JPH10503940A - 眼球運動検出方法およびそのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、衝撃性の眼球運動のような眼球運動を非侵襲的な手法にて検知する方法およびシステムに関する。光学的配送装置（１０５）はレーザービームパルス（１０４）を複数の光スポット（２１〜２４）に変換する。これらの光スポットは、眼球運動に一致して運動する境界上にある複数の位置に複数の光スポットが入射されるように集光される。この境界は、異なる反射係数を持つ二つの可視的に隣接する表面により画定することができる。光スポットを受ける境界上の各位置からエネルギーが反射される。受光装置（１５６）は各位置から反射されるエネルギーを検知する。１つまたはそれ以上の位置における反射エネルギーの変化は眼球運動を示す。

Description

【発明の詳細な説明】 眼球運動検出方法およびそのシステム発明の分野 本発明は、一般に眼科領域でのレーザ手術に係り、特に眼科領域での知覚、診 断、および手術の施行に用いられる眼球運動検出方法およびそのシステムに関す る。発明の背景 眼科領域での知覚、診断および／または手術の施行に際しては、例えば、周波 数多重化赤外線レーザや固体レーザ、高周波エネルギー源、および超音波システ ムなどの多くの装置が用いられる。これらのシステム／施行の各々において、眼 球位置並びに運動の知識および／または制御は決定的に重要な要素である。 例えば、光屈折角膜切除術（ＰＲＫ）は、角膜の曲率の修正により眼球の収束 欠陥のレーザ補正のための処置である。このＰＲＫは、組織切断や熱的凝固のよ うな従来的な眼科手術の目的のためのレーザベース装置を使用したものとは異な るものである。ＰＲＫは一般に、波長１９３ｎｍのエキシマレーザビームを用い て実現され、このレーザは、光分解過程において角膜組織を切除する。現時点ま での殆どの臨床作業は、１２０−１９５ｍＪ／ｃｍ²の作用レベルおよびほぼ５ −１０Ｈｚのパルス繰り返し速度で動作するレーザを用いてなされている。この 手法は「角膜スカルプティング」と呼ばれている。 角膜のスカルプティングが行われる前に、角膜の上皮または外層が機械的に除 去され、基質の前面にボウマン膜を露出させる。この時点で、ボウマン層におけ るレーザ切除を開始できる。この施行にはエキシマレーザビームが好適である。 レーザビームは切除時には可変的にマスクされ、角膜組織を前面基質の再輪郭 づけに必要なものとして可変深さまで除去する。その後、上皮は急速に再成長し 、輪郭領域を再表面化し、光学的に正しい（または十分に正しい）角膜をもたら す。ある場合には、角膜の表面フラップは側方に折り畳まれ、角膜の基質の露出 面は所望の表面形状に切除され、表面フラップはそのとき置き換えられる。 光線療法角膜切除術（ＰＴＫ）は、ＰＲＫに必要な装置に機能的に同等な装置 を含む処置である。このＰＴＫ処置は、ＰＴＫは、角膜を再成形するよりむしろ 、エキシマレーザを用いて、さもなければ角膜の移植を必要とする病理学的な表 面角膜ジストロフイーを処置するという点でＰＲＫとは異なっている。 これらの処置の両者において、眼球と手術用レーザとの間の両初期中心化エラ ーを含む眼球位置エラー、および／または無意識の（眼がピクピク動く運動）眼 球運動、頭部の運動、または手術装置の移動によりもたらされる引き続く運動に 起因する手術エラーは手術の結果を劣化させる。運動または位置決めエラーは重 要である。というのは、処置用レーザの有効性は、それが患者の理論的視軸に中 心を置くことに依存し、これは実質的には患者の瞳孔のほぼ中心である。しかし ながら、この視軸は残留する眼球運動およびピクピク動く運動として知られる無 意識の眼球運動に一部起因して決定するのが困難である。衝動性運動は、人間の 視覚に固有の高速運動（すなわち、非常に短い時間、１０−２０ミリ秒の、また 通常は眼球回転運動の最高１度の高速運動）であり、網膜に対して動的な情景像 を与えるために用いられる。眼球がピクピク動く運動は、振幅は小さいが、心理 学的な効果、ボデイ化学、外科的照明条件などのため患者によって大きく変化す る。 眼球位置のエラーに対処する一つの方法は、手術中に患者の眼球を物理的に安 定に保持する把持装置または吸引リングを用いてエラーを排除しようとするもの である。しかしながら、吸引リングの侵襲な性質は眼球の形状を歪曲させ、従っ て、手術の精度に影響する。更に、通常吸引リングは外科医により保持されるの で、外科医の低周波ではあるが、大きな振幅の手の運動が手術の精度における因 子になる。 眼球位置エラーを処置する他の方法は、この眼球位置を非侵襲的に検出するこ とにある。従来技術で知られる一つの検出方法／システムは一番目と四番目のプ ルキンエ反射トラッカである。一番目と四番目の反射は、角膜の前面からのきら めく反射である一番目のプルキンエ像に基づく像に関わり、また眼球のレンズの 背面からの反射である四番目の像に関わる。この方法／システムは眼球のＸ−Ｙ 位置をトラックするために用いられる。しかしながら、或る角膜のスカルプティ ング外科処置に対しては、一番目のプルキンエ面が切除され、これによりこの方 法／システムを角膜スカルプティングに対して非有効的なものにする。発明の要約 従って、本発明の目的は、眼球の位置と運動を検出する方法とシステムを提供 することにある。 本発明の他の目的は、非侵襲的に眼球の位置と運動を検出する方法とシステム を提供することにある。 本発明の更に他の目的は、衝動性の眼球運動を検出する方法とシステムを提供 することにある。 本発明の他の目的は、角膜スカルプティング処置を含む眼科レーザ手術におけ る手段としての眼球位置と運動を検出する方法とシステムを提供することにある 。 本発明の更に他の目的は、外科的に眼球が安全な状態の下で眼球の位置と運動 を検出する方法とシステムを提供することにある。 本発明の他の目的と利点は以下に示す明細書と図面から明らかになろう。 本発明によれば、眼球運動を検出する方法とシステムが提供される。光源は近 赤外の９００ナノメートルの波長範囲に変調光ビームを生成する。光学的配送装 置は各々のレーザ変調インターバルを複数個の光スポットに変換する。これらの 光スポットは、運動が眼球運動に一致する境界に置かれた対応する複数個の位置 にそれらが入射するように集光される。上記境界は、異なる反射係数を持つ２つ の可視的に隣接する表面により画定できる。この境界は、自然に生じる境界でも よく（例えば、虹彩／瞳孔境界または虹彩／強膜境界）または人口の境界でもよ い（例えば、眼球上に描かれ、刻印されるか配置されたインクリングまたは眼球 に固定された反射増強タック）。エネルギーは、光スポットを受ける境界に配置 された位置の各々から反射される。光学的受光装置、は上記の位置の各々からの 反射エネルギーを検出する。上記位置の１つ以上における反射エネルギーの変化 は、眼球運動を示すものである。図面の簡単な説明 図１Ａ、は本発明による眼球の虹彩／瞳孔境界に位置づけられた４個の光スポ ットを示す眼球の平面図である。 図１Ｂ、は眼球の虹彩／強膜境界に位置づけられた４個の光スポットを示す眼 球の平面図である。 図１Ｃは、眼球の虹彩／強膜境界に固定されたインクリング並びにインクリン グ／強膜境界に位置づけられた４個の光スポットを示す眼球の平面図である。 図１Ｄは、眼球の強膜に固定された二重インクリング並びに二重インクリング の内部または外部インクリングの間の境界に位置づけられた４個の光スポットを 示す眼球の平面図である。 図１Ｅは、眼球に固定された反射増強タックを有する眼球の、眼球とタックと の境界に位置づけられた４個の光スポットを示す平面図である。 図２は、本発明による好適な実施例の眼球運動検出システムのブロック図であ る。 図３は、図２の光フアイバ束構成の断面図である。 図４は、本発明の配送部分における集光光学系の好適な実施例の光学的配置の ブロック図である。 図５は、図２に示した代表的な多重化ピーク回路のブロック図である。発明の詳細な説明 ここで、図面、特に図１Ａ〜１Ｅには、人の眼球の平面図が示され、図中にお いて眼球は符号１０により示されている。この平面図に示したように、眼球１０ は三つの可視的に隣接する面、すなわち、強膜または「眼球の白部分」１１、虹 彩１２および瞳孔１３を有する。強膜１１、虹彩１２、および瞳孔１３の各々は それ自身の反射係数を有する。 本発明の方法は、円２１、２２、２３および２４により示された４個の光スポ ットを好適に使用することに基づく。スポット２１および２３は、図示のように 、軸線２５上に位置づけされ、スポット２２および２４は軸線２６上に位置付け される。軸線２５および２６は互いに直交している。スポット２１、２２、２３ 、および２４は図１Ａに示す虹彩／瞳孔境界１４か、図１Ｂに示す虹彩／強膜境 界１５のいずれかに入射するように集光され、その周りに均等に隔置される。更 に、人工的な境界が用いられる。例えば、図１Ｃに示したように、インクリング １６は瞳孔／強膜境界１５上に配置され、強膜１１とのその反射差により境界１ ５に置き代わり或いはこれを増強するインクリング／強膜境界１７を生成するこ とができる。眼科処置におけるマーキングに一般に用いられる一つのインクは、 商標「Ｖｉｓｉｔｅｃ」として市販されているメチルバイオレット色のインクで ある。図１Ｄに示したように、第一の反射係数を持つ内部インクリング１８ａと 第二の反射係数を持つ外部インクリング１８ｂとを有する二重インクリング１８ を、強膜１１上に配置することができる。次に、スポット２１、２２、２３およ び２４はインクリング１８ａと１８ｂの間の境界１８ｃ上の直交軸線２５と２６ 上に位置付けされる。他の配置が図１Ｅに示してあり、そこでは眼球１０の或る 部分（例えば、強膜１１）に円形反射増強タック１９が固定され、またスポット ２１、 ２２、２３および２４がタック１９の中心で交差する直交軸線２５および２６上 に位置付けされる。 これらの場合の各々において動作原理は同じである。４個のスポット２１、２ ２、２３および２４は等しいエネルギーであり、対象となる円形境界上でその周 りに均等に隔置される。この配置は、次のように二軸運動検出を与える。各々の 光スポット２１、２２、２３および２４は、それぞれの境界上のその位置で或る 量の反射をもたらす。それぞれの境界は眼球運動に従って運動するので、光スポ ット２１、２２、２３および２４からの反射の量は、眼球運動に従って変化する 。４個のスポットを円形境界形状周りに均等に隔置するので、水平または垂直の 眼球運動は、隣接対のスポットからの反射量の変化により検出される。例えば、 水平眼球運動は、光スポット２１および２４からの結合反射を光スポット２２お よび２３らの結合反射と比較することにより監視される。同様にして、垂直方向 の眼球運動は光スポット２１および２２からの結合反射を光スポット２３および ２４からの結合反射と比較することにより監視される。 上記の方法は図１Ａ〜１Ｅに示した全ての場合に対して同じであるが、他の説 明は、虹彩／瞳孔境界１４の実施例において行なうこととする。虹彩／瞳孔境界 １４を利用することが好適であるが、これは、それが自然に生じるものであり、 またそれが反射特性において最大コントラストを与えるためである。これは主と して、瞳孔１３がその入射経路に沿い光を直接反射するが、虹彩１２は光を拡散 的に反射するという事実による。強膜１１およびインクリング１６も光を拡散的 に反射し、強膜１１は虹彩１２またはインクリング１６のいずれかよりも多く光 を反射する。従って、強膜１１と虹彩１２は組み合わせて用いられ（すなわち、 虹彩／強膜境界１５）、インクリング１６は虹彩／強膜境界１５に置き代えられ て、または増強して用いることができる。 本発明が眼科手術の施行に用いられるという点で、光スポット２１、２２、２ ３および２４の波長とパワーが考慮されなければならない。光スポットは好適に は、手術を受ける眼球に対する外科医の視野を干渉または妨害しないように可視 スペクトルの外側に置くべきである。更に、光スポットは、米国規格協会（ＡＮ ＳＩ）の安全基準を満足するような「眼球の安全」を確保できるものでなければ ならない。多くの光波長は上記の要件を満足し、例えば光スポット２１、２２、 ２３および２４は近赤外９００ナノメートル領域にある。この領域の光は上記の 基準を満足し、更に直ちに得られ、経済的に余裕のある光源により発生される。 一つのこのような光源は４ｋＨｚで動作する高パルス繰り返し速度のＧａＡｓ９ ０５ナノメートルレーザであり、これは５０ナノ秒パルスの１０ナノジュールの ＡＮＳＩ規定眼球安全パルスを発生する。 スポット２１、２２、２３および２４の大きさは対象となる境界に応じて変化 される。例えば、虹彩／瞳孔境界１４に対して用いられるスポットサイズは１ミ リメートルのオーダーであり、虹彩／強膜１５に対して用いられるスポットサイ ズは２ミリメートルのオーダーである。しかしながら、スポットの大きさは固定 されず、実際患者および背景照明の変動と共に変化してよい。 本発明の方法を実施する、符号１００により示される好適な実施例のシステム を、図２のブロック図によりここに説明する。このシステム１００は、配送部分 と受光部分とに分割される。実質的には、配送部分は上記のように光スポット２ １、２２、２３および２４を眼球１０上に投影し、一方、受光部分は光スポット ２１、２２、２３および２４にもたらされる反射を監視する。 配送部分は、光ファイバー１０４を通して光を光ファイバーアセンブリー１０ ５に送出する９０５ナノメートルパルスダイオードレーザ１０２を有し、上記ア センブリー１０５はレーザ1０２からの各々のパルスを好適には４つの等しいエ ネルギーパルスに分割し、遅延させるものである。アセンブリー１０５は、等し いエネルギーの４つのパルスを光ファイバー１０８、１１０、１１２、１１４に 出力する１対４の光学的スプリッター１０６を有する。このような光学的スプリ ッター１０６は市販されている（例えば、キャンスター社により製造されている モデルＨＬＳ２Ｘ４およびイー・テック ダイナミック社により製造されている モデルＭＭＳＣ−０４０４−０８５０−Ａ−Ｈ−１）。ファイバー１０８、１１ ０、１１２および１１４によりもたらされる反射を処理する単一のプロセッサを 用いるために、各々のパルスはそれぞれの光ファイバー遅延線（または、光学的 変調器）１０９、１１１、１１３および１１５により独自に多重化される。例え ば、遅延線１０９はゼロの遅延、すなわち遅延＝０ｘをもたらし、ここでｘは遅 延増分であり、遅延線１１１，１１３，１１５は遅延（ｘ）、すなわち遅延＝１ ｘ，２ｘ，３ｘをもたらす。 パルス繰り返し周波数および遅延増分ｘは、システム１００のデータ速度が眼 球運動の速度より大きくなるように選択される。衝動性運動でみれば、システム １００のデータ速度は少なくとも数百ヘルツのオーダでなければならない。例え ば、４ｋＨｚのデータ速度は、 （１） ｘがプロセッサ１６０がデータを処理することを許容する小さいが十 分な値（例えば、１６０ナノ秒）を選択することにより、 （２） レーザ１０２からのパルス間の時間が２５０ナノ秒であるように選択 することにより（すなわち、レーザ１０２が４ｋＨｚの割合でパルス化されるこ とにより）、 実現される。 ４個の等しいエネルギーパルスが光ファイバー束１２３として構成された光フ ァイバー１１６、１１８、１２０および１２２を介してアセンブリー１０５を出 射する。光ファイバー束１２３は、正方形（ドット線）を生成し、各々のファイ バーの中心が図３の断面図に示したようにその角にあるように光ファイバー１１ ６、１１８、１２０および１２２を配列したものである。説明の明確化のために 、 光ファイバー束１２３の多くのよく知られた構造的特徴（例えば、ファイバーの クラッデイング、スペーサ、絶縁体など）は省略してある。 アセンブリー１０５からの光は、光の垂直成分を減衰させ、矢印１２６により 示したように水平方向に偏光した偏向ビームを出力する偏光子１２４を通過する 。この水平偏光ビーム１２６は集光光学系１３０を通過し、ここではビーム１２ ６間の間隔は対象となる境界に基づいて調節される。更に、スポット２１、２２ 、２３および２４により形成されたパターンの大きさを調節するズーム機構が設 けられる。このズーム機構は、システム１００を異なる患者や境界などに適合さ せるためのものである。 集光光学系１３０としては多くの光学的構成が可能であるが、そのような構成 の一つを図４に例示する。図４において、光ファイバー束１２３は、顕微鏡対物 レンズ１３０２の作動距離に位置付けられる。顕微鏡対物レンズ１３０２の開口 数は、ファイバー１１６、１１８、１２０および１２２の開口に等しくなるよう に選択される。顕微鏡対物レンズ１３０２は入射光を拡大し、平行光にする。ズ ームレンズ１３０４は他の調整のための付加的な倍率因子を与える。コリメーテ ィングレンズ１３０６は、その出力が平行になされるようにズームレンズ１３０ ４の像からのその距離に等しい焦点距離を有している。結像レンズ１３０８の焦 点距離は、結像レンズ１３０８が眼球の角膜面上に４個の鋭いスポットとして光 を集光するような眼球までの距離である。 ここで再び図２を参照すると、偏光ビーム分割キューブ１４０は集光光学系１ ３０から水平偏向光ビーム１２６を受光する。この偏光ビーム分割キューブ１４ ０は技術的に公知のものである。例えば、キューブ１４０にはニューポート・ク リング社により製造されたモデル１０ＦＣ１６ＰＢ．５が用いられる。キューブ １４０は水平偏光のみを透過し、垂直偏光を反射するように構成される。従って 、キューブ１４０は矢印１４２により示したように水平偏光ビーム１２６のみを 透 過する。このようにして、眼球１０にスポット２１、２２、２３、および２４と して入射するのは水平偏光のみである。眼球１０から反射すると、光エネルギー は交差矢印１５０により示したように、偏光解消される（すなわち、それは水平 および垂直偏光成分を持つようになる。）。このとき、反射光の垂直成分は矢印 １５２により示したように方向変更され／反射される。かくして、キューブ１４ ０は透過光エネルギーを反射光エネルギーから分離し、正確な測定に供するよう に作用する。 スポット２１、２２、２３および２４からの反射の垂直偏光部分は集光レンズ １５４を通過して赤外線検出器１５６上に結像する。この検出器１５６はその信 号を多重化ピーク検出回路１５８に送出し、この回路は実質的にはピークサンプ ル／ホールド回路で技術的に多くのものが公知である。この回路１５８は、レー ザ１０２のパルス繰り返し周波数と遅延ｘに従って検出器１５６をサンプルする （そしてそれからのピーク値をホールドする）ように構成されている。例えば、 レーザ１０２のパルス繰り返し周波数が４ｋＨｚのときは、回路１５８は２５０ マイクロ秒毎にスポット２１、２２、２３および２４からの反射光を収集する。 赤外線検出器１５６は、例えば、イージー・アンド・ジー社製のアバランシェ 光ダイオードモデルＣ３０９１６Ｅである。代表的な時間多重化ピーク回路１５ ８が図５のブロック図に詳しく示してある。検出器１５６からの検出器信号出力 が、４個のピーク・アンド・ホールド回路１５８１、１５８２、１５８３および １５８４に入力される。所定の透過レーザパルスに対して、検出器出力は、図２ に示した光学的遅延線１０９、１１１、１１３および１１５に関わる遅延量だけ 時間的に分離された４個のパルスで構成される。これらの４個の時間分離パルス は、ピーク・アンド・ホールド回路１５８１、１５８２、１５８３および１５８ ４に供給される。ピーク・アンド・ホールド回路には、レーザ発振コマンドと動 機して入力イネーブル信号も供給される。各々のピーク・アンド・ホールド回路 に対するイネーブル信号は遅延回路１５８５、１５８６、１５８７および１５８ ８により遅延される。その遅延量は、遅延線１０９、１１１、１１３および１１ ５の遅延量が、４個のパルスの各々がピーク・アンド・ホールド回路に入力され ることを許容するように設定される。例えば、遅延回路１５８５は遅延線１０９ に対応してゼロの時間遅延を与え、遅延回路１５８６は遅延線１１１に対応して ｘの時間遅延を与える。このようにして、ｘ個のスポットのグループに関わる反 射エネルギーが、検出器信号が４個のピーク・アンド・ホールド回路１５８１、 １５８２、１５８３および１５８４により獲得されるにつれ収集される。この時 点で、出力マルチプレクサ１５８９は各々のピーク・アンド・ホールド回路によ り保持された値を与え、またそれらを、逐次、プロセッサ１６０に入力する。 ４個のスポットの各々のグループ（すなわち、レーザ１０２の各々のパルス） に対する反射エネルギーに関わる値は、プロセッサ１６０に送出され、眼球運動 の水平および垂直成分を決定するために用いられる。例えば、Ｒ₂₁，Ｒ₂₂，Ｒ₂₃ およびＲ₂₄によりそれぞれスポット２１、２２、２３および２４の１グループか らの反射の検出量を表すと、次の通りである。水平運動の定量的な量は、規格化 された関係 から直接決定され、一方、垂直運動の定量は、規格化された関係 から直接決定される。規格化は（すなわちＲ₂₁＋Ｒ₂₂＋Ｒ₂₃＋Ｒ₂₄で除算するこ と）信号強度の変化の効果を逓減させる。 一旦処理されると、眼球運動（或いはその欠如）を示す反射差分量は、多くの 方法で用いることができる。例えば、過剰な量の眼球運動は、警報装置１７０を トリガするために用いてもよい。更に、この反射差分量は切除レーザを位置決め するために用いられるトラッキングサーボ１７２に対する帰還制御として用いて もよい。更に、この反射差分量は、監視または教示目的のために表示装置１７４ 上に表示することができる。 本発明には多数の利点がある。眼球運動は非侵襲の方法と装置に従って検出さ れる。本発明は、眼球に対して有害な効果なしに、または外科医の視野を遮断す ることなしに多くの眼科手術の施行において多くの利点を与える。更に、衝動性 運動を検出するのに必要なデータ速度は容易にかつ経済的に実現される。 以上示したように、本発明はその特定の実施例に対して説明されたが、上記の 教示に従って当業者には容易にわかるように、多くの変更および変形が考えられ る。従って、添付した請求項の範囲内で、本発明は特に説明されたもの以外に実 施することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ， ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 マクファーター，ジョン・イー アメリカ合衆国、 32812 フロリダ、オ ーランド、パーシング・アヴェニュー 3509 (72)発明者 ゼプキン，ニール アメリカ合衆国、 32707 フロリダ、キ ャセルベリー、ヘインズ・サークル 3951 (72)発明者 ダウンズ，ジョージ・アール アメリカ合衆国、 32806 フロリダ、オ ーランド、ハードマン・ドライヴ 1220

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 眼球運動を検出する方法において、 眼球運動に一致して運動する境界上にある複数の位置に複数の光スポットを 集光させる工程であって、前記境界を異なる反射係数を持つ二つの可視的に隣接 する表面により画定し、前記複数の位置の各々からエネルギーを反射させる工程 と、 前記複数の位置の各々からの前記反射エネルギーを監視する工程であって、 前記複数の位置のうちの一つ以上の位置における前記反射エネルギーの変化に基 づいて眼球運動を表示する工程と、 をそれぞれ具備することを特徴とする眼球運動検出方法。 ２． 前記境界は眼球の視軸を囲撓する部分であることを特徴とする請求項 １に記載の眼球運動検出方法。 ３． 前記境界は眼球に自然に生じている部分であることを特徴とする請求 項１に記載の眼球運動検出方法。 ４． 前記境界は虹彩／瞳孔境界であることを特徴とする請求項１に記載の 眼球運動検出方法。 ５． 前記境界は虹彩／強膜境界であることを特徴とする請求項１に記載の 眼球運動検出方法。 ６． 前記二つの可視的に隣接する面のうちの少なくとも一方は人工のもの であり、更に前記二つの可視的に隣接する面の前記少なくとも一方を前記眼球の 可視軸線を囲む位置に配置する配置工程を具備することを特徴とする請求項２に 記載の眼球運動検出方法。 ７． 前記配置工程は前記二つの可視的に隣接する面の前記少なくとも一つ を前記眼球に固定する固定工程から成ることを特徴とする請求項６に記載の眼球 運動検出方法。 ８． 前記二つの可視的に隣接する面の前記少なくとも一方は円形であり、 前記配置工程は前記二つの可視的に隣接する面の前記少なくとも一つの中心をほ ぼ前記眼球の可視軸線上に置く工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の眼 球運動検出方法。 ９． 前記二つの可視的に隣接する面の一方は反射増強スタックであり、更 に前記反射増強タックを前記眼球に固定する工程を具備することを特徴とする請 求項１に記載の眼球運動検出方法。 １０． 前記複数の光スポットの各々は眼球に対して安全な波長を持つことを 特徴とする請求項１に記載の眼球運動検出方法。 １１． 前記複数の光スポットの各々は可視スペクトルの外側にある波長を有 するように選択されることを特徴とする請求項１に記載の眼球運動検出方法。 １２． 前記複数の光スポットの各々は約９００ナノメートルの波長を有する ように選択されることを特徴とする請求項１に記載の眼球運動検出方法。 １３． 前記波長は９０５ナノメートルであることを特徴とする請求項１２に 記載の眼球運動検出方法。 １４． 前記複数の光スポットは４個の光スポットからなることを特徴とする 請求項１に記載の眼球運動検出方法。 １５． 前記境界は円形であり、前記４個の光スポットは前記円形境界の周り にほぼ均等に隔置されることを特徴とする請求項１４に記載の眼球運動検出方法 。 １６． 前記監視工程は、前記４個の光スポットの隣接対からの前記反射エネ ルギーを結合して、前記円形境界の中心を通して交差する２つの直交軸線の各々 における眼球運動を検出する工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の眼 球運動検出方法。 １７． 眼球運動に一致して運動する境界上にある複数の位置に複数の光スポ ットを集光させる配送光学系であって、前記境界を異なる反射係数を有する２つ の可視的に隣接する面により画定し、前記複数の位置の各々からエネルギーを反 射させる配送光学系と、 前記複数の位置の各々からの前記反射エネルギーを検出する受光光学系であ って、前記複数の位置のうちの一つ以上の位置における前記反射エネルギーの変 化に基づいて眼球運動を表示する受光光学系と をそれぞれ具備することを特徴とする眼球運動検出システム。 １８． 前記配送光学系は眼球に対して安全である光エネルギーを生成する光 源を有し、前記光エネルギーは前記複数の光スポットを生成するために用いられ ることを特徴とする請求項１７に記載の眼球運動検出システム。 １９． 前記配送光学系は可視スペクトルの外側にある光エネルギーを生成す る光源を有し、前記光エネルギーは前記複数の光スポットを生成するために用い られることを特徴とする請求項１７に記載の眼球運動検出システム。 ２０． 前記配送光学系は光エネルギーを生成するほぼ９００ナノメートルの 波長の光源を有し、前記光エネルギーは前記複数の光スポットを生成するために 用いられることを特徴とする請求項１７に記載の眼球運動検出システム。 ２１． 前記光源は９０５ナノメートルの波長の光源であることを特徴とする 請求項２０に記載の眼球運動検出システム。 ２２． 前記境界は円形であり、前記複数の光スポットは４個の光スポットか らなり、前記配送光学系は前記円形境界の周りにほぼ均等に前記複数の光スポッ トを隔置する手段を有することを特徴とする請求項１７に記載の眼球運動検出シ ステム。 ２３． 前記４個の光スポットの隣接対からの前記反射エネルギーを処理して 、前記円形境界の中心を通る２つの直交軸線の各々における眼球運動を検出する プロセッサを更に有することを特徴とする請求項２２に記載の眼球運動検出シス テム。 ２４． パルス光ビームを生成する光源と、 前記パルス光ビームの各々のパルスを複数の光スポットに変換し、前記眼球 運動に一致して運動する境界上にある複数の位置に入射するように前記複数の光 スポットを集光する光学的配送装置であって、前記境界を異なる反射係数を有す る２つの可視的に隣接する面により画定し、エネルギーが前記複数の位置の各々 から反射されるように構成された光学的配送装置と、 前記複数の位置の各々からの前記反射エネルギーを検出する受光装置であっ て、前記複数の位置の１つまたはそれ以上の位置における前記反射エネルギーの 変化に基づいて眼球運動を表示する受光装置と、 をそれぞれ具備することを特徴とする眼球運動検出システム。 ２５． 前記複数の光スポットの各々がほぼ９００ナノメートルの波長を有す ることを特徴とする請求項２４に記載の眼球運動検出システム。 ２６． 前記波長は９０５ナノメートルであることを特徴とする請求項２５に 記載の眼球運動検出システム。 ２７． 前記光学的配送装置は、 各々の前記パルスを複数の等しいエネルギーパルスに変換する光学的スプリ ッタと、 独自の時間遅延を前記複数の等しいエネルギーパルスの各々に導入する遅延 手段と、 前記遅延手段を通過する前記複数の等しいエネルギーパルスの各々を、前記 複数の光スポットのうちの対応する１つとして集光する集光光学系と、 をそれぞれ具備することを特徴とする請求項２４に記載の眼球運動検出システム 。 ２８． 前記遅延手段は光ファイバ遅延線からなることを特徴とする請求項２ ７に記載の眼球運動検出システム。 ２９． 前記光学的配送装置は、前記対応する複数の位置に入射した前記複数 の光スポットにより形成されたパターンの大きさを調節するズーム光学系を有す ることを特徴とする請求項２４に記載の眼球運動検出システム。 ３０． 前記遅延手段を通過した前記複数の等しいエネルギーパルスの各々を 水平偏光成分に偏光させる手段を更に有し、前記集光光学系は前記遅延手段を通 過した前記複数の等しいエネルギーパルスの各々からの前記水平偏光成分のみを 透過させて前記複数の光スポットを形成する偏光ビーム分割キューブを有するこ とを特徴とする請求項２７に記載の眼球運動検出システム。 ３１． 前記複数の位置の各々からの前記反射エネルギーは垂直および水平方 向に偏光され、前記受光装置は、 水平方向に偏光された前記反射エネルギーから垂直方向に個別に偏光された 前記反射エネルギーを方向づける前記偏光ビーム分割キューブと、 垂直方向に偏光された前記反射エネルギーを測定するエネルギー検出光学系 と、 をそれぞれ具備することを特徴とする請求項３０に記載の眼球運動検出システム 。 ３２． 前記複数の光スポットの各々はほぼ９００ナノメートルの波長を有し 、前記エネルギー検出光学系は赤外線検出器を有することを特徴とする請求項３ １に記載の眼球運動検出システム。 ３３． 前記波長は９０５ナノメートルであることを特徴とする請求項３２に 記載の眼球運動検出システム。 ３４． 前記光源は単一光源からなり、前記光学的配送装置は、前記複数の光 スポットが４個の光スポットからなるように１対４の光学的スプリッタを有する ことを特徴とする請求項２４に記載の眼球運動検出システム。 ３５． 前記４個光スポットの各々はほぼ９００ナノメートルの波長を有する ことを特徴とする請求項３４に記載の眼球運動検出システム。 ３６． 前記波長は９０５ナノメートルであることを特徴とする請求項３５に 記載の眼球運動検出システム。 ３７． 前記境界は円形であり、前記光学的配送装置は前記４個の光スポット を前記円形境界の周りにほぼ均等に隔置する手段を有することを特徴とする請求 項３４に記載の眼球運動検出システム。 ３８． 前記４個の光スポットの各々はほぼ９００ナノメートルの波長を有す ることを特徴とする請求項３７に記載の眼球運動検出システム。 ３９． 前記波長は９０５ナノメートルであることを特徴とする請求項３８に 記載の眼球運動検出システム。 ４０． 前記４個の光スポットの隣接対からの前記反射エネルギーを処理して 、前記円形境界の中心を通して交差する２つの直交軸線の各々における眼球運動 を検出するプロセッサを更に有することを特徴とする請求項３７に記載の眼球運 動検出システム。