(57)【要約】【課題】拡大表示装置において、撮像装置が映像を捉える速度が速くても好適な速度で拡大映像の表示を行う。【解決手段】  文字を含む画像を走査して映像データを取得する撮像手段と、この撮像手段で取得した映像データを拡大して表示する表示手段を備えた表示装置において、画像を走査する走査速度を検出する速度検出手段と、走査速度の基準速度を予め記憶する記憶手段と、走査速度が基準速度を超えるか否かを判断する判断手段と、判断手段の判断の結果、この走査速度が基準速度を超える場合、撮像手段で取得する映像データを一時記憶する一時記憶手段と、この一時記憶手段に記憶した前記映像データから表示速度が遅延した遅延映像を表示手段に表示させる制御手段と、を備えることを特徴とする表示装置。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字を含む画像を走査して映像データを取得する撮像手段と、該撮像手段で取得した映像データを拡大して表示する表示手段を備えた表示装置において、
前記画像を走査する走査速度を検出する速度検出手段と、
走査速度の基準速度を予め記憶する記憶手段と、
前記走査速度が前記基準速度を超えるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段の判断の結果、前記走査速度が前記基準速度を超える場合、前記撮像手段で取得する映像データを一時記憶する一時記憶手段と、
該一時記憶手段に記憶した前記映像データから表示速度が遅延した遅延映像を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、
前記制御手段は、同一フレームデータを前記表示手段に複数出力することで前記表示手段に遅延映像を表示させることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の表示装置において、
前記遅延映像の表示速度は、前記基準速度であることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の表示装置において、
前記制御手段は、前記走査速度に応じて前記遅延映像の表示速度を変更することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の表示装置において、
前記速度検出手段が検出する走査速度の平均速度を検出する平均速度検出手段を更に設け、
前記制御手段は、前記平均速度に基づいて前記遅延映像の表示速度を変更することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記制御手段は、前記一時記憶手段に記憶された映像データを所定回数繰り返して表示することを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の表示装置において、
観者の身体に装着する懸架装置を更に備え、
前記表示手段は、該懸架装置を介して瞳に近設することを特徴する表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表示装置において、
前記表示手段は外界光を透過し、外界視界に前記映像を重畳して表示することを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の表示装置において、
前記表示手段は、供給された映像データから光学映像を投射する映像投射手段と、
該光学映像を導光するプリズムと、該プリズムにより導光された映像の照射により瞳に虚像を結ばせるホログラム光学素子とからなることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に係り、特に、撮像手段が捉えた文字を含む画像を拡大表示し、且つ映像の表示速度を変更する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弱視等の視力障害者用や老眼の視覚を補助するものとして電子ルーペが知られている。電子ルーペは、撮像装置を文字等にかざし、この撮像装置の光学的ズーム機構及び／又は映像処理用ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の画像処理による電子的ズーム機構を利用して文字画像や画像信号の拡大処理を行いモニタの画面上に表示する構成となっている。使用に際しては、観者は、拡大鏡（いわゆる虫メガネ）を使用するのと同様に、撮像装置を文字にかざし、モニタに映し出される拡大映像を観察しながら撮像装置を文に沿って移動させることで文章を読み進むことができる。
このような電子ルーペの発明として、特許文献１には、文字画像を光学的に拡大して取得する画像取り込み手段と、この文字画像を表示する表示手段を備えた拡大表示器の考案が開示されている。
【特許文献１】実開昭６３−１０６２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、撮像装置で捉える映像はリアルタイムでモニタ上に映し出されるものである。従って、対象物（新聞や雑誌等）上で撮像装置を速く走査すればその分モニタ上に表示される映像も速く表示される。観者は、好みの速度で撮像装置を走査して対象物を観察することができる。
その反面、撮像装置の走査が乱れ（ブレ）ればモニタ上に乱れた映像が表示されて判読ができないという問題がある。同様に、撮像装置を速く走査する場合も映像が過剰に速く流れて内容を認識することができないという問題がある。特に、拡大表示装置は捉えた映像を拡大して表示している。このため、撮像装置を走査する速度と表示装置上で表示される映像の表示速度との間に感覚的な差が生ずる。即ち、拡大表示を行わない場合に比して走査の速度や乱れ（ブレ）が実際の表示に与える影響が大きいという特性上の問題もある。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するために行われたものであり、その目的とするところは、拡大表示装置において、撮像装置が映像を捉える速度が速くても好適な速度で拡大映像の表示を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
文字を含む画像を走査して映像データを取得する撮像手段と、該撮像手段で取得した映像データを拡大して表示する表示手段を備えた表示装置において、
前記画像を走査する走査速度を検出する速度検出手段と、
走査速度の基準速度を予め記憶する記憶手段と、
前記走査速度が前記基準速度を超えるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段の判断の結果、前記走査速度が前記基準速度を超える場合、前記撮像手段で取得する映像データを一時記憶する一時記憶手段と、
該一時記憶手段に記憶した前記映像データから表示速度が遅延した遅延映像を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、
前記制御手段は、同一フレームデータを前記表示手段に複数出力することで前記表示手段に遅延映像を表示させることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の表示装置において、
前記遅延映像の表示速度は、前記基準速度であることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の表示装置において、
前記制御手段は、前記走査速度に応じて前記遅延映像の表示速度を変更することを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の表示装置において、
前記速度検出手段が検出する走査速度の平均速度を検出する平均速度検出手段を更に設け、前記制御手段は、前記平均速度に基づいて前記遅延映像の表示速度を変更することを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記制御手段は、前記一時記憶手段に記憶された映像データを所定回数繰り返して表示することを特徴とする。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の表示装置において、
観者の身体に装着する懸架装置を更に備え、前記表示手段は、該懸架装置を介して瞳に近設することを特徴する。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の表示装置において、
前記表示手段は外界光を透過し、外界視界に前記映像を重畳して表示することを特徴とする。
【００１３】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の表示装置において、
前記表示手段は、供給された映像データから光学映像を投射する映像投射手段と、
該光学映像を導光するプリズムと、該プリズムにより導光された映像の照射により瞳に虚像を結ばせるホログラム光学素子とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１及び２に記載の発明によれば、
速度検出手段が検出する撮像手段の走査速度が基準速度を超える場合、表示速度が遅延された映像を表示（スロー再生）することができる。即ち、撮像手段の走査速度が速すぎて表示手段に表示する映像が判読できない場合等に、判読を可能とする表示速度での映像を表示することで好適な見え具合の拡大映像を観察することができる。
特に、映像の拡大では対象物を走査する走査感と拡大された映像を観察する視覚との間で錯覚が生ずる虞がある。即ち、現実に表示されている拡大映像を観察しながら撮像手段を走査するため、表示手段上で捉えるスクロール量と撮像手段の走査量との間に差が生ずる。このため、表示手段上でのスクロール量の感覚で撮像手段を走査すると、走査量が大きすぎて映像が観者の予想を越えて速く流れる虞が生ずる。このように、拡大映像表示における特有の問題により撮像手段を走査させる操作は微妙なものとなる。本発明により、このような拡大映像表示における特有の問題を解決することもできる。
更に、眼病や目に障害を有し視力が弱い者は、視力上の問題から表示速度に対し敏感であり、文字画像を捉える際に多少表示速度が速くなっただけで判読が困難となる。本発明によれば、判読がしやすい表示速度を常に提供することができ、視力上の問題に対しても確実に対処するという効果がある。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、遅延映像の表示速度を基準速度とすることで、判読を可能とする最低限の表示速度での遅延映像を表示することができる。即ち、基準速度を、それ以上の速度で撮像手段を走査すると判読ができないとする速度に設定すると、表示手段上でこの基準速度と同様の映像が表示されるため、常に判読可能な映像を表示することができるようになる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、
走査速度に応じて遅延映像の表示速度を変更することができるため、走査速度に対応した好適な表示速度の遅延映像を表示することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、走査速度の平均値に基づいて遅延映像の表示速度を変更するため、撮像手段を走査する走査速度が一律でない（ムラがある）場合でも、表示速度が一定である見やすい遅延映像を表示することができる。特に、１文が長い文字画像を走査する場合は、走査速度にムラが生ずる傾向が強い。このような場合に、ブレが大幅に低減された遅延映像を表示することができ、有効である。
更に、撮像手段の走査速度の平均を基礎として表示速度を変更するため、表示される映像が実際の走査速度に近い速度で表示されるという違和感の少ない遅延表示を行うことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１から５の効果に加えて、遅延表示を繰返し観察することができるという効果がある。例えば、新聞や雑誌のように活字が多い文字画像を捉える場合、撮像手段の撮像範囲に複数の行が含まれる。そこで、撮像範囲に含まれた行数と同じ数だけ繰返し遅延表示を行えば、繰返しの度に１行ずつ判読することができる。
【００１９】
請求項７、８及び９に記載の発明によれば、観者の瞳に近設された表示手段においても請求項１から６の発明の効果を十分に発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
〔第１の実施形態〕
次に、図を用いて、本発明を実施するための第１の実施形態について説明する。本発明は、表示モニタとして民生用のテレビジョンやＰＣモニタ等を適用することもできるが、近年弱視者等の視覚補助装置としても研究開発が盛んに行われているウェアラブルディスプレイ（以下、「ＷＤ」という。）を表示装置として適用する。ＷＤは、観者の瞳に小型のモニタを近設させる構造となっている。観者は、通常の外界視界とこの小型モニタからの映像との使い分けを行い、視覚を補うことができる。
なお、観者の瞳に「近設」するとは、頭部に装着する懸架具等を用いて、瞳近傍に小型液晶ディスプレイを装着するＷＤ、眼鏡のレンズに粘着剤で直接小型ディスプレイを装着するＷＤ、主に映像鑑賞を主目的とした密閉型のＷＤ、表示装置にハーフミラーを使用し、外界視界と重畳させる映像を表示するＷＤ等の種々の構成を意味するものとする。
【００２１】
図１は、本発明を適用した第１の実施形態であるＷＤ１の外観を示した概要図であり、図４は、ＷＤ１の機能的構成の概要を示したブロック図である。第１の実施形態におけるＷＤ１は通常の眼鏡をベースとし、ディスプレイユニット３をこの眼鏡と一体的に組み入れたものである。以下にＷＤ１の構成について説明する。なお、接眼方向をＷＤ１の正面とする。
【００２２】
図１において、ＷＤ１は、制御ユニット２、ディスプレイユニット３及びカメラユニット４とから構成される。ＷＤ１は、カメラユニット４で文字画像を捉えて映像信号を出力し、出力された映像信号に対し制御ユニット２で映像拡大処理等の種々の映像処理を施す。この映像拡大処理等が施された映像信号から光学映像を生成し、観者の瞳に導くようになっている。映像拡大処理は、カメラユニット４による光学ズーム、制御ユニット２による電子ズームあるいはこれらの組合せにより行うことができる。第１の実施形態では、電子ズーム及び光学ズームによる映像拡大処理を行うものとするが、これらいずれか一方でも本発明の効果を十分に発揮する。
また、ＷＤ１は拡大表示装置としての機能以外に、歩行時等の視覚補助装置として機能させることもできる。即ち、カメラユニット４で視線方向の映像を捉え、ディスプレイユニット３に該映像を表示させることもでき、移動時における進行方向上の視界確保を行うこともできるようになっている。
【００２３】
カメラユニット４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の光電変換素子から構成される小型撮像装置である。クロック周波数に従い、所定のフレームレート（例えば、１／３０ｆｐｓ）で撮像を行い制御ユニット２に出力する。
【００２４】
カメラユニット４のカメラ本体筐体１９には、眼鏡のテンプル５との着脱自在な取り付けを可能とするクリップ６が設けられている。拡大表示装置として使用する場合には、ディスプレイユニット３をテンプル５から脱離し、図２に示す如く書類、新聞、雑誌等の所望する箇所に後述する保護カバー１０の端部を接触させて文字画像を捉える。
【００２５】
カメラユニット４のより詳細な構成を示す側断面図を図３に示す。略円筒の形状を有するカメラ本体筐体１９の内部端部の一方に、外界光を捉えるカメラモジュール１１、このカメラモジュール１１に隣設してモータ制御ＩＣ１７、速度検出装置１５、速度検出用ＤＳＰ１６が設けられる。カメラ本体筐体１９でカメラモジュール１１が設けられる側の外部端部には、撮像方向に広がる円錐台の形状を有する保護カバー１０が設けられる。
【００２６】
カメラモジュール１１は、レンズ１２、ＣＣＤ１３、ＶＣＭ１４からなり、拡大機能を有する。拡大機能はレンズ１２を電動アクチュエータにより駆動するいわゆる光学的拡大機構（以下、「光学ズーム」という。）により制御される。電動アクチュエータとしては、ステッピングモータ、ボイスコイルモータ（Voice Coil Motor（以下、「ＶＣＭ」という。））、ピエゾモータ又はＤＣモータ等を適用することができる。本実施の形態では、実用レベルでの省電力、反応速度及び低コストに優れるＶＣＭ１４を適用する。ＶＣＭ１４の駆動は、モータ制御ＩＣ１７により制御が行われる。モータ制御ＩＣ１７は、制御ユニット２からの指示信号に基づいてＶＣＭ１４に所定の電圧を印加して駆動制御を行う制御系である。
【００２７】
速度検出装置１５は、速度検出用ＤＳＰ１６及びプログラムとの協働により、カメラユニット４が対象物を走査する速度を検出する速度検出手段として機能するものである。具体的には、発光部と受光部とを備え、発光部から赤外線等の光線を対象物に照射し、その反射光をＣＣＤ等のイメージセンサから構成される受光部で受光することで映像を取得する。映像は、所定のフレームレートで撮像され続ける様になっており、撮像されたフレーム毎の映像は速度検出用ＤＳＰ１６に送信される。速度検出用ＤＳＰ１６では、フレーム毎に映像のズレを検出し、このズレ量からカメラユニット４の移動速度が算出される。その後、算出された走査速度のデータは制御ユニット２に送信される。
【００２８】
また、速度検出装置１５は、機械式の速度検出装置としてもよい。例えば、保護カバー１０の先端に原稿と接触して移動時に回転を行う回転ローラを設け、この回転ローラの回転速度を検知するロータリーエンコーダを設ける。ロータリーエンコーダから出力される信号を速度検出ＩＣ等で解析することにより、カメラユニット４の移動速度等を検出する構成としてもよい。
更には、後述する制御ユニット２の映像処理用ＤＳＰ３４で、カメラモジュール１１で撮像した映像（フレームデータ）に基づいて速度を検出する構成としてもよい。
本実施の形態では、物理的な接触が無く、機構上の経年変化に優れ、原則としてメンテナンスフリーであり、且つ縦横斜めのあらゆる２次元的な移動に好適に対応することができる光学式の速度検出装置を適用するものとする。
【００２９】
保護カバー１０はアクリル等の透明または半透明な部材から形成されており、両端が開放された管状となっている。この保護カバー１０を設けることで、拡大表示を行う際に文字画像との焦点距離を一律に確保するとともにレンズ１２を保護する。即ち、カメラモジュール１１は、保護カバー１０が撮像対象（例えば、雑誌、新聞、文庫本等の各種書籍や書類）と接触する接触端部１８からカメラモジュール１１の間の距離：Ｔが焦点距離となるように設定されている。
【００３０】
また、保護カバー１０は、撮像方向に向かって広がる錐台の形状を有するため、文字画像を捉える際にカメラユニット４が安定する。更に、保護カバー１０は円形の錐台であるため、文字を追う際にカメラユニット４を紙面に接触させた状態で移動させても摩擦が少なく引っ掛かりやたわみの少ない好適な操作感を実現する。また、保護カバー１０をアクリル等の透明乃至半透明な部材で形成することで、文字とレンズ１２との間に十分な採光を確保することができる。
【００３１】
次に、制御ユニット２について説明する。図１に戻り、制御ユニット２の制御ユニット筐体には、ユーザインターフェースである操作部３５として十字キー２０、決定キー２１、モード切替スイッチ２２、コントラスト等の映像調節を行う調節スイッチ２３及び電源スイッチ２４が設けられる。本実施の形態では、制御ユニット２が、カメラユニット４及びディスプレイユニット３と異なり、ベースとなる眼鏡と完全に別体とする構成となっているが、各素子を微細加工し（例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System））、制御系の小型化を図り、ベースである眼鏡と一体に構成する構成としてもよい。
【００３２】
図４において、制御ユニット２には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０、ＲＯＭ（Read Only Memory）３１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３２、記憶部３３、映像処理用ＤＳＰ３４及び操作部３５が設けられる。
ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３１に記憶されたオペ-レーショプログラム及びアプリケーションプログラムを読み出してＲＡＭ３２に展開し、後述する「映像遅延表示処理」及び「映像リピート処理」を始めとした各種の演算処置を行いＷＤ１の全体制御を行う。なお、ＲＯＭ３１には、映像遅延表示処理プログラム４０及び映像リピート処理プログラム４１が予め格納されている。
【００３３】
「映像遅延表示処理」においては、後述する、遅延レベルテーブル４２に設定されているレート（割合）により、１画面分のフレームデータをｎ倍することにより遅延映像を表示させる「データ生成処理」を行う。「データ生成処理」とは、図６のフロー図及び図７の模式図に示す如く、１コマあたりのフレームデータを複数生成して順次出力する処理である。例えば、通常の表示におけるフレームレートが１/３０ｆｐｓであるとして説明すると、速度検出装置１５から走査速度のデータを取得する（ステップＳ１０１）。遅延レベルテーブル４２を参照し、ステップＳ１０１で取得した走査速度データに対応する倍速値を判別する（ステップＳ１０２）。仮に、対応する倍速値が１／２倍速であるとすると、フレームデータ毎に１フレーム分のフレームデータをもう１つ追加生成する（ステップＳ１０３：図７における「ａ´、ｂ´、ｃ´、ｄ´」）。
その後、順次ディスプレイユニット３にフレームデータを出力することで擬似的にフレームレートが半分の１／１５にｆｐｓとなる。これにより得られる遅延映像の表示速度は１／２倍速である。
【００３４】
例えば、図９（ａ）に示す如く、横書きで「Ａ〜Ｚ」までが数行印画された原稿５５を「Ａ」の方向から「Ｚ」の方向にカメラユニット４で走査すると（図９（ａ）において、撮像範囲５６を斜線入りの四角で示している。）、遅延表示を行わないときは、図９（ｂ）に示すように走査範囲とディスプレイユニット３上での表示はほぼ同一となる。遅延表示を行うときは、図９（ｃ）に示すように、カメラユニット４の走査地点に対し、ディスプレイユニット３に表示される映像が遅延して（スローモーション）表示されることになる。
以上のように、１フレーム分のデータをｎ個生成して順次出力することで、１／２倍速、１／３倍速、１／４倍速・・・１／ｎ倍速の遅延表示を行うようになっている。
【００３５】
ＲＡＭ３２は、ＳＲＡＭ(Ｓｔａｔｉｃ  ＲＡＭ)等の不揮発性の半導体メモリやＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  ＲＡＭ）等の揮発性の半導体メモリから構成される。ＣＰＵ３０から供給される指示信号に基づいて、映像処理用ＤＳＰ３４から送信される映像データの一時記録及び出力を行う。ＲＡＭ３２は、ＣＰＵ３０から供給される指示信号に従い、クロック周波数に基づいて所定の周波数間隔でディスプレイユニット３に映像信号を送信する。
【００３６】
映像処理用ＤＳＰ３４は、積和演算により画像処理を行う映像処理プロセッサである。カメラユニット４から送信された映像信号に対し補完処理を行い電子的な映像拡大処理（以下、「電子ズーム」という。）を行う。補完処理としては最近傍補完法（最近隣補完法）、直線補完法（線形補完法）又は３次畳込補完法等の処理を適用することができる。拡大処理を施した後は、映像信号をＲＡＭ３２に送信する。
【００３７】
記憶部３３は、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ（Electrical Erasable Programmable ROM）等の不揮発メモリから構成させる半導体メモリである。アプリケーションプログラムや各種のデータを記憶する。ハードディスク等の磁気的記憶素子を用いる構成としてもよい。本実施の形態では、ＷＤ１の携帯性及び消費電力に鑑み、小型で低消費電力に優れるフラッシュメモリ又はＥＥＰＲＯＭを適用するものとする。
【００３８】
また、記憶部３３には、「映像遅延表示処理」で使用する遅延レベルテーブル４２及び「映像リピート処理」で使用するリピート表示回数テーブル４３が記憶されている。遅延レベルテーブル４２は、文字画像の撮像を行う際にカメラユニット４を走査する速度とディスプレイユニット３で表示する遅延映像の表示速度との相関を示したデータテーブルである。例えば、カメラユニット４の走査速度を数段回に分類し、夫々の段階で１／２倍速、１／３倍速、１／４倍速・・・・１／ｎ倍速の設定がなされている。この遅延レベルテーブル４２を参照することで、ＣＰＵ３０は、フレームデータ毎に生成するデータの数を決定する。
【００３９】
リピート表示回数テーブル４３は、カメラユニット４で撮像した一定量の映像データを繰り返して表示する回数を記録したデータテーブルである。繰り返し表示する回数は、予め所定の回数を設定することもできるが、本実施の形態では、操作部３５を介してユーザ自身が任意に設定することができるように構成されている。
【００４０】
操作部３５は、電源スイッチ２４、モード切替スイッチ２２、十字キー２０及び決定キー２１からの指示信号をＡ／Ｄ変換器（不図示）を介してＣＰＵ３０に送信するユーザインターフェースである。「映像遅延表示処理」を行う場合や「映像リピート表示処理」で繰り返して表示する回数を設定する場合に使用する。
【００４１】
次に、ディスプレイユニット３について説明する。図１に示す如く、眼鏡レンズ７は上端部から中央部にかけて一部が切除されている。ディスプレイユニット３は、この切除部分にユニットの一部が嵌め込まれ、眼鏡レンズ７と一体に構成される。図５に、ＷＤ１を左方向から観察した場合のディスプレイユニット３のＡ−Ａ線における側断面図を示す。ディスプレイユニット３は、映像生成ユニット４５と接眼光学系４６とから構成される。ディスプレイユニット３の本体となるディスプレイユニット筐体４７の内部に、制御ユニット２から送信される映像信号から映像を生成する透過型の液晶表示器５０、バックライト光源であるＲ、Ｇ、Ｂの各色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）群４８及びＬＥＤ群４８からの照射光を屈折により液晶表示器５０の全面に導くための照明光学系４９が設けられる。
【００４２】
接眼光学系４６は、更にプリズム５１とホログラム光学素子５２とからなる。プリズム５１は、眼鏡レンズ７と同じ厚さを有し、接眼方向の面が外界方向の面より大きく形成される。眼鏡レンズ７の上端部から中央部はこの形状に沿って切除され、この切除された部分にプリズム５１を接合することで、眼鏡レンズ７とプリズム５１との表面が一体となって段差無く滑らかに構成される。プリズム５１の下端部には、シート状のホログラム光学素子５２が配設され、眼鏡レンズ７との接合面に挟まれるように設けられている。
プリズム５１の上端部は視線方向に厚い楔の形状を有し、液晶表示器５０から照射される映像光束を採光しやすいように形成されている。この上端部から採光された映像光束は、プリズム５１の内部で全反射されながら下端部に設けられたホログラム光学素子５２へと導かれる。ホログラム光学素子５２は光を干渉させ、眼球Ｅに虚像を結ばせる。
また、接眼光学系４６は、眼鏡レンズ７と光の屈折率を同一とする単一の部材で構成されている。よって、ディスプレイユニット３の未使用時には、観者は眼鏡レンズ７及び接眼光学系４６を通して外界の視界を歪みなく観察することができる。ディスプレイユニット３の使用時には、観者の瞳にホログラム映像が結ばれ、外界視界と重畳する映像を観察することができるようになっている。
【００４３】
次に、制御ユニット２で行われる「映像遅延表示処理」及び「映像リピート処理」について、図８に示すフロー図を用いて説明する。「映像遅延表示処理」は、カメラユニット４で文字画像を捉える際、走査速度が基準速度以上に達するとディスプレイユニット３に送出する各フレームデータをｎ倍することで映像の表示を遅延させ、文章の判読に好適な速度での表示を行う処理である。「映像リピート処理」とは、カメラユニット４で捉えた一定量の映像データを、予め設定された所定の回数繰り返して表示を行う処理である。なお、以下の処理はプログラムの指示に従い、ＣＰＵ３０により行われるものである。
【００４４】
先ず、ステップＳ２０１で、ＣＰＵ３０は、映像処理用ＤＳＰ３４を介してカメラユニット４から送信される映像データを取得しＲＡＭ３２に一時記録する。
ステップＳ２０２で、ＣＰＵ３０は、ユーザがカメラユニット４を移動させることにより速度検出用ＤＳＰ１６から送信される走査速度データを取得する。
【００４５】
ステップＳ２０３で、ＣＰＵ３０は、ステップＳ１０２で受信した移動速度データが基準速度を超えるか否かの判断を行う。この判断で、走査速度データが基準速度以上である場合はステップＳ２０４に進む。走査速度データが基準速度を越えない場合は、ステップＳ２０９に進む。
【００４６】
ステップＳ２０４で、ＣＰＵ３０は、記憶部３３に記憶された遅延レベルテーブル４２を読込んで参照し、走査速度データに対応する倍速値に従って各フレームデータをｎ倍する「遅延処理」を行う。
【００４７】
ステップＳ２０５で、ＣＰＵ３０は、「映像リピート表示処理」が設定されているかを判断する。「映像リピート表示処理」が設定されている場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、ステップＳ２０６に進む。「映像リピート表示処理」が設定されていない場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、ステップＳ２０９に進む。
【００４８】
ステップＳ２０６で、ＣＰＵ３０は、ステップＳ２０４「遅延処理」が行われた、フレームデータを順次ディスプレイユニット３及び記憶部３３の両方に出力する。記憶部３３にも出力するのは、「映像リピート表示処理」で繰返し表示を行う映像データを保存するためである。
【００４９】
次いで、ステップＳ２０８で、ＣＰＵ３０は速度検出用ＤＳＰ１６から走査速度データを引き続き受信しているか否か、即ち走査速度データの受信が停止したか否かを判別する。走査速度データの受信が停止していない場合（ステップＳ２０８：ＮＯ）、カメラユニット４で映像を取得中であることを示すためステップＳ２０３に戻る。
走査速度データの受信が停止している場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）は、カメラユニット４での映像の取得が終了したことを示すためステップＳ２０８に進む。
【００５０】
次いで、Ｓ２０８で、ＣＰＵ３０は記憶部３３に記録された映像データを所定回数繰り返し表示する「映像リピート表示処理」を行う。所定のリピート回数を表示した後フローを抜ける。
【００５１】
ステップＳ２０９で、ＣＰＵ３０は「映像リピート表示処理」は設定がなされていないためディスプレイユニット３にのみ出力する。
その後、ステップＳ２１０で、ＣＰＵ３０は速度検出用ＤＳＰ１６から走査速度データを引き続き受信しているか否か、即ち走査速度データの受信が停止したか否かを判別する。走査速度データの受信が停止していない場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、カメラユニット４で映像を取得中であることを示すためステップＳ２０３に戻る。
走査速度データの受信が停止している場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）は、カメラユニット４での映像の取得が終了したことを示すためフローを抜ける。
【００５２】
以上、本発明を適用したＷＤ１によれば、カメラユニット４の走査速度が速すぎることに起因してディスプレイユニット３に表示される映像の判読ができないという問題を確実に解決することができる。特に、視覚補助装置として使用されるＷＤ１に、電子ルーペ機能を搭載することで更なる視覚補助効果を望むことができる。
【００５３】
また、カメラユニット４の操作速度に応じて、「遅延処理」でフレームデータを生成する割合を大きくし、走査速度が速いほど遅延映像の表示速度を遅くすることで判読性が向上する。即ち、カメラモジュール１１の撮像フレームレートは一律であるため、カメラユニット４の走査速度が速いと、１フレームあたりで捉える画像の間隔が拡大する。このため、１フレーム毎の映像をより長時間表示することで、画像の間隔が拡大しても判読性が損なうことがないという効果がある
【００５４】
更に、「映像リピート表示処理」を行うことで、遅延映像として表示される部分を繰り返し観察することができ更に判読性が向上するという効果がある。即ち、「映像リピート表示処理」は、上述のようなカメラユニット４の撮像フレームレートが一律であることに起因する画像間隔が拡大に対して特に有効であり。遅延映像の表示及び繰り返し表示という２つの作用により更に判読性を高める効果がある。
【００５５】
〔第２の実施形態〕
以下に、本発明を適用したＷＤ１の第２の実施形態について説明する。なお、以下の説明で同一の作用を有する装置や部材等は同一符号を使用し詳細な説明を省略する。
第１の実施形態では、速度検出用ＤＳＰ１６から走査速度データの受信を開始し、その後走査速度データの受信が停止するまでの間に、走査速度の平均速度を所定間隔で算出する「平均速度算出処理」を行う。この「平均速度算出処理」により得られた平均速度に基づいて遅延映像の表示速度を変更するものである。遅延映像の表示速度を平均速度に基づいて調節することで、カメラユニット４の走査速度にムラがある場合でも、遅延映像の表示速度を平滑化することができる。
【００５６】
図１０を用いて「平均速度算出処理」を説明する。
ステップＳ３０１で、ＣＰＵ３０は、観者がカメラユニット４を走査することで速度検出用ＤＳＰ１６から走査速度データを取得する。
ステップＳ３０２で、ＣＰＵ３０は、速度検出用ＤＳＰ１６から送信される各サンプリング画像のズレ量の合計をサンプリング周期の合計で除して走査開始から現在の走査地点までの平均速度を算出する。
ステップＳ３０３で、ＣＰＵ３０は、ステップＳ３０２の算出により得られた平均速度データをＲＡＭ３２上に記憶する。
なお、「平均速度算出処理」は、通常の処理のバックボーンで同時並行的に行われる処理であり、速度検出用ＤＳＰ１６から走査速度データを取得するたびに以上の処理が行われる。
【００５７】
次に、図１１を用いて、上述の「平均速度算出処理」により得られた平均速度データに基づいて、遅延映像の表示処理を変更する処理について説明する。
ステップＳ４０１で、ＣＰＵ３０は、映像データを取得する。
ステップＳ４０２で、ＣＰＵ３０は、速度検出用ＤＳＰ１６から走査速度データを取得する。
【００５８】
ステップＳ４０３で、ＣＰＵ３０は、ステップＳ４０２で取得した走査速度が「平均速度算出処理」で算出された平均速度以上か否かを判別する。走査速度が基準速度以上である場合（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、ステップＳ４０４に進む。走査速度が基準速度を越えない場合（ステップＳ４０３：ＮＯ）、ステップＳ４０6に進む。
【００５９】
ステップＳ４０４で、ＣＰＵ３０は、ステップＳ４０２で取得した（現在の）走査速度データを「平均速度算出処理（図１０参照）」で算出された平均速度データで除算する演算を行う。これにより得られた値がフレームデータ毎に生成するべきフレームデータの数を決定する。例えば、上述の除算により得られた値が１．５であるとすると２フレーム毎に１フレームを追加生成することになる。
【００６０】
ステップＳ４０５で、ＣＰＵ３０は、ステップＳ４０４で求めた値に従ってフレームデータを追加生成する。
ステップＳ４０６で、ＣＰＵ３０は、ステップＳ４０５で生成されたフレームデータ及び元のフレームデータを順次ディスプレイユニット３に出力する。
【００６１】
以上、第２の実施形態によれば、カメラユニット４の平均走査速度を基準速度として遅延映像を表示するため、走査速度にムラがある場合でも平滑した映像を表示するという効果がある。
【００６２】
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上記種々の例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明を実施するための第１実施形態におけるＷＤの外観構成を示した模式図である。
【図２】図１に示すＷＤを用いて原稿を走査する様をしめした模式図である。
【図３】図１に示すＷＤのカメラユニットの構成を示した側断面図である。
【図４】図１に示すＷＤの機能的構成を示したブロック図である。
【図５】図１に示すＷＤのディスプレイユニットの構成を示した側断面図である。
【図６】図１に示すＷＤの処理例を示したフロー図である。
【図７】図１に示すＷＤの処理によりフレームデータを追加生成する例を示した模式図である。
【図８】図１に示すＷＤの処理例を示したフロー図である。
【図９】（ａ）は図１に示すＷＤを用いた原稿の撮像範囲例、（ｂ）はその通常表示例及び（ｃ）は遅延表示した場合の例を夫々状態遷移した様を示す模式図である。
【図１０】本発明を実施するための第２実施形態における処理例を示したフロー図である。
【図１１】本発明を実施するための第２実施形態における処理例を示したフロー図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  ＷＤ
２  制御ユニット
３  ディスプレイユニット
４  カメラユニット
５  テンプル
６  クリップ
７  眼鏡レンズ
１０  保護カバー
１１  カメラモジュール
１２  カメラレンズ
１３  ＣＣＤ
１４  ＶＣＭ
１５  速度検出装置
１６  速度検出用ＤＳＰ
１７  モータ制御ＩＣ
１８  端部
１９  カメラユニット本体筐体
２０  十字キー
２１  決定キー
２２  モード切替スイッチ
２３  調節スイッチ
２４  電源スイッチ
３０  ＣＰＵ
３１  ＲＯＭ
３２  ＲＡＭ
３３  記憶部
３４  映像処理用ＤＳＰ
３５  操作部
４０  映像遅延表示処理プログラム
４１  映像リピート処理プログラム
４２  遅延レベルテーブル
４５  映像生成ユニット
４６  接眼光学系
４７  ディスプレイユニット筐体
４８  ＬＥＤ群
４９  照明光学系
５０  液晶表示器
５１  プリズム
５２  ホログラム光学素子
５５  原稿
５６  撮像範囲
Ｅ  眼球
【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】
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【図１１】
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