JPH066112B2 - Eye movement measuring device - Google Patents
Eye movement measuring deviceInfo
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- JPH066112B2 JPH066112B2 JP2282450A JP28245090A JPH066112B2 JP H066112 B2 JPH066112 B2 JP H066112B2 JP 2282450 A JP2282450 A JP 2282450A JP 28245090 A JP28245090 A JP 28245090A JP H066112 B2 JPH066112 B2 JP H066112B2
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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。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an eye movement measuring apparatus, and is particularly used for medical examinations in ophthalmology and neuropsychiatry, and for visual psychological experiments in psychological engineering and image engineering. Eye movement measuring device.
［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ 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、装置が検出する注視点との間の較正を行なって対
応させる必要がある。従来の装置では、予め準備した、
その位置関係が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較正を行なっ
ていた。[Problems to be Solved by Conventional Techniques and Inventions] Generally, in an eye movement measuring apparatus, it is necessary to perform calibration between a gazing point of a subject and a gazing point detected by the apparatus before measurement so that they correspond to each other. In the conventional device, prepared in advance,
Have the subject gaze at multiple indices whose positional relationship is known,
From each eyeball rotation angle at that time, the actual eyeball rotation angle of the subject and the eyeball rotation angle detected by the device were calibrated.
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°２０′の大きさがあり、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、こ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があった。However, when a human gazes at one point, the index is captured at the fovea with the highest visual acuity, but the fovea diameter is about 1 ° 20 'in terms of viewing angle, and at any position within this range The subject can perceive a clear image even by capturing the index.
For this reason, such a subjective method has a problem in that it is difficult to detect with a precision better than about 1 ° 20 ', no matter how high the precision of the device is increased.
それゆえに、この発明の主たる目的は、比較的簡単な構
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。Therefore, a main object of the present invention is to provide an eye movement measuring device capable of obtaining a true eye rotation angle with a relatively simple structure.
［課題を解決するための手段］ この発明は眼球に光を照射し、眼球からの反射光を撮影
して眼球運動を測定する眼球運動測定装置において、被
験者に指標を提示する指標提示手段と、眼球に提示され
た光源の反射光を検出して、注視点の移動に伴う反射光
の反射位置の移動量を出力する眼球運動検出手段と、眼
球からの眼底像を撮影する撮影手段と、撮影された眼底
像を画像処理し、眼球に提示された指標のパターンを眼
底像から抽出する画像処理手段と、抽出された眼底像上
に設定された指標のパターン移動量を眼球運動検出手段
から出力された眼球回転角を較正し、真の眼球回転角を
演算して出力する演算手段とを備えて構成される。[Means for Solving the Problems] The present invention is an eye movement measuring device that measures eye movement by irradiating the eye with light and photographing reflected light from the eye, and an index presenting means that presents an index to a subject. Eye movement detection means that detects the reflected light of the light source presented to the eyeball and outputs the amount of movement of the reflection position of the reflected light due to the movement of the gazing point, photographing means that photographs the fundus image from the eyeball, and photographing Image processing means for image-processing the selected fundus image and extracting the pattern of the index presented on the eyeball from the fundus image, and output of the pattern movement amount of the index set on the extracted fundus image from the eye movement detection means And a calculation unit that calibrates the calculated eyeball rotation angle and calculates and outputs the true eyeball rotation angle.
［作用］ この発明に係る眼球運動測定装置は、被験者に指標を提
示したときの被験者の眼底像を撮影手段によって撮影す
るとともに、眼球に照射した光源の反射光を検出して、
注視点の移動に伴う反射光の反射位置移動量を計算し、
眼底像から指標パターンを抽出し、それにより絶対的な
眼球回転角を得て反射光の反射位置移動量を構成し、真
の眼球回転角を演算して出力する。[Effect] The eye movement measuring apparatus according to the present invention captures the fundus image of the subject when the index is presented to the subject by the image capturing means, and detects the reflected light of the light source applied to the eye,
Calculate the amount of reflection position movement of the reflected light that accompanies the movement of the gazing point,
An index pattern is extracted from the fundus image, an absolute eyeball rotation angle is obtained thereby, a reflection position movement amount of reflected light is configured, and a true eyeball rotation angle is calculated and output.
［発明の実施例］ 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図を参照して、眼底を照射する照射光源１からの光は
ハーフミラー２で反射され、レンズ系３を通って眼３０
の眼底に入力される。眼底で反射された像はこの光路を
逆進し、レンズ系３およびハーフミラー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か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。[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the light from the irradiation light source 1 that irradiates the fundus is reflected by the half mirror 2, passes through the lens system 3, and the eye 30.
Is input to the fundus of. The image reflected by the fundus travels backward in this optical path, passes through the lens system 3 and the half mirror 2, and becomes an input image of the fundus photographing camera 4. The lens system 3 focuses the light from the irradiation light source 1 on the fundus and also focuses the fundus image on the fundus photographing camera 4. The image captured by the fundus imaging camera 4 is stored in the memory included in the image processing unit 12.
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からのスポット光はレンズ系５を介し
て角膜面に結像され、その反射光がミラー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へ入力される。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。An infrared LED 6 is provided to detect eye movements,
The spot light from the infrared LED 6 is imaged on the cornea surface via the lens system 5, and the reflected light is focused on the area sensor 9 via the mirror 7 and the lens system 8. The eye movement detecting unit 10 detects the eye rotation angle from the image on the area sensor 9 by means of an eye movement detecting unit, which will be described later, and inputs the rotation angle of the eye to the calculating unit 11 together with the output of the image processing unit 12. The calculation unit 11 outputs the true eyeball rotation angle corrected by the absolute eyeball rotation angle on the retina.
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置させ、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
方式など種々ある。As a method of detecting eye movement, a method of irradiating the eye with weak infrared light to detect the difference between the reflected light of the black eye and the white eye, or a method of detecting the movement of the light spot imaged on the cornea, , There are various methods such that a subject is equipped with a contact lens incorporating a coil and the eye movement is detected from an induced electromotive force associated with the eye movement in a magnetic field.
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が水晶体３１に結像され
る。眼球の回転中心０と水晶体３１の回転中心０′が異
なるため、眼球の回転に伴ない、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。2 and 3 are views for explaining the detection principle of eye movement. In FIG. 2 and FIG. 3, infrared LE
The virtual image 33 is formed on the crystalline lens 31 using D13. Since the rotation center 0 of the eyeball and the rotation center 0'of the crystalline lens 31 are different, the virtual image 33 moves in parallel with the rotation of the eyeball. This translation amount 34 corresponds to the rotation angle of the eyeball,
Using the area sensor 9 such as the video camera shown in FIG. 1, an image 3 obtained by moving the virtual image 33 in parallel as shown in FIG.
It is detected by photographing 3 '.
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３９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ができ
る。第４図の中央より右よりに一際明るい部分が黄班３
７と呼ばれ、直径３〜５mmである。黄班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２５
００個の中心窩錐状体が含まれている。FIG. 4 is a diagram showing an example of a fundus image obtained by an embodiment of the present invention. The example shown in FIG. 4 is an example of the fundus image when the image of the mermaid is shown, and the blood vessel 39 is running in a mesh shape. As shown in FIG. 4, the image observed by the subject can be reproduced on the fundus image. The brightest part from the center of Fig. 4 to the right is the yellow patch 3.
7 and has a diameter of 3-5 mm. There is a central fossa with particularly high visual acuity in the macula 37, the diameter of which is about 1.5 mm and 25
Includes 00 foveal cones.
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Ｐ11，Ｐ12，Ｐ13，
Ｐ21，Ｐ22，Ｐ23，Ｐ31，Ｐ32，Ｐ33の位置に配置され
ている。各発光ダイオード間の間隔は予め既知であ
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。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a pattern used for calibration of eye movement and vision. As shown in FIG. 5 (a), the light emitting diodes P 11 , P 12 , P 13 , P 13 ,
It is arranged at the positions of P 21 , P 22 , P 23 , P 31 , P 32 , and P 33 . The distance between the respective light emitting diodes is known in advance, and by knowing the distance d between the subject and the pattern, the visual angle θ on the retina between the patterns can be obtained.
第６図は被験者がパターンの中心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で適切な２値化が行なわれ、投影され
た較正パターンが抽出される。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
影されているが、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
ルを生成することができる。FIG. 6 is a diagram showing an example of projection of the calibration pattern onto the retina when the subject is gazing at the center P 22 of the pattern.
The image captured by the fundus photographing camera 4 shown in FIG. 1 is appropriately binarized by the image processing unit 12, and the projected calibration pattern is extracted. By the way, the retina is concave, and the presented lattice pattern is distorted and projected on the retina, but the origin of the projected lattice pattern is already known, and the image processing unit 12 uses this value.
Can generate a correspondence table between the internal coordinates in the image processing unit 12 and the visual sense.
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
（Ｘp31，Ｙp31），（Ｘp32，Ｙp32）とすると、内部座
標の差（Δｘ，Δｙ）は次のようになる。7 and 8 are diagrams showing an example of projection of a calibration pattern onto the retina during eye movement calibration, in particular, FIG. 7 shows a case of gazing at P 31, and FIG. 8 shows P 32. It shows when gazing at. If the internal coordinates in each image processing unit 12 are (X p31 , Y p31 ), (X p32 , Y p32 ), the difference (Δx, Δy) in the internal coordinates is as follows.
（Δｘ，Δｙ）＝（Ｘp32，Ｙp32）−（Ｘp31，Ｙp31） 被験者が中心窩内の全く同じ位置で指標Ｐ31，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では、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（Δｘ，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。(Δx, Δy) = (X p32 , Y p32 ) − (X p31 , Y p31 ) If the subject gazes at the indices P 31 and P 32 at the same position in the fovea, (Δx, Δy) = ( Although it should be 0,0), there is a centrality of 1 ° 20 'as described above, and generally (Δx, Δy) ≠ (0, 0). The image processing unit 12 outputs this (Δx, Δy) to the calculation unit 11. When the subject is gazing at the calibration index, the calculation unit 11 uses the eye movement detection outputs (Xe, Ye) and (Δx, Δy) of the eye movement detection unit 10 at that time to determine the true eye rotation angle (X, Y) to obtain the functional expression φ or the conversion table Txy.
較正の終了後は、測定を行なうことができ、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。After the calibration is completed, the measurement can be performed, and the true eyeball rotation angle can be obtained by performing the following calculation on any eye movement data without using the output of the image processing unit 12. it can.
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ができ、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。In the case of a functional expression: (X, Y) = φ (Xe, Ye) In the case of a conversion table: (X, Y) → Txy (Xe, Ye) As described above, it is difficult to avoid when calibrating by a subjective method. An error in the size of the fovea can be removed by an objective calibration method, and an eye movement measuring apparatus that can obtain a true eye rotation angle can be realized.
［発明の効果］ 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ができ、真の眼
球回転角を得ることができ、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。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by using the index image projected on the fundus image at the time of calibration, the size of the fovea which is difficult to avoid by the conventional subjective method can be obtained. An error can be removed by an objective calibration method, a true eyeball rotation angle can be obtained, and a highly accurate eye movement measurement device can be realized in a clinical examination of eye movement or a visual experiment.
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。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。 図において、１は眼底照射光源、２はハーフミラー、
３，５，８はレンズ系、４は眼底撮影カメラ、６は赤外
ＬＥＤ、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。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. 2 and 3 are views for explaining the detection principle of eye movement. FIG. 4 is a diagram showing an example of a fundus image obtained by an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the eye movement calibration pattern and vision. FIG. 6 is a diagram showing an example of projection of the calibration pattern onto the retina when gazing at the center P 22 of the subject pattern. 7 and 8 are diagrams showing an example of projection of a calibration pattern onto the retina during eye movement calibration. In the figure, 1 is a fundus irradiation light source, 2 is a half mirror,
3, 5 and 8 are lens systems, 4 is a fundus photographing camera, 6 is an infrared LED, 7 is a mirror, 9 is an area sensor, 10 is an eye movement detecting section, 11 is a calculating section, and 12 is an image processing section.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−312902（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−140136（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−215243（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A 1-312902 (JP, A) JP-A 2-140136 (JP, A) JP-A 3-215243 (JP, A)
Claims (1)
影して眼球運動を測定する眼球運動測定装置において、 被験者に指標を提示する指標提示手段、 前記眼球に提示された光源の反射光を検出して、注視点
の移動に伴う反射光の反射位置の移動量を出力する眼球
運動検出手段、 前記眼球からの眼底像を撮影する撮影手段、 前記撮影手段によって撮影された眼底像を画像処理し、
前記眼球に提示された指標のパターンを眼底像から抽出
する画像処理手段、および 前記画像処理手段によって抽出された眼底像上に設定さ
れた指標のパターン移動量を前記眼球運動検出手段から
出力された眼球回転角を較正し、真の眼球回転角を演算
して出力する演算手段を備えた、眼球運動測定装置。1. An eye movement measuring apparatus for irradiating an eye with light and photographing reflected light from the eye to measure eye movement, an index presenting means for presenting an index to a subject, and a light source presented to the eye. Detecting the reflected light, an eye movement detecting means for outputting the amount of movement of the reflection position of the reflected light accompanying the movement of the gazing point, a photographing means for photographing a fundus image from the eyeball, a fundus image photographed by the photographing means Image processing,
Image processing means for extracting the pattern of the index presented on the eyeball from the fundus image, and the pattern movement amount of the index set on the fundus image extracted by the image processing means was output from the eye movement detecting means. An eye movement measuring device comprising an arithmetic means for calibrating an eye rotation angle and calculating and outputting a true eye rotation angle.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2282450A JPH066112B2 (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Eye movement measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2282450A JPH066112B2 (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Eye movement measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04156818A JPH04156818A (en) | 1992-05-29 |
| JPH066112B2 true JPH066112B2 (en) | 1994-01-26 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2282450A Expired - Fee Related JPH066112B2 (en) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | Eye movement measuring device |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH066112B2 (en) |
Families Citing this family (4)
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Family Cites Families (3)
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| JPH01312902A (en) * | 1988-06-13 | 1989-12-18 | Konan Camera Kenkyusho:Kk | Examination device of motion of eyeball |
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| JPH03215243A (en) * | 1990-01-18 | 1991-09-20 | Konan Camera Kenkyusho:Kk | Eyeballs movement analyzer |
-
1990
- 1990-10-19 JP JP2282450A patent/JPH066112B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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