JPH03215243A - 眼球運動解析装置 - 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、医療の診断用に用いられる光学的目視装置と
して、被検者が提示された視標を目で追跡する際の目の
水平、垂直或いは回旋方向への眼球連動を観察し記録、
解析するようにした眼球運動解析装置で、眼球をテレビ
カメラで撮影して画像処理により瞳孔中心を求めて眼球
運動を測定する場合、被検者の視る視標の位置と画像処
理装置内の瞳孔中心位１とを予め較正するときの較正精
度を向上せしめるための新規な手段を備えた眼球運動解
析装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から眼球運動の記録方法としてよ《知られ標準的に
用いられるものでは、目の周囲の皮膚に配置した電極に
より眼球運動に伴って生じる電位差をポリグラフ装置に
記録するＥＮＧ，ＥＯＧと称する方法がある．また、赤
外線を眼球の左右に投射して角膜と強膜との反射光量を
それぞれ取出し、その差により目の動きをポリグラフ装
置に記録するＰＥＮＧと称する方法がある．また、本願
出願人は、先に特願昭６３−１４５４２５号（昭和６３
年６月１３日出願）において、被検者の頭部に着脱自在
で其の眼前に暗室を形成するゴーグル内に検査用の水平
及び垂直方向に十文字状を有するように可視光線源から
なる視標を内蔵せしめ、赤外線で眼球を蒋明して、視標
の点灯を切換えて固視せしめ、明室での眼球の水平、垂
直、及び回転運動の状履をテレビカメラで撮影し、該テ
レビカメラから被検者の眼球運動の映像信号を出力する
ようにして眼球運動の観察、記録、解析などに使用する
ことの出来る眼球運動検査装置の提案を行っており、さ
らに特願昭６３−２９２９３０号（昭和６３年１１月１
８日出ｍ）において、発光ダイオード、液晶などを用い
た眼球運動の検査範囲全域の視標を備えた眼球運動解析
装置の賛案を行い、爾後十文字視標による改良した眼球
運動撮影装置や全域視標による眼球運動解析装置の提案
を行って来た． 〔発明が解決しようとする課題〕 上記の従来のＥＮＧ，ＥＯＧの方法やＰＥＮＧの方法を
用いる場合は、検査時の暗室の必要性、別途視標提示の
必要性や眼球の回旋運動の検査のできないなどの問題点
があり、これ等の方法と比較して、特願昭６３−１４５
４２５号の発明は、頭部に装着するゴーグルにより被検
者の眼前に暗室を形成し、ゴーグル内に視標を用意した
ことから、検査時の暗室の必要性や別途視標提示の必要
性をなくし、ゴーグルを頭部に装着したまま被検者が動
くことが出来て眼球の回旋運動の検査が出来るなど従来
にない優れた点がある． 然し乍ら、該眼球運動検査装置や其の後出願人が提案し
た十文字視標による改良した眼球運動撮影装置又は運動
検査範囲全域視標使用による眼球運動解析装置では、検
査時眼球をテレビカメラで撮影して画像処理により瞳孔
重心を求めて眼球運動を測定する場合、検査に先立ち眼
球の移動量を較正する必要があり、この較正は、被検者
（患者）に所定個所の視標を順次面視せしめてその時の
視標の位置と画像処理装置内に設定したｘ，　　ｙ座標
における瞳孔重心位置とを合致させることにより行うが
、従来ではオペレータが所要の視標を順次点灯して被検
者に固視せしめ其の都度オペレータはキーボードを操作
して固視中の眼球の瞳孔重心座標を測定入力して、これ
により中心視より上下左右方向の較正データ（検査測定
時、瞳孔重心座標データに乗じて固視視標位置データを
求めるもの）を得るようにしていた． ところが、オペレータが被検者に点灯視標の固視を指示
しても実際に被検者がその視標を固視しているか否かは
疑問であり（指定された視標を注視しているとは限らず
）、オペレータがモニターテレビを見ながらの判断で測
爺した値を入力するには、固視状態から外れた状態で入
力するなど危険があり、精度のある正確な較正は期待で
きなかった． 本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、被検
者が点灯視標を固視した時点での瞳孔重心座標の測定入
力を完全に正確にして精度の高い較正を行い、高精度で
眼球運動を測定表示することの出来る眼球運動解析装置
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〕 上記目的を達成するために、本発明の眼球運動解析装置
においては、患者である被検者の頭部に当接させるべき
枠体に、被検者の眼球に近接して移動調整が出来るよう
に設けた接眼移動部材上に、少くとも、被検者の眼前に
位置するように複数個の表示切換が自在に出来る可視光
による視標と眼球運動を撮影するためのテレビカメラと
を設けて、該カメラから出力された被検者の眼球運動の
映像信号を画像処理して得られた画像処理装置内での瞳
孔重心座標を，その時の被検者の視る視標の位置に合致
させるように較正して眼球運動を表示し観察．記録，解
析するようにした眼球運動解析装置において、順次点灯
する視標を被検者が固視するとき固視した被検者自身の
押圧掻作により瞳孔重心座標を測定し該座標を入力して
この入力により眼球の中心視より上下左右方向の角度視
に対応した較正データを得るように較正用被検者扱作ス
イッチを設け、得られた較正データにより検査測定時の
眼球運動データを較正して眼球運動を表示するように構
成されている． 上記較正用被検者操作スイッチの押圧操作による瞳孔重
心座標の測定入力に際しては、該スイッチを被検者が押
圧した時点よりさかのぼった複数のデータの平均値を測
定入力することが好適である． また、上記の被検者の頭部に当接させる枠体としては、
（据置型のも考えられるが、）着脱自在に被検者の頭部
に装着して装着時には外部可視光を遮断して被検者の眼
前に暗室を形成するゴーグルを用い、眼球照明用に不可
視赤外線をゴーグル内に設けることが効果的である．〔
作　用〕 患者である被検者の眼球運動を、眼球運動解析装置を用
いて検査測定するに先立ち、被検者の視る視標の位置と
解析装置内の画像処理装置における瞳孔重心位置とを合
致させるように較正する場合、本発明の解析装置では、
オペレータがキーボードを操作して所定の視標を点灯し
て被検者に固視せしめて、被検者自身が点灯視標を固視
したまま較正用被検者操作スイッチを押圧することによ
り、其の時の被検者の目の瞳孔重心座標を１００％正確
に測定入力することが出来るので、被検者が順次点灯す
る中心位置と上下左右の所定角位置の点灯視標を固視す
る都度瞳孔重心座標を測定入力することにより、中心視
より上下左右方向の角度視に対応した較正データを正確
に求めることが出来る。従って検査測定時得られる瞳孔
重心データを該較正データで較正して正確に眼球運動を
表示させることが出来る． 上記較正用被検者操作スイッチを押圧して瞳孔重心座標
を測定入力する場合、該スイッチの押圧時点より遡及し
た複数のデータの平均値を測定入力することにより、固
視時でも常に動いている目の複数のデータを平均して用
いることにより、較正精度をさらに上げることが出来る
．この場合、被検者の頭部に当接させる枠体として外部
可視光を遮断して被検者の眼前に暗室を形成するゴーグ
ルを用い、眼球の照明を不可視赤外一により行うことに
より、検査室を暗室にする必要をなくし、被検者による
スイッチ押圧時に、被検者の自由度を大きくして各種の
眼球運動検査時に対応して正確な較正を行わしめ、眼球
運動を測定表示させることが出来る．〔実施例〕 以下、本発明の実施例を添付の図面に基いて説明する． 第１図は、眼球運動解析装置の構成例を示すブロック図
である．眼球運動解析装置は、被検者の頭部に着脱自在
に装着でき、外部可視光を遮断して眼前に暗室（２）を
形成するようにしたゴーグル（１）を備えている．（３
》は右目の、（３ａ）は左目のそれぞれ眼球を、（４）
は被検者の頭部を示している．ゴーグル（１）内には、
眼球（３）．（３ａ）に近接するように移動調整可能に
した接眼移動部（５），（５ａ）が設けられ、不可視赤
外線光源（６）．（６ａ）が該接眼移動部（５），（５
ａ）上に一体的に設けられ眼球を照明するようになって
いる．また、各接眼移動部（５）．（５ａ）上には、そ
れぞれテレビカメラ（７）．（７ａ）が設置され、眼球
運動を前記光源による眼球面からの反射光により検知し
、モニターコンピュータ等を備えたビデオ解析装置を介
して観察１記録，解析することができる．さらに、各接
眼移動部（５）．（５ａ）上に、各眼球（３）．（３ａ
）に対応してそれぞれ所定形状のアイキャップ（９），
（９ａ）の眼球回転中心を中心とする底部内壁面上に、
視標（８）．（８ａ）が上下左右方向に十文字状に視標
群として表示切替可能に複数個の可視光線源（ＬＥＤな
ど）により配設されている（第２図参照）　．　（９Ｉ
），（９ａ．）はそれぞれ眼球からテレヒカメラへの眼
球の赤外線像の光路がアイキャップ内壁面を通過する穴
である−　ＧＯ，（ｌｌａ）はそれぞれ右目用，左目用
のモニターディスプレーで、画像処理装置ＯｌＸｌを介
して、左右両眼の眼球運動の状態がそれぞれ表示される
ようになっている．照明コントローラ０クは赤外線光源
（６）．（６ａ）を、視標コントローラ（ロ）は視標（
８）．（８ａ）を、それぞれコンピュータ０クにより制
御しており、キーボード０ηからの入力により眼球の赤
外線照明や所定の視標の点灯（部分点灯乃至移動点灯）
を行うようになっている．データディスプレー（ヘ）は
較正中は操作手順のメニューを表示し、検査中は左右両
眼球の運動波形を表示する．すなわち、検査時にはテレ
ビカメラ（７），　（７ａ）からの左右両眼の映像信号
を該画像処理装置Ｏ＠で画像処理により瞳孔重心を検出
し、検出した瞳孔重心データ（瞳孔重心の位置座標）が
コンピュータ０クに出力され、Ｉ／Ｏインターフェース
（１２ｄ）を通じてＲ　Ａ　Ｍ　（１２ｂ）に格納され
、ＣＰＵ　（中央処理部）　（１２ａ）でＲＡＭに格納
された較正データによりＲ　Ａ　Ｍ　（１２ｂ）に記憶
されているプログラムに従い較正され、較正された眼球
運動のデータを表示するようになっており、プリンタＯ
ｅは運動データをプリントアウトするようになっている
． また、眼球運動の検査測定に先立ち、オペレータが所定
位置の視標を順次点灯提示して被検者に固視せしめたと
き、被検者自身の押圧操作により較正することが出来る
ように較正用被検者操作スイッチ０ωがコンピュータ０
のＩ／Ｏインターフェース（１２ｄ）に接続されている
．すなわち、被検者による該スイッチ０印の押圧操作に
より、点灯視標を固視している時点での目の瞳孔重心座
標を順次入力することにより較正データを算出しコンピ
ュータ０２１のＲ　Ａ　Ｍ　（１２ｂ）に格納するよう
になっている．この較正データにより眼球運動の検査測
定時には、点灯視標を追跡視する目の瞳孔重心データを
較正して眼球運動を表示することが出来る．なおＲ　Ｏ
　Ｍ　（１２ｃ）は、格納されているプログラムに従い
、ＣＰυ（１２ａ）でシステムを制御する． 次に較正用被検者掻作スイッチＯＩを用いて較正を行う
ときの手順について説明する．第３図に較正を行うとき
の基本的な処理手順が示されている゛．この場合、第３
図に示すように較正位置視標を点灯して各視標ごとに各
眼の較゛正用瞳孔重心データ（座標）を測定する前に、
フローチャートに図示しないが被検者の階調のある瞳孔
から信号を取り込むことが出来るように、各眼ごとに十
文字状の視標（８）．　（８ａ）　（第２図参照）のう
ち、複数個の所定位置の部分視標の順次点灯を行い被検
者に固視せしめてスライスレベルの調整を行う．すなわ
ち、被検者の頭部にゴーグル（１）を装着せしめて、オ
ペレータはキーボード０でを捏作し、左右の赤外線光源
（６）．（６ａ）を点灯して被検者の両眼を照明すると
ともに左右のテレビカメラ（７），（７ａ）を作動状態
として、キー一ド０′ｌ）の操作により右目視標（８）
の中心の視標（８ｌ）を点灯して被検者に固視せしめ正
面視のときの右目のスライスレベルの調整を行い、引続
いて右目視標の右２５度の視標（８ｍ）．左２５度の視
標（８．）．上２０度の視標（８．）．下２０度の視標
（８，）を順次点灯して右目の右２５度視．左２５度視
．上２０度視．下２０度視のときの右目のスライスレベ
ルの調整を行う．次に、左目視標（８ａ）の中心の視標
（８ａ＋’）．右２５度の視標（８ａ＝）．左２５度の
視標（８ａ−），上２０度の視標（８ａ−）．下２０度
の視標（８ａＳ）を順次点灯して其の都度左目のスライ
スレベルの調整を行い、両眼めスライスレベルの調整を
完了し、瞳孔重心データの測定準備を終る。

そして、右目視標（８），左目視標（８ａ）に於で上記
スライスレベルの調整を行ったそれぞれの中心視標（８
Ｉ）．（８ａ１）、右２５度の視標（８ｇ），（８ａ−
）、左２５度の視標（８＝）　，　（８ａ＊）、上２０
度の視標（８４）　，　（８ａ−）、及び下２０度の視
標（８−）　，（８ａｓ）を、該右目視標，左目視標ご
とに順次点灯して、被検者に点灯した視標側の目で点灯
視標を順次固視せしめ、固視した時点で較正用被検者操
作スイッチ側を押圧せしめる。この押圧により、左・右
目の瞳孔重心座標が測定検出され、検出された該右目，
左目の較正用重心データ（座標）はコンピュータＱＺＩ
内のＲ　Ａ　Ｍ　（１２ｂ）に、較正データ〔すなわち
、検査測定時の各眼の変化する瞳孔重心データ（座標）
を較正して眼球運動を表示するためのデータ〕を算出す
るために、順次格納される．この場合、テレビカメラ（
７），　（７ａ）からの眼球運動の映像信号が画像処理
装置ｃｏ）で画像処理されて得られた左・右目の瞳孔重
心データ　（座標）は、コンピュータ０２！ｌのＲ　Ａ
　Ｍ　（１２ｂ）に連続的に逐次先送りされながら所定
時間分蓄積されており、被検者による較正用操作スイッ
チ側のＯＮにより、画像処理装置内で得られ、連続的に
現在ＲＡＭに蓄積されている所定時間分のデータのうち
、スイッチＯＮの時点より遡及して複数個のデータの平
均値の瞳孔重心座標の測定が行われ、得られた較正用瞳
孔重心データ（座標）はＲ　Ａ　Ｍ　（１２ｂ＞に格納
されるのである．例えば第４図に示すようにＲ　Ａ　Ｍ
　（１２ｂ）には、所定時間分のデータＤ＋からデータ
ＤＩｌ１までのｌＯフィールド分が時間の経過とともに
順次先送りされてデータ０，からデータＤＩ４が蓄積さ
れるようにして所定時間分蓄積され、被検者がスイッチ
ＯＮＬ，た時点で、データＤ１。より遡及してデータＤ
．までの５フィールド分の平均値の較正用瞳孔重心座標
の測定が行われ、測定された較正用瞳孔重心データ（座
標）がＲ　Ａ　Ｍ　（１２ｂ）に格納される．上記スイ
ッチＱＩＯＮによる較正用瞳孔重心データ（座標）の格
納の際、スイッチＯＮの時点での１データ（第４図では
データＤ，。）のみを用いてもよいが、固視時でも実際
には目は常に動いているのでスイッチを押した時点から
遡って複数のデータを平均して使用することにより、該
データより算出する較正データの精度をより上げること
が出来る． このようにして各駅ごとに中心視および上下左右方向の
所定視標を固視したときの瞳孔重心座標の格納が終ると
、コンピュータ０２１は、格納された各瞳孔重心座標よ
り自動的に右目の較正データ及び左目の較正データを算
出し、ＲＡＭへ該右目の較正データと左目の較正データ
を格納し較正処理は終了する．なおこの較正に際して、
右目視標により右目の瞳孔重心座標の測定を行い、左目
視標により左目の瞳孔重心座標の測定を行い、右目，左
目の較正データを作成することも可能であるが、出願人
が先に捷案（平成１年１２月２９日出ＩＩ）　Ｌたよう
に、右目視標，左目視標何れでも両眼の瞳孔重心座標の
測定を行い、右目視標による右目・左目の較正データ、
及び左目視標による右目・左目の較正データを作成し、
検査測定時に該較正データを使用することにより、右目
視標又は左目視標点灯による視標追跡検査等を行う場合
、点灯視標例の目と同時に他の側の目も共に眼球運動を
正しく表示することが出来る． 上記較正処理終了後、眼球運動を検査測定する場合は、
オペレータのキーボード操作により、被検者に装着した
ゴーグル（１）内の右目視標（８）又は左目視標（８ａ
）の何れかの視標群の任意部分の視標の点灯又は所定の
移動点灯を行って被検者に点灯視標を追跡視せしめ、眼
球運動解析装置内で自動的に右目・左目の瞳孔重心を検
出し、検出された右目・左目の瞳孔重心データは、上記
格納された較正データにより自動的に較正されて眼球運
動はデータディスプレー（＋５１に左右両眼球の運動波
形が表示されるとともに、必要に応じプリンタ０５１に
より所要の眼球運動データをプリントアウトすることが
出来る．なお、右目用，左目用のモニターディスプレー
ＱＤ．　（ｌｌａ）により検査中の目の映像をモニター
することが出来る。また、実施例では被検者の眼前に暗
室を形成すようにしたゴーグルを用い不可視赤外線光源
により眼球を照明するようにしたが、据置型の枠体を用
い赤外線光源を使用せず通常の照明状態で検査するよう
にしても良く、実施例では十文字状の視標を用いて検査
する場合を示したが、眼球運動検査範囲全域の視標を用
いることも可能であり、較正用被検者操作スイッチも握
りタイプの押釦スイッチでもフットスイッチでも被検者
が検査中容易に使用できるものを用いることにより、精
度の高い較正を行い、高精度で眼球運動を測定表示する
ことが出来る．〔発明の効果〕 本発明は、上述の通り構成されているので次に記載する
ような効果がある． 請求項１記載の発明によれば、被検者が提示された視標
を目で追跡する際の眼球運動を観察．記録解析するよう
にした眼球運動解析装置で、右目又は左目の何れか一方
の目で眼前の視標を追跡せしめて各目の眼球運動を検査
するに際して、予め被検者に点灯した較正位置視標を固
視せしめて、被検者自身の較正用被検者操作スイッチの
押圧操作により、被検者が点灯視標を固視した時点での
較正のための瞳孔重心座標の測定入力を可能としたので
、精度の高い較正を行うことが出来、高精度で眼球運動
を測定表示することの出来る眼球運動解析装置を提供す
ることが出来る。

請求項２記載の発明によれば、被検者が較正用被検者操
作スイッチを押圧操作して較正のための瞳孔重心座標を
測定入力するに際し、該スイッチの押圧時点より遡及し
た複数の瞳孔重心データの平均値を測定入力するように
したので、固視時でも常に動いている目の複数のデータ
を利用することが出来、較正精度を上げることが出来る
． 請求項３記載の発明によれば、視標を備えた枠体に被検
者の眼前に暗室を形成するゴーグルを用い、眼球照明を
不可視赤外線により行うようにしたので、検査室を暗室
にする必要なく、被検者の自由度を大きくして、且つ被
検者にまぶしさを与えず自然な状態で、較正用被検者操
作スイッチを押圧操作して眼球運動データの較正を行う
ことが出来、且つ眼球運動の測定、表示をすることが出
来る．

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例を示すもので、第１図は、眼
球運動解析装置の構成例を示すブロック図、 第２図は、被検者から見た両眼用の視標を示す図、 第３図は、較正用被検者操作スイッチを用いて較正デー
タを作成するときの手順を示すフローチャート、 第４図は、ＲＡＭに所定時間分の瞳孔重心デー名が連続
的に蓄積されて行く時、ＳＷ入力により複数個のデータ
が利用されるときの図、である． （１）・・−ゴーグル、　（３）．　（３ａ）−眼球、
　（４）−頭部、　（５）．　（５ａ）一・・接眼移動
部、　（６）．　（６ａ）−赤外線光源、　（７），　
（７ａ）−テレビカメラ、　（８）右目視標、（８ａ）
−左目視標、　ＧＯ１−・一画像処理装置、　（１０，
　（ｌｌａ）−モニターディスプレーＯＬ−コンピュー
タ、　（１２ａ）　・−Ｃ　Ｐ　Ｕ　，　　（１２ｂ）
ＲＡＭ，　　（１２ｃ）−ＲＯＭ，　　（１２ｄ）−Ｉ
／Ｏインターフェース、　ａ■一照明コントローラ、帥
一視標コントローラ、　Ｏ■−・・データディスプレー
　　００−プリンタ、　（＋７）　−　キーボード、０
１−一一較正用被検者操作スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検者の頭部に当接せしむべき枠体に眼球に近接し
   て移動調整可能に設けた接眼移動部材に、少くとも被検
   者の眼前に位置するごとく複数個の表示切換自在な可視
   光による視標と眼球運動を撮影するためのテレビカメラ
   とを備えて、該カメラから出力された被検者の眼球運動
   の映像信号を画像処理して得られた瞳孔重心座標を較正
   して眼球運動を表示し、観察、記録、解析するようにし
   た眼球運動解析装置において、順次点灯する視標固視時
   の被検者自身の押圧操作により瞳孔重心座標を測定入力
   して眼球の中心視より上下左右方向の角度視に対応した
   較正データを得る如く較正用被検者操作スイッチを設け
   、該較正データにより検査測定時の眼球運動データを較
   正して眼球運動を表示するようにしたことを特徴とする
   眼球運動解析装置。 ２、上記較正用被検者操作スイッチの押圧操作時の瞳孔
   重心座標の測定入力は、該スイッチの押圧時点より遡及
   した複数のデータの平均値を測定入力するようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の眼球運動解析装置。 ３、上記枠体には、着脱自在に被検者に装着され外部可
   視光を遮断して被検者の眼前に暗室を形成するゴーグル
   を用い、眼球照明用に不可視赤外線光源をゴーグル内に
   設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の眼球運動
   解析装置。