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JPH02164335A - 眼球運動解析装置 - Google Patents

眼球運動解析装置

Info

Publication number
JPH02164335A
JPH02164335A JP63319322A JP31932288A JPH02164335A JP H02164335 A JPH02164335 A JP H02164335A JP 63319322 A JP63319322 A JP 63319322A JP 31932288 A JP31932288 A JP 31932288A JP H02164335 A JPH02164335 A JP H02164335A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
eyeball
iris
analysis device
focus
cameras
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.)
Pending
Application number
JP63319322A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuya Kasahara
達也 笠原
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.)
Konan Camera Research Institue Inc
Original Assignee
Konan Camera Research Institue Inc
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 Konan Camera Research Institue Inc filed Critical Konan Camera Research Institue Inc
Priority to JP63319322A priority Critical patent/JPH02164335A/ja
Priority to US07/450,991 priority patent/US5070883A/en
Publication of JPH02164335A publication Critical patent/JPH02164335A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/22—Aiming or laying means for vehicle-borne armament, e.g. on aircraft
    • F41G3/225—Helmet sighting systems
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明黍ま、眼球、特に虹彩近辺に焦点を合わせること
により被検者の目が視標を追いかける際の水平、垂直、
傾斜あるいは回旋方向への眼球運動を精密に観察、記録
、解析することのできる眼球運動解析装置に関する。
従来の技術 従来から眼球運動の記録法としては、ＥＯＧ（ｅｌｅｃ
ｔｒｏ−ｏｃｕｌｏｇｒａｐｈｙ）がよく知られ、臨床
的にも応用されている。これは目の周囲の皮ＭＷ上に電
極を配置して、角膜と網膜との間の固有電位差を利用し
、眼球運動に伴なって生じる電位差を記録するものであ
る。この電位差の発生は眼球の回転角にほぼ比例する、
といわれている。
又、角膜と強膜に照射した赤外線による光の反射特性の
違いを利用して眼球運動を検出する方法（ＰＥＮＧ）も
開示されている。
さらに、本願出願人は先に特願昭６３−１４５４２５号
として「眼球運動検査装置」を出願している。この発明
は、被検者の眼前に暗室を形成するとともに頭部装着手
段を備えたゴーグル内で、不可視赤外線を用い、赤外線
検知用テレビカメラによって眼球運動の映像信号を出力
するようにしたものである。
発明が解決しようとする課題 前記の従来例の内、ＥＯＧによる方法では目の周囲の皮
膚上に電極を設置しているので、皮膚上の電位変化が眼
球運動と同じ周波数となる場合には、ノイズが生じて角
膜と網膜間の電位差を検知することが難しく、不安定で
あるという問題がある。又、眼振反応を低下させる視覚
固定を除去するため５被検者に眼瞼を閉じさせると、垂
直眼振反応が生じる難点もある。
又、角膜と強膜に照射した赤外線の反射光を利用する方
法においては、眼球運動中の水平方向の変化については
精密に検出できるが、眼瞼が存在するので、動きが制限
され垂直方向及び回旋方向への眼球運動の検出が極めて
狭くなる難点がある。
上記の方法と比較して、特願昭６３−１４５４２５号の
発明は、眼前に暗室を形成すると共に頭部装着手段を備
えたゴーグルを設けたので、着脱操作が容易でゴーグル
内に視標を用意することができ、別途に視標を設置する
等の大がかりな設備を必要としない。又、頭部にゴーグ
ルが固定されるので被検者の自由度が大きく、赤外線検
知によって眼球運動を直接に観察、記録して解析する装
置を提供している等、従来例に対して優れた点がある。
しかし、接眼部の移動調整により被検者の眼前にテレビ
カメラを設置しである特定位置での眼球の虹彩近辺にピ
ントを合わせることはできるが、眼球が曲面であるので
、中心と周辺とに同時にピントを合わせることが難しく
、眼球運動に伴なって虹彩が移動すると物体距離が変化
して常時鮮明な眼球像、特に虹彩近辺の像を得ることは
難しいという問題がある。
なお、カメラの絞りをかなり絞った焦点深度の深いレン
ズを使用すれば、眼球の中心と周辺を含む全体に同時に
ピントを合わせることはできる。
しかし、この場合強い照明が必要となって、目に影響が
生じる難点がある。
本発明の目的は上記問題点を解消すると共に、テレビカ
メラの焦点を運動する眼球、特に虹彩近辺に合わせ、こ
の虹彩近辺、すなわち瞳孔と虹彩、虹彩と強膜あるいは
強膜上の血管を含む目の動きにより、眼球運動を観察し
、解析し易く且つ精密にしようとするものであり、さら
に眼球照明に赤外線を用いた場合にも眼球への影響を最
少限にし、又、明室でも利用できる眼球運動解析装置を
提供しようとするものである。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、着脱自在に被検者の
頭部に装着されたゴーグル内にｊｉ１眼若しくは両眼に
近接するようにした接眼部を設け、この接眼部には眼球
からの反射光を受けて眼球運動を観察するようにしたテ
レビカメラを設け、このテレビカメラからの信号を記録
、解析するビデオ解析装置を接続し、前記テレビカメラ
の焦点が運動する眼球の虹彩近辺に合うようにした眼球
運動解析装置とした。
第２発明として、テレビカメラの焦点を眼球の曲面に固
定したレンズを用いるか又は各人の個人差に応じて曲面
率の異なる曲面に合焦できるよう変動可能なレンズを用
いることができるようにした。
第３発明としては、眼球の回転、前後進その他の移動量
に応じて虹彩近辺に自動的に焦点が合うオートフォーカ
ス方式を採用するようにした。
第４発明では、オートフォーカス方式として、瞳孔重心
検出器を介して瞳孔重心データをフォーカス制御部に出
力し、このフォーカス制御はあらかじめ計算された補正
用データによりレンズの繰り出し量を調整するようにし
た眼球運動解析装置とした。
第５発明として、眼球を照明する光として不可視赤外線
を利用することにより、第１発明乃至第３発明のそれぞ
れの場合に応用できるようにした。
作用 本発明では被検者の頭部にゴーグルを着脱自在に設け、
頭部と一体化されているので被検者の自由度が大きく、
このゴーグル内に単眼又は両眼に近接するようにした接
眼部を設けた。
この接眼部上にテレビカメラを設け、眼球の虹彩近辺に
焦点を合わせることにより、眼球運動を観察し、ビデオ
解析装置により記録、解析できるようになっている。眼
球運動に伴ない虹彩が移動すると、ある特定位置、例え
ば正面を向いた状態で虹彩にピントを合わせていた従来
例ではピントずれが生じるが、本発明では虹彩近辺に焦
点を合わせることによって、眼球運動の如何に拘らず鮮
明な眼球像、特に瞳孔、虹彩、強膜の一部を含む虹彩近
辺の像を得ることができるようになった。
従って、眼球運動中、水平方向、垂直方向は勿論である
が、特に回旋方向の運動の観察に適応する。
第２発明は、眼球曲面に焦点を固定したレンズ又は眼球
の曲面に応じて調整可能なレンズを用いた場合、第３発
明は焦点を眼球の回転、前後進その他の移動に伴ないオ
ートフォーカスする場合を示したものである。
第４発明として、オートフォーカス方式を用いた場合、
瞳孔重心検出器を介して瞳孔重心データをフォーカス制
御部に出力し、このフォーカス制御はあらかじめ計算さ
れた補正用データによりレンズの繰り出し量を調整する
ことにより常時焦点を瞳孔部に合わせることができる。
第５発明は眼球を照明する光を不可視赤外線を用いるこ
とにより、被検者に眩しさを与えず、暗室内での検査も
容易にする等の作用がある。
実施例 以下、実施例として示した図面について説明する。
第１図は眼球運動解析装置の構成例を示すブロック図で
ある。１はゴーグルで、被検者の頭部に着脱自在に装着
される。２は内部で、明室のままとするか、外部可視光
を遮断して眼前に暗室を形成してもよい。３．３ａはそ
れぞれ両眼の眼球を、４は頭部を示す。ゴーグルｌ内で
は眼球３．３ａに近接するようにした接眼部５．５ａを
設けた。６，６ａは眼球照明用の光源で、前記接眼部５
．５ａ上に一体的に設けられている。自然光、可視光あ
るいは不可視光の赤外線を用いることができる６７．７
ａはテレビカメラで、前記接眼部５．５ａ上に設置され
、眼球運動を前記光源の反射光により検知し、モニター
、コンピュータ等を備えたビデオ解析装置を介して観察
、記録、解析することができる。なお、テレビカメラ７
．７ａは眼球からの反射光を受光して、焦点を虹彩近辺
に常時台わせるように設けた。ここにいう虹彩近辺とは
、瞳孔と虹彩の境界部、虹彩と強膜との境界部あるいは
強膜上の血管の一つ又はいくつかを含むものを指称し、
これ等の移動により眼球運動が観察、解析できる。８．
８ａは視標で、前記接眼部５．５ａ上に設けられ、眼球
回転中心を中心とする椀形の球面内壁面のほぼ全域に亘
る表示切替自在な可視光放射部を利用した。９．９ａは
モニターで、トラッカー１０を介して、テレビカメラ７
．７ａの光軸が眼球３．３ａのそれぞれの眼軸に向って
、虹彩近辺を検出するよう配設され、コンピュータ１１
によって制御されるようになっている。１２は照明コン
トローラで、光源６．６ａをコンピュータ１１により制
御している。１３は視標コントローラで、コンピュータ
Ｈにより制御される。
Ｉ４はモニター、１５はプリンタ、１６は入力装置で、
キーボード、マウスその他フートスイッチ等が用いられ
、それぞれコンピュータ１１に接続されており、前記テ
レビカメラ７．７ａを制御して、眼球運動の観察、記録
、解析を可能としたビデオ解析装置を構成している。
第２図はテレビカメラによるフォーカス制御を示すもの
で、１７はレンズであり、外部駆動によりピント調整可
能としている。１８は瞳孔重心検出器であり、フォーカ
ス制御部１９に瞳孔重心データ（Ｘ、Ｙ）を出力し、そ
れを受けてフォーカス制御部１９はあらかじめ計算され
た補正データによりレンズ１７の繰出しを調整し、虹彩
近辺に合焦する。
オートフォーカス方式の例として、上記では瞳孔重心デ
ータによる場合を示したが、これに限らず虹彩重心デー
タ又は虹彩模様の重心データ、その他フォーカスの基準
となる眼球部のデータを用いてもよい。
なお、外部駆動により曲面上にフォーカス調整可能なレ
ンズを用いてもよい（カメラ毎日１９８０年版　カメラ
・レンズ白ｉＦＰ、５５）。
第３図において、２０は瞳孔、２１は虹彩、２２は強膜
を示す。Ｘは横軸、Ｙは縦軸を表わす。
ゴーグルｌは軽合金あるいはグラスファイバー入ポリエ
ステル製等軽量で剛性のある素材が使用され、被検者の
頭部に着脱自在に装着できるよう中空ゴム製で圧縮空気
の出入により締着可能となるエアバンド（図示せず）等
で取付は固定される。内部２は外部可視光を遮断するた
め内壁面にはモルトブレンのような可撓性があり遮光性
のある材料を付設して暗室にすることができる。
接眼部５，５ａは、被検者の両眼の眼球３，３ａの位置
に合わせるよう、水平方向、垂直方向、前後進し、さら
には両眼の眼幅に合わせて位置設定ができるようにして
置けば便利である。出願人が先に出願した特願昭６３−
１４５４２５号明細吉及び図面では、手動で調整する例
を示している。なお、手動に限らすモータ、ギヤーその
他の伝達機構を設けて自動駆動にしてもよい。
発明の効果 本発明は上記のような構成をとったので、被検者の頭部
にゴーグルを取付け、眼が１に接眼部を設置することに
より、被検者の眼球運動は直接テレビカメラを介してビ
デオ解析装置によって観察、記録、解析されるようにな
った。従って、従来例のように電極の取付位置や皮膚電
位の影響を受けることな（、視標の動くままに精密に眼
球運動をとらえることができ、しかも片眼又は両眼を同
時に観察でき、さらにモニターやコンピュータとの接続
によって記録分析も容易であり、被検者はゴーグルを取
付けたままで自由度が大きく負担も軽い。
テレビカメラは運動する眼球の虹彩近辺に焦点を合わせ
ることができ、眼球運動を精密に観察することができる
。ビデオ解析装置と相俟ってこの虹彩近辺の像によって
眼球運動を自動的に記録、解析することができ、眼を通
しての病変の発見や治療に大いに役立つようになった。
テレビカメラのレンズとして曲面に焦点が合うようにし
たレンズを用いることにより、眼球像を鮮明に得ること
ができる。又、眼球の回転量（ｘ、ｙ）に応じてピント
位置を自動的に変えることのできるオートフォーカスを
利用することにより、画像処理に必要な鮮明な虹彩近辺
像を得ることができ、その解析が精密で且つ容易になる
。
眼球照明の光源としてはビデオ解析装置によって解析で
きるものであれば自然光、可視光、不可視光のいずれで
も利用できる。
さらに、照明用光源として不可視赤外線を用いる場合に
も虹彩近辺の状態を観察することができればよく、網膜
その他眼球組織に悪影響を及ぼすことがないよう照射エ
ネルギーを考慮したり、画像の鮮明度を上昇させる目的
で虹彩近辺の色素に適応した波長を選択することができ
る等、非常に優れた眼球運動解析装置を提供することが
できた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明眼球運動解析装置の一例を示すブロック
図、第２図は眼球への焦点調整装置を示すブロック図、
第３図は眼球の正面図である。 ｌ・・・ゴーグル　　３．３ａ・・・眼球　　４・・・
頭部５．５ａ・・・接眼部　　６，６ａ・・・光源７．
７ａ・・・テレビカメラ ９．１ａ、１１．１４〜１６・・・ビデオ解析装置１７
・・・レンズ １８・・・瞳孔重心検出器 １９・・・フォーカス制御部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）着脱自在に被検者の頭部に装着されたゴーグル内
    に単眼若しくは両眼に近接するようにした接眼部を設け
    、 この接眼部には眼球からの反射光を受けて眼球運動を観
    察するようにしたテレビカメラを設け、このテレビカメ
    ラからの信号を記録、解析するビデオ解析装置を接続し
    、 前記テレビカメラの焦点が運動する眼球の虹彩近辺に合
    うようにしたことを特徴とする眼球運動解析装置。
  2. （２）テレビカメラの焦点を眼球の曲面に固定若しくは
    眼球曲面に応じて焦点を調整可能にしたレンズを用いる
    請求項１記載の眼球運動解析装置。
  3. （３）テレビカメラの焦点が眼球の移動量に応じて虹彩
    近辺に自動的に合うオートフォーカス方式を設けた請求
    項１記載の眼球運動解析装置。
  4. （４）オートフォーカス方式として、瞳孔重心検出器を
    介して瞳孔重心データをフォーカス制御部に出力し、こ
    のフォーカス制御はあらかじめ計算された補正用データ
    によりレンズの繰り出し量を調整するようにした請求項
    ３記載の眼球運動解析装置。
  5. （５）眼球照明用として不可視赤外線光を用い、赤外線
    ビデオ解析装置を設けた請求項１、２、又は３記載の眼
    球運動解析装置。
JP63319322A 1988-12-16 1988-12-16 眼球運動解析装置 Pending JPH02164335A (ja)

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