本发明涉及对放大了特定部分的放大图像进行显示的图像观察装置。
背景技术：
近年来，频繁地提出眼镜型图像显示装置。例如，提出了在整体视野的一部分区域显示出整体视野的一部分的放大图像的显示装置(专利文献1)。并且，还提出了如下的眼镜型显示装置：从目镜装置将图像投影到瞳孔的一部分区域，将电子像以重叠于外界像的方式显示在视野内(专利文献2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-83994号公报
专利文献2：日本特开2009-229676号公报
技术实现要素：
发明欲解决的课题
若在专利文献2所提出的眼镜型显示装置中组装有搭载于显微镜那种的放大光学系统，则可实现能够观察物体的放大图像的可穿戴的图像观察装置。但是，稳定地拍摄被检物中意图的的位置出乎意料地难。
用于解决课题的手段
本申请发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供能够稳定地显示适当的放大观察图像的图像观察装置。
为了达成上述目的，本发明的图像观察装置具有：摄像部，其对被检物进行拍摄而取得所述被检物的放大图像；显示部，其显示图像；条件判定部，其判定所述被检物相对于所述摄像部的状态是否满足特定的条件；以及控制部，其在由所述条件判定部判定为满足所述特定的条件的情况下，将由所述摄像部取得的放大图像显示在所述显示部上。
发明效果
根据本发明，可提供能够稳定地显示适当的放大观察图像的图像观察装置。
附图说明
图1a是可穿戴图像观察装置系统的外观例。
图1b是显示部的结构例。
图2a是示出第1实施方式的图像观察装置的主要结构、以及被检物和观察者相对于图像观察装置的关系的图。
图2b是第1实施方式的图2a的图像观察装置的变形例。
图3a是第1实施方式的从正面观察在右眼上佩戴了图像观察装置的观察者的图。
图3b是示出第1实施方式的观察者的左右视野的图。
图4是示出第1实施方式的图像观察装置的实际的使用例的图。
图5是第1实施方式的从上方观察佩戴了图像观察装置的观察者的图。
图6是第1实施方式的从右眼方向观察到的图像观察装置的侧视图。
图7是对第1实施方式的摄像部与引导部的位置关系、以及内部结构进行说明的图。
图8a是示出第1实施方式的、被检物未位于与摄像部相距特定距离的位置上的情况下的摄像部的光轴与引导光的关系的图。
图8b是第1实施方式的图8a的状态下的摄像部的摄像图像。
图8c是第1实施方式的图8a的状态下的引导画面的例子。
图9a是示出第1实施方式的、被检物位于与摄像部相距特定距离的位置上的情况下的摄像部的光轴与引导光的关系的图。
图9b是第1实施方式的图9a的状态下的摄像部的摄像图像。
图9c是第1实施方式的图9a的状态下的引导画面的例子。
图9d是第1实施方式的作为显示图像而显示放大图像的例子。
图10是第1实施方式的将引导部设置于摄像部的横向位置处的图像观察装置的外观图。
图11是对第1实施方式的图10的图像观察装置中的摄像部与引导部的位置关系进行说明的图。
图12是示出第1实施方式的图像观察装置的基本系统结构的框图。
图13是对第1实施方式的由图像观察装置进行的显示处理的步骤进行说明的流程图。
图14是示出第1实施方式的图像观察装置的具体系统结构的框图。
图15是对第1实施方式的由图14的图像观察装置进行的显示处理的步骤进行说明的流程图。
图16a是第1实施方式的微小物的动画显示例1。
图16b是第1实施方式的微小物的动画显示例2。
图17a是第1实施方式的微小物的色相改变前的状态。
图17b是第1实施方式的微小物的色相改变后的状态。
图17c是示出第1实施方式的色相条的图。
图18a是对第1实施方式的根据被检物的垂直移动来改变微小物的放大率的处理进行说明的图。
图18b是对第1实施方式的根据被检物的垂直移动来改变微小物的放大率的处理进行说明的图。
图18c是对第1实施方式的根据被检物的垂直移动来改变微小物的放大率的处理进行说明的图。
图19是对第1实施方式的在图15的显示处理中添加了特殊图像处理的显示处理的步骤进行说明的流程图。
图20是第1实施方式的将机械导向杆用于引导部的图像观察装置的例子。
图21是第2实施方式的图像观察装置的外观图。
图22是第2实施方式的图像观察装置的外观图。
图23是对第2实施方式的由图21的图像观察装置进行的显示处理的步骤进行说明的流程图。
图24a是第2实施方式的佩戴了可穿戴形式的图像观察装置的医师诊断患者的情形。
图24b是第2实施方式的佩戴了可穿戴形式的图像观察装置的医师的右眼的视野。
图24c是第2实施方式的医师使用平板型终端装置来诊断患者的情形。
图24d是第2实施方式的平板型终端装置的显示画面。
标号说明
1：可穿戴图像观察装置系统；10、15、300、400、500：图像观察装置；20：主体部；30：摄像部；30c：光轴；32、62：成像光学系统；33：开口光圈；35、65：摄像元件；40：引导部；42：引导光；42c：光轴；42m：照射像；42t：指标像；43：引导led；44：引导透镜；45：照明led；50、450、550：显示部；52、452、552：显示元件；54：导光部；200：系统控制器；210：电源部；220：信息取得部；240：控制部；242：条件判定部；244：显示控制部；245：运动检测部；246：图像处理部；340：导向杆；532：第2摄像部；546：照明部；600：平板型终端装置。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的图像观察装置的实施方式进行说明。以下，对将本发明的图像观察装置应用于眼镜型图像观察装置中的例子进行说明。
图1a是可穿戴图像观察装置系统1的一例。在可穿戴图像观察装置系统1中，图像观察装置10被安装于眼镜2的侧部。由此，观察者在可自由使用双手的状态下能够自然地观看到显示器的显示而不会遮挡外界的视野。图像观察装置10可被安装于眼镜2的左右的任意一侧。
图像观察装置10主要由内设有摄像部、电路部和电源部的主体部20、以及显示图像的显示部50构成。
图1b是显示部50的结构例。显示部50具有显示元件52、导光部54、以及保护导光部54的罩部56。显示元件52根据由摄像部取得的摄像图像而形成显示图像。显示元件52例如是lcd或有机el。显示元件52也称为显示体。
导光部54将由显示元件52形成的显示图像引导到末端，并在末端向直角方向(t方向)弯曲，由此向观察者的眼球投影显示图像。导光部54是截面为长方形状的透明部件。观察者能够将由显示元件52形成的显示图像的虚像作为空中像而进行放大观察。
<第1实施方式>
图2a是示出图像观察装置10的主要结构、以及被检物k和观察者相对于图像观察装置10的关系的图。被检物k是指图像观察装置10的观察对象物，例如是试管或者试管内部的样本或微生物、或者微小的电子设备构件等。
图像观察装置10除了具有上述的主体部20和显示部50之外，还具有引导部40和佩戴部12。主体部20内设有摄像部30、使摄像部30和显示部50进行动作的电路部(未图示)以及电源部210等。并且，佩戴部12用于将图像观察装置10搭挂在耳朵上，被设置于主体部20的后端。
摄像部30具有对被检物k进行放大的成像光学系统和输出图像信号的摄像元件，取得被检物k的放大图像。在主体部20的摄像部30的下部设置有引导部40。引导部40用于检测被检物k相对于摄像部30的状态(配置)是否符合特定的条件。
“特定的条件”例如是指被检物k相对于摄像部30位于“特定距离”、或被检物k相对于摄像部30被配置在“特定的方向(特定的角度)”。这是由于，为了拍摄适当的放大图像而需要使被检物k位于对焦范围内、或被检物k相对于摄像部30的光轴被配置在适当的方向上。以下，关于“特定的条件”，例示出被检物k相对于摄像部30位于作为对焦范围的“特定距离l”处的情况。
在观察时，需要将被检物k放置在距离摄像部30特定距离l的位置处。引导部40以使得引导光42的光轴42c按照特定距离l与摄像部30的成像光学系统的光轴30c交叉的方式被安装于摄像部30。关于摄像部30与引导部40的关系，在图5～图7中进行详述。
显示部50具有显示元件52、导光部54以及罩部56。显示部50通过导光部54将由液晶显示器、有机el等其他的显示元件52形成的显示图像m投射到右眼er的瞳孔f的下侧(t方向)。显示图像m是收敛在瞳孔f的区域内的大小的横长图像，通过显示元件52而形成为横长图像。投射在瞳孔f上的显示图像m的宽度mx例如是瞳孔f的直径的4/5～1/2。投射在瞳孔f上的显示图像m的高度my例如是瞳孔f的直径的1/2～1/5。另外，由显示元件52形成的横长图像既可以是由横长的摄像元件取得的图像，也可以是基于通常的尺寸将上下切去而形成为横长的图像。
在图2a所说明的图像观察装置10中，在摄像部30的光轴30c的方向与右眼er的视野间存在偏移(参照图5)，因此在显示图像m与外界像之间会产生水平方向上的视差。因此，可以采用图2b所示的图像观察装置15那样的结构来应对视差。
图像观察装置15在从主体部20朝向脸的内侧且在导光部54的下部的位置处具有摄像部60。摄像部60具有在脸的宽度方向(w方向)上较长的成像光学系统62和摄像元件65。成像光学系统62是在w方向上较长的摄像用的棱镜。摄像元件65被设置于成像光学系统62的根部的位置处。
成像光学系统62在末端附近的位置具有供被摄体光射入的入射部62a。入射部62a被设置在w方向上与右眼er的瞳孔f的位置大致对应的位置处。成像光学系统62在入射部62a的里面侧具有镜面62b。镜面62b将从入射部62a射入的被摄体像向摄像元件65的方向(wb方向)反射。成像光学系统62将由镜面62b反射后的被摄体像成像在摄像元件65上。由摄像元件65取得与右眼er的外界像无(较少)视差的摄像图像。
图3a是从正面观察在右眼er上佩戴了图像观察装置10的观察者的图。图3b是示出观察者的左右视野的图。由于观察者的右眼er的瞳孔的下部被投射基于放大图像的显示图像m，因此观察者在右视野中观察到通常的外界像以及被重叠于通常的外界像的下部的放大图像(显示图像m)的双方。观察者在左视野中观察通常的外界像。
图4是示出图像观察装置10的实际使用例的图。在本例中，观察者处于将被检物k置于眼前，通过佩戴在右眼er上的图像观察装置10来观察被检物k的放大图像的状态。
接着，使用图5和图6对观察状态下的摄像部30、引导部40与被检物k的位置关系进行说明。在被检物k被保持在与摄像部30相距特定距离l的位置上的状态下进行观察。
图5是从上方观察佩戴了图像观察装置10的观察者的图。摄像部30被安装成使得摄像部30的光轴30c在斜内侧方向且在特定距离l的位置上与右眼er的中心线ec交叉。特定距离l例如是30～100mm的范围。
图6是从右眼方向观察到的图像观察装置10的侧视图。如图6所示，摄像部30被安装成使得摄像部30的光轴30c为斜下方向。具体而言，摄像部30被安装成使得在从摄像部30到被检物k的特定距离l的位置上，摄像部30的光轴30c与从右眼er的中心线ec下移了dy的与中心线ec平行的平行线交叉。并且，引导部40相对于摄像部30被安装成使得从引导部40照射的引导光42的光轴42c在与摄像部30相距特定距离l的位置上与所述的中心线ec的平行线交叉。
图7是对摄像部30与引导部40的位置关系、以及摄像部30和引导部40的内部结构进行说明的图。与图6相同，图7也是从右眼方向观察到的观察状态的侧视图。摄像部30具有对被摄体像进行成像的成像光学系统32、对由成像光学系统32成像的像进行光电转换的摄像元件35。摄像元件35例如是ccd(chargecoupleddevice：电荷耦合器件)或cmos元件(complementarymetaloxidesemiconductor：互补型金属氧化物半导体)。
成像光学系统32是在被摄体(被检物k)侧和摄像元件35侧这两侧成为远心的光学系统。通过使成像光学系统32采用该结构，即使被摄体的位置稍微向前后变动，也能够抑制拍摄面上的像的大小的改变。
并且，成像光学系统32是成像倍率大于1的放大投影光学系统。通过构成为放大投影光学系统，从而能够进一步放大通过观察光学系统观察到的被摄体的电子图像，可高精度地进行观察。当然，也可以不将成像光学系统32构成为放大投影光学系统，而构成为等倍投影光学系统或缩小投影光学系统，利用电子变焦来放大拍摄区域的一部分的区域而生成放大图像。
并且，成像光学系统32具有开口尺寸可变的开口光圈33。成像光学系统32通过变更开口光圈33的开口尺寸而能够变更景深。并且，对于伴随着开口光圈33的变更而发生的明亮度变化，可以通过后述的照明侧的光量调整来校正，或通过摄像元件35的增益调整来校正，或者通过显示元件52的明亮度调整等来校正。
成像光学系统32可以一体地固定于摄像部30，也可以采用将一部分的透镜组作为颤动组和对焦组而进行自动对焦的结构。
或者，摄像部30也可以采用使成像光学系统32一体地移动而进行对焦的结构(所谓的整体送出(全体繰出し))。通过使成像光学系统32一体地移动，成像光学系统32在被摄体侧和摄像元件侧的两侧得以维持远心镜头的状态，因此能够抑制伴随着对焦发生的像的大小的变动。另外，在搭载有自动对焦功能的情况下，成像光学系统32具有透镜移动机构(未图示)，摄像部具有透镜驱动部和控制部(未图示)。
引导部40具有引导led43、引导透镜44、照明led45以及扩散板46。引导led43朝向被检物k照射点状的引导光42。引导led43例如是红色光发光元件。
引导透镜44例如是正透镜，使来自引导led43的照射光作为引导光42向射出侧收敛。透过了引导部40的出射窗(未图示)的引导光42在被检物k上成为表示定位指标的照射像42m(未图示)。照射像42m由摄像部30拍摄。
照明led45例如是发出白色光的led，对被检物k进行照明。扩散板46主要对照明光进行扩散，被设置于出射窗(未图示)。若判定为被检物k位于特定距离l的位置处，则停止引导led43的照射，由照明led45照射，照明被检物k。另外，引导led43也称为第1发光部，照明led45也称为第2发光部。
图8a～图9d是对诱导被检物k的对位的引导显示进行说明的图。引导显示进行诱导以使观察者能够简单地进行被检物k的对位。图8a～图8c是被检物k未位于与摄像部30相距特定距离l的位置上的情况。图8a是示出被检物k未位于特定距离l的位置上的情况下的、摄像部30的光轴30c与引导光42的关系的图。是被检物k位于与摄像部30间的距离大于特定距离l的位置处的情况。
从引导部40的引导led43照射的引导光42在比与摄像部30的光轴30c交叉的位置靠上的位置处成为照射像42m。图8b是图8a的状态下的摄像部30的摄像图像n。在比画面的中心nc靠上的位置拍摄到照射像42m。并且，在摄像图像n中，检测出照射像42m的位置。在图8b的摄像图像n中，在与画面的中心nc分开一定距离以上的位置处检测出照射像42m。并且，根据在摄像图像n中检测出的照射像42m的位置而判定为被检物k位于比特定距离l远的位置处。
图8c是图8a的状态下的引导画面的例子。根据摄像图像n上的照射像42m的位置而生成对应的引导画面。所生成的引导画面被显示为显示图像m。在观察者的右眼的视野g中显示出实际的外界像和重叠显示于外界像的一部分上的显示图像m。图8c的照射像42m是实际上向被检物k照射的像。
在视野g的下部，显示促使被检物k向特定距离l移动的引导画面作为显示图像m。在作为引导画面的显示图像m上显示出引导消息mm，该引导消息mm指示接近被检物k。并且，在显示图像m的画面的上部显示半圆状的指标像42t。指标像42t是根据与照射像42m的相对位置而表示被检物k相对于特定距离l的位置偏移的标记。指标像42t是通过提取出摄像图像n上的照射像42m而生成的。若被检物k向接近摄像部30的方向移动，则实际的照射像42m向下移动，而逐渐接近指标像42t。
并且，在本例中，在判定为被检物k的位置偏移的状态下，作为显示图像m只显示出引导画面，不显示图9d所示的放大图像。这是为了指明被检物k的位置偏离于特定距离l。但是，也可以构成为，在判定为被检物k的位置偏离于特定距离l的状态下，作为显示图像m显示放大图像，使引导消息mm等重叠在放大图像上。
图9a～图9d是被检物k位于与摄像部30相距特定距离l的位置处的情况。图9a是示出被检物k位于特定距离l的位置上的情况下的、摄像部30的光轴30c与引导光42的关系的图。
图9b是图9a的状态下的摄像部30的摄像图像n。在被检物k位于特定距离l的位置上的情况下，在画面的中心nc的位置上拍摄到照射像42m。在摄像图像n上检测拍摄到的照射像42m的位置。并且，若判定为照射像42m的位置是画面的中心nc，则生成表示被检物k位于特定距离l的位置处的引导画面。所生成的引导画面被显示为显示图像m。
图9c是图9a的状态下的引导画面的例子。实际被照射的照射像42m的上半部分的圆与指标像42t的下半部分的圆组合而成为1个圆。在短时间(例如1秒)显示了图9c的引导画面之后，作为显示图像m显示放大图像。如图9d所示，作为显示图像m，例如放大地显示被检物k内的微小物r。
并且，在此之前说明的图像观察装置10中，将引导部40设置于摄像部30的下部，但不限于此。图10是示出将引导部40设置于摄像部30的侧部的图像观察装置10的外观图。引导部40以使得引导光42的光轴42c在特定距离l处与摄像部30的光轴30c交叉的方式被设置于主体部20。图11是对图10的图像观察装置10中的摄像部30与引导部40的位置关系进行说明的图。与图5同样，图10也是从上面对观察状态进行观察的图。
接着，对图像观察装置10的系统结构进行说明。图12是示出图像观察装置10的基本系统结构的框图。图像观察装置10具有显示部50、系统控制器200、电源部210、信息取得部220以及控制部240。
系统控制器200对图像观察装置10的整体进行控制。电源部210包含电池，向图像观察装置10的各部位提供电力。信息取得部220取得用于图像观察的摄像图像、用于由后述的条件判定部242进行条件判定的信息、或者作为图像观察的辅助的语音信息等。信息取得部220包含摄像部30。如上所述，摄像部30对被检物k进行拍摄而取得被检物k的放大图像。
控制部240具有条件判定部242和显示控制部244。控制部240根据条件判定部242的判定来控制由摄像部30取得的放大图像在显示部50上的显示。条件判定部242判定被检物k相对于摄像部30的状态是否满足上述的特定的条件。显示控制部244对显示部50进行控制，将由摄像部30取得的放大图像作为显示图像m，投射到观察者的瞳孔的一部分上。
图像观察装置10具有cpu(未图示)和存储控制程序的非易失性的存储部(未图示)。通过由读入了控制程序的cpu执行控制程序而进行的软件处理，实现系统控制器200。信息取得部220和控制部240既可以通过cpu进行的软件处理来实现，也可以由门阵列等硬件来实现。
具体而言，在由条件判定部242判定为满足特定的条件的情况下，控制部240将由摄像部30取得的放大图像(参照图9c)显示在显示部50上。由此，在被检物k相对于摄像部30的状态满足特定的条件的情况下，观察者能够在实际的外界像的一部分上作为放大图像而观察到作为显示图像m的虚像的空中像。在不满足特定的条件的情况下，对观察者显示出图8c所示的引导画面。
图13是对图12中说明的由图像观察装置10进行的显示处理的步骤进行说明的流程图。
信息取得部220通过摄像部30取得图像信息(拍摄信息)(步骤s10)。条件判定部242根据所取得的图像信息，判定被检物k相对于摄像部30的状态是否满足特定的条件(步骤s12)。在条件判定部242判定为满足特定的条件的情况下(步骤s12的“是”)，显示控制部244将由摄像部30取得的放大图像保持原样或者进行强调后显示在显示部50上(步骤s14)。另一方面，在条件判定部242判定为不满足特定的条件的情况下(步骤s12的“否”)，显示控制部244不将放大图像显示在显示部50上(步骤s16)。在该情况下，显示控制部244显示图8c所示的引导消息mm来代替放大图像作为显示图像m。
接着，针对图12中说明的图像观察装置10的结构，对更具体的结构进行说明。图14是示出图像观察装置10的具体的系统结构的框图。图像观察装置10具有显示部50、系统控制器200、信息取得部220以及控制部240。这里省略了电源部210。
信息取得部220除了具有摄像部30之外还具有引导部40。并且，控制部240除了具有条件判定部242和显示控制部244之外，还具有运动检测部245和图像处理部246。摄像部30、显示部50、系统控制器200以及显示控制部244与图12中说明的内容相同，因此省略说明。
引导部40用于检测被检物k相对于摄像部30是否位于特定距离l处。像图7等说明的那样，引导部40具有引导led43和照明led45。引导led43和照明led45由系统控制器200控制开闭或者光量。
条件判定部242判定被检物k相对于摄像部30是否位于特定距离l处来作为特定的条件。并且，在条件判定部242判断为被检物k位于特定距离l的位置上的情况下，判定为“满足特定的条件”。
具体而言，首先，条件判定部242对摄像图像n进行处理，判定是否拍摄到照射像42m。这里，引导led43采用红色光led。如果在红色成分较强的图像中存在一定面积以上的图像，则条件判定部242将其视为照射像42m。条件判定部242在判定为拍摄到照射像42m之后，判定照射像42m的位置距离摄像图像n的中心是否在规定的范围内。如果照射像42m在规定的范围内，则条件判定部242判定为满足特定的条件。
运动检测部245对由摄像部30取得的摄像图像进行分析而检测被摄体的运动。在本例中，运动检测部245从摄像图像中识别/提取出被检物k的形状，从而计算观察者所致的被检物k的运动。并且，运动检测部245根据被检物k的运动的速度或方向来检测被检物k的运动的种类，将检测出的运动的种类通知给图像处理部246。被检物k的运动的种类是绕铅垂轴的旋转、左右方向的摆动、横向的移动、纵向的移动等。
图像处理部246对由摄像部30取得的摄像图像进行γ(伽马)校正或wb(whitebalance：白平衡)校正等。并且，图像处理部246根据条件判定部242的判定而生成图8c或图9c所示的引导画面。此外，图像处理部246在由条件判定部242判定为满足特定的条件之后，生成图9d所示的放大图像。
并且，图像处理部246根据由运动检测部245检测出的被检物k的运动的种类，而对被检物k的图像进行特殊图像处理。例如，图像处理部246提取出放大图像的一部分，对于提取出的一部分的图像进行连续地改变其形态的处理。根据被检物k的运动的种类而对被检物k的图像进行的特殊图像处理的详细情况后述说明。另外，在由观察者预先选择了特殊图像处理模式的情况下，图像处理部246进行特殊图像处理。
并且，也可以构成为，图像处理部246不仅根据被检物k的运动，还根据来自观察者的其他指示来进行特殊图像处理。作为其他的指示例如是如下的情况：预先在图像观察装置10的主体部20设置振动传感器，对观察者用手指对主体部20进行点击操作进行检测。
图15是对图14中说明的由图像观察装置10进行的显示处理的步骤进行说明的流程图。由系统控制器200来控制信息取得部220的摄像部30和引导部40、控制部240的条件判定部242、显示控制部244、运动检测部245和图像处理部246等而执行以下的处理。
首先，最初引导部40断续地照射引导光42，摄像部30与断续的照射同步地进行拍摄(步骤s100)。条件判定部242判定是否拍摄到照射像42m(步骤s102)。这是因为若被检物k的位置相对于摄像部30大幅偏离则无法拍摄到照射像42m。在引导led43是红色光led的情况下，条件判定部242判定摄像图像n中是否存在红色成分较强的一定面积以上的图像。
若条件判定部242判定为拍摄到照射像42m(步骤s102的“是”)，则引导部40连续照射引导光42，摄像部30进行拍摄(步骤s110)。
控制部240使显示部50打开，而执行显示模式1(步骤s112)。显示模式1是指像图8c和图9c所示那样在显示部50上显示引导画面的模式。也将显示模式1称为第1显示模式。
返回步骤s102，若条件判定部242判定为未拍摄到照射像42m(步骤s102的“否”)，则条件判定部242判定在显示模式1的状态下未拍摄到照射像42m的时间是否在规定的时间以内(步骤s104)。若条件判定部242判定为在显示模式1的状态下未拍摄到照射像42m的时间在规定的时间以内(例如，3秒)(步骤s104的“是”)，则返回步骤s110，继续进行连续照射和拍摄。即，在被检物k的位置偏离是短时间的情况下，并不结束显示模式1。这是因为，如果在被检物k的位置偏离是短时间的情况下也每次都结束显示模式1，则会频繁地反复进行模式1的开始/结束，从而产生画面的闪烁。
若条件判定部242判定为在显示模式1的状态下未拍摄到照射像42m的时间不在规定的时间以内(步骤s104的“否”)，则控制部240使显示部50为关闭，结束显示模式1(步骤s106的“否”)，返回步骤s100。这是为了在被检物k的较大的位置偏离持续了规定的时间以上的情况下中止连续照射而防止电池的消耗。另外，条件判定部242在未进入显示模式1的状态下，使步骤s104为“否”，保持原样地返回步骤s100，继续进行断续的照射和拍摄。
条件判定部242判定在显示模式1的状态下照射像42m是否位于特定位置处(步骤s114)。特定位置像图9c中说明的那样是摄像图像n的中心nc的位置。若条件判定部242判定为照射像42m位于特定位置处(步骤s114的“是”)，则控制部240将显示模式1切换到显示模式2(步骤s120)。显示模式2是像图9d所示的那样在显示部50上显示出放大图像来作为显示图像m的模式。并且，在显示模式2中，照明led45也打开。也将显示模式2称为第2显示模式。控制部240在步骤s120之后返回步骤s114。
若条件判定部242判定为照射像42m不处于特定位置处(步骤s114的“否”)，则判定在显示模式2的状态下照射像42m不处于特定位置上的时间是否在规定的时间(例如，3秒)以内(步骤s116)。若条件判定部242判定为在显示模式2的状态下照射像42m不处于特定位置上的时间在规定的时间以内(步骤s116的“是”)，则进入步骤s120，继续显示模式2。与步骤s104同样，这是为了防止画面的闪烁。
若条件判定部242判定为在显示模式2的状态下照射像42m不处于特定位置上的时间不在规定的时间以内(步骤s116的“否”)，则判定是否拍摄到照射像42m(步骤s118)。若条件判定部242判定为未拍摄到照射像42m(步骤s118的“否”)，则结束显示模式2，而返回步骤s100。这是因为判断为被检物k的位置偏离较大。
并且，若条件判定部242判定为拍摄到照射像42m(步骤s118的“是”)，则进入步骤s110。控制部240将显示模式2切换到显示模式1。照明led45也被停止。
接着，对图像观察装置10的特殊图像处理进行说明。如上所述，图像处理部246根据由运动检测部245检测出的观察者所致的被检物k的运动的种类，对包含在被检物k中的微小物r实施特殊图像处理。微小物r是指细胞或粒子。使用图16a～图18c对特殊图像处理的具体例进行说明。
图16a是微小物r的动画显示例1。若运动检测部245作为被检物k的运动而检测出在与视野g平行的面上使振子振动这样的运动(pa方向)，则图像处理部246进行使微小物r以动画的形式旋转(qa方向)这样的图像处理。
具体而言，图像处理部246从摄像图像n提取出微小物r的图像，使提取出的微小物r的图像旋转规定的角度而生成旋转图像。并且，图像处理部246使旋转图像合成在摄像图像n上，从而生成合成图像。图像处理部246连续地生成合成图像。由此，显示出微小物r旋转的显示图像m。微小物r的旋转方向(右旋转、左旋转)也可以按照时间交替地切换。
图16b是微小物r的动画显示例2。若运动检测部245作为被检物k的运动而检测出以铅垂方向为中心旋转(pb方向)的运动，则图像处理部246进行使微小物r立体地旋转(qb方向)这样的图像处理。
具体而言，图像处理部246从摄像图像n提取出微小物r的图像。图像处理部246进行使提取出的微小物r的左部分向右侧移动、或者相反地使右部分向左侧移动这样的处理，生成如同微小物r正进行旋转这样的图像。并且，图像处理部246将所生成的微小物r正在旋转这样的图像合成在摄像图像n上，从而生成合成图像。由此，显示出微小物r立体地旋转的显示图像m。微小物r的旋转方向(qb)既可以与相对于被检物k的旋转方向(pb)一致，也可以按照时间交替地切换。
根据上述的图像处理，观察者通过对于被检物k进行的简单操作，并不仅仅是对被检物k内部的微小物r进行放大观察，而且会感觉到观看动画的快乐。
此外，图像处理部246对于显示图像m，不仅可以对微小物r进行放大，还可以显示表示微小物r的大小的标尺、或显示对微小物r的数量进行计数得到的结果、或者以虚拟现实的方式进行辅助显示。
并且，关于悬浮的微小物r等，有时会变得无法分辨彼此。因此，图像处理部246也可以具有对多个微小物r分别进行确定的类似图像判定功能(未图示)。图像处理部246可以通过类似图像判定功能来判定并显示微小物r的各部位或各要素的时间变化。并且，图像处理部246也可以显示微小物r的移动轨迹，或对微小物r赋予名称而显示。此外，图像处理部246也可以用颜色来区分显示微小物r的各部分，或者对微小物r的特定的部分进行图像处理而进行强调显示。
图17a～图17c是对根据被检物k的水平移动而改变微小物r的色调的情况进行说明的图。若运动检测部245检测出被检物k进行了水平移动(pc方向)，则图像处理部246改变微小物r的色调。图17a是微小物r的色调变化之前的状态，图17b是微小物r的色调变化之后的状态。
图像处理部246例如也可以沿着图17c所示的色调条来决定色调的变化。具体而言，图像处理部246也可以根据水平移动(pc方向)的方向而使色调变化为在色调条上左右相邻1个的任意颜色。在该情况下，例如，在微小物r的当前的颜色是蓝色且检测出被检物k向右的移动的情况下，图像处理部246使微小物r的色调按照蓝→蓝绿的方式改变。
根据上述的图像处理，通过对于被检物k的简单操作，就能够简单地改变微小物r的色调。当不容易在实际的显示中对微小物r与背景进行区别的情况下，通过改变微小物r的色调，能够使微小物r变得醒目。能够得到与对细胞染色来进行分辨的显微镜观察方法同样的效果。
图18a～图18c是对根据观察者所致的被检物k的垂直移动而改变微小物r的放大率的处理进行说明的图。若运动检测部245检测出被检物k进行了上下移动，则图像处理部246改变微小物r的尺寸。具体而言，图像处理部246通过对摄像图像进行公知的电子变焦处理，从而生成适当倍率的放大图像。
图18a是通常的显示图像m。若观察者使被检物k向下方向移动(pd方向)，则微小物r例如会被放大2倍显示出来(图18b)。此外，若使被检物k垂直地移动(pd方向)，则微小物r进一步被放大2倍地显示(图18c)。并且，也可以在被检物k进行向上方向移动的情况下，使微小物r缩小。根据上述的图像处理，通过对被检物k进行的简单操作就能够改变微小物r的放大率。
接着，对基于上述的特殊图像处理的显示处理的步骤的例子进行说明。图19是在图15的显示处理中添加了步骤s117a和步骤s117b来作为特殊图像处理的流程图。以步骤s117a和步骤s117b为中心对图19的流程图进行说明。
若条件判定部242判定为照射像42m不处于特定位置处(步骤s114的“否”)，则在显示模式2的状态下，除了判定照射像42m不处于特定位置上的时间是否在规定的时间以内，还判定是否进行了“特定的动作”(步骤s116)。
特定的动作是指由观察者对主体部20或被检物k施加的规定的动作。对被检物k施加的规定的动作是图16a～图18c中说明的动作。并且，对主体部20施加的动作例如通过点击操作而被设置于主体部20的振动传感器检测出来。
当条件判定部242判定为在显示模式2的状态下照射像42m不处于特定位置上的时间在规定的时间以内的情况下(步骤s116的“是”)，条件判定部242判定是否进行了特定的动作(步骤s117a)。若条件判定部242判定为未进行特定的动作(步骤s117a的“否”)，则控制部维持显示模式2(步骤s120)。
若条件判定部242判定为进行了特定的动作(步骤s117a的“是”)，则控制部240将显示模式2切换到进行特殊图像处理的显示模式3(步骤s117b)。由于在步骤s116中在规定的时间内维持显示模式2，因此在该规定的时间内的使被检物k摇动等的变化(特定的动作)能够作为反映观察者意图的用户接口而被有效利用。
在显示模式3中，图像处理部246根据特定的动作而选择特殊图像处理的种类，从而执行所选择的图像处理。并且，图像处理部246也可以根据特定的动作来切换显示模式3的方式，或者变更所强调的部位或对象。
显示模式3的特殊图像处理包含上述的微小物r的动画显示、色调变化、放大缩小等。并且，在显示模式3中，图像处理部246也可以根据特定的动作以虚拟现实的方式显示出表示微小物r的大小的标尺或对微小物r的数量进行计数得到的结果显示等的辅助显示。
并且，在显示模式3中，也可以根据上述的图像处理部246的类似图像判定功能而显示微小物r的移动轨迹，或对微小物r赋予名称来显示。并且，还可以用颜色区分显示微小物r的各部分，或者对微小物r的特定的部分进行图像处理来进行强调显示。
并且，控制部240在步骤s117b之后返回步骤s114。另外，条件判定部242也可以在照射像42m位于特定位置处的情况下(步骤s114的“是”)，判定是否进行了步骤s117a中说明的特定的动作。这是因为在将照射像42m维持在特定位置处的同时也可以进行特定的动作。在该情况下，控制部240将显示模式2切换到显示模式3，图像处理部246根据特定的动作而选择特殊图像处理的种类，从而执行所选择的图像处理。
接着，对关于图像观察装置10的引导部40的变形例进行说明。在上述的图像观察装置10中，作为引导手段，对具有将照射像42m照射到被检物k上的发光部的例子进行了说明。但是，引导手段不限于发光部。图20是使用了机械的导向杆340的图像观察装置300的例子。
图像观察装置300在摄像部30的侧部具有导向杆340。导向杆340是长度形成为使得从摄像部30到导向杆340的末端的长度为特定距离l的部件。并且，在导向杆340的末端设置有对与被检物k的接触进行检测的开关342。开关342既可以是机械式的开关，也可以是接近检测型的光开关。开关342的输出被通知给条件判定部242。条件判定部242根据开关342的输出判定被检物k相对于摄像部30是否位于特定距离l处。
并且，图像观察装置300在摄像部30的下部具有照明被检物k的照明部346。照明部346具有照明led45。
另外，在上述第1实施方式中，系统控制器200也可以根据被检物k来变更摄像部30的开口光圈33的直径而调整景深。并且，还可以使摄像部30具有包括自动对焦在内的焦点位置调整功能。在摄像部30具有焦点位置调整功能的情况下，能够以使引导部40用于大致的对位，使焦点位置调整功能用于微调的方式区分使用。这是因为如果是调整范围较小的焦点位置调整功能，则摄像部30的尺寸也能够维持小型化。
并且，在上述的说明中，对条件判定部242在“特定的条件”是特定距离l的情况下进行的判定做了说明。另一方面，也可以像上述那样，“特定的条件”并不限于被检物k相对于摄像部30的“距离”，还可以包含被检物k相对于摄像部30的“朝向”。例如，也可以将被检物k的面相对于摄像部30的光轴30c朝向垂直方向的情况作为“特定的条件”。这是因为，例如如果被检物k相对于光轴30c在前后方向上倾斜，则会在画面的上下产生焦点的偏移。
在该情况下，条件判定部242判定被检物k的面的朝向是否相对于光轴30c垂直。具体而言，条件判定部242可以对摄像图像n的周边位置上的图像的对比度进行比较来判定被检物k的面相对于光轴30c是否垂直。在该情况下，通过打开开口光圈33，使景深变浅来进行判定，由此能够使判定精度变得更高。
<第1实施方式的效果>
根据第1实施方式的图像观察装置10，由于放大图像被投射到瞳孔的一部分，因此观察者能够一边对外界像的被检物k和放大图像同时进行对比一边进行样本或细胞等的观察。由此，能够简单地进行放大图像的观察而不必使用显微镜，并且，在使用显微镜等较为困难的环境下，也能够观察放大图像。
并且，图像观察装置10仅在处于被检物k相对于摄像部30满足特定的条件的状态(对焦位置、特定距离l)的情况下，显示放大图像，因此观察者能够非常简单地进行被检物k的对位的确认。由此，图像观察装置10能够稳定地显示适当的放大观察图像。并且，在观察者准备进行观察的时机进行放大显示，因此能够消除显示切换的麻烦。并且，能够进行更自然的观察动作的判定。
并且，仅在满足特定的条件的状态下显示放大图像的情况适合始终视觉确认外界像的图像观察装置10。这是因为在非对焦时不显示放大图像的情况下，不会有妨碍外界像的显示物，对于观察者来说是便利的。
并且，图像观察装置10判定被检物k是否满足特定的条件，从而控制引导光42和照明光的照射以及显示部50的动作，因此可极其自然地进行电源管理，实现低功耗。
并且，图像观察装置10在并不处于被检物k满足特定条件的状态的情况下，取代放大图像，而将包含用于对准位置的信息的引导画面投影到瞳孔上，因此观察者能够容易地进行被检物k的对位。并且，根据将引导光投射到被检物k上来进行对位的方式，在摄像部30中不需要设置对焦用的透镜移动机构或焦点检测单元，有助于摄像部30的小型化。并且，在图像观察装置10中，通过对放大图像实施动画处理，还能够使孩子对科学产生兴趣。
<第2实施方式>
在第2实施方式中，作为在整个视野中显示放大图像的图像观察装置，对图像观察装置400和图像观察装置500进行说明。
图21是图像观察装置400的外观图。图像观察装置400与第1实施方式的图像观察装置10同样具有摄像部30和引导部40。摄像部30具有作为放大光学系统的成像光学系统32。引导部40向被检物k照射引导光42，形成点状的照射像42m。并且，引导部40还具有照明功能。以下，对于图像观察装置400，以与第1实施方式的图像观察装置10之间的不同点为中心进行说明。
显示部450将覆盖整个视野的尺寸的显示图像m投射到右眼er上(t方向)。显示部450具有显示元件452和导光部454。与第1实施方式的显示元件52不同，显示元件452的纵横比优选为3：4左右。并且，导光部454由与第1实施方式的导光部54相比更厚的形状构成，以向整个视野投射显示图像m。
图22是图像观察装置500的外观图。在图像观察装置500中，包括具有作为放大光学系统的成像光学系统32的摄像部30，并且具有第2摄像部532。第2摄像部532被配置在摄像部30的外侧。第2摄像部532根据目的而由不同的光学系统构成。
作为第1例，第2摄像部532由根据与摄像部30的相位差来检测与被检物k间的距离的光学系统构成。在该情况下，不需要进行被检物k的对位的引导部，因此在第2摄像部532的下部设置照明部546。
作为第2例，第2摄像部532由相对于摄像部30的视场角为广角的光学系统构成。在该情况下，由摄像部30取得放大图像，由第2摄像部532取得接近肉眼的视场角的通常图像。并且，第2摄像部532也可以具有基于对比度af(autofocus)方式或拍摄面af方式的测距功能或af功能。另外，也可以与第1实施方式同样地设置有基于引导光42的引导部40。
显示部550与显示部450同样，将覆盖整个视野的尺寸的显示图像m投射到右眼er上(t方向)。显示部550具有显示元件552和导光部554。显示元件552和导光部554的结构与显示部450相同，因此省略说明。另外，显示部550可以按照对第2摄像部532的广角图像和摄像部30的放大图像进行切换的方式进行显示，还可以在第2摄像部532的广角图像的一部分上重叠地显示摄像部30的放大图像。
图23是对由图22的图像观察装置500进行的显示处理的步骤进行说明的流程图。图像观察装置500分别具有系统控制器200、具有摄像部30和第2摄像部532的信息取得部220、以及具有条件判定部242和显示控制部244的控制部240。另外，控制部240也可以具有图像处理部246。
并且，第2摄像部532由第2例的广角的光学系统构成，并且具有测距功能。并且，由系统控制器200来控制信息取得部220的摄像部30和第2摄像部532、控制部240的条件判定部242和显示控制部244等而执行以下的处理。
最初，信息取得部220利用第2摄像部532进行拍摄，取得广角图像(步骤s200)。显示控制部244将所取得的广角图像显示在显示部550上。条件判定部242根据第2摄像部532的测距结果来判定是否检测到了接近(步骤s202)。接近检测是指被检物k是否接近至特定距离l的检测。
若条件判定部242判定为检测到了接近(步骤s202的“是”)，则控制部240进行引导控制(步骤s210)。控制部240根据第2摄像部532的测距结果，如图8c或图9c所示，决定引导消息的内容或指标的位置以用于进行被检物k的对位。
控制部240执行显示模式1(步骤s212)。显示模式1是显示根据距离而使广角图像的一部分逐渐放大的图像的模式。越接近特定距离l则显示越加放大的图像。放大图像是由设置于信息取得部220的电子变焦根据广角图像生成的。在显示模式1中，摄像部30可以保持关闭。
并且，在显示的图像上重叠有图8c所示的引导消息或指标。引导消息或指标由图像处理部246生成。另外，控制部240也可以在显示模式1下不显示引导消息或指标，而仅显示通过电子变焦根据广角图像放大后的图像。显示模式1也被称作第1显示模式。
返回步骤s202，若条件判定部242判定为未检测到接近(步骤s202的“否”)，则条件判定部242判定在显示模式1的状态下未检测到接近的时间是否在规定的时间以内(步骤s204)。
若条件判定部242判定为在显示模式1的状态下未检测到接近的时间在规定的时间以内(例如，3秒)(步骤s204的“是”)，则控制部240返回步骤s210，继续进行显示模式1。这是为了不频繁地切换画面显示而防止画面闪烁的麻烦。
若条件判定部242判定为在显示模式1的状态下未检测到接近的时间并不在规定的时间以内(步骤s204的“否”)，则结束显示模式1而返回到仅广角图像的显示(步骤s206)，返回步骤s200。并且，条件判定部242在未进入显示模式1的状态下判定为步骤s202的“否”的情况下，保持仅广角图像的显示，返回步骤s200。
条件判定部242判定在显示模式1的状态下被检物k是否位于特定距离l的位置处(步骤s214)。如果被检物k位于与特定距离l相距一定范围以内的位置处，则条件判定部242判定为被检物k位于特定距离l的位置处。
若条件判定部242判定为被检物k位于特定距离l的位置处(步骤s214的“是”)，则控制部240通过摄像部30来拍摄放大图像(步骤s220)。控制部240从显示模式1转移到显示模式2(步骤s222)。显示模式2是将由摄像部30拍摄到的放大图像显示在显示部50上的模式。控制部240在显示模式2中打开摄像部30。显示模式2也被称为第2显示模式。控制部240在步骤s222之后返回步骤s214。
若条件判定部242判定为被检物k并不处于特定距离l的位置处(步骤s214的“否”)，则判定在显示模式2的状态下被检物k不处于特定距离l的位置上的时间是否在规定的时间以内(步骤s216)。若条件判定部242判定为在显示模式2的状态下被检物k不处于特定距离l的位置上的时间在规定的时间以内(步骤s216的“是”)，则控制部240进入步骤s220，维持显示模式2。如上所述，这是为了防止画面的闪烁。
若条件判定部242判定为在显示模式2的状态下被检物k不处于特定距离l的位置上的时间并不在规定的时间以内(步骤s216的“否”)，则判定是否检测到了接近(步骤s218)。若条件判定部242判定为未检测到接近(步骤s218的“否”)，则控制部240结束显示模式2，返回步骤s200。这是因为被检物k的位置大幅偏移。控制部240使摄像部30关闭。
并且，若条件判定部242判定为检测到了接近(步骤s218的“是”)，则控制部240进入步骤s210。控制部240将显示模式2切换到显示模式1。
<变形例>
在上述说明中，特别地将图像观察装置500作为眼镜型可穿戴形式的观察装置进行了说明。但是，图像观察装置500不限于可穿戴形式。也可以将本实施方式的图像观察装置组装在平板型终端装置600中。
作为以往皆知且均能熟练操作使用的观察装置，已知有放大镜。平板型终端装置600也与放大镜同样，只需一边进行观察一边调整焦点即可，不需要特别的操作，因此也可以称为放大镜型终端。平板型终端装置600不是像图像观察装置400和图像观察装置500那样安装于头部的设备，但由于是用手持使用的设备，因此可以说是等同于可穿戴的设备。
图24a是将可穿戴形式的图像观察装置10佩戴于右眼的医师对患者的手的表面进行诊断的情形。图24b是医师的右眼的视野g，在视野g的一部分上作为显示图像m而显示出手的放大图像。
图24c是手持平板型终端装置600的医师对患者的手的表面进行诊断的情形。在平板型终端装置600中设置有除显示部450以外的图像观察装置500的功能。在平板型终端装置600中，作为摄像部具有放大图像拍摄用的摄像部30和广角图像用的第2摄像部532。在摄像部30中设置有接近放大光学系统。
图24d是平板型终端装置600的显示画面。在显示部(未图示)上显示出广角图像以及在该广角图像的一部分上重叠了放大图像后的图像。医师能够同时观察整个手掌和对特定部位进行了放大后的图像。
与第1实施方式的图像观察装置10同样，在平板型终端装置600未被盖在被检物k上的情况下，平板型终端装置600也停止显示部的动作。可以通过第1实施方式中说明的在引导部40或第2摄像部532中设置的测距功能来进行平板型终端装置600是否被盖在被检物k上的判定。
〈第2实施方式的效果〉
根据以上说明的第2实施方式的图像观察装置400(或者500)，除了具备第1实施方式的效果之外，与图像观察装置10相比，能够以更大的视野尺寸来观察放大图像。并且，在图像观察装置500中，除了具有放大光学系统的摄像部之外，还具有广角的摄像部，能够适当切换使用通常尺寸的广角图像和放大图像，因此增加了观察时的自由度。
并且，在平板型终端装置600的接近放大光学系统中，通常情况下对焦范围较窄并且摄像范围也较窄，因此很难稳定地拍摄被检物k中所意图的位置。因此，可推定平板型终端装置600被稳定地盖在被检物k的规定的位置处的状况持续了规定的时间的情况是观察者有意进行观察的状态。相反，可推定平板型终端装置600未被稳定地盖在被检物k的规定的位置处的状况是不在观察过程中。对此加以利用，平板型终端装置600根据接近放大光学系统的图像来控制用于放大图像摄影的摄像部30的开闭，由此不用特别的操作就能够实现低功耗。
〈第1和第2实施方式的效果〉
以上说明的第1和第2实施方式的眼镜型显示装置(也包含放大镜型的平板型终端装置600)可提供直观的用户界面，实现解放双手的控制。在眼镜型显示装置中，多数情况下，由于观察者对被检物进行把持，手被占用，因此解放双手的控制的有效性较高。
如上所述，眼镜型显示装置的成像光学系统或接近放大光学系统一般来说对焦范围较窄并且摄像范围也较窄，因此在观察时，需要在规定的位置处稳定地遮挡住被检物。因此，可推定被检物未在规定的位置上被稳定地遮挡住的状况是不在观察过程中。使用该特征，不用进行特别的操作，就能够在适当的时机控制发光部·照明部的开闭或显示部的开闭。由此，观察者不用特别加以注意或者进行特别的操作，就能够实现低功耗并消除显示切换的麻烦。
并且，在第1和第2实施方式的眼镜型显示装置中，观察者对包括烧瓶或试管、培养皿、或者观察部位、检查部位的被检物进行移动、或者观察者自身接近它们，由此能够进行各种图像处理的指示。由此，观察者不用特别地加以注意或者进行特别的操作，就能够进行各种图像处理的指示。
并且，本发明并不仅限于上述的实施方式，在实施阶段可在不脱离其主旨的范围内使结构要素变形而具体化。并且，通过上述实施方式中公开的多个结构要素的适当组合，能够形成各种发明。例如，可以将实施方式所示的所有结构要素适当组合起来。此外，还可以将不同的实施方式中的结构要素适当组合起来。当然可以在这种不脱离发明的主旨的范围内进行各种变形或应用。