視野照明装置

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【発明の名称】	視野照明装置
【発明者】	【氏名】山田光彦
【要約】	【課題】照明方向を使用者が望む方向に自動的に制御でき又使用者にとって抵抗感のない視野照明装置を提供すること。【解決手段】視野照明装置において、カメラ１０は所望の照明領域付近に配置した基準マーカ２１を撮像した撮像位置２２と、予め取得してある基準撮像位置１２とを比較して一致しているかどうかを判定手段８１で判定する。ずれているときは、制御手段８２がずれ量に応じて、光源を配置した基板４２をＸ、Ｙ方向に駆動モータで駆動させて光源の照明方向を変更させる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】頭部に装着可能な照明部を備えた視野照明装置において、照明部の光源と、該光源の照明方向を変更する変更手段と、略照明方向の対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した前記対象物の撮像位置を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に応じて前記変更手段を制御して前記光源の照明方向を制御する制御手段と、を備える視野照明装置。
【請求項２】前記判定手段は、予め設定した基準撮像位置と実際に撮像した撮像位置を比較してずれ量を検出する手段を、含む請求項１に記載の視野照明装置。
【請求項３】前記撮像手段が光電変換素子を備えたカメラである請求項１ないし請求項２のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項４】前記撮像手段がレンズとエリアＣＣＤで構成される請求項１ないし請求項２のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項５】前記撮像手段がレンズと複数のホトセンサから構成される請求項１ないし請求項２のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項６】前記光源が発光ダイオードである請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項７】前記光源がハロゲンランプ又はＥＬパネルである請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項８】前記光源を複数個備える請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項９】前記照明部を複数備える請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項１０】前記照明部の光源を頭部の中心に配置した請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項１１】前記変更手段は、前記照明部の光源を水平方向および垂直方向の各軸回りに回転駆動して、照明方向を変更させる請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項１２】前記撮像手段が照明部に設けられている請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項１３】前記撮像手段が照明部と異なった位置に設けられている請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項１４】前記変更手段は、前記照明部の光源と撮像手段を一体的に水平方向および垂直方向の各軸回りに回転駆動して、照明方向と撮像方向を変更させる請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項１５】前記撮像手段は対象物として配置した基準マーカを撮像する請求項１乃至１４のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項１６】前記撮像手段は発光体で構成される基準マーカを撮像する請求項１５に記載の視野照明装置。
【請求項１７】前記撮像手段は特定のスペクトル光を撮像する請求項１５ないし請求項１６のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項１８】前記撮像手段で撮像した基準マーカが、前記撮像手段の撮像領域外である時、光源を消灯する請求項１５ないし請求項１７のいずれかに記載の視野照明装置。
【請求項１９】前記撮像手段で撮像した基準マーカが、前記撮像手段の撮像領域外である時、前記制御手段をリセットする請求項１５ないし請求項１８のいずれかに記載の視野照明装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、頭部または身体に装着可能な照明部を備えた視野照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、病院の手術室においては、手術すべき術部に影をつくることなく高い照度で明瞭に照明するために、いわゆる無影灯と称される照明装置が使用されている。しかし、このような照明装置は、照明装置自体のコストやその冷却機構のコストが高く、また、多数のスタッフが存在する場合や術部が上方を向いていない場合等においては術部を確実に照明することが困難になると言う問題がある。
【０００３】このため、従来の無影灯にかわるものとして、あるいは、頭部等により影になる部分を集中的に照明する補助照明として、フレームとヒンジを介して接続されたテンプルを有するゴーグル型の眼鏡に照明機構を備えた視野照明装置が提案されている。これらの視野照明装置を術者の頭部に装着した場合には、術部を効率的に照明することが可能となる。しかし、これらの装置では照明機構が術者の頭部に固定されているので、照明方向を所望の方向に変更させることが困難である。このため術者の所望の方向に照明することができるように、照明機構に照明方向を調節するための照明方向調節手段を設けることが考えられる。しかしこの場合であっても、術者が自ら手動で照明方向を調節する必要があり、手術中においては調節が困難であった。そのため、視線方向検出機構を用いて術者の視線方向を検出し、検出した視線方向に照明機構の照明方向を変更する方法も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような視線方向検出機構では、術者の眼球に光を照射する照明機構と、眼球からの反射光を検出する検出機構を用いて眼球の視線方向を検出しなければならない。従って、装置そのものが高価となり、制御それ自体も非常に複雑となる。さらに、眼球に常に光を照射するので場合によっては術者に心理的負担を強いることもある。またこのような視線方向検出機構を頭部に装着する場合は、視線方向検出機構の重量が大きいので術者の負担が大きくなってしまう。本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、複雑で高価な装置を用いることなしに、照明部の照明方向を術者が望む方向に自動的に制御でき又使用者にとって抵抗感のない視野照明装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の視野照明装置は、頭部に装着可能な照明部を備えた視野照明装置において、照明部の光源と、該光源の照明方向を変更する変更手段と、略照明方向の対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した前記対象物の撮像位置を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に応じて前記変更手段を制御して前記光源の照明方向を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】請求項２に記載の視野照明装置は、請求項１において、前記判定手段は、予め設定した基準撮像位置と実際に撮像した撮像位置を比較してずれ量を検出する手段を、含む請求項１に記載の視野照明装置。
【０００７】請求項３に記載の視野照明装置は、請求項１ないし請求項２において、前記撮像手段が光電変換素子を備えたカメラであることを特徴とする。請求項４に記載の視野照明装置は、請求項１ないし請求項２において、前記撮像手段がレンズとエリアＣＣＤで構成されることを特徴とする。請求項５に記載の視野照明装置は、請求項１ないし請求項２において、前記撮像手段がレンズと複数のホトセンサから構成されることを特徴とする。
【０００８】請求項６に記載の視野照明装置は、請求項１ないし請求項５において、前記光源が発光ダイオードであることを特徴とする。
【０００９】請求項７に記載の視野照明装置は、請求項１ないし請求項５において、前記光源がハロゲンランプ又はＥＬパネルであることを特徴とする。請求項８に記載の視野照明装置は、請求項１ないし請求項７において、前記光源を複数個備えることを特徴とする。請求項９に記載の視野照明装置は、請求項１ないし請求項８において、前記照明部を複数備えることを特徴とする。
【００１０】請求項１０に記載の視野照明装置は、請求項１ないし請求項８において、前記照明部の光源を頭部の中心に配置したことを特徴とする。請求項１１に記載の視野照明装置は、請求項１ないし請求項１０において、前記変更手段は、前記照明部の光源を水平方向および垂直方向の各軸回りに回転駆動して、照明方向を変更させることを特徴とする。請求項１２に記載の視野照明装置は、請求項１ないし請求項１１において、前記撮像手段が照明部に設けられていることを特徴とする。
【００１１】請求項１３に記載の視野照明装置は、請求項１ないし請求項１１において、前記撮像手段が照明部と異なった位置に設けられていることを特徴とする。請求項１４に記載の視野照明装置は、請求項１ないし請求項１２において、前記変更手段は、前記照明部の光源と撮像手段を一体的に水平方向および垂直方向の各軸回りに回転駆動して、照明方向と撮像方向を変更させることを特徴とする。
【００１２】請求項１５に記載の視野照明装置は、請求項１ないし請求項１４において、前記撮像手段は対象物として配置した基準マーカを撮像することを特徴とする。請求項１６に記載の視野照明装置は、請求項１５において、前記撮像手段は発光体で構成される基準マーカを撮像することを特徴とする。請求項１７に記載の視野照明装置は、請求項１５ないし請求項１６において、前記撮像手段は特定のスペクトル光を撮像することを特徴とする。
【００１３】請求項１８に記載の視野照明装置は、請求項１５ないし請求項１７において、前記撮像手段で撮像した基準マーカが、前記撮像手段の撮像領域外である時、光源を消灯することを特徴とする。請求項１９に記載の視野照明装置は、請求項１５ないし請求項１８において、前記撮像手段で撮像した基準マーカが、前記撮像手段の撮像領域外である時、前記制御手段をリセットすることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1はこの発明に係る頭部に装着する視野照明の斜視図である。この視野照明装置は、ヘッドベルト１と、照明部２と、ヘッドベルト固定部３と、照明ケース５からなる。図２はその正面図で、この照明部２の照明ケース５内に本発明の光源に該当する複数個の発光ダイオード４１と、本発明の撮像手段に該当するレンズと撮像素子からなるカメラ１０が収納されている状態を示す。この複数個の発光ダイオード４１が、図３で示す基板４２上に、５列７行になるように矩形形状に配設した構成となっている。なお発光ダイオード４１の替わりに高輝度の小型ハロゲンランプやＥＬパネルの光源を配設してもよい。そして、当該矩形形状に配設した複数個の発光ダイオード４１の中心部に本発明のカメラ１０を設けている。
【００１５】図９、図１０、図１１は、上記複数の発光ダイオード４１とカメラ１０を一体的に配設、搭載した基板４２を支持、回転させる機構を示すものである。図９はその正面から見た基板４２、第１の枠体６３、第２の枠体７３の位置関係を示している。図１０は基板４２と第１の枠体６３の関係を示す斜視図で、複数個の発光ダイオード４１及びカメラ１０を搭載した基板４２は、その外側に設けた第１の枠体６３に対して支持軸６１及び支持軸６２で保持されている。そして、片側の支持軸６１は駆動モータ（Ｙモータ）６０の軸と連結しており、前記駆動モータ６０を回転させることで複数個の発光ダイオード４１及びカメラ１０を搭載した基板４２を軸心回りに垂直方向（Ｙ方向）に回転させることができる。
【００１６】図１１はさらに、第１の枠体６３と第１の枠体６３の外側に設けられる第２の枠体７３との関係を示す図である。図１１のように、第１の枠体６３は第２の枠体７３に対して支持軸７２及び支持軸７１で保持されている。そして、片側の支持軸７１は駆動モータ（Ｘモータ）７０の軸と連結しており、前記駆動モータ７０を回転させることで第１の枠体６３を軸心回りに水平方向（Ｘ方向）に回転させることができる。前記したように第１の枠体６３には、支持軸を介して基板４２が保持されている。従って、複数個の発光ダイオード４１及びカメラ１０を搭載した基板４２が回転すると、複数個の発光ダイオード４１の照明方向が変更される。
【００１７】図７は本発明の概略ブロック図を示すもので、本発明の対象物に該当する基準物体である基準マーカ２１を撮像するカメラ１０、カメラ１０を構成するレンズ１３及び撮像素子に該当する２次元ＣＣＤ（エリアＣＣＤ）１１、２次元ＣＣＤ１１で撮像した基準マーカ２１の２次元ＣＣＤ上の撮像位置にもとづいて、基準マーカ２１の撮像位置を判定する判定手段８１と、判定手段８１内に設けられたずれ量検出手段８３と、判定手段８１のメモリに格納された基準位置データ８４と、判定結果によって２次元ＣＣＤ１１の撮像方向及び複数個の発光ダイオード４１の照明方向を変更するための制御手段８２と、２次元ＣＣＤ１１の撮像方向及び複数個の発光ダイオード４１の照明方向をＸ方向、Ｙ方向に変更するための本発明の変更手段を構成する駆動モータ７０、駆動モータ６０の構成を示している。さらに、複数個の発光ダイオード４１、複数個の発光ダイオード４１のＯＮ（点灯）、ＯＦＦ（消灯）及び光量等を制御する光源制御手段９１、各部に電力を供給する電源９０、及び外部から光源のＯＮ、ＯＦＦを制御する光源制御信号９３をも示している。
【００１８】以下に、複数個の発光ダイオード４１の照明方向の変更について詳細に説明する。図３は基板４２上に配設した複数個の発光ダイオード４１が、照射光３０を介して所望の照明領域２０を照明している状態を示すものである。本発明での対象物は照明領域２０近傍に配置した基準物体で例えば色紙やテープ等の基準マーカ２１を用い、カメラ１０はこの色紙やテープ等の基準マーカ２１の像を撮像する。図４は基板４２の斜め後ろ側からみた図を示し、上記基準マーカ２１からの反射光３１が、カメラ１０に入射することを示している。このように本発明では、基板４２上に配設した複数個の発光ダイオード４１の照明方向を変更するために、基準物体である基準マーカ２１の像を撮像して、２次元ＣＣＤ１１上に投影された基準マーカ２１の撮像位置と、予め設定してある基準撮像位置１２との相対位置関係を判定する。
【００１９】そしてこの相対位置関係から複数個の発光ダイオード４１の照明方向を制御する。この制御について図５をもとに説明する。図５はカメラ１０の撮像素子として２次元ＣＣＤ１１を用いた例を示している。なお、この２次元ＣＣＤ１１の素子数は例えば４００×３００程度のものであるが、本図では簡略化して複数の素子Ｑ（３×３素子）から１つの桝目Ｐが形成されているものとする。図５では２次元ＣＣＤ１１、２次元ＣＣＤ１１の撮像領域（撮像可能領域）１５、基準マーカ２１の２次元ＣＣＤ上の撮像位置（以下基準撮像位置１２という）をしめす。
【００２０】つまり基準マーカ２１を２次元ＣＣＤ１１で撮像して、その撮像位置２２が基準撮像位置１２と一致しているか否かを判定する。そして基準マーカ２１の撮像位置２２が基準撮像位置１２とずれているときは、２次元ＣＣＤ１１の撮像方向をＸ方向、Ｙ方向にずらし、基準マーカ２１の撮像位置２２が基準撮像位置１２にくるように変更手段を制御する。
【００２１】このとき、２次元ＣＣＤ１１は基板４２に複数個の発光ダイオード４１とともに固設されて、一体的に動くように形成されているので、２次元ＣＣＤ１１の撮像方向を変更すると、同時に複数の発光ダイオード４１の照明方向も変更される。なお、基準マーカ２１の撮像位置２２が基準撮像位置１２と合致している場合は、基準マーカ２１と所定の距離だけ離れた位置に照明領域の中心が来るように照明方向と撮像方向の関係が予め定められている。従って、基準マーカ２１の撮像位置２２を基準撮像位置１２に合わせることで、常に基準マーカ２１と所定の距離だけ離れた位置に照明領域の中心がくるようになる。
【００２２】従って、視野照明装置の使用者が頭部を動かした場合、その動きに追従して撮像方向すなわち照明方向が変更されるので、常に視野照明装置の使用者が所望する照明領域が照明される。例えば、照明領域の中心部を術部とし、術部から所定距離離れた位置に基準マーカ２１を載置または貼付等しておけば、視野照明装置の使用者が頭部を動かしても常に、光源は術部を照明することができる。なお、この照明領域の中心と基準マーカ２１間の所定の距離は予め定めた複数個の発光ダイオード４１の照明方向と２次元ＣＣＤ１１の撮像方向の関係から決めておけばよい。図５では、基準マーカ２１の撮像位置２２が基準撮像位置１２とずれている場合を示しているが、このずれの補正を図６のフローチャートをもとに説明する。
【００２３】ステップＳ１では、基準撮像位置１２を求める準備ステップである。この基準撮像位置１２は例えば次のようにして求めることができる。まず使用者は照明をしたい照明領域を特定するため、基準マーカ２１を所望の照明領域付近に貼付し、一旦図示しないリセットスイッチを作動させる。このリセットスイッチを作動させるとリセット信号８５が制御手段８２に供給される。制御手段８２はリセット信号８５に応答して駆動モータを駆動させて、基板４２がＸ、Ｙ方向の原点位置（あらかじめ設定してある基準位置）に来るように制御する。次に、この状態で視野照明装置の使用者は照明されている領域が所望の位置にきているかどうかを確認をする。所望の領域である場合は基準マーカ２１の撮像を行い、そのときの２次元ＣＣＤ１１上に投影された基準マーカ２１の撮像位置を基準撮像位置１２として求め、この位置を基準位置データ８４として判定手段８１内のメモリに格納しておく。従って、基準マーカ２１が撮像領域１５内に投影されていれば、常に基準撮像位置１２を得ることができる。以下のステップは実際に使用者がこの視野照明装置を装着して使用する場合の、づれ補正に関するものである。
【００２４】ステップＳ２では、カメラ１０で基準マーカ２１の撮像を開始する。ステップＳ３では、カメラ１０で基準マーカ２１の実際の撮像を行い、当該基準マーカ２１の撮像が２次元ＣＣＤの撮像領域１５内に入っているかどうかを判定する。なお、この判定は撮像領域１５内にスッテプＳ１で求めた基準位置データ８４と同じ形状の撮像が存在するか否かで判定すればよい。基準マーカ２１の撮像が、２次元ＣＣＤの撮像領域１５内に入っているときは、スッテプＳ４に進み、入っていないときはステップ１０に進む。ステップ４では基準マーカ２１の２次元ＣＣＤ１１上の撮像位置２２の位置データを取得して判定手段８１内のメモリに格納する。
【００２５】ステップＳ５では、ステップＳ１で求めメモリに格納してある基準マーカ２１の基準撮像位置１２の基準位置データ８４と、実際に撮像した基準マーカ２１の撮像位置２２の位置データを読み出して、一致しているか否かの比較を図７の判定手段８１で行う。なお一致するとは、基準撮像位置１２に基準マーカ２１の撮像位置がきている場合で、この場合は再度スッテプＳ３に戻りスッテプＳ５でずれを検出するまでこのスッテプを循環する。一致しないときは、ステップＳ６に進みＸ方向にずれているか否かを図７の判定手段８１で判定する。図５では、実際の撮像位置２２と基準撮像位置１２がずれている場合を示し、このずれ量は判定手段８１内に設けたずれ量検出手段８３で検出する。本例の場合はずれ量がＸ方向にＭ（＝４）桝目分となっている。
【００２６】次に、ステップＳ７では、このＸ方向のずれを補正するために、図７の制御手段８２がずれ量に対応する駆動信号をＸ方向の駆動モータ７０に与え、駆動モータ７０を駆動する。前記の図１１で示したようにＸ方向の駆動モータ７０を駆動すると、駆動方向すなわち回転方向に枠体６３が回転し、枠体６３に連結している基板４２も回転する。この基板４２には複数の発光ダイオード４１及びカメラ１０が配置されているので、Ｘ方向に対して複数の発光ダイオード４１の照明方向及びカメラ１０の撮像方向が変更される。本例の場合は４桝目分撮像方向が変更される。次に、ステップＳ８では同様にＹ方向にずれているか否かを判定手段８１で判定する。図５の例の場合は、ずれ量検出手段８３はＹ方向にＮ（＝４）桝目分ずれていることを検出する。
【００２７】ステップＳ９では、このＹ方向のずれを補正するために、制御手段８２が駆動信号をＹ方向の駆動モータ６０に与え、駆動モータ６０を駆動する。Ｘ方向と同様にＹ方向の駆動モータ６０を駆動すると、駆動方向すなわち回転方向に基板４２が回転する。この基板４２には複数の発光ダイオード４１及びカメラ１０が配置されているので、Ｙ方向に対して複数の発光ダイオード４１の照明方向及びカメラ１０の撮像方向が変更される。本例の場合は４桝目分撮像方向が変更される。
【００２８】そして再び、図６のようにステップ３にもどり前記ルーチンを繰り返す。次にステップＳ３で基準マーカ２１が２次元ＣＣＤの撮像領域１５内に入っていない場合を説明する。なおこの様な場合は、視野照明装置を装着した者が術部に向けていた頭部を大きく動かした場合に生じやすい。ステップＳ１０、Ｓ１１はこのときの処理を示すものである。ステップＳ１０では、一旦制御手段８２をリセットしてＸ方向の駆動モータ７０及びＹ方向の駆動モータ６０の駆動を停止させ、続いて、制御手段８２はＸ方向の駆動モータ７０及びＹ方向の駆動モータ６０を駆動させて、基板４２が原点位置に来るように制御する。このとき、光源制御信号９３に所定の信号を供給して光源も同時に消灯するようにしてもよい。ステップＳ１１では、基準マーカ２１の撮像が２次元ＣＣＤの撮像領域１５内に入っているか否かを検出する。
【００２９】入っていないときは、撮像領域内に基準マーカ２１の撮像が入るまでこのステップＳ１１をループさせる。このループは一旦大きく頭部を動かした後、再び、もとの状態に頭部を戻すまで検出が繰り返されことを意味する。そして、頭部が元の状態に戻ったときは、基準マーカ２１が２次元ＣＣＤの撮像領域１５内に入るので、引き続いてステップＳ４に処理が進む。なお、前記で光源を消灯しているときは、ステップＳ４に進む段階で光源制御信号９３に所定の信号を供給して光源を点灯させるようにすればよい。そして、スッテプＳ４以後は前記したように処理が進められる。
【００３０】このように本発明では、基準マーカ２１の撮像位置を、カメラ１０を構成する２次元ＣＣＤ１１で検出し、検出した２次元ＣＣＤ１１上の基準マーカ２１の撮像位置２２から撮像方向即ち複数個の発光ダイオード４１の照明方向を判定することができる。そして判定結果によって、使用者が望む照明方向とずれが生じているときは、自動的に照明方向を変更して、常に一定の照明領域を照明するようにできる。さらに、視線検出装置のように眼球に対して視線検出用の照明光の照射が不必要となり、視野照明装置の使用者にとって不快感がなく好適なものとなる。また視線検出装置に比べて制御も簡単で、装置の軽量化ができる効果がある。
【００３１】前記の説明では、光源とカメラが一体的に構成されている例を説明したが、光源とカメラが別個に設けられた第２の実施の形態について図８をもとに説明する。この第２の実施形態では、ヘッドベルト１と、ヘッドベルト１の下部に光源を備えた照明部２と、ヘッドベルト１の上部にカメラ１０を内臓したカメラケース６と、それぞれを連結させるための取り付け部材７と、ヘッドベルト固定部３からなる。さらに、図示していないが、照明方向を変更するための変更手段を、光源を収納している照明部２内に設ける。なお説明の都合上、光源は第１の実施の形態と同様に基板上４２に複数の発光ダイオード４１が配設され、かつ当該基板がＸ、Ｙ方向に回転駆動可能なものとする。この実施の形態と第１の実施の形態の大きく異なる点は、基準マーカ２１を撮像するカメラ１０が基板４２ではなく、ヘッドベルト１と一体的に固設されており、変更手段で照明方向を変更しても撮像方向は変更されない。
【００３２】この場合の照明方向の変更手順は以下のように行われる。第１の実施の形態と同様に、まず準備手順として、使用者は照明をしたい照明領域を特定するため、基準マーカ２１を所望の照明領域付近に貼付し、一旦リセットスイッチを作動させる。このリセットスイッチを作動させると制御手段８２はＸ方向またはＹ方向に駆動モータを駆動させて、基板４２がＸ、Ｙ方向の原点位置に来るように制御する。次に、この状態で視野照明装置の使用者は照明されている領域が所望の位置にきているかどうかを確認をする。所望の領域である場合は基準マーカ２１の撮像を行い、そのときの２次元ＣＣＤ上に撮像された基準マーカ２１の撮像位置２２を基準撮像位置１２として求め、この位置をメモリに格納しておく。ここで例えば頭部を動かすと、動かした量に応じて基準マーカ２１の撮像位置２２は基準撮像位置１２よりずれてくる。
【００３３】第１実施形態の場合は、このずれに応じて基準撮像位置１２に基準マーカ２１の撮像位置２２が一致するように撮像方向を制御していたが、本実施形態では撮像位置２２と基準撮像位置１２のＸ、Ｙ方向のずれ量（差分）を求める。そして、求めたＸ、Ｙ方向のずれ量に対応して、Ｘ、Ｙ方向の駆動モータを駆動させて、基板４２をＸ、Ｙ方向に駆動させる。基板４２上には発光ダイオード４１が搭載されれいるので、ずれ量に応じて照明方向が変更されることになる。この実施の形態では、カメラを固定させているので、大きく頭部を動かした場合には、カメラの撮像領域１５内に基準マーカ２１の像が入らないことがある。
【００３４】その様な場合は自動的に光源をオフにし、再度頭部を元に戻し、撮像領域１５内に基準マーカ２１の像が入ったときに光源を点灯させるようにするのが好ましい。同様に、撮像領域１５内に基準マーカ２１の像が入らない場合は制御手段８２に対してリセット信号を供給して変更手段の動作を停止させても良いし、変更手段を原点位置に復帰又設定させるようにしても良い。さらに基準マーカ２１の像が撮像領域１５外であることを使用者に報知するようにしてもよい。この報知によって使用者は、手動でリセットスイッチを操作することでリセット信号を制御手段８２に供給することができる。一方、第１の実施の形態にくらべて、光源とカメラを一体的に構成する必要がなくなり、光源部、照明部及びカメラ部の機構を簡単にすることができる。
【００３５】他の実施形態を以下に説明する。上記実施形態では前記の撮像手段の撮像素子として、２次元ＣＣＤの替わりに複数のホトセンサを使用してもよい。また、使用者の頭部が大きく動き基準マーカ２１が撮像領域１５外の場合は、一旦制御手段８２の動作をストップさせるようにし、その後頭部がもとの位置にきて基準マーカ２１が撮像領域１５内に入ったときに再度制御手段８２の動作を開始させるようにしてもよい。また、光源は常時点灯させておいてもよいが、光源の寿命、電力消費を考慮して基準マーカ２１の撮像位置が撮像領域１５内にある時のみ点灯させるように制御するのが好ましい。
【００３６】上記実施の形態では、基準物体の形状を横長の矩形形状の基準マーカとして説明したが、十字型などのどんな形状であってもかまわないし、基準物体上に形成した図形等を基準マーカとしてもよい。また、基準マーカの色は周辺の照明領域の色と異なるものを使い、基準マーカの像の識別を明瞭にできるようにすることが好ましい。上記実施形態では、基準物体として色紙やテープ等を基準マーカとして取り上げたが基準物体として発光体を使用しても良い。また発光体として特定のスペクトル光を発するものを用いてもよい。この場合特定のスペクトル光に対して受光感度の高い撮像素子を選択することが好ましい。それによって、発光体の撮像感度を高めることができる。
【００３７】上記実施形態では、光源として発光ダイオードを例として説明したが、ハロゲンランプ、ＥＬパネル等の高輝度光源でもよい。また、光ファイバを介した光源を照明部に設けてもよい。また、発光ダイオードとして白色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードを用いることができる。さらに、これらを組み合わせて用いても良い。また、前記説明では撮像手段を複数個の発光ダイオードの中心部に配置するようにしているが、撮像手段を複数個の発光ダイオード４１の周辺部に配置してもかまわない。また撮像手段の前面側に光ファイバを配設して、光ファイバを介して撮像してもよい。
【００３８】上記実施形態では、頭部に装着するヘッドベルトに光源、撮像手段を取り付けた例を示しているが、たとえばゴーグル型眼鏡に、光源、撮像手段を設ける構成にしてもよい。また上記実施形態では、撮像手段を１つとして説明しているが、撮像手段を複数設けて基準マーカを撮像しても良い。この場合は複数の撮像手段の撮像領域をそれぞれ異なるように設定しておくことで、ずれ量が大きくなっても広範囲に光源の照明方向を変更可能にできる。
【００３９】
【発明の効果】請求項１ないし請求項１９の発明によれば、光源と、該光源の照明方向を変更する変更手段と、略照明方向の対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した前記対象物の撮像位置を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に応じて前記変更手段を制御して前記光源の照明方向を制御する制御手段とを有する。従って、撮像手段で略照明方向に配置した対象物を撮像し、この対象物の撮像位置と予め求めた基準撮像位置とのずれを検出できる。そして、検出したずれ量に応じて光源の照明方向を変更できるので、自動的に使用者が望む照明領域に照明方向を変更することができる。また複雑、高価な視線検出装置のようなものを用いることなく、対象物の撮像位置に応じて使用者の望む照明領域に照明方向を変更することができる。

【出願人】	【識別番号】０００２０７５５１【氏名又は名称】大日本スクリーン製造株式会社
【出願日】	平成１３年３月２９日（２００１．３．２９）
【代理人】
【公開番号】	特開２００２－２９８６０７（Ｐ２００２－２９８６０７Ａ）
【公開日】	平成１４年１０月１１日（２００２．１０．１１）
【出願番号】	特願２００１－９５５４０（Ｐ２００１－９５５４０）