(57)【要約】  ねじれ回転を含む、被験者の３次元の目の動きを測定するための方法およびコンタクトレンズ（３）。ビデオカメラ（１）が、被験者の目（２）の画像を記録するために設けられる。コンタクトレンズ（３）は、被験者の目（２）を覆って置くために設けられる。コンタクトレンズ（３）は、ビデオカメラ（１）によって検出可能であり、コンタクトレンズ（３）の中央部分（３ｐ）に対して横方向のオフセット（Ｄ）で配置される、１つまたは複数のマーカ（３ａ，  ３ｂ）を備える。１つまたは複数のマーカ（３ａ，  ３ｂ）は、１つまたは複数のマーカ（３ａ，  ３ｂ）の位置をトラッキングするためビデオカメラ（１）を使用することによって、被験者の目（２）の視覚軸（Ｃ）の線の周りの被験者の目（２）のねじれ回転（Ｒ）を検出するために構成される。
2019514623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじれ回転（Ｒ）を含む、被験者の３次元の目の動き（Ｘ，Ｙ，Ｒ）を測定するための方法であって、
前記被験者の目（２）を覆って置かれるコンタクトレンズ（３）を設けるステップであって、前記コンタクトレンズ（３）が、前記コンタクトレンズ（３）の中央部分（３ｐ）に対して横方向のオフセット（Ｄ）で配置される、１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）を備え、その中央部分（３ｐ）が前記被験者の目の瞳孔（２ｐ）を覆って配置される、ステップと、
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）の位置をトラッキングするためビデオカメラ（１）を使用することによって、前記被験者の目（２）の視覚軸（Ｃ）の線の周りの前記被験者の目（２）のねじれ回転（Ｒ）を検出するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記コンタクトレンズ（３）が、透明な中央部分（３ｐ）を囲むリング形状の不透明区域（３ｃ）でペイントされ、前記不透明区域（３ｃ）が、被験者の瞳孔（２ｐ）の外側のリング区域を部分的に覆い、前記被験者の瞳孔（２ｐ）の前記外側のリング区域を前記ビデオカメラ（１）からマスクして、前記ビデオカメラ（１）に対して一定の形状および／または直径を有する前記被験者の瞳孔（２ｐ）を描くように配設される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）が前記不透明区域（３ｃ）の中に形成される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記周りのリング形状の不透明区域（３ｃ）によって画定される前記透明な中央部分（３ｐ）の直径が４ミリメートル未満である、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記ねじれ回転（Ｒ）の座標が、マーカ（３ａ）の位置を前記被験者の目（２）の瞳孔（２ａ）の位置に対して比較することによって計算される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ビデオカメラ（１）が赤外線光源を含む赤外線カメラであり、前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）が、前記赤外線光源の赤外光波長範囲で８０パーセント以上の吸収率を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）が、透き通ったまたは対照的な背景上の暗い色素のスポットによって形成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）が円形を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）が互いに分離され、および／または前記瞳孔（２ｐ）から分離される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）が、前記被験者の虹彩の区域と重なって使用される、前記被験者の目（２）の前記瞳孔（２ｐ）の周りの角膜区域（２ｃ）に配設される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
マーカ（３ａ，３ｂ）の対が、前記被験者の瞳孔（２ｐ）に対応する前記コンタクトレンズ（３）の中央透明部分（３ｐ）の反対側で線上に配置される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記コンタクトレンズ（３）が強膜レンズである、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記コンタクトレンズ（３）が円環強膜レンズである、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記被験者の目（２）の画像を記録するステップと、前記記録した画像中の前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）の位置に基づいて前記ねじれ回転（Ｒ）の座標を計算するステップとを含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ねじれ回転を含む、被験者の３次元の目の動きを測定するためのシステムであって、
前記被験者の目（２）を覆って置くためのコンタクトレンズ（３）であって、前記コンタクトレンズ（３）の中央部分（３ｐ）に対して横方向のオフセット（Ｄ）で配置される１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）を備え、その中央部分（３ｐ）が前記被験者の目の瞳孔（２ｐ）を覆って配置されて使用される、コンタクトレンズ（３）と、
コンピュータ上で実行されると、前記コンピュータに、
前記コンタクトレンズ（３）のビデオ画像を処理し、前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）の位置をトラッキングすることと、
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）の前記トラッキングした位置に基づいて前記被験者の目（２）の視覚軸（Ｃ）の線の周りの前記被験者の目（２）のねじれ回転（Ｒ）を計算することと
をさせる命令を有する非一時的コンピュータ可読媒体と
を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被験者の目の動きを測定するための方法に関し、特に、３次元（３Ｄ）の目の動き、すなわち、水平、垂直、およびねじれ運動をトラッキングする映像ベースの方法に関する。本開示は、被験者の目の動きを測定するための強膜コンタクトレンズにも関する。
【背景技術】
【０００２】
目の動きの正確な測定は、前庭、眼球運動、視覚、および神経学的機能の直接的および間接的評価を提供するための重要なツールとなることができる。現在、３Ｄの目の動きは、（ｉ）強膜サーチコイル方法、または（ｉｉ）映像ベース（赤外線）の３次元眼球トラッキングデバイスのいずれかで大部分が測定される。
【０００３】
強膜サーチコイル方法は、しっかりと合ったコンタクトレンズ、または目に付着するゴム製リングの中に組み込まれるコイルの使用に基づく。動物実験では、強膜サーチコイルは、目の強膜の中に外科的に埋め込むことができる。目の周りに配置された磁石によって、交流磁場が生成される。電磁誘導によって、サーチコイルに電流が生成される。生成される電流の極性および振幅は、目の向きおよび角度変位で変わる。これらの値を測定することによって、目の位置を決定することができる。
【０００４】
映像ベースのシステムは、典型的には、小さいカメラおよびデジタル画像処理ハードウェア、ならびに目の位置および動きを計算するソフトウェアを使用する。目の動きのねじれ成分は、原理的には、たとえば、虹彩の目印の使用、または映像信号中で目立つ安定な虹彩の特徴を識別してトラッキングすることによって、映像による眼球運動記録法の使用で測定することができる。しかし、これは、常に存在するまたは明らかなわけではない特徴を必要とする可能性がある。加えて、そのような方法は、記録期間の瞳孔の形状に不規則な変化があるとき、誤ったねじれ推定をもたらす可能性がある。別の解決策は、目の強膜上に直接付与されてトラッキングされる人工的なペイントマーカの使用を含む。欠点は、そのようなマーカは、湿った強膜表面上で急速に退色し、また、そのようなマーカの使用は、極めて侵襲的な手順である。
【０００５】
強膜サーチコイルおよび映像による眼球運動記録法というこれら２つの方法は、Ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｓｔｅｅｎグループ（Ｈｏｕｂｅｎら、Ｉｎｖｅｓｔ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ  Ｖｉｓ  Ｓｃｉ．  ４７（１）：  １７９−８７  （２００６））の科学記事で比較されている。記事では、両方のシステムで、水平および垂直の目の位置の信号の測定間に、高度の相関が存在したと結論された。しかし、ねじれ運動の測定は、著しく異なっていた。映像ベースの赤外線３次元眼球トラッキングシステムは、主に、強膜サーチコイルシステムを置き換えているが、目のねじれ運動は、虹彩のシグナチャの識別に基づいた視軸の周りの眼球をトラッキングする問題に起因して、映像ベースの赤外線３次元眼球トラッキングシステムで測定するのが難しい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｈｏｕｂｅｎら、Ｉｎｖｅｓｔ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ  Ｖｉｓ  Ｓｃｉ．  ４７（１）：  １７９−８７  （２００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、映像ベースの赤外線３次元眼球トラッキングデバイスで、３Ｄの目の動き、特にねじれの目の動きの測定におけるさらなる改善が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示のいくつかの態様は、被験者の目の動きを測定するための方法に関する。コンタクトレンズが被験者の目を覆って配置するために設けられ、典型的には赤外線のビデオカメラが、コンタクトレンズとともに被験者の目の画像を記録するために設けられる。コンタクトレンズは、ビデオカメラによって検出可能である１つまたは複数のマーカを備える。１つまたは複数のマーカは、コンタクトレンズの中央部分に対して横方向へのオフセットに配置される。中央部分は、被験者の目の瞳孔を覆って配置され使用される。１つまたは複数のマーカは、１つまたは複数のマーカの位置をトラッキングするためにビデオカメラを使用することによって、被験者の目の視覚軸の線の周りの被験者の目のねじれ回転を検出するように構成される。
【０００９】
したがって、コンタクトレンズを着用した、被験者の目の画像を記録することができる。ねじれ回転の座標、たとえば角度は、記録した画像中の１つまたは複数のマーカの位置に基づいて計算することができる。というのは、１つまたは複数のマーカは、（瞳孔がある）中央部分に対して横方向へのオフセットに配置されるためである。たとえば、画像プロセッサは、ビデオカメラから画像を受け取ることができる。画像プロセッサは、１つまたは複数のマーカの相対的または絶対的位置をトラッキングするため、たとえば画像認識ソフトウェアでプログラムすることができる。画像プロセッサは、被験者の目のねじれ回転の座標を計算することができる。たとえば、ねじれ回転の座標は、１つまたは複数のマーカの位置を互いに、および／または被験者の目の瞳孔の位置に対して比較することによって計算することができる。瞳孔自体を視覚軸の線のマーカとして使用できることを理解されよう。
【００１０】
加えて、透明な中央部分を囲むリング形状の不透明区域でコンタクトレンズをペイントすることによって、被験者の目の外側部分をマスクすることができる。中央部分の透明性によって、被験者はコンタクトレンズを通して依然として見ることが可能となることができる一方で、本区域は、透明な区域の後にある（使用される）被験者の瞳孔のため、ビデオカメラには、暗いまたは黒に見えることになる。瞳孔を部分的にマスクすることによって、瞳孔のサイズの変化がカメラから「隠される」効果を実現することができる。これは、目の動きの正確な評価のために、映像信号を有利に安定化することができる。特に、映像ベースの眼球トラッカは、一定の瞳孔直径を検出することができ、このことによって、信号対雑音比を（瞳孔サイズに影響をおよぼす）照明状態から独立させることができる。リング上に置かれたマーカは、目のねじれ運動の評価のためのソフトウェアを使用してより容易に識別することができる、安定でトラッキング可能な特徴を提供することができる。
【００１１】
明るい照明状態下では、瞳孔直径は、典型的には、２〜４ミリメートルの間である。瞳孔がマスクよりも小さくなるのを防ぐために、４ミリメートルよりも小さい直径を有する透明な中央部分を設けることが好ましい。暗い照明状態下では、瞳孔直径は、典型的には、４〜９ミリメートルの間である。最大の瞳孔を依然としてマスクするため、５ミリメートル以上、好ましくは８ミリメートル以上、たとえば、１センチメートルといった外径を有し、たとえば、全虹彩を覆う不透明な周囲リング形状を設けることが好ましい。あるいは、または加えて、最小の瞳孔を依然としてマスクするため、４ミリメートル未満、好ましくは３ミリメートル以上の内径を有する不透明な周囲リング形状を設けることが好ましい。
【００１２】
確実に認識するため、マーカは、コンタクトレンズ上の、透き通ったまたは対照的な背景に対してペイントされることが好ましい。たとえば、不透明区域の背景と対照的である色を有するマーカといった、マーカを不透明区域に設けることによって、一貫性のある背景色を保証することができる。円形のマーカが好ましい。というのは、これらは回転しても同じままであり、記録した画像中でより一貫して認識できるためである。好ましくは、マーカは、暗い、たとえば、黒い色素のスポットによって形成される。たとえば、マーカが、光源に依存して、たとえば、可視光または赤外光波長範囲で、８０パーセント以上の吸収率を有することが望ましい場合がある。一般的に、マーカは、マーカがカメラおよび画像プロセッサによって認識可能である限り、対照的な形状および色で形成することもできる。
【００１３】
マーカの位置を正確にトラッキングするため、各マーカが分離される、すなわち、背景によって囲まれることが望ましい。したがって、マーカは、好ましくは、互いに分離され、および／または瞳孔から分離される。この方法では、マーカは、ビデオカメラによって個々に識別可能であり、マーカの各々の個々の位置をトラッキングすることができる。マーカを中心に比較的近く保つことによって、被験者の目が動きまわるときでも、マーカを見ることができる。たとえば、マーカは、たとえば被験者の虹彩の区域と重なる、被験者の目の瞳孔の周りの角膜区域に配設される。
【００１４】
カメラについて、様々なタイプおよび設定を使用することができる。赤外線カメラを使用することによって、画像を、照明状態にほとんどまたは全く依存せずに記録することができる。任意選択で、赤外線光源を、たとえばカメラ上または他の場所に設けて、コンタクトレンズおよびマーカの視認性を向上させることができる。ビデオカメラを眼鏡またはメガネ上に設けることによって、ビデオカメラを被験者の頭に着用し、被験者の目を絶え間なく見続けることができる。あるいは、ビデオカメラは、別のタイプの頭に着用するデバイス、たとえばヘッドバンドまたはヘルメット上に配設することもできる。頭に着用するデバイスに半透明の窓を設けることによって、ビデオカメラは、ユーザの直接の視野の中にある必要はなく、被験者の目の画像を窓を通して記録することができる。あるいは、ビデオカメラは、被験者から離れて設定すること、たとえば、被験者の顔全体を記録し、被験者の目がある部分を処理することも可能である。
【００１５】
被験者の目の動きを測定するための強膜コンタクトレンズの態様によって、さらなる利点を達成することができる。強膜レンズは、たとえばソフトレンズと比較して、目に対し回転安定性を実現することができる。回転安定性は、円環強膜レンズを使用してさらに良くすることができる。たとえば、強膜レンズは、コンタクトレンズの透明な中央部分の周りのリング形状の不透明区域にペイントすることができる。不透明区域は、被験者の瞳孔の外側のリング区域を部分的に覆い、被験者の瞳孔の外側のリング区域をビデオカメラからマスクして、照明状態と独立に、ビデオカメラに対して一定の直径を有する瞳孔を描くように配設される。不透明区域は、被験者の目のねじれを決定するため、１つまたは複数の対照的なマーカを備えることができる。
【００１６】
本開示の装置、システム、および方法のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の記載、添付の特許請求の範囲、および添付の図面からより良く理解されるようになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】被験者の目の動きを測定するための方法を概略的に示す図である。
【図１Ｂ】ユーザにより着用される眼鏡に搭載されたビデオカメラの実施形態を概略的に示す図である。
【図２Ａ】マーカを有する透き通ったコンタクトレンズの実施形態を概略的に示す図である。
【図２Ｂ】瞳孔の直径をマスクする不透明区域を有するコンタクトレンズの実施形態を概略的に示す図である。
【図２Ｃ】不透明区域およびマーカを有するコンタクトレンズの実施形態を概略的に示す図である。
【図３Ａ】ペイントしたマーカを有するソフトコンタクトレンズを示す写真である。
【図３Ｂ】不透明区域およびマーカを有する強膜レンズを示す写真である。
【図４】円環強膜レンズの形状を図示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
いくつかの事例では、本システムおよび方法の記載を曖昧にしないように、よく知られているデバイスおよび方法の詳細な記載を省略する場合がある。特定の実施形態を記載するために使用される用語法は、本発明を制限することを意図していない。本明細書で使用されるような、「１つの（ａ、ａｎ、およびｔｈｅ）」といった単数形は、文脈によって明確に別段の規定がない限り、同様に複数形を含むことが意図される。「および／または」といった用語は、関連する列挙された項目のうちの１つまたは複数の、あらゆる全ての組合せを含む。「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「備えている、含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」といった用語は、記述した特徴の存在を定めるが、１つまたは複数の他の特徴の存在または追加を排除しないことを理解されよう。方法の特定のステップが別のステップの後に言及されるとき、別段の規定がない限り、特定のステップは、前記他のステップの直後に続くこと、または特定のステップを実行する前に１つまたは複数の中間ステップを実行できることをさらに理解されよう。
【００１９】
本発明は、本発明の実施形態が示される添付の図面を参照して、以下でより十分に記載される。図面では、システム、構成要素、層、および領域の絶対的および相対的サイズは、見やすいように誇張される場合がある。実施形態は、本発明の可能な限り理想的な実施形態および中間構造の、概略図および／または断面図を参照して記載される場合がある。記載および図面では、同様の番号は、全体を通して同様の要素のことを言う。相対的な用語ならびにその派生した用語は、ここで記載されるような、または議論されている図面に示されるような向きのことを言うと解釈されるべきである。これらの相対的な用語は、記載の便宜のためであり、別段の規定がない限り、システムが、特定の向きで構築されることまたは動作されることが必要ではない。
【００２０】
図１Ａは、被験者の目の動きを測定するための方法を、概略的に示す。
【００２１】
一実施形態では、方法は、被験者の目２の画像を記録するためのビデオカメラ１を設けるステップを含む。別の、またはさらなる実施形態では、方法は、被験者の目２を覆って配置するためのコンタクトレンズ３を設けるステップを含む。
【００２２】
コンタクトレンズ３は、ビデオカメラ１によって検出可能であり、コンタクトレンズ３の中央部分３ｐに対して横方向のオフセットＤで配置される、１つまたは複数のマーカ３ａを備える。中央部分３ｐは、被験者の目の瞳孔２ｐを覆って配置されて使用される。１つまたは複数のマーカ３ａは、１つまたは複数のマーカ３ａの位置をトラッキングするためビデオカメラ１を使用することによって、被験者の目２の視覚軸Ｃの線の周りの被験者の目２のねじれ回転Ｒを検出するために構成される。
【００２３】
一実施形態では、方法は、被験者の目２の画像を記録するステップと、記録した画像中の、１つまたは複数のマーカ３ａの位置に基づいてねじれ回転Ｒの座標、たとえば角度を計算するステップとを含む。たとえば、画像プロセッサ４は、ビデオカメラ１から画像を受け取るように構成することができる。いくつかの実施形態では、画像プロセッサ４は、１つまたは複数のマーカ３ａの相対的または絶対的位置をトラッキングするため、画像認識ソフトウェアでプログラムされる。たとえば、画像プロセッサ４は、被験者の目２のねじれ回転Ｒの座標を計算するように構成される。一実施形態では、ねじれ回転Ｒの座標は、マーカ３ａの位置を被験者の目２の瞳孔２ｐの位置に対して比較することによって計算される。あるいは、または加えて、ねじれは、複数のマーカの位置を、互いにおよび／または瞳孔２ｐに対して比較することによって計算することができる。
【００２４】
一実施形態では、ねじれ回転Ｒの座標は、第１の時間ｔ１における１つまたは複数のマーカの位置を第２の時間ｔ２における１つまたは複数のマーカの位置と比較することによって計算される。たとえば、目の回転は、瞳孔に対する、および／または第２のマーカに対するマーカの相対的な位置における変化によって検出することができる。
【００２５】
図１Ｂは、被験者の頭にビデオカメラ１を着用するため、ビデオカメラ１が眼鏡６に配設される実施形態を概略的に示す。
【００２６】
いくつかの実施形態では、眼鏡は、半透明の窓６ａを介して被験者の目２の画像を記録するため、ビデオカメラ１に対し角度をもって傾けられた半透明の窓６ａを備える。ビデオカメラ１は、図示されない別のタイプの頭に着用するデバイス、たとえばヘッドバンドまたはヘルメット上に配設することもできる。あるいは、ビデオカメラ１は、被験者から離れて設定すること、たとえば、被験者の顔全体を記録し、被験者の目２がある部分を処理することも可能である。好ましくは、ビデオカメラ１は、赤外線カメラであり、任意選択で、赤外線光源を含む。一実施形態では、コンタクトレンズ上のマーカは、たとえば、赤外線光源の範囲内で、赤外光波長範囲で８０パーセント以上の吸収率を有する。
【００２７】
被験者の機能または健康を評価するために、被験者の目のねじれ範囲を測定および／または計算することが有用な場合がある。たとえば、ねじれ範囲は、ねじれ回転Ｒの最大座標と最小座標に基づいて計算される。これは、たとえば、被験者が彼の頭を傾ける一方で、画像を見てねじれ回転Ｒの最小または最大座標を測定することによって決定することができる。
【００２８】
図２Ａは、被験者の目２に置かれた透き通ったコンタクトレンズ３の実施形態を概略的に示す。
【００２９】
コンタクトレンズは、背景、この場合は虹彩の色と対照的であるマーカ３ａ、３ｂを有する。一実施形態では、１つまたは複数のマーカ３ａ、３ｂは、たとえば、被験者の虹彩の区域と重なる、被験者の目２の瞳孔２ｐの周りの角膜区域２ｃに配設される。水平および垂直の目の動きの期間に赤外線視野の中にそれらを保つ。
【００３０】
一実施形態では、１つまたは複数のマーカ３ａ、３ｂは、暗い、たとえば黒のスポットによって形成される。たとえば、１つまたは複数のマーカ３ａ、３ｂは、コンタクトレンズ３上の、透き通ったまたは対照的な背景に対してペイントされる。確実な認識。好ましくは、１つまたは複数のマーカ３ａ、３ｂは、円形を有する。これは、たとえば、「Ｘ」または三角形とは対照的に、目の回転の期間に変わらない中性的形態を提供することができる。
【００３１】
一実施形態では、１つまたは複数のマーカ３ａ、３ｂは、マーカの各々の個別の位置をトラッキングするためにビデオカメラ１によって個別に識別可能とするため、互いに分離され、および／または瞳孔２ｐから分離される。いくつかの実施形態では、ねじれ回転Ｒの座標は、第１のマーカ３ａの位置を第２のマーカ３ｂの位置と比較することによって計算される。たとえば、ねじれ回転Ｒの座標は、たとえば、以前に測定した角度、水平角度などといった基準角度に対して、第１のマーカ３ａと第２のマーカ３ｂの位置との間の角度に基づいて計算される。好ましくは、マーカ３ａ、３ｂの対は、瞳孔２ｐに対応するコンタクトレンズ３の中央透明部分３ｐの反対側で線上に配置される。
【００３２】
図２Ｂは、瞳孔２ｐの直径をマスクする不透明区域３ｃを有するコンタクトレンズの実施形態を概略的に示す。
【００３３】
一実施形態では、コンタクトレンズ３は、透明な中央部分３ｐの周りのリング形状の不透明区域３ｃでペイントされる。好ましくは、不透明区域３ｃは、被験者の瞳孔２ｐの外側のリング区域を部分的に覆い、被験者の瞳孔２ｐの外側のリング区域をビデオカメラ（ここでは図示されない）からマスクするように配設される。この方法では、被験者の瞳孔２ｐは、ビデオカメラに対し、一定の形状および／または直径で描かれる場合がある。別のまたはさらなる実施形態では、周りのリング形状の不透明区域３ｃによって画定される透明な中央部分３ｐの直径は、４ミリメートル未満、好ましくは３ミリメートル未満、たとえば２ミリメートルである。別のまたはさらなる実施形態では、周りのリング形状の不透明区域３ｃの外径は、５ミリメートル以上、好ましくは８ミリメートル以上、たとえば１センチメートルである。
【００３４】
いくつかの実施形態では、不透明区域３ｃは、ビデオカメラ１がペイントしたリング形状の不透明区域３ｃと被験者の瞳孔２ｐとの間で区別をするために、被験者の瞳孔２ｐのものと対照的である色でペイントされる。たとえば、リング形状の区域３ｃをペイントするために、明るい色を使用することができる。好ましくは、１つまたは複数のマーカ３ａ、３ｂは、不透明区域３ｃの中に形成される。
【００３５】
図２Ｃは、不透明区域３ｃとマーカ３ａ、３ｂの両方を有するコンタクトレンズの実施形態を概略的に示す。好ましくは、３つ以上、たとえば４以上のマーカが設けられる。好ましくは、マーカは、瞳孔の周りに等間隔に分散される。いくつかの方法では、マーカの対の、複数の参照をトラッキングすることができる。
【００３６】
図３Ａは、ペイントしたマーカを有するソフトコンタクトレンズの写真を示す。
【００３７】
図３Ｂは、不透明区域およびマーカを有する強膜レンズの写真を示す。
【００３８】
原理的には、ソフトコンタクトレンズを使用して、目に目印を付与し、目印をトラッキングして、たとえば、赤外線ビデオメガネを使用して、ねじれ運動を定量化することができる。したがって、いくつかの実施形態では、コンタクトレンズは、１つまたは複数の暗いスポットを有し、たとえば永続的なマーカが付与されたソフトコンタクトレンズである。この種類のレンズを使用する欠点は、目の上に浮かぶ、レンズの性質である。被験者が目を開いたままにすると、レンズは、異なる位置へ変化する。また、レンズの親水性材料は、防水性インクでマークするのに好適でないことが見いだされており、明らかに、涙液とまばたきの組合せによって、短すぎる時間期間内にインクが洗い流される。
【００３９】
強膜レンズは、目の縁（ｌｉｍｂｕｓ）（角膜と強膜の境界）の横に、その静止ポイントを有する、大きい直径のハードコンタクトレンズである。目の上に浮かぶ通常のコンタクトレンズと対照的に、強膜レンズは、角膜を覆って目にしっかりと合い、数時間の間、不快になることなく着用することができる。強膜レンズは、目に害を与えず、いくつかの医療の事例では、目を治療または保護するために使用することさえできる。このタイプのレンズは、しばしば、不規則な角膜表面（たとえば、円錐角膜）の光学補正のために認可される。１２５年前、最初の強膜レンズは、ガラス加工したシェルから作られた。ガラスレンズのための成形の導入、およびＰＭＭＡなどのプラスチックの導入は、これらのレンズの改善にとって重要なステップであった。酸素透過性レンズは、１９８３年に発見された。これは、目の健康のために重要なものであった。より小さいハード角膜レンズおよびソフトレンズの導入に起因して、強膜レンズの開発はしばらく停止した。数年後、新しい発展、すなわち、製造の改善、コストの低減、設計の改良、再現性の向上、および目のトポグラフィのコンピュータ化した撮像によって、再開がもたらされた。強膜レンズを暗示するものは、視覚の改善、角膜保護から美容およびスポーツ用途におよぶ。
【００４０】
好ましくは、瞳孔の縁部すなわち内側の虹彩の境界が、明るいときはもとより暗いときにも、強膜レンズのインプリントによってカバーされるようなやり方で、リングが強膜および虹彩の部分をカバーする。したがって、瞳孔は、映像ベースの眼球トラッカが依然として検出することができる。患者はレンズを通してみることが可能だが、瞳孔サイズ変化を見ることまたは検出することはできない。瞳孔の拡大、すなわち、強膜−虹彩直径の増大は、インプリントされたリングの後で起こる。１つの利点は、映像ベースの眼球トラッカが、常に１つの瞳孔直径を検出し、このことによって、信号対雑音比を照明状態から独立させることである。ペイントしたレンズのこの非常に固有の特徴は、赤外線眼球トラッキングにおける別の最近記述した問題、すなわち、衝動性眼球運動を終えた後の目の信号における衝動性眼球運動後振動を引き起こす、内側の虹彩の境界（すなわち、瞳孔の外径）のジッタの問題も解決する。示される実施形態では、不透明区域は、中央区域の周りに２つのリング、すなわち、瞳孔のように赤外線光下で暗く見える黒くペイントした内側リングを備える。このリングは、暗い（色素の）マーカを備えるたとえば赤い、明るい色の外側リングによって囲まれる。あるいは、または加えて、ペイントした内側リングは、瞳孔を完全に覆うように、すなわちペイントした内側円を形成するように広げることができる。たとえば、内側円は、カメラの記録した画像中の瞳孔を隠すため、カメラの赤外線波長範囲で吸収することができる。たとえば、ペイントした内側円は、可視光について少なくとも部分的に透明であり、ユーザが見ることを可能にし、一方でカメラに対しては不透明に現れることができる。
【００４１】
一実施形態では、コンタクトレンズは、たとえば、１２ミリメートルと２５ミリメートルの間の直径を有する強膜コンタクトレンズである。別のまたはさらなる実施形態では、コンタクトレンズ３は、１２ミリメートルと１８ミリメートルの間の直径を有する角強膜またはミニ強膜コンタクトレンズである。本開示のこれらおよび他の態様は、被験者の目の動きを測定するため、様々な強膜コンタクトレンズによって具体化することができる。
【００４２】
たとえば、図３Ｂに示されるように、コンタクトレンズは、その中央部分が被験者の目の瞳孔を覆って配置されて使用されている、コンタクトレンズの透明な中央部分を囲むリング形状の不透明区域でペイントされる。不透明区域は、被験者の瞳孔の外側のリング区域を部分的に覆い、被験者の瞳孔の外側のリング区域をビデオカメラからマスクして、ビデオカメラに対して一定の直径を有する瞳孔を描くように配設される。いくつかの実施形態では、不透明区域は、ビデオカメラがペイントしたリング形状の不透明区域と被験者の瞳孔との間で区別をするために、被験者の瞳孔のものと対照的である色でペイントされる。他のまたはさらなる実施形態では、１つまたは複数のマーカは、１つまたは複数のマーカがビデオカメラによって検出可能であり、中央部分に対して横方向のオフセットで配置される、不透明区域に形成される。上で説明したように、１つまたは複数のマーカは、１つまたは複数のマーカの位置をトラッキングするためにビデオカメラを使用することによって、被験者の目の視覚軸の線の周りの被験者の目のねじれ回転を検出するために構成される。
【００４３】
図４は、円環強膜レンズの形状を図示する。これによって、目の上でさらなる回転安定性を実現することができる。
【００４４】
本システムおよび方法は、その具体的で例示的な実施形態を参照して特に詳細に記載されてきたが、本開示の範囲から逸脱することなく、当業者には、多くの修正形態および代替形態が考案できることも理解されたい。たとえば、デバイスまたはシステムが開示され、指定された方法または機能を実施するため配置および／または構築される実施形態は、本質的に、方法または機能を、それ自体で、および／または方法またはシステムの他の開示される実施形態と組み合わせて開示する。さらに、方法の実施形態は、可能な場合には方法またはシステムの他の開示される実施形態と組み合わせて、それぞれのハードウェアへのそれらの実装を本質的に開示すると考えられる。さらに、たとえば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に、プログラム命令として具現化することができる方法は、そのような実施形態として本質的に開示されると考えられる。
【００４５】
最後に、上の議論は、本システムおよび／または方法の単なる例示であることが意図されており、何らかの特定の実施形態または実施形態のグループに添付される請求項を制限するものとみなすべきではない。本明細書および図面は、したがって、説明の形と考えられるべきであり、添付される請求項の範囲を制限することは意図していない。添付される請求項を解釈する際に、「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という言葉が、所与の請求項に列挙されるもの以外の要素または行為の存在を除外しないこと、要素の前にある「１つの（ａまたはａｎ）」という言葉が、複数のそのような要素の存在を除外しないこと、請求項中の任意の参照符号がそれらの範囲を限定しないこと、いくつかの「手段（ｍｅａｎｓ）」が同じもしくは異なる項目、または実装される構造もしくは機能によって表すことができること、開示されるデバイスのいずれかまたはそれらの部分は、具体的に別段の規定がない限り、一緒に組み合わせることまたはさらなる部分へと分割できることを理解されたい。ある種の処置が相互に異なる請求項に記載されるという単なる事例は、これらの処置の組合せを有利に使用できないと示しているわけではない。特に、請求項の全ての実際に使える組合せは、本質的に開示されると考えられる。
【符号の説明】
【００４６】
１  ビデオカメラ
２  被験者の目
２ｐ  瞳孔
３  コンタクトレンズ
３ａ  マーカ
３ｂ  マーカ
３ｃ  不透明区域
３ｐ  中央部分
４  画像プロセッサ
Ｃ  視覚軸
Ｄ  オフセット
Ｒ  ねじれ回転
【図１Ａ】
2019514623.tif 000003
【図１Ｂ】
2019514623.tif 000004
【図２Ａ】
2019514623.tif 000005
【図２Ｂ】
2019514623.tif 000006
【図２Ｃ】
2019514623.tif 000007
【図３Ａ】
2019514623.tif 000008
【図３Ｂ】
2019514623.tif 000009
【図４】
2019514623.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月16日(2019.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじれ回転（Ｒ）を含む、被験者の３次元の目の動き（Ｘ，Ｙ，Ｒ）を測定するための方法であって、
前記被験者の目（２）を覆って置かれるコンタクトレンズ（３）を設けるステップであって、前記コンタクトレンズ（３）が、前記コンタクトレンズ（３）の中央部分（３ｐ）に対して横方向のオフセット（Ｄ）で配置される、１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）を備え、その中央部分（３ｐ）が前記被験者の目の瞳孔（２ｐ）を覆って配置される、ステップと、
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）の位置をトラッキングするためビデオカメラ（１）を使用することによって、前記被験者の目（２）の視覚軸（Ｃ）の線の周りの前記被験者の目（２）の前記ねじれ回転（Ｒ）の角度を計算するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記コンタクトレンズ（３）が、透明な中央部分（３ｐ）を囲むリング形状の不透明区域（３ｃ）でペイントされ、前記不透明区域（３ｃ）が、被験者の瞳孔（２ｐ）の外側のリング区域を部分的に覆い、前記被験者の瞳孔（２ｐ）の前記外側のリング区域を前記ビデオカメラ（１）からマスクして、前記ビデオカメラ（１）に対して一定の形状および／または直径を有する前記被験者の瞳孔（２ｐ）を描くように配設される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）が前記不透明区域（３ｃ）の中に形成される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記周りのリング形状の不透明区域（３ｃ）によって画定される前記透明な中央部分（３ｐ）の直径が４ミリメートル未満である、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記ねじれ回転（Ｒ）の前記角度が、マーカ（３ａ）の位置を前記被験者の目（２）の瞳孔（２ａ）の位置に対して比較することによって計算される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ビデオカメラ（１）が赤外線光源を含む赤外線カメラであり、前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）が、前記赤外線光源の赤外光波長範囲で８０パーセント以上の吸収率を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）が、透き通ったまたは対照的な背景上の暗い色素のスポットによって形成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）が円形を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）が互いに分離され、および／または前記瞳孔（２ｐ）から分離される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）が、前記被験者の虹彩の区域と重なって使用される、前記被験者の目（２）の前記瞳孔（２ｐ）の周りの角膜区域（２ｃ）に配設される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
マーカ（３ａ，３ｂ）の対が、前記被験者の瞳孔（２ｐ）に対応する前記コンタクトレンズ（３）の中央透明部分（３ｐ）の反対側で線上に配置される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記コンタクトレンズ（３）が強膜レンズである、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記コンタクトレンズ（３）が円環強膜レンズである、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記被験者の目（２）の画像を記録するステップと、前記記録した画像中の前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）の位置に基づいて前記ねじれ回転（Ｒ）の前記角度を計算するステップとを含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ねじれ回転を含む、被験者の３次元の目の動きを測定するためのシステムであって、
前記被験者の目（２）を覆って置くためのコンタクトレンズ（３）であって、前記コンタクトレンズ（３）の中央部分（３ｐ）に対して横方向のオフセット（Ｄ）で配置される１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）を備え、その中央部分（３ｐ）が前記被験者の目の瞳孔（２ｐ）を覆って配置されて使用される、コンタクトレンズ（３）と、
コンピュータ上で実行されると、前記コンピュータに、
前記コンタクトレンズ（３）のビデオ画像を処理し、前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）の位置をトラッキングすることと、
前記１つまたは複数のマーカ（３ａ，３ｂ）の前記トラッキングした位置に基づいて前記被験者の目（２）の視覚軸（Ｃ）の線の周りの前記被験者の目（２）のねじれ回転（Ｒ）を計算することと
をさせる命令を有する非一時的コンピュータ可読媒体と
を備える、システム。
【国際調査報告】
2019514623.tif 000011
2019514623.tif 000012
2019514623.tif 000013