JP4089071B2 - ヘッドマウントカメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤカメラ等の撮像手段を顔面方向に向けた状態で装着者の頭部に固定できるヘッドマウントカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなヘッドマウントカメラとして、ヘルメット形式の帽子からレバーを延ばし、このレバーの先にＣＣＤカメラを装着者の顔面に向けて取り付けた形態のものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単にＣＣＤカメラだけを備えるため、装着者の表情を写すだけの用途に限定されてしまう。一方、特開平５−９１５８２号公報や特開平６−１０２４６７公報のように、装着者の頭部に取付けできる映像表示装置が知られている。これらの映像表示装置を装着者の顔を撮像するためのＣＣＤカメラと組み合わせることが考えられるが、映像表示装置がＣＣＤカメラの撮像範囲に入ってくるという不都合が生じる。
【０００４】
また、ＣＣＤカメラが装着者の顔面に向かっているため、カメラを意識することによる心理的負担が大きいという問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明の主たる目的は、装着者の顔面を写す撮像手段と映像等の像情報を装着者に認識させる表示手段を装備できるヘッドマウントカメラを提供することにある。
【０００６】
また、本発明の更なる目的は、装着者の顔面を写す撮像手段があっても装着者が撮像手段の存在を意識しなくて済むヘッドマウントカメラを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１のヘッドマウントカメラは、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記撮像手段により撮像されないように配設されて前記装着者に像情報を視認させる表示手段と、前記撮像手段及び前記表示手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段と、を備えた事を特徴とするものである。これにより、ヘッドマウントカメラは、装着者の顔を写す撮像手段と、装着者に像情報を視認させる表示手段との機能を有するものになる。また、表示手段は撮像手段の視野から外れて配設されているため、撮像手段の撮像範囲に表示手段が入らない。
【０００８】
また、請求項２のヘッドマウントカメラは、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記装着者に像情報を視認させる表示手段と、前記撮像手段及び前記表示手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段とを備え、前記表示手段は、前記装着者の顔面方向に向けられた反射手段を有する事を特徴とするものである。これにより、ヘッドマウントカメラは、装着者の顔を写す撮像手段と、装着者に像情報を視認させる表示手段との機能を有するものになる。また、表示手段が反射手段を有するため、光源や空間光変調手段等の光学機器の大半を装着者側に配置し、撮像手段の側に反射手段だけを配置すればよい。
【０００９】
また、請求項３のヘッドマウントカメラは、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記装着者に像情報を視認させる表示手段と、前記撮像手段及び前記表示手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段とを備え、前記表示手段は、前記撮像手段と前記装着者の顔面との間に配設されたハーフミラー手段を有する事を特徴とするものである。これにより、ヘッドマウントカメラは、装着者の顔を写す撮像手段と、装着者に像情報を視認させる表示手段との機能を有するものになる。また、表示手段が、撮像手段と装着者の顔面との間に配設されたハーフミラー手段を有するため、撮像手段とハーフミラー手段を直列配置し、光源や空間光変調手段等の光学機器の大半を装着者側に配置することができる。
請求項４のヘッドマウントカメラは、前記ハーフミラー手段が、その光反射特性、その光透過特性の少なくとも一つにおいて光学的パワーを有する請求項３記載のものである。これにより、透過光と反射光のそれぞれの光学的特性を異ならせ、撮像手段及び表示手段に合ったものにできる。
請求項５のヘッドマウントカメラは、前記撮像手段は筐体に内包され、前記筐体は前記ハーフミラー手段と共に暗箱を形成し、前記ハーフミラー手段は、前記筐体に交換自在に配設されている請求項３記載のものである。これにより、撮像手段が外部から見えなくなる。また、ハーフミラー手段を異なる光学的特性を有するものに交換できる。
【００１０】
また、請求項６のヘッドマウントカメラは、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記撮像手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段と、前記撮像手段と前記装着者の顔面との間に配設されたハーフミラー手段と、を有し、前記撮像手段は筐体に内包され、前記筐体は前記ハーフミラー手段と共に暗箱を形成し、前記ハーフミラー手段は、前記筐体に交換自在に配設されている事を特徴とするものである。これにより、ハーフミラー手段を透過した撮像手段の撮像を行いながら、ハーフミラー手段に装着者の顔面を写すことができる。さらに、撮像手段が外部から見えなくなる。また、ハーフミラー手段を異なる光学的特性を有するものに交換できる。
【００１１】
請求項７のヘッドマウントカメラは、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記撮像手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段と、前記撮像手段と前記装着者の顔面との間に配設されたハーフミラー手段と、を有し、前記ハーフミラー手段が、その光反射特 性、その光透過特性の少なくとも一つにおいて光学的パワーを有する事を特徴とするものである。これにより、ハーフミラー手段を透過した撮像手段の撮像を行いながら、ハーフミラー手段に装着者の顔面を写すことができる。さらに、透過光と反射光のそれぞれの光学的特性を異ならせ、撮像手段及び表示手段に合ったものにできる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
また、請求項８のヘッドマウントカメラは、前記撮像手段にて撮像した像情報を送信するとともに前記表示手段で視認させる像情報を受信する第１の通信手段を備えた請求項１〜３のいずれかに記載のものである。これにより、撮像手段の像情報と表示手段の像情報の両方を第２の通信手段で送受信できる。
【００１５】
また、請求項９のヘッドマウントカメラは、前記第１の通信手段は、発呼受信装置と、マイクと、スピーカとを有する電話装置である請求項８記載のものである。これにより、遠隔地に対して像情報と音声情報の両方で通信できる。
【００１６】
また、請求項１０のヘッドマウントカメラは、前記第１の通信手段は、動画エンコードと動画デコードとを有する請求項８記載のものである。これにより、撮像手段と表示手段の像情報の両方を圧縮して通信できる。
【００１７】
また、請求項１１のヘッドマウントカメラは、前記第１の通信手段は、無線装置である請求項８〜１０のいずれかに記載のものである。これにより、ケーブルレスで送信できる。
【００１８】
また、請求項１２のヘッドマウントカメラは、前記撮像手段にて撮像した像情報を送信する第２の通信手段を備えた請求項６又は７記載のものである。これにより、撮像手段で得られた像情報を第１の通信手段を介して送信できる。
【００１９】
また、請求項１３のヘッドマウントカメラは、前記第２の通信手段は、無線装置である請求項１２記載のものである。これにより、ケーブルレスで送信できる。
【００２０】
また、請求項１４のヘッドマウントカメラは、前記表示手段は、白色光を発する点光源と、該点光源からの光を集光する集光光学系と、前記集光光学系によって集光された光を変調する空間光変調手段と、前記空間光変調手段によって変調された光を結像する結像光学系と、を有している請求項１〜３のいずれかに記載のものである。これにより、点光源から集光光学系で集光された光が空間光変調手段に与えられるので、空間光変調手段から出射された光の出射角度が比較的小さくなる。そのため、この光が眼球内に入射した際の眼球内絞り込み角度が小さく、焦点深度が深くなる。従って、焦点が網膜からずれた場合に像のぼけがほとんど生じない。また、空間光変調手段から出射された光の出射角度が比較的小さいために、空間光変調手段で変調された光による画像が結像光学系後方の所定位置にいる観察者以外にほとんど観察されないようにすることができる。また、点光源が白色光を発するので、空間光変調手段によりフルカラーの画像を表示させることが可能になる。
【００２１】
また、請求項１５のヘッドマウントカメラは、前記結像光学系は、前記点光源と前記結像光学系よりも任意の距離だけ後方にある第１の点とが実質的に共役関係となるように配置され、且つ、前記空間光変調手段と前記第１の点よりも略瞳−網膜間の距離だけ後方にある第２の点とが実質的に共役関係となるように配置されている請求項１４記載のものである。これにより、点光源と第１の点（瞳）とが実質的に共役関係となるために、集光光学系を通った光のほとんどを瞳孔内に導くことができる。従って、一定の光パワーを瞳孔内に入射させるのに必要な点光源の発光パワーが少なくてもよいことになり、点光源で消費される電力を削減することができるようになる。また、空間光変調手段と第２の点（網膜）とが実質的に共役関係となるために、空間光変調手段で変調された光による画像が観察可能となる。
【００２２】
また、請求項１６のヘッドマウントカメラは、前記点光源が、青色発光ダイオードまたは紫外線発光ダイオードの外側に蛍光物質が付与されたものであり、その発光面積が、１ｍｍ2 以下である請求項１４記載のものである。これにより、点光源が青色発光ダイオードまたは紫外線発光ダイオードの外側に蛍光物質が付与されたものになり、非常に小さな発光面積の点光源を安価に実現する事が可能になる。また、点光源の発光面積が１ｍｍ2 以下であるので、焦点深度が深くするという効果をより増強できる。
【００２３】
また、請求項１７のヘッドマウントカメラは、前記空間光変調手段は外界に露出している請求項１４記載のものである。これにより、空間光変調手段で変調された光による画像が結像光光学系後方の所定位置にいる観察者以外にほとんど観察されないようにすることができ、表示手段の空間光変調手段を露出させることができる。
【００２４】
また、請求項１８のヘッドマウントカメラは、前記空間光変調手段は、撮像手段の撮像範囲外に位置する請求項１７記載のものである。これにより、撮像手段による像情報に表示手段の空間光変調手段が入り込まなくなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るヘッドマウントカメラの概略的な模式図である。この第１の実施の形態に係るヘッドマウントカメラ６０は、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段Ａ１及び装着者に像情報を視認させる表示手段Ｂ１の両方を、固定手段Ｃ１によって装着者の頭部に固定して構成される。
【００２７】
固定手段Ｃ１は、第１の筐体６１と、第１の筐体６１を先端で支持する支持バー６２と、支持バー６２の根元が取り付けられた第２の筐体６３と、第２の筐体６３を一体的に有する頭部支持枠６４とからなる。
【００２８】
第１の筐体６１は、装着者の顔面に向けられたハーフミラー（ハーフミラー手段）７０を有し、暗箱７１に形成されたものである。ハーフミラー７０は、第１の筐体６１の凹溝６１ａに差し込まれており、第１の筐体６１の上蓋を外すと抜き差しできる。撮像装置であるＣＣＤカメラ７２は、ハーフミラー７０と同一視点になるよう装着者の顔面に向けた状態で暗箱７１内に固定されている。ハーフミラー７０を介した暗箱７１内にＣＣＤカメラ７２が位置するため、外部からＣＣＤカメラ７２を視認できない。
【００２９】
撮像手段Ａ１は、第１の筐体６１にあるＣＣＤカメラ７２と及びハーフミラー７０と、第２の筐体６３にあるバッテリー７３とで構成される。ＣＣＤカメラ７２からのケーブル７４は、支持バー６２の中を経て、第２の筐体６３の端の出力コネクタ７５に接続されている。
【００３０】
ＣＣＤカメラ７２の撮像範囲ａ１は、装着者の顔面のほぼ全体を撮像できるものの、第２の筐体６３の特に液晶ディスプレイ１６が入らない範囲に設定されている。この撮像範囲ａ１は、ハーフミラー７０の光透過特性の光学的パワー（正パワー、負パワー又は無パワー）で決まる。
【００３１】
表示手段Ｂ１は、第２の筐体６３にある、白ＬＥＤ１２、コンデンサレンズ１４、液晶ディスプレイ（空間光変調手段）１６、液晶駆動回路７６及びバッテリー７３のほかに、第１の筐体６２に取り付けられたハーフミラー（反射手段、ハーフミラー手段）７０で構成される。入力コネクタ７７からのケーブル７９は、液晶駆動回路７６に接続されている。
【００３２】
液晶ディスプレイ１６は、その表面１６ａが外界に露出するようにして第２の筐体６３に支持されている。白ＬＥＤ１２から出射された光は、図中に示された光束範囲ｂ１を進み、コンデンサレンズ１４、液晶ディスプレイ１６、ハーフミラー７０の凹面鏡での反射を経て、光軸７８上で装着者の左右のいずれかの眼球のアイポイント（正面を向いたときの瞳の位置）８０付近において結像される。
【００３３】
固定手段Ａ１の頭部支持枠６４は、第１の筐体６１等を装着者の頭部に固定するためのものであり、装着者が頭部を振っても第１の筐体６１の位置が変わらないものであれば、ヘアバンド方式又はヘルメット方式のいずれであってもよい。
【００３４】
図２は、ハーフミラー手段を構成するハーフミラー７０の詳細を示す。ハーフミラー７０は、光学樹脂等のレンズ部８１の片方面にアルミ蒸着等の反射面８２を形成され、反射率が２０％以上９０％以下であり、透過率が１０％以上８０％以下のものである。図示例では、レンズ部８１は中央が厚く周囲が薄い凸レンズに形成され、反射面８２は凹面鏡に形成されている。装着者の顔面の撮像は、レンズ部８１の凸レンズによる正パワーの作用を受けてＣＣＤカメラ７２に至る。一方、液晶ディスプレイ１６の画像は、反射面８２の凹面鏡による正パワーの作用を受ける。すなわち、表示手段Ｂ１において、ハーフミラー７０は、反射機能と共に凸レンズと等価な機能を有する。
【００３５】
図３にヘッドマウントカメラ６０の使用例が示される。バッテリー８３ａを備えたモバイルコンピュータ８３のビデオコネクタ８４を入出力コネクタ７５，７７に接続する。モバイルコンピュータ８３の記録装置に、ＣＣＤカメラ７２で撮像された画像が記録される。また、モバイルコンピュータ８３の再生装置から、液晶駆動回路７６に画像が出力される。このモバイルコンピュータ８３は、電話回線に接続して通信できるものであると、ＣＣＤカメラ７２で撮像した像情報を送信するとともに、液晶ディスプレイ１６に映し出す像情報を受信する通信手段として機能する。
【００３６】
装着者はヘッドマウントカメラ６０を頭部に装着し、モバイルコンピュータ８３に接続すると、場所を選ばす使用できる。例えば混んだ電車の座席に座った状態で、自身の顔面を写すカメラ機能だけではなく、映像等の所望の像情報を装着者に視認させるディスプレイ機能も有することになり、装着者の多様な用途に対応できる多機能なヘッドマウントカメラになる。
【００３７】
図１において、自身の顔面を撮像する場合、ＣＣＤカメラ７２がハーフミラー７０を介した暗箱７１内にあるため、装着者はＣＣＤカメラ７２の存在を意識することがない。また、このハーフミラー７０が反射手段として機能するので、表示手段Ｂ１の主要部分を第２の筐体６３の側に配置できる。そのため、第１の筐体６１をコンパクトに形成でき、装着者の視界の遮りを少なくできる。特に、ＣＣＤカメラ７２とハーフミラー７０が装着者の同一視点に配設されているため、第１の筐体６１を最大限までコンパクト化できる。
【００３８】
表示手段Ｂ１の液晶ディスプレイ１６を外界に露出させ、光束範囲ｂ１を図示のように絞っているため、白抜き矢印の方向から液晶ディスプレイ１６を視認することができず、秘匿性に優れる。また、表示手段Ｂ１の液晶ディスプレイ１６がＣＣＤカメラ７２の撮像範囲ａ１に入らないため、ＣＣＤカメラ７２に余分な映像が映らず、ＣＣＤカメラ７２による露出不良を解消することができる。すなわち、液晶ディスプレイ１６が撮像範囲ａ１に入った場合には、ＣＣＤカメラ７２は、液晶ディスプレイ１６からの光に露出を合わせてしまうため、顔面が暗く映るという問題があるが、かかる問題が解消される。
【００３９】
図４に、本発明の他の第１の実施の形態に係るヘッドマウントカメラ１００が示される。図１のヘッドマウントカメラ６０と異なる点は、第２の筐体１０１が長くなり、その中に無線装置と電話装置とからなる通信手段（第１の通信手段）１０２を備える点である。なお、図１のヘッドマウントカメラ６０と同じ機能を果たす部分には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
無線装置と電話装置を制御する中央処理装置１１０が第２の筐体１０１内に設けらている。撮像手段の像情報の送信と表示手段の像情報の受信を無線で行う無線装置は、液晶駆動回路７６に接続されるＭＰＥＧ動画解凍器（動画デコーダ）１１１及びＣＣＤカメラ７２に接続されるＭＰＥＧ動画圧縮器（動画エンコーダ）１１２を、中央処理装置１１０を経て、パワーアンプ１１３、変調器１１４及びアンテナ１１５からなる送信部に接続する構成である。
【００４１】
撮像手段の像情報の送信と表示手段の像情報と同時の音声の送受信のための電話装置は、装着者の音声を入力するマイク１１６及び装着者の耳に音声を出力するスピーカ１１７を第２の筐体１１０に取り付け、マイク１１６とスピーカ１１７に対する発呼受信装置１１８を、中央処理装置１１０と、パワーアンプ１１３、変調器１１４及びアンテナ１１５からなる送信部とに接続する構成である。バッテリー１１９は、撮像手段、表示手段及び無線装置と電話装置からなる第１の通信手段に電力を供給する。
【００４２】
無線装置と電話装置とからなる通信手段１０２を備えるヘッドマウントカメラ１００によると、図３のモバイルコンピュータへ接続する時に必要なビデオコネクタ等のケーブルが不要になり、装着者が頭を振ったときにケーブルが引っ掛かったりするような不便がなく、装着者が移動しながら使用できる。また、第２の筐体１０１内に、無線装置と電話装置とからなる通信手段１０２をコンパクトに配設すること、また、ＭＰＥＧ動画解凍器１１１及びＭＰＥＧ動画圧縮器１１２を用いて像情報を圧縮して送受信することにより、頭部搭載型のヘッドマウントカメラでありながら、例えば、６４ｋｂｐｓ程度の比較的少ないデータ通信レートにて、遠隔地と音声通信や動画通信も可能なテレビ電話と機能させることができる。
【００４３】
なお、図１において、第１の筐体６１のハーフミラー７０の上下のいずれかに別途の反射鏡を設け、反射鏡で表示手段Ｂ１の光束範囲ｂ１を形成し、ハーフミラー７０で撮像手段Ａ１の撮像範囲ａ１を形成することもできる。この場合、ハーフミラー７０は、撮像手段Ａ１の専用となるので、装着者の顔面を写すためのものとして使用される。
【００４４】
また、第１の筐体６１のＣＣＤカメラ７２の上下左右のいずれかに、コンパクトに形成された表示手段の全体を配設する構造にすることもできる。この場合、撮像手段Ａ１の撮像範囲ａ１の中に表示手段Ｂ１の一部が入るということが全く無くなる。
【００４５】
つぎに、表示手段Ｂ１の優れた機能を更に説明する。なお、図１のハーフミラー７０は、表示手段Ｂ１では凸レンズとして機能するため、以下、ハーフミラー７０を凸レンズ１８に置き換えて説明する。図５は、表示手段の光学的構成を示す概略的な模式図である。また、図６は、図５に示す表示手段における光学的共役関係について説明するための模式図である。
【００４６】
図５に示す表示手段Ｂ１は、白色光を発する点光源である白ＬＥＤ１２と、白ＬＥＤ１２からの光を集光する正パワーのコンデンサレンズ１４と、コンデンサレンズ１４によって集光された光を変調して選択的に透過させるカラー液晶ディスプレイ（空間光変調手段）１６と、液晶ディスプレイ１６によって変調された光を使用者の眼球２２内の網膜２４に結像させる正パワーの結像レンズ１８とを有している。なお、空間光変調手段としては、反射型液晶やＤＭＤ（digital mirror device）などを用いることも可能である。
【００４７】
表示手段Ｂ１において、液晶ディスプレイ１６上の１点には、説明のための仮想的絞り２０を介して白ＬＥＤ１２から出射された光が比較的小さな絞り込み角度θ11で入射する。そのため、液晶ディスプレイ１６上の１点からの出射光の射出角度θ12は絞り込み角度θ11と同程度の比較的小さな角度となる。そして、射出角度θ12で拡がった光のほとんどが結像レンズ１８に入射し、さらに結像レンズ１８を通過した光のほとんどが虹彩２６で囲まれた瞳孔に入射し、水晶体２８を経て網膜２４に達する。
【００４８】
このように、白色光を発する白ＬＥＤ１２およびコンデンサレンズ１４を用いることにより、液晶ディスプレイ１６の１点から出射された光の射出角度θ12が比較的小さくなるだけでなく、網膜２４上の焦点２９にて結像される光の絞り込み角度θ13も水晶体２８の一部の領域に対応する比較的小さな角度になる。つまり、表示手段Ｂ１においては、網膜２４上の焦点２９に結像される光の焦点深度が深く、光軸方向に焦点ずれが起こったとしても画像がぼけて見えることがほとんどない。従って、ピント調整をほとんど行わなくても、常に鮮明な画像を使用者に観察させることが可能となる。
【００４９】
また、液晶ディスプレイ１６上の１点からの出射光の射出角度θ12が比較的小さいために、この出射光が所定場所にいる使用者以外に到達することがほとんどない。従って、液晶ディスプレイ１６が外部に露出している場合に液晶ディスプレイ１６に表示された画像が光軸方向にいる使用者以外に見られることがほとんどなくなり、表示画像の秘匿性が高い。
【００５０】
図６において、表示手段Ｂ１においては、白ＬＥＤ１２から出射された光（光路１で表されている）が、所定位置にいる使用者の眼球２２の前方表面の瞳において結像されている。つまり、白ＬＥＤ１２と瞳とが共役関係を有しており、この共役関係が成り立つように、結像レンズ１８は、表示手段Ｂ１が組み込まれる具体的機器ごとに定められる白ＬＥＤ１２に対する使用者の瞳の位置に応じた位置に配置されている。従って、白ＬＥＤ１２からコンデンサレンズ１４を通過する光は、虹彩２６に遮られることなく、そのほとんどが水晶体２８を経て網膜２４に到達することになる。そのため、図２８に示したように眼球への入射光が虹彩に遮られる場合と比較すると、一定の光パワーを瞳孔内に入射させるのに必要な白ＬＥＤ１２の発光パワーが少なくてもよいことになり、白ＬＥＤ１２で消費される電力を削減することが可能である。ここでは、白ＬＥＤ１２から出射された光が使用者の眼球前方表面の瞳において結像される例を示したが、この光がほとんど虹彩２６に遮られることなく瞳孔内に入射するという条件が満たされれば、焦点は光軸方向に多少前後してもよい。
【００５１】
さらに、表示手段Ｂ１においては、液晶ディスプレイ１６において変調されて出射された光（光路２で表されている）が、所定位置にいる使用者の網膜２４において結像されている。つまり、液晶ディスプレイ１６と網膜２４とが共役関係を有している。これにより、使用者は液晶ディスプレイ１６で変調された光による画像を観察することが可能になっている。ここで、光路２の光は使用者の水晶体２８を通過することになるが、水晶体２８による調節範囲は比較的狭いため、結像レンズ１８の位置を調整することにより上述の共役関係を達成することが可能となっている。
【００５２】
また、点光源である白ＬＥＤ１２が白色光を発するので、液晶ディスプレイ１６によりフルカラーの画像を表示させることが可能になる。表示手段Ｂ１の光源として、従来の技術の項目で説明した白色光を発する蛍光灯を用いることのほか、単色光を発するレーザ光源を用いることが考えられるが、白色光を発する点光源を用いることにより、上述の利益に加えてフルカラーの画像が観察できるようになっている。この点で、表示手段Ｂ１はきわめて実用的である。
【００５３】
表示手段Ｂ１では、白色光を発する白ＬＥＤ１２として、青色発光ダイオードの外側に蛍光物質を塗付したもの（発光範囲がおよそ３００μｍ四方）を用いている。蛍光物質はダイオードからの青色光を受けて可視光領域の様々な波長の光を出射し、白ＬＥＤ１２から全体として白色光が出射されるようにする。このように、青色発光ダイオードを用いた白ＬＥＤ１２を使用することにより、光源をコンパクトに形成できるとともに、非常に小さな発光面積の光源を安価に実現することが可能となる。また、低電力での駆動が可能な発光ダイオードを用いているので、消費電力を削減することができる。なお、青色発光ダイオードの代わりに紫外線発光ダイオードを用いることもできる。
【００５４】
また、白色光を発する点光源は、例えばＲＧＢの３つのＬＥＤを用いたものや、ハロゲンランプや豆電球などの白色光源の前方にピンホールを有する遮光部材を設けたものであってもよいが、上述したような利益を有する点で青色発光ダイオードまた紫外線発光ダイオードを用いた白ＬＥＤ１２であることが好ましい。
【００５５】
また、表示手段Ｂ１において、点光源の発光面積は１ｍｍ2 以下であることが好ましい。これは、点光源の発光面積を１ｍｍ2 以下とすることにより、光束の広がりを抑制し、上述した表示手段Ｂ１の効果（深い焦点深度、高い秘匿性）をより増強することができるからである。
【００５６】
次に、他の表示手段Ｂ１１について説明する。図７は、他の表示手段Ｂ１１の光学的構成の概略的な模式図である。図７に示す表示手段Ｂ１１は、白色光を発する点光源である白ＬＥＤ１２と、白ＬＥＤ１２からの光を集光する正パワーのコンデンサレンズ１４と、コンデンサレンズ１４によって集光された光を散乱させる散乱板１７と、散乱板１７を通過した光を変調して選択的に透過させる液晶ディスプレイ（空間光変調手段）１６と、液晶ディスプレイ１６によって変調された光を使用者の眼球２２内の網膜２４に結像させる正パワーの結像レンズ１８とを有している。なお、散乱板１７は白ＬＥＤ１２と液晶ディスプレイ１６との間の任意の位置に配置することが可能である。
【００５７】
表示手段Ｂ１１においても、図５の表示手段Ｂ１と同様に、白ＬＥＤ１２と使用者の眼球２２の瞳とが共役関係を有するように結像レンズ１８が配置されている。そのため、表示手段Ｂ１で説明したように、白ＬＥＤ１２で消費される電力を削減することが可能となっている。また、液晶ディスプレイ１６において変調されて出射された光が、所定位置にいる使用者の網膜２４において結像されるように結像レンズ１８が配置されている。つまり、液晶ディスプレイ１６と網膜２４とが共役関係を有している。これにより、使用者は液晶ディスプレイ１６で変調された光による画像を観察することが可能になっている。
【００５８】
散乱板１７は、可視光の波長より大きなピッチ、ここでは０．５〜１０μｍ程度のピッチで液晶ディスプレイ１６側の表面に凹凸が形成された、ガラス、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）などの透明な材料からなる板である。散乱板１７での散乱特性は、表面の凹凸ピッチなどの形状を変更することによって調整が可能である。ここでは、散乱板１７による光度分布が、後述する特性式Ｉ（θ）＝ｃｏｓn θにおいてｎ＝３となるようなものを用いるものとする。
【００５９】
液晶ディスプレイ１６上の１点を狙って白ＬＥＤ１２の１点から出射された光（経路３１で示す）は、コンデンサレンズ１４により集光されて光軸３２と平行になり、散乱板１７上の１点に入射する。そして、この光は、散乱板１７の表面の凹凸によって散乱され、角度θ21で拡がった光束となる。
【００６０】
散乱板１７を通過した光束のうち、液晶ディスプレイ１６の１点において変調された光は、説明のための仮想的絞り３３を経て射出角度θ22で液晶ディスプレイ１６から出射される。この射出角度θ22は、散乱板１７がない場合すなわち図１で説明したのと同様の場合の射出角度θ12よりも比較的大きくなっている。
【００６１】
従って、散乱板１７を通過して射出角度θ22で液晶ディスプレイ１６から出射された光は、使用者の眼球２２の前方表面位置において、使用者の瞳孔幅よりも広くほぼ虹彩２８のそれに等しい（１０ｍｍ）程度の幅Ｌ1 の光束となっている。一方、射出角度θ12で液晶ディスプレイ１６から出射された光は、使用者の眼球２２の前面位置において、使用者の瞳孔幅よりも狭い幅Ｌ2 の光束となっている。
【００６２】
そのため、表示手段Ｂ１１によると、使用者の眼球２２が図中白抜きの矢印Ｃで示す方向に若干移動（±５ｍｍ）したとしても、瞳孔が幅Ｌ1 で示された範囲内にある限りは液晶ディスプレイ１６の１点で変調された光が眼球内に入射し、水晶体２８を経て網膜２４で結像される。つまり、眼球の移動に伴う表示画像の輝度むらが生じることが比較的少ない。これに対して、散乱板１７がない場合には、幅Ｌ2 自体が瞳孔幅よりも狭いため、使用者の眼球２２が矢印Ｃで示す方向に例えば±０．５ｍｍ程度移動しただけで、幅Ｌ2 の光束が瞳孔に入射しなくなる。そのため、表示画像に大きな輝度むらが生じることになってしまう。このように、表示手段Ｂ１１では、コンデンサレンズ１４と液晶ディスプレイ１６との間に散乱板１７を配置することにより、眼球２２の移動に伴う表示画像の輝度むらを抑制することが可能となっている。
【００６３】
ここで、散乱板１７の好ましい散乱特性について説明する。まず、図８に示すように、散乱板１７を用いたときの光度分布が、散乱板１７の法線からの偏角θによってＩ（θ）＝ｃｏｓn θと近似的に表されるとする。ここで、Ｉは単位カンデラで表される光度であり、ｎは散乱板１７の表面形状に依存した係数である。つまり、図８に示すように、散乱板１７上の１点に平行光８１が入射したとき、散乱板１７の法線３０から角度θだけ離れた方向における光度がｃｏｓn θで表されるとする。このとき、係数ｎの変化に伴う、照明効率および瞳相当位置での光束幅Ｌ1 を図９および図１０にそれぞれ示す。ここで、照明効率は、白ＬＥＤ１２から出射された光のうち瞳孔内に導かれる光の割合を示すものである。また、光束幅Ｌ1 は、上述のように、散乱板１７を通過して液晶ディスプレイ１６の１点から出射された光の使用者の眼球の前方表面位置における拡がり幅（ｍｍ）を示すものである。
【００６４】
図９に示すように、照明効率は係数ｎの増加に伴って増加するが、係数ｎの増加とともに増加率が低下し、係数ｎが３を超えると増加の程度が非常に緩やかとなる。照明効率の点からは係数ｎは大きいほど好ましいが、実用的には３以上であることが好ましいといえる。また、図１０に示すように、光束幅は係数ｎの増加に伴って減少するが、係数ｎの増加とともに減少率が低下し、係数ｎが１００になると光束幅がほぼ１ｍｍに近づく。ここで、１ｍｍは人間の瞳のおよその最小径であり、光束幅がこれ以上小さくなると散乱板１７を用いたことによる上述の効果が実質的に得られなくなる。そのため、係数ｎは１００以下であることが好ましい。従って、照明効率および光束幅の両面から考察すると、係数ｎは３以上１００以下であることが好ましい。これにより、照明効率をある一定以上に保ちつつ輝度むらの生じない観察エリアの全幅を必要最小限度以上に維持することができる。
【００６５】
また、表示手段Ｂ１１によると、図５の表示手段Ｂ１と同様の白ＬＥＤ１２およびコンデンサレンズ１４を用いているために、上述した散乱板１７の係数ｎにも依存するものの、液晶ディスプレイ１６の１点から出射された光の射出角度θ22を比較的小さくすることができ、網膜２４上の焦点にて結像される光の絞り込み角度も水晶体２８の一部の領域に対応する比較的小さな角度にすることができる。つまり、本実施の形態の表示装置３においては、網膜２４上に結像される光の焦点深度が深く、光軸方向に焦点ずれが起こったとしても画像がぼけて見えることがほとんどない。従って、ピント調整をほとんど行わなくても、常に鮮明な画像を使用者に観察させることが可能となる。
【００６６】
また、表示手段Ｂ１１によると、散乱板１７の係数ｎにも依存するものの、液晶ディスプレイ１６の１点からの出射光の射出角度θ22が比較的小さいために、この出射光が所定場所にいる使用者以外に到達することがほとんどない。従って、液晶ディスプレイ１６が外部に露出している場合に液晶ディスプレイ１６に表示された画像が使用者以外に見られることがほとんどなくなり、表示画像の秘匿性が高い。これらの効果（深い焦点深度、画像の高秘匿性）は、係数ｎが大きいほど大きくなる。
【００６７】
次に、さらに他の表示手段Ｂ１２について説明する。図１１は、さらに他の表示手段Ｂ１２の光学的構成の概略的な模式図である。表示手段Ｂ１２は、図７の表示手段Ｂ１１におけるものと異なる位置に配置された結像レンズ１８を用いている点以外は表示手段Ｂ１１と同じである。従って、表示手段Ｂ１２によっても、散乱板１７による輝度むらおよび表示画像のぼけを抑制することができるなど表示手段Ｂ１１と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
ただし、表示手段Ｂ１２において、結像レンズ１８の位置が表示手段Ｂ１１とは異なっているために、白ＬＥＤ１２と使用者の眼球２２の瞳とは共役関係を有しておらず、白ＬＥＤ１２と眼球２２の網膜２４よりも後方の点３４とが共役関係を有するようになっている。そのため、表示手段Ｂ１２では、液晶ディスプレイ１６を通過した光の一部が虹彩２６などによって遮られることになり、液晶ディスプレイ１６の一部を観察できなくなるほか、上述した表示手段Ｂ１１よりも白ＬＥＤに必要とされる発光パワーは大きくなる。ただし、表示手段Ｂ１２においても、液晶ディスプレイ１６と網膜２４との共役関係は維持されているため、液晶ディスプレイ１６の少なくとも一部の画像を観察することが可能となっている。なお、表示手段Ｂ１２では、結像レンズ１８の位置を変えることにより、白ＬＥＤ１２と使用者の眼球２２の瞳とが共役関係を失っているが、同じことは、白ＬＥＤ１２、コンデンサレンズ１４、液晶ディスプレイ１６を単独で或いは結像レンズ１８をも含めて複数の要素を移動させることによっても、または、使用者が移動することによっても実現される。
【００６９】
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係るヘッドマウントカメラ２００の概略的な模式図である。この第２の実施の形態に係るヘッドマウントカメラ２００は、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段Ａ１１を固定手段Ｃ１１によって装着者の頭部に固定して構成される。
【００７０】
固定手段Ｃ１１は、第１の筐体２０１と、第１の筐体２０１を先端で支持する支持バー２０２と、支持バー２０２を一体的に有する頭部支持枠２０３とからなる。
【００７１】
第１の筐体２０１は、装着者の顔面に向けられたハーフミラー（ハーフミラー手段）２０４を有し、暗箱２０５に形成されたものである。ハーフミラー２０４は、第１の筐体２０１の凹溝２０１ａに差し込まれており、第１の筐体２０１の上蓋を外すと抜き差しできる。撮像装置であるＣＣＤカメラ２０７は、ハーフミラー２０４と同一視点になるよう装着者の顔面に向けた状態で暗箱２０５内に固定されている。ハーフミラー２０４を介した暗箱２０５内にＣＣＤカメラ２０６が位置するため、外部からＣＣＤカメラ２０６を視認できない。
【００７２】
撮像手段Ａ１１は、第１の筐体２０１にあるＣＣＤカメラ２０６と及びハーフミラー２０４と、頭部支持枠２０３の支持バー２０２の側にあるバッテリー２０７とで構成される。ＣＣＤカメラ２０６からのケーブル２０８は、支持バー２０２の中を経て、頭部支持枠２０３の端にある出力コネクタ２０９に接続されている。
【００７３】
ＣＣＤカメラ２０６の撮像範囲ａ１１は、装着者の顔面のほぼ全体を撮像できる範囲に設定されている。この撮像範囲ａ１１は、ハーフミラー２０４の光透過特性の光学的パワー（正パワー、負パワー又は無パワー）で決まる。ハーフミラー２０４の構造は図２で説明したものと同様であるが、図２のものとは形状が異なる。図示例では、レンズ部は中央が厚く周囲が薄い凸レンズに形成され、反射面は凸面鏡に形成されている。光反射特性は負パワー作用であり、装着者の顔面が広範囲に観察可能になる。光透過特性は正パワー作用であり、ＣＣＤカメラ２０６の焦点距離を短くしてワイド側での撮像を可能とする。
【００７４】
このようなハーフミラー２０４は、種々の光学的特性を有するものに交換自在である。図１３は交換される他のハーフミラーの形状を示す。図１３（ａ）のハーフミラー２０４ａは、レンズ部は厚みが等しい平行板に形成され、反射面は凸面鏡に形成されている。光反射特性は負パワー作用であり、装着者の顔面を広範囲に観察可能にする。光透過特性は無パワーであり、ＣＣＤカメラ２０６の焦点距離を変えない。図１３（ｂ）のハーフミラー２０４ｂは、レンズ部は中央が厚く周囲が薄い凸レンズに形成され、反射面は凹面鏡に形成されている。光反射特性は正パワーであり、ルーペ効果により装着者の顔面の一部が拡大されて観察可能になる。光透過特性は正パワーであり、ＣＣＤカメラ２０６の焦点距離を短くして撮像画角をより広くしたワイド撮像を可能とする。図１３（ｃ）のハーフミラー２０４ｃは、レンズ部は中央が薄く周囲が厚い凹レンズに形成され、反射面は凹面鏡に形成されている。光反射特性は正パワーとなり、ルーペ効果により装着者の顔面の一部が拡大されて観察可能になる。光透過特性は負パワーであり、ＣＣＤカメラ２０６の焦点距離を長くして望遠撮像又は拡大撮像が可能になる。
【００７５】
装着者はヘッドマウントカメラ２００を頭部に装着し、出力コネクタ２０９にビデオ、パソコン等を接続すると、自身の顔面を写すカメラとして機能する。自身の顔面を撮像する場合、ＣＣＤカメラ２０６がハーフミラー２０４を介した暗箱２０５内にあるため、装着者はＣＣＤカメラ２０６の存在を意識することがなく、装着者の心理的な負担を軽減できる。また、このハーフミラー２０６が反射手段として機能するので、装着者の顔面を写す鏡として使用できる。そのため、装着者はＣＣＤカメラ２０６の撮像範囲や、顔面の様子を確認することができる。また、このようなヘッドマウントカメラを用いて、常に同じアングルでＣＣＤカメラにより顔面を撮像することにより、その撮像データを保存して後日まとめて再生して観察する等の、個人プロファイルデータベースとして利用することができる。また、このような個人プロファイルを装着者の意志に関係なく、全く自動で形成する為の入力装置として利用できる。
【００７６】
図１４に、本発明の他の第２の実施の形態に係るヘッドマウントカメラ３００が示される。図１２のヘッドマウントカメラ２００と異なる点は、頭部支持枠３０１の端に、変調器３０３、パワーアンプ３０４及びアンテナ３０５からなる無線装置（第２の通信手段）３０２を備える点である。なお、図１２のヘッドマウントカメラ２００と同じ機能を果たす部分には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００７７】
無線装置３０２を備えるヘッドマウントカメラ３００によると、ビデオやパソコンへ接続する時に必要なビデオコネクタ等のケーブルが不要になり、装着者が頭を振ったときにケーブルが引っ掛かったりするような不便がなく、装着者が移動しながら使用できる。また、装着者ＣＣＤカメラ２０６を気にすること無く、常に一定の撮像アングルを保ったまま、遠隔地を通信ができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によると、装着者の顔面を写す撮像手段に、映像等の像情報を装着者に認識させる表示手段を付加することにより、多機能になって例えば頭部装着型のテレビ電話に対応できる。また、表示手段は撮像手段により撮像されないように配設されているため、撮像手段で撮像された顔に余分なものが映らない。
【００７９】
請求項２によると、装着者の顔面を写す撮像手段に、映像等の像情報を装着者に認識させる表示手段を付加することにより、多機能になって例えば頭部装着型のテレビ電話に対応できる。また、表示手段を反射手段を有する構成にすることにより、装着者の顔面前方に位置する表示手段を例えば反射手段だけにして、顔面前方に位置する撮像手段と合わせてコンパクトに構成できる。
【００８０】
請求項３によると、装着者の顔面を写す撮像手段に、映像等の像情報を装着者に認識させる表示手段を付加することにより、多機能になって例えば頭部装着型のテレビ電話に対応できる。また、装着者の顔面前方に位置する撮像手段と表示手段のハーフミラー手段を直列に配置することにより、顔面前方に位置する撮像手段と合わせてコンパクトに構成できる。また、撮像装置とハーフミラー手段が、装着者から見て同一視点に位置するため、視界の遮りも最小限にできる。請求項４によると、ハーフミラー手段の反射に関する光学的パワーと透過に関する光学的パワーを自由に設定でき、目的に応じて反射と透過のそれぞれが別の光学的機能を有するものにできる。請求項５によると、撮像手段が外部から見えなくなる。また、ハーフミラー手段を異なる光学的特性を有するものに交換できる。
【００８１】
請求項６によると、ハーフミラー手段が顔面の前面にあるため、装着者が撮像手段本体のカメラを観察できない状態にして撮像ができるため、装着者の心理的な負担を軽減できる。また、撮像と同時に顔面をハーフミラー手段に写して観察ができる。さらに、撮像手段が外部から見えなくなる。また、ハーフミラー手段を異なる光学的特性を有するものに交換できる。請求項７によると、ハーフミラー手段が顔面の前面にあるため、装着者が撮像手段本体のカメラを観察できない状態にして撮像ができるため、装着者の心理的な負担を軽減できる。また、撮像と同時に顔面をハーフミラー手段に写して観察ができる。さらに、ハーフミラー手段の反射に関する光学的パワーと透過に関する光学的パワーを自由に設定でき、目的に応じて反射と透過のそれぞれが別の光学的機能を有するものにできる。
【００８２】
【００８３】
【００８４】
【００８５】
請求項８によると、撮像手段の像情報と表示手段の像情報の両方が無線で送受信でき、頭部搭載部分をコンパクトに形成できる。
【００８６】
請求項９によると、遠隔地と音声通信も可能なテレビ電話を構成できる。
【００８７】
請求項１０によると、撮像手段の像情報と表示手段の像情報の両方を圧縮して送受信できる。
【００８８】
請求項１１によると、撮像手段で得られた像情報が、無線装置により種々の機器（ビデオ、パーソナルコンピュータ等）に送信できる。
【００８９】
請求項１２によると、撮像手段で得られた像情報が、第２の通信手段により種々の機器（ビデオ、パーソナルコンピュータ等）に送信できる。
【００９０】
請求項１３によると、頭部装着の際に通信のためのケーブルが嵩張ったり、頭部を回転した時にケーブルに張力が引っ掛かったり、装着者の行動が制限されるということが無くなる。
【００９１】
請求項１４によると、点光源から集光手段で集光された光が空間光変調手段に与えられるので、空間光変調手段から出射された光の出射角度が比較的小さくなる。そのため、この光が眼球内に入射した際の眼球内絞り込み角度が小さく、焦点深度が深くなる。従って、表示手段の焦点が網膜からずれた場合に像のぼやけがほとんど生じない。また、空間光変調手段から出射された光の出射角度が比較的小さいために、空間光変調手段で変調された光による画像が結像光光学系後方の所定位置にいる観察者以外にほとんど観察されないようにすることができる。
【００９２】
請求項１５によると、点光源と第１の点（瞳）とが実質的に共役関係となるために、集光光学系を通った光のほとんどを瞳孔内に導くことができる。従って、一定の光パワーを瞳孔内に入射させるのに必要な点光源の発光パワーが少なくてもよいことになり、表示手段の点光源で消費される電力を削減することができるようになる。また、空間光変調手段と第２の点（網膜）とが実質的に共役関係となるために、空間光変調手段で変調された光による画像が観察可能となる。
【００９３】
請求項１６によると、点光源が青色発光ダイオードまたは紫外線発光ダイオードの外側に蛍光物質が付与されたものであるために、非常に小さな発光面積の点光源を安価に実現する事が可能になる。また、点光源の発光面積が１ｍｍ2 以下であるので、焦点深度が深くするという効果をより増強できる。
【００９４】
請求項１７によると、空間光変調手段で変調された光による画像が結像光光学系後方の所定位置にいる観察者以外にほとんど観察されないようにすることができるため、表示手段の空間光変調手段を露出させることができる。
【００９５】
請求項１８によると、撮像手段による像情報に表示手段の空間光変調手段が入り込まない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係るヘッドマウントカメラの概略的な模式図である。
【図２】 ハーフミラーの構造と作動を示す概略的な断面図である。
【図３】 図１のヘッドマウントカメラの使用状態を示す図である。
【図４】 本発明の他の第１の実施の形態に係るヘッドマウントカメラの概略的な模式図である。
【図５】 表示手段の光学的構成を示す概略的な模式図である。
【図６】 図４の光学的構成の光学的共役関係を説明するための模式図である。
【図７】 他の表示手段の光学的構成を示す略的な模式図である。
【図８】 図７に示した表示手段に用いられる散乱板の好ましい散乱特性について説明するための図である。
【図９】 光度分布を表す式内の係数ｎと照明効率との関係を示すグラフである。
【図１０】 光度分布を表す式内の係数ｎと瞳相当位置での光束幅との関係を示すグラフである。
【図１１】 さらに他の表示手段の光学的構成を示す略的な模式図である。
【図１２】 本発明の第２の実施の形態に係るヘッドマウントカメラの概略的な模式図である。
【図１３】 交換されるハーフミラーの構造を示す概略的な断面図である。
【図１４】 本発明の他の第２の実施の形態に係るヘッドマウントカメラの概略的な模式図である。
【符号の説明】
Ａ１，Ａ１１ 撮像手段
Ｂ１，Ｂ１１，Ｂ１２ 表示手段
Ｃ１，Ｃ１１ 固定手段
１２ 白ＬＥＤ（点光源）
１４ コンデンサレンズ（集光光学系）
１６ 液晶ディスプレイ（空間光変調手段）
１８ 結像レンズ（結像光学系）
６１，２０１ 第１の筐体
７０，２０４ ハーフミラー（ハーフミラー手段、反射手段）
７１，２０５ 暗箱
７２，２０７ ＣＣＤカメラ
１０２ 第１の通信手段（無線装置）
１１１ ＭＰＥＧ動画解凍器（動画コンコーダ）
１１２ ＭＰＥＧ動画圧縮器（動画デコーダ）
１１６ マイク
１１７ アンテナ
１１８ 発呼受信装置
３００ 無線装置（第２の通信手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤカメラ等の撮像手段を顔面方向に向けた状態で装着者の頭部に固定できるヘッドマウントカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなヘッドマウントカメラとして、ヘルメット形式の帽子からレバーを延ばし、このレバーの先にＣＣＤカメラを装着者の顔面に向けて取り付けた形態のものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単にＣＣＤカメラだけを備えるため、装着者の表情を写すだけの用途に限定されてしまう。一方、特開平５−９１５８２号公報や特開平６−１０２４６７公報のように、装着者の頭部に取付けできる映像表示装置が知られている。これらの映像表示装置を装着者の顔を撮像するためのＣＣＤカメラと組み合わせることが考えられるが、映像表示装置がＣＣＤカメラの撮像範囲に入ってくるという不都合が生じる。
【０００４】
また、ＣＣＤカメラが装着者の顔面に向かっているため、カメラを意識することによる心理的負担が大きいという問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明の主たる目的は、装着者の顔面を写す撮像手段と映像等の像情報を装着者に認識させる表示手段を装備できるヘッドマウントカメラを提供することにある。
【０００６】
また、本発明の更なる目的は、装着者の顔面を写す撮像手段があっても装着者が撮像手段の存在を意識しなくて済むヘッドマウントカメラを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１のヘッドマウントカメラは、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記撮像手段により撮像されないように配設されて前記装着者に像情報を視認させる表示手段と、前記撮像手段及び前記表示手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段と、を備えた事を特徴とするものである。これにより、ヘッドマウントカメラは、装着者の顔を写す撮像手段と、装着者に像情報を視認させる表示手段との機能を有するものになる。また、表示手段は撮像手段の視野から外れて配設されているため、撮像手段の撮像範囲に表示手段が入らない。
【０００８】
また、請求項２のヘッドマウントカメラは、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記装着者に像情報を視認させる表示手段と、前記撮像手段及び前記表示手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段とを備え、前記表示手段は、前記装着者の顔面方向に向けられた反射手段を有する事を特徴とするものである。これにより、ヘッドマウントカメラは、装着者の顔を写す撮像手段と、装着者に像情報を視認させる表示手段との機能を有するものになる。また、表示手段が反射手段を有するため、光源や空間光変調手段等の光学機器の大半を装着者側に配置し、撮像手段の側に反射手段だけを配置すればよい。
【０００９】
また、請求項３のヘッドマウントカメラは、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記装着者に像情報を視認させる表示手段と、前記撮像手段及び前記表示手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段とを備え、前記表示手段は、前記撮像手段と前記装着者の顔面との間に配設されたハーフミラー手段を有する事を特徴とするものである。これにより、ヘッドマウントカメラは、装着者の顔を写す撮像手段と、装着者に像情報を視認させる表示手段との機能を有するものになる。また、表示手段が、撮像手段と装着者の顔面との間に配設されたハーフミラー手段を有するため、撮像手段とハーフミラー手段を直列配置し、光源や空間光変調手段等の光学機器の大半を装着者側に配置することができる。
請求項４のヘッドマウントカメラは、前記ハーフミラー手段が、その光反射特性、その光透過特性の少なくとも一つにおいて光学的パワーを有する請求項３記載のものである。これにより、透過光と反射光のそれぞれの光学的特性を異ならせ、撮像手段及び表示手段に合ったものにできる。
請求項５のヘッドマウントカメラは、前記撮像手段は筐体に内包され、前記筐体は前記ハーフミラー手段と共に暗箱を形成し、前記ハーフミラー手段は、前記筐体に交換自在に配設されている請求項３記載のものである。これにより、撮像手段が外部から見えなくなる。また、ハーフミラー手段を異なる光学的特性を有するものに交換できる。
【００１０】
また、請求項６のヘッドマウントカメラは、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記撮像手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段と、前記撮像手段と前記装着者の顔面との間に配設されたハーフミラー手段と、を有し、前記撮像手段は筐体に内包され、前記筐体は前記ハーフミラー手段と共に暗箱を形成し、前記ハーフミラー手段は、前記筐体に交換自在に配設されている事を特徴とするものである。これにより、ハーフミラー手段を透過した撮像手段の撮像を行いながら、ハーフミラー手段に装着者の顔面を写すことができる。さらに、撮像手段が外部から見えなくなる。また、ハーフミラー手段を異なる光学的特性を有するものに交換できる。
【００１１】
請求項７のヘッドマウントカメラは、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記撮像手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段と、前記撮像手段と前記装着者の顔面との間に配設されたハーフミラー手段と、を有し、前記ハーフミラー手段が、その光反射特 性、その光透過特性の少なくとも一つにおいて光学的パワーを有する事を特徴とするものである。これにより、ハーフミラー手段を透過した撮像手段の撮像を行いながら、ハーフミラー手段に装着者の顔面を写すことができる。さらに、透過光と反射光のそれぞれの光学的特性を異ならせ、撮像手段及び表示手段に合ったものにできる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
また、請求項８のヘッドマウントカメラは、前記撮像手段にて撮像した像情報を送信するとともに前記表示手段で視認させる像情報を受信する第１の通信手段を備えた請求項１〜３のいずれかに記載のものである。これにより、撮像手段の像情報と表示手段の像情報の両方を第２の通信手段で送受信できる。
【００１５】
また、請求項９のヘッドマウントカメラは、前記第１の通信手段は、発呼受信装置と、マイクと、スピーカとを有する電話装置である請求項８記載のものである。これにより、遠隔地に対して像情報と音声情報の両方で通信できる。
【００１６】
また、請求項１０のヘッドマウントカメラは、前記第１の通信手段は、動画エンコードと動画デコードとを有する請求項８記載のものである。これにより、撮像手段と表示手段の像情報の両方を圧縮して通信できる。
【００１７】
また、請求項１１のヘッドマウントカメラは、前記第１の通信手段は、無線装置である請求項８〜１０のいずれかに記載のものである。これにより、ケーブルレスで送信できる。
【００１８】
また、請求項１２のヘッドマウントカメラは、前記撮像手段にて撮像した像情報を送信する第２の通信手段を備えた請求項６又は７記載のものである。これにより、撮像手段で得られた像情報を第１の通信手段を介して送信できる。
【００１９】
また、請求項１３のヘッドマウントカメラは、前記第２の通信手段は、無線装置である請求項１２記載のものである。これにより、ケーブルレスで送信できる。
【００２０】
また、請求項１４のヘッドマウントカメラは、前記表示手段は、白色光を発する点光源と、該点光源からの光を集光する集光光学系と、前記集光光学系によって集光された光を変調する空間光変調手段と、前記空間光変調手段によって変調された光を結像する結像光学系と、を有している請求項１〜３のいずれかに記載のものである。これにより、点光源から集光光学系で集光された光が空間光変調手段に与えられるので、空間光変調手段から出射された光の出射角度が比較的小さくなる。そのため、この光が眼球内に入射した際の眼球内絞り込み角度が小さく、焦点深度が深くなる。従って、焦点が網膜からずれた場合に像のぼけがほとんど生じない。また、空間光変調手段から出射された光の出射角度が比較的小さいために、空間光変調手段で変調された光による画像が結像光学系後方の所定位置にいる観察者以外にほとんど観察されないようにすることができる。また、点光源が白色光を発するので、空間光変調手段によりフルカラーの画像を表示させることが可能になる。
【００２１】
また、請求項１５のヘッドマウントカメラは、前記結像光学系は、前記点光源と前記結像光学系よりも任意の距離だけ後方にある第１の点とが実質的に共役関係となるように配置され、且つ、前記空間光変調手段と前記第１の点よりも略瞳−網膜間の距離だけ後方にある第２の点とが実質的に共役関係となるように配置されている請求項１４記載のものである。これにより、点光源と第１の点（瞳）とが実質的に共役関係となるために、集光光学系を通った光のほとんどを瞳孔内に導くことができる。従って、一定の光パワーを瞳孔内に入射させるのに必要な点光源の発光パワーが少なくてもよいことになり、点光源で消費される電力を削減することができるようになる。また、空間光変調手段と第２の点（網膜）とが実質的に共役関係となるために、空間光変調手段で変調された光による画像が観察可能となる。
【００２２】
また、請求項１６のヘッドマウントカメラは、前記点光源が、青色発光ダイオードまたは紫外線発光ダイオードの外側に蛍光物質が付与されたものであり、その発光面積が、１ｍｍ2 以下である請求項１４記載のものである。これにより、点光源が青色発光ダイオードまたは紫外線発光ダイオードの外側に蛍光物質が付与されたものになり、非常に小さな発光面積の点光源を安価に実現する事が可能になる。また、点光源の発光面積が１ｍｍ2 以下であるので、焦点深度が深くするという効果をより増強できる。
【００２３】
また、請求項１７のヘッドマウントカメラは、前記空間光変調手段は外界に露出している請求項１４記載のものである。これにより、空間光変調手段で変調された光による画像が結像光光学系後方の所定位置にいる観察者以外にほとんど観察されないようにすることができ、表示手段の空間光変調手段を露出させることができる。
【００２４】
また、請求項１８のヘッドマウントカメラは、前記空間光変調手段は、撮像手段の撮像範囲外に位置する請求項１７記載のものである。これにより、撮像手段による像情報に表示手段の空間光変調手段が入り込まなくなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るヘッドマウントカメラの概略的な模式図である。この第１の実施の形態に係るヘッドマウントカメラ６０は、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段Ａ１及び装着者に像情報を視認させる表示手段Ｂ１の両方を、固定手段Ｃ１によって装着者の頭部に固定して構成される。
【００２７】
固定手段Ｃ１は、第１の筐体６１と、第１の筐体６１を先端で支持する支持バー６２と、支持バー６２の根元が取り付けられた第２の筐体６３と、第２の筐体６３を一体的に有する頭部支持枠６４とからなる。
【００２８】
第１の筐体６１は、装着者の顔面に向けられたハーフミラー（ハーフミラー手段）７０を有し、暗箱７１に形成されたものである。ハーフミラー７０は、第１の筐体６１の凹溝６１ａに差し込まれており、第１の筐体６１の上蓋を外すと抜き差しできる。撮像装置であるＣＣＤカメラ７２は、ハーフミラー７０と同一視点になるよう装着者の顔面に向けた状態で暗箱７１内に固定されている。ハーフミラー７０を介した暗箱７１内にＣＣＤカメラ７２が位置するため、外部からＣＣＤカメラ７２を視認できない。
【００２９】
撮像手段Ａ１は、第１の筐体６１にあるＣＣＤカメラ７２と及びハーフミラー７０と、第２の筐体６３にあるバッテリー７３とで構成される。ＣＣＤカメラ７２からのケーブル７４は、支持バー６２の中を経て、第２の筐体６３の端の出力コネクタ７５に接続されている。
【００３０】
ＣＣＤカメラ７２の撮像範囲ａ１は、装着者の顔面のほぼ全体を撮像できるものの、第２の筐体６３の特に液晶ディスプレイ１６が入らない範囲に設定されている。この撮像範囲ａ１は、ハーフミラー７０の光透過特性の光学的パワー（正パワー、負パワー又は無パワー）で決まる。
【００３１】
表示手段Ｂ１は、第２の筐体６３にある、白ＬＥＤ１２、コンデンサレンズ１４、液晶ディスプレイ（空間光変調手段）１６、液晶駆動回路７６及びバッテリー７３のほかに、第１の筐体６２に取り付けられたハーフミラー（反射手段、ハーフミラー手段）７０で構成される。入力コネクタ７７からのケーブル７９は、液晶駆動回路７６に接続されている。
【００３２】
液晶ディスプレイ１６は、その表面１６ａが外界に露出するようにして第２の筐体６３に支持されている。白ＬＥＤ１２から出射された光は、図中に示された光束範囲ｂ１を進み、コンデンサレンズ１４、液晶ディスプレイ１６、ハーフミラー７０の凹面鏡での反射を経て、光軸７８上で装着者の左右のいずれかの眼球のアイポイント（正面を向いたときの瞳の位置）８０付近において結像される。
【００３３】
固定手段Ａ１の頭部支持枠６４は、第１の筐体６１等を装着者の頭部に固定するためのものであり、装着者が頭部を振っても第１の筐体６１の位置が変わらないものであれば、ヘアバンド方式又はヘルメット方式のいずれであってもよい。
【００３４】
図２は、ハーフミラー手段を構成するハーフミラー７０の詳細を示す。ハーフミラー７０は、光学樹脂等のレンズ部８１の片方面にアルミ蒸着等の反射面８２を形成され、反射率が２０％以上９０％以下であり、透過率が１０％以上８０％以下のものである。図示例では、レンズ部８１は中央が厚く周囲が薄い凸レンズに形成され、反射面８２は凹面鏡に形成されている。装着者の顔面の撮像は、レンズ部８１の凸レンズによる正パワーの作用を受けてＣＣＤカメラ７２に至る。一方、液晶ディスプレイ１６の画像は、反射面８２の凹面鏡による正パワーの作用を受ける。すなわち、表示手段Ｂ１において、ハーフミラー７０は、反射機能と共に凸レンズと等価な機能を有する。
【００３５】
図３にヘッドマウントカメラ６０の使用例が示される。バッテリー８３ａを備えたモバイルコンピュータ８３のビデオコネクタ８４を入出力コネクタ７５，７７に接続する。モバイルコンピュータ８３の記録装置に、ＣＣＤカメラ７２で撮像された画像が記録される。また、モバイルコンピュータ８３の再生装置から、液晶駆動回路７６に画像が出力される。このモバイルコンピュータ８３は、電話回線に接続して通信できるものであると、ＣＣＤカメラ７２で撮像した像情報を送信するとともに、液晶ディスプレイ１６に映し出す像情報を受信する通信手段として機能する。
【００３６】
装着者はヘッドマウントカメラ６０を頭部に装着し、モバイルコンピュータ８３に接続すると、場所を選ばす使用できる。例えば混んだ電車の座席に座った状態で、自身の顔面を写すカメラ機能だけではなく、映像等の所望の像情報を装着者に視認させるディスプレイ機能も有することになり、装着者の多様な用途に対応できる多機能なヘッドマウントカメラになる。
【００３７】
図１において、自身の顔面を撮像する場合、ＣＣＤカメラ７２がハーフミラー７０を介した暗箱７１内にあるため、装着者はＣＣＤカメラ７２の存在を意識することがない。また、このハーフミラー７０が反射手段として機能するので、表示手段Ｂ１の主要部分を第２の筐体６３の側に配置できる。そのため、第１の筐体６１をコンパクトに形成でき、装着者の視界の遮りを少なくできる。特に、ＣＣＤカメラ７２とハーフミラー７０が装着者の同一視点に配設されているため、第１の筐体６１を最大限までコンパクト化できる。
【００３８】
表示手段Ｂ１の液晶ディスプレイ１６を外界に露出させ、光束範囲ｂ１を図示のように絞っているため、白抜き矢印の方向から液晶ディスプレイ１６を視認することができず、秘匿性に優れる。また、表示手段Ｂ１の液晶ディスプレイ１６がＣＣＤカメラ７２の撮像範囲ａ１に入らないため、ＣＣＤカメラ７２に余分な映像が映らず、ＣＣＤカメラ７２による露出不良を解消することができる。すなわち、液晶ディスプレイ１６が撮像範囲ａ１に入った場合には、ＣＣＤカメラ７２は、液晶ディスプレイ１６からの光に露出を合わせてしまうため、顔面が暗く映るという問題があるが、かかる問題が解消される。
【００３９】
図４に、本発明の他の第１の実施の形態に係るヘッドマウントカメラ１００が示される。図１のヘッドマウントカメラ６０と異なる点は、第２の筐体１０１が長くなり、その中に無線装置と電話装置とからなる通信手段（第１の通信手段）１０２を備える点である。なお、図１のヘッドマウントカメラ６０と同じ機能を果たす部分には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
無線装置と電話装置を制御する中央処理装置１１０が第２の筐体１０１内に設けらている。撮像手段の像情報の送信と表示手段の像情報の受信を無線で行う無線装置は、液晶駆動回路７６に接続されるＭＰＥＧ動画解凍器（動画デコーダ）１１１及びＣＣＤカメラ７２に接続されるＭＰＥＧ動画圧縮器（動画エンコーダ）１１２を、中央処理装置１１０を経て、パワーアンプ１１３、変調器１１４及びアンテナ１１５からなる送信部に接続する構成である。
【００４１】
撮像手段の像情報の送信と表示手段の像情報と同時の音声の送受信のための電話装置は、装着者の音声を入力するマイク１１６及び装着者の耳に音声を出力するスピーカ１１７を第２の筐体１１０に取り付け、マイク１１６とスピーカ１１７に対する発呼受信装置１１８を、中央処理装置１１０と、パワーアンプ１１３、変調器１１４及びアンテナ１１５からなる送信部とに接続する構成である。バッテリー１１９は、撮像手段、表示手段及び無線装置と電話装置からなる第１の通信手段に電力を供給する。
【００４２】
無線装置と電話装置とからなる通信手段１０２を備えるヘッドマウントカメラ１００によると、図３のモバイルコンピュータへ接続する時に必要なビデオコネクタ等のケーブルが不要になり、装着者が頭を振ったときにケーブルが引っ掛かったりするような不便がなく、装着者が移動しながら使用できる。また、第２の筐体１０１内に、無線装置と電話装置とからなる通信手段１０２をコンパクトに配設すること、また、ＭＰＥＧ動画解凍器１１１及びＭＰＥＧ動画圧縮器１１２を用いて像情報を圧縮して送受信することにより、頭部搭載型のヘッドマウントカメラでありながら、例えば、６４ｋｂｐｓ程度の比較的少ないデータ通信レートにて、遠隔地と音声通信や動画通信も可能なテレビ電話と機能させることができる。
【００４３】
なお、図１において、第１の筐体６１のハーフミラー７０の上下のいずれかに別途の反射鏡を設け、反射鏡で表示手段Ｂ１の光束範囲ｂ１を形成し、ハーフミラー７０で撮像手段Ａ１の撮像範囲ａ１を形成することもできる。この場合、ハーフミラー７０は、撮像手段Ａ１の専用となるので、装着者の顔面を写すためのものとして使用される。
【００４４】
また、第１の筐体６１のＣＣＤカメラ７２の上下左右のいずれかに、コンパクトに形成された表示手段の全体を配設する構造にすることもできる。この場合、撮像手段Ａ１の撮像範囲ａ１の中に表示手段Ｂ１の一部が入るということが全く無くなる。
【００４５】
つぎに、表示手段Ｂ１の優れた機能を更に説明する。なお、図１のハーフミラー７０は、表示手段Ｂ１では凸レンズとして機能するため、以下、ハーフミラー７０を凸レンズ１８に置き換えて説明する。図５は、表示手段の光学的構成を示す概略的な模式図である。また、図６は、図５に示す表示手段における光学的共役関係について説明するための模式図である。
【００４６】
図５に示す表示手段Ｂ１は、白色光を発する点光源である白ＬＥＤ１２と、白ＬＥＤ１２からの光を集光する正パワーのコンデンサレンズ１４と、コンデンサレンズ１４によって集光された光を変調して選択的に透過させるカラー液晶ディスプレイ（空間光変調手段）１６と、液晶ディスプレイ１６によって変調された光を使用者の眼球２２内の網膜２４に結像させる正パワーの結像レンズ１８とを有している。なお、空間光変調手段としては、反射型液晶やＤＭＤ（digital mirror device）などを用いることも可能である。
【００４７】
表示手段Ｂ１において、液晶ディスプレイ１６上の１点には、説明のための仮想的絞り２０を介して白ＬＥＤ１２から出射された光が比較的小さな絞り込み角度θ11で入射する。そのため、液晶ディスプレイ１６上の１点からの出射光の射出角度θ12は絞り込み角度θ11と同程度の比較的小さな角度となる。そして、射出角度θ12で拡がった光のほとんどが結像レンズ１８に入射し、さらに結像レンズ１８を通過した光のほとんどが虹彩２６で囲まれた瞳孔に入射し、水晶体２８を経て網膜２４に達する。
【００４８】
このように、白色光を発する白ＬＥＤ１２およびコンデンサレンズ１４を用いることにより、液晶ディスプレイ１６の１点から出射された光の射出角度θ12が比較的小さくなるだけでなく、網膜２４上の焦点２９にて結像される光の絞り込み角度θ13も水晶体２８の一部の領域に対応する比較的小さな角度になる。つまり、表示手段Ｂ１においては、網膜２４上の焦点２９に結像される光の焦点深度が深く、光軸方向に焦点ずれが起こったとしても画像がぼけて見えることがほとんどない。従って、ピント調整をほとんど行わなくても、常に鮮明な画像を使用者に観察させることが可能となる。
【００４９】
また、液晶ディスプレイ１６上の１点からの出射光の射出角度θ12が比較的小さいために、この出射光が所定場所にいる使用者以外に到達することがほとんどない。従って、液晶ディスプレイ１６が外部に露出している場合に液晶ディスプレイ１６に表示された画像が光軸方向にいる使用者以外に見られることがほとんどなくなり、表示画像の秘匿性が高い。
【００５０】
図６において、表示手段Ｂ１においては、白ＬＥＤ１２から出射された光（光路１で表されている）が、所定位置にいる使用者の眼球２２の前方表面の瞳において結像されている。つまり、白ＬＥＤ１２と瞳とが共役関係を有しており、この共役関係が成り立つように、結像レンズ１８は、表示手段Ｂ１が組み込まれる具体的機器ごとに定められる白ＬＥＤ１２に対する使用者の瞳の位置に応じた位置に配置されている。従って、白ＬＥＤ１２からコンデンサレンズ１４を通過する光は、虹彩２６に遮られることなく、そのほとんどが水晶体２８を経て網膜２４に到達することになる。そのため、図２８に示したように眼球への入射光が虹彩に遮られる場合と比較すると、一定の光パワーを瞳孔内に入射させるのに必要な白ＬＥＤ１２の発光パワーが少なくてもよいことになり、白ＬＥＤ１２で消費される電力を削減することが可能である。ここでは、白ＬＥＤ１２から出射された光が使用者の眼球前方表面の瞳において結像される例を示したが、この光がほとんど虹彩２６に遮られることなく瞳孔内に入射するという条件が満たされれば、焦点は光軸方向に多少前後してもよい。
【００５１】
さらに、表示手段Ｂ１においては、液晶ディスプレイ１６において変調されて出射された光（光路２で表されている）が、所定位置にいる使用者の網膜２４において結像されている。つまり、液晶ディスプレイ１６と網膜２４とが共役関係を有している。これにより、使用者は液晶ディスプレイ１６で変調された光による画像を観察することが可能になっている。ここで、光路２の光は使用者の水晶体２８を通過することになるが、水晶体２８による調節範囲は比較的狭いため、結像レンズ１８の位置を調整することにより上述の共役関係を達成することが可能となっている。
【００５２】
また、点光源である白ＬＥＤ１２が白色光を発するので、液晶ディスプレイ１６によりフルカラーの画像を表示させることが可能になる。表示手段Ｂ１の光源として、従来の技術の項目で説明した白色光を発する蛍光灯を用いることのほか、単色光を発するレーザ光源を用いることが考えられるが、白色光を発する点光源を用いることにより、上述の利益に加えてフルカラーの画像が観察できるようになっている。この点で、表示手段Ｂ１はきわめて実用的である。
【００５３】
表示手段Ｂ１では、白色光を発する白ＬＥＤ１２として、青色発光ダイオードの外側に蛍光物質を塗付したもの（発光範囲がおよそ３００μｍ四方）を用いている。蛍光物質はダイオードからの青色光を受けて可視光領域の様々な波長の光を出射し、白ＬＥＤ１２から全体として白色光が出射されるようにする。このように、青色発光ダイオードを用いた白ＬＥＤ１２を使用することにより、光源をコンパクトに形成できるとともに、非常に小さな発光面積の光源を安価に実現することが可能となる。また、低電力での駆動が可能な発光ダイオードを用いているので、消費電力を削減することができる。なお、青色発光ダイオードの代わりに紫外線発光ダイオードを用いることもできる。
【００５４】
また、白色光を発する点光源は、例えばＲＧＢの３つのＬＥＤを用いたものや、ハロゲンランプや豆電球などの白色光源の前方にピンホールを有する遮光部材を設けたものであってもよいが、上述したような利益を有する点で青色発光ダイオードまた紫外線発光ダイオードを用いた白ＬＥＤ１２であることが好ましい。
【００５５】
また、表示手段Ｂ１において、点光源の発光面積は１ｍｍ2 以下であることが好ましい。これは、点光源の発光面積を１ｍｍ2 以下とすることにより、光束の広がりを抑制し、上述した表示手段Ｂ１の効果（深い焦点深度、高い秘匿性）をより増強することができるからである。
【００５６】
次に、他の表示手段Ｂ１１について説明する。図７は、他の表示手段Ｂ１１の光学的構成の概略的な模式図である。図７に示す表示手段Ｂ１１は、白色光を発する点光源である白ＬＥＤ１２と、白ＬＥＤ１２からの光を集光する正パワーのコンデンサレンズ１４と、コンデンサレンズ１４によって集光された光を散乱させる散乱板１７と、散乱板１７を通過した光を変調して選択的に透過させる液晶ディスプレイ（空間光変調手段）１６と、液晶ディスプレイ１６によって変調された光を使用者の眼球２２内の網膜２４に結像させる正パワーの結像レンズ１８とを有している。なお、散乱板１７は白ＬＥＤ１２と液晶ディスプレイ１６との間の任意の位置に配置することが可能である。
【００５７】
表示手段Ｂ１１においても、図５の表示手段Ｂ１と同様に、白ＬＥＤ１２と使用者の眼球２２の瞳とが共役関係を有するように結像レンズ１８が配置されている。そのため、表示手段Ｂ１で説明したように、白ＬＥＤ１２で消費される電力を削減することが可能となっている。また、液晶ディスプレイ１６において変調されて出射された光が、所定位置にいる使用者の網膜２４において結像されるように結像レンズ１８が配置されている。つまり、液晶ディスプレイ１６と網膜２４とが共役関係を有している。これにより、使用者は液晶ディスプレイ１６で変調された光による画像を観察することが可能になっている。
【００５８】
散乱板１７は、可視光の波長より大きなピッチ、ここでは０．５〜１０μｍ程度のピッチで液晶ディスプレイ１６側の表面に凹凸が形成された、ガラス、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）などの透明な材料からなる板である。散乱板１７での散乱特性は、表面の凹凸ピッチなどの形状を変更することによって調整が可能である。ここでは、散乱板１７による光度分布が、後述する特性式Ｉ（θ）＝ｃｏｓn θにおいてｎ＝３となるようなものを用いるものとする。
【００５９】
液晶ディスプレイ１６上の１点を狙って白ＬＥＤ１２の１点から出射された光（経路３１で示す）は、コンデンサレンズ１４により集光されて光軸３２と平行になり、散乱板１７上の１点に入射する。そして、この光は、散乱板１７の表面の凹凸によって散乱され、角度θ21で拡がった光束となる。
【００６０】
散乱板１７を通過した光束のうち、液晶ディスプレイ１６の１点において変調された光は、説明のための仮想的絞り３３を経て射出角度θ22で液晶ディスプレイ１６から出射される。この射出角度θ22は、散乱板１７がない場合すなわち図１で説明したのと同様の場合の射出角度θ12よりも比較的大きくなっている。
【００６１】
従って、散乱板１７を通過して射出角度θ22で液晶ディスプレイ１６から出射された光は、使用者の眼球２２の前方表面位置において、使用者の瞳孔幅よりも広くほぼ虹彩２８のそれに等しい（１０ｍｍ）程度の幅Ｌ1 の光束となっている。一方、射出角度θ12で液晶ディスプレイ１６から出射された光は、使用者の眼球２２の前面位置において、使用者の瞳孔幅よりも狭い幅Ｌ2 の光束となっている。
【００６２】
そのため、表示手段Ｂ１１によると、使用者の眼球２２が図中白抜きの矢印Ｃで示す方向に若干移動（±５ｍｍ）したとしても、瞳孔が幅Ｌ1 で示された範囲内にある限りは液晶ディスプレイ１６の１点で変調された光が眼球内に入射し、水晶体２８を経て網膜２４で結像される。つまり、眼球の移動に伴う表示画像の輝度むらが生じることが比較的少ない。これに対して、散乱板１７がない場合には、幅Ｌ2 自体が瞳孔幅よりも狭いため、使用者の眼球２２が矢印Ｃで示す方向に例えば±０．５ｍｍ程度移動しただけで、幅Ｌ2 の光束が瞳孔に入射しなくなる。そのため、表示画像に大きな輝度むらが生じることになってしまう。このように、表示手段Ｂ１１では、コンデンサレンズ１４と液晶ディスプレイ１６との間に散乱板１７を配置することにより、眼球２２の移動に伴う表示画像の輝度むらを抑制することが可能となっている。
【００６３】
ここで、散乱板１７の好ましい散乱特性について説明する。まず、図８に示すように、散乱板１７を用いたときの光度分布が、散乱板１７の法線からの偏角θによってＩ（θ）＝ｃｏｓn θと近似的に表されるとする。ここで、Ｉは単位カンデラで表される光度であり、ｎは散乱板１７の表面形状に依存した係数である。つまり、図８に示すように、散乱板１７上の１点に平行光８１が入射したとき、散乱板１７の法線３０から角度θだけ離れた方向における光度がｃｏｓn θで表されるとする。このとき、係数ｎの変化に伴う、照明効率および瞳相当位置での光束幅Ｌ1 を図９および図１０にそれぞれ示す。ここで、照明効率は、白ＬＥＤ１２から出射された光のうち瞳孔内に導かれる光の割合を示すものである。また、光束幅Ｌ1 は、上述のように、散乱板１７を通過して液晶ディスプレイ１６の１点から出射された光の使用者の眼球の前方表面位置における拡がり幅（ｍｍ）を示すものである。
【００６４】
図９に示すように、照明効率は係数ｎの増加に伴って増加するが、係数ｎの増加とともに増加率が低下し、係数ｎが３を超えると増加の程度が非常に緩やかとなる。照明効率の点からは係数ｎは大きいほど好ましいが、実用的には３以上であることが好ましいといえる。また、図１０に示すように、光束幅は係数ｎの増加に伴って減少するが、係数ｎの増加とともに減少率が低下し、係数ｎが１００になると光束幅がほぼ１ｍｍに近づく。ここで、１ｍｍは人間の瞳のおよその最小径であり、光束幅がこれ以上小さくなると散乱板１７を用いたことによる上述の効果が実質的に得られなくなる。そのため、係数ｎは１００以下であることが好ましい。従って、照明効率および光束幅の両面から考察すると、係数ｎは３以上１００以下であることが好ましい。これにより、照明効率をある一定以上に保ちつつ輝度むらの生じない観察エリアの全幅を必要最小限度以上に維持することができる。
【００６５】
また、表示手段Ｂ１１によると、図５の表示手段Ｂ１と同様の白ＬＥＤ１２およびコンデンサレンズ１４を用いているために、上述した散乱板１７の係数ｎにも依存するものの、液晶ディスプレイ１６の１点から出射された光の射出角度θ22を比較的小さくすることができ、網膜２４上の焦点にて結像される光の絞り込み角度も水晶体２８の一部の領域に対応する比較的小さな角度にすることができる。つまり、本実施の形態の表示装置３においては、網膜２４上に結像される光の焦点深度が深く、光軸方向に焦点ずれが起こったとしても画像がぼけて見えることがほとんどない。従って、ピント調整をほとんど行わなくても、常に鮮明な画像を使用者に観察させることが可能となる。
【００６６】
また、表示手段Ｂ１１によると、散乱板１７の係数ｎにも依存するものの、液晶ディスプレイ１６の１点からの出射光の射出角度θ22が比較的小さいために、この出射光が所定場所にいる使用者以外に到達することがほとんどない。従って、液晶ディスプレイ１６が外部に露出している場合に液晶ディスプレイ１６に表示された画像が使用者以外に見られることがほとんどなくなり、表示画像の秘匿性が高い。これらの効果（深い焦点深度、画像の高秘匿性）は、係数ｎが大きいほど大きくなる。
【００６７】
次に、さらに他の表示手段Ｂ１２について説明する。図１１は、さらに他の表示手段Ｂ１２の光学的構成の概略的な模式図である。表示手段Ｂ１２は、図７の表示手段Ｂ１１におけるものと異なる位置に配置された結像レンズ１８を用いている点以外は表示手段Ｂ１１と同じである。従って、表示手段Ｂ１２によっても、散乱板１７による輝度むらおよび表示画像のぼけを抑制することができるなど表示手段Ｂ１１と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
ただし、表示手段Ｂ１２において、結像レンズ１８の位置が表示手段Ｂ１１とは異なっているために、白ＬＥＤ１２と使用者の眼球２２の瞳とは共役関係を有しておらず、白ＬＥＤ１２と眼球２２の網膜２４よりも後方の点３４とが共役関係を有するようになっている。そのため、表示手段Ｂ１２では、液晶ディスプレイ１６を通過した光の一部が虹彩２６などによって遮られることになり、液晶ディスプレイ１６の一部を観察できなくなるほか、上述した表示手段Ｂ１１よりも白ＬＥＤに必要とされる発光パワーは大きくなる。ただし、表示手段Ｂ１２においても、液晶ディスプレイ１６と網膜２４との共役関係は維持されているため、液晶ディスプレイ１６の少なくとも一部の画像を観察することが可能となっている。なお、表示手段Ｂ１２では、結像レンズ１８の位置を変えることにより、白ＬＥＤ１２と使用者の眼球２２の瞳とが共役関係を失っているが、同じことは、白ＬＥＤ１２、コンデンサレンズ１４、液晶ディスプレイ１６を単独で或いは結像レンズ１８をも含めて複数の要素を移動させることによっても、または、使用者が移動することによっても実現される。
【００６９】
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係るヘッドマウントカメラ２００の概略的な模式図である。この第２の実施の形態に係るヘッドマウントカメラ２００は、装着者の顔面方向に向けられた撮像手段Ａ１１を固定手段Ｃ１１によって装着者の頭部に固定して構成される。
【００７０】
固定手段Ｃ１１は、第１の筐体２０１と、第１の筐体２０１を先端で支持する支持バー２０２と、支持バー２０２を一体的に有する頭部支持枠２０３とからなる。
【００７１】
第１の筐体２０１は、装着者の顔面に向けられたハーフミラー（ハーフミラー手段）２０４を有し、暗箱２０５に形成されたものである。ハーフミラー２０４は、第１の筐体２０１の凹溝２０１ａに差し込まれており、第１の筐体２０１の上蓋を外すと抜き差しできる。撮像装置であるＣＣＤカメラ２０７は、ハーフミラー２０４と同一視点になるよう装着者の顔面に向けた状態で暗箱２０５内に固定されている。ハーフミラー２０４を介した暗箱２０５内にＣＣＤカメラ２０６が位置するため、外部からＣＣＤカメラ２０６を視認できない。
【００７２】
撮像手段Ａ１１は、第１の筐体２０１にあるＣＣＤカメラ２０６と及びハーフミラー２０４と、頭部支持枠２０３の支持バー２０２の側にあるバッテリー２０７とで構成される。ＣＣＤカメラ２０６からのケーブル２０８は、支持バー２０２の中を経て、頭部支持枠２０３の端にある出力コネクタ２０９に接続されている。
【００７３】
ＣＣＤカメラ２０６の撮像範囲ａ１１は、装着者の顔面のほぼ全体を撮像できる範囲に設定されている。この撮像範囲ａ１１は、ハーフミラー２０４の光透過特性の光学的パワー（正パワー、負パワー又は無パワー）で決まる。ハーフミラー２０４の構造は図２で説明したものと同様であるが、図２のものとは形状が異なる。図示例では、レンズ部は中央が厚く周囲が薄い凸レンズに形成され、反射面は凸面鏡に形成されている。光反射特性は負パワー作用であり、装着者の顔面が広範囲に観察可能になる。光透過特性は正パワー作用であり、ＣＣＤカメラ２０６の焦点距離を短くしてワイド側での撮像を可能とする。
【００７４】
このようなハーフミラー２０４は、種々の光学的特性を有するものに交換自在である。図１３は交換される他のハーフミラーの形状を示す。図１３（ａ）のハーフミラー２０４ａは、レンズ部は厚みが等しい平行板に形成され、反射面は凸面鏡に形成されている。光反射特性は負パワー作用であり、装着者の顔面を広範囲に観察可能にする。光透過特性は無パワーであり、ＣＣＤカメラ２０６の焦点距離を変えない。図１３（ｂ）のハーフミラー２０４ｂは、レンズ部は中央が厚く周囲が薄い凸レンズに形成され、反射面は凹面鏡に形成されている。光反射特性は正パワーであり、ルーペ効果により装着者の顔面の一部が拡大されて観察可能になる。光透過特性は正パワーであり、ＣＣＤカメラ２０６の焦点距離を短くして撮像画角をより広くしたワイド撮像を可能とする。図１３（ｃ）のハーフミラー２０４ｃは、レンズ部は中央が薄く周囲が厚い凹レンズに形成され、反射面は凹面鏡に形成されている。光反射特性は正パワーとなり、ルーペ効果により装着者の顔面の一部が拡大されて観察可能になる。光透過特性は負パワーであり、ＣＣＤカメラ２０６の焦点距離を長くして望遠撮像又は拡大撮像が可能になる。
【００７５】
装着者はヘッドマウントカメラ２００を頭部に装着し、出力コネクタ２０９にビデオ、パソコン等を接続すると、自身の顔面を写すカメラとして機能する。自身の顔面を撮像する場合、ＣＣＤカメラ２０６がハーフミラー２０４を介した暗箱２０５内にあるため、装着者はＣＣＤカメラ２０６の存在を意識することがなく、装着者の心理的な負担を軽減できる。また、このハーフミラー２０６が反射手段として機能するので、装着者の顔面を写す鏡として使用できる。そのため、装着者はＣＣＤカメラ２０６の撮像範囲や、顔面の様子を確認することができる。また、このようなヘッドマウントカメラを用いて、常に同じアングルでＣＣＤカメラにより顔面を撮像することにより、その撮像データを保存して後日まとめて再生して観察する等の、個人プロファイルデータベースとして利用することができる。また、このような個人プロファイルを装着者の意志に関係なく、全く自動で形成する為の入力装置として利用できる。
【００７６】
図１４に、本発明の他の第２の実施の形態に係るヘッドマウントカメラ３００が示される。図１２のヘッドマウントカメラ２００と異なる点は、頭部支持枠３０１の端に、変調器３０３、パワーアンプ３０４及びアンテナ３０５からなる無線装置（第２の通信手段）３０２を備える点である。なお、図１２のヘッドマウントカメラ２００と同じ機能を果たす部分には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００７７】
無線装置３０２を備えるヘッドマウントカメラ３００によると、ビデオやパソコンへ接続する時に必要なビデオコネクタ等のケーブルが不要になり、装着者が頭を振ったときにケーブルが引っ掛かったりするような不便がなく、装着者が移動しながら使用できる。また、装着者ＣＣＤカメラ２０６を気にすること無く、常に一定の撮像アングルを保ったまま、遠隔地を通信ができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によると、装着者の顔面を写す撮像手段に、映像等の像情報を装着者に認識させる表示手段を付加することにより、多機能になって例えば頭部装着型のテレビ電話に対応できる。また、表示手段は撮像手段により撮像されないように配設されているため、撮像手段で撮像された顔に余分なものが映らない。
【００７９】
請求項２によると、装着者の顔面を写す撮像手段に、映像等の像情報を装着者に認識させる表示手段を付加することにより、多機能になって例えば頭部装着型のテレビ電話に対応できる。また、表示手段を反射手段を有する構成にすることにより、装着者の顔面前方に位置する表示手段を例えば反射手段だけにして、顔面前方に位置する撮像手段と合わせてコンパクトに構成できる。
【００８０】
請求項３によると、装着者の顔面を写す撮像手段に、映像等の像情報を装着者に認識させる表示手段を付加することにより、多機能になって例えば頭部装着型のテレビ電話に対応できる。また、装着者の顔面前方に位置する撮像手段と表示手段のハーフミラー手段を直列に配置することにより、顔面前方に位置する撮像手段と合わせてコンパクトに構成できる。また、撮像装置とハーフミラー手段が、装着者から見て同一視点に位置するため、視界の遮りも最小限にできる。請求項４によると、ハーフミラー手段の反射に関する光学的パワーと透過に関する光学的パワーを自由に設定でき、目的に応じて反射と透過のそれぞれが別の光学的機能を有するものにできる。請求項５によると、撮像手段が外部から見えなくなる。また、ハーフミラー手段を異なる光学的特性を有するものに交換できる。
【００８１】
請求項６によると、ハーフミラー手段が顔面の前面にあるため、装着者が撮像手段本体のカメラを観察できない状態にして撮像ができるため、装着者の心理的な負担を軽減できる。また、撮像と同時に顔面をハーフミラー手段に写して観察ができる。さらに、撮像手段が外部から見えなくなる。また、ハーフミラー手段を異なる光学的特性を有するものに交換できる。請求項７によると、ハーフミラー手段が顔面の前面にあるため、装着者が撮像手段本体のカメラを観察できない状態にして撮像ができるため、装着者の心理的な負担を軽減できる。また、撮像と同時に顔面をハーフミラー手段に写して観察ができる。さらに、ハーフミラー手段の反射に関する光学的パワーと透過に関する光学的パワーを自由に設定でき、目的に応じて反射と透過のそれぞれが別の光学的機能を有するものにできる。
【００８２】
【００８３】
【００８４】
【００８５】
請求項８によると、撮像手段の像情報と表示手段の像情報の両方が無線で送受信でき、頭部搭載部分をコンパクトに形成できる。
【００８６】
請求項９によると、遠隔地と音声通信も可能なテレビ電話を構成できる。
【００８７】
請求項１０によると、撮像手段の像情報と表示手段の像情報の両方を圧縮して送受信できる。
【００８８】
請求項１１によると、撮像手段で得られた像情報が、無線装置により種々の機器（ビデオ、パーソナルコンピュータ等）に送信できる。
【００８９】
請求項１２によると、撮像手段で得られた像情報が、第２の通信手段により種々の機器（ビデオ、パーソナルコンピュータ等）に送信できる。
【００９０】
請求項１３によると、頭部装着の際に通信のためのケーブルが嵩張ったり、頭部を回転した時にケーブルに張力が引っ掛かったり、装着者の行動が制限されるということが無くなる。
【００９１】
請求項１４によると、点光源から集光手段で集光された光が空間光変調手段に与えられるので、空間光変調手段から出射された光の出射角度が比較的小さくなる。そのため、この光が眼球内に入射した際の眼球内絞り込み角度が小さく、焦点深度が深くなる。従って、表示手段の焦点が網膜からずれた場合に像のぼやけがほとんど生じない。また、空間光変調手段から出射された光の出射角度が比較的小さいために、空間光変調手段で変調された光による画像が結像光光学系後方の所定位置にいる観察者以外にほとんど観察されないようにすることができる。
【００９２】
請求項１５によると、点光源と第１の点（瞳）とが実質的に共役関係となるために、集光光学系を通った光のほとんどを瞳孔内に導くことができる。従って、一定の光パワーを瞳孔内に入射させるのに必要な点光源の発光パワーが少なくてもよいことになり、表示手段の点光源で消費される電力を削減することができるようになる。また、空間光変調手段と第２の点（網膜）とが実質的に共役関係となるために、空間光変調手段で変調された光による画像が観察可能となる。
【００９３】
請求項１６によると、点光源が青色発光ダイオードまたは紫外線発光ダイオードの外側に蛍光物質が付与されたものであるために、非常に小さな発光面積の点光源を安価に実現する事が可能になる。また、点光源の発光面積が１ｍｍ2 以下であるので、焦点深度が深くするという効果をより増強できる。
【００９４】
請求項１７によると、空間光変調手段で変調された光による画像が結像光光学系後方の所定位置にいる観察者以外にほとんど観察されないようにすることができるため、表示手段の空間光変調手段を露出させることができる。
【００９５】
請求項１８によると、撮像手段による像情報に表示手段の空間光変調手段が入り込まない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係るヘッドマウントカメラの概略的な模式図である。
【図２】 ハーフミラーの構造と作動を示す概略的な断面図である。
【図３】 図１のヘッドマウントカメラの使用状態を示す図である。
【図４】 本発明の他の第１の実施の形態に係るヘッドマウントカメラの概略的な模式図である。
【図５】 表示手段の光学的構成を示す概略的な模式図である。
【図６】 図４の光学的構成の光学的共役関係を説明するための模式図である。
【図７】 他の表示手段の光学的構成を示す略的な模式図である。
【図８】 図７に示した表示手段に用いられる散乱板の好ましい散乱特性について説明するための図である。
【図９】 光度分布を表す式内の係数ｎと照明効率との関係を示すグラフである。
【図１０】 光度分布を表す式内の係数ｎと瞳相当位置での光束幅との関係を示すグラフである。
【図１１】 さらに他の表示手段の光学的構成を示す略的な模式図である。
【図１２】 本発明の第２の実施の形態に係るヘッドマウントカメラの概略的な模式図である。
【図１３】 交換されるハーフミラーの構造を示す概略的な断面図である。
【図１４】 本発明の他の第２の実施の形態に係るヘッドマウントカメラの概略的な模式図である。
【符号の説明】
Ａ１，Ａ１１ 撮像手段
Ｂ１，Ｂ１１，Ｂ１２ 表示手段
Ｃ１，Ｃ１１ 固定手段
１２ 白ＬＥＤ（点光源）
１４ コンデンサレンズ（集光光学系）
１６ 液晶ディスプレイ（空間光変調手段）
１８ 結像レンズ（結像光学系）
６１，２０１ 第１の筐体
７０，２０４ ハーフミラー（ハーフミラー手段、反射手段）
７１，２０５ 暗箱
７２，２０７ ＣＣＤカメラ
１０２ 第１の通信手段（無線装置）
１１１ ＭＰＥＧ動画解凍器（動画コンコーダ）
１１２ ＭＰＥＧ動画圧縮器（動画デコーダ）
１１６ マイク
１１７ アンテナ
１１８ 発呼受信装置
３００ 無線装置（第２の通信手段）
Claims (18)
- 装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記撮像手段により撮像されないように配設されて前記装着者に像情報を視認させる表示手段と、前記撮像手段及び前記表示手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段と、を備えた事を特徴とするヘッドマウントカメラ。
- 装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記装着者に像情報を視認させる表示手段と、前記撮像手段及び前記表示手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段とを備え、前記表示手段は、前記装着者の顔面方向に向けられた反射手段を有する事を特徴とするヘッドマウントカメラ。
- 装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記装着者に像情報を視認させる表示手段と、前記撮像手段及び前記表示手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段とを備え、前記表示手段は、前記撮像手段と前記装着者の顔面との間に配設されたハーフミラー手段を有する事を特徴とするヘッドマウントカメラ。
- 前記ハーフミラー手段は、その光反射特性、その光透過特性の少なくとも一つにおいて光学的パワーを有する請求項３記載のヘッドマウントカメラ。
- 前記撮像手段は筐体に内包され、前記筐体は前記ハーフミラー手段と共に暗箱を形成し、
前記ハーフミラー手段は、前記筐体に交換自在に配設されている請求項３記載のヘッドマウントカメラ。 - 装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記撮像手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段と、前記撮像手段と前記装着者の顔面との間に配設されたハーフミラー手段と、を有し、
前記撮像手段は筐体に内包され、
前記筐体は前記ハーフミラー手段と共に暗箱を形成し、
前記ハーフミラー手段は、前記筐体に交換自在に配設されている事を特徴とするヘッドマウントカメラ。 - 装着者の顔面方向に向けられた撮像手段と、前記撮像手段を前記装着者の頭部に固定する固定手段と、前記撮像手段と前記装着者の顔面との間に配設されたハーフミラー手段と、を有し、
前記ハーフミラー手段は、その光反射特性、その光透過特性の少なくとも一つにおいて光学的パワーを有する事を特徴とするヘッドマウントカメラ。 - 前記撮像手段にて撮像した像情報を送信するとともに前記表示手段で視認させる像情報を受信する第１の通信手段を備えた請求項１〜３のいずれかに記載のヘッドマウントカメラ。
- 前記第１の通信手段は、発呼受信装置と、マイクと、スピーカとを有する電話装置である請求項８記載のヘッドマウントカメラ。
- 前記第１の通信手段は、動画エンコードと動画デコードとを有する請求項８記載のヘッドマウントカメラ。
- 前記第１の通信手段は、無線装置である請求項８〜１０のいずれかに記載のヘッドマウントカメラ。
- 前記撮像手段にて撮像した像情報を送信する第２の通信手段を備えた請求項６又は７記載のヘッドマウントカメラ。
- 前記第２の通信手段は、無線装置である請求項１２記載のヘッドマウントカメラ。
- 前記表示手段は、白色光を発する点光源と、該点光源からの光を集光する集光光学系と、前記集光光学系によって集光された光を変調する空間光変調手段と、前記空間光変調手段によって変調された光を結像する結像光学系と、を有している請求項１〜３のいずれかに記載のヘッドマウントカメラ。
- 前記結像光学系は、前記点光源と前記結像光学系よりも任意の距離だけ後方にある第１の点とが実質的に共役関係となるように配置され、且つ、前記空間光変調手段と前記第１の点よりも略瞳−網膜間の距離だけ後方にある第２の点とが実質的に共役関係となるように配置されている請求項１４記載のヘッドマウントカメラ。
- 前記点光源が、青色発光ダイオードまたは紫外線発光ダイオードの外側に蛍光物質が付与されたものであり、その発光面積が、１ｍｍ2 以下である請求項１４記載のヘッドマウントカメラ。
- 前記空間光変調手段は外界に露出している請求項１４記載のヘッドマウントカメラ。
- 前記空間光変調手段は、撮像手段の撮像範囲外に位置する請求項１７記載のヘッドマウントカメラ。
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