JP2020049154A - Eyeball imaging apparatus - Google Patents

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Masao Yamamoto
正男 山本
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Abstract

To improve an eyeball imaging apparatus so that the size of an eyeball and a pupil in an image picked up by an imaging element becomes constant even if a distance between the imaging element and the eyeball changes.SOLUTION: The eyeball imaging apparatus includes a lens system 11 and an imaging element. The lens system 11 forms an image of an image ray from an eyeball X located on the front side of the lens system 11 on the imaging surface of the imaging element, the principal ray of the image ray being parallel to an optical axis. In the figure, Y is an image on the imaging surface.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、被験者の眼球の撮像を行うための眼球撮像装置に関する。   The present invention relates to an eyeball imaging device for imaging a subject's eyeball.

眼球撮像装置が古くから知られている。
眼球撮像装置は、例えば、被験者において、交感神経と副交感神経とのいずれが優位かということを判定するために用いられる。
Eyeball imaging devices have been known for a long time.
The eyeball imaging apparatus is used, for example, in a subject to determine which of the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve is superior.

瞳孔が、交感神経と副交感神経の二重支配を受けていることは、医学の分野で古くから知られている。瞳孔の拡大(散瞳)は交感神経のはたらきによって実現され、瞳孔の縮小(縮瞳)は、副交感神経のはたらきによって実現される。
したがって、刺激光を被験者の目に照射して瞳孔がどのように反応するかを観察することにより、交感神経と副交感神経とのどちらが優位にはたらいているか、ということを判定することができる。
例えば、交感神経が優位である場合には一般に被験者は、緊張状態、興奮状態にあり、副交感神経が優位である場合には一般に被験者は、リラックス状態、鎮静状態にある。したがって、瞳孔の反応を観察することにより、交感神経と副交感神経とのいずれが優位であるかという判定を行うことができる。
それのみならず、瞳孔の反応を観察することにより、例えば被験者の現時点における心身の状態を、判定することが可能となり、更には、本願発明者の最近の研究によりわかってきたことであるが、瞳孔の反応から、被験者がストレスを抱えているかといった判定、或いは睡眠不足の状態にあるかといった判定も行える可能性がある。
しかも、周知のように、交感神経と副交感神経とはともに、被験者の意思とは無関係に働く自律神経に属する。したがって、かかる判定の結果は、被験者の意思によって誤魔化すことができないという点で信頼性が高い。そのような点に鑑みると、瞳孔を観察するための技術は、今後大きなマーケットを生じる可能性がある。
It has long been known in the medical field that the pupil is subject to dual control of the sympathetic and parasympathetic nerves. Pupil enlargement (mydriasis) is realized by the action of the sympathetic nerve, and pupil reduction (miosis) is realized by the action of the parasympathetic nerve.
Therefore, by irradiating the subject with the stimulating light and observing how the pupil reacts, it is possible to determine which of the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve is acting predominantly.
For example, when the sympathetic nerve is dominant, the subject is generally in a nervous state or an excited state, and when the parasympathetic nerve is dominant, the subject is generally in a relaxed state or a sedated state. Therefore, by observing the reaction of the pupil, it is possible to determine which of the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve is superior.
In addition, by observing the reaction of the pupil, for example, it is possible to determine the state of mind and body of the subject at the present time, furthermore, it has been found from recent research of the present inventor, From the pupil response, it may be possible to determine whether the subject is under stress, or whether the subject is in a state of lack of sleep.
Moreover, as is well known, both the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve belong to the autonomic nerves that work independently of the subject's intention. Therefore, the result of such determination is highly reliable in that it cannot be misled by the subject's will. In view of such a point, the technique for observing the pupil may create a large market in the future.

上述の如き刺激光に対する瞳孔の反応の観察の方法は、判定結果の正確性、或いは一定性を担保するために、過去の研究の結果によってある程度定型化されている。一般的には、刺激光を照射した後5、6秒の間に瞳孔の大きさがどのように変化するか、ということに基づいて上述の判定が行われる。
もっとも、本願発明者の知見によれば、瞳孔の大きさが変化していく過程のみならず、瞳孔の大きさの絶対値をも正確に測定することができれば、従来できなかった判定を行えるようになるか、或いは従来からできた判定をより精度を高く行えるようになる可能性がある。
The method of observing the response of the pupil to the stimulating light as described above is standardized to some extent based on the results of past studies in order to ensure the accuracy or the consistency of the determination result. Generally, the above-described determination is made based on how the size of the pupil changes within 5 to 6 seconds after irradiation with the stimulating light.
However, according to the knowledge of the inventor of the present application, not only the process of changing the size of the pupil, but also the absolute value of the size of the pupil can be accurately measured, so that a judgment that could not be performed conventionally can be performed. Or it may be possible to perform the determination made conventionally with higher accuracy.

しかしながら、従来から存在する眼球撮像装置では、瞳孔の大きさの絶対値を把握することは難しい。それは以下のような理由による。
眼球撮像装置は、通常、撮像の対象となる被験者の眼球である対象眼球(通常は1つの眼球であるが、2つの眼球でも良い。)からの像光を撮像する、撮像を行う機能を持つ撮像面を有する撮像素子と、撮像面に対象眼球からの像光を結像させるレンズ系とを備えている。
瞳孔の撮像を行う際、被験者は、レンズ系の前側(本願では、像光の光軸上であって、レンズ系を挟んで撮像素子の反対側に位置する範囲を「レンズ系の前側」と定義する。)の所定の位置に撮像の対象となる対象眼球を固定的に位置決めする。その状態で対象眼球は、撮像素子によって撮像されるのであるが、像光を撮像素子の撮像面に結像させるためのレンズ系が一般的なものであると、撮像素子から対象眼球までの距離が遠ければ遠い程、或いは対象眼球から撮像素子に至る像光の光路が長ければ長い程、撮像素子で捉えられた対象眼球の画像中における対象眼球の大きさは小さくなってしまう。これでは、対象眼球に対する瞳孔の相対的な大きさや、瞳孔の大きさが刺激光が照射された後にどのように変化するかということを上述の画像から特定乃至把握することは可能であるが、瞳孔の大きさの絶対値を特定乃至把握することは困難となる。
従来の眼球撮像装置には、対象眼球の周囲をその先端に押し当てることができるようにされた筒状のフードが設けられており、瞳孔の撮像を行う際に被験者がフード先端の縁を対象眼球の周囲に押し当てることで、対象眼球の撮像素子に対する位置決めを可能とするものがある。しかしながら、眼窩の形状、眼球の出っ張りの程度等に個人差があるため、上述のフードの如き工夫があったとしても、対象眼球の撮像素子に対する位置決めを正確に行うことは難しい。
これはすなわち、瞳孔の絶対的な大きさを撮像素子で得られた画像から特定乃至把握することが難しい、ということを意味する。
However, it is difficult to grasp the absolute value of the size of the pupil with a conventional eyeball imaging apparatus. It is for the following reasons.
An eyeball imaging apparatus has a function of performing imaging, which captures image light from a target eyeball (usually one eyeball, but may be two eyes) which is an eyeball of a subject to be imaged. An imaging device having an imaging surface and a lens system for forming image light from a target eyeball on the imaging surface are provided.
When imaging the pupil, the subject examines the front side of the lens system (in this application, the range located on the optical axis of the image light and opposite to the imaging device with the lens system interposed therebetween is referred to as “the front side of the lens system”. The target eyeball to be imaged is fixedly positioned at a predetermined position. In this state, the target eyeball is imaged by the image sensor, but if a lens system for forming image light on the imaging surface of the image sensor is common, the distance from the image sensor to the target eyeball is large. The size of the target eyeball in the image of the target eyeball captured by the image sensor decreases as the distance increases, or as the optical path of the image light from the target eyeball to the image sensor increases. In this case, it is possible to specify or grasp the relative size of the pupil with respect to the target eyeball and how the pupil size changes after the stimulating light is irradiated from the above-described image. It is difficult to specify or grasp the absolute value of the pupil size.
The conventional eyeball imaging device is provided with a cylindrical hood that can press the periphery of the target eyeball against the tip thereof, and when performing imaging of the pupil, the subject can target the edge of the tip of the hood. In some cases, the target eyeball can be positioned with respect to the image sensor by pressing the eyeball around the eyeball. However, since there are individual differences in the shape of the orbit, the degree of protrusion of the eyeball, and the like, it is difficult to accurately position the target eyeball with respect to the image sensor even with the above-described hood.
This means that it is difficult to specify or grasp the absolute size of the pupil from the image obtained by the image sensor.

同様の課題は、眼球撮像装置が光刺激に対する瞳孔反応を観察するために用いられる場合以外にも存在する。眼球撮像装置は、例えば、虹彩認証の目的でも使用されうる。
そのような分野においても、同一人物の眼球を撮像する場合に、眼球中の虹彩の大きさを画像中で常に一定にすることができれば、認証の精度を上げられるか或いは認証に必要なコンピュータによる処理を軽くすることができる可能性がある。
Similar problems exist other than when an eyeball imaging device is used to observe a pupil response to a light stimulus. The eyeball imaging device can also be used, for example, for the purpose of iris authentication.
Even in such a field, when the same person's eyeball is imaged, if the size of the iris in the eyeball can always be kept constant in the image, the accuracy of authentication can be increased or the computer required for authentication can be used. Processing may be lighter.

本願発明は、撮像素子で得られた画像中に写り込んだ物(例えば瞳孔)の絶対的な大きさを特定乃至把握することが可能な眼球撮像装置を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide an eyeball imaging apparatus capable of specifying or grasping the absolute size of an object (for example, a pupil) reflected in an image obtained by an imaging element.

上述の課題を解決するため、本願発明者は以下の発明を提案する。
本願発明は、撮像の対象となる被験者の眼球である対象眼球からの像光を撮像する、撮像を行う機能を持つ撮像面を有する撮像素子と、前記撮像面に前記対象眼球からの前記像光を結像させるレンズ系とを備えてなる眼球撮像装置である。
そして、かかる眼球撮像装置における前記レンズ系は、前記対象眼球からの像光のうち、光軸に沿って前記レンズ系に入射する平行光を前記撮像素子の前記撮像面に結像させるようになっている。
従来の眼球撮像装置では、上述のように、撮像素子から対象眼球までの距離が遠ければ遠い程、或いは対象眼球から撮像素子に至る像光の光路が長ければ長い程、撮像素子で捉えられた対象眼球の画像中における対象眼球の大きさは小さくなってしまう。その原因を本願発明者が分析した結果、従来の眼球撮像装置におけるレンズ系は、対象眼球からレンズ系に向かってくる像光のうち、光軸に向けてその径が拡大していくものを撮像素子の撮像面に結像させるようになっているからである、ということが判明した。そのような像光が撮像素子の撮像面に結像する、つまりは撮像素子で撮像される対象となるのであれば、撮像面から対象眼球が離れる程、像光の始点となる範囲は小さくなってしまうから、撮像素子で生成された画像データに基づく画像中に写り込んだ対象眼球の大きさは小さくなってしまう。つまり、従来の眼球撮像装置の撮像素子で得られた画像中に写り込んだ物(眼球、瞳孔、虹彩等)の絶対的な大きさを、上述の画像から特定乃至把握することは困難である。
撮像素子から対象眼球までの距離が遠ければ遠い程、或いは対象眼球から撮像素子に至る像光の光路が長ければ長い程、撮像素子で生成された画像データに基づく画像中に写り込んだ対象眼球の大きさを小さくする上述の原因を、本願発明では、対象眼球からの像光のうち、光軸に沿って前記レンズ系に入射する平行光を撮像素子に結像させるレンズ系を採用することにより解消した。かかるレンズ系によれば、撮像素子の撮像面に結像する像光の始点となる範囲は、その始点がレンズ系の前側で前後したとしても、つまり、対象眼球から撮像素子に至る像光の光路長が変化したとしても、対象眼球がレンズ系の前側に位置する限りその大きさに変化がない。したがって、かかるレンズ系を採用することにより、対象眼球の位置がレンズ系の前側で多少前後したとしても、撮像素子で得られる画像に写り込んだ物(眼球、瞳孔、虹彩等)の大きさに変化が生じないことになる。もちろん、画像中における瞳孔の大きさが実際の対象眼球における瞳孔の大きさと比較してどのような関係にあるかということを予め設定しておく必要はあるが、それさえしておけば、本願発明による眼球撮像装置によって得られた画像に写り込んだ瞳孔の大きさから実際の対象眼球における瞳孔の大きさを特定乃至把握することが可能となる。実際に本願発明者が試作した眼球撮像装置では、対象眼球から撮像素子までの光路にある基準点を基準として±5mmの幅が生じたとしても、撮像素子で生成された画像データに基づく画像中における物(眼球、瞳孔、虹彩等)の大きさには、1%程の変化しか生じなかった。
本願発明におけるレンズ系は、上述のように、対象眼球からの像光のうち、光軸に沿って前記レンズ系に入射する平行光を撮像素子に結像させるものとなっている。かかるレンズ系には、被写体側(物体側)において平行光である像光を、像面側で結像させる、或いは、被写体側(物体側)において主光線が光軸と平行である像光を、像面側で結像させるものとされた、公知或いは周知のテレセントリックレンズ系を応用することができる。公知或いは周知のテレセントリックレンズ系は一般に、複数のレンズからなるが、本願発明におけるレンズ系もそれを踏襲することができる。もっとも、本願発明におけるレンズ系は、必ずしも複数である必要はなく、またのレンズに加えて他の光学要素を含んでいても構わない。例えば、レンズ系を構成するレンズ(レンズが複数枚の場合には例えば最も撮像素子よりのもの)と、撮像素子との間に絞りを設けることも可能である。
なお、本願発明における対象眼球は被験者の両目であっても良いが片目であっても良い。
これには限られないが本願発明における前記レンズ系は、平行光である前記像光を収束させ中間像を生成する被写体側レンズと、前記中間像を生成した後の前記像光を前記撮像素子の前記撮像面に結像させる像面側レンズと、を備えていても構わない。その場合、前記被写体側レンズと、前記像面側レンズとの少なくとも一方は、正のパワーを持つ複数枚のレンズにより構成されていてもよい。被写体側レンズは被験者の目からの平行光である像光を通過させるものであるため、例示するのであれば、少なくとも30mm程度、好ましくは40mm程度のある程度大きな口径を必要とする。そうすると、口径が大きな被写体側レンズのf値はいきおい大きくなり、特段の工夫を行わないのであれば、被写体側レンズから撮像素子の撮像面までの距離が200mm程度或いはそれ以上と長くなってしまいがちである。これを放置すると眼球撮像装置の大型化を招く。被写体側レンズを正のパワーを持つ複数のレンズから構成することとすればそのf値を小さくすることができるので、被写体側レンズから撮像素子の撮像面までの距離を小さくすることが可能となる。像面側レンズを正のパワーを持つ複数のレンズから構成しても同様の効果を得ることができる。被写体側レンズと、像面側レンズの双方を正のパワーを持つ複数のレンズから構成することも可能である。被写体側レンズを構成する正のパワーを持つ複数のレンズを、光軸上で当接させるか或いは極めて近接させるようにすると眼球撮像装置を小型化するのに有利である。像面側レンズを構成する正のパワーを持つ複数のレンズを、光軸上で当接させるか或いは極めて近接させるようにすると眼球撮像装置を小型化するのに有利である。また、像面側レンズ(像面側レンズが正のパワーを持つ複数のレンズにより構成される場合は、その最も対物側レンズに近いもの)の対物側レンズよりの面は、中間像の直後に配すると眼球撮像装置を小型化するのに有利である。また、眼球撮像装置を小型化するのであれば、被写体側レンズと像面側レンズとの少なくとも一方をガラス製とするのが好ましい。
前記像面側レンズは、オートフォーカス機能を有していてもよい。本願の眼球撮像装置では、眼球とレンズ系との距離、或いは眼球と撮像素子の撮像面までの距離が変わったとしても撮像素子で撮像した画像に写り込んだ眼球の大きさは変わらないものの、その距離が過度に変わると、画像がピントの合っていないものとなることがある。像面側レンズがオートフォーカス機能を有している(公知或いは周知のオートフォーカス機構の一部としてオートフォーカス機構に組み込まれている)と、例えば、被験者ごとの個人差により眼球が多少光軸方向で前後に移動する場合であっても、ピントが合う範囲が広くなるため撮像素子で撮像された画像がピントの合ったものとなる。
前記被写体側レンズは、非球面レンズであってもよい。これにより、画像に生じる収差を抑えられる。この効果は、特にオートフォーカス機能を像面側レンズに持たせた場合に顕著に現れる。
In order to solve the above-mentioned problem, the present inventor proposes the following invention.
The present invention is directed to an image pickup device having an image pickup surface having a function of performing image pickup, which picks up image light from a target eyeball which is an eyeball of a subject to be imaged, and the image light from the target eyeball on the image pickup surface An eyeball imaging apparatus including a lens system that forms an image.
The lens system in the eyeball imaging apparatus is configured to form, among image light from the target eyeball, parallel light incident on the lens system along an optical axis on the imaging surface of the imaging device. ing.
In the conventional eyeball imaging device, as described above, the farther the distance from the imaging device to the target eyeball, or the longer the optical path of image light from the target eyeball to the imaging device, the longer the image was captured by the imaging device. The size of the target eyeball in the image of the target eyeball becomes small. As a result of analyzing the cause by the present inventor, the lens system in the conventional eyeball imaging apparatus captures an image light whose diameter increases toward the optical axis among image light coming from the target eyeball toward the lens system. It has been found that this is because an image is formed on the imaging surface of the element. If such image light forms an image on the imaging surface of the image sensor, that is, if it is a target to be imaged by the image sensor, the further away the target eyeball is from the imaging surface, the smaller the range of the starting point of the image light becomes. Therefore, the size of the target eyeball reflected in the image based on the image data generated by the image sensor becomes small. That is, it is difficult to specify or grasp the absolute size of an object (eyeball, pupil, iris, etc.) reflected in an image obtained by the imaging element of the conventional eyeball imaging apparatus from the above-described image. .
The farther the distance from the image sensor to the target eyeball, or the longer the optical path of the image light from the target eyeball to the image sensor, the longer the target eyeball reflected in the image based on the image data generated by the image sensor. In the present invention, the above-described cause of reducing the size of the lens system is to adopt a lens system that forms parallel light incident on the lens system along the optical axis out of image light from the target eyeball on the image sensor. It was solved by. According to such a lens system, the range that is the starting point of the image light that forms an image on the imaging surface of the imaging element is, even if the starting point moves back and forth on the front side of the lens system, that is, the range of the image light from the target eyeball to the imaging element. Even if the optical path length changes, the size does not change as long as the target eyeball is located on the front side of the lens system. Therefore, by adopting such a lens system, even if the position of the target eyeball slightly fluctuates on the front side of the lens system, the size of the object (eyeball, pupil, iris, etc.) reflected in the image obtained by the image sensor is reduced. No change will occur. Of course, it is necessary to set in advance how the size of the pupil in the image is related to the size of the pupil in the actual target eyeball. The size of the pupil in the actual target eyeball can be specified or grasped from the size of the pupil reflected in the image obtained by the eyeball imaging apparatus according to the present invention. In fact, in the eyeball imaging apparatus prototyped by the inventor of the present application, even if a width of ± 5 mm occurs with respect to a reference point in the optical path from the target eyeball to the imaging element, the image based on the image data generated by the imaging element The size of the object (eyeball, pupil, iris, etc.) at the time indicated only about 1% change.
As described above, the lens system in the present invention forms parallel light incident on the lens system along the optical axis out of image light from the target eyeball on the image sensor. In such a lens system, image light that is parallel light on the object side (object side) is formed on the image plane side, or image light whose principal ray is parallel to the optical axis on the object side (object side) is generated. A known or well-known telecentric lens system that forms an image on the image plane side can be applied. A known or well-known telecentric lens system generally includes a plurality of lenses, but the lens system according to the present invention can follow that. However, the lens system in the present invention is not necessarily required to be plural, and may include other optical elements in addition to other lenses. For example, it is also possible to provide a diaphragm between a lens constituting the lens system (for example, when there are a plurality of lenses, for example, the one closest to the image sensor) and the image sensor.
The target eyeball in the present invention may be both eyes of the subject, or may be one eye.
Although not limited thereto, the lens system according to the present invention includes a subject-side lens that converges the image light, which is parallel light, to generate an intermediate image, and the image sensor that generates the intermediate image. And an image-side lens for forming an image on the imaging surface. In that case, at least one of the subject side lens and the image plane side lens may be configured by a plurality of lenses having positive power. Since the subject-side lens allows image light, which is parallel light from the subject's eyes, to pass through, it requires a relatively large aperture of at least about 30 mm, preferably about 40 mm, for example. In this case, the f-number of the subject-side lens having a large aperture becomes extremely large, and unless special measures are taken, the distance from the subject-side lens to the imaging surface of the image sensor tends to be as long as about 200 mm or more. It is. If left unchecked, the size of the eyeball imaging device will increase. If the object side lens is composed of a plurality of lenses having positive power, the f-number can be reduced, so that the distance from the object side lens to the imaging surface of the image sensor can be reduced. . The same effect can be obtained even if the image-side lens is composed of a plurality of lenses having positive power. Both the object side lens and the image plane side lens can be composed of a plurality of lenses having positive power. It is advantageous to reduce the size of the eyeball imaging apparatus by making a plurality of lenses having a positive power that make up the subject-side lens abut on or very close to each other on the optical axis. It is advantageous to reduce the size of the eyeball imaging apparatus by bringing a plurality of lenses having a positive power, which constitute the image-side lens, into contact with or extremely close to each other on the optical axis. Further, the surface of the image-side lens (when the image-side lens is composed of a plurality of lenses having positive power, the one closest to the objective-side lens) is located immediately after the intermediate image. This arrangement is advantageous in reducing the size of the eyeball imaging device. In order to reduce the size of the eyeball imaging device, it is preferable that at least one of the subject-side lens and the image-side lens is made of glass.
The image plane side lens may have an autofocus function. In the eyeball imaging device of the present application, even if the distance between the eyeball and the lens system, or the distance between the eyeball and the imaging surface of the imaging device changes, the size of the eyeball reflected in the image captured by the imaging device does not change, If the distance changes too much, the image may be out of focus. If the image-side lens has an autofocus function (known or incorporated in the autofocus mechanism as a part of a well-known autofocus mechanism), for example, the eyeball may slightly move in the optical axis direction due to individual differences between subjects. Therefore, even if the camera moves back and forth, the range of focus is widened, so that the image captured by the image sensor is in focus.
The subject side lens may be an aspheric lens. Thereby, the aberration occurring in the image can be suppressed. This effect is particularly noticeable when the image-side lens is provided with an autofocus function.

これには限られないが、本願発明の眼球撮像装置は、前記レンズ系の前側に、前記被験者が前記対象眼球の周囲を当接させることで前記対象眼球の前記レンズ系に対する相対的な位置決めを可能とする位置決め部材を備えていてもよい。位置決め部材は、レンズ系に対して対象眼球の相対的な位置決めが可能なのであればどのように構成されていても構わない。
例えば、前記位置決め部材は、前記対象眼球の周囲一周を押し当てることができ、且つ外光を遮蔽することができる筒状の部材であってもよい。対象眼球が1つの場合には位置決め部材を構成する筒は、その縁が片目の周りに押し当てられ、対象眼球が2つの場合には位置決め部材を構成する筒は、その縁が両目の周りに押し当てられることになる。位置決め部材が上述のごとき筒状の部材であるとき、前記撮像素子は、外光を含まない状態で前記像光を撮像するようになっていてもよい。外光を遮断することによって、一定の条件下での撮像が可能となるので、撮像素子によって得られる対象眼球が写り込んだ画像が安定したものとなる。
Although not limited to this, the eyeball imaging apparatus of the present invention is configured such that the subject abuts around the target eyeball on the front side of the lens system to position the target eyeball relative to the lens system. It may have a positioning member that enables it. The positioning member may have any configuration as long as the positioning of the target eyeball relative to the lens system is possible.
For example, the positioning member may be a cylindrical member capable of pressing around the periphery of the target eyeball and shielding external light. When the number of target eyeballs is one, the cylinder constituting the positioning member is pressed around one eye, and when the number of target eyeballs is two, the cylinder constituting the positioning member is such that the edge thereof surrounds both eyes. You will be pressed. When the positioning member is a cylindrical member as described above, the imaging element may capture the image light in a state where external light is not included. By blocking external light, imaging can be performed under certain conditions, so that the image of the target eyeball obtained by the imaging device is stable.

本願発明における眼球撮像装置における前記撮像素子は、不可視光領域の波長の前記像光を撮像するようになっていてもよい。その場合、本願発明の眼球撮像装置は、前記像光を生じるために前記対象眼球に照射される照明光を照射する照明光源を有していてもよい。これにより、照明光が瞳孔の大きさに影響を与えることを防止することが可能となる。
本願発明における眼球撮像装置は、前記対象眼球に可視光領域の光である刺激光を照射する刺激光光源を有していてもよい。刺激光光源からの刺激光を、瞳孔に拡縮の反応を生じさせるきっかけとすることが可能となる。
刺激光光源を備える眼球撮像装置は、刺激光に対する瞳孔反応を観察するための装置として応用することが可能である。その場合には、撮像素子が生成する画像データは、動画の画像についてのものである必要がある。他方、例えば、眼球撮像装置が虹彩認証を目的とするのであれば、撮像素子が生成する画像データは動画の画像についてのものであってもよいが、静止画の画像についてのものであってもよい。
The imaging device in the eyeball imaging device according to the present invention may capture the image light having a wavelength in an invisible light region. In that case, the eyeball imaging device of the present invention may include an illumination light source that emits illumination light that is emitted to the target eyeball to generate the image light. This makes it possible to prevent the illumination light from affecting the size of the pupil.
The eyeball imaging device according to the present invention may include a stimulus light source that irradiates the target eyeball with stimulus light that is light in a visible light region. The stimulating light from the stimulating light source can be used as a trigger for causing a pupil expansion / contraction reaction.
An eyeball imaging device provided with a stimulating light source can be applied as a device for observing a pupil response to stimulating light. In that case, the image data generated by the image sensor needs to be for a moving image. On the other hand, for example, if the eyeball imaging device is intended for iris authentication, the image data generated by the imaging device may be for a moving image, or may be for a still image. Good.

一実施形態における眼球撮像装置の外観を概略的に示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating an appearance of an eyeball imaging apparatus according to an embodiment. 図1に示した眼球撮像装置の頭部の水平断面図。FIG. 2 is a horizontal sectional view of the head of the eyeball imaging apparatus shown in FIG. 1. 図1に示した眼球撮像装置の垂直断面図。FIG. 2 is a vertical sectional view of the eyeball imaging apparatus shown in FIG. 1. 図1に示した眼球撮像装置で撮像を行うときにおける照明光と反射光の振る舞いを説明するための図。FIG. 2 is a diagram for explaining the behavior of illumination light and reflected light when imaging is performed by the eyeball imaging apparatus illustrated in FIG. 1. 図1に示した眼球撮像装置の撮像素子で撮像される像光の振る舞いを説明するための側面図。FIG. 2 is a side view for explaining the behavior of image light captured by the imaging device of the eyeball imaging apparatus illustrated in FIG. 1. 眼球撮像装置で採用され得る他のレンズ系の構成と、その場合に撮像素子で撮像される像光の振る舞いを説明するための側面図。FIG. 10 is a side view for explaining the configuration of another lens system that can be employed in the eyeball imaging apparatus and the behavior of image light captured by the imaging element in that case.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に、この実施形態における眼球撮像装置の外観を示す斜視図を示す。
この実施形態における眼球撮像装置では、撮像の対象となるのは被験者の眼球である。撮像の対象となる眼球を、対象眼球と称することとすれば、対象眼球は被験者の両目であっても良いし、片目であってもよい。これには限られないが、この実施形態における対象眼球は被験者の片目であるものとする。また、これには限られないがこの実施形態における眼球撮像装置は、刺激光に対する瞳孔の反応を観察することを目的とするものとされる。
後述する撮像素子により、被験者の対象眼球(以後、対象眼球を単に「眼球」という場合がある。)が撮像され、撮像素子によって被験者の眼球が写り込んだ画像についての画像データが撮像素子の機能によって生成される。この実施形態における眼球撮像装置の使用目的が上述の通りであるので、撮像素子によって得られる画像データに基づく画像はこの実施形態では動画である。また、この実施形態における眼球撮像装置の使用目的が上述の通りであるので、撮像素子によって得られる画像データに基づく動画の画像は、例えば、それを医師等が見ることにより、刺激光に基づく瞳孔の反応を観察することができるようなものとされる。
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an eyeball imaging apparatus according to this embodiment.
In the eyeball imaging apparatus according to this embodiment, the subject to be imaged is the subject's eyeball. If the eyeball to be imaged is referred to as a target eyeball, the target eyeball may be both eyes of the subject or one eye. Although not limited to this, the target eyeball in this embodiment is assumed to be one eye of the subject. Further, although not limited to this, the eyeball imaging apparatus according to this embodiment is intended to observe the response of the pupil to the stimulating light.
A target eyeball of a subject (hereinafter, the target eyeball may be simply referred to as an “eyeball”) is imaged by an imaging device described later, and image data of an image in which the subject's eyeball is captured by the imaging device is used as a function of the imaging device. Generated by Since the purpose of use of the eyeball imaging apparatus in this embodiment is as described above, the image based on the image data obtained by the imaging device is a moving image in this embodiment. Further, since the purpose of use of the eyeball imaging apparatus in this embodiment is as described above, the image of the moving image based on the image data obtained by the imaging device is, for example, a pupil based on the stimulating light when a doctor or the like views it. The reaction can be observed.

この実施形態における眼球撮像装置は、手持ち可能とされた把持部10と、把持部10の例えば上端の前側に設けられた頭部20とを備えている。
把持部10と頭部20は、これには限られないが例えば不透明な樹脂製である。少なくとも頭部20は、不透明な素材でできている必要がある。それらの内部は中空であり、後述するようにしてその内部に種々の部品が内蔵され、或いは取付けられる。把持部10及び頭部20は部品が内蔵されるので、部品が内蔵される事実上のケースとして機能する。
把持部10は、片手で手持ちすることができる形状となっており、これには限られないがこの実施形態では棒状或いは円柱状の形状とされている。
頭部20は先端に向かってやや広がるようにされた、その断面が例えば略矩形状とされた筒であり、不透明な素材例えば不透明な樹脂でできている。頭部20の先端(使用時に、被験者の顔に対面される側、図1における手前側)には開口21が設けられている。これには限られないが、この実施形態における開口21は、その四隅が丸められた横長の略矩形である。この眼球撮像装置は、被験者自身、或いは被験者以外の医師等がその把持部10を把持して、頭部20の先端の開口21の縁を被験者のいずれかの目である眼球の周囲に当接させた状態で用いられる。開口21の縁を隙間なく眼球の周りに押付けることにより、頭部20を構成する樹脂が不透明なこともあり、頭部20の内側に外光が入り込まない状態を作り出せるようになっている。
なお、この実施形態における眼球は1つであるが、それが2つである場合には、開口21は更に横長になり、両目の周囲にその開口21のうちを押付けることが可能とされる。
The eyeball imaging apparatus according to this embodiment includes a gripper 10 that can be held by hand, and a head 20 that is provided, for example, on the front side of the upper end of the gripper 10.
The grip 10 and the head 20 are made of, for example, but not limited to, opaque resin. At least the head 20 must be made of an opaque material. Their interiors are hollow, and various components are built in or attached to them as described below. Since the grip 10 and the head 20 have built-in components, they function as a practical case in which components are built.
The grip portion 10 has a shape that can be held by one hand, and is not limited to this, and has a rod shape or a column shape in this embodiment.
The head 20 is a tube whose cross section is, for example, substantially rectangular, which is slightly widened toward the tip, and is made of an opaque material such as an opaque resin. An opening 21 is provided at the tip of the head 20 (the side facing the face of the subject during use, the near side in FIG. 1). Although not limited to this, the opening 21 in this embodiment is a horizontally long substantially rectangular shape whose four corners are rounded. In this eyeball imaging apparatus, the subject itself or a doctor or the like other than the subject grips the gripper 10 and abuts the edge of the opening 21 at the tip of the head 20 around the eyeball, which is one of the eyes of the subject. It is used in the state where it was made. By pressing the edge of the opening 21 around the eyeball without any gap, the resin constituting the head 20 may be opaque, so that a state in which external light does not enter the inside of the head 20 can be created.
In this embodiment, the number of the eyeballs is one. However, when the number of the eyeballs is two, the opening 21 is further elongated horizontally, so that the opening 21 can be pressed around the eyes. .

図2に眼球撮像装置における頭部20の水平断面図を、図3に眼球撮像装置全体の垂直断面図をそれぞれ示す。
頭部20の内部の図1における手前側には、レンズ系11、照明光光源31A、刺激光光源31B、及び第1偏光板32が設けられている。また、頭部20の内部の図1における奥側には、第2偏光板33及び撮像素子12が設けられている。
FIG. 2 is a horizontal sectional view of the head 20 of the eyeball imaging device, and FIG. 3 is a vertical sectional view of the entire eyeball imaging device.
1, the lens system 11, the illumination light source 31A, the stimulating light source 31B, and the first polarizing plate 32 are provided inside the head 20 in FIG. The second polarizing plate 33 and the imaging device 12 are provided on the inner side of the head 20 in FIG.

この実施形態において、照明光光源31Aは複数である。照明光光源31Aは、照明光としての自然光を発するものである。それが可能な限り照明光光源31Aは電球、LED等適宜のもので構成することができる。この実施形態における照明光光源31Aはこれには限られないがLEDである。照明光光源31Aは、これには限られないが、ある程度の指向性をもって対象物たる眼球の表面に向けて光を発するようになっている。後述するように、撮像時において、眼球は、開口21の略中央に位置することになるので、各照明光光源31Aから照射される光の光軸は、概ね開口21の中央の方向を向いている。それにより、撮像時に眼球が位置することが予定された一定の範囲は、照明光光源31Aからの照明光によりある程度一様の明るさで照明されることになる。なお、照明光光源31Aは、頭部20に固定された基板に固定されているが、基板の図示は省略している。
照明光光源31Aが発する照明光の波長には特に制限はない。一般的な白色光を照明光光源31Aが発するようになっていても良い。もっとも、被験者の目へ生理的な影響を与えないようにすることを重視するのであれば、照明光の波長は不可視光領域の波長とすべきであり、これには限られないがこの実施形態における照明光は、不可視光領域の波長の光、より詳細には、赤外領域の波長の光とされている。この実施形態の照明光光源31Aは、赤外領域のうちの特定の波長範囲の波長の光を選択的に発生させるLEDにて構成されている。この実施形態の照明光光源31Aが照射する光の波長は、例えば、900nm或いはそれよりも長いものとされている。照明光の波長を長くしても、この実施形態における第1偏光板32と第2偏光板33に用いられる直線偏光板(より詳細には、ワイヤグリッド偏光板、これらについては後述する。)によって艶消しの画像を得ることに対する影響は生じない。しかしながら波長が過度に長いと、一般的な撮像素子12による撮像は行いにくくなる。このような点を考慮し、照明光の波長を900nmよりも長い範囲で適当に選択すべきである。
他方、刺激光光源31Bは、瞳孔に反応を生じさせるための刺激光を照射するものとなっている。刺激光光源31Bからの刺激光は、眼球撮像装置において眼球が撮像されるときに眼球が位置することが予定された一定の範囲(少なくとも瞳孔が位置することが予定された範囲)に照射される。刺激光は、瞳孔反射を生じさせるためのものであるから、その波長領域は可視光領域のものである光がある。その条件が満たされる限り、刺激光は、或いは刺激光光源31Bはどのようなものであってもよい。後述するように刺激光光源31Bは複数である。また、刺激光光源31Bは例えば、LEDによって構成されている。
上述したように、この実施形態における照明光光源31Aは、これには限られないが複数である。各照明光光源31Aは、頭部20の開口21付近に位置しており、この実施形態では、開口21の図1における水平方向の両外側における頭部20の壁のやや内側に位置している。開口21の右側と左側に位置する照明光光源31Aはそれぞれ、直線状に、より正確には、図1における鉛直方向に、この実施形態では複数個ずつ並んでいる。開口21の右側と左側に位置する照明光光源31Aはそれぞれ、照明光の光路(光軸)を挟み且つ照明光の光路(光軸)と垂直となるようにして直線状に並んでいる。図3に示したように、開口21の右側において上下方向に並ぶ照明光光源31Aの数は5つであり、開口21の左側においても同様である。もっとも、当然に開口21の右側と左側上下方向に並べた照明光光源31Aの数は5つずつである必要がなく、もっと言えば複数である必要もない。
他方、刺激光光源31Bは、5つで1組となった上述の照明光光源31Aのうちの最も上に位置するものの更に上側に1つずつ設けられている。もっとも、刺激光光源31Bは、この位置に存在する必要はなく、また複数である必要はない。
これには限られないが、この実施形態における照明光光源31Aは常時点灯するようになっている。他方、刺激光光源31Bは、適当なタイミングで短時間、例えば0.5から0.6秒程度だけ点灯するようになっている。刺激光光源31Bは、把持部10に設けられた図示せぬスイッチを操作することにより点灯するようになっているものとする。
In this embodiment, there are a plurality of illumination light sources 31A. The illumination light source 31A emits natural light as illumination light. As long as it is possible, the illumination light source 31A can be composed of an appropriate one such as a light bulb or an LED. The illumination light source 31A in this embodiment is an LED, although not limited thereto. The illuminating light source 31A emits light toward the surface of the target eyeball with a certain degree of directivity, although not limited thereto. As will be described later, at the time of imaging, the eyeball is located substantially at the center of the opening 21. Therefore, the optical axis of the light emitted from each of the illumination light sources 31A generally faces the center of the opening 21. I have. As a result, a certain range in which the eyeball is expected to be located at the time of imaging is illuminated with the illumination light from the illumination light source 31A with a somewhat uniform brightness. The illumination light source 31A is fixed to a substrate fixed to the head 20, but illustration of the substrate is omitted.
The wavelength of the illumination light emitted from the illumination light source 31A is not particularly limited. The illumination light source 31A may emit general white light. However, if emphasis is placed on not having a physiological effect on the subject's eyes, the wavelength of the illumination light should be in the invisible light range, and is not limited to this. Is illumination light having a wavelength in the invisible light region, more specifically, light having a wavelength in the infrared region. The illumination light source 31A of this embodiment is configured by an LED that selectively generates light having a wavelength in a specific wavelength range in the infrared region. The wavelength of the light emitted from the illumination light source 31A of this embodiment is, for example, 900 nm or longer. Even if the wavelength of the illumination light is increased, the linear polarizers (more specifically, wire grid polarizers, which will be described later) used for the first polarizer 32 and the second polarizer 33 in this embodiment are used. There is no effect on obtaining a matte image. However, if the wavelength is excessively long, it becomes difficult to perform imaging by a general imaging device 12. In consideration of such points, the wavelength of the illumination light should be appropriately selected in a range longer than 900 nm.
On the other hand, the stimulating light source 31B emits stimulating light for causing a reaction in the pupil. The stimulating light from the stimulating light source 31B is applied to a predetermined range where the eyeball is to be located (at least a range where the pupil is to be located) when the eyeball is imaged by the eyeball imaging device. . Since the stimulating light is for causing pupil reflection, there is light whose wavelength region is in the visible light region. The stimulating light or the stimulating light source 31B may be of any type as long as the condition is satisfied. As described later, there are a plurality of stimulation light sources 31B. The stimulus light source 31B is configured by, for example, an LED.
As described above, the number of the illumination light sources 31A in this embodiment is not limited to this, but is plural. Each illumination light source 31A is located near the opening 21 of the head 20, and in this embodiment, is located slightly inside the wall of the head 20 on both outer sides in the horizontal direction of the opening 21 in FIG. . In this embodiment, a plurality of illumination light sources 31A located on the right and left sides of the opening 21 are arranged linearly, more precisely, in the vertical direction in FIG. The illumination light sources 31A located on the right and left sides of the opening 21 are arranged linearly with the optical path (optical axis) of the illumination light interposed therebetween and perpendicular to the optical path (optical axis) of the illumination light. As shown in FIG. 3, the number of the illumination light sources 31 </ b> A vertically arranged on the right side of the opening 21 is five, and the same applies to the left side of the opening 21. Of course, the number of the illumination light sources 31A arranged in the vertical direction on the right side and the left side of the opening 21 does not need to be five, and more specifically, does not need to be plural.
On the other hand, the stimulating light sources 31B are provided one by one further on the uppermost one of the above-mentioned illumination light sources 31A in a set of five. However, the stimulating light source 31B need not be present at this position, and need not be plural.
Although not limited to this, the illumination light source 31A in this embodiment is always turned on. On the other hand, the stimulating light source 31B is turned on at a suitable timing for a short time, for example, for about 0.5 to 0.6 seconds. It is assumed that the stimulating light source 31B is turned on by operating a switch (not shown) provided on the grip portion 10.

開口21の両外側付近において上下方向に並んだ5つで1組の照明光光源31Aそれぞれの手前には、それを通過した自然光である照明光を直線偏光にする偏光板である第1偏光板32が1枚ずつ配置されている。この実施形態における第1偏光板32は、図1、図3に示されたように、縦長の矩形であり、その限りではないが、この実施形態では、開口21の下端から上端にわたるようにして開口21の先端付近に配されている。この実施形態では、照明光光源31Aから出た光のうち、撮像素子12によって後述するように行われる撮像に寄与する照明光はすべて、第1偏光板32を通過するようになっており、第1偏光板32の幅はその観点から設計されている。なお、撮像素子12による撮像に寄与する照明光がすべて第1偏光板32を通過するようにするために、これには限られないが、この実施形態では、レンズ系11(より詳細には、後述する第1レンズ及び第2レンズ)の周囲にその内縁が隙間なく接し、且つその外縁が頭部20の内周面に隙間なく接する、ドーナツ型であり光を通さない壁である隔壁19が、頭部20内に設けられている。隔壁19は、頭部20内の空間を、レンズ系11の前側の空間と後側の空間とに区切るものである。かかる隔壁19の存在により、各照明光光源31Aから発せられた光のうち、第1偏光板32を通過していないものがレンズ系11の後側の撮像素子12が存在する空間に到達しないようになる。
なお、この実施形態では、刺激光光源31Bから出た刺激光も第1偏光板32を通過するようになっている。もっとも、刺激光は必ずしも第1偏光板32を通過するようになっているかは問わない。
この実施形態における第1偏光板32は、赤外領域の波長の光に対して偏光板として機能するものとなっている。必ずしもこの限りではないが、この実施形態における第1偏光板32は、ワイヤグリッド偏光板である。ワイヤグリッド偏光板は、樹脂の板に、非常に細い金属線を所定間隔で平行に配したものであり、通常の偏光板が偏光板として機能しない赤外領域の波長の光に対しても偏光板として機能する。ワイヤグリッド偏光板の例としては、旭化成イーマテリアルズ株式会社が製造販売する「Asahi Kasei WGF(商標)」を挙げることができる。なお、以上については、第2偏光板33も同じである。
上述したように、第1偏光板32を通過した照明光は直線偏光になる。ここで、第1偏光板32を通過した直線偏光である照明光の偏光面は、例えば、図1において水平となるようになっている。
A first polarizing plate, which is a polarizing plate that linearly polarizes the illumination light, which is natural light passing through, in front of each of a set of five illumination light sources 31A vertically arranged near both outer sides of the opening 21. 32 are arranged one by one. The first polarizing plate 32 in this embodiment is a vertically long rectangle as shown in FIGS. 1 and 3, and is not limited to this. In this embodiment, the first polarizing plate 32 extends from the lower end to the upper end of the opening 21. It is arranged near the tip of the opening 21. In this embodiment, of the light emitted from the illumination light source 31A, all of the illumination light that contributes to imaging performed by the image sensor 12 as described later passes through the first polarizing plate 32. The width of one polarizing plate 32 is designed from that viewpoint. Note that, in order to allow all the illumination light contributing to the image pickup by the image pickup device 12 to pass through the first polarizing plate 32, the present invention is not limited to this, but in this embodiment, the lens system 11 (more specifically, A partition wall 19 which is a donut-shaped light-impermeable wall whose inner edge is in contact with the periphery of a first lens and a second lens (to be described later) without gap and whose outer edge is in contact with the inner peripheral surface of the head 20 without gap. , Provided in the head 20. The partition wall 19 divides the space inside the head 20 into a space on the front side of the lens system 11 and a space on the rear side. Due to the presence of the partition wall 19, of the light emitted from each of the illumination light sources 31A, the light that has not passed through the first polarizing plate 32 does not reach the space where the imaging element 12 behind the lens system 11 exists. become.
In this embodiment, the stimulating light emitted from the stimulating light source 31B also passes through the first polarizing plate 32. However, it does not matter whether the stimulating light always passes through the first polarizing plate 32.
The first polarizing plate 32 in this embodiment functions as a polarizing plate for light having a wavelength in the infrared region. Although not necessarily limited to this, the first polarizer 32 in this embodiment is a wire grid polarizer. A wire grid polarizer is a resin plate in which extremely thin metal wires are arranged in parallel at a predetermined interval.The wire polarizer polarizes even light in the infrared region where a normal polarizer does not function as a polarizer. Functions as a board. As an example of the wire grid polarizer, "Asahi Kasei WGF (trademark)" manufactured and sold by Asahi Kasei E-materials Co., Ltd. can be mentioned. Note that the same applies to the second polarizing plate 33.
As described above, the illumination light that has passed through the first polarizing plate 32 becomes linearly polarized light. Here, the polarization plane of the illumination light that is linearly polarized light that has passed through the first polarizing plate 32 is, for example, horizontal in FIG.

レンズ系11は、照明光が眼球である対象物で反射して生じる反射光(像光)を撮像素子12に結像させるためのものである。より詳細には、レンズ系11は、眼球から来る像光のうち、光軸に沿ってレンズ系11に入射する平行光を撮像素子12の撮像面12Aに結像させるようになっている。それが可能な限りにおいて、レンズ系11の構成は自由である。この実施形態のレンズ系11としては、公知或いは周知のテレセントリックレンズ系の構成を応用することができる。
この実施形態におけるレンズ系11は、前側に位置する第1レンズ11Aと後側に位置する第2レンズ11Bの2枚のレンズからなっている。これら第1レンズ11Aと第2レンズ11Bとは、いずれもガラス製とすることができ、いずれも非球面レンズとすることができる。これには限られないがこの実施形態では、第1レンズ11Aと第2レンズ11Bとは、いずれもガラス製で、いずれも非球面レンズである。もっとも、レンズ系11は、第1レンズ11A、第2レンズ11Bという2枚のレンズから構成されている必要はなく、1枚の或いは3枚以上のレンズから構成されていてもよい。また、レンズ系11は、レンズ以外の他の光学要素を含んでいても構わない。また、レンズ系11は像の拡大の機能を持っていてもよいし、それ以外の機能を持っていても良い。レンズ系11を、第1レンズ11A、第2レンズ11Bで呼応制することにより、口径を保ちつつ合成焦点距離を小さくしやすくなる。
撮像素子12は、反射光を捉え撮像を行うものである。この実施形態の撮像素子12は赤外領域の波長の光による撮像を行えるものであればどのようなものでも構わない。もっといえば、この実施形態における撮像素子12は、赤外領域の波長の光の撮像のみを行えるようになっている。撮像素子12は例えばCCDであり、或いはCMOSにより構成することができる。撮像素子12のレンズ系11に対向する面が撮像面12Aである。レンズ系11を通過した像光は、撮像面12Aに結像するようになっている。撮像素子12は撮像により得た、より詳細には撮像面12Aに結像した像光によって得られた画像についてのデータである画像データを生成する。撮像素子12が撮像する画像は、本来的には静止画であっても、動画であっても良いが、この実施形態の眼球撮像装置の使用目的は、上述のように刺激光に基づいて生じる瞳孔の反応を観察することなので、この実施形態の撮像素子12が撮像する画像は動画であり、撮像素子12が生成する画像データはビデオ信号である。
撮像素子12は、接続線12aにて処理回路13に接続されている。処理回路13は撮像素子12が生成した画像データを接続線12aを介して撮像素子12から受取るようになっている。処理回路13は、ビデオ信号の外部への出力に先んじて必要に応じた適当な処理、例えば、信号の増幅、明るさの調整や、必要であればアナログ/デジタル変換などを行う。
処理回路13は接続線13aを介して出力端子14に接続されている。出力端子14は、図示を省略のケーブルを介して外部機器との接続を行うものである。外部機器は、典型的にはディスプレイであり、或いは記録装置である。ディスプレイは、出力端子14からケーブルを介して受取ったビデオ信号に基いて動画を表示する。記録装置は、出力端子14からケーブルを介して受取ったビデオ信号を記録し、後にそのビデオ信号を所定のディスプレイで見られるようにする。この実施形態では、出力端子14は、ケーブルを介して図外のディスプレイに接続されている。なお、眼球撮像装置によって生成されたビデオ信号の外部機器への出力は、この実施形態のように有線で行われる必要はない。ビデオ信号の出力が無線で行われる場合には、眼球撮像装置は、出力端子14に代えて、例えばBluetooth(商標)による通信を外部機器と行うための公知或いは周知の通信機構を備えることになる。もちろん、外部機器との接続を、有線と無線の双方で行えるようにすることも可能である。また、ディスプレイ、記録装置等の上述した外部機器を、眼球撮像装置に設けることも可能である。その場合には、ビデオ信号を外部機器に出力するための出力端子14は不要となる。
The lens system 11 is for imaging reflected light (image light) generated by reflecting illumination light on an object such as an eyeball on the image sensor 12. More specifically, the lens system 11 forms parallel light incident on the lens system 11 along the optical axis out of the image light coming from the eyeball on the imaging surface 12A of the imaging element 12. As far as it is possible, the configuration of the lens system 11 is free. As the lens system 11 of this embodiment, a known or well-known configuration of a telecentric lens system can be applied.
The lens system 11 in this embodiment includes two lenses, a first lens 11A located on the front side and a second lens 11B located on the rear side. Both the first lens 11A and the second lens 11B can be made of glass, and both can be aspherical lenses. Although not limited to this, in this embodiment, the first lens 11A and the second lens 11B are both made of glass, and both are aspheric lenses. However, the lens system 11 does not need to be constituted by two lenses, that is, the first lens 11A and the second lens 11B, and may be constituted by one or three or more lenses. Further, the lens system 11 may include other optical elements other than the lens. The lens system 11 may have a function of enlarging an image, or may have other functions. By controlling the lens system 11 by the first lens 11A and the second lens 11B, it is easy to reduce the combined focal length while maintaining the aperture.
The imaging element 12 captures reflected light and performs imaging. The imaging device 12 of this embodiment may be any device as long as it can perform imaging with light having a wavelength in the infrared region. More specifically, the image sensor 12 in this embodiment can only image light having a wavelength in the infrared region. The image pickup device 12 is, for example, a CCD or can be constituted by CMOS. The surface of the imaging element 12 facing the lens system 11 is the imaging surface 12A. The image light passing through the lens system 11 forms an image on the imaging surface 12A. The image sensor 12 generates image data that is data of an image obtained by imaging, more specifically, an image obtained by image light focused on the imaging surface 12A. The image captured by the image sensor 12 may be a still image or a moving image in nature, but the purpose of use of the eyeball imaging apparatus of this embodiment is based on the stimulus light as described above. Since the reaction of the pupil is observed, the image captured by the image sensor 12 of this embodiment is a moving image, and the image data generated by the image sensor 12 is a video signal.
The imaging device 12 is connected to the processing circuit 13 via a connection line 12a. The processing circuit 13 receives the image data generated by the image sensor 12 from the image sensor 12 via the connection line 12a. The processing circuit 13 performs appropriate processing as required before outputting the video signal to the outside, for example, amplification of a signal, adjustment of brightness, and analog / digital conversion if necessary.
The processing circuit 13 is connected to an output terminal 14 via a connection line 13a. The output terminal 14 connects to an external device via a cable (not shown). The external device is typically a display or a recording device. The display displays a moving image based on the video signal received from the output terminal 14 via the cable. The recording device records the video signal received from the output terminal 14 via the cable, and makes the video signal later viewable on a predetermined display. In this embodiment, the output terminal 14 is connected to a display (not shown) via a cable. Note that the output of the video signal generated by the eyeball imaging device to an external device does not need to be performed by wire as in this embodiment. In the case where the video signal is output wirelessly, the eyeball imaging apparatus includes, in place of the output terminal 14, a known or well-known communication mechanism for performing, for example, Bluetooth (trademark) communication with an external device. . Of course, it is also possible to enable connection to an external device both by wire and wirelessly. Further, the above-described external devices such as a display and a recording device can be provided in the eyeball imaging device. In that case, the output terminal 14 for outputting the video signal to the external device becomes unnecessary.

第2偏光板33は、上述したように第1偏光板32と同じものでできているものの、その機能が第1偏光板32と異なる。第2偏光板33は、第1偏光板32によって直線偏光とされた照明光が眼球である対象物の表面で反射することによって生じた反射光のうちの表面反射光(後述する。)に含まれる直線偏光の成分を遮断する機能を有している。
照明光と反射光の光軸を軸として見れば、第1偏光板32と第2偏光板33とは、それらを通過した光の直線偏光における偏光面が直交するような向きとなるようになっている。この実施形態でいえば、自然光が第2偏光板33を反射光と同じ向きで通過した場合、第2偏光板33を通過することによって生じた直線偏光の偏光面は、図1における鉛直方向となるようになっている。
眼球からの反射光は、レンズ系11を通り、更には第2偏光板33を通過してから撮像素子12で撮像される。したがって、撮像素子12で撮像に寄与する光は、反射光のうち、第2偏光板33を通過できる成分のみとなる。なお、第2偏光板33は、撮像素子12と対象物との間の反射光の光路上に存在すれば良く、例えば、レンズ系11の眼球側に存在しても良いし、また、例えばレンズ系11が複数枚のレンズからなるのであれば、複数枚のレンズの間に位置すれば良い。
Although the second polarizing plate 33 is made of the same material as the first polarizing plate 32 as described above, its function is different from that of the first polarizing plate 32. The second polarizing plate 33 is included in surface reflected light (described later) of the reflected light generated by reflecting the illumination light, which has been linearly polarized by the first polarizing plate 32, on the surface of the object, which is an eyeball. Has the function of blocking the linearly polarized light component.
When viewed with the optical axes of the illumination light and the reflected light as axes, the first polarizing plate 32 and the second polarizing plate 33 are oriented such that the polarization planes of the linearly polarized light of the light passing therethrough are orthogonal to each other. ing. In this embodiment, when natural light passes through the second polarizing plate 33 in the same direction as the reflected light, the polarization plane of linearly polarized light generated by passing through the second polarizing plate 33 is aligned with the vertical direction in FIG. It is becoming.
The reflected light from the eyeball passes through the lens system 11 and further passes through the second polarizing plate 33 and is imaged by the image sensor 12. Therefore, the light that contributes to imaging by the imaging element 12 is only a component of the reflected light that can pass through the second polarizing plate 33. The second polarizing plate 33 may be provided on the optical path of the reflected light between the imaging device 12 and the target, and may be provided, for example, on the eyeball side of the lens system 11 or, for example, on the lens system. If the system 11 includes a plurality of lenses, it may be located between the plurality of lenses.

次に、この眼球撮像装置の使用方法を説明する。
眼球撮像装置を用いる場合には、被験者又は医師等がその把持部10を把持し、その頭部20における開口21の周囲を、刺激光による瞳孔の反応の観察を行うべき被験者の目の周囲に押し当てる。このとき、開口21の周囲から頭部20の内部に外光が入り込まないように注意する。
この状態で、医師は被験者の眼球を観察する。常時点灯している照明光光源31Aからの照明光は、第1偏光板32を通過してから、開口21の略中央に位置する眼球で反射し、レンズ系11及び第2偏光板33を通過して撮像素子12に至る。撮像素子12は、眼球からの反射光を捉え、撮像を行う。適当なタイミングで医師等は、把持部10に設けられたスイッチを押す。そうすると、スゲ気候光源31Bから出た刺激光が、第1偏光板32を通過して被験者の眼球に照射される。撮像素子12は、少なくとも刺激光によって生じる瞳孔の反射反応の観察を行うに必要な時間だけ、動画についての画像データであるビデオ信号を生成する。撮像素子12が生成した動画についてのビデオ信号は、処理回路13で必要な処理をなされてから接続線13aを介して出力端子14に至る。上述したように、この実施形態の眼球観察装置は、図外のディスプレイに出力端子14に接続されたケーブルを介して接続されている。したがって、医師は、ディスプレイに拡大して表示される被験者の眼球の動画を見ながら、例えば、当該被験者において交感神経と副交感神経のどちらが優位かを判定するための観察を行うことができる。
Next, a method of using the eyeball imaging device will be described.
When using the eyeball imaging device, the subject or a doctor or the like grips the grip 10 and places the periphery of the opening 21 in the head 20 around the eye of the subject to observe the reaction of the pupil by the stimulating light. Press. At this time, care should be taken so that external light does not enter the inside of the head 20 from around the opening 21.
In this state, the doctor observes the subject's eyeball. Illumination light from the illumination light source 31A, which is always lit, passes through the first polarizer 32, is reflected by the eyeball located substantially at the center of the opening 21, and passes through the lens system 11 and the second polarizer 33. To reach the image sensor 12. The imaging element 12 captures reflected light from the eyeball and performs imaging. At an appropriate timing, a doctor or the like presses a switch provided on the grip 10. Then, the stimulus light emitted from the sedge climate light source 31B passes through the first polarizing plate 32 and is applied to the eyeball of the subject. The image sensor 12 generates a video signal, which is image data of a moving image, at least for a time necessary for observing a pupil reflex reaction caused by stimulation light. The video signal of the moving image generated by the image sensor 12 is subjected to necessary processing by the processing circuit 13 and then reaches the output terminal 14 via the connection line 13a. As described above, the eyeball observation device of this embodiment is connected to a display (not shown) via the cable connected to the output terminal 14. Therefore, the doctor can perform, for example, an observation for judging which of the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve is superior in the subject, while watching the moving image of the eyeball of the subject enlarged and displayed on the display.

ディスプレイに表示される眼球の動画がどのようなものであるかについて説明する。
照明光光源31Aが点灯している場合に撮像素子12で撮像される反射光がどのようなものかということを、概念的に図4に示す。
図4(A)は眼球の最表面(例えば、眼球を覆う涙の表面)で反射する表面反射光を、図4(B)は眼球の表面から若干眼球内に入って反射する内部反射光の振る舞いを示している。また、太線の○印の中に引かれた直線は当該部分における照明光又は反射光の偏光面の向きを示しており、○印の中に放射状に線が引かれているのは当該部分における照明光又は反射光の直線偏光性が乱れている(例えば自然光化している。)ことを示している。
照明光光源31Aから出た照明光は、第1偏光板32を通過する。第1偏光板32を通過した照明光は直線偏光になる。その場合の照明光である直線偏光の偏光面は、図1における水平方向である。ここまでは、図4(A)、(B)で共通である。
第1偏光板32を通過した直線偏光である照明光は、眼球Xに当たり、眼球Xからの反射光となる。眼球Xの表面で反射した反射光のうち表面反射光は、その偏光状態が理想的には維持されたままである。直線偏光である表面反射光は、自然光を通過させたときに生じる直線偏光の偏光面の向きが第1偏光板32と直交するようにされている第2偏光板33に遮断され、撮像素子12には届かない(図4(A))。
他方、内部反射光は、その偏光状態が乱れている。内部反射光は、その中に含まれる光のうち、表面反射光に含まれる直線偏光の偏光面と直交する方向で振動するものが、第2偏光板33を通過するので、その半分程度が撮像素子12に到達することになる(図4(B))。
結果として、照明光光源31Aからの照明光を用いて撮像素子12が画像を撮像するために利用される光は、内部反射光のみということになる。したがって、撮像素子12が撮像を行うことにより生成される画像は、涙が存在しない状態の眼球の画像となり、いわゆる艶消しの画像になる。もちろん、ディスプレイに表示される画像も艶消し画像になる。
なお、この実施形態では、刺激光光源31Aから発せられる可視光領域の波長の光である刺激光は、瞳孔に反射反応を生じさせた後に照明光と同様に撮像素子12に到達するが、撮像素子12は赤外領域の波長の光のみを撮像することができるものとなっているため、刺激光の偏光状態がどうなっていようが撮像素子12で撮像されることはない。したがって、撮像素子12で撮像される画像を考えるときにおいては刺激光の影響を無視することができる。
The following describes what the moving image of the eyeball displayed on the display looks like.
FIG. 4 conceptually shows what reflected light is imaged by the image sensor 12 when the illumination light source 31A is turned on.
FIG. 4A shows surface reflected light reflected on the outermost surface of the eyeball (for example, the surface of a tear covering the eyeball), and FIG. 4B shows internal reflected light reflected slightly from the surface of the eyeball into the eyeball. Demonstrates behavior. Also, the straight line drawn in the bold circle indicates the direction of the polarization plane of the illumination light or reflected light in the part, and the line drawn radially in the circle is the part in the part. This indicates that the linear polarization of the illumination light or the reflected light is disturbed (for example, natural light is generated).
The illumination light emitted from the illumination light source 31A passes through the first polarizing plate 32. The illumination light passing through the first polarizing plate 32 becomes linearly polarized light. The polarization plane of the linearly polarized light that is the illumination light in that case is in the horizontal direction in FIG. The steps up to here are common to FIGS. 4A and 4B.
The illumination light that is linearly polarized light that has passed through the first polarizing plate 32 hits the eye X and becomes reflected light from the eye X. Of the reflected light reflected on the surface of the eyeball X, the surface reflected light ideally maintains its polarization state. The surface reflected light that is linearly polarized light is blocked by the second polarizing plate 33 in which the direction of the plane of polarization of the linearly polarized light generated when natural light passes is made to be orthogonal to the first polarizing plate 32, and (Fig. 4 (A)).
On the other hand, the polarization state of the internally reflected light is disturbed. Of the light contained in the internally reflected light, the light that vibrates in the direction orthogonal to the plane of polarization of the linearly polarized light contained in the surface reflected light passes through the second polarizing plate 33, so that about half of the light is imaged. The light reaches the element 12 (FIG. 4B).
As a result, the light used for the imaging device 12 to capture an image using the illumination light from the illumination light source 31A is only internal reflection light. Therefore, an image generated by the imaging element 12 performing imaging is an image of an eyeball in a state where no tears exist, and is a so-called matte image. Of course, the image displayed on the display is also a matte image.
In this embodiment, the stimulating light emitted from the stimulating light source 31A and having a wavelength in the visible light range reaches the image sensor 12 in the same manner as the illumination light after causing a reflection reaction in the pupil. Since the element 12 can capture only light having a wavelength in the infrared region, the image is not captured by the imaging element 12 regardless of the polarization state of the stimulating light. Therefore, when considering an image captured by the image sensor 12, the effect of the stimulating light can be ignored.

また、眼球からの反射光(像光)のうち、レンズ系11を経て撮像素子12の撮像面12Aに至るものについて、図5を用いて説明する。
図5中、Xが眼球、破線が像光の光軸、11が第1レンズ11Aと第2レンズ12Bとを合成したものとして表現されたレンズ系、Yが撮像面12Aに結像した像である。細線が、眼球Xの上下の端部から生じる像光である。
この実施形態では、眼球Xから出た像光のうち光軸に平行なものが、レンズ系11を経て撮像素子12の撮像面12Aに結像させられる。言い換えれば、この実施形態のレンズ系11は、レンズ系11の前側において主光線が光軸と平行である像光を、像面側で結像させるものとされている。それにより、眼球Xとレンズ系11との距離に変化が生じたとしても、像光を撮像した撮像素子12で作られた画像中における眼球の大きさ、或いは同画像中に写り込んだ瞳孔の大きさは一定となる。レンズ系11の光軸を中心とした径、より詳細には、第1レンズ11Aと第2レンズ12Bとのうちの少なくとも第1レンズ11Aの径は、撮像素子12で眼球全体を撮像できるような形状、大きさとされている。例えば、被験者の眼球から出る平行光である像光によって眼球の全体を撮像するために、被験者の眼球を含む例えば直径30mmの範囲の平行光を撮像素子12に導くことが必要なのであれば、円形とされた第1レンズ11Aの直径は、30mm以上、好ましくは40mm内外とされる。この実施形態の撮像素子によって得られた画像データによる画像は、眼球Xとレンズ系11との距離が過度に変化した場合に、ピントが合わなくなることもあり得る。とはいえ、この実施形態では、ピントが合う範囲内で、前述の効果を得られる。
なお、この実施形態では、第1レンズ11A及び第2レンズ12Bを通過した像光は、一旦収束して、中間像Zを生成する。中間像Zが生成される場所は、第1レンズ11A及び第2レンズ12Bを合成した場合に観念される仮想のレンズの焦点の位置に等しく、この実施形態では光軸方向の略その位置に、撮像素子12の撮像面12Aに撮像に必要な量の像光を導くことができる範囲で小さい絞りが配置されている。この絞りの存在により、眼球からの平行光のみが選択的に撮像素子12の撮像面Mに導かれるようになっている。
Further, among the reflected light (image light) from the eyeball, the light that reaches the imaging surface 12A of the imaging element 12 via the lens system 11 will be described with reference to FIG.
In FIG. 5, X is an eyeball, a broken line is an optical axis of image light, 11 is a lens system expressed as a combination of a first lens 11A and a second lens 12B, and Y is an image formed on an imaging surface 12A. is there. The thin line is image light generated from the upper and lower ends of the eyeball X.
In this embodiment, of the image light emitted from the eyeball X, the image light parallel to the optical axis is imaged on the imaging surface 12A of the imaging element 12 via the lens system 11. In other words, the lens system 11 of this embodiment is configured to form image light having a principal ray parallel to the optical axis on the image plane side in front of the lens system 11. Thereby, even if the distance between the eyeball X and the lens system 11 changes, the size of the eyeball in the image formed by the imaging device 12 that has captured the image light, or the pupil reflected in the image. The size is constant. The diameter of the lens system 11 centered on the optical axis, more specifically, the diameter of at least the first lens 11A of the first lens 11A and the second lens 12B is set so that the image sensor 12 can image the entire eyeball. Shape and size. For example, if it is necessary to guide parallel light having a diameter of, for example, 30 mm including the subject's eyeball to the imaging device 12 in order to image the entire eyeball with image light that is parallel light coming out of the subject's eyeball, a circular shape is used. The diameter of the first lens 11A is 30 mm or more, preferably 40 mm or more. If the distance between the eyeball X and the lens system 11 is excessively changed, the image based on the image data obtained by the image sensor of this embodiment may not be in focus. Nevertheless, in this embodiment, the above-described effects can be obtained within a range where focus is achieved.
In this embodiment, the image light having passed through the first lens 11A and the second lens 12B is once converged to generate an intermediate image Z. The position where the intermediate image Z is generated is equal to the position of the focal point of the virtual lens which is conceived when the first lens 11A and the second lens 12B are combined, and in this embodiment, at the position substantially in the optical axis direction, A small stop is arranged on the image pickup surface 12A of the image pickup device 12 within a range in which an amount of image light required for image pickup can be guided. Due to the presence of the stop, only the parallel light from the eyeball is selectively guided to the imaging surface M of the imaging element 12.

なお、この実施形態における眼球撮像装置におけるレンズ系11は、例えば、図6に示したようなものとすることができる。レンズ系11は、上述の場合と同様に眼球撮像装置の頭部20の中に収納される。
この場合のレンズ系11は、平行光である前記像光を収束させ中間像を生成する被写体側レンズ11C、11Dと、中間像を生成した後の像光を撮像素子12の撮像面12Aに結像させる像面側レンズ11E、11Fと、を備えている。
被写体側レンズ11C、11Dのうち少なくとも前側に位置する被写体側レンズ11Cは、上述の例において少なくとも第1レンズ11Aの直径を30mm以上、好ましくは40mm内外とすべきのと同様の理由で、その直径が30mm以上、好ましくは40mm以上とされる。もっともこれには限られないが、この実施形態における被写体側レンズ11C、11Dの径は同じものとされているので、それらの直径はともに、30mm以上、好ましくは40mm以上とされている。これら被写体側レンズ11C、11Dは、いずれもガラス製にすることができ、いずれも非球面レンズとすることができる。これには限られないがこの実施形態では、被写体側レンズ11C、11Dは、いずれもガラス製で、いずれも非球面レンズである。
被写体側レンズ11C、11Dはいずれも、この例では正のパワーを持つレンズである。被写体側レンズ11C、11Dを、それらを合成したのと等価な1枚のレンズに置換することも可能であるが、被写体側レンズ11C、11Dを2枚のレンズからなるものとすると、その径を大きくしてもf値を小さくすることができるから眼球撮像装置を小型化することができる。この例では、被写体側レンズ11C、11Dは、2枚のレンズであるが、より多くの枚数のレンズであってもよい。被写体側レンズ11C、11Dはこの例では極めて近接しており、例えばその間隔は1〜5mm程度である。両者は互いに当接していても良い。
像面側レンズ11E、11Fはいずれも、この例では正のパワーを持つレンズである。像面側レンズ11E、11Fはこの限りではないが、いずれもガラス製であり、いずれも非球面レンズである。像面側レンズ11E、11Fを、それらを合成したのと等価な1枚のレンズに置換することも可能であるが、像面側レンズ11E、11Fを2枚のレンズからなるものとすると、その径を大きくしてもf値を小さくすることができるから眼球撮像装置を小型化することができる。この例では、像面側レンズ11E、11Fは、2枚のレンズであるが、より多くの枚数のレンズであってもよい。像面側レンズ11E、11Fはこの例では極めて近接しており、例えばその間隔は1〜5mm程度である。両者は互いに当接していても良い。像面側レンズ11Eの前側の面は、後述する中間像の直後に位置している。中間像から像面側レンズ11Eまでの距離は、例えば1〜5mm程度である。
図6に示されたように、このレンズ系11が採用された場合には、眼球Xから出た平行光である像光は、被写体側レンズ11C、11Dを通過して収束して中間像Zを形成する。中間像Zを形成した後の像光は、その直後にある像面側レンズ11E、11Fを通過して、撮像素子12の撮像面12A上に像Yを結ぶ。先に述べたレンズ系11の場合と同様に、光軸方向における中間像Zが生成される位置或いはその付近に、絞りを設けられており、それにより、眼球からの平行光のみが選択的に撮像素子12の撮像面12Aに像Yを結ぶようになっている。
なお、像面側レンズ11E、11Fはオートフォーカス機能を有するものとされていてもよく、換言すれば公知或いは周知のオートフォーカス機構に組み込まれてオートフォーカス機構の一部をなすものとされていてもよい。その場合、像面側レンズ11E、11Fは、眼球の光軸方向の位置に応じて自動的に移動する。それにより、撮像素子12で像光を撮像されることによって生成される眼球の写り込んだ画像のピントが、眼球が光軸方向に多少移動したとしても合いやすくなる。
Note that the lens system 11 in the eyeball imaging apparatus according to the present embodiment can be, for example, as shown in FIG. The lens system 11 is housed in the head 20 of the eyeball imaging device as in the case described above.
In this case, the lens system 11 couples the image light, which is parallel light, to the subject side lenses 11C and 11D for generating an intermediate image and the image light after generating the intermediate image to the imaging surface 12A of the image sensor 12. Image-side lenses 11E and 11F for imaging.
Of the subject-side lenses 11C and 11D, the subject-side lens 11C located at least on the front side has a diameter of at least the first lens 11A of 30 mm or more, preferably 40 mm, for the same reason as in the above-described example. Is 30 mm or more, preferably 40 mm or more. Although not limited to this, the diameters of the subject-side lenses 11C and 11D in this embodiment are the same, so that both diameters are 30 mm or more, preferably 40 mm or more. Both the subject-side lenses 11C and 11D can be made of glass, and both can be aspherical lenses. Although not limited to this, in this embodiment, both the subject-side lenses 11C and 11D are made of glass, and both are aspheric lenses.
Each of the subject-side lenses 11C and 11D is a lens having a positive power in this example. It is possible to replace the subject-side lenses 11C and 11D with a single lens equivalent to the combination thereof, but if the subject-side lenses 11C and 11D are made of two lenses, the diameter of Since the f-number can be reduced even if the value is increased, the size of the eyeball imaging device can be reduced. In this example, the subject-side lenses 11C and 11D are two lenses, but may be a larger number of lenses. The subject-side lenses 11C and 11D are extremely close in this example, and the distance between them is, for example, about 1 to 5 mm. Both may be in contact with each other.
Both the image-side lenses 11E and 11F are lenses having positive power in this example. The image-side lenses 11E and 11F are not limited to these, but both are made of glass, and both are aspheric lenses. It is possible to replace the image-side lenses 11E and 11F with a single lens equivalent to the combination thereof, but if the image-side lenses 11E and 11F are composed of two lenses, Since the f-number can be reduced even when the diameter is increased, the size of the eyeball imaging apparatus can be reduced. In this example, the image-side lenses 11E and 11F are two lenses, but may be a larger number of lenses. In this example, the image-side lenses 11E and 11F are extremely close to each other, and the distance between them is, for example, about 1 to 5 mm. Both may be in contact with each other. The front surface of the image plane side lens 11E is located immediately after an intermediate image described later. The distance from the intermediate image to the image plane side lens 11E is, for example, about 1 to 5 mm.
As shown in FIG. 6, when the lens system 11 is employed, the image light, which is parallel light from the eyeball X, passes through the subject-side lenses 11C and 11D and converges to form an intermediate image Z. To form After forming the intermediate image Z, the image light passes through the image-side lenses 11E and 11F located immediately after that, and forms an image Y on the imaging surface 12A of the imaging device 12. As in the case of the lens system 11 described above, a stop is provided at or near the position where the intermediate image Z in the optical axis direction is generated, so that only parallel light from the eyeball is selectively provided. An image Y is formed on an imaging surface 12A of the imaging element 12.
The image-side lenses 11E and 11F may have an autofocus function. In other words, the image-side lenses 11E and 11F may be incorporated in a known or well-known autofocus mechanism to form a part of the autofocus mechanism. Is also good. In that case, the image-side lenses 11E and 11F automatically move according to the position of the eyeball in the optical axis direction. This makes it easier to focus on the image of the eyeball generated by the image sensor 12 capturing the image light, even if the eyeball moves slightly in the optical axis direction.

10 把持部
11 レンズ系
12 撮像素子
12A 撮像面
20 頭部
31A 照明光光源
32 第1偏光板
33 第2偏光板
X 眼球
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Grasping part 11 Lens system 12 Image sensor 12A Imaging surface 20 Head 31A Illumination light source 32 First polarizing plate 33 Second polarizing plate X Eyeball

Claims (9)

撮像の対象となる被験者の眼球である対象眼球からの像光を撮像する、撮像を行う機能を持つ撮像面を有する撮像素子と、前記撮像面に前記対象眼球からの前記像光を結像させるレンズ系とを備えてなる眼球撮像装置であって、
前記レンズ系は、前記対象眼球からの像光のうち、光軸に沿って前記レンズ系に入射する平行光を前記撮像素子の前記撮像面に結像させるようになっている、
眼球撮像装置。
An imaging element having an imaging surface having a function of performing imaging, which captures image light from a target eyeball that is an eyeball of a subject to be imaged; and forming the image light from the target eyeball on the imaging surface. An eyeball imaging device comprising a lens system,
The lens system, of the image light from the target eyeball, the parallel light incident on the lens system along the optical axis to form an image on the imaging surface of the imaging device,
Eyeball imaging device.
前記レンズ系の前側に、前記被験者が前記対象眼球の周囲を当接させることで前記対象眼球の前記レンズ系に対する相対的な位置決めを可能とする位置決め部材を備えている、
請求項1記載の眼球撮像装置。
On the front side of the lens system, the subject is provided with a positioning member that enables relative positioning of the target eyeball with respect to the lens system by contacting the periphery of the target eyeball,
The eyeball imaging device according to claim 1.
前記位置決め部材は、前記対象眼球の周囲一周を押し当てることができ、且つ外光を遮蔽することができる筒状の部材であり、
前記撮像素子は、外光を含まない状態で前記像光を撮像するようになっている、
請求項2記載の眼球撮像装置。
The positioning member is a cylindrical member that can press around the circumference of the target eyeball, and can shield external light,
The imaging device is configured to capture the image light in a state that does not include external light,
The eyeball imaging device according to claim 2.
前記撮像素子は、不可視光領域の波長の前記像光を撮像するようになっているとともに、
前記像光を生じるために前記対象眼球に照射される照明光を照射する照明光源を有している、
請求項1〜3のいずれかに記載の眼球撮像装置。
The imaging device is configured to capture the image light having a wavelength in an invisible light region,
Having an illumination light source that irradiates illumination light that is radiated to the target eyeball to generate the image light,
An eyeball imaging device according to claim 1.
前記対象眼球に可視光領域の光である刺激光を照射する刺激光光源を有している、
請求項1〜4のいずれかに記載の眼球撮像装置。
The target eye has a stimulating light source that irradiates stimulating light that is light in a visible light region,
An eyeball imaging device according to claim 1.
前記レンズ系は、平行光である前記像光を収束させ中間像を生成する被写体側レンズと、前記中間像を生成した後の前記像光を前記撮像素子の前記撮像面に結像させる像面側レンズと、
を備えている、
請求項1記載の眼球撮像装置。
The lens system includes a subject-side lens that converges the image light, which is parallel light, to generate an intermediate image, and an image plane that forms the image light after generating the intermediate image on the imaging surface of the image sensor. A side lens,
Has,
The eyeball imaging device according to claim 1.
前記被写体側レンズと、前記像面側レンズとの少なくとも一方は、正のパワーを持つ複数枚のレンズにより構成されている、
請求項6記載の眼球撮像装置。
At least one of the subject side lens and the image plane side lens is configured by a plurality of lenses having a positive power,
An eyeball imaging apparatus according to claim 6.
前記像面側レンズは、オートフォーカス機能を有している、
請求項6記載の眼球撮像装置。
The image side lens has an autofocus function,
An eyeball imaging apparatus according to claim 6.
前記被写体側レンズは、非球面レンズである、
請求項6〜8のいずれかに記載のレンズ。
The subject side lens is an aspheric lens,
The lens according to claim 6.
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