JPH0513659B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は眼球運動フイードバツク型指標提示
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、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フイー
ドバツク型指標提示装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an eye movement feedback type indicator presentation device, and is particularly applicable to examinations in ophthalmology and neuropsychiatry, and visual psychological experiments in psychological engineering and image engineering. The present invention relates to an eye movement feedback type indicator presentation device.
[従来の技術および発明が解決しようとする課
題]
従来より、網膜内の特定の位置に指標を提示
し、その点における視覚特性を求めようとする場
合、固視点を設け、被験者に、実験中その点を固
視させ、目を動かさないように指示して指標を提
示していた。[Prior art and problems to be solved by the invention] Conventionally, when an index is presented at a specific position within the retina and the visual characteristics at that point are to be determined, a fixation point is set and the subject is asked to He instructed them to fixate on that point and not move their eyes, and presented them with an indicator.
しかしながら、眼球は1点を固視しているとき
でも、固視微動により激しく細かく動いており、
被験者が固視を行なつていても、この固視微動の
大きさだけ指標の提示点の精度が劣化する。ま
た、提示される画像によつては、付随的な眼球運
動が誘発され、固視を維持することが困難である
という問題点があつた。 However, even when fixating on one point, the eyeballs move rapidly and minutely due to fixation micromovements.
Even if the subject fixates, the accuracy of the index presentation point deteriorates by the magnitude of this visual fixation micromovement. Furthermore, depending on the image presented, there is a problem in that incidental eye movements are induced, making it difficult to maintain fixation.
それゆえに、この発明の主たる目的は、上述の
ような眼球運動が生じていても、網膜内の正確な
1点に指標を提示し続けることができるような眼
球運動フイードバツク型指標提示装置を提供する
ことである。 Therefore, the main object of the present invention is to provide an eye movement feedback type indicator presentation device that can continue to present an indicator at a precise point within the retina even when the above-mentioned eye movement occurs. That's true.
[課題を解決するための手段]
この発明は、眼球の網膜に指標を提示する眼球
運動フイードバツク型指標提示装置であつて、眼
球の網膜上に指標画像を提示する指標提示手段
と、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、指標提
示手段からの指標画像と眼底照射光源からの光と
を眼底に結像し、眼底からの像を眼底撮影カメラ
に結像させる光学系と、眼球の運動を検出する眼
球運動検出手段と、眼球運動検出手段の検出出力
に応じて光学系を制御するサーボ制御手段を備え
て構成される。[Means for Solving the Problems] The present invention is an eye movement feedback type index presentation device that presents an index on the retina of the eyeball, and includes an index presentation means that presents an index image on the retina of the eyeball, and a light source on the eyeball. A fundus irradiation light source that irradiates the fundus, a fundus photography camera that photographs the reflected light from the eyeball, and an index image from the index presentation means and the light from the fundus irradiation light source that form an image on the fundus, and the image from the fundus is photographed. The camera is configured to include an optical system for forming an image on the camera, an eye movement detecting means for detecting the movement of the eyeball, and a servo control means for controlling the optical system according to the detection output of the eye movement detecting means.
[作用]
この発明に係る眼球運動フイードバツク型指標
提示装置は、被験者の眼球運動を検出し、その眼
球回転角を光学系にフイードバツクすることによ
り、眼球の動きにもかかわらず、静止した指標を
提示する。[Operation] The eye movement feedback type indicator presentation device according to the present invention detects the eye movement of the subject and feeds back the rotation angle of the eye to the optical system, thereby presenting a stationary indicator despite the movement of the eye. do.
[発明の実施例]
第1図はこの発明の一実施例の概略ブロツク図
である。第1図を参照して、眼底照射光源1は光
学系2を介して目3の眼底に赤外光を照射する。
眼底より反射された眼底像は、同じ光学系2を介
して眼底撮影用カメラ4に入力される。被験者に
提示する指標は指標提示部5で生成され、同じく
光学系2を介して目3の網膜上に提示される。眼
球運動を検出するために、眼球運動検出用赤外光
源6から赤外光が光学系7を介して目3の角膜に
照射される。角膜の面からの反射光は眼球運動検
出用のための光学系8を介して眼球運動検出部9
に入力される。眼球運動検出部9は眼球の移動量
を検出し、その検出出力をサーボ制御部10に与
える。サーボ制御部10はその検出信号に応じ
て、ガルバノメータ11を駆動するための制御信
号を生成し、ガルバノメータ11を駆動する。ガ
ルバノメータ11は光学系2の制御を行なう。[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of the invention. Referring to FIG. 1, a fundus irradiation light source 1 irradiates the fundus of an eye 3 with infrared light via an optical system 2.
The fundus image reflected from the fundus is input to the fundus photographing camera 4 via the same optical system 2. The index to be presented to the subject is generated by the index presentation unit 5 and presented on the retina of the eye 3 via the optical system 2 as well. In order to detect eye movement, infrared light is irradiated from the eye movement detection infrared light source 6 to the cornea of the eye 3 via the optical system 7. The reflected light from the surface of the cornea is passed through an optical system 8 for eye movement detection to an eye movement detection unit 9.
is input. The eye movement detection section 9 detects the amount of movement of the eyeball and provides the detection output to the servo control section 10. The servo control unit 10 generates a control signal for driving the galvanometer 11 according to the detection signal, and drives the galvanometer 11. The galvanometer 11 controls the optical system 2.
上述のごとく構成することによつて、被験者の
眼球運動が生起しても網膜上の予め指定した位置
に静止して指標を提示できるとともに、静止した
眼底像を撮影することができる。眼球運動の検出
方式としては、種々の方式であるが、その1つで
ある角膜反射方式については第3図および第4図
を用いて後で説明する。 By configuring as described above, even if the subject's eye movements occur, the index can be presented stationary at a pre-designated position on the retina, and a stationary fundus image can be photographed. There are various methods for detecting eye movement, and one of them, the corneal reflection method, will be explained later with reference to FIGS. 3 and 4.
第2図はこの発明の一実施例の具体例を示す図
である。第2図を参照して、光学系2はハーフミ
ラー21,22とプリズム23,24とレンズ系
25とを含む。眼底照射光源1からの光はハーフ
ミラー21通過し、ハーフミラー22で反射さ
れ、プリズム23,24およびレンズ系25を通
つて眼底に入力される。被験者に提示する指標は
指標提示部5で生成され、ハーフミラー21,2
2で反射され、プリズム23,24およびレンズ
系25を通つて網膜上の指定位置に提示される。 FIG. 2 is a diagram showing a specific example of one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, optical system 2 includes half mirrors 21 and 22, prisms 23 and 24, and a lens system 25. Light from the fundus irradiation light source 1 passes through a half mirror 21, is reflected by a half mirror 22, and is input to the fundus through prisms 23, 24 and a lens system 25. The index to be presented to the subject is generated by the index presentation unit 5, and is generated by the half mirrors 21, 2.
2 and is presented to a specified position on the retina through prisms 23 and 24 and a lens system 25.
この第2図に示した例では、指標提示部5とし
てCRTが用いられ、CRT画面上に指標が表示さ
れる。そして、提示された指標の眼底像はレンズ
系25からプリズム24,23を通り、ハーフミ
ラー22通過して眼底撮影カメラ4の入力画像と
なる。レンズ系25は眼底照射光源1からの光を
眼底像にフオーカスさせるとともに、眼底像を眼
底撮影用カメラ4上にフオーカスさせる。プリズ
ム23,24はガルバノメータ111,112に
より、その方向が制御される。たとえば、プリズ
ム23は眼球運動の水平回転成分をキヤンセルす
るために用いられ、プリズム24は垂直回転成分
をキヤンセルするために用いられる。 In the example shown in FIG. 2, a CRT is used as the index presentation section 5, and the index is displayed on the CRT screen. Then, the fundus image of the presented index passes through the lens system 25, prisms 24 and 23, and the half mirror 22, and becomes an input image of the fundus photographing camera 4. The lens system 25 focuses the light from the fundus irradiation light source 1 on the fundus image, and also focuses the fundus image onto the fundus photographing camera 4. The directions of the prisms 23 and 24 are controlled by galvanometers 111 and 112. For example, prism 23 is used to cancel the horizontal rotational component of eye movement, and prism 24 is used to cancel the vertical rotational component.
眼球運動検出用赤外光源6は、たとえば赤外
LEDが用いられ、赤外LEDのスポツトの虚像が
レンズ系27を介して角膜面に結像される。結合
された像は、光学系8を構成するミラー81およ
びレンズ系82を介してビデオカメラなどのエリ
アセンサ83にフオーカスされる。眼球運動検出
部9は後述する原理によりエリアセンサ83から
出力された画像から水平および垂直の二次元上の
眼球運動を検出し、サーボ制御部10のための制
御信号を発生する。 The infrared light source 6 for detecting eye movement is, for example, an infrared light source.
An LED is used, and a virtual image of an infrared LED spot is formed on the corneal surface via a lens system 27. The combined image is focused on an area sensor 83 such as a video camera via a mirror 81 and a lens system 82 that constitute the optical system 8. The eye movement detection section 9 detects horizontal and vertical two-dimensional eye movement from the image output from the area sensor 83 according to a principle described later, and generates a control signal for the servo control section 10.
サーボ制御部10は、眼球運動検出部9の指示
に従つて、ガルバノメータ111,112を制御
する。このようにして、プリズム23,24は眼
球運動をキヤンセルするようにして駆動され、そ
の結果、被験者に提示される指標は、眼球運動が
生じても網膜上の指定位置に静止させて提示する
ことができる。同様に、眼底照射光源1からの入
射光はさらに眼底面に正面から入射し、眼底撮影
用カメラ4は眼球運動が生じても、常時静止した
眼底像を撮影することができる。眼底像上には、
眼底像とともに網膜上の指標も撮影することがで
き、被験者の網膜を観察しながら、指標の提示位
置の位置決めを行なうことができる。 The servo control unit 10 controls the galvanometers 111 and 112 according to instructions from the eye movement detection unit 9. In this way, the prisms 23 and 24 are driven so as to cancel the eye movement, and as a result, the index presented to the subject remains stationary at the specified position on the retina even if the eye movement occurs. I can do it. Similarly, the incident light from the fundus irradiation light source 1 further enters the fundus surface from the front, and the fundus photography camera 4 can always capture a still image of the fundus even if eyeball movement occurs. On the fundus image,
An index on the retina can be photographed together with a fundus image, and the presentation position of the index can be determined while observing the subject's retina.
眼球運動の検出方式としては、目に弱い赤外光
を照射して、黒目と白目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う誘
起起電力から眼球運動を検出する方式など種々あ
る。 Eye movement detection methods include a method that irradiates the eye with weak infrared light and detects the difference between the light reflected from the black eye and the white of the eye, a method that detects the movement of a light spot imaged on the cornea, There are various methods, such as having a subject wear a contact lens with a built-in coil, and detecting eye movement from the induced electromotive force accompanying eye movement within a magnetic field.
第3図および第4図は眼球運動の検出原理を説
明するための図である。第3図および第4図にお
いて、赤外LED12を用いて、その虚像33が
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′が異なるため、眼球の回
転に伴い、この虚像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2図に
示したビデオカメラなどのエリアセンサ83を用
いて、第4図に示すように虚像33の平行移動し
た像33′を撮影することにより検出される。 FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining the principle of detecting eye movement. In FIGS. 3 and 4, a virtual image 33 is formed on the crystalline lens 31 using the infrared LED 12. Since the rotation center O of the eyeball and the rotation center O' of the crystalline lens 31 are different, the virtual image 33 moves in parallel as the eyeball rotates. This amount of parallel movement 34 corresponds to the rotation angle of the eyeball, and an area sensor 83 such as a video camera shown in FIG. 2 is used to photograph an image 33' of the virtual image 33 that has been moved in parallel as shown in FIG. It is detected by
第5図および第6図は第2図に示した指標提示
部の具体例を示す図である。第5図に示した例
は、画像プロセツサによつて構成したものであ
り、提示画像を生成する画像生成部51と、この
画像生成部51の出力を表示するCRTデイスプ
レイ52とによつて構成される。CRTデイスプ
レイ52としては、小型モニタ以外に、テレビカ
メラで用いられている小型ビユーフアインダを用
いるようにしてもよい。 FIGS. 5 and 6 are diagrams showing specific examples of the index presentation section shown in FIG. 2. The example shown in FIG. 5 is composed of an image processor, and is composed of an image generation section 51 that generates a presentation image, and a CRT display 52 that displays the output of this image generation section 51. Ru. As the CRT display 52, in addition to a small monitor, a small viewfinder used in a television camera may be used.
第6図に示した例は、レーザ光源もしくは点光
源を用いた例である。提示画像生成部56におい
ては、被験者に提示する画像もしくは指標が生成
され、その出力はサーボ制御部57に与えられ
る。サーボ制御部57は、水平方向および垂直方
向偏向用のガルバノメータ58,59を制御する
ための信号を発生する。ガルバノメータ58,5
9は、ミラー54,55を制御し、レーザ光源5
3からのレーザ光の進行方向を制御し、所望の提
示画像を生成する。 The example shown in FIG. 6 is an example using a laser light source or a point light source. The presentation image generation section 56 generates an image or index to be presented to the subject, and its output is given to the servo control section 57. The servo control section 57 generates signals for controlling galvanometers 58, 59 for horizontal and vertical deflection. Galvanometer 58,5
9 controls the mirrors 54 and 55 and the laser light source 5
The direction of travel of the laser beam from 3 is controlled to generate a desired presentation image.
上述のような指標提示部を用いることにより、
眼球の動きにもかかわらず網膜上の予め決めた位
置に指標を静止させて提示できるとともに、鮮明
な静止眼底画像を撮影でき、その画像上に網膜上
の指標の位置を確認でき、正確な提示位置の指定
を行なうことができる。 By using the index presentation unit as described above,
The index can be presented stationary at a predetermined position on the retina despite the movement of the eyeball, and a clear still image of the fundus can be taken, and the position of the index on the retina can be confirmed on that image, allowing accurate presentation. You can specify the location.
[発明の効果]
以上のように、この発明によれば、網膜上に指
標を提示する際に、被験者の眼球運動をとらえ、
その動きをフイードバツクすることにより、眼球
の動きにもかかわらず、静止した指標を提示する
ことができる。また、指標の提示位置を静止した
眼底画像上から決めることができ、眼科などへの
応用、網膜の神経回路の解明などの視覚心理分野
に極めて有用な眼球運動フイードバツク型指標提
示装置を提供することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, when presenting an index on the retina, the eye movement of the subject is captured,
By feeding back the movement, it is possible to present a stationary index despite the movement of the eyeball. Further, it is an object of the present invention to provide an eye movement feedback type index presentation device that can determine the presentation position of the index from a stationary fundus image and is extremely useful in visual psychology fields such as applications in ophthalmology and elucidation of neural circuits in the retina. I can do it.
第1図はこの発明の一実施例の概略ブロツク図
である。第2図はこの発明の一実施例の実現例を
示す図である。第3図および第4図は眼球運動の
検出原理を説明するための図である。第5図およ
び第6図は指標提示部の具体例を示す図である。
図において、1は眼底照射光源、2,7,8は
光学系、3は目、4は眼底撮影用カメラ、5は指
標提示部、6は眼球運動検出用赤外光源、9は眼
球運動検出部、10,57はサーボ制御部、1
1,58,59,111,112はガルバノメー
タ、21,22はハーフミラー、23,24はプ
リズム、25,27,82はレンズ系、51,5
6は提示画像生成部、52はCRTデイスプレイ、
53はレーザ光源、54,55はミラー、83は
エリアセンサを示す。
FIG. 1 is a schematic block diagram of one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of implementation of an embodiment of the present invention. FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining the principle of detecting eye movement. FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams showing specific examples of the index presentation section. In the figure, 1 is a fundus irradiation light source, 2, 7, and 8 are optical systems, 3 is an eye, 4 is a camera for photographing the fundus, 5 is an index presentation unit, 6 is an infrared light source for eye movement detection, and 9 is eye movement detection. part, 10, 57 is a servo control part, 1
1, 58, 59, 111, 112 are galvanometers, 21, 22 are half mirrors, 23, 24 are prisms, 25, 27, 82 are lens systems, 51, 5
6 is a presentation image generation unit, 52 is a CRT display,
53 is a laser light source, 54 and 55 are mirrors, and 83 is an area sensor.
Claims (1)
ドバツク型指標提示装置であつて、 前記眼球の網膜上に指標画像を提示する指標提
示手段、 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、 前記指標提示手段からの指標画像と前記眼底照
射光源からの光とを眼底に結像し、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、 前記眼球の運動を検出する眼球運動検出手段、
および 前記眼球運動検出手段の検出出力に応じて、前
記光学系を制御するサーボ制御手段を備えた、眼
球運動フイードバツク型指標提示装置。[Scope of Claims] 1. An eye movement feedback type index presentation device that presents an index on the retina of the eyeball, comprising: index presentation means that presents an index image on the retina of the eyeball; fundus irradiation that irradiates light onto the eyeball. a light source; a fundus photographing camera that photographs reflected light from the eyeball; an index image from the index presenting means and light from the fundus irradiation light source are imaged on the fundus, and an image from the fundus is sent to the fundus photographic camera; an optical system for forming an image; an eye movement detection means for detecting the movement of the eyeball;
and an eye movement feedback type index presentation device, comprising a servo control means for controlling the optical system according to a detection output of the eye movement detection means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2271730A JPH04146720A (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Eyeball movement feedback type index designating device |
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JPH04146720A JPH04146720A (en) | 1992-05-20 |
JPH0513659B2 true JPH0513659B2 (en) | 1993-02-23 |
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Family Applications (1)
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JP2271730A Granted JPH04146720A (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Eyeball movement feedback type index designating device |
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1990
- 1990-10-09 JP JP2271730A patent/JPH04146720A/en active Granted
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