JPH04156818A - 眼球運動測定装置 - 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］ 二の発明は眼球運動測定装置に関し、特に、眼科や精神
神経科における診察に用いられたり、心理工学や画像工
学における視覚心理実験に用いられるような眼球運動測
定装置に関する。

［従来の技術および発明か解決しようとする課！］一般
に、眼球運動測定装置では、測定前に被験者の注視点と
、装置か検出する注視点との間の較正を行なって対応さ
せる必要かある。従来の装置では、予め’ｌｉした、そ
の位置関係か既知の複数の指標を被験者に注視させ、そ
のときのそれぞれの眼球回転角から、被験者の実際の眼
球回転角と装置の検出する眼球回転角の間の較正を行な
っていた。

ところが、人間が一点を注視する場合、最も視力の高い
中心窩で指標を捉らえるが、中心窩の直径は視角にして
約１°２０Ｉ　の大きさかあり、この範囲内のどの位置
で指標を捉らえても、被験者は鮮明な画像を知覚できる
。このために、二のような主観的方法では、いくら装置
の精度を上げても、この約１°２０′よりよい精度で検
出することが困難であるという問題点かあった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、比較的筒中な構
成で真の眼球回転角を得ることのできるような眼球運動
測定装置を提供することである。

［課届を解決するための手段］ この発明は眼球の運動を測定する眼球運動測定装置であ
って、眼球に光を照射する眼底照射光源と、眼球からの
反射光を撮影する眼底撮影カメラと、光源の照射光を眼
底に導きかつ眼底からの像を眼底撮影カメラに結合させ
る光学系と、眼底撮影カメラの画像出力を記憶して画像
処理する画像処理手段と、眼球の運動を検出する眼球運
動検出手段と、画像処理手段出力と眼球運動検出手段の
検出出力とに応じて、真の眼球回転角を演算する演算手
段とを備えて構成される。

［作用］ この発明に係る眼球運動測定装置は、眼球運動を検出す
ると同時に被験者の眼底像を撮影し、眼底像に投影され
た指標を検出することにより、較正の際に注視点の移動
に伴なう絶対的な眼球回転角を計算し、高精度で真の眼
球回転角を演算する。

［発明の実施例コ 第１図はこの発明の一実施例の構成を示す図である。第
１図を膠照して、眼底を照射する照射光源１からの光は
ハーフミラ−２て反射され、レンズ系３を通って眼３０
の眼底に人力される。眼底で反射された像はこの光路を
逆進し、レンズ系３およびハーフミラ−２を通過して眼
底撮影カメラ４の入力画像となる。レンズ系３は照射光
源１がらの光を眼底にフォーカスさせるとともに、眼底
像を眼底撮影カメラ４上にフォーカスさせる。眼底撮影
カメラ４で撮影された画像は画像処理部１２に含まれる
メモリに記憶される。

眼球運動を検出するために、赤外ＬＥＤ６が設けられ、
この赤外ＬＥＤ６からのスポット先はレンズ系５を介し
て角膜面に結像され、その反射光力ミラー７とレンズ系
８を介してエリアセンサ９上に焦点が結ばれる。眼球運
動検出部１０は後述する眼球運動検出手段により、エリ
アセンサ９上の画像から眼球回転角を検出し、画像処理
部１２の出力とともに演算部１１へ人力される。演算部
１１は絶対的な網膜上の眼球回転角により補正された真
の眼球回転角を出力する。

眼球運動の検出方式としては、眼に弱い赤外光を照射し
て、黒眼と白眼の反射光の違いを検出する方式や、角膜
上に結像された光点の動きを検出する方式や、被験者に
コイルを組込んだコンタクトレンズを装着させ、磁界内
で眼球運動に伴なう誘起起電力から眼球運動を検出する
方式なと種々ある。

第２図および第３図は眼球運動の検出原理を説明するた
めの図である。第２図および第３図において、赤外ＬＥ
Ｄ１３を用いて、その虚像３３か水晶体３１に結像され
る。眼球の回転中心Ｏと水晶体３１の回転中心Ｏ′か異
なるため、眼球の回転に伴ない、この虚＠３３は平行移
動する。この平行移動量３４は眼球の回転角に相当し、
第１図に示したビデオカメラなどのエリアセンサ９を用
いて、第３図に示すように虚像３３の平行移動した像３
３′を撮影することにより検出される。

第４図はこの発明の一実施例によって得られる眼底像の
一例を示す図である。この第４図に示した例は人魚の像
を見せたときの眼底像の一例であり、網目状に走ってい
るのは血管３つである。この第４図に示すように眼底像
上に被験者の観察している画像を再現することかできる
。第４図の中央より右よりに一際明るい部分か黄斑３７
と呼ばれ、直径３〜５ｍｍである。黄斑３７の中に特に
視力の高い中心窩があり、その直径は約１．５ｍｍで２
５００個の中心窩錐状体が含まれている。

第５図は眼球運動の較正に用いるパターンと視覚との関
係を示す図である。第５図（ａ）に示すように、等間隔
で田の字状に発光ダイオードがＰｌ　ｌ、Ｐｌ２．ＰＩ
　３．Ｐ２１＋　　”２２．Ｐ２３＋ｐ、ｌ　、ｐ３２
　、ｐ、３の位置に配置されている。

各発光ダイオード間の間隔法は予め既知であり、被験者
とパターンの距離ｄを知ることにより、パターン間に網
膜上での視覚θを求めることができる。

第６図は被験者かパターンの中心Ｐ２２を注視している
ときの較正パターンの網膜上への投影例を示す図である
。第１図に示した眼底撮影カメラ４によって捉えられた
像が画像処理部１２て適切な２１直化が行なわれ、投影
された較正パターンか抽出される。ところで、網膜は凹
面状であり、提゛示された格子パターンは網膜上では歪
んで投影されているか、投影された格子パターンの所元
についてはすでに既知であり、この値を用いて画像処理
部１２が画像処理部１２内の内部座標と視覚の間の対応
テーブルを生成することかできる。

第７図および第８図は眼球運動較正時の較正パターンの
網膜への投影例を示す図であり、特に、第７図はＰ３１
を注視しているときを示し、第８図はＰ３２を注視して
いるときを示す。それぞれの画像処理部１２内の内部座
標を（Ｘｐ　３１　、　ＹＰ３１）、（ＸＰ、。、Ｙｐ
、２）とすると、内部座標の差（ΔＸ、Δｙ）は次のよ
うになる。

（ΔＸ、ΔＹ）−（Ｘｐ　３２１　ＹＰ　３２）−（Ｘ
ｐ　３．・　Ｙｐ　３　、） 被験者か中心窩内の全く同し位置で指標Ｐ、１゜Ｐ３２
を注視したとすると、（ΔＸ、Δｙ＞　−（０，０）と
なるはずであるが、前述したように中心度１°２０′の
大きさがあり、一般に（ΔＸ。

Δｙ）≠（０，０）となる。画像処理部１２ては、この
（ΔＸ、Δｙ）を演算部１１に出力する。被験者に較正
用指標を注視させると、演算部１１はそのときの眼球運
動検出部１０の眼球運動検出出力（Ｘｅ、Ｙｅ）と（Δ
Ｘ、Δｙ）を用いて、真の眼球回転角（Ｘ、　Ｙ）を得
るための関数式φもしくは変換テーブルＴｘｙを得る。

較正の終了後は、測定を行なうことかでき、任意の眼球
運動データに対して、画像処理部１２の出力を用いるこ
となく、次の演算を行なうことにより、真の眼球回転角
を得ることができる。

関数式の場合：　　（Ｘ、　Ｙ）−φ（Ｘｅ、Ｙｅ）変
換テーブルの場合：　　（Ｘ、　Ｙ）　−”Ｔｘｙ　（
Ｘｅ、Ｙｅ） 上述のごとく、主観的方法により較正した場合、避ける
ことの難しい中心窩の大きさ分の誤差を、客観的較正法
により除去することかでき、真の眼球回転角を得ること
のできる眼球運動測定装置を実現できる。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、較正の際に眼底像に
投影された指標画像を用いることにより、従来の主観的
方法によっては避けることの難しい中心窩の大きさ分の
１辱を、客観的較正法により除去することかでき、真の
眼球回転角を得ることかでき、眼球運動の臨床検査や視
覚実験において精度の高い眼球運動測定装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す図である。第
２図および第３図は眼球運動の検出原理を説明するため
の図である。第４図は二の発明の−実弛例によって得ら
れる眼底像の一例を示す図である。第５図は眼球運動較
正パターンと視覚との関係を示す図である。第６図は被
験者パターンの中心Ｐ：！。を注視しているときの較正
パターンの網膜上への投影例を示す図である。第７図お
よび第８図は眼球運動較正時の較正パターンの網膜への
投影例を示す図である。 図ニオいて、１は眼底照射光源、２はハーフミラ−１３
，５，８はレンズ系、４は眼底撮影カメラ、６は赤外Ｌ
ＥＤ、７はミラー、９はエリアセンサ、１０は眼球運動
検出部、１１は演算部、１２は画像処理部を示す。 特許出願人　株式会社エイ・ティ・アール視聴覚機構研
究所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　眼球の運動を測定する眼球運動測定装置であって、 前記眼球に光を照射する眼底照射光源、 前記眼球からの反射光を撮影する眼底撮影カメラ、 前記光源の照射光を眼底に導き、かつ前記眼底からの像
   を前記眼底撮影カメラに結像させる光学系、 前記眼底撮影カメラの画像出力を記憶して画像処理する
   画像処理手段、 前記眼球の運動を検出する眼球運動検出手段、および 前記画像処理手段出力と前記眼球運動検出手段の検出出
   力とに応じて、真の眼球回転角を演算する演算手段を備
   えた、眼球運動測定装置。