JPH08286144A - 画像観察装置及びそれを用いた観察機器 - Google Patents
画像観察装置及びそれを用いた観察機器Info
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- JPH08286144A JPH08286144A JP7113571A JP11357195A JPH08286144A JP H08286144 A JPH08286144 A JP H08286144A JP 7113571 A JP7113571 A JP 7113571A JP 11357195 A JP11357195 A JP 11357195A JP H08286144 A JPH08286144 A JP H08286144A
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Landscapes
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- Telescopes (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡易な構成で観察者の眼が空間的に或る範囲
内にあればその視度を検出でき、その視度によって視度
調整を自動的に行い、殆どそのままの構成で視線検出機
能を付加できる画像観察装置及びこれを用いた観察機器
を得ること。 【構成】 画像表示手段が表示する画像を画像観察レン
ズが拡大して虚像を形成し、観察者に視認せしめる際、
第１の光源を該画像観察レンズの焦点面に等価の位置に
設置して、該レンズを通して観察者の眼球を照明し、該
画像観察レンズ、その焦点面に等価の位置に設置した開
口絞り、結像レンズ系を介して該眼球の像を画像検出素
子の上に結像し、照射角変更手段によって該第１の光源
の光学的位置を時間的に変化させ、第１の解析回路によ
ってそのとき該画像検出素子に得られる該観察者の瞳像
の光強度変化から観察者の視度情報を検出する。
内にあればその視度を検出でき、その視度によって視度
調整を自動的に行い、殆どそのままの構成で視線検出機
能を付加できる画像観察装置及びこれを用いた観察機器
を得ること。 【構成】 画像表示手段が表示する画像を画像観察レン
ズが拡大して虚像を形成し、観察者に視認せしめる際、
第１の光源を該画像観察レンズの焦点面に等価の位置に
設置して、該レンズを通して観察者の眼球を照明し、該
画像観察レンズ、その焦点面に等価の位置に設置した開
口絞り、結像レンズ系を介して該眼球の像を画像検出素
子の上に結像し、照射角変更手段によって該第１の光源
の光学的位置を時間的に変化させ、第１の解析回路によ
ってそのとき該画像検出素子に得られる該観察者の瞳像
の光強度変化から観察者の視度情報を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像観察装置及びそれ
を用いた観察機器に関し、特にカメラやビデオカメラ等
のファインダーやヘッドマウンテッドディスプレイ等に
好適なものである。
を用いた観察機器に関し、特にカメラやビデオカメラ等
のファインダーやヘッドマウンテッドディスプレイ等に
好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、カメラやビデオカメラのファイン
ダーの視度調整は固定のファインダーに視度補正レンズ
を付加して観察者の視度に合わせる方法や、可動のファ
インダーレンズを備え、該ファインダーレンズの位置を
動かして視度を合わせる方法などがあった。しかし、こ
のような方法は観察者が直接ファインダー像を確認しな
がら調整する必要があり、煩わしい作業であった。
ダーの視度調整は固定のファインダーに視度補正レンズ
を付加して観察者の視度に合わせる方法や、可動のファ
インダーレンズを備え、該ファインダーレンズの位置を
動かして視度を合わせる方法などがあった。しかし、こ
のような方法は観察者が直接ファインダー像を確認しな
がら調整する必要があり、煩わしい作業であった。
【０００３】特開昭63-206731 号公報にはこのような問
題を解決するために、図1 7 に示す自動で視度調整を行
うファインダーが開示されている。これは、カメラ内に
観察者の眼の屈折力を測定する眼屈折計を内蔵し、検出
した眼屈折力に応じてファインダーレンズの位置を調整
し、視度補正を行うものである。
題を解決するために、図1 7 に示す自動で視度調整を行
うファインダーが開示されている。これは、カメラ内に
観察者の眼の屈折力を測定する眼屈折計を内蔵し、検出
した眼屈折力に応じてファインダーレンズの位置を調整
し、視度補正を行うものである。
【０００４】これについて説明する。図中、119 は観察
者の眼球である。112 はファインダー系であり、ファイ
ンダーレンズ110 により撮影画像を観察する。114 は観
察者の眼屈折力を測定する眼屈折計である。眼屈折計11
4 は、光源P1の像を網膜上に投影する送光系116 と、網
膜120 上の光源像122 122 のピントを観察する受光系11
8 から構成されている。
者の眼球である。112 はファインダー系であり、ファイ
ンダーレンズ110 により撮影画像を観察する。114 は観
察者の眼屈折力を測定する眼屈折計である。眼屈折計11
4 は、光源P1の像を網膜上に投影する送光系116 と、網
膜120 上の光源像122 122 のピントを観察する受光系11
8 から構成されている。
【０００５】送光系116 はレンズ134 により光源P1から
の光束をファインダーレンズ110 のピント位置P2に結像
する。このとき、光路中に観察者の瞳124 と共役の位置
にスリット140 を設け、これを通して送光する。従って
観察者の瞳124 上にはスリット140 の像が結像される。
の光束をファインダーレンズ110 のピント位置P2に結像
する。このとき、光路中に観察者の瞳124 と共役の位置
にスリット140 を設け、これを通して送光する。従って
観察者の瞳124 上にはスリット140 の像が結像される。
【０００６】受光系118 は、ファインダーレンズ110 に
より得られる網膜上の光源像122 の像P3をスリット158
の２つの開口部154 、156 156 を通してレンズ150 、15
2 によりラインセンサー164 上に瞳分割して結像し、２
つの光源像P4、P5を形成している。これはカメラのオー
トフォーカスに用いる方式と同様で、２つの像P4、P5の
間隔を像間距離演算部170 で検出することによりP3（つ
まり網膜上の像）のピントの状態を検出する。この情報
に基づきファインダー制御部126 はループ移動部128 に
よりレンズ110 を駆動し、視度調整を行う。スリット15
4 、156 は観察者の瞳と共役の位置に設けており、スリ
ット140 と共に観察者の瞳を分割する（144 、160 、16
2 ）ように構成されている。
より得られる網膜上の光源像122 の像P3をスリット158
の２つの開口部154 、156 156 を通してレンズ150 、15
2 によりラインセンサー164 上に瞳分割して結像し、２
つの光源像P4、P5を形成している。これはカメラのオー
トフォーカスに用いる方式と同様で、２つの像P4、P5の
間隔を像間距離演算部170 で検出することによりP3（つ
まり網膜上の像）のピントの状態を検出する。この情報
に基づきファインダー制御部126 はループ移動部128 に
よりレンズ110 を駆動し、視度調整を行う。スリット15
4 、156 は観察者の瞳と共役の位置に設けており、スリ
ット140 と共に観察者の瞳を分割する（144 、160 、16
2 ）ように構成されている。
【０００７】ファインダー系、送光系、受光系の光路は
ハーフミラー138 、148 およびミラー136 で構成されて
いる。
ハーフミラー138 、148 およびミラー136 で構成されて
いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな所謂眼屈折計においては、瞳分割を行って網膜上の
像を観察するために、眼屈折力の測定が可能となる瞳の
位置が眼屈折系のスリットにより一義的に定ってしま
い、観察者はある特定の位置に眼を固定しなければなら
ない問題がある。
うな所謂眼屈折計においては、瞳分割を行って網膜上の
像を観察するために、眼屈折力の測定が可能となる瞳の
位置が眼屈折系のスリットにより一義的に定ってしま
い、観察者はある特定の位置に眼を固定しなければなら
ない問題がある。
【０００９】さらに送光系と受光系のスリットの像位置
を眼の瞳上に正確に形成する必要があり、構成が複雑に
なる問題もあった。
を眼の瞳上に正確に形成する必要があり、構成が複雑に
なる問題もあった。
【００１０】また、眼の視度を網膜上の像により検出し
ているので、更に観察者の視線方向を検出する機能を付
加するためには新たに視線検出のための光学系が必要と
なり、装置がさらに大きく複雑になってしまうという欠
点もあった。
ているので、更に観察者の視線方向を検出する機能を付
加するためには新たに視線検出のための光学系が必要と
なり、装置がさらに大きく複雑になってしまうという欠
点もあった。
【００１１】本発明は、画像表示手段に表示した画像を
観察する際に、適切に設定した眼屈折計からの信号を用
いて観察者がその都度視度調節をしなくても自動的に視
度調節ができ、常に良好なる状態で画像の観察ができる
画像観察装置及びそれを用いた観察機器の提供を目的と
する。
観察する際に、適切に設定した眼屈折計からの信号を用
いて観察者がその都度視度調節をしなくても自動的に視
度調節ができ、常に良好なる状態で画像の観察ができる
画像観察装置及びそれを用いた観察機器の提供を目的と
する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の画像観察装置
は、（１−１） 画像表示手段が表示する画像を画像観
察レンズが拡大して虚像を形成し、観察者に視認せしめ
る際、第１の光源を該画像観察レンズの焦点面に等価の
位置に設置して、該レンズを通して観察者の眼球を照明
し、該画像観察レンズの焦点面に等価の位置に設置した
開口絞り、結像レンズ系を介して該眼球の像を画像検出
素子の上に結像し、照射角変更手段によって該第１の光
源の光学的位置を時間的に変化させ、第１の解析回路に
よってそのとき該画像検出素子に得られる該観察者の瞳
像の光強度変化から観察者の視度情報を検出すること等
を特徴としている。
は、（１−１） 画像表示手段が表示する画像を画像観
察レンズが拡大して虚像を形成し、観察者に視認せしめ
る際、第１の光源を該画像観察レンズの焦点面に等価の
位置に設置して、該レンズを通して観察者の眼球を照明
し、該画像観察レンズの焦点面に等価の位置に設置した
開口絞り、結像レンズ系を介して該眼球の像を画像検出
素子の上に結像し、照射角変更手段によって該第１の光
源の光学的位置を時間的に変化させ、第１の解析回路に
よってそのとき該画像検出素子に得られる該観察者の瞳
像の光強度変化から観察者の視度情報を検出すること等
を特徴としている。
【００１３】特に、（１−１−１） 前記瞳像を複数の
領域に分割して、夫々の領域内の光強度変化から前記観
察者の視度情報を検出する。（１−１−２） 前記第１
の光源は赤外光源であり、前記画像観察レンズと前記画
像表示手段との間に第１の光反射手段を設けている。
（１−１−３） 前記視度情報に基づき視度調整手段が
前記画像表示手段を該観察者の視度に適合する位置へ移
動して視度調整を行う。（１−１−４） 前記第１の光
源を所定の位置に設定し、第２の解析回路によりそのと
き前記画像検出素子に得られる前記観察者の眼球の像か
ら該観察者の視線方向を検出する。（１−１−５） 前
記照射角変更手段により前記第１の光源の光学的位置を
変化させているときに前記観察者の視度情報を検出し、
該第１の光源が静止しているときに該観察者の視線情報
を検出する。（１−１−６） 前記画像検出素子に得ら
れる前記観察者の眼球の像の瞳孔と前記第１の光源の角
膜反射像の相対位置から該観察者の視線情報を検出す
る。（１−１−７） 複数の第２の光源により前記観察
者の眼球を前方下方又は前方上方より照明し、第２の解
析回路によりそのとき前記画像検出素子に得られる前記
観察者の眼球の像から該観察者の視線方向を検出する。
（１−１−８） 前記画像検出素子に得られる前記観察
者の眼球の像の瞳孔と前記第２の光源の角膜反射像の相
対位置から該観察者の視線情報を検出する。こと等を特
徴としている。
領域に分割して、夫々の領域内の光強度変化から前記観
察者の視度情報を検出する。（１−１−２） 前記第１
の光源は赤外光源であり、前記画像観察レンズと前記画
像表示手段との間に第１の光反射手段を設けている。
（１−１−３） 前記視度情報に基づき視度調整手段が
前記画像表示手段を該観察者の視度に適合する位置へ移
動して視度調整を行う。（１−１−４） 前記第１の光
源を所定の位置に設定し、第２の解析回路によりそのと
き前記画像検出素子に得られる前記観察者の眼球の像か
ら該観察者の視線方向を検出する。（１−１−５） 前
記照射角変更手段により前記第１の光源の光学的位置を
変化させているときに前記観察者の視度情報を検出し、
該第１の光源が静止しているときに該観察者の視線情報
を検出する。（１−１−６） 前記画像検出素子に得ら
れる前記観察者の眼球の像の瞳孔と前記第１の光源の角
膜反射像の相対位置から該観察者の視線情報を検出す
る。（１−１−７） 複数の第２の光源により前記観察
者の眼球を前方下方又は前方上方より照明し、第２の解
析回路によりそのとき前記画像検出素子に得られる前記
観察者の眼球の像から該観察者の視線方向を検出する。
（１−１−８） 前記画像検出素子に得られる前記観察
者の眼球の像の瞳孔と前記第２の光源の角膜反射像の相
対位置から該観察者の視線情報を検出する。こと等を特
徴としている。
【００１４】更に、（１−２） 画像表示手段に表示し
た画像を画像観察レンズを介して拡大した虚像として観
察する際、該画像観察レンズの焦点面に第１の光源を設
け、該第１の光源からの光束で観察者の眼球を照射方向
を種々と変えて照明したとき、該眼球の像を該画像観察
レンズの焦点面に設けた絞りを介して結像レンズ系によ
り画像検出素子上に形成し、該画像検出素子上の瞳像か
らの信号を用いて画像解析回路により該観察者の視度情
報を検出していること等を特徴としている。
た画像を画像観察レンズを介して拡大した虚像として観
察する際、該画像観察レンズの焦点面に第１の光源を設
け、該第１の光源からの光束で観察者の眼球を照射方向
を種々と変えて照明したとき、該眼球の像を該画像観察
レンズの焦点面に設けた絞りを介して結像レンズ系によ
り画像検出素子上に形成し、該画像検出素子上の瞳像か
らの信号を用いて画像解析回路により該観察者の視度情
報を検出していること等を特徴としている。
【００１５】特に、（１−２−１） 前記第１の光源と
絞りはいずれも前記画像表示手段と前記画像観察レンズ
との間に配置した第1 の光反射手段を介して該画像観察
レンズの焦点面に設けられている。（１−２−２） 前
記画像解析回路からの信号に基づいて視度調整手段によ
り前記画像表示手段の表示面を光軸方向に移動させて視
度調節している。（１−２−３） 前記観察者の眼球を
照明する第２の光源を設け、該第２の光源の眼球からの
反射光に基づく該第２の光源の像を前記画像検出素子で
検出し、該画像検出素子からの信号を用いて該観察者の
視線情報を検出している。（１−２−４） 前記第１の
光源からの光束で前記観察者の眼球を照射方向を一定に
して照明しているときに、眼球からの反射光に基づく該
第１の光源の像を前記画像検出素子で検出し、該画像検
出素子からの信号を用いて該観察者の視線情報を検出し
ている。こと等を特徴としている。
絞りはいずれも前記画像表示手段と前記画像観察レンズ
との間に配置した第1 の光反射手段を介して該画像観察
レンズの焦点面に設けられている。（１−２−２） 前
記画像解析回路からの信号に基づいて視度調整手段によ
り前記画像表示手段の表示面を光軸方向に移動させて視
度調節している。（１−２−３） 前記観察者の眼球を
照明する第２の光源を設け、該第２の光源の眼球からの
反射光に基づく該第２の光源の像を前記画像検出素子で
検出し、該画像検出素子からの信号を用いて該観察者の
視線情報を検出している。（１−２−４） 前記第１の
光源からの光束で前記観察者の眼球を照射方向を一定に
して照明しているときに、眼球からの反射光に基づく該
第１の光源の像を前記画像検出素子で検出し、該画像検
出素子からの信号を用いて該観察者の視線情報を検出し
ている。こと等を特徴としている。
【００１６】又、本発明の観察機器は、（１−３）
（１−１）〜（１−２−４）のいずれか１項に記載の画
像観察装置を有すること等を特徴としている。
（１−１）〜（１−２−４）のいずれか１項に記載の画
像観察装置を有すること等を特徴としている。
【００１７】
【実施例】図1 は本発明の実施例1 の要部概略図であ
る。図中、1 は観察者の眼で、12は網膜、13は虹彩、14
は角膜である。2 は画像を観察する画像観察系であり、
画像観察レンズ21、液晶表示素子などの画像表示素子22
などで構成している。31は第1 の光反射手段であり、そ
の一方の面31a には赤外光を反射するダイクロイックミ
ラーが着いており、視度を検出する赤外光のみを反射す
る。
る。図中、1 は観察者の眼で、12は網膜、13は虹彩、14
は角膜である。2 は画像を観察する画像観察系であり、
画像観察レンズ21、液晶表示素子などの画像表示素子22
などで構成している。31は第1 の光反射手段であり、そ
の一方の面31a には赤外光を反射するダイクロイックミ
ラーが着いており、視度を検出する赤外光のみを反射す
る。
【００１８】P1はIREDなどの第1 の光源であり、赤外光
を放射する。32は第2 の光反射手段であり、赤外光のハ
ーフミラーが着いており、第1 の光源P1からの光を反射
して観察者の眼の方向へ向ける。33は眼から視度検出光
学系へ入射する受光光束を制限する開口絞り、34は観察
者の眼球の像を結像するための結像レンズ系、35は画像
検出素子であり、例えば CCD等のエリアセンサーであ
り、観察者の眼球の像を取り込む。そして、光源P1と開
口絞り33は観察レンズ21の焦点面にそれぞれ位置してい
る。尚、本実施例では、観察レンズ21を単レンズとして
示しているが、普通は複数枚のレンズで構成される。こ
の時、光反射手段31を挟み込むように各レンズを配置し
てもよい。そして本発明では、この時、光反射手段31の
前方に位置するレンズを観察レンズとし、光反射手段31
と画像表示素子22の間に設置するレンズは付加レンズと
称することにする。
を放射する。32は第2 の光反射手段であり、赤外光のハ
ーフミラーが着いており、第1 の光源P1からの光を反射
して観察者の眼の方向へ向ける。33は眼から視度検出光
学系へ入射する受光光束を制限する開口絞り、34は観察
者の眼球の像を結像するための結像レンズ系、35は画像
検出素子であり、例えば CCD等のエリアセンサーであ
り、観察者の眼球の像を取り込む。そして、光源P1と開
口絞り33は観察レンズ21の焦点面にそれぞれ位置してい
る。尚、本実施例では、観察レンズ21を単レンズとして
示しているが、普通は複数枚のレンズで構成される。こ
の時、光反射手段31を挟み込むように各レンズを配置し
てもよい。そして本発明では、この時、光反射手段31の
前方に位置するレンズを観察レンズとし、光反射手段31
と画像表示素子22の間に設置するレンズは付加レンズと
称することにする。
【００１９】36は画像解析回路であり、その中の第1 の
解析回路は画像検出素子35に得られる眼球の像に基づき
観察者の視度を検出し、又その他の回路は第1 の光源P1
や後記のアクチュエーター等を制御する。37は第1 のア
クチュエーター（照射角変更手段）であり、投光光の方
向を変える為に光源P1を光軸と垂直な方向に振動させ
る。38は第2 のアクチュエーター（視度調整手段）であ
り、画像解析回路36からの信号に基づき画像表示素子22
を観察者の視度に適合する位置に移動させる。
解析回路は画像検出素子35に得られる眼球の像に基づき
観察者の視度を検出し、又その他の回路は第1 の光源P1
や後記のアクチュエーター等を制御する。37は第1 のア
クチュエーター（照射角変更手段）であり、投光光の方
向を変える為に光源P1を光軸と垂直な方向に振動させ
る。38は第2 のアクチュエーター（視度調整手段）であ
り、画像解析回路36からの信号に基づき画像表示素子22
を観察者の視度に適合する位置に移動させる。
【００２０】なお、画像観察レンズ21、第1 の光反射手
段31、第2 の光反射手段32、開口絞り33、結像レンズ系
34等は視度検出光学系3 の一要素を構成している。
段31、第2 の光反射手段32、開口絞り33、結像レンズ系
34等は視度検出光学系3 の一要素を構成している。
【００２１】図2 は視度検出光学系3 の投光系の要部を
展開した説明図である。図2(A)は第1 の光源P1が光軸上
にあるときの光路である。第1 の光源P1は画像観察レン
ズ21の焦点に等価の位置にあり、光源P10 から発した光
は画像観察レンズ21を通って平行光で観察者の眼1 を照
明し、観察者の眼1 にはいり、瞳を通って網膜12上に結
像し、点P20 に光源の像を形成する。このとき第1 の光
源P1から発する光は赤外光なで、観察者には光源像を認
識できない。
展開した説明図である。図2(A)は第1 の光源P1が光軸上
にあるときの光路である。第1 の光源P1は画像観察レン
ズ21の焦点に等価の位置にあり、光源P10 から発した光
は画像観察レンズ21を通って平行光で観察者の眼1 を照
明し、観察者の眼1 にはいり、瞳を通って網膜12上に結
像し、点P20 に光源の像を形成する。このとき第1 の光
源P1から発する光は赤外光なで、観察者には光源像を認
識できない。
【００２２】図2(B)に示すように第1 の光源P1が第1 の
アクチュエーター37により画像観察レンズ21（焦点距離
はfF）の焦平面上をΔx 移動してP11 の位置に移ると観
察者を照明する光束は、眼の軸に対して： θ=tan (Δx/fF) だけ傾いて入射する。そして眼の網膜12上では点P20 と
はΔx'ずれた位置P21 に光源像が形成される。第1 のア
クチュエーター37により第1 の光源P1を連続的に移動さ
せることにより、観察者の網膜12上を光源像が連続的に
スキャンする。
アクチュエーター37により画像観察レンズ21（焦点距離
はfF）の焦平面上をΔx 移動してP11 の位置に移ると観
察者を照明する光束は、眼の軸に対して： θ=tan (Δx/fF) だけ傾いて入射する。そして眼の網膜12上では点P20 と
はΔx'ずれた位置P21 に光源像が形成される。第1 のア
クチュエーター37により第1 の光源P1を連続的に移動さ
せることにより、観察者の網膜12上を光源像が連続的に
スキャンする。
【００２３】次に図3 〜8 を用いて視度検出光学系3 の
受光系の動作を説明する。
受光系の動作を説明する。
【００２４】図3 (A1),(B1),(C1)は観察者の眼が正常眼
の場合に網膜12上を光源像がスキャンした場合の受光光
を表したものである。開口絞り33は画像観察レンズ21の
焦点面に等価の位置に設置している。そして図3(A3),(B
3),(C3) に示すように画像観察レンズ21と結像レンズ系
34により観察者の眼球の像が画像検出素子35上に形成さ
れる。
の場合に網膜12上を光源像がスキャンした場合の受光光
を表したものである。開口絞り33は画像観察レンズ21の
焦点面に等価の位置に設置している。そして図3(A3),(B
3),(C3) に示すように画像観察レンズ21と結像レンズ系
34により観察者の眼球の像が画像検出素子35上に形成さ
れる。
【００２５】なお、図3(A2),(B2),(C2) は夫々開口絞り
33から画像検出素子35の間の光束の状態を拡大図示する
ものである。
33から画像検出素子35の間の光束の状態を拡大図示する
ものである。
【００２６】図3(A)は網膜12上の光源像が光軸上の点P2
0 にある場合で網膜12上の点P20 から発し瞳からでた光
は画像観察レンズ21により開口絞り33上に集光し結像レ
ンズ系34を通って画像検出素子35に至る。これにより網
膜12上にできた光源像の点P20 から発した光は、図3(A
3) に表すように画像検出素子35上にできる瞳の像の内
部を均一に照明する。
0 にある場合で網膜12上の点P20 から発し瞳からでた光
は画像観察レンズ21により開口絞り33上に集光し結像レ
ンズ系34を通って画像検出素子35に至る。これにより網
膜12上にできた光源像の点P20 から発した光は、図3(A
3) に表すように画像検出素子35上にできる瞳の像の内
部を均一に照明する。
【００２７】網膜12上の光源像が網膜12上をスキャンす
ると開口絞り33上の集光点P3は開口絞り33上を移動し
て、例えば点P31,P32 と移動し、集光点P3と開口絞り33
の開口部の位置関係により瞳内全体の強度が同時に変化
する（図3(B3)、(C3)）。
ると開口絞り33上の集光点P3は開口絞り33上を移動し
て、例えば点P31,P32 と移動し、集光点P3と開口絞り33
の開口部の位置関係により瞳内全体の強度が同時に変化
する（図3(B3)、(C3)）。
【００２８】図4 は観察者の眼が近視眼の場合に網膜12
上を光源像がスキャンした場合の受光光を表したもので
ある。この場合は網膜12上の照射部分の一点からの光束
の集光点P3は開口絞り33よりも画像観察レンズ21側にで
き、発散光束として開口絞り33、結像レンズ系34を通っ
て画像検出素子35上の瞳像内を照明する( 図4(A1))。こ
のような状態ではスキャンによって集光点P3がP31,P32
と移動すると開口絞り33においては光束の一部が遮光さ
れ、残りの一部が通過する状態となる（図4(B1)、(C1))
。これにより画像検出素子35における瞳像内部の光強
度は光束が遮光される側から弱くなる（図4 (B3),(C
3))。集光点を反対側に移動したときは、画像検出素子3
5における瞳像内部の強度は瞳内の反対側から弱くな
る。
上を光源像がスキャンした場合の受光光を表したもので
ある。この場合は網膜12上の照射部分の一点からの光束
の集光点P3は開口絞り33よりも画像観察レンズ21側にで
き、発散光束として開口絞り33、結像レンズ系34を通っ
て画像検出素子35上の瞳像内を照明する( 図4(A1))。こ
のような状態ではスキャンによって集光点P3がP31,P32
と移動すると開口絞り33においては光束の一部が遮光さ
れ、残りの一部が通過する状態となる（図4(B1)、(C1))
。これにより画像検出素子35における瞳像内部の光強
度は光束が遮光される側から弱くなる（図4 (B3),(C
3))。集光点を反対側に移動したときは、画像検出素子3
5における瞳像内部の強度は瞳内の反対側から弱くな
る。
【００２９】図5 は観察者の眼が遠視眼の場合に網膜12
上を光源像がスキャンした場合の受光光を表したもので
ある。この場合は網膜12上の照射部分の一点からの光束
の集光点P3は開口絞り33より画像検出素子35側にでき、
集光光束として開口絞り33、結像レンズ系34を通って画
像検出素子35上の瞳像内を照明する（図5(A1))。この場
合もスキャンによって集光点P3がP31,P32 と移動すると
近視眼のときと同様に画像検出素子35上の瞳内の強度
は、光束が遮光される側が弱くなる（図5(B1),(C1)) 。
ただし、網膜12上の光源像の移動方向と瞳内の強度が弱
くなる方向は近視の場合と逆になる。
上を光源像がスキャンした場合の受光光を表したもので
ある。この場合は網膜12上の照射部分の一点からの光束
の集光点P3は開口絞り33より画像検出素子35側にでき、
集光光束として開口絞り33、結像レンズ系34を通って画
像検出素子35上の瞳像内を照明する（図5(A1))。この場
合もスキャンによって集光点P3がP31,P32 と移動すると
近視眼のときと同様に画像検出素子35上の瞳内の強度
は、光束が遮光される側が弱くなる（図5(B1),(C1)) 。
ただし、網膜12上の光源像の移動方向と瞳内の強度が弱
くなる方向は近視の場合と逆になる。
【００３０】本実施例においては図6 に示すように画像
検出素子35上に得られる観察者の瞳を2 つの領域EA,EB
に分割し、領域EAと領域EBの光強度の時間的変化を夫々
検出する。このとき領域の設定は、画像検出素子35上の
観察者の瞳孔と虹彩のエッジを検出して瞳の範囲を抽出
し、検出する領域を設定する。
検出素子35上に得られる観察者の瞳を2 つの領域EA,EB
に分割し、領域EAと領域EBの光強度の時間的変化を夫々
検出する。このとき領域の設定は、画像検出素子35上の
観察者の瞳孔と虹彩のエッジを検出して瞳の範囲を抽出
し、検出する領域を設定する。
【００３１】正常な眼の場合は図7 (A) に示すように，
2 つの領域EA,EB の光強度変化IA,IB は光源のスキャン
S と同期して変化し、光強度変化IAと光強度変化IBとの
間にはずれは無い。
2 つの領域EA,EB の光強度変化IA,IB は光源のスキャン
S と同期して変化し、光強度変化IAと光強度変化IBとの
間にはずれは無い。
【００３２】一方、近視眼、遠視眼の場合は図7 (B),
(C) に示すように2 つの領域EA,EB の光強度変化IA,IB
は光源のスキャンS に対して夫々位相がずれ、相互の間
には位相差δB 或はδC が生じる。
(C) に示すように2 つの領域EA,EB の光強度変化IA,IB
は光源のスキャンS に対して夫々位相がずれ、相互の間
には位相差δB 或はδC が生じる。
【００３３】観察者の視度が正常値からずれているほど
この位相差δが大きくなるので、2つの強度変化の位相
の差δより観察者の視度を検出することができる。そし
て観察者の視度が近視であるか遠視であるかは2 つの領
域EA,EB の光強度変化IA,IBでどちらの領域の位相が光
源のスキャンに対して進んでいるか（または、遅れてい
るか）によって検出する。
この位相差δが大きくなるので、2つの強度変化の位相
の差δより観察者の視度を検出することができる。そし
て観察者の視度が近視であるか遠視であるかは2 つの領
域EA,EB の光強度変化IA,IBでどちらの領域の位相が光
源のスキャンに対して進んでいるか（または、遅れてい
るか）によって検出する。
【００３４】画像検出素子35に得られる眼球の瞳像には
視度を検出するための網膜12からの反射光のほかに、第
1 の光源P1の角膜表面からの反射光も入射する。この反
射光の強度は網膜12反射の光の強度よりも大きいので、
図8 に示すようにこの反射光が画像検出素子35上に結像
する領域ECを除外して2 つの領域EA,EB を設定し、この
反射光の影響を除外する。
視度を検出するための網膜12からの反射光のほかに、第
1 の光源P1の角膜表面からの反射光も入射する。この反
射光の強度は網膜12反射の光の強度よりも大きいので、
図8 に示すようにこの反射光が画像検出素子35上に結像
する領域ECを除外して2 つの領域EA,EB を設定し、この
反射光の影響を除外する。
【００３５】画像解析回路36中の第1 の解析回路は画像
検出素子35上に形成された瞳像の2 つの領域EA,EB ほ光
強度変化のデータから観察者の視度を検出し、第2 のア
クチュエーター38へ信号を出力し、第2 のアクチュエー
ター38は画像表示素子22を観察者の視度に適合する位置
へ移動して視度調整を行う。
検出素子35上に形成された瞳像の2 つの領域EA,EB ほ光
強度変化のデータから観察者の視度を検出し、第2 のア
クチュエーター38へ信号を出力し、第2 のアクチュエー
ター38は画像表示素子22を観察者の視度に適合する位置
へ移動して視度調整を行う。
【００３６】本実施例の構成であれば、図9 に示すよう
に光源P1のスキャンにより投光光がオーバーラップする
領域Ａに観察者の瞳があれば、上記の視度検出信号が常
に得られ、視度を検出できる。従って本実施例によれば
従来の自動視度検出装置のように装置に対して特定の位
置に眼を固定しなくても良く、従来のものよりも広い範
囲に眼の位置が分布しても視度検出が出来、自動視度調
整を達成できる。
に光源P1のスキャンにより投光光がオーバーラップする
領域Ａに観察者の瞳があれば、上記の視度検出信号が常
に得られ、視度を検出できる。従って本実施例によれば
従来の自動視度検出装置のように装置に対して特定の位
置に眼を固定しなくても良く、従来のものよりも広い範
囲に眼の位置が分布しても視度検出が出来、自動視度調
整を達成できる。
【００３７】又、本実施例では第1 のアクチュエーター
を停止させて、第1 の光源P1を所定の位置に静止させ、
この時画像検出素子35に得られる観察者の眼球の瞳像と
第1の光源P1の角膜表面での反射像との相対的関係から
観察者の視線方向の検出ができる。
を停止させて、第1 の光源P1を所定の位置に静止させ、
この時画像検出素子35に得られる観察者の眼球の瞳像と
第1の光源P1の角膜表面での反射像との相対的関係から
観察者の視線方向の検出ができる。
【００３８】図10は、本発明の実施例2 の要部概略図で
ある。本実施例は実施例1 の観察者の視度を検出する機
能に加えて、観察者の視線の方向を検出する機能を附加
したものである。
ある。本実施例は実施例1 の観察者の視度を検出する機
能に加えて、観察者の視線の方向を検出する機能を附加
したものである。
【００３９】図中、42a,42b は第2 の光源であり、少な
くとも2 つのIRED等で構成し観察者の眼を観察者の眼の
前方下方または前方上方から赤外光で照明する。36は画
像解析回路であり、その中の第1 の解析回路は画像検出
素子35からの画像信号に基づき観察者の視度を検出し、
その中の第2 の解析回路は画像検出素子35からの画像信
号に基づき観察者の視線方向を検出し、その中のその他
の回路は第1 の光源P1，第2 の光源42、２つのアクチュ
エーター37、38 等を制御する。41は装置制御回路であ
り、画像解析回路36から得られる視線情報に基づきビデ
オカメラや銀塩カメラなどの装置を操作する。
くとも2 つのIRED等で構成し観察者の眼を観察者の眼の
前方下方または前方上方から赤外光で照明する。36は画
像解析回路であり、その中の第1 の解析回路は画像検出
素子35からの画像信号に基づき観察者の視度を検出し、
その中の第2 の解析回路は画像検出素子35からの画像信
号に基づき観察者の視線方向を検出し、その中のその他
の回路は第1 の光源P1，第2 の光源42、２つのアクチュ
エーター37、38 等を制御する。41は装置制御回路であ
り、画像解析回路36から得られる視線情報に基づきビデ
オカメラや銀塩カメラなどの装置を操作する。
【００４０】その他の構成においては実施例1 と同じで
あり、それらには同じ符号を付してある。
あり、それらには同じ符号を付してある。
【００４１】本実施例の視線検出は、第2 の光源42で観
察者の眼球1 を照明したとき画像検出素子35に得られる
観察者の眼球の像に基づいており、眼を照明する光源を
第1の光源P1から第2 の光源42に切り替えることによ
り、画像検出素子35上には図11に示すような観察者の眼
の像が得られる。
察者の眼球1 を照明したとき画像検出素子35に得られる
観察者の眼球の像に基づいており、眼を照明する光源を
第1の光源P1から第2 の光源42に切り替えることによ
り、画像検出素子35上には図11に示すような観察者の眼
の像が得られる。
【００４２】図中、51は虹彩の像、52は瞳孔、53、54は
第2 の光源42a ，42b の角膜反射像である。
第2 の光源42a ，42b の角膜反射像である。
【００４３】画像解析回路36中の第2 の解析回路は本出
願人が特開平3-109029号公報に開示している方法により
この画像から観察者の視線方向を検出する。
願人が特開平3-109029号公報に開示している方法により
この画像から観察者の視線方向を検出する。
【００４４】図12は本実施例の視度の検出と視線の検出
の切り替えアルゴリズムである。これについて説明す
る。 step 1：装置の電源をONにする。第2 の光源42が点灯し
画像検出素子35で眼球の画像を取り込む。 step 2：画像検出素子35上の画像により観察者の視線方
向を検出し、観察者が画像表示素子22に表示された画像
を観察しているか否かを判定する。観察していればstep
3へ進み、観察していなければ、観察を開始するまで待
機する。 step 3：第2 の光源42を消灯し、第1 の光源P1を点灯す
る。 step 4：第1 のアクチュエーター37を駆動し第1 の光源
P1を振動する。 step 5：視度の検出を行う。 step 6：観察者の視度の検出が完了すると、第2 のアク
チュエーター38を駆動して画像表示素子22を観察者の視
度に適合する位置に移動して視度調整を行う。 step 7：第1 のアクチュエーター37を停止する（光源振
動を終わる）。 step 8：第1 の光源P1を消灯する。 step 9：第2 の光源42を点灯する。 step10：視線方向を検出する状態に移行する。
の切り替えアルゴリズムである。これについて説明す
る。 step 1：装置の電源をONにする。第2 の光源42が点灯し
画像検出素子35で眼球の画像を取り込む。 step 2：画像検出素子35上の画像により観察者の視線方
向を検出し、観察者が画像表示素子22に表示された画像
を観察しているか否かを判定する。観察していればstep
3へ進み、観察していなければ、観察を開始するまで待
機する。 step 3：第2 の光源42を消灯し、第1 の光源P1を点灯す
る。 step 4：第1 のアクチュエーター37を駆動し第1 の光源
P1を振動する。 step 5：視度の検出を行う。 step 6：観察者の視度の検出が完了すると、第2 のアク
チュエーター38を駆動して画像表示素子22を観察者の視
度に適合する位置に移動して視度調整を行う。 step 7：第1 のアクチュエーター37を停止する（光源振
動を終わる）。 step 8：第1 の光源P1を消灯する。 step 9：第2 の光源42を点灯する。 step10：視線方向を検出する状態に移行する。
【００４５】これは装置を起動した際の制御の例である
が、装置を使用中に眼を離して、視線検出が不能となる
と、step 2の状態になって観察者が観察しているか否か
を判定し、観察者が再度観察を始めるとstep 3以降を実
行するようにして、随時視度調整を行うようにしても良
いし、視度調整を行うスイッチを設け、そのスイッチを
入れるとその都度視度調整をするようにしてもよい。
が、装置を使用中に眼を離して、視線検出が不能となる
と、step 2の状態になって観察者が観察しているか否か
を判定し、観察者が再度観察を始めるとstep 3以降を実
行するようにして、随時視度調整を行うようにしても良
いし、視度調整を行うスイッチを設け、そのスイッチを
入れるとその都度視度調整をするようにしてもよい。
【００４６】本実施例によれば観察者は画像観察装置を
覗くだけで自動的に視度調節が実行されると共に、画像
観察中に観察者の視線を検出することにより、例えば画
像の注視部分を拡大するとか、或は注視部分に対応して
色々な動作を実行するとか、多様な動作を行うことがで
きる。
覗くだけで自動的に視度調節が実行されると共に、画像
観察中に観察者の視線を検出することにより、例えば画
像の注視部分を拡大するとか、或は注視部分に対応して
色々な動作を実行するとか、多様な動作を行うことがで
きる。
【００４７】又、本実施例では第1 の光源P1と第2 の光
源42を設けたが、第1 の光源P1だけで視度調整と視線検
出を行うようにしても良く、このときは第1 のアクチュ
エーター37の駆動、停止の制御だけで視度検出と視線方
向の検出と切り替えることになる。
源42を設けたが、第1 の光源P1だけで視度調整と視線検
出を行うようにしても良く、このときは第1 のアクチュ
エーター37の駆動、停止の制御だけで視度検出と視線方
向の検出と切り替えることになる。
【００４８】図13は本発明の実施例3 の要部概略図であ
る。本実施例が実施例1 と異なる点は観察者の眼を照明
する第1 の光源P1を振動する機構をこれまでの実施例の
ように光源を振動するのではなく光学素子によって振動
するようにした点と画像観察レンズ21と画像表示素子22
との間に更にレンズを設けた点である。その他の構成は
同じである。
る。本実施例が実施例1 と異なる点は観察者の眼を照明
する第1 の光源P1を振動する機構をこれまでの実施例の
ように光源を振動するのではなく光学素子によって振動
するようにした点と画像観察レンズ21と画像表示素子22
との間に更にレンズを設けた点である。その他の構成は
同じである。
【００４９】図中、21b は付加レンズであり、画像観察
レンズ21と共に画像観察系2 の一要素を構成している。
61は適切な厚さを持つ透明な平行平面板であり、第1 の
アクチュエーター37により設置角度を変化させる。その
他の構成は、実施例1 と同じであり、同一の符号で示し
てある。
レンズ21と共に画像観察系2 の一要素を構成している。
61は適切な厚さを持つ透明な平行平面板であり、第1 の
アクチュエーター37により設置角度を変化させる。その
他の構成は、実施例1 と同じであり、同一の符号で示し
てある。
【００５０】図14に示すように平行平面板61は支点Ｃで
固定しており、アクチュエーター37によって平行平面板
61の一端を移動させることにより、平行平面板61を支点
Ｃを中心として傾ける。図15に示すように平行平面板61
の厚さをd,屈折率をn としたとき、平行平面板61をθ°
傾けると、投光系の光軸のシフト量Δは Δ= (1-1/n) ×d ×θ となり、第1 の光源P1を距離Δだけ移動するのと同様な
効果をもたらす。これにより観察者の眼を照明する第1
の光源P1は光学的に位置を変化している。
固定しており、アクチュエーター37によって平行平面板
61の一端を移動させることにより、平行平面板61を支点
Ｃを中心として傾ける。図15に示すように平行平面板61
の厚さをd,屈折率をn としたとき、平行平面板61をθ°
傾けると、投光系の光軸のシフト量Δは Δ= (1-1/n) ×d ×θ となり、第1 の光源P1を距離Δだけ移動するのと同様な
効果をもたらす。これにより観察者の眼を照明する第1
の光源P1は光学的に位置を変化している。
【００５１】このように第1 の光源P1の光学的位置をを
変える手段としては、平行平板を用いる方法以外にも、
ガラスなどの透明な板材の間にシリコンオイルなどの透
明な流体をポリエチレンなどの樹脂で封入し、アクチュ
エーターによりこの透明な２枚の板材のなす角度を変化
する可変頂角プリズムで行っても良いし、投光系の光路
中に反射ミラーを設けてミラーを振って行っても良い
し、投光系の光路中に音響光学素子を用いて行っても良
い。
変える手段としては、平行平板を用いる方法以外にも、
ガラスなどの透明な板材の間にシリコンオイルなどの透
明な流体をポリエチレンなどの樹脂で封入し、アクチュ
エーターによりこの透明な２枚の板材のなす角度を変化
する可変頂角プリズムで行っても良いし、投光系の光路
中に反射ミラーを設けてミラーを振って行っても良い
し、投光系の光路中に音響光学素子を用いて行っても良
い。
【００５２】本実施例は実施例1 と同様に、観察者が本
実施例の画像観察装置を覗くだけで視度調節が自動的に
実行されるという効果がある。
実施例の画像観察装置を覗くだけで視度調節が自動的に
実行されるという効果がある。
【００５３】図16は本発明の実施例4 の要部概略図であ
る。本実施例はプリズム形状をした画像観察素子を有す
る画像観察装置に本発明の視度検出・調整手段を取り入
れたものである。
る。本実施例はプリズム形状をした画像観察素子を有す
る画像観察装置に本発明の視度検出・調整手段を取り入
れたものである。
【００５４】図中、1 は観察者の眼、82は第1 の光学作
用面、83は反射層を有する第2 の光学作用面、84は第3
の光学作用面である。第1 の光学作用面82、第2 の光学
作用面83、第3 の光学作用面84は画像観察素子81の一要
素を構成している。画像観察素子81は全体として正の屈
折力を有している。
用面、83は反射層を有する第2 の光学作用面、84は第3
の光学作用面である。第1 の光学作用面82、第2 の光学
作用面83、第3 の光学作用面84は画像観察素子81の一要
素を構成している。画像観察素子81は全体として正の屈
折力を有している。
【００５５】22は画像表示素子であり、例えば液晶画像
表示素子などで構成する。85はガラス平板であり、その
中に視度検出光を反射する反射面86を備えている。88は
光反射手段であり、光源からの赤外光束を反射するハー
フミラーである。P1はIREDなどで構成する第1 の光源で
あり、赤外光を放射する。33は開口絞り、34は観察者の
眼球を縮小結像する結像レンズ系、35は画像検出素子で
あり、例えばCCD 等で構成するエリアセンサーであり、
結像レンズ系34で形成された眼球の像を取り込む。36は
画像解析回路であり、その中の第1 の解析回路は画像検
出素子35からの瞳の画像に基づき観察者の視度を検出
し、その中のその他の回路は第1 の光源P1、２つのアク
チュエーター37、38 等を制御する。
表示素子などで構成する。85はガラス平板であり、その
中に視度検出光を反射する反射面86を備えている。88は
光反射手段であり、光源からの赤外光束を反射するハー
フミラーである。P1はIREDなどで構成する第1 の光源で
あり、赤外光を放射する。33は開口絞り、34は観察者の
眼球を縮小結像する結像レンズ系、35は画像検出素子で
あり、例えばCCD 等で構成するエリアセンサーであり、
結像レンズ系34で形成された眼球の像を取り込む。36は
画像解析回路であり、その中の第1 の解析回路は画像検
出素子35からの瞳の画像に基づき観察者の視度を検出
し、その中のその他の回路は第1 の光源P1、２つのアク
チュエーター37、38 等を制御する。
【００５６】37は第1 のアクチュエーター（照射角変更
手段）であり、投光光の方向を変える為に第1 の光源P1
を光軸と垂直な方向に移動させる。38は第2 のアクチュ
エーター（視度調整手段）であり、画像解析回路36から
の信号により画像表示素子22を観察者の視度に適合する
位置に移動させる。
手段）であり、投光光の方向を変える為に第1 の光源P1
を光軸と垂直な方向に移動させる。38は第2 のアクチュ
エーター（視度調整手段）であり、画像解析回路36から
の信号により画像表示素子22を観察者の視度に適合する
位置に移動させる。
【００５７】この実施例の画像観察の作用を説明する。
画像表示素子22からの光は、平板85を透過して画像観察
素子81の第3 の光学作用面84を屈折透過して第1 の光学
作用面82に向かい、この面82で全反射して第2 の光学作
用面83に向かい、この面83の反射層で反射して再び第1
の光学作用面82に向かい、この面82を屈折透過し拡大し
た虚像を形成すると共に観察者の瞳に入射して虚像を視
認させる。
画像表示素子22からの光は、平板85を透過して画像観察
素子81の第3 の光学作用面84を屈折透過して第1 の光学
作用面82に向かい、この面82で全反射して第2 の光学作
用面83に向かい、この面83の反射層で反射して再び第1
の光学作用面82に向かい、この面82を屈折透過し拡大し
た虚像を形成すると共に観察者の瞳に入射して虚像を視
認させる。
【００５８】観察光学素子81は、像性能と歪みを補正
し、画像表示素子22に対してテレセントリックな系とす
るために、3 つの作用面をそれぞれ回転対称軸を有しな
い3 次元曲面で構成する。
し、画像表示素子22に対してテレセントリックな系とす
るために、3 つの作用面をそれぞれ回転対称軸を有しな
い3 次元曲面で構成する。
【００５９】なお、平板85、画像観察素子81等は画像観
察光学系の一要素を構成している。
察光学系の一要素を構成している。
【００６０】第1 の光源P1を画像観察素子81の焦点面に
等価の位置に設けることにより、観察者の眼1 には第1
の光源P1からの平行光束が入射し、第1 のアクチュエー
ター37で第1 の光源P1を振動することにより実施例1 と
同様に観察者の網膜12を第1の光源P1の像でスキャンす
ることができる。さらに、開口絞り33を画像観察素子81
の焦点面に等価の位置に設け、結像レンズ系34により観
察者の眼球の像を画像検出素子35上に形成し、この瞳像
を用いて実施例1 と同様な方法で観察者の視度を検出
し、第2 のアクチュエーター38によって画像表示素子22
を観察者の視度に適合する位置へ移動して視度調整を行
う。
等価の位置に設けることにより、観察者の眼1 には第1
の光源P1からの平行光束が入射し、第1 のアクチュエー
ター37で第1 の光源P1を振動することにより実施例1 と
同様に観察者の網膜12を第1の光源P1の像でスキャンす
ることができる。さらに、開口絞り33を画像観察素子81
の焦点面に等価の位置に設け、結像レンズ系34により観
察者の眼球の像を画像検出素子35上に形成し、この瞳像
を用いて実施例1 と同様な方法で観察者の視度を検出
し、第2 のアクチュエーター38によって画像表示素子22
を観察者の視度に適合する位置へ移動して視度調整を行
う。
【００６１】なお、画像観察素子81、平板85、光反射手
段88、開口絞り33、結像レンズ系34等は視度検出光学系
3 の一要素を構成している。
段88、開口絞り33、結像レンズ系34等は視度検出光学系
3 の一要素を構成している。
【００６２】本実施例の画像観察素子81は観察者の頭部
に固定して使用する所謂ヘッドマウントディスプレイ
（HMD ）として使用するのに適している。そしてアミュ
ーズメントパークなどで多くの人が本実施例を備えたHM
D を使用する場合に、不特定の使用者が装着すると同時
に視度調整が完了するので、使用者が替わる毎に視度調
整をする必要がなくなり、使用者にとって必要な操作手
順が少なくて済み、利便性が高く、使用効率をアップす
ることができる。
に固定して使用する所謂ヘッドマウントディスプレイ
（HMD ）として使用するのに適している。そしてアミュ
ーズメントパークなどで多くの人が本実施例を備えたHM
D を使用する場合に、不特定の使用者が装着すると同時
に視度調整が完了するので、使用者が替わる毎に視度調
整をする必要がなくなり、使用者にとって必要な操作手
順が少なくて済み、利便性が高く、使用効率をアップす
ることができる。
【００６３】
【発明の効果】本発明は以上の構成により、画像表示手
段に表示した画像を観察する際に、適切に設定した眼屈
折計からの信号を用いて観察者がその都度視度調節をし
なくても自動的に視度調節ができ、常に良好なる状態で
画像の観察ができる画像観察装置及びそれを用いた観察
機器を達成している。
段に表示した画像を観察する際に、適切に設定した眼屈
折計からの信号を用いて観察者がその都度視度調節をし
なくても自動的に視度調節ができ、常に良好なる状態で
画像の観察ができる画像観察装置及びそれを用いた観察
機器を達成している。
【００６４】特に、 （２−１） 観察者が眼の位置を固定しなくても観察者
の眼が空間的に或る範囲内にあれば観察者の視度を検出
できる。 （２−２） 簡易な構成で観察者の視度を検出し、その
視度情報によって視度調整を自動的に行う。 （２−３） 殆どそのままの構成で視線検出機能を付加
できる画像観察装置及びこれを用いた観察機器を達成し
ている。
の眼が空間的に或る範囲内にあれば観察者の視度を検出
できる。 （２−２） 簡易な構成で観察者の視度を検出し、その
視度情報によって視度調整を自動的に行う。 （２−３） 殆どそのままの構成で視線検出機能を付加
できる画像観察装置及びこれを用いた観察機器を達成し
ている。
【図１】 本発明の実施例1 の要部概略図
【図２】 実施例1 の視度検出光学系の投光系の要部を
展開した説明図
展開した説明図
【図３】 実施例1 の視度検出系の受光系の説明図（正
常眼の場合）
常眼の場合）
【図４】 実施例1 の視度検出系の受光系の説明図（近
視眼の場合）
視眼の場合）
【図５】 実施例1 の視度検出系の受光系の説明図（遠
視眼の場合）
視眼の場合）
【図６】 視度測定時の瞳の分割領域の説明図
【図７】 2 つの瞳領域における光強度変化の説明図
【図８】 視度測定時の瞳の分割領域の説明図
【図９】 本発明の視度の測定可能な範囲を示す説明図
【図１０】 本発明の実施例2 の要部概略図
【図１１】 本発明の実施例2 の眼球像の説明図
【図１２】 本発明の実施例2 において視度の検出と視
線の検出の切り替えアルゴリズム
線の検出の切り替えアルゴリズム
【図１３】 本発明の実施例3 の要部概略図
【図１４】 実施例3 の光源スキャン部分の説明図
【図１５】 実施例3 の平行平面板の作用説明図
【図１６】 本発明の実施例4 の要部概略図
【図１７】 従来の自動的に視度調整をするファインダ
ー
ー
1 観察者の眼 21 画像観察レンズ 2 画像観察系 22 画像表示素子 3 視度検出系 31 第1 の光反射手段 12 網膜12 32 第2 の光反射手段 13 虹彩 33 開口絞り 14 角膜 34 結像レンズ系 P1 第1 の光源 35 画像検出素子 EA,EB 瞳分割領域 36 画像解析回路 EC 瞳中の除外領域 37 第1 のアクチュエーター 38 第2 のアクチュエーター 41 装置制御回路 61 平行平面板 81 画像観察素子 82 第1 の光学作用面 85 ガラス平板 83 第2 の光学作用面 86 反射面 84 第3 の光学作用面 88 光反射手段
Claims (15)
- 【請求項１】 画像表示手段が表示する画像を画像観察
レンズが拡大して虚像を形成し、観察者に視認せしめる
際、 第１の光源を該画像観察レンズの焦点面に等価の位置に
設置して、該レンズを通して観察者の眼球を照明し、該
画像観察レンズの焦点面に等価の位置に設置した開口絞
り、結像レンズ系を介して該眼球の像を画像検出素子の
上に結像し、照射角変更手段によって該第１の光源の光
学的位置を時間的に変化させ、第１の解析回路によって
そのとき該画像検出素子に得られる該観察者の瞳像の光
強度変化から観察者の視度情報を検出することを特徴と
する画像観察装置。 - 【請求項２】 前記瞳像を複数の領域に分割して、夫々
の領域内の光強度変化から前記観察者の視度情報を検出
することを特徴とする請求項１の画像観察装置。 - 【請求項３】 前記第１の光源は赤外光源であり、前記
画像観察レンズと前記画像表示手段との間に第１の光反
射手段を設けていることを特徴とする請求項１又は２の
画像観察装置。 - 【請求項４】 前記視度情報に基づき視度調整手段が前
記画像表示手段を該観察者の視度に適合する位置へ移動
して視度調整を行うことを特徴とする請求項１、２、又
は３の画像観察装置。 - 【請求項５】 前記第１の光源を所定の位置に設定し、
第２の解析回路によりそのとき前記画像検出素子に得ら
れる前記観察者の眼球の像から該観察者の視線方向を検
出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に
記載の画像観察装置。 - 【請求項６】 前記照射角変更手段により前記第１の光
源の光学的位置を変化させているときに前記観察者の視
度情報を検出し、該第１の光源が静止しているときに該
観察者の視線情報を検出することを特徴とする請求項５
の画像観察装置。 - 【請求項７】 前記画像検出素子に得られる前記観察者
の眼球の像の瞳孔と前記第１の光源の角膜反射像の相対
位置から該観察者の視線情報を検出することを特徴とす
る請求項５又は６の画像観察装置。 - 【請求項８】 複数の第２の光源により前記観察者の眼
球を前方下方又は前方上方より照明し、第２の解析回路
によりそのとき前記画像検出素子に得られる前記観察者
の眼球の像から該観察者の視線方向を検出することを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像観察
装置。 - 【請求項９】 前記画像検出素子に得られる前記観察者
の眼球の像の瞳孔と前記第２の光源の角膜反射像の相対
位置から該観察者の視線情報を検出することを特徴とす
る請求項８の画像観察装置。 - 【請求項１０】 画像表示手段に表示した画像を画像観
察レンズを介して拡大した虚像として観察する際、 該画像観察レンズの焦点面に第１の光源を設け、該第１
の光源からの光束で観察者の眼球を照射方向を種々と変
えて照明したとき、 該眼球の像を該画像観察レンズの焦点面に設けた絞りを
介して結像レンズ系により画像検出素子上に形成し、該
画像検出素子上の瞳像からの信号を用いて画像解析回路
により該観察者の視度情報を検出していることを特徴と
する画像観察装置。 - 【請求項１１】 前記第１の光源と絞りはいずれも前記
画像表示手段と前記画像観察レンズとの間に配置した第
1 の光反射手段を介して該画像観察レンズの焦点面に設
けられていることを特徴とする請求項１０の画像観察装
置。 - 【請求項１２】 前記画像解析回路からの信号に基づい
て視度調整手段により前記画像表示手段の表示面を光軸
方向に移動させて視度調節していることを特徴とする請
求項１０又は１１の画像観察装置。 - 【請求項１３】 前記観察者の眼球を照明する第２の光
源を設け、該第２の光源の眼球からの反射光に基づく該
第２の光源の像を前記画像検出素子で検出し、該画像検
出素子からの信号を用いて該観察者の視線情報を検出し
ていることを特徴とする請求項１０、１１又は１２の画
像観察装置。 - 【請求項１４】 前記第１の光源からの光束で前記観察
者の眼球を照射方向を一定にして照明しているときに、
眼球からの反射光に基づく該第１の光源の像を前記画像
検出素子で検出し、該画像検出素子からの信号を用いて
該観察者の視線情報を検出していることを特徴とする請
求項１０、１１又は１２の画像観察装置。 - 【請求項１５】 請求項１〜１４のいずれか１項に記載
の画像観察装置を有することを特徴とする観察機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7113571A JPH08286144A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 画像観察装置及びそれを用いた観察機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7113571A JPH08286144A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 画像観察装置及びそれを用いた観察機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08286144A true JPH08286144A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=14615624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7113571A Pending JPH08286144A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 画像観察装置及びそれを用いた観察機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08286144A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-04-14 JP JP7113571A patent/JPH08286144A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040914 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050125 |