JP2001281520A

JP2001281520A - 光学装置

Info

Publication number: JP2001281520A
Application number: JP2000094185A
Authority: JP
Inventors: Satoyuki Yuasa; 智行湯淺; Satoshi Araya; 聡新家; Koji Katsuragi; 廣治葛城; Satoshi Yokota; 聡横田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ユーザが撮影を容易に行なうことができる撮
影装置を提供する。【解決手段】撮影装置は焦点調節機能、ズーム制御機
能、および撮影方向を変えるレンズ回動制御機能を備え
ている。ユーザの眼球近くに設けられる視線検知センサ
４０１および水晶体検知センサ４０３によりユーザの眼
球の状態が検出される。その検出結果に基づいて、ユー
ザの視線方向にカメラの撮影方向を向ける制御が行なわ
れ、また眼球の状態に応じてズーム制御や焦点調節制御
が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光学装置に関し、
特にビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの撮影画
像を記録する画像記録装置に用いられる光学装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来よりビデオカメラやデジタルスチル
カメラなどの撮影した画像を記録する装置が広く知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の装置を用いて撮影を行なうときには、撮影者はカメラ
を手に把持していなければならない。また、撮影者はフ
ァインダなどをのぞきながら被写体をとらえて撮影する
必要がある。このような理由により、撮影者が撮影以外
の他の作業をすることが困難である。

【０００４】さらに、動いている被写体を撮影する場合
には、撮影者は手でカメラを動かし被写体を追いかける
必要があるため、不便である。

【０００５】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたものであり、撮影を容易に行なうための光学装
置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明のある局面に従うと、光学装置は、焦点距離可
変のレンズを持つカメラ部と、眼球の状態を検出する検
出手段と、検出手段の検出結果に基づいて、カメラ部の
焦点距離を変更する制御手段とを備えたことを特徴とす
る。

【０００７】好ましくはカメラ部は、さらに焦点調節機
能を備え、制御手段は、検出手段の検出結果に基づい
て、カメラ部の焦点調節をも行なう。

【０００８】この発明の他の局面に従うと、光学装置
は、焦点調節機能を備えたレンズを持つカメラ部と、眼
球の状態を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に
基づいて、カメラ部の焦点調節を行なう制御手段とを備
えたことを特徴とする。

【０００９】好ましくは検出手段は、眼球の水晶体の厚
さを検出し、制御手段は、検出された水晶体の厚さに応
じて焦点距離の変更および焦点調節の少なくとも一方を
行なうことを特徴とする。

【００１０】この発明のさらに他の局面に従うと、光学
装置は、レンズの光軸方向が変更可能な駆動機構を備え
たカメラ部と、眼球の状態を検出する検出手段と、検出
手段の検出結果に基づいてカメラ部の光軸方向の変更を
行なう制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】好ましくは検出手段は、左右の眼球の状態
を別々に検出し、カメラ部は、左右の眼球のそれぞれに
対応する２つのカメラを備え、光学装置は、左右それぞ
れの眼球の状態の検出結果に応じて、２つのカメラの制
御を行なうことを特徴とする。

【００１２】好ましくは検出手段は、眼球の輻輳角を検
出し、制御手段は検出された輻輳角に応じて焦点距離の
変更、焦点調節または光軸方向の変更を行なうことを特
徴とする。

【００１３】好ましくは光学装置は、眼前に設置される
透過型の画像表示部と、カメラ部による撮影画像または
記録画像を画像表示部に表示する表示制御部をさらに備
え、撮影画像を表示するときは、画像を視野の周辺部に
表示し、記録画像を表示するときは、画像を視野の正面
部に表示することを特徴とする。

【００１４】好ましくは光学装置は、撮影画像を表示中
は表示画像を注視しているかどうかを判別し、注視して
いると判別したときは、眼球状態の検出による焦点距離
変更とレンズの光軸方向の変更とを禁止することを特徴
とする。

【００１５】好ましくは注視しているかどうかは、視線
方向の検出と、水晶体の厚みの変化の検出の両方の検出
結果をもとに判別することを特徴とする。

【００１６】好ましくは光学装置は、頭部または眼球の
前に装着可能であることを特徴とする。

【００１７】これらの発明に従うと眼球の状態に基づい
て光学装置の制御が行なわれるため、撮影を容易に行な
うための光学装置を提供することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る光学装置を用いた画像記録装置について図面を参照し
ながら説明する。

【００１９】［第１の実施の形態］図１は、本発明の第
１の実施の形態における画像記録装置の斜視図である。

【００２０】図を参照して、画像記録装置は、焦点距離
が可変であり、かつ焦点調節機能を備えたレンズを持つ
カメラ部１００と、カメラ部１００がとらえた画像など
を表示する表示部２００と、スイッチ類３００とを備え
ている。

【００２１】画像記録装置は、図２に示されるように、
人間の片目に装着される。画像記録装置が装着された側
の眼球の視線方向などが検知され、これに基づきカメラ
部１００の回動制御、自動焦点調節、ズーム変更が行な
われる。なお、この実施の形態においては人間の左目は
表示部２００により覆われているため、ユーザは左目に
より外界を直接見ることができない。ユーザは右目を用
いることにより視野を確認する。そして、右目に追従す
る左目から、眼球の視線方向や水晶体の厚みの変化が検
出され、これに基づきカメラ部１００の制御が行なわれ
る。カメラ部１００により撮影された画像は、左目に装
着された表示部２００の画像によって確認することがで
きる。

【００２２】図３は、画像記録装置の構成を示すブロッ
ク図である。図を参照して、画像記録装置は上述のカメ
ラ部１００と、表示部２００と、表示部２００の近くに
設けられる視線検知センサ４０１と、同じく表示部２０
０の近くに設けられる水晶体検知センサ４０３と、装置
全体の制御を行なうコントロール部４０５と、画像処理
を行なう画像処理部４０７と、画像の記録を行なう記録
部４０９とを備えている。

【００２３】また、カメラ部１００は、レンズのズーム
制御（焦点距離の制御）を行なうズーム制御部１０１
と、焦点調節制御を行なうＡＦ制御部１０３と、カメラ
部１００の光軸方向の変更（レンズの回動）を行なうレ
ンズ回動制御部１０５と、画像を電気信号に変換するＣ
ＣＤ１０７とを含んでいる。

【００２４】図４は、本実施の形態における画像記録装
置の動作を説明するための図である。

【００２５】図を参照して、視線検知センサ４０１およ
び水晶体検知センサ４０３は眼球の状態を検出する眼球
センサとして動作する。また、カメラ部１００はレンズ
回動制御部１０５により光軸方向を変更することが（光
軸を回動させることが）可能である。記録部４０９は、
カメラ部１００に備えられたＣＣＤ１０７から送られて
きた画像データを記録する。コントロール部４０５は、
眼球Ｅの視線方向に応じて、カメラ１００の光軸を変更
する。

【００２６】また、水晶体検知センサ４０３は、眼球Ｅ
の水晶体Ｌの変化（厚み）を検知するセンサである。コ
ントロール部４０５は検知された水晶体の変化（厚み）
に応じてレンズ１１１の状態を変化させることでズーム
制御を行なったり、焦点調節制御を行なったりする。

【００２７】なお、視線方向の検出にはリンバストラッ
キング法や角膜反射法などを用いることができる。この
うち、角膜反射法を用いれば視線方向の検出と水晶体の
状態の検出とを同時に行なうことができる。このとき、
視線方向の検出には第１プルキンエ像を、水晶体状態の
検出には第３および第４プルキンエ像を用いることがで
きる。

【００２８】図５は、水晶体検知センサ４０３の具体的
な構成を示す図である。水晶体は遠くの像にピントを合
せているときには薄くなり、近くの像にピントを合せて
いるときには厚くなるという性質を有している。

【００２９】水晶体検知センサ４０３は、赤外光を発光
させる発光素子４０３１と、ハーフミラー４０３５と、
水晶体Ｌからの反射光を受光する受光素子４０３３とか
ら構成されている。

【００３０】発光素子４０３１から照射された赤外光
は、ハーフミラー４０３５を透過した後水晶体Ｌに到達
する。水晶体Ｌからの反射光はハーフミラー４０３５に
より反射され、受光素子４０３３に入射される。受光素
子４０３３上に映し出される水晶体Ｌの像は、水晶体Ｌ
が近くの像にピントを合せているときには大きく、遠く
の像にピントを合せているときには小さくなる。

【００３１】このような構成により、水晶体の状態が検
出され、眼球がどの位置にピントを合せているのかを知
ることができる。

【００３２】このようにして本実施の形態においては、
ユーザが見ている方向と同じ方向にカメラ部１００の光
軸方向を合せる制御を行ない、かつユーザの水晶体の状
態に応じて焦点調節やズーム制御を行なう。これによ
り、ユーザ（撮影者）が実際の目で見ている画像と同じ
画像をカメラ部１００により撮影し、画像処理部４０７
で画像処理を行ない、記録部４０９で記録を行なうこと
ができる。このような制御を行なうことで、ユーザの所
望とする画像を容易に撮像することができる光学装置を
備えた撮像装置を提供することが可能となっている。

【００３３】なお、上述の実施の形態においてはカメラ
部１００の光軸方向の制御を行なうこととしたが、この
制御を行なわず、ズーム制御、焦点調節制御の少なくと
も一方を行なうようにしてもよい。

【００３４】すなわち、図６に示されるようにカメラ部
１００からレンズ回動制御部１０５を除去し、コントロ
ール部４０５によりズーム制御および焦点調節制御のい
ずれか一方のみを行なうことにしてもよい。このとき、
視線検知センサ４０１も不要であり、水晶体検知センサ
４０３のみを装置に設け、水晶体検知センサ４０３から
の信号に基づき、焦点調節およびズーム制御を行なえば
よい。

【００３５】［第２の実施の形態］図７は、本発明の第
２の実施の形態における画像記録装置の斜視図である。

【００３６】図を参照して、本実施の形態における画像
記録装置は頭部に装着することができるゴーグル形状を
している。また、この撮像装置には複数のディスプレイ
が設けられており、画像記録装置はヘッドマウントディ
スプレイとしての機能も有する。

【００３７】画像記録装置は、撮影者の両眼の眼球の状
態を検出する視線検知センサ４０１および水晶体検知セ
ンサ４０３と、カメラ部１００と、透過型の表示部Ｄ１
〜Ｄ３とを備えている。

【００３８】カメラ部１００は、第１の実施の形態と同
様に光軸方向が変更可能であり、撮影者の視線の方向に
応じてその光軸を変化させる。また、視線検知センサ４
０１および水晶体検知センサ４０３からの信号に基づき
焦点調節やズーム制御を行なう点も第１の実施の形態と
同様である。

【００３９】なお、本実施の形態においてはカメラ部１
００からの信号は画像記録装置のゴーグル部分を固定す
るためのバンド部を通して図示しないコントロール部に
送られ、図示しない記録部に記録される。このような構
成を採用することで、ゴーグル部分の大きさや重量を軽
減させることが可能である。

【００４０】なお、撮影者の眼前に設置された表示部Ｄ
１，Ｄ２には、記録された画像を再生して確認するとき
にその画像を表示するようにし、カメラ部１００により
撮影が行なわれているときには、カメラ部１００により
とらえられた画像を視野の隅に設けられた表示部Ｄ３に
表示すると、撮影中は画像の表示が邪魔にならず、また
画像の再生時においては大きな画像の表示を行なうこと
ができ、好都合である。

【００４１】［第３の実施の形態］図８は、本発明の第
３の実施の形態における画像記録装置の斜視図である。
図を参照して、本実施の形態における画像記録装置は第
２の実施の形態におけるそれと比較して、カメラ部１０
０が撮影者の左右の眼球のそれぞれに対応する２つのカ
メラ１００Ｒ，１００Ｌを備えていることを特徴として
いる。そして、撮影者の左右それぞれの目に対応して視
線検知センサ４０１Ｒ，４０１Ｌと水晶体検知センサ４
０３Ｒ，４０３Ｌとが設けられている。これにより、左
右それぞれの眼球の状態の検出結果に応じて、対応する
カメラ１００Ｒ，１００Ｌの制御を行なうことができ
る。

【００４２】図９は、第３の実施の形態における画像記
録装置の制御方法を説明するための図である。

【００４３】図を参照して、視線検知センサ４０１Ｒ，
４０１Ｌと水晶体検知センサ４０３Ｒ，４０３Ｌとから
なる眼球センサは、撮影者の両眼球の視線方向と、水晶
体の変化とを検知する。カメラ１００Ｒ，１００Ｌは１
対のカメラであり、それぞれ、ズーム制御と焦点調節制
御と光軸方向の変更を可能としている。

【００４４】また、コントロール部４０５は左右の眼球
ＥＲ，ＥＬの状態に応じて、左右のカメラ１００Ｒ，１
００Ｌを独立して制御することができる。さらに、記録
部も左右のカメラ１００Ｒ，１００Ｌに対応して２つ設
けられており、左右それぞれのカメラの画像を独立して
記憶する。

【００４５】なお、図９の例では２つの記録部４０９
Ｒ，４０９Ｌに左右のカメラのそれぞれの画像を記録す
ることとしたが、図１０のようにコントロール部と記録
部とを１つにし、１つのコントロール部および記録部４
１１により左右のカメラ１００Ｒ，１００Ｌの制御と画
像の記録とを行なうようにしてもよい。

【００４６】なお、水晶体の厚みを検出することにより
眼球が焦点を合せている対象物体までの距離を算出する
場合には、撮影者ごとにキャリブレーションを行ない、
水晶体の厚みを記憶しておくことが望ましい。

【００４７】たとえば、図７および図８のディスプレイ
Ｄ１，Ｄ２に、２ｍ先に結像するキャリブレーション用
の映像を表示する。そしてその映像を撮影者に注視さ
せ、その状態における水晶体の厚みを測定する。次に、
撮影者が遠景を見ているときの水晶体の厚みを測定す
る。

【００４８】この２点における水晶体の厚みの測定結果
を用いて、水晶体の厚みと眼球が焦点を合せている対象
物体までの距離との関係を求め、焦点調節やズーム制御
に用いることができる。

【００４９】また、図８〜図１０に示されるような撮像
装置により両眼の状態を測定するのであれば、両眼の光
軸（視線方向）を延長した直線の交わる角度である輻輳
角により、眼球が焦点を合せている物体までの距離を求
めることもできる。

【００５０】図１１〜図１５は、輻輳角θを求めるため
の処理を説明するための図である。輻輳角θは、両眼の
視線方向をもとに算出される。視線方向はたとえば、特
開昭６１−１７２５５２号公報や、特許第２８９４７０
１号に示される方法で検出することができる。

【００５１】視線の検出には、ユーザごとにキャリブレ
ーションが必要である。したがって、撮影前に撮影者ご
との視線データを記憶しておくことが望ましい。これ
は、前述のようにディスプレイに映像を映し、それを撮
影者に注視させることでキャリブレーションの入力を行
ない、それを設定することができる。

【００５２】図１１は、撮影者が正面方向に距離Ｌだけ
離れた物体を見ているときの左眼球ＥＬと右眼球ＥＲと
輻輳角θとの関係を示す図である。

【００５３】また、図１２は撮影者が正面方向の無限大
の距離にある物体を見ているときの状態を、図１３は撮
影者が左方向の無限大の距離にある物体を見ているとき
の状態を示す図である。輻輳角θが大きければ対象物が
近くにあり、小さければ遠くにあることがわかる。

【００５４】なお、図１４に示されるように、左眼球Ｅ
Ｌの正面方向ＦＬと、左眼球ＥＬの視線方向とのなす角
をθ１とし、右眼球ＥＲの正面方向ＦＲと右眼球ＥＲの
視線方向とのなす角をθ２とすると、輻輳角θは、θ＝
θ１＋θ２で表わすことができる（物体が左眼球ＥＬの
正面方向ＦＬと右眼球ＥＲの正面方向ＦＲとの間にある
場合）。

【００５５】また、図１５に示されるように、物体が左
眼球ＥＬの正面方向ＦＬよりも左にある場合において
は、輻輳角θは、θ＝｜θ１−θ２｜で表わすことがで
きる。

【００５６】また、以上に示したθ１とθ２との関係
（符号や絶対値）から、対象物の方向を知ることができ
る。なお、図１１〜図１５においては物体が平面方向に
ある例を挙げて説明しているが、物体が上下方向にある
場合、および斜め方向にある場合についても同様に対象
物の方向を知ることができる。

【００５７】左眼球ＥＬと右眼球ＥＲとの間の幅をｄと
すると、焦点を合せている対象物体までの距離Ｌは、Ｌ＝ｄ／（ｔａｎ（θ１）＋ｔａｎ（θ２））（θ
１とθ２との符号が逆のとき；図１４）Ｌ＝ｄ／｜ｔａｎ（θ１）−ｔａｎ（θ２）｜（θ
１とθ２との符号が同じとき；図１５）として表わされる。

【００５８】すなわち、θ１≒θ２であれば、撮影者が
無限遠の対象物体をにらんでいることになる。

【００５９】なお、カメラの光軸方向の制御を以下のよ
うに行なってもよい。すなわち、視線方向によりカメラ
の光軸方向（撮影方向）を変更するのであるが、たとえ
ば、ユーザが右方向を見た場合、その状態が所定時間継
続されれば、カメラを右方向にパンニングし、視線方向
に移動させた時点で停止させる。

【００６０】また、視線が正面に戻った場合にはカメラ
をパンニングせずに右方向のまま停止させておいてもよ
いし、または正面に復帰させてもよい。また、どちらか
のモードをユーザに選択できるように切換制御を行なっ
てもよい。

【００６１】すなわち、ユーザが正面を向きながら右側
の画像を記録するためには、まず右を注視することでカ
メラを右側にパンさせて停止および固定する。ここで、
停止をトリガとして画像記録を開始するといったカメラ
の操作を行なうことも可能である。

【００６２】なお、輻輳角の情報と水晶体の情報とを合
せて、対象物までの距離を推定および算出するようにし
てもよい。

【００６３】以上に説明したような実施の形態において
は、使用者がカメラの操作を手動で行なわなくても、カ
メラのズーミングを行なったり、パンニングを行なった
りすることが可能となる。たとえば、撮影開始時におい
ては、レンズの焦点距離は初期位置（たとえばワイドに
近い側）に設定しておき、視線の検出を開始し、視線が
特定の方向に所定時間（Ｔ１）停止した場合、その方向
にある対象物を注視していると判断し、焦点距離をテレ
側に変更（ズームアップ）することができる。

【００６４】このとき、輻輳角θを算出し、θが所定の
値より小さい場合（対象物が遠距離にある場合）にの
み、ズームアップを行なってもよい。また、θの大小に
より、ズームの要／不要を切換えるモードを備えるよう
にしてもよい。

【００６５】視線方向がカメラの撮影方向でない方向
（左右方向や上下方向）に移動した場合には、カメラの
焦点距離をワイド側に移動して、使用者が撮影したい方
向の被写体をとらえる。このときも視線方向が変化し、
その方向での注視時間が所定時間（Ｔ２）経過したので
あれば、焦点距離をワイド側にズームアウトする。ただ
し、撮りたい対象物がカメラの画角から消える時間を短
くするために、ズームアップするための所定時間（Ｔ
１）よりもＴ２は短くすることが望ましい（すなわちＴ
２＜Ｔ１）。

【００６６】また、眼球は、撮影者の意思にかかわらず
細かく動く場合がある。したがって、視線の動きに対し
てはある程度の許容幅を持たせて、細かい眼球の動きは
無視し、細かい眼球の動きがあっても視線方向の物体を
注視しているものと判断することが望ましい。すなわ
ち、眼球の動きが所定の範囲を超えない場合を注視状態
と判断するのである。

【００６７】カメラがズームアップを開始した直後、視
線が動いてもカメラは目的の位置を目指して焦点距離の
移動を続け、焦点距離の移動が終了するまで撮影を継続
するようにしてもよい。こうして焦点距離の移動中に撮
影者が視線を外している間の画像を取込み、後に撮影画
像を確認させることもできる。すなわち、１回の注視に
追随してズームアップを実行するが、その実行後はその
機能を解除することも可能としてもよい。また、このよ
うな機能をユーザに選択可能とさせてもよい。

【００６８】なお、図７および図８の表示部Ｄ１〜Ｄ３
の表示は以下のように行なうことが望ましい。

【００６９】図１６は、画像撮影時の表示を説明するた
めの図である。画像撮影時には、図１６に示すように撮
影により得られる画像（撮影画像）を撮影者の視野の周
辺部に設けられたディスプレイＤ３に表示する。なお、
表示部Ｄ１，Ｄ２は光透過型のディスプレイである。

【００７０】図１６に示されるように、撮影者が表示部
Ｄ１，Ｄ２を介して撮影対象物を見ているときには、視
線検知センサ４０１および水晶体検知センサ４０３によ
り視線の動きに合せてカメラ部１００の方向を変化させ
る。また、眼球Ｅの状態に合せて焦点調節とズーム制御
も行なう。

【００７１】図１７に示されるように、撮影者が表示部
Ｄ３を注視したことが検知されると、カメラ部１００の
回動を停止させ、撮影者が表示部Ｄ３を見る前に見てい
た方向の画像が記録されるように制御が行なわれる。

【００７２】すなわち、表示部Ｄ３が注視されていると
きには、眼球の状態の検出による焦点距離の変更とレン
ズの光軸方向の変更とズーム制御とが禁止される。これ
により、撮影者は撮影方向などを撮影対象に固定させた
まま、表示部Ｄ３により撮影画像を見ることができる。

【００７３】なお、注視しているか否かは、視線方向と
水晶体の厚みの変化との両方の検出結果に基づき判定す
ることが望ましい。

【００７４】図１８は、記録部４０９に記録された記録
画像を表示する処理を説明するための図である。記録画
像は、視野の正面部に設けられたディスプレイＤ１，Ｄ
２に表示される。また、記録画像の再生中にはカメラ部
１００の制御および眼球の状態の検出は行なわれない。

【００７５】［第４の実施の形態］図１９は、第４の実
施の形態における画像表示装置を真上から見た図であ
る。本実施の形態における画像表示装置は、ヘルメット
Ｈと、複数のカメラＣ（Ｌ），Ｃ（ＵＰ），Ｃ（Ｒ）
と、ヘッドマウントディスプレイＨＭＤとから構成され
る。

【００７６】カメラＣ（Ｌ）は、ヘルメットＨの左側に
取付けられ、ヘルメットＨの左後方向の画像を撮影す
る。カメラＣ（ＵＰ）は、ヘルメットＨの真上に取付け
られ、ヘルメットＨの後方向の画像を撮影する。カメラ
Ｃ（Ｒ）は、ヘルメットＨの右側に取付けられ、ヘルメ
ットＨの右後方向の画像を撮影する。

【００７７】図２０は、図１９のヘッドマウントディス
プレイＨＭＤの表示を示す図である。ヘッドマウントデ
ィスプレイＨＭＤは、図２０に示されるような透過型の
表示部ＵＰ１，ＵＰ２，Ｒ１，Ｒ２，Ｌ１，Ｌ２を有し
ている。

【００７８】図２１に示されるように、ヘルメットＨを
かぶっている者の視線の方向が第１〜第３の実施の形態
と同様に検出され、ユーザがヘッドマウントディスプレ
イＨＭＤを介して正面を見ていると判定されるときに
は、表示部ＵＰ１，ＵＰ２，Ｒ１，Ｒ２，Ｌ１，Ｌ２に
は何も表示が行なわれない。

【００７９】図２２に示されるように、ユーザが右方向
を見たことが検出されると、表示部Ｒ１，Ｒ２にカメラ
Ｃ（Ｒ）の画像が表示される。

【００８０】また、図２３に示されるようにユーザが前
方上方を見た場合には、表示部ＵＰ１，ＵＰ２にカメラ
Ｃ（ＵＰ）からの画像が左右反転して表示される。

【００８１】なお、図２４に示されるようにユーザがま
ばたきをした場合でも、各表示部への表示は継続して行
なわれる。

【００８２】このように、本実施の形態においてはヘッ
ドマウントディスプレイＨＭＤに複数の表示位置が設け
られ、かつ画像表示装置に複数の撮像装置（カメラ）が
設けられる。ユーザの視線方向の検出がなされ、その視
線方向に応じた表示位置が選択され、選択された表示位
置に対応する撮像装置の画像が表示される。これによ
り、ユーザは見たい画像が表示される位置に視線を移す
だけで、その画像を見ることができる。

【００８３】［第５の実施の形態］図２５は、本発明の
第５の実施の形態における画像表示装置の構成を示す図
である。図を参照して、画像表示装置は車両に設置され
るカメラを備えている。カメラとして、車両の前方を撮
影するカメラＦＲと、車両の左斜め後方向を撮影するカ
メラＬと、車両の右斜め後方向を撮影するカメラＲと、
車両の上部に設けられ車両上部の右後方向および左後方
向を撮影するカメラＵＰ１，ＵＰ２と、車両の下部に取
付けられ、車両下部の右方向および左方向を撮影するカ
メラＵＮ１，ＵＮ２とを含んでいる。

【００８４】図２６は、本実施の形態において用いられ
る画像表示装置の表示部を示す図である。図に示される
ように、画像表示部はユーザの左目および右目のそれぞ
れに対応する部分を備えている。ユーザが右方向を向い
た場合には、表示部Ｒ１，Ｒ２にカメラＲからの画像が
表示される。一方、ユーザが左方向に視線を向けたとき
には表示部Ｌ１，Ｌ２にカメラＬからの画像が表示され
る。

【００８５】ユーザが上方向に視線を向けたときには、
表示部ＵＰ１には、カメラＵＰ１からの画像が、表示部
ＵＰ２にはカメラＵＰ２からの画像が表示される。

【００８６】また、ユーザが下方向に視線を向けたとき
には表示部ＵＮ１にはカメラＵＮ１からの画像が、表示
部ＵＮ２にはカメラＵＮ２からの画像が表示される。

【００８７】このように、本実施の形態においてはユー
ザの左右の目のそれぞれに対応したカメラを設け、左右
の目のそれぞれに対応した表示部に左右のカメラからの
画像を表示させることで、ユーザによる立体視を可能と
している。

【００８８】なお、本実施の形態において表示部を透過
型のものとし、ユーザが前方の景色を直接見ることがで
きるようにしてもよいし、表示部にカメラＦＲからの画
像を表示させ、必要に応じてカメラＦＲのズーム制御な
どを行なうようにしてもよい。

【００８９】また、カメラを図２７に示すように車両に
とりつけてもよい。［第６の実施の形態］図２８は、第６の実施の形態にお
ける画像表示装置の正面図と側面図である。本実施の形
態における画素表示装置もヘルメット形状をしており、
その左右の部分にユーザの視線に合せてその撮影方向を
変えるカメラＣが取付けられている。カメラＣからの画
像は透過型の表示部Ｄに表示される。

【００９０】また、カメラＣの撮影方向は、第１〜第３
の実施の形態に示されるようにユーザの視線方向が検出
され、その検出方向に対応した画像が撮影されるように
制御が行なわれる。

【００９１】図２９は、ユーザが前方に視線を向けてい
るときのカメラＣの向きを示す図である。

【００９２】図に示されるように、この状態においては
カメラは前方に向けられており、ユーザの視線方向の画
像を撮影する。撮影された画像は、表示部Ｄに表示され
る。

【００９３】図３０は、ユーザが前方上部に視線を移し
たときのカメラの方向を示す図である。図に示されるよ
うに、ユーザの視線に合せてカメラの向きも前方上部を
向き、前方上部からの画像が撮影され、表示部Ｄに表示
される。

【００９４】図３１は、ユーザがさらに上部に視線を向
けたときのカメラＣの方向を示す図である。このとき、
カメラＣは後方上部を撮影し、その画像が表示部Ｄに表
示される。これにより、ユーザは後方上部からの画像を
見ることができる。

【００９５】また、ユーザが特定の場所に視線を移した
ときには図３２に示されるように、カメラＣが後方を向
き、後方からの画像が表示部Ｄに表示される。これによ
り、ユーザは後方からの画像を確認することができる。

【００９６】このように、本実施の形態においてはカメ
ラＣが回転部に設けられ、ユーザの視線の動きに対応し
た方向の画像が撮影される。これにより、ユーザがさま
ざまな方向を見ることができる画像表示装置を提供する
ことが可能となる。

【００９７】なお、本実施の形態においても第４および
第５の実施の形態と同様に、表示部Ｄに複数の表示位置
を設け、カメラＣの撮像方向に対応した表示位置に画像
を表示することが望ましい。

【００９８】なお、上述の実施の形態においては車両な
どにカメラを取付ける例を挙げて説明したが、カメラは
オートバイ、自転車、建設機械などに設置することがで
きる。また、カメラと表示部との間の画像のやり取りは
無線などの通信により行なうことが好ましい。

【００９９】また、ユーザが表示部を注視している時間
に応じて、表示画面のサイズを変更するようにしてもよ
い。

【０１００】また、上述の実施の形態においては視線が
表示部に向けられたとき、その表示部に画像を表示する
ことにしたが、画像は常時表示するようにしてもよい。

【０１０１】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における画像記録
装置の斜視図である。

【図２】図１の撮像装置の使用方法を説明するための
図である。

【図３】図１の撮像装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】図１の撮像装置の動作を示す図である。

【図５】水晶体の状態の検出方法を説明するための図
である。

【図６】図４の装置の変形例を示す図である。

【図７】第２の実施の形態における画像記録装置の斜
視図である。

【図８】第３の実施の形態における画像撮影装置の斜
視図である。

【図９】図８の装置の構成を示すブロック図である。

【図１０】図９の装置の変形例を示すブロック図であ
る。

【図１１】距離Ｌにある物体を見るときの眼球の状態
を示す図である。

【図１２】無限大の距離にある物体を見るときの眼球
の状態を示す図である。

【図１３】左側の無限距離にある物体を見るときの眼
球の状態を示す図である。

【図１４】輻輳角の算出方法を示す図である。

【図１５】輻輳角の算出方法を示す図である。

【図１６】撮影時の画像の表示例を示す図である。

【図１７】撮影時においてユーザが表示部を注視して
いる場合の装置の制御方法を示す図である。

【図１８】画像再生時の表示方法を示す図である。

【図１９】第４の実施の形態における画像表示装置の
平面図である。

【図２０】図１９のヘッドマウントディスプレイＨＭ
Ｄの表示内容を示す図である。

【図２１】ユーザが正面を見ているときの表示を示す
図である。

【図２２】ユーザが右方向を見たときの表示を示す図
である。

【図２３】ユーザが前方上方を見た場合の表示を示す
図である。

【図２４】ユーザがまばたきをした場合の表示を示す
図である。

【図２５】第５の実施の形態における画像表示装置の
構成を示す図である。

【図２６】第５の実施の形態における表示部を示す図
である。

【図２７】画像表示装置の他の構成を示す図である。

【図２８】第６の実施の形態における画像表示装置の
構成を示す図である。

【図２９】ユーザが前方を見ているときのカメラの方
向を示す図である。

【図３０】ユーザが前方上部を見ているときのカメラ
の方向を示す図である。

【図３１】カメラが後方上部を撮影しているときの状
態を示す図である。

【図３２】カメラが後方を撮影しているときの状態を
示す図である。

【符号の説明】

１００カメラ部、１０１ズーム制御部、１０３オ
ートフォーカス制御部、１０５レンズ回動制御部、１
０７ＣＣＤ、２００表示部、４０１視線検知セン
サ、４０３水晶体検知センサ、４０５コントロール
部、４０７画像処理部、４０９記録部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｂ 17/56 Ｈ０４Ｎ 5/232 Ａ５Ｃ０２２Ｈ０４Ｎ 5/225 5/64 ５１１Ａ５Ｃ０６１ 5/232 ５３１ 5/64 ５１１ 13/02 ５３１Ｇ０１Ｂ 21/08 13/02 21/22 // Ｇ０１Ｂ 21/08 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｎ 21/22 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ (72)発明者葛城廣治大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者横田聡大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 2F069 AA46 AA71 BB40 GG07 2H011 AA03 CA01 DA00 2H044 DA01 DA02 DC02 DE01 2H051 AA00 AA08 BA80 DA24 FA61 GB15 2H105 AA47 5C022 AA00 AA13 AB27 AB62 AB66 AC03 AC31 AC74 AC78 5C061 AA29 AB04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焦点距離可変のレンズを持つカメラ部
と、眼球の状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記カメラ部の焦
点距離を変更する制御手段とを備えたことを特徴とす
る、光学装置。
【請求項２】前記カメラ部はさらに焦点調節機能を備
え、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、
前記カメラ部の焦点調節を行なう、請求項１に記載の光
学装置。
【請求項３】焦点調節機能を備えたレンズを持つカメ
ラ部と、眼球の状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記カメラ部の焦
点調節を行なう制御手段とを備えたことを特徴とする、
光学装置。
【請求項４】前記検出手段は、眼球の水晶体の厚さを
検出し、前記制御手段は、検出された水晶体の厚さに応じて焦点
距離の変更および焦点調節の少なくとも一方を行なうこ
とを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の光学
装置。
【請求項５】レンズの光軸方向が変更可能な駆動機構
を備えたカメラ部と、眼球の状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記カメラ部の光
軸方向の変更を行なう制御手段とを備えたことを特徴と
する、光学装置。
【請求項６】前記検出手段は、左右の眼球の状態を別
々に検出し、前記カメラ部は、左右の眼球のそれぞれに対応する２つ
のカメラを備え、左右それぞれの眼球の状態の検出結果に応じて、前記２
つのカメラの制御を行なうことを特徴とする、請求項１
〜５のいずれかに記載の光学装置。
【請求項７】前記検出手段は、眼球の輻輳角を検出
し、前記制御手段は、検出された輻輳角に応じて焦点距離の
変更、焦点調節または光軸方向の変更を行なうことを特
徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の光学装置。
【請求項８】眼前に設置される透過型の画像表示部
と、前記カメラ部による撮影画像または記録画像を前記画像
表示部に表示する表示制御部をさらに備え、撮影画像を表示するときは、画像を視野の周辺部に表示
し、記録画像を表示するときは、画像を視野の正面部に
表示することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに
記載の光学装置。
【請求項９】撮影画像を表示中は、表示画像を注視し
ているかどうかを判別し、注視していると判別したとき
は、眼球状態の検出による焦点距離変更とレンズの光軸
方向の変更とを禁止することを特徴とする、請求項８に
記載の光学装置。
【請求項１０】注視しているかどうかは、視線方向の
検出と、水晶体の厚みの変化の検出の両方の検出結果を
もとに判別することを特徴とする、請求項９に記載の光
学装置。
【請求項１１】頭部または眼球の前に装着可能である
ことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の
光学装置。