CN101873823A - 眼球运动测量装置 - Google Patents

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Abstract

眼球运动测量装置(1)通过对由红外光(L1)照射到角膜(101)而产生的角膜反射光像(L2)进行摄像从而测量角膜(101)的运动。眼球运动测量装置(1)具备：摄像部(5)，具有包含排列成二维状的多个像素的传感器部(51)，生成包含入射至传感器部(51)的角膜反射光像(L2)的摄像数据；亮点位置运算部(6)，算出摄像数据中的角膜反射光像(L2)的位置；以及颤动信号运算部(7)，通过计算与角膜反射光像(L2)的位置的时间变化相关的第一数据列和该第一数据列经平滑化后的第二数据列的差而生成表示包含于角膜(101)的运动的颤动成分的第三数据列。由此，实现了能够精度良好地检测颤动成分的眼球运动测量装置。

Description

眼球运动测量装置
技术领域
本发明涉及一种眼球运动测量装置。
背景技术
人类眼球运动包含高速且细微的运动(固视微动)，该固视微动可分类成以下三种运动。即作为低频率的微小且平滑的运动的漂眼(drift)、作为微小且像跳跃一样的运动的眨眼(flick)(也被称为微小跳动(microsaccade))、作为非常微小且高频率的振动的颤动(tremor)三种类型。固视微动的大小对应于疲劳或疾病等而变化，例如，有认知症患者和健康者的漂眼的大小不相同的报告，另外，由于在即将脑死亡之前测量不到颤动的事实，因而人们认为颤动和脑功能之间具有密切的关系。
测量像这样的固视微动并应用于人的意识状态或健康状态的推定的尝试越来越多。例如，专利文献1中，记载了在注视高清晰度画面等的时候，基于固视微动的大小而得知视觉注意的程度。而且，在该文献中记载的眼球控制信息检测装置中，在从固视微动中取出作为低频率的运动的漂眼成分和微小跳动成分的时候，为了去除成为高频成分的噪声的颤动(tremor)成分，使与眼球运动相关的时间序列数据平滑化。
另外，在上述的专利文献1中，虽然颤动成分作为噪声被去除，但是也给出了基于颤动成分所能够推定的信息的启示。例如，非专利文献1中，给出了颤动成分和脑干之间的关系的启示，为了将颤动成分适用于知晓睡眠、昏迷、麻醉的程度的指标或脑死亡的指标等，提出了使用压电元件的接触式测量装置。另外，非专利文献2中，报告了帕金森病患者的颤动成分是异常的。
专利文献1：日本特许第3724524号公报
非专利文献1：N.F.Sheahan等，“Ocular microtremor measurementsystem：design and performance”，Medical and Biological Engineering andComputing，31，pp.205-212(1993)
非专利文献2：Ciaran Bolger等，“Ocular microtremor in patients withidiopathic Parkinson’s disease”，J.Neural Neurosurg Psychiatry，66，pp.528-531(1999)
发明内容
发明所要解决的问题
然而，因为颤动是振幅为1μm左右的非常微小的高频振动，因而与漂眼和眨眼(微小跳动)相比，要高精度地检测出来比较困难。非专利文件1中，尝试通过将压电元件贴在眼球上测量颤动，但为了用于实际的患者诊断或健康诊断等，希望有非接触且简便、高速、高精度的测量装置。另外，在专利文献1中，没有提及有关基于颤动成分的这些推定，也没有公开仅将颤动成分高精度地取出的方法。
本发明有鉴于上述问题，以提供能够精度良好地检测出颤动成分的眼球运动测量装置为目的。
解决问题的方法
为了解决上述的问题，本发明的眼球运动测量装置，是通过对由光照射到角膜上而产生的角膜反射光像进行摄像从而测量角膜的运动的眼球运动测量装置，具备：摄像部，其具有包含排列成二维状的多个像素的光检测部，生成含有入射至光检测部的角膜反射光像的摄像数据；亮点位置运算单元，计算出摄像数据中的角膜反射光像的位置；以及颤动信号运算单元，通过计算与角膜反射光像的位置的时间变化有关的第一数据列和该第一数据列经平滑化之后的第二数据列的差，生成表示包含在角膜的运动中的颤动成分的第三数据列。
如果包含角膜反射光像的摄像数据以规定的帧率由摄像部生成，则该摄像数据中的各个帧的角膜反射光像的位置由亮点位置运算单元算出。这样得到的时间序列数据，即与角膜反射光像的位置的时间变化有关的第一数据列为直接表现眼球的运动的时间序列数据，其包含由作为低频率的固视微动的漂眼和眨眼(微小跳动)得到的成分和由作为高频率的固视微动的颤动得到的成分这两者。
而且，该第一数据列在颤动信号运算单元中被平滑化而生成第二数据列。该第二数据列经过平滑化而被去除颤动成分，从而主要包含漂眼成分和眨眼成分。因此，通过计算第一数据列和第二数据列的差，从而从第一数据列适当地去除漂眼成分和眨眼成分，可以得到主要包含颤动成分的数据列(第三数据列)。这样，根据上述的眼球运动测量装置，能够从与角膜反射光像的位置的时间变化有关的时间序列数据中去除漂眼成分和眨眼成分，从而能够精度良好地检测出颤动成分。
发明的效果
根据本发明的眼球运动测量装置，能够精度良好地检测出颤动成分。
附图说明
图1为表示眼球运动测量装置的一个实施方式的概略图。
图2为表示摄像部的内部结构的模块图。
图3为表示摄像部的详细结构的图。
图4为表示光检测部与放大器、A/D转换器(模/数转换器)以及亮点位置运算部之间的电连接关系的图。
图5为表示摄像数据的一个例子的图。
图6为表示亮点位置运算部的结构的模块图。
图7为表示颤动信号运算部、测量控制运算部以及测量控制部的结构的模块图。
图8为表示第一数据列和第二数据列的典型例的图表。
图9为表示对第一数据列实施频率分析后的结果的一个例子的图表。
图10为表示基于第三数据列所算出的、包含在角膜的运动中的颤动速度的时间变化的图表。
图11为表示用于以第三数据列中的高频噪声变小的方式使测量条件最优化的动作的流程图。
符号的说明
D1…第一数据列、D2…第二数据列、D3…第三数据列、L1…红外光、L2…角膜反射光像、L3…可视光、Q…电荷、1…眼球运动测量装置、2…照明、3…半反光镜、4…聚光透镜、5…摄像部、6…亮点位置运算部、7…颤动信号运算部、8…测量控制运算部、9…测量控制部、11…标志、11a…透镜、51…传感器部
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的眼球运动测量装置的实施方式。在此，在附图的说明中，对同一要素标记同一符号，省略重复的说明。
图1是表示本发明的眼球运动测量装置的一个实施方式的概略图。参照图1，本实施方式的眼球运动测量装置1具有：照明2、半反光镜(half mirror)3、聚光透镜4、摄像部(摄像单元)5、亮点位置运算部(亮点位置运算单元)6、颤动信号运算部(颤动信号运算单元)7、测量控制运算部8、以及测量控制部9。聚光透镜4、摄像部5、亮点位置运算部6、颤动信号运算部7、测量控制运算部8以及测量控制部9被收纳在测量部(照相机)10的内部。
本实施方式的照明2，例如由红外光LED构成。照明2与被测者的眼球100的角膜101光学地结合。通过照明2向角膜101照射红外光L1，从而在角膜101上红外光L1反射而生成角膜反射光像L2。
此外，作为照明2的光源，不限于红外光LED，能够使用其他光源，在使用可视光源的情况下，因为光量增加时被测者会感到刺眼，所以优选使用红外光源。另外，照明2也可以由被设置于相互不同的位置的多个红外光LED构成。在该情况下，被下述的测量控制运算部8选择的任意一个红外光LED，由测量控制部9来控制发光。
半反光镜3被配置成，使角膜反射光像L2透过，并使该角膜反射光像L2入射至摄像部5的传感器部(光检测部)51。另外，半反光镜3将标志11和角膜101光学地结合，使得设置于连接角膜101和摄像部5的光轴的旁边的标志11可以被被测者用眼睛看到。标志11被构成为，例如组合产生可视光的多个LED和针孔罩(pinhole mask)，从而产生相互位置不同的多个亮点图案。该多个亮点图案由下述的测量控制运算部8来选择其中任意一个，与该亮点图案对应的LED通过测量控制部9来选择性地控制发光。此外，标志11除了这样的结构以外，例如也可以由像液晶面板那样的图像显示装置和旋转板等构成。
半反光镜3向眼球100反射从标志11射出的可视光L3。由此，能够向被测者提示标志11而使角膜101的位置稳定，并且对角膜101进行摄像。在标志11和半反光镜3之间，可以设置视力调整用的透镜11a。由该透镜11a决定的标志11的焦点由下述的测量控制运算部8决定，并被测量控制部9控制。
聚光透镜4是用于对光像L2进行聚光并在摄像部5的传感器部51上成像的透镜。聚光透镜4被配置在半反光镜3和摄像部5之间。
摄像部5是用于以规定的帧率对角膜反射光像L2进行摄像的单元。摄像部5具有包含排列成二维状的多个像素的传感器部51，通过在各像素中将入射至传感器部51的角膜反射光像L2转换成电信号，从而生成显示与角膜反射光像L2相关的每一个像素的入射光量的摄像数据。摄像部5在向显示装置或影像输出端子等输出单元输出生成的摄像数据的同时，向亮点位置运算部6提供摄像数据。
亮点位置运算部6在各个帧中计算出从摄像部5提供的摄像数据中的角膜反射光像L2的入射位置，生成与角膜反射光像L2，即亮点的位置相关的信息(亮点位置信息)。另外，颤动信号运算部7基于从亮点位置运算部6提供的亮点位置信息，生成与角膜反射光像L2的位置的时间变化相关的第一数据列和该第一数据列经过平滑化之后的第二数据列。然后，颤动信号运算部7通过计算第一以及第二数据列的差，生成表示角膜101的运动中所包含的颤动成分的第三数据列。
此外，亮点位置运算部6以及颤动信号运算部7可以作为电路来实现，也可以作为具有中央运算处理器和存储器的计算机内部的软件来实现。
图2为表示本实施方式中的摄像部5的内部结构的模块图。摄像部5除了上述的传感器部51之外，还具有传感器信号读出电路52和传感器驱动电路53，该传感器信号读出电路52对从传感器部51读出的电荷Q进行处理并生成摄像数据S2，该传感器驱动电路53驱动传感器部51以及传感器信号读出电路52。
图3为表示摄像部5的详细结构的图。本实施方式的摄像部5为具有例如几百Hz～1kHz的高速的帧率的摄像装置。作为这样的摄像装置，可以列举例如浜松光子学制造的Intelligent Vision System(IVS)照相机。通过使用这样的摄像装置，从而能够精度良好地测量具有100[Hz]左右的振动频率的角膜101的固视微动。
传感器部51为所谓的MOS型摄像元件，具有排列成二维状(m行×n列)的多个像素51a。多个像素51a分别生成对应于入射光的光量的电荷Q。电荷Q根据来自传感器驱动电路53的驱动信号S6依次被送出。此外，作为摄像部5，除了IVS照相机之外，也可以使用高速且小型的二维半导体位置检测元件(所谓的二维PSD：Position SensitiveDetector)或者轮廓仪传感器(profile sensor)(例如浜松光子学制的S9132)等。
传感器信号读出电路52包含放大部54、A/D转换部55以及开关部56而被构成。放大部54具有与传感器部51的行数相对应的m个放大器54a。m个放大器54a分别与传感器部51的像素51a的对应行电连接，从n列的像素51a依次接收电荷Q。然后，放大器54a在放大电荷Q的同时将电荷Q转换成作为电压信号的图像信号S1。
A/D转换部55具有与传感器部51的行数相对应的m个A/D转换器55a。m个A/D转换器55a分别与对应的m个放大器54a电连接，从放大器54a接收作为电压信号(模拟信号)的图像信号S1并转换为作为数字信号的摄像数据S2。此外，虽然本实施方式中将转换成数字信号的摄像数据S2作为来自摄像部5的摄像数据，但是也可以将作为模拟信号的摄像数据S1作为来自摄像部5的摄像数据使用。
开关部56具有与传感器部51的行数相对应的m个开关56a。m个开关56a被设置在对应的m个A/D转换器55a和亮点位置运算部6之间，基于来自传感器驱动电路53(参照图2)的控制信号控制A/D转换器55a和亮点位置运算部6之间的连接/非连接。在开关56a为连接状态的时候，来自A/D转换器55a的摄像数据S2被提供给亮点位置运算部6。m个开关56a分别与亮点位置运算部6电连接，并控制其中个别的连接/非连接。
进一步对传感器部51以及传感器信号读出电路52进行详细的说明。图4为表示传感器部51与放大器54a、A/D转换器55a以及亮点位置运算部6之间的电连接关系的图。参照图4，传感器部51具有由称为光电二极管的光电转换元件构成的多个像素51a。而且，传感器部51具有与多个像素51a对应的多个电容51b以及多个读取用开关51c。
像素51a的光电转换元件和电容51b相互并联连接，读取用开关51c的一端与光电转换元件和电容51b的一端连接。读取用开关51c的另一端与包含于同一行的其他的读取用开关51c的另一端一起，被连接于放大器54a的输入端。读取用开关51c与传感器驱动电路53(参照图2)电连接，根据来自传感器驱动电路53的驱动信号S6个别地控制连接/非连接。放大器54a的输出端与A/D转换器55a的输入端电连接，A/D转换器55a的输出端与亮点位置运算部6电连接。
图4所示的传感器部51以及传感器信号读出电路52的动作如以下所述。当角膜反射光像L2入射到传感器部51时，与各像素51a的角膜反射光像L2的入射光量对应的电荷被存储于电容51b。如果根据来自传感器驱动电路53的指示，读取用开关51c在各行中依次被连接，则电容51b中存储的电荷Q被依次送到放大器54a。
电荷Q通过放大器54a，在被转换成电压信号的同时被放大，从而成为图像信号S1。图像信号S1通过A/D转换器55a而从模拟信号转换为数字信号，从而成为摄像数据S2。摄像数据S2被输出到亮点位置运算部6。图5为表示摄像数据S2的一个例子的图。如图5所示，摄像数据S2中包含与角膜反射光像L2对应的亮点A。
此外，为了高速地进行亮点位置运算部6的运算，优选例如摄像部5还具有与各像素51a分别对应的并列运算电路。这样的并列运算电路例如被连接于A/D转换器55a的后段。
图6为表示本实施方式中的亮点位置运算部6的内部结构的模块图。亮点位置运算部6具有摄像数据缓存器61、亮点判别电路62、亮点重心运算电路63以及亮点位置决定电路64。摄像数据缓存器61保存有从摄像部5提供的摄像数据S2。
亮点判别电路62判别保存于摄像数据缓存器61的摄像数据S2中是否包含亮点(角膜反射光像L2)，并生成表示判别结果的数据S3。例如，亮点判别电路62对摄像数据S2进行平滑化运算，对全部摄像数据S2中的一定区域(例如3×3像素)的每一个，进行中央的像素是否具有一定量以上的光量并且相对于周围的像素显示为最大值的判定。然后，亮点判别电路62在存在有满足这些条件的区域的情况下，判断为摄像数据S2中包含亮点。具体来说，亮点判别电路62进行以下的运算(1)～(3)。
(1)将像素位置(x，y)(在此，x＝1～n，y＝1～m)的明亮度作为D(x，y)。
(2)对于全体像素，进行下述的运算(2a)、(2b)。
(2a)平滑化运算：D’(x，y)＝{D(x-1，y)+D(x+1，y)+D(x，y)+D(x，y-1)+D(x，y+1)}/5
(2b)亮点的判别：判别满足D’(x，y)＞th并且({D(x，y)＞D(x-1，y)}且{D(x，y)＞D(x+1，y)}且{D(x，y)＞D(x，y-1)、D(x，y)＞D(x，y+1)})(在此，th为规定的亮度阈值)的条件的像素。
(3)如果存在满足上述(2b)的条件的像素，则判断为摄像数据S2中包含亮点。
亮点重心运算电路63计算出摄像数据S2中的亮点的重心，并生成表示计算结果的数据S4。例如，亮点重心运算电路63进行如下运算。即亮点重心运算电路63对于对象图像区域(中央像素位置为(Xc，Yc)，对象图像区域为(Wx，Wy))进行加权运算，计算在亮点判别电路62中被判断为“亮点”的区域的亮点重心。具体的运算如以下所述。
M0＝∑(D(X，Y))(Xc-Wx/2＜X＜Xc+Wx/2，Yc-Wy/2＜Y＜Yc+Wy/2)
M1x＝∑(X×D(X，Y))(Xc-Wx/2＜X＜Xc+Wx/2，Yc-Wy/2＜Y＜Yc+Wy/2)
M1y＝∑(Y×D(X，Y))(Xc-Wx/2＜X＜Xc+Wx/2，Yc-Wy/2＜Y＜Yc+Wy/2)
Pos(x)＝M1x/M0
Pos(y)＝M1y/M0
亮点重心运算电路63输出作为表示亮点的重心的数据S4的上式的(Pos(x)，Pos(y))。
亮点位置决定电路64根据由亮点判别电路62判别的亮点的有无(数据S3)以及由亮点重心运算电路63算出的亮点的重心(数据S4)来决定亮点的位置。亮点位置决定电路64生成表示亮点的位置的亮点位置数据S5，并提供给后段的颤动信号运算部7。
图7为表示图1所示的颤动信号运算部7、测量控制运算部8以及测量控制部9的内部结构的模块图。如图7所示，颤动信号运算部7具有位置数据缓存器71、滤波器电路72、颤动信号运算电路73。
位置数据缓存器71将从亮点位置运算部6提供的各个帧的亮点位置数据S5作为时间序列数据存储。该时间序列数据表示角膜反射光像光像L2的位置的时间变化，成为本实施方式中的第一数据列D1。位置数据缓存器71存储规定期间(例如1024个帧)的亮点位置数据S5而生成第一数据列D1，并向滤波器电路72以及颤动信号运算电路73两者提供该第一数据列D1。滤波器电路72通过将第一数据列D1平滑化而生成第二数据列D2。此时，由作为高频率的固视微动的颤动得到的成分从第一数据列D1中被去除，由作为低频率的固视微动的漂眼和眨眼(微小跳动)得到的成分通过滤波器电路72。
图8为将第一数据列D1和第二数据列D2的典型列图表化的图。图8的纵轴表示亮点的位置，横轴表示帧(即时间)。在图8中，通过使包含高频率的颤动成分的第一数据列D1(曲线G1)平滑化，从而一定值以上的频率成分被去除，生成第二数据列D2(曲线G2)。
颤动信号运算电路73通过计算第一数据列D1和第二数据列D2的差，生成第三数据列D3。颤动信号运算部7将这样生成的第三数据列D3作为与颤动成分相关的检测信号而输出到眼球运动测量装置1的外部。
本实施方式的眼球运动测量装置1中，如果包含角膜反射光像L2的摄像数据S2以规定的帧率由摄像部5生成，则该摄像数据S2中的各个帧的角膜反射光像L2的位置由亮点位置运算部6算出。这样得到的时间序列数据，即与角膜反射光像L2的位置的时间变化相关的第一数据列D1为直接表示眼球100的运动的时间序列数据，包含由作为低频率的固视微动的漂眼和眨眼(微小跳动)得到的成分以及由作为高频率的固视微动的颤动得到的成分两者。
然后，该第一数据列D1在滤波器电路72中经平滑化而生成第二数据列D2。该第二数据列D2经平滑化而去除了颤动成分，主要包括漂眼成分和眨眼成分。因此，通过在颤动信号运算电路73中计算第一数据列D1和第2数据列D2的差，从而从第1数据列D1中适当地去除漂眼成分和眨眼成分，得到主要包含颤动成分的数据列，即第三数据列D3。
这样，根据本实施方式的眼球运动测量装置1，能够从与角膜反射光像L2的位置的时间变化相关的时间序列数据适当地去除漂眼成分和眨眼成分，从而能够精度良好地检测出颤动成分。
在此，在上述的摄像部5、亮点位置运算部6以及颤动信号运算部7中，对如图5那样的亮点进行摄像，以1μm以下的精度测量其位置，因而在上述的第三数据列D3中，除了起因于角膜101的运动的成分之外，存在起因于标志11的位置或焦点位置等的测量条件的高频噪声重叠的趋势。
由这样的噪声得到的成分，由于其频率比较高，因而在第一数据列D1被平滑化的时候容易与颤动成分一起被去除。其结果，在第三数据列D3中，这样的噪声成分与颤动成分一起被包含，成为抑制颤动成分的检测精度的提高的一个原因。因此，通过以减小第三数据列D3中的高频噪声的方式使各测量条件最优化，从而能够进一步提高颤动成分的测量精度。因此，本实施方式的眼球运动测量装置1还具备作为测量条件控制单元的测量控制运算部8以及测量控制部9。
测量控制运算部8具有控制判定电路81和标志控制运算电路85。控制判定电路81从颤动信号运算部7接收第一～第三数据列D1～D3，并基于这些数据列D1～D3，计算出用于评价第三数据列D3中的信噪比(以下表示为S/N比)的参数。
作为用于评价第三数据列D3中的S/N比的参数，例如可以列举以下所述的各种参数。一种为第一数据列D1的频率分析波形中的强度的极大值Pp和极小值Pb的比(Pp/Pb)或者差(Pp-Pb)。在该比(Pp/Pb)或者差(Pp-Pb)的大小比规定值大的情况(或者该比(Pp/Pb)或者差(Pp-Pb)的大小为最大的情况)下，判断为测量条件良好，可以继续(固定)该测量条件。
图9为表示对第一数据列D1实施频率分析后的结果的一个例子的图表。在该图表中，强度的极大值Pp在80Hz附近出现，表示固视微动(颤动)。另外，强度的极小值Pb在50Hz附近出现。在该极值的比(Pp/Pb)或者差(Pp-Pb)比规定值(例如1.2)大(或者为最大)的情况下，第一数据列D1中包含的噪声成分小，因而结果第三数据列D3中的S/N比变高。因此，在这样的情况下，通过固定测量条件，能够减少第三数据列D3中包含的噪声成分，从而能够更加精度良好地检测颤动成分。
另外，另一种为基于从第二数据列D2算出的亮点的速度或者加速度的特征量。所谓该特征量，例如是亮点的速度或加速度(即角膜的运动中所包含的漂眼或眨眼的速度或加速度)、亮点的速度平均值或加速度平均值(即漂眼或眨眼的速度平均值或加速度平均值)、或者亮点的速度或加速度的标准差等。控制判定电路81在这样的特征量比规定值小的情况下判断为测量条件良好，可以继续(固定)该测量条件。
另外，另一种为基于第三数据列D3的亮点的速度振幅(即角膜的运动中所包含的颤动的速度振幅)的合计值(或者平均值)。在该合计值(或者平均值)比规定值小(或者为最小)的情况下，判断为测量条件良好，可以继续(固定)该测量条件。
图10为表示基于第三数据列D3所算出的、包含在角膜的运动中的颤动速度的时间变化的图表。在这样的图表中，控制判定电路81算出颤动速度的振幅合计值(或者振幅平均值)。在该值比规定值小(或者为最小)的情况下，继续(固定)测量条件。由此，能够减少第三数据列D3中所包含的噪声成分，从而能够更加精度良好地检测颤动成分。
再次参照图7。标志控制运算电路85基于从控制判定电路81提供的参数，计算眼球运动测量装置1的测量条件中的与标志11的位置以及焦点(focus)相关的控制量。标志控制运算电路85中的计算结果作为控制信号S10被送到测量控制部9的标志控制电路96，标志控制电路96通过标志显示装置97控制标志11的位置以及焦点(focus)。例如，在标志11由相互位置不同的多个红外光LED构成的情况下，选择性地使任意的LED发光。
图11为表示用于以减小第三数据列D3中的高频噪声的方式使测量条件最优化的动作的流程图。首先，在摄像部5中取得摄像数据S2(步骤S1)，接着，在亮点位置运算部6中算出该摄像数据S2中的亮点位置(步骤S2)。接着，在颤动信号运算部7中生成第一数据列D1、第二数据列D2和第三数据列D3(步骤S3)。
接着，测量控制运算部8基于这些数据列D1～D3算出用于评价第三数据列中的S/N比的参数。测量控制运算部8通过比较该参数和规定值等来进行评价(步骤S4)，在参数的值为不良好的情况下(在步骤S5中为“No”)，计算与标志11的位置以及焦点相关的控制量，从而通过测量控制部9调整标志11的位置以及焦点(步骤S6)。然后，在该步骤S6之后，再次进行上述的步骤S1之后的动作。另外，在参数的值为良好的情况下(在步骤S5中为“Yes”)，结束测量条件的最优化而开始颤动成分的测量(正式测量)(步骤S7)。
本发明的眼球运动测量装置不限于上述的实施方式，可以有其他的各种变形。例如，在上述实施方式中，作为照明装置，使用红外光LED，但是也可以使用其他光源。另外，上述实施方式的测量条件控制单元(测量控制运算部8以及测量控制部9)被构成为，基于参数来控制照射到角膜的红外光的强度、红外光源的位置、红外光的焦点、标志的位置以及焦点，但是也可以被构成为基于参数控制这些测量条件中的至少一个。
另外，在上述的说明中，提到“第二数据列D2经过平滑化去除颤动成分”，但是得到去除高频成分的波形的方法，也可以采用由使用像傅里叶分析或小波分析那样的频率分析方法的过滤得到的“低频滤波器”，来替代这里所举的平均法。
在此，在上述实施方式的眼球运动测量装置中，是通过对由光照射到角膜上而产生的角膜反射光像进行摄像从而测量角膜的运动的眼球运动测量装置，具备：摄像部，其具有包含排列成二维状的多个像素的光检测部，生成包含入射至光检测部的角膜反射光像的摄像数据；亮点位置运算单元，计算出摄像数据中的角膜反射光像的位置；以及颤动信号运算单元，通过计算与角膜反射光像的位置的时间变化有关的第一数据列和该第一数据列经平滑化之后的第二数据列的差，生成表示包含在角膜的运动中的颤动成分的第三数据列。
另外，眼球运动测量装置也可以构成为，还具有使被测者注视的标志以及测量条件控制单元，该测量条件控制单元算出用于评价第三数据列中的信噪比的参数，并基于该参数控制标志的位置以及焦点中的至少一个测量条件。
在眼球运动测量装置中，为了控制角膜的运动，存在设置使被测者注视的标志的情况。在这样的情况下，对于第一数据列，存在起因于与标志的位置以及焦点等指标相关的测量条件的噪声重叠的趋势。由这样的噪声得到的成分，由于其频率比较高，因而在第一数据列被平滑化的时候容易与颤动成分一起被去除。其结果，在第三数据列中，这样的噪声成分与颤动成分一起被包含，成为抑制颤动成分的检测精度的提高的一个原因。因此，如果算出用于评价第三数据列中的信噪比的参数，并基于该参数来控制标志的位置以及焦点中的至少一个，则能够减少包含在第三数据列中的噪声成分从而能够更加精度良好地检测颤动成分。
另外，眼球运动测量装置可以使用如下构成：参数是第一数据列的频率分析波形中的强度的极大值和极小值的比或者差。由此，能够适当地评价第三数据列中的信噪比。在该情况下，眼球运动测量装置为，测量条件控制单元在第一数据列的频率分析波形中的强度的极大值Pp和极小值Pb的比(Pp/Pb)或差(Pp-Pb)比规定值大的情况下固定至少一个测量条件。由此，能够有效的减少第三数据列中所包含的噪声成分。
另外，眼球运动测量装置可以使用如下构成：参数是基于由第二数据列算出的角膜的速度或者加速度的特征量。由此，能够适当地评价第三数据列中的信噪比。此外，所谓该情况下的特征量，例如是由第二数据列算出的角膜的速度或加速度、角膜的速度的平均值或标准差、或者角膜的加速度的平均值或标准差。另外，在该情况下，眼球运动测量装置可以构成为，测量条件控制单元在上述特征量比规定值小的情况下固定至少一个测量条件。由此，能够有效地减少第三数据列中包含的噪声成分。
另外，眼球运动测量装置可以使用如下构成：参数是基于第三数据列的角膜的速度振幅的合计值。由此，能够适当的评价第三数据列中的信噪比。在该情况下，眼球运动测量装置可以构成为，测量条件控制单元在基于第三数据列的角膜的速度振幅的合计值比规定值小的情况下固定至少一个测量条件。由此，能够有效地减少第三数据列中包含的噪声成分。
产业上利用的可能性
本发明可以用作能够精度良好地检测颤动成分的眼球运动测量装置。

Claims (8)

1.一种眼球运动测量装置，其特征在于，
是通过对由光照射到角膜而产生的角膜反射光像进行摄像，从而测量所述角膜的运动的眼球运动测量装置，
所述眼球运动测量装置具备：
摄像部，其具有包含排列成二维状的多个像素的光检测部，并且生成包含入射至所述光检测部的所述角膜反射光像的摄像数据；
亮点位置运算单元，计算出所述摄像数据中的所述角膜反射光像的位置；以及
颤动信号运算单元，通过计算与所述角膜反射光像的位置的时间变化相关的第一数据列和该第一数据列经平滑化后的第二数据列的差，而生成表示所述角膜的运动中所包含的颤动成分的第三数据列。
2.如权利要求1所述的眼球运动测量装置，其特征在于，
还具备：
使被测者注视的标志；
测量条件控制单元，计算出用于评价所述第三数据列中的信噪比的参数，并基于该参数控制所述标志的位置以及焦点中的至少一个测量条件。
3.如权利要求2所述的眼球运动测量装置，其特征在于，
所述参数为所述第一数据列的频率分析波形中的强度的极大值和极小值的比或者差。
4.如权利要求3所述的眼球运动测量装置，其特征在于，
在所述第一数据列的频率分析波形中的强度的极大值Pp和极小值Pb的比(Pp/Pb)或差(Pp-Pb)比规定值大的情况下，所述测量条件控制单元固定所述至少一个测量条件。
5.如权利要求2所述的眼球运动测量装置，其特征在于，
所述参数为基于由所述第二数据列算出的所述角膜的速度或者加速度的特征量。
6.如权利要求5所述的眼球运动测量装置，其特征在于，
在所述特征量比规定值小的情况下，所述测量条件控制单元固定所述至少一个测量条件。
7.如权利要求2所述的眼球运动测量装置，其特征在于，
所述参数为基于所述第三数据列的所述角膜的速度振幅的合计值。
8.如权利要求7所述的眼球运动测量装置，其特征在于，
在基于所述第三数据列的所述角膜的速度振幅的合计值比规定值小的情况下，所述测量条件控制单元固定所述至少一个测量条件。
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