JP7274724B2 - 導光光学素子を介したレチナールイメージングに基づく目の追跡具 - Google Patents
導光光学素子を介したレチナールイメージングに基づく目の追跡具 Download PDFInfo
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Description
(a)透明材料から形成され、内部反射によって光をガイドするために対の平行な面を有する導光光学素子(LOE)であって、前記平行な面の1つが目に対して対向して展開された導光光学素子(LOE)、
(b)前記LOEに関連づけられた内結合構成であって、前記LOEの内部で伝搬するように内結合領域内の平行な面の1つで入射光の伝搬を内結合するように構成された内結合構成;
(c)前記LOEに関連づけられ、前記LOEの内で伝搬する平行光線のセットを捕らえられた光の集束ビームに変換するために構成された集光部、
(d)捕捉光を感知するために展開された光学センサ、および
(e)少なくとも1つのプロセッサーを含む処理システムであって、前記処理システムは光学センサに電気的に関連づけられ、目の現在の熟視方向を得るために、前記光学センサからの信号を処理するように構成され、前記内結合構成は前記LOE内で伝搬する光線を生成するように構成され、各光線は対応する入射光線の入射方向を示す方向を有し、複数の離間した平行な入射光線が、前記LOE内で伝搬する単一光線に組み合わせられてなる処理システム
を含んでいる。
本発明の実施形態のさらなる特徴によれば、光学センサは複数の画素検出部を含み、前記処理システムは約104もの画素ピクセル検出部からの出力を処理する。
(a)透明材料から形成された第2の目の導光素子(LOE)であって、当該第2の目の導光素子(LOE)は、内部反射によって光をガイドするために対の平行面を有し、前記平行面の1つがユーザーの第2の目と対向して展開されてなる第2の目の導光素子(LOE)、
(b)前記第2の目のLOEに関連づけられた内結合構成であって、前記LOE内で伝搬するように内結合領域内の前記平行面の一つで入射光の伝搬を内結合させるように構成された内結合構成、
(c)前記第2の目のLOEに関連づけられた集光部であって、前記LOEの内で伝搬する平行光線のセットを捕捉光の集束ビームに変換するように形成されてなる集光部、及び
(d)捕捉光を感知するために展開された第2の目の光学センサ
を更に備え、
前記処理システムは第2の目の光学センサに電気的に関連づけられ、ユーザーの目の現在の熟視方向を得るために、光学センサの両方からの信号を処理するように構成されてい
る。
(a)上記の変形例のいずれかによって装置を提供する工程;及び
(b)目の現在の熟視方向を得るために光学センサからの信号を処理する工程
を含んでいる。
態の限定されない1つの特に好ましい組み合わせにおいて、LOE(110)は「2D導光路」であり、それは相互に直角の2対の表面を有することを意味し、該2対の表面は、LOE(110)に沿って画像が伝搬するように二次元で画像をガイドするように機能する。LOE(120)は「ID導光路」であり、「スラブ型導光路」を定義する1対の平行な主表面を有することを意味し、該「スラブ型導光路」は1次元で画像をガイドする。図7Aおよび7Bの中で例証されるような他の実施形態で、装置(100)はたった1つの導光路(LOE120)を使用して実装され得る。本明細書で例証されるような後者の場合は、傾けられたプロジェクタ内結合構成を採用する。ニアアイディスプレイのコンテキストでのそのような導光構成及び内結合(目の追跡なし)は、様々な文献で見つけることができ、国際公開第WO2015/162611号公報および国際特許出願第PCT/IL2017/051028号(この出願は本出願の出願日の時点で公開されておらず、先行技術を構成しない)を含み、前記文献は本明細書においてあたかも完全に言及されるかのように全体が組込まれている。本明細書に例証された典型的な実施形態は、主として図6Aおよび6Bの2つの導光路の実施形態に言及し、この実施形態はより複雑な実施形態であり、一方、単一の導光路実施のより単純な構造を実装するために要求される変形は、当業者には自明であろう。
*(追加のファセット等を経て)導光路(120)に沿った透過率50%、
*(存在する場合)ファセット(140)を介して上部導光路(110)に20%結合される、
*導光路(110)に沿った透過率50%、
*PBS(105)を介するなどしてカメラ(125)に50%結合
*カメラ(125)の光伝送および量子効率50%。
*投影された画像の一部として追跡照射を組み合わせる;
*網膜の無感覚又は無関係の領域に向けられた選択的な追跡照射;
*目が無感覚な波長で機能するが、光学部は送信することができ、カメラは検知することができるように追跡照射波長を選択する。
つぎのものは各々別々に提案される。
強度は、上述したSNR計算を更に満たすべきである。
図14-16を参照すると、スペクトル感度も目の追跡照射中に目の刺激を最小限にするために使用することができる。図14で示されるように、桿状体細胞は主として周縁視覚の役割をし、窩には存在しない。図16にグラフ「R」によって示されるように、桿状体細胞は赤(620ナノメートル以上)に比較的無感覚である。周辺の領域の中にある錐状体の減少数は、桿状体ほど低い光源レベルに敏感ではない。したがって本発明の特定の実施形態によれば、目の追跡用の赤色光によって周辺の網膜(即ち、窩以外)を照射することは望ましい。
したがって、網膜パターンは、この円内に非常に目に見えるだろう。しかし外側ではそれほど明瞭でない(破線で表された)。この発明によれば、目の配向は、パターン、および高い反射の「エンベロープ」の移動として観測されるだろう。
本明細書で例証された実施形態では、目からの反射光は、照射導光素子とは異なる平行導光路(255)によって集光される(側面図で示される)。この場合、両方の導光光学素子は、上述された通り、透明材料から形成され、内部反射によって光をガイドするために対の平行面を持って、観測者の目に対向して重複させて展開される。
Claims (18)
- ヒトの目(150)の熟視方向を得るための装置(100)であって、
前記装置(100)は、
(a)透明材料から形成され、内部反射によって光をガイドするために対の平行面(104a、104b)を有する導光光学素子(LOE)(120)であって、前記平行面の1つが目に対して対向して展開された導光光学素子(LOE)(120)、
(b)前記LOEに関連した内結合構成(145)であって、前記内結合構成は複数の相互に平行な平面状の部分的反射面を含み、前記複数の相互に平行な平面状の部分的反射面は前記平行面に対して前記LOE内で傾斜して展開されてなり、前記LOEの内部で伝搬するように内結合領域内の前記平行面の1つで入射光の伝搬を内結合する内結合構成(145)、
(c)前記LOEに関連づけられ、前記LOEの内で伝搬する平行光線のセットを、焦点面に対して集束する、捕捉光の集束ビームに変換するために構成された集光部(106)、
(d)前記焦点面で、前記捕捉光によって形成された画像を感知するために展開された光学センサ(125)であって、当該光学センサは、前記平行面の一つが、目が遠景を見ているあいだ目に対して向かい合って展開されるとき、目の網膜から反射され、目のレンズによって平行にされた光が、前記部分的反射面の少なくとも2つによって前記LOEに内結合され、前記LOE内で前記集光部に向かって伝搬し、前記光学センサによる検知のために前記集光部によって集光されるように構成されてなる、光学センサ(125)、及び
(e)少なくとも1つのプロセッサーを含む処理システム(108)であって、当該処理システムは前記光学センサに電気的に関連付けられ、目の現在の熟視方向を得るために前記光学センサからの信号を処理するように構成された処理システム(108)を含んでなることを特徴とするヒトの目の熟視方向を得るための装置(100)。 - 前記光学センサは4つのコドラント・センサーを含む請求項1に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 前記光学センサは複数の画素検出部を含み、前記処理システムは約10 4 もの画素検出部からの出力を処理する請求項1に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 前記内結合領域の方向から目を照射するために展開された照射配列を更に含む請求項1に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 前記照射配列は前記LOEへ照射を導入するように構成され、その結果、前記照射が前記対の平行面で反射によって前記LOE内で伝搬し、前記内結合構成によって目の方へ結合される請求項4に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 透明材料から形成された照射導光素子をさらに含み、内部反射によって光をガイドするために対の平行面を持っており、前記照射導光素子は前記LOEと重複する関係をとる際に展開され、前記照射配列は前記照射導光素子へ照射を導入するように構成され、その結果、前記照射が対の平行面で反射によって前記照射導光素子内で伝搬し、外結合構成によって目の方に結合され、前記外結合構成は前記照射導光素子に関連づけられる請求項4に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 前記照射配列は前記処理システムに関連付けられ、前記処理システムは、パルス持続時
間をもつ照射パルスを生成するために前記照射配列を作動し、前記処理システムは前記光学センサから得られた信号を処理し、前記光学センサから得られた信号は、前記パルス持続時間中に捕らえられた入射光に対応する請求項4に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。 - 通過帯域スペクトルフィルターをさらに含み、与えられた範囲外の波長の光が前記光学センサに到達するのを妨害するように展開され、前記照射配列は、主として与えられた範囲の波長内の照射を生成する請求項4に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 前記与えられた範囲の波長は、電磁放射スペクトルの非可視域内にある請求項8に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 前記照射配列は複数の別々に制御された照射画素を含み、前記処理システムは目の網膜の選択された領域に対応する方向に沿って選択的に照射するように前記照射画素を選択的に作動させる請求項4に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 目の熟視方向の進行中の追跡の間、網膜の前記選択された領域は目の視神経円板を含む領域である請求項10に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 前記処理システムは、目の網膜からの反射に対応する強度分布のセンターを得るために前記光学センサからの信号を処理するように構成され、それによって、目の現在の熟視方向を決定する請求項1に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 前記処理システムは目の網膜の少なくとも1つの顕著な特徴の位置を検知するために、前記光学センサからの信号を処理するように構成され、それによって、目の現在の熟視方向を決定する請求項1に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 前記処理システムは目の網膜中の血管のパターンを追跡するために、前記光学センサからの信号を処理するように構成され、それによって、目の現在の熟視方向を決定する請求項1に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 平行にされた画像を前記LOEに導入するように前記LOEに結合された画像プロジェクタをさらに含み、その結果、前記平行にされた画像が前記LOE内の内部反射によって伝搬し、前記内結合構成によって目に向かって前記LOEの外に結合される請求項1に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 前記画像プロジェクタは前記処理システムに関連付けられ、前記処理システムは、パルス持続時間をもつ照射パルスを生成するために前記画像プロジェクタを作動させ、前記処理システムは、前記パルス持続時間中に捕らえられた入射光に対応する光学センサから得られた信号を処理する請求項15に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- 前記処理システムは投影された画像の選択されたサブセクションに一致するように前記パルスを生成し、その結果、前記パルスが投影された画像の認知に寄与する請求項16に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
- ユーザーであるヒトの頭に対して装置を支持するための支持構成をさらに含み、その結果、ユーザーの第1の目に対向して前記LOEが展開され、
前記装置は、
(a)透明材料から形成され、内部反射によって光をガイドするために対の平行面を持っている第2の目の導光光学素子(LOE)であって、前記平行面の一つが、ユーザーの第2の目に対向して展開された第2の目の導光光学素子(LOE)、
(b)前記第2の目のLOEに関連づけられた内結合構成であって、前記LOEの内部で伝搬するように内結合領域内の前記平行面の1つで入射光の伝搬を内結合するように構成された内結合構成、
(c)前記第2の目のLOEに関連づけられた集光部であって、
前記LOE内で伝搬する平行光線のセットを焦点面に対して集束する、前記捕捉光の集束ビームに変換するために構成された集光部、および
(d)前記焦点面で、前記捕捉光によって形成されたイメージを感知するために展開された第2の目の光学センサをさらに含み、
前記処理システムは第2の目の光学センサに電気的にさらに関連づけられ、ユーザーの目の現在の熟視方向を得るために、前記光学センサの両方からの信号を処理するように構成されてなる請求項1に記載のヒトの目の熟視方向を得るための装置。
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