JP2000245697A - 視機能測定装置および視機能測定用記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確な視覚機能の測定値を客観的・自動的に
得ると同時に、測定時間を短くする。 【解決手段】 検査すべき視機能に応じた図像を発生・
表示する図像表示装置２と、被検者の視線運動を検出す
る眼球運動測定装置１０とを用いる。この図像表示装置
２により提示される視覚刺激のレベルは、眼球運動測定
装置１０からの判定信号によって増減制御される。眼球
運動測定装置１０は、図像表示装置２にお定る図像の提
示情報を得て、眼球運動がその提示要件に合致するか否
かを、予め定められた基準に従って判定し、その判定信
号を図像表示装置２に帰還させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、視覚刺激が与えら
れた被検者の視覚機能を自動的に測定するための視機能
測定装置、ならびに、斯かる視機能測定を自動化するた
めのプログラムを記憶した視機能測定用記憶媒体に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から知られている視覚機能の測定で
は、視覚刺激を観察している被検者自身による応答に基
づいて、知覚・認識の有無が判定されてきた。すなわ
ち、視覚刺激レベルに対する知覚・認識反応について
は、視覚刺激を種々のレベルや条件で被検者に提示し、
その測定課題に応じて「見えているか、否か」などの口
頭回答、あるいは、スイッチ操作等の主観的・意識的な
応答でもって測定されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の測定法では、被検者の主観的な判断に依存
しているので、誤りが起こり得たり、正確さを欠くとい
う欠点がみられた。また、事実と異なる意図的な応答が
あったとしても、これを判別・排除することは困難であ
った。さらに、この種の視覚機能測定には、実験者によ
る視覚刺激提示操作と、被検者の反応操作を必要とする
ことから、一般に多くの測定時間を要するという欠点が
あった。

【０００４】よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、
正確な視覚機能の測定値が客観的・自動的に得られ、か
つ測定時間を短くすることができるようにした視機能測
定装置、ならびに、斯かる視機能測定を自動化するため
のプログラムを記憶した視機能測定用記憶媒体を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る視機能測定装置は、被検者の視覚機
能を測定するための視覚刺激を提示する図像表示手段
と、前記図像表示手段による視覚刺激を注視している被
検者の眼球運動を検出する眼球運動測定手段と、前記眼
球運動測定手段から出力された検出信号に応答して、前
記図像表示手段によって提示される視覚刺激のレベルを
制御するレベル制御手段と、前記図像表示手段による視
覚刺激の提示位置および／または提示時間を含む提示情
報に基づいて、被検者の眼球運動が所定の要件を満たし
ているか否かを判定する判定手段とを具備し、視覚刺激
に対する視覚反応が被検者の眼球運動に特異的に反映さ
れるという性質を基に、該視覚刺激の各レベルに対応し
た視覚機能を測定するものである。

【０００６】また、本発明に係る視機能測定用記憶媒体
は、視覚刺激に対する視覚反応が被検者の眼球運動に特
異的に反映されるという性質を基に、該視覚刺激の各レ
ベルに対応した視覚機能を測定するためのプログラムを
記憶した記憶媒体であって、被検者の視覚機能を測定す
るための視覚刺激を提示する図像表示ステップと、前記
視覚刺激を注視している被検者の眼球運動を検出する眼
球運動測定ステップと、前記眼球運動測定ステップによ
り得られた検出信号に応答して前記図像表示ステップに
より提示される視覚刺激のレベルを制御するレベル制御
ステップと、前記図像表示ステップによる視覚刺激の提
示位置および／または提示時間を含む提示情報に基づい
て被検者の眼球運動が所定の要件を満たしているか否か
を判定する判定ステップとを、読み出し可能なプログラ
ムの形態で記憶したものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】まず、本発明を実施するための前
提的な説明を行う。

【０００８】眼球・視線運動の様相は知覚・認識のレベ
ルによって異なる。すなわち、被検者の眼球にある視覚
刺激が与えられたとき、その視覚刺激の見えた結果は眼
球運動の様子に特異的に反応するという性質があること
から、以下に述べる各実施の形態では、視覚刺激のレベ
ルと対応する眼球運動を測定し、その測定結果により、
所定の視覚刺激のレベルに対応する反応を求める。

【０００９】このために、検査すべき視機能に応じた図
像を発生・表示する図像表示装置と、被検者の視線運動
を検出する眼球運動測定装置とを用いる。この図像表示
装置により提示される視覚刺激のレベルは、眼球運動測
定装置からの判定信号によって増減制御される。

【００１０】一方、眼球運動測定装置は、図像表示装置
における図像の提示時間あるいは提示位置等の提示条件
情報を得て、眼球運動がその提示要件に合致するか否か
を、予め定められた基準に従って判定し、その判定信号
を図像表示装置に帰還させる。図像表示装置は、帰還さ
れた判定信号を視覚刺激のレベルの制御信号として用
い、提示する視覚刺激のレベルを増加もしくは減少せし
める。また、図像表示装置は、現在の視覚刺激のレベル
を出力する。さらに、視覚刺激のレベルが所定の値に至
ったときには、その視覚刺激のレベルが課題の測定値で
ある旨を報知する。

【００１１】以下、図面を参照しながら、本発明の各実
施の形態を詳細に説明する。

【００１２】実施の形態１ ここで述べる第１の実施の形態では、両眼の奥行き視力
を測定する場合について、図１〜図３に基づいて説明す
る。

【００１３】図１は、本発明を適用した視機能測定装置
の全体構成図である。本図において、２は後述する立体
像を被検者に提示するための図像表示装置であり、表示
器４と立体図像表示制御装置６を含む。８は、被検者の
眼球を撮像するための眼球撮像カメラである。１０は眼
球運動測定装置であり、視線運動測定回路１２と判定回
路１４を含む。２０は上記の図像表示装置２および眼球
運動測定装置１０を制御するための制御回路であり、Ｒ
ＯＭ（あるいはＲＡＭなどの記憶媒体）２２に記憶され
ている制御プログラムに従って、本視機能測定装置の動
作を制御する。

【００１４】図２は、本実施の形態１における動作を模
式的に説明した図である。

【００１５】図３は、図１のＲＯＭ２２に記憶されてい
る制御手順を示すフローチャートである。

【００１６】本実施の形態１においては、視覚検査図像
を表示するための図像表示装置２としては、動的ランダ
ム図像立体形状表示装置を用いる。すなわち図２に示す
ように、画面全体にノイズ状（動的ランダムドットパタ
ーン：ＤＲＤＰという）のランダム像があり、この中に
立体知覚の手掛かりとなる両眼視差を有する特定の形状
（ここでは、円形と四角形とする）を選び、それぞれ左
右に配置する。

【００１７】そして、表示ケース１において、四角形が
手前に飛び出すように両眼視差を与え、円形には両眼視
差を与えない。次の表示ケース２では、四角形に両眼視
差を与えず、円形が飛び出すように両眼視差を与え、こ
れを交互に繰り返す。このように、ＤＲＤＰ内に立体形
状を表示するには、本出願人による特許第２７４６７１
５号公報（両眼視検査用画像表示装置）に記載されてい
る技術を用いればよい。すなわち、表示ケース１と表示
ケース２のように立体状態が変わる度に、異なった模様
のランダム像に所定の形状の両眼視差を与える。なお、
上記の特許第２７４６７１５号公報に記載されている画
像メモリとしては、特に画像発生装置と別に構成するこ
となく、画像発生装置の一部と一体化させることが可能
である。そこで本実施の形態では、図１に示したＲＯＭ
２２を用いる。

【００１８】表示ケース１と表示ケース２の繰り返し周
期は、視線移動が起き易い０．５Ｈｚ〜１Ｈｚを適宜選
ぶ。

【００１９】なお、２つの立体形状を２つの位置で交互
に飛び出させないで、一つの形状を左右に移動させるこ
とでも良い。

【００２０】眼球運動測定装置１０に含まれている視線
運動測定回路１２は、眼球撮像カメラ（ＴＶカメラ）８
から出力される映像信号に基づいて、被検者の眼球の瞳
像の移動を検出する。そして、判定回路１４では、被検
者の視線が立体形状の円形かあるいは四角形のいずれに
向いているかを判定する。これは、予め画面内の指標位
置と眼球運動位置とを校正しておけば容易に判定でき
る。

【００２１】判定回路１４から出力された判定信号は、
動的ランダム図像立体形状表示装置である図像表示装置
２に帰還される。一方、立体図像表示制御装置６から
は、その２つの形状を表出する時間情報（提示情報）が
判定回路１４に出力される。

【００２２】つぎに、図３を参照しながら、本実施の形
態１の動作を説明する。

【００２３】立体図像表示制御装置６では、まず両眼視
差の値を０から逐次増やし（ステップＳ１）、円形と四
角形のそれぞれを交互に手前に表出させる（ステップＳ
２）。このとき、眼球運動測定装置１０の判定回路１４
から、視線が表出した立体形状に常に向くかどうかの判
定信号を得る（ステップＳ３）。図２では、表示ケース
１のとき右に、表示ケース２のとき左に向いていれば
「真」である。

【００２４】このとき、偶然の視線移動による誤った判
定がなされるのを避けるため、数回の状態をもって決定
とする。始めは奥行き視力以下の両眼視差のため、立体
形状は認められず、視線は立体形状の表出と無関係に向
いている。そのときの判定信号は「偽」の値となり、こ
のときには、両眼視差をわずか増加させる（ステップＳ
１）。こうして、立体形状が認められるに至るまで両眼
視差は逐次増加される。すると視線は自ずとその表出し
た立体形状に向き、判定回路１４から「真」の値が得ら
れる。このときの両眼視差の値が求める被検者の両眼奥
行き視力であり、これを外部に出力する（ステップＳ
４）。

【００２５】この後、さらに両眼視差を逐次増して行き
（ステップＳ５）、円形と四角形のそれぞれを手前に表
出させる（ステップＳ２’）。すると両眼視差が融合限
界を越えて、もはや立体視が出来なくなり、立体形状が
認められなくなる。このとき、始めと同じように視線は
立体形状に向かなくなり、判定信号は「偽」を出力する
（ステップＳ６）。このときの両眼視差の値が輻輳運動
性の融合限界値と呼ばれている（ステップＳ７）。こう
して、眼球測定装置の判定が「真」の間の両眼視差値の
範囲が自動的に、客観的にその被検者の立体視領域とし
て得られることになる。

【００２６】２つの図像の替わりに１つの図像の位置を
移動させた場合には、眼球は、知覚される図像の動きに
無意識下に誘導される性質をもつので、眼球運動がその
動きと連動してるか否かの判定を行っても良い。

【００２７】実施の形態２ 次に、図１および図４を参照しながら、実施の形態２に
ついて説明する。ここでは、先に述べた奥行きの両眼視
差の替わりに輝度・色コントラスト（矩形図像の知覚）
閾、コントラスト空間周波数（縞模様図像の知覚）閾、
フリッカ周波数（一様な明るさが時間軸で変化する図像
の知覚）閾など、様々な次元の要素の変化に対する知覚
レベルを測定する場合を説明する。

【００２８】図１の図像表示装置（視覚検査図像表示装
置）２としては、上の課題に応じた図像を提示する装置
を用いる。対象図像の背景の要素を図像の知覚閾に至ら
ない、あるいは越えて、図像が知覚出来ない状態と同じ
にして置く。この中に特定の形状、例えば図２と同じく
円形と四角形との形状を選び、それぞれ左右に配置す
る。表示ケース１では、四角形内に先の要素の変化を与
えて、円形内には要素の変化を与えず、表示ケース２で
は四角形内に要素の変化をなくし、円形内には要素の変
化を与え、これを交互に繰り返す。

【００２９】なお、ここで、２つの形状を交互に変えな
いで、一つの形状を左右に移動させることでも良い。

【００３０】眼球運動測定装置１０に含まれている視線
運動測定回路１２は、実施の形態１の場合と同じく、眼
球撮像カメラ（ＴＶカメラ）８で撮影した眼球の瞳像の
移動を検出する。そして、判定回路１４により、被検者
の視線が先の要素変化する円形あるいは四角形のいずれ
に向いているかを判定する。この判定回路１４から出力
された判定信号を立体図像表示制御装置６に入力する。

【００３１】一方、図像表示装置２からは、その２つの
形状を表出する時間情報（提示情報）を判定回路１４に
出力する。

【００３２】次に、図４を参照して本実施の形態２の動
作を述べる。

【００３３】視覚機能として求める要素には、要素の値
を高くすると知覚する輝度や色コントラスト変化や、要
素の値が高くなると知覚できなくなる空間変化の周波数
や時間変化のフリッカ周波数などがある。これは値の増
減方向が違うだけであるので、ここでは前者の例で説明
する。

【００３４】視覚検査のための図像表示装置２では、初
め要素変化を知覚閾より低いところから逐次増やし、円
形と四角形のそれぞれを交互に表出させる（ステップＳ
２１）。そのとき眼球運動測定装置１０の判定回路１４
から、視線が表出した形状に常に向くかどうかの判定信
号を得る（ステップＳ２２）。図２の例では、表示ケー
ス１のとき右に、表示ケース２のとき左に見ていれば
「真」である。始めは閾値以下のため、形状は認められ
ず、視線は形状の表出と無関係に向いている。そのとき
の判定信号は「偽」の値となり、このときにはさらに要
素変化を増加させる（ステップＳ２１）。

【００３５】こうして形状が認められるに至るまで要素
を逐次増加させる。すると視線はその表出した形状に向
き、眼球運動測定装置から「真」の値が得られる。この
ときの要素の値が求める被検者の知覚閾値であり、これ
を外部に出力する（ステップＳ２３）。

【００３６】こうして、眼球測定装置の判定が「真」と
「偽」の境界が、自動的に客観的にその視覚要素に対す
る知覚閾値と認められることになる。

【００３７】実施の形態３ 実施の形態３は、実施の形態１と異なる方法により両眼
立体視の融合限界を測定する場合であり、図５の説明図
および図６のフローチャートを参照しながら説明する。

【００３８】左右眼に投影したそれぞれの像が、わずか
左右位置にずれていると、これを単一融合して見る機能
によって立体視を得る。しかし、ずれが大きくなると融
合しなくなる限界があり、これを融合限界（幅）とい
う。これは眼科の機能検査としても、立体映像の設計基
準にとっても、重要な値である。

【００３９】本実施の形態では、視覚検査図像表示装置
として立体映像表示装置を用いる。これは一つの立体像
を提示するために、左右眼像（Ａ_L ，Ａ_R ）を用いるも
のである。そして、Ａ_L とＡ_R とを逆相にある周期で動
かし、一定奥行き幅の前後振動に相当する両眼視差を与
える。その両眼視差変動幅は網膜（感覚）性融合範囲よ
りわずか大きく、輻輳（運動）性融合範囲の値とする。

【００４０】眼球運動測定装置には実施の形態１と同様
の装置１０を用い（図１参照）、左右眼の視線運動が逆
相の「真」であるか、同相の「偽」であるかの判定信号
を判定回路１４から出力する。

【００４１】次に、図６を参照して本実施の形態３の動
作を述べる。

【００４２】図像表示装置２では、まず両眼視差の平均
値を０として、立体像の位置を前後に運動させる（ステ
ップＳ３１）。そのとき、眼球運動測定装置１０の判定
回路１４から、両眼の視線が同相か、逆相かの判定信号
を得る（ステップＳ３２）。

【００４３】片眼視する場合（片眼単独で見る場合）に
は、それぞれの眼で指標を追従視することが可能である
が、両眼視の場合は左右眼それぞれが独自に指標に追従
視することは不可能である。したがって、立体像で前後
運動する指標を見た場合の眼球運動は、立体視が生じて
いるときの輻輳運動か、非立体視で左右眼何れかが追従
視し、他眼はそれに共調運動するかのいずれかである。
眼球運動の方向についていうと、前者は両眼逆相運動で
あり、後者は両眼同相運動となる。この性質に基づき、
立体視をしているかどうか判定して自動・客観測定がで
きる。

【００４４】初めに、両眼視差の平均値を０とすれば、
図５の表示ケース１に示すように、通常立体視が可能で
あり、眼球運動は、両眼視差の変動に従って逆相運動が
生じ、判定回路１４からの判定信号は「真」の値とな
る。さらに、両眼視差の平均値を、輻輳性融合ができず
輻輳が得られなくに至るまで、逐次増加させる。すると
図５の表示ケース２に示すように両眼運動は同相運動に
なり、「偽」の値が得られる。このときの両眼視差の平
均値が、求める被検者の両眼融合限界であり、これを外
部に出力する（ステップＳ３３）。

【００４５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、正
確な視覚機能の測定値が客観的・自動的に得られ、かつ
測定時間を短くすることができる。

【００４６】すなわち、従来の、視覚刺激のレベルに対
する知覚・認識反応を主観的・意識的な応答でもって測
定する方法では、被検者の主観的な判断、あるいは、意
図的な応答で行われることから、誤りや正確さを欠くあ
る場合があったが、本発明では、これらが介在し難い眼
球・視線運動の様相が知覚・認識のレベルによって異な
るという性質に基づいて、視覚刺激のレベルに対応した
眼球運動を測定することで、客観的な応答として得られ
るという効果が得られる。

【００４７】また、従来法では実験者と被検者の操作を
必要とすることに起因して、測定時間が長くかかること
があるが、本発明によれば自動的な制御で行われるた
め、測定時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した視機能測定装置を示す全体構
成図である。

【図２】実施の形態１および２の動作説明図である。

【図３】実施の形態１における制御手順を示すフローチ
ャートである。

【図４】実施の形態２における制御手順を示すフローチ
ャートである。

【図５】実施の形態３の動作説明図である。

【図６】実施の形態３における制御手順を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

２ 図像表示装置 ４ 表示器 ６ 立体図像制御装置 ８ 眼球撮像カメラ １０ 眼球運動測定装置 １２ 視線運動測定回路 １４ 判定回路 ２０ 制御回路 ２２ ＲＯＭ（またはＲＡＭ：プログラムメモリ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検者の視覚機能を測定するための視覚
   刺激を提示する図像表示手段と、 前記図像表示手段による視覚刺激を注視している被検者
   の眼球運動を検出する眼球運動測定手段と、 前記眼球運動測定手段から出力された検出信号に応答し
   て、前記図像表示手段によって提示される視覚刺激のレ
   ベルを制御するレベル制御手段と、 前記図像表示手段による視覚刺激の提示位置および／ま
   たは提示時間を含む提示情報に基づいて、被検者の眼球
   運動が所定の要件を満たしているか否かを判定する判定
   手段とを具備し、 視覚刺激に対する視覚反応が被検者の眼球運動に特異的
   に反映されるという性質を基に、該視覚刺激の各レベル
   に対応した視覚機能を測定することを特徴とする視機能
   測定装置。
2. 【請求項２】 視覚刺激に対する視覚反応が被検者の眼
   球運動に特異的に反映されるという性質を基に、該視覚
   刺激の各レベルに対応した視覚機能を測定するためのプ
   ログラムを記憶した記憶媒体であって、 被検者の視覚機能を測定するための視覚刺激を提示する
   図像表示ステップと、前記視覚刺激を注視している被検
   者の眼球運動を検出する眼球運動測定ステップと、前記
   眼球運動測定ステップにより得られた検出信号に応答し
   て前記図像表示ステップにより提示される視覚刺激のレ
   ベルを制御するレベル制御ステップと、前記図像表示ス
   テップによる視覚刺激の提示位置および／または提示時
   間を含む提示情報に基づいて被検者の眼球運動が所定の
   要件を満たしているか否かを判定する判定ステップと
   を、読み出し可能なプログラムの形態で記憶してあるこ
   とを特徴とする視機能測定用記憶媒体。