JPH11308514A - 頭部取り付け式カメラ及びビデオ表示 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用者がカメラの全重量を顔に支持する必要
をなくし且つ使用者の顔に取り付けられた小型ビデオカ
メラのズーム及び焦点合わせ制御を与える。 【解決手段】 シーンを画像化しそしてそのビデオ画像
信号を生成するためのフレームと共に取り付けられた小
型ビデオトランスデューサ、小型表示デバイス、及び焦
点に合わされた虚像として該目に見えるように、折りた
たみ光学部品を通して可視像を向けるための、折りたた
み光学部品の後ろに配置された画像化光学部品を具備す
る頭部取り付け式カメラ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型頭部取り付け
式ビデオカメラ（ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ｈｅａｄｍｏｕ
ｎｔｅｄ ｖｉｄｅｏ ｃａｍｅｒａｓ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポータブルビデオカメラは近年普及して
きているが、手持ち式であるという主な欠点を有する。
それらは小型に作られているが、それらの平均重量は依
然として典型的には９００グラム以上であり、そしてそ
れらを保持しそして手動で操作しなければならないとい
う事実はそれらを扱いにくくし、またオペレータの手の
自由を制限する。更に、“カメラブレ”のない安定な画
像を得るために、カメラ自体を動かないように保持しな
ければならず、これは特にかさばったカメラで達成する
ことは必ずしも容易ではなくそして古い世代は大きな被
害を与える。更に、従来のビデオカメラは、使用者の目
がフオトセッシヨン（ｐｈｏｔｏ ｓｅｓｓｉｏｎ）期
間中ビューファインダの近くに保持されることを要求す
る。どんな熟練した写真家も確認するように、これは目
を疲れさせ、そして長い使用の後は目は疲れそして斜視
になりやすくそして鋭い焦点を失いやすくなる。

【０００３】当該技術分野において同様な関連した問題
を取り扱おうとする試みがあった。例えば、観測者によ
り着用された軽量フレームに取り付けられたポータブル
テレビジョンスクリーン及びヘっドホンが商標名バーチ
ャルビジョンスポーツ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｖｉｓｉｏｎ
Ｓｐｏｒｔ）の下に製造された。このデバイスは、米
国特許第５，１６２，８２８号（ファーネス等）にも開
示されておりそして使用者がＴＶチューナによってＴＶ
プログラムに波長を合わせることを可能とする。このＴ
Ｖチューナは、使用者の腰部に巻き付けられておりそし
て必要なビデオ及びオーディオ信号を生成するためのす
べての適切な電子工学装置を含み、該信号は、次いでフ
レーム内の適当なモジュールにフィードされる。

【０００４】特に、ファーネス等は視野を規定するトラ
ンスパレンシー（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）及び使用
者の頭部に該トランスパレンシーを支持するためのフレ
ームを有する慣用のめがねのための表示システムを記載
している。表示システムは、めがねのフレームに取り付
けられた表示、及び光を平行にして、該トランスパレン
シーにより規定された視野の周辺において使用者から離
れたところに表示された情報の画像を写し出すための光
学部品を含む。１つの態様に従えば、光学部品は、表示
から直接情報を受け取りそして実際の光学路長より大き
い使用者からの見かけの光学的距離のところに拡大され
た画像を写し出す単一のミラーを含む。或いは、平面状
ミラー及びコリメーティングレンズを使用することがで
きる。

【０００５】上記デバイスは、使用者が彼又は彼女の好
みのあらかじめ記録されたプログラムを見ることを許容
するための標準ＶＣＲカセットの挿入を許容する種類の
ポータブルビデオカメラの付属品として使用することが
できる。或いは、手持ち式ビデオカメラを該デバイスに
接続して、使用者がそれにより画像化された（ｉｍａｇ
ｅｄ）光景（ｖｉｅｗ）を見ることを許容することがで
きる。

【０００６】このデバイスは、使用者により彼又は彼女
の腰部のまわりに着用された別々のモジュールにおいて
支持体及び制御特徴の大部分を与えることにより使用者
の頭部にかさばったＴＶ部品を取り付ける要求を取り除
く。しかしながら、標準構成では、このデバイスは、予
め記録された媒体のみが見られることを許容する。即
ち、それは観測者により見られる実時間で画像を記録す
る必要を取り扱っていない。上記したようにポータブル
ビデオカメラに接続される場合に、該デバイスは使用者
がシーンの写真を撮ることを許容し、そしてビデオカメ
ラの接眼レンズ（ｅｙｅｐｉｅｃｅ）を使用者の目に並
置させて保持する必要も克服する。しかしながら、カメ
ラ要素自体のどれも頭部取り付け式ではなく、それ故カ
メラは使用者により依然として手で保持されなければな
らない。

【０００７】米国特許第４，５１６，１５７号（キャン
ベル）は、めがねの対のように使用者により着用される
ように配列されたポータブルビデオ記録デバイスを開示
している。記録モードでは、使用者の前方のシーンは、
めがねフレームに取り付けられた小型ビデオカメラに記
録されて、使用者がそのシーンを普通に見そしてビデオ
カメラに利用可能なシーンの部分を示すビューファイン
ダを検査することを許容する。これは、使用者が手を用
いないで写真撮影を行うことを可能とする。めがねフレ
ームにおけるカメラ電子工学装置に結合させるためベル
トユニットにビデオレコーダを取り付けるための設備も
作られる。

【０００８】キャンベルにより開示されたデバイスの主
な用途は、探偵等が写真撮影されるべき対象が知らない
状況を記録するためのものである。このために、小型Ｃ
ＣＤ要素及び最小光学部品が、めがねフレームの前方か
ら探知され得ないように部分的に銀メッキされためがね
フレームの後ろに取り付けられている。使用者がカメラ
により見られた視野を正確に知ることができるように、
長方形のフレームがめがねレンズの１つの内側表面に設
けられており、そしてカメラ光学部品はフレーム内で使
用者によっても見られるが外部シーンに焦点を合わせる
ように予め校正される。

【０００９】この要求は、カメラのためのズーム装置を
設けることの可能性を排除する。何故ならば、これはも
はやフレームによって正確に規定されないように視野を
変えるであろうからである。更に、事実上カメラにより
見られるすべてのものが焦点にあるように大きい被写界
深度（ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｆｉｅｌｄ）を有する非常に
簡単なカメラ光学部品のみが設けられる。これは、主た
る要求が対象のアクションの非選択的記録についてであ
る場合には許容されうるが、被写界深度及び焦点制御を
有する高品質写真を製造するのには明らかに助けとなら
ない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、使用
者が彼又は彼女の顔にカメラの全重量を支持する必要を
克服すると共に、使用者の顔に取り付けられた小型ビデ
オカメラのズーム及び焦点合わせ制御を与えることであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このために、本発明に従
って、観測者の目の前方に取り付けるためのフレーム、
シーンを画像化し（ｉｍａｇｉｎｇ）そしてそのビデオ
画像信号を生成するための該フレームと共に取り付けら
れた小型ビデオトランスデューサ、該ビデオ画像信号を
可視像として表示するための該フレームと共に取り付け
られた小型表示デバイス、該可視像を遮断しそしてそれ
を該目に向けて反射させるための該フレーム内に取り付
けられた折りたたみ光学部品（ｆｏｌｄｉｎｇ ｏｐｔ
ｉｃｓ）、焦点に合わされた虚像（ｆｏｃｕｓｓｅｄ
ｖｉｒｔｕａｌ ｉｍａｇｅ）として該目に見えるよう
に、該折りたたみ光学部品を通して該可視像を向けるた
めの、該折りたたみ光学部品の後ろに配置された画像化
光学部品（ｉｍａｇｉｎｇｏｐｔｉｃｓ）、該ビデオ画
像信号をプロセッシングするためのビデオプロセッシン
グ手段、及び該フレームから遠方の該観測者に取り付け
られており、そして該小型ビデオトランスデューサ及び
該小型表示デバイスに結合するための該ビデオプロセッ
シング手段に接続された制御モジュールであって、該小
型ビデオトランスデューサ及び該小型表示デバイスに電
力を与えるためのパワー結合手段を有している制御モジ
ュール、を具備することを特徴とする頭部取り付け式カ
メラが提供される。

【００１２】かくして、適当な画像化光学部品を有する
表示及びビデオトランスデューサは使用者の顔に取り付
けられ、そして相対的にかさばったビデオ制御電子工学
装置は使用者の腰部にベルトにより支持されていてもよ
い別々のモジュールとして取り付けられる。好ましく
は、画像化光学部品は、拡大又は縮小された視野は直ち
に使用者に表示により中継されるので、使用者が拡大又
は縮小された視野を見ることを許容するとともにビデオ
トランスデューサの視野を変えることを可能とするため
のズーム装置（ｚｏｏｍ ｆａｃｉｌｉｔｙ）も含む。
かくして、従来提唱された手持ち式ビデオカメラの主な
特徴が頭部取り付け式デバイスにおいて与えられると共
に、多様性に対して妥協することなく支持体フレームの
かさばりを有意に減少させる。

【００１３】

【実施例】図１は一般に１１と名付けられた眼鏡のフレ
ームを着用しており且つバイザ要素（ｖｉｓｏｒ ｅｌ
ｅｍｅｎｔ）１２を有する観測者１０を示し、バイザ要
素１２の後ろには（即ち観測者１０から遠方に）遠方の
シーンの虚像が写し出されている（ｐｒｏｊｅｃｔｅ
ｄ）。小型ＣＣＤ１４（小型ビデオトランスデューサを
構成する）及びＬＣＤ１５（小型表示デバイスを構成す
る）をバイザ要素１２上に支持するためのフード部分１
３がバイザ要素１２の上部に取り付けられている。特に
図４に関して以下に説明されるとおり、ＬＣＤ１５は折
りたたみミラー（ｆｏｌｄｉｎｇ ｍｉｒｒｏｒ）及び
光学的要素を介して観測者１０の目にビデオ画像を表示
し、該光学的要素はバイザ要素１２の後ろにＬＣＤ像を
拡大された虚像として写し出す。

【００１４】図２は本発明に従う完全な頭部取り付け式
カメラを機能的に示し、該カメラは図１に示された頭部
取り付け部分を含み、該部分には、好ましくはベルトユ
ニット（示されていない）によりめがねフレーム１１か
ら離れた観測者の身体に取り付けられた制御モジュール
１６が接続されている。制御モジュール１６は、同期信
号をＣＣＤ１５にフィードするためＣＣＤ１５に結合す
るためのＣＣＤクロック発生器１７を含み、そして更に
ＣＣＤ１５により発生したビデオ信号を増幅するための
ＣＣＤビデオ増幅器１８を含む。得られる増幅されたＣ
ＣＤ信号は同期信号と共に複合ビデオ発生器１９にフィ
ードされ、該複合ビデオ発生器１９はＣＣＤビデオ信号
をプロセッシングして完全なビデオフレーム（ｃｏｍｐ
ｌｅｔｅｖｉｄｅｏ ｆｒａｍｅ）を形成する。ＣＣＤ
クロック発生器１７、ＣＣＤビデオ増幅器１８及び複合
ビデオ発生器１９は一緒になって部分的にビデオプロセ
ッシング手段２２を構成する。ビデオプロセッシング手
段２２内には、最適焦点を決定するようにＣＣＤビデオ
増幅器１８により生成された増幅されたビデオフレーム
を解析するため及び焦点に合わせられた画像（ｆｏｃｕ
ｓｓｅｄ ｉｍａｇｅ）を生成するようにＣＣＤ１５に
対して画像化光学部品（図３参照）を動かすための小型
モータ２１を作動させるための自動焦点合わせモジュー
ル（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｆｏｃｕｓｓｉｎｇ ｍｏｄ
ｕｌｅ）２０も包含される。

【００１５】ビデオプロセッシング手段２２は、ＬＣＤ
１４に結合するため、及び複合ビデオ発生器１９の出力
に接続されている記録／再生制御スイッチ２４の制御下
にＬＣＤ１４にビデオ表示信号をフィードするためのＬ
ＣＤ表示制御モジュール２３も含む。記録モードでは、
記録／再生制御スイッチ２４は、複合ビデオ発生器１９
により発生されたビデオフレームのＬＣＤ１４による表
示を許容する。あるいは、再生モードでは、外部ビデオ
データは、記録／再生制御スイッチ２４に外部から結合
されたビデオカセットレコーダ（ＶＣＲ）２５を介して
ＬＣＤ１４により表示されうる。外部制御パネル２６が
記録／再生制御スイッチ２４及びカメラズーム作動器
（図３）に接続されており、該カメラズーム作動器は、
ビデオデータの拡大又は縮小されたフレームが複合ビデ
オ発生器１９によりＬＣＤ１４に正しく中継されること
を確実にすると同時に、記録モード期間中カメラズーム
装置を作動させるためのものである。

【００１６】制御モジュール１６は、多重コアケーブル
（示されていない）を経由してＬＣＤ１４及びＣＣＤ１
５に電力を与えるためのパワー結合手段を有する再充電
可能な電池（示されていない）も含み、該多重コアケー
ブルは制御モジュール１６をＬＣＤ１４及びＣＣＤ１５
に接続しそして図２に機能的に示された制御ブロックの
それらに対する相互接続も許容する。

【００１７】オーディオ装置は、複合ビデオ発生器１９
に接続されたオーディオ増幅器２７によって与えられる
こともできる。オーディオ増幅器２７はイヤホン２８に
結合するためのオーディオ出力と、マイクロホン２９に
結合するためのオーディオ入力を有する。イヤホン２８
及びマイクロホン２９の両方共めがねフレーム１１に組
み込まれており、かくしてオーディオデータをＬＣＤ１
４により表示されたビデオデータと同期させて観測者１
０に及び観測者１０から中継させる。

【００１８】図３は、制御パネル２６に結合されたカメ
ラズーム作動器の詳細を略図で示す。入ってくる光３０
はＣＣＤ１５に関連して取り付けられたカメラレンズ３
１により受け取られ、そして３２として機能的に示され
たズーム光学部品に向けられる。ズーム光学部品３２は
ＣＣＤ１５にフィードされる拡大又は縮小された画像を
生成する。手動操作式ズーム制御装置３３は公知の方法
でズーム光学部品３２の調節を可能とし、一方小型焦点
合わせモータ（ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ｆｏｃｕｓｓｉｎ
ｇ ｍｏｔｏｒ）２１がＣＣＤ画像を焦点に合わせるた
めＣＣＤ１５に対してカメラレンズ３１を移動させる。

【００１９】図４は、観測者１０の光景（ｖｉｓｉｏ
ｎ）を直接遮ることなく画像化されたシーンを表示する
ためのＬＣＤ１５がいかにめがねフレーム１１に取り付
けられるかを略図で示す光学的線図である。図１に関し
て上記したとおり、ＬＣＤ１５はめがねフレーム１１の
フード部分１３上に取り付けられている。フード部分１
３の下には、ＬＣＤ１５により生成された可視像を遮断
しそしてそれを観測者１０の目に向けて反射させるため
のミラー３５（折りたたみ光学部品を構成する）が取り
付けられている。観測者１０から遠方のバイザ要素１２
の後ろに拡大され焦点に合わされた虚像３７として目に
見えるように、折りたたみ光学部品３５を通して可視像
を向けるための画像化光学部品３６が折りたたみ光学部
品３５の後ろに配置されている。

【００２０】本発明の精神から逸脱することなく上記し
た態様に修正が加えられることは明らかであろう。従っ
て、好ましい態様ではビデオプロセッシングのすべては
制御モジュールにおいて行われるが、ビデオプロセッシ
ング電子工学装置の一部又はすべてを、所望により頭部
取り付け式フレーム内に包含させることができる。本発
明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

【００２１】１．観測者の目の前方に取り付けるための
フレーム、シーンを画像化しそしてそのビデオ画像信号
を生成するための該フレームと共に取り付けられた小型
ビデオトランスデューサ、該ビデオ画像信号を可視画像
として表示するための該フレームと共に取り付けられた
小型表示デバイス、該可視像を遮断しそしてそれを該目
に向けて反射させるための該フレーム内に取り付けられ
た折りたたみ光学部品、焦点に合わされた虚像として該
目に見えるように、該折りたたみ光学部品を通して該可
視像を向けるための、該折りたたみ光学部品の後ろに配
置された画像化光学部品、該ビデオ画像信号をプロセッ
シングするためのビデオプロセッシング手段、及び該フ
レームから遠方の該観測者の身体に取り付けられてお
り、そして該小型ビデオトランスデューサ及び該小型表
示デバイスに結合するための該ビデオプロセッシング手
段に接続された制御モジュールであって、該小型ビデオ
トランスデューサ及び該小型表示デバイスに電力を与え
るためのパワー結合手段を有している制御モジュール、
を具備することを特徴とする頭部取り付け式カメラ。

【００２２】２．該制御モジュールが、ケーブルによっ
て該小型ビデオトランスデューサ及び該小型表示デバイ
スに接続されている上記１に記載の頭部取り付け式カメ
ラ。

【００２３】３．該制御モジュールが、それぞれ該小型
ビデオトランスデューサ及び該小型表示デバイスに結合
されたそれぞれのワイヤレストランシーバ手段によっ
て、該小型ビデオトランスデューサ及び該小型表示デバ
イスに接続されている上記１に記載の頭部取り付け式カ
メラ。

【００２４】４．該制御モジュールが、観測者の腰部の
まわりのベルト上に担持されるようになっている上記３
に記載の頭部取り付け式カメラ。

【００２５】５．該制御モジュールが、更に、オーディ
オ出力信号を生成するためのオーディオプロセッシング
手段であって、遠方のスピーカデバイスをそれに接続す
るためのオーディオ出力ソケットを有するオーディオプ
ロセッシング手段を含む上記１に記載の頭部取り付け式
カメラ。

【００２６】６．該遠方のスピーカデバイスが該フレー
ム内に埋め込まれたイヤホンである上記５に記載の頭部
取り付け式カメラ。

【００２７】７．該オーディオプロセッシング手段が該
フレーム内に埋め込まれたマイクロホンに接続されてい
る上記５に記載の頭部取り付け式カメラ。

【００２８】８．該制御モジュールにおける該ビデオプ
ロセッシング手段及び該オーディオプロセッシング手段
が、それぞれの出力ソケットを介してビデオテープレコ
ーダに結合されるようになっている上記５に記載の頭部
取り付け式カメラ。

【００２９】９．該ビデオプロセッシング手段が、該ビ
デオ画像信号を受信しそしてそれから複合ビデオフレー
ムを発生するためのビデオ発生器、該複合画像フレーム
を焦点に合わせるための該ビデオ発生器に接続された自
動焦点合わせ制御、及び該複合画像フレームを拡大又は
縮小させるための該ビデオ発生器に接続されたズーム制
御を含む、上記１に記載の頭部取り付け式カメラ。

【００３０】１０．観測者のそれぞれの目のための表示
デバイスの対及び該観測者に立体的画像を与えるように
ビデオトランスデューサの同様な対を含む上記１に記載
の頭部取り付け式カメラ。

【００３１】１１．該ビデオプロセッシング手段の少な
くとも一部が該制御モジュール内に含まれる、上記１に
記載の頭部取り付け式カメラ。

【図面の簡単な説明】

【図１】カメラ部品のいくつかを取り付けられているめ
がねフレームの絵画的表示である。

【図２】本発明に従うデバイスの主な部品を機能的に示
すブロック図である。

【図３】図２に機能的に示されたカメラで使用するため
のズーム制御が設けられていることを略図で示す光学的
線図である。

【図４】画像化されたシーンを表示するためのめがねフ
レーム内の表示デバイスの接続を略図で示す光学的線図
である。

【符号の説明】

１０ 観測者 １１ めがねフレーム １２ バイザ要素 １３ フード部分 １４ ＬＣＤ １５ ＣＣＤ １６ 制御モジュール １７ ＣＣＤクロック発生器 １８ ＣＣＤビデオ増幅器 １９ 複合ビデオ発生器 ２０ 自動焦点合わせモジュール ２１ 小型モータ ２２ ビデオプロセッシング手段 ２３ ＬＣＤ表示制御モジュール ２４ 記録／再生制御スイッチ ２５ ビデオカセットレコーダ ２６ 制御パネル ２７ オーディオ増幅器 ２８ イヤホン ２９ マイクロホン ３０ 入ってくる光 ３１ カメラレンズ ３２ ズーム光学部品 ３３ ズーム制御 ３５ ミラー ３７ 拡大され焦点に合わされた虚像

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観測者の目の前方に取り付けるためのフ
   レーム、 シーンを画像化しそしてそのビデオ画像信号を生成する
   ための該フレームと共に取り付けられた小型ビデオトラ
   ンスデューサ、 該ビデオ画像信号を可視画像として表示するための該フ
   レームと共に取り付けられた小型表示デバイス、 該可視像を遮断しそしてそれを該目に向けて反射させる
   ための該フレーム内に取り付けられた折りたたみ光学部
   品、 焦点に合わされた虚像として該目に見えるように、該折
   りたたみ光学部品を通して該可視像を向けるための、該
   折りたたみ光学部品の後ろに配置された画像化光学部
   品、 該ビデオ画像信号をプロセッシングするためのビデオプ
   ロセッシング手段、及び該フレームから遠方の該観測者
   の身体に取り付けられており、そして該小型ビデオトラ
   ンスデューサ及び該小型表示デバイスに結合するための
   該ビデオプロセッシング手段に接続された制御モジュー
   ルであって、該小型ビデオトランスデューサ及び該小型
   表示デバイスに電力を与えるためのパワー結合手段を有
   している制御モジュール、を具備することを特徴とする
   頭部取り付け式カメラ。