(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼鏡を装着した被検者の眼球の動きを測定する測定部と、
前記測定部による測定結果に基づいて、前記被検者の前方視野における注視点を検出する注視点検出部と、
前記測定部による測定結果に基づいて、前記眼鏡のレンズにおいて前記被検者の前記注視点への視線が透過する透過点を検出する透過点検出部と、
前記注視点の位置を示す注視点情報を、前記前方視野の画像に重ねて表示部に表示させると共に、前記透過点の位置を示す透過点情報を、前記眼鏡のレンズを示すレンズ画像に重ねて表示部に表示させる表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、前記注視点情報を重ねた前記前方視野の画像と、前記透過点情報を重ねた前記レンズ画像とを、別々の領域に表示させる視線検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の視線検出装置において、
前記表示制御部は、前記透過点における前記レンズの加入度若しくは非点収差を示すグラフ、または前記被検者の眼球から前記注視点までの距離を示すグラフを、前記前方視野の画像または前記レンズ画像に並べて表示させる視線検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の視線検出装置において、
前記透過点検出部は、前記眼鏡の左側レンズにおいて前記視線が透過する左側透過点と、前記眼鏡の右側レンズにおいて前記視線が透過する右側透過点とを検出し、
前記表示制御部は、
前記左側透過点の位置を示す左側透過点情報を、前記左側レンズを示す左側レンズ画像に重ねて表示部に表示させると共に、前記右側透過点の位置を示す右側透過点情報を、前記右側レンズを示す右側レンズ画像に重ねて表示部に表示させ、
前記左側透過点および前記右側透過点における、それぞれ前記左側レンズおよび前記右側レンズの加入度または非点収差を示すグラフを、前記左側レンズ画像および前記右側レンズ画像にそれぞれ並べて表示させる視線検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の視線検出装置において、
前記表示制御部は、前記注視点情報と前記左側透過点情報および前記右側透過点情報とを重ねるようにして、前記前方視野の画像と前記左側レンズ画像および右側レンズ画像とを重ねて表示させる視線検出装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の視線検出装置において、
前記表示制御部は、左右の眼の前記注視点の位置をそれぞれ独立して表示させる視線検出装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の視線検出装置において、
前記表示制御部は、過去に前記被検者で測定した前記注視点もしくは前記透過点の位置、比較対象として測定した他の被検者の前記注視点もしくは前記透過点の位置、または複数の被検者で測定した前記注視点もしくは前記透過点の位置を統計した平均的な位置を前記前方視野の画像または前記レンズ画像に重ねて表示させる視線検出装置。
【請求項７】
眼鏡を装着した被検者の眼球の動きの測定をすることと、
前記測定による測定結果に基づいて、前記被検者の前方視野における注視点を検出することと、
前記測定による測定結果に基づいて、前記眼鏡のレンズにおいて前記被検者の前記注視点への視線が透過する透過点を検出することと、
前記注視点の位置を示す注視点情報を重ねた前記前方視野の画像と、前記透過点の位置を示す透過点情報を、前記眼鏡のレンズを示すレンズ画像に重ねた画像とを、表示部の別々の領域に表示させることと、を備える表示方法。
【請求項８】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の視線検出装置によって得られた前記注視点情報および前記透過点情報を解析し、当該解析結果に基づいて眼鏡のレンズを設計する眼鏡レンズ設計方法。
【請求項９】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の視線検出装置によって得られた前記注視点情報および前記透過点情報を解析し、当該解析結果に基づいて、複数の眼鏡のレンズの中から少なくとも一つ以上の眼鏡のレンズを選択する眼鏡レンズ選択方法。
【請求項１０】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の視線検出装置によって得られた前記注視点情報および前記透過点情報を解析し、当該解析結果に基づいて眼鏡のレンズを製造する眼鏡レンズ製造方法。
【請求項１１】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の視線検出装置によって得られた前記注視点情報が前記前方視野の画像に重ねて印刷されていると共に、前記前方視野の画像とは異なる位置に請求項１から６までのいずれか一項に記載の視線検出装置によって得られた前記透過点情報が前記レンズ画像に重ねて印刷されている印刷物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視線検出装置、表示方法、視線検出装置較正方法、眼鏡レンズ設計方法、眼鏡レンズ選択方法、眼鏡レンズ製造方法、印刷物、眼鏡レンズ販売方法、光学装置、視線情報検出方法、光学機器設計方法、光学機器、光学機器選択方法、及び、光学機器製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
視線検出装置により測定した眼球運動データから視線が眼鏡のレンズを透過する透過点の位置を検出し、この検出結果を眼鏡レンズの設計に利用する設計方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この従来技術では、眼球運動データと透過点との関係を較正する際に、既知の透過点を視線が透過する際の眼球運動データを測定する。具体的には、眼球運動データの測定に用いる赤外光を透過するが可視光は透過しない特性のシートで作成されたオクルーダを眼鏡レンズに装着する。このオクルーダには、ピンホールが形成されている。被検者は当該ピンホールを介して注視対象物を注視し、このときの被検者の眼球運動データを視線検出装置が測定する。この結果、既知の透過点（ピンホール）を視線が透過する際の眼球運動データが測定される。
【０００４】
この従来技術の視線検出装置は、眼球撮影カメラを有し、そのカメラによって得られた瞳孔画像から、注視点や視線方向などの視線情報を求める。また、視線情報の精度をより高めるために、眼球の前方から赤外線を当て、角膜で反射した赤外線の光源の画像を眼球撮影カメラで撮影し、瞳孔画像とこれの両方を用いて注視点や視線方向を計算する手法が知られている。
【０００５】
眼球撮影カメラを撮影者本人に装着するタイプのものとして、例えば特許文献２が知られている。特許文献２によれば、頭部に装着された部分から眼球前方へ伸びた固定部に眼球撮影カメラが装着され、瞳孔画像等を撮影する構成が記載されている。
【０００６】
この場合、被験者は被験者の前方に置かれた２〜９個程度のマークを注視し、その際の眼球画像を撮影するという、いわゆるキャリブレーション段階を経る。一度キャリブレーションが済んだ後には、任意の方向を向いた際に、その際の眼球画像とキャリブレーションによって得られた眼球画像からどこを見ているかを算出することができ、視線方向や注視点、眼球回転角を算出することができる。
【０００７】
また、眼球撮影カメラを撮影者本人に装着せず、机等に設置する据え置き型のものとしては、特許文献３が知られている。特許文献３の記載によれば、机上に眼球撮影カメラが設置され、その眼球撮影カメラによって被験者の眼球を撮影する構成となっている。キャリブレーションの方法、および、キャリブレーション後における任意方向の視線方向の算出に関しては、特許文献１に記載の構成と同様である。
【０００８】
特許文献３の記載においては、被験者自身に装置を設置する必要がないためわずらわしさがないが、眼球の動きを検出するだけでは、眼球だけを回転させて側方を見た場合と頭部回転を伴って側方を見た場合との区別がつかないため、正確な回転角や視線方向ベクトルを算出することができない。そのため、頭部の動きを検出するための手段として頭部につけたマーカを観察する頭部用のカメラを別に用いている。このように、机上設置タイプの場合は、頭部運動を検出するための頭部検出手段がさらに必要になることが多い。
【０００９】
また、上記のキャリブレーションを行う際には、被験者に複数の指標を注視させて、そのときの眼球の運動情報と前方視野用カメラの画像上の指標の位置座標データから較正係数を演算し、この較正係数を用いて眼球の運動情報と注視位置が前方視野用カメラの画像上で一致するように較正していた。このときに、較正係数の要素には、視線検出装置の被験者への取り付け位置の誤差や、被験者の眼球の物理的な形状や生理的な固体差などが取り上げられている。眼球の物理的な形状としては、眼球の大きさや、角膜表面の非球面性などがある。特許文献４では、これらの較正係数を成分ごとに分けて演算する方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】日本国特表２００８−５２１０２７号公報
【特許文献２】日本国特公平６−５３１０７号公報
【特許文献３】日本国特開平１０−６６６７８号公報
【特許文献４】日本国特開２０００−５１３０号公報
【発明の概要】
【００１１】
本発明の第１の態様によると、視線検出装置は、眼鏡を装着した被検者の眼球の動きを測定する測定部と、前記測定部による測定結果に基づいて、前記被検者の前方視野における注視点を検出する注視点検出部と、前記測定部による測定結果に基づいて、前記眼鏡のレンズにおいて前記被検者の前記注視点への視線が透過する透過点を検出する透過点検出部と、前記注視点の位置を示す注視点情報を、前記前方視野の画像に重ねて表示部に表示させると共に、前記透過点の位置を示す透過点情報を、前記眼鏡のレンズを示すレンズ画像に重ねて表示部に表示させる表示制御部とを備え、前記表示制御部は、前記注視点情報を重ねた前記前方視野の画像と、前記透過点情報を重ねた前記レンズ画像とを、別々の領域に表示させる。
本発明の第２の態様によると、表示方法は、眼鏡を装着した被検者の眼球の動きの測定をすることと、前記測定による測定結果に基づいて、前記被検者の前方視野における注視点を検出することと、前記測定による測定結果に基づいて、前記眼鏡のレンズにおいて前記被検者の前記注視点への視線が透過する透過点を検出することと、前記注視点の位置を示す注視点情報を重ねた前記前方視野の画像と、前記透過点の位置を示す透過点情報を、前記眼鏡のレンズを示すレンズ画像に重ねた画像とを、表示部の別々の領域に表示させることと、を備える。
本発明の第３の態様によると、眼鏡レンズ設計方法は、第１の態様の視線検出装置によって得られた前記注視点情報および前記透過点情報を解析し、当該解析結果に基づいて眼鏡のレンズを設計する。
本発明の第４の態様によると、眼鏡レンズ選択方法は、第１の態様の視線検出装置によって得られた前記注視点情報および前記透過点情報を解析し、当該解析結果に基づいて、複数の眼鏡のレンズの中から少なくとも一つ以上の眼鏡のレンズを選択する。
本発明の第５の態様によると、眼鏡レンズ製造方法は、第１の態様の視線検出装置によって得られた前記注視点情報および前記透過点情報を解析し、当該解析結果に基づいて眼鏡のレンズを製造する。
本発明の第６の態様によると、第１の態様の視線検出装置によって得られた前記注視点情報が前記前方視野の画像に重ねて印刷されていると共に、前記前方視野の画像とは異なる位置に第１の態様の視線検出装置によって得られた前記透過点情報が前記レンズ画像に重ねて印刷されている印刷物。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による視線検出装置の構成を説明する図である。
【図２】第１の実施の形態における第１の表示方法の一例を説明する図である。
【図３】第１の実施の形態における第２の表示方法の一例を説明する図である。
【図４】第１の実施の形態における第２の表示方法の一例を説明する図である。
【図５】第１の実施の形態における第３の表示方法の一例を説明する図である。
【図６】第１の実施の形態における第３の表示方法の一例を説明する図である。
【図７】眼鏡レンズの設計手順を説明するフローチャートである。
【図８】眼鏡レンズの製造販売手順を説明するフローチャートである。
【図９】第２の実施の形態における視線測定レポートの一例を説明する図である。
【図１０】第２の実施の形態における視線測定レポートの一例を説明する図である。
【図１１】眼鏡レンズの選択手順を説明するフローチャートである。
【図１２】変形例１におけるレンズ画像の表示例を説明する図である。
【図１３】変形例２におけるレンズ画像の表示例を説明する図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態による視線検出装置の構成を説明する図である。
【図１５】指標の配置例を説明する図である。
【図１６】基準板を説明する図である。
【図１７】透過位置データを較正する際の眼球運動データの測定方法を説明する図である。
【図１８】コーナーキューブに映る視界を説明する図である。
【図１９】透過位置データを較正する際の眼球運動データの測定方法を説明する図である。
【図２０】コーナーキューブに映る視界を説明する図である。
【図２１】眼球運動データを測定する透過点の配置例を説明する図である。
【図２２】眼鏡レンズの選択手順を説明するフローチャートである。
【図２３】変形例１における指標の配置例を説明する図である。
【図２４】変形例２における基準板を説明する図である。
【図２５】本発明の第４の実施形態に係る視線検出装置の概略構成を示す図。
【図２６】第４の実施形態に係る較正用の指標の配置を示す図。
【図２７】第４の実施形態に係る較正データの測定方法の一例を説明する図。
【図２８】第４の実施形態に係る累進眼鏡レンズの設計の手順を説明するフローチャート。
【図２９】第４の実施形態に係る累進眼鏡レンズの製造販売の手順を説明するフローチャート。
【図３０】第４の実施形態に係る累進眼鏡レンズを選択する手順を説明するフローチャート。
【図３１】第４の実施形態に係る較正用の指標の配置を示す図。
【図３２】第４の実施形態に係る視線検出装置の他の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
図面を参照して、本発明による第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態による視線検出装置１の構成を説明する図である。図１において視線検出装置１は、眼鏡２を装着した被検者３の視線を検出する。
【００１４】
視線検出装置１は、前方視野用カメラ１０、眼球用カメラ１１、赤外ＬＥＤ１２、ダイクロイックミラー１３、ヘッドバンド１４、画像記録装置１５、ＰＣ１６、画像処理装置１７、較正演算装置１８、モニター１９、プリンタ２０および不図示のＰＣ用入力装置を含む。図１において画像記録装置１５はＰＣ１６と接続されているが、画像記録装置１５をＰＣ１６から切り離して被検者３が携帯して持ち歩くことも可能である。また、画像処理装置１７および較正演算装置１８は、ＰＣＩボードとしてＰＣ１６のスロットに装着されている。
【００１５】
ヘッドバンド１４には、前方視野用カメラ１０、眼球用カメラ１１、赤外ＬＥＤ１２、およびダイクロイックミラー１３が取り付けられている。眼鏡２を装着した被検者３の頭部にヘッドバンド１４を装着すると、ダイクロイックミラー１３が眼鏡２の前方に配置され、前方視野用カメラ１０、眼球用カメラ１１および赤外ＬＥＤ１２が眼鏡２の上方に配置される。
【００１６】
ダイクロイックミラー１３は、赤外光を反射し、可視光を透過する。ゆえに被検者３は、ヘッドバンド１４を装着した状態であっても、眼鏡２およびダイクロイックミラー１３を通して前方の視界を自由に見ることができる。
【００１７】
被検者３がヘッドバンド１４を装着した状態において、前方視野用カメラ１０は、被検者３の前方の視野と略同じ方向または若干下の方向を向いて固定され、被検者３の前方の水平画角約９０度の視野の動画像を撮影する。前方視野用カメラ１０により撮影された動画像は、画像記録装置１５に記録される。
【００１８】
赤外ＬＥＤ１２から照射された赤外光は、ダイクロイックミラー１３で反射されて被検者３の眼球を照明する。眼球用カメラ１１は、ダイクロイックミラー１３を介して上記眼球の瞳孔にピントを合わせた状態で、上記赤外光で照明された眼球の動画像を撮影する。眼球用カメラ１１により撮影された動画像は、画像記録装置１５に記録される。なお、眼球用カメラ１１は、左目および右目のそれぞれに対して設けられ、左目の動画像および右目の動画像を別々に撮影する。そして、左目の動画像と右目の動画像とが別々に画像記録装置１５に記録される。
【００１９】
画像記録装置１５に一旦記録された前方視野の画像と眼球の画像とは、再生されて画像処理装置１７に出力される。画像処理装置１７は、画像記録装置１５から入力された眼球の画像に対して演算処理を行い、左目および右目のそれぞれについて、眼球の画像における瞳孔中心の座標や角膜反射の中心座標などを眼球運動データとして時系列で出力する。
【００２０】
較正演算装置１８は、画像処理装置１７から出力された眼球運動データに対して演算処理を行い、前方視野の画像における注視点の座標を注視位置データとして出力すると共に、被検者３の注視点への視線が眼鏡２のレンズを透過する点(以下、透過点と呼ぶ)の座標を透過位置データとして出力する。なお、注視点および透過点は、左右の眼それぞれについて算出するが、通常、注視点は左右で同一の位置となる。また、透過点の座標は、眼鏡２のレンズ面における座標である。透過点を測定する面は、眼鏡２のレンズの表面でも裏面でもよいが、レンズが非球面レンズ、特に累進レンズを用いている場合には、そのレンズの設計の基準になっている面とした方が、設計により有用である。
【００２１】
ＰＣ１６は、画像処理装置１７から出力された前方視野の画像、眼球の画像および眼球運動データや、較正演算装置１８から出力された注視位置データおよび透過位置データなどを全て取り込むことができる。
【００２２】
そして、ＰＣ１６は、取り込んだ眼球運動データや注視位置データ、透過位置データなどを、モニター１９に表示したり、不図示のＨＤ（ハードディスク）などの記録媒体に記録したり、プリンタ２０に出力したりすることができる。
【００２３】
またＰＣ１６は、前方視野の画像上に注視点の位置を示すマークを重ねた画像や、注視点の累積頻度マップなどを、モニター１９に表示したり、不図示のＨＤなどの記録媒体に記録したり、プリンタ２０に出力したりすることができる。
【００２４】
さらにＰＣ１６は、眼鏡２のレンズ画像上に透過点の位置を示すマークを重ねた画像や、透過点の累積頻度マップなどを、モニター１９に表示したり、不図示のＨＤなどの記録媒体に記録したり、プリンタ２０に出力したりすることができる。
【００２５】
プリンタ２０は、ＰＣ１６から入力された各種データや画像を紙面に印刷する。
【００２６】
なお、上述では、眼球用カメラ１１で撮影された眼球の画像は画像記録装置１５に一旦記録され、これを再生して画像処理装置１７に送られると説明したが、画像記録装置１５に記録するのと同時に画像処理装置１７に送られるようにしてもよい。こうすることにより、視線の測定と同時に注視位置データや透過位置データを求めることも可能である。
【００２７】
また、上述した較正演算装置１８では、予め較正された眼球運動データと注視位置データの関係を用いて、画像処理装置１７で測定された眼球運動データから注視位置データを求めている。さらに、予め較正された眼球運動データと透過位置データの関係を用いて、画像処理装置１７で測定された眼球運動データから透過位置データを求めている。眼球運動データと注視位置データの関係、および眼球運動データと透過位置データの関係は、予め左右の眼でそれぞれ較正される。なお、この較正方法はいかなる方法を用いてもよい。
【００２８】
本実施形態の視線検出装置１は、上述した注視位置データや透過位置データをモニター１９に表示する表示方法に特徴を有するので、以下、この点について詳しく説明する。
【００２９】
−第１の表示方法−
図２は、視線検出装置１による第１の表示方法の一例を説明する図である。ＰＣ１６は、モニター１９に表示させたフレーム内に、前方視野用カメラ１０により撮影された前方視野の動画像２１と、眼鏡２の左側のレンズを示す左レンズ画像２２と、眼鏡２の右側のレンズを示す右レンズ画像２３とを別々の領域に同時に表示させる。左レンズ画像２２および右レンズ画像２３は、それぞれ、レンズフレームの形状を示す線の内側に、レンズにおける非点収差の分布を示す等高線が描かれた画像である。なお、本実施形態の眼鏡２のレンズは、例えば、累進レンズであるとする。ゆえに、図２の左レンズ画像２２および右レンズ画像２３からは、左右のレンズの下部の側方に非点収差が高い領域が存在していることがわかる。
【００３０】
またＰＣ１６は、前方視野の動画像２１上に、注視点の位置を示す注視点マーク２４を重ねて表示させる。さらにＰＣ１６は、左レンズ画像２２上に、眼鏡２の左側レンズの透過点の位置を示す左透過点マーク２５を重ねて表示させ、右レンズ画像２３上に、眼鏡２の右側レンズの透過点の位置を示す右透過点マーク２６を重ねて表示させる。
【００３１】
さらにＰＣ１６は、前方視野の動画像２１の右隣に、被検者３の眼球から注視点までの距離を表す棒グラフ２７を表示させる。なお、被検者３の眼球から注視点までの距離については、例えば、上記眼球運動データに基づいて検出した被検者３の視線の角度に基づいて求めればよい。さらにＰＣ１６は、左レンズ画像２２の右隣に、眼鏡２の左側レンズの透過点での加入度を表す棒グラフ２８と、当該透過点での非点収差量を表す棒グラフ２９とを表示させる。さらにＰＣ１６は、右レンズ画像２３の右隣に、眼鏡２の右側レンズの透過点での加入度を表す棒グラフ３０と、当該透過点での非点収差量を表す棒グラフ３１とを表示させる。
【００３２】
第１の表示方法によれば、注視点と透過点の対応や、被検者３の眼球から注視点までの距離と眼鏡２のレンズの透過点での加入度や非点収差量との関係を明瞭に表示することができる。
【００３３】
−第２の表示方法−
図３および図４は、視線検出装置１による第２の表示方法の一例を説明する図である。ＰＣ１６は、モニター１９に表示させたフレーム内の左側に前方視野の動画像３２を表示させ、その右側に並べて前方視野の動画像３３を表示させる。なお、前方視野の動画像３２および３３は、同じ動画像である。
【００３４】
またＰＣ１６は、前方視野の動画像３２上に左レンズ画像３４を重ねて表示させる。このときＰＣ１６は、前方視野の動画像３２上での注視点と、左レンズ画像３４上での透過点とが同じ位置になるように重ね、これらの点の位置を示すマーク３５を表示させる。同様にＰＣ１６は、前方視野の動画像３３上に右レンズ画像３６を重ねて表示させる。このときＰＣ１６は、前方視野の動画像３３上での注視点と、右レンズ画像３６上での透過点とが同じ位置になるように重ね、これらの点の位置を示すマーク３７を表示させる。
【００３５】
さらにＰＣ１６は、左側に表示された前方視野の動画像３２の下側に、被検者３の眼球から注視点までの距離を表す棒グラフ３８と、眼鏡２の左側レンズの透過点での加入度を表す棒グラフ３９と、当該透過点での非点収差量を表す棒グラフ４０とを並べて表示させる。同様にＰＣ１６は、右側に表示された前方視野の動画像３３の下側に、被検者３の眼球から注視点までの距離を表す棒グラフ４１と、眼鏡２の右側レンズの透過点での加入度を表す棒グラフ４２と、当該透過点での非点収差量を表す棒グラフ４３とを並べて表示させる。
【００３６】
図３は、被検者３が、卓上に置かれたＰＣのモニター（視線検出装置１とは別のモニター）を注視しているときの表示例であり、図４は、被検者３が、キーボードを注視しようとして頭部と視線を下方へずらしたときの表示例である。図３の表示例によれば、注視点および透過点を示すマーク３５および３７がＰＣのモニター上に位置していると共に、左レンズ画像３４および右レンズ画像３６の中央付近に位置していることが確認できる。一方、図４の表示例によれば、注視点および透過点を示すマーク３５および３７がキーボード上に位置していると共に、左レンズ画像３４および右レンズ画像３６の下部付近に位置していることが確認できる。また、被検者３の眼球から注視点までの距離を表す棒グラフ３８および４０と、レンズの加入度を表す棒グラフ３９および４２と、レンズの非点収差量を表す棒グラフ４０および４３とから、図３の状態に比べて図４の状態では、被検者３の眼球から注視点までの距離が短くなっていると共にレンズの加入度および非点収差量が高くなっていることが確認できる。
【００３７】
このように第２の表示方法によれば、被検者３がモニターを注視しているときとキーボードを注視しているときとにおける、眼鏡２のレンズ上における透過点の位置やその透過点での非点収差量の違いなどが一目瞭然である。また、第２の表示方法では、被検者３の眼鏡２のレンズ越しの視界と眼鏡２のレンズの透過点との関係をより認識しやすいという特徴がある。
【００３８】
ここで、前方視野の動画像３２および３３に重ねて表示する左レンズ画像３４および右レンズ画像３６の形状と大きさについて説明する。前方視野の動画像３２および３３の大きさに対して、重ねて表示される左レンズ画像３４および右レンズ画像３６の大きさは、被検者３の視野におけるレンズフレームの大きさと相対的に同じになるように揃えて表示することが望ましい。そうすると、被験者３の網膜の中心窩を使って中心視している注視点だけでなく、その付近の周辺視の領域についても眼鏡レンズ上の透過点と前方視野のおおよその位置関係を把握しやすくなるという利点がある。
【００３９】
ただし、前方視野用カメラ１０と被験者３の視野には視差があるため、前方視野の動画像３２および３３に対する左レンズ画像３４と右レンズ画像３６の形状と大きさは、前方視野用カメラ１０で撮影される物体の、形状や被験者３からの距離に依存して、厳密には複雑に変形し、正確に重ねて表示させるのは難しい。そこで簡略化するために、注視点を基準にしてその近傍での前方視野の動画像３２および３３に対する左レンズ画像３４と右レンズ画像３６の表示倍率を決定し、実際のレンズフレームの形状を比例拡大しただけの図形を左レンズ画像３４および右レンズ画像３６のレンズフレームの形状を示す線として作成し、前方視野の動画像３２および３３に重ねて表示させる。
【００４０】
それに対して、大きさを合わせないで表示してもよい。例えば左レンズ画像３４と右レンズ画像３６の表示倍率を大きめに設定して拡大して表示すると、レンズにおける非点収差の分布を示す等高線の間隔を細かくして高精細に表示しやすくなるので、非点収差の分布と透過点の位置関係をより正確に表示できるという利点がある。逆に左レンズ画像３４と右レンズ画像３６を縮小して表示すると、前方視野の動画像３２および３３の画角が狭いときでもフレーム内に左レンズ画像３４と右レンズ画像３６の全体を表示できるという利点がある。ただし、左レンズ画像３４と右レンズ画像３６の大きさは揃えておくことが望ましい。
【００４１】
−第３の表示方法−
図５は、視線検出装置１による第３の表示方法の一例を説明する図である。ＰＣ１６は、モニター１９に表示させたフレーム内に前方視野の動画像４４を１つ表示させる。またＰＣ１６は、前方視野の動画像４４上に、左レンズ画像４５と、右レンズ画像４６とを重ねて表示させる。左レンズ画像４５と右レンズ画像４６の形状と大きさは第２の表示方法と同様である。このときＰＣ１６は、前方視野の動画像４４上での注視点と、左レンズ画像４５上での透過点と、右レンズ画像４６上での透過点とが同じ位置になるように重ね、これらの点の位置を示すマーク４７も重ねて表示させる。
【００４２】
さらにＰＣ１６は、前方視野の動画像４４の下側に、被検者３の眼球から注視点までの距離を表す棒グラフ４８と、眼鏡２の左側レンズの透過点での加入度を表す棒グラフ４９と、眼鏡２の右側レンズの透過点での加入度を表す棒グラフ５０と、左側レンズの透過点での非点収差量を表す棒グラフ５１と、右側レンズの透過点での非点収差量を表す棒グラフ５２との５本の棒グラフを並べて表示させる。なお、左レンズ画像４５および右レンズ画像４６が前方視野の動画像４４からはみ出した領域については、そのまま表示させてもよい。
【００４３】
また第３の表示方法において、図６に示すように、左右の眼の注視点５３および５４を独立して表示させるようにしてもよい。この場合、前方視野の動画像４４の下側には、被検者３の左眼の眼球から左眼の注視点までの距離を表す棒グラフ５５と、被検者３の右眼の眼球から右眼の注視点までの距離を表す棒グラフ５６と、上記棒グラフ４９〜５２との６本の棒グラフを並べて表示させる。較正に誤差がある場合や、眼に斜視などの疾患がある場合、左右の眼の注視点５３および５４の位置が重ならないことがある。したがって、このような表示をすることで、これらの現象を見つけることの助けになる。
【００４４】
以上の第１〜第３の表示方法によれば、注視点の位置と透過点の位置との対応関係をわかりやすく表示することができる。したがって、被検者３の眼鏡２の使い方の傾向を調べたり、眼鏡２のレンズが設計者の意図したとおりの使われ方をしているかなどを、簡単に観察することができるので、被検者３に最適な眼鏡のレンズのタイプを選定したり、設計したりという作業を効率よく行うことができる。
【００４５】
−累進眼鏡レンズの設計−
ここで、視線検出装置１の測定結果を用いて新しい累進眼鏡レンズを設計する手順を図７に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４６】
ステップＳ１１において、被検者に基準となる眼鏡レンズを装用させた状態で特定の環境下に置き、このときの被検者の視線情報（注視位置データおよび透過位置データ）を視線検出装置１により測定する。ここで、基準となる眼鏡レンズとは、新しい累進眼鏡レンズを設計する上で基準とする眼鏡レンズであり、例えば試作品などである。特定の環境下とは、新しい累進眼鏡レンズを装用するであろう環境のうちの一つであり、例えばＰＣを操作する環境などが挙げられる。
【００４７】
ステップＳ１２において、上記ステップＳ１１で測定した視線情報を評価する。例えば、被検者がＰＣを操作している状態で、被検者の注視点がモニターに位置するときの透過点の分布を解析する。これにより、被検者がモニターを注視するときには眼鏡レンズ上のどの領域を使用しているか、モニターを注視するときには眼球からモニターまでの距離をどの程度にしているか、眼球からモニターまでの距離と透過点での加入度の関係、注視しているモニターに表示された文字の大きさと透過点の非点収差量の関係などを評価する。同様にして、キーボードやＰＣの操作中に使う資料などを注視しているときの視線情報の評価もそれぞれ行う。
【００４８】
ステップＳ１３において、ステップＳ１２での評価の結果に基づいて新しい累進眼鏡レンズの設計を行う。例えば、ＰＣの操作により適した新しい累進眼鏡レンズを設計するという課題があるとする。この場合に、ステップＳ１２での評価により、被検者はモニターに表示された文字を見るときには眼鏡レンズ上の領域のうち非点収差量が０．５Ｄ以下の領域のみを使うが、キーボードを見るときには非点収差量がより大きい１．５Ｄまでの領域も使うという結果が得られたとする。そこで、モニターまでの距離に対応する加入度の領域は非点収差量を０．５Ｄ以下に抑え、キーボードまでの距離に対応する加入度の領域は非点収差量を１．５Ｄまで許容する、という設計目標をたてて、新しい累進眼鏡レンズを設計することができる。
【００４９】
なお、以上説明した設計方法は一例であり、上述した設計方法に限らない。例えば、被検者の人数を増やしたり測定環境を増やしたりすることで、より汎用的な設計目標を立てて設計することもできる。
【００５０】
−累進眼鏡レンズの製造および販売−
次に、このように視線検出装置１の測定結果を用いて設計した新しい累進眼鏡レンズを製造して製品として販売するまでの手順を、図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５１】
図８において、ステップＳ２１〜Ｓ２３における被検者の視線情報を測定して評価し、評価結果を用いて累進眼鏡レンズを設計する手順は、上述した図７のステップＳ１１〜Ｓ１３までの手順と同様であるため、説明を省略する。
【００５２】
そして、ステップＳ２４において、ステップＳ２３で設計した新しい累進眼鏡レンズを製造し、ステップＳ２５では被検者はステップＳ２４で製造した新しい累進眼鏡レンズを装用してステップＳ２１と同様に視線情報を再び測定し、ステップＳ２６において再び評価する。そしてステップＳ２７において新しい累進眼鏡レンズが製品として完成しているかどうかを、予め定めた目標性能と照らし合わせるなどして判定し、完成している場合はステップＳ２８に進み、完成していない場合はステップＳ２３に戻る。
【００５３】
この戻ったステップＳ２３では、ステップＳ２６で評価した結果を考慮して直前のステップＳ２３での設計を修正して再設計する。そして再度ステップＳ２４〜Ｓ２６を繰り返し、ステップＳ２７で再判定をする。このステップＳ２３〜Ｓ２７の手順を何度か繰り返して、新しい累進眼鏡レンズの完成度を高める。そして新しい累進眼鏡レンズの完成度が所定以上となると、ステップＳ２７を肯定判定してステップＳ２８に進み、新しい累進眼鏡レンズを製品として販売する。
【００５４】
以上説明した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）視線検出装置１は、眼鏡２を装着した被検者３の眼球の動きを測定する測定手段（眼球用カメラ１１および画像処理装置１７）と、当該測定手段による測定結果に基づいて、被検者３の前方視野における注視点を検出する較正演算装置１８と、当該測定手段による測定結果に基づいて、眼鏡２のレンズにおいて被検者３の注視点への視線が透過する透過点を検出する較正演算装置１８と、注視点の位置を示す注視点マーク２４を、前方視野の動画像２１に重ねてモニター１９に表示させると共に、透過点の位置を示す左透過点マーク２５および右透過点マーク２６を、眼鏡２のレンズを示す左レンズ画像２２および右レンズ画像２３に重ねてモニター１９に表示させるＰＣ１６と、を備える。これにより、被検者が注視している注視点の位置と眼鏡レンズ上の透過点位置との相互関係をわかりやすく表示することができる。すなわち、被検者の注視点および透過点の検出結果を、眼鏡レンズの設計や選択の際に有用な態様で表示することができる。この表示方法は、特に、領域によって屈折力が変化する累進眼鏡レンズの設計や選択の場合に有用である。
【００５５】
（２）上記（１）の視線検出装置１は、第２の表示方法において、注視点マークと左透過点マークおよび右透過点マークとを重ねるようにして、前方視野の動画像と左レンズ画像および右レンズ画像とを重ねて表示させるように構成したので、被検者３の眼鏡２のレンズ越しの視界と眼鏡２のレンズの透過点との関係とをよりわかりやすく表示することができる。
【００５６】
（第２の実施の形態）
図面を参照して、本発明による第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、上述したように測定した注視位置データおよび透過位置データをまとめた視線測定レポートを生成する点に特徴を有するので、以下この点について説明する。
【００５７】
ＰＣ１６は、画像処理装置１７から入力された前方視野の画像や較正演算装置１８から出力された注視位置データおよび透過位置データなどに基づいて後述する視線測定レポートを生成し、生成した視線測定レポートを、モニター１９に表示したり、不図示のＨＤなどの記録媒体に記録したり、プリンタ２０に出力したりする。プリンタ２０は、ＰＣ１６から入力された視線測定レポートを紙面に印刷して、紙の視線測定レポートを生成する。
【００５８】
図９は、視線測定レポートの一例を示す図である。図９に示す視線測定レポートは、被検者３が机に向かって椅子に座り、メモ帳に書かれた文章をキーボードによってＰＣに入力するという作業を行っている状態において、被検者３の視線を視線検出装置１により測定したデータをまとめたものである。視線測定レポートには、左右の眼鏡レンズにおける透過点が、注視領域（モニター、キーボード、メモ帳など）ごとに区別してプロットされる。なお、注視領域がモニターであるときの透過点を求める際、ＰＣ１６は、前方視野の画像から例えば特徴点抽出などの公知の画像処理を用いてモニターの領域を求める。そして、ＰＣ１６は、注視位置データとモニターの領域の座標を比較することで、注視点がモニターの領域内であることを求め、当該注視点に対応する透過点を求める。注視領域がキーボードやメモ帳である場合も同様にして求める。
【００５９】
具体的に、視線測定レポートの上部には、被検者３の前方視野の画像７１が表示され、その下側に、左レンズ画像７２と右レンズ画像７３とが並べて表示される。
【００６０】
前方視野の画像７１は、前方視野用カメラ１０により撮影された動画像において、代表的なフレーム画像を１枚抽出したものである。前方視野の画像７１には、机の上に置かれたＰＣのモニターと、キーボードと、キーボードの横に置かれたメモ帳が写っており、前方視野の画像７１上には、当該モニターを囲む枠線７４と、当該キーボードを囲む枠線７５と、当該メモ帳の一部を囲む枠線７６とが重ねて表示される。
【００６１】
左レンズ画像７２および右レンズ画像７３は、第１の実施の形態と同様に、レンズフレーム内にレンズの非点収差の分布を示す等高線が描かれた画像である。左レンズ画像７２上には、被検者３が、枠線７４内に対応する前方視野の領域（すなわちモニター）を注視していたときにおける左側レンズの透過点を複数プロットし、プロットした複数の透過点が占める領域（以下、透過領域と呼ぶ）を示すパターン７７が重ねて表示される。同様に、左レンズ画像７２上には、被検者３が、枠線７５内に対応する前方視野の領域（すなわちキーボード）を注視していたときにおける左側レンズの透過領域を示すパターン７８と、枠線７６内に対応する前方視野の領域（すなわちメモ帳）を注視していたときにおける左側レンズの透過領域を示すパターン７９とが重ねて表示される。
【００６２】
さらに、右レンズ画像７３上には、被検者３が、枠線７４内に対応する前方視野の領域（すなわちモニター）を注視していたときにおける右側レンズの透過領域を示すパターン８０と、枠線７５内に対応する前方視野の領域（すなわちキーボード）を注視していたときにおける右側レンズの透過領域を示すパターン８１と、枠線７６内に対応する前方視野の領域（すなわちメモ帳）を注視していたときにおける右側レンズの透過領域を示すパターン８２とが重ねて表示される。
【００６３】
このような表示により、例えば、枠線７４内に対応する前方視野の領域（すなわちモニター）を注視していたときに被検者３の視線が眼鏡２を透過している領域は、左レンズ画像７２および右レンズ画像７３上に上書きされたパターン７７および８０が示す領域であるというように、注視対象物と眼鏡レンズ上での透過点の分布との対応が一目瞭然に表示できる。なお、前方視野の画像７１上に描かれた枠線７４〜７６と、左レンズ画像７２および右レンズ画像７３上に描かれたパターン７７〜８２は、ラベルや色などで対応関係が分かりやすいように識別表示されているものとする。
【００６４】
さらに、前方視野の画像７１の右側には、被検者３が、枠線７４、７５および７６に対応する前方視野の領域を注視しているときにおける被検者３の眼球から注視点までの距離の範囲を示す棒グラフ９１が表示される。
【００６５】
さらに、左レンズ画像７２の右側には、被検者３が、枠線７４、７５および７６に対応する前方視野の領域を注視しているときにおける左側レンズの透過点の加入度の範囲を示す棒グラフ９２と、当該透過点の非点収差量の範囲を示す棒グラフ９３が並べて表示される。すなわち棒グラフ９２は、左側レンズ上のパターン７７、７８および７９が示す領域における加入度の範囲を示し、棒グラフ９３は、当該領域における非点収差量の範囲を示す。
【００６６】
同様に、右レンズ画像７３の右側には、被検者３が、枠線７４、７５および７６に対応する前方視野の領域を注視しているときにおける右側レンズの透過点の加入度の範囲を示す棒グラフ９４と、当該透過点の非点収差量の範囲を示す棒グラフ９５が並べて表示される。すなわち棒グラフ９４は、右側レンズ上のパターン８０、８１および８２が示す領域における加入度の範囲を示し、棒グラフ９５は、当該領域における非点収差量の範囲を示す。
【００６７】
なお、棒グラフ９１〜９５は、図９では、枠線７４、７５および７６に対応する３つの領域を注視しているときの値の範囲を示すようにしたが、これに限らなくてよい。例えば、枠線７４、７５および７６に対応する３つの領域のいずれかを指定して、指定した領域を注視しているときの値の範囲を示すようにしてもよい。また例えば、枠線７４、７５および７６に対応する３つの領域ごとに色分けした複数の棒グラフに分割して表示するようにしてもよい。
【００６８】
また、左レンズ画像７２および右レンズ画像７３の下側には、測定日９６、被検者３の氏名９７、眼鏡２の識別番号９８、および棒グラフ９１〜９５が示す数値９９〜１０３が表示される。なお、図９では、数字や文字を省略してアスタリスクマーク（＊）で記載している。
【００６９】
図１０は、同じ被検者３が図９の測定で使用した眼鏡とは別の眼鏡を装着した場合における視線測定レポートの一例を示す図である。図９と図１０とを比較すると、眼鏡レンズの透過領域を示すパターン７７〜８１が、図９よりも図１０において眼鏡レンズの中央部に集まっていることが確認できる。これは、図９の測定で使用した眼鏡を装着した場合に比べて、図１０の測定で使用した眼鏡を装着した場合、被検者３は、眼鏡レンズの中央部しか使用できていないことを意味する。つまり、被検者３は、図１０の測定のときには眼鏡レンズの中央部を通してしか注視対象物を見ることができずに、頭の向きを変えることで視線を動かしていたことが推測される。仮に、頭をあまり動かさなくても視線を変えやすい眼鏡が良い眼鏡であるとした場合、図１０の測定で使用した眼鏡よりも図９の測定で使用した眼鏡の方が良い眼鏡であることが示唆される。
【００７０】
このように視線測定レポートは、被検者３と眼鏡レンズの適正を示す資料であるため、測定者が被検者３に視線の測定結果を説明するときに使うことができる。また、眼鏡販売店において、視線測定レポートを用いて、特性の異なる複数の累進眼鏡レンズの中から被検者である購入予定者にとって最適な累進眼鏡レンズを選択することができる。
【００７１】
この最適な累進眼鏡レンズを選択する手順について、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３１において、選択肢とする累進眼鏡レンズを複数（例えば３つ）用意し、被検者に、それぞれの累進眼鏡レンズを装用させた状態で、それぞれの累進眼鏡レンズでの視線情報を視線検出装置１により測定する。この３つの累進眼鏡レンズとは、互いに特性が異なるレンズであり、例えば、１つは被検者が現在使用中の累進眼鏡レンズであり、他の２つは購入候補の新しい眼鏡のトライアルレンズである。視線情報の測定は、上述した図７のステップＳ１１の測定と同様に行い、そして視線測定レポートを測定した累進眼鏡レンズごとにＰＣ１６で作成してプリンタ２０で印刷する。また、被検者が測定時に置かれる環境は、全ての測定で同じとする。
【００７２】
ステップＳ３２において、ステップＳ３１で測定した視線情報を評価する。例えば、上記３つの累進眼鏡レンズのうち、どの累進眼鏡レンズにおいて、最も透過位置データが広く分布しているかなどを評価する。被検者は、上記３つの累進眼鏡レンズでの測定結果を示した視線測定レポートを比較することで、上記３つの累進眼鏡レンズを使用したときの適正を客観的に評価することができる。したがって、視線測定レポートを用いれば、上記３つの累進眼鏡レンズの特徴を、測定者が被検者にわかりやすく説明することができる。
【００７３】
ステップＳ３３において、ステップＳ３２での評価の結果に基づいて、上記３つの累進眼鏡レンズの中から１つの累進眼鏡レンズを選択する。例えば、仮に、最も広く累進眼鏡レンズの領域を使うことができる累進眼鏡レンズを最適とする場合には、上記３つの累進眼鏡レンズの中から、透過位置データが最も広く分布しているものを選択すればよい。なお、ここでは１つの累進眼鏡レンズを選択する例について説明したが、複数の累進眼鏡レンズを選択するようにしてもよい。
【００７４】
ステップＳ３４において、眼鏡店では、ステップＳ３３で選択された累進眼鏡レンズを被検者に販売する。
【００７５】
このように、被検者が眼鏡販売店で新しい眼鏡を購入しようとする際に、使用中の眼鏡を装着した状態と１つ以上の新しい眼鏡レンズを装着した状態とでそれぞれ視線検出装置１により視線を測定して視線測定レポートを生成することで、視線測定レポートを用いて使用中の眼鏡と新しい眼鏡での透過領域を比較することができるので、新しい眼鏡を選択することを補助することができる。
【００７６】
また、視線測定レポートの別の形態としては、１枚のレポートに新旧などの複数の眼鏡での測定結果をまとめても良い。この場合は簡素化のために前方視野の画像７１を省略し、少なくとも１つ以上の透過領域を示すパターン７７〜８２を重ねて表示した複数の眼鏡での左レンズ画像７２と右レンズ画像７３だけを並べて印刷しても良い。
【００７７】
また、視線測定レポートの別の用途としては、新開発した眼鏡レンズを販売する場合に、同一被検者で新旧の複数の設計の眼鏡レンズを装着した状態でそれぞれ視線検出装置１により視線を測定して視線測定レポートを生成し、この視線測定レポートをパンフレットやポスターとして印刷することで、販売促進用の資料として使用することもできる。
【００７８】
以上説明した第２の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
視線測定レポートでは、注視点の位置を示す枠線７４〜７６が前方視野の画像７１に重ねて印刷されていると共に、透過点の位置を示すパターン７７〜８２が左レンズ画像７２および右レンズ画像７３に重ねて印刷されているので、注視対象物と眼鏡レンズ上での透過点の分布との対応関係を測定者が被検者に説明して認識させることに役立つ。したがって、視線測定レポートを用いて被検者３に適した眼鏡レンズを容易に選択して、販売することができる。
【００７９】
（変形例１）
上述した第１および第２の実施の形態では、左レンズ画像および右レンズ画像を、眼鏡のフレーム形状に沿って表示する例について説明したが、これに限らなくてよく、例えば、図１２に示すように丸め加工前のレンズの形状２００に沿って表示するようにしてもよい。
【００８０】
（変形例２）
上述した第１および第２の実施の形態では、左レンズ画像および右レンズ画像を、非点収差の分布を等高線で示す収差図マップとする例について説明したが、これに限らなくてよく、例えば、図１３に示すようにレンズの加入度の分布を等高線で示す加入度マップであってもよいし、レンズの遠用基準点と近用基準点を示したものでもよいし、ただフレーム形状を示すだけのものでもよい。また、例えば、眼球用カメラ１１で撮影した画像であってもよい。
【００８１】
（変形例３）
上述した左レンズ画像および右レンズ画像において、被検者３の眼球から注視点までの距離から想定した、レンズ設計上の推奨する透過点の領域を色付けして表示しても良い。
【００８２】
（変形例４）
上述した第１の実施の形態では、上記注視点および上記透過点の位置を示すマークを表示する例について説明したが、これに限らなくてよい。例えば、上記注視点および上記透過点の位置を、停留点頻度マップや軌跡などで表示するようにしてもよい。
【００８３】
（変形例５）
上述した第１の実施の形態では、視線検出装置１で測定中の注視点および透過点の位置を表示する例について説明した。しかしながら、視線検出装置１によって、過去に同一被検者で測定した注視点および／または透過点の位置や、比較対象として測定した他の被検者の注視点および／または透過点の位置などを、前方視野の動画像や左右のレンズ画像上に重ねて表示するようにしてもよい。また、複数の被検者で測定した注視点および／または透過点の位置を統計して、注視点および／または透過点の平均的な位置等を算出し、当該位置を前方視野の動画像や左右のレンズ画像上に重ねて表示するようにしてもよい。
【００８４】
また、上述した第１の実施の形態において、ＰＣ１６は、前方視野の動画像を省略して、視線検出装置１で測定した、少なくとも１つ以上の透過点の位置（透過領域）を重ねて表示した左右のレンズ画像のみをモニター１９に表示させるようにしてもよい。この場合、ＰＣ１６は、現在測定中の透過点の位置と、過去に同一被検者で測定した透過点の位置とを共に左右のレンズ画像上に重ねて表示するようにしてもよい。
【００８５】
（変形例６）
上述した実施の形態では、図１に示すように、被検者３の頭部に装着する形式の視線検出装置１を用いる例について説明したが、これに限らなくてもよい。視線検出装置１は、被検者３の頭部に対する眼球の相対的な動きを測定する機能があればよく、例えば眼球の動きを検出する据え置き型の視線検出装置と、頭部の動きを検出する別の装置を組み合わせたものを用いてもよい。
【００８６】
（変形例７）
上述した実施の形態では、透過点の位置をレンズ画像上に重ねて表示する例について説明した。しかしながら、透過点の位置を、レンズ上の位置を表す２次元座標上に表示するようにしてもよい。
【００８７】
（第３の実施の形態）
図面を参照して、本発明による第３の実施の形態について説明する。図１４は、本発明の第３の実施の形態による視線検出装置１の構成を説明する図である。図１４において視線検出装置１は、眼鏡２を装着した被検者３の視線を検出する。なお、後述する較正を行う際には、眼鏡２のレンズの外周部に後述する基準板３０が取り付けられる。
【００８８】
図１４の図は、基準板３０を除き、第１の実施の形態の図１の図と同様である。従って、同様な構成要素については同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
【００８９】
なお、透過点の座標は、第１の実施の形態でも説明したように、眼鏡２のレンズ面における座標である。透過点を測定する面は、眼鏡２のレンズの表面でも裏面でもよいが、レンズが非球面レンズ、特に累進レンズを用いている場合には、そのレンズの設計の基準になっている面とした方が、設計により有用である。また、眼鏡２のレンズが累進レンズであり、その累進面が裏面の場合は、表面で測定した透過点の座標を、視線の角度と眼鏡２のレンズの屈折率を考慮して後面の座標におおよそ換算することもできる。
【００９０】
以下、第３の実施の形態における眼球運動データと注視位置データの関係、および眼球運動データと透過位置データの関係の較正方法について説明する。眼球運動データである瞳孔および角膜反射の中心座標は、注視位置データである注視点の座標と、透過位置データである眼鏡２のレンズ上の透過点の座標とに、複数の係数を持つ数式でそれぞれ換算される。換算式は、注視点および透過点の横座標と縦座標をそれぞれ１本の式で表現したものであってもよいし、または、注視点および透過点によって幾つかの領域に分けられた複数本の式であってもよい。後者の場合、式は領域の境界で滑らかに結ばれることが望ましい。なお、領域は、累進レンズの屈折力の分布が特徴的な領域ほど細かく分割してもよい。これらの換算式は、眼鏡２のレンズが累進レンズなどの特徴的な屈折力の分布を有するレンズの場合には、それによる換算の複雑さを十分に表現できるような自由度を持たせておく。
【００９１】
眼鏡２のレンズが単純な単焦点球面レンズの場合であっても、眼鏡２のレンズ上の透過点の位置と屈折による視線の到達点のずれの関係は、３次式以上の非線形な関係を持つ。視線を測定する範囲が、視野±３０度さらには±４５度程度と広い場合には、さらに高次の関係となる。また、累進レンズの場合には、非回転対称なより複雑な関係となる。そのため、換算式は、例えば次式（１）〜（４）のような２変数の４次多項式を使うことで表現することができる。つまり、眼鏡の屈折による視線の偏向を精度良く表現するためには、視野が±３０度より狭い場合でも３次以上、これより視野が広い場合には少なくとも４次以上が必要である。
【００９２】
X＝A44x4y4＋A43x4y3＋A34x3y4＋?…?＋A11xy＋A01y＋A10x＋A00  …（１）
Y＝B44x4y4＋B43x4y3＋B34x3y4＋?…?＋B11xy＋B01y＋B10x＋B00  …（２）
X'＝A44'x4y4＋A43'x4y3＋A34'x3y4＋?…?＋A11'xy＋A01'y＋A10'x＋A00'  …（３）
Y'＝B44'x4y4＋B43'x4y3＋B34'x3y4＋?…?＋B11'xy＋B01'y＋B10'x＋B00'  …（４）
【００９３】
ここで、式（１）と式（２）は、眼球運動データを注視位置データに換算する換算式である。式（１）と式（２）において、ＸとＹは、注視点の座標であり、ｘとｙは、瞳孔と角膜反射の中心座標の差の値である。また、式（３）と（４）は、眼球運動データを透過位置データに換算する換算式である。式（３）と式（４）において、Ｘ’とＹ’は、透過点の座標であり、ｘとｙは、瞳孔と角膜反射の中心座標の差の値である。
【００９４】
これらの式（１）〜（４）の係数は、被検者３ごと、望ましくは測定ごとに実測して較正する。この較正により、視線検出装置１の頭部への装着状態や被検者３の眼球形状の固体差などに起因するズレ、及び眼鏡２のレンズでの屈折による視線の偏向、及び眼鏡２のレンズでの屈折による眼球画像の歪み、及び前方視野用カメラ１０の収差による視野の歪み、及び左右の眼と前方視野用カメラ１０の位置の違いによる視差などを補正することができる。
【００９５】
−注視位置データの較正−
眼球運動データと注視位置データとの関係を較正する際には、被検者３に対する位置が既知である固定した複数の指標を被検者３に注視させる。そして、このときの眼球運動データから式（１）および式（２）によって算出される注視点の位置が当該指標の位置に合致するように、較正演算装置１８により最小二乗法を用いて式（１）および式（２）の係数を求める。
【００９６】
図１５は、この較正用の指標の配置例を示す。指標２２は、指標板２１に印刷されている。指標板２１は、被検者３から例えば２ｍの距離に置かれ、かつ被検者３の視野の中央方向に配置され、かつ、指標板２１の全てが前方視野用カメラ１０の視野に収まるように配置される。指標２２の配置の範囲は、少なくとも水平方向の視野角が６０度を超え、望ましくは被検者３が眼鏡２を使用して見ることのできる視野の範囲をほぼ満たすようにする。また、指標２２の配置の密度は、指標２２を注視するときに透過する眼鏡２のレンズの領域が屈折力の変化が大きい領域であるほど、高密度で配置される。
【００９７】
指標２２は、上下方向（Ｙ方向）及び左右方向（Ｘ方向）に５組以上かつ全部で２５点以上が配置されているので、式（１）および式（２）の４次式の係数を最小二乗法で全て求めることができる。
【００９８】
具体的には、例えば眼鏡２のレンズが累進レンズである場合は、指標２２の配置の範囲は、水平方向の視野角が±４５度以内、垂直方向の視野角が上方３０度以内、下方４５度以内に配置される。指標２２の配置の密度は、被検者３の視野の中央を通る縦線２３上と、被検者３の視野の中央より下方の領域２４とに高密度に配置される。この縦線２３は、眼鏡２の累進レンズでの主経線に相当する。また、被検者３の視野の中央より下方の領域２４は、遠用部領域と近用部領域の間の累進部領域に相当する。指標２２が高密度で配置されている領域ほど、最小二乗法で求められた較正係数の精度が高くなるし、精度の検証をすることもできる。ゆえに、累進レンズのように特徴的な屈折力の分布をもった眼鏡を較正する場合にも、効率よく、高精度に較正演算をすることができる。
【００９９】
累進レンズの場合、累進部領域の主経線上でレンズ中央から約２０ｍｍ下方までの範囲が屈折力分布の変化が特徴的な領域であり、この範囲で加入度が最大４ジオプター程度変化する。そこで累進部領域に相当する上記領域２４に４点以上の指標２２を配置することで、指標２２を１ジオプター刻みよりも密に配置することになるので、累進部領域を十分に精度良く較正および検証することができる。また、このようにすることで、特に累進部領域の較正精度を視線の角度で２度以下にすることができる。視線の角度２度は、眼鏡２のレンズの透過点の座標に換算して１ｍｍ程度である。累進レンズの累進帯長やインセット量などのスペックはｍｍオーダーで設計されるので、１ｍｍの精度があれば十分である。
【０１００】
較正用の注視点データを測定するときには、指標板２１の指標２２のうちの任意の指標２２を使って測定することができる。ゆえに、較正の精度を高めたい部分ほど、より多くの指標２２を使って測定する。全ての指標２２はラベル付けされており、実際に測定に使用したラベルは、ＰＣ１６を経由して較正演算装置１８に通知される。較正演算装置１８は、通知されたラベルに基づいて測定に使用された指標２２を判断し、測定に使用された指標２２のデータのみを使って式（１）および式（２）の係数を較正する。
【０１０１】
なお、左右の眼と前方視野用カメラ１０の位置の違いによる視差を較正するためには、指標板２１を、被検者３からの距離が２ｍの位置の他に、例えば、被検者３からの距離が１ｍの位置、被検者３からの距離が０．２ｍの位置と複数の既知の位置に置いて、それぞれの位置に置いたときで測定を行う必要がある。このときには、視野中央の１点の指標のみを測定に使えばよい。
【０１０２】
−透過位置データの較正−
眼球運動データと透過位置データとの関係を較正する際には、眼鏡２のレンズ上の位置が既知である点を視線が透過する方向を被検者３に注視させる。そして、このときの眼球運動データから式（３）および式（４）によって算出される透過点の位置が、当該既知の点の位置に合致するように、較正演算装置１８により最小二乗法を用いて式（３）および式（４）の係数を求める。
【０１０３】
図１６は、透過位置データを較正する際に用いる基準板３０の一例を説明する図である。基準板３０は、六角形のリング状で構成され、眼鏡２のレンズの外周部に取り付けられる。なお、基準板３０の取り付け方法は重要ではないが、例えば両面テープなど取り外しが可能な方法を用いる。リング状の基準板３０の内側はくりぬかれているので、被検者３の視線をさえぎることもなく、視線検出装置１の眼球用カメラ１２が被検者３の眼球を撮像することにも影響しない。
【０１０４】
基準板３０には、互いに略１２０度異なる３方向の基準線３１〜３３が描かれている。この３方向の基準線３１〜３３は、それぞれの方向において等間隔で複数描かれている。眼鏡２のレンズには、レンズ上の位置が既知である２つのマーク３４および３５が、例えば水平方向に並んで刻印されている。基準板３０を眼鏡２に取り付ける際には、基準線３１〜３３のうちの所定の基準線３１ａ〜３３ａを延長した線３１ｂ〜３３ｂの交点がマーク３５と一致し、且つ基準線３１ａを延長した線３１ｂがマーク３４を通るように取り付ける。これにより、眼鏡２のレンズに対して基準線３１〜３３が位置決めされる。なお、基準線３１〜３３の位置決めに用いるマーク３４および３５は、少なくとも２箇所刻印されていればよい。また、図１６に記載した線３１ｂ〜３３ｂは説明のためのものであり、実際には描かれていないものである。また、図１６では、簡略のために眼鏡２の片側のレンズだけに基準板３０を取り付けた様子を図示しているが、実際には眼鏡２の両側のレンズにそれぞれ基準板３０が取り付けられる。
【０１０５】
図１７は、透過位置データを較正する際の眼球運動データの測定方法を説明する図である。被検者３はコーナーキューブ４０を手に持ち、コーナーキューブ４０の稜線の交わる頂点４１の方向を注視する。コーナーキューブ４０の特性上、コーナーキューブ４０に入った光は、コーナーキューブ４０の向きによらずに、光の入射方向と逆の方向に反射する。ゆえに被検者３は、コーナーキューブ４０の頂点４１の方向を注視することで、コーナーキューブ４０に映った自分の瞳を観察することになる。
【０１０６】
図１８は、コーナーキューブ４０の頂点４１を被検者３が注視したときに、コーナーキューブ４０に映る視界を説明する図である。被検者３は、コーナーキューブ４０の縁５０の中に、コーナーキューブ４０の３本の稜線と当該３本の稜線がそれぞれ対面で反射した３本の稜線の像とを計６本の直線５１〜５６として観察できる。この直線５１〜５６が交わる点がコーナーキューブの頂点４１である。この頂点４１の方向を被検者３が注視すると、コーナーキューブ４０の特性上、コーナーキューブ４０の向きによらず、コーナーキューブ４０の頂点４１に被検者３の瞳孔５７が重なって映る。なお、被検者３は、コーナーキューブ４０の頂点４１に焦点を合わせるので瞳孔５７が若干ぼやけて見えるが、頂点４１と瞳孔５７とが重なっているということは簡単に認識できる。
【０１０７】
被検者３は、手や首を動かして、コーナーキューブ４０と頭部の位置関係を調節し、コーナーキューブ４０の稜線とその像の直線５１〜５６のいずれか３本が、コーナーキューブ４０に映る基準板３０の基準線３１〜３３のうちの所定の基準線３１ｃ〜３３ｃと重なるように調節する。被検者３がこの状態でコーナーキューブ４０の頂点４１を注視しているときの眼球運動データを視線検出装置１により測定して記録する。このとき、被検者３の視線４２(図１７)は、眼鏡２のレンズにおいて、基準線３１ｃ〜３３ｃを延長した線の交点を透過していることになる。上述したように眼鏡２のレンズ上の位置が既知であるマーク３４および３５に対して基準線３１〜３３が位置決めされているので、上記交点の眼鏡２のレンズにおける位置は、マーク３４および３５の位置から求めることができる。
【０１０８】
次に、被検者３は、さらに手や首などを動かして、コーナーキューブ４０と頭部の位置関係を調節し、図１７に示した状態から図１９に示す状態へと、視線４２が眼鏡２のレンズを透過する位置を変える。このとき被検者３は、コーナーキューブ４０に映る視界が、図２０に示すように、コーナーキューブ４０の稜線とその像の直線５１〜５６のいずれか３本が、基準板３０の基準線３１〜３３のうち、所定の３本の基準線３１ｄ〜３３ｄと重なるように調節する。被検者３がこの状態でコーナーキューブ４０の頂点４１を注視しているときの眼球運動データを視線検出装置１により測定して記録する。このとき、被検者３の視線４２(図１７)は、眼鏡２のレンズにおいて、基準線３１ｄ〜３３ｄを延長した線の交点を透過していることになる。
【０１０９】
このような、３本の基準線３１〜３３の組から定まる透過点における眼球運動データの測定を、複数の透過点（すなわち基準線３１〜３３の複数の組）で繰り返し行う。そして較正演算装置１８は、この測定結果に基づいて、式（３）および式（４）の係数を較正する。以上のような較正は、左右の眼についてそれぞれ行われる。
【０１１０】
なお、式（３）および式（４）は、視野の広さに応じて３次式以上に、できれば４次式が望ましいので、眼球運動データを測定する透過点は、上下方向（Ｙ方向）及び横方向（Ｘ方向）にそれぞれ５点以上かつ全部で２５点以上とする。なお、眼球運動データを測定する透過点の数は、注視点を較正する際において眼球運動データを測定する注視点の数（すなわち、使用する指標２２の数）と同じである必要はない。
【０１１１】
図２１は、眼球運動データを測定する透過点の配置例を説明する図である。図２１（Ａ）に示す配置例では、計２９個の透過点６０が眼鏡２のレンズの広い範囲に亘って配置されているため、４次式の式（３）および式（４）の係数を較正できる。ただし、測定精度が低下することを許容して簡便さを重視する場合には、図１９（Ｂ）または図１９（Ｃ）に示す配置例のように、眼球運動データを測定する透過点６０の個数を少なくすることもできる。この場合、式（３）および式（４）の次数は小さくなる。
【０１１２】
なお、上述した測定では、コーナーキューブ４０の頂点４１と瞳孔中心５７が一致していること、及び、コーナーキューブ４０の稜線およびその像の直線５１〜５６と基準板３０の基準線３１〜３３が一致していることを、同時に満たす必要がある。しかしながら、コーナーキューブ４０の特性上、前者はコーナーキューブ４０の向きに寄らず満たされるので、測定中のコーナーキューブ４０を持つ手のブレなどの影響も受けないし、瞳孔中心５７を探す必要もないため、容易に測定を行うことができ、測定時間の短縮と測定精度の向上を実現できる。
【０１１３】
以上のようにして、被検者３の眼球運動データと注視位置データとの関係、および被検者３の眼球運動データと透過位置データとの関係を較正する。これにより、視線検出装置１は、被検者３の眼鏡のレンズが単焦点レンズでも累進レンズであっても、被検者３の注視位置データを高精度で測定することが可能であり、さらに眼鏡２のレンズの透過位置データも高精度で測定することが可能である。
【０１１４】
−累進眼鏡レンズの設計−
また、このように較正された視線検出装置１の測定結果は、新しい累進眼鏡レンズの設計に活用することができる。新しい累進眼鏡レンズの設計の手順を説明するフローチャートは、第１の実施の形態の図７と同様であるので、以下第１の実施の形態の図７を参照して説明する。
【０１１５】
ステップＳ１１において、被検者に基準となる眼鏡レンズを装用させた状態で特定の環境下に置き、このときの被検者の視線情報（注視位置データおよび透過位置データ）を視線検出装置１により測定する。ここで、基準となる眼鏡レンズとは、新しい累進眼鏡レンズを設計する上で基準とする眼鏡レンズであり、例えば試作品などである。特定の環境下とは、新しい累進眼鏡レンズを装用するであろう環境のうちの一つであり、例えばＰＣを操作する環境などが挙げられる。視線検出装置１は、上述した方法で較正されているため、精度よく注視位置データおよび透過位置データを測定することができる。
【０１１６】
ステップＳ１２において、上記ステップＳ１１で測定した視線情報を評価する。例えば、被検者がＰＣを操作している状態で、被検者の注視点がモニターに位置するときの透過点の分布を解析する。これにより、被検者がモニターを注視するときには眼鏡レンズ上のどの領域を使用しているか、モニターを注視するときには眼球からモニターまでの距離をどの程度にしているか、眼球からモニターまでの距離と透過点での加入度の関係、注視しているモニターに表示された文字の大きさと透過点の非点収差量の関係などを評価する。同様にして、キーボードやＰＣの操作中に使う資料などを注視しているときの視線情報の評価もそれぞれ行う。
【０１１７】
ステップＳ１３において、ステップＳ１２での評価の結果に基づいて新しい累進眼鏡レンズの設計を行う。例えば、ＰＣの操作により適した新しい累進眼鏡レンズを設計するという課題があるとする。この場合に、ステップＳ１２での評価により、被検者はモニターに表示された文字を見るときには眼鏡レンズ上の領域のうち非点収差量が０．５Ｄ以下の領域のみを使うが、キーボードを見るときには非点収差量がより大きい１．５Ｄまでの領域も使うという結果が得られたとする。そこで、モニターまでの距離に対応する加入度の領域は非点収差量を０．５Ｄ以下に抑え、キーボードまでの距離に対応する加入度の領域は非点収差量を１．５Ｄまで許容する、という設計目標をたてて、新しい累進眼鏡レンズを設計することができる。
【０１１８】
このように、上述したコーナーキューブ４０を用いた較正方法により較正された視線検出装置１によって得られた透過位置データを解析して、当該解析結果に基づいて眼鏡のレンズを設計することで、精度のよい透過位置データに基づいて眼鏡のレンズを設計することができる。
【０１１９】
なお、以上説明した設計方法は一例であり、上述した設計方法に限らない。例えば、被検者の人数を増やしたり測定環境を増やしたりすることで、より汎用的な設計目標を立てて設計することもできる。
【０１２０】
−累進眼鏡レンズの製造および販売−
次に、このように視線検出装置１の測定結果を用いて設計した新しい累進眼鏡レンズを製造して製品として販売するまでの手順を説明する。この手順は、第１の実施の形態の図８と同様であるので、以下図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１２１】
図８において、ステップＳ２１〜Ｓ２３における被検者の視線情報を測定して評価し、評価結果を用いて累進眼鏡レンズを設計する手順は、上述した図９のステップＳ１１〜Ｓ１３までの手順と同様である。
【０１２２】
そして、ステップＳ２４において、ステップＳ２３で設計した新しい累進眼鏡レンズを製造し、ステップＳ２５では被検者はステップＳ２４で製造した新しい累進眼鏡レンズを装用してステップＳ２１と同様に視線情報を再び測定し、ステップＳ２６において再び評価する。そしてステップＳ２７において新しい累進眼鏡レンズが製品として完成しているかどうかを、予め定めた目標性能と照らし合わせるなどして判定し、完成している場合はステップＳ２８に進み、完成していない場合はステップＳ２３に戻る。
【０１２３】
この戻ったステップＳ２３では、ステップＳ２６で評価した結果を考慮して直前のステップＳ２３での設計を修正して再設計する。そして再度ステップＳ２４〜Ｓ２６を繰り返し、ステップＳ２７で再判定をする。このステップＳ２３〜Ｓ２７の手順を何度か繰り返して、新しい累進眼鏡レンズの完成度を高める。そして新しい累進眼鏡レンズの完成度が所定以上となると、ステップＳ２７を肯定判定してステップＳ２８に進み、新しい累進眼鏡レンズを製品として販売する。
【０１２４】
このように、上述したコーナーキューブ４０を用いた較正方法により較正された視線検出装置１によって得られた透過位置データを解析して、当該解析結果に基づいて眼鏡のレンズを製造することで、精度のよい透過位置データに基づいて眼鏡のレンズを製造することができる。
【０１２５】
−累進眼鏡レンズの選択−
また、視線検出装置１の測定結果は、特性の異なる複数の累進眼鏡レンズの中から被検者にとって最適な累進眼鏡レンズを選択する際にも活用することができる。図２２は、このような最適な累進眼鏡レンズを選択する手順を説明するフローチャートである。
【０１２６】
ステップＳ３１において、選択肢とする累進眼鏡レンズを複数（例えば３つ）用意し、被検者に、それぞれの累進眼鏡レンズを装用させた状態で、それぞれの累進眼鏡レンズでの視線情報を視線検出装置１により測定する。この３つの累進眼鏡レンズとは、互いに特性が異なるレンズであり、例えば、１つは被検者が現在使用中の累進眼鏡レンズであり、他の２つは別の累進眼鏡レンズである。視線情報の測定は、上述した図９のステップＳ１１の測定と同様に行う。また、被検者が測定時に置かれる環境は、全ての測定で同じとする。
【０１２７】
ステップＳ３２において、ステップＳ３１で測定した視線情報を評価する。例えば、上記３つの累進眼鏡レンズのうち、どの累進眼鏡レンズにおいて、最も透過位置データが広く分布しているかなどを評価する。被検者は、上記３つの累進眼鏡レンズでの測定結果を比較して評価することで、上記３つの累進眼鏡レンズを使用したときの適正を客観的に評価することができる。
【０１２８】
ステップＳ３３において、ステップＳ３２での評価の結果に基づいて、上記３つの累進眼鏡レンズの中から１つの累進眼鏡レンズを選択する。例えば、仮に、最も広く累進眼鏡レンズの領域を使うことができる累進眼鏡レンズを最適とする場合には、上記３つの累進眼鏡レンズの中から、透過位置データが最も広く分布しているものを選択すればよい。
【０１２９】
このように、上述したコーナーキューブ４０を用いた較正方法により較正された視線検出装置１によって得られた透過位置データを解析して、当該解析結果に基づいて眼鏡のレンズを選択することで、精度のよい透過位置データに基づいて眼鏡のレンズを選択することができる。
【０１３０】
以上説明した第３の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）視線検出装置１の較正方法は、眼鏡２のレンズに対して所定の位置（眼鏡２のレンズの外周部に取り付けられた基準板３０）に基準線３１〜３３が配置され、コーナーキューブ４０に映った基準線３１〜３３とコーナーキューブ４０の稜線とその像の直線５１〜５６と略一致させた状態で、視線検出装置１により被検者３の眼球の動きを測定する測定工程と、当該測定工程による測定結果に基づいて視線検出装置１を較正する較正工程と、を有するので、眼鏡レンズにおいて被検者の視線が透過する領域に何ら部材を設置することなく、較正を行うことができる。したがって、オクルーダを用いた較正方法と比して、透過点を精度よく較正することができる。また、オクルーダを用いた較正方法のように特殊な透過率特性をもったシートを加工して使用するなどの手間がかからず、容易に較正を行うことができる。
【０１３１】
（２）上記（１）の較正方法において、測定工程では、コーナーキューブ４０の稜線とその像の直線５１〜５６を用いるようにしたので、コーナーキューブ４０に何ら加工を施すことなく、容易に較正を行うことができる。
【０１３２】
（変形例１）
上述した実施の形態では、注視位置データを較正する際に、図１５に示す指標板２１を用いる例について説明したが、これに限らなくてよい。例えば、図２３（Ａ）に示すように、指標２２を眼鏡２のレンズの屈折力に応じてさらに高密度に配置した指標板２１を用いるようにしてもよい。
【０１３３】
また例えば、図２３（Ｂ）に示すように、指標２２を視野の周辺部に対応する領域で密に配置した指標板２１を用いるようにしてもよい。被検者３が視野の周辺部を注視したときに、瞳孔が瞼でけられることや角膜表面の非球面性により眼球運動データの検出精度が視野の中心部に比べて低下してしまう。ゆえに、図２３（Ｂ）に示すように、指標２２を視野の周辺部に対応する領域で密に配置することで、これを補う効果がある。
【０１３４】
また、眼鏡２のレンズは単焦点球面レンズや単焦点非球面レンズや累進レンズなど、どれでもよいが、特に球面度数の強いレンズでは視野の周辺部での歪が大きくなる。この場合は、図２３（Ｃ）に示すように指標２２を均等に配置した指標板２１を用いてもよいが、度の強さに応じて視野の周辺部での大きな歪を精度よく補正するために、図２３（Ｄ）に示すように、指標２２を周辺に密に配置した指標板２１を用いてもよい。
【０１３５】
（変形例２）
上述した実施の形態では、透過位置データを較正する際に、図１６に示す基準板３０を用いる例について説明したが、これに限らなくてよく、例えば図２４に示す基準板３０を用いるようにしてもよい。図２４に示す基準板３０は、図１６に示す基準板３０よりも大きく、眼鏡２のレンズのほぼ全てがリング状の基準板３０の内側に入るように構成されている。これにより、より広い視野で測定を行うことができる。
【０１３６】
（変形例３）
上述した実施の形態では、リング状の基準板３０は平面であり、測定される透過位置データの座標は、基準板３０と同じ平面上に座標軸を持つという前提で説明したが、これに限らなくてよい。例えば、基準板３０を基準に測定された透過位置データを、眼鏡２のレンズを設計するときに使用する座標系に換算してもよい。また特に、眼鏡２のレンズが大きく湾曲したカーブを持つものである場合などは、基準板３０を、平面形状ではなくレンズのカーブに合わせて湾曲したものにしてもよい。
【０１３７】
（変形例４）
上述した実施の形態では、基準板３０に、互いに異なる３方向の基準線３１〜３３が描かれている例について説明したが、これに限らなくてよく、眼鏡２のレンズ上で透過点の位置を定めることができるように、少なくとも互いに異なる２方向の基準線が描かれていればよい。この場合、この２方向の基準線と、コーナーキューブ４０の稜線またはその像５１〜５６とを一致させた状態で、視線検出装置１により眼球運動データを測定する。
【０１３８】
（変形例５）
上述した実施の形態では、透過位置データを較正するために眼球運動データを測定する際、コーナーキューブ４０の稜線およびその像の直線５１〜５６に、基準板３０の基準線３１〜３３を一致させる例について説明したが、これに限らなくてもよい。コーナーキューブ４０の稜線に代えて、例えば、コーナーキューブ４０に基準線を予め描いておき、コーナーキューブ４０の当該基準線に、基準板３０の基準線３１〜３３を一致させるようにしてもよい。
【０１３９】
（変形例６）
上述した実施の形態では、基準線３１〜３３が描かれた基準板３０を眼鏡２に取り付ける例について説明したが、この他の方法で、基準線３１〜３３を眼鏡のレンズの外周部に配置するようにしてもよい。例えば、テストレンズを着脱自在に保持することができる検眼用フレームを被検者３が装着して測定を行う場合には、検眼用フレームのレンズホルダ部分（すなわち保持するレンズの外周部となる部分）に基準線３１〜３３を描いておくようにしてもよい。
【０１４０】
（変形例７）
上述した実施の形態では、眼球運動データから透過位置データを算出する例について説明した。しかしながら、上述した実施の形態のように眼球運動データと注視位置データの関係が十分精度よく較正されている場合は、注視位置データから透過位置データを算出するようにしてもよい。この場合、注視位置データと透過位置データとの関係を較正すればよい。
【０１４１】
注視位置データから透過位置データを算出するには、例えば、上記式（３）および（４）に準じる、注視位置データ（Ｘ，Ｙ）を２変数とした４次多項式でなる換算式を用いる。この換算式の係数を求めることにより、注視位置データと透過位置データとの関係を較正する。具体的には、図１７に示したように、被検者３は、手や首などを動かして、コーナーキューブ４０と頭部の位置関係を調節する。そして、図１８に示したように、コーナーキューブ４０の稜線とその像の直線５１〜５６が、基準板３０の所定の基準線３１ｃ〜３３ｃと重なるように調節する。視線検出装置１は、被検者３がこの状態でコーナーキューブ４０の頂点４１を注視しているときの前方視野用カメラ１０の撮像画像を記録する。較正演算装置１８は、この撮像画像に映ったコーナーキューブ４０の頂点４１の位置を注視位置データとして検出する。なお、撮像画像に映った前方視野用カメラ１０のレンズ中心がコーナーキューブ４０の頂点４１に一致するため、撮像画像からコーナーキューブ４０の頂点４１の位置を求めることができる。較正演算装置１８は、検出した注視位置データから上記換算式によって算出される透過点の位置が、基準線３１ｃ〜３３ｃを延長した線の交点に合致するように、最小二乗法を用いて上記換算式の係数を求める。
【０１４２】
なお、注視位置データと透過位置データとの関係を較正する際に、図１８に示した状態での被検者３の眼球の動きを視線検出装置１により測定し、当該測定結果から式（１）および（２）を用いて注視位置データを求めるようにしてもよい。この場合も、この注視位置データから上記換算式によって算出される透過点の位置が、基準線３１ｃ〜３３ｃを延長した線の交点に合致するように、最小二乗法を用いて上記換算式の係数を求める。
【０１４３】
変形例７においても、上述した実施の形態と同様に、眼鏡レンズにおいて被検者３の視線が透過する領域に何ら部材を設置することなく、較正を行うことができるので、オクルーダを用いた較正方法と比して、透過点を精度よく較正することができる。
【０１４４】
（変形例８）
上述した実施の形態では、式（１）〜（４）において、瞳孔と角膜反射の中心座標の差の値（ｘ、ｙ）を用いて、注視位置データおよび透過位置データを算出する例について説明した。しかしながら、瞳孔の中心座標だけを用いて、注視位置データおよび透過位置データを算出するようにしてもよい。これは、測定する視野が広くて角膜反射の中心座標を測定できない場合に向いている。
【０１４５】
（変形例９）
上述した実施の形態では、注視位置データおよび透過位置データの較正演算を、較正演算装置１８が行う例について説明した。しかしながら、当該較正演算を、ＰＣにてソフトウェアで演算処理するようにしてもよい。特に、既存の装置を使って複数の段階に較正を分ける場合、前段の処理をハードウェア処理し、後段の処理をＰＣにてソフトウェアで演算処理してもよい。また、この処理は、被検者３が注視対象物を注視中にリアルタイムで処理してもよいし、処理速度に制限がある場合には保存した画像を使って後処理してもよい。
【０１４６】
（変形例１０）
上述した実施の形態では、図１に示すように、被検者３の頭部に装着する形式の視線検出装置１に対して本発明を適用する例について説明したが、これに限らなくてもよい。被検者３の頭部に対する眼球の相対的な動きを測定する機能があればよく、例えば眼球の動きを検出する据え置き型の視線検出装置と、頭部の動きを検出する別の装置を組み合わせたものに対しても本発明を適用することができる。
【０１４７】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態を説明する。第４の実施の形態の説明では、第３の実施の形態の説明と重複する部分があるが、説明の便宜上、重複してその説明をする。図２５は、本実施形態に係る視線検出装置（光学装置）１１０の構成を示す概略図である。図２５に示すように、視線検出装置１１０は、例えば累進眼鏡（光学機器）１１６を装用した被験者の頭部に装着されて用いられる。
【０１４８】
視線検出装置１１０は、前方視野カメラ１１１、眼球用カメラ１１２、赤外ＬＥＤ１１３、ヘッドバンド１１４、ダイクロイックミラー１１５、画像記録装置１１７、画像処理装置１１８、較正演算装置１１９及び制御装置ＣＯＮＴで構成される。被験者は、累進眼鏡１１６および可視光を透過するダイクロイックミラー１１５を介して前方の視界を自由に見ることができる。
【０１４９】
制御装置ＣＯＮＴとしては、例えばパーソナルコンピュータなどの情報処理装置が用いられる。画像記録装置１１７は、例えば被験者が携帯して持ち歩き可能である。画像処理装置１１８及び較正演算装置１１９は、ボードとして制御装置ＣＯＮＴのスロット等に装着されている。
【０１５０】
前方視野カメラ１１１は、被験者の前方の視野とおおむね同じ方向か、被験者の前方の視野に対して若干下の方向を向くように固定されている。前方視野カメラ１１１は、被験者の前方の水平画角約９０度を動画で撮影する。前方視野カメラ１１１によって撮影された画像は、画像記録装置１１７に記録される。
【０１５１】
赤外ＬＥＤ１１３は、赤外光を射出する光源である。赤外ＬＥＤから照射された赤外光はダイクロイックミラー１１５で反射されて被験者の眼球を照明する。眼球用カメラ１１２は、赤外光で照明された眼球の動画像を撮影する。眼球用カメラ１１２は、左目用に１台、右目用に１台、計２台設けられている。眼球用カメラ１１２のピントは、ダイクロイックミラー１１５を介して、左目及び右目にそれぞれ合わされている。眼球用カメラ１１２によって撮影された左目及び右目の画像は、画像記録装置１１７によって個別に記録される。
【０１５２】
画像記録装置１１７に記録された画像、すなわち、前方視野カメラ１１１によって撮影された画像と、眼球用カメラ１１２によって撮影された眼球の画像は、例えば画像処理装置１１８に送信される。
【０１５３】
画像処理装置１１８は、画像記録装置１１７から送信された眼球の画像を用いて、当該眼球の画像における瞳孔中心の座標や角膜反射の中心座標などを眼球の運動情報として時系列に出力する。画像処理装置１１８は、出力した眼球の運動情報を、例えば較正演算装置１１９に送信する。
【０１５４】
較正演算装置１１９は、画像処理装置１１８で出力された眼球の運動情報を演算処理することで、注視点や透過点などの視線情報を算出し、これを時系列に出力する。この演算処理は、第一の較正演算部による第一の較正演算ステップと、第二の較正演算部による第二の較正演算ステップとから行われる。第一の較正演算部は、眼球の運動情報に基づいて視線情報を算出する。第二の較正演算部は、視線および眼球用カメラ１１２によって撮影された眼球の画像が眼鏡１１６のレンズでの屈折作用を受けることで発生した視線情報の誤差を補正する。なお、第一の較正演算部と第二の較正演算部は統合してもよく、その場合は統合された一つの較正演算ステップで、眼球の運動情報に基づいて、眼鏡１１６のレンズでの屈折作用による誤差を補正した視線情報を算出する。
【０１５５】
注視位置データは、前方視野カメラ１１１によって撮影された前方視野の画像における注視点の座標を含むデータである。
【０１５６】
透過位置データは、眼鏡レンズ上の透過位置の座標を含むデータである。すなわち、透過位置データは、眼鏡レンズ１１６の累進面である面の座標データである。透過位置データとしては、眼鏡レンズ１１６の眼球側の面の座標データ、眼球とは反対側の面の座標データのうち一方のデータを用いても良いし、両面についての座標データを用いても良い。較正演算装置１１９は、上記の演算処理を行う際には較正データ（後述）を用いる。
【０１５７】
制御装置ＣＯＮＴは、不図示の記憶部を有している。制御装置ＣＯＮＴは、画像記録装置１１７に記録された画像や、画像処理装置１１８で出力された眼球の運動情報、較正演算装置１１９で出力された注視位置データ及び透過位置データを、当該記憶部に記憶させることができる。
【０１５８】
また、制御装置ＣＯＮＴは、例えば不図示のモニターや外部記憶装置などに接続されている。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、画像記録装置１１７に記録された画像や、画像処理装置１１８で出力された眼球の運動情報、較正演算装置１１９で出力された注視位置データ及び透過位置データを、例えばモニターに出力したり、外部記憶装置などの記録媒体に記録したりする。
【０１５９】
また、制御装置ＣＯＮＴは、較正演算装置１１９で出力された注視位置データを出力する際に、画像記録装置１１７から送られた前方視野の画像の上に例えば点や丸などの印を重ねた状態で出力することができる。この場合、印が重ねられた位置は、前方視野の画像の上における注視位置データの示す座標に一致する。また、制御装置ＣＯＮＴは、注視位置データに基づいて、注視位置の累積頻度マップなどをモニターに表示したり、記憶部あるいは外部記憶媒体に記録したりすることができる。
【０１６０】
また、制御装置ＣＯＮＴは、較正演算装置１１９で出力された透過位置データの座標をモニターに表示したり、記憶部あるいは外部記憶装置に記録したりすることができる。この場合、注視位置データを出力する場合と同様に、モニターに眼鏡レンズ１１６の画像や図面を表示し、その上に透過位置データに相当する座標に印を重ねた画像や、累積頻度マップを表示したりすることもできる。
【０１６１】
なお、ここでは眼球用カメラ１１２で撮影された眼球の画像は、画像記録装置１１７に一旦記録され、それを再生して画像処理装置１１８に送られると説明したが、画像記録装置１１７に記録すると同時に画像処理装置１１８に送られるようにしてもよい。そうすると、視線の測定と同時に注視位置データや透過位置データを求めることも可能である。
【０１６２】
次に、較正演算装置１１９における較正方法について説明する。ここでは、第一の較正演算ステップと第二の較正演算ステップを統合するとして説明する。  
【０１６３】
眼球の運動情報である瞳孔と角膜反射の中心座標は、注視位置データである注視点の座標と眼鏡レンズ上の透過位置の座標に、複数の係数を持つ数式でそれぞれ換算される。換算式は、注視位置および透過位置の横座標と縦座標をそれぞれ１本の式で表現したものであってもよいし、または、注視位置および透過位置によって幾つかの領域に分けられた複数本の式であってもよい。後者の場合、式は領域の境界で滑らかに結ばれることが望ましい。領域は累進レンズの屈折力の分布が特徴的な領域ほど細かく分割してもよい。これらの換算式は、累進眼鏡レンズの特徴的な屈折力の分布による換算の複雑さを十分に表現できるような自由度を持たせておく。
【０１６４】
較正用の測定において視線を測定する範囲は重要である。視野に対して狭すぎると、視野の周辺では較正に使うことのできるデータが得られない。そのため視野の周辺での較正の精度が低くなる。逆に広すぎると視野から外れてしまい、較正に使うことのできない無駄なデータが多くなり、その分だけ較正に使うことのできる有効なデータが少なくなる。そのため較正の作業効率が低下するだけでなく、較正の精度が低下したり、較正に必要なデータ数を得られなくて較正に失敗したりする。
【０１６５】
そこで、最低限必要な範囲を考える一つの基準として、眼鏡レンズを購入するときなどに眼鏡店で用いられている検眼レンズの大きさを基準とする。円形の検眼レンズの有効径は３５ｍｍ程度である。眼球の回旋点から検眼レンズまでの距離を２５ｍｍとすると、視線の角度範囲に換算して±３５度程度となる。さらに瞳孔の大きさが直径６ｍｍのときに、瞳孔に入る光束が検眼レンズをすべて通るための角度範囲は±３０度程度である。つまり全幅で６０度程度の角度範囲を較正用の測定の範囲とすることが望ましい。
【０１６６】
しかし、累進眼鏡レンズでは直径３５ｍｍでは狭すぎてその特徴を十分に試すことができないため、検眼レンズと組み合わせて使われるトライアルレンズでは、レンズ下方のみ長く変形させたレンズを用いている。また、一般に使われる眼鏡フレームの大きさは、検眼レンズに比べて中心から下方や左右方向に大きいものが多い。特に横幅は５０ｍｍを超えているものも多い。そのため眼鏡レンズは、もともとは直径が５０ｍｍ以上で設計されて製品化されていることが多い。
【０１６７】
このことから最大限必要な範囲を考えると、直径で５０ｍｍ程度、または、横方向は幅５０ｍｍ、縦方向は下方に２５ｍｍ、上方に１５ｍｍ程度あればよい。これは角度に換算すると、全幅で９０度程度、または、左右方向に±４５度、下方に４５度、上方に３０度程度である。
【０１６８】
眼球の運動情報と注視位置データの関係も、眼球の運動情報と透過位置データの関係も、非線形であるので、これらを換算するには上下方向（Ｙ方向）と水平方向（Ｘ方向）の２変数それぞれ最低限でも２次の多項式が必要である。この場合、Ｘ方向とＹ方向に３組以上かつ全部で９点以上の較正用の指標を注視したときの眼球の運動情報と注視位置データおよび透過位置データを測定し、これから最小二乗法を用いることで、２変数の２次多項式の係数をすべて求めることができる。
【０１６９】
さらに、換算の精度を高めるためには次数を高くする必要がある。例えば、眼鏡１１６のレンズが単純な単焦点球面レンズの場合であっても、眼鏡１１６のレンズ上の視線の透過点の位置と屈折による視線の到達点のずれの関係は３次式以上の非線形な関係をもつ。これは球面レンズの横球面収差が入射瞳を通る光線の光軸からの高さの３乗に比例するという３次収差論に関係する。このことから透過位置データと注視位置データの関係は厳密には２次多項式では換算できないことがわかる。視線を測定する範囲が視野±３０度さらには±４５度程度と広い場合には３次式よりもっと高次の関係となる。さらに累進レンズの場合には非回転対称なより複雑な関係となる。
【０１７０】
この他に、角膜表面の形状が球面ではなく非球面になっている影響や、前方視野用カメラ１１１と眼球用カメラ１１２の歪曲収差の影響などもあり、視線を測定する視野が広いほど換算に用いる多項式の次数を高くする必要があり、２次ではなく３次や４次の多項式を用いることが望ましい。
【０１７１】
そのため、換算式は例えば下記［数１］、［数２］、［数３］及び［数４］のような２変数の４次多項式を使うことで表現することができる。つまり、眼鏡の屈折による視線の偏向を精度良く表現するためには、視野が±３０度より狭い場合でも３次以上、これより視野が広い場合には少なくとも４次以上が必要である。
【０１７２】
【数１】
0006308277.tif 000002
【０１７３】
【数２】
0006308277.tif 000003
【０１７４】
【数３】
0006308277.tif 000004
【０１７５】
【数４】
0006308277.tif 000005
【０１７６】
ここで、［数１］と［数２］は眼球の運動情報と注視位置データの換算式であり、ＸとＹは注視点の座標である。ｘとｙは瞳孔と角膜反射の中心座標の差の値を使う。［数３］と［数４］は眼球の運動情報と眼鏡１１６のレンズ上の視線の透過位置データの換算式であり、Ｘ´とＹ´は眼鏡１１６のレンズ上の透過位置の座標である。ｘとｙは瞳孔と角膜反射の中心座標の差の値を使う。この換算式の係数は、被験者ごと、望ましくは測定ごとに実測して較正する。
【０１７７】
上記換算式の係数を較正することで、視線検出装置１１０の頭部への装着状態や被験者の眼球形状の固体差などに起因するズレ、及び眼鏡１１６のレンズでの屈折による視線の偏向、及び眼鏡１１６のレンズでの屈折による眼球画像の歪み、及び前方視野用カメラの収差による視野の歪み、及び左右の眼と前方視野用カメラの位置の違いによる視差などを補正することができる。
【０１７８】
眼球の運動情報と注視位置データの較正は、被験者に対する位置が既知である固定した複数の指標を被験者に注視させ、そのときの眼球の運動情報から算出される注視位置データが指標の位置に合致するように、較正演算装置で最小二乗法を使って［数１］及び［数２］の係数を求めることで行われる。
【０１７９】
図２６は、上記の較正用の指標の配置を示す図である。図２６に示すように、指標１２１は指標板１２０に印刷されている。指標板１２０は被験者から例えば２ｍの距離に置かれ、かつ被験者の視野の中央方向に配置され、かつ、その全てが前方視野用カメラの視野に収まるように配置される。指標１２１の配置の範囲は少なくとも水平方向の視野角が６０度を超え、望ましくは被験者が眼鏡を使用して見ることのできる視野の範囲をほぼ満たし、配置の密度は、それを注視するときに透過する累進眼鏡レンズの屈折力が特徴的な領域であるほど、高密度で配置される。
【０１８０】
指標１２１は上下方向（Ｙ方向）及び横方向（Ｘ方向）に５組以上かつ全部で２５点以上が配置されているので、式１および式２の４次式の係数を最小二乗法で全て求めることができる。
【０１８１】
具体的には、指標の配置の範囲は水平方向が±４５度以内、垂直方向が上方３０度以内、下方４５度以内に配置され、指標の配置の密度は被験者の視野の中央を通る縦線上１２２と、被験者の視野の中央より下方の領域とに高密度に配置される。これらはそれぞれ、累進眼鏡レンズでの主経線上と、遠用領域と近用領域の間の累進帯域とに相当する。
【０１８２】
指標が高密度で配置されている領域ほど、最小二乗法で求められた較正データの精度が高くなるし、精度の検証をすることもできるので、累進眼鏡レンズのように特徴的な屈折力の分布をもった眼鏡を使用する場合に、効率よく、高精度に較正演算をするのに都合がよい。
【０１８３】
累進レンズの場合、累進部の主経線上でレンズ中央から約２０ｍｍ下方までの範囲が屈折力分布の変化が特徴的な領域であり、この範囲で加入度が最大４ジオプター程度変化する。そこで、この部分に４点以上の指標を配置することで、指標を１ジオプター刻みよりも密に配置することになるので、累進部を十分に精度良く較正および検証することができる。
【０１８４】
このようにすることで、特に累進部の較正精度を視線の角度で２度以下にすることができる。視線の角度２度は眼鏡レンズの透過点の座標に換算して１ｍｍ程度である。累進レンズの累進帯長やインセット量などのスペックはｍｍオーダーで設計されるので、１ｍｍの精度があれば十分である。
【０１８５】
較正用の注視点データを測定するときには、指標板１２０の指標１２１のうちの任意の指標を使って測定することができるので、較正の精度を高めたい部分ほどより多くの指標１２１を使って測定する。全ての指標１２１はラベル付けされていて、実際に測定に使用したラベルが制御装置ＣＯＮＴを経由して較正演算装置１１９に通知され、較正演算装置１１９は測定に使用された指標のデータのみを使って較正データを算出する。これにより較正データの数を任意に変更することができるので、較正の精度を確認しながら必要に応じて較正データの数を調整することができる。
【０１８６】
左右の眼と前方視野用カメラの位置の違いによる視差を較正するためには、指標板１２０と被験者の距離は２ｍの他に、例えば１ｍ、０．２ｍと複数の既知の距離に置かれて、それぞれ測定する必要がある。このときには視野中央の１点の指標のみを測定に使えばよい。
【０１８７】
眼球の運動情報と透過位置データの較正は、眼鏡１１６のレンズ上の位置が既知の点を視線が透過する方向を被験者に注視させ、そのときの眼球の運動情報から算出される透過位置データが眼鏡１１６のレンズ上の透過点の位置に合致するように、較正演算装置１１９で最小二乗法を使って［数３］、［数４］の係数を求めることで行われる。このとき、較正のために測定する注視点データの数は、眼球の運動情報と注視位置データの較正のときのそと同じである必要はなく、較正の精度を確認しながら必要に応じて較正データの数を調整することができる。
【０１８８】
図２７は累進眼鏡のレンズ上の実際の透過位置の較正データの測定方法を説明する図である。図２７に示すように、累進眼鏡のレンズ１３１上の実際の透過位置の測定は、被験者が指標を注視しているときに、直径１ｍｍから２ｍｍ程度の穴１３２と格子パターン１３６がある半透明な遮光板１３３をレンズ１３１の表面に軽く接触させて穴１３２の中心を通して指標を注視し、そのときの穴１３２の中心位置を透過位置として、眼鏡フレーム１３４やレンズ１３１上に記した位置が既知のマーク１３５を規準にして、その位置を遮光板１３３の格子パターン１３６を物差しとして使い測長することで行う。測長は、記録された眼球用カメラの画像からあとで測ってもよい。
【０１８９】
これにより、被験者が累進眼鏡を使用している場合でも、被験者の注視位置データを高精度で測定することが可能であり、さらに眼鏡レンズの透過位置データも高精度で測定することが可能である。
【０１９０】
図２８は新しい累進眼鏡レンズの設計の手順を説明する図である。測定Ｓ１１１では、被験者は基準となる眼鏡レンズを装用した状態で、特定の環境下に置かれ、このときの視線情報を測定される。ここで基準となる眼鏡レンズとは、新しい累進眼鏡レンズを設計する上で基準とする眼鏡レンズであり、例えば試作品などである。特定の環境下とは、新しい累進眼鏡レンズを装用することが想定される環境のうちの一つであり、例えば自動車の運転などである。
【０１９１】
視線情報を測定するに際には、視線追跡装置にて、被験者の眼球の運動情報から視線情報を算出し、さらに装用している累進眼鏡レンズによる視線情報の誤差を補正することで、正確な視線情報を測定する。
【０１９２】
評価Ｓ１１２では、測定された視線情報が評価される。例えば、被験者が自動車の運転中にサイドミラーを見たときの透過点の分布を解析することで、そのときに眼鏡レンズ上のどの領域を使用しているとか、サイドミラーを見るときに眼球と首をどの程度動かして視線を変えているかなどを調べることができる。
【０１９３】
設計Ｓ１１３では、評価の結果に基づいて新しい累進レンズの設計を行う。このとき例えば、サイドミラーを見るときに首を動かす量を基準眼鏡レンズのときの５０％に抑えることができるような累進眼鏡レンズの収差性能を実現する、というような設計目標を立てて設計を行うことができる。
【０１９４】
もちろんこれらは一例である。測定者の人数を増やしたり測定環境を増やしたりすることで、より汎用的な設計目標を立てて設計することもできる。
【０１９５】
図２９は新しい累進眼鏡レンズを製造して製品として販売するまでの手順を説明する図である。
【０１９６】
測定Ｓ１２１、評価Ｓ１２２、設計Ｓ１２３までは図２８と同じである。ただし、製造Ｓ１２４では、設計Ｓ１２３により設計された新しい累進眼鏡レンズを試作品として製造し、これを測定Ｓ１２１で再測定し、評価Ｓ１２２で再評価し、設計Ｓ１２３でさらに改良したものを再設計する。この手順を何度か繰り返して完成度を高めたものを製品として販売するのである。
【０１９７】
図３０は、特性の異なる複数の累進眼鏡レンズの中から、被験者にとって最適な累進眼鏡レンズを選択する手順を説明する図である。
【０１９８】
測定Ｓ１３１では、特性の異なる累進眼鏡レンズを３つ取り上げ、被験者は、それぞれを装用した状態でそれぞれの視線情報を測定される。それぞれの測定は図２８の測定Ｓ１１１と同様であるが、被験者が測定時に置かれる環境は全ての測定で同じようにする。
【０１９９】
評価Ｓ１３２では、測定Ｓ１３１で測定された視線情報が比較評価される。例えば、どの累進眼鏡レンズがもっとも透過位置データが広く分布しているかなどが評価される。
【０２００】
選択Ｓ１３３では、評価Ｓ１３２の結果に基づいて一つの累進眼鏡レンズが選択される。例えば、仮に、もっとも広く眼鏡レンズの領域を使うことができる眼鏡レンズが最適とするならば、透過位置データがもっとも広く分布しているものを選択すればよい。
【０２０１】
これらのようにして、本発明の視線追跡装置を使って得られたデータを、新しい累進レンズの開発や被験者に最適な累進レンズを選定することなどに活用することができる。
【０２０２】
次に、第一の較正演算ステップと第二の較正演算ステップをそれぞれ別に行う場合について説明する。
【０２０３】
複数のステップに分けて較正する場合、まず、第一の較正演算ステップでは、視線検出装置の頭部への装着状態や被験者の眼球形状の固体差などに起因する成分だけを主な較正対象として、より簡単な測定で取得する。図３１は、このときの較正用の指標の配置を示す図である。
【０２０４】
図３１に示すように、指標１４１は指標板１４０に例えば被験者から２ｍの距離に、被験者の視野全体の中央方向の１つと、そこから上下左右の４点の計５点だけが用いられる。５点は全て被験者の視野の中央付近にのみ配置されている。このとき、眼球の運動情報と視線情報の換算式には［数１］〜［数４］のような４次式をそのまま使用すると全ての未定係数を最小二乗法で求めることはできないので、次数を減らしたり、係数間の関係を規定したりするなどして未定係数を減らした数式を用いる。
【０２０５】
なお、このステップで左右の眼と前方視野用カメラの位置の違いによる視差を較正する場合は、さらに被験者と指標の距離を変えて中央の点だけを被験者に注視させる。このときの被験者と指標の距離は２ｍの他に、例えば１ｍ、０．２ｍの合計３点である。このステップの較正データだけを使っても、眼球の運動情報を較正演算装置１１９で演算処理して注視位置データとして出力することができる。
【０２０６】
次に第二の較正演算ステップでは、図２６の指標を使い、より精度の高い較正データの測定を行う。このときは、眼球の運動情報の代わりに、第一の較正演算ステップで求めた較正データを使って出力された注視位置データを使って、より高精度な注視点の座標および透過点の座標を、［数１］〜［数４］のような多くの係数を持つ数式で換算する。
【０２０７】
このような複数の段階に分けた較正は、既存の視線検出装置の較正機能を使うことができる点で便利である。既存の装置では、前述のように、眼鏡のレンズでの屈折作用による誤差を考慮していないために視野の周辺部などでは精度よく較正できないという問題がある。しかし既存の装置は、眼球の運動情報を取得してそれから注視位置データを取得するという第一の較正演算部の機能の一部を既に有しているし、眼鏡のレンズでの屈折作用以外の誤差に対しては既に対策が施されていることが期待できるからである。また眼球の運動情報が出力されないような既存の装置でも、このように複数のステップに分けて較正することで、既存の装置を活用することができる。
【０２０８】
以上のように、本実施形態によれば、視線検出装置１１０の被験者が累進眼鏡１１６を使用している場合でも、視野の全域で眼球の運動情報を正しく較正できる。これにより、視線検出装置１１０を用いる場合において、視野の全域で視線が累進眼鏡１１６のレンズ上を透過する点を正確に求めることができる。
【０２０９】
本発明の技術範囲は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、本実施形態では、これらの較正演算は較正演算装置１１９で行われるとして説明したが、制御装置ＣＯＮＴにてソフトウェアで演算処理されてもよい。特に、既存の装置を使って複数の段階に較正を分ける場合、前段の処理をハードウェア処理し、後段の処理を制御装置ＣＯＮＴにてソフトウェアで演算処理してもよい。また、この処理は、被験者が注視対象物を注視中にリアルタイムで処理してもよいし、処理速度に制限がある場合には保存した画像を使って後処理してもよい。
【０２１０】
また、眼鏡レンズの累進面が後面の場合は、前面で測定した透過点の座標を、視線の角度と眼鏡レンズの屈折率を考慮して後面の座標におおよそ換算することができる。
【０２１１】
また、較正用の指標は図２６に限らない。例えば、第２の実施の形態と同様に、図２３（Ａ）〜図２３（Ｄ）の指標を使用するようにしてもよい。
【０２１２】
また、累進眼鏡のレンズ上の実際の透過位置の較正データを測定するには前述の方法に限らない。例えば、較正データを測定するときに、図３２のようにピンホール１９１を配置したフィルム１９０を眼鏡レンズ１３１上に貼り付けて用いることもできる。ただしピンホール１９１の配置は範囲と密度が較正用の指標１２１と同じようにする必要がある。そうすることで視野の周辺部や累進レンズの累進部を含む全ての視野で、精度よく透過位置データを較正することができる。
【０２１３】
フィルムには眼鏡レンズとの位置合わせ用のピンホール１９２があり、これとレンズ上のマーク１３５を重ねることで眼鏡レンズに対する各ピンホールの位置を知ることができる。
【０２１４】
このフィルムは例えばコダック社の赤外写真用ラッテン２フィルタなどの赤外光を透過して可視光を遮蔽するフィルタを使うことができる。この場合、眼鏡レンズに貼り付けたフィルムの各ピンホール越しに遠方を順次注視し、そのときの眼球の運動情報と眼鏡レンズ上の各ピンホールの位置を測定することができる。なお、この方法の場合は注視位置データの較正データの測定は、前述の方法で別途測定する。
【０２１５】
また、視線検出装置は図２５のように被験者の頭部に装着する形式でなくてもよい。被験者の眼球の動きを測定する方式のものであればよく、例えば据え置き型のものでも被験者の頭部に対する眼球の相対的な方向を検出する機能のある装置であれば本発明を適用することができるし、またはこの機能の無い据え置き型の視線検出装置でも、頭部の動きを検出する別の装置と組み合わせて使うことで、本発明を摘要することができる。
【０２１６】
以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。また、上記実施形態に各変形例の構成を適宜組み合わせてもかまわない。
従来技術では、検出した透過点の位置を２次元でプロットした図を作成することが述べられているが、検出結果をどのように表示すれば、眼鏡レンズの設計や選択の際に有用であるかということについては考慮されていないため、表示方法としては不十分である。
従来技術では、眼鏡レンズの広い範囲にシートを貼りつける必要があるため、被検者の視線への影響や視線検出装置の測定結果への影響を完全に防ぐことは難しく、測定誤差を生じやすい。また、ピンホールが小さいために視界が狭く且つ不明瞭であること、および注視対象物と眼鏡レンズ上に貼りつけたシートのピンホールとでは被検者の眼からの距離が極端に異なるために、視界の中のピンホールの境界が不明瞭であることなどからも、測定精度が低くなることが予測される。ゆえに従来技術では、透過点の較正精度が低くなる可能性があった。
従来技術では、視線検出装置において、眼鏡等の光を屈折させて眼球に入射させる光学機器を被験者が装着していることは念頭に置いておらず、回旋点と注視点とを結ぶ一本の直線が視線であるという前提で視線方向や眼球回転角を計算している。したがって、被験者が上記の光学機器を装着している場合、被験者の実際の視線は光学機器の位置に応じて屈折するため、検出結果と実際の視線情報との間には誤差が含まれてしまう。
従来技術では、例えば累進眼鏡のような屈折力の分布が局所的に異なる眼鏡や屈折力の強い眼鏡などを被験者が装用している場合において、眼球の運動情報を較正するに際して、視野の中央付近のみでの較正にしか言及していない。そのために視野の周辺部や累進領域では、眼球の運動情報を精度よく較正しきれず、視線が累進眼鏡レンズ上を透過する点を正確に求めることができない場合があった。
上記実施形態によれば、検出した眼鏡レンズ上の透過点の位置を、眼鏡レンズの設計や選択の際に有用な態様で表示できる。
上記実施形態によれば、透過点を精度よく較正することができる。
上記実施形態によれば、より正確な視線情報の検出に寄与することができる。
【０２１７】
次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願２０１２年第２０５４５１号（２０１２年９月１９日出願）
日本国特許出願２０１２年第２０５４５２号（２０１２年９月１９日出願）
日本国特許出願２０１２年第２０６０９９号（２０１２年９月１９日出願）
【符号の説明】
【０２１８】
１…視線検出装置、２…眼鏡、３…被検者、１０…前方視野用カメラ、１１…眼球用カメラ、１２…赤外ＬＥＤ、１３…ダイクロイックミラー、１４…ヘッドバンド、１６…ＰＣ、１７…画像処理装置、１８…較正演算装置、１９…モニター、２０…プリンタ、３０…基準板、４０…コーナーキューブ、ＣＯＮＴ…制御装置、１１０…視線検出装置、１１６…眼鏡、１１８…画像処理装置、１１９…較正演算装置    
【図１】
0006308277.tif 000006
【図２】
0006308277.tif 000007
【図３】
0006308277.tif 000008
【図４】
0006308277.tif 000009
【図５】
0006308277.tif 000010
【図６】
0006308277.tif 000011
【図７】
0006308277.tif 000012
【図８】
0006308277.tif 000013
【図９】
0006308277.tif 000014
【図１０】
0006308277.tif 000015
【図１１】
0006308277.tif 000016
【図１２】
0006308277.tif 000017
【図１３】
0006308277.tif 000018
【図１４】
0006308277.tif 000019
【図１５】
0006308277.tif 000020
【図１６】
0006308277.tif 000021
【図１７】
0006308277.tif 000022
【図１８】
0006308277.tif 000023
【図１９】
0006308277.tif 000024
【図２０】
0006308277.tif 000025
【図２１】
0006308277.tif 000026
【図２２】
0006308277.tif 000027
【図２３】
0006308277.tif 000028
【図２４】
0006308277.tif 000029
【図２５】
0006308277.tif 000030
【図２６】
0006308277.tif 000031
【図２７】
0006308277.tif 000032
【図２８】
0006308277.tif 000033
【図２９】
0006308277.tif 000034
【図３０】
0006308277.tif 000035
【図３１】
0006308277.tif 000036
【図３２】
0006308277.tif 000037