作製されていることを特徴
とする付記４．乃至６．記載のカメラ装置。

【０１９３】（対応する発明の実施の形態）第１の実施
の形態に示す。

【０１９４】（作用・効果）片眼に適度な透過率を持つ
半透明板や外部の明るさによって透過率を変化させるこ
とが可能な半透明部材を用い、かつ映像や画像を取り込
むカメラの光軸中心と映像観察を行なう眼の位置をほぼ
一致させることで、外部の状況を把握しながら、また適
度な明るさで眼の位置の映像を取り込むことが可能な視
線を一致させた小型、携帯型のハンズフリーのウェアラ
ブルのカメラを構成できる。

【０１９５】付記１５．ストロボがカメラの射出光軸中
心から３ｃｍ以上離して別の眼がね領域の枠、または操
作部に埋め込まれていることを特徴とする付記４．乃至
６．記載のカメラ装置。

【０１９６】（対応する発明の実施の形態）第４の実施
の形態に示す。

【０１９７】（作用・効果）ストロボがカメラの射出光
軸中心から３ｃｍ以上離して別の眼がね領域の枠、また
は操作部に埋め込まれていることで、光量が少ない場面
でも赤目現象を押えて、取り込む映像を見ながら、かつ
眼の位置の映像を取り込むことが可能な視線を一致させ
た極めて小型、携帯型でハンズフリーのウェアラブルの
カメラを構成できる。

【０１９８】付記１６．眼がねフレーム部、またはプリ
ズムの下部付近に音声を取得するマイクロホンが付加さ
れていることを特徴とした付記４．乃至６．記載のカメ
ラ装置。

【０１９９】付記１７．眼がねフレーム部、またはプリ
ズムの下部付近、または操作部伸長または折り畳み機能
がある棒状物の先に音声を取得するマイクロホンが付加
されていることを特徴とした付記４．乃至６．記載のカ
メラ装置。

【０２００】（対応する発明の実施の形態）第５の実施
の形態に示す。

【０２０１】（作用・効果）マイクロホンを取りつける
ことで、取り込む映像に音声を入れたり、音声認識によ
つて、取り込む映像を見ながら、かつ眼の位置の映像を
取り込むことが可能な視線を一致させた極めて小型、携
帯型でハンズフリーのウェアラブルのカメラを構成でき
る。

【０２０２】付記１８．前記カメラと前記表示装置が両
眼に装備されていることを特徴とした付記４．乃至６．
記載のカメラ装置。

【０２０３】（対応する発明の実施の形態）第６の実施
の形態に示す。

【０２０４】（作用・効果）両眼に対応する表示装置、
とその表示プリズムに視線を一致させた２つの撮像素子
を搭載することで、ステレオ画像やステレオ映像を撮り
込む小型、携帯型でハンズフリーのウェアラブルのカメ
ラを構成できる。

【０２０５】付記１９．前記カメラが前記表示装置の光
学部品である前記プリズムの表面に取り付けられている
ことを特徴とした付記１．記載のカメラ装置。

【０２０６】（対応する発明の実施の形態）第７の実施
の形態に示す。

【０２０７】（作用・効果）小型で薄いレンズを持った
撮像素子と撮像レンズを表示素子のプリズムの前面に配
置することで、簡単な構成で、取り込む映像を見なが
ら、かつ眼の位置の映像を取り込むことが可能な視線を
一致させた極めて小型、携帯型でハンズフリーのウェア
ラブルのカメラを構成できる。

【０２０８】付記２０．前記カメラの光軸は、前記プリ
ズムに対して物体面と、１つの反射面と、前記撮像素子
の側の面の３つであることを特徴とした付記４．乃至
６．記載のカメラ装置。

【０２０９】（対応する発明の実施の形態）第８の実施
の形態に示す。

【０２１０】（作用・効果）カメラのレンズと表示装置
のプリズムを共通化する際、カメラの光軸を２回折り返
して撮像素子を物体上に置くことで、取り込む映像を見
ながら、かつ眼の位置の映像を取り込むことが可能な視
線を一致させた極めて薄型の小型、携帯型でハンズフリ
ーのウェアラブルのカメラを構成できる。

【０２１１】付記２１．前記カメラの光軸において、前
記プリズムに対して前記撮像素子の側の面と前記撮像素
子との間にレンズまたはレンズ群を挿入されると共に、
そのレンズまたはレンズ群の位置を可変するアクチユエ
ータが付加されたことを特徴とした付記４．乃至６．記
載のカメラ装置。

【０２１２】（対応する発明の実施の形態）第９の実施
の形態に示す。

【０２１３】（作用・効果）撮像素子とプリズムとの間
にレンズまたはレンズ群を配置し、これにアクチュエー
タを構成することで、オートフォーカスまたはズームの
機能を搭載し、かつ取り込む映像を見ながら、かつ眼の
位置の映像を取り込むことが可能な視線を一致させた極
めて小型、携帯型でハンズフリーのウェアラブルのカメ
ラを構成できる。

【０２１４】付記２２．前記カメラの光軸において、前
記プリズムに対して物体の側の面と物体の間にレンズま
たはレンズ群を挿入すると共に、そのレンズまたはレン
ズ群の位置を可変するアクチュエータが付加されたこと
を特徴とした付記４．乃至６．記載のカメラ装置。

【０２１５】（対応する発明の実施の形態）第１０の実
施の形態に示す。

【０２１６】（作用・効果）物体とプリズムの間にレン
ズまたはレンズ群を配置し、これにアクチュエータを構
成することで、オートフォーカスまたはズームの機能を
搭載し、かつ取り込む映像を見ながら、かつ眼の位置の
映像を取り込むことが可能な視線を一致させて極めて小
型、携帯型でハンズフリーのウェアラブルのカメラを構
成できる。付記２３．前記表示装置の映像が前記カメラ
で捕らえた映像と同時に、ズーム領域を示す枠領域を表
示することを特徴とした付記４．乃至６．記載のカメラ
装置。

【０２１７】（対応する発明の実施の形態）第１１の実
施の形態に示す。

【０２１８】（作用・効果）カメラで取り込む映像の範
囲を明確にできる、眼の位置の映像を取り込むことが可
能な視線を一致させた小型、携帯型でハンズフリーのウ
ェアラブルのカメラを構成できる。

【０２１９】

【発明の効果】従って、以上説明したように、本発明に
よれば、ウェアラブルカメラとしてカメラシステムの機
能と要件を満たすために、表示装置とカメラとで視線を
一致させるカメラ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるカメラ装置の第１の実施
の形態として基本技術の構成を示す図である。

【図２】図２は、第１の実施の形態によるカメラ本体の
全体の構成を示す図である。

【図３】図３は、透視変換の概念図を図式的に示したも
のであり、カメラ視点Ａ、Ａ′が動いた場合に、無限遠
と近い物体Ｃの透視像がａ，ａ´とｃ，ｃ´のように差
が出ることを示す図である。

【図４】図４は、実際にカメラの位置が動いた場合に得
られる像の差を図式的に示す図である。

【図５】図５は、本発明によるカメラ装置の第１の実施
の形態のシステム構成を示すブロック図である。

【図６】図６の（ａ）は、本発明によるカメラ装置の第
２の実施の形態としての構成を示す図であり、図６の
（ｂ）は、本発明によるカメラ装置の第３の実施の形態
としての構成を示す図である。

【図７】図７は、本発明によるカメラ装置の第４の実施
の形態としての構成を示す図である。

【図８】図８は、本発明によるカメラ装置の第５の実施
の形態としての構成を示す図である。

【図９】図９は、本発明によるカメラ装置の第６の実施
の形態及びその変形例としての構成を示す図である。

【図１０】図１０は、本発明によるカメラ装置の第７の
実施の形態としての構成を示す図である。

【図１１】図１１は、本発明によるカメラ装置の第８の
実施の形態としての構成を示す図である。

【図１２】図１２は、本発明によるカメラ装置の第９の
実施の形態としての構成を示す図である。

【図１３】図１３は、本発明によるカメラ装置の第１０
の実施の形態としての構成を示す図である。

【図１４】図１４は、本発明によるカメラ装置の第１１
の実施の形態として表示装置への表示の方法を示す図で
ある。

【図１５】図１５は、眼がね型表示装置の側面に小型の
ＴＶカメラが取り付けられた従来技術の構成を示す図で
ある。

【図１６】図１６は、コンピュータの映像呈示装置とし
て開示されているビデオシースルー機構の従来技術の構
成を示す図である。

【図１７】図１７は、眼がね型表示装置の一方の眼に表
示装置を埋め込むと共に、他方の眼にカメラの光学系と
カメラを埋め込んだ従来技術の構成を示す図である。

【符号の説明】

５０…装着者の眼、４…液晶表示装置（ＬＣＤ）、３…撮像素子、２、２´…プリズム、１…カメラ本体、５…バックライト、６、７…反射面、８、８´…レンズ面、９、１０…反射面、１１…プリズム面５２…カメラの光軸、５３…他方の眼がね面、２２…Ａ／Ｄ変換装置、２４…圧縮装置、２８…画像記憶メモリ、２１…自動測光（ＡＥ）装置、３０…制御回路、２５…インターフェース回路、２６…画像記憶メモリ、２７…伸長回路、１９…フラッシュ（ストロボの発光部）、３１…操作系、３２…Ｉ／Ｏ回路、２９…信号生成回路、１５…操作部、１３…シャッタボタン、１４…操作スイッチ類、１８…別体の操作部、１６…別の容器、１７…ケーブル、５４…マイクロホン、２０…突起物、１２…小型のレンズ、４０…レンズ群、４１…アクチュエータ、４２…駆動機構、４５…レンズ群、４３…アクチュエータ、４４…駆動機構。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装着者の頭部あるいは顔面に装着され、
撮像した画像を前記装着者に表示可能なカメラ装置であ
り、撮像手段と、上記撮像手段によって撮像された画像を表示可能な表示
手段と、前記装着者の眼の近傍において取り入れた外部前方より
の光線を上記撮像手段に導くと共に、上記表示手段より
出射される光線を前記装着者の眼球に導く光路手段と、を具備することを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】上記光路手段によって取り入れられた外
部前方よりの光線の光軸を含む直線と、前記装着者の眼
との最小距離が２ｃｍ以下になるように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。
【請求項３】上記光路手段は、自由曲面を有する一体
成形された光学プリズムであることを特徴とする請求項
１記載のカメラ装置。