(57)【要約】【課題】撮像された視野内の映像を使用者がより視認しやすく表示する映像表示装置を提供する。【解決手段】映像表示装置１、１ａは、撮像部１３Ｌ、１３Ｒで撮像された外界の映像を映像表示部１４Ｌ、１４Ｒで使用者の眼に虚像として表示する場合に、撮像部と映像表示部が使用者の視線方向に対して同一光軸上にある場合は画角の調整を行ない、映像表示部が透過型であるため撮像部と同一光軸上にない場合は画角の調整と映像の移動処理を行なって表示する。【選択図】図１
2006208451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の眼前に表示画面が位置するように配置された表示手段と、
前記表示画面の背面側に位置して前記使用者の視線方向の映像を撮像する撮像手段と、
前記使用者の視線と前記撮像手段の指向線とのずれ量を補正する第１の補正データが記憶された記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された第１の補正データに基づいて、前記撮像手段により撮像された映像を補正し前記表示手段の表示画面に表示させる表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記表示手段は、位置調節可能に設けられるとともに、当該表示手段の位置を検出する位置検出手段を更に備え、
前記記憶手段は、前記表示手段の位置ごとの前記表示画面に対応する視野角方向の映像と前記撮像手段により撮像された映像とのずれ量を補正する第２の補正データを記憶し、
前記表示制御手段は、前記位置検出手段による検出結果に応じて前記記憶手段に記憶された第２の補正データに基づいて、前記撮像手段により撮像された映像を補正し前記表示手段の表示画面に表示することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記撮像手段は、前記表示手段の使用者に対する表示方向と撮像方向とが同一の光軸である位置に設けられ、
前記表示制御手段は、前記撮像手段による映像の画角を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記表示手段は、外界からの光による像と前記撮像手段による映像とを使用者から重ねて見ることを可能に表示し、
前記表示制御手段は、前記撮像手段による映像の画角及び表示位置を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記表示手段は、位置調節可能に複数設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記複数設けられた表示手段のうち、いずれか一の表示手段は、使用者が前方正面を向いて当該映像表示装置を装着した時に足下方向に配置されて足下の映像を表示し、他の表示手段は、使用者が前方正面を向いて当該映像表示装置を装着した時に正面前方方向に配置されて正面前方の映像を表示することを特徴とする請求項５に記載の映像表示装置。
【請求項７】
前記足下の映像を撮像する撮像手段は、前記正面前方の映像を撮像する撮像手段と比較して高感度であることを特徴とする請求項６に記載の映像表示装置。
【請求項８】
前記正面前方の映像を撮像する撮像手段は、前記足下の映像を撮像する撮像手段と比較してダイナミックレンジが広いことを特徴とする請求項６に記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、夜盲症などの一般生活を行なう上で支障をきたす視覚障害を持つ人のための視覚補助装置としては、使用者の視野内の映像を撮像し、その撮像された映像に対して使用者の視覚障害に応じた変換を行ない、変換後の映像を使用者の眼前に設けられた表示部に表示する頭部装着型の映像表示装置がある。
なお、映像表示装置の表示部は、外界からの光と撮像された映像の虚像とを透過型のホログラム素子などを用いて同時に使用者の目に導くものと、使用者の眼前に外部からの光の一部領域又は全部を遮断するようにＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）などを配置して、そのＬＣＤに撮像された外界の映像の虚像を使用者に眼に表示するものがある。
使用者は、この映像表示装置により眼に映し出される虚像を参考に、外界の状況を認識することができる。
【０００３】
このため、上述の表示部により使用者の眼に映し出される映像は、使用者に現実空間を正確に認識させるために使用者の目に直接入る外界の景色と誤差がないように映し出す必要がある。
ここにおける外界の景色との誤差とは、使用者から見た表示部に映し出される外界の映像と使用者の目に直接届く外界の景色との差である。つまり、眼前の一部の表示領域に外界の映像を完全に誤差なく表示する映像表示装置の使用者は、外界の光が直接見える領域と表示領域との境が繋がって見えるため、その表示領域に外界の景色が直接見えているのか撮像された外界の映像が見えているのかを区別することができない。
そして、現実空間と使用者が認識する仮想空間とのずれを取り除くための技術としては、映像表示装置に搭載されたカメラにより位置合わせのためのマーカ撮影して現実空間内の３次元位置を正確に求める技術が開示されている（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−２０５７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献に記載の技術により、マーカを用いて現実空間における３次元位置を正確に測定して撮像された映像を表示領域に表示する構成では、使用者の視点から見て誤差なく表示するには十分とは言えず、その表示領域と外光の光が直接見える領域との境がずれてしまうため、使用者にとって距離感などが分かりづらくなるなどの問題があった。
さらに、使用者の眼前を完全に覆う形の映像表示装置では、誤差が生じることにより３次元位置の認識にずれが生じ、長時間使用した場合に使用者の気分を害することになるなどの悪影響があった。
【０００５】
そこで、本発明は、使用者の視野内の映像を撮像し、使用者がより視認しやすい映像を表示する映像表示装置の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、使用者の眼前に表示画面が位置するように配置された表示手段と、前記表示画面の背面側に位置して前記使用者の視線方向の映像を撮像する撮像手段と、前記使用者の視線と前記撮像手段の指向線とのずれ量を補正する第１の補正データが記憶された記憶手段と、前記記憶手段に記憶された第１の補正データに基づいて、前記撮像手段により撮像された映像を補正し前記表示手段の表示画面に表示させる表示制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記表示手段は、位置調節可能に設けられるとともに、当該表示手段の位置を検出する位置検出手段を更に備え、前記記憶手段は、前記表示手段の位置ごとの前記表示画面に対応する視野角方向の映像と前記撮像手段により撮像された映像とのずれ量を補正する第２の補正データを記憶し、前記表示制御手段は、前記位置検出手段による検出結果に応じて前記記憶手段に記憶された第２の補正データに基づいて、前記撮像手段により撮像された映像を補正し前記表示手段の表示画面に表示することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記撮像手段は、前記表示手段の使用者に対する表示方向と撮像方向とが同一の光軸である位置に設けられ、前記表示制御手段は、前記撮像手段による映像の画角を調整することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記表示手段は、外界からの光による像と前記撮像手段による映像とを使用者から重ねて見ることを可能に表示し、前記表示制御手段は、前記撮像手段による映像の画角及び表示位置を調整することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記表示手段は、位置調節可能に複数設けられることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記複数設けられた表示手段のうち、いずれか一の表示手段は、使用者が前方正面を向いて当該映像表示装置を装着した時に足下方向に配置されて足下の映像を表示し、他の表示手段は、使用者が前方正面を向いて当該映像表示装置を装着した時に正面前方方向に配置されて正面前方の映像を表示することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記足下の映像を撮像する撮像手段は、前記正面前方の映像を撮像する撮像手段と比較して高感度であることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記正面前方の映像を撮像する撮像手段は、前記足下の映像を撮像する撮像手段と比較してダイナミックレンジが広いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、使用者の視線と撮像手段の指向線とのずれを補正して表示する構成であるため、使用者にとって外界の景色との誤差がなく視認しやすい映像を提供することができる。このため、使用者は、表示手段による映像からより正確な距離感を掴むことができ、長時間使用した場合でも気分を害することがない。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、表示手段の位置に応じて変化する表示画面に対応する視野角方向の外界の映像に合わせて撮像された映像を表示する構成であるため、表示画面が使用者の眼前のどの位置においても、誤差のない映像を提供することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、撮像手段が表示手段の使用者に対する表示方向と撮像方向とが同一の光軸である位置に設けられる構成であるため、画角の調整のみの簡単な補正で誤差のない映像を提供することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、撮像された映像と外界からの光による像とが誤差がなく重なるようにすることができ、より視認しやすい映像を提供することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、例えば、右眼用又は左眼用、若しくは前方表示用又は足下表示用のように、使用者の使用形態に合わせた構成とすることができる。
【００１９】
請求項６〜８に記載の発明によれば、比較的暗い所から明るい所までの幅が広い前方の映像の白飛びを防止した映像を表示するとともに、明るさの差が小さい足下の障害物や段差などを識別することができる映像を表示するため、夜盲症や弱視などの視覚障害者がより視認し易い映像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［第１の実施の形態］
以下、この発明の実施の形態について説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、発明の用語はこれに限定されない。
【００２１】
先ず、図１を用いて、本発明である映像表示装置１の電気的な構成を説明する。映像表示装置１は、制御部１０、バッテリー１１、データ記憶装置１２、撮像部１３Ｌ、１３Ｒ、及び映像表示部１４Ｌ、１４Ｒを備える。
【００２２】
表示制御手段としての制御部１０は、映像表示駆動回路１０１、電源供給回路１０２、及び特に図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、内部ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）を備える。制御部１０は、制御全体を司るＣＰＵにおいて、内部ＲＡＭの所定領域を作業領域としてＲＯＭに記憶されている各種制御プログラムに従い、各部に制御信号を送って映像表示装置１の動作全般を統括制御する。
【００２３】
映像表示駆動回路１０１は、画像処理用ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）などから構成される回路であり、制御部１０で行なわれる各種処理の内、画像に関する処理を行なう。具体的には、映像表示駆動回路１０１は、後述する撮像部１３Ｌ、１３Ｒから入力される映像信号による画像データに対して所定の画像処理を施した後、ビデオ信号などの所定の映像信号に変換して映像表示部１４Ｒ、１４Ｌへ出力する。
【００２４】
映像表示駆動回路１０１が画像データに対して行なう画像処理は、拡大・縮小処理や平行移動処理などがある。そして、拡大・縮小処理では撮像された映像の画角を調整することができ（電子ズーム）、平行移動処理では撮像方向に対して平行に移動した場合の映像を得ることができる。
【００２５】
また、映像表示駆動回路１０１は、階調変換、色変換、鮮鋭性処理、画像抽出等の画像処理も行なう。例えば周波数補正を行う鮮鋭性処理や、輝度を所定の閾値で二値化する画像抽出処理で、画像の輪郭を強調することにより外界の物体の輪郭を捉えやすくする。また、後述するデータ記憶装置１２に格納された色テーブルを用いて行なわれる色調補正の画像処理では、特定色を強調し、またモノクロ化して表示し、色盲等の視覚障害を有する使用者に見易いようにすることができる。また、使用者が色弱などの場合に従来区別がつかなかった色を交換処理して別の濃度又は色で表示することにより、見易いようにすることができる。また、輝度圧縮の画像処理では、画面全体の輝度を対数変換し、コントラストを落として表示することで見易くしたり、全体的に輝度を上げることにより見易くすることができる。
【００２６】
電源供給回路１０２は、後述するバッテリー１１から供給される駆動用電力を映像表示装置１の各部に分配する回路である。電源供給回路１０２は、分配する各部に応じた電圧への変換や、ＣＰＵの指示に応じたＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）により各部の駆動制御を行なう。
【００２７】
バッテリー１１は、アルカリ乾電池やマンガン乾電池などの一次電池や、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、及びリチウムイオン電池などの二次電池であり、電源供給回路１０２に駆動用電力を供給する。
なお、本実施の形態では、使用者が容易に携帯できるようにバッテリ駆動する構成としたが、商用電源に接続して各部に駆動用電力を供給する構成であってよく、バッテリー駆動に限定するものではない。
【００２８】
記憶手段としてのデータ記憶装置１２は、電気的に消去及び書き換えが可能な不揮発メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  and  Programmable  ROM）やフラッシュメモリなどにより構成され、制御部１０による制御処理時に使用される映像表示装置１の各種設定データや第１の補正データ、第２の補正データ、処理プログラム、及び画像データなどを格納し、制御部１０からのデータ要求に対して該当するデータを制御部１０に送信する。なお、第１の補正データ及び第２の補正データは、工場出荷時などにおいて測定された値が予め格納される。
【００２９】
撮像手段としての撮像部１３Ｌ、１３Ｒは、それぞれカメラ（１３２Ｌ、１３２Ｒ）と位置検出手段としての角度検出部（１３１Ｌ、１３１Ｒ）とから構成され、映像表示装置１に対して互いに撮像方向の調節を自在に設けられる。また、撮像部１３Ｌ、１３Ｒは、撮像部１３Ｌが左目用、撮像部１３Ｒが右目用の映像を撮像し、その撮像された映像を映像信号として制御部１０へ出力する。
【００３０】
カメラ１３２Ｌ、１３２Ｒは、ガラスやプラスチックなどからなる光学レンズ、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）又はＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）などの撮像素子から構成され（いずれも図示しない）、制御部１０から撮影を行なう指示が入力されると、光学レンズを介して入力されて上述の撮像素子上で結像する被写体の像を電気信号に変換し、映像信号として制御部１０へ出力する。
【００３１】
なお、角度検出部１３１Ｌ、１３１Ｒは、複数のレンズ群からから構成され、電源供給回路１０２により駆動される特に図示しないアクチュエータにより焦点距離を変化させて画角調整を行なう構成（光学ズーム）であってもよい。この場合は、前述の電子ズームに対して画像の拡大に伴う画像の劣化を抑えた画角調整を行うことができる。
【００３２】
角度検出部１３１Ｌ、１３１Ｒは、可変抵抗などを利用したロータリーセンサーにより角度を検出する回路であり、撮像部１３Ｌ、１３Ｒの映像表示装置１に対する撮像方向を検出して、制御部１０へ出力する。
【００３３】
映像表示部１４Ｌ、１４Ｒは、それぞれがＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）、そのＬＣＤの白色光源であるバックライト、及びＬＣＤに表示される画像を使用者の眼に導いて虚像を表示させるための特に図示しない反射鏡や光学レンズなどから構成され、制御部１０からの映像信号を元に、映像表示部１４Ｌが左目用、映像表示部１４Ｒが右目用の映像を使用者の眼に虚像として表示させる。
【００３４】
次に、図２、３を用いて、本発明である映像表示装置１の外観構成を説明する。なお、図２は映像表示装置１の右前方から見た外観斜視図であり、図３は映像表示装置１の右後方から見た外観斜視図である。
【００３５】
映像表示装置１は、その外観において、装置ユニット２０１、頭部装着部２０２、接続ケーブル２０６、接続ケーブル２０７、そして左右一対の耳当て部２０３Ｌ、２０３Ｒ、テンプル２０４Ｌ、２０４Ｒ、表示器２０５Ｌ、２０５Ｒを備えて構成される。
【００３６】
装置ユニット２０１は、前述の制御部１０、バッテリー１１、データ記憶装置１２を備える。また、装置ユニット２０１は、接続ケーブル２０６、２０７により、表示器２０５Ｌ、２０５Ｒ、及び後述する耳当て部２０３Ｌ、２０３Ｒに設けられた角度検出部１３１Ｌ、１３１Ｒと電気的に接続される。
【００３７】
頭部装着部２０２は、耳当て部２０３Ｌ、２０３Ｒを備え、使用者の頭頂部、側頭部、及び耳部で支持するヘッドホン形状に構成される。
【００３８】
耳当て部２０３Ｌは、使用者の耳が当たる反対側である外側部分に突出部２１１を設け、一端側に保持孔２１０を設けるテンプル２０４Ｒが保持孔２１０の内周と突出部２１１との間の摩擦により使用者の眼に対して上下方向に回転可能に接続される。同様に耳当て部２０３Ｒにはテンプル２０４Ｌが接続される。そして、耳当て部２０３Ｌ、２０３Ｒの内部には、前述の角度検出部１３１Ｌ、１３１Ｒが備えられ、テンプル２０４Ｌ、２０４Ｒの角度を検出する。
【００３９】
テンプル２０４Ｌ、２０４Ｒの他端側には、表示器２０５Ｌ、２０５Ｒが使用者の眼前にＬＣＤ１４２Ｌ、１４２Ｒが位置するように設けられる。なお、テンプル２０４Ｌ、２０４Ｒと表示器２０５Ｌ、２０５Ｒとの接合部分は、ＬＣＤ１４２Ｌ、１４２Ｒの表示方向が装着時において常に使用者の眼の方向となるように調整可能な構成とする。また、テンプル２０４Ｌ、２０４Ｒは、第１テンプル部２０４Ｌａ、２０４Ｒａと第２テンプル部２０４Ｌｂ、２０４Ｌｂとが、回転ジョイント部２０９Ｌ、２０９Ｒにより回動可能に接合されることで、例えば使用者の前方／足下方向に表示器を配置した場合に、より正確に上記ＬＣＤの表示方向が使用者の眼の方向となるように調整可能にする。
また、テンプル２０４Ｌ、２０４Ｒは、長さを伸縮自在にする機構を備え、表示器２０５Ｌ、２０５Ｒの位置を使用者に合わせて調節する機構を備える構成であってよい。    
【００４０】
使用者は、映像表示装置１をヘッドホン型の頭部装着部２０２を左右の耳に耳当て部２０３Ｒ、２０３Ｌが当たるように装着する。これにより映像表示装置１は、使用者の右眼の前にカメラ１３２Ｒを視野方向に備えて眼前にＬＣＤ１４２Ｒを備える表示器２０５Ｒと、同様に使用者の左眼の前に表示器２０５Ｌとを位置させることができる。
【００４１】
また、映像表示装置１の表示器２０５Ｌ、２０５Ｒは、互いに独立して回転可能に接続されているため、一方を前方表示用、他方を足下表示用に使い分けることができる。
【００４２】
次に、図４〜７を用いて、前述の表示器２０５Ｌ、２０５Ｒにおける、カメラ１３２Ｌ、１３２Ｒで撮像された外界の映像がＬＣＤ１４２Ｌ，１４２Ｒから眼Ｅに対して虚像として誤差なく表示される構成を示す。なお、本実施の形態では、縦方向、横方向とも同様の処理が行なわれるため、縦方向に関しての説明を行ない、横方向の説明は省略する。
【００４３】
図４は、使用者の眼Ｅの視線方向に表示器２０５Ｌ、２０５Ｒを配置した縦断面図である。θは眼ＥからみたＬＣＤ１４２Ｌ、１４２Ｒに表示される虚像の縦方向の表示角（視野角）であり、θ１はカメラ１３２Ｌ、１３２Ｒで撮像される映像の縦方向の画角である。そして、図に示すように、カメラ１３２Ｌ、１３２Ｒは、ＬＣＤ１４２Ｌ、１４２Ｒと同一の光軸上に表示方向と反対の視線方向を撮像するように設けられる。
【００４４】
映像表示装置１は、上記の構成であるため、カメラ１３２Ｌ、１３２Ｒで撮像された映像の画角を、工場出荷時などに表示領域の大きさや装着時における使用者の眼との距離など、予め測定されてデータ記憶装置１２に格納される機器の状態による映像のずれに関する補正データ（第１の補正データ）に応じて調整することで誤差のない映像を眼Ｅに表示することができる。
【００４５】
また、映像表示装置１は、同一の光軸上にカメラ１３２Ｌと１３２ＲとＬＣＤ１４２Ｌ、１４２Ｒとが並ぶ構成であるため、画角の調整を行なうだけで誤差のない映像を眼Ｅに表示することができる。
【００４６】
図５は、前述の図４に示した正面方向に加え、表示器２０５Ｌ、２０５Ｒが足下方向に回転された構成における縦断面を示す図である。θ２は、足下方向へ回転したＬＣＤ１４２Ｌ、１４２Ｒに表示される虚像の縦方向の表示角（表示画面に対応する視野角）であり、テンプル２０４Ｒ、２０４Ｌの長さなどにより足下方向への回転角度、つまり表示画面の位置に応じて変化する。θ３は、足下方向を撮像したカメラ１３２Ｌ、１３２Ｒの映像の画角である。
【００４７】
映像表示装置１は、足下方向への回転角度を前述の耳当て部２０３Ｌ、２０３Ｒの内部に設けられた角度検出部１３１Ｌ、１３１Ｒにより検出し、カメラ１３２Ｌ、１３２Ｒで撮像された映像の画角を予め測定されてデータ記憶装置１２に格納された第２の補正データである回転角度に応じた画角を元に調整することで、表示画面に対応する視野角方向の映像と撮像された映像とのずれを修正することができ、映像表示装置１が足下方向を向いた場合においても誤差のない映像を眼Ｅに表示することができる。なお、データ記憶装置１２に格納される回転角度に応じた画角は、所定の回転角度ごとに対応する画角のＬＵＴ（Look  Up  Table）として格納されるが、その中間の値を近似して求める構成であってもよい。
【００４８】
ここで、図６に前述のθとθ１、及びθ２とθ３の関係を示す。平面Ｐ１は、表示器２０５Ｌ、２０５Ｒが正面方向を向いている時のＬＣＤ１４２Ｌ、１４２Ｒに表示される虚像の表示範囲に対応した平面である。また、平面Ｐ２は、表示器２０５Ｌ、２０５Ｒが足下方向を向いている時のＬＣＤ１４２Ｌ、１４２Ｒに表示される虚像の表示範囲に対応した平面である。そして、θ１及びθ３は、カメラ１３２Ｌ、１３２Ｒで撮像される映像が平面Ｐ１、Ｐ２となるような画角に設定される。
【００４９】
上述のように、映像表示装置１は、使用者の眼に表示される虚像の画角に合わせて撮像の画角を調整して表示する構成であるため、外界の景色との誤差のない映像を使用者に提供することができる。さらに、使用者の眼前で表示器２０５Ｌ、２０５Ｒの移動を可能にする場合においても、検出される角度に応じて画角の調整を行なう構成であるため、誤差が生じる恐れがない。また、同一の光軸上に映像表示部と撮像部とを備える構成であるため、画角の調整のみの単純な構成で誤差のない映像を提供することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態における映像表示装置１は、使用者の眼前で表示器２０５Ｌ、２０５Ｒを移動可能にする構成としたが、例えば、使用者が映像表示装置１を装着して正面前方を向いた時に、表示器２０５Ｌ、２０５Ｒの一方を前方方向に配置された前方表示用、他方を足下方向に配置された足下表示用に固定する構成であってよい。この場合、明暗の差の大きい前方の映像を撮影する撮像部はダイナミックレンジを広くし、比較的暗い足下を撮影する撮像部は積分時間を長くして感度を上げるなど、撮像方向に応じた撮像部を用いるとともに、前方の映像を表示する表示部は暗めにし、足下の映像を表示する表示部は明るめにするなど、表示方向に応じた表示部を用いる。
【００５１】
また、映像表示装置１の表示器は、上述した前方方向及び足下方向に移動可能であり、前述した映像表示駆動回路１０１によりダイナミックレンジや感度についての補正を配置された方向に応じて行う構成であっても良い。
【００５２】
以上の足下表示用及び／又は前方表示用の表示器を設ける構成では、比較的暗い所から明るい所までの幅が広い前方の映像の白飛びを防止した映像を表示するとともに、明るさの差が小さい足下の障害物や段差などを識別することができる映像を表示するため、夜盲症や弱視などの視覚障害者がより視認し易い映像表示装置を提供することができる。
【００５３】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態として、ホログラム素子１４３Ｌ、１４３Ｒを用いた映像表示装置１ａによる構成について説明する。なお、簡略化のため、第１の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、第２の実施の形態に特徴的な部分についてのみを説明する。
【００５４】
先ず、図７に映像表示装置１ａの外観斜視図を示す。映像表示装置１ａは、表示器２０５Ｌ、２０５Ｒの下部に外光を透過し、ホログラム素子１４３Ｌ、１４３Ｒを設けるレンズ２０８Ｌ、２０８Ｒと、表示器２０５Ｌ、２０５Ｒの横にカメラ１３２Ｌ、１３２Ｒを備える。
【００５５】
なお、カメラ１３２Ｌ、１３２Ｒを設ける位置は、図示のとおり、使用者の鼻側に備える構成であってもよいが、耳側に備える構成であってもよく、特に限定するものではない。より好適には、後述するホログラム素子１４３Ｌ、１４３Ｒの近傍がよい。
【００５６】
ホログラム素子１４３Ｌ、１４３Ｒは、上部の表示器２０５Ｌ、２０５Ｒの内部にある特に図示しないＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）光源と透過型のＬＣＤによる画像情報を含む光を回折させて、平行光に近い光束としながら使用者の眼に入射させるようにレンズ２０８Ｌ、２０８Ｒに配置される。なお、ホログラム素子１４３Ｌ、１４３Ｒの配置とは、使用者の眼前であり、表示器２０５Ｌ、２０５Ｒから照射されてレンズ２０８Ｌ、２０８Ｒ内を全反射照射されて導光される画像情報を含む光が使用者の眼に虚像を表示する角度である。これにより使用者は、前記透過型のＬＣＤに表示された映像の虚像を認識することができる。また、ホログラム素子１４３Ｌ、１４３Ｒは、外界からの光にほとんど作用しないため、虚像が外界の光による像と重なって観測される。
【００５７】
また、ホログラム素子１４３Ｌ、１４３Ｒは、前述の表示器２０５Ｌ、２０５Ｒの内部にＬＥＤの各色の回折効率を高くするようにＲＧＢ３色のレーザで２つの光束を干渉させてその干渉縞をホログラム感材に記録する２光束干渉法により作製される。なお、ホログラム感材としては、銀塩、重クロムゼラチンなどでも良いが、ドライプロセスで使用できるフォトポリマーが最も好ましい。さらに、外光を十分透過するホログラム感材の膜厚は、５μｍから１００μｍが望ましく、さらには１５μｍから８０μｍが最適である。
【００５８】
次に、図８を用いて、カメラ１３２Ｌ、１３２Ｒで撮像された外界の映像がホログラム素子１４３Ｌ、１４３Ｒから眼Ｅに対して虚像として外界の景色と誤差なく表示される構成を示す。なお、本実施の形態では、縦方向、横方向とも同様の処理が行なわれるため、縦方向に関しての説明を行ない、横方向の説明は省略する。
【００５９】
図８は、使用者の正面又は足下方向（平面Ｐ１又は平面Ｐ２を見る方向）に表示器２０５Ｌ、２０５Ｒを配置した縦断面図である。θ４、θ６は平面Ｐ１、Ｐ２を使用者から見た場合の視野角であり、θ５、θ７は平面Ｐ１、Ｐ２をカメラから撮像した場合の画角である。
【００６０】
本実施の形態では、同一の光軸上の撮像部と表示部とが並ぶ構成ではないため、画角の調整とともに撮像された映像の移動処理が行なわれ、ホログラム素子１４３Ｌ、１４３Ｒから表示される。
なお、角度検出部１３１Ｌ、１３１Ｒで検出された回転角度に応じた画角の調整は、第１の実施の形態と同様であるので省略する。
【００６１】
ここにおける移動処理は、映像表示装置１ａの撮像部１３Ｌ、１３Ｒと映像表示部１４Ｌ、１４Ｒの位置関係により工場出荷時などに予め設定される移動量に応じて行なわれる。具体的には、本実施の形態のように映像表示部１４Ｌ、１４Ｒに対して撮像部１３Ｌ、１３Ｒが上に設けられる構成の場合は下方向への移動処理が行なわれる。
また、上述の移動処理は、角度検出部１３１Ｌ、１３１Ｒで検出された回転角度と、データ記憶装置１２に格納された回転角度に応じた移動量により表示する映像の移動量を調整する。
【００６２】
上述のように、映像表示装置１ａは、使用者の眼に表示される虚像の画角、及び撮像部と映像表示部との位置関係に応じて撮像の画角を調整して表示する構成であるため、外界の景色と誤差のない映像を使用者に提供することができる。このため、透過型の映像表示部を備え、該映像表示部と撮像部とを同一の光軸上に設けることが困難な構成であっても、誤差のない映像を提供することができる。
【００６３】
なお、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。本実施の形態では眼鏡型の構成としたが、例えば、ゴーグル型の構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明である映像表示装置１の機能的構成を模式的に示す図である。
【図２】映像表示装置１を装着する使用者の正面方向に対して右前方から見た第１の実施の形態における映像表示装置１の外観斜視図である。
【図３】映像表示装置１を装着する使用者の正面方向に対して右後方から見た映像表示装置１の外観斜視図である。
【図４】使用者の眼Ｅの視線方向に表示器２０５Ｌ、２０５Ｒを配置した場合の縦断面図である。
【図５】使用者の眼Ｅの視線方向と足下方向に表示器２０５Ｌ、２０５Ｒを配置した場合の縦断面図である。
【図６】使用者の眼Ｅの視線方向と足下方向に表示器２０５Ｌ、２０５Ｒを配置した場合の撮像画角と表示角との関係を示す図である。
【図７】第２の実施の形態における映像表示装置１ａの外観斜視図である。
【図８】第２の実施の形態における撮像画像と表示画像との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、１ａ  映像表示装置
１０  制御部
１０１  映像表示駆動回路
１０２  電源供給回路
１１  バッテリー
１２  データ記憶装置
１３Ｌ、１３Ｒ  撮像部
１３１Ｒ、１３１Ｌ  角度検出部
１３２Ｒ、１３２Ｌ  カメラ
１４Ｒ、１４Ｌ  映像表示部
１４１Ｒ、１４１Ｌ  バックライト
１４２Ｒ、１４２Ｌ  ＬＣＤ
１４３Ｒ、１４３Ｌ  ホログラム素子
２０１  装置ユニット
２０２  頭部装着部
２０３Ｒ、２０３Ｌ  耳当て部
２０４Ｒ、２０４Ｌ  テンプル
２０５Ｒ、２０５Ｌ  表示器
２０６、２０７  接続ケーブル
２０８Ｒ、２０８Ｌ  レンズ
２１０  保持孔
２１１  突出部
Ｅ  眼
Ｐ１、Ｐ２  平面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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