JP3672261B2 - 観察者の眼により見た視野部分を決定する装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、当該分野において“眼視鏡”と一般に呼ばれている装置の様な、観察者の眼により見た視野の部分を決定する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、欧州特許出願公開第A0157973号明細書に記載される様に、1つの角膜反射を形成するために観察者の眼の角膜に光ビームを送る光源と、この角膜反射を観察して眼の光軸の配向を表す第1の電気信号を生じる第1の像検知器と、視野を観察して視野を表す第2の電気信号を生じる第2の像検知器と、第1及び第2電気信号を受けて眼により見た視野の当該部分を表す第3の電気信号を伝えるコンピュータとを備えた、観察者の眼により見た視野の部分を決定する装置が既に知られている。
【0003】
この様な装置は、米国の光学学会誌、1958年、7月号のマックワース等の論文“テレビジョン視準器による可視視野の変化において記録された眼の固定”に含まれる情報に主に基づいており、眼の光軸の配向の変化と角膜反射の変位との間に関係が有ることを示している。
【0004】
従って、角膜反射の観察によって、第1の像検知器は、各瞬間に角膜反射の位置と眼の光軸の配向とを知る。コンピュータは、第2の像検知器から来る視野に就いての情報を受けるので、眼によって各瞬間に見た視野の部分を従って決定できる。
【0005】
第1及び第2の像検知器は、カメラ型、例えば電荷結合素子カメラ(CCDカメラ)とすることができ、好適には、観察者を困らせないために、光源を不可視(赤外線)にできる。
【0006】
周知の種々の方法に従えば、眼の光軸の配向を決めるために光ビームによって生じ且つ瞳孔によって絞られる網膜反射を、角膜反射と組み合わせることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述した型の周知の装置においては、観察者の眼は、周囲の視野を制限する観察望遠鏡の様な光学装置を間に置くこと無く、直接に視野を見る。従って、不可視光線源による眼の照射に対して何等の障害物も無い。
【0008】
他方、観察者の眼による視野の観察のための光学装置を設けることが所要されると、困難に出会う。
【0009】
実際に、眼は、光学装置の絞り面内において、光学装置の接眼レンズの近くに位置される。従って、光学装置の接眼レンズと眼との間に不可視光線ビームを導入するのは、場所が無いために不可能である。更に、光学装置を介して不可視光線によって眼を照射すること直面すると、不可視光線のビームは、光学装置の絞りによって直径が制限される。光学装置の絞りの面積が照射される角膜の面積に比較して小さくされると、網膜全体を照射するのが不可能であり、従って、眼の光軸の配向全体を測定するのが不可能になる。
【0010】
この発明の目的は、この様な問題を解決するために、光学装置が設けられた上述した型の、観察者の眼により見た視野部分を決定する装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
このために、この発明によれば、観察者の眼により見た視野の部分を決定するよう為す装置は、
少なくとも1つの反射を形成するために前記観察者の前記眼に光ビームを送る前記光源と、
前記反射を観察して前記眼の光軸の配向を表す第1の電気信号を生じる第1の像検知器と、
前記視野を観察して、該視野を表す第2の電気信号を生じる第2の像検知器と、
前記第1及び第2電気信号を受けて前記眼により見た前記視野の前記部分を表す第3の電気信号を伝えるコンピュータと、
前記眼が後方に位置される接眼レンズを有する、前記視野を前記眼で見る光学観察装置と、
前記視野から来て前記光学観察装置を通過した光線を通し前記光源から照射された前記光ビームを前記眼に送る第1光学部材と、を備える装置において、
前記第1光学部材は、前記接眼レンズの対物焦点面の側に置かれており、
前記眼で反射された前記光ビームの部分は、前記第1光学部材を介して前記第1の像検知器へ向けられることを特徴としている。
【0012】
従って、眼を照射するよう為す光ビームは、出射接眼レンズを通過する。また、出射接眼レンズは二重の役目、すなわち(i)視野の像を光学観察装置の出口絞りを介して眼に送る働きと、(ii)出口絞りからの照射無しに、光源から照射された光で眼を照射する働きとを持っている。
【0013】
好適には、光ビームにより生じられる網膜反射を角膜反射とは別に用いる周知の方法(“角膜ベクトル”法と呼ばれる)によって眼で見た視野部分を決定することを装置が意図している時に、第1光学部材は、出射接眼レンズの対物焦点面内に配置される。
【0014】
この発明の第1の実施例に従えば、傾斜した面を持った平行板から成る型とすることができる第1光学部材は、一方の側が視野から来る光線を少なくとも部分的に透過し、他方の側が光源から照射された光ビームを部分的に透過し且つ部分的に反射する。
【0015】
従って、眼で反射された光ビームの一部は、第1光学部材を通過し、第1及び第2像検知器に光学的に接続されていて、視野から来る光線の伝達方向に関して第1光学部材の上流側に配置された第2光学部材の方に向けることができる。この第2光学部材は、一方の側が視野から来る光線を部分的に透過し且つ部分的に反射し、他方の側が光源から照射された光ビームを少なくとも部分的に反射するものである。
【0016】
この場合に、光学観察装置は、第2光学部材が配置される場所において集束する中間点を区画する無限焦点光学系を有するのが好ましい。
【0017】
また、光学観察装置は、天体望遠鏡型の観察望遠鏡を備え、無限焦点光学系は、対物レンズと光学観察装置の出射接眼レンズを形成する接眼レンズとを含み、対物レンズは、観察望遠鏡の接眼レンズに光学的に接続されるようにすることが できる。
【0018】
この実施例は、この発明に従った装置の使用のために、何ら変更することなく、観察望遠鏡を適合できるので、特に好適であることが理解されよう。従って、この発明の装置に適合させるために、普通の観察望遠鏡に接続させることを意図したセンサが得られる。
【0019】
また、この発明は、観察者の眼により見た視野の部分を決定する装置用の光学観察装置を観察望遠鏡と共に形成するよう意図されたセンサ(3)であって、1つの反射を形成するために前記観察者の前記眼に光ビームを送る光源と、前記反射を観察して前記眼の光軸の配向を表す第1の電気信号を生じる第1の像検知器と、前記視野を観察して該視野を表す第2の電気信号を生じる第2の像検知器と、前記第1及び第2電気信号を受けて前記眼により見た前記視野の前記部分を表す第3の電気信号を伝えるコンピュータと、を備えたセンサにおいて、
前記観察望遠鏡に接続された無限焦点光学系であって、前記観察望遠鏡の接眼レンズに光学的に接続された対物レンズと、前記光学観察装置の出射接眼レンズを形成する接眼レンズとを有する該無限焦点光学系と、
前記出射接眼レンズの対物焦点面の側に配置されると共に、前記光源から照射された前記光ビームを前記眼に送る第1の光学部材であって、前記視野から来た前記光線を一方の側で少なくとも部分的に透過すると共に、前記光源から照射された前記光ビームを他方の側で部分的に透過および部分的に反射する該第1の光学部材と、
前記第1及び第2像検知器に光学的に接続されると共に、前記対物レンズ及び前記第1の光学部材間に配置された第2の光学部材であって、前記視野から来た前記光線を一方の側で部分的に透過および部分的に反射すると共に、前記光源から照射された前記光ビームを他方の側で少なくとも部分的に反射する該第2の光学部材と、を備えたことを特徴としている。
【0020】
構造的一体性を構築するために、光源と第1及び第2像検知器との両方または いずれか一方は、センサの中に組み込まれていることが好ましい。
【0021】
この発明の第2の実施例に従えば、傾斜した面を持った平行な板から成る型とすることができる第1光学部材は、一方の側が視野から来る光線を部分的に透過し且つ部分的に反射し、他方の側が光源から照射された光ビームを少なくとも部分的に反射する。
【0022】
従って、第1光学部材は、第1及び第2像検知器に光学的に接続できる。また、第1像検知器との接続は、一方の側が光を部分的に透過し、他方の側が光源から照射された光ビームを少なくとも部分的に反射すると共に眼と第1光学部材によって反射された部分をこの光ビームから分離できるよう造られた第3光学部材を用いることによって得られる。
【0023】
この場合に、光学観察装置の出射接眼レンズを観察望遠鏡の接眼レンズが形成する光学観察装置を形成するために、観察望遠鏡内へ第1及び第3光学部材を組み込むことが好ましい。
【0024】
この発明に従った装置のために特に意図された光学装置は、普通の観察望遠鏡の変更によって得られる。
【0025】
従って、この発明は、観察者の眼により見た視野の部分を決定する装置用の光学観察装置であって、1つの反射を形成するために前記観察者の前記眼に光ビームを送る光源と、前記反射を観察して前記眼の光軸の配向を表す第1の電気信号を生じる第1の像検知器と、前記視野を観察して該視野を表す第2の電気信号を生じる第2の像検知器と、前記第1及び第2の電気信号を受けて前記眼により見た前記視野の前記部分を表す第3の電気信号を伝えるコンピュータと、を備えた光学観察装置において、
接眼レンズが設けられた観察望遠鏡と、
該観察望遠鏡の前記接眼レンズの対物焦点面の側に配置されると共に、前記光源から照射された前記光ビームを前記眼に送る第1の光学部材であって、前記視野から来た前記光線を一方の側で部分的に透過し且つ部分的に反射すると共に、前記光源から照射された前記光ビームを他方の側で少なくとも部分的に反射し、且つ前記第2像検知器に光学的に接続された該第1の光学部材と、
一方の側で少なくも部分的に透過すると共に、他方の側で前記光源から照射された前記光ビームを部分的に反射する第3の光学部材であって、前記光ビームと、前記眼および前記第1光学部材により反射された光ビームの部分との間の分離を形成すると共に、前記第1光学部材と前記第1像検知器との間の光学的接続を成す該第3の光学部材と、を備えたことを特徴としている。
【0026】
単一の構造体を形成するために、光源と第1及び第2像検知器との両方またはいずれか一方は、光学装置の中に組み込まれていることが好ましい。
【0027】
添付図面は、この発明が如何に構成されるかを容易に理解することができるよう成すものである。図面において、同一符号は同一部材を示している。
【0028】
【実施例】
この発明に従った図1に概略的に示される装置1は、例えば天体望遠鏡型の観察望遠鏡2と、視線V−Vを決める共通の光軸に沿って観察望遠鏡の光軸が正確に整列される様な具合に固着部材4によって互いにしっかり取付けられた光学電気センサ3とを有している。
【0029】
観察者の眼5は、光学電気センサ3の背後において視線V−V上に配置されるので、観察望遠鏡2によって決められる視野6で見ることができる。従って、図2に示される様に、眼5は、観察望遠鏡2を介して視野6の像6’と、この視野6を形成している異なった部分の像7iとを見る。
【0030】
更に、図1の装置1は、光学電気センサ3からの電気出力信号9及び10を受けて、これら出力信号9及び10を出力信号11として発信するために処理するコンピュータ8を有する。
【0031】
図3に概略的に示される様に、部分的にだけ図示されている観察望遠鏡2において、光学電気センサ3は、視線V−Vに光軸が合わせられて無限焦点収色光学系を形成する様な具合に視線V−Vに沿って配置された、4個の凸レンズ12、13、14及び15の組を有している。
【0032】
凸レンズ12は、光学電気センサ3の対物レンズとして作用して、観察望遠鏡2の接眼レンズ17からビーム16を受けるが、このビーム16は、観察望遠鏡2を通って接眼レンズ17の通過に基づいて平行光線をなしている。このビーム16は、像焦点18に集束される。各凸レンズ13及び14は、ビーム16を夫々中間点19及び20に再び集束するように為す。中間点20は、凸レンズ15の対物焦点と一致する。従って、凸レンズ15は、観察望遠鏡2及び光学電気センサ3の組の出射接眼レンズとして作用し、眼5にビーム16を再び平行光線の形で送る。従って、眼5は、凸レンズ12により倒立され、凸レンズ13により修正され、凸レンズ14により倒立され、そして、接眼レンズ15によって修正された後に像6’を見る。
【0033】
中間点19での集束の点で、凸レンズ13及び14の間に、一側がビーム16に対して半透過半反射性で、他方においては赤外線に対して少なくとも一部反射性である傾斜した板21が配置されている。
【0034】
更に、出射接眼レンズ15の中間点20の対物焦点には、一側がビーム16に対して透過性で、他方の側が赤外線に対して半反射および半透過性である傾斜した板22が配置されている。
【0035】
また、光学電気センサ3は、次の部材から成っている。それは、
赤外線光源23、例えば光学装置25の作用を介して傾斜した板22の上に焦点が合わせられる赤外線ビーム24を照射する発光ダイオードと、
光学装置27を中間に置いて傾斜した板21の反対側に設けられ、CCDカメラからの出力が光学電気センサ3から来る出力9を形成する赤外線電荷結合素子カメラ(CCDカメラ)26と、そして
光学装置29を中間に置いて傾斜した板21の反対側に設けられ、CCDカメラ28からの出力が光学電気センサ3から来る出力10を形成する電荷結合素子カメラ(CCDカメラ)28とである。
【0036】
従って、観察望遠鏡2の接眼レンズ17から来るビーム16は、傾斜した板21及び22を通ることによって、上に示した様な具合にレンズ12〜15を通って眼5に送られる。更に、ビーム16の部分16'は、傾斜した板21における反射によって、光学装置29を経て電荷結合素子カメラ28に送られる。従って、出力10で表される電気信号は、視野6の像6’を表す。
【0037】
ここで、ビーム24は、傾斜した板22における反射と出射接眼レンズ15の作用とによって、平行光線のビームの形で眼5に送られる。従って、このビーム24は、眼5の角膜及び網膜の照射とこれら角膜及び網膜における反射とによって、光学装置27を通ってCCDカメラ26に送られる前に傾斜した板21において反射するために、出射接眼レンズ15、傾斜した板20及びレンズ14を通る、ビーム16と反対方向のビーム24’によって伝えられる角膜反射と網膜反射を生じる。
【0038】
この角膜反射と、網膜反射により形成される瞳の光の中心との間の位置の違いは、眼5の光軸の配向を表すので、電荷結合素子カメラ(CCDカメラ)26の出力9によって与えられる情報は、眼5によって見られる像6’の部分7iの表示を成す。
【0039】
従って、CCDカメラ26及び28の出力9及び10から来る電気信号を入力として受けるコンピュータ8は、眼5により見られる部分7iを表す電気信号を出力する電気入力信号の周知の処理によって、出力11として発信することができる。
【0040】
図4は、この発明に従って改善され且つ図1の装置1の取り換えを為すよう意図された通常の観察望遠鏡2と光学電気センサ3とから成る観察望遠鏡102の部分図である。また、観察望遠鏡102の光軸、すなわち観察軸線は、符号V−Vで示される。
【0041】
観察望遠鏡102は、接眼レンズ117を有しており、観察望遠鏡102(観察望遠鏡102の図示しない対物レンズから来る)を通過する光学ビーム116を受けるために且つ視野6の像6’(図2)を見るために、接眼レンズ117の背後に眼5が位置される。観察望遠鏡102は、上述した出力9及び10に夫々似た出力109及び110を有する。
【0042】
接眼レンズ117の対物焦点120に、一側がビーム116に対して部分透過部分反射性で、他方の側が赤外線に対して少なくとも一部反射性である傾斜した板122が設けられている。
【0043】
更に、観察望遠鏡102は、次の部材から構成されている。それは、
光学装置125の作用によって傾斜した板122の上に焦点が合わせられる赤外線ビーム124を照射する赤外線光源123(発光ダイオード)と、
ビーム124の通路内に位置されていて赤外線に対して一側が少なくとも部分透過性で、他方の側が少なくとも部分反射性である傾斜した板121と、
光学装置127を中間に置いて傾斜した板121の反対側に設けられ、CCDカメラ126からの出力が観察望遠鏡102から来る出力109を形成する赤外線電荷結合素子カメラ(CCDカメラ)126と、そして
光学装置129を中間に置いて傾斜した板122の反対側に設けられ、CCDカメラ128からの出力が観察望遠鏡102から来る出力110を形成する電荷結合素子カメラ(CCDカメラ)128とである。
【0044】
従って、観察望遠鏡102を通過するビーム116は、傾斜した板122及び接眼レンズ117を通って眼5に送られる。更に、ビーム116の部分116'は、傾斜した板122における反射によって、光学装置129を経て電荷結合素子カメラ128(CCDカメラ)に送られる。従って、出力110で表わされる電気信号は、視野6の像6’を表す。
【0045】
赤外線ビーム124は、傾斜した板121及び光学装置125を通った後に、傾斜した板122における反射と観察望遠鏡102の接眼レンズ117の作用とによって、平行光線のビームの形で眼5に送られる。従って、このビーム124は、眼5の角膜及び網膜の照射とこれら角膜及び網膜における反射とによって、光学装置127を通ってCCDカメラ126に送られる前に、接眼レンズ117を通過し且つ傾斜した板122及び121において反射される、ビーム116と反対方向のビーム124’によって、伝えられる角膜反射と網膜反射とを生じる。
【0046】
従って、上述した出力9及び10に見られる電気信号と同様な電気信号が出力109及び110に夫々見られることが理解できる。従って、コンピュータ8は、観察望遠鏡102を介して眼5により見られる部分7iを表す電気信号を出力11に伝えるために、出力109及び110からの信号を同様な具合に処理できる。
【0047】
上述の説明から、この発明によって、観察者の2つの眼5の夫々と光学装置2及び3または102とを組合わせることによって、双眼鏡を造ることができるのが理解されよう。この場合に、2つの光学装置2及び3または102から来る信号を処理するのがコンピュータ8における利点である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に従った装置の第1の実施例を概略的に示す図である。
【図2】 この発明の装置を介して見た視野の像を概略的に示す図である。
【図3】 図1の装置の一部を拡大して断面で示す部分図である。
【図4】 この発明に従った装置の第2の実施例の部分断面図である。
【符号の説明】
2…観察望遠鏡、3…光学電気センサ、5…眼、6…視野、8…コンピュータ、9…出力信号、10…出力信号、11…出力信号、12…凸レンズ、13…凸レンズ、14…凸レンズ、15…凸レンズ、16…ビーム、17…接眼レンズ、18…像焦点、21…傾斜した板、22…傾斜した板、24…ビーム、26…電荷結合素子カメラ、27…光学装置、28…電荷結合素子カメラ、29…光学装置、102…観察望遠鏡、109…出力、110…出力、116…ビーム、117…接眼レンズ、120…対物焦点、122…傾斜した板、123…赤外線、124…赤外線ビーム、125…光学装置、126…電荷結合素子カメラ、127…光学装置、128…電荷結合素子カメラ。
【産業上の利用分野】
この発明は、当該分野において“眼視鏡”と一般に呼ばれている装置の様な、観察者の眼により見た視野の部分を決定する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、欧州特許出願公開第A0157973号明細書に記載される様に、1つの角膜反射を形成するために観察者の眼の角膜に光ビームを送る光源と、この角膜反射を観察して眼の光軸の配向を表す第1の電気信号を生じる第1の像検知器と、視野を観察して視野を表す第2の電気信号を生じる第2の像検知器と、第1及び第2電気信号を受けて眼により見た視野の当該部分を表す第3の電気信号を伝えるコンピュータとを備えた、観察者の眼により見た視野の部分を決定する装置が既に知られている。
【0003】
この様な装置は、米国の光学学会誌、1958年、7月号のマックワース等の論文“テレビジョン視準器による可視視野の変化において記録された眼の固定”に含まれる情報に主に基づいており、眼の光軸の配向の変化と角膜反射の変位との間に関係が有ることを示している。
【0004】
従って、角膜反射の観察によって、第1の像検知器は、各瞬間に角膜反射の位置と眼の光軸の配向とを知る。コンピュータは、第2の像検知器から来る視野に就いての情報を受けるので、眼によって各瞬間に見た視野の部分を従って決定できる。
【0005】
第1及び第2の像検知器は、カメラ型、例えば電荷結合素子カメラ(CCDカメラ)とすることができ、好適には、観察者を困らせないために、光源を不可視(赤外線)にできる。
【0006】
周知の種々の方法に従えば、眼の光軸の配向を決めるために光ビームによって生じ且つ瞳孔によって絞られる網膜反射を、角膜反射と組み合わせることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述した型の周知の装置においては、観察者の眼は、周囲の視野を制限する観察望遠鏡の様な光学装置を間に置くこと無く、直接に視野を見る。従って、不可視光線源による眼の照射に対して何等の障害物も無い。
【0008】
他方、観察者の眼による視野の観察のための光学装置を設けることが所要されると、困難に出会う。
【0009】
実際に、眼は、光学装置の絞り面内において、光学装置の接眼レンズの近くに位置される。従って、光学装置の接眼レンズと眼との間に不可視光線ビームを導入するのは、場所が無いために不可能である。更に、光学装置を介して不可視光線によって眼を照射すること直面すると、不可視光線のビームは、光学装置の絞りによって直径が制限される。光学装置の絞りの面積が照射される角膜の面積に比較して小さくされると、網膜全体を照射するのが不可能であり、従って、眼の光軸の配向全体を測定するのが不可能になる。
【0010】
この発明の目的は、この様な問題を解決するために、光学装置が設けられた上述した型の、観察者の眼により見た視野部分を決定する装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
このために、この発明によれば、観察者の眼により見た視野の部分を決定するよう為す装置は、
少なくとも1つの反射を形成するために前記観察者の前記眼に光ビームを送る前記光源と、
前記反射を観察して前記眼の光軸の配向を表す第1の電気信号を生じる第1の像検知器と、
前記視野を観察して、該視野を表す第2の電気信号を生じる第2の像検知器と、
前記第1及び第2電気信号を受けて前記眼により見た前記視野の前記部分を表す第3の電気信号を伝えるコンピュータと、
前記眼が後方に位置される接眼レンズを有する、前記視野を前記眼で見る光学観察装置と、
前記視野から来て前記光学観察装置を通過した光線を通し前記光源から照射された前記光ビームを前記眼に送る第1光学部材と、を備える装置において、
前記第1光学部材は、前記接眼レンズの対物焦点面の側に置かれており、
前記眼で反射された前記光ビームの部分は、前記第1光学部材を介して前記第1の像検知器へ向けられることを特徴としている。
【0012】
従って、眼を照射するよう為す光ビームは、出射接眼レンズを通過する。また、出射接眼レンズは二重の役目、すなわち(i)視野の像を光学観察装置の出口絞りを介して眼に送る働きと、(ii)出口絞りからの照射無しに、光源から照射された光で眼を照射する働きとを持っている。
【0013】
好適には、光ビームにより生じられる網膜反射を角膜反射とは別に用いる周知の方法(“角膜ベクトル”法と呼ばれる)によって眼で見た視野部分を決定することを装置が意図している時に、第1光学部材は、出射接眼レンズの対物焦点面内に配置される。
【0014】
この発明の第1の実施例に従えば、傾斜した面を持った平行板から成る型とすることができる第1光学部材は、一方の側が視野から来る光線を少なくとも部分的に透過し、他方の側が光源から照射された光ビームを部分的に透過し且つ部分的に反射する。
【0015】
従って、眼で反射された光ビームの一部は、第1光学部材を通過し、第1及び第2像検知器に光学的に接続されていて、視野から来る光線の伝達方向に関して第1光学部材の上流側に配置された第2光学部材の方に向けることができる。この第2光学部材は、一方の側が視野から来る光線を部分的に透過し且つ部分的に反射し、他方の側が光源から照射された光ビームを少なくとも部分的に反射するものである。
【0016】
この場合に、光学観察装置は、第2光学部材が配置される場所において集束する中間点を区画する無限焦点光学系を有するのが好ましい。
【0017】
また、光学観察装置は、天体望遠鏡型の観察望遠鏡を備え、無限焦点光学系は、対物レンズと光学観察装置の出射接眼レンズを形成する接眼レンズとを含み、対物レンズは、観察望遠鏡の接眼レンズに光学的に接続されるようにすることが できる。
【0018】
この実施例は、この発明に従った装置の使用のために、何ら変更することなく、観察望遠鏡を適合できるので、特に好適であることが理解されよう。従って、この発明の装置に適合させるために、普通の観察望遠鏡に接続させることを意図したセンサが得られる。
【0019】
また、この発明は、観察者の眼により見た視野の部分を決定する装置用の光学観察装置を観察望遠鏡と共に形成するよう意図されたセンサ(3)であって、1つの反射を形成するために前記観察者の前記眼に光ビームを送る光源と、前記反射を観察して前記眼の光軸の配向を表す第1の電気信号を生じる第1の像検知器と、前記視野を観察して該視野を表す第2の電気信号を生じる第2の像検知器と、前記第1及び第2電気信号を受けて前記眼により見た前記視野の前記部分を表す第3の電気信号を伝えるコンピュータと、を備えたセンサにおいて、
前記観察望遠鏡に接続された無限焦点光学系であって、前記観察望遠鏡の接眼レンズに光学的に接続された対物レンズと、前記光学観察装置の出射接眼レンズを形成する接眼レンズとを有する該無限焦点光学系と、
前記出射接眼レンズの対物焦点面の側に配置されると共に、前記光源から照射された前記光ビームを前記眼に送る第1の光学部材であって、前記視野から来た前記光線を一方の側で少なくとも部分的に透過すると共に、前記光源から照射された前記光ビームを他方の側で部分的に透過および部分的に反射する該第1の光学部材と、
前記第1及び第2像検知器に光学的に接続されると共に、前記対物レンズ及び前記第1の光学部材間に配置された第2の光学部材であって、前記視野から来た前記光線を一方の側で部分的に透過および部分的に反射すると共に、前記光源から照射された前記光ビームを他方の側で少なくとも部分的に反射する該第2の光学部材と、を備えたことを特徴としている。
【0020】
構造的一体性を構築するために、光源と第1及び第2像検知器との両方または いずれか一方は、センサの中に組み込まれていることが好ましい。
【0021】
この発明の第2の実施例に従えば、傾斜した面を持った平行な板から成る型とすることができる第1光学部材は、一方の側が視野から来る光線を部分的に透過し且つ部分的に反射し、他方の側が光源から照射された光ビームを少なくとも部分的に反射する。
【0022】
従って、第1光学部材は、第1及び第2像検知器に光学的に接続できる。また、第1像検知器との接続は、一方の側が光を部分的に透過し、他方の側が光源から照射された光ビームを少なくとも部分的に反射すると共に眼と第1光学部材によって反射された部分をこの光ビームから分離できるよう造られた第3光学部材を用いることによって得られる。
【0023】
この場合に、光学観察装置の出射接眼レンズを観察望遠鏡の接眼レンズが形成する光学観察装置を形成するために、観察望遠鏡内へ第1及び第3光学部材を組み込むことが好ましい。
【0024】
この発明に従った装置のために特に意図された光学装置は、普通の観察望遠鏡の変更によって得られる。
【0025】
従って、この発明は、観察者の眼により見た視野の部分を決定する装置用の光学観察装置であって、1つの反射を形成するために前記観察者の前記眼に光ビームを送る光源と、前記反射を観察して前記眼の光軸の配向を表す第1の電気信号を生じる第1の像検知器と、前記視野を観察して該視野を表す第2の電気信号を生じる第2の像検知器と、前記第1及び第2の電気信号を受けて前記眼により見た前記視野の前記部分を表す第3の電気信号を伝えるコンピュータと、を備えた光学観察装置において、
接眼レンズが設けられた観察望遠鏡と、
該観察望遠鏡の前記接眼レンズの対物焦点面の側に配置されると共に、前記光源から照射された前記光ビームを前記眼に送る第1の光学部材であって、前記視野から来た前記光線を一方の側で部分的に透過し且つ部分的に反射すると共に、前記光源から照射された前記光ビームを他方の側で少なくとも部分的に反射し、且つ前記第2像検知器に光学的に接続された該第1の光学部材と、
一方の側で少なくも部分的に透過すると共に、他方の側で前記光源から照射された前記光ビームを部分的に反射する第3の光学部材であって、前記光ビームと、前記眼および前記第1光学部材により反射された光ビームの部分との間の分離を形成すると共に、前記第1光学部材と前記第1像検知器との間の光学的接続を成す該第3の光学部材と、を備えたことを特徴としている。
【0026】
単一の構造体を形成するために、光源と第1及び第2像検知器との両方またはいずれか一方は、光学装置の中に組み込まれていることが好ましい。
【0027】
添付図面は、この発明が如何に構成されるかを容易に理解することができるよう成すものである。図面において、同一符号は同一部材を示している。
【0028】
【実施例】
この発明に従った図1に概略的に示される装置1は、例えば天体望遠鏡型の観察望遠鏡2と、視線V−Vを決める共通の光軸に沿って観察望遠鏡の光軸が正確に整列される様な具合に固着部材4によって互いにしっかり取付けられた光学電気センサ3とを有している。
【0029】
観察者の眼5は、光学電気センサ3の背後において視線V−V上に配置されるので、観察望遠鏡2によって決められる視野6で見ることができる。従って、図2に示される様に、眼5は、観察望遠鏡2を介して視野6の像6’と、この視野6を形成している異なった部分の像7iとを見る。
【0030】
更に、図1の装置1は、光学電気センサ3からの電気出力信号9及び10を受けて、これら出力信号9及び10を出力信号11として発信するために処理するコンピュータ8を有する。
【0031】
図3に概略的に示される様に、部分的にだけ図示されている観察望遠鏡2において、光学電気センサ3は、視線V−Vに光軸が合わせられて無限焦点収色光学系を形成する様な具合に視線V−Vに沿って配置された、4個の凸レンズ12、13、14及び15の組を有している。
【0032】
凸レンズ12は、光学電気センサ3の対物レンズとして作用して、観察望遠鏡2の接眼レンズ17からビーム16を受けるが、このビーム16は、観察望遠鏡2を通って接眼レンズ17の通過に基づいて平行光線をなしている。このビーム16は、像焦点18に集束される。各凸レンズ13及び14は、ビーム16を夫々中間点19及び20に再び集束するように為す。中間点20は、凸レンズ15の対物焦点と一致する。従って、凸レンズ15は、観察望遠鏡2及び光学電気センサ3の組の出射接眼レンズとして作用し、眼5にビーム16を再び平行光線の形で送る。従って、眼5は、凸レンズ12により倒立され、凸レンズ13により修正され、凸レンズ14により倒立され、そして、接眼レンズ15によって修正された後に像6’を見る。
【0033】
中間点19での集束の点で、凸レンズ13及び14の間に、一側がビーム16に対して半透過半反射性で、他方においては赤外線に対して少なくとも一部反射性である傾斜した板21が配置されている。
【0034】
更に、出射接眼レンズ15の中間点20の対物焦点には、一側がビーム16に対して透過性で、他方の側が赤外線に対して半反射および半透過性である傾斜した板22が配置されている。
【0035】
また、光学電気センサ3は、次の部材から成っている。それは、
赤外線光源23、例えば光学装置25の作用を介して傾斜した板22の上に焦点が合わせられる赤外線ビーム24を照射する発光ダイオードと、
光学装置27を中間に置いて傾斜した板21の反対側に設けられ、CCDカメラからの出力が光学電気センサ3から来る出力9を形成する赤外線電荷結合素子カメラ(CCDカメラ)26と、そして
光学装置29を中間に置いて傾斜した板21の反対側に設けられ、CCDカメラ28からの出力が光学電気センサ3から来る出力10を形成する電荷結合素子カメラ(CCDカメラ)28とである。
【0036】
従って、観察望遠鏡2の接眼レンズ17から来るビーム16は、傾斜した板21及び22を通ることによって、上に示した様な具合にレンズ12〜15を通って眼5に送られる。更に、ビーム16の部分16'は、傾斜した板21における反射によって、光学装置29を経て電荷結合素子カメラ28に送られる。従って、出力10で表される電気信号は、視野6の像6’を表す。
【0037】
ここで、ビーム24は、傾斜した板22における反射と出射接眼レンズ15の作用とによって、平行光線のビームの形で眼5に送られる。従って、このビーム24は、眼5の角膜及び網膜の照射とこれら角膜及び網膜における反射とによって、光学装置27を通ってCCDカメラ26に送られる前に傾斜した板21において反射するために、出射接眼レンズ15、傾斜した板20及びレンズ14を通る、ビーム16と反対方向のビーム24’によって伝えられる角膜反射と網膜反射を生じる。
【0038】
この角膜反射と、網膜反射により形成される瞳の光の中心との間の位置の違いは、眼5の光軸の配向を表すので、電荷結合素子カメラ(CCDカメラ)26の出力9によって与えられる情報は、眼5によって見られる像6’の部分7iの表示を成す。
【0039】
従って、CCDカメラ26及び28の出力9及び10から来る電気信号を入力として受けるコンピュータ8は、眼5により見られる部分7iを表す電気信号を出力する電気入力信号の周知の処理によって、出力11として発信することができる。
【0040】
図4は、この発明に従って改善され且つ図1の装置1の取り換えを為すよう意図された通常の観察望遠鏡2と光学電気センサ3とから成る観察望遠鏡102の部分図である。また、観察望遠鏡102の光軸、すなわち観察軸線は、符号V−Vで示される。
【0041】
観察望遠鏡102は、接眼レンズ117を有しており、観察望遠鏡102(観察望遠鏡102の図示しない対物レンズから来る)を通過する光学ビーム116を受けるために且つ視野6の像6’(図2)を見るために、接眼レンズ117の背後に眼5が位置される。観察望遠鏡102は、上述した出力9及び10に夫々似た出力109及び110を有する。
【0042】
接眼レンズ117の対物焦点120に、一側がビーム116に対して部分透過部分反射性で、他方の側が赤外線に対して少なくとも一部反射性である傾斜した板122が設けられている。
【0043】
更に、観察望遠鏡102は、次の部材から構成されている。それは、
光学装置125の作用によって傾斜した板122の上に焦点が合わせられる赤外線ビーム124を照射する赤外線光源123(発光ダイオード)と、
ビーム124の通路内に位置されていて赤外線に対して一側が少なくとも部分透過性で、他方の側が少なくとも部分反射性である傾斜した板121と、
光学装置127を中間に置いて傾斜した板121の反対側に設けられ、CCDカメラ126からの出力が観察望遠鏡102から来る出力109を形成する赤外線電荷結合素子カメラ(CCDカメラ)126と、そして
光学装置129を中間に置いて傾斜した板122の反対側に設けられ、CCDカメラ128からの出力が観察望遠鏡102から来る出力110を形成する電荷結合素子カメラ(CCDカメラ)128とである。
【0044】
従って、観察望遠鏡102を通過するビーム116は、傾斜した板122及び接眼レンズ117を通って眼5に送られる。更に、ビーム116の部分116'は、傾斜した板122における反射によって、光学装置129を経て電荷結合素子カメラ128(CCDカメラ)に送られる。従って、出力110で表わされる電気信号は、視野6の像6’を表す。
【0045】
赤外線ビーム124は、傾斜した板121及び光学装置125を通った後に、傾斜した板122における反射と観察望遠鏡102の接眼レンズ117の作用とによって、平行光線のビームの形で眼5に送られる。従って、このビーム124は、眼5の角膜及び網膜の照射とこれら角膜及び網膜における反射とによって、光学装置127を通ってCCDカメラ126に送られる前に、接眼レンズ117を通過し且つ傾斜した板122及び121において反射される、ビーム116と反対方向のビーム124’によって、伝えられる角膜反射と網膜反射とを生じる。
【0046】
従って、上述した出力9及び10に見られる電気信号と同様な電気信号が出力109及び110に夫々見られることが理解できる。従って、コンピュータ8は、観察望遠鏡102を介して眼5により見られる部分7iを表す電気信号を出力11に伝えるために、出力109及び110からの信号を同様な具合に処理できる。
【0047】
上述の説明から、この発明によって、観察者の2つの眼5の夫々と光学装置2及び3または102とを組合わせることによって、双眼鏡を造ることができるのが理解されよう。この場合に、2つの光学装置2及び3または102から来る信号を処理するのがコンピュータ8における利点である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に従った装置の第1の実施例を概略的に示す図である。
【図2】 この発明の装置を介して見た視野の像を概略的に示す図である。
【図3】 図1の装置の一部を拡大して断面で示す部分図である。
【図4】 この発明に従った装置の第2の実施例の部分断面図である。
【符号の説明】
2…観察望遠鏡、3…光学電気センサ、5…眼、6…視野、8…コンピュータ、9…出力信号、10…出力信号、11…出力信号、12…凸レンズ、13…凸レンズ、14…凸レンズ、15…凸レンズ、16…ビーム、17…接眼レンズ、18…像焦点、21…傾斜した板、22…傾斜した板、24…ビーム、26…電荷結合素子カメラ、27…光学装置、28…電荷結合素子カメラ、29…光学装置、102…観察望遠鏡、109…出力、110…出力、116…ビーム、117…接眼レンズ、120…対物焦点、122…傾斜した板、123…赤外線、124…赤外線ビーム、125…光学装置、126…電荷結合素子カメラ、127…光学装置、128…電荷結合素子カメラ。
Claims (15)
- 観察者の眼(5)により見た視野(6)の部分(7i)を決定する装置(1)であって、
少なくとも1つの反射を形成するために前記観察者の前記眼(5)に光ビーム(24)を送る光源(23)と、
前記反射を観察して前記眼(5)の光軸の配向を表す第1の電気信号を生じる第1の像検知器(26)と、
前記視野(6)を観察して、該視野(6)を表す第2の電気信号を生じる第2の像検知器(28)と、
前記第1及び第2電気信号を受けて前記眼(5)により見た前記視野(6)の前記部分(7i)を表す第3の電気信号を伝えるコンピュータ(8)と、
前記眼(5)が後方に位置される接眼レンズ(15)を有する、前記視野(6)を前記眼(5)で見る光学観察装置(2,3)と、
前記視野(6)から来て前記光学観察装置を通過した光線(16)を通し前記光源(23)から照射された前記光ビーム(24)を前記眼(5)に送る第1光学部材(22)と、を備える装置(1)において、
前記第1光学部材(22)は、前記接眼レンズ(15)の対物焦点面の側に置かれており、
前記第1光学部材(22)は、一方の側が前記視野(6)から来る前記光線(16)のために少なくとも部分的に透過性で、他方の側が前記光源(23)から照射される前記光ビーム(24)のために部分的に透過性で且つ部分的に反射性であり、そして、
前記眼で反射された前記光ビーム(24)の前記部分(24 ' )は、前記第1光学部材(22)を通過して、前記第1及び第2像検知器(26,28)に光学的に接続されて前記第1光学部材(22)の前記視野から来る前記光線(16)の伝達方向に対して上流に配置された第2光学部材(21)に向かって配向され、該第2光学部材(21)は、一方の側が前記視野(6)から来る前記光線(16)のために部分的に透過性で且つ部分的に反射性であり、他方の側が前記光源から照射された前記光ビーム(24)のために部分的に反射性である
ことを特徴とする装置。 - 前記第1光学部材(22)は、前記接眼レンズ(15)の前記対物焦点面内に位置されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記光学観察装置は、前記第2光学部材(21)が配置される場所において、集束する中間点(19)を区画する無限焦点光学系(12〜15)を有することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記光学観察装置は、観察望遠鏡(2)を有し、前記無限焦点光学系(12〜15)は、対物レンズ(12)と前記光学観察装置の出射接眼レンズを形成する接眼レンズ(15)とを含み、前記対物レンズ(12)は、前記観察望遠鏡(2)の接眼レンズ(17)に光学的に接続されるようになっている請求項3に記載の装置。
- 観察者の眼(5)により見た視野(6)の部分(7i)を決定する装置(1)であって、
少なくとも1つの反射を形成するために前記観察者の前記眼(5)に光ビーム(124)を送る光源(123)と、
前記反射を観察して前記眼(5)の光軸の配向を表す第1の電気信号を生じる第1の像検知器(126)と、
前記視野(6)を観察して、該視野(6)を表す第2の電気信号を生じる第2の像検知器(128)と、
前記第1及び第2電気信号を受けて前記眼(5)により見た前記視野(6)の前記部分(7i)を表す第3の電気信号を伝えるコンピュータ(8)と、
前記眼(5)が後方に位置される接眼レンズ(117)を有する、前記視野(6)を前記眼(5)で見る光学観察装置(102)と、
前記視野(6)から来て前記光学観察装置を通過した光線(116)を通し前記光源(123)から照射された前記光ビーム(124)を前記眼(5)に送る第1光学部材(122)と、を備える装置(1)において、
前記第1光学部材(122)は、前記接眼レンズ(117)の対物焦点面の側に置かれており、
前記第1光学部材(122)は、一方の側が前記視野(6)から来る前記光線(16)のために部分的に透過性で且つ部分的に反射性であり、他方の側が前記光源(123)から照射された前記光ビーム(124)のために部分的に反射性であり、そして、
前記第1光学部材(122)は、前記第1及び第2像検知器(126,128)に光学的に接続され、該第1像検知器(126)との接続は第3光学部材(121)の使用によって得られ、該第3光学部材は、一方の側が少なくとも部分的に透過性で、他方の側は前記光源(123)から照射された前記光ビーム(124)のために少なくとも部分的に反射して前記眼と前記第1光学部材(122)とによって反射される前記部分(124 ' )を前記光ビーム(124)から分離するようできる
ことを特徴とする装置。 - 前記第1光学部材(122)は、前記接眼レンズ(117)の前記対物焦点面内に位置されていることを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 第1及び第3光学部材(122,121)は、前記光学観察装置(102)を形成するために観察望遠鏡へ組み込まれており、該観察望遠鏡の前記接眼レンズ(117)が前記光学観察装置の前記出射接眼レンズを形成していることを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 観察者の眼(5)により見た視野(6)の部分(7i)を決定する装置用の光学観察装置を観察望遠鏡(2)と共に形成するよう意図されたセンサ(3)であって、
1つの反射を形成するために前記観察者の前記眼(5)に光ビーム(24)を送る光源(23)と、
前記反射を観察して前記眼(5)の光軸の配向を表す第1の電気信号を生じる第1の像検知器(26)と、
前記視野(6)を観察して、該視野(6)を表す第2の電気信号を生じる第2の像検知器(28)と、
前記第1及び第2の電気信号を受けて前記眼(5)により見た前記視野(6)の前記部分(7i)を表す第3の電気信号を伝えるコンピュータ(8)と、を備えたセンサ(3)において、
前記観察望遠鏡(2)に接続された無限焦点光学系(12〜15)であって、前記観察望遠鏡の接眼レンズ(17)に光学的に接続された対物レンズ(12)と、前記光学観察装置の出射接眼レンズを形成する接眼レンズ(15)とを有する該無限焦点光学系(12〜15)と、
前記出射接眼レンズ(15)の対物焦点面の側に配置されると共に、前記光源(23)から照射された前記光ビーム(24)を前記眼に送る第1の光学部材(22)であって、一方の側で前記視野(6)から来る前記光線(16)を少なくとも部分的に透過すると共に、他方の側で前記光源(23)から照射された前記光ビーム(24)を部分的に透過および部分的に反射する該第1の光学部材(22)と、
前記第1及び第2像検知器(26,28)に光学的に接続されると共に、前記対物レンズ(12)及び前記第1の光学部材(22)間に配置された第2の光学部材(21)であって、一方の側で視野(6)から来た前記光線(16)を部分的に透過および部分的に反射すると共に、他方の側で前記光源(23)から照射された前記光ビーム(24)を少なくとも部分的に反射する該第2の光学部材(21)と、
を備えたことを特徴とするセンサ。 - 前記第1の光学部材(22)は、前記出射接眼レンズ(15)の対物焦点面内に配置されたことを特徴とする請求項8に記載のセンサ。
- 前記光源(23)を組み込んでいることを特徴とする請求項8に記載のセンサ。
- 前記第1及び第2像検知器(26,28)を組み込んでいることを特徴とする請求項8に記載のセンサ。
- 観察者の眼(5)により見た視野(6)の部分(7i)を決定する装置用の光学観察装置であって、
1つの反射を形成するために前記観察者の前記眼(5)に光ビーム(124)を送る光源(123)と、
前記反射を観察して前記眼(5)の光軸の配向を表す第1の電気信号を生じる第1の像検知器(126)と、
前記視野(6)を観察して、該視野(6)を表す第2の電気信号を生じる第2の像検知器(128)と、
前記第1及び第2の電気信号を受けて前記眼(5)により見た前記視野(6)の前記部分(7i)を表す第3の電気信号を伝えるコンピュータ(8)と、を備えた光学観察装置において、
接眼レンズ(117)が設けられた観察望遠鏡(102)と、
該観察望遠鏡(102)の前記接眼レンズ(117)の対物焦点面の側に配置されると共に、前記光源(123)から照射された前記光ビーム(124)を前記眼(5)に送る第1の光学部材(122)であって、一方の側で前記視野(6)から来る前記光線(116)を部分的に透過し且つ部分的に反射すると共に、他方の側で前記光源(123)から照射された前記光ビーム(124)を少なくとも部分的に反射し、且つ前記第2像検知器(128)に光学的に接続された該第1の光学部材(22)と、
一方の側で少なくとも部分的に透過すると共に、他方の側で前記光源(123)から照射された前記光ビーム(124)を部分的に反射する第3の光学部材(121)であって、前記光ビーム(124)と、前記眼および前記第1光学部材(122)により反射された光ビームの部分(124')との間の分離を形成すると共に、前記第1光学部材(122)と前記第1像検知器(126)との間の光学的接続を成す該第3の光学部材(121)と、
を備えたことを特徴とする光学観察装置。 - 前記第1光学部材(122)は、前記接眼レンズ(117)の前記対物焦点面内に配置されたことを特徴とする請求項12に記載の光学観察装置。
- 前記光源(123)を組み込んでいることを特徴とする請求項12に記載の光学観察装置。
- 前記第1及び第2像検知器(126,128)を組み込んでいることを特徴とする請求項12に記載の光学観察装置。
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