JP2023055074A - 撮像装置及びその制御方法並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザが体験中（撮影中）は体験に集中できると共に、ユーザによる撮影後のトリミング作業等を不要とすることができる撮像装置及びその制御方法並びにプログラムを提供する。【解決手段】カメラ本体１は、映像を撮像する撮影部４０と、使用者（ユーザ）の顔の各部の位置を検出し、前記使用者の観察方向を類推する顔方向検出部２０と、顔方向検出部２０と使用者の顔の間に異物が侵入したことを検出する異物侵入検出部２０ａと、撮影部４０より撮像された映像のうち、観察方向を基準とする範囲の映像を出力する送信部７０と、を備え、送信部７０は、異物侵入検出部２０ａが異物が侵入したことを検出した場合、撮影部４０より撮像された映像のうち、予め設定された範囲の映像を出力する。【選択図】図７Ｅ

Description

本発明は、撮像装置及びその制御方法並びにプログラムに関し、特にアクションカメラとして使用する撮像装置及びその制御方法並びにプログラムに関する。

従来、カメラの撮影は、撮影者であるユーザがカメラを撮影する方向に向け続ける必要があった。このため、撮影操作に手が取られることで撮影行為以外に手がまわせなかったり、撮影に意識を集中させられるためにその場に居る体験には意識を集中できなかったりしていた。

たとえば、撮影操作で言えば、撮影者である親は、子供を撮影している間は子供と一緒に遊ぶことはできなくなるし、子供と一緒に遊ぼうとすると撮影ができなくなるといった課題が生じる。

また、撮影への意識集中でいえば、スポーツ観戦中に撮影をしていると、ユーザは、応援できなかったり、ゲーム内容を覚えていなかったりするといった課題や、スポーツ観戦へ意識を集中すると撮影できないといった課題が生じる。同様に、グループ旅行中に撮影をしていると、ユーザは、他のメンバーと同じレベルでの感動を体験できないし、体験を優先すると撮影が疎かになるといった課題が生じる。

このような課題を解決する方法としては、頭部固定アクセサリーを用いてアクションカメラを頭部に固定して観察している方向を撮影することで、ユーザが撮影操作に手が取られることなく撮影する方法がある。また、全天球型撮影カメラで広範囲を撮影することで、体験中は体験に集中し、体験が終わってから撮影された全天球映像から必要な映像部分を切り出し編集し、体験したことの映像を残すという方法もある。

ただ前者の方法は、アクションカメラの本体が固定されている頭部固定アクセサリーを頭に装着するという煩わしい行為が必要になる。また、ユーザが頭部固定アクセサリーによってアクションカメラを頭部に装着すると、見栄えも悪い上、ユーザの髪型も乱れるなどの問題も起きる。さらには、頭に装着されている頭部固定アクセサリーとアクションカメラについて、その重さ等の存在が気になりユーザが体験に集中できなかったり、見栄えの悪さからユーザが抵抗を感じたりする等の理由で撮影そのものがし辛くなるという課題があった。

一方、後者の方法は、画像変換や切り出し位置指定など必要な箇所を切り出して平面変換する（以後「トリミング」という）作業を行わなければならない。このため、ユーザは、体験中（撮影中）は体験に集中できるがその後の作業量が膨大になるといった課題があった。

一方、特許文献１では、撮像部で撮像されたユーザの顔を含む画像からユーザの顔向きを推定する技術が開示されている。この技術を用いれば、その推定されたユーザの顔向きに基づきトリミング作業を行うことで、後者の方法の課題を解消することができる。尚、特許文献１では、撮像部で撮像された画像上のユーザの顔が手などで一部遮蔽されてもユーザの顔向きを推定することができる。

特許６５８４７１７号公報

しかしながら、特許文献１では、ユーザと撮像部の間への物体の侵入等により撮像部で撮像された画像上のユーザの顔が完全に覆われてしまった場合、ユーザの顔向きを推定できなくなる。このため、特許文献１の技術も用いた場合においても、後者の方法を用いた場合のトリミング作業の実用化には課題があった。

そこで、本発明の目的は、ユーザが体験中（撮影中）は体験に集中できると共に、ユーザによる撮影後のトリミング作業等を不要とすることができる撮像装置及びその制御方法並びにプログラムを提供することである。

上記課題を解決するため、本発明に係る撮像装置は、映像を撮像する撮像手段と、使用者の顔の各部の位置を検出し、前記使用者の観察方向を検出する観察方向検出手段と、前記観察方向検出手段と前記使用者の顔の間に異物が侵入したことを検出する異物侵入検出手段と、前記撮像手段より撮像された映像のうち、前記観察方向を基準とする範囲の映像を出力する映像出力手段と、を備え、前記異物侵入検出手段が前記異物が侵入したことを検出した場合、前記映像出力手段は、前記撮像手段より撮像された映像のうち、予め設定された範囲の映像を出力することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザが体験中（撮影中）は体験に集中できると共に、ユーザによる撮影後のトリミング作業等を不要とすることができる。

本発明の実施例に係る撮像装置としての撮影・検出部を含むカメラ本体の外観図である。 カメラ本体を使用者が掛けた様子を示す図である。 カメラ本体におけるバッテリー部を図１Ａの後方から見た図である。 カメラ本体と無線接続する表示装置の外観図である。 撮影・検出部を正面から見た図である。 カメラ本体における接続部のバンド部の形状を示す図である。 撮影・検出部を裏側からみた図である。 撮影・検出部を上からみた図である。 撮影・検出部の内部であって、カメラ本体における顔方向検出窓の下部に配置される、顔方向検出部及び異物侵入検出部として機能するハードウェア構成を示す図である。 カメラ本体を使用者が掛けた状態を使用者の左側面からみた図である。 バッテリー部の詳細を説明する図である。 カメラ本体の機能ブロック図である。 カメラ本体のハードウェア構成を示すブロック図である。 表示装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 カメラ本体及び表示装置において実行される、本発明の実施例に係る撮影記録処理の概要を示すフローチャートである。 図７ＡのステップＳ１００の準備動作処理のサブルーチンのフローチャートである。 図７ＡのステップＳ２００の顔方向検出処理のサブルーチンのフローチャートである。 図７ＡのステップＳ２２０の異物侵入検出処理のサブルーチンのフローチャートである。 図７ＡのステップＳ３００の記録方向・範囲決定処理のサブルーチンのフローチャートである。 図７ＡのステップＳ５００の記録範囲現像処理のサブルーチンのフローチャートである。 動画モードにおける図７ＡのステップＳ２００～Ｓ６００までの処理を説明するための図である。 図１Ａにおける顔方向検出窓から見える使用者の映像を示す図である。 顔方向検出窓から見える使用者の映像に室内にある蛍光灯が背景として映りこんだ場合を示す図である。 図８Ｂに示す使用者及びその背景としての蛍光灯を、赤外検出処理装置の赤外ＬＥＤを点灯させない状態で、顔方向検出窓を介して赤外検出処理装置のセンサで結像させた場合の映像を示す図である。 図８Ｂに示す使用者及びその背景としての蛍光灯を、赤外ＬＥＤを点灯させた状態で、顔方向検出窓を介して赤外検出処理装置のセンサで結像させた場合の映像を示す図である。 図８Ｃ，図８Ｄの映像から演算された差分映像を示す図である。 図８Ｅの差分映像の濃淡を、使用者の顔・首部に投光された赤外線の反射光線の光強度にスケールを合わせて調整した場合を示す図である。 図８Ｆに、使用者の身体の各部位を示す符号、及び首元位置と顎先位置を示す二重丸及び黒丸の符号を重ねた図である。 使用者の顔が右方向を向いている時に、図８Ｅと同様の方法で演算された差分映像を示す図である。 図８Ｈに首元位置と顎先位置を示す二重丸及び黒丸の符号を重ねた図である。 使用者が水平より３３°上方に顔を向けている際に、顔方向検出窓から見える使用者の映像を示す図である。 使用者が水平より３３°上方に顔を向けている際に、図８Ｅと同様の方法で演算された差分映像に、首元位置と顎先位置を示す二重丸及び黒丸の符号を重ねた図である。 顔方向検出部と使用者の顔の間に異物（別の人の顔）が映り込んだ場合の映像を示す図である。 首元位置の正常範囲及び顎先位置の正常範囲を説明するための図である。 使用者の首可動域を説明する図である。 一定の蓄積時間経過後の首可動域の更新方法について説明するための図である。 赤外ＬＥＤの点灯・消灯のタイミングを示したタイミングチャートである。 使用者の顔の上下方向の動きを説明する図である。 使用者が正面を向いている場合の、カメラ本体の撮影部により撮影された超広角映像における狙い視野を示す図である。 超広角映像から切り出された図１１Ａにおける狙い視野の映像を示す図である。 使用者が被写体Ａを観察している場合の、超広角映像における狙い視野を示す図である。 超広角映像から切り出された図１１Ｃにおける狙い視野の映像に対して、歪みや揺れを補正した映像を示す図である。 使用者が被写体Ａを図１１Ｃより小さい画角設定値で観察している場合の、超広角映像における狙い視野を示す図である。 超広角映像から切り出された図１１Ｅにおける狙い視野の映像に対して、歪みや揺れを補正した映像を示す図である。 超広角映像における狙い視野の一例を示す図である。 超広角映像における、図１２Ａの狙い視野と同じ画角設定値であるが観察方向が異なる狙い視野の一例を示す図である。 超広角映像における、図１２Ａの狙い視野と同じ画角設定値であるが観察方向が異なる狙い視野の他の一例を示す図である。 超広角映像における、図１２Ｃの狙い視野と同一観察方向であるが画角設定値が小さい狙い視野の一例を示す図である。 図１２Ａに示す狙い視野の周囲に予備領域を付与した例を示す図である。 図１２Ｂに示す狙い視野の周囲に、図１２Ｅの予備領域と同一防振レベルの予備領域を付与した例を示す図である。 図１２Ｄに示す狙い視野の周囲に、図１２Ｅの予備領域と同一防振レベルの予備領域を付与した例を示す図である。 カメラ本体での撮影前に、表示装置の表示部に表示される、動画モードの各種設定用のメニュー画面を示す図である。 図７ＡのステップＳ６００の一次記録処理のサブルーチンのフローチャートである。 一次記録処理により生成される映像ファイルのデータ構造を示す図である。 図７ＡのステップＳ７００の表示装置への転送処理のサブルーチンのフローチャートである。 図７ＡのステップＳ８００の光学補正処理のサブルーチンのフローチャートである。 図１７のステップＳ８０３において歪曲収差補正を実施した場合を説明するための図である。 図７ＡのステップＳ９００の防振処理のサブルーチンのフローチャートである。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１Ａ～図１Ｄは、本発明の実施例に係る撮像装置としての撮影・検出部１０を含むカメラ本体１とこれと別体で設定を表示・変更する表示装置８００からなるカメラシステムを説明するための図である。尚、本実施例では、カメラ本体１と表示装置８００は別体である場合を例に示しているが、一体的に構成されていてもよい。また、カメラ本体１を首にかけて装着しているユーザを以下、使用者という。

図１Ａは、カメラ本体１の外観図である。

図１Ａにおいて、カメラ本体１は、撮影・検出部１０、バッテリー部９０、撮影・検出部１０とバッテリー部９０（電源手段）を接続する接続部８０を備える。

撮影・検出部１０は、顔方向検出窓１３、スタートスイッチ１４、ストップスイッチ１５、撮影レンズ１６、ＬＥＤ１７、及びマイク１９Ｌ，１９Ｒを備える。

顔方向検出窓１３は、撮影・検出部１０に内蔵される、使用者の顔の各部の位置を検出するための赤外ＬＥＤ点灯回路２１（図５：赤外線照射手段）から投光される赤外線やその反射光線を透過する。

スタートスイッチ１４は、撮影を開始するためのスイッチである。

ストップスイッチ１５は、撮影を止めるためのスイッチである。

撮影レンズ１６は、撮影する光線を撮影・検出部１０の内部の固体撮像素子４２（図５）に導く。

ＬＥＤ１７は、撮影中であることを示したり、警告を示したりするＬＥＤである。

マイク１９Ｒ，１９Ｌは、周辺の音を取りいれるマイクであり、マイク１９Ｌは使用者の周辺左側（図１Ａの向かって右側）の音を取り入れ、マイク１９Ｒは使用者の周辺右側（図１Ａの向かって左側）の音を取り入れる。

図１Ｂは、カメラ本体１を使用者が掛けた様子を示す図である。

バッテリー部９０が使用者の背中側に、撮影・検出部１０が使用者の体の前側にくるように装着すると、撮影・検出部１０の左右端部近傍に両端が接続される接続部８０によって胸方向に付勢され支えられる。これにより、撮影・検出部１０が使用者の鎖骨の前あたりに位置するようになる。この時、顔方向検出窓１３は使用者の顎の下に位置する。顔方向検出窓１３内には、後ほど図２Ｅで図示する赤外線集光レンズ２６がある。撮影レンズ１６の光軸（撮像光軸）と赤外線集光レンズ２６の光軸（検出光軸）は異なる方向を向いており、後述する顔方向検出部２０（観察方向検出手段・観察方向検出部）により顔の各部の位置から使用者の観察方向を類推する。これにより、後述する撮影部４０（撮像手段）によるその観察方向の撮影が可能となっている。

また、このように撮影・検出部１０を体の前面、バッテリー部９０を背面に配置することで、重量を分散し、使用者の疲れの軽減や使用者が動いた際の遠心力等によるズレの抑制効果がある。

尚、本実施例では、撮影・検出部１０が使用者の鎖骨の前あたりに位置するように装着される例を示したがこれに限定されない。すなわち、カメラ本体１は顔方向検出部２０により使用者の観察方向が検出でき、且つ撮影部４０によりその観察方向の撮影が可能であれば、カメラ本体１は使用者の頭部以外の身体上のいずれに装着されてもよい。

図１Ｃは、バッテリー部９０を図１Ａの後方から見た図である。

図１Ｃにおいて、バッテリー部９０は、充電ケーブル挿入口９１、調整用ボタン９２Ｌ，９２Ｒ、及び背骨よけ切り欠き９３を備える。

充電ケーブル挿入口９１は、不図示の充電ケーブルの挿入口であり、この充電ケーブルを介して外部電源から内部のバッテリー９４を充電したり、撮影・検出部１０に給電したりする。

調整用ボタン９２Ｌ，９２Ｒは、接続部８０のバンド部８２Ｌ，８２Ｒの長さの調整用ボタンである。調整用ボタン９２Ｌは、向かって左側のバンド部８２Ｌを調節するためのボタンであり、調整用ボタン９２Ｒは、向かって右側のバンド部８２Ｒを調節するためのボタンである。尚、本実施例では、調整用ボタン９２Ｌ，９２Ｒでバンド部８２Ｌ，８２Ｒの夫々の長さを独立に調整するが、１つのボタンでバンド部８２Ｌ，８２Ｒの長さを同時に調整するようにしてもよい。以下、バンド部８２Ｌ，８２Ｒをバンド部８２と総称する。

背骨よけ切り欠き９３は、バッテリー部９０が使用者の背骨部分に当たらない様に背骨部分を避けた切り欠き部である。人体の背骨の凸部を避けることで装着の不快感を減らすと同時に、使用中に本体が左右に移動することを防止している。

図１Ｄは、カメラ本体１と無線接続する表示装置８００の外観図である。

図１Ｄにおいて、表示装置８００は、ボタンＡ８０２、表示部８０３、インカメラ８０５、顔センサ８０６を備える。また、図１Ｄにおいては不図示であるが、カメラ本体１との高速接続が可能な無線ＬＡＮを備える。

ボタンＡ８０２は、表示装置８００の電源ボタンの機能を備えるボタンであり、長押しによる電源のＯＮとＯＦＦの操作を受け付け、短押しによるその他の処理タイミングの指示を受け付ける。

表示部８０３は、カメラ本体１で撮影した映像を確認したり、設定に必要なメニュー画面を表示したりできる。本実施例では、表示部８０３の上面に透明なタッチセンサを設けてあり、表示中の画面（例えばメニュー画面）に対するタッチによる操作を受け付ける。

インカメラ８０５は、表示装置８００を観察している人を撮像することが可能なカメラである。

顔センサ８０６は、表示装置８００を観察している人の顔形状や観察方向を検出する。顔センサ８０６の具体的な構造は特に限定されないが、例えば構造光センサやＴｏＦセンサ、ミリ波レーダーなどの各種センサで実施することが可能である。

尚、本実施例に係る表示装置８００には、一般のスマートフォンが利用されており、そのスマートフォン内のファームウェアをカメラ本体１側のファームウェアに対応させることで、本発明にかかるカメラシステムを実施可能としている。但し、カメラ本体１側のファームウェアを表示装置８００としてのスマートフォンのアプリケーションやＯＳに対応することによる本発明にかかるカメラシステムの実施も可能である。

図２Ａ～図２Ｆは、撮影・検出部１０を詳細に説明する図である。これ以降の図では既に説明した部分については同一の番号を付することで、同一機能を意味し、本明細書中の説明を省略する。

図２Ａは、撮影・検出部１０を正面から見た図である。

接続部８０は、使用者の身体の右側（図２Ａの向かって左側）にある右側接続部８０Ｒと、使用者の身体の左側（図２Ａの向かって右側）に構成される左側接続部８０Ｌにおいて撮影・検出部１０と接続する。接続部８０は詳細には、撮影・検出部１０との角度を保持する硬質素材の角度保持部８１とバンド部８２に分かれる。すなわち、右側接続部８０Ｒは、角度保持部８１Ｒとバンド部８２Ｒを有し、左側接続部８０Ｌは、角度保持部８１Ｌとバンド部８２Ｌを有する。

図２Ｂは、接続部８０のバンド部８２の形状を示す図である。本図では、バンド部８２の形状を示すため、角度保持部８１を透視させている。

バンド部８２は、接続面８３、及び電気ケーブル８４を備える。

接続面８３は、角度保持部８１とバンド部８２の接続面であり、真円ではない断面形状、ここでは楕円形状を有する。以下、接続面８３のうち、カメラ本体１の装着時に使用者の身体の右側（図２Ｂの向かって左側）及び左側（図２Ｂの向かって右側）に夫々左右対称に配置される接続面８３を、右側接続面８３Ｒ及び左側接続面８３Ｌという。右側接続面８３Ｒ及び左側接続面８３Ｌは、ちょうどカタカナの「ハ」の字の様な形状となっている。すなわち、図２Ｂ向かって下方から上方に行くほど、右側接続面８３Ｒ及び左側接続面８３Ｌの間の距離が近くなる。これにより、カメラ本体１を使用者が掛けた場合に、接続部８０の接続面８３の長軸方向が使用者の体に沿う方向となるため、バンド部８２が使用者の体に接するときに快適かつ、左右前後方向に撮影・検出部１０が移動しないという効果が生じる。

電気ケーブル８４（電力供給手段）は、バンド部８２Ｌ内部に配線され、バッテリー部９０と撮影・検出部１０を電気的に接続するケーブルである。電気ケーブル８４はバッテリー部９０の電源を撮影・検出部１０に接続したり、外部と電気信号の送受信をしたりする。

図２Ｃは、撮影・検出部１０を裏側からみた図である。図２Ｃは、使用者の体に接する側、すなわち、図２Ａの反対側からみた図のため、右側接続部８０Ｒと左側接続部８０Ｌの位置関係が図２Ａとは逆になっている。

撮影・検出部１０は、その裏側に、電源スイッチ１１、撮影モードスイッチ１２、及び胸部接続パッド１８を備える。

電源スイッチ１１は、カメラ本体１の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源スイッチである。本実施例の電源スイッチ１１は、スライドレバーの形のスイッチであるが、これに限定されない。例えば、電源スイッチ１１は、プッシュ型のスイッチでもよいし、また、撮影レンズ１６の不図示のスライドカバーと一体的に構成されたスイッチでもよい。

撮影モードスイッチ１２（変更手段）は、撮影モードを変更するスイッチであり、撮影にかかわるモードを変更できる。本実施例では、撮影モードスイッチ１２は、静止画モードや動画モードに切り替えることが可能である。具体的には、撮影モードスイッチ１２は、レバーのスライドにより図２Ｃに示す「Ｐｈｏｔｏ」、「Ｎｏｒｍａｌ」のうちの一つを選択できるスライドレバーの形のスイッチである。撮影モードは、「Ｐｈｏｔｏ」へのスライドにより静止画モードに移行し、「Ｎｏｒｍａｌ」へのスライドにより動画モードに移行する。尚、撮影モードスイッチ１２は、撮影モードの変更が可能なスイッチであれば、本実施例の形態に限定されない。例えば、「Ｐｈｏｔｏ」、「Ｎｏｒｍａｌ」の２つのボタンで撮影モードスイッチ１２は構成されていてもよい。

胸部接続パッド１８（固定手段）は、撮影・検出部１０が使用者の体に対して付勢されるときに、使用者の体に当たる部分である。図２Ａに示すように、撮影・検出部１０は装着時に縦（上下）の全長より横（左右）の全長が長くなるように形作られており、胸部接続パッド１８は、撮影・検出部１０の左右の端部近傍に配置されている。このように配置されることで、カメラ本体１での撮影中の左右の回転ブレを抑制することが可能となる。また、胸部接続パッド１８があることで、電源スイッチ１１や、撮影モードスイッチ１２が身体に接触することを防ぐことができる。さらに、胸部接続パッド１８は、長時間の撮影で撮影・検出部１０の温度が上昇しても使用者の体にその熱が伝わることを防ぐ役目や、撮影・検出部１０の角度調整の役目も担っている。

図２Ｄは、撮影・検出部１０を上からみた図である。

図２Ｄに示すように、撮影・検出部１０の上面の中央部に、顔方向検出窓１３が設けられ、また、胸部接続パッド１８は、撮影・検出部１０から突出している。

図２Ｅは、撮影・検出部１０の内部であって、顔方向検出窓１３の下部に配置される、後述する顔方向検出部２０及び異物侵入検出部２０ａとして機能するハードウェア構成を示す図である。

顔方向検出窓１３の下部には、赤外ＬＥＤ２２、赤外線集光レンズ２６、及び赤外検出処理装置２７を備える。

赤外ＬＥＤ２２は、使用者に向けて赤外線２３（図５）を投光する。

赤外線集光レンズ２６は、赤外ＬＥＤ２２からの赤外線２３の投光時に使用者から反射してくる反射光線２５（図５）を、赤外線集光レンズ２６の下部にある、点線で示す赤外検出処理装置２７にあるセンサに結像させるレンズである。

図２Ｆは、カメラ本体１を使用者が掛けた状態を使用者の左側面からみた図である。

角度調節ボタン８５Ｌは、角度保持部８１Ｌに設けられるボタンであり、撮影・検出部１０の角度調節の際に用いられる。尚、本図においては図示していないが、反対側面にある角度保持部８１Ｒの内部にも、角度調節ボタン８５Ｌと対称的な位置に角度調節ボタン８５Ｒが設定されている。以下、角度調節ボタン８５Ｒ，８５Ｌを総称する際は、角度調節ボタン８５という。

角度調節ボタン８５は、図２Ａ，図２Ｃ、図２Ｄでも見える位置にあるが、説明の単純化のために省略している。

使用者は、角度調節ボタン８５を押しながら角度保持部８１を図２Ｆ向かって上下に動かすことで撮影・検出部１０と角度保持部８１の角度を変更することが可能となる。また、胸部接続パッド１８は、その突出角度の変更が可能である。撮影・検出部１０は、この二つの角度変更部材（角度調節ボタン８５及び胸部接続パッド１８）の働きにより、使用者の胸位置形状の個人差に対して水平を撮影レンズ１６の向きを水平に調節することが可能である。

図３は、バッテリー部９０の詳細を説明する図である。

図３（ａ）は、バッテリー部９０を背面から一部透視表示した図である。

図３（ａ）に示すように、バッテリー部９０はその重量バランスを取るため、内部に左バッテリー９４Ｌと右バッテリー９４Ｒ（以下、バッテリー９４とも総称する）の２個が対称的に搭載されている。このようにバッテリー部９０の中央部に対してバッテリー９４を対照的に配置することで、左右の重量バランスをあわせ、カメラ本体１の位置ズレを防止している。尚、バッテリー部９０は、バッテリーを１つのみ搭載する構成としても良い。

図３（ｂ）は、バッテリー部９０を上部からみた図である。本図においても、バッテリー９４が透視で示されている。

図３（ｂ）に示すように、背骨よけ切り欠き９３とバッテリー９４の関係がわかる。このように、背骨よけ切り欠き９３の両サイドにバッテリー９４を対照的に配置することにより、比較的重量があるバッテリー部９０を使用者に負担なく装着させることが可能である。

図３（ｃ）は、バッテリー部９０を裏側からみた図である。図３（ｃ）は、使用者の体に接する側、すなわち、図３（ａ）の反対側からみた図である。

図３（ｃ）に示すように、背骨よけ切り欠き９３は、使用者の背骨に沿って中央に設けられている。

図４は、カメラ本体１の機能ブロック図である。詳細は後述するので、ここでは図４を用いてカメラ本体１で実行される大まかな処理の流れを説明する。

図４において、カメラ本体１は、顔方向検出部２０、異物侵入検出部２０ａ、記録方向・画角決定部３０、撮影部４０、画像切り出し・現像処理部５０、一次記録部６０、送信部７０、及び他制御部１１１を備える。これらの機能ブロックは、カメラ本体１の全体制御を行う全体制御ＣＰＵ１０１（図５）の制御により実行される。

顔方向検出部２０（観察方向検出手段）は、先に出てきた赤外ＬＥＤ２２や赤外検出処理装置２７などにより実行される機能ブロックであり、顔方向を検出して観察方向を類推し、これを記録方向・画角決定部３０に渡す。

異物侵入検出部２０ａ（異物侵入検出手段）は、赤外ＬＥＤ２２や赤外検出処理装置２７などにより実行される機能ブロックであり、顔方向検出部２０と使用者の顔の間への異物侵入の有無を検出し、これを記録方向・画角決定部３０に渡す。

記録方向・画角決定部３０（記録方向決定手段）は、顔方向検出部２０で類推された観察方向、異物侵入検出部２０ａで判定された異物侵入の有無の検出結果に基づき各種演算を行う。これにより、撮影部４０からの映像を切り出す際の位置や範囲の情報を決定し、この情報を画像切り出し・現像処理部５０に渡す。尚、記録方向・画角決定部３０で実行される処理の詳細については後述する。

撮影部４０は、被写体からの光線を映像に変換し、その映像を画像切り出し・現像処理部５０に渡す。

画像切り出し・現像処理部５０（現像手段）は、記録方向・画角決定部３０からの情報を用いて、撮影部４０からの映像を切り出して現像することで、使用者が見ている方向の映像のみを一次記録部６０に渡す。

一次記録部６０は、一次メモリ１０３（図５）などにより構成される機能ブロックであり、映像情報を記録し、必要タイミングで送信部７０に渡す。

送信部７０（映像出力手段）は、あらかじめ決められた通信相手である、表示装置８００（図１Ｄ）と無線接続し、これらに対して通信を行う。

表示装置８００は、高速接続可能な無線ＬＡＮ（以下「高速無線」という）で送信部７０と接続可能な表示装置である。ここで本実施例では、高速無線に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ（ＷｉＦｉ ６）規格に対応する無線通信を利用するが、他の規格、例えばＷｉＦｉ ４規格やＷｉＦｉ ５規格に対応する無線通信を利用してもよい。また、表示装置８００はカメラ本体１専用に開発した機器でも良いし、一般的なスマートフォンや、タブレット端末等でも良い。

尚、送信部７０と表示装置８００の接続には、小電力無線を用いていてもよいし、高速無線と小電力無線の両方で接続したり、切り替えて接続したりしても良い。本実施例では、後述する動画映像の映像ファイルなどデータ量の多いものは高速無線で伝送し、軽量のデータや、伝送に時間がかかっても良いデータは、小電力無線で伝送する。ここで本実施例では、小電力無線に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを利用するが、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等の他の近距離（短距離）無線通信を用いてもよい。

図５は、カメラ本体１のハードウェア構成を示すブロック図である。また、図１Ａ～図１Ｃ等を用いて説明した構成・機能については、同じ番号を用い詳細説明は省略する。

図５においてカメラ本体１は、全体制御ＣＰＵ１０１、電源スイッチ１１、撮影モードスイッチ１２、顔方向検出窓１３、スタートスイッチ１４、ストップスイッチ１５、撮影レンズ１６、及びＬＥＤ１７を備える。

カメラ本体１はまた、顔方向検出部２０及び異物侵入検出部２０ａ（図４）として機能するハードウェア構成である、赤外ＬＥＤ点灯回路２１、赤外ＬＥＤ２２、赤外線集光レンズ２６、及び赤外検出処理装置２７を備える。

また、カメラ本体１は、撮像ドライバー４１、固体撮像素子４２、及び撮像信号処理回路４３からなる撮影部４０（図４）や、小電力無線ユニット７１及び高速無線ユニット７２からなる送信部７０（図４）を備える。

尚、カメラ本体１には、本実施例では撮影部４０は１つしか設けられていないが２以上の撮影部４０を設け、３Ｄ映像の撮影をしたり、１つの撮影部４０で取得できる画角より広角の映像の撮影をしたりするようにしたり、複数方向の撮影をしたりしてもよい。

カメラ本体１はまた、大容量不揮発性メモリ５１、内蔵不揮発性メモリ１０２、及び一次メモリ１０３等の各種メモリを備える。

さらに、カメラ本体１は、音声処理部１０４、スピーカー１０５、振動体１０６、角速度センサ１０７、加速度センサ１０８、及び各種スイッチ１１０を備える。

全体制御ＣＰＵ１０１は、図２Ｃを用いて前述した電源スイッチ１１などが接続され、このカメラ本体１の制御を行う。図４の記録方向・画角決定部３０、画像切り出し・現像処理部５０、及び他制御部１１１は、全体制御ＣＰＵ１０１自身によって構成される。

赤外ＬＥＤ点灯回路２１は、図２Ｅを用いて前述した赤外ＬＥＤ２２の点灯・消灯の制御を行い、赤外ＬＥＤ２２から使用者に向けた赤外線２３の投光を制御する。

顔方向検出窓１３は、可視光カットフィルタで構成され、可視光線はほぼ透過できないが、赤外域の光である赤外線２３やその反射光線２５は十分透過する。

赤外線集光レンズ２６は、反射光線２５を集光するレンズである。

赤外検出処理装置２７（赤外線検出手段）は、赤外線集光レンズ２６で集光された反射光線２５を検出するセンサを有する。このセンサは、集光された反射光線２５を映像として結像し、センサデータに変換して、全体制御ＣＰＵ１０１へ渡す。

図１Ｂに示すようにカメラ本体１を使用者が掛けている場合、顔方向検出窓１３は使用者の顎の下に位置する。このため、赤外ＬＥＤ点灯回路２１から投光された赤外線２３は、図５に示すように顔方向検出窓１３を透過して使用者の顎付近である赤外線照射面２４に照射される。また、赤外線照射面２４で反射した赤外線２３は、反射光線２５となり、顔方向検出窓１３を透過し、赤外線集光レンズ２６によって、赤外検出処理装置２７にあるセンサに集光される。

各種スイッチ１１０は、図１Ａ～図１Ｃ等では不図示である、詳細は省略するが、本実施例と関係がない機能を実行するためのスイッチである。

撮像ドライバー４１は、タイミングジェネレータ等を含み、撮像にかかわる各部に各種タイミング信号を生成・出力し、撮影駆動する。

固体撮像素子４２は、図１Ａを用いて説明した撮影レンズ１６から投影された被写体像を光電変換して得られた信号を撮像信号処理回路４３に出力する。

撮像信号処理回路４３は、固体撮像素子４２からの信号に対してクランプなどの処理やＡ／Ｄ変換などの処理を行って生成した撮影データを全体制御ＣＰＵ１０１に出力する。

内蔵不揮発性メモリ１０２は、フラッシュメモリなどが用いられ、全体制御ＣＰＵ１０１の起動プログラムや、各種プログラムモードの設定値が記憶されている。本実施例では、観察視野（画角）の変更や防振制御の効果レベルを設定できるので、そういった設定値も記録する。

一次メモリ１０３は、ＲＡＭなどで構成され、処理中の映像データを一時的に記憶したり、全体制御ＣＰＵ１０１の演算結果を一時的に記憶したりする。

大容量不揮発性メモリ５１は、１次画像データの記録または読み出しを行う。本実施例では、説明の簡単化のため、大容量不揮発性メモリ５１が脱着機構は無い半導体メモリである場合について説明を行うが、これに限定されない。例えば、大容量不揮発性メモリ５１は、ＳＤカードなどの脱着可能な記録媒体で構成してもよいし、内蔵不揮発性メモリ１０２と併用しても良い。

小電力無線ユニット７１は、小電力無線で表示装置８００との間でデータのやり取りを行う。

高速無線ユニット７２は、高速無線で表示装置８００との間でデータのやり取りを行う。

音声処理部１０４は、外部の音（アナログ信号）を収音する図１Ａ向かって右側のマイク１９Ｌ、同図向かって左側のマイク１９Ｒを備え、収音されたアナログ信号を処理し音声信号を生成する。

ＬＥＤ１７、スピーカー１０５及び振動体１０６は、光を発したり、音を発したり、振動したりすることで、カメラ本体１の状態を使用者に対して通達したり警告したりする。

角速度センサ１０７は、ジャイロ等を用いたセンサであり、カメラ本体１自体の移動をジャイロデータとして検出する。

加速度センサ１０８は、撮影・検出部１０の姿勢を検出する。

これら、角速度センサ１０７及び加速度センサ１０８は、撮影・検出部１０に内蔵される。

図６は、表示装置８００のハードウェア構成を示すブロック図である。図１Ｄを用いて説明した箇所は説明の簡単化のため、同一の符号を用い説明を省略する。

図６において、表示装置８００は、表示装置制御部８０１、ボタンＡ８０２、表示部８０３、インカメラ８０５、顔センサ８０６、各種スイッチ８１１、内蔵不揮発性メモリ８１２、及び一次メモリ８１３を備える。

また、表示装置８００は、大容量不揮発性メモリ８１４、スピーカー８１５、振動体８１６、ＬＥＤ８１７、音声処理部８２０、その他機能部８３０、小電力無線ユニット８７１、及び高速無線ユニット８７２を備える。

表示装置制御部８０１は、ＣＰＵにより構成され、図１Ｄを用いて説明したボタンＡ８０２や顔センサ８０６等が接続され、表示装置８００の制御を行う。

各種スイッチ８１１は、図１Ｄでは不図示である、詳細は省略するが、本実施例と関係がない機能を実行するためのスイッチである。

内蔵不揮発性メモリ８１２は、フラッシュメモリなどが用いられ、表示装置制御部８０１の起動プログラムや、各種プログラムモードの設定値が記憶されている。

一次メモリ８１３は、ＲＡＭなどで構成され、処理中の映像データを一時的に記憶する。

大容量不揮発性メモリ８１４は、表示装置８００の画像データを記録または読み出す。

スピーカー８１５、振動体８１６及びＬＥＤ８１７は、音を発したり、振動したり、光を発したりすることで、表示装置８００の状態を使用者に対して通達したり、警告したりする。

音声処理部８２０は、外部の音（アナログ信号）を収音する左マイク８１９Ｌ、右マイク８１９Ｒを備え、収音されたアナログ信号を処理し音声信号を生成する。

小電力無線ユニット８７１は、小電力無線でカメラ本体１との間でデータのやり取りを行う。

高速無線ユニット８７２は、高速無線でカメラ本体１との間でデータのやり取りを行う。

その他機能部８３０は、詳細は省略するが、本実施例と関係がない機能であって、電話機能やその他センサなどスマートフォンならではの機能を実行する。

以下、カメラ本体１及び表示装置８００の使い方について説明する。

図７Ａは、カメラ本体１及び表示装置８００において実行される、本実施例に係る撮影記録処理の概要を示すフローチャートである。

ステップＳ１００では、電源スイッチ１１がＯＮとなり、カメラ本体１に電源投入がされると、全体制御ＣＰＵ１０１は、起動して内蔵不揮発性メモリ１０２から起動プログラムを読み出す。その後、全体制御ＣＰＵ１０１は、カメラ本体１の撮影前の設定を行う準備動作処理を実行する。準備動作処理の詳細は図７Ｂを用いて後述する。

ステップＳ２００では、顔方向検出部２０が顔方向を検出することで、観察方向を類推する顔方向検出処理を実行する。顔方向検出処理の詳細は図７Ｃを用いて後述する。本処理は、所定のフレームレートで実行される。

ステップＳ２２０では、顔方向検出部２０と使用者の顔の間への異物侵入を検出する異物侵入検出処理を実行する。異物侵入検出処理の詳細は図７Ｄを用いて後述する。

ステップＳ３００では、記録方向・画角決定部３０が記録方向・範囲決定処理を実行する。記録方向・範囲決定処理の詳細は図７Ｅを用いて後述する。

ステップＳ４００では、撮影部４０が撮影を行い、撮影データを生成する。

ステップＳ５００では、画像切り出し・現像処理部５０がステップＳ４００で生成された撮影データに対し、ステップＳ３００で決定された記録方向、画角情報を用いて、映像を切り出し、その範囲の現像処理を行う記録範囲現像処理を実行する。記録範囲現像処理の詳細は図７Ｆを用いて後述する。

ステップＳ６００では、ステップＳ５００で現像された映像を、一次記録部６０（映像記録手段）が内蔵不揮発性メモリ１０２に映像データとして保存する一次記録処理を実行する。一次記録処理の詳細は図１４を用いて後述する。

ステップＳ７００では、送信部７０がステップＳ６００で一次記録された映像を指定タイミングにて表示装置８００に対して無線にて送信する表示装置８００への転送処理を実行する。表示装置８００への転送処理の詳細は図１６を用いて後述する。

ステップＳ８００では、ステップＳ６００で一次記録された映像に対し光学補正を行う光学補正処理を実行する。光学補正処理の詳細は図１７を用いて後述する。

ステップＳ９００では、表示装置制御部８０１が、ステップＳ８００で光学補正が行われた映像に対し防振処理を行う。防振処理の詳細は図１９を用いて後述する。

尚、ステップＳ８００とステップＳ９００の順番を逆にしても良い。つまり、先に映像の防振補正を行い、あとから光学補正を行っても良い。

ステップＳ１０００では、表示装置制御部８０１が、ステップＳ８００，Ｓ９００における光学補正処理、防振処理を完了した映像を大容量不揮発性メモリ５１に記録する二次記録を行い、本処理を終了する。

次に図７Ｂ～図７Ｇを用いて、図７Ａで説明した各ステップのサブルーチンについて処理の順番とともに他図なども用いながら詳細に説明する。

図７Ｂは、図７ＡのステップＳ１００の準備動作処理のサブルーチンのフローチャートである。以下本処理を、図２や図５に図示した各箇所を使って説明する。

ステップＳ１０１では、電源スイッチ１１がＯＮか否かを判定する。電源がＯＦＦのままの場合は待機し、ＯＮとなるとステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２では、撮影モードスイッチ１２で選択されているモードを判定する。判定の結果、撮影モードスイッチ１２で選択されているモードが動画モードである場合は、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、動画モードの各種設定を内蔵不揮発性メモリ１０２から読み出して、一次メモリ１０３に保存した後、ステップＳ１０４に進む。ここで動画モードの各種設定には、画角設定値ａｎｇ（本実施例では９０°に事前設定される）や「強」「中」「切」などで指定される防振レベルが含まれる。

ステップＳ１０４では、動画モード用に撮像ドライバー４１の不図示の同期回路の動作を開始した後、本サブルーチンを抜ける。

ステップＳ１０２の判定の結果、撮影モードスイッチ１２で選択されているモードが静止画モードである場合は、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、静止画モードの各種設定を内蔵不揮発性メモリ１０２から読み出して、一次メモリ１０３に保存した後、ステップＳ１０６に進む。ここで静止画モードの各種設定には、画角設定値ａｎｇ（本実施例では４５°に事前設定される）や「強」「中」「切」などで指定される防振レベルが含まれる。

ステップＳ１０６では、静止画モード用に撮像ドライバー４１の不図示の同期回路の動作を開始した後、本サブルーチンを抜ける。

ここで、図１３を用いてステップＳ１０３で読み出した動画モードの各種設定について説明する。

図１３（ａ）は、カメラ本体１での撮影前に、表示装置８００の表示部８０３に表示される、動画モードの各種設定用のメニュー画面を示す図である。尚、図１Ｄと同じ箇所については同一の符号を用いて説明を省略する。尚、表示部８０３はタッチパネル機能を有しており、この後の説明はスワイプなどの動作を含むタッチ動作で機能するものとして説明する。

図１３（ａ）において、メニュー画面には、プレビュー画面８３１、ズームレバー８３２、録画開始・停止ボタン８３３、スイッチ８３４、電池残量表示８３５、ボタン８３６、レバー８３７、アイコン表示部８３８、及び各種設定ボタン８３９が表示される。

プレビュー画面８３１は、カメラ本体１で撮影された映像の確認ができ、ズーム量や画角の確認ができる。

ズームレバー８３２は、左右にシフトすることでズーム設定ができる操作部である。本実施例では４５°、９０°、１１０°、１３０°の４つの値が画角設定値ａｎｇとして設定できる場合について説明するが、ズームレバー８３２によりこれらの値以外も画角設定値ａｎｇとして設定できるようにしてもよい。

録画開始・停止ボタン８３３は、スタートスイッチ１４とストップスイッチ１５の機能を兼ね備えるトグルスイッチである。

スイッチ８３４は、防振の「切」「入」を切り替えるスイッチである。

電池残量表示８３５は、カメラ本体１の電池残量を表示する。

ボタン８３６は、その他のモードに入るボタンである。

レバー８３７は、防振強度を設定するレバーである。本実施例では、防振強度として設定できるのは「強」「中」のみだが、他の防振強度、例えば「弱」なども設定できるようにしてもよい。また、無段階に防振強度を設定できるようにしても良い。

アイコン表示部８３８は、プレビュー用の複数のサムネイルアイコンを表示する。

各種設定ボタン８３９は、メニュー画面に表示されない本実施例に関係するその他設定を行う図１３（ｂ）の各種設定画面８４０に遷移するボタンである。

図１３（ｂ）に示すように、各種設定画面８４０には、メニュー画面復帰ボタン８４１、及び首可動域記憶時間設定部８４２等が表示される。

各種設定画面８４０は、メニュー画面に表示されない本実施例に関係する設定の一覧が表示された画面である。

メニュー画面復帰ボタン８４１は、各種設定画面８４０からメニュー画面に復帰するボタンである。

首可動域記憶時間設定部８４２は、顔方向検出部２０と使用者の顔の間に異物が侵入し、使用者の観察方向ｖｉが算出できない場合に、記録方向として利用する対象となる首可動域の記憶時間を設定するボタンである。首可動域記憶時間設定部８４２に関しては後述にて説明する。

図７Ｃは、図７ＡのステップＳ２００の顔方向検出処理のサブルーチンのフローチャートである。本処理の詳細を説明する前に、赤外線投光による顔方向の検出方法について図８Ａ～図８Ｋを用いて解説する。

図８Ａは、顔方向検出窓１３から見える使用者の映像を示す図である。

図８Ａの映像は、顔方向検出窓１３に可視光カットフィルタ成分が無く、可視光を十分透過し、且つ赤外検出処理装置２７が可視光用撮像素子だった場合に、その可視光用撮像素子において撮影される映像と同一である。

図８Ａの映像には、使用者の鎖骨上の首前部２０１、顎の付け根２０２、顎先２０３、鼻を含む顔２０４が映っている。

図８Ｂは、顔方向検出窓１３から見える使用者の映像に室内にある蛍光灯が背景として映りこんだ場合を示す図である。

図８Ｂの映像には、使用者の周囲にある複数の蛍光灯２０５が映っている。この様に使用条件により赤外検出処理装置２７には様々な背景等が映り込むため、赤外検出処理装置２７からのセンサデータから、顔方向検出部２０や全体制御ＣＰＵ１０１が顔部の映像を切り分けることが困難になる。昨今は、ＡＩ等の利用によりこういった映像を切り分ける技術もあるが、全体制御ＣＰＵ１０１に高い能力が求められ、携帯機器であるカメラ本体１には適さない。

実際には顔方向検出窓１３には可視光カットフィルタで構成されているので可視光はほぼ透過しないので、赤外検出処理装置２７の映像は、図８Ａ，図８Ｂのような映像にはならない。

図８Ｃは、図８Ｂに示す使用者及びその背景としての蛍光灯を、赤外ＬＥＤ２２を点灯させない状態で、顔方向検出窓１３を介して赤外検出処理装置２７のセンサで結像させた場合の映像を示す図である。

図８Ｃの映像では、使用者の首や顎は暗くなっている。一方、蛍光灯２０５は、可視光線だけでなく赤外線成分も持っているためにやや明るく映っている。

図８Ｄは、図８Ｂに示す使用者及びその背景としての蛍光灯を、赤外ＬＥＤ２２を点灯させた状態で、顔方向検出窓１３を介して赤外検出処理装置２７のセンサで結像させた場合の映像を示す図である。

図８Ｄの映像では、使用者の首や顎が明るくなっている。一方、図８Ｃと異なり、蛍光灯２０５周辺の明るさなどは変わっていない。

図８Ｅは、図８Ｃ，図８Ｄの映像から演算された差分映像を示す図である。使用者の顔が浮かび上がっていることがわかる。

このように、全体制御ＣＰＵ１０１（映像取得手段）は、赤外ＬＥＤ２２の点灯時及び消灯時の夫々において赤外検出処理装置２７のセンサで結像された映像の差を演算することで、使用者の顔が抽出された差分映像（以下、顔映像ともいう）を得る。

本実施例の顔方向検出部２０は赤外線反射強度を赤外検出処理装置２７で２次元画像として抽出することにより顔映像を取得する方式を採用している。赤外検出処理装置２７のセンサは、一般的な撮像素子と同様の構造を採用しており、顔画像を１フレームずつ取得している。そのフレーム同期を取る垂直同期信号（以下、Ｖ信号という）は赤外検出処理装置２７で生成され全体制御ＣＰＵ１０１に出力される。

図９は、赤外ＬＥＤ２２の点灯・消灯のタイミングを示したタイミングチャートである。

図９（ａ）は、赤外検出処理装置２７でＶ信号が生成されるタイミングを示す。Ｖ信号がＨｉになることで、フレーム同期及び赤外ＬＥＤ２２の点灯・消灯のタイミングが計られる。

図９（ａ）では、ｔ１が１回目の顔画像取得期間、ｔ２が２回目の顔画像取得期間を示している。図９（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、その横軸の時間軸が同一となるように記載されている。

図９（ｂ）は、赤外検出処理装置２７のセンサから出力される像信号のＨ位置を縦軸で表す。像信号のＨ位置が、図９（ｂ）に示すように、Ｖ信号と同期するよう、赤外検出処理装置２７はそのセンサの動きを制御する。尚、赤外検出処理装置２７のセンサは、上述した通り、一般的な撮像素子と同様の構造を採用しておりその動きは公知であるため詳細の制御については割愛する。

図９（ｃ）は、全体制御ＣＰＵ１０１から赤外ＬＥＤ点灯回路２１に出力されるＩＲ－ＯＮ信号のＨｉ及びＬｏｗの切り替えタイミングを示す。ＩＲ－ＯＮ信号のＨｉ及びＬｏｗの切り替えは、図９（ｃ）に示すように、Ｖ信号と同期するよう、全体制御ＣＰＵ１０１が制御する。具体的には、全体制御ＣＰＵ１０１は、ｔ１の期間中は、ＬｏｗのＩＲ－ＯＮ信号を赤外ＬＥＤ点灯回路２１に出力し、ｔ２の期間中は、ＨｉのＩＲ－ＯＮ信号を赤外ＬＥＤ点灯回路２１に出力する。

ここで、ＩＲ－ＯＮ信号がＨｉの期間中は、赤外ＬＥＤ点灯回路２１は赤外ＬＥＤ２２を点灯し、赤外線２３が使用者に投光される。一方、ＩＲ－ＯＮ信号がＬｏｗの期間中は、赤外ＬＥＤ点灯回路２１は赤外ＬＥＤ２２を消灯する。

図９（ｄ）は、赤外検出処理装置２７のセンサから全体制御ＣＰＵ１０１に出力される撮像データである。縦方向が信号強度であり、反射光線２５の受光量を示している。つまりｔ１の期間中は、赤外ＬＥＤ２２は消灯しているので使用者の顔部分からの反射光線２５は無い状態であり、図８Ｃの様な撮像データが得られる。一方、ｔ２の期間中は、赤外ＬＥＤ２２は点灯しているので、使用者の顔部分からは反射光線２５がある状態であり、図８Ｄの様な撮像データが得られる。このため、図９（ｄ）に示すように、ｔ２の期間中の信号強度は、ｔ１の期間中の信号強度と比べて使用者の顔部分からの反射光線２５の分だけ強度が上がる。

図９（ｅ）は、図９（ｄ）のｔ１，ｔ２の夫々の期間中の撮像データの差分を取ったものであり、図８Ｅの様な、使用者の顔からの反射光線２５の成分のみが抽出された撮像データが得られる。

上述の図８Ｃ～図８Ｅ，図９を用いて説明した動作を含めた上での、ステップＳ２００における顔方向検出処理を図７Ｃに示す。

まず、ステップＳ２０１で、赤外検出処理装置２７から出力されたＶ信号が、ｔ１の期間が開始したタイミングＶ１となったとき、ステップＳ２０２に進む。

ついでステップＳ２０２で、ＩＲ－ＯＮ信号をＬｏｗに設定し、赤外ＬＥＤ点灯回路２１に出力する。これにより、赤外ＬＥＤ２２は消灯する。

ステップＳ２０３で、ｔ１の期間中において赤外検出処理装置２７から出力された１フレーム分の撮像データを読み出し、そのデータをＦｒａｍｅ１として一次メモリ１０３に一時保存する。

ステップＳ２０４で、赤外検出処理装置２７から出力されたＶ信号が、ｔ２の期間が開始したタイミングＶ２となったとき、ステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０５で、ＩＲ－ＯＮ信号をＨｉに設定し、赤外ＬＥＤ点灯回路２１に出力する。これにより、赤外ＬＥＤ２２は点灯する。

ステップＳ２０６で、ｔ２の期間中において赤外検出処理装置２７から出力された１フレーム分の撮像データを読み出し、そのデータをＦｒａｍｅ２として一次メモリ１０３に一時保存する。

ステップＳ２０７で、ＩＲ－ＯＮ信号をＬｏｗに設定し、赤外ＬＥＤ点灯回路２１に出力する。これにより赤外ＬＥＤ２２は消灯する。

ステップＳ２０８で、一次メモリ１０３からＦｒａｍｅ１及びＦｒａｍｅ２を読み出し、Ｆｒａｍｅ２からＦｒａｍｅ１を引いた差分であり、図９（ｅ）の使用者の反射光線２５成分の光強度Ｆｎを演算する（これは一般的には黒引きと呼ばれる処理にあたる）。

ステップＳ２０９で、光強度Ｆｎより首元位置（首回転中心）を抽出する。

まず、全体制御ＣＰＵ１０１（分割手段）は、光強度Ｆｎを基に、顔映像を、図８Ｆを用いて説明する複数の距離エリアに分割する。

図８Ｆは、使用者の顔・首部の各部位について光量の分布をみるため、図８Ｅの差分映像の濃淡を、使用者の顔・首部に投光された赤外線２３の反射光線２５の光強度にスケールを合わせて調整した場合を示す図である。

図８Ｆ（ア）は、説明の簡単化のため、図８Ｅの顔映像における反射光線２５の光強度の分布を領域分けしてグレーの段階で示した図である。使用者の首の中央部から顎先に抜ける方向に説明用にＸｆ軸を取っている。

図８Ｆ（イ）は、横軸は図８Ｆ（ア）のＸｆ軸上の光強度を示し、縦軸はＸｆ軸を示す。横軸は右方向に行くほど強い光強度を示している。

図８Ｆ（ア）において、顔映像は、光強度に応じた６つの領域（距離エリア）２１１～２１６に分けられている。

領域２１１は、一番光強度が強い領域であり、グレーの段階として、白色で示されている。

領域２１２は、領域２１１より少しだけ光強度が落ちる領域であり、グレーの段階として、かなり明るいグレー色で示されている。

領域２１３は、領域２１２よりさらに光強度が落ちる領域であり、グレーの段階として、明るいグレー色で示されている。

領域２１４は、領域２１３よりさらに光強度が落ちる領域であり、グレーの段階として、中間のグレー色で示されている。

領域２１５は、領域２１４よりさらに光強度が落ちる領域であり、グレーの段階として、やや暗めのグレー色で示されている。

領域２１６は、最も光強度が弱い領域であり、グレーの段階としては、最も暗いグレーとなっている。領域２１６より上方向は光強度の無い黒色となっている。

この光強度について、以下、図１０を用いて詳細に解説する。

図１０は、使用者の顔の上下方向の動きを説明する図であり、使用者の左横方向より観察した状態を示す。

図１０（ａ）は、使用者が正面を向いている様子を示す図である。使用者の鎖骨前方に撮影・検出部１０がある。また、撮影・検出部１０の上部にある顔方向検出窓１３から、赤外ＬＥＤ２２の赤外線２３が使用者頭部の下部に照射されている。顔方向検出窓１３から使用者の鎖骨上の首の付け根２００までの距離をＤｎ、顔方向検出窓１３から顎の付け根２０２までの距離をＤｂ、顔方向検出窓１３から顎先２０３までの距離をＤｃとすると、Ｄｎ，Ｄｂ，Ｄｃの順に距離が遠くなっていることがわかる。光強度は距離の２乗に反比例するので、赤外線照射面２４からの反射光線２５が赤外検出処理装置２７のセンサに結像された際の光強度は、首の付け根２００、顎の付け根２０２、顎先２０３の順に弱くなる。また、顔方向検出窓１３からの距離がＤｃよりさらに遠い位置にある、鼻を含む顔２０４については、その光強度はさらに暗くなることがわかる。すなわち、図１０（ａ）のような場合、図８Ｆで示した光強度の分布となる映像が取得されることがわかる。

尚、使用者の顔方向が検出できれば顔方向検出部２０の構成は、本実施例に示す構成に限定されない。例えば、赤外ＬＥＤ２２（赤外線パターン照射手段）より赤外線パターンを照射するようにし、照射対象から反射された赤外線パターンを赤外検出処理装置２７のセンサ（赤外線パターン検出手段）で検出するようにしてもよい。この場合、赤外検出処理装置２７のセンサは、構造光センサであることが好ましい。また、赤外検出処理装置２７のセンサを、赤外線２３と反射光線２５の位相比較を行うセンサ（赤外線位相比較手段）、例えば、Ｔｏｆセンサとしてもよい。

次に、図８Ｇを用いて、図７ＣのステップＳ２０９における首元位置の抽出について説明する。

図８Ｇ（ア）は、図８Ｆに、図１０（ａ）における使用者の身体の各部位を示す符号、及び首元位置と顎先位置を示す二重丸及び黒丸の符号を重ねた図である。

白色の領域２１１は、首の付け根２００（図１０（ａ））と対応しており、かなり明るいグレー色の領域２１２は、首前部２０１（図１０（ａ））と対応しており、明るいグレー色の領域２１３は、顎の付け根２０２（図１０（ａ））と対応している。また、中間のグレー色の領域２１４は、顎先２０３（図１０（ａ））と対応しており、やや暗めのグレー色の領域２１５は、顔２０４（図１０（ａ））の下部に位置する唇及びその周辺の顔下部と対応している。さらに、暗めのグレー色の領域２１６は、顔２０４（図１０（ａ））の中央に位置する鼻及びその周辺の顔上部と対応している。

尚、図１０（ａ）に示すように、Ｄｂ，Ｄｃの距離は、顔方向検出窓１３から使用者の他の部位までの距離に比べると差が少ないので、明るいグレー色の領域２１３及び中間のグレー色の領域２１４における反射光強度の差も少ない。

一方、図１０（ａ）に示すように、顔方向検出窓１３から使用者の各部位までの距離のうち、Ｄｎの距離は最も短い至近距離であるので、首の付け根２００に対応する白色の領域２１１が一番反射強度の強い箇所となる。

よって、全体制御ＣＰＵ１０１（設定手段）は、領域２１１が首の付け根２００周辺であり、領域２１１の左右の中心で且つ撮影・検出部１０に一番近い、図８Ｇ（ア）で二重丸で示す位置２０６を首回転中心の位置（以下、首元位置２０６という）に設定する。ここまでの処理が図７ＣのステップＳ２０９で行う内容である。

ついで、図８Ｇを用いて、図７ＣのステップＳ２１０の顎先位置の抽出について説明する。

図８Ｇ（ア）に示す、顔２０４の内の唇を含む顔下部に対応する領域２１５より明るい、中間のグレー色の領域２１４が顎先を含む領域である。図８Ｇ（イ）を見ればわかるように領域２１４と接する領域２１５で光強度は急激に落ちており、顔方向検出窓１３からの距離変化が大きくなる。全体制御ＣＰＵ１０１は、光強度の急激な落ち込みがある領域２１５の手前の領域２１４が顎先領域であると判別する。さらに、全体制御ＣＰＵ１０１は、領域２１４の左右の中心で且つ首元位置２０６から一番遠い位置（図８Ｇ（ア）において黒丸で示す位置）を顎先位置２０７として算出（抽出）する。

たとえば顔が右方向を向いている時の変化を示しているのが図８Ｈ，図８Ｉである。

図８Ｈは、使用者の顔が右方向を向いている時に、図８Ｅと同様の方法で演算された差分映像を示す図である。図８Ｉは、図８Ｈに首稼働の中心位置である首元位置２０６と顎先位置２０７ｒを示す二重丸及び黒丸の符号を重ねた図である。

領域２１４は使用者が右を向いたので、撮影・検出部１０側から見上げると左方向にある、図８Ｉに示す領域２１４ｒへと移動する。顔２０４の内の唇を含む顔下部に対応する領域２１５も、撮影・検出部１０側から見上げると左方向にある領域２１５ｒへと移動する。

よって、全体制御ＣＰＵ１０１は、光強度の急激な落ち込みがある２１５ｒの手前の領域２１４ｒを顎先領域と判別する。さらに、全体制御ＣＰＵ１０１は、２１４ｒの左右の中心で且つ首元位置２０６から一番遠い位置（図８Ｉにおいて黒丸で示す位置）を顎先位置２０７ｒとして算出（抽出）する。

その後、全体制御ＣＰＵ１０１は、図８Ｇ（ア）の顎先位置２０７から首元位置２０６を中心として右方向に、図８Ｉの顎先位置２０７ｒがどれだけ移動したかを示す移動角度θｒを求める。図８Ｉに示すように、移動角度θｒは、使用者の顔の左右方向の角度となる。

以上の方法で、ステップＳ２１０において、顔方向検出部２０（３次元検出センサ）の赤外検出処理装置２７で顎先位置と使用者の顔の左右方向の角度を検出する。

次に顔の上方向の検出について説明する。

図１０（ｂ）は、使用者が顔を水平方向に向けている様子を示す図であり、図１０（ｃ）は使用者が顔を水平方向より上部３３°に向けている様子を示す図である。

図１０（ｂ）では、顔方向検出窓１３から顎先位置２０７までの距離をＦｆｈとし、図１０（ｃ）では、顔方向検出窓１３から顎先位置２０７ｕまでの距離をＦｆｕとしている。

図１０（ｃ）に示すように、顔とともに顎先２０３も上に移動するため、ＦｆｕはＦｆｈより距離が長くなっていることがわかる。

図８Ｊは、使用者が水平より３３°上方に顔を向けている際に、顔方向検出窓１３から見える使用者の映像を示す図である。図１０（ｃ）に示すように、使用者は上を向いているので、使用者の顎の下に位置する顔方向検出窓１３からは唇や鼻を含む顔２０４は見えておらず、顎先２０３までが見えている。この時に使用者に赤外線２３を照射したときの反射光線２５の光強度の分布を、図８Ｋで示す。図８Ｋは、図８Ｅと同様の方法で演算された差分映像に、首元位置２０６と顎先位置２０７ｕを示す二重丸及び黒丸の符号を重ねた図である。

図８Ｋにおける光強度に応じた６つの領域２１１ｕ～２１６ｕは、図８Ｆに示す領域と同じ光強度の領域に「ｕ」を付けて示す領域である。使用者の顎先２０３の光強度は、図８Ｆでは中間のグレー色の領域２１４にあったが、図８Ｋではグレー側へとシフトし、やや暗めのグレー色の領域２１５ｕにあることがわかる。このように、図１０（ｃ）に示すように、ＦｆｕがＦｆｈより距離が長い結果、使用者の顎先２０３の反射光線２５の光強度は距離の２乗に反比例して弱まっていることが、赤外検出処理装置２７で検出できる。

次に顔の下方向の検出について説明する。

図１０（ｄ）は、使用者が顔を水平方向より２２°下方向に向けている様子を示す図である。

図１０（ｄ）では、顔方向検出窓１３から顎先位置２０７ｄまでの距離をＦｆｄとしている。

図１０（ｄ）に示すように、顔とともに顎先２０３も下に移動するため、ＦｆｄはＦｆｈより距離が短くなり、顎先２０３の反射光線２５の光強度は強くなることがわかる。

図７Ｃに戻り、ステップＳ２１１では、全体制御ＣＰＵ１０１（距離算出手段）は、顔方向検出部２０（３次元検出センサ）の赤外検出処理装置２７で検出された顎先位置の光強度より、顎先位置から顔方向検出窓１３までの距離を算出する。これに基づき、顔の上下方向の角度も算出する。

例えば、図１０（ｂ）に示すように、使用者が顔を水平方向に向けているときの首の上下角度をθｈ、使用者の顎先位置２０７及び首元位置２０６までの水平方向成分の距離をＬｈとすると、Ｆｆｈ×ｃｏｓθｈ＝Ｌｈとなる。

また、図１０（ｃ）に示すように、使用者が顔を上部３３°に向けているときの首の上下角度をθｕ、使用者の顎先位置２０７ｕ及び首元位置２０６までの水平方向成分の距離をＬｕとすると、Ｆｆｕ×ｃｏｓθｕ＝Ｌｕとなる。

よって、全体制御ＣＰＵ１０１は、θｈとθｕの差分を顔の上下方向の角度として算出する。

尚、距離Ｆｆｈ，Ｆｆｕは、夫々図８Ｇの顎先位置２０７の光強度及び図８Ｋの顎先位置２０７ｕの光強度から算出される。

また、距離Ｌｈ，Ｌｕは、夫々、図８Ｇの顔映像における顎先位置２０７及び首元位置２０６までの距離、図８Ｋの顔映像における顎先位置２０７ｕ及び首元位置２０６までの距離を、被写体の原寸大に変換することで算出される。

なお、今回の角度算出は、頭部の稼働中心から顎先までの距離と、顔方向検出窓１３から顎先までの距離がほぼ同等の場合で算出している。撮影・検出部１０を別箇所に設置するような場合の算出方法はより複雑になる。

ステップＳ２１２では、ステップＳ２１０，Ｓ２１１で夫々取得した顔の左右方向（第１の検出方向）及びこれと垂直な上下方向（第２の検出方向）の角度を、３次元からなる使用者の観察方向ｖｉとして一次メモリ１０３に保存する（ｉは任意の符号）。たとえば、使用者が正面中心部を観察していた場合の観察方向ｖｏは、左右方向θｈが０°、上下方向θｖが０°であるので、［０°，０°］というベクトル情報となる。また、使用者が右４５°を観察していた場合の観察方向ｖｒは、［４５°，０°］というベクトル情報となる。

尚、ステップＳ２１１では、顔方向検出窓１３からの距離を検出することで、顔の上下方向の角度を算出したが、この方法に限定されない。例えば、顎先２０３の光強度の変異レベルを比較することで、角度変化を算出しても良い。つまり図８Ｇ（イ）の顎の付け根２０２から顎先２０３の反射光強度の勾配ＣＤｈに対し、図８Ｋ（ウ）の顎の付け根２０２から顎先２０３の反射光強度の勾配ＣＤｕの勾配変化をもとに、顎部の角度変化を算出しても良い。

図７Ｄは、図７ＡのステップＳ２２０の異物侵入検出処理のサブルーチンのフローチャートである。本処理の詳細を説明する前に、まず図８Ｌを用いて、本実施例における異物侵入の検出方法について説明する。

図８Ｌは、顔方向検出部２０と使用者の顔の間に異物（別の人の顔２１７）が映り込んだ場合の映像を示す図である。

ステップＳ２０６～Ｓ２１２にて前述した通り、使用者の観察方向ｖｉは、光強度Ｆｎより抽出した首元位置、及び顎先位置の関係から算出される。しかしながら、図８Ｌに示すように、使用者の前面に別の人の顔２１７が映り込んだ場合、使用者の首元位置２０６、顎先位置２０７を覆い隠してしまうため、使用者の観察方向ｖｉの算出ができない、もしくは異常値となってしまう。また異常値となった観察方向ｖｉを用い、後段の記録方向・画角決定を行うと、使用者の意図しない撮影範囲の映像が記録されてしまう懸念がある。

このため、ステップＳ２２０の異物侵入検出処理では、ステップＳ３００の記録方向・画角決定処理の前段にて、未然に顔方向検出部２０と使用者の顔の間への異物侵入の有無を検出する。この異物侵入の有無の検出結果に応じて、ステップＳ３００の記録方向・範囲決定処理では、正常に使用者の観察方向ｖｉが算出されているかを判断する。

図７Ｄに戻り、まず、ステップＳ２２１では、ステップＳ２０８～Ｓ２１０にて求めた光強度Ｆｎ、首元位置、顎先位置を取得する。

ステップＳ２２２では、ステップＳ２２１で取得した首元位置、顎先位置が共に正常範囲内にあるかを判定する正常判定を行う。首元位置、顎先位置が共に正常範囲内であればステップＳ２２３へ進む。一方、そうでない場合、算出される使用者の観察方向ｖｉが異常値となると判断し、ステップＳ２２５へ進む。

ここで、ステップＳ２２２の正常判定の方法について図８Ｍを用いて説明する。

図８Ｍは、首元位置の正常範囲２０６Ｒ及び顎先位置の正常範囲２０７Ｒを説明するための図である。

全体制御ＣＰＵ１０１は、予め使用者が顔を水平方向に向けているときの顎先位置２０７、及び顎先位置２０７を中心とする標準的な人間の首可動域の上下左右の限界にある顎先位置を包含する領域を、顎先位置の正常範囲２０７Ｒとして保持する。

図８Ｍでは、顎先位置２０７、及び顎先位置２０７から顔を右方向及び左方向の夫々に傾けた場合の標準的な人間の首可動域の限界（顎先位置２０７ｒｍａｘ，２０７ｌｍａｘ）が図示されている。

同様に、全体制御ＣＰＵ１０１は、予め使用者が顔を水平方向に向けているときの首元位置２０６、及び首元位置２０６を中心とする標準的な人間の首可動域の上下左右の限界にある首元位置を包含する領域を、首元位置の正常範囲２０６Ｒとして保持する。

なお、激しい運動時やカメラ本体１を触った時など意図的にカメラ本体１がズレてしまう状況で使用しない限り、カメラ本体１の位置は使用者の胸元位置に固定される。このため、首元位置の正常範囲２０６Ｒ、及び顎先位置の正常範囲２０７Ｒも固定され、安定的に図７のステップＳ２２２の正常判定を行うことができる。

すなわち、ステップＳ２２２では、ステップＳ２２１で取得した首元位置が正常範囲２０６Ｒにあり、且つステップＳ２２１で取得した顎先位置が正常範囲２０７Ｒにあるかを判定する。

図７に戻り、ステップＳ２２３では、ステップＳ２２１で取得した光強度Ｆｎから顔方向検出部２０と使用者の顔の間に異物が存在しないかを判定する。異物が存在しないと判定された場合はステップＳ２２４へ進み、異物が存在すると判定された場合はステップＳ２２５へ進む。

ステップＳ２２４では、異物侵入なしと判定し、本サブルーチンを抜ける。

ステップＳ２２５では、ステップＳ２２２にて首元位置、顎先位置の少なくとも一方が正常範囲内にないと判定された場合、もしくはステップＳ２２３にて異物が存在すると判定された場合に、異物侵入ありと判定し、本サブルーチンを抜ける。

図７Ｅは、図７ＡのステップＳ３００の記録方向・範囲決定処理のサブルーチンのフローチャートである。本処理の詳細を説明する前に、まず図１１Ａを用いて、本実施例における記録方向・記録範囲が決定される対象となる超広角映像について説明する。

本実施例のカメラ本体１では、撮影・検出部１０周辺を撮影部４０が超広角な撮影レンズ１６を用いて超広角映像を撮影し、その一部を切り出すことによって観察方向の映像を得ることを達成している。

図１１Ａは、使用者が正面を向いている場合の、撮影部４０により撮影された超広角映像における狙い視野１２５を示す図である。

図１１Ａに示すように、固体撮像素子４２の撮影可能な画素領域１２１は、長方形の領域である。また、有効投影部１２２（所定領域）は、撮影レンズ１６によって固体撮像素子４２に魚眼投影される円形の半天球映像が表示される領域である。尚、画素領域１２１の中心及び有効投影部１２２の中心は一致するように撮影レンズ１６は調整されている。

円形の有効投影部１２２の最外周がＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ）角１８０°の位置を示している。使用者が水平垂直中心を見ている場合、撮影記録される領域である狙い視野１２５は有効投影部１２２の中心からの角度はその半分の角度の９０°となる。尚、本実施例の撮影レンズ１６は有効投影部１２２より外側の光線も導入でき、最大ＦＯＶ角１９２°の程度までの光線を固体撮像素子４２に魚眼投影できる。但し、有効投影部１２２を超えると極端に解像力がおちたり、光量がおちたり、歪が強まったりと、光学性能が大きく落ちる。よって、本実施例では、記録領域は有効投影部１２２に表示される半天球映像のうち画素領域１２１に投影された映像（以下、単に超広角映像という）内からのみ観察方向の映像を切り出す例で説明する。

尚、本実施例では有効投影部１２２の上下方向のサイズが画素領域１２１の短辺のサイズより大きい為、有効投影部１２２における上下端の映像は画素領域１２１を外れているがこれに限定されない。例えば、撮影レンズ１６の構成を変更して有効投影部１２２の全てが画素領域１２１の領域内に収まるように設計してもよい。

無効画素領域１２３は、画素領域１２１のうち有効投影部１２２に含まれなかった画素領域である。

狙い視野１２５は、超広角画像から使用者の観察方向の映像を切り出す範囲を示す領域であり、観察方向を中心とする予め設定された左右上下の画角（ここでは４５°ＦＯＶ角９０°）により規定される。図１１Ａの例では、使用者は正面を向いているので、狙い視野１２５の中心は、有効投影部１２２の中心である観察方向ｖｏとなっている。

図１１Ａに示す超広角映像には、子供である被写体Ａ１３１、被写体Ａである子供が登ろうとしている階段である被写体Ｂ１３２、及び機関車の形の遊具である被写体Ｃ１３３が含まれる。

次に、図８Ｎ、図８Ｏを用いて、顔方向検出部２０と使用者の顔の間に異物が侵入し、使用者の観察方向ｖｉが算出できない場合に、記録方向として利用する対象となる首可動域について説明する。

図８Ｎは、使用者の首可動域を説明する図である。

前述したように、ステップＳ２０６～Ｓ２１２にて、全体制御ＣＰＵ１０１が使用者の観察方向ｖｉを類推している。そこで、本実施例では、その類推された観察方向ｖｉの推移を一定の蓄積期間だけ、蓄積することで、直近の使用者の観察エリア（以後、首可動域と説明）を特定する。

これにより、異物侵入などの要因により使用者の観察方向が算出できない期間、記録方向を直近に特定された使用者の首可動域に設定することで、使用者が最低限撮影したい範囲の映像を記録することが可能となる。尚、ここでは狙い視野の形状は、説明を簡略化するため全ての観察方向ｖｉにおいて矩形であるものとして説明する。

図８Ｎに示すように、まず全体制御ＣＰＵ１０１は、類推された使用者の観察方向ｖｉ（ここでは観察方向ｖｏ）に対応する狙い視野１２５ｏ（観察方向ｖｏを中心とする予め設定された左右上下の画角により規定される領域）を初期首可動域に設定する。その後、設定された初期首可動域を一次メモリ１０３に記憶する。

その後、使用者が右に首を傾けた場合、観察方向ｖｉは、観察方向ｖｏから観察方向ｖｒへ移動する。この場合、全体制御ＣＰＵ１０１は、使用者の首可動域を、先程記憶した初期首可動域である狙い視野１２５ｏと観察方向ｖｒに対応する狙い視野１２５ｒとを包含した領域である首可動域８０００に更新する。

次に使用者が下に首を傾けた場合、観察方向ｖｉは、観察方向ｖｒから観察方向ｖｄへ移動する。この場合、全体制御ＣＰＵ１０１は、使用者の首可動域を、先程更新した首可動域８０００と観察方向ｖｄに対応する狙い視野１２５ｄとを包含した領域である首可動域８００１に更新する。

このように、使用者の観察方向ｖｉの推移を一定の蓄積期間、蓄積することで、直近の使用者の首可動域を特定することができる。

尚、上記一定の蓄積期間は、初期設定されていてもよいし、表示装置８００の表示部８０３に表示される各種設定画面８４０の首可動域記憶時間設定部８４２にて、使用者が手動で設定可能な構成としてもよい。

また、上記一定の蓄積期間は、全体制御ＣＰＵ１０１が、使用者による首の動かし方の傾向を判断し、その傾向に応じて変動させる構成としてもよい。例えば、使用者の首が動く速度に応じて、上記一定の蓄積期間を変動させる、例えば、使用者がゆっくり首を動かしている場合は、上記一定の蓄積期間を長くするようにしてもよい。また、使用者の首が動く頻度に応じて、上記一定の蓄積期間を変動させる、例えば、使用者が頻繁に首を動かす場合は、上記一定の蓄積期間を短くするようにしてもよい。これにより、使用者の使用感により近い首可動域を特定することが出来る。

また本実施例では一例として使用者の観察方向が算出できない期間に設定する記録方向を首可動域としているが、使用者が最低限撮影したい範囲として予め設定した範囲であれば首可動域に限定されない。例えば、同期間に設定する記録方向を、撮影部４０の撮像全領域としてもよいし、異物侵入直前の観察方向に固定しても良い。また、同期間に設定する記録方向を、異物侵入直前の観察方向から、徐々に予め設定した範囲（首可動域や撮像全領域）に変更するようにしてもよい。また、同期間に設定する記録方向を、まず、異物侵入直前の観察方向に設定し、その後、一定期間、異物侵入が検出されている場合に、その予め設定した範囲（首可動域や撮像全領域）に変更するようにしてもよい。

図８Ｏは、一定の蓄積時間経過後の首可動域の更新方法について説明するための図である。

首可動域を更新し続けるためには、過去の使用者の観察方向のうち、一定の蓄積期間が経過した観察方向については首可動域対象から外す必要がある。以下、図８Ｎで説明した順に首可動域が更新された後、使用者の観察方向ｖｉが観察方向ｖｄに固定されている場合について説明する。

図８Ｏ（ａ）は、狙い視野１２５ｏが初期首可動域として記憶されてから一定の蓄積期間が経過した時点での首可動域８００１を示す。

この時点から一定期間経過すると、全体制御ＣＰＵ１０１は、過去の使用者の観察方向ｖｏ，ｖｒ，ｖｄの内、首可動域対象から外す必要がある観察方向が無いかを判定する。ここでは、観察方向ｖｏがこれに該当するので、首可動域対象から外し、首可動域の再設定を行う。この再設定の結果、観察方向ｖｒに対応する狙い視野と、観察方向ｖｄに対応する狙い視野とを包含する領域が、新たな首可動域８００２（図８Ｏ（ｂ））に再設定される。

この首可動域の再設定から一定期間経過すると、全体制御ＣＰＵ１０１は、過去の使用者の観察方向ｖｒ，ｖｄの内、首可動域対象から外す必要がある観察方向が無いかを判定する。ここでは、観察方向ｖｒがこれに該当するので、首可動域対象から外し、首可動域の再設定を行う。この再設定の結果、観察方向ｖｄに対応する狙い視野を包含する領域が、新たな首可動域８００３（図８Ｏ（ｃ））に再設定される。

上記のように一定期間経過毎に首可動域の再設定を行いながら、直近の使用者の使用感により近い首可動域に更新し続ける。

次に、上記図１１Ａを用いて説明した超広角映像から観察方向の映像を得るために実行されるステップＳ３００における記録方向・範囲決定処理を図７Ｅに示す。以下、狙い視野１２５の具体例である図１２Ａ～図１２Ｇを用いて本処理を説明する。

ステップＳ３０１で、前述のステップＳ２００の異物侵入検出処理の判定結果を取得し、異物侵入なしとの判定結果であった場合、正常に使用者の観察方向ｖｉが算出されていると判断し、ステップＳ３０２へ進む。一方、異物侵入があるとの判定結果がであった場合、正常に使用者の観察方向ｖｉが算出されていないと判断し、ステップＳ３０９へ進む。

ステップＳ３０２で、事前に設定された画角設定値ａｎｇを一次メモリ１０３から読み出すことで取得する。

本実施例では、画像切り出し・現像処理部５０にて観察方向の映像を超広角画像から切り出すことが可能な全ての画角、４５°、９０°、１１０°、１３０°が画角設定値ａｎｇとして内蔵不揮発性メモリ１０２に保存されている。また、ステップＳ１０３，Ｓ１０６，Ｓ１０８のいずれかのステップで、内蔵不揮発性メモリ１０２に保存されている画角設定値ａｎｇの一つが設定され、一次メモリ１０３に保存されている。

また、ステップＳ３０２では、ステップＳ２１２で決まった観察方向ｖｉを記録方向に決定し、これを中心とする上記取得した画角設定値ａｎｇで超広角画像から切り出された狙い視野１２５の映像を、一次メモリ１０３に保存する。

例えば、画角設定値ａｎｇが９０°であり、且つ顔方向検出処理（図７Ｃ）で観察方向ｖｏ（ベクトル情報［０°，０°］）が検出された場合、有効投影部１２２の中心Ｏを中心とする左右４５°、上下４５°の範囲が狙い視野１２５（図１１Ａ）に設定される。つまり、全体制御ＣＰＵ１０１（相対位置設定手段）は、顔方向検出部２０で検出された顔方向の角度を、超広角映像に対する相対位置を示すベクトル情報である観察方向ｖｉに設定している。

ここで、観察方向ｖｏの場合は撮影レンズ１６による光学歪の影響はほぼ無視できるため、設定された狙い視野１２５の形状がそのまま後述するステップＳ３０４の歪み変換後の狙い視野１２５ｏ（図１２Ａ）の形状となる。以下、観察方向ｖｉの場合の、歪み変換後の狙い視野１２５を、狙い視野１２５ｉという。

次にステップＳ３０４で、事前に設定された防振レベルを一次メモリ１０３から読み出すことで取得する。

本実施例では、上述の通り、ステップＳ１０３，Ｓ１０６，Ｓ１０８のいずれかのステップで防振レベルが設定され、一次メモリ１０３に保存されている。

また、ステップＳ３０４では、上記取得した防振レベルを基に防振用予備画素量Ｐｉｓを設定する。

防振処理では、撮影・検出部１０のブレ量に追随して、ブレ方向と反対方向の映像に追随した映像を取得する。このため、本実施例では、狙い視野１２５ｉの周囲に防振に必要な予備領域を設ける。

また本実施例では、各防振レベルに紐づく防振予備画素数Ｐｉｓの値を保持するテーブルが内蔵不揮発性メモリ１０２に格納されている。例えば、防振レベルが「中」だった場合、上記テーブルから読み出された防振予備画素数Ｐｉｓである１００画素の予備画素領域が予備領域として設定される。

図１２Ｅは、図１２Ａで示す狙い視野１２５ｏの周囲に予備領域を付与した例を示す図である。ここでは、防振レベルが「中」、すなわち防振予備画素量Ｐｉｓが１００画素である場合について説明する。

図１２Ｅに示すように、狙い視野１２５ｏに対し、上下左右に夫々防振予備画素量Ｐｉｓである１００画素の余裕（予備領域）をもたせた点線部が防振用予備画素枠１２６ｏとなる。

図１２Ａ、図１２Ｅでは説明の簡単化のため、観察方向ｖｉが有効投影部１２２の中心Ｏ（撮影レンズ１６の光軸中心）と一致する場合について説明した。しかし、以下のステップで説明するように、観察方向ｖｉが有効投影部１２２の周辺部である場合は、光学歪の影響を受けるので変換が必要である。

ステップＳ３０４では、ステップＳ３０２で設定された狙い視野１２５の形状を、観察方向ｖｉ及び撮影レンズ１６の光学特性を考慮して補正（歪み変換）し、狙い視野１２５ｉを生成する。同様に、ステップＳ３０３で設定された防振用予備画素数Ｐｉｓも、観察方向ｖｉ及び撮影レンズ１６の光学特性を考慮して補正する。

たとえば、画角設定値ａｎｇが９０°で、使用者が中心ｏより右４５°を観察しているとする。この場合、ステップＳ２１２で決まった観察方向ｖｉが観察方向ｖｒ（ベクトル情報［４５°，０°］）であり、観察方向ｖｒを中心とする、左右４５°、上下４５°の範囲が狙い視野１２５となる。しかし、撮影レンズ１６の光学特性を考慮し、狙い視野１２５は、図１２Ｂに示す狙い視野１２５ｒに補正される。

図１２Ｂに示すように、狙い視野１２５ｒは有効投影部１２２の周辺部に行くにつれ広くなっており、且つ観察方向ｖｒの位置も狙い視野１２５ｒの中心よりやや内側に来ている。これは、本実施例では、撮影レンズ１６に立体射影魚眼に近い光学設計をしているためである。尚、撮影レンズ１６が、等距離射影魚眼や、等立体角射影魚眼、正射影魚眼などによる設計であるとその関係は変わってくるので、その光学特性にあわせた補正が狙い視野１２５に対して行われる。

図１２Ｆは、図１２Ｂで示す狙い視野１２５ｒの周囲に、図１２Ｅの予備領域と同一防振レベル「中」の予備領域を付与した例を示す図である。

防振用予備画素枠１２６ｏ（図１２Ｅ）では、狙い視野１２５ｏの上下左右の夫々に防振予備画素数Ｐｉｓである１００画素の余裕が設定された。これに対し、防振用予備画素枠１２６ｒ（図１２Ｆ）は、有効投影部１２２の周辺部に行くにつれ、防振予備画素数Ｐｉｓは補正されて増えている。

このように、狙い視野１２５ｒの形状と同様にその周囲に設けられた防振に必要な予備領域の形状も、図１２Ｆの防振用予備画素枠１２６ｒに示すように、有効投影部１２２の周辺部に行くにつれその補正量が大きくなる。これも、本実施例では、撮影レンズ１６に立体射影魚眼に近い光学設計をしているためである。尚、撮影レンズ１６が、等距離射影魚眼や、等立体角射影魚眼、正射影魚眼などによる設計であるとその関係は変わってくるので、その光学特性にあわせた補正が防振用予備画素枠１２６ｒに対して行われる。

ステップＳ３０４で実行される、撮影レンズ１６の光学特性を考慮して、狙い視野１２５及びその予備領域の形状を逐次切り替える処理は、複雑な処理となる。そのため、本実施例では、内蔵不揮発性メモリ１０２内にある、観察方向ｖｉ毎の狙い視野１２５ｉ及びやその予備領域の形状が保持されるテーブルを用いてステップＳ３０４の処理は実行される。尚、先にあげた撮影レンズ１６の光学設計によっては演算式を全体制御ＣＰＵ１０１内に持っておき、その演算式によって光学歪値を算出しても良い。

ステップＳ３０５では、映像記録用枠の位置及びサイズを算出する。

上述の通り、ステップＳ３０４では、防振に必要な予備領域を狙い視野１２５ｉの周囲に設け、これを防振用予備画素枠１２６ｉとして算出した。しかし、観察方向ｖｉの位置により、例えば防振用予備画素枠１２６ｒの様にその形状がかなり特殊なものとなる。

全体制御ＣＰＵ１０１は、このような特殊な形状の範囲だけの現像処理を行って映像を切り出すことは可能である。しかし、ステップＳ６００で映像データとして記録する際に、長方形ではない映像を用いることは一般的でない。そこでステップＳ３０５では、この防振用予備画素枠１２６ｉの全体を包含する、長方形形状の映像記録用枠１２７ｉの位置及びサイズを算出する。

図１２Ｆでは、防振用予備画素枠１２６ｒに対してステップＳ３０５で算出された、一点鎖線で示す映像記録用枠１２７ｒを示す。

ステップＳ３０６では、ステップＳ３０５で算出された映像記録用枠１２７ｉの位置とサイズを一次メモリ１０３に記録する。

本実施例では、超広角映像における映像記録用枠１２７ｉの左上の座標Ｘｉ，Ｙｉを、映像記録用枠１２７ｉの位置として記録し、座標Ｘｉ，Ｙｉからの映像記録用枠１２７ｉの横幅ＷＸｉ及び縦幅ＷＹｉを、映像記録用枠１２７ｉのサイズとして記録する。例えば、図１２Ｆに示す映像記録用枠１２７ｒに対しては、図示される座標Ｘｒ，Ｙｒ、横幅ＷＸｒ、及び縦幅ＷＹｒがステップＳ３０６で記録される。尚、座標Ｘｉ，Ｙｉは、所定の基準点、具体的には撮影レンズ１６の光学中心を原点とするＸＹ座標である。

ステップＳ３０７では、図８Ｎ、図８Ｏにて前述したように首可動域を算出する。具体的には、観察方向ｖｉに対応する狙い視野を、一次メモリ１０３に首可動域がまだ記録されていない場合は初期首可動域として一次メモリ１０３に記録する。また、すでに一次メモリ１０３に首可動域が記録されている場合は、記録されている首可動域と観察方向に対応する狙い視野を包含すると共に、一定の蓄積時間を経過した観察方向については首可動域対象から外した領域を首可動域として更新する。

ステップＳ３０８では、ステップＳ３０７で算出された領域に首可動域を一次メモリ１０３に記録（更新）し、本サブルーチンを抜ける。

ステップＳ３０９にて、一次メモリ１０３に首可動域が既に記録されているかどうかを判定する。例えば、カメラ本体１の電源投入直後から、顔方向検出部２０と使用者の顔の間に異物が存在しており、一次メモリ１０３に首可動域が記録されていない場合がある。この場合、使用者の首元位置や顎先位置の判定が正常に行えず、算出された使用者の観察方向ｖｉが異常値を取る可能性がある。よって、首可動域がまだ一次メモリ１０３に記録されていない場合（ステップＳ３０９で未記録）、ステップＳ３１１に進み、撮像全領域を映像記録用枠として採用し、本サブルーチンを抜ける。尚、ステップＳ３１１では、ステップＳ３０６と同様に、映像記録用枠として採用された範囲の位置とサイズを一次メモリ１０３に記録する。ここで本実施例では、ステップＳ３１１で、映像記録用枠として採用される領域を撮像全領域としたが、予め全体制御ＣＰＵ１０１内で設定されている最低限使用者が撮影したい範囲であれば、これに限定されない。

一方、首可動域が既に記録されている場合（ステップＳ３０９にで記録済）、ステップＳ３１０へ進み、映像記録用枠を記録されている首可動域に設定し、本サブルーチンを抜ける。尚、ステップＳ３１０では、ステップＳ３０６と同様に、映像記録用枠として採用された首可動域の位置とサイズを一次メモリ１０３に記録する。

尚、ここまでの説明では、複雑な光学歪変換の説明の簡単化のために観察方向ｖｉの例として、水平０°を含む観察方向、すなわち観察方向ｖｏ（ベクトル情報［０°，０°］）や観察方向ｖｒ（ベクトル情報［４５°，０°］）を用いた説明を行った。しかし実際には、使用者の観察方向ｖｉは様々な方向となる。よって以下、そのような場合に実行される記録範囲現像処理について説明する。

例えば、画角設定値ａｎｇが９０°で観察方向ｖｌ［－４２°，－４０°］の場合の狙い視野１２５ｌは、図１２Ｃのようになる。

また狙い視野１２５ｌと同じ観察方向ｖｌ（ベクトル情報［－４２°，－４０°］）であっても、図１１Ｅに示すように画角設定値ａｎｇが４５°であった場合、図１２Ｄに示すように、狙い視野１２５ｌより一回り小さい狙い視野１２８ｌとなる。さらに狙い視野１２８ｌについては、図１２Ｇに示すような、防振用予備画素枠１２９ｌ及び映像記録用枠１３０ｌが設定される。これにより、図１１Ｆの様に子供（被写体Ａ１３１）を中心にズームされた歪や揺れの補正された映像を得ることができる。

ステップＳ４００は撮影の基本動作であり、撮影部４０の一般的なシーケンスを用いるので、詳細は他の文献に譲りここでは説明を省略する。尚、本実施例では、撮影部４０にある撮像信号処理回路４３は、固体撮像素子４２から出力された、固有の出力形態（規格の例：ＭＩＰＩ，ＳＬＶＳ）での信号を、一般的なセンサ読み出し方式の撮影データに修正する処理も行う。

尚、撮影モードスイッチ１２で選択されているモードが動画モードの場合は、スタートスイッチ１４の押下に応じて、撮影部４０が録画を開始する。その後、ストップスイッチ１５が押下されたとき、録画を終了する。一方、撮影モードスイッチ１２で選択されているモードが静止画モードの場合は、スタートスイッチ１４の押下がある毎に、撮影部４０が静止画を撮影する。

図７Ｆは、図７ＡのステップＳ５００の記録範囲現像処理のサブルーチンのフローチャートである。

ステップＳ５０１では、ステップＳ４００において撮影部４０で生成された撮影データ（超広角映像）の全領域のＲａｗデータを取得し、全体制御ＣＰＵ１０１の不図示のヘッド部と呼ばれる映像取り込み部に入力する。

次いでステップＳ５０２では、ステップＳ３０６，Ｓ３１０，Ｓ３１１で一次メモリ１０３に記録された座標Ｘｉ，Ｙｉ、横幅ＷＸｉ及び縦幅ＷＹｉに基づき、ステップＳ５０１で取得した超広角映像から映像記録用枠１２７ｉの部分を切り出す。この切り出し後、防振用予備画素枠１２６ｉ内の画素のみに対して、以下実行するステップＳ５０３～Ｓ５０８からなるクロップ現像処理（図７Ｇ）が開始する。これにより、ステップＳ５０１で読み込んだ超広角映像の全領域に対して現像処理を行う場合と比べて演算量を大幅に削減でき、演算時間や電力を削減することができる。

尚、図７Ｇに示すように、撮影モードスイッチ１２で選択されているモードが動画モードである場合、ステップＳ２００，Ｓ２２０，Ｓ３００の処理と、ステップＳ４００の撮影は、夫々同一又は異なるフレームレートで並列に実行される。つまり、撮影部４０で生成された１フレーム分の全領域のＲａｗデータが取得される毎に、その時点で一次メモリ１０３に記録されている座標Ｘｉ，Ｙｉ、横幅ＷＸｉ及び縦幅ＷＹｉに基づきクロップ現像処理が行われる。

防振用予備画素枠１２６ｉ内の画素に対するクロップ現像処理を開始すると、まず、ステップＳ５０３でベイヤ配列に配置された色画素情報を補完する色補完を行う。

その後、ステップＳ５０４でホワイトバランスの調整を行った後、ステップＳ５０５で色変換を行う。

ステップＳ５０６では、あらかじめ設定したガンマ補正値に従って階調を補正するガンマ補正を行う。

ステップＳ５０７では、画像サイズに合わせたエッジ強調を行う。

ステップＳ５０８では、圧縮その他の処理を行うことで一次保存可能なデータ形式に変換し、内蔵不揮発性メモリ１０２に記録した後、本サブルーチンを抜ける。この一次保存可能なデータ形式の詳細については後述する。

尚、ステップＳ５０３～Ｓ５０８で実行されるクロップ現像処理の順序や処理の有無は、カメラシステムに合わせて行えばよく、本発明を制限するものではない。

また、動画モードが選択されている場合、ステップＳ２００～Ｓ５００までの処理は録画が終了されるまで繰り返し実行される。

また、本実施例では、動画記録中の全体制御ＣＰＵ１０１の制御負荷を軽くするため、映像の光学補正処理（図７ＡのステップＳ８００）や防振処理（図７ＡのステップＳ９００）は動画記録完了後に続く処理で行う。そのため、投影された超広角映像から部分的に切り出した映像のデータだけを内蔵不揮発性メモリ１０２に保存しておくと、該続く処理で光学補正処理や防振処理を行うことができない。つまり、切り出した映像のデータだけでは、光学補正処理の際に式に代入したり、防振処理の際に補正テーブルより参照したりするために用いる位置情報が無い為、これらの処理を表示装置８００において正しく実行できない。そのため、本実施例では、切り出した映像のデータだけでなく、その映像の超広角映像からの切り出し位置の情報等を含む補正データも共に内蔵不揮発性メモリ１０２に保存しておく。

ここで切り出した映像が静止画映像である場合、静止画映像のデータと補正データを個別に内蔵不揮発性メモリ１０２に保存しても静止画映像のデータと補正データは１対１対応であるので、正しく光学補正処理や防振処理を行うことができる。一方、切り出した映像が動画映像である場合、動画映像のデータと補正データを個別に内蔵不揮発性メモリ１０２に保存すると、別に保存された補正データが、動画映像の各フレームに対するいずれの補正データであるかの判断が難しくなる。

よって、本実施例では、動画映像のデータに対してその補正データを適切に付与する。以下、その方法について説明する。

図１４は、図７ＡのステップＳ６００の一次記録処理のサブルーチンのフローチャートである。本処理を、以下、図１５を参照して説明する。図１４では、撮影モードスイッチ１２で選択されているモードが動画モードである場合の処理が示されている。尚、選択されているモードが静止画モードである場合は、本処理は、ステップＳ６０１の処理から始まり、ステップＳ６０６の処理が終わると終了する。

ステップＳ６０１ａで、全体制御ＣＰＵ１０１は記録範囲現像処理（図７Ｆ）で現像された動画映像からステップＳ６０１～Ｓ６０６までの処理が未処理である１つのフレームの画像を読み出す。また、全体制御ＣＰＵ１０１（メタデータ生成手段）はその読み出したフレームのメタデータである補正データを生成する。

ステップＳ６０１では、全体制御ＣＰＵ１０１はステップＳ６００で読み出したフレームの画像の切り出し位置の情報を補正データに添付する。ここで添付される情報は、ステップＳ３０５で取得した映像記録用枠１２７ｉの座標Ｘｉ，Ｙｉである。尚、ここで添付される情報を、観察方向Ｖｉを示すベクトル情報としてもよい。

ステップＳ６０２では、全体制御ＣＰＵ１０１（光学補正値取得手段）は光学補正値を取得する。光学補正値はステップＳ３０４で設定された光学歪値である。あるいは、周辺光量補正値や回折補正といったレンズ光学特性に応じた補正値でもよい。

ステップＳ６０３では、全体制御ＣＰＵ１０１はステップＳ６０２の歪み変換に用いた光学補正値を補正データに添付する。

ステップＳ６０４では、全体制御ＣＰＵ１０１は防振モードであるか否かを判断する。具体的には、事前に設定された防振モードが「中」又は「強」だった場合、防振モードであると判断してステップＳ６０５に進む。一方、事前に設定された防振モードが「切」だった場合は防止モードでないと判断してステップＳ６０６に進む。尚、ここで防振モードが「切」だった場合にステップＳ６０５をスキップする理由は、スキップした分、全体制御ＣＰＵ１０１の演算データ量や無線送信時のデータ量を削減でき、ひいては、カメラ本体１の電力削減や発熱低減もできるためである。尚、ここでは防振処理に用いるデータの削減について説明したが、ステップＳ６０２で取得した光学補正値に含まれる、周辺光量補正値や、解析補正の有無についてのデータ削減を行っても良い。

本実施例では防振モードは、表示装置８００による使用者の操作により事前に設定されているが、カメラ本体１の初期設定として設定されていてもよい。また、表示装置８００に転送後に防振処理の有無を切り替えるようなカメラシステムとした場合は、ステップＳ６０４を無くし、ステップＳ６０３から直接ステップＳ６０５に進む。

ステップＳ６０５では、全体制御ＣＰＵ１０１（移動量検出手段）はステップＳ３０２で取得した防振モード、及び一次メモリ８１３にあるステップＳ６００で読み出したフレームと紐づくジャイロデータを補正データに添付する。

ステップＳ６０６では、ステップＳ６００で読み出されたフレームの画像のデータと、ステップＳ６０１～Ｓ６０５により各種データが添付された補正データとをエンコードしたデータで、映像ファイル１０００（図１５）を更新する。尚、ステップＳ６０１ａにおいて動画映像の最初のフレームの読み出しがされた場合については、ステップＳ６０６で映像ファイル１０００が生成される。

ステップＳ６０７で、記録範囲現像処理（図７Ｅ）で現像された動画映像の全てのフレームの画像の読み出しが終了したか判別し、終了していない場合は、ステップＳ６０１ａに戻る。一方、終了している場合は、本サブルーチンを抜ける。生成された映像ファイル１０００は、内蔵不揮発性メモリ１０２に保存される。内蔵不揮発性メモリ１０２に保存されるだけでなく、大容量不揮発性メモリ５１にも保存されるようにしてもよい。

ここで、本実施例において、エンコードとは、映像データと補正データを合体させ１つのファイルにすることを指すが、この際、映像データを圧縮、あるいは映像データと補正データを合体させたものを圧縮してもよい。

図１５は、映像ファイル１０００のデータ構造を示す図である。

映像ファイル１０００は、ヘッダ１００１とフレーム１００２で構成される。フレーム１００２は、動画映像を構成する各フレームの画像とこれに対応するフレームメタがセットとなったフレームデータセットで構成されている。すなわち、フレーム１００２には、動画映像の総フレーム分だけフレームデータセットが存在する。

本実施例では、フレームメタは、切り出し位置（映像内位置情報）、光学補正値及びジャイロデータが必要に応じて添付された補正データがエンコードされた情報であるがこれに限定されない。例えば、撮影モードスイッチ１２で選択された撮影モードに応じてフレームメタに他の情報を添付したり、あるいは、フレームメタにある情報を削除したりするなどしてフレームメタの情報量を変更しても良い。

ヘッダ１００１には、各フレームのフレームデータセットまでのオフセット値または先頭アドレスを記録しておく。あるいは、映像ファイル１０００に対応した時刻やサイズといったメタデータを保存してもよい。

尚、本実施例では、フレームメタに光学補正値が含まれたが、映像全体に対して光学補正値を付与するようにしてもよい。

図１６は、図７ＡのステップＳ７００の表示装置８００への転送処理のサブルーチンのフローチャートである。図１６では、撮影モードスイッチ１２で選択されているモードが動画モードである場合の処理が示されている。尚、選択されているモードが静止画モードである場合は、本処理は、ステップＳ７０２の処理から始まる。

ステップＳ７０１では、撮影部４０による動画映像の録画（ステップＳ４００）が終了したか、また録画中である否かを判断する。ここで、動画映像が録画中である場合、フレーム毎の記録範囲現像処理（ステップＳ５００）や、一次記録処理（ステップＳ６００）での映像ファイル１０００の更新（ステップＳ６０６）が順次行われている状態となる。無線転送は電力負荷が大きいため、録画中に並行して行うと、バッテリー９４の電池容量を多く必要としたり発熱対策を別途行う必要があったりする。また、演算能力の観点で見ても、録画中に並行して無線転送を行うと演算負荷が大きくなるため、高スペックの全体制御ＣＰＵ１０１を準備する必要があり、コストとしても大きくなってしまう。本実施例ではこれらを鑑み、動画映像の録画の終了を待ってから（ステップＳ７０１でＹＥＳ）、ステップＳ７０２へ進み、表示装置８００との接続を確立する。ただし、本実施例のカメラシステムが、バッテリー９４から供給される電力に余裕があり且つ別途の発熱対策は不要であれば、カメラ本体１の起動時や録画を開始する前などであらかじめ表示装置８００と接続をしてもよい。

ステップＳ７０２では、データ量の多い映像ファイル１０００を表示装置８００に転送するため、高速無線ユニット７２を介して表示装置８００との接続を確立する。尚、小電力無線ユニット７１は、表示装置８００への画角確認のための低解像度映像（あるいは映像）の転送や、表示装置８００との間での各種設定値の送受信に利用するが、伝送に時間を要してしまうため映像ファイル１０００の転送には利用しない。

ステップＳ７０３では、高速無線ユニット７２を介して映像ファイル１０００を表示装置８００へ転送し、転送が終了した時点で、ステップＳ７０４に進み、表示装置８００との接続を閉じた後、本サブルーチンを抜ける。

ここまでは１つの動画映像の全フレームの画像を含む１つの映像ファイルを処理する場合を説明したが、数分にわたる長時間の動画映像の場合は、時間単位で区切った複数の映像ファイルとしても良い。図１５に示すデータ構造の映像ファイルであれば、１つの動画映像を複数の映像ファイルとして処理しても、補正データとのタイミングズレなく動画映像を補正することが可能となる。

図１７は、図７ＡのステップＳ８００の光学補正処理のサブルーチンのフローチャートである。本処理を、以下、図１８を参照して説明する。

ステップＳ８０１では、映像ファイル１０００から抽出した光学補正値を取得する。

続いてステップＳ８０２では、全体制御ＣＰＵ１０１は、映像ファイル１０００から映像（動画映像の１つのフレームの画像）を取得する。

ステップＳ８０３では、全体制御ＣＰＵ１０１は、ステップＳ８０１で取得した光学補正値によりステップＳ８０２で取得した映像の光学補正を行い、補正した映像を１次メモリ１０３に保存し、本サブルーチンを抜ける。尚、ステップＳ８０２で行われる光学補正が、ステップＳ８０１で取得した映像自体に対して行うのではなく、その一部を切り出した画像に対して行うようにしてもよい。この場合、ステップＳ３０２で超広角画像から切り出された狙い視野の一部の領域（切り出し現像領域）の画像を切り出して処理が行われる。

図１８は、図１７のステップＳ８０３において歪曲収差補正を実施した場合を説明するための図である。

図１８（ａ）は、使用者が撮影時に肉眼でみた被写体１４０１の位置を示す図であり、図１８（ｂ）は、被写体１４０１が固体撮像素子４２上に映った像を示す図である。

図１８（ｃ）は、図１８（ｂ）の像における現像領域１４０２を示す図である。ここで、現像領域１４０２は先ほど説明した切り出し現像領域のことである。

図１８（ｄ）は、現像領域１４０２の像が切り出された、切り出し現像領域を示す図であり、図１８（ｅ）は、図１８（ｄ）の切り出し現像領域を歪曲補正した映像を示す図である。切り出し現像映像の歪曲補正時に切り出し処理を行うので、図１８（ｅ）に示す映像は、図１８（ｄ）に示す切り出し現像領域よりさらに画角は小さくなる。

図１９は、図７ＡのステップＳ９００の防振処理のサブルーチンのフローチャートである。本処理を、以下、図２５を参照して説明する。

ステップＳ９０１では、映像ファイル１０００のフレームメタから、現在処理中のフレーム（現フレーム）及び１フレーム前のフレーム（前フレーム）のジャイロデータを取得する。ステップＳ９０１では併せて、前フレームに対して後述のステップＳ９０２で算出されたブレ量Ｖ_ｎ－１ ^Ｄｅｔも取得する。

ステップＳ９０２では、映像から詳細なブレ量Ｖ_ｎ ^Ｄｅｔをもとめる。ブレ量の検出は、現フレームの画像の特徴点が前フレームからどの程度移動したかを計算することで行う。

特徴点の抽出は既知の方法が採用できる。例えば、フレームの画像の輝度情報のみを抽出した輝度情報画像を生成し、それを１乃至数ピクセルずらした画像をもとの画像から減算してその絶対値が閾値以上の画素を特徴点として抽出してもよい。また上記輝度情報画像にハイパスフィルターをかけた画像を、もとの輝度情報画像から減算し抽出されたエッジを特徴点として抽出してもよい。

現フレームと前フレームの輝度情報画像を１乃至数ピクセルずつずらしながら複数回差分を計算し、特徴点の画素での差分が少なくなる位置を計算することで移動量が算出される。

特徴点は後述するように複数点が必要となるため、現フレーム及び前フレームの夫々の画像を複数のブロックに分割して特徴点の抽出を行なうことが好ましい。ブロック分割は画像のピクセル数やアスペクト比にもよるが、一般的には４×３の１２ブロック乃至は９６×６４ブロックが好ましい。ブロック数が少ないとカメラ本体１の撮影部４０のあおりによる台形や光軸方向の回転などの補正が正確にできなくなるが、ブロック数が多すぎると１ブロックのサイズが小さくなり、特徴点が近くなるため誤差を含むようになるためである。このようなことから画素数や特徴点の見つけやすさ、被写体の画角などによって適宜最適なブロック数が選択される。

移動量の算出には、現フレームと前フレームの輝度情報画像を１乃至数ピクセルずつずらして複数回の差分計算を行う必要があるため計算量が多くなる。そこで実際の移動量はブレ量Ｖ_ｎ ^Ｐｒｅから何ピクセルだけずれているかを算出すべく、その近傍のみの差分計算を行うことで大幅に計算量を減らすことが可能である。

次にステップＳ９０３では、ステップＳ９０２で取得した詳細なブレ量Ｖ_ｎ ^Ｄｅｔを用いて防振補正を行った後、本サブルーチンを抜ける。

尚、防振処理の方法としては、回転や平行移動が可能なユークリッド変換、それらが可能なアフィン変換、さらに台形補正が可能な射影変換などが従来より知られている。

Ｘ軸、Ｙ軸への移動や回転の場合はユークリッド変換で可能であるが、実際にカメラ本体１の撮影部４０で撮影した場合に生じるブレは前後方向やパン・チルト方向の手振れなどもある。よって、本実施例では拡大、スキューなども補正可能なアフィン変換を用いて防振補正を行う。アフィン変換では、基準となる特徴点の座標（ｘ，ｙ）が座標（ｘ’，ｙ’）に移動する場合、以下の式１００で表わされる。

式１００の３×３行列をアフィン係数は、最低３か所の特徴点のずれが検出できれば算出可能である。ただし、検出された特徴点が互いに近い距離にある場合や、直線上にのってしまう場合、特徴点よりも遠い箇所やその直線から離れた箇所の防振補正が不正確になる。よって検出される特徴点は、互いに遠い距離にあり、且つ直線上にのらないものを選択することが好ましい。よって、複数の特徴点が検出された場合は、互いに近い特徴点を省いて残りを最小二乗法で正規化を行う。

図１８（ｆ）は、図１８（ｅ）に示す歪曲補正をした映像に対してステップＳ９０３の防振補正をした映像を示す図である。防振補正時に切り出し処理を行うので、図１８（ｆ）に示す映像は、図１８（ｅ）に示す映像より画角は小さくなる。

このような防振処理を行うことで、ブレを補正した品位のある映像を得ることが可能である。

以上、本実施例のカメラシステムに含まれるカメラ本体１及び表示装置８００で実行される一連の動作を説明した。

使用者が電源スイッチ１１をＯＮとした後に撮影モードスイッチ１２で動画モードを選択し、顔を上下左右の方向を向かずにただ正面を観察していると、まず顔方向検出部２０が観察方向ｖｏ（ベクトル情報［０°，０°］）（図１２Ａ）を検出する。その後、記録方向・画角決定部３０が、固体撮像素子４２に投影される超広角映像から図１２Ａに示す狙い視野１２５ｏの映像（図１１Ｂ）を切り出す。

その後、使用者がカメラ本体１を操作することなく、例えば、図１１Ａの子供（被写体Ａ１３１）の観察を開始すると、まず顔方向検出部２０が観察方向ｖｌ（ベクトル情報［－４２°，－４０°］）（図１１Ｃ）を検出する。その後、記録方向・画角決定部３０が、撮影部４０で撮影された超広角映像から狙い視野１２５ｌの映像（図１１Ｃ）を切り出す。

このように観察方向に応じて様々な形状に切り出された映像に対する光学補正処理及び防振処理が、ステップＳ８００，Ｓ９００で表示装置８００において行われる。これにより、カメラ本体１の全体制御ＣＰＵ１０１が低スペックでも、大きな歪みがある、例えば狙い視野１２５ｌ（図１１Ｃ）の映像を切り出した場合も、図１１Ｄの様に子供（被写体Ａ１３１）を中心とした歪や揺れの補正された映像とすることができる。すなわち使用者は、電源スイッチ１１をＯＮとし撮影モードスイッチ１２でモード選択をする以外には、カメラ本体１に触れなくとも、自身の観察方向が撮影された映像を得ることができる。

尚、本実施例では、カメラ本体１において顔方向検出部２０と撮影部４０とが一体的に構成される場合について説明したが、顔方向検出部２０が使用者の頭部以外の身体上に装着され、撮影部４０が使用者の身体上に装着されていればこれに限定されない。例えば、本実施例の撮影・検出部１０を肩上や腹部に設置することも可能である。ただし、肩上の場合、右肩の上に撮影部４０を設置すると、左側の被写体は頭部に遮られることが考えられるため、左肩なども含めた複数の撮影手段を設置して補う構成が好ましい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実行可能である。

１ カメラ本体
１０ 撮影・検出部
１１ 電源スイッチ
１２ 撮影モードスイッチ
１３ 顔方向検出窓
１４ スタートスイッチ
１５ ストップスイッチ
１６ 撮影レンズ
１７ ＬＥＤ
１８ 胸部接続パッド
１９Ｌ，１９Ｒ マイク
２０ 顔方向検出部
２０ａ 異物侵入検出部
３０ 記録方向・画角決定部
４０ 撮影部
４１ 撮像ドライバー
４２ 固体撮像素子
４３ 撮像信号処理回路
５０ 画像切り出し・現像処理部
５１ 大容量不揮発性メモリ
６０ 一次記録部
７０ 送信部
７１ 小電力無線ユニット
７２ 高速無線ユニット
８０ 接続部
８１ 角度保持部
８２ バンド部
８３ 接続面
８４ 電気ケーブル
９０ バッテリー部
９１ 充電ケーブル挿入口
９２Ｌ，９２Ｒ 調整用ボタン
９３ 背骨よけ切り欠き
９４ バッテリー
１０１ 全体制御ＣＰＵ
１０２ 内蔵不揮発性メモリ
１０３ 一次メモリ
１０４ 音声処理部
１０５ スピーカー
１０６ 振動体
１０７ 角速度センサ
１０８ 加速度センサ
１１０ 各種スイッチ
１１１ 他制御部
８００ 表示装置
８０１ 表示装置制御部
８０２ ボタンＡ
８０３ 表示部
８０５ インカメラ
８１１ 各種スイッチ
８１２ 内蔵不揮発性メモリ
８１３ 一次メモリ
８１４ 大容量不揮発性メモリ
８１５ スピーカー
８１６ 振動体
８２０ 音声処理部
８３０ その他機能部
８７１ 小電力無線ユニット
８７２ 高速無線ユニット

Claims (19)

1. 映像を撮像する撮像手段と、
   使用者の顔の各部の位置を検出し、前記使用者の観察方向を検出する観察方向検出手段と、
   前記観察方向検出手段と前記使用者の顔の間に異物が侵入したことを検出する異物侵入検出手段と、
   前記撮像手段より撮像された映像のうち、前記観察方向を基準とする範囲の映像を出力する映像出力手段と、を備え、
   前記異物侵入検出手段が前記異物が侵入したことを検出した場合、前記映像出力手段は、前記撮像手段より撮像された映像のうち、予め設定された範囲の映像を出力することを特徴とする撮像装置。
2. 前記予め設定された範囲は、一定の蓄積期間の前記使用者の首可動域であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記予め設定された範囲を、前記異物侵入検出手段が前記異物が侵入したと検出する直前に前記観察方向検出手段により検出した観察方向を基準とする範囲から、徐々に一定の蓄積期間の前記使用者の首可動域に変更することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
4. 前記予め設定された範囲を、前記異物侵入検出手段が前記異物が侵入したと検出する直前に前記観察方向検出手段により検出した観察方向を基準とする範囲とし、その後、前記異物侵入検出手段により一定期間、前記異物が侵入したことが検出された場合に、前記一定の蓄積期間の前記使用者の首可動域に変更することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 前記使用者の首可動域は、前記異物侵入検出手段が前記異物が侵入したことを検出していない期間中であって前記一定の蓄積期間に前記観察方向検出手段により検出された前記観察方向を基準とする範囲を包含する領域であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記使用者の首可動域を記録する記録手段を更に備え、
   前記記録手段に前記使用者の首可動域が記録されていない場合の前記予め設定された範囲は、前記撮像手段の撮像全領域であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記一定の蓄積期間は、前記使用者が手動で設定可能であることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記一定の蓄積期間を、前記使用者の首が動く速度に応じて変動させることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記一定の蓄積期間を、前記使用者の首が動く頻度に応じて変動させることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記予め設定された範囲は、前記撮像手段の撮像全領域であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
11. 前記予め設定された範囲は、前記異物侵入検出手段が前記異物が侵入したと検出する直前に前記観察方向検出手段が検出した観察方向を基準とする範囲であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
12. 前記予め設定された範囲を、前記異物侵入検出手段が前記異物が侵入したと検出する直前に前記観察方向検出手段により検出した観察方向を基準とする範囲から、徐々に前記撮像手段の撮像全領域に変更することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
13. 前記予め設定された範囲を、前記異物侵入検出手段が前記異物が侵入したと検出する直前に前記観察方向検出手段により検出した観察方向を基準とする範囲とし、その後、前記異物侵入検出手段により一定期間、前記異物が侵入したことが検出された場合に、前記撮像手段の撮像全領域に変更することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
14. 前記観察方向検出手段は、前記使用者に照射される赤外線の反射光線の光強度を基に、前記使用者の首元位置及び顎先位置を取得して、前記観察方向を検出し、
    前記異物侵入検出手段は、前記観察方向検出手段で取得された前記使用者の首元位置及び顎先位置の少なくとも一方が正常範囲にない場合、前記異物が侵入したことを検出することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
15. 前記使用者の首元位置の正常範囲は、前記使用者の首元位置を中心とする標準的な人間の首可動域の上下左右の限界にある首元位置を包含する領域であることを特徴とする請求項１４記載の撮像装置。
16. 前記使用者の顎先位置の正常範囲は、前記使用者の顎先位置を中心とする標準的な人間の首可動域の上下左右の限界にある顎先位置を包含する領域であることを特徴とする請求項１４又は１５記載の撮像装置。
17. 前記異物侵入検出手段は、前記反射光線の光強度から、前記異物が侵入したことを検出することを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の撮像装置。
18. 映像を撮像する撮影部と、使用者の顔の各部の位置を検出し、前記使用者の観察方向を検出する観察方向検出部とを有する撮像装置の制御方法であって、
    前記観察方向検出部と前記使用者の顔の間に異物が侵入したことを検出する異物侵入検出ステップと、
    前記撮影部より撮像された映像のうち、前記観察方向を基準とする範囲の映像を出力する映像出力ステップと、を有し、
    前記異物侵入検出ステップで前記異物が侵入したことが検出された場合、前記映像出力ステップにおいて、前記撮影部より撮像された映像のうち、予め設定された範囲の映像が出力されることを特徴とする撮像装置。
19. コンピュータを、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の撮像装置の各ステップとして機能させる、コンピュータにより実行可能なプログラム。
    

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