(57)【要約】【課題】被験者の負担が軽減され、かつ個人差等に基づく誤差要因を排除することにより高精度に眼球の運動を検出可能なキャリブレーション方法とそれを採用した眼球運動検査システムを提供する。【解決手段】眼球の正面視画像を撮影するステップＳ１の正面視画像撮影工程と、角度画素係数を演算するステップＳ２の角度画素係数演算工程と、眼球の回旋画像を撮影するステップＳ３の回旋画像撮影工程と、移動角度を演算するステップＳ４の移動角度演算工程と、を備える。【選択図】図１
2017164224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の眼球の画像データを解析することで前記眼球の運動を検査する眼球運動検査方法において用いられるキャリブレーション方法であって、
前記眼球の運動を特定するための指標であり、眼球回旋点を中心として回旋角度をもって回旋する虹彩に含まれる特徴点と関連付けて、正面視している場合の前記眼球の正面視画像を撮影する正面視画像撮影工程と、
前記正面視画像上において前記虹彩の直径を反映する画素数で、前記直径を除することにより求められる距離画素係数に基づいて、角度画素係数を演算する角度画素係数演算工程と、
前記特徴点と関連付けて、前記虹彩が前記眼球回旋点を中心として移動角度をもって回旋した場合における前記眼球の回旋画像を撮影する回旋画像撮影工程と、
前記角度画素係数と、前記特徴点が前記正面視画像上における位置から前記回旋画像上における位置に移動した場合の、前記特徴点の変位に対応する移動画素数と、の積を演算して、前記移動角度を演算する移動角度演算工程と、を備えることを特徴とするキャリブレーション方法。
【請求項２】
前記変位は、水平方向及び鉛直方向のうち、少なくともいずれかの方向に沿った変位であることを特徴とする請求項１記載のキャリブレーション方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のキャリブレーション方法を採用した眼球運動検査システムであって、
前記正面視画像を撮影する正面視画像撮影手段と、
前記角度画素係数を演算する角度画素係数演算手段と、
前記回旋画像を撮影する回旋画像撮影手段と、
前記移動角度を演算する移動角度演算手段と、を備えることを特徴とする眼球運動検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の眼球の運動を検査する眼球運動検査方法において用いられるキャリブレーション方法とそれを採用した眼球運動検査システムに係り、特に、複数回に及ぶ指標の注視を不要とすることで被験者の負担が軽減され、かつ高精度に眼球の運動を検出するキャリブレーション方法とそれを採用した眼球運動検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被験者の眼球の運動を検査する眼球運動検査方法においては、指標板や壁、または赤外線フレンツェルカメラに内蔵されたレーザー光といった指標を用いてのキャリブレーション方法が採用されてきた。
このキャリブレーション方法について説明すると、例えば、赤外線フレンツェルカメラを使用する場合では、まず指標を被験者の正面に配置して注視させ、その際の眼球の赤外線画像を撮影する。続いて、指標を、被験者の頭部を中心としてそれぞれ上方、下方、右側及び左側に一定の角度θごと回動させて配置し、それぞれ頭部を動かさずに注視させる。そして、それぞれの角度θにおける眼球の赤外線画像を撮影する。
その後、撮影した正面における赤外線画像と角度θにおける各赤外線画像を比較することにより、例えば、瞳孔中心が水平方向に沿って実際に移動した距離Ｘに比例する画素数Ｎを計測する。なお、人体では、赤外線フレンツェルカメラを構成するカメラから虹彩の中心までの距離に個人差があることから、被験者毎に画像の拡大率［（画素数Ｎ×１画素分の辺の長さ）／距離Ｘ］にバラツキがある。そのため、計測した画素数Ｎを直ちに眼球運動の距離指標として扱うことはできない。そこで、角度θを画素数Ｎで除することにより、水平方向における１画素当たりの角度αを求め、この角度αをキャリブレーション用の係数として利用する。
具体的には、例えば、任意の水平位置に移動させた指標を被験者がそれぞれ注視している際の、眼球の赤外線画像を撮影する。この画像上で瞳孔中心が移動した画素数Ｍを計測し、この画素数Ｍと前述した１画素当たりの角度αの積から、眼球が回旋した角度を求め、眼振の有無を診断可能とする。
しかし、このようなキャリブレーション方法においては、複数の位置に移動する指標を注視する作業は、被験者及び検査者の双方にとって煩雑かつ時間がかかり過ぎるという課題があった。さらに、被験者によっては移動した指標を正確に注視できないために、１画素当たりの角度αの精度が良好でなく、ひいては眼球が回旋した角度の精度も良好でなくなるという課題があった。
そこで、近年、眼球運動の時系列データを作成して解析したり、計測した瞳孔の大きさを補正することによって、眼球の運動を精度良く評価できる技術が開発されており、それに関して既にいくつかの発明が開示されている。
【０００３】
特許文献１には「眼振検査装置およびそれに用いるプログラムおよび記録媒体」という名称で、眼振の有無を客観的に評価する眼振検査装置およびそれに用いるプログラム等に関する発明が開示されている。
以下、特許文献１に開示された発明について説明する。特許文献１に開示された発明は、被験者の眼球の往復運動を誘発させるための視標を含む映像を生成する映像生成手段と、映像生成手段により生成された映像を被験者に提示する映像提示手段と、映像提示手段によって提示された映像の視標を被験者が目で追う際の眼球の動きを計測する眼球計測手段と、眼球計測手段により計測された眼球の動きの時系列データからリズムゆらぎ解析を行う演算手段と、演算手段による解析結果を診断支援データとして表示する表示手段とを備えてなる眼振検査装置であることを特徴とする。
このような特徴を有する眼振検査装置によれば、眼球の動きの時系列データをリズムゆらぎ解析して得られた解析結果が診断支援データとして表示手段に表示されるので、被験者の眼振の有無を客観的に評価することが可能となる。
【０００４】
次に、特許文献２には「ノイズに強い楕円近似による計測システム」という名称で、瞳孔の大きさや視線位置等を無侵襲で計測する計測システムに関する発明が開示されている。
特許文献２に開示された発明は、固定焦点カメラで撮影した瞳孔を、画像処理によって楕円で近似し、近似した楕円より瞳孔の大きさを連続測定できるようにしたノイズに強い正確な楕円近似による計測システムであることを特徴とする。
このような特徴を有する計測システムによれば、固定焦点カメラを使うことにより、画像上の長さと、実世界の長さとは比例する。事前にその比例定数を求めることにより、瞳孔の大きさを測定できる。画像処理によって瞳孔を楕円で近似し、その楕円の長径に、前述の比例定数を掛けることにより瞳孔の半径を求めることができる。さらに、瞳孔を楕円で近似することで求められた楕円の中心座標から、視線位置の計測ができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５０７６３号公報
【特許文献２】特開平８−１４５６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された発明においては、映像提示手段によって提示された映像の視標を、複数回に亘って被験者が目で追う作業が行われる。そのため、検査者側の注視作業の煩雑さは軽減されるものの、被験者側の負担はあまり軽減されない。
【０００７】
次に、特許文献２に開示された発明において、得られた楕円の中心座標（すなわち、瞳孔の中心座標）を時間を追って計測することで、眼振の診断にも適用可能であるものと考えられる。しかし、楕円の大きさを求める際の比例定数は、カメラで定規などを撮影し、瞳孔の実際の長さとコンピュータの画面上での長さの比によって求められる。これに対し、前述したように、カメラから瞳孔の中心までの距離には個人差があることから、上記のように一定の比例定数を使用して瞳孔の大きさを算出すると個人差による誤差を含むことになってしまい、適切でないものと考えられる。すなわち、この比例定数によって得られた瞳孔の大きさに基づく瞳孔の中心座標は、精度が良好でない可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、複数回に及ぶ指標の注視を不要とすることで被験者の負担が軽減され、かつ個人差等に基づく誤差要因を排除することにより高精度に眼球の運動を検出可能なキャリブレーション方法とそれを採用した眼球運動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】
【０００９】
上記目的を達成するため、第１の発明は、被験者の眼球の画像データを解析することで眼球の運動を検査する眼球運動検査方法において用いられるキャリブレーション方法であって、眼球の運動を特定するための指標であり、眼球回旋点を中心として回旋角度をもって回旋する虹彩に含まれる特徴点と関連付けて、正面視している場合の眼球の正面視画像を撮影する正面視画像撮影工程と、正面視画像上において虹彩の直径を反映する画素数で、直径を除することにより求められる距離画素係数に基づいて、角度画素係数を演算する角度画素係数演算工程と、特徴点と関連付けて、虹彩が眼球回旋点を中心として移動角度をもって回旋した場合における眼球の回旋画像を撮影する回旋画像撮影工程と、角度画素係数と、特徴点が正面視画像上における位置から回旋画像上における位置に移動した場合の、特徴点の変位に対応する移動画素数と、の積を演算して、移動角度を演算する移動角度演算工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成の発明においては、正面視画像撮影工程で、「虹彩に含まれる特徴点と関連付けて」とは、特徴点自体及びその位置を、撮影後に抽出可能にするためである。この特徴点とは、例えば、瞳孔の中心や虹彩の周縁上の１点のように、周囲の環境によって形状が変動せず、かつ認識し易い解剖学的特徴の中から、予め選択されるものである。
また、「正面視」とは、視線が正面から上下左右方向へ、それぞれわずかにずれている状態をも含む概念である。
【００１１】
次に、角度画素係数演算工程により、正面視画像上において虹彩の直径を反映する画素数で、この直径を除することにより距離画素係数が求められる。さらにこの距離画素係数に基づいて、角度画素係数が演算される。この角度画素係数が、本発明において、キャリブレーション用の指標として採用されるものである。
【００１２】
さらに、回旋画像撮影工程において、被験者に対し、検査者が任意の方向を注視するように指示すると、被験者の眼球は、移動角度をもって回旋するから、その虹彩も眼球が正面視した場合とは異なる位置に移動する。この虹彩が移動した場合の眼球の画像を、特徴点と関連付けて正面視画像撮影工程において撮影したときと同一の方向から撮影する。
【００１３】
最後に、移動角度演算工程において、角度画素係数と、移動画素数との積により、移動画素数が、移動角度に換算される。
なお、特徴点の変位とは、距離の変位である。また、移動画素数は、正面視画像と回旋画像を用いて計測されることから、前述したような人体の個人差に基づく誤差を含む値である。これに対し、移動角度は、眼球が眼球回旋点を中心としてどの程度回旋しているかを示す値であるため、上記の誤差は完全に排除されたものとなる。
【００１４】
次に、第２の発明は、第１の発明において、変位は、水平方向及び鉛直方向のうち、少なくともいずれかの方向に沿った変位であることを特徴とする。  このような構成の発明においては、第１の発明の作用に加えて、変位は、水平方向及び鉛直方向について、それぞれ独立して求められる。
【００１５】
続いて、第３の発明は、第１又は第２の発明を採用した眼球運動検査システムであって、正面視画像を撮影する正面視画像撮影手段と、角度画素係数を演算する角度画素係数演算手段と、回旋画像を撮影する回旋画像撮影手段と、移動角度を演算する移動角度演算手段と、を備えることを特徴とする。
このような構成の発明においては、第１又は第２の発明が実行され、移動角度が自動的に演算される。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、正面視画像撮影工程乃至移動角度演算工程では、特許文献２に開示された発明のように複雑な座標計算がなされるプログラムを必要とせずに、簡易に移動角度を演算することができる。
また、正面視画像と回旋画像を用いて計測される移動画素数から、移動角度を求めることができる。すなわち、撮影された平面的な画像上で、特徴点に注目することにより、前述の個人差による誤差が排除された真の眼球の回旋角度である移動角度を求めることができる。
したがって、第１の発明によれば、簡易なキャリブレーション方法でありながらも、精度良く移動角度を求めることが可能である。また、複数回の移動角度演算工程を実施することで、時間を追って移動角度を計測することもできる。
さらに、第１の発明によれば、特許文献１に開示された発明のように被験者が複数回に亘って注視指標を目で追う作業が不要であることから、被験者側の負担及び検査者側の負担のいずれをも解消させることができる。
【００１７】
第２の発明によれば、第１の発明の効果に加えて、変位は、水平方向及び鉛直方向について、それぞれ独立して求められるため、視線を変化させることによる眼球の運動を各方向毎に把握できる。
【００１８】
第３の発明によれば、第１又は第２の発明と同様の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係るキャリブレーション方法の工程図である。
【図２】実施例１に係るキャリブレーション方法の作用を説明するための眼球の縦断面図である。
【図３】実施例１に係る角度画素係数を説明するための模式図である。
【図４】（ａ）は被験者の眼球を正面から撮影した画像であり、（ｂ）は実施例１に係る移動角度を説明するための模式図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例１に係る移動角度の精度を説明するための模式図及びグラフである。
【図６】実施例２に係る眼球運動検査システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２０】
本発明の実施の形態に係るキャリブレーション方法について、図１乃至図５を用いて詳細に説明する。図１は、実施例１に係るキャリブレーション方法の工程図である。図２は、実施例１に係るキャリブレーション方法の作用を説明するための眼球の縦断面図である。
図１及び図２に示すように、実施例１に係るキャリブレーション方法１は、被験者の眼球５０の画像データを解析することで眼球５０の運動を検査する眼球運動検査方法において用いられるキャリブレーション方法である。
実施例１に係るキャリブレーション方法１は、ステップＳ１の正面視画像撮影工程と、ステップＳ２の角度画素係数演算工程と、ステップＳ３の回旋画像撮影工程と、ステップＳ４の移動角度演算工程と、を備える。以下、これらの各工程について、詳細に説明する。
【００２１】
まず、ステップＳ１の正面視画像撮影工程において、眼球５０の運動を特定するための指標であり、眼球回旋点５１を中心として回旋角度θ（θＶは、鉛直方向の回旋角度）をもって回旋する虹彩５２に含まれる特徴点２（図中×印）と関連付けて、正面視している場合の眼球５０の正面視画像を、正面視画像撮影手段４（図６参照）で撮影する。この特徴点２とは、より正確には瞳孔５４の中心である。
そして、鉛直方向の回旋角度θＶは、水平軸Ｘを基準（θＶ＝０ラジアン）として、眼球回旋点５１を中心に上眼瞼５３ａ側に回旋するとき正の値をとり、下眼瞼５３ｂ側に回旋するとき負の値をとる。また、水平方向の回旋角度θＨ（図示せず）も、水平軸Ｘを基準（θＨ＝０ラジアン）として、眼球回旋点５１を中心に眼球５０に向かって右側に回旋するとき正の値をとり、左側に回旋するとき負の値をとる。
【００２２】
なお、後述するように、正面視画像撮影手段４は、フレンツェルカメラ８であり、コンピュータ９（図６参照）と接続手段を介して接続されている。このコンピュータ９は、正面視画像撮影手段４から出力された正面視画像のディジタルデータが入力され、そのディジタルデータを記憶する記録部９ｂ、正面視画像を表示する表示部９ｃ、ディジタルデータ等を用いての演算処理を行う演算部９ｅを備える制御部９ａ等から構成される。
したがって、正面視画像上では、虹彩５２と特徴点２が明確に視認可能であるとともに、コンピュータ９に記憶された正面視画像のディジタルデータから、制御部９ａによって、虹彩５２の直径ｄの大きさを、水平方向の画素数ＰＸ又は鉛直方向の画素数ＰＹで表わすことにより抽出可能である。また、特徴点２の位置も、制御部９ａによって、座標として抽出可能である。なお、直径ｄの大きさや特徴点２の位置は、コンピュータ９の演算部９ｅにおいて、ソフトウェアを使用してそれぞれ自動的に抽出されて決定されるほか、後述するキーボード９ｄやマウス９ｆから直径ｄの両端に相当する虹彩５２の位置や特徴点２の位置を手入力することで決定されても良い。
【００２３】
次に、ステップＳ２の角度画素係数演算工程について、図３及び図４を用いながら、詳細に説明する。図３は、実施例１に係る角度画素係数を説明するための模式図である。なお、図１及び図２で示した構成要素については、図３においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
ステップＳ２の角度画素係数演算においては、式（１）に示すように、まず、正面視画像上において虹彩５２の直径ｄを反映する画素数ｐ１で、直径ｄを除し、距離画素係数β（図３参照）を求める。なお、画素数ｐ１は、抽出された水平方向の画素数ＰＸ又は鉛直方向の画素数ＰＹである。したがって、距離画素係数βは、正面視画像上における１画素当たりの距離（ｍｍ／画素）となる。
なお、直径ｄは、虹彩５２の実際の直径ｄ０（図４参照）に正面視画像の拡大率ｋ（ｋ＞１）を乗じた値である。これは、虹彩５２は、実際には眼球回旋点５１から回旋半径Ｄ０（図４参照、より詳細には、Ｄ０は眼球回旋点５１から瞳孔５４の中心までの距離である）離れた位置に存在するが、眼球回旋点５１から距離Ｄ（Ｄ＝ｋＤ０）離れて正面視画像上に投影されるためである。
直径ｄ０としては、複数の成人の平均値が用いられる。具体的には、直径ｄ０は１１．５０（ｍｍ）であって、成人の場合、個人差はわずかである。
【００２４】
【数１】
2017164224.tif 000003
【００２５】
また、距離画素係数βと角度画素係数α１（図３参照）との関係は、式（２）で与えられる。したがって、式（１），（２）より、式（３）が成立する。
すなわち、角度画素係数α１は、正面視画像上で、１画素の距離（すなわち、距離画素係数β）を形成するような回旋角度θとなるため、角度画素係数α１の単位は（ラジアン／画素）である。
なお、回旋半径Ｄ０としては、複数の成人の平均値が用いられる。具体的には、回旋半径Ｄ０は９．７７（ｍｍ）であって、直径ｄ０と同様に、成人の場合、個人差はわずかである。
【００２６】
【数２】
2017164224.tif 000004
【００２７】
【数３】
2017164224.tif 000005
【００２８】
続いて、ステップＳ３の回旋画像撮影工程について図４を用いて、詳細に説明する。図４（ａ）は被験者の眼球を正面から撮影した画像であり、図４（ｂ）は実施例１に係る移動角度を説明するための模式図である。なお、図１乃至図３で示した構成要素については、図４においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図４（ａ）に示すように、ステップＳ３の回旋画像撮影工程において、特徴点２と関連付けて、虹彩５２が眼球回旋点５１を中心として水平方向Ｈに沿って移動角度θ１をもって回旋した場合における眼球５０の回旋画像を撮影する。この回旋画像は、正面視画像を撮影したときの正面視画像撮影手段４（図６参照）を使用して同様に撮影される。そして、回旋画像のディジタルデータは、正面視画像撮影手段４（すなわち、回旋画像撮影手段６、図６参照）からコンピュータに出力される。
さらに、ステップＳ３の回旋画像撮影工程を、一定時間毎に繰り返すことも可能である。これは、例えば、回旋画像撮影手段６がビデオカメラである場合を指す。
【００２９】
図４（ｂ）に示すように、虹彩５２が移動角度θ１をもって水平方向Ｈに沿って回旋した場合において、特徴点２（×印）が正面視画像上における位置から回旋画像上における位置（●印又は◇印）に移動した場合の、特徴点２の変位Ｘ１に対応する移動画素数Ｐ１を回旋画像のディジタルデータから抽出する。この抽出は、前述したと同様に、コンピュータ９の演算部９ｅによって実行される。
なお、変位Ｘ１は、水平方向Ｈ及び鉛直方向Ｖのうち、少なくともいずれかの方向に沿った変位である。そのため、例えば、虹彩５２が移動角度θ１をもって鉛直方向Ｖに沿って回旋した場合では、鉛直方向Ｖに沿った変位となる（図示せず）。また、虹彩５２が移動角度θ１をもって水平方向Ｈ及び鉛直方向Ｖに沿って同時に回旋した場合であっても、コンピュータ９によって水平方向Ｈ及び鉛直方向Ｖに沿った変位がそれぞれ独立して認識される。
なお、図中のβ０は、虹彩５２上における距離画素係数であり、βは、正面視画像上における距離画素係数である。
【００３０】
最後に、ステップＳ４の移動角度演算工程は、式（４）に示すように、角度画素係数α１と、移動画素数Ｐ１の積を演算して、移動角度θ１（ラジアン）を演算する。この演算もコンピュータ９の演算部９ｅによって実行される。
また、ステップＳ３の回旋画像撮影工程を、一定時間毎に繰り返す場合には、ステップＳ４の移動角度演算工程も同様に繰り返されるので、移動角度θ１の時間的変化が求められる。
【００３１】
【数４】
2017164224.tif 000006
【００３２】
この式（４）に、式（３）を代入することにより、式（５）が導出される。
【００３３】
【数５】
2017164224.tif 000007
【００３４】
このように、移動角度θ１は、既知の直径ｄ０と、既知の回旋半径Ｄ０と、正面視画像から抽出した画素数ｐ１と、回旋画像から抽出した移動画素数Ｐ１から求められる。
また、式（４）は、角度画素係数α１が一定範囲内にある場合に使用されることが望ましい。その理由を、図３及び図５を用いながら、以下に説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、それぞれ実施例１に係る移動角度の精度を説明するための模式図及びグラフである。なお、図１乃至図４で示した構成要素については、図５においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
より正確には、虹彩５２上における距離画素係数β０は式（６）の距離画素係数β０＊で表わされるため、角度画素係数α１は式（７）で表わされる。
【００３５】
【数６】
2017164224.tif 000008
【００３６】
【数７】
2017164224.tif 000009
【００３７】
式（６）の代わりに、式（２）を使用しても良い場合は、角度画素係数α１が十分に小さい場合である。このとき、以下の式（８）が成立するためである。
【００３８】
【数８】
2017164224.tif 000010
【００３９】
そこで、角度画素係数α１がいかなる範囲内にある場合に、式（８）を使用しても良いかについて、図５を用いて説明する。
図５（ａ）に示すように、α１ｍは、角度画素係数α１をｍ倍した回旋角度であって、αｍ１＝ｍ・α１である（ｍ＝１，２，３・・・）。βｍ，βｎは、それぞれαｍ１及びα１をｎ倍したαｎ１に対応する距離である（ｎ＝ｍ＋１＝２，３，４・・・）。
図５（ｂ）は、横軸を｜α１ｍ｜（０＜｜α１ｍ｜≦π／８）、α１１＝π／１８０（ラジアン）、β０＊＝Ｄ０ｓｉｎα１１、βｎ＝Ｄ０ｓｉｎα１ｎ、βｍ＝Ｄ０ｓｉｎα１ｍとし、縦軸に式（９）で表わされる誤差率Ｒ＝［β０＊−（βｎ−βｍ）］／（βｎ−βｍ）をプロットした結果である。
【００４０】
【数９】
2017164224.tif 000011
【００４１】
式（９）は、真の値（β２−β０＊），（β３−β２），（β４−β３）・・・に対するβ０＊の誤差率を表すものである。
図５（ｂ）から分かるように、誤差率Ｒの許容範囲を例えば５％以下とするならば、０＜｜α１ｍ｜≦０．３１（ラジアン）、すなわち０度＜｜α１ｍ｜≦１８度の範囲内において、式（２）を使用しても良いことになる。また、この許容範囲を、例えば１０％以下とするならば、０＜｜α１ｍ｜≦０．４３（ラジアン）、すなわち０度＜｜α１ｍ｜≦２５度の範囲内において、式（２）を使用しても良いことになる。
また、回旋半径Ｄ０及び移動画素数Ｐ１は、いずれも式（２）を用いることと無関係であるため、式（２）に基づく距離画素係数βの誤差のみが移動角度θに伝播する。したがって、前者の場合、０度＜｜θ１ｍ｜≦１８度の範囲内において、式（４）を使用しても良いことになる。なお、実際には、眼球５０の最大の回旋角度｜θＨ｜，｜θＶ｜は、それぞれ２０度程度であることから、誤差率Ｒは５％以下となっている。
【００４２】
以上、説明したように、実施例１に係るキャリブレーション方法１によれば、式（１）乃至式（５）に基づいて、簡易に移動角度θ１を演算することができる。この移動角度θ１は、式（５）から分かるように、拡大率ｋの影響を受けない。したがって、前述した人体の個人差による誤差が排除され、精度良く移動角度θ１を求めることができる。
また、角度画素係数α１を決定するために、個人差が殆どなく一定である直径ｄ０と回旋半径Ｄ０を用いていることからも、移動角度θ１の精度を向上させることができる。
さらに、キャリブレーション方法１によれば、複数回のステップＳ３の回旋画像撮影工程及びステップＳ４の移動角度演算工程を実施することにより、時間を追って移動角度θ１を計測可能なため、眼球５０の運動の時間的変化、すなわち眼振を確実に発見することができる。
なお、従来では、医師がカメラの画像を直接観察することで、例えば、眼振の有無のみを検出可能であったが、キャリブレーション方法１によれば、眼球の往復運動を水平方向Ｈ及び鉛直方向Ｖについて定量的に検出可能であるので、眼振の原因となる疾病の鑑別診断に寄与することができる。
さらに、キャリブレーション方法１によれば、特許文献１に開示された発明のように被験者が複数回に亘って注視指標を目で追う作業が不要であることから、被験者側の負担及び検査者側の負担のいずれをも解消させることができる。
【実施例２】
【００４３】
次に、実施例１にかかるキャリブレーション方法を採用した眼球運動検査システムであって、本発明の第２の実施の形態に係る眼球運動検査システムについて、図６を用いながら説明する。図６は、実施例２に係る眼球運動検査システムの構成図である。なお、図１乃至図５で示した構成要素については、図６においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図６に示すように、実施例２にかかる眼球運動検査システム３は、実施例１にかかるキャリブレーション方法１を採用した眼球運動検査システムである。
実施例２にかかる眼球運動検査システム３は、正面視画像を撮影する正面視画像撮影手段４と、角度画素係数α１を演算する角度画素係数演算手段５と、回旋画像を撮影する回旋画像撮影手段６と、移動角度θ１を演算する移動角度演算手段７と、接続手段１０を備える。以下、これらの各手段について、詳細に説明する。
【００４４】
まず、正面視画像撮影手段４は、具体的には、フレンツェルカメラ８である。このフレンツェルカメラ８は、ビデオカメラ８ａとこの出力が記録される記録部８ｂを内蔵するとともに、表示部８ｃを備える。
より詳細には、ビデオカメラ８ａは、眼球５０に入射した可視光が眼球５０によって反射した反射光を静止画又は動画として撮影可能なＣＣＤカメラである。このビデオカメラ８ａによって撮影された正面視画像は、ディジタルデータとして記録部８ｂへ出力され、この記録部８ｂによって記録される。そして、この記録されたディジタルデータは、液晶パネルである表示部８ｃによって虹彩５２の画像として表示される。
また、記録部８ｂは、コンピュータ９を構成する制御部９ａと接続手段１０を介して通信可能に接続されている。
【００４５】
次に、角度画素係数演算手段５は、制御部９ａに備えられる演算部９ｅである。この演算部９ｅは、フレンツェルカメラ８の記録部８ｂから出力された正面視画像のディジタルデータを用いて、キャリブレーション方法１にしたがい、距離画素係数βと角度画素係数α１を演算する。
【００４６】
さらに、回旋画像撮影手段６は、正面視画像撮影手段４と同一のフレンツェルカメラ８である。すなわち、正面視画像撮影手段４は、回旋画像撮影手段６でもある。
【００４７】
そして、移動角度演算手段７は、角度画素係数演算手段５と同一の演算部９ｅである。したがって、演算部９ｅは、回旋画像のディジタルデータを用いて、キャリブレーション方法１にしたがい、移動角度θ１を演算する。
【００４８】
なお、コンピュータ９は、制御部９ａの他、この制御部９ａとそれぞれ通信可能に接続される記録部９ｂと、表示部９ｃと、キーボード９ｄと、マウス９ｆを備える。
このうち、記録部９ｂは、正面視画像及び回旋画像のディジタルデータ、角度画素係数α１、移動角度θ１、特徴点２の位置等を、互いに適宜関連付けて記録する。この記録されたディジタルデータ等は、制御部９ａによって、自在に読み出し可能である。
【００４９】
また、表示部９ｃは、ディスプレイであり、制御部９ａから読み出した正面視画像及び回旋画像や、角度画素係数α１と移動角度θ１を表示可能である。さらに、表示部９ｃは、移動角度θ１が時間的に変化する場合には、移動角度θ１を連続波形としてグラフ表示することもできる。
さらに、キーボード９ｄ及びマウス９ｆは、制御部９ａに対し、被験者情報や、特徴点２の位置を入力することが可能である。入力された被験者情報等は、正面視画像及び回旋画像等と関連付けられ、演算部９ｅで角度画素係数α１と移動角度θ１が演算されるほか、記録部９ｂで演算結果等とともに記録される。
そして、接続手段１０は、フレンツェルカメラ８とコンピュータ９とを通信可能に接続するものであり、フレンツェルカメラ８のディジタルデータのフォーマットを、コンピュータ９で処理可能なフォーマットに変換するための変換装置である。
【００５０】
以上、説明したように、眼球運動検査システム３によれば、フレンツェルカメラ８と、コンピュータ９等の簡易な構成により、実施例１に係るキャリブレーション方法１を実施することが可能であり、移動角度θ１を自動的かつ精度良く演算可能である。
【００５１】
なお、本発明に係るキャリブレーション方法１とそれを採用した眼球運動検査システム３は、本実施例に示すものに限定されない。例えば、正面視画像撮影手段４は、一般的なディジタルカメラや、フレンツェル赤外線カメラが使用されても良い。なお、フレンツェル赤外線カメラが使用される場合には、ビデオカメラ８ａの代わりに、赤外線ビデオカメラが使用される。
また、フレンツェルカメラ８及びコンピュータ９は、それぞれ実施例で示した以外の構成であっても良い。例えば、フレンツェルカメラ８の記録部８ｂは備えられていなくても良い。この場合、接続手段１０は、ビデオカメラ８ａと制御部９ａを通信可能に接続する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、眼球の運動を検査する眼球運動検査方法において用いられるキャリブレーション方法とそれを採用した眼球運動検査システムとして利用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１…キャリブレーション方法  ２…特徴点  ３…眼球運動検査システム  ４…正面視画像撮影手段  ５…角度画素係数演算手段  ６…回旋画像撮影手段  ７…移動角度演算手段  ８…フレンツェルカメラ  ８ａ…ビデオカメラ  ８ｂ…記録部  ８ｃ…表示部  ９…コンピュータ  ９ａ…制御部  ９ｂ…記録部  ９ｃ…表示部  ９ｄ…キーボード  ９ｅ…演算部  ９ｆ…マウス  １０…接続手段  ５０…眼球  ５１…眼球回旋点  ５２…虹彩  ５３ａ…上眼瞼  ５３ｂ…下眼瞼  ５４…瞳孔
【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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