(57)【要約】  本発明は、メガネ装着者の注視方向を特性決定するための眼科用メガネに関するものである。メガネの各レンズ（１、２）は、メガネ装着者の眼の縁部（Ｌ）の異なる部分が動く、メガネ装着者の眼域（ＺＤ１、ＺＧ１、ＺＤ２、ＺＧ２）の方へ向けて照射線を照射するための出力部を備えている。レンズは、前記眼域内で反射された前記照射線の一部を集光するための入力部もさらに備えている。２つのレンズの入力部によって同時に集光された照射線の一部を測定する検出信号からメガネ装着者の注視方向を決定するために計算ユニットもメガネと組み合わせる。
2012526579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム（３）と、２つのレンズ（１、２）であってメガネ装着者の各眼球（１００、２００）の前にそれぞれ位置するように前記フレームに保持されてそれにより各レンズを通じて装着者に２つの別々の視覚をもたらす２つのレンズ（１、２）と、を備える眼科用メガネであって、
各レンズが、
−照射線源であって、その照射線は装着者の各眼球の強膜（Ｓ）と虹彩（Ｉ）の相違する反射強度係数にしたがって当該強膜（Ｓ）と虹彩（Ｉ）とで反射するように選択されている、少なくとも１つの照射線源と、
−前記照射線源で発生した照射線の一部の強度のそれぞれを測定するように構成された検出器であって、その照射線の一部は、前記レンズの後方に位置する眼球の強膜および虹彩の間にある境界（Ｌ）の異なる部分が眼球運動時に動き回る眼域内でそれぞれ反射されるものである、少なくとも１つの検出器と、
−前記レンズ内に構成された照射線出力部もしくは入力部であって、各出力部（１０、１２、２０、２２）は前記照射線源で発生した照射線の一部を前記眼域のうちの少なくとも１つに向けて照射するように構成され、各入力部（１１、１３、２１、２３）は前記眼域のうちの１つで反射された照射線の一部を集光するように構成されている、少なくとも４つの照射線出力部もしくは入力部と、
を備え、
前記レンズの後方に位置するメガネ装着者の眼球の反射をそれぞれ含む少なくとも２つの照射線経路が、眼球の強膜および虹彩の間の境界の一部が動き回る前記眼域のうちの１つに形成され、
前記眼科用メガネは、さらに、
前記少なくとも１つの照射線源と前記少なくとも１つの検出器との間で送られる照射線の一部を別々の各照射線経路によって分離する手段と、
前記２つのレンズについて同時に測定される強度の関数として、観察点（Ｃ）に向けられたメガネ装着者の注視方向を特性決定するように適合された計算ユニットと、
各レンズに関して、照射線入力部（１１、１３、２１、２３）と同数の照射線出力部（１０、１２、２０、２２）と、を備え、
各出力部は、各レンズにおいて、前記照射線経路のうちの１つに対応する別々の照射線照射受光対を形成するように前記入力部のうちの１つに隣接しており、
各照射受光対は、前記レンズの後方に位置するメガネ装着者の眼球の強膜（Ｓ）および虹彩（Ｉ）の間の境界（Ｌ）の一部のうちの１つが眼球運動時に動き回る前記眼域のうちの１つの前に構成されている、
眼科用メガネ。
【請求項２】
各レンズ（１、２）に関して、
前記少なくとも１つの照射線源、
前記少なくとも１つの検出器、および、
前記少なくとも４つの照射線出力領域（１０、１２、２０、２２）もしくは入力領域（１１、１３、２１、２３）が、
各反射が各眼球の眼球孔の中心方向の周りに角分布するように、少なくとも３つの区別可能な照射線の経路を形成するように構成されている、
請求項１に記載のメガネ。
【請求項３】
各レンズ（１、２）について、
前記少なくとも１つの照射線源、
前記少なくとも１つの検出器、および、
前記少なくとも４つの照射線出力領域（１０、１２、２０、２２）もしくは入力領域（１１、１３、２１、２３）は、
区別可能な照射線の経路の少なくとも２つの対を形成し、各経路は、前記レンズの後方に位置しているメガネ装着者の眼球の強膜と虹彩の間の境界（Ｌ）の右または左側部分が動き回る眼域（ＺＤ１、ＺＧ１、ＺＤ２、ＺＧ２）内に反射を有するように構成され、
それぞれ対の経路の前記眼域（ＺＤ１、ＺＧ１、ＺＤ２、ＺＧ２）は各対に関連付けられた同一の眼域仰角（α１、α２）に位置し、経路の前記２つの対は区別可能で両レンズに共通の各仰角に関連付けられている、
請求項２に記載のメガネ。
【請求項４】
２つの第１の照射線出力部（１０、１２）が各レンズにおいて同じ第１の仰角（α１）に構成され、
２つの第２の照射線出力部（２０、２２）が各レンズにおいて前記第１の仰角と異なる同一の第２の仰角（α２）に構成されている、
請求項２または３に記載のメガネ。
【請求項５】
各レンズ（１、２）について、
前記照射線出力部の少なくとも幾つかが、レンズの右および左側部分にそれぞれ位置している２つの列の形態で構成され、
レンズの右側部分に配置された各列の出力部（１０１、．．．、１０ｎ）は、眼球の強膜（Ｓ）および虹彩（Ｉ）の間の境界（Ｌ）の右側部分が動き回る眼域内で、メガネ装着者の眼球（１００）上の反射を含む照射線経路に属し、
レンズの左側部分に位置する各列の出力部（１２１、．．．、１２ｎ）は、眼球の強膜と虹彩の間の境界の左側部分が動き回る眼域内で、メガネ装着者の眼球上の反射を含む照射線経路に属している、
請求項２〜４のいずれか一項に記載のメガネ。
【請求項６】
各レンズ（１、２）について、
前記少なくとも１つの照射線源、
前記少なくとも１つの検出器、および、
前記少なくとも４つの照射線出力領域（１０、１２、２０、２２）もしくは入力領域（１１、１３、２１、２３）は、
区別可能な照射線の経路の少なくとも２つの対を形成し、
経路の対のうちの第１の対の各経路が、レンズの後方に位置するメガネ装着者の眼球の強膜および虹彩の間の境界（Ｌ）の右または左側部分が動き回る眼域（ＺＤ、ＺＧ）内に反射を有する形で構成され、
経路の対のうちの第２の対の各経路が、メガネ装着者の眼球の強膜と虹彩との前記境界（Ｌ）の上側または下側部分が動き回る眼域（ＺＨ、ＺＢ）内に反射を有する、
請求項２〜５のいずれか一項に記載のメガネ。
【請求項７】
前記計算ユニットは、
前記眼球の前に位置している前記レンズ（１、２）に関して、および前記眼球の前記強膜（Ｓ）と前記虹彩（Ｉ）との間の前記境界（Ｌ）の前記一部が動き回る前記眼域の一部において反射された照射線の一部に関して同時に測定された強度に基づいて、先ず、各眼球（１００、２００）の光軸（Ｄ１、Ｄ２）の角度位置を決定するように適合され、
次いで、同じ瞬間的な時点について決定された前記両眼の前記光軸の前記各角度位置に基づいて、メガネ装着者の前記注視方向を決定するようにさらに適合されている、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のメガネ。
【請求項８】
各照射線源および各検出器は、対応のレンズ内に一体化された、半導体材料に基づくマイクロオプトエレクトロニクス部品であり、
前記レンズは、さらに、各検出器と各照射線源との端子を前記計算ユニットに電気的に接続する、前記レンズの周辺部内に放射状に構成された透明導電性ストリップ（４０〜４８）を備えている、
請求項１〜７のいずれか一項に記載のメガネ。
【請求項９】
さらに、
前記計算ユニットによって特性決定されたメガネ装着者の注視方向の結果の関数として、前記レンズのうちの少なくとも１つの特性を変化させるための手段を備えている、
請求項１〜８のいずれか一項に記載のメガネ。
【請求項１０】
次のリストから選択される用途のための、請求項１〜９のいずれか一項に記載のメガネの使用：
−黄斑変性症を患っている被験者の視野の一部を、前記被験者の注視方向に応じて動的に覆い隠す、
−四肢麻痺の被験者のための通信入力インターフェースであって、前記被験者が自分の注視方向を故意に変化させることによってデータをコンピュータ対応入力デバイスに送信できるようにする通信入力インターフェースを形成する、
−被験者の眼球固視微動を特性決定する、
−メガネの装着者の注視方向によって制御される画像処理を適用する、
−メガネ装着者の注視方向に動的に適合させる方式で、視覚データを前記メガネ装着者に提示する。
【請求項１１】
メガネレンズ（１、２）であって、
−照射線源（１０、１２、２０、２２）であって、その照射線源は、前記レンズ内に一体化されるとともにメガネ装着者の眼球（１００、２００）の強膜（Ｓ）と虹彩（Ｉ）の相違する反射強度係数にしたがって当該強膜と前記虹彩とで反射するように選択されている、少なくとも１つの照射線源（１０、１２、２０、２２）と、
−前記照射線の検出器（１１、１３、２１、２３）であって、各検出器は、前記レンズ内に一体化されるとともに、前記照射線源のうちの１つで発生し眼球の強膜と虹彩の間の境界（Ｌ）の異なる部分が眼球運動時に動き回る眼域内において前記眼球で反射する前記照射線の一部の強度を測定するように構成されている、少なくとも１つの検出器（１１、１３、２１、２３）と、
−各検出器および各照射線源の端子を電気的に接続する、レンズ周辺部に放射状に構成された、前記レンズと一体化された透明導電性ストリップ（４０〜４８）と、
−前記レンズ内に構成された照射線出力部もしくは入力部であって、各出力部（１０、１２、２０、２２）は前記照射線源で発生した前記照射線の一部を前記眼域のうちの少なくとも１つに向けて照射するように構成され、各入力部（１１、１３、２１、２３）は前記眼域のうちの１つで反射した前記照射線の一部を集光するように構成されている、少なくとも４つの照射線出力または入力部と、
を備え、
前記レンズの後方に位置するメガネ装着者の眼球上の反射をそれぞれ含む少なくとも２つの照射線経路が、眼球の強膜と虹彩との間の境界の一部が動き回る前記眼域のうちの１つに形成され、
照射線入力部（１１、１３、２１、２３）と同数の照射線出力部（１０、１２、２０、２２）を備え、各出力部は前記レンズにおいて前記入力部のうちの１つに隣接して前記照射線経路のうちの１つに対応する別々の照射線照射受光対を形成し、各照射受光対は、前記メガネ装着者の眼球の強膜（Ｓ）と虹彩（Ｉ）との間の前記境界（Ｌ）の一部のうちの１つが眼球運動時に動き回る眼域のうちの１つの前に配置される、
メガネレンズ（１、２）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの照射線源、
前記少なくとも１つの検出器、および、
前記少なくとも４つの照射線出力領域（１０、１２、２０、２２）もしくは入力領域（１１、１３、２１、２３）は、
各反射が各眼球の眼球孔の中心方向の周りに角分布するように、少なくとも３つの区別可能な照射線の経路を形成するように構成されている、
請求項１１に記載のメガネレンズ。
【請求項１３】
各レンズ（１、２）について、
前記照射線出力部の少なくとも幾つかが、
レンズの右側部分および左側部分にそれぞれ位置している２つの列の形態で構成され、
レンズの右側部分に位置している前記列の各出力部（１０１、．．．、１０ｎ）は、眼球の強膜（Ｓ）と虹彩（Ｉ）との間の境界（Ｌ）の右側部分が動き回る前記眼域内でメガネ装着者の眼球（１００）上の反射を含む照射線経路に属し、
レンズの左側部分に位置している前記列の各出力部（１２１、．．．、１２ｎ）は、眼球の強膜と虹彩との間の境界の左側部分が動き回る前記眼域内でメガネ装着者の眼球上の反射を含む照射線経路に属している、
請求項１２に記載のメガネレンズ。
【請求項１４】
各レンズ（１、２）について、
前記少なくとも１つの照射線源、
前記少なくとも１つの検出器、および、
前記少なくとも４つの照射線出力領域（１０、１２、２０、２２）もしくは入力領域（１１、１３、２１、２３）は、
区別可能な照射線の経路の少なくとも２つの対を形成し、
経路の前記対のうちの第１の対の各経路は、前記レンズの後方に位置するメガネ装着者の眼球の強膜と虹彩との間の境界（Ｌ）の右側部分または左側部分が動き回る眼域（ＺＤ、ＺＧ）内に反射を有するように構成され、
経路の前記対のうちの第２の対の各経路は、メガネ装着者の眼球の強膜と虹彩との間の境界（Ｌ）の上側または下側部分が動き回る眼域（ＺＨ、ＺＢ）内に反射を有するように構成されている、
請求項１２または１３に記載のメガネレンズ。
【請求項１５】
さらに、前記レンズの特性を変化させるための手段を備える請求項１１〜１４のいずれか一項に記載のメガネレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メガネ装着者の注視方向を特性決定するように適合された眼科用メガネに関する。
【背景技術】
【０００２】
被験者の眼球運動をリアルタイムで検出するための既存システムは多数ある。例えば、米国特許第５，９６６，１９７号では、レーザーアブレーション眼球外科手術用のシステムについて説明しており、このシステムは、患者の眼球運動を検出して補正するものである。このシステムは、眼球の像を形成し、像内の縁部の位置を識別することでソケット内のその回転位置を追跡する。縁部は、眼球の強膜と虹彩の間の境界であり、９００ｎｍ〜１２００ｎｍの間の波長の近赤外線により、眼球の像内で容易に検出できる。強膜は、このスペクトル領域内で約９０％と高い光反射率を有しているが、虹彩は約４０％と低い反射率を有している。
【０００３】
眼球運動を検出するための他のシステムも存在しており、これは覚醒状態の患者による使用を対象としている。これらの他のシステムのうちの幾つかは、被験者の頭部に載せるデバイスからなり、被験者が自分の環境内で物体を見ている間に両目の像を形成する。これらのデバイスのうちの１つを装着している被験者はそのまま動き回れることができるが、これらのデバイスは、日常生活では使用可能なものでなく、被験者の測定データが収集されるセッションでの使用に限定される。
【０００４】
ある用途では、モバイルユースと両立する眼球運動検出システムが必要とされる。したがって、軽量でしかも見栄えがよく、日常生活で長時間使用しても被験者に不快な思いをさせない眼球運動検出システムが必要である。さらに、このようなシステムは、多くの人々に装着してもらうために安価であるのが好ましい。現状では、満足のゆく形でこれらの要件を満たすそのような眼球運動検出システムは存在していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一目的は、日常生活におけるモバイルユースと両立する眼球運動検出システムを実現することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、眼球運動検出システムの使用者によって観察される物体の方向のリアルタイムの特性決定を行えるようにすることである。
【０００７】
本発明のさらに別の目的は、使用者の注視方向、およびこの注視方向の変動を決定する使用者の眼球運動の特性決定を行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明では、フレームと、そのフレーム内に保持されている２つのレンズとを備え、各レンズがメガネ装着者の眼球の前にそれぞれ位置し、各レンズを通してメガネ装着者に別々の視覚をもたらす、眼科用メガネを提案する。このメガネは、各レンズに関して、
−少なくとも１つの照射線源であって、メガネ装着者の各眼球の強膜と虹彩で強膜と虹彩に対する異なる反射強度係数にそれぞれしたがって反射するようにその照射線が選択されている、赤外線照射であってもよい、少なくとも１つの照射線源と、
−レンズの後方に位置している眼球の強膜と虹彩との間の境界の異なる部分が眼球運動時に眼域内のそれぞれにおいて動き回る眼域内でそれぞれ反射される、照射線源が発生した照射線の一部の各強度を測定するように構成されている、少なくとも１つの検出器と、
−レンズ内に構成されている少なくとも４つの照射線出力部もしくは入力部であって、各出力部は照射線源から発生した照射線の一部をこれらの眼域のうちの少なくとも１つの眼域の方に向けて照射するように構成され、各入力部はこれらの眼域のうちの１つで反射された照射線の一部を集光するように構成されている、少なくとも４つの照射線出力または入力部と、を備えている。
【０００９】
本発明の第１の特徴では、これらの照射線源（複数可）、検出器（複数可）、ならび照射線出力および入力部は、レンズの後方に位置しているメガネ装着者の眼球上の反射をそれぞれ含む少なくとも２つの照射線経路を眼球の強膜と虹彩との間の境界の一部が動き回るこれらの眼域のうちの１つに形成するようにさらに構成される。また、このメガネは、前記少なくとも１つの照射線源と前記少なくとも１つの検出器との間で送られる照射線の一部を異なる各照射線経路で分離する手段を備えている。
【００１０】
本発明の第２の特徴では、このメガネは、これら２つのレンズについて同時に測定される強度に応じて（強度の関数として）、観察点に向けられたメガネ装着者の注視方向を特性決定する（特徴付ける）ように適合された計算ユニットもさらに備えている。
【００１１】
本発明の第３の特徴では、このメガネは、各レンズに対する照射線入力部と同数だけ照射線出力部を備えている。これらの出力部のそれぞれは、レンズにおいてこれらの入力部のうちの１つに隣接して別々の照射線照射受光対を形成し、各照射受光対は、このレンズの後方に位置しているメガネ装着者の眼球の強膜と虹彩との間の境界の一部のうちの１つが眼球運動時に動き回るこれらの眼域のうちの１つの前に置かれる。
【００１２】
このようにして、本発明では、レンズ内に一体化されている照射線入力部および出力部を備えている、被験者の眼球運動を検出するメガネの形態のシステムを実現する。したがって、このシステムは、メガネの形態をとることから、軽量であり、しかも非常にコンパクトである。これは、使用者があちこち動き回っていても日常生活で使用することができる。特に、本発明のメガネ装着者は、運動の完全な自由を維持する。
【００１３】
さらに、照射線入力部および出力部が各レンズ内に一体化されていれば、メガネは、メガネのレンズに加えてメガネ装着者の顔の前に位置しているメガネ装着者の眼球に向けたどのような補助反射体または像収集システムも備えずに済む。したがって、本発明の眼球運動検出システムは、メガネ装着者の顔にあって見栄えよく、視覚的不快感をもたらさない。
【００１４】
さらに、本発明のメガネを使用したときに生じる眼球運動の検出は、各眼球の縁部の異なる部分の位置の検出結果に基づいている。このために、少なくとも２つの照射線ビームが各レンズからメガネ装着者の対応する眼球の縁部の一部内で動き回る領域の方へ向けて照射され、これらのビームの各強度は、これらの領域内の各眼球上でビームが反射した後に測定される。各ビームは異なる照射線経路を有している。その強度は、反射した後、レンズのこれらの入力部のうちの１つを通って戻るときに、各ビームが眼球の表面上の強膜または虹彩に到達するかどうかに応じて多かれ少なかれ反射されるため、眼球の回転位置に応じて変化する。次いで、メガネ装着者が所定の瞬間において見ている物体の方に向けるメガネ装着者の注視方向が、両眼の縁部の一部の組み合わせから判定される。この方法で、メガネ装着者の注視方向が、メガネ装着者が見ている物体の接近または後退によって引き起こされるメガネ装着者の眼球のどのような輻輳に関しても判定されうる。
【００１５】
最後に、それぞれこの対のみに割り当てられた出力部および入力部から形成される照射受光対における、レンズ内の照射線出力部および入力部の分布により、照射線を１つにまとめることなく異なる経路によって送られる照射線を集光することが可能になる。次いで、メガネ装着者の注視方向が、より正確に特性決定される。このような構成は、各出力部が照射線の対応する部分を狭い照射円錐内に向けて照射するときに特に好適である。眼球上の照射線の反射が主に正反射であるとすると、各入力部は、入力部と同じ照射受光対に属す対応する出力部によって送られた照射線の反射された部分を集光するだけである。したがって、本発明では、異なる照射線経路に対する光学的測定は独立した測定である。
【００１６】
各レンズの照射線出力部または入力部が２つの照射線経路を形成するだけである場合、注視方向に対する１つの角座標のみ、例えば、注視方向の仰角またはその方位角が、一般的に決定されうる。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態では、各レンズの前記少なくとも１つの照射線源、前記少なくとも１つの検出器、ならびに前記少なくとも４つの照射線出力および入力部は、各反射が各眼球の眼球孔の中心方向の周りに角分布するように、少なくとも３つの区別できる照射線の経路を形成するように構成される。次いで、メガネ装着者の注視方向が、各測定時間に対し、特に仰角と方位角の２つの角度によって、完全に決定することができる。そのような好ましい実施形態では、各レンズは、少なくとも４つの照射線出力または入力部を備えている。
【００１８】
本発明の幾つかの実施形態では、前記少なくとも１つの照射線源、前記少なくとも１つの検出器、ならびに前記少なくとも４つの照射線出力および入力領域は、区別できる照射線経路の少なくとも２つの対を形成する形でレンズ毎に構成されうる。
【００１９】
本発明の第１の実施形態では、各経路は、対応するレンズの後方に位置しているメガネ装着者の眼球の強膜と虹彩との間の境界の右または左側部分が動き回る眼域内に反射を有することができる。各対の経路のそれらの眼域は、この対に関連付けられている同じ眼域仰角に位置決めすることができる。さらに、経路のこれら２つの対は、区別でき、また両方のレンズに共通の各仰角に関連付けられる。この場合、計算ユニットは、同じ眼域仰角で関連付けられている経路によって送られる照射線の一部に対して同時に測定される強度に応じてメガネ装着者の注視方向を特性決定するように場合によっては適合可能である。そこで、計算ユニットによって選択されるこの仰角は、所定の瞬間においてメガネ装着者の注視方向の方位角を特性決定するために両方のレンズに対して同じである。
【００２０】
本発明の第２の実施形態では、経路のこれらの対のうちの第１の対の各経路は、レンズの後方に位置しているメガネ装着者の眼球の強膜と虹彩との間の境界の右または左側部分が動き回る眼域内に反射を有することができる。それと同時に、経路のこれらの対のうちの第２の対の各経路は、メガネ装着者の眼球の強膜と虹彩との間の境界の上側または下側部分が動き回る眼域内に反射を有していてもよい。この第２の実施形態では、メガネ装着者の右または左の方へのこの方向の回転、およびメガネ装着者の視野の頂部または底部の方への注視方向の傾斜に対して、同様の方法でメガネ装着者の注視方向を決定することができる。
【００２１】
本発明のさまざまな実施形態において、以下の改良を別々に、または組み合わせて使用することができる。
−２つの第１の照射線出力部を同一の第１の仰角で各レンズ内に構成することができ、２つの第２の照射線出力部を、第１の仰角と異なる同一の第２の仰角で各レンズ内に構成することができる。
−各レンズについて、照射線出力部の少なくとも幾つかは、このレンズの右および左側部分にそれぞれ位置している２つの列の形態で構成され、これらのレンズの右側部分に位置している列の各出力部はこの眼球の強膜と虹彩との間の境界の右側部分が動き回る眼域内でメガネ装着者の眼球上の反射を含む照射線経路に属し、これらのレンズの左側部分に位置している列の各出力部は眼球の強膜と虹彩との間の境界の左側部分が動き回る眼域内でメガネ装着者の眼球上の反射を含む照射線経路に属すものとすることができる。
【００２２】
本発明のメガネは、計算ユニットによって特性決定されるメガネ装着者の注視方向に応じて、これらのレンズのうちの少なくとも１つのレンズの特性を変化させるための手段をさらに備えることが可能である。特に、これらのレンズのうちの１つの特性を変化させるための手段は、このレンズ内に備えることができる。
【００２３】
本発明のメガネは、例として単独で説明されている、以下の用途のうちの１つに都合よく使用することができる。
−視能訓練においては視覚再教育セッションのとき：メガネを利用することで、メガネを装着する患者に、より高度にカスタマイズされ、制御された再教育エクササイズを実施できる。
−黄斑変性症の被験者の場合：周辺部網膜領域内の視覚認知を円滑にするために、メガネ装着者の注視方向に応じて動的にメガネ装着者の視野の一部を覆い隠すことが可能である。
−四肢麻痺の被験者の場合：本発明のメガネは、被験者が自分の注視方向を故意に変化させることによってデータをコンピュータ対応入力デバイスに送信することを可能にする通信インターフェースとして機能しうる。
−例えばこの被験者の精神的ストレスを識別するために、注視方向のサッカードなどの被験者の眼球固視微動を特性決定する場合：
−これらのメガネの装着者の注視方向によって制御される画像処理の場合：
−所定の瞬間においてメガネ装着者の注視方向に動的に適合させる方式で、視覚データをメガネ装着者に提示する場合：次いで、視覚データの表示は、メガネ装着者の自然視上に重ね合わす形でメガネ装着者に見せることができ、またこの自然視におけるメガネ装着者の注視方向の変動に基づいて制御することができる。
【００２４】
本発明は、上述のようにメガネ内に組み付けられるように適合されたメガネレンズも提案する。このようなレンズは、
−少なくとも１つの照射線源であって、各照射線源がレンズ内に一体化され、照射線がこれらのレンズのメガネ装着者の眼球の強膜と虹彩によってその強膜と虹彩に対する異なる反射強度係数にそれぞれしたがって反射されるように選択される、赤外線照射であってもよい、少なくとも１つの照射線源と、
−この照射線の少なくとも１つの検出器であって、各検出器はレンズ内に一体化され、眼球の強膜と虹彩との間の境界の異なる部分が眼球運動時に動き回る眼域内で眼球によって反射される、これらの照射線源のうちの１つが発生した照射線の一部の強度を測定するように構成されている、少なくとも１つの検出器と、
−レンズ内に一体化され、各検出器および各照射線源の端子を電気的に接続し、これらのレンズの周辺部内に放射状に構成されている、透明導電性ストリップと、
−上述のようにこのメガネレンズの装着者の眼球とともに照射線経路を形成するようにレンズ内に構成されている少なくとも４つの照射線出力または入力部とを備えている。
【００２５】
これらのレンズの周辺部内の導電性ストリップの放射状構成では、フレームによって支えられるレンズのストリップと他の電子部品との間の電気的接続を確立するために、フレーム内の所定の場所に電気的接点を提供する。さらに、この放射状構成により、フレームの電気的接点を提供する可能性を保持しながらフレームのリムのどのような形状にも合わせてレンズをトリミングすることができる。
【００２６】
本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照しつつ幾つかの非限定的な例の以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１ａ】本発明の第１の実施形態によるメガネの使用を示している斜視図である。
【図１ｂ】本発明の第１の実施形態によるメガネの使用を示している平面図である。
【図２ａ】本発明の第１の実施形態を例示する拡大正面図である。
【図２ｂ】本発明の第１の実施形態を例示する拡大平面図である。
【図２ｃ】メガネを装着している人の眼球の２つの異なる位置に対する、図２ｂに対応する図である。
【図２ｄ】メガネを装着している人の眼球の別の２つの異なる位置に対する、図２ｂに対応する図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に対する、図２ａに対応する図である。
【図４ａ】本発明の１つのレンズの平面図である。
【図４ｂ】本発明の１つのレンズの断面図である。
【図５】本発明の実施形態の異なる種類を例示する図である。
【図６ａ】本発明の第３の実施形態に対する、図２ａに対応する図である。
【図６ｂ】本発明の第３の実施形態に対する、図２ｂに対応する図である。
【図６ｃ】本発明の第３の実施形態に対する、図２ｃに対応する図である。
【図６ｄ】本発明の第３の実施形態に対する、図２ｄに対応する図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に対する、図３に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
わかりやすくするために、これらの図に表されている要素の寸法は、実際の寸法に比例しておらず、また実際の寸法の比にも比例していない。さらに、異なる図中の同一の符号は同一の要素または同一の機能を持つ要素を表す。
【００２９】
図１ａ、図１ｂにおいて、このメガネは、フレーム３と２つの眼科用レンズを備えており、右レンズと左レンズは１と２で表されている。フレーム３は、レンズ１、２を相対的固定位置に保持し、これにより、連続する使用期間中に一定のままである方式でメガネ装着者の眼球の前にそれらのレンズを置くことが可能となる。レンズ１、２は、メガネ技師に知られている組み付け方法のうちの１つで、フレーム３に永久的に組み付けることができる。あるいは、フレーム３を備えた当初のメガネに、本発明によるレンズ１、２を追加してもよい。当初のメガネは、太陽光保護および／または眼球の矯正機能を備えていてもよい。この場合、例えばクリップ式構成を利用して取外し可能にレンズ１、２を当初のメガネに設けてもよい。
【００３０】
符号１００、２００はメガネ装着者の眼球を表しており、１００が右目を示し、２００が左目を示している。メガネ装着者の眼球１００、２００のそれぞれに関し、符号Ｓ、Ｉ、Ｐ、Ｌ、Ｒは、眼球の強膜、虹彩、瞳孔、縁部、回転中心を表している。虹彩Ｉは、瞳孔Ｐのサイズを決定する可変の内径および一定である外径を有する円環であることが知られている。縁部Ｌは、虹彩と強膜Ｓとの間の虹彩Ｌの外側境界である。縁部Ｌは、眼球が回転中心Ｒの周りに回転しているときに、対応の眼球に固定の一定サイズの円である。視覚的には、縁部Ｌは、白色の強膜Ｓと色付きの虹彩Ｉとの間の円形の境界である。
【００３１】
各眼球１００、２００に関し、回転中心Ｒと対応の瞳孔Ｐの中心Ａとを通る各軸Ｄ１、Ｄ２は各眼球の光軸である。瞳孔Ｐの中心Ａは水晶体の頂点でもある。光軸Ｄ１、Ｄ２は、各眼球１００、２００に固定されており、縁部Ｌとともに回転する。眼球１００、２００の光軸Ｄ１、Ｄ２は共通点Ｃ（図１ｂ）で輻輳し、これは眼球の輻輳点と称され、所定の瞬間にメガネ装着者が見ている物体の場所である。光軸Ｄ１とＤ２の平均の方向Ｄ０は、その瞬間におけるメガネ装着者の注視方向である。注視方向Ｄ０は、通常、両眼の回転中心Ｒの間の線分の中心と輻輳点Ｃとを接続する。図１ｂにおいて、回転中心Ｒに対する輻輳点Ｃの距離である観察距離がＤで表されている。
【００３２】
具体的な実施形態において説明される本発明により、メガネ装着者の顔に対する注視方向Ｄ０を決定することができる。これらの実施形態では、対応のレンズ１、２に対する各眼球１００、２００の回転位置を検出することによって注視方向Ｄ０が決定される。本発明の各レンズ１、２は、したがって、対応の眼球１００、２００の光軸Ｄ１、Ｄ２の角度位置を決定することを可能とする。そして、２つの光軸Ｄ１、Ｄ２の各位置から、メガネ装着者の注視方向Ｄ０を推定する。
【００３３】
各眼球の光軸の位置を定めるために２つの角度α、βが使用され、それぞれ仰角および偏心度と称される。仰角αは、通常、両眼１００、２００で同一であって、各光軸Ｄ１、Ｄ２と、メガネ装着者の頭部が垂直であるときに水平な基準平面とがなす角度である。注視方向Ｄ０に対する仰角の値もこの共通の値に等しい。
【００３４】
各眼球の光軸Ｄ１、Ｄ２の偏心度βは、この軸と、メガネ装着者の頭部が垂直であるときに垂直である顔の正中面とがなす角度である。偏心度βは、各眼球に対するメガネ装着者の鼻の方向に正であると考えることができ、一般に、同じ瞬間において両眼に対し区別できる絶対値を有している。これら２つの絶対値の間の差が眼球の輻輳（観察距離Ｄを意味する）を決定する。注視方向Ｄ０に対する方位角の値は、示されたばかりの偏心角度の配向規則を使用して、これら両眼に対する各偏心度の値の差の半分に等しい。
【００３５】
各眼球１００、２００の光軸Ｄ１、Ｄ２の仰角および偏心度は、実際には、その眼球の縁部Ｌの位置に基づいて決定される。具体的には、眼球の別々の領域内において該眼球で反射する照射線の強度を測定することによって、縁部Ｌ部分の各位置が決定される。これを行うために、各レンズには、出力部と称される照射線照射部が設けられており、これは、眼球が回転するときに縁部の一部が動き回る眼域と称される眼球領域に向けて１または複数の照射線ビームを照射する。また、入力部と称される集光部も設けられており、これは、眼域内で反射した照射線の一部を集光する。出力部には、少なくとも１つの照射線源によって照射線が供給され、また、入力部は、該入力部によって集光された照射線の各部分の強度を測定するために少なくとも１つの検出器に光学的に接続されている。
【００３６】
図２ａ〜図２ｄの右レンズ１において、第１の照射受光対は出力部１０と入力部１１とからなる。各部１０、１１は例えば水平方向に隣接しそれらの間隔は０．１ｍｍ〜３ｍｍの間であってもよい。第２の照射受光対は、別の出力部１２と入力部１３とからなる。対１０／１１および１２／１３は、作りが同一であるものとしてよい。これらは、仰角αが等しい値（α１で表されている）でレンズ１内に配置されうる。これらは、異なった偏心度値βのところにも位置決めされている、つまり、照射受光対１０／１１が縁部Ｌの右側部分が動き回る眼球の右横領域ＺＤ１に面するように位置決めされ、照射受光対１２／１３が縁部Ｌの左側部分が動き回る眼球の左横領域ＺＧ１に面するように配置される。それぞれの照射受光対は、図２ｂ〜図２ｄに示される、対応の出力部１０、１２から対応の入力部１１、１３への照射線経路（対応する領域ＺＤ１、ＺＧ１内で照射線が反射される地点を含む）を規定する。本発明の実施形態では、眼球の回転位置を決定するために使用される別々の照射線経路が、照射線出力部および入力部がレンズ内に構成されるという方式で分離されている。
【００３７】
図２ｂ、２ｃ、２ｄは、それぞれ、右眼球１００の回転位置を表しており、そこでは、光軸Ｄ１は偏心度値βに対応しており、それは、ゼロでか（図２ｂ）、マイナスもしくは側頭側（図２ｃ）に向けられ、または、プラスもしくは鼻側（図２ｄ）に向けられる。使用される照射線の波長が９００ｎｍ〜１２００ｎｍの場合、虹彩からの低い反射強度と強膜からのより高い反射強度との間の差によって眼球１００の位置の検出が可能になる。横領域ＺＤ１、ＺＧ１内で照射受光対１０／１１、１２／１３によって検出される反射は、図２ｂの場合には実質的に同一である強度を有し、図２ｃの場合には対１０／１１の強度は１２／１３のものより小さく、図２ｄの場合には大きい。光軸Ｄ１の偏心度βが連続的に変化する場合、入力部１１、１３に到達する照射線の一部に関して測定される強度も反対方向に連続的に変化する。したがって、照射受光対１０／１１および１２／１３によって、メガネ装着者の頭部が垂直であるときに水平面内で眼球１００の光軸Ｄ１の角度位置を決定することができる。
【００３８】
メガネ装着者は、各眼球に対する位置検出の感度を改良するコンタクトレンズを装着することができる。そのようなコンタクトレンズは、その眼球のどのような回転位置に対しても光軸上に中心を置いたまま、対応する眼球の虹彩を覆うことができる。虹彩と強膜との間の反射コントラストを高めるように、虹彩の見かけの反射率の値を適合させる設計としてもよい。
【００３９】
これを行うために、計算ユニットがメガネに関連付けられている。これは、例えば、フレーム３のアームの一部に組み込まれていてもよい。このような計算ユニットは次のように適合されている：照射線の反射部分の測定強度から光軸Ｄ１の角度位置を決定する。光軸Ｄ１の角度位置の決定は計算によって行うことができる。あるいは、計算ユニットは、この位置を示す格納されているテーブルから読み取ることによって光軸Ｄ１の角度位置を、異なる照射線経路について測定されこのテーブルへの入力として使用される強度値に応じて（の関数として）決定することができる。
【００４０】
左レンズ２が右レンズ１の構成と類似の構成を有することが理解され、それは、メガネ装着者の顔の正中面に対して右レンズに対称的である。計算ユニットにより、右眼球１００の光軸Ｄ１に関する位置が決定されるのと同時に、メガネ装着者の左眼球２００の光軸Ｄ２の角度位置を決定することが可能である。次いで、注視方向Ｄ０が得られ、場合によっては両眼の輻輳中心Ｃの位置および／または観察距離Ｄも得られる。
【００４１】
説明したように、計算ユニットは次のように適合可能である：その眼球の前に位置しているレンズに関して、および、眼球の強膜と虹彩との間の境界の一部が動き回る眼域の一部で反射した照射線の一部に関して、同時に測定される強度に基づいて各眼球の光軸の角度位置を先ず決定する。計算ユニットは、次に、同じ瞬間的な時点について決定された両眼の光軸の各角度位置に基づいて、メガネ装着者の注視方向を決定するようにも適合されている。ただし、計算ユニットの２つの連続するステップにおけるそのような動作は不可欠というわけではない。メガネ装着者の注視方向Ｄ０（場合によってはメガネ装着者の眼球の輻輳および観察距離Ｄとともに）が、縁部Ｌの対応する部分が動き回る眼域内で反射された照射線の一部について同時に測定される強度の適切な組み合わせに基づいて単一のステップで推定されてもよい。
【００４２】
本発明の幾つかの第１の実施形態では、各レンズは、照射線経路の少なくとも２つの対を決定するように構成されてもよく、これらの経路は横領域内のメガネ装着者の眼球上の反射を含んでおり、その横領域は、同じ第１の対の経路については同じ第１の仰角α１に、また同じ第２の対の経路については同じ第２の仰角α２に位置している。図２ａ〜図２ｄは、他方の経路の照射受光対から隔てられている照射受光対によって各経路が決定される場合の、そのような一実施形態を例示している。出力部１０は入力部１１とともに、出力部１２は入力部１３とともに、仰角の値α１に置かれている照射線経路の第１の対を決定する。同様に、出力部２０は入力部２１とともに、出力部２２は入力部２３とともに、仰角の値α２に置かれている照射線経路の第２の対を決定する。照射受光対２０／２１は、領域ＺＤ１の下の仰角α２で眼球の右横領域ＺＤ２に置かれている眼球１００上の反射点を含む補助的光路を決定する。同様に、照射受光対２２／２３は、領域ＺＧ１の下の仰角α２で眼球の左横領域ＺＧ２に置かれている眼球１００上の反射点を含む別の補助的光路を決定する。この場合、照射線経路の２つの対に関連付けられている眼域の仰角は、その絶対値で１０°〜４５°の間の差を有するものとしてよい。これらの仰角の値のうちの１つ、例えばα１はメガネ装着者の眼球レベルに実質的に置かれている物体を見ることに対応することができる。他方の仰角の値α２は、メガネ装着者の視野の下側部分に置かれている物体を見ることに対応するものとしてよい。メガネ装着者の注視方向Ｄ０の方位角の値のみが欲しい場合、計算ユニットは、この方位角の値を特性決定するために眼域の仰角の値α１またはα２のうちの一方を選択するように適合されていてもよい。このような選択は、特に、測定される強度のうちの少なくとも幾つかに対する信号対雑音（ＳＮ）比の値に応じて（の関数として）行うことができる。このような方式においては、メガネ装着者の瞼を下げることによって遮断可能な照射線経路は、注視方向を決定するときに考慮されない。
【００４３】
図２ａ〜図２ｄの実施形態のメガネでもメガネ装着者の注視方向Ｄ０の仰角αを決定することが可能である。各仰角値α１、α２について検出された反射照射線の強度の、対応の眼球の前にあるレンズに対する比較結果から、各眼球１００、２００の光軸Ｄ１、Ｄ２の仰角を推定可能である。注視方向Ｄ０が下方に傾くほど、縁部Ｌの右および左の横部分は、水平方向に、仰角の値α２から遠ざかるように見え、仰角の値α１に近づくように見える。よって、入力部２１、２３で集光された反射照射線の強度の総和と、入力部１１、１３で集光された反射照射線の強度の総和との間の比較結果から、注視方向Ｄ０の仰角の値αは推定可能である。
【００４４】
図３は、説明したばかりの第１の実施形態のうちの１つの改良を例示しており、これらの仰角の値のうちの１つに対応する照射受光対が他方の仰角の値に対応する照射受光対対して横方向にオフセットしている。仰角α２の眼球上の反射を定める照射受光対２０／２１、２２／２３は、仰角α１で眼球上の反射を定める照射受光対１０／１１、１２／１３に対して距離ｅだけ鼻側の方へオフセットしている。レンズ１、２が一般にプログレッシブレンズと称される屈折力が漸進的に加わるレンズの場合、仰角の値α１およびα２は、近見および遠見の方向に対して各レンズにおける仰角にそれぞれ対応することができる。オフセットｅは、近見の状態と遠見の状態との間の眼球の可変輻輳から結果として生じ、インセットと一般に称される、オフセットに実質的に等しいものであってもよい。この場合、オフセットｅは、４ｍｍ〜６．５ｍｍの間とすることができる。より一般には、これは０ｍｍ〜７ｍｍの間とすることができる。このようなオフセットは、メガネ装着者が自分の注視方向を徐々に近づいてくる物体の方へ下げるときにメガネ装着者の眼球の輻輳の変動を補正して注視方向Ｄ０の決定を簡素化することができる。
【００４５】
本発明の第１種類の実施形態では、各照射線源は、９００ｎｍ〜１２００ｎｍの間の波長で動作する発光ダイオードとすることができる。この場合、それぞれの照射線出力部は、このダイオードの発光面の一部に対応する。あるいは、各照射線源は、ＶＣＳＥＬ（垂直共振面発光レーザー）源とすることができる。このような照射線源は、それぞれ、狭い照射円錐内に照射線を発生する。言い換えると、各照射線源によって発生する光線束の円錐角は小さく、通常、１０°未満で５°未満のこともある。これらの出力部のうちの１つと同じ照射受光対の一部である照射線入力部は、それがこの出力部によって送られる照射線の反射された部分を選択的に集光するように配向される。この選択性は、出力部によって送られる照射線ビームのビーム幅が小ささと入力部の配向とによって得られる。
【００４６】
並行して、各検出器は、フォトダイオードまたはフォトトランジスタとすることができる。次いで、各照射線入力部は、フォトダイオードまたはフォトトランジスタの表面の感光部分に対応する。
【００４７】
特に有利な組み合わせでは、各照射線源および各検出器は、各レンズ内に一体化されている、半導体材料に基づくマイクロオプトエレクトロニクス部品である。この方法では、各レンズは、非常に安くしうる生産コストおよびフレーム組付けコストで本発明を実装するように適合された自律要素である。この場合、各レンズは、各照射線源の端子と各検出器の端子を電気的に接続する透明導電性ストリップをさらに備えている。これらのストリップは、照射線源および検出器を、メガネレンズの外部にある可能性がある計算ユニットに接続する。好ましくは、導電性ストリップは、レンズの周辺部内に放射状に構成される。ストリップのこのような構成により、レンズをフレーム３のリムの形状に合わせてトリミングすることができ、トリミングされたエッジのところに導電性ストリップのそれぞれが現れる場所を容易に識別できる。例えば、導電性ストリップは、レンズの周辺部内の分離している角度セクタを占有する。図４ａ、図４ｂに示されているように、各レンズ１、２は、基部５０および封入部５１を備えることができ、これらは一体に取り付けられ、各照射線源、各検出器、および各導電性ストリップを基部５０と封入部５１との間に配置することができる。例えば、ストリップ４０は、レンズのすべての照射線源および検出器によって共有されるグランド端子を構成することができ、ストリップ４１から４８は、照射線源１０、１２、２０、２２のそれぞれおよび検出器１１、１３、２１、２３の各別の端子をそれぞれ接続する。これらのストリップ、照射線源、および検出器は、基部５０内に形成され、封入部５１への機械的結合を固定する接着剤５２の透明層内にコーティングされうる。照射線源および検出器は、メガネ装着者の視覚に干渉しないように、また見えないように、非常に小さな寸法にすることが有益である。さらに、ストリップ４０〜４８は、透明で、かつ導電性の、スズドープ酸化インジウムまたはＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）などの、任意の材料からなるものとしてよい。あるいは、各ストリップ４０〜４８は、レンズの周辺部内に放射状に構成された、非常に細い導線で置き換えることもできる。図４ａにおいて、Ｃは例として示されているトリム線を表している。トリム線Ｃは、放射状構成部分内のストリップ４０〜４８のそれぞれを切り開いている。
【００４８】
本発明の第２種類の実施形態では、各照射線源を対応するレンズの外部に配置することができ、また第１の光学ガイド（例えば光ファイバー）によって出力部のうちの１つに光学的に結合することができる。同様に、各照射線検出器もそれらのレンズの外部に配置することができ、また第１の光学ガイドのうちの１つから分離されているか、または組み合わせることが可能な第２の光学ガイドによって、照射線入力部のうちの１つに光学的に結合することができる。具体的なレンズ製造方法では、各第１または第２の光学ガイドのそれぞれを、レンズを形成する材料が金型内に導入される前に射出成形金型に入れることによって成形時にレンズ内に組み込むことができる。各照射線出力または入力部がレンズに一体化されたマイクロプリズムを有することが可能であり、このマイクロプリズムは照射線が眼域のうちの１つに向かって照射される方向、または照射線の反射された部分が集光される方向を決定する。言い換えると、それぞれの照射線出力または入力部は、光学ガイドの端部に位置しているマイクロプリズムの面によって形成されるということである。図５では、符号５０〜５３および符号６０〜６３が、出力部、入力部１０〜１３、２０〜２３をそれぞれ接続する光ファイバーを表している。導電性ストリップに関する上と同じ理由から、光ファイバー５０〜５３および６０〜６３は、好ましくはレンズ２内に放射状に構成され、したがってトリム線Ｃにおける位置は容易に決定される。
【００４９】
図６ａ〜図６ｄは本発明のレンズの第２の実施形態を例示しており、メガネの各レンズに関し、照射線出力部および入力部は、眼球上の反射点が偏心においてオフセットしている光路の第１の対と、眼球上の反射点が仰角においてオフセットしている光路の第２の対とを決定している。このような第２の実施形態は、垂直方向においてゼロの偏心度の値βに対応する照射線出力部２０、２２を再構成することにより、図２ａ〜図２ｄの第１の実施形態から推定可能である。照射線入力部２１、２３は、照射線出力部２０、２２にそれぞれ隣接したままとなるように、同時に再構成される。よって、出力部１０と入力部１１が、縁部Ｌの右側部分が動き回る領域ＺＤ内に配置された照射線反射点とともに、第１の照射受光対を形成する。出力部１２と入力部１３は、縁部Ｌの左側部分が動き回る領域ＺＧ内に位置している照射線反射点とともに、第２の照射受光対を形成する。照射線出力部・入力部１０〜１３は、対応の照射線経路の反射点がゼロである仰角の値αを有するように構成されうる。これらの第１および第２の照射受光対の反射点に対する偏心度値βは例えば＋／−２５°であってもよい。また、出力部２０と入力部２１は、縁部Ｌの上側部分が動き回る領域ＺＨ内に位置している照射線反射点とともに、第３の照射受光対を形成する。出力部２２と入力部２３は、縁部Ｌの下側部分が動き回る領域ＺＢ内に位置している照射線反射点とともに、第４の照射受光対を形成する。図６ｂは、図２ｂに対応する平面図であり、レンズの各側の眼域ＺＤおよびＺＧ、ならびにレンズの中心に対して垂直に重ね合わされているように見える眼域ＺＨおよびＺＢを示している。図６ｃおよび図６ｄは、レンズ１の後方に位置している眼球１００を示している図であり、この眼球がそれぞれ上向きになり、下向きに回転されるときに、回転中心Ｒを通る垂直平面内にある。図６ｃおよび図６ｄは、光軸Ｄ１の仰角αに対する異なる符号の２つの値を例示している。次いで、光軸Ｄ１の仰角αの値を、すでに説明したように照射受光対１０／１１、１２／１３で同じ光軸Ｄ１の偏心度の値βを決定できるのと同じ方法で、照射受光対２０／２１、２２／２３によって決定することができる。図６ａ〜図６ｄによる本発明の一実施形態により、各光軸Ｄ１、Ｄ２の仰角α、偏心度βの値を、別々にもしくは対称的に決定でき、また、注視方向Ｄ０の仰角および方位角の値を対称的に決定できる。
【００５０】
最後に、図７は、図６ａ〜図６ｄの実施形態から推定される本発明のさらに別の実施形態を例示している。照射線出力部および照射線入力部は、各メガネレンズの右側部分と左側部分で、出力部の列、入力部の列で置き換えられている。レンズ１の右側部分は、ｎを２より大きい自然数とする、出力部１０１、．．．、１０ｎの列と、および入力部１１１、．．．、１１ｎの列とを含んでいる。これら２つの列は、メガネ装着者に対するレンズ１の利用位置に相対的に垂直であり、平行であり、好ましくは互いに近く、出力および入力部は同一の仰角減分でレンズの底部に向かって徐々にオフセットしている。ただし、間隔を置いて対を組むことができるように、同じ列内の部が連続している必要はない。レンズ１の左側部分は、同じレンズ１の右側部分におけるものと類似しているものとしてよい出力部１２１、．．．、１２ｎの列および入力部１３１、．．．、１３ｎの列を含んでいる。レンズ２は、レンズ１の構造と対称的な構造を有する。出力または入力部のこれらの列は、例えば赤外線発光ダイオードなどの照射線源の列によって、または例えばフォトダイオードもしくはフォトトランジスタなどの検出器の列によって直接的に形成することが可能である。
【００５１】
そのような照射線源の列または検出器の列の使用は、あまり電力を使用する必要なくメガネ装着者の注視方向を特性決定するのに特に有利である。次いで、照射線源、検出器、および計算ユニットに電力を供給するエネルギー源は、容量を減らしたものであってもよい。実際、同じ眼域の仰角で眼球上の反射を有する照射線経路に対応する照射線源および検出器を、以下の方策のうちの１つにしたがって選択することができ、他の照射線源および検出器は作動されない。
【００５２】
（ｉ）照射線源および検出器を、所定のスキャン順序で、順次作動させることができる。
（ｉｉ）眼球から反射された照射線の強度を測定する新しい順序に対して作動される照射線源および検出器を、前の測定順序で得られた信号対雑音比の少なくとも１つの値に応じて選択することができる。
（ｉｉｉ）これらは、前の特性決定においてすでに選択されている仰角に応じて、メガネ装着者の注視方向を再び特性決定するのに最も好適な眼球からの反射の仰角に関する予測アルゴリズムに応じて選択することができる。この方策では、注視方向のすでに決定されている仰角を考慮することができる。
（ｉｖ）上記の方策（ｉ）から（ｉｉｉ）の選択基準を組み合わせた複合方策。
【００５３】
これらの方策は、メガネ装着者の瞼の運動が本発明によるメガネ装着者の注視の輻輳の特性決定に干渉することを防ぐのに特に適している。
【００５４】
図７に例示されている実施形態では、照射線入力部２１とともに照射線出力部２０によって、また照射線入力部２３とともに照射線出力部２２によって形成された照射受光対はオプションである。また、レンズの上側もしくは下側部分に配置されている照射受光対のそれぞれは、レンズの利用位置に相対的に水平に揃えられている複数の対によって置き換えることができる。そのため、照射線減の行と検出器の行は、レンズの上側部分に水平に配置することができ、照射線源の行内の各照射線源はこの照射線源に隣接する検出器の行の検出器とともに別々の照射受光対を形成する。照射線源の行および検出器の行の同じ構成を、出力部２２および入力部２３の代わりに、各レンズ１、２の下側部分内に使用することもできる。
【００５５】
当業者であれば、本発明が図に関して説明されている特定の実施形態に限定されないことを理解するであろう。特に、リストに挙げられている本発明の異なる種類の実施形態を、さまざまな仕方で、照射線経路に対する異なる位置およびルートと組み合わせることができ、これらの経路は縁部の異なる部分が動き回る眼球の領域内の各反射点を含む。さらに、各レンズ内の照射線出力および入力部の位置は、眼球の可変領域内に配置されている反射点を含む照射線経路を形成するように、自由に修正することができる。
【００５６】
特に、同じ照射受光対の一部であり、互いに隣接している、出力部および入力部の相対的位置は、眼球上の同じ場所のままである対応する照射線経路の反射点を維持しつつ修正可能である。特に、出力部および入力部の位置は入れ換えることができる。
【００５７】
次に、注視方向の決定の信頼性を高め、および−またはメガネを装着している人の快適さおよび／または安全性を一般改良する、本発明のさまざまな改良について説明されている。
【００５８】
これらの改良のうちの第１の改良において、メガネは、また、各照射線源によって発生する照射線を変調する手段と、各検出器によって発生する検出信号を処理する手段とを備えることができる。これらの手段は、照射線源の変調に基づいて、メガネ装着者の眼球から反射される照射線の各部分の同期検出を実行するように適合されている。特に、そのような同期検出を用いることで、周囲のどのようなバックグラウンド照射線とも、本発明で発生させる照射線を区別することができる。特に、変調は、同期検出によって５０Ｈｚ（ヘルツ）の倍数である周波数の周囲照射線の寄与分が効果的に排除されるように選択することができる。このような寄与分は、放電照明システムによって一般にもたらされる。
【００５９】
第２の改良では、メガネは、各検出器が発生する測定信号をフィルター処理する手段をさらに備えることができる。この手段は、メガネ装着者の注視方向の不随意変動に対応する測定を削除するように適合されうる。注視方向の不随意変動は、一般に、メガネ装着者が連続的に注目する物体の間の自発的変化の結果生じる変動に比べてかなり速い。この方法では、メガネ装着者の注視方向の決定は、メガネ装着者が認識する視覚的注意の変化に制限されうる。そのため、本発明が、レンズの可変特性を制御するために使用される場合、この特性は、メガネ装着者の視覚的注意に関して有用である測定においてのみ修正される。
【００６０】
逆に、本発明の第３の改良では、フィルター処理手段を、メガネ装着者の注視方向の不随意変動に対応する測定を選択するように適合することができる。これを行うために、フィルター処理手段は、固定された限界値より大きい変動の頻度に対応する、眼球の光軸内の高速変動を選択することができる。
【００６１】
最後に、第４の改良では、メガネは、２％〜５０％の間、好ましくは１０％未満のデューティサイクルによりこの照射線源の間欠的動作を作動させるように適合されている、各照射線源を制御するための手段を備えることもできる。このデューティサイクルの値は、眼球に向けて照射される照射線の量の制限および本発明のメガネレンズによって消費される電力の制限を含む、幾つかの異なる基準に基づいて選択されうる。実際、このようなレンズは、好ましくは、フレーム内に収納された電池から電力の供給を受ける。また、照射線源は、固定された期間で隔てられたメガネ装着者の注視方向の２つの連続する決定を実行するように作動させることができる。このような待機期間は、一般に、照射線源の動作のデューティサイクルと無関係である。これは、特に、検出器が発生する測定信号から注視方向を決定するために計算ユニットに必要な時間に応じて決定されうる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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