三次元観察状態測定装置及び方法
【課題】３Ｄ映像機器を視聴者が視聴する場合に、視聴者に生ずる疲労メカニズムを探索できる三次元観察状態測定装置を提供すること。
【解決手段】三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２の座標値を取得する画像座標取得部２０と、被検眼１４の視線方向を検出する視線方向検出部３０と、視線方向検出部３０で検出された視線から、被検眼１４の注視点位置を求める注視点位置測定部３２と、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の注視座標値とを比較する座標比較部４０とを備えている。
【解決手段】三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２の座標値を取得する画像座標取得部２０と、被検眼１４の視線方向を検出する視線方向検出部３０と、視線方向検出部３０で検出された視線から、被検眼１４の注視点位置を求める注視点位置測定部３２と、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の注視座標値とを比較する座標比較部４０とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば立体視可能な映像機器の３Ｄ映像を視聴する視聴者の視覚状態を測定する三次元観察状態測定装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、眼特性測定装置として各種の装置を製造・販売している。例えば、特許文献１で示すように、眼屈折力測定装置を提供して、被検眼の視力測定を容易にしている。また、特許文献２で示すように、視線監視装置を提供して、視野計や眼底カメラでの被検眼の検査を容易にしている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平５−８８１３１号公報 第１図
【特許文献２】
特公平１−５２０１２号公報 第２図
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
他方、従来のテレビ受像機のような平面スクリーンに平面画像を映写する映像表示装置を基礎として、立体視可能な３Ｄ映像機器が開発されており、家庭用電化製品としての販売が開始されようとしている。このような３Ｄ映像機器を民生用機器として販売する場合には、業務用機器と比較して製品の完成度を格段に高めると共に、視聴者との相性を適格に把握する必要がある。即ち、業務用機器の場合には、眼科医や医療検査技師のような専門家が被検者の状態を観察しながら、検査映像を被検者に視聴させている。そのため、被検者が特異体質である為に、検査画像に対して特異な反応を示した場合でも、専門家が適切な措置を被検者に施すことで、特段の問題が顕在化する事態を防止している。
【０００５】
しかし、民生用機器の場合には、事情が相違している。例えば、単純なテレビ映像を視聴している場合に、５〜１０Ｈｚ程度の周波数で明るい画像と暗い画像を交互に表示したところ、視聴者のなかに気分が悪くなった者が多数発生した事案が発生している。即ち、あるテレビ局が放映した『ポケモン』（登録商標）の漫画映像において、視聴者数百万人中、数千人の視聴者に気分が悪くなる事態が発生して、社会問題化した。このように、９８％以上の視聴者には正常に視聴可能な映像であっても、数％以下の少数の割合で視聴者に異常が生ずると、大きな問題となる点が、マスメディアを通じて放映されるコンテンツ映像の特質である。
【０００６】
そして、立体視可能な３Ｄ映像機器では、自然の対象物を視聴する場合に比較して、視聴者が疲労しやすいという課題がある。特に、３Ｄ映像機器で映写するコンテンツ映像が視聴者にとって非常に興味深い場合に、視聴者が集中して３Ｄ映像を視聴すると、視聴後に極度の疲労を感じる場合があった。そこで、３Ｄ映像機器の開発者にとって、視聴者が集中して３Ｄ映像を視聴しても、視聴後に極度の疲労を感じなくてすむ視聴条件を割り出して、視聴者に対して３Ｄ映像機器の視聴の仕方を適切に指導する必要性が発生してきた。また、３Ｄ映像機器向けのコンテンツ映像の放映者にとっても、どの点に配慮して３Ｄ映像を製作すれば、視聴者が集中して３Ｄ映像を視聴しても、視聴後に極度の疲労を感じなくてすむか認識する必要性が生じてきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述する課題を解決したもので、第１の目的は、３Ｄ映像機器を視聴者が視聴する場合に、視聴者に生ずる疲労メカニズムを探索できる三次元観察状態測定装置及び方法を提供することである。本発明の第２の目的は、３Ｄ映像機器を視聴者が視聴する場合に、視聴者の被検眼における屈折力、輻輳（瞳孔径）等の眼特性を容易に計測できる三次元観察状態測定装置及び方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の三次元観察状態測定装置は、例えば図１に示すように、三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２の座標値を取得する画像座標取得部２０と、被検眼１４の視線方向を検出する視線方向検出部３０と、視線方向検出部３０で検出された視線から、被検眼１４の注視点位置を求める注視点位置測定部３２と、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の注視点座標値とを比較する座標比較部４０とを備えている。
【０００９】
このように構成された装置においては、画像座標取得部２０は、三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２の座標値を取得するもので、座標値の基準点を、例えば被検眼１４とする。注視点位置測定部３２は、視線方向検出部３０で検出された視線から、被検眼１４の注視点位置を求める。座標比較部４０は、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向を視線方向検出部３０で検出して、当該視線方向における三次元画像１２の座標値とを比較して、偏差を求める。座標比較部４０により求められる偏差は、三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２を視聴者が視聴する場合に、視聴者に生ずる疲労メカニズムを探索するのに有用な情報と考えられる。
【００１０】
上記目的を達成する本発明の三次元観察状態測定装置は、例えば図３に示すように、三次元映像装置により形成された三次元画像１２の座標値を取得する画像座標取得部２０と、被検眼１４の視線方向を検出する視線方向検出部３０と、被検眼１４の屈折力を測定する屈折力測定部３４と、屈折力測定部３４で得られた被検眼１４のピント位置と、当該ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の座標値とを比較する第２の座標比較部４２とを備えている。
【００１１】
このように構成された装置においては、画像座標取得部２０は、三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２の座標値を取得するもので、座標値の基準点を、例えば被検眼１４とする。屈折力測定部３４は、被検眼１４の屈折力を測定するもので、被検眼１４のピント位置情報を得ることができる。第２の座標比較部４２は、屈折力測定部３４で得られた被検眼１４のピント位置と、当該ピント位置を求めた時点の視線方向を視線方向検出部３０で検出して、当該視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する。第２の座標比較部４２により求められる偏差は、三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２を視聴する場合に、視聴者に生ずる疲労メカニズムを探索するのに有用な情報と考えられる。また、屈折力測定部３４により、３Ｄ映像機器を視聴者が視聴する場合に、視聴者の被検眼における屈折力、輻輳、瞳孔径等の眼特性を容易に計測できる。
【００１２】
上記目的を達成する本発明の三次元観察状態測定装置は、例えば図６に示すように、三次元映像装置により形成された三次元画像１２の座標値を取得する画像座標取得部２０と、被検眼１４の視線方向を検出する視線方向検出部３０と、被検眼１４の屈折力を測定する屈折力測定部３４と、視線方向検出部３０で検出された視線方向から、被検眼１４の注視点位置を求める注視点位置測定部３２と、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の座標値とを比較する第１の座標比較部４０と、屈折力測定部３４で得られたピント位置と、ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の座標値とを比較する第２の座標比較部４２とを備えている。
【００１３】
上記三次元観察状態測定装置において、好ましくは、三次元画像１２は、二次元の左右画像を有するステレオ画像を用いて、三次元映像装置１０により形成され、画像座標取得部２０は、三次元画像１２の座標値を前記ステレオ画像の画像データから求める構成とするとよい。
【００１４】
上記三次元観察状態測定装置において、好ましくは、さらに被検眼１４の前に配置され、赤外反射するダイクロイックミラー１６を備え、屈折力測定部３４が、被検眼１４のダイクロイックミラー１６を含む反射光軸上に配置される構成とすると、視線方向検出部３０、屈折力測定部３４等の眼特性を測定する装置を並列に設ける場合の装置配列がコンパクト化される。
【００１５】
上記三次元観察状態測定装置において、例えば図６に示すように、好ましくは、さらに、被検眼１４の瞳孔径を測定する瞳孔径測定部３７、または、被検眼１４のまばたきを測定するまばたき測定部３８を備える構成とすると、視聴者に生ずる疲労徴候としての眼の生理的機能を測定できる。
【００１６】
上記三次元観察状態測定装置において、好ましくは、被検眼の屈折力と視線方向の経時変化を測定するように構成されていると、座標比較部４０や第２の座標比較部４２の求めた偏差の経時変化を用いて、視聴者に生ずる疲労メカニズムを観察できる。
【００１７】
上記目的を達成する本発明のコンピュータを用いた三次元観察状態測定方法は、例えば図２R>２に示すように、画像座標取得部２０により三次元映像装置１０により形成された三次元画像の座標値を取得し（Ｓ１０２）、視線方向検出部３０により被検眼１４の視線方向を検出し（Ｓ１０８）、注視点位置測定部３２により、視線方向検出部３０で検出された視線から、被検眼１４の注視点位置を求め（Ｓ１１０）、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の注視座標値とを比較する（Ｓ１１４、Ｓ１１６）工程を有している。
【００１８】
上記目的を達成する本発明のコンピュータを用いた三次元観察状態測定方法は、例えば図４R>４に示すように、画像座標取得部２０により三次元映像装置１０により形成された三次元画像の座標値を取得し（Ｓ２０２）、視線方向検出部３０により被検眼１４の視線方向を検出し（Ｓ２０８）、屈折力測定部３４により被検眼１４の屈折力を測定すると共にピント位置を求め（Ｓ２１２）、屈折力測定部３４で得られたピント位置と、当該ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する（Ｓ２１４、Ｓ２１６）工程を有している。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を説明する構成ブロック図である。三次元観察状態測定装置としての眼特性計測装置は、ダイクロイックミラー１６、画像座標取得部２０、視線方向検出部３０、注視点位置測定部３２、座標比較部４０並びに視線方向画像座標演算部４１を備えているもので、被検者が三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２を視聴している状態を計測するものである。
【００２０】
三次元映像装置１０は、三次元画像１２を形成するもので、偏光メガネを使用するタイプと使用しないタイプとがある。偏光メガネを使用するタイプは、直交する偏光成分を持つ独立な映像を、偏光メガネを用いて左右眼で見るものである。ここで独立な映像としては、被検者が偏光メガネを使用して独立な映像を視聴したとき三次元映像に見えるように、基線間隔を隔てて設置されたカメラであって、同一特性を有するカメラによって撮影された対象物の左右画像が用いられる。偏光メガネを使用しないタイプは、例えば無限遠結像系の変形二次元配置と拡散板による垂直表示角度範囲の融合により、多数の水平視差画像を表示可能とする構成である。偏光メガネを使用しないタイプは、三次元映像装置だけで被検者が独立な映像を視聴したとき三次元映像に見える。
【００２１】
ダイクロイックミラー（Ｄｉｃｈｒｏｉｃ Ｍｉｒｒｏｒ）１６は、薄膜による光の干渉を利用して、特定波長領域の光のみを反射して、残りの波長領域の光を透過する鏡である。ここでは、ダイクロイックミラー１６は、被検眼１４と三次元画像１２との間に設置され、視線方向検出部３０で放射される赤外光を被検眼１４方向に反射すると共に、三次元画像１２から放射される可視光を透過している。
【００２２】
画像座標取得部２０は、三次元画像１２の座標値を取得するもので、例えば被検眼１４を基準点として三次元映像装置１０により形成される三次元画像１２の方向、距離並びに結像面の凸凹を測定する。画像座標取得部２０は、巻尺や標尺のような測距儀でもよく、また通常の視力検査のように被検眼１４から一定距離（例えば２ｍ）離れた位置に所定寸法（例えば２０インチ）の三次元画像１２の表示面を設置するような設置基準値であってもよい。さらに、画像座標取得部２０は、三次元画像１２の座標値における細部の凸凹を三次元映像装置１０により形成されるステレオ画像の画像データから求めてもよい。
【００２３】
視線方向検出部３０は、被検眼１４の視線方向を検出するもので、代表的な検出原理としては角膜検出方式と強膜反射方式とがある。角膜検出方式は、角膜上に赤外ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）の放射光による虚像を作り、眼球の移動に従ってその虚像が移動するのを検出する方式である。強膜反射方式は、眼に弱い赤外線を照射し、赤外光の反射光量が黒目と白目で異なることを利用する。
【００２４】
注視点位置測定部３２は、視線方向検出部３０で検出された視線から、被検眼１４の注視点位置を求める。被検者は左右眼で三次元画像１２を視聴しているので、視線方向検出部３０で左右の被検眼１４の視線方向を検出し、左右の視線方向の交点を求めることで、被検眼１４の注視点位置を求めることができる。
【００２５】
視線方向画像座標演算部４１は、注視点位置測定部３２によって注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の座標値との交点である注視座標値を演算する。即ち、三次元画像１２には映像としての広がりがあるので、視線方向画像座標演算部４１は、視線方向検出部３０で検出された左右の被検眼１４の視線方向情報を用いて、左右の被検眼１４で注視点に相当する画素位置の座標値を求める。なお、左右の被検眼１４の視線方向と三次元画像１２とが実質的に同一画素でない場合には、左右の被検眼１４の一方しか三次元画像１２の特定画素を注視していない状態と考えられるので、視線方向画像座標演算部４１において、有効な側の眼の視線方向のみを採用するとか、左右の被検眼１４により三次元画像１２を見ている方向の中間位置を採用する等適宜の措置をとるとよい。
【００２６】
座標比較部４０は、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、視線方向画像座標演算部４１で取得した三次元画像１２の座標値とを比較して、両者の乖離量を求める。そして、座標比較部４０は、被検者の疲労度を識別する為に設定した基準値に対して、注視点と注視座標値との乖離量を比較して、左右の被検眼１４が健康な状態にあるか疲労した状態にあるかの判定を行なう。なお、座標比較部４０に設定してある基準値は、集団検診等で標準的な被検者の疲労度を用いて設定するとよい。また、個別の被検者向けに設定する場合には、当該個人の被検者の検査履歴を用いて設定するとよい。
【００２７】
このように構成された装置の動作を次に説明する。図２は図１の装置を用いた三次元観察状態測定方法の一例を示すフローチャートである。まず、三次元映像装置１０を三次元観察状態測定装置の近傍に設置する（Ｓ１００）。そして、画像座標取得部２０により三次元映像装置１０により形成された三次元画像の座標値を取得する（Ｓ１０２）。次に、被検者を三次元観察状態測定装置の所定位置、例えばダイクロイックミラー１６と三次元映像装置１０の光軸上に案内する（Ｓ１０４）。そして、三次元映像装置１０により三次元画像１２を映写する（Ｓ１０６）。
【００２８】
すると、三次元観察状態測定装置は、視線方向検出部３０により被検眼１４の視線方向を検出し（Ｓ１０８）、注視点位置測定部３２により、視線方向検出部３０で検出された左右の被検眼１４の視線方向から、被検眼１４の注視点位置を求める（Ｓ１１０）。また、視線方向画像座標演算部４１により、視線方向検出部３０によって注視点位置を求めた時点の視線方向であって、三次元画像１２の座標値との交点である注視座標値を演算する（Ｓ１１２）。
【００２９】
そして、座標比較部４０は、座標注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、Ｓ１１２で求めた注視座標値とを比較して、乖離量を演算する（Ｓ１１４）。そして、座標比較部４０は、乖離量が基準値よりも大きいか比較して（Ｓ１１６）、大きい場合には被検眼の疲れが大きくなっていると判断して（Ｓ１１８）、被験者が三次元画像を視聴することを停止させて、休息を取るように指示する（Ｓ１２０）。他方、Ｓ１１６で小さい場合には、被検眼の疲れは小さいと判断できるから、被検者による三次元画像１２の視聴を許可する（Ｓ１２２）。被検者は、Ｓ１０６に戻って三次元画像１２の視聴を継続してもよい。
【００３０】
図３は本発明の第２の実施の形態を説明する構成ブロック図である。三次元観察状態測定装置は、ダイクロイックミラー１６、ハーフミラー８、画像座標取得部２０、視線方向検出部３０、屈折力測定部３４、視線方向調整部３６、視線方向画像座標演算部４１並びに第２座標比較部４２を備えている。なお、図３において、図１で説明した構成要素と同一要素に関しては同一符号を付して、説明を省略する。
【００３１】
図において、ハーフミラー８は、ダイクロイックミラー１６で反射された左右の被検眼１４からの赤外光を、屈折力測定部３４と視線方向検出部３０とに分枝する。屈折力測定部３４は、被検眼１４の屈折力を測定するもので、所謂他覚式の眼屈折力測定装置が用いられる。他覚式の眼屈折力測定装置では、例えば被検眼の眼底に測定ターゲット像を投影し、この測定ターゲット像の合焦状態に基づいて被検眼の屈折度を測定すると共に、眼の屈折力より視軸上のピント位置を求めることができる。この場合に、被検眼１４は左右眼のうち片側だけでもよく、また左右両側の眼を用いる場合には、輻輳角を用いてピント情報を更に精緻に求めることができる。ここで、輻輳（ｖｅｒｇｅｎｃｅ）とは、見ようとする対象物に両眼の視軸を集中させることを言い、両眼の視軸のなす角度を輻輳角という。
【００３２】
視線方向調整部３６は、視線方向検出部３０によって眼球の向きも視線方向測定と同時に観測し、視線方向の動きに合わせてダイクロイックミラー１６と屈折力測定部３４を同時に回転・移動させ、光軸をあわせる。視線方向調整部３６により、屈折力測定部３４の測定する光軸が眼球運動によってずれてしまうのを防止できる。第２の座標比較部４２は、屈折力測定部３４で得られたピント位置と、視線方向画像座標演算部４１で取得した三次元画像１２の座標値とを比較して、両者の乖離量を求める。そして、第２の座標比較部４２は、被検者の疲労度を識別する為に設定した基準値に対して、ピント位置と注視座標値との乖離量を比較して、左右の被検眼１４が健康な状態にあるか疲労した状態にあるかの判定を行なう。
【００３３】
このように構成された装置の動作を次に説明する。図４は図３の装置を用いた三次元観察状態測定方法の一例を示すフローチャートである。まず、三次元映像装置１０を三次元観察状態測定装置の近傍に設置する（Ｓ２００）。そして、画像座標取得部２０により三次元映像装置１０により形成された三次元画像の座標値を取得する（Ｓ２０２）。次に、被検者を三次元観察状態測定装置の所定位置、例えばダイクロイックミラー１６と三次元映像装置１０の光軸上に案内する（Ｓ２０４）。そして、三次元映像装置１０により三次元画像１２を映写する（Ｓ２０６）。
【００３４】
すると、三次元観察状態測定装置は、視線方向検出部３０により被検眼１４の視線方向を検出し（Ｓ２０８）、視線方向画像座標演算部４１により、視線方向検出部３０によって注視点位置を求めた時点の視線方向であって、三次元画像１２の座標値との交点である注視座標値を演算する（Ｓ２１０）。また、屈折力測定部３４により、被検眼１４のピント位置を求める（Ｓ２１２）。この場合に、屈折力測定部３４により測定される輻輳角の情報も加味するとよい。
【００３５】
そして、第２の座標比較部４２は、屈折力測定部３４で得られたピント位置と、Ｓ２１０で求めた注視座標値とを比較して、乖離量を演算する（Ｓ２１４）。
次に、第２の座標比較部４２は、乖離量が基準値よりも大きいか比較して（Ｓ２１６）、大きい場合には被検眼の疲れが大きくなっていると判断して（Ｓ２１８）、被験者が三次元画像を視聴することを停止させて、休息を取るように指示する（Ｓ２２０）。他方、Ｓ２１６で小さい場合には、被検眼の疲れは小さいと判断できるから、被検者による三次元画像１２の視聴を許可する（Ｓ２２２）。被検者は、Ｓ２０６に戻って三次元画像１２の視聴を継続してもよい。
【００３６】
図５は図４のＳ２１０の詳細を説明するフローチャートである。まず、屈折力測定部３４により赤外光を被検眼１４に入射する（Ｓ２５２）。そして、屈折力測定部３４は、リング状指標を眼底に投影し、粗アライメントに続いて精密アライメントを行なう（Ｓ２５４、Ｓ２５６）。そして、ダイクロイックミラー１６を輻輳に応じて変化させる（Ｓ２５８）。そして、屈折力測定部３４は、眼底と共役関係に配置される眼底像検出部で眼底上に投影されたリング状の形状を測定し、その形状の変形を測定して屈折力を求める（Ｓ２６０）。更に、屈折力測定部３４は、瞳孔径や必要な場合には輻輳も測定できる。屈折力測定部３４は、測定した屈折力から眼が焦点を合わせているピント位置を求めることができる。そして、測定時間が終了したか判断し（Ｓ２６２）、未了であればＳ２５６に戻って測定を継続する。終了であれば、戻しとする。
【００３７】
図６は本発明の第３の実施の形態を説明する構成ブロック図である。第３の実施の形態においては、第１の実施の形態における座標比較部４０と、第２の実施の形態における第２の座標比較部４２を組合せたものである。さらに、ハーフミラー１９が、ダイクロイックミラー１６と三次元画像１２との間に設置され、被検眼１４の像を瞳孔径測定部３７とまばたき測定部３８に導く。瞳孔径測定部３７は、瞳孔径を測定する。まばたき測定部３８は、被検眼１４のまばたきの回数を測定する。疲労判定部３９は、瞳孔径測定部３７が測定した瞳孔径と、被検者が近いところの像を見るときの瞳孔径の基準値と比較して、瞳孔収縮が正常に行なわれるか判断することで疲労の判定を行なう。また、疲労判定部３９は、まばたき測定部３８が測定した被検眼１４のまばたきの回数と、眼が疲労していない状態の標準的なまばたきの回数と比較して、まばたきの回数が低下している場合に疲労状態と判定する。
【００３８】
このように構成すると、視線方向画像座標演算部４１で取得した三次元画像１２の座標値に対して、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、屈折力測定部３４で得られたピント位置の二つの情報を用いて被検眼の疲労度が測定でき、測定の信頼性がます。
【００３９】
また、健康な状態の眼の生理的機能としては、近いところを見るときには、瞳孔が小さくなる傾向が存在しているが、瞳孔径測定部３７による瞳孔径測定によって、瞳孔の大小を調節する機能が正しく応答しているか判断できる。また、健康な状態の眼の生理的機能としては、一定頻度でまばたきを行なっているが、眼精疲労の状態ではまばたきの回数が減少して、角膜の表面が乾燥してしまうために、眼の疲労度が更に増す現象が知られている。そこで、まばたき測定部３８により、被検者のまばたきの回数を測定して、眼の疲労徴候を観測すると良い。
【００４０】
なお、上記の実施の形態においては、三次元観察状態測定装置として視線方向検出部や屈折力測定部を用いて、数分程度の比較的短時間の視力測定により被検眼の疲労度を測定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば数時間程度の比較的長時間における注視点位置やピント位置の経時変化情報を用いて、疲労度の経時変化を計測するようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の三次元観察状態測定装置によれば、三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得する画像座標取得部と、被検眼の視線方向を検出する視線方向検出部と、視線方向検出部で検出された視線から、前記被検眼の注視点位置を求める注視点位置測定部と、注視点位置測定部で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する座標比較部を備える構成としているので、３Ｄ映像機器を視聴者が視聴する場合に、視聴者に生ずる疲労メカニズムを探索できる。
【００４２】
また、本発明の三次元観察状態測定装置によれば、三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得する画像座標取得部と、被検眼の視線方向を検出する視線方向検出部と、被検眼の屈折力を測定する屈折力測定部と、屈折力測定部で得られた前記被検眼のピント位置と、当該ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する第２の座標比較部を備える構成としているので、３Ｄ映像機器を視聴者が視聴する場合に、視聴者の被検眼における屈折力、輻輳、瞳孔径等の眼特性を容易に計測できる。また、被検眼のピント位置は左右の片眼でも測定できるので、注視点位置測定部のように注視点位置を求めるために必ず左右両眼を必要とする場合に比較して、光学系を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する全体構成ブロック図である。
【図２】図１の装置を用いた三次元観察状態測定方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態を説明する全体構成ブロック図である。
【図４】図３の装置を用いた三次元観察状態測定方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】図４のＳ２１０の詳細を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施の形態を説明する構成ブロック図である。
【符号の説明】
１０ 三次元映像装置
１２ 三次元画像
１４ 被検眼
２０ 画像座標取得部
３０ 視線方向検出部
３２ 注視点位置測定部
３４ 屈折力測定部
３７ 瞳孔径測定部
３８ まばたき測定部
４０、４２ 座標比較部
４１ 視線方向画像座標演算部
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば立体視可能な映像機器の３Ｄ映像を視聴する視聴者の視覚状態を測定する三次元観察状態測定装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、眼特性測定装置として各種の装置を製造・販売している。例えば、特許文献１で示すように、眼屈折力測定装置を提供して、被検眼の視力測定を容易にしている。また、特許文献２で示すように、視線監視装置を提供して、視野計や眼底カメラでの被検眼の検査を容易にしている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平５−８８１３１号公報 第１図
【特許文献２】
特公平１−５２０１２号公報 第２図
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
他方、従来のテレビ受像機のような平面スクリーンに平面画像を映写する映像表示装置を基礎として、立体視可能な３Ｄ映像機器が開発されており、家庭用電化製品としての販売が開始されようとしている。このような３Ｄ映像機器を民生用機器として販売する場合には、業務用機器と比較して製品の完成度を格段に高めると共に、視聴者との相性を適格に把握する必要がある。即ち、業務用機器の場合には、眼科医や医療検査技師のような専門家が被検者の状態を観察しながら、検査映像を被検者に視聴させている。そのため、被検者が特異体質である為に、検査画像に対して特異な反応を示した場合でも、専門家が適切な措置を被検者に施すことで、特段の問題が顕在化する事態を防止している。
【０００５】
しかし、民生用機器の場合には、事情が相違している。例えば、単純なテレビ映像を視聴している場合に、５〜１０Ｈｚ程度の周波数で明るい画像と暗い画像を交互に表示したところ、視聴者のなかに気分が悪くなった者が多数発生した事案が発生している。即ち、あるテレビ局が放映した『ポケモン』（登録商標）の漫画映像において、視聴者数百万人中、数千人の視聴者に気分が悪くなる事態が発生して、社会問題化した。このように、９８％以上の視聴者には正常に視聴可能な映像であっても、数％以下の少数の割合で視聴者に異常が生ずると、大きな問題となる点が、マスメディアを通じて放映されるコンテンツ映像の特質である。
【０００６】
そして、立体視可能な３Ｄ映像機器では、自然の対象物を視聴する場合に比較して、視聴者が疲労しやすいという課題がある。特に、３Ｄ映像機器で映写するコンテンツ映像が視聴者にとって非常に興味深い場合に、視聴者が集中して３Ｄ映像を視聴すると、視聴後に極度の疲労を感じる場合があった。そこで、３Ｄ映像機器の開発者にとって、視聴者が集中して３Ｄ映像を視聴しても、視聴後に極度の疲労を感じなくてすむ視聴条件を割り出して、視聴者に対して３Ｄ映像機器の視聴の仕方を適切に指導する必要性が発生してきた。また、３Ｄ映像機器向けのコンテンツ映像の放映者にとっても、どの点に配慮して３Ｄ映像を製作すれば、視聴者が集中して３Ｄ映像を視聴しても、視聴後に極度の疲労を感じなくてすむか認識する必要性が生じてきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述する課題を解決したもので、第１の目的は、３Ｄ映像機器を視聴者が視聴する場合に、視聴者に生ずる疲労メカニズムを探索できる三次元観察状態測定装置及び方法を提供することである。本発明の第２の目的は、３Ｄ映像機器を視聴者が視聴する場合に、視聴者の被検眼における屈折力、輻輳（瞳孔径）等の眼特性を容易に計測できる三次元観察状態測定装置及び方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の三次元観察状態測定装置は、例えば図１に示すように、三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２の座標値を取得する画像座標取得部２０と、被検眼１４の視線方向を検出する視線方向検出部３０と、視線方向検出部３０で検出された視線から、被検眼１４の注視点位置を求める注視点位置測定部３２と、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の注視点座標値とを比較する座標比較部４０とを備えている。
【０００９】
このように構成された装置においては、画像座標取得部２０は、三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２の座標値を取得するもので、座標値の基準点を、例えば被検眼１４とする。注視点位置測定部３２は、視線方向検出部３０で検出された視線から、被検眼１４の注視点位置を求める。座標比較部４０は、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向を視線方向検出部３０で検出して、当該視線方向における三次元画像１２の座標値とを比較して、偏差を求める。座標比較部４０により求められる偏差は、三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２を視聴者が視聴する場合に、視聴者に生ずる疲労メカニズムを探索するのに有用な情報と考えられる。
【００１０】
上記目的を達成する本発明の三次元観察状態測定装置は、例えば図３に示すように、三次元映像装置により形成された三次元画像１２の座標値を取得する画像座標取得部２０と、被検眼１４の視線方向を検出する視線方向検出部３０と、被検眼１４の屈折力を測定する屈折力測定部３４と、屈折力測定部３４で得られた被検眼１４のピント位置と、当該ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の座標値とを比較する第２の座標比較部４２とを備えている。
【００１１】
このように構成された装置においては、画像座標取得部２０は、三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２の座標値を取得するもので、座標値の基準点を、例えば被検眼１４とする。屈折力測定部３４は、被検眼１４の屈折力を測定するもので、被検眼１４のピント位置情報を得ることができる。第２の座標比較部４２は、屈折力測定部３４で得られた被検眼１４のピント位置と、当該ピント位置を求めた時点の視線方向を視線方向検出部３０で検出して、当該視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する。第２の座標比較部４２により求められる偏差は、三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２を視聴する場合に、視聴者に生ずる疲労メカニズムを探索するのに有用な情報と考えられる。また、屈折力測定部３４により、３Ｄ映像機器を視聴者が視聴する場合に、視聴者の被検眼における屈折力、輻輳、瞳孔径等の眼特性を容易に計測できる。
【００１２】
上記目的を達成する本発明の三次元観察状態測定装置は、例えば図６に示すように、三次元映像装置により形成された三次元画像１２の座標値を取得する画像座標取得部２０と、被検眼１４の視線方向を検出する視線方向検出部３０と、被検眼１４の屈折力を測定する屈折力測定部３４と、視線方向検出部３０で検出された視線方向から、被検眼１４の注視点位置を求める注視点位置測定部３２と、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の座標値とを比較する第１の座標比較部４０と、屈折力測定部３４で得られたピント位置と、ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の座標値とを比較する第２の座標比較部４２とを備えている。
【００１３】
上記三次元観察状態測定装置において、好ましくは、三次元画像１２は、二次元の左右画像を有するステレオ画像を用いて、三次元映像装置１０により形成され、画像座標取得部２０は、三次元画像１２の座標値を前記ステレオ画像の画像データから求める構成とするとよい。
【００１４】
上記三次元観察状態測定装置において、好ましくは、さらに被検眼１４の前に配置され、赤外反射するダイクロイックミラー１６を備え、屈折力測定部３４が、被検眼１４のダイクロイックミラー１６を含む反射光軸上に配置される構成とすると、視線方向検出部３０、屈折力測定部３４等の眼特性を測定する装置を並列に設ける場合の装置配列がコンパクト化される。
【００１５】
上記三次元観察状態測定装置において、例えば図６に示すように、好ましくは、さらに、被検眼１４の瞳孔径を測定する瞳孔径測定部３７、または、被検眼１４のまばたきを測定するまばたき測定部３８を備える構成とすると、視聴者に生ずる疲労徴候としての眼の生理的機能を測定できる。
【００１６】
上記三次元観察状態測定装置において、好ましくは、被検眼の屈折力と視線方向の経時変化を測定するように構成されていると、座標比較部４０や第２の座標比較部４２の求めた偏差の経時変化を用いて、視聴者に生ずる疲労メカニズムを観察できる。
【００１７】
上記目的を達成する本発明のコンピュータを用いた三次元観察状態測定方法は、例えば図２R>２に示すように、画像座標取得部２０により三次元映像装置１０により形成された三次元画像の座標値を取得し（Ｓ１０２）、視線方向検出部３０により被検眼１４の視線方向を検出し（Ｓ１０８）、注視点位置測定部３２により、視線方向検出部３０で検出された視線から、被検眼１４の注視点位置を求め（Ｓ１１０）、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の注視座標値とを比較する（Ｓ１１４、Ｓ１１６）工程を有している。
【００１８】
上記目的を達成する本発明のコンピュータを用いた三次元観察状態測定方法は、例えば図４R>４に示すように、画像座標取得部２０により三次元映像装置１０により形成された三次元画像の座標値を取得し（Ｓ２０２）、視線方向検出部３０により被検眼１４の視線方向を検出し（Ｓ２０８）、屈折力測定部３４により被検眼１４の屈折力を測定すると共にピント位置を求め（Ｓ２１２）、屈折力測定部３４で得られたピント位置と、当該ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する（Ｓ２１４、Ｓ２１６）工程を有している。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を説明する構成ブロック図である。三次元観察状態測定装置としての眼特性計測装置は、ダイクロイックミラー１６、画像座標取得部２０、視線方向検出部３０、注視点位置測定部３２、座標比較部４０並びに視線方向画像座標演算部４１を備えているもので、被検者が三次元映像装置１０により形成された三次元画像１２を視聴している状態を計測するものである。
【００２０】
三次元映像装置１０は、三次元画像１２を形成するもので、偏光メガネを使用するタイプと使用しないタイプとがある。偏光メガネを使用するタイプは、直交する偏光成分を持つ独立な映像を、偏光メガネを用いて左右眼で見るものである。ここで独立な映像としては、被検者が偏光メガネを使用して独立な映像を視聴したとき三次元映像に見えるように、基線間隔を隔てて設置されたカメラであって、同一特性を有するカメラによって撮影された対象物の左右画像が用いられる。偏光メガネを使用しないタイプは、例えば無限遠結像系の変形二次元配置と拡散板による垂直表示角度範囲の融合により、多数の水平視差画像を表示可能とする構成である。偏光メガネを使用しないタイプは、三次元映像装置だけで被検者が独立な映像を視聴したとき三次元映像に見える。
【００２１】
ダイクロイックミラー（Ｄｉｃｈｒｏｉｃ Ｍｉｒｒｏｒ）１６は、薄膜による光の干渉を利用して、特定波長領域の光のみを反射して、残りの波長領域の光を透過する鏡である。ここでは、ダイクロイックミラー１６は、被検眼１４と三次元画像１２との間に設置され、視線方向検出部３０で放射される赤外光を被検眼１４方向に反射すると共に、三次元画像１２から放射される可視光を透過している。
【００２２】
画像座標取得部２０は、三次元画像１２の座標値を取得するもので、例えば被検眼１４を基準点として三次元映像装置１０により形成される三次元画像１２の方向、距離並びに結像面の凸凹を測定する。画像座標取得部２０は、巻尺や標尺のような測距儀でもよく、また通常の視力検査のように被検眼１４から一定距離（例えば２ｍ）離れた位置に所定寸法（例えば２０インチ）の三次元画像１２の表示面を設置するような設置基準値であってもよい。さらに、画像座標取得部２０は、三次元画像１２の座標値における細部の凸凹を三次元映像装置１０により形成されるステレオ画像の画像データから求めてもよい。
【００２３】
視線方向検出部３０は、被検眼１４の視線方向を検出するもので、代表的な検出原理としては角膜検出方式と強膜反射方式とがある。角膜検出方式は、角膜上に赤外ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）の放射光による虚像を作り、眼球の移動に従ってその虚像が移動するのを検出する方式である。強膜反射方式は、眼に弱い赤外線を照射し、赤外光の反射光量が黒目と白目で異なることを利用する。
【００２４】
注視点位置測定部３２は、視線方向検出部３０で検出された視線から、被検眼１４の注視点位置を求める。被検者は左右眼で三次元画像１２を視聴しているので、視線方向検出部３０で左右の被検眼１４の視線方向を検出し、左右の視線方向の交点を求めることで、被検眼１４の注視点位置を求めることができる。
【００２５】
視線方向画像座標演算部４１は、注視点位置測定部３２によって注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像１２の座標値との交点である注視座標値を演算する。即ち、三次元画像１２には映像としての広がりがあるので、視線方向画像座標演算部４１は、視線方向検出部３０で検出された左右の被検眼１４の視線方向情報を用いて、左右の被検眼１４で注視点に相当する画素位置の座標値を求める。なお、左右の被検眼１４の視線方向と三次元画像１２とが実質的に同一画素でない場合には、左右の被検眼１４の一方しか三次元画像１２の特定画素を注視していない状態と考えられるので、視線方向画像座標演算部４１において、有効な側の眼の視線方向のみを採用するとか、左右の被検眼１４により三次元画像１２を見ている方向の中間位置を採用する等適宜の措置をとるとよい。
【００２６】
座標比較部４０は、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、視線方向画像座標演算部４１で取得した三次元画像１２の座標値とを比較して、両者の乖離量を求める。そして、座標比較部４０は、被検者の疲労度を識別する為に設定した基準値に対して、注視点と注視座標値との乖離量を比較して、左右の被検眼１４が健康な状態にあるか疲労した状態にあるかの判定を行なう。なお、座標比較部４０に設定してある基準値は、集団検診等で標準的な被検者の疲労度を用いて設定するとよい。また、個別の被検者向けに設定する場合には、当該個人の被検者の検査履歴を用いて設定するとよい。
【００２７】
このように構成された装置の動作を次に説明する。図２は図１の装置を用いた三次元観察状態測定方法の一例を示すフローチャートである。まず、三次元映像装置１０を三次元観察状態測定装置の近傍に設置する（Ｓ１００）。そして、画像座標取得部２０により三次元映像装置１０により形成された三次元画像の座標値を取得する（Ｓ１０２）。次に、被検者を三次元観察状態測定装置の所定位置、例えばダイクロイックミラー１６と三次元映像装置１０の光軸上に案内する（Ｓ１０４）。そして、三次元映像装置１０により三次元画像１２を映写する（Ｓ１０６）。
【００２８】
すると、三次元観察状態測定装置は、視線方向検出部３０により被検眼１４の視線方向を検出し（Ｓ１０８）、注視点位置測定部３２により、視線方向検出部３０で検出された左右の被検眼１４の視線方向から、被検眼１４の注視点位置を求める（Ｓ１１０）。また、視線方向画像座標演算部４１により、視線方向検出部３０によって注視点位置を求めた時点の視線方向であって、三次元画像１２の座標値との交点である注視座標値を演算する（Ｓ１１２）。
【００２９】
そして、座標比較部４０は、座標注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、Ｓ１１２で求めた注視座標値とを比較して、乖離量を演算する（Ｓ１１４）。そして、座標比較部４０は、乖離量が基準値よりも大きいか比較して（Ｓ１１６）、大きい場合には被検眼の疲れが大きくなっていると判断して（Ｓ１１８）、被験者が三次元画像を視聴することを停止させて、休息を取るように指示する（Ｓ１２０）。他方、Ｓ１１６で小さい場合には、被検眼の疲れは小さいと判断できるから、被検者による三次元画像１２の視聴を許可する（Ｓ１２２）。被検者は、Ｓ１０６に戻って三次元画像１２の視聴を継続してもよい。
【００３０】
図３は本発明の第２の実施の形態を説明する構成ブロック図である。三次元観察状態測定装置は、ダイクロイックミラー１６、ハーフミラー８、画像座標取得部２０、視線方向検出部３０、屈折力測定部３４、視線方向調整部３６、視線方向画像座標演算部４１並びに第２座標比較部４２を備えている。なお、図３において、図１で説明した構成要素と同一要素に関しては同一符号を付して、説明を省略する。
【００３１】
図において、ハーフミラー８は、ダイクロイックミラー１６で反射された左右の被検眼１４からの赤外光を、屈折力測定部３４と視線方向検出部３０とに分枝する。屈折力測定部３４は、被検眼１４の屈折力を測定するもので、所謂他覚式の眼屈折力測定装置が用いられる。他覚式の眼屈折力測定装置では、例えば被検眼の眼底に測定ターゲット像を投影し、この測定ターゲット像の合焦状態に基づいて被検眼の屈折度を測定すると共に、眼の屈折力より視軸上のピント位置を求めることができる。この場合に、被検眼１４は左右眼のうち片側だけでもよく、また左右両側の眼を用いる場合には、輻輳角を用いてピント情報を更に精緻に求めることができる。ここで、輻輳（ｖｅｒｇｅｎｃｅ）とは、見ようとする対象物に両眼の視軸を集中させることを言い、両眼の視軸のなす角度を輻輳角という。
【００３２】
視線方向調整部３６は、視線方向検出部３０によって眼球の向きも視線方向測定と同時に観測し、視線方向の動きに合わせてダイクロイックミラー１６と屈折力測定部３４を同時に回転・移動させ、光軸をあわせる。視線方向調整部３６により、屈折力測定部３４の測定する光軸が眼球運動によってずれてしまうのを防止できる。第２の座標比較部４２は、屈折力測定部３４で得られたピント位置と、視線方向画像座標演算部４１で取得した三次元画像１２の座標値とを比較して、両者の乖離量を求める。そして、第２の座標比較部４２は、被検者の疲労度を識別する為に設定した基準値に対して、ピント位置と注視座標値との乖離量を比較して、左右の被検眼１４が健康な状態にあるか疲労した状態にあるかの判定を行なう。
【００３３】
このように構成された装置の動作を次に説明する。図４は図３の装置を用いた三次元観察状態測定方法の一例を示すフローチャートである。まず、三次元映像装置１０を三次元観察状態測定装置の近傍に設置する（Ｓ２００）。そして、画像座標取得部２０により三次元映像装置１０により形成された三次元画像の座標値を取得する（Ｓ２０２）。次に、被検者を三次元観察状態測定装置の所定位置、例えばダイクロイックミラー１６と三次元映像装置１０の光軸上に案内する（Ｓ２０４）。そして、三次元映像装置１０により三次元画像１２を映写する（Ｓ２０６）。
【００３４】
すると、三次元観察状態測定装置は、視線方向検出部３０により被検眼１４の視線方向を検出し（Ｓ２０８）、視線方向画像座標演算部４１により、視線方向検出部３０によって注視点位置を求めた時点の視線方向であって、三次元画像１２の座標値との交点である注視座標値を演算する（Ｓ２１０）。また、屈折力測定部３４により、被検眼１４のピント位置を求める（Ｓ２１２）。この場合に、屈折力測定部３４により測定される輻輳角の情報も加味するとよい。
【００３５】
そして、第２の座標比較部４２は、屈折力測定部３４で得られたピント位置と、Ｓ２１０で求めた注視座標値とを比較して、乖離量を演算する（Ｓ２１４）。
次に、第２の座標比較部４２は、乖離量が基準値よりも大きいか比較して（Ｓ２１６）、大きい場合には被検眼の疲れが大きくなっていると判断して（Ｓ２１８）、被験者が三次元画像を視聴することを停止させて、休息を取るように指示する（Ｓ２２０）。他方、Ｓ２１６で小さい場合には、被検眼の疲れは小さいと判断できるから、被検者による三次元画像１２の視聴を許可する（Ｓ２２２）。被検者は、Ｓ２０６に戻って三次元画像１２の視聴を継続してもよい。
【００３６】
図５は図４のＳ２１０の詳細を説明するフローチャートである。まず、屈折力測定部３４により赤外光を被検眼１４に入射する（Ｓ２５２）。そして、屈折力測定部３４は、リング状指標を眼底に投影し、粗アライメントに続いて精密アライメントを行なう（Ｓ２５４、Ｓ２５６）。そして、ダイクロイックミラー１６を輻輳に応じて変化させる（Ｓ２５８）。そして、屈折力測定部３４は、眼底と共役関係に配置される眼底像検出部で眼底上に投影されたリング状の形状を測定し、その形状の変形を測定して屈折力を求める（Ｓ２６０）。更に、屈折力測定部３４は、瞳孔径や必要な場合には輻輳も測定できる。屈折力測定部３４は、測定した屈折力から眼が焦点を合わせているピント位置を求めることができる。そして、測定時間が終了したか判断し（Ｓ２６２）、未了であればＳ２５６に戻って測定を継続する。終了であれば、戻しとする。
【００３７】
図６は本発明の第３の実施の形態を説明する構成ブロック図である。第３の実施の形態においては、第１の実施の形態における座標比較部４０と、第２の実施の形態における第２の座標比較部４２を組合せたものである。さらに、ハーフミラー１９が、ダイクロイックミラー１６と三次元画像１２との間に設置され、被検眼１４の像を瞳孔径測定部３７とまばたき測定部３８に導く。瞳孔径測定部３７は、瞳孔径を測定する。まばたき測定部３８は、被検眼１４のまばたきの回数を測定する。疲労判定部３９は、瞳孔径測定部３７が測定した瞳孔径と、被検者が近いところの像を見るときの瞳孔径の基準値と比較して、瞳孔収縮が正常に行なわれるか判断することで疲労の判定を行なう。また、疲労判定部３９は、まばたき測定部３８が測定した被検眼１４のまばたきの回数と、眼が疲労していない状態の標準的なまばたきの回数と比較して、まばたきの回数が低下している場合に疲労状態と判定する。
【００３８】
このように構成すると、視線方向画像座標演算部４１で取得した三次元画像１２の座標値に対して、注視点位置測定部３２で得られた注視点位置と、屈折力測定部３４で得られたピント位置の二つの情報を用いて被検眼の疲労度が測定でき、測定の信頼性がます。
【００３９】
また、健康な状態の眼の生理的機能としては、近いところを見るときには、瞳孔が小さくなる傾向が存在しているが、瞳孔径測定部３７による瞳孔径測定によって、瞳孔の大小を調節する機能が正しく応答しているか判断できる。また、健康な状態の眼の生理的機能としては、一定頻度でまばたきを行なっているが、眼精疲労の状態ではまばたきの回数が減少して、角膜の表面が乾燥してしまうために、眼の疲労度が更に増す現象が知られている。そこで、まばたき測定部３８により、被検者のまばたきの回数を測定して、眼の疲労徴候を観測すると良い。
【００４０】
なお、上記の実施の形態においては、三次元観察状態測定装置として視線方向検出部や屈折力測定部を用いて、数分程度の比較的短時間の視力測定により被検眼の疲労度を測定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば数時間程度の比較的長時間における注視点位置やピント位置の経時変化情報を用いて、疲労度の経時変化を計測するようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の三次元観察状態測定装置によれば、三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得する画像座標取得部と、被検眼の視線方向を検出する視線方向検出部と、視線方向検出部で検出された視線から、前記被検眼の注視点位置を求める注視点位置測定部と、注視点位置測定部で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する座標比較部を備える構成としているので、３Ｄ映像機器を視聴者が視聴する場合に、視聴者に生ずる疲労メカニズムを探索できる。
【００４２】
また、本発明の三次元観察状態測定装置によれば、三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得する画像座標取得部と、被検眼の視線方向を検出する視線方向検出部と、被検眼の屈折力を測定する屈折力測定部と、屈折力測定部で得られた前記被検眼のピント位置と、当該ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する第２の座標比較部を備える構成としているので、３Ｄ映像機器を視聴者が視聴する場合に、視聴者の被検眼における屈折力、輻輳、瞳孔径等の眼特性を容易に計測できる。また、被検眼のピント位置は左右の片眼でも測定できるので、注視点位置測定部のように注視点位置を求めるために必ず左右両眼を必要とする場合に比較して、光学系を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する全体構成ブロック図である。
【図２】図１の装置を用いた三次元観察状態測定方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態を説明する全体構成ブロック図である。
【図４】図３の装置を用いた三次元観察状態測定方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】図４のＳ２１０の詳細を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施の形態を説明する構成ブロック図である。
【符号の説明】
１０ 三次元映像装置
１２ 三次元画像
１４ 被検眼
２０ 画像座標取得部
３０ 視線方向検出部
３２ 注視点位置測定部
３４ 屈折力測定部
３７ 瞳孔径測定部
３８ まばたき測定部
４０、４２ 座標比較部
４１ 視線方向画像座標演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得する画像座標取得部と；
被検眼の視線方向を検出する視線方向検出部と；
前記視線方向検出部で検出された視線から、前記被検眼の注視点位置を求める注視点位置測定部と；
前記注視点位置測定部で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する座標比較部と；を備える三次元観察状態測定装置。
【請求項２】
三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得する画像座標取得部と；
被検眼の視線方向を検出する視線方向検出部と；
前記被検眼の屈折力を測定する屈折力測定部と；
前記屈折力測定部で得られた前記被検眼のピント位置と、当該ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する第２の座標比較部と；を備える三次元観察状態測定装置。
【請求項３】
三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得する画像座標取得部と；
被検眼の視線方向を検出する視線方向検出部と；
前記被検眼の屈折力を測定する屈折力測定部と；
前記視線方向検出部で検出された視線方向から、前記被検眼の注視点位置を求める注視点位置測定部と；
前記注視点位置測定部で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する第１の座標比較部と；
前記屈折力測定部で得られたピント位置と、ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する第２の座標比較部と；を備える三次元観察状態測定装置。
【請求項４】
前記三次元画像は、二次元の左右画像を有するステレオ画像を用いて、三次元映像装置により形成され；
前記画像座標取得部は、三次元画像の座標値を前記ステレオ画像の画像データから求める；
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の三次元観察状態測定装置。
【請求項５】
前記三次元観察状態測定装置において、さらに被検眼の前に配置され、赤外反射するダイクロイックミラーを備え；
前記屈折力測定部が、前記被検眼の前記ダイクロイックミラーを含む反射光軸上に配置された；
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の三次元観察状態測定装置。
【請求項６】
前記三次元観察状態測定装置において、さらに、前記被検眼の瞳孔径を測定する瞳孔径測定部、または、前記被検眼のまばたきを測定するまばたき測定部を備えた；
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の三次元観察状態測定装置。
【請求項７】
被検眼の屈折力と視線方向の経時変化を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の三次元観察状態測定装置。
【請求項８】
画像座標取得部により三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得し；
視線方向検出部により被検眼の視線方向を検出し；
注視点位置測定部により、前記視線方向検出部で検出された視線方向から、前記被検眼の注視点位置を求め；
前記注視点位置測定部で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する；
コンピュータを用いた三次元観察状態測定方法。
【請求項９】
画像座標取得部により三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得し；
視線方向検出部により被検眼の視線方向を検出し；
屈折力測定部により前記被検眼の屈折力を測定すると共にピント位置を求め；前記屈折力測定部で得られたピント位置と、当該ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する；
コンピュータを用いた三次元観察状態測定方法。
【請求項１】
三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得する画像座標取得部と；
被検眼の視線方向を検出する視線方向検出部と；
前記視線方向検出部で検出された視線から、前記被検眼の注視点位置を求める注視点位置測定部と；
前記注視点位置測定部で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する座標比較部と；を備える三次元観察状態測定装置。
【請求項２】
三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得する画像座標取得部と；
被検眼の視線方向を検出する視線方向検出部と；
前記被検眼の屈折力を測定する屈折力測定部と；
前記屈折力測定部で得られた前記被検眼のピント位置と、当該ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する第２の座標比較部と；を備える三次元観察状態測定装置。
【請求項３】
三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得する画像座標取得部と；
被検眼の視線方向を検出する視線方向検出部と；
前記被検眼の屈折力を測定する屈折力測定部と；
前記視線方向検出部で検出された視線方向から、前記被検眼の注視点位置を求める注視点位置測定部と；
前記注視点位置測定部で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する第１の座標比較部と；
前記屈折力測定部で得られたピント位置と、ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する第２の座標比較部と；を備える三次元観察状態測定装置。
【請求項４】
前記三次元画像は、二次元の左右画像を有するステレオ画像を用いて、三次元映像装置により形成され；
前記画像座標取得部は、三次元画像の座標値を前記ステレオ画像の画像データから求める；
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の三次元観察状態測定装置。
【請求項５】
前記三次元観察状態測定装置において、さらに被検眼の前に配置され、赤外反射するダイクロイックミラーを備え；
前記屈折力測定部が、前記被検眼の前記ダイクロイックミラーを含む反射光軸上に配置された；
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の三次元観察状態測定装置。
【請求項６】
前記三次元観察状態測定装置において、さらに、前記被検眼の瞳孔径を測定する瞳孔径測定部、または、前記被検眼のまばたきを測定するまばたき測定部を備えた；
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の三次元観察状態測定装置。
【請求項７】
被検眼の屈折力と視線方向の経時変化を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の三次元観察状態測定装置。
【請求項８】
画像座標取得部により三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得し；
視線方向検出部により被検眼の視線方向を検出し；
注視点位置測定部により、前記視線方向検出部で検出された視線方向から、前記被検眼の注視点位置を求め；
前記注視点位置測定部で得られた注視点位置と、当該注視点位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する；
コンピュータを用いた三次元観察状態測定方法。
【請求項９】
画像座標取得部により三次元映像装置により形成された三次元画像の座標値を取得し；
視線方向検出部により被検眼の視線方向を検出し；
屈折力測定部により前記被検眼の屈折力を測定すると共にピント位置を求め；前記屈折力測定部で得られたピント位置と、当該ピント位置を求めた時点の視線方向における三次元画像の注視座標値とを比較する；
コンピュータを用いた三次元観察状態測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００４−２９８２８９（Ｐ２００４−２９８２８９Ａ）
【公開日】平成１６年１０月２８日（２００４．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−９２９２０（Ｐ２００３−９２９２０）
【出願日】平成１５年３月２８日（２００３．３．２８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１４年度、総務省、戦略的情報通信研究開発推進制度「人に優しい三次元情報ディスプレイの開発と実用化に関する研究」、産業再生法第３０条の適用を受けるもの）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
【公開日】平成１６年１０月２８日（２００４．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年３月２８日（２００３．３．２８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１４年度、総務省、戦略的情報通信研究開発推進制度「人に優しい三次元情報ディスプレイの開発と実用化に関する研究」、産業再生法第３０条の適用を受けるもの）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
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