JPH02150202A - 視標使用による眼球運動撮影装置 - 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、医療の診断用に使用される光学的目視装置に
用いられるもので、被検者の目の垂直、水平及び回転運
動など眼球運動をテレビカメラを用いて撮影し観察、記
録、解析などに使用するに当り、その測定精度を向上セ
しめるようにしだ視標使用による眼球運動撮影装置に関
する。

〔従来の技術］ 患者の内耳や平衡神経或いは中枢部の機能障害の臨床検
査の重要な診断方法として目の動きの測定があり、患者
の眼球運動の検査によりこれらの疾患の徴候を知ること
ができるため、従来より各種の眼球運動検査装置が用い
られている。標準的に用いられるＩＥＮＧ、　ＥＯＧと
称される装置又はＰＥＮＧと称され使用されている装置
は何れも目の動きをポリグラフ装置に記録するものであ
り、主として開業医に用いられるものではフレンツエル
レンズ装置と称される光源を備えた２０デイオブトリー
レンズで直接眼球運動を観察する装置がある。また、コ
イルを仕込んだコンタクトレンズを患者の眼球に装着し
磁場装置で１」の動きの信号を取り出すものでサーチコ
イルと定義される装置がある。上記１’ｉＮＧ、　ＥＯ
Ｇ装置やＰＥＮＧ装置における検査時の暗室の必要性、
別途視標提示の必要性、眼球の回旋運動の検査のできな
いという問題点や、フレンツェルレンズ装置における視
標提示ができず眼球運動の反応を記録（従って分析）で
きない問題点、また、サーチコイルによる患者の自然な
状態に近い眼球連動がとれない問題点などを解決するた
めに出願人は、先に特願昭６３　１４５４２５号（昭和
６３年６月１３日出１１）において、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、赤外線で眼球を照明し
て、視標の点灯の切換により明室での眼球の水平、垂直
、及び回転運動の状態をテレビカメラでｔｉｔ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、眼球運動の正確な観察記録、解析等に使
用することのできる眼球運動検査装置の提案を行なった
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記提案の眼球運動検査装置においては、眼軸上の視標
を交点として垂直及び水平方向に十文字状に複数個の視
標を所定形状の反射板上に配設し、テレビカメラの光軸
を該交点部の視標に近接して反射板を貫通して配置して
いるため、テレビカメラの受光素子面における眼球（前
眼部）の結像状態は瞳孔中心を中心として上下・左右で
それぞれ中方向に差を生じ、検査時眼球運動の反応を測
定・記録分析するときその精度に差を生じていた。

すなわち第４図に示すように、眼球（ｌりの角膜を含む
前眼部（Ｃ）の瞳孔中心を通る軸線が眼軸（！１）より
Ａ方向又はＢ方向に等角回転するとき、眼軸（２１）は
水平及び垂直方向に十文字状に配置された視標群の中央
の交点位置の視標を通っているが、瞳孔中心を通るテレ
ビカメラの光軸（２ｔ）が所定角α咳眼軸（１１）より
偏位（説明上−平面につき表示）しているため、撮影レ
ンズ（Ｌ）の後方に位置する受光素子（２ａ）の結像面
（２ａ’）に、眼軸（ｉ、）から入方向に回転した球面
形状（正面は円形）の前眼部（Ｃａ）により受光素子（
２ａ）の結像面（２ａ’）上に形成される像は狭巾ａの
楕円像（Ｉａ）となり、一方、Ｂ方向に回転した前眼部
（Ｃｂ）の像は広巾すの楕円像（Ｉｂ）となって眼球の
回転方向により結像［１１に差を生じる。従ってＡ方向
、Ｂ方向に同し上回転しても受光素子の結像面ではＡ方
向の変位量の方がＢ方向の変位量より少なくなる。とこ
ろが受光面の解像度はどの位置でも一定であるため、入
方向すなわちテレビカメラの光軸より遠ざかる側に回転
した場合、Ｂ方向すなわちテレビカメラの光軸側に回転
した場合より分解能が下り測定精度が低下する。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、眼球
の運動方向の如何に拘らず眼球の撮影時にテレビカメラ
の解像度を低下しない状態で撮影が行えるようにして従
来のものより測定精度を向上せしめることのできる指標
使用による眼球運動ｔｉ影装置を捷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、本発明の眼球運動撮影装置
においては、被検者の眼軸上に位置させる視標を交点と
して垂直及び水平に十文字状に配設された複数個の可視
光線源からなる視標により形成され且つ点灯制御手段に
より点灯を制御された視標群を備えて、上記交点の視標
に近接した位置を通って被検者の瞳孔中心に向う線上の
上記視標群の背後の所定位置に少くともテレビカメラの
撮影レンズの主点を位置せしめるとともに、受光素子の
受光面の中央が上記線上に位置して該受光面が上記眼軸
に直交するようにテレビカメラを配設して該受光面に眼
球像（前眼部像）が結像するように構成されている。

上記テレビカメラの撮影レンズの配設に当っては、該レ
ンズの主点を通る主面が上記眼軸に直交するように配設
することが効果的である。

また、視標群を構成する各視標は、眼球回転中心を中心
とする球面上に発光部が配置されるようにするとよい。

また、上記目的を達成するための眼球運動撮影装置の他
の手段としては、前記眼球運動↑層形装置と同一の視標
群を備えて、視標群の交点の視標に近接した位置を通り
被検者の瞳孔中心に向う線上に、上記視標群の形成する
面上にテレビカメラの↑晶形レンズの前絞りを位置せし
めて該視標群の背部に前絞り型撮影レンズを有するテレ
ビカメラをその光軸が上記瞳孔中心に向う線上に位置す
るように配設してＩ最像管の受光素子の受光面に眼球像
（前眼部像）が結像するように構成されている。

また、この撮影装置の場合も前記撮影装置と同様に視標
群を構成する各視標は、眼球回転中心を中心とする球面
上に発光部が配置されるようにするとよい。

〔作　用〕

上ｉ己のように被検者の瞳孔中心に向う線上にテレビカ
メラの撮影レンズの主点が位置し、撮像管の受光面の中
央が上記線上に位置して該受光面が視標群中央の交点の
視標を通る眼軸に直交するごとくテレビカメラを撮影装
置に配設せしめ該受光面に眼球像（前眼部像）が結像す
るようにすると、所謂アオリ撮影の原理により眼球の眼
軸部（被検者が正面を見ているときの瞳孔中心）を中心
にＸＹ力方向上下・左右方向）に歪みのない像を結像せ
しめて眼球運動の状態を撮影することができ測定精度を
充分に上げることができる。そしてこの場合撮影レンズ
の主面を上記眼軸に直交すなわち受光面に平行に配設す
ると絞り込む必要を少くし有効口径を大きい状態で良好
な画像を得ることができる。（なお、瞳孔中心に向う線
上にレンズ光軸を合致せしめると周辺光量の均等の面で
有利となるが両側を鮮鋭に渦形するには絞り込む必要が
ある。）そして視標群の各視標を眼球回転中心を中心と
する球面上に発光部が配置されるようにすると、眼球運
動の撮影画像の測定に際し視標の位置による補正を不要
とする。

また、被検者の瞳孔中心に向う線上で上記視標群の形成
する面上すなわち液面との交叉部にテレビカメラの撮影
レンズの前絞りを位置せしめて、該視標群の背部に前絞
り式撮影レンズを有するテレビカメラをその光軸が上記
瞳孔中心に向う線上に位置するように配設せしめ、受光
面に眼球像（前眼部像）が結像するようにすると、画像
形成の光路が視標群の形成面を通過（貫通）する部分で
は集束して細くなるため、テレビカメラの光軸を視標群
の交点部に近く上記眼軸に可及的に近づけ該眼軸と疑似
同軸化することができ、受光面上に結像する像の歪みを
極力小さくすることができ、テレビカメラの分解能を有
効に使用できて測定精度を上げることができる。

また、眼球回転中心を中心とする球面上に視標の発光部
を配置すると眼ｆ７）′運動の測定に際し視標の位置に
よる補正を不要とするのは前記装置と同様である。

Ｃ実施例〕 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、第１の発明の眼球運動撮影装置を被検者に用
いて眼球運動撮影状態にあるときの要部の縦断側面図で
、第２図は、該状態における要部の横断平面図である。

撮影装置は、被検者の眼球連動操影用に超小型のテレビ
カメラ（１＾）の前方に被検者に追従注視せしめるため
の点灯による光点の移動可能な視標群を備えたもので、
該テレビカメラ（１＾）を備えた筐体（１１）の前面部
（１１１）には被検者の眼球（ＩＥ）の回転中心を中心
とする球面状に表面が所要のコーティング乃至塗装の施
された反射板（４）が形成され、反射板中央のｖＲ軸（
ｌ、）と交叉する点を交点とじて水平及び垂直方向に十
文字状に視標群の光が通過するための溝窓又は透明窓（
９ｘ）　、　（９ｙ）が形成されている。液態（９ｘ）
　、　（９ｙ）の背後には眼軸（Ｎ、）ｌに位置する視
標（３，）となる発光ダイオード（ＬＥＤ）を交点とし
て十文字状に各方向毎に相互に近接した所定のピッチで
多数個の発光ダイオード（３）、　（３）、　　が視標
群を形成して支持部材（８）を介しフレキシブル基板（
７）に取付けられて接着その他の手段で配設されている
。フレキシブル基板（７）に取付けられた視標である各
発光ダイオード（３）の点灯は、反射板（４）の片部に
付設されたコネクター０３）よりの通電で行われ、筐体
（１１）内に取付けられ筐体（ｊｌ）外のアナライザー
００からのコントロール信号により作動するようにした
視標コントローラθ２を介してフレキシブルコード０４
）より上記コネクター面を通してその制御が行われる。

また、十文字状の交点の視標（３１）に近接して眼球像
の光路に当る部分の反射板（４）に所定径の円窓乃至透
明窓（１０＾）が形成されている（第３図参照）。液態
（１０＾）は丸窓形状に形成されているが、上記十文字
状窓（９ｘ）　、　（９ｙ）と連続して交点部に接した
方形の窓にすることも可能である。液態（１０＾）の背
後の眼球像の光路上には撮影レンズ（５＾）を有し、前
端にＣ，Ｃ，Ｏなどの受光素子（２ａ）を備えた超小型
テレビ（撮像管）（２）を備えたテレビカメラ（１＾）
が配設されている。該テレビカメラ（１＾）は、撮像管
（２）の受光素子（２ａ）の受光面（２ａ　’　）が撮
影レンズ（５Ａ）の主点を通る主面（５Ａ’）と平行で
あって、該撮影レンズ（５＾）の主面（５１’）及び受
光素子面（２ａ　’　）が共に眼軸（Ｉ！ｌ）に直交す
るとともにレンズ（５＾）の主点と受光素子面（２ａ’
）中央とを結ぶ線（２□゛）上に瞳孔中心が位置できる
ようにして、受光素子（２ａ）は、その受光面（２ａ’
）の中央が撮影レンズ（５＾）の光軸（図示せず）より
丁方手前側に撮影レンズ支持筒（６）を介して偏位状態
で取付けられており、眼球像を受光面（２ａ’）に結像
せしめるに当り、眼球からの光路が反射板（４）部（必
要ならその背部のフレキシブル基板取付部）に形成され
た所定径の窓（１０＾）にけられることなく通過して上
記受光面（２ａ’）に歪なく結像できるように該テレビ
カメラ（１＾）は所定位置に撮影レンズ（５＾）の主面
（５Ａ″）及び受光素子面（２ａ’）が上記交点の視標
を通る光軸（１，１）に直交するように配設されている
。第１図に示す（ｆｆｉｉ）、（ｆ弓）は眼球部（ｉＴ
ｉ眼部）の上下両側部から。の撮影レンズ（５＾）の主
点を通り受光面（２ａ’）に結像するための中心光路で
、第２図に示す＜１　、’Ｌ　（ｐ、１’）は眼球部（
前眼部）の左右両側部からの同じくレンズ主点を通り受
光面（２ａ’）に結像するための中心光路である。そし
て、レンズの所要の有効口径に対応して窓（１０＾）は
反射板（４）に設けられるが、反射板（４）を通過する
部分の光束は所定の広がりを持つためその中心の光路（
４２２’）は眼軸に接近させた状態でも図示のごとく眼
軸（１１）より相当量（頃くことになるが撮影レンズ（
５＾）および受光面（２ａ’）がアオリ効果をもつこと
ができるように配設されているため歪のない眼球像を受
光面（２ａ’）上に結像せしめることかできる。上記視
標群の制御は検査内容に応じて視標となる発光ダイオー
ド（ＬＥ口）（３）の点灯をアナライザー０５）から出
すコントロール信号により筐体００内の視標コントロー
ラ０２）を介して制御し、点灯による光点を水平、垂直
に移動し被検者に光刺激を与える。このとき移動する視
標の注視などによる被検者の眼球運動の状態はテレビカ
メラ（１＾）に入光し、アナライザー０５）からの同期
信号により駆動されたテレビカメラ（１八）の撮像管（
２）から映像信号として取出されケーブル０ωにより再
びアナライザーθωの画像処理部におくられて所要の処
理が行われ、外部のモニターテレビに映し出されて目視
による検査を行うとともに所定の記録装置に所要の測定
結果の記録が行われるが、歪がなく受光面（２ａ’）に
結像した画像によりテレビカメラの分解能を撮影画像の
各部につき均等に最も有効に使用して測定することがで
きるので精度の高い情密な測定結果を得ることができる
。なお、上記図面（第１図、第２図）及び後述する第２
の発明の眼球運動撮影装置の図面（第５図、第６図）も
、便宜上それぞれの視標部は被検者の眼軸を通る断面図
を示し、テレビカメラ部は撮影レンズ主点と受光素子中
心を通る部分断面図を示すものである。

次にテレビカメラの光軸を眼軸に可及的に近づけ該眼軸
と疑似同軸化せしめた第２の発明の装置につき説明する
。第５図は該第２の発明の眼球運動撮影装置を被検者に
用いて眼球運動撮影状態にあるときの要部の縦断側面図
で、第６図は、該状態における要部の縦断平面図である
。

該撮影装置は、被検者の眼球運動撮影用に超小型のテレ
ビカメラ（１，）の前方に、第１の発明の撮影装置と同
一形状の反射板（４）（但し、眼球像の光路用の内窓部
は異なる）、及び同一の十文字状の視標群を備えている
。また十文字状の視標群の交点の視標（３１）に前記第
１の発明の撮影装置の場合より更に近接して、眼球像の
光路に当る部分の反射板（４）に前記装置より更に小径
の内窓乃至透明窓（１０Ｂ）が形成されている（第７図
参照）。液態（１０ｍ）は前記装置に於いて説明したご
とく十文字状窓（９ｘ）　、　（９ｙ）と連続して交点
部に接した方形の窓にすることも可能である。

液態（１０ｍ）の背後の眼球像の光路上には、前記撮影
装置が通常型の撮影レンズであるのに対しこの撮影装置
では、前絞り型撮影レンズ（５Ｂ）がその前絞り部を視
標群の発光部の形成する面上に位置するごとく配置され
、テレビカメラ（１＋＋）はカメラに入光する眼球像の
光路の集束した細い光束の通る前絞り位置が視標群と干
渉しないようにテレビカメラ（１，）の光軸（１２）を
眼軸（Ｌ）に可及的に近づけて配置されている。第５図
に示す（ｚｓ）、（ｌｚ）は眼球部（前眼部）の上下両
側部から撮影レンズ（５，）の前絞り部を通り撮影レン
ズ（５，）で屈折〔主面（５ａ’）での（ＩＷ想屈折状
態を示す〕して受光面（２ａ’）に結像するための中心
光路で第６図に示す（ｌ、“）、　（ｆｆｉ！’）は眼
球部（前眼部）の左右両側部から同様に撮影レンズ（５
，）の前絞り部を通り撮影レンズ（５８）で屈折して受
光面（２ａ’）に結像するための中心光路である。図の
ごとくそれらの中心光路は前絞り位置で交叉するため、
前絞り位置部の反射板（４）には撮影レンズの有効口径
に対応した細い集束光路の通る窓（１０ｍ）が上述のご
とく小径に設けられるのである。

このようにして撮影レンズ（５，）の光軸（１２）を交
点部の視標（３，）を通る眼軸（１１）に疑似同軸化す
ることによりテレビカメラ（１，）の受光面（２ａ　’
　）上に結像される眼球運動の像の歪は極めて少なくな
り、テレビカメラの分解能を有効に使用することができ
て測定精度を上げることができる。　（なお、図面は眼
球像形成の光路が複雑化するため眼球主要部の中心光路
のみを表示している。） また、上記第１及び第２の発明の眼球運動撮影装置の何
れも、視標群は眼球回転中心を中心とする球面上に視標
の発光部が配置されているため、眼球運動の測定に際し
視標の位置による補正を不要とするため測定作業の面で
有利となる。

また、上記第１．第２の発明の撮影装置の実施例は何れ
も明室で反射板により外光を有効に利用して眼球運動を
撮影するものであるが、本装置を、被検者の頭部に装着
して被検者の目前に暗室を形成するようにしたゴーグル
内に適用することは勿論可能であり、この場合は反射板
前方側部に赤外線発光ダイオード（ＩＲ−Ｌｌ）などの
赤外線光源を設置して上記反射板を照明し、テレビカメ
ラに赤外線検知用テレビカメラを使用するようにして視
標の点灯を制御して被検者の眼球運動を測定するように
すれば、被検者の視覚固定を取り除き自由な眼球運動の
観察、記録、測定を行う点で有利となる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので以下
に記載されるような効果を奏する。

請求項１記載の視標使用による第１の発明の眼球運動撮
影装置においては、十文字状に配設した視標群の交点の
視標に近接した位置を通り被検者の瞳孔中心に向う線上
の視標群の背後にテレビカメラの撮影レンズの主点を位
置せしめるとともに、受光素子の受光面の中央を該線上
に位置せしめて該受光面を眼軸に直交するように配設し
たので、所謂アオリ撮影の原理により眼球（前眼部）運
動の状態の歪のない像を撮影することができ、撮影画像
の各部につき均等にテレビカメラの分解能を最も有効に
使用して測定することができるので、正確な眼球運動の
観察を可能ならしめるとともに、精度の高い記録測定結
果をもたらすことができる。

請求項２記載の上記第１の発明の撮影装置においては、
さらに撮影レンズの主面を眼軸に直交するように配設し
たことにより、レンズの絞り込む必要を少くし有効口径
の大きい状態で良好な画像を得ることができ、測定を効
率よく行うことかできる。

請求項３記載の上記第１の発明の撮影装置においては、
各視標は眼球回転中心を中心とする球面上に発光部が配
置されているため、眼球運動の撮影画像の測定に際し視
標の位置による補正を不要　ならしめることができる。

請求項４記載の視標使用による第２の発明の眼球運動撮
影装置においては、上記視標群の形成する面上にテレビ
カメラの前絞り型撮影レンズの前絞り部を位置せしめる
ことにより、十文字の交点部の視標を通る眼軸とテレビ
カメラの光軸を可及的に近付けて受光素子の受光面の結
像画像の歪みを掻力小さくしてテレビカメラの分解能を
有効に使用でき（晶形による画像の測定精度を上げるこ
とができる。

請求項５記載の上記第２の発明の撮影装置においては、
請求項３と同じく眼球運動の撮影画像の測定に際し視標
の位置による補正を不要ならしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１の発明の眼球運動撮影装置を被検者に用
いて眼球運動撮影状態にあるときの要部の縦断側面図、 第２図は、第１の発明の撮影装置の撮影状態にあるとき
の要部の横断平面図、 第３図は、第１の発明のＩ顔形装置の被検者側から見た
正面図、 第４図は、従来の視標使用による眼球運動撮影装置にお
ける眼球（前眼部）像の受光素子面上の結像状態を示す
模式図、 第５図は、第２の発明の眼球運動撮影装置を被検者に用
いて眼球運動撮影状態にあるときの要部の縦断側面図、 第６図は、第２の発明の撮影装置の撮影状態にあるとき
の要部の横断平面図、 第７図は、第２の発明の撮影装置の被検者側から見た正
面図、 である。 （ｌ＾）、　（１，）　　　テレビカメラ、　（２ａ）
−受光素子、　（２ａ“）−受光面、　（３）・視標（
発光ダイオード）、　（３，）　　視標群の交点の視標
、　（４）−・反射板、　（５＾）・撮影レンズ（通常
型）、（５Ｍ）−−前絞り型撮影レンズ、　（５，’）
、　（５，’）・−撮影レンズの主面、（１０＾）、（
ｌｏｇ’）−光路用の窓、　０クー＝視標コントローラ
、　０５）−アナライザー　　（Ｅ）　−眼球、（！ｌ
）”−眼軸、（１２）テレビカメラの光軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検者の眼軸上に位置すべき視標を交点として垂直
   及び水平方向に十文字状に配設された複数個の可視光線
   源からなる視標により形成され点灯制御手段により点灯
   を制御された視標群を備え、上記交点の視標に近接した
   位置を通り被検者の瞳孔中心に向う線上に上記視標群の
   背後の所定位置に少くともテレビカメラの撮影レンズの
   主点が位置するとともに、受光素子の受光面の中央が上
   記線上に位置して該受光面が上記眼軸に直交するごとく
   テレビカメラを配設せしめて該受光面に眼球像が結像す
   るようにしたことを特徴とする視標使用による眼球運動
   撮影装置。 ２、テレビカメラの撮影レンズは、該レンズの主点を通
   る主面が上記眼軸に直交するごとく配設されていること
   を特徴とする請求項１記載の視標使用による眼球運動撮
   影装置。 ３、視標群の各視標は眼球回転中心を中心とする球面上
   に発光部が配置されていることを特徴とする請求項１又
   は２記載の視標使用による眼球運動撮影装置。 ４、被検者の眼軸上に位置すべき視標を交点として垂直
   及び水平方向に十文字状に配設された複数個の可視光線
   源からなる視標により形成され点灯制御手段により点灯
   を制御された視標群を備え、上記交点の視標に近接した
   位置を通り被検者の瞳孔中心に向う線上に上記視標群の
   形成する面上に撮影レンズの前絞りが位置して、該視標
   群の背部に前絞り型撮影レンズを有するテレビカメラを
   その光軸が上記線上に位置するごとく配設せしめて、テ
   レビの受光面に眼球像が結像するようにしたことを特徴
   とする視標使用による眼球運動撮影装置。 ５、視標群の各視標は眼球回転中心を中心とする球面上
   に発光部が配置されていることを特徴とする請求項４記
   載の視標使用による眼球運動撮影装置。