JP7284498B2 - 瞳孔測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、人間の瞳孔の動きを測定するコンタクト型の瞳孔測定器具、及び、当該瞳孔測定器具へ電力を供給する給電器具を含む瞳孔測定装置に関する。

従来、人間の瞳孔の動き（瞳孔径、瞳孔の位置等）を測定する装置が知られている。この装置は、カメラを用いて人間の目を撮影し、目の画像を解析することにより、瞳孔の動きを測定するものである（例えば、特許文献１，２を参照）。この装置を用いることにより、人間の瞳孔の動きに関する測定データを用いて、その人間が視認しているコンテンツ等の対象物を評価することができる（例えば、特許文献１，２を参照）。

また、瞳孔の動きは、副交感神経系及び交感神経系の影響を受けるものであり、特に、瞳孔径の大きさは意識的に変化させることができず、脳の活動と大きく関連していることが知られている（例えば、特許文献３を参照）。

このように、人間の瞳孔は、コンテンツ等の対象物を評価する場合のように、外部的要因により影響を受けるだけでなく、脳の活動等の内部的要因により影響を受けるものである。人間の瞳孔の動きの測定は、病気の発見、検査等を行う医療分野をはじめとして、様々な分野への応用が期待されている。

国際公開第２０１１／０４２９８９号公報 国際公開第２０１５／０５６７４２号公報 特開２０１７－１８４９９６号公報

前述の特許文献１，２，３に記載された装置を用いて人間の瞳孔の動きを測定するためには、人間の目の画像を取得する必要があり、人間は目を開いている必要がある。このため、人間が目を閉じているときには、瞳孔の動きを測定することができない。

前述のとおり、瞳孔の動きの測定は、医療分野等、様々な分野への応用が期待されることから、例えば睡眠時のように目を閉じているときであっても、瞳孔の動きを測定できることが望まれる。

人間が目を閉じているときに瞳孔の動きを測定する手法としては、Ｘ線を利用する手法、及び超音波を利用する手法（エコー検査による手法）が想定される。

しかしながら、前者のＸ線を利用する手法では、健康の観点から測定回数及び測定時間に制限があり、十分な測定ができないという問題がある。

また、後者の超音波を利用する手法は、健康の観点において有用であるが、測定の際に、超音波発振器を人間の曲面形状かつ動きのある瞼（まぶた）に密着させる必要があり、密着状態を長時間維持することが困難であるという問題がある。特に、睡眠中に密着状態を維持するのは困難であるため、長時間の測定が不可能となり、利用範囲が限定されてしまう。

さらに、両手法共に、顔が動いたり、目が動いたりした場合には、Ｘ線照射器及び超音波発振器はこれらの動きに十分に追従することができないため、瞳孔の動きの測定は困難となる。このように、Ｘ線を利用する手法及び超音波を利用する手法のいずれも、安定的に瞳孔の動きを測定することができず、さらに、顔の動き及び目の動きに追従することが困難である。

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、人間が目を閉じているときであっても、安定的に瞳孔の動きを測定可能な瞳孔測定装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１の瞳孔測定装置は、ユーザの目の瞳孔の動きを測定する瞳孔測定装置において、前記ユーザの目の角膜に装着されるコンタクト型に形成された瞳孔測定器具と、前記ユーザの目に対向した所定箇所に装着され、前記瞳孔測定器具へ給電を行うと共に、前記瞳孔の中心位置を瞳孔中心座標として求める給電用器具と、前記ユーザの目元に貼付された金属片の目元マーカと、前記ユーザの目尻に貼付された金属片の目尻マーカと、を備え、前記瞳孔測定器具が、電磁誘導により前記給電用器具から前記給電を受ける第１アンテナコイルと、前記第１アンテナコイルによる前記給電にて動作し、前記瞳孔に関するデータを瞳孔測定データとして測定し、当該瞳孔測定データを、前記第１アンテナコイルを介して前記給電用器具へ送信する測定回路と、コンタクト型に形成された当該瞳孔測定器具の中央位置の表面に設けられた金属片の瞳孔マーカと、当該瞳孔測定器具の表面に設けられた金属片の第１回転測定マーカと、当該瞳孔測定器具の表面に設けられ、前記瞳孔マーカを基準にして前記第１回転測定マーカとは反対の位置に設けられた金属片の第２回転測定マーカと、を備え、前記測定回路が、前記ユーザの目の前記瞳孔、虹彩及び白目に対向して設けられ、発光素子及び受光素子を一対とした複数の素子対と、前記複数の素子対のそれぞれについて、当該素子対の前記発光素子へ、赤外光を発射させるための発射信号を出力し、前記赤外光が前記瞳孔の水晶体を通過して当該瞳孔の奥の網膜にて反射し、または前記虹彩若しくは前記白目にて反射し、前記瞳孔の奥の前記網膜、前記虹彩または前記白目から反射してくる反射光が前記素子対の前記受光素子に入力すると、前記受光素子から反射信号を入力し、前記発射信号及び前記反射信号のタイミングの時間差を算出し、当該時間差に基づいて、前記素子対に対向する位置に存在する前記瞳孔と前記虹彩または前記白目とを区別し、前記瞳孔と前記虹彩との間の境界を判定し、前記境界に基づいて瞳孔径を算出すると共に、前記境界に基づいて、前記瞳孔の中心位置に対応する前記素子対の位置を示す瞳孔中心位置を求め、前記瞳孔径及び前記瞳孔中心位置を含む前記瞳孔測定データを生成する制御回路と、を備え、前記給電用器具が、電磁誘導により前記瞳孔測定器具へ前記給電を行う第２アンテナコイルと、前記瞳孔マーカ、前記目元マーカ、前記目尻マーカ、前記第１回転測定マーカ及び前記第２回転測定マーカの位置をそれぞれ探索し、これらの位置を示すマーカ位置測定データを生成する探索器と、前記瞳孔測定器具により生成された前記瞳孔測定データを、前記第２アンテナコイルを介して受信すると共に、前記探索器により生成された前記マーカ位置測定データに基づいて、前記瞳孔中心座標を求めるデータ処理装置と、を備え、前記探索器が、前記瞳孔マーカ、前記目元マーカ、前記目尻マーカ、前記第１回転測定マーカ及び前記第２回転測定マーカに対向して設けられ、電波発信素子及び電波受信素子を一対とした複数の電波素子対と、前記複数の電波素子対のそれぞれについて、当該電波素子対の前記電波発信素子へ、発射電波を発射させるための発射信号を出力し、前記発射電波が前記瞳孔マーカ、前記目元マーカ、前記目尻マーカ、前記第１回転測定マーカまたは前記第２回転測定マーカにて反射し、前記電波素子対の前記電波受信素子が反射電波を受信すると、前記電波受信素子から反射信号を入力し、当該反射信号に基づいて電波強度を算出し、当該電波強度が周囲よりも高い前記電波素子対の位置と、前記瞳孔マーカ、前記目元マーカ、前記目尻マーカ、前記第１回転測定マーカ及び前記第２回転測定マーカのそれぞれについて予め設定された位置情報とに基づいて、前記瞳孔マーカ、前記目元マーカ、前記目尻マーカ、前記第１回転測定マーカ及び前記第２回転測定マーカのそれぞれに対応する前記電波素子対の位置を示す前記マーカ位置測定データを生成する探索制御回路と、を備え、前記データ処理装置が、前記瞳孔測定器具から前記瞳孔測定データを受信する通信部と、前記探索器の前記探索制御回路から前記マーカ位置測定データを入力する入力部と、前記入力部により入力された前記マーカ位置測定データに含まれる前記第１回転測定マーカ及び前記第２回転測定マーカのそれぞれの前記位置を結んだ直線をｕ軸に設定し、当該ｕ軸に対して前記瞳孔マーカの前記位置を原点として垂直に伸ばした直線をｖ軸に設定することで、コンタクト座標（ｕｖ座標）を設定し、前記通信部により受信された前記瞳孔測定データに含まれる前記瞳孔中心位置と、前記入力部により入力された前記マーカ位置測定データに含まれる前記瞳孔マーカの前記位置を示す前記コンタクト座標の原点とに基づいて、前記コンタクト座標における前記瞳孔中心位置の座標を求めるコンタクト座標処理部と、前記入力部により入力された前記マーカ位置測定データに含まれる前記目元マーカ及び前記目尻マーカのそれぞれの前記位置を結んだ直線をｘ軸に設定し、当該ｘ軸における前記目元マーカ及び前記目尻マーカの真ん中を基点に垂直に伸ばした直線をｙ軸に設定することで、基準座標（ｘｙ座標）を設定し、前記マーカ位置測定データに含まれる前記瞳孔マーカの前記位置に基づいて、前記基準座標における瞳孔マーカ座標Ｓを求める基準座標処理部と、前記コンタクト座標処理部により求めた前記コンタクト座標における前記瞳孔中心位置の座標、前記瞳孔マーカの前記位置を示す前記コンタクト座標の原点、及び前記基準座標処理部により求めた前記基準座標における前記瞳孔マーカ座標Ｓに基づいて、前記基準座標における瞳孔中心座標を算出する瞳孔中心座標算出部と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２の瞳孔測定装置は、請求項１に記載の瞳孔測定装置において、前記コンタクト座標処理部が、前記コンタクト座標（ｕｖ座標）を設定し、前記通信部により受信された前記瞳孔測定データに含まれる前記瞳孔中心位置と、前記入力部により入力された前記マーカ位置測定データに含まれる前記瞳孔マーカの前記位置を示す前記コンタクト座標の原点との間の距離を、瞳孔中心／瞳孔マーカ距離ｅ１として算出し、前記瞳孔中心位置及び前記コンタクト座標の前記原点を結ぶ直線と、前記コンタクト座標の前記ｕ軸との間の角度を瞳孔中心コンタクト角θ２として算出し、前記基準座標処理部が、前記基準座標（ｘｙ座標）を設定し、前記マーカ位置測定データに含まれる前記第１回転測定マーカ、及び前記第２回転測定マーカまたは前記瞳孔マーカのそれぞれの前記位置に基づいて、前記基準座標に対するコンタクト座標の回転角度を、コンタクト回転角θ１として算出し、前記マーカ位置測定データに含まれる前記瞳孔マーカの前記位置から、前記基準座標における前記瞳孔マーカ座標Ｓを求め、前記瞳孔中心座標算出部が、前記コンタクト座標処理部により算出された前記瞳孔中心／瞳孔マーカ距離ｅ１及び前記瞳孔中心コンタクト角θ２、並びに前記基準座標処理部により算出された前記コンタクト回転角θ１に基づいて、前記基準座標における前記瞳孔中心座標と、前記基準座標処理部により求めた前記瞳孔マーカ座標Ｓとの間におけるｘ成分及びｙ成分の距離を、瞳孔中心／瞳孔マーカｘ成分距離ｅ２及び瞳孔中心／瞳孔マーカｙ成分距離ｅ３としてそれぞれ算出し、前記瞳孔マーカ座標Ｓ、前記瞳孔中心／瞳孔マーカｘ成分距離ｅ２及び前記瞳孔中心／瞳孔マーカｙ成分距離ｅ３に基づいて、前記基準座標における前記瞳孔中心座標を算出する、ことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、人間が目を閉じているときであっても、安定的に瞳孔の動きを測定することができる。

実施例１の瞳孔測定装置の全体構成例を説明するイメージ図である。 実施例１において、ユーザの閉眼時における給電用メガネ及び瞳孔測定器具の使用態様を説明する図である。 実施例１における給電用メガネ及び瞳孔測定器具の構造例を示す概略図である。 実施例１における給電用メガネに備えたデータ処理装置及びアンテナコイルの構成例を示す概略図である。 実施例１における瞳孔測定器具に備えたアンテナコイル及び測定回路の構成例を示す概略図である。 瞳孔測定器具に備えた測定回路の構成例及び動作例を説明する概略図である。 発光素子及び受光素子の配列例を示す図である。 瞳孔測定器具の測定回路に備えた制御回路の構成例を示すブロック図である。 瞳孔測定器具の測定回路に備えた制御回路の処理例を示すフローチャートである。 瞳孔測定器具の測定回路に備えた制御回路の処理例を補完する図である。 瞳孔測定器具における発光素子からの発射赤外光及び受光素子への反射赤外光の時間差を示す図である。 実施例２の瞳孔測定装置の全体構成例を説明するイメージ図である。 実施例２において、ユーザの閉眼時における給電用メガネ及び瞳孔測定器具の使用態様を説明する図である。 実施例２における給電用メガネ及び瞳孔測定器具の構造例を示す概略図である。 実施例２における瞳孔測定器具に備えたアンテナコイル、測定回路、瞳孔マーカ及び回転測定マーカの構成例を示す概略図である。 レーダ探索器の構成例及び動作例を説明する概略図である。 電波発信素子及び電波受信素子の配列例を示す図である。 レーダ探索器に備えた制御回路の構成例を示すブロック図である。 レーダ探索器に備えた制御回路の処理例を示すフローチャートである。 電波強度分布を示す図である。 実施例２におけるデータ処理装置の入力データを説明する図である。 実施例２におけるデータ処理装置の構成例を示すブロック図である。 実施例２におけるデータ処理装置の処理例を示すフローチャートである。 実施例２におけるデータ処理装置の処理例を補完する図である。 基準座標を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。実施例１は、被験者であるユーザの閉眼時に、瞳孔径等を測定する例である。実施例２は、ユーザの閉眼時に、瞳孔径等に加え瞳孔位置を測定する例である。

実施例１，２の瞳孔測定器具は、被験者であるユーザの目の瞼の裏と角膜との間に装着できるようにコンタクト型に形成され、外部の給電用メガネから電力が供給されることで動作する。

この瞳孔測定器具は、発光素子及び受光素子を一対とした複数の対を備えており、複数の対は、当該瞳孔測定器具がユーザの目の瞼の裏と角膜との間に装着された状態において、目の瞳孔、虹彩及び白目に対向するように設けられる。瞳孔測定器具は、赤外線の発光タイミングと反射して戻ってきた赤外線の受光タイミングとの間の時間差（遅延時間）を求め、当該時間差に基づいて、瞳孔領域と当該瞳孔領域以外の領域とを判断し、瞳孔と虹彩の境界位置を求める。

そして、瞳孔測定器具は、境界位置から瞳孔の動きに関する測定データを求め、給電用メガネへ送信する。給電用メガネから瞳孔測定器具への電力の供給、及び瞳孔測定器具から給電用メガネへの測定データの送受信は、非接触ＩＣカードと同様の電磁誘導に基づいた動作原理が用いられる。

これにより、瞳孔を測定する際の回数及び時間の制限を受けることはなく、ユーザが目を閉じているときであっても、安定的に瞳孔の動きを測定することができる。

〔実施例１〕
まず、実施例１について説明する。前述のとおり、実施例１は、ユーザの閉眼時に、瞳孔径等を測定する例である。

図１は、実施例１の瞳孔測定装置の全体構成例を説明するイメージ図であり、図２は、実施例１において、ユーザの閉眼時における給電用メガネ及び瞳孔測定器具の使用態様を説明する図である。尚、図１は、全体構成例のイメージを示しており、各構成部の位置を示しているものではない。

この瞳孔測定装置１－１は、ユーザの顔の所定箇所（目に対向した所定箇所）に装着される給電用メガネ（給電用器具）２、ユーザの眼球に装着（目の瞼の裏と角膜との間に装着）される瞳孔測定器具３、及びデータ蓄積表示装置４を備えて構成される。

給電用メガネ２は、そのフレームに、データ処理装置１０及びアンテナコイル２０を備えている。図２に示すように、瞼１０１が閉じており、瞳孔測定器具３が瞼１０１の裏と角膜との間に装着されている状態において、データ処理装置１０及びアンテナコイル２０は、瞳孔測定器具３に対向する位置に設けられている。

データ処理装置１０は、電池（電源）を備えており、アンテナコイル２０を介して瞳孔測定器具３を給電し、瞳孔測定器具３からアンテナコイル２０を介して、瞳孔径、瞳孔の形状等の瞳孔に関する測定データ（瞳孔測定データ）を受信する。そして、データ処理装置１０は、測定データを時系列に整理したり、測定データを加工したり等のデータ処理を行い、測定データ等の各種データをデータ蓄積表示装置４へ送信する。データ処理装置１０とデータ蓄積表示装置４とは、無線または有線にて接続される。

アンテナコイル２０、及び瞳孔測定器具３に備えた後述するアンテナコイル３０は、電磁誘導により、データ処理装置１０から、瞳孔測定器具３に備えた後述する測定回路４０への給電をワイヤレスにて実現する。また、アンテナコイル２０，３０は、測定回路４０からデータ処理装置１０への測定データの送受信をワイヤレスにて実現する。

アンテナコイル２０は、瞳孔測定器具３を給電するためのコイルとして機能すると共に、瞳孔測定器具３から測定データを受信する受信アンテナとして機能する。

瞳孔測定器具３は、アンテナコイル３０及び測定回路４０を備えている。瞳孔測定器具３は、後述する図１０に示すように、コンタクトレンズと同様の形態のコンタクト型に形成されており、ユーザの目の角膜に接触して取り付けられる。つまり、瞳孔測定器具３は、ユーザの目の瞼の裏と角膜との間に装着される。

アンテナコイル３０は、データ処理装置１０からアンテナコイル２０を介して、測定回路４０を給電するためのコイルとして機能すると共に、アンテナコイル２０を介してデータ処理装置１０へ測定データを送信するための送信アンテナとして機能する。

測定回路４０は、アンテナコイル３０を介して給電を受けると、交流電力を直流電力に整流し、直流電力を電源として、後述する回路及び素子を動作させる。測定回路４０は、発射赤外光α１を出力し、反射赤外光β１を入力することで、瞳孔に関する測定データを取得し、測定データを、アンテナコイル３０及びアンテナコイル２０を介してデータ処理装置１０へ送信する。

データ蓄積表示装置４は、給電用メガネ２のデータ処理装置１０から測定データ等の各種データを受信し、各種データをメモリに蓄積したり、画面表示したりする。

尚、図２の例では、図１に示した給電用メガネ２のデータ処理装置１０及びアンテナコイル２０、並びに瞳孔測定器具３は、左右の両目に対応して２セット設けられているが、一方の目のみに対応して設けられるようにしてもよい。これにより、ユーザは、一方の目を用いて瞳孔径の測定が行われ、他方の目にて、通常通りの視界を得ることができる。

また、データ処理装置１０及びアンテナコイル２０は、給電用メガネ２のフレームに備えるようにした。これに対し、これらのサイズが大きく当該フレームに備えるのが困難な場合は、目を覆うヘッドマウント型の装置に収容するようにしてもよい。

〔給電用メガネ２及び瞳孔測定器具３の構造〕
図３は、実施例１における給電用メガネ２及び瞳孔測定器具３の構造例を示す概略図である。図３に示すように、給電用メガネ２のデータ処理装置１０及びアンテナコイル２０は、メガネフレーム２２に支持されている。データ処理装置１０及びアンテナコイル２０は、接続線２１を介して電気信号の入出力を行う。また、アンテナコイル２０は、支持部材２３にてメガネフレーム２２に支持されている。

瞳孔測定器具３のアンテナコイル３０及び測定回路４０は、ユーザの目１００の瞼１０１の裏と角膜１０２との間に装着されている。アンテナコイル３０は、給電用メガネ２のアンテナコイル２０に対向するように設けられている。

これにより、瞳孔測定器具３は、給電用メガネ２から電力の供給を受けることができ、瞳孔に関する測定データを得るための電力として用いることができる。また、瞳孔測定器具３は、この電力を用いることで、測定データを給電用メガネ２へ送信することができる。

図４は、実施例１における給電用メガネ２に備えたデータ処理装置１０及びアンテナコイル２０の構成例を示す概略図である。後述する実施例２における給電用メガネ５に備えたデータ処理装置８０及びアンテナコイル２０についても同様の構成である。データ処理装置１０及びアンテナコイル２０は、接続線２１を介して電気信号の入出力を行う。アンテナコイル２０は、後述する図５に示すアンテナコイル３０と同様に、円または楕円形の外縁に導線が複数回回周して形成され、互いに対向して設けられる。

データ処理装置１０は電池を備えており、交流電流を、接続線２１を介してアンテナコイル２０へ供給する。これにより、アンテナコイル２０に交流磁界が発生し、アンテナコイル２０から瞳孔測定器具３のアンテナコイル３０への電磁誘導により、アンテナコイル３０に交流電力が発生し、測定回路４０が給電される。

また、データ処理装置１０は、瞳孔測定器具３のアンテナコイル３０から送信された測定データの変調波形を、アンテナコイル２０及び接続線２１を介して、供給した交流電流から検出する。これにより、データ処理装置１０は変調波形を解析することで、測定データを取得することができる。尚、測定データの変調方式は何でもよい。

図５は、実施例１における瞳孔測定器具３に備えたアンテナコイル３０及び測定回路４０の構成例を示す概略図である。アンテナコイル３０と測定回路４０の制御回路４１とは、接続線３１を介して電気信号の入出力を行う。

前述のとおり、瞳孔測定器具３はコンタクト型に形成されており、その素材は例えばプラスチックであり、アンテナコイル３０及び測定回路４０が設けられる。瞳孔測定器具３は、外縁側にアンテナコイル３０を備え、その内側に制御回路４１及び発光素子４２等を備えている。

アンテナコイル３０は、図４に示したアンテナコイル２０に対向して設けられる。また、発光素子４２等は、瞳孔測定器具３が瞼１０１の裏と角膜１０２との間に装着された状態において、後述するように、ユーザの目１００の瞳孔１０３及び虹彩１０４等に対向して設けられる。

制御回路４１は、アンテナコイル３０の電磁誘導により発生した交流電力を、接続線３１を介して入力し、交流電力を直流電力に変換し、当該制御回路４１及び発光素子４２等を動作させ、瞳孔１０３に関する測定データを取得する。

また、制御回路４１は、入力した交流電力の搬送波の反射を、送信対象の測定データに応じて変化させることで、測定データを変調し、測定データの変調信号を、アンテナコイル３０及びアンテナコイル２０を介してデータ処理装置１０へ送信する。この場合、データ処理装置１０は、受信した測定データの変調信号を復調する。

尚、アンテナコイル２０，３０を用いた給電及び測定データの送受信の技術については既知であり、非接触ＩＣカードの動作原理と同様である。例えば以下を参照されたい。
“非接触ＩＣカード技術”、［online］、ＮＴＴ技術ジャーナル ２００８．１、［平成３０年８月２９日検索］、インターネット＜www.ntt.co.jp/journal/0801/files/jn200801071.pdf＞

〔瞳孔測定器具３の測定回路４０〕
次に、瞳孔測定器具３の測定回路４０について詳細に説明する。図６は、瞳孔測定器具３に備えた測定回路４０の構成例及び動作例を説明する概略図である。この測定回路４０は、制御回路４１、複数の発光素子４２、複数の受光素子４３及び複数のフード（覆い）４４を備えている。

発光素子４２には、例えばＥＬ（Electroluminescence：エレクトロルミネセンス）素子が用いられ、受光素子４３には、例えばＣＭＯＳが用いられる。

発光素子４２及び受光素子４３は、一対の組として（以下、「素子対」という。）複数設けられ、複数の素子対は、ユーザの目１００の瞳孔１０３及び虹彩１０４（及び後述する白目１０５）に対向するように設けられている。制御回路４１により、素子対による赤外光の発射及び入射の時間差に基づいて、対向する位置の瞳孔１０３及び瞳孔１０３以外の部位（虹彩１０４または後述する白目１０５）が判断される。

制御回路４１は、電源機能、送信機能及び測定機能を有する。制御回路４１は、電源機能として、接続線３１を介して供給された交流電力を直流電力に変換し、直流電力にて、当該制御回路４１、発光素子４２及び受光素子４３を動作させる。

制御回路４１は、送信機能として、以下の処理にて取得した測定データを、接続線３１を介して送信する。

制御回路４１は、測定機能として、複数の素子対のそれぞれについて順番にまたは一斉に、制御線４５を介して発射信号を発光素子４２に出力し、発光素子４２に発射赤外光α１を角膜１０２へ出力させる。素子対を駆動する場合の駆動周波数は高いほどよいが、ディスプレイの動作周波数が６０Ｈｚであることを考慮して、６０Ｈｚ以上であればよい。つまり、全ての素子対についての測定周期は１／６０秒であればよい。

これにより、発射赤外光α１は、角膜１０２を介して瞳孔１０３または虹彩１０４等へ出力され、瞳孔１０３から透明の水晶体を通過して奥の網膜等にて反射し、または虹彩１０４等にて反射し、反射赤外光β１が角膜１０２を介して戻ってくる。

制御回路４１は、受光素子４３が反射赤外光β１を受光すると、受光素子４３から制御線４５を介して、反射信号を入力する。

赤外線を用いるのは、ユーザの目１００がこれを感知することなく、反応しないからである。つまり、赤外光は、瞳孔１０３の動きに影響を与えることはない。

制御回路４１は、発射信号のタイミングと反射信号のタイミングとの間の時間差を求め、当該時間差に基づいて、瞳孔領域、虹彩領域及び白目領域を判断し、瞳孔１０３と虹彩１０４の間の境界位置を求める。そして、制御回路４１は、境界位置から瞳孔１０３に関する測定データを求め、接続線３１を介して送信する。

フード４４は、プラスチックまたは金属を用いて筒状に形成され、受光素子４３の受光口に設けられている。フード４４は、発光素子４２から出力された発射赤外光α１に対し、対向する瞳孔１０３の奥の網膜等または虹彩１０４等にて反射した反射赤外光β１のみを、対になっている受光素子４３へ導くための部材である。

一般に、発光素子４２から出力された発射赤外光α１は、瞳孔１０３の奥の網膜等または虹彩１０４等に到着するまでに拡散するため、受光素子４３は、対向する瞳孔１０３の奥の網膜等または虹彩１０４等以外からの反射赤外光β１も入力してしまう。このため、フード４４は、対向する位置の瞳孔１０３の奥の網膜等または虹彩１０４等以外からの反射赤外光β１を排除し、対向する位置の瞳孔１０３の奥の網膜等または虹彩１０４等からの反射赤外光β１のみを受光素子４３へ導くために用いられる。

フード４４を用いることにより、制御回路４１は、素子対について、対向する位置の反射赤外光β１の反射信号を正確に入力し、正確な時間差を求めることができ、結果として精度の高い測定データを得ることができる。

図７は、発光素子４２及び受光素子４３の配列例を示す図である。発光素子４２及び受光素子４３は一対の組として、複数の素子対がマトリックス状に配列している。複数の素子対には、それぞれ素子対番号が付されており、素子対番号から、マトリックス状の配列内の位置が一義的に特定される。

尚、図７の配列例では、発光素子４２及び受光素子４３の素子対が列状に配列している。つまり、縦方向において、複数の発光素子４２が同じ列に配置しており、複数の受光素子４３も同じ列に配置している。これに対し、発光素子４２及び受光素子４３の素子対は、縦方向において、発光素子４２と受光素子４３とが同じ列に交互に配置するようにしてもよい。この場合、発光素子４２及び受光素子４３は、図７の配列例と同様に、横方向において素子対を構成し、発光素子４２の隣に受光素子４３を配置する。

複数の素子対におけるそれぞれの間隔（素子対同士の間隔）は一定である。瞳孔径が約２～８ｍｍであり、その測定精度が０．０１ｍｍであることを考慮すると、その間隔は、０．０１ｍｍ以下かつ０．００１ｍｍ以上であればよい。

図６に示した制御回路４１は、素子対毎に順番に発射信号を出力する場合、図７に示した複数の素子対から１つを順次選択する。例えば制御回路４１は、図７の配列例において、行毎に左から右へ、かつ上から下へ順番にスキャンするように、素子対を選択する。

〔制御回路４１／瞳孔測定器具３〕
次に、図６に示した制御回路４１について詳細に説明する。図８は、瞳孔測定器具３の測定回路４０に備えた制御回路４１の構成例を示すブロック図である。この制御回路４１は、電源部５０、通信部５１、素子対選択駆動部５２、時間差算出部５３、境界判定部５４及び測定データ生成部５５を備えている。

電源部５０は、アンテナコイル３０において電磁誘導により発生した交流電力を直流電力に変換し、当該制御回路４１、発光素子４２及び受光素子４３を動作させる。

通信部５１は、電磁誘導によりアンテナコイル３０に発生した交流電力の搬送波の反射を、測定データに応じて変化させることで、測定データを変調し、測定データの変調信号を送信する。

尚、制御回路４１は、データ処理装置１０から送信されたデータを受信する受信部を備えるようにしてもよい。この場合、データ処理装置１０は、送信したいデータ（例えば、後述する図９のステップＳ９０４にて用いるしきい値）を変調し、電磁誘導を起こす元となる交流電力の搬送波に、データの変調信号を重畳する。データの変調信号が重畳された搬送波は、制御回路４１へ供給される交流電力に反映される。そして、制御回路４１の受信部は、電磁誘導によりアンテナコイル３０に発生した交流電力から、搬送波に重畳されたデータの変調信号を復調し、元のデータを取得する。

素子対選択駆動部５２、時間差算出部５３、境界判定部５４及び測定データ生成部５５については、後述する図９～図１１を用いて説明する。

図９は、瞳孔測定器具３の測定回路４０に備えた制御回路４１の処理例を示すフローチャートである。図１０は、図９の処理例を補完する図であり、図１１は、瞳孔測定器具３における発光素子４２からの発射赤外光α１及び受光素子４３への反射赤外光β１の時間差を示す図である。

素子対選択駆動部５２は、複数の素子対から１つを選択する（ステップＳ９０１）。素子対選択駆動部５２は、選択した素子対を駆動するための駆動信号を、素子対の発光素子４２及び受光素子４３に出力する。また、素子対選択駆動部５２は、選択した素子対を識別するための素子対情報（素子対番号）を時間差算出部５３に出力する。

時間差算出部５３は、素子対選択駆動部５２から素子対情報を入力し、発射信号を、素子対情報が示す発光素子４２に出力し、素子対情報が示す受光素子４３から反射信号を入力する（ステップＳ９０２）。

これにより、発光素子４２は、発射信号を入力すると発射赤外光α１を出力する。そして、発射赤外光α１が瞳孔１０３の奥の網膜等または虹彩１０４等にて反射すると、反射赤外光β１が戻ってくる。受光素子４３は、反射赤外光β１を入力すると反射信号を時間差算出部５３に出力する。

時間差算出部５３は、発射信号を出力した出力時刻をメモリに保存しておき、この出力時刻と、反射信号を入力した入力時刻との間の時間差Δｔを算出する（ステップＳ９０３）。そして、時間差算出部５３は、時間差Δｔを、素子対情報が示す素子対番号の情報として境界判定部５４に出力する。

境界判定部５４は、時間差算出部５３から素子対情報の時間差Δｔを入力し、時間差Δｔが予め設定されたしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ９０４）。

境界判定部５４は、ステップＳ９０４において、時間差Δｔがしきい値以上でないと判定した場合（ステップＳ９０４：Ｎ）、反射赤外光β１が虹彩１０４または白目１０５からの反射光であると判断する。そして、境界判定部５４は、素子対番号の素子対に対向する位置には虹彩１０４または白目１０５が存在すると判断する（ステップＳ９０５）。

一方、境界判定部５４は、ステップＳ９０４において、時間差Δｔがしきい値以上であると判定した場合（ステップＳ９０４：Ｙ）、反射赤外光β１が瞳孔１０３の奥の網膜等からの反射光であると判断する。そして、境界判定部５４は、素子対番号の素子対に対向する位置には瞳孔１０３が存在すると判断する（ステップＳ９０６）。

予め設定されたしきい値としては、例えば、対向する位置が虹彩１０４または白目１０５のときの時間差Δｔと、対向する位置が瞳孔１０３であるときの時間差Δｔとの間の中間値が用いられる。

虹彩１０４または白目１０５における時間差Δｔは、明らかに、瞳孔１０３を通過した反射光の時間差Δｔよりも短い。瞳孔１０３への発射赤外光α１は、虹彩１０４または白目１０５よりも奥の網膜等にて反射するため、その反射点は、虹彩１０４または白目１０５の反射点よりも、発光素子４２を基準として遠い位置（奥の位置）にあるからである。したがって、発光素子４２が発射赤外光α１を出力してから、受光素子４３が反射赤外光β１を入力するまでの時間は、虹彩１０４または白目１０５よりも瞳孔１０３の方が長いこととなる。

図１０を参照して、コンタクト型に形成された瞳孔測定器具３が瞼１０１の裏と角膜１０２との間に装着された状態において、瞳孔測定器具３は、瞳孔１０３及び虹彩１０４を覆うように設けられている。尚、瞳孔測定器具３の面は、目１００が動いたとしてもコンタクトレンズと同様にある程度追従するが、瞳孔１０３及び虹彩１０４を覆うことが可能なサイズとする。

瞳孔測定器具３の面には、図７に示したように、素子対がマトリックス状に配列されている。素子対を用いることで、対向する瞳孔１０３と瞳孔１０３以外の部位（虹彩１０４または白目１０５）とが区別して判断される。瞳孔１０３の領域が瞳孔領域ａであり、瞳孔１０３以外の領域が虹彩領域ｂまたは白目領域ｃであり、瞳孔領域ａと虹彩領域ｂとの間が境界ｄ１，ｄ２である。

図１１を参照して、１番目の発光素子４２－１及び受光素子４３－１の素子対についての発射赤外光α１のパルスと反射赤外光β１のパルスとの間の時間差、すなわち発射信号のタイミングと反射信号のタイミングとの間の時間差をΔｔ１とする。また、２番目の発光素子４２－２及び受光素子４３－２の素子対からｎ１番目の発光素子４２－ｎ１及び受光素子４３－ｎ１の素子対までのそれぞれについての時間差もΔｔ１とする。さらに、ｎ２番目の発光素子４２－ｎ２及び受光素子４３－ｎ２の素子対の時間差をΔｔ２とし、ｎ３番目の発光素子４２－ｎ３及び受光素子４３－ｎ３の素子対以降のそれぞれの時間差もΔｔ２とする。ｎ１は２以上の整数、ｎ２＝ｎ１＋１、ｎ３＝ｎ２＋１とする。

瞳孔１０３及び透明の水晶体を通過した光の反射点は、虹彩１０４または白目１０５の反射点よりも、発光素子４２を基準として遠い位置にあるから、Δｔ１＜Δｔ２となる。１番目の発光素子４２－１及び受光素子４３－１の素子対に対向する位置、・・・、及びｎ１番目の発光素子４２－ｎ１及び受光素子４３－ｎ１の素子対に対向する位置には虹彩１０４が存在し、この領域が虹彩領域ｂとなる。また、ｎ２番目の発光素子４２－ｎ２及び受光素子４３－ｎ２の素子対に対向する位置、・・・には瞳孔１０３が存在し、この領域は瞳孔領域ａとなる。また、瞳孔領域ａと虹彩領域ｂとの間が境界ｄ１となる。

図９に戻って、境界判定部５４は、ステップＳ９０５，９０６から移行して、瞳孔１０３と虹彩１０４との間の境界ｄ１，ｄ２を判断し、全ての境界ｄ１，ｄ２（境界となる素子対番号）を取得したか否かを判定する（ステップＳ９０７）。つまり、境界判定部５４は、マトリックス状に配置された複数の素子対について、横方向の行毎に境界ｄ１，ｄ２を判断し、全ての行について境界ｄ１，ｄ２を取得したか否かを判定する。

境界判定部５４は、ステップＳ９０７において、全ての境界ｄ１，ｄ２を取得済みでないと判定した場合（ステップＳ９０７：Ｎ）、次の素子対を選択するための指示を素子対選択駆動部５２に出力し、ステップＳ９０１へ移行する。

これにより、素子対選択駆動部５２は、次の素子対を選択する。そして、時間差算出部５３は、時間差Δｔを算出し、境界判定部５４は、選択した素子対番号の素子対に対向する位置に存在する瞳孔１０３と虹彩１０４または白目１０５とを区別して判断する。

境界判定部５４は、ステップＳ９０７において、全ての境界ｄ１，ｄ２を取得済みであると判定した場合（ステップＳ９０７：Ｙ）、境界ｄ１，ｄ２の位置に対応する素子対番号を境界座標として、全ての境界座標を測定データ生成部５５に出力する。

測定データ生成部５５は、境界判定部５４から全ての境界座標を入力し、全ての境界座標から、瞳孔１０３に関する測定データを生成し、測定データを通信部５１に出力する（ステップＳ９０８）。

例えば、測定データ生成部５５は、全ての境界座標の点を結ぶことで多角形を形成し、予め設定された複数の形状（既知の形状）と形成した多角形との間でマッチングを行い、多角形の形状を求める。また、測定データ生成部５５は、多角形を円形に近似する等して、円形から瞳孔１０３の径（瞳孔径）を算出する。また、測定データ生成部５５は、瞳孔１０３の形状の中心位置を判断し、その素子対番号を瞳孔中心位置番号として特定する。このように、測定データ生成部５５は、瞳孔１０３の瞳孔径、形状、瞳孔中心位置番号等の瞳孔１０３に関する測定データを生成する。

尚、瞳孔１０３に関する測定データには、図９の処理例にて取得した素子対毎の時間差Δｔ等のデータを含むようにしてもよい。

通信部５１は、測定データ生成部５５から測定データを入力し、測定データをデータ処理装置１０へ送信する（ステップＳ９０９）。

以上のように、実施例１の瞳孔測定装置１－１によれば、瞳孔測定器具３は、アンテナコイル３０及び測定回路４０を備えたコンタクト型の器具であり、ユーザの瞼１０１の裏と角膜１０２との間に装着される。測定回路４０の制御回路４１に備えた電源部５０は、電磁誘導によりアンテナコイル３０に発生した電力を用いて、当該測定回路４０を動作させる。

時間差算出部５３は、発射信号を発光素子４２に出力し、発光素子４２に発射赤外光α１を出力させ、受光素子４３が反射赤外光β１を入力すると、受光素子４３から反射信号を入力する。そして、時間差算出部５３は、発射信号及び反射信号のタイミングの時間差Δｔを算出する。

境界判定部５４は、時間差Δｔがしきい値以上でないと判定した場合、その素子対に対向する位置には虹彩１０４または白目１０５が存在すると判断し、時間差Δｔがしきい値以上であると判定した場合、その素子対に対向する位置には瞳孔１０３が存在すると判断する。そして、境界判定部５４は、瞳孔１０３と虹彩１０４との間の境界座標を求める。

測定データ生成部５５は、瞳孔１０３と虹彩１０４との間の境界座標から、瞳孔１０３の瞳孔径、形状、瞳孔中心位置番号の測定データを生成する。通信部５１は、電磁誘導により発生した交流電力の搬送波の反射を、測定データに応じて変化させることで、測定データを変調し、測定データの変調信号を送信する。

これにより、赤外線を用いるようにしたから、Ｘ線とは異なり測定回数及び測定時間の制限を受けることがない。また、コンタクト型の瞳孔測定器具３を、コンタクトレンズのように、瞼１０１の裏と角膜１０２との間に装着するようにしたから、装着状態を長時間維持することが可能となる。つまり、睡眠中であっても装着状態を維持することができ、例えば睡眠中にユーザの顔が動いた場合であっても、装着状態を維持することができるから、長時間の測定が可能となる。

また、瞳孔測定器具３の面を、目１００が動いたとしてもある程度追従するが、瞳孔１０３及び虹彩１０４を覆うことが可能なサイズとすることで、瞳孔１０３の動きを継続して測定することができる。

したがって、人間が目を閉じているときであっても、安定的に瞳孔１０３の動きを測定することができる。

〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。前述のとおり、実施例２は、ユーザの閉眼時に、瞳孔径等に加え瞳孔位置を測定する例である。一般に、瞳孔測定器具は眼球に追従しないで、眼球に対して上下左右及び回転方向にずれてしまう。実施例２では、このような瞳孔測定器具のずれに対応し、瞳孔位置を精度高く測定する。

図１２は、実施例２の瞳孔測定装置の全体構成例を説明するイメージ図であり、図１３は、実施例２において、ユーザの閉眼時における給電用メガネ及び瞳孔測定器具の使用態様を説明する図である。尚、図１２は、全体構成例のイメージを示しており、各構成部の位置を示しているものではない。

この瞳孔測定装置１－２は、ユーザの顔の所定箇所（目に対向した所定箇所）に装着される給電用メガネ（給電用器具）５、ユーザの眼球に装着される瞳孔測定器具６、及びデータ蓄積表示装置４、並びに、ユーザの目元に貼付される目元マーカ６１、及びユーザの目尻に貼付される目尻マーカ６２を備えて構成される。

給電用メガネ５は、そのフレームに、データ処理装置８０、アンテナコイル２０及びレーダ探索器７０を備えている。図１３に示すように、瞼１０１が閉じており、瞳孔測定器具６が瞼１０１の裏と角膜との間に装着されている状態において、データ処理装置８０、アンテナコイル２０及びレーダ探索器７０は、瞳孔測定器具６に対向する位置に設けられている。

データ処理装置８０は、実施例１のデータ処理装置１０と同様に、電池（電源）を備えており、アンテナコイル２０を介して瞳孔測定器具６を給電し、瞳孔測定器具６からアンテナコイル２０を介して、瞳孔１０３に関する測定データを受信する。また、データ処理装置８０は、レーダ探索器７０からマーカ位置に関する測定データ（マーカ位置測定データ）を入力する。そして、データ処理装置８０は、実施例１のデータ処理装置１０と同様に、データ処理を行い、測定データ等の各種データをデータ蓄積表示装置４へ送信する。

レーダ探索器７０は、レーダ機能により、発射電波α２を出力し、反射電波β２を入力することで、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２、並びに後述する瞳孔マーカ６０及び回転測定マーカ６３－１，６３－２の位置をそれぞれ探索する。

レーダ探索器７０は、マーカ位置に関する測定データを取得し、測定データをデータ処理装置８０に出力する。ここで、マーカ位置に関する測定データは、瞳孔マーカ位置番号、目元マーカ位置番号、目尻マーカ位置番号及び回転測定マーカ位置番号である。

アンテナコイル２０は、実施例１と同様であるから、ここでは説明を省略する。

瞳孔測定器具６は、アンテナコイル３０、測定回路４０、瞳孔マーカ６０及び回転測定マーカ６３－１，６３－２を備えている。瞳孔測定器具６は、コンタクトレンズと同様の形態のコンタクト型に形成されており、ユーザの目の角膜に接触して取り付けられる。つまり、瞳孔測定器具６は、ユーザの目の瞼の裏と角膜との間に装着される。

アンテナコイル３０及び測定回路４０は、実施例１と同様であるから、ここでは説明を省略する。

瞳孔マーカ６０は、金属片であり、図１３及び後述する図１４に示すように、コンタクト型の瞳孔測定器具６の中央位置（測定回路４０の中央位置）の表面に、給電用メガネ５のレーダ探索器７０に対向して設けられている。コンタクト型の瞳孔測定器具６は、瞳孔１０３を覆うように装着される。

回転測定マーカ６３－１，６３－２は、金属片であり、図１３及び後述する図１４に示すように、コンタクト型の瞳孔測定器具６の両端位置の表面に、給電用メガネ５のレーダ探索器７０に対向して設けられている。具体的には、回転測定マーカ６３－１，６３－２は、後述する図１５及び図２４に示すように、アンテナコイル３０の２か所の端の外側であって、かつ、当該回転測定マーカ６３－１，６３－２及び瞳孔マーカ６０が直線上に配置されるように設けられている。

実施例２では、眼球に装着された瞳孔測定器具６は、眼球の動きに追従しないものとする。つまり、瞳孔１０３に対する瞳孔測定器具６の相対的な位置は、変化するものとする。瞳孔測定器具６に備えた瞳孔マーカ６０は、必ずしも瞳孔１０３の中心に位置するとは限らない。

尚、図１３の例では、図１２に示した給電用メガネ５のデータ処理装置８０、アンテナコイル２０及びレーダ探索器７０、並びに瞳孔測定器具６は、左右の両目に対応して２セット設けられているが、一方の目のみに対応して設けられるようにしてもよい。これにより、ユーザは、一方の目を用いて測定が行われ、他方の目にて、通常通りの視界を得ることができる。

また、データ処理装置８０、アンテナコイル２０及びレーダ探索器７０は、給電用メガネ５のフレームに備えるようにした。これに対し、これらのサイズが大きく当該フレームに備えるのが困難な場合は、目を覆うヘッドマウント型の装置に収容するようにしてもよい。

〔給電用メガネ５及び瞳孔測定器具６の構造〕
図１４は、実施例２における給電用メガネ５及び瞳孔測定器具６の構造例を示す概略図である。図１４に示すように、給電用メガネ５のデータ処理装置８０、アンテナコイル２０及びレーダ探索器７０は、メガネフレーム２２に支持されている。データ処理装置８０及びアンテナコイル２０は、接続線２１を介して電気信号の入出力を行う。

給電用メガネ５のデータ処理装置８０及びアンテナコイル２０の構造は、図３に示した給電用メガネ２のデータ処理装置１０及びアンテナコイル２０と同様であるから、ここでは説明を省略する。また、瞳孔測定器具６のアンテナコイル３０及び測定回路４０の構造は、図３に示した瞳孔測定器具３のアンテナコイル３０及び測定回路４０と同様であるから、ここでは説明を省略する。

レーダ探索器７０は、瞳孔マーカ６０、アンテナコイル３０の外側に設けられた回転測定マーカ６３－１，６３－２、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２を探索できるように、メガネフレーム２２の所定位置に設けられている。

これにより、瞳孔測定器具６は、給電用メガネ５から電力の供給を受けることができ、瞳孔１０３に関する測定データを得るための電力として用いることができる。また、瞳孔測定器具６は、この電力を用いることで、瞳孔１０３に関する測定データを給電用メガネ５へ送信することができる。

図１５は、実施例２における瞳孔測定器具６に備えたアンテナコイル３０、測定回路４０、瞳孔マーカ６０及び回転測定マーカ６３－１，６３－２の構成例を示す概略図である。アンテナコイル３０及び測定回路４０は、図５に示した構成と同様である。瞳孔マーカ６０は、測定回路４０の中央位置に設けられている。

回転測定マーカ６３－１，６３－２は、アンテナコイル３０の２か所の端の外側であって、かつ、当該回転測定マーカ６３－１，６３－２及び瞳孔マーカ６０が直線上に配置されるように設けられている。

〔給電用メガネ５のレーダ探索器７０〕
次に、給電用メガネ５のレーダ探索器７０について詳細に説明する。図１６は、レーダ探索器７０の構成例及び動作例を説明する概略図である。このレーダ探索器７０は、制御回路７１、電波発信素子７２、電波受信素子７３及びフード（覆い）７４を備えている。

電波発信素子７２は、瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１または目尻マーカ６２を探索するための電波を発信する素子であり、電波受信素子７３は、瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１または目尻マーカ６２にて反射した電波を受信する素子である。

電波発信素子７２及び電波受信素子７３は一対の組として（以下、「電波素子対」という。）複数設けられ、複数の電波素子対は、瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２に対向するように設けられている。複数の電波素子対は、瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２のそれぞれを探索するための複眼レーダのように、配置される。

制御回路７１により、電波素子対による電波の発信及び受信にて得られる受信電波の電波強度に基づいて、瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２のそれぞれに対応する電波強度の高い電波素子対が特定される。

制御回路７１は、電源機能及び測定機能を有する。制御回路７１は、電源機能として、接続線２１を介して供給された直流電力にて、当該制御回路７１、電波発信素子７２及び電波受信素子７３を動作させる。

制御回路７１は、測定機能として、複数の電波素子対のそれぞれについて順番にまたは一斉に、制御線７５を介して発射信号を電波発信素子７２に出力する。制御回路７１は、発射信号にて、電波発信素子７２に発射電波α２を出力させる。電波発信素子７２及び電波受信素子７３を駆動する場合の駆動周波数は高いほどよいが、図６に示した測定回路４０の駆動周波数と同じとし、同期させることが望ましい。

これにより、発射電波α２は、瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１または目尻マーカ６２へ出力され、瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１または目尻マーカ６２にて反射し、反射電波β２が戻ってくる。

制御回路７１は、電波受信素子７３が反射電波β２を受信すると、電波受信素子７３から制御線７５を介して、反射信号を入力する。電波を用いるのは、瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２である金属片にて反射させるためである。

制御回路７１は、電波受信素子７３から反射信号を入力すると、反射信号の電波強度を算出し、この電波強度を、発射信号の出力先である電波発信素子７２の電波素子対の番号（電波素子対番号）に対応する電波強度とする。そして、制御回路７１は、電波強度の高い電波素子対番号を特定し、マーカ位置に関する測定データとして、接続線２１を介してデータ処理装置８０に出力する。尚、電波素子対毎に、電波素子対番号が付与されているものとする。

フード７４は、金属を用いて筒状に形成され、電波受信素子７３の受信口に設けられており、電波発信素子７２からの発射電波α２に対応する反射電波β２のみを、電波素子対になっている電波受信素子７３へ導くための部材である。

一般に、電波発信素子７２から出力された発射電波α２は拡散するため、電波受信素子７３は、対向する位置以外からの反射電波β２も入力してしまう。このため、フード７４は、対向する位置以外からの反射電波β２を排除し、対向する位置からの反射電波β２のみを電波受信素子７３へ導くために用いられる。つまり、フード７４は、当該フード７４が設けられている電波受信素子７３が、対向する（真下の）瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１または目尻マーカ６２から、強度の高い反射電波β２を受信できるようにするための部材である。

フード７４を用いることにより、制御回路７１は、電波素子対について、対向する瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１または目尻マーカ６２の反射電波β２の反射信号を正確に入力し、正確な電波強度を求めることができ、結果として精度の高い測定データを得ることができる。

図１７は、電波発信素子７２及び電波受信素子７３の配列例を示す図である。電波発信素子７２及び電波受信素子７３は一対の組として、複数の電波素子対がマトリックス状に配列している。複数の電波素子対には、それぞれ電波素子対番号が付されており、電波素子対番号から、マトリックス状の配列内の位置が一義的に特定される。

尚、図１７の配列例では、電波発信素子７２及び電波受信素子７３の電波素子対が列状に配列している。つまり、縦方向において、複数の電波発信素子７２が同じ列に配置しており、複数の電波受信素子７３も同じ列に配置している。これに対し、電波発信素子７２及び電波受信素子７３の電波素子対は、縦方向において、電波発信素子７２と電波受信素子７３とが同じ列に交互に配置するようにしてもよい。この場合、電波発信素子７２及び電波受信素子７３は、図１７の配列例と同様に、横方向において電波素子対を構成し、電波発信素子７２の隣に電波受信素子７３を配置する。

複数の電波素子対におけるそれぞれの間隔（電波素子対同士の間隔）は一定である。図７に示した発光素子４２及び受光素子４３の配列例と同様に、その間隔は、０．０１ｍｍ以下かつ０．００１ｍｍ以上であればよい。

図１６に示した制御回路７１は、電波素子対毎に順番に発射信号を出力する場合、図１７に示した複数の電波素子対から１つを順次選択する。例えば制御回路７１は、図１７の配列例において、行毎に左から右へ、かつ上から下へ順番にスキャンするように、電波素子対を選択する。

〔制御回路７１／給電用メガネ５のレーダ探索器７０〕
次に、図１６に示した制御回路７１について詳細に説明する。図１８は、レーダ探索器７０に備えた制御回路７１の構成例を示すブロック図であり、図１９は、制御回路７１の処理例を示すフローチャートである。

この制御回路７１は、素子対選択駆動部７６、電波強度測定部７７、測定データ生成部７８及び出力部７９を備えている。

素子対選択駆動部７６は、複数の電波素子対から１つを選択する（ステップＳ１９０１）。素子対選択駆動部７６は、選択した電波素子対を駆動するための駆動信号を、電波素子対の電波発信素子７２及び電波受信素子７３に出力する。また、素子対選択駆動部７６は、選択した電波素子対を識別するための電波素子対情報（電波素子対番号）を電波強度測定部７７に出力する。

電波強度測定部７７は、素子対選択駆動部７６から電波素子対情報を入力し、発射信号を、電波素子対情報が示す電波発信素子７２に出力し、電波素子対情報が示す電波受信素子７３から反射信号を入力する（ステップＳ１９０２）。

これにより、電波発信素子７２は、発射信号を入力すると発射電波α２を出力する。そして、発射電波α２が瞳孔マーカ６０等にて反射すると、反射電波β２が戻ってくる。電波受信素子７３は、反射電波β２を入力すると反射信号を電波強度測定部７７に出力する。

電波強度測定部７７は、反射信号から電波強度を算出し（ステップＳ１９０３）、これを電波素子対番号の電波強度として測定データ生成部７８に出力する。

測定データ生成部７８は、電波強度測定部７７から電波素子対番号の電波強度を入力する。このようにして、複数の電波素子対番号におけるそれぞれの電波強度が得られる。測定データ生成部７８は、周囲よりも電波強度の高い電波素子対番号を特定する（ステップＳ１９０４）。

図２０は、電波強度分布を示す図である。図２０において、枠は、電波素子対に対応する位置を示し、枠内の数値１，２，３は電波強度を示し、数値が大きいほど電波強度が高いものとする。

周囲よりも電波強度の高い（最も高い）電波素子対に対応する位置に、瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２のいずれかのマーカが存在する。

測定データ生成部７８は、図１９のステップＳ１９０４において、周囲よりも高い電波強度３を特定し、電波強度３の複数の電波素子対のうち中央の電波素子対を、周囲よりも電波強度の高い電波素子対として特定する（図２０の斜線部分）。

図１９に戻って、測定データ生成部７８は、ステップＳ１９０４にて特定した電波素子対番号に対応するマーカ（瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１または目尻マーカ６２）を特定する。

例えば、測定データ生成部７８は、瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２毎に、候補となる電波素子対番号群のグループ（位置情報）を予め設定しておく。レーダ探索器７０に備えた複数の電波素子対と、瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２とは対向しており、複数の電波素子対から見たそれぞれのマーカの位置は、ほぼ決定されるからである。瞳孔マーカ６０は、複数の電波素子対の中央付近に位置し、目元マーカ６１は、複数の電波素子対の左側または右側の端付近に位置し、目尻マーカ６２は、複数の電波素子対の右側または左側の端付近に位置する。

そして、測定データ生成部７８は、特定した電波素子対番号と、予め設定された瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２毎のグループの電波素子対番号群とを比較し、特定した電波素子対番号が属するグループを判断する。測定データ生成部７８は、当該グループのマーカを、特定した電波素子対番号に対応するマーカとする。

このように、瞳孔マーカ６０、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２のそれぞれについて、マーカ位置を示す電波素子対番号が特定される。この場合、ユーザの目の中心に近い（図１７において例えば全ての電波素子対の中央に近い）電波素子対番号が瞳孔マーカ６０の電波素子対番号として特定される。また、ユーザの目元に近い（図１７において例えば左端中央に最も近い）電波素子対番号が目元マーカ６１の電波素子対番号として特定される。また、ユーザの目尻に近い（図１７において例えば右端中央に最も近い）電波素子対番号が目尻マーカ６２の電波素子特定番号として特定される。

測定データ生成部７８は、電波素子対番号に対応するマーカを特定した後、それぞれのマーカの電波素子対番号をマーカ位置番号として、マーカ位置に関する測定データを生成する（ステップＳ１９０５）。マーカ位置に関する測定データには、瞳孔マーカ６０の電波素子対番号である瞳孔マーカ位置番号、目元マーカ６１の電波素子対番号である目元マーカ位置番号及び目尻マーカ６２の電波素子対番号である目尻マーカ位置番号が含まれる。測定データ生成部７８は、マーカ位置に関する測定データを出力部７９に出力する。

出力部７９は、測定データ生成部７８からマーカ位置に関する測定データを入力し、この測定データをデータ処理装置８０に出力する（ステップＳ１９０６）。

尚、マーカ位置に関する測定データには、図１９の処理例にて取得した電波素子対毎の電波強度等のデータを含むようにしてもよい。

〔給電用メガネ５のデータ処理装置８０〕
次に、給電用メガネ５のデータ処理装置８０について詳細に説明する。図２１は、実施例２におけるデータ処理装置８０の入力データを説明する図である。

データ処理装置８０は、瞳孔測定器具６の測定回路４０から瞳孔１０３に関する測定データ（瞳孔径、形状、瞳孔中心位置番号等）を受信する。また、データ処理装置８０は、レーダ探索器７０からマーカ位置に関する測定データ（瞳孔マーカ位置番号、目元マーカ位置番号、目尻マーカ位置番号、回転測定マーカ位置番号等）を入力する。

データ処理装置８０は、マーカ位置に関する測定データに含まれる目元マーカ位置番号及び目尻マーカ位置番号に基づいて、目元及び目尻を基準とした基準座標（ｘｙ軸）を設定する。

データ処理装置８０は、基準座標において、マーカ位置に関する測定データに含まれる瞳孔マーカ位置番号に対応する座標、回転測定マーカ位置番号に対応する座標、及び瞳孔１０３に関する測定データに含まれる瞳孔中心位置番号に対応する座標に基づいて、瞳孔１０３の中心座標（瞳孔中心座標Ｐ）を算出する。これにより、瞳孔１０３の瞳孔径、瞳孔中心座標Ｐ等のデータを得ることができる。

ここで、瞳孔１０３に関する測定データに含まれる瞳孔中心位置番号に対応する座標（基準座標における座標）すなわち瞳孔中心座標Ｐは、瞳孔中心位置番号から直接求めることはできない。しかし、後述する図２４を参照して、瞳孔マーカ位置番号に対応する後述するコンタクト座標（ｕｖ座標）における位置（瞳孔マーカ座標Ｓ（０，０））と基準座標における位置（瞳孔マーカ座標Ｓ（Ｘ１，Ｙ１））とが同じである。このため、瞳孔マーカ座標Ｓ（０，０），Ｓ（Ｘ１，Ｙ１）から見た瞳孔中心座標Ｐの位置が基準座標及びコンタクト座標において同じであることから、瞳孔中心座標Ｐは、これを利用して間接的に求めることができる。詳細については後述する。

図２２は、実施例２におけるデータ処理装置８０の構成例を示すブロック図であり、図２３は、データ処理装置８０の処理例を示すフローチャートであり、図２４は、図２３の処理例を補完する図である。

このデータ処理装置８０は、通信部９２、入力部９３、メモリ９４、コンタクト座標処理部９５、基準座標処理部９６、瞳孔中心座標算出部９７及び送信部９８を備えている。

コンタクト座標処理部９５は、コンタクト座標設定部１１０、瞳孔中心／瞳孔マーカ距離算出部１１１及び瞳孔中心コンタクト角算出部１１２を備えている。基準座標処理部９６は、基準座標設定部１１３、コンタクト回転角算出部１１４及び瞳孔マーカ座標算出部１１５を備えている。

通信部９２は、瞳孔測定器具６の測定回路４０から瞳孔１０３に関する測定データの変調信号を受信する受信部として機能し、瞳孔１０３に関する測定データをメモリ９４に格納すると共に、コンタクト座標処理部９５に出力する。また、入力部９３は、レーダ探索器７０からマーカ位置に関する測定データを入力し、マーカ位置に関する測定データをメモリ９４に格納すると共に、コンタクト座標処理部９５及び基準座標処理部９６に出力する（ステップＳ２３０１）。

コンタクト座標処理部９５は、通信部９２から瞳孔１０３に関する測定データを入力すると共に、入力部９３からマーカ位置に関する測定データを入力する。

コンタクト座標処理部９５のコンタクト座標設定部１１０は、コンタクト座標（ｕｖ座標）の設定処理を行う（ステップＳ２３０２）。

具体的には、コンタクト座標設定部１１０は、マーカ位置に関する測定データに含まれる瞳孔マーカ位置番号及び回転測定マーカ位置番号の位置の座標を結んだ軸をｕ軸に設定する。また、コンタクト座標設定部１１０は、瞳孔マーカ位置番号の位置の座標をＳ（０，０）とし、この座標Ｓ（０，０）から、ｕ軸に対して垂直に伸ばした軸をｖ軸に設定する。これにより、図２４の上図に示すように、瞳孔マーカ座標Ｓ（０，０）を原点とするｕ軸及びｖ軸からなるコンタクト座標が設定される。

前述のとおり、図１７に示した複数の電波素子対のそれぞれには、予め電波素子対番号が設定されており、瞳孔マーカ位置番号及び回転測定マーカ位置番号のそれぞれの位置が判断される。

瞳孔中心／瞳孔マーカ距離算出部１１１は、コンタクト座標において、瞳孔中心座標Ｐ（ｕ１，ｖ１）と瞳孔マーカ座標Ｓ（０，０）との間の距離（瞳孔中心／瞳孔マーカ距離）ｅ１を算出する（ステップＳ２３０３）。

具体的には、瞳孔中心／瞳孔マーカ距離算出部１１１は、瞳孔１０３に関する測定データに含まれる瞳孔中心位置番号から、瞳孔マーカ座標Ｓ（０，０）に対応する素子番号の位置を基準として、当該瞳孔中心位置番号の位置の座標を求め、これを瞳孔中心座標Ｐ（ｕ１，ｖ１）とする。そして、瞳孔中心／瞳孔マーカ距離算出部１１１は、瞳孔中心座標Ｐ（ｕ１，ｖ１）を用いて、以下の式にて、瞳孔中心／瞳孔マーカ距離ｅ１を算出する。
〔数１〕
ｅ１＝√（ｕ１²＋ｖ１²） ・・・（１）

瞳孔中心コンタクト角算出部１１２は、瞳孔中心座標Ｐ（ｕ１，ｖ１）と瞳孔マーカ座標Ｓ（０，０）とを結んだ線と、ｕ軸との間の角度（瞳孔中心コンタクト角）θ２を算出する（ステップＳ２３０４）。

具体的には、瞳孔中心コンタクト角算出部１１２は、瞳孔中心座標Ｐ（ｕ１，ｖ１）を用いて、以下の式にて、瞳孔中心コンタクト角θ２を算出する。
〔数２〕
θ２＝ｔａｎ^-1（ｖ１／ｕ１） ・・・（２）

コンタクト座標処理部９５は、瞳孔中心コンタクト角θ２を基準座標処理部９６に出力すると共に、瞳孔中心／瞳孔マーカ距離ｅ１及び瞳孔中心コンタクト角θ２を瞳孔中心座標算出部９７に出力する。

基準座標処理部９６は、入力部９３からマーカ位置に関する測定データを入力すると共に、コンタクト座標処理部９５から瞳孔中心コンタクト角θ２を入力する。

基準座標処理部９６の基準座標設定部１１３は、基準座標（ｘｙ座標）の設定処理を行う（ステップＳ２３０５）。

図２５は、基準座標を説明する図である。図２５において、枠は、電波素子対に対応した座標面上の位置を示している。具体的には、基準座標設定部１１３は、マーカ位置に関する測定データに含まれる目元マーカ位置番号の位置の座標（目元マーカ座標ＭＭ）と、目尻マーカ位置番号の位置の座標（目尻マーカ座標ＭＺ）とを結んだ軸をｘ軸に設定する。尚、目元マーカ座標ＭＭ、目尻マーカ座標ＭＺ及び瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）の位置は、説明のための便宜的な位置である。瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）は、後述するステップＳ２３０７にて求められる。

また、基準座標設定部１１３は、目元マーカ座標ＭＭと目尻マーカ座標ＭＺとの間の中央位置Ｍ０から、ｘ軸に垂直に伸ばした軸をｙ軸に設定する。これにより、図２４の上図に示すように、ｘ軸及びｙ軸からなる基準座標が設定される。中央位置Ｍ０（０，０）は、基準座標の原点である。

前述のとおり、図１７に示した複数の電波素子対のそれぞれには、予め電波素子対番号が設定されており、目元マーカ位置番号及び目尻マーカ位置番号のそれぞれの位置が判断される。

図２２、図２３及び図２４に戻って、コンタクト回転角算出部１１４は、基準座標に対するコンタクト座標の回転角度（コンタクト回転角）θ１を算出する（ステップＳ２３０６）。コンタクト回転角θ１は、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２の位置を基準とする瞳孔測定器具６の回転角度である。

具体的には、コンタクト回転角算出部１１４は、マーカ位置に関する測定データに含まれる回転測定マーカ位置番号の位置の座標を求め、これらを回転マーカ座標Ｑ１（ｘ２，ｙ２），Ｑ２（ｘ３，ｙ３）とする。そして、コンタクト回転角算出部１１４は、回転マーカ座標Ｑ１（ｘ２，ｙ２），Ｑ２（ｘ３，ｙ３）を用いて、以下の式にて、コンタクト回転角θ１を算出する。
〔数３〕
θ１＝ｔａｎ^-1（（ｙ３－ｙ２）／（ｘ３－ｘ２）） ・・・（３）

尚、コンタクト回転角算出部１１４は、２点の回転マーカ座標Ｑ１（ｘ２，ｙ２），Ｑ２（ｘ３，ｙ３）を用いる代わりに、２点の瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）及び回転マーカ座標Ｑ１（ｘ２，ｙ２）またはＱ２（ｘ３，ｙ３）を用いるようにしてもよい。瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）は、瞳孔測定器具６の中心に備えた瞳孔マーカ６０の座標であり、後述するステップＳ２３０７にて求められる。

瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）及び回転マーカ座標Ｑ１（ｘ２，ｙ２）を用いる場合、以下の式にてコンタクト回転角θ１が算出される。
〔数４〕
θ１＝ｔａｎ^-1（（ｙ１－ｙ２）／（ｘ１－ｘ２）） ・・・（４）

瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）及び回転マーカ座標Ｑ２（ｘ３，ｙ３）を用いる場合、以下の式にてコンタクト回転角θ１が算出される。
〔数５〕
θ１＝ｔａｎ^-1（（ｙ３－ｙ１）／（ｘ３－ｘ１）） ・・・（５）

瞳孔マーカ座標算出部１１５は、基準座標において、マーカ位置に関する測定データに含まれる瞳孔マーカ位置番号の位置の座標を求め、これを瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）とする（ステップＳ２３０７）。

基準座標処理部９６は、コンタクト回転角θ１及び瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）を瞳孔中心座標算出部９７に出力する。

瞳孔中心座標算出部９７は、コンタクト座標処理部９５から瞳孔中心／瞳孔マーカ距離ｅ１及び瞳孔中心コンタクト角θ２を入力すると共に、基準座標処理部９６からコンタクト回転角θ１及び瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）を入力する。

瞳孔中心座標算出部９７は、基準座標において、瞳孔中心座標Ｐ（ｘ４，ｙ４）と瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）との間におけるｘ成分の距離（瞳孔中心／瞳孔マーカｘ成分距離）ｅ２及びｙ成分の距離（瞳孔中心／瞳孔マーカｙ成分距離）ｅ３を算出する（ステップＳ２３０８）。

具体的には、瞳孔中心座標算出部９７は、瞳孔中心／瞳孔マーカ距離ｅ１、コンタクト回転角θ１及び瞳孔中心コンタクト角θ２を用いて、以下の式にて、瞳孔中心／瞳孔マーカｘ成分距離ｅ２及び瞳孔中心／瞳孔マーカｙ成分距離ｅ３を算出する。
〔数６〕
ｅ２＝ｅ１×ｃｏｓ（θ１＋θ２）
ｅ３＝ｅ１×ｓｉｎ（θ１＋θ２） ・・・（６）

瞳孔中心座標算出部９７は、基準座標において、瞳孔中心座標Ｐ（ｘ４，ｙ４）を算出し、瞳孔中心座標Ｐ（ｘ４，ｙ４）をメモリ９４に格納する（ステップＳ２３０９）。

具体的には、瞳孔中心座標算出部９７は、瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）及び瞳孔中心／瞳孔マーカｘ成分距離ｅ２及び瞳孔中心／瞳孔マーカｙ成分距離ｅ３を用いて、以下の式にて、瞳孔中心座標Ｐ（ｘ４，ｙ４）を算出する。
〔数７〕
（ｘ４，ｙ４）＝（（ｘ１＋ｅ２），（ｙ１＋ｅ３）） ・・・（７）

これにより、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２の位置を基準とした基準座標において、瞳孔１０３の中心位置の座標である瞳孔中心座標Ｐ（ｘ４，ｙ４）が測定される。

送信部９８は、メモリ９４から瞳孔１０３に関する測定データ、マーカ位置に関する測定データ及び瞳孔中心座標Ｐ（ｘ４，ｙ４）を読み出し、例えば時系列の測定データ等として、データ蓄積表示装置４へ送信する（ステップＳ２３１０）。

ここで、ユーザの顔に対してレーダ探索器７０が移動した場合であっても（給電用メガネ５が移動した場合であっても）、ユーザの顔に対して目元マーカ６１及び目尻マーカ６２は移動することはない。目元マーカ６１及び目尻マーカ６２は、顔が動いていない状態において、目を開閉しても基本的には移動することがなく、給電用メガネ５が顔上を移動しても移動することがないからである。

したがって、レーダ探索器７０が移動し、電波素子対の位置が移動した場合であっても、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２の位置を基準とした基準座標において、瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）は変化しない。結果として、瞳孔中心座標Ｐ（ｘ４，ｙ４）は変化しない。

また、コンタクト型の瞳孔測定器具６が眼球上を移動した場合には、眼球に対して上下左右方向の移動に対し、瞳孔中心／瞳孔マーカ距離ｅ１が算出され、眼球に対して回転方向の移動に対し、コンタクト回転角θ１及び瞳孔中心コンタクト角θ２が算出される。そして、瞳孔中心座標Ｐ（ｘ４，ｙ４）が算出される。

尚、図２４に示したｕｖ軸のコンタクト座標及びｘｙ軸の基準座標は、素子対及び電波素子対に対応する位置を１目盛りとすることが望ましい。例えば、素子対及び電波素子対の間隔が０．０１ｍｍの場合、１目盛りのサイズは０．０１ｍｍとなる。また、コンタクト座標は、素子対に対応する位置を複数目盛りとしてもよい。基準座標は、電波素子対に対応する位置を複数目盛りとしてもよい。

コンタクト座標及び基準座標の目盛りのサイズが異なる場合であっても、以下のとおり、コンタクト座標における所定位置の座標（ｕｕ，ｖｖ）を、基準座標における所定位置の座標（ｘｘ，ｙｙ）に換算することができる。

基準座標の目盛りのサイズとコンタクト座標の目盛りのサイズとの比をＲとする。
〔数８〕
Ｒ＝（基準座標の目盛りのサイズ）／（コンタクト座標の目盛りのサイズ）
・・・（８）

基準座標における所定位置の座標（ｘｘ，ｙｙ）は、目盛りサイズの比Ｒ、及びコンタクト座標における所定位置の座標（ｕｕ，ｖｖ）を用いて、以下の式にて算出される。
〔数９〕
（ｘｘ，ｙｙ）＝（ｕｕ／Ｒ，ｖｖ／Ｒ） ・・・（９）

以上のように、実施例２の瞳孔測定装置１－２によれば、瞳孔測定器具６に備えた測定回路４０は、瞳孔１０３に関する測定データ（瞳孔径、形状、瞳孔中心位置番号等）をデータ処理装置８０へ送信する。

給電用メガネ５のレーダ探索器７０に備えた制御回路７１は、発射信号を電波発信素子７２に出力し、電波発信素子７２に発射電波α２を出力させ、電波受信素子７３が反射電波β２を受信すると、電波受信素子７３から反射信号を入力する。そして、制御回路７１は、反射信号の電波強度を算出し、周囲よりも電波強度の高い電波素子対番号を特定し、当該電波素子対番号に対応するマーカを特定する。制御回路７１は、マーカ位置に関する測定データ（瞳孔マーカ位置番号、目元マーカ位置番号、目尻マーカ位置番号、回転測定マーカ位置番号等）をデータ処理装置８０に出力する。

給電用メガネ５のデータ処理装置８０に備えたコンタクト座標設定部１１０は、マーカ位置に関する測定データに含まれる瞳孔マーカ位置番号及び回転測定マーカ位置番号に基づいて、コンタクト座標を設定する。そして、瞳孔中心／瞳孔マーカ距離算出部１１１は、コンタクト座標において、瞳孔１０３に関する測定データに含まれる瞳孔中心位置番号から瞳孔中心座標Ｐ（ｕ１，ｖ１）を求め、瞳孔中心／瞳孔マーカ距離ｅ１を算出する。瞳孔中心コンタクト角算出部１１２は、瞳孔中心座標Ｐ（ｕ１，ｖ１）から瞳孔中心コンタクト角θ２を算出する。

基準座標設定部１１３は、マーカ位置に関する測定データに含まれる目元マーカ位置番号及び目尻マーカ位置番号に基づいて基準座標を設定する。そして、コンタクト回転角算出部１１４は、マーカ位置に関する測定データに含まれる回転測定マーカ位置番号から回転マーカ座標Ｑ１（ｘ２，ｙ２），Ｑ２（ｘ３，ｙ３）を求め、コンタクト回転角θ１を算出する。

瞳孔マーカ座標算出部１１５は、基準座標において、マーカ位置に関する測定データに含まれる瞳孔マーカ位置番号から瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）を求める。そして、瞳孔中心座標算出部９７は、瞳孔中心／瞳孔マーカ距離ｅ１、コンタクト回転角θ１、瞳孔中心コンタクト角θ２及び瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）から、前記式（６）（７）にて、瞳孔中心座標Ｐ（ｘ４，ｙ４）を算出する。

これにより、実施例１と同様に、瞳孔径及び瞳孔１０３の形状等を測定することができる。さらに、目元マーカ６１及び目尻マーカ６２を基準とした基準座標において、瞳孔中心座標Ｐ（ｘ４，ｙ４）を測定することができる。したがって、人間が目を閉じており、コンタクト型の瞳孔測定器具６が眼球上を移動する場合であっても、安定的に瞳孔１０３の動きを測定することができる。

以上、実施例１，２を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施例１，２に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、実施例１，２は、人間が目を閉じている閉眼時に適用されるが、目を開けている開眼時にも適用される。

また、実施例１，２において、瞳孔測定器具３，６の測定回路４０に備えた境界判定部５４は、発射信号と反射信号との間のタイミングの時間差Δｔに基づいて、素子対に対向する位置に存在する瞳孔１０３と瞳孔１０３以外の部位とを区別して判断するようにした。

これに対し、境界判定部５４は、時間差Δｔに予め設定された定数を乗算して距離を求め、距離に基づいて、素子対に対向する位置に存在する瞳孔１０３と瞳孔１０３以外の部位とを区別して判断するようにしてもよい。距離は、素子対の位置から瞳孔１０３の奥の網膜等の反射点までの間の長さである。

この場合、境界判定部５４は、算出した距離が予め設定されたしきい値以上であるか否かを判定し、距離がしきい値以上でないと判定した場合、対向する位置には虹彩１０４または白目１０５が存在すると判断する。一方、境界判定部５４は、距離がしきい値以上であると判定した場合、対向する位置には瞳孔１０３が存在すると判断する。予め設定されたしきい値としては、例えば、素子対の位置から、虹彩１０４または白目１０５の反射点までの間の距離と、瞳孔１０３の奥の網膜等の反射点までの間の距離との中間値が用いられる。

また、実施例１，２において、瞳孔測定器具３，６の測定回路４０はフード４４を備えるようにしたが、フード４４を備えていなくてもよい。また、実施例２において、給電用メガネ５のレーダ探索器７０は、フード７４を備えるようにしたが、フード７４を備えていなくてもよい。

また、実施例１，２において、給電用メガネ２，５は、通常のメガネと同じ形態をしているものとして説明したが、メガネではなくアイマスクであってもよい。つまり、給電用メガネ２，５の形態は、瞳孔測定器具３，６を給電し、瞳孔測定器具３，６から測定データを受信してデータ処理が可能であれば、メガネ以外であっても構わない。

また、実施例１，２において、瞳孔測定器具３，６の測定回路４０に備えた制御回路４１は、素子対毎に時間差Δｔを算出し、瞳孔１０３と虹彩１０４等との境界を判定するようにした。そして、制御回路４１は、瞳孔１０３に関する測定データを生成してデータ処理装置１０，８０へ送信する。

これに対し、制御回路４１は、境界を判定することなく、素子対毎の素子対番号及び時間差Δｔを、データ処理装置１０，８０へ送信するようにしてもよい。この場合、制御回路４１は、図８に示した電源部５０、通信部５１、素子対選択駆動部５２及び時間差算出部５３を備え、データ処理装置１０，８０は、図８に示した境界判定部５４及び測定データ生成部５５の機能を有する。

つまり、データ処理装置１０，８０は、素子対毎の素子対番号及び時間差Δｔを受信し、素子対毎の素子対番号及び時間差Δｔに基づいて、瞳孔１０３と虹彩１０４等との境界を判定し、瞳孔１０３に関する測定データを生成する。

また、実施例２において、給電用メガネ５のレーダ探索器７０に備えた制御回路７１は、周囲よりも電波強度が高い電波素子対番号を特定し、当該電波素子対番号に対応するマーカを特定するようにした。そして、制御回路７１は、特定したマーカに対応する電波素子対番号を瞳孔マーカ位置番号等とし、マーカ位置に関する測定データを生成してデータ処理装置８０へ出力する。

これに対し、制御回路７１は、周囲よりも電波強度が高い電波素子対番号を特定することなく、電波素子対毎の電波強度をデータ処理装置８０へ出力するようにしてもよい。この場合、制御回路７１は、図１８に示した素子対選択駆動部７６、電波強度測定部７７及び出力部７９を備え、データ処理装置８０は、図１８に示した測定データ生成部７８の機能を有する。

つまり、データ処理装置８０は、電波素子対毎の電波強度を入力し、電波素子対毎の電波強度に基づいて、周囲よりも電波強度が高い電波素子対番号を特定し、当該電波素子対番号に対応するマーカを特定し、マーカ位置に関する測定データを生成する。そして、データ処理装置８０は、実施例２に示した処理を行う。

また、実施例２において、瞳孔測定器具６の測定回路４０の中央位置に設けられた瞳孔マーカ６０、及び瞳孔測定器具６の測定回路４０の両端に設けられた回転測定マーカ６３－１，６３－２は、瞳孔測定器具６が眼球と共に動いたり、給電用メガネ５が顔に対して動いたりすることで、レーダ探索器７０の探索範囲から外れてしまうことがあり得る。この場合、レーダ探索器７０が、図１５に示した瞳孔測定器具６のアンテナコイル３０の位置を探索できることを利用して、データ処理装置８０は、アンテナコイル３０の位置から、探索範囲外の瞳孔マーカ６０等の位置を推定する。

例えば、データ処理装置８０は、瞳孔マーカ６０等の位置とアンテナコイル３０の形状との関係（方向、距離等）を示す定義データを予め設定しておく。データ処理装置８０は、レーダ探索器７０により瞳孔マーカ６０等の電力強度が算出されない場合、レーダ探索器７０から、瞳孔マーカ６０等の電力強度が算出不可であることを示すデータ及びアンテナコイル３０付近の電波強度を入力する。

データ処理装置８０は、算出不可であることを示すデータを入力すると、瞳孔マーカ６０等が探索範囲外に位置すると判断する。データ処理装置８０は、アンテナコイル３０付近の電波強度に基づいて、探索範囲内のアンテナコイル３０の形状、及びその位置の電波素子対番号を特定する。データ処理装置８０は、アンテナコイル３０の位置の電波素子対番号に対応する、基準座標におけるアンテナコイル３０の座標を特定する。データ処理装置８０は、予め設定された定義データを用いて、アンテナコイル３０の形状に対応する瞳孔マーカ６０等の種類及び位置を特定し、基準座標において、アンテナコイル３０の座標に対応する瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）等を推定する。

また、実施例２において、瞳孔測定器具６は、アンテナコイル３０の端の外側に２個の回転測定マーカ６３－１，６３－２を備えるようにした。これに対し、瞳孔測定器具６は、１個の回転測定マーカ６３－１または６３－２を備えるようにしてもよい。

この場合、データ処理装置８０のコンタクト座標処理部９５に備えたコンタクト座標設定部１１０は、マーカ位置に関する測定データに含まれる瞳孔マーカ位置番号及び回転測定マーカ６３－１または６３－２の回転測定マーカ位置番号の位置の座標を結んだ軸をｕ軸に設定する。そして、コンタクト座標設定部１１０は、瞳孔マーカ位置番号の位置の座標Ｓ（０，０）から、ｕ軸に対して垂直に伸ばした軸をｖ軸に設定することで、コンタクト座標を設定する。

また、コンタクト回転角算出部１１４は、コンタクト回転角θ１を算出する際に、マーカ位置に関する測定データに含まれる瞳孔マーカ位置番号に対応する瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）、及びマーカ位置に関する測定データに含まれる回転測定マーカ位置番号に対応する回転マーカ座標Ｑ１（ｘ２，ｙ２）またはＱ２（ｘ３，ｙ３）を用いて、前記式（４）または（５）にて演算を行う。

この場合の瞳孔マーカ座標Ｓ（ｘ１，ｙ１）は、瞳孔マーカ座標算出部１１５により、図２３に示したステップＳ２３０７の処理にて既に算出されているものとする。

実施例２では、２個の回転測定マーカ６３－１，６３－２を用いることにより、精度の高いコンタクト座標を設定し、精度の高いコンタクト回転角θ１を算出することができる。結果として、精度の高い瞳孔中心座標Ｐ（ｘ４，ｙ４）を算出することができる。

これに対し、１個の回転測定マーカ６３－１または６３－２を用いることにより、簡易かつ低廉な構成にて、瞳孔中心座標Ｐ（ｘ４，ｙ４）を算出することができる。

また、瞳孔測定器具６が１個の回転測定マーカ６３－１または６３－２を備える場合には、回転測定マーカ６３－１または６３－２は、瞳孔マーカ６０との間で直線を構成できる位置であればどこでもよい。

１－１，１－２ 瞳孔測定装置
２，５ 給電用メガネ
３，６ 瞳孔測定器具
４ データ蓄積表示装置
１０，８０ データ処理装置
２０，３０ アンテナコイル
２１，３１ 接続線
２２ メガネフレーム
２３ 支持部材
４０ 測定回路
４１，７１ 制御回路
４２ 発光素子
４３ 受光素子
４４，７４ フード（覆い）
４５，７５ 制御線
５０ 電源部
５１，９２ 通信部
５２，７６ 素子対選択駆動部
５３ 時間差算出部
５４ 境界判定部
５５，７８ 測定データ生成部
６０ 瞳孔マーカ
６１ 目元マーカ
６２ 目尻マーカ
６３－１，６３－２ 回転測定マーカ
７０ レーダ探索器
７２ 電波発信素子
７３ 電波受信素子
７７ 電波強度測定部
７９ 出力部
９３ 入力部
９４ メモリ
９５ コンタクト座標処理部
９６ 基準座標処理部
９７ 瞳孔中心座標算出部
９８ 送信部
１００ 目
１０１ 瞼
１０２ 角膜
１０３ 瞳孔
１０４ 虹彩
１０５ 白目
１１０ コンタクト座標設定部
１１１ 瞳孔中心／瞳孔マーカ距離算出部
１１２ 瞳孔中心コンタクト角算出部
１１３ 基準座標設定部
１１４ コンタクト回転角算出部
１１５ 瞳孔マーカ座標算出部
α１ 発射赤外光
β１ 反射赤外光
α２ 発射電波
β２ 反射電波
Δｔ，Δｔ１，Δｔ２ 時間差
ａ 瞳孔領域
ｂ 虹彩領域
ｃ 白目領域
ｄ１，ｄ２ 境界
Ｓ（０，０），Ｓ（ｘ１，ｙ１） 瞳孔マーカ座標
ＭＭ 目元マーカ座標
ＭＺ 目尻マーカ座標
Ｍ０ 目元マーカ座標ＭＭと目尻マーカ座標ＭＺとの間の中央位置（基準座標の原点）
Ｑ１（ｘ２，ｙ２），Ｑ２（ｘ３，ｙ３） 回転マーカ座標
Ｐ（ｕ１，ｖ１），Ｐ（ｘ４，ｙ４） 瞳孔中心座標
θ１ コンタクト回転角
θ２ 瞳孔中心コンタクト角
ｅ１ 瞳孔中心／瞳孔マーカ距離
ｅ２ 瞳孔中心／瞳孔マーカｘ成分距離
ｅ３ 瞳孔中心／瞳孔マーカｙ成分距離

Claims (2)

1. ユーザの目の瞳孔の動きを測定する瞳孔測定装置において、
   前記ユーザの目の角膜に装着されるコンタクト型に形成された瞳孔測定器具と、
   前記ユーザの目に対向した所定箇所に装着され、前記瞳孔測定器具へ給電を行うと共に、前記瞳孔の中心位置を瞳孔中心座標として求める給電用器具と、
   前記ユーザの目元に貼付された金属片の目元マーカと、
   前記ユーザの目尻に貼付された金属片の目尻マーカと、を備え、
   前記瞳孔測定器具は、
   電磁誘導により前記給電用器具から前記給電を受ける第１アンテナコイルと、
   前記第１アンテナコイルによる前記給電にて動作し、前記瞳孔に関するデータを瞳孔測定データとして測定し、当該瞳孔測定データを、前記第１アンテナコイルを介して前記給電用器具へ送信する測定回路と、
   コンタクト型に形成された当該瞳孔測定器具の中央位置の表面に設けられた金属片の瞳孔マーカと、
   当該瞳孔測定器具の表面に設けられた金属片の第１回転測定マーカと、
   当該瞳孔測定器具の表面に設けられ、前記瞳孔マーカを基準にして前記第１回転測定マーカとは反対の位置に設けられた金属片の第２回転測定マーカと、を備え、
   前記測定回路は、
   前記ユーザの目の前記瞳孔、虹彩及び白目に対向して設けられ、発光素子及び受光素子を一対とした複数の素子対と、
   前記複数の素子対のそれぞれについて、当該素子対の前記発光素子へ、赤外光を発射させるための発射信号を出力し、前記赤外光が前記瞳孔の水晶体を通過して当該瞳孔の奥の網膜にて反射し、または前記虹彩若しくは前記白目にて反射し、前記瞳孔の奥の前記網膜、前記虹彩または前記白目から反射してくる反射光が前記素子対の前記受光素子に入力すると、前記受光素子から反射信号を入力し、前記発射信号及び前記反射信号のタイミングの時間差を算出し、
   当該時間差に基づいて、前記素子対に対向する位置に存在する前記瞳孔と前記虹彩または前記白目とを区別し、前記瞳孔と前記虹彩との間の境界を判定し、
   前記境界に基づいて瞳孔径を算出すると共に、前記境界に基づいて、前記瞳孔の中心位置に対応する前記素子対の位置を示す瞳孔中心位置を求め、前記瞳孔径及び前記瞳孔中心位置を含む前記瞳孔測定データを生成する制御回路と、を備え、
   前記給電用器具は、
   電磁誘導により前記瞳孔測定器具へ前記給電を行う第２アンテナコイルと、
   前記瞳孔マーカ、前記目元マーカ、前記目尻マーカ、前記第１回転測定マーカ及び前記第２回転測定マーカの位置をそれぞれ探索し、これらの位置を示すマーカ位置測定データを生成する探索器と、
   前記瞳孔測定器具により生成された前記瞳孔測定データを、前記第２アンテナコイルを介して受信すると共に、前記探索器により生成された前記マーカ位置測定データに基づいて、前記瞳孔中心座標を求めるデータ処理装置と、を備え、
   前記探索器は、
   前記瞳孔マーカ、前記目元マーカ、前記目尻マーカ、前記第１回転測定マーカ及び前記第２回転測定マーカに対向して設けられ、電波発信素子及び電波受信素子を一対とした複数の電波素子対と、
   前記複数の電波素子対のそれぞれについて、当該電波素子対の前記電波発信素子へ、発射電波を発射させるための発射信号を出力し、前記発射電波が前記瞳孔マーカ、前記目元マーカ、前記目尻マーカ、前記第１回転測定マーカまたは前記第２回転測定マーカにて反射し、前記電波素子対の前記電波受信素子が反射電波を受信すると、前記電波受信素子から反射信号を入力し、当該反射信号に基づいて電波強度を算出し、
   当該電波強度が周囲よりも高い前記電波素子対の位置と、前記瞳孔マーカ、前記目元マーカ、前記目尻マーカ、前記第１回転測定マーカ及び前記第２回転測定マーカのそれぞれについて予め設定された位置情報とに基づいて、前記瞳孔マーカ、前記目元マーカ、前記目尻マーカ、前記第１回転測定マーカ及び前記第２回転測定マーカのそれぞれに対応する前記電波素子対の位置を示す前記マーカ位置測定データを生成する探索制御回路と、を備え、
   前記データ処理装置は、
   前記瞳孔測定器具から前記瞳孔測定データを受信する通信部と、
   前記探索器の前記探索制御回路から前記マーカ位置測定データを入力する入力部と、
   前記入力部により入力された前記マーカ位置測定データに含まれる前記第１回転測定マーカ及び前記第２回転測定マーカのそれぞれの前記位置を結んだ直線をｕ軸に設定し、当該ｕ軸に対して前記瞳孔マーカの前記位置を原点として垂直に伸ばした直線をｖ軸に設定することで、コンタクト座標（ｕｖ座標）を設定し、
   前記通信部により受信された前記瞳孔測定データに含まれる前記瞳孔中心位置と、前記入力部により入力された前記マーカ位置測定データに含まれる前記瞳孔マーカの前記位置を示す前記コンタクト座標の原点とに基づいて、前記コンタクト座標における前記瞳孔中心位置の座標を求めるコンタクト座標処理部と、
   前記入力部により入力された前記マーカ位置測定データに含まれる前記目元マーカ及び前記目尻マーカのそれぞれの前記位置を結んだ直線をｘ軸に設定し、当該ｘ軸における前記目元マーカ及び前記目尻マーカの真ん中を基点に垂直に伸ばした直線をｙ軸に設定することで、基準座標（ｘｙ座標）を設定し、
   前記マーカ位置測定データに含まれる前記瞳孔マーカの前記位置に基づいて、前記基準座標における瞳孔マーカ座標Ｓを求める基準座標処理部と、
   前記コンタクト座標処理部により求めた前記コンタクト座標における前記瞳孔中心位置の座標、前記瞳孔マーカの前記位置を示す前記コンタクト座標の原点、及び前記基準座標処理部により求めた前記基準座標における前記瞳孔マーカ座標Ｓに基づいて、前記基準座標における瞳孔中心座標を算出する瞳孔中心座標算出部と、を備えたことを特徴とする瞳孔測定装置。
2. 請求項１に記載の瞳孔測定装置において、
   前記コンタクト座標処理部は、
   前記コンタクト座標（ｕｖ座標）を設定し、
   前記通信部により受信された前記瞳孔測定データに含まれる前記瞳孔中心位置と、前記入力部により入力された前記マーカ位置測定データに含まれる前記瞳孔マーカの前記位置を示す前記コンタクト座標の原点との間の距離を、瞳孔中心／瞳孔マーカ距離ｅ１として算出し、
   前記瞳孔中心位置及び前記コンタクト座標の前記原点を結ぶ直線と、前記コンタクト座標の前記ｕ軸との間の角度を瞳孔中心コンタクト角θ２として算出し、
   前記基準座標処理部は、
   前記基準座標（ｘｙ座標）を設定し、
   前記マーカ位置測定データに含まれる前記第１回転測定マーカ、及び前記第２回転測定マーカまたは前記瞳孔マーカのそれぞれの前記位置に基づいて、前記基準座標に対するコンタクト座標の回転角度を、コンタクト回転角θ１として算出し、
   前記マーカ位置測定データに含まれる前記瞳孔マーカの前記位置から、前記基準座標における前記瞳孔マーカ座標Ｓを求め、
   前記瞳孔中心座標算出部は、
   前記コンタクト座標処理部により算出された前記瞳孔中心／瞳孔マーカ距離ｅ１及び前記瞳孔中心コンタクト角θ２、並びに前記基準座標処理部により算出された前記コンタクト回転角θ１に基づいて、前記基準座標における前記瞳孔中心座標と、前記基準座標処理部により求めた前記瞳孔マーカ座標Ｓとの間におけるｘ成分及びｙ成分の距離を、瞳孔中心／瞳孔マーカｘ成分距離ｅ２及び瞳孔中心／瞳孔マーカｙ成分距離ｅ３としてそれぞれ算出し、
   前記瞳孔マーカ座標Ｓ、前記瞳孔中心／瞳孔マーカｘ成分距離ｅ２及び前記瞳孔中心／瞳孔マーカｙ成分距離ｅ３に基づいて、前記基準座標における前記瞳孔中心座標を算出する、ことを特徴とする瞳孔測定装置。

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