JP7143739B2 - 眼球の傾き位置検知装置、表示装置、入力装置及び検眼装置 - Google Patents
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Description
第1の実施形態では、眼球の傾き位置検知装置の一例として、瞳孔位置検知装置10を説明する。
図1は、本実施形態に係る瞳孔位置検知装置の構成の一例を示す図である。尚、図中に示されている矢印は、X方向、Y方向、及びZ方向を示している。
図2は、瞳孔位置検知装置10による瞳孔位置検知の動作の一例を説明する図であり、(a)は眼球30の正視時、つまり眼球30が正面を向いている時を示し、(b)は眼球30が回旋している時を示している。図2では、アレイ光源4の2つの発光部から射出された光の振る舞いを示している。一方の発光部からの光4aは点線で表され、他方の発光部からの光4bは一点鎖線で表されている。
次に、非回折光生成部1の構成について説明する。
[1]回折しない。
[2]長距離を伝播することができる。
[3]回折限界を超えた分解能で集光(結像)することができる。
図8は、本実施形態の変形例1に係る瞳孔位置検知装置11の構成の一例を示す図である。瞳孔位置検知装置11では、ミラー2と眼球30の角膜表面との間の空間範囲に限定して非回折光を生成する。ここで、ミラー2と眼球30の角膜表面との間の空間範囲とは、眼球角膜表面と入射光の法線上を通り、入射光の光線伝播面と垂直な面を境界面としたときに、光線が眼球角膜に向かって進行してくる領域と定義する。図8において、ミラー2と眼球30の角膜表面との間の空間範囲は、非回折光領域72として示している。
図9は、本実施形態の変形例2に係る瞳孔位置検知装置12の構成の一例を示す図である。瞳孔位置検知装置12では、眼球30の角膜表面と光位置検出素子3との間の空間範囲に限定して非回折光を生成する。図9において、非回折光領域73は、非回折光が伝搬する領域を示している。
図10は、本実施形態の変形例3に係る瞳孔位置検知装置13の非回折光生成部1aの要部の構成の一例を説明する図であり、(a)はアキシコンレンズ5aによる光線の振る舞いを説明する図で、(b)はアレイ状のアキシコンレンズ5aによる光線の振る舞いを説明する図である。
図11は、本実施形態の変形例4に係る瞳孔位置検知装置14の非回折光生成部1bの要部の構成の一例を説明する図であり、(a)はDOE(回折光学素子;Diffractive Optical Element)5bによる光線の振る舞いを説明する図で、(b)はアレイ状のDOE5bによる光線の振る舞いを説明する図である。尚、DOEは、平板上に周期構造が形成された光学素子であり、通過する光線を偏向(屈折)させる機能を有する光学素子である。またDOE5bは「回折光学素子」の一例である。
図12は、本実施形態の変形例5に係る瞳孔位置検知装置15の非回折光生成部1cの要部の構成の一例を説明する図であり、(a)は光軸方向に複数のアキシコンレンズを並べたアキシコンレンズ群5cによる光線の振る舞いを説明する図で、(b)はアレイ状のアキシコンレンズ群5cによる光線の振る舞いを説明する図である。また(c)はアレイ状のアキシコンレンズ5caと結像プレート5ccによる光線の振る舞いを説明する図で、(d)はアレイ光源4とアキシコンレンズ5caとの間隔を狭めた場合を説明する図である。
図13は、本実施形態の変形例6に係る瞳孔位置検知装置16の非回折光生成部1dの要部の構成の一例を説明する図であり、(a)は光軸方向に複数のDOEを並べたDOE群5dによる光線の振る舞いを説明する図で、(b)はアレイ状のDOE群5dによる光線の振る舞いを説明する図である。また(c)はアレイ状のDOE5daと結像プレート5dcによる光線の振る舞いを説明する図で、(d)はアレイ光源4とDOE5daとの間隔を狭めた場合を説明する図である。
次に、第2の実施形態に係る眼球の傾き位置検知装置17を、図14を参照して説明する。尚、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。
次に、第3の実施形態に係る眼球の傾き位置検知装置18を、図15及び16を参照して説明する。尚、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。
次に、第4の実施形態に係る表示装置を、図17を参照して説明する。尚、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。
2 ミラー(眼前光学系の一例)
3 光位置検出素子(光検出素子の一例)
4 アレイ光源(光源の一例)
5 リングスリット
6 レンズ
10~16 瞳孔位置検知装置
17~18 眼球の傾き位置検知装置
20 眼鏡型支持体
21 眼鏡フレーム
22 眼鏡レンズ
30 眼球
31 瞳孔
32 網膜
50 表示装置
51 RGBレーザ光源
52 走査ミラー
53 ミラー
54 ハーフミラー
55 画像生成部
100 処理部
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 入出力I/F
105 システムバス
110 発光制御部
120 瞳孔位置算出部
121 検出信号受信部
122 眼球回旋角度推定部
123 瞳孔中心位置算出部
130 出力部
151 n型半導体基板
152 第1DBR層
153 n型スペーサ層
154 活性層
155 p型スペーサ層
156 第2DBR層
157、158 遮光膜
Claims (11)
- 眼球の傾き位置を検知する装置であって、
レーザ光を射出する光源と、
前記レーザ光から非回折光を生成する非回折光生成部と、
前記非回折光の前記眼球からの反射光を検出する光検出素子と、を備える
眼球の傾き位置検知装置。 - 前記光検出素子による検出信号に基づいて取得される前記眼球の傾き位置情報を出力する処理部を備える
請求項1に記載の眼球の傾き位置検知装置。 - 前記光源は、発光点が平面内に配列されている面発光レーザである
請求項1、又は2に記載の眼球の傾き位置検知装置。 - 前記光源は、光射出面上に光学素子が形成されている面発光レーザである
請求項1乃至3の何れか1項に記載の眼球の傾き位置検知装置。 - 前記非回折光生成部は、
リングスリット及びレンズ、
複数の円錐レンズが含まれる円錐レンズ群、
複数の回折光学素子が含まれる回折光学素子群、
円錐レンズ及び回折光学素子の組み合わせ、或いは、
円錐レンズ又は回折光学素子、及び結像プレートの組み合わせ、の何れか1つを備える
請求項1乃至4の何れか1項に記載の眼球の傾き位置検知装置。 - 前記非回折光生成部は、異なる波数ベクトルを含み、前記眼球の表面上及び前記光検出素子上の少なくとも一方で、選択的に前記非回折光を生成する円環状の光を射出する
請求項1乃至5の何れか1項に記載の眼球の傾き位置検知装置。 - 前記眼球の瞳孔に対向する方向に設けられた眼前光学系を備える
請求項1乃至6の何れか1項に記載の眼球の傾き位置検知装置。 - 前記非回折光生成部は、自動焦点調節機能を備える
請求項1乃至7の何れか1項に記載の眼球の傾き位置検知装置。 - 請求項1乃至8の何れか1項に記載の眼球の傾き位置検知装置を備える
表示装置。 - 請求項1乃至8の何れか1項に記載の眼球の傾き位置検知装置を備える
入力装置。 - 請求項1乃至8の何れか1項に記載の眼球の傾き位置検知装置を備える
検眼装置。
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有賀規,長距離非回折光ビーム,情報通信研究機構季報,VOL.50 Nos.1/2,日本,2004年,pp. 105-110 |
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