DE102005062847A1 - Okularsystem - Google Patents

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Stefan Riehemann
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Abstract

Die Erfindung offenbart ein Okularsystem zur Betrachtung eines Bildes mit einem Auge von einer durch den Aufbau des Okularsystems definierten Beobachtungsposition. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Okularsystem weist ein Okular (5a, 5b) bildende optische Elemente zur Betrachtung eines Bildes (1) mit einem Auge von einer durch den Aufbau des Okularsystems definierten Beobachtungsposition (6) aus auf, wobei das Okularsystem einen Strahlteiler (4) und einen Eye-Tracker (3) für die Kontrolle der Augenposition eines Betrachters enthält, wobei der Strahlteiler (4) den Gesamtstrahlengang in einen ersten Strahlengang (8) Bild (1) - Beobachtungsposition (6) und einen zweiten Strahlengang (9) Beobachtungsposition (6) - Eye-Tracker (3) aufteilt. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Okularsystem ermöglicht die Betrachtung eines Bildes mit gleichzeitiger Verfolgung der Position des Auges. Des Weiteren ist mittels des erfindungsgemäßen Aufbaus das Okularsystem in einer vorteilhaften kompakten Bauweise ausführbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Okularsystem zur Betrachtung eines Bildes mit einem Auge.
  • In vielen optischen Instrumenten, beispielsweise Mikroskopen, werden Okularsysteme eingesetzt, um ein Bild, insbesondere ein Zwischenbild oder ein Objekt, vergrößert zu betrachten. Das Okularsystem weist hierfür üblicherweise ein Okular bildende optische Elemente zur Betrachtung des Bildes mit einem Auge von einer durch den Aufbau des Okularsystems definierten Beobachtungsposition aus auf.
  • Auch viele so genannte Head-Mounted-Displays(HMDs) verwenden Okularsysteme, um das Bild eines kleinen Displays vergrößert und in kurzer Entfernung bequem betrachten zu können.
  • Nachteil bekannter Okularsysteme ist, dass diese kei ne Möglichkeiten aufweisen, die Augenposition eines Betrachters zu verfolgen. Die Bestimmung der Augenposition eines Betrachters könnte aber in manchen Bereichen der Verwendung eines Okularsystems von großem Interesse sein, wie z.B. bei OP-Mikroskopen, Endoskopen und anderen Untersuchungsgeräten zu Zwecken der Dokumentation des Operations- bzw. Untersuchungsablaufs, sowie die Steuerung von Geräten in Abhängigkeit der Augenposition.
  • Vorrichtungen, um die Position eines Auges zu bestimmen, sind bekannt. Diese Vorrichtungen werden als "Eye-Tracker" bezeichnet. Übliche Eye-Tracker enthalten ein Kamerasystem, welches auf das Auge des Betrachters/Patienten ausgerichtet ist. Die Bewegung des Auges wird somit über eine optische Detektion verfolgt.
  • Eye-Tracker befinden sich beispielsweise an ophthalmologischen Untersuchungs- oder Behandlungsgeräten. Dort sind beide Kanäle (Untersuchung und Eye-Tracker) entweder getrennt oder koaxial angeordnet und betrachten das Auge des Patienten (beispielsweise DE 102 54 369 A1 ). Weitere Varianten von Eye-Trackern sind als separate Systeme ausgeführt, die neben dem System zur Informationsdarbietung existieren (beispielsweise WO 02/41769 A1 und US 2003/0125638 A1).
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Okularsystem zu schaffen, welches die Möglichkeit bietet, die Position des Auges eines Betrachters zu verfolgen, und welches als kompakter und Platz sparender Aufbau umsetzbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Okularsystem nach dem unabhängigen Anspruch gelöst.
  • Dadurch, dass das Okularsystem einen Strahlteiler und einen Eye-Tracker für die Kontrolle der Augenposition eines Betrachters aufweist, wobei der Strahlteiler den Gesamtstrahlengang in einen ersten Strahlengang Bild-Beobachtungsposition und einen zweiten Strahlengang Beobachtungsposition-Eye-Tracker aufteilt, kann zum einen ein Betrachter durch das Okular ohne Einschränkung das zu betrachtende Bild sehen, während mit dem Eye-Tracker eine gleichzeitige Beobachtung des Auges möglich ist. Zum anderen ist ein besonders kompakter Aufbau möglich, da der Strahlengang Bild-Beobachtungsposition und Beobachtungsposition-Eye-Tracker teilweise überlagert ist.
  • Das betrachtete Bild kann beispielsweise das Zwischenbild eines optischen Instruments (z.B. Mikroskop), oder aber ein Objekt, wie beispielsweise ein zur Informationsdarstellung benutztes Display, sein.
  • Als Strahlteiler lassen sich herkömmliche Strahlteiler, beispielsweise Planplatten oder Strahlteilerwürfel, verwenden. Strahlteilerwürfel bestehen in der Regel aus zwei zu einem Würfel zusammengefügten Prismen, zwischen denen sich auf der Hypotenusefläche eine Strahl teilende Schicht befindet. Aufgrund der korrigierbaren Abbildungsfehler, die sie in das System einführen, sind Strahlteilerwürfel erfindungsgemäß als Strahlteiler bevorzugt.
  • Grundsätzlich ist es möglich, den Strahlteiler im Strahlgang Bild-Beobachtungsposition in Transmission, als auch in Reflexion (folglich für den Strahlengang Beobachtungsposition-Eye-Tracker in Reflexion bzw. in Transmission) anzuordnen. Welche der Anordnungen sinnvoll ist, wird vor allem durch den vorhandenen Platz bestimmt.
  • Bei dem Eye-Tracker handelt es sich um eine Kamera, mit der die Position des Auges eines Betrachters aufgezeichnet wird. Dabei kann das Auge vom Eye-Tracker entweder direkt auf einem Bildempfänger abgebildet werden, oder aber über einen Bildleiter (z.B. eine Bildleitfaser) zur entfernten Bildaufnahme weitergeleitet werden. Letzteres ist beispielsweise für den Fall sinnvoll, dass in der näheren Umgebung des Okularsystems nur wenig Platz vorhanden ist, so dass es vorteilhaft ist, den Eye-Tracker oder einen Teil des Eye-Trackers auszulagern.
  • Vorteilhafterweise ist der Eye-Tracker abgedunkelt, damit dieser von einem Betrachter möglichst nicht wahrgenommen werden kann. Das vom Betrachter beobachtete Bild ist dagegen vorteilhafterweise relativ hell. Beispielsweise kann das Okularsystem ein beleuchtetes oder selbstleuchtendes Display aufweisen, auf dem das zu betrachtende Bild dargestellt wird.
  • Im Vergleich zu den bisher bekannten Eye-Tracker-Systemen weist das erfindungsgemäße Okularsystem folgende Vorteile auf: Zum einen lässt sich das Okularsystem sehr kompakt ausführen, wodurch es als Near-To-The-Eye-System, d.h., als System, bei dem Erzeugung und Darstellung eines Bildes sowie optische Hilfsmittel zu dessen Betrachtung dicht am Auge angeordnet sind, verwendbar wird. Zum anderen bleiben für den Nutzer die Gebrauchseigenschaften eines konventionellen Okularsystems erhalten, es ergeben sich keine Beeinträchtigungen in der Nutzung. Des Weiteren ist das erfindungsgemäße Okularsystem kostengünstig, da beide Strahlengänge optische Komponenten gemeinsam nutzen.
  • Einige Anwendungsgebiete für ein erfindungsgemäßes Okularsystem wurden weiter oben schon genannt. Weitere Anwendungsgebiete des erfindungsgemäßen Okularsystems sind die medizinische Augenuntersuchung und – behandlung. Auch kann die Beobachtung der Augenposition dazu verwendet werden, um die dargebotene visuelle Information nachzuführen (z.B. Augmented Reality, Headup Displays, OP-Mikroskope).
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Strahlteiler den Strahlengang in Abhängigkeit der Wellenlänge der Strahlen aufteilt.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Strahlteiler den Strahlengang derart aufteilt, dass Strahlen im sichtbaren Bereich bevorzugt den ersten Strahlengang Bild-Beobachtungsposition durchlaufen.
  • Ist beispielsweise der Strahlenteiler im Strahlengang Bild-Beobachtungsposition in Transmission angeordnet, so wird vom Bild kommendes Licht bevorzugt mit einem Intensitätsanteil von über 50% transmittiert. Entsprechendes gilt im Fall, dass der Strahlteiler im Strahlgang Bild-Beobachtungsposition in Reflexion angeordnet ist, für den reflektierten Intensitätsanteil.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Strahlteiler den Strahlengang derart aufteilt, dass Strahlen zumindest in einem Teilbereich des nicht sichtbaren Bereichs, vorzugs weise im nahen Infrarot-Bereich, bevorzugt den zweiten Strahlengang Beobachtungsposition-Eye-Tracker durchlaufen, und der Eye-Tracker in diesem Teilbereich arbeitet.
  • Dadurch, dass der Eye-Tracker das Auge im nicht sichtbaren Bereich beobachtet, wird eine Störung des Betrachters durch den Eye-Tracker vermieden. Im Sinne einer guten Detektion des Auges reflektiert bzw. transmittiert der Strahlteiler einen möglichst hohen Anteil der von der Beobachtungsposition kommenden Strahlen mit einer Wellenlänge in dem Teilbereich, in dem der Eye-Tracker arbeitet, zum Eye-Tracker. Bevorzugt ist die Reflexion bzw. Transmission des genannten Teilbereichs mit einem Intensitätsanteil von über 50%. Je nach Empfindlichkeit des Eye-Trackers können grundsätzlich allerdings auch niedrigere Intensitäten für die Beobachtung des Auges ausreichend sein.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Strahlenquelle vorgesehen ist, mit der ein sich an der Beobachtungsposition befindendes Auge eines Betrachters ausgeleuchtet werden kann, wobei der Wellenlängenbereich der Strahlenquelle außerhalb des sichtbaren Bereichs liegt, und der Eye-Tracker in zumindest einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs der Strahlungsquelle arbeitet.
  • Durch die Beleuchtungsvorrichtung kann das Auge des Betrachters angestrahlt werden. Das reflektierte Licht des beleuchteten Auges gelangt über den Strahlteiler zum Eye-Tracker. Die Intensität der Strahlen, die zum Eye-Tracker gelangen, kann auf diese Weise erhöht werden, wodurch die Erkennbarkeit des Auges erheblich verbessert werden kann. Bevorzugt ist der Wellenlängenbereich der Strahlungsquelle mit dem Strahlteiler abgestimmt, so dass ein möglichst hoher Anteil der Intensität der Strahlen zu dem Eye-Tracker gelangt.
  • Eine derartige Beleuchtungsvorrichtung lässt sich beispielsweise mit mehreren Dioden als Strahlenquelle umsetzen. Vorteilhafterweise sind die Dioden in unmittelbarer Nähe des Auges und um das Auge herum verteilt angeordnet, um eine möglichst flächige und gleichmäßige Ausleuchtung des Auges zu gewährleisten. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Dioden, welche im Infrarot, insbesondere im nahen Infrarot, arbeiten.
  • Alternativ lässt sich die Strahlung, insbesondere eine Infrarot-Strahlung, auch mit Lichtleitern zum Auge führen. Als Infrarot-Quelle kann auch eine breitbandige Lichtquelle dienen, bei der die nicht benötigten Wellenlängenbereiche ausgefiltert werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Strahlteiler zwischen dem Bild und dem Okular oder zwischen der Beobachtungsposition und dem Okular angeordnet ist.
  • Im ersten Fall wird das Auge vom Eye-Tracker durch das Okular hindurch beobachtet, im zweiten Fall sind Okular und Eye-Tracker weitgehend unabhängig voneinander. Je nach Platzbedarf kann die eine oder die andere Lösung sinnvoller sein.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das durch die optischen Elemente gebildete Okular in einer Anordnung des Strahlteilers zwischen Beobachtungsposition und dem Okular eine Pupillenschnittweite aufweist, die größer ist als die Brennweite, und in einer Anordnung des Strahlteilers zwischen dem Bild und dem Okular eine Gegenstandsschnittweite aufweist, die größer ist als die Brennweite.
  • Hierdurch wird der Einsatz eines ausgedehnten Strahlteilers, insbesondere eines Strahlteilerwürfels ermöglicht.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das durch die optischen Elemente gebildete Okular dem Auge eines Betrachters ein scheinbares Feld von 0° bis 36° darbietet.
  • Grundsätzlich ist ein möglichst großes scheinbares Feld anzustreben. Je größer das scheinbare Feld eines Okulars, desto mehr verschwindet der Eindruck eines Betrachters, durch ein „Loch" zu schauen. Größere Felder bieten einen natürlichen Seheindruck.
  • Allerdings erfordert die Realisierung eines größeren Feldes eine aufwendigere optische Korrektion, was sich auf den Aufbau und vor allem den Platzbedarf des Okularsystems auswirkt.
  • Als im Sinne dieser Erfindung vorteilhaft hat sich ein Okular mit einem Feld bis zu etwa 36° herausgestellt, da hiermit ein kompaktes und platzsparendes System realisiert werden kann, wobei keine deutlichen Einbußen in der Bildqualität hingenommen werden müssen, insbesondere ausreichend Platz für den Strahlteiler vorhanden ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Eye-Tracker ein Bildfeld mit einem Durchmesser im Bereich von 0 mm bis 20 mm abbil det.
  • Dieser Bereich ist ausreichend, um das Auge nahezu vollständig, insbesondere die Pupille, zu erfassen.
  • Des Weiteren ist es vorteilhaft, einen Eye-Tracker mit einer kleinen numerischen Apertur zu verwenden, um eine Schärfentiefe zu erreichen, die die notwendige Schärfe des Bildes des Auges über das gesamte Feld gewährleistet.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Eye-Tracker eine CCD- oder CMOS-Kamera aufweist.
  • Des Weiteren kann der Eye-Tracker zusätzlich ein oder mehrere optische Elemente aufweisen, um die vom Auge des Betrachters kommenden Strahlen zur Kamera zu leiten und optisch scharf abzubilden.
  • Insbesondere kann der Eye-Tracker eine Bildleitfaser aufweisen, um das Bild des Auges einer (entfernten) Kamera zuzuführen.
  • Ist der Strahlengang Beobachtungsposition-Eye-Tracker auf den Infrarotbereich angepasst, so wird bevorzugt für den Eye-Tracker ein Kamerachip auf Basis von Silizium verwendet, da die Empfindlichkeit dieses Chips in diesem Wellenlängenbereich besonders hoch ist.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen, welche durch mehrere Figuren veranschaulicht sind, näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 ein erfindungsgemäßes Okularsystem in einer ersten Ausführungsform,
  • 2 ein erfindungsgemäßes Okularsystem in einer zweiten Ausführungsform,
  • 3a die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Okularsystems mit eingezeichnetem Strahlengang Bild-Beobachtungspositon, und
  • 3b die zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Okularsystems mit eingezeichnetem Strahlengang Beobachtungspositon-Eye-Tracker.
  • 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Okularsystems.
  • Das Okularsystem weist mehrere optische Elemente auf, die ein Okular 5a bilden, und durch das von einer Beobachtungsposition 6 aus mit einem Auge ein Bild 1 betrachtet werden kann.
  • Das Okular 5a wird in diesem Ausführungsbeispiel von zwei Kittgruppen mit jeweils einer Sammel- und einer außen liegenden Zerstreuungslinse mit einer dazwischen liegenden Sammellinse gebildet. Des weiteren ist die Pupillenschnittweite des Okulars 5a größer als die Brennweite.
  • Zwischen Okular 5a und Beobachtungsposition 6 ist ein als Würfel ausgebildeter Strahlteiler 4 angeordnet.
  • Des Weiteren weist das Okularsystem einen Eye-Tracker auf, welcher eine Kamera 3 und ein Linsensystem 2a umfasst.
  • Der Strahlteiler 4 teilt den Strahlengang in einen ersten Strahlengang 8 Bild 1 – Beobachtungsposition 6, und einen zweiten Strahlengang 9 Beobachtungsposition 6 – Eye-Tracker bzw. Kamera des Eye-Trackers 3 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Strahlteilerwürfel 4 derart angeordnet, dass er die Strahlen im ersten Strahlengang 8 Beobachtungsposition 6 – Bild 1 transmittiert, und im zweiten Strahlengang 9 Beobachtungsposition 6 – Kamera 3 reflektiert.
  • Als weiteres optisches Element weist der Eye-Tracker einen Umlenkspiegel 7 auf. Durch den Umlenkspiegel 7 wird eine parallele Anordnung von Strahlteilerwürfel 4, Okular 5a, Bild 1 und Eye-Tracker ermöglicht, wodurch ein besonders kompakter Aufbau des Okularsystems hergestellt ist.
  • Der Strahlteilerwürfel 4 teilt den Strahlengang in Abhängigkeit der Wellenlänge der Strahlen auf. Die Strahlen im sichtbaren Bereich im ersten Strahlengang 8 werden mit einer Intensität von mindestens 50% vom Strahlteilerwürfel 4 in Richtung Beobachtungsposition 6 transmittiert. Des Weiteren werden die Strahlen im nahen Infrarotbereich mit einem Intensitätsanteil von über 50% im zweiten Strahlengang 9 vom Strahlteilerwürfel 4 in Richtung der Kamera 3 des Eye-Trackers reflektiert.
  • Die Kamera 3 des Eye-Trackers ist auf den Infrarotbereich abgestimmt. In diesem Ausführungsbeispiel weist sie einen CCD-Kamerachip auf Siliziumbasis auf.
  • Des Weiteren weist das Okularsystem eine hier nicht näher gezeigte Beleuchtungsvorrichtung mit einer Strahlenquelle auf, mit der ein sich an der Beobachtungsposition 6 befindendes Auge eines Betrachters ausgeleuchtet werden kann. Der Wellenlängenbereich der Strahlenquelle liegt außerhalb des sichtbaren Bereichs, in diesem Ausführungsbeispiel im nahen Infrarot-Bereich, und ist somit an den Arbeitsbereich des Eye-Trackers angepasst.
  • Diese für eine Beobachtung eines Auges vorteilhafte Anpassung von Beleuchtungsvorrichtung, Strahlteiler und Eye-Tracker kann grundsätzlich auch für andere Teilbereiche des nicht-sichtbaren Spektrums ausgebildet sein.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung enthält mehrere Dioden, welche in nächster Nähe der Beobachtungsposition 6 um die Position 6 verteilt angeordnet sind, um eine möglichst großflächige Ausleuchtung des Auges eines Betrachters zu ermöglichen. Das Beleuchtungsfeld ist abgestimmt auf das Bildfeld des Eye-Trackers, welches in diesem Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 20 mm besitzt.
  • Des Weiteren bietet das durch die optischen Elemente gebildete Okular 5a dem Auge eines Betrachters ein scheinbares Feld von 0° bis 36° dar.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Okularsystems.
  • Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist in dieser zweiten Ausführungsform der Strahlteilerwürfel 4 zwischen dem Bild 1 und den ein Okular 5b bildenden optischen Elementen angeordnet. Aufgrund der sich von der ersten Ausführungsform unterscheidenden Anordnung des Strahlteilerwürfels 4 sind Okular 5b und Okular 5a und auch die optischen Elemente 2a und 2b des Eye-Trackers unterschiedlich ausgebildet. Insbesondere ist die Gegenstandsschnittweite (der „Gegenstand" ist hier das Bild 1) des Okulars 5b größer als die Brennweite.
  • Des Weiteren ist in der zweiten Ausführungsform der Umlenkspiegel 7 weggelassen, wodurch sich eine senkrechte Anordnung des Eye-Trackers zu den Komponenten Okular 5b, Strahlteilerwürfel 4 und Bild 1 ergibt.
  • 3a zeigt den ersten Strahlengang 8 der zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Okularsystems in einer Detailansicht.
  • 3b zeigt den zweiten Strahlengang 9 Beobachtungsposition 6 – Eye-Tracker bzw. Kamera 3 der zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Okularsystems in einer Detailansicht.

Claims (10)

  1. Okularsystem mit ein Okular (5a, 5b) bildenden optischen Elementen zur Betrachtung eines Bildes (1) mit einem Auge von einer durch den Aufbau des Okularsystems definierten Beobachtungsposition (6) aus, dadurch gekennzeichnet, dass das Okularsystem einen Strahlteiler (4) und einen Eye-Tracker (3) für die Kontrolle der Augenposition eines Betrachters aufweist, wobei der Strahlteiler (4) den Gesamtstrahlengang in einen ersten Strahlengang (8) Bild (1) – Beobachtungsposition (6) und einen zweiten Strahlengang (9) Beobachtungsposition (6) – Eye-Tracker (3) aufteilt.
  2. Okularsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler (4) den Strahlengang in Abhängigkeit der Wellenlänge der Strahlen aufteilt.
  3. Okularsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler (4) den Strahlengang derart aufteilt, dass Strahlen im sichtbaren Bereich bevorzugt den ersten Strahlengang (8) Bild (1) – Beobachtungsposition (6) durchlaufen.
  4. Okularsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler (4) den Strahlengang derart aufteilt, dass Strahlen zumindest in einem Teilbereich des nichtsichtbaren Bereichs, vorzugsweise im nahen Inf rarot-Bereich, bevorzugt den zweiten Strahlengang (9) Beobachtungsposition (6) – Eye-Tracker (3) durchlaufen, und der Eye-Tracker (3) in diesem Teilbereich arbeitet.
  5. Okularsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Strahlenquelle vorgesehen ist, mit der ein sich an der Beobachtungsposition (6) befindendes Auge eines Betrachters ausgeleuchtet werden kann, wobei der Wellenlängenbereich der Strahlenquelle außerhalb des sichtbaren Bereichs liegt, und der Eye-Tracker (3) in zumindest einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs der Strahlungsquelle arbeitet.
  6. Okularsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlteiler (4) zwischen dem Bild (1) und dem Okular (5a, 5b) oder zwischen der Beobachtungsposition (6) und dem Okular (5a, 5b) angeordnet ist.
  7. Okularsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die optischen Elemente gebildete Okular (5a, 5b) in einer Anordnung des Strahlteilers (4) zwischen Beobachtungsposition (6) und dem Okular (5a) eine Pupillenschnittweite aufweist, die größer ist als die Brennweite, und in einer Anordnung des Strahlteilers (4) zwischen dem Bild (1) und dem Okular (5b) eine Gegenstandsschnittweite aufweist, die größer ist als die Brennweite.
  8. Okularsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die optischen Elemente gebildete Okular (5a, 5b) dem Auge eines Betrachters ein scheinbares Feld von 0° bis 36° darbietet.
  9. Okularsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eye-Tracker (3) ein Bildfeld mit einem Durchmesser im Bereich von 0 mm bis 20 mm abbildet.
  10. Okularsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eye-Tracker (3) eine CCD- oder CMOS-Kamera aufweist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10146055B2 (en) 2013-09-06 2018-12-04 3M Innovative Properties Company Head mounted display with eye tracking
US10545340B2 (en) 2014-04-09 2020-01-28 3M Innovative Properties Company Head mounted display and low conspicuity pupil illuminator

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5345281A (en) * 1992-12-17 1994-09-06 John Taboada Eye tracking system and method
WO1998015868A1 (en) * 1996-10-08 1998-04-16 The Microoptical Corporation Image combining system for eyeglasses and face masks
EP0665974B1 (de) * 1992-10-22 1999-12-01 Board Of Regents Of The University Of Washington Virtuelle netzhautbildanzeige
WO2000013572A1 (en) * 1998-09-03 2000-03-16 Xeyex Corporation Multi-functional visual testing instrument
US20010011968A1 (en) * 1998-02-20 2001-08-09 Michael Tidwell Scanned retinal display with exit pupil selected based on viewer's eye position
WO2002086590A1 (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Johns Hopkins University Head mounted display with full field of view and high resolution
WO2004036378A2 (en) * 2002-10-15 2004-04-29 Mcintyre David J System and method for simulating visual defects

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0665974B1 (de) * 1992-10-22 1999-12-01 Board Of Regents Of The University Of Washington Virtuelle netzhautbildanzeige
US5345281A (en) * 1992-12-17 1994-09-06 John Taboada Eye tracking system and method
WO1998015868A1 (en) * 1996-10-08 1998-04-16 The Microoptical Corporation Image combining system for eyeglasses and face masks
US20010011968A1 (en) * 1998-02-20 2001-08-09 Michael Tidwell Scanned retinal display with exit pupil selected based on viewer's eye position
WO2000013572A1 (en) * 1998-09-03 2000-03-16 Xeyex Corporation Multi-functional visual testing instrument
WO2002086590A1 (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Johns Hopkins University Head mounted display with full field of view and high resolution
WO2004036378A2 (en) * 2002-10-15 2004-04-29 Mcintyre David J System and method for simulating visual defects

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10146055B2 (en) 2013-09-06 2018-12-04 3M Innovative Properties Company Head mounted display with eye tracking
US10809531B2 (en) 2013-09-06 2020-10-20 3M Innovative Properties Company Head mounted display with eye tracking
US10852556B1 (en) 2013-09-06 2020-12-01 3M Innovative Properties Company Head mounted display with eye tracking
US10545340B2 (en) 2014-04-09 2020-01-28 3M Innovative Properties Company Head mounted display and low conspicuity pupil illuminator
US11675191B2 (en) 2014-04-09 2023-06-13 3M Innovative Properties Company Head mounted display and low conspicuity pupil illuminator

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