JPH0938164A

JPH0938164A - 眼球運動訓練装置および方法

Info

Publication number: JPH0938164A
Application number: JP7192746A
Authority: JP
Inventors: Tooru Motohida; 融元日田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】訓練中の患者の目の向きや動きを、医師や患
者自身が観察することができるようにする。【解決手段】眼によって反射された光は、ハーフミラ
ー４を通過して光学系５において集光された後、ＣＣＤ
６に入射し、眼の像が結像される。一方、照明光制御部
１０に制御された照明光発生部７のＬＥＤ７ａからの赤
外光は、眼の角膜において反射され、同様にして、ＣＣ
Ｄ６に入射し、ＬＥＤ７ａの像が結像される。ＣＣＤ６
からの信号は、映像入力部９、入力処理部１１を介して
提示画像制御部８および映像出力部１５に供給される。
これにより、提示画像制御部８に制御されたＬＣＤ２に
より、眼の像とＬＥＤ７ａの像が表示され、映像出力部
１５に接続された表示装置に、眼の像とＬＥＤ７ａの像
が表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、眼球運動訓練装置
および方法に関し、例えば、斜視や視力を回復させる場
合に用いて好適な眼球運動訓練装置および方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、小型の表示装置を応用した視機能
訓練装置（例えば、視力訓練装置や両眼視機能訓練装置
など）が考案されている。これらの装置では、患者は、
装置をのぞき込むようにして、装置の内部の表示パネル
に表示された所定の訓練用の画像を見ながら、訓練を行
うことができるようになっている。

【０００３】例えば、網膜上に障害を有するため、視野
が狭い患者、特に中心視野のない（中心暗点）患者が有
効な視野を最大限に利用するための訓練においては、訓
練を指導する者が、患者のコメントを聞きながら、眼の
使い方、すなわち視線方向を指示する。

【０００４】また、斜視や視力の訓練装置のあるもの
は、訓練を指導する者が患者の眼を上方、または下方か
ら観察することができるようになっている。

【０００５】一方、研究用途では、眼球運動測定装置が
すでに開発され、商品化されている。これは、例えば、
赤外光を眼に照射し、その反射光によって眼球の向きを
測定する強膜反射法や、赤外光が角膜で反射されてでき
る虚像を撮像し、その位置から眼球の向きを測定する角
膜反射法等に基づいている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記視
機能訓練装置においては、訓練を行っている患者等が、
装置を適正に装着しているか（例えば、患者が、眼の正
面に表示パネルの画像を見ているか、若しくは装置を斜
めに装着していないか）、あるいは、訓練法の意図する
眼の動きを患者が実際に行っているか等を確認するのが
困難である課題があった。

【０００７】上述した網膜上に障害を有する患者が行う
訓練においても、実際に患者がどの方向に眼を向けてい
るのかを確認することは困難である課題があった。

【０００８】また、訓練を受ける患者は、自分の眼球の
動きをリアルタイムで観察することができず、自分の眼
の動きを見ながら、すなわち、フィードバックを受けな
がらの訓練はできない課題があった。

【０００９】さらに、訓練の指導者は、訓練を受ける患
者の眼を正面から観察することができず、上方または下
方からの観察ができるだけなので、患者の眼を正確に観
察するには不十分である課題があった。

【００１０】また、研究用途の眼球運動測定装置は眼球
の向きを測定することを目的としており、斜視や視力の
回復等の視機能訓練を行うために流用されていない課題
があった。

【００１１】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、患者が装置を適正に装着しているか否かを
簡単に確認することができ、患者の眼の位置、視線方
向、および眼の動きを、訓練者および患者自身が観察す
ることができるようにするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の眼球運
動訓練装置は、電気的に制御され、所定の画像を表示す
る少なくとも１つの表示手段と、表示手段に画像を表示
させる制御手段と、表示手段に表示された画像を観察す
る所定の眼の正面からの像を撮像する撮像手段と、撮像
手段からの信号を外部に出力する出力手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１３】撮像手段から出力された眼の正面からの像
に対応する信号から、表示手段に対する眼の相対位置を
測定する位置測定手段と、表示手段の画面に対する眼の
向きを測定する向き測定手段と、向き測定手段の測定結
果を表示する測定結果表示手段とをさらに設けるように
することができる。

【００１４】位置測定手段により測定された眼の位置、
および向き測定手段により測定された眼の向きに基づい
て、所定の画像を構築し、表示手段に表示させる構築画
像表示手段をさらに設けるようにすることができる。

【００１５】表示手段の所定のものに表示された画像に
対応する光を左の眼に入射させ、表示手段の他の所定の
ものに表示された画像に対応する光を右の眼に入射さ
せ、表示手段の所定のものに表示された画像、または表
示手段の他の所定のものに表示された画像のいずれか一
方に対応する光だけを遮断し、画像を眼のいずれか一方
に選択的に入射させる選択手段をさらに設けるようにす
ることができる。

【００１６】請求項５に記載の眼球運動訓練装置は、電
気的に制御され、所定の画像を表示する少なくとも１つ
の表示手段と、表示手段に画像を表示させる制御手段
と、表示手段に表示された画像を観察する所定の眼の正
面からの像を撮像する撮像手段と、撮像手段からの信号
を表示手段に供給する供給手段とを備えることを特徴と
する。

【００１７】表示手段は、供給手段より供給された撮像
手段からの信号に対応する眼の正面からの像を表示する
ようにすることができる。

【００１８】撮像手段から出力された眼の正面からの像
に対応する信号から、表示手段に対する眼の相対位置を
測定する位置測定手段と、表示手段の画面に対する眼の
向きを測定する向き測定手段と、向き測定手段の測定結
果を表示する測定結果表示手段とをさらに設けるように
することができる。

【００１９】位置測定手段により測定された眼の位置、
および向き測定手段により測定された眼の向きに基づい
て、所定の画像を構築し、表示手段に表示させる構築画
像表示手段をさらに設けるようにすることができる。

【００２０】表示手段の所定のものに表示された画像に
対応する光を左の眼に入射させ、表示手段の他の所定の
ものに表示された画像に対応する光を右の眼に入射さ
せ、表示手段の所定のものに表示された画像、または表
示手段の他の所定のものに表示された画像のいずれか一
方に対応する光だけを遮断し、画像を眼のいずれか一方
に選択的に入射させる選択手段をさらに設けるようにす
ることができる。

【００２１】請求項１０に記載の眼球運動訓練装置は、
電気的に制御され、所定の画像を表示する少なくとも１
つの表示手段と、表示手段に画像を表示させる制御手段
と、表示手段に表示された画像を観察する所定の眼に光
を照射する照射手段と、眼の正面からの像、および眼か
らの光の反射像を撮像する撮像手段と、撮像手段からの
信号に対応する眼の正面からの像と、光の反射像を表示
する少なくとも１つの撮像画像表示手段とを備えること
を特徴とする。

【００２２】撮像手段から出力された眼の正面からの像
に対応する信号と、眼からの光の反射像に対応する信号
から、表示手段に対する眼の相対位置を測定する位置測
定手段と、撮像手段から出力された眼の正面からの像に
対応する信号と、眼からの光の反射像に対応する信号か
ら、表示手段の画面に対する眼の向きを測定する向き測
定手段と、向き測定手段の測定結果を表示する測定結果
表示手段とをさら設けるようにすることができる。

【００２３】位置測定手段により測定された眼の位置、
および向き測定手段により測定された眼の向きに基づい
て、所定の画像を構築し、表示手段に表示させる構築画
像表示手段をさらに設けるようにすることができる。

【００２４】光は赤外光であるようにすることができ
る。

【００２５】表示手段の所定のものに表示された画像に
対応する光を左の眼に入射させ、表示手段の他の所定の
ものに表示された画像に対応する光を右の眼に入射さ
せ、表示手段の所定のものに表示された画像、または表
示手段の他の所定のものに表示された画像のいずれか一
方に対応する光だけを遮断し、画像を眼のいずれか一方
に選択的に入射させる選択手段をさらに設けるようにす
ることができる。

【００２６】請求項１５に記載の眼球運動訓練装置は、
電気的に制御され、所定の画像を表示する少なくとも１
つの表示手段と、表示手段に画像を表示させる制御手段
と、表示手段に表示された画像を観察する所定の眼に光
を照射する照射手段と、眼の正面からの像、および眼か
らの光の反射像を撮像する撮像手段と、撮像手段からの
信号を表示手段に供給する供給手段とを備えることを特
徴とする。

【００２７】撮像手段から出力された眼の正面からの像
に対応する信号と、眼からの光の反射像に対応する信号
から、表示手段に対する眼の相対位置を測定する位置測
定手段と、撮像手段から出力された眼の正面からの像に
対応する信号と、眼からの光の反射像に対応する信号か
ら、表示手段の画面に対する眼の向きを測定する向き測
定手段と、向き測定手段の測定結果を表示する測定結果
表示手段とをさら設けるようにすることができる。

【００２８】位置測定手段により測定された眼の位置、
および向き測定手段により測定された眼の向きに基づい
て、所定の画像を構築し、表示手段に表示させる構築画
像表示手段をさらに設けるようにすることができる。

【００２９】光は赤外光であるようにすることができ
る。

【００３０】表示手段の所定のものに表示された画像に
対応する光を左の眼に入射させ、表示手段の他の所定の
ものに表示された画像に対応する光を右の眼に入射さ
せ、表示手段の所定のものに表示された画像、または表
示手段の他の所定のものに表示された画像のいずれか一
方に対応する光だけを遮断し、画像を眼のいずれか一方
に選択的に入射させる選択手段をさらに設けるようにす
ることができる。

【００３１】請求項２０に記載の眼球運動訓練方法は、
所定の画像が少なくとも１つの表示装置に表示され、表
示装置に表示された画像を観察する所定の眼の正面から
の像が撮像され、撮像された眼の正面からの像に対応す
る信号が外部に出力されることを特徴とする。

【００３２】請求項１に記載の眼球運動訓練装置におい
ては、制御手段の制御により、表示手段に所定の画像が
表示され、撮像手段により、表示手段に表示された画像
を観察する所定の眼の正面からの像が撮像され、出力手
段により、撮像手段からの信号が外部に出力される。従
って、外部に接続された表示装置に眼の正面からの画像
を表示することができる。

【００３３】請求項５に記載の眼球運動訓練装置におい
ては、制御手段の制御により、表示手段に所定の画像が
表示され、撮像手段により、表示手段に表示された画像
を観察する所定の眼の正面からの像が撮像され、供給手
段により、撮像手段からの信号が表示手段に供給され
る。従って、表示手段に眼の画像を表示することができ
る。

【００３４】請求項１０に記載の眼球運動訓練装置にお
いては、制御手段の制御により、表示手段に所定の画像
が表示され、照射手段により、表示手段に表示された画
像を観察する所定の眼に光が照射され、撮像手段によ
り、眼の正面からの像、および眼からの光の反射像が撮
像され、撮像画像表示手段により、撮像手段によって撮
像された眼の正面からの像、および眼からの光の反射像
が表示される。従って、正確に眼の向きを認識させるこ
とができる。

【００３５】請求項１５に記載の眼球運動訓練装置にお
いては、制御手段の制御により、表示手段に所定の画像
が表示され、照射手段により、表示手段に表示された画
像を観察する所定の眼に光が照射され、撮像手段によ
り、眼の正面からの像、および眼からの光の反射像が撮
像され、供給手段により、撮像手段からの信号が表示手
段に供給される。従って、正確に眼の向きを認識させる
ことができる。

【００３６】請求項２０に記載の眼球運動訓練方法にお
いては、所定の画像が少なくとも１つの表示装置に表示
され、表示装置に表示された画像を観察する所定の眼の
正面からの像が撮像され、撮像された眼の正面からの像
に対応する信号が外部に出力される。従って、外部に接
続された表示装置に眼の正面からの画像を表示すること
ができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の眼球運動訓練装
置の一実施例の構成を示すブロック図である。表示部１
を構成する例えばＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａ
ｌＤｅｖｉｃｅ：液晶表示装置）２（表示手段、測定
結果表示手段、撮像画像表示手段）は、所定の画像を表
示するようになされている。光学系３は、ＬＣＤ２から
の所定の画像に対応する光を集光する。ハーフミラー４
（選択手段）は、眼からの反射光の一部を透過または反
射するようになされている。光学系５は、眼からの反射
光を集光し、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ
Ｄｅｖｉｃｅ）６（撮像手段）は、入射した光の強度に
対応する電荷を発生し、出力する。照明光発生部７は、
ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｅｖｉｃ
ｅ）７ａ（照射手段）に電流を供給し、ＬＥＤ７ａは、
例えば、赤外光を発光するようになされている。

【００３８】提示画像制御部８（制御手段）は、後述す
る入力処理部１１（供給手段）から供給された映像信号
に従って、ＬＣＤ２を制御する。外部画像入力部１４
は、所定の画像に対応する映像信号を入力し、入力処理
部１１に供給する。映像入力部９は、ＣＣＤ６からの映
像信号を入力し、入力処理部１１に供給する。照明光制
御部１０は、入力処理部１１の制御により、照明光発生
部７に対する制御信号を発生し、出力する。映像出力部
１５（出力手段）は、入力処理部１１から出力された映
像信号を外部に出力するようになされている。

【００３９】入力処理部１１は、画像メモリ１２や画像
認識・演算回路１３（位置測定手段、向き測定手段）等
より構成され、外部画像入力部１４から供給された映像
信号を入力し、提示画像制御部８に供給したり、画像メ
モリ１２に記憶された画像データに対応する映像信号を
提示画像制御部８に供給する。また、映像入力部９より
入力された映像信号を映像出力部１５に供給するように
なされている。

【００４０】入力処理部１１を構成する画像メモリ１２
は、外部画像入力部１４から入力された映像信号に対応
する画像データや映像入力部９より供給された映像信号
に対応する画像データを記憶する。また、画像認識・演
算回路１３は、映像入力部９などから供給され、画像メ
モリ１２に記憶された画像データに対して、所定の画像
認識処理を行ったり、演算処理を行ったり、ＣＣＤ６か
らの画像信号を元に新たな画像を構築するようになされ
ている。

【００４１】設定入力部１６は、ＬＣＤ２に表示される
視標（訓練用の所定の絵、写真、または図形など）の大
きさ、輝度、色、およびＬＣＤ２上での表示位置などの
提示方法を入力し、設定するようになされている。

【００４２】次に、その動作について説明する。最初
に、斜視訓練用の視標をＬＣＤ２に表示し、斜視訓練を
行う患者の眼球を観察する場合の動作について説明す
る。まず、患者（被訓練者）または訓練者は、設定入力
部１６を操作することにより、視標のＬＣＤ２への提示
（表示）方法、すなわち視標の大きさ、輝度、色、およ
び表示位置などを設定する。次に、入力処理部１１によ
り、外部画像入力部１４から所定の訓練用視標の画像に
対応する映像信号が入力されるか、または入力処理部１
１の画像メモリ１２に予め記憶された所定の訓練用視標
の画像に対応する画像データが読み出され、それに対応
する映像信号が提示画像制御部８に供給される。

【００４３】提示画像制御部８においては、入力処理部
１１より供給された映像信号が、それに対応する視標の
画像が、設定入力部１６より入力された提示方法に従っ
てＬＣＤ２に表示されるように加工され、ＬＣＤ２に供
給される。ＬＣＤ２は、提示画像制御部８より供給され
た加工された映像信号に対応する視標を表示する。

【００４４】ＬＣＤ２上に表示された視標に対応するＬ
ＣＤ２表面付近からの光は、光学系３により集光され、
ハーフミラー４により一部が反射された後、患者の眼に
入射し、網膜に視標の像が結像される。これにより、患
者は設定入力部１６により設定された提示方法によって
提示された視標を見ることができる。光学系３を適当な
位置に配置することにより、この視標が数メートル先に
写し出された大画面（虚像）として患者の眼に写るよう
にすることができる。

【００４５】図１に示したような装置を患者の左右の眼
にそれぞれ配置し、左の眼に配置した装置のＬＣＤ２に
は、斜視訓練用の例えば図２（ａ）に示したような
「檻」の視標を提示し、右の眼に配置した装置のＬＣＤ
２には、図２（ｂ）に示したような「ライオン」の視標
を提示する。これらの斜視訓練用の視標の大きさ、輝
度、色および提示位置等は、上述したように、設定入力
部１６において設定する提示方法により変化させること
ができる。

【００４６】例えば、右眼に配置された装置の設定入力
部１６を操作することにより、例えば、右眼用の装置の
ＬＣＤ２に表示された「ライオン」の視標を左右方向に
移動させるよう指示すると、提示画像制御部８は、設定
入力部１６からの指示に従って、ＬＣＤ２に表示された
「ライオン」の視標を左右方向に移動させる。患者は、
ＬＣＤ２上に表示された視標を眼で追うため、患者の眼
は動くことになる。

【００４７】このとき、例えば、ＬＣＤ２に表示されて
いる画像の明るさ等に基づいて、入力処理部１１より、
所定の制御信号が照明光制御部１０に供給される。照明
光制御部１０は、入力処理部１１からの制御信号に従っ
て、ＬＥＤ７ａの明るさ、照明頻度等を制御する制御信
号を発生し、照明光発生部７に供給する。照明光発生部
７は、照明光制御部１０からの制御信号に従ってＬＥＤ
７ａに所定の大きさの電流を、所定の頻度で供給する。
その結果、照明光発生部７より供給された電流の大きさ
に比例した所定の明るさの赤外光が、ＬＥＤ７ａから所
定の頻度で発光され、ハーフミラー４を通過して眼の角
膜に照射される。

【００４８】眼の角膜に照射されたＬＥＤ７ａからの赤
外光は、角膜において反射される。眼の角膜により反射
された赤外光の一部分はハーフミラー４を通過し、光学
系５に入射し、集光された後、ＣＣＤ６に入射する。こ
のとき、光学系５やＬＥＤ７ａが適当な位置に配置され
ることにより、光学系５において集光された赤外光は、
ＣＣＤ６に角膜反射像を結像する。この角膜反射像は、
この場合、光源であるＬＥＤ７ａの像である。

【００４９】一方、ＬＣＤ２からの光や外乱光は、患者
の眼球や瞼に照射される。眼球や瞼などに照射された光
はそこで反射され、反射光はハーフミラー４を通過し、
光学系５において集光された後、ＣＣＤ６に入射する。
このとき、光学系５が適当な位置に配置されることによ
り、眼の角膜や瞼の像がＣＣＤ６に結像される。

【００５０】従って、ＬＥＤ７ａおよび光学系５を適当
に配置することにより、図３（ａ）に示すように、患者
の眼の角膜像や瞼の像がＣＣＤ６に結像されるととも
に、ＬＥＤ７ａの像もＣＣＤ６に結像される。図３
（ａ）は、患者が正面を向いている場合にＣＣＤ６に結
像される像である。このように、患者が正面を向いてい
る場合には、ＬＥＤ７ａの像は、眼の角膜内のほぼ中央
に位置する。一方、図３（ｂ）に示したように、患者の
眼が左に向いたとき、角膜内でのＬＥＤ７ａの位置は、
角膜像に対して左に移動する。このように、眼の向きに
対応して、ＬＥＤ７ａの像の角膜像に対する相対的な位
置が変化する。

【００５１】ＣＣＤ６に結像された像に対応する映像信
号は、映像入力部９により入力され、入力処理部１１に
供給される。入力処理部１１に入力された映像入力部９
からの映像信号は、映像出力部１５に供給され、そこに
接続された外部の例えばモニタ等に表示される。従っ
て、訓練者は、モニタに表示された患者の眼の角膜像と
ＬＥＤ７ａの像の位置関係を観察することにより、患者
の眼の向きを認識することができる。すなわち、角膜像
に対して、ＬＥＤ７ａがほぼ中央にあるときは、患者の
眼はほぼ正面を向いていると判定し、角膜像に対して、
ＬＥＤ７ａが左にあるときは、患者の眼は左を向いてい
ると判定し、さらに、角膜像に対してＬＥＤ７ａが右に
あるときは、患者の眼は右を向いていると判定する。

【００５２】このようにして、例えば、斜視訓練の被訓
練者である患者の眼の像、ＬＥＤ７ａの像、および瞼の
像をモニタ等の表示装置に表示させることができる。こ
れにより、訓練者は、患者の眼の動きを容易に観察する
ことができる。また、角膜像や瞼の像の位置から、患者
が装置を正しく装着しているか、すなわち、ＬＣＤ２の
画像が患者の眼の中央部に結像するように装置を装着し
ているか否かを認識することが可能となる。

【００５３】次に、眼に赤外光を照射することなく、眼
の向きを観察する場合の動作について説明する。この場
合、上述した場合と同様にして、ＣＣＤ６に結像した眼
の角膜像および瞼などの像に対応する映像信号は、映像
入力部９により入力され、入力処理部１１に供給され
る。入力処理部１１に入力された映像信号は、映像出力
部１５に供給され、そこに接続されたモニタ等に出力さ
れる。その結果、図４（ａ）および図４（ｂ）に示した
ような、患者の瞼、および瞳（黒目）の像が表示され
る。

【００５４】図４（ａ）は、患者の眼がほぼ正面を向い
ている場合に、モニタに表示される画像であり、図４
（ｂ）は、患者の眼が左を向いている場合に、モニタに
表示される画像である。従って、訓練者は、これらの画
像から、患者の瞼と瞳の相対的な位置関係に基づいて、
患者の眼の向きを認識することができる。

【００５５】次に、患者が自分の眼を観察しながら、斜
視訓練を行う場合の動作について説明する。まず、赤外
光を眼に照射する場合について説明する。この場合、照
明光制御部１０よりＬＥＤ７ａの明るさや照明頻度等を
制御する制御信号が照明光発生部７に供給される。照明
光発生部７は、照明光制御部１０からの制御信号に従っ
て、所定の大きさの電流をＬＥＤ７ａに所定の頻度で供
給する。その結果、ＬＥＤ７ａより赤外光が所定の明る
さでかつ所定の頻度で発光される。ＬＥＤ７ａより発光
された赤外光は、ハーフミラー４を通過して、患者の眼
に照射される。

【００５６】患者の眼に照射された赤外光は、眼の角膜
等で反射され、ハーフミラー４を通過して、光学系５に
入射し、そこで集光された後、ＣＣＤ６に入射する。一
方、患者の眼に照射されたＬＣＤ２からの光や外乱光
も、患者の眼や瞼により反射され、ハーフミラー４、光
学系５を介してＣＣＤ６に入射する。このとき、ＬＥＤ
７ａや光学系５を適当な位置に配置することにより、Ｌ
ＥＤ７ａの像と眼の全体像をＣＣＤ６上に結像させるよ
うにする。

【００５７】ＣＣＤ６に結像されたＬＥＤ７ａの像や眼
の全体像に対応する映像信号は、映像入力部９により入
力され、入力処理部１１に供給される。入力処理部１１
は、映像入力部９より入力された映像信号を、提示画像
制御部８に供給する。提示画像制御部８は、入力処理部
１１より供給された映像信号に従ってＬＣＤ２を制御す
る。その結果、入力処理部１１より供給された映像信号
に対応する画像、すなわち、ＬＥＤ７ａの像や眼の全体
像がＬＣＤ２に表示される。

【００５８】この場合、例えば図３（ａ）および図３
（ｂ）に示したような画像がＬＣＤ２に表示される。従
って、ＬＣＤ２に表示された患者自身の眼や瞼の画像
を、患者自身が観察することが可能となる。例えば一部
の斜視患者の場合、自分は正面を向いているつもりで
も、実際には眼球が正面から所定の角度（斜視角）だけ
ずれた方向を向いている場合がある。このような場合、
この患者は上述した装置を両眼、または患眼に装着し、
ＬＣＤ２に写ったＬＥＤ７ａの像や自分の眼の像を観察
することにより、自分の眼の角膜像とＬＥＤ７ａの像の
位置関係に基づいて、自分の眼球が実際には正面を向い
ていないことを自覚することができる。このように、患
者自身が自分の眼の向きや動きを見ながら、訓練を行う
ことができる。

【００５９】また、患者の眼に照射される光は赤外光で
あるので、患者は、それが自分の眼に照射されているこ
とに気づかない。そのため、患者の注意を反らすことな
く、訓練を続けさせることができる。

【００６０】次に、上述した患者が自分の眼球を観察し
ながらの斜視訓練を、赤外光を患者の眼に照射しないで
行う場合について説明する。上述したように、眼にはＬ
ＣＤ２からの光や外乱光が照射されるので、その反射光
がハーフミラー４を通過し、光学系５において集光され
た後、ＣＣＤ６に入射する。その結果、ＣＣＤ６に眼や
瞼の像が結像し、その像に対応する映像信号が発生さ
れ、出力される。

【００６１】ＣＣＤ６から出力された映像信号は、映像
入力部９により入力され、入力処理部１１に供給され
る。入力処理部１１に供給された映像信号は、提示画像
制御部８に供給される。提示画像制御部８は、入力制御
部１１より供給された映像信号に従って、ＬＣＤ２を制
御する。その結果、ＬＣＤ２には、例えば、図４（ａ）
および図４（ｂ）に示したような患者の眼や瞼の像が表
示される。

【００６２】従って、患者は、ＬＣＤ２に表示された自
分の眼や瞼の像を観察することにより、瞼と眼の瞳の相
対的な位置関係に基づいて、眼の向きを認識することが
できる。これにより、患者は、より高精度に、かつ定量
的に、自分の眼の向きを認識することができる。

【００６３】次に、患者の瞼と瞳の位置関係を認識し、
眼の向きを計測表示する場合の動作について説明する。
上述したように、眼にはＬＣＤ２からの光や外乱光が照
射されるので、そこで反射された光が、ハーフミラー４
を通過し、光学系５において集光された後、ＣＣＤ６に
入射される。光学系５を適当な位置に配置することによ
り、ＣＣＤ６には眼や瞼の像が結像される。

【００６４】ＣＣＤ６においては、そこに結像された像
に対応する映像信号が発生され、出力される。ＣＣＤ６
より出力された映像信号は、映像入力部９により入力さ
れ、入力処理部１１に供給される。入力処理部１１に供
給された映像信号に対応する画像データは、一旦画像メ
モリ１２に供給され、そこで記憶される。

【００６５】画像メモリ１２に記憶された画像データ
は、画像認識・演算処理回路１３により読み出され、所
定の認識処理が施されるとともに、所定の演算処理が施
される。その結果、患者の上瞼と下瞼の左の結合部（例
えば、図５に示された眼が右眼の場合、眼尻）の位置、
患者の上瞼と下瞼の右の結合部（この場合、眼頭）の位
置、ならびに瞳の位置が認識され、それらの位置が計測
される。

【００６６】入力処理部１１に入力された映像信号は、
映像出力部１５を介してそこに接続された外部のモニタ
等に出力され、図５に示したような患者の眼が表示され
る。あるいは、入力処理部１１に入力された映像信号
を、提示画像制御部８に供給することもできる。その場
合、ＬＣＤ２に図５に示したような患者の眼が表示され
る。

【００６７】先に、画像認識・演算回路１３において計
測された患者の上瞼と下瞼の左の結合部の位置は、図５
において、座標（Ｐ１_x，Ｐ１_y）で表される。また、患
者の上瞼と下瞼の右の結合部の位置は、座標（Ｐ２_x，
Ｐ２_y）で表される。さらに、患者の瞳の中心の位置
は、座標（Ｐ３_x，Ｐ３_y）で表される。ここでは、モニ
タまたはＬＣＤ２に表示された画像の左上端を原点と
し、左右方向をｘ座標軸とし、上下方向をｙ座標軸とし
た。

【００６８】次に、画像認識・演算回路１３により、こ
れらの位置の計測値から、眼の向きが算出される。例え
ば、瞳のｘ座標値Ｐ３_xと、眼尻および眼頭のそれぞれ
のｘ座標値Ｐ１_xおよびＰ２_xの平均値との比較から、眼
の左右の向きを判定することができる。同様にして、例
えば、瞳のｙ座標値Ｐ３_yと、眼尻および眼頭のそれぞ
れのｙ座標値Ｐ１_yおよびＰ２_yの平均値との比較から、
眼の上下の向きを判定することができる。

【００６９】算出された眼の向きに関する情報は、外部
に接続されたモニタや表示部１内のＬＣＤ２に表示され
る。例えば、図５に示したように、瞳や眼尻および眼頭
に交差するように、所定の線分を表示し、患者または訓
練者に対して、眼の向きに関する情報として表示するこ
とができる。あるいは、眼の向きに関する情報に対応す
る所定の文字や図形などを表示することも可能である。
患者および訓練者は、モニタやＬＣＤ２に表示された眼
の向きに関する情報としての線分の位置関係、あるいは
文字や図形により、眼の向きを容易に認識することがで
きる。

【００７０】ここでは、赤外光を眼に照射することな
く、眼や瞼の像から、眼の向きを認識するようにした
が、赤外光を患者の眼に照射し、その角膜からの反射光
に基づいて、眼の向きを認識するようにすることも可能
である。

【００７１】照明光制御部１０により制御された照明光
発生部７は、所定の大きさの電流を所定の頻度でＬＥＤ
７ａに供給する。その結果ＬＥＤ７ａは、所定の明るさ
および頻度で赤外光を出射する。ＬＥＤ７ａからの赤外
光は眼に照射される。眼に照射された赤外光は、眼の角
膜において反射され、ハーフミラー４を通過し、光学系
５において集光され、ＣＣＤ６に入射する。また、ＬＣ
Ｄ２からの光や外乱光も眼に照射され、その反射光がハ
ーフミラー４を通過し、光学系５において集光され、Ｃ
ＣＤ６に入射する。

【００７２】ここで、ＬＥＤ７ａおよび光学系５を適当
に配置することにより、眼の角膜において反射された赤
外光が、光源であるＬＥＤ７ａの像（この場合、小さな
丸）をＣＣＤ６に結像し、また、眼や瞼において反射さ
れたＬＣＤ２からの光や外乱光が、ＣＣＤ６に結像する
ようにすることができる。

【００７３】ＣＣＤ６に結像された像に対応する映像信
号は、映像入力部９により入力され、入力処理部１１に
供給される。入力処理部１１に供給された映像信号に対
応する画像データは、一旦画像メモリ１２に記憶される
とともに、対応する映像信号が映像出力部１５および提
示画像制御部８に供給される。

【００７４】映像出力部１５に供給された映像信号は、
そこに接続されたモニタ等に供給される。提示画像制御
部８においては、そこに供給された映像信号に従って、
ＬＣＤ２に対する制御信号が発生され、ＬＣＤ２に供給
される。その結果、モニタおよびＬＣＤ２には、図６に
示したような患者の眼や瞼の像とＬＥＤ７ａの像が表示
される。

【００７５】一方、先に画像メモリ１２に記憶された画
像データは、画像認識・演算回路１３により読み出さ
れ、ＬＥＤ７ａの像と瞳の像が認識され、それらの位置
関係から、眼の向きが認識される。認識結果は、図５に
示したように、ＬＥＤ７ａの位置および瞳の位置に所定
の線分を表示させるようにしたり、対応する文字を表示
するなどして、患者や訓練者に分かりやすく表示するよ
うにすることができる。

【００７６】図５および図６に示したように、眼の画像
をそのまま表示する代わりに、図７乃至図９に示したよ
うに、瞳や瞼の像やＬＥＤ７の像に対応する図形を表示
することも可能である。すなわち、ＣＣＤ６からの映像
信号が、映像入力部９を介して入力処理部１１に入力さ
れ、対応する画像データが画像メモリ１２に記憶され、
それが画像認識・演算回路１３により読み出され、瞳、
瞼、およびＬＥＤ７ａの像の輪郭や位置等が認識され、
その認識結果に基づいて、それらに対応する図形や絵な
どが表示されるようにすることも可能である。

【００７７】例えば、図７の画像は、瞳の像の輪郭を丸
で表示し、ＬＥＤ７ａの像の位置に星印を表示するよう
にした例である。また、図８の画像は、瞼の輪郭を線画
で表示し、瞳の中心を星印で表示するようにした例であ
る。このとき、図７においては、斜視の患者は、星印が
丸の中心に移動するように訓練を行う。また、図８にお
いては、患者は、線画で表された瞼の輪郭の中心に星印
が移動するように訓練を行う。これにより、患者は、鮮
明なコントラストの画像を見ることができ、眼の向きを
容易に認識することができるため、より効率的に訓練を
行うことができる。

【００７８】また、図９に示したように、瞳をひまわり
の絵や写真で表現し、ＬＥＤ７ａの像を蜂の絵や写真で
表現するようにすることも可能である。例えば、眼を右
に動かすと、画面上に表示された蜂も右に移動する。こ
れにより、患者は鮮明なコントラストの画像を見ること
ができ、眼の向きを容易に認識することができるととも
に、絵や写真を用いるので、より楽しく訓練を行うこと
ができる。また、画面上の蜂の絵を訓練者が意図的に動
かすことにより、さらに楽しく訓練を行わせるようにす
ることができる。

【００７９】また、上記実施例において、例えば、ハー
フミラー４を所定の角度だけ回転させるなどして、ＬＣ
Ｄ２からの画像が眼に入射しないようにすることができ
る。したがって、患者が左右の眼にこの装置を装着して
いる場合、一方の眼（健眼）に装着した装置のハーフミ
ラー４を所定の角度だけ回転させることにより、健眼に
はＬＣＤ２の画像が見えないようにし、他方の眼（患
眼）だけにＬＣＤ２からの画像が見えるようにすること
が可能である。

【００８０】これにより、患者は、患眼だけでＬＣＤ２
に表示された訓練用の視標を見ることができ、集中して
訓練を行うことができる。

【００８１】なお、上記実施例においては、患者の眼に
赤外光を照射するようにしたが、これに限定されるもの
ではない。

【００８２】また、上記実施例においては、表示部１が
ＬＥＤにより構成されるようにしたが、小型ブラウン管
や他の電気的に制御可能な表示デバイスなどにより構成
されるようにすることも可能である。

【００８３】また、上記実施例においては、ＣＣＤを用
いて目を撮像するようにしたが、ラインセンサや他の撮
像デバイスを用いるようにすることも可能である。

【００８４】

【発明の効果】請求項１に記載の眼球運動訓練装置によ
れば、制御手段の制御により、表示手段に所定の画像が
表示され、撮像手段により、表示手段に表示された画像
を観察する所定の眼の正面からの像が撮像され、出力手
段により、撮像手段からの信号が外部に出力されるよう
にしたので、外部に接続された表示装置に眼の画像を表
示することができる。従って、患者が装置をのぞき込み
ながら訓練を行う斜視訓練等において、患者が適正な位
置で装置をのぞき込んでいるかのチェックや、患者が訓
練を行っている最中の患者の眼の実際の位置、向き、お
よび動きを観察することができる。

【００８５】請求項５に記載の眼球運動訓練装置によれ
ば、制御手段の制御により、表示手段に所定の画像が表
示され、撮像手段により、表示手段に表示された画像を
観察する所定の眼の正面からの像が撮像され、供給手段
により、撮像手段からの信号が表示手段に供給されるよ
うにしたので、表示手段に眼の画像を表示することがで
きる。従って、患者自身が自分の眼の位置、向き、およ
び動きを見ながら、つまりフィードバックをかけながら
訓練を行うことができる。

【００８６】請求項１０に記載の眼球運動訓練装置によ
れば、制御手段の制御により、表示手段に所定の画像が
表示され、照射手段により、表示手段に表示された画像
を観察する所定の眼に光が照射され、撮像手段により、
眼の正面からの像、および眼からの光の反射像が撮像さ
れ、撮像画像表示手段により、撮像手段によって撮像さ
れた眼の正面からの像、および眼からの光の反射像が表
示されるようにしたので、正確に眼の向きを認識させる
ことができる。従って、斜視訓練等の指導者や患者自身
が瞳の中の光の反射像の位置から、正確にかつ定量的に
患者の眼の位置、向き、および動きを認識することが可
能となる。

【００８７】請求項１５に記載の眼球運動訓練装置によ
れば、制御手段の制御により、表示手段に所定の画像が
表示され、照射手段により、表示手段に表示された画像
を観察する所定の眼に光が照射され、撮像手段により、
眼の正面からの像、および眼からの光の反射像が撮像さ
れ、供給手段により、撮像手段からの信号が表示手段に
供給されるようにしたので、正確に眼の向きを認識させ
ることができる。従って、患者自身が瞳の中の光の反射
像の位置から、正確にかつ定量的に眼の位置、向き、お
よび動きを認識することが可能となる。

【００８８】請求項２および請求項７に記載の眼球運動
訓練装置によれば、位置測定手段により、撮像手段によ
って撮像された眼の正面からの像から、表示手段に対す
る眼の相対位置が測定され、向き測定手段により、表示
手段の画面に対する眼の向きが測定され、測定結果が表
示される。従って、訓練の指導者や患者自身が感覚的で
はなく、定量的に患者の眼の向きや動きを認識すること
が可能となる。

【００８９】請求項３、請求項８、請求項１２、および
請求項１７に記載の眼球訓練装置によれば、構築画像表
示手段により、位置測定手段によって測定された眼の位
置、および向き測定手段によって測定された眼の向きに
対応する画像が構築され、表示手段に表示されるように
したので、訓練の指導者や患者は、簡素化された分かり
やすい画像によって、眼の位置や向きを観察することが
できる。また、様々な配色の愉快な絵や図形によって、
眼の位置や向きを表現することにより、患者にとって親
しみやすく、楽しい訓練を実施することが可能となる。

【００９０】請求項１１および請求項１６に記載の眼球
運動訓練装置によれば、位置測定手段により、撮像手段
から出力された眼の正面からの像に対応する信号と、眼
に照射した光の反射像に対応する信号から、表示手段に
対する眼の相対位置が測定され、向き測定手段により、
撮像手段から出力された眼の正面からの像に対応する信
号と、眼に照射した光の反射像に対応する信号から、表
示手段の画面に対する眼の向きが測定され、測定結果が
表示されるようにしたので、訓練の指導者や患者自身
が、より高精度に、かつ定量的に患者の眼の向きや動き
を認識することが可能となる。

【００９１】請求項１３および請求項１８に記載の眼球
運動訓練装置によれば、眼に照射する光を赤外光とした
ので、患者の眼に赤外光を照射していることを患者に気
づかせないようにすることができる。従って、患者の集
中力に影響を及ぼすことなく、患者の眼の位置、向き、
および動きを正確に測定することが可能となる。

【００９２】請求項１４および請求項１９に記載の眼球
運動訓練装置によれば、選択手段により、眼の一方にだ
け画像が入射されるようにしたので、患者の患眼にだけ
視標を入射させることにより、患者は集中して訓練を受
けることが可能となる。

【００９３】請求項２０に記載の眼球運動訓練方法によ
れば、所定の画像が少なくとも１つの表示装置に表示さ
れ、表示装置に表示された画像を観察する所定の眼の正
面からの像が撮像され、撮像された眼の正面からの像に
対応する信号が外部に出力されるようにしたので、外部
に接続された表示装置に眼の正面からの画像を表示する
ことができる。従って、患者が装置をのぞき込みながら
訓練を行う斜視訓練等において、患者が適正な位置で装
置をのぞき込んでいるかのチェックや、患者が訓練を行
っている最中の患者の眼の実際の位置、向き、および動
きを観察することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の眼球運動訓練装置の一実施例の構成を
示すブロック図である。

【図２】図１のＬＣＤ２に表示される画像の例を示す図
である。

【図３】眼の向きによる眼の瞳の像とＬＥＤ７ａの像の
位置関係を示す図である。

【図４】眼の向きによる眼の瞳の像と、瞼の像の位置関
係を示す図である。

【図５】眼の向きを自動的に算出する方法の説明図であ
る。

【図６】眼の向きを自動計測するために用いる瞳の像と
ＬＥＤ７ａの像の位置関係を示す図である。

【図７】自動計測された瞳の像の輪郭とＬＥＤ７ａの像
の位置を簡素化した画像で表示した例を示す図である。

【図８】自動計測された瞼の輪郭とＬＥＤ７ａの像の位
置を簡素化した画像で表示した例を示す図である。

【図９】自動計測された瞳の輪郭とＬＥＤ７ａの像の位
置を絵で表現した例を示す図である。

【符号の説明】

１表示部２ＬＣＤ（表示手段、測定結果表示手段、撮像画像表
示手段）３，５光学系４ハーフミラー（選択手段）６ＣＣＤ（撮像手段）７照明光発生部７ａＬＥＤ（照射手段）８提示画像制御部（制御手段、構築画像表示手段）９映像入力部１０照明光制御部１１入力処理部（供給手段）１２画像メモリ１３画像認識・演算回路（位置測定手段、向き測定手
段）１４外部画像入力部１５映像出力部（出力手段）１６設定入力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気的に制御され、所定の画像を表示す
る少なくとも１つの表示手段と、前記表示手段に前記画像を表示させる制御手段と、前記表示手段に表示された前記画像を観察する所定の眼
の正面からの像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの信号を外部に出力する出力手段とを
備えることを特徴とする眼球運動訓練装置。
【請求項２】前記撮像手段から出力された前記眼の正
面からの像に対応する信号から、前記表示手段に対する
前記眼の相対位置を測定する位置測定手段と、前記表示手段の画面に対する前記眼の向きを測定する向
き測定手段と、前記向き測定手段の測定結果を表示する測定結果表示手
段とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の
眼球運動訓練装置。
【請求項３】前記位置測定手段により測定された前記
眼の位置、および前記向き測定手段により測定された前
記眼の向きに基づいて、所定の画像を構築し、前記表示
手段に表示させる構築画像表示手段をさらに備えること
を特徴とする請求項２に記載の眼球運動訓練装置。
【請求項４】前記表示手段の所定のものに表示された
画像に対応する光を左の前記眼に入射させ、前記表示手
段の他の所定のものに表示された画像に対応する光を右
の前記眼に入射させ、前記表示手段の所定のものに表示
された画像、または前記表示手段の他の所定のものに表
示された画像のいずれか一方に対応する光だけを遮断
し、前記画像を前記眼のいずれか一方に選択的に入射さ
せる選択手段をさらに備えることを特徴とする請求項１
に記載の眼球運動訓練装置。
【請求項５】電気的に制御され、所定の画像を表示す
る少なくとも１つの表示手段と、前記表示手段に前記画像を表示させる制御手段と、前記表示手段に表示された前記画像を観察する所定の眼
の正面からの像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの信号を前記表示手段に供給する供給
手段とを備えることを特徴とする眼球運動訓練装置。
【請求項６】前記表示手段は、前記供給手段より供給
された前記撮像手段からの信号に対応する前記眼の正面
からの像を表示することを特徴とする請求項５に記載の
眼球運動訓練装置。
【請求項７】前記撮像手段から出力された前記眼の正
面からの像に対応する信号から、前記表示手段に対する
前記眼の相対位置を測定する位置測定手段と、前記表示手段の画面に対する前記眼の向きを測定する向
き測定手段と、前記向き測定手段の測定結果を表示する測定結果表示手
段とをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の
眼球運動訓練装置。
【請求項８】前記位置測定手段により測定された前記
眼の位置、および前記向き測定手段により測定された前
記眼の向きに基づいて、所定の画像を構築し、前記表示
手段に表示させる構築画像表示手段をさらに備えること
を特徴とする請求項７に記載の眼球運動訓練装置。
【請求項９】前記表示手段の所定のものに表示された
画像に対応する光を左の前記眼に入射させ、前記表示手
段の他の所定のものに表示された画像に対応する光を右
の前記眼に入射させ、前記表示手段の所定のものに表示
された画像、または前記表示手段の他の所定のものに表
示された画像のいずれか一方に対応する光だけを遮断
し、前記画像を前記眼のいずれか一方に選択的に入射さ
せる選択手段をさらに備えることを特徴とする請求項５
に記載の眼球運動訓練装置。
【請求項１０】電気的に制御され、所定の画像を表示
する少なくとも１つの表示手段と、前記表示手段に前記画像を表示させる制御手段と、前記表示手段に表示された前記画像を観察する所定の眼
に光を照射する照射手段と、前記眼の正面からの像、および前記眼からの前記光の反
射像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの信号に対応する前記眼の正面からの
像と、前記光の反射像を表示する少なくとも１つの撮像
画像表示手段とを備えることを特徴とする眼球運動訓練
装置。
【請求項１１】前記撮像手段から出力された前記眼の
正面からの像に対応する信号と、前記眼からの前記光の
反射像に対応する信号から、前記表示手段に対する前記
眼の相対位置を測定する位置測定手段と、前記撮像手段から出力された前記眼の正面からの像に対
応する信号と、前記眼からの前記光の反射像に対応する
信号から、前記表示手段の画面に対する前記眼の向きを
測定する向き測定手段と、前記向き測定手段の測定結果を表示する測定結果表示手
段とをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載
の眼球運動訓練装置。
【請求項１２】前記位置測定手段により測定された前
記眼の位置、および前記向き測定手段により測定された
前記眼の向きに基づいて、所定の画像を構築し、前記表
示手段に表示させる構築画像表示手段をさらに備えるこ
とを特徴とする請求項１１に記載の眼球運動訓練装置。
【請求項１３】前記光は赤外光であることを特徴とす
る請求項１０に記載の眼球運動訓練装置。
【請求項１４】前記表示手段の所定のものに表示され
た画像に対応する光を左の前記眼に入射させ、前記表示
手段の他の所定のものに表示された画像に対応する光を
右の前記眼に入射させ、前記表示手段の所定のものに表
示された前記画像、または前記表示手段の他の所定のも
のに表示された前記画像のいずれか一方に対応する光だ
けを遮断し、前記画像を前記眼のいずれか一方に選択的
に入射させる選択手段をさらに備えることを特徴とする
請求項１０に記載の眼球運動訓練装置。
【請求項１５】電気的に制御され、所定の画像を表示
する少なくとも１つの表示手段と、前記表示手段に前記画像を表示させる制御手段と、前記表示手段に表示された前記画像を観察する所定の眼
に光を照射する照射手段と、前記眼の正面からの像、および前記眼からの前記光の反
射像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からの信号を前記表示手段に供給する供給
手段とを備えることを特徴とする眼球運動訓練装置。
【請求項１６】前記撮像手段から出力された前記眼の
正面からの像に対応する信号と、前記眼からの前記光の
反射像に対応する信号から、前記表示手段に対する前記
眼の相対位置を測定する位置測定手段と、前記撮像手段から出力された前記眼の正面からの像に対
応する信号と、前記眼からの前記光の反射像に対応する
信号から、前記表示手段の画面に対する前記眼の向きを
測定する向き測定手段と、前記向き測定手段の測定結果を表示する測定結果表示手
段とをさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載
の眼球運動訓練装置。
【請求項１７】前記位置測定手段により測定された前
記眼の位置、および前記向き測定手段により測定された
前記眼の向きに基づいて、所定の画像を構築し、前記表
示手段に表示させる構築画像表示手段をさらに備えるこ
とを特徴とする請求項１６に記載の眼球運動訓練装置。
【請求項１８】前記光は赤外光であることを特徴とす
る請求項１５に記載の眼球運動訓練装置。
【請求項１９】前記表示手段の所定のものに表示され
た画像に対応する光を左の前記眼に入射させ、前記表示
手段の他の所定のものに表示された画像に対応する光を
右の前記眼に入射させ、前記表示手段の所定のものに表
示された前記画像、または前記表示手段の他の所定のも
のに表示された前記画像のいずれか一方に対応する光だ
けを遮断し、前記画像を前記眼のいずれか一方に選択的
に入射させる選択手段をさらに備えることを特徴とする
請求項１５に記載の眼球運動訓練装置。
【請求項２０】所定の画像が少なくとも１つの表示装
置に表示され、前記表示装置に表示された前記画像を観察する所定の眼
の正面からの像が撮像され、撮像された前記眼の正面からの像に対応する信号が外部
に出力されることを特徴とする眼球運動訓練方法。