JPH0314449B2 - - Google Patents
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- JPH0314449B2 JPH0314449B2 JP63249012A JP24901288A JPH0314449B2 JP H0314449 B2 JPH0314449 B2 JP H0314449B2 JP 63249012 A JP63249012 A JP 63249012A JP 24901288 A JP24901288 A JP 24901288A JP H0314449 B2 JPH0314449 B2 JP H0314449B2
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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の眼振検査におけ
る眼球運動撮像装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an eye movement imaging device for nystagmus testing for detecting disorders of the visual organs, vestibule, brain stem, cerebrum, or cerebellum.
視器、前庭、脳幹、大脳、あるいは小脳などの
障害があると、目まいや平衡失調を起こす。近
年、これらの障害を見つけるための検査装置が開
発されるようになつてきた。 Disorders of the visual organs, vestibule, brainstem, cerebrum, or cerebellum cause dizziness and imbalance. In recent years, inspection devices for detecting these defects have been developed.
すなわち、被検者に眼前50cm〜100cmのスクリ
ーン上をゆつくり、あるいは素早く動くスポツト
光、または光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、あるいは画像処理を行なつて分析、診断する
眼振検査における眼球運動撮像装置が開発される
ようになつた。 In other words, the subject is asked to gaze at a slowly or rapidly moving spot light or light stripe pattern on a screen 50cm to 100cm in front of their eyes, and the eye movements are extracted as bioelectrical signals and recorded, analyzed, or image processed. Eye movement imaging devices for nystagmus tests have been developed to perform analysis and diagnosis.
従来、この種の眼振検査における眼球運動撮像
装置は、照明光を斜め方向から眼球に照射し、
CCD撮像カメラにより撮像して、モニターで患
者の眼球運動を観察し、あるいは撮像した映像を
もとに画像処理をし、診断のための解析処理を行
なつていた。
Conventionally, the eye movement imaging device used in this type of nystagmus test irradiates the eyeball with illumination light from an oblique direction.
Images were captured using a CCD camera and the patient's eye movements were observed on a monitor, or images were processed based on the captured images and analyzed for diagnosis.
また、本出願人が開発した眼振検査における眼
球運動撮像装置(特願昭63−220336号)は、赤外
線の眼球への照射光軸、マトリツクス・カメラの
レンズの光軸、および眼球が前方を直視した時の
眼球視軸を光学的に同軸となるよに配置し、赤外
線反射ミラーと、赤外線は反射し、可視光は透過
するダイクロイツクミラーとを使用することによ
つて、補正計算をせずに正確な眼球瞳孔の動きを
撮像することができた。さらに、上記眼振検査に
おける眼球運動撮像装置は、眼球運動のスポツト
状画像を水平および垂直方向に走査する際の画素
数から、その重心位置のXY座標を算出してい
た。 In addition, the eye movement imaging device for nystagmus testing developed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 63-220336) has a system that uses the optical axis of infrared rays to irradiate the eyeball, the optical axis of the lens of the matrix camera, and the eyeball pointing forward. Calculate the correction by arranging the visual axes of the eyeballs so that they are optically coaxial when looking directly, and using an infrared reflecting mirror and a dichroic mirror that reflects infrared rays and transmits visible light. It was possible to accurately image the movement of the eyeball and pupil without any trouble. Further, the eye movement imaging device used in the nystagmus test calculates the XY coordinates of the center of gravity from the number of pixels when scanning a spot image of eye movement in the horizontal and vertical directions.
また、眼球運動を追跡して網膜血管やその他周
囲を観察できる装置として、たとえば、特開昭63
−288133号公報、あるいは眼球運動をリアルタイ
ムで分析して、眼球の注視状態、移動情報を把握
できる、所謂アイカメラを使用した視覚情報分分
析装置として、たとえば、特開昭60−126140号公
報等がある。 In addition, as a device that can track eyeball movements and observe retinal blood vessels and other surroundings, for example,
-288133, or as a visual information analysis device using a so-called eye camera that can analyze eyeball movements in real time and grasp the gaze state and movement information of the eyeballs, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 126140/1986, etc. There is.
しかし、上記特開昭63−288133号公報、特開昭
60−126140号公報のような従来例では、いずれも
眼球運動をCCDにより撮像して、これを画像と
して処理していた。すなわち、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33.3msecないし15.1msecで
ある。それに対して、眼球は視覚1度あたり4な
いし5msecで動くというように早い。特に、眼振
検査においては、遅い動きから素早い動きのスポ
ツト光等に対して、被検者の目が追従できるか否
かを検査するものである。
However, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-288133,
In all conventional examples such as JP 60-126140, eye movement is imaged by a CCD and processed as an image. That is, the conventional eye movement imaging device uses a CCD consisting of hundreds of thousands of pixels, which is good for capturing clear images, but the scanning time for one frame is 33.3 msec to 15.1 msec. In contrast, the eyeballs move quickly, at a rate of 4 to 5 msec per degree of vision. In particular, in a nystagmus test, it is tested whether or not the subject's eyes can follow slow to fast moving spotlights.
したがつて、素早い動きに対して追従している
眼球像は、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。たとえば、前記従来例の装置を使用
して眼振検査を行つても、遅いスポツト光の動き
に対する眼球運動の経過は判るが、素早い動きに
対する眼球運動の経過を得ることは困難であつ
た。 Therefore, the eyeball image that follows rapid movements cannot accurately tell the progress of the eyeball movement unless the CCD is scanned at a faster scanning speed using a special scanning method. For example, even if a nystagmus test is performed using the conventional apparatus described above, the course of eye movement in response to slow movement of a spot light can be determined, but it is difficult to obtain the course of eye movement in response to rapid movement.
そこで、本出願人は、スポツト状の瞳孔像を画
像として見るのではなく、上記スポツト状画像の
重心点としてとらえるようにした(特願昭63−
220336号)。しかし、スポツト状画像の各画素を
全て加算してから、その平均値をとるため各画素
を加算する時間と演算に時間がかかる。そのた
め、スポツト光の素早い動きに対しての信頼性に
問題を有した。 Therefore, the present applicant did not view the spot-like pupil image as an image, but rather regarded it as the center of gravity of the above-mentioned spot-like image (Patent Application No. 1983-
220336). However, since each pixel of the spot-like image is added together and then the average value is taken, it takes time to add each pixel and calculation time. Therefore, there was a problem in reliability against the rapid movement of spot light.
また、従来の眼球運動撮像装置では、眼球の照
明に当たり、照明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、眼
球像をカメラの中央にもつてくるためのカメラ位
置の調節と、赤外線を的確に瞳孔に照射するため
の調節とが必要であつた。さらに、眼球を左右に
動かした場合、瞳孔反射像の移動高が、左右対称
になるとは限らない。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
題を有した。 In addition, with conventional eye movement imaging devices, when illuminating the eyeball, the illumination device is not placed on the same axis as the patient's eyeball, but illuminates the eyeball from an oblique direction, so the eyeball image is brought to the center of the camera. It was necessary to adjust the position of the camera and to properly irradiate the pupil with infrared rays. Furthermore, when the eyeball is moved from side to side, the movement height of the pupillary reflection image is not necessarily symmetrical. Therefore, in order to correct this, there was a problem in that complicated correction calculations were required.
上記問題を解決するために、照明光の眼球への
照射軸をマトリツクス・カメラのレンズ光軸と眼
球視軸とが光学的に同軸になるように配置した。 In order to solve the above problem, the axis of illumination light onto the eyeball is arranged so that the optical axis of the lens of the matrix camera and the visual axis of the eyeball are optically coaxial.
しかし、光学的に同軸にするための調整装置等
が大がかりとなり、医学の基礎的な研究装置には
良いが、外来診療に使用する臨床の検査装置にす
るためには、小型化が困難であるという問題を有
した。 However, the adjustment device for optical coaxiality is large-scale, and while it is good for basic medical research equipment, it is difficult to miniaturize it for clinical testing equipment used in outpatient treatment. There was a problem.
本発明は、以上のような問題を解決するため
に、眼球への照明が斜方向からの均一照明で分解
能および感度低下がない眼振検査における眼球運
動撮像装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide an eye movement imaging device for nystagmus testing in which the eyeballs are uniformly illuminated from an oblique direction and the resolution and sensitivity are not degraded.
本発明は、眼球運動の瞳孔像を点の移動として
捉えることができる極めて簡単な装置であり、ま
た、その瞳孔像の位置の計算は、複雑な画像処理
を行なわなくて済む眼振検査における眼球運動撮
像装置を提供することを目的とする。 The present invention is an extremely simple device that can capture the pupil image of eye movement as a movement of a point, and the calculation of the position of the pupil image can be performed in eyeball tests in nystagmus tests without the need for complex image processing. An object of the present invention is to provide a motion imaging device.
本発明は、マトリツクス・カメラのレンズおよ
び固体撮像素子を小型にしても、マトリツクス・
カメラの固体撮像素子上の像の解像度、あるいは
S/N比が低下しない眼振検査における眼球運動
撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention makes it possible to reduce the size of the lens and solid-state image sensor of the matrix camera.
It is an object of the present invention to provide an eye movement imaging device for nystagmus testing in which the resolution of an image on a solid-state image sensor of a camera or the S/N ratio does not deteriorate.
第1図は本発明の原理を説明するブロツク概略
図を示す。
FIG. 1 shows a block diagram illustrating the principles of the invention.
第1図において、1は眼球瞳孔像形成器、2は
たとえば固体撮像素子からなるマトリツクス・カ
メラ、3はマトリツクス・コントローラ、4は
XY軸値加算装置、5はデータ処理装置を示す。 In FIG. 1, 1 is an eyeball pupil image former, 2 is a matrix camera composed of, for example, a solid-state image sensor, 3 is a matrix controller, and 4 is a matrix camera.
An XY axis value addition device, 5 indicates a data processing device.
眼球瞳孔像形成器1は、眼球にマトリツクス・
カメラ2の光軸とほぼ同じ方向から均一な光を全
面的に照射し、その瞳孔像を形成するための装
置。 The eyeball pupil image forming device 1 applies a matrix to the eyeball.
A device that irradiates the entire surface with uniform light from approximately the same direction as the optical axis of the camera 2 to form a pupil image.
マトリツクス・カメラ2は、前記眼球瞳孔像か
らの反射した光信号をマトリツクス・カメラ2の
レンズ17を通して固体撮像素子に瞳孔像として
結像させる。 The matrix camera 2 causes the optical signal reflected from the eyeball pupil image to be imaged as a pupil image on a solid-state image sensor through the lens 17 of the matrix camera 2.
そして、マトリツクス・コントローラ3は、マ
トリツクス・カメラ2の固体撮像素子および後述
のXY軸値加算装置4を制御するクロツク信号、
固体撮像装置の走査信号、固体撮像装置から得ら
れた出力データ信号、および固体撮像素子に電気
的なウインドウをかけて、画素数を減少させる信
号を送出する。 The matrix controller 3 receives a clock signal that controls the solid-state image sensor of the matrix camera 2 and the XY-axis value addition device 4, which will be described later.
An electrical window is applied to the scanning signal of the solid-state imaging device, the output data signal obtained from the solid-state imaging device, and the solid-state imaging element to send out a signal that reduces the number of pixels.
XY軸値加算装置4は、眼球の瞳孔像の重心を
得るための加算器、カウンタおよびレジスタから
構成される。 The XY-axis value addition device 4 includes an adder, a counter, and a register for obtaining the center of gravity of the pupil image of the eyeball.
データ処理装置5は、前記瞳孔像重心のXY座
標値を計算機によつて計算し、瞳孔像の位置を
XY座標値として出力する。 The data processing device 5 uses a computer to calculate the XY coordinate values of the center of gravity of the pupil image, and determines the position of the pupil image.
Output as XY coordinate values.
このようにして素早く動くスポツト光を追従す
る瞳孔像のXY座標値は、連続して得られ、これ
を見ることにより患者の病気を診断することがで
きる。 In this way, the XY coordinate values of the pupil image that follows the rapidly moving spot light are continuously obtained, and by viewing these, the disease of the patient can be diagnosed.
第2図を参しつつ本発明に基づく作用を説明す
る。第2図は本発明におけるXY座標算出手順を
原理説明図を示す。
The operation based on the present invention will be explained with reference to FIG. FIG. 2 shows a diagram explaining the principle of the XY coordinate calculation procedure according to the present invention.
第2図において、33は眼球瞳孔像形成器1に
よりマトリツクス・カメラ2が撮像した瞳孔像を
示す。 In FIG. 2, reference numeral 33 indicates a pupil image taken by the matrix camera 2 using the eyeball pupil image forming device 1.
眼球瞳孔像形成器1において、照明光は眼球に
均一に入射し、瞳孔像の光束は、ダイクロイツク
ミラーによつてマトリツクス・カメラ2の固体撮
像素子に入り電気信号に変換される。このような
均一照明の場合には、従来この種の眼振検査にお
ける眼球運動撮像装置の赤外線による点光源と比
較して、解像度の点でやや劣る面もある。しか
し、その反面赤外線反射ミラーを使用しないの
で、マトリツクス・カメラ2のレンズに入射する
瞳孔像33の光束をフルに活用できる利点があ
る。したがつて、臨床装置としては充分である。 In the eyeball and pupil image forming device 1, illumination light is uniformly incident on the eyeball, and the light beam of the pupil image enters the solid-state image sensor of the matrix camera 2 by a dichroic mirror and is converted into an electrical signal. In the case of such uniform illumination, the resolution is somewhat inferior compared to the infrared point light source of the eye movement imaging device used in conventional nystagmus tests of this type. However, on the other hand, since no infrared reflecting mirror is used, there is an advantage that the luminous flux of the pupil image 33 that enters the lens of the matrix camera 2 can be fully utilized. Therefore, it is sufficient as a clinical device.
マトリツクス・カメラ2の固体撮像素子には、
電気的にウイ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済む。その
結果、固体撮像素子の走査時間は、素早く動く眼
球運動の経過を正確に捕えることができる時間ま
で短縮できる。 The solid-state image sensor of matrix camera 2 has
Since the window is electrically applied, only a certain range of the solid-state image sensor needs to be effectively scanned. As a result, the scanning time of the solid-state image sensor can be shortened to a time that can accurately capture the course of rapidly moving eyeball movements.
マトリツクス・コントローラ3は、固体撮像素
子から得られる瞳孔像の重心を得るための各信号
を形成し送出する。XY軸値加算装置4は、第2
図図示のごとく、眼球の瞳孔像33における各画
素のX軸の値を加算する。データ処理装置5で
は、この加算されたX軸値を水平走査するごとに
得、その結果の大小を比較する。すなわち、、最
初の水平走査で加算されたX軸値をS1、第2番目
の走査で加算されたX軸値をS2、次々にS3,S4…
…瞳孔像33の中心Oの走査で加算したX軸値を
S0、さらに次の走査で加算されたX軸値をS0+1と
する。そして、X軸値S1とS2,S2とS3,S3とS4…
…の大小を比較する。 The matrix controller 3 forms and sends out signals for obtaining the center of gravity of the pupil image obtained from the solid-state image sensor. The XY axis value adding device 4 is a second
As shown in the figure, the X-axis values of each pixel in the pupil image 33 of the eyeball are added. The data processing device 5 obtains this added X-axis value every time it performs horizontal scanning, and compares the results. That is, the X-axis value added in the first horizontal scan is S 1 , the X-axis value added in the second scan is S 2 , and then S 3 , S 4 , etc.
...The X-axis value added by scanning the center O of the pupil image 33
S 0 and the X-axis value added in the next scan is S 0+1 . Then, the X-axis values S 1 and S 2 , S 2 and S 3 , S 3 and S 4 ...
Compare the size of...
このような比較を続けると、瞳孔像33の中心
Oの走査で加算したX軸値S0が最大で、その次の
走査で加算されたX軸値S0+1は、X軸値S0より小
となる。したがつて、データ処理装置5の計算機
により瞳孔像33の中心であるX軸値S0が求ま
る。このように加算されて得たX軸値S0をX軸値
S0を得た全画素数で割ると、瞳孔像33の重心の
X座標が求まる。 Continuing this comparison, the X-axis value S 0 added in the scan of the center O of the pupil image 33 is the maximum, and the X-axis value S 0+1 added in the next scan is the X-axis value S 0 becomes smaller. Therefore, the X-axis value S0 , which is the center of the pupil image 33, is determined by the computer of the data processing device 5. The X-axis value S 0 obtained by adding in this way is the X-axis value
By dividing by the total number of pixels obtained S0 , the X coordinate of the center of gravity of the pupil image 33 can be found.
また、この時のX軸の走査する回数をカウンタ
で数えて行くと、この数がY座標になる。 Further, if the number of times the X-axis is scanned at this time is counted by a counter, this number becomes the Y coordinate.
このように簡単な演算により、眼球の動く位置
がXY座標値として得られるので、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。 With such simple calculations, the position of the eyeball movement can be obtained as XY coordinate values, so not only is there no need to perform image correction for eyeball movement, but the eyeball movement can be accurately captured.
第3図は本発明における一実施例ブロツク概略
説明図である。
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of an embodiment of the present invention.
以下、第3図を参照しつつ本発明の一実施例を
具体的に説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIG.
第3図において、1は眼球瞳孔像形成器、2は
たとえば固体撮像素子からなるマトリツクス・カ
メラ、3はマトリツクス・コントローラ、4は
XY軸値加算装置、5はデータ処理装置、11は
眼球、12は瞳孔、13は視軸、14,14′は
均一な光を発射する照明装置、16は可視光を通
し、照明反射光を反射するダイクロイツクミラ
ー、17はマトリツクス・カメラ2のレンズ、1
9はスクリーン、21はマトリツクス・カメラの
レンズの光軸、22はXカウンタ、23はYカウ
ンタ、24はX加算器、25は画素数カウンタ、
26はXシフトレジスタで、最初の値がレジスタ
に入つた後に、次の値がレジスタに入ると、
前の値はレジスタにシフトされる。27はYレ
ジスタ、28は画素数レジスタ、29は割算器、
30は比較器、31は減算器、点線は眼球11の
光反射像として投影される帯域を示す。 In FIG. 3, 1 is an eyeball pupil image former, 2 is a matrix camera consisting of, for example, a solid-state image sensor, 3 is a matrix controller, and 4 is a matrix camera.
XY axis value addition device, 5 is a data processing device, 11 is an eyeball, 12 is a pupil, 13 is a visual axis, 14, 14' is an illumination device that emits uniform light, 16 is a device that transmits visible light and reflects illumination light. Reflecting dichroic mirror, 17 is the lens of matrix camera 2, 1
9 is a screen, 21 is an optical axis of the matrix camera lens, 22 is an X counter, 23 is a Y counter, 24 is an X adder, 25 is a pixel number counter,
26 is an X shift register, and after the first value enters the register, when the next value enters the register,
The previous value is shifted into a register. 27 is a Y register, 28 is a pixel number register, 29 is a divider,
30 is a comparator, 31 is a subtracter, and the dotted line indicates a band projected as a light reflection image of the eyeball 11.
眼球瞳孔像形成器1は、均一な光を発射する照
明装置14,14′と、ダイクロイツクミラー1
6とから構成され、眼球11の瞳孔反射像を形成
するためのものである。照明装置14,14′か
ら発射された光は、眼球11に照射される。瞳孔
12からの光束は、ダイクロイツクミラー16で
直角に曲げられ、レンズ17により集束されてマ
トリツクス・カメラ2に入る。 The eyeball and pupil image forming device 1 includes illumination devices 14 and 14' that emit uniform light, and a dichroic mirror 1.
6 for forming a pupillary reflection image of the eyeball 11. The light emitted from the illumination devices 14, 14' is irradiated onto the eyeball 11. The light beam from the pupil 12 is bent at right angles by a dichroic mirror 16, focused by a lens 17, and enters the matrix camera 2.
マトリツクス・カメラ2は、数十万個の画素の
うち、電気的にウインドウをかけて、たとえば、
100×100の1万個の画素だけを使用して、走査時
間を短縮している。そして、照明光による瞳孔1
2の反射光は、マトリツクス・カメラ2の図示さ
れていない固体撮像装置、たとえば、CCDに瞳
孔像33として撮像される。 Matrix camera 2 electrically windows out of hundreds of thousands of pixels, for example,
Only 10,000 pixels (100 x 100) are used to reduce scanning time. And pupil 1 due to illumination light
The reflected light of 2 is captured as a pupil image 33 by a solid-state imaging device (not shown) of the matrix camera 2, for example, a CCD.
マトリツクス・コントローラ3は、前記瞳孔像
33が有る場合に出すデータ信号DATA、垂直
同期信号、X軸の走査に必要なクロツク信号
CLK、および1フレーム終了信号等を送出する。 The matrix controller 3 outputs a data signal DATA when the pupil image 33 is present, a vertical synchronization signal, and a clock signal necessary for X-axis scanning.
CLK, one frame end signal, etc. are sent.
XY軸値加算装置4は、Xカウンタ22、Yカ
ウンタ23、X加算器24、画素数カウンタ2
5、Xシフトレジスタ26、Yレジスタ27、画
素数レジスタ28から構成される。 The XY axis value addition device 4 includes an X counter 22, a Y counter 23, an X adder 24, and a pixel number counter 2.
5, an X shift register 26, a Y register 27, and a pixel number register 28.
Xカウンタ22は、各X軸の走査にしたがいク
ロツクCLKをカウントし、当該X軸の走査の終
了によりリセツトする。また、Xカウンタ22
は、次のクロツクCLKによりX加算器24に転
送されて加算の準備を行なう。 The X counter 22 counts the clock CLK in accordance with each X-axis scan, and is reset at the end of the X-axis scan. In addition, the X counter 22
is transferred to the X adder 24 by the next clock CLK to prepare for addition.
一方、水平走査が瞳孔像33(第2図参照)に
おける画素に達した時点、すなわち、マトリツク
ス・カメラ2の図示されていないCCDから瞳孔
像33の一画素として出力するデータ信号が、
「1」の値をX加算器24と画素数カウンタ25
に入れる。X加算器24は、この「1」により、
Xカウンタ22の内容を次々に加算して、Xシフ
トレジスタ26のに入れる。 On the other hand, when the horizontal scanning reaches a pixel in the pupil image 33 (see FIG. 2), that is, the data signal output as one pixel of the pupil image 33 from the not-illustrated CCD of the matrix camera 2 is
The value of "1" is transferred to the X adder 24 and the pixel number counter 25.
Put it in. Due to this "1", the X adder 24
The contents of the X counter 22 are added one after another and input into the X shift register 26.
同時に、画素数カウンタ25で画素の数をカウ
ントして、この結果を画素数レジスタ28に入れ
る。 At the same time, the pixel number counter 25 counts the number of pixels, and the result is entered into the pixel number register 28.
たとえば、第4図図示の場合において、
瞳孔像33における最初のX軸座標についての
画素を加算すると、第4図図示の第3走査線から
瞳孔像33が現れる。すなわち、第3走査線にお
ける瞳孔像33の画素は、Xカウンタ22が
「5」、「6」、「7」をカウントした時にのみ存在
する。そして、X加算器24は、これらを加算
し、その結果「18」をXシフトレジスタ26の
に格納する。 For example, in the case shown in FIG. 4, when pixels for the first X-axis coordinate in the pupil image 33 are added, the pupil image 33 appears from the third scanning line shown in FIG. That is, the pixels of the pupil image 33 in the third scanning line exist only when the X counter 22 counts "5", "6", and "7". Then, the X adder 24 adds these and stores the result "18" in the X shift register 26.
次に、第4走査線における瞳孔像33の画素
は、Xカウンタ22が「3」、「4」、「5」、
「6」、、「7」、「8」、「9」をカウントした時に
の
み存在する。すなわち、X加算器24は、3+4
+5+6+7+8+9=42が実行されて、これが
Xシフトレジスタ26のに格納される。これと
同時に先に格納されていた「18」は、レジスタ2
6のにシフトする。以下同様に、X加算器24
では、次のような加算が行われる。 Next, the pixels of the pupil image 33 on the fourth scanning line have the X counter 22 set to "3", "4", "5",
Exists only when counting ``6'', ``7'', ``8'', and ``9''. That is, the X adder 24 is 3+4
+5+6+7+8+9=42 is executed and stored in the X shift register 26. At the same time, "18" that was previously stored is in register 2.
Shift to 6. Similarly, the X adder 24
Then, the following addition is performed.
第5走査線 2+3+4+5+6+7+8+9+
10=54
第6走査線 2+3+4+5+6+7+8+9+
10=54
第7走査線 2+3+4+5+6+7+8+9+
10=54
第8走査線 1+2+3+4+5+6+7+8+
9+10+11=66
第9走査線 2+3+4+5+6+7+8+9+
10=54
一方、先にXシフトレジスタ26のに入つた
値、たとえば、「18」と、新たにXシフトレジス
タ26のに入つた値、たとえば、「42」とを比
較器30で比較(引き算)し、比較の結果がマイ
ナスからプラスに変つた時点で、比較器30から
1フレーム終了信号を出す。すなわち、第8走査
線の加算結果「66」から第9走査線の加算結果
「54」を引き算して「+」となつたので、1フレ
ーム終了信号を出す。5th scanning line 2+3+4+5+6+7+8+9+
10=54 6th scanning line 2+3+4+5+6+7+8+9+
10=54 7th scanning line 2+3+4+5+6+7+8+9+
10=54 8th scanning line 1+2+3+4+5+6+7+8+
9+10+11=66 9th scanning line 2+3+4+5+6+7+8+9+
10=54 On the other hand, the comparator 30 compares (subtracts) the value previously entered into the X shift register 26, for example "18", and the value newly entered into the X shift register 26, for example "42". ), and when the comparison result changes from negative to positive, the comparator 30 outputs a one-frame end signal. That is, since the addition result "54" of the ninth scanning line is subtracted from the addition result "66" of the eighth scanning line and becomes "+", a one frame end signal is output.
画素数レジスタ28の数は、比較器30から出
される1フレーム終了信号によつて割算器29に
送出される。 The number in the pixel number register 28 is sent to the divider 29 by the one frame end signal output from the comparator 30.
また、X軸を走査するごとに出される垂直同期
信号でXカウンタ22および画素数カウンタ25
をリセツトすると同時にYカウンタを「+1」し
て、その値をYレジスタ27に入れる。 In addition, the vertical synchronization signal output every time the X axis is scanned is used to control the X counter 22 and the pixel number counter 25.
At the same time as resetting the Y counter, the Y counter is incremented by 1 and the value is stored in the Y register 27.
次に、比較器30において、たとえば第4図図
示のごとく、第8番目の水平走査におけるX軸加
算値「66」を割算器29に送り、この値をその時
の走査線の画素数、すなわち、画素数レジスタ2
8に格納されている数「11」で割り、これをX座
標とする。 Next, in the comparator 30, for example, as shown in FIG. , pixel number register 2
Divide by the number "11" stored in 8 and use this as the X coordinate.
この時のYレジスタ27には、第9番目の水平
走査線として「9」が入つている。しかし、瞳孔
像33の重心位置は、第8番目の水平走査線上に
あるので、減算器31で自動的に「1」を引き、
これをY座標とする。 At this time, the Y register 27 contains "9" as the ninth horizontal scanning line. However, since the center of gravity of the pupil image 33 is on the 8th horizontal scanning line, "1" is automatically subtracted by the subtracter 31.
Let this be the Y coordinate.
このようにして1フレームの瞳孔像33の重心
位置として、X座標およびY座標が求まるが、水
平走査を最後まで行なわなくて済む。 In this way, the X and Y coordinates are determined as the center of gravity position of the pupil image 33 of one frame, but it is not necessary to perform horizontal scanning to the end.
本発明により求められた瞳孔像33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、診断結果を得ることができる。 Since the center of gravity position of the pupil image 33 determined by the present invention is an absolute value, a diagnostic result can be obtained without image correction.
第5図は本発明の他の実施例におけるXY座標
算出手順説明図を示す。 FIG. 5 shows an explanatory diagram of the XY coordinate calculation procedure in another embodiment of the present invention.
第2図における方法と同様に、瞳孔像33の重
心を得るために、瞳孔像33の中心Oを走査する
水平走査線が何番目のものかということと、その
時の瞳孔像33の画素数およびその加算値とがわ
かればよい。 Similar to the method shown in FIG. 2, in order to obtain the center of gravity of the pupil image 33, it is necessary to determine the number of horizontal scanning lines that scan the center O of the pupil image 33, the number of pixels of the pupil image 33 at that time, and the number of pixels of the pupil image 33 at that time. All you need to know is the added value.
したがつて、第5図図示のごとく、X1/Y、
X2/Y、X3/Y……すなわち、これらの微分値
を求めていき、この微分値が0になつた時の走査
線は、瞳孔像33の中心を通過したものであるこ
とがわかる。 Therefore, as shown in Figure 5, X 1 /Y,
X 2 /Y, X 3 /Y... In other words, find the differential values of these, and it can be seen that the scanning line when this differential value becomes 0 is the one that passes through the center of the pupil image 33. .
ただし、X1=S1/2
X=(S1−S2)/2
Yは走査線幅
Sは当該水平走査線の画素を加算した値
たとえば、S1は第2図図示の「18」、S2は第2
図図示の「42」、……となる。 However , X 1 = S 1 / 2 , S 2 is the second
It becomes "42", etc. as shown in the figure.
したがつて、瞳孔像33の中心の走査線がわか
れば、その後の計算は第4図図示から計算ができ
る。 Therefore, if the scanning line at the center of the pupil image 33 is known, the subsequent calculations can be made from the illustration in FIG.
第4図図示のごとく、水平走査線の数が少ない
と微分係数が0となる場合、あるいは「2」で割
つた場合、端数となることがあるが、実際には水
平走査線の数は多いためこのようになることは少
ない。しかし、雑音等が入つた場合を考慮して、
比較する走査線の数を増加して、微分係数が0ま
たは極性の変化が連続した時点を検出して、この
検出値から軸の中心線を得るようにすることもで
きる。 As shown in Figure 4, if the number of horizontal scanning lines is small, the differential coefficient may be 0, or when divided by 2, it may be a fraction, but in reality there are many horizontal scanning lines. This rarely happens. However, considering the case where noise etc. enter,
It is also possible to increase the number of scan lines to be compared, detect the time point at which the differential coefficient is 0 or the polarity changes continuously, and obtain the center line of the axis from this detected value.
また、第4図および第5図の実施例は、水平走
査によつて得られた値からX座標を求めたが、前
記値からY座標を求めた後にX座標を求めること
もできる。 Further, in the embodiments shown in FIGS. 4 and 5, the X coordinate is determined from the value obtained by horizontal scanning, but the X coordinate can also be determined after determining the Y coordinate from the value.
本発明によれば、眼球の瞳孔像の重心位置をY
座標の位置として演算するので、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。
According to the present invention, the center of gravity of the pupil image of the eyeball is set to Y
Since it is calculated as a coordinate position, it is the absolute value of the movement of the eyeball, so there is no need to perform image correction, and accurate diagnosis can be made.
本発明によれば、マトリツクス・カメラの固体
撮像素子に電気的にウイ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4msecを達成しただけでなく、瞳孔像の走査
をほぼ半分で済ますことができる。 According to the present invention, by electrically windowing the solid-state image sensor of the matrix camera to reduce the number of pixels and further speeding up the scanning time, it has not only been possible to achieve a scanning time of 4 msec, but also to increase the scanning speed of the pupil image. You can do it in about half.
したがつて、素早い眼球運動であつても、正確
に計測することができる。 Therefore, even rapid eye movements can be accurately measured.
本発明によれば、瞳孔像の中心点のみを算出す
るので、解像度には実質的に関係なく、S/N比
を向上することができ、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。 According to the present invention, since only the center point of the pupil image is calculated, the S/N ratio can be improved regardless of the resolution, and the accuracy of diagnosis can be improved without performing image correction. be able to.
本発明によれば、赤外線反射ミラーを設ける必
要がないので、小型化と調整個所を少なくするこ
とができたため、臨床医むきの安価な装置を提供
することができる。 According to the present invention, since there is no need to provide an infrared reflecting mirror, it is possible to downsize the apparatus and reduce the number of adjustment parts, making it possible to provide an inexpensive apparatus for clinicians.
第1図は本発明の原理説明図、第2図は本発明
におけるXY座標算出手順原理説明図、第3図は
本発明における一実施例ブロツク概略説明図、第
4図は本発明におけるXY座標算出手順説明図、
第5図は本発明の他の実施例におけるXY座標算
出手順説明図を示す。
図において、1……眼球瞳孔像形成器、2……
マトリツクス・カメラ、3……マトリツクス・コ
ントローラ、4……XY軸値加算装置、5……デ
ータ処理装置、11……眼球、12……瞳孔、1
3……視軸、14……均一照明、16……ダイク
ロイツクミラー、17……レンズ、19……スク
リーン、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……画素数カウンタ、26…Xシフトレジス
タ、27……Yレジスタ、28……画素数レジス
タ、29……割算器、30……比較器、31……
減算器、33……瞳孔像。
FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention, FIG. 2 is a diagram explaining the principle of the XY coordinate calculation procedure in the present invention, FIG. Calculation procedure explanatory diagram,
FIG. 5 shows an explanatory diagram of the XY coordinate calculation procedure in another embodiment of the present invention. In the figure, 1... eyeball pupil image former, 2...
Matrix camera, 3... Matrix controller, 4... XY axis value addition device, 5... Data processing device, 11... Eyeball, 12... Pupil, 1
3...Visual axis, 14...Uniform illumination, 16...Dichroic mirror, 17...Lens, 19...Screen, 21...Optical axis of lens, 22...X counter, 23...Y counter, 24 ...X adder,
25... Pixel number counter, 26... X shift register, 27... Y register, 28... Pixel number register, 29... Divider, 30... Comparator, 31...
Subtractor, 33...Pupillary image.
Claims (1)
に眼球を追従させた場合における眼球運動を撮像
する眼振検査における眼球運動撮像装置におい
て、 眼球に照明を当てることにより瞳孔像を形成す
る眼球瞳孔像形成器1と、 当該眼球瞳孔像形成器1により形成された瞳孔
像を撮像し、画素ごとにアナログ信号として取り
出す固体撮像素子を備えたマトリツクス・カメラ
2と、 当該マトリツクス・カメラ2の撮像素子を走査
するための走査クロツク信号、瞳孔像をX軸座標
およびY軸座標の位置情報に処理するためのクロ
ツク信号、フレーム毎に出すフレームイネーブル
信号、マトリツクス・カメラ2の固体撮像装置を
走査することにより得られたデータ信号、および
前記固体撮像素子の画素に対して有効走査面積を
小さくする電気的ウインドウをかける信号と、を
送出するマトリツクス・コントローラ3と、 前記マトリツクス・コントローラ3の各送出信
号から得られた瞳孔像の各画素をX軸値およびY
軸値について加算するXY軸値加算装置4と、 当該XY軸値加算装置4より加算された各水平
走査線毎の画素数の総和をそれぞれ比較し、水平
走査線における一番多い画素数の総和をその時の
画素数で割つてX軸座標とすると共に、その時の
水平走査線数をY軸座標とするように算出するデ
ータ処理装置5と、 を備えたことを特徴とする眼振検査における眼
球運動撮像装置。 2 前記眼球瞳孔像形成器1における眼球11へ
の照射光は、均一な照明であることを特徴とする
請求項1記載の眼振検査における眼球運動撮像装
置。 3 前記XY軸値加算装置4およびデータ処理装
置5は、瞳孔像の走査により得られたX軸値また
はY軸値の微分係数を求めることによつて、X軸
値またはY軸値の重心値を算出してXY座標信号
として出力することを特徴とする請求項1記載の
眼振検査における眼球運動撮像装置。[Claims] 1. An eye movement imaging device for nystagmus testing that images the eye movement when the eyeball follows the rapid movement of a light source projected on a screen, comprising: a matrix camera 2 equipped with a solid-state image sensor that captures the pupil image formed by the eyeball pupil image former 1 and extracts it as an analog signal for each pixel; and the matrix camera. A scanning clock signal for scanning the image sensor 2, a clock signal for processing the pupil image into position information of X-axis coordinates and Y-axis coordinates, a frame enable signal issued for each frame, and a solid-state imaging device for matrix camera 2. a matrix controller 3 that sends out a data signal obtained by scanning a pixel of the solid-state image sensor, and a signal that applies an electrical window to reduce the effective scanning area for the pixels of the solid-state image sensor; Each pixel of the pupil image obtained from each transmission signal is
The XY-axis value addition device 4 that adds up the axis values is compared with the total number of pixels for each horizontal scanning line added by the XY-axis value addition device 4, and the sum of the largest number of pixels in the horizontal scanning line is calculated. an eyeball in a nystagmus test, comprising: a data processing device 5 that calculates dividing by the number of pixels at that time to set the X-axis coordinate and the number of horizontal scanning lines at that time to set the Y-axis coordinate; Movement imaging device. 2. The eye movement imaging device for nystagmus testing according to claim 1, wherein the light irradiated onto the eyeball 11 in the eyeball pupil image forming device 1 is uniform illumination. 3 The XY-axis value addition device 4 and the data processing device 5 determine the centroid value of the X-axis value or Y-axis value by determining the differential coefficient of the X-axis value or Y-axis value obtained by scanning the pupil image. The eye movement imaging device for nystagmus testing according to claim 1, wherein the apparatus calculates and outputs the calculated result as an XY coordinate signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63249012A JPH0298333A (en) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | Eye-ball motion image pick-up device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63249012A JPH0298333A (en) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | Eye-ball motion image pick-up device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0298333A JPH0298333A (en) | 1990-04-10 |
JPH0314449B2 true JPH0314449B2 (en) | 1991-02-26 |
Family
ID=17186696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63249012A Granted JPH0298333A (en) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | Eye-ball motion image pick-up device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0298333A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3223805B2 (en) * | 1996-08-26 | 2001-10-29 | 日本電気株式会社 | Forward staggered thin film transistor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5944241A (en) * | 1982-09-07 | 1984-03-12 | 穂垣 正暢 | Apparatus for measuring pulse of embryo |
JPS60126140A (en) * | 1983-12-12 | 1985-07-05 | 日本放送協会 | Sight information analytical apparatus |
JPS63288133A (en) * | 1987-02-17 | 1988-11-25 | アイ・リサーチ・インスティテュート・オブ・レティナ・ファウンデイション | Eyeground tracing and stabilizing apparatus |
-
1988
- 1988-10-04 JP JP63249012A patent/JPH0298333A/en active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5944241A (en) * | 1982-09-07 | 1984-03-12 | 穂垣 正暢 | Apparatus for measuring pulse of embryo |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0298333A (en) | 1990-04-10 |
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