JP4364047B2 - 表示装置、撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、観察者または撮影者が実質的に直接観察するものに重畳されるように画像を虚像として表示し得る表示装置、撮像装置に関する。

従来から、頭部に装着して映像を観察する表示装置や、頭部に装着して撮影する撮影装置や、あるいはこれらの両方の機能を備えた装置が知られている。

例えば、特開２００３−３３７３６４号公報（特許文献１）には、頭部装着具を装着した撮影者の少なくとも片方の眼の前方に配置されるように透明板を設けて、この透明板に撮影範囲を示す指標を表示し、この指標により示される撮影範囲に基づいて、当該頭部装着具に取り付けられているカメラにより撮影を行うようにする技術が記載されている。
特開２００３−３３７３６４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術は、上記指標が表示されている透明板が、眼のせいぜい数センチ〜十数センチ程度前方に配置されることを想定したものであり、眼からそれ以上離れて配置されるものとは考えられない。これに対して、撮影者から被写体まで距離は、通常、数メートルから数十メートル以上あることが多く、このような距離にある被写体と、眼前の数センチ程度の距離に配置された透明板の指標と、を同時に鮮明に、つまり両方に同時に焦点を合わせて、観察するのは困難である。従って、該特許文献１に記載された技術は、至近から無限大までの様々な位置にある被写体を観察する際に、指標も同時に鮮明に観察し得るような、汎用性のある技術であるとはいえなかった。

また、先に本出願人が出願した特願２００４−０３１２７９号に記載の発明は、上記特許文献１に記載された技術の問題点を解決するものであるが、該発明では、虚像を表示するためのレンズを前後に移動させることにより、上記虚像を観察位置に表示するようにしていた。しかし、このような構成では、レンズを前後に移動させるためのアクチュエータが必要になるために、装置全体が多少は大きくなったり重くなったりしてしまう。さらに、アクチュエータを駆動する際には駆動音が幾らか発生すると考えられるが、頭部に装着する装置においては、特に、該駆動音による不快感を減らすことが望ましい。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、画像を所望の距離の位置に虚像として表示することが可能であり、使用者に不快感等を与えることがない小型軽量な表示装置、撮像装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、第１の発明による表示装置は、画像を生成するための表示素子と、上記表示素子により生成された画像を、観察者が実質的に直接観察する観察対象に重畳されるように、虚像として表示するための光学素子と、上記観察対象までの距離を測定する測距手段と、上記表示素子と上記光学素子との間に配設されていて、上記光学素子から上記虚像までの距離が、上記観察対象までの距離に略等しくなるように、レンズの形状を変化させて焦点距離を調整することにより、上記光学素子から上記虚像までの距離を調整するための焦点距離調整用レンズと、を具備したものである。

また、第２の発明による表示装置は、上記第１の発明による表示装置において、上記光学素子から上記虚像までの距離によることなく該虚像を見込む視角が一定になるように調整する視角調整手段をさらに具備したものである。

さらに、第３の発明による表示装置は、上記第１または第２の発明による表示装置において、上記焦点距離調整用レンズが、上記光学素子から該光学素子により表示される虚像までの距離が該光学素子から観察対象までの距離に略等しくなるように、該虚像までの距離を調整するものである。

第４の発明による表示装置は、上記第３の発明による表示装置において、上記光学素子から観察対象までの距離を測定する測距手段をさらに具備し、上記焦点距離調整用レンズは、上記測距手段により測定された観察対象までの距離を用いて上記虚像までの距離を調整するものである。

第５の発明による表示装置は、上記第２の発明による表示装置において、上記視角調整手段が、上記表示素子に形成する像の大きさを調整することにより、虚像を見込む視角が一定になるように調整するものである。

第６の発明による撮像装置は、撮影者が実質的に直接観察する被写体に重畳されるように撮影範囲を示す撮影画枠を虚像として表示するための表示手段と、上記被写体までの距離を測定する測距手段と、上記表示手段から該表示手段により表示される虚像までの距離が上記測距手段により測定された被写体までの距離に略等しくなるようにレンズの形状を変化させることにより焦点距離を調整可能な焦点距離調整用レンズと、上記被写体の光学的な像を結像するための撮影光学系と、上記撮影光学系により結像された上記撮影画枠に対応する撮影範囲内の光学的な被写体像を撮影して画像データを生成する撮像素子と、上記撮像素子により生成した画像データを記録するための記録手段と、を具備したものである。

第７の発明による撮像装置は、上記第６の発明による撮像装置において、上記表示手段から上記虚像までの距離によることなく、該虚像を見込む視角が一定になるように調整する視角調整手段をさらに具備したものである。

第８の発明による撮像装置は、上記第６の発明による撮像装置において、上記表示手段が、撮影者の頭部に装着して用い得るように構成されたものである。

本発明の表示装置、撮像装置によれば、画像を所望の距離の位置に虚像として表示することが可能であり、小型軽量で、使用者に不快感等を与えることがない。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１から図７５は本発明の実施例１を示したものであり、図１は頭部装着型カメラの使用形態を示す斜視図である。

なお、本実施例の頭部装着型カメラは、画像を撮像する機能に着目すれば撮像装置であり、画像を表示する機能に着目すれば表示装置（あるいは、画像を再生する機能に着目すれば画像再生装置）でもある。そして、後述するように、危険防止機能付き頭部装着型表示装置となっている。さらに、この頭部装着型カメラは、画像を編集することも可能であるために、画像編集装置を兼ねたものとなっている。

また、画像再生装置は、画像再生方法や画像再生プログラムとしても適用することができ、該画像再生プログラムを記録媒体に記録することにより、画像再生プログラムを記録する記録媒体となる。

同様に、画像編集装置は、画像編集方法や画像編集プログラムとしても適用することができ、該画像編集プログラムを記録媒体に記録することにより、画像編集プログラムを記録する記録媒体となる。

この頭部装着型カメラ（以下では適宜、「カメラ」と略称する。）１は、図１に示すように、略めがね型をなし画像を撮像する機能を備えた頭部装着部２と、この頭部装着部２に対して無線で通信を行うことにより該頭部装着部２に係る操作入力を遠隔で行うとともに該頭部装着部２において撮像された画像データを無線で受信して記憶するための操作／記録部４と、に大別される。

上記頭部装着部２は、シースルー表示時に観察対象である被写体を実質的に直接観察することが可能であるとともに、該被写体の撮像も行うことができるように構成されたものである。この頭部装着部２は、形状が略めがね型をなすことで分かるように、視度補正用の一般的な眼鏡とほぼ同様にして頭部に装着し用いるものとなっており、重量やサイズ等も通常の眼鏡に極力近似するように小型軽量化が図られている。

上記操作／記録部４は、撮像のための各種操作信号を上記頭部装着部２へ無線で送信するとともに、該頭部装着部２により撮像された画像を無線で受信して記録を行い、さらに記録後の画像を編集するための画像編集装置としても機能し得るように構成されたものである。この操作／記録部４には、後述するような第２操作スイッチ１７１（図５、図１１参照）が設けられていて、この第２操作スイッチ１７１は、上記頭部装着部２のシースルー表示の制御や撮影動作の制御などの比較的頻繁に行われる操作を、撮影者が遠隔操作により手元で行うためのものである。従って、この操作／記録部４は、例えば片手の掌に収まる程度の小型な大きさとなるように、可能な範囲内での小型軽量化が図られたものとなっている。また、この操作／記録部４は、腰のベルト等に取り付けた状態、あるいは上着の内ポケット等に収納した状態、などの各種の状態でも使用することができるように構成されている。

これらの頭部装着部２と操作／記録部４とは、本実施例では互いに別体として構成されており、これにより、頭部装着部２を小型軽量化することによる装着感の向上、操作／記録部４の採用による操作性の向上、などを図るようにしている。

さらに、頭部装着部２と操作／記録部４とは、上述したように、無線で通信するようになっているために、例えば互いにケーブルで接続したときのような取り回しの不便さや拘束感がなく、自由で軽快に操作することができる。頭部装着型カメラは、高い機動性や操作性が要求されるために、このような構成を採用することが特に有効となっている。

次に、図２から図４を参照して、頭部装着部２の外観および概要について説明する。図２は頭部装着部を示す正面図、図３は頭部装着部を示す平面図、図４は頭部装着部を示す右側面図である。

この頭部装着部２は、一般的な眼鏡におけるレンズ、リム、ブリッジ、智などに相当する部分であるフロント部１１と、このフロント部１１の左右両側から後方（被写体と反対側）に向けて各延設されており該フロント部１１に対して折り畳み可能となっているテンプル部１２と、を有して構成されている。

上記フロント部１１は、画像表示用の光学系の一部や視線方向検出用の光学系の一部や電気回路等を内蔵する保持手段たるフレーム部１３を有して構成されている。

このフレーム部１３は、略中央部に被写体までの距離を測定するために用いられる測距手段たる投光用発光部１６が、左右両側部に被写体側からの音声をステレオで収録するための第１マイク１７および第２マイク１８が、それぞれ設けられている。

さらに、上記フレーム部１３には、左右両眼に各対応するように導光部材たる透明光学部材１４，１５が取り付けられている。これらの透明光学部材１４，１５の内の、一方である透明光学部材１４は後述するように視線方向を検出するために用いられ、他方である透明光学部材１５は後述するように画像を表示するために用いられるようになっている。そして、これらの透明光学部材１４，１５は、それぞれの機能を果たすために必要な最小限の大きさとなるように形成されている。

上記透明光学部材１４には、ＨＯＥ（Holographic Optical Element：ホログラフィー光学素子）２４とハーフミラー１２８とＨＯＥ１２９とがそれぞれ配設されており、上記透明光学部材１５にはコンバイナとしてのＨＯＥ２５が配設されている。各光学系の詳細については後述する。

加えて、上記フレーム部１３には、上記透明光学部材１４，１５の被写体側に位置するように、視度調整のためのレンズ２１，２２がそれぞれ着脱可能に取り付けられるようになっている。

すなわち、フレーム部１３には、上記レンズ２１，２２を取り付けるための取付手段たるリム２０が、例えば中央側と、左眼の左横側と、右眼の右横側と、でそれぞれビス２８により取り付けられるようになっている。

このリム２０には、鼻梁を左右から支持することにより、鼻梁に対してこの頭部装着部２を載置するための一対の鼻パッド１９が、一対のクリングス２３を介して設けられている。

このような構成において、上記ビス２８を外すことにより、リム２０およびレンズ２１，２２を容易に取り外すことができるようになっており、また、レンズ２１，２２を他の視度に対応するものに交換して、再び取り付けることも容易となっている。

このとき、リム２０を所定以上の弾力性のある素材により形成すれば、１つのビス２８を外すかまたは緩めるだけで、左眼用のレンズ２１または右眼用のレンズ２２の一方のみを選択的に（独立して）着脱することができて利便性が高まる。

このように、この頭部装着型カメラは、視度調整用レンズ付頭部装着型カメラであって、画像を表示する機能に着目すれば、視度調整用レンズ付頭部装着型表示装置を兼ねたものとなっている。

なお、上記視度調整用のレンズ２１，２２は、一般的な眼鏡に用いられるレンズを利用することも可能であり、安価に構成することが可能となっている。

また、上述では、視度調整用のレンズ２１，２２を透明光学部材１４，１５の被写体側に配設したが、これに限らず、透明光学部材１４，１５の背面側（眼の側）に配設することも勿論可能である。

さらに、フレーム部１３の左眼側（つまり、図２や図３における右側）の側面の継手２９には、被写体像を撮像するための撮像手段であり測距手段も兼ねた撮像部３０が、台座３３を介して、撮影方向を調節可能に固定されるようになっている。

この台座３３は、ビス３４，３５により上記継手２９に対して取り付けられ、ビス３６，３７を介して自己の上に上記撮像部３０を取り付けるように構成されている。該台座３３を介して、撮像部３０の上記フロント部１１に対する相対的な角度を調整することにより、後述するように、該撮像部３０に含まれる撮影光学系３１（図１０等も参照）の光軸と視軸とを調整することができるようになっている。このような構成における撮像部３０の取付位置の調整については、後で図２４、図２５を参照して説明する。

そして、上記撮像部３０の背面側からは、ケーブル３８が一旦延出されて、左眼側のテンプル部１２の下側を潜った後に、上記フレーム部１３に接続されている。これにより、フレーム部１３内の電気回路と、撮像部３０内の電気回路とが互いに接続されている。

上記テンプル部１２は、丁番７８，７９を用いて上記フロント部１１と接続されていて、これにより該フロント部１１に対して折り畳み可能となっている。すなわち、非使用時には、テンプル部１２をフロント部１１の中央部に向けて折り曲げ、該フロント部１１に沿って折り畳まれた位置を取らせることができるために、小型化して収納や運搬を便利に行うことが可能となっている。また、左右の各テンプル部１２の先端部には、耳にかけるための先セルモダン２６がそれぞれ設けられている。

右眼側のテンプル部１２には、後述する角速度センサ１４１，１４２（図１１参照）などのこの頭部装着部２に係る各種の電子回路の一部と、この頭部装着部２内の各回路へ電源を供給するための電源回路１７４（図１０参照）の構成要素である着脱可能な電池と、を収納するための収納部２７が設けられている。この収納部２７の例えば上面には、画像のシースルー表示を強制的に禁止するための危険防止操作手段たるスイッチ３９が外部から所望に操作可能となるように配設されている。そして、該収納部２７からは、ケーブル２７ａが延設されて、上記フレーム部１３内の各回路に接続されており、さらには上記撮像部３０内の回路を介して、上記操作／記録部４の回路と接続されるようになっている。

次に、図５から図９を参照して、操作／記録部４の外観および概要について説明する。図５は操作パネルを閉じた状態の操作／記録部を示す平面図、図６は操作パネルを閉じた状態の操作／記録部を示す右側面図、図７は操作パネルを閉じた状態の操作／記録部を示す左側面図、図８は操作パネルに配置された操作スイッチ類を示す平面図、図９は操作パネルを開いた状態の操作／記録部を示す斜視図である。

この操作／記録部４は、操作／記録本体部４１と、この操作／記録本体部４１に対してヒンジ４３を介して開閉自在に設けられた操作パネル４２と、を有して構成されている。

上記操作／記録本体部４１は、後述するような各回路を内蔵するとともに、上記操作パネル４２を開いたときに観察可能となる位置に液晶モニタとして構成された表示手段であるＬＣＤ表示素子（以下、「ＬＣＤ」と省略する。）４８が配設されたものとなっている。このＬＣＤ４８は、再生時に画像を表示するのに用いられる他に、各種のモードを設定するためのメニュー画面等の表示にも用いられるようになっている。

この操作／記録本体部４１の上面側には、図５に示すように、上記操作パネル４２が閉じ状態であっても操作可能な辺縁角部に電源スイッチ４４が配設され、さらに、該操作パネル４２を開閉する際に指先等を掛け易いように、凹部４５が形成されている。

また、この操作／記録本体部４１の右側面には、図６に示すように、ヒンジ４６により該操作／記録本体部４１に対して開閉自在となる蓋５２が設けられており、該蓋５２の係止部５２ａを操作／記録本体部４１側の被係止部５２ｂに係止させることで、閉じ状態が保たれるようになっている。この蓋５２を開くと、該図６に示すように、テレビと接続するための端子であるＡＶ／Ｓ接続端子５０と、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）と接続するための端子であるＰＣ接続端子５１と、が露呈する。このように、コード類は、操作／記録本体部４１の右側面において、まとめて接続されるようになっており、他の面からコード類が延出することがなく、コードを取り回すときの煩わしさを軽減することができるようになっている。

一方、操作／記録本体部４１の左側面にも、図７に示すように、ヒンジ４７により該操作／記録本体部４１に対して開閉自在となる蓋５３が設けられており、該蓋５３の係止部５３ａを操作／記録本体部４１側の被係止部５３ｂに係止させることで、閉じ状態が保たれるようになっている。この蓋５３を開くと、該図７に示すように、カードメモリ等でなる着脱式の記録手段たる記録用メモリ１５７（図１１等参照）を挿入するための記録用メモリ挿入口５４と、電源を供給するためのバッテリを着脱自在に挿入するためのバッテリ挿入口５５と、が露呈するようになっている。

上記操作パネル４２は、閉じた状態でも操作可能に露呈する外面側に図５に示すように比較的操作される頻度の高いスイッチ類が配設されていて、さらに、開いた状態でのみ操作可能に露呈する内面側に図８に示すように比較的操作される頻度の低い操作スイッチ類が配置されている。

すなわち、上記操作パネル４２の外面側には、上記第２操作スイッチ１７１が配設されている。この第２操作スイッチ１７１は、図５に示すように、ＦＡ／Ａ／Ｍスイッチ７１と、Ｆ／Ｖスイッチ７２と、レリーズスイッチ（ＲＥＬ）７３と、録画スイッチ（ＲＥＣ）７４と、ズームスイッチ７５と、露出補正スイッチ７６と、を有して構成されている。これらのスイッチ類は、上述したように、撮影動作の際に変更する頻度が比較的高い情報を設定するためのスイッチ類である。

上記ＦＡ／Ａ／Ｍスイッチ７１は、切換手段であって、所定の焦点距離以上の望遠撮影時に撮影範囲を示す撮影画枠に対応する撮影画像を拡大して電子ビューとしてシースルー表示する動作を、全自動（ＦＡ：フルオートモード）で行うか、自動（Ａ：オートモード）で行うか、手動（Ｍ：マニュアルモード）で行うか、を切り替えるためものである。

上記Ｆ／Ｖスイッチ７２は、切換手段であって、上記透明光学部材１５におけるシースルー表示を、撮影範囲を示す撮影画枠（Ｆ）にするか、あるいは撮像部３０からの撮影画像（Ｖ）（電子ビュー）にするか、を切り替えるためのものである。

上記レリーズスイッチ（ＲＥＬ）７３は、動画に比して高精細な静止画の撮影を開始するためのものである。

上記録画スイッチ（ＲＥＣ）７４は、動画の録画開始と録画停止とを押される毎に切り替えるためのものである。

上記ズームスイッチ７５は、撮影画枠設定手段であって、上記撮影光学系３１を含む撮像部３０のズーム（光学ズームおよび／または電子ズーム）を、望遠（Ｔ：テレ）側に行うためのテレスイッチ７５ａと、広角（Ｗ：ワイド）側に行うためのワイドスイッチ７５ｂと、を含んで構成されている。

上記露出補正スイッチ７６は、撮影される画像の露出補正をマイナス側に行うためのマイナス露出補正スイッチ７６ａと、該露出補正をプラス側に行うためのプラス露出補正スイッチ７６ｂと、を含んで構成されている。

なお、上記撮影光学系３１のズーム動作と、観察者でもある撮影者から観察する撮影画枠の視角の変更と、は連動して行われるように構成されているために、上記ズームスイッチ７５は、撮影者から観察する撮影画枠の視角を縮小するためのテレスイッチ７５ａと、該視角を拡大するためのワイドスイッチ７５ｂと、を有するものであると言い換えることもできる。

また、「撮影画枠」とは、上記撮像部３０により撮影される被写体の範囲を表す指標である（図２６等参照）。

一方、上記操作パネル４２の内面側には、音声を再生するためのスピーカ５６と、このスピーカ５６から発生される音声のボリュームを大きくするためのスイッチ５７と、該ボリュームを小さくするためのスイッチ５８と、上記記録用メモリ１５７に記録された画像情報を再生したり一時停止したりするための再生／停止スイッチ５９と、画像を逆方向に早送りしてサーチするためのスイッチ６１と、画像を順方向に早送りしてサーチするためのスイッチ６２と、カメラ１に係る各種の機能や日付などを設定するためのメニュー画面を上記ＬＣＤ４８に表示するためのメニューボタン６３と、該メニュー画面に表示されている各項目の内の着目項目を上、下、左、右の各方向へ移動したり表示情報をスクロールしたりするためのメニュー選択スイッチ６６，６７，６８，６９と、表示されている着目項目等を確定するための確定スイッチ６５と、が配設されている。これらのスイッチ類は、上述したように、撮影動作の際に変更する頻度が比較的低い情報を設定するためのスイッチ類である。

なお、後述するような視線方向検出のキャリブレーションモードに関する設定などの、通常使用しない特殊なモードの設定は、上記メニューボタン６３を操作して所定のメニューを選択することにより行うようになっている。

図１０は頭部装着部２の主として電子回路に係る構成を示すブロック図、図１１は操作／記録部４の主として電子回路に係る構成を示すブロック図である。

このカメラ１の構成は、上述したように、撮像機能を有する頭部装着部２と、この頭部装着部２および自己に係る各種操作入力を受けて制御を行うとともに該頭部装着部２により撮影された画像を記録する機能を備えた操作／記録部４と、に大別される。これらの内でも上記頭部装着部２は、さらに、撮像を行うための撮像手段たる撮像部３０と、主としてシースルー表示を行うための表示手段であり危険防止手段も兼ねたシースルー画像表示部６と、撮影者の視線方向を検出したり撮影者の頭部の動きに伴う角速度を検出したりするための生体情報検出手段であり視線方向検出手段と角速度検出手段とを兼ねた視線方向／角速度検出部７と、操作／記録部４と無線により信号の授受を行うための受信手段であり送信手段たる通信部８と、当該頭部装着部２内の各回路に電源を供給するための電源回路１７４と、に分けられる。これら撮像部３０とシースルー画像表示部６と視線方向／角速度検出部７とは、何れも、上記通信部８を介して、上記操作／記録部４と通信するようになっている。また、電源回路１７４は、電池を有して構成されており、この電池は、上述したように、上記収納部２７（図２参照）に対して着脱可能に取り付けられるようになっている。

上記シースルー画像表示部６は、ＬＥＤドライバ１１２と、ＬＥＤ１１３と、集光レンズ１１４と、ＬＣＤ１１５と、ＬＣＤドライバ１１７と、ＨＯＥ１１６と、ＨＯＥ２５と、投光用ＬＥＤ１６ａと、ＬＥＤドライバ１１８と、集光レンズ１６ｂと、上記スイッチ３９と、第４ＣＰＵ１１１と、を有して構成されている。このシースルー画像表示部６は、本実施例においては、観察者の片方の眼（ここでは、具体例として右眼）側にのみ配設されている。従って、観察者は、シースルー画像を、該片眼側のみで観察するようになっている。

上記ＬＥＤドライバ１１２は、上記第４ＣＰＵ１１１の制御に基づき上記ＬＥＤ１１３を発光させるものである。

上記ＬＥＤ１１３は、発光源であって投影手段を構成するものであり、上記ＬＥＤドライバ１１２により駆動されて光を発光するようになっている。このＬＥＤ１１３は、例えば、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色の光をそれぞれ発光可能なダイオードを含んで構成されている。

上記集光レンズ１１４は、上記投影手段を構成するものであって、このＬＥＤ１１３により発光された光を集光するものである。

上記ＬＣＤ１１５は、上記投影手段を構成するものであって、上記撮影画枠や撮影された映像などを表示するためのものであり、上記集光レンズ１１４を介したＬＥＤ１１３の光により背面側から照明される透過型の液晶表示手段となっている。

上記ＬＣＤドライバ１１７は、上記第４ＣＰＵ１１１の制御に基づいて、ＬＣＤ１１５を駆動して撮影画枠等を表示させるものであり、後述するようなパララックスを補正するための補正手段も兼ねている。

上記ＨＯＥ１１６は、上記ＬＣＤ１１５を介して射出される光を、後述するように収差を補正しながら鉛直下方（図１３、図１４参照）へ向けて反射する反射光学部材である。

上記ＨＯＥ２５は、反射型コンバイナとしての機能を果たすものであり、上記ＨＯＥ１１６からの光を撮影者の眼へ向けて反射し回折させることにより、上記ＬＣＤ１１５に表示された撮影画枠等を観察可能に投影するとともに、外界光を撮影者の眼へ向けて透過させ得るように構成されたコンバイナである。なお、この実施例１のＨＯＥ２５は、最小限の大きさとなるように構成された上記透明光学部材１５に合わせて、同様に、最小限の大きさとなるように構成されている。

上記投光用ＬＥＤ１６ａは、上記測距を行うための上記投光用発光部１６に含まれていて、測距用の光を発光する発光源である。

上記集光レンズ１６ｂは、上記投光用ＬＥＤ１６ａにより発光された測距用の光を、被写体に向けて投影するためのものである。

上記ＬＥＤドライバ１１８は、上記第４ＣＰＵ１１１の制御に基づいて、上記投光用ＬＥＤ１６ａを駆動するためのものである。

上記スイッチ３９は、上記第４ＣＰＵ１１１に接続されていて、該スイッチ３９が閉じたことが第４ＣＰＵ１１１により検出されると、該第４ＣＰＵ１１１がこのシースルー画像表示部６の表示を禁止するようになっている。このカメラ１は、撮影動作にとらわれることなく通常の行動をしながら撮影することが可能となるように構成されたものであるために、例えば、歩行時や車の運転時にも使用してしまいがちである。しかし、撮影者がこのような状態にあるときにシースルー表示がされると、その表示に気をとられることもあり得る。従って、これを未然に防止するために、スイッチ３９を設けて、シースルー表示を禁止することができるようにしている。なお、このときには表示は禁止されるが、撮影自体は継続することが可能となっている。

上記第４ＣＰＵ１１１は、制御手段であって、このシースルー画像表示部６内の各回路を制御するものであり、上記撮像部３０の後述する第３ＣＰＵ１０３と双方向に接続されて連携を取りながら、制御動作を行うようになっている。

このようなシースルー画像表示部６の作用は、ほぼ次のようになっている。

第４ＣＰＵ１１１は、ＬＥＤドライバ１１２を介してＬＥＤ１１３を発光させる。

ＬＥＤ１１３から発光された光は、集光レンズ１１４により集光されて、ＬＣＤ１１５を背面から照明する。

ＬＥＤ１１３は、撮影画枠を表示する場合には、上記Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色の光を発光させるダイオードの内の、例えばＧ（緑）のダイオードのみを発光させる。

第４ＣＰＵ１１１が撮影範囲を示す撮影画枠に対応する信号を生成してＬＣＤドライバ１１７へ転送するとともに、発光を行わせる制御信号をＬＥＤドライバ１１２へ転送すると、ＬＣＤドライバ１１７が、該信号に基づきＬＣＤ１１５を駆動して撮影画枠を表示面上に表示させるとともに、ＬＥＤ１１３が発光して該ＬＣＤ１１５を背面側から照明する。

こうして照明されたＬＣＤ１１５から投影される上記撮影画枠の映像は、収差を補正されながらＨＯＥ１１６により鉛直下方に反射され、ＨＯＥ２５に投影される。

ＨＯＥ２５は、上記ＨＯＥ１１６からの光線を、撮影者の眼へ向けて反射する。これにより、撮影者は、撮影範囲を示す撮影画枠を虚像として観察することができる。

一方、測距を行う場合には、第４ＣＰＵ１１１が、測距用の発光を行わせる制御信号をＬＥＤドライバ１１８へ転送する。

ＬＥＤドライバ１１８は、上記制御信号を受けると、投光用ＬＥＤ１６ａを発光させる。この投光用ＬＥＤ１６ａにより発光された測距用の光は、上記集光レンズ１６ｂにより平行光に変換されて、被写体へ向けて投光される。

こうして投光された照明光は、被写体により反射され、該反射光が上記撮像部３０により受光されて、後述するように測距演算が行われることになる。

次に、上記視線方向／角速度検出部７は、上記シースルー画像表示部６が配設されているのとは反対側の片眼（ここでは、具体例として左眼）側に配設されるようになっている。この視線方向／角速度検出部７は、視線方向検出装置として機能する視線方向検出部と、角速度検出装置として機能する角速度検出部と、に大別される。

上記視線方向検出部は、視線方向検出手段であって、ＬＥＤドライバ１２４と、ＬＥＤ１２５と、集光レンズ１２６と、反射ミラー１２７と、ハーフミラー１２８と、ＨＯＥ２４と、ＨＯＥ１２９と、反射ミラー１３１と、結像レンズ１３２と、バンドパスフィルタ１３３と、ＣＣＤ１３４と、ＣＣＤドライバ１３５と、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１３６と、Ａ／Ｄ変換回路１３７と、ＴＧ１３８と、を有して構成されている。これらの内のＬＥＤドライバ１２４、ＬＥＤ１２５、集光レンズ１２６、反射ミラー１２７、およびＨＯＥ２４は、観察者の眼へ赤外平行光束を投光するための赤外光投影手段たる投光系を構成している。また、上述した内のＨＯＥ２４、ハーフミラー１２８、ＨＯＥ１２９、反射ミラー１３１、結像レンズ１３２、バンドパスフィルタ１３３、およびＣＣＤ１３４は、観察者の眼から反射された光束を受光するための受光系を構成している。

また、上記角速度検出部は、角速度検出手段であって、角速度センサ１４１，１４２と、増幅器１４３，１４４と、Ａ／Ｄ変換回路１４５と、を有して構成されている。

そして、これら視線方向検出部と角速度検出部とを含む視線方向／角速度検出部７全体を制御するためのものとして、第２ＣＰＵ１２１が設けられている。

上記ＬＥＤドライバ１２４は、上記第２ＣＰＵ１２１の制御に基づいて、上記ＬＥＤ１２５を駆動するためのものである。

上記ＬＥＤ１２５は、ＬＥＤドライバ１２４により駆動されて、視線方向検出用の赤外光を発光する赤外発光ダイオードである。

上記集光レンズ１２６は、ＬＥＤ１２５により発光された赤外光を、平行光束に変換するものである。

上記反射ミラー１２７は、集光レンズ１２６により平行光束に変換された赤外光を、鉛直下方（図２０、図２１参照）へ向けて反射する反射光学部材である。

上記ハーフミラー１２８は、上記反射ミラー１２７からの赤外光を上記ＨＯＥ２４側へ透過させると共に、該ＨＯＥ２４からの光を水平方向へ反射するものである。

上記ＨＯＥ２４は、ハーフミラー１２８を透過してきた赤外光を観察者の眼へ向けて反射するとともに、該観察者の眼からの光を該ハーフミラー１２８へ向けて反射するものである。なお、この実施例１のＨＯＥ２４は、最小限の大きさとなるように構成された上記透明光学部材１４に合わせて、同様に、最小限の大きさとなるように構成されている。このＨＯＥ２４は、赤外域における狭い所定の帯域についての波長選択性を有しており、選択された帯域の赤外光のみについては高い反射特性を示す一方で、それ以外の波長の光線に対しては高い透過特性を示すものとなっている。このようにＨＯＥ２４は、上記シースルー画像表示部６のＨＯＥ２５とは全く異なる帯域の波長選択機能を有するものであるが、全体的な視感透過特性（あるいは、平均的な視感透過特性）については該ＨＯＥ２５とほぼ同様となっている。このように、左右の眼に対して平均的に同様の視感透過特性を有する光学素子を配置することにより、違和感を感じることがなく、かつ長時間使用しても眼の疲れを少なくすることができる。

上記ＨＯＥ１２９は、上記ＨＯＥ２４とハーフミラー１２８とにより導かれた観察者の眼からの光束を、鉛直上方へ向けて反射するものある。このＨＯＥ１２９は、上記ＨＯＥ２４と同じ波長選択性を有するものとなっている。従って、このＨＯＥ１２９を介することにより、観察者の眼側から入射する光束の内の、上記所定の帯域に含まれる赤外光以外の波長の光線をカットする（つまり、反射することなく透過してしまう。）ことができるようになっている。こうして、後述するようなプルキンエ像を、他の波長域の光線によるノイズの影響を軽減しながら、より高い精度で検出することが可能となっている。なお、光学素子としてＨＯＥ１２９を用いることにより、波長選択性が高まるという利点があるだけでなく、赤外光以外に対して透過性を有しているために、透明光学部材１４内に配設しても目立ち難いという利点もある。

上記反射ミラー１３１は、上記ＨＯＥ１２９からの光束を水平方向に反射するものである。

上記結像レンズ１３２は、上記反射ミラー１３１により反射された光束を、上記ＣＣＤ１３４の撮像面上に結像するためのものである。

上記バンドパスフィルタ１３３は、上記結像レンズ１３２により結像される光束の内の、上記所定の帯域の赤外光のみを透過するものである。上述したように、上記ＨＯＥ１２９により既に帯域の制限が行われているが、該ＨＯＥ１２９を透明光学部材１４内に配置した場合には、さらに他の可視光等が混入する可能性があるために、このバンドパスフィルタ１３３により再度帯域の制限を行うようにしている。こうして、ＣＣＤ１３４の前面側にバンドパスフィルタ１３３を設けることにより、外光ノイズによる影響をさらに軽減することが可能となっている。

上記ＣＣＤ１３４は、二次元の光電変換手段であって、撮像面が２次元となった撮像素子として構成されており、上述したように結像された観察者の眼の像を光電変換して、電気信号として出力するものである。このＣＣＤ１３４の出力に基づいて、プルキンエ像の位置と瞳孔中心の位置とが後述するように求められ、これらの相対的な位置関係に基づいて視線方向が算出されるようになっている。

上記ＣＣＤドライバ１３５は、上記第２ＣＰＵ１２１の制御に基づいて、上記ＣＣＤ１３４を駆動するためのものである。

上記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１３６は、上記ＣＣＤ１３４から出力される映像信号に、ノイズ除去や増幅の処理を行うものである。

上記ＴＧ１３８は、上記第２ＣＰＵ１２１の制御に基づいて、上記ＣＣＤドライバ１３５と、上記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１３６とへ、連係して動作を行わせるためのタイミング信号をそれぞれ供給するものである。

上記Ａ／Ｄ変換回路１３７は、上記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１３６から出力されるアナログの映像信号をデジタルの映像信号に変換するものである。このＡ／Ｄ変換回路１３７により変換されたデジタルの映像信号は、上記撮像部３０の後述する通信制御部１７３へ出力されるようになっている。

上記角速度センサ１４１，１４２は、上述したように収納部２７内に格納されており、互いに独立した方向（例えばヨー方向とピッチ方向）の角速度を検出するためのものである。

上記増幅器１４３，１４４は、上記角速度センサ１４１，１４２の出力をそれぞれ増幅するためのものである。

上記Ａ／Ｄ変換回路１４５は、上記増幅器１４３，１４４によりそれぞれ増幅された角速度センサ１４１，１４２からのアナログ信号を、デジタルデータへそれぞれ変換するものである。このＡ／Ｄ変換回路１４５により変換されたデジタルデータは、上記第２ＣＰＵ１２１へ出力されるようになっている。

上記第２ＣＰＵ１２１は、制御手段であって、この視線方向／角速度検出部７内の各回路を制御するものであり、上記撮像部３０の後述する第３ＣＰＵ１０３と双方向に接続されて連携を取りながら、制御動作を行うようになっている。この第２ＣＰＵ１２１は、メモリとして機能するＲＡＭ１２２と、時間を計測するためのタイマ１２３と、を内部に有して構成されている。

このような視線方向／角速度検出部７の動作原理や作用等については、後で他の図面を参照して説明する。

上記撮像部３０は、撮影光学系３１と、ローパスフィルタ８６と、ＣＣＤ８７と、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路８８と、Ａ／Ｄ変換回路８９と、ＴＧ（タイミングジェネレータ）９０と、ＣＣＤドライバ９１と、ＵＳＭドライバ９５と、絞りシャッタドライバ９６と、ＡＥ処理回路９７と、ＡＦ処理回路９８と、上記第１マイク１７と、上記第２マイク１８と、増幅回路９９と、増幅回路１００と、Ａ／Ｄ変換回路１０１と、ＥＥＰＲＯＭ１０２と、メモリ１０４と、第３ＣＰＵ１０３と、を有して構成されている。

上記撮影光学系３１は、光学的な被写体像を結像するためのものであり、焦点距離可変なズーム光学系として構成されている。

上記ローパスフィルタ８６は、この撮影光学系３１を通過した光束から不要な高周波成分を取り除くためのものである。

ＣＣＤ８７は、撮像素子であって、このローパスフィルタ８６を介して上記撮影光学系３１により結像された光学的な被写体像を電気的な信号に変換して出力するものである。

上記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路８８は、信号処理手段であって、このＣＣＤ８７から出力される信号に後述するようなノイズ除去や増幅の処理を行うものである。

上記Ａ／Ｄ変換回路８９は、信号処理手段であって、このＣＤＳ／ＡＧＣ回路８８から出力されるアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するものである。

上記メモリ１０４は、このＡ／Ｄ変換回路８９から出力されるデジタルの画像信号を一時的に記憶するためのものである。

上記ＣＣＤドライバ９１は、上記ＣＣＤ８７を制御して駆動するためのものである。

上記ＴＧ（タイミングジェネレータ）９０は、上記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路８８，Ａ／Ｄ変換回路８９，ＣＣＤドライバ９１に、タイミングを制御するための信号をそれぞれ供給するものである。このＴＧ９０は、上記視線方向／角速度検出部７の第２ＣＰＵ１２１と双方向に接続されて、制御されるようになっている。

上記ＵＳＭドライバ９５は、上記撮影光学系３１に含まれる後述するＵＳＭ（Ultra Sonic Motor：超音波モータ）９２，９３，９４を選択的に駆動するための駆動回路である。このＵＳＭドライバ９５も、上記視線方向／角速度検出部７の第２ＣＰＵ１２１により制御されるようになっている。

上記絞りシャッタドライバ９６は、上記撮影光学系３１に含まれる後述する絞りシャッタ８４を制御して駆動するための駆動回路である。この絞りシャッタドライバ９６は、上記視線方向／角速度検出部７の第２ＣＰＵ１２１により制御されるようになっている。

上記ＡＥ処理回路９７は、上記Ａ／Ｄ変換回路８９の出力に基づいて、露出制御用の算出を行うオート露出処理回路であり、演算結果を上記第３ＣＰＵ１０３へ出力するようになっている。

上記ＡＦ処理回路９８は、上記Ａ／Ｄ変換回路８９の出力に基づいて、オートフォーカス（ＡＦ）制御用の算出を行うオートフォーカス処理回路であり、演算結果を上記第３ＣＰＵ１０３へ出力するものである。

上記第１マイク１７および第２マイク１８は、上述したように、被写体側からの音声をステレオで収録するためのものである。

上記増幅回路９９および増幅回路１００は、上記第１マイク１７および第２マイク１８から入力された音声信号をそれぞれ増幅するためのものである。

上記Ａ／Ｄ変換回路１０１は、上記増幅回路９９および増幅回路１００によりそれぞれ増幅されたアナログの音声信号をデジタルの音声信号に変換して上記第３ＣＰＵ１０３へ出力するものである。

上記ＥＥＰＲＯＭ１０２は、露出制御やオートフォーカス処理等のための各種補正データがカメラ製造時に記録されたものである。このＥＥＰＲＯＭ１０２に記録されたデータは、上記第３ＣＰＵ１０３により読み出されるようになっている。

上記第３ＣＰＵ１０３は、この撮像部３０内の各回路を制御するための制御手段であり、上記シースルー画像表示部６の第４ＣＰＵ１１１や、上記視角方向／角速度検出部７の第２ＣＰＵ１２１と連携を取りながら制御動作を行うようになっている。さらに、この第３ＣＰＵ１０３は、上記操作／記録部４の後述する第１ＣＰＵ１６１と双方向に通信を行って制御されるようになっている。

上記撮影光学系３１は、さらに詳しくは、フロントレンズ８１と、バリエータレンズ８２と、コンペンセータレンズ８３と、絞りシャッタ８４と、フォーカスレンズ８５と、ＵＳＭ９２，９３，９４と、を有して構成されている。

上記フロントレンズ８１は、撮影光学系３１に含まれる複数のレンズの中で最も被写体側に位置するものである。

上記バリエータレンズ８２は、この撮影光学系３１の焦点距離を変更するためのものである。

上記コンペンセータレンズ８３は、上記バリエータレンズ８２により撮影光学系３１の焦点距離を変化させるのに伴うピント位置のずれを、補正するためのものである。

上記絞りシャッタ８４は、撮影光学系３１を通過する光束の通過範囲を規定するための絞りの機能と、該光束の通過時間を規定するためのシャッタの機能と、を兼用するものである。

上記フォーカスレンズ８５は、この撮影光学系３１のピントを調整するためのものであり、ピントが調整されたときには、上記ＣＣＤ８７に被写体像が合焦して結像される。

上記ＵＳＭ９２，９３，９４は、上記バリエータレンズ８２，コンペンセータレンズ８３，フォーカスレンズ８５をそれぞれ駆動するための駆動源である。

上記通信部８は、通信制御部１７３と、送受信部１７２と、を有して構成されている。

上記通信制御部１７３は、フレーム同期（時分割多重方式でフレーム単位に同期をとること。）と、フレームの構成要素であるスロット（このスロットは、属性と属性値のペアを含んで構成されている。）のデータフォーマット処理と、を行うものである。

上記送受信部１７２は、無線送受信用のアンテナや、送信するデジタル信号をアンテナ発信用のアナログ信号に変換したり該アンテナを介して受信した信号をデジタル信号に変換したりするモデムなどを有して構成されている。

このような通信部８の送受信時の動作は次のようになっている。

上記通信制御部１７３の受信側は、送受信部１７２のモデムから供給される受信データから、所定のタイミングで１スロット分のデータを取り出す。そして、該通信制御部１７３の受信側は、このデータの中から同期信号を抽出して、フレーム同期信号を生成し、スクランブル等を解除する。その後、通信制御部１７３の受信側は、操作／記録部４から送信された、各種の操作信号、あるいは、記録用メモリ１５７（図１１参照）に記録された画像データ、を第３ＣＰＵ１０３へ送出する。

また、上記通信制御部１７３の送信側は、上記Ａ／Ｄ変換回路８９からメモリ１０４を介して出力される映像信号と、上記視角方向／角速度検出部７のＡ／Ｄ変換回路１３７から出力される撮影者の眼に係る映像信号（生体情報の１つ）と、該視角方向／角速度検出部７の第２ＣＰＵ１２１から出力される撮影者の頭部に係る角速度情報（生体情報の１つ）と、上記第３ＣＰＵ１０３を介して出力される音声データとを、該第２ＣＰＵ１２１から出力されるタイマ情報に基づいて、同一時刻に生成された映像信号と生体情報とが互いに関連性をもつように多重化する。そして、該通信制御部１７３の送信側は、スクランブル等を付与した後に同期信号を付加して、１スロット分の送信データを作成する。その後、通信制御部１７３の送信側は、作成した送信データを所定のタイミングでフレーム内の所定スロットに挿入して、送受信部１７２のモデムに送出する。これにより、送受信部１７２から、無線によってデータが送信される。

上記操作／記録部４は、送受信部１６３と、通信制御部１５１と、ＤＳＰ回路１５２と、遅延回路１５３と、多重化回路１５４と、メモリ１５５と、圧縮／伸張回路１５６と、記録用メモリ１５７と、Ｄ／Ａ変換回路１５８と、上記ＬＣＤ４８（図９参照）と、ＬＣＤドライバ１６０と、第１操作スイッチ１６２と、第２操作スイッチ１７１と、電源回路１６４と、第１ＣＰＵ１６１と、を有して構成されている。

上記送受信部１６３は、上記頭部装着部２の送受信部１７２と同様に、無線送受信用のアンテナや、送信するデジタル信号をアンテナ発信用のアナログ信号に変換したり該アンテナを介して受信した信号をデジタル信号に変換したりするモデムなどを有して構成されていて、該送受信部１７２と信号の授受を行うためのものである。

上記通信制御部１５１は、上記頭部装着部２の通信制御部１７３と同様の機能を有するものであり、上記送受信部１６３を制御することにより、頭部装着部２の送受信部１７２と通信を行うようになっている。この通信制御部１５１の受信側は、送受信部１６３のモデムから供給される受信データから、所定のタイミングで１スロット分のデータを取り出す。そして、該通信制御部１５１の受信側は、このデータの中から同期信号を抽出して、フレーム同期信号を生成し、スクランブル等を解除する。その後、通信制御部１５１の受信側は、受信したデータを、再び、画像データとそれ以外のデータとに分離して、画像データを上記ＤＳＰ回路１５２へ、それ以外のデータを上記遅延回路１５３へ、それぞれ出力するようになっている。一方、該通信制御部１５１の送信側は、第２操作スイッチ１７１を操作することにより入力された撮影のための各種操作信号、または記録用メモリ１５７に記憶された画像データを圧縮／伸張回路１５６内の伸張回路部により復元して得られた画像データ、にスクランブル等を付与した後に同期信号を付加して、１スロット分の送信データを作成する。そして、通信制御部１５１の送信側は、作成した送信データを所定のタイミングでフレーム内の所定スロットに挿入して、送受信部１６３のモデムに送出する。これにより、送受信部１６３から、無線によってデータが送信される。

上記ＤＳＰ回路１５２は、上記通信制御部１５１からの画像データに対して、所定のデジタル信号処理を行うものである。

上記遅延回路１５３は、上記ＤＳＰ回路１５２により処理される画像データとの時間的な同期をとるために、上記通信制御部１５１から入力されるデータを遅延させるためのものである。

上記多重化回路１５４は、上記ＤＳＰ回路１５２により処理された画像データと、上記遅延回路１５３から送信されるデータと、を多重化するものである。

上記メモリ１５５は、上記この多重化回路１５４からの信号を一時的に記憶するものであり、例えばフレームバッファ等で構成されている。

上記圧縮／伸張回路１５６は、このメモリ１５５に記憶されているデジタル信号を圧縮するとともに、上記記録用メモリ１５７から読み出した圧縮されたデジタル信号の伸張も行うものである
上記記録用メモリ１５７は、画像データ記録手段と生体情報記録手段とを兼ねたものであって、上記圧縮／伸張回路１５６により圧縮されたデジタル信号を記録するものである。

上記Ｄ／Ａ変換回路１５８は、上記メモリ１５５に記憶されているデジタル信号をアナログ信号に変換するものである。

上記ＬＣＤ４８は、上記Ｄ／Ａ変換回路１５８により変換されたアナログの画像信号に基づき、画像を表示するものである。

上記ＬＣＤドライバ１６０は、上記ＬＣＤ４８を制御して駆動するためのものである。

上記第１操作スイッチ１６２は、当該カメラ１に係る各種の操作入力を行うためのものであり、上記図８に示したような各スイッチ類を含んで構成されている。

上記第２操作スイッチ１７１も、同様に、当該カメラ１に係る各種の操作入力を行うためのものであり、上記図５に示したようなスイッチ類を含んで構成されている。

上記電源回路１６４は、例えば着脱式となるように構成されたバッテリ等を含み、この操作／記録部４へ電源を供給するように構成されている。

上記第１ＣＰＵ１６１は、このカメラ１に係る統合的な制御手段であって、この操作／記録部４内の各回路を制御するとともに、上記第３ＣＰＵ１０３と無線を介して通信を行うことにより上記頭部装着部２の制御も行うように構成されたものである。

このようなカメラ１の作用は、ほぼ次のようになっている。

上記撮影光学系３１を通過した光束は、ローパスフィルタ８６を介して、ＣＣＤ８７の撮像面に結像する。

上記操作／記録部４の第１操作スイッチ１６２により動画記録の操作が行われるか、または、該操作／記録部４のレリーズスイッチ７３により静止画撮影の操作が行われると、上記ＣＣＤ８７により被写体像が光電変換されて、アナログの画像信号が出力される。

このＣＣＤ８７からの画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路８８に入力されて、該ＣＤＳ／ＡＧＣ回路８８内のＣＤＳ回路部により公知の相関二重サンプリングなどが行われてリセットノイズが除去されるとともに、該ＣＤＳ／ＡＧＣ回路８８内のＡＧＣ回路部により所定の信号レベルへの増幅が行われて出力される。

このＣＤＳ／ＡＧＣ回路８８からのアナログの画像信号は、続くＡ／Ｄ変換回路８９によって、デジタルの画像信号（画像データ）に変換された後に、上記メモリ１０４に一時的に記憶される。本実施例においては、このＡ／Ｄ変換回路８９の出力信号をＲＡＷ画像データということにする。すなわち、本実施例におけるＲＡＷ画像データは、ＣＣＤ８７からのアナログ出力信号を最初にＡ／Ｄ変換した直後のデジタルデータとして定義され、他のデジタル信号処理等を施す前のデータとなっている。

これらＣＤＳ／ＡＧＣ回路８８、上記Ａ／Ｄ変換回路８９へは、上記ＴＧ９０により生成されたタイミング制御信号が入力されるようになっており、該ＴＧ９０からのタイミング制御信号は、さらに上記ＣＣＤドライバ９１へも入力される。

一方、上記第１マイク１７および第２マイク１８からの出力信号は、増幅回路９９，１００によってそれぞれ増幅された後に、Ａ／Ｄ変換回路１０１により所定のサンプリング周期で時分割的にデジタルデータに変換され、第３ＣＰＵ１０３へ転送される。第３ＣＰＵ１０３は、デジタルデータに変換された音声データを、所定のタイミングで通信制御部１７３に転送する。

上記Ａ／Ｄ変換回路８９からの出力信号である画像データと、上記第１マイク１７および第２マイク１８からの音声データと、上記視線方向／角速度検出部７からの視線方向データ（視線方向情報）および撮影者の頭部の角速度データと、上記第２ＣＰＵのタイマ１２３により計時されたタイマ情報と、が通信制御部１７３により多重化される。

この通信制御部１７３により多重化された信号は、図４７に示すように、上記各データが検出された検出開始時刻が先頭に記録されて、次に上記画像データや音声データ等の各種データがそれぞれ所定の間隔で交互に出力される信号となっている。この図４７は、通信制御部１７３から出力される信号の時系列的な構成を示す図である。例えば、画像データ、音声データ、角速度データの取り込み周期をそれぞれ１／３０秒とし、視線方向データの取り込み周期を１秒とし、かつ、１秒間のデータを１つのユニットとすると、この単位ユニットには、該図４７に示すように、開始時刻データを先頭にして、画像データ、音声データ、および角速度データの３つを一組とするデータが繰り返し３０組記録され、最後に視線方向データが記録される。なお、この図４７に示したデータの順序は単なる一例であるために、例えば視線方向データを時刻データの直後に記録するようにしてももちろん構わない。

このようなデジタル化されたデータを含むユニット単位のデータが、複数、上記送受信部１７２を介して操作／記録部４へ出力される。

このように、撮像部３０は、ＣＣＤ８７で生成された画像信号のアナログ信号処理を行って、画像データをデジタル信号に変換した後に出力するようになっているために、アナログ信号が該撮像部３０から外部に出力されることがない。従って、上記送受信部１７２などを介して画像信号を伝送する際に受ける可能性があると考えられる外来ノイズにも強い構成となっている。

また、撮像部３０は、ＲＡＷ画像データを出力するようになっているために、色分離やホワイトバランス調整等の信号処理回路を該撮像部３０の内部に設ける必要がなく、該撮像部３０が設けられている頭部装着部２の小型軽量化を図ることが可能となっている。

上記送受信部１７２から操作／記録部４へ伝送された信号は、該操作／記録部４内の通信制御部１５１により、画像データとそれ以外のデータとに再び分離される。

この通信制御部１５１により分離された画像データは、ＤＳＰ回路１５２において所定の画像処理演算が行われるとともに、得られた演算結果に基づいて該画像データにオートホワイトバランス処理も行われる。

一方、通信制御部１５１により分離された画像データ以外のデータ（つまり、視線方向データ、角速度データ、音声データなどを含むデータ）は、遅延回路１５３により上記ＤＳＰ回路１５２で処理される画像データと時間的な同期をとるために遅延される。

上記ＤＳＰ回路１５２からの出力と、上記遅延回路１５３からの出力と、は多重化回路１５４に入力されて、該多重化回路１５４により多重化され、多重化後の信号がメモリ１５５に一時的に記録される。

上記メモリ１５５に記録された各種のデータの内の、画像データと音声データとは圧縮／伸張回路１５６に含まれる圧縮回路部により、それぞれ所定のフォーマットで圧縮された後に、記録用メモリ１５７に記録される。

一方、上記メモリ１５５に記録された各種のデータの内の、時刻データ、角速度データ、および視線方向データは、記録用メモリ１５７に直接記録される。なお、これらの内の角速度データおよび視線方向データは、公知の可逆圧縮処理を施した後に、記録用メモリ１５７に記録するようにしても良い。

なお、上記記録用メモリ１５７としては、カードメモリや、ＤＶＤ等のディスクメモリなど、各種の記録媒体を広く適用することができる。また、上述したような各種のデータに係る記録フォーマットの概要については、後で説明する。

また、上記第１操作スイッチ１６２のメニューボタン６３やメニュー選択スイッチ６６，６７，６８，６９、確定スイッチ６５などの操作により記録済みの画像が選択されて、上記再生／停止スイッチ５９の操作により再生の指示が行われた場合には、記録用メモリ１５７に記憶されている圧縮されたデータが、圧縮／伸張回路１５６内の伸張回路部により伸張されてメモリ１５５に一時的に記憶され、その画像データがＤ／Ａ変換回路１５８によりアナログの画像信号に変換された後に、ＬＣＤ４８に表示される。このときのＬＣＤ４８の動作は、ＬＣＤドライバ１６０から発生された信号により制御される。

一方、上記Ａ／Ｄ変換回路８９からのデジタル画像データは、該撮像部３０内のＡＥ処理回路９７とＡＦ処理回路９８とへそれぞれ入力される。

上記ＡＥ処理回路９７は、１フレーム（１画面）分の画像データの輝度値を算出して重み付け加算する等の処理を行うことにより、被写体の明るさに対応したＡＥ評価値を算出し、算出結果を第３ＣＰＵ１０３を介して第２ＣＰＵ１２１へ出力する。第２ＣＰＵ１２１は、上記ＡＥ評価値に基づいて、ＣＣＤ８７の露光時間の制御や、絞りシャッタ８４の制御を行うようになっている。

また、ＡＦ処理回路９８は、上記第３ＣＰＵ１０３を介した第２ＣＰＵ１２１の制御に基づいて、１フレーム（１画面）分の画像データの輝度成分にハイパスフィルタなどを用いて高周波成分を抽出し、抽出した高周波成分の累積加算値を算出する等により高周波域側の輪郭成分等に対応したＡＦ評価値を算出し、算出結果を該第３ＣＰＵ１０３を介して第２ＣＰＵ１２１へ出力する。第２ＣＰＵ１２１は、ＡＦ処理回路９８により算出された上記ＡＦ評価値に基づいて、上記ＵＳＭドライバ９５を介して上記フォーカスレンズ８５を駆動し、焦点検出を行って合焦状態を得るようになっている。

上記ＥＥＰＲＯＭ１０２は、露出制御やオートフォーカス処理等に必要な各種補正データがカメラ製造時に記録されたものであり、第２ＣＰＵ１２１は、必要に応じて、このＥＥＰＲＯＭ１０２から第３ＣＰＵ１０３を介して補正データを読み出し、各種の演算を行うようになっている。

次に、図１２〜図１４を参照して、シースルー画像表示部６の主として光学的な構成について説明する。図１２はシースルー画像表示部の光学系の原理を説明するための図、図１３はシースルー画像表示部の光学系の構成を示す一部断面を含む正面図、図１４はシースルー画像表示部の光学系の構成を示す左側面図である。

このシースルー画像表示部６は、撮影者が実質的に直接観察している被写体上に、撮影範囲を示す撮影画枠を虚像としてスーパーインポーズ表示することができるようになっており、このような表示を、以下では、シースルー表示と呼ぶことにする。なお、「実質的に直接観察している」とは、肉眼で観察している場合だけでなく、ガラスやプラスチックなどで形成された略平板な透明部材を介して観察している場合や、あるいは視度調整用のレンズを介して観察している場合などを含んでいる。

まず、図１２を参照して、この実施例１におけるシースルー画像表示部６の光学系（以下、「シースルー画像表示光学系」という。）によりシースルー画像を表示する原理について説明する。

ＬＥＤ１１３により発光された光は、集光レンズ１１４により集光されて、ＬＣＤ１１５を背面から照明する。ＬＥＤ１１３は、上述したように、撮影画枠を表示する場合には、例えばＧ（緑）のダイオードのみを発光させる。

第４ＣＰＵ１１１は、撮影範囲を示す撮影画枠に対応する信号を生成して、ＬＣＤドライバ１１７へ出力する。ＬＣＤドライバ１１７は、この信号に基づいてＬＣＤ１１５を駆動することにより、該ＬＣＤ１１５に撮影画枠を表示させる。

上記ＬＥＤ１１３の光を受けてＬＣＤ１１５から射出された撮影画枠の像は、ＨＯＥ２５によって反射された後に、撮影者の眼に導かれる。こうして、撮影者は、撮影範囲を示す撮影画枠を虚像ＶＩとして観察することができる。なお、この図１２では原理を説明しているために、ＨＯＥ１１６の図示は省略している。

ＨＯＥ２５は、フォトポリマーや重クロム酸ゼラチン等の感光材料を使用した体積位相型のホログラフィー光学素子であり、上記ＬＥＤ１１３により発光されるＲ，Ｇ，Ｂの各波長において最大の反射率で光を反射する特性を備えるように設計されている。従って、撮影画枠を表示するときにＧの光を発光させる場合には、グリーンの撮影画枠が虚像としてクリアに表示されることになる。ＨＯＥは、優れた波長選択性を備えており、上述したＲ，Ｇ，Ｂの各波長の光線に対しては極めて狭い波長幅において高い反射特性を示す一方で、それ以外の波長の光線に対しては高い透過特性を示す。従って、表示光と同じ波長域の外界光は回折反射されて撮影者の瞳に届かないが、それ以外の波長域の外界光は撮影者の瞳に到達する。一般に、可視光は、波長の帯域幅が広いために、Ｒ，Ｇ，Ｂの各波長を含む極めて狭い波長幅の光が到達しなくても、何等支障なく外界像を観察することが可能である。

また、このシースルー画像表示部６は、上記撮像部３０により撮像された画像をカラー画像としてシースルー表示することも可能となっており、この場合には、ＬＣＤ１１５に撮像された映像を表示させるとともに、上記ＬＥＤ１１３によりＲ，Ｇ，Ｂ３色の光を発光させれば良い。これにより、撮像された映像が、ＨＯＥ２５から、撮影者の瞳に虚像として到達することになる。

上記ＨＯＥ１１６は、ＬＣＤ１１５からの光をＨＯＥ２５に導くように反射するだけでなく、像面歪曲も補正する機能を備えたものとなっている。なお、ここではＨＯＥ１１６を用いたが、これに代えて、自由曲面の光学素子を用いることも可能である。自由曲面の光学素子は、小型軽量でありながら複雑な収差を補正することができるために、重量をあまり増加させることなく収差の少ないクリアな像を表示することが可能となる。

続いて、図１３および図１４を参照して、上記シースルー画像表示光学系の具体的な配置例を説明する。

上記フレーム部１３の内部における上記透明光学部材１５の上部となる位置に、上記ＬＥＤ１１３，集光レンズ１１４，ＬＣＤ１１５，ＨＯＥ１１６が図１３に示すように順に配置されている。これらの各部材は、フレーム部１３内に設けられた保持枠により挟み込まれるようにして固定されている。このとき、上記ＬＥＤ１１３は、電気回路基板１８１に実装された状態で、上記保持枠により固定されるようになっている。また、これらの内のＨＯＥ１１６は、上述したように、ＬＥＤ１１３からの光を鉛直下方へ向けて反射するように、傾けて配置されている。

上記透明光学部材１５は、図１４に示すように、透明なガラスやプラスチック等により所定の厚みを有するように形成された導光部材１８２，１８３と、これらの導光部材１８２，１８３の間に挟み込まれながら後方へ向けて光を反射するように傾けて配設された上記ＨＯＥ２５と、を有して構成されている。このような構成において、上記ＨＯＥ１１６から反射された光は、ＨＯＥ２５の上側に配置された導光部材１８２の内部を透過して、該ＨＯＥ２５に到達するようになっている。なお、この導光部材１８２の内部における光の伝播は、図１４に示すように透過のみであっても良いが、透過と内面における全反射とを組み合わせたものであっても構わない。透過と全反射とを組み合わせるような光学設計を行った場合には、透明光学部材１５を肉薄にすることが可能となるために、頭部装着部２の軽量化をより一層図ることができる。

なお、シースルー画像表示光学系は、上述したような各部材の内の、ＬＥＤ１１３と、集光レンズ１１４と、ＬＣＤ１１５と、ＨＯＥ１１６と、ＨＯＥ２５と、導光部材１８２，１８３と、を含むものとなっている。

次に、図１５から図１９を参照して、被写体と虚像とを同時に眼のピントを合わせて観察し得るようにする構成について説明する。

眼から撮影画枠の虚像までの距離と、眼から被写体までの距離と、の差が大きいと、これらの両方に同時に眼のピントを合わせることができないために、撮影画枠と被写体とを同時に鮮明に観察することができない。

そこで、眼から撮影画枠の虚像までの距離が、眼から被写体までの距離に一致するように設定して、撮影画枠と被写体とを同時に鮮明に観察することができるようにする構成について説明する。

まず、図１５は眼から虚像までの位置を変更する原理を説明するための図である。なお、この図１５においては、他の部材等に煩わされることなく原理のみを簡潔に説明するために、上記ＨＯＥ１１６等の図示や該ＨＯＥ１１６等に係る説明などを省略している。

ＨＯＥ２５の焦点距離をｆ、ＬＣＤ１１５に表示された撮影画枠２０１の位置からＨＯＥ２５までの距離をＬｌ、ＨＯＥ２５から虚像ＶＩまでの距離をＬｉ、撮影者が撮影画枠２０１の対角線の虚像を見込む角度（視角）を２δ、ＬＣＤ１１５に表示される撮影画枠の対角線の長さをＸｌとすると、次の数式１および数式２に示すような関係が成り立つ。
［数１］

［数２］

これらの数式に現れる各変数や定数の内、ｆはＨＯＥ２５を設計するときに定まるものであるが、δは撮影者が所望に設定するものであり、虚像までの距離Ｌｉが被写体までの距離に一致するようにしたい距離（すなわち、例えば測距により求められる被写体距離）である。従って、これらの値を数式１へ代入することにより、被写体距離と同じ距離の位置に虚像を表示させるためのＬＣＤ１１５の表示位置Ｌｌが求まり、さらに、上記各値を数式２へ代入することにより、撮影画枠の視角を撮影画角と一致させるための、ＬＣＤ１１５に表示する撮影画枠の大きさＸｌが求まることになる。

図１６は、ＬＣＤ１１５を虚像距離調整手段たるアクチュエータ２５２により光軸方向に駆動する構成例を示す図である。この例では、アクチュエータ２５２として、例えば、電磁モータ、超音波モータ（ＵＳＭ）、静電アクチュエータなど公知のアクチュエータを用いて、上記Ｌｌを変更するようにしている。すなわち、ＬＣＤ１１５は集光レンズ１１４の光軸方向に移動可能となるように設けられており、該ＬＣＤ１１５を支持する枠部材等に該ＬＣＤ１１５を光軸方向に変位させるための虚像距離調整手段たる例えばラック２５１などが設けられている。このラック２５１には、アクチュエータ２５２の回転軸に固定されたピニオンギヤ２５２ａ等が噛合して駆動力が伝達されるようになっている。これによって、該アクチュエータ２５２を所望の量だけ回転させることにより、ＬＣＤ１１５を所望の量だけ光軸方向に移動させることができるようになっている。このような構成により、虚像ＶＩまでの距離Ｌｉが被写体までの距離に一致するように、上記Ｌｌを変更することになる。また、この構成を用いてＬｌを変更したときには、上記数式２に示すようなＸｌになるように、視角調整手段たるＬＣＤドライバ１１７により該ＬＣＤ１１５に表示する撮影画枠の大きさを変更することも勿論である。

なお、上記図１６、または次に説明する図１７に示す例では、虚像位置を変更すると倍率（被写体を見込む角度２δ）が変化するために、視角調整手段たるＬＣＤドライバ１１７を用いてＬＣＤ１１５に表示する像の大きさを補正することにより、上記倍率が一定になるように補正を行う。具体的には、ＬＣＤ１１５に表示された撮影画枠２０１の位置からＨＯＥ２５までの距離Ｌｌと、ＬＣＤ１１５に表示される撮影画枠２０１の対角線の長さＸｌと、の比が一定になるように、ＬＣＤ１１５に表示する像の大きさを補正することになる。

次に、図１７は、ＬＣＤ１１５の像を一次結像させるようにし、この一次結像の位置を光軸方向に変化させるようにした構成の一例を示す図である。この例では、ＬＣＤ１１５を通過した光束の光路上に結像光学系たる結像レンズ２５３が配設されており、この結像レンズ２５３によって、該結像レンズ２５３とＨＯＥ２５との間の光路上の位置２５４において、該ＬＣＤ１１５の像が一次結像されるようになっている。上記結像レンズ２５３は、光軸方向に移動可能となるように設けられており、該結像レンズ２５３を支持する鏡枠等の部材に該結像レンズ２５３を光軸方向に変位させるための虚像距離調整手段たる例えばラック２５５などが設けられている。このラック２５５には、上述と同様に、虚像距離調整手段たるアクチュエータ２５６の回転軸に固定されたピニオンギヤ２５６ａ等が噛合して駆動力が伝達されるようになっている。これによって、該アクチュエータ２５６を所望の量だけ回転させることにより、結像レンズ２５３を光軸方向に移動させて、一次結像面の位置２５４を所望の量だけ光軸方向に移動させることができる。このような構成を用いて、虚像ＶＩまでの距離Ｌｉが被写体までの距離に一致するように、上記Ｌｌを変更することになる。なお、上記図１５で説明した原理におけるＬｌは、この図１７に示す例では、一次結像面の位置２５４からＨＯＥ２５までの距離を指すことになる。また、このときにも、ＬＣＤ１１５に表示する撮影画枠の大きさを変更するのはいうまでもない。

なお、ここでは、被写体距離に追従して眼から撮影画枠の虚像ＶＩまでの距離を調整するようにしているが、この場合には、撮影者の視線が変化する毎に被写体距離が変化し、撮影画枠の位置を時々刻々と変更することになるために、撮影画枠を高い精度で連続的に調整しないと、視覚的に違和感を生じてしまう可能性がある。また、撮影画枠の位置を時々刻々と調整すると電力消費も大きくなる。そこで、撮影画枠の位置を至近から無限大の距離で数段階（例えば３段階）に分けて調整するようにしてもよい。

上記図１６や図１７に示したような構成例は、ＬＣＤ１１５や結像レンズ２５３をアクチュエータにより機械的に移動させるものであったために、構成がやや複雑であるとともに、アクチュエータ等を配置するスペースが必要になったり、重量が増したりする。さらに、アクチュエータを用いているために、駆動時に雑音が少し発生する可能性があり、このときに発生する雑音が撮影者に不快感を与えることもあり得る。こうした点は、頭部に装着して用いるカメラにおいてはできるだけ解消することが望ましい。次に、図１８を参照して説明する構成例は、このような点に鑑みてなされたものである。

図１８は、ＬＣＤの像を一次結像させるようにし、この一次結像の位置を光軸方向に変化させるようにした構成の他の例を示す図、図１９は、上記図１８における液体レンズの詳細な構成を示す図である。

これら図１８および図１９に示す構成例は、上記図１７に示した結像レンズ２５３に代えて、液体レンズ（FluidFocusレンズ）２５７を用いるようにしたものである。以下に説明する液体レンズ２５７は、２００４年３月３日にロイヤルフィリップスエレクトロニクス社により発表されたものを用いる例となっている。

まず、図１９を参照して、液体レンズ２５７の構成について説明する。

液体レンズ２５７は、図１９（Ａ），図１９（Ｂ）に示すように、透明な伝導性液体（Conducting Fluid）２６５と、この伝導性液体２６５とは異なる屈折率（異なる光学特性）をもち該伝導性液体２６５とは混じり合わない（不混和性の ）非伝導液体（Insulating Fluid）２６６とを、透明な短い円筒状部材の内部に封止して構成されている。上記伝導性液体２６５は例えば水性の液体であり、上記非伝導液体２６６は例えば油性の液体となっている。そして、これら伝導性液体２６５と非伝導液体２６６との境界面が、レンズ面を構成するようになっている。

上記円筒状部材は、ガラス等で構成された円筒２６１ａと、この円筒２６１ａの底面側を封止するガラス等で構成された円板２６１ｂと、該円筒２６１ａの上面側を封止するガラス等で構成された円板２６１ｃと、を有して構成されている。

上記円板２６１ｂの上面側外周部から周面にかけて、断面略Ｌ字状の電極２６２ｂが設けられるとともに、上記円筒２６１ａの内周面、外周面、および上面にかけて、断面略コの字状の電極２６２ａが設けられており、これらは互いに非接触となるように配設されている。

上記円筒２６１ａおよび電極２６２ａの内周側には、円筒状の絶縁体２６３が配設されていて、この絶縁体２６３の下端側が電極２６２ｂに接触して、電極２６２ａと電極２６２ｂとが絶縁されるようになっている。

この絶縁体２６３の内周側から上記円板２６１ｃの下面側にかけて、疎水性（撥水性）コーティング（Hydrophobic coating）２６４が設けられている。

そして、この疎水性コーティング２６４の内部に、上記伝導性液体２６５および非伝導液体２６６が封止されている。なお、上記電極２６２ｂは、伝導性液体２６５に電気的に接続されるように、疎水性コーティング２６４よりも内周側に延出されている。

このような構成において、上記電極２６２ａ，２６２ｂに特に電圧を印加しないときには、伝導性液体２６５が疎水性コーティング２６４により退けられて、図１９（Ａ）に示すように、底面側に集まる略半球状をなし、それ以外の、疎水性コーティング２６４に接触する部分に非伝導液体２６６が配分される。

一方、上記電極２６２ａがマイナス、電極２６２ｂがプラスとなるように電圧Ｖを印加すると、図１９（Ｂ）に示すように、プラスの電荷が上記電極２６２ｂから伝導性液体２６５に伝達される。そして、電極２６２ａの表面にマイナスの電荷が分布するとともに、上記絶縁体２６３および疎水性コーティング２６４を介して該電極２６２ａに対向する伝導性液体２６５の表面にプラスの電荷が分布する。このような電気的誘導によって、伝導性液体２６５の表面張力（より正確には、伝導性液体２６５が疎水性コーティング２６４と接触する界面の張力）が変化する。表面張力が変化すると、伝導性液体２６５は、疎水性コーティング２６４の内周面をぬらし始める。このような、電場による疎水性コーティング２６４の疎水性が弱まるプロセスを、「電子ウェッティング（electrowetting）」という。

こうして、電圧Ｖを印加することにより、伝導性液体２６５と非伝導液体２６６との間のレンズ面の曲率半径が変化するために、レンズの焦点距離が変化する。

このような焦点距離の変化は、電極２６２ａと電極２６２ｂとの間に印加する電圧を調整することにより、制御することができる。例えば、印加する電圧Ｖをより高くしてやることにより、分布する電荷量が増えて、図１９（Ａ）に示すように凸状（略半球状）をなす伝導性液体２６５の表面が、完全に平らになったり（レンズ効果なし）、あるいは、図１９（Ｂ）に示すような凹状になったりする。この図１９（Ｂ）に示す例では、接触角φが９０度よりも小さくなっている。このようにして、収束レンズから発散レンズへスムーズに移行し、またスムーズに元に戻るレンズを実現することができる。
図１８は、上記図１９に示したような液体レンズを用いて、ＬＣＤ１１５の像の一次結像の位置を変化させるようにした構成例を示している。

すなわち、ＬＣＤ１１５とＨＯＥ２５との間の光路上には、結像光学系であり虚像距離調整手段たる液体レンズ２５７が配設されていて、この液体レンズ２５７によるＬＣＤ１１５の像の一次結像面の位置２５４は、該液体レンズ２５７に印加する電圧Ｖを変化させることにより、変更することができるようになっている。

すなわち、該液体レンズ２５７に印加される電圧Ｖは、虚像距離調整手段たる電圧制御回路２５８により制御されるように構成されている。

この電圧制御回路２５８は、例えば上記第４ＣＰＵ１１１に接続されていて、撮影画枠の虚像ＶＩまでの距離Ｌｉが、被写体までの距離に一致されるように制御される。

なお、このときにも、液体レンズ２５７の焦点距離を変化させると虚像ＶＩの倍率が変化するために、該液体レンズ２５７の焦点距離に応じて、ＬＣＤ１１５に表示する撮影画枠の大きさを変更することはいうまでもない。

このような、液体レンズ２５７の焦点距離を変化させて虚像ＶＩまでの距離Ｌｉを被写体までの距離に一致させる構成を採用することにより、構成が簡単になって装置をより一層小型軽量化することができる。さらに、アクチュエータが用いられていないために、騒音が発生することはなく、撮影者に不快感を与えることもない。従って、このような構成は、頭部に装着して用いるタイプの頭部装着型カメラや頭部装着型表示装置などに、特に有効となる。

なお、上記図１８では、虚像ＶＩとして撮影画枠が表示されるときに、該虚像ＶＩの位置を調整する例を示したが、これに限らず、虚像として画像や文字等が表示される場合にも（すなわち、画像や文字を虚像として表示するような表示装置においても）、同様に適用可能であるのはもちろんである。

次に、図２０、図２１を参照して、視線方向／角速度検出部７における視線方向検出部の光学系の構成の一例について説明する。図２０は視線方向検出部の光学系の一構成例を示す一部断面を含む正面図、図２１は視線方向検出部の光学系の一構成例を示す左側面図である。

上記フレーム部１３の内部における上記透明光学部材１４の上部となる位置に、上記
ＬＥＤ１２５，集光レンズ１２６，反射ミラー１２７，反射ミラー１３１，結像レンズ１３２，バンドパスフィルタ１３３，ＣＣＤ１３４が、図２０に示すように、順に配置されている。

上記反射ミラー１２７の下方となる透明光学部材１４内には、ハーフミラー１２８とＨＯＥ２４とが配設されている。さらに、該ハーフミラー１２８の側方となる透明光学部材１４内には、ＨＯＥ１２９が配設されている。

このような構成において、上記ＬＥＤ１２５から赤外光が発光されると、集光レンズ１２６により平行光束に変換された後に、反射ミラー１２７により鉛直下方へ反射される。

この反射ミラー１２７により反射された赤外光は、透明光学部材１４の内部に入って、該透明光学部材１４内に配置されているハーフミラー１２８を透過し、ＨＯＥ２４により観察者の眼へ向けて反射される。

一方、観察者の眼から反射された赤外光は、上記ＨＯＥ２４により上方へ向けて反射され、さらに、ハーフミラー１２８により側方へ向けて反射される。この反射光は、さらにＨＯＥ１２９により上方へ向けて反射され、フレーム部１３内に配設された反射ミラー１３１に到達する。

この反射ミラー１３１により側方へ向けて反射された光は、結像レンズ１３２とバンドパスフィルタ１３３とを介して、上記ＨＯＥ２４により反射された赤外光の波長域に係る観察者の眼の像として、ＣＣＤ１３４上に結像される。

このＣＣＤ１３４によって変換された画像信号は、上記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１３６、Ａ／Ｄ変換回路１３７、通信制御部１７３等を介して、上記操作／記録部４へ転送され、該操作／記録部４内の第１ＣＰＵ１６１において、後述するように、プルキンエ像の位置と、瞳孔の中心位置と、が求められ、さらにこれらの相対的な関係から視線方向が求められる。

なお、上記ハーフミラー１２８およびＨＯＥ１２９は、このように例えば透明光学部材１４内に配置されるが、このときの位置としては、この頭部装着部２を装着して被写体を観察する観察者の視界に通常入り難いような上部であることが望ましい。

これら図２０、図２１に示したような構成によれば、高い波長選択性と、選択された波長域の光に対する高い反射率と、を有するＨＯＥ２４を用いるとともに、同様の波長選択性を有するバンドパスフィルタ１３３をＣＣＤ１３４の前に配置しているために、高いＳ／Ｎ比の信号を得ることが可能になる。

そして、このような構成により、被写体を観察している観察者の視線方向を、正確に求めることが可能となる。

続いて、図２２、図２３を参照して、視線方向／角速度検出部７における視線方向検出部の光学系の構成の他の例について説明する。図２２は視線方向検出部の光学系の他の構成例を示す一部断面を含む正面図、図２３は視線方向検出部の光学系の他の構成例を示す左側面図である。

上記図２０、図２１に示したような構成は、ハーフミラー１２８およびＨＯＥ１２９が外光に直接さらされることになるために、外光ノイズがＣＣＤ１３４に到達するのを完全に遮断するのは困難である。これに対して、この図２２、図２３に示すような構成は、観察者の眼へ赤外光を投光する光路と、観察者の眼により反射された赤外光をＣＣＤ１３４により受光する光路と、を完全に分離するようにしたものとなっている。

すなわち、この視線方向検出部の光学系においては、上記ハーフミラー１２８およびＨＯＥ１２９が省略されると共に、ＨＯＥ２４が、上記図２０に示したものよりも左右方向にやや長くなるように構成されている。

そして、上記反射ミラー１２７により反射された赤外光は、このＨＯＥ２４の例えば左側部分へ向けて、斜めに入射されるようになっている。ＨＯＥ２４は、この反射ミラー１２７からの赤外光を、観察者の眼へ向けて、水平方向に少し斜めとなるように投射する。

一方、観察者の眼からの反射光は、該ＨＯＥ２４の例えば右側部分により受光されて、上記反射ミラー１３１へ向けてほぼ鉛直真上に反射される。この反射ミラー１３１以降の構成等は、上記図２０、図２１に示したものと同様である。

これら図２２、図２３に示したような構成によれば、高い波長選択性と、選択された波長域の光に対する高い反射率と、を有するＨＯＥ２４を用いるとともに、同様の波長選択性を有するバンドパスフィルタ１３３をＣＣＤ１３４の前に配置しているために、高いＳ／Ｎ比の信号を得ることが可能になる。そして、外光が照射される透明光学部材１４に配置されるのをＨＯＥ２４のみとしたために、透明光学部材１４にハーフミラー１２８やＨＯＥ１２９が配置されている上記図２０、図２１の構成に比して、さらに外光ノイズの影響を低減することが可能となる。

なお、透明光学部材１４内部における光の伝播は、図２１や図２３に示したように透過のみであっても良いが、上記透明光学部材１５内部における光の伝播と同様に、透過と内面における全反射とを組み合わせたものであっても構わない。この透過と全反射とを組み合わせる光学設計を行う場合には、透明光学部材１４を肉薄にすることが可能となって、頭部装着部２の軽量化をより一層図ることができる。

次に、撮像部３０を、フレーム部１３の側面に対して、ピッチ方向およびヨー方向に相対的に角度調整可能となるように取り付ける構成について、図２４および図２５を参照して説明する。図２４は撮像部３０をフレーム部１３に取り付ける構成を示す平面図および右側面図、図２５は撮像部３０を取り付けるためにフレーム部１３に設けられた孔の構成を示す右側面図である。

本実施例の頭部装着型カメラ１は、撮影者が撮影範囲を示す撮影画枠を指定し、指定された撮影画枠の視角に対応する画角で撮影を行うものであるために、パララックスを補正する必要がある。このパララックスの発生原因として、撮影者の視軸と撮影光軸との水平方向の位置的なずれと、視軸と撮影光軸との角度のずれと、があるが、後者の角度のずれの影響が非常に大きいために、この角度のずれを精密に補正することができるような調整機構（調整手段）を設けたものとなっている。

フレーム部１３とテンプル部１２とは、図２４（Ａ）に示すように、丁番７８を介して、折り畳み可能に接続されている。この丁番７８は、上記フレーム部１３から延設されるやや長めの継手２９を介して、右眼側の丁番７９よりもややフロント部１１側から離れた位置に配設されている。

上記継手２９の側面には、該側面に沿った形状部３３ａと、該側面から略垂直に立設される形状部３３ｂと、を備えた、正面から見たときに略Ｌ形状をなす調整機構（調整手段）たる台座３３が接続されるようになっている。この調整機構は、頭部装着型カメラの調整方法が適用される頭部装着型カメラの調整装置における、フロント部１１と撮像部３０との相対的な角度を調整するための機構であり、該調整機構を用いることにより、撮像部３０に含まれる撮影光学系３１の光軸と視軸とを調整することが可能となっている。

すなわち、上記継手２９には、図２５に示すように、前方側にピッチ方向調整手段たる孔１９１が、後方側に該孔１９１を中心とした円弧状をなすピッチ方向調整手段たる長孔１９２が、それぞれ穿設されている。これらの孔１９１，１９２を介して、ピッチ方向調整手段たるビス３４，３５をそれぞれ台座３３の上記形状部３３ａに螺合することにより、該台座３３が継手２９に対して取り付けられている。

また、上記台座３３の形状部３３ｂには、図２４（Ａ）に示すように、前方側にヨー方向調整手段たる孔１９３が、後方側に該孔１９３を中心とした円弧状をなすヨー方向調整手段たる長孔１９４が、それぞれ穿設されている。これらの孔１９３，１９４を介して、図２４（Ｂ）に示すように、ヨー方向調整手段たるビス３６，３７をそれぞれ撮像部３０の底面側に螺合することにより、該撮像部３０が台座３３に対して取り付けられている。なお、上記撮像部３０の背面側からはケーブル３８が延出されていて、被写体側に曲折された後に、上記フレーム部１３内の電気回路等に接続されている。

このような構成において、ビス３４およびビス３５をやや緩めた状態で、ビス３５が挿通される長孔１９２内の位置を変更することにより、台座３３がビス３４を中心として回動し、台座３３、ひいてはこの台座３３に取り付けられている撮像部３０のピッチ方向の角度調整を行うことができる。こうして、所望の位置に調整された後には、上記ビス３４およびビス３５を固締めすれば良い。

同様に、ビス３６およびビス３７をやや緩めた状態で、ビス３７が挿通される長孔１９４内の位置を変更することにより、撮像部３０がビス３６を中心として台座３３に対して回動し、該撮像部３０のヨー方向の角度調整を行うことができる。こうして、所望の位置に調整された後には、同様に、上記ビス３６およびビス３７を固締めすることになる。

このような構成によれば、シースルー画像表示部６と撮像部３０との相対的なピッチ方向およびヨー方向の角度調整を行うことが可能となる。さらに、撮像部３０が台座を介してフロント部１１に固定されているために、テンプル部１２を折り畳んでも撮像部３０が折り畳まれることはなく、撮像部３０とシースルー画像表示部６との相対的な角度ずれが発生する可能性が小さくなる。また、調整機構が簡単であるために、安価に構成することが可能となる。

なお、上述においては、撮像部３０と台座３３との相対的なヨー方向の角度を調整し、フレーム部１３の側面の継手２９と台座３３との相対的なピッチ方向の角度を調整するようにしたが、これとは逆に、台座３３に対する撮像部３０の取り付け位置を変更することにより、撮像部３０と台座３３との相対的なピッチ方向の角度を調整し、台座３３に対するフレーム部１３の取り付け位置を変更することにより、フレーム部１３の側面の継手２９と台座３３との相対的なヨー方向の角度を調整するように構成することも可能である。

続いて、図２６から図３６を参照して、シースルー画像表示部６による画像の表示例について説明する。

まず、図２６は、シースルー表示における初期状態の表示例を示す図である。カメラ１の電源を投入するか、またはシステムをリセットしたときに、この図２６に示すような表示が行われるようになっている。このときには、図示のように、標準レンズ（例えば、画角が５０度であるものとする）に相当する撮影範囲を示す撮影画枠２０１がシースルー表示される（つまり、撮影者から見たときの視角が５０度となるような撮影画枠２０１がシースルー表示される）ようになっている。

次に、図２７は、テレへのズームが行われたときの表示例を示す図である。表示される撮影画枠２０１が、上記図２６に示したよりもテレに対応する撮影範囲を示すものになっている。この撮影画枠２０１の変更は、上述したように、例えば上記ズームスイッチ７５の操作により行われ、このときには撮像部３０の撮影画角も該撮影画枠２０１の視角に一致するように、上記撮影光学系３１の焦点距離が変更される。具体的には、上記図２６に示したような標準レンズの焦点距離に対応する撮影範囲において、該ズームスイッチ７５のテレスイッチ７５ａを操作することにより、この図２７に示すような望遠側への変更が行われる。

続いて、図２８は、ワイドへのズームおよび露出補正が行われたときの表示例を示す図である。表示される撮影画枠２０１が、上記図２６に示したよりもワイドに対応する撮影範囲を示すものになっているとともに、この撮影画枠２０１の例えば右下に、露出補正量が情報表示２０２として表示されている。この図に示す例では、例えば上記露出補正スイッチ７６により、＋１．０の露出補正が行われたことが示されている。なお、露出補正は、数字で示すに限るものではなく、棒グラフや指標などの各種の表示を用いても構わないことは勿論である。また、この図２８に示すような撮影画枠２０１は、例えば上記図２６に示したような標準レンズの焦点距離に対応する撮影範囲において、上記ズームスイッチ７５のワイドスイッチ７５ｂを操作することにより、設定される。

また、図２９は、電子ビュー表示を行うときの表示例を示す図である。例えば上記Ｆ／Ｖスイッチ７２によりビューモード（Ｖ）が選択されると、この図に示すように、撮像部３０で撮像された電子画像２０３が虚像として撮影者の目に投影されるようになっている。なお、この電子ビューとして表示する画像の大きさは、該画像の解像度により設定することができ、例えば解像度が低い場合は画像を小さく表示すれば良い。

図３０は、動画を録画中の表示例を示す図である。例えば上記録画スイッチ７４が操作されて録画中となったときには、この図３０に示すように、撮影範囲を示す撮影画枠２０１が表示されるとともに、録画中であることを示す情報表示２０４が「ＲＥＣ」の文字として、撮影画枠２０１の例えば右下に表示されるようになっている。この録画中であることを示す表示も、上述と同様に、文字に限るものではない。

図３１は、マニュアルモード時の表示例を示す図である。例えば上記ＦＡ／Ａ／Ｍスイッチ７１が操作されることによりマニュアルモード（Ｍ）に設定されているときには、該マニュアルモード（Ｍ）を示す情報表示２０５が「ＭＡＮＵ」の文字として、撮影画枠２０１の例えば右下に表示されるようになっている。一方、「ＭＡＮＵ」の情報表示２０５が行われていないときには、オートモード（Ａ）であることになる。

図３２は、フルオートモードで動画を録画中の表示例を示す図である。例えば上記ＦＡ／Ａ／Ｍスイッチ７１が操作されることによりフルオートモード（ＦＡ）に設定されていて、かつ録画スイッチ７４が操作されて録画中となったときには、この図３２に示すように、撮影範囲を示す撮影画枠２０１が表示されるとともに、フルオートモードであることを示す情報表示２０６が「ＦＡ」の文字として、また、録画中であることを示す情報表示２０７が「ＲＥＣ」の文字として、撮影画枠２０１の例えば右下に表示されるようになっている。これらのフルオードモードであることや録画中であることを示す表示も、上述と同様に、文字に限るものではない。

図３３は、撮影光学系３１の焦点距離ｆが焦点調節可能な下限値ｋ１に達しているにもかかわらず、さらに小さい方へ操作されようとしている場合にシースルー表示される警告表示２０８の例を示す図である。すなわち、ワイド側へのズーム操作を行ってズームのワイド端に達したときに、依然としてワイド側へのズーム操作が行われている場合に、この警告表示２０８が撮影範囲を示す撮影画枠２０１の表示とともに行われる。

図３４は、撮影光学系３１の焦点距離ｆが焦点調節可能な上限値ｋ２に達しているにもかかわらず、さらに大きい方へ操作されようとしている場合にシースルー表示される警告表示２０９の例を示す図である。すなわち、テレ側へのズーム操作を行ってズームのテレ端に達したときに、依然としてテレ側へのズーム操作が行われている場合に、この警告表示２０９が撮影範囲を示す撮影画枠２０１の表示とともに行われる。

図３５は、静止画を撮影する操作が行われたときの表示例を示す図である。このときには、撮影範囲を示す撮影画枠２０１が表示されるとともに、静止画を記録したことを示す情報表示２１０が「ＲＥＬ」の文字として、撮影画枠２０１の例えば右下に表示されるようになっている。この静止画を記録したことを示す表示も、上述と同様に、文字に限るものではない。

図３６は、キャリブレーションモードにおける表示例を示す図である。例えば、上記第１操作スイッチ１６２のメニューボタン６３やメニュー選択スイッチ６６，６７，６８，６９、確定スイッチ６５などを操作することによりキャリブレーションモードが選択されると、この図３６に示すような表示を行うようになっている。すなわち、ここでは、キャリブレーションモードであることを示す情報表示２１１が、「ＣＡＬ」の文字として、視野の例えば右下に表示されるとともに、さらに、キャリブレーション用の指標Ｐ１〜Ｐ５が、後述するように、順次点滅して表示されるようになっている。これらの内の、指標Ｐ１は視野の中央部に、指標Ｐ２は視野の上部に、指標Ｐ３は視野の右側部に、指標Ｐ４は視野の下部に、指標Ｐ５は視野の左側部に、それぞれ表示される。

なお、上述したような各表示において、通常の情報表示は上記ＬＥＤ１１３の中の例えばＧ（緑）のダイオードを発光させることにより行い、警告表示は上記ＬＥＤ１１３の中の例えばＲ（赤）のダイオードを発光させることにより行うようにすると良い。

次に、図３７〜図３９を参照して、上述したような被写体までの距離に基づくパララックスの補正の原理について説明する。図３７は被写体と撮影光学系とＣＣＤとの光学的な関係を説明するための図、図３８はＨＯＥとこのＨＯＥにより形成される虚像と眼との光学的な関係を説明するための図、図３９はパララックスを補正するのに必要な虚像のシフト量を説明するための図である。

図３７に示すように、ＣＣＤ８７の撮像領域の水平方向のサイズをｈ２、撮影光学系３１の焦点距離をｆ、撮影光学系３１の主点からＣＣＤ８７までの距離をｆ＋ｘ、撮影光学系３１の主点から被写体Ｏまでの距離をＬ２、ＣＣＤ８７で撮影される被写体Ｏの水平方向の長さをＨ２、水平方向の撮影画角をθ２、とすると、次の数式３に示すような関係式が成り立つ。
［数３］

一方、図３８に示すように、撮影者の瞳Ｐの位置から撮影範囲を示す水平方向の撮影画枠の位置（虚像ＶＩ）までの距離をＬ１、該撮影画枠の水平方向の長さをＨ１、瞳Ｐの位置から水平方向の長さＨ１でなる該撮影画枠を見込む角度（視角）をθ１とすると、次の数式４に示すような関係式が成り立つ。
［数４］

撮影者が設定した撮影範囲で撮影するためには、撮影画角と視角が等しくなること、すなわち、θ２＝θ１であることが必要である。このθ２＝θ１が成り立つ条件の下では、数式３の右辺と数式４の右辺とが等しくなるために、撮影光学系３１の焦点距離ｆは、次の数式５に示すように求められる。
［数５］

一方、レンズの結像原理から、次の数式６が成り立つ。
［数６］

これら数式５と数式６とから、ｘを消去することにより、次の数式７が導かれる。
［数７］

この数式７から、被写体距離Ｌ２を求めることができれば焦点距離ｆを求めることができることがわかる。

ここで、通常の被写体においてはｈ２／Ｌ２≪Ｈ１／Ｌ１の関係が成立するために、計算を簡略化したいときや、被写体距離を求める手段を備えていないときは、次の数式８により近似値を求めることができる。
［数８］

次に、パララックスの補正原理について、図３９を参照して説明する。

まず、パララックスの補正の原理を説明する際の前提条件として、撮影光学系３１の光軸方向と撮影者の視軸の方向とは、ともに顔面に対して垂直であるものとし、これらの光軸と視軸とは距離Ｘだけ隔てて配置されているものとする。ここに、パララックスは、光軸と視軸とが距離Ｘだけ離れていることに起因して発生するものである。なお、光軸と視軸とが相対的に傾いている場合には、大きなパララックスを生ずる要因となり得るために、これらは平行となるように調整する必要がある。このために、上記図２４、図２５に示したような調整機構を用いて、光軸と視軸との調整を行うようになっている。

図３９の実線および点線に示すように、もし、撮影範囲を示す撮影画枠の虚像ＶＩ０までの距離と、被写体Ｏまでの距離と、が同じであれば、撮影者が観察している範囲と撮像部３０が撮像している範囲とのずれ量（パララックス）は、Ｘとなって不変である。しかし、実際には、撮影者の瞳Ｐから虚像ＶＩ１までの距離Ｌ１は、撮影光学系の主点から被写体Ｏまでの距離Ｌ２と異なるために、虚像としての撮影画枠が示す範囲を実際の撮像範囲に合致させるためのパララックス補正量Ｘ’は、次の数式９に示すようになる。
［数９］

撮影画枠の虚像ＶＩ１の倍率（つまり、ＬＣＤ１１５上に表示される像に対する虚像の大きさの比）の逆数をβとすると、パララックスを補正するために、ＬＣＤ１１５上に表示する像のシフト量ＳＰは、次の数式１０に示すようになる。
［数１０］

従って、第４ＣＰＵ１１１は、この数式１０で表わされる量ＳＰだけ、ＬＣＤ１１５に表示する像の位置をシフトさせるように、上記ＬＣＤドライバ１１７を制御することになる。これにより、虚像ＶＩ１の位置が距離Ｘ’だけシフトされて虚像ＶＩ２となり、図３９の２点鎖線に示すように、虚像の撮影画枠が示す範囲が、実際の撮像範囲に一致する。

このように、パララックス補正を行うためのシフト量ＳＰは、被写体距離Ｌ２に依存しているために、被写体距離が異なる毎に、随時行うことが基本となる。

しかしながら、例えば、β＝１／１００、Ｌ１＝２ｍ、Ｌ２＝２ｍ、Ｘ＝４ｃｍの場合を例に取ると、シフト量ＳＰは０．４ｍｍとなるが、このパララックス補正量を次のような数式１１、
［数１１］

を用いて視角Ｓθに換算すると、約１度となって、さほど大きなパララックスが生じているとはいえない。このように、通常の撮影を行う場合には、パララックス補正はほとんど必要がないということができる。その一方で、数式１１の右辺括弧内は被写体距離Ｌ２の逆数に比例しているために、視角Ｓθが大きくなって上述した数式１０によるパララックス補正が必要となってくるのは、Ｌ２が小さいとき、つまり近接撮影のとき、であることが分かる。

なお、以上の説明においては、被写体距離Ｌ２を三角測距の原理に基づいて求めるようになっている。すなわち、投光用ＬＥＤ１６ａの光を被写体へ投光して、該被写体から反射した光を上記ＣＣＤ８７で撮像し、該ＣＣＤ８７上の像の位置から、三角測距の原理に基づいて求めるようになっている。

また、Ｌ２は視線方向の被写体距離であるために、投光用ＬＥＤ１６ａを、視線検出を行う眼になるべく近い位置に配置して、公知の投光方向を制御する手段により、視線方向（θ）に投光するようにすれば良い。

さらに、上述したような三角測距の原理に基づいて被写体距離を求める代わりに、オートフォーカスを行ったときのフォーカスレンズ８５の位置から被写体距離Ｌ２を求めるようにしても構わない。すなわち、被写体の位置が無限大であると仮定して、上記図１１に示したようなＡＦ処理回路９８により、視線方向（θ）と同じ画角の所定範囲にある被写体の画像信号の高周波成分が最大になる位置に、フォーカスレンズ８５を駆動し（いわゆるコントラスト方式による焦点検出を行い）、このフォーカスレンズ８５の位置から逆に被写体距離Ｌ２を求めるようにすれば良い。この場合には、視線方向（θ）の被写体と、上記ＡＦ処理の対象となる視線方向（θ）と同じ画角の被写体と、は厳密には一致しないが、被写体はある大きさを有するために実用上の問題が生じることはない。

続いて、図４０を参照して、撮像部３０と視線方向／角速度検出部７の視線方向検出部とが所定距離だけ隔てて配置されていることに起因して生じるパララックスを考慮する技術について説明する。図４０は、視線方向にある被写体を撮像部から見るときの角度の関係を示す図である。

例えば、視線方向／角速度検出部７により検出された視線方向にある被写体に、撮像部３０の撮影光学系３１のピントを合わせようとする場合を考える。被写体までの距離が遠い場合には、撮像部３０から見た撮影者の視線方向にある被写体は、撮影者が実際に注視している被写体にほぼ一致するが、被写体までの距離が近くなると、これらにずれが生じてくる。従って、ずれた位置にある被写体にピントを合わせたとしても、撮影者が注視している被写体にピントが合うとは限らない。図４０は、このようなパララックスが生じているときの位置関係の例を示している。

今、撮影者が、撮影光学系３１の光軸と平行な視軸に対して角度θをなす方向の、距離Ｌにある被写体Ｏを注視しているものとする。このときに、撮影光学系３１の光軸と撮影者の瞳との間の距離をＸe とする。また、撮影光学系３１の光軸と、撮影光学系３１の主点Ｈと被写体Ｏを結ぶ直線と、のなす角度をθ’とする。すると、次の数式１２が成り立つ。
［数１２］

被写体距離Ｌが大きい場合には、数式１２の右辺の第２項を無視することができるために、θ’≒θとなり、つまりパララックスの影響をほぼ考えなくて良いことが分かる。

なお、上記被写体距離Ｌは、上述したように、三角測距により求めたものでも良いし、あるいはコントラスト方式により焦点検出を行った結果に基づいて求めたものであっても構わない。

次に、このようなカメラ１の動作について、図５９および図６０を参照して説明する。図５９はカメラの動作の一部を示すフローチャート、図６０はカメラの動作の他の一部を示すフローチャートである。これら図５９および図６０は、カメラの動作の流れを、図面の都合上、２図に分割して示したものである。

このカメラ１の電源を投入するか、またはシステムをリセットすると、標準レンズ（上述したように、例えば、画角が５０度となる。）に相当する撮影範囲を示す撮影画枠を、上記シースルー画像表示部６により上記図２６に示したようにシースルー表示する（ステップＳ１）。

次に、上記第２ＣＰＵ１２１に内蔵されているタイマ１２３をチェックすることにより、所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ２）。

ここで、所定時間が経過していると判断された場合には、図８に示したような第１操作スイッチ１６２や、図１０に示したような第２操作スイッチ１７１などの各種スイッチの入力状況をモニタする（ステップＳ３）。

なお、上記ステップＳ２におけるタイマは、所定時間が経過して上記ステップＳ３に移行した時点で、再度、計時を開始するものとなっている。そして、タイマによる計時が所定時間に達していないときには、上記ステップＳ３におけるスイッチのモニタは行わないようになっている。このように、タイマをチェックしながら所定の時間間隔でスイッチの入力状況を確認することにより、各ＣＰＵの負荷を軽減することができるとともに、スイッチのチャタリングによる誤動作を防止することも可能となっている。なお、後述するステップＳ１４，Ｓ２０，Ｓ２５のタイマは、上記ステップＳ２におけるタイマと同様の機能を果たすものとなっている。

上記ステップＳ３の処理が終了したら、次に、後述するような危険防止のサブルーチンを実行する（ステップＳ４）。

このステップＳ４の処理が終了するか、または上記ステップＳ２において所定時間が経過していないと判断された場合には、カメラ１が、オートモード（Ａ）もしくはマニュアルモード（Ｍ）の何れかに設定されているか、または、これらのモード以外（つまりフルオートモード（ＦＡ））に設定されているか、を判断する（ステップＳ５）。このモード設定は、上述したように、ＦＡ／Ａ／Ｍスイッチ７１の操作により行われるものである。

ここで、オートモード（Ａ）でもマニュアルモード（Ｍ）でもなく、つまりフルオートモード（ＦＡ）であると判断されたときは、録画スイッチ７４により録画モードに設定されているか否かを判断する（ステップＳ６）。

ここで、もし録画モードに設定されていないときには、上記ステップＳ２へ戻って、上述したような処理を繰り返して行う。

また、上記ステップＳ６において、録画モードに設定されていると判断された場合には、標準撮影画枠に設定するとともに、フルオートモードであることを示す情報表示２０６（文字「ＦＡ」）と、録画中であることを示す情報表示２０７（文字「ＲＥＣ」）と、を上記図３２に示したようにシースルー表示する（ステップＳ７）。

そして、動画データ、角速度データ、視線方向データ、音声データを、上記記録用メモリ１５７に後述する図４８に示すように記録してから（ステップＳ８）、上記ステップＳ２へ戻って、上述したような処理を繰り返して行う。

一方、上記ステップＳ５において、オートモード（Ａ）またはマニュアルモード（Ｍ）の何れかが設定されていると判断された場合には、露出補正が設定されているか否かを判断する（ステップＳ９）。

ここで、露出補正が設定されていると判断された場合には、例えば図２８に示したように、設定されている露出補正量（補正値）を情報表示２０２としてシースルー表示する（ステップＳ１０）。

このステップＳ１０の処理が終了するか、または上記ステップＳ９において露出補正が設定されていないと判断された場合には、カメラ１が、撮像部３０で撮像された画像をシースルー表示するビューモード（Ｖ）に設定されているか、または、撮影範囲である撮影画枠のみを表示するフレームモード（Ｆ）に設定されているかを判断する（ステップＳ１１）。このモード設定は、上述したように、Ｆ／Ｖスイッチ７２の操作により行われるものである。

ここで、モードがフレームモード（Ｆ）に設定されていると判断されたときには、次に、カメラ１が、オートモード（Ａ）に設定されているか、または、マニュアルモード（Ｍ）に設定されているか、を判断する（ステップＳ１２）。このモード設定は、上述したように、ＦＡ／Ａ／Ｍスイッチ７１の操作により行われるものである。

ここに、オートモード（Ａ）は、撮影光学系３１の焦点距離が所定値以上であるときは、フレームモード（Ｆ）に設定されていても、撮像部３０により撮像された画像を自動的に拡大してシースルー表示するモードとなっている。このような表示を行うことにより、望遠撮影においても面倒な操作を行うことなく被写体の詳細を容易に確認することができるとともに、通常の焦点距離（上記所定値未満の焦点距離）においては撮影範囲を示す撮影画枠が表示されるのみであるために、長時間の撮影においても違和感なく撮影を行うことが可能となる。

一方、マニュアルモードは、上述したように、上記シースルー表示を行うか否かをマニュアルで設定するものであり、通常は撮影画枠の表示のみを行うモードである。

上記ステップＳ１２において、マニュアルモード（Ｍ）が選択されていると判断された場合には、上記図３１に示したように「ＭＡＮＵ」の情報表示２０５を行う（ステップＳ１３）。

そして、タイマをチェックすることにより、所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１４）。

ここで、所定時間が経過している場合には、上記ステップＳ４の危険防止の処理において、後述する図６１のステップＳ４１で求めた被写体までの距離に基づき、撮影者の観察している範囲と撮像部３０による撮影範囲とのずれであるパララックスを補正するために必要な補正値を上述したような原理に基づき算出する（ステップＳ１５）。

そして、このステップＳ１５で算出された補正値に基づいて、正しい位置に撮影画枠を表示するように、撮影画枠の表示を更新する（ステップＳ１６）。このような処理を行うことにより、被写体距離が変化した場合にも、正確に撮影範囲を表示することができるようになっている。なお、このステップＳ１６においては、ＨＯＥ２５から上記撮影範囲を表わす撮影画枠の虚像までの距離も、上記図１５〜図１８に示したような手段の何れかにより調整するようになっている。

一方、上記ステップＳ１２において、オートモード（Ａ）に設定されていると判断されたときは、次に、撮影光学系３１の焦点距離が所定値αよりも大きい望遠側に設定されているか否かを判断する（ステップＳ１７）。

ここで、撮影光学系３１の焦点距離が所定値α以下であると判断された場合には、上記ステップＳ１４の処理に移行する。また、撮影光学系３１の焦点距離が所定値αよりも大きいと判断された場合、あるいは上記ステップＳ１１において、ビューモード（Ｖ）が設定されていると判断された場合には、撮像部３０により撮像した電子画像をシースルー画像表示部６により被写体に重畳してシースルー表示する（ステップＳ１８）。

このステップＳ１８の処理が終了した場合、上記ステップＳ１６の処理が終了した場合、または上記ステップＳ１４において所定時間が経過していないと判断された場合には、撮影者が上記操作／記録部４のワイドスイッチ７５ｂを操作することにより、撮影画枠の大きさを広く（Ｗ）したか否かを判断する（ステップＳ１９）。

ここで、撮影画枠の大きさを広く（Ｗ）する操作が行われていると判断された場合には、タイマをチェックすることにより、所定時間が経過しているか否かを判断する（ステップＳ２０）。

そして、所定時間が経過していると判断された場合には、撮影光学系３１の焦点距離ｆが、焦点調節可能な下限値ｋ１に達しているにもかかわらず、さらにこの下限値ｋ１よりも小さい方へ操作されようとしているか否かを判断する（ステップＳ２１）。

ここで、焦点調節可能な下限値ｋ１よりも小さい方へ操作されようとしている場合には上記図３３に示したように、シースルーにより警告表示２０８を行う（ステップＳ２２）。また、焦点距離ｆが焦点調節可能な下限値ｋ１にまだ達していない場合には、撮影光学系３１のバリエータレンズ８２を駆動することにより焦点距離ｆを小さくして、撮影者が設定した撮影範囲になるように撮影光学系３１の焦点距離を設定する（ステップＳ２３）。

一方、上記ステップＳ１９において、撮影画枠の大きさを広く（Ｗ）する操作が行われていないと判断された場合には、上記操作／記録部４のテレスイッチ７５ａを介して、撮影画枠の大きさを狭く（Ｔ）する操作が行われているか否かを判断する（ステップＳ２４）。

ここで、撮影画枠の大きさを狭く（Ｔ）する操作が行われていると判断された場合には、タイマをチェックすることにより、所定時間が経過しているか否かを判断する（ステップＳ２５）。

そして、所定時間が経過していると判断された場合には、撮影光学系３１の焦点距離ｆが、焦点調節可能な上限値ｋ２に達しているにもかかわらず、さらにこの上限値ｋ２よりも大きい方へ操作されようとしているか否かを判断する（ステップＳ２６）。

ここで、焦点調節可能な上限値ｋ２よりも大きい方へ操作されようとしている場合には上記図３４に示したように、シースルーにより警告表示２０９を行う（ステップＳ２７）。また、焦点距離ｆが焦点調節可能な上限値ｋ２にまだ達していない場合には、撮影光学系３１のバリエータレンズ８２を駆動することにより焦点距離ｆを大きくして、撮影者が設定した撮影範囲になるように撮影光学系３１の焦点距離を設定する（ステップＳ２８）。

上記ステップＳ２４において撮影画枠の大きさを狭く（Ｔ）する操作が行われていないと判断された場合、上記ステップＳ２０あるいはステップＳ２５において所定時間が経過していないと判断された場合、または、上記ステップＳ２２，Ｓ２３，Ｓ２７、あるいはステップＳ２８の処理が終了した場合、には、操作／記録部４の第２操作スイッチ１７１に含まれる録画スイッチ７４による動画記録の操作（あるいは、第１操作スイッチ１６２による動画記録の操作）が行われて録画モードが設定された否かを判断する（ステップＳ２９）。

ここで、録画モードが設定されている場合には、図３０に示したように、「ＲＥＣ」の文字による情報表示２０４をシースルーにより行ってから（ステップＳ３０）、録画を開始する（ステップＳ３１）。

このステップＳ３１の処理が終了するか、または、上記ステップＳ２９において録画モードが設定されていないと判断された場合には、操作／記録部４の第２操作スイッチ１７１に含まれるレリーズスイッチ７３による静止画撮影の操作（あるいは、第１操作スイッチ１６２による静止画撮影の操作）が行われたか否かを判断する（ステップＳ３２）。

ここで、静止画撮影の操作が行われたと判断される場合には、まず、静止画像の記録を行ってから（ステップＳ３３）、図３５に示したように、静止画の記録が行われたことを示す「ＲＥＬ」の文字による情報表示２１０をシースルーにより行う（ステップＳ３４）。

このステップＳ３４が終了するか、または、上記ステップＳ３２においてレリーズスイッチ７３による静止画撮影の操作が行われていないと判断される場合には、上記ステップＳ２の処理に戻って、上述したような動作を繰り返して行う。

図６１は、上記図５９のステップＳ４に示した危険防止のサブルーチンの詳細を示すフローチャートである。

上述したように、スイッチ３９を操作することにより、シースルー画像の表示を所望に禁止することができるようにして安全を図るようにしているが、これに代えて、またはこれと共に、撮影者の状態を検出して、検出された状態に応じて撮影動作中のシースルー表示を自動的に禁止するようにしたものである。

この危険防止の処理を開始すると、まず、被写体までの距離を測定する（ステップＳ４１）。このときの測距原理は、次のようになっている。

フレーム部１３の中央部に配置された投光用発光部１６の投光用ＬＥＤ１６ａから発光された光束は、集光レンズ１６ｂによりほぼ平行光束となって射出され、被写体に照射される。この光は、該被写体によって反射され、撮影光学系３１を介してＣＣＤ８７の撮像面に入射する。

このときに、集光レンズ１６ｂと撮影光学系３１との間の距離をＬ、撮影光学系３１の主点からＣＣＤ８７の撮像面までの距離をｆ１、被写体からの反射光のＣＣＤ８７の撮像面上における結像位置と撮影光学系３１の光軸が該撮像面に交差する位置との距離を△Ｌ、とすると、被写体までの距離Ｒは、公知の三角測距の原理に基づいて、次の数式１３により求めることができる。
［数１３］

このようにして求めた距離Ｒを、第２ＣＰＵ１２１の内部に設けられたＲＡＭ１２２に一時的に記憶する。

続いて、上記角速度センサ１４１，１４２により、独立な２軸周りの角速度を検出して、上記ＲＡＭ１２２に一時的に記憶する（ステップＳ４２）。

次に、今回取得した測距結果と、以前に取得した測距結果と、を比較して、撮影者の前方にある物体が相対的に近づいているか否かを判断する（ステップＳ４３）。

ここで、前方の物体が近づいていると判断された場合には、さらに、今回取得した被写体までの距離Ｌが、所定の距離ｋ３よりも近い距離となっているか否かを判断する（ステップＳ４４）。

ここで、上記距離Ｌが所定の距離ｋ３よりも近いと判断されたときには、所定の警告マークを上記シースルー画像表示部６によりシースルー表示する（ステップＳ４５）。なお、ここでは、前方の物体までの距離のみを考慮して、該前方の物体の移動速度は考慮していないが、上記ステップＳ４３において、前方物体までの距離を求めるとともにさらに移動速度（近接してくるスピード）も求めて、該移動速度に応じて上記所定の距離ｋ３を適応的に設定するようにしても良い。この場合には、前方物体が近接してくるスピードが速いほど、上記所定の距離ｋ３を大きくするように設定する。そして、前方物体の移動速度は、上記距離Ｌを所定時間間隔で検出することにより、測定することが可能である。

一方、上記ステップＳ４３において、前方の物体は近づいていないと判断された場合には、さらに、上記角速度データに基づいて撮影者が歩行中であるか否かを判断する（ステップＳ４６）。

すなわち、人が歩行しているとき、または人が走行しているときの、頭部に装着した角速度センサ１４１，１４２からの出力の特徴パターンを、予めＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶しておく。そして、該角速度センサ１４１，１４２からの出力パターンが、該歩行時または走行時の特徴パターンと一致するときに、撮影者が歩行（または走行）していると判断するようになっている。

このステップＳ４６において、撮影者が歩行（または走行）していると判断されたときは、上記ステップＳ４５へ行って、上述したように警告表示を行う。

また、上記ステップＳ４４において、前方物体までの距離Ｌが所定の距離ｋ３以上であると判断された場合、あるいは、上記ステップＳ４６において、撮影者が歩行（または走行）していないと判断された場合には、危険はないとして、上記ステップＳ４５の警告表示は行わない。

こうして、ステップＳ４５の処理が終了するか、または上記ステップＳ４４あるいはステップＳ４６において危険がないと判断された場合には、この危険防止の処理を終了して、上記図５９に示した処理に復帰する。

なお、上述では警告表示を行っているが、この警告表示に代えて、強制的に（自動的に）シースルー画像表示部６によるシースルー表示をオフにするようにしても構わない。

また、上述では、角速度センサ１４１，１４２の出力値のパターンを所定の特徴パターンと比較して撮影者の状態を検出したが、より簡易的な手段としては、角速度センサ１４１，１４２の出力値が所定時間継続して所定値以上であるときに、警告表示を行ったり、シースルー表示を禁止したりすることも考えられる。

さらに、上述では、撮影者の状態として、撮影者が歩行もしくは走行している状態を例に挙げたが、これらに限らず、危険を防止することが望ましい状態に対応することができるようにすると良い。例えば、前方物体との相対的な速度に基づいて、自動車等を運転中であるか否かを判断し、運転中であると判断された場合にも、所定の警告を行ったり、シースルー表示を禁止したりするようにすると良い。このときには、運転中であって危険を防止することが望ましい状態であるか、または、列車やバス等に乗車中であって特に警告等を行う必要はない状態であるか、をより精度良く判別するために、上記角速度センサ１４１，１４２の出力を用いたり、その他のセンサ等を設けてさらに検出精度を高めるようにすると良い。

そして、上記撮影中における前方物体との衝突等の危険を防止する技術は、頭部装着型カメラに適用するに限るものではなく、シースルー表示機能を有する頭部装着型の表示装置に対しても適用可能であり、さらには、その他の一般的なカメラや表示装置に対しても広く適用することが可能である。

このような危険防止機能を設けることにより、頭部装着型カメラを、安全に使用することが可能となる。このような機能は、通常の行動をしながら簡単に撮影を行うことができる本実施例の頭部装着型カメラにおいて、特に有効となっている。

次に、図４１〜図４４を参照して、視線方向検出の原理について説明する。

図４１は、照明光束の光軸Ｌｍと眼の視線方向の視軸Ｌｍ’とが一致しているときの、該光軸Ｌｍおよび視軸Ｌｍ’を含む面による眼の断面図である。この図４１において、点Ｏを中心とする大きな円弧は眼球２２１を、点Ｏ’を中心とする円弧は角膜２２２を、角膜２２２を示す円弧が眼球２２１を示す円弧と交差する点から伸びる線分は虹彩２２３を、それぞれ示している。

このような眼に対して、光軸をＬｍとする平行光束を照射すると、角膜２２２の曲率中心Ｏ’と角膜２２２の頂点Ｋとのほぼ中点の位置に、光点Ｐｉ（以下、「プルキンエ像」という。）を生ずる。

角膜２２２を照明する光束の光軸Ｌｍと、眼の視線方向を示す視軸Ｌｍ’と、が一致している場合には、図４１に示すように、虹彩２２３中の円形孔でなる瞳孔の中心と、プルキンエ像Ｐｉと、角膜２２２の曲率中心Ｏ’と、眼球２２１の回旋中心Ｏと、は上記光軸Ｌｍ上にある。そして、プルキンエ像Ｐｉは、上記瞳孔の中心位置に生じている。このときに、眼を正面から観察すると、プルキンエ像Ｐｉの反射率は大きいために明るい光像として観察され、これに対して、瞳孔や虹彩の反射率は大幅に小さいために暗く観察される。

図４２は、光軸Ｌｍに垂直に交差する線を横軸として、眼の像を上記視線方向／角速度検出部７により撮像したときのＣＣＤ１３４の出力信号を縦軸方向にプロットした図である。

図示のように、虹彩２２３の像ＩＲはその周囲の眼球２２１の像部分よりも暗く、瞳孔の像ＰＬは虹彩２２３の像ＩＲよりもさらに暗い。これらに対して、プルキンエ像Ｐｉは突出して明るい。従って、このような明るさの分布を検出することにより、プルキンエ像の虹彩（または瞳孔）の中心からの位置を求めることが可能となっている。

一方、図４３は、照明光束の光軸Ｌｍと眼の視線方向の視軸Ｌｍ’とが交差しているときの、該光軸Ｌｍおよび視軸Ｌｍ’を含む面による眼の断面図である。

眼球２２１が、回旋中心Ｏ周りに光軸Ｌｍに対して角度θだけ回旋すると、瞳孔の中心位置とプルキンエ像Ｐｉの位置との間に相対的なずれが生じる。今、角膜の曲率中心Ｏ’から瞳孔の中心ｉまでの距離をＬｘとすると、光軸Ｌｍの方向から見たときの瞳孔中心ｉとプルキンエ像ＰｉとのＣＣＤ１３４の撮像面上における距離ｄ（図４３においては実距離であるように図示しているが、より正確には距離ｄは撮像面上の距離であるものとする。）は、次の数式１４により表わされる。

［数１４］

ここにβ1 は、結像レンズ１３２の結像倍率である。

図４４は、光軸Ｌｍおよび視軸Ｌｍ’に交差し該光軸Ｌｍに垂直な線を横軸として、眼の像を上記視線方向／角速度検出部７により撮像したときのＣＣＤ１３４の出力信号を縦軸方向にプロットした図である。

図示のように、プルキンエ像Ｐｉは、虹彩（または瞳孔）の中心に対して、上記距離ｄだけずれた位置に検出される。

従って、上記眼の像を視線方向検出部の受光系により結像して撮像し、撮像された画像データに画像処理を行って、プルキンエ像Ｐｉの位置と虹彩（または瞳孔）の中心位置との距離ｄを求めることにより、視線方向θを求めることが可能となる。なお、上記図２０または図２２に示したような受光系を介してＣＣＤ１３４に結像される像は、上下左右に非対称な、歪んだ画像となるが、このような幾何特性をＥＥＰＲＯＭ１０２等に予め補正情報として記憶しておき、この補正情報に基づいて上記歪みを補正した後に、上記数式１４に基づいて視線方向を示す角度θを演算することになる。

次に、上記距離ｄを求めるための画像処理について詳細に説明する。

上述した原理においては、一次元の視線方向検出について述べたが、実際には二次元の視線方向を検出する必要がある。図４５は、２次元の撮像素子から得られる眼の像を示す図である。この図４５に示すように、瞳孔の中心をＯｐ、プルキンエ像をＰｉ、瞳孔中心Ｏｐを通る所定の中心線をＬｐ、この中心線Ｌｐと、該瞳孔中心Ｏｐとプルキンエ像Ｐｉとを結ぶ直線と、のなす角をγ、とそれぞれすると、瞳孔中心Ｏｐとプルキンエ像Ｐｉとの距離が上記数式１４における距離ｄに対応する。従って、この距離ｄに基づき観察者の眼への赤外光の投光方向（以下「基準視軸」と呼ぶ）を基準とする視線方向（傾き角）θを求めることができ、また、上記γが眼球の回転方向を表わしている。こうして、ＣＣＤ１３４に結像される２次元像における、瞳孔中心Ｏｐの位置と、プルキンエ像Ｐｉの位置と、を検出することができれば、上記θとγとで表される二次元の視線方向を求めることが可能となる。

次に、図６２は、このような瞳孔中心Ｏｐの位置とプルキンエ像Ｐｉの位置とを求める処理を示すフローチャートである。

この処理を開始すると、まず、視線方向／角速度検出部７のＣＣＤ１３４により光電変換して得られた観察者の眼の画像データを、操作／記録部４内のメモリ１５５に記憶する（ステップＳ５１）。そして、この画像データに基づいて、例えば第１ＣＰＵ１６１により、以下に示すような処理を行う。

なお、外光によるノイズ成分を除去するために、観察者の眼に赤外光を投光する前にまずＣＣＤ１３４の画像データを取り込んでおき、その後に、観察者の眼に赤外光を投光したときのＣＣＤ１３４の画像データを取り込んで、後者の画像データから前者の画像データを減算することにより、Ｓ／Ｎを改善した画像データを生成し、この画像データに基づいて、以下に示すような処理を行うようにしても良い。

また、上述では、ＣＣＤ１３４から得られた画像データを操作／記録部４内のメモリ１５５へ転送するようにしているが、例えば、視線方向／角速度検出部７におけるＡ／Ｄ変換回路１３７の後段にバッファメモリ等を設けて、該画像データをこのバッファメモリに記憶し、例えば第２ＣＰＵ１２１により以下のような処理を行うようにしても構わない。このように構成すれば、視線検出に係る画像データを上記操作／記録部４へ転送することなく直ちに処理することができるために、より短い時間で視線方向を検出することが可能となり、視線方向が変化したときの追従性が高まる。

次に、取得した画像データから、プルキンエ像を検出し、該プルキンエ像の位置（例えば、図４６に示すようなＸ座標およびＹ座標。ここに、図４６に示す例では、上記中心線Ｌｐの方向にＸ軸を、該中心線Ｌｐに垂直な方向にＹ軸を、それぞれとっている。）を求める（ステップＳ５２）。上述したようにプルキンエ像は、他の画像部分に比べて極めて明るいために、例えば所定の閾値ＴＨPiを設定して、この閾値ＴＨPiよりも明るい領域をプルキンエ像として判定する処理を採用することができる。もちろん、プルキンエ像を判定する処理はこれに限らず、その他の画像処理も採用することが可能である。また、プルキンエ像の位置は、上記閾値ＴＨPiよりも明るい領域の重心を採用しても良いし、あるいは、出力データのピーク位置を採用することも可能である。

続いて、プルキンエ像であると判定された画素の画素データを、該プルキンエ像の近傍の画素の画素データに基づいて、該プルキンエ像が発生しなかった場合の画素データに置き換える（ステップＳ５３）。具体的には、画素データの値を、プルキンエ像の位置を中心にして二次元方向に追跡し、画素データの変曲点を検出する。そして、この変曲点を結んでできる閉じた境界線の内部の像をプルキンエ像であるとして、このプルキンエ像の画像データの値を、その境界線の外側の近隣画像データと置き換える処理を行う。このときに、プルキンエ像に係る複数の近傍同士の間に画素データのレベルの傾きが存在する場合には、線形補間等を行うことによりレベルを補正して、プルキンエ像と置き換える画像データが、その近傍の画像データと滑らかなレベル変化で接続されるようにすると良い。

さらに、図４６に示すように、プルキンエ像Ｐｉを中心として所定の領域Ｓｄを設定する（ステップＳ５４）。図４６はプルキンエ像を中心として眼の像に設定される所定の領域を示す図である。なお、この図４６に示す例では、上記所定の領域Ｓｄを、一辺が上記Ｘ座標に平行となり他辺が上記Ｙ座標に平行となるような正方形としているが、これに限るものではなく、例えば円形の領域であっても構わない。なお、この所定の領域Ｓｄの大きさは、プルキンエ像Ｐｉが瞳孔中心Ｏｐから最大に変位した場合にも瞳孔全体の像が含まれるように、設定される。この設定は、領域Ｓｄが例えば図４６に示したような正方形をなすときには、図示のような一辺の半分の長さＬｄを指定することにより行われる。また、領域Ｓｄが円形であるときには、その半径を指定することにより行われる。

そして、正方形をなす上記領域Ｓｄに含まれる画素データの内の最小値Ｖmin を検出する（ステップＳ５５）。

次に、上記最小値Ｖmin に所定値αを加えた値Ｖmin ＋αを設定する。ただし、この値Ｖmin ＋αは、虹彩領域の画像データのレベルよりも低い値となるような範囲内で設定される。そして、この値Ｖmin ＋α以下の画素データを有する画素のＸ座標およびＹ座標を検出する（ステップＳ５６）。なお、ここで検出された画素の集合でなる領域をＳ’とする。

そして、このステップＳ５６により求めた領域Ｓ’の重心の位置を求めて、これを瞳孔中心の位置とする（ステップＳ５７）。ここでは、具体的には、領域Ｓ’に含まれる全ての画素について、Ｘ座標の平均値と、Ｙ座標の平均値と、を求めて、これを瞳孔中心の位置とすることになる。

なお、上述では、瞳孔中心の位置を求めるのに、瞳孔に該当する画素の重心を採用したが、これに限らず、瞳孔に該当する画素領域の、Ｘ座標の最大位置と最小位置との中点、およびＹ座標の最大位置と最小位置との中点、を求めて、これを瞳孔中心としても良い。瞳孔はほぼ円形をなしているために、眼球が回旋したときの画像は楕円形となる。従って、このような処理を行うことも可能となっている。

上述したような処理を行うことにより、プルキンエ像のＸ座標およびＹ座標と、瞳孔中心のＸ座標およびＹ座標と、を求めることができる。

なお、上記処理の説明における画素は、ＣＣＤ１３４の撮像面に構成されている実際の画素であっても良いし、隣接する複数の画素をひとまとめとして考えた仮想的な画素であっても構わない。例えば、複数の画素をひとまとめの画素とする場合には、処理時間を短縮することができる利点がある。

ところで、眼の各器官の大きさは、年齢毎に、性別毎に、あるいは人種毎に異なり、ひいては個人毎に異なるといえる。また、視線方向検出部を製作する際の個体差（機器毎の個体差）や、頭部装着部２の装着の仕方、などによっても、視線方向検出部の眼との相対的な位置関係が微妙に変化する。従って、上記数式１４に基づいた一律的なパラメータにより求めた視線方向は、全ての撮影者に対して正確であるとはいえない。

このような理由から、本実施例のカメラ１では、視線方向検出に係るキャリブレーションを、必要に応じて所望に行うことができるようになっている。これにより、使用者毎の最適化を行うことが可能である。

図６３は、視線方向検出に係るキャリブレーションの処理を示すフローチャートである。

例えば、上記第１操作スイッチ１６２のメニューボタン６３やメニュー選択スイッチ６６，６７，６８，６９、確定スイッチ６５などを操作することによりキャリブレーションモードを選択すると、このキャリブレーション処理が開始される。

処理を開始すると、まず、上記図３６に示したようなキャリブレーション用の指標Ｐ１〜Ｐ５の内の何れを表示させるかを設定する（ステップＳ６１）。

そして、設定した指標を例えば点滅してシースルー表示する（ステップＳ６２）。この表示は、上述したように、視線方向検出部を含む視線方向／角速度検出部７が配設されている側の眼とは異なる側の眼により観察可能となっている。

例えば、まず指標Ｐ１を点滅させて、この指標Ｐ１を注視するように、観察者を促す。観察者は、指標Ｐ１を注視した状態となったら、所定のキー操作を行う。このキー操作入力を検出すると、上記ＣＣＤ１３４により画像データを取り込んで、上記数式１４に基づき、瞳孔中心ｉとプルキンエ像Ｐｉとの間の距離ｄを演算する（ステップＳ６３）。このときに、指標Ｐ１を注視することにより得られた距離ｄの値をｄ１とする。

そして、上記指標Ｐ１〜Ｐ５の全てについて上記ステップＳ６１〜Ｓ６３の処理が終了したか否かを判断する（ステップＳ６４）。

ここで、まだ、全ての指標Ｐ１〜Ｐ５について処理が終了していない場合には、上記ステップＳ６１へ行って、次の指標について、上述したような処理を行うことにより、全ての指標Ｐ１〜Ｐ５に各係る距離ｄ１〜ｄ５を算出する。

ここで、上記数式１４は理想的な場合にのみ成立する式であり、実際には、上述したような種々の誤差を考慮する必要がある。そこで、上記数式１４を修正して、
［数１５］

として、補正情報Δｄを加えることにする。

この数式１５において、角度θは、指標Ｐ１〜Ｐ５の表示位置により予め設定される値（指標Ｐ１〜Ｐ５に各対応して、それぞれ角度θ１〜θ５とする。）である。また、距離ｄは、視線方向検出部により実際に検出される値（上述した距離ｄ１〜ｄ５）である。さらに、Ｌｘは、個人毎に異なる値であるものとする。

この数式１５に、既知である上記角度θ１〜θ５と、上記ステップＳ６３において各求めた距離ｄ１〜ｄ５と、上述したような結像レンズ１３２の結像倍率β1 と、を代入することにより、ΔｄとＬｘとを未知数とする５つの数式（一次式）が求められる。２つの未知数Δｄ，Ｌｘを求めるためには、これらの未知数を含む２つの一次式を連立すれば良いために、可能な解の組として、5Ｃ2＝１０（組）の解が求められることになる。そして、これらの解の組に所定の統計演算を行うことにより、各個人毎のパラメータとして最も確からしいと考えられるΔｄおよびＬｘを求める（ステップＳ６５）。

その後、このようにして求めたΔｄおよびＬｘを、上記ＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶してから（ステップＳ６６）、このキャリブレーションの処理を終了する。

なお、実際に視線方向を検出するに当たっては、上述したようなキャリブレーションによって求めたΔｄおよびＬｘと、実際に検出した瞳孔中心ｉとプルキンエ像Ｐｉとの距離ｄと、を上記数式１５に代入し、視線方向θを算出して求めることになる。

このようにして求めた視線方向のデータは、撮影時にリアルタイムで利用することができると共に、撮影後に例えば後述するような画像編集を行う際に利用することもできる。従って、動画データを記録するときには、後述するように、求めた視線方向を、検出されたタイム情報に関連付けて、動画データとともに記録するようになっている。

撮影時にリアルタイムで視線方向データを利用する例としては、撮像部３０の撮影光学系３１のピントを、視線方向の被写体に自動的に合わせることが挙げられる。この場合には、ＣＣＤ８７に結像される被写体像の中の、上記視線方向に対応する部分を中心とした所定範囲について焦点検出を行うようにすればよい。このときには、上記図４０を参照して説明したように、パララックスを考慮すると良い。

図４８は、図５９のステップＳ８の処理において記録される各種データの構造を示す図である。

上記記録用メモリ１５７に記録されるデータは、例えば、この図４８に示すようなデータ構造となっている。

すなわち、該データは、静止画データ管理エリアと、動画データ管理エリアと、編集済動画データ管理エリアと、静止画データエリアと、動画データエリアと、音声データエリアと、角速度データエリアと、視線方向データエリアと、編集済動画データエリアと、を有して構成されている。

上記静止画データ管理エリアは、上記オートモード（Ａ）、またはマニュアルモード（Ｍ）において上記静止画データエリアに記録される静止画データの管理を行うための領域であり、撮影された各静止画データの先頭番地等が記録されている。

上記動画データ管理エリアは、上記動画データエリアにユニット単位で記録される動画データの管理を行うための領域であるが、その詳細については後述する。

上記編集済動画データ管理エリアは、後述するように編集が行われた動画データが記録される編集済動画データエリアの管理を行うための領域であり、この詳細についても後述する。

上記静止画データエリアは、上述したように、静止画データが記録される領域である。

上記動画データエリアは、上述したように、動画データがユニット単位で記録される領域である。

上記音声データエリアは、上記第１マイク１７や第２マイク１８により収録された音声データがユニット単位で記録される領域である。

上記角速度データエリアは、上記角速度センサ１４１，１４２により検出された角速度データがユニット単位で記録される領域である。

上記視線方向データエリアは、上記視線方向／角速度検出部７からの画像データに基づき上記第１ＣＰＵ１６１等により算出された視線方向データが、ユニット単位で記録される領域である。なお、この視線方向データエリアに記録する視線方向データとしては、上記視線方向／角速度検出部７の視線方向検出部からの画像データに基づき求めた視軸方向を示す角度θそのものであっても良いが、これに代えて、上記数式１２に示したように、視軸方向の被写体を撮像部３０から見た角度となるパララックス補正された角度θ’を記録するようにしても構わないし、あるいはこれらの両方を記録するようにしても良い。こうして、視線方向データ（視線方向情報）には、視線方向が所定時間間隔で記録されることになるために、視線方向の連続的な移動量を算出することが可能であり、また、視線方向の移動速度を算出することも可能である。従って、視線方向データは、視線方向の連続的な移動量と、視線方向の移動速度と、の少なくとも一方を含むということができる。

上記編集済動画データエリアは、上述したように、編集済みの動画データがユニット単位で記録される領域である。

次に、動画データの構造の基本概念について説明する。

動画データは、該動画データの撮像と同時的に収録された音声データ、そして、該動画データの撮像と同時的に検出された角速度データおよび視線方向データと、その時間的な関係に応じて相互に関連付けられて記録されている必要がある。そこで、本実施例においては、これらの各データを所定時間毎にまとめてユニットという単位とし、ユニット内に含まれる各データが実際に記録されているメモリ領域の先頭アドレスを、上記動画データ管理エリアにまとめて記録している。従って、動画データ管理エリアに記録されている管理データを参照することにより、所望のユニットに含まれる動画データ、音声データ、角速度データ、および視線方向データにアクセスすることが可能となっている。

例えば、動画データ、音声データ、角速度データの取り込み周期を１／３０秒とし、視線方向データの取り込み周期を１秒とし、１秒間分の各データを１つのユニットにまとめるものとする。このときには、１つのユニット内に、画像データ、音声データ、および角速度データがそれぞれ３０個ずつ、また、視線方向データが１個、記録されていることになる。従って、上記動画データ管理エリアには、３０個分の画像データを管理するためのデータ、３０個分の音声データを管理するためのデータ、３０個分の角速度データを管理するためのデータ、１個分の視線方向データを管理するためのデータ、が１つのユニットに対して記録されていることになる。従って、該動画データ管理エリアには、このような管理データが、ユニットの数だけ繰り返し記録されている。

図４９は、動画データ管理エリアの詳細な構成を示す図である。

動画データ管理エリアには、ファイルに関する管理データが、ファイル名を先頭にして、ファイルの数だけ記録されている。

１つのファイルに関する管理データは、該図４９に示すように、ファイル（Ｆｉｌｅ）名と、フラグ（ＦＬＧ）と、開始時刻と、終了時刻と、ユニットサイズと、ユニットに関するデータと、を含んでいる。

上記ファイル名は、動画データに付されたファイルの名前である。

上記フラグ（ＦＬＧ）は、編集処理が実施済みであるか否かを示すものである。

上記開始時刻は、動画データの撮影が開始された時刻を示すものである。

上記終了時刻は、動画データの撮影が終了した時刻を示すものである。

上記ユニットサイズは、動画データ、音声データ、角速度データ、および視線方向データを１組のユニット単位で記録するときのサイズを示すものである。

上記ユニットに関するデータは、このファイルに含まれるユニットの数だけ設けられており、１つのユニットに対しては、動画データの先頭番地を示すＡＤＲ（Ａ）、音声データの先頭番地を示すＡＤＲ（Ｂ）、角速度データの先頭番地を示すＡＤＲ（Ｃ）、視線方向データの先頭番地を示すＡＤＲ（Ｄ）がそれぞれ記録されるようになっている。

従って、この動画データ管理エリアを参照することにより、記録用メモリ１５７にどのようなデータが記録されているかを、例えば図５０に示すように把握することができるようになっている。図５０は、動画データ管理エリアを参照して得られる情報表示の一例を示す図である。

この図５０に示す例では、記録用メモリ１５７内に記録されているファイル名の一覧が表示され、各ファイルに対応する撮影日や撮影時刻、そして後述するような編集処理が行われているか否かが表示される。

次に、図５１は、編集済動画データ管理エリアの詳細な構成を示す図である。

この編集済動画データ管理エリアには、編集済みの動画データに係るファイルに関する管理データが、ファイル名を先頭にして、ファイルの数だけ記録されている。

１つのファイルに関する管理データは、該図５１に示すように、ファイル（Ｆｉｌｅ）名と、開始時刻と、終了時刻と、撮影時間と、記録領域と、を含んでいる。

上記ファイル名、開始時刻、終了時刻は、上記動画データ管理エリアに記録されているものと同様である。

また、上記撮影時間は、撮影された動画像のトータル時間を示す情報である。

さらに、上記記録領域は、所定のユニットサイズでなるユニット毎に、記録領域の先頭アドレスを表わす先頭番地が、上記動画データ管理エリアに記録されているものと同様に記録されている。

次に、図６４は、編集処理を示すフローチャートである。

例えば、上記第１操作スイッチ１６２のメニューボタン６３やメニュー選択スイッチ６６，６７，６８，６９、確定スイッチ６５などを操作することにより編集モードが選択されると、この編集処理が開始されるようになっている。

この処理を開始すると、まず、連続して撮影された画像ファイル（つまり動画像ファイル）を１つの単位として、上記図５０に示したように、撮影日、撮影時刻、既に編集済みであるか否かを示す情報、を一覧として表示する。そして、このように表示された画像の中から、操作者により１つ以上の画像ファイルが選択されるのを待機する（ステップＳ７１）。

こうして、画像ファイルの選択が行われた場合には、上記図４９に示したような動画データ管理エリアに記録されている管理情報を参照して、選択された画像ファイルに対応する視線方向データを読み出す（ステップＳ７２）。

そして、読み出した視線方向データに基づいて、注視時間が所定時間ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ７３）。ここで注視しているか否かは、視線方向を表わすベクトルの大きさの変化が所定量以内であれば、一定の方向を注視しているものとする。

ここで注視時間が所定以上であると判断された場合には、ズームアップ処理を行う（ステップＳ７４）。

ここで、図５２〜図５４を参照して、上記ズームアップ処理について説明する。図５２はＸ方向の視線位置の時間変化を示す図、図５３はＹ方向の視線位置の時間変化を示す図、図５４はズーミングの時間変化を示す図である。なお、これら図５２〜図５４は、横軸にプロットした時間が、同一位置において同一時間を示すように図示している。

なお、Ｘ軸とＹ軸は、視線方向を示すベクトル空間を記述する互いに直交する２軸である。

ΔＸ，ΔＹをＸ方向，Ｙ方向のそれぞれに対する所定の視線位置変化量であるとする。このとき、Ｘ方向，Ｙ方向の視線位置変化が各々ΔＸ，ΔＹ以下で、かつ注視時間が上記所定時間ｔ１以上であるときは、図５４に示すように、注視点に向けて画像をゆっくりと拡大して行く。つまり、注視点が徐々に画像の中央にくるように、拡大とトリミング（拡大領域の変更）とを同時に実行して行く。一定の拡大量に達したところでその状態をしばらく維持し、再び、注視時間の終了ｔ０に向けてゆっくりと元の倍率（標準の画角）へ戻して行く。

なお、注視をしている途中で、瞬間的に視線方向が他に移動して再び元の注視方向へ戻ることがあるが、このような視線の動きについてはノイズであるとして、注視時間の考慮に入れないような画像処理を行うようにしている。このような画像処理は、公知の移動平均とノイズ処理とにより簡単に実行することができるために、その処理の詳細については省略する。

図６４の説明に再び戻って、このステップＳ７４のズームアップ処理が終了するか、または、上記ステップＳ７３において注視時間がｔ１よりも大きいと判断されたときには、上記２方向（ヨー方向とピッチ方向）の角速度データを読み出す（ステップＳ７５）。

その後、読み出した角速度データに基づいて、所定の編集処理を実行することになるが、図６４のフローチャートに沿って説明を進める前に、この編集処理の基本的な考え方について、図５５〜図５７を参照して説明する。図５５は角速度の時間変化を示す線図、図５６は角速度の絶対値の時間変化を示す線図、図５７は角速度の時間積分値の変化の様子を示す線図である。なお、これら図５５〜図５７は、横軸にプロットした時間が、同一位置において同一時間を示すように図示している。また、図５７に示す角速度の時間積分（ΣωΔｔ）は、振幅に該当している。

編集処理の基本的な考え方は、次のようになっている。まず、ごく短い時間ｔ２以下の角速度ωの変化は、ノイズであるとして無視する。次に、所定時間ｔ３（ここにｔ３は、上記ｔ２よりも長い時間である。）を閾値として、持続時間ｔがこのｔ３に満たないときは短い周期の振動（つまり、ぶれ）であると判断し、ｔ３以上のときはぶれでない方向の変化であると判断する。そして、ぶれであると判断されたときは、可能であればぶれ補正を行い、不可能であればカッティング処理を行う。同様に、ぶれでない方向の変化であると判断されたときは、可能であればスムージング処理（急激に画像が流れるのを補正して、滑らかな変化にする編集処理であり、記録時間の引き延ばしとなっている。）を行い、不可能であればカッティング処理を行う。

このような考え方に基づいて、図５５〜図５７に示したような区間Ａ，Ｂ，Ｃの３つのケースについて、具体的に説明する。

区間Ａは、図５６に示すように、持続時間ｔが所定時間ｔ３以上であって、ぶれでない方向の変化と考えられ、かつ、角速度の絶対値｜ω｜が、スムージング処理を行うことが可能な程度の大きさであるために、該スムージング処理を行う。このスムージング処理の具体的な方法としては、動画像を構成するコマ（フレーム画像）の間に、スムージングの程度に応じた数のコマを挿入する方法が挙げられる。ただし、この方法では、スムージングの程度が大きくなる（画像の時間変化を引き伸ばす）ほどぎこちない動きになるために、隣接するコマの画像データに基づいて動きを補間するようなコマを作成し、作成したコマを挿入するようにすると良い。

区間Ｂは、持続時間ｔが所定時間ｔ３よりも小さく、ぶれであると考えられ、かつ、角速度の絶対値｜ω｜が、ぶれ補正を行うことが可能な程度の大きさであるために、ぶれ補正を行う。

区間Ｃは、持続時間ｔが所定時間ｔ３よりも小さく、ぶれであると考えられるが、角速度の絶対値｜ω｜が、ぶれ補正を行うのに適さない程大きいために、この区間の画像をカッティングする。

また、図示はしないが、持続時間ｔが所定時間ｔ３以上であって、ぶれでない方向の変化と考えられるが、角速度の絶対値｜ω｜が、スムージング処理を行うのに適さない程大きい場合にも、該区間の画像をカッティングするようになっている。

さらに、区間Ａの前の時間区間や、区間Ａと区間Ｂとの間の区間などは、角速度の絶対値｜ω｜が、ぶれ補正を不要とする程小さく、かつスムージング処理を不要とする程小さいために、特に編集処理の対象とはならない。

なお、上述したような考え方に基づいてカッティングを行うと、例えば、図５８に示すような孤立した画像が残る可能性がある。図５８は、カッティングを行った後に孤立した画像が残っている様子を示す図であり、時間軸に沿って画像が存在するか否かを２値で示している。この図５８に示す例では、区間Ｃ１、区間Ｃ２、区間Ｃ３の３つの区間がカッティングされているが、区間Ｃ２における画像ＳＬ１、区間Ｃ３における画像ＳＬ２，ＳＬ３が、それぞれ孤立した画像として残っている。このような画像は、後述するように、除去する処理が行われる。

再び図６４の説明に戻って、上述したような基本的な考え方に基づくステップＳ７６以降の処理について説明する。

２軸方向の角速度の内の、少なくとも一方の角速度ωの変化の持続時間ｔが、ｔ２＜ｔ＜ｔ３を満たすか否かを判断し、この条件を満たすときは、さらに角速度の絶対値｜ω｜が、ω１＜｜ω｜＜ω２（ω１はぶれ補正が必要な角速度の下限値、ω２はぶれ補正が可能な角速度の上限値）を満たすか否かを判断する（ステップＳ７６）。

ここで、ステップＳ７６の条件が満たされている場合には、公知の画像処理により、ぶれ補正処理を行う（ステップＳ７７）。

また、上記ステップＳ７６の条件が満たされない場合には、上記角速度ωの変化の持続時間ｔが、ｔ３≦ｔを満たすか否かを判断し、この条件を満たすときは、さらに角速度の絶対値｜ω｜が、ω３＜｜ω｜＜ω４（ω３はスムージングが必要な角速度の下限値、ω４はスムージングが可能な角速度の上限値）を満たすか否かを判断する（ステップＳ７８）。

ここで、ステップＳ７８の条件が満たされている場合には、上述したようなスムージング処理を行う（ステップＳ７９）。

一方、上記ステップＳ７８の条件が満たされない場合には、角速度ωの変化の持続時間ｔがｔ２＜ｔ＜ｔ３を満たしかつ角速度の絶対値｜ω｜がω２≦｜ω｜を満たすケースと、角速度ωの変化の持続時間ｔがｔ３≦ｔを満たしかつ角速度の絶対値｜ω｜がω４≦｜ω｜を満たすケースと、の何れか一方に該当するか否かを判断する（ステップＳ８０）。

ここで、ステップＳ８０の条件が満たされている場合には、該区間をカッティング処理する（ステップＳ８１）。

また、上記ステップＳ８０の条件が満たされていない場合は、次のような３つのケースが考えられる。

第１のケースは、持続時間ｔがぶれ（ｔ２＜ｔ＜ｔ３）に相当するが、角速度の絶対値｜ω｜が下限値ω１以下のときである。このときには、補正が必要なぶれであるとは見なされず、そのまま無編集となる。

第２のケースは、持続時間ｔがぶれでない方向の変化（ｔ３≦ｔ）に相当するが、角速度の絶対値｜ω｜が下限値ω３以下の時である。このときには、方向の変化が十分に緩やかであってスムージングが不要であると見なされ、そのまま無編集となる。

第３のケースは、角速度ωの変化の持続時間ｔがｔ２以下（つまり、ｔ≦ｔ２）であって、ノイズに相当する場合である。このノイズは、通常の区間に存在する場合と、カッティング処理された区間に存在する場合（つまり、上記図５８に示したような孤立点として残る場合）と、があり得るが、これらの内の孤立点については、次に説明するような処理が行われる。

すなわち、上記ステップＳ７７、ステップＳ７９、ステップＳ８１の何れかの処理が終了するか、または上記ステップＳ８０の条件が満たされない場合には、次に、孤立点の除去を行う（ステップＳ８２）。

その後、編集済の動画データを上記記録用メモリ１５７に記録してから（ステップＳ８３）、この編集処理を終了する。

こうして、画質が劣化すると考えられるケースにおいて、可能な範囲内で画質を向上する補正を行い、補正が不可能である場合にはカッティングするようにしているために、品質が良く見易い画像を得ることができる。そして、この編集処理を自動的に行うようにしているために、使用者が面倒な操作を行う必要がなく、簡便となる。

なお、この図６４に示したような編集処理の例においては、生体情報としての視線情報や角速度情報に基づいて、ズーミング、カッティング、スムージング、ぶれ補正を行うようにしているが、編集処理は、これらに限られるものではない。例えば、角速度データの時間的な変動パターンに基づいて、撮影者が歩行中であるか否かを判断し、歩行中であると判断されたときには、通常よりも広角側にズーミング処理を行うようにすることが考えられる。また、これとは逆に、歩行中であると判断されたときには、画像の変動を抑制するように画像の一部を切り出して、切り出した画像を望遠側にズーミング（拡大）するようにしても良い。このような処理を行うことにより、画像の変動を少なくして、視覚的に違和感のない動画像を再生することが可能となる。

また、上述した編集処理においては、撮影後に、視線情報や頭部の角速度情報等の生体情報に基づいて画像を編集し、編集済みの画像データを記録媒体に記録するものであったが、再生時にリアルタイムで編集処理するようにすることも可能である。すなわち、所定の編集処理の内容（以下「編集情報」と呼ぶ。）と該編集処理の開始時刻に関するタイム情報とを、原画像と上記生体情報とが取得されたタイム情報に関連付けてメモリに記憶しておく。そして、画像データを再生するときに、原画像データを残したまま、上記原画像データと上記編集情報とを同時に読み出して、原画像データを編集情報に基づいてリアルタイムに編集しながら再生する（以下では、これを「動的編集処理」と呼ぶ。）ようにしても良い。

図６５は、動的編集処理装置の構成の要部を示すブロック図である。

この動的編集処理装置は、原画像メモリ２３１と、操作部２３２と、プログラム修正部２３３と、編集情報メモリ２３４と、読出部２３５と、編集処理部２３６と、編集処理プログラムメモリ２３７と、表示部２３８と、を有して構成されていて、画像編集装置と画像再生装置とを兼ねたものとなっている。

上記原画像メモリ２３１は、画像データ記録手段であり、原画像データが、それぞれ撮像（取得）された時刻に関するタイム情報に関連付けられて記憶されているものである。

上記操作部２３２は、この動的編集処理装置に対する操作入力を、外部から手動で行うための操作手段である。

上記プログラム修正部２３３は、操作部２３２からの操作に応じて、上記編集情報メモリ２３４に記憶されている編集情報を修正するための編集情報修正手段である。

上記編集情報メモリ２３４は、生体情報記録手段であり、上記図６４を参照しながら説明したような編集処理プログラムに関連する後述するようなコード情報（図６６〜図７５参照）と、上記原画像メモリ２３１に記憶されている原画像データに関連する編集情報（生体情報に基づき生成された編集情報）と、が上記タイム情報に関連付けて記憶されたものである。なお、編集情報として使用されていない生体情報がある場合には、該生体情報もこの編集情報メモリ２３４に記録しておくようにすると良い。

上記読出部２３５は、処理手段を構成するものであり、上記原画像メモリ２３１から原画像データを、また、上記編集情報メモリ２３４から上記編集情報を、関連付けられたタイム情報に応じて読み出し、上記編集処理部２３６へ転送するものである。

上記編集処理部２３６は、処理手段を構成するものであり、上記読出部２３５により読み出された原画像データを、該読出部２３５により読み出された編集情報（つまり、上記タイム情報に応じて、該原画像データに関連付けられている編集情報）を用いて、編集処理するためのものである。

上記編集処理プログラムメモリ２３７は、処理手段を構成するものであり、後述するような編集パターンに応じた具体的な編集処理プログラムが記憶されているものである。

上記表示部２３８は、表示手段であって、上記編集処理部２３６により処理された画像データを観察可能に表示するためのものである。

次に、上記編集情報メモリ２３４に記憶されている情報の詳細について、図６６〜図７５を参照しながら説明する。

図６６は第１のズーミングのパターンを示す図、図６７は第１のズーミングパターンに応じて編集情報メモリに記憶されているズーミングに関する編集情報を示す図、図６８は第２のズーミングのパターンを示す図、図６９は第２のズーミングパターンに応じて編集情報メモリに記憶されているズーミングに関する編集情報を示す図、図７０は第３のズーミングのパターンを示す図、図７１は第３のズーミングパターンに応じて編集情報メモリに記憶されているズーミングに関する編集情報を示す図、図７２は第４のズーミングのパターンを示す図、図７３は第４のズーミングパターンに応じて編集情報メモリに記憶されているズーミングに関する編集情報を示す図である。

図６６に示すような第１のズーミングのパターンは、時間Ｔ１の間に、縮小から拡大へズーミングを行って、その後はそのままズーミングを停止するパターンとなっている。

また、上記編集情報メモリ２３４には、図６７に示すようなズーミングに関する編集情報が記憶されている。この編集情報は、下位の４ビットがズーミングのパターン、次の４ビットが最初のズーミングの時間（Ｔ１）、その次の４ビットが停止時間（Ｔ２）、さらに次の４ビットが最初の状態に戻すズーミングの時間（Ｔ３）、最上位の１６ビットが編集の開始時刻を表わすタイム情報となっている。

なお、この例では、各時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を記憶するメモリ容量を４ビットとしているが、これに限るものではなく、必要に応じた容量を定めるようにすれば良い。

そして、上記下位の４ビットには、第１のズーミングのパターンを示すズーミングパターンコード（ここでは、「００００」）が記憶されている。

また、次の４ビット（Ｔ１）には、上記図６６に示すようなズーム時間に対応する情報が記憶されている。一方、この第１のズーミングのパターンでは、Ｔ２，Ｔ３を定義しないために、何れにもコード「００００」が記憶されている。

次に、図６８に示すような第２のズーミングパターンは、時間Ｔ１だけ縮小から拡大へズーミングを行い、時間Ｔ２だけズーミングを停止し、時間Ｔ３だけ拡大から縮小へズーミングを行うパターンとなっている。

この第２のズーミングパターンにおいては、図６９に示すように、ズーミングパターンコードとして「０００１」が記憶されている。また、各時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３もそれぞれ定義されて記憶されている。

続いて、図７０に示すような第３のズーミングパターンは、時間Ｔ１だけ拡大から縮小へズーミングを行い、その後はそのままズーミングを停止するパターンとなっている。

この第３のズーミングパターンにおいては、図７１に示すように、ズーミングパターンコードとして「００１０」が記憶されている。また、時間Ｔ１のみが定義されて記憶され、時間Ｔ２，Ｔ３には上述したように未定義であることを示すコード「００００」が記憶されている。

そして、図７２に示すような第４のズーミングパターンは、時間Ｔ１だけ拡大から縮小へズーミングを行い、時間Ｔ２だけズーミングを停止し、時間Ｔ３だけ縮小から拡大へズーミングを行うパターンとなっている。

この第４のズーミングパターンにおいては、図７３に示すように、ズーミングパターンコードとして「００１１」が記憶されている。また、各時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３もそれぞれ定義されて記憶されている。

図７４は、スムージングの編集情報を表すコードの例を示す図である。

下位の４ビットには、編集処理がスムージングであることを示すコード「０１００」が、次の８ビットにはスムージングの開始から終了までの時間間隔（スムージング時間）が、最上位の１６ビットには編集の開始時刻を表わすタイム情報が、それぞれ記憶されている。

図７５は、カッティングの編集情報を表すコードの例を示す図である。

下位の４ビットには、編集処理がカッティングであることを示すコード「０１０１」が、次の８ビットにはカッティングの開始から終了までの時間間隔が、最上位の１６ビットには編集の開始時刻を表わすタイム情報が、それぞれ記憶されている。

従って、上記読出部２３５は、編集情報メモリ２３４に記憶されたこのような編集情報を、タイム情報に関連付けて、上記原画像メモリ２３１に記憶された画像データと同期して読み出すようになっている。

また、上記編集処理プログラムメモリ２３７に記憶されている編集処理プログラムは、上記編集情報メモリ２３４に記憶された編集情報の最下位４ビットに応じた編集パターンを実行するためのプログラムとなっている。

そして、上記編集処理部２３６は、読出部２３５により読み出された編集情報から上記編集パターンを読み取って、この編集パターンに対応した編集処理プログラムを編集処理プログラムメモリ２３７から読み出し、所定の編集処理を実行する。

こうして編集処理された画像が、上記表示部２３８により表示される。

なお、上述したような動的編集処理は、自動的に行われるものとなっている。しかし、使用者が個々人の好みに応じて編集処理を行うことができると便利であるために、本実施例では、上記図６５に示したように、操作部２３２とプログラム修正部２３３とを設けて、上記編集情報メモリ２３４に記憶されている編集情報を、手動により外部から修正することができるようにしている。

すなわち、編集情報を修正する際には、再生に関する公知の機能、つまり、再生の一次停止、戻し、スロー再生などを用いることにより、画像を表示部２３８により観察しながら、図６７、図６９、図７１、図７３、図７４、図７５に示したような編集情報を変更することになる。このときには、編集結果を該表示部２３８により確認することができ、さらに原画像が上述したように保存されているために、何度でも編集作業を行うことができて、最終的に、使用者の好みに最適な編集画像を得ることが可能となる。

また、上述したような視線方向の検出は、高度の技術と高いコストとを要するために、単に上述した編集処理のみに利用するために視線方向検出装置を設けるのは、コストパフォーマンスが良いとはいえない。従って、単に上述したような編集処理に利用するのみであれば、視線情報の代わりに角速度情報を用いて制御を行っても、ほぼ同等の効果を得ながら、かつコストパフォーマンスを改善することができる。この場合には、角速度情報に基づいて、頭部の角度変化が所定時間以上一定範囲内であるときには、観察者が被写体のほぼ一方向を観察しているものとして扱い、図６４に示したような視線情報に基づく処理（例えば、ステップＳ７４のズームアップ処理）と同様の処理を行うことが考えられる。

上記図６５〜図７５に示したような動的編集処理装置を用いれば、編集処理後の画像データを記憶するための記録媒体が不要になるために、特に動画データの記録を行う場合に、メモリ容量の節約効果を大きく得ることができる。また、自動編集処理を行うための編集情報を、使用者が好みに応じて変更することができるために、個々人の意思を忠実に反映した編集処理を行うことができる。

なお、上記図５９〜図６４に示した処理の内、撮像に関する処理と視線方向検出に関する処理は、主に上記第２ＣＰＵ１２１が行うようになっている。また、シースルー画像表示に関する処理と測距のための投光処理は、主に上記第４ＣＰＵ１１１が行うようになっている。さらに、ＡＦ処理とＡＥ処理は、主に第３ＣＰＵ１０３が行うようになっている。そして、画像データの記録処理と編集処理と再生処理と操作スイッチの検出処理は、主に第１ＣＰＵ１６１が行うようになっている。このように、各関連する機能を有する周辺装置が接続されているＣＰＵが、主にその機能に関連する処理を実行するように構成されている。ただし、各ＣＰＵはそれぞれ相互に接続されているために、処理能力に応じて、適宜処理を分散させるようにしても構わない。

また、上述した説明においては、シースルー画像表示部６のコンバイナとしてＨＯＥ２５を用いたが、これに代えて、ガラスやプラスチック等を素材とする凸レンズ光学系や凹レンズ光学系、ハーフミラー、自由曲面光学系、またはこれらの組み合わせを用いることも可能である。

さらに、上述ではシースルー画像表示部６において画像を投影する手段として、ＬＥＤ１１３や集光レンズ１１４やＬＣＤ１１５を用いたが、これらの代わりに、ＥＬ（Electro Luminescence）パネルや自己発光型のプラズマディスプレイなどの他の表示素子を用いても良い。

このような実施例１によれば、撮影者自身の動きに関連する生体情報を記録しておき、記録された生体情報に基づいて、記録された画像データに対し事後的に所定の編集処理を行うことが可能となるようにしたために、カメラの構成を簡単にすることが可能になると共に、撮影者は、撮影動作に専念する必要なく撮影を行うことができる。従って、撮影者は撮影の負担を感じることなく、撮影者以外の者と同様の自然な行動をとることができる。そして、画像編集を撮影者の生体情報に基づいて行うようにしたために、撮影者の意図に添った画像編集を自動的に行うことが可能となる。記録後の画像データに対して編集処理を行う場合には、撮影中にリアルタイムで編集処理を行う場合に必要となる例えば予測処理等の複雑な処理が不要となるために、比較的簡単に編集処理を行うことが可能となる。加えて、編集後の画像を表示することができるために、見易い状態となった画像を楽しむことが可能となる。

また、撮像部と視線方向／角速度検出部とを撮影者の頭部に装着し得るようにしたために、撮影者の観察している被写体を高い精度で検出することが可能となる。

さらに、撮影者の頭部自体の回転を角速度により検出するようにしたために、頭部のぶれに起因する画像ぶれの補正や、カッティングや、記録時間の引き延ばしなどの編集処理を自動的に行うことが可能となる。

そして、撮影者の注視点の方向である視線方向を検出するようにしたために、電子ズーミング（拡大／縮小）やトリミングなどの編集処理を自動的に行うことが可能となる。このとき、視線方向情報として、視線方向の移動速度と、視線方向の連続的な移動量と、の少なくとも一方を含むようにしたために、撮影者の意志をより忠実に反映することができる。

また、視線方向／角速度検出部と、撮像部と、のパララックスを考慮して、視線方向／角速度検出部により検出された視線方向θに対応する撮像部からみた角度θ’を求めるようにしているために、被写体が近距離にある場合でも、撮影者の視線方向に対応する撮像部による撮影範囲（撮像される画像における撮影者の注視点）を正確に把握することが可能となり、視線情報に基づく編集処理等を正確に行うことができる。

さらに、自然な行動をしながら観察が可能な頭部装着型表示装置は、例えば歩行中や車の運転中などにも使用してしまいがちである。このような状態で使用すると、表示手段に表示される撮影情報等の表示に気をとられて、前方物体と衝突したりする可能性があるが、本実施例のカメラは、このような使用状態を検出して、検出時には警告を行ったり表示を禁止したりするようにしたために、未然に防止することができる。

また、視線検出を行う際に、他の領域に比べて極めて明るい角膜反射光を利用しているために、瞳孔の存在するおよその位置を、簡単に求めることができる。このとき、角膜反射光を得るための照明として、赤外線を照射するＬＥＤを用いているために、観察者による被写体の観察を妨げることはない。

さらに、角膜反射光の位置を含む所定範囲の領域の中から、最小値を有する画素を検出し、この最小値に所定の値を加えた値（これは、該最小の画素値よりも大きく、虹彩の画素値よりも小さい所定値である。）を閾値として、該閾値よりも画素値が小さい画素群を瞳孔の像に属する画素群として判別しているために、瞳孔の領域を簡単にかつ精度良く求めることができる。

そして、瞳孔の領域の重心を瞳孔中心としているために、画素データの中に幾らかのノイズが含まれていたとしても、瞳孔中心の位置を確実に精度良く求めることが可能となる。

加えて、上述したようにして求めた瞳孔中心の位置と、角膜反射光の位置と、に基づいて、視線方向を簡単にかつ精度良く求めることができる。

一方、編集処理前の原画像データを記録媒体から読み出して、生体情報に基づく編集情報によって編集処理を実行しながら、編集処理後の画像を表示するようにする場合には、編集処理後の画像データを記憶するための記録媒体が不要になり、特に動画データを記録するための記録媒体のメモリ容量を大幅に節約することができる。

このとき、自動編集処理を行うための編集情報を、使用者が好みに応じて変更することができるようにしたために、個々人の意思を忠実に反映した編集処理を行うことができる。

また、視度調整用のレンズを透明光学部材の前面にそれぞれ配置するようにしたために、視力が異なる観察者でも、実質的に直接観察する（すなわち、この場合には、視度調整用のレンズを介して観察する）被写体に所定の画像を重ねて観察することができる。

さらに、簡単な構成で、デザイン的に美しく自然な感じの略めがね型のカメラを構成することが可能となる。

そして、視度調整用のレンズを透明光学部材とは別々に簡単に取り外すことができるように構成したために、表示装置毎にユーザーに応じた視度調整を容易に行うことが可能となる。加えて、このときには、左眼と右眼の視力が異なっていたとしても、各眼に合わせたレンズを装着することが可能となる。

加えて、透明光学部材と撮像部とはフレーム部に一体的に保持されているために、視度調整用のレンズを交換しても、これら透明光学部材と撮像部との角度調整等をその度に行う必要がなく、使い勝手の良い視度調整用レンズ付頭部装着型カメラとなる。

また、頭部装着部と操作／記録部とを無線で接続して、画像データや操作信号を授受するようにしたために、コード等に煩わされることなく、軽快に使用することが可能となる。こうして、携帯に便利で機動性に優れた頭部装着型カメラとなる。

さらに、シースルー画像表示部において、ＬＣＤの画像を液体レンズを用いて一次結像させるようにしたために、該画像を、所望の距離の位置に虚像として表示することが可能となる。そして、液体レンズを採用したことにより、構成が簡単となって装置の小型軽量化を図ることができ、アクチュエータ等を用いていないために、動作中の騒音が発生する心配もない。従って、頭部に装着して用いる装置に、特に有効に用いることができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

本発明は、観察者または撮影者が実質的に直接観察するものに重畳されるように画像を虚像として表示し得る表示装置や撮像装置などに好適に利用することができる。

本発明の実施例１における頭部装着型カメラの使用形態を示す斜視図。 上記実施例１における頭部装着部を示す正面図。 上記実施例１における頭部装着部を示す平面図。 上記実施例１における頭部装着部を示す右側面図。 上記実施例１において、操作パネルを閉じた状態の操作／記録部を示す平面図。 上記実施例１において、操作パネルを閉じた状態の操作／記録部を示す右側面図。 上記実施例１において、操作パネルを閉じた状態の操作／記録部を示す左側面図。 上記実施例１において、操作パネルに配置された操作スイッチ類を示す平面図。 上記実施例１において、操作パネルを開いた状態の操作／記録部を示す斜視図。 上記実施例１における頭部装着部の主として電子回路に係る構成を示すブロック図。 上記実施例１における操作／記録部の主として電子回路に係る構成を示すブロック図。 上記実施例１におけるシースルー画像表示部の光学系の原理を説明するための図。 上記実施例１におけるシースルー画像表示部の光学系の構成を示す一部断面を含む正面図。 上記実施例１におけるシースルー画像表示部の光学系の構成を示す左側面図。 上記実施例１において、眼から虚像までの位置を変更する原理を説明するための図。 上記実施例１において、ＬＣＤをアクチュエータにより光軸方向に駆動する構成例を示す図。 上記実施例１において、ＬＣＤの像を一次結像させるようにし、この一次結像の位置を光軸方向に変化させるようにした構成の一例を示す図。 上記実施例１において、ＬＣＤの像を一次結像させるようにし、この一次結像の位置を光軸方向に変化させるようにした構成の他の例を示す図。 上記図１８における液体レンズの詳細な構成を示す図。 上記実施例１における視線方向検出部の光学系の一構成例を示す一部断面を含む正面図。 上記実施例１における視線方向検出部の光学系の一構成例を示す左側面図。 上記実施例１における視線方向検出部の光学系の他の構成例を示す一部断面を含む正面図。 上記実施例１における視線方向検出部の光学系の他の構成例を示す左側面図。 上記実施例１において、撮像部をフレーム部に取り付ける構成を示す平面図および右側面図。 上記実施例１において、撮像部を取り付けるためにフレーム部に設けられた孔の構成を示す右側面図。 上記実施例１のシースルー表示における初期状態の表示例を示す図。 上記実施例１において、テレへのズームが行われたときの表示例を示す図。 上記実施例１において、ワイドへのズームおよび露出補正が行われたときの表示例を示す図。 上記実施例１において、電子ビュー表示を行うときの表示例を示す図。 上記実施例１において、動画を録画中の表示例を示す図。 上記実施例１において、マニュアルモード時の表示例を示す図。 上記実施例１において、フルオートモードで動画を録画中の表示例を示す図。 上記実施例１において、撮影光学系の焦点距離が焦点調節可能な下限値に達しているにもかかわらず、さらに小さい方へ操作されようとしている場合にシースルー表示される警告表示の例を示す図。 上記実施例１において、撮影光学系の焦点距離が焦点調節可能な上限値に達しているにもかかわらず、さらに大きい方へ操作されようとしている場合にシースルー表示される警告表示の例を示す図。 上記実施例１において、静止画を撮影する操作が行われたときの表示例を示す図。 上記実施例１のキャリブレーションモードにおける表示例を示す図。 上記実施例１において、被写体と撮影光学系とＣＣＤとの光学的な関係を説明するための図。 上記実施例１において、ＨＯＥとこのＨＯＥにより形成される虚像と眼との光学的な関係を説明するための図。 上記実施例１において、パララックスを補正するのに必要な虚像のシフト量を説明するための図。 上記実施例１において、視線方向にある被写体を撮像部から見るときの角度の関係を示す図。 上記実施例１において、照明光束の光軸Ｌｍと眼の視線方向の視軸Ｌｍ’とが一致しているときの、該光軸Ｌｍおよび視軸Ｌｍ’を含む面による眼の断面図。 上記実施例１において、光軸Ｌｍに垂直に交差する線を横軸として、眼の像を視線方向／角速度検出部により撮像したときのＣＣＤの出力信号を縦軸方向にプロットした図。 上記実施例１において、照明光束の光軸Ｌｍと眼の視線方向の視軸Ｌｍ’とが交差しているときの、該光軸Ｌｍおよび視軸Ｌｍ’を含む面による眼の断面図。 上記実施例１において、光軸Ｌｍおよび視軸Ｌｍ’に交差し該光軸Ｌｍに垂直な線を横軸として、眼の像を視線方向／角速度検出部により撮像したときのＣＣＤの出力信号を縦軸方向にプロットした図。 上記実施例１において、２次元の撮像素子から得られる眼の像を示す図。 上記実施例１において、プルキンエ像を中心として眼の像に設定される所定の領域を示す図。 上記実施例１において、通信制御部から出力される信号の時系列的な構成を示す図。 図５９のステップＳ８の処理において記録される各種データの構造を示す図。 上記実施例１において、動画データ管理エリアの詳細な構成を示す図。 上記実施例１において、動画データ管理エリアを参照して得られる情報表示の一例を示す図。 上記実施例１において、編集済動画データ管理エリアの詳細な構成を示す図。 上記実施例１において、Ｘ方向の視線位置の時間変化を示す図。 上記実施例１において、Ｙ方向の視線位置の時間変化を示す図。 上記実施例１におけるズーミングの時間変化を示す図。 上記実施例１における角速度の時間変化を示す線図。 上記実施例１における角速度の絶対値の時間変化を示す線図。 上記実施例１における角速度の時間積分値の変化の様子を示す線図。 上記実施例１において、カッティングを行った後に孤立した画像が残っている様子を示す図。 上記実施例１におけるカメラの動作の一部を示すフローチャート。 上記実施例１におけるカメラの動作の他の一部を示すフローチャート。 上記図５９のステップＳ４に示した危険防止のサブルーチンの詳細を示すフローチャート。 上記実施例１において、瞳孔中心の位置とプルキンエ像の位置とを求める処理を示すフローチャート。 上記実施例１において、視線方向検出に係るキャリブレーションの処理を示すフローチャート。 上記実施例１における編集処理を示すフローチャート。 上記実施例１における動的編集処理装置の構成の要部を示すブロック図。 上記実施例１における第１のズーミングのパターンを示す図。 上記実施例１における第１のズーミングパターンに応じて編集情報メモリに記憶されているズーミングに関する編集情報を示す図。 上記実施例１における第２のズーミングのパターンを示す図。 上記実施例１における第２のズーミングパターンに応じて編集情報メモリに記憶されているズーミングに関する編集情報を示す図。 上記実施例１における第３のズーミングのパターンを示す図。 上記実施例１における第３のズーミングパターンに応じて編集情報メモリに記憶されているズーミングに関する編集情報を示す図。 上記実施例１における第４のズーミングのパターンを示す図。 上記実施例１における第４のズーミングパターンに応じて編集情報メモリに記憶されているズーミングに関する編集情報を示す図。 上記実施例１において、スムージングの編集情報を表すコードの例を示す図。 上記実施例１において、カッティングの編集情報を表すコードの例を示す図。

符号の説明

１…頭部装着型カメラ
２…頭部装着部
４…操作／記録部（画像データ記録手段、生体情報記録手段、処理手段、パララックス補正手段、演算手段、危険防止手段、相対速度検出手段、相対速度距離検出手段、歩行検出手段、角膜反射光検出手段、領域設定手段、最小値検出手段、瞳孔検出手段、視線方向演算手段）
６…シースルー画像表示部（表示手段、危険防止手段）
７…視線方向／角速度検出部（生体情報検出手段、視線方向検出手段、角速度検出手段）
８…通信部（受信手段、送信手段）
１１…フロント部
１２…テンプル部
１３…フレーム部
１４，１５…透明光学部材
１６…投光用発光部（測距手段）
１６ａ…投光用ＬＥＤ
１６ｂ…集光レンズ
１７…第１マイク
１８…第２マイク
１９…鼻パッド
２０…リム（取付手段）
２１，２２…視度調整用のレンズ
２４…ホログラフィー光学素子（ＨＯＥ、赤外光投影手段）
２５…ホログラフィー光学素子（ＨＯＥ）
２６…先セルモダン
２７…収納部
３０…撮像部（撮像手段、測距手段）
３１…撮影光学系
３３…台座（調整手段）
３４，３５…ビス（ピッチ方向調整手段）
３６，３７…ビス（ヨー方向調整手段）
３９…スイッチ（危険防止操作手段）
４１…操作／記録本体部
４２…操作パネル
４４…電源スイッチ
４８…ＬＣＤ表示素子（表示手段）
５０…ＡＶ／Ｓ接続端子
５１…ＰＣ接続端子
５４…記録用メモリ挿入口
５５…バッテリ挿入口
５６…スピーカ
５９…再生／停止スイッチ
６１，６２…スイッチ
６３…メニューボタン
６５…確定スイッチ
６６，６７，６８，６９…メニュー選択スイッチ
７１…ＦＡ／Ａ／Ｍスイッチ（切換手段）
７２…Ｆ／Ｖスイッチ（切換手段）
７３…レリーズスイッチ
７４…録画スイッチ
７５…ズームスイッチ（撮影画枠設定手段）
７６…露出補正スイッチ
７８，７９…丁番
８７…ＣＣＤ（撮像素子）
８８…ＣＤＳ／ＡＧＣ回路（信号処理手段）
８９…Ａ／Ｄ変換回路（信号処理手段）
９０…タイミングジェネレータ（ＴＧ）
９１…ＣＣＤドライバ
９２，９３，９４…超音波モータ（ＵＳＭ）
９５…ＵＳＭドライバ
９６…絞りシャッタドライバ
９７…オート露出処理回路（ＡＥ処理回路）
９８…オートフォーカス処理回路（ＡＦ処理回路）
１０２…ＥＥＰＲＯＭ
１０３…第３ＣＰＵ
１０４…メモリ
１１１…第４ＣＰＵ
１１２…ＬＥＤドライバ
１１３…ＬＥＤ（投影手段）
１１４…集光レンズ（投影手段）
１１５…ＬＣＤ表示素子（投影手段、表示素子）
１１６…ホログラフィー光学素子（ＨＯＥ）
１１７…ＬＣＤドライバ（補正手段、視角調整手段）
１１８…ＬＥＤドライバ
１２１…第２ＣＰＵ（制御手段）
１２２…ＲＡＭ
１２３…タイマ
１２４…ＬＥＤドライバ（赤外光投影手段）
１２５…ＬＥＤ（赤外光投影手段）
１２６…集光レンズ（赤外光投影手段）
１２７…反射ミラー（赤外光投影手段）
１２８…ハーフミラー
１２９…ホログラフィー光学素子（ＨＯＥ）
１３１…反射ミラー
１３２…結像レンズ
１３３…バンドパスフィルタ
１３４…ＣＣＤ（二次元の光電変換手段）
１３５…ＣＣＤドライバ
１３６…ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
１３７…Ａ／Ｄ変換回路
１３８…ＴＧ
１４１，１４２…角速度センサ（角速度検出手段）
１５１…通信制御部
１５２…ＤＳＰ回路
１５３…遅延回路
１５４…多重化回路
１５５…メモリ
１５６…圧縮／伸張回路
１５７…記録用メモリ（画像データ記録手段、生体情報記録手段）
１５８…Ｄ／Ａ変換回路
１６０…ＬＣＤドライバ
１６１…第１ＣＰＵ（制御手段）
１６２…第１操作スイッチ
１６３…送受信部
１６４…電源回路
１７１…第２操作スイッチ
１７２…送受信部
１７３…通信制御部
１７４…電源回路
１９１…孔（ピッチ方向調整手段）
１９２…長孔（ピッチ方向調整手段）
１９３…孔（ヨー方向調整手段）
１９４…長孔（ヨー方向調整手段）
２０１…撮影画枠
２０３…電子画像
２０２，２０４，２０５，２０６，２０７，２１０，２１１…情報表示
２０８，２０９…警告表示
２３１…原画像メモリ（画像データ記録手段）
２３２…操作部（操作手段）
２３３…プログラム修正部（編集情報修正手段）
２３４…編集情報メモリ（生体情報記録手段）
２３５…読出部（処理手段）
２３６…編集処理部（処理手段）
２３７…編集処理プログラムメモリ（処理手段）
２３８…表示部（表示手段）
２５１，２５５…ラック（虚像距離調整手段）
２５２，２５６…アクチュエータ（虚像距離調整手段）
２５３…結像レンズ（結像光学系）
２５４…一次結像面の位置
２５７…液体レンズ（結像光学系、虚像距離調整手段）
２５８…電圧制御回路（虚像距離調整手段）
２６１ａ…円筒
２６１ｂ，２６１ｃ…円板
２６２ａ，２６２ｂ…電極
２６３…絶縁体
２６４…疎水性コーティング
２６５…伝導性液体
２６６…非伝導液体
代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (8)

1. 画像を生成するための表示素子と、
   上記表示素子により生成された画像を、観察者が実質的に直接観察する観察対象に重畳されるように、虚像として表示するための光学素子と、
   上記観察対象までの距離を測定する測距手段と、
   上記表示素子と上記光学素子との間に配設されていて、上記光学素子から上記虚像までの距離が、上記観察対象までの距離に略等しくなるように、レンズの形状を変化させて焦点距離を調整することにより、上記光学素子から上記虚像までの距離を調整するための焦点距離調整用レンズと、
   を具備したことを特徴とする表示装置。
2. 上記光学素子から上記虚像までの距離によることなく、該虚像を見込む視角が一定になるように調整する視角調整手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 上記焦点距離調整用レンズは、上記光学素子から該光学素子により表示される虚像までの距離が、該光学素子から観察対象までの距離に略等しくなるように、該虚像までの距離を調整するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
4. 上記光学素子から観察対象までの距離を測定する測距手段をさらに具備し、
   上記焦点距離調整用レンズは、上記測距手段により測定された観察対象までの距離を用いて上記虚像までの距離を調整するものであることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 上記視角調整手段は、上記表示素子に形成する像の大きさを調整することにより、虚像を見込む視角が一定になるように調整するものであることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
6. 撮影者が実質的に直接観察する被写体に重畳されるように、撮影範囲を示す撮影画枠を虚像として表示するための表示手段と、
   上記被写体までの距離を測定する測距手段と、
   上記表示手段から該表示手段により表示される虚像までの距離が、上記測距手段により測定された被写体までの距離に略等しくなるように、レンズの形状を変化させることにより焦点距離を調整可能な焦点距離調整用レンズと、
   上記被写体の光学的な像を結像するための撮影光学系と、
   上記撮影光学系により結像された上記撮影画枠に対応する撮影範囲内の光学的な被写体像を撮影して画像データを生成する撮像素子と、
   上記撮像素子により生成した画像データを記録するための記録手段と、
   を具備したことを特徴とする撮像装置。
7. 上記表示手段から上記虚像までの距離によることなく、該虚像を見込む視角が一定になるように調整する視角調整手段をさらに具備したことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 上記表示手段は、撮影者の頭部に装着して用い得るように構成されたものであることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。

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