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JP2003036704A - Lighting device - Google Patents

Lighting device

Info

Publication number
JP2003036704A
JP2003036704A JP2001223279A JP2001223279A JP2003036704A JP 2003036704 A JP2003036704 A JP 2003036704A JP 2001223279 A JP2001223279 A JP 2001223279A JP 2001223279 A JP2001223279 A JP 2001223279A JP 2003036704 A JP2003036704 A JP 2003036704A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
illumination
image
reference image
unit
shift amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001223279A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiko Yamada
光彦 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd filed Critical Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2001223279A priority Critical patent/JP2003036704A/en
Publication of JP2003036704A publication Critical patent/JP2003036704A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To illuminate an area to be illuminated in appropriate manner with a lighting device which is mounted on the head of a user and emits illumination light. SOLUTION: The lighting device has a head mount part to wear the device on the head of the user is equipped with a light generator 31 and a light emitting part 12 to emit the light from the light generator 31. Illumination direction of light is changed by linear motors 123a and 123b. A camera 13 is attached to the light emitting part 12 to collect images of an object of illumination. Difference between the collected image and a reference image obtained in advance is calculated at a difference calculating part 24 of an illumination controlling part 20. A control signal generator 25 generates a control signal from the difference and controls linear motors 123a and 123b to perform appropriate illumination of the area to be illuminated regardless of the direction of the head of the user.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、使用者に装着され
る照明装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lighting device worn by a user.

【0002】[0002]

【従来の技術】医療における手術では、従来より、手術
部位に影を生じさせることなく照明を行うために多数の
ランプが組み込まれたいわゆる無影灯が用いられてい
る。無影灯は大掛かりな照明装置であるため、通常、手
術室の天井からつり下げられる。したがって、手術室は
このような重量物を取り付けることができる専用の構造
とされ、さらに無影灯が発する熱を除去するための冷却
システムが備えられる。その結果、手術室を設けるに際
して莫大な費用が必要となる。その上、無影灯では照明
光の方向の範囲が限定されるため、患者を側方から照明
するには別途照明装置を配置することが必要となる。
2. Description of the Related Art In medical surgery, so-called shadowless lamps having a large number of lamps incorporated therein have been conventionally used for illuminating a surgical site without causing a shadow. Since the surgical light is a large-scale lighting device, it is usually hung from the ceiling of the operating room. Therefore, the operating room has a dedicated structure to which such a heavy object can be attached and is further provided with a cooling system for removing the heat generated by the surgical light. As a result, enormous cost is required to provide an operating room. Moreover, since the operating light has a limited range in the direction of the illumination light, it is necessary to separately arrange an illumination device to illuminate the patient from the side.

【0003】一方で、無影灯の様々な問題を克服しつつ
確実に手術部位に照明を行うために、術者の頭部から手
術部位に向けて照明光を照射する技術も考えられてい
る。例えば、光源からの光を光ファイバを用いて伝送
し、術者の頭部に取り付けられたヘッドマウント型の出
射部から出射するという技術が知られている。
On the other hand, in order to surely illuminate the surgical site while overcoming various problems of the operating light, there has been considered a technique of irradiating the surgical site with illumination light from the head of the operator. . For example, a technique is known in which light from a light source is transmitted using an optical fiber and is emitted from a head mount type emission unit attached to the operator's head.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、術者の頭部
から手術部位へ照明を行う場合、照明光の方向は術者の
頭部の向きに拘束されるため、術者が頭部を僅かに動か
すだけで照明領域の位置が変化してしまうという問題が
生じる。その結果、術者の頭部に取り付けられた出射部
の向きを補助者に変更してもらうか、または、術者が無
理な姿勢で手術を続けることが必要となる。
However, when illuminating the surgical site from the operator's head, the direction of the illumination light is restricted by the direction of the operator's head. There is a problem that the position of the illumination area changes only by moving to. As a result, it is necessary to have the assistant change the direction of the emitting portion attached to the surgeon's head, or to continue the surgery in an uncomfortable posture.

【0005】なお、このような問題は医療に限定される
ものではなく、細かな作業等を行う際に使用者に装着さ
れる照明装置の共通の課題である。
Incidentally, such a problem is not limited to medical treatment, and is a common problem of the illumination device worn by the user when performing fine work.

【0006】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、使用者に装着される照明装置を用いる際に、使用
者の動きの影響を抑えつつ適切に照明対象を照明するこ
とを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to appropriately illuminate an illumination target while suppressing the influence of the movement of the user when using an illumination device worn by the user. There is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、使用者に装着される照明装置であって、照明対象を
撮像することにより2次元画像のデータを取得する撮像
手段と、前記照明対象に向けて照明光を出射する照明手
段と、前記照明光の方向を変更する照明方向変更手段
と、前記撮像手段により取得された画像のデータに基づ
いて前記照明方向変更手段に制御信号を与える制御手段
とを備え、前記制御手段が、前記照明対象上の照明すべ
き領域を含む参照画像のデータを記憶する記憶手段と、
前記参照画像のデータと前記撮像手段により取得された
画像のデータとに基づいて、前記参照画像と前記取得さ
れた画像との間のずれ量を求めるずれ量算出手段と、前
記照明手段に前記照明すべき領域を照明させる制御信号
を前記ずれ量に基づいて生成する制御信号生成手段とを
有する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an illumination device worn by a user, wherein the image pickup means obtains data of a two-dimensional image by picking up an image of an illumination target. Illuminating means that emits illumination light toward an illumination target, illumination direction changing means that changes the direction of the illumination light, and a control signal to the illumination direction changing means based on image data acquired by the imaging means. Storage means for storing data of a reference image including a region to be illuminated on the illumination target, and a control means for providing the storage means.
A displacement amount calculation unit that determines a displacement amount between the reference image and the acquired image based on the reference image data and the image data acquired by the image capturing unit; Control signal generating means for generating a control signal for illuminating a region to be illuminated based on the shift amount.

【0008】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の照明装置であって、前記制御手段が、前記参照画像、
前記取得された画像および前記ずれ量に基づいて前記参
照画像を拡張する参照画像拡張手段をさらに有する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the illumination device according to the first aspect, wherein the control means controls the reference image,
The image processing apparatus further includes reference image expansion means for expanding the reference image based on the acquired image and the shift amount.

【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の照明装置であって、前記ずれ量算出手段が、
前記参照画像から生成されるエッジ画像と前記取得され
た画像から生成されるエッジ画像とに基づいて前記ずれ
量を求める。
According to a third aspect of the invention, there is provided the illuminating device according to the first or second aspect, wherein the deviation amount calculating means is
The shift amount is obtained based on the edge image generated from the reference image and the edge image generated from the acquired image.

【0010】請求項4に記載の発明は、請求項1ないし
3のいずれかに記載の照明装置であって、前記ずれ量算
出手段が、前記参照画像中の上部および/または下部の
領域を他の領域よりも高い度合いで参照して前記ずれ量
を求める。
According to a fourth aspect of the invention, there is provided the illumination device according to any one of the first to third aspects, wherein the shift amount calculating means sets the upper and / or lower regions in the reference image to other areas. The deviation amount is obtained by referring to the degree higher than that of the area.

【0011】請求項5に記載の発明は、請求項1ないし
4のいずれかに記載の照明装置であって、前記ずれ量算
出手段が、前記参照画像と前記取得された画像との間の
ずれ量として、上下方向のずれ量、左右方向のずれ量、
および、回転に関するずれ量を求める。
According to a fifth aspect of the present invention, in the illumination device according to any one of the first to fourth aspects, the shift amount calculating means shifts the shift between the reference image and the acquired image. The amount of deviation in the vertical direction, the amount of deviation in the horizontal direction,
Also, the amount of shift related to rotation is obtained.

【0012】請求項6に記載の発明は、請求項1ないし
5のいずれかに記載の照明装置であって、前記ずれ量算
出手段がずれ量を求めることが可能であるか否かを判定
し、ずれ量を求めることが不能である場合に、前記照明
光が基準方向に向けられる。
The invention according to claim 6 is the illuminating device according to any one of claims 1 to 5, wherein the deviation amount calculating means determines whether or not the deviation amount can be obtained. When it is impossible to obtain the shift amount, the illumination light is directed in the reference direction.

【0013】請求項7に記載の発明は、請求項1ないし
6のいずれかに記載の照明装置であって、前記照明すべ
き領域と前記照明手段との間の距離を測定する測距手段
をさらに備え、前記制御手段が、前記測距手段による測
距結果を利用しつつ前記照明方向変更手段を制御する。
The invention according to claim 7 is the illuminating device according to any one of claims 1 to 6, further comprising distance measuring means for measuring a distance between the area to be illuminated and the illuminating means. Further, the control means controls the illumination direction changing means while utilizing the distance measurement result of the distance measurement means.

【0014】請求項8に記載の発明は、請求項7に記載
の照明装置であって、前記照明手段が、複数の照明光を
出射する複数の出射部を有し、前記制御手段が、前記測
距手段による測距結果を利用しつつ前記複数の出射部の
向きを制御する。
According to an eighth aspect of the present invention, in the illumination device according to the seventh aspect, the illuminating means has a plurality of emitting portions for emitting a plurality of illumination lights, and the control means has the The orientations of the plurality of emission units are controlled while utilizing the distance measurement result by the distance measurement means.

【0015】請求項9に記載の発明は、請求項1ないし
8のいずれかに記載の照明装置であって、前記照明方向
変更手段が電磁石、磁性体および弾性部材を有し、前記
電磁石と前記磁性体との間に生じる磁気的作用に応じて
前記弾性部材が変形することにより、前記照明光の方向
が変更される。
The invention according to claim 9 is the illumination device according to any one of claims 1 to 8, wherein the illumination direction changing means includes an electromagnet, a magnetic body and an elastic member, and the electromagnet and the electromagnet. The direction of the illumination light is changed by deforming the elastic member according to a magnetic action generated between the elastic body and the magnetic body.

【0016】請求項10に記載の発明は、請求項1ない
し9のいずれかに記載の照明装置であって、前記撮像手
段により取得された複数の画像のデータを記録する記録
手段をさらに備える。
The invention according to claim 10 is the illuminating device according to any one of claims 1 to 9, further comprising recording means for recording data of a plurality of images acquired by the imaging means.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】<1. 第1の実施の形態>図1
は本発明の第1の実施の形態に係る照明装置のヘッドマ
ウント部10を示す斜視図である。ヘッドマウント部1
0は使用者の頭部に装着される装着バンド11の前方に
照明光の出射部12および2次元画像を取得するカメラ
13を取り付けた構成となっている。なお、以下の説明
において参照される図では、適宜、XYZ方向を記入し
ている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION <1. First embodiment> FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing the head mount portion 10 of the lighting device according to the first embodiment of the present invention. Head mount 1
0 has a configuration in which an emission part 12 of illumination light and a camera 13 for acquiring a two-dimensional image are attached in front of a wearing band 11 worn on the head of a user. In the drawings referred to in the following description, the XYZ directions are appropriately entered.

【0018】出射部12はケーブル14に接続され、ケ
ーブル14内には光を伝送する光ファイバが通ってい
る。カメラ13に対する信号線131もケーブル14内
へと導かれる。ケーブル14内の光ファイバの他端は光
源を有する照明光生成装置に接続される。
The emitting section 12 is connected to a cable 14, and an optical fiber for transmitting light passes through the cable 14. The signal line 131 for the camera 13 is also introduced into the cable 14. The other end of the optical fiber in the cable 14 is connected to an illumination light generation device having a light source.

【0019】図2は出射部12の内部構造を示す断面図
である。なお、図2では出射部12のハウジング121
に係る部分と反射板122とを切断した際の断面図とな
っている。ケーブル14はハウジング121内部にて2
つの制御線141と光ファイバ142とに分かれ、2つ
の制御線141はそれぞれリニアモータ123a,12
3bに接続される。光ファイバ142の端部は反射板1
22の内面側に露出される。
FIG. 2 is a sectional view showing the internal structure of the emitting portion 12. In FIG. 2, the housing 121 of the emitting unit 12 is
It is a cross-sectional view when the portion related to and the reflection plate 122 are cut. The cable 14 is 2 inside the housing 121.
It is divided into one control line 141 and an optical fiber 142, and the two control lines 141 are respectively connected to the linear motors 123a and 12a.
3b is connected. The end of the optical fiber 142 is the reflection plate 1
It is exposed to the inner surface side of 22.

【0020】反射板122内の光ファイバ142の先端
と対向する位置には光を集光させるレンズ124が固定
され、反射板122は回動機構125に取り付けられ
る。回動機構125は、X方向(左右方向)を向く軸お
よびZ方向(上下方向)を向く軸を中心に反射板122
を回動させる機構となっている。以上の構造により、光
ファイバ142からの光が直接または反射板122にて
反射されレンズ124から照明光として出射され、回動
機構125により照明光の方向も変更可能とされる。
A lens 124 for condensing light is fixed at a position in the reflecting plate 122 facing the tip of the optical fiber 142, and the reflecting plate 122 is attached to a rotating mechanism 125. The rotating mechanism 125 has a reflector 122 centered on an axis oriented in the X direction (horizontal direction) and an axis oriented in the Z direction (vertical direction).
It is a mechanism for rotating. With the above structure, the light from the optical fiber 142 is directly or reflected by the reflecting plate 122 and emitted from the lens 124 as illumination light, and the turning mechanism 125 can also change the direction of the illumination light.

【0021】図3は出射部12を正面から見た様子を示
す図である。回動機構125は同心円状の外側リング1
251および内側リング1252を有し、反射板122
は内側リング1252に取り付けられる。内側リング1
252の外周の上下(±Z側)には回動軸1253が取
り付けられ、内側リング1252は回動軸1253を介
して外側リング1251に支持される。外側リング12
51の外周の左右(±X側)にも回動軸1254が取り
付けられ、外側リング1251は回動軸1254を介し
てハウジング121に支持される。
FIG. 3 is a view showing the appearance of the emitting portion 12 viewed from the front. The rotating mechanism 125 is a concentric outer ring 1.
251 and the inner ring 1252, the reflector 122
Is attached to the inner ring 1252. Inner ring 1
A rotating shaft 1253 is attached to the upper and lower sides (± Z side) of the outer periphery of 252, and the inner ring 1252 is supported by the outer ring 1251 via the rotating shaft 1253. Outer ring 12
Rotating shafts 1254 are attached to the left and right (± X side) of the outer circumference of 51, and the outer ring 1251 is supported by the housing 121 via the rotating shafts 1254.

【0022】このような構造により、外側リング125
1はハウジング121に対してX方向を向く軸12Aを
中心に回動可能とされ、内側リング1252は外側リン
グ1251に対してZ方向を向く軸12B(ただし、軸
12Bは外側リング1251とともに回動する。)を中
心に回動可能とされる。
With this structure, the outer ring 125
1 is rotatable about a shaft 12A facing the X direction with respect to the housing 121, and an inner ring 1252 is a shaft 12B facing the Z direction with respect to the outer ring 1251 (however, the shaft 12B rotates together with the outer ring 1251). It is possible to rotate around.

【0023】なお、回動機構125は軸状の部材により
回動可能とされるのではなく、例えば、ボール状の部材
が利用されてもよい。また、ゴム等の樹脂製の部材、薄
い金属板、螺旋状のバネ等のように復元力を有する弾性
部材が回動のための部材として利用されてもよい。
The rotating mechanism 125 may not be made rotatable by a shaft-shaped member, but may be a ball-shaped member, for example. Alternatively, a resin member such as rubber, a thin metal plate, or an elastic member having a restoring force such as a spiral spring may be used as the member for rotating.

【0024】図4は、図3から回動機構125および反
射板122に係る構成を取り除いた場合の出射部12の
様子を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a state of the emitting portion 12 when the structure relating to the rotating mechanism 125 and the reflecting plate 122 is removed from FIG.

【0025】図2および図4に示すように、ハウジング
121の内面の上部にはリニアモータ123aが取り付
けられ、リニアモータ123aの駆動軸1231aは外
側リング1251の上部に当接する。一方、ハウジング
121の内面の下部にはバネ1232aが設けられ、図
2に示すようにバネ1232aの一端はハウジング12
1内面に固定され、他端は外側リング1251の下部に
当接する。バネ1232aは圧縮コイルバネとなってお
り、外側リング1251の下部を前方側((−Y)側)
に付勢する。
As shown in FIGS. 2 and 4, a linear motor 123a is attached to the upper part of the inner surface of the housing 121, and the drive shaft 1231a of the linear motor 123a abuts on the upper part of the outer ring 1251. On the other hand, a spring 1232a is provided in the lower portion of the inner surface of the housing 121, and one end of the spring 1232a has one end as shown in FIG.
1 is fixed to the inner surface, and the other end abuts the lower portion of the outer ring 1251. The spring 1232a is a compression coil spring, and the lower part of the outer ring 1251 is on the front side ((-Y) side).
Urge to.

【0026】また、図4に示すように、ハウジング12
1の内の向かって左側((−X)側)にはリニアモータ
123bが配置され、向かって右側((+X)側)には
バネ1232bが設けられるが、これらは外側リング1
251に取り付けられる。外側リング1251の左右端
には(+Y)側に突出する板状の部位(図4において符
号1261,1262を付す部位)が設けられ、部位1
261にリニアモータ123bが取り付けられ(図2参
照)、部位1262にバネ1232bが取り付けれられ
る。
As shown in FIG. 4, the housing 12
1, the linear motor 123b is arranged on the left side ((−X) side) and the spring 1232b is arranged on the right side ((+ X) side).
251 is attached. Plate-shaped portions (portions denoted by reference numerals 1261 and 1262 in FIG. 4) protruding to the (+ Y) side are provided at the left and right ends of the outer ring 1251, and the portion 1
The linear motor 123b is attached to 261 (see FIG. 2), and the spring 1232b is attached to the portion 1262.

【0027】リニアモータ123bの駆動軸1231b
は内側リング1252の左側の部位((−X)側)に当
接する。バネ1232bはは一端が部位1262に固定
され、他端が内側リング1252の右側((+X)側)
の部位に当接する。バネ1232bも圧縮コイルバネと
なっており、内側リング1252の右側((+X)側)
の部位を前方側((−Y)側)に付勢する。
Drive shaft 1231b of linear motor 123b
Contacts the left side portion ((−X) side) of the inner ring 1252. The spring 1232b has one end fixed to the portion 1262 and the other end on the right side ((+ X) side of the inner ring 1252).
Abut on the site. The spring 1232b is also a compression coil spring and is on the right side ((+ X) side of the inner ring 1252).
Is urged to the front side ((-Y) side).

【0028】以上に説明した構造により、駆動軸123
1aが前方側((−Y)側)に移動すると、バネ123
2aが圧縮されて光ファイバ142から出射される照明
光の方向が下側に傾き、駆動軸1231aが後方側
((+Y)側)に移動すると、バネ1232aが伸びる
ことにより駆動軸1231aと外側リング1251との
接触が維持され、照明光の方向が上側に傾く。
With the structure described above, the drive shaft 123
When 1a moves to the front side ((−Y) side), the spring 123
When 2a is compressed and the direction of the illumination light emitted from the optical fiber 142 is tilted downward and the drive shaft 1231a is moved to the rear side ((+ Y) side), the spring 1232a is extended to expand the drive shaft 1231a and the outer ring. The contact with 1251 is maintained, and the direction of the illumination light is inclined upward.

【0029】さらに、駆動軸1231bが前方側((−
Y)側)に移動すると、バネ1232bが圧縮されて照
明光の方向が向かって右側((+X)側、使用者から見
た場合には左側)に移動し、駆動軸1231bが後方側
((+Y)側)に移動すると、バネ1232bが伸びて
照明光の方向が向かって左側((−X)側、使用者から
見た場合には右側)に移動する。
Further, the drive shaft 1231b is moved forward ((-
When moved to the (Y) side), the spring 1232b is compressed and the direction of the illumination light moves toward the right side ((+ X) side, the left side when viewed from the user), and the drive shaft 1231b moves to the rear side (( When moved to the (+ Y) side), the spring 1232b extends and the direction of the illumination light moves toward the left side ((-X) side, the right side when viewed from the user).

【0030】図5は照明装置1の全体構成を示すブロッ
ク図であり、出射部12と照明制御部20とが接続され
る様子を示す。なお、照明制御部20には照明光を生成
して光ファイバ142に送り出す照明光生成装置31が
接続され、さらに、必要に応じて画像の記録を行う画像
記録装置32が接続される。
FIG. 5 is a block diagram showing the overall configuration of the illuminating device 1, showing how the emitting section 12 and the illumination control section 20 are connected. The illumination control unit 20 is connected to an illumination light generation device 31 that generates illumination light and sends it to the optical fiber 142, and is further connected to an image recording device 32 that records an image as necessary.

【0031】照明制御部20は、参照画像を取得するた
めの参照画像取得ボタン21、参照画像取得部22およ
びメモリ23を有し、参照画像取得部22はカメラ13
に接続される。参照画像とは照明すべき領域を中央に有
する画像であり、出射部12からの照明方向を制御する
際の基準として使用される画像である。使用者または補
助者が参照画像取得ボタン21を操作すると、その瞬間
にカメラ13が照明対象を撮像し、入力される画像信号
を参照画像取得部22が参照画像データ231としてメ
モリ23に記憶する。
The illumination control unit 20 has a reference image acquisition button 21 for acquiring a reference image, a reference image acquisition unit 22 and a memory 23, and the reference image acquisition unit 22 is a camera 13.
Connected to. The reference image is an image having a region to be illuminated in the center, and is an image used as a reference when controlling the illumination direction from the emission unit 12. When the user or the assistant operates the reference image acquisition button 21, the camera 13 captures an image of the illumination target at that moment, and the input image signal is stored in the memory 23 as the reference image data 231 by the reference image acquisition unit 22.

【0032】照明制御部20は、ずれ量算出部24およ
び制御信号生成部25をさらに有し、ずれ量算出部24
にもカメラ13からの画像信号が入力される。ずれ量算
出部24はカメラ13にて撮影された画像のデータを定
期的に取得し、参照画像データ231と取得された画像
データとを用いて、カメラ13が撮影する画像と参照画
像との間のずれの量を求める。制御信号生成部25は、
ずれ量に基づいて2つのリニアモータ123a,123
bを制御する制御信号を生成する。これにより、照明光
が照明すべき領域に照射されるように照明光の方向が変
更される。また、制御信号生成部25は照明光生成装置
31のON/OFF制御も行う。
The illumination control unit 20 further includes a shift amount calculation unit 24 and a control signal generation unit 25, and the shift amount calculation unit 24.
Also, the image signal from the camera 13 is input. The shift amount calculation unit 24 periodically acquires the data of the image captured by the camera 13, and uses the reference image data 231 and the acquired image data to detect the gap between the image captured by the camera 13 and the reference image. Find the amount of deviation. The control signal generator 25
The two linear motors 123a, 123a based on the deviation amount
A control signal for controlling b is generated. Thereby, the direction of the illumination light is changed so that the illumination light is applied to the area to be illuminated. The control signal generator 25 also controls ON / OFF of the illumination light generator 31.

【0033】さらに、照明制御部20は参照画像拡張部
26を有し、参照画像拡張部26は参照画像データ23
1の拡張を行う。参照画像データ231の拡張(すなわ
ち、参照画像の拡張)の具体的手法については後述す
る。
Further, the illumination control unit 20 has a reference image expansion unit 26, and the reference image expansion unit 26 has the reference image data 23.
Expand 1. A specific method of extending the reference image data 231 (that is, extending the reference image) will be described later.

【0034】画像記録装置32にはカメラ13からの画
像信号が入力され、使用者の視線からの画像が記録され
る。
An image signal from the camera 13 is input to the image recording device 32, and an image from the line of sight of the user is recorded.

【0035】図5に示す照明制御部20の構成のうち、
参照画像取得部22、ずれ量算出部24および参照画像
拡張部26は、CPUがプログラムに従って演算処理を
行うコンピュータシステムにより実現されるが、これら
の構成の全てまたは一部が専用の電気回路により構築さ
れてもよい。
Of the configuration of the illumination control section 20 shown in FIG. 5,
The reference image acquisition unit 22, the shift amount calculation unit 24, and the reference image expansion unit 26 are realized by a computer system in which a CPU performs arithmetic processing according to a program, but all or part of these configurations is constructed by a dedicated electric circuit. May be done.

【0036】図6は照明装置1の動作の流れを示す図で
ある。照明装置1では、まず、参照画像取得ボタン21
が操作されたか否かを確認し(ステップS1)、参照画
像取得ボタン21が操作された場合には参照画像取得部
22が参照画像を参照画像データ231として取得して
メモリ23に記憶する(ステップS2)。このとき、リ
ニアモータ123a,123bは原点復帰されており、
照明光が基準方向に向けられて参照画像に対応する領域
の中央に照明光が照射される状態とされている。すなわ
ち、使用者が頭部を動かして照明すべき領域を照明しつ
つ参照画像取得ボタン21を操作することにより、照明
すべき領域を中央に写し出す参照画像が取得される。
FIG. 6 is a diagram showing a flow of operations of the illuminating device 1. In the lighting device 1, first, the reference image acquisition button 21
Is operated (step S1), and when the reference image acquisition button 21 is operated, the reference image acquisition unit 22 acquires the reference image as reference image data 231 and stores it in the memory 23 (step S1). S2). At this time, the linear motors 123a and 123b have been returned to the origin,
The illumination light is directed in the reference direction, and the illumination light is applied to the center of the region corresponding to the reference image. That is, the user operates the reference image acquisition button 21 while moving the head to illuminate the area to be illuminated, whereby the reference image in which the area to be illuminated is displayed in the center is obtained.

【0037】なお、基準方向は適宜設定により変更され
てもよい。また、参照画像データ231が取得される際
には、参照画像取得部22が参照画像の中央の明度を減
少させる補正を行い、照明光が存在しない場合に得られ
るであろう画像を生成して参照画像データ231として
メモリ23に記憶する。
The reference direction may be changed by setting appropriately. Further, when the reference image data 231 is acquired, the reference image acquisition unit 22 performs a correction to reduce the brightness of the center of the reference image to generate an image that would be obtained when no illumination light is present. The reference image data 231 is stored in the memory 23.

【0038】その後、ずれ量算出部24が現在撮影中の
画像のデータをカメラ13から取得する(ステップS
3)。以下の説明では、参照画像データ231を取得し
た後に照明光の方向制御のために取得される画像を「取
得画像」と呼び、取得画像のデータを「取得画像デー
タ」という。
After that, the shift amount calculating section 24 acquires the data of the image currently being photographed from the camera 13 (step S).
3). In the following description, the image acquired for controlling the direction of the illumination light after acquiring the reference image data 231 is referred to as “acquired image”, and the data of the acquired image is referred to as “acquired image data”.

【0039】取得画像中に照明光の照射領域が存在する
と、取得画像の一部が異常に明るくなるため、明度の分
布に基づいてずれ量算出部24が照明光の照射領域を推
測し、この領域の明度を減少させた画像のデータが取得
画像データとして取得される。
If an illumination light irradiation area exists in the acquired image, a part of the acquired image becomes abnormally bright. Therefore, the shift amount calculating unit 24 estimates the irradiation area of the illumination light based on the distribution of lightness. The image data in which the brightness of the area is reduced is acquired as the acquired image data.

【0040】ずれ量算出部24は取得画像データと参照
画像データ231とに基づいて、これらの画像間のずれ
量を求める(ステップS4)。図7ないし図11はずれ
量算出部24の処理を説明するための図であり、これら
の図中の参照画像91および取得画像92は、演算量の
削減のために、例えば、40×40画素に圧縮される。
なお、図7ないし図11中に符号90にて示す領域は使
用者が照明しようと意図する領域を示している。以下、
図7ないし図11を参照しながらずれ量算出部24の処
理動作の一例について説明する。
The shift amount calculating section 24 obtains the shift amount between these images based on the acquired image data and the reference image data 231 (step S4). 7 to 11 are diagrams for explaining the process of the shift amount calculation unit 24. The reference image 91 and the acquired image 92 in these diagrams are, for example, 40 × 40 pixels in order to reduce the calculation amount. Compressed.
An area indicated by reference numeral 90 in FIGS. 7 to 11 is an area intended to be illuminated by the user. Less than,
An example of the processing operation of the deviation amount calculation unit 24 will be described with reference to FIGS. 7 to 11.

【0041】まず、図7に示すように、ずれ量算出部2
4は参照画像91に対して取得画像92を右に5画素、
上に5画素だけずらして重ね合わせる。そして、重なり
合った部分のうち参照画像91の上部領域911および
下部領域912(図7においてクロスハッチングを付す
部分)について相違度を求める。これにより、相違度が
小さい場合には参照画像91と取得画像92とは図7に
示す状態または図7に近い状態でずれて取得されたもの
であると判断することが可能となり、相違度が大きい場
合には図7に示す状態とは異なる状態にて参照画像91
と取得画像92とが取得されたと判断することが可能と
なる。
First, as shown in FIG. 7, the shift amount calculation unit 2
4 is the acquired image 92 to the right of the reference image 91 by 5 pixels,
Shift by 5 pixels on top and overlap. Then, the degree of difference is obtained for the upper region 911 and the lower region 912 (portion hatched in FIG. 7) of the reference image 91 among the overlapping portions. As a result, when the degree of difference is small, it is possible to determine that the reference image 91 and the acquired image 92 are acquired with the state shown in FIG. 7 or a state close to FIG. If it is larger, the reference image 91 is displayed in a state different from that shown in FIG.
It is possible to determine that the acquired image 92 and the acquired image 92 have been acquired.

【0042】なお、通常、使用者の両手(または、両手
に把持された器具)が、参照画像91の中央部分の左右
側に存在するため、ずれ量算出部24では、上部領域9
11および下部領域912のみについて相違度を求める
ことにより、適切な相違度を求めるようになっている。
Since both hands of the user (or instruments held by both hands) normally exist on the left and right sides of the central portion of the reference image 91, the shift amount calculating section 24 uses the upper area 9
By calculating the dissimilarity only for 11 and the lower region 912, an appropriate dissimilarity is calculated.

【0043】参照画像91の上部領域911および下部
領域912以外の領域は、重み付けを小さくした上で相
違度の算出に利用されてもよい。すなわち、ずれ量算出
部24が参照画像91の上部領域911および下部領域
912を重視しながら相違度を求めることにより、適切
な相違度を算出することが実現される。上部領域911
または下部領域912のみが相違度の算出に利用(また
は、他の領域よりも大きな加重係数を設定し、高い度合
いで参照)されてもよい。
Areas other than the upper area 911 and the lower area 912 of the reference image 91 may be used for calculating the dissimilarity after the weighting is reduced. That is, the shift amount calculating unit 24 obtains the degree of difference while emphasizing the upper region 911 and the lower region 912 of the reference image 91, whereby the appropriate degree of difference is calculated. Upper area 911
Alternatively, only the lower region 912 may be used for calculating the dissimilarity (or a weighting coefficient larger than those of other regions may be set and referred to at a high degree).

【0044】相違度としては2種類のものが使い分けら
れる。1種類は、画素値の相違の累積値を演算対象とな
った画素数で除算したものであり、もう1種類は、参照
画像91から生成されるエッジ画像と取得画像92から
生成されるエッジ画像との画素値の相違の累積値を演算
対象となった画素数で除算したものである。
Two types of difference can be used. One type is obtained by dividing the cumulative value of pixel value differences by the number of pixels to be operated, and the other type is an edge image generated from the reference image 91 and an edge image generated from the acquired image 92. Is a value obtained by dividing the cumulative value of the difference in pixel value between and by the number of pixels to be calculated.

【0045】例えば、参照画像91が医療手術中の小さ
な切開部を示す画像の場合、参照画像91の周縁部には
保護用のシートや皮膚が写し出され、切開部の中と外と
で色が大きく相違することとなる。この場合、相違度と
して単純に参照画像91と取得画像92との画素値(す
なわち、色)の差の平均を求めることにより、適切な相
違度が求められる。
For example, when the reference image 91 is an image showing a small incision during medical surgery, a protective sheet or skin is projected on the peripheral edge of the reference image 91, and the inside and outside of the incision have different colors. There will be a big difference. In this case, an appropriate difference degree is obtained by simply obtaining the average of the difference between the pixel values (that is, colors) of the reference image 91 and the acquired image 92 as the difference degree.

【0046】一方、切開部が大きく、参照画像91全体
が類似した色となっている場合には、切開部内のエッジ
を検出することにより適切な相違度が求められることと
なる。このように、相違度を求める手法は参照画像91
の性質応じて適宜使い分けられる。
On the other hand, when the incision is large and the entire reference image 91 has a similar color, an appropriate degree of difference can be obtained by detecting the edge in the incision. As described above, the reference image 91
It can be used properly according to the nature of.

【0047】図7に示す配置にて相違度が求められる
と、取得画像92を左に1画素だけ移動させて再度相違
度が求められる。その後、取得画像92を左に1画素ず
つ移動させながら相違度を求めていき、図8に示すよう
に、参照画像91に対して取得画像92が左に5画素、
上に5画素だけずれた状態まで相違度が繰り返し求めら
れる。次に、参照画像91に対して取得画像92を右に
5画素、上に4画素だけずらした状態で相違度が求めら
れる。
When the dissimilarity is obtained in the arrangement shown in FIG. 7, the acquired image 92 is moved to the left by one pixel and the dissimilarity is obtained again. After that, the degree of difference is calculated by moving the acquired image 92 one pixel to the left, and as shown in FIG. 8, the acquired image 92 is 5 pixels to the left with respect to the reference image 91.
The dissimilarity is repeatedly obtained up to the state of being shifted by 5 pixels. Next, the degree of difference is obtained with the acquired image 92 shifted from the reference image 91 by 5 pixels to the right and 4 pixels above.

【0048】その後、参照画像91に対して取得画像9
2を右から左に徐々に移動させながら相違度を求めてい
き、取得画像92が左端に達すると取得画像92を1画
素下に移動して再度右から左へと徐々に移動させながら
相違度が求められる。
Thereafter, the acquired image 9 is compared with the reference image 91.
2 is gradually moved from right to left, and the difference degree is obtained. When the acquired image 92 reaches the left end, the acquired image 92 is moved down by one pixel and then gradually moved from right to left again. Is required.

【0049】やがて、図9および図10に示すように参
照画像91に対して取得画像92が下に5画素ずれた状
態にて左から右へと徐々に移動させながら相違度が求め
られ、100個の相違度が求められる。このように、相
違度は参照画像91に対して取得画像92を複数通りに
ずらした状態にて複数回求められる。
Then, as shown in FIGS. 9 and 10, the degree of difference is obtained by gradually moving from the left to the right with the acquired image 92 displaced by 5 pixels downward with respect to the reference image 91. The dissimilarity of the individual is required. In this way, the dissimilarity is obtained a plurality of times with the acquired image 92 displaced from the reference image 91 in a plurality of ways.

【0050】次に、図11に示すように参照画像91に
対して取得画像92を回転させ、重なり合った部分のう
ち参照画像91の上部領域911および下部領域912
について相違度が求められる。この場合も、取得画像9
2が回転した状態のまま図7ないし図10を用いて説明
した手法と同様に、参照画像91に対して取得画像92
を複数通りにずらした状態で相違度が複数回求められ
る。
Next, as shown in FIG. 11, the acquired image 92 is rotated with respect to the reference image 91, and the upper region 911 and the lower region 912 of the reference image 91 in the overlapped portion are rotated.
The degree of difference is required. Also in this case, the acquired image 9
In the same manner as the method described with reference to FIG. 7 to FIG.
The dissimilarity is obtained multiple times in a state in which is shifted in multiple ways.

【0051】取得画像92の回転は、時計方向および反
時計方向に1°ずつ5°まで行われる。したがって、
(100×2×5=)1000個の相違度が求められ
る。その結果、合計1100個の相違度がずれ量算出部
24により取得される。
The rotation of the acquired image 92 is performed clockwise and counterclockwise by 1 ° up to 5 °. Therefore,
(100 × 2 × 5 =) 1000 dissimilarities are obtained. As a result, a total of 1100 dissimilarities are acquired by the shift amount calculation unit 24.

【0052】ずれ量算出部24では得られた相違度から
最小の相違度を取得し、最小の相違度と所定のしきい値
とを比較して最小の相違度がしきい値以下であるか否か
を確認する。最小の相違度がしきい値よりも大きい場
合、参照画像91と取得画像92とが想定外にずれてお
り、ステップS4におけるずれ量の算出が不可能であっ
たと判定される(ステップS5)。
The deviation calculating unit 24 acquires the minimum difference from the obtained differences and compares the minimum difference with a predetermined threshold value to determine whether the minimum difference is less than or equal to the threshold value. Confirm whether or not. If the minimum degree of difference is larger than the threshold value, it is determined that the reference image 91 and the acquired image 92 are unexpectedly misaligned, and the misregistration amount cannot be calculated in step S4 (step S5).

【0053】ずれ量の算出が不可能であったと判定され
た場合、その旨がずれ量算出部24から制御信号生成部
25へと入力され、2つのリニアモータ123a,12
3bには原点復帰を指示する制御信号が与えられる(ス
テップS6)。これにより、使用者が大きく頭部を動か
した場合や、電源投入直後であって参照画像データ23
1がまだ取得されていない場合には、照明光はヘッドマ
ウント部10からまっすぐ正面(すなわち、基準方向
に)に出射されることとなる。
When it is determined that the deviation amount cannot be calculated, the fact is input from the deviation amount calculating unit 24 to the control signal generating unit 25, and the two linear motors 123a and 12a are used.
A control signal for instructing the return to the origin is given to 3b (step S6). As a result, when the user makes a large head movement, or immediately after the power is turned on, the reference image data 23
When 1 is not acquired yet, the illumination light is emitted straight from the head mount unit 10 to the front (that is, in the reference direction).

【0054】最小の相違度がしきい値以下の場合には、
最小の相違度が求められた際の参照画像91と取得画像
92との位置関係がずれ量として求められる(ステップ
S4)。例えば、最小の相違度が求められた際の参照画
像91と取得画像92との位置関係が図12に示すもの
である場合、参照画像91の中央の点915と取得画像
92の中央の点925との左右方向の距離dxおよび上
下方向の距離dyがずれ量の要素として求められる。さ
らに、取得画像92の回転角dθが回転に関するずれ量
の要素として求められる。
If the minimum dissimilarity is less than or equal to the threshold,
The positional relationship between the reference image 91 and the acquired image 92 when the minimum degree of difference is calculated is calculated as the displacement amount (step S4). For example, when the positional relationship between the reference image 91 and the acquired image 92 when the minimum degree of difference is obtained is as shown in FIG. 12, the central point 915 of the reference image 91 and the central point 925 of the acquired image 92. The distance dx in the left-right direction and the distance dy in the up-down direction with respect to and are obtained as the elements of the deviation amount. Further, the rotation angle dθ of the acquired image 92 is obtained as an element of the shift amount related to rotation.

【0055】ずれ量が求められると、参照画像91、取
得画像92およびずれ量に基づいて参照画像拡張部26
により参照画像データ231が更新される(ステップS
7)。具体的には、図13に示すように参照画像91と
取得画像92との双方の領域(論理和の領域)951の
画像が新たな参照画像とされ、拡張された参照画像のデ
ータが参照画像データ231としてメモリ23に記憶さ
れる。なお、図13中に平行斜線を付すように、参照画
像拡張後の相違度の算出に際しても参照画像の上部領域
および下部領域のみが利用される(または、他の領域よ
りも高い度合いで参照されつつ利用される)。
When the shift amount is obtained, the reference image expanding section 26 is based on the reference image 91, the acquired image 92 and the shift amount.
The reference image data 231 is updated by (step S
7). Specifically, as shown in FIG. 13, the image of both regions (logical sum region) 951 of the reference image 91 and the acquired image 92 is set as a new reference image, and the extended reference image data is the reference image. The data 231 is stored in the memory 23. It should be noted that, as indicated by the hatched lines in FIG. 13, only the upper region and the lower region of the reference image are used in the calculation of the degree of difference after the reference image is expanded (or referred to at a higher degree than other regions). While being used).

【0056】その後、ずれ量が制御信号生成部25に入
力され、制御信号生成部25がずれ量に基づいて照明光
の方向を変更する制御信号を生成する(ステップS
8)。これにより、2つのリニアモータ123a,12
3bが制御信号に基づいて駆動され、使用者が照明しよ
うと意図する領域(すなわち、参照画像の中央に相当す
る領域)に照明光が照射される。
After that, the shift amount is input to the control signal generator 25, and the control signal generator 25 generates a control signal for changing the direction of the illumination light based on the shift amount (step S).
8). Thereby, the two linear motors 123a, 12a
3b is driven based on the control signal, and the illumination light is emitted to the area intended for illumination by the user (that is, the area corresponding to the center of the reference image).

【0057】図14は制御信号を生成するための演算処
理を説明するための図である。参照画像91の中央の点
915の位置に照明光を照射するには、取得画像92の
中央の点925から参照画像91の中央の点915まで
照明光の照射領域を移動させる制御信号を求める必要が
ある。
FIG. 14 is a diagram for explaining the arithmetic processing for generating the control signal. In order to illuminate the position of the central point 915 of the reference image 91 with illumination light, it is necessary to obtain a control signal for moving the illumination light irradiation area from the central point 925 of the acquired image 92 to the central point 915 of the reference image 91. There is.

【0058】ここで、回転角dθの影響により、リニア
モータ123aを駆動すると上下方向よりも回転角dθ
だけ傾いて照明領域が移動し、リニアモータ123bを
駆動すると左右方向よりも回転角dθだけ傾いて照明領
域が移動することから、図14に示すように、回転角d
θを考慮しつつ距離dxおよび距離dyを用いてリニア
モータ123aの駆動による移動量maおよびリニアモ
ータ123bの駆動による移動量mbが求められる。そ
して、求められた移動量ma,mbだけ照明領域を移動
させる制御信号が生成され、照明領域が適切に参照画像
91の中央に相当する領域(すなわち、照明すべき領
域)へと移動される。なお、上記説明では照明光が照明
対象に垂直に照射されることを前提としているが、使用
者の癖により照明光が所定の角度にて照明対象に照射さ
れる場合には、回転角dθの影響を他の手法により制御
信号に反映させてもよい。
When the linear motor 123a is driven due to the influence of the rotation angle dθ, the rotation angle dθ is higher than that in the vertical direction.
When the linear motor 123b is driven, the illumination area moves with a tilt angle of θ, and the illumination area moves with a tilt angle of dθ relative to the left-right direction. Therefore, as shown in FIG.
The movement amount ma by driving the linear motor 123a and the movement amount mb by driving the linear motor 123b are obtained using the distance dx and the distance dy while considering θ. Then, a control signal for moving the illumination area by the obtained movement amounts ma and mb is generated, and the illumination area is appropriately moved to the area corresponding to the center of the reference image 91 (that is, the area to be illuminated). In the above description, it is assumed that the illumination light is emitted vertically to the illumination target, but if the illumination light is emitted to the illumination target at a predetermined angle due to the user's habit, the rotation angle dθ The influence may be reflected in the control signal by another method.

【0059】リニアモータ123a,123bが駆動さ
れるとステップS1に戻り、参照画像取得ボタン21が
操作されたか否かが確認され、操作されていない場合に
は取得画像92のデータの取得およびずれ量の算出が行
われ(ステップS3,S4)、ずれ量が求められると参
照画像データ231の更新およびリニアモータ123
a,123bの制御が行われる(ステップS7,S
8)。
When the linear motors 123a and 123b are driven, the process returns to step S1 to confirm whether or not the reference image acquisition button 21 has been operated. If not, the acquisition of the data of the acquired image 92 and the shift amount. Is calculated (steps S3 and S4), and when the shift amount is obtained, the reference image data 231 is updated and the linear motor 123 is updated.
a, 123b are controlled (steps S7, S
8).

【0060】2回目以降のずれ量の算出は拡張された参
照画像に基づいて行われる。このとき、拡張された参照
画像の大きさに応じて参照画像に対して取得画像92を
相対的にずらす(移動させる)範囲も拡張される。その
結果、頭部の向きがある程度大きく変化しても照明光を
所望の領域に照射することが実現される。
The second and subsequent calculations of the shift amount are performed based on the expanded reference image. At this time, the range in which the acquired image 92 is relatively displaced (moved) with respect to the reference image is also expanded according to the size of the expanded reference image. As a result, it is possible to illuminate a desired region with the illumination light even if the orientation of the head changes to some extent.

【0061】すなわち、頭部を徐々に移動させることに
より参照画像の拡張が徐々に行われ、やがて参照画像は
図13中に波線にて示す領域952ようにカメラ13か
ら得られる画像よりも大きなものとなり、頭部の向きの
変化に対する照明領域の追従性が向上される。
That is, the reference image is gradually expanded by gradually moving the head, and the reference image is eventually larger than the image obtained from the camera 13 as shown by the broken line area 952 in FIG. Therefore, the followability of the illumination area with respect to changes in the orientation of the head is improved.

【0062】以上の動作により、参照画像取得ボタン2
1の操作による参照画像データ231の取得後は、使用
者が大きく頭部の向きを変えない限り照明すべき領域に
照明光が照射され続ける。これにより、使用者または使
用者を補助する補助者が照明光の方向を操作する必要が
なくなり、医療手術や精密な作業の際に照明装置1に係
るヘッドマウント部10を装着することにより、所望の
領域を照明し続けることが実現される。
By the above operation, the reference image acquisition button 2
After the acquisition of the reference image data 231 by the operation No. 1, the illumination light continues to be emitted to the area to be illuminated unless the user largely changes the direction of the head. This eliminates the need for the user or an assistant assisting the user to operate the direction of the illumination light, and by mounting the head mount unit 10 according to the illumination device 1 during medical surgery or precise work, It is possible to continue to illuminate the area.

【0063】参照画像および取得画像92に基づいてず
れ量を求めることができない程度に大きく頭部の向きが
変化した場合には、ずれ量を求めることができないと判
定され(ステップS5)、制御信号生成部25が2つの
リニアモータ123a,123bを原点復帰させる制御
信号を生成する(ステップS6)。これにより、使用者
が再び照明すべき領域に向く際には照明光は出射部12
から真正面に出射されることとなり、使用者が作業を再
開した直後に照明方向に違和感を感じることが防止され
る。
When the direction of the head changes so much that the shift amount cannot be obtained based on the reference image and the acquired image 92, it is determined that the shift amount cannot be obtained (step S5), and the control signal is output. The generation unit 25 generates a control signal for returning the two linear motors 123a and 123b to the origin (step S6). As a result, when the user turns to the area to be illuminated again, the illumination light is emitted from the emitting section 12.
The light is emitted directly in front of the user, which prevents the user from feeling a sense of discomfort in the illumination direction immediately after restarting the work.

【0064】また、ずれ量を求めることができない場合
には、消灯するように制御信号が制御信号生成部25か
ら照明光生成装置31に出力されてもよい。
If the amount of deviation cannot be obtained, a control signal may be output from the control signal generator 25 to the illumination light generator 31 so as to turn off the light.

【0065】使用者が照明すべき領域の位置を変更した
い場合には、使用者または補助者が参照画像取得ボタン
21を操作することにより、新たな参照画像データ23
1の取得が行われる(ステップS1,S2)。例えば、
参照画像取得ボタン21を押下することによりリニアモ
ータ123a,123bが原点復帰され、その状態で新
たに照明したい領域に頭部を向け、参照画像取得ボタン
21から指を離すと同時に参照画像データ231の取得
が行われる。これにより、その後、頭部の向きを変化さ
せたとしても新たな照明すべき領域に照明光が照射され
ることとなる。
When the user wants to change the position of the area to be illuminated, the user or an assistant operates the reference image acquisition button 21 to generate new reference image data 23.
1 is acquired (steps S1 and S2). For example,
By depressing the reference image acquisition button 21, the linear motors 123a and 123b are returned to the origin, and in that state, the head is directed to the area to be newly illuminated, and the finger is released from the reference image acquisition button 21, and at the same time, the reference image data 231 Acquisition is done. Thereby, even if the direction of the head is changed thereafter, the illumination light is emitted to a new area to be illuminated.

【0066】一方、照明装置1ではカメラ13にて取得
される画像信号が画像記録装置32にも出力可能とされ
ており、使用者の視線からの画像を保存することが実現
される。その結果、例えば、医療手術の教育や精密な組
み立て作業の教育、検討等において利用価値の高い画像
を得ることができる。
On the other hand, in the illuminating device 1, the image signal acquired by the camera 13 can be output to the image recording device 32, and it is possible to save the image from the line of sight of the user. As a result, for example, it is possible to obtain an image having a high utility value in medical surgery education, precise assembly work education, examination, and the like.

【0067】なお、照明装置1は主としてヘッドマウン
ト部10および照明制御部20により構成され、使用者
の頭部や眼球の姿勢を検出する大がかりな設備を必要と
しない。したがって、照明装置1により使用者の動きと
は無関係に照明すべき領域を照明することが容易に実現
される。
The illumination device 1 is mainly composed of the head mount section 10 and the illumination control section 20, and does not require large-scale equipment for detecting the posture of the user's head or eyeball. Therefore, the illumination device 1 can easily realize illumination of the area to be illuminated regardless of the movement of the user.

【0068】<2. 第2の実施の形態>図15は第2
の実施の形態に係る照明装置のヘッドマウント部10a
の外観を示す斜視図である。ヘッドマウント部10a
は、照明光を出射する出射部42が2つ装着バンド11
に取り付けられるという点、および、出射部42に光源
およびカメラが内蔵されるという点で第1の実施の形態
に係るヘッドマウント部10と大きく相違する。2つの
出射部42にはケーブル44が接続され、使用者の背後
へと導かれる。
<2. Second Embodiment> FIG. 15 shows a second embodiment.
Head mount portion 10a of the lighting device according to the embodiment
3 is a perspective view showing the external appearance of FIG. Head mount 10a
Is a wearing band 11 having two emitting parts 42 for emitting illumination light.
The head mount unit 10 according to the first embodiment is largely different from the head mount unit 10 according to the first embodiment in that the light source and the camera are built in the emitting unit 42. A cable 44 is connected to the two emitting portions 42 and is guided to the back of the user.

【0069】図16は出射部42の内部構造を側方から
示す図であり、図17は出射部42の正面図である。出
射部42のハウジング421の前部には、多数の白色L
ED422が配列されたLEDパネル4252が配置さ
れる。LEDパネル4252の外周は矩形の外側リング
4251に囲まれており、外側リング4251およびL
EDパネル4252のフレームにより照明光の方向を変
更する回動機構425の主要部が構成され、外側リング
4251およびLEDパネル4252のそれぞれが、第
1の実施の形態における外側リング1251および内側
リング1252に相当する。
FIG. 16 is a side view showing the internal structure of the emitting portion 42, and FIG. 17 is a front view of the emitting portion 42. In the front part of the housing 421 of the emitting part 42, a large number of white L
An LED panel 4252 in which the EDs 422 are arranged is arranged. The outer circumference of the LED panel 4252 is surrounded by a rectangular outer ring 4251.
The main part of the rotating mechanism 425 that changes the direction of the illumination light is configured by the frame of the ED panel 4252, and the outer ring 4251 and the LED panel 4252 respectively correspond to the outer ring 1251 and the inner ring 1252 in the first embodiment. Equivalent to.

【0070】図17に示すように、外側リング4251
の左右((±X)側)にはハウジング421との間に板
部材4233aが取り付けられ、LEDパネル4252
の上下((±Z)側)には外側リング4251との間に
板部材4233bが取り付けられる(図中、板部材には
平行斜線を付している。)。したがって、板部材423
3aがねじれることにより外側リング4251がX方向
を向く軸を中心に回動し、板部材4233bがねじれる
ことによりLEDパネル4252がZ方向を向く軸(た
だし、この軸は外側リング4251とともに回動す
る。)を中心に回動する。
As shown in FIG. 17, the outer ring 4251
A plate member 4233a is attached between the housing 421 and the left and right sides ((± X) side) of the LED panel 4252.
Plate members 4233b are attached to the upper and lower sides (on the (± Z) side) of the outer ring 4251 (in the figure, the plate members are hatched in parallel). Therefore, the plate member 423
The outer ring 4251 rotates about an axis oriented in the X direction when 3a is twisted, and the LED panel 4252 rotates in the Z direction when the plate member 4233b is twisted (however, this axis rotates together with the outer ring 4251). .) Rotate around.

【0071】図16および図17に示すように、外側リ
ング4251の上部は磁性体である磁石4232aが取
り付けられ、磁石4232aに対向して電磁石4231
aがハウジング421に取り付けられる。したがって、
磁石4232aと電磁石4231aとが引き合うように
電流を制御すると、LEDパネル4252が上側を向く
ように傾き、磁石4232aと電磁石4231aとが反
発するように電流を制御すると、LEDパネル4252
が下側を向くように傾く。
As shown in FIGS. 16 and 17, a magnet 4232a, which is a magnetic material, is attached to the upper portion of the outer ring 4251, and the electromagnet 4231 faces the magnet 4232a.
a is attached to the housing 421. Therefore,
When the current is controlled so that the magnet 4232a and the electromagnet 4231a attract each other, the LED panel 4252 tilts so as to face upward, and the current is controlled so that the magnet 4232a and the electromagnet 4231a repel each other.
Leans downwards.

【0072】図17に示すように、LEDパネル425
2の向かって右側((+X)側)にも磁石4232bが
配置され、磁石4232bに対向するように電磁石42
31bがハウジング421に取り付けられる。したがっ
て、磁石4232bと電磁石4231bとが引き合った
り反発することにより、LEDパネル4252の向きが
左右に振られる。
As shown in FIG. 17, the LED panel 425
The magnet 4232b is also arranged on the right side ((+ X) side) of the electromagnet 42 so as to face the magnet 4232b.
31b is attached to the housing 421. Therefore, when the magnet 4232b and the electromagnet 4231b attract each other or repel each other, the direction of the LED panel 4252 is swung left and right.

【0073】LEDパネル4252の背面には、図16
に示すようにカメラ13が取り付けられ、図17に示す
LEDパネル4252の中央の開口426を介してカメ
ラ13が画像を取得する。したがって、ヘッドマウント
部10aでは、照明光の出射方向の変更に伴ってカメラ
13が取得する画像の被写体上の位置も変更される。
On the back surface of the LED panel 4252, FIG.
As shown in FIG. 17, the camera 13 is attached, and the camera 13 acquires an image through the central opening 426 of the LED panel 4252 shown in FIG. Therefore, in the head mount portion 10a, the position on the subject of the image captured by the camera 13 is also changed in accordance with the change in the emission direction of the illumination light.

【0074】図18は、ヘッドマウント部10aを有す
る照明装置1の構成を示すブロック図である。なお、図
18において第1の実施の形態と同様の構成には同符号
を付している。
FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of the illuminating device 1 having the head mount portion 10a. In FIG. 18, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals.

【0075】照明制御部20a内部には、2つの出射部
42に対応して2つの制御ユニット51が設けられる。
制御ユニット51は第1の実施の形態に係る照明制御部
20(図5参照)から参照画像取得ボタン21および制
御信号生成部25の機能の一部を取り除いた点以外は同
様の構成となっている。
Inside the illumination control section 20a, two control units 51 are provided corresponding to the two emission sections 42.
The control unit 51 has the same configuration except that some of the functions of the reference image acquisition button 21 and the control signal generation unit 25 are removed from the illumination control unit 20 (see FIG. 5) according to the first embodiment. There is.

【0076】これらの制御ユニット51における処理は
第1の実施の形態と同様であり、参照画像取得ボタン2
1の操作に応じてカメラ13から参照画像データを取得
し、参照画像データと取得画像データとを比較すること
によりずれ量が求められる。そして、ずれ量に基づいて
制御信号が生成され、駆動回路52および発光回路53
に入力される。その結果、電磁石4231a,4231
bが駆動され、照明光が参照画像の中央に相当する領域
を照明するようにLEDパネル4252の向きが制御さ
れる。また、取得画像データおよびずれ量に基づいて参
照画像データが拡張される。
The processing in these control units 51 is similar to that of the first embodiment, and the reference image acquisition button 2
The reference image data is acquired from the camera 13 according to the operation 1 and the deviation amount is obtained by comparing the reference image data and the acquired image data. Then, a control signal is generated based on the amount of deviation, and the drive circuit 52 and the light emitting circuit 53.
Entered in. As a result, electromagnets 4231a and 4231
b is driven, and the orientation of the LED panel 4252 is controlled so that the illumination light illuminates a region corresponding to the center of the reference image. Further, the reference image data is expanded based on the acquired image data and the shift amount.

【0077】ずれ量を求めることができないときは、L
EDパネル4252が正面を向くように制御され、必要
に応じてLED422が消灯される。一方のカメラ13
からの出力は画像記録装置32に入力され、使用者の視
点からの画像が記録される。
When the shift amount cannot be obtained, L
The ED panel 4252 is controlled so as to face the front, and the LED 422 is turned off as necessary. One camera 13
The output from is input to the image recording device 32, and the image from the viewpoint of the user is recorded.

【0078】なお、第2の実施の形態ではLEDパネル
4252の向きに応じてカメラ13の向きも変更される
ことから、一般に参照画像データの拡張の程度は第1の
実施の形態よりも小さく抑えられる。
Since the orientation of the camera 13 is also changed according to the orientation of the LED panel 4252 in the second embodiment, the extent of expansion of the reference image data is generally suppressed to be smaller than that in the first embodiment. To be

【0079】以上のように、第2の実施の形態では、出
射部42が2つ設けられるが、各出射部42は第1の実
施の形態と同様の手法により個別に制御される。また、
第2の実施の形態では、出射部42が光源を有するた
め、別途光源となる装置を設ける必要がなくなり、照明
装置1の持ち運びが容易とされる。さらに、出射部42
を複数有するため、使用者の手の影を減少させることが
できる。
As described above, in the second embodiment, two emitting parts 42 are provided, but each emitting part 42 is individually controlled by the same method as in the first embodiment. Also,
In the second embodiment, since the emitting section 42 has the light source, it is not necessary to separately provide a device serving as a light source, and the illumination device 1 can be easily carried. Further, the emitting section 42
Since it has a plurality of, it is possible to reduce the shadow of the user's hand.

【0080】<3. 第3の実施の形態>図19は第3
の実施の形態に係る照明装置のヘッドマウント部10b
を示す斜視図である。図19では第2の実施の形態と同
様の構成には同符号を付している(図20においても同
様)。ヘッドマウント部10bは第2の実施の形態と比
べて、測距センサ45が装着バンド11の正面に追加さ
れ、一方の出射部42aにはカメラが設けられないとい
う点で相違している。
<3. Third Embodiment> FIG. 19 shows a third embodiment.
Head mount portion 10b of the lighting device according to the embodiment
FIG. In FIG. 19, the same components as those in the second embodiment are designated by the same reference numerals (also in FIG. 20). The head mount portion 10b is different from that of the second embodiment in that a distance measuring sensor 45 is added to the front of the mounting band 11 and a camera is not provided at one of the emitting portions 42a.

【0081】図20は、第3の実施の形態における照明
装置1の構成を示すブロック図である。出射部42に対
しては第2の実施の形態と同様に、照明制御部20b内
に制御ユニット51、駆動回路52および発光回路53
が設けられる。他方の出射部42aに対しては、発光回
路53が出射部42と共用され、電磁石4231a,4
231bに対応する駆動回路52aが設けられる。
FIG. 20 is a block diagram showing the structure of the lighting apparatus 1 according to the third embodiment. As with the second embodiment, with respect to the emitting unit 42, the control unit 51, the drive circuit 52, and the light emitting circuit 53 are provided in the illumination control unit 20b.
Is provided. For the other emitting portion 42a, the light emitting circuit 53 is shared with the emitting portion 42, and the electromagnets 4231a and 4231 are provided.
A drive circuit 52a corresponding to 231b is provided.

【0082】出射部42に接続された駆動回路52に入
力される制御信号は、追加信号生成部54にも入力され
ることにより、出射部42aに接続された駆動回路52
aのための制御信号へと変換される。測距センサ45か
らの信号は追加信号生成部54および制御ユニット51
に入力される。
The control signal input to the drive circuit 52 connected to the emission section 42 is also input to the additional signal generation section 54, whereby the drive circuit 52 connected to the emission section 42a.
converted to a control signal for a. The signal from the distance measuring sensor 45 is added to the additional signal generation unit 54 and the control unit 51.
Entered in.

【0083】第3の実施の形態では、原則として出射部
42は第2の実施の形態と同様に制御される。すなわ
ち、カメラ13からの画像と参照画像とに基づいて所望
の照明すべき領域が照明されるように照明方向が制御さ
れる。
In the third embodiment, as a general rule, the emitting section 42 is controlled in the same manner as in the second embodiment. That is, the illumination direction is controlled so that the desired area to be illuminated is illuminated based on the image from the camera 13 and the reference image.

【0084】ただし、第1および第2の実施の形態で
は、ヘッドマウント部と照明対象との間の距離が一定で
あるものとしてリニアモータや電磁石の制御を行ってい
るが、第3の実施の形態では、測距センサ45により測
定されたヘッドマウント部10bと照明対象との間の距
離に基づいてLEDパネル4252の向きが高精度に制
御される。すなわち、同一のずれ量(距離dx,dy)
に対して測定された距離が大きいほど実際のずれが大き
いため、測定された距離が大きいほどLEDパネル42
52の向きが大きく変化するように制御される。
However, in the first and second embodiments, the linear motor and the electromagnet are controlled on the assumption that the distance between the head mount portion and the illumination target is constant. In the mode, the orientation of the LED panel 4252 is controlled with high accuracy based on the distance between the head mount portion 10b and the illumination target measured by the distance measuring sensor 45. That is, the same deviation amount (distance dx, dy)
The larger the measured distance is, the larger the actual deviation is. Therefore, the larger the measured distance is, the larger the LED panel 42 is.
The orientation of 52 is controlled so as to change greatly.

【0085】もう一方の出射部42aの照明方向は、出
射部42が照明する方向と照明対象までの距離とから決
定される。この演算処理は追加信号生成部54により実
行される。その結果、カメラ13および制御ユニット5
1を1つ設けるのみで出射部42および出射部42aが
適切に照明すべき領域に向けて照明光を出射することが
実現される。
The illumination direction of the other emitting portion 42a is determined by the direction in which the emitting portion 42 illuminates and the distance to the illumination target. This arithmetic processing is executed by the additional signal generation unit 54. As a result, the camera 13 and the control unit 5
Only by providing one, it is possible to emit the illumination light toward the area where the emitting section 42 and the emitting section 42a should be appropriately illuminated.

【0086】<4. 変形例>以上、本発明の実施の形
態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に
限定されるのものではなく、様々な変形が可能である。
<4. Modifications> The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.

【0087】例えば、照明光を出射する出射部は使用者
の頭部以外に装着されてもよく、使用者の肩、胸、首等
に装着されることにより使用者の頭部による影が形成さ
れることを防止しつつ定位置を照明することが実現され
る。この場合であっても画像記録装置32において使用
者からの画像を記録することができる。
For example, the emitting portion for emitting the illumination light may be mounted on a part other than the user's head, and when mounted on the user's shoulder, chest, neck, etc., a shadow is formed by the user's head. It is possible to illuminate a fixed position while preventing such a situation. Even in this case, the image recording device 32 can record the image from the user.

【0088】また、ヘッドマウント部は頭部に被るもの
に限定されず、眼鏡のように装着されてもよい。なお、
医療手術では使い捨ての保護ゴーグルが用いられること
から、ヘッドマウント部が消毒処理可能とされるととも
に保護ゴーグルと一体化されてもよく、ヘッドマウント
部に保護シートをかぶせた上で使い捨ての保護ゴーグル
とともにヘッドマウント部が使用されれてもよい。
The head mount is not limited to the one worn on the head, and may be worn like glasses. In addition,
Since disposable protective goggles are used in medical surgery, the head mount part may be disinfected and may be integrated with the protective goggles. Cover the head mount part with a protective sheet and then use the disposable protective goggles together. A head mount may be used.

【0089】照明光の出射は光ファイバやLED以外の
ものを用いて実現されてもよい。例えば、EL素子が配
列されたELパネル、半導体レーザ等が用いられてもよ
く、ハロゲンランプが直接取り付けられてもよい。LE
Dは白色のものに限定されず、例えば、R,G,Bの色
を発するLEDを配列することにより、様々な色の照明
光を生成することができる。
The illumination light may be emitted using an optical fiber or something other than an LED. For example, an EL panel in which EL elements are arranged, a semiconductor laser, or the like may be used, and a halogen lamp may be directly attached. LE
D is not limited to white, and for example, by arranging LEDs that emit R, G, and B colors, it is possible to generate illumination light of various colors.

【0090】上記実施の形態では、照明方向を変更する
機構としてリニアモータや電磁石を用いる例について説
明したが、照明方向を変更するアクチュエータとしては
他のものが利用されてもよく、例えば、ステッピングモ
ータ、超音波モータ等も利用可能である。
In the above embodiment, an example in which a linear motor or an electromagnet is used as the mechanism for changing the illumination direction has been described, but other actuators may be used as the actuator for changing the illumination direction, for example, a stepping motor. An ultrasonic motor or the like can also be used.

【0091】照明制御部はコンピュータを用いて実現さ
れることが好ましいが、専用の電気回路を用いて小型化
することにより、ヘッドマウント部に取り付けられても
よい。
Although the illumination control unit is preferably realized by using a computer, it may be attached to the head mount unit by downsizing using a dedicated electric circuit.

【0092】上記実施の形態では参照画像と取得画像と
を重ね合わせ、これらの画像の相対位置を変更しながら
相違度を求め、相違度に基づいてずれ量を求めるように
しているが、ずれ量の算出は他の既知の様々な手法が利
用可能である。例えば、2つの画像の類似の程度を示す
様々な相関演算手法が提案されおり、これらの手法を用
いて求められた相関に基づいてずれ量が求められてよ
い。さらに高度な手法としては特表平8−503088
号公報に記載されている手法が利用されてもよい。この
ように、ずれ量は参照画像と取得画像とに基づいて任意
の手法により求められてよい。
In the above embodiment, the reference image and the acquired image are superposed, the degree of difference is obtained while changing the relative positions of these images, and the amount of deviation is obtained based on the degree of difference. Various other known methods can be used for calculating For example, various correlation calculation methods that indicate the degree of similarity between two images have been proposed, and the shift amount may be calculated based on the correlation calculated using these methods. As an even more advanced method, Tokuyohei 8-503088
The method described in the publication may be used. In this way, the shift amount may be obtained by an arbitrary method based on the reference image and the acquired image.

【0093】なお、参照画像は照明すべき領域を中央に
有する画像に限定されるものでなく、照明すべきを領域
を含む画像であれば足りる。
The reference image is not limited to an image having an area to be illuminated in the center, and any image including an area to be illuminated may be used.

【0094】また、上記実施の形態では、参照画像91
の上部領域911および/または下部領域912を高い
度合いで参照しつつずれ量を求めると述べたが、取得画
像92の上部および/または下部を高い度合いで参照し
つつずれ量が求められてもよい。このような手法であっ
ても取得画像92の上部および下部はそれぞれ参照画像
の上部および下部にほぼ重ね合わされることから、実質
的に参照画像の上部および/または下部を高い度合いで
参照することと同等となる。
Further, in the above embodiment, the reference image 91
Although it has been described that the deviation amount is obtained by referring to the upper area 911 and / or the lower area 912 of the above, the deviation amount may be obtained while referring to the upper portion and / or the lower portion of the acquired image 92 with a high degree. . Even with such a method, since the upper part and the lower part of the acquired image 92 are substantially overlapped with the upper part and the lower part of the reference image, respectively, it is possible to substantially refer to the upper part and / or the lower part of the reference image to a high degree. Will be equivalent.

【0095】上記第2および第3の実施の形態では、2
つの出射部が設けられるが3以上の出射部が設けられて
もよい。もちろん、第1の実施の形態でも同様である。
また、1つだけ設けられた出射部が測距センサからの測
距結果を利用しつつ制御されもよく、2以上設けられた
出射部が測距センサからの測距結果を利用しつつ制御が
行われてもよい。第2の実施の形態のように2つのカメ
ラ13を有する場合、2つのカメラ13により取得され
た画像を用いて距離を測定することも可能である。
In the second and third embodiments, 2
Although one emission part is provided, three or more emission parts may be provided. Of course, the same applies to the first embodiment.
In addition, only one emission unit may be controlled while using the distance measurement result from the distance measurement sensor, and two or more emission units may be controlled while using the distance measurement result from the distance measurement sensor. May be done. When the camera has two cameras 13 as in the second embodiment, it is possible to measure the distance using the images acquired by the two cameras 13.

【0096】なお、測距センサ45では測距センサ45
と照明対象との距離(すなわち、ヘッドマウント部と測
距センサ45との距離)が測定されるが、測距結果は最
終的に照明方向の制御に用いられることから測距センサ
45により実質的に出射部(または光源)と照明対象と
の間の距離が測定されるといえる。
In the distance measuring sensor 45, the distance measuring sensor 45
And the distance to the illumination target (that is, the distance between the head mount unit and the distance measuring sensor 45) are measured. However, since the distance measurement result is finally used for controlling the illumination direction, the distance measuring sensor 45 substantially determines. It can be said that the distance between the emitting portion (or the light source) and the illumination target is measured.

【0097】上記第2および第3の実施の形態では、電
磁石、磁石、板部材を用いて照明光の方向が変更される
が、磁石は磁性を帯びない磁性体であってもよい。この
場合、電磁石との間の吸引力のみを用いて照明光の方向
が変更される。すなわち、電磁石と磁性体との間の磁気
的作用に応じて照明光の向きを変更させることにより、
簡単な構造で照明方向の変更が実現される。また、板部
材に代えてゴムやバネ等の任意の弾性体が利用されても
よいし、弾性体の変形も回転の変形に限定されず、片持
梁のように変形させてもよい。
In the second and third embodiments described above, the direction of the illumination light is changed using the electromagnet, the magnet, and the plate member, but the magnet may be a magnetic material that is not magnetic. In this case, the direction of the illumination light is changed by using only the attractive force between the electromagnet and the electromagnet. That is, by changing the direction of the illumination light according to the magnetic action between the electromagnet and the magnetic body,
The lighting direction can be changed with a simple structure. Further, instead of the plate member, any elastic body such as rubber or spring may be used, and the deformation of the elastic body is not limited to the rotation deformation, but may be deformed like a cantilever.

【0098】上記実施の形態では使用者からみた画像が
画像記録装置32に記録されると説明したが、画像記録
装置32ではいわゆる動画像のみならず、一定時間ごと
の静止画像が取得されてもよい。すなわち、画像記録装
置には実質的に複数の画像のデータが記録される。
In the above embodiment, the image viewed from the user is recorded in the image recording device 32. However, the image recording device 32 acquires not only so-called moving images but also still images at regular intervals. Good. That is, data of a plurality of images is recorded in the image recording device.

【0099】[0099]

【発明の効果】請求項1ないし10の発明では、照明手
段の向きに関わらず照明すべき領域を照明することがで
きる。
According to the present invention, the area to be illuminated can be illuminated regardless of the direction of the illumination means.

【0100】また、請求項2の発明では、より適切に照
明すべき領域を照明することができる。
According to the second aspect of the invention, the area to be illuminated can be illuminated more appropriately.

【0101】また、請求項3の発明では、参照画像全体
が類似した色となっている場合であっても適切に照明を
行うことができる。
Further, according to the third aspect of the present invention, it is possible to appropriately illuminate even when the entire reference image has a similar color.

【0102】また、請求項4の発明では、ずれ量を適切
に求めることができる。
Further, according to the invention of claim 4, the shift amount can be appropriately obtained.

【0103】また、請求項5の発明では、回転に関する
ずれ量を考慮した照明を行うことができる。
According to the fifth aspect of the invention, it is possible to perform the illumination in consideration of the amount of shift related to rotation.

【0104】また、請求項6の発明では、使用者が照明
すべき領域への照明を再開した直後に照明方向に違和感
を感じることを防止することができる。
Further, according to the invention of claim 6, it is possible to prevent the user from feeling uncomfortable in the illumination direction immediately after restarting the illumination of the area to be illuminated.

【0105】また、請求項7の発明では、測距結果を利
用して精度よく照明を行うことができる。
Further, according to the invention of claim 7, it is possible to illuminate accurately by utilizing the distance measurement result.

【0106】また、請求項8の発明では、複数の出射部
の向きを精度よく制御することができる。
According to the invention of claim 8, the directions of the plurality of emitting portions can be accurately controlled.

【0107】また、請求項9の発明では、簡単な構成で
照明光の方向を変更することができる。
In the ninth aspect of the invention, the direction of the illumination light can be changed with a simple structure.

【0108】また、請求項10の発明では、使用者から
みた画像を記録することができる。
In the tenth aspect of the invention, the image viewed from the user can be recorded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施の形態に係る照明装置のヘッドマウ
ント部を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a head mount portion of an illumination device according to a first embodiment.

【図2】出射部の内部構造を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an internal structure of an emitting portion.

【図3】出射部の正面図である。FIG. 3 is a front view of an emission unit.

【図4】図3から回動機構および反射板に係る構成を取
り除いた場合の出射部の様子を示す図である
FIG. 4 is a diagram showing a state of an emitting portion when the configuration related to the rotating mechanism and the reflecting plate is removed from FIG.

【図5】照明装置の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a lighting device.

【図6】照明装置の動作の流れを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a flow of operations of the lighting device.

【図7】ずれ量算出部の処理を説明するための図であ
る。
FIG. 7 is a diagram for explaining a process of a deviation amount calculation unit.

【図8】ずれ量算出部の処理を説明するための図であ
る。
FIG. 8 is a diagram for explaining a process of a deviation amount calculation unit.

【図9】ずれ量算出部の処理を説明するための図であ
る。
FIG. 9 is a diagram for explaining a process of a deviation amount calculation unit.

【図10】ずれ量算出部の処理を説明するための図であ
る。
FIG. 10 is a diagram for explaining a process of a deviation amount calculation unit.

【図11】ずれ量算出部の処理を説明するための図であ
る。
FIG. 11 is a diagram for explaining a process of a deviation amount calculation unit.

【図12】参照画像と取得画像との位置関係の一例を示
す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a positional relationship between a reference image and an acquired image.

【図13】参照画像が拡張される様子を説明するための
図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining how a reference image is expanded.

【図14】制御信号を生成するための演算処理を説明す
るための図である
FIG. 14 is a diagram for explaining a calculation process for generating a control signal.

【図15】第2の実施の形態に係る照明装置のヘッドマ
ウント部を示す斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view showing a head mount portion of an illumination device according to a second embodiment.

【図16】出射部の内部構造を側方から示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an internal structure of an emitting portion from a lateral side.

【図17】出射部の正面図である。FIG. 17 is a front view of an emission unit.

【図18】照明装置の構成を示すブロック図である。FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a lighting device.

【図19】第3の実施の形態に係る照明装置のヘッドマ
ウント部を示す斜視図である。
FIG. 19 is a perspective view showing a head mount portion of an illumination device according to a third embodiment.

【図20】照明装置の構成を示すブロック図である。FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of a lighting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 照明装置 12,42,42a 出射部 13 カメラ 20,20a,20b 照明制御部 23 メモリ 24 ずれ量算出部 25 制御信号生成部 26 参照画像拡張部 32 画像記録装置 45 測距センサ 91 参照画像 92 取得画像 122 反射板 125,425 回動機構 142 光ファイバ 231 参照画像データ 911 上部領域 912 下部領域 4231a,4231b 電磁石 4232a,4232b 磁石 4233a,4233b 板部材 4252 LEDパネル S5,S6 ステップ 1 Lighting device 12, 42, 42a Emitting part 13 cameras 20, 20a, 20b Lighting control unit 23 memory 24 Deviation amount calculator 25 Control signal generator 26 Reference image extension 32 image recording device 45 Distance sensor 91 Reference image 92 Acquisition image 122 reflector 125,425 rotation mechanism 142 optical fiber 231 reference image data 911 upper area 912 Lower area 4231a, 4231b Electromagnet 4232a, 4232b magnet 4233a, 4233b Plate member 4252 LED panel Steps S5 and S6

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F21V 14/00 F21S 1/00 E // F21W 131:205 1/02 G F21Y 101:02 F21M 1/00 S ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F21V 14/00 F21S 1/00 E // F21W 131: 205 1/02 G F21Y 101: 02 F21M 1/00 S

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 使用者に装着される照明装置であって、 照明対象を撮像することにより2次元画像のデータを取
得する撮像手段と、 前記照明対象に向けて照明光を出射する照明手段と、 前記照明光の方向を変更する照明方向変更手段と、 前記撮像手段により取得された画像のデータに基づいて
前記照明方向変更手段に制御信号を与える制御手段と、
を備え、 前記制御手段が、 前記照明対象上の照明すべき領域を含む参照画像のデー
タを記憶する記憶手段と、 前記参照画像のデータと前記撮像手段により取得された
画像のデータとに基づいて、前記参照画像と前記取得さ
れた画像との間のずれ量を求めるずれ量算出手段と、 前記照明手段に前記照明すべき領域を照明させる制御信
号を前記ずれ量に基づいて生成する制御信号生成手段
と、を有することを特徴とする照明装置。
1. An illuminating device worn by a user, comprising: an image capturing unit that captures two-dimensional image data by capturing an image of an illumination target; and an illumination unit that emits illumination light toward the illumination target. An illumination direction changing unit that changes the direction of the illumination light, and a control unit that gives a control signal to the illumination direction changing unit based on image data acquired by the image capturing unit,
And a storage unit that stores data of a reference image including a region to be illuminated on the illumination target, based on data of the reference image and data of an image acquired by the imaging unit. A deviation amount calculation means for obtaining a deviation amount between the reference image and the acquired image; and a control signal generation for generating a control signal for causing the illumination means to illuminate the area to be illuminated based on the deviation amount. A lighting device comprising:
【請求項2】 請求項1に記載の照明装置であって、 前記制御手段が、前記参照画像、前記取得された画像お
よび前記ずれ量に基づいて前記参照画像を拡張する参照
画像拡張手段をさらに有することを特徴とする照明装
置。
2. The illumination device according to claim 1, wherein the control unit further includes a reference image expansion unit that expands the reference image based on the reference image, the acquired image, and the shift amount. A lighting device having.
【請求項3】 請求項1または2に記載の照明装置であ
って、 前記ずれ量算出手段が、前記参照画像から生成されるエ
ッジ画像と前記取得された画像から生成されるエッジ画
像とに基づいて前記ずれ量を求めることを特徴とする照
明装置。
3. The illumination device according to claim 1, wherein the shift amount calculating means is based on an edge image generated from the reference image and an edge image generated from the acquired image. The illuminating device is characterized in that the amount of deviation is obtained.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載の照
明装置であって、 前記ずれ量算出手段が、前記参照画像中の上部および/
または下部の領域を他の領域よりも高い度合いで参照し
て前記ずれ量を求めることを特徴とする照明装置。
4. The illumination device according to claim 1, wherein the deviation amount calculation means includes an upper part and / or an upper part in the reference image.
Alternatively, the illuminating device is characterized in that the displacement amount is obtained by referring to a lower region with a higher degree than other regions.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の照
明装置であって、 前記ずれ量算出手段が、前記参照画像と前記取得された
画像との間のずれ量として、上下方向のずれ量、左右方
向のずれ量、および、回転に関するずれ量を求めること
を特徴とする照明装置。
5. The illumination device according to claim 1, wherein the shift amount calculating unit is a shift amount in a vertical direction as a shift amount between the reference image and the acquired image. An illuminating device, which obtains an amount, a lateral shift amount, and a rotational shift amount.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の照
明装置であって、 前記ずれ量算出手段がずれ量を求めることが可能である
か否かを判定し、ずれ量を求めることが不能である場合
に、前記照明光が基準方向に向けられることを特徴とす
る照明装置。
6. The illumination device according to claim 1, wherein the shift amount calculating unit determines whether or not the shift amount can be obtained, and obtains the shift amount. An illumination device, wherein the illumination light is directed in a reference direction when it is impossible.
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の照
明装置であって、 前記照明すべき領域と前記照明手段との間の距離を測定
する測距手段をさらに備え、 前記制御手段が、前記測距手段による測距結果を利用し
つつ前記照明方向変更手段を制御することを特徴とする
照明装置。
7. The illumination device according to claim 1, further comprising a distance measuring unit that measures a distance between the area to be illuminated and the illumination unit, and the control unit. An illuminating device which controls the illumination direction changing means while utilizing the distance measurement result of the distance measuring means.
【請求項8】 請求項7に記載の照明装置であって、 前記照明手段が、複数の照明光を出射する複数の出射部
を有し、 前記制御手段が、前記測距手段による測距結果を利用し
つつ前記複数の出射部の向きを制御することを特徴とす
る照明装置。
8. The illumination device according to claim 7, wherein the illumination unit has a plurality of emission units that emit a plurality of illumination lights, and the control unit has a distance measurement result by the distance measurement unit. An illuminating device, characterized in that the orientations of the plurality of emission parts are controlled while utilizing the.
【請求項9】 請求項1ないし8のいずれかに記載の照
明装置であって、 前記照明方向変更手段が電磁石、磁性体および弾性部材
を有し、前記電磁石と前記磁性体との間に生じる磁気的
作用に応じて前記弾性部材が変形することにより、前記
照明光の方向が変更されることを特徴とする照明装置。
9. The illumination device according to claim 1, wherein the illumination direction changing means has an electromagnet, a magnetic body and an elastic member, and is formed between the electromagnet and the magnetic body. An illumination device in which the direction of the illumination light is changed by deforming the elastic member according to a magnetic action.
【請求項10】 請求項1ないし9のいずれかに記載の
照明装置であって、 前記撮像手段により取得された複数の画像のデータを記
録する記録手段をさらに備えることを特徴とする照明装
置。
10. The illumination device according to claim 1, further comprising a recording unit that records data of a plurality of images acquired by the image capturing unit.
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