JP2010107829A - Imaging optical system - Google Patents
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Abstract
Description
請求項に係る発明は、ホログラフィック光学素子を用いた撮像光学系に関し、より詳しくは、白色光照明下で利用可能な撮像光学系に関する。 The present invention relates to an imaging optical system using a holographic optical element, and more particularly to an imaging optical system that can be used under white light illumination.
近年、情報技術の進歩に伴って、あらゆる状況でコンピュータやネットワークを利用できるユビキタス環境を構築する技術が注目されている。その一つとして、ウェアラブルコンピュータと呼ばれるような装着型機器の利用が期待されている。
発明者らは、ハンズフリー入力可能な、新たなウェアラブル型視線入力装置に応用するための視線検出方法と、目の像と視線がとらえている対象の像との両方のシーンを一つの光学系で撮像可能な多重シーン撮像用光学素子を考案した（特許文献１）。
In recent years, with the advancement of information technology, a technology for building a ubiquitous environment in which computers and networks can be used in all situations has been attracting attention. As one of them, the use of wearable devices called wearable computers is expected.
The inventors have developed a gaze detection method for applying to a new wearable gaze input device capable of hands-free input and scenes of both the eye image and the target image captured by the gaze. Devised a multi-scene imaging optical element that can be imaged by using (Patent Document 1).
図９に、特許文献１で開示した視線入力装置の基本構成を示す。視線入力装置１００’の多重シーン撮像用光学素子１’は、一つの素子で反射型レンズと透過型レンズとを有する。目からの反射光が反射型レンズによってカメラｃ’へ達し、視線がとらえている対象物からの反射光が透過型レンズによってカメラｃ’へ達する。このように、多重シーン撮像用光学素子１’には、目の像ｅと視線がとらえている対象物の像ｍの両方をカメラｃ’の撮像面に結像する二重焦点機能がある。したがって、カメラの画像には目の像ｅ’と、視線がとらえている対象物の像ｍ’との両方を得ることができる。この多重シーン撮像用光学素子１’において、反射型レンズおよび透過型レンズとして、ホログラフィックレンズを適用している。
なお、ホログラフィックレンズはレーザー光源から発散光と収束光をつくり、それらの干渉縞を記録して作製される。そして、ホログラフィックレンズの使用時には、明瞭な像を取得するために、作製時と同じ波長の単色光源照明を用いることを前提としている。
The holographic lens is produced by producing divergent light and convergent light from a laser light source and recording their interference fringes. And when using a holographic lens, in order to acquire a clear image, it is premised on using the monochromatic light source illumination of the same wavelength as the time of manufacture.
しかし、特許文献１の視線検出装置において、ホログラフィックレンズの作製時と同じ波長の光を照明することは必ずしも容易ではない。しかし、一般的な照明光である白色光源を使用すると下記のような不都合がある。すなわち、図１０に示すように、透過型ホログラフィック光学素子１ａ’を用いて撮像手段３’に物体Ａの像を得る撮像光学系１００ａ’を構成する場合、白色光照明下で透過型ホログラフィック光学素子１ａ’を透過してくる背景光が、光学素子１ａ’により回折されて結像する物体Ａの像に重なって悪影響を及ぼすことになり、画像を得ようとしている物体Ａの明瞭な像が得られなくなる。一方、図１１に示す反射型ホログラフィック光学素子１ｂ’を用いた撮像光学系１００ｂ’の場合にも、白色光照明下では、反射型ホログラフィック光学素子１ｂ’で反射してカメラ３’で結像した物体Ｂの像に、光学素子１ｂ’を透過した背景光が重なり、物体Ｂの明瞭な像が得られない。したがって、一般的な照明光である白色光源照明環境下で使用できるホログラフィック光学素子の開発が技術的課題となっていた。 However, it is not always easy to illuminate light having the same wavelength as that in the production of the holographic lens in the line-of-sight detection device of Patent Document 1. However, the use of a white light source that is a general illumination light has the following disadvantages. That is, as shown in FIG. 10, when an imaging optical system 100a ′ that obtains an image of the object A on the imaging means 3 ′ using the transmission holographic optical element 1a ′ is configured, the transmission holographic under white light illumination. The background light transmitted through the optical element 1a ′ overlaps with the image of the object A that is diffracted by the optical element 1a ′ and forms an adverse effect, so that a clear image of the object A about to be obtained is obtained. Cannot be obtained. On the other hand, in the case of the imaging optical system 100b ′ using the reflective holographic optical element 1b ′ shown in FIG. 11, it is reflected by the reflective holographic optical element 1b ′ and connected by the camera 3 ′ under white light illumination. The background light transmitted through the optical element 1b ′ overlaps the image of the object B, and a clear image of the object B cannot be obtained. Therefore, the development of holographic optical elements that can be used in a white light source illumination environment, which is general illumination light, has been a technical problem.
このような点を考慮し、請求項に係る本発明は、ホログラフィック光学素子の作製時と同じ波長の照明光に限らず、白色光照明によっても明瞭な像を取得できる撮像光学系を提供する。 In consideration of such points, the present invention according to the claims provides an imaging optical system capable of acquiring a clear image not only with illumination light having the same wavelength as that of the holographic optical element but also with white light illumination. .
請求項１に記載の撮像光学系は、撮像手段（カメラ等）を、反射型または透過型のホログラフィック光学素子とともに使用する撮像光学系であって、白色光照明下における背景光が上記（反射型または透過型の）ホログラフィック光学素子を透過して上記撮像手段に入射することを妨げるための手段が付加されていることを特徴とする。 The imaging optical system according to claim 1 is an imaging optical system using an imaging means (camera or the like) together with a reflective or transmissive holographic optical element, and the background light under white light illumination is the above (reflective) A means for preventing the light from being transmitted through a holographic optical element (which is a mold or a transmission type) and entering the imaging means is added.
このような撮像光学系によれば、白色光照明下における背景光が撮像手段に入射しないため、ホログラフィック光学素子が反射または透過した物体の明瞭な像を撮像手段に取得できる。ホログラフィック光学素子の作製時と同じ波長の照明光のみにはよらず白色光照明下でも明瞭な像が得られることは、この撮像光学系が視線検出入力の手段として日常的な環境で使用できることを意味し、利用範囲が広がる。 According to such an imaging optical system, since background light under white light illumination does not enter the imaging unit, a clear image of an object reflected or transmitted by the holographic optical element can be acquired by the imaging unit. The fact that a clear image can be obtained under white light illumination as well as illumination light with the same wavelength as when producing a holographic optical element, this imaging optical system can be used in a daily environment as a means of gaze detection input. Means a wider range of use.
請求項２に記載の撮像光学系は、背景光の入射を妨げるための上記手段として、特定の波長であって特定の方向から入射する光に限って反射する波長選択反射フィルタが上記ホログラフィック光学素子の前（撮像手段から見て前方。すなわちホログラフィック光学素子における、撮像手段がある側と反対の側）にあるとともに、上記特定の波長の光のみを透過する波長選択透過フィルタが上記ホログラフィック光学素子と上記撮像手段との間にあることを特徴とする。なお、ここでいう「特定の波長」は、撮像手段の感度と要求される像の明瞭さとによって決まる幅（最大で±１０ｎｍ程度）を有するものであり、発明の撮像光学系は、その幅の範囲内で当該波長間に僅かなズレがある場合を含む。 The imaging optical system according to claim 2, wherein the wavelength selective reflection filter that reflects only light having a specific wavelength and incident from a specific direction is the holographic optical system as the means for preventing background light from entering. A wavelength selective transmission filter that is in front of the element (front side when viewed from the imaging unit, that is, the side opposite to the side where the imaging unit is present in the holographic optical element) and transmits only the light of the specific wavelength is the holographic element. It exists between an optical element and the said imaging means, It is characterized by the above-mentioned. Note that the “specific wavelength” herein has a width (up to about ± 10 nm) determined by the sensitivity of the imaging means and the required image clarity, and the imaging optical system of the invention has the width of This includes the case where there is a slight deviation between the wavelengths within the range.
この撮像光学系によれば、特定の方向（撮像手段の光軸方向）から撮像手段に向かう背景光のうち、特定の波長（ホログラフィック光学素子が回折する波長（ホログラフィック光学素子の作製時の使用波長で、以下、波長λ１とする））の光は、波長選択反射フィルタによって反射され、ホログラフィック光学素子を通過することができない。背景光のうち残りの波長の光はホログラフィック光学素子を透過するが、ホログラフィック光学素子と撮像手段の間に設けた、上記特定の波長（波長λ１）のみを透過する波長選択透過フィルタによって除去される。したがって、白色光照明下で使用した場合に撮像手段に入射する光から、背景光をすべて除去することができる。 According to this imaging optical system, among the background light traveling from the specific direction (the optical axis direction of the imaging means) to the imaging means, the specific wavelength (the wavelength at which the holographic optical element is diffracted (at the time of manufacturing the holographic optical element) The light of the wavelength used, hereinafter referred to as wavelength λ1)) is reflected by the wavelength selective reflection filter and cannot pass through the holographic optical element. Of the background light, the remaining wavelength light is transmitted through the holographic optical element, but is removed by a wavelength selective transmission filter that is provided between the holographic optical element and the imaging means and transmits only the specific wavelength (wavelength λ1). Is done. Therefore, all the background light can be removed from the light incident on the imaging means when used under white light illumination.
ホログラフィック光学素子として、透過型ホログラフィック光学素子を用いた場合（図３参照）、ホログラフィック光学素子１ａに対して撮像手段の反対側にある物体Ａからの光は、特定の方向（撮像手段の光軸方向）からずれているため、すべての波長の光が波長選択反射フィルタ４を透過して、透過型ホログラフィック光学素子１ａに入射する。そして波長λ１の光のみが透過型ホログラフィック光学素子１ａにより回折して撮像手段に向かい、さらに撮像手段３と透過型ホログラフィック光学素子１ａとの間に置かれた波長選択透過フィルタ５も透過して撮像手段３に到達し、像を結ぶ。この物体Ａの像は、背景光の影響を受けない明瞭な像である。 When a transmissive holographic optical element is used as the holographic optical element (see FIG. 3), the light from the object A on the opposite side of the imaging means with respect to the holographic optical element 1a has a specific direction (imaging means). Therefore, light of all wavelengths passes through the wavelength selective reflection filter 4 and enters the transmissive holographic optical element 1a. Then, only the light of wavelength λ1 is diffracted by the transmissive holographic optical element 1a and travels toward the imaging means, and further passes through the wavelength selective transmission filter 5 placed between the imaging means 3 and the transmissive holographic optical element 1a. To reach the image pickup means 3 and form an image. The image of the object A is a clear image that is not affected by the background light.
一方、ホログラフィック光学素子として、反射型ホログラフィック光学素子１ｂを用いた場合（図４参照）、ホログラフィック光学素子１ｂに対して撮像手段３と同じ側にある物体Ｂからの光のうち、反射型ホログラフィック光学素子１ｂにより回折されて撮像手段に向かうのは波長λ１の光のみであり、この光は、撮像手段３と反射型ホログラフィック光学素子１ｂとの間に置かれた波長選択透過フィルタ５を透過して撮像手段３に到達し、像を結ぶ。この物体Ｂの像も背景光の影響を受けない明瞭な像である。
したがって、この撮像光学系は、ホログラフィック光学素子が透過型であっても反射型であっても背景光の影響を受けることなく、得ようとする物体の明瞭な像を取得できる。
On the other hand, when the reflection type holographic optical element 1b is used as the holographic optical element (see FIG. 4), the reflection from the light from the object B on the same side as the imaging means 3 with respect to the holographic optical element 1b is reflected. Only the light of wavelength λ1 is diffracted by the holographic optical element 1b toward the image pickup means, and this light is a wavelength selective transmission filter placed between the image pickup means 3 and the reflective holographic optical element 1b. 5 passes through 5 and reaches the imaging means 3 to form an image. The image of the object B is also a clear image that is not affected by the background light.
Therefore, this imaging optical system can acquire a clear image of an object to be obtained without being affected by background light regardless of whether the holographic optical element is a transmission type or a reflection type.
請求項３に記載の撮像光学系は、上記のホログラフィック光学素子が反射型と透過型とを集積したものであり、その素子をはさむ両側のシーンを、一方の側にある１台の撮像手段に同時に取得させるものであることを特徴とする。
ホログラフィック光学素子として、反射と透過の両方の機能をもつものを用いた場合でも、波長選択反射フィルタと波長選択透過フィルタの組み合わせで背景光をすべて除去することができる。上述のとおり、波長選択反射フィルタおよび波長選択透過フィルタの配置は、ホログラフィック光学素子が反射型であるか透過型であるかを問わず、同じでよいからである。そのため、ホログラフィック光学素子をはさむ両側にあるシーンの明瞭な像（反射像および透過像）を撮像手段で得ることが可能である。この撮像光学系によれば、２つのシーンを観察者の眼やカメラなどに同時に導きたい場合に広く利用できる。単一のホログラフィック光学素子から構成したものであるため、コンパクト化および軽量化することができる。
The imaging optical system according to claim 3, wherein the holographic optical element is an integrated reflection type and transmission type, and a scene on both sides sandwiching the element is one imaging means on one side. It is characterized in that it is obtained at the same time.
Even when a holographic optical element having both reflection and transmission functions is used, all background light can be removed by a combination of a wavelength selective reflection filter and a wavelength selective transmission filter. As described above, the arrangement of the wavelength selective reflection filter and the wavelength selective transmission filter may be the same regardless of whether the holographic optical element is a reflection type or a transmission type. Therefore, it is possible to obtain clear images (reflected images and transmitted images) of the scenes on both sides of the holographic optical element with the imaging means. This imaging optical system can be widely used when it is desired to simultaneously guide two scenes to the observer's eyes and camera. Since it is composed of a single holographic optical element, it can be made compact and lightweight.
請求項４に記載の撮像光学系は、上記ホログラフィック光学素子をはさむ両側のシーンとして、人の視線が捉えている対象の光景とその人の目の像とを、上記撮像手段に同時に取得させることを特徴とする。
このような撮像光学系によれば、１台の撮像手段により、観察者の目（黒目とその周辺）とその人の視野にある光景との両方が撮像される。そのため、他の光学系機器は不要であり、シンプルかつ小型に装置を構成することができる。また、双方の像が明瞭に得られるうえ、別々の撮像手段に取り込まれるのではないため、計測機器を用いて特殊な演算やキャリブレーション等をしなくとも、視線が捉えている対象を正確かつ容易に把握することができる。
The imaging optical system according to claim 4 causes the imaging means to simultaneously acquire a target scene captured by a person's line of sight and an image of the person's eyes as scenes on both sides of the holographic optical element. It is characterized by that.
According to such an imaging optical system, one imager captures both the observer's eyes (black eyes and their surroundings) and the scene in the person's field of view. Therefore, no other optical equipment is required, and the apparatus can be configured simply and compactly. In addition, since both images are clearly obtained and are not captured by separate imaging means, the object captured by the line of sight can be accurately and accurately measured without using special measurement or calibration using a measuring device. It can be easily grasped.
上記の撮像光学系においては、上記ホログラフィック光学素子がメガネフレームのレンズ部相当箇所に取り付けられ、上記の撮像手段が、同じメガネフレームの耳かけ部付近に取り付けられていることが好ましい。
そのようにすれば、使用者がこの撮像光学系をメガネのように頭部に装着し、従来のパーソナルコンピュータ用マウス等に代わる、視線検出により信号を入力する装置として使用することができる。メガネフレーム上にホログラフィック光学素子と撮像手段とを取り付けるのであるから、ハンズフリーの新しい入力デバイスとなる。なお、前方の光景と後方の目の像とを、単一のホログラフィック光学素子が共通の撮像手段に結像させることから、コンパクトかつ軽量に構成することが可能である。
In the imaging optical system, it is preferable that the holographic optical element is attached to a portion corresponding to the lens portion of the glasses frame, and the imaging means is attached in the vicinity of the ear hooking portion of the same glasses frame.
By doing so, the user can use the imaging optical system on the head like glasses and use it as a device for inputting a signal by eye gaze detection instead of a conventional personal computer mouse or the like. Since the holographic optical element and the imaging means are mounted on the spectacle frame, it becomes a new hands-free input device. In addition, since a single holographic optical element forms an image of the front and the image of the rear eye on a common imaging means, it can be configured to be compact and lightweight.
請求項の撮像光学系は、上記の波長選択反射フィルタまたは波長選択透過フィルタが、干渉フィルタによって構成され、またはホログラフィック光学素子によって構成されていることが好ましい。干渉フィルタまたはホログラフィック光学素子以外のもので構成された場合、選択されて反射または透過する特定波長の幅が大きくなり、シャープで明瞭な像が得られがたくなるからである。 In the imaging optical system according to the claims, it is preferable that the wavelength selective reflection filter or the wavelength selective transmission filter is configured by an interference filter or a holographic optical element. This is because when the optical filter is composed of an element other than the interference filter or the holographic optical element, the width of the specific wavelength that is selected and reflected or transmitted increases, and it becomes difficult to obtain a sharp and clear image.
本発明によれば、ホログラフィック光学素子の作製時と同じ波長の照明光によらず、白色光照明を利用する場合にも明瞭な像を取得できる撮像光学系を得ることが出来る。
請求項１の撮像光学系は、ホログラフィック光学素子を透過して撮像手段に入射する背景光を除去できるので、観察対象となる物体の明瞭な像が得られる。
請求項２の撮像光学系は、波長選択反射フィルタと波長選択透過フィルタの２つの要素を付加するだけの簡単な構成で、請求項１の撮像光学系を実現できる。
請求項３の撮像光学系は、ホログラフィック光学素子をはさむ両側のシーンを、背景光の影響を受けない明瞭な像として得ることができる。
請求項４の撮像光学系は、特に、人の視線が捉えている対象の光景とその人の目の像とを、背景光の影響を受けない明瞭な像として得ることができる。しかも、それらの像を１台の撮像手段で同時に取得するので、キャリブレーションをしなくても、また特殊な演算をしなくても、視線が捉えている対象を正確かつ容易に把握することができる。
請求項５の撮像光学系は、メガネのように装着でき、パーソナルコンピュータのマウス等の入力手段に代わるハンズフリーの視線検出入力手段としての、軽量かつコンパクトな装置を構成できる。
請求項６の撮像光学系は、不要な背景光を確実に遮断することができる。
According to the present invention, it is possible to obtain an imaging optical system that can acquire a clear image even when white light illumination is used, regardless of illumination light having the same wavelength as that of the holographic optical element.
Since the imaging optical system according to the first aspect can remove the background light that passes through the holographic optical element and enters the imaging means, a clear image of the object to be observed can be obtained.
The imaging optical system according to the second aspect can realize the imaging optical system according to the first aspect with a simple configuration in which two elements of a wavelength selective reflection filter and a wavelength selective transmission filter are added.
The imaging optical system according to the third aspect can obtain a scene on both sides of the holographic optical element as a clear image that is not affected by the background light.
In particular, the imaging optical system according to the fourth aspect of the present invention can obtain a target scene captured by a person's line of sight and an image of the person's eyes as a clear image that is not affected by background light. Moreover, since these images are acquired simultaneously by a single imaging means, it is possible to accurately and easily grasp the target captured by the line of sight without calibration or special calculations. it can.
The imaging optical system according to claim 5 can be mounted like glasses, and can constitute a light and compact device as hands-free line-of-sight detection input means instead of input means such as a mouse of a personal computer.
The imaging optical system according to claim 6 can reliably block unnecessary background light.
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明に係る撮像光学系の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of an imaging optical system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings as appropriate.
図１は、本発明の一実施形態に係る、集積型ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）１を用いた撮像光学系１００を示す概念図である。撮像光学系１００は、集積型ホログラフィック光学素子１とカメラ（撮像手段）３、集積型ホログラフィック光学素子１の前方に配置した波長選択反射フィルタ４、およびカメラ３と集積型ホログラフィック光学素子１との間に配置した波長選択透過フィルタ５とからなる。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing an imaging optical system 100 using an integrated holographic optical element (HOE) 1 according to an embodiment of the present invention. The imaging optical system 100 includes an integrated holographic optical element 1 and a camera (imaging means) 3, a wavelength selective reflection filter 4 disposed in front of the integrated holographic optical element 1, and a camera 3 and the integrated holographic optical element 1. And a wavelength selective transmission filter 5 disposed between the two.
集積型ホログラフィック光学素子１は、透過型と反射型の機能を併せ持つホログラフィック光学素子で、図２（ａ）〜（ｃ）にその作成手順を示す。 The integrated holographic optical element 1 is a holographic optical element having both a transmission type function and a reflection type function, and its production procedure is shown in FIGS.
まず図２（ａ）は、透過型ホログラフィック光学素子（ホログラム）１ａの作製要領を示す図である。入力面１の位置Ｐ１にある光源Ｏ1からの光と、光学素子１ａに対して入力面１の光源Ｏ1からの光と同じ側から入射し、かつ観測面の位置Ｐ２に結像する光との干渉縞を、光学素子１ａに記録する。そうすると、光学素子１ａにおける干渉縞による光の干渉・回折作用によって、入力面１の位置Ｐ１の光景が上記の観測面の位置Ｐ２上に結像する。 First, FIG. 2A is a diagram showing a procedure for producing a transmissive holographic optical element (hologram) 1a. And light from the light source O 1 at the position P1 of the input surface 1, incident from the same side as the light from the light source O 1 of the input surface 1 with respect to the optical element 1a, and focused on the position P2 of the observation plane light Are recorded on the optical element 1a. Then, the scene at the position P1 on the input surface 1 is imaged on the position P2 on the observation surface by the interference / diffraction action of light by the interference fringes in the optical element 1a.
図２（ｂ）は反射型ホログラフィック光学素子（ホログラム）１ｂの作製要領を示すもので、入力面２の位置Ｐ3にある光源Ｏ3からの光と、光学素子１ｂに対して入力面の光源の反対側から入射し位置Ｐ4に結像する光との干渉縞を、位置Ｐ3と位置Ｐ4から同一の向きに離して置いた光学素子１ｂに記録する。こうした光学素子１ｂを用いると、入力面２の位置Ｐ3の光景が光学素子１ｂからみて同じ側にある観測面の位置Ｐ4上に結像する。 FIG. 2B shows a manufacturing procedure of the reflection type holographic optical element (hologram) 1b. The light from the light source O 3 at the position P3 on the input surface 2 and the light source on the input surface with respect to the optical element 1b. Interference fringes with light incident from the opposite side and imaged at the position P4 are recorded on the optical element 1b placed in the same direction away from the positions P3 and P4. When such an optical element 1b is used, the scene at the position P3 on the input surface 2 is imaged on the position P4 on the observation surface on the same side as viewed from the optical element 1b.
図２（ｃ）に示す集積型ホログラフィック光学素子１は、図２（ａ）・（ｂ）によって形成される透過型および反射型のホログラフィック光学素子１ａ・１ｂを集積することにより作製する。光学素子１ａ・１ｂを集積することは、たとえば、干渉縞を記録する一つの感光体に図２（ａ）・（ｂ）に示す双方の露光を行ったうえ当該感光体を現像処理することにより行えるが、コンピュータシミュレーションによる干渉縞情報に基づく屈折率分布を電子ビーム描画等によって作製するのもよい。いずれの場合も、集積型ホログラフィック光学素子１は、ホログラム等と呼ばれる単一のホログラフィック光学素子として構成される。 The integrated holographic optical element 1 shown in FIG. 2 (c) is manufactured by integrating the transmissive and reflective holographic optical elements 1a and 1b formed by FIGS. 2 (a) and 2 (b). The optical elements 1a and 1b can be integrated, for example, by performing both exposures shown in FIGS. 2A and 2B on one photoconductor for recording interference fringes and developing the photoconductor. Although it is possible, a refractive index distribution based on interference fringe information by computer simulation may be produced by electron beam drawing or the like. In any case, the integrated holographic optical element 1 is configured as a single holographic optical element called a hologram or the like.
作製した光学素子１によると、入力面１の位置にある物ｍなどのシーンが上記観測面上に結像するとともに、入力面２の位置にある眼部ｅなどのシーンも同じ観測面上に結像する。つまり、この集積型ホログラフィック光学素子１には、物ｍなどの光を観測面上に結像するレンズ機能と、眼部ｅなどの光を反射して観測面上に結像させるミラー機能およびレンズ機能とが備わっている。したがって、その観測面に撮像面ｓの位置を合わせて撮像素子ｃを配置するなら、その撮像素子ｃには、二つのシーン（物ｍおよび眼部ｅ）が一つの画像として結像することになる。なお、上記した集積の数を増やせば、３以上のシーンを同じ画像として結像させることも可能である。なお、上述した作製方法において、入力面および観測面は平面に限らず任意の曲面であっても可能である。作製には、特定の波長λ１（通常は５３２ｎｍが使用されるが、これに限定されない）のレーザー光を使用している。 According to the produced optical element 1, a scene such as the object m at the position of the input surface 1 is imaged on the observation surface, and a scene such as the eye part e at the position of the input surface 2 is also on the same observation surface. Form an image. In other words, the integrated holographic optical element 1 has a lens function for imaging light such as the object m on the observation surface, a mirror function for reflecting light from the eye portion e and the like to form an image on the observation surface, and With lens function. Therefore, if the imaging device c is arranged with the position of the imaging surface s aligned with the observation surface, two scenes (the object m and the eye portion e) are formed as one image on the imaging device c. Become. Note that if the number of accumulations described above is increased, it is possible to form three or more scenes as the same image. Note that, in the above-described manufacturing method, the input surface and the observation surface are not limited to flat surfaces, and may be arbitrary curved surfaces. For the production, a laser beam having a specific wavelength λ1 (usually, but not limited to 532 nm is used) is used.
図１に示す波長選択反射フィルタ４は、干渉フィルタまたはホログラフィック光学素子で構成したもので、カメラ３の光軸方向から入射する波長λ１の光に限って反射させる機能を有する。一方、波長選択透過フィルタ５は、やはり干渉フィルタまたはホログラフィック光学素子で構成したものであるが、逆に波長λ１の光のみを透過させる機能を有する。このように構成された撮像光学系１００によれば、背景光は波長選択反射フィルタ４と波長選択透過フィルタ５とにより除去され、集積型ホログラフィック光学素子１の両側にある図示のシーンＣおよびシーンＤが、カメラ３に明瞭な像として結像する。その詳細を、透過型ホログラフィック光学素子１ａを用いた場合と、反射型ホログラフィック光学素子１ｂを用いた場合とに分けて、それぞれ図３・図４に基づき説明する。 The wavelength selective reflection filter 4 shown in FIG. 1 is composed of an interference filter or a holographic optical element, and has a function of reflecting only light having a wavelength λ 1 that is incident from the optical axis direction of the camera 3. On the other hand, the wavelength selective transmission filter 5 is also composed of an interference filter or a holographic optical element, but conversely has a function of transmitting only light of wavelength λ1. According to the imaging optical system 100 configured as described above, the background light is removed by the wavelength selective reflection filter 4 and the wavelength selective transmission filter 5, and the illustrated scene C and scene on both sides of the integrated holographic optical element 1 are shown. D forms a clear image on the camera 3. The details will be described based on FIG. 3 and FIG. 4 separately for the case of using the transmissive holographic optical element 1a and the case of using the reflective holographic optical element 1b.
まず、図３は、透過型ホログラフィック光学素子１ａを用いた撮像光学系１００ａを示す概念図である。撮像光学系１００ａは、上記の撮像光学系１００における集積型ホログラフィック光学素子１を、透過型ホログラフィック光学素子１ａに置き換えた構成であり、波長選択反射フィルタ４と波長選択透過フィルタ５とを同様に備えている。透過型ホログラフィック光学素子１ａは、上記のとおり、素子１ａに対してカメラ３とは反対側にある物体Ａの像がカメラ３に結像するよう作製している。 First, FIG. 3 is a conceptual diagram showing an imaging optical system 100a using the transmissive holographic optical element 1a. The imaging optical system 100a has a configuration in which the integrated holographic optical element 1 in the imaging optical system 100 is replaced with a transmission holographic optical element 1a, and the wavelength selective reflection filter 4 and the wavelength selective transmission filter 5 are the same. In preparation. As described above, the transmissive holographic optical element 1 a is formed so that the image of the object A on the opposite side of the camera 3 from the element 1 a is formed on the camera 3.
撮像光学系１００ａにおいて、白色光照明下でカメラ３の光軸方向に沿って透過型ホログラフィック光学素子１ａに向かう背景光（図中の点線）のうち、波長λ１の光は波長選択反射フィルタ４によって反射されて除去される。残りの波長の光は透過型ホログラフィック光学素子１ａを透過するが、カメラ３の前に配置された、波長λ１の光のみを透過させる波長選択透過フィルタ５により遮断される。したがって、カメラ３の光軸方向から入射する背景光はすべて除去されることになる。 In the imaging optical system 100a, the light having the wavelength λ1 out of the background light (dotted line in the figure) directed toward the transmissive holographic optical element 1a along the optical axis direction of the camera 3 under white light illumination is the wavelength selective reflection filter 4. Is reflected and removed. The remaining wavelength light passes through the transmissive holographic optical element 1a, but is blocked by the wavelength selective transmission filter 5 that is disposed in front of the camera 3 and transmits only the light of wavelength λ1. Therefore, all background light incident from the optical axis direction of the camera 3 is removed.
一方、物体Ａから透過型ホログラフィック光学素子１ａに向かう光は、図３に示すようにカメラ３の光軸方向と異なるため、波長選択反射フィルタ４で除去されずに透過型ホログラフィック光学素子１ａに入射し、回折した波長λ１の光が波長選択透過フィルタ５を透過し、カメラ３に結像する。背景光が波長選択反射フィルタ４と波長選択透過フィルタ５とにより除去されているので、結像した物体Ａの像に影響せず、明瞭な像が得られる。 On the other hand, the light traveling from the object A toward the transmissive holographic optical element 1a is different from the optical axis direction of the camera 3 as shown in FIG. Then, the diffracted light of wavelength λ1 passes through the wavelength selective transmission filter 5 and forms an image on the camera 3. Since the background light is removed by the wavelength selective reflection filter 4 and the wavelength selective transmission filter 5, a clear image can be obtained without affecting the image of the imaged object A.
つぎに図４は、もう一つの機能に係る、反射型ホログラフィック光学素子１ｂを用いた撮像光学系１００ｂを示す概念図である。撮像光学系１００ｂは、上記の撮像光学系１００における集積型ホログラフィック光学素子１を、反射型ホログラフィック光学素子１ｂに置き換えた構成であり、波長選択反射フィルタ４と波長選択透過フィルタ５とを同様に備えている。反射型ホログラフィック光学素子１ｂは、上記のとおり、素子１ｂに対してカメラ３と同じ側にある物体Ｂの像がカメラ３に結像するよう作製している。 Next, FIG. 4 is a conceptual diagram showing an imaging optical system 100b using the reflective holographic optical element 1b according to another function. The imaging optical system 100b has a configuration in which the integrated holographic optical element 1 in the imaging optical system 100 is replaced with a reflective holographic optical element 1b, and the wavelength selective reflection filter 4 and the wavelength selective transmission filter 5 are the same. In preparation. As described above, the reflective holographic optical element 1b is formed so that the image of the object B on the same side as the camera 3 with respect to the element 1b is formed on the camera 3.
撮像光学系１００ｂにおいても、白色光照明下でカメラ３の光軸方向に沿って反射型ホログラフィック光学素子１ｂに向かう背景光（図中の波線）のうち、波長λ１の光は波長選択反射フィルタ４によって反射されて除去される。残りの波長の光は反射型ホログラフィック光学素子１ｂを透過するが、カメラ３の前に配置された、波長λ１の光のみを透過させる波長選択透過フィルタ５により遮断される。したがって、カメラ３の光軸方向から入射する背景光は、やはりすべて除去されることになる。 Also in the imaging optical system 100b, the light of wavelength λ1 is the wavelength selective reflection filter of the background light (the wavy line in the figure) that travels toward the reflective holographic optical element 1b along the optical axis direction of the camera 3 under white light illumination. 4 is reflected and removed. The remaining wavelength light passes through the reflective holographic optical element 1b, but is blocked by the wavelength selective transmission filter 5 that is disposed in front of the camera 3 and transmits only the light of wavelength λ1. Accordingly, all background light incident from the optical axis direction of the camera 3 is also removed.
一方、物体Ｂからの光は、反射型ホログラフィック光学素子１ｂにより波長λ１の光が回折（反射）し、波長選択透過フィルタ５を透過してカメラ３に結像する。撮像光学系１００ａと同様に、背景光が影響しないのでカメラ３で取得される物体Ｂの像は明瞭なものとなる。 On the other hand, the light from the object B is diffracted (reflected) by the reflection type holographic optical element 1 b and passes through the wavelength selective transmission filter 5 and forms an image on the camera 3. Similar to the imaging optical system 100a, the background light is not affected, so the image of the object B acquired by the camera 3 is clear.
以上のとおり、ホログラフィック光学素子が透過型でも反射型でも、白色光照明下でカメラ３へ光軸方向から入射する背景光を、波長選択反射フィルタ４と波長選択透過フィルタ５とにより除去することができる。 As described above, regardless of whether the holographic optical element is a transmission type or a reflection type, background light incident on the camera 3 from the optical axis direction under white light illumination is removed by the wavelength selective reflection filter 4 and the wavelength selective transmission filter 5. Can do.
透過型と反射型を集積した集積型ホログラフィック光学素子１を用いた、図１の撮像光学系１００においても、波長選択反射フィルタ４と波長選択透過フィルタ５とにより同様にして、カメラの光軸方向に沿って入射する背景光をすべて除去できる。一方、シーンＣから集積型ホログラフィック光学素子１に入射した光は、素子１により波長λ１の光が回折して波長選択透過フィルタ５を透過し、カメラ３に結像する。またシーンＤからの光は、カメラ３の光軸方向と異なる角度で素子１に入射するため、波長選択反射フィルタ４で除去されずにホログラフィック光学素子１に入射し、回折した波長λ１の光が波長選択透過フィルタ５をも透過し、同じくカメラ３に結像する。背景光が波長選択反射フィルタ４と波長選択透過フィルタ５とにより除去されているので、シーンＣ・Ｄの明瞭な像がカメラ３で取得できる。 In the imaging optical system 100 of FIG. 1 using the integrated holographic optical element 1 in which a transmission type and a reflection type are integrated, the wavelength selective reflection filter 4 and the wavelength selection transmission filter 5 are used in the same manner, and the optical axis of the camera is used. All background light incident along the direction can be removed. On the other hand, light incident on the integrated holographic optical element 1 from the scene C is diffracted by the element 1 and diffracted through the wavelength selective transmission filter 5 and forms an image on the camera 3. Further, since the light from the scene D enters the element 1 at an angle different from the optical axis direction of the camera 3, the light having the wavelength λ 1 is incident on the holographic optical element 1 without being removed by the wavelength selective reflection filter 4. Passes through the wavelength selective transmission filter 5 and forms an image on the camera 3 as well. Since the background light is removed by the wavelength selective reflection filter 4 and the wavelength selective transmission filter 5, a clear image of the scene CD can be acquired by the camera 3.
ホログラフィック光学素子１を波長選択反射フィルタ４および波長選択透過フィルタ５とともに使用する場合の、背景光の除去に関する試験結果を図５に示す。
試験では、カメラの前に波長選択透過フィルタを取り付けておき、その前方に、透過型と反射型とを集積した集積型ホログラフィック光学素子を置いた。そして、白色光照明のもとで、そのカメラに、上記光学素子を透過回折させて「目」の文字を結像させるとともに、上記光学素子で反射回折させて義眼の像を結像させた。
図５（ａ）は、背景のない場合にカメラが検出・撮像した画像である。同（ｂ）は、カメラの正面（２０〜３０ｃｍ前方。上記光学素子よりも前）に背景としての英文印刷物を置き、波長選択反射フィルタを使用しなかった場合のカメラの検出画像である。さらに同（ｃ）は、同様に背景として英文印刷物を置きながら、上記光学素子の前面に波長選択反射フィルタを設けた場合のカメラの検出画像である。同（ｂ）において検出された背景の英文が、同（ｃ）では、背景のない同（ａ）と同様に検出されなくなっており、二つのフィルタの使用によって背景光の影響が除かれたことが分かる。
なお、図５の試験における諸条件はつぎのとおりである。
集積型ホログラフィック光学素子の作成条件：
１．二光束干渉法
２．YAGレーザ、波長532nm
３．フォトポリマー薄膜、加熱型
波長選択透過フィルター（干渉フィルター）：
中心波長532nm、半値幅10nm。（532±5nmの光を透過）
FIG. 5 shows the test results regarding the removal of background light when the holographic optical element 1 is used with the wavelength selective reflection filter 4 and the wavelength selective transmission filter 5.
In the test, a wavelength selective transmission filter was attached in front of the camera, and an integrated holographic optical element in which a transmission type and a reflection type were integrated was placed in front of it. Then, under the white light illumination, the optical element was transmitted and diffracted by the camera to form an image of the word “eye” and reflected and diffracted by the optical element to form an image of the artificial eye.
FIG. 5A shows an image detected and captured by the camera when there is no background. (B) is a detection image of the camera when an English printed matter as a background is placed in front of the camera (20-30 cm forward, before the optical element) and the wavelength selective reflection filter is not used. Furthermore, (c) shows a detection image of the camera when a wavelength selective reflection filter is provided on the front surface of the optical element while similarly placing an English printed material as a background. The English text of the background detected in (b) is no longer detected in the same (c) as in (a) without the background, and the influence of background light has been eliminated by using two filters. I understand.
Various conditions in the test of FIG. 5 are as follows.
Conditions for creating integrated holographic optical elements:
1. Two-beam interference method YAG laser, wavelength 532nm
3. Photopolymer thin film, heating type wavelength selective transmission filter (interference filter):
Center wavelength 532nm, half width 10nm. (Transmits light of 532 ± 5nm)
図６（ａ）・（ｂ）は、上述のような撮像光学系１００を用いて人の視線検出入力を行う方法を概念的に示す図である。上述のようにして作製した集積型ホログラフィック光学素子１を、図６（ａ）のとおり使用者の眼部ｅの前に置き、その使用者の頭の横などにＣＣＤカメラ等の撮像素子ｃを配置する。さらに、ホログラフィック光学素子１の前面には波長選択反射フィルタ４を、撮像素子ｃの前面には波長選択透過フィルタ５を配置する。そうすると、撮像素子ｃには、図６（ｂ）に示すように、使用者の前方にある物ｍの画像ｍ’とともに使用者の眼部ｅの画像ｅ’とが１枚の画像として撮り込まれる（画像の重なり方は任意に設定できる）。その画像には、前方に見えるシーンが映るとともに、使用者の黒目の位置が表示されるため、その使用者が視線をどこに向けて何をとらえているかをその画像から容易に知ることができる。撮像素子ｃの光軸方向に沿った背景光は、波長選択反射フィルタ４と波長選択透過フィルタ５とにより除去されているので、撮像素子ｃには明瞭な像として画像ｍ’および画像ｅ’が得られる。 FIGS. 6A and 6B are diagrams conceptually illustrating a method for performing human eye-gaze detection input using the imaging optical system 100 as described above. The integrated holographic optical element 1 manufactured as described above is placed in front of the user's eye e as shown in FIG. 6A, and an image sensor c such as a CCD camera is placed next to the user's head. Place. Further, a wavelength selective reflection filter 4 is disposed in front of the holographic optical element 1 and a wavelength selective transmission filter 5 is disposed in front of the image sensor c. Then, as shown in FIG. 6B, the image sensor c captures the image m ′ of the object m in front of the user and the image e ′ of the eye part e of the user as one image. (The method of overlapping images can be set arbitrarily). In the image, a scene seen in the front is reflected and the position of the user's black eye is displayed, so that the user can easily know from what the user is looking at and where he is looking. Since the background light along the optical axis direction of the image sensor c is removed by the wavelength selective reflection filter 4 and the wavelength selective transmission filter 5, the image m ′ and the image e ′ are clearly displayed on the image sensor c. can get.
そのような原理にしたがい、コンピュータ用のウェアラブルなメガネ型の視線検出入力装置として、図７に示す装置１０を構成することができる。図示の視線検出入力装置１０は、メガネフレーム１１の左右のレンズ部相当箇所に集積型ホログラフィック光学素子１を取り付け、同じフレーム１１のうち耳かけに近い左右の部分に撮像素子ｃを取り付けている。さらに、図示はしていないが、集積型ホログラフィック光学素子１の前面には上記の波長選択反射フィルタを、撮像素子ｃの前面には上記の波長選択透過フィルタを、それぞれ配置している。 According to such a principle, the apparatus 10 shown in FIG. 7 can be configured as a wearable eyeglass-type line-of-sight detection input apparatus for a computer. In the illustrated line-of-sight detection input device 10, the integrated holographic optical element 1 is attached to the left and right lens portions of the eyeglass frame 11, and the imaging element c is attached to the left and right portions of the same frame 11 close to the ear hook. . Further, although not shown, the wavelength selective reflection filter is disposed on the front surface of the integrated holographic optical element 1, and the wavelength selective transmission filter is disposed on the front surface of the imaging element c.
こうした視線検出入力装置１０は、使用者がメガネと同じように頭部に装着したうえ、マウス等に代わるコンピュータ用入力装置として使用することができる。つまり、見ようとしているシーンが視野に入るように顔を向けて視線検出入力装置１０の向きを定めるとともに、その視野のうちの特定のシーン（物ｍなど）に視線を向ければ、撮像素子ｃの１画像中に撮り込まれる当該物ｍなどの画像ｍ’と使用者の眼部ｅの画像ｅ’とから、視線による使用者の意図を検知できる。波長選択反射フィルタと波長選択透過フィルタの作用により背景光が重ならない画像ｍ’・ｅ’（図６（ｂ）参照）が得られるので、白色光照明下でも正確に検知できる。一定時間以上凝視したことや特定回数の瞬きをしたこと等をその意図の確定信号として定めれば、マウス等と同様の入力機能を全くのハンズフリーで実現できることになる。使用者が動いても視線検出に支障がないことは言うまでもない。
左右のレンズ部相当箇所にホログラフィック光学素子１を取り付ければ、右目眼部の像と右目の視野を含む画像、および左目眼部の像と左目の視野を含む画像より、人の視野の３次元情報を取得できる。
Such a line-of-sight detection input device 10 can be used as a computer input device in place of a mouse or the like after the user wears it on the head like glasses. In other words, the direction of the line-of-sight detection input device 10 is determined so that the scene to be viewed is in the field of view, and the line of sight is directed to a specific scene (such as the object m) in the field of view. From the image m ′ such as the object m captured in one image and the image e ′ of the user's eye part e, it is possible to detect the user's intention by the line of sight. Since the images m ′ · e ′ (see FIG. 6B) in which the background light does not overlap are obtained by the action of the wavelength selective reflection filter and the wavelength selective transmission filter, they can be accurately detected even under white light illumination. If it is determined that the intention is fixed, such as staring for a certain period of time or blinking a specific number of times, an input function similar to that of a mouse can be realized completely hands-free. Needless to say, even if the user moves, the gaze detection is not hindered.
If the holographic optical element 1 is attached to the left and right lens parts, the three-dimensional human visual field is obtained from the image of the right eye and the image of the right eye, and the image of the left eye and the image of the left eye. Information can be acquired.
図８には、メガネフレーム２１上に、上記した集積型ホログラフィック光学素子１や撮像素子ｃとともにディスプレイ６（つまり使用者に対して視覚的に情報を伝える情報提示手段）を取り付けたメガネ型の視線検出入力装置２０などを示している。上記の光学素子１は右側（または左側）のレンズ部相当箇所に取り付け、それと反対の側のレンズ部相当箇所にディスプレイ６を取り付けている。撮像素子ｃは、光学素子１の後面に向けて耳かけ部の付近に取り付けた。また、撮像素子ｃには、その画像情報を外部に伝える送信手段２を接続し、ディスプレイ６には、外部からの画像情報をディスプレイ６に取り込むための受信手段８を接続している。図示はしていないが、ホログラフィック光学素子１の前面には上記の波長選択反射フィルタを、撮像素子ｃの前面には上記の波長選択透過フィルタを、それぞれ配置している。 FIG. 8 shows a spectacle-shaped frame in which a display 6 (that is, information presentation means for visually transmitting information to a user) is mounted on the spectacle frame 21 together with the integrated holographic optical element 1 and the image sensor c. The line-of-sight detection input device 20 etc. are shown. The optical element 1 is attached to the right (or left) portion of the lens portion, and the display 6 is attached to the opposite portion of the lens portion. The image sensor c was attached in the vicinity of the ear hooking portion toward the rear surface of the optical element 1. The image sensor c is connected to a transmitting means 2 for transmitting the image information to the outside, and the display 6 is connected to a receiving means 8 for taking image information from the outside into the display 6. Although not shown, the wavelength selective reflection filter is disposed on the front surface of the holographic optical element 1, and the wavelength selective transmission filter is disposed on the front surface of the imaging element c.
この視線検出入力装置２０によると、集積型ホログラフィック光学素子１と撮像素子ｃおよび送信手段２の作用により、使用者の視線による入力情報を外部へ送信することができるばかりでなく、受信手段８とディスプレイ６とを有することから、外部からの情報を使用者へ視覚的に提供することができる。つまり、この視線検出入力装置２０を用いれば、使用者は外部との間で双方向の情報伝達を行える。ディスプレイ６に代えて、またはディスプレイ６とともに、イヤフォン７のような聴覚的な情報提示手段を設けることも可能で、そうした場合にも同様の双方向情報伝達が可能である。 According to this line-of-sight detection input device 20, not only can the input information based on the user's line of sight be transmitted to the outside by the action of the integrated holographic optical element 1, the image sensor c and the transmission means 2, but also the reception means 8 And the display 6 make it possible to visually provide information from the outside to the user. That is, by using this line-of-sight detection input device 20, the user can perform bidirectional information transmission with the outside. Instead of the display 6 or together with the display 6, an auditory information presentation means such as an earphone 7 can be provided. In such a case, similar bidirectional information transmission is possible.
視線検出入力装置２０は、図８のようにネット（情報伝達網）３０に接続し、同様にネット３０に接続されたデータベース４１等との間で情報の送受信システムを形成するのもよい。視線検出入力装置２０の使用者は、送信手段２から送る信号（視線による入力情報）によってデータベース４１中の特定の情報にアクセスし、受信手段８を介して当該データベース４１中の情報につき提示を受ける。その場合、ディスプレイ６に表示される情報のうち何を見ているかについても、使用者の黒目の動きを撮像素子ｃで認識することにより視線検出入力装置２０が検知してデータベース４１へ送信することとすれば、情報の選択や収集がとくに容易に行える。 The line-of-sight detection input device 20 may be connected to a net (information transmission network) 30 as shown in FIG. 8 and may form an information transmission / reception system with the database 41 or the like similarly connected to the net 30. The user of the line-of-sight detection input device 20 accesses specific information in the database 41 by a signal (input information by line of sight) sent from the transmission unit 2 and receives presentation of the information in the database 41 through the reception unit 8. . In that case, the line-of-sight detection input device 20 detects what the user sees among the information displayed on the display 6 by recognizing the movement of the user's black eye by the image sensor c and transmits it to the database 41. If so, it is particularly easy to select and collect information.
上記した送受信システムにおいて、視線検出入力装置２０が、エキスパート（特定の作業の熟練者であって作業指示や情報提供をなし得る者）の使用する端末機器４２に接続される場合にもメリットがある。たとえば、
1) 視線検出入力装置２０の使用者が見ているシーンとその使用者の視線がとらえている対象とを、遠隔地にいるエキスパートの端末機器４２に伝え、その画面に表示する、
2) そのエキスパートは、端末機器４２の画面を見て使用者の作業状況等を知り、作業対象部分や注目すべき箇所を教えたり必要なデータやマニュアルを提示したりするなど、ディスプレイ６やイヤフォン７などの情報提示手段を介して使用者に作業指示を出す
――といった使い方をすることも可能だからである。
同様にして、手術中の医師に対する情報提供システムや、遭遇状況に合ったルートを指示するなどの誘導ナビゲーションシステム、さらには、読んでいる箇所の外国語を翻訳する辞書システムなどとして送受信システムを構成し、好ましい使用をすることも可能である。用途によっては、情報提示手段を有しない視線検出入力装置（たとえば図７の装置１０など）を、図８の装置２０に代えて使用できる場合もある。
In the transmission / reception system described above, there is a merit when the line-of-sight detection input device 20 is connected to the terminal device 42 used by an expert (a person skilled in a specific work and capable of providing work instructions and information). . For example,
1) The scene that the user of the line-of-sight detection input device 20 is viewing and the object that the user's line of sight is capturing are transmitted to the terminal device 42 of the expert at a remote location and displayed on the screen.
2) The expert looks at the screen of the terminal device 42, knows the user's work status, etc., teaches the work target part and the part to be noticed, presents necessary data and manuals, etc. This is because it is possible to use a method such as issuing a work instruction to the user via an information presentation means such as 7.
In the same way, the transmission / reception system is configured as a system for providing information to doctors during surgery, a guided navigation system such as instructing a route that matches the encounter situation, and a dictionary system that translates the foreign language of the part being read It is also possible to use it preferably. Depending on the application, a line-of-sight detection input device (for example, the device 10 in FIG. 7) that does not have an information presentation unit may be used instead of the device 20 in FIG.
１ 集積型ホログラフィック光学素子
１ａ 透過型ホログラフィック光学素子
１ｂ 反射型ホログラフィック光学素子
３ カメラ（撮像手段）
４ 波長選択反射フィルタ
５ 波長選択透過フィルタ
１０ 視線検出入力装置
１１ メガネフレーム
２０ メガネ型視線検出入力装置
２１ メガネフレーム
１００・１００ａ・１００ｂ 撮像光学系
ｃ 撮像素子
ｍ 物
ｅ 眼部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Integrated holographic optical element 1a Transmission type holographic optical element 1b Reflection type holographic optical element 3 Camera (imaging means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Wavelength selective reflection filter 5 Wavelength selective transmission filter 10 Eye-gaze detection input device 11 Glasses frame 20 Glasses-type eye-gaze detection input device 21 Glasses frame 100 / 100a / 100b Imaging optical system c Imaging element m Object e Eye part
Claims (6)
白色光照明下における背景光が上記ホログラフィック光学素子を透過して上記撮像手段に入射することを妨げるための手段が付加されていることを特徴とする撮像光学系。 An imaging optical system using an imaging means together with a reflective or transmissive holographic optical element,
An imaging optical system, characterized in that means for preventing background light under white light illumination from passing through the holographic optical element and entering the imaging means is added.
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN102354082A (en) * | 2011-09-28 | 2012-02-15 | 李雨顺 | Laser holographic film shooting device |
| CN104581121A (en) * | 2015-01-27 | 2015-04-29 | 李雨顺 | Laser holographic all-digital color television system and laser holographic reflected wave zone plate wave pattern acquisition and reproduction method |
| JP2018149234A (en) * | 2017-03-15 | 2018-09-27 | 公立大学法人広島市立大学 | Fixation point estimation system, fixation point estimation method, and fixation point estimation program |
-
2008
- 2008-10-31 JP JP2008281188A patent/JP2010107829A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102354082A (en) * | 2011-09-28 | 2012-02-15 | 李雨顺 | Laser holographic film shooting device |
| CN104581121A (en) * | 2015-01-27 | 2015-04-29 | 李雨顺 | Laser holographic all-digital color television system and laser holographic reflected wave zone plate wave pattern acquisition and reproduction method |
| JP2018149234A (en) * | 2017-03-15 | 2018-09-27 | 公立大学法人広島市立大学 | Fixation point estimation system, fixation point estimation method, and fixation point estimation program |
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