(57)【要約】【課題】本発明は、頭部装着式のカメラにおいて、頭部が高速に移動したり揺れたりした場合でもあっても、このカメラによって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすくすることができる撮影装置および遠隔作業支援システムを提供する。【解決手段】本発明の撮影装置１は、頭部に装着する装着ユニット１０と、被写体を撮影する撮影ユニット２０と、前記頭部の角速度を検出する角速度センサユニット３０と、角速度センサユニット３０で検出された前記頭部の角速度に基づいて、撮影ユニット２０によって撮影された被写体の映像を表示する場合における被写体の映像のフレームレートを下げる映像表示制御部６３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部に装着する装着部と、被写体を撮影する撮影部とを備える頭部装着式撮影部と、
前記頭部の角速度を検出する角速度検出部と、
前記角速度検出部で検出された前記頭部の角速度に基づいて、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する場合における前記被写体の映像のフレームレートを下げる映像表示制御部とを備えること
を特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記映像表示制御部は、前記角速度検出部で検出された前記頭部の角速度が所定の角速度以上である場合に、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する場合における前記被写体の映像のフレームレートを下げること
を特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記角速度検出部は、前記頭部の鉛直方向の角速度を検出するものであり、
前記映像表示制御部は、前記角速度検出部で検出された前記頭部の鉛直方向の角速度に基づいて前記頭部が鉛直方向における１Ｈｚ〜５Ｈｚの往復運動したことを判定した場合に、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する場合における前記被写体の映像のフレームレートを下げること
を特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記角速度検出部は、前記頭部の水平方向の角速度を検出するものであり、
前記映像表示制御部は、前記角速度検出部で検出された前記頭部の水平方向の角速度に基づいて前記頭部が水平方向における１Ｈｚ〜５Ｈｚの往復運動したことを判定した場合に、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する場合における前記被写体の映像のフレームレートを下げること
を特徴とする請求項１または請求項３に記載の撮影装置。
【請求項５】
前記映像表示制御部は、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する場合における前記被写体の映像のフレームレートを０．１ｆｐｓ〜５ｆｐｓの範囲のうちのいずれかのフレームレートに下げること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項６】
前記映像表示制御部は、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された前記被写体の映像のフレームを間引くことによって、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する場合における前記被写体の映像のフレームレートを下げること
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項７】
前記頭部装着式撮影部の撮影部は、前記被写体の光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の受光面上に前記被写体の光学像を形成する光学系とを備え、
前記撮像素子は、ＣＭＯＳ型イメージセンサであること
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項８】
前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する表示部をさらに備えること
を特徴とする請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の撮影装置。
【請求項９】
前記表示部は、前記頭部装着式撮影部に備えられていること
を特徴とする請求項８に記載の撮影装置。
【請求項１０】
前記頭部装着式撮影部は、前記被写体の光像を所定の透過率で透過する透過部をさらに備え、
前記表示部は、前記頭部装着式撮影部の透過部に設けられ、前記被写体の映像を前記被写体の光像に重ねて表示すること
を特徴とする請求項９に記載の撮影装置。
【請求項１１】
前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影され、前記映像表示制御部によって前記被写体の映像のフレームレートを下げる前の前記被写体の映像を記録する記録部をさらに備えること
を特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項１２】
通信信号を送受信する通信部と、前記通信部の送受信を制御する通信制御部とをさらに備え、
前記通信制御部は、前記映像表示制御部によってフレームレートが下げられた前記被写体の映像を前記通信部に送信させること
を特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項１３】
音を音信号に変換する音入力部と、音信号を音に変換する音出力と、通信信号を送受信する通信部と、前記通信部の送受信を制御する通信制御部とをさらに備え、
前記通信制御部は、前記音入力部によって変換された音信号を前記通信部に送信させるとともに、音を出力させるべく、前記通信部によって受信された音信号を前記音出力部へ出力すること
を特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項１４】
撮影装置と、通信網を介して前記撮影装置と通信可能に接続される遠隔作業支援装置とを備える遠隔作業支援システムであって、
前記撮影装置は、請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の撮影装置であり、
前記遠隔作業支援装置は、前記通信網を介して受信され、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する第２表示部と、指示者の指示を受け付けて該指示を前記通信網を介して前記撮影装置へ送信する指示受付部とを備えること
を特徴とする遠隔作業支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭部に装着されるカメラによって撮影された映像を表示装置に表示する撮影装置およびこの撮影装置を用いた遠隔作業支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
頭部に装着される頭部装着式のカメラは、装着者の体験映像を得ることができることから、例えば、前記装着者の体験映像を指示者に送信して指示者から適宜な指示を受信する遠隔作業支援システムや、前記装着者の体験映像を記録しておき適時にこの記録しておいた体験映像を提示することで過去の体験を前記装着者に想起させる日常生活支援システム等に活用されている。また、頭部装着式のカメラは、体験映像を得るために装着者の手を煩わせることがないため、装着者は、手を自由に使える利点もある。
【０００３】
このような頭部装着式のカメラは、例えば、特許文献１および特許文献２に開示されている。この特許文献１に開示の撮像装置は、撮影者の頭部に装着し得るように構成されたものであり、画像データを生成するための撮像手段と、上記撮影者の頭部に装着し得るように構成されたものであり、被写体を観察するときの上記撮影者の動きに関連する生体情報であって、かつ上記画像データを編集処理する際に用いる生体情報、を検出するための生体情報検出手段と、上記画像データを、該画像データが生成されたタイム情報に関連付けて記録するための画像データ記録手段と、上記生体情報を、上記画像データが生成されたタイム情報に関連付けて記録するための生体情報記録手段とを具備している。上記生体情報検出手段は、上記生体情報として撮影者の頭部の角速度を検出するための角速度検出手段を含み、上記編集処理は、記録された画像データの、カッティングと、ぶれ補正と、記録時間の引き延ばしと、電子ズーミングとの内の少なくとも１つである。上記カッティングは、ぶれ補正等を行うことができない場合に、このぶれ補正等を行うことができない特定の画像に対して行われる。このような構成によって、特許文献１に開示の撮像装置では、撮影者の意思を反映した編集処理を撮影後に行うことができる。
【０００４】
また、特許文献２に開示の頭部装着式映像表示装置は、映像を表示する表示ユニットと、当該頭部装着式映像表示装置から作業対象物までの距離を検出する距離検出部と、前記表示ユニットに表示させる、作業対象物の参照映像の表示サイズを調整する表示制御部とを備え、前記参照映像には、前記作業対象物の現実の大きさに対する該参照映像の縮尺比情報が添付され、前記表示制御部は、前記距離検出部で検出された距離と前記参照映像に添付されている縮尺比情報とに基づいて、前記表示ユニットに表示させる前記参照映像の表示サイズを調整するものである。このような構成によって、特許文献２に開示の頭部装着式映像表示装置は、作業者や指示者へ負担を課することなく、作業に適切なサイズの参照画像を表示することができる。そして、特許文献２には、この頭部装着式映像表示装置を用いた遠隔作業支援システムも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５２７３２号公報
【特許文献２】特開２００８−１２３２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、頭部装着式のカメラでは、頭部の動きに伴ってカメラの撮影方向が動くため、頭部が例えば高速に移動したり揺れたりすると、カメラによって撮影された映像も流れたり揺れたりする。このため、このカメラによって撮影された映像を見る観察者は、映像の被写体を認識しにくく見にくかったり、酔ってしまったりする。特に、頭部装着式のカメラを頭部に装着した装着者が、肯定や否定を頭部の往復運動による頷き動作で示す場合に、このような事態が顕著に起こり得る。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、頭部装着式のカメラにおいて、頭部が高速に移動したり揺れたりした場合でもあっても、このカメラによって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすくすることができる撮影装置およびこの撮影装置を用いた遠隔作業支援システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる撮影表示装置は、頭部に装着する装着部と、被写体を撮影する撮影部とを備える頭部装着式撮影部と、前記頭部の角速度を検出する角速度検出部と、前記角速度検出部で検出された前記頭部の角速度に基づいて、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する場合における前記被写体の映像のフレームレートを下げる映像表示制御部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
このような構成の撮影表示装置では、頭部の角速度が角速度検出部で検出され、その検出された頭部の角速度に基づいて表示用の被写体の映像のフレームレートが下げられる。このため、このような構成の撮影装置は、頭部が高速に移動したり揺れたりした場合でもあっても、フレームレートの低下によって、この撮影部によって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすくすることができる。
【００１０】
また、他の一態様では、上述の撮影装置において、好ましくは、前記映像表示制御部は、前記角速度検出部で検出された前記頭部の角速度が所定の角速度以上である場合に、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する場合における前記被写体の映像のフレームレートを下げることである。
【００１１】
この構成によれば、頭部の角速度が所定の角速度以上である場合に、表示用の被写体の映像のフレームレートを下げる撮影装置を提供することができる。
【００１２】
また、他の一態様では、上述の撮影装置において、好ましくは、前記角速度検出部は、前記頭部の鉛直方向の角速度を検出するものであり、前記映像表示制御部は、前記角速度検出部で検出された前記頭部の鉛直方向の角速度に基づいて前記頭部が鉛直方向における１Ｈｚ〜５Ｈｚの往復運動したことを判定した場合に、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する場合における前記被写体の映像のフレームレートを下げることである。
【００１３】
この構成によれば、装着者が頭部を鉛直方向に１Ｈｚ〜５Ｈｚの往復運動させた場合でも、フレームレートの低下によって、この撮影部によって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすくすることができる。特に、装着者が肯定を頭部の鉛直方向における往復運動によって示す場合に対処することができる。
【００１４】
また、他の一態様では、上述の撮影装置において、好ましくは、前記角速度検出部は、前記頭部の水平方向の角速度を検出するものであり、前記映像表示制御部は、前記角速度検出部で検出された前記頭部の水平方向の角速度に基づいて前記頭部が水平方向における１Ｈｚ〜５Ｈｚの往復運動したことを判定した場合に、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する場合における前記被写体の映像のフレームレートを下げることである。
【００１５】
この構成によれば、装着者が頭部を水平方向に１Ｈｚ〜５Ｈｚの往復運動させた場合でも、フレームレートの低下によって、この撮影部によって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすくすることができる。特に、装着者が否定を頭部の水平方向における往復運動によって示す場合に対処することができる。
【００１６】
また、他の一態様では、これら上述の撮影装置において、好ましくは、前記映像表示制御部は、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する場合における前記被写体の映像のフレームレートを０．１ｆｐｓ〜５ｆｐｓの範囲のうちのいずれかのフレームレートに下げることである。なお、ｆｐｓは、フレーム／秒であり、１秒当たりのフレーム数である。
【００１７】
この構成によれば、被写体の映像のフレームレートを、略静止画のように０．１ｆｐｓ〜５ｆｐｓの範囲のうちのいずれかのフレームレートに下げるので、この撮影部によって撮影された映像の被写体を、より確実に、認識しやすく見やすくすることができる。
【００１８】
また、他の一態様では、これら上述の撮影装置において、好ましくは、前記映像表示制御部は、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された前記被写体の映像のフレームを間引くことによって、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する場合における前記被写体の映像のフレームレートを下げることである。
【００１９】
この構成によれば、撮影部によって撮影された被写体の映像のフレームを間引くことによって表示用の被写体の映像のフレームレートを下げるので、撮影部のフレームレートが維持され、頭部が高速に移動したり揺れたりした場合でもあっても、フレームレートの下げられた被写体の映像は、ぼけた映像とならず、この撮影部によって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすくすることができる。
【００２０】
また、他の一態様では、これら上述の撮影装置において、好ましくは、前記頭部装着式撮影部の撮影部は、前記被写体の光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子の受光面上に前記被写体の光学像を形成する光学系とを備え、前記撮像素子は、ＣＭＯＳ型イメージセンサであることである。
【００２１】
ＣＭＯＳ型イメージセンサは、各画素の画像信号を順次に走査することによって得ている。このため、頭部が高速に移動したり揺れたりした場合では、映像が歪みやすい。上記構成によれば、頭部の角速度が角速度検出部で検出され、その検出された頭部の角速度に基づいて表示部に表示される被写体の映像のフレームレートが下げられるので、撮影部の撮像素子がＣＭＯＳ型イメージセンサであっても、この撮影部によって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすくすることができる。
【００２２】
また、他の一態様では、これら上述の撮影装置において、好ましくは、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する表示部をさらに備えることである。
【００２３】
この構成によれば、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する表示部をさらに備えた撮影装置を提供することができる。
【００２４】
また、他の一態様では、上述の撮影装置において、好ましくは、前記表示部は、前記頭部装着式撮影部に備えられていることである。
【００２５】
この構成によれば、頭部の角速度が角速度検出部で検出され、その検出された頭部の角速度に基づいて表示部に表示される被写体の映像のフレームレートが下げられるので、表示部が頭部装着式撮影部に備えられている場合であっても、装着者は、この撮影部によって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすい。また、装着者の酔いが低減あるいは防止される。
【００２６】
また、他の一態様では、上述の撮影装置において、好ましくは、前記頭部装着式撮影部は、前記被写体の光像を所定の透過率で透過する透過部をさらに備え、前記表示部は、前記頭部装着式撮影部の透過部に設けられ、前記被写体の映像を前記被写体の光像に重ねて表示することである。
【００２７】
この構成によれば、装着者の視界を損なうことが低減され、装着者は、装着者の視界にある外界と表示部の表示とを一緒に見ることができる。
【００２８】
また、他の一態様では、これら上述の撮影装置において、好ましくは、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影され、前記映像表示制御部によって前記被写体の映像のフレームレートを下げる前の前記被写体の映像を記録する記録部をさらに備えることである。
【００２９】
この構成によれば、被写体の映像のフレームレートを下げる前の被写体の映像が記録部に記録されるので、頭部が高速に移動したり揺れたりした場合でもあっても、より正確な被写体の映像を記録することができる。
【００３０】
また、他の一態様では、これら上述の撮影装置において、好ましくは、通信信号を送受信する通信部と、前記通信部の送受信を制御する通信制御部とをさらに備え、前記通信制御部は、前記映像表示制御部によってフレームレートが下げられた前記被写体の映像を前記通信部に送信させることである。
【００３１】
この構成によれば、例えば遠隔支援装置等の、撮影装置とは別体に外部に設けられた装置に、フレームレートが下げられた被写体の映像を送信することができる。また、この構成によれば、フレームレートが下げられているので、通信部や通信網における通信負荷を低減することができる。
【００３２】
また、他の一態様では、これら上述の撮影表示装置において、好ましくは、音を音信号に変換する音入力部と、音信号を音に変換する音出力と、通信信号を送受信する通信部と、前記通信部の送受信を制御する通信制御部とをさらに備え、前記通信制御部は、前記音入力部によって変換された音信号を前記通信部に送信させるとともに、音を出力させるべく、前記通信部によって受信された音信号を前記音出力部へ出力することである。
【００３３】
この構成によれば、装着者は、例えば遠隔作業支援システム等の外部システムと、音声によってコミュニケーションを図ることができる。特に、コミュニケーションによって生じる装着者の動作に対処することができる。
【００３４】
そして、本発明の他の一態様にかかる遠隔作業支援システムは、撮影装置と、通信網を介して前記撮影装置と通信可能に接続される遠隔作業支援装置とを備える遠隔作業支援システムであって、前記撮影装置は、これら上述のいずれかの撮影装置であり、前記遠隔作業支援装置は、前記通信網を介して受信され、前記頭部装着式撮影部の撮影部によって撮影された被写体の映像を表示する第２表示部と、指示者の指示を受け付けて該指示を前記通信網を介して前記撮影装置へ送信する指示受付部とを備えることを特徴とする。
【００３５】
このような構成の遠隔作業支援システムは、これら上述のいずれかの撮影装置を備えるので、撮影装置のユーザ（装着者、作業者）の頭部が高速に移動したり揺れたりした場合でもあっても、フレームレートの低下によって、遠隔作業支援装置のユーザ（指示者）は、この撮影部によって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明にかかる撮影装置および遠隔作業支援システムは、装着者の頭部が高速に移動したり揺れたりした場合でもあっても、このカメラによって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施形態にかかる遠隔作業支援システムの構成を示す図である。
【図２】実施形態にかかる撮影装置の構成を示す外観斜視図である。
【図３】実施形態にかかる撮影装置における表示ユニットの側断面図である。
【図４】実施形態にかかる撮影装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態の遠隔作業支援システムにおける撮影装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態におけるフレームレートを下げる処理を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。
【００３９】
図１は、実施形態にかかる遠隔作業支援システムの構成を示す図である。図２は、実施形態にかかる撮影装置の構成を示す外観斜視図である。図３は、実施形態にかかる撮影装置における表示ユニットの側断面図である。図４は、実施形態にかかる撮影装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【００４０】
実施形態にかかる遠隔作業支援システムは、作業者における所定の方向の被写体を撮影し、この撮影した被写体の映像を前記作業者とは離れた別の場所に居る指示者が観察することができるように表示し、この被写体の映像を参照した前記指示者の指示を前記作業者に提供するシステムである。このような遠隔作業支援システムＳは、例えば、図１ないし図４に示すように、作業者Ｗに使用され、作業者Ｗにおける所定の方向、例えば作業者Ｗの視線方向の例えば作業対象物等の被写体を撮影し、この撮影した被写体の映像を送信する撮影装置１と、ネットワーク（通信網）ＮＴを介してこの撮影装置１によって撮影された被写体の映像を受信し、指示者Ａが見ることができるようにこの受信した被写体の映像を表示し、この被写体の映像を参照した指示者Ａの指示を受け付け、この受け付けた指示者Ａの指示を撮影装置１から出力させるべく、この受け付けた指示者Ａの指示をネットワークＮＴを介して撮影装置１へ送信する遠隔支援装置５とを備えて構成されている。
【００４１】
遠隔支援装置５は、撮影装置１から離れた場所に設けられ、撮影装置１と互いにデータを交換することができるように、ネットワークＮＴを介して通信可能に撮影装置１と接続され、例えば、図１に示すように、メインサーバコンピュータ装置（以下、「メインサーバＰＣ」と略記する。）６と、支援記録サーバコンピュータ装置（以下、「支援記録サーバＰＣ」と略記する。）７と、コンテンツサーバコンピュータ装置（以下、「コンテンツサーバＰＣ」と略記する。）８とを備えて構成される。
【００４２】
ネットワークＮＴは、例えば、電話網、ディジタル通信網および無線通信網等の通信網であり、所定の通信プロトコルを用いてデータが伝送される。本実施形態では、ネットワークＮＴは、例えば公衆電話網（固定電話網）、ＩＳＤＮ等のディジタル通信網および移動体電話網（携帯電話網）等の公衆ネットワークＮＴａと、例えばイーサネット（登録商標）等のローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ；プライベートネットワーク）ＮＴｂとを備えて構成される。公衆ネットワークＮＴａは、例えば、通信プロトコルにＦＴＰ（File Transfer Protocol）やＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）等のインターネットプロトコルが用いられてインターネットを構成し、プライベートネットワークＮＴｂは、例えば、前記インターネットプロトコルが用いられてイントラネットを構成する。撮影装置１は、公衆ネットワークＮＴａと通信可能に接続され、遠隔支援装置５のメインサーバＰＣ６、支援記録サーバＰＣ７およびコンテンツサーバＰＣ７の各サーバＰＣは、互いにデータを交換することができるように、プライベートネットワークＮＴｂと通信可能に接続され、そして、公衆ネットワークＮＴａとプライベートネットワークＮＴｂとは、通信可能に接続されている。
【００４３】
メインサーバＰＣ６は、ネットワークＮＴを介して撮影装置１から受信した被写体の映像を表示するとともに、この被写体の映像を参照した指示者Ａの指示を受け付け、この受け付けた指示者Ａの指示をネットワークＮＴを介して撮影装置１へ送信するサーバコンピュータであり、例えば、メインサーバＰＣ６の全体制御を司るコンピュータ６１と、指示者Ａの指示を受け付け、入力するための例えばキーボード６２ａやマウス６２ｂ等の入力装置６２と、例えば映像を表示するディスプレイ６３ａ等の出力装置６３とを備えて構成される。
【００４４】
なお、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００４５】
このコンピュータ６１は、ネットワークＮＴ（プライベートネットワークＮＴｂ）と通信可能に接続するための、撮影装置１における後述のネットワークインタフェース部６８と同様の通信インタフェース回路（ネットワークカード）を備えており、撮影装置１からネットワークＮＴを介して受信した被写体の映像をディスプレイ６３ａに表示するとともに、キーボード６２ａやマウス６２ｂから受け付けた（入力された）指示者Ａの指示をネットワークＮＴを介して撮影装置１へ送信する制御を行う。この指示者Ａの指示は、撮影装置１にネットワークＮＴを介して受信され、撮影装置１における後述の表示ユニット４０に表示される。
【００４６】
支援記録サーバＰＣ７は、撮影装置１と遠隔支援装置５との間でやり取りされた支援データを記憶して記録し、クライアント装置の要求に従ってこの要求に対応する支援データをクライアント装置に提供するサーバコンピュータである。支援記憶サーバＰＣ７は、コンピュータ６１の制御に従って、あるいは、プライベートネットワークＮＴｂを伝送する通信信号を監視（モニタ）することによって独自に、撮影映像装置１による被写体の映像を日付や時刻等の日時情報と対応付けて支援データとして記録するとともに遠隔支援装置５による作業者Ａの指示を日付や時刻等の日時情報と対応付けて支援データとして記録する。このように支援記録サーバＰＣ７は、遠隔作業支援システムＳの履歴として支援データを保存し、記録する。
【００４７】
そして、本実施形態の遠隔作業支援システムＳは、映像だけでなく、例えば音声等の音も撮影装置１と遠隔支援装置５との間で互いに交換することができるように構成されており、撮影装置１には、後述するように、音入出力ユニット５０としてイヤホン５１Ｌ、Ｒとマイクロホン５２とを備えており、メインサーバＰＣ６には、入力装置６２としてマイクロホン６２ｃをさらに備え、出力装置６３としてスピーカ６３ｂをさらに備えている。そして、コンピュータ６１は、撮影装置１からネットワークＮＴを介して受信した音声等の音（マイクロホン５２で集音した音）をスピーカ６３ｂから出力するとともに、マイクロホン６２ｃから受け付けた（入力された）指示者Ａの指示（音声指示）をネットワークＮＴを介して撮影装置１へ送信する制御を行う。この指示者Ａの音声指示は、撮影装置１にネットワークＮＴを介して受信され、撮影装置１における前記イヤホン５１Ｌ、５１Ｒから出力される。また、支援記録サーバＰＣ７は、コンピュータ６１の制御に従って、あるいは、独自に、撮影装置１による前記音を日時情報と対応付けて支援データとして記録するとともに遠隔支援装置５による作業者Ａの音声指示を日時情報と対応付けて支援データとして記録する。
【００４８】
そして、本実施形態における遠隔作業支援システムＳでは、指示者Ａの指示には、作業者Ｗが遠隔支援装置５へ直接入力した例えばテキストデータや音声指示等のデータだけでなく、例えば作業対象物を表す参照映像や、作業手順を示す作業マニュアルや、製品の取り扱い方を示す取り扱い説明書等の、作業者Ｗが作業を行う際にその作業の支援となる映像や音声等の支援コンテンツ（支援情報）も含まれる。コンテンツサーバＰＣ８は、この支援コンテンツを格納し、クライアント装置の要求に従ってこの要求に対応する支援コンテンツをクライアント装置に提供するサーバコンピュータである。メインサーバＰＣ６のコンピュータ６１は、キーボード６２ａやマウス６２ｂから指示者Ａの支援コンテンツを選択する指示（コンテンツ選択指示）を受け付け、このコンテンツ選択指示に対応する支援コンテンツをネットワークＮＴを介して撮影装置１へ送信するようにコンテンツサーバＰＣ８を制御する。コンテンツサーバＰＣ８は、コンピュータ６１の制御に従って、コンテンツ選択指示に対応する支援コンテンツをネットワークＮＴを介して撮影装置１へ送信し、撮影装置１に支援コンテンツを提供する。
【００４９】
このような遠隔支援装置５と組み合わせて好適に使用される撮影装置１は、作業者Ｗの頭部に装着され、作業者Ｗ（装着者）の視線方向に略沿った被写体を撮影し、この撮影した被写体の映像をネットワークＮＴを介して遠隔支援装置５へ送信する頭部装着式の撮影装置（カメラ）であり、例えば、図２ないし図４に示すように、装着ユニット１０と、撮影ユニット２０と、角速度センサユニット３０と、表示ユニット４０と、音入出力ユニット５０と、制御ユニット６０とを備えて構成される。
【００５０】
装着ユニット１０は、作業者Ｗの頭部に装着するための装置であり、本実施形態では、視力矯正用のメガネを模した構造で構成されている。すなわち、本実施形態の装着ユニット１０は、左右一対のテンプル１１Ｌ、１１Ｒと、ブリッジ１２と、左右一対の鼻パッド１３Ｌ、１３Ｒと、左右一対の透明部材１４Ｌ、１４Ｒとを備えて構成されている。
【００５１】
テンプル１１Ｌ、１１Ｒは、例えば弾性素材等から構成される長尺棒状の部材であり、その一方端部には装着者（ここでは作業者Ｗ）の耳に掛けられる耳掛け部分を有し、その他方端部には回動部１１Ｌａ、１１Ｒａを介して透明部材１４Ｌ、１４Ｒに固定されて保持する保持部分を有しており、作業者Ｗの耳や側頭部に掛け止められ、作業者Ｗの頭部への保持および装着位置を調整するためのものである。テンプル１１Ｌ、１１Ｒと透明部材１４Ｌ、１４Ｒとの固定には、例えば接着剤による接着やねじによるねじ留め等の固定手段が用いられる。また、撮影装置１は、回動部１１Ｌａ、１１Ｒａによる回動により、テンプル１１Ｌ、１１Ｒを互いに回転方向の異なる矢印Ｐ、Ｑ方向へ回動させて、テンプル１１Ｌ、１１Ｒを透明部材１４Ｌ、１４Ｒに沿わせることによって、不使用時にコンパクトに折り畳めるようになっている。
【００５２】
ブリッジ１２は、左右一対の透明部材１４Ｌ、１４Ｒを互いに連結するための短尺棒状の部材であり、テンプル１１Ｌ、１１Ｒの固定手段と同様の手段によって、その両端で透明部材１４Ｌ、１４Ｒに固定される。左右一対の透明部材１４Ｌ、１４Ｒは、このブリッジ１２によって一定の間隔を空けた相対位置関係で保持される。
【００５３】
鼻パッド１３Ｌ、１３Ｒは、装着ユニット１０の装着者（ここでは作業者Ｗ）に対する顔面への保持を行うための部材であり、各脚部を介してブリッジ１２に接続されている。
【００５４】
透明部材１４Ｌ、１４Ｒは、例えばポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート等の樹脂やガラス等の可視光線に対し透明な素材等から構成され、視力矯正用のメガネレンズの外形形状のような、角を丸く縁取りした長方形状の板状部材である。もちろん、透明部材１４Ｌ、１４Ｒは、撮影装置１の本来の機能の観点において視力矯正用の調整度数を備える必要はないが、視力矯正用の調整度数を備えていても良い。透明部材１４Ｌ、１４Ｒの一方には、本実施形態では、右眼に対応する透明部材１４Ｒに表示ユニット４０の接眼光学系４１を嵌め込むための略Ｕ字形状の切り欠き部１４Ｒｓが形成されている。
【００５５】
これらテンプル１１Ｌ、１１Ｒ、ブリッジ１２および鼻パッド１３Ｌ、１３Ｒによっていわゆるメガネフレームが構成され、このメガネフレームが装着者に対し掛け止められ、透明部材１４Ｌ、１４Ｒが装着者の眼に対し所定の状態（所定の距離、所定の位置）で装着される。
【００５６】
なお、本実施形態では、装着ユニット１０は、テンプル１１Ｌ、１１Ｒおよびブリッジ１２によって透明部材１４Ｌ、１４Ｒを固定、保持するように構成されたが、左右一対のリムを備え、この各リムを介して透明部材１４Ｌ、１４Ｒを固定、保持するように構成されてもよい。この各リムは、例えば内溝を持った環状または半環状の部材であり、この環または半環に透明部材１４Ｌ、１４Ｒの外周部分を嵌め込むことによって透明部材１４Ｌ、１４Ｒを固定、保持するものである。
【００５７】
撮影ユニット２０は、例えば作業物体や装着者（ここでは作業者Ｗ）の周囲の外界情景等の被写体を撮影する装置であり、装着者（作業者Ｗ）に装着され前記装着者が前方略水平方向を見た場合に、その光軸が装着者の視線方向に略一致するように、装着ユニット１０に対し固定的に保持される。これによって撮影ユニット２０は、装着者の前方視野内を撮影することが可能となる。本実施形態では、撮影ユニット２０は、表示ユニット本体４５の一方端部に外付けされており、表示ユニット本体４５が接眼光学系４１を介して装着ユニット１０の透明部材１４Ｒに固定的に取り付けられることによって、装着ユニット１０に対し固定的に保持される。このように撮影ユニット２０は、本実施形態では、装着者（ここでは作業者Ｗ）の視野内撮影カメラとして機能し、また装着ユニット１０に保持されるので、撮影装置１がコンパクトに構成され、また作業者Ｗは、ハンズフリーとなって、両手を使った作業が可能となる。なお、撮影ユニット２０を装着ユニット１０に前記光軸と前記視線方向に略一致するように固定的に保持する機構は、撮影ユニット２０が脱着可能な構造であってもよい。このように構成することによって撮影ユニット２０を適宜に変えることができる。
【００５８】
撮影ユニット２０は、例えば、図４に示すように、撮影光学系２１と、撮像素子２２と、アナログフロントエンド２３と、映像制御部２４とを備えて構成される。
【００５９】
撮影光学系２１は、被写体の光学像（光像）を撮像素子２２の受光面に結像するための光学系である。撮影光学系２１は、単焦点光学系であってもよく、またズーミングすべくズーム機能を備えた変倍光学系であってもよい。また撮影光学系２１は、オートフォーカス（ＡＦ）機能を備えて構成されてよい。
【００６０】
撮像素子２２は、この撮影光学系２１によって受光面上に形成された被写体の光学像における光量に応じてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各成分の画像信号に光電変換してアナログフロントエンド２３へ出力する装置である。撮像素子２２には、例えば、ＣＣＤ型カラーイメージセンサやＣＭＯＳ型カラーイメージセンサ等が用いられる。本実施形態では、ＣＭＯＳ型カラーイメージセンサが用いられ、このＣＭＯＳ型カラーイメージセンサは、例えば、Ｒ（赤）光、Ｇ（緑）光、Ｂ（青）光の各光に対応した各色透過フィルタをピクセル単位（画素単位）で市松模様に配置されたカラーエリア撮影センサであって、撮影光学系２１により結像された被写体光像を、Ｒ（赤）光、Ｇ（緑）光、Ｂ（青）光の各成分の画像信号（各画素単位で受光された画素信号の信号列から成る信号）に光電変換するものである。ＣＭＯＳ型イメージセンサは、２次元配列された複数の画素から所定の順序に従って順番に各画素信号を読み出すように構成される。より具体的には、例えば、ｍ行ｎ列の画素でＣＭＯＳ型イメージセンサが構成されている場合に、１行１列の画素から１行ｎ列まで各列の画素信号が行方向に沿って順次に読み出され、１行ｎ列まで読み出すと、次行の画像信号を読み出すべく次行の１列目に戻り、同様に、次行の１列からｎ列まで各列の画素信号が行方向に沿って順次に読み出され、そして、このような画素信号の読み出しがｍ行ｎ列まで実行される。このため、ＣＭＯＳ型イメージセンサでは、最初の画素の読み出し時刻と、最後の画素の読み出し時刻とには、所定時間の差が生じている。
【００６１】
アナログフロントエンド２３は、所定の基準クロックに基づいて撮像素子２２の駆動を制御し、撮像素子２２で得られた画像信号に周知のアナログ信号処理を施した後にディジタル映像信号に変換し、映像制御部２４へ出力する回路である。
【００６２】
映像制御部２４は、アナログフロントエンド２３から入力された映像信号に、例えば黒レベル補正処理、画素補間処理、ホワイトバランス調整処理、ガンマ（γ）補正処理、シェーディング補正処理等の、周知の画像処理を施す回路である。映像制御部２４は、アナログフロントエンド２３から入力された映像信号を、ＣＭＯＳ型カラーイメージセンサにおける画像信号の読み出しクロックに同期して、制御ユニット６０内の画像メモリ６１に書き込む。すなわち、映像信号は、アナログフロントエンド２３から一旦画像メモリ６１に書き込まれ、所定の各画像処理が施される際に、画像メモリ６１から映像制御部２４に読み込まれ、各画像処理が施される。そして、これら各画像処理の施された映像信号は、再度、画像メモリ６１に書き込まれ、記憶（格納）される。
【００６３】
角速度センサユニット３０は、装着者（ここでは作業者Ｗ）の頭部の角速度を検出し、検出結果を制御ユニット６０へ出力する装置である。角速度センサユニット３０は、本実施形態では、例えば、装着者（作業者Ｗ）の頭部における鉛直方向の角速度を検出する回路である鉛直方向角速度センサ部３１と、装着者（作業者Ｗ）の頭部における水平方向の角速度を検出する回路である水平方向角速度センサ部３２とを備えて構成される。より具体的には、角速度センサユニット３０は、３軸の角速度を検出することができる３軸圧電振動ジャイロセンサを備えて構成され、装着ユニット１０に固定的に取り付けられる表示ユニット本体４５内に内蔵されている。ここで、角速度センサユニット３０で検出された角速度を積分することによって頭部の方向を算出することも可能である。
【００６４】
表示ユニット４０は、所定の画像（映像）を表示する装置であり、遠隔支援装置５からネットワークＮＴを介して送信されてきた指示者Ａの指示を表示するものである。前記指示者Ａの指示には、上述したように、指示者Ａが遠隔支援装置５へ直接入力した例えばテキストデータ等のデータだけでなく、作業者Ｗが作業を行う際にその作業の支援となる映像や音声等のコンテンツサーバＰＣ８による支援コンテンツも含まれる。そして、本実施形態では、表示ユニット４０は、撮影ユニット２０の電子ファインダの機能を兼ねており、撮影ユニット２０によって撮影された映像も表示することができるようにされている。撮影ユニット２０によって撮影された被写体の映像が別体の表示装置に表示される場合には、作業者Ｗは、撮影ユニット２０によって撮影されている領域（被写体）を見るために前記表示装置の方に向かなければならないが、これによって撮影ユニット２０の撮影者である作業者Ｗは、撮影ユニット２０によって撮影されている領域（被写体）を見るために、その頭部の方向を変える必要がなく、視線をそらせる必要もなく、作業者Ｗ自信が撮影ユニット２０によって撮影している領域（被写体）を正確に認識することができる。
【００６５】
表示ユニット４０は、装着ユニット１０に取り付けられることなく別体で構成されてもよいが、作業者Ｗの視界内に指示者Ａの指示を表示し、作業者Ｗが指示者Ａの指示を参照しながら作業を行うことができるように、本実施形態では、装着ユニット１０に、しかも一方の透明部材１４Ｒに取り付けられている。このような表示ユニット４０は、例えば、図２ないし図４に示すように、接眼光学系４１と、映像生成部４２と、照明光学系４３と、光源部４４と、これら映像生成部４２、照明光学系４３および光源部４４を収容するとともに接眼光学系４１に取り付けられる筐体である表示ユニット本体４５とを備えて構成される。表示ユニット本体４５には、上述したように、その一方端に撮影ユニット２０が外付けされており、角速度センサユニット３０が内蔵され、そして、底面から外部に接眼光学系４１が延びている。さらに、表示ユニット本体４５の他方端から、ケーブル４６が延び、撮影ユニット２０、角速度センサユニット３０、表示ユニット４０および音入出力ユニット５０と制御ユニット６０とは、相互にデータを交換することができるようにこのケーブル４６によって電気的に接続されている。
【００６６】
光源部４４は、所定波長の光を発光する装置であり、例えば、所定波長色を含む白色発光ダイオード（以下、「白色ＬＥＤ」と略記する）から成る点光源である。
【００６７】
照明光学系４３は、光源部４４の発光光が入射され、この入射された発光光から映像生成部４２を照明する照明光を生成する装置であり、例えば、本実施形態では、方向により拡散度が異なり、前記入射された発光光を一方向に拡散する一方向拡散板４３ａと、一方向拡散板４３ａで拡散された光を集光する集光レンズ４３ｂとを備えて構成される。より具体的には、例えば、本実施形態では、一方向拡散板４３ａは、光源部４４から入射された発光光を図３の紙面に垂直な方向に約４０度で拡散するとともに図３の紙面に平行な方向に約０．２度で拡散する。
【００６８】
映像生成部４２は、照明光学系４３の照明光が入射され、各画素において、この照明光をＲＧＢごとにＶＲＡＭ６４の映像信号に応じて強度変調することによって映像を生成する装置であり、例えば、透過型ＬＣＤ装置（透過型液晶表示装置）を備えて構成される。
【００６９】
接眼光学系４１は、映像生成部４２で生成された映像を装着者（作業者Ｗ）の眼に導くための装置であり、例えば、光学プリズム４１ａと、反射部４１ｂとを備えて構成される。
【００７０】
光学プリズム４１ａは、例えばガラスや透明樹脂等の可視光に対して透明な材料より成る部材であって、互いに対向する一対の主面が略平行となるように形成された平行平板である。光学プリズム４１ａの上端部（上面部）は、上面が映像生成部４２で生成された映像光の入射面であり、映像光の大部分を内部に採光することができるように、肉厚部４１１が形成されている。この肉厚部４１１は、上方に向かってより肉厚となるように前面側（接眼面と反対側）が突き出るくさび形状に形成される。そして、光学プリズム４１ａの下端部（底面部）は、斜めにカットされた傾斜部４１２が形成されており、この傾斜部４１２に反射部４１ｂが設けられている。光学プリズム４１ａは、その上端部から入射された映像光をその内部で複数回の反射を行わせ、前記映像光を反射部４１ｂへ導光する。より具体的には、光学プリズム４１ａは、その上端部から入射された映像光を前記一対の主面で交互に全反射を繰り返し、前記映像光を反射部４１ｂへ導光する。
【００７１】
反射部４１ｂは、光学プリズム４１ａによって導光された映像光を、光学プリズム４１ａの傾斜部４１２と協働して後面側（接眼面側）へ反射する光学素子であり、例えば、ハーフミラー、多層膜およびホログラム光学素子等である。本実施形態では、反射部４１ｂは、ホログラムを生成するホログラム光学素子（ＨＯＥ）であり、例えば、波長選択性および角度選択性がともに比較的高いことから、体積位相型の反射型ホログラム光学素子である。体積位相型のホログラム光学素子は、光学的に軸非対称ないわゆる自由曲面で構成されて正の光学的パワーを有する。この反射型ホログラム光学素子は、所定波長の映像光を回折するように構成されており、前記光源部４４は、この反射型ホログラム光学素子の回折波長に応じた所定波長の光を発光するように構成される。より具体的には、本実施形態では、反射型ホログラム光学素子は、ＲＧＢ（赤緑青）に対応した各波長４６５ｎｍ±１０ｎｍ、５２０ｎｍ±１０ｎｍおよび６３５ｎｍ±１０ｎｍの映像光を回折するように製作され、これに応じて、光源部４４は、中心波長４６５ｎｍ、５２０ｎｍおよび６３５ｎｍのＲＧＢ一体型の白色ＬＥＤを備えて構成される。この反射型ホログラム光学素子の感光材料として、例えば、フォトポリマ、銀塩材料、重クロム酸ゼラチン等を挙げることができ、特に、ドライプロセスで製造することができることから、フォトポリマが好ましい。
【００７２】
そして、前記透明部材１４Ｒの切り欠き部１４Ｒｓは、光学プリズム４１ａが隙間無く嵌め込まれるように、光学プリズム４１ａの形状に対応した形状とされており、透明部材１４Ｒの切り欠き部１４Ｒｓに接眼光学系４１が嵌め込まれた場合に、透明部材１４Ｒと接眼光学系４１とは１枚の板状に一体化され、傾斜部４１２に設けられた反射部４１ｂは、光学プリズム４１ａと透明部材１４Ｒとに挟まれて埋設する。このように透明部材１４Ｒと光学プリズム４１ａとは、反射部４１ｂを２つの透明材料に埋設した接合光学プリズムを構成している。このため、反射部４１ｂが外気に触れることが無く、反射部４１ｂがホログラム光学素子である場合に、ホログラムを安定にその性能を保つことが可能となる。
【００７３】
光学プリズム４１ａによって導光された映像光は、反射部４１ｂで反射し、より具体的には、本実施形態では、反射型ホログラム光学素子によって回折され、虚像として光学瞳Ｅに導かれる。装着者（作業者Ｗ）は、この光学瞳Ｅの映像光をその瞳に入射することで、映像（ホログラム映像）を見ることができる。このように表示ユニット４０では、ＶＲＡＭ６４の映像信号による映像が映像生成部４２の透過型ＬＣＤ装置に表示され、この映像生成部４２の透過型ＬＣＤ装置によって得られた映像が、接眼光学系４１によって装着者（作業者Ｗ）の眼球に直接投影され、あたかも該映像が空中に拡大投影されているかのような虚像の観察が可能になっている。
【００７４】
また、透明部材１４Ｒは、光学プリズム４１ａの傾斜部４１２での屈折をキャンセル（相殺）するので、装着者（作業者Ｗ）は、外界光を略歪むことなく見ることができる。また、体積位相型の反射型ホログラム光学素子は、上述のように、特定入射角の特定波長の光のみを回折するので、外界光にはほとんど影響せず、外界光は、透明部材１４Ｒ、反射部４１ｂの反射型ホログラム光学素子および光学プリズム４１ａを透過し、装着者（作業者Ｗ）は、略通常通り、外界を見ることができる。このように体積位相型の反射型ホログラム光学素子は、特定波長域の反射光とそれ以外の波長域の透過光とを合成するコンバイナ光学素子として機能している。このような構成によって表示ユニット４０における外界光の可視光透過率を約８５％以上に確保することが可能となり、外界光の透過率が高く、装着者（作業者Ｗ）がシースルーで外界を良好に見ることができ、装着者（作業者Ｗ）の作業性を向上することが可能となる。そして、本実施形態では、接眼光学系４１は、右眼に対応する透明部材１４Ｒに配設され、表示ユニット４０に表示される映像を右眼で観察することができると同時に外界を右眼でも観察することができる（もちろん、左眼は、外界を観察することができる）。
【００７５】
また、接眼光学系４１は、本実施形態では、映像光を光学プリズム４１ａの内部で反射するとともに反射部４１ｂの体積位相型の反射型ホログラム光学素子によって光学瞳Ｅに導くように構成されているので、透明部材１４Ｒの厚みは、通常のメガネレンズと略同程度の厚み（例えば３ｍｍ程度）とすることができ、小型で軽量となる。そして、前記反射は、本実施形態では、全反射であるので、装着者（作業者Ｗ）は、透明部材１４Ｒの一対の両主面を通して外界光の透過率を略落とすことなく、外界を見ることができる。
【００７６】
音入出力ユニット５０は、音を入出力するための回路であり、音を出力する左右一対のイヤホン５１Ｌ、５１Ｒと、音を集音するマイクロホン５２とを備えて構成される。マイクロホン５２は、装着ユニット１０を作業者Ｗが装着した場合に、作業者Ｗの音声を集音すべく、装着ユニット１０のテンプル１１Ｌから延びる略Ｌ字状のアーム５３の先端に取り付けられている。この音入力ユニット５０のマイクロホン５２によって作業者Ｗの音声が集音され、この音声の音声データが撮影装置１からネットワークＮＴを介して遠隔支援装置５へ送信され、遠隔支援装置５のメインサーバＰＣ６におけるスピーカ６３ｂからこの音声データの音声が出力される。一方、この遠隔支援装置５のメインサーバＰＣ６におけるマイクロホン６２ｃによって指示者Ａの音声が集音され、この音声の音声データが遠隔支援装置５からネットワークＮＴを介して撮影装置１へ送信され、撮影装置１のイヤホン５１Ｌ、５１Ｒからこの音声データの音声が出力される。あるいは、コンテンツサーバＰＣ８から音声の支援コンテンツがネットワークＮＴを介して撮影装置１へ送信され、撮影装置１のイヤホン５１Ｌ、５１Ｒからこの音声の支援コンテンツが出力される。なお、撮影装置１のイヤホン５１Ｌ、５１Ｒは、一方のみであっても良い。これによって本実施形態の遠隔作業支援システムＳは、音声指示を作業者Ｗに与えることができ、また、例えば音声等の音も撮影装置１と遠隔支援装置５との間で互いに交換することができ、作業者Ｗと指示者Ａとは、音声によってコミュニケーションを図ることができる。特に、音声によるコミュニケーションを図ると、指示者Ａの音声指示により、作業者Ｗ（装着者）は、頷き動作を行い易いが、このような場合に本実施形態の遠隔作業支援システムＳでは後述のようにフレームレートを下げるので、このような場合に本実施形態の遠隔作業支援システムＳは、効果的である。
【００７７】
制御ユニット６０は、撮影装置１の全体制御を司る回路である。制御ユニット６０は、撮影ユニット２０、角速度センサユニット３０および表示ユニット４０のように装着ユニット１０に取り付けられても良いが、撮影装置１における作業者Ｗの頭部に装着される部分の重量を軽減するために、本実施形態では、装着ユニット１０に取り付けられることなく装着ユニット１０とは別体に設けられており、上述したように、ケーブル４６によって撮影ユニット２０、角速度センサユニット３０、表示ユニット４０および音入出力ユニット５０と電気的に接続されている。制御ユニット６０は、例えば、図１、図２および図４に示すように、画像メモリ６１と、制御部６２と、ＶＲＡＭ６４と、音入力処理部６５と、音出力処理部６６と、電源スイッチ６７と、ネットワークＩＦ部６８とを備えて構成され、これら画像メモリ６１、制御部６２、ＶＲＡＭ６４、音入力処理部６５、音出力処理部６６、電源スイッチ６７およびネットワークＩＦ部６８は、略直方体形状の筐体６９に収容されている。なお、電源スイッチ６７は、その操作部分が筐体６９の外部に臨むように筐体６９内に配設され、ネットワークＩＦ部６８は、そのコネクタ部分が筐体６９の外部に臨むように筐体６９内に配設される。
【００７８】
画像メモリ６１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性の記憶素子およびその周辺回路を備えて構成され、上述したように、撮影ユニット２０における映像制御部２４の作業領域として用いられる。
【００７９】
ＶＲＡＭ６４は、ＲＡＭおよびその周辺回路を備えて構成される、いわゆるビデオラム（Ｖｉｄｅｏ  ＲＡＭ）であり、表示ユニット４０における映像生成部４２の画素数に対応した映像信号の記憶容量を少なくとも有し、映像生成部４２で再生表示される映像を構成する映像信号をバッファするためのバッファメモリである。
【００８０】
音入力処理部６５は、音入出力ユニット５０におけるマイクロホン５２から入力されてきた音信号に対し、例えば、増幅やノイズカット等の所定の信号処理を行って制御部６２へ出力する回路である。
【００８１】
音出力処理部６６は、制御部６２から入力されてきた音信号に対し、例えば、増幅やノイズカット等の所定の信号処理を行って音入出力ユニット５０におけるイヤホン５１Ｌ、５１Ｒへ出力する回路である。
【００８２】
電源スイッチ６７は、撮影装置１を稼動するために、撮影装置１を起動するスイッチ回路である。電源スイッチ６７の投入（スイッチオン）により、例えば電池等の電源から、撮影装置１における電力を必要とする各部へ電力が供給される。
【００８３】
ネットワークＩＦ部６８は、ネットワークＮＴを介して撮影装置１と遠隔支援装置５との間で通信を行うための通信インタフェース回路であり、制御部６２から入力されてきたデータをネットワークＮＴの通信プロトコルに対応した通信信号に収容し、この収容した通信信号をネットワークＮＴへ送信するとともに、ネットワークＮＴから撮影装置１宛ての通信信号を受信し、この受信した通信信号に収容されているデータを取り出して制御部６２で処理可能な形式に変換し、この変換したデータを制御部６２へ出力するものである。
【００８４】
制御部６２は、撮影装置１の各部を当該機能に応じて制御する回路であり、例えば、撮影装置１の各部を当該機能に応じて制御するための制御プログラム等の各種の所定のプログラムや前記所定のプログラムの実行に必要なデータ等の各種の所定のデータ等を記憶する、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Read Only Memory）、前記所定のプログラムを読み出して実行することによって所定の演算処理や制御処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる前記ＣＰＵのワーキングメモリとなるＲＡＭ、および、これらの周辺回路を備えたマイクロコンピュータ等によって構成される。なお、この制御部６２は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の書き換え可能な不揮発性の記憶素子を備えても良い。制御部６２は、機能的に、映像表示制御部６３を備えている。
【００８５】
映像表示制御部６３は、表示ユニット４０に表示すべき映像を制御するものであって、本実施形態では、角速度センサユニット３０で検出された作業者Ｗ（装着者）の頭部の角速度に基づいて、撮影ユニット２０によって撮影された被写体の映像を表示する場合における前記被写体の映像のフレームレートを下げるものであり、例えば、機能的に、角速度判定部６３１と、フレームレート制御部６３２とを備えて構成される。
【００８６】
角速度判定部６３１は、角速度センサユニット３０で検出された作業者Ｗ（装着者）の頭部の角速度が所定の条件を満たすか否かを判定し、その判定結果をフレームレート制御部６３２へ通知するものである。
【００８７】
フレームレート制御部６３２は、角速度判定部６３１から通知された判定結果に応じて撮影ユニット２０で生成される映像のフレームレートをデフォルトのフレームレートから下げるものである。この低下させるフレームレートは、固定であってもよく、また頭部の角速度に応じて可変であってもよい。なお、制御部６２は、このフレームレートを下げた被写体の映像をネットワークＩＦ部６８からネットワークＮＴを介して遠隔支援装置５へ送信する。
【００８８】
より具体的には、例えば、角速度判定部６３１は、角速度センサユニット３０で検出された作業者Ｗの頭部の角速度が所定の角速度以上であるか否かを判定し、その判定結果をフレームレート制御部６３２へ通知するものであり、フレームレート制御部６３２は、前記判定結果が、角速度センサユニット３０で検出された作業者Ｗの頭部の角速度が所定の角速度以上である場合に、撮影ユニット２０で生成される映像のフレームレートをデフォルトのフレームレートから下げるものである。閾値である前記所定の角速度は、頭部が高速に移動したり揺れたりした場合に頭部に装着されるカメラによって撮影された映像の被写体が認識しにくく見にくくなる観点から例えば統計等によって決定される角速度であり、例えば、１秒間に９０度以上の角速度である。フレームレート制御部６３２は、例えば、撮影ユニット２０によって撮影された被写体の映像のフレームを間引くことによってこの被写体の映像のフレームレートを下げるものである。このため、撮影ユニット２０のフレームレートを維持することが可能となり、頭部が高速に移動したり揺れたりした場合でもあっても、フレームレートの下げられた被写体の映像は、ぼけた映像とならず、この撮影ユニット２０によって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすくすることができる。
【００８９】
また例えば、前記作業者Ｗ（装着者）の頭部の角速度は、鉛直方向角速度センサ部３１で検出された前記作業者Ｗの頭部の鉛直方向の角速度であってよく、角速度判定部６３１は、鉛直方向角速度センサユニット３１で検出された作業者Ｗ（装着者）の頭部の鉛直方向の角速度に基づいて前記作業者Ｗの頭部が鉛直方向における１Ｈｚ〜５Ｈｚの往復運動（例えば３Ｈｚの往復運動）を行ったか否かを判定し、その判定結果をフレームレート制御部６３２へ通知するものであって、フレームレート制御部６３２は、前記判定結果が、鉛直方向角速度センサユニット３１で検出された作業者Ｗ（装着者）の頭部の角速度が前記作業者Ｗの頭部の鉛直方向における１Ｈｚ〜５Ｈｚの往復運動（例えば３Ｈｚの往復運動）を行ったことを示す場合に、撮影ユニット２０で生成される映像のフレームレートをデフォルトのフレームレートから下げるものであってよい。鉛直方向において、頭部の往復運動が１Ｈｚを下回ると、フレームレートを下げなくても被写体を認識することが可能であり、また、頭部の往復運動が５Ｈｚを上回ると頭部移動方向における頭部の移動量が小さいため像流れが小さいので、フレームレートを下げなくても被写体を認識することが可能である。このように構成することによって、作業者Ｗが頭部を鉛直方向に１Ｈｚ〜５Ｈｚの往復運動させた場合でも、フレームレートの低下によって、表示する場合に、この撮影ユニット２０によって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすくすることができる。特に、作業者Ｗが肯定を頭部の鉛直方向における往復運動による頷き動作で示す場合に対処することができる。
【００９０】
また例えば、前記作業者Ｗ（装着者）の頭部の角速度は、水平方向角速度センサ部３２で検出された前記作業者Ｗの頭部の水平方向の角速度であってよく、角速度判定部６３１は、水平方向角速度センサユニット３２で検出された作業者Ｗ（装着者）の頭部の鉛直方向の角速度に基づいて前記作業者Ｗの頭部が水平方向における１Ｈｚ〜５Ｈｚの往復運動（例えば３Ｈｚの往復運動）を行ったか否かを判定し、その判定結果をフレームレート制御部６３２へ通知するものであって、フレームレート制御部６３２は、前記判定結果が、水平方向角速度センサユニット３２で検出された作業者Ｗ（装着者）の頭部の角速度が前記作業者Ｗの頭部の水平方向における１Ｈｚ〜５Ｈｚの往復運動（例えば３Ｈｚの往復運動）を行ったことを示す場合に、撮影ユニット２０で生成される映像のフレームレートをデフォルトのフレームレートから下げるものであってよい。水平方向においても鉛直方向と同様であり、頭部の往復運動が１Ｈｚを下回ると、フレームレートを下げなくても被写体を認識することが可能であり、また、頭部の往復運動が５Ｈｚを上回ると頭部移動方向における頭部の移動量が小さいため像流れが小さいので、フレームレートを下げなくても被写体を認識することが可能である。このように構成することによって、作業者Ｗを水平方向に１Ｈｚ〜５Ｈｚの往復運動させた場合でも、フレームレートの低下によって、表示する場合に、この撮影ユニット２０によって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすくすることができる。特に、作業者Ｗ（装着者）が否定を頭部の水平方向における往復運動による頷き動作で示す場合に対処することができる。
【００９１】
前記デフォルトのフレームレートは、被写体の映像が実質的に動画として感じられるフレームレートであり、例えば、３０ｆｐｓや２４ｆｐｓや１５ｆｐｓである。フレームレート制御部６３２は、好ましくは、撮影ユニット２０で生成される映像のフレームレートをデフォルトのフレームレートから下げる場合に、映像のフレームレートを０．１ｆｐｓ〜５ｆｐｓの範囲のうちのいずれかのフレームレート（例えば１ｆｐｓや２ｆｐｓや３ｆｐｓ等）に下げる。このように構成することによって、被写体の映像のフレームレートを、被写体の映像が略静止画のように感じられる０．１ｆｐｓ〜５ｆｐｓの範囲のうちのいずれかのフレームレートに下げるので、この撮影ユニット２０によって撮影された映像の被写体を、より確実に、認識しやすく見やすくすることができる。また、フレームレートが０．１ｆｐｓより下回ると、映像としての即時性が損なわれ、望ましくない映像となってしまい、好ましくない。また、フレームレートが５ｆｐｓより上回ると、被写体の映像が認識しにくく見ににくくなってしまい、好ましくない。映像の即時性と被写体の確実な認識を行うことができる観点から、より好ましくは、０．５ｆｐｓ〜３ｆｐｓである。
【００９２】
本実施形態では、撮影装置１の装着ユニット１０、撮影ユニット２０、角速度センサユニット３０および制御ユニット６０における映像表示制御部６３が、それぞれ、請求項の装着部、撮影部、角速度検出部および映像表示制御部の一例に相当し、そして、遠隔支援装置５のディスプレイ６３ａが表示部および第２表示部の一例に相当する。そして、撮影装置１の表示ユニット４０が撮影ユニット２０の電子ファインダとして機能していることから、本実施形態では、撮影装置１の表示ユニット４０も表示部の一例に相当している。
【００９３】
次に、本実施形態の動作について説明する。図５は、本実施形態の遠隔作業支援システムにおける撮影装置の動作を示すフローチャートである。図６は、本実施形態におけるフレームレートを下げる処理を示すタイムチャートである。図６（Ａ）は、撮影ユニット２０によって撮影された映像信号（カメラ映像信号）を示し、図６（Ｂ）は、カメラ映像信号からディスプレイ６３ａや表示ユニット４０に表示される映像信号（表示用映像信号）を抽出するトリガ（映像制御トリガ）を示し、図６（Ｃ）は、表示用映像信号を示す。図６の横軸は、時間であり、時刻０のフレームをフレーム（１）として各フレームに番号ｎを割り当てて（ｎ）で示している。
【００９４】
本実施形態の遠隔作業支援システムＳにおける撮影装置１は、フレームレートの制御に関し、図５に示すように動作している。すなわち、図５において、ステップＳ１１では、角速度センサユニット３０によって作業者Ｗ（装着者）の頭部の角速度が検出され、この検出結果が制御ユニット６０へ出力される。制御ユニット６０において、ステップＳ１２では、この検出結果が角速度センサユニット３０から入力されてくると、検出結果が所定の条件を満たすか否かが判定される。例えば、上述したように、検出結果が所定の角速度以上であるか否かが判定される。また例えば、検出結果に基づいて作業者Ｗの頭部が鉛直方向や水平方向に所定の往復運動を行ったか否かが判定される。この判定の結果、検出結果が所定の条件を満たす場合（Ｙ）には、ステップＳ１３の処理が実行され、一方、検出結果が所定の条件を満たさない場合（Ｎ）には、ステップＳ１４の処理が実行される。
【００９５】
ステップＳ１３では、映像信号のフレームレートが下げられる。例えば、間引き処理によってフレームレートが下げられる場合には、図６に示すように、図６（Ａ）に示すカメラ映像信号の各フレーム（フレーム（１）〜フレーム（ｎ））から図６（Ｂ）に示す映像制御トリガに応じたタイミングのフレーム（この図６に示す例ではフレーム（１）、フレーム（６）、フレーム（１１）、・・・）が抽出され、カメラ映像信号からフレームを間引いた図６（Ｃ）に示す表示用映像信号の各フレームが生成される。図６に示す例では、例えば１５ｆｐｓから３ｆｐｓのように、フレームレートが１／５に下げられている。
【００９６】
ステップＳ１４では、映像信号のフレームレートがデフォルト値（初期値）で表示用映像信号が生成される。この場合では、通常、表示用映像信号は、カメラ映像信号であって表示用映像信号のフレームレートとカメラ映像信号のフレームレートは同じであるが、異なっていてもよい。
【００９７】
そして、ステップＳ１５では、このように生成された表示用映像信号が撮影装置１から遠隔支援装置５へ送信される。遠隔支援装置５では、この表示用映像信号が受信されると、表示用映像信号による映像がディスプレイ６３ａに表示される。これによって指示者Ａは、作業者Ｗ（装着者）の前方視野内の被写体を参照することができ、例えば、作業対象物を観察することができる。また、本実施形態では、このように生成された表示用映像信号は、撮影装置１の表示ユニット４０にも表示される。これによって作業者Ｗ（装着者）は、撮影ユニット２０によって撮影されている領域を見ることができる。
【００９８】
そして、ステップＳ１６では、このようなフレームレートの制御が終了したか否かが判定され、この判定の結果、制御が終了している場合（Ｙ）には、処理を終了し、制御が終了していない場合（Ｎ）には、処理をステップＳ１１に戻す。
【００９９】
このように本実施形態の遠隔作業支援システムＳおよび撮影装置１では、頭部の角速度が角速度センサユニット３０で検出され、その検出された頭部の角速度に基づいて遠隔支援装置の出力装置６３や撮影装置１の表示ユニット４０に表示される被写体の映像のフレームレートが下げられる。このため、本実施形態の遠隔作業支援システムＳおよび撮影装置１は、頭部が高速に移動したり揺れたりした場合でもあっても、フレームレートの低下によって、この撮影ユニット２０によって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすくすることができる。
【０１００】
また、本実施形態では、撮影ユニット２０の撮像素子２２に、ＣＭＯＳ型イメージセンサが用いられている。上述したように、ＣＭＯＳ型イメージセンサは、各画素の画像信号を順次に走査することによって得ている。このため、頭部が高速に移動したり揺れたりした場合では、映像が歪みやすい。しかしながら、本実施形態では、上述したように、頭部の角速度が角速度センサユニット３０で検出され、その検出された頭部の角速度に基づいて表示用の被写体の映像のフレームレートが下げられるので、撮影ユニット２０の撮像素子２２がＣＭＯＳ型イメージセンサであっても、表示する場合に、この撮影ユニット２０によって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすくすることができる。このように本実施形態の遠隔作業支援システムＳおよび撮影装置１は、撮影ユニット２０の撮像素子２２がＣＭＯＳ型イメージセンサである場合に、効果的である。
【０１０１】
また、本実施形態では、表示ユニット４０は、撮影ユニット２０の電子ファインダとして機能し、撮影ユニット２０とともに装着ユニット１０に取り付けられている。このような構成であっても、本実施形態では、頭部の角速度が角速度センサユニット３０で検出され、その検出された頭部の角速度に基づいて表示用の被写体の映像のフレームレートが下げられるので、作業者Ｗ（装着者）は、この撮影ユニット２０によって撮影された映像の被写体を認識しやすく見やすい。また、作業者Ｗの酔いが低減あるいは防止される。また、本実施形態のように表示ユニット４０が撮影ユニット２０の電子ファインダとして機能し、表示ユニット４０と撮影ユニット２０とが一体的に構成されている場合に、効果的である。
【０１０２】
また、本実施形態では、表示ユニット４０の接眼光学系４１が装着ユニット１０の透明部材１４Ｒに取り付けられている。このような構成では、透明部材１４Ｒが被写体の光像を所定の透過率で透過するとともに、表示ユニット４０の接眼光学系４１がこの透明部材１４Ｒに設けられた表示ユニット４０の接眼光学系４１によって、被写体の映像を被写体の光像に重ねて表示することができる。このため、このような構成では、作業者Ｗ（装着者）の視界を損なうことが低減され、作業者Ｗは、作業者Ｗの視界にある外界と表示ユニット４０の表示とを一緒に見ることができる。したがって、本実施形態の撮影装置１は、作業支援に効果的である。
【０１０３】
また、本実施形態では、ネットワークＩＦ部６８の送受信を制御する通信制御部として機能する制御部６２は、映像表示制御部６３のフレームレート制御部６３２によってフレームレートが下げられた被写体の映像をネットワークＩＦ部６８に送信させている。このため、このような構成では、撮影装置１の外部に設けられた遠隔支援装置５に、フレームレートが下げられた被写体の映像を送信することができ、また、フレームレートが下げられているので、ネットワークＩＦ部６８やネットワークＮＴにおける通信負荷を低減することができる。したがって、このような構成では、撮影装置１の外部に設けられた遠隔支援装置５に、頭部が高速に移動したり揺れたりした場合に、ビット（bit）落ちが少なくより正確に高画質な映像を提示することが可能となる。
【０１０４】
なお、本実施形態では、撮影装置１は、映像を表示することができるように表示ユニット４０を備えているが、指示者Ａの指示を音声のみで作業者Ｗに提供する場合には、表示ユニット４０は、備えていなくてもよい。
【０１０５】
また、本実施形態では、角速度センサユニット３０には、３軸圧電振動ジャイロセンサが用いられ、頭部の鉛直方向の角速度および水平方向の角速度がこれによって検出されたが、頭部の鉛直方向の角速度および水平方向の角速度のうちの一方であっても良い。このような構成では、頭部が一方向に高速に移動したり揺れたりした場合に対処することができる。
【０１０６】
また、本実施形態では、角速度センサユニット３０には、3軸圧電振動ジャイロセンサが用いられたが、これに限定されるものではなく、他の角速度センサを用いてもよい。また、頭部の角速度を検出するために、例えばポヒマスセンサと呼ばれる磁気センサで頭部の位置と姿勢を検出したり、振り子を利用した水平センサで頭部の傾きを検出したりし、これらから頭部の角速度を計算してもよい。特に、水平センサは、鉛直方向の振れを簡易に低コストで検出することができ、頭部が鉛直方向に高速に移動したり揺れたりした場合に対処するように撮影装置１が構成される場合に効果的である。
【０１０７】
また、本実施形態において、撮影装置１は、図４に破線で示すように、撮影ユニット２０によって撮影され、映像表示制御部６３のフレームレート制御部６３２によって被写体の映像のフレームレートを下げる前の前記被写体の映像を記録する記録部７０をさらに備えて構成されてもよい。記録部７０は、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ等のメモリカード等を備えて構成される。本実施形態では、画像メモリ６１には、被写体の映像のフレームレートを下げる前の被写体の映像が記憶されているので、このような構成を容易に実現することが可能である。このように構成することによって、被写体の映像のフレームレートを下げる前の被写体の映像が記録部７０に記録されるので、頭部が高速に移動したり揺れたりした場合でもあっても、より正確な被写体の映像を記録することができる。
【０１０８】
さらに、この撮影装置１は、フレームレート低下後の被写体の映像だけでなく、この被写体の映像のフレームレートを下げる前の被写体の映像をネットワークＩＦ部６８を用いて撮影装置１から遠隔支援装置５へ送信するように構成され、支援記録サーバＰＣ７は、このフレームレートを下げる前のこの被写体の映像を記憶して記録するように構成されてもよい。フレームレート低下前の被写体の映像は、例えば、所定時間纏めて適宜なタイミングで送信される。このように構成することによって、被写体の映像のフレームレートを下げる前の被写体の映像が支援記録サーバＰＣ７に記録されるので、頭部が高速に移動したり揺れたりした場合でもあっても、より正確な被写体の映像を記録することができる。
【０１０９】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【０１１０】
Ｓ  遠隔作業支援システム
１  撮影装置
５  遠隔支援装置
６  メインサーバコンピュータ装置
７  支援記録サーバコンピュータ装置
８  コンテンツサーバコンピュータ装置
１０  装着ユニット
２０  撮影ユニット
３０  角速度センサユニット
３１  鉛直方向角速度センサ部
３２  水平方向角速度センサ部
４０  表示ユニット
４１  接眼光学系
４１ａ  光学プリズム
４１ｂ  反射部
５０  音入出力ユニット
６０  制御ユニット
６３  映像表示制御部
６３１  角速度判定部
６３２  フレームレート制御部
７０  記録部
【図１】
2011101300.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011101300.tif 000007
【図６】
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