JPH0928727A - Visual acuity correction device - Google Patents
Visual acuity correction deviceInfo
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- JPH0928727A JPH0928727A JP18521095A JP18521095A JPH0928727A JP H0928727 A JPH0928727 A JP H0928727A JP 18521095 A JP18521095 A JP 18521095A JP 18521095 A JP18521095 A JP 18521095A JP H0928727 A JPH0928727 A JP H0928727A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、焦点調節が可能な範囲
を広げることができる視力補正装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a visual acuity correction device capable of expanding a focus adjustable range.
【０００２】[0002]
【従来の技術】日本人には近視が多い。若年齢者の半分
以上が視力１．０以下であり、かつ近視者の人口に対す
る割合は年々増加している。近視とは、眼球の奥行き方
向の長さ（眼軸長）が大きくなったり、水晶体の曲率が
小さくならなくなったりして生じる現象であり、視対象
物に対して焦点調節できる最大距離（遠点）および最小
距離（近点）がともに近づくことである。このため、眼
鏡もしくはコンタクトレンズなどの凹レンズを眼球光学
系前面に配置もしくは装着することにより、焦点調節で
きる距離範囲を遠ざける視力補正手段が、近視者の日常
生活および作業において不可欠である。2. Description of the Related Art Japanese people often have myopia. More than half of the younger people have a visual acuity of 1.0 or less, and the ratio of myopia to the population is increasing year by year. Myopia is a phenomenon that occurs when the length of the eye in the depth direction (axial length) increases or the curvature of the crystalline lens does not decrease, and it is the maximum distance (far point) that can be adjusted with respect to the target object. ) And the minimum distance (near point) are close together. For this reason, a visual acuity correcting means for distancing the focus adjustable distance range by disposing or mounting a concave lens such as spectacles or a contact lens on the front surface of the eyeball optical system is indispensable in the daily life and work of myopia.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれら近
視者が老齢になると、焦点調節できる範囲が狭くなる。
このため、視対象物の距離に応じて、その距離に焦点調
節できるような視力補正の度合の異なる眼鏡もしくはコ
ンタクトレンズなどの装置を取り替える必要がある。However, when these myopic people become old, the focus adjustment range becomes narrow.
Therefore, it is necessary to replace a device such as spectacles or contact lenses having different degrees of visual acuity correction capable of focusing on the distance according to the distance of the visual target.
【０００４】このように近視者が老齢になった場合、複
数の視力補正装置を所持する必要がある。視力補正が必
要な度合は個人によって異なるため、費用も大きく、維
持管理する手間がかかり、そして目的に応じて取り替え
る煩わしさがある。When the myopic person becomes old as described above, it is necessary to carry a plurality of visual acuity correction devices. Since the degree to which vision correction is required varies from individual to individual, the cost is high, maintenance is troublesome, and it is troublesome to replace it according to the purpose.
【０００５】この問題に対して、一部の眼鏡では焦点距
離が位置によって異なるレンズ（多焦点レンズ）が採用
され実用化されている。しかし、このレンズを用いる
と、ある視線方向に対して焦点調節できる視対象物との
距離が固定されるという問題があり、自由に視線を巡ら
した鑑賞が困難である。In response to this problem, some spectacles have a lens (multifocal lens) whose focal length differs depending on the position and have been put to practical use. However, when this lens is used, there is a problem in that the distance to the visual target whose focus can be adjusted with respect to a certain line-of-sight direction is fixed, and it is difficult to view the line of sight freely.
【０００６】上記の事情は、老齢となった近視者だけで
なく、生来、焦点調節範囲の狭い特性を有する者、また
白内障治療のため水晶体を除去した後に焦点調節範囲が
狭くなった者にとっても同様である。The above-mentioned circumstances are not limited to old myopia, but also to those who have a characteristic of having a narrow focus adjustment range by nature and those who have a narrow focus adjustment range after removal of the lens for the treatment of cataract. It is the same.
【０００７】本発明は、視線方向によらず焦点調節が可
能な範囲を広げることができる視力補正装置を提供する
ことを目的とする。An object of the present invention is to provide a visual acuity correction device capable of expanding the range in which focus adjustment is possible regardless of the direction of the line of sight.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】第１の発明（請求項１）
は、焦点距離や位置などの光学的条件を変化させること
のできるレンズと、視線方向を検知する手段と、前記視
線方向に存在する視対象物と眼球との距離を計測する手
段と、前記視対象物の距離と、予め計測した眼球の光学
的特性とから視対象物の実像を網膜上に結像させるため
に必要なレンズの光学的条件を演算する手段を備え、前
記演算結果をもとにレンズの光学的条件を変化させる構
成である。Means for Solving the Problems First Invention (Claim 1)
Is a lens capable of changing optical conditions such as a focal length and a position, a means for detecting a line-of-sight direction, a means for measuring a distance between a visual target existing in the line-of-sight direction and an eyeball, A means for calculating the optical condition of the lens necessary for forming a real image of the visual object on the retina from the distance of the object and the optical characteristics of the eyeball measured in advance is provided. It is a configuration that changes the optical condition of the lens.
【０００９】また、第２の発明（請求項２）は、視線方
向を検知する手段と、前記視線方向にある視対象物に対
する画像を撮像する手段と、前記撮像された画像を表示
する手段と、前記表示された画像の実像を網膜上に結像
させる手段を備える構成である。A second aspect of the present invention (claim 2) includes means for detecting the line-of-sight direction, means for picking up an image of a visual target in the line-of-sight direction, and means for displaying the picked-up image. , A means for forming a real image of the displayed image on the retina.
【００１０】[0010]
【作用】第１の発明の作用は、視線方向を検知すること
により視線方向に存在する視対象物を特定し、その視対
象物と眼球との距離を計測する。計測した距離と、予め
計測した眼球の光学的特性とから、光学的演算により視
対象物の実像を網膜上に明瞭に形成するような視力補正
の条件を見いだす。この条件に合うように、レンズの光
学的条件を変化させることである。The action of the first invention is to detect the visual line direction to identify the visual target existing in the visual line direction, and measure the distance between the visual target and the eyeball. From the measured distance and the optical characteristics of the eyeball measured in advance, the condition for the visual acuity correction is formed so that the real image of the visual target is clearly formed on the retina by the optical calculation. The optical condition of the lens is changed so as to meet this condition.
【００１１】第２の発明の作用は、視線方向に存在する
視対象物を一旦撮像したものを表示し、その視対象物の
画像を網膜上に結像させることである。The operation of the second invention is to display an image of a visual object existing in the line-of-sight direction once, and form an image of the visual object on the retina.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明の第１の実施例について図面を
参照して説明する。図１は、本発明の視力補正装置にか
かる第１の実施例のブロック構成図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block configuration diagram of a first embodiment according to the visual acuity correction device of the present invention.
【００１３】図１において、１は眼球、２は視対象物、
１１０は視線方向検知部、１２０は視対象物距離計測
部、１３０は光学的特性記憶部、１４０は光学的条件演
算部、１５０は可変焦点レンズである。In FIG. 1, 1 is an eyeball, 2 is a visual object,
110 is a line-of-sight direction detection unit, 120 is a visual target distance measurement unit, 130 is an optical characteristic storage unit, 140 is an optical condition calculation unit, and 150 is a variable focus lens.
【００１４】視線方向検知部１１０の構成例を図２に示
す。図２において、３は角膜、１１１は赤外線光源、１
１２は二次元イメージセンサである。赤外線光源１１１
から放射した赤外線ａは、角膜３により反射された赤外
線ｂとなり、イメージセンサ１１２に入射する。眼球１
が回転すると、角膜３の空間的位置が変化し、それによ
って、二次元イメージセンサ１１２が赤外線ｂを受光す
る位置が異なる。すなわち二次元イメージセンサ１１２
の出力信号強度分布と、眼球１の向きとは対応関係にあ
る。この対応関係をもとに眼球１の向き、すなわち視線
方向を推定することができる。FIG. 2 shows an example of the configuration of the line-of-sight direction detecting section 110. In FIG. 2, 3 is a cornea, 111 is an infrared light source, 1
Reference numeral 12 is a two-dimensional image sensor. Infrared light source 111
The infrared rays a radiated from the infrared rays a become infrared rays b reflected by the cornea 3 and enter the image sensor 112. Eyeball 1
When is rotated, the spatial position of the cornea 3 is changed, which changes the position where the two-dimensional image sensor 112 receives the infrared rays b. That is, the two-dimensional image sensor 112
The output signal intensity distribution of 1 and the orientation of the eyeball 1 have a correspondence relationship. Based on this correspondence, the direction of the eyeball 1, that is, the line-of-sight direction can be estimated.
【００１５】視対象物距離計測部１２０の構成例を図３
に示す。図３において、１２１は超音波源、１２２は回
転台、１２３は超音波源制御部、１２４は集音部、１２
５は視対象物距離演算部である。超音波源１２１を、回
転台１２２に設置する。回転台１２２は駆動部を備える
ものとし、視線方向検知部１１０からの信号によって前
記駆動部を制御することにより、超音波源１２１からの
超音波放射方向を視線方向と一致させる。超音波源制御
部１２３では、たとえば超音波を間欠的に放射させるた
めの制御信号ｓ１を出力する。超音波源１２１は制御信
号ｓ１の期間内のみ超音波ｕ１を放射する。集音部１２
４では、前記放射された超音波ｕ１が視対象物２によっ
て反射された超音波ｕ２を集音し、その集音した時間を
表す計測信号ｓ２を出力する。これらの信号のタイムチ
ャートを図４に示す。視対象物距離演算部１２５では、
前記制御信号ｓ１と計測信号ｓ２の時間差と音速とを乗
じることにより、視対象物２の距離を演算する。An example of the configuration of the visual object distance measuring unit 120 is shown in FIG.
Shown in In FIG. 3, reference numeral 121 is an ultrasonic wave source, 122 is a rotary table, 123 is an ultrasonic wave source control unit, 124 is a sound collecting unit, and 12
Reference numeral 5 is a visual object distance calculation unit. The ultrasonic source 121 is installed on the turntable 122. The rotary base 122 is provided with a drive unit, and the drive unit is controlled by a signal from the line-of-sight direction detection unit 110 so that the ultrasonic radiation direction from the ultrasonic source 121 matches the line-of-sight direction. The ultrasonic wave source control unit 123 outputs a control signal s1 for intermittently emitting ultrasonic waves, for example. The ultrasonic source 121 emits the ultrasonic wave u1 only during the period of the control signal s1. Sound collector 12
At 4, the radiated ultrasonic wave u1 collects the ultrasonic wave u2 reflected by the visual target 2, and outputs a measurement signal s2 representing the time when the ultrasonic wave u2 is collected. A time chart of these signals is shown in FIG. In the visual object distance calculation unit 125,
The distance of the visual target 2 is calculated by multiplying the time difference between the control signal s1 and the measurement signal s2 and the sound velocity.
【００１６】光学的特性記憶部１３０では、網膜の結像
関係に影響する眼球の光学的諸特性を記憶する。眼球は
角膜、水晶体および硝子体から構成される組合せレンズ
である。したがって、厳密にいえば、結像光学系として
完全に記述するには、一対の焦点、主点および結節点の
位置を知る必要がある。本実施例の説明では、以下の説
明を簡単にするため眼球を１枚の薄いレンズと考える。
すなわち、図５に示すように眼球において、眼軸長Ｄ、
焦点距離ｆｅ、主点ｐｅ（眼球奥行き方向にある）の位
置ｄに着目する。眼球内にある水晶体の伸縮により焦点
調節作用がはたらいたときは、主として焦点距離ｆｅが
変化する。老齢になると、この焦点距離の変化幅が小さ
くなる。なお焦点調節によって主点の位置ｄも若干変化
するが、眼軸長は変化しない。これらの物理量を既存の
眼光学検査機器を用いて予め計測しておき、光学的特性
記憶部１３０に記憶しておく。The optical characteristic storage unit 130 stores various optical characteristics of the eyeball that affect the image formation relationship of the retina. The eye is a combined lens composed of the cornea, lens and vitreous. Therefore, strictly speaking, in order to completely describe it as an imaging optical system, it is necessary to know the positions of a pair of focal points, principal points and nodal points. In the description of the present embodiment, the eyeball is considered as one thin lens in order to simplify the following description.
That is, as shown in FIG. 5, in the eyeball, the axial length D,
Focus on the focal length fe and the position d of the principal point pe (in the eyeball depth direction). When the focus adjusting action is activated by the expansion and contraction of the crystalline lens in the eyeball, the focal length fe is mainly changed. As the age increases, the range of change in this focal length becomes smaller. The position d of the principal point changes slightly due to the focus adjustment, but the axial length does not change. These physical quantities are measured in advance using an existing ophthalmic optical examination device and stored in the optical characteristic storage unit 130.
【００１７】次に光学的条件演算部１４０における演算
を図６に基づいて説明する。図６において、可変焦点レ
ンズ１５０を１枚の薄いレンズと想定し、焦点距離をｆ
ｘとする。可変焦点レンズ１５０を眼球１に対してδの
距離に設置すると、可変焦点レンズ１５０の主点ｐｘと
眼球ｐｅの主点とは距離ε＝δ＋ｄだけ離れている。距
離εが十分に小さい場合は、２枚のレンズで合成された
レンズの焦点距離ｆｃは、下記の（１）式で表される。Next, the calculation in the optical condition calculating section 140 will be described with reference to FIG. In FIG. 6, assuming that the variable focus lens 150 is one thin lens, and the focal length is f
x. When the variable focus lens 150 is installed at a distance δ with respect to the eyeball 1, the principal point px of the variable focus lens 150 and the principal point of the eyeball pe are separated by a distance ε = δ + d. When the distance ε is sufficiently small, the focal length fc of the lens composed of the two lenses is expressed by the following equation (1).
【００１８】 ｆｃ＝ｆｘ・ｆｅ／（ｆｘ＋ｆｅ） ・・・・・ （１） 上記の条件では主点ｐｘおよびｐｅは一致する。眼軸長
Ｄが主点ｐｅの距離ｄに比べて十分小さいとし、視対象
物が眼球１に対して距離Ｌにあるとき、その実像を網膜
上に結像させるには、 （１／Ｌ）＋（１／Ｄ）＝１／ｆｃ ・・・・・ （２） を満足させるようにｆｃを決める。たとえば、遠点が
Ｌ’の眼球の焦点距離は下記の（３）式のとおりであ
る。Fc = fxfe / (fx + fe) (1) Under the above conditions, the principal points px and pe match. When the eye axial length D is sufficiently smaller than the distance d of the principal point pe, and when the visual target is at the distance L with respect to the eyeball 1, in order to form the real image on the retina, (1 / L) + (1 / D) = 1 / fc ... fc is determined so as to satisfy (2). For example, the focal length of the eyeball whose far point is L'is as shown in the following expression (3).
【００１９】 ｆｅ＝Ｌ’・Ｄ／（Ｌ’＋Ｄ） ・・・・・ （３） この眼球に対して、Ｌ＝（無限大）の視対象物の実像を
網膜に結像させるため、光学的条件演算部１４０では、
上記（１）、（２）および（３）式を満足するようなｆ
ｘの値を演算する。以上、説明を簡単にするため、眼球
１および可変焦点レンズ１５０を薄いレンズを仮定し、
それらの距離も小さいとした。複数枚の厚いレンズを十
分な距離に離した場合の演算結果が必要であっても、よ
く知られたる結像系の公式（例えば、久保田広ほか編、
光学技術ハンドブック、朝倉書店、昭和４３年刊参照）
によって演算可能である。Fe = L ′ · D / (L ′ + D) (3) Since an actual image of the visual object of L = (infinity) is formed on the retina with respect to this eyeball, In the conditional condition calculation unit 140,
F that satisfies the above expressions (1), (2) and (3)
Calculate the value of x. As described above, in order to simplify the description, it is assumed that the eyeball 1 and the variable focus lens 150 are thin lenses,
The distance between them was also small. Even if you need the calculation results when you separate multiple thick lenses at a sufficient distance, well-known imaging system formulas (for example, Hiroshi Kubota et al.
(See Optical Technology Handbook, Asakura Shoten, 1968)
Can be calculated by
【００２０】可変焦点レンズ１５０のブロック構成図を
図７に示す。１５１はレンズ群、１５２レンズ群駆動部
である。レンズ群１５１は、いわゆるズームレンズと称
されるように、レンズ群の全体もしくは一部を移動させ
ることにより、レンズ１５０の焦点距離を変化させるこ
とのできる構成とする。レンズ群駆動部１５２は、光学
的条件演算部１４０からの出力信号をもとに、レンズ１
５０の焦点距離を変化させるための機械的移動を行な
う。A block diagram of the varifocal lens 150 is shown in FIG. Reference numeral 151 denotes a lens group and 152 lens group driving section. The lens group 151 has a configuration in which the focal length of the lens 150 can be changed by moving all or part of the lens group, as is called a so-called zoom lens. The lens group driving unit 152, based on the output signal from the optical condition calculating unit 140,
A mechanical movement is performed to change the focal length of 50.
【００２１】次に、本実施例の動作を図１をもとに説明
する。視線方向検知部１１０によって眼球１の向きを計
測することによって得られた視線方向に対応する信号を
もとに、その視線方向に存在する視対象物と眼球との距
離を視対象物距離計測部１２０により計測する。視対象
物距離計測部１２０から出力された視対象物距離Ｌに対
応する信号と、光学的特性記憶部１３０から出力された
光学的演算に必要な情報に対応する信号とをもとに、光
学的条件演算部１４０に入力する。光学的条件演算部１
４０では、視対象物の実像を網膜上に結像させるために
必要な可変焦点レンズ１５０の焦点距離ｆｘを演算す
る。光学的条件演算部１４０から出力された焦点距離ｆ
ｘに対応する信号をもとに可変焦点レンズ１５０の焦点
距離を変化させる。このように構成することにより、視
線方向に存在する視対象物の実像を常に網膜上に結像さ
せることができる。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. Based on the signal corresponding to the line-of-sight direction obtained by measuring the direction of the eyeball 1 by the line-of-sight direction detection unit 110, the distance between the eye-object and the eyeball existing in the line-of-sight direction is measured by the line-of-sight object distance measurement unit. Measure with 120. Based on the signal corresponding to the visual object distance L output from the visual object distance measuring unit 120 and the signal corresponding to the information required for the optical calculation output from the optical characteristic storage unit 130, It is input to the dynamic condition calculation unit 140. Optical condition calculator 1
At 40, the focal length fx of the variable focus lens 150 required for forming the real image of the visual target on the retina is calculated. The focal length f output from the optical condition calculation unit 140
The focal length of the variable focus lens 150 is changed based on the signal corresponding to x. With this configuration, it is possible to always form a real image of the visual target existing in the line-of-sight direction on the retina.
【００２２】以下、本発明の第２の実施例について図面
を参照して説明する。図８は、本発明の視力補正装置に
かかる第２の実施例のブロック構成図である。A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 is a block diagram of the second embodiment of the visual acuity correction device of the present invention.
【００２３】図８において、１１０は視線方向検知部、
１２０は視対象物距離計測部、２１０は撮像部、２２０
は表示部である。視線方向検知部１１０および視対象物
距離計測部１２０は、第１の実施例と同じ構成および動
作であるため、詳細な説明は省略する。In FIG. 8, reference numeral 110 is a line-of-sight direction detection unit,
Reference numeral 120 is a visual object distance measuring unit, 210 is an imaging unit, 220
Is a display unit. The gaze direction detecting unit 110 and the visual target distance measuring unit 120 have the same configurations and operations as those in the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.
【００２４】撮像部２１０の構成例を図９に示す。図９
において、２１１は撮像素子、２１２は撮像光学系、２
１３は光学系焦点調節部、２１４は映像信号出力部であ
る。撮像素子２１１および撮像光学系２１２は、視線方
向を含む視野の広い範囲にわたって撮像するよう配置す
る。任意の距離に存在する視対象物２の実像を撮像素子
２１１に結像するため、視対象物距離計測部１２０から
の信号をもとに光学系焦点調節部２１３によって撮像光
学系２１２の焦点調節を行なう。映像信号出力部２１４
は、撮像素子２１１からの出力信号を映像信号に変換す
る。映像信号の一例を図１０に示す。図１０ａは位置Ａ
の視対象物に視線が向いている場合であり、図１０ｂは
位置Ｂの視対象物に視線が向いている場合である。いず
れの場合においても、視野は同じで、視線が向いている
方向に存在する視対象物に対して明瞭な画像となる。FIG. 9 shows an example of the configuration of the image pickup section 210. FIG.
, 211 is an image pickup device, 212 is an image pickup optical system,
Reference numeral 13 is an optical system focus adjustment unit, and 214 is a video signal output unit. The image pickup element 211 and the image pickup optical system 212 are arranged so as to pick up an image over a wide range of the visual field including the line-of-sight direction. In order to form a real image of the visual target 2 existing at an arbitrary distance on the image sensor 211, the optical system focus adjusting unit 213 adjusts the focus of the imaging optical system 212 based on the signal from the visual object distance measuring unit 120. Do. Video signal output unit 214
Converts the output signal from the image sensor 211 into a video signal. An example of the video signal is shown in FIG. Figure 10a shows position A
10b is a case where the line of sight is directed to the visual target of FIG. 10B, and FIG. 10b is a case where the line of sight is directed to the visual target at the position B. In either case, the field of view is the same, and a clear image is obtained for the visual target object existing in the direction in which the line of sight is facing.
【００２５】なお、視対象物距離計測部１２０のかわり
に、図１１に示す第３の実施例のようにしてもよい。図
１１において、２１５は焦点調節量演算部であり、視線
方向検知部１１０からの信号と映像信号出力部２１４か
ら分岐した信号とを入力し、視線方向に対応する画像の
位置におけるボケ量を極小にするためのカメラ光学系２
１２の制御信号を出力するものである。Instead of the visual object distance measuring unit 120, the third embodiment shown in FIG. 11 may be used. In FIG. 11, reference numeral 215 denotes a focus adjustment amount calculation unit, which receives a signal from the line-of-sight direction detection unit 110 and a signal branched from the video signal output unit 214 and minimizes the blur amount at the position of the image corresponding to the line-of-sight direction. Camera optical system 2 for
It outputs 12 control signals.
【００２６】表示部２２０の構成例を図１２に示す。２
２１は表示素子駆動部、２２２は表示素子、２２３は補
正レンズ系である。表示素子駆動部２２１は映像信号を
入力し、それをもとに表示素子２２２を駆動する。FIG. 12 shows a structural example of the display section 220. Two
Reference numeral 21 is a display element drive unit, 222 is a display element, and 223 is a correction lens system. The display element drive unit 221 inputs a video signal and drives the display element 222 based on the input video signal.
【００２７】補正レンズ系２２３は、表示素子２２２に
表示された画像の実像を網膜上に結像するために配置す
る。図１２に示すように、表示素子２２２と補正レンズ
系２２３との距離をＥ、眼軸長をＤとする。以下、説明
のため、眼球１の光学系および補正レンズ系２２３の光
学系をいずれも薄いレンズと仮定し、かつ両者が十分近
くにあると仮定すると、表示素子２２２の画像が網膜上
に結像するには、下記の（４）式を満足すればよい。The correction lens system 223 is arranged to form a real image of the image displayed on the display element 222 on the retina. As shown in FIG. 12, the distance between the display element 222 and the correction lens system 223 is E, and the axial length is D. Hereinafter, for the sake of explanation, assuming that the optical system of the eyeball 1 and the optical system of the correction lens system 223 are both thin lenses and that they are sufficiently close to each other, the image of the display element 222 is formed on the retina. To satisfy this, the following expression (4) should be satisfied.
【００２８】 （１／Ｅ）＋（１／Ｄ）＝（１／ｆｅ）＋（１／ｆｙ） ・・・・・ （４） ただし、ｆｅは眼球１の焦点距離であり、ｆｙは補正レ
ンズ系２２３の焦点距離である。第１の実施例で説明し
たように焦点距離ｆｅを眼光学的検査機器などで計測
し、それをもとに補正レンズ系２２３の焦点距離ｆｙを
決定する。(1 / E) + (1 / D) = (1 / fe) + (1 / fy) (4) where fe is the focal length of the eyeball 1 and fy is the correction lens. This is the focal length of the system 223. As described in the first embodiment, the focal length fe is measured by an ophthalmic optical inspection device or the like, and the focal length fy of the correction lens system 223 is determined based on the measurement.
【００２９】次に、本実施例の動作を図８をもとに説明
する。視線方向検知部１１０によって眼球１の向きを計
測することによって得られた視線方向に対応する信号を
もとに、その視線方向に存在する視対象物と眼球との距
離を視対象物距離計測部１２０により計測する。撮像部
２１０では明瞭に撮影された視対象物２を含む視野の画
像に対応する映像信号を出力する。表示部２２０では、
前記画像を補正レンズ系２２３により、網膜上に結像さ
せる。このようにしてもまた、視線方向に存在する視対
象物を明瞭な画像として見ることができる。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. Based on the signal corresponding to the line-of-sight direction obtained by measuring the direction of the eyeball 1 by the line-of-sight direction detection unit 110, the distance between the eye-object and the eyeball existing in the line-of-sight direction is measured by the line-of-sight object distance measurement unit. Measure with 120. The imaging unit 210 outputs a video signal corresponding to the image of the field of view including the clearly photographed object 2. In the display unit 220,
The image is formed on the retina by the correction lens system 223. Also in this case, the visual target existing in the line-of-sight direction can be seen as a clear image.
【００３０】第２の実施例では、撮像素子２１１の感度
次第で、極端に明るい光環境や、極端に暗い光環境にあ
る視対象物でも見ることができる。したがって、視力補
正の用途以外にも、アーク溶接などの作業、暗黒中の監
視用装置としても使用することができる。In the second embodiment, depending on the sensitivity of the image pickup device 211, it is possible to see even a visual object in an extremely bright light environment or an extremely dark light environment. Therefore, it can be used not only for the purpose of correcting visual acuity but also for work such as arc welding and as a monitoring device in the dark.
【００３１】第２の実施例では、視対象物距離計測部１
２０および撮像部２１０を、眼球に対して遠方に置いて
も動作に差し支えない。したがって、深海や超高空の遠
隔操作用のツールとしても使用することができる。In the second embodiment, the visual object distance measuring unit 1
The operation may be performed even if the 20 and the imaging unit 210 are placed far away from the eyeball. Therefore, it can also be used as a tool for remote control of deep sea and ultra high altitude.
【００３２】第２の実施例において、表示部２２０への
映像信号を変調したり、他の映像信号を重畳もしくは一
部置換したりすることにより、仮想的な現実世界を視覚
的につくりだすことができる。In the second embodiment, a virtual real world can be visually created by modulating a video signal to the display unit 220 or superimposing or partially replacing another video signal. it can.
【００３３】本実施例ではレンズの光学的条件を変化さ
せる方法として、レンズ群１５１を機械的に移動させる
可変焦点レンズ１５０について説明したが、レンズの焦
点を他の方法であってもよい。例えば、屈折力が外部か
らの制御信号によって変化する材料を用いてレンズを構
成してもよいし、光透過性を有する可塑性材料でレンズ
を成形し機械的圧力により焦点距離を変化させる構成で
もかまわない。また、多焦点レンズを機械的に移動させ
る方法、固定焦点レンズを光軸上で移動させるなど、他
の方法で光学的条件を変化させても同様な効果が得られ
る。In this embodiment, the variable focus lens 150 that mechanically moves the lens group 151 has been described as a method of changing the optical condition of the lens, but the focus of the lens may be another method. For example, the lens may be made of a material whose refractive power changes according to a control signal from the outside, or the lens may be made of a plastic material having optical transparency and the focal length may be changed by mechanical pressure. Absent. Also, the same effect can be obtained by changing the optical condition by another method such as a method of mechanically moving the multifocal lens or a method of moving the fixed focus lens on the optical axis.
【００３４】また、視線方向検知部１１０として赤外線
の角膜反射像をもとにした方法について説明したが、眼
球の方向を司る筋肉の電位を計測する方法や、誘導コイ
ル付のコンタクトレンズを装着して定方向から磁界を印
加することによって生じる誘導電流を計測する方法によ
っても、眼球の向き、すなわち視線方向を知ることがで
きる。Although the method based on the corneal reflection image of infrared rays has been described as the line-of-sight direction detecting section 110, a method of measuring the potential of the muscles controlling the direction of the eyeball or wearing a contact lens with an induction coil is attached. The direction of the eyeball, that is, the line-of-sight direction can also be known by a method of measuring an induced current generated by applying a magnetic field from a fixed direction.
【００３５】視対象物距離計測部１２０として超音波に
よる方法について説明したが、赤外線を視対象物に照射
して得た反射像をイメージセンサで計測する方法や、二
つの異なる位置からみた視対象物の計測する方法によっ
ても、距離を計測することができる。Although the method using ultrasonic waves has been described as the visual object distance measuring unit 120, a method of measuring a reflected image obtained by irradiating the visual object with infrared rays by an image sensor, or a visual object viewed from two different positions. The distance can also be measured by the method of measuring the object.
【００３６】光学的特性記憶部１３０では、例えば一対
の焦点、主点および結節点をそのまま記憶してもかまわ
ない。要するに、予め計測可能、かつ光学的条件演算部
１４０における眼球１とレンズ１５０との結像光学系と
しての演算ができればよい。The optical characteristic storage unit 130 may store, for example, a pair of focus, principal point and knot as they are. In short, it suffices that the measurement be possible in advance and the calculation as the imaging optical system of the eyeball 1 and the lens 150 in the optical condition calculation unit 140 be performed.
【００３７】光学的条件演算部１４０では、可変焦点レ
ンズ１５０が薄く（前主点と後主点が一致）、かつその
主点が眼球光学系に十分近接している場合について説明
したが、それ以外の場合についても、光学的に公知の演
算式により光学的条件を演算することが可能である。In the optical condition calculation unit 140, the case where the variable focus lens 150 is thin (the front principal point and the rear principal point coincide) and the principal point is sufficiently close to the eyeball optical system has been described. In other cases as well, it is possible to calculate the optical condition by an optically known calculation formula.
【００３８】ここで補正レンズ系２２３の一例について
述べる。人間の眼球の焦点調節機構において、リラック
スしているときの焦点距離はある程度決まっている。こ
のとき、０．６〜１．５ｍ遠方の視対象物が網膜上で結
像する。補正レンズ系２２３により、実際の距離Ｄに配
置された表示素子２２２の画像の虚像を０．６〜１．５
ｍ遠方につくることにより、疲れの少ない視力補正装置
とすることが可能である。An example of the correction lens system 223 will be described here. In the focus adjustment mechanism of the human eyeball, the focal length when relaxing is fixed to some extent. At this time, a visual target at a distance of 0.6 to 1.5 m is imaged on the retina. With the correction lens system 223, the virtual image of the image of the display element 222 disposed at the actual distance D is 0.6 to 1.5.
By making it at a distance of m, it is possible to make a vision correction device with less fatigue.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上のように本発明は、視線方向によら
ず焦点調節が可能な範囲を広げることができる。As described above, according to the present invention, the range in which the focus can be adjusted can be expanded regardless of the direction of the line of sight.
【図１】本発明の視力補正装置にかかる第１の実施例の
ブロック構成図FIG. 1 is a block configuration diagram of a first embodiment according to a vision correction device of the present invention.
【図２】本実施例の視線方向検知部の構成例を示す図FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a line-of-sight direction detection unit of the present embodiment.
【図３】本実施例の視対象物距離計測部の構成例を示す
図FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a visual object distance measuring unit according to the present embodiment.
【図４】本実施例の視対象物距離計測部の動作を示すタ
イムチャートFIG. 4 is a time chart showing the operation of the visual object distance measuring unit of the present embodiment.
【図５】本実施例の眼球における眼軸長、焦点距離、主
点の位置関係を示す図FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between an axial length, a focal length, and a principal point in the eyeball of the present embodiment.
【図６】本実施例の眼球と視対象物との位置関係を示す
図FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship between an eyeball and a visual target according to the present embodiment.
【図７】本実施例の可変焦点レンズのブロック構成図FIG. 7 is a block configuration diagram of a variable focus lens according to the present embodiment.
【図８】本発明の視力補正装置にかかる第２の実施例の
ブロック構成図FIG. 8 is a block configuration diagram of a second embodiment according to the visual acuity correction device of the present invention.
【図９】本実施例の撮像部の構成例を示す図FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of an image pickup unit of the present embodiment.
【図１０】(a),(b)は本実施例の映像信号出力部で変換
された映像信号の一例を示す図10A and 10B are diagrams showing an example of a video signal converted by a video signal output unit of the present embodiment.
【図１１】本発明の視力補正装置にかかる第３の実施例
のブロック構成図FIG. 11 is a block configuration diagram of a third embodiment according to the visual acuity correction device of the present invention.
【図１２】本実施例の表示部の構成を示す図FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a display unit of this embodiment.
１ 眼球 ２ 視対象物 １１０ 視線方向検知部 １２０ 視対象物距離計測部 １３０ 光学的特性記憶部 １４０ 光学的条件演算部 １５０ 可変焦点レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Eyeball 2 Visual target object 110 Gaze direction detection unit 120 Visual target object distance measurement unit 130 Optical characteristic storage unit 140 Optical condition calculation unit 150 Variable focus lens
Claims (2)
せることのできるレンズと、視線方向を検知する手段
と、前記視線方向に存在する視対象物と眼球との距離を
計測する手段と、前記視対象物の距離と、予め計測した
眼球の光学的特性とから視対象物の実像を網膜上に結像
させるために必要なレンズの光学的条件を演算する手段
を備え、前記演算結果をもとにレンズの光学的条件を変
化させることを特徴とする視力補正装置。1. A lens capable of changing optical conditions such as a focal length and a position, a means for detecting a line-of-sight direction, and a means for measuring a distance between a visual target existing in the line-of-sight direction and an eyeball. , A means for calculating the optical condition of the lens necessary for forming a real image of the visual target on the retina from the distance of the visual target and the optical characteristics of the eyeball measured in advance, the calculation result A visual acuity correction device characterized by changing the optical condition of the lens based on the above.
にある視対象物に対する画像を撮像する手段と、前記撮
像された画像を表示する手段と、前記表示された画像の
実像を網膜上に結像させる手段を備えることを特徴とす
る視力補正装置。2. A means for detecting a line-of-sight direction, a means for picking up an image of a visual object in the line-of-sight direction, a means for displaying the picked-up image, and a real image of the displayed image on a retina. A visual acuity correction device comprising means for forming an image on the eye.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18521095A JPH0928727A (en) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | Visual acuity correction device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18521095A JPH0928727A (en) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | Visual acuity correction device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0928727A true JPH0928727A (en) | 1997-02-04 |
Family
ID=16166803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18521095A Pending JPH0928727A (en) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | Visual acuity correction device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0928727A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002139714A (en) * | 2000-11-01 | 2002-05-17 | Menicon Co Ltd | Method of designing ocular lens and ocular lens obtained by using the same |
| WO2006057227A1 (en) * | 2004-11-26 | 2006-06-01 | Konica Minolta Photo Imaging, Inc. | Graphic display device |
| WO2016002296A1 (en) * | 2014-07-01 | 2016-01-07 | ソニー株式会社 | Optical control device and optical control method |
| WO2022030683A1 (en) * | 2020-08-07 | 2022-02-10 | 주식회사 에이아이포펫 | Portable retina measuring device, and ophthalmologic disease measuring system and ophthalmologic disease management method using portable terminal |
| KR20220018814A (en) * | 2020-08-07 | 2022-02-15 | 주식회사 에이아이포펫 | Protable device for measuring retian |
-
1995
- 1995-07-21 JP JP18521095A patent/JPH0928727A/en active Pending
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