(57)【要約】【課題】被検動物の視機能を容易に検査することの可能な視機能検査システムを提供する。【解決手段】所定方向に移動する視覚情報に対向するように被検動物が配置されている場合に、視覚情報の移動方向における被検動物の視線の角速度に関する情報を経時的に取得する取得手段３１と、取得した情報に基づいて被検動物の視機能を検査する検査手段３２と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に移動する視覚情報に対向するように被検動物が配置されている場合に、前記視覚情報の移動方向における前記被検動物の視線の角速度に関する情報を経時的に取得する取得手段と、
取得した情報に基づいて前記被検動物の視機能を検査する検査手段と、を備えることを特徴とする、視機能検査システム。
【請求項２】
前記検査手段は、前記移動方向における前記被検動物の視線の正の角速度のうち、絶対値が、前記移動方向における前記視覚情報の角速度の絶対値を含む所定の範囲に属する正の角速度の頻度と、前記移動方向における前記被検動物の視線の負の角速度のうち、絶対値が前記所定の範囲に属する負の角速度の頻度と、の差に基づいて、前記被検動物の視機能を検査する、請求項１に記載の視機能検査システム。
【請求項３】
前記取得手段は、前記角速度に関する情報と、前記移動方向における前記被検動物の視線の角度であって、前記視覚情報との対向方向に対する角度に関する情報と、を継時的に取得し、
前記検査手段は、前記角速度と前記角度との間の回帰直線の傾きに基づいて、前記被検動物の視機能を検査する、請求項１又は２に記載の視機能検査システム。
【請求項４】
前記取得手段は、前記被検動物の頭部を継時的に撮像する撮像装置によって撮像された画像に基づいて、前記移動方向における前記被検動物の視線の角度に関する情報を取得する、請求項３に記載の視機能検査システム。
【請求項５】
前記取得手段は、前記被検動物の頭部を継時的に撮像する撮像装置によって撮像された画像に基づいて、前記移動方向における前記被検動物の視線の角速度に関する情報を取得する、請求項１〜４の何れかに記載の視機能検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検動物の視機能を検査するための視機能検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば眼科疾患の治療薬の開発研究においては、ラットやマウス等の被検動物が一般に用いられている。この開発研究において、被検動物の眼の機能評価は、組織学的、生化学的解析に加わる重要な検査項目であって、例えば、ラットを被検動物として用いた場合には、オプトモーター反応（視運動反応）を用いてラットの視力測定を行う方法が知られている（例えば、非特許文献１）。
【０００３】
オプトモーター反応とは反射性の運動であり、例えばラットは、視野内の対象全体が一定方向に移動すると、眼球、頭部ないし体全体を、当該対象の移動方向と同じ方向に運動させる。オプトモーター反応は、対象全体の移動に伴って生じる網膜像の動き（ずれ）を相殺する働きを有する。オプトモーター反応を用いてラットの視力測定を行う場合には、一定方向に移動する縞模様をラットに提示したときに、ラットが縞模様の動きに追従して首を動かした場合には当該ラットが視機能を有する（視力がある）と判定され、首を動かさない場合には当該ラットが視機能を有しない（視力がない）と判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＣｅｒｅｂｒａｌＭｅｃｈａｎｉｃｓ  Ｉｎｃ．、“Ｈｏｗ  ＯｐｔｏＭｏｔｒｙ  ｗｏｒｋｓ”、［online］、［平成２８年５月３１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.cerebralmechanics.com/how-optomotry-works/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、かかる方法では、ラットが縞模様の動きに同期して首を動かしいるか否かは検査者の主観的な判断に委ねられていた。このため、ラットが視機能を有するか否かの判断基準は検査者が異なる毎に変化し得ることから、検査精度を保証することが困難になる虞がある。
【０００６】
なお、従来の動物実験では、例えば、被検動物の行動を記録する実験者と、記録された行動に基づいて被検動物の検査を行う検査者と、の各々によって主観的な判断が行われる可能性を低減するために、被検動物がどのような実験に用いられる動物であるかを実験者及び観察者の各々に知らせていない状態で試験を行う二重盲試験が用いられている。しかしながら、二重盲試験を行う場合には作業が煩雑になることから、結果として、一匹のラットの視機能を検査するために多くの時間が必要になる虞がある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、被検動物の視機能を容易に検査することの可能な視機能検査システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、所定方向に移動する視覚情報に対向するように被検動物が配置されている場合に、前記視覚情報の移動方向における前記被検動物の視線の角速度に関する情報を経時的に取得する取得手段と、取得した情報に基づいて前記被検動物の視機能を検査する検査手段と、を備えることを特徴とする、視機能検査システムを提供する（発明１）。
【０００９】
かかる発明（発明１）によれば、視覚情報の移動方向における被検動物の視線の角速度に関する情報に基づいて被検動物の視機能を検査することができるので、被検動物の視機能を自動的に検査することが可能になる。これにより、例えば実験者や検査者による主観的な判断や二重盲試験を不要にすることができ、被検動物の視機能を容易に検査することができる。
【００１０】
上記発明（発明１）においては、前記検査手段は、前記移動方向における前記被検動物の視線の正の角速度のうち、絶対値が、前記移動方向における前記視覚情報の角速度の絶対値を含む所定の範囲に属する正の角速度の頻度と、前記移動方向における前記被検動物の視線の負の角速度のうち、絶対値が前記所定の範囲に属する負の角速度の頻度と、の差に基づいて、前記被検動物の視機能を検査してもよい（発明２）。
【００１１】
かかる発明（発明２）によれば、視覚情報の移動方向における被検動物の視線の正の角速度のうち、絶対値が、視覚情報の移動方向における視覚情報の角速度の絶対値を含む所定の範囲に属する正の角速度の頻度と、視覚情報の移動方向における被検動物の視線の負の角速度のうち、絶対値が当該所定の範囲に属する負の角速度の頻度と、の差をもとめることによって、被検動物の視機能の有無を判別することができる。
【００１２】
上記発明（発明１〜２）においては、前記取得手段は、前記角速度に関する情報と、前記移動方向における前記被検動物の視線の角度であって、前記視覚情報との対向方向に対する角度に関する情報と、を継時的に取得し、前記検査手段は、前記角速度と前記角度との間の回帰直線の傾きに基づいて、前記被検動物の視機能を検査してもよい（発明３）。
【００１３】
かかる発明（発明３）によれば、視覚情報の移動方向における被検動物の視線の角速度と、視覚情報の移動方向における被検動物の視線の角度であって、視覚情報との対向方向に対する角度と、の間の回帰直線の傾きをもとめることによって、被検動物の視機能の有無を判別することができる。
【００１４】
上記発明（発明３）においては、前記取得手段は、前記被検動物の頭部を継時的に撮像する撮像装置によって撮像された画像に基づいて、前記移動方向における前記被検動物の視線の角度に関する情報を取得してもよい（発明４）。
【００１５】
かかる発明（発明４）によれば、視覚情報の移動方向における被検動物の視線の角度であって、視覚情報との対向方向に対する角度に関する情報を、被検動物の頭部を含む画像に基づいて取得することができるので、例えばラットやマウス等のように眼球運動の少ない動物を被検動物として用いた場合であっても、被検動物の視機能の有無を容易に判別することができる。
【００１６】
上記発明（発明１〜４）においては、前記取得手段は、前記被検動物の頭部を継時的に撮像する撮像装置によって撮像された画像に基づいて、前記移動方向における前記被検動物の視線の角速度に関する情報を取得してもよい（発明５）。
【００１７】
かかる発明（発明５）によれば、視覚情報の移動方向における被検動物の視線の角速度に関する情報を、被検動物の頭部を含む画像に基づいて取得することができるので、例えばラットやマウス等のように眼球運動の少ない動物を被検動物として用いた場合であっても、被検動物の視機能を容易に検査することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の視機能検査システムによれば、被検動物の視機能を容易に検査することができる。また、本発明の視機能検査システムは、例えば、被検動物を用いた眼科疾患の治療薬の開発研究等にも好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る視機能検査システムの基本構成を概略的に示す図である。
【図２】被検動物が情報取得装置に配置された場合の状況を説明する図である。
【図３】検査装置の構成を示すブロック図である。
【図４】視機能検査システムで主要な役割を果たす機能を説明するための機能ブロック図である。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は、被検動物の画像処理の一例を説明する図である。
【図６】被検動物の頭部の角度と角速度との分布図の一例である。
【図７】視機能検査システムの処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】変形例における被検動物の頭部の角度と角速度との分布図の一例である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、変形例における被検動物の画像処理の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る視機能検査システムについて添付図面を参照して詳細に説明する。ただし、この実施形態は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２１】
（１）視機能検査システムの基本構成
図１は、本発明の一実施形態に係る視機能検査システムの基本構成を概略的に示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る視機能検査システムは、情報取得装置１０と、検査装置２０と、を備えており、所定方向に移動する縞模様に対向するように被検動物ＴＡ（図２に示す）が配置されている場合に、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報を経時的に取得し、取得した情報に基づいて被検動物ＴＡの視機能を検査するようになっている。なお、縞模様は、本発明の「視覚情報」の一例である。
【００２２】
ここで、被検動物ＴＡは、例えば、いわゆる実験動物に加えて実験用に転用された家畜や野生動物を含む実験用動物（例えば、マウス、ラット、モルモット、スナネズミ及びハムスター等の齧歯類、フェレット、ウサギ、ミニブタ、サル（マーモセット、アカゲザル等）、イヌ及びネコ等）であってもよいし、ヒト（人）であってもよい。
【００２３】
情報取得装置１０は、被検動物ＴＡの頭部を少なくとも含む画像データを経時的に取得する装置であって、被検動物ＴＡを収容するための収容ケース１１と、収容ケース１１を支持する支持部１２と、上下方向（図中Ｚ方向）に延在する柱状部材１３と、支持部１２及び柱状部材１３の各々を支持するフレーム部材１４と、柱状部材１３の前面に対して上下方向に摺動可能に取り付けられた摺動部材１５と、摺動部材１５の底面の前端側に設けられた撮像装置１６と、上面が開口した平面視等脚台形状の視覚情報提示部１７と、表示部１８と、によって構成されている。
【００２４】
撮像装置１６及び表示部１８の各々は、例えば無線ＬＡＮ（例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標））、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ(The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.)１３９４等の無線又は有線通信方式を用いて、検査装置２０と通信可能に接続されている。
【００２５】
収容ケース１１は、前面及び上面が開口した箱型形状を有しており、被検動物ＴＡを収容可能に形成されている。なお、収容ケース１１のサイズは、被検動物ＴＡのサイズに応じて適宜変更されてもよい。また、収容ケース１１には、収容された被検動物ＴＡの頭部以外の部分を固定するベルトやテープ等の固定部材（図示省略）が設けられてもよい。この場合、被検動物ＴＡが撮像装置１６の撮像範囲外の位置に移動するのを抑制することができるので、被検動物ＴＡの頭部を少なくとも含む画像を適切に撮像することができる。
【００２６】
また、支持部１２は、情報取得装置１０の設置面から上方に所定の間隔（例えば２５ｃｍ以上）をおいて設けられてもよい。この場合、例えば、収容ケース１１に収容された被検動物ＴＡが情報取得装置１０の設置面に飛び降りることによって、検査が正常に進められなくなるのを抑制することができる。
【００２７】
撮像装置１６は、収容ケース１１に収容された被検動物ＴＡの頭部を上方からみた画像を、所定のフレームレート（例えば１００ｆｐｓ(frames per second)）で撮像する装置である。撮像装置１６は、例えば、入射光等を集光する集光レンズと、光を電気信号に変換するＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の撮像素子と、その撮像素子を駆動するための駆動回路と、例えばＩＥＥＥ１３９４等を用いて検査装置２０と通信を行うためのインタフェース回路と、を含む。本実施形態では、撮像装置１６は、画像を撮像する毎に、撮像した画像データを、インタフェース回路を介して検査装置２０に送信するように構成されている。撮像装置１６としては、例えばデジタルビデオカメラやデジタルカメラ等が用いられてもよい。
【００２８】
撮像装置１６は、摺動部材１５が柱状部材１３の前面を上下方向に摺動することによって、上下方向に移動可能に設けられてもよい。また、撮像装置１６は、情報取得装置１０の幅方向（図中Ｘ方向）及び長さ方向（図中Ｙ方向）に移動可能に設けられてもよい。
【００２９】
視覚情報提示部１７は、長さ方向（図中Ｙ方向）一端側の側面（等脚台形の上底に対応する側面）が収容ケース１１の前面に隣接するように配置されており、当該側面には、収容ケース１１に収容された被検動物ＴＡの頭部を視覚情報提示部１７内に挿通可能な凹部が設けられている。
【００３０】
表示部１８は、視覚情報提示部１７の長さ方向他端側の側面（等脚台形の下底に対応する側面）の内側において、収容ケース１１に収容された被検動物ＴＡと視覚情報提示部１７の長さ方向（図中Ｙ方向）に対向するように設けられている。表示部１８は、例えば、マトリクス状に画素単位で配置された薄膜トランジスタを含むＬＣＤ（Liquid Crystal Display）モニタであり、検査装置２０から送られた表示用データに基づいて薄膜トランジスタを駆動することで、表示されるデータ（本実施形態では、縞模様）を表示画面に表示する。
【００３１】
ここで、表示される縞模様のパラメータ（例えば、空間周波数、コントラスト（＝（最大輝度−最小輝度）／（最大輝度＋最小輝度））、縞の幅、色、移動速度、移動方向、表示時間等）は、後述するように、検査装置２０によって設定されてもよい。なお、本実施形態では、縞模様の各縞が上下方向（図中Ｚ方向）に延在するように形成されており、縞模様の移動方向が、表示部１８の幅方向（図中Ｘ方向）である場合（図２において矢印Ｄで示す）を一例として説明する。
【００３２】
なお、縞模様を投影するプロジェクタが検査装置２０に接続されている場合には、表示部１８は、投影用のスクリーンで構成されてもよい。ここで、プロジェクタが、視覚情報提示部１７の長さ方向他端側の側面の外側に設置されている場合には、例えば、プロジェクタからの光を通過させるための開口が当該側面に設けられてもよいし、当該側面が透過型のスクリーンで形成されていてもよい。
【００３３】
また、本実施形態では、収容ケース１１に収容された被検動物ＴＡの頭部以外の部分を固定する固定部材が設けられているので、表示部１８を例えば１つのＬＣＤモニタで構成することができる。この場合、上述した非特許文献１に記載された技術（被検動物の周囲に４つのモニタが設けられている）と比較してモニタの数を低減することができ、ひいては、視機能検査システムの製造コストを低減することができる。
【００３４】
検査装置２０は、例えば、携帯端末、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、パーソナルコンピュータ、双方向の通信機能を備えたテレビジョン受像機（いわゆる多機能型のスマートテレビも含む。）等のように、個々のユーザによって操作される通信端末であってもよい。
【００３５】
（２）検査装置の構成
図３を参照して検査装置２０について説明する。図３は、検査装置２０の内部構成を示すブロック図である。図２に示すように、検査装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２４と、表示処理部２５と、表示部２６と、入力部２７と、通信インタフェース部２８とを備えており、各部間の制御信号またはデータ信号を伝送するためのバス２９が設けられている。
【００３６】
ＣＰＵ２１は、電源が検査装置２０に投入されると、ＲＯＭ２２又はＨＤＤ２４に記憶された各種のプログラムをＲＡＭ２３にロードして実行する。本実施形態では、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２又はＨＤＤ２４に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、後述する取得手段３１及び検査手段３２（図４に示す）の機能を実現する。
【００３７】
また、ＣＰＵ２１は、例えば、入力部２７を用いて入力された縞模様のパラメータに基づいて表示用の縞模様を生成し、生成した縞模様を、情報取得装置１０の表示部１８に表示させてもよい。
【００３８】
ＨＤＤ２４は不揮発性記憶装置であり、オペレーティングシステム（ＯＳ）やＯＳ上で実行されるプログラムを記憶する。また、ＨＤＤ２４には、情報取得装置１０が取得した画像情報が記憶されてもよい。
【００３９】
表示処理部２５は、ＣＰＵ２１から与えられる表示用データを表示部２６に表示する。また、表示処理部２５は、ＣＰＵ２１から与えられる表示用データを、通信インタフェース部２８を介して情報取得装置１０の表示部１８に表示してもよい。表示部２６は、例えば、表示部１８と同様にＬＣＤモニタであってよい。
【００４０】
入力部２７は、例えばマウスやキーボード等の情報入力デバイスである。通信インタフェース部２８は、情報取得装置１０の撮像装置１６及び表示部１８の各々と通信を行うためのインタフェース回路を含む。
【００４１】
（３）視機能検査システムにおける各機能の概要
本実施形態の視機能検査システムで実現される機能について、図４を参照して説明する。図４は、本実施形態の視機能検査システムで主要な役割を果たす機能を説明するための機能ブロック図である。図４の機能ブロック図では、取得手段３１及び検査手段３２が本発明の主要な構成に対応している。
【００４２】
なお、ここでは、被検動物ＴＡが情報取得装置１０の収容ケース１１に収容されている状態において、表示部１８の幅方向（図中Ｘ方向）に移動する縞模様が、検査装置２０の制御によって情報取得装置１０の表示部１８に表示されている場合を想定して説明する。
【００４３】
取得手段３１は、表示部１８の幅方向（所定方向）に移動する縞模様（視覚情報）に対向するように被検動物ＴＡが配置されている場合に、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報を経時的に取得する機能を備える。
【００４４】
ここで、被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報とは、例えば、被検動物ＴＡの視線の角速度の値であってもよいし、被検動物ＴＡの視線の角速度の値を所定の計算式に代入することによって得られた値であってもよいし、被検動物ＴＡの視線の角速度の度合いを表す情報であってもよい。
【００４５】
また、取得手段３１は、被検動物ＴＡの頭部を継時的に撮像する撮像装置１６によって撮像された画像に基づいて、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報を取得してもよい。この場合、縞模様（視覚情報）の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報を、被検動物ＴＡの頭部を含む画像に基づいて取得することができるので、例えばラットやマウス等のように眼球運動の少ない動物を被検動物ＴＡとして用いた場合であっても、被検動物ＴＡの視機能を容易に検査することができる。
【００４６】
取得手段３１の機能は、例えば以下のように実現される。なお、ここでは、取得手段３１が、被検動物ＴＡの頭部を継時的に撮像する撮像装置１６によって撮像された画像に基づいて、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報を継時的に取得する場合を一例として説明する。
【００４７】
検査装置２０のＣＰＵ２１は、撮像装置１６によって撮像された画像データを撮像装置１６から受信する毎に、受信した画像データを例えばＲＡＭ２３に記憶する。また、ＣＰＵ２１は、受信した画像データに対して画像処理を行うことによって、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報を取得する。
【００４８】
ここで、画像データに対して行われる画像処理の一例について図５を参照して説明する。先ず、検査装置２０のＣＰＵ２１は、画像データを撮像装置１６から受信すると、受信した画像データに対してガンマ補正及び平滑化を行う。次に、ＣＰＵ２１は、平滑化後の画像データ内に注目領域（ＲＯＩ；Region of Interest）を設定する。ここで、注目領域とは、画像処理を行う領域を意味しており、本実施形態では、被検動物ＴＡの頭部を少なくとも含む領域である。注目領域は、例えば、手動で設定されてもよいし、所定のテンプレート画像と類似する領域を画像データから抽出することによって自動的に設定されてもよい。
【００４９】
次いで、ＣＰＵ２１は、設定した注目領域を、いわゆる「大津の方法」を用いて二値化する。ここで、「大津の方法」とは、ヒストグラムが２つのクラスに分類できると仮定して、クラス間分散とクラス内分散との比が最大となるように閾値を決定する方法である。また、ＣＰＵ２１は、周知の他の二値化方法を用いて注目領域を二値化してもよい。そして、ＣＰＵ２１は、例えば微分やテンプレートマッチング等の輪郭抽出法を用いて、被検動物ＴＡの輪郭を抽出する。輪郭抽出後の注目領域の一例を図５（ａ）に示す。
【００５０】
ＣＰＵ２１は、図５（ａ）に示すように、抽出した輪郭上に任意の点Ａを設定する。次に、ＣＰＵ２１は、図５（ｂ）に示すように、輪郭上の位置であって、点Ａから左側又は右側に所定距離だけ離れた位置に点Ｂ，Ｃを設定する。そして、ＣＰＵ２１は、図５（ｃ）に示すように、点Ａと、点Ｂ及び点Ｃの各々とを直線で結び、直線ＡＢと直線ＡＣとの間の角度θ１をもとめる。また、ＣＰＵ２１は、図５（ｄ）に示すように、輪郭上の全ての点を点Ａに設定した上で角度θ１をもとめ、図５（ｅ）に示すように、角度θ１の値が最小となる点Ａの位置を被検動物ＴＡの頭部の先端位置（例えば、鼻の位置）として設定し、点Ｂと点Ｃとの中点Ｄを被検動物ＴＡの頭部の位置として設定する。
【００５１】
次に、ＣＰＵ２１は、図５（ｆ）に示すように、点Ｄから点Ａに延びるベクトルＶを設定し、図５（ｇ）に示すように、縞模様の移動方向（図中Ｘ方向）におけるベクトルＶの角度であって、被検動物ＴＡと縞模様との対向方向（図中Ｙ方向）に対するベクトルＶの角度θ２を、被検動物ＴＡの頭部の角度としてもとめる。
【００５２】
ＣＰＵ２１は、画像データを受信する毎に被検動物ＴＡの頭部の角度をもとめる。また、ＣＰＵ２１は、連続して所定数（例えば２１）の画像データを受信する毎に、最初（１番目）の画像データと最後（２１番目）の画像データとの間の頭部の角度の差を、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度としてもとめる（取得する）。また、ＣＰＵ２１は、例えば、撮像装置１６が１００ｆｐｓのフレームレートで画像を撮像する場合に、連続して受信した１０枚の画像データのうち、最初（１番目）の画像データと最後（１０番目）の画像データとの間の頭部の角度の差をもとめ、もとめた角度を１０倍にすることによって、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度としてもとめてもよい。
【００５３】
なお、ＣＰＵ２１は、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度をもとめた場合に、もとめた角速度と、角速度をもとめたときに用いた所定数の画像データのうち何れかの画像データ（例えば最初の画像データであってもよいし、最後の画像データであってもよい）における被検動物ＴＡの頭部の角度と、を例えばＨＤＤ２４に記憶する。
【００５４】
ここで、例えば、被検動物ＴＡの頭部の角度が、被検動物ＴＡの位置から表示部１８の幅方向の端部をみたときの被検動物ＴＡの頭部の角度（例えば絶対値で４５°）以上である場合には、被検動物ＴＡの頭部が表示部１８の横に向いている（つまり、被検動物ＴＡが縞模様を見ていない）可能性が高いと考えられる。したがって、この場合には、ＣＰＵ２１は、被検動物ＴＡの視線の角速度と、被検動物ＴＡの頭部の角度と、を記憶しなくてもよい。これにより、被検動物ＴＡの視機能の検査においてノイズとなり得るデータを排除することができるので、検査精度を向上させることができる。
【００５５】
また、例えば、ベクトルＶの長さが所定値（例えば、被検動物ＴＡの一般的な頭部の長さ）より長い場合には、被検動物ＴＡの頭部以外の部分（例えば尻尾等）を被検動物ＴＡの頭部として誤ってもとめた可能性が高いと考えられる。したがって、この場合には、ＣＰＵ２１は、点Ａの位置を被検動物ＴＡの頭部の先端位置として設定しなくてもよいし、点Ｂと点Ｃとの中点Ｄを被検動物ＴＡの頭部の位置として設定しなくてもよい。これにより、被検動物ＴＡの視機能の検査においてノイズとなり得るデータを排除することができるので、検査精度を向上させることができる。
【００５６】
さらに、例えば、ベクトルＶの長さが所定値（例えば、全てのベクトルＶの長さデータの四分位数×ｓｉｎ３０°）より短い場合には、被検動物ＴＡの頭部が表示部１８の上方又は下方に向いている（つまり、被検動物ＴＡが縞模様を見ていない）可能性が高いと考えられる。ここで、ｓｉｎ３０°は、被検動物ＴＡの上方の視野角として想定される値である。したがって、この場合には、ＣＰＵ２１は、被検動物ＴＡの視線の角速度と、被検動物ＴＡの頭部の角度と、を記憶しなくてもよい。これにより、被検動物ＴＡの視機能の検査においてノイズとなり得るデータを排除することができるので、検査精度を向上させることができる。
【００５７】
さらにまた、画像フレーム間隔における被検動物ＴＡの頭部の移動可能範囲には限界があることから、例えば、連続する画像データ間の被検動物ＴＡの頭部の角度θ２の差が所定値以上の場合には、被検動物ＴＡの頭部以外の部分（例えば尻尾等）を被検動物ＴＡの頭部として誤ってもとめた可能性が高いと考えられる。したがって、この場合には、ＣＰＵ２１は、点Ａの位置を被検動物ＴＡの頭部の先端位置として設定しなくてもよいし、点Ｂと点Ｃとの中点Ｄを被検動物ＴＡの頭部の位置として設定しなくてもよい。これにより、被検動物ＴＡの視機能の検査においてノイズとなり得るデータを排除することができるので、検査精度を向上させることができる。
【００５８】
検査手段３２は、取得した情報に基づいて被検動物ＴＡの視機能を検査する機能を備える。
【００５９】
また、検査手段３２は、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の正の角速度のうち、絶対値が、当該移動方向における縞模様の角速度の絶対値を含む所定の範囲に属する正の角速度の頻度と、当該移動方向における被検動物ＴＡの視線の負の角速度のうち、絶対値が当該所定の範囲に属する負の角速度の頻度と、の差に基づいて、被検動物ＴＡの視機能を検査してもよい。この場合、縞模様（視覚情報）の移動方向における被検動物ＴＡの視線の正の角速度のうち、絶対値が、縞模様の移動方向における縞模様の角速度の絶対値を含む所定の範囲に属する正の角速度の頻度と、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の負の角速度のうち、絶対値が当該所定の範囲に属する負の角速度の頻度と、の差をもとめることによって、被検動物ＴＡの視機能の有無を判別することができる。
【００６０】
検査手段３２の機能は、例えば以下のように実現される。なお、ここでは、検査手段３２が、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の正の角速度のうち、絶対値が、当該移動方向における縞模様の角速度の絶対値を含む所定の範囲に属する正の角速度の頻度と、当該移動方向における被検動物ＴＡの視線の負の角速度のうち、絶対値が当該所定の範囲に属する負の角速度の頻度と、の差に基づいて、被検動物ＴＡの視機能を検査する場合を一例として、図６を参照して説明する。
【００６１】
ＨＤＤ２４に記憶された被検動物ＴＡの視線の角速度及び被検動物ＴＡの頭部の角度は、横軸を角度とし、縦軸を角速度とした場合に、例えば図６に示すような分布図で表される。ここで、例えば被検動物ＴＡの視線の動きが縞模様の移動に追従していない場合には、被検動物ＴＡの視線の角速度を示す点は、原点（０，０）について対称の位置にも表れ得る。一方、例えば被検動物ＴＡの視線の動きが縞模様の移動に追従している場合には、被検動物ＴＡの視線の角速度を示す点は、縞模様の移動方向における縞模様の角速度を含む所定の範囲（図６において破線で示す）内に多く表れ得る。したがって、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の正の角速度（縞模様の移動方向と同じ方向の角速度）のうち、絶対値が、当該移動方向における縞模様の角速度の絶対値を含む所定の範囲に属する正の角速度の頻度と、当該移動方向における被検動物ＴＡの視線の負の角速度（縞模様の移動方向と逆方向の角速度）のうち、絶対値が当該所定の範囲（図６において一点鎖線で示す）に属する負の角速度の頻度と、の差が大きいほど、被検動物ＴＡの視線の動きが縞模様の移動に追従している可能性が高い（つまり、被検動物ＴＡが視機能を有している可能性が高い）と考えられる。
【００６２】
検査装置２０のＣＰＵ２１は、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の正の角速度のうち、絶対値が、当該移動方向における縞模様の角速度の絶対値を含む所定の範囲に属する正の角速度の頻度と、当該移動方向における被検動物ＴＡの視線の負の角速度のうち、絶対値が当該所定の範囲に属する負の角速度の頻度と、の差を算出する。そして、ＣＰＵ２１は、算出した頻度の差が所定値（例えば６０）以上の場合に、被検動物ＴＡが視機能を有していると判別してもよい。また、ＣＰＵ２１は、算出した頻度の差が所定値未満の場合に、被検動物ＴＡが視機能を有していないと判別してもよい。
【００６３】
また、検査装置２０のＣＰＵ２１は、被検動物ＴＡの視機能の有無を判別した場合に、その判別結果（検査結果）を通知するためのメッセージ等を表示部２６に表示させるために、当該メッセージを表示処理部２５に送信してもよい。さらに、ＣＰＵ２１は、判別結果（検査結果）を通知するための音声データ等を例えばブザーやスピーカ等の音声出力部（図示省略）から出力させてもよい。
【００６４】
さらに、ＣＰＵ２１は、図６に示したような分布図を生成して、生成した分布図を表示部２６に表示させてもよい。さらにまた、ＣＰＵ２１は、角速度の頻度を所定間隔の角速度毎に表すヒストグラムを生成して、生成したヒストグラムを表示部２６に表示させてもよい。
【００６５】
（４）本実施形態の視機能検査システムの主要な処理のフロー
次に、本実施形態の視機能検査システムにより行われる主要な処理のフローの一例について、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００６６】
検査装置２０のＣＰＵ２１は、表示部１８の幅方向（所定方向）に移動する縞模様（視覚情報）に対向するように被検動物ＴＡが配置されている場合に、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報を経時的に取得する（ステップＳ１００）。例えば、ＣＰＵ２１は、撮像装置１６によって撮像された画像データを撮像装置１６から受信する毎に、受信した画像データを例えばＲＡＭ２３に記憶し、受信した画像データに対して画像処理を行うことによって、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報を取得してもよい。
【００６７】
次いで、ＣＰＵ２１は、取得した情報に基づいて被検動物ＴＡの視機能を検査する（ステップＳ１０２）。例えば、ＣＰＵ２１は、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の正の角速度のうち、絶対値が、当該移動方向における縞模様の角速度の絶対値を含む所定の範囲に属する正の角速度の頻度と、当該移動方向における被検動物ＴＡの視線の負の角速度のうち、絶対値が当該所定の範囲に属する負の角速度の頻度と、の差に基づいて、被検動物ＴＡの視機能を検査してもよい。
【００６８】
また、ＣＰＵ２１は、被検動物ＴＡの視機能の有無を判別した場合に、その判別結果（検査結果）を通知するためのメッセージ等を表示部２６に表示させるために、当該メッセージを表示処理部２５に送信してもよい。
【００６９】
上述したように、本実施形態の視機能検査システムによれば、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報に基づいて被検動物ＴＡの視機能を検査することができるので、被検動物ＴＡの視機能を自動的に検査することが可能になる。これにより、例えば実験者や検査者による主観的な判断や二重盲試験を不要にすることができ、被検動物ＴＡの視機能を容易に検査することができる。
【００７０】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００７１】
以下、上述した実施形態の変形例について説明する。
（変形例１）
本変形例において、取得手段３１は、縞模様（視覚情報）の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報と、当該移動方向における被検動物ＴＡの視線の角度であって、縞模様との対向方向に対する角度に関する情報と、を継時的に取得し、検査手段３２は、角速度と角度との間の回帰直線の傾きに基づいて、被検動物ＴＡの視機能を検査してもよい。本変形例によれば、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度と、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角度であって、縞模様との対向方向に対する角度と、の間の回帰直線の傾きをもとめることによって、被検動物ＴＡの視機能の有無を判別することができる。
【００７２】
また、取得手段３１は、被検動物ＴＡの頭部を継時的に撮像する撮像装置１７によって撮像された画像に基づいて、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角度に関する情報を取得してもよい。この場合、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角度であって、縞模様との対向方向に対する角度に関する情報を、被検動物ＴＡの頭部を含む画像に基づいて取得することができるので、例えばラットやマウス等のように眼球運動の少ない動物を被検動物ＴＡとして用いた場合であっても、被検動物ＴＡの視機能の有無を容易に判別することができる。
【００７３】
本変形例における取得手段３１の機能は、例えば以下のように実現される。検査装置２０のＣＰＵ２１は、撮像装置１６によって撮像された画像データを撮像装置１６から受信する毎に、受信した画像データを例えばＲＡＭ２３に記憶する。また、ＣＰＵ２１は、上述した実施形態と同様に、受信した画像データに対して画像処理を行うことによって、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角度に関する情報と、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報と、を取得してもよい。
【００７４】
また、本変形例における検査手段３２の機能は、例えば図８を参照して以下のように実現される。図８は、図６と同様に、横軸を角度とし、縦軸を角速度とした場合における、被検動物ＴＡの視線の角速度及び被検動物ＴＡの頭部の角度の分布図である。ここで、上述したように、例えば被検動物ＴＡの視線の動きが縞模様の移動に追従していない場合には、被検動物ＴＡの視線の角速度を示す点が、原点（０，０）について対称の位置にも表れ得る。また、かかる角速度が多く存在する場合には、角速度と角度との間の回帰直線Ｌ１の傾きの絶対値は、図８に例示するように大きくなる。一方、例えば被検動物ＴＡの視線の動きが縞模様の移動に追従している場合には、被検動物ＴＡの視線の角速度を示す点は、縞模様の移動方向における縞模様の角速度を含む所定の範囲（図６において破線で示す）内に多く表れ得ることから、この場合における角速度と角度との間の回帰直線Ｌ２の傾きの絶対値は、図８に例示するように小さくなる。したがって、角速度と角度との間の回帰直線の傾きの絶対値が小さいほど、被検動物ＴＡの視線の動きが縞模様の移動に追従している可能性が高い（つまり、被検動物ＴＡが視機能を有している可能性が高い）と考えられる。
【００７５】
検査装置２０のＣＰＵ２１は、取得手段３１の機能に基づいて取得した角速度及び角度を用いて、角速度及び角度との間の回帰直線を算出する。ここで、ＣＰＵ２１は、例えば最小二乗法を用いて回帰直線を算出してもよい。
【００７６】
次に、ＣＰＵ２１は、算出した回帰直線の傾きの絶対値が所定範囲内である場合に、被検動物ＴＡが視機能を有していると判別してもよい。
【００７７】
（変形例２）
上記実施形態では、取得手段３１が、情報取得装置１０から受信した画像情報に基づいて被検動物ＴＡの視線の角度及び角速度をもとめることによって、角度及び角速度の各々に関する情報を取得する場合を一例として説明しているが、この場合に限られない。例えば、被検動物ＴＡの視線の角度及び角速度の少なくとも一方が情報取得装置１０によってもとめられる場合には、取得手段３１は、角度及び角速度の少なくとも一方に関する情報を情報取得装置１０から受信することによって、角度及び角速度の少なくとも一方に関する情報を取得してもよい。
【００７８】
（変形例３）
上記実施形態では、検査手段３２が、被検動物ＴＡの視線の正の角速度のうち、絶対値が縞模様の移動方向における縞模様の角速度の絶対値範囲に含まれる正の角速度の頻度と、被検動物ＴＡの視線の負の角速度のうち、絶対値が当該絶対値範囲に含まれる負の角速度の頻度と、の差に基づいて、被検動物ＴＡの視機能を検査する場合を一例として説明したが、この場合に限られない。
【００７９】
例えば、検査手段３２は、縞模様の移動方向における被検動物ＴＡの視線の角速度のうち、縞模様の移動方向における縞模様の角速度の範囲に含まれる角速度の頻度に基づいて、被検動物ＴＡの視機能を検査してもよい。この場合、ＣＰＵ２１は、例えば、縞模様の移動方向における縞模様の角速度の範囲に含まれる被検動物ＴＡの視線の角速度の頻度が所定値以上の場合に、被検動物ＴＡが視機能を有していると判別してもよい。
【００８０】
また、例えば、検査手段３２は、被検動物ＴＡの視線の角速度のうち、縞模様の移動方向における縞模様の角速度の範囲に含まれる角速度の割合に基づいて、被検動物ＴＡの視機能を検査してもよい。この場合、ＣＰＵ２１は、例えば、縞模様の移動方向における縞模様の角速度の範囲に含まれる被検動物ＴＡの視線の角速度の割合が所定値以上の場合に、被検動物ＴＡが視機能を有していると判別してもよい。
【００８１】
（変形例４）
上記実施形態では、取得手段３１が、被検動物ＴＡの頭部を継時的に撮像する撮像装置１６によって撮像された画像に基づいて、被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報を取得する場合を一例として説明したが、この場合に限られない。例えば、被検動物ＴＡの眼球を含む画像を撮像する撮像装置が設けられている場合には、取得手段３１は、当該撮像装置によって撮像された画像に基づいて、被検動物ＴＡの視線の角速度に関する情報を取得してもよい。この場合、眼球が動く動物を被検動物ＴＡとして用いた場合であっても、上述した実施形態と同様の作用効果を発揮することが可能である。
【００８２】
（変形例５）
上記実施形態では、取得手段３１が、被検動物ＴＡの頭部を継時的に撮像する撮像装置１６によって撮像された画像に基づいて、被検動物ＴＡの視線の角度に関する情報を取得する場合を一例として説明したが、この場合に限られない。例えば、被検動物ＴＡの眼球を含む画像を撮像する撮像装置が設けられている場合には、取得手段３１は、当該撮像装置によって撮像された画像に基づいて、被検動物ＴＡの視線の角度に関する情報を取得してもよい。この場合、眼球が動く動物を被検動物ＴＡとして用いた場合であっても、上述した実施形態と同様の作用効果を発揮することが可能である。
【００８３】
（変形例６）
上記実施形態では、角度θ１が最小となる点Ａの位置を被検動物ＴＡの頭部の先端位置（例えば、鼻の位置）として設定する場合を一例として説明したが、この場合に限られない。例えば、被検動物ＴＡの頭部の先端位置を手動で設定してもよい。この場合、図９（ａ）に示すように、点Ａを被検動物ＴＡの頭部の先端位置として設定した後に、図９（ｂ）に示すように、被検動物ＴＡの眼の領域のうち点Ａから最も遠い位置（目尻の位置）に点Ｂ，Ｃを設定してもよい。また、図９（ｃ）に示すように、点Ｂと点Ｃとの中点Ｄを被検動物ＴＡの頭部の位置として設定し、点Ｄから点Ａに延びるベクトルＶを設定してもよい。このようにして、上記実施形態と同様に、ベクトルＶの角度θ２（図５（ｇ）に示す）をもとめることができる。
【００８４】
（その他）
上述した実施形態では、検査装置２０によって取得手段３１及び検査手段３２の各機能を実現する構成としたが、この構成に限られない。これらの全ての手段を情報取得装置１０によって実現する構成としてもよいし、少なくとも一部の手段を情報取得装置１０によって実現する構成としてもよい。
【００８５】
なお、本発明の視機能検査システムをコンピュータで実現させるためのプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されていてもよい。このプログラムを記録した記憶媒体は、図３に示されたＨＤＤ２４であってもよい。また、例えばＣＤ−ＲＯＭドライブ等のプログラム読取装置に挿入されることで読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ等であってもよい。さらに、記憶媒体は、磁気テープ、カセットテープ、フレキシブルディスク、ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等であってもよいし、半導体メモリであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
上述したような本発明の視機能検査システムによれば、被検動物の視機能を容易に検査することができ、例えば、被検動物を用いた眼科疾患の治療薬の開発研究等にも好適に利用可能であるため、その産業上の利用可能性は極めて大きい。
【符号の説明】
【００８７】
１６…撮像装置
３１…取得手段
３２…検査手段
ＴＡ…被検動物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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