JPH0356047B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、立体デイスプレイの注視時において
測定することが重要な輻輳を調節と共に計測可能
とし、人間の視覚反応特性の測定に有効に利用で
きるようにした簡易型の調節・輻輳同時計測装置
に関するものである。

［従来の技術］ 本発明者らは、特開昭62−8730号（特願昭60−
146227号）によつて、一眼についての調節・眼球
運動・瞳孔反応を同時計測可能とした三次元オプ
トメータ（TDO）を提案し、さらに、特願昭62
−138352号によつて両眼の調節・眼球運動・瞳孔
反応を同時計測する手段を提案している。

しかるに、近年、種々の二眼式立体デイスプレ
イが実用化される段階になつてきて、使用者の調
節・輻輳等を同時計測して、各種のデイスプレイ
の評価に使用したいという要求が強くなつてい
る。

即ち、２眼式立体映像システムにより画面から
大巾に飛び出した画面を見た時、人間は輻輳のみ
起して調節を行わないのか、輻輳と調節を協調し
て行つているのか、それらが不安定に振動してい
るのか、様々な可能性がある。このような問題
は、眼の疲労を引き起しやすいと言われている２
眼式立体映像において、できるだけ視覚疲労を誘
発しない方式の考案、眼にやさしい撮影技術の開
発などにとつて、極めて重要な基礎知識である。

しかしながら、現在は、上述したように、
TDOによる１眼の調節・眼球運動等の同時計測
のみが行える状況であり、輻輳をも同時に計測す
る必要性が極めて高くなつてきているが、装置の
大型化等の問題もあつて、それが実現していな
い。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の技術的課題は、上記要望に対応し、既
提案のTDOを有効に利用して、立体デイスプレ
イの注視時に測定することが必要な輻輳を調節と
共に安価且つ容易に同時計測可能とし、人間の視
覚反応特性の測定に有効に利用できるようにした
簡易型の調節・輻輳同時計測装置を得ることにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明の簡易調節・
輻輳同時計測装置は、一眼の調節・眼球運動を同
時計測可能にしたTDOと、残りの一眼の眼球運
動を計測する眼球運動計測器と、それらによつて
計測した眼球運動データを取り込むことによつて
輻輳・開散の動きを計算する輻輳・開散計算部
と、それらの計測結果を記録表示する記録表示部
とを備えたことを特徴とするものである。

［作用］ 一眼については、TDOによつて調節と眼球運
動等が計測され、残りの一眼については、眼球運
動計測器により眼球運動が計測される。輻輳・開
散計算部においては、それらによつて計測した両
眼の眼球運動データが取り込まれ、それらのデー
タに基づいて輻輳・開散の動きが計算される。

上記眼球運動計測器は、比較的小型化され、簡
易なメガネ様のものに取りつけて測定することが
できるため、それを装着してもTDOでの測定に
支障がなく、従つて、TDOと眼球運動計測器と
を組み合せてシステム化することにより、調節等
と同時に容易に輻輳をも測定可能になる。

［実施例］ 第１図は、本発明に係る調節・輻輳同時測定装
置の構成を例示するものである。

この調節・輻輳同時測定装置は、一眼（左眼）
の調節・眼球運動・瞳孔反応を同時計測可能にし
たTDOと、残りの一眼（右眼）の眼球運動を計
測する眼球運動計測器と、それらによつて計測し
た眼球運動データを取り込むことによつて輻輳・
開散の動きを計算する輻輳・開散計算部（計算
機）と、それらの計測結果を記録表示する記録表
示部とによつて構成される。

上記TDOとしては、本発明者らが先に特開昭
62−8730号として提案しているような装置を用い
ることができる。

第２図は、その装置の概要を示すもので、眼球
１に対してビーム状赤外光パルスを照射すると共
に、眼底からの反射光を受光して位置のずれから
眼球の屈折力を測定する光源兼受光測定装置２、
眼球１の向きの変化を検出する方向測定装置３、
視標となる情報入出力装置等の立体デイスプレイ
４、２軸揺動ミラー５、眼球１の実像を２軸揺動
ミラー５の反射面上に結像させる相対向する一対
の凹面鏡７，８及び上記実像を眼球の位置と光学
的に等価な光源と対向する位置に第２の実像とし
て結像させるレンズ系９とを備えたリレー光学系
６、上記２軸揺動ミラー５を上記方向測定装置３
の出力に基づいて傾動させることにより、眼球１
の向きの変化に拘らず上記第２の実像を静止した
ものとするミラー揺動駆動機構（図示せず）等を
備えている。

なお、眼球１の前方に配設されたミラー１１
は、可視光を通過させるが赤外光を反射させるも
のであり、また１２はハーフミラーである。

この眼球屈折力測定装置は、眼球１の向きの変
化を方向測定装置３で検出し、その出力に応じて
２軸揺動ミラー５を傾動させ、眼球１の向きに拘
らず常に赤外光を眼球１の正面から投射可能と
し、それにより眼球の屈折力の測定を行うように
したものである。

さらに具体的に説明すると、上記TDOのリレ
ー光学系において、光源の前方に置かれたレンズ
系９、２軸揺動ミラー５及び相対向状態の２枚の
凹面鏡７，８は、光ビームが図中に矢印で示す光
路を通つて点Ｃの眼球に投射するように配置して
いる。

即ち、レンズ系９を経て凹面鏡７の曲率中心
R₁から水平面内において僅かにずれた点Ａを通
る光ビームは、凹面鏡７の中心Ｄで反射した後、
水平面上において上記点Ａと曲率中心R₁を挟ん
で対称な点Ｂに集光する。この点Ｂは、他方の凹
面鏡８の曲率中心R₂からわずかに鉛直方向上方
の位置に相当し、このＢ点を通る光ビームを直進
して凹面鏡８の中心Ｅに向かうように凹面鏡８を
配置すると、その中心Ｅで反射した光ビームは、
凹面鏡８の曲率中心R₂を挟んで鉛直面内におい
て、上記点Ｂと対称な点Ｃに向かうようになる。
このように構成すると、凹面鏡の光軸のずれに伴
う収差が打消され、全体として収差が低減され
る。

従つて、点Ａに点光源を置いたとすれば、その
実像が凹面鏡７によつて点Ｂの位置にでき、さら
に凹面鏡８によつて点Ｃの位置に実像として結像
する。

而して、２軸揺動ミラー５を２軸あるいはいず
れかの軸のまわりに所定量傾ければ、リレー光学
系によつて作られる眼球の実像を眼球１の向きの
変化に拘らず静止させた状態にすることができ、
赤外光によつて眼球１を常に正面から照射するこ
とができる。

上記２軸揺動ミラー５の傾動量を測定する方向
測定装置３は、ミラー１１とデイスプレイ４との
間のハーフミラー１２によつて反射される光の向
きに、テレビカメラ等による受光部を配設したも
のであり、従つて、眼球１の像はミラー１１及び
ハーフミラー１２を通つて上記測定装置３に至
り、そこで眼球１の向きが検出され、その出力に
応じた駆動信号が揺動ミラーの揺動駆動機構に伝
えられ、これにより揺動ミラー５が傾動される。

また、デイスプレイ４の画像は、ハーフミラー
１２及びミラー１１を通つて眼球１に入射され、
従つて被験者はそのデイスプレイ４の画像を見な
がら自然な状態で測定できる。

一方、上述したところから明らかなように、眼
球１の実像がミラー１１及び一対の凹面鏡７，８
によつて揺動ミラー５の反射面上の点Ａに作られ
る。この実像は、揺動ミラー５での反射によりレ
ンズ系９に入射して、点Ｆに第２の実像を作る。
而して、上記揺動ミラー５を眼球１の向きの変化
に対応させて傾動し、眼球の実像がレンズ系９に
入射する向きを変えれば、点Ｆに作られる第２の
実像を光源兼受光測定装置２に対向する静止した
ものとすることができる。

即ち、眼球１の向きは常時方向測定装置３によ
つて検出され、その検出値に応じた駆動信号が揺
動ミラーの駆動機構に伝えられる。これにより、
ミラー５は眼球１の動きに追随して所定の方向に
移動し、光源兼受光測定装置２からのビーム状赤
外光パルスは常に眼球１を正面から照射する。

このように赤外光を正面から照射された眼球１
からの反射光は光源兼受光測定装置２に入射し、
その位置のずれから眼球１の屈折力が測定され
る。

また、第１図の眼球運動計測器としては、近年
の赤外LEDや受光素子の性能の向上に伴い、そ
れらを組み合せて簡便かつ正確に眼球運動を測定
する装置が数多く開発されているので、それらを
適宜利用することができる。

例えば、赤外LEDによる赤外光を眼球に向け
て投射すると、角膜によつて反射されて光点が見
えるが（第１プルオニエ像）、眼の動きによつて
第１プルオニエ像が移動するので、その移動量を
フオトセルによつて計測し、眼球運動量を計測す
ることができる。

このような装置としては、竹井機器社のトーク
アイシステムなどがある。同システムの検出部
は、競技用に用いられるゴーグルに１眼用の眼球
運動測定素子が装着されたもので、それによつて
例えば右眼の眼球運動を測定しても、TDOでの
左眼の計測に支障を来すことはない。

而して、TDOと上記トークアイ等の眼球運動
計測器からの眼球運動データを輻輳・開散計算部
に取り込むことによつて、両眼の輻輳・開散の動
きを計算することができる。

第３図は、上記TDOと眼球運動計測器を併用
した測定状態の概要を示すもので、２１はTDO
のリレー光学系、２２はTDOの顎台、２３はゴ
ーグル、２４は眼球運動測定素子を示している。
また、ゴーグルはTDOの測定光を反射して測定
不能とするために、左眼の部分にTDOの測定光
を通過させる孔２５を設けている。

上記眼球運動計測器におけるフオトセルの代り
に、リニアCCDやMOS型TVカメラによつて計
測するものも知られており、そのためそれらを適
宜選択使用でき、さらに眼球運動に伴う眼の電位
の変化によつて計測する（EOG）こともできる。

これらの眼球運動計測器は、比較的小型化され
て、簡単なメガネ様のものに取りつけて測定する
ことができるため、それを装着してもTDOでの
測定に支障がなく、従つて、この眼球運動計測器
を前述のTDOと組み合せてシステム化すること
により、容易に輻輳をも測定可能になる。

輻輳・開散計算部における輻輳・開散の動きの
計算は、TDO及び眼球運動計測器からの眼球運
動データに基づき、 輻輳角＝左眼の角度−右眼の角度 によつて行うものである。この測定により、両眼
をどれだけ内寄せしているかがわかる。例えば、
無限遠を見ている時は、両眼とも０度なので、輻
輳角は０度となるが、内よせすると数十度とな
る。

記録表示部は、上述した調節、輻輳等の計測結
果を適宜手段により記録表示するものである。

［発明の効果］ 以上に詳述した本発明の計測装置によれば、既
提案のTDOと簡単な眼球運動測定装置を組み合
せることによつて、立体デイスプレイの注視時に
おいて測定することが重要な輻輳を調節と共に計
測することができ、人間の視覚反応特性の測定に
有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る調節・輻輳同時計測装置
のブロツク構成図、第２図はTDOの構成図、第
３図はTDOと眼球運動計測器を用いた測定状態
の概要を示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一眼の調節・眼球運動を同時計測可能にした
   三次元オプトメータと、残りの一眼の眼球運動を
   計測する眼球運動計測器と、それらによつて計測
   した眼球運動データを取り込むことによつて輻
   輳・開散の動きを計算する輻輳・開散計算部と、
   それらの計測結果を記録表示する記録表示部とを
   備えたことを特徴とする調節・輻輳同時計測装
   置。