專利名稱:頭戴型照相機的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種頭戴型照相機,具體涉及如眼鏡那樣可戴在頭上使用的頭戴型照相機。
背景技術:
以往,公知有一種戴在頭上進行影像觀察的顯示裝置、戴在頭上進行拍攝的攝影裝置、或具備這兩種功能的裝置。
例如,特開平7-240889號公報(專利文獻1)記載的頭戴型顯示裝置,通過把由TV攝像裝置拍攝的圖像顯示在戴在頭上的顯示裝置上,可以一面進行觀察一面進行攝影,同時通過操作設在該TV攝像裝置的控制開關,可以根據需要選擇性地導入透過所述顯示裝置的外部光。
另外,特開平11-164186號公報(專利文獻2)記載的圖像記錄裝置,通過在眼鏡型框架上設置攝像部等,并使攝像部的攝影透鏡朝向與攝影者相同的方向,可以拍攝與攝影者視線相同方向上的被攝體。另外,在該專利文獻2中記載了下述技術,通過在具備具有透光性的殼體部分的風鏡型個人液晶投影儀中設置攝像部,把由該攝像部拍攝的圖像重疊在基于外部光的被攝體上進行顯示。
專利文獻1特開平7-240889號公報 專利文獻2特開平11-164186號公報 但是,上述專利文獻1記載的裝置,在攝影時,由于必須一面觀察顯示裝置上的攝影圖像一面專心地進行攝影操作,所以,例如在拍攝運動會或節日等的各種慶典活動時,其不同于直接觀察實際被攝體的情況,不能親身體驗到慶典活動的氣氛,造成了很大負擔。而且,如果在封閉的空間中長時間觀察電子圖像,與通過眼睛直接觀看時的自然觀察不同,會感覺到疲勞。
另外,上述專利文獻2記載的裝置,如果僅在眼鏡型框架設置攝影部,不能同時進行觀察被攝體和識別攝影范圍,必須把目光暫時離開被攝體,確認另外設置的照相機主體側的圖像顯示部。另一方面,在個人液晶投影儀設置攝像部的結構中,可以同時把將要顯示的圖像和透過來的被攝體同時導入視場內,但由于在攝影時必須把注意力集中在顯示圖像上,所以攝影者自身依然很難享受到活動等的樂趣。
這樣,上述技術在進行攝影時難以進行和攝影者以外人員相同的自然行動,受攝影動作的約束,或感覺到拍攝的負擔。
發明內容
本發明就是鑒于上述情況而提出的,其目的在于,提供一種不會感覺到負擔而且能夠簡單地進行拍攝的頭戴型照相機。
為了達到上述目的,本發明之1的頭戴型照相機包括攝像裝置,具有焦距可變的攝影光學系統、和把通過該攝影光學系統成像的光學被攝體像轉換為電子圖像信號的攝像元件;顯示裝置,在攝影者實質上直接觀察的被攝體上重疊顯示表示攝影范圍的攝影像框的虛像;攝影像框設定單元,用于設定由上述顯示裝置顯示為虛像的攝影像框的上述攝影者觀察的視角;焦距設定單元,設定上述攝影光學系統的焦距,使通過上述攝影像框設定單元設定的攝影像框的視角與上述攝像裝置的攝影視場角一致。
并且,本發明之2的頭戴型照相機是根據上述本發明之1的頭戴型照相機,還包括報警單元,在發生下述至少一方的情況下進行報警,即,即使上述攝影像框設定單元設定的攝影像框的視角達到了上述攝像裝置的攝影視場角的最大值而依然進行進一步增大該攝影像框的視角的設定操作的情況,和即使達到了上述攝像裝置的攝影視場角的最小值而依然進行進一步減小該攝影像框視角的設定操作的情況。
另外,本發明之3的頭戴型照相機是根據上述本發明之2的頭戴型照相機,上述報警單元通過使上述顯示裝置進行報警顯示來進行報警。
本發明之4的頭戴型照相機是根據上述本發明之1的頭戴型照相機,上述顯示裝置具有被配置在上述攝影者觀察被攝體時的視軸上構成的全息光學元件;把上述攝影像框投影于上述全息光學元件的投影單元。
本發明之5的頭戴型照相機是根據上述本發明之1的頭戴型照相機,還包括測定至被攝體的距離的測距裝置,上述顯示裝置構成為具有校正單元,該校正單元根據通過所述測距裝置測定的到被攝體的距離,對攝影者在上述攝影像框的內側觀察的范圍與上述攝像裝置的攝影范圍的偏差的視差進行校正。
本發明之6的頭戴型照相機是根據上述本發明之1的頭戴型照相機,還包括切換裝置,用于在上述攝影像框和基于由上述攝像裝置獲得的圖像信號的攝影圖像之間進行切換,使上述顯示裝置把其中任意一方顯示為虛像。
本發明之7的頭戴型照相機是根據上述本發明之6的頭戴型照相機,上述切換裝置在上述攝影光學系統的焦距大于等于規定值時,自動切換成把上述攝影圖像顯示為虛像的顯示模式。
本發明之8的頭戴型照相機是根據上述本發明之1的頭戴型照相機,還包括頭戴部,被戴在攝影者的頭部,具有位于頭部正面側的前面部和位于頭部側面側的鬢角部,上述顯示裝置設在上述前面部。
本發明之9的頭戴型照相機是根據上述本發明之8的頭戴型照相機,上述鬢角部相對上述前面部可以彎折,在不使用時可以被折疊在沿著該前面部的折疊位置上。
本發明之10的頭戴型照相機是根據上述本發明之8的頭戴型照相機,上述攝像裝置設在上述前面部。
本發明之11的頭戴型照相機是根據上述本發明之10的頭戴型照相機,上述攝像裝置配置在上述前面部中對應于上述攝影者的左右兩眼之間的位置。
本發明之12的頭戴型照相機是根據上述本發明之8的頭戴型照相機,上述攝像裝置配置在上述鬢角部。
本發明之13的頭戴型照相機是根據上述本發明之12的頭戴型照相機,上述鬢角部相對于上述前面部可以彎折,在不使用時可以被折疊在沿著該前面部的折疊位置上。
本發明之14的頭戴型照相機是根據上述本發明之13的頭戴型照相機,還具有報警單元,在使用狀態下,當上述鬢角部不在上述可彎折的位置內的規定位置時進行報警。
本發明之15的頭戴型照相機是根據上述本發明之14的頭戴型照相機,上述報警單元通過使上述顯示裝置進行報警顯示來進行報警。
本發明之16的頭戴型照相機是根據上述本發明之8的頭戴型照相機,上述頭戴部構成為包括上述攝像裝置,包括遙控部,與上述頭戴部分別設置,通過與該頭戴部進行通信來控制該頭戴部的動作;主體部,與上述頭戴部分別設置,通過與該頭戴部進行通信,可以接收通過上述攝像裝置拍攝的圖像,具有用于記錄所接收的圖像的記錄裝置。
根據本發明的頭戴型照相機,可以簡單地進行攝影且感覺不到負擔。
圖1是表示本發明實施例1的頭戴型照相機的使用方式的立體圖。
圖2是表示上述實施例1的頭戴部的正面視圖。
圖3是表示上述實施例1的頭戴部的俯視圖。
圖4是表示上述實施例1的頭戴部的右側視圖。
圖5是表示上述實施例1的頭戴部的立體圖。
圖6是表示上述實施例1中操作面板關閉狀態下的控制/記錄部的俯視圖。
圖7是表示上述實施例1中操作面板關閉狀態下的控制/記錄部的右側視圖。
圖8是表示上述實施例1中操作面板關閉狀態下的控制/記錄部的左側視圖。
圖9是表示上述實施例1中配置在操作面板上的操作開關的俯視圖。
圖10是表示上述實施例1中操作面板打開狀態下的控制/記錄部的立體圖。
圖11是表示上述實施例1中的遙控部的結構的俯視圖。
圖12是表示上述實施例1中,頭戴型照相機的主要與電子電路相關的結構的方框圖。
圖13是說明上述實施例1中的透視圖像顯示部的光學系統的原理的圖。
圖14是上述實施例1中,包括表示透視圖像顯示部的光學系統的結構的部分剖面的正面視圖。
圖15是表示上述實施例1中,透視圖像顯示部的光學系統的結構的左側視圖。
圖16是表示上述實施例1中,透視圖像顯示部的光學系統的結構的俯視剖面圖。
圖17是表示上述實施例1中的透視顯示的初始狀態的顯示示例圖。
圖18是表示上述實施例1中的進行望遠變焦時的顯示示例圖。
圖19是表示上述實施例1中的進行廣角變焦和曝光校正時的顯示示例圖。
圖20是表示上述實施例1中的進行電子變焦顯示時的顯示示例圖。
圖21是表示上述實施例1中的動畫錄制過程中的顯示示例圖。
圖22是表示上述實施例1中的手動模式時的顯示示例圖。
圖23是表示在上述實施例1中,打開鬢角部時,當相對于前面部的打開角度不夠時所顯示的報警顯示示例的圖。
圖24是表示上述實施例1中,盡管第1攝影光學系統的焦距達到焦點可以調節的下限值,但仍向小的一方的操作時的透視顯示的報警顯示示例圖。
圖25是表示上述實施例1中,盡管第1攝影光學系統的焦距達到焦點可以調節的上限值,但仍向大的一方的操作時的透視顯示的報警顯示示例圖。
圖26是表示上述實施例1中,進行攝影靜態圖像的操作時的顯示示例圖。
圖27是說明上述實施例1中的測距原理的圖。
圖28是說明上述實施例1中,被攝體和第1攝影光學系統和CCD的光學關系的圖。
圖29是說明上述實施例1中,HOE和通過該HOE形成的虛像和眼睛的光學關系的圖。
圖30是說明上述實施例1中用于校正視差的虛像偏移量的圖。
圖31是說明上述實施例1中,變更從眼睛到虛像的位置的原理的圖。
圖32是表示上述實施例1中,通過驅動器在光軸方向上驅動LCD的結構示例圖。
圖33是表示上述實施例1中,構成使LCD的像一次成像,并使該一次成像的位置在光軸方向上變化的構成例的圖。
圖34是表示上述實施例1中,通過驅動器變更第1HOE在瞳距方向上的位置的結構示例的圖。
圖35是表示上述實施例1中,利用機構變更第1HOE在瞳距方向上的位置的結構示例圖。
圖36是表示上述圖35的電路結構的電路圖。
圖37是表示上述實施例1中,包括表示含有前面部和合葉部和鬢角部的連接部分的結構的局部剖面的俯視圖。
圖38是表示上述實施例1中,從圖37的紙面左方向觀看前面部和合葉部的連接部分的縱剖面圖。
圖39是表示上述實施例1中,前面部和合葉部的螺釘固定部分的剖面圖。
圖40是表示上述實施例1中,從圖37的左側大致向右方觀看合葉部和鬢角部的連接部分的圖。
圖41是表示上述實施例1中,設在鬢角部的突起部上的電接點的結構的正面視圖。
圖42是表示上述實施例1中,設在鬢角部的突起部上的電接點的結構的俯視圖。
圖43是表示上述實施例1中,把第1攝像部安裝在框架部上的結構的俯視圖和右側視圖。
圖44是表示上述實施例1中,為了安裝第1攝像部而設在框架部的孔的結構的右側視圖。
圖45是表示上述實施例1中的照相機動作的一部分的流程圖。
圖46是表示上述實施例1中的照相機動作的其他部分的流程圖。
圖47是表示本發明的實施例2的頭戴部的正面視圖。
圖48是表示上述實施例2的頭戴部的俯視圖。
圖49是表示上述實施例2的頭戴部的右側視圖。
圖50是表示上述實施例2中,頭戴型照相機的主要與電子電路相關的結構中與上述圖12所示結構不同的部分的主要部分的方框圖。
圖51是表示本發明的實施例3的頭戴部的正面視圖。
圖52是表示上述實施例3的頭戴部的俯視圖。
圖53是表示上述實施例3的頭戴部的右側視圖。
圖54是表示本發明的實施例4的頭戴部的正面視圖。
圖55是表示上述實施例4的頭戴部的俯視圖。
圖56是表示上述實施例4的頭戴部的右側視圖。
圖中1頭戴型照相機;2、2A、2B、2C頭戴部;3電纜(連接部件);4控制/記錄部(主體部);5遙控部;6、6A透視圖像顯示部(顯示裝置);11前面部;12鬢角部;13框架部(保持部件);14、15、241、242透明光學部件;16投光用發光部(測距裝置);16a投光用LED;16b聚光透鏡;17第1麥克風;18第2麥克風;19鼻托部;20橋接部;21電纜連接端子;22、22R、23R、23螺釘(調整部件、間距方向調整部件);24、24A、24R、25合葉;26、27掛耳部;30、30C第1攝像部(攝像裝置、測距裝置);30R第2攝像部;30A照相機部;30B照相機電路部;31第1攝影光學系統;32、32R螺釘(調整部件、偏擺方向調整部件);33盒部;41控制/記錄主體部;42操作面板;44電源開關;48 LCD顯示元件;49電纜連接端子;50 AV/S連接端子;51 PC連接端子;54記錄用存儲器插口;55電池插口;56揚聲器;59播放/停止開關;63菜單按鈕;65確定開關;66、67、68、69菜單選擇開關;71 A/M開關(切換裝置);72 F/V(切換裝置);73釋放開關;74錄制開關;75變焦開關(攝影像框設定單元);76曝光校正開關;87、87R CCD(攝像元件);88、88R CDS/AGC電路(信號處理單元);89、89R A/D轉換電路(信號處理單元);91、91RCCD驅動器;96、96R聚焦快門驅動器;101 LED驅動器;102 LED(投影單元、水平投影單元);103聚光透鏡(投影單元、水平投影單元);104LCD顯示元件(投影單元、水平投影單元、顯示元件);105 LCD驅動器(校正單元、視場角調整裝置);106第1全息光學元件(第1HOE)(反射光學部件);107、107A、107B、243、244第2全息光學元件(第2HOE);108 LED驅動器;109a、109b接點;111第1CPU(控制單元、報警單元、切換裝置);112第2CPU(控制單元);113第1操作開關;114 EEPROM;120記錄用存儲器(記錄裝置);121自動曝光處理電路(AE處理電路);122自動聚焦處理電路(AF處理電路);123接收電路;124電源電路;131第2操作開關;132解碼器;133發送電路;134電源電路;148、149自由曲面光學部件;151攝影像框;153電子圖像;152、154、155、159信息顯示;156、157、158報警顯示;161、165齒條(虛像距離調整部件);167、169齒條(瞳距調整部件);162、166致動器(虛像距離調整單元);168、170致動器(瞳距調整裝置);163成像透鏡(成像光學系統);164一次成像面的位置;171滑板(支撐部件);171a旋紐;174切片;174a接點;175b接點;176R電阻;177c端子;181、182突起部(調整裝置、偏擺方向調整裝置);184電路基板;185、190柔性基板;187接點;188導體;191軸;193、194軸承;200合葉部;201、202軸(調整裝置、間距方向調整裝置);203護套(調整裝置、間距方向調整裝置);204、205彈簧(調整裝置、間距方向調整裝置);207、209導向孔(調整裝置、間距方向調整裝置);211絕緣體;220底座(調整裝置)221、222螺釘(間距方向調整裝置);223孔(間距方向調整裝置);224長孔(間距方向調整裝置);225、226螺釘(偏擺方向調整裝置);227孔(偏擺方向調整裝置);228長孔(偏擺方向調整裝置);231支圈(安裝單元);232鼻托;234、235、236螺釘;238、239透鏡(視力矯正用透鏡)。
具體實施例方式 以下,參照
本發明的實施例。
(實施例1) 圖1~圖46表示本發明的實施例1,圖1是表示頭戴型照相機的使用方式的立體圖。
該頭戴型照相機(以下適宜地簡稱為“照相機”)1如圖1所示大致分為大致呈眼鏡型的頭戴部2;與該頭戴部2例如通過作為連接部件的電纜3連接的主體部即控制/記錄部4;和遠程進行有關該照相機1的操作輸入的遠距離控制部(以下簡稱為遙控部)5。
上述頭戴部2構成為在透視顯示時實質上可以直接觀察作為觀察對象的被攝體,同時也可以進行該被攝體的攝像。該頭戴部2的形狀大致呈眼鏡型,和用于矯正視力的普通眼鏡大致相同地戴在頭部使用,重量和尺寸等也盡量接近普通眼鏡,以實現小型輕量化。
上述電纜3通過把設在一端側的連接端子3a與頭戴部2的電纜連接端子21(參照圖2等)連接,把設在另一端側的連接端子3b與控制/記錄部4的電纜連接端子49(參照圖7)連接,將這些頭戴部2和控制/記錄部4連接。另外,此處作為電連接頭戴部2和控制/記錄部4的連接部件使用有線電纜3,但不限于此,例如也可以使用以無線方式進行彼此通信的裝置。
上述控制/記錄部4構成為在進行該照相機1的整體控制的同時,也可以進行通過上述頭戴部2拍攝的圖像的記錄。該控制/記錄部4為了可以在被安裝于腰部皮帶等的狀態、或收納在上衣的內口袋等的狀態等各種狀態下使用,在盡可能的范圍內實現小型輕量化。當然,通過使用較長的電纜3,也可以在把該控制/記錄部4收納在書包等的狀態下使用。
上述遙控部5用于遠程操作,攝影者通過遠程操作在手頭就能夠進行上述頭戴部2的透視顯示的控制、和攝影動作的控制等比較頻繁的操作。因此,該遙控部5構成為例如大約收納在一只手的掌心中的尺寸,而且達到輕量化,相對于上述控制/記錄部4例如以無線方式進行通信。
這些頭戴部2、控制/記錄部4和遙控部5在本實施例中構成為彼此不同的個體,這樣,由于使頭戴部2小型輕量化,可提高佩戴的舒適性,通過采用遙控部5可提高操作性等。
下面,參照圖2~圖5說明頭戴部2的外觀和概要。圖2是表示頭戴部的正面視圖,圖3是表示頭戴部的俯視圖,圖4是表示頭戴部的右側視圖,圖5是表示頭戴部的立體圖。
該頭戴部2構成為具有作為相當于普通眼鏡的透鏡、邊框、橋接部等部分的前面部11;從該前面部11的左右兩側向后方(被攝體的相反側)分別延伸設置的相對于該前面部11可以折疊的鬢角部12。
上述前面部11構成為具有框架部13;相對于該框架部13分別對應左右兩眼安裝的作為導光部件的透明光學部件14、15。
上述框架部13在大致中央部設有在測定距被攝體的距離時使用的測距裝置即投光用發光部16,在左右兩側部分別設有以雙聲道獲取來自被攝體側的聲音的第1麥克風17和第2麥克風18。另外,在該框架部13的中央部設有用于把該該頭戴部2放置在鼻梁上的鼻托部19,和形成于上述透明光學部件14、15之間上部的橋接部20。此外,在該框架部13的右側外露著用于調整后述的第1攝像部30(該第1攝像部30兼作上述測距裝置)的安裝位置的調整裝置(適用頭戴型照相機的調整方法的頭戴型照相機的調整裝置)的調整機構(調整裝置)的可以操作的螺釘22、23。
上述鬢角部12使用合葉24、25連接上述前面部11,從而可以相對于該前面部11折疊。即,在不使用時,向前面部11的中央部彎折鬢角部12,可以把其折在沿著該前面部11折疊的位置上,由此能夠做到小型化,且便于收納和搬運。并且,在左右各鬢角部12的前端部,分別設置用于掛放在耳朵上的掛耳部26、27。
另外,在左眼側(即圖2和圖3的右側)鬢角部12,與該鬢角部12一體地設有用于拍攝被攝體像的攝像裝置即第1攝像部30。因此,在折疊鬢角部12時,該第1攝像部30也被折疊。在該第1攝像部30的下端側設有用于連接上述電纜3的一端側的連接端子3a的電纜連接端子21。另外,在該右側鬢角部12設有上述調整機構(調整裝置),該調整機構通過按照后面所述調整上述前面部11和第1攝像部30的相對角度,調整該第1攝像部30中包括的后述第1攝影光學系統31(參照圖12)的光軸和視軸,該調整機構中包括的角度調整用螺釘32的頭部外露,可以從外部轉動。
并且,前面部11的右側和合葉24之間的部分為盒部33,用于收納如后述那樣裝入的用于連接該前面部11內部的各個電路和第1攝像部30內的各個電路的柔性基板等。
下面,參照圖6~圖10說明控制/記錄部4的外觀和概要。圖6是表示操作面板關閉狀態下的控制/記錄部的俯視圖,圖7是表示操作面板關閉狀態下的控制/記錄部的右側視圖,圖8是表示操作面板關閉狀態下的控制/記錄部的左側視圖,圖9是表示配置在操作面板上的操作開關的俯視圖,圖10是表示操作面板打開狀態下的控制/記錄部的立體圖。
該控制/記錄部4構成為具有控制/記錄主體部41;被設置成通過鉸鏈43可以相對于該控制/記錄主體部41自由開閉的操作面板42。
上述控制/記錄主體部41內置有后述的各種電路,在打開上述操作面板42時可以觀察的位置設置作為液晶監視器的LCD顯示元件(以下簡稱為“LCD”)48。該LCD48除了用于在播放時顯示圖像外,也用于設定各種模式的菜單畫面等的顯示。另外,在該控制/記錄主體部41上形成有凹部45,以便用手指等容易進行上述操作面板42的開閉。
并且,在該控制/記錄主體部41的右側面,如圖7所示,設有通過鉸鏈46相對于控制/記錄主體部41可以自由開閉的蓋52,把該蓋52的卡定部52a卡定在控制/記錄主體部41側的被卡定部52b上,由此保持關閉狀態。在打開該蓋52時,如圖7所示,外露出通過上述電纜3與頭戴部2的電纜連接端子21連接的電纜連接端子49、連接電視機的端子即AV/S連接端子50、連接個人電腦(PC)的端子即PC連接端子51。這樣,電纜類在控制/記錄主體部41的右側面統一進行連接,不會從其他面延伸出電纜類,可以減輕電纜布線時的煩惱。
另一方面,在控制/記錄主體部41的左側面,如圖8所示,設有通過鉸鏈47相對于控制/記錄主體部41可以自由開閉的蓋53,把該蓋53的卡定部53a卡定在控制/記錄主體部41側的被卡定部53b上,由此保持關閉狀態。在打開該蓋53時,如圖8所示,外露出用于插入利用卡式存儲器等形成的插拔式記錄裝置即記錄用存儲器120(參照圖12等)的記錄用存儲器插口54、和用于插拔自如地插入用于供給電源的電池的電池插口55。
如圖6所示,上述操作面板42在關閉狀態下也露出于外部的外面側上,并設有電源開關44,另外,在只有打開狀態下露出而可以操作的內面側,設有如圖9所示的各種操作開關。
即,在操作面板42的內面側設有用于播放聲音的揚聲器56;用于增大從該揚聲器56發出的聲音的音量的開關57;用于減小該音量的開關58;用于播放或臨時停止記錄在上述記錄用存儲器120的圖像信息的播放/停止開關59;用于使圖像向逆時針方向快進搜索的開關61;用于使圖像向順時針方向快進搜索的開關62;用于在上述LCD48顯示設定與照相機1相關的各種功能和日期等的菜單畫面的菜單開關63;使顯示在該菜單畫面上的各項目中的選定項目向上、下、左、右各方向移動或使顯示信息滾動的菜單選擇開關66、67、68、69;用于確定顯示的選定項目等的確定開關65。
這樣,配置在操作面板42上的開關主要是用于設定變更頻度較低的信息的一類的開關。
下面,參照圖11說明遙控部5的外觀和概要。圖11是表示遙控部的結構的俯視圖。
該遙控部5如上所述配置有在攝影動作時以較高的頻度變更信息的開關,如圖11所示,其構成為具有作為切換裝置的A/M開關71,用于切換是以自動(A自動模式)模式還是以手動(M手動模式)模式進行透視顯示的動作,該透視顯示的動作是,在進行大于小于規定焦距的望遠攝影時,將對應于表示攝影范圍的攝影像框的攝影圖像放大,把其作為電子圖像進行透視顯示;作為切換裝置的F/V開關72,對上述透明光學部件14(或/以及透明光學部件15(對應是僅在單眼側顯示還是在雙眼側顯示,可以采用后述的各種結構))上的后述的透視顯示,進行是顯示在表示攝影范圍的攝影像框(F)內,還是顯示在來自第1攝像部30的攝影圖像(V)(電子瀏覽)中的切換;用于開始拍攝比動態圖像精度高的靜態圖像的釋放開關(REL)73;當被每按下一次,在動態圖像的錄制開始和錄制停止之間進行切換的錄制開關(REC)74;作為攝影像框設定裝置的變焦開關75,包括使具有上述第1攝影光學系統31的第1攝像部30的變焦(光學變焦及/或電子變焦)向望遠側(T望遠)變化的望遠開關75a、和使其向廣角(W廣角)側變化的廣角開關75b;曝光校正開關76,包括在負側以及正側進行攝影圖像的曝光校正的負曝光校正開關76a和正曝光校正開關76b。
另外,由于可以連動進行上述第1攝影光學系統31的變焦動作和作為觀察者的攝影者觀察的攝影像框的視角的變更,所以上述變焦開關75也可以說是具有用于縮小攝影者觀察的攝影像框的視角的望遠開關75a;用于放大該視角的廣角開關75b。
圖12是表示頭戴型照相機的主要與電子電路相關的結構的方框圖。
該照相機1的結構如上所述大致分為頭戴部2、控制/記錄部4、遙控部5,其中的上述頭戴部2還分為進行攝像的攝像裝置即第1攝像部30、主要進行透視顯示的顯示裝置即透視圖像顯示部6。這些第1攝像部30和透視圖像顯示部6均通過上述電纜3連接上述控制/記錄部4。
上述第1攝像部30包括第1攝影光學系統31,用于成像光學被攝體像,其構成焦距可變的變焦光學系統;低通濾波器86,用于從通過該第1攝影光學系統31的光束中去除不要的高頻成分;作為攝像元件的CCD87,把通過該低通濾波器86由上述第1攝影光學系統31成像的光學被攝體像轉換為電信號輸出;作為信號處理單元的CDS/AGC電路88,對從該CCD87輸出的信號進行后述的降噪和放大處理;作為信號處理單元的A/D轉換電路89,把從該CDS/AGC電路88輸出的模擬圖像信號轉換為數字圖像信號;控制驅動上述CCD87的CCD驅動器91;TG(時序發生器)90,向上述CDS/AGC電路88、A/D轉換電路89、CCD驅動器91供給時序控制信號;作為驅動電路的聚焦快門驅動器96,控制驅動上述第1攝影光學系統31中包括的后述的聚焦快門84;作為驅動電路的USM驅動器95,選擇性地驅動該第1攝影光學系統31中包括的后述的USM(UltraSonic Motor超聲波馬達)92、93、94。
上述第1攝影光學系統31,更具體地講,包括前透鏡81;變更焦距的變位透鏡82;校正伴隨焦距的變化而產生的焦點位置偏差的補償透鏡83;兼備聚焦功能和快門功能的聚焦快門84;調整焦點的聚焦透鏡85;分別驅動上述變位透鏡82、補償透鏡83、聚焦透鏡85的USM92、93、94。
這種第1攝像部30的作用大致如下。
通過上述第1攝影光學系統31的光束通過低通濾波器86成像于CCD87的攝像面。
在從上述遙控部5輸入進行基于上述釋放開關73操作的靜態圖像拍攝的指示、或進行基于上述錄制開關74操作的動畫拍攝的指示時,在上述控制/記錄部4的控制下,由上述CCD87進行光電轉換,輸出模擬圖像信號。
來自該CCD87的信號被輸入到CDS/AGC電路88,由該CDS/AGC電路88內的CDS電路部進行公知的相關雙重抽樣等,去除復位噪聲,并且由該CDS/AGC電路88內的AGC電路部放大至規定的信號水平,然后輸出。
來自該CDS/AGC電路88的模擬圖像信號通過后續的A/D轉換電路89被轉換為數字圖像信號(圖像數據)。在本實施例中,把該A/D轉換電路89的輸出信號稱為RAW圖像數據。即,本實施例中的RAW圖像數據被定義為把來自CCD87的模擬輸出信號最初進行A/D轉換后的數字數據,并使其成為實施其他數字信號處理等之前的數據。
向這些CDS/AGC電路88、上述A/D轉換電路89輸入用于控制由時序發生器90生成的時序信號,來自該時序發生器90的信號也被輸入到上述CCD驅動器91。該時序發生器90、上述USM驅動器95和上述聚焦快門驅動器96由設在控制/記錄部4中的后述第1CPU111控制。
這樣,由于第1攝像部30是對由CCD87生成的圖像信號的模擬信號進行處理,把圖像數據轉換為數字信號后輸出,所以模擬信號不會從該第1攝像部30輸出到外部。因此,對于在通過上述電纜3等發送圖像信號時可能受到的外部噪聲干擾具有強抗干擾性能。
并且,第1攝像部30輸出RAW圖像數據,所以不需要在該第1攝像部30內部設置色分離或白平衡調整等的信號處理電路,可以實現設有該第1攝像部30的頭戴部2的小型輕量化。
來自上述的第1攝像部30的A/D轉換電路89的數字圖像信號由通過上述電纜3等連接的控制/記錄部4進行處理并記錄。
該控制/記錄部4包括DSP電路115,對來自上述A/D轉換電路89的信號進行規定的數字信號處理;存儲器116,由臨時存儲來自該DSP電路115的信號的幀緩沖器等構成;D/A轉換電路117,把存儲在該存儲器116的數字信號轉換為模擬信號;上述LCD48(參照圖10),根據通過該D/A轉換電路117轉換的模擬圖像信號顯示圖像;控制驅動該LCD48的LCD驅動器118;壓縮/解壓縮電路119,把存儲在上述存儲器116的數字信號壓縮,并且也進行從后述的記錄用存儲器120讀出的被壓縮數字信號的解壓縮;記錄用存儲器120,記錄通過該壓縮/解壓縮電路119被壓縮的數字信號;自動曝光處理電路(以下簡稱為“AE處理電路”)121,根據來自上述A/D轉換電路89的數字圖像信號進行曝光控制用的運算;自動聚焦處理電路(以下簡稱為“AF處理電路”)122,根據來自該A/D轉換電路89的數字圖像信號進行自動聚焦(AF)控制用的運算;上述揚聲器56(參照圖9等),根據后述的第1CPU111的控制,在圖像播放時進行聲音的播放或根據需要發生報警聲音;接收電路123,接收從上述遙控部5的后述發送電路133輸出的信號;第1操作開關113,包括用于進行與該照相機1相關的各種操作輸入的如上述圖9所示的各開關;EEPROM114,記錄在該照相機1中使用的各種數據等;電源電路124,包括例如構成為插拔式的電池等,不僅向控制/記錄部4,也可以向上述第1攝像部30和上述透視圖像顯示部6供給電源;作為控制單元的第2CPU112,構成為主要進行該透視圖像顯示部6的控制;第1CPU111,作為該照相機1的綜合性控制單元,也兼作報警單元和切換裝置,控制該控制/記錄部4內的各個電路和上述第1攝像部30內的各個電路,并且通過與上述第2CPU112進行通信,也可以通過該第2CPU112進行上述透視圖像顯示部6的控制。
這種控制/記錄部4的作用大致如下。
上述DSP電路115對來自上述A/D轉換電路89的圖像數據進行規定的圖像處理運算,并且根據所得到的運算結果對該圖像數據進行自動白平衡處理。
通過該DSP電路115處理后的圖像數據被臨時存儲在存儲器116中。
該存儲器116內的圖像數據在經過壓縮/解壓縮電路119內的壓縮電路部被壓縮后存儲在記錄用存儲器120中。
并且,在通過上述第1操作開關113的菜單按鈕63和菜單選擇開關66、67、68、69、確定開關65等的操作,選擇已記錄的圖像,并通過上述播放/停止開關59的操作進行播放指示的情況下,存儲在記錄用存儲器120的被壓縮數據,經過壓縮/解壓縮電路119內的解壓縮電路部被解壓縮并臨時存儲在存儲器116中,該圖像數據通過D/A轉換電路117被轉換為模擬圖像信號后顯示在LCD48上。此時的LCD48的動作由從LCD驅動器118產生的信號控制。
另一方面,來自上述A/D轉換電路89的數字圖像數據通過上述電纜3傳遞到該控制/記錄部4內部之后,分別輸入給AE處理電路121和AF處理電路122。
AE處理電路121計算出1幀(1個畫面)部分的圖像數據的亮度值并進行加權運算等的處理,由此算出對應被攝體的明亮度的AE評價值,向第1CPU111輸出運算結果。
并且,AF處理電路122使用高通濾波器等對1幀(1個畫面)部分的圖像數據的亮度成分抽取出高頻成分,通過算出所抽取出的高頻成分的累加值等,算出對應高頻區域側的輪廓成分等的AF評價值,向第1CPU111輸出運算結果。在該實施例1中,根據通過AF處理電路122算出的上述AF評價值,由第1CPU111進行焦點檢測。
上述EEPROM114在制造照相機時被記錄下進行曝光控制和自動聚焦處理等所需要的各種校正數據,第1CPU111根據需要從該EEPRIM114讀出校正數據進行各種運算。
第2CPU112如上所述主要控制上述透視圖像顯示部6。該第2CPU112連接上述第1CPU111,一面彼此協作地進行動作一面執行規定的動作。并且,在該第2CPU112與用于檢測安裝有上述第1攝影光學系統31的鬢角部12的打開角度是否充分的接點109a、109b(詳細情況后述)電連接。
上述透視圖像顯示部6通過作為反射型組合器的全息光學元件(以下稱為“HOE(Holographic Optical Element)”)投影表示攝影范圍的攝影像框、或由第1攝像部30拍攝的圖像等,在攝影者的視場方向前方顯示虛像。此處,所說“攝影像框”是表示由上述第1攝像部30拍攝的被攝體的范圍的指標(參照圖17等)。
該透視圖像顯示部6包括LED驅動器101,根據上述第2CPU112的控制使后述的LED102發光;構成投影單元(水平投影單元)的LED102,是由該LED驅動器101驅動發光的發光源;構成上述投影單元(水平投影單元)的聚光透鏡103,用于把由該LED102發出的光聚光;構成上述投影單元(水平投影單元)的LCD104,用于顯示攝影像框和所拍攝的圖像等,是利用通過上述聚光透鏡103的LED102的光從背面側照明的透射型液晶顯示裝置;LCD驅動器105,根據上述第2CPU112的控制驅動該LCD104并顯示攝影像框等,兼作校正如后述視差的校正單元;第1HOE106,是將由上述LCD104射出的光一面進行如后面所述的像差校正,一面向垂直下方(參照圖14)反射的反射光學部件;第2HOE107,是通過朝向攝影者的眼睛反射并衍射來自該第1HOE106的光,把在上述LCD104顯示的攝影像框等投影成可以觀察的狀態,并且使外部光可以朝向攝影者的眼睛透過的組合器;用于進行測距的上述投光用發光部16中包括的投光用LED16a;LED驅動器108,根據上述第2CPU112的控制驅動該投光用LED16a;聚光透鏡16b,把上述投光用LED16a發出的測距用光朝向被攝體投影;以雙聲道獲取來自被攝體側的聲音并輸出給上述第2CPU112的上述第1麥克風17和第2麥克風18。
上述遙控部5具有包括上述圖11所示的開關的第2操作開關131;把來自該第2操作開關131的操作輸入轉換成無線發送用信號的解碼器132;把通過該解碼器132轉換的信號發送給上述控制/記錄部4的發送電路133;以及包括電池等的電源電路134,用于向該遙控部5內的各個電路供給電源。
下面,參照圖13~圖16說明透視圖像顯示部6的主要光學結構。圖13是說明透視圖像顯示部的光學系統的原理的圖,圖14是包括表示透視圖像顯示部的光學系統的結構的部分剖面的正面視圖,圖15是表示透視圖像顯示部的光學系統的結構的左側視圖,圖16是表示透視圖像顯示部的光學系統的結構的俯視剖面圖。
該透視圖像顯示部6可以把表示攝影范圍的攝影像框作為虛像迭加顯示在攝影者實質上直接觀察的被攝體上,以下把這種顯示稱為透視顯示。另外,所說“實質上直接觀察”不僅包括用肉眼觀察的情況,也包括通過利用玻璃或塑料等形成的大致平板的透明部件觀察的情況,或者通過視力矯正用透鏡觀察的情況等。
首先,參照圖13說明利用該實施例1的透視圖像顯示部6的光學系統(以下稱為“透視圖像顯示光學系統”)顯示透視圖像的原理。
LED102發出的光通過聚光透鏡103被聚光,從背面照明LCD104。此處,上述LED102構成為包括可以分別發出R(紅色)、G(綠色)、B(籃色)三種顏色的光的二極管,在顯示攝影像框的情況下,例如僅發出G(綠色)的二極管發光。
第2CPU112生成對應于表示攝影范圍的攝影像框的信號,并輸出給LCD驅動器105。LCD驅動器105根據該信號驅動LCD104,由此使該LCD104顯示攝影像框。
接受上述LED102的光而從LCD104射出的攝影像框的像在第2HOE107被反射后,被導入攝影者的眼中。這樣,攝影者可以看到表示攝影范圍的攝影像框的虛像VI。另外,在該圖13中為了說明原理,省略了第1HOE106的圖示。
第2HOE107是使用光聚合物等的感光材料的體積相位型全息光學元件,被設計成具有在通過上述LED102發光的R、G、B的各自波長中以最大反射率反射光的特性。因此,在顯示攝影像框時發出G光的情況下,綠色的攝影像框作為虛像被清晰地顯示。HOE具有良好的波長選擇特性,相對于上述R、G、B的各波長光線,在極其狹小的波長寬度中呈現高的反射特性,而相對于除此以外的波長光線呈現高的透射特性。因此,與顯示光相同的波長區域的外部光不會衍射反射到達攝影者的瞳孔,但除此以外的波長區域的外部光能到達攝影者的瞳孔。一般,可見光由于波長的頻帶寬度較寬,所以即使包括R、G、B的各波長的極其狹小的波長寬度的光達不到,也可以沒有任何妨礙地觀察外部影像。
并且,該透視圖像顯示部6也可以把通過上述第1攝像部30拍攝的圖像透視顯示為彩色圖像,該情況下,可以在使LCD104顯示所拍攝的圖像的同時,使上述LED102發出R、G、B三種顏色的光。這樣,所拍攝的圖像作為虛像從第2HOE107到達攝影者的瞳孔。
上述第1HOE106不僅把來自LCD104的光反射,把其導入第2HOE107,而且具有校正像面變形的功能。另外,此處使用了第1HOE106,但也可以使用自由曲面的光學元件來代替。由于自由曲面的光學元件小型輕量,且可以校正復雜的像差,所以不怎么增加重量即可顯示像差較小的清晰圖像。
下面,參照圖14~圖16說明上述透視圖像顯示光學系統的具體配置示例。
在上述框架部13內部的被攝體側的部分,也就是在成為上述透明光學部件14(和/或透明光學部件15)上部的位置,按照圖14所示的順序配置上述LED102、聚光透鏡103、LCD104、第1HOE106。這些各個部件如圖16所示,由保持框144、145夾持而被固定。此時,上述LED102在被安裝于電路基板141的狀態下,通過上述保持框144、145被固定。并且,其中的第1HOE106如上所述被傾斜配置,以便來自LED102的光朝向垂直下方反射。
上述透明光學部件14(和/或透明光學部件15)如圖15所示,構成為具有利用透明玻璃或塑料等形成的具有規定厚度的導光部件142、143;被夾在這些導光部件142、143之間并且傾斜配置成朝向后方反射光的上述第2HOE107。在這種結構中,從上述第1HOE106反射的光透過配置在第2HOE107上側的導光部件142的內部到達第2HOE107。另外,在該導光部件142內部的光的傳播可以如圖15(A)所示只是透射即可,也可以如圖15(B)所示將透射和內面的全反射進行組合。如果進行圖15(B)所示的光學設計,可以使透明光學部件14(和/或透明光學部件15)形成為薄壁,能夠進一步實現頭戴部2的輕量化。
并且,在上述框架部13內部的攝影者的頭部側(被攝體的相反側)部分,如圖16所示,安裝上述LED驅動器101和LCD驅動器105的電路基板146隔著上述保持框144配置在與透視圖像顯示光學系統相反的一側。
另外,透視圖像顯示光學系統包括上述的各部件中的LED102、聚光透鏡103、LCD104、第1HOE106、第2HOE107、導光部件142、143。
觀察者一般用兩眼觀察被攝體,關于如何配置上述透視圖像顯示部6,例如可以考慮以下兩種示例。
第1構成例是,對于兩眼,把對應于一側眼睛的部分由上述圖14等所示的透視圖像顯示光學系統構成,而對應于另一側眼睛的部分只是由不具有透視圖像顯示功能的透明光學部件構成。此時,對應于另一側眼睛的透明光學部件優選具有與透明光學部件14(或透明光學部件15)相同的視感透射特性的光學部件,這樣即使長時間使用,也可以減輕眼睛的疲勞。
第2構成例是,分別對應于兩眼,構成上述圖14等所示的透視圖像顯示光學系統。在使用這種成對的透視圖像顯示光學系統的情況下,可以進一步減輕眼睛疲勞,并且可以根據需要立體顯示所觀察到的圖像。
下面,參照圖17~圖26說明使用透視圖像顯示部6顯示圖像的示例。
首先,圖17是表示透視顯示的初始狀態的顯示示例的圖。在接通照相機1的電源或重新設定系統時,進行如圖17所示的顯示。此時,如圖所示,表示相當于標準透鏡(例如視場角為50度)的攝影范圍的攝影像框151被透視顯示(即,從攝影者觀看時的視場角為50度的攝影像框151被透視顯示)。
然后,圖18是表示進行望遠變焦時的顯示示例的圖。所顯示的攝影像框151表示的攝影范圍是,與比上述圖17所示狀態更為望遠狀態對應的攝影范圍。如上所述,該攝影像框151的變更是通過例如上述變焦開關75的操作來進行,此時變更上述第1攝影光學系統31的焦距,以使第1攝像部30的攝影視場角與該攝影像框151的視角一致。具體而言,在對應于上述圖17所示的標準透鏡的焦距的攝影范圍內,通過操作該變焦開關75的望遠開關75a,進行如圖18所示的向望遠側的變更。
然后,圖19為表示進行廣角變焦和曝光校正時的顯示示例圖。所顯示的攝影像框151表示的攝影范圍是,與比上述圖17所示狀態更為廣角狀態對應的攝影范圍,并且在該攝影像框151的例如右下部顯示作為信息顯示152的曝光校正量。在該圖所示示例中,例如顯示有通過上述曝光校正開關76進行了+1.0的曝光校正的情況。另外,曝光校正不限于用數字表示,當然也可以使用直方圖或標志等各種顯示方式。并且,該圖19所示的攝影像框151例如在對應于上述圖17所示的標準透鏡的焦距的攝影范圍內,通過操作上述變焦開關75的廣角開關75b來進行設定。
并且,圖20是表示進行電子瀏覽顯示時的顯示示例圖。例如,利用上述F/V開關72選擇電子瀏覽顯示(V)時,如該圖所示,把由第1攝像部30拍攝的電子圖像153作為虛像被投影到攝影者的眼睛中。另外,作為該電子瀏覽所顯示的圖像的尺寸可以根據該圖像的分辨率設定,例如分辨率較低時可以縮小顯示圖像。
圖21是表示動畫錄制過程中的顯示示例圖。例如在操作上述錄制開關74進行錄制時,如該圖21所示,顯示表示攝影范圍的攝影像框151,并且表示錄制過程中的信息顯示154作為文字“REC”而顯示在攝影像框151的例如右下部。該表示錄制過程中的顯示與上述相同不僅限于文字。
圖22是表示手動模式時的顯示示例圖。例如,通過操作上述A/M開關71被設定為手動模式(M)時,表示該手動模式(M)的信息顯示155在攝影像框151的例如右下部顯示文字“MANU”。另一方面,在不進行“MANU”的信息顯示155時為自動模式(A)。
圖23是表示打開鬢角部12時被顯示為相對于前面部11打開角度不夠的報警顯示156的示例圖。在使用時,如果鬢角部12未打開到規定位置,則在第1攝像部30和視軸產生角度偏差,所以利用后述的結構檢測該情況并進行報警。
圖24是表示盡管第1攝影光學系統31的焦距f達到焦點可以調節的下限值k1,但仍在向小的一方的操作時的透視顯示的報警顯示157的示例圖。即,在進行向廣角側的變焦操作而到達變焦的廣角端時,依然在進行向廣角側的變焦操作的情況下,該報警顯示157與表示攝影范圍的攝影像框151的顯示同時進行。
圖25是表示盡管第1攝影光學系統31的焦距f達到焦點可以調節的上限值k2,但仍在向大的一方的操作時的透視顯示的報警顯示158的示例圖。即,在進行向望遠側的變焦操作而到達變焦的望遠端時,在依然進行向望遠側的變焦操作的情況下,該報警顯示158與表示攝影范圍的攝影像框151的顯示同時進行。
圖26是表示進行攝影靜態圖像的操作時的顯示示例圖。此時,在顯示表示攝影范圍的攝影像框151的同時,表示已記錄靜態圖像的信息顯示159在攝影像框151的例如右下部顯示為文字“REL”。表示已記錄該靜態圖像的顯示與上述相同不僅限于文字。
另外,在如同上述的各種顯示中,通常的信息顯示可以通過使上述LED102中的例如G(綠色)二極管發光來進行,報警顯示通過使上述LED102中的例如R(紅色)二極管發光來進行。
然后,圖27是說明測距原理的圖。
把具有投光用發光部16的投光用LED16a和聚光透鏡16b的測距用投光光學系統、和包括第1攝影光學系統31和CCD87的攝像系統配置成使各自光軸彼此僅離開規定的距離(后述的L)。
在這種構成中,從投光用LED16a發出的光束通過聚光透鏡16b射出大致平行的光束,并照射到被攝體O。該光通過該被攝體O反射,通過第1攝影光學系統31入射到CCD87的攝像面。
此時,在把聚光透鏡16b的光軸和第1攝影光學系統31的光軸的間隔設為L,把從第1攝影光學系統31的主點到CCD87的攝像面的距離設為f1,把來自被攝體O的反射光在CCD87的攝像面上的成像位置和第1攝影光學系統31的光軸的距離設為ΔL時,到被攝體的距離R可以利用下述算式(1)求出。
算式(1) 然后,參照圖28~圖30,說明基于上述到被攝體的距離的視差校正的原理。
圖28是說明被攝體和第1攝影光學系統和CCD的光學關系的圖,圖29是說明HOE和通過該HOE形成的虛像和眼睛的光學關系的圖,圖30是說明校正視差的虛像偏移量的圖。
如圖28所示,如果把CCD87的攝像區域的水平方向上的尺寸設為h2,把第1攝影光學系統31的焦距設為f,把從第1攝影光學系統31的主點到CCD87的距離設為f+x,把從第1攝影光學系統31的主點到被攝體的距離設為L2,把由CCD87拍攝的被攝體的水平方向上的尺寸設為H2,把水平方向的攝影視場角設為θ2,則下述算式(2)表示的關系成立。
算式(2) 另一方面,如圖29所示,如果把從攝影者的瞳孔P的位置到表示攝影范圍的水平方向的攝影像框的位置(虛像VI)的距離設為L1,把該攝影像框的水平方向的長度設為H1,把從瞳孔P的位置觀看利用水平方向的長度H1形成的該攝影像框的角度(視角)設為θ1,則下述算式(3)表示的關系成立。
算式(3) 攝影者為了在所設定的攝影范圍內攝影,需要使攝影視場角和視角相等,即θ2=θ1。在該θ2=θ1成立的條件下,為了使算式(2)的右邊和算式(3)的右邊相等,第1攝影光學系統31的焦距f利用下述算式(4)求出。
算式(4) 另一方面,根據透鏡的成像原理,下述算式(5)成立。
算式(5) 根據這些算式(4)和算式(5),通過刪除x導出下述算式(6)。
算式(6) 根據該算式(6)可知,只要能夠求出被攝體距離L2,即可求出焦距f。
此處,在普通被攝體中,由于h2/L2《H1/L1的關系成立,所以在想簡化計算或不具有用于求出被攝體距離的裝置時,可以利用下述算式(7)求出近似值。
算式(7) 下面,參照圖30說明視差的校正原理。
首先,作為說明視差校正原理時的前提條件,使第1攝影光學系統31的光軸方向和攝影者的視軸方向均相對于面部垂直,把這些光軸和視軸僅隔開距離X進行配置。此處,視差是以光軸和視軸僅隔開距離X為起因而產生的。另外,在光軸和視軸相對傾斜的情況下,將成為產生較大視差的要因,所以需要將它們調整成平行。關于對該光軸和視軸進行調整的單元在后面詳細說明。
如圖30的實線和虛線所示,如果距表示攝影范圍的攝影像框的虛像VI0的距離和被攝體距離相同,則攝影者觀察的范圍和第1攝像部30攝像的范圍的偏差量(視差)不變,即為X。但是,由于實際上從攝影者的瞳孔P到虛像VI1的距離L1與從第1攝影光學系統的主點到被攝體的距離L2不同,所以用于使作為虛像的攝影像框表示的范圍與實際攝像范圍一致的視差校正量X’利用下述算式(8)表示。
算式(8) 如果把攝影像框的虛像VI1的倍率(即虛像相對于在LCD104上顯示的像的尺寸比)的倒數設為β,則為了校正視差,在LCD104上顯示的影像的偏差量SP如下面的算式(9)表示。
算式(9) 因此,第2CPU112控制上述LCD驅動器105,以使在LCD104上顯示的像的位置僅移動由該算式(9)表示的量SP。由此,虛像VI1的位置僅移動距離X’成為虛像VI2,如圖30的雙虛線所示,虛像的攝影像框表示的范圍與實際的攝像范圍一致。
這樣,用于進行視差校正的偏差量SP依賴于被攝體距離L2,所以每當被攝體距離不同時,隨時進行校正是基本的。
但是,例如,以β=1/100、L1=2m、L2=2m、X=4cm的情況為例時,偏移量SP為0.4mm,但如果使用下述算式(10), 算式(10) 把該視差校正量換算為視角Sθ時,約為1度,不能說產生較大的視差。這樣,在進行普通攝影的情況下,幾乎不需要視差校正。另外由于算式(10)的右邊括弧內與被攝體距離L2的倒數成比例,所以可以看出,在L2小、即近距攝影時,視角Sθ變大,需要進行基于上述算式(9)的視差校正。
下面,參照圖31~圖33說明可以將被攝體和虛像同時對準眼睛的焦點進行觀察的結構。
由于當從眼睛到攝影像框的虛像的距離和從眼睛到被攝體的距離之差較大時,不能將眼睛的焦點同時對準這兩側,所以不能同時清楚地觀察攝影像框和被攝體。
因此,對通過把從眼睛到攝影像框的虛像的距離設定成與從眼睛到被攝體的距離一致,從而可以同時清楚地觀察到攝影像框和被攝體的結構進行說明。
首先,圖31是說明變更從眼睛到虛像的位置的原理的圖。另外,在該圖31中,為了不受其他部件等的影像而僅對原理進行簡潔的說明,省略上述第1HOE106等的圖示和與該第1HOE106等相關的說明等。
在把第2HOE107的焦距設為f,把從LCD104所顯示的攝影像框151的位置到第2HOE107的距離設為L1,把從第2HOE107到虛像VI的距離設為Li,把攝影者觀看攝影像框151對角線的虛像的角度(視角)設為2ω,把在LCD104顯示的攝影像框的對角線的長度設為X1時,下述算式(11)和算式(12)表示的關系成立。
算式(11) 算式(12) 這些算式中出現的各個變量和常量中的f在設計第2HOE107時被確定,ω由攝影者設定為期望值,到虛像的距離Li是希望與到被攝體的距離一致的距離(即,例如通過測距求得的被攝體距離)。因此,通過把這些值代入算式(11),求出在與被攝體距離相同距離的位置顯示虛像的LCD104的顯示位置L1,另外,通過把上述各值代入算式(12),求出用于使攝影像框的視角與攝影視場角一致的、在LCD104顯示的攝影像框的尺寸X1。
圖32是表示通過作為虛像距離調整裝置的驅動器162在光軸方向驅動LCD104的結構示例圖。在該示例中,作為致動器162,使用例如電磁馬達、超聲波馬達(USM)、靜電致動器等公知的致動器,來變更上述L1。即,LCD104被設置成可以在聚光透鏡103的光軸方向移動,在支撐該LCD104的框架部件等設置用于使該LCD104在光軸方向變位的、作為虛像距離調整裝置的例如齒條161等。在該齒條161構成為,嚙合被固定在驅動器162的旋轉軸上的小齒輪162a等,以便傳遞致動力。這樣,通過使該致動器162僅旋轉所期望的量,可以使LCD104在光軸方向僅移動所期望的量。根據這種結構,通過變更上述L1,使到虛像VI的距離Li與到被攝體的距離一致。并且,在使用該構成變更L1時,當然也利用作為視角調整裝置的LCD驅動器105變更在該LCD104顯示的攝影像框的尺寸,以達到上述算式(12)所示的X1。
另外,在上述圖32及后面說明的圖33所示例中,如果變更虛像位置,則倍率(觀看被攝體的角度2ω)變化,所以通過使用作為視角調整裝置的LCD驅動器105校正在LCD104顯示的像的尺寸來進行校正,使上述倍率一定。具體而言,為了使從在LCD104顯示的攝影像框151的位置到第2HOE107的距離L1、與在LCD104顯示的攝影像框151的對角線的長度X1之比一定,校正在LCD104顯示的像的尺寸。
然后,圖33是表示一次成像LCD104的像并且使該一次成像的位置在光軸方向改變的結構示例圖。在該示例中,在通過LCD104的光束的光路上設有作為成像光學系統的成像透鏡163,利用該成像透鏡163,在該成像透鏡163和第2HOE107之間的光路上的位置164一次成像該LCD104的像。上述成像透鏡163被設置成可以在光軸方向移動,在支撐該成像透鏡163的鏡框等部件上設有使該成像透鏡163在光軸方向變位的、作為虛像距離調整裝置的例如齒條165等。如同上述,在該齒條165上嚙合著被固定在作為虛像距離調整裝置的致動器166的旋轉軸上的小齒輪166a等,以便傳遞致動力。這樣,通過使該致動器166僅旋轉所期望的量,使成像透鏡163在光軸方向移動,從而可以使一次成像面的位置164在光軸方向僅移動所期望的量。使用這種結構,變更上述L1,以使到虛像VI的距離Li與到被攝體的距離一致。另外,在上述圖31說明的原理中的L1,在該圖33所示例中是指從一次成像面的位置164到第2HOE107的距離。并且,此時當然也可以變更在LCD104顯示的攝影像框的尺寸。
另外,此處,雖然跟蹤被攝體距離來調整從眼睛到攝影像框的虛像V工的距離,但在該情況下,由于每當攝影者的視線變化時,被攝體距離就會發生變化,攝影像框的位置時時刻刻都在變更,所以如果不以較高的精度連續調整攝影像框,則有可能在視覺上產生不諧調感。并且,如果時時刻刻調整攝影像框的位置,則電力消耗也變大。因此,可以在從近距離到無限遠的距離之間分成多個階段(例如分三個階段),進行攝影像框位置的調整。
下面,參照圖34~圖36對攝影者的瞳孔位置和通過第2HOE107觀察到的虛像在瞳距方向上的位置的調整進行說明。圖34是表示通過致動器變更第1HOE106的瞳距方向的位置的結構示例圖,圖35是表示從機構上變更第1HOE106的瞳距方向的位置的結構示例圖,圖36是表示圖35的電路結構的電路圖。
為了相對于被攝體在正確位置觀察通過第2HOE107顯示的虛像,需要調整第2HOE107和攝影者的瞳孔P的位置關系。然而,由于瞳孔位置因人而異,所以如果具有攝影者根據需要調整成與自己相符的機構將很方便。因此,圖34表示可以進行這種調整的結構的一例。
作為反射光學部件的第1HOE106被安裝在在瞳距方向(與兩眼的連接線平行的水平方向)設有齒的例如齒條169(瞳距調整裝置的結構要素)上,在該齒條169嚙合著被固定于構成瞳距調整裝置的致動器170的旋轉軸上的小齒輪170a等,可以傳遞致動力。由此,通過使該致動器170僅旋轉所期望的量,第1HOE106可以在瞳距方向移動。
同樣,構成水平投影單元的LCD104也被安裝在在瞳距方向設有齒的例如齒條167(瞳距調整裝置的結構要素)上,在該齒條167嚙合著固定于構成瞳距調整裝置的致動器168的旋轉軸上的小齒輪168a等,可以傳遞致動力。由此,通過使該致動器168僅旋轉所期望的量,LCD104可以在瞳距方向移動。
如果只有第1HOE106在瞳距方向移動,上述圖31所示的L1發生變化,因此在該圖34所示例中,為了使L1不變化而保持一定,LCD104構成為,與該第1HOE106連動并且在同一方向僅移動相同的量。
另外,第2HOE107形成為,與圖14所示情況相比,在瞳距方向橫長,以便覆蓋上述第1HOE106在瞳距方向移動時的范圍,即使到達該范圍內的任何位置時,也能把上述LCD104的圖像作為虛像進行觀察(即,通過LCD104顯示的圖像被導入瞳孔P中)。
另外,第1HOE106和LCD104的驅動量,作為致動器168、170例如采用電磁馬達即脈沖馬達,通過計數來自規定的基準位置的驅動脈沖來進行。并且不限于此,也可以使用其他公知的解碼器等檢測驅動量。即,把沿著移動方向以相等間隔設有多個切槽的板部件配置成分別與第1HOE106和LCD104一起移動,隔著該板部件,在一方表面側設置作為發光元件的LED,在另一方表面側設置通過上述切槽感光該LED的光的感光元件,通過計數從該感光元件輸出的脈沖數來檢測移動量。
另外,使用致動器168、170的透視圖像顯示光學系統相對于瞳孔P的位置調整,通過攝影者操作電氣開關等來驅動這些致動器168、170,被調整為所期望的位置。或者,不限于此,設置檢測瞳孔P的位置的傳感器等,根據該傳感器的輸出,上述第2CPU112或第1CPU111控制致動器168、170,由此自動進行調整。
下面,圖35是表示為了調整相對于如同上述瞳孔的第2HOE107的相對位置,從機構上變更第1 HOE106在瞳距方向上的位置的結構示例圖。
即,第1HOE106安裝在作為支撐部件的滑動部件171上,該滑動部件171由固定于上述框架部13上的導向部件172支撐,可以在規定范圍內在瞳距方向移動。在上述滑動部件171設有旋紐171a,攝影者使用該旋紐171a可以使滑動部件171在瞳距方向移動。
并且,在上述滑動部件171上安裝有電氣切片174,其前端部成為呈凸狀的接點174a。該接點174a具有從該滑動部件171離開的方向的彈性。由此,接點174a在不施加力的狀態下處于從該滑動部件171離開的位置,通過施加力,接點174a沿著該滑動部件171彈性變位。
另一方面,基板173被固定在框架部13上,并且與上述接點174a相對。該基板173在沿著滑動部件171的移動方向并且與該滑動部件171相對的底面側設有隔開相等間隔的多個凹部,在該凹部底面分別設有電氣接點175b(在圖示例中表示3個接點175b1、175b2、175b3)。
上述接點174a在與該凹部卡合時,與設在該凹部底面的接點175b接觸,形成電連接。此時,通過接點174a與凹部的卡合產生喀嚓感,從而攝影者明白滑動部件171已經移動到規定位置。并且,根據接點174a是與多個接點175b1、175b2、175b3中的哪一個進行了電連接,可以檢測第1HOE106在瞳距方向上的位置。
下面,參照圖36說明包括接點174a和接點175b的電氣檢測電路的結構。
接點174a連接在電源VCC,如上所述,相對于多個接點175b1、175b2、175b3(把它們統稱為接點175b)可以實現擇一導通。這些接點175b1、175b2、175b3分別通過電阻176R1、176R2、176R3(把它們統稱為電阻176R)接地,并且與其他端子177c1、177c2、177c3(把它們統稱為端子177c)電連接。
在這種構成中,與上述多個接點175b1、175b2、175b3中和上述接點174a接觸的端子175b導通的端子177c的電位為上述的電源電位Vcc,而其他端子177c的電位與接地電位相等。因此,通過檢測各端子177c的電位,可以檢測第1HOE106的位置。
根據這樣檢測到的第1HOE106的位置,校正LCD104(例如參照圖34)的位置或LCD104的一次成像面的位置,由此可以使攝影像框的虛像位置保持一定。
另外,在上述說明中,使接點174a相對于分散配置的接點175b相對移動,從而分階段地調整并檢測第1HOE106的位置,但不限于此,也可以構成為可以連續調整、并且可以檢測連續的位置。因此,也可以考慮如下示例,例如,滑動部件171構成為相對于導向部件172可以連續地改變位置,沿著該滑動部件171的滑動方向在基板173上印刷薄膜電阻,并且接點174a構成為一面保持電氣接觸該薄膜電阻,一面在該薄膜電阻上滑動。此時,通過檢測接點174a和上述薄膜電阻的一方端子之間的電阻值,可以檢測能夠連續變化的第1HOE106的位置。
上述第1HOE106等的瞳距方向上的位置的機構調整如上所述構成為使用旋紐171a手動進行,因此不需要高度的控制,可以使結構簡單化。即使采用這種結構,只要攝影者不變,第1HOE106等的位置調整進行一次即可,沒有什么不便。
通過采用這種結構,不改變頭戴型照相機1的外觀,調整攝影者的瞳孔和距第2HOE107的主光線的相對位置,可以不依賴攝影者,就能夠把攝影像框正確引導到攝影者的眼中。
下面,參照圖37~圖42說明合葉部200附近的第1構成示例。圖37是包括表示含有前面部11和合葉部200和鬢角部12的連接部分的結構的局部剖面的俯視圖,圖38是從圖37的紙面左方向觀看前面部11和合葉部200的連接部分的縱剖面圖,圖39是表示由前面部11與合葉部200的螺釘23進行固定部分的剖面圖,圖40是從圖37的左側大致向右方觀看合葉部220和鬢角部12的連接部分的圖,圖41是表示設在鬢角部12的突起部181中的電氣接點的結構的正面視圖,圖42是表示設在鬢角部12的突起部181中的電氣接點的結構的俯視圖。
此處,上述合葉部200是連接包括合葉24的鬢角部12和前面部11(或框架部13)部分的總稱。
本實施例的頭戴型照相機1是,由攝影者指定表示攝影范圍的攝影像框,并以與指定的攝影像框的視角相對應的視場角進行攝影,因此需要校正視差,這與前面所述相同。作為產生該視差的原因,有攝影者的視軸和攝影光軸的水平方向的位置偏移,以及視軸和攝影光軸的角度偏移,但后者的角度偏移的影響非常大,所以設置可以精密地校正該角度偏移的調整機構(調整裝置)。
該照相機1如上述圖3所示,左右鬢角部12在使用狀態下形成為相對于前面部11大致垂直的狀態,在不使用時以合葉24、25為旋轉中心,可以朝向前面部11向內側折疊。此處,對如上述圖2~圖5所示的在右側鬢角部12安裝有第1攝像部30的示例中包括右側合葉24的合葉部200附近進行說明。
該合葉部200構成為,在鬢角部12相對于前面部11大致呈直角的最大打開狀態下,在間距(上下)方向及偏擺(左右)方向,可以對前面部11的透視圖像顯示部6和第1攝像部30大致呈直角的最大打開角度進行角度調整(微調)。這樣,可以把安裝在鬢角部12上的第1攝像部30的第1攝影光學系統31的攝影光軸調整為與視軸平行。
合葉部200的合葉24構成為肘接頭,如圖40所示構成為,將設于前面部11側的形成有圓筒狀螺紋孔193a的“コ”狀軸承193、和設于鬢角部12側的形成有圓筒狀孔194a的軸承194組合成使彼此的孔193a、194a貫通,向這些孔193a、194a插通作為連接銷而發揮作用的軸191。另外,在圖40中,對屬于鬢角部12的部分利用虛線標注陰影。
如圖37所示,合葉部200的鬢角部12側的部分具有在圖37的右側突出的作為調整裝置的突起部181,和在該合葉部200的前面部11側的部分同樣具有在圖37的右側突出的作為調整裝置的突起部182,并且使各突起部181、182的突接面彼此相對。在合葉部200側的突起部182中貫通并穿設與使用狀態下的第1攝影光學系統31的攝影光軸大致平行的螺紋孔182a,在該螺紋孔182a內旋合著螺釘32。并且構成為在旋入該螺釘32時,該螺釘32的前端從上述突起部182的螺紋孔182a延伸,延伸的螺釘32的前端接觸鬢角部12的突起部181。根據這種構成,限制在使用狀態下的鬢角部12的最大打開角度,并且在偏擺方向可以微調整安裝在鬢角部12上的第1攝影光學系統31的光軸。
這種正確的微調整是在鬢角部12處于規定位置時(此處為最大打開狀態時)進行,所以需要使該最大打開狀態成為使用狀態,而在打開角度不充分時不應該使用。因此,設置如圖41、圖42所示的檢測是否是最大打開角度的單元,在使用狀態下,如果不是最大打開角度的情況,則進行如上述圖23所示的報警顯示156。
即,如圖41、圖42所示,在突起部181與上述突起部182相對的一面側設有絕緣體211,在該絕緣體211中埋入例如形成直線狀的電氣接點109b、和被設置成通過該絕緣體211與該接點109b大致平行并且前端部形成為“コ”狀U型的電氣接點109a。其中的接點109a構成為“コ”狀U型部分的前端部109a1從突起部181的表面(絕緣體211的表面)彈性浮起,在被施加了朝向該突起部181表面的力量時,該接點109a的前端部109a1接觸上述接點109b并且電氣導通。
在這種構成中,上述螺釘32的前端構成為,在打開鬢角部12時接觸該接點109a的前端部109a1,在鬢角部12打開到最大時,接點109a被該螺釘32的前端按壓,接觸上述接點109b,在未打開到除此以外的最大程度時,接點109a和接點109b彼此離開并絕緣。這樣,可以檢測鬢角部12是否是最大打開角度。
另外,這些接點109a、109b通過上述圖2和圖4等所示的電纜連接端子21,按照上述圖12所示,連接設在控制/記錄部4的第2CPU112。
再返回圖37的說明,下面說明相對于合葉部200在間距方向調整(旋轉調整)前面部11的機構。
前面部11在如圖38所示的使用狀態下沿著與第1攝影光學系統31的攝影光軸平行的線的縱剖面中,外裝部件196的圖37中的右側端部形成為呈“コ”狀,圖37中上側部分形成開口。并且,在該外裝部件196的內部設有如圖37所示的壁部199、和如圖38所示的從該外裝部件196的底面側立起設置的壁狀彈簧按壓部206。并且,合葉部200從該外裝部件196的“コ”狀開口插入由外裝部件196和壁部199隔開的空間內。
上述合葉部200也具有類似內部形成空間的作為結構部件的外裝部件197,在該合葉部200的前端部插入上述前面部11內的空間的狀態下,在上述外裝部件196固定安裝構成調整裝置的2個軸201、202,并且使該外裝部件197在瞳距方向貫通。
其中的軸201在插通構成調整裝置的圓筒形狀的護套203內部的狀態下,兩端被固定安裝在述前面部11的外裝部件196上。另一方面,護套203的兩端固定在合葉部200的外裝部件197上。由此,軸201構成為與護套203保持同軸并且可以相對轉動。
在護套203的外周側安裝有向松開纏繞方向賦予彈簧力的線圈狀彈簧204、205(調整裝置的一部分),該彈簧204、205的一端側由上述彈簧按壓部206支撐,另一端側由合葉部200的外裝部件197的底面支撐。這樣,在合葉部200的外裝部件197的底面,施加以軸201為支點朝向前面部11的外裝部件196的底面的方向的旋轉力。
并且,上述軸202的兩端被固定在前面部11的外裝部件196上,并且可以滑動地插通穿設于合葉部200的外裝部件197的作為調整裝置的一部分的導向孔207中。該導向孔207構成為以上述軸201為中心的圓弧狀長孔。
在以上述軸201為中心的合葉部200的外裝部件197的外徑側通過轂208安裝螺釘23。另一方面,在前面部11的外裝部件196穿設利用以該軸201為中心的圓弧狀長孔形成的作為調整裝置的一部分的導向孔209,上述螺釘32為了插通該導向孔209,從前面部11的右側面外側旋合在上述轂208上而可以緊固。該螺釘32如后面所述,用于固定以上述軸201為中心的前面部11和合葉部200的相對旋轉位置。
另一方面,在前面部11的外裝部件196的底面形成螺紋孔198,并且旋合有螺釘22。該螺釘22的前端接觸合葉部200的外裝部件197并可以壓上。
下面,對在利用這種機構相對于合葉部200、即相對于安裝在合葉部200的第1攝像部30在間距方向調整前面部11時的作用進行說明。
首先,松動螺釘23,使前面部11和合葉部200可以相對旋轉。
然后,使螺釘22向例如緊固方向轉動,克服上述彈簧204、205的彈簧力,把合葉部200的底面向上方提起,并以上述軸201為中心轉動。另一方面,使螺釘向松動方向轉動,利用上述彈簧204、205的彈簧力,合葉部200的底面以上述軸201為中心轉動著向下方下降。
這樣,使螺釘22轉動,將間距方向的位置調整為所期望的位置。
由此在達到所期望位置時,通過固定上述螺釘23,可以進行在間距方向被調整后的位置的固定。
使用上述的調整機構(調整裝置)調整透視圖像顯示部6和第1攝像部30的相對傾斜的工作,有在制造照相機1時在工廠等進行的情況,和使用照相機1的攝影者自身進行的情況,但無論在哪種情況下,均可以利用相同的方法進行調整。
首先,在制造照相機時進行調整的情況下,在無限遠的位置配置例如明亮的點光源,并利用第1攝像部30拍攝該點光源,利用透視圖像顯示部6進行透視顯示。并且,為了使實質上直接入射到瞳孔位置的點光源的像、和通過第2HOE107從瞳孔位置觀察的點光源的電子圖像重疊,按照如上所述,使用螺釘22、23進行間距方向的調整,并使用螺釘32進行偏擺方向的調整即可。另外,該照相機制造時的調整不限于人實質上直接觀察著進行,也可以在瞳孔位置配置監視器用照相機等,根據該照相機圖像來進行調整。
然后,在攝影者自身進行調整的情況下,使用位于遠方的合適的被攝體,進行和上述相同的調整即可。
另外,調整時使用的被攝體未必一定在無限遠的位置,只要是可以忽視誤差的影響的實質上的無限遠位置即可。
下面,參照圖37和圖40說明將前面部11的電氣安裝部和鬢角部12(第1攝像部30)的電氣安裝部電連接的結構。
如圖37所示,設在前面部11的電路基板184電連接在柔性基板185的一端側。該柔性基板185從前面部11內跨越配置到合葉部200內,另一端側電連接在圖40所示的多個接點187。這些接點187設于在合葉部200內立起設置的壁部195,柔性基板185和各接點187的連接通過連接部186進行。
另一方面,相對前面部11側的軸承193進行相對旋轉的鬢角部12側的軸承194,沿著軸方向設置多個沿著周面形成為圓弧狀的作為同軸接點的導體188,這些導體188分別與上述多個接點187對應并且被埋入絕緣體中,對從該絕緣體露出的表面實施例如鍍金。另外,也可以對導體188整個表面進行鍍金。
根據這種構成,即使前面部11和鬢角部12相對旋轉,也能保持接點187和導體188的電連接。
上述接點187在該軸承194的周面上通過連接部189電連接柔性基板190的一端側。該柔性基板190的另一端側雖然未圖示,但連接安裝于鬢角部12的第1攝像部30內的電路基板,另外通過上述電纜3電連接控制/記錄部4。
根據這種構成,用于驅動設在框架部13的透視圖像顯示部6的LED驅動器101、108和LCD驅動器105的信號是從控制/記錄部4的第2CPU112傳遞,相反,從框架部13的第1麥克風17和第2麥克風18取得的聲音信號被傳遞給該第2CPU112。
下面,參照圖43和圖44說明把第1攝像部30安裝成相對于框架部13的側面可以在間距方向和偏擺方向相對調整角度的第2構成示例。圖43是表示把第1攝像部30安裝在框架部13的結構的俯視圖和右側視圖,圖44是表示為了安裝第1攝像部30而設在框架部13的孔的結構的右側視圖。
框架部13和鬢角部12如圖43(A)所示連接成通過合葉24A可以折疊。該合葉24A通過從上述框架部13延伸設置的略長的接頭229,被配置在與上述合葉24相比從前面部11側略微離開的位置上。并且,該合葉24A與上述合葉24不同,未設置電氣接點和柔性基板等。
在上述接頭229的側面,連接著從正面觀看時大致呈L狀的作為調整裝置的臺座220,其具有沿著該側面的形狀部220a和從該側面大致垂直立起設置的形狀部220b。
即,在上述接頭229如圖44所示,在前方側穿設作為間距方向調整裝置的孔223,在后方側穿設以該孔223為中心的呈圓弧狀的作為間距方向調整裝置的長孔224。通過這些孔223、224,把作為間距方向調整裝置的螺釘221、222分別旋合在臺座220的上述形狀部220上a,由此將該臺座220安裝在接頭229上。
并且,如圖43(A)所示,在上述臺座220的形狀部220b的前方側穿設作為偏擺方向調整裝置的孔227,在后方側穿設以該孔227為中心的呈圓弧狀的作為偏擺方向調整裝置的長孔228。按照圖43(B)所示,通過這些孔227、228,把作為偏擺方向調整裝置的螺釘225、226分別旋合在第1攝像部30的底面側,由此將該第1攝像部30安裝在臺座220上。另外,從上述第1攝像部30的背面側延伸出電纜230,向被攝體側彎折后,連接在上述框架部13內的電氣電路等上。
在這種構成中,在略微松動螺釘221和螺釘222的狀態下,變更插通螺釘222的長孔224內的位置,使臺座220以螺釘221為中心轉動,可以調整臺座220乃至安裝該臺座220上的第1攝像部30的間距方向的角度。這樣,在調整為所期望的位置后,固定上述螺釘221和螺釘222即可。
同樣,在略微松動螺釘225和螺釘226的狀態下,變更插通螺釘226的長孔228內的位置,使臺座220以螺釘225為中心轉動,可以調整臺座220乃至安裝該臺座220上的第1攝像部30的偏擺方向的角度。這樣,在調整為所期望的位置后,同樣,緊固上述螺釘225和螺釘226。
根據這種第2構成示例,可以進行透視圖像顯示部6和第1攝像部30的在相對間距方向和偏擺方向上的角度調整,并且第1攝像部30通過臺座被固定在前面部11上,所以即使折疊鬢角部12,攝像部30也不會折疊,與上述圖37~圖39所示的第1構成示例相比,第1攝像部30和透視圖像顯示部6的相對角度偏移產生的可能性減小。并且,由于調整機構簡單,所以能夠低成本地構成。
另外,在上述第2構成示例中,調整第1攝像部30和臺座220在相對偏擺方向上的角度,調整框架部13側面的接頭229和臺座220在相對間距方向上的角度,但也可以與其相反,也可以構成為通過變更第1攝像部30相對于臺座220的安裝位置,來調整第1攝像部30與臺座220在相對間距方向上的角度,并通過變更框架部13相對臺座220的安裝位置,來調整框架部13側面的接頭229與臺座220的在相對偏擺方向上的角度。
下面,參照圖45和圖46說明這種照相機1的動作。圖45是表示照相機動作的一部分的流程圖,圖46是表示照相機動作的其他部分的流程圖。這些圖45和圖46由于圖紙原因把照相機的動作流程分成兩個圖表示。
在接通該照相機1的電源或重新設定系統時,通過上述透視圖像顯示部6安裝如上述圖17所示那樣透視顯示表示相當于標準透鏡(如上所述,例如視場角為50度)的攝影范圍的攝影像框(步驟S1)。
然后,根據設在鬢角部12的突起部181上的接點109a、109b是否閉合,來判斷鬢角部12是否打開到最大角度(步驟S2)。
此處,在判斷為接點109a、109b未閉合時,通過透視圖像顯示部6,進行如上述圖23所示的報警顯示156(步驟S3)。
在上述步驟S2判斷為接點109a、109b閉合時,或者在進行了上述步驟S3的報警顯示之后,通過檢查內置在上述第1CPU111的計時器,判斷是否經過了規定的時間(步驟S4)。
此處,在經過了規定的時間后,監視如圖9所示的第1操作開關113和如圖11所示的第2操作開關131等各種開關的輸入狀態(步驟S5)。
另外,上述步驟S4的計時器在經過了規定的時間并且轉入上述步驟S5的時刻,再次開始計時。這樣,通過一面檢查計時器,一面按照規定的時間間隔確認開關的輸入狀態,可以減輕第1CPU111的負荷,并且可以防止因開關的振動造成的錯誤動作。另外,后述的步驟S11、S18、S23的計時器發揮與上述步驟S4的計時器相同的作用。
如果上述步驟S4判斷為未經過規定的時間或已進行上述步驟S5的處理,則判斷是否已進行曝光校正操作(步驟S6)。
此處,在進行了曝光校正操作的情況下,按照上述圖19所示,把曝光校正量顯示為信息顯示152(步驟S7)。
如果上述步驟S6判斷為未進行曝光校正操作或已進行上述步驟S7的處理后,判斷照相機1是否被設定為透視顯示由第1攝像部30攝像的圖像的瀏覽模式(V)、或者被設定為僅顯示作為攝影范圍的攝影像框的幀模式(F)(步驟S8)。該模式設定如上所述通過F/V開關72的操作來進行。
此處,在判斷為模式被設定為幀模式(F)時,接著判斷照相機1是否被設定為自動模式(A)或被設定為手動模式(M)(步驟S9)。該模式設定如上所述通過A/M開關71的操作來進行。
此處,自動模式(A)是第1攝影光學系統31的焦距大于等于規定值時,即使被設定為幀模式(F),也自動放大由第1攝像部30攝像的圖像而成為進行透視顯示的模式。通過進行這種顯示,即使是超望遠攝影,也不用進行麻煩的操作即可容易確認被攝體的具體情況,并且在普通的焦距(上述小于規定值的焦距)時,僅顯示表示攝影范圍的攝影像框,所以即使長時間攝影時也能夠進行沒有不諧調感的攝影。
另一方面,如上所述,手動模式用于手動設定是否進行上述透視顯示,通常是僅進行攝影像框顯示的模式。
在上述步驟S9判斷為選擇了手動模式(M)的情況下,如上述圖22所示,進行“MANU”的信息顯示155(步驟S10)。
并且,通過檢查計時器,判斷是否已經過了規定的時間(步驟S11)。
此處,在經過了規定的時間的情況下,根據參照上述圖27說明的原理測距從照相機1到被攝體的距離(步驟S12)。
然后,根據在該步驟S12獲得的被攝體距離,根據上述原理算出用于校正攝影者觀察的范圍和第1攝像部30的攝影范圍的偏差,即視差所需要的校正值(步驟S13)。
并且,根據在該步驟S13算出的校正值更新攝影像框的顯示,以便在正確位置顯示攝影像框(步驟S14)。通過進行這種處理,即使在被攝體距離變化的情況下,也能夠正確地顯示攝影范圍。
另一方面,在上述步驟S9判斷為被設定為自動模式(A)時,判斷焦距是否被設定在大于規定值α的望遠側(步驟S15)。
此處,在判斷為焦距小于等于規定值α的情況下,轉入上述步驟S11的處理。并且,在判斷為焦距大于規定值α的情況下,或者在上述步驟S8判斷為被設定為瀏覽模式(V)的情況下,把利用第1攝像部30拍攝的電子圖像通過透視圖像顯示部6重疊顯示在被攝體上(步驟S16)。
在結束該步驟S16的處理的情況,結束上述步驟S14的處理的情況,或者在上述步驟S11判斷為未經過了規定的時間的情況下,攝影者操作上述遙控部5的廣角開關75b,從而判斷是否已放大(W)了攝影像框的尺寸,更準確地講,判斷是否已放大了從攝影者觀看的攝影像框的視角(即,即使放大作為虛像顯示的攝影像框的尺寸,在到虛像的距離變遠的情況下,不限于放大視角,更準確地講,在虛像位置相同的情況下,也可以說是“放大攝影像框的尺寸”)(步驟S17)。
此處,在判斷為進行放大(W)攝影像框的尺寸的操作時,通過檢查計時器,判斷是否經過了規定的時間(步驟S18)。
并且,在判斷為經過了規定的時間的情況下,判斷是否盡管第1攝影光學系統31的焦距f到達焦點可以調節的下限值k1,但依然在向小于該下限值k1的一方的操作(步驟S19)。
此處,在向小于焦點可以調節的下限值k1的一方的操作的情況下,如上述圖24所示,通過透視顯示進行報警顯示157(步驟S20)。并且,在焦距f尚未到達焦點可以調節的下限值k1的情況下,通過驅動第1攝影光學系統31的變位透鏡82來縮小焦距f,設定第1攝影光學系統31的焦距使其達到攝影者設定的攝影范圍(步驟S21)。
另一方面,在上述步驟S17,在判斷為未進行放大(W)攝影像框的尺寸的操作時,判斷是否在進行縮小(T)攝影像框的尺寸的操作,更準確講判斷是否已縮小從攝影者觀看的攝影像框的視角(步驟S22)。
此處,在判斷為已進行縮小(T)攝影像框的尺寸的操作的情況下,通過檢查計時器,判斷是否經過了規定的時間(步驟S23)。
并且,在判斷為經過了規定的時間的情況下,判斷是否盡管第1攝影光學系統31的焦距f到達焦點可以調節的上限值k2,但依然在向大于該上限值k2的一方的操作(步驟S24)。
此處,在焦距f尚未到達焦點可以調節的上限值k2的情況下,通過驅動第1攝影光學系統31的變位透鏡82來放大焦距f,設定第1攝影光學系統31的焦距使其達到攝影者設定的攝影范圍(步驟S25)。并且,在向大于焦點可以調節的上限值k2的一方的操作的情況下,如上述圖25所示,通過透視顯示進行報警顯示158(步驟S26)。
在上述步驟S22,在判斷為未進行縮小(T)攝影像框的尺寸的操作的情況下,在上述步驟S18或步驟S23判斷為未經過了規定的時間的情況下,或者已結束上述步驟S20、S21、S25或S26的處理的情況下,判斷是否已進行遙控部5的第2操作開關131中包括的錄制開關74的動畫記錄操作(或者第1操作開關113的動畫記錄操作)而被設定為錄制模式(步驟S27)。
此處,在設定為錄制模式的情況下,如圖21所示,通過透視顯示進行使用“REC”文字的信息顯示154后(步驟S28),開始錄制(步驟S29)。
在判斷為該步驟S29的處理結束、或者在上述步驟S27中未設定錄制模式的情況下,判斷是否已進行遙控部5的第2操作開關131中包括的釋放開關73的靜態圖像攝影操作(或者第1操作開關113的靜態圖像攝影操作)(步驟S30)。
此處,在判斷為已進行靜態圖像攝影操作的情況下,首先進行靜態圖像的記錄(步驟S31),然后如圖26所示,通過透視顯示進行表示已進行靜態圖像的記錄的“REL”文字信息顯示159(步驟S32)。
在判斷為該步驟S32結束、或者在上述步驟S30中未進行釋放開關73的靜態圖像攝影操作的情況下,返回上述步驟S4,反復進行上述動作。
另外,在使用參照上述圖31和圖32說明的變更虛像位置的結構的情況下,圖45和圖46所示的流程圖變更如下。
即,在該情況下,在顯示攝影像框之前,實施以下(1)~(3)所示的3個步驟,但是與圖45和圖46所示的流程圖不同。
(1)在設定攝影像框之前,必須測定(測距)到被攝體的距離Li。
(2)把根據上述(1)求出的被攝體距離Li代入算式(11)、算式(12),求出L1、X1,首先驅動驅動器162以將攝影像框設定在所求出的位置L1。
(3)利用LCD驅動器105驅動LCD104并校正攝影像框的尺寸,以達到根據上述(2)求出的對角線長度X1。
具體而言,可以分別在圖45的流程圖中的步驟S1之前、步驟S14之前進行(1)~(3)的步驟。但是,關于步驟S14的處理,由于在進行該步驟S14的處理之前已在步驟S12進行測距,所以可以利用在該步驟S12獲得的測距值代替進行(1)的測距。
另外,作為變更虛像位置的結構,在使用上述圖33所示構成的情況下,進行與此大致相同的處理。
根據這種實施例1,即使第1攝影光學系統的焦距(變焦倍率)變化時,也能夠一面實質上直接觀察攝影被攝體一面簡單地確認攝影范圍,所以能夠一面進行和攝影者以外人員相同的自然行動一面簡單地進行攝影,且不受攝影動作約束,不會感覺到攝影負擔。
并且,在一面實質上直接觀察整個被攝體一面預先確認自己想要設定的攝影范圍和構圖之后,可以進行設定攝影透鏡的焦距的操作,與在改變焦距的同時確認構圖的現有技術相比,能夠更簡單地設定構圖。由此,可以實現與同時進行變焦動作和視場角設定的以往的攝影方法不同的、可以利用新概念的攝影方法進行拍攝的工藝工程學的嶄新的頭戴型照相機。
并且,頭戴部和遙控部和控制/記錄部分別構成為不同的單元,所以能夠實現頭戴部的輕量化、作為攝影操作部的遙控部的輕量化,即使長時間進行攝影時,施加給攝影者的負擔變小。此時,通過使用全息光學元件作為顯示裝置,可以進一步實現頭戴部小型輕量化。
另外,將要設定的攝影像框的視角被操作成在達到第1攝像部的攝影視場角的最大值時依然在放大該攝影像框的視場角的情況下,以及被操作成在達到第1攝像部的攝影視場角的最小值時依然在縮小該攝影像框的視場角的情況下,進行報警顯示,所以攝影者能夠容易識別到可以調節的攝影視場角,不會產生故障和確認錯誤,不必反復進行不必要的操作。并且,利用透視顯示部的顯示來進行該報警,不需要設置其他的報警單元,所以能夠實現成本的削減和頭戴部的小型化。
并且,根據通過測距裝置測定的到被攝體的距離,校正攝影者在攝影像框內觀察的范圍和第1攝像部的攝影范圍的偏差即視差,所以即使在被攝體距離變化,特別是在連續拍攝的情況下,也能夠正確把握攝影范圍。
此外,可以切換進行把攝影像框顯示為虛像或者把攝影圖像顯示為虛像,所以即使在望遠攝影時攝影范圍變狹小,也能夠容易確認被攝體的具體部位。特別是在設定為自動模式的情況下,在達到大于等于規定值的望遠時自動切換為攝影圖像的顯示,所以不需要麻煩的操作等,即可確認被攝體的具體部位。
并且,在不使用時可以獲取鬢角部沿著前面部折疊的位置,所以在收納時比較緊湊,非常方便。
另外,在第1攝像部和鬢角部均是折疊結構時,可以使收納時的尺寸更加小型化,并且如果該鬢角部未打開到規定值將進行該情況報警,所以能夠預先防止未注意到攝影光軸和視軸不一致而仍在進行拍攝的情況。由此,可以在使攝影光軸和視軸正確一致的狀態下進行攝影。并且,通過利用透視顯示部進行該報警,不需要設置其他的報警單元,所以能夠實現成本的削減和頭戴部的小型化。
并且,在采用在前面部設置第1攝像部和透視圖像顯示部雙方的結構時,不會產生伴隨鬢角部的開閉的第1攝像部的攝影光軸的變化,所以只要調整一次,即可基本消除攝影光軸和視軸產生偏差的可能性。
此外,在把第1攝像部通過臺座安裝于前面部的情況下,使用了該臺座的攝影光軸的微調整也容易進行。
并且,在從第1攝像部輸出圖像信號時,在進行數字化之后輸出,所以在從第1攝像部向另外構成的控制/記錄部傳遞圖像信號時,可以降低因外部干擾產生的影響。
另外,把從第1攝像部輸出的圖像信號作成RAW圖像數據,所以不需要在第1攝像部設置與數字信號處理相關的電路,可以實現頭戴部的小型輕量化。
并且,設置微調整用調整機構,以使攝影光軸和視軸正確一致,這樣可以按照進行制造時的每臺機器進行調整,或者在使用時每個使用者可以進行調整,能夠對應廣范圍的使用方式。通過把該調整機構設置在上述臺座上,可以構成只要調整一次以后就很難產生偏差的低廉的調整機構。
此外,可以獨立在間距方向和偏擺方向兩側進行調整,由此可以任意調整攝影光軸和視軸的方向偏差。
并且,可以變更從攝影者的瞳孔到虛像位置的距離,所以能夠在被攝體位置顯示虛像,可以同時鮮明地觀察雙方。此時,即使變更虛像位置,也能夠調整成使觀看虛像的視角一定,所以能夠使攝影范圍和攝影像框經常保持一致。
另外,測定到被攝體的距離,根據該測定結果,使用驅動器等自動調整虛像位置,所以不需要其他操作,即可同時鮮明地觀察被攝體和虛像。
并且,由于構成為可以在瞳距方向調整將要投影的虛像的中心位置,所以能夠對應因人而異的瞳孔位置,把必要信息準確引導給攝影者。該瞳距方向的調整通過使反射在該瞳距方向射出的光束的反射部件在該瞳距方向移動來進行,所以不必變更頭戴部的外觀即可調整。另外,該調整使用致動器等來進行,所以能夠使調整自動化或者進行每個脈沖的微調整。另一方面,通過手動進行該調整,結構變簡單,可以削減成本,并且在使用上也不會產生不便。
(實施例2) 圖47~圖50表示本發明的實施例2,圖47是表示頭戴部的正面視圖,圖48是表示頭戴部的俯視圖,圖49是表示頭戴部的右側視圖,圖50是表示頭戴型照相機的主要與電子電路相關的結構中與上述圖12所示構成不同的部分的主要部分的方框圖。
在該實施例2中,對和上述實施例1系統的部分賦予相同符號并省略說明,主要只說明不同點。
該實施例2的頭戴型照相機在左右兩側的鬢角部12設置攝像部,可以攝像并記錄立體圖像(利用兩眼進行三維觀察的圖像)。即,在上述實施例1中,在左眼側的鬢角部12設置第1攝像部30,但在該實施例2,除該左眼側的第1攝像部30外,在右眼側的鬢角部12也設置構成和該第1攝像部30大致相同的第2攝像部30R。
該實施例2的頭戴部2A如圖47~圖49所示,在右眼側的鬢角部12設置具有第2攝影光學系統31R的第2攝像部30R,并且通過除與左眼側的合葉24左右對稱外構成大致相同的合葉24R可以相對前面部11折疊。并且,在該頭戴部2A同樣設有用于進行該第2攝像部30R和透視圖像顯示部6的相對的間距方向和偏擺方向的角度調整的調整機構(調整裝置),在圖47的正面視圖中,該調整機構中包括的螺釘22R、23R和螺釘32R露出并且可以調整。
另外,使用了該頭戴部2A的照相機如后面所述,通過使用左右攝像部30、30R的三角測距測定被攝體距離,所以不設置設于上述實施例1的投光用發光部16。
并且,該第2攝像部30R內的電路通過框架部13連接第1攝像部31內的電路,用于連接頭戴部2A的電纜連接端子21只設置在第1攝像部31側。因此,從控制/記錄部4向第2攝像部30R發送的控制信號等、從該第2攝像部30R向控制/記錄部4發送的圖像信號等通過上述電纜3傳遞。
并且,包括第2攝像部30R的照相機的結構如圖50所示。
上述第2攝像部30R構成為具有用于成像光學被攝體像的第2攝影光學系統31R;低通濾波器86R,用于從通過該第2攝影光學系統31R的光束去除不要的高頻成分;CCD87R,通過該低通濾波器86R把由上述第2攝影光學系統31R成像的光學被攝體像轉換為電信號輸出;作為信號處理單元的CDS/AGC電路88R,對從該CCD87R輸出的信號進行后述的降噪和放大處理;作為信號處理單元的A/D轉換電路89R,把從該CDS/AGC電路88R輸出的模擬圖像信號轉換為數字圖像信號;控制驅動上述CCD87R的CCD驅動器91R;TG(時序發生器)90R,向上述CDS/AGC電路88R、A/D轉換電路89R、CCD驅動器91R供給控制時序的信號;作為驅動電路的聚焦快門驅動器96R,控制驅動上述第2攝影光學系統31R中包括的后述的聚焦快門84R;作為驅動電路的USM驅動器95R,選擇性地驅動該第2攝影光學系統31R中包括的后述的USM(Ultra Sonic Motor超聲波馬達)92R、93R、94R。
上述第2攝影光學系統31R更具體講構成為具有前透鏡81R;變更焦距的變位透鏡82R;校正伴隨焦距的變化的焦點位置的偏差的補償透鏡83R;兼備聚焦功能和快門功能的聚焦快門84R;調整焦點的聚焦透鏡85R;分別驅動上述變位透鏡82R、補償透鏡83R、聚焦透鏡85R的USM92R、93R、94R。
并且,上述TG90R、USM驅動器95R、聚焦快門驅動器96R由控制/記錄部4的第2CPU112控制。
從第2攝像部30R的上述A/D轉換電路89R輸出的數字圖像數據在輸入給控制/記錄部4的DSP電路115的同時,也被輸入到該控制/記錄部4的AF處理電路122。
即,向AF處理電路122輸入來自第1攝像部30的數字圖像數據和來自第2攝像部30R的數字圖像數據,該AF處理電路122根據具有這些視差的兩個圖像數據利用例如公知的三角測距原理測定到被攝體的距離。
因此,在該照相機的透視圖像顯示部6A不設置上述圖12所示的設于透視圖像顯示部6的測距用LED驅動器108、投光用LED16a和聚光透鏡16b。
關于其他構成、動作、調整方法等和上述的實施例1大致相同,所以省略說明。
根據該實施例2,可以發揮和上述的實施例1大致相同的效果,通過利用第1攝像部30和第2攝像部30R攝像相同的被攝體,可以記錄立體圖像。
(實施例3) 圖51~圖53表示本發明的實施例3,圖51是表示頭戴部的正視圖,圖52是表示頭戴部的俯視圖,圖53是表示頭戴部的右側視圖。在該實施例3中,對和上述實施例1、2相同的部分賦予相同符號并省略說明,主要只說明不同點。
該實施例3的頭戴型照相機的頭戴部2B,第1攝像部30被分割為照相機部30A和照相機電路部30B,把其中的照相機部30A配置在框架部13的左右兩眼之間的例如中央部。
即,在框架部13的中央部上側配置安裝了根據第1攝影光學系統31、低通濾波器86、CCD87等的光學像生成電子圖像所需部分的照相機部30A。
另一方面,在左眼側的鬢角部12配置CDS/AGC電路88、A/D轉換電路89、TG90、CCD驅動器91、USM驅動器95、聚焦快門驅動器96等的用于控制上述照相機部30A或處理從該照相機部30A輸出的圖像信號的照相機電路部30B。
并且,在框架部13的中央側設置照相機部30A,在利用三角測距測定到被攝體的距離時使用的投光用發光部16設在照相機電路部30B的被攝體側。
關于其他構成和動作和上述實施例1大致相同。
根據該實施例3,可以發揮和上述的實施例1大致相同的效果,并且把包括攝影光學系統的照相機部30A配置在框架部13的左右兩眼的中央部附近,所以能夠良好地降低觀察范圍和攝像范圍的水平方向的視差。并且,可以把透視圖像顯示部6和第1攝像部30的照相機部30A一體地設在前面部11上,所以具有只要調整一次視軸和第1攝影光學系統31的光軸的傾斜就幾乎不會再偏移的優點。
(實施例4) 圖54~圖56表示本發明的實施例4,圖54是表示頭戴部的正視圖,圖55是表示頭戴部的俯視圖,圖56是表示頭戴部的右側視圖。在該實施例4中,對和上述實施例1~3相同的部分賦予相同符號并省略說明,主要只說明不同點。
該實施例4的照相機的頭戴部2C可以把矯正視力用的透鏡安裝在作為保持部件的框架部13上,并且把對應于上述第1攝像部30的作為攝像裝置的第1攝像部30C通過上述圖43等所示的臺座220固定在框架部13上并且可以調節。即,該實施例4的頭戴型照相機是帶視力矯正用透鏡的頭戴型照相機,如果著重于顯示圖像的功能,也兼作帶視力矯正用透鏡的顯示裝置。
視力因人而異,所以具備視力矯正功能很重要。作為具備該功能的部件,可以是使第2HOE107引導光的透明光學部件14、15具備視力矯正功能的部件。但是,這種構成的情況下,由于透明光學部件彎折,所以通過第2HOE107可以觀察的像產生像差。如上所述,視力因攝影者而異,所以把根據每個攝影者的視力矯正產生的像差全部校正為最佳狀態是很困難的。
因此,在該實施例4中,如圖54所示,使對應于上述第2HOE107的第2HOE243和第2HOE244、以及對應于上述各個透明光學部件14、15的作為導光部件的透明光學部件241、242分別形成為最小必要限度的尺寸,并且在第2HOE243和透明光學部件241的被攝體側安裝視力矯正透鏡238,在第2HOE244和透明光學部件242的被攝體側安裝視力矯正透鏡239。此時,這些視力矯正透鏡238、239可以利用普通眼鏡上使用的透鏡,可以低成本地構成。
即,在框架部13,用于安裝上述透鏡238、239的作為安裝部件的凸緣231例如利用螺釘234被安裝在中央側,利用螺釘235被安裝在左眼的左橫側,利用螺釘236被安裝在右眼的右橫側。
在該凸緣231設有通過一對支架233從左右支撐鼻梁的一對鼻托232。
在這種構成中,通過卸下上述螺釘234、235、236,可以容易地卸下凸緣231和透鏡238、239,并且容易把透鏡238、239更換再安裝成對應于其他度數的透鏡。
并且,該實施例4的第1攝像部30C利用和上述圖43(也參照圖44)相同的臺座220安裝在框架部13的側面接頭229。此時,和上述相同,也可以進行第1攝像部30C和透視圖像顯示部6的相對的間距方向和偏擺方向的調整。
并且,和上述圖43的第1攝像部30相同,也從上述第1攝像部30C在背面側暫且延伸出電纜230,并且在潛入左眼側的鬢角部12的下側后,連接上述框架部13內的電路基板等。
另外,在上述說明中,把視力矯正透鏡238、239設置在透明光學部件241、242的被攝體側,但不限于此,當然也可以設置在透明光學部件241、242的背面側(眼睛側)。
并且,如果利用具有規定以上的彈性的材料形成凸緣231,僅通過卸下或松動1個螺釘235,即可選擇性地(獨立)僅裝卸左眼用透鏡238,同樣通過僅卸下或松動1個螺釘236,即可選擇性地(獨立)僅裝卸右眼用透鏡239。
根據這種實施例4,可以發揮和上述的實施例1~3大致相同的效果,并且把視力矯正用透鏡分別配置在透明光學部件的前面,所以即使視力不同的觀察者也能夠在實質上直接觀察(即,該情況時,通過視力矯正用透鏡觀察)的被攝體上重疊規定的圖像進行觀察。
并且,可以利用簡單的結構構成設計美觀的感覺自然的大致眼鏡型照相機。
另外,可以分別簡單地把視力矯正透鏡與透明光學部件卸下,所以能夠按照每個顯示裝置容易進行與使用者相適應的視力矯正。此外,此時即使左眼和右眼的視力不同,也能夠安裝與各眼相符的透鏡。
并且,透明光學部件和第1攝像部在框架部上保持成一體,即使更換視力矯正用透鏡,也不需要每次進行這些透明光學部件和第1攝像部的角度調整等,形成使用便利性良好的帶視力矯正用透鏡的頭戴型照相機。
并且,在上述各實施例中,說明了技術構思適用于頭戴型照相機(攝像裝置)的情況,但本實施例涉及的技術構思可以適用于顯示多種目的的信息的頭戴型顯示裝置。
并且,在上述說明中, 作為光學元件使用了全息光學元件(HOE),但也可以使用以玻璃和塑料等為材料的凸透鏡光學系統或凹透鏡光學系統、半透半反鏡、自由曲面光學系統、或者它們的組合來代替HOE。
另外,在上述說明中作為投影單元使用了LED102和聚光透鏡103和LCD104,但也可以使用EL(Electro Luminescence電致發光)面板或自己發光型等離子顯示器等其他顯示元件來代替它們作為投影元件。
并且,在上述說明中,在變更攝影像框的視角時,改變攝影光學系統的焦距來對應,但不限于這種光學變焦,也可以利用電子變焦來對應,當然也可以組合光學變焦和電子變焦。
另外,在上述說明中,主要說明了顯示攝影像框的情況,此外也敘述了顯示所拍攝的圖像的情況,但不限于此,例如也可以用作例如個人電腦等設備的信息顯示裝置(監視器)顯示文字等。此時,連接上述PC連接端子51和個人電腦(PC)等,顯示來自該PC的信息或圖像等即可。并且,在上述說明中設有用于向電視機輸出的AV/S連接端子50,但也可以設置用于輸入來自電視機播放機或DVD播放機的圖像信號等的輸入端子,用于圖像鑒賞。這樣,上述各實施例的頭戴型照相機如果著重于顯示圖像的功能,也兼作頭戴型顯示裝置,該頭戴型顯示裝置不僅用作攝像裝置的取景器,也可以用作觀察(或鑒賞)圖像的裝置,或用作便于攜帶的多目的信息顯示裝置。
另外,本發明不限于上述實施例,當然可以在不脫離發明技術構思的范圍內進行各種變形和應用。
根據以上詳細說明的本發明的上述實施例,可以構成如下的結構。
A1.一種頭戴型照相機,其特征在于,包括 攝像裝置,具有焦距可變的攝影光學系統、和把通過該攝影光學系統成像的光學被攝體像轉換為電子圖像信號的攝像元件; 顯示裝置,在攝影者實質上直接觀察的被攝體上重疊顯示表示攝影范圍的攝影像框的虛像; 攝影像框設定單元,用于設定由上述顯示裝置顯示為虛像的攝影像框的上述攝影者觀察的視角; 焦距設定單元,設定上述攝影光學系統的焦距,使通過上述攝影像框設定單元設定的攝影像框的視角與上述攝像裝置的攝影視場角一致。
A2.根據A1所述的頭戴型照相機,其特征在于,還包括報警單元,在發生下述至少一方的情況時進行報警,即,上述攝影像框設定單元設定的攝影像框的視角,即使達到了上述攝像裝置的攝影視場角的最大值而依然進行進一步增大該攝影像框的視角的設定的操作時,和即使達到了上述攝像裝置的攝影視場角的最小值而依然進行進一步減小該攝影像框視角的設定的操作的時。
A3.根據A2所述的頭戴型照相機,其特征在于,上述報警單元通過使上述顯示裝置進行報警顯示來進行報警。
A4.根據A1所述的頭戴型照相機,其特征在于,上述顯示裝置具有通過被配置在上述攝影者在觀察被攝體時的視線上而構成的全息光學元件;和把上述攝影像框投影于上述全息光學元件上的投影單元。
A5.根據A1所述的頭戴型照相機,其特征在于,還包括測定至被攝體的距離的測距裝置,上述顯示裝置構成為具有校正單元,根據通過所述測距裝置測定的到被攝體的距離,進行校正攝影者在上述攝影像框的內側觀察的范圍與上述攝像裝置的攝影范圍的偏差的視差校正。
A6.根據A1所述的頭戴型照相機,其特征在于,還包括切換裝置,用于在上述攝影像框和基于由上述攝像裝置獲得的圖像信號的攝影圖像之間進行切換,使上述顯示裝置把其中任意一方顯示為虛像。
A7.根據A6所述的頭戴型照相機,其特征在于,上述切換裝置在上述攝影光學系統的焦距大于等于規定值時,自動切換成把上述攝影圖像顯示為虛像的顯示模式。
A8.根據A1所述的頭戴型照相機,其特征在于,還包括頭戴部,被戴在攝影者的頭部,具有位于頭部正面側的前面部和位于頭部側面側的鬢角部,上述顯示裝置設在上述前面部。
A9.根據A8所述的頭戴型照相機,其特征在于,上述鬢角部相對于上述前面部可以彎折,在不使用時可以被折疊在沿著該前面部的折疊位置上。
A10.根據A8所述的頭戴型照相機,其特征在于,上述攝像裝置被設在上述前面部。
A11.根據A10所述的頭戴型照相機,其特征在于,上述攝像裝置被配置在上述前面部中對應于上述攝影者的左右兩眼之間的位置上。
A12.根據A8所述的頭戴型照相機,其特征在于,上述攝像裝置被配置在上述鬢角部。
A13.根據A12所述的頭戴型照相機,其特征在于,上述鬢角部相對于上述前面部可以彎折,在不使用時可以被折疊在沿著該前面部的折疊位置上。
A14.根據A13所述的頭戴型照相機,其特征在于,還具備報警單元,在使用狀態下,當上述鬢角部不在上述可彎折的位置內的規定位置時進行報警。
A15.根據A14所述的頭戴型照相機,其特征在于,上述報警單元通過使上述顯示裝置進行報警顯示來進行報警。
A16.根據A8所述的頭戴型照相機,其特征在于,上述頭戴部構成為包括上述攝像裝置,包括 遙控部,與上述頭戴部分別設置,通過與該頭戴部進行通信來控制該頭戴部的動作; 主體部,與上述頭戴部分別設置,通過與該頭戴部進行通信,可以接收通過上述攝像裝置拍攝的圖像,具有用于記錄所接收的圖像的記錄裝置。
B1.一種頭戴型照相機,其特征在于,包括 頭戴部,其構成為可以戴在頭部,具有進行攝像并生成模擬圖像信號的攝像裝置、和顯示信息的顯示裝置; 控制/記錄部,控制上述顯示裝置和上述攝像裝置,并且記錄通過該攝像裝置生成的圖像信號; 連接部件,將上述頭戴部和上述控制/記錄部電連接, 上述頭戴部構成為還具有信號處理單元,處理通過上述攝像裝置生成的模擬圖像信號,并且把該模擬圖像信號轉換為數字圖像信號, 從上述信號處理單元輸出的數字圖像信號通過上述連接部件被發送給上述控制/記錄部。
B2.根據B1所述的頭戴型照相機,其特征在于,從上述信號處理單元輸出并通過上述連接部件被發送給上述控制/記錄部的數字圖像信號,是通過該信號處理單元從模擬圖像信號轉換為數字圖像信號后未實施其他信號處理的RAW圖像數據。
B3.根據B1所述的頭戴型照相機,其特征在于, 上述顯示裝置在攝影者實質上直接觀察的被攝體上顯示表示攝影范圍的攝影像框, 上述攝像裝置構成為具有焦距可變的攝影光學系統、和把通過該攝影光學系統成像的被攝體像轉換為上述模擬圖像信號的攝像元件,為了使該攝像裝置的攝影視場角與通過上述顯示裝置顯示的攝影像框的由上述攝影者觀察的視角一致,在自動設定上述攝影光學系統的焦距后進行攝影。
C.一種頭戴型照相機的調整裝置,其特征在于,包括 用于拍攝被攝體的攝像裝置; 顯示裝置,與上述攝像裝置形成為一體,在攝影者實質上直接觀察的被攝體上顯示表示攝影范圍的攝影像框; 調整裝置,調整該攝像裝置和該顯示裝置的相對角度,以使上述攝像裝置的攝影光軸和通過利用上述顯示裝置顯示的攝影像框的中心的視軸平行一致。
C2.根據C1所述的頭戴型照相機的調整裝置,其特征在于,上述調整裝置構成為具有 偏擺方向調整裝置,調整上述攝像裝置的投影光軸與通過利用上述顯示裝置顯示的攝影像框的中心的視軸的偏擺方向的相對傾斜; 間距方向調整裝置,調整上述攝像裝置的攝影光軸與通過利用上述顯示裝置顯示的攝影像框的中心的視軸的間距方向的相對傾斜。
C3.根據C2所述的頭戴型照相機的調整裝置,其特征在于,還具有 頭戴部,被戴在攝影者的頭部,具有位于頭部正面側并且設有上述顯示裝置、同時安裝有上述攝像裝置的前面部,和位于頭部側面側的鬢角部; 臺座,用于將上述攝像裝置安裝在該前面部上并且可以調整相對于上述前面部的方向,通過調整自身和上述前面部的相對安裝角度,發揮上述偏擺方向調整裝置和間距方向調整裝置的至少一方的功能,通過調整自身和上述攝像裝置的相對安裝角度,發揮上述偏擺方向調整裝置和間距方向調整裝置的至少一方的功能。
C4.根據C2所述的頭戴型照相機的調整裝置,其特征在于,還具有頭戴部,被戴在攝影者的頭部,具有位于頭部正面側并且設有上述顯示裝置的前面部;位于頭部側面側并且設有上述攝像裝置的鬢角部;和合葉部,使上述鬢角部相對于上述前面部可以彎折,在不使用時可以被折疊在沿著該前面部的折疊位置上, 上述偏擺方向調整裝置通過限制使用時的鬢角部相對于前面部的打開角度,調整上述偏擺方向的相對傾斜,上述間距方向調整裝置通過調整上述合葉部相對于前面部的安裝角度,調整上述間距方向的相對傾斜。
C5.一種頭戴型照相機的調整方法,該頭戴型照相機形成有成為一體的用于攝像被攝體的攝像裝置和顯示裝置,該顯示裝置顯示表示攝影范圍的攝影像框,以便能重疊在攝影者實質上直接觀察的被攝體上,其特征在于, 調整該攝像裝置和該顯示裝置的相對角度,以使上述攝像裝置的攝影光軸和通過利用上述顯示裝置顯示的攝影像框的中心的視軸平行一致。
C6.根據C5所述的頭戴型照相機的調整方法,其特征在于,通過上述攝像裝置和上述顯示裝置的偏擺方向的相對傾斜的調整、和該攝像裝置和該顯示裝置的間距方向的相對傾斜的調整,來進行使上述攝像裝置的攝影光軸和通過利用上述顯示裝置顯示的攝影像框的中心的視軸平行一致的調整。
D1.一種帶視力矯正用透鏡的頭戴型照相機,包括用于攝像被攝體的攝像裝置,和顯示與通過上述攝像裝置攝像的被攝體相關的規定圖像的顯示裝置,其特征在于,還包括 上述顯示裝置,具有光學元件,其構成為被配置在攝影者的眼前,并顯示上述規定圖像以便可以重疊在該攝影者實質上直接觀察的被攝體上;和投影單元,將上述規定圖像投影在上述光學元件上, 將上述攝像裝置和上述顯示裝置保持為一體的保持單元; 與上述光學單元獨立構成的視力矯正用透鏡; 安裝單元,為了將上述視力矯正用透鏡配置在攝影者的通過上述光學元件進行觀察的視線上,把該視力矯正用透鏡可拆卸地安裝在上述保持單元上。
D2.根據D1所述的帶視力矯正用透鏡的頭戴型照相機,其特征在于, 上述視力矯正用透鏡中的右眼用和左眼用是分別構成的, 上述安裝單元將該右眼用視力矯正用透鏡和左眼用視力矯正用透鏡安裝成可以獨立裝卸。
D3.根據D1所述的帶視力矯正用透鏡的頭戴型照相機,其特征在于,上述視力矯正透鏡是眼鏡用的視力矯正用透鏡。
D4.根據D1所述的帶視力矯正用透鏡的頭戴型照相機,其特征在于,被投影在上述光學元件上的上述規定圖像是表示上述攝像裝置的攝影范圍的攝影像框。
E1.一種顯示裝置,其特征在于,包括 光學元件,在該攝影者實質上直接觀察的被攝體上重疊顯示包括規定的信息的圖像的虛像; 投影單元,將上述光學元件所顯示的圖像投影在該光學元件上; 虛像距離調整裝置,調整從上述光學元件到通過該光學元件顯示的虛像的距離; 視角調整裝置,把觀看該虛像的視角調整為不依賴于從上述光學元件到上述虛像的距離的一定值。
E2.根據E1所述的顯示裝置,其特征在于,上述虛像距離調整裝置調整到該虛像的距離,以使從上述光學元件到通過該光學元件顯示的虛像的距離與從該光學元件到觀察對象的距離大致相等。
E3.根據E2所述的顯示裝置,其特征在于,還包括測定從上述光學元件到觀察對象的距離的測距裝置, 上述虛像距離調整裝置使用通過上述測距裝置測定的到觀察對象的距離,調整到上述虛像的距離。
E4.根據E1所述的顯示裝置,其特征在于, 上述投影單元構成為具有形成包括上述規定信息的圖像的顯示元件, 上述虛像距離調整裝置通過調整上述光學元件和上述顯示元件之間的距離,調整從該光學元件到通過該光學元件顯示的虛像的距離。
E5.根據E1所述的顯示裝置,其特征在于, 上述投影單元構成為具有形成包括上述規定信息的圖像的顯示元件,和把通過該顯示元件形成的圖像成像于該顯示元件和上述光學元件之間的光路上的成像光學系統, 上述虛像距離調整裝置調整通過上述光學元件形成的圖像的基于上述成像光學系統的成像位置,由此調整從該光學元件到通過該光學元件顯示的虛像的距離。
E6.根據E5所述的顯示裝置,其特征在于,上述視角調整裝置通過調整形成于上述顯示元件的像的尺寸,把觀看虛像的視角調整為一定值。
E7.一種攝像裝置,其特征在于,具備 顯示裝置,在該攝影者實質上直接觀察的被攝體上重疊顯示表示攝影范圍的攝影像框的虛像; 測距裝置,測定到上述被攝體的距離; 虛像距離調整裝置,調整到該虛像的距離,以使從上述顯示裝置到通過該顯示裝置顯示的虛像的距離與到通過上述測距裝置測定的被攝體的距離大致相等; 攝影光學系統,用于成像上述被攝體的光學像; 攝像元件,攝影與通過上述攝影光學系統成像的上述攝影像框對應的攝影范圍內的光學被攝體的像,并生成圖像數據; 記錄裝置,記錄通過上述攝像元件生成的圖像數據。
E8.根據E7所述的攝像裝置,其特征在于,還具備視角調整裝置,把觀看該虛像的視角調整為不依賴于從上述顯示裝置到上述虛像的距離的一定值。
E9.根據E7所述的攝像裝置,其特征在于,上述顯示裝置構成為可以被戴在攝影者的頭部上。
F1.一種頭戴型顯示裝置,其特征在于,包括; 光學元件,在攝影者實質上直接觀察的被攝體上重疊顯示圖像的虛像; 投影單元,將通過上述光學元件顯示的圖像投影在該光學元件上; 瞳距調整裝置,對應于上述觀察者的瞳孔,在該觀察者的瞳距方向上調整通過上述投影單元被投影到上述光學元件上的圖像的相對位置。
F2.一種頭戴型照相機,其特征在于,包括 光學元件,在攝影者實質上直接觀察的被攝體上重疊顯示表示攝影范圍的攝影像框的虛像; 投影單元,將通過上述光學元件顯示的攝影像框投影在該光學元件上; 瞳距調整裝置,對應于上述觀察者的瞳孔,在該觀察者的瞳距方向上調整通過上述投影單元被投影到上述光學元件上的攝像像框的相對位置; 攝像裝置,拍攝通過上述攝影像框表示的攝影范圍的被攝體。
F3.根據F2所述的頭戴型照相機,其特征在于, 上述投影單元構成為具有向上述瞳距方向投影上述攝影像框的光束的水平投影單元;向與該瞳距方向正交的垂直方向反射通過該水平投影單元投影的光束,從而投影到上述光學元件上的反射光學部件, 上述瞳距調整裝置通過使上述反射光學部件向上述瞳距方向移動,對應于上述觀察者的瞳孔,調整通過上述投影單元被投影到上述光學元件上的攝影像框在該觀察者的瞳距方向上的相對位置。
F4.根據F3所述的頭戴型照相機,其特征在于,上述瞳距調整裝置構成為還具有使上述反射光學部件向上述瞳距方向移動的致動器。
F5.根據F3所述的頭戴型照相機,其特征在于,上述瞳距調整裝置構成為還具有支撐上述反射光學部件并使其可以向上述瞳距方向移動的支撐部件,通過手動使該支撐部件移動,進行該反射光學部件向上述瞳距方向的移動。
本發明適用于如眼鏡那樣可戴在頭上對被攝體進行拍攝的頭戴型照相機。
權利要求
1.一種顯示裝置,在觀察者實質上直接觀察的觀察對象上重疊顯示包括規定的信息的圖像,其特征在于,該顯示裝置包括
光學元件,顯示上述包括規定的信息的圖像的虛像;
投影單元,將上述光學元件所顯示的圖像投影在該光學元件上;
虛像距離調整單元,調整到該虛像的距離,以使從上述光學元件到通過該光學元件顯示的虛像的距離與從該光學元件到上述觀察對象的距離相當。
2.根據權利要求1所述的顯示裝置,其特征在于,還設置有視角調整單元,把觀看該虛像的視角調整為不依賴于從上述光學元件到上述虛像的距離的一定值。
3.根據權利要求1所述的顯示裝置,其特征在于,還包括測定從上述光學元件到觀察對象的距離的測距單元,
上述虛像距離調整單元根據通過上述測距單元測定的到觀察對象的距離,調整到上述虛像的距離。
4.根據權利要求1所述的顯示裝置,其特征在于,
上述投影單元構成為具有形成包括上述規定信息的圖像的顯示元件,
上述虛像距離調整單元通過調整上述光學元件和上述顯示元件之間的距離,調整從該光學元件到通過該光學元件顯示的虛像的距離。
5.根據權利要求1所述的顯示裝置,其特征在于,
上述投影單元構成為具有形成包括上述規定信息的圖像的顯示元件,和把通過該顯示元件形成的圖像成像于該顯示元件和上述光學元件之間的光路上的成像光學系統,
上述虛像距離調整單元調整通過上述光學元件形成的圖像的基于上述成像光學系統的成像位置,由此調整從上述光學元件到通過該光學元件顯示的虛像的距離。
6.根據權利要求2所述的顯示裝置,其特征在于,
上述投影單元構成為具有形成包括上述規定信息的圖像的顯示元件,
上述視角調整單元通過調整形成于上述顯示元件的像的尺寸,把觀看虛像的視角調整為一定值。
全文摘要
一種頭戴型照相機。使攝影者不會感到攝影的負擔,而且能夠在享受攝影場景的同時簡單地進行拍攝。其包括第1攝像部(30),具有焦距可變的第1攝影光學系統(31)、和把通過該攝影光學系統(31)成像的被攝體像轉換為圖像信號的CCD(87);透視圖像顯示裝置(6),在攝影者實質上直接觀察的被攝體上重疊顯示表示攝影范圍的攝影像框的虛像;遙控部(5),具有用于設定操作從攝影者觀看的上述攝影像框的視角的第2操作開關(131);控制/記錄部(4),具有第1CPU(111),設定上述第1攝影光學系統(31)的焦距,使通過上述第2操作開關(131)設定的攝影像框的視角與上述第1攝像部(30)的攝影視場角一致。
文檔編號G03B17/18GK101175158SQ20071018492
公開日2008年5月7日 申請日期2005年2月1日 優先權日2004年2月6日
發明者山崎正文 申請人:奧林巴斯株式會社