JP2015066043A

JP2015066043A - 視覚刺激画像呈示装置

Info

Publication number: JP2015066043A
Application number: JP2013201193A
Authority: JP
Inventors: 友哉木村; Tomoya Kimura; 正幸望月; Masayuki Mochizuki; 泰之川渕; Yasuyuki Kawabuchi
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2015-04-13
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: JP6286992B2

Abstract

【課題】被験者の視線を捉えた顔画像を得ることができる視覚刺激画像呈示装置を提供する。【解決手段】被験者に視覚刺激画像を呈示する呈示手段と、前記呈示手段により呈示された前記視覚刺激画像を見る前記被験者の視線を捉える位置に設けられ、前記被検者の顔画像を撮影するカメラと、を備える。前記カメラで撮影される前記顔画像は、視覚刺激画像として使用される画像である。【選択図】図１

Description

本発明は、被験者に視覚刺激画像を呈示する視覚刺激画像呈示装置に関する。

脳機能研究分野では、被験者に視覚刺激画像を呈示したときの脳活動を測定する手法が広く用いられている。このような視覚刺激画像を呈示する装置として、特許文献１、特許文献２に開示された装置などがある。

特開２００５−１３１１２２号公報特開２００４−４１４１１号公報特開２０１０−２６９０８７号公報

現在、脳機能研究分野では、被験者同士のインタラクションがどのように行われているのかを調べる研究が進められているが、視線が合った時の脳活動の変化などを測定する上では、お互いに視線が合っていて、しかも自然な色合いのカラー顔画像による視覚刺激画像が必要とされている。脳磁計を用いた研究でも同様である。

しかし、特許文献１に開示された構成では、被験者の眼前に視覚刺激画像を呈示するためのスクリーンが設置されているため、カメラで被験者を撮影する場合にスクリーンと干渉しない位置、例えば被験者の足元や天井にカメラを設置する必要がある。このため、被験者の顔を斜めから撮影することしかできず、視線を捉えたカラー顔画像を撮影することができない。

また、特許文献２に開示された構成では、ダイクロイックミラーと赤外線カメラを使用することにより、被験者の眼球を正面からモノクロ画像で撮影している。しかし、赤外線カメラによる撮影像は被験者の眼球の動きを知ることを目的としており、被験者のカラー顔画像を得ることはできない。

本発明の目的は、被験者の視線を捉えた顔画像を得ることができる視覚刺激画像呈示装置を提供することにある。

本発明の視覚刺激画像呈示装置は、被験者に視覚刺激画像を呈示する視覚刺激画像呈示装置において、被験者に視覚刺激画像を呈示する呈示手段と、前記呈示手段により呈示された前記視覚刺激画像を見る前記被験者の視線を捉える位置に設けられ、前記被検者の顔画像を撮影するカメラと、を備えることを特徴とする。
この視覚刺激画像呈示装置によれば、呈示された視覚刺激画像を見る被験者の視線を捉える位置にカメラが設けられるので、被験者の視線を捉えた顔画像を得ることができる。

前記カメラで撮影される前記顔画像は、視覚刺激画像として使用される画像であってもよい。

前記呈示手段は前記視覚刺激画像が投影されるスクリーンを具備してもよい。

前記カメラおよび前記スクリーンのうちの一方は、ハーフミラーを通過する側の光路に、前記カメラおよび前記スクリーンのうちの他方は、前記ハーフミラーにより反射される側の光路に、それぞれ設置されてもよい。

本発明の視覚刺激画像呈示装置は、被験者に視覚刺激画像を呈示する視覚刺激画像呈示装置において、第１の被験者に視覚刺激画像を呈示する第１の呈示手段と、前記第１の呈示手段により呈示された前記視覚刺激画像を見る前記第１の被験者の視線を捉える位置に設けられ、前記第１の被検者の顔画像を撮影する第１のカメラと、第２の被験者に視覚刺激画像を呈示する第２の呈示手段と、前記第２の呈示手段により呈示された前記視覚刺激画像を見る前記第２の被験者の視線を捉える位置に設けられ、前記第２の被検者の顔画像を撮影する第２のカメラと、を備え、前記第１のカメラにより撮影された前記第１の被検者の顔画像に基づく画像が、前記視覚刺激画像として前記第２の呈示手段により第２の被験者に呈示されることを特徴とする。
この視覚刺激画像呈示装置によれば、呈示された視覚刺激画像を見る被験者の視線を捉える位置にカメラが設けられるので、被験者の視線を捉えた顔画像を得ることができる。

前記第２のカメラにより撮影された前記第２の被検者の顔画像に基づく画像が、前記視覚刺激画像として前記第１の呈示手段により第１の被験者に呈示されてもよい。

前記第１の呈示手段により呈示される前記視覚刺激画像、および前記第２の呈示手段により呈示される前記視覚刺激画像は、１つの画像を分割して得られた画像であってもよい。

本発明の視覚刺激画像呈示装置によれば、呈示された視覚刺激画像を見る被験者の視線を捉える位置にカメラが設けられるので、被験者の視線を捉えた顔画像を得ることができる。

本発明による視覚刺激画像提示装置の構成例を示す正面図。本発明による視覚刺激画像提示装置の別構成例を示す正面図。視覚刺激画像提示装置の構成例を示す平面図。視覚刺激画像提示装置の構成例を示す正面図。

以下、本発明による視覚刺激画像提示装置の実施形態について説明する。

図１は、本発明による視覚刺激画像提示装置の構成例を示す正面図である。

図１に示すように、視覚刺激画像提示装置は、コンピュータ１１に接続され、視覚刺激画像を出力するプロジェクター１２と、プロジェクター１２の映像が投影されるスクリーン１３と、被験者１の眼前に設定されたハーフミラー１４と、コンピュータ２１に接続され、ハーフミラー１４を介して被験者１の視線を捉えたカラー顔画像を撮影するカメラ２２と、を備える。ハーフミラー１４として、可視光領域で３０％〜７０％の反射／透過特性を有するハーフミラーを使用する。また、ハーフミラー１４の背後を遮光することにより、マジックミラー同様に被験者１にカメラ２２の存在を気づかせることなく、カラー顔画像を撮影することができる。

図１に示す視覚刺激画像提示装置では、コンピュータ１１からプロジェクター１２に送られた視覚刺激画像はスクリーン１３に投影され、ハーフミラー１４により折り返される光路５１を介して被験者へ提示される。

一方、ハーフミラー１４を通過する光路５２を介してカメラ２２で撮影されたカラー顔画像信号は、コンピュータ２１へ取り込まれる。

スクリーン１３に投影される視覚刺激画像を、視線を捉えた顔画像（カラー顔画像）とすることにより、被験者１と視覚刺激画像の視線が互いに対向する状態（見つめ合う状態）を作り出すことができる。この場合、被験者１の視線が視覚刺激画像の視線に合わされたときに、被験者１の視線をカメラ２２が捉えるような位置関係に各構成要素を位置決めすればよい。

以上のように、図１に示す視覚刺激画像提示装置では、被験者の視線を捉えたカラー顔画像をカメラ２２で撮影することが可能となる。また、カメラ２２で撮影されたカラー顔画像信号をコンピュータ２１へ取り込んで処理することにより、リアルタイム顔画像（動画）、静止顔画像、および遅延を持った顔画像（動画）を被検者１、あるいは別の被験者（不図示）に対する視覚刺激画像として使用することが可能となる。カメラ２２で撮影されたカラー顔画像信号を保存しておき、別の機会に視覚刺激画像として使用することもできる。

図２は、本発明による視覚刺激画像提示装置の別構成例を示す正面図である。図２では、図１と同一構成要素には同一符号を付している。以下、図１の構成例と異なる部分について説明する。

図２に示すように、この構成例では、プロジェクター１２およびカメラ２２の両者に同一のコンピュータ１１が接続される。この構成例によれば、カメラ２２で撮影されたカラー顔画像信号をコンピュータ１１へ取り込んで処理し、プロジェクター１２へ出力してスクリーン１３に投影することにより、被験者１のリアルタイム顔画像（動画）、静止顔画像、および遅延を持った顔画像（動画）を、被験者１自身に対する視覚刺激画像として使用することが可能となる。この場合においても、被験者１の視線が視覚刺激画像の視線に合わされたときに、被験者１の視線をカメラ２２が捉えるような位置関係に各構成要素を位置決めすることにより、被験者１と視覚刺激画像の視線が互いに対向する状態を得ることができる。

図３および図４は、２台の脳磁計を用いて２人の被験者に対して同時測定を行う際に適用される視覚刺激画像提示装置の構成例を示しており、図３は視覚刺激画像提示装置の構成例を示す平面図、図４は視覚刺激画像提示装置の構成例を示す正面図である。

図３に示すように、シールドルーム３０内には２台の脳磁計１０Ａおよび脳磁計１０Ｂが設置され、被験者１Ａおよび被験者１Ｂについて同時測定が行われる。

図３および図４に示すように、視覚刺激画像提示装置は、コンピュータ１１１に接続され、視覚刺激画像を出力するプロジェクター１１２と、ミラーシステム４０を介してプロジェクター１１２の映像が投影されるスクリーン１３Ａおよびスクリーン１３Ｂと、被験者１Ａおよび被験者１Ｂの眼前にそれぞれ設定されたハーフミラー１４Ａおよびハーフミラー１４Ｂと、コンピュータ１１１に接続され、ハーフミラー１４Ａを介して被験者１Ａの視線を捉えたカラー顔画像を撮影するカメラ２２Ａと、コンピュータ１１１に接続され、ハーフミラー１４Ｂを介して被験者１Ｂの視線を捉えたカラー顔画像を撮影するカメラ２２Ｂと、を備える。ハーフミラー１４Ａおよびハーフミラー１４Ｂとして、可視光領域で３０％〜７０％の反射／透過特性を有するハーフミラーを使用する。また、ハーフミラー１４Ａおよびハーフミラー１４Ｂの背後を遮光することにより、マジックミラー同様に被験者１Ａおよび被験者１Ｂにカメラ２２Ａおよびカメラ２２Ｂの存在を気づかせることなく、カラー顔画像を撮影することができる。

図３に示すように、ミラーシステム４０は、プロジェクター１１２からの視覚刺激画像を順次反射するミラー４１、ミラー４２と、ミラー４２からの視覚刺激画像の一部を順次反射するミラー４３Ａ、ミラー４４Ａと、ミラー４２からの視覚刺激画像の一部を順次反射するミラー４３Ｂ、ミラー４４Ｂと、を備える。

図３および図４に示すように、コンピュータ１１１からプロジェクター１１２に送られた視覚刺激画像はミラー４１、ミラー４２を経て、ミラー４３Ａ、ミラー４３Ｂで左右に２分割される。ミラー４４Ａで反射された視覚刺激画像はスクリーン１３Ａに投影され、ハーフミラー１４Ａにより折り返される光路５１Ａを介して被験者へ提示される。また、ミラー４４Ｂで反射された視覚刺激画像はスクリーン１３Ｂに投影され、ハーフミラー１４Ｂにより折り返される光路５１Ｂを介して被験者へ提示される。

コンピュータ１１１からプロジェクター１１２に送られる画像は、ミラーシステム４０により２分割された後の画像が、それぞれの被験者１Ａおよび被験者１Ｂに対する適切な視覚刺激画像となるようにコンピュータ１１１により作成される。

一方、ハーフミラー１４Ａを通過する光路５２Ａ（図４）を介してカメラ２２Ａで撮影されたカラー顔画像信号、およびハーフミラー１４Ｂを通過する光路（不図示）を介してカメラ２２Ｂで撮影されたカラー顔画像信号は、それぞれコンピュータ１１１へ取り込まれる。

なお、図４では、被験者１Ａ、スクリーン１３Ａ、ハーフミラー１４Ａおよびカメラ２２Ａの位置関係を示しているが、被験者１Ｂ、スクリーン１３Ｂ、ハーフミラー１４Ｂおよびカメラ２２Ｂの位置関係も同様とされる。

この視覚刺激画像提示装置では、スクリーン１３Ａまたはスクリーン１３Ｂに投影される視覚刺激画像を、視線を捉えた顔画像（カラー顔画像）とすることにより、被験者１Ａまたは被験者１Ｂと視覚刺激画像の視線が互いに対向する状態（見つめ合う状態）を作り出すことができる。この場合、被験者１Ａまたは被験者１Ｂの視線が視覚刺激画像の視線に合わされたときに、被験者１Ａまたは被験者１Ｂの視線をカメラ２２Ａまたはカメラ２２Ｂが捉えるような位置関係に各構成要素を位置決めすればよい。

そして、この視覚刺激画像提示装置では、コンピュータ１１１へ取り込まれたカラー顔画像を他方の被験者に対する視覚刺激画像として使用することができる。例えば、被験者１Ａの眼前のスクリーン１３Ａに被験者１Ｂのカラー顔画像を投影し、被験者１Ｂの眼前のスクリーン１３Ｂに被験者１Ａのカラー顔画像を投影することができる。

また、この視覚刺激画像提示装置では、１台のプロジェクター１１２とミラーシステム４０を使用して視覚刺激画像を分割して投影する構成を採っているので、被験者１Ａおよび被験者１Ｂへ完全に同じタイミングで視覚刺激画像を呈示することが可能となる。

なお、上記各実施形態の視覚刺激画像提示装置では、ハーフミラーを通過する側の光路上にカメラを、ハーフミラーにより反射される側の光路上にスクリーンを、それぞれ設けているが、カメラとスクリーンの位置関係を逆転させてもよい。

本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、被験者に視覚刺激画像を呈示する視覚刺激画像呈示装置に対し、広く適用することができる。

１被験者
１Ａ被験者
１Ｂ被験者
１２プロジェクター（呈示手段）
１３スクリーン（呈示手段）
１３Ａスクリーン（呈示手段）
１３Ｂスクリーン（呈示手段）
１４ハーフミラー
１４Ａハーフミラー
１４Ｂハーフミラー
２２カメラ
２２Ａカメラ
２２Ｂカメラ
１１２プロジェクター（呈示手段）

Claims

被験者に視覚刺激画像を呈示する視覚刺激画像呈示装置において、
被験者に視覚刺激画像を呈示する呈示手段と、
前記呈示手段により呈示された前記視覚刺激画像を見る前記被験者の視線を捉える位置に設けられ、前記被検者の顔画像を撮影するカメラと、
を備えることを特徴とする視覚刺激画像呈示装置。
前記カメラで撮影される前記顔画像は、視覚刺激画像として使用される画像であることを特徴とする請求項１に記載の視覚刺激画像呈示装置。
前記呈示手段は前記視覚刺激画像が投影されるスクリーンを具備することを特徴とする請求項１または２に記載の視覚刺激画像呈示装置。
前記カメラおよび前記スクリーンのうちの一方は、ハーフミラーを通過する側の光路に、前記カメラおよび前記スクリーンのうちの他方は、前記ハーフミラーにより反射される側の光路に、それぞれ設置されることを特徴とする請求項３に記載の視覚刺激画像呈示装置。
被験者に視覚刺激画像を呈示する視覚刺激画像呈示装置において、
第１の被験者に視覚刺激画像を呈示する第１の呈示手段と、
前記第１の呈示手段により呈示された前記視覚刺激画像を見る前記第１の被験者の視線を捉える位置に設けられ、前記第１の被検者の顔画像を撮影する第１のカメラと、
第２の被験者に視覚刺激画像を呈示する第２の呈示手段と、
前記第２の呈示手段により呈示された前記視覚刺激画像を見る前記第２の被験者の視線を捉える位置に設けられ、前記第２の被検者の顔画像を撮影する第２のカメラと、
を備え、
前記第１のカメラにより撮影された前記第１の被検者の顔画像に基づく画像が、前記視覚刺激画像として前記第２の呈示手段により第２の被験者に呈示されることを特徴とする視覚刺激画像呈示装置。
前記第２のカメラにより撮影された前記第２の被検者の顔画像に基づく画像が、前記視覚刺激画像として前記第１の呈示手段により第１の被験者に呈示されることを特徴とする請求項５に記載の視覚刺激画像呈示装置。
前記第１の呈示手段により呈示される前記視覚刺激画像、および前記第２の呈示手段により呈示される前記視覚刺激画像は、１つの画像を分割して得られた画像であることを特徴とする請求項５または６に記載の視覚刺激画像呈示装置。