JP2000261706A - Head mounted camera - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。
【解決手段】 装着者の顔面方向に向けられた撮像手段
Ａ１と、装着者に像情報を視認させる表示手段Ｂ１と、
撮像手段Ａ１及び表示手段Ｂ１を前記装着者の頭部に固
定する固定手段Ｃ１とを備えており、表示手段Ｂ１は、
撮像手段Ａ１と装着者の顔面との間に配設されたハーフ
ミラー手段７０を有する。
(57) [Problem] To provide a head-mounted camera capable of being equipped with an image pickup means for photographing the face of a wearer and a display means for allowing the wearer to recognize image information such as video. SOLUTION: Imaging means A1 oriented in the face direction of the wearer, display means B1 for allowing the wearer to visually recognize image information,
Fixing means C1 for fixing the image pickup means A1 and the display means B1 to the head of the wearer, and the display means B1 comprises:
A half mirror unit 70 is provided between the imaging unit A1 and the face of the wearer.
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head-mounted camera capable of fixing an imaging means such as a CCD camera to a wearer's head in a state where the imaging means is directed toward a face.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art As such a head-mounted camera, there is known a head-mounted camera in which a lever is extended from a helmet-type hat, and a CCD camera is attached to the end of the lever so as to face a wearer's face.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単にＣ
ＣＤ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５−９１５８
２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Ｃ
ＣＤ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。However, simply C
Since only the CD camera is provided, the use is limited to only the expression of the wearer's expression. On the other hand, JP-A-5-9158
2. Description of the Related Art An image display device which can be attached to a wearer's head is known, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 and JP-A-6-102467.
These image display devices are used for capturing a face of a wearer.
Although it is conceivable to combine with a CD camera, there is a disadvantage that the image display device comes into the imaging range of the CCD camera.
【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。[0004] Further, since the CCD camera faces the wearer's face, there is a problem that psychological burden due to the awareness of the camera is large.
【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。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is a primary object of the present invention to provide a head mounted camera which can be equipped with an image pickup means for photographing the face of the wearer and a display means for allowing the wearer to recognize image information such as video.
【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。It is a further object of the present invention to provide a head mounted camera which does not require the wearer to be conscious of the presence of the imaging means even if there is an imaging means for photographing the face of the wearer.
【０００７】[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。In order to achieve the above object, a head-mounted camera according to claim 1 is provided with an image pickup means oriented in a face direction of a wearer and arranged so as not to be imaged by the image pickup means. Display means for allowing the wearer to visually recognize the image information, and fixing means for fixing the imaging means and the display means to the head of the wearer. Thus, the head-mounted camera has a function of an imaging unit that captures the face of the wearer and a function of a display unit that allows the wearer to visually recognize the image information. Also,
Since the display means is arranged out of the field of view of the imaging means, the display means does not enter the imaging range of the imaging means.
【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。According to a second aspect of the present invention, there is provided a head mounted camera, comprising: an image pickup means oriented in a face direction of the wearer; a display means for allowing the wearer to visually recognize image information; Fixing means for fixing the wearer to the head of the wearer, wherein the display means includes a reflection means directed toward the face of the wearer.
Thus, the head-mounted camera has a function of an imaging unit that captures the face of the wearer and a function of a display unit that allows the wearer to visually recognize the image information. Further, since the display means has the reflection means, most of the optical devices such as the light source and the spatial light modulation means may be arranged on the wearer side, and only the reflection means may be arranged on the imaging means side.
【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。According to a third aspect of the present invention, there is provided a head mounted camera, wherein: the imaging means is oriented in a face direction of the wearer; a display means for allowing the wearer to visually recognize image information; and the mounting means comprises the imaging means and the display means. Fixing means for fixing to the head of the wearer, wherein the display means has a half mirror means disposed between the imaging means and the face of the wearer. Thus, the head-mounted camera has a function of an imaging unit that captures the face of the wearer and a function of a display unit that allows the wearer to visually recognize the image information.
Further, since the display means has a half mirror means disposed between the image pickup means and the face of the wearer, the image pickup means and the half mirror means are arranged in series, and the light source and the optical device such as the spatial light modulation means are arranged. Most can be located on the wearer side.
【００１０】また、請求項４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。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a head mounted camera, comprising: an image pickup means oriented in a face direction of the wearer; a fixing means for fixing the image pickup means to the head of the wearer; Half mirror means disposed between the user and the face of the person. Thus, the image of the wearer's face can be captured on the half mirror means while capturing the image of the imaging means transmitted through the half mirror means.
【００１１】また、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する請求項３又は４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。According to a fifth aspect of the present invention, in the head mounted camera, the imaging means is contained in a housing, and the housing forms a dark box together with the half mirror means. As a result, the imaging means cannot be seen from outside.
【００１２】また、請求項６のヘッドマウントカメラ
は、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５記載のものである。これにより、
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。In a head mounted camera according to a sixth aspect of the present invention, the half mirror means is exchangeably disposed on the housing. This allows
The half mirror means can be replaced with one having different optical characteristics.
【００１３】また、請求項７のヘッドマウントカメラ
は、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又は４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。According to a seventh aspect of the present invention, in the head mounted camera, the half mirror means has an optical power in at least one of a light reflection characteristic and a light transmission characteristic. Thereby, the optical characteristics of the transmitted light and the reflected light can be made different from each other, so that the transmitted light and the reflected light can be adapted to the imaging means and the display means.
【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。The head-mounted camera according to claim 8 further comprises a first communication unit for transmitting image information picked up by the image pickup unit and receiving image information to be visually recognized on the display unit. (3). Thereby, both the image information of the imaging unit and the image information of the display unit can be transmitted and received by the second communication unit.
【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。In a head-mounted camera according to a ninth aspect of the present invention, the first communication means is a telephone device having a call receiving device, a microphone, and a speaker. As a result, it is possible to communicate both with image information and audio information to a remote place.
【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。In a head-mounted camera according to a tenth aspect of the present invention, the first communication means has a moving image encoding and a moving image decoding. Thereby, both the image information of the imaging unit and the image information of the display unit can be compressed and communicated.
【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。In the head-mounted camera according to the eleventh aspect, the first communication means is a wireless device.
10. Thereby, transmission can be performed without a cable.
【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４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。The head mounted camera according to a twelfth aspect of the present invention is the head mounted camera according to the fourth aspect, further comprising second communication means for transmitting image information taken by the imaging means. Thereby, the image information obtained by the imaging means can be transmitted via the first communication means.
【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。Further, in the head mounted camera according to claim 13, the second communication means is a wireless device.
It is described. Thereby, transmission can be performed without a cable.
【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。According to another aspect of the present invention, the display means includes a point light source that emits white light, a condensing optical system that condenses light from the point light source, and a condensing optical system. The device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a spatial light modulator that modulates the emitted light; and an imaging optical system that forms an image of the light modulated by the spatial light modulator. It is. Thereby, the light condensed by the condensing optical system from the point light source is given to the spatial light modulator, so that the emission angle of the light emitted from the spatial light modulator becomes relatively small. Therefore, when this light enters the eyeball, the angle of focusing in the eyeball is small, and the depth of focus is deep. Therefore, when the focus deviates from the retina, almost no image blur occurs. Further, since the emission angle of the light emitted from the spatial light modulator is relatively small, an image due to the light modulated by the spatial light modulator is hardly observed except for an observer located at a predetermined position behind the imaging optical system. You can do so. Further, since the point light source emits white light, it is possible to display a full-color image by the spatial light modulator.
【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。Further, in the head mounted camera according to the present invention, in the imaging optical system, the point light source and the first point located at an arbitrary distance behind the imaging optical system are substantially conjugated. And the spatial light modulating means and a second point substantially behind the first point by a distance between the pupil and the retina are arranged in a substantially conjugate relationship. Claim 14. Thus, since the point light source and the first point (pupil) have a substantially conjugate relationship, most of the light passing through the light collecting optical system can be guided into the pupil. Therefore, the light emission power of the point light source required to cause a constant light power to enter the pupil may be small, and the power consumed by the point light source can be reduced. In addition, since the spatial light modulator and the second point (retina) have a substantially conjugate relationship, an image formed by the light modulated by the spatial light modulator can be observed.
【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。In a head mounted camera according to a sixteenth aspect of the present invention, the point light source is provided with a fluorescent substance outside a blue light emitting diode or an ultraviolet light emitting diode, and has a light emitting area of 1 mm 2 or less. Item 14 is described. As a result, the point light source becomes one in which a fluorescent substance is provided outside the blue light emitting diode or the ultraviolet light emitting diode, and a point light source having an extremely small light emitting area can be realized at low cost. Further, since the light emitting area of the point light source is 1 mm 2 or less, the effect of increasing the depth of focus can be further enhanced.
【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１
４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。Further, in the head mounted camera according to the present invention, the spatial light modulating means is exposed to the outside.
4. This makes it possible to prevent an image formed by the light modulated by the spatial light modulating means from being hardly observed except by an observer located at a predetermined position behind the imaging optical system, thereby exposing the spatial light modulating means of the display means. be able to.
【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。Further, in the head mounted camera according to the present invention, the spatial light modulating means is located outside the imaging range of the imaging means. As a result, the spatial light modulation means of the display means does not enter the image information obtained by the imaging means.
【００２５】[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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【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Ｃ
１によって装着者の頭部に固定して構成される。FIG. 1 is a schematic diagram of a head mounted camera according to a first embodiment of the present invention. The head-mounted camera 60 according to the first embodiment includes fixing means C1 for both the imaging means A1 oriented in the face direction of the wearer and the display means B1 for allowing the wearer to visually recognize the image information.
1 fixed to the wearer's head.
【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。The fixing means C1 includes a first housing 61 and a first housing 61.
A support bar 62 that supports the housing 61 at its tip, a second housing 63 to which the base of the support bar 62 is attached, and a head support frame 64 that integrally has the second housing 63. .
【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。The first housing 61 has a half mirror (half mirror means) 70 facing the wearer's face, and is formed in a dark box 71. The half mirror 70 is
The first housing 61 is inserted into the concave groove 61a,
By removing the upper lid of the housing 61, it can be inserted and removed. The CCD camera 72, which is an imaging device, is fixed in the dark box 71 in a state facing the wearer's face so as to have the same viewpoint as the half mirror 70. Since the CCD camera 72 is located in the dark box 71 via the half mirror 70, the CCD camera 72 cannot be visually recognized from outside.
【００２９】撮像手段Ａ１は、第１の筐体６１にあるＣ
ＣＤ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。The image pick-up means A1 is provided by the C
It comprises a CD camera 72, a half mirror 70, and a battery 73 in the second housing 63. A cable 74 from the CCD camera 72 passes through the inside of the support bar 62 and is connected to an output connector 75 at the end of the second housing 63.
【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６
３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。Although the imaging range a1 of the CCD camera 72 can image almost the entire face of the wearer, the second housing 6
3 is set in a range where the liquid crystal display 16 does not enter. The imaging range a1 is determined by the optical power (positive power, negative power, or no power) of the light transmission characteristic of the half mirror 70.
【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。The display means B1 is provided in the second housing 63.
In addition to the white LED 12, the condenser lens 14, the liquid crystal display (spatial light modulating means) 16, the liquid crystal driving circuit 76, and the battery 73, a half mirror (reflecting means, halfler means) 70 attached to the first housing 62 is provided. Is done. A cable 79 from the input connector 77 is connected to the liquid crystal drive circuit 76.
【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。The liquid crystal display 16 has a surface 16a.
Are supported by the second housing 63 so as to be exposed to the outside. The light emitted from the white LED 12 travels along the luminous flux range b1 shown in the figure, and is reflected by the condenser lens 14, the liquid crystal display 16, and the concave mirror of the half mirror 70, and is moved right and left of the wearer on the optical axis 78. An image is formed in the vicinity of an eye point (the position of the pupil when facing the front) 80 of any eyeball.
【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。The head support frame 64 of the fixing means A1 is for fixing the first housing 61 and the like to the head of the wearer. As long as the position of 61 does not change, either a hair band type or a helmet type may be used.
【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。FIG. 2 shows details of the half mirror 70 constituting the half mirror means. The half mirror 70 has a reflection surface 82 formed of aluminum or the like on one surface of a lens portion 81 such as an optical resin, and has a reflectance of 20% to 90% and a transmittance of 10% to 80%. It is. In the illustrated example, the lens portion 81 is formed as a convex lens having a thick center and a thin periphery, and the reflection surface 82 is formed as a concave mirror. The image of the face of the wearer reaches the CCD camera 72 under the action of positive power by the convex lens of the lens unit 81. on the other hand,
The image on the liquid crystal display 16 is subjected to the action of the positive power by the concave mirror on the reflection surface 82. That is, the display means B1
In the above, the half mirror 70 has a reflection function and a function equivalent to a convex lens.
【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７
５，７７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。FIG. 3 shows an example of use of the head mounted camera 60. The video connector 84 of the mobile computer 83 having the battery 83a is connected to the input / output connector 7
5,77. An image captured by the CCD camera 72 is recorded in the recording device of the mobile computer 83. Also, from the playback device of the mobile computer 83,
An image is output to the liquid crystal drive circuit 76. The mobile computer 83 functions as a communication unit that transmits image information captured by the CCD camera 72 and receives image information projected on the liquid crystal display 16 if it can be connected to a telephone line for communication.
【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。When the wearer wears the head-mounted camera 60 on his / her head and connects to the mobile computer 83, the wearer can select and use the place. For example, while sitting on a crowded train seat, not only the camera function that captures your own face,
It also has a display function that allows the wearer to visually recognize desired image information such as video, and the like, and is a multifunctional head mounted camera that can support various uses of the wearer.
【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。In FIG. 1, when taking an image of the face of the user, the wearer does not recognize the presence of the CCD camera 72 because the CCD camera 72 is in the dark box 71 via the half mirror 70. Further, since the half mirror 70 functions as a reflection unit, the main part of the display unit B1 can be arranged on the side of the second housing 63. Therefore, the first housing 61 can be formed compact, and the visibility of the wearer can be reduced. In particular, since the CCD camera 72 and the half mirror 70 are arranged at the same viewpoint of the wearer, the first housing 61 can be made as compact as possible.
【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。Since the liquid crystal display 16 of the display means B1 is exposed to the outside world and the luminous flux range b1 is narrowed as shown in the figure, the liquid crystal display 16 cannot be viewed from the direction of the white arrow, and the confidentiality is excellent. . Further, since the liquid crystal display 16 of the display means B1 does not fall within the imaging range a1 of the CCD camera 72, no extra image is reflected on the CCD camera 72, and exposure failure by the CCD camera 72 can be eliminated. That is, when the liquid crystal display 16 enters the imaging range a1, the CCD camera 72 adjusts the exposure to the light from the liquid crystal display 16, so that the face appears dark, but such a problem is solved. You.
【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１０
１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。FIG. 4 shows a head-mounted camera 100 according to another first embodiment of the present invention. The difference from the head mounted camera 60 of FIG.
1 is longer, and a communication means (first communication means) 102 including a wireless device and a telephone device is provided therein.
Note that the same reference numerals are given to portions that perform the same functions as those of the head mounted camera 60 in FIG. 1 and description thereof is omitted.
【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（動画エンコーダ）１１１及びＣＣＤカメラ
７２に接続されるＭＰＥＧ動画圧縮器（動画デコーダ）
１１２を、中央処理装置１１０を経て、パワーアンプ１
１３、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。A central processing unit 110 for controlling the wireless device and the telephone device is provided in the second housing 101. A wireless device that wirelessly transmits image information of the imaging unit and receives image information of the display unit is an MPEG device connected to a liquid crystal driving circuit 76.
MPEG moving picture compressor (moving picture decoder) connected to moving picture decompressor (moving picture encoder) 111 and CCD camera 72
112, through the central processing unit 110, the power amplifier 1
13, a modulator 114 and an antenna 115.
【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１
１８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。The telephone device for transmitting the image information of the imaging means and transmitting and receiving the voice simultaneously with the image information of the display means includes a microphone 116 for inputting the voice of the wearer and a speaker 117 for outputting the voice to the ear of the wearer. Is attached to the second housing 110,
Call receiving apparatus 1 for microphone 116 and speaker 117
18, a central processing unit 110, a power amplifier 113,
This is a configuration for connecting to a transmission unit including a modulator 114 and an antenna 115. The battery 119 supplies power to the imaging unit, the display unit, and the first communication unit including the wireless device and the telephone device.
【００４２】無線装置と電話装置とからなる通信手段１
０２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、６４ｋｂ
ｐｓ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。Communication means 1 comprising a wireless device and a telephone device
According to the head-mounted camera 100 including the camera 02, a cable such as a video connector required when connecting to the mobile computer in FIG. 3 is not required, and there is no inconvenience that the cable is caught when the wearer shakes his head. It can be used while the wearer moves. Further, the communication means 102 including the wireless device and the telephone device is compactly provided in the second housing 101, and the image information is compressed using the MPEG moving image decompressor 111 and the MPEG moving image compressor 112. And transmit and receive, for example, a 64 kb head-mounted camera
At a relatively low data communication rate of about ps, it can function as a videophone that can also perform voice communication and video communication with a remote place.
【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。In FIG. 1, separate reflecting mirrors are provided above or below the half mirror 70 of the first housing 61, and the luminous flux range b1 of the display means B1 is formed by the reflecting mirror. An imaging range a1 of the imaging means A1 can also be formed. In this case, since the half mirror 70 is used exclusively for the image pickup means A1, it is used for photographing the face of the wearer.
【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。Further, the CCD camera 72 of the first housing 61
It is also possible to adopt a structure in which the whole of the compactly formed display means is disposed on any of the upper, lower, left and right sides. In this case, a part of the display unit B1 does not completely enter the imaging range a1 of the imaging unit A1.
【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。Next, the excellent functions of the display means B1 will be further described. Since the half mirror 70 in FIG. 1 functions as a convex lens in the display unit B1, the following description will be made by replacing the half mirror 70 with the convex lens 18. FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an optical configuration of a display unit. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining an optical conjugate relationship in the display means shown in FIG.
【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（deformablemirror
device）などを用いることも可能である。The display means B1 shown in FIG. 5 includes a white LED 12 which is a point light source for emitting white light, a condenser lens 14 having a positive power for condensing light from the white LED 12, and a light condensed by the condenser lens 14. Color liquid crystal display (spatial light modulation means) 16 for modulating light and selectively transmitting the same, and a positive power imaging lens 18 for forming light modulated by the liquid crystal display 16 on the retina 24 in the user's eye 22. And In addition, as the spatial light modulating means, a reflective liquid crystal or a DMD (deformable mirror) is used.
device) can also be used.
【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１
６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。In the display means B1, light emitted from the white LED 12 via a virtual stop 20 for explanation enters at one point on the liquid crystal display 16 at a relatively small stop angle θ11. Therefore, the liquid crystal display 1
The emission angle θ12 of the light emitted from one point on 6 is a comparatively small angle that is substantially equal to the stop angle θ11. Most of the light spread at the emission angle θ12 enters the imaging lens 18, and most of the light passing through the imaging lens 18 enters the pupil surrounded by the iris 26, and passes through the crystalline lens 28 to the retina 24. Reach.
【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θ
12が比較的小さくなるだけでなく、網膜２４上の焦点２
９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。As described above, the white LED 12 emitting white light
And the use of the condenser lens 14, the emission angle θ of the light emitted from one point of the liquid crystal display 16
Not only is 12 relatively small, but also the focus 2 on the retina 24
The focusing angle θ13 of the light focused at 9 is also a relatively small angle corresponding to a partial area of the crystalline lens 28. In other words, in the display means B1, the depth of focus of the light focused on the focal point 29 on the retina 24 is deep, and the image hardly appears blurred even if the defocus occurs in the optical axis direction. Therefore, it is possible to allow the user to always observe a clear image even without performing focus adjustment.
【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。Further, since the emission angle θ12 of light emitted from one point on the liquid crystal display 16 is relatively small, the emitted light hardly reaches anyone other than the user who is at a predetermined place. Therefore, when the liquid crystal display 16 is exposed to the outside, the image displayed on the liquid crystal display 16 is hardly seen by anyone other than the user in the optical axis direction, and the confidentiality of the displayed image is high.
【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。In FIG. 6, in the display means B1,
Light emitted from the white LED 12 (represented by the optical path 1) forms an image at a pupil on the front surface of the eyeball 22 of the user at a predetermined position. In other words, the white LED 12 and the pupil have a conjugate relationship, and the imaging lens 18 is arranged so that the pupil of the user with respect to the white LED 12 determined for each specific device in which the display means B1 is incorporated so that the conjugate relationship is established. Are arranged at positions corresponding to the positions of Therefore,
Most of the light passing through the condenser lens 14 from the white LED 12 reaches the retina 24 via the crystalline lens 28 without being blocked by the iris 26. Therefore, as compared with the case where the light incident on the eyeball is blocked by the iris as shown in FIG. 28, the light emission power of the white LED 12 required to cause a constant light power to enter the pupil may be smaller. That is, the power consumed by the white LED 12 can be reduced. Here, an example is shown in which the light emitted from the white LED 12 is imaged in the pupil on the front surface of the user's eyeball, but the condition that this light enters the pupil almost without being blocked by the iris 26 is satisfied. If so, the focal point may be slightly back and forth in the optical axis direction.
【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２
４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。Further, in the display means B1, the light (represented by the optical path 2) modulated and emitted from the liquid crystal display 16 is applied to the retina 2 of the user at a predetermined position.
4 is imaged. That is, the liquid crystal display 16 and the retina 24 have a conjugate relationship. This allows the user to observe an image using the light modulated by the liquid crystal display 16. Here, the light in the optical path 2 passes through the lens 28 of the user. However, since the adjustment range of the lens 28 is relatively narrow, the above conjugate relationship is achieved by adjusting the position of the imaging lens 18. It has become possible.
【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。Further, since the white LED 12 serving as a point light source emits white light, a full-color image can be displayed on the liquid crystal display 16. As the light source of the display means B1, in addition to using the fluorescent lamp that emits white light as described in the section of the related art, a laser light source that emits monochromatic light may be used, but a point light source that emits white light may be used. Thus, a full-color image can be observed in addition to the above benefits. In this regard, the display means B1 is extremely practical.
【００５３】表示手段Ｂ１では、白色光を発する白ＬＥ
Ｄ１２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。In the display means B1, a white LE emitting white light is used.
As D12, a material in which a fluorescent substance is applied to the outside of the blue light emitting diode (the light emitting range is about 300 μm square) is used. The fluorescent material receives blue light from the diode and emits light of various wavelengths in the visible light region, so that the white LED 12 emits white light as a whole. As described above, by using the white LED 12 using the blue light emitting diode, the light source can be made compact and a light source having a very small light emitting area can be realized at low cost. Further, since a light emitting diode which can be driven with low power is used, power consumption can be reduced. Note that an ultraviolet light emitting diode can be used instead of the blue light emitting diode.
【００５４】また、白色光を発する点光源は、例えばＲ
ＧＢ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。A point light source that emits white light is, for example, R
It may be one using three LEDs of GB, or one provided with a light-shielding member having a pinhole in front of a white light source such as a halogen lamp or a miniature light bulb. The white LED 12 using a light emitting diode or an ultraviolet light emitting diode is preferable.
【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。Further, in the display means B1, the light emitting area of the point light source is preferably 1 mm 2 or less. this is,
By setting the light emitting area of the point light source to 1 mm 2 or less, the spread of the light beam can be suppressed, and the effect (deep depth of focus, high confidentiality) of the display means B1 can be further enhanced.
【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。Next, another display means B11 will be described. FIG. 7 is a schematic diagram of the optical configuration of another display means B11. The display means B11 shown in FIG. 7 includes a white LED 12 that is a point light source that emits white light, a positive power condenser lens 14 that collects light from the white LED 12,
A scattering plate 17 for scattering the light condensed by the condenser lens 14, and a liquid crystal display (spatial light modulating means) for modulating the light passing through the scattering plate 17 and selectively transmitting the light
16 and a positive power imaging lens 18 for imaging the light modulated by the liquid crystal display 16 on the retina 24 in the user's eyeball 22. Note that the scattering plate 17 can be arranged at an arbitrary position between the white LED 12 and the liquid crystal display 16.
【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。In the display means B11, similarly to the display means B1 of FIG. 5, the imaging lens 18 is arranged so that the white LED 12 and the pupil of the user's eyeball 22 have a conjugate relationship. Therefore, as described in the display means B1, the power consumed by the white LED 12 can be reduced. Further, the light modulated and emitted from the liquid crystal display 16 is transmitted to the retina 24 of the user at a predetermined position.
An imaging lens 18 is arranged so that an image is formed at the position. That is, the liquid crystal display 16 and the retina 24 have a conjugate relationship. This allows the user to observe an image using the light modulated by the liquid crystal display 16.
【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）＝ｃ
ｏｓn θにおいてｎ＝３となるようなものを用いるもの
とする。The scattering plate 17 is made of glass having irregularities formed on the surface on the liquid crystal display 16 side at a pitch larger than the wavelength of visible light, here about 0.5 to 10 μm.
This is a plate made of a transparent material such as PMMA (polymethyl methacrylate) and PC (polycarbonate). The scattering characteristics of the scattering plate 17 can be adjusted by changing the shape of the surface such as the uneven pitch. Here, the luminous intensity distribution by the scattering plate 17 is represented by a characteristic expression I (θ) = c described later.
It is assumed that n = 3 in os n θ is used.
【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。Light emitted from one point of the white LED 12 aiming at one point on the liquid crystal display 16 (indicated by a path 31)
Are condensed by the condenser lens 14, become parallel to the optical axis 32, and enter one point on the scattering plate 17. And
This light is scattered by irregularities on the surface of the scattering plate 17,
The luminous flux is spread at the angle θ21.
【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。The light modulated at one point of the liquid crystal display 16 out of the light passing through the scattering plate 17 is emitted from the liquid crystal display 16 at an emission angle θ22 through a virtual stop 33 for explanation. The emission angle θ22 is relatively larger than the emission angle θ12 in a case where the scattering plate 17 is not provided, that is, in a case similar to that described with reference to FIG.
【００６１】従って、散乱板１７を通過して射出角度θ
22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。Therefore, the light passes through the scattering plate 17 and exits at the angle θ.
The light emitted from the liquid crystal display 16 at 22 is a light beam having a width L1 wider than the pupil width of the user and approximately equal to that of the iris 28 (10 mm) at the front surface position of the user's eyeball 22. . On the other hand, the light emitted from the liquid crystal display 16 at the emission angle θ12 is a light beam having a width L2 smaller than the pupil width of the user at the front position of the user's eyeball 22.
【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２
２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。Therefore, according to the display means B11, even if the user's eyeball 22 slightly moves (± 5 mm) in the direction indicated by the white arrow C in the figure, the pupil is within the range indicated by the width L1. As far as possible, the light modulated at one point of the liquid crystal display 16 enters the eyeball and passes through the crystalline lens 28 to the retina 24.
Is imaged. In other words, it is relatively unlikely that the brightness of the display image becomes uneven due to the movement of the eyeball. On the other hand, when the scattering plate 17 is not provided, the width L2 itself is smaller than the pupil width. Is no longer incident on the pupil. For this reason, a large luminance unevenness occurs in the display image. Thus, in the display means B11, by disposing the scattering plate 17 between the condenser lens 14 and the liquid crystal display 16, the eyeball 2
It is possible to suppress luminance unevenness of the display image accompanying the movement of No. 2.
【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（ｍ
ｍ）を示すものである。Here, a preferable scattering characteristic of the scattering plate 17 will be described. First, as shown in FIG.
Is assumed to be approximately represented by I (θ) = cos n θ by the declination θ from the normal to the scattering plate 17. Here, I is a luminous intensity expressed in unit candela, and n is a coefficient depending on the surface shape of the scattering plate 17.
That is, as shown in FIG. 8, when parallel light 81 is incident on one point on the scattering plate 17, the luminous intensity in a direction away from the normal 30 of the scattering plate 17 by an angle θ is represented by cosn θ. . At this time, the illumination efficiency and the luminous flux width L1 at the position corresponding to the pupil in accordance with the change of the coefficient n are shown in FIGS. Here, the illumination efficiency indicates the ratio of the light guided into the pupil of the light emitted from the white LED 12. The light beam width L1 is, as described above, the scattering plate 17.
Of the light emitted from one point of the liquid crystal display 16 after passing through at the front surface position of the user's eyeball (m
m).
【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。As shown in FIG. 9, the illumination efficiency increases with an increase in the coefficient n, but the rate of increase decreases with an increase in the coefficient n. When the coefficient n exceeds 3, the degree of increase is very gentle. Become. From the viewpoint of illumination efficiency, the larger the coefficient n is, the more preferable it is. However, practically, it is preferable to be 3 or more. Further, as shown in FIG. 10, the luminous flux width decreases as the coefficient n increases, but the rate of decrease decreases as the coefficient n increases. When the coefficient n reaches 100, the luminous flux width approaches 1 mm. Here, 1 mm is an approximate minimum diameter of a human pupil, and when the light flux width becomes smaller than this, the above-described effect by using the scattering plate 17 cannot be substantially obtained. Therefore, the coefficient n is preferably 100 or less. Therefore, the coefficient n is preferably 3 or more and 100 or less in consideration of both the illumination efficiency and the light beam width. This makes it possible to maintain the overall width of the observation area where luminance unevenness does not occur at a minimum level or more while maintaining the illumination efficiency at a certain level or higher.
【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。According to the display means B11, since the same white LED 12 and condenser lens 14 as those of the display means B1 of FIG. 5 are used, the display means B11 depends on the coefficient n of the scattering plate 17 described above. The emission angle θ22 of the light emitted from one point can be made relatively small, and the focusing angle of the light focused at the focal point on the retina 24 is also relatively small corresponding to a partial area of the crystalline lens 28. Angle can be. That is, in the display device 3 of the present embodiment, the light focused on the retina 24 has a large depth of focus, and the image hardly appears blurred even if the focus shifts in the optical axis direction. Therefore, it is possible to allow the user to always observe a clear image even without performing focus adjustment.
【００６６】また、表示手段Ｂ１１によると、散乱板１
７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。According to the display means B11, the scattering plate 1
Although it depends on the coefficient n of 7, the liquid crystal display 16
Since the emission angle θ22 of the light emitted from one point is relatively small, the emitted light hardly reaches anyone other than the user at a predetermined location. Therefore, when the liquid crystal display 16 is exposed to the outside, the image displayed on the liquid crystal display 16 is hardly seen by anyone other than the user, and the confidentiality of the displayed image is high. These effects (deep depth of focus, high confidentiality of the image) increase as the coefficient n increases.
【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Ｂ１
１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。Next, still another display means B12 will be described. FIG. 11 is a schematic diagram of an optical configuration of still another display unit B12. The display means B12 is different from the display means B11 shown in FIG. 7 in that the display means B1 is different from the display means B11 shown in FIG.
Same as 1. Therefore, also by the display means B12,
The same effect as that of the display unit B11 can be obtained, for example, it is possible to suppress uneven brightness and blur of a display image due to the scattering plate 17.
【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２
４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１
８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。However, in the display means B12, since the position of the imaging lens 18 is different from that of the display means B11, the white LED 12 and the pupil of the user's eyeball 22 do not have a conjugate relationship. The LED 12 and the point 34 behind the retina 24 of the eyeball 22 have a conjugate relationship. Therefore, in the display means B12, a part of the light passing through the liquid crystal display 16 is blocked by the iris 26 or the like, so that a part of the liquid crystal display 16 cannot be observed.
The required light emission power increases. However, also in the display means B12, the liquid crystal display 16 and the retina 2
4 is maintained, so that at least a part of the image of the liquid crystal display 16 can be observed. In the display means B12, the imaging lens 1
By changing the position of 8, the white LED 12 and the pupil of the user's eyeball 22 lose the conjugate relationship, but the same is true for the white LED 12, the condenser lens 14, and the liquid crystal display 16 alone or the imaging lens 18. This is also realized by moving a plurality of elements including the above, or by moving the user.
【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Ａ１
１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。FIG. 12 is a schematic diagram showing a head-mounted camera 200 according to the second embodiment of the present invention. The head-mounted camera 200 according to the second embodiment includes an imaging unit A1 directed in the face direction of a wearer.
1 is fixed to the head of the wearer by fixing means C11.
【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。The fixing means C11 comprises a first housing 201,
A support bar 202 that supports the first housing 201 at the tip,
And a head support frame 203 having a support bar 202 integrally therewith.
【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２
０４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。The first housing 201 has a half mirror (half mirror means) 204 facing the wearer's face, and is formed in a dark box 205. The half mirror 204 is inserted into the concave groove 201a of the first housing 201, and can be inserted and removed by removing the upper lid of the first housing 201. The CCD camera 207, which is an imaging device, is fixed in the dark box 205 in a state facing the wearer's face so as to have the same viewpoint as the half mirror 204. Half mirror 2
Since the CCD camera 206 is located in the dark box 205 via the terminal 04, the CCD camera 206 cannot be visually recognized from outside.
【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。The image pickup means A11 comprises a CCD camera 206 and a half mirror 204 in the first housing 201, and a battery 207 on the side of the support bar 202 of the head support frame 203. A cable 208 from the CCD camera 206 passes through the inside of the support bar 202 and is connected to an output connector 209 at the end of the head support frame 203.
【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。The imaging range a11 of the CCD camera 206 is
The range is set so that almost the entire face of the wearer can be imaged. The imaging range a11 is determined by the optical power (positive power, negative power, or no power) of the light transmission characteristic of the half mirror 204. The structure of the half mirror 204 is the same as that described in FIG. 2, but the shape is different from that of FIG. In the illustrated example, the lens portion is formed as a convex lens having a thick center and a thin periphery, and the reflection surface is formed as a convex mirror. The light reflection characteristic is a negative power effect, and the wearer's face can be observed over a wide range. The light transmission characteristic is a positive power effect,
The focal length of the CCD camera 206 is shortened to enable wide-angle imaging.
【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、ＣＣ
Ｄ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、ＣＣ
Ｄ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。The half mirror 204 can be exchanged for one having various optical characteristics. FIG. 13 shows another half mirror shape to be exchanged. FIG. 13 (a)
The half mirror 204a has a lens portion formed of a parallel plate having the same thickness, and a reflection surface formed of a convex mirror. The light reflection characteristic is a negative power effect, and enables the wearer's face to be observed in a wide range. Light transmission characteristic is no power, CC
The focal length of the D camera 206 is not changed. In the half mirror 204b of FIG. 13B, the lens portion is formed as a convex lens having a thick center and a thin periphery, and the reflection surface is formed as a concave mirror. The light reflection characteristic is positive power, and a part of the wearer's face is magnified by the loupe effect so that observation is possible. The light transmission characteristic is a positive power, and enables a wide-angle imaging in which the focal length of the CCD camera 206 is shortened and the imaging angle of view is widened. In the half mirror 204c of FIG. 13C, the lens portion is formed as a concave lens having a thin center and a thick peripheral portion, and the reflection surface is formed as a concave mirror. The light reflection characteristic becomes positive power, and a part of the wearer's face can be enlarged and observed by the loupe effect. Light transmission characteristics are negative power, CC
Telephoto imaging or enlarged imaging can be performed by increasing the focal length of the D camera 206.
【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。When the wearer wears the head-mounted camera 200 on the head and connects a video, a personal computer, and the like to the output connector 209, the wearer functions as a camera for photographing his / her face. When taking an image of the face of oneself, since the CCD camera 206 is in the dark box 205 via the half mirror 204,
The wearer does not need to be aware of the presence of the CCD camera 206, and can reduce the psychological burden on the wearer. In addition, since the half mirror 206 functions as a reflection unit, it can be used as a mirror that shows the face of the wearer. Therefore, the wearer can check the imaging range of the CCD camera 206 and the state of the face. In addition, by using such a head-mounted camera, the face is always imaged by the CCD camera at the same angle, and the image data is stored and used later as a personal profile database, such as collectively reproducing and observing the image at a later date. be able to. Further, such an individual profile can be used as an input device for automatically forming the profile irrespective of the wearer's intention.
【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。FIG. 14 shows a head-mounted camera 300 according to another second embodiment of the present invention. FIG.
Is different from the head mounted camera 200 in that a wireless device (second communication means) including a modulator 303, a power amplifier 304 and an antenna 305 at the end of a head support frame 301
302. Note that the portions that perform the same functions as those of the head mounted camera 200 in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【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。According to the head mounted camera 300 having the wireless device 302, a cable such as a video connector necessary for connection to a video or a personal computer is not required, and the cable may be caught when the wearer shakes his head. There is no inconvenience and the wearer can use it while moving. In addition, it is possible to communicate with a remote place without having to worry about the wearer CCD camera 206 and always keeping a constant imaging angle.
【００７８】[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。As described above, according to the first aspect, multifunctionality is achieved by adding display means for allowing the wearer to recognize image information such as video to the imaging means for photographing the face of the wearer. For example, a head-mounted videophone can be supported. Further, since the display means is arranged so as not to be imaged by the imaging means, no extraneous matter is reflected on the face imaged by the imaging means.
【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。According to a second aspect of the present invention, a display means for recognizing image information such as video to the wearer is added to the imaging means for photographing the face of the wearer, so that the head wear-type television is multifunctional. Can handle telephone calls. In addition, by employing a configuration in which the display means includes the reflection means, the display means located in front of the wearer's face can be, for example, only the reflection means, and can be compactly configured together with the imaging means located in front of the face.
【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。According to the third aspect of the present invention, a display means for allowing the wearer to recognize image information such as video is added to the imaging means for photographing the face of the wearer, so that the head wear-type television becomes multifunctional. Can handle telephone calls. Further, by arranging the imaging means located in front of the wearer's face and the half mirror means of the display means in series, the imaging means located in front of the face can be made compact. In addition, since the imaging device and the half mirror unit are located at the same viewpoint when viewed from the wearer, obstruction of the field of view can be minimized.
【００８１】請求項４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。According to the fourth aspect, since the half mirror means is located in front of the face, the wearer can take an image while observing the camera of the imaging means main body, so that the psychological burden on the wearer can be reduced. In addition, at the same time as imaging, the face can be photographed on a half mirror means for observation.
【００８２】請求項５によると、撮像手段が暗箱内にあ
ってハーフミラー手段を介して撮像する構成であるた
め、撮像手段が外部から見えなくなり、装着者の心理的
負担を軽減できる。According to the fifth aspect, since the image pickup means is in the dark box and picks up an image via the half mirror means, the image pickup means cannot be seen from the outside, and the psychological burden on the wearer can be reduced.
【００８３】請求項６によると、暗室に対してハーフミ
ラー手段が交換自在に配設されているため、ハーフミラ
ー手段の目的に応じて交換できる。According to the sixth aspect, since the half mirror means is disposed so as to be exchangeable with respect to the dark room, the half mirror means can be replaced according to the purpose.
【００８４】請求項７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。According to the seventh aspect, the optical power for reflection and the optical power for transmission of the half mirror means can be set freely, and each of reflection and transmission can have different optical functions according to the purpose. .
【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。According to the eighth aspect, both the image information of the image pickup means and the image information of the display means can be transmitted and received wirelessly, and the head mounted portion can be formed compact.
【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。According to the ninth aspect, a videophone capable of voice communication with a remote place can be configured.
【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。According to the tenth aspect, both the image information of the image pickup means and the image information of the display means can be compressed and transmitted / received.
【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。According to the eleventh aspect, the image information obtained by the imaging means can be transmitted to various devices (video, personal computer, etc.) by the wireless device.
【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。According to the twelfth aspect, the image information obtained by the imaging means is transmitted to various devices (video, video, etc.) by the second communication means.
Personal computer, etc.).
【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。According to the thirteenth aspect, the cable for communication is not bulky when the head is worn, the tension is not caught on the cable when the head is rotated, and the action of the wearer is not restricted. .
【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。According to the fourteenth aspect, the light condensed by the light condensing means from the point light source is given to the spatial light modulating means, so that the emission angle of the light emitted from the spatial light modulating means is relatively small. Therefore, when this light enters the eyeball, the angle of focusing in the eyeball is small, and the depth of focus is deep. Therefore, when the display means is out of focus from the retina, almost no image blur occurs. Further, since the light emitted from the spatial light modulating means has a relatively small exit angle, an image formed by the light modulated by the spatial light modulating means is hardly observed except by an observer located at a predetermined position behind the imaging optical system. Can be prevented.
【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。According to the fifteenth aspect, since the point light source and the first point (pupil) have a substantially conjugate relationship, most of the light that has passed through the condenser optical system can be guided into the pupil. Therefore, the light emission power of the point light source required to cause a constant light power to enter the pupil may be small, and the power consumed by the point light source of the display means can be reduced. The spatial light modulator and the second point (retina)
Has a substantially conjugate relationship, so that an image formed by light modulated by the spatial light modulator can be observed.
【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。According to the sixteenth aspect, since the point light source is provided with a fluorescent substance outside the blue light emitting diode or the ultraviolet light emitting diode, a point light source having a very small light emitting area can be realized at low cost. become. Further, since the light emitting area of the point light source is 1 mm 2 or less, the effect of increasing the depth of focus can be further enhanced.
【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。According to the seventeenth aspect, an image formed by the light modulated by the spatial light modulating means can be scarcely observed except by an observer located at a predetermined position behind the imaging optical system. The spatial light modulator can be exposed.
【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。According to the eighteenth aspect, the spatial light modulation means of the display means does not enter the image information obtained by the imaging means.
【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。FIG. 1 is a schematic diagram of a head mounted camera according to a first embodiment of the present invention.
【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。FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure and operation of a half mirror.
【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。FIG. 3 is a diagram illustrating a use state of the head mounted camera of FIG. 1;
【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。FIG. 4 is a schematic diagram of a head mounted camera according to another first embodiment of the present invention.
【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。FIG. 5 is a schematic diagram showing an optical configuration of a display unit.
【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。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining an optical conjugate relationship of the optical configuration of FIG. 4;
【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。FIG. 7 is a schematic diagram showing an optical configuration of another display unit.
【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。FIG. 8 is a view for explaining preferable scattering characteristics of a scattering plate used in the display means shown in FIG. 7;
【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。FIG. 9 is a graph showing a relationship between a coefficient n in an expression representing a luminous intensity distribution and illumination efficiency.
【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。FIG. 10 is a graph showing a relationship between a coefficient n in an expression representing a light intensity distribution and a light beam width at a position corresponding to a pupil.
【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。FIG. 11 is a schematic diagram showing an optical configuration of still another display unit.
【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。FIG. 12 is a schematic diagram of a head mounted camera according to a second embodiment of the present invention.
【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。FIG. 13 is a schematic sectional view showing the structure of a half mirror to be replaced.
【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。FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a head-mounted camera according to another second embodiment of the present invention.
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）A1, A11 Imaging means B1, B11, B12 Display means C1, C11 Fixing means 12 White LED (point light source) 14 Condenser lens (light collecting optical system) 16 Liquid crystal display (spatial light modulation means) 18 Imaging lens (imaging optics) System) 61,201 First housing 70,204 Half mirror (half mirror means, reflection means) 71,205 Dark box 72,207 CCD camera 102 First communication means (wireless device) 111 MPEG moving image decompressor (moving image coder) 112 MPEG moving image compressor (moving image decoder) 116 microphone 117 antenna 118 call receiving device 300 wireless device (second communication means)
Claims (18)
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。1. An imaging device oriented in a face direction of a wearer, a display device arranged so as not to be imaged by the imaging device and allowing the wearer to visually recognize image information, the imaging device, and the display device And a fixing means for fixing the head to the wearer's head.
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。2. An image pickup means oriented in the face direction of the wearer, a display means for allowing the wearer to visually recognize image information, and a fixing means for fixing the image pickup means and the display means to the head of the wearer. A head-mounted camera, characterized in that the display means includes a reflection means directed toward the face of the wearer.
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。3. An image pickup means oriented in the face direction of the wearer, a display means for allowing the wearer to visually recognize image information, and a fixing means for fixing the image pickup means and the display means to the head of the wearer. Wherein the display means includes a half mirror means disposed between the imaging means and the face of the wearer.
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、を有する事を特徴とするヘッ
ドマウントカメラ。4. An image pickup means oriented in the face direction of the wearer, a fixing means for fixing the image pickup means to the head of the wearer, and an image pickup means provided between the image pickup means and the face of the wearer. And a half-mirror unit.
体は前記ハーフミラー手段と共に暗箱を形成する請求項
３又は４記載のヘッドマウントカメラ。5. The head-mounted camera according to claim 3, wherein the imaging unit is included in a housing, and the housing forms a dark box together with the half mirror unit.
換自在に配設されている請求項５記載のヘッドマウント
カメラ。6. The head mounted camera according to claim 5, wherein said half mirror means is exchangeably disposed on said housing.
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又は４記載のヘッドマウントカメ
ラ。7. The head mounted camera according to claim 3, wherein said half mirror means has an optical power in at least one of a light reflection characteristic and a light transmission characteristic thereof.
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。8. The head mount according to claim 1, further comprising: a first communication unit that transmits image information captured by the imaging unit and receives image information visually recognized by the display unit. camera.
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。9. The head-mounted camera according to claim 8, wherein said first communication means is a telephone device having a call receiving device, a microphone, and a speaker.
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。10. The head mounted camera according to claim 8, wherein said first communication means has a moving image encoding and a moving image decoding.
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。11. The head mounted camera according to claim 8, wherein said first communication means is a wireless device.
信する第２の通信手段を備えた請求項４記載のヘッドマ
ウントカメラ。12. The head-mounted camera according to claim 4, further comprising a second communication unit for transmitting image information captured by said imaging unit.
る請求項１２記載のヘッドマウントカメラ。13. The head mounted camera according to claim 12, wherein said second communication means is a wireless device.
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。14. The display means includes: a point light source that emits white light; a condensing optical system that condenses light from the point light source; and a spatial light that modulates light condensed by the condensing optical system. The head-mounted camera according to any one of claims 1 to 3, further comprising a modulator, and an imaging optical system that forms an image of the light modulated by the spatial light modulator.
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。15. The imaging optical system is arranged such that the point light source and a first point behind the imaging optical system by an arbitrary distance are substantially conjugated with each other, and 15. The head mount according to claim 14, wherein the spatial light modulating means and a second point substantially behind the first point by a distance between the pupil and the retina are arranged in a substantially conjugate relationship. camera.
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。16. The head mounted camera according to claim 14, wherein the point light source is a blue light emitting diode or an ultraviolet light emitting diode to which a fluorescent substance is provided outside, and the light emitting area is 1 mm 2 or less.
いる請求項１４記載のヘッドマウントカメラ。17. The head mounted camera according to claim 14, wherein the spatial light modulator is exposed to the outside.
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。18. The head mounted camera according to claim 17, wherein the spatial light modulator is located outside an imaging range of the imaging unit.
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