JP2023004247A - Visual inspection device and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒトの視覚を検査する視覚検査装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a visual inspection apparatus and program for inspecting human vision.
従来、人間の視力の検査では、検査の対象者である被験者から所定の距離をおいた場所でランドルト環等の視標を呈示し、被験者にその特徴（例えばランドルト環の切れ目の方向など）を答えさせる方法が利用されてきた。 Conventionally, in a human visual acuity test, a visual target such as the Landolt's ring is presented at a predetermined distance from the subject who is the subject of the test, and the subject is shown its characteristics (for example, the direction of the break in the Landolt's ring). methods of answering have been used.
しかしながら上記従来の視力等の検査の方法では、視標の特徴を答えることができる年齢に達していることが条件であり、また被験者が、呈示され得るランドルト環の切れ目の方向を予め記憶しておくなどの方法で自らの視力を偽る場合があるなど、検査の条件や、その結果の客観性などに問題があった。 However, in the above-described conventional methods for testing visual acuity, etc., it is a condition that the subject is old enough to answer the characteristics of the visual target, and the subject has previously memorized the direction of the break in the Landolt's ring that can be presented. There were problems with the conditions of the examination and the objectivity of the results, such as the fact that there were cases where the eyesight was falsified by methods such as placing the eye on the eye.
なお、特許文献１には、８つの方向のいずれかの方向に移動する動画像を被験者に呈示し、その回答を固視微動の推定処理に供する例が開示されている。
Note that
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、比較的簡便に、客観性のある検査結果を得ることのできる、視覚検査装置及びプログラムを提供することを、その目的の一つとする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a visual inspection apparatus and program capable of relatively easily obtaining objective inspection results.
上記従来例の問題点を解決する本発明の一態様は、視覚検査装置であって、呈示された所定の固視標を見る被験者の目の固視点を、所定のタイミングごとに繰り返し取得する固視点取得手段と、前記取得された被験者の固視点の情報に基づいて、当該被験者の視覚に関する情報の推定を行う推定手段と、当該推定した情報を出力する手段と、を含む。 One aspect of the present invention that solves the problems of the conventional example is a visual inspection apparatus that repeatedly acquires the fixation point of the eye of a subject looking at a given fixed target presented at predetermined timing. The apparatus includes viewpoint acquisition means, estimation means for estimating information related to the subject's vision based on the acquired information about the subject's fixation point, and means for outputting the estimated information.
本発明によると、比較的簡便に、客観性のある検査結果を得ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain objective test results relatively easily.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る視覚検査装置１は、図１に例示するように、制御部１１と、記憶部１２と、操作部１３と、表示部１４と、インタフェース部１５とを含んで構成され、インタフェース部１５を介して、固視点検出器２に接続されている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A
本実施の形態の一例では、この固視点検出器２は、検査の対象者である被験者の目を、所定のタイミングごと（例えばサンプリング周波数を８００Ｈｚとした場合1/800秒に１回の定期的なタイミングごと）に繰り返し撮像して動画像データとして出力する。
In one example of the present embodiment, the
また本実施の形態の別の例では、この固視点検出器２は、カメラとプログラム制御デバイスとを含んで構成され、カメラが1/800秒に１回のタイミングごとにフレームを撮像して得た動画像データの各フレームから、目（左目または右目）の眼球の位置を検出し、当該検出した眼球の位置に関する情報を出力する。この眼球の位置の情報は例えば、フレームの座標情報における瞳の中心座標などとして表すことができる。
In another example of the present embodiment, the
視覚検査装置１の制御部１１は、ＣＰＵ等のプログラム制御デバイスであり、記憶部１２に格納されたプログラムに従って動作する。本実施の形態の一例では、この制御部１１は、呈示された所定の固視標を見る被験者の目の固視点に係る情報を取得し、当該取得した固視点に係る情報に基づいて、当該対象者の視覚に関する情報（例えば視力を表す値や視野に関する情報）の推定を行って、当該推定の結果である情報を出力する。この制御部１１の詳しい動作は後に説明する。
The
記憶部１２は、メモリデバイスやディスクデバイス等であり、制御部１１によって実行されるプログラムを保持する。この記憶部１２は、また、制御部１１のワークメモリとしても動作する。
The
操作部１３は、キーボードや、マウス等を含み、ユーザの操作を受け入れて、当該操作の内容を表す情報を制御部１１に出力する。表示部１４は、ディスプレイ等であり、制御部１１から入力される指示に従って情報を表示出力する。本実施の形態の一例ではこの表示部１４は、被験者が視認する画像を表示する被験者用表示部１４１と、ユーザ（検査を行う検査者）に対して画像を表示するユーザ用表示部１４２とを含んでもよい。つまり、本実施の形態の一例ではディスプレイは複数あってもよい。
The
インタフェース部１５は、ＵＳＢインタフェース等であり、本実施の形態の一例では、固視点検出器２に接続され、固視点検出器２から画像のデータ（一連の静止画像を含む動画像データ）の入力を受け入れて、当該動画像データを制御部１１に出力する。
The
ここでの例では、固視点検出器２は、例えば所定の光源と高速度カメラ（サンプリング周波数８００Ｈｚのセンサなど）とを用い、被験者となった、ヒトを含む動物の目の画像を所定のタイミングごとに繰り返して撮影し、当該撮影して得た画像のデータ（一連の静止画像（フレーム）を含む動画像データ）を出力するものとする。
In this example, the
この固視点検出器２は、一例としては、鈴木一隆ほか，「インテリジェントビジョンセンサを用いた両目同時固視微動計測装置の開発とマイクロサッカードの左右差の評価」，生体医工学，Vol.53, No.5, pp. 247-254, 2015 (DOI:10.11239/jsmbe.53.247)（以下「固視微動に係る文献」と呼ぶ）に記載のものなどがある。尤も、本実施の形態の視覚検査装置１に接続される固視点検出器２は、これに限られるものではない。
For example, this
次に、本実施の形態の制御部１１の動作例について説明する。本実施の形態の制御部１１は、固視標呈示部２１と、固視点取得部２２と、推定部２３と、出力部２４とを含んで構成される。
Next, an operation example of the
固視標呈示部２１は、所定の固視標を呈示する。本実施の形態の一例では、この固視標呈示部２１は、ユーザから、表示する固視標を指定する操作を受けて、被験者用表示部１４１に対してユーザにより指定された固視標を表示させて、被験者に対して呈示する。ここでユーザが指定する固視標は、視覚検査装置１が視力を推定する場合には、所定以上の視力を有する被験者が視認可能な像を含む。具体的に以下の説明では、ユーザが指定する固視標は、例えば互いに開口の大きさ（対応する視角）または開口位置の少なくともいずれかが異なる複数のランドルト環の画像から選択されるものとする。もっとも、本実施の形態はこれに限られず、視力の情報を推定する際に用いる固視標は、所定の視角に対応する間隙をおいて配された一対の図形などを用いたものであってもよい。
The fixation
またここでユーザが指定する固視標は、この視覚検査装置１が視野を推定する場合は、ハンフリー視野計が呈示するものと同様の、視野の中心から３０度の範囲内に配された複数の検査点のいずれかに比較的明度の高い画素（以下「輝点」と呼ぶ）を配し、他の画素を比較的明度の低い画素（黒色等）とした画像データとする。いずれの場合も、この固視標である画像データは、静止画像を表す画像データであるものとする。
When the visual field is estimated by the
すなわち本実施の形態のこの例では、被験者は被験者用表示部１４１としてのディスプレイ等に表示された画像を固視するものとする。
That is, in this example of the present embodiment, it is assumed that the subject fixes his/her eyes on the image displayed on the display or the like as the
固視点取得部２２は、固視標呈示部２１が固視標の画像を出力している間、つまり、被験者が固視標を見ている間に、インタフェース部１５を介して固視点検出器２から入力される情報に基づいて、被験者の眼球位置に対応する画像上の座標の情報（提示された画像上の座標であって、被験者の視線の方向にある点の座標を表す情報、すなわち固視点の情報）を得る。
While the fixation
具体的にこの固視点取得部２２は、固視点検出器２が被験者の左右の目の少なくとも一方を撮像した動画像データを出力するものであるときには、この動画像データを受け入れて、当該動画像データに基づき、撮像された被験者の目（左目または右目の少なくとも一方）の眼球位置を検出する。具体的にこの固視点取得部２２は、上記固視微動に係る文献に開示されたものと同様、角膜反射光の移動量に基づいて眼球位置（視線の方向）を表す情報を、固視点検出器２から入力される動画像に含まれる各静止画像から連続的に検出する。
Specifically, when the
また固視点取得部２２は、固視点検出器２が動画像に含まれる各静止画像から検出した眼球位置の情報を出力しているときには、当該情報を受け入れる。
Further, when the
固視点取得部２２は、得られた眼球位置の情報に対応する、被験者用表示部１４１が呈示する画像の座標を逐次的に得る。
The fixation
具体的には、この固視点取得部２２は、検査前に、被験者用表示部１４１に予め定められた互いに異なる３つの点を順番に表示して、各点を被験者に固視させ、当該固視させたときの被験者の眼球位置の情報を取得し、被験者用表示部１４１に表示した各点と、眼球位置の情報との対応関係を表す、アフィン変換のパラメータを取得するといった公知の方法で、眼球位置の情報と、被験者用表示部１４１が呈示する画像の座標とを関連付けておく。そして固視点取得部２２は、上記所定のタイミングごとに撮影された静止画像から検出した左右の目の少なくとも一方の眼球位置の情報に対応する、画像上の座標（Ｌx（ｔ），Ｌy（ｔ）），（Ｒx（ｔ），Ｒy（ｔ））のうち少なくとも一方を逐次的に得る。ここでｔは時刻を表し、Ｌxは左目の眼球位置の情報に対応する画像上のＸ座標、Ｌyは左目の眼球位置の情報に対応する画像上のＹ座標、Ｒxは右目の眼球位置の情報に対応する画像上のＸ座標、Ｒyは右目の眼球位置の情報に対応する画像上のＹ座標をそれぞれ表すものとする。固視点取得部２２は、この座標の情報を出力する。
Specifically, the fixation
推定部２３は、固視点取得部２２が検出した、被験者の眼球位置に対応する画像上の座標の情報に基づいて、当該被験者の視力または視野の少なくとも一方の推定を行う。具体的にこの推定部２３は、次のようにして被験者の視力を推定する。
The estimating
以下では、固視点取得部２２が被験者の左目の眼球位置に対応する画像上の座標（Ｌx（ｔ），Ｌy（ｔ））を、所定のタイミング（例えば1/800秒に一回）ごとに繰り返し出力しているものとする。また、以下の例では、固視標提示部２１が提示する固視標の画像には、その特徴的な部分（以下、特徴領域と呼ぶ）として予め定められた座標の範囲を表す情報が関連付けられているものとする。
Below, the fixation
具体的に図３（ａ）に例示するように、固視標の画像がランドルト環であれば、当該ランドルト環の開口部の範囲Ｒを、特徴領域として予め定める。また、図３（ｂ）に例示するように固視標の画像がＥチャートであれば線分間の空隙Ｒ１，Ｒ２を特徴領域として予め定めておく。またスネレン視標（アルファベット文字を用いる）であれば、文字形を構成する有意な画素部分（文字色が黒であれば、黒色の画素の部分）を特徴領域として予め定めておけばよい。 Specifically, as illustrated in FIG. 3A, if the image of the fixation target is a Landolt's ring, the range R of the opening of the Landolt's ring is determined in advance as a characteristic region. Also, as shown in FIG. 3B, if the image of the fixation target is an E-chart, gaps R1 and R2 between lines are determined in advance as characteristic regions. In the case of Snellen optotypes (using alphabetical characters), significant pixel portions (black pixel portions if the character color is black) may be determined in advance as feature regions.
ここでの例の一つでは、推定部２３は、所定の期間ごとの被験者の視線方向を求める。例えば推定部２３は、１／１０秒分の座標の情報（８０回分のデータ）ごとに、その平均（ＬxAv_i，ＬyAv_i）（ｉ＝１，２，…）を、この期間の視線方向の情報として求める。ここで（ＬxAv_1，ＬyAv_1）が測定開始後、最初の１／１０秒間の被験者の左目の眼球位置に対応する画像上の座標の平均を表し、（ＬxAv_2，ＬyAv_2）がその次の１／１０秒間の被験者の左目の眼球位置に対応する画像上の座標の平均を表し…というようになっているものとする。
In one of the examples here, the
推定部２３は、得られた所定の期間ごとの被験者の視線方向（ＬxAv_i，ＬyAv_i）が、被験者に提示されている画像について予め定められた特徴領域に含まれているか否かを調べる。そして推定部２３は、
（１）画像を呈示してから所定の時間のうち、得られた視線方向が特徴領域に含まれていた時間の割合
（２）画像が呈示されてから視線方向が特徴領域内となるまでの時間
（３）（特徴領域が複数ある場合）、特徴領域ごとの、視線方向が含まれていた回数の比
などを求める。
The estimating
(1) Percentage of time during which the obtained line-of-sight direction was included in the feature region within a predetermined period of time after the image was presented At time (3) (when there are multiple feature regions), the ratio of the number of times the line-of-sight direction is included is determined for each feature region.
推定部２３は、これら求められた情報を用いて、例えば、得られた視線方向が特徴領域に含まれていた回数の、画像呈示中の視線方向の取得回数（全回数）に対する割合が予め定めたしきい値（例えば８割）を超える場合に、呈示された固視標を視認した（当該固視標を視認するだけの視力を有していた）と判断する。
The estimating
あるいは推定部２３は、上記（１）から（３）とともに、あるいはこれらに代えて、
（４）固視点取得部２２が検出した、被験者の眼球位置に対応する画像上の座標の情報に基づいて固視微動を検出する
こととしてもよい。
Alternatively, the estimating
(4) A small fixational eye movement may be detected based on the coordinate information on the image corresponding to the eyeball position of the subject detected by the fixation
ここで固視微動には、マイクロサッカード、ドリフト、トレモアの３種類の運動があるが、推定部２３で検出する固視微動は、これら３種類のうち少なくとも一つの種類の運動（例えばマイクロサッカード）でよい。 Here, there are three types of involuntary eye movements: microsaccade, drift, and tremore. de) is fine.
具体的な例として、この固視微動の検出の方法は、上記固視微動に係る文献に開示されたものと同様、角膜反射光の移動量に基づいて眼球位置（視線の方向）を連続的に検出することで行うことができる。すなわち本実施の形態の一例では、推定部２３では、上記固視微動に係る文献に開示された方法、あるいは、Engbert R, Kliegl R, “”Microsaccades uncover the orientation of convert attention.”, Vision Res.Vol 43, No.9, pp.1035-1045, 2003や、Engbert R “Microsaccardes: A microcosm for research on oculomotor control, attention, and visual perception”, Prog. Brain Res. Vol.154, pp.177-192, 2006などに開示された方法を用いて、入力された動画像データのうち、固視微動（特にそのうちマイクロサッカード）が生じた期間に撮像された動画像データの部分（複数回の固視微動が検出されたときには複数の部分）を検出する。
As a specific example, this method for detecting small involuntary eye movements is similar to the method disclosed in the above-mentioned literature relating to small involuntary eye movements, and continuously detects the position of the eyeball (the direction of the line of sight) based on the amount of movement of the corneal reflected light. This can be done by detecting That is, in one example of the present embodiment, the estimating
この例では、推定部２３は、検出した動画像データの部分ごとに、当該動画像データの部分の最初のフレーム（動画像データの部分に含まれる静止画像データのうち、最も早い時間に撮像された静止画像データ）と、当該動画像データの部分の最後のフレーム（動画像データの部分に含まれる静止画像データのうち、最後に撮像された静止画像データ）とを抽出する。そして、当該抽出した最初のフレームにおける眼球位置Ｓ（ｘs，ｙs）と、最後のフレームにおける眼球位置Ｅ（ｘe，ｙe）とを用いて、眼球の移動距離（位置ＳとＥとの間のユークリッド距離でよい）と、移動範囲（位置Ｓと位置Ｅとを結ぶ線分）と、移動方向（位置Ｓから位置Ｅへの方向（Δｘ，Δｙ）＝（ｘe，ｙe）－（ｘs，ｙs））との情報を取得する。
In this example, the estimating
そして推定部２３は、固視微動を検出した眼球位置の平均の座標Ｐ′を求め、当該平均の座標に対応する、被験者用表示部１４１に表示された固視標（視力を推定する例ではランドルト環とする）上の座標Ｐを求める。そして推定部２３は、図３（ａ）に例示するように、当該求めた固視標上の座標Ｐが、ランドルト環の開口部の範囲などの特徴領域Ｒに含まれるか否かを判断する。
Then, the estimating
推定部２３は、検出した眼球位置に対応して求めた固視標上の座標Ｐが、呈示した固視標の特徴領域Ｒに含まれるときに、被験者が、呈示された固視標を視認した（呈示された固視標を視認するだけの視力を有している）と判断する。
The estimating
一方、求めた固視標上の座標Ｐが、上記特徴領域Ｒに含まれない場合は、推定部２３は、被験者が呈示された固視標を視認していない（呈示された固視標を視認するだけの視力を有していない）と判断する。
On the other hand, if the determined coordinate P on the fixation target is not included in the characteristic region R, the
推定部２３は、被験者が視認した固視標のうち、その特徴領域Ｒの視角がもっとも小さい視角（最小視角）となるものを記録しておき、当該最小視角の情報に基づいて被験者の視力の推定値を出力する。一例としてこの推定部２３は、最小視角αの逆数を、視力の推定値とすればよい。
The estimating
また別の例では、この推定部２３は、例えば次のようにして被験者の視野を推定する。推定部２３は、固視微動を検出した眼球位置の平均の座標Ｐ′を求め、当該平均の座標Ｐ′に対応する、被験者用表示部１４１に表示された固視標（視野を推定する例では視野Ｆ内の検査点における輝点Ｖ）の画像上の座標Ｐを求める。
In another example, the estimating
推定部２３は、さらに、固視微動を検出していない間の眼球位置の平均の座標Ｑ′を求め、当該平均の座標Ｑ′に対応する、被験者用表示部１４１に表示された固視標の画像上の座標Ｑを求める。
The estimating
推定部２３は、そして、座標Ｑが固視標の画像の中心Ｏから所定の距離範囲にあり、かつ、ＱからＰへ引いた線分ｌと、表示している固視標である輝点Ｖの座標との距離ｄ（図４）が、予め定めたしきい値を下回る場合に、被験者が輝点Ｖを認識したと判断する。
Then, the estimating
これは被験者が意識的には画像の中央部を視認しつつ、輝点が表示されたときに、無意識に当該輝点を認識して固視微動が生じたことを検出することを意味する。 This means that the subject consciously views the central portion of the image and, when the luminescent spot is displayed, unconsciously recognizes the luminescent spot and detects the occurrence of involuntary eye movement.
推定部２３は、認識したと判断した輝点の座標（あるいは当該座標にある輝点を特定する情報）のリストを、被験者ごとに記録して出力する。
The estimating
出力部２４は、推定部２３が出力する情報を、ユーザ用表示部１４２、あるいは外部に出力する。例えば推定部２３が視力の推定値を出力しているときには、この出力部２４は、当該視力の推定値を表示出力する。あるいは、推定部２３が、被験者が認識したと判断した輝点の座標のリストを出力しているときには、この出力部２４は、当該リストに基づいて、被験者が認識した輝点の座標を図示する画像等を出力する。
The
［動作］
本発明の実施の形態に係る視覚検査装置１は、以上の構成を基本的に備えており、次のように動作する。以下では、固視標として図３（ａ）に例示したランドルト環を用いる場合を例とし、固視微動によって視認できたか否かを判断することとする。
[motion]
The
この視覚検査装置１のユーザ（検査を行う検査者）は、被験者を、被験者用表示部１４１を視認可能な位置に案内し、固視点検出器２を、当該被験者の目を撮像可能な位置に配する。また被験者に対して左右の目のうち、検査の対象としない、片方の目を隠すよう指示する。
The user of this visual inspection apparatus 1 (examiner who performs the inspection) guides the subject to a position where the
ユーザは、視覚検査装置１を操作して、予め定められた固視標のうちから一つ、呈示する固視標の画像を選択する。以下の例では被験者の視力を検査する例として、固視標であるランドルト環の画像のうち一つを選択するものとする。なお、選択の対象となるランドルト環の画像は、互いにその半径または開口位置の少なくともいずれかが異なるものとする。
The user operates the
ユーザが、特徴領域Ｒの視角がβ1であるランドルト環の画像を選択すると、視覚検査装置１は、当該選択されたランドルト環の画像を、被験者用表示部１４１に表示する。そして固視点検出器２が被験者の目（隠していない方の目）を撮像した動画像データを出力する。
When the user selects the image of the Landolt's ring in which the visual angle of the characteristic region R is β1, the
被験者が被験者用表示部１４１に表示された画像を見るとき、当該被験者が当該ランドルト環の切れ目（開口）を視認した場合には、被験者の眼球は、当該開口の位置でマイクロサッカードを生じる。
When the subject views the image displayed on the
視覚検査装置１は、固視点検出器２が出力する動画像データに基づき、被験者の目がマイクロサッカードを起こしている期間を特定し、さらに当該期間に撮像された動画像データの部分を抽出して、当該抽出した最初のフレームにおける眼球位置Ｓ（ｘs，ｙs）と、最後のフレームにおける眼球位置Ｅ（ｘe，ｙe）とを得る。
The
また視覚検査装置１は、得られた眼球位置Ｓ，Ｅを用い、眼球の移動距離（位置ＳとＥとの間のユークリッド距離でよい）、移動範囲（位置Ｓと位置Ｅとを結ぶ線分）、及び、移動方向（位置Ｓから位置Ｅへの方向）などの情報を取得する。
Using the obtained eyeball positions S and E, the
視覚検査装置１は、当該固視微動を検出した眼球位置の平均の座標Ｐ′（Ｓ＋Ｅ／２）を求め、当該平均の座標に対応する、被験者用表示部１４１に表示された固視標（ランドルト環）の画像上の座標Ｐを求める。視覚検査装置１は、当該求めた固視標の画像上の座標Ｐが、被験者用表示部１４１に表示されたランドルト環について予め定められた特徴領域に含まれるか否かを判断する。
The
ここでランドルト環の特徴領域Ｒは、図３（ａ）に例示したように、ランドルト環の開口部を含む扇型状の領域であって、ランドルト環の内径をｒin、外径をｒoutとして、ランドルト環の中心からｒin－Δｒからｒout＋Δｒ（ここでΔｒは０以上の値であって設計的に定められる値とする）の距離にある領域などとして予め規定しておけばよい。 Here, as illustrated in FIG. 3A, the characteristic region R of the Landolt ring is a fan-shaped region including the opening of the Landolt ring. A region at a distance from rin-Δr to rout+Δr from the center of the Landolt's ring (where Δr is a value equal to or greater than 0 and determined by design) may be defined in advance.
視覚検査装置１は、求めた固視標の画像上の座標Ｐが、被験者用表示部１４１に表示されたランドルト環の特徴領域Ｒに含まれる場合に、被験者が呈示されたランドルト環の特徴領域を認識したと判断して、その旨の情報を、ユーザ用表示部１４２に出力する。
When the obtained coordinate P on the image of the fixation target is included in the characteristic region R of the Landolt's ring displayed on the
ユーザは、当該表示を参照して、より半径の小さい（つまり特徴領域Ｒの視角がより小さい視角β2であるような）ランドルト環の画像を表示するよう視覚検査装置１に指示する。
The user refers to the display and instructs the
以下、ユーザが、被験者用表示部１４１に表示するランドルト環（特徴領域Ｒの視角βi（ｉ＝１，２，…））を指定すると、視覚検査装置１は、当該ランドルト環が呈示されたときの被験者のマイクロサッカードに基づき、被験者が当該ランドルト環の特徴領域Ｒである開口を視認したか否かを判断して当該判断の結果をユーザに対して提示する。
Hereinafter, when the user designates a Landolt's ring (visual angle βi (i=1, 2, . . . ) of the characteristic region R) to be displayed on the
視覚検査装置１は、これより、特徴領域Ｒの視角がβi（ｉ＝１，２，…）であるランドルト環ごとに、その開口（特徴領域Ｒ）を被験者が視認したか否かを表す情報の列Ｌi（ｉ＝１，２，…）を関連付けて得る。そして視覚検査装置１は、被験者が特徴領域を視認したことを表す情報Ｌiに関連付けられた視角βiのうち、もっとも小さい視角（最小視角）となるβminを見出し、当該最小視角βminの逆数を、被験者の視力の推定値として出力する。
From this, the
［視認判定の別の例］
ここまでの説明の例では、視覚検査装置１が、ランドルト環を固視標として、当該固視標を見る被験者の目（左目または右目のいずれか）の固視微動を検出し、当該検出した固視微動時の眼球位置の平均の座標Ｐ′を求め、当該平均の座標に対応する、固視標上の座標Ｐが、呈示した固視標の特徴領域Ｒに含まれるか否かにより被験者が固視標を視認しているか否かを判断していたが、本実施の形態はこれに限られない。
[Another example of visibility determination]
In the example described so far, the
例えば、本実施の形態の視覚検査装置１は、検出した固視微動時の眼球位置の平均の座標Ｐ′と固視微動時の眼球位置の移動方向（Δｘ，Δｙ）とを用い、
・平均の座標Ｐ′が、ランドルト環の中心よりもランドルト環の開口（特徴領域Ｒの中心でよい）に近く、かつ、
・ランドルト環の中心と開口（特徴領域Ｒの中心でよい）とを結ぶ線分の方向と、固視微動時の眼球位置の移動方向とのなす角度の絶対値が予め定めたしきい値より小さいこと
を条件として、この条件を満足するときに被験者がランドルト環の特徴領域Ｒを視認していると判断し、この条件を満足しないときには被験者がランドルト環の特徴領域Ｒを視認していないと判断してもよい。
For example, the
- the average coordinate P' is closer to the opening of the Landolt's ring (it may be the center of the feature region R) than to the center of the Landolt's ring, and
・The absolute value of the angle formed by the direction of the line connecting the center of the Landolt's ring and the opening (the center of the characteristic region R may be sufficient) and the direction of movement of the eyeball position during fixational eye movement is greater than a predetermined threshold value. On the condition that it is small, it is judged that the subject visually recognizes the characteristic region R of the Landolt's ring when this condition is satisfied, and it is determined that the subject does not visually recognize the characteristic region R of the Landolt's ring when this condition is not satisfied. You can judge.
この方法は、また、ランドルト環ではなく、図３（ｃ）に例示するように、二尾の魚の図形が平行に配列され、その傾きを答えさせる固視標（二尾の魚の間隔が所定の視力に対応する視角となるように設定される）を用いる場合も採用できる。この図３（ｃ）の例による固視標では、特徴領域Ｒは、二尾の魚の間の空隙部分として規定しておく。 In this method, instead of the Landolt's ring, as shown in FIG. The visual angle is set to correspond to the visual acuity) can also be adopted. In the fixation target according to the example of FIG. 3(c), the characteristic region R is defined as the gap between the two fish.
この例の場合、視覚検査装置１は、検出した固視微動時の眼球位置の移動方向（Δｘ，Δｙ）と、この特徴領域Ｒの長手方向の軸の傾き（平行に配列された一対の図形の傾き）とのなす角の絶対値が予め定めたしきい値より小さいときに、被験者が上記図形の傾きを視認していると判断し、そうでないときには被験者が上記図形の傾きを視認していないと判断することとしてもよい。
In the case of this example, the
［もう一つの動作例］
また本発明の実施の形態に係る視覚検査装置１は、既に述べたように、固視点の位置によって、呈示した固視標を視認できたか否かを判断してもよい。
[Another example of operation]
Further, as described above, the
この例でも視覚検査装置１のユーザ（検査を行う検査者）は、被験者を、被験者用表示部１４１を視認可能な位置に案内し、固視点検出器２を、当該被験者の目を撮像可能な位置に配する。また被験者に対して左右の目のうち、検査の対象としない、片方の目を隠すよう指示する。
In this example as well, the user of the visual inspection apparatus 1 (examiner who performs the inspection) guides the subject to a position where the
そしてユーザは、視覚検査装置１を操作して、予め定められた固視標のうちから一つ、呈示する固視標の画像を選択する。以下の例では被験者の視力を検査する例として、固視標の画像のうち一つを選択するものとする。なお、選択の対象となる画像は、特徴領域Ｒの視角が互いに異なるものを含む。
Then, the user operates the
ユーザが、特徴領域Ｒの視角がβ1である固視標の画像を選択すると、視覚検査装置１は、当該選択された固視標の画像を、被験者用表示部１４１に表示する。そして固視点検出器２が被験者の目（隠していない方の目）を撮像した動画像データを出力する。
When the user selects the image of the fixation target in which the visual angle of the characteristic region R is β1, the
視覚検査装置１は、固視点検出器２から入力される、動画像に含まれる各静止画像から検出した眼球位置の情報に対応する、被験者用表示部１４１が呈示する画像の座標（固視点の座標）を逐次的に得る。一例として固視点検出器２が1/800秒ごとに撮像しているとすると、１秒あたり８００回分の固視点の座標の情報が得られることになる。
The
視覚検査装置１は、当該逐次的に得られた被験者の固視点の座標の情報（Ｘ_i，Ｙ_i）（ｉ＝１，２，…）を、所定の時間分ごとに統計処理する。例えば視覚検査装置１は、１／１０秒分の座標の情報（８０回分のデータ）ごとに、その平均（ＸAv_j，ＹAv_j）（ｊ＝１，２，…）を、対応する期間の視線方向の情報として求める。
The
視覚検査装置１は、ここで得られた所定の期間ごとの被験者の視線方向（ＸAv_j，ＹAv_j）ごとに、被験者に提示されている固視標の画像の特徴領域Ｒに含まれているか否かを調べる。
The
視覚検査装置１は、そして、固視標の画像を呈示してから所定の時間内に得られた被験者の視線方向（ＸAv_j，ＹAv_j）のうち、得られた視線方向（ＸAv_j，ＹAv_j）が特徴領域Ｒに含まれていた時間の割合を求める。例えば固視標の画像を呈示してから１０秒間の間に得られる、視線方向（ＸAv_j，ＹAv_j）（ｊ＝１，２，…１００）のうち、特徴領域Ｒに含まれている視線方向（ＸAv_j，ＹAv_j）の数ｎ（ｎは０≦ｎ≦１００なる整数）を求め、割合ｎ／１００を演算する。
The
視覚検査装置１は、この得られた割合ｎ／１００が予め定めたしきい値（例えば８割を表す０．８）を超える場合に、呈示された固視標を視認した（当該固視標を視認するだけの視力を有していた）と判断して、その旨の情報を、ユーザ用表示部１４２に出力する。
When the obtained ratio n/100 exceeds a predetermined threshold value (for example, 0.8 representing 80%), the
ユーザは、当該表示を参照して、例えば呈示された固視標を視認した旨の表示が行われると、特徴領域Ｒの視角がより小さい視角β2であるような固視標の画像を表示するよう視覚検査装置１に指示する。
The user refers to the display and, for example, when a display indicating that the presented fixation target has been visually recognized is displayed, the image of the fixation target is displayed such that the visual angle of the characteristic region R is the smaller visual angle β2. The
以下、ユーザが、被験者用表示部１４１に表示する固視標の画像（特徴領域Ｒの視角βi（ｉ＝１，２，…））を順次指定すると、視覚検査装置１は、各固視標の画像が呈示されたときの被験者の固視点座標の平均である視線方向の情報に基づき、被験者が当該固視標の特徴領域Ｒを視認したか否かを判断する。そして視覚検査装置１は、当該判断の結果をユーザに対して提示する。
After that, when the user sequentially designates images of fixation targets (visual angles βi (i=1, 2, . . . ) of characteristic regions R) to be displayed on the
視覚検査装置１は、これより、特徴領域Ｒの視角がβi（ｉ＝１，２，…）である固視標の画像ごとに、その特徴領域Ｒを被験者が視認したか否かを表す情報の列Ｌi（ｉ＝１，２，…）を関連付けて得る。そして視覚検査装置１は、被験者が特徴領域を視認したことを表す情報Ｌiに関連付けられた視角βiのうち、もっとも小さい視角（最小視角）となるβminを見出し、当該最小視角βminの逆数を、被験者の視力の推定値として出力する。
From this, the
［固視標の呈示］
さらに本実施の形態のここまでの説明では、視覚検査装置１が固視標を呈示することとしていたが、本実施の形態はこれに限られず、固視標は、別途、被験者に呈示されてもよい。この例では、被験者用表示部１４１は必ずしも必要でなく、また固視標呈示部２１の機能的構成も必要ではない。この場合、ユーザは、視覚検査装置１に対して固視標の呈示をした旨の入力を行い、固視点取得部２２は、当該入力があったときに、固視標が呈示されているとして、つまり、被験者が固視標を見ているとして、インタフェース部１５を介して固視点検出器２から入力される、被験者の目の動画像データを受け入れて、当該動画像データに基づき、被験者の固視微動を検出することとしてもよい。
[Presentation of fixation target]
Furthermore, in the description so far of the present embodiment, the
［スマートフォンへの実装］
また本実施の形態の視覚検査装置１は、スマートフォンにより実装されてもよい。この例では、例えば被験者自身がユーザ（検査を行う検査者）となる。ユーザは、固視点検出器２を、視覚検査装置１として機能するスマートフォンに接続して、当該スマートフォンと、固視点検出器２とを机の上などに固定して、被験者とこれらとの相対的な位置関係が変化しないようにしておく。
[Implementation on smartphone]
Also, the
以下ユーザは、スマートフォンのディスプレイを見ながら、スマートフォンに視覚検査装置１としての機能を実行させる。この例ではスマートフォンのディスプレイが被験者用表示部１４１とユーザ用表示部１４２との双方として機能する。
Below, the user causes the smartphone to perform the functions of the
またこの例では検査前に、視覚検査装置１が予め定められた互いに異なる３つの点を順番に表示して、各点をユーザ（被験者）に固視させる。そして視覚検査装置１は、それぞれの点を固視させたときに固視点検出器２から被験者の眼球位置の情報を受け入れる。そして視覚検査装置１は、被験者用表示部１４１に表示した各点と、眼球位置の情報との対応関係を表す、アフィン変換のパラメータを取得する。
Further, in this example, before the examination, the
これにより視覚検査装置１は、眼球位置の情報と、被験者用表示部１４１が呈示する画像の座標とを関連付ける。
Thereby, the
その後、ユーザは、左右の目について順番に検査を行う。ユーザは、それぞれの目の検査の際に、検査の対象としない、片方の目を隠して、視覚検査装置１を操作する。この例では視覚検査装置１が、所定の規則に従って、提示する固視標の画像を、予め定められた固視標のうちから一つ選択する。ここでの所定の規則は例えば、
（１）初回は、特徴領域の視角が予め定めた値であるような固視標を選択する、
（２）２回目以降は、前回の特徴領域が視認できたか否かにより、
（２－１）視認できたときには、前回の固視標の特徴領域の視角よりも小さい視角の特徴領域を有する固視標を選択し、
（２－２）視認できなかったときには、前回の固視標の特徴領域の視角と同じ視角の特徴領域を有する固視標であって、前回選択したものとは異なる固視標を選択し、
（３）特徴領域が視認できない回数が予め定めた回数を上回ったときには、処理を終了する、
といった規則とする。
After that, the user tests the left and right eyes in turn. When inspecting each eye, the user operates the
(1) For the first time, a fixation target is selected such that the visual angle of the characteristic region is a predetermined value;
(2) From the second time onwards, depending on whether or not the previous characteristic region was visually recognized,
(2-1) selecting a fixation target having a characteristic region with a smaller visual angle than the characteristic region of the previous fixation target when it is visible;
(2-2) selecting a fixation target having a characteristic region with the same visual angle as the characteristic region of the previous fixation target, but different from the previously selected fixation target, when the visual recognition was not possible;
(3) when the number of times the feature region cannot be visually recognized exceeds a predetermined number of times, the process is terminated;
Rules such as
そして視覚検査装置１は、当該選択した固視標の画像を、被験者用表示部１４１に表示する。視覚検査装置１は、このとき固視点検出器２から、被験者の眼球位置の情報を受け入れる。
Then, the
被験者が被験者用表示部１４１に表示された固視標の画像を見るとき、被験者が固視標の特徴領域（例えばランドルト環の切れ目など）を視認した場合には、被験者の視線が特徴領域の近傍で滞留する（平均的な眼球位置が、特徴領域に対応する位置となる）か、または、当該特徴領域の近傍を見る被験者の眼球がマイクロサッカードを生じる。そこで視覚検査装置１は、被験者の視線が特徴領域の近傍で滞留したか、または特徴領域の近傍を見る被験者の眼球がマイクロサッカードを生じたときに被験者が固視標の特徴領域を認識する。またそうでないときには、視覚検査装置１は、被験者が固視標の特徴領域を認識していないと判断する。
When the subject sees the image of the fixation target displayed on the
視覚検査装置１は、被験者が固視標の特徴領域を認識したと判断したときには、その旨の情報をディスプレイに表示出力することとしてもよい。またこのとき視覚検査装置１は、特徴領域Ｒの視角がより小さい視角であるような固視標の画像を選択して表示する処理から繰り返す。
When the
視角検査装置１は、また、選択の処理を終了することとなったときには、それまでに選択した固視標の特徴領域の視角のうち、最小の視角に基づいて、被験者の視力を表す値を推定して出力する。
When the visual
［実施形態の効果］
本実施の形態の例によると、被験者が意識的に制御不能な固視微動等により、被験者が特徴的な箇所を視認しているか否かを測定し、当該測定に基づいて視力や視野などの視覚に関する情報を推定するので、比較的簡便に、客観性のある検査結果を得ることが可能となる。
[Effects of Embodiment]
According to the example of the present embodiment, it is measured whether or not the subject is visually recognizing a characteristic part due to the subject's consciously uncontrollable fixational eye movement, etc., and the visual acuity, visual field, etc. are improved based on the measurement. Since visual information is estimated, objective test results can be obtained relatively easily.
１ 視覚検査装置、２ 固視点検出器、１１ 制御部、１２ 記憶部、１３ 操作部、１４ 表示部、１５ インタフェース部、２１ 固視標呈示部、２２ 固視点取得部、２３ 推定部、２４ 出力部、１４１ 被験者用表示部、１４２ ユーザ用表示部。
1
Claims (4)
前記取得された被験者の固視点の情報に基づいて、当該被験者の視覚に関する情報の推定を行う推定手段と、
当該推定した情報を出力する手段と、
を含む視覚検査装置。 a fixation point acquiring means for repeatedly acquiring information about the fixation point of the eye of the subject viewing the presented predetermined fixation target at predetermined timing;
estimating means for estimating information related to vision of the subject based on the obtained information of the subject's fixation point;
means for outputting the estimated information;
visual inspection equipment including;
当該呈示された所定の固視標を見る被験者の目の固視点の情報を、所定のタイミングごとに繰り返し取得する固視点取得手段と、
前記取得された被験者の固視点の情報に基づいて、当該被験者の視覚に関する情報の推定を行う推定手段と、
当該推定した情報を出力する手段と、
を含む視覚検査装置。 presentation means for presenting a predetermined fixation target;
a fixation point acquisition means for repeatedly acquiring information about the fixation point of the eye of the subject viewing the presented predetermined fixation target at predetermined timing;
estimating means for estimating information related to vision of the subject based on the obtained information of the subject's fixation point;
means for outputting the estimated information;
visual inspection equipment including;
前記視覚に関する情報は、被験者の視力を表す値の情報であり、
前記固視標は、所定以上の視力を有する被験者が視認可能な像を含み、
推定手段は、前記取得した固視点の情報に基づいて被験者の目のマイクロサッカードの位置、方向、速度の少なくとも一つの情報を生成し、当該生成した被験者の目のマイクロサッカードの位置、方向、速度の少なくとも一つの情報に基づいて、当該被験者の視覚に関する情報である、被験者の視力を表す値の推定を行う視覚検査装置。 3. A visual inspection device according to claim 1 or 2,
The visual information is value information representing the visual acuity of the subject,
The fixation target includes an image that can be visually recognized by a subject having a predetermined or higher visual acuity,
The estimating means generates at least one information of the position, direction, and speed of the microsaccade of the subject's eye based on the acquired information of the fixation point, and generates the generated position and direction of the microsaccade of the subject's eye. and a visual inspection device for estimating a value representing a visual acuity of a subject, which is information about the vision of the subject, based on information on at least one of the speed.
呈示された所定の固視標を見る被験者の目の固視点の情報を、所定のタイミングごとに繰り返し取得する固視点取得手段と、
前記取得された被験者の固視点の情報に基づいて、当該被験者の視覚に関する情報の推定を行う推定手段と、
当該推定した情報を出力する手段と、
として機能させるプログラム。
the computer,
a fixation point acquiring means for repeatedly acquiring information about the fixation point of the eye of the subject viewing the presented predetermined fixation target at predetermined timing;
estimating means for estimating information related to vision of the subject based on the obtained information of the subject's fixation point;
means for outputting the estimated information;
A program that acts as a
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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