(57)【要約】【課題】外部装置への接続を要することなく撮像手段により得られた画像情報から液晶ディスプレイの部分を抽出することができ、画像情報の加工の過程でデータ処理にミスが生じることなく、液晶ディスプレイの画面での作業を補助することができる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置５０は、第１の偏光方向を有する第１の偏光状態と、第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向を有する第２の偏光状態とを有する偏光制御部５２と、偏光制御部５２を通して第１の偏光状態及び第２の偏光状態で同一の光景を撮像するカメラ５１と、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態での偏光制御部５２を通したカメラ５１の撮像により取得される第１偏光画像情報及び第２偏光画像情報の入力を受け、第１偏光画像情報と第２偏光画像情報との差分処理を行うことにより、差分画像情報を生成する差分処理手段と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の偏光方向を有する第１の偏光状態と、前記第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向を有する第２の偏光状態とを有する偏光手段と、
前記偏光手段を通して前記第１の偏光状態及び前記第２の偏光状態で同一の光景を撮像する撮像手段と、
前記第１の偏光状態及び前記第２の偏光状態の各状態での前記偏光手段を通した前記撮像手段の撮像により取得される第１偏光画像情報及び第２偏光画像情報の入力を受け、前記第１偏光画像情報と前記第２偏光画像情報との差分処理を行うことにより、差分画像情報を生成する差分処理手段と、を備える、
撮像装置。
【請求項２】
前記光景に対して前記第１の偏光方向及び前記第２の偏光方向を変化させることで、前記偏光手段による前記光景に対する偏光方向を調節する偏光方向調節手段をさらに備える、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記偏光手段は、液晶素子を含み、前記液晶素子の電極への印加電圧を変化させることにより、前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態とを切り換える、
請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記偏光手段は、
前記撮像手段により受光される光のうち所定の方向の偏光成分のみを透過させる偏光部と、
前記偏光部を、該偏光部による前記撮像手段により受光される光に対する偏光方向が変化するように動作可能に支持する可動支持部と、を含み、
前記可動支持部による前記偏光部の動作により、前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態とを切り換える、
請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像手段は、前記第１の偏光状態で前記光景の撮像を行う第１の撮像部と、前記第２の偏光状態で前記光景の撮像を行う第２の撮像部と、を含み、
前記偏光手段は、入射光を２方向に分割して出射するビームスプリッタを含み、前記ビームスプリッタの一方の方向の出射光が前記第１の偏光状態で前記第１の撮像部に入射し、前記ビームスプリッタの他方の方向の出射光が前記第２の偏光状態で前記第２の撮像部に入射するように構成されている、
請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記差分処理手段により生成された２つの前記差分画像情報を比較し、比較した２つの前記差分画像情報の輝度の差に基づいて、前記光景に変化があったか否かを判定し、前記光景に変化があったと判定した場合、前記差分画像情報を破棄する判定処理手段をさらに備える、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記判定処理手段は、前記光景の変化があったと判定した場合、前記撮像手段に、前記第１の偏光状態及び前記第２の偏光状態の各状態での前記光景の撮像を再度行わせる、
請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記判定処理手段は、前記光景の変化があったと判定した場合、警報を発する、
請求項６又は請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記偏光方向調節手段による前記光景に対する偏光方向の調節量を操作するための操作手段をさらに備える、
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記偏光方向調節手段は、
前記差分画像情報に輝度が所定の値よりも低い領域が存在する場合、前記第１偏光画像情報と前記第２偏光画像情報とを比較し、比較した２つの画像情報の輝度の差がピークとなるまで、前記光景に対して前記第１の偏光方向及び前記第２の偏光方向を変化させることで、前記撮像手段による前記光景に対する偏光方向を調節する、
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像手段の撮像により取得された画像情報に基づき、前記画像情報においてライン方向に延びる所定の明暗があるか否かを判定する画質判定手段をさらに備える、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の撮像装置と、
使用者に認識させる画像を投影する投影装置と、
前記撮像装置及び前記投影装置を支持し、使用者の頭部に装着可能なフレームと、を備え、
前記差分画像情報に基づく差分画像を、投影装置による前記画像の投影対象に表示する、
ヘッドマウントディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視界に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）を含むユーザを補助するために用いられる撮像装置及びそれを備えたヘッドマウントディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザが望む情報を画像表示する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、テレビ機能を有するパーソナルコンピュータにおいて、ユーザが視聴中の放送番組中に気になる話題、言葉等が出現した場合、ボタン操作によって、放送番組中に出現した話題、言葉等に関する様々なキーワードのリストを表示させる技術が開示されている。
【０００３】
また、ユーザが望む情報を画像表示する技術としては、カメラ等の撮像手段によって得た画像情報から、ユーザが望む情報を抽出して表示する技術がある。ここで、撮像手段を備える画像表示装置として、例えば、特許文献２に記載されているように、ユーザの頭部に装着されて使用されるヘッドマウントディスプレイに、小型のＣＣＤカメラ等の撮像手段を備える構成がある。かかる構成によれば、撮像手段により得られた画像情報が、そのまま、あるいは何らかの処理が施された後、ヘッドマウントディスプレイの表示部に表示される。
【０００４】
したがって、特許文献２に記載されているような構成が、ユーザが望む情報を画像表示するために採用される場合、例えば、撮像手段により得られた画像情報に、ユーザが望む情報が付加されたり、何らかの画像処理が施されたりして、画像情報が加工され、ユーザが望む情報を抽出した画像として表示されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−７１６２３号公報
【特許文献２】特開２０００−７５２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように、テレビ機能によってユーザが望む情報としてキーワードのリストを表示させる構成においては、その表示内容を外部ディスプレイ等の外部装置によって把握するには、ＨＤＭＩ端子を介する等して信号線によって映像信号を外部装置に送出する必要がある。つまり、特許文献１のような技術によれば、画像表示を外部装置により行おうとした場合、直接、信号線を接続・配線する必要がある。
【０００７】
一方で、特許文献２のように、撮像手段により得られた画像情報を加工する構成において、ユーザが望む情報として、撮像手段による撮像範囲に含まれる液晶ディスプレイが選択される場合を考える。かかる場合、撮像手段によって得た画像情報から、液晶ディスプレイに関する情報が、ユーザが望む情報として抽出されて表示されることとなる。
【０００８】
しかし、従来の技術によれば、撮像手段は、画像情報として液晶ディスプレイ以外の背景までも拾ってしまう。このように撮像手段により得られる画像情報に、背景部分等の、ユーザが望む情報以外の情報が含まれることにより、ユーザが望む情報を抽出するための画像処理が複雑となり、画像情報の加工の過程でデータ処理にミスが生じる可能性がある。特に、外光により認識される背景に表示画像を重ねて視認することができるシースルー型のヘッドマウントディスプレイにおいては、液晶ディスプレイはＲＣＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）のように画面上で点滅しないことから、液晶ディスプレイの画面と背景との区別が困難となる。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、外部装置への接続を要することなく撮像手段により得られた画像情報から液晶ディスプレイの部分を抽出することができ、画像情報の加工の過程でデータ処理にミスが生じることなく、液晶ディスプレイの画面での作業を補助することができる撮像装置及びそれを備えたヘッドマウントディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の撮像装置は、第１の偏光方向を有する第１の偏光状態と、前記第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向を有する第２の偏光状態とを有する偏光手段と、前記偏光手段を通して前記第１の偏光状態及び前記第２の偏光状態で同一の光景を撮像する撮像手段と、前記第１の偏光状態及び前記第２の偏光状態の各状態での前記偏光手段を通した前記撮像手段の撮像により取得される第１偏光画像情報及び第２偏光画像情報の入力を受け、前記第１偏光画像情報と前記第２偏光画像情報との差分処理を行うことにより、差分画像情報を生成する差分処理手段と、を備えるものである。
【００１１】
請求項２に記載の撮像装置は、請求項１に記載の撮像装置において、前記光景に対して前記第１の偏光方向及び前記第２の偏光方向を変化させることで、前記偏光手段による前記光景に対する偏光方向を調節する偏光方向調節手段をさらに備えるものである。
【００１２】
請求項３に記載の撮像装置は、請求項１又は請求項２に記載の撮像装置において、前記偏光手段は、液晶素子を含み、前記液晶素子の電極への印加電圧を変化させることにより、前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態とを切り換えるものである。
【００１３】
請求項４に記載の撮像装置は、請求項１又は請求項２に記載の撮像装置において、前記偏光手段は、前記撮像手段により受光される光のうち所定の方向の偏光成分のみを透過させる偏光部と、前記偏光部を、該偏光部による前記撮像手段により受光される光に対する偏光方向が変化するように動作可能に支持する可動支持部と、を含み、前記可動支持部による前記偏光部の動作により、前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態とを切り換えるものである。
【００１４】
請求項５に記載の撮像装置は、請求項１又は請求項２に記載の撮像装置において、前記撮像手段は、前記第１の偏光状態で前記光景の撮像を行う第１の撮像部と、前記第２の偏光状態で前記光景の撮像を行う第２の撮像部と、を含み、前記偏光手段は、入射光を２方向に分割して出射するビームスプリッタを含み、前記ビームスプリッタの一方の方向の出射光が前記第１の偏光状態で前記第１の撮像部に入射し、前記ビームスプリッタの他方の方向の出射光が前記第２の偏光状態で前記第２の撮像部に入射するように構成されているものである。
【００１５】
請求項６に記載の撮像装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記差分処理手段により生成された２つの前記差分画像情報を比較し、比較した２つの前記差分画像情報の輝度の差に基づいて、前記光景に変化があったか否かを判定し、前記光景に変化があったと判定した場合、前記差分画像情報を破棄する判定処理手段をさらに備えるものである。
【００１６】
請求項７に記載の撮像装置は、請求項６に記載の撮像装置において、前記判定処理手段は、前記光景の変化があったと判定した場合、前記撮像手段に、前記第１の偏光状態及び前記第２の偏光状態の各状態での前記光景の撮像を再度行わせるものである。
【００１７】
請求項８に記載の撮像装置は、請求項６又は請求項７に記載の撮像装置において、前記判定処理手段は、前記光景の変化があったと判定した場合、警報を発するものである。
【００１８】
請求項９に記載の撮像装置は、請求項２に記載の撮像装置において、前記偏光方向調節手段による前記光景に対する偏光方向の調節量を操作するための操作手段をさらに備えるものである。
【００１９】
請求項１０に記載の撮像装置は、請求項２に記載の撮像装置において、前記偏光方向調節手段は、前記差分画像情報に輝度が所定の値よりも低い領域が存在する場合、前記第１偏光画像情報と前記第２偏光画像情報とを比較し、比較した２つの画像情報の輝度の差がピークとなるまで、前記光景に対して前記第１の偏光方向及び前記第２の偏光方向を変化させることで、前記撮像手段による前記光景に対する偏光方向を調節するものである。
【００２０】
請求項１１に記載の撮像装置は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の撮像装置において、前記撮像手段の撮像により取得された画像情報に基づき、前記画像情報においてライン方向に延びる所定の明暗があるか否かを判定する画質判定手段をさらに備えるものである。
【００２１】
請求項１２に記載のヘッドマウントディスプレイは、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の撮像装置と、使用者に認識させる画像を投影する投影装置と、前記撮像装置及び前記投影装置を支持し、使用者の頭部に装着可能なフレームと、を備え、前記差分画像情報に基づく差分画像を、投影装置による前記画像の投影対象に表示するものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、外部装置への接続を要することなく撮像手段により得られた画像情報から液晶ディスプレイの部分を抽出することができ、画像情報の加工の過程でデータ処理にミスが生じることなく、液晶ディスプレイの画面での作業を補助することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るＨＭＤの構成を示す外観図。
【図２】本発明の一実施形態に係る撮像装置を含むＨＭＤの構成を示すブロック図。
【図３】ＬＣＤの構成についての説明図。
【図４】本発明の一実施形態に係る撮像装置の機能についての説明図。
【図５】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の構成を示す図。
【図６】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の構成を示す図。
【図７】本発明の一実施形態に係る撮像装置における処理の一例を示すフロー図。
【図８】本発明の第２実施形態に係る撮像装置の構成を示す図。
【図９】本発明の第３実施形態に係る撮像装置の構成を示す図。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る撮像装置の構成を示す図。
【図１１】本発明の一実施形態に係る撮像装置における処理の一例を示すフロー図。
【図１２】本発明の一実施形態に係る撮像装置における処理の一例を示すフロー図。
【図１３】ＬＣＤ画面におけるノイズについての説明図。
【図１４】本発明の一実施形態に係る撮像装置における処理の一例を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、液晶ディスプレイ（以下「ＬＣＤ」とする。）の光学的な特性を利用することにより、撮像手段が受光する光の偏光状態に着目し、一部にＬＣＤが存在する撮像画像からＬＣＤの部分を抽出しようとするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する本発明の実施の形態では、本発明に係る撮像装置が、使用者の頭部に装着されるタイプの画像表示装置であるヘッドマウントディスプレイ（以下「ＨＭＤ」という。）に搭載される場合について説明する。
【００２５】
［ＨＭＤの概略構成］
本発明の第１実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るＨＭＤ１の概略構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態に係るＨＭＤ１は、投影対象を、ＨＭＤ１の使用者（以下単に「使用者」という。）１００の一方の眼の網膜とし、走査したレーザ光を瞳孔から入射させて網膜上に投影することにより、使用者１００に画像を視認させる。つまり、ＨＭＤ１は、微弱な光を高速で走査しながら使用者１００の網膜に照射することで、網膜上に走査された光の残像を映像として使用者１００に認識させる網膜走査型の画像表示装置である。
【００２６】
図１及び図２に示すように、ＨＭＤ１は、コントロールユニット２と、投影装置としての投影ユニット３と、投影ユニット３を支持するフレーム４とを備える。コントロールユニット２は、映像信号に応じた強度のレーザ光を画像光として出射する。コントロールユニット２は、記憶部を内蔵し、この記憶部に記憶された情報に基づいて映像信号を形成する。コントロールユニット２から出射される光は、光ファイバにより構成される伝送ケーブル５によって、投影ユニット３に伝送される。
【００２７】
投影ユニット３は、使用者１００に認識させる画像を投影する投影装置である。投影ユニット３は、伝送ケーブル５により伝送されてきた画像光を、使用者１００が表示画像として認識できるように走査する。投影ユニット３は、画像の投影対象を、使用者１００の眼の網膜とし、走査したレーザ光を使用者１００の瞳孔から入射させて網膜上に投影することにより、画像を形成する網膜走査型の投影装置である。
【００２８】
フレーム４は、眼鏡型に構成され、投影ユニット３を支持するとともに、使用者１００の頭部に装着される。具体的には、図１に示すように、眼鏡型のフレーム４は、使用者１００の顔を左右両側から挟む一対のテンプル部１１と、これら一対のテンプル部１１の一端側が連結されるフロント部１２を有する。テンプル部１１とフロント部１２とは、フロント部１２の左右両端部に設けられるヒンジ部１３にて回動可能に連結される。
【００２９】
また、図１に示すように、フレーム４は、フロント部１２の下側に、使用者１００の眼を保護するためのカバーシート１４を有する。カバーシート１４は、使用者１００の左右の各眼に対応して設けられる２枚の透過性を有するシート部材１５と、これらのシート部材１５をフレーム４に対して保持する保持体１６とを有する。カバーシート１４は、左右中央部に鼻当て部１７を有する。以上のような眼鏡型のフレーム４は、一対のテンプル部１１によって使用者１００の両耳にかかるとともに、鼻当て部１７によって使用者１００の鼻筋に支持された状態で、使用者１００の頭部に装着される。
【００３０】
フレーム４は、使用者１００の頭部に装着された状態で、前述したような投影ユニット３による使用者１００の眼への画像光の走査ができるように、投影ユニット３を支持する。本実施形態のＨＭＤ１では、投影ユニット３は、フレーム４に対して、フレーム４を頭部に装着した状態の使用者１００の左側に取り付けられる。
【００３１】
以上のように、眼鏡型のフレーム４に投影ユニット３が支持される構成を備えるＨＭＤ１において、本実施形態に係る撮像装置５０は、投影ユニット３に取り付けられた状態で設けられる。すなわち、図１に示すように、投影ユニット３は、光を走査するための構成を内蔵するハウジング３ａを有し、このハウジング３ａの上側に、撮像装置５０が取り付けられる。
【００３２】
なお、本実施形態のＨＭＤ１では、投影ユニット３及び撮像装置５０は、使用者１００の左右の眼のうち左側の眼に対応して設けられているが、右側の眼に対応して設けられたり、左右両側の眼に対応して設けられたりしてもよい。使用者１００の右側の眼に対応して設けられる投影ユニット３及び撮像装置５０は、例えば、本実施形態のように左側の眼に対応して設けられる投影ユニット３及び撮像装置５０と略左右対称な構成により実現される。
【００３３】
［撮像装置の機能］
このようにＨＭＤ１に搭載される撮像装置５０が有する機能について説明する。撮像装置５０は、使用者１００の視線方向の撮影を行い、ＬＣＤを使って作業をしている使用者１００を支援する。撮像装置５０は、ＬＣＤが有する光学的な特性を利用することで機能を発揮する。このため、撮像装置５０の機能の説明に際し、ＬＣＤの構成について説明する。ただし、ＬＣＤの構成は周知であるため、ここでは、ＬＣＤの概略的な構成の一例について、図３を用いて説明する。
【００３４】
図３に示すように、本例に係るＬＣＤは、互いに対向する一対の偏光板１０１，１０２の間に、液晶１０３を配置させる。一対の偏光板１０１，１０２の偏光方向は同じ方向である。つまり、各偏光板１０１，１０２は、各偏光板１０１，１０２を通過しようとする光のうち、特定の方向の振動成分を持つ光のみを通過させる。液晶１０３は、２枚の透明な基板の間に挟まれて封止された状態で、液晶パネルを構成する。液晶１０３は、印加される電圧が変化することにより、画素ごとに液晶配向を変化させる。
【００３５】
このような構成を有するＬＣＤにおいては、光源としてのバックライトからの光が、前段の偏光板１０１側から照射される（矢印Ａ１参照）。偏光板１０１は、バックライトから受けた光のうち、所定の偏光方向の偏光光のみを透過させる（矢印Ａ２参照）。図３に示す例では、横偏光の光のみが偏光板１０１を通過する（矢印Ｂ１参照）。
【００３６】
前段の偏光板１０１を通過した横偏光としての光は、液晶１０３に入射する。液晶１０３に入射した光は、液晶１０３のもつ異方性に応じて偏光状態を変化させながら、液晶１０３を液晶パネルの厚み方向に伝播する。液晶１０３に電圧が印加されない場合、液晶１０３に入射した光は、液晶１０３によって偏光状態を変えられることなく、液晶１０３を通過する（矢印Ｂ２参照）。
【００３７】
一方、液晶１０３に電圧が印加されることにより、液晶１０３に入射した光の偏光状態が変えられる。図３に示す例では、液晶１０３に入射した一部の横偏光の光が、偏光方向を９０°変化させて縦偏光の光となるように偏光の向きが変えられている（矢印Ｂ３参照）。したがって、液晶１０３によって偏光状態が変えられなかった光は、前段の偏光板１０１と同じ偏光方向の後段の偏光板１０２を通過し（矢印Ａ３）、液晶１０３によって偏光状態が変えられた光は、後段の偏光板１０２を通過できない。偏光板１０２において光が通過できない部分は、暗く表示される。
【００３８】
このように、ＬＣＤにおいては、液晶１０３を通過した光のうちの、後段の偏光板１０２が制限する特定の偏光方向の光のみが表示光として出射される。そして、ＬＣＤにおいては、液晶１０３に印加する電圧を変化させることにより、２枚の偏光板１０１，１０２を含む全体の透過率が変化し、表示される明るさ（諧調）が変化する。
【００３９】
本実施形態の撮像装置５０は、上述したようなＬＣＤが特定の偏光方向の光しか出ない性質を利用し、一部にＬＣＤの画面が存在する撮像画像から、ＬＣＤの画面の部分のみを抽出する機能を有する。
【００４０】
具体的には、図４（ａ）に示すように、撮像装置５０は、まず、所定の方向である第１の偏光方向を有する第１の偏光状態で、ＬＣＤ１１１が存在する光景１１０を撮像する。図４に示す例では、ＬＣＤ１１１は、パーソナルコンピュータ１１２の表示画面として存在する。第１の偏光状態で撮像された撮像画像１２０Ａには、ＬＣＤ１１１が写っていることから、第１の偏光状態は、ＬＣＤ１１１から出る特定の偏光方向の光を透過させる偏光状態である。
【００４１】
次に、撮像装置５０は、第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向を有する第２の偏光状態で、図４（ａ）と同一の光景１１０を撮像する。図４（ｂ）に示すように、第２の偏光状態で撮像された撮像画像１２０Ｂでは、ＬＣＤ１１１の部分が暗く表示される。つまり、第２の偏光状態の偏光方向は、ＬＣＤ１１１から出る特定の偏光方向の光を透過させる第１の偏光状態の偏光方向に直交するため、第２の偏光状態では、ＬＣＤ１１１から出る特定の偏光方向の光が遮断され、撮像装置５０による撮像画像１２０Ｂにおいて暗く表示される。
【００４２】
そして、図４（ｃ）に示すように、撮像装置５０は、同一の光景１１０の撮像画像であって、第１の偏光状態で撮像した撮像画像１２０Ａから、第２の偏光状態で撮像した撮像画像１２０Ｂの差分を取った差分画像１２０Ｃを生成する。第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態で撮像された撮像画像１２０Ａ，１２０Ｂの共通部分であるＬＣＤ１１１以外の部分は、偏光状態の影響を受けないもしくは影響が少ない部分であるため、画像情報としては略同一である。このため、撮像画像１２０Ａから撮像画像１２０Ｂを差し引いた差分画像１２０Ｃにおいては、ＬＣＤ１１１の部分のみが抽出される。
【００４３】
以上のように、撮像装置５０は、ＬＣＤの光学的な特性を利用することにより、ＬＣＤが存在する光景の撮像画像から、ＬＣＤの部分を抽出する。なお、撮像装置５０において第１の偏光状態を規定する第１の偏光方向と、第２の偏光状態を規定する第２の偏光方向との関係について、直交することは、略直交することも含み、第１の偏光方向と第２の偏光方向とは、ＬＣＤの部分を抽出することができる程度に異なればよい。以下、撮像装置５０の構成について説明する。
【００４４】
［ＨＭＤの具体的構成］
ここで、撮像装置５０の構成の説明に際し、撮像装置５０が搭載されるＨＭＤ１の具体的な構成について、図２を用いて説明する。上述したように、ＨＭＤ１は、伝送ケーブル５により接続されるコントロールユニット２と投影ユニット３とを備える。図２に示すように、コントロールユニット２は、映像信号入力部２１と、画像処理回路２２と、光源制御回路２３と、光源２４と、合波部２５とを有する。
【００４５】
映像信号入力部２１は、ＨＭＤ１の各部を統括的に制御する制御部として機能する。映像信号入力部２１は、予め記憶されている制御プログラムにしたがって所定の処理を実行することにより、ＨＭＤ１を制御する。映像信号入力部２１は、データ通信用のバスにより接続されるＣＰＵ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＶＲＡＭ、複数の入出力インターフェース等の各種機能部分を有し、バスを介して各種情報の送受信を行う。
【００４６】
映像信号入力部２１は、入出力端子等を介して外部接続された図示しない機器類から供給される画像データや、予め記憶されたコンテンツ情報に基づく画像データ等の各種画像データの入力を受ける。映像信号入力部２１は、入力された画像データに基づいて、映像信号を生成する。映像信号入力部２１により生成された映像信号は、画像処理回路２２に送られる。映像信号入力部２１は、映像信号に応じた強度のレーザ光を光源２４に出射させる。
【００４７】
画像処理回路２２は、映像信号入力部２１から入力された映像信号に基づいて、表示画像を形成するための要素となる映像信号を画素単位で生成する。画像処理回路２２により生成された映像信号は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）の色毎のデータとして、光源制御回路２３に送られる。
【００４８】
光源制御回路２３は、光源２４とともに、コントロールユニット２が備える光源部２６を構成する。光源部２６は、画像処理回路２２から供給される映像信号から画像情報を画素単位で読み出し、読み出した画素単位の画像情報に基づいて、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）の色毎に強度変調されたレーザ光を生成して出射する。
【００４９】
光源制御回路２３は、画像処理回路２２から送られてきた映像信号に応じた駆動信号を生成する。光源部２６は、光源制御回路２３により生成した駆動信号に応じた強度のレーザ光を出力する。光源部２６は、光源２４として、赤色レーザ光を出射する赤色レーザ２４Ｒと、緑色レーザ光を出射する緑色レーザ２４Ｇと、青色レーザ光を出射する青色レーザ２４Ｂとを有する。各色のレーザ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、例えば、半導体レーザや高調波発生機構付き固体レーザである。
【００５０】
光源制御回路２３は、各色のレーザ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂを駆動させるためのレーザドライバとしての機能を有する。したがって、光源制御回路２３は、生成した駆動信号に基づき、各色のレーザ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂに駆動電流を供給する。そして、各色のレーザ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、供給された駆動電流に応じて強度変調されたレーザ光を出射する。
【００５１】
合波部２５は、各色のレーザ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂから出射されたレーザ光を合波する。合波部２５は、例えば、各色のレーザ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂから出射されたレーザ光をコリメートするコリメート光学系と、波長選択性によって各色のレーザ光を透過又は反射させることで合成するダイクロイックミラーと、合成されたレーザ光を集光する結合光学系とを備える。合波部２５により合波されたレーザ光は、伝送ケーブル５（図１参照）によって投影ユニット３に伝送される。
【００５２】
投影ユニット３は、伝送ケーブル５によって伝送されたレーザ光を２次元走査するためのスキャナ走査部３１と、スキャナ走査部３１を駆動するための走査モジュール駆動回路３２と、接眼光学系３３とを有する。
【００５３】
伝送ケーブル５によって投影ユニット３に入射したレーザ光は、コリメートレンズを有する光学系によって平行光化された後、スキャナ走査部３１に入射する。スキャナ走査部３１は、例えば、前段において、レーザ光を水平方向に往復走査する高速スキャナとしての水平走査部を有し、後段において、水平走査部により水平方向に走査されたレーザ光を垂直方向に走査する低速スキャナとしての垂直走査部を有する。水平走査部及び垂直走査部の各走査部は、レーザ光を走査するための偏向面（反射面）を有する偏向素子を有する。
【００５４】
走査モジュール駆動回路３２は、スキャナ走査部３１が有する各走査部を構成する偏向素子を駆動するための駆動信号を生成する。走査モジュール駆動回路３２は、各偏向素子に対する駆動信号を、画像処理回路２２からＳＹＮＣ信号として入力される映像信号に基づいて生成する。スキャナ走査部３１により２次元走査されたレーザ光は、画像光として、接眼光学系３３に入射する。
【００５５】
接眼光学系３３は、スキャナ走査部３１から入射したレーザ光を、使用者１００の瞳孔に入射させるための光学系である。接眼光学系３３は、入射したレーザ光を所定の位置に収束させるための光学系等を有する。接眼光学系３３から出射した画像光は、ハーフミラー３４（図１参照）により反射させられて、使用者１００の瞳孔に入射する。画像光が使用者１００の瞳孔に入射することにより、網膜上に、映像信号に応じた表示画像が投影される。このようにして、使用者１００は、画像光を表示画像として認識する。ハーフミラー３４は、投影ユニット３のハウジング３ａの一端側に設けられるミラーホルダ３ｂに回動可能に支持された状態で、使用者１００の眼の前方に位置するように設けられる（図１参照）。
【００５６】
ハーフミラー３４は、外光を透過させて使用者１００の眼に入射させる。これにより、使用者１００は、外光により認識される背景に、画像光による画像を重ねて視認することができる。このように、本実施形態のＨＭＤ１は、投影ユニット３から出射される画像光を使用者１００の眼に走査しつつ投射するとともに、外光を透過させるシースルー型である。このため、使用者１００は、投影ユニット３から出射される画像光を眼に受けるとともに、フレーム４においてカバーシート１４を構成するシート部材１５を透過する外光によって視界を得る。ただし、ＨＭＤ１はシースルー型である必要はない。
【００５７】
以上のような構成を備えるＨＭＤ１において、フレーム４の左側に支持される投影ユニット３の上側に、撮像装置５０が搭載される。
【００５８】
［撮像装置の構成］
撮像装置５０の構成について、図２及び図５を用いて説明する。図５に示すように、本実施形態に係る撮像装置５０は、カメラ５１と、偏光制御部５２とを有する。
【００５９】
カメラ５１は、例えばＣＣＤカメラであり、使用者１００の視線方向の撮影を行う。このため、カメラ５１は、ＨＭＤ１に搭載された撮像装置５０において、撮像方向が使用者１００の視線方向に略一致するように設けられる。カメラ５１は、撮像装置５０の内部において支持部５３によって所定の位置に所定の姿勢で固定された状態で設けられる。
【００６０】
図２に示すように、撮像装置５０は、カメラ５１を制御するためのカメラ制御部５４を有する。カメラ制御部５４により、カメラ５１の動作が制御されることで、カメラ５１による撮影が行われる。カメラ５１による撮影により、撮像装置５０による撮像が行われる。
【００６１】
撮像装置５０は、上述したように、同一の光景を、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態で撮像する。本実施形態の撮像装置５０は、液晶により、第１の偏光状態と第２の偏光状態とを切り換える。このため、図５に示すように、偏光制御部５２は、液晶素子としての液晶部５５と、偏光板５６とを有する。
【００６２】
液晶部５５は、カメラ５１の撮像視野を遮るように液晶を保持する。液晶部５５は、例えば、液晶を２枚の透明な基板の間に挟んで封止した状態で、液晶パネルを構成する。液晶部５５は、液晶に電圧の印加を受けるための電極を有する。
【００６３】
偏光板５６は、カメラ５１と液晶部５５との間に設けられ、液晶部５５を通過してカメラ５１により受光される光のうち所定の方向の振動成分のみ（所定の偏光方向の光のみ）を透過させる。本実施形態では、偏光板５６は、パネル状の液晶部５５に重なった状態で設けられ、液晶部５５とともに略板状の偏光制御部５２を構成する。偏光制御部５２は、支持具５７により支持される。
【００６４】
このような構成の偏光制御部５２によれば、液晶部５５の電極への印加電圧を変化させることにより、第１の偏光状態と第２の偏光状態とが切り換えられる。具体的には、例えば、第１の偏光状態は、液晶部５５に電圧を印加しない状態で偏光板５６へと光を導く状態として実現される。この第１の偏光状態に対し、第２の偏光状態は、液晶部５５に電圧を印加することで、液晶部５５に入射した光を、偏光状態を９０°変化させて偏光板５６へと導く状態として実現される。
【００６５】
こうした偏光制御部５２による偏光状態の切換えを行うため、撮像装置５０は、図２に示すように、液晶駆動部５８を有する。すなわち、液晶駆動部５８は、液晶部５５への電圧の供給源となる電源部と、液晶部５５へ供給する電圧を制御するための制御回路部とを有し、液晶部５５への電圧の印加状態・非印加状態を切り換えることで、偏光制御部５２による第１の偏光状態と第２の偏光状態とを切り換える。
【００６６】
このように、撮像装置５０においては、偏光制御部５２が有する液晶部５５への印加電圧の切換えにより、液晶部５５に入射した光の偏光方向を変化させる状態と変化させない状態とが、第１の偏光状態と第２の偏光状態として切り換えられ、後段の偏光板５６を透過する光と透過しない光とが切り分けられる。そして、撮像装置５０は、第１の偏光状態での撮影と、第２の偏光状態での撮影との２種類の撮影を行う。
【００６７】
したがって、カメラ５１による撮像対象に、特定の偏光方向の光を出すＬＣＤが含まれる場合、第１の偏光状態及び第２の偏光状態のいずれか一方の状態では、ＬＣＤから出る光は、偏光板５６を透過してカメラ５１により撮像される。また、第１の偏光状態及び第２の偏光状態のいずれか他方の状態では、ＬＣＤから出る光は、偏光板５６を透過できず、カメラ５１による撮像画像において暗い部分として表示される。
【００６８】
以上のように、本実施形態の撮像装置５０においては、偏光制御部５２が、第１の偏光方向を有する第１の偏光状態と、第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向を有する第２の偏光状態とを有する偏光手段として機能する。また、撮像装置５０においては、カメラ５１が、偏光制御部５２を通して第１の偏光状態及び第２の偏光状態で同一の光景を撮像する撮像手段として機能する。
【００６９】
特に、本実施形態の撮像装置５０においては、偏光手段としての偏光制御部５２は、液晶素子として液晶部５５を含み、液晶部５５の電極への印加電圧を変化させることにより、第１の偏光状態と第２の偏光状態とを切り換える。
【００７０】
そして、撮像装置５０は、第１の偏光状態での撮像画像と、第２の偏光状態での撮像画像との差分処理を行うことで、ＬＣＤの部分を抽出した差分画像（図４（ｃ）、差分画像１２０Ｃ参照）を生成する。撮像装置５０は、こうした差分処理を行うため、図２に示すように、ＣＰＵ５９と、メモリ６０とを有する。つまり、撮像装置５０においては、ＣＰＵ５９とメモリ６０とを含む構成により、差分処理を行うための演算機能が担われ、かかる構成が、差分処理を行うための差分処理手段として機能する。
【００７１】
したがって、ＣＰＵ５９とメモリ６０とを含む構成は、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態での偏光制御部５２を通したカメラ５１の撮像により取得される第１偏光画像情報及び第２偏光画像情報の入力を受ける。ここで、第１偏光画像情報及び第２偏光画像情報のうち、一方の画像情報は、例えば図４（ａ）の撮像画像１２０Ａに示すような、ＬＣＤ１１１の部分が画像として表示される撮像画像に対応する画像情報である。また、第１偏光画像情報及び第２偏光画像情報のうち、他方の画像情報は、例えば図４（ｂ）の撮像画像１２０Ｂに示すような、ＬＣＤ１１１の部分が画像として表示されない（暗く表示される）撮像画像に対応する画像情報である。
【００７２】
そして、ＣＰＵ５９とメモリ６０とを含む構成は、第１偏光画像情報と第２偏光画像情報との差分処理を行うことにより、差分画像情報を生成する。ここで生成される差分画像情報は、例えば図４（ｃ）の差分画像１２０Ｃに示すように、ＬＣＤ１１１の部分のみが抽出された画像に対応する画像情報である。
【００７３】
このように撮像装置５０による差分処理によって生成された差分画像情報は、ＨＭＤ１が備える構成が用いられ、使用者１００に表示される。具体的には、図２に示すように、撮像装置５０において生成された差分画像情報は、映像信号として、ＨＭＤ１のコントロールユニット２が有する画像処理回路２２に入力される。画像処理回路２２に入力された映像信号は、画像処理回路２２から光源制御回路２３及び走査モジュール駆動回路３２にそれぞれ送信され、上述したようなコントロールユニット２及び投影ユニット３の各部の機能によって、接眼光学系３３からの画像光を出射させる。
【００７４】
図５に示すように、撮像装置５０により生成された差分画像情報に基づき、接眼光学系３３から出射される画像光は、ハーフミラー３４によって反射させられ、使用者１００の瞳孔に入射する。これにより、使用者１００の網膜上に差分画像が投影され、使用者１００によって差分画像が認識される。このように、本実施形態のＨＭＤ１は、差分画像情報に基づく差分画像を、投影ユニット３による画像の投影対象である使用者１００の網膜に表示する。
【００７５】
なお、撮像装置５０で生成された差分画像情報は、投影ユニット３が有する走査モジュール駆動回路３２に直接的に入力されてもよい。また、撮像装置５０で生成された差分画像情報を、使用者１００に差分画像として認識させるための構成は、本実施形態に限定されない。例えば、撮像装置５０で生成された差分画像情報に基づく差分画像を表示するための表示部を別途設け、使用者１００の網膜にレーザ光を走査することなく、使用者１００に差分画像を表示する構成であってもよい。
【００７６】
また、本実施形態の撮像装置５０においては、偏光制御部５２による偏光方向の調節を行うため、偏光制御部５２を支持する支持具５７は、偏光制御部５２を回転可能に支持する。具体的には、図６に示すように、支持具５７は、略円板状に構成される偏光制御部５２の周囲を囲むように略円環状に構成され、偏光制御部５２の板面に垂直な方向を回転軸方向として回転可能に設けられる。つまり、円環状に構成される支持具５７は、その中央部に偏光制御部５２を支持し、偏光制御部５２と一体的に回転可能に設けられる。
【００７７】
支持具５７は、ウォームギヤ機構により、回転可能に設けられる。すなわち、図６に示すように、支持具５７は、偏光制御部５２と同軸回転するウォームホイールとして機能する歯車部５７ａを有する。歯車部５７ａは、円板状の外形を有する部分の側面に円弧状に形成されるはす歯歯車である。また、撮像装置５０においては、歯車部５７ａに噛合するウォームとして機能するギア６１が設けられる。ギア６１は、円柱状の部材の外周面に螺旋状の歯が形成されたねじ歯車である。
【００７８】
このような構成により、ギア６１が回転することで、ギア６１と噛合する歯車部５７ａ部を有する支持具５７とともに偏光制御部５２が回転し、偏光制御部５２の偏光方向が変化する。ギア６１は、モータ６２により回転させられる。モータ６２は、その出力軸がギア６１の回転軸と同軸となるように、ギア６１に連結される。モータ６２は、例えばステッピングモータであり、モータ６２の回転量が調節されることにより、偏光制御部５２の回転量が調節され、偏光制御部５２の偏光方向が調節される。
【００７９】
図２に示すように、撮像装置５０は、モータ６２の駆動を制御するため、モータ駆動回路６３を有する。つまり、モータ駆動回路６３により、モータ６２の駆動が制御され、偏光制御部５２の回転量、つまり偏光制御部５２の偏光方向についてのオフセット角度調節が行われる。このように、本実施形態の撮像装置５０においては、歯車部５７ａを有する支持具５７と、ギア６１と、モータ６２と、モータ駆動回路６３とを含む構成が、カメラ５１による撮像対象である光景（以下「撮像光景」という。）に対して第１の偏光方向及び第２の偏光方向を変化させることで、偏光制御部５２による撮像光景に対する偏光方向を調節する偏光方向調節手段として機能する。
【００８０】
このように、撮像装置５０が、偏光制御部５２による撮像光景に対する偏光方向を調節するための構成を備えることにより、次のような効果が得られる。すなわち、カメラ５１による撮像光景に含まれるＬＣＤが出す光の偏光方向に対して、第１偏光画像情報及び第２偏光画像情報のいずれか一方の画像情報による撮像画像においてＬＣＤの部分が表示され、いずれか他方の画像情報による撮像画像においてＬＣＤの部分が表示されないように、偏光制御部５２による偏光方向を調節することができる。これにより、差分画像情報による差分画像においてＬＣＤの部分を確実に抽出することができる。
【００８１】
また、図２に示すように、撮像装置５０は、周辺ＩＦ（インターフェース）６４を有する。周辺ＩＦ６４には、使用者１００に撮像装置５０の状態を報知するためのＬＥＤや、使用者１００により操作されるボタン等の操作部等が含まれる。図２に示すように、撮像装置５０が有するカメラ制御部５４、液晶駆動部５８、ＣＰＵ５９、メモリ６０、モータ駆動回路６３、及び周辺ＩＦ６４は、バスを介して各種信号や情報の送受信を行うように構成される。
【００８２】
なお、撮像装置５０においては、カメラ制御部５４とモータ駆動回路６３とが共通のハードウエアにより構成されてもよい。さらに、撮像装置５０が有するＣＰＵ５９は、ＨＭＤ１においてコントロールユニット２が有する映像信号入力部２１と共通のハードウエア構成であってもよい。
【００８３】
撮像装置５０による処理について、図７に示すフロー図を用いて説明する。図７に示すように、撮像装置５０による処理においては、まず、偏光制御部５２が、液晶部５５に電圧が印加されない状態とされ（Ｓ１０）、ＬＣＤを含む所定の光景を撮像対象とするカメラ５１による撮影が行われる（Ｓ２０）。つまり、偏光制御部５２の液晶部５５に電圧を印加しない状態を第１の偏光状態とすると、まず、偏光制御部５２が第１の偏光状態にある状態で、カメラ５１による撮像が行われる。これにより、第１偏光画像情報が取得される。ここで取得された第１偏光画像情報は、メモリ６０に記憶される。
【００８４】
次に、偏光制御部５２が、液晶部５５に電圧が印加された状態とされ（Ｓ３０）、ステップＳ２０における撮像対象と同一の光景を撮像対象とするカメラ５１による撮影が行われる（Ｓ４０）。つまり、上記のとおり偏光制御部５２の液晶部５５に電圧を印加しない状態が第１の偏光状態の場合、偏光制御部５２の液晶部５５に電圧を印加した状態が第２の偏光状態であり、偏光制御部５２が第２の偏光状態にある状態で、カメラ５１による撮像が行われる。これにより、第２偏光画像情報が取得される。ここで取得された第２偏光画像情報は、メモリ６０に記憶される。
【００８５】
そして、上記のとおり取得された第１偏光画像情報と第２偏光画像情報との差がとられる（Ｓ５０）。つまり、第１偏光画像情報と第２偏光画像情報との差分処理が行われ、差分画像情報が生成される。こうした差分処理は、ＣＰＵ５９により、メモリ６０に記憶された第１偏光画像情報及び第２偏光画像情報が用いられ、第１偏光画像情報及び第２偏光画像情報の各画像情報における各画素の輝度に基づいて行われる。
【００８６】
このようにして差分画像情報が生成された後は、次のアクションとして、例えば、生成された差分画像情報が差分画像として使用者１００に表示される処理が行われる。したがって、使用者１００が、カメラ５１による撮像光景に含まれるＬＣＤを使って作業をしている者である場合、使用者１００にＬＣＤのみを抽出して表示させることができ、使用者１００の作業を支援することができる。
【００８７】
以上のような本実施形態の撮像装置５０によれば、外部装置への接続を要することなくカメラ５１により得られた画像情報からＬＣＤの部分を抽出することができ、画像情報の加工の過程でデータ処理にミスが生じることなく、ＬＣＤの画面での作業を補助することができる。
【００８８】
具体的には、本実施形態の撮像装置５０によれば、カメラ５１による撮像画像の処理により、ＬＣＤの部分を抽出して表示させることができるので、使用者１００が望む情報として、ＬＣＤの部分を抽出して表示するために、信号線の接続・配線を要する外部装置が不要となる。また、撮像画像からＬＣＤの部分を抽出して表示するための画像処理は、差分処理という比較的単純な画像処理であるため、画像情報の加工の過程でデータ処理にミスが生じる可能性が低く、安定した処理を行うことができる。
【００８９】
また、本実施形態の撮像装置５０によれば、偏光制御部５２が液晶部５５を備える構成であることから、液晶部５５に対する電圧の印加状態によって、偏光制御部５２による偏光方向を容易に切り換えることができる。
【００９０】
本発明の第２実施形態について、図８を用いて説明する。なお、第１実施形態と共通する部分については、適宜説明を省略する。本実施形態の撮像装置７０は、第１実施形態の撮像装置５０における液晶部５５による偏光状態の切換えの代わりに、偏光板を機械的に動作させることにより、偏光状態の切換えを行う。
【００９１】
図８に示すように、本実施形態の撮像装置７０は、支持部７３により支持されるカメラ７１と、偏光制御部７２とを有し、偏光制御部７２は、偏光板７６を有する。偏光板７６は、第１実施形態の撮像装置５０と同様に、カメラ７１の撮像視野を遮るように配置され、支持具７７によって回転可能に支持される。すなわち、本実施形態の撮像装置７０は、第１実施形態の撮像装置５０において、偏光制御部５２による撮像光景に対する偏光方向を調節するために備えられる、偏光制御部５２を回転させるための構成（図６参照）、つまり偏光方向調節手段として機能する構成を、第１の偏光状態と第２の偏光状態を有する偏光手段として兼用する。
【００９２】
したがって、本実施形態の撮像装置７０は、図６に示すように、第１実施形態の撮像装置５０と同様に、歯車部７７ａを有する支持具７７と、ギア６１と、モータ６２と、モータ駆動回路６３（図２）とを含む構成を備える。そして、かかる構成が、カメラ７１による撮像対象に対して第１の偏光方向及び第２の偏光方向を変化させることで、偏光制御部７２による撮像対象に対する偏光方向を調節する偏光方向調節手段として機能するとともに、第１の偏光状態と第２の偏光状態を有する偏光手段として機能する。
【００９３】
このように、本実施形態の撮像装置７０では、偏光手段としての偏光制御部７２は、カメラ５１により受光される光のうち所定の方向の偏光成分のみを透過させる偏光部としての偏光板７６と、偏光板７６を回転動作可能に支持する可動支持部としての支持具７７とを含む。撮像装置７０では、支持具７７は、偏光板７６を、この偏光板７６によるカメラ７１により受光される光に対する偏光方向が変化するように回転動作可能に支持する。そして、偏光制御部７２は、支持具７７による偏光板７６の回転動作により、第１の偏光状態と第２の偏光状態とを切り換える。
【００９４】
本実施形態の撮像装置７０では、偏光手段としての偏光制御部７２は、第１の偏光状態と第２の偏光状態を有することから、支持具７７によって、偏光板７６を、少なくとも９０°±αの角度範囲で回転可能に支持する。ここで、±αは、偏光制御部７２が偏光方向調節手段として機能する場合の、オフセット角度調節の調節範囲である。
【００９５】
本実施形態の撮像装置７０によれば、第１実施形態の撮像装置５０との比較において、液晶部５５を省略することができるので、簡単な構成により、第１の偏光状態と第２の偏光状態とを切り換えるための構成を実現することができる。
【００９６】
本発明の第３実施形態について、図９を用いて説明する。なお、第１実施形態と共通する部分については、適宜説明を省略する。本実施形態の撮像装置８０は、第２実施形態の撮像装置７０と同様に、第１実施形態の撮像装置５０における液晶部５５による偏光状態の切換えの代わりに、偏光板を機械的に動作させることにより、偏光状態の切換えを行う。
【００９７】
図９に示すように、本実施形態の撮像装置８０は、支持部８３により支持されるカメラ８１と、偏光制御部８２とを有する。偏光制御部８２は、互いに偏光方向が直交する第１偏光板８６ａと第２偏光板８６ｂとを含む偏光板８６を有する。第１偏光板８６ａと第２偏光板８６ｂとは、カメラ８１による撮像方向に対し直交する面に沿って隣り合うように配置された状態で設けられる。
【００９８】
偏光板８６を構成する第１偏光板８６ａ及び第２偏光板８６ｂは、支持具８７によって一体的にスライド可能に支持される（矢印Ｃ１参照）。支持具８７は、偏光板８６を、第１偏光板８６ａ及び第２偏光板８６ｂが隣り合う方向にスライドさせる。支持具８７は、カメラ８１に入射する光が、第１偏光板８６ａ及び第２偏光板８６ｂのそれぞれを通過することができる範囲で、偏光板８６をスライド可能に支持する。つまり、支持具８７は、第１偏光板８６ａがカメラ８１の撮像視野を遮る状態と、第２偏光板８６ｂがカメラ８１の撮像視野を遮る状態とが得られるように、偏光板８６をスライドさせる。
【００９９】
このように、本実施形態の撮像装置８０では、偏光手段としての偏光制御部８２は、カメラ８１により受光される光のうち所定の方向の偏光成分のみを透過させる偏光部としての第１偏光板８６ａと第２偏光板８６ｂとを含む偏光板８６と、偏光板８６をスライド動作可能に支持する可動支持部としての支持具８７とを含む。撮像装置８０では、支持具８７は、偏光板８６を、この偏光板８６によるカメラ８１により受光される光に対する偏光方向が変化するようにスライド動作可能に支持する。つまり、支持具８７は、第１偏光板８６ａを通過した光がカメラ８１に受光される状態と、第２偏光板８６ｂを通過した光がカメラ８１に受光される状態とを切り換えることで、偏光板８６によるカメラ８１により受光される光に対する偏光方向を変化させる。そして、偏光制御部８２は、支持具８７による偏光板８６のスライド動作により、第１の偏光状態と第２の偏光状態とを切り換える。
【０１００】
本実施形態の撮像装置８０によれば、第２実施形態の撮像装置７０と同様、簡単な構成により、第１の偏光状態と第２の偏光状態とを切り換えるための構成を実現することができる。なお、本実施形態の撮像装置８０においては、第１偏光板８６ａに対応するカメラと第２偏光板８６ｂに対応するカメラとの２台のカメラを備えることにより、偏光板８６をスライドさせるための構成を省略することができる。また、本実施形態の撮像装置８０においても、第１実施形態と同様に、偏光板８６を回転させる構成を備えることで、偏光制御部８２の偏光方向についてのオフセット角度調節を行うことができる。
【０１０１】
本発明の第４実施形態について、図１０を用いて説明する。なお、第１実施形態と共通する部分については、適宜説明を省略する。本実施形態の撮像装置９０は、第１実施形態の撮像装置５０における液晶部５５による偏光状態の切換えの代わりに、ビームスプリッタを用いることで、第１の偏光状態と第２の偏光状態との各状態についての撮像を行う。
【０１０２】
図１０に示すように、本実施形態の撮像装置９０は、それぞれ支持部９３ａ，９３ｂにより支持される２台のカメラ９１ａ，９１ｂと、ビームスプリッタ９２とを有する。
【０１０３】
図１０に示すように、ビームスプリッタ９２は、撮像装置９０の撮像光として入射する光のうち、図中破線で示す所定の偏光方向の光を透過させるとともに、図中１点鎖線で示す別の所定の偏光方向の光を反射する。本実施形態に係るビームスプリッタ９２は、ビームスプリッタ９２を透過する光と、ビームスプリッタ９２を反射する光との偏光方向が互いに直交するように構成される。
【０１０４】
図１０に示すように、撮像装置９０が備える２台のカメラのうち、一方のカメラ９１ａは、ビームスプリッタ９２を透過する光を受光する位置に配置され、他方のカメラ９１ｂは、ビームスプリッタ９２を反射する光を受光する位置に配置される。すなわち、本実施形態の撮像装置９０は、撮像光として入射する光そのものを、ビームスプリッタ９２によって、互いに偏光方向が直交する第１の偏光状態と第２の偏光状態とに分割し、各状態についての撮像光景の撮像を２台のカメラによって行う。
【０１０５】
このように、本実施形態の撮像装置９０では、２台のカメラ９１ａ，９１ｂのうち、一方のカメラ９１ａが、第１の偏光状態で撮像光景の撮像を行う第１の撮像部として機能し、他方のカメラ９１ｂが、第２の偏光状態で撮像光景の撮像を行う第２の撮像部として機能する。つまり、本実施形態の撮像装置９０は、撮像手段として、第１の撮像部として機能するカメラ９１ａと、第２の撮像部として機能するカメラ９１ｂとを含む。
【０１０６】
そして、本実施形態の撮像装置９０では、偏光手段は、入射光を２方向に分割して出射するビームスプリッタ９２を含み、ビームスプリッタ９２の一方の方向の出射光が第１の偏光状態でカメラ９１ａに入射し、ビームスプリッタ９２の他方の方向の出射光が第２の偏光状態でカメラ９１ｂに入射するように構成されている。
【０１０７】
本実施形態の撮像装置９０によれば、簡単な構成により、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態での撮像光景の撮像を行うことができる。また、本実施形態の撮像装置９０によれば、２台のカメラ９１ａ，９１ｂにより、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態での撮像光景の撮像を同時に行うことができるため、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態での撮像画像を取得するための工程を簡略化することができる。
【０１０８】
以下では、本発明に係る撮像装置が備える好ましい構成について説明する。なお、以下の説明では、第１実施形態の撮像装置５０を例に説明する。
【０１０９】
［撮像光景の変化検出］
撮像装置５０においては、撮像光景に変化があったか否かの判定が行われ、撮像光景に変化があったと判定された場合、生成した差分画像情報を破棄する処理が行われる。撮像光景が変化する場合としては、例えば、撮像光景に存在していた物体が移動してフレームアウトしたり、逆に撮像光景に新たな物体が移動してフレームインしたり、撮像装置５０の撮像方向が変化したりする場合等が想定される。
【０１１０】
撮像光景に変化があったか否かの判定は、それぞれ異なるタイミングで取得された第１偏光画像情報及び第２偏光画像情報により生成された２つの差分画像情報の比較により行われる。具体的には、撮像光景に変化があったか否かは、生成された２つの差分画像情報が比較されることで、対応する各画素についての輝度の差が算出され、この輝度の差の値や、輝度の差が比較的大きな画素が存在する面積の大きさ等に基づいて判定される。
【０１１１】
そして、撮像光景に変化があったと判定された場合、その判定に際して比較された２つの差分画像情報は、破棄される。なお、ここで破棄される差分画像情報としては、例えば、先に生成された差分画像情報のみ、あるいは後に生成された差分画像情報のみであってもよい。
【０１１２】
こうした撮像光景に変化があったか否かの判定処理は、撮像装置５０が備えるＣＰＵ５９とメモリ６０とを含む構成により行われる。つまり、本実施形態の撮像装置５０では、ＣＰＵ５９とメモリ６０とを含む構成が、生成された２つの差分画像情報を比較し、比較した２つの差分画像情報の輝度の差に基づいて、撮像光景に変化があったか否かを判定し、撮像光景に変化があったと判定した場合、差分画像情報を破棄する判定処理手段として機能する。
【０１１３】
このような撮像装置５０による処理（以下「判定破棄処理」という。）について、図１１に示すフロー図を用いて説明する。図１１に示すように、判定破棄処理では、まず、ＬＣＤ画像切り出し処理として、上述したような差分画像情報を生成する処理が、２回繰り返して行われる（Ｓ１１０，Ｓ１２０）。つまり、図７に示すような差分画像情報を生成するためのステップＳ１０〜Ｓ５０までの処理が、異なるタイミングで２回繰り返して行われる。
【０１１４】
次に、ステップＳ１１０にて先に生成された差分画像情報と、ステップＳ１２０にて後に生成された差分画像情報とが比較される（Ｓ１３０）。そして、ステップＳ１３０による２つの差分画像情報の比較結果に基づき、２つの差分画像情報の内容に相違があったか否かが判定される（Ｓ１４０）。つまり、比較される２つの差分画像情報の輝度の差に基づいて、２つの差分画像情報の内容に食い違いがあるか否かが判定される。こうした判定処理は、ＣＰＵ５９により、メモリ６０に記憶された２つの差分画像情報が用いられ、各画像情報における各画素の輝度に基づいて行われる。このステップＳ１４０での判定により、撮像光景に変化があったか否かが判定される。
【０１１５】
ステップＳ１４０において、２つの差分画像情報の内容に相違があったと判定された場合（Ｓ１４０：Ｙｅｓ）、撮像失敗フラグがたてられる（Ｓ１５０）。つまりこの場合、先の差分画像情報の生成時から後の差分画像情報の生成時までの間に、撮像光景に変化があったということで、比較された２つの差分画像情報についての撮像は失敗とされる。したがって、この場合、上記のとおり、比較された２つの差分画像情報は破棄される。
【０１１６】
一方、ステップＳ１４０において、２つの差分画像情報の内容に相違があったと判定されなかった場合（Ｓ１４０：Ｎｏ）、比較された２つの差分画像情報は、取得され、使用者１００に対する表示等に利用される（Ｓ１６０）。つまりこの場合、先の差分画像情報の生成時から後の差分画像情報の生成時までの間に、撮像光景に変化がなかったということで、比較された２つの差分画像情報についての撮像は成功であり、生成された差分画像情報は取得され、利用される。
【０１１７】
以上のような判定破棄処理が行われることにより、撮像装置５０による撮像光景が切り替わったことを検出することが可能となる。これにより、時間の経過によって撮像光景の内容が食い違った場合であっても、差分画像情報に基づく差分画像におけるＬＣＤ部分の抽出を妨げる撮像光景の変化の影響を排除することができ、正確にＬＣＤの部分を抽出することができる。
【０１１８】
また、判定破棄処理においては、撮像装置５０による撮像光景の変化があったと判定された場合、カメラ５１による撮像光景の撮像を再度行わせる。すなわち、判定処理手段を構成するＣＰＵ５９は、ステップＳ１４０にて撮像光景の変化があったと判定した場合（Ｓ１４０：Ｙｅｓ）、カメラ５１に、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態での撮像光景の撮像を再度行わせる。
【０１１９】
具体的には、ＣＰＵ５９は、カメラ５１を制御するカメラ制御部５４に対して、カメラ５１による撮像光景の再撮像を行うための指令信号を送ることで、カメラ５１に、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態での撮像光景の撮像を再度行わせる。そして、カメラ５１による再度の撮像によって取得された第１偏光画像情報及び第２偏光画像情報に基づき、あらためて差分画像情報の生成が行われる。
【０１２０】
このように、判定破棄処理において、２つの差分画像情報の内容に相違があるか否かの判定結果に応じて、カメラ５１による再度の撮像が行われることにより、差分画像情報を生成するための処理を正確かつ円滑に進めることができ、使用者１００の負担を軽減することができる。すなわち、判定破棄処理において、２つの差分画像情報の内容の食い違いが生じた場合であっても、自動的にカメラ５１による再撮影が行われることにより、使用者１００は、再度撮影を行うための操作等を要することなく、良好な作業性が得られる。
【０１２１】
また、判定破棄処理においては、撮像装置５０による撮像光景の変化があったと判定された場合、使用者１００に対する警報を発する。すなわち、判定処理手段を構成するＣＰＵ５９は、ステップＳ１４０にて撮像光景の変化があったと判定した場合（Ｓ１４０：Ｙｅｓ）、警報を発する。
【０１２２】
具体的には、ＣＰＵ５９は、周辺ＩＦ６４に対して、警報を発するための指令信号を送ることで、警報を発する。ここで発せられる警報としては、例えば、ランプ等による視覚的な警報や、ブザーや音声等による聴覚的な警報や、バイブレーション等の触覚的な警報等、種々の警報が挙げられる。
【０１２３】
このように、判定破棄処理において、２つの差分画像情報の内容に相違があるか否かの判定結果に応じて、警報を発することにより、使用者１００に、差分画像情報の生成に失敗したことを容易に認識させることができる。これにより、使用者１００は、差分画像情報の生成に失敗が生じた場合、素早い対処を行うことができる。
【０１２４】
［偏光方向調節］
続いて、撮像装置５０において、上述したような偏光方向についてのオフセット角度調節が自動的に行われる場合の処理（以下「偏光角度調節処理」という。）について説明する。偏光角度調節処理は、上述したように、偏光方向調節手段として機能する歯車部５７ａを有する支持具５７と、ギア６１と、モータ６２と、モータ駆動回路６３とを含む構成において行われる。
【０１２５】
偏光角度調節処理は、ＬＣＤ１１１（図４参照）から出る特定の偏光方向に対して、撮像装置５０における偏光制御部５２の第１の偏光状態の第１の偏光方向と、第２の偏光状態の第２の偏光方向とが、４５°ずれている場合を想定し、偏光制御部５２の偏光方向の調節を行う処理である。
【０１２６】
互いに直交する第１の偏光方向及び第２の偏光方向が、ＬＣＤ１１１から出る特定の偏光方向に対して４５°ずれている場合、ＬＣＤ１１１から出る特定の偏光方向の光について、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態でカメラ５１に達する光の光量は略同じとなる。このため、第１の偏光状態で取得される第１偏光画像情報と、第２の偏光状態で取得される第２偏光画像情報とは、ＬＣＤ１１１の部分を含め略同じ内容となる。
【０１２７】
そこで、偏光角度調節処理は、第１の偏光方向及び第２の偏光方向がＬＣＤ１１１から出る特定の偏光方向に対して４５°ずれている場合に生じる、第１偏光画像情報と第２偏光画像情報とが略同じとなる現象を利用して、偏光制御部５２の偏光方向の調節を自動的に行う。
【０１２８】
偏光角度調節処理について、図１２に示すフロー図を用いて説明する。図１２に示すように、偏光角度調節処理では、まず、偏光制御部５２が所定の偏光状態で、カメラ５１による撮像光景の撮影が行われる（Ｓ２１０）。ここでは、偏光制御部５２の液晶部５５に電圧が印加されない第１の偏光状態で、カメラ５１による撮像光景の撮像が行われることとする。
【０１２９】
次に、第１の偏光状態から、カメラ５１に受光させる光の偏光方向が、９０°回転させられる（Ｓ２２０）。つまり、偏光制御部５２の液晶部５５に所定の電圧が印加され、偏光制御部５２の偏光状態が、第１の偏光状態から第２の偏光状態に切り換えられる。偏光制御部５２が第２の偏光状態に切り換えられた後、かかる状態で、カメラ５１による撮像光景の撮影が行われる（Ｓ２３０）。
【０１３０】
続いて、ステップＳ２１０での撮像により取得された第１偏光画像情報による撮像画像と、ステップＳ２３０での撮像により取得された第２偏光画像情報による撮像画像とが比較される（Ｓ２４０）。ここでは、各撮像画像の輝度が比較される。
【０１３１】
そして、ステップＳ２４０における撮像画像の比較結果として得られる差分画像情報に相当する画像情報に基づく差分画像において、暗い領域があるか否かが判定される（Ｓ２５０）。暗い領域があるか否かの判定は、差分画像において、輝度が予め設定された所定の値よりも低い領域が存在するか否かにより行われる。ここで設定される所定の値は、最大輝度の値に比べて十分に低い輝度の値である。
【０１３２】
ステップＳ２５０において、差分画像において暗い領域がないと判定された場合（Ｓ２５０：Ｎｏ）、偏光制御部５２の偏光方向は、元の状態に戻され、偏光制御部５２の偏光方向が、４５°回転させられ（Ｓ２６０）、処理はステップＳ２１０に戻り、カメラ５１による撮像光景の撮影が行われる。ここで、偏光制御部５２の偏光方向の回転は、モータ駆動回路６３によって制御されるモータ６２の回転により行われる。
【０１３３】
すなわち、差分画像において暗い領域がない場合は、ＬＣＤの部分が暗く表示されていないということであり、第１の偏光方向及び第２の偏光方向がＬＣＤ１１１から出る特定の偏光方向に対して４５°ずれている状態、あるいはそれに近い状態が生じている場合である。したがって、かかる場合、偏光制御部５２の偏光方向が、ステップＳ２１０の前の状態に戻され、４５°回転させられ、再度カメラ５１による撮影が行われる。
【０１３４】
一方、ステップＳ２５０において、差分画像において暗い領域があると判定された場合（Ｓ２５０：Ｙｅｓ）、画像の明暗の差が計算される（Ｓ２７０）。ここで計算される画像の明暗の差とは、ステップＳ２１０にて取得された撮像画像と、ステップＳ２３０にて取得された撮像画像との輝度の差であり、差分画像（図４（ｃ）、差分画像１２０Ｃ参照）の輝度に相当する。ステップＳ２７０において計算される画像の明暗の差の値としては、差分画像における輝度の平均値あるいは合計の値が適宜採用される。
【０１３５】
すなわち、差分画像において暗い領域がある場合は、ＬＣＤの部分が暗く表示されているということであり、第１の偏光方向及び第２の偏光方向がＬＣＤ１１１から出る特定の偏光方向に対して９０°ずれている状態、あるいはそれに近い状態が生じている場合である。したがって、かかる場合、偏光制御部５２の偏光方向を４５°回転することは行われず、上記のとおり画像の明暗の差が計算される。なお、ステップＳ２５０における暗い領域があるか否かの判定は、例えば、差分画像のいずれかの画素において、予め設定された所定輝度を基準に、所定輝度を下回る画素が存在するか否かにより行われる。
【０１３６】
ステップＳ２７０において、画像の明暗の差の計算が行われた後、算出された差が、前回算出された差よりも大きいか否かが判定される（Ｓ２８０）。ここで、算出された差が、前回算出された差よりも大きいと判定された場合（Ｓ２８０：Ｙｅｓ）、偏光制御部５２の偏光方向は、元の状態に戻されてから、前回と同じ方向に少し回転させられる。ここでの偏光制御部５２の偏光方向の回転は、モータ駆動回路６３によって制御されるモータ６２の回転により、所定のピッチ（例えば１°）で行われる。
【０１３７】
このようなステップＳ２１０〜Ｓ２９０までの一連の処理が、ステップＳ２８０において、算出された差が、前回算出された差よりも大きいと判定されなくなるまで行われる。つまり、ステップＳ２８０において算出された差が、前回算出された差よりも大きいと判定されなかった場合（Ｓ２８０：Ｎｏ）、偏光角度調節処理は終了し、オフセット角度調節が完了する。
【０１３８】
このように、偏光角度調節処理においては、偏光制御部５２を保持する支持具５７を少しずつ回転させることで、画像の明暗の差、つまり差分画像の輝度が最も大きくなる角度まで、偏光制御部５２による偏光方向の角度がサーチされる。なお、偏光角度調節処理において、１回目（ｎ＝１）のステップＳ２８０では、画像の明暗の差の比較対象がないことから、処理はステップＳ２９０に進む。
【０１３９】
以上のように、偏光角度調節処理においては、差分画像情報に輝度が所定の値よりも低い領域が存在する場合、第１偏光画像情報と第２偏光画像情報とが比較される。そして、比較された２つの画像情報の輝度の差がピークとなるまで、撮像光景に対して第１の偏光方向及び第２の偏光方向を変化させることで、カメラ５１による撮像光景に対する偏光方向が調節される。
【０１４０】
以上のような偏光角度調節処理が行われることにより、偏光制御部５２の偏光方向の角度を、適切な角度となるように自動で調節することが可能となる。これにより、第１の偏光方向及び第２の偏光方向がＬＣＤ１１１から出る特定の偏光方向に対して４５°ずれている場合であっても、容易に偏光制御部５２の偏光方向の角度を調節することが可能となり、正確にＬＣＤの部分を抽出することができる。
【０１４１】
また、撮像装置５０において、偏光制御部５２による撮像光景に対する偏光方向を調節は、使用者１００による手動操作によって行われてもよい。この場合、撮像装置５０が備える周辺ＩＦ６４として、ボタンやダイヤル等の操作部が備えられ、この操作部の操作によって、偏光制御部５２による偏光方向の調節量が操作される。
【０１４２】
つまり、本実施形態の撮像装置５０においては、周辺ＩＦ６４として備えられるボタンやダイヤル等の操作部が、偏光制御部５２による撮像光景に対する偏光方向の調節量を操作するための操作手段として機能する。具体的には、周辺ＩＦ６４としての操作部が操作されることにより、その操作部の操作量に応じた信号が、モータ駆動回路６３に送られ、モータ６２の回転量が制御される。
【０１４３】
このように、偏光制御部５２による撮像光景に対する偏光方向を調節が使用者１００による手動操作によって行われることで、使用者１００が任意に偏光制御部５２による撮像光景に対する偏光方向を調節することが可能となる。
【０１４４】
［ノイズ検出］
撮像装置５０においては、撮像光景に存在するＬＣＤのフレームレートが遅い場合、ＬＣＤの画素にかけた電圧が逃げて行ってしまうために、ＬＣＤの画面の上下方向に明るさの違いが生じる場合がある。具体的には、ＬＣＤ画面１３０は、画面の横方向のラインについて、上下方向に順にラインごとに電圧が印加されることで、フレームレートに応じて上下方向に表示画像が更新されていく。
【０１４５】
このため、図１３に示すように、ＬＣＤ画面１３０においては、上下方向に徐々に明度が変化する場合がある。ＬＣＤ画面１３０におおける上下方向の明度の差は、例えば、図１３において符号Ｎ１で示すように、上下方向の所定の位置において、ライン方向の明暗の差が最も大きくなる境目として生じる。そこで、撮像装置５０においては、生成した差分画像において、上下方向の所定の位置にライン方向の明暗が存在する場合、この明暗をノイズとして検出するための処理（以下「ノイズ検出処理」という。）が行われる。
【０１４６】
こうしたノイズ検出処理は、撮像装置５０が備えるＣＰＵ５９とメモリ６０とを含む構成により行われる。つまり、本実施形態の撮像装置５０では、ＣＰＵ５９とメモリ６０とを含む構成が、カメラ５１の撮像により取得された画像情報に基づき、その画像情報においてライン方向に延びる所定の明暗があるか否かを判定する画質判定手段として機能する。
【０１４７】
ノイズ検出処理について、図１４に示すフロー図を用いて説明する。図１４に示すように、ノイズ検出処理においては、まず、ＬＣＤ画像切り出し処理として、上述したような差分画像情報を生成する処理が、所定期間をあけて、２回繰り返して行われる（Ｓ３１０，Ｓ３２０，Ｓ３３０）。つまり、図７に示すような差分画像情報を生成するためのステップＳ１０〜Ｓ５０までの処理が、所定期間をあけて、異なるタイミングで２回繰り返して行われる。
【０１４８】
ステップＳ３２０において、２回のＬＣＤ画像切り出し処理の間にあけられる所定期間としては、例えば、ＬＣＤ画面１３０のフレームレートに基づき、ＬＣＤ画面１３０が１回更新される時間よりも短い時間が採用される。
【０１４９】
次に、ステップＳ１１０にて先に生成された差分画像情報と、ステップＳ１２０にて後に生成された差分画像情報とが比較される（Ｓ３４０）。そして、ステップＳ３４０による２つの差分画像情報の比較結果に基づき、ライン方向に明暗があるか否かが判定される（Ｓ３５０）。つまり、比較される２つの差分画像情報の輝度の差に基づいて、２つの差分画像情報の少なくともいずれかに、ライン方向に明暗があるか否かが判定される。こうした判定処理は、ＣＰＵ５９により、メモリ６０に記憶された２つの差分画像情報が用いられ、各画像情報における各画素の輝度に基づいて行われる。
【０１５０】
ステップＳ３５０において、ライン方向に明暗があると判定された場合（Ｓ３５０：Ｙｅｓ）、再撮影フラグがたてられる（Ｓ３６０）。つまりこの場合、比較された２つの差分画像情報のいずれかにノイズとしてのライン方向の明暗が存在するということで、比較された２つの差分画像情報についての撮像は失敗であり、カメラ５１による再度の撮像が行われる。この場合、例えば、比較された２つの差分画像情報は破棄される。
【０１５１】
一方、ステップＳ３５０において、ライン方向に明暗があると判定されなかった場合（Ｓ３５０：Ｎｏ）、比較された２つの差分画像情報は、取得され、使用者１００に対する表示等に利用される（Ｓ３７０）。つまりこの場合、比較された２つの差分画像情報のいずれについてもノイズとしてのライン方向の明暗が存在しないということで、比較された２つの差分画像情報についての撮像は成功であり、生成された差分画像情報は取得され、利用される。
【０１５２】
なお、図１４に示すフロー図で説明したノイズ検出処理は、所定期間をあけて異なるタイミングで生成された差分画像情報に基づいて行われているが、ノイズ検出処理は、カメラ５１によって所定期間をあけて異なるタイミングで取得された画像情報に基づいて行われてもよい。つまり、撮像装置５０において行われるノイズ検出処理は、上記のとおりＬＣＤ画面１３０のフレームレートに基づく所定期間を隔てた異なるタイミングで生成された差分画像情報同士、あるいは同じく異なるタイミングで取得された画像情報同士（第１偏光画像情報及び第２偏光画像情報の各画像情報同士又は異なる画像情報同士）の比較により行われる。そして、ノイズ検出処理では、比較される２つの画像情報の輝度の差に基づいて、２つの画像情報の少なくともいずれかに、ライン方向に明暗があるか否かが判定される。
【０１５３】
以上のようなノイズ検出処理が行われることにより、撮像装置５０により生成される差分画像情報に基づく差分画像において生じやすい画面のライン方向のノイズを除去することができる。これにより、撮像画像としては適さないライン方向の明暗が存在する無駄な画像情報の取得を止めることができ、使用者１００に、より鮮明な差分画像を表示させることができる。
【０１５４】
以上説明したように、本実施形態に係る撮像装置によれば、以下の効果が期待できる。
【０１５５】
（１）本実施形態に係る撮像装置５０は、第１の偏光方向を有する第１の偏光状態と、第１の偏光方向に直交する第２の偏光方向を有する第２の偏光状態とを有する偏光制御部５２と、偏光制御部５２を通して第１の偏光状態及び第２の偏光状態で同一の撮像光景を撮像するカメラ５１と、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態での偏光制御部５２を通したカメラ５１の撮像により取得される第１偏光画像情報及び第２偏光画像情報の入力を受け、第１偏光画像情報と第２偏光画像情報との差分処理を行うことにより、差分画像情報を生成する差分処理手段を備える。これにより、外部装置への接続を要することなくカメラ５１により得られた画像情報からＬＣＤの部分を抽出することができ、画像情報の加工の過程でデータ処理にミスが生じることなく、ＬＣＤの画面での作業を補助することができる。
【０１５６】
（２）また、本実施形態に係る撮像装置５０においては、撮像光景に対して第１の偏光方向及び第２の偏光方向を変化させることで、偏光制御部５２による撮像光景に対する偏光方向を調節する偏光方向調節手段をさらに備える。これにより、差分画像情報による差分画像においてＬＣＤの部分を確実に抽出することができる。
【０１５７】
（３）また、本実施形態に係る撮像装置５０においては、偏光制御部５２は、液晶部５５を含み、液晶部５５の電極への印加電圧を変化させることにより、第１の偏光状態と第２の偏光状態とを切り換える。これにより、液晶部５５に対する電圧の印加状態によって、偏光制御部５２による偏光方向を容易に切り換えることができる。
【０１５８】
（４）また、本実施形態に係る撮像装置７０においては、偏光制御部７２（偏光制御部８２）は、カメラ７１（カメラ８１）により受光される光のうち所定の方向の偏光成分のみを透過させる偏光板７６（偏光板８６）と、偏光板７６（偏光板８６）を、偏光板７６（偏光板８６）によるカメラ７１（カメラ８１）により受光される光に対する偏光方向が変化するように回転（スライド）動作可能に支持する支持具７７（支持具８７）と、を含み、支持具７７（支持具８７）による偏光板７６（偏光板８６）の回転（スライド動作）により、第１の偏光状態と第２の偏光状態とを切り換える。これにより、簡単な構成により、第１の偏光状態と第２の偏光状態とを切り換えるための構成を実現することができる。
【０１５９】
（５）また、本実施形態の撮像装置９０においては、撮像手段は、第１の偏光状態で撮像光景の撮像を行うカメラ９１ａと、第２の偏光状態で撮像光景の撮像を行うカメラ９１ｂと、を含み、偏光手段は、入射光を２方向に分割して出射するビームスプリッタ９２を含み、ビームスプリッタ９２の一方の方向の出射光が第１の偏光状態でカメラ９１ａに入射し、ビームスプリッタ９２の他方の方向の出射光が第２の偏光状態でカメラ９１ｂに入射するように構成されている。これにより、簡単な構成により、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態での撮像光景の撮像を行うことができる。また、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態での撮像光景の撮像を同時に行うことができるため、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態での撮像画像を取得するための工程を簡略化することができる。
【０１６０】
（６）また、本実施形態の撮像装置５０は、差分処理手段により生成された２つの差分画像情報を比較し、比較した２つの差分画像情報の輝度の差に基づいて、撮像光景に変化があったか否かを判定し、撮像光景に変化があったと判定した場合、差分画像情報を破棄する判定処理手段をさらに備える。これにより、撮像装置５０による撮像光景が切り替わったことを検出することが可能となり、時間の経過によって撮像光景の内容が食い違った場合であっても、差分画像情報に基づく差分画像におけるＬＣＤ部分の抽出を妨げる撮像光景の変化の影響を排除することができ、正確にＬＣＤの部分を抽出することができる。
【０１６１】
（７）また、本実施形態の撮像装置５０においては、判定処理手段は、撮像光景の変化があったと判定した場合、カメラ５１に、第１の偏光状態及び第２の偏光状態の各状態での撮像光景の撮像を再度行わせる。これにより、差分画像情報を生成するための処理を正確かつ円滑に進めることができ、使用者１００の負担を軽減することができる。
【０１６２】
（８）また、本実施形態の撮像装置５０においては、判定処理手段は、撮像光景の変化があったと判定した場合、警報を発する。これにより、使用者１００に、差分画像情報の生成に失敗したことを容易に認識させることができるので、使用者１００は、差分画像情報の生成に失敗が生じた場合、素早い対処を行うことができる。
【０１６３】
（９）また、本実施形態の撮像装置５０は、偏光方向調節手段による撮像光景に対する偏光方向の調節量を操作するための周辺ＩＦ６４をさらに備える。これにより、使用者１００が任意に偏光制御部５２による撮像光景に対する偏光方向を調節することが可能となる。
【０１６４】
（１０）また、本実施形態の撮像装置５０においては、偏光方向調節手段は、差分画像情報に輝度が所定の値よりも低い領域が存在する場合、第１偏光画像情報と第２偏光画像情報とを比較し、比較した２つの画像情報の輝度の差がピークとなるまで、撮像光景に対して第１の偏光方向及び第２の偏光方向を変化させることで、カメラ５１による撮像光景に対する偏光方向を調節する。これにより、第１の偏光方向及び第２の偏光方向がＬＣＤ１１１から出る特定の偏光方向に対して４５°ずれている場合であっても、容易に偏光制御部５２の偏光方向の角度を調節することが可能となり、正確にＬＣＤの部分を抽出することができる。
【０１６５】
（１１）また、本実施形態の撮像装置５０は、カメラ５１の撮像により取得された画像情報に基づき、この画像情報においてライン方向に延びる所定の明暗があるか否かを判定する画質判定手段をさらに備える。これにより、撮像画像としては適さないライン方向の明暗が存在する無駄な画像情報の取得を止めることができ、使用者１００に、より鮮明な差分画像を表示させることができる。
【０１６６】
（１２）本実施形態のＨＭＤ１は、撮像装置５０と、使用者１００に認識させる画像を投影する投影ユニット３と、撮像装置５０及び投影ユニット３を支持し、使用者１００の頭部に装着可能なフレーム４と、を備え、差分画像情報に基づく差分画像を、投影ユニット３による画像の投影対象に表示する。これにより、ＨＭＤ１の構成を利用して、撮像装置５０により生成された差分画像を使用者１００に表示することができ、ＬＣＤを使って作業をしている使用者１００を効果的に支援することができる。
【符号の説明】
【０１６７】
１      ＨＭＤ
２      コントロールユニット
３      投影ユニット（投影装置）
５０    撮像装置
５１    カメラ（撮像手段）
５２    偏光制御部（偏光手段）
５５    液晶部（液晶素子）
５６    偏光板（偏光部）
５７    支持具（可動支持部）
５９    ＣＰＵ
６０    メモリ
６１    ギア
６２    モータ
６３    モータ駆動回路
７０    撮像装置
７１    カメラ（撮像手段）
７２    偏光制御部（偏光手段）
７６    偏光板
７７    支持具（可動支持部）
８０    撮像装置
８１    カメラ（撮像手段）
８２    偏光制御部（偏光手段）
８６    偏光板
８７    支持具（可動支持部）
９０    撮像装置
９１ａ  カメラ（第１の撮像部）
９１ｂ  カメラ（第２の撮像部）
９２    ビームスプリッタ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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