CN112219084B - 眼球检测单元和图像显示装置 - Google Patents

眼球检测单元和图像显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112219084B
CN112219084B CN201980038086.8A CN201980038086A CN112219084B CN 112219084 B CN112219084 B CN 112219084B CN 201980038086 A CN201980038086 A CN 201980038086A CN 112219084 B CN112219084 B CN 112219084B
Authority
CN
China
Prior art keywords
detection
eyeball
cornea
controller
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980038086.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112219084A (zh
Inventor
大川真吾
小川凉
情野进
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN112219084A publication Critical patent/CN112219084A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112219084B publication Critical patent/CN112219084B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/013—Eye tracking input arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0093—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for monitoring data relating to the user, e.g. head-tracking, eye-tracking
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
    • G06T7/74—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods involving reference images or patches
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/18—Eye characteristics, e.g. of the iris
    • G06V40/19—Sensors therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/113—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining or recording eye movement
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0138—Head-up displays characterised by optical features comprising image capture systems, e.g. camera
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0187—Display position adjusting means not related to the information to be displayed slaved to motion of at least a part of the body of the user, e.g. head, eye
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30196—Human being; Person
    • G06T2207/30201—Face

Abstract

本眼球检测设备包括：辐照器，该辐照器向眼睛的角膜投射基本平行的投射光；检测器，该检测器检测来自角膜的反射光的光强度；以及检测控制器，该检测控制器基于来自检测器的检测值，识别来自角膜的反射光的光强度相对于基准光轴的角度方向重心偏离，然后计算角膜位置相对于基准光轴的位置偏离。

Description

眼球检测单元和图像显示装置
技术领域
本公开涉及检测观察者的瞳孔位置的眼球检测单元和图像显示装置。
背景技术
已经存在一种眼球检测单元，该眼球检测单元通过执行图像分析来检测观察者的瞳孔位置(参见专利文献1至4)。同时，已经开发了一种图像显示装置，该图像显示装置通过利用扫描单元扫描来自光源的光来生成图像光，并将生成的图像光引导至观察者的瞳孔。例如，这样的图像显示装置已经被用作头戴式显示器。在这样的图像显示装置中，眼球检测单元被用于将图像光适当地引导至观察者的瞳孔位置。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2014-188322
专利文献2：日本未审查专利申请公开No.2006-58505
专利文献3：日本未审查专利申请公开No.H09-325260
专利文献4：日本未审查专利申请公开No.H06-54807
发明内容
通过图像分析的瞳孔位置检测涉及大量像素数据的分析，其导致运算处理中的大负荷，并因此在处理速度、成本和功耗方面是不利的。此外，将漫射的照明光用作检测目的照明光也导致大功耗。
期望提供一种眼球检测单元和图像显示装置，使得可以通过较小的运算负荷和功耗执行瞳孔位置检测。
根据本公开的实施例的眼球检测单元包括，向眼球的角膜投射基本平行的照明光的辐照器；检测来自角膜的反射光的光强度的检测器；以及检测控制器，该检测控制器基于检测器的检测值来识别来自角膜的反射光的光强度相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，然后计算角膜位置相对于基准光轴的位置偏移。
根据本公开的实施例的图像显示装置包括，输出图像光的图像光形成单元；使图像光朝向观察者的角膜会聚的聚光光学系统；以及眼球检测单元，该眼球检测单元包括，向眼球的角膜投射基本平行的照明光的辐照器，而其投射位置位于与图像光的会聚位置基本相同的位置，检测来自角膜的反射光的光强度的检测器，以及检测控制器，该检测控制器基于检测器的检测值来识别来自角膜的反射光的光强度相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，然后计算角膜位置相对于基准光轴的位置偏移。
根据本公开的各个实施例的眼球检测单元或图像显示装置，向眼球的角膜投射基本平行的照明光，并且检测来自角膜的反射光的光强度。基于检测值来识别来自角膜的反射光的光强度相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，计算角膜位置相对于基准光轴的位置偏移。
附图说明
图1是根据本公开的第一实施例的眼球检测单元的配置示例的配置图，示出眼球处于前视状态的示例情况。
图2是根据第一实施例的眼球检测单元的配置示例的配置图，示出从前视状态改变眼球的状态的示例情况。
图3是示出在眼球处于前视状态的情况下，根据第一实施例的眼球检测单元中的检测器的检测图像和检测值的示例的说明图。
图4是示出在从前视状态改变眼球的状态的情况下，根据第一实施例的眼球检测单元中的检测器的检测图像和检测值的示例的说明图。
图5是示出根据第一实施例的眼球检测单元中的检测器的检测位置的优选示例的配置图。
图6是示出相对于图5所示的眼球检测单元的比较示例的配置图。
图7是示出根据第一实施例的图像显示装置的配置示例以及图像光的光路的配置图。
图8是示出在眼球处于前视状态的情况下根据第一实施例的图像显示装置的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路的配置图。
图9是示出在从前视状态改变眼球的状态的情况下，根据第一实施例的图像显示装置的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路的配置图。
图10是根据第二实施例的眼球检测单元的配置示例的配置图，示出从前视状态改变眼球的状态的示例情况。
图11是示出在从前视状态改变眼球的状态的情况下，根据第二实施例的图像显示装置的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路的配置图。
图12是根据第三实施例的眼球检测单元的配置示例的配置图，示出从前视状态改变眼球的状态的示例情况。
图13是示出在从前视状态改变眼球的状态的情况下，根据第三实施例的图像显示装置的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路的配置图。
图14是示出在从前视状态改变眼球的状态并还使照明光的投射位置和检测位置移动的情况下，根据第三实施例的图像显示装置的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路的配置图。
图15是示出根据第四实施例的眼球检测单元中使用的关系表的示例的说明图。
图16是示出根据第四实施例的眼球检测单元中的瞳孔位置检测的操作的示例的流程图。
图17是使用关系表来示出根据第四实施例的眼球检测单元中的瞳孔位置检测的操作的示例的说明图。
图18是根据第五实施例的眼球检测单元的配置示例的配置图，示出在从前视状态改变眼球的状态的情况下将照明光的投射角度设置为0°的示例情况。
图19是根据第五实施例的眼球检测单元的配置示例的配置图，示出在从前视状态改变眼球的状态的情况下在+方向上移动照明光的投射角度的示例情况。
图20是根据第五实施例的眼球检测单元的配置示例的配置图，示出在从前视状态改变眼球的状态的情况下在-方向上移动照明光的投射角度的示例情况。
图21是示出根据第五实施例的图像显示装置的配置示例以及图像光的光路的配置图。
图22是示出在眼球处于前视状态的情况下，根据第五实施例的图像显示装置的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路的配置图。
图23是示出根据第五实施例的图像显示装置中在眼球处于前视状态时改变照明光的投射角度的情况下的检测图像和检测光量的示例的说明图。
图24是示出根据第五实施例的图像显示装置中在正在从前视状态改变眼球的状态时改变照明光的投射角度的情况下的检测图像和检测光量的示例的说明图。
图25是根据第六实施例的眼球检测单元的配置示例的配置图，示出从前视状态改变眼球的状态的示例情况。
图26是示出根据第六实施例的图像显示装置的配置示例以及图像光的光路的配置图。
图27是示出在眼球处于前视状态的情况下，根据第六实施例的图像显示装置的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路的配置图。
图28是示出在从前视状态改变眼球的状态的情况下，根据第六实施例的图像显示装置的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路的配置图。
图29是示出在从前视状态改变眼球的状态并还使照明光的投射位置和检测位置移动的情况下，根据第六实施例的图像显示装置的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路的配置图。
具体实施方式
下面参考附图详细描述本公开的一些实施例。要注意的是，按以下顺序给出描述。
1.第一实施方式
1.1.根据第一实施例的眼球检测单元的配置和操作(图1至6)
1.2.根据第一实施例的图像显示装置的配置和操作(图7至9)
1.3.效果
2.第二实施例(图10至11)
3.第三实施例(图12至14)
4.第四实施例(图15至17)
5.第五实施例(图18至24)
6.第六实施例(图25至29)
7.其他实施方式
<1.第一实施例>
[1.1.[根据第一实施例的眼球检测单元的配置和操作]
(眼球检测单元概述)
图1和图2各自示出根据本公开的第一实施例的眼球检测单元400的配置示例。图1示出在眼球200处于前视状态的示例情况下的眼球检测单元400的配置示例。图2示出在从前视状态改变眼球200的状态的示例情况下的眼球检测单元400的配置示例。
眼球检测单元400包括辐照器410、检测光学系统420、检测器430、半反射镜440、和检测控制器450。
辐照器410向观察者的眼球200的角膜203投射基本平行的照明光L11。照明光L11例如是红外光。辐照器410包括例如诸如发射红外光的IR(红外)激光二极管的照明光源。
检测器430检测来自角膜203的反射光L12的光强度。检测器430包括例如诸如光电二极管或图像传感器的检测装置。
半反射镜440被布置为将来自辐照器410的照明光L11向眼球200的角膜203反射。半反射镜440被布置为允许来自角膜203的反射光L12向检测光学系统420透过。
检测光学系统420被布置在半反射镜440和检测器430之间的光路上。检测光学系统420包括聚光透镜421和聚光检测光学系统422。聚光检测光学系统422使从角膜203向检测器430的反射光L12聚光。
检测控制器450基于检测器430的检测值(检测图像460)，识别来自角膜203的反射光L12的光强度相对于基准光轴Z1在角度方向上的重心偏移，然后计算角膜位置相对于基准光轴Z1的位置偏移。
这里，基准光轴Z1是包括眼球200处于前视状态时的角膜203的曲率中心(角膜曲率中心C1)和眼球200的旋转中心(眼球旋转中心C2)的直线。检测控制器450将角膜203的曲率中心(角膜曲率中心C1)相对于基准光轴Z1的位置偏移检测为角膜位置的位置偏移。
(检测值示例)
图3和图4各自示出检测器430的检测图像460和检测值的示例。图3示出在眼球200处于前视状态(参见图1)的情况下，在眼球检测单元400中的检测图像460和检测值的示例。图4示出在从前视状态改变眼球200的状态的情况下(参见图2)，在眼球检测单元400中的检测图像460和检测值的示例。
检测器430包括多个划分的检测区域。图3和图4各自示出设有四个划分的检测区域的示例。然而，划分的检测区域的数量可以是三个或更少，或者五个或更多。
检测控制器450基于在多个划分的检测区域中的每个中的接收光的强度的检测值，识别来自角膜203的反射光L12的光强度相对于基准光轴Z1在角度方向上的重心偏移。
如图3和图4所示，相对于基准光轴Z1在角度方向上的重心偏移随着眼球200的改变(瞳孔位置的改变)而改变。因此，检测控制器450可以基于该重心偏移来计算角膜位置的位置偏移。
如上所述，在眼球检测单元400中，不是通过执行检测图像460的详细图像分析，而是通过检测反射光L12的光强度的粗略分布(在角度方向的重心偏移)来计算角膜位置的位置偏移。
(检测位置示例)
图5示出眼球检测单元400中的检测器430的检测位置的优选示例。图6示出根据相对于图5所示的眼球检测单元400的比较示例的眼球检测单元400A。
在图6所示的根据比较示例的眼球检测单元400A中，检测器430被布置在与聚光检测光学系统422的检测器430侧上的焦点位置Pf基本相同的位置处。如图6所示的根据比较示例的眼球检测单元400A那样在检测器430被布置在与焦点位置Pf基本相同的位置处的情况下，检测控制器450变得难以基于检测器430的检测结果来识别反射光L12的重心偏移的改变。
因此，代替图6中所示的布置，如图5所示，期望将检测器430布置在聚光检测光学系统422的检测器430侧上偏离焦点位置Pf的位置。注意，图5示出其中将检测器430布置在远离聚光检测光学系统422的方向上偏离焦点位置Pf的位置的示例。然而，可以将检测器430布置在接近聚光检测光学系统422的方向上偏离焦点位置Pf的位置。这使得检测控制器450基于检测器430的检测结果容易识别反射光L12的重心偏移的改变。
[1.2根据第一实施例的图像显示装置的配置和操作]
图7至图9各自示出根据第一实施例的图像显示装置1的配置示例。图7示出图像显示装置1的配置示例以及图像光L0的光路。图8示出在眼球200处于前视状态的情况下，图像显示装置1的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路。图9示出在从前视状态改变眼球200的状态的情况下，图像显示装置1的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路。
(图像显示装置的概要)
根据第一实施例的图像显示装置1包括生成图像光L0的图像光形成单元100，和使图像光L0向观察者的角膜203会聚的聚光光学系统20。图像显示装置1是将由图像光形成单元100生成的图像光L0引导至观察者的瞳孔位置的装置，并且可以用作例如头戴式显示器。
图像显示装置1包括图像显示系统，其包括图像光形成单元100(参见图7)；以及检测系统，其检测观察者的瞳孔位置(参见图8和图9)。检测系统具有对应于上述眼球检测单元400的配置。在该检测系统中，向眼球200的角膜203投射基本平行的照明光L11，而其投射位置位于与图像光L0的会聚位置基本相同的位置，并且检测来自角膜203的反射光L12。图像显示装置1使照明光L11的投射位置和图像光L0的会聚位置位于基本相同的位置，从而使图像光L0能够准确地会聚在特定的瞳孔位置。
(图像显示系统概述)
图像显示装置1包括作为图像显示系统的组件的图像光形成单元100、第一反射装置11、第二反射装置12、聚光光学系统20、半反射镜21、准直透镜104和光束位置控制器451。
图像光形成单元100生成图像光L0，并输出生成的图像光L0。图像光形成单元100包括扫描镜101、绘图光源102和全反射镜103。
绘图光源102例如是包括激光二极管的激光光源。绘图光源102可以包括发射红(R)、绿(G)、和蓝(B)光的多个激光二极管。绘图光源102向扫描镜101输出已基于图像数据进行了强度调制的激光。将激光从绘图光源102引导至扫描镜101的光学系统可以被布置在绘图光源102和扫描镜101之间。
扫描镜101包括例如MEMS(微机电系统)镜。扫描镜101通过基于图像数据对来自绘图光源102的激光进行二维扫描来生成二维图像光L0。基于图像数据控制扫描镜101的扫描方向和扫描定时。
图像光形成单元100不限于这样的使用绘图光源102和扫描镜101的激光扫描单元，而且可能是使用显示面板和针孔的单元。例如，可以使用如下的单元，该单元使用聚光透镜将来自显示面板(诸如液晶显示器(LCD：液晶显示器)或有机电致发光显示器(OELD：有机电致发光显示器))的图像光聚光到针孔，并向准直透镜104输出聚光的图像光。
准直透镜104使来自图像光形成单元100中的各个像素的光束的行进方向彼此平行，并使光束作为图像光L0进入第一反射装置11。
第一反射装置11是对图像光L0具有透射功能和反射功能的半反射镜。来自图像光形成单元100的图像光L0经由第一反射装置11进入第二反射装置12。
第二反射装置12是对图像光L0具有反射功能的全反射镜。第二反射装置12将经由第一反射装置11进入的图像光L0向第一反射装置11反射，并使图像光L0再次进入第一反射装置11。
在来自图像光形成单元100的图像光L0透过第一反射装置11之后，第二反射装置12被布置在图像光L0的第一透射光路上。第一反射装置11被布置为向聚光光学系统20反射已被第二反射装置12反射并再次进入第一反射装置11的图像光L0。
聚光光学系统20是使再次进入第一反射装置11的图像光L0经由半反射镜21向观察者的瞳孔位置会聚的光学系统。聚光光学系统20包括至少一个聚光装置，诸如聚光透镜。
半反射镜21被布置在聚光光学系统20和观察者的瞳孔位置之间的光路上。半反射镜21被布置为面向观察者的眼球200。观察者经由半反射镜21观察图像光L0。因此，在图像显示装置1被配置为头戴式显示器的情况下，例如，可以观察由图像光形成单元100形成的图像光L0，并还以透视方式观察外部场景。
检测系统包括检测装置31和检测控制器450，如后将述。检测控制器450基于检测装置31的检测结果来检测观察者的角膜位置的位置偏移。
光束位置控制器451基于由检测系统的检测控制器450检测到的角膜位置的位置偏移，使图像光L0的会聚位置移动到适当的位置。结果，还可以使照明光L11的投射位置移动到适当的位置。光束位置控制器451例如基于检测到的角膜位置的位置偏移来控制第二反射装置12的布置角度。这使得无论观察者的瞳孔位置的移动如何，都可以将图像光L0引导至观察者的瞳孔201。
(检测系统概述)
图像显示装置1包括作为检测系统的组件的第三反射装置13、检测装置31、成像透镜32、波长截止滤光器33、照明光源34、和检测控制器450。
在图像显示装置1中，至少照明光源34和第三反射装置13对应于上述眼球检测单元400中的辐照器410。在图像显示装置1中，至少检测装置31对应于上述眼球检测单元400中的检测器430。
照明光源34发射照明光L11，用于检测观察者的瞳孔位置。照明光L11例如是红外光。照明光源34是例如发射红外光的IR(红外)激光二极管。
第三反射装置13是半反射镜，并且反射从照明光源34发射的照明光L11以使反射光进入第一反射装置11。进一步，第三反射装置13允许图像光L0透过。已进入第一反射装置11的照明光L11在与图像光L0基本相同的光路上行进，并且照射观察者的瞳孔位置(眼球200)。与图像光L0的会聚位置一样，例如通过控制第二反射装置12的布置角度，根据观察者的瞳孔位置的改变来调节照明光L11的投射位置。
照明光L11在眼球200的角膜203处被反射。从而生成来自角膜203的反射光L12。
检测装置31被布置在反射光L12的第二透射光路上以检测反射光L12，反射光L12已由观察者的眼球200反射，在聚光光学系统20中往回行进并且已经透过第一反射装置11。波长截止滤光器33和成像透镜32被布置在第一反射装置11和检测装置31之间的第二透射光路上。
波长截止滤光器33是截止除了照明光L11的波长带以外的波长带中的光的滤光器，例如是可见光截止滤光器。
在检测系统中，检测控制器450通过与上述眼球检测单元400相似的原理来计算角膜位置的位置偏移。
[1.3.效果]
如上所述，根据第一实施例的眼球检测单元和图像显示装置，基于来自角膜203的反射光L12的光强度的检测值来识别来自角膜203的反射光L12的光强度相对于基准光轴Z1在角度方向上的重心偏移，然后计算角膜位置相对于基准光轴Z1的位置偏移。这使得可以通过较少的运算负荷和功耗来执行瞳孔位置检测。
根据第一实施例的眼球检测单元和图像显示装置，检测器430的划分的检测区域数量少，因此可以通过简单的算术处理来检测瞳孔位置，而不必执行图像分析。这改善了与图像分析相关的时延和功耗。此外，采用具有较高的方向特性的检测反射光L12的方法，结果是相对于照射光量，检测光量的损失较小，因此使例如与检测漫反射光的方法相比这样的方法的照明光源的功耗较小。利用根据第一实施例的眼球检测单元和图像显示装置，可以使用最小的光量(小直径光束)照明角膜203并且仅使用最小数量的检测值来检测瞳孔位置。
要注意的是，本文描述的效果仅是示例而非限制性的，并且还可以提供其他效果。对于其他后续实施例的效果也适用。
<2.第二实施例>
接下来，将描述根据本公开的第二实施例的眼球检测单元和图像显示装置。注意，以下，用相同的附图标记来表示与根据前述第一实施例的眼球检测单元和图像显示装置的组件基本相同的组件，并且在适当的情况下省略其描述。
(眼球检测单元的配置和操作)
图10示出根据第二实施例的眼球检测单元400B的配置示例。图10示出在从前视状态改变眼球200的状态的示例情况下的眼球检测单元400B的配置示例。
相对于根据上述第一实施例的眼球检测单元400的配置，眼球检测单元400B进一步包括光束位置控制器451。光束位置控制器451基于来自在检测控制器450的指示，使照明光L11向角膜203的投射位置相对于基准光轴Z1移动。
在眼球检测单元400B中，检测控制器450基于检测器430的检测值，指示光束位置控制器451使照明光L11的投射位置移动以减小来自角膜203的反射光L12的光强度相对于基准光轴Z1在角度方向上的重心偏移。此外，检测控制器450基于照明光L11的投射位置的移动量来计算角膜位置的位置偏移。
(图像显示装置的配置和操作)
图11示出根据第二实施例的图像显示装置1A的配置示例。图11示出在从前视状态改变眼球200的状态的情况下，图像显示装置1A的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路。
图像显示装置1A包括图像显示系统，该图像显示系统包括图像光形成单元100；以及检测系统，该检测系统检测观察者的瞳孔位置(参见图11)，与根据前述第一实施例的图像显示装置1的配置基本相似。检测系统具有对应于上述眼球检测单元400B的配置。
在图像显示装置1A中，作为检测系统的操作，检测控制器450根据检测装置31的检测值，指示光束位置控制器451使照明光L11的投射位置移动以减小来自角膜203的反射光L12的光强度相对于基准光轴Z1在角度方向上的重心偏移。光束位置控制器451基于来自检测控制器450的指示，使照明光L11向角膜203的投射位置相对于基准光轴Z1移动，例如通过控制第二反射装置12的布置角度。结果，可以使照明光L11的投射位置和图像光L0的会聚位置移动到适当的位置。
其余的配置、操作和效果可以与根据前述第一实施例的眼球检测单元和图像显示装置的配置、操作和效果基本相似。
<3.第三实施例>
接下来，将描述根据本公开的第三实施例的眼球检测单元和图像显示装置。注意，以下，用相同的附图标记来表示与根据前述第一或第二实施例的眼球检测单元和图像显示装置的组件基本相同的组件，并且在适当的情况下省略其描述。
(眼球检测单元的配置和操作)
图12示出根据第三实施例的眼球检测单元400C的配置示例。图12示出在从前视状态改变眼球200的状态的示例情况下的眼球检测单元400C的配置示例。
相对于根据前述第一实施例的眼球检测单元400的配置，眼球检测单元400C进一步包括光束位置控制器451和检测位置控制器452。
光束位置控制器451基于来自检测控制器450的指示，使照明光L11向角膜203的投射位置相对于基准光轴Z1移动。
检测位置控制器452基于来自检测控制器450的指示，使检测器430的光强度的检测位置移动。
在眼球检测单元400C中，检测控制器450基于检测器430的检测值，指示光束位置控制器451使照明光L11的投射位置移动以减小来自角膜203的反射光L12的光强度相对于基准光轴Z1在角度方向上的重心偏移。
检测控制器450基于照明光L11的投射位置的移动量，指示检测位置控制器452使检测位置移动。进一步，检测控制器450基于照明光L11的投射位置的移动量和检测位置的移动量来计算角膜位置的位置偏移。
在眼球检测单元400C中，使照明光L11的投射位置根据瞳孔位置的改变而移动，从而将反射光L12带回到基准光轴Z1上。此外，在眼球检测单元400C中，校正检测位置以使得可以响应于瞳孔位置的改变而在检测器430中的基本中心位置处检测反射光L12。这使得可以更准确地检测来自角膜203的反射光L12的光强度。
(图像显示装置的配置和操作)
图13和图14各自示出根据第三实施例的图像显示装置1B的配置示例。图13示出在从前视状态改变眼球200的状态的情况下，图像显示装置1B的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路。图14示出在从前视状态改变眼球200的状态并还使照明光L12的投射位置和检测位置移动的情况下，图像显示装置1B的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路。
图像显示装置1B包括图像显示系统，该图像显示系统包括图像光形成单元100；以及检测系统，该检测系统检测观察者的瞳孔位置(参见图13和图14)，与根据前述第一实施例的图像显示装置1的配置基本相似。检测系统具有对应于上述眼球检测单元400C的配置。
在图像显示装置1B中，作为检测系统的操作，检测控制器450根据检测装置31的检测值，指示光束位置控制器451使照明光L11的投射位置移动以减小来自角膜203的反射光L12的光强度相对于基准光轴Z1在角度方向上的重心偏移。光束位置控制器451基于来自检测控制器450的指示，使照明光L11向角膜203的投射位置相对于基准光轴Z1移动，例如通过控制第二反射装置12的布置角度。结果，可以使照明光L11的投射位置和图像光L0的会聚位置移动到适当的位置。
进一步，在图像显示装置1B中，作为检测系统的操作，检测控制器450基于照明光L11的投射位置的移动量，指示检测位置控制器452使检测位置移动。检测位置控制器452基于来自检测控制器450的指示，控制例如检测装置31和成像透镜32的布置位置，从而使检测装置31的光强度的检测位置移动。结果，校正检测位置以使得可以响应于瞳孔位置的改变而在检测装置31中的基本中心位置处检测反射光L12。
其余的配置、操作和效果可以与根据前述第一实施例的眼球检测单元和图像显示装置的配置、操作和效果基本相似。
<4.第四实施方式>
接下来，将描述根据本公开的第四实施例的眼球检测单元和图像显示装置。注意，以下，用相同的附图标记来表示与根据前述第一至第三实施例的任何一个的眼球检测单元和图像显示装置的组件基本相同的组件，并且在适当的情况下省略其描述。
与根据前述第二实施例的眼球检测单元400B一样，根据第四实施例的眼球检测单元进一步包括光束位置控制器451。光束位置控制部451基于来自检测控制器450的指示，使照明光L11向角膜203的投射位置相对于基准光轴Z1移动。
相对于根据前述第二实施例的眼球检测单元400B的配置，根据第四实施例的眼球检测单元使用由检测控制器450计算角膜位置的位置偏移的不同方法。
在根据第四实施例的眼球检测单元中，检测控制器450存储与照明光L11的投射位置的移动量和角膜位置的位置偏移相关联的重心偏移的参考值的关系表，并通过参考关系表，基于照明光L11的投射位置的移动量和基于检测器430的检测值而识别出的重心偏移来计算角膜位置的位置偏移。
图15示出在根据第四实施例的眼球检测单元中使用的关系表的示例。图16示出在根据第四实施例的眼球检测单元中的瞳孔位置检测的操作的示例。图17参考关系表，示出在根据第四实施例的眼球检测单元中的瞳孔位置检测的操作的示例。
现在将依照图16和17所示的操作流程来描述根据第四实施例的眼球检测单元在瞳孔位置检测时的操作。
检测控制器450首先基于光束位置控制器451对照明光L11的投射位置的移动量，识别照明光L11向角膜203的当前投射位置(步骤S1)。在图17的示例中，在步骤S1中识别出的投射位置相对于基准光轴Z1为0(mm)。
接下来，检测控制器450基于检测器430的检测值来识别重心偏移(步骤S2)。接下来，检测控制器450参考关系表并计算角膜位置的位置偏移(步骤S3)。在图17的示例中，检测器430的检测值被识别为例如对应于位于关系表的最上一行中的从左数第二位置的重心偏移的参考值，并且由此识别对应于角膜位置的位置偏移为0.8(mm)(眼球的旋转角度为5°)的重心偏移的存在。
接下来，通过参考关系表，检测控制器450针对所计算的角膜位置的位置偏移来计算最佳投射位置，并且指示光束位置控制器451使照明光L11的投射位置移动至接近计算的最佳投射位置(步骤S4)。在图17的示例中，最佳投射位置被识别为例如往右0.5(mm)的位置。
其余的配置、操作和效果可以与根据前述第一或第二实施例的眼球检测单元和图像显示装置的配置、操作和效果基本相似。
<5.第五实施方式>
接下来，将描述根据本公开的第五实施例的眼球检测单元和图像显示装置。注意，以下，用相同的附图标记来表示与根据前述第一至第四实施例的任何一个的眼球检测单元和图像显示装置的组件基本相同的组件，并且在适当的情况下省略其描述。
(眼球检测单元的配置和操作)
图18至图20各自示出根据第五实施例的眼球检测单元400D的配置示例。注意，图18示出在从前视状态改变眼球200的状态并且将照明光L11的投射角度θ设置为0°(θ(0°))的情况下的配置示例。图19示出在从前视状态改变眼球200的状态并且还在+方向(θ(+))上移动照明光L11的投射角度θ的情况下的配置示例。图20示出在从前视状态改变眼球200的状态并且还在-方向(θ(-))上移动照明光L11的投射角度θ的情况下的配置示例。
相对于根据前述第一实施例的眼球检测单元400的配置，眼球检测单元400D进一步包括光束角度控制器453。光束角度控制器453基于来自检测控制器450的指示，在照明光L11被投射在向角膜203的相同的投射位置处时，改变照明光L11相对于基准光轴Z1的投射角度θ。
检测控制器450基于由于照明光L11的投射角度θ被光束角度控制器453改变而引起的检测器430的检测值的改变来计算角膜位置相对于基准光轴Z1的位置偏移。
在图18至20的每个图中，示出被检测为检测值的检测光量值以及检测器430的检测图像460的示例。如图18至20所示，投射角度θ的改变使检测器430检测到的光量值改变。光量值的改变取决于眼球200的旋转角度而变化，即，取决于角膜位置。因此，可以基于由于投射角度θ的改变而引起的检测器430的检测值的改变来计算角膜位置相对于基准光轴Z1的位置偏移。
在根据第五实施例的眼球检测单元400D中，因为光量被检测为检测器430的检测值，所以检测器430可以不包括划分的检测区域。
(图像显示装置的配置和操作)
图21和图22各自示出根据第五实施例的图像显示装置1C的配置示例。图21示出图像显示装置1C的配置示例以及图像光L0的光路。图22示出在眼球200处于前视状态的情况下图像显示装置1C的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路。
图像显示装置1C包括图像显示系统，该图像显示系统包括图像光形成单元100(参见图21)；以及检测系统，该检测系统检测观察者的瞳孔位置(参见图22)，与根据前述第一实施例的图像显示装置1的配置基本相似。
在图像显示装置1C中，检测系统具有对应于上述眼球检测单元400D的配置。
图像显示装置1C中的图像显示系统的配置包括与根据前述第一实施例的图像显示装置1的配置的组件基本相似的组件。即，图像显示装置1C包括作为图像显示系统的组件的图像光形成单元100、第一反射装置11、第二反射装置12、聚光光学系统20、半反射镜21、和准直透镜104。
在图像显示装置1C中，检测系统包括作为检测系统的组件的检测装置31、成像透镜32、波长截止滤光器33、照明光源34和检测控制器450，与根据前述第一实施例的图像显示装置1基本相似。
图像显示装置1C进一步包括作为检测系统的组件的第四反射装置14、光圈35、和光束角度控制器453。光圈35被设置为截止具有偏移重心并被包括在进入检测装置31的反射光L12中的不必要的光。
在图像显示装置1C中，相对于根据前述第一实施例的图像显示装置1中的检测系统的配置，检测系统设有第四反射装置14，代替第三反射装置13。在图像显示装置1C的检测系统中，照明光源34的布置位置与根据上述第一实施例的图像显示装置1的检测系统的配置中的布置位置不同。在图像显示装置1C中，第四反射装置14被布置在图像光形成单元100中的绘图光源102和全反射镜103之间的光路上。第四反射装置14是半反射镜，并且反射从照明光源34发射的照明光L11以使反射光进入全反射镜103。照明光L11到眼球200的后续光路类似于图像显示系统中的光路。进一步，第四反射装置14允许来自绘图光源102的光透过。
例如，光束角度控制器453基于来自检测控制器450的指示，通过控制扫描镜101的角度来改变照明光L11向角膜203的投射角度θ。
图23和24示出在图像显示装置1C中的瞳孔位置检测时的检测图像和检测光量的示例。图23示出在眼球200处于前视状态时在图像显示装置1C中改变照明光L11的投射角度θ的情况下的检测图像和检测光量的示例。图24示出在从前视状态改变眼球200的状态时在图像显示装置1C中改变照明光L11的投射角度θ的情况下的检测图像和检测光量的示例。
如图23和24所示，在图像显示装置1C中，改变照明光L11的投射角度θ使检测装置31检测出的光量值改变。光量值的改变取决于眼球200的旋转角度而变化，即，取决于角膜位置。因此，可以基于由于投射角度θ的改变而引起的检测装置31的检测值的改变来计算角膜位置相对于基准光轴Z1的位置偏移。
其余的配置、操作和效果可以与根据前述第一实施例的眼球检测单元和图像显示装置的配置、操作和效果基本相似。
<6.第六实施方式>
接下来，将描述根据本公开的第六实施例的眼球检测单元和图像显示装置。注意，以下，用相同的附图标记来表示与根据前述第一至第五实施例的任何一个的眼球检测单元和图像显示装置的组件基本相同的组件，并且在适当的情况下省略其描述。
(眼球检测单元的配置和操作)
图25示出根据第六实施例的眼球检测单元400E的配置示例。图25示出在从前视状态改变眼球200的状态的示例情况下的眼球检测单元400E的配置示例。
相对于根据前述第一实施例的眼球检测单元400的配置，眼球检测单元400E进一步包括位置控制器454。
位置控制器454基于来自检测控制器450的指示，使照明光L11向角膜203的投射位置相对于基准光轴Zl移动，并使检测器430的光强度的检测位置移动。
在眼球检测单元400E中，检测控制器450指示位置控制器454使照明光L11的投射位置和检测位置移动以减小相对于基准光轴光Z1在角度方向上的重心偏移。
进一步，检测控制器450基于照明光L11的投射位置的移动量和检测位置的移动量来计算角膜位置的位置偏移。
(图像显示装置的配置和操作)
图26至29各自示出根据第六实施例的图像显示装置1D的配置示例。图26示出图像显示装置1D的配置示例以及图像光L0的光路。图27示出在眼球200处于前视状态的情况下图像显示装置1D的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路。图28示出在从前视状态改变眼球200的状态的情况下，图像显示装置1D的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路。图29示出在从前视状态改变眼球200的状态并还使照明光L11的投射位置和检测位置移动的情况下，图像显示装置1D的配置示例以及瞳孔位置检测时的光路。
图像显示装置1D包括图像显示系统，该图像显示系统包括图像光形成单元100(参见图26)；以及检测系统，该检测系统检测观察者的瞳孔位置(参见图27至29)，与根据前述第一实施例的图像显示装置1的配置基本相似。
在图像显示装置1D中，检测系统具有对应于上述眼球检测单元400E的配置。
图像显示装置1D中的图像显示系统的配置包括与根据前述第一实施例的图像显示装置1的组件基本相似的组件。即，图像显示装置1D包括作为图像显示系统的组件的图像光形成单元100、第一反射装置11、第二反射装置12、聚光光学系统20、半反射镜21、和准直透镜104。
在图像显示装置1D中，检测系统包括作为检测系统的组件的第三反射装置13、检测装置31、成像透镜32、波长截止滤光器33、照明光源34、和检测控制器450，与根据前述第一实施例的图像显示装置1基本相似。
图像显示装置1D进一步包括作为检测系统的组件的第四反射装置14和位置控制器454。
在图像显示装置1D中的检测系统中，照明光源34的布置位置和检测装置31、成像透镜32、以及波长截止滤光器33的布置位置与根据前述第一实施例的图像显示装置1中的检测系统的配置中的布置位置不同。在图像显示装置1D中，第四反射装置14被布置在图像光形成单元100中的绘图光源102和全反射镜103之间的光路上。第四反射装置14是半反射镜，并且反射从照明光源34发射的照明光L11以使反射光进入全反射镜103。照明光L11向眼球200的后续光路与图像显示系统中的光路相似。进一步，第四反射装置14允许来自绘图光源102的光透过。
在图像显示装置1D中，来自角膜203的反射光L12在图像光L0的光路上往回行进，被第三反射装置13反射，透过波长截止滤光器33和成像透镜32，然后进入检测装置31。
在图像显示装置1D中，作为检测系统的操作，检测控制器450基于检测装置31的检测值，指示位置控制器454使照明光L11的投射位置和检测位置移动以减小来自角膜203的反射光L12的光强度相对于基准光轴Z1在角度方向上的重心偏移。位置控制部454基于来自检测控制器450的指示，例如控制第二反射装置12的布置角度，从而使照明光L11向角膜203的投射位置和检测位置移动。结果，可以使照明光L11的投射位置和图像光L0的会聚位置移动到适当的位置。
其余的配置、操作和效果可以与根据前述第一实施例的眼球检测单元和图像显示装置的配置、操作和效果基本相似。
<7.其他实施例>
根据本公开的技术不限于上述每个实施例的描述，并且可以通过各种方式被修改。
例如，前述各个实施例示出将本公开的眼球检测单元应用于图像显示装置的示例；然而，本公开的眼球检测单元还可以适用于除了图像显示装置之外的装置。
例如，本技术可以被配置如下。
根据具有以下配置的本技术，基于来自角膜的反射光的光强度的检测值，来识别来自角膜的反射光的光强度相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，然后计算角膜位置相对于基准光轴的位置偏移。这使得可以通过较少的运算负荷和功耗执行瞳孔位置检测。
(1)一种眼球检测单元，包括：
辐照器，所述辐照器向眼球的角膜投射基本平行的照明光；
检测器，所述检测器检测来自角膜的反射光的光强度；以及
检测控制器，所述检测控制器基于检测器的检测值来识别来自角膜的反射光的光强度相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，然后计算相对于基准光轴角膜位置的位置偏移。
(2)根据(1)所述的眼球检测单元，进一步包括光束位置控制器，所述光束位置控制器基于来自检测控制器的指示使照明光向角膜的投射位置相对于基准光轴移动，
其中，检测控制器指示光束位置控制器以使照明光的投射位置移动，以减小相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，并基于照明光的投射位置的移动量计算角膜位置的位置偏移。
(3)根据(2)所述的眼球检测单元，进一步包括检测位置控制器，所述检测位置控制器基于来自检测控制器的指示使检测器的光强度的检测位置移动，
其中，检测控制器指示光束位置控制器以使照明光的投射位置移动，以减小相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，指示检测位置控制器以使检测位置移动，并基于照明光的投射位置的移动量和检测位置的移动量来计算角膜位置的位置偏移。
(4)根据(1)所述的眼球检测单元，进一步包括光束位置控制器，所述光束位置控制器基于来自检测控制器的指示使照明光向角膜的投射位置相对于基准光轴移动，
其中，所述检测控制器
存储与照明光的投射位置的移动量和角膜位置的位置偏移相关联的重心偏移的基准值的关系表，
参照关系表，并基于照明光的投射位置的移动量和基于检测器的检测值而识别的重心偏移来计算角膜位置的位置偏移，此后，
通过参照关系表，针对计算出的角膜位置的位置偏移计算最佳投射位置，并且
指示光束位置控制器以使照射光的投射位置移动，以接近计算出的最佳投射位置。
(5)根据(1)所述的眼球检测单元，进一步包括光束角度控制器，所述光束角度控制器在所述照明光向角膜投射至相同的投射位置的状态下，改变照明光相对于基准光轴的投射角度，
其中，检测控制器基于由于通过光束角度控制器改变照明光的投射角度而导致的检测器的检测值的改变，计算角膜位置相对于基准光轴的位置偏移。
(6)根据(1)至(4)中的任何一项所述的眼球检测单元，其中
所述检测器包括多个划分的检测区域，以及
所述检测控制器基于所述多个划分的检测区域中的每一个检测区域中的接收光的强度的检测值，来识别来自角膜的反射光的光强度相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移。
(7)根据(1)至(6)中的任何一项所述的眼球检测单元，进一步包括聚光检测光学系统，所述聚光检测光学系统使来自角膜的反射光向检测器聚光，
其中，检测器布置在与聚光检测光学系统的检测器侧的焦点位置偏离的位置。
(8)根据(1)所述的眼球检测单元，进一步包括位置控制器，所述位置控制器基于来自检测控制器的指示，使照明光向角膜的投射位置相对于基准光轴移动，并且还使检测器的光强度的检测位置移动，
其中，检测控制器指示位置控制器以使照明光的投射位置和检测位置移动，以减小相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，并基于照明光的投射位置的移动量和检测位置的移动量来计算角膜位置的位置偏移。
(9)根据(1)至(8)中任何一项所述的眼球检测单元，其中，所述基准光轴是包括在眼球处于前视状态的情况下的角膜的曲率中心和眼球的旋转中心的直线。
(10)根据(1)至(9)中任何一项所述的眼球检测单元，其中，所述检测控制器将角膜的曲率中心相对于基准光轴的位置偏移检测为角膜位置的位置偏移。
(11)一种图像显示装置，包括：
图像光形成单元，所述图像光形成单元输出图像光；
聚光光学系统，所述聚光光学系统使图像光向观察者的角膜会聚；以及
眼球检测单元，
所述眼球检测单元包括：
辐照器，所述辐照器向眼球的角膜投射基本平行的照明光，其投射位置位于与图像光的会聚位置基本相同的位置；
检测器，所述检测器检测来自角膜的反射光的光强度；以及
检测控制器，所述检测控制器基于检测器的检测值来识别来自角膜的反射光的光强度相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，然后计算角膜位置相对于基准光轴的位置偏移。
(12)根据(11)所述的图像显示装置，进一步包括光束位置控制器，所述光束位置控制器基于由眼球检测单元检测到的角膜位置的位置偏移，使照明光的投射位置和图像光的会聚位置移动。
本申请要求于2018年6月14日向日本专利局提交的日本专利申请No.2018-113779的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本领域技术人员应当理解，可以取决于设计要求和其他因素发生各种修改、组合、子组合、和变更，只要它们在所附权利要求书或其等同物的范围内即可。

Claims (10)

1.一种眼球检测单元，包括：
辐照器，所述辐照器朝向眼球的角膜投射平行的照明光；
检测器，所述检测器检测来自角膜的反射光的光强度；
检测控制器，所述检测控制器基于检测器的检测值来识别来自角膜的反射光的光强度相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，然后计算角膜位置相对于基准光轴的位置偏移；
光束位置控制器，所述光束位置控制器基于来自检测控制器的指示使照明光向角膜的投射位置相对于基准光轴移动；以及
检测位置控制器，所述检测位置控制器基于来自检测控制器的指示使检测器的光强度的检测位置移动，
其中，检测控制器指示光束位置控制器以使照明光的投射位置移动，以减小相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，指示检测位置控制器以使检测位置移动，并基于照明光的投射位置的移动量和检测位置的移动量来计算角膜位置的位置偏移。
2.根据权利要求1所述的眼球检测单元，进一步包括光束位置控制器，所述光束位置控制器基于来自检测控制器的指示使照明光向角膜的投射位置相对于基准光轴移动，
其中，所述检测控制器
存储与照明光的投射位置的移动量和角膜位置的位置偏移相关联的重心偏移的基准值的关系表，
参照关系表，并基于照明光的投射位置的移动量和基于检测器的检测值识别的重心偏移来计算角膜位置的位置偏移，此后，
通过参照关系表，针对计算出的角膜位置的位置偏移计算最佳投射位置，并且
指示光束位置控制器以使照射光的投射位置移动，以接近计算出的最佳投射位置。
3.根据权利要求1所述的眼球检测单元，进一步包括光束角控制器，所述光束角控制器在所述照明光向角膜投射至相同的投射位置的状态下，改变照明光相对于基准光轴的投射角，
其中，检测控制器基于由于通过光束角控制器改变照明光的投射角而导致的检测器的检测值的变化，计算角膜位置相对于基准光轴的位置偏移。
4.根据权利要求1所述的眼球检测单元，其中
所述检测器包括多个划分的检测区域，以及
所述检测控制器基于所述多个划分的检测区域中的每一个检测区域中的接收光的强度的检测值，来识别来自角膜的反射光的光强度相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移。
5.根据权利要求1所述的眼球检测单元，进一步包括聚光检测光学系统，所述聚光检测光学系统朝向检测器会聚来自角膜的反射光，
其中，检测器布置在与聚光检测光学系统的检测器侧的焦点位置偏离的位置。
6.根据权利要求1所述的眼球检测单元，进一步包括位置控制器，所述位置控制器基于来自检测控制器的指示，使照明光向角膜的投射位置相对于基准光轴移动，并且还使检测器的光强度的检测位置移动，
其中，检测控制器指示位置控制器以使照明光的投射位置和检测位置移动，以减小相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，并基于照明光的投射位置的移动量和检测位置的移动量来计算角膜位置的位置偏移。
7.根据权利要求1所述的眼球检测单元，其中，所述基准光轴是包括在眼球处于向前看状态的情况下的角膜的曲率中心和眼球的旋转中心的直线。
8.根据权利要求1所述的眼球检测单元，其中，所述检测控制器将角膜的曲率中心相对于基准光轴的位置偏移检测为角膜位置的位置偏移。
9.一种图像显示装置，包括：
图像光形成单元，所述图像光形成单元输出图像光；
聚光光学系统，所述聚光光学系统使图像光朝向观察者的角膜聚集；以及
眼球检测单元，
所述眼球检测单元包括：
辐照器，所述辐照器朝向眼球的角膜投射平行的照明光，其投射位置位于与图像光的会聚位置相同的位置；
检测器，所述检测器检测来自角膜的反射光的光强度；
检测控制器，所述检测控制器基于检测器的检测值来识别来自角膜的反射光的光强度相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，然后计算角膜位置相对于基准光轴的位置偏移；
光束位置控制器，所述光束位置控制器基于来自检测控制器的指示使照明光向角膜的投射位置相对于基准光轴移动；以及
检测位置控制器，所述检测位置控制器基于来自检测控制器的指示使检测器的光强度的检测位置移动，
其中，检测控制器指示光束位置控制器以使照明光的投射位置移动，以减小相对于基准光轴在角度方向上的重心偏移，指示检测位置控制器以使检测位置移动，并基于照明光的投射位置的移动量和检测位置的移动量来计算角膜位置的位置偏移。
10.根据权利要求9所述的图像显示装置，进一步包括光束位置控制器，所述光束位置控制器基于由眼球检测单元检测到的角膜位置的位置偏移，使照明光的投射位置和图像光的会聚位置移动。
CN201980038086.8A 2018-06-14 2019-05-24 眼球检测单元和图像显示装置 Active CN112219084B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018113779A JP2019215305A (ja) 2018-06-14 2018-06-14 眼球検出装置、および画像表示装置
JP2018-113779 2018-06-14
PCT/JP2019/020646 WO2019239849A1 (ja) 2018-06-14 2019-05-24 眼球検出装置、および画像表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112219084A CN112219084A (zh) 2021-01-12
CN112219084B true CN112219084B (zh) 2023-02-21

Family

ID=68842866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980038086.8A Active CN112219084B (zh) 2018-06-14 2019-05-24 眼球检测单元和图像显示装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11474600B2 (zh)
JP (1) JP2019215305A (zh)
CN (1) CN112219084B (zh)
WO (1) WO2019239849A1 (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05232373A (ja) * 1992-02-24 1993-09-10 Olympus Optical Co Ltd カメラの視線方向検出装置
JPH05344954A (ja) * 1992-06-17 1993-12-27 Chinon Ind Inc 視線方向検出装置
JPH06230482A (ja) * 1993-02-02 1994-08-19 Olympus Optical Co Ltd カメラシステム
JP2005287782A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Topcon Corp 光学系の位置合わせ装置及び方法、並びにこれを用いた三次元観察状態測定装置及び方法
CN102670173A (zh) * 2011-02-25 2012-09-19 佳能株式会社 眼科设备及其控制方法
CN103565403A (zh) * 2012-07-30 2014-02-12 佳能株式会社 眼科设备和对准方法
US8824779B1 (en) * 2011-12-20 2014-09-02 Christopher Charles Smyth Apparatus and method for determining eye gaze from stereo-optic views
WO2016124668A1 (en) * 2015-02-04 2016-08-11 IT-Universitetet i København A gaze tracker and a gaze tracking method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0654807A (ja) 1992-08-05 1994-03-01 Canon Inc 眼科装置
JPH09325260A (ja) 1996-06-06 1997-12-16 Canon Inc 接眼検知機能付撮像装置
JP4608996B2 (ja) 2004-08-19 2011-01-12 ブラザー工業株式会社 瞳孔検出装置およびそれを備えた画像表示装置
JP2014188322A (ja) 2013-03-28 2014-10-06 Panasonic Corp 視線検出装置、視線検出方法及びプログラム
JP6750508B2 (ja) 2017-01-11 2020-09-02 住友電気工業株式会社 電力変換装置及びその高調波抑制方法
US10928894B2 (en) * 2017-02-27 2021-02-23 Nokia Technologies Oy Eye tracking

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05232373A (ja) * 1992-02-24 1993-09-10 Olympus Optical Co Ltd カメラの視線方向検出装置
JPH05344954A (ja) * 1992-06-17 1993-12-27 Chinon Ind Inc 視線方向検出装置
JPH06230482A (ja) * 1993-02-02 1994-08-19 Olympus Optical Co Ltd カメラシステム
JP2005287782A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Topcon Corp 光学系の位置合わせ装置及び方法、並びにこれを用いた三次元観察状態測定装置及び方法
CN102670173A (zh) * 2011-02-25 2012-09-19 佳能株式会社 眼科设备及其控制方法
US8824779B1 (en) * 2011-12-20 2014-09-02 Christopher Charles Smyth Apparatus and method for determining eye gaze from stereo-optic views
CN103565403A (zh) * 2012-07-30 2014-02-12 佳能株式会社 眼科设备和对准方法
WO2016124668A1 (en) * 2015-02-04 2016-08-11 IT-Universitetet i København A gaze tracker and a gaze tracking method

Also Published As

Publication number Publication date
US11474600B2 (en) 2022-10-18
US20210325961A1 (en) 2021-10-21
WO2019239849A1 (ja) 2019-12-19
CN112219084A (zh) 2021-01-12
JP2019215305A (ja) 2019-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3287834B1 (en) Head-up display and moving body comprising head-up display
US7967437B2 (en) Retinal scanning image display apparatus and image display system
EP2846187B1 (en) Projection system with infrared monitoring
JP7302592B2 (ja) 情報検出装置、映像投影装置、情報検出方法、及び映像投影方法
JP5944156B2 (ja) 照明光学系と結像光学系とが統合された光学系、及びそれを含む３次元映像獲得装置
JP2018169428A (ja) 画像表示装置
US20140246573A1 (en) Electronic device
CN111433659B (zh) 图像显示装置
CN112219084B (zh) 眼球检测单元和图像显示装置
JP2016049261A (ja) 照明撮像装置および視線検出装置
US11594075B2 (en) Holographic eye imaging device
JP4590916B2 (ja) 画像表示装置
JP6920978B2 (ja) 画像取得装置及び画像取得方法
US9693681B2 (en) Ophthalmic apparatus
EP3176627B1 (en) Light source apparatus, image display apparatus and system
JP2021062162A (ja) 走査型眼底撮影装置
JP6224923B2 (ja) 角膜内皮細胞撮影装置
US9566003B2 (en) Ophthalmologic apparatus and method thereof
JP6211261B2 (ja) 測距装置
US20230252671A1 (en) Gaze Tracking
TW201834607A (zh) 具有瞳孔追蹤功能的影像投影裝置及其瞳孔位置追蹤裝置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant