JP7027958B2 - 評価装置、評価方法、及び評価プログラム - Google Patents

Description

本発明は、評価装置、評価方法、及び評価プログラムに関する。

網膜における周辺視野の欠損の有無を評価する評価方法として、例えば、被験者にある一点を注視させ、その周辺に提示した指標を認知可能であるか否かを調べる方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－１６１１２２号公報

特許文献１に記載の方法では、被験者が指示された指標を注視しているときのみ指標を提示する構成ではない。従って、被験者が周辺視野で指標を認識できているか否かを判断することが困難であり、周辺視野の欠損の有無を精度よく評価することが困難である。そのため、より精度の高い評価を行うことが可能な技術が求められている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、より精度の高い評価を行うことが可能な評価装置、評価方法、及び評価プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る評価装置は、画像を表示する表示画面と、前記表示画面を観察する被験者の注視点の位置を検出する注視点検出部と、前記注視点の位置の検出結果に基づいて、前記表示画面において前記注視点に対して相対的に所定の位置関係となるオフセット位置に指標を表示させる表示制御部と、前記被験者が前記指標を認識したか否かを判断する演算部と、前記演算部の判断結果に基づいて、前記被験者の視機能を評価する評価部とを備える。

本発明に係る評価方法は、画像を表示する表示画面を観察する被験者の注視点の位置を検出することと、前記注視点の位置の検出結果に基づいて、前記表示画面において前記注視点に対して相対的に所定の位置関係となるオフセット位置に指標を表示させることと、前記被験者が前記指標を認識したか否かを判断することと、前記演算部の判断結果に基づいて、前記被験者の視機能を評価することとを含む。

本発明に係る評価プログラムは、画像を表示する表示画面を観察する被験者の注視点の位置を検出する処理と、前記注視点の位置の検出結果に基づいて、前記表示画面において前記注視点に対して相対的に所定の位置関係となるオフセット位置に指標を表示させる処理と、前記被験者が前記指標を認識したか否かを判断する処理と、前記演算部の判断結果に基づいて、前記被験者の視機能を評価する処理とをコンピュータに実行させる。

本発明によれば、より精度の高い評価を行うことが可能な評価装置、評価方法、及び評価プログラムを提供することができる。

図１は、本実施形態に係る視線検出装置の一例を模式的に示す斜視図である。 図２は、本実施形態に係る視線検出装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図３は、本実施形態に係る視線検出装置の一例を示す機能ブロック図である。 図４は、本実施形態に係る角膜曲率中心の位置データの算出方法を説明するための模式図である。 図５は、本実施形態に係る角膜曲率中心の位置データの算出方法を説明するための模式図である。 図６は、本実施形態に係るキャリブレーション処理の一例を説明するための模式図である。 図７は、本実施形態に係る注視点検出処理の一例を説明するための模式図である。 図８は、被験者が表示画面を注視している場合の一例を示す図である。 図９は、表示画面に表示させる指標の一例を示す図である。 図１０は、表示画面に表示させる指標の他の例を示す図である。 図１１は、本実施形態に係る評価方法の原理を模式的に示す図である。 図１２は、表示画面に指標の位置を変えて表示させる場合の例を示す図である。 図１３は、表示画面に指標の位置を変えて表示させる場合の例を示す図である。 図１４は、表示画面に指標の位置を変えて表示させる場合の例を示す図である。 図１５は、表示画面に指標を表示させる場合の他の例を示す図である。 図１６は、被験者が指標を認識できたか否かを判断する処理の一例を示すフローチャートである。 図１７は、本実施形態に係る評価方法の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る評価装置、評価方法、及び評価プログラムの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

以下の説明においては、三次元グローバル座標系を設定して各部の位置関係について説明する。所定面の第１軸と平行な方向をＸ軸方向とし、第１軸と直交する所定面の第２軸と平行な方向をＹ軸方向とし、第１軸及び第２軸のそれぞれと直交する第３軸と平行な方向をＺ軸方向とする。所定面はＸＹ平面を含む。

（視線検出装置）
図１は、第１実施形態に係る視線検出装置１００の一例を模式的に示す斜視図である。視線検出装置１００は、被験者の視機能として、緑内障等による周辺視野の欠損の有無を評価する評価装置として用いられる。図１に示すように、視線検出装置１００は、表示装置１０１と、ステレオカメラ装置１０２と、照明装置１０３と、被験者入力部７０とを備える。

表示装置１０１は、液晶ディスプレイ（liquid crystal display：ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイ（organic electroluminescence display：ＯＬＥＤ）のようなフラットパネルディスプレイを含む。本実施形態において、表示装置１０１は、表示画面１０１Ｓを有する。表示画面１０１Ｓは、画像を表示する。本実施形態において、表示画面１０１Ｓは、例えば被験者の視機能を評価するための指標を表示する。表示画面１０１Ｓは、ＸＹ平面と実質的に平行である。Ｘ軸方向は表示画面１０１Ｓの左右方向であり、Ｙ軸方向は表示画面１０１Ｓの上下方向であり、Ｚ軸方向は表示画面１０１Ｓと直交する奥行方向である。

ステレオカメラ装置１０２は、第１カメラ１０２Ａ及び第２カメラ１０２Ｂを有する。ステレオカメラ装置１０２は、表示装置１０１の表示画面１０１Ｓよりも下方に配置される。第１カメラ１０２Ａと第２カメラ１０２ＢとはＸ軸方向に配置される。第１カメラ１０２Ａは、第２カメラ１０２Ｂよりも－Ｘ方向に配置される。第１カメラ１０２Ａ及び第２カメラ１０２Ｂはそれぞれ、赤外線カメラを含み、例えば波長８５０［ｎｍ］の近赤外光を透過可能な光学系と、その近赤外光を受光可能な撮像素子とを有する。

照明装置１０３は、第１光源１０３Ａ及び第２光源１０３Ｂを有する。照明装置１０３は、表示装置１０１の表示画面１０１Ｓよりも下方に配置される。第１光源１０３Ａと第２光源１０３ＢとはＸ軸方向に配置される。第１光源１０３Ａは、第１カメラ１０２Ａよりも－Ｘ方向に配置される。第２光源１０３Ｂは、第２カメラ１０２Ｂよりも＋Ｘ方向に配置される。第１光源１０３Ａ及び第２光源１０３Ｂはそれぞれ、ＬＥＤ（light emitting diode）光源を含み、例えば波長８５０［ｎｍ］の近赤外光を射出可能である。なお、第１光源１０３Ａ及び第２光源１０３Ｂは、第１カメラ１０２Ａと第２カメラ１０２Ｂとの間に配置されてもよい。

照明装置１０３は、検出光である近赤外光を射出して、被験者の眼球１１１を照明する。ステレオカメラ装置１０２は、第１光源１０３Ａから射出された検出光が眼球１１１に照射されたときに第２カメラ１０２Ｂで眼球１１１を撮影し、第２光源１０３Ｂから射出された検出光が眼球１１１に照射されたときに第１カメラ１０２Ａで眼球１１１を撮影する。

第１カメラ１０２Ａ及び第２カメラ１０２Ｂの少なくとも一方からフレーム同期信号が出力される。第１光源１０３Ａ及び第２光源１０３Ｂは、フレーム同期信号に基づいて検出光を射出する。第１カメラ１０２Ａは、第２光源１０３Ｂから射出された検出光が眼球１１１に照射されたときに、眼球１１１の画像データを取得する。第２カメラ１０２Ｂは、第１光源１０３Ａから射出された検出光が眼球１１１に照射されたときに、眼球１１１の画像データを取得する。

眼球１１１に検出光が照射されると、その検出光の一部は瞳孔１１２で反射し、その瞳孔１１２からの光がステレオカメラ装置１０２に入射する。また、眼球１１１に検出光が照射されると、角膜の虚像である角膜反射像１１３が眼球１１１に形成され、その角膜反射像１１３からの光がステレオカメラ装置１０２に入射する。

第１カメラ１０２Ａ及び第２カメラ１０２Ｂと第１光源１０３Ａ及び第２光源１０３Ｂとの相対位置が適切に設定されることにより、瞳孔１１２からステレオカメラ装置１０２に入射する光の強度は低くなり、角膜反射像１１３からステレオカメラ装置１０２に入射する光の強度は高くなる。すなわち、ステレオカメラ装置１０２で取得される瞳孔１１２の画像は低輝度となり、角膜反射像１１３の画像は高輝度となる。ステレオカメラ装置１０２は、取得される画像の輝度に基づいて、瞳孔１１２の位置及び角膜反射像１１３の位置を検出することができる。

図２は、本実施形態に係る視線検出装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示すように、視線検出装置１００は、表示装置１０１と、ステレオカメラ装置１０２と、照明装置１０３と、コンピュータシステム２０と、入出力インターフェース装置３０と、駆動回路４０と、出力装置５０と、入力装置６０と、被験者入力部７０とを備える。

コンピュータシステム２０と、駆動回路４０と、出力装置５０と、入力装置６０と、被験者入力部７０とは、入出力インターフェース装置３０を介してデータ通信する。コンピュータシステム２０は、演算処理装置２０Ａ及び記憶装置２０Ｂを含む。演算処理装置２０Ａは、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを含む。記憶装置２０Ｂは、ＲＯＭ（read only memory）及びＲＡＭ（random access memory）のようなメモリ又はストレージを含む。演算処理装置２０Ａは、記憶装置２０Ｂに記憶されているコンピュータプログラム２０Ｃに従って演算処理を実施する。

駆動回路４０は、駆動信号を生成して、表示装置１０１、ステレオカメラ装置１０２、及び照明装置１０３に出力する。また、駆動回路４０は、ステレオカメラ装置１０２で取得された眼球１１１の画像データを、入出力インターフェース装置３０を介してコンピュータシステム２０に供給する。

出力装置５０は、フラットパネルディスプレイのような表示装置を含む。なお、出力装置５０は、印刷装置を含んでもよい。入力装置６０は、操作されることにより入力データを生成する。入力装置６０は、コンピュータシステム用のキーボード又はマウスを含む。なお、入力装置６０が表示装置である出力装置５０の表示画面に設けられたタッチセンサを含んでもよい。被験者入力部７０は、表示画面１０１Ｓに表示される指標を被験者が認識できたか否かを入力する。被験者入力部７０としては、例えばボタン式スイッチ等が用いられる。この構成では、例えば指標を認識できたと被験者が判断する場合、被験者にボタンを押してもらうことで、入力信号がコンピュータシステム２０に送信される。

本実施形態においては、表示装置１０１とコンピュータシステム２０とは別々の装置である。なお、表示装置１０１とコンピュータシステム２０とが一体でもよい。例えば視線検出装置１００がタブレット型パーソナルコンピュータを含む場合、そのタブレット型パーソナルコンピュータに、コンピュータシステム２０、入出力インターフェース装置３０、駆動回路４０、及び表示装置１０１が搭載されてもよい。

図３は、本実施形態に係る視線検出装置１００の一例を示す機能ブロック図である。図３に示すように、入出力インターフェース装置３０は、入出力部３０２を有する。駆動回路４０は、表示装置１０１を駆動するための駆動信号を生成して表示装置１０１に出力する表示装置駆動部４０２と、第１カメラ１０２Ａを駆動するための駆動信号を生成して第１カメラ１０２Ａに出力する第１カメラ入出力部４０４Ａと、第２カメラ１０２Ｂを駆動するための駆動信号を生成して第２カメラ１０２Ｂに出力する第２カメラ入出力部４０４Ｂと、第１光源１０３Ａ及び第２光源１０３Ｂを駆動するための駆動信号を生成して第１光源１０３Ａ及び第２光源１０３Ｂに出力する光源駆動部４０６とを有する。また、第１カメラ入出力部４０４Ａは、第１カメラ１０２Ａで取得された眼球１１１の画像データを、入出力部３０２を介してコンピュータシステム２０に供給する。第２カメラ入出力部４０４Ｂは、第２カメラ１０２Ｂで取得された眼球１１１の画像データを、入出力部３０２を介してコンピュータシステム２０に供給する。

コンピュータシステム２０は、視線検出装置１００を制御する。コンピュータシステム２０は、表示制御部２０２と、光源制御部２０４と、画像データ取得部２０６と、入力データ取得部２０８と、位置検出部２１０と、曲率中心算出部２１２と、注視点検出部２１４と、領域設定部２１６と、判定部２１８と、演算部２２０と、記憶部２２２と、評価部２２４と、出力制御部２２６とを有する。コンピュータシステム２０の機能は、演算処理装置２０Ａ及び記憶装置２０Ｂによって発揮される。

表示制御部２０２は、被験者の視機能を評価するための指標を表示画面１０１Ｓに表示する。表示制御部２０２は、表示画面１０１Ｓにおいて被験者の注視点に対して相対的な位置関係が一定となるオフセット位置に指標を表示させる。この指標は、被験者が網膜の周辺視野において認識できたか否かを判定するための指標である。

光源制御部２０４は、光源駆動部４０６を制御して、第１光源１０３Ａ及び第２光源１０３Ｂの作動状態を制御する。光源制御部２０４は、第１光源１０３Ａと第２光源１０３Ｂとが異なるタイミングで検出光を射出するように第１光源１０３Ａ及び第２光源１０３Ｂを制御する。

画像データ取得部２０６は、第１カメラ１０２Ａ及び第２カメラ１０２Ｂを含むステレオカメラ装置１０２によって取得された被験者の眼球１１１の画像データを、入出力部３０２を介してステレオカメラ装置１０２から取得する。

入力データ取得部２０８は、入力装置６０が操作されることにより生成された入力データを、入出力部３０２を介して入力装置６０から取得する。

位置検出部２１０は、画像データ取得部２０６で取得された眼球１１１の画像データに基づいて、瞳孔中心の位置データを検出する。また、位置検出部２１０は、画像データ取得部２０６で取得された眼球１１１の画像データに基づいて、角膜反射中心の位置データを検出する。瞳孔中心は、瞳孔１１２の中心である。角膜反射中心は、角膜反射像１１３の中心である。位置検出部２１０は、被験者の左右それぞれの眼球１１１について、瞳孔中心の位置データ及び角膜反射中心の位置データを検出する。

曲率中心算出部２１２は、画像データ取得部２０６で取得された眼球１１１の画像データに基づいて、眼球１１１の角膜曲率中心の位置データを算出する。

注視点検出部２１４は、画像データ取得部２０６で取得された眼球１１１の画像データに基づいて、被験者の注視点の位置データを検出する。本実施形態において、注視点の位置データとは、三次元グローバル座標系で規定される被験者の視線ベクトルと表示装置１０１の表示画面１０１Ｓとの交点の位置データをいう。注視点検出部２１４は、眼球１１１の画像データから取得された瞳孔中心の位置データ及び角膜曲率中心の位置データに基づいて、被験者の左右それぞれの眼球１１１の視線ベクトルを検出する。視線ベクトルが検出された後、注視点検出部２１４は、視線ベクトルと表示画面１０１Ｓとの交点を示す注視点の位置データを検出する。

領域設定部２１６は、表示装置１０１の表示画面１０１Ｓの少なくとも一部に特定領域を設定する。

判定部２１８は、特定領域が表示画面１０１Ｓに設定される場合に、注視点の位置の検出結果である位置データに基づいて、注視点が特定領域に存在するか否かを判定し、判定データを出力する。判定部２１８は、例えば一定時間毎に注視点が特定領域に存在するか否かを判定する。一定時間としては、例えば第１カメラ１０２Ａ及び第２カメラ１０２Ｂから出力されるフレーム同期信号の周期（例えば５０［ｍｓｅｃ］毎）とすることができる。

演算部２２０は、計測時間を検出するタイマを有する。演算部２２０は、被験者が指標を認識したか否かを判断する。演算部２２０は、被験者入力部７０からの入力結果に基づいて、被験者が指標を認識したか否かを判断する。本実施形態において、演算部２２０は、被験者入力部７０からの入力結果を検出した場合、被験者が指標を認識したと判断する。また、演算部２２０は、被験者入力部７０からの入力を検出しなかった場合、被験者が指標を認識しなかったと判断する。演算部２２０は、判断結果を出力する。

評価部２２４は、被験者の視機能を評価し、評価データを求める。評価データは、演算部２２０の判断結果に基づいて被験者の視機能を評価するデータである。

記憶部２２２は、表示画面１０１Ｓに表示させる画像の画像データ、判定部２１８により出力された判定データ、評価部２２４から出力された評価データを記憶する。表示画面１０１Ｓに表示させる画像は、静止画及び動画を含む。記憶部２２２は、複数の画像データを記憶する。記憶部２２２は、画像の表示開始及び表示終了のタイミングを示すデータを記憶する。また、記憶部２２２は、表示画面１０１Ｓに表示させる指標のオフセット位置に関するデータを記憶する。指標の位置に関するデータは、例えば網膜の視野に対応させて記憶されてもよい。また、記憶部２２２は、指標を認識できたか否かについての演算部２２０の判断結果を、指標のオフセット位置ごとに対応して記憶する。

記憶部２２２は、画像を表示する表示画面を観察する被験者の注視点の位置を検出する処理と、注視点の位置の検出結果に基づいて、表示画面において注視点に対して相対的な位置関係が一定となるオフセット位置に指標を表示させる処理と、被験者が指標を認識したか否かを判断する処理と、演算部の判断結果に基づいて、被験者の視機能を評価する処理とをコンピュータに実行させる評価プログラムを記憶する。

出力制御部２２６は、表示装置１０１及び出力装置５０の少なくとも一方にデータを出力する。

次に、本実施形態に係る曲率中心算出部２１２の処理の概要について説明する。曲率中心算出部２１２は、眼球１１１の画像データに基づいて、眼球１１１の角膜曲率中心の位置データを算出する。図４及び図５は、本実施形態に係る角膜曲率中心１１０の位置データの算出方法を説明するための模式図である。図４は、１つの光源１０３Ｃで眼球１１１が照明される例を示す。図５は、第１光源１０３Ａ及び第２光源１０３Ｂで眼球１１１が照明される例を示す。

まず、図４に示す例について説明する。光源１０３Ｃは、第１カメラ１０２Ａと第２カメラ１０２Ｂとの間に配置される。瞳孔中心１１２Ｃは、瞳孔１１２の中心である。角膜反射中心１１３Ｃは、角膜反射像１１３の中心である。図４において、瞳孔中心１１２Ｃは、眼球１１１が１つの光源１０３Ｃで照明されたときの瞳孔中心を示す。角膜反射中心１１３Ｃは、眼球１１１が１つの光源１０３Ｃで照明されたときの角膜反射中心を示す。角膜反射中心１１３Ｃは、光源１０３Ｃと角膜曲率中心１１０とを結ぶ直線上に存在する。角膜反射中心１１３Ｃは、角膜表面と角膜曲率中心１１０との中間点に位置付けられる。角膜曲率半径１０９は、角膜表面と角膜曲率中心１１０との距離である。角膜反射中心１１３Ｃの位置データは、ステレオカメラ装置１０２によって検出される。角膜曲率中心１１０は、光源１０３Ｃと角膜反射中心１１３Ｃとを結ぶ直線上に存在する。曲率中心算出部２１２は、その直線上において角膜反射中心１１３Ｃからの距離が所定値となる位置データを、角膜曲率中心１１０の位置データとして算出する。所定値は、一般的な角膜の曲率半径値などから事前に定められた値であり、記憶部２２２に記憶されている。

次に、図５に示す例について説明する。本実施形態においては、第１カメラ１０２Ａ及び第２光源１０３Ｂと、第２カメラ１０２Ｂ及び第１光源１０３Ａとは、第１カメラ１０２Ａと第２カメラ１０２Ｂとの中間位置を通る直線に対して左右対称の位置に配置される。第１カメラ１０２Ａと第２カメラ１０２Ｂとの中間位置に仮想光源１０３Ｖが存在するとみなすことができる。角膜反射中心１２１は、第２カメラ１０２Ｂで眼球１１１を撮影した画像における角膜反射中心を示す。角膜反射中心１２２は、第１カメラ１０２Ａで眼球１１１を撮影した画像における角膜反射中心を示す。角膜反射中心１２４は、仮想光源１０３Ｖに対応する角膜反射中心を示す。角膜反射中心１２４の位置データは、ステレオカメラ装置１０２で取得された角膜反射中心１２１の位置データ及び角膜反射中心１２２の位置データに基づいて算出される。ステレオカメラ装置１０２は、ステレオカメラ装置１０２に規定される三次元ローカル座標系において角膜反射中心１２１の位置データ及び角膜反射中心１２２の位置データを検出する。ステレオカメラ装置１０２について、事前にステレオ較正法によるカメラ較正が実施され、ステレオカメラ装置１０２の三次元ローカル座標系を三次元グローバル座標系に変換する変換パラメータが算出される。その変換パラメータは、記憶部２２２に記憶されている。曲率中心算出部２１２は、ステレオカメラ装置１０２で取得された角膜反射中心１２１の位置データ及び角膜反射中心１２２の位置データを、変換パラメータを使って、三次元グローバル座標系における位置データに変換する。曲率中心算出部２１２は、三次元グローバル座標系で規定される角膜反射中心１２１の位置データ及び角膜反射中心１２２の位置データに基づいて、三次元グローバル座標系における角膜反射中心１２４の位置データを算出する。角膜曲率中心１１０は、仮想光源１０３Ｖと角膜反射中心１２４とを結ぶ直線１２３上に存在する。曲率中心算出部２１２は、直線１２３上において角膜反射中心１２４からの距離が所定値となる位置データを、角膜曲率中心１１０の位置データとして算出する。所定値は、一般的な角膜の曲率半径値などから事前に定められた値であり、記憶部２２２に記憶されている。

このように、光源が２つある場合でも、光源が１つである場合の方法と同様の方法で、角膜曲率中心１１０が算出される。

角膜曲率半径１０９は、角膜表面と角膜曲率中心１１０との距離である。したがって、角膜表面の位置データ及び角膜曲率中心１１０の位置データが算出されることにより、角膜曲率半径１０９が算出される。

次に、本実施形態に係る視線検出方法の一例について説明する。図６は、本実施形態に係るキャリブレーション処理の一例を説明するための模式図である。キャリブレーション処理では、被験者に注視させるため、目標位置１３０が設定される。目標位置１３０は、三次元グローバル座標系において規定される。本実施形態において、目標位置１３０は、例えば表示装置１０１の表示画面１０１Ｓの中央位置に設定される。なお、目標位置１３０は、表示画面１０１Ｓの端部位置に設定されてもよい。出力制御部２２６は、設定された目標位置１３０に目標画像を表示させる。直線１３１は、仮想光源１０３Ｖと角膜反射中心１１３Ｃとを結ぶ直線である。直線１３２は、目標位置１３０と瞳孔中心１１２Ｃとを結ぶ直線である。角膜曲率中心１１０は、直線１３１と直線１３２との交点である。曲率中心算出部２１２は、仮想光源１０３Ｖの位置データと、目標位置１３０の位置データと、瞳孔中心１１２Ｃの位置データと、角膜反射中心１１３Ｃの位置データとに基づいて、角膜曲率中心１１０の位置データを算出することができる。

次に、注視点検出処理について説明する。注視点検出処理は、キャリブレーション処理の後に実施される。注視点検出部２１４は、眼１１１の画像データに基づいて、被験者の視線ベクトル及び注視点の位置データを算出する。図７は、本実施形態に係る注視点検出処理の一例を説明するための模式図である。図７において、注視点１６５は、一般的な曲率半径値を用いて算出された角膜曲率中心から求めた注視点を示す。注視点１６６は、キャリブレーション処理で求められた距離１２６を用いて算出された角膜曲率中心から求めた注視点を示す。瞳孔中心１１２Ｃは、キャリブレーション処理において算出された瞳孔中心を示し、角膜反射中心１１３Ｃは、キャリブレーション処理において算出された角膜反射中心を示す。直線１７３は、仮想光源１０３Ｖと角膜反射中心１１３Ｃとを結ぶ直線である。角膜曲率中心１１０は、一般的な曲率半径値から算出した角膜曲率中心の位置である。距離１２６は、キャリブレーション処理により算出した瞳孔中心１１２Ｃと角膜曲率中心１１０との距離である。角膜曲率中心１１０Ｈは、距離１２６を用いて角膜曲率中心１１０を補正した補正後の角膜曲率中心の位置を示す。角膜曲率中心１１０Ｈは、角膜曲率中心１１０が直線１７３上に存在すること、及び瞳孔中心１１２Ｃと角膜曲率中心１１０との距離が距離１２６であることから求められる。これにより、一般的な曲率半径値を用いる場合に算出される視線１７７は、視線１７８に補正される。また、表示装置１０１の表示画面１０１Ｓ上の注視点は、注視点１６５から注視点１６６に補正される。

［評価方法］
次に、本実施形態に係る評価方法について説明する。本実施形態に係る評価方法では、上記の視線検出装置１００を用いることにより、被験者の視機能として、緑内障等による周辺視野の欠損の有無を評価する。

図８は、被験者が表示画面１０１Ｓを注視している場合の一例を示す図である。図８では、表示画面１０１Ｓにおいて、例えば計測後に結果表示される注視点Ｐの一例を示しているが、当該注視点Ｐは、実際には表示画面１０１Ｓには表示されない。以降の各図において示される注視点Ｐについても同様である。注視点Ｐの位置データの検出は、例えば第１カメラ１０２Ａ及び第２カメラ１０２Ｂから出力されるフレーム同期信号の周期で（例えば５０［ｍｓｅｃ］毎に）実施される。第１カメラ１０２Ａ及び第２カメラ１０２Ｂは、同期して撮像する。領域設定部２１６は、例えば表示画面１０１Ｓの全体に亘って特定領域を設定する。判定部２１８は、被験者の注視点Ｐが特定領域（表示画面１０１Ｓ）に存在するか否かを判定する。

図９は、表示画面１０１Ｓに表示させる指標の一例を示す図である。注視点Ｐの位置データが取得され、注視点Ｐが表示画面１０１Ｓに存在する場合、表示制御部２０２は、図９に示すように、注視点Ｐに対して相対的な位置関係が一定となるオフセット位置に指標Ｍを表示させる。本実施形態において、オフセット位置は、例えば注視点ＰのＸ座標及びＹ座標に対して、一定値（例えば、Ｘ座標についてはＸ１、Ｙ座標についてはＹ１）を加えた座標位置である。このようにオフセット位置を設定することにより、注視点Ｐと指標Ｍとの相対的な位置関係が一定となる。なお、注視点Ｐの位置によっては、オフセット位置が表示画面１０１Ｓの外側に配置される場合がある。このような場合、表示制御部２０２は、指標Ｍを非表示とする。

図１０は、表示画面１０１Ｓに表示させる指標の他の例を示す図である。本実施形態では、上述したように注視点Ｐと指標Ｍとの相対的な位置関係が一定となる。そのため、指標Ｍが表示された状態で被験者が注視点Ｐを移動させた場合、表示制御部２０２は、注視点Ｐの位置データが検出される時点毎にオフセット位置を算出し、当該オフセット位置に指標Ｍを表示させる。この場合、図１０に示すように、指標Ｍは、注視点Ｐに対して相対的な位置関係を維持したまま、注視点Ｐに追従して移動するように表示される。

本実施形態では、被験者に表示画面１０１Ｓを注視させ、被験者の注視点Ｐに対して相対的な位置関係が一定のオフセット位置に指標Ｍを表示し、被験者が周辺視野により指標Ｍを認識できたか否かを判断することにより、被験者の視機能として、周辺視野の欠損の有無を評価する。

図１１は、本実施形態に係る評価方法の原理を模式的に示す図である。図１１に示すように、被験者の注視点Ｐが表示画面１０１Ｓに存在する場合、表示画面１０１Ｓのうち注視点Ｐに対応する部分の像が映るのは網膜１１４の視野中心１１５である。このとき、指標Ｍの像が映るのは、網膜１１４の周辺視野１１６である。つまり、被験者は、指標Ｍを周辺視野１１６で見ていることになる。したがって、表示画面１０１Ｓを注視した状態で指標Ｍを認識できない被験者は、網膜１１４の周辺視野１１６に欠損があると評価することができる。本実施形態では、注視点Ｐに対して相対的な位置関係を維持したまま、注視点Ｐに追従して移動するように指標Ｍが表示されるため、被験者は、表示画面１０１Ｓを注視している間は、注視点Ｐの位置に関わらず周辺視野１１６に指標Ｍの像を映すようにすることができる。このため、被験者は注視点Ｐをある一点に保持させる必要が無く、ストレスフリーな検査環境で検査を行うことができる。

例えば、被験者が指標Ｍを認識できた場合には、被験者に被験者入力部７０のボタンを押してもらうようにする。これにより、演算部２２０は、被験者入力部７０からの入力信号を検出した場合、被験者が指標Ｍを認識できたと判断する。また、演算部２２０は、被験者入力部７０からの入力信号を検出しない場合、被験者が指標Ｍを認識できなかったと判断する。

このような検査を、指標Ｍの表示位置を変えて複数回行う。図１２から図１４は、表示画面１０１Ｓに指標Ｍの位置を変えて表示させる場合の例を示す図である。上記の図９では注視点Ｐの右下に指標Ｍを表示させたが、図１２では、指標Ｍを注視点Ｐの右上のオフセット位置に表示させている。この場合、オフセット位置は、例えば注視点ＰのＸ座標及びＹ座標に対して、Ｘ座標については一定値Ｘ２、Ｙ座標については一定値Ｙ２をそれぞれ加えた座標位置である。

また、図１３では、指標Ｍを注視点Ｐの左上に表示させている。この場合、オフセット位置は、例えば注視点ＰのＸ座標及びＹ座標に対して、Ｘ座標については一定値Ｘ３、Ｙ座標については一定値Ｙ３をそれぞれ加えた座標位置である。また、図１４では、指標Ｍを注視点Ｐの左下に表示させている。この場合、オフセット位置は、例えば注視点ＰのＸ座標及びＹ座標に対して、Ｘ座標については一定値Ｘ４、Ｙ座標については一定値Ｙ４をそれぞれ加えた座標位置である。
なお、図１２から図１４に示す指標Ｍの各オフセット位置は一例であり、他のオフセット位置に表示してもよい。また、図１２から図１４に示す場合についても、被験者が注視点Ｐを移動させた場合、指標Ｍは、注視点Ｐに対して相対的な位置関係を維持したまま、注視点Ｐに追従して移動するように表示される。このため、被験者は、注視点Ｐの位置に関わらず周辺視野１１６で指標Ｍを見ることができる。

このように、指標Ｍの表示位置（オフセット位置）を変えて表示させ、被験者に指標Ｍを認識できるか否かを確認してもらうことで、網膜１１４の周辺視野１１６における欠損の有無を効率的に評価することができる。

上記の検査を行う場合、例えば表示画面１０１Ｓに表示された指標Ｍを被験者が視野中心で認識しようとして、注視点Ｐを指標Ｍの方向に移動させる可能性がある。図１５は、表示画面１０１Ｓに指標を表示させる場合の他の例を示す図である。例えば図１５に示すように、注視点Ｐに対するオフセット位置が表示画面１０１Ｓの外側に出てしまうと、指標Ｍを表示できなくなる。

しかしながら、本実施形態では、注視点Ｐと指標Ｍとの相対的な位置関係が一定であるため、被験者は注視点Ｐの位置に関わらず指標Ｍを網膜の周辺視野１１６のほぼ同じ位置で認識することになる。したがって、被験者が図１５に示すように注視点Ｐを指標Ｍの方向に移動させるのは、被験者は指標Ｍを認識できているからであるといえる。そこで、本実施形態において、演算部２２０は、注視点Ｐが指標Ｍ側に移動することでオフセット位置が表示画面１０１Ｓの外側に配置された場合、被験者が指標Ｍを認識したと判断する。

この判断を行う場合、演算部２２０は、まず、注視点Ｐが表示画面１０１Ｓに存在するか否かを判定し、注視点Ｐが表示画面１０１Ｓに存在する場合に指標Ｍの表示が行われたか否かを判定する。その後、注視点Ｐの位置座標と、指標Ｍのオフセット位置とに基づいて、指標Ｍ側の表示画面１０１Ｓの端辺までの距離をＸ方向、Ｙ方向のそれぞれについて算出する。演算部２２０は、算出した距離（例えば、Ｘ方向はＸ０、Ｙ方向はＹ０とする）と、オフセット位置を設定する際に加える加算値（Ｘ方向はＸ５、Ｙ方向はＹ５）とを比較し、加算値が算出距離よりも小さいか否かを判断する。

加算値が算出距離よりも小さい場合、演算部２２０は、オフセット位置が表示画面１０１Ｓに存在すると判断する。加算値が算出距離以上の場合、演算部２２０は、オフセット位置が表示画面１０１Ｓの外側に存在すると判断する。演算部２２０は、「加算値＜算出距離」の状態から、「加算値≧算出距離」の状態に変化した場合に、注視点Ｐが指標Ｍ側に移動することでオフセット位置が表示画面１０１Ｓの外側に配置されたと判断し、被験者が指標Ｍを認識したと判断する。

図１６は、被験者が指標Ｍを認識できたか否かを判断する処理の一例を示すフローチャートである。図１６に示すように、注視点検出部２１４は、被験者の注視点Ｐを検出する（ステップＳ１０１）。被験者の注視点Ｐが検出された後、領域設定部２１６は、表示画面１０１Ｓのほぼ全体に特定領域を設定する。

その後、演算部２２０は、タイマの計測時間をリセットする（ステップＳ１０２）。タイマがリセットされた後、表示制御部２０２は、注視点Ｐに対して相対的な位置関係が一定となるオフセット位置に指標Ｍを表示させる（ステップＳ１０３）。指標Ｍが表示された後、注視点検出部２１４は、被験者の注視点Ｐを取得する（ステップＳ１０４）。そして、表示制御部２０２は、ステップＳ１０４で取得された注視点Ｐの位置（座標）に基づいてオフセット位置を算出し、算出したオフセット位置に指標Ｍを表示させる（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５において、ステップＳ１０４で取得された注視点Ｐの位置が直前に取得された注視点Ｐの位置と異なる場合、オフセット位置が当該直前のオフセット位置とは異なる。そのため、表示制御部２０２は、指標Ｍを新たなオフセット位置に表示させる。この場合、指標Ｍは注視点Ｐの移動に追従して移動するように表示される。

その後、演算部２２０は、被験者入力部７０からの入力信号の確認を開始し（ステップＳ１０６）、タイマの計測時間が所定時間を経過しているか否かを判定する（ステップＳ１０７）。演算部２２０は、所定時間を経過していないと判定した場合（ステップＳ１０７のＮｏ）、ステップＳ１０４に戻って処理を行わせる。

また、演算部２２０は、所定時間を経過していると判定した場合（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、被験者が指標Ｍを認識したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。演算部２２０は、ステップＳ１０８の判断を、例えば被験者入力部７０からの入力信号の有無に基づいて行う。この場合、被験者入力部７０からの入力信号が検出された場合、被験者が指標Ｍを認識したと判断する。また、被験者入力部７０からの入力信号が検出されなかった場合、被験者が指標Ｍを認識しなかったと判断する。また、演算部２２０は、ステップＳ１０８の判断を、例えば注視点Ｐが指標Ｍ側に移動することでオフセット位置が表示画面１０１Ｓの外側に配置されたか否かに基づいて判断してもよい。

演算部２２０は、被験者が指標Ｍを認識したと判断した場合（ステップＳ１０８のＹｅｓ）、検査結果が正常である旨を出力する。一方、演算部２２０は、被験者が指標Ｍを認識しなかったと判断した場合（ステップＳ１０８のＮｏ）、検査結果が異常である旨を出力する。

図１７は、本実施形態に係る評価方法の一例を示すフローチャートである。図１７に示す例では、図９、図１２、図１３及び図１４に示す４つのオフセット位置に指標Ｍを表示させた場合について説明する。以下、図９に示す指標Ｍのオフセット位置を第１位置、図１２に示す指標Ｍのオフセット位置を第２位置、図１３に示す指標Ｍのオフセット位置を第３位置、図１４に示す指標Ｍのオフセット位置を第４位置として説明する。

図１７に示すように、まず、指標Ｍを第１位置に示す場合について、図１６に示す処理を行うことで、被験者が指標Ｍを認識できたか否かの検査を行う（ステップＳ２０１）。その後、評価部２２４は、演算部２２０から出力された検査結果が正常であるか否かの判定を行う（ステップＳ２０２）。

評価部２２４は、演算部２２０からの出力結果が正常である場合（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、次のステップに移る。評価部２２４は、演算部２２０からの出力結果が異常である場合（ステップＳ２０２のＮｏ）、第１位置に視野欠損があると判断して、判断結果を記憶部２２２に記憶し（ステップＳ２０３）、次のステップに移る。

ステップＳ２０２又はステップＳ２０３の後、指標Ｍを第２位置に示す場合について、図１６に示す処理を行うことで、被験者が指標Ｍを認識できたか否かの検査を行う（ステップＳ２０４）。その後、評価部２２４は、演算部２２０から出力された検査結果が正常であるか否かの判定を行う（ステップＳ２０５）。

評価部２２４は、演算部２２０からの出力結果が正常である場合（ステップＳ２０５のＹｅｓ）、次のステップに移る。評価部２２４は、演算部２２０からの出力結果が異常である場合（ステップＳ２０５のＮｏ）、第２位置に視野欠損があると判断して、判断結果を記憶部２２２に記憶し（ステップＳ２０６）、次のステップに移る。

ステップＳ２０５又はステップＳ２０６の後、指標Ｍを第３位置に示す場合について、図１６に示す処理を行うことで、被験者が指標Ｍを認識できたか否かの検査を行う（ステップＳ２０７）。その後、評価部２２４は、演算部２２０から出力された検査結果が正常であるか否かの判定を行う（ステップＳ２０８）。

評価部２２４は、演算部２２０からの出力結果が正常である場合（ステップＳ２０８のＹｅｓ）、次のステップに移る。評価部２２４は、演算部２２０からの出力結果が異常である場合（ステップＳ２０８のＮｏ）、第３位置に視野欠損があると判断して、判断結果を記憶部２２２に記憶し（ステップＳ２０９）、次のステップに移る。

ステップＳ２０８又はステップＳ２０９の後、指標Ｍを第４位置に示す場合について、図１６に示す処理を行うことで、被験者が指標Ｍを認識できたか否かの検査を行う（ステップＳ２１０）。その後、評価部２２４は、演算部２２０から出力された検査結果が正常であるか否かの判定を行う（ステップＳ２１１）。

評価部２２４は、演算部２２０からの出力結果が正常である場合（ステップＳ２１１のＹｅｓ）、次のステップに移る。評価部２２４は、演算部２２０からの出力結果が異常である場合（ステップＳ２１１のＮｏ）、第４位置に視野欠損があると判断して、判断結果を記憶部２２２に記憶し（ステップＳ２１２）、次のステップに移る。

ステップＳ２１１又はステップＳ２１２の後、評価部２２４は、検査結果が全て正常か否かの判定を行う（ステップＳ２１３）。評価部２２４は、検査結果が全て正常であると判定した場合（ステップＳ２１３のＹｅｓ）、視野欠損が無かった旨の評価を行う（ステップＳ２１４）。また、検査結果の少なくとも１つが異常であると判定した場合（ステップＳ２１３のＮｏ）、被験者には視野欠損があった旨の評価を行う（ステップＳ２１５）。ステップＳ２１５において、評価部２２４は、記憶部２２２に記憶された内容に基づいて、どの位置に視野欠損があったかを併せて評価してもよい。

以上のように、本実施形態に係る視線検出装置１００は、画像を表示する表示画面１０１Ｓと、表示画面１０１Ｓを観察する被験者の注視点Ｐの位置を検出する注視点検出部２１４と、注視点Ｐの位置の検出結果に基づいて、表示画面１０１Ｓにおいて注視点Ｐに対して相対的に所定の位置関係となるオフセット位置に指標Ｍを表示させる表示制御部２０２と、被験者が指標Ｍを認識したか否かを判断する演算部２２０と、演算部２２０の判断結果に基づいて、被験者の視機能を評価する評価部２２４とを備える。

本実施形態に係る評価方法は、画像を表示する表示画面１０１Ｓを観察する被験者の注視点Ｐの位置を検出することと、注視点Ｐの位置の検出結果に基づいて、表示画面１０１Ｓにおいて注視点Ｐに対して相対的に所定の位置関係となるオフセット位置に指標Ｍを表示させることと、被験者が指標Ｍを認識したか否かを判断することと、演算部２２０の判断結果に基づいて、被験者の視機能を評価することとを含む。

本実施形態に係る評価プログラムは、画像を表示する表示画面１０１Ｓを観察する被験者の注視点Ｐの位置を検出する処理と、注視点Ｐの位置の検出結果に基づいて、表示画面１０１Ｓにおいて注視点Ｐに対して相対的に所定の位置関係となるオフセット位置に指標Ｍを表示させる処理と、被験者が指標Ｍを認識したか否かを判断する処理と、演算部２２０の判断結果に基づいて、被験者の視機能を評価する処理とをコンピュータに実行させる。

これらの構成によれば、注視点Ｐに対して相対的な位置関係が一定となるオフセット位置に指標Ｍが表示されるため、被験者が表示画面１０１Ｓを注視している間は、注視点Ｐの位置に関わらず周辺視野１１６に指標Ｍの像を映すようすることができる。これにより、被験者が注視点Ｐをある一点に保持させる必要が無いため、精度が高い評価を行うことが可能となる。また、被験者にとってストレスフリーな検査環境で検査を行うことができる。

また、本実施形態に係る視線検出装置１００において、演算部２２０は、注視点Ｐが指標Ｍ側に移動することでオフセット位置が表示画面１０１Ｓの外側に配置された場合、被験者が指標Ｍを認識したと判断する。これにより、被験者が指標Ｍを認識した旨の判断を効率的に行うことができる。

また、本実施形態に係る視線検出装置１００は、被験者の指標Ｍの認識状態が入力される被験者入力部７０を更に備え、演算部２２０は、被験者入力部７０における入力結果に基づいて被験者が指標Ｍを認識したか否かを判断する。これにより、精度が高い評価を容易に行うことが可能となる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、表示画面１０１Ｓが矩形である構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、表示画面１０１Ｓは、被験者との距離が所定の範囲になるように湾曲された形状であってもよい。

Ｍ…指標、Ｐ…注視点、２０…コンピュータシステム、７０…被験者入力部、１００…視線検出装置、１０１…表示装置、１０１Ｓ…表示画面、１１４…網膜、１１５…視野中心、１１６…周辺視野、２０２…表示制御部、２１４…注視点検出部、２１６…領域設定部、２１８…判定部、２２０…演算部、２２２…記憶部、２２４…評価部

Claims (4)

1. 画像を表示する表示画面と、
   前記表示画面を観察する被験者の注視点の位置を検出する注視点検出部と、
   前記注視点の位置の検出結果に基づいて、前記表示画面において前記注視点に対して相対的に所定の位置関係となるオフセット位置に指標を表示させる表示制御部と、
   前記被験者が前記指標を認識したか否かを判断する演算部と、
   前記演算部の判断結果に基づいて、前記被験者の視機能を評価する評価部と
   を備え、
   前記演算部は、前記注視点が前記指標側に移動することで前記オフセット位置が前記表
   示画面の外側に配置された場合、前記被験者が前記指標を認識したと判断する
   評価装置。
2. 前記被験者の前記指標の認識状態が入力される被験者入力部を更に備え、
   前記演算部は、前記被験者入力部における入力結果に基づいて前記被験者が前記指標を
   認識したか否かを判断する
   請求項１に記載の評価装置。
3. 画像を表示する表示画面を観察する被験者の注視点の位置を検出することと、
   前記注視点の位置の検出結果に基づいて、前記表示画面において前記注視点に対して相
   対的に所定の位置関係となるオフセット位置に指標を表示させることと、
   前記注視点が前記指標側に移動することで前記オフセット位置が前記表示画面の外側に配置された場合、前記被験者が前記指標を認識したと判断することと、
   判断結果に基づいて、前記被験者の視機能を評価することと
   を含む評価方法。
4. 画像を表示する表示画面を観察する被験者の注視点の位置を検出する処理と、
   前記注視点の位置の検出結果に基づいて、前記表示画面において前記注視点に対して相
   対的に所定の位置関係となるオフセット位置に指標を表示させる処理と、
   前記注視点が前記指標側に移動することで前記オフセット位置が前記表示画面の外側に配置された場合、前記被験者が前記指標を認識したと判断する処理と、
   判断結果に基づいて、前記被験者の視機能を評価する処理と
   をコンピュータに実行させる評価プログラム。

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