(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像部と、
前記撮像部から得られた画像情報を表示可能に処理する画像処理部と、
前記処理済みの画像情報の映像を表示する表示器と、前記表示器からの光を眼に導いて映像を提供する接眼光学系とを含む表示部と、
前記表示部の表示エリアに画像処理を行なった画像情報の映像を表示可能に制御する制御部とを備え、
前記表示部において外界の映像と表示エリアの画像処理画像が同時に観察者から見ることが可能であり、
前記制御部は、前記撮像部の撮像視野から表示に必要な視野の情報を抽出し、前記画像情報に基づき前記表示エリアのサイズを変更することを特徴とする視覚補助表示装置。
【請求項２】
被写体を撮像する撮像部と、
前記撮像部から得られた画像情報を表示可能に処理する画像処理部と、
前記処理済みの画像情報の映像を表示する表示器と、前記表示器からの光を眼に導いて映像を提供する接眼光学系とを含む表示部と、
前記表示部の表示エリアに画像処理を行なった画像情報の映像を表示可能に制御する制御部とを備え、
前記表示部において外界の映像と表示エリアの画像処理画像が同時に観察者から見ることが可能であり、
前記制御部は、前記撮像部の撮像視野から表示に必要な視野の情報を抽出し、前記視野情報に基づき前記表示エリアを移動することを特徴とする視覚補助表示装置。
【請求項３】
被写体を撮像する撮像部と、
前記撮像部から得られた画像情報を表示可能に処理する画像処理部と、
前記処理済みの画像情報の映像を表示する表示器と、前記表示器からの光を眼に導いて映像を提供する接眼光学系とを含む表示部と、
前記表示部の表示エリアに画像処理を行なった画像情報の映像を表示可能に制御する制御部とを備え、
前記表示部において外界の映像と表示エリアの画像処理画像が同時に観察者から見ることが可能であり、
前記制御部は、前記撮像部から得られる画像特性情報に基づいて拡大表示を行うことを特徴とする視覚補助表示装置。
【請求項４】
前記表示エリアは、横方向より縦方向を長く設定したことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の視覚補助表示装置。
【請求項５】
前記表示部は、取付位置が可変可能であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の視覚補助表示装置。
【請求項６】
前記表示エリアの透過率は、前記表示エリアの周囲の透過率と比較して４０％以内であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の視覚補助表示装置。
【請求項７】
前記画像処理部は、拡大・縮小処理、周波数補正、色調補正、輝度圧縮、画像抽出を含む画像処理を行なうことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の視覚補助表示装置。
【請求項８】
前記被写体への近接を検出して警告する警告手段を備えることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の視覚補助表示装置。
【請求項９】
前記撮像から得られた画像情報の輪郭を強調して前記表示部に表示することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の視覚補助表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、観察者の顔前にて使用される視覚補助表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
視覚障害を生じる原因として、例えば、白内障、緑内障、黄斑変性症、夜盲症などがあり、一般生活上、不都合を受けている患者に対して、現在一般生活を行っていく上で有効な治療法が存在しない。【０００３】
このため、例えば夜盲症の人に用いる補助装置として、頭部搭載型表示装置が提案され（例えば、特許文献１）、また弱視者に用いる補助装置として、弱視者用眼鏡装置等が提案されている（例えば、特許文献２）。【０００４】
また、顔前にて使用する映像表示装置としては、特許文献３に記載の装置が知られていたが、入力された映像の輝度を圧縮したり、光度を低く抑えたり、撮影装置を具備して撮影した画像情報を加工して表示する等の技術思想は提案されていなかった。
【特許文献１】特開平７−２８８７５４号公報
【特許文献２】特開平９−１９２１６４号公報
【特許文献３】特開２００２−１５６６００号公報  ところで、従来の補助装置は、いずれもゴーグル型で眼前全体を覆う補助装置であり、大型であることから一般生活上、不都合を感じている。例えば、実際の風景が確認できない、治療する側から見て観察者の目が確認できない等の問題がある。また、一般生活上、特異に目立つ装置を付けることで、周りと違和感がある等の問題がある。
【０００５】
また、目が不自由な視覚障害者の歩行を補助するために、テレビカメラで撮影した画像を持ち運び可能なＣＲＴに表示させる方法が提案されていたが、テレビカメラを持つ補助者が必要な他、本人がＣＲＴを保持するため、両手が使えないという欠点があった。【０００６】
また、従来、視覚障害者がまぶしさを低減する目的で使用していた遮光メガネは特定の波長、例えば５００ｎｍ以下の波長を吸収することから、まぶしさはある程度軽減されるものの、特定の波長の情報が完全に失われるために、信号等の色が見難くなるという欠点があった。また、サングラスを使用する場合には、透過率の違う複数のメガネを用意して、外出用、屋内用等で使い分けることも必要であり、複数のメガネを作成する費用負担と複数のメガネを持ち運び、使い分ける煩雑さが課題であった。
【発明の開示】
【０００７】
この発明は、特定の波長域の画像情報を損なうことなく、視覚障害を有する観察者が適宜に外部情報の認識ができるように補助表示が行え、一般生活上不都合が無くなるような視覚補助表示装置を提供する。
【０００８】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００９】
本発明は、被写体を撮像する撮像部と、前記撮像部から得られた画像情報を表示可能に処理する画像処理部と、前記処理済みの画像情報の映像を表示する表示器と、前記表示器からの光を眼に導いて映像を提供する接眼光学系とを含む表示部と、前記表示部の表示エリアに画像処理を行なった画像情報の映像を表示可能に制御する制御部とを備え、前記表示部において外界の映像と表示エリアの画像処理画像が同時に観察者から見ることが可能であり、前記制御部は、前記撮像部の撮像視野から表示に必要な視野の情報を抽出し、前記画像情報に基づき前記表示エリアのサイズを変更することを特徴とする視覚補助表示装置である。
また、本発明は、被写体を撮像する撮像部と、前記撮像部から得られた画像情報を表示可能に処理する画像処理部と、前記処理済みの画像情報の映像を表示する表示器と、前記表示器からの光を眼に導いて映像を提供する接眼光学系とを含む表示部と、前記表示部の表示エリアに画像処理を行なった画像情報の映像を表示可能に制御する制御部とを備え、前記表示部において外界の映像と表示エリアの画像処理画像が同時に観察者から見ることが可能であり、前記制御部は、前記撮像部の撮像視野から表示に必要な視野の情報を抽出し、前記視野情報に基づき前記表示エリアを移動することを特徴とする視覚補助表示装置である。
また、本発明は、被写体を撮像する撮像部と、前記撮像部から得られた画像情報を表示可能に処理する画像処理部と、前記処理済みの画像情報の映像を表示する表示器と、前記表示器からの光を眼に導いて映像を提供する接眼光学系とを含む表示部と、前記表示部の表示エリアに画像処理を行なった画像情報の映像を表示可能に制御する制御部とを備え、前記表示部において外界の映像と表示エリアの画像処理画像が同時に観察者から見ることが可能であり、前記制御部は、前記撮像部から得られる画像特性情報に基づいて拡大表示を行うことを特徴とする視覚補助表示装置である。
また、前記表示エリアは、横方向より縦方向を長く設定したことを特徴とする。
また、前記表示部は、取付位置が可変可能であることを特徴とする。
また、前記表示エリアの透過率は、前記表示エリアの周囲の透過率と比較して４０％以内であることを特徴とする。
【００１３】
また、前記画像処理部は、拡大・縮小処理、周波数補正、色調補正、輝度圧縮、画像抽出を含む画像処理を行なうことを特徴とする。
また、前記被写体への近接を検出して警告する警告手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、前記撮像から得られた画像情報の輪郭を強調して前記表示部に表示することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、視覚補助表示装置の外観を示す図である。
【図２】図２は、画像処理部、制御部、データ入力部を装置ユニットに一体に組み込んだ実施例の視覚補助表示装置の外観を示す図である。
【図３】図３は、視覚補助表示装置の表示部を含む断面図である。
【図４】図４は、第２の実施形態の視覚補助表示装置の外観を示す図である。
【図５】図５は、視覚補助表示装置の概略構成図である。
【図６】図６は、視覚補助表示装置の作動フローチャートである。
【図７】図７は、画像処理情報を変更する視覚補助表示装置の作動フローチャートである。
【図８】図８は、画像処理情報の表示エリアを示す図である。
【図９】図９は、画像処理情報の他の表示エリアを示す図である。
【図１０（ａ）】図１０（ａ）は、画像処理情報の表示エリアを示す図である。
【図１０（ｂ）】図１０（ｂ）は、画像処理情報の表示エリアを示す図である。
【図１１】図１１は、他の表示エリアを示す図である。
【図１２】図１２は、表示エリアを示す図である。
【図１３（ａ）】図１３（ａ）は、輪郭強調の画像処理をした場合の表示を示す図である。
【図１３（ｂ）】図１３（ｂ）は、輪郭強調の画像処理をした場合の表示を示す図である。
【図１４】図１４は、警告手段を示す図である。
【図１５】図１５は、第１の実施の形態の透過式映像表示装置の構成図である。
【図１６】図１６は、輝度比の圧縮制御の特性曲線を示す図である。
【図１７（ａ）】図１７（ａ）は、輝度比の圧縮を説明する図である。
【図１７（ｂ）】図１７（ｂ）は、輝度比の圧縮を説明する図である。
【図１７（ｃ）】図１７（ｃ）は、輝度比の圧縮を説明する図である。
【図１８】図１８は、第３の実施の形態の透過式映像表示装置の構成図である。
【図１９】図１９は、測定した明るさに応じた制御を示す特性曲線を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の視覚補助表示装置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、この発明の用語はこれに限定されない。【００２１】
図１は視覚補助表示装置の外観を示す図である。この実施の形態の視覚補助表示装置１は、１つの表示部１０、撮像部５０、画像処理部６０、制御部７０、データ入力部８０、左右１対のプリズム２０Ｌ、２０Ｒ、鼻当て３１、左右１対のテンプル３２Ｌ、３２Ｒよりなり、プリズム２０Ｌ、２０Ｒが左右の眼の前に位置するように観察者の顔前に装着される。【００２２】
図１では、画像処理部６０、制御部７０、データ入力部８０が表示部１０と共に取り付けられているが、図２に示すように、画像処理部６０、制御部７０、データ入力部８０は、装置ユニット９０に一体に組み込み、ケーブル９１で撮像部５０および表示部１０に電源を与え、信号の送受信を行なうようにしてもよい。  鼻当て３１は、プリズム２０Ｌ、２０Ｒに取り付けられており、これらを連結している。テンプル３２Ｌ、３２Ｒは、それぞれプリズム２０Ｌ、２０Ｒの端部に取り付けられている。装着時には、鼻当て３１が鼻に当たり、テンプル３２Ｌ、３２Ｒが耳、側頭部または後頭部に当たって、視覚補助表示装置１は、これら３部位で支持される。テンプル３２Ｌ、３２Ｒは、プリズム２０Ｌ、２０Ｒ近傍の部位に設けられた垂直方向の軸（不図示）を中心に回動可能であり、非使用時には内側に折り畳むことができる。【００２３】
表示部１０は、右のプリズム２０Ｒに取り付けられている。表示部１０を含む断面を図３に示す。表示部１０は、透過型の液晶表示器（ＬＣＤ）１１、筺体１２、プリズム１３、発光ダイオード（ＬＥＤ）１４、およびレンズ１５よりなる。ＬＣＤ１１は観察者に表示するための映像を表示し、表示した映像により照明光を変調する。筺体１２は、ＬＣＤ１１、ＬＥＤ１４およびレンズ１５を収容してこれらを保持する。ＬＥＤ１４はＬＣＤ１１を照明するための光源であり、レンズ１５はＬＥＤ１４が発した光をＬＣＤ１１の全面に均一に導くための照明光学系である。【００２４】
ＬＣＤ１１の映像の表示やＬＥＤ１４の発光は、制御部７０によって制御され、撮像部５０で撮像した画像情報を画像処理部６０により画像処理し、電力や映像信号を供給する。【００２５】
プリズム１３は平板状であり、透明なガラスまたは樹脂で作製されている。プリズム１３はＬＣＤ１１からの光を観察者の眼Ｅに導いて、ＬＣＤ１１に表示された映像の虚像を表示する。プリズム１３の上端部は、縁の方が内部側よりも厚いくさび状とされており、筺体１２はこのくさび状の上端部を挟むようにして、プリズム１３に取り付けられている。【００２６】
プリズム２０Ｌは平板状であり、単一の部材で構成されている。プリズム２０Ｒも平板状であるが、単一の部材ではなく、プリズム１３とプリズム２１で構成されている。プリズム２０Ｌおよびプリズム２１は、プリズム１３と同じ材料で作製されており、これら３者に屈折率の差はない。プリズム２０Ｒを成すプリズム１３とプリズム２１は相補的な形状を有し、隙間なく、かつ表面が連続するように接合されている。プリズム１３がくさび状の上端部を有することを除いて、プリズム２０Ｌ、２０Ｒは一般的な眼鏡同様対称形である。視覚補助表示装置１を顔前に装着した観察者は、プリズム２０Ｌ、２０Ｒを通して外界を観察することになる。【００２７】
プリズム１３の下端部は、縁に向かうほど前面（眼Ｅから遠い面）が後面（眼Ｅに近い面）に近づくように作製されており、くさび状である。このくさび状の部位の前面すなわちプリズム２１との接合面は平面であり、この平面にはホログラム素子２２が形成されている。ホログラム素子は２２、装着時に眼Ｅの直前に位置する。プリズム１３およびホログラム素子２２が接眼光学系１６を構成する。【００２８】
プリズム１３は、ＬＣＤ１１からの光を、上端部の端面より内部に導き入れ、前面と後面で複数回全反射しながら、ホログラム素子２２に導く。ホログラム素子２２は、導かれた光を回折させて、平行光に近い光束としながら、眼Ｅに入射させる。これにより、観察者には、ＬＣＤ１１に表示された映像の虚像が表示される。ホログラム素子２２は外界からの光にはほとんど作用せず、虚像は外界の像の中央部に重なって観察される。【００２９】
視覚補助表示装置１では、ＬＣＤ１１からの光をプリズム１３の内部で反射しながらホログラム素子２２に導くようにしているため、プリズム２０Ｒを大きくすることが可能である。プリズム１３の下端部はくさび状であるが、同じ材質のプリズム２１に接合されているため、プリズム１３の下端部を透過する外界からの光に屈折は生じない。したがって、外界の像の中央部が歪んだり不連続になったりすることもなく、視覚補助表示装置１は質の高い像を表示することができる。【００３０】
ＬＣＤ１１は左右方向に長い長方形状であり、十数文字が横方向に並ぶ文字列を１〜数行表示することができる。このため、観察者は、映像から多くの情報を一度に得ることが可能である。なお、この実施の形態では、右眼に映像を表示するようにしているが、もちろん、左眼に映像を表示するようにしてもよい。【００３１】
第２の実施形態の視覚補助表示装置１の外観を図４に示す。この実施の形態の視覚補助表示装置１は、１対の表示部１０Ｌ、１０Ｒを備えて左右両眼に映像を表示するとともに、プリズム２０Ｌ、２０Ｒにパワーをもたせて、使用者の視力を矯正し得るようにしたものである。表示部１０Ｌ、１０Ｒの構成は、プリズム１３Ｌ、１３Ｒが曲率を有する点を除き、第１の実施形態の視覚補助表示装置１の表示部１０と同様の構成である。【００３２】
プリズム２０Ｌ、２０Ｒのパワーは使用者の視力に応じて設定する。プリズム２０Ｌ、２０Ｒに負のパワーをもたせることで近視を、正のパワーをもたせることで遠視を矯正することができる。プリズム１３Ｌ、１３Ｒの下端部のプリズム２１Ｌ、２１Ｒとの接合面は平面とされており、ホログラム素子２２Ｌ、２２Ｒの形成は容易である。【００３３】
次に、視覚補助表示装置１の表示部１０に、撮像して得られた画像情報を映像として表示する構成を、図５乃至７に示す。図５は視覚補助表示装置の概略構成図である。【００３４】
表示部１０は図１乃至図４に示すように構成され、処理済みの画像情報の映像を表示する表示器と、表示器からの光を眼に導いて観察者へ可視画像を表示する接眼光学系とを含む。撮像部５０は、例えばＣＣＤカメラを用いて撮像を行ない、制御部７０からの制御命令によってピント制御、絞り制御、視野角制御、ズーム制御、階調制御等が行なわれ、被写体を撮像する。これらの制御情報は必要に応じて制御部７０へ送られる。【００３５】
制御部７０は、制御全体を司るＣＰＵ、制御プログラムを記憶したＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、バッテリ等を有する。また、バッテリは別体として電源ケーブル等により電気を供給するようにしても良い。この制御部７０のバッテリが表示部１０、撮像部５０、画像処理部６０、データ入力部８０へ電源である。この制御部７０は撮像部５０で撮像して得られた画像情報を画像処理部６０へ送り、画像処理部６０で画像処理された処理済み画像情報を受け取る。この制御部７０では、表示部１０のステータスによりピント状態、絞り状態、ズーム状態、温度や湿度等の環境情報を受け取り、画像処理された処理済みの画像情報を表示部１０へ送る。【００３６】
画像処理部６０は、処理全体を司るＣＰＵ、処理プログラムを記憶したＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ等を有し、階調変換、色変換、鮮鋭性処理、画像抽出等の画像処理を行なう。このように、画像処理部６０では、撮像して得られた画像情報を映像として表示可能に画像処理する。データ入力部８０は、視線情報、温度や湿度等の環境情報を入力し、表示部１０および制御部７０へ送る。また、表示部１０で視線情報、温度や湿度等の環境情報を得てデータ入力部８０へ送り、データ入力部８０から制御部７０へ送る。【００３７】
図６は視覚補助表示装置の作動フローチャートである。この視覚補助表示装置１では、制御部７０から撮像部５０および表示部１０へステータス情報要求を行ない、撮像部５０および表示部１０から制御部７０へステータス情報要求を行なう。そして、制御部７０から撮像部５０へ画像情報送信開始要求を行ない、撮像部５０から被写体を撮像して得られた画像情報を制御部７０へ送る。【００３８】
制御部７０は、被写体を撮像して得られた画像情報と画像処理情報を画像処理部６０へ送る。画像処理部６０では、画像処理情報に基づき画像情報を映像として表示可能に画像処理し、処理済みの画像情報を制御部７０へ送る。ここで、画像処理情報は、基本的には観察者の情報に応じた画像処理情報が設定されており、この画像処理情報によって階調変更、鮮悦性強調等が行なわれる。【００３９】
制御部７０では、画像処理を行った画像情報を表示部１０へ送り、表示部１０において外界の映像と表示エリアの画像処理画像が同時に観察者から見ることが可能である。【００４０】
図７は画像処理情報を変更する視覚補助表示装置の作動フローチャートである。この視覚補助表示装置１では、設定された画像処理情報を変更する実施の形態を示す。図６に示すように、画像処理情報は、基本的には観察者の情報に応じた画像処理情報が設定されているが、この設定された画像処理情報は、変更可能である。データ入力部８０では、視線方向を検出して制御部７０へ処理情報変更要求を行ない、制御部７０では視線方向検出情報に基づき画像情報解析を行ない、画像処理情報を生成し、画像処理情報を変更する。【００４１】
画像処理部６０では、変更した画像処理情報に基づき画像情報を映像として表示可能に画像処理し、処理済みの画像情報を制御部７０へ送る。この画像処理情報を変更する条件は、環境変化（周りの明るさ、温度、湿度等）、観察者の視線検出、撮像された画像情報による。【００４２】
この実施の形態の視覚補助表示装置１は、図８乃至図１２に示すように、観察者の顔前に装着されて、表示エリアＡにおいて外界の映像と表示エリアＡの画像処理画像が同時に観察者から見ることが可能であり、表示エリアＡに画像処理を行った画像情報の映像を表示する。【００４３】
観察者の顔前に装着されて、撮像して得られた画像情報を映像として表示可能に画像処理し、表示部１０により健常者視野の表示エリアＡに画像処理を行った画像情報の映像を表示することで、観察者が正常時に認識できる映像に近づけることが可能となる。しかも、表示部１０において外界の映像と表示エリアＡの画像処理画像が同時に観察者から見ることが可能であることで、実際の風景が確認でき、治療する側から見て観察者の目が確認でき、また一般生活上対面して話をする人から見ても観察者の目を見て話すことができ、ゴーグル型のように特殊な形状をしていないため一般生活上違和感なく用いることが可能である。【００４４】
この表示エリアＡは図８および図９に示すように配置することができる。図８に示す表示エリアＡは、表示部１０をプリズム２０Ｒの外側部２０Ｒ１に縦方向に取り付けることによって、四角形の形状で横方向より縦方向を長く設定される。このように、表示エリアＡは、横方向より縦方向を長く設定して表示比率を縦長にすることで、表示エリアＡが縦位置となり観察者は見易い。【００４５】
また、図８に示す表示エリアＡは、表示部１０をプリズム２０Ｒの上側部２０Ｒ２に横方向に取り付けることによって縦方向より横方向を長く設定されるが、この場合表示エリアＡの両側をマスクすることで、表示エリアＡ１とし、横方向より縦方向を長く設定することができる。この表示エリアＡは、四角形の形状に限定されず、楕円形状等でもよい。この楕円形状の表示エリアＡにおいても外接する四角形の比率で横方向より縦方向を長く設定される。【００４６】
また、表示部１０は、図８に示すプリズム２０Ｒの外側部２０Ｒ１と、図９に示すプリズム２０Ｒの上側部２０Ｒ２とに取付位置が可変可能であり、観察者の使用状況に応じて自由に取付位置を変更することができる。また、プリズム２０Ｒの形状を表示部１０を込みにして正方形状にすればプリズム２０Ｒ部だけ９０度回転させれば好みに応じて表示エリアＡの形状を縦長または横長へ変更できる。【００４７】
この表示エリアＡの透過率は、表示エリアＡの周囲Ａ２の透過率と比較して４０％以内である。画像非表示時は表示エリアＡが通常のガラス玉として機能し、対面する医師等の相手は観察者の眼球運動を観察することができ、より正確な診断が可能である。【００４８】
表示エリアに対する具体的な画像処理例として、図１０（ａ）に示すように観察者が視野狭窄などの視覚障害を有している場合、健常者の目から見た平均的な視野Ｂ１に対して、視野Ｂ２のように狭い視野のものしか見えない状態になっている。このような場合、図１０（ｂ）に示す表示エリアＡが観察者が視覚補助表示装置１を装着した状態で視野Ｂより小さいのであれば、表示エリアＡ２中に視野Ｂ１の画像情報を表示することにより、この視覚障害を有している観察者でも、健常者と同等の画像情報を確認することが可能になる。また、視野Ｂ２が表示エリアＡより狭い場合は表示エリアＡ中に視野Ｂ２に収まる範囲内に縮小処理を行なって視野Ｂ１の情報を表示することにより健常者と同等の画像情報を確認することが可能になる。さらに、不図示ではあるが画像観察者の視覚障害において画像表示エリアＡ内での視野欠損が生じるような場合には、その視野欠損領域を避けて画像表示エリアＡ内に表示することも可能である。【００４９】
図１１に示す実施の形態では、制御部７０で撮像部５０の撮像視野から表示に必要な視野の情報を抽出し、画像情報に基づき撮像エリアをＣ１からＣ２、Ｃ３のように画像抽出を行なうことに画像を拡大して見易くすることが可能となる。例えば、撮像部５０での入力画像の特性に基づいて自動的に文字認識を行い、文字と認識した場合は、自動的に拡大投影モードとなり、撮像エリアＣのサイズを拡大する。この文字認識は、撮像して得られた画像の投影・積算部の濃度から余白部分を検出して画像をブロックに分割し、分割されたブロックを投影・積算して更に分割し、繰返しによって得られたブロックの縦横比率を計算し、縦横比率がある設定値以上であるか以下であるかによって文字画像であるか写真画像であるかの判断を行う。撮像部５０から得られる画像特性情報に基づいて拡大表示を行い、観察者が見易いように補助表示をすることができる。また、表示エリアＡの画像情報を拡大して表示することにより対応することも勿論可能である。【００５０】
また、図１２に示す実施の形態では、制御部７０で撮像部５０の撮像視野の撮像エリアＣから表示に必要な視野の情報を抽出し、視野情報に基づき表示エリアＡに表示する画像抽出領域を移動し、見易いようにする。例えば、広角レンズの撮影情報を特定視野内に表示し、眼球運動に基づいて表示エリアＡを移動し、広角レンズ情報から特定部位の情報を表示する。観察者が通常より視野角が狭い場合、観察者の認識可能な視野角内に一般の平均的な人が有するのと同等の視野角の情報を投影することができる。【００５１】
画像処理部６０では、画像処理情報に基づき画像情報を映像として表示可能に、拡大・縮小処理、周波数補正、色調補正、輝度圧縮、画像抽出を含む画像処理を行ない、観察者が見易いように補助表示をすることができる。例えば周波数補正の画像処理では、図１３（ａ）、図１３（ｂ）に示すように、輪郭強調することで外界の物体の輪郭を捉えやすくなる。また、色調補正の画像処理では、特定の色を強調し、またモノクロ化して表示し、色盲等の視覚障害を有する観察者に見易いようにすることができる。また、色弱などの場合に従来区別がつかなかった色が画面上で色変換処理されて別の濃度または色で表示することで、見易いようにすることができる。また、観察者の視覚障害により輝度圧縮の画像処理では、対数変換してコントラストを落して表示することで見易くしたり、全体に輝度を上げることにより見易いようにすることができる。【００５２】
このように、撮像した画像に対して、拡大・縮小を行なう処理、明度を補正する処理、色彩を補正する処理、輪郭を強調する処理など、種々の画像処理を採用することができる。また、これらの画像処理の少なくとも一つの処理を実行しても良いし、二以上の処理を合わせて行なっても差し支えない。画像処理として、拡大・縮小を行なえば、遠くのものを間近に見たり、広い範囲を一度に見ることなどができる。また、明度補正を行なう場合、明度を高くする処理を行なえば、暗視が可能となり、夜間のドライブなどの安全性を高めることができる。あるいは、明度を低下する処理を行なえば、太陽や溶鉱炉の内部など直視しても、目を損傷することがない。更に、色覚異常がある場合には、色彩補正を行なうことで、色覚異常、例えば赤緑の区別が付けにくい場合でも、区別を付けやすい色に変換することで、色覚異常に起因する不便さを解消することができる。同様に、視野欠損などがある場合には、画像位置の変更を行なえば良く、白内障などで視覚がぼんやりしたものになっている場合には、輪郭強調を行なうことが望ましい。  また、この実施の形態の視覚補助表示装置１では、図１４に示すように、被写体への近接を検出して警告する警告手段８５を備える。この警告手段８５は、撮像部５０からの画像情報から被写体への近接を検出し、表示部１０によって表示エリアＡに警報マーク８６を表示し、観察者に危険を知らせることができる。また、警告手段８５は、画像情報に限定されず、ピント情報等によってよく、また画像情報およびピント情報の両情報によってもよい。また、表示エリアＡに警報マーク８６を表示するものに限定されず、例えば付属のイヤホンで警告音を流すようにしてもよく、あるいは表示部１０による表示を停止して警告するようにしてもよい。
第３の実施の形態
この発明の視覚補助表示装置の第３の実施の形態は、図１５乃至第１７図に示すように構成される。図１５は視覚補助表示装置の構成図、図１６は輝度比の圧縮制御の特性曲線を示す図、第１７図は輝度比の圧縮を説明する図である。【００５３】
この実施の形態の視覚補助表示装置１は、映像を表示する表示部１００と、接眼光学系１０１と、接眼光学系１０１を保持する透明な板状部材１０２とを備える。この表示部１００には、制御部１１０が接続され、制御部１１０には、撮像部や再生装置などから画像情報が入力される。制御部１１０の制御で表示部１００は、映像を表示する。【００５４】
この表示部１００からの光を接眼光学系１０１により眼Ｅに導いて表示部１００が表示した映像の虚像を提供するとともに、外界からの光を板状部材１０２を透過させて眼Ｅに導いて外界の像を提供する。【００５５】
この実施の形態では、制御部１１０による画像処理により入力された画像情報の輝度比を圧縮して表示部１００に表示する。この輝度比の圧縮制御は、図１６に示すように、ルックアップテーブルに基づき行なわれ、画像情報の明るさに対して表示部１００に表示する明るさが一定の範囲になるような出力特性曲線Ａによって制御される。この出力特性曲線Ａは、暗い領域では出力を大きく、明るい領域では出力を小さくするようになっている。この出力特性曲線Ａは、視覚障害を有する使用者の症状の程度によって、出力特性曲線Ｂ、あるいは出力特性曲線Ｃのように調整することができる。【００５６】
図１７（ａ）に示すように、健常者が見ることができる明るさの範囲は１〜１万ルクス程度であるが、視覚障害を有する使用者に最適な照度範囲は、健常者のそれと比較して格段に狭く、例えば１０〜１０００ルクスである。このため、図１７（ｂ）に示すように、視覚障害を有する使用者は、明るい領域、例えば１０００ルクス以上ではまぶしいと感じ、暗い領域、例えば１０ルクス以下では暗くて見難いと感じ、両側で見えにくくなる。このように、視覚障害を有する使用者は、明るい領域と暗い領域の両側で見えにくくなるが、図１７（ｃ）に示すように、入力された画像情報の輝度比を圧縮して表示部１００に表示することで、特定の明るさの画像情報を損なうことなく、視覚障害を有する使用者にも快適な見易い映像を提供することができ、眼の疲労による視力の低下を防ぐことができる。【００５７】
制御部１１０では、表示部１００上において輝度が１０００cd/m2以下になるように制御し、このように輝度を１０００cd/m2以下にすることで、より快適な見易い映像を提供することができる。このように、輝度の上限を定めたり、輝度比を圧縮する処理を行なうとコントラストが低下して見難くなるので、制御部１１０では、入力された画像情報の彩度を上げる処理を行ない、表示部１００に表示することで、より快適な見易い映像を提供することができる。また、制御部１１０では、入力された画像情報の輪郭を強調する処理を行ない、表示部１００に表示することで、より快適な見易い映像を提供することができる。
［実施例］
入力された画像情報の輝度比の最大値を１０：１に圧縮して、この発明の視覚補助表示装置に表示し、６０才から７５才の被験者１０名に１時間使用させた。使用前後で視力テストを実施したところ、９名は視力に変化が無く、１名のみが０．７から０．５に視力が低下した。【００５８】
比較として入力された画像情報の輝度比を圧縮せずに同様のテストを行った結果、５名は視力に変化が無かったが、５名は視力が低下した。【００５９】
第４の実施の形態
この発明の視覚補助表示装置の第４の実施の形態は、図１８に示すように構成される。図１８は視覚補助表示装置の構成図、図１９は測定した明るさに応じた制御を示す特性曲線を示す図である。この実施の形態の視覚補助表示装置１は、図１５乃至第１７図に示す実施の形態と同様に構成されるが、被写体を撮像する撮像部１１１と、測光部１４０とを備え、この撮像部１１１で撮像した映像を制御部１１０により表示部１００に表示し、表示部１００からの光を接眼光学系１０１により眼Ｅに導いて表示部１００が表示した映像の虚像を提供するとともに、外界からの光を板状部材１０２を透過させて眼Ｅに導いて外界の像を提供する。制御部１１０では、測光部１４０で測定した明るさに応じて表示部１００に表示する明るさを制御する。この測光部１４０は、撮像部１１１で兼用することもできる。【００６０】
この制御部１１０での測定した明るさに応じた制御は、図１９に示すように、ルックアップテーブルに基づき行なわれ、測定した明るさＤ１に応じて表示部１００に表示する明るさＤ２が明るくなるような出力特性曲線によって制御される。このように、視覚障害を有する使用者にも周辺の明るさを考慮して快適な見易い映像を提供することができ、視力が低下しない。この出力特性曲線は、視覚障害を有する使用者の症状の程度によって調整することができる。【００６１】
表示部１００上における輝度は、１０００cd/m2以下になるように制御されるが、視覚障害を有する使用者がより快適に使用するためには、表示部１００上における輝度は５００cd/m2以下であることが好ましく、更に３００cd/m2以下であることがより好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
また、観察者の顔前に装着されて、撮像して得られた画像情報を映像として表示可能に画像処理し、表示エリアに画像処理を行った画像情報の映像を表示することで、観察者が正常時に認識できる映像に近づけることが可能となる。しかも、表示部において外界の映像と表示エリアの画像処理画像が同時に観察者から見ることが可能であることで、実際の風景が確認でき、治療する側から見て観察者の目が確認できる。また、例えば、白内障、緑内障、黄斑変性症、夜盲症などの視覚障害を有する観察者が顔前にて装着した時には、一般生活上対面して話をする人から見ても観察者の目を見て話すことができ、一般生活上、不都合無く用いることが可能な視覚補助表示装置を提供できる。【００６３】
また、表示エリアは、横方向より縦方向を長く設定して表示比率を縦長にすることで、表示エリアが縦位置となり見易い。【００６４】
また、表示部を取付ける位置が可変可能であり、観察者の使用状況に応じて自由に取付け位置を変更することができる。【００６５】
また、表示エリアの透過率は、表示エリアの周囲の透過率と比較して４０％以内であり、画像非表示時は表示エリアが通常のガラス玉として機能し、対面する医師等の相手は観察者の眼球運動を観察することができる。【００６６】
また、撮像部の撮像視野から表示に必要な視野の情報を抽出し、画像情報に基づき表示エリアのサイズを変更し、見易いようにすることができる。【００６７】
また、撮像部の撮像視野から表示に必要な視野の情報を抽出し、視野情報に基づき表示エリアを移動し、見易いようにすることができる。【００６８】
また、撮像部から得られる画像特性情報に基づいて拡大表示を行うことで、観察者が見易いように補助表示をすることができる。【００６９】
また、拡大・縮小処理、周波数補正、色調補正、輝度圧縮を含む画像処理を行ない、観察者が見易いように補助表示をすることができる。【００７０】
また、被写体への近接を検出して警告し、観察者に危険を知らせることができる。【００７１】
また、入力された画像情報の輝度比を圧縮して表示部に表示することで、例えば視覚障害者用メガネとして用いる場合、特定の波長域の画像情報を損なうことなく、快適な見易い映像を簡便に提供することができる。【００７２】
また、被写体を撮像し、この撮像により入力された画像情報の輝度比を圧縮して表示部に表示することで、特定の波長域の画像情報を損なうことなく、視覚障害を有する使用者にも快適な見易い映像を提供することができる。【００７３】
また、表示部上において輝度が１０００cd/m2以下になるように制御することで、より快適な見易い映像を提供することができる。【００７４】
また、入力された画像情報の彩度を上げて表示部に表示することで、より快適な見易い映像を提供することができる。【００７５】
また、入力された画像情報の輪郭を強調して表示部に表示することで、より快適な見易い映像を提供することができる。【００７６】
また、被写体を撮像し、測光部で測定した明るさに応じて表示部に表示する明るさを制御することで、視覚障害を有する使用者にも外界の明るさを考慮した快適な見易い映像を提供することができる。
【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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【図９】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３（ａ）】
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【図１３（ｂ）】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７（ａ）】
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【図１７（ｂ）】
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【図１７（ｃ）】
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【図１８】
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【図１９】
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