JPH0779914A

JPH0779914A - 視野計及び視線操作装置

Info

Publication number: JPH0779914A
Application number: JP5187006A
Authority: JP
Inventors: Yoshi Kobayakawa; 嘉小早川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】構造が簡単かつコンパクトで測定視野の広い
視野計及び視線操作装置を提供する。【構成】被検眼Ｅの前方に偏光ビームスプリッタの膜
面１を有するプリズム２、１／４波長板３、ミラー４、
レンズ５、テレビカメラ６を配置し、膜面１の反射方向
に変倍レンズ１０、フォーカスレンズ１１、液晶画像パ
ネル１２を配置する。テレビカメラ６の出力はテレビモ
ニタ７に接続し、被検眼Ｅの前眼部像Ｅ’を表示する。
パネル１２には固視マークＤと刺激マークＭが表示さ
れ、被検者は応答手段１４により視認位置を応答し、こ
の結果を記録し視野測定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、視野計及び視線操作装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

(1) 従来から視野測定に用いられているゴールドマン視
野計等では、大型の投影用ドーム上に視標を呈示し、被
検者の視認位置を視線を監視しながら確認し、結果を視
野図にプロットして視野測定を行っている。

【０００３】この場合に、視線の監視には監視用望遠鏡
等が用いられ、視認の応答には応答用ブザー等が用いら
れている。そして、装置の小型化のために、投影用ドー
ムの代りにＣＲＴ等をスクリーンとして用いる場合もあ
る。

【０００４】(2) また、コンピュータ等の表示画面と同
様に、文字画面等の電子表示パネルを用いた視線操作装
置では、視標の呈示や視認位置の応答等表示画面の操作
はキーボードやマウス等により行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

(イ) しかしながら、上述の従来例(1) の場合には、大型
のドームを使用しているので装置全体が大きくなり、視
標の移動機構が複雑で機械的ノイズが発生し易い。ま
た、ＣＲＴをスクリーンとして用いる場合は、視野範囲
が狭く周辺視野の測定が難しい。

【０００６】(ロ) 従来例(2) の場合には、表示画面の操
作にキーボードやマウス等を用いているため、操作が面
倒で、習熟するまでに時間が掛かり非能率的である。

【０００７】本発明の第１の目的は、上述の(イ) の問題
点を解決し、構造が簡単かつコンパクトで測定視野の広
い視野計を提供することにある。

【０００８】また第２の目的は、上述の(ロ) の問題点を
解決し、文字画面等の電子表示パネルの操作を眼で行う
ことのできる視線操作装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの第１発明に係る視野計は、被検眼の前方に設けた対
物光学系と、該対物光学系の後側焦点を電子画像表示手
段に結像する変倍光学系と、前記対物光学系と前記変倍
光学系の間に設けた光分割部材を介して被検眼の前眼部
を観察する観察手段とを有し、視野測定パターンを前記
表示手段上に表示して視野測定を行うことを特徴とす
る。

【００１０】また、第２発明に係る視野計は、複数の視
野位置に測定光を呈示する測定光呈示手段と、被検眼撮
像手段とを有し、測定光呈示位置と前記撮像手段から求
めた視線方向との関係から視野情報を得ることを特徴と
する。

【００１１】また、第３発明に係る視線操作装置は、操
作区域を表示する電子文字画像表示手段と、該表示手段
と被検者との間で、かつ前記表示手段が焦点位置となる
観察光学系と、視線検出手段と、該検出手段で検出され
た視線情報に基づいて前記表示手段の表示を制御する制
御手段とを有することを特徴とする。

【００１２】第４発明に係る視線操作装置は、操作区域
を表示する電子文字画像表示手段と、視線検出手段と、
該検出手段により検出された視線位置を前記表示手段に
表示し、前記操作区域に視線を向けることにより前記表
示手段の表示を制御する制御手段とを有することを特徴
とする。

【００１３】第５発明に係る視線操作装置は、複数の操
作区域を表示する電子文字画像表示手段と、視線検出手
段と、前記複数の操作区域に視線が向いたことを検出す
る検出手段と、前記表示手段の表示を制御する制御手段
とを有することを特徴とする。

【００１４】

【作用】上述の構成を有する第１発明の視野計は、対物
光学系と変倍光学系の間に設けられた光分割部材を介し
て被検眼の前眼部を観察手段により監視し、電子画像表
示手段に視野図を表示し、被検者による視認位置を検出
し視野測定を行う。

【００１５】また第２発明の視野計は、測定光呈示手段
により複数の視野位置に呈示した測定光の位置を求め、
撮像手段で受光した被検眼像から視線方向を求め、複数
の測定光位置と視線方向から視野情報を得る。

【００１６】また第３発明の視線操作装置は、被検者は
観察光学系の焦点位置に配置された操作区域を表示する
文字画像パネルを観察し、視線検出手段により検出した
視線情報に基づいて文字画像パネルの表示を制御し、視
線方向を操作する。

【００１７】また第４発明の視線操作装置は、視線検出
手段により検出した視線位置を文字画像パネルに表示
し、パネルの操作区域に視線を向けることによりパネル
の表示を制御し、視線方向を操作する。

【００１８】また第５発明の視線操作装置は、文字画像
パネルに表示された複数の操作区域にそれぞれ視線を向
けたことを検出し、パネルの表示を制御し視線方向を操
作する。

【００１９】

【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は第１の実施例の構成図である。被検眼Ｅの
視軸の前方には、接合部に偏光ビームスプリッタの膜面
１を有するプリズム２、プリズム２に密接した１／４波
長板３、凹面を有するダイクロイックミラー４、レンズ
５、テレビカメラ６が配列され、テレビカメラ６の出力
はテレビモニタ７に接続されている。また、膜面１の反
射方向にはレンズ８、９から成る変倍レンズ１０、フォ
ーカスレンズ１１、液晶画像パネル１２が配列され、パ
ネル１２は信号処理手段１３に接続され、信号処理手段
１３にはテレビモニタ７と被検者による応答手段１４と
マウス１５が接続されている。

【００２０】パネル１２には図２に示すように、固視マ
ークＤと測定光の刺激マークＭが表示される。被検者は
刺激マークＭを視認すると応答手段１４の押釦を押して
応答する。固視マークＤは通常は画面中央に表示する
が、眼底周辺の特定方向を調べるときは、これと反対の
方向に固視マークＤを移動させ、特定方向の周辺に刺激
マークＭを表示することができる。

【００２１】この場合に、刺激マークＭの位置は信号処
理手段１３で設定されたプログラムに基づいて順次に自
動的に表示することもでき、またマウス１５で検者が視
野の特定部位に移動させて表示することもできる。固視
マークＤ、刺激マークＭなどは全て信号処理手段１３内
に設けられた記号発生回路と制御プログラムにより発生
される。

【００２２】パネル１２からの光束は、フォーカスレン
ズ１１、変倍レンズ１０を介しプリズム２内の膜面１で
反射し、１／４波長板３を通りダイクロイックミラー４
で反射し光路を逆に戻り、再び１／４波長板３、プリズ
ム２の膜面１を透過して、被検眼Ｅに投射される。

【００２３】このパネル１２からの光束は偏光光束なの
で、膜面１で反射した光束は、１／４波長板３を往復す
ることにより、偏光方向が９０度変化して膜面１に達
し、無損失で膜面１を透過し被検眼Ｅに達する。また、
フォーカスレンズ１１は光軸上を前後に移動し、被検眼
Ｅの視度に合わせてピントの調整を行う。

【００２４】変倍レンズ１０のレンズ８、９を代えるこ
とにより視野の広さを変えることができる。広い視野の
レンズを用いた場合は、パネル１２を拡大して視認する
ことになるので、周辺部は表示されないが人眼の解像力
は視野の周辺部では低下するので、図２の刺激マークＭ
を小さくしても意味がなく、測定上は問題とならない。

【００２５】図示しない赤外光源からの光束により、被
検眼Ｅの前眼部が照明され、前眼部からの反射光がレン
ズ５によりテレビカメラ６に結像し、テレビモニタ７に
前眼部像Ｅ’が表示される。アライメントはテレビモニ
タ７上の瞳孔像Ep’とアライメントマークＡとを合致さ
せて行うが、テレビモニタ７には赤外光源による角膜反
射像Ec’も映っている。

【００２６】応答手段１４を用いない場合は、画像処理
によりテレビモニタ７の前眼部像Ｅ’から瞳孔Ep’と角
膜反射像Ec’の相対関係を求め視線の方向を検出する。
即ち、刺激マークＭの光束を所定の明るさに保ち、画面
周辺から中心の固視マークＤに向かって刺激マークＭを
移動する。被検者は固視マークＤに視線を合わせ、刺激
マークＭを視認した時点で刺激マークＭに視線を移す。
検者はこれらの操作をテレビモニタ７で監視する。

【００２７】このように固視マークＤを中心に位置さ
せ、更に明るさを一定にして各方向から刺激マークＭを
移動させて測定することにより、その明るさにおけるイ
ソプタを形成することができる。逆に、明るさを変化さ
せて測定を行えば動的視野の測定も可能である。この方
法では、テレビモニタ７により視線の動く方向が監視で
きるので、刺激マークＭの位置と視線の動く方向との関
係から、被検者が確実に視認していることが検者側で確
認できる。

【００２８】また、固視マークＤは用いずに、次々に刺
激マークＭを表示し、被検者にこれを眼で追うよう指示
することもできる。新しく表示した所定の刺激マークＭ
の位置を固定し、最初は暗く、徐々に明るさを増してゆ
き、被検者は観察できた時点で刺激マークＭに視線を向
ける。この場合も、前眼部像Ｅ’から視線の向きを計算
し、正確に刺激マークＭの方向と視線が合致しているか
を検者が監視する。被検者が応答する応答手段１４の場
合と異なり、このような視線による応答では、検者側が
確実に視線方向を確認することができる。

【００２９】また、上述は前眼部を監視する場合を述べ
たが、眼底を監視しながら視線方向を測定することもで
きる。更に、従来のドームとプロジェクタを用いて測定
光の刺激マークＭを表示するよう構成し、同様に測定す
ることも可能である。

【００３０】また図３に示すように、テレビモニタ７の
画像を前眼部像Ｅ’の画面から視野図Ｌに切換えること
ができる。更に、固視マークＤと刺激マークＭの位置の
他に、角度の入ったスケールや複数の測定点位置、更に
イソプタ、濃度表示等を同時に表示することもできる。

【００３１】図４は第２の実施例を示し、被検眼Ｅの視
軸前方には、対物レンズ２１、可視光を透過し近赤外光
を反射するダイクロイックミラー２２、フォーカスレン
ズ２３、変倍レンズ２４、表示パネル２５が配列されて
いる。ダイクロイックミラー２２の反射方向には、レン
ズ２６を介してテレビカメラ２７が配置されている。

【００３２】図示しない赤外光源からの光束は、レンズ
２１、２６によりテレビカメラ２７に結像し、被検眼Ｅ
の前眼部像Ｅ’を第１の実施例と同様にテレビモニタに
表示する。

【００３３】一方、表示パネル２５からの光束は、変倍
レンズ２４フォーカスレンズ２３、ダイクロイックミラ
ー２２、対物レンズ２１を透過して被検眼Ｅの眼底に投
射される。なお、フォーカスレンズ２３は光軸上を矢印
方向に移動させ、被検眼Ｅの視度に合わせてピントの調
整をし、変倍レンズ２４も矢印方向に移動させ、測定視
野を変えることができる。対物レンズ２１の焦点に映っ
た被検眼Ｅの眼底像はダイクロイックミラー２２で反射
され、レンズ２６を介してテレビカメラ２７に結像され
る。このようにして、前述の第１の実施例と同様に視野
測定が行われる。

【００３４】図５は第３の実施例を示し、被検者Ｏの被
検眼Ｅの視軸前方には、対物レンズ３１、液晶やＣＲＴ
等の文字画像を表示する表示パネル３２が配置され、パ
ネル３２はパターン発生回路、パネルドライバ、コンピ
ュータを含む制御手段３３に接続されている。対物レン
ズ３１とパネル３２の間の視軸の片側に近赤外光を反射
するダイクロイックミラー３４が配置され、このダイク
ロイックミラー３４の反射方向には、ハーフミラー３
５、レンズ３６、撮像素子３７が配列され、撮像素子３
７の出力は制御手段３３に接続されている。また、ハー
フミラー３５の反射方向には、近赤外光を発するＬＥＤ
等の光源３８が、対物レンズ３１の焦点位置と共役に配
置されている。

【００３５】被検者Ｏは対物レンズ３１を通して、液晶
やＣＲＴ等の文字画像を表示するパネル３２を観察す
る。光源３８を出射した近赤外光は、ハーフミラー３
５、ダイクロイックミラー３４で反射し、対物レンズ３
１の片側を通り被検者Ｏの片方の被検眼Ｅに入射する。

【００３６】被検眼Ｅからの反射光は光路を逆に戻り、
対物レンズ３１、ダイクロイックミラー３４、ハーフミ
ラー３５を透過し、レンズ３６を介して図６に示すよう
に撮像素子３７に前眼部像Ｅ’として結像する。撮像素
子３７からの信号は制御手段３３により処理され、パネ
ル３２上の被検者Ｏの視線位置が検出され、これに基づ
いてパネル３２上の表示を制御する。

【００３７】パネル３２は対物レンズ３１の焦点に位置
し、パネル３２の各点からの光束は対物レンズ３１を出
てから一定の角度を有する。逆に、被検者Ｏがパネル３
２の特定点を視認すると、眼の位置に関係なく視線は常
にこの特定点に向き、対物レンズ３１の前で被検者Ｏの
頭が動いてもこの関係は変わることはない。従って、こ
の方向を検知することにより、パネル３２のどの部分を
見ているかを決定できる。

【００３８】光源３８を出射した光束は被検眼Ｅに平行
光として入射するので、図６に示す瞳孔像Ep’に対する
光源３８の角膜反射像Ec’の位置は視線の向きのみに依
存し、被検眼Ｅの位置には影響されない。更に、レンズ
３６は対物レンズ３１の焦点位置にあるので、被検眼Ｅ
の位置が前後に移動してもピントはぼけるが、角膜反射
像Ec’と瞳孔像Ep’の位置関係には影響することはな
い。

【００３９】前眼部像Ｅ’を撮像素子３７で受光し、制
御手段３３で処理し、角膜反射像Ec’と瞳孔像Ep’の関
係から視線の方向が算出され、図７に示すようにパネル
３２に結果が表示される。パネル３２の上部は視線位置
を表示する表示部Ｆで、下部はキーボードを表示するキ
ーボード領域Ｋである。視線がキーボード領域Ｋに入る
と、視線位置に＋印のマークＮが表示され、このマーク
Ｎは視線と共に移動する。

【００４０】マークＮを指定キー位置に移動し、例えば
０．５秒の所定時間、同じ位置に固定すると制御手段３
３に入力され、表示部Ｆに結果が表示され、同時に指定
キー位置への入力を示すマークが表示される。例えば、
図７のＢに示すようにその位置が黒色に変化する。マー
クＮを移動し、視線を離すと黒色表示は元に戻る。

【００４１】キーボードを手で触れて入力する場合と異
なり、視線入力では入力時点を感知できないので、上述
のように画面に何らかの表示をする等の方法が必要とな
る。一方、視線位置を示すマークＮの移動は、マウス操
作よりも視線操作の方がより迅速でかつ簡単に行える。

【００４２】キーボードは手動操作で行い、マウス機能
によるマークＮの入力は視線操作で行うこともでき、更
にこれらの全てを複合して用いることもできる。例え
ば、視線マークＮでパネル３２のスイッチ又はキーの選
択を行い、入力は手動スイッチで行う。

【００４３】対物レンズ３１は拡大機能を有するので、
パネル３２は小型のものでよく、装置全体を小型化する
ことができる。更に、片眼操作にすれば対物レンズ３１
も小型とすることができ、よりコンパクトな装置を組む
ことができる。

【００４４】以上は眼科装置に関する画面操作を中心に
説明したが、一般のパーソナルコンピュータ、ワードプ
ロセッサやゲーム機等の画面操作にも応用でき、操作の
単純化、装置の軽量化に有効である。

【００４５】図８は第４の実施例の視線検知手段の説明
図である。被検眼Ｅの視軸前方付近に、光源４１と光電
センサ４２を一体化した部材４３が２組配置されてい
る。そして、光源４１は照明光学系内に設けられ、光電
センサ４２は受光光学系に設けられている。

【００４６】２個の光源４１は被検眼Ｅの虹彩部Eiと強
膜部Esの中間部Emの２個所を照明し、これからの反射光
をそれぞれ２個の光電センサ４２により受光する。そし
て、これらの２個の光電センサ４２の光量比から、左右
方向の視線の向きを検知する。

【００４７】図９は光電センサ４２の出力を基に表示を
行うパネル４４の正面図であり、本の１ページ分が表示
部Ｆに表示されており、下部に３つのスイッチ４５、４
６、４７が設けられている。

【００４８】視線の向いた方向、つまりイッチ４５に視
線が向いた場合には前のページに移動し、スイッチ４６
への場合は次のページに移動し、スイッチ４７への場合
はそのページに留まり、光電センサ４２からの信号によ
り視線方向が判断されることになる。なお、この場合に
おいて第３の実施例の図７のマークＮに相当する視線マ
ークを、視線が下方を向いたときだけ表示させることも
できる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように第１発明における視
野計は、被検眼の前眼部を観察しながら、電子画像パネ
ルを用いて視野測定を行う構成にすることにより、小型
で簡単な構造となり、周辺視野も測定できる。

【００５０】また第２発明における視野計は、複数の測
定光位置の情報と、撮像手段により被検眼像から求めた
視線方向の情報に基づいて視野測定を行うことにより、
被検者の視線方向を確実に固定した正確な視野測定がで
きる。

【００５１】第３発明における視線操作装置は、文字画
像パネルに検出した視線位置を表示し、被検者自身がパ
ネルを観察しながら視線表示を制御することにより、正
確で迅速な視線操作が可能となる。

【００５２】第４発明における視線操作装置は、文字画
像パネルに検出した視線位置を表示し、パネルの操作区
域に視線を向けることにより視線表示を制御するので、
キーボードやマウス等の手による操作が不要で、簡単な
画面操作ができ能率的である。

【００５３】第５発明における視線操作装置は、文字画
像パネルの複数の操作区域に視線を向けることにより、
一度に複数の視線表示の制御ができるので、効率の良い
簡単な画面操作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成図である。

【図２】パネルの正面図である。

【図３】テレビモニタの正面図である。

【図４】第２の実施例の構成図である。

【図５】第３の実施例の構成図である。

【図６】テレビモニタの正面図である。

【図７】パネルの正面図である。

【図８】第４の実施例の説明図である。

【図９】パネルの正面図である。

【符号の説明】

２プリズム３１／４波長板６、２７テレビカメラ７テレビモニタ１０、２３フォーカスレンズ１２、２５、３２液晶画像パネル１３信号処理手段２１、３１対物レンズ２２、３４ダイクロイックミラー３３制御手段３７撮像素子３８、４１光源４２光電センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検眼の前方に設けた対物光学系と、該
対物光学系の後側焦点を電子画像表示手段に結像する変
倍光学系と、前記対物光学系と前記変倍光学系の間に設
けた光分割部材を介して被検眼の前眼部を観察する観察
手段とを有し、視野測定パターンを前記表示手段上に表
示して視野測定を行うことを特徴とする視野計。
【請求項２】複数の視野位置に測定光を呈示する測定
光呈示手段と、被検眼撮像手段とを有し、測定光呈示位
置と前記撮像手段から求めた視線方向との関係から視野
情報を得ることを特徴とする視野計。
【請求項３】操作区域を表示する電子文字画像表示手
段と、該表示手段と被検者との間で、かつ前記表示手段
が焦点位置となる観察光学系と、視線検出手段と、該検
出手段で検出された視線情報に基づいて前記表示手段の
表示を制御する制御手段とを有することを特徴とする視
線操作装置。
【請求項４】操作区域を表示する電子文字画像表示手
段と、視線検出手段と、該検出手段により検出された視
線位置を前記表示手段に表示し、前記操作区域に視線を
向けることにより前記表示手段の表示を制御する制御手
段とを有することを特徴とする視線操作装置。
【請求項５】複数の操作区域を表示する電子文字画像
表示手段と、視線検出手段と、前記複数の操作区域に視
線が向いたことを検出する検出手段と、前記表示手段の
表示を制御する制御手段とを有することを特徴とする視
線操作装置。