JP4626980B2 - 視覚訓練装置及び視覚訓練方法 - Google Patents

Description

本発明は、視覚障害者、特に視野の一部に障害がある視覚障害者に対する視覚能力向上のための訓練装置に関するものである。

視覚障害には種々の原因があって、事故によるものが約一割、疾病によるものが約六割を占めると言われている。そして特許文献１に示すように、このような視覚障害を改善するために、手術や投薬など、物理的な医療が従来、多々行われてきている。

視覚障害の症状としては種々あって、視野の全てが、例えば目や脳の機能障害等で完全に閉ざされている場合の他に、視野の一部にのみ視覚障害があって、物理的にはそれ以外の領域をみることができるというような場合もある。

そして、視覚障害で全く目が見えないと思っている人の中には、前述した全盲の人よりも、むしろ物理的には部分的（特に視線上）に視野が閉ざされていて、意識において必要以上に見えない又は見えにくいと思い込んでしまっている人の割合の方が多いのが実情である。

このような人に対しては、「見えない」あるいは「見えにくい」と思いこんでしまっている。その意識を改革し、例えば視点をずらして見るといった訓練をすることで、より大幅な視覚能力の改善を図れると考えられる。
特開平１０−３２４６３６

しかしながら、この「見えない」という意識を変えるのは非常に難しく、その意識の障壁が訓練の邪魔をして思ったような効果を得ることができない。例えば視覚障害者を前にして風景を見せ、「この部分は見えているはずですから視線をずらして頑張って見てください」とアドバイスしても、視覚障害者からみれば、それが客観的事実に基づかないものであるから、前述した「見えない」という意識の方が勝ってしまい、アドバイスを素直に受け入れられずに訓練成果が上がらない場合が多い。

さらに、訓練する側が、視覚障害者に対し、視線方向等の見る工夫についてのアドバイスをしようにも、視覚障害者の視線を客観的に捉えられないので、的確なアドバイスをすることが難しいという問題もある。

そこで本発明は、上記点に鑑み、被験者である視覚障害者の意識の障壁を取り除き、訓練し易い視覚訓練装置を提供することをその所期課題としたものである。

すなわち本発明に係る視覚訓練装置は、視覚障害をもつ被験者に向かって配置した画面と、被験者の視線を検知してその視線を示す視線信号を出力する視線検知手段と、被験者の視野における可視領域と視覚障害領域とを示す視野データを格納している視野データ格納部と、前記視野データから特定される可視領域を、前記視線信号によって特定される被験者の視線の動きに応じて、前記画面上で移動させるとともに、その可視領域又はその近傍も含む領域の表示態様を、被験者の注意を促し得るように、その他の領域における表示態様とは異ならせる画面制御部とを備えていることを特徴とする。

また本発明に係る視覚訓練方法は、視覚障害をもつ被験者に向かって画面を配置し、視線検知手段によって被験者の視線を検知させ、メモリの所定領域に設定した視野データ格納部に被験者の視野における可視領域と視覚障害領域とを示す視野データを格納しておき、コンピュータにより前記視野データから特定される可視領域を、前記視線検知手段から出力される視線信号によって特定される被験者の視線の動きに応じて、前記画面上で移動させるとともに、その可視領域又はその近傍も含む領域の表示態様を、その他の領域における表示態様とは異ならせるようにしたことを特徴とする。

なお、前記視野データは、被験者を検査するなどして予め取得しておくことが必要である。

このようなものであれば、被験者が物理的に見えているはずの部分を、例えば訓練の指導者等の第３者が把握でき、しかもその把握は視野データ及び視線信号から得られた画像に基づいたものであって客観的に正しいものであると被験者も認めざるを得ないため、被験者にしてみれば、「見えない」という主観的な意識に逃げ込むことができない。逆に言えば、例えば訓練指導者等からの「今これが見えるはずだ」というアドバイスに対して、素直にこれを受け入れざるを得ず、このことが、被験者の訓練へのインセンティブとなり、訓練に対するモチベーションを高めることになる。そして、その結果、効果的な訓練を行うことができ、見えないと思っていた部分が見えるようになり、被験者の視覚能力を有効に向上させることができるようになる。

具体的な実施態様としては、前記画面制御部が、画面上に被験者が認識可能な画像を表示するとともに、前記その他の領域には、何も表示しないようにしているものを挙げることができる。ここで「何も表示しない」とは黒や白等の一色で塗りつぶすことの他に、図形の羅列のように意味のないものを表示することも含む。また被験者が認識可能な画像には、例えば所定の一色で塗りつぶすことも含まれる。色を認識させることができるからである。

被験者が実際に画面上の表示を認識しているかどうかを確かめるには、例えば第３者がいれば、その第３者に認識した画像を口頭で伝えるようにすればよいが、例えば被験者単独でも、視覚訓練を行うことができるようにするには、画面を見た被験者からの反応を示す反応信号を受け付ける反応信号受付部を更に備えているものが望ましい。反応信号受付部で受け付けた反応信号をコンピュータで自動判断させるようなこともできるからである。

より好ましくは、前記画面制御部が、画面上に実在の風景等を模擬した擬似空間を表示するとともに、前記反応信号受付部で被験者から受け付けた方向指示に関する反応信号に応じてその擬似風景画像を動かし、被験者に擬似空間内での疑似移動体験をさせるようにしたものを挙げることができる。このようなものであれば、実生活に直結した訓練を好適に行うことができる。

このように本発明によれば、被験者が物理的に見えているはずの部分を、例えば訓練の指導者等の第３者が把握でき、しかもその把握は視野データ及び視線信号から得られた画像に基づいたものであって客観的に正しいものであると被験者も認めざるを得ないため、被験者にしてみれば、「見えない」という主観的な意識に逃げ込むことができない。逆に言えば、例えば訓練指導者等からの「今これが見えるはずだ」というアドバイスに対して、素直にこれを受け入れざるを得ず、このことが、被験者の訓練へのインセンティブとなり、訓練に対するモチベーションを高めることになる。そして、その結果、効果的な訓練を行うことができて、見えないと思っていた部分が見えるようになり、被験者の視覚能力を有効に向上させることができるようになる。

以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る視覚訓練装置１は、図１に模式的に示すように、被験者Ｈの視線を計測する視線検知手段２と、入力手段３と、ディスプレイ４と、情報処理装置５とを備えている。

視線検知手段２は、例えば、図３に示すように被験者Ｈの眼球を撮像するＣＣＤカメラ等の撮像部２１と、その撮像装置から出力される画像データを処理して黒目部分の重心位置から視線を算出し、視線信号として出力する視線信号出力部２２とを備えたものである。なお、この視線信号出力部２２としての機能を情報処理装置５に担わせてもよい。

入力手段３は、被験者Ｈにより操作されるマウスやジョイスティック、キーボード等のことであり、被験者Hにより操作されると、その操作態様が、後述する被験者Ｈからの反応信号として、情報処理装置５に送信されるように構成してある。

ディスプレイ４は、例えばＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイあるいはプラズマディスプレイなどのことであり、情報処理装置５から送信されてくる画像信号に対応する画像をその画面上に表示するものである。

情報処理装置５は、例えば汎用乃至専用のコンピュータであり、構造的には、図２に示すように、ＣＰＵ５０１、メモリ５０２、入出力インターフェイス５０３等を備えている。そして前記メモリ５０２に格納された所定のプログラムに基づいて前記各部５０１〜５０３等が協働することにより、図３に示すように、視野データ格納部５１、視線信号受付部５２、画面制御部５３、反応信号受付部５４等としての機能を発揮する。これら各部は、プログラムを利用して実現されているが、もちろんＣＰＵ５０１やメモリ５０２を用いることなく、ディスクリート回路で形成することも可能で、そういう意味からは視野データ格納部５１、視線信号受付部５２、画面制御部５３、反応信号受付部５４を、それぞれ視野データ格納回路、視線信号受付回路、画面制御回路、反応信号受付回路と言い換えることもできる。

次に前記各部５１〜５４について詳述する。

視野データ格納部５１は、前記メモリ５０２の所定領域に設定されたもので、被験者Ｈの視野における可視領域ＡＲ２と視覚障害領域ＡＲ１とを示す視野データを格納している。より具体的に視野データは、予め被験者Ｈに所定の検査を施して得たものであり、そのようにして得た視野データを、被験者Ｈの識別子と関連づけて別途入力又はインポートし、視野データ格納部５１に格納するようにしている。

視線信号受付部５２は、前記視線検知手段２からの視線信号を受け付け、メモリ５０２の所定領域（バッファやラッチ等も含む）に一時的に格納しておくものである。

画面制御部５３は、前記視野データ及び視線信号を取得するとともに、それらに基づいて画像信号を生成し、ディスプレイ４に出力するものであり、より機能的に説明すると、前記視野データから特定される可視領域ＡＲ２を、前記視線信号によって特定される被験者Ｈの視線の動きに応じて、前記画面上で移動させるとともに、その可視領域ＡＲ２の表示態様を、被験者Ｈの注意を促し得るように、その他の領域、すなわち視覚障害領域ＡＲ１における表示態様とは異ならせるものである。

この実施形態においては、視覚障害領域ＡＲ１を、例えば一定の色（黒）一色に塗りつぶすようにしている。そして可視領域ＡＲ２の表示態様を、被験者Ｈの視覚能力や訓練の進み具合に応じて多段階に変更設定できるようにしている。

具体的に説明すると、第１段階は、例えば図４に示すように、可視領域ＡＲ２全体を視覚障害領域ＡＲ１の色以外の一色に塗りつぶして表示することである。被験者Ｈは可視領域ＡＲ２に意識を集中させて、その色を認識する訓練を行うことができる。

第２段階は、例えば図５に示すように、画面上の所定部位Iを一定の色にしたり、その部分Iを点滅させたり、文字や図形などより複雑な画像を表示することである。被験者Ｈは自分の視線を移動させて可視領域ＡＲ２内に前記画像等を位置づけ、これを見るとともにその内容を認識する訓練を行える。なお、前記画像等を画面上で移動させて動的な視力を訓練することもできる。

第３段階は、例えば図６に示すように、画面上の所定部位に風景等の実在の擬似空間を表示することである。被験者Ｈは自分の視線を移動させて画面上での可視領域ＡＲ２を広げその中の擬似空間を見る訓練を行えるとともに、入力手段３を利用してその擬似空間内で移動する訓練も行える。

反応信号受付部５４は、被験者Ｈが画面を見て操作する前記入力手段３からの入力信号、すなわち被験者Ｈからの反応信号を受け付け、メモリ５０２の所定領域（バッファやラッチ等も含む）に一時的に格納しておくものである。この反応信号は、前記画面制御部５３や、図示していないが音声制御部等が読み取り、その内容に応じて画面の表示態様を変えたり、音声出力を行ったりする。

次に、このような構成の視覚訓練装置１についてその動作を図７を参照しつつ以下に説明する。

まず、被験者Ｈが、ディスプレイ４の画面に相対して所定の位置に着座する（もちろん起立していてもよい）。一方、オペレータ（訓練指導者又は被験者Ｈ自身のことである）は、被験者Ｈの識別番号を入力することで、情報処理装置５に被験者Ｈが誰であるかを認識させる。次にオペレータは、訓練の段階、すなわち可視領域ＡＲ２の表示態様の設定入力を行う。訓練の段階には、前述したように複数段階（３段階）あるところ、ここでは例えば第３段階に設定したとする。

このように初期設定が終了すると、画面制御部５３が、図６に示すような擬似空間をディスプレイ４の画面上に表示する（ステップＳ１）。

その一方で、前記視線検知手段２が、被験者Ｈの視線の方向を検知し、これを視線信号として出力する（ステップＳ２）。

この視線信号を視線信号受付部５２が受け付けると（ステップＳ３）、画面制御部５３が、その視線信号から画面上のどこに被験者Ｈの視線があるのかを算出し、また視野データ格納部５１からこの被験者Ｈの視野データを取得する（ステップＳ４）。そして、前記視線中心を示す位置データと視野データとに基づいて、画面上における視覚障害領域ＡＲ１と可視領域ＡＲ２とを区成し（ステップＳ５）、図６に示すように、可視領域ＡＲ２は、擬似空間をそのまま表示し、視覚障害領域ＡＲ１は、例えば黒一色に塗りつぶして何も表示しないようにする（ステップＳ６）。このようにして、画面上での視覚障害領域ＡＲ１は、被験者Ｈが視線を変えれば、それに応じて動き、その領域には何も表示されないことになる。

この例では被験者Ｈの視覚障害領域ＡＲ１は、視線を中心にして広がっており、視線の周囲は被験者Ｈは見えている。したがって、被験者Ｈは、視線を画面周囲にずらし、可視領域ＡＲ２が画面の主要部に位置するような工夫をしつつ、見る意識を視線上ではなく周囲に配る訓練をすることで、この擬似空間を把握することが可能であると考えられる。

次に被験者Ｈが入力手段３（例えばジョイスティック）を前に倒して、道路上を前進しようとすると、その入力手段３からの反応信号を反応受付部が受け付ける（ステップＳ７）。そしてその反応信号に基づいて画面制御部５３が演算を行い、画面上の擬似空間を変化させ、まるで擬似空間内を被験者Ｈが移動しているような疑似体験をさせる（ステップＳ８）。もちろん、例えば壁にぶつかれば音などを発生させるとともに、それ以上進めないようにして、被験者Ｈにぶつかったことを知らせることも行う。

このように構成した本実施形態に係る視覚訓練装置１によれば、視野データ及び視線信号から、画面上に被験者Ｈが物理的に見えている部分、及び見えていない部分が、訓練指導者等の第３者に客観的判断可能に表示されることとなる。したがって被験者Ｈにしてみれば、「見えない」という主観的な意識に逃げ込むことができない。逆に言えば、例えば訓練指導者等からの「今これが見えるはずだ」というアドバイスに対して、素直にこれを受け入れざるを得ず、このことが、被験者Ｈの訓練へのインセンティブとなり、訓練に対するモチベーションを高めることになる。そして、その結果、効果的な訓練を行うことができて、見えないと思っていた部分が見えるようになり、被験者Ｈの視覚能力を有効に向上させることができるようになる。

また、特にこの実施形態では、画面上に実在の風景等を模擬した擬似空間を表示するとともに被験者Ｈにその擬似空間内での疑似移動体験をさせることができるため、擬似空間を被験者Ｈが実際に行動する場所に設定することで、実生活に直結した訓練を好適に行うことができる。

さらに、このような擬似空間での訓練だけでなく、画面上の表示態様を変えて種々の段階の訓練を行えるので、被験者Ｈの視覚能力や訓練の進み具合に応じた適切な訓練を行うことができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではない。例えば可視領域ＡＲ２の周囲近傍までを画像表示領域にしても構わない。その他本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明の一実施形態における視覚訓練装置の全体を示す模式図。 同実施形態における情報処理装置の機器構成を示す構成図。 同実施形態における情報処理装置の機能構成を示す機能ブロック図。 同実施形態における画面の表示態様の一例を示す画面例示図。 同実施形態における画面の表示態様の一例を示す画面例示図。 同実施形態における画面の表示態様の一例を示す画面例示図。 同実施形態における視覚訓練装置の動作フローチャート。

符号の説明

１・・・視覚訓練装置
２・・・視線検知手段
５１・・・視野データ格納部
５３・・・画面制御部
５４・・・反応信号受付部
ＡＲ２・・・可視領域
ＡＲ１・・・視覚障害領域
Ｈ・・・被験者

Claims (5)

1. 視線上を含む視野に視覚障害をもつ被験者に向かって配置される画面と、
   被験者の視線を検知してその視線を示す視線信号を出力する視線検知手段と、
   被験者の視野における可視領域と視線上を含む視覚障害領域とを示す視野データを格納している視野データ格納部と、
   前記視野データから特定される可視領域及び視覚障害領域を、前記視線信号によって特定される被験者の視線の動きに応じて、前記画面上で移動させるとともに、その可視領域又はその近傍も含む領域の表示態様を、その他の領域における表示態様とは異ならせる画面制御部とを備えている視覚訓練装置。
2. 前記画面制御部が、画面上に被験者が認識可能な画像を表示するとともに、前記その他の領域には、何も表示しないようにしている請求項１記載の視覚訓練装置。
3. 画面を見た被験者からの反応を示す反応信号を受け付ける反応信号受付部を更に備えている請求項１又は２記載の視覚訓練装置。
4. 前記画面制御部が、画面上に実在の風景等を模擬した擬似空間を表示するとともに、前記反応信号受付部で被験者から受け付けた方向指示に関する反応信号に応じてその擬似風景画像を動かし、被験者に擬似空間内での疑似移動体験をさせるものである請求項３記載の視覚訓練装置。
5. 視線上を含む視野に視覚障害をもつ被験者に向かって配置される画面と、
   被験者の視線を検知してその視線を示す視線信号を出力する視線検知手段と、
   メモリを有するコンピュータとを具備する視覚訓練装置の動作方法であり、
   前記コンピュータが、前記メモリの所定領域に設定した視野データ格納部に、被験者の視野における可視領域と視線上を含む視覚障害領域とを示す視野データを格納し、
   前記視野データから特定される可視領域及び視覚障害領域を、前記視線検知手段から出力される視線信号によって特定される被験者の視線の動きに応じて、前記画面上で移動させ、
   その可視領域又はその近傍も含む領域の表示態様を、その他の領域における表示態様とは異ならせるようにする視覚訓練装置の動作方法。