JPH0268030A - 眼振検査における眼球運動撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、視器、前庭、脳幹、大脳、あるいは小脳など
の障害を見つけるために、被検者に前方５０ｃｍ〜１０
０ｃｍのゆっくりあるいは素早く動く目標を注視させた
時の眼球の動きを角膜反射像の動きとしてとらえること
によって、前記障害を検査あるいは解析処理できる眼球
運動撮像装置に関する。

視器、前庭、脳幹、大脳、あるいは小脳などに障害があ
ると、目まいや平衡失調が生ずる。近年、これらの障害
を見つけるための検査装置が開発されるようになってき
た。

すなわち、被検者に眼前５０ｃｍ〜１００ｃｍのスクリ
ーン上のターゲット、または縞模様等を注視させ、その
眼球の動きを生体電気信号として取り出し、記録または
解析する電気眼振記録装置、解析装置、あるいは画像処
理を行なって分析、診断する眼球運動撮像装置が開発さ
れるようになった。

〔従来技術〕

従来この種の眼球運動撮像装置は、赤外線を斜め方向か
ら眼球に照射し、ＣＣＤ撮像カメラにより撮影して、モ
ニターで患者の眼球運動を観察し、あるいは撮影した画
素をもとに画像処理をし、診断のための解析処理を行な
っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の眼球運動撮像装置は、数十万画素からなるＣＣＤ
を用いているため、画像を鮮明に写す場合には良いが、
１フレームの走査時間は３３．３ｍ５ｅｃないし１５．
１ｍ５ｅｃである。それに対して、眼球は視角１度あた
り４ないし５ｍｓ　ｅＣで動くというように早い。

したがって、ＣＣＤの走査速度を特別の走査方法により
早く走査しなければ正確な眼球運動の経過がわからない
という問題があった。

１フレームの走査速度を早くするため画素数を少なくす
ると、画像が十分鮮明にならないという問題があった。

さらに、従来の眼球運動撮像装置では、赤外線発生装置
を患者の眼球と同軸上に置かず、斜め方向から眼球に照
射しているので、角膜反射像をカメラの中央にもってく
るためのカメラ位置の調節と、赤外線を的確に角膜を照
射するための調節との二重の調節が必要であった。さら
に、眼球が左右へ動いた場合に、角膜反射像の移動高は
対称にならない。そのため、これを補正するためには、
複雑な補正計算が必要になるという問題があった。

本発明は、以上のような問題を解決するために、固体撮
像素子の走査速度を早くしても像の分解能が落ちること
がない眼球運動撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、眼球角膜から反射される赤外線像をきわめて
簡単に得られ、また得られた画像位置の計算、あるいは
複雑な画像処理を行なわなくてすむ眼球運動撮像装置を
提供することを目的とする。

本発明は、眼球運動をスポット状の角膜反射像の動きと
して見ることができる眼球運動撮像装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

第１図において、１は眼球角膜反射像形成器、２はたと
えば固体撮像素子からなるマトリックス・カメラ、３は
マトリックス・コントローラ、４はＸ、Ｙ軸値加算装置
、５はデータ処理装置を示す。　眼球角膜反射像形成器
１は、角膜にマトリックス・カメラの光軸と同じ方向か
ら赤外線を照射し、反射赤外線像を形成するための装置
。

マトリックス・カメラ２は、前記赤外線信号をマトリッ
クス・カメラ２のレンズを通して固体撮像素子の画素に
スポット像とし結像させる。

そして、固体撮像素子には電気的にウィンドウをかけて
、画素数を減少させる。　マトリックス・コントローラ
３は、マトリックス・カメラ２の固体撮像素子を制御す
るクロック信号、Ｘ、Ｙ走査信号、およびフレーム信号
と出力データ信号をつくる。

Ｘ、Ｙ軸値加算装置４は、角膜反射のスポット状画像の
重心を得るための加算器およびカウンタである。

データ処理装置５は、前記スポット像重心のＸ、Ｙ座標
値を計算機によって計算し、デジタル値はアナログ信号
として出力する。

かくして、患者の病気の診断にやくたてる。

〔作　用〕

第１図および第３図を参照しつつ本発明に基づく作用を
説明する。

眼球角膜反射像形成器１において、赤外線は、赤外線反
射ミラーとダイクロイックミラーとを通して角膜に直角
方向く光学的には同軸方向）から入射し、角膜から反射
した赤外線は、ダイクロイックミラーによってマトリッ
クス・カメラ２の固体撮像素子に入り電気信号に変換さ
れる。　この場合に、赤外線は、赤外線反射ミラーとダ
イクロイックミラーの使用により眼球に対して光学的に
同軸に照射しているので、データ処理において上下、左
右方向に関する補正計算をする必要がなくなる。　固体
撮像素子には電気的にウィンドウがかけられているため
、固体撮像素子の一定範囲だけの有効走査ですむので、
固体撮像素子の走査時間は、眼球運動の経過を正確に捕
えることができる時間まで短縮することができる。

マトリックス・コントローラ３は、固体撮像素子からの
スポット状画像の重心を得るための各信号を形成し、ま
たは送出する。　Ｘ、Ｙ軸値加算装置４は、第３図（イ
）、（ロ）に図示の如く、角膜のスポット画像３０に対
応する各画素のＸ軸およびＹ軸の値として加算する。こ
のＸ軸およびＹ軸値からデータ処理装置５でその重心を
求める。

したがって、眼球の動きがＸ、Ｙ座標値とじて得られる
ので、眼球運動の画像補正を行なう必要がないだけでな
く、眼球の動きを正確にとらえることができる。

〔実施例〕

第２図は本発明における一実施例ブロック説明図である
。

以下、第２図を参照しつつ本発明の一実施例を具体的に
説明する。

第２図において、１は眼球角膜反射像形成器、２はたと
えば固体撮像素子からなるマトリックス・カメラ、３は
マトリックス・コントローラ、４はＸ、Ｙ軸値加算装置
、１１は眼球、１２は角膜、１３は視軸、１４は赤外線
を発光するＬＥＤ、１５は小型の赤外線反射ミラー、１
６は可視光を通し赤外線を反射するダイクロイックミラ
ー、１７はレンズ、１８はスクリーン、１９はＬＥＤ　
１４の発光をスポット照射するためのレンズ、２０は赤
外線の眼球１１への照射光軸、２１はマトリックス・カ
メラのレンズの光軸、２２はＸカウンタ、２３はＸカウ
ンタ、２４はＸ加算器、２５はＹ加算器、２６はＸレジ
スタ、２７はＹレジスタ、２８はＮレジスタ、２９はデ
ータ処理装置、点線ａは眼球１１の赤外線反射像として
投影される帯域、−点鎖線すは前記投影される帯域内で
赤外線反射ミラー１５によって遮蔽される帯域を示す。

眼球角膜反射像形成器１は、赤外線を発射するＬＥＤと
、赤外線反射ミラー１５と、ダイクロイックミラー１６
とから構成され、眼球１１の角膜反射像を形成するため
のものである。ＬＥＤ　１４から発射された赤外線は、
赤外線反射ミラー１５で直角に曲がり、さらにダイクロ
イックミラー１６で直角に曲り、角膜１２に照射される
。角膜１２からの反射された赤外線は、再びダイクロイ
ックミラー１６で直角に曲げられ、赤外線反射ミラー１
５の横を通り、レンズ１７により集束されてマトリック
ス・カメラ２に入る。

マトリックス・カメラ２は、数十刃側の画素のうち、電
気的にウィンドウをかけて１００×１０Ｏの１万個の画
素だけを使用して、走査時間を短くしている。　そして
、赤外線により角膜１２の反射像をスポット状画像３０
としてとらえて各画素に対応するアナログ信号に変換す
る。

マトリックス・コントローラ３は、スポット状画像３０
が有る場合に出すデータ信号ＤＡＴＡ、Ｘ、Ｙの走査に
必要なりロック信号ＣＬ　Ｋ、およびフレームごとに出
すフレームイネーブル信号ＦＲＡＭＥＮＡＢＬＥを送出
する。

Ｘ、Ｙ軸位加算装置４は、Ｘカウンタ２２、Ｙカウンタ
２３、Ｘ加算器２４、Ｙ加算器２５、Ｘレジスタ２６、
Ｙレジスタ２７、Ｎレジスタ２８から構成される。

Ｘカウンタ２２は、マトリックス・カメラ２における固
体撮像装置のＸ方向走査に対応して、クロックＣＬＫに
より全Ｘ軸の走査が終了するまでカウントを続け、その
後リセットされる。一方、走査がスポット状画像３０（
第３図参照）に対応した画素に達した時点では、Ｘレジ
スタ２６の内容とＸカウンタ２２の内容とが加算器２４
によって加算され、Ｘレジスタ２６の内容となる。同時
に、Ｎレジスタ２８に１が加算される。

たとえば、第３図図示の場合において、スポット状画像
３０における最初のＸ軸座標についての画素を加算する
と、 ５＋６＋７＝１８ 全Ｘ軸についても同様に、 ４＋５＋６＋７＋８＝３０ ４＋５＋６＋７＋８＝３０ ４＋５＋６＋７＋８＝３０ ５＋６＋７＝１８ これらの値を加算した全加算値１２６がＸレジスタ２６
に入る。

Ｘカウンタ２２がリセットするごとに同時にＹカウンタ
を＋１して、全Ｙ軸終了まで加算する。

Ｘ軸の時と同様に、全Ｙ軸のスポット状画像３０につい
て全部加算して、全加算値１６８がＹレジスタ２７に入
る。

同時に、スポット状画像３０が存在しているとき、Ｎレ
ジスタ２８に＋１を加えて全スポット状画像３０の画素
数２１がＮレジスタ２８に入る。

その後、フレームイネーブル信号のオフ・エツジで前記
各レジスタの各位がデータ処理装置２つに入るとともに
各カウンタおよび各レジスタはリセットされる。

次に、データ処理装置２つにおいて、Ｘ軸の全加算値１
２６を全スポット画素数２１で割り、Ｘ座標６を得る。

同様に、データ処理装置２つにおいて、Ｙ軸の全加算値
１６８を全スポット画素数２１で割り、Ｘ座標８を得る
。

このようにして１フレームのスポット画像のＸ座標およ
びＹ座標の重心が求まる。

本発明により求められたスポット状画像３０の重心位置
は、絶対値であるため画像補正を行なうことなく、デー
タ処理袋Ｗ５により診断結果を得ることができる。

なお、眼球運動をモニターするとき、要求によって眼球
１１全体の動きとして見ることも、スポット状画像３０
として眼球１１の動きを正確にとらえることもできる。

そして、このモニターは、上記画面を必要に応じて切り
換えて見ることができるように構成する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、眼球のスポット状画像をＸ、Ｙ軸方向
の平均値として演算して、その重心を求めているので、
眼球の動きの絶対値であるから画像補正を行なう必要が
なく、正確な診断ができる。

本発明によれば、マトリックス・カメラの固体撮像素子
に電気的にウィンドウをかけて画素数を減らし、さらに
走査時間を早くすることで、走査時間４ｍ５ｅ　ｃを達
成した。したがって、素早い眼球運動を計測することが
できた。

本発明によれば、マトリックス・カメラの固体撮像素子
に電気的にウィンドウをかけて画素数を減らした分、画
像密度が低下し、また赤外線反射ミラーによって投影像
が遮蔽される分、解像度が低下するが、スポット状画像
の中心点のみを算出するので、解像度には比較的関係な
く、また画像補正を行なわなくても診断の精度を上げる
ことができるものである。

本発明によれば、赤外線反射ミラーとダイクロイックミ
ラーとを使用して、赤外線を角膜に対して光学的に同軸
に照射するようにしたので、スポット状画像の動きにつ
いて複雑な補正計算をする必要がなくなった。

本発明によれば、モニターを眼球の画像としても、眼球
の動く点としても必要に応じて自由に選択して見ること
ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明における
一実施例ブロック説明図、第３図は本発明におけるスポ
ット状画像のＸ、Ｙ座標を算出する手順説明図を示す。 図において、 １−・−眼球角膜反射像形成器 ２−・−−一一マトリックス・カメラ ３−　マトリックス・コントローラ ４−−−Ｘ　、　Ｙ軸位加算装置 ５−　・・データ処理装置 １−・・眼球　　　　　　１２　　・・−角膜３　・・
−視軸　　　　　　　　１４　　・・−Ｌ　Ｅ　Ｄ５−
ｍ−赤外線反射ミラー ６・・−ダイクロイックミラー ７・−・・レンズ　　　　　１＆・・・・・・スクリー
ン９−・レンズ　　　　　２０−・・・−眼球への照射
軸２１・・・　レンズの光軸　　２２・・・・Ｘカウン
タ２３・・・Ｙカウンタ　　　２４・・−・　Ｘ加算器
２５−・−Ｙ加算器　　　　２６・・−・・Ｘレジスタ
２７　−−Ｙレジスタ　　　２８−・−Ｎレジスタ２９
・・・・−データ処理装置　３０・−・スポット状画像
第１図 本発明におけるＸ、Ｙ度標算出手順説明図第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）眼球運動を撮像する眼球運動撮像装置において、 眼球角膜の赤外線反射像を形成する眼球角膜反射像形成
   器１と、 当該眼球角膜反射像形成器１により形成された角膜反射
   像を撮像し、画素ごとにアナログ信号として取り出す固
   体撮像素子によるマトリックス・カメラ２と、 当該マトリックス・カメラ２の撮像素子を走査するため
   の走査クロック信号、一画面に対応するフレームイネー
   ブル信号を発生し画像アナログ信号からデジタルデータ
   信号を得るためのマトリックス・コントローラ３と、 当該マトリックス・コントローラ３の各送出信号から得
   られたスポット状画像の各画像に対応するＸ軸値、Ｙ軸
   値を加算するＸ、Ｙ軸値加算装置４と、 当該Ｘ、Ｙ軸値加算装置４より算出されたスポット状画
   像の位置情報を基にしてその重心値を算出し、それをデ
   ジタル信号またはアナログ信号として出力するデータ処
   理装置５と、 からなることを特徴とする眼球運動撮像装置。
2. （２）前記眼球角膜反射像形成器１における赤外線の眼
   球１１への照射光軸２０、マトリックス・カメラ２のレ
   ンズ１７の光軸２１、および眼球１１が前方を直視した
   時の眼球視軸１３が光学的に同軸となるように配置され
   ていることを特徴とする請求項１記載の眼球運動撮像装
   置。
3. （３）前記赤外線の入反射光が角膜１２およびマトリッ
   クス・カメラ２に対して光学的に同軸となるための、赤
   外線反射ミラー１５と、赤外線は反射し、可視光は透過
   するダイクロイックミラー１６とを使用したことを特徴
   とする請求項１記載の眼球運動撮像装置。
4. （４）前記マトリックス・カメラ２は、固体撮像素子の
   画素に対して電気的にウィンドウをかけて有効走査面積
   を小さくし、同時に走査時間を短くしたことを特徴とす
   る請求項１記載の眼球運動撮像装置。