(57)【要約】  赤外線で照明されたシーン及び／又は物体のビデオ画像を表示するための装着型表示装置であって、表示装置が、表示装置が装着されたときにユーザの視野内に位置決めされる透明ディスプレイと、周囲環境の反射赤外線画像をそれぞれキャプチャする少なくとも２つのカメラを含む立体視ビデオカメラ装置と、立体視カメラ装置から赤外線画像を受け取り、同時に（ｉ）実時間の第１の赤外線照明ビデオ画像を、ユーザの左目視野に部分的に重なる透明ディスプレイの左目ビューポート部分に投写し、（ｉｉ）実時間の第２の赤外線照明ビデオ画像を、ユーザの右目視野に部分的に重なる透明ディスプレイの右目ビューポート部分に投写する投写システムを含む。
2016521480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線で照明された物体のビデオ画像を表示するための装着型表示装置であって、
前記表示装置が装着されたときにユーザの視野内に位置決めされる透明ディスプレイと、
周囲環境の反射赤外線画像をそれぞれキャプチャする少なくとも２つのカメラを含む立体視ビデオカメラ装置と、
前記立体視カメラ装置から赤外線画像を受け取り、（ｉ）第１の赤外線照明ビデオ画像を、ユーザの左目視野に部分的に重なる前記透明ディスプレイの左目ビューポート部分に投写し、（ｉｉ）第２の赤外線照明ビデオ画像を、前記ユーザの右目視野に部分的に重なる透明ディスプレイの右目ビューポート部分に投写する投写システムとを含む装着型表示装置。
【請求項２】
前記周囲環境に赤外線を照明する赤外線光源を更に含む、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項３】
前記赤外線光源は、複数の赤外線ライトを含む赤外線ライトアレイを含む、請求項２に記載の装着型表示装置。
【請求項４】
前記アレイが、前記装着型表示装置に脱着式に取り付け可能である、請求項３に記載の装着型表示装置。
【請求項５】
前記赤外線光源が、複数の赤外線ライトをそれぞれ含む複数の赤外線ライトアレイを含み、
前記アレイがそれぞれ、前記装着型表示装置に脱着式に取り付け可能である、請求項２に記載の装着型表示装置。
【請求項６】
前記複数のライトアレイのうちの少なくとも１つが、実質的に線形の赤外線ライトアレイを含む、請求項５に記載の装着型表示装置。
【請求項７】
前記複数の赤外線ライトが、立体視ビデオカメラ装置のまわりに配列された、請求項３に記載の装着型表示装置。
【請求項８】
前記立体視ビデオカメラ装置が、前記少なくとも２つのカメラが取り付けられたハウジングを含む、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項９】
前記立体視ビデオカメラ装置が、前記装着型表示装置に脱着式に取り付け可能である、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項１０】
前記立体視カメラ装置は、前記装着型表示装置が装着されたときにユーザの鼻のまわりの実質的に中心に配置される、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項１１】
前記投写システムが、（ｉ）前記装着型ディスプレイの左側に取り付けられ、前記第１の赤外線照明ビデオ画像を前記左目ビューポート部分に投写するように構成された第１のプロジェクタと、（ｉｉ）前記装着型ディスプレイの右側に取り付けられ、前記第２の赤外線照明ビデオ画像を前記右目ビューポート部分に投写するように構成された第２のプロジェクタとを含む、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項１２】
前記装着型表示装置が装着されたとき、前記左目ビューポートが、実質的に前記ユーザの左目と反対側に位置決めされ、前記右目ビューポートが、実質的に前記ユーザの右目と反対側に位置決めされた、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項１３】
前記左目及び右目ビューポート部分が、前記透明ディスプレイの領域の半分未満を構成する、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項１４】
照明された周囲環境で、前記透明ディスプレイは、前記ユーザが、（ｉ）前記透明ディスプレイによる前記周囲環境と、（ｉｉ）前記第１及び第２の赤外線照明ビデオ画像とを同時に見るように構成された、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項１５】
更に紫外光光源を含む、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項１６】
前記少なくとも２つのカメラが、前記周囲環境の反射紫外線照明ビデオ画像をキャプチャするように構成され、
前記プロジェクタシステムは、（１）前記少なくとも２つのカメラから前記紫外線照明ビデオ画像を受け取り、（２）前記紫外線照明ビデオ画像を前記透明ディスプレイの前記左目ビューポート部分と前記右目ビューポート部分に投写するように構成された、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項１７】
前記少なくとも２つのカメラが、前記周囲環境の反射熱ビデオ画像をキャプチャするように構成され、
前記プロジェクタシステムが、（１）前記少なくとも２つのカメラから前記熱ビデオ画像を受け取り、（２）前記熱ビデオ画像を、前記透明ディスプレイの前記左目ビューポート部分と前記右目ビューポート部分に投写するように構成された、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項１８】
前記立体視カメラ装置が、音声を受け取り記録するマイクロフォン装置を更に含む、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項１９】
前記立体視カメラ装置が、ビデオデータと音声データの少なくとも１つを伝送するデータポートを更に含む、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項２０】
前記データポートが、前記立体視ビデオカメラ装置の側面に配置された、請求項１９に記載の装着型表示装置。
【請求項２１】
前記立体視ビデオカメラ装置が、高解像度ビデオ画像をキャプチャするように構成された、請求項２０に記載の装着型表示装置。
【請求項２２】
立体視赤外線照明ビデオ画像を表示するための装着型表示めがねにおいて、
前記表示めがねが装着されたときに前記ユーザの視野内に位置決めされる透明ディスプレイと、
前記透明ディスプレイを支持し、前記めがねが装着されたときに前記ユーザの左耳と右耳の上にそれぞれ位置決めされる左側フレームと右側フレームと、
赤外線を周囲環境に照明する赤外線光源と、
立体視カメラ装置とを含み、前記立体視カメラ装置が、
前記周囲環境の反射赤外線照明ビデオ画像をそれぞれキャプチャする２つのカメラであって、前記２つのカメラ間の収束／発散角度が調整可能である２つのカメラと、
前記２つのカメラから前記赤外線照明ビデオ画像を受け取り、（ｉ）第１の赤外線照明ビデオ画像を、前記ユーザの左目視野に部分的に重なる前記透明ディスプレイの左目ビューポート部分に投写し、（ｉｉ）第２の赤外線照明ビデオ画像を、前記ユーザの右目視野に部分的に重なる前記透明ディスプレイの右目ビューポート部分に投写する投写システムとを含み、
前記投写されたビデオ画像が、三次元画像として感知されるように構成された、装着型表示めがね。
【請求項２３】
前記２つのカメラ間の収束／発散角度が、前記ユーザによって手動で調整可能である、請求項２２に記載の装着型表示めがね。
【請求項２４】
前記２つのカメラの収束／発散角度が、自動調整可能である、請求項２２に記載の装着型表示めがね。
【請求項２５】
前記２つのカメラの前記収束／発散角度が、前記ユーザの目の予想焦点距離に基づいて自動的に調整されるように構成された、請求項２２に記載の装着型表示めがね。
【請求項２６】
前記２つのカメラが、近視的な画像表示のための相対的収束角度と、遠視的な画像表示のための相対的発散角度とを有するように構成された、請求項２２に記載の装着型表示めがね。
【請求項２７】
前記２つのカメラはそれぞれ、前記第１の赤外線照明ビデオ画像が、前記第２の赤外線照明ビデオ画像に部分的に重なるように位置決めされた、請求項２２に記載の立体視カメラ照明装置。
【請求項２８】
立体視カメラ装置において、
ハウジングと、
第１のカメラと第２のカメラであって、前記ハウジングにそれぞれ回転可能に取り付けられ、周囲環境の部分的に重なるビデオ画像をキャプチャするように構成された第１のカメラと第２のカメラと、
同時に前記第１のカメラを第１の軸のまわりに回転させ、前記第２のカメラを前記第１の軸と実質的に平行な第２の軸のまわりに回転させることによって、前記第１と第２のカメラ間の収束／発散視線角度を調整する調整機構とを含む立体視カメラ装置。
【請求項２９】
前記第１と第２のカメラそれぞれの回転中心が、前記第１と第２のカメラそれぞれの光学素子の後方の近くにそれぞれ配置された、請求項２８に記載の立体視カメラ装置。
【請求項３０】
前記第１と第２のカメラそれぞれの回転中心が、前記第１と第２のカメラそれぞれの撮像センサの前縁の近くに配置された、請求項２８に記載の立体視カメラ装置。
【請求項３１】
前記調整機構が、
前記２つのカメラのそれぞれに結合されたねじ切部材を有するターンバックルを含み、
前記ターンバックルの回転によって、前記ねじ切部材を拡張又は後退させ、それにより２つのカメラを回転させる、請求項２８に記載の立体視カメラ装置。
【請求項３２】
前記ターンバックルが、手動で回転されうる、請求項３１に記載の立体視カメラ装置。
【請求項３３】
前記ターンバックルに固定された手動調整ホイールを更に有し、前記ホイールの回転が前記ターンバックルを回転させる、請求項３２に記載の立体視カメラ装置。
【請求項３４】
前記ターンバックルが、前記ハウジング内に位置決めされ前記ハウジングによって取り囲まれ、
前記ホイールの少なくとも一部分は、前記ユーザが前記ハウジングの外側からアクセス可能である、請求項３３に記載の立体視カメラ装置。
【請求項３５】
前記ハウジングが、前記ホイールが軸方向に動くのを防ぐ位置合わせガイドを有する、請求項３３に記載の立体視カメラ装置。
【請求項３６】
前記第１のカメラを収容し、前記ハウジングに回転可能に取り付けられた第１のキャリッジと、
前記第２のカメラを収容し、前記ハウジングに回転可能に取り付けられた第２のキャリッジとを更に含む、請求項３１に記載の立体視カメラ装置。
【請求項３７】
前記キャリッジがそれぞれ、前記ターンバックルねじ切部材の端部に固定された接続部分を有する、請求項３６に記載の立体視カメラ装置。
【請求項３８】
前記ねじ切部材が、前記第１と第２のカメラの回転分解能を規定するねじ山ピッチを有する、請求項３１に記載の立体視カメラ装置。
【請求項３９】
前記立体視カメラ装置が、装着型表示装置に脱着式に取り付け可能である、請求項３１に記載の立体視カメラ装置。
【請求項４０】
カメラ装置を装着型表示めがねに取り付けるように構成されたクリップ留めカメラ組立体において、
カメラ組立体であって、
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられたカメラとを含むカメラ組立体と、
前記ハウジングに取り付けられ、前記表示めがねの一部分に前記カメラ組立体をクリップ留めすることによって前記表示めがねに前記ハウジングを固定することを可能にするクリップ留め構造とを含む、クリップ留めカメラ組立体。
【請求項４１】
前記クリップ止め構造が、前記カメラ組立体を前記表示めがねにクリップ留めするように構成され、前記カメラ組立体が、前記表示めがねが装着されたときにユーザの鼻のまわりの実質的に中心に配置されるようにする、請求項４０に記載のクリップ留めカメラ組立体。
【請求項４２】
前記クリップ留め構造が、前記表示めがねのフレームにクリップ留めされるように構成された、請求項４０に記載のクリップ留めカメラ組立体。
【請求項４３】
前記クリップ留め構造が、前記突出部と前記ハウジングとの間の前記表示めがねのフレームを挟むように構成された少なくとも１つのＪ形又はＬ形突出部を有する、請求項４０に記載のクリップ留めカメラ組立体。
【請求項４４】
前記クリップ留め構造を前記表示めがねの前記フレームに留める締結具を更に有する、請求項４３に記載のクリップ留めカメラ組立体。
【請求項４５】
前記ハウジングの下部に配置された支持パッドを更に有する、請求項４０に記載のクリップ留めカメラ組立体。
【請求項４６】
赤外線で照明された物体のビデオ画像を表示するための表示システムであって、
装着されたときにユーザの視野内に位置決めされる透明ディスプレイを含む装着型ディスプレイと、
赤外線を周囲環境に照明する赤外線光源と、
前記周囲環境の反射赤外線照明ビデオ画像をそれぞれキャプチャする少なくとも２つのカメラを含む立体視ビデオカメラ装置と、
前記立体視カメラ装置から前記赤外線照明ビデオ画像を受け取り、（ｉ）第１の赤外線照明ビデオ画像を、前記ユーザの左目視野に部分的に重なる前記透明ディスプレイの左目ビューポート部分に投写し、（ｉｉ）第２の赤外線照明ビデオ画像を、前記ユーザの右目視野に部分的に重なるユーザの前記透明ディスプレイの右目ビューポート部分に投写する装着型ディスプレイに取り付けられた投写システムとを含む表示システム。
【請求項４７】
前記立体視ビデオカメラ装置が、前記赤外線照明ビデオ画像を前記投写システムに無線で送信する、請求項４６に記載の表示システム。
【請求項４８】
前記立体視ビデオカメラ装置が、移動式リモート制御装置に取り付けられるように構成された、請求項４６に記載の表示システム。
【請求項４９】
前記立体視ビデオカメラ装置が、テレスコープ式ロッドの端部に取り付けられるように構成された、請求項４６に記載の表示システム。
【請求項５０】
前記立体視ビデオカメラ装置が、安全帽に取り付けられるように構成された、請求項４６に記載の表示システム。
【請求項５１】
前記赤外線光源が、前記安全帽に取り付けられるように構成された、請求項５０に記載の表示システム。
【請求項５２】
前記安全帽のまわりに配置されたベルトと、
前記ベルトに留められたブラケット取付け機構と、
前記ブラケット取付け機構に回転可能に固定された支持装置とを更に含み、
前記立体視ビデオカメラ装置が、前記支持装置の一端に取り付けられ、前記赤外線光源が、前記支持装置の他端に取り付けられた、請求項５０に記載の表示システム。
【請求項５３】
前記支持装置が、前記立体視ビデオカメラ装置の視角と前記赤外線光源の視角が実質的に同じになるように実質的に９０°で曲げられた、請求項５２に記載の表示システム。
【請求項５４】
前記支持装置が回転されたとき、前記立体視ビデオカメラ装置の前記視角と前記赤外線光源の前記視角が、実質的に同じままである、請求項５３に記載の取付け機構組立体。
【請求項５５】
前記支持装置を前記立体視ビデオカメラ装置に留める締結具を更に含む、請求項５２に記載の取付け機構組立体。
【請求項５６】
前記ベルトが、安全帽を取り囲み、前記安全帽の上部の上に延在する、請求項５２に記載の取付け機構組立体。
【請求項５７】
前記ブラケット取付け機構が、前記支持装置を適所に固定するために締付力を増大させ、
前記ブラケット取付け機構が、前記支持装置を回転させるために締付力を減少させる、請求項５２に記載の取付け機構組立体。
【請求項５８】
前記少なくとも２つのカメラそれぞれのカメラレンズの中心線間の距離が、１０ｍｍ〜７０ｍｍの範囲である、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項５９】
前記立体視ビデオカメラ装置が、前記周囲環境の第１と第２の熱画像をそれぞれキャプチャする少なくとも２つのカメラを含む、請求項１に記載の装着型表示装置。
【請求項６０】
前記投写システムは、また、前記立体視カメラ装置から前記熱画像を受け取り、（ｉ）前記第１の赤外線照明ビデオ画像と第１の熱ビデオ画像を、前記ユーザの左目視野に部分的に重なる前記透明ディスプレイの前記左目ビューポート部分に投写し、（ｉｉ）前記第２の赤外線照明ビデオ画像と第２の熱ビデオ画像を、前記ユーザの右目視野に部分的に重なる前記透明ディスプレイの前記右目ビューポート部分に投写する、請求項５９に記載の装着型表示装置。
【請求項６１】
前記第１の赤外線照明ビデオ画像と前記第１の熱ビデオ画像が、調整可能な強度で投写され、
前記第２の赤外線照明ビデオ画像と前記第２の熱ビデオ画像が、前記調整可能な強度で投写される、請求項６０に記載の装着型表示装置。
【請求項６２】
前記投写システムが、また、前記立体視カメラ装置から熱画像を受け取り、（ｉ）第１の熱ビデオ画像を、前記ユーザの左目視野に部分的に重なる前記透明ディスプレイの前記左目ビューポート部分に投写し、（ｉｉ）第２の熱ビデオ画像を、前記ユーザの右目視野に部分的に重なる前記透明ディスプレイの右目ビューポート部分に投写する、請求項５９に記載の装着型表示装置。
【請求項６３】
第３のカメラと第４のカメラであって、それぞれ前記ハウジングに回転可能に取り付けられ、前記周囲環境の部分的に重なるビデオ画像をキャプチャするように配置された第３のカメラと第４のカメラと、
前記第３及び第４のカメラそれぞれを前記調整機構に結合するターンバックル組立体とを含む、請求項２８に記載の立体視カメラ装置。
【請求項６４】
前記ターンバックル組立体の前記回転によって、前記４つのカメラが同時に回転する、請求項６３に記載の立体視カメラ装置。
【請求項６５】
前記少なくとも２つのカメラが、周囲環境の白色光、紫外線、アクティブ赤外線及び熱赤外線による反射画像をキャプチャする、請求項１に記載の装着型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本非仮出願は、２０１３年３月２２日に出願された米国仮出願第６１／８０４，４５８号の出願日利益を請求する。
【背景技術】
【０００２】
人間の裸眼は、助けがなければ電磁スペクトルの限られた部分（即ち、可視白色光）しか見ることができない。赤外線は、人間の目には見えないが、電子撮像センサによって検出可能である。
【０００３】
頭部装着型暗視装置は、低照度状態で見る能力を提供する。現在入手可能な多くの暗視装置は、（例えば、星明かりからの）既存の低レベル周囲光を収集し、次にユーザが暗闇で画像を見ることを可能にする化学及び電気プロセスによって光を増幅する。そのような暗視装置は、典型的には、ユーザが増幅画像を見ることだけを可能にし、したがってユーザの本来の視覚と視野を妨げ制限する閉じたシステムである。また、そのような暗視システムは、低照度又は無光状態用に設計されているので、明るい照明又は混合照明状態では暗視装置の機能が制限される。また、既存の装着型暗視表示装置は、高価であり、またかさばって装着しにくいことがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態は、赤外線照明画像を透明ディスプレイに投写する装置を提供する。
【０００５】
実施形態は、赤外線で照明されたシーン及び／又は物体のビデオ画像を表示するための装着型表示装置を含むことができ、表示装置は、表示装置が装着されたときにユーザの視野内に位置決めされる透明ディスプレイと、周囲環境の反射赤外線画像をそれぞれキャプチャする少なくとも２つのカメラを含む立体視ビデオカメラ装置と、立体視カメラ装置から赤外線画像を受け取り、（ｉ）第１の赤外線照明ビデオ画像を、ユーザの左目視野に部分的に重なる透明ディスプレイの左目ビューポート部分に投写し、（ｉｉ）第２の赤外線照明ビデオ画像を、ユーザの右目視野に部分的に重なる透明ディスプレイの右目ビューポート部分に投写する投写システムとを含む。
【０００６】
実施形態は、更に、立体視赤外線照明ビデオ画像を表示するための装着型表示めがねを含むことができ、このめがねは、表示めがねが装着されたときにユーザの視野内に位置決めされる透明ディスプレイと、透明ディスプレイを支持し、めがねが装着されたときにユーザの左耳と右耳の上にそれぞれ位置決めされる左側フレーム及び右側フレームと、赤外線を周囲環境に照明する赤外線光源と、立体視カメラ装置において、周囲環境の反射赤外線照明ビデオ画像をそれぞれキャプチャする２つのカメラであって、２つのカメラ間の収束／発散角度が調整可能な２つのカメラと、２つのカメラから赤外線照明ビデオ画像を受け取り、（ｉ）第１の赤外線照明ビデオ画像を、ユーザの左目視野に部分的に重なる透明ディスプレイの左目ビューポート部分に投写し、（ｉｉ）第２の赤外線照明ビデオ画像を、ユーザの右目視野に部分的に重なる透明ディスプレイの右目ビューポート部分に投写する投写システムとを含む立体視カメラ装置とを含み、投写ビデオ画像が、三次元画像として知覚されるように構成される装着型表示めがねを含むことができる。
【０００７】
実施形態は、また、ハウジングと、それぞれハウジングに回転可能に取り付けられ周囲環境の部分的に重なるビデオ画像をキャプチャするように構成された第１のカメラ及び第２のカメラと、同時に第１の軸のまわりに第１のカメラを回転させかつ第１の軸と実質的に平行な第２の軸のまわりに第２のカメラを回転させることによって第１と第２のカメラ間の収束／発散視線角度を調整する調整機構とを含む立体視カメラ装置を含むことができる。
【０００８】
更に、実施形態は、カメラ装置を装着型表示めがねに取り付けるように構成されたクリップ留めカメラ組立体を含むことができ、クリップ留めカメラ組立体は、ハウジングと、ハウジングに取り付けられたカメラとを含むカメラ組立体と、ハウジングに取り付けられ、カメラ組立体を表示めがねの一部分にクリップ留めすることによって表示めがねにハウジングを固定することを可能にするクリップ構造とを含むことができる。
【０００９】
最後に、実施形態は、赤外線で照明されたシーン及び／又は物体のビデオ画像を表示するための表示システムを含むことができ、表示システムは、装着型ディスプレイが装着されたときにユーザの視野内に位置決めされる透明ディスプレイを含む装着型ディスプレイと、周囲環境に赤外線を照明する赤外線光源と、周囲環境の反射赤外線照明ビデオ画像をそれぞれキャプチャする少なくとも２つのカメラを含む立体視ビデオカメラ装置と、立体視カメラ装置から赤外線照明ビデオ画像を受け取り、（ｉ）第１の赤外線照明ビデオ画像を、ユーザの左目視野に部分的に重なる透明ディスプレイの左目ビューポート部分に投写し、（ｉｉ）第２の赤外線照明ビデオ画像を、ユーザの右目視野に部分的に重なる透明ディスプレイの右目ビューポート部分に投写する装着型ディスプレイに取り付けられた投写システムとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の以上その他の目的、特徴、態様及び利点は、以下の添付図面と共に読まれたときに以下の詳細な説明から明らかになる。
【００１１】
【図１】一実施形態による赤外線ビデオ表示めがねを装着しているユーザの正面図である。
【図２】別の実施形態による赤外線ビデオ表示めがねを装着しているユーザの斜視図である。
【図３】透明ビデオ表示めがねの一実施形態を示す分解図である。
【図４】ビデオ表示めがねの動作を示す切除後面図である。
【図５Ａ】赤外線ビデオ表示めがねを装着しているユーザの視点からの視界であり、図５Ａは、暗視画像が透明ディスプレイに投写されないときにユーザが見る画像を示す図である。
【図５Ｂ】赤外線ビデオ表示めがねを装着しているユーザの視点からの視界であり、図５Ｂは、暗視画像が透明ディスプレイに投写されたときにユーザが見る画像を示す図である。
【図５Ｃ】赤外線ビデオ表示めがねを装着しているユーザの視点からの視界であり、図５Ｃは、昼間の赤外線ビデオ表示めがねの動作を例示する類似のシーンを示す図である。
【図５Ｄ】赤外線ビデオ表示めがねを装着しているユーザの視点からの視界であり、図５Ｄは、昼間の赤外線ビデオ表示めがねの動作を例示する類似のシーンを示す図である。
【図６】カメラと照明装置の分解図である。
【図７】図６のカメラと照明装置の後部の分解図である。
【図８】カメラ装置のハウジング組立体の分解前面図である。
【図９】ターンバックル調整機構を示すカメラ装置の平面図である。
【図１０Ａ】ターンバックル調整機構を使用した収束角度の調整を示すカメラ装置の平面図である。
【図１０Ｂ】ターンバックル調整機構を使用した収束角度の調整を示すカメラ装置の平面図である。
【図１０Ｃ】ターンバックル調整機構を使用した収束角度の調整を示すカメラ装置の平面図である。
【図１１】後部カメラハウジング内のデータポートの拡大図である。
【図１２】図１１に示された後部カメラハウジングの反対側の拡大図である。
【図１３】取り外された状態のカメラ装置と赤外線照明構成要素の側面図である。
【図１４】カメラ装置をビデオ表示めがねに留めるカメラ装置クリップ留め構造を示す拡大図である。
【図１５】安全帽に取り付けられた高出力赤外線照明システムを有するビデオ表示めがねを装着しているユーザを示す斜視図である。
【図１６】図１５に示された高出力赤外線照明システムの支持装置を示す斜視図である。
【図１７】赤外線照明システムと紫外線ＬＥＤライトバーを備えたカメラ装置の分解斜視図である。
【図１８】別の実施形態による赤外線ビデオ表示めがねの斜視図である。
【図１９】カメラ支持ハウジング内の２つのＬＷＩＲカメラと２つのビデオカメラセンサモジュールの前方図である。
【図２０】ターンバックル調整機構を示すカメラ支持ハウジングとカメラ装置の分解斜視図である。
【図２１】電気機械式スマート動き制御システムを備えたカメラ装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態を図１〜図２１に関して述べる。
【００１３】
本発明の実施形態は、赤外線照明画像を透明ディスプレイに投写することができる頭部装着型ビデオ表示装置を含む。これにより、ユーザは、暗闇又は低照度状態で画像を見ることができる。本明細書でしばしば使用される用語「暗視」は、シーン及び／又は物体の画像を低照度環境で見る強化機能を指し、夜間更には暗闇状態だけを指すものではない。実際には、透明ビデオ表示アイウェアによって実現できる１つの利点は、様々な照明状態で、例えば、光が全くない環境から、周囲光が少しだけ減少した夕暮れ状態まで画像をはっきり見る能力である。
【００１４】
本発明の実施形態は、様々な用途で使用されうる。ビデオ表示装置は、例えば、警察官、消防士、軍人、探索救助隊などの職業で役立つことがある。ビデオ表示装置を使用できる産業には、例えば、製造・検査、鉱業、医療、建設、油・ガス、建築、住宅検査・保守、機器検査・保守、海運、警備及び様々な屋外活動が挙げられる。
【００１５】
図１は、透明立体視ビデオ表示めがね１０１の一実施形態を装着しているユーザ１００を示す。ビデオ表示めがね１０１の立体視システムは、アイウェアに取り付けられた小型赤外線立体視カメラ装置１０２と赤外線照明システム１０３とを含むことができる。立体視カメラ装置１０２は、ビデオ表示めがね１０１の中央領域（例えば、ユーザの鼻のほぼ中央）に取り付けられてもよく、その結果カメラ装置１０２のカメラで撮られた画像は、ユーザの正常な視力の眺望とほぼ同じである。赤外線照明システム１０３は、カメラ装置１０２のまわりに取り付けられた中央照明アレイ１０３Ｃ、ユーザの左目の上のビデオ表示めがね１０１に取り付けられた左側赤外線照明ライトバー１０３Ｌ、及びユーザの右目の上のビデオ表示めがね１０１に取り付けられた右側赤外線照明ライトバー１０３Ｒを含むことができる。照明１０３Ｃ，１０３Ｌ，１０３Ｒはそれぞれ、複数の高輝度赤外線ＬＥＤ照明装置１０８を有することができる。
【００１６】
ビデオ表示めがね１０１は、平均的な大人用にサイズが決められてもよい。眼間距離は、人間の各目の中心間の距離である。典型的な大人（男性）の眼間距離は、一般に、約６５ｍｍであることが知られている。ビデオ表示めがね１０１は、３０ｍｍ〜９０ｍｍ、例えば５５ｍｍ〜７５ｍｍの広範囲の瞳孔間隔により使用するように修正されてもよい。
【００１７】
カメラ装置１０２は、５個の赤外線照明ＬＥＤ１０８からなる２つの中心照明アレイ１０３Ｃを有することができる。赤外線照明ライトバー１０３Ｌ，１０３Ｒはそれぞれ、６つのＬＥＤの線形アレイを有することができる。各アレイは、所望の視野範囲に応じてこれより多数又は小数のＬＥＤを含んでもよく、アレイは、ビデオ表示めがね１０１の形状、ＬＥＤのサイズと形状などによって異なるように配列されてもよい。代替構成では、ライトバー１０３Ｒ，１０３Ｌが、ユーザの目の上のビデオ表示めがねフレームの上部に位置決めされてもよく、別個のライトバーが、ユーザの目の下のビデオ表示めがねフレームの下部に位置決めされてもよい。このように、ビデオ表示めがね１０１の２個の眼鏡レンズ１０１Ｇが、赤外線照明ＬＥＤ１０８によって部分的に取り囲まれてもよい。そのような構成は、より多い赤外線照明ＬＥＤ１０８を提供することができ、その結果、カメラ装置１０２の視野範囲を更に高めることができる。
【００１８】
図２は、照明ライトバー１０３Ｌ，１０３Ｒのないビデオ表示めがね１０１を装着しているユーザを示す。赤外線照明の量と種類は、所望の視野範囲により異なってもよい。例えば、ライトバー１０３Ｌ，１０３Ｒのないビデオ表示めがね１０１の視野範囲は、近似的に、赤外線ＬＥＤの質と強度により例えば２５〜４０フィート（約７．６〜１２．２ｍ）でよい。他方、ライトバー１０３Ｌ，１０３Ｒを有するビデオ表示めがね１０１の視野範囲は、近似的に、例えば７５フィート（約２２．９ｍ）以上でよい。幾つかの態様では、ＬＥＤの所望の範囲と強度により、赤外線照明システム１０３は、例えば、２〜２０フィート（約０．６〜６．１ｍ）、５〜１５フィート（約１．５〜４．６ｍ）、１０〜５０フィート（約３．５〜１５．２ｍ）、１５〜３０フィート（約１．５〜９．１ｍ）、２０〜２５フィート（約６．１〜７．６ｍ）、３０〜１００フィート（約９．１〜３０．５ｍ）、４０〜８０フィート（約１２．２〜２４．４ｍ）及び５０〜６０フィート（約１５．２〜１８．３ｍ）の範囲の幾つかのＬＥＤを含むことができる。
【００１９】
任意の適切な赤外線ＬＥＤ１０８を使用することができる。市販の高輝度ＬＥＤを使用することができる。好ましくは、ＬＥＤは、例えば、１５〜５００ｍＷの範囲の強度を有することができ、例えば７３０ｎｍ〜９５０ｎｍ以内の波長の光を放射することができる。
【００２０】
図３は、透明ビデオ表示めがね１０１の分解図を示す。ビデオ表示めがね１０１は、２つの透明眼鏡レンズ１０１Ｇを有することができ、透明眼鏡レンズ１０１Ｇは、カメラ装置１０２によってキャプチャされた画像がレンズ１０１Ｇに投写される左側及び右側透明ビデオ画像表示ビューポート１０１Ｌ，１０１Ｒを有することができる。２つの眼鏡レンズ１０１Ｇは、透明であり、したがって、ユーザが見る投写表示は透明であることが好ましい。眼鏡レンズ１０１Ｇは、必要に応じて、透明な処方レンズでよい。ビューポート１０１Ｌ，１０１Ｒは、ユーザの目に対向するように配置された２つの眼鏡レンズ１０１Ｇそれぞれの中心にあってもよく、レンズ１０１Ｇの領域の例えば１０〜６０％、又は２５〜５０％を占めることができる。２つの眼鏡レンズ１０１Ｇそれぞれの中心にあるビューポート１０１Ｌ，１０１Ｒは、ユーザが、ビューポート１０１Ｌ，１０１Ｒのまわりの全ての位置で周囲環境を見ることを可能にする。ビューポートプリズム１０１Ｌ，１０１Ｒは透明でもよい。
【００２１】
ビデオ表示めがね１０１は、カメラ装置１０２を含むことができる。幾つかの実施形態では、カメラ装置１０２は、ビューポート１０１Ｌ，１０１Ｒに投写されたときに立体視（三次元）に見える画像をキャプチャするように構成されてもよい。カメラ装置１０２は、カメラ装置１０２の中心線の両側に対称的に配置された２つの交換式高解像度デジタルビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒを含むことができる。２つのビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒは、それぞれの画像視野範囲が部分的に重なる状態で互いに近くに離間されることが好ましいことがある。この構成では、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌによってキャプチャされた画像が、ビューポート１０１Ｌに投写されて、ユーザの左目で見られるように構成され、同時にビデオカメラセンサモジュール１０４Ｒによってキャプチャされた画像が、ビューポート１０１Ｒに投写されて、ユーザの右目で見られるように構成されるので、ユーザは立体画像を見る。
【００２２】
２つのビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒは、具体的には、軸間距離に基づいて互いに対して位置決めされうる。軸間距離は、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒそれぞれのカメラレンズの中心間距離である。ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒ間の軸間距離は、５ｍｍ〜７０ｍｍ、又は１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲でよい。軸間距離は、約１６ｍｍであることが好ましい。軸間距離の調整によって、ビデオ表示めがね１０１による立体視三次元視覚効果を強めるか弱めるための様々な設定を実現することができる。
【００２３】
これらの実施形態では、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの横角度位置は、フィンガギアホイール１７１によって制御されうる。フィンガギアホイール１７１を回転させて、２つのビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの収束角度を調整することができる。ユーザ１００は、フィンガギアホイール１７１を使用して、２つのビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒ間の角度を手動で調整することができる。
【００２４】
この構成は、幾つかの利点を提供することができる。それぞれの目に２つのビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒを使用することにより、ユーザが見る画像を、単一ソース画像より大きい奥行感覚で提供することができる。２つのビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒ間の視角を調整して、カメラの収束及び発散を変化させて三次元奥行き効果を改善することができる。重ねられた画像は、更なる画像明瞭さを提供することができる。更に、フィンガギアホイール１７１によって、ユーザ１００は、ユーザの視覚に基づいて画像の三次元効果を較正することができ好都合である。また、収束角度を調整する機能は、投写された画像の焦点を変更することができ、したがって、様々な距離の画像を最適に見ることができ、例えば、カメラが相対的に収束されているときほど近い物体をより明瞭に見ることができ、カメラが相対的に発散されているときほど遠い物体をより明瞭に見ることができる。
【００２５】
ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒは、様々な照明状態でビデオ画像を撮影することができ、また赤外線を検出できることが好ましい。ビデオ画像は、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒによってキャプチャされ必要に応じて記録されてもよい。キャプチャされたビデオ画像は、高解像度及び／又はデジタル品質のものでよい。適切なカメラセンサには、例えば、汎用相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）影像センサと電荷結合素子（ＣＣＤ）影像センサが挙げられる。追加の適切なカメラセンサには、例えば、８〜１４μｍの赤外線波長を有する、ＬＥＰＴＯＮ  Ｌｏｎｇｗａｖｅサーマルイメージングとして示されたＦＬＩＲ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．製品を含む、ＬＷＩＲモジュールが挙げられる。したがって、ＣＭＯＳ画像センサ、ＣＣＤ画像センサ及びＬＷＩＲモジュールの組み合わせによって、ユーザは、白色光、紫外線、アクティブ赤外線及び熱赤外線スペクトル全体にわたる同時デジタルビデオ表示を提供することができる。
【００２６】
カメラ装置１０２の前面は、マイクロフォン１０６と光センサ１０７を有することができる。マイクロフォン１０６は、環境から音声データを受け取り、音声データをメモリに記録し記憶することができる。この特徴は、音声データを記録し記憶し、音声データを、分析又は記録のためにビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒが受け取ったビデオデータの特定部分と関連付けることができ好都合である。
【００２７】
光センサ１０７は、環境の光強度に基づいて赤外線照明ＬＥＤ１０８を活動化（活性化）するために使用されうる。具体的には、光センサ１０７は、低照度状態が検出されたときに赤外線照明ＬＥＤ１０８を活動化することができる。この特徴は、環境状態がそのような使用を必要とするときだけ赤外線照明ＬＥＤ１０８が有利に動作することを許可することによって、エネルギーを効率的に使用することができる。同様に、光センサ１０７は、夜明け、夕暮れ、夜間などの様々な照明状態に基づいて特定数の赤外線照明ＬＥＤ１０８を活動化することができる。したがって、光センサ１０７は、必要な赤外線照明ＬＥＤ１０８だけを活動化して動作させることができる。したがって、ユーザ１００は、使用される赤外線照明ＬＥＤ１０８の数によって指定された範囲内で赤外線照明領域を見ることができる。あるいは、ユーザは、光センサ１０７によって検出された周囲光の量に関係なく、ＬＥＤ１０８を手動で活動化させることができる。別の実施形態では、光センサ１０７から命令を受け取ったとき、全てのＬＥＤ１０８が直ちに活動化されてもよく、特定の時間後に活動化されもよい。
【００２８】
ライトバー１０３Ｌ，１０３Ｒは、カメラ装置１０２の両側に取り付けられてもよい。ライトバー１０３Ｌ，１０３Ｒ上の赤外線ＬＥＤ照明装置１０８は、カメラ装置１０２に取り付けられた赤外線照明ＬＥＤ１０８より高強度でもよい。強度が高いほどカメラ装置１０２の視野範囲を大きくすることができる。ライトバー１０３Ｒ，１０３Ｌは、赤外線ＬＥＤランプバー電源コネクタ１７５及び音声／映像／電力／データポート貫通コネクタ１７６によってカメラ装置１０２に機械電気的に留められてもよい。ライトバー電源コネクタ１７５は、データポート２４０（図１２）とカメラ装置１０２の側面で係合することができる。この接続は、ライトバー１０３Ｒに電力を提供して動作させることができる。具体的には、環境の光強度に基づいて、カメラ装置１０２の光センサ１０７は、ライトバー１０３Ｒの特定数の赤外線ＬＥＤ照明装置１０８を活動化することができる。
【００２９】
ライトバー１０３Ｌのデータポート貫通コネクタ１７６は、カメラ装置１０２内のデータポート１８６（図６）に接続することができる。この接続は、同様に、ライトバー１０３Ｌに電力を提供して動作させることができる。データポート貫通コネクタ１７６は、カメラ装置１０２と画像焦点システム５０２Ｒ，５０２Ｌ間の音声データとビデオデータの伝達機構の役割を果たすことができる（図４）。画像焦点システム５０２Ｒ，５０２Ｌは、ビデオ表示めがね１０１のフレームの各側面に配置されてもよく、またユーザ１００が見るビデオ表示めがね１０１のビューポート１０１Ｌ，１０１Ｒに画像を投写することができる。画像焦点システム５０２Ｒ，５０２Ｌに関する詳細は、図４に関して後述される。
【００３０】
カメラ装置１０２と赤外線照明ライトバー１０３Ｌ，１０３Ｒは、ビデオ表示めがね１０１のフレームの上面にクリップ留めされてもよい。光照明バーのクリップ留めフレーム支持体１１３Ｌ，１１３Ｒは、アイウェアフレームにクリップ留めされるように構成されたＪ形プラスチック部材でよい。クリップ留めフレーム支持体１１３Ｌ，１１３Ｒは、ライトバー１０３Ｒ，１０３Ｌそれぞれの下面に配置されてもよく、またカメラ装置１０２から離れた、ライトバー１０３Ｒ，１０３Ｌの端部近くに位置決めされてもよい。クリップ留め支持体１１３Ｌ，１１３Ｒをカメラ装置１０２から離れたライトバー１０３Ｒ，１０３Ｌの近くに位置決めすることによって、ビデオ表示めがね１０１の安定性を高めることができる。クリップ留めフレーム支持体１１３Ｌ，１１３Ｒは、ビデオ表示めがね１０１のフレームに取り付けるときに弾性変形して、照明ライトバー１０３Ｌ，１０３Ｒとビデオ表示めがね１０１のフレームとの間に確実な嵌め合いを有利に提供することができる。
【００３１】
図４は、ビデオ表示めがね１０１の動作を示す。適切なビデオ表示めがねは、Ｍｏｖｅｒｉｏ頭部装着形ディスプレイ（Ｓｅｉｋｏ  Ｅｐｓｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を含む。具体的には、カメラ装置１０２と赤外線ライトアレイ１０３Ｃ，１０３Ｒ，１０３Ｌは、前向き方向５０５で協働して、低照度状態を照明し、反射赤外線と反射可視光を検出することができる。ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒは、実時間ビデオ画像をキャプチャすることができる。それぞれの実時間ビデオ画像は、ビデオ表示めがね１０１内の内部配線を介して、それぞれの高分解能微小ビデオ表示装置５０１Ｌ，５０１Ｒに送信されてもよい（好ましくは実時間で）。実時間ビデオ画像を高分解能微小ビデオ表示装置５０１Ｌ，５０１Ｒに直接転送できることが好ましい。高分解能微小ビデオ表示装置５０１Ｌ，５０１Ｒは、また、ビデオ処理及び表示電子回路５０７Ｌ，５０７Ｒと共に動作して、実時間ビデオ画像を分析し立体視表示形式に処理することができる。高分解能微小ビデオ表示装置５０１Ｒ，５０１Ｌ及びビデオ処理及び表示電子回路５０７Ｌ，５０７Ｒは、ビデオ表示めがね１０１のそれぞれの側面フレーム上に配置されてもよい。
【００３２】
光学画像焦点システム５０２Ｌ，５０２Ｒは、ビデオ表示めがね１０１の前部フレームとそれぞれの側部フレームの角部に提供されてもよい。光学画像焦点システム５０２Ｌ，５０２Ｒ内の光学組立体は、立体視実時間ビデオ画像の拡大表示及び／又は解像度改善を提供することができる。前述したように立体視実時間ビデオ画像が処理された後で、ビデオ画像は、空中ビデオ画像伝達機構５０３Ｌ，５０３Ｒを介して、ユーザが見るビデオ表示めがね１０１のそれぞれの眼鏡レンズ１０１Ｇのビューポート１０１Ｌ，１０１Ｒに向けて実時間で同時に投写されてもよい。そのとき、ユーザ１００の目５００Ｒ，５００Ｌは、投写画像を示すビューポート１０１Ｌ，１０１Ｒの方に向けられた視線５０４Ｌ，５０４Ｒによって、立体視実時間ビデオ画像を見ることができる。適切なビデオ表示めがねの構成要素と動作は、例えば、米国特許第８，６６２，６８６号、第８，６５４，４４５号、第８，５８７，８６９号、第８，５７６，４９１号、第８，５６４，８８３号及び第５，７３９，７９７号、並びに米国特許出願公報第２０１３／０２２２２１４号、第２０１３／０２２２８９６号、第２０１３／０２２２９１９号及び第２０１３／０２３５４４０号に記載されており、これらの文献は、引用により全体が本明細書に組み込まれる。
【００３３】
レンズ１０１Ｇが透明なので、ユーザ１００は、ビューポートプリズム１０１Ｌ，１０１Ｒに投写された立体視実時間ビデオ画像のまわりの環境を同時に見ることができる。これにより、ユーザ１００は、全視野を有し立体視実時間ビデオ画像を同時に見ることができ好都合である。
【００３４】
図５Ａ〜図５Ｄは、ビデオ表示めがね１０１の例示的機能を示す。図５Ａは、暗視システムのスイッチが切られたときにビデオ表示めがね１０１で家を見ているユーザの眺めを示す。このシナリオでは、ビデオ表示めがね１０１は、周囲光が最少の状態の夜間に使用されている。この視界は、自然の部分照明された夜間シーンを表わす。家の外部の細部をある程度詳しく見ることができるが、家の内部の特定の細部は、視覚化するのがきわめて難しい。ユーザ１００は、家の扉が開いていることを観察できるが、戸口の向こうの家の内部の物体を見ることができない。
【００３５】
図５Ｂは、暗視システムのスイッチが入れられたときにビデオ表示めがね１０１で図５Ｂに示された同じ家を見ているユーザ１００の同じ眺めを示す。暗視システムは、家の内部に赤外線を照射し、家の画像を透明ビューポートに投写し、したがって、ビューポートは、赤外線カメラビデオ画像を示す。図に示したように、ユーザ１００は、扉の向こうと暗い家の内側の細部を即座に正確に見ることができる。また、ユーザ１００は同時に、ビューポートのまわりの環境を自然又は通常状態で見ることができる。これにより、ユーザ１００は、視覚的な奥行き感覚を保持することができる。図５Ｂは、ビデオ表示めがねによって、ユーザが、家の暗い内部と多少暗い入口領域を見ることができることを示す。
【００３６】
図５Ｃは、暗視システムのスイッチが切られたときにビデオ表示めがね１０１で洞穴を見ているユーザ１００を示す。ビデオ表示めがね１０１は、周囲光の量が豊富な昼間に使用されている。この視界は、自然日光で照明されたシーンを表わす。洞穴の外部の細部は、周囲光のためはっきりと見ることができる。しかしながら、周囲光が洞穴の囲まれた領域に入らないので、洞穴内の細部をはっきりと見ることができない。
【００３７】
図５Ｄは、暗視システムのスイッチが入れられたときにビデオ表示めがね１０１で図５Ｃに示された同じ洞穴を見ているユーザ１００を示す。暗視システムは、赤外線を洞穴の内部に投写し、洞穴の内部の赤外線照明物体の画像をキャプチャする。次に、暗視システムは、赤外線ビデオ画像をビデオ表示めがね１０１の透明観察窓に投写する。ユーザ１００は、対話している４人のグループを見ることができる。また、ユーザ１００は、同時に、洞穴のまわりの環境を自然又は普通の状態で見ることができる。
【００３８】
図５Ａ〜図５Ｄは、以下の利点を示す。ビデオ表示めがね１０１は、夜間に機能することができるが、昼間又はより豊富な量の周囲光がある状態でも機能することができる。実時間ビデオ画像を透明ディスプレイに投写することができるので、実時間ビデオ画像は、周囲光がより強い状態ではより透明に見え、周囲光がより弱い状態ではあまり透明に見えない。これにより、ユーザは、実質的に、より強い照明状態では自然環境を見て、より暗い状態では投写画像により依存することができる。更に、より暗い状態で、ユーザは、奥行きをより正確に視覚的に決定することができる。夜間に奥行き感覚が失われないので、ユーザは、例えば、より安全に歩き、走り、障害物をよけ、物体に達し触れ、物体の距離をより高い精度で視覚的に判断することができる。これらの利点は、暗闇において先行技術の暗視システムや単眼型視覚装置によっては提供されない。
【００３９】
図６は、ライトバー１０３Ｒ，１０３Ｌに取り付けることができるカメラ装置１０２の例示的な実施形態の分解図である。カメラ装置１０２は、前方カメラケースフェースプレート１６０を有することができる。前部フェースプレート１６０は、カメラ装置１０２に対する前部カバーとして働き、カメラ装置１０２内の構成要素を取り囲み、固定し、保護することができる。前部フェースプレート１６０の外表面は、アレイ１０３Ｃの赤外線照明ＬＥＤ１０８を有することができる。フェースプレート１６０は、また、マイクロフォン１０６と光センサ１０７を有することができる。前部フェースプレート１６０は、また、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒがビデオデータを取り込むための少なくとも２つの開口１６１Ｌ，１６１Ｒを有することができる。
【００４０】
ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒは、前部フェースプレート１６０の内側面のすぐ後ろに配置されてもよく、少なくとも２つの開口１６１Ｌ，１６１Ｒと位置合わせされてもよい。ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒはそれぞれ、カメラレンズ１６２Ｌ，１６２Ｒを含むことができる。ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒとカメラレンズ１６２Ｌ，１６２Ｒは、カメラ装置１０２の右側と左側で交換可能でよい。カメラレンズ１６２Ｌ，１６２Ｒは、可視光感度が極めて低くなるように、また７００〜１１００ナノメートルの近似スペクトル範囲内の赤外線感度が高くなるように構成されてもよい。ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒとカメラレンズ１６２Ｌ，１６２Ｒは、高解像度ビデオを含む映像をキャプチャし記録することができる。そのような構成により、様々な視界のために様々な光学素子を使用することができる。更に、この構成により、様々なビデオセンサ、サーマル式センサ、及び立体視のための他のタイプの撮像技術を含む他のタイプの撮像センサを使用することができる。
【００４１】
ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒは、カメラモジュール支持キャリッジ１６３Ｌ，１６３Ｒの内側に固定されてもよい。ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒとカメラモジュール支持キャリッジ１６３Ｌ，１６３Ｒの間の係合形態は、プレスばめでよく、したがって、構成要素が、塑性変形又は締まりばねによってクリップ式に結合される。係合形態は、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒが性能低下までで対応できる圧力の量と、カメラモジュール支持キャリッジ１６３Ｌ，１６３Ｒ内のビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの動きによる許容可能な誤差の量に依存することがある。
【００４２】
支持キャリッジ１６３Ｌ、１６３Ｒはそれぞれ、ピン１６４及び軸受１６５システムを含むことができる。軸受１６５の外径は、支持キャリッジ１６３のボア１８５（図８を参照）にプレスばめされてもよく、ピン１６４は、軸受１６５と締まりばめで係合してもよい。支持キャリッジ１６３Ｌ，１６４Ｒのピン１６４及び軸受１６５システムは、カメラ支持ハウジング１６８に締まりばめで配置されたそれぞれのカメラ軸受ガイドピン穴１６６及びそれぞれのカメラキャリッジ軸受支持ガイド１６７と係合することができる。軸受支持ガイド１６７及びボア１８５は、カメラ支持ハウジング１６８の軸受１６５及び支持キャリッジ１６３にプレスばめをそれぞれ提供することができる半円形又は実質的に円形でよい。
【００４３】
ピン１６４は、軸受１６５内に配置され、それにより、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの回転中心を、ほぼ光学素子の後側で撮像センサの前縁に位置決めすることができる。この構成によって、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒが、カメラ支持ハウジング１６８内で回転することができ、したがってカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの光学的位置合わせが可能になる。この構成は、更に、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒが回転するときの滑らかな横方向の角運動を提供し、ビデオ表示めがね１０１の操作中の安定性を高めることができる。
【００４４】
カメラモジュール支持キャリッジ１６３Ｌ，１６３Ｒの後面は、ターンバックル１７０に接続するカメラキャリッジターンバックル接続アーム１６９に接続される。ターンバックル１７０は、フィンガギアホイール１７１と正確に同期するように協働し、カメラ装置１０２内でビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒを回転させ、立体視調整を提供する。ターンバックル１７０は、２つの雄ねじ部分１７０Ｌ，１７０Ｒと、２つの雄ねじ部分１７０Ｌ，１７０Ｒと係合する対応する雌ねじを有する中心体１７０Ｃを有することができる。前述のように、ユーザ１００は、フィンガギアホイール１７１を調整してビジョンアライメントすることができる。この構成の動作については、後で更に詳しく検討される。
【００４５】
カメラ装置１０２の上記構成要素を組み立てるために、支持キャリッジ１６３Ｌ，１６４Ｒが、カメラ支持ハウジング１６８内に固定されてもよい。前部フェースプレート１６０は、カメラ支持ハウジング１６８の前面に固定されてもよく、後部カメラハウジング１７３は、カメラ支持ハウジング１６８の後面に固定されてもよい。前部フェースプレート１６０と後部カメラハウジング１７３は、カメラ支持ハウジング１６８にプレスばめされてもよく、締結具で留められてもよく、塑性変形によってクリップ留めされてもよい。前部フェースプレート１６０と後部カメラハウジング１７３は、カメラ装置１０２内の構成要素を取り囲み保護するカバーの役割を果たすことができる。
【００４６】
後部カメラハウジング１７３の外側面は、データポート１８６を有することができる。データポート１８６は、カメラ装置１０２との間で音声データ、ビデオデータ及び電力を伝送することができる。データポート１８６は、後部カメラハウジング１６３の片側又は両側に配置されてもよく、データポート貫通コネクタ１７６を介してライトバー１０３Ｌ，１０３Ｒに接続されてもよい。
【００４７】
図７は、図６のカメラ装置１０２の分解後面図を示す。前部フェースプレート１６０の内側面に、前部音声及び電力コネクタ１４０を含むことができる。音声及び電力コネクタ１４０は、マイクロフォン１０６と光センサ１０７との間の音声データ及び電力をカメラ装置１０２に伝送することができる。ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒは、カメラセンサモジュールビデオ出力及び電力コネクタ１９１を有することができる。ビデオ出力及び電源コネクタ１９１は、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒとカメラ装置１０２との間でビデオデータと電力を伝送することができる。
【００４８】
カメラ支持ハウジング１６８は、ターンバックル１７０及びフィンガギアホイール１７１のための支持及び位置合わせガイド１９２を有することができる。支持及び位置合わせガイド１９２は、フィンガギアホイール１７１を位置合わせするカメラ支持ハウジング１６８の上面のスロット形開口でよい。フィンガギアホイール１７１の位置合わせは、フィンガギアホイール１７１の望ましくない軸方向の動きを防ぐので好都合である。フィンガギアホイール１７１は、軸方向に動いてはならず、回転しかできない。フィンガギアホイール１７１が軸方向に動くと、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの較正が不正確になることがある。支持及び位置合わせガイド１９２は、フィンガギアホイール１７１が、カメラ支持ハウジング１６８の上面より突出することを可能にする。この構成によって、ユーザ１００は、フィンガギアホイール１７１を操作し回転させることができ好都合である。フィンガギアホイール１７１を回転させることによって、カメラ装置１０２を取り外すことなく、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの位置を回転させることができる。
【００４９】
カメラ支持ハウジング１６８の下面にカメラ装置クリップ留め構造１９５が提供されてもよい。後部カメラハウジング１７３は、カメラ支持ハウジング１６８より高さが低くてもよい。更に、カメラ支持ハウジング１６８は、後面でかつカメラ装置クリップ留め構造１９５の上に切欠き１７２を有することができる。後部カメラハウジング１７３が、カメラ支持ハウジング１６８に取り付けられたとき、それぞれの上面を実質的に一列にすることができる。したがって、ハウジング１６８の切欠き１７２は、ビデオ表示めがね１０１のフレーム２６３を収容することができる。その結果、カメラ装置１０２のカメラ装置クリップ留め構造１９５をビデオ表示めがね１０１に取り付けることができる。この組立体の更なる詳細は、後述される。
【００５０】
図８は、カメラ装置１０２の支持ハウジング１６８内の組立体の分解前面図である。前述のように、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒはそれぞれ、それぞれの支持キャリッジ１６３Ｌ，１６３Ｒ内に位置決めされてもよい。ピン１６４及び軸受１６５システムは、それぞれの支持キャリッジ１６３Ｌ，１６３Ｒの両側に組み立てられてもよい。それぞれの軸受１６５は、カメラ支持ハウジング１６８の軸受支持ガイド１６７（図６を参照）と支持キャリッジ１６３Ｒ，１６３Ｌの溝形座部１８５にプレスばめされてもよい。その間に、ピン１６４は、軸受１６５及びカメラ支持ハウジング１６８を締まりばめで係合することができる。ピン１６４は、支持キャリッジ１６３Ｒ，１６３Ｌと係合しないことが好ましい。
【００５１】
ターンバックル１７０の各端は、プレスばめ取り付けピン２７３によってそれぞれのターンバックル接続アーム１６９上の対応するアイレット２６９に取り付けることができる穴２７１を有する。この接続は、支持キャリッジ１６３Ｌ，１６３Ｒが、ターンバックル１７０内でねじの軸方向運動に基づいて正確に回転することを保証することができる。ターンバックル１７０とターンバックル接続アーム１６９との間の動きばめは、カメラ装置１０２に誤差を作り出す可能性がある。後で詳述されるように、ターンバックル１７０は、所定のピッチでねじ切されてもよい。
【００５２】
フィンガギアホイール１７１は、ターンバックル１７０と嵌合することができる軸穴２７５を有することができることが好ましい。フィンガギアホイール１７１の軸穴２７５は、ターンバックル１７０の軸方向に、ターンバックル１７０の両端の各アイレット２７１の周囲より大きくてもよい。このように、フィンガギアホイール１７１は、ターンバックル１７０上で摺動することができる。
【００５３】
ターンバックル１７０の中心体１７０Ｃの軸方向中心は、ターンバックルガイド孔２７０を有することができる。また、フィンガギアホイール１７１の軸方向中心には、半径方向の孔２８０があってもよい（図９）。組み立ての際、ターンバックルガイド孔２７０は、フィンガギアホイール１７１の半径方向の孔２８０と位置合わせされてもよい。フィンガギアホイール１７１は、フィンガギアホイールピン２８０によってターンバックル１７０の中心体１７０Ｃのターンバックルガイド孔２７０に結合されてもよい。具体的には、フィンガギアホイールピン２８０は、ターンバックル１７０の中心体１７０Ｃのターンバックルガイド孔２７０と、フィンガギアホイール１７１の半径方向孔２８０とに同時にプレスばめされてもよい。したがって、組み立てが完了したとき、フィンガギアホイール１７１をターンバックル１７０の中心体１７０Ｃの軸中心に位置決めすることができる。したがって、ターンバックル１７０のねじ部分１７０Ｌ，１７０Ｒは、フィンガギアホイール１７１の回転と同時に回転することができる。
【００５４】
図９は、カメラ装置１０２内の組み立て済みターンバックル１７０の平面図を示す。ターンバックル１７０のねじ部分１７０Ｌ，１７０Ｒは、反対方向にねじ切りされる。フィンガホイール１７１が回転するとき、各ねじ部分１７０Ｌ，１７０Ｒが、同時に内方に回転されるか外方に回転される。これにより、動作において、ユーザ１００は、カメラ装置１０２のカメラ支持ハウジング１６８の上部から突出するフィンガギアホイール１７１を回転させることができる。フィンガギアホイール１７１が回転するとき、ターンバックルのねじ部分１７０Ｌ，１７０Ｒは、ターンバックル１７０の中心体１７０Ｃから外方に拡張するか内方に後退する。したがって、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの角度位置は、ピン１６４のまわりに回転する。ターンバックル１７０は、カメラ装置１０２内のカメラレンズ１６２Ｌ，１６２Ｒの収束と発散を調整するための正確な押す動きと引っ張る動きを提供することができる。このようにして、ユーザ１００は、カメラ装置１０２によって作成された画像の三次元効果を較正することができる。ピン１６４は、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの回転中心が、光学素子の後ろで撮像センサの前方縁にあるように位置決めされてもよい。この構成は、立体視位置合わせを達成するための最高精度を提供する。ターンバックル１７０の長さ、ターンバックル接続アーム１６９の長さ、及び／又はカメラモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの間隔を変化させることによって、様々な程度の立体視深さの組み合わせを提供することができる。
【００５５】
ターンバックル１７０とねじ部分１７０Ｌ，１７０Ｒの寸法は、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの較正に影響を及ぼすこともある。ターンバックル１７０の長さは、例えば、５ｍｍ〜１００ｍｍ、又は１２ｍｍ〜７５ｍｍの範囲でよい。ターンバックル１７０のねじ山が粗いほど（ねじ山のピッチが大きいほど）、フィンガギアホイール１７１の較正分解能が低くなる。他方、ターンバックル１７０のねじ山が細かいほど（ねじ山のピッチが小さいほど）、フィンガギアホイール１７１の較正分解能が高くなる。したがって、ターンバックル１７０のピッチは、好ましくは、１インチ当たり２５〜６０個のねじ山、又は１インチ当たり３５〜５０個のねじ山の範囲でなければならない。これらの範囲は、きわめて高精度の位置精度を維持しながら、フィンガホイール１７１を使って比較的迅速な調整を提供することができる。
【００５６】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、カメラ装置１０２内のビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの３つの例示的な位置の平面図を示す。３つの位置は、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒが、平行方位２０１、収束方位２０２及び発散方位２０３のときに設定されうる。理想的な収束／発散位置は、前述のような、例えば赤外線照明システム１０３とカメラ装置１０２内に使用されるＬＥＤの品質と量に基づく、ビデオ表示めがね１０１の範囲と、ユーザが集中したい物体の距離とに依存することができる。
【００５７】
例えば、収束方位２０２は、三次元画像を表示できるビデオ表示めがね１０１の近接物体視界構成を提供することができる。この構成では、フィンガギアホイール１７１は、反時計回りに回転されて、それにより、ターンバックル１７０の雄ねじ部分１７０Ｌ，１７０Ｒが、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの中心線を越え、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒをそれぞれの軸受ピン１６４のまわりで内方に回転させる。収束方位２０２では、ユーザ１００が、利用可能範囲に応じて平行方位２０１によって提供される画像よりも近くで画像をよりはっきりと見ることができる。
【００５８】
発散方位２０３は、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒが互いから遠くに傾けられて広いカメラ視野角を作り出す位置でよい。発散方位２０３は、三次元画像を表示することができるビデオ表示めがね１０１の遠方物体視界構成を提供することができる。この構成では、フィンガギアホイール１７１を計回りに回転させることができ、それにより、ターンバックル１７０の雄ねじ部分１７０Ｌ，１７０Ｒの端部が、センサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの中心線の内方に後退して、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒそれぞれが、そのそれぞれの軸受ピン１６４のまわりに回転する。発散方位２０３では、ユーザ１００は、利用可能範囲に応じて平行方位２０１動作モードによって提供される画像よりも遠くの画像をはっきりと見ることができる。
【００５９】
図１１は、後部カメラハウジング１７３のデータポート１８６の側の拡大図を示す。前述したように、データポート１８６は、カメラ装置１０２との間で音声データ、ビデオデータ及び電力を伝送することができる。具体的には、データポート１８６は、ビデオ信号出力２１０，２１１を有することができる。ビデオ信号出力２１０，２１１はそれぞれ、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒのそれぞれとの間でビデオ信号データを伝送することができる。データポート１８６は、電圧測定の基準点の役割を果たしかつカメラ装置１０２内の静電気エネルギーの蓄積を最小にできるグラウンド２１２を有することができる。データポート１８６は、更に、音声グラウンド２１３と音声信号出力２１４を有することができる。音声グラウンド２１３は、音声データ測定の基準点の役割を果たすことができる。音声信号出力２１４は、カメラ装置１０２のマイクロフォン１０６と間で音声データを伝送することができる。
【００６０】
更に、データポート１８６は、様々な電源ポートを有することができる。具体的には、データポート１８６は、カメラ電源ポート２１５、補助電源ポート２１６、ＬＥＤ照明システム電源ポート２１７、及び第２の補助電源ポート２１９を有することができる。これらの電源ポートは、ビデオ表示めがね１０１内のカメラ装置１０２、赤外線照明システム１０３、及び様々な他の構成要素に電力を供給することができる。最後に、データポート１８６は、電圧測定の基準点の役割を果たすことができまたカメラ装置１０２内の静電気エネルギーの蓄積を最小にすることができるＬＥＤ電力グラウンド２１８と映像電力グラウンド２２０を有することができる。
【００６１】
図１２は、後部カメラハウジング１７３の図１１と反対側の拡大図を示す。具体的には、右側ライトバー１０３Ｒのライトバー電源コネクタ１７５は、カメラ装置１０２の後部カメラハウジング１７３内の右側赤外線ＬＥＤ電源ポート２４０に接続することができる。電源ポート２４０は、右側ライトバー１０３Ｒに動作電力を提供することができる。図１１に示されたデータポート１８６は、データポート貫通コネクタ１７６によって左側ライトバー１０３Ｌに接続することができる。
【００６２】
図１３は、カメラ装置１０２とライトバー１０３Ｌ，１０３Ｒを分解状態で示す。カメラ装置１０２は、データポート１８６とデータポート貫通コネクタ１７６の間のインタフェースによって左側ライトバー１０３Ｌに接続することができる。更に、カメラ装置１０２は、ライトバー電源コネクタ１７５と電源ポート２４０との間のインタフェースによって右側ライトバー１０３Ｒに接続することができる。カメラ装置１０２と赤外線照明システム１０３の間の電力とデータの伝送は、これらのポート／コネクタに接続された内部配線によって行われてもよい。この好ましい実施形態では、左側ライトバー１０３Ｌのデータポート１７７は、外部ケーブルに接続することができる。データポート１７７は、ビデオ表示めがね１０１に、動作電力を提供し、外部ケーブルとの間で音声データとビデオデータを伝送することができる。
【００６３】
前述のように、ライトバー電源コネクタ１７５と電源ポート２４０は、動作電力を伝送することができるが、音声データやビデオデータを伝送しなくてもよい。より正確に言うと、データポート１８６とデータポート貫通コネクタ１７６は、動作電力に加えて音声データとビデオデータを伝送することができる。この条件が存在できる主な理由は、外部ケーブルが接続するデータポート１７７を左側ライトバー１０３Ｌに配置できるからである。代替実施形態として、データポート１７７は、右側ライトバー１０３Ｒに配置されてもよい。別の代替実施形態では、データポート１７７は、ライトバー１０３Ｒ，１０３Ｌそれぞれの両端に配置されてもよい。したがって、前述のポートは、電力、音声データ及びビデオデータを両方向に伝送するように構成されてもよい。
【００６４】
図１４は、カメラ装置１０２をビデオ表示めがね１０１に留めることができるカメラ装置クリップ留め構造１９５を示す。図７に示されたように、カメラ装置クリップ留め構造１９５は、カメラ支持ハウジング１６８の下面の一部でよく、カメラ支持ハウジング１６８をビデオ表示めがね１０１のフレーム２６３の縁に取り付ける。具体的には、カメラ装置クリップ留め構造１９５のＪ形プロング１９６Ｌ，１９６Ｒが、ビデオ表示めがね１０１の眼鏡レンズ領域間でノーズブリッジ２５２の各外側に位置決めされてもよい。Ｊ形プロング１９６Ｌ，１９６Ｒは、カメラ装置１０２がビデオ表示めがね１０１から容易に落ちるのを防ぐことができ好都合である。ユーザ１００が、ビデオ表示めがね１０１を装着しているとき、ノーズブリッジ２５２は、ユーザ１００の鼻と接触して緩衝と快適さを提供する。
【００６５】
ノーズブリッジ固定ねじ２５１は、カメラ装置クリップ留め構造１９５をビデオ表示めがね１０１に固定することができる。固定ねじ２５１は、実質的にカメラ装置１０２の中心でかつ実質的にノーズブリッジ２５２の中心に配置されてもよい。固定ねじ２５１は、カメラ装置１０２と眼鏡レンズフレーム２６３の雌ねじを係合して確実な取り付けを提供することができる。固定ねじ２５１は、前述のようにカメラ装置１０２と眼鏡レンズフレーム２６３との間で十分な係合を保証するのに適した長さでよい。同時に、固定ねじ２５１は、使用中にユーザ１００の鼻との接触を防ぐためにノーズブリッジ２５２の表面より突出しない。
【００６６】
カメラ装置クリップ留め構造１９５は、ナイロン６，１１及び１２などの可撓性材料で作成されてもよい。カメラ装置クリップ留め構造１９５は、粘着支持パッド２５３を含むことができる。粘着支持パッド２５３は、後部カメラハウジング１７３の下面に配置され、カメラ装置１０２がめがね１０１に取り付けられたときにビデオ表示めがね１０１のフレーム２６３の上部に位置決めされうる。したがって、カメラ装置１０２が取り付けられたとき、ビデオ表示めがね１０１のフレーム２６３は、後部カメラハウジング１７３とカメラ支持ハウジング１６８のカメラ装置クリップ留め構造１９５との間で、切欠き１７２（図７を参照）内に位置決めされうる。粘着支持パッド２５３は、二層粘着システムであることが好ましい。代替として、ＶＥＬＣＲＯ［登録商標］スティックオン材料又は吸引性磁気材料を使用することができる。粘着支持パッド２５３は、ビデオ表示めがね１０１のフレーム２６３の湾曲部に対して追加の安定性と取付け支持を提供することができる。粘着支持パッド２５３は、ビデオ表示めがね１０１に取り付けられたときにカメラ装置１０２のサイズと重量のために必要とされることがある。
【００６７】
図１５は、カメラ装置１０２と高出力赤外線照明システム３０２が安全帽３００に取り付けられた状態のビデオ表示めがね１０１を装着しているユーザ１００の代替実施形態を示す。この実施形態は、安全帽３００を示すが、カメラ装置１０２と高出力赤外線照明システム３０２は、例えば野球帽、ヘルメット、冬用帽子、更には禿頭を含む様々なタイプの面に取り付けられうる。
【００６８】
カメラ装置１０２は、支持装置３０４の第１端に取り付けられてもよい。支持装置３０４の第２の端は、高出力赤外線照明システム３０２を支持することができる。支持装置３０４は、旋回式ブラケット取付け機構３０６に取り付けられてもよい。旋回式ブラケット取付け機構３０６は、ストラップ式取付けシステム３０１に取り付けられてもよい。ストラップ式取付けシステム３０１は、ユーザ１００の額に平行な面と交差する垂直位置で安全帽３００のまわりに延在することができる。更に、ストラップ式取付けシステム３０１は、安全帽３００の上部の上に延在して、ユーザ１００の額の中央からユーザの頭部の中央上部及びユーザ１００の頭部の後部まで実質的に延在する面に固定されてもよい。ストラップ式取付けシステム３０１は、安全帽３００上に適切に嵌るようにバックル組立体によって調整されうる。このようにして、ストラップ式取付けシステム３０１は、安全帽３００に確実に固定されうる。
【００６９】
図１６は、更に、図１５に示された支持装置３０４を示す。支持装置３０４は、実質的に９０°でよいＬ形部材でよい。Ｌ形支持装置３０４は、このように、カメラ装置１０２と高出力赤外線照明システム３０２が、同一環境で常に互いに平行に向けられるように形成されると好都合である。
【００７０】
支持装置３０４は、第１端にカメラ装置１０２と係合するクリップ留め取付け構造３０８を有することができる。クリップ留め取付け構造３０８は、カメラ装置クリップ留め構造１９５が係合できる二又フォーク形状を有する。具体的には、カメラ装置１０２の基部にあるカメラ装置クリップ留め構造１９５は、キー溝スロットの役割を果たす支持装置３０４のクリップ留め取付け構造３０８と嵌合することができる。したがって、後部カメラハウジング１７３は、支持装置３０４上に位置決めされてもよく、カメラ支持ハウジング１６８は、実質的に支持装置３０４の前面に位置決めされてもよい。この接続は、クリップ留め取付け構造３０８及びカメラ装置クリップ留め構造１９５の一部分と係合する取付けねじ３０９によって固定されうる。
【００７１】
また、支持装置３０４の第２端又は上部は、高出力赤外線照明システム３０２に留められそれを支持することができる。高出力赤外線照明システム３０２の後面は、支持装置３０４を留めることができる場所でよい。高出力赤外線照明システム３０２は、円形に配列された複数の赤外線ＬＥＤ照明装置１０８を含むことができることが好ましい。あるいは、高出力赤外線照明システム３０２は、三角形又は四角形に配列される複数の赤外線ＬＥＤ照明装置１０８を構成することができる。複数の赤外線ＬＥＤ照明装置１０８を位置決めする様々な構成は、カメラ装置１０２の適切な視野範囲を達成するように意図される。別の代替実施形態では、高出力赤外線照明システム３０２は、赤外線、白色光及び紫外線照明装置の少なくとも１つを含むことができる。そのような構成によって、高出力赤外線照明システム３０２は、様々な照明条件で動作することができる。
【００７２】
高出力赤外線照明システム３０２は、自動的に低照度状態を検出し高出力赤外線照明システム３０２を活動化して動作させることができる光センサ３０３を含むことができる。光センサ３０３は、前述のように光センサ１０７が赤外線照明ＬＥＤ１０８と協働することができるのと同様に、高出力赤外線照明システム３０２と協働することができる。高出力赤外線照明システム３０２は、また、後部電源コネクタ３０５を有することができる。電源コネクタ３０５は、複数の赤外線ＬＥＤ照明装置１０８を含む面と反対側の高出力赤外線照明システム３０２の面に配置されてもよい。電源コネクタ３０５は、電源に接続され、動作する高出力赤外線照明システム３０２に電力を供給することができる。
【００７３】
支持装置３０４は、高出力赤外線照明システム３０２とカメラ装置１０２を回転させ傾けるように調整されてもよい。しかしながら、支持装置３０４の形状は、高出力赤外線照明システム３０２とカメラ装置１０２が互いに平行な同じ向きに向けられることを保証することができる。旋回軸ブラケット取付け機構３０６は、支持装置３０４を適切な位置に固定することができる。支持装置３０４は、安全帽３００のストラップ式取付けシステム３０１に取り付けられうる旋回軸ブラケット取付け機構３０６によって調整されうる。旋回軸ブラケット取付け機構３０６は、ユーザ１００が支持装置３０４を拘束する締付力を調整することを可能にする張力ノブ３０７を有することができる。ユーザ１００が、支持装置３０４を調整したいとき、ユーザ１００は、張力ノブ３０７を反時計回りに回して、旋回軸ブラケット取り付け３０６の締付力を小さくし、かつ支持装置３０４を所望の傾斜位置に回転させることができる。支持装置３０４が所望の傾斜位置になった後で、ユーザ１００は、張力ノブ３０７を時計回りに回して、旋回軸ブラケット取り付け３０６の締付力を大きくし、かつ支持装置３０４を適所に確実に固定することができる。
【００７４】
ユーザ１００は、安全帽３００上の様々な位置に取り付けられたカメラ装置１０２を有するビデオ表示めがね１０１を装着することができる。カメラ装置１０２と高出力赤外線照明システム３０２は、真っ直ぐ前向き、斜め上向き及び斜め下向きに位置決めされうる。これらの３つの向きと様々な中間の向きは、前述したような支持装置３０４の回転によって位置決めされうる。カメラ装置１０２及び高出力赤外線照明システム３０２は、ともに回転することができることが好ましい。あるいは、支持装置３０４は、カメラ装置１０２と高出力赤外線照明システム３０２をそれぞれ固定することができる２分割組立体でもよい。この構成では、カメラ装置１０２と高出力赤外線照明システム３０２は、互いに独立に調整し回転するように構成されうる。３つのこれらの向きの決定は全て、ビデオ表示めがね１０１を装着し真っ直ぐ前方を見ているユーザ１００によって行われうる。
【００７５】
真っ直ぐ前方の向きでは、カメラ装置１０２と高出力赤外線照明システム３０２は、ユーザ１００の視界方向と実質的に平行でよい通常位置でよい。したがって、ビデオ表示めがね１０１のビューポートプリズム１０１Ｌ，１０１Ｒは、ユーザ１００のすぐ前にある画像に実質的に対応する画像を投写することができる。
【００７６】
斜め上向きでは、カメラ装置１０２と高出力赤外線照明システム３０２は、ユーザ１００の視界方向より上の所望の角度で上方に回転された傾斜位置でよい。したがって、ビデオ表示めがね１０１のビューポートプリズム１０１Ｌ，１０１Ｒは、ユーザ１００のすぐ前の視界より上にある画像を投写することができる。その結果、ユーザ１００は、ユーザ１００が自分の頭を上に傾けることなく、ビューポートプリズム１０１Ｌ，１０１Ｒを通してより高い視野角で見ることができ有利である。
【００７７】
斜め下向きでは、カメラ装置１０２と高出力赤外線照明システム３０２は、ユーザ１００の視界方向より下の所望の角度に回転された傾斜位置にあってもよい。したがって、ビデオ表示めがね１０１のビューポートプリズム１０１Ｌ，１０１Ｒは、ユーザ１００のすぐ前に視界より下にある画像を投写することができる。その結果、ユーザ１００は、自分の頭を下に傾けることなくビューポートプリズム１０１Ｌ，１０１Ｒを介してより低い視野角で見ることができ有利である。
【００７８】
図１７は、視覚性能を高めるために赤外線照明システム１０３と紫外線ＬＥＤライトバー５１０を備えたカメラ装置１０２を示す。紫外線ＬＥＤライトバー５１０は、例えば紫外線を含むように視覚ソースを拡張することができる複数の６つの紫外線ＬＥＤ５１１を有することができる。紫外線ＬＥＤライトバー５１０は、右側赤外線照明ライトバー１０３Ｒと置き換わることができ、また同様に前述したようにクリップ留めフレーム支持体１１３Ｌ，１１３Ｒによってビデオ表示めがね１０１のフレームに取り付けられてもよい。紫外線ＬＥＤライトバー５１０は、カメラ装置１０２の電源ポート２４０と係合することができるライトバー電源コネクタ１７５を含むことができる。同様に、紫外線ＬＥＤライトバー５１０は、左側赤外線照明ライトバー１０３Ｌと置き換わることができ、前述した類似の方法でカメラ装置１０２と係合することができる。
【００７９】
代替実施形態では、紫外線ＬＥＤライトバー５１０は、ビデオ表示めがね１０１の視覚性能を更に強化するために右側赤外線照明ライトバー１０３Ｒの上面に取り付けられてもよい。紫外線ＬＥＤライトバー５１０は、前述の方法と類似の方法でクリップ留めフレーム支持体１１３Ｌ，１１３Ｒによって右側赤外線照明ライトバー１０３Ｒに取り付けられてもよい。更に、紫外線ＬＥＤライトバー５１０は、電力を受け取るために右側赤外線照明ライトバー１０３Ｒに接続する電源コネクタを有することができる。紫外線ＬＥＤライトバー５１０と左側赤外線照明ライトバ１０３Ｌとに類似の構成を使用することができる。
【００８０】
前述のように、カメラ装置１０２は、人間の目が見ることができるスペクトル範囲をはるかに越えるきわめて広いスペクトル範囲を有することができる。カメラ装置１０２は、白色光スペクトル全体と紫外線及び赤外線スペクトルの像を検出することができる。紫外線に敏感な材料は、人間の目の通常の視力を越えるスペクトル範囲でカメラ装置１０２によって撮像されうる。カメラ装置１０２の紫外線性能を赤外線性能と組み合わせることによって、ユーザ１００が見る視覚情報を増大することができる。
【００８１】
図１８は、２つの追加のＬＷＩＲカメラを含む赤外線ビデオ表示めがね７００の代替実施形態を示す。２つの追加のＬＷＩＲカメラは、白色光、紫外線、アクティブ赤外線及び熱赤外線スペクトル全体にわたる同時デジタルビデオをユーザに提供することができ好都合である。特に断らない限り、赤外線ビデオ表示めがね７００の構造的構成は、カメラ装置１０２と同じように構成され同じように機能する。赤外線ビデオ表示めがね７００は、また、前述の方法と同じようにビデオ表示めがね１０１及び安全帽３００と協働する。
【００８２】
図１９は、カメラ支持ハウジング２６８内の２つのＬＷＩＲカメラ７０１Ｌ，７０１Ｒを示す。カメラ支持ハウジング２６８は、前述のカメラ支持ハウジング１６８の拡張でよく、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの外側の両側に２つのＬＷＩＲカメラ７０１Ｌ，７０１Ｒを収容することができる。ＬＷＩＲカメラ７０１Ｌ，７０１Ｒは、約８〜１４マイクロメートルの波長域の熱赤外線放射を撮像することができる。ＬＷＩＲカメラ７０１Ｌ，７０１Ｒは、３２°Ｆ〜２１２°Ｆ（０°Ｃ〜１００°Ｃ）の範囲の温度を有するシーン及び／又は物体の実時間カラービデオ画像又は白黒ビデオ画像を作成することができる。
【００８３】
図２０は、赤外線ビデオ表示めがね７００のカメラ支持ハウジング２６８及びターンバックル調整機構７０２の分解図を示す。カメラ支持ハウジング２６８は、前述の構成と類似の構成でＬＷＩＲカメラ７０１Ｌ，７０１Ｒが係合し回転するための追加の軸受支持ガイド１６７を有することができる。
【００８４】
以下にターンバックル調整機構７０２について述べる。ターンバックル調整機構７０２は、前述のように、組み立てられたターンバックル１７０と接続し協力することができる。具体的には、ＬＷＩＲカメラ７０１Ｌ，７０１Ｒの後面にターンバックル接続アーム７０５Ｒ，７０５Ｌを有することができる。ターンバックルピン７０４Ｒ，７０４Ｌはそれぞれ、各ターンバックル接続アーム７０５Ｒ，７０５Ｌをそれぞれの接続ロッド７０３Ｒ，７０３Ｌの一端に留めることがでる。接続ロッド７０３Ｒ，７０３Ｌの他端では、ターンバックルピン７０６Ｒ，７０６Ｌが、各ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒのターンバックル接続アーム１６９を接続ロッド７０３Ｒ，７０３Ｌに留めることができる。このように、ターンバックル調整機構７０２は、４つ全てのカメラ７０１Ｌ，７０１Ｒ，１０４Ｌ，１０４Ｒが一緒に動くように組み立てターンバックル１７０と同期される。
【００８５】
そのような構成によって、ユーザは、４つ全てのカメラ７０１Ｌ，７０１Ｒ、１０４Ｌ，１０４Ｒの角度位置を同時に調整することができる。接続ロッド７０３Ｒ，７０３Ｌは、赤外線ビデオ表示めがね７００内の各カメラレンズの収束と発散を調整するために正確な押す動きと引っぱる動きを提供する特定の長さに維持されてもよい。このように、ユーザ１００は、赤外線ビデオ表示めがね７００によって作成される画像の三次元効果を較正することができる。
【００８６】
ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４ＲとＬＷＩＲカメラ７０１Ｌ，７０１Ｒの協働によって、以下の利点が提供されうる。赤外線ビデオ表示めがね７００を装着しているユーザは、必要に応じて、三次元画像を赤外線モードのみ又はＬＷＩＲモードのみで見ることができる。あるいは、２組のカメラ１０４Ｌ，１０４Ｒ，７０１Ｌ，７０１Ｒからの実時間映像を、様々な強度レベルで互いに重ねることができる。したがって、赤外線ビデオ表示めがね７００は、（１）赤外線モード、（２）ＬＷＩＲモード、及び（３）赤外線及びＬＷＩＲモードの３つの個別のモードで動作することができる。以下の例示的な描写は、第３のモードの様々な強度レベルをどのように有利に使用できるか示す。
【００８７】
赤外線ビデオ表示めがね７００を装着しているユーザが、闇夜に砂漠の真中で複数台の多重衝突のシーンにいる。赤外線ビデオ表示めがね７００は、シーンを調査し生存者を探す暗視表示モードである。ＬＷＩＲビデオ輝度は、約５０％に高められ、ＩＲ映像と混合する。その結果、ユーザは、障害物を見てよけることができ、また火災の可能性を示す自動車の屋根とそのまわりで増大している熱画像を見ることができる。更に、ユーザは、残骸の中にいる人の体温画像を見ることができる。ユーザは、赤外線ビデオ表示めがね７００の透明レンズを通して自然視を維持するので、ユーザは、アクティブ赤外線と熱赤外線が同時に照明された環境の高い奥行き感覚に基づいて素早く行動することができる。
【００８８】
図２１は、ビデオ表示めがね１０１用の電気機械式スマート動き制御システム６００を備えたカメラ装置１０２を示す。動き制御システム６００は、カメラ装置１０２内のビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの収束と発散を自動的に制御することができる。動き制御システム６００は、リモートで操作されてもよく、受け取った観察状態とユーザ１００の視覚に基づいて自動的に動作するように事前にプログラムされてもよい。したがって、動き制御システム６００を備えたカメラ装置１０２は、ユーザ１００から遠隔地で使用され、例えばロボット、遠隔制御車両又は航空機に取り付けられてもよい。このように、ビデオ表示めがね１０１を装着しているユーザ１００は、遠隔地で立体視実時間ビデオ画像を見ることができる。
【００８９】
動き制御システム６００は、カメラ装置１０２の上部に位置決めされてもよい。具体的には、動き制御システム６００は、カメラ支持ハウジング１６８の上面に乗ってもよく、動き制御取付け構造６０３を介して後部カメラハウジング１７３に締結具によって固定されてもよい。動き制御取付け構造６０３は、後部カメラハウジング１７３と協力して安全な接続を確立できる取付板及び取付け孔を備えることができる。
【００９０】
動き制御システム６００は、動き制御システム６００のハウジング６１１の下面のスロットを介してフィンガギアホイール１７１と係合できる歯車駆動機構６０１（歯車駆動接続６０８）を実質的に保持するハウジング６１１を有することができる。歯車駆動機構６０１は、フィンガギアホイール１７１と類似のサイズでよく、動き制御システム６００のハウジング６１１の上面にあるスロットを通ることができる。したがって、動き制御システム６００は、ハウジング６１１の上面でスロットから突出する歯車駆動機構６０１によって、ユーザ１００に手動調整を提供することもできる。また、歯車駆動機構６０１は、手動操作中にユーザの分解能を高めるためにフィンガギアホイール１７１よりかなり大きくてもよい。
【００９１】
動き制御システム６００は、更に、ハウジング６１１内に配置された微小光学エンコーダ及びマイクロコンピュータ機構６０９と微小電気モータ６１０とを有することができる。エンコーダ及びマイクロコンピュータ機構６０９は、カメラ装置１０２内の歯車駆動機構６０１の回転とビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの初期較正位置とに基づいて、カメラ装置１０２の光学位置を連続して検出することができる。光学位置と較正情報は、エンコーダ及びマイクロコンピュータ機構６０９との間でリモートで交換されてもよい。
【００９２】
電気モータ６１０は、歯車駆動機構６０１を回転させることができる。エンコーダとマイクロコンピュータ機構６０９が、あらかじめプログラムされたアルゴリズムに基づいて、電気モータ６１０を制御して、カメラ装置１０２内の歯車駆動機構６０１を回転させ、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ及び１０４Ｒの光学位置を調整できることが好ましい。あるいは、エンコーダ及びマイクロコンピュータ機構６０９は、無線入力を受信して電気モータ６１０を制御することができる。この構成は、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの発散と収束によって、遠い対象物と近い対象物のリモート三次元立体視表示制御を提供することができ好都合である。エンコーダ及びマイクロコンピュータ機構６０９の位置情報と、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの較正情報とを使用して、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒ間の焦点と、ビデオ表示めがね１０１の計算された視野範囲又は距離を決定することができ好都合である。この特徴は、ビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの位置の正確な計算を提供し、表示物体の距離を正確に決定することができ好都合である。
【００９３】
電力とデータポート６０２は、動き制御システム６００のハウジング６１１の側壁に配置されてもよい。ポート６０２は、動き制御システム６００に電力を提供し、動き制御システム６００との間でデータを伝送することができる。データには、例えば、エンコーダ及びマイクロコンピュータ機構６０９を介して電気モータ６１０を操作するプログラミングロジック、歯車駆動機構６０１の角度位置、及びビデオカメラセンサモジュール１０４Ｌ，１０４Ｒの位置データ及び／又は初期較正位置が挙げられる。データを交換するため、ポート６０２は外部ケーブルに接続されてもよく、データが無線で送信されてもよい。
【００９４】
前述のような立体視ビデオ表示めがねの実施形態は、例示であり限定ではない。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく種々の変更を行なうことができる。
【００９５】
本発明をその特定の例示的な実施形態と関連して述べたが、多くの代替、変更及び修正が当業者に明らかなことは明白である。したがって、本明細書で述べた本発明の例示的実施形態は、例示であり制限ではない。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく変更を行なうことができる。
【符号の説明】
【００９６】
１００  ユーザ
１０１  ビデオ表示めがね
１０１Ｌ，１０１Ｒ  ビューポート
１０２  カメラ装置
１０３  赤外線照明システム
１０３Ｌ，１０３Ｒ  赤外線照明ライトバー
１０４Ｌ，１０４Ｒ  ビデオカメラセンサモジュール
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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