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技術 固視ずれを計測するためのシステム

出願人 アイブレインメディカル,インコーポレイティド
発明者 ジェフリーピー.クラルバンストンプソンジョンメリルデイビス,ザサード
出願日 2014年7月7日 (5年2ヶ月経過) 出願番号 2017-522316
公開日 2017年7月27日 (2年1ヶ月経過) 公開番号 2017-520384
状態 特許登録済
技術分野 眼の診断装置
主要キーワード 不規則運動 画像ターゲット ハウジング空間 側部プレート 左ブラケット 衝動性眼球運動 負荷補償 同期ポート
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題・解決手段

本明細書においては、立体的視覚的コンテンツ患者提示するための表示装置を備える、固視ずれ計測するためのシステムが開示される。検知装置が、患者の眼球運動を追跡する。コントローラが、中央画像ターゲットを患者の左眼及び右眼に対して交互に立体的に表示し、中央画像ターゲットが左眼と右眼との間において交互に切り替えられるのに伴って、所定の期間にわたって眼球運動を追跡し、中央画像ターゲットの左及び右画像を、患者が左及び右画像が物理的に一致していると知覚する時点まで、増分的に再配置するように、表示装置を制御する。

概要

背景

人間の眼の視覚系は、近く及び遠くの両方のターゲットに合焦する際に、多数の筋肉のみならず、中央及び周辺手がかりを使用する。遠くから近くへの焦点の変更のみならず、設定距離のターゲットにおける固視に関係した多くの応答が存在する。

我々の両眼は、協働すると共に我々の眼から6.1m(20フィート)超に位置したターゲットに向けられている際には、互いに平行状態にあるものと考えられ、我々は、これを両眼視能と考えている。両眼が6.1m(20フィート)未満に位置したターゲットを見ている場合には、我々の両眼は平行に見ていないが、それぞれの眼の視準線注視のターゲットに直接的に向けられている限り、我々は、依然として、両眼視を有する。両眼視能が、一方又は他方の眼の視力を妨害することによって無効化された場合には、眼は、しばしば、X、Y、及びZ軸に沿って回転する。覆われている眼の運動及び回転は、覆われていない眼の運動との比較において異なりうるが、計測可能でありうる。一般論として、眼の位置の変化又は運動は、ひとたび視力が中断され、これにより、両眼視が終了したら、しばしば、斜位状態にあると考えられる。また、一方の眼を妨害しないことにより、又は、両眼視を中断させないことにより、眼のX、Y、及びZ軸に沿ったねじれ回転及び運動を計測することもできる。これは、中央両眼視ターゲットとの関係において配置された周辺両眼視ターゲットの位置を変更することによって実行することができる。

我々の固有受容系、又は、我々がしばしば我々の「第六感」と呼称するものは、モーター制御及び姿勢のための感覚フィードバックメカニズムである。この結果、我々には、無意識フィードバックが内部的に付与されている。我々の固有受容系は、我々の内耳内に配置された感覚ニューロンと、我々の筋肉及び支持靭帯内において配置された伸張受容器と、から構成されている。

我々の骨格筋内において、これらの固有受容体は、負荷補償メカニズムを有する。例えば、眼を閉じ、両腕を外向きに伸ばした状態において起立すると想像してみよう。この状態で、だれかがあなたの両方の手の上に本を次々に載せ始めたと想像してみよう。本の重量の増大を感じるのに伴って、あなたは、地面に落下しないように本を維持するべく、より大きな力を作用させることになる。努力限界に到達した際に、本は、あなたの手から落下することになる。あなたは、あなたの眼による重みの検知を必要としてはいない。

我々の眼筋内には、解剖学的に類似した固有受容体が存在するが、これらの受容体は、負荷補償メカニズムを有しておらず、意識的な眼の位置をもたらさない。これは、理解可能であり、その理由は、すべての外眼筋上には、一定の機械的負荷が存在しており、負荷補償メカニズムが必要とされないからである。

我々の外眼筋は、常にフィードバックをそれぞれの眼の場所に対して付与する固有受容体を有する。なにかを観察することを選択した際に、我々の脳は、それぞれの眼から画像を取得し、そのターゲットに対して正確にまっすぐに向くように、我々の外眼筋を運動させる。これが行われなければ、一方の眼が1つのターゲットに向けられ、他方の眼が異なるターゲットに向けられた状態において、あなたは、視力障害を有することになろう。

あなたは、観察するべく所望する場所を選択することが可能であり、次いで、あなたの自律神経系は、それぞれの眼から画像を取得し、それぞれの眼をそのターゲットに対して完全にまっすぐに向けるように、あなたの外眼筋に信号を送る。独立的にターゲットにまっすぐに向けるためのそれぞれの眼の運動の後に、あなたの外眼筋内の固有受容体は、それぞれの眼が運動した後の場所の位置に関する信号を脳に送り返す。この固有受容フィードバックは、運動するように脳が眼に対して指示した場所と眼が現時点において配置されている場所との間におけるループを閉じるために必要とされる。脳は、あなたが次のターゲットを見るべく決定した際に次のターゲットにまっすぐに向けられるように、それぞれの眼を運動させる程度をあなたの脳が認知するべく、それぞれの眼の位置を知っている必要がある。

この固有受容フィードバックは、多くのその他の機能と共に、我々の眼の間における運動を調整し、これにより、単一の明瞭な画像を観察するために極めて重要である。我々は、この我々の外眼筋からの固有受容フィードバックが、我々の洞、眼外筋組織、及びの内部の痛覚責任を担っている我々の頭部内の神経である三叉神経を介して、その信号を送っていることを知っている。

多くの人々が、慢性頭痛、精密作業と関連した眼精疲労遠距離ターゲットの観察と関連した眼精疲労、首及び肩の筋肉の凝り、並びに、ドライアイという問題を有するのは、眼筋の固有受容感覚フィードバックメカニズムが三叉神経を過剰に刺激した結果である。慢性頭痛患者に伴う臨床研究から、我々は、このフィードバックループを変更することにより、頭痛を変更可能及びしばしば軽減可能であることを学習した。これは、固有受容ずれを、又は、更に一般的には、固視ずれを、計測することによって実行することができる。固有受容ずれは、眼が意識的に合焦されている場所と、物体が空間内において配置されている場所の非視覚的な知覚と、の間における不均衡である。これは、しばしば、距離に伴って変化する。

それぞれの眼外筋の間における固有受容フィードバックを試験し、同期させるには、我々の中央視を我々の周辺視から隔離する必要がある。我々の中央視は、円弧の1°未満を維持し、我々の中心窩と呼称される我々の網膜エリア内に位置する詳細な視野に対する責任を担っている。中心窩内において観察されているターゲットは、低速の滑らかな追跡性眼球運動によって制御されている。我々の中心窩の外部の、且つ、我々の周辺視内における、ターゲットは、迅速な衝動性眼球運動によって制御されている。解剖学的に、我々は、追跡性及び衝動性眼球運動は、我々の脳内において、異なる場所から調整されていることを知っている。

人間の眼の運動を観察及び定量化するための電子的な画像取込装置の使用は、「アイトラッキング」として知られている成熟した技術である。アイトラッキングのいくつかの用途には、パイロット用の事装置、高度な3D仮想現実環境、及び医学分析が含まれる。

良質な立体3D表示技術は、消費者製品にとっては、相対的に新しいものであるが、専門的な用途においては、多年にわたって利用可能な状態にある。観察者からの距離に応じたその数学的に正しい視差を伴ってすべてのターゲットを視野内において提示するように、そのコンテンツがわずかに異なっている2つの視覚的画像を、それぞれの眼ごとに1つずつ、観察者に対して提供するべく試みる様々な3D表示技術が開発されている。最も古い映画技術は、それぞれの眼ごとに着色フィルタを有する異なる眼鏡を使用していた。これは、粗野であり、非現実的なものであった。現時点における映画用の技術は、受動型偏光フィルタ又は能動型シャッタ電子回路のいずれかを有する眼鏡を使用する。シングルユーザーディスプレイ用の新しい技術は、裸眼立体視であり(即ち、眼鏡を必要としてはおらず)、それぞれの眼ごとに別個の画像を提供するために、レンティキュラーレンズ又は視差バリアを内蔵する。

概要

本明細書においては、立体的視覚的コンテンツを患者に提示するための表示装置を備える、固視ずれを計測するためのシステムが開示される。検知装置が、患者の眼球運動を追跡する。コントローラが、中央画像ターゲットを患者の左眼及び右眼に対して交互に立体的に表示し、中央画像ターゲットが左眼と右眼との間において交互に切り替えられるのに伴って、所定の期間にわたって眼球運動を追跡し、中央画像ターゲットの左及び右画像を、患者が左及び右画像が物理的に一致していると知覚する時点まで、増分的に再配置するように、表示装置を制御する。

目的

観察者からの距離に応じたその数学的に正しい視差を伴ってすべてのターゲットを視野内において提示するように、そのコンテンツがわずかに異なっている2つの視覚的画像を、それぞれの眼ごとに1つずつ、観察者に対して提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

固視ずれ計測するためのシステムであって、立体的視覚的コンテンツ患者提示するための表示装置と、前記患者の中央視監視するための検知装置と、前記患者の中央視を周辺視から隔離すると共に前記患者の前記中央視を監視するべく、静止した中央画像ターゲットと共に、滑らかに移動する周辺ターゲットを立体的に表示するように、前記表示装置を制御するためのコントローラと、を備える、固視ずれを計測するためのシステム。

請求項2

前記表示装置は、立体LCDディスプレイ及び同期駆動されるLCDシャッタを有する、請求項1に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項3

前記表示装置は、偏光立体ディスプレイ及びマッチした偏光眼フィルタを有する、請求項1に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項4

前記検知装置は、それぞれ、前記患者の左及び右眼瞳孔位置を追跡するための左及び右画像込装置を有する、請求項1に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項5

前記検知装置は、前記患者の瞳孔距離に対応するように前記左及び右取込装置を離隔させるべく、選択的に調節可能である、請求項4に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項6

前記コントローラは、中央画像ターゲットを前記患者の左眼及び右眼に対して交互に立体的に表示し、前記中央画像ターゲットが前記左眼と前記右眼との間において交互に切り替えられるのに伴って、所定の期間にわたって眼球運動を追跡し、前記中央画像ターゲットの左及び右画像を、前記患者が前記左及び右画像が物理的に一致していると知覚する時点まで、増分的に再配置するように、前記表示装置を制御する、請求項1に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項7

前記周辺ターゲット及び前記中央画像ターゲットは、互いに立体的な一貫性を有する、請求項1に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項8

前記周辺ターゲット及び前記中央画像ターゲットは、互いに立体的な一貫性を意図的に有していない、請求項1に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項9

前記コントローラは、前記静止した中央画像ターゲット共に、複数の滑らかに移動する周辺ターゲットを立体的に表示するように、前記表示装置を制御する、請求項1に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項10

固視ずれを計測するためのシステムであって、立体的な視覚的コンテンツを患者に提示するための表示装置と、前記患者の眼球運動を追跡するための検知装置と、中央画像ターゲットを前記患者の左眼及び右眼に対して交互に立体的に表示し、前記中央画像ターゲットが前記左眼と前記右眼との間において交互に切り替えられるのに伴って、所定の期間にわたって眼球運動を追跡し、前記中央画像ターゲットの左及び右画像を、前記患者が前記左及び右画像が物理的に一致していると知覚する時点まで、増分的に再配置するように、前記表示装置を制御するためのコントローラと、を備える、固視ずれを計測するためのシステム。

請求項11

前記表示装置は、立体LCDディスプレイ及び同期駆動されるLCDシャッタを有する、請求項10に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項12

前記検知装置は、それぞれ、前記患者の左及び右眼の瞳孔位置を追跡するための左及び右画像取込装置を有する、請求項10に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項13

前記検知装置は、前記患者の瞳孔距離に対応するように、前記左及び右画像取込装置を離隔させるべく、選択的に調節可能である、請求項12に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項14

前記コントローラは、前記患者の中央視を周辺視から隔離すると共に前記患者の前記中央視を監視するべく、前記静止した中央画像ターゲットと立体的な一貫性を有する周辺ターゲットを立体的に表示するように、前記表示装置を制御する、請求項10に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項15

前記コントローラは、前記患者の中央視を周辺視から隔離すると共に前記患者の前記中央視を監視するべく、前記静止した中央画像ターゲットと立体的な一貫性を有する移動する周辺ターゲットを立体的に表示するように、前記表示装置を制御する、請求項10に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項16

前記コントローラは、前記患者の中央視を周辺視から隔離すると共に前記患者の前記中央視を監視するべく、前記静止した中央画像ターゲットと立体的な一貫性を意図的に有していない周辺ターゲットを立体的に表示するように、前記表示装置を制御する、請求項10に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項17

前記コントローラは、前記患者の中央視を周辺視から隔離すると共に前記患者の前記中央視を監視するべく、前記静止した中央画像ターゲットと立体的な一貫性を意図的に有していない移動する周辺ターゲットを立体的に表示するように、前記表示装置を制御する、請求項10に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項18

前記コントローラは、前記中央画像ターゲットがそれぞれの眼にとって可視状態にはない時点と、前記中央画像ターゲットがそれぞれの眼にとって可視状態にある時点と、の間において、それぞれの眼の眼球運動を判定する、請求項10に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項19

前記コントローラは、眼球運動が選択された量未満になる時点まで、前記中央画像ターゲットを再配置する、請求項18に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項20

前記コントローラは、実質的に眼球運動が存在しなくなる時点まで、前記中央画像ターゲットを再配置する、請求項18に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項21

前記コントローラは、前記コントローラが眼球運動を追跡する際に、前記眼の回転を監視する、請求項18に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

請求項22

前記コントローラは、前記眼の低速ドリフトを計測するべく、選択されたインターバルにおいて複数のアイトラッキング画像を比較する、請求項18に記載の固視ずれを計測するためのシステム。

技術分野

0001

関連出願に対する相互参照
適用外

0002

連邦政府支援研究開発
適用外

0003

マイクロフィッシュ著作権参照
適用外

0004

本出願は、視力矯正に関し、更に詳しくは、視覚系固視ずれ計測に関する。

背景技術

0005

人間の眼の視覚系は、近く及び遠くの両方のターゲットに合焦する際に、多数の筋肉のみならず、中央及び周辺手がかりを使用する。遠くから近くへの焦点の変更のみならず、設定距離のターゲットにおける固視に関係した多くの応答が存在する。

0006

我々の両眼は、協働すると共に我々の眼から6.1m(20フィート)超に位置したターゲットに向けられている際には、互いに平行状態にあるものと考えられ、我々は、これを両眼視能と考えている。両眼が6.1m(20フィート)未満に位置したターゲットを見ている場合には、我々の両眼は平行に見ていないが、それぞれの眼の視準線注視のターゲットに直接的に向けられている限り、我々は、依然として、両眼視を有する。両眼視能が、一方又は他方の眼の視力を妨害することによって無効化された場合には、眼は、しばしば、X、Y、及びZ軸に沿って回転する。覆われている眼の運動及び回転は、覆われていない眼の運動との比較において異なりうるが、計測可能でありうる。一般論として、眼の位置の変化又は運動は、ひとたび視力が中断され、これにより、両眼視が終了したら、しばしば、斜位状態にあると考えられる。また、一方の眼を妨害しないことにより、又は、両眼視を中断させないことにより、眼のX、Y、及びZ軸に沿ったねじれ回転及び運動を計測することもできる。これは、中央両眼視ターゲットとの関係において配置された周辺両眼視ターゲットの位置を変更することによって実行することができる。

0007

我々の固有受容系、又は、我々がしばしば我々の「第六感」と呼称するものは、モーター制御及び姿勢のための感覚フィードバックメカニズムである。この結果、我々には、無意識フィードバックが内部的に付与されている。我々の固有受容系は、我々の内耳内に配置された感覚ニューロンと、我々の筋肉及び支持靭帯内において配置された伸張受容器と、から構成されている。

0008

我々の骨格筋内において、これらの固有受容体は、負荷補償メカニズムを有する。例えば、眼を閉じ、両腕を外向きに伸ばした状態において起立すると想像してみよう。この状態で、だれかがあなたの両方の手の上に本を次々に載せ始めたと想像してみよう。本の重量の増大を感じるのに伴って、あなたは、地面に落下しないように本を維持するべく、より大きな力を作用させることになる。努力限界に到達した際に、本は、あなたの手から落下することになる。あなたは、あなたの眼による重みの検知を必要としてはいない。

0009

我々の眼筋内には、解剖学的に類似した固有受容体が存在するが、これらの受容体は、負荷補償メカニズムを有しておらず、意識的な眼の位置をもたらさない。これは、理解可能であり、その理由は、すべての外眼筋上には、一定の機械的負荷が存在しており、負荷補償メカニズムが必要とされないからである。

0010

我々の外眼筋は、常にフィードバックをそれぞれの眼の場所に対して付与する固有受容体を有する。なにかを観察することを選択した際に、我々の脳は、それぞれの眼から画像を取得し、そのターゲットに対して正確にまっすぐに向くように、我々の外眼筋を運動させる。これが行われなければ、一方の眼が1つのターゲットに向けられ、他方の眼が異なるターゲットに向けられた状態において、あなたは、視力障害を有することになろう。

0011

あなたは、観察するべく所望する場所を選択することが可能であり、次いで、あなたの自律神経系は、それぞれの眼から画像を取得し、それぞれの眼をそのターゲットに対して完全にまっすぐに向けるように、あなたの外眼筋に信号を送る。独立的にターゲットにまっすぐに向けるためのそれぞれの眼の運動の後に、あなたの外眼筋内の固有受容体は、それぞれの眼が運動した後の場所の位置に関する信号を脳に送り返す。この固有受容フィードバックは、運動するように脳が眼に対して指示した場所と眼が現時点において配置されている場所との間におけるループを閉じるために必要とされる。脳は、あなたが次のターゲットを見るべく決定した際に次のターゲットにまっすぐに向けられるように、それぞれの眼を運動させる程度をあなたの脳が認知するべく、それぞれの眼の位置を知っている必要がある。

0012

この固有受容フィードバックは、多くのその他の機能と共に、我々の眼の間における運動を調整し、これにより、単一の明瞭な画像を観察するために極めて重要である。我々は、この我々の外眼筋からの固有受容フィードバックが、我々の洞、眼外筋組織、及びの内部の痛覚責任を担っている我々の頭部内の神経である三叉神経を介して、その信号を送っていることを知っている。

0013

多くの人々が、慢性頭痛、精密作業と関連した眼精疲労遠距離ターゲットの観察と関連した眼精疲労、首及び肩の筋肉の凝り、並びに、ドライアイという問題を有するのは、眼筋の固有受容感覚フィードバックメカニズムが三叉神経を過剰に刺激した結果である。慢性頭痛患者に伴う臨床研究から、我々は、このフィードバックループを変更することにより、頭痛を変更可能及びしばしば軽減可能であることを学習した。これは、固有受容ずれを、又は、更に一般的には、固視ずれを、計測することによって実行することができる。固有受容ずれは、眼が意識的に合焦されている場所と、物体が空間内において配置されている場所の非視覚的な知覚と、の間における不均衡である。これは、しばしば、距離に伴って変化する。

0014

それぞれの眼外筋の間における固有受容フィードバックを試験し、同期させるには、我々の中央視を我々の周辺視から隔離する必要がある。我々の中央視は、円弧の1°未満を維持し、我々の中心窩と呼称される我々の網膜エリア内に位置する詳細な視野に対する責任を担っている。中心窩内において観察されているターゲットは、低速の滑らかな追跡性眼球運動によって制御されている。我々の中心窩の外部の、且つ、我々の周辺視内における、ターゲットは、迅速な衝動性眼球運動によって制御されている。解剖学的に、我々は、追跡性及び衝動性眼球運動は、我々の脳内において、異なる場所から調整されていることを知っている。

0015

人間の眼の運動を観察及び定量化するための電子的な画像取込装置の使用は、「アイトラッキング」として知られている成熟した技術である。アイトラッキングのいくつかの用途には、パイロット用の事装置、高度な3D仮想現実環境、及び医学分析が含まれる。

0016

良質な立体3D表示技術は、消費者製品にとっては、相対的に新しいものであるが、専門的な用途においては、多年にわたって利用可能な状態にある。観察者からの距離に応じたその数学的に正しい視差を伴ってすべてのターゲットを視野内において提示するように、そのコンテンツがわずかに異なっている2つの視覚的画像を、それぞれの眼ごとに1つずつ、観察者に対して提供するべく試みる様々な3D表示技術が開発されている。最も古い映画技術は、それぞれの眼ごとに着色フィルタを有する異なる眼鏡を使用していた。これは、粗野であり、非現実的なものであった。現時点における映画用の技術は、受動型偏光フィルタ又は能動型シャッタ電子回路のいずれかを有する眼鏡を使用する。シングルユーザーディスプレイ用の新しい技術は、裸眼立体視であり(即ち、眼鏡を必要としてはおらず)、それぞれの眼ごとに別個の画像を提供するために、レンティキュラーレンズ又は視差バリアを内蔵する。

発明が解決しようとする課題

0017

本出願は、固有受容フィードバックの試験の改善を対象とする。

課題を解決するための手段

0018

本出願は、アイトラッキングとの関連において立体表示を使用する固視ずれを計測するためのシステムに関する。

0019

一態様に従って、立体的視覚的コンテンツを患者に提示するための表示装置を有する、固視ずれを計測するためのシステムが開示されている。検知装置が患者の中央視を監視する。コントローラが、患者の周辺視から中央視を隔離すると共に患者の中央視を監視するべく、静止した中央画像ターゲットと共に、滑らかに移動する周辺ターゲットを立体的に表示するように、表示装置を制御する。

0020

表示装置が、立体LCDディスプレイ及び同期駆動されるLCDシャッタを有することが1つの特徴である。

0021

表示装置が、偏光立体ディスプレイ及びマッチした偏光眼フィルタを有することが別の特徴である。

0022

検知装置が、それぞれ、患者の左及び右眼瞳孔位置を追跡する左及び右画像取込装置を有することが、更なる特徴である。検知装置は、患者の瞳孔間距離に対応するように左及び右画像取込装置を離隔させるべく、選択的に調節可能であってもよい。

0023

コントローラが、中央画像ターゲットを患者の左眼及び右眼に対して交互に立体的に表示し、中央画像ターゲットが左眼と右眼との間において交互に切り替えられるのに伴って、所定の期間にわたって眼球運動を追跡し、中央画像ターゲットの左及び右画像を、患者が左及び右画像が物理的に一致していると知覚する時点まで、増分的に再配置するように、表示装置を制御することが、更なる特徴である。

0024

周辺ターゲット及び中央画像ターゲットが、互いに立体的な一貫性を有することが、更に別の特徴である。

0025

周辺ターゲット及び中央画像ターゲットが、互いに立体的な一貫性を意図的に有していないことが、更なる特徴である。

0026

コントローラが、静止した中央画像ターゲットと共に、複数の滑らかに移動する周辺ターゲットを立体的に表示するように、表示装置を制御することが、更なる特徴である。

0027

また、本明細書においては、立体的な視覚的コンテンツを患者に提示するための表示装置を有する、固視ずれを計測するためのシステムも開示されている。検知装置が患者の眼球運動を追跡する。コントローラが、患者の左眼及び右眼に対して交互に中央画像ターゲットを立体的に表示し、中央画像ターゲットが、左眼と右眼との間において交互に切り替えられるのに伴って、所定の期間にわたって眼球運動を追跡し、中央画像ターゲットの左及び右画像を、患者が左及び右画像が物理的に一致していると知覚する時点まで、増分的に再配置するように、表示装置を制御する。

0028

一態様においては、コントローラは、患者の中央視を周辺視から隔離すると共に患者の中央視を監視するべく、静止した中央画像ターゲットと立体的な一貫性を有する周辺ターゲットを立体的に表示するように、表示装置を制御する。

0029

別の態様によれば、コントローラは、患者の中央視を周辺視から隔離すると共に患者の中央視を監視するべく、静止した中央画像ターゲットと立体的な一貫性を有する移動する周辺ターゲットを立体的に表示するように、表示装置を制御する。

0030

更に別の態様においては、コントローラは、患者の中央視を周辺視から隔離すると共に患者の中央視を監視するべく、静止した中央画像ターゲットと立体的な一貫性を意図的に有していない周辺ターゲットを立体的に表示するように、表示装置を制御する。

0031

更に別の態様においては、コントローラは、患者の中央視を周辺視から隔離すると共に患者の中央視を監視するべく、静止した中央画像ターゲットと立体的な一貫性を意図的に有していない移動する周辺ターゲットを立体的に表示するように、表示装置を制御する。

0032

コントローラが、中央画像ターゲットがそれぞれの眼にとって可視状態にはない時点と中央画像ターゲットがそれぞれの眼にとって可視状態にある時点との間において、それぞれの眼ごとに、眼球運動を判定することが、1つの特徴である。コントローラは、眼球運動が、選択された量未満となる時点まで、又は、実質的に眼球運動が存在しなくなる時点まで、中央画像ターゲットを再配置してもよい。

0033

その他の特徴及び利点については、添付の特許請求の範囲及び図面を含めて、本明細書の全体の検討から明らかとなろう。

図面の簡単な説明

0034

固視ずれを計測するためのシステムの斜視図である。
図1のシステムの部分正面図である。
アクリルレンズが除去された状態の図2に類似した図である。
図1のシステムのブロックダイアグラムである。
図4の画像取込装置のブロックダイアグラムである。
図1のシステムの構成要素の視覚的側面を示す斜視図である。
図1のシステムの動作を示すフロー図である。
図7中央単眼試験の動作を示すフロー図である。
図8の中央単眼試験による、最初の交互に切り替えられる立体表示画像を示す。
図8の中央単眼試験による、最初の交互に切り替えられる立体表示画像を示す。
図8の中央単眼試験による、最後の交互に切り替えられる立体表示画像を示す。
図8の中央単眼試験による、最後の交互に切り替えられる立体表示画像を示す。
図8の中央単眼試験における患者の知覚を示す図である。
図7の中央周辺試験の動作を示すフロー図である。
図12の中央周辺試験による、最初の交互に切り替えられる立体表示画像を示す。
図12の中央周辺試験による、最初の交互に切り替えられる立体表示画像を示す。
図12の中央周辺試験による、最後の交互に切り替えられる立体表示画像を示す。
図12の中央周辺試験による、最後の交互に切り替えられる立体表示画像を示す。
図12の中央周辺試験における患者の知覚を示す図である。
図7のEXO周辺試験の動作を示すフロー図である。
図16のEXO周辺試験による、最初の交互に切り替えられる立体表示画像を示す。
図16のEXO周辺試験による、最初の交互に切り替えられる立体表示画像を示す。
図16のEXO周辺試験による、最後の交互に切り替えられる立体表示画像を示す。
図16のEXO周辺試験による、最後の交互に切り替えられる立体表示画像を示す。
図16のEXO周辺試験における患者の知覚を示す図である。
中央周辺試験による周辺ターゲットの代替表示を示す。
図20の周辺ターゲットと共に患者の視野を示し、且つ、ターゲットの移動を示す。
EXO周辺試験用の代替表示を示す。

実施例

0035

診断及び後続屈折レンズ治療のための、固有受容ずれを含む、固視ずれの計測は、固視ずれが、患者の主観的なフィードバック及び担当医師技法の両方から独立する反復可能な精度によって計測されることを必要とする。これらの要因の両方に起因して、適切な計測を実現するための従来の方法及びシステムには、問題が存在する。

0036

本明細書において記述されているシステム及び方法によれば、医療専門家は、患者の固視ずれを正確に計測することができる。これを目的として、視覚的表現の患者による解釈ではなく、患者の協力を必要とする完全に自動化されたプロセスにおいて、計測が実施される。システム及びその自動化された機能の組合せは、この問題に対するユニークな解決策を提供する。

0037

本明細書において記述されているシステムは、立体的な視覚的コンテンツを患者に対して提示する。連続的な眼球運動は、人間の視覚の1つの特性である。脳は、必然的に、身体と、身体の周囲に対する運動における身体の位置と、の3Dメンタルモデルを実現するべく、両方の眼からの移動する画像の断片を迅速に相関させなければならない。同時に、患者の中央視は、ターゲットを認識すると共に身体に対するターゲットの位置を判定するべく、その優れた鋭敏性を利用可能でなければならない。走りつつ、ボールキャッチすることは、この人間の能力極端な例の1つである。計測プロセスの一部分として、周辺及び中央画像の両方の患者の脳内における神経学的な同時立体融合の実現が必要とされる。一態様によれば、本明細書において開示されているシステムは、この態様を実現するべく、有効な視覚的に強制的な方法を形成する、静止した、但し、中央の、画像ターゲットと組み合わせられた滑らかに移動する周辺画像ターゲットを内蔵する、合成された立体3D画像を使用する。

0038

別の態様によれば、中央及び周辺画像の立体的表示の環境において、アイトラッキングが使用される。計測プロセスの一部分において、周辺画像は、維持される一方、中央視ターゲットの左及び右眼画像は、プリズム光学ジオプトリにおいて表現されうる量だけ、その数学的に正しい位置から正確に変位する。中央画像が、患者の脳内における融合の「破壊」を支援するべく、「フラッシング」され、患者の眼が、画像取込装置により、運動について綿密に観察される。中央画像ターゲットの出現と関連した眼球運動の存在は、患者が、1つではなく、2つの別個のターゲットを知覚したことを示す。これは、移動する周辺ターゲットの患者による融合からの矛盾した情報に照らして、患者による中央視ターゲットの融合の程度を解釈することを可能にする。

0039

本明細書においては、上述の2つの新規な態様を実施するシステムが開示されている。視覚的コンテンツを実施するべく使用される例示用ハードウェアプラットフォームは、立体能力を有するプロジェクタ又は表示モニタ、並びに、能動型シャッタ眼鏡若しくは偏光立体ディスプレイ及びマッチした偏光眼フィルタを支援する能力を有するビデオ電子回路の形態にある標準的な3D立体表示技術から構成される。また、一般性を損なうことなしに、プラットフォームは、レンティキュラーレンズ若しくは視差バリアを内蔵したものなどの裸眼立体視の能力を有する機器、又は、ハーフミラーを有する2つのディスプレイの組合せであってもよいであろう。当技術分野において周知の3D立体能力を有するビデオグラフィクスカード及び表示モニタ又はプロジェクタを有する標準的なコンピュータは、簡単な立体表示画像を生成するべく、従来のソフトウェアアプリケーションを使用する。ソフトウェアアプリケーションは、例えば、OpenGL又はDirectX(登録商標)(Microsoft Corporationの登録商標である)であってもよいであろう。アイトラッキング機能は、画像取込装置のペア及び従来の専門家用のグレードの画像取込ビデオハードウェア、並びに、画像関連付けソフトウェアによって実施することができる。本明細書において開示されているハードウェアの特定の実施形態は、添付の特許請求の範囲によって定義されている本発明にとって必須のものではなく、その他の実施形態が望ましい場合もある。

0040

まず、図1を参照すれば、固視ずれを計測するためのシステム102の一部分を形成する画像取込装置100が示されており、これについては、図4も参照されたい。画像取込装置100は、内部空間108を画定するべく、ハウジング基部104と、ハウジングカバー106と、を有する。図示の実施形態においては、基部104及びカバー106は、平行六面体の形状のハウジングを画定しているが、この特定の形状は、必須のものではない。

0041

カバー106は、患者位置決め装置112を含む前部壁110を含んでおり、これについては、図2も参照されたい。位置決め装置112は、前部開口部120を覆っている半透明黒色アクリルレンズ118に対して患者の眼を適切に位置決めするべく、前部壁スロット116を介して上方及び下方に選択的に移動可能な顎支持部114を有しており、これについては、図3も参照されたい。ほぼ矩形側部遮蔽体122及び124が、開口部120の両側において、前部壁110から外向きに延在している。額支持部126が、側部プレート122及び124の間において前部壁110から外向きに延在している。遮蔽体122及び124並びに額支持部126は、周辺光によって動作が妨げられることを防止する。患者の眼鏡処方箋に等価な眼科レンズを保持するべく、従来型レンズホルダ128が、開口部130を使用することにより、前部壁110に対して任意に取り付けられており、これについては、図3も参照されたい。

0042

図3を参照すれば、前部壁110は、開口部120に跨って取り付けられた印刷回路基板132を示すべく、アクリルレンズ118が除去された状態において示されており、これについては、図2も参照されたい。印刷回路基板132は、左LCDシャッタ134Lと、右LCDシャッタ134Rと、を含む。シャッタ134L及び134Rのそれぞれは、8つの赤外線LED136によって取り囲まれている。後述するように、ユーザーの顎は、顎支持部114上に置かれ、次いで、患者の左眼が左LCDシャッタ134Lを通じて観察し、且つ、患者の右眼が右LCDシャッタ134Rを通じて観察するように、患者を適切に位置決めするべく、顎支持部114が上昇又は降下させられる。赤外線LED136は、後述するように、眼球運動を追跡するべく、それぞれの眼を照射するように施される。

0043

図4を参照すれば、ブロックダイアグラムは、画像取込装置100を使用して固視ずれを計測するためのシステム102の構成要素を示している。このシステムは、従来のパーソナルコンピュータ140を使用している。コンピュータ140は、固視ずれの計測の際に使用されるように、プログラムされたプロセッサと、プログラム及びデータを保存するメモリと、を含む。コンピュータ140の内部構成要素については、周知であり、従って、本明細書における詳細な説明は省略する。コンピュータ140は、必要に応じて又は所望により、本明細書において記述されているように、固視ずれの計測のためのアプリケーションプログラム稼働させる任意のオペレーティングシステムを使用してもよい。

0044

コンピュータ140は、それぞれ、操作者LCDモニタ150及び画像取込装置100に対するケーブル146及び148を介した接続のためのDVIポート144を含むステレオビデオカード142を含む。画像取込装置100に対する同期ケーブル154を介した接続のために、3D同期ポート152が提供されている。画像取込装置に対するUSBケーブル158を介した接続のために、従来型のUSBポート156が提供されている。キーボード160及びマウス162が、個々のポート164及び166を介してコンピュータ140に接続されている。また、画像取込装置100は、モニタACケーブル168及び電源ACケーブル170を介して、120ボルトAC電源(図示されてはいない)にも接続されている。コンピュータ140用の電源ケーブルは、図示されていない。また、コンピュータ140は、必要に応じて又は所望により、ネットワークケーブルを介して又は無線でその他のコンピュータ又はサーバー等に接続されてもよい。

0045

画像取込装置100の外部の図4に示されているハードウェアの実施形態は、例示を目的としたものに過ぎず、限定を意図したものではない。コンピュータ140は、モニタ150、キーボード160、及びマウス162などの周辺装置を伴って、任意の既知の形態を有してもよい。また、その他の周辺装置及びメモリ装置等が使用されてもよい。

0046

図5を参照すれば、ブロックダイアグラムは、画像取込装置100を形成するハウジング内の構成要素を示している。マイクロコントローラ172は、3D立体同期ケーブル154及びUSBケーブル158、並びに、AC電源ケーブル170に接続されている。マイクロコントローラ172は、画像取込装置100の動作を制御するためのプログラムされたプロセッサ及び関係するメモリを有しており、コンピュータ140と通信する。明らかとなるように、マイクロコントローラの機能は、コンピュータ140内において実施することが可能であり、この逆もまた真であろう。患者立体LCDモニタ174は、DVIビデオケーブル148及びモニタAC電源コード168に接続されている。多機能電気ケーブル176は、左LCDシャッタ134L及び右LCDシャッタ134R並びにLED136を制御する回路基板132に対してマイクロコントローラ172を接続している。第1カメラライン178Lは、マイクロコントローラ172を左カメラ180Lに接続しており、右カメラライン178Rは、マイクロコントローラ172を右カメラ180Rに接続している。マイクロコントローラ172は、左ステッピングモータ182L及び右ステッピングモータ182R、並びに、関連付けられたリミットスイッチ184L及び184Rに接続されている。最後に、マイクロコントローラ172は、顎ステッピングモータ186、並びに、関連付けられた上部リミットスイッチ188及び下部リミットスイッチ190に接続されている。顎ステッピングモータ186は、顎支持部114を上昇及び降下させるべく、スロット116を通じて顎支持部114に接続されたアクチュエータ(図示されていない)の位置を制御する。

0047

図6は、ハウジング空間108内において、マイクロコントローラ172及び関係する回路を無視することにより、図5のブロックダイアグラムにおける装置の機能的な関係を概略的に示している。様々な構成要素用の取付け構造は、示されておらず、それ自体は、本発明の一部分を形成してはいない。立体LCDモニタ174は、前部壁110に対して平行な状態において、前部壁110から選択された距離において取り付けられている。左Lブラケット192L及び右Lブラケット192Rが、任意の既知の方式により、前部壁110と患者モニタ174との間において、基部104に対して移動可能に取り付けられている。左ブラケット192Lは、左カメラ180Lを支持する水平方向部分194Lと、レンズ198Lを支持する直立した垂直方向部分196Lと、を含む。左ブラケット192Lは、左ステッピングモータ182Lの制御下において、左右に移動可能である。同様に、右ブラケット192Rも、右カメラ180Rを支持する水平方向部分194Rと、右レンズ198Rを支持する直立した垂直方向部分196Rと、を含む。右ブラケット192Rは、右ステッピングモータ182Rの制御下において、左右に移動可能である。スプリッティングミラー200が、カメラ180L及び180Rの上方において、且つ、前部プレート110とLCDモニタ174との間において、45°の角度で取り付けられている。患者モニタ174は、前部壁110から約30.5〜61cm(約1〜2フィート)のところにおいて取り付けられている。レンズ198L及び198Rは、患者モニタ174上の画像が前部壁110から約6.1m(約20フィート)のところに出現するように、約1/2の度数を有する。

0048

図示のハードウェアにより、患者の左眼202Lは、視準線204Lを介して、左LCDシャッタ134Lを通じて、次いで、左レンズ198L及びスプリッティングミラー200を通じて、LCDディスプレイ174に至るまで、観察する。また、スプリッティングミラー200は、画像をユーザーの左眼202Lからカメラ180Lに至るまで反射する。赤外線LED136によって照射されている左眼202Lは、左カメラ180Lにとって可視状態にある。同様に、患者の右眼202Rは、右LCDシャッタ134Rと、右レンズ198Rと、視準線をLCDモニタ174及び右カメラ180Rに分割するスプリッティングミラー200と、を通じた視準線204Rを有する。赤外線LED136によって照射されている右眼202Rは、右カメラ180Rにとって可視状態にある。従って、眼202L及び202Rは、カメラ180L及び180R並びに撮像ソフトウェアが、それぞれ、眼20L及び202Rの瞳孔の運動を追跡する間に、LCDモニタ174上の表示を観察する。

0049

システム102は、眼が収束するように自動的に所望するところと、眼が合焦されているところと、の間の固有受容ずれを、又は更に一般的には、固視ずれを、計測する。画像取込装置100は、右及び左眼の視準線の間の整列を自動的に判定するべく使用される。また、このシステムは、高周波数震顫、追跡性眼球運動、衝動性眼球運動、不規則運動、低速ドリフト、視動性反射、眼のねじれ回転、及び、我々の視覚と我々の固有受容フィードバックメカニズムとの間のずれ、を計測することになる。この装置は、一度に1つの眼を計測することが可能であり、及び/又は、同時に両方の眼を計測することが可能である。その改善された技術は、周辺ターゲットから中心窩ターゲットを別個に隔離し、中央及び周辺ターゲットを一緒に整列することになる。このシステムは、人間が、コンタクトや眼鏡を着用しているか、又は、いずれかの眼において手術を受けているかを問わず、任意の人間の右及び左眼の間のミスアライメントを検出するべく使用されように意図されている。これは、自己完結型であってもよく、又は、手持ち型若しくはテーブル取付け型の携帯型装置であってもよい。装置は、様々なサイズ、形状、及び色である光学的な無限遠及び/又は近傍のターゲットをシミュレートした一連のターゲットを使用することになる。

0050

更に詳しくは、システム102は、固有受容フィードバックを使用して固視ずれを計測するべく、使用される。これは、それぞれの眼の周辺視から中央視を隔離し、且つ、アイトラッキングシステムを使用して独立的にそれぞれの眼の運動を取込及び監視することにより、実行される。コンピュータ140は、画像取込装置100からのデータを使用して運動を算出する。これは、5つの異なる試験のうちの1つ又は複数を使用して実現される。第1試験は、周辺視が刺激されていない際にそれぞれの眼の中央視がどのように調整されるかを計測する中央単眼試験を有する。第2試験は、それぞれの眼の周辺視及び中央視が互いに整列される際に、眼がどのように調整されるかを計測する中央周辺試験である。第3試験は、それぞれの眼の周辺視及び中央視が相互に独立に分離される際に、眼がどのように調整されるかを計測するEXO周辺試験である。第4試験は、単眼及び両眼条件下においてそれぞれの眼の捩じれ回転を計測する。第5試験は、患者がターゲットを観察するのに伴って低速ドリフトを計測する。

0051

コンピュータ140は、周知の従来型の立体技法を使用して患者立体LCDモニタ174並びにLCDシャッタ134L及び134Rを同期した方式で制御する。具体的には、コンピュータ140は、それぞれ別個の画像を含む、左及び右眼用の別個の立体表示を使用する。これらの表示は、120フレーム/秒においてシャッタ134L及び134Rとの同期状態において交互に切り替えられる。周知のように、LCDシャッタ134L及び134Rは、透明状態において「開放」されるように、又は、不透明状態において「閉鎖」されるように、制御される。左LCDシャッタ134Lが開放状態にある際には、左眼のために意図された画像が、モニタ174上において表示される。右LCDシャッタ134Rが開放状態にある際には、右眼のために意図された画像が、モニタ174上において表示される。

0052

図7を参照すれば、フロー図は、上述の5つの試験のうちの1つを使用して固視ずれを計測するシステム102の動作を示している。システムは、ノード300において始まり、次いで、ブロック302において、初期化ルーチンを実行する。この結果、マイクロコントローラ172との間における通信がセットアップされ、LED136並びにカメラ180L及び180Rの動作が始まる。試験を実行する前に、患者の眼は、シャッタ134L及び134Rに対して垂直方向において適切に位置決めされる必要があり、カメラ180L及び180Rは、それぞれ、視準線204L及び204Rと整列される必要がある。操作者モニタ150は、有利には、適切な調整を提供するように操作者によって使用されうる基準格子に対して、患者の眼のカメラ画像を表示することになる。これは、眼が垂直方向において中央に置かれているかどうかを判定する決定ブロック304において始まることにより、実行される。中央に置かれていない場合には、次いで、顎支持部114を上方又は下方に移動させるべく、ブロック306において、顎ステッピングモータ186が、任意の望ましい入力コマンドを使用することにより、操作者によって手動で制御されるが、これについては、図2を参照されたい。操作者は、眼の位置を観察し、眼が垂直方向において中央に置かれているかどうかを判定するべく、操作者LCDモニタ150を使用することになる。ひとたび眼が垂直方向において中央に置かれると、決定ブロック308が、眼の間隔が正しいかどうかを判定する。眼の間隔は、レンズ198L及び198Rの間の間隔が、従って、カメラ180L及び180Rの間の間隔が、患者の瞳孔距離に対応する場合に、正しい。正しくない場合には、眼の間隔が正しくなる時点まで、左及び右ステッピングモータ182L及び182Rが、ブロック310において手動で制御される。この場合にも、操作者は、正しい位置を判定するべく、モニタ150上の表示を使用することができる。

0053

ひとたび眼の間隔が正しくなると、操作者は、ブロック312における中央単眼試験、ブロック314における中央周辺試験、ブロック316におけるEXO周辺試験、ブロック318におけるねじれ回転試験、及び、ブロック320における低速ドリフト試験のうちの任意の1つ又は複数を実行することができる。ひとたび操作者が試験のうちのいずれか又はすべてを完了したら、動作は、ノード322において終了する。

0054

中央単眼試験によれば、小さな中央ターゲットが、観察され、且つ、周辺視が隔離された状態で維持されている間に、暗い環境において、左及び右眼の間において交互に切り替えられる。小さな中央ターゲットは、1秒未満にわたって、左眼によってのみ観察され、次いで、同一の時間量にわたって、右眼に交互に切り替えられる。それぞれの眼の運動は、小さな中央ターゲットが右及び左眼の間において交互に切り替えられるのに伴って、所定の期間にわたった追跡される。コンピュータ140は、固視ずれを計測するべく、それぞれの眼の位置にマッチするように、右及び左眼の両方についてターゲットを再配置する。まず、患者は、ターゲットが、左右に、場合によっては、上下に、ジャンプするように見えることに気付くことになる。ひとたび追跡システムが、それぞれの眼の運動を監視し、且つ、ターゲットを再配置したら、患者は、右眼によって観察されたターゲットと、次いで左眼によって観察されたターゲットと、の間において、ほとんど移動が存在していないことに気付くことになる。換言すれば、2つのターゲットが物理的に一致しているように見える。

0055

図8を参照すれば、フロー図は、中央単眼試験312のためにコンピュータ140によって実施されるソフトウェアルーチンを示している。この試験は、初期ターゲット間隔を設定するブロック400において始まる。初期の中央ターゲット間隔は、無限遠において合焦するべく物体を観察した際の患者の瞳孔距離に応じた左及び右画像ターゲットの間の理想的な間隔を表す。この試験の場合には、LCDモニタ174は、黒色の背景を表示する。中央ターゲットは、小さな中心ドットを有する小さな白色の円を有する。理解されるように、その他のターゲット形状を使用することもできよう。図9Aは、左眼用表示画像を示しており、図9Bは、右眼用の表示画像を示している。従って、図9Aは、左眼の中央ターゲット402Lを示しており、図9Bは、右眼の中央ターゲット402Rを示している。明らかなように、ディスプレイ174上におけるターゲット402L及び402Rの場所は、初期の中央ターゲット間隔に基づいて物理的に離隔している。ひとたび初期の中央ターゲット間隔が設定されたら、ブロック404が、左及び右立体表示を構築する。これは、それぞれ、図9A及び図9Bに示されているように、静止した表示を構築するステップを有し、ターゲット402L及び402Rの位置は、プログラムの制御下において調節可能である。

0056

次いで、プログラムは、ブロック406において左ターゲット402Lを「フラッシング」させる。これは、図9Aに示されている左眼画像を患者に示すステップを有する。プログラムは、選択されたフラッシング時間にわたって、ブロック408において待機する。このフラッシング時間は、必要に応じて及び所望により、0.5秒〜1秒のレベルであってもよい。上述のように、立体制御が、120フレーム/秒のレベルのレートを使用することにより、左又は右眼のうちのいずれがこの画像を観察しているのかを別個に判定する。次いで、フラッシング時間の末尾において、プログラムは、ブロック410において、左及び右眼位置を計測する。これは、カメラ180L及び180Rから画像を受け取る従来のアイトラッキングソフトウェアを使用して実行される。ソフトウェアは、患者の左及び右眼の瞳孔位置を判定する。次いで、プログラムは、ブロック412において、図9Bに示されている右ターゲット402Rをフラッシングさせる。これは、図9Bに示されている右眼画像を患者に示すステップを有する。プログラムは、ブロック414において、選択されたフラッシング時間にわたって待機し、待機時間の末尾において、ブロック416において左及び右眼位置を計測する。次いで、プログラムは、ブロック418において眼球運動を判定する。このステップにおいては、ブロック410及び416において計測された眼の位置を比較する。この運動は、左右であってもよく、及び/又は、上下であってもよい。このステップにおいては、まず、すべての頭部運動を無効にし、次いで、正味の運動を判定するべく、左及び右眼の相対運動を観察する。これに基づいて、コンピュータは、患者が左及び右ターゲット402L及び402Rが物理的に一致していると知覚するように、中央ターゲット402L及び402Rの位置の収束を追及する正味の眼球運動に基づいた補正係数を判定する。

0057

具体的には、決定ブロック420は、判定された眼球運動が選択された量Xを上回っているかどうかを判定する。量Xは、眼球運動を表さないように、又は、互いに一致する知覚された画像に対応した眼球運動が実質的に存在しないように、選択される。眼球運動がXを上回っている場合には、ブロック422において、補正係数が判定され、ブロック424において、新しいターゲット間隔が、補正係数を使用して設定される。次いで、プログラムは、ターゲット402L及び402Rを正しい位置に移動させ、ブロック404において、結果的に得られる表示を構築する。上述のプロセスは、眼球運動がX未満になる時点まで継続及び反復され、X未満になった時点において、中央ターゲットがモニタ174上において移動させられた量に対応すると共に固視ずれを表す計測された合計変位が、ブロック426において記録され、ルーチンが終了する。

0058

明らかなように、プログラムは、必要に応じて、ターゲット402L及び402Rが同一の位置にあると見えるようにするべく、中央ターゲットが、左若しくは右に、又は、上方若しくは下方に、移動したと判定し得る。上述のように、図9A及び図9Bは、初期のターゲット間隔を示している。図10A及び図10Bは、試験の末尾における最終的なターゲット間隔の一例を示している。この例においては、左眼の中央ターゲット402Lは、上方へ且つ右へ移動しており、右眼中央ターゲット402Rは、左へ且つ下方へ移動している。図11は、補正を伴うことなしに示された初期の間隔から、ターゲットが実質的に互いに一致している最終的な位置まで、ターゲット402L及び402Rの患者の視野を連続的に示している。この例においては、初期の位置から最終的な補正位置まで移動するべく使用される補正の3つのステップが存在している。ブロック426において記録された変位は、補正無し位置から最終的な補正位置までの移動の量を表しており、これは、例えば、画面ピクセル、又はプリズムのジオプトリ等において表現することができる。

0059

また、固視ずれを計測するべく中央ターゲットを反復的に再位置決めする上述の手順は、中央周辺試験及びEXO周辺試験のためにも使用される。これらの試験は、その他の点では、更なる周辺ターゲットの使用法が異なっており、周辺ターゲットが、計測される固視ずれに対してどのように影響を及ぼすかを示す比較結果を提供する。

0060

図12は、中央周辺試験314のフロー図を示している。このフロー図は、全般的に、中央単眼試験312用のものに類似しており、これについては、図8を参照されたい。また、ブロックも、300台ではなく400台であることを除いて、同様に付番されている。このルーチンは、主には、ブロック504において構築されると共にブロック524において調節される左及び右立体表示において、異なっている。中央単眼試験によれば、患者の周辺視は、シミュレートされていなかった。中央周辺試験によれば、周辺視が、中央ターゲットと、従ってその中央視と幾何学的に整列された一定の周辺ターゲットを観察している間に、小さな中央ターゲットが、一度に1つの眼によってのみ観察され、左及び右眼の間において交互に切り替えられる。これは、図13A及び図13Bにおいて、基本的な形態において示されており、これは、上述のように、それぞれ、初期の中央ターゲット間隔用の設定に対応した左眼表示及び右眼表示を示している。この試験の場合には、黒色の背景が、再度、表示モニタ174上において使用される。周辺ターゲットは、白色の円502PL及び502PRを有する。中央画像ターゲットは、対応する白色の円内において選択的に中央に置かれた黒色のドット502CL及び502CRを有する。この試験の場合には、黒色ドットの中央ターゲットは、中央ターゲットと共に移動する周辺ターゲットの中心において配置されている。左眼表示は、両方の周辺ターゲット502PL及び502PRが表示されている図13Aに示されており、左中央ターゲット502CLは、左周辺ターゲット502PLの中心においてドットを有する。右周辺ターゲット502PR内には、中央ターゲットが存在していない。図13Bは、右眼周辺ターゲット502PRが中央ターゲット502CRを含む一方で、左眼周辺ターゲット502PLが中央ターゲットを含んではいない右眼用の表示を示している。

0061

中央単眼試験と同様に、図13Aに示されているように、左眼画像が、待機時間にわたってフラッシングされ、次いで、図13Bに示されているように、交互に切り替わるように、右眼画像が、待機時間にわたってフラッシングされ、上述のように、眼の位置が計測され、その後に、ブロック518において、眼球運動が判定される。

0062

従って、記述されたように、周辺視が、中央ターゲット502CL及び502CRと幾何学的に整列された一定のターゲット502PL及び502PRを観察している間に、小さな中央ターゲット502CL又は502CRが、一度に1つの眼によってのみ観察され、左及び右眼の間において交互に切り替えられる。左中央ターゲット502CLが、1秒未満にわたって観察され、次いで、同一の時間量にわたって、右中央ターゲット502CRに交互に切り替えられる。それぞれの眼の運動が、ターゲットが交互に切り替えられるのに伴って、所定の期間にわたって追跡される。コンピュータ140は、上述のように、それぞれの眼の位置にマッチするように、両方の眼用のターゲットを再配置する。これが、最終位置を示す図14A及び図14Bに示されている。図15は、図13A及び図13Bの画像に基づいた補正無しから、図14A及び図14Bに示されている画像に基づいた最終補正に至るまでの、補正のそれぞれのステップにおける患者の知覚を示している。ブロック526において、図13A及び図13Bに示されている位置から、それぞれ、図14A及び図14Bに示されているものまでに至る中央ターゲット502CL及び502CRの変位が記録される。

0063

図16は、EXO周辺試験316のフロー図を示している。EXO周辺試験の間、中央視及び周辺視が互いに整列する時点まで、周辺視が中央視から隔離され且つ独立的に調節される。この試験によれば、周辺視が、中央視と幾何学的に整列されていない一定の周辺ターゲットを観察している間に、小さな中央ターゲットが、一度に1つの眼によってのみ観察され、右及び左眼の間において交互に切り替えられる。これらの周辺ターゲットは、静止状態にあってもよいが、しばしば、周辺視を刺激及び融合された状態において維持するべく、移動状態に設定される。

0064

図16のフロー図は、ほぼ図6及び図11のフローチャートに類似しており、ブロックは、600台であることを除いて、同様に付番されている。このルーチンは、主には、ブロック604において構築されると共にブロック624において調節される左及び右立体表示において、異なっている。これが、図17A及び図17Bにおいて、基本的な形態で概略的に示されており、これらの図は、それぞれ、ブロック604において構築される左眼画像表示及び右眼画像表示を示している。この試験の場合には、黒色の背景が、再度、表示モニタ174上において使用されている。周辺ターゲットは、白色の円602PL及び602PRを有する。中央画像ターゲットは、対応した白色円内において選択的に偏心された黒色のドット602CL及び602CRを有する。2つの周辺ターゲット602PL及び602PRは、一定のターゲットであるが、中央ターゲット602CL及び602CRと幾何学的に整列されてはいない。上述の試験と同様に、中央ターゲット602CL及び602CRは、交互に切り替わる方式でフラッシングされ、上述のように、眼球運動が、ブロック606及び616の間において計測されて、ブロック618において、運動が判定され、ブロック620において、量Xを上回る眼球運動が存在する場合に、ブロック622において、補正係数が判定され、ブロック624において、新しい中央ターゲット間隔が設定される。これは、中央ターゲット602CL及び602CRが、図18A及び図18Bに示されている表示の位置に基づいて、図19に示されているように、最終補正を使用することにより、互いにほぼ一致していると見える時点まで、進捗する。ブロック626において、図17A及び図17Bに示されている位置から、それぞれ、図18A及び図18Bに示されているものに至る中央ターゲット602CL及び602CRの変位が記録される。

0065

従って、中央単眼試験、中央周辺試験、及びEXO周辺試験のそれぞれによれば、ターゲットは、1秒未満にわたって、左眼に対して提示され、次いで、ターゲットは、左眼に対してオフされるのに伴って、同時に、右眼に対してオンされる。これは、カメラシステムが眼の運動を追跡するのに伴って、往復方式で交互に切り替えられる。左眼がターゲットを観察している場合には、右眼は、休止の位置に進む。これは、複数の理由から、実行されている。その理由は、まずは、観察するべき右眼用のターゲットが存在しないからであり、第2には、左眼が、ターゲットを観察しており、患者が、試験の際にいずれの眼が観察しているのかを認識することができないからである。患者は、しばしば、1つの眼のみではなく、両方の眼によってターゲットを観察していると考える。また、シャッタ眼鏡技術に起因して、2つの眼が協働するための刺激が存在していない。

0066

患者がターゲットを左眼によって観察している間に、カメラシステムは、右眼の位置のスナップショットを取得する。次いで、ターゲットが右眼に対して交互に切り替えられた際に、右眼は、中央ターゲットに対する固視を獲得するべく、運動することになる。次いで、右眼の別の写真が取得される。コンピュータ140は、ターゲットが提示される前に眼が位置していた場所を算出し、次いで、ターゲットが可視状態となった後に眼が移動した場所を算出する。左及び右眼の間において交互に切り替わり、且つ、ターゲットを観察する前の、及び、ターゲットを凝視した後の、両方の眼の写真を取得した後に、システムは、それぞれの眼の運動を算出し、眼がターゲット無しからターゲットの観察に進むのに伴う眼の運動を最小化するべくターゲットを再配置する。複数の周辺試験における差は、周辺ターゲットが中央ターゲットとの関係においてどのように提示されるか、にある。中央単眼試験の際には、周辺視に対する刺激が存在しておらず、その理由は、周辺視が、黒色の画面を観察しているからである。中央周辺試験及びEXO周辺試験においては、両眼の周辺視に対する一定の刺激が存在する。右眼及び左眼は、別個であり、一定であり且つ類似したターゲットを観察し、脳は、三次元立体写真を生成するべく、それぞれの眼からのこれらの独立的な写真を1つに纏める。周辺画像の場所を変更することにより、ある程度の三次元の深さが生成される。従って、このシステムは、中央視が両眼視を有することから隔離される間に、患者が、三次元画像を生成する1つに融合された周辺視を有することを可能にする、何故ならば、1つの眼のみが一度に1つのターゲットを観察することができるためである。これは、我々の脳が観察されている中央ターゲットをどのように融合するのか、に関連して、我々の脳が周辺ターゲットをどのように融合するのか、の関係を測定する、動的な方法を設定する。

0067

上述のように、この方法の基本的な形態は、白色の円を周辺ターゲットとして使用する。中央周辺試験及びEXO周辺試験のために、代替周辺ターゲットが使用されてもよい。図20は、複数の惑星及び星が周辺ターゲットとして示されている中央周辺試験用の代替肢を示している。この図においては、3つの惑星と、3つの星と、が存在している。惑星の立体的実施形態に関して、1つが、左眼画像用であって、実線において示されている一方、1つが、右眼画像用であって、破線において示されている。同様に、それぞれの星は、左眼用のものと、右眼用のものと、という2つの画像を含む。これらの星及び惑星は、陰影及び異なる色等によって、3Dにおいて提示することができる。同様に、惑星及び星は、図21に示されているように移動してもよく、この場合には、惑星は、中央ターゲットの周り軌道内を回転する。更には、惑星は、軌道を通じて進行しつつ、スピンしてもよい。同様に、星も、回転及びスピンしてもよい。明らかなように、星と同様に、いくつかの惑星が、1つの方向において軌道運動し、その他のものが、反対方向において軌道運動する状態で、更なる惑星及び/又は星を使用することもできよう。これらのうちの任意のものの回転は、いくつかが、1つの方向におけるものであり、その他のものが、反対方向におけるものである状態において、同一の角速度を有する。惑星及び運動は、連続的であり、中央ターゲットのみがフラッシングする。任意の選択肢により、周辺ターゲットは、常に、上述の立体的制御を使用することにより、左眼及び右眼に対して示される一方で、中央ターゲットは、上述のように、左又は右中央ターゲットのみが、任意の所与の時点において示されるように、交互に切り替えられるか、又は、フラッシングされる。周辺視は、周辺ターゲットを観察することを所望するが、試験の目的は、患者が周辺ターゲットを無視するためのものである。

0068

図22は、EXO周辺試験の代替肢を示しており、この場合に、周辺ターゲットは、立体的に示された単一の惑星であり、1つは、左眼画像用のものであり、1つは、中央ターゲットから変位すると共に整列されていない右眼画像用のものである。このケースにおいては、周辺ターゲットは、中央ターゲットの移動とは独立的に、互いに反対方向において、左及び右に移動させることができる。

0069

中央単眼試験、中央周辺試験、及びEXO周辺試験のそれぞれごとに、変位の量は、変化しうる。記録された変位データは、患者のためにプリズム等を適切に調節する固視ずれに適合した処方レンズを調製するべく、保証されたものとして使用することができる。試験の目的は、周辺画像がターゲットの中央視の知覚に対してどのように影響を及ぼすかを判定するというものである。

0070

明らかなように、周辺ターゲットがどのように表示されるかには、多数の選択肢が存在し、周辺試験の場合には、左眼及び右眼の両方が、中央ターゲットがフラッシングしている間に、常に、それぞれ、左周辺ターゲット及び右周辺ターゲットを観察することになることを理解されたい。本発明は、周辺ターゲット又は中央ターゲットの任意の形態に限定されることを意図したものではない。

0071

図7のブロック318において記述されているねじれ回転試験に関して、それぞれの眼の運動を制御する6つの独立した筋肉が存在する。これらの筋肉のうちのそれぞれの筋肉の神経学的介入、患者が観察する場所に関連する患者の頭部の場所、及び上方又は下方のターゲットの位置に応じて、これらの筋肉の組合せは、上方に、下方に、左に、又は右に、眼を運動させるべく使用される。脳神経III及びIV及びVIは、眼を異なる場所に再位置決めするべく協働する。これが発生した際には、しばしば、眼の循環回転が存在する。この回転は、コンピュータ140によって計測及び取込することができる。これは、システムが、眼が観察している場所を変更した際の眼の回転に気付くことによって実行される。回転は、眼球運動が取り込まれるのと同一の方式によって計測することができる。中央ターゲットがオフにされる前の眼の場所、及びまた一方では中央ターゲットがオフにされた後の眼の場所のスナップショット又はストリーミングビデオは、カメラ180L及び180Rを使用する。

0072

また、ブロック320において開始される低速ドリフト試験も、カメラ画像を使用することができる。我々の中央視によりターゲットを凝視する際には、観察されているターゲットを凝視した状態に我々の眼を維持することを支援するために、常に存在する自然な振動又は非常に微細な眼球運動が存在する。ターゲットを凝視するのに伴って、眼は、観察されているものから離れるようにドリフトを開始することになる。これらの低速ドリフトは、単眼及び両眼状態において計測することができる。コンピュータは、設定されたインターバルにおいて、これらのインターバルと共にセットアップパラメータを使用することによって画像を比較する。

0073

従って、固視ずれを計測するシステム及び対応する方法を使用することにより、システムは、中央ターゲット及び周辺ターゲットを使用することにより、立体的な視覚的コンテンツを患者に対して提示する一方で、眼球運動を計測して、固視ずれを判定する。

0074

業者は、本明細書において開示されている概念の趣旨を維持しつつ、開示されている実施形態の特徴及び構成要素の特定の形態に対して実施される多数の可能な変更が存在することを理解するであろう。従って、特許請求の範囲において明示的に記述されていない限り、特許請求の範囲において、本明細書において開示されている実施形態の特定の形態に対する限定を読み取るべきではない。いくつかの実施形態について詳細に上述したが、その他の変更も可能である。例えば、図示されている論理フローは、望ましい結果を実現するべく、図示された特定の順序を、又は連続的な順序を、必要としてはいない。その他のステップが提供されてもよく、又は、記述されているフローから、ステップが除去されてもよく、及び、その他の構成要素が、記述されているシステムに追加されてもよく、又は、除去されてもよい。その他の実施形態が添付の特許請求の範囲の範囲に含まれうる。

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