JP2000325312A - 眼の動きを観測する装置 - Google Patents
眼の動きを観測する装置Info
- Publication number
- JP2000325312A JP2000325312A JP11178809A JP17880999A JP2000325312A JP 2000325312 A JP2000325312 A JP 2000325312A JP 11178809 A JP11178809 A JP 11178809A JP 17880999 A JP17880999 A JP 17880999A JP 2000325312 A JP2000325312 A JP 2000325312A
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- Japan
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- doppler
- eye
- movement
- filter
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 被検者に意識されない様にして眼の動きを連
続的に観測する装置。 【解決手段】 観測対象の眼１はミリ波もしくは空中超
音波ドプラ装置２のホーンアンテナもしくはホーンラジ
エーター３の張り渡す被観測領域におかれ、該ドプラ装
置２のドプラ出力は信号分析装置４に導入される。公知
の如くドプラ装置２のホモダイン検波の後にはドプラフ
ィルタとして適切なローカットフィルタが配置される。
信号分析装置４においてはこのフィルタされたドプラ信
号を必要に応じてＡ／Ｄ変換、一時記憶などして自己の
貯えたテンプレートとの相関分析を行い、まばたきや眼
の動き、またその方向などの検出を行う。
続的に観測する装置。 【解決手段】 観測対象の眼１はミリ波もしくは空中超
音波ドプラ装置２のホーンアンテナもしくはホーンラジ
エーター３の張り渡す被観測領域におかれ、該ドプラ装
置２のドプラ出力は信号分析装置４に導入される。公知
の如くドプラ装置２のホモダイン検波の後にはドプラフ
ィルタとして適切なローカットフィルタが配置される。
信号分析装置４においてはこのフィルタされたドプラ信
号を必要に応じてＡ／Ｄ変換、一時記憶などして自己の
貯えたテンプレートとの相関分析を行い、まばたきや眼
の動き、またその方向などの検出を行う。
Description
【０００１】 この発明はいわゆる眼振計といわれる類
いの装置に関し、特に非接触敵に、可及的に遠方から、
しかも被検者に意識されない様にして眼の動きを連続的
に観測する装置に関する。しかしながら本発明はまた目
しか動かせない様な身体障害者にコンピューター等への
入力手段を与えるために応用する事も出来る。
いの装置に関し、特に非接触敵に、可及的に遠方から、
しかも被検者に意識されない様にして眼の動きを連続的
に観測する装置に関する。しかしながら本発明はまた目
しか動かせない様な身体障害者にコンピューター等への
入力手段を与えるために応用する事も出来る。
【０００２】 眼の動きは被検者の意識状態や興味の示
し方、また睡眠の状態などを知る上で、またそれらのた
めの眼の機能の正常ないし病的、ないし衰退のありさま
を知る手だてとして重要な観測項目である。これまでこ
の目的の観測装置は、眼の周辺に電極やサーチコイルを
付けて電気的または磁気的な生理信号を観測するとか、
また電極でなくとも機械的なセンサを付けて動きや振動
を直に検出するとか、また光学的にビデオカメラを近接
して配置して選られた画像データから眼の瞳孔の相対的
位置ないし方位角や眼球の表面での反射などを頼りにそ
ういう観測をするとか、してきた。しかるに電極やセン
サをじかに触らせたのでは被検者を拘束、違和感を与
え、正常な状態での計測になり難い。また光学的な観測
は観測系のみならず後処理が大変で大袈裟である。また
被検者が目をつむってしまうと光学観測はたちどころに
頓挫してしまうので、いわゆる速い振動に基づくレム睡
眠の観測には使えない。
し方、また睡眠の状態などを知る上で、またそれらのた
めの眼の機能の正常ないし病的、ないし衰退のありさま
を知る手だてとして重要な観測項目である。これまでこ
の目的の観測装置は、眼の周辺に電極やサーチコイルを
付けて電気的または磁気的な生理信号を観測するとか、
また電極でなくとも機械的なセンサを付けて動きや振動
を直に検出するとか、また光学的にビデオカメラを近接
して配置して選られた画像データから眼の瞳孔の相対的
位置ないし方位角や眼球の表面での反射などを頼りにそ
ういう観測をするとか、してきた。しかるに電極やセン
サをじかに触らせたのでは被検者を拘束、違和感を与
え、正常な状態での計測になり難い。また光学的な観測
は観測系のみならず後処理が大変で大袈裟である。また
被検者が目をつむってしまうと光学観測はたちどころに
頓挫してしまうので、いわゆる速い振動に基づくレム睡
眠の観測には使えない。
【０００３】 本発明は上記の種々の困難をなるべく一
括して解決してしまう手法をもたらさんとするもので、
これにおいて、観測対象の眼にコヒーレントな波動エネ
ルギーを照射し、眼から反射される該波動エネルギーを
選択的に受信し、そのドプラ効果に基づいて眼の動きを
観測する如く構成された事を特徴とする、眼の動きを観
測する装置が紹介されている。
括して解決してしまう手法をもたらさんとするもので、
これにおいて、観測対象の眼にコヒーレントな波動エネ
ルギーを照射し、眼から反射される該波動エネルギーを
選択的に受信し、そのドプラ効果に基づいて眼の動きを
観測する如く構成された事を特徴とする、眼の動きを観
測する装置が紹介されている。
【０００４】ここでコヒーレントな波動エネルギーとし
ては波長が適切であればマイクロ波ないしミリ波、サブ
ミリ波の領域の電磁波および同程度の空中波長となる空
中超音波が使用可能である。適切な波長とは、眼の大き
さより有意に小さい事が好ましく、極く概略的に言って
１−２ｃｍ程度以下、電磁波だと２０−３０ＧＨｚ以
上、空中超音波だと１５−３０ＫＨｚ以上の周波数に相
当するが、電波法上の都合や、汎用部品の入手容易性、
また耳に聞えない事が望ましい事などから、２６ＧＨｚ
（マイクロ波）および４０ＫＨｚ（空中超音波）のリモ
コンや自動ドアなどに使われる周波数域が，また６０Ｇ
Ｈｚ帯ないし７０ＧＨｚ帯の地上同士の通信や計測に使
われるミリ波帯域が好ましいものの一例である。
ては波長が適切であればマイクロ波ないしミリ波、サブ
ミリ波の領域の電磁波および同程度の空中波長となる空
中超音波が使用可能である。適切な波長とは、眼の大き
さより有意に小さい事が好ましく、極く概略的に言って
１−２ｃｍ程度以下、電磁波だと２０−３０ＧＨｚ以
上、空中超音波だと１５−３０ＫＨｚ以上の周波数に相
当するが、電波法上の都合や、汎用部品の入手容易性、
また耳に聞えない事が望ましい事などから、２６ＧＨｚ
（マイクロ波）および４０ＫＨｚ（空中超音波）のリモ
コンや自動ドアなどに使われる周波数域が，また６０Ｇ
Ｈｚ帯ないし７０ＧＨｚ帯の地上同士の通信や計測に使
われるミリ波帯域が好ましいものの一例である。
【０００５】系をドプラ観測系とする理由はむしろ現象
の方に由来する。即ち良く知られている事実として、眼
は（視線は）目的点（目的方位角）に向けて狙いを定め
てじわじわと連続的に出発進行停止という動き方で動く
のではなく、試行錯誤的にさえ見えるカクカクカクとい
う瞬時の動きを重ねてそこに至る、という事である。要
するにかかるカクカクカクという眼の動きを、必要なら
ばその方向や強度も含めて検出できればあらかたの目的
は達せられるのである。
の方に由来する。即ち良く知られている事実として、眼
は（視線は）目的点（目的方位角）に向けて狙いを定め
てじわじわと連続的に出発進行停止という動き方で動く
のではなく、試行錯誤的にさえ見えるカクカクカクとい
う瞬時の動きを重ねてそこに至る、という事である。要
するにかかるカクカクカクという眼の動きを、必要なら
ばその方向や強度も含めて検出できればあらかたの目的
は達せられるのである。
【０００６】 そこで以下発明者が成功裏に眼球運動を
その方向性も含めて観測し得た実施例を述べる。図１は
基本的な配置をスケッチした物で、これにおいて、観測
対象の眼（１）はミリ波もしくは空中超音波ドプラ装置
（２）のホーンアンテナもしくはホーンラジエーター
（３）の張り渡す被観測領域におかれ、該ドプラ装置
（２）のドプラ出力は信号分析装置（４）に導入され
る。公知の如くドプラ装置（２）のホモダイン検波の後
にはドプラフィルタとして適切なローカットフィルタが
配置される事が好ましい。信号分析装置（４）において
はこのフィルタされたドプラ信号を必要に応じてＡ／Ｄ
変換、一時記憶などして自己の貯えたテンプレートとの
相関分析を行い、まばたきや眼の動き、またその方向な
どの検出を行う。
その方向性も含めて観測し得た実施例を述べる。図１は
基本的な配置をスケッチした物で、これにおいて、観測
対象の眼（１）はミリ波もしくは空中超音波ドプラ装置
（２）のホーンアンテナもしくはホーンラジエーター
（３）の張り渡す被観測領域におかれ、該ドプラ装置
（２）のドプラ出力は信号分析装置（４）に導入され
る。公知の如くドプラ装置（２）のホモダイン検波の後
にはドプラフィルタとして適切なローカットフィルタが
配置される事が好ましい。信号分析装置（４）において
はこのフィルタされたドプラ信号を必要に応じてＡ／Ｄ
変換、一時記憶などして自己の貯えたテンプレートとの
相関分析を行い、まばたきや眼の動き、またその方向な
どの検出を行う。
【０００７】 図２は上記のシステムにより得た１つの
眼のかくかくとした動きに伴うドプラ信号の例を示す所
のオシログラム（直記型記録機に記録された波形）であ
り、これは２６ＧＨｚマイクロ波ＣＷドプラシステムに
よる物である。ドプラフィルタとしては数十Ｈｚ以下を
遮断する３次のアクティブフィルタが用いられている。
この場面では眼は横書き文章を読んでいて、紙の上の注
目点が１行分かくかくと移動した上に一気にぱっと改行
復帰する様子が波形からうかがわれる。図中に説明のご
とく、小刻みに左から右に動く瞬間と、一気に改行復帰
する瞬間は、フィルタされたドプラ信号の段階では明ら
かに波形の極性からして反対であり、また各々典型例の
波形に酷似した物として容易に認識分類できる事がうか
がわれる。即ち眼は（視線は）目的点（目的方位角）に
向けて狙いを定めてじわじわと連続的に出発進行停止と
いう動き方で動くのではなく、試行錯誤的にさえ見える
カクカクカクという瞬時の動きを重ねてそこに至るとい
う事実を証明する事の他に、かかるカクカクという動き
の各回の挙動は非常に良い相関を有し、カタログ化され
た動きとして容易に分類できる、という事を示す。
眼のかくかくとした動きに伴うドプラ信号の例を示す所
のオシログラム（直記型記録機に記録された波形）であ
り、これは２６ＧＨｚマイクロ波ＣＷドプラシステムに
よる物である。ドプラフィルタとしては数十Ｈｚ以下を
遮断する３次のアクティブフィルタが用いられている。
この場面では眼は横書き文章を読んでいて、紙の上の注
目点が１行分かくかくと移動した上に一気にぱっと改行
復帰する様子が波形からうかがわれる。図中に説明のご
とく、小刻みに左から右に動く瞬間と、一気に改行復帰
する瞬間は、フィルタされたドプラ信号の段階では明ら
かに波形の極性からして反対であり、また各々典型例の
波形に酷似した物として容易に認識分類できる事がうか
がわれる。即ち眼は（視線は）目的点（目的方位角）に
向けて狙いを定めてじわじわと連続的に出発進行停止と
いう動き方で動くのではなく、試行錯誤的にさえ見える
カクカクカクという瞬時の動きを重ねてそこに至るとい
う事実を証明する事の他に、かかるカクカクという動き
の各回の挙動は非常に良い相関を有し、カタログ化され
た動きとして容易に分類できる、という事を示す。
【０００８】 爾して信号分析装置（４）においては該
信号を各々の場合に対応するテンプレートを育成し相関
分析する事によりその出力において図示のごとく模式化
して示した様に観測される眼の左右上下各方向へのステ
ップ状の動きを類別してパルスとして取り出す事ができ
る。また同様にしてまばたきも特有な信号波形としてテ
ンプレートを育成して認識する事ができる。ここでテン
プレート育成を伴う相関分析の手法は公知汎用のもので
十分であり、特に本発明の実施の上で本質的に特殊な工
夫は必要ない。これらの認識分類された出力は図示せぬ
後続の装置により入力として利用され、結果として、例
えば眼しか動かせない様な障害者のコンピューター入力
の手段として稼動する様に利用される事ができる。
信号を各々の場合に対応するテンプレートを育成し相関
分析する事によりその出力において図示のごとく模式化
して示した様に観測される眼の左右上下各方向へのステ
ップ状の動きを類別してパルスとして取り出す事ができ
る。また同様にしてまばたきも特有な信号波形としてテ
ンプレートを育成して認識する事ができる。ここでテン
プレート育成を伴う相関分析の手法は公知汎用のもので
十分であり、特に本発明の実施の上で本質的に特殊な工
夫は必要ない。これらの認識分類された出力は図示せぬ
後続の装置により入力として利用され、結果として、例
えば眼しか動かせない様な障害者のコンピューター入力
の手段として稼動する様に利用される事ができる。
【０００９】 もちろんそのような処理をせずに該信号
を記録して、即ち図２そのものを、眼振計の一種として
利用する事も出来、そのような利用仕方もさまたげられ
ない。
を記録して、即ち図２そのものを、眼振計の一種として
利用する事も出来、そのような利用仕方もさまたげられ
ない。
【００１０】 以上の説明により明らかにされたごと
く、本発明によれば新規な原理と設計思想の装置によ
り、従来方式の装置より多くの点で改良された標記装置
が実現され、好ましい。
く、本発明によれば新規な原理と設計思想の装置によ
り、従来方式の装置より多くの点で改良された標記装置
が実現され、好ましい。
図１は本発明の好ましい実施例における構成を示す模式
図である。これにおいて、 （１）観測対象の眼 （２）ドプラ装置 （３）ホーンアンテナもしくはホーンラジエーター （４）信号分析装置 図２は上記のシステムにより得た１つの眼のかくかくと
した動きに伴うドプラ信号の例を示す所のオシログラム
（直記型記録機に記録された波形）であり、これにおい
て、記号ＦとＲの各々指し示すパルス状のドプラ信号は
各々順方向（文を読み進む方向）および逆方向（改行復
帰の方向）の間欠的な動きを示す。
図である。これにおいて、 （１）観測対象の眼 （２）ドプラ装置 （３）ホーンアンテナもしくはホーンラジエーター （４）信号分析装置 図２は上記のシステムにより得た１つの眼のかくかくと
した動きに伴うドプラ信号の例を示す所のオシログラム
（直記型記録機に記録された波形）であり、これにおい
て、記号ＦとＲの各々指し示すパルス状のドプラ信号は
各々順方向（文を読み進む方向）および逆方向（改行復
帰の方向）の間欠的な動きを示す。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年８月１０日（１９９９．８．１
０）
０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
Claims (1)
- 【請求項１】 観測対象の眼にコヒーレントな波動エネ
ルギーを照射し、眼から反射される該波動エネルギーを
選択的に受信し、そのドプラ効果に基づいて眼の動きを
観測する如く構成された事を特徴とする、眼の動きを観
測する装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11178809A JP2000325312A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 眼の動きを観測する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11178809A JP2000325312A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 眼の動きを観測する装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000325312A true JP2000325312A (ja) | 2000-11-28 |
Family
ID=16055044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11178809A Pending JP2000325312A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 眼の動きを観測する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000325312A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015112260A (ja) * | 2013-12-11 | 2015-06-22 | 株式会社東芝 | 超音波画像診断装置 |
| DE102020127593A1 (de) | 2020-10-20 | 2022-04-21 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Blickverfolgungsanordnung |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP11178809A patent/JP2000325312A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015112260A (ja) * | 2013-12-11 | 2015-06-22 | 株式会社東芝 | 超音波画像診断装置 |
| DE102020127593A1 (de) | 2020-10-20 | 2022-04-21 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Blickverfolgungsanordnung |
| US11733774B2 (en) | 2020-10-20 | 2023-08-22 | Robert Bosch Gmbh | Eye-tracking arrangement |
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