JP2006223516A - Eyeball observation device - Google Patents

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JP2006223516A
JP2006223516A JP2005040162A JP2005040162A JP2006223516A JP 2006223516 A JP2006223516 A JP 2006223516A JP 2005040162 A JP2005040162 A JP 2005040162A JP 2005040162 A JP2005040162 A JP 2005040162A JP 2006223516 A JP2006223516 A JP 2006223516A
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pupil diameter
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Inventor
Takuya Suzuki
拓也 鈴木
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To fix a pupil diameter without taking time in the case of successively irradiating an eyeball with the light of mutually different light emission wavelength bands. <P>SOLUTION: An eyeball observation device comprises: a plurality of light sources 106 having the plurality of light sources of the mutually different light emission wavelength bands to the eyeball; a light source switching means 105 for successively switching the light sources by controlling the ON and OFF of the light sources; a light source current control means 104 for controlling the current of the respective light sources; and a pupil diameter adjusting means 101 for outputting the current value of the light source to the light source current control means 104 so as to fix the pupil diameter when the light source switching means 105 switches the light source which is ON. The pupil diameter adjusting means 101 can fix the pupil diameter even in the case that the light source switching means 105 successively switches the light sources by selecting and outputting the current of the respective light sources so as to fix illuminance. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、眼球に対して互いに異なる発光波長帯域の光を順次照射し、眼球を観察する際に瞳孔径を一定にする技術に関する。   The present invention relates to a technique for making a pupil diameter constant when observing an eyeball by sequentially irradiating light of different emission wavelength bands to the eyeball.

従来、病院や診療所では注射器で採取した血液を高精度な血糖分析機器で測定したり、家庭や外出先では指先などを穿刺して採取した血液を携帯型簡易血糖計で測定したりして血糖値を求めている。いずれの方法においても、人体を傷付けるために苦痛を伴うため、血糖値の管理を行う上での精神的・肉体的障害となっている。また、感染症の危険や、血液の付着した廃棄物の処理についても配慮が必要である。   Conventionally, blood collected with a syringe at hospitals and clinics is measured with a high-accuracy blood glucose analyzer, and blood collected by puncturing a fingertip at home or on the go is measured with a portable simple blood glucose meter. Seeking blood glucose level. In any of the methods, since it is painful to hurt the human body, it is a mental and physical disorder in managing blood glucose levels. Consideration should also be given to the risk of infection and the disposal of waste with blood.

そこで様々な非侵襲的な血糖値測定方法が提案されている。測定手段としてはグルコースの旋光角、赤外光や可視光の吸光度や反射率のほか、電磁波や音波、電気的特性などを利用した方法が提案されている。測定部位は、腕や指や耳などの皮膚表面、眼球、爪、唾液などが提案されている。   Accordingly, various non-invasive methods for measuring blood glucose levels have been proposed. As a measuring means, a method utilizing an optical rotation angle of glucose, absorbance or reflectance of infrared light or visible light, electromagnetic waves, sound waves, electrical characteristics, etc. has been proposed. As measurement sites, skin surfaces such as arms, fingers and ears, eyeballs, nails and saliva have been proposed.

特許文献1では、眼球に互いに異なる発光波長帯域の光を順次照射し、CCDなどの撮像手段によって撮像された各光照射時における眼球画像の虹彩部分から、血糖値の変化に相関のある生体特徴量を測定し、各光照射時における予め用意した血糖値と生体特徴量の相関表から血糖値を推定している。この時、生体特徴量を虹彩部分から算出するために、瞳孔径が変化してしまうと虹彩部分の画像が変化し、信頼性のある生体特徴量を求めることができない。従って、瞳孔径を極力一定にし、虹彩部分の画像の変化を小さくする必要がある。   In Patent Document 1, biological features that correlate with changes in blood glucose level from the iris portion of the eyeball image at the time of each light irradiation, which is obtained by sequentially irradiating the eyeball with light of different emission wavelength bands and imaged by imaging means such as a CCD. The amount is measured, and the blood glucose level is estimated from a correlation table between the blood glucose level prepared in advance at the time of each light irradiation and the biological feature amount. At this time, in order to calculate the biometric feature amount from the iris portion, if the pupil diameter changes, the image of the iris portion changes, and a reliable biometric feature amount cannot be obtained. Therefore, it is necessary to make the pupil diameter as constant as possible and to reduce the change in the image of the iris portion.

一方、瞳孔径を一定にする技術として、特許文献2のような技術がある。特許文献2の図1では、撮像装置において、ファインダ画面を覗き込む撮影者の眼球に赤外光を照射し、眼球の反射光を光電素子列に入射させ、光電素子列の出力信号に基づき瞳孔判定回路において撮影者の瞳孔径を検出すると共に、瞳孔径が所定値よりも大きい時には制御回路がファインダ画面の明るさを大きくさせる制御信号を発し(逆に、瞳孔径が所定値よりも小さい時にはファインダ画面の明るさを低下させる制御信号を発し)ており、いわゆるフィードバック制御を行っている。   On the other hand, as a technique for making the pupil diameter constant, there is a technique as described in Patent Document 2. In FIG. 1 of Patent Document 2, in an imaging apparatus, infrared light is applied to a photographer's eyeball looking into a finder screen, reflected light of the eyeball is incident on a photoelectric element array, and the pupil is based on an output signal of the photoelectric element array. The determination circuit detects the photographer's pupil diameter, and when the pupil diameter is larger than a predetermined value, the control circuit issues a control signal for increasing the brightness of the finder screen (conversely, when the pupil diameter is smaller than the predetermined value). A control signal for reducing the brightness of the finder screen is issued), and so-called feedback control is performed.

図20に従来の非侵襲血糖測定装置のブロック図を示す。図20において、複数光源106は異なる発光波長帯域の光源を複数備え、光源電流制御手段104は各光源の電流をフィードバック光源電流設定手段1103が出力する電流値に制御し、光源切替手段105は眼球に照射する光源を切り替える。複数光源106の光源は眼球に光を照射し、眼球からの反射光を撮像手段107が撮像し、撮像データ108を出力する。瞳孔径算出手段1101は既知の画像処理技術により瞳孔径を算出し、瞳孔径比較手段1102に出力する。瞳孔径比較手段1102は、ユーザーの希望する瞳孔径と瞳孔径算出手段1101が出力した瞳孔径の差分(以下、瞳孔径差分と称す)を出力する。フィードバック光源電流設定手段1103は、瞳孔径差分に応じて、瞳孔径差分が任意の閾値以下となるように光源の電流値を選択し、光源電流制御手段104に出力する。   FIG. 20 shows a block diagram of a conventional non-invasive blood sugar measuring device. In FIG. 20, a plurality of light sources 106 includes a plurality of light sources having different emission wavelength bands, a light source current control unit 104 controls the current of each light source to a current value output from the feedback light source current setting unit 1103, and a light source switching unit 105 is an eyeball. Switch the light source to be irradiated. The light source of the plurality of light sources 106 irradiates the eyeball with light, and the imaging means 107 images the reflected light from the eyeball and outputs imaging data 108. The pupil diameter calculating unit 1101 calculates the pupil diameter using a known image processing technique and outputs the calculated pupil diameter to the pupil diameter comparing unit 1102. The pupil diameter comparing means 1102 outputs the difference between the pupil diameter desired by the user and the pupil diameter output by the pupil diameter calculating means 1101 (hereinafter referred to as pupil diameter difference). The feedback light source current setting unit 1103 selects the current value of the light source according to the pupil diameter difference so that the pupil diameter difference is not more than an arbitrary threshold value, and outputs it to the light source current control unit 104.

以上のようなフィードバック制御を用いて、複数光源106が光源a、光源b、光源cの3つの光源を備えているとすると、まず光源aにおいて瞳孔径差分が閾値以下となるようにフィードバック制御を行い、閾値以下となると撮像手段107は撮像した撮像データ108を虹彩部抽出手段109に出力する。以降光源aと同様に光源b、光源cにおいても光源切替手段105が光源を切り替える度にフィードバック制御を行う。   Using the feedback control as described above, assuming that the plurality of light sources 106 includes three light sources, the light source a, the light source b, and the light source c, first, feedback control is performed so that the pupil diameter difference at the light source a is equal to or less than a threshold value. If it is less than or equal to the threshold value, the imaging means 107 outputs the captured image data 108 to the iris part extraction means 109. Thereafter, feedback control is performed each time the light source switching unit 105 switches the light sources in the light sources b and c as well as the light source a.

次に、虹彩部抽出手段109は撮像データ108から虹彩部分を抽出し、虹彩部分撮像データ110を出力する。特徴量算出手段111は虹彩部分撮像データ110から各光源照射時における生体特徴量を算出し、血糖値算出手段112に出力する。血糖値算出手段112は予め血糖値相関テーブル113に用意した血糖値と生体特徴量の相関表から血糖値を算出する。なお、特徴量算出手段111における生体特徴量算出および血糖値相関テーブル113の作成方法の詳細は、特許文献1に記載されている。
特表2003−524153号公報 特開平5−176917号公報
Next, the iris part extraction unit 109 extracts the iris part from the imaging data 108 and outputs the iris part imaging data 110. The feature amount calculation unit 111 calculates a biometric feature amount at the time of each light source irradiation from the iris partial imaging data 110 and outputs it to the blood sugar level calculation unit 112. The blood sugar level calculating means 112 calculates the blood sugar level from the correlation table of the blood sugar level and the biometric feature amount prepared in advance in the blood sugar level correlation table 113. Details of the biometric feature amount calculation and the creation method of the blood glucose level correlation table 113 in the feature amount calculation means 111 are described in Patent Document 1.
Special Table 2003-524153 Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-176717

しかしながら、眼球に順次照射する光の波長帯域を切り替えて測定する際に、従来の瞳孔径を一定にする技術であるフィードバック制御を用いると、順次照射する光の波長帯域を切り替える度にフィードバック制御を行って瞳孔径を一定にするため、非常に時間がかかっていた。測定時間が長くなると、眼球の位置や焦点位置や視線方向のずれなどが生じやすくなってしまう。   However, when switching the wavelength band of the light that is sequentially irradiated to the eyeball and using the feedback control, which is a conventional technique for making the pupil diameter constant, the feedback control is performed every time the wavelength band of the light that is sequentially irradiated is switched. It took a long time to go and make the pupil diameter constant. If the measurement time is long, the position of the eyeball, the focal position, and the line-of-sight direction are liable to occur.

従って、本発明は眼球に波長帯域の異なる光を順次切り替えて照射する場合においても時間をかけずに瞳孔径を一定に保つ眼球観察装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an eyeball observation apparatus that keeps the pupil diameter constant without spending time even when irradiating light with different wavelength bands to the eyeball by sequentially switching them.

前記従来の課題を解決するために、本発明の眼球観察装置、眼球に対して互いに異なる発光波長帯域の可視光を順次照射し、そのときの眼球を観察する眼球観察装置であって、眼球に対して互いに異なる発光波長帯域の可視光を照射する複数の光源と、前記光源の点灯及び消灯を制御し、順次前記光源の照射を切り替える光源切替手段と、前記光源各々を駆動する電流を制御する光源電流制御手段と、前記光源切替手段が点灯中の前記光源を他の光源に切り替えた際に瞳孔径が一定となる前記他の光源の電流値を、前記光源電流制御手段に出力する瞳孔径調節 手段と、を備えたことを特徴としたものである。   In order to solve the above-described conventional problems, the eyeball observation device of the present invention is an eyeball observation device that sequentially irradiates visible light in different emission wavelength bands to the eyeball, and observes the eyeball at that time. On the other hand, a plurality of light sources that emit visible light in different emission wavelength bands, a light source switching unit that controls turning on and off of the light sources, and sequentially switching the irradiation of the light sources, and a current that drives each of the light sources are controlled. Pupil diameter for outputting to the light source current control means a light source current control means and a current value of the other light source that makes the pupil diameter constant when the light source being turned on by the light source switching means is switched to another light source. And adjusting means.

さらに眼球観察装置において、前記瞳孔径調節 手段は、前記各々の光源の照射光による眼球の前面位置における照度と電流値の関係を予め記憶しておく光源テーブルと、照度が一定となる各前記光源の電流値を前記光源テーブルに基づき選択し、前記光源電流制御手段に出力する光源電流設定手段と、を備えたことを特徴としたものである。   Further, in the eyeball observation apparatus, the pupil diameter adjusting means includes a light source table that stores in advance a relationship between illuminance and current value at the front position of the eyeball by irradiation light of each of the light sources, and each of the light sources having constant illuminance. And a light source current setting means for selecting the current value based on the light source table and outputting the current value to the light source current control means.

さらに眼球観察装置において、眼球を撮像し、撮像で得た撮像データを出力する撮像手段と、前記撮像データから瞳孔径を算出する瞳孔径算出手段と、所望の瞳孔径と前記瞳孔径算出手段が算出する瞳孔径の差分を出力する瞳孔径比較手段と、前記瞳孔径比較手段の出力が所望の値となるように電流値を前記光源電流制御手段に出力し、前記瞳孔径比較手段の出力が前記所望の値になるとその時点の前記光源電流制御手段に出力した電流値を出力するフィードバック光源電流設定手段と、前記所望の値になった時点で前記フィードバック光源電流設定手段が出力した電流値に対応する照度を、前記光源テーブルから選択し、前記光源電流設定手段に出力する電流照度変換手段と、を更に備え、前記電流照度変換手段が照度を前記光源電流制御手段に出力した後に、前記光源切替手段が前記光源を順次切り替えて、眼球を観察することを特徴としたものである。   Furthermore, in the eyeball observation device, an imaging means for imaging the eyeball and outputting imaging data obtained by imaging, a pupil diameter calculation means for calculating a pupil diameter from the imaging data, a desired pupil diameter and the pupil diameter calculation means, A pupil diameter comparison unit that outputs a difference between the pupil diameters to be calculated, and a current value is output to the light source current control unit so that an output of the pupil diameter comparison unit is a desired value, and an output of the pupil diameter comparison unit is When the desired value is reached, the feedback light source current setting means for outputting the current value output to the light source current control means at that time, and the current value output by the feedback light source current setting means when the desired value is reached. Current illuminance conversion means for selecting a corresponding illuminance from the light source table and outputting the selected illuminance to the light source current setting means, wherein the current illuminance conversion means controls the illuminance to the light source current control. After outputting the stage, the light source switching means sequentially switches the light source is obtained by said observing the eye.

さらに眼球観察装置において、前記光源電流設定手段は、前記光源テーブルから瞳孔径の縮小が飽和する照度以上の照度に対応する電流値を選択し、前記光源電流制御手段に出力することを特徴としたものである。   Further, in the eyeball observation device, the light source current setting unit selects a current value corresponding to an illuminance equal to or higher than an illuminance at which pupil diameter reduction is saturated from the light source table, and outputs the current value to the light source current control unit. Is.

さらに眼球観察装置において、眼球を撮像し、撮像で得た撮像データを出力する撮像手段と、前記撮像データから瞳孔径を算出する瞳孔径算出手段と、前記光源を駆動する互いに異なる大きさの電流値を順次出力するキャリブレーション光源電流設定手段と、を更に備え、前記瞳孔径調節 手段は、前記瞳孔径算出手段が算出した瞳孔径と、前記キャリブレーション光源電流制御手段が前記光源電流制御手段に出力した前記光源の電流値を対応付けて記憶するキャリブレーションテーブルと、任意の瞳孔径に対する各前記光源の電流値を前記キャリブレーションテーブルに基づき選択し、前記光源電流制御手段に出力する光源電流設定手段と、を備え、予め被験者ごとに前記キャリブレーションテーブルを作成した後、前記光源切替手段が前記光源を順次切り替えたときに、特定の大きさの瞳孔径となる電流値を、各々の光源について選択して照射を行って眼球を観察すること、を特徴としたものである。   Further, in the eyeball observation apparatus, an imaging unit that images the eyeball and outputs imaging data obtained by imaging, a pupil diameter calculation unit that calculates a pupil diameter from the imaging data, and currents of different magnitudes that drive the light source Calibration light source current setting means for sequentially outputting values, the pupil diameter adjusting means, the pupil diameter calculated by the pupil diameter calculating means, and the calibration light source current control means to the light source current control means. A calibration table that stores the current value of the light source in association with each other and a light source current setting that selects a current value of each light source for an arbitrary pupil diameter based on the calibration table and outputs the current value to the light source current control unit And the light source switching means is prepared by creating the calibration table for each subject in advance. When the light source is sequentially switched, the eyeball is observed by selecting and irradiating a current value with a pupil size of a specific size for each light source.

さらに眼球観察装置において、所望の瞳孔径と前記瞳孔径算出手段が算出する瞳孔径の差分を出力する瞳孔径比較手段と、前記瞳孔径比較手段の出力が所望の値となるように電流値を前記光源電流制御手段に出力し、前記瞳孔径比較手段の出力が所望の値になるとその時点の前記光源電流制御手段に出力した電流値を出力するフィードバック光源電流設定手段と、前記所望の値になった時点で前記フィードバック光源電流設定手段が出力した電流値に対応する瞳孔径を前記キャリブレーションテーブルから選択し、前記光源電流設定手段に出力する電流瞳孔径変換手段と、を更に備え、前記電流瞳孔径変換手段が瞳孔径を前記光源電流制御手段に出力した後に、前記光源切替手段が前記光源を順次切り替えて、眼球を観察することを特徴としたものである。   Furthermore, in the eyeball observation device, a pupil diameter comparing means for outputting a difference between a desired pupil diameter and a pupil diameter calculated by the pupil diameter calculating means, and a current value so that the output of the pupil diameter comparing means becomes a desired value. Feedback light source current setting means for outputting to the light source current control means, and outputting the current value outputted to the light source current control means at that time when the output of the pupil diameter comparison means reaches a desired value; A pupil diameter corresponding to the current value output from the feedback light source current setting means at the time point is selected from the calibration table, and further includes a current pupil diameter conversion means for output to the light source current setting means. After the pupil diameter conversion means outputs the pupil diameter to the light source current control means, the light source switching means sequentially switches the light sources and observes the eyeball. It is intended.

さらに眼球観察装置において、前記キャリブレーションテーブルから瞳孔径の縮小が飽和する瞳孔径を算出し、前記光源電流設定手段に出力する飽和瞳孔径算出手段と、を更に備え、前記光源電流設定手段は、前記飽和瞳孔径算出手段が出力した瞳孔径以下の任意の瞳孔径に対する各前記光源の電流値を前記キャリブレーションテーブルに基づき選択し、前記光源電流制御手段に出力すること、を特徴としたものである。   Further, the eyeball observation device further comprises: a pupil diameter that saturates the pupil diameter reduction from the calibration table; and a saturation pupil diameter calculation means that outputs the pupil diameter to the light source current setting means. The current value of each light source for an arbitrary pupil diameter equal to or smaller than the pupil diameter output by the saturated pupil diameter calculation means is selected based on the calibration table, and is output to the light source current control means. is there.

さらに眼球観察装置において、前記光源切替手段は、前記光源電流設定手段が電流値を前記光源電流制御手段に出力した後に、前記光源の何れかを点灯しておき、その後前記光源を順次切り替えて、そのときの眼球を観察することを特徴としたものである。   Furthermore, in the eyeball observation device, the light source switching means turns on one of the light sources after the light source current setting means outputs a current value to the light source current control means, and then sequentially switches the light sources, It is characterized by observing the eyeball at that time.

さらに眼球観察装置において、眼球に対して互いに異なる発光波長帯域の不可視光を照射する1つ以上の不可視光源と、前記不可視光源各々の電流を制御する不可視光源電流制御手段と、前記不可視光源電流制御手段に任意の電流値を出力する不可視光源電流設定手段と、を更に備え、前記光源切替手段は、前記光源および前記不可視光源の点灯及び消灯を制御するとともに、前記光源を順次点灯した後に前記不可視光源を点灯することを特徴としたものである。   Furthermore, in the eyeball observation device, one or more invisible light sources that irradiate the eyeball with invisible light in different emission wavelength bands, invisible light source current control means for controlling the current of each invisible light source, and the invisible light source current control An invisible light source current setting means for outputting an arbitrary current value to the means, and the light source switching means controls turning on and off of the light source and the invisible light source, and sequentially turning on the light source and turning the invisible light on. The light source is turned on.

さらに眼球観察装置において、前記光源切替手段は、前記光源を順次点灯した後、瞳孔の対光反射の潜時以内に、前記不可視光源を順次点灯し終えて、眼球の観察を終えることを特徴としたものである。   Further, in the eyeball observation device, the light source switching means sequentially turns on the light source, and then finishes turning on the invisible light source sequentially within the latency of pupillary light reflection to finish observation of the eyeball. It is a thing.

さらに眼球観察装置において、前記光源切替手段は、前記光源を順次点灯した後、200ミリ秒以内に、前記不可視光源を順次点灯し終えて、眼球の観察を終えることを特徴としたものである。   Further, in the eyeball observation apparatus, the light source switching means is characterized in that after the light sources are sequentially turned on, the invisible light sources are turned on sequentially within 200 milliseconds, and the eyeball observation is finished.

さらに眼球観察装置において、前記光源切替手段は前記光源の内何れか1つのみ点灯することを特徴としたものである。   Furthermore, in the eyeball observation apparatus, the light source switching means is lit only in any one of the light sources.

さらに眼球観察装置において、前記光源切替手段は、眼球を観察するための前記光源の切り替え時に全ての前記光源が消灯する時間(以下、切替消灯時間と称す)を眼球がちらつきを感じない時間以下にすること、を特徴としたものである。   Further, in the eyeball observation device, the light source switching means sets a time during which all the light sources are turned off when the light source is switched for observing the eyeball (hereinafter referred to as a switching off time) to a time when the eyeball does not feel flicker. It is characterized by that.

さらに眼球観察装置において、前記切替消灯時間は、17ミリ秒以下であることを特徴としたものである。   Furthermore, in the eyeball observation device, the switching-off time is 17 milliseconds or less.

以上のように、本発明の眼球観察装置によれば、眼球に波長帯域の異なる光を順次切り替えて照射する場合においても時間をかけずに瞳孔径を一定に保つことができる。   As described above, according to the eyeball observation apparatus of the present invention, it is possible to keep the pupil diameter constant without taking time even when the eyeballs are sequentially switched and irradiated with light having different wavelength bands.

以下に、本発明の眼球観察装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。   Embodiments of the eyeball observation apparatus of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

以下に、本発明の請求項1及び請求項2及び請求項4及び請求項8及び請求項12及び請求項13及び請求項14に記載された発明の実施の形態について、図1から図9を用いて説明する。   The embodiment of the invention described in claims 1, 2, 4, 8, 12, 13, and 14 of the present invention will be described below with reference to FIGS. It explains using.

図1は、本発明の実施例1における眼球観察装置のブロック図である。図1において、図20の従来の眼球観察装置と異なる点は、瞳孔径算出手段1101と瞳孔径比較手段1102とフィードバック光源電流設定手段1103を備えず、瞳孔径調節手段101を更に備えた点であり、同じ点は同じ符号を記しており、説明を省略する場合もある。   FIG. 1 is a block diagram of an eyeball observation apparatus in Embodiment 1 of the present invention. 1 is different from the conventional eyeball observation apparatus of FIG. 20 in that it does not include the pupil diameter calculation means 1101, the pupil diameter comparison means 1102, and the feedback light source current setting means 1103, but further includes the pupil diameter adjustment means 101. The same points are denoted by the same reference numerals, and the description may be omitted.

複数光源106は異なる発光波長帯域の光源を複数備える。例えば、複数光源106は図2に示すような発光波長帯域201a、発光波長帯域201b、発光波長帯域201cをそれぞれ持つ光源a、光源b、光源cを備え、これらの光源が1つのパッケージに収められており、光源を点灯すると被検者の眼球に対して光を照射するよう配置している。   The plurality of light sources 106 includes a plurality of light sources having different emission wavelength bands. For example, the multiple light sources 106 include a light source a, a light source b, and a light source c each having a light emission wavelength band 201a, a light emission wavelength band 201b, and a light emission wavelength band 201c as shown in FIG. 2, and these light sources are housed in one package. It is arranged to irradiate light on the eyeball of the subject when the light source is turned on.

光源電流制御手段104は、瞳孔径調節手段101からの出力に基づき各光源の電流を制御する。光源電流制御手段104a、光源電流制御手段104b、光源電流制御手段104cはそれぞれ光源a、光源b、光源cの電流を制御する。   The light source current control unit 104 controls the current of each light source based on the output from the pupil diameter adjusting unit 101. The light source current control unit 104a, the light source current control unit 104b, and the light source current control unit 104c control the currents of the light source a, the light source b, and the light source c, respectively.

光源切替手段105は、各光源の点灯及び消灯を制御し、眼球に照射する光を切り替える。虹彩部抽出手段109は撮像データ108から既知の抽出技術で虹彩部分を抜き出す。具体的な例を図3(A)および図3(B)を用いて以下に説明する。   The light source switching means 105 controls the turning on and off of each light source, and switches the light irradiated to the eyeball. The iris part extraction means 109 extracts the iris part from the image data 108 by a known extraction technique. A specific example will be described below with reference to FIGS. 3 (A) and 3 (B).

図3(A)は眼球を撮像手段107で撮像した撮像データ108である。この撮像データ108からXの線上の輝度データをプロットしたものが図3(B)である。このように眼球の撮像データ108は強膜、虹彩、瞳孔の順に輝度が低くなる。Z1及びZ1’は瞳孔と虹彩の境界、Z2及びZ2’は虹彩と強膜の境界である。ここで、輝度値bからaの間に閾値S1、輝度値cからbの間に閾値S2を設定する。そして、撮像データ108の輝度値が閾値S2からS1のデータのみ抽出すると撮像データ108から虹彩部分を抽出した虹彩部分撮像データ110を得ることができる。   FIG. 3A shows imaging data 108 obtained by imaging the eyeball with the imaging means 107. FIG. 3B is a plot of luminance data on the X line from the imaging data 108. As described above, the luminance of the eyeball imaging data 108 decreases in the order of sclera, iris, and pupil. Z1 and Z1 'are the boundary between the pupil and the iris, and Z2 and Z2' are the boundary between the iris and the sclera. Here, a threshold value S1 is set between the luminance values b and a, and a threshold value S2 is set between the luminance values c and b. If only the data having the luminance value of the imaging data 108 of the threshold values S2 to S1 is extracted, the iris partial imaging data 110 obtained by extracting the iris part from the imaging data 108 can be obtained.

血糖値相関テーブル113は血糖値と各光源照射時の特徴量を予め記憶しておく。図4は血糖値相関テーブル113の例を示しており、相関曲線401a、相関曲線401b、相関曲線401cはそれぞれ光源a、光源b、光源cにおける血糖値と特徴量の相関曲線である。   The blood glucose level correlation table 113 stores in advance the blood glucose level and the feature amount at the time of each light source irradiation. FIG. 4 shows an example of the blood glucose level correlation table 113. The correlation curve 401a, the correlation curve 401b, and the correlation curve 401c are correlation curves of blood glucose levels and feature amounts in the light source a, the light source b, and the light source c, respectively.

血糖値算出手段112は、各光源照射時の特徴量と血糖値相関テーブル113から血糖値を算出する。図4の相関曲線401aのように、1つの特徴量xに対して73mg/dl及び125mg/dlの2つの血糖値が導き出されることがある。この時、他の相関曲線401bの特徴量が特徴量yであれば73mg/dlを、特徴量zであれば125mg/dlを選択する。また、相関曲線401bの区間nのように血糖値が変化しても特徴量の変化が小さい領域があるときは、他の相関曲線から算出した血糖値と平均をとっても良い。このように、複数の相関曲線から血糖値を算出することで血糖値の特定及び精度の向上が可能となる。   The blood sugar level calculating means 112 calculates a blood sugar level from the characteristic amount at the time of each light source irradiation and the blood sugar level correlation table 113. Like the correlation curve 401a of FIG. 4, two blood glucose levels of 73 mg / dl and 125 mg / dl may be derived for one feature amount x. At this time, if the feature amount of the other correlation curve 401b is the feature amount y, 73 mg / dl is selected, and if the feature amount z is the feature amount z, 125 mg / dl is selected. Further, when there is a region where the change in the characteristic amount is small even if the blood glucose level changes as in the section n of the correlation curve 401b, the blood glucose level calculated from another correlation curve may be averaged. Thus, the blood glucose level can be specified and the accuracy can be improved by calculating the blood glucose level from a plurality of correlation curves.

瞳孔径調節手段101は、眼球に照射する光の照度と各光源の電流値を記憶する光源テーブル102と、各光源が同一の照度となるように電流値を光源テーブル102から選択し、光源電流制御手段104に出力する光源電流設定手段103を備える。   The pupil diameter adjusting means 101 selects a light source table 102 that stores the illuminance of light irradiating the eyeball and the current value of each light source, and selects a current value from the light source table 102 so that each light source has the same illuminance. A light source current setting unit 103 that outputs to the control unit 104 is provided.

光源テーブル102の作成方法を図5及び図6及び図7を用いて詳細に説明する。人間の眼は可視の範囲の電磁波であってエネルギーが等しくても、波長によって感じる明るさが異なる。それは眼の感度が波長によって変わるからである。そこで標準的な比視感度曲線(標準比視感度曲線)をCIE(Commission Internationale de l’Eclairage;国際照明委員会)で決め、それに基づき種々の測光量が定義づけられており、例えば光度や照度といったものがある。図5はCIEの標準比視感度曲線を示している。図5のように人間は555nmの波長の光を最も明るく感じ、555nmから離れるにしたがって明るさを感じにくくなる。   A method for creating the light source table 102 will be described in detail with reference to FIGS. 5, 6, and 7. Even though the human eye is an electromagnetic wave in the visible range and has the same energy, the brightness felt depends on the wavelength. This is because the sensitivity of the eye varies with wavelength. Therefore, a standard relative luminous sensitivity curve (standard relative luminous sensitivity curve) is determined by the CIE (Commission Internationale de l'Eclairage), and various photometric amounts are defined based on this, for example, luminous intensity and illuminance. There is something like this. FIG. 5 shows a CIE standard relative luminous efficiency curve. As shown in FIG. 5, humans feel the light with the wavelength of 555 nm brightest, and the brightness becomes harder to feel as they move away from 555 nm.

一方、瞳孔径は人間の感じる明るさによって変化する。従って、光源を切り替えた時においても瞳孔径が一定になるようにするためには、光源を切り替えても人間の感じる明るさが変化しないように各光源の電流を制御すればよい。ここで、上述した標準比視感度曲線を考慮した測光量に照度があり、眼球への照度が一定であるときは、人間は一定の明るさであると感じ、瞳孔径を一定にすることができる。   On the other hand, the pupil diameter changes depending on the brightness perceived by humans. Therefore, in order to make the pupil diameter constant even when the light source is switched, the current of each light source may be controlled so that the brightness perceived by humans does not change even when the light source is switched. Here, when the illuminometer has illuminance in consideration of the standard relative luminous sensitivity curve described above and the illuminance to the eyeball is constant, a human may feel that the brightness is constant and the pupil diameter may be constant. it can.

一方、光源の明るさは仕様書などでしばしば光度と呼ばれる測光量で表されている。光源から眼球までL[m]離れている時、光源の光度IV[cd]とすると眼球の照度E[lx]は次式で表される。   On the other hand, the brightness of a light source is often expressed by a photometric quantity called luminous intensity in a specification or the like. When the distance from the light source to the eyeball is L [m], if the light intensity of the light source is IV [cd], the illuminance E [lx] of the eyeball is expressed by the following equation.

Figure 2006223516
仕様書に示されている各光源の電流に対する光度から、(数1)を用いて図6のような各光源の電流に対する照度のテーブルを作成し、光源テーブル102に記憶する。なお、光源テーブル102は、眼球を測定する前に予め作成しておく。
Figure 2006223516
A table of illuminance with respect to the current of each light source as shown in FIG. 6 is created from the luminous intensity with respect to the current of each light source indicated in the specification, and stored in the light source table 102 as shown in FIG. The light source table 102 is created in advance before measuring the eyeball.

また、光源は個体差があるため仕様書通りの光度の光を発しないことがある。そのため、各光源の光度や照度を光度計や照度計等の測定器で測定し、光源テーブル102を作成しても良い。   In addition, there are cases where the light source does not emit light having a luminous intensity according to the specification because there are individual differences. Therefore, the light source table 102 may be created by measuring the light intensity and illuminance of each light source with a measuring instrument such as a photometer or illuminometer.

光源電流設定手段103は、図6の光源テーブル102より各光源の照度が一定となるように電流値を選択する。例えば、照度を100[lx]とすると、光源a、光源b、光源cの電流値はそれぞれ14.7[mA]、2.7[mA]、9.1[mA]を選択する。そして、選択した電流値を光源電流制御手段104に出力する。   The light source current setting means 103 selects a current value from the light source table 102 of FIG. 6 so that the illuminance of each light source is constant. For example, if the illuminance is 100 [lx], 14.7 [mA], 2.7 [mA], and 9.1 [mA] are selected as the current values of the light sources a, b, and c, respectively. Then, the selected current value is output to the light source current control means 104.

次に、本実施例における動作を説明する。まず、ユーザーは眼球を測定する前に上述の方法で光源テーブル102を作成する。次に、ユーザーは各光源の最大定格電流時の照度の中で最も小さい照度(以下、最小照度と称す)以下の照度から眼球に照射する光の照度(以下、照射光照度と称す)を選択する。図6において、全ての光源の最大定格電流が30[mA]であったとすると、最大定格電流時の照度が光源aでは165[lx]、光源bでは825[lx]、光源cでは360[lx]となる。この中で最小の照度は光源aの165[lx]であり、165[lx]が最小照度となる。ユーザーは最小照度である165[lx]以下の照度を照射光照度として選択する。ここでは、照射光照度に100[lx]を選択したとする。   Next, the operation in this embodiment will be described. First, the user creates the light source table 102 by the above-described method before measuring the eyeball. Next, the user selects the illuminance of light irradiating the eyeball (hereinafter referred to as illumination light illuminance) from the illuminance below the minimum illuminance (hereinafter referred to as minimum illuminance) among the illuminance at the maximum rated current of each light source. . In FIG. 6, assuming that the maximum rated current of all the light sources is 30 [mA], the illuminance at the maximum rated current is 165 [lx] for the light source a, 825 [lx] for the light source b, and 360 [lx] for the light source c. ]. Among these, the minimum illuminance is 165 [lx] of the light source a, and 165 [lx] is the minimum illuminance. The user selects an illuminance of 165 [lx] or less, which is the minimum illuminance, as the irradiation light illuminance. Here, it is assumed that 100 [lx] is selected as the illuminance of irradiation light.

次に、光源電流設定手段103は、光源テーブル102からユーザーの選択した照射光照度に基づいて各光源の電流値を選択し、光源電流制御手段104に出力する。図6において、照射光照度の100[lx]における各光源の電流値は、光源aでは14.7[mA]、光源bでは2.7[mA]、光源cでは9.1[mA]である。   Next, the light source current setting unit 103 selects the current value of each light source from the light source table 102 based on the irradiation light illuminance selected by the user, and outputs it to the light source current control unit 104. In FIG. 6, the current value of each light source at an irradiation light illuminance of 100 [lx] is 14.7 [mA] for the light source a, 2.7 [mA] for the light source b, and 9.1 [mA] for the light source c. .

次に、光源電流制御手段104は、各光源の電流値を光源電流設定手段103が出力した値に制御する。   Next, the light source current control unit 104 controls the current value of each light source to the value output by the light source current setting unit 103.

次に、複数光源106を点灯し眼球の撮像を行う撮像期間に移る。図7は光源切替手段105が各光源を切り替えるタイムチャートの一例を示している。図7のように光源切替手段105は、光源a、光源b、光源cの順にそれぞれ、T1からT2、T3からT4、T5からT6の間、点灯する。好ましくは、撮像期間内において光源は点灯中の光源を1つのみとする。なぜなら、もし光源を2つ以上同時に点灯すると眼球の照度が変化し、瞳孔径が変化してしまうからである。また、図7におけるT2からT3及びT4からT5の時間のように全ての光源が消灯する時間(以下、切替消灯時間と称す)は、人間がちらつきを感じない時間以下とする。一般的に人間は、60Hz以上で点滅する光であればちらつきを感じなくなる。したがって、切替消灯時間は、好ましくは、17ミリ秒以下とする。   Next, a plurality of light sources 106 are turned on to move to an imaging period in which the eyeball is imaged. FIG. 7 shows an example of a time chart in which the light source switching means 105 switches each light source. As shown in FIG. 7, the light source switching unit 105 is lit in the order of the light source a, the light source b, and the light source c from T1 to T2, T3 to T4, and T5 to T6, respectively. Preferably, only one light source is lit during the imaging period. This is because if two or more light sources are turned on simultaneously, the illuminance of the eyeball changes and the pupil diameter changes. Further, the time during which all the light sources are turned off (hereinafter referred to as “switching-off time”), such as the time from T2 to T3 and T4 to T5 in FIG. Generally, humans do not feel flicker if the light blinks at 60 Hz or higher. Therefore, the switching off time is preferably set to 17 milliseconds or less.

また、人間は一般的に眼球に光を照射すると対光反射により、瞳孔径が図8のような振る舞いをする。時間0に眼球に対して光を照射すると、瞳孔が縮小の動作を開始するTAまでの潜時と呼ばれる時間は約0.2〜0.5秒あり、TAから瞳孔径が極小に達するTBまでの時間は0.3〜2秒である。ここで、もし図7のようなタイミングで光源の光を照射すると、T1の直後に図8のように瞳孔径が変動してしまうことになる。これを解決するために、図9に示すように撮像期間に入るT1より前に複数光源106の内何れか1つの光源を予め点灯しておく。図9では、光源aを予め点灯し、T0からT1までの時間は、図8において瞳孔径が極小に達するTBまでの時間以上とし、好ましくは、2秒以上とする。   In general, when a human irradiates light to the eyeball, the pupil diameter behaves as shown in FIG. When the eyeball is irradiated with light at time 0, the time until the TA when the pupil starts to contract is about 0.2 to 0.5 seconds, and from TA to TB when the pupil diameter reaches a minimum. Is 0.3 to 2 seconds. Here, if the light from the light source is irradiated at the timing as shown in FIG. 7, the pupil diameter fluctuates as shown in FIG. 8 immediately after T1. In order to solve this, as shown in FIG. 9, any one light source among the plurality of light sources 106 is lit in advance before T <b> 1 entering the imaging period. In FIG. 9, the light source a is turned on in advance, and the time from T0 to T1 is equal to or longer than TB until the pupil diameter reaches the minimum in FIG. 8, and preferably 2 seconds or longer.

次に、撮像手段107は、各光源がそれぞれ点灯した時、眼球を撮像し、撮像データ108を生成する。ここでは、光源a、光源b、光源cに対してそれぞれ撮像データa、撮像データb、撮像データcを生成し、撮像期間を終える。   Next, when each light source is turned on, the imaging unit 107 images the eyeball and generates imaging data 108. Here, imaging data a, imaging data b, and imaging data c are generated for light source a, light source b, and light source c, respectively, and the imaging period ends.

撮像期間を終えると次に虹彩部抽出手段109は、撮像データa、撮像データb、撮像データcからそれぞれ虹彩部分を抽出し、虹彩部分撮像データa、虹彩部分撮像データb、虹彩部分撮像データcを生成する。   When the imaging period ends, the iris extraction unit 109 extracts the iris part from the imaging data a, the imaging data b, and the imaging data c, and the iris part imaging data a, the iris part imaging data b, and the iris part imaging data c. Is generated.

特徴量算出手段111は、虹彩部分撮像データa、虹彩部分撮像データb、虹彩部分撮像データcから特徴量a、特徴量b、特徴量cを算出する。
血糖値算出手段112は、特徴量a、特徴量b、特徴量cと血糖値相関テーブル113から血糖値を算出する。
The feature amount calculation unit 111 calculates a feature amount a, a feature amount b, and a feature amount c from the iris partial imaging data a, the iris partial imaging data b, and the iris partial imaging data c.
The blood sugar level calculating unit 112 calculates a blood sugar level from the feature amount a, the feature amount b, the feature amount c, and the blood glucose level correlation table 113.

以上のように、発光波長帯域の異なる複数の光源の照射光を眼球に照射するとき、眼球への照度が一定となるように光源を駆動する電流値を設定することにより、点灯する光源を切り替えても瞳孔径を一定にすることができ、従来のフィードバック制御のように光源を切り替える度に何度も撮像を行う必要がないため時間を短縮することができる。   As described above, when illuminating the eyeball with light from multiple light sources with different emission wavelength bands, the light source to be turned on is switched by setting the current value for driving the light source so that the illuminance to the eyeball is constant. However, the pupil diameter can be made constant, and it is not necessary to perform imaging repeatedly every time the light source is switched as in the conventional feedback control, so that the time can be shortened.

また、光源電流設定手段103は、瞳孔径が飽和する照度以上の照度における各光源の電流値を選択し、出力しても良い。本実施例において照度に対する瞳孔径は図10のように変化する。ここで、飽和とは図10におけるグラフの傾きがある閾値以上であることを言う。傾きが小さい場合は、電流の変動や温度の変動による光源の照度の変動が瞳孔径の変動に大きく影響してしまう。一方、傾きが大きい場合は、光源の照度が変動したとしても瞳孔径の変動は小さくて済む。言い換えると、傾きが大きい場合は光源の電流等の精度が低くても良く、容易に電流制御ができる。また、傾きの閾値は装置の求められる瞳孔径の精度及び光源の電流や温度の変動による照度の変動の大きさ等によって異なるが、本実施例においては傾きが−0.005以上であればよく、照度が152[lx]以上の時である。   Further, the light source current setting means 103 may select and output the current value of each light source at an illuminance equal to or greater than the illuminance at which the pupil diameter is saturated. In this embodiment, the pupil diameter with respect to illuminance changes as shown in FIG. Here, saturation means that the slope of the graph in FIG. When the inclination is small, fluctuations in the illuminance of the light source due to fluctuations in current and temperature greatly affect fluctuations in the pupil diameter. On the other hand, when the inclination is large, even if the illuminance of the light source varies, the variation of the pupil diameter can be small. In other words, when the inclination is large, the accuracy of the current of the light source may be low, and current control can be easily performed. Further, the threshold of inclination varies depending on the accuracy of the pupil diameter required by the apparatus and the magnitude of illuminance variation due to variations in the current and temperature of the light source, but in this embodiment, it is sufficient that the inclination is −0.005 or more. , When the illuminance is 152 [lx] or more.

以上のように、光源電流設定手段103が瞳孔径の飽和する照度以上の照度における各光源の電流値を選択して出力することにより、より瞳孔径の変動を小さくすることができる。   As described above, when the light source current setting means 103 selects and outputs the current value of each light source at an illuminance equal to or higher than the illuminance at which the pupil diameter is saturated, fluctuations in the pupil diameter can be further reduced.

以下に、本発明の請求項3に記載された発明の実施の形態について、図11を用いて説明する。   An embodiment of the invention described in claim 3 of the present invention will be described below with reference to FIG.

図11は、本発明の実施例2における眼球観察装置のブロック図である。実施例1と異なるところは、瞳孔径算出手段1101と瞳孔径比較手段1102とフィードバック光源電流設定手段1103と電流照度変換手段1104を更に備え、撮像期間より前にフィードバック制御によりユーザーの希望する瞳孔径に調節しておき、その後実施例1と同様に撮像を行う点である。   FIG. 11 is a block diagram of an eyeball observation apparatus in Embodiment 2 of the present invention. The difference from the first embodiment is that it further includes a pupil diameter calculating unit 1101, a pupil diameter comparing unit 1102, a feedback light source current setting unit 1103, and a current illuminance conversion unit 1104, and a pupil diameter desired by the user by feedback control before the imaging period. Then, the image is picked up in the same manner as in the first embodiment.

瞳孔径はその時の被検者の状態によっても変化し、例えば感情が興奮したり、思考したりした筋肉運動を行う場合にも変化することが知られている。そこで、フィードバック制御を撮像期間の前に行うことにより、ユーザーの希望する瞳孔径に合わせることができ、また、被検者の状態が変化しても前回の測定時と同じ瞳孔径で測定することができる。   It is known that the pupil diameter changes depending on the condition of the subject at that time, and also changes, for example, when the emotional excitement or thought muscle movement is performed. Therefore, by performing feedback control before the imaging period, it is possible to match the pupil diameter desired by the user, and even if the subject's condition changes, measurement is performed with the same pupil diameter as the previous measurement. Can do.

図11において、瞳孔径算出手段1101は、撮像手段107が出力した撮像データ108の瞳孔径を算出する。瞳孔径は既知の画像処理技術で算出可能であり、例えば、図3においてS2を閾値として2値化を行う。すると、瞳孔部分が輝度値0でそれ以外は例えば輝度値255のようになる。そして、この輝度値0の面積を求めるとそれが瞳孔部分の面積となり、面積から瞳孔径を算出することができる。   In FIG. 11, the pupil diameter calculation unit 1101 calculates the pupil diameter of the imaging data 108 output by the imaging unit 107. The pupil diameter can be calculated by a known image processing technique. For example, binarization is performed using S2 as a threshold value in FIG. Then, the pupil portion has a luminance value of 0, and the others have a luminance value of 255, for example. Then, when the area of the luminance value 0 is obtained, it becomes the area of the pupil portion, and the pupil diameter can be calculated from the area.

瞳孔径比較手段1102は瞳孔径算出手段1101が出力した瞳孔径とユーザーが希望する瞳孔径を比較し、その差分(以下、瞳孔径差分と称す)を出力する。   The pupil diameter comparing means 1102 compares the pupil diameter output from the pupil diameter calculating means 1101 with the pupil diameter desired by the user, and outputs the difference (hereinafter referred to as pupil diameter difference).

フィードバック光源電流設定手段1103は、瞳孔径比較手段1102の出力した瞳孔径差分が任意の閾値以下となるように出力する光源電流制御手段104の電流値を決定する。例えば、既知のフィードバック制御技術に入力に対して出力が比例する比例動作と入力の単位時間当たり積分値を0にするように働く積分動作を組み合わせた比例・積分動作(以下、PI動作と称す)があり、ここでは入力が瞳孔径差分で出力が光源の電流値である。このようにして瞳孔径差分が任意の閾値以下となると、その時点の光源の電流値を電流照度変換手段1104に出力する。   The feedback light source current setting means 1103 determines the current value of the light source current control means 104 that is output so that the pupil diameter difference output from the pupil diameter comparison means 1102 is equal to or less than an arbitrary threshold value. For example, a proportional / integral operation (hereinafter referred to as a PI operation) that combines a proportional operation in which the output is proportional to the input and an integral operation that works to make the integral value per unit time of the input zero with a known feedback control technique. Here, the input is the pupil diameter difference and the output is the current value of the light source. In this way, when the pupil diameter difference is equal to or less than an arbitrary threshold value, the current value of the light source at that time is output to the current illuminance conversion means 1104.

電流照度変換手段1104は、光源テーブル102からフィードバック光源電流設定手段1103が出力した電流値に対する照度を求め、光源電流設定手段103に照度を出力する。   The current illuminance conversion unit 1104 obtains the illuminance for the current value output from the feedback light source current setting unit 1103 from the light source table 102 and outputs the illuminance to the light source current setting unit 103.

光源電流設定手段103は、光源テーブル102から電流照度変換手段1104の出力した照度に対する各光源の電流値を選択し、光源電流制御手段104に出力する。   The light source current setting unit 103 selects the current value of each light source with respect to the illuminance output from the current illuminance conversion unit 1104 from the light source table 102, and outputs it to the light source current control unit 104.

次に、本実施例における動作について説明する。まず、実施例1と同様にユーザーは眼球を測定する前に光源テーブル102を作成する。次に、瞳孔径をユーザーの希望する瞳孔径に制御するフィードバック制御期間に入る。フィードバック制御期間に点灯する光源は何れでもよいが、例えばここでは光源aを点灯する。   Next, the operation in this embodiment will be described. First, as in the first embodiment, the user creates the light source table 102 before measuring the eyeball. Next, a feedback control period for controlling the pupil diameter to the pupil diameter desired by the user is entered. Any light source may be lit during the feedback control period. For example, the light source a is lit here.

まず、フィードバック光源電流設定手段1103は光源aの任意の電流値を光源電流制御手段104aに出力する。光源電流制御手段104aは、フィードバック光源電流設定手段1103が出力した電流値に制御し、光源切替手段105は光源aを点灯する。撮像手段107はその時の眼球を撮像し、撮像データ108を出力する。   First, the feedback light source current setting unit 1103 outputs an arbitrary current value of the light source a to the light source current control unit 104a. The light source current control unit 104a controls the current value output from the feedback light source current setting unit 1103, and the light source switching unit 105 turns on the light source a. The imaging means 107 images the eyeball at that time and outputs imaging data 108.

次に、瞳孔径算出手段1101は、撮像データ108から瞳孔径を算出し、瞳孔径差分を求め、出力する。   Next, the pupil diameter calculation unit 1101 calculates the pupil diameter from the imaging data 108, obtains the pupil diameter difference, and outputs it.

フィードバック光源電流設定手段1103は、瞳孔径差分が閾値以上であれば、光源aの電流値を算出して出力し、閾値以下になるまで以上の動作を繰り返す。閾値以下であれば、フィードバック制御期間を終了し、その時の電流値を電流照度変換手段1104に出力する。電流照度変換手段1104は、電流値を照度に変換し光源電流設定手段103に出力する。以降の動作は、撮像期間に入り、実施例1と同様である。   The feedback light source current setting means 1103 calculates and outputs the current value of the light source a if the pupil diameter difference is equal to or greater than the threshold value, and repeats the above operations until the difference is equal to or less than the threshold value. If it is equal to or less than the threshold value, the feedback control period ends, and the current value at that time is output to the current illuminance conversion means 1104. The current illuminance conversion means 1104 converts the current value into illuminance and outputs it to the light source current setting means 103. Subsequent operations enter the imaging period and are the same as those in the first embodiment.

以上のように、撮像期間より前のフィードバック制御期間にフィードバック制御を行うことにより、ユーザーの希望する瞳孔径に合わせることができ、また、被検者の状態が変化しても前回の測定時と同じ瞳孔径で測定することができる。   As described above, by performing feedback control in the feedback control period prior to the imaging period, it is possible to match the pupil diameter desired by the user, and even when the subject's condition changes, Measurements can be made with the same pupil diameter.

以下に、本発明の請求項5に記載された発明の実施の形態について、図12及び図13を用いて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the invention described in claim 5 of the present invention will be described with reference to FIGS.

人間の眼は、形も大きさも光への反応も人それぞれであり、瞳孔径の振る舞いも人それぞれである。例えば、図5に示した比視感度曲線は、人間の標準的な曲線を示したものであり、人によって曲線にばらつきがある。従って、実施例1のように標準比視感度曲線を用いて光源の電流値を算出した場合、標準比視感度曲線と被験者の比視感度曲線の違いによって、瞳孔径を一定にできない場合がある。   The human eye has a different shape, size and response to light, and the behavior of the pupil diameter is also different. For example, the relative visibility curve shown in FIG. 5 is a standard human curve, and the curve varies from person to person. Therefore, when the current value of the light source is calculated using the standard relative luminous efficiency curve as in the first embodiment, the pupil diameter may not be constant due to the difference between the standard specific luminous efficiency curve and the subject specific luminous efficiency curve. .

一方、光源の光度においても、一般に仕様書に書かれている光度は標準的な光度であって、実際には個体差がある。従って、光源の光度の個体差によっても瞳孔径がばらついてしまう場合がある。   On the other hand, regarding the light intensity of the light source, the light intensity written in the specification is generally a standard light intensity, and actually has individual differences. Accordingly, the pupil diameter may vary depending on individual differences in the light intensity of the light source.

このような問題を解決するために本実施例3では、実施例1の光源テーブル102のように照度と光源の電流のテーブルではなく瞳孔径と光源の電流のテーブルを用いる。
図12は、本発明の実施例3における眼球観察装置のブロック図である。実施例1と異なるところは、瞳孔径算出手段1101とキャリブレーション光源電流設定手段1203を更に備え、図1の光源テーブル102がキャリブレーションテーブル1202に置き換わった点である。瞳孔径算出手段1101は、実施例2と同じである。
In order to solve such a problem, the third embodiment uses a table of pupil diameter and light source current instead of a table of illuminance and light source current as in the light source table 102 of the first embodiment.
FIG. 12 is a block diagram of an eyeball observation apparatus in Embodiment 3 of the present invention. The difference from the first embodiment is that a pupil diameter calculating unit 1101 and a calibration light source current setting unit 1203 are further provided, and the light source table 102 in FIG. The pupil diameter calculation unit 1101 is the same as that in the second embodiment.

キャリブレーション光源電流設定手段1203は、キャリブレーションテーブル1202を作成する時に光源の電流値を光源電流制御手段104とキャリブレーションテーブル1202に出力する。キャリブレーションテーブル1202は、予め各光源を駆動する電流値とその時の瞳孔径を測定し、記憶しておく。以下にキャリブレーションテーブル1202の作成方法を示す。   The calibration light source current setting unit 1203 outputs the current value of the light source to the light source current control unit 104 and the calibration table 1202 when the calibration table 1202 is created. The calibration table 1202 measures and stores in advance the current value for driving each light source and the pupil diameter at that time. A method for creating the calibration table 1202 will be described below.

まず、キャリブレーション光源電流設定手段1203は、例えば光源aの電流値を2[mA]とし、光源電流制御手段104aへ出力する。光源電流制御手段104aは電流値を2[mA]に制御し、光源切替手段105は光源aを点灯する。撮像手段107は、眼球を撮像し、瞳孔径算出手段1101は撮像データ108から瞳孔径を算出しキャリブレーションテーブル1202に出力する。キャリブレーションテーブル1202はキャリブレーション光源電流設定手段1203が出力した電流値と瞳孔径算出手段1101が出力した瞳孔径を対応づけて記憶しておく。   First, the calibration light source current setting unit 1203 sets the current value of the light source a to 2 [mA] and outputs the current value to the light source current control unit 104a. The light source current control means 104a controls the current value to 2 [mA], and the light source switching means 105 turns on the light source a. The imaging means 107 images the eyeball, and the pupil diameter calculation means 1101 calculates the pupil diameter from the imaging data 108 and outputs it to the calibration table 1202. The calibration table 1202 stores the current value output from the calibration light source current setting unit 1203 and the pupil diameter output from the pupil diameter calculation unit 1101 in association with each other.

キャリブレーション光源電流設定手段1203は以上の動作を例えば電流値を0[mA]から最大定格電流値まで2[mA]ずつ増加させながら行う。また、他の光源bと光源cについても同様に行う。このようにすると、図13に示すキャリブレーションテーブル1202を作成することができる。   The calibration light source current setting unit 1203 performs the above operation while increasing the current value by 2 [mA] from 0 [mA] to the maximum rated current value, for example. The same applies to the other light sources b and c. In this way, the calibration table 1202 shown in FIG. 13 can be created.

光源電流設定手段1201は、キャリブレーションテーブル1202からユーザーが希望する瞳孔径に対応する各光源の電流値を選択し、光源電流制御手段104に出力する。
次に、本実施例における動作について説明する。まず、上述したようにキャリブレーションテーブル1202を作成する。次にユーザーは、すべての光源において調節可能な瞳孔径から、図13においては光源aの最大定格電流の30[mA]における瞳孔径3.6[mm]から最大の瞳孔径6.7[mm]までのなかから、希望する瞳孔径を選択する。ここでは、4.0[mm]を選択したとすると、光源電流設定手段1201は、キャリブレーションテーブル1202から瞳孔径4.0[mm]に対応する各光源の電流値を選択する。図13においては瞳孔径4.0[mm]に対応する電流値は、光源aが20.2[mA]、光源bが2.8[mA]、光源cが11.8[mA]である。そして、これらの電流値を光源電流制御手段104に出力する。以降の動作は実施例1と同様である。
The light source current setting unit 1201 selects the current value of each light source corresponding to the pupil diameter desired by the user from the calibration table 1202 and outputs it to the light source current control unit 104.
Next, the operation in this embodiment will be described. First, the calibration table 1202 is created as described above. Next, the user adjusts the pupil diameter from all the light sources, and in FIG. 13, from the pupil diameter 3.6 [mm] at the maximum rated current 30 [mA] of the light source a to the maximum pupil diameter 6.7 [mm]. ], The desired pupil diameter is selected. Here, when 4.0 [mm] is selected, the light source current setting unit 1201 selects the current value of each light source corresponding to the pupil diameter 4.0 [mm] from the calibration table 1202. In FIG. 13, the current values corresponding to the pupil diameter of 4.0 [mm] are 20.2 [mA] for the light source a, 2.8 [mA] for the light source b, and 11.8 [mA] for the light source c. . Then, these current values are output to the light source current control means 104. Subsequent operations are the same as those in the first embodiment.

以上のように、予め各光源の電流に対する瞳孔径を測定し、キャリブレーションテーブル1202として記憶しておき、キャリブレーションテーブル1202に基づき、瞳孔径が等しくなるように各光源の電流値を設定することにより、瞳孔径の振る舞いの個人差に対応することができ、より精度よく瞳孔径を一定にすることができかつユーザーが希望する瞳孔径に調節することができる。   As described above, the pupil diameter with respect to the current of each light source is measured in advance, stored as the calibration table 1202, and the current value of each light source is set so that the pupil diameter is equal based on the calibration table 1202. Thus, it is possible to deal with individual differences in the behavior of the pupil diameter, the pupil diameter can be made constant with higher accuracy, and the pupil diameter desired by the user can be adjusted.

以下に、本発明の請求項6に記載された発明の実施の形態について、図14を用いて説明する。   An embodiment of the invention described in claim 6 of the present invention will be described below with reference to FIG.

図14は、本発明の実施例4における眼球観察装置のブロック図である。実施例3と異なるところは、瞳孔径算出手段1101と瞳孔径比較手段1102とフィードバック光源電流設定手段1103と電流瞳孔径変換手段1401を更に備えた点であり、実施例2と実施例3を組み合わせたものである。瞳孔径算出手段1101と瞳孔径比較手段1102とフィードバック光源電流設定手段1103は実施例2と同様である。   FIG. 14 is a block diagram of an eyeball observation apparatus in Embodiment 4 of the present invention. The difference from the third embodiment is that a pupil diameter calculating means 1101, a pupil diameter comparing means 1102, a feedback light source current setting means 1103, and a current pupil diameter converting means 1401 are further provided, and the second and third embodiments are combined. It is a thing. The pupil diameter calculating means 1101, the pupil diameter comparing means 1102, and the feedback light source current setting means 1103 are the same as those in the second embodiment.

電流瞳孔径変換手段1401は、キャリブレーションテーブル1202からフィードバック光源電流設定手段1103が出力した電流値に対応する瞳孔径を求め、光源電流設定手段1201に出力する。   The current pupil diameter conversion means 1401 obtains the pupil diameter corresponding to the current value output from the feedback light source current setting means 1103 from the calibration table 1202 and outputs it to the light source current setting means 1201.

次に、本実施例における動作について説明する。まず、実施例3と同様にしてキャリブレーションテーブル1202を作成する。   Next, the operation in this embodiment will be described. First, a calibration table 1202 is created as in the third embodiment.

次に、フィードバック制御期間に入り実施例2と同様にフィードバック制御を行う。この時、ユーザーの希望する瞳孔径をLx[mm]とする。
フィードバック制御期間が終了すると電流瞳孔径変換手段1401は、キャリブレーションテーブル1202からフィードバック光源電流設定手段1103が出力した電流値に対応する瞳孔径を求め、光源電流設定手段に1201出力する。この出力した瞳孔径をLy[mm]とすると、LxとLyは必ずしも一致しない。これは、瞳孔径がその時の被検者の状態によって変化し、例えば感情が興奮したり、思考したりした筋肉運動を行う場合にも変化するためである。従って、LxとLyが一致しなくとも問題はなく、むしろその時の被検者の状態による瞳孔径の変動に対応することができる。次に撮像期間に入るが、以降の動作は実施例3と同様である。
Next, a feedback control period is entered, and feedback control is performed as in the second embodiment. At this time, the pupil diameter desired by the user is set to Lx [mm].
When the feedback control period ends, the current pupil diameter conversion means 1401 obtains the pupil diameter corresponding to the current value output from the feedback light source current setting means 1103 from the calibration table 1202, and outputs 1201 to the light source current setting means. If this output pupil diameter is Ly [mm], Lx and Ly do not necessarily match. This is because the pupil diameter changes depending on the condition of the subject at that time, and also changes when, for example, emotions are excited or thought muscle movement is performed. Therefore, there is no problem even if Lx and Ly do not coincide with each other. Rather, it is possible to cope with a change in pupil diameter depending on the condition of the subject at that time. Next, the imaging period starts, but the subsequent operation is the same as in the third embodiment.

以上のように、瞳孔径と光源の電流値を予め測定したキャリブレーションテーブル1202に加え、撮像期間の前にフィードバック制御を用いることにより、ユーザーが希望した瞳孔径に合わせることができ、かつ被検者の状態による瞳孔径の変動に対応することができる。   As described above, in addition to the calibration table 1202 in which the pupil diameter and the current value of the light source are measured in advance, by using feedback control before the imaging period, it is possible to match the pupil diameter desired by the user and It is possible to cope with fluctuations in the pupil diameter depending on the condition of the person.

以下に、本発明の請求項7に記載された発明の実施の形態について、図15及び図16を用いて説明する。図15は、本発明の実施例5における眼球観察装置のブロック図である。実施例3と異なるところは、飽和瞳孔径算出手段1501を更に備えた点である。   The embodiment of the invention described in claim 7 of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 15 is a block diagram of an eyeball observation apparatus in Embodiment 5 of the present invention. The difference from the third embodiment is that a saturation pupil diameter calculation means 1501 is further provided.

飽和瞳孔径算出手段1501は、キャリブレーションテーブル1202から、瞳孔径の縮小が飽和したときの各光源における瞳孔径(以下、飽和瞳孔径と称す)を求める。以下に詳細を説明する。   The saturation pupil diameter calculation means 1501 obtains the pupil diameter (hereinafter referred to as saturation pupil diameter) for each light source when the pupil diameter reduction is saturated from the calibration table 1202. Details will be described below.

人間の瞳孔径は一般に約2[mm]から8[mm]まで変化する。そして、光源の電流を上げていくと瞳孔径は縮小し、徐々に電流を上げた時の縮小幅が小さくなる。光源の光が実施例1よりも明るい時においては、例えばキャリブレーションテーブル1202は図16のようになる場合がある。この時、飽和瞳孔径算出手段1501は、まず図16のグラフを微分し傾きを求める。そして、傾きがある任意の閾値、例えば−0.1である飽和瞳孔径を算出し、それ以上を飽和領域とする。そして、飽和瞳孔径を光源電流設定手段1201に出力する。   The human pupil diameter generally varies from about 2 [mm] to 8 [mm]. When the current of the light source is increased, the pupil diameter is reduced, and the reduction width when the current is gradually increased is reduced. When the light from the light source is brighter than in the first embodiment, for example, the calibration table 1202 may be as shown in FIG. At this time, the saturated pupil diameter calculating means 1501 first differentiates the graph of FIG. 16 to obtain the inclination. Then, an arbitrary threshold value with a certain inclination, for example, a saturated pupil diameter of −0.1 is calculated, and the saturated pupil region is defined as the saturated pupil diameter. Then, the saturation pupil diameter is output to the light source current setting means 1201.

次に、本実施例における動作について説明する。まず、実施例3と同様にしてキャリブレーションテーブル1202を作成する。キャリブレーションテーブル1202の作成が終了すると、飽和瞳孔径算出手段1501は、飽和瞳孔径を算出し、光源電流設定手段1201に出力する。次に光源電流設定手段1201は、各光源の飽和瞳孔径に対応する電流値(以下、飽和瞳孔電流値と称す)以上の電流値をキャリブレーションテーブル1202から選択し、光源電流制御手段104に出力する。図16において飽和瞳孔電流値はそれぞれ光源aが20.3[mA]、光源bが8.8[mA]、光源cが14.0[mA]となる。   Next, the operation in this embodiment will be described. First, a calibration table 1202 is created as in the third embodiment. When the creation of the calibration table 1202 is completed, the saturated pupil diameter calculating unit 1501 calculates the saturated pupil diameter and outputs it to the light source current setting unit 1201. Next, the light source current setting means 1201 selects from the calibration table 1202 a current value equal to or greater than the current value corresponding to the saturation pupil diameter of each light source (hereinafter referred to as the saturation pupil current value), and outputs it to the light source current control means 104. To do. In FIG. 16, the saturation pupil current values are 20.3 [mA] for the light source a, 8.8 [mA] for the light source b, and 14.0 [mA] for the light source c, respectively.

次に撮像期間に入るが、以降の動作は実施例3と同様である。ここで、各光源を飽和瞳孔電流値から定格電流値まで変化させたときの瞳孔径は、光源aが2.41〜2.22[mm]、光源bが2.48〜2.20[mm]、光源cが2.52〜2.25[mm]である。つまり、本実施例における変化しうる瞳孔径は、2.52〜2.20[mm]であり、撮像期間において0.32[mm]ばらつく可能性がある。しかしながら、この0.32[mm]のばらつきが許容範囲であり、血糖値の測定結果に影響しない場合においては、以上のようにすることで光源電流制御手段104は各光源が飽和瞳孔電流値以上の電流値であればよく、精度が低くてもよいため容易に瞳孔径を一定にすることができる。   Next, the imaging period starts, but the subsequent operation is the same as in the third embodiment. Here, the pupil diameter when each light source is changed from the saturated pupil current value to the rated current value is 2.41 to 2.22 [mm] for the light source a and 2.48 to 2.20 [mm] for the light source b. The light source c is 2.52 to 2.25 [mm]. That is, the pupil diameter that can be changed in the present embodiment is 2.52 to 2.20 [mm], and may vary by 0.32 [mm] during the imaging period. However, in the case where the variation of 0.32 [mm] is in an allowable range and does not affect the blood glucose level measurement result, the light source current control unit 104 can make each light source equal to or greater than the saturation pupil current value by doing the above. The pupil diameter can be easily made constant because the current value may be low and the accuracy may be low.

また、図16において傾きが大きい場合に比べて、小さい場合は光源の電流の変動による瞳孔径の変動へ影響が大きくなってしまう。従って、光源電流制御手段104は傾きの大きい領域の電流値を出力する。詳細は、飽和瞳孔径算出手段1501が各光源の飽和瞳孔径を算出し、その中で最小の飽和瞳孔径(以下、最小飽和瞳孔径と称す)を選択し、光源電流制御手段104に出力しても良い。そして、光源電流制御手段104は最小飽和瞳孔径以下の瞳孔径に対する各光源の電流値をキャリブレーションテーブル1202より選択して出力する。   In addition, in FIG. 16, when the inclination is large, when the inclination is small, the influence on the fluctuation of the pupil diameter due to the fluctuation of the current of the light source becomes large. Accordingly, the light source current control means 104 outputs a current value in a region with a large inclination. For details, the saturation pupil diameter calculation means 1501 calculates the saturation pupil diameter of each light source, selects the minimum saturation pupil diameter (hereinafter referred to as the minimum saturation pupil diameter), and outputs it to the light source current control means 104. May be. Then, the light source current control means 104 selects from the calibration table 1202 and outputs the current value of each light source for a pupil diameter equal to or smaller than the minimum saturation pupil diameter.

以上のように、傾きの大きいところの瞳孔径で制御することにより、より瞳孔径を一定にすることができる。   As described above, the pupil diameter can be made more constant by controlling the pupil diameter with a large inclination.

以下に、本発明の請求項9及び請求項10及び請求項11に記載された発明の実施の形態について、図17及び図18を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the invention described in claims 9, 10, and 11 of the present invention will be described with reference to FIGS. 17 and 18.

実施例1ないし実施例5では、複数光源105は複数の可視光源を備える。しかし、特許文献1に記載されているように血糖値による生体特徴量の変化が可視光のみならず近赤外光においても観察されている。従って、近赤外光を用いて測定を行なうことがあり、複数光源105が近赤外光のような不可視光を備えた場合においても瞳孔径を一定に制御する必要がある。   In the first to fifth embodiments, the plurality of light sources 105 includes a plurality of visible light sources. However, as described in Patent Document 1, changes in biological features due to blood sugar levels have been observed not only in visible light but also in near infrared light. Therefore, measurement may be performed using near-infrared light, and the pupil diameter needs to be controlled to be constant even when the plurality of light sources 105 include invisible light such as near-infrared light.

図17は、本発明の実施例6における眼球観察装置のブロック図である。実施例1と異なるところは、不可視光源電流設定手段1701と不可視光源電流制御手段1702を更に備える点である。   FIG. 17 is a block diagram of an eyeball observation apparatus in Embodiment 6 of the present invention. The difference from the first embodiment is that an invisible light source current setting unit 1701 and an invisible light source current control unit 1702 are further provided.

図17において、複数光源106は実施例1と同様に光源aと光源bと光源cを備え、更に不可視光の発光波長帯域を持つ不可視光源aを備える。不可視光源電流設定手段1701は、ユーザーが任意に選択した不可視光源aの最大定格電流値以下の電流値を不可視光源電流制御手段1702に出力する。不可視光源電流制御手段1702は不可視光源の電流を不可視光源電流設定手段1701が出力した電流値に制御する。なお、不可視光源電流制御手段1702aは不可視光源aの電流を制御する。光源切替手段105は、不可視光源も含めて光源の点灯及び消灯を制御する。   In FIG. 17, a plurality of light sources 106 includes a light source a, a light source b, and a light source c as in the first embodiment, and further includes an invisible light source a having an emission wavelength band of invisible light. The invisible light source current setting unit 1701 outputs a current value equal to or lower than the maximum rated current value of the invisible light source a arbitrarily selected by the user to the invisible light source current control unit 1702. The invisible light source current control unit 1702 controls the current of the invisible light source to the current value output by the invisible light source current setting unit 1701. The invisible light source current control unit 1702a controls the current of the invisible light source a. The light source switching unit 105 controls turning on and off of the light source including the invisible light source.

次に、本実施例における動作について説明する。まず、実施例1と同様に光源テーブル102を作成し、光源電流設定手段103はユーザーが選択した照度に対応する各光源の電流値を求め、光源電流制御手段104に出力する。   Next, the operation in this embodiment will be described. First, the light source table 102 is created as in the first embodiment, and the light source current setting unit 103 obtains the current value of each light source corresponding to the illuminance selected by the user, and outputs it to the light source current control unit 104.

次に不可視光源電流設定手段1701は、不可視光源の電流値を不可視光源電流制御手段1702に出力する。光源電流制御手段104及び不可視光源電流制御手段1702は、各光源の電流を制御する。   Next, the invisible light source current setting unit 1701 outputs the current value of the invisible light source to the invisible light source current control unit 1702. The light source current control unit 104 and the invisible light source current control unit 1702 control the current of each light source.

次に撮像期間に移る。ところで眼球に対して光を照射した状態から照射を終了した時点からの瞳孔径の変化は、一般に図18のようになる。時間0において照射を終了し、TAまでは瞳孔径は変化せずTAから徐々に瞳孔径が大きくなり、TBで極大となる。一般的にTAは約0.2〜0.5秒あり、この時間は潜時と呼ばれている。TAからTBまでは約12秒〜2分である。   Next, the imaging period starts. By the way, the change of the pupil diameter from the time when the irradiation is finished from the state in which the eyeball is irradiated with light is generally as shown in FIG. Irradiation is terminated at time 0, the pupil diameter does not change until TA, and the pupil diameter gradually increases from TA and reaches a maximum at TB. Generally, TA is about 0.2 to 0.5 seconds, and this time is called latency. The time from TA to TB is about 12 seconds to 2 minutes.

光源切替手段105のタイムチャートを図19に示す。図19のように光源切替手段105は光源aと光源bと光源cを実施例1と同様に切り替えて、撮像手段107は撮像する。そして、不可視光源は最後に点灯する。好ましくは、光源cが消灯したT6の後瞳孔径が変化する約0.2〜0.5秒の潜時の間に、光源切替手段105は不可視光源aを点灯し、撮像手段107は撮像し終える。   A time chart of the light source switching means 105 is shown in FIG. As illustrated in FIG. 19, the light source switching unit 105 switches the light source a, the light source b, and the light source c in the same manner as in the first embodiment, and the imaging unit 107 captures an image. The invisible light source is turned on last. Preferably, the light source switching means 105 turns on the invisible light source a and the imaging means 107 finishes imaging during the latency of about 0.2 to 0.5 seconds when the rear pupil diameter of T6 changes when the light source c is turned off.

このように、潜時に不可視光源を点灯して撮像し終えることで、可視光源点灯時と同じ瞳孔径で撮像することができる。また、不可視光源を点灯した後には瞳孔径は図18のように変化し、再び可視光源を点灯するとさらに図8のように変化してしまう。仮に、光源の点灯順を可視光源a、不可視光源a、可視光源b、可視光源cとする。すると、不可視光源aを点灯した後に上述した瞳孔径の変化が起こり、可視光源bを点灯しても再び可視光源a点灯時の瞳孔径に戻るまでには時間がかかってしまう。従って、不可視光源は最後に点灯するのが好ましい。撮像期間を終了すると、その後は実施例1と同様である。   In this way, when the invisible light source is turned on during the latent time and the imaging is completed, the imaging can be performed with the same pupil diameter as when the visible light source is turned on. Further, after turning on the invisible light source, the pupil diameter changes as shown in FIG. 18, and when the visible light source is turned on again, it changes as shown in FIG. Assume that the lighting order of the light sources is a visible light source a, an invisible light source a, a visible light source b, and a visible light source c. Then, the pupil diameter changes as described above after turning on the invisible light source a, and it takes time to return to the pupil diameter when the visible light source a is turned on again even if the visible light source b is turned on. Therefore, the invisible light source is preferably turned on last. When the imaging period ends, the process is the same as in the first embodiment.

以上のように、不可視光源を最後に点灯し、好ましくは瞳孔径の拡大を始めるまでに点灯及び撮像を行うことにより、複数光源106が不可視光源を備える場合においても時間をかけずに瞳孔径を一定にすることができる。   As described above, the invisible light source is turned on last, and preferably by performing lighting and imaging until the pupil diameter starts to be enlarged, the pupil diameter can be set without taking time even when the plurality of light sources 106 include invisible light sources. Can be constant.

本発明にかかる眼球観察装置は、眼球に対して互いに異なる発光波長帯域の光を順次照射する際に、時間をかけずに瞳孔径を一定にすることができるため、瞳孔径を一定にした眼球観察において有用である。   The eyeball observation device according to the present invention can make the pupil diameter constant without taking time when sequentially irradiating light of different emission wavelength bands to the eyeball. Useful for observation.

本発明の実施例1における眼球観察装置のブロック図1 is a block diagram of an eyeball observation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1における複数光源106の各光源の発光波長スペクトルを示す図The figure which shows the light emission wavelength spectrum of each light source of the several light source 106 in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における撮像データ108及び撮像データ108の断面図Sectional drawing of the imaging data 108 and the imaging data 108 in Example 1 of this invention 本発明の実施例1における血糖値相関テーブル113を示す図The figure which shows the blood glucose level correlation table 113 in Example 1 of this invention. CIEの標準比視感度曲線を示す図The figure which shows the standard specific luminous efficiency curve of CIE 本発明の実施例1における光源テーブル102を示す図The figure which shows the light source table 102 in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における光源切替手段105が各光源を切り替えるタイムチャートThe time chart which the light source switching means 105 in Example 1 of this invention switches each light source 眼球に光を照射したときの瞳孔径の変化を示した図Diagram showing changes in pupil diameter when the eyeball is irradiated with light 本発明の実施例1における光源切替手段105が各光源を切り替えるタイムチャートThe time chart which the light source switching means 105 in Example 1 of this invention switches each light source 本発明の実施例1における照度と瞳孔径の関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the illumination intensity and pupil diameter in Example 1 of this invention 本発明の実施例2における眼球観察装置のブロック図Block diagram of an eyeball observation apparatus in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施例3における眼球観察装置のブロック図The block diagram of the eyeball observation apparatus in Example 3 of this invention 本発明の実施例3におけるキャリブレーションテーブル1202を示す図The figure which shows the calibration table 1202 in Example 3 of this invention. 本発明の実施例4における眼球観察装置のブロック図Block diagram of an eyeball observation apparatus in Embodiment 4 of the present invention 本発明の実施例5における眼球観察装置のブロック図Block diagram of an eyeball observation apparatus in Embodiment 5 of the present invention 本発明の実施例5におけるキャリブレーションテーブル1202を示す図The figure which shows the calibration table 1202 in Example 5 of this invention. 本発明の実施例6における眼球観察装置のブロック図Block diagram of an eyeball observation apparatus in Embodiment 6 of the present invention 眼球への光の照射を終了してからの瞳孔径の変化を示した図The figure which showed the change of the pupil diameter after finishing the irradiation of the light to the eyeball 本発明の実施例6における光源切替手段105が各光源を切り替えるタイムチャートTime chart in which the light source switching means 105 in the sixth embodiment of the present invention switches each light source 従来の眼球観察装置のブロック図Block diagram of a conventional eyeball observation device

符号の説明Explanation of symbols

101 瞳孔径調節手段
102 光源テーブル
103 光源電流設定手段
104 光源電流制御手段
104a 光源電流制御手段
104b 光源電流制御手段
104c 光源電流制御手段
105 光源切替手段
106 複数光源
107 撮像手段
108 撮像データ
109 虹彩部抽出手段
110 虹彩部分撮像データ
111 特徴量算出手段
112 血糖値算出手段
113 血糖値相関テーブル
201a 発光波長帯域
201b 発光波長帯域
201c 発光波長帯域
401a 相関曲線
401b 相関曲線
401c 相関曲線
1101 瞳孔径算出手段
1102 瞳孔径比較手段
1103 フィードバック光源電流設定手段
1104 電流照度変換手段
1201 光源電流設定手段
1202 キャリブレーションテーブル
1203 キャリブレーション光源電流設定手段
1401 電流瞳孔径変換手段
1501 飽和瞳孔径算出手段
1701 不可視光源電流設定手段
1702 不可視光源電流制御手段
1702a 不可視光源電流制御手段

DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Pupil diameter adjustment means 102 Light source table 103 Light source current setting means 104 Light source current control means 104a Light source current control means 104b Light source current control means 104c Light source current control means 105 Light source switching means 106 Multiple light sources 107 Imaging means 108 Imaging data 109 Iris part extraction Means 110 Iris partial imaging data 111 Feature amount calculation means 112 Blood glucose level calculation means 113 Blood glucose level correlation table 201a Emission wavelength band 201b Emission wavelength band 201c Emission wavelength band 401a Correlation curve 401b Correlation curve 401c Correlation curve 1101 Pupil diameter calculation means 1102 Pupil diameter Comparison means 1103 Feedback light source current setting means 1104 Current illuminance conversion means 1201 Light source current setting means 1202 Calibration table 1203 Calibration light source power Setting means 1401 current pupil diameter conversion unit 1501 saturated pupil diameter calculating means 1701 invisible light source current setting unit 1702 invisible light source current control means 1702a invisible light source current control means

Claims (14)

眼球に対して互いに異なる発光波長帯域の可視光を順次照射し、そのときの眼球を観察する眼球観察装置であって、
眼球に対して互いに異なる発光波長帯域の可視光を照射する複数の光源と、
前記光源の点灯及び消灯を制御し、順次前記光源の照射を切り替える光源切替手段と、
前記光源各々を駆動する電流を制御する光源電流制御手段と、
前記光源切替手段が点灯中の前記光源を他の光源に切り替えた際に瞳孔径が一定となる前記他の光源の電流値を、前記光源電流制御手段に出力する瞳孔径調節手段と、
を備えたことを特徴とする眼球観察装置。
An eyeball observation device that sequentially irradiates visible light of different emission wavelength bands to the eyeball and observes the eyeball at that time,
A plurality of light sources that irradiate visible light in different emission wavelength bands to the eyeball;
Light source switching means for controlling turning on and off of the light source and sequentially switching the irradiation of the light source;
Light source current control means for controlling a current for driving each of the light sources;
Pupil diameter adjusting means for outputting to the light source current control means the current value of the other light source that has a constant pupil diameter when the light source switching means is switched to another light source.
An eyeball observation device characterized by comprising:
前記瞳孔径調節手段は、
前記各々の光源を駆動する電流値と、眼球の前面位置における照度との関係を予め記憶しておく光源テーブルと、
前記光源を切り替えた際に照度が一定となる前記光源各々の電流値を前記光源テーブルに基づき選択し、前記光源電流制御手段に出力する光源電流設定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の眼球観察装置。
The pupil diameter adjusting means includes
A light source table for storing in advance the relationship between the current value for driving each light source and the illuminance at the front position of the eyeball;
A light source current setting unit that selects a current value of each of the light sources that has a constant illuminance when the light source is switched based on the light source table, and outputs the light source current control unit;
The eyeball observation device according to claim 1, further comprising:
眼球を撮像し、撮像で得た撮像データを出力する撮像手段と、
前記撮像データから瞳孔径を算出する瞳孔径算出手段と、
所望の瞳孔径と前記瞳孔径算出手段が算出する瞳孔径の差分を出力する瞳孔径比較手段と、
前記瞳孔径比較手段の出力が所望の値となるように電流値を前記光源電流制御手段に出力し、前記瞳孔径比較手段の出力が前記所望の値になるとその時点の前記光源電流制御手段に出力した電流値を出力するフィードバック光源電流設定手段と、
前記所望の値になった時点で前記フィードバック光源電流設定手段が出力した電流値に対応する照度を、前記光源テーブルから選択し、前記光源電流設定手段に出力する電流照度変換手段と、
を更に備え、
前記電流照度変換手段が照度を前記光源電流制御手段に出力した後に、前記光源切替手段が前記光源を順次切り替えて、眼球を観察すること
を特徴とする請求項2に記載の眼球観察装置。
Imaging means for imaging an eyeball and outputting imaging data obtained by imaging;
Pupil diameter calculating means for calculating the pupil diameter from the imaging data;
A pupil diameter comparing means for outputting a difference between a desired pupil diameter and a pupil diameter calculated by the pupil diameter calculating means;
The current value is output to the light source current control means so that the output of the pupil diameter comparison means becomes a desired value. When the output of the pupil diameter comparison means reaches the desired value, the current value is supplied to the light source current control means. Feedback light source current setting means for outputting the output current value;
Current illuminance conversion means for selecting from the light source table the illuminance corresponding to the current value output by the feedback light source current setting means when the desired value is reached, and outputting to the light source current setting means,
Further comprising
The eyeball observation apparatus according to claim 2, wherein after the current illuminance conversion means outputs illuminance to the light source current control means, the light source switching means sequentially switches the light sources to observe the eyeball.
前記光源電流設定手段は、前記光源テーブルから瞳孔径の縮小が飽和する照度以上の照度に対応する電流値を選択し、前記光源電流制御手段に出力することを特徴とした請求項2に記載の眼球観察装置。 The said light source current setting means selects the electric current value corresponding to the illumination intensity more than the illumination intensity which the reduction | decrease of a pupil diameter saturates from the said light source table, and outputs it to the said light source current control means. Eye observation device. 眼球を撮像し、撮像で得た撮像データを出力する撮像手段と、
前記撮像データから瞳孔径を算出する瞳孔径算出手段と、
前記光源を駆動する互いに異なる大きさの電流値を順次出力するキャリブレーション光源電流設定手段と、
を更に備え、
前記瞳孔径調節 手段は、
前記瞳孔径算出手段が算出した瞳孔径と、前記キャリブレーション光源電流制御手段が前記光源電流制御手段に出力した前記光源の電流値を対応付けて記憶するキャリブレーションテーブルと、
任意の瞳孔径に対する各前記光源の電流値を前記キャリブレーションテーブルに基づき選択し、前記光源電流制御手段に出力する光源電流設定手段と、
を備え、
予め被験者ごとに前記キャリブレーションテーブルを作成した後、前記光源切替手段が前記光源を順次切り替えた際に、任意の瞳孔径となるように前記光源各々の電流値を選択し、照射を行って眼球を観察すること、
を特徴とする請求項1に記載の眼球観察装置。
Imaging means for imaging an eyeball and outputting imaging data obtained by imaging;
Pupil diameter calculating means for calculating the pupil diameter from the imaging data;
Calibration light source current setting means for sequentially outputting different current values for driving the light source;
Further comprising
The pupil diameter adjusting means is:
A calibration table that stores the pupil diameter calculated by the pupil diameter calculating unit and the current value of the light source output to the light source current control unit by the calibration light source current control unit in association with each other;
A light source current setting means for selecting a current value of each light source for an arbitrary pupil diameter based on the calibration table and outputting to the light source current control means;
With
After creating the calibration table for each subject in advance, when the light source switching means sequentially switches the light sources, the current value of each light source is selected so as to have an arbitrary pupil diameter, and the eyeball is irradiated to perform irradiation. Observing the
The eyeball observation device according to claim 1.
所望の瞳孔径と前記瞳孔径算出手段が算出する瞳孔径の差分を出力する瞳孔径比較手段と、
前記瞳孔径比較手段の出力が所望の値となるように電流値を前記光源電流制御手段に出力し、前記瞳孔径比較手段の出力が所望の値になるとその時点の前記光源電流制御手段に出力した電流値を出力するフィードバック光源電流設定手段と、
前記所望の値になった時点で前記フィードバック光源電流設定手段が出力した電流値に対応する瞳孔径を、前記キャリブレーションテーブルから選択し、前記光源電流設定手段に出力する電流瞳孔径変換手段と、
を更に備え、
前記電流瞳孔径変換手段が瞳孔径を前記光源電流制御手段に出力した後に、前記光源切替手段が前記光源を順次切り替えて、眼球を観察すること
を特徴とする請求項5に記載の眼球観察装置。
A pupil diameter comparing means for outputting a difference between a desired pupil diameter and a pupil diameter calculated by the pupil diameter calculating means;
The current value is output to the light source current control means so that the output of the pupil diameter comparison means becomes a desired value, and when the output of the pupil diameter comparison means reaches a desired value, the current value is output to the light source current control means at that time Feedback light source current setting means for outputting the measured current value;
A pupil diameter corresponding to the current value output by the feedback light source current setting means when the desired value is reached, is selected from the calibration table, and current pupil diameter conversion means is output to the light source current setting means;
Further comprising
6. The eyeball observation apparatus according to claim 5, wherein after the current pupil diameter conversion means outputs the pupil diameter to the light source current control means, the light source switching means sequentially switches the light sources to observe the eyeball. .
前記キャリブレーションテーブルから瞳孔径の縮小が飽和する瞳孔径を算出し、前記光源電流設定手段に出力する飽和瞳孔径算出手段と、
を更に備え、
前記光源電流設定手段は、前記飽和瞳孔径算出手段が出力した瞳孔径以下の任意の瞳孔径に対する各前記光源の電流値を前記キャリブレーションテーブルに基づき選択し、前記光源電流制御手段に出力すること、
を特徴とした請求項5に記載の眼球観察装置。
Calculating a pupil diameter at which pupil diameter reduction is saturated from the calibration table, and outputting to the light source current setting means;
Further comprising
The light source current setting unit selects a current value of each light source for an arbitrary pupil diameter equal to or smaller than the pupil diameter output from the saturation pupil diameter calculation unit based on the calibration table, and outputs the current value to the light source current control unit. ,
The eyeball observation device according to claim 5, wherein:
前記光源切替手段は、前記光源電流設定手段が電流値を前記光源電流制御手段に出力した後に、前記光源の何れかを点灯しておき、その後前記光源を順次切り替えて、そのときの眼球を観察すること
を特徴とする請求項2及び請求項5に記載の眼球観察装置。
The light source switching means turns on one of the light sources after the light source current setting means outputs a current value to the light source current control means, and then sequentially switches the light sources to observe the eyeball at that time The eyeball observation device according to claim 2, wherein the eyeball observation device is provided.
眼球に対して互いに異なる発光波長帯域の不可視光を照射する1つ以上の不可視光源と、
前記不可視光源各々の電流を制御する不可視光源電流制御手段と、
前記不可視光源電流制御手段に任意の電流値を出力する不可視光源電流設定手段と、
を更に備え、
前記光源切替手段は、前記光源および前記不可視光源の点灯及び消灯を制御するとともに、前記光源を順次点灯した後に前記不可視光源を点灯すること
を特徴とした請求項2及び請求項5に記載の眼球観察装置。
One or more invisible light sources that irradiate the eyeball with invisible light in different emission wavelength bands;
Invisible light source current control means for controlling the current of each invisible light source;
An invisible light source current setting means for outputting an arbitrary current value to the invisible light source current control means;
Further comprising
6. The eyeball according to claim 2, wherein the light source switching unit controls turning on and off of the light source and the invisible light source, and turns on the invisible light source after sequentially turning on the light source. Observation device.
前記光源切替手段は、前記光源を順次点灯した後、瞳孔の対光反射の潜時以内に、前記不可視光源を順次点灯し終えて、
眼球の観察を終えること
を特徴とした請求項9に記載の眼球観察装置。
The light source switching means sequentially turns on the invisible light source within the latency of pupillary light reflection after sequentially turning on the light source,
The eyeball observation device according to claim 9, wherein the eyeball observation is finished.
前記光源切替手段は、前記光源を順次点灯した後、200ミリ秒以内に、前記不可視光源を順次点灯し終えて、
眼球の観察を終えること
を特徴とした請求項10に記載の眼球観察装置。
The light source switching means sequentially turns on the invisible light source within 200 milliseconds after sequentially turning on the light sources,
The eyeball observation apparatus according to claim 10, wherein the eyeball observation is finished.
前記光源切替手段は前記光源の内何れか1つのみ点灯すること
を特徴とした請求項2及び請求項5に記載の眼球観察装置。
6. The eyeball observing device according to claim 2, wherein only one of the light sources is turned on by the light source switching unit.
前記光源切替手段は、眼球を観察するための前記光源の切り替え時に全ての前記光源が消灯する時間(以下、切替消灯時間と称す)を眼球がちらつきを感じない時間以下にすること、
を特徴とした請求項2及び請求項5に記載の眼球観察装置。
The light source switching means sets a time during which all the light sources are turned off at the time of switching the light source for observing an eyeball (hereinafter referred to as a switching off time) to a time during which the eyeball does not feel flickering,
The eyeball observation device according to claim 2 or 5, characterized by the above.
前記切替消灯時間は、17ミリ秒以下であること
を特徴とした請求項13に記載の眼球観察装置。

The eyeball observation device according to claim 13, wherein the switching off time is 17 milliseconds or less.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020534893A (en) * 2017-09-27 2020-12-03 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation Ophthalmoscopes, methods, and programs with natural pupil dilation

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