JP3350770B2 - 眼球運動測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検者の病状を診断す
る際などに、回旋成分を含む眼球運動を測定するための
眼球運動測定装置に係り、特に虹彩紋理を１画面ごとに
安定して画像認識することのできる眼球運動測定装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】めまい患者の診断のためには、眼球運動
の水平、垂直方向の測定のみならず、回旋成分の測定が
重要である。この回旋成分を定量的に計測することによ
り、めまいの原因が脳にある中枢性か、耳にある末梢性
かの判別が可能となる。回旋成分がある場合はめまいの
原因は約９０％が末梢性であると判断され、生命に危険
がない場合が多く患者も安心できる。また治療方法が中
枢性か末梢性かで異なるため、この判断はめまい診断上
極めて重要である。

【０００３】本出願人は先に特願平２−１１６９４３号
により、眼球運動の水平、垂直、回旋成分を短時間で測
定することのできる眼球運動測定装置を提案した。この
装置の一例の概略構成を図７及び図８に示す。これらの
図において、有底円筒状の筐体１の底部１ａには、撮像
カメラであるビデオカメラ２が中心軸上に取り付けられ
ている。ビデオカメラ２の前面に設けられた光学レンズ
部２ａの周囲には、環状の基板３に同心的に取り付けら
れた複数個、例えば８個の光源としてのＬＥＤ４が配設
されている。また光学レンズ部２ａとＬＥＤ４との間に
は、ＬＥＤ４から発した光が直接ビデオカメラ２側に漏
れないようにするために、円筒状の遮蔽板５が同心的に
設けられている。さらにビデオカメラ２はケーブル６に
よって図示しないコントロールユニットに接続されてい
る。

【０００４】上記のように構成された眼球運動測定装置
により眼球運動を測定するときは、ビデオカメラ２の光
軸の延長線が被検者の眼球７の中心の位置になるよう
に、装置本体をゴーグルなどにより被検者の頭部に装着
する。次にＬＥＤ４を被写体ぶれが生じない程度の時
間、例えば１／３００秒乃至１／１０００秒程度点灯
し、ビデオカメラ２により眼球７を撮影し、図示しない
ＶＴＲにより第１画面を録画する。

【０００５】次に録画された第１画面を図示しないディ
スプレイで再生し、再生画面を見ながら追跡しやすい鮮
明な虹彩紋理８を１個選択する。そして図９に示すよう
に、瞳孔９の中心位置１０と選択した虹彩紋理８にそれ
ぞれウィンド１１，１２を掛ける。このウィンド操作で
特定した瞳孔中心１０と虹彩紋理８の追跡を行ない、画
像認識処理によりそれぞれの位置座標を決める。

【０００６】以降同様な処理を第２画面以降について行
なうが、第１画面で選択しウィンド１２が掛けられた虹
彩紋理８は、パソコンで自動的に追跡することができ
る。そして各画面における瞳孔中心１０及び虹彩紋理８
の位置座標を決める解析処理が終了すると、各解析デー
タから瞳孔中心１０及び虹彩紋理８の位置座標の水平・
垂直方向の時間変化及び回旋角度の時間変化を求める演
算処理が行なわれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た眼球運動測定装置によると、虹彩紋理８の位置座標と
瞳孔９の中心１０の位置座標の時間変化から、虹彩紋理
８の回旋成分を計算して求める方式であるため、虹彩紋
理８を連続して安定に追跡する必要がある。しかし従来
のＬＥＤ４は図８に示すように、ビデオカメラ２の光学
レンズ部２ａの周囲全周にわたってほぼ等間隔に配置さ
れていたため、図９に示すようなＬＥＤ４の映り込み１
３も眼球７の表面の円周上にほぼ等間隔に形成される。
この結果、第１画面で選択した虹彩紋理８がＬＥＤ４の
映り込み１３の中に入ってしまい、画像認識が困難にな
るという問題があった。

【０００８】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、眼球の虹彩紋理８を１画面ごとに安定して画
像認識することができ、眼球運動の回旋成分の計測を確
実に行うことのできる眼球運動測定装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の本発明は、眼球に光を照射する光
源としての複数個の発光素子と、前記発光素子により照
射された眼球の運動を撮像する撮像カメラとを備えた眼
球運動測定装置において、前記撮像カメラの光軸を中心
とする一円周上において、所定の領域では前記複数個の
発光素子は等間隔に配置され、前記所定の領域以外の領
域は発光素子が存在せず前記間隔の１つ分よりも長い領
域であることを特徴とする。また、請求項２に記載の発
明は、前記一円周上において前記所定の領域以外の領域
は眼球に対し上部および／または下部に位置し、前記所
定の領域以外の領域に近接した眼球の虹彩紋理を追跡す
る手段を具備することを特徴とする。

【００１０】請求項３に記載の本発明は、眼球に光を照
射する眼球撮像用光源としての複数個の発光素子と、前
記発光素子により照射された眼球の運動を撮像する撮像
カメラとを備えた眼球運動測定装置において、前記複数
個の発光素子は、前記撮像カメラの光軸を中心とする一
円周上全体において等間隔に配置されており、前記複数
個の発光素子のうち選択された発光素子を非発光とする
設定を行う非発光設定手段を備えることを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の眼球運動測定装置において
は、前記撮像カメラの光軸を中心とする一円周上におい
て、所定の領域では前記複数個の発光素子は等間隔に配
置され、前記所定の領域以外の領域は発光素子が存在せ
ず前記間隔の１つ分よりも長い領域であるので、所定の
領域以外の領域を非発光とし、反射光の映り込みがない
特定の虹彩紋理を得ることができる。従って、確実な画
像認識と連続的な自動追跡を行うことができる。また、
請求項２に記載の眼球運動測定装置においては、前記一
円周上において前記所定の領域以外の領域は眼球に対し
上部および／または下部に位置するので、眼球の上部お
よび／または下部の虹彩紋理の虹彩紋理に反射光の映り
込みをなくし、追跡手段はこれらの虹彩紋理を追跡す
る。

【００１２】また、請求項３に記載の眼球運動測定装置
においては、眼球撮像用光源としての複数個の発光素子
は、前記撮像カメラの光軸を中心とする一円周上全体に
おいて等間隔に配置されており、前記複数個の発光素子
のうち選択された発光素子を非発光とする設定を行う非
発光設定手段を備えるので、非発光設定手段によって反
射光の映り込みがない虹彩紋理を選択することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の眼球運動測定装置の一実施例
を図面を参照して説明する。

【００１４】図１乃至図６に本発明の実施例の構成を示
す。これらの図において、図７乃至図９に示す従来例に
対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は
適宜省略する。本実施例の特徴は光源としてのＬＥＤ４
の配置あるいはその駆動方法により適切な位置に非発光
部２２を設けることにあり、装置本体の他の部分の構成
は図７乃至図９に示す従来例と同様である。

【００１５】図１に示す実施例では、円周２１の上部に
非発光部２２を画成するように、８個のＬＥＤ４を下方
に片寄って配置している。

【００１６】本実施例においては、図２に示すようにＬ
ＥＤ４の映り込み１３ａ，１３ｂはそれぞれ眼球７の右
側または左側の虹彩紋理８ａまたは８ｂの上に重なって
いるため、それらの虹彩紋理を追跡することは困難であ
る。しかしながら、非発光部２２（第１図）に対応した
眼球上部にある虹彩紋理８ｃを選択するならば、正確な
測定が可能となる。

【００１７】図３に示す実施例では、８個のＬＥＤ４を
撮像カメラ２の光軸を中心として円周上に設けられた環
状の基板３（図７）の上に４個づつをひとまとめにし
て、左側及び右側にそれぞれ片寄らせて配置しているた
め、前記光軸を中心とした円周２１の上部分及び下部分
にＬＥＤの映り込みを起こすことのない非発光部２２を
画成することができる。

【００１８】本実施例においては、眼球運動は一般に上
下運動より左右運動の方が多いので図４に示すように右
側または左側の虹彩紋理８ｄまたは８ｅを測定規準とし
て選択した場合には、眼球７が左右に動いたときに虹彩
紋理８ｄ、８ｅが目尻の内側に隠れてしまう恐れがある
ばかりか、ＬＥＤ４の映り込み１３ｄまたは１３ｅの中
に入ってしまい画像認識が困難になりやすい。従って測
定基準としては上下の非発光部２２近傍にある虹彩紋理
のうち鮮明な自動追跡しやすい例えば虹彩紋理８ｆまた
は８ｇを選択することがよい。

【００１９】また、眼球７は正しい球体ではないが水晶
体の表面が椀状に膨出している。一方その眼球を撮影す
る撮像カメラ２は位置を動かすことなく、その眼球７を
真上から撮影する構成となっているため、例えば図４に
示すように右側の虹彩紋理８ｄを測定規準として選択し
た場合に、眼球７全体が右方向に動いたときは、椀状に
突出した水晶体を斜めに通して虹彩紋理８ｄを撮影する
ことになるため、瞳孔９の中心１０と虹彩紋理８ｄとの
距離が実際より短く撮影されることとなる。この結果、
眼球の移動距離と中心１０からみた回転角度のデータか
ら導き出す回旋成分の計算値に誤差が生ずる恐れがあ
る。

【００２０】一方、例えば図４の眼球上部にある虹彩絞
理８ｆを測定規準として選択した場合に、眼球７が右方
向に動いたとしても、測定しようとする距離は瞳孔９の
中心１０と虹彩紋理８ｆとの距離であって、眼球の移動
方向とほぼ直行する方向の距離を撮像画面から測定する
こととなっているため、椀状に突出した水晶体が距離測
定に及ぼす影響は少ない。従って、測定値の誤差は右側
の虹彩紋理８ｄを選んだ場合より小さくできる。

【００２１】図５に示す実施例は、基板３上に多数のＬ
ＥＤ４（本実施例では８個）を設け、例えば図６の虹彩
紋理８ｈを選択したときに、その虹彩紋理８ｈに映り込
みを起こさない非発光部２２を画成するようにＬＥＤ４
ｈを消灯するものである。

【００２２】上記各実施例を総合すると、測定基準とし
て選択した虹彩紋理８の中にＬＥＤ４の映り込みが起き
ないように、ＬＥＤ４を部分的に片寄せて固定的に配置
するか例えば、図７に示すようにＬＥＤ４に対応するよ
うに底部１ａに設けられたスイッチ１５により選択的に
消灯して非発光領域を画成するものである。さらに好ま
しくはその非発光領域を眼球７の上部あるいは下部に設
けるものである。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
眼球運動測定装置は、特定の虹彩紋理が光源の反射光の
映り込みの中に入ることを防ぐことができ、虹彩紋理を
１画面毎に安定して画像認識することができる。この結
果、眼球運動の回旋成分の計測を確実に行なうことがで
きる。請求項２に記載の眼球運動測定装置によれば、眼
球の上部および／または下部の虹彩紋理に反射光が映り
込むのを防ぎ、追跡手段はこれらの虹彩紋理を追跡する
ので、正確に回旋成分を計測することができる。

【００２４】請求項３に記載の眼球運動測定装置は、複
数個の発光素子のうち選択した発光素子を非発光とする
ことができ、どの位置の虹彩紋理であっても測定対象と
して自由に選択できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の眼球運動測定装置の一実施例で非発光
部を上方に設けるようにした光源の配置の第１の例を示
す配置図。

【図２】図１に示す第１の例における眼球上の光源の映
り込みを示す説明図。

【図３】本発明の一実施例で非発光部を上方及び下方に
設けるようにした光源配置の第２の例を示す配置図。

【図４】図３に示す第２の例における眼球上の光源の映
り込みを示す説明図。

【図５】本発明の一実施例で光源の一部を消灯して非発
光部を設けるようにした第３の例を示す配置図。

【図６】図５に示す第３の例における眼球上の光源の映
り込みを示す説明図。

【図７】従来の眼球運動測定装置の一例の構成を示す縦
断面図。

【図８】図９の正面図。

【図９】図９に示す装置による眼球上の光源の映り込み
を示す説明図。

【符号の説明】

２ ビデオカメラ（撮像カメラ） ３ 基板 ４ ＬＥＤ（光源） ７ 眼球 ８ 虹彩紋理 １５ スイッチ
（非発光設定手段） ２２ 非発光部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 眼球に光を照射する光源としての複数個
   の発光素子と、前記発光素子により照射された眼球の運
   動を撮像する撮像カメラとを備えた眼球運動測定装置に
   おいて、前記撮像カメラの光軸を中心とする一円周上において、
   所定の領域では前記複数個の発光素子は等間隔に配置さ
   れ、前記所定の領域以外の領域は発光素子が存在せず前
   記間隔の１つ分よりも長い領域である ことを特徴とする
   眼球運動測定装置。
2. 【請求項２】 前記一円周上において前記所定の領域以
   外の領域は眼球に対し上部および／または下部に位置
   し、 前記所定の領域以外の領域に近接した眼球の虹彩紋理を
   追跡する手段を具備すること を特徴とする請求項１記載
   の眼球運動測定装置。
3. 【請求項３】 眼球に光を照射する眼球撮像用光源とし
   ての複数個の発光素子と、前記発光素子により照射され
   た眼球の運動を撮像する撮像カメラとを備えた眼球運動
   測定装置において、 前記複数個の発光素子は、前記撮像カメラの光軸を中心
   とする一円周上全体において等間隔に配置されており、 前記複数個の発光素子のうち選択された発光素子を非発
   光とする設定を行う非発光設定手段を備えることを特徴
   とする眼球運動測定装置。