両眼瞳孔検査装置
【課題】瞳孔検査結果が正しく計測されたことを判断して、正確に瞳孔情報を計測する両眼瞳孔検査装置を提供する。
【解決手段】左眼と右眼の両方の眼球を同時に撮像する眼球撮像部１と、左眼及び右眼を含む眼球画像から左眼の瞳孔及び右眼の瞳孔を検出する瞳孔検出部３と、左眼の瞳孔に基づいて左眼の瞳孔情報を算出すると共に右眼の瞳孔に基づいて右眼の瞳孔情報を算出する瞳孔情報算出部４と、左眼の瞳孔情報と右眼の瞳孔情報とを比較して左眼の瞳孔情報及び右眼の瞳孔情報が正しく算出できたか否かを判断する瞳孔情報判断部５と、左眼の瞳孔情報及び右眼の瞳孔情報が正しく算出できていないと判断された場合に、正しい左眼の瞳孔情報及び右眼の瞳孔情報を推定する瞳孔情報推定部７とを備えることを特徴とする。
【解決手段】左眼と右眼の両方の眼球を同時に撮像する眼球撮像部１と、左眼及び右眼を含む眼球画像から左眼の瞳孔及び右眼の瞳孔を検出する瞳孔検出部３と、左眼の瞳孔に基づいて左眼の瞳孔情報を算出すると共に右眼の瞳孔に基づいて右眼の瞳孔情報を算出する瞳孔情報算出部４と、左眼の瞳孔情報と右眼の瞳孔情報とを比較して左眼の瞳孔情報及び右眼の瞳孔情報が正しく算出できたか否かを判断する瞳孔情報判断部５と、左眼の瞳孔情報及び右眼の瞳孔情報が正しく算出できていないと判断された場合に、正しい左眼の瞳孔情報及び右眼の瞳孔情報を推定する瞳孔情報推定部７とを備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左眼及び右眼の両眼の瞳孔を検査する両眼瞳孔検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、瞳孔を検査する技術としては、下記の特許文献１などが知られている。この特許文献１には、患者の頭部に、カメラが搭載された眼球撮像部を装着させた状態で、検査装置によって患者の両眼を撮像し、両眼の瞳孔検査を行うことが記載されている。
【０００３】
既存の眼位検査では、筒状の覗きこみ口から患者が覗くことで、両眼にそれぞれ別の視標を見せる機構をもつ検査装置を使用して行われる。そして、患者によって左眼及び右眼で見ることができるそれぞれの視標が重なって見えるように検査装置を操作させ、検査装置は、視標のズレ量を眼位のズレ量とする。
【０００４】
また、既存の瞳孔検査装置としては、頭部に眼球を撮影する眼球撮像部を装着するものや、据え置きされているカメラ部に対して頭部を固定することで両眼を撮像して瞳孔情報（横径、瞳孔面積、視線方向（瞳孔中心位置））を計測するものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２１３４２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、上述した特許文献１の瞳孔検査装置は、カメラを眼球に対して傾いた状態で頭部に装着してしまった場合、カメラから左眼及び右眼それぞれまでの距離が異なり、左眼及び右眼の瞳孔径や瞳孔面積が異なる値として計測されてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、瞳孔検査結果が正しく計測されたことを判断して、正確に瞳孔情報を計測する両眼瞳孔検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決する第１の発明に係る両眼瞳孔検査装置は、左眼と右眼の両方の眼球を同時に撮像する眼球撮像手段と、前記眼球撮像手段により撮像された左眼及び右眼を含む眼球画像から左眼の瞳孔及び右眼の瞳孔を検出する瞳孔検出手段と、前記瞳孔検出手段により検出された左眼の瞳孔に基づいて当該瞳孔を表す左眼の瞳孔情報を算出すると共に、前記瞳孔検出手段により検出された右眼の瞳孔に基づいて当該瞳孔を表す右眼の瞳孔情報を算出する瞳孔情報算出手段と、前記瞳孔情報算出手段により算出された左眼の瞳孔情報と右眼の瞳孔情報とを比較して、前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報が正しく算出できたか否かを判断する情報判断手段と、前記情報判断手段により前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報が正しく算出できていないと判断された場合に、正しい前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報を推定する情報推定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第１の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第２の発明は、前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報は、瞳孔の横径であることを特徴とする。
【００１０】
第１の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第３の発明は、前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報は、瞳孔形状であることを特徴とする。
【００１１】
第１乃至第３の何れかの発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第４の発明は、前記瞳孔検出手段で検出された瞳孔が、一部が欠けた円形となる場合に、欠けていない円形として瞳孔情報を推定する瞳孔欠部推定手段を備え、前記情報判断手段は、前記瞳孔欠部推定手段により推定された瞳孔情報を用いて前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報が正しく算出できたか否かを判断することを特徴とする。
【００１２】
第２又は第３の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第５の発明は、前記情報推定手段は、前記左眼の瞳孔情報と前記右眼の瞳孔情報とを比較して、前記眼球撮像手段と左眼及び右眼との相対位置を示すパラメータを算出し、当該算出したパラメータを用いて、正しい瞳孔情報を推定することを特徴とする。
【００１３】
第５の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第６の発明は、前記情報推定手段は、前記パラメータとして、前記眼球撮像手段に対する頭部方向を算出することを特徴とする。
【００１４】
第５の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第７の発明は、前記情報推定手段は、前記パラメータに基づいて、右眼及び左眼と前記眼球撮像手段との位置関係が正対するよう前記眼球撮像部を動作させる位置調整手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
第１の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第８の発明は、所定の形状及び寸法を有し、前記眼球撮像手段の撮像範囲に設けられる基準指標と、前記眼球撮像手段により撮像された画像から基準指標を検出する基準指標検出手段とを備え、前記情報推定手段は、前記基準指標検出手段により検出された基準指標の情報を用いて前記瞳孔情報を推定することを特徴とする。
【００１６】
第８の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第９の発明は、前記基準指標は、左眼付近と右眼付近の２箇所に張り付けるマーカーであることを特徴とする。
【００１７】
第８の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第１０の発明は、前記基準指標は、左眼付近と右眼付近の２箇所に照射する平行レーザー光であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報を比較した結果として当該左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しいか否かを判断し、正しくない場合には瞳孔径を推定できる。したがって、この両眼瞳孔検査装置によれば、瞳孔検査結果が正しく計測されたことを判断して、正確に瞳孔情報を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、（ａ）は右眼眼球画像、（ｂ）は左眼眼球画像を示す。
【図３】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、（ａ）は被験者が正対した状態での左眼及び右眼、（ｂ）は被験者が横を向いたときの左眼及び右眼を示す。
【図４】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、被験者が横を向いたときの眼球撮像部と瞳孔との位置関係を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、被験者が横を向いたときの眼球撮像部と実際の瞳孔位置と推定される瞳孔位置との位置関係を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置の他の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、瞳孔の欠部があっても瞳孔情報を推定することの説明図である。
【図８】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、瞳孔中心位置が上瞼で隠れている状態を示し、（ｂ）は瞳孔中心位置、輪郭、下端の位置関係を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、瞳孔が欠けているときにおける異常判断を説明する図であり、（ａ）は右眼、（ｂ）は左眼である。
【図１０】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置の他の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、左眼用カメラ及び右眼用カメラの位置を調整することを示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置の他の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態として示す両眼瞳孔検査装置は、例えば図１に示すように構成される。
【００２２】
この両眼瞳孔検査装置は、眼球撮像部１、眼球画像取得部２、瞳孔検出部３、瞳孔情報算出部４、瞳孔情報判断部５、瞳孔推定パラメータ算出部６、瞳孔情報推定部７、及び、結果出力部８を備える。この両眼瞳孔検査装置において、各部２〜８は、専用の画像処理や解析を行う基板ユニットや、入出力Ｉ／Ｆ回路や、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク装置等からなるパーソナルコンピュータにより実現される。また、一部を基板ユニットで構成し、残りをパーソナルコンピュータで構成することも可能である。
【００２３】
眼球撮像部１は、被験者の左眼ＥＬを撮像する左眼用カメラ１Ｌ及び右眼ＥＲを撮像する右眼用カメラ１Ｒを含む。左眼用カメラ１Ｌは少なくとも左眼ＥＬを含む撮像範囲とされ、右眼用カメラ１Ｒは、少なくとも右眼ＥＲを含む撮像範囲とされる。左眼用カメラ１Ｌは、左眼眼球画像を生成して眼球画像取得部２に供給する。右眼用カメラ１Ｒは、右眼眼球画像を生成して眼球画像取得部２に供給する。
【００２４】
２台の左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒで眼球撮像部１を構成することにより、眼球画像のうちの瞳孔部分を大きく撮像できる。これにより、瞳孔径や瞳孔面積等を細かい値まで算出可能となる。
【００２５】
なお、眼球撮像部１は、左眼と右眼とで別個の左眼用カメラ１Ｌ、右眼用カメラ１Ｒを備えているが、左眼及び右眼の双方を撮像範囲とする単一のカメラであっても良い。この場合、後段の瞳孔検出部３にて右眼及び左眼それぞれの瞳孔を一枚の眼球画像から検出することとなる。
【００２６】
ここで、図示はしていないが、被験者の頭部は固定され、当該固定された頭部に対する眼球位置を撮像するよう眼球画像取得部２は構成されている。被験者の頭部を固定する構成としては、例えば、被験者の額を押しつける部位と、被験者の顎を載せる部位とがあり、瞳孔径計測時に、額及び顎を所定位置に固定することによって、眼球位置を固定することとなる。
【００２７】
眼球画像取得部２は、左眼用カメラ１Ｌから供給された左眼眼球画像及び右眼用カメラ１Ｒから供給された右眼眼球画像を取得する。
【００２８】
瞳孔検出部３は、眼球撮像部１によって撮像され、眼球画像取得部２にて取得された左眼眼球画像及び右眼眼球画像から左眼の瞳孔及び右眼の瞳孔を検出する。このとき、瞳孔検出部３は、眼球画像のうち左眼ＥＬの瞳孔部分とそれ以外とを区分する。例えば、瞳孔検出部３は、眼球画像の画素値に基づいて瞳孔部分を特定する。
【００２９】
瞳孔情報算出部４は、瞳孔検出部３により検出された左眼ＥＬの瞳孔に基づいて当該瞳孔を表す左眼瞳孔情報を算出すると共に、瞳孔検出部３により検出された右眼ＥＲの瞳孔に基づいて当該瞳孔を表す右眼瞳孔情報を算出する。この左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報としては、瞳孔径（横径、縦径）、瞳孔面積、瞳孔中心、瞳孔輪郭形状が含まれる。
【００３０】
瞳孔情報判断部５は、瞳孔情報算出部４により算出された左眼瞳孔情報と右眼瞳孔情報とを比較して、右眼瞳孔情報及び左眼瞳孔情報が正しく算出できたか否かを判断する。具体的には、図２（ａ）に示す右眼眼球画像１００Ｒ、図２（ｂ）に示す左眼眼球画像１００Ｌが撮像されたとする。この左眼眼球画像１００Ｌ及び右眼眼球画像１００Ｒは、図３（ａ）に示すように、被験者が眼球撮像部１に対して正対して正円な瞳孔が撮像されていなく、図３（ｂ）に示すように被験者が眼球撮像部１に対して横を向いて撮像された結果を示している。被験者が眼球撮像部１に対して横を向くと、瞳孔は正円ではなく、楕円となる。また、左眼ＥＬ’の瞳孔と右眼ＥＲ’の瞳孔の楕円形状は異なるものとなる。したがって、瞳孔情報判断部５は、図２に示すように、右眼の瞳孔１００ａの瞳孔径Ｘｒと、左眼の瞳孔１００ａの瞳孔径Ｘｌとの差が所定値以上と判断した場合には、左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しいものではない異常と判断する。所定値は、例えば０．５ｍｍ以上とする。
【００３１】
また、瞳孔情報判断部５は、瞳孔径の差のみならず、瞳孔１００ａの形状から、左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報の異常を判断しても良い。例えば、瞳孔１００ａが正円ではなく楕円である場合に異常と判断しても良い。
【００３２】
瞳孔推定パラメータ算出部６は、瞳孔情報判断部５によって左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しく算出できない場合に、正しい左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報を推定する瞳孔推定パラメータを算出する。この瞳孔推定パラメータとしては、眼球撮像部１と頭部方向（左眼ＥＬ及び右眼ＥＲ）の相対関係（位置、方向）が挙げられる。具体的には、後述する顔の向きが傾いている時の左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒの撮影面Ｃからの瞳孔位置ｚとなる。これは、眼球撮像部１と頭部方向とが正対していないと、左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しくないものとなるからである。
【００３３】
瞳孔情報推定部７は、瞳孔情報判断部５により左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しく算出できていないと判断された場合に、正しい右眼の瞳孔情報及び左眼の瞳孔情報を推定する。このとき、瞳孔情報推定部７は、瞳孔推定パラメータ算出部６により算出された瞳孔推定パラメータを用いて、正しい左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報を推定する。この正しい左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報は、眼球撮像部１が正面から左眼ＥＬ及び右眼ＥＲを撮像した時に算出される左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報と同値である。
【００３４】
結果出力部８は、瞳孔情報判断部５により正しいと判断された左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報又は瞳孔情報推定部７により推定された左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報を、検査結果として出力する。これにより、両眼瞳孔検査装置は、左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報としての瞳孔径（横径、縦径）、瞳孔面積、瞳孔中心、瞳孔輪郭形状を被験者や検査者に提示できる。
【００３５】
例えば図４に示すように、眼球撮像部１に対して被験者が正対している場合には、瞳孔１００ａは眼球撮像部１から距離ｆだけ離れた撮影面Ｃ上に存在する。眼球撮像部１に対して被験者が左方向に顔を傾けている場合には、左眼ＥＬの瞳孔１００ａ’が左眼用カメラ１Ｌから遠くなり、右眼ＥＲの瞳孔１００ａ’が右眼用カメラ１Ｒに近くなる。また、正対しているときの左眼ＥＬ及び右眼ＥＲの瞳孔１００ａを含む撮影面Ｃと、被験者が左方向に顔を傾けたときの左眼ＥＬ及び右眼ＥＲを含む撮影面とは、角度θだけ傾いている。
【００３６】
実際の瞳孔１００ａの向きは眼球撮像部１に対して角度θだけ傾いているが、瞳孔径を推定する際には角度θが小さい値であると考え、図５のように、瞳孔１００ａは左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒに対して正面を向いた状態になっているとする。
【００３７】
図５における各パラメータは、下記の通りである。
【００３８】
Ｒｍ：瞳孔情報算出部４により計測された右眼ＥＲの瞳孔径
Ｒｒ：顔の向きが正面を向いている場合の右眼ＥＲの瞳孔径（推定値）
Ｌｍ：瞳孔情報算出部４により計測された左眼ＥＬの瞳孔径
Ｌｒ：顔の向きが正面を向いている場合の左眼ＥＬの瞳孔径（推定値）
ｚ：顔の向きが傾いている時の左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒの撮影面Ｃからの瞳孔位置
ｆ：左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒの焦点距離
この図５に示す各パラメータの関係において、下記の式１，式２が成り立つ。
【００３９】
ｆ：ｆ＋ｚ＝Ｌｍ：Ｌｒ （式１）
ｆ：ｆ−ｚ＝Ｒｍ：Ｒｒ （式２）
また、左眼ＥＬ及び右眼ＥＲの瞳孔径が正常である場合には、
Ｒｒ＝Ｌｒ （式３）
という式３が成り立つ。
【００４０】
上記式１、式２より、焦点距離ｆは、
ｆ＝（Ｌｍ／Ｌｒ）×（ｆ＋ｚ）＝（Ｒｍ／Ｒｒ）×（ｆ−ｚ） （式４）
となる。そして、式４より、
Ｌｍ×ｆ＋Ｌｍ×ｚ＝Ｒｍ×ｆ−Ｒｍ×ｚ
となる。この式は、
（Ｒｍ＋Ｌｍ）×ｚ＝（Ｒｍ−Ｌｍ）×ｆ
と表される。瞳孔位置は下記式５のように
ｚ＝（Ｒｍ−Ｌｍ）／（Ｒｍ＋Ｌｍ） （式５）
となる。そして、式３，式４、式５より、左眼ＥＬの瞳孔径推定値Ｌｒ及び右眼ＥＲの瞳孔径推定値Ｒｒは、下記の式６のように求められる。
【００４１】
Ｒｒ＝Ｌｒ＝（Ｌｍ／ｆ）×（ｆ＋ｚ）
＝Ｌｍ＋Ｌｍ／ｆ×｛（Ｒｍ−Ｌｍ）／（Ｒｍ＋Ｌｍ）｝ （式６）
この式６によって、瞳孔情報推定部７は瞳孔径を推定できる。また、瞳孔情報推定部７は、推定した瞳孔径（横径、縦径）を用いて、瞳孔面積、瞳孔中心、瞳孔輪郭形状も求めることができる。
【００４２】
以上のように、この両眼瞳孔検査装置によれば、左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報を比較した結果として当該左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しいか否かを判断し、正しくない場合には瞳孔径を推定できる。したがって、この両眼瞳孔検査装置によれば、瞳孔検査結果が正しく計測されたことを判断して、正確に瞳孔情報を計測することができる。
【００４３】
［第２実施形態］
つぎに、第２実施形態に係る両眼瞳孔検査装置について説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００４４】
この両眼瞳孔検査装置は、図６に示すように、瞳孔検出部３で検出された瞳孔が、一部が欠けた円形となる場合に、欠けていない円として瞳孔情報を推定する瞳孔欠部推定部１１を備える。
【００４５】
瞳孔情報算出部４は、例えば図７に示すように、眼球画像１００内の瞳孔１００ａの一部が上瞼によって欠けている場合でも、上述したように瞳孔情報としての瞳孔径、瞳孔面積、瞳孔中心位置、瞳孔輪郭形状を算出する。しかし、この瞳孔情報は、瞳孔１００ａが欠けているために不正確なものである。
【００４６】
そこで、瞳孔欠部推定部１１は、例えば瞳孔輪郭形状の曲率等に基づいて瞳孔１００ａが欠けていることを検出する。瞳孔欠部推定部１１は、瞳孔１００ａが欠けている場合、瞳孔情報の推定を行う。図７に示すように瞳孔１００ａが欠けている場合、瞳孔欠部推定部１１は、瞳孔情報算出部４が算出した瞳孔中心位置１００ｂから瞳孔１００ａの下端までの距離を縦径の半分とし、当該縦径の半分を２倍にすることによって瞳孔１００ａの縦径を推定する。また、瞳孔欠部推定部１１は、瞳孔中心位置１００ｂを通る水平ラインから下半分の瞳孔面積を２倍にすることによって、瞳孔１００ａの瞳孔面積を推定する。
【００４７】
図８（ａ）に示すように、上瞼１００ｃが瞳孔中心位置１００ｂまで隠している場合がある。この場合、図８（ｂ）に示すように、瞳孔１００ａの半径（縦径の半分）をｒ、瞳孔１００ａの輪郭と水平ラインの交点をＡ，Ｃとし、瞳孔１００ａの下端をＢ、瞳孔中心位置１００ｂを通る垂直ラインと線分ＡＣとの交点をＤとする。瞳孔欠部推定部１１は、眼球画像１００を解析することによって、上記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの位置を求める。そして、瞳孔欠部推定部１１は、線分ＡＣ、線分ＡＤ、線分ＢＤの長さを求める。
【００４８】
ここで、線分ＡＤ＝線分ＡＣ／２、瞳孔１００ａの半径ｒ＝線分ＯＡ＝線分ＯＢ、∠ＯＡＢ＝∠ＯＢＡ、∠ＯＢＡ＝ｔａｎ−１（ＡＤ／ＢＤ）、線分ＯＤ＝線分ＡＤ×ｔａｎ（180°−２×∠ＯＢＡ）である。
【００４９】
したがって、瞳孔１００ａの半径は、
ｒ＝ＯＢ＝ＢＤ＋ＯＤ＝ＢＤ＋ＡＤ×ｔａｎ（180°−２×∠ＯＢＡ）＝ＢＤ＋ＢＤ×ｔａｎ（∠ＯＢＡ）／ｔａｎ（180°−２×∠ＯＢＡ）
となる。これにより、瞳孔欠部推定部１１は、瞳孔１００ａの半径から瞳孔径を推定できる。
【００５０】
このような両眼瞳孔検査装置において、瞳孔情報判断部５は、瞳孔１００ａの半径から左眼瞳孔情報と右眼瞳孔情報とを比較して、瞳孔情報が正しいかを判断しても良い。
【００５１】
具体的には、図９（ａ）に示すような右眼ＥＲの瞳孔１００ａ及び図９（ｂ）に示すような左眼ＥＬの瞳孔１００ａが得られた場合、瞳孔欠部推定部１１により瞳孔１００ａの半径が推定される。このとき、瞳孔情報判断部５は、瞳孔１００ａの瞳孔中心位置からの距離をａ、ａ’とし、瞳孔中心位置から左端又は右端までの距離をｂ、ｂ’とすると、瞳孔１００ａを正円した場合には、ａ＋ｂ、ａ’＋ｂ’が瞳孔１００ａの径となる。
【００５２】
このような場合において、瞳孔情報判断部５は、
｜（ａ＋ｂ）−（ａ’＋ｂ’）｜≧０．５ｍｍ
である場合には、瞳孔情報が異常であると判断できる。
【００５３】
以上のように、この両眼瞳孔検査装置によれば、瞳孔１００ａが上瞼によって欠けた状態で瞳孔情報が算出されても、当該瞳孔情報から、瞳孔１００ａが上瞼によって欠けていない瞳孔情報を推定できる。したがって、この両眼瞳孔検査装置によれば、瞳孔情報判断部５によって瞳孔１００ａが欠けていない瞳孔情報によって左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しいかを判断させることができる。よって、瞳孔検査結果が正しく計測されたことを判断して、正確に瞳孔情報を計測することができる。
【００５４】
［第３実施形態］
つぎに、第３実施形態に係る両眼瞳孔検査装置について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００５５】
この両眼瞳孔検査装置は、瞳孔推定パラメータ算出部６により算出された左眼ＥＬ及び右眼ＥＲと眼球撮像部１との位置関係に基づいて、左眼ＥＬ及び右眼ＥＲと眼球撮像部１との位置関係が正対するよう眼球撮像部１を動作させる位置調整部１２を備える。
【００５６】
この位置調整部１２は、瞳孔推定パラメータ算出部６から左眼ＥＬ及び右眼ＥＲと眼球撮像部１との位置関係を取得する。例えば、位置調整部１２は、上述した顔の向きが傾いている時の左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒの撮影面Ｃからの瞳孔位置ｚ及び左眼ＥＬ及び右眼ＥＲが傾いている方向とを取得する。また、位置調整部１２は、左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒのそれぞれの撮像範囲を左右方向に同期して変動させるモータ等の駆動機構を含む。
【００５７】
位置調整部１２は、瞳孔推定パラメータ算出部６から左眼ＥＬ及び右眼ＥＲと眼球撮像部１との位置関係を取得すると、モータ等を制御して、眼球撮像部１と左眼ＥＬ及び右眼ＥＲと正対するよう左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒの撮像方向を調整する。
【００５８】
また、位置調整部１２は、左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒの向きや位置を検出するセンサを備えていることが望ましい。これにより、高い精度で眼球撮像部１と左眼ＥＬ及び右眼ＥＲとを正対させることができる。
【００５９】
以上のように、この両眼瞳孔検査装置によれば、図９に示すようにθＲ、θＬだけ眼球撮像部１と左眼ＥＬ及び右眼ＥＲとが傾いていても、位置調整部１２によって位置関係を調整できる。よって、両眼瞳孔検査装置は、正確に瞳孔情報を計測することができる。
【００６０】
［第４実施形態］
つぎに、第４実施形態に係る両眼瞳孔検査装置について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００６１】
この両眼瞳孔検査装置は、所定の形状及び大きさを有し、眼球撮像部１の撮像範囲に設けられる基準指標２１Ｒ，２１Ｌと、眼球撮像部１により撮像された眼球画像１００から基準指標を検出する基準指標検出部１３とを備える。そして、瞳孔情報推定部７は、基準指標検出部１３により検出された基準指標２１Ｒ，２１Ｌの情報を用いて瞳孔情報を推定する。
【００６２】
基準指標２１Ｒ，２１Ｌは、例えば左眼ＥＬ付近と右眼ＥＲ付近の２箇所に張り付けるマーカーである。このマーカーは、例えば粘着性を有するシール等であって、眼球画像１００内で瞳孔１００ａと識別可能なものである。
【００６３】
また、基準指標２１Ｒ，２１Ｌは、左眼ＥＬ付近と右眼ＥＲ付近の２箇所に照射する平行レーザー光であっても良い。この場合、両眼瞳孔検査装置は、ＩＲ−ＬＥＤやレーザーを備え、指向性が高く拡散性の少ない光を照射する。これにより、両眼瞳孔検査装置被験者の瞳孔付近又は顔に、予め形状及び寸法が設定された基準指標２１Ｒ，２１Ｌを照射することができる。
【００６４】
基準指標検出部１３は、左眼眼球画像１００Ｌ及び右眼眼球画像１００Ｒから基準指標２１Ｒ，２１Ｌに相当する画像部分を抽出する。基準指標検出部１３は、抽出された基準指標２１Ｒ，２１Ｌに相当する画像部分と、実際に左眼ＥＬ及び右眼ＥＲ付近の所定の形状及び寸法の基準指標２１Ｒ，２１Ｌとを比較する。抽出された基準指標２１Ｒ，２１Ｌに相当する画像が実際の寸法及び大きさと異なる場合、基準指標検出部１３は、左眼ＥＬ及び右眼ＥＲが眼球撮像部１に正対しているかを判断する。
【００６５】
具体的には、基準指標検出部１３は基準指標２１Ｒ，２１Ｌ間で上述したように寸法が異なっている場合や基準指標２１Ｒ，２１Ｌが円形ではない楕円である場合には、左眼ＥＬ及び右眼ＥＲが眼球撮像部１に対して傾いていると判断する。また、基準指標検出部１３は、基準指標２１Ｒ，２１Ｌに相当する画像を用いて上述した瞳孔推定パラメータ算出部６のように瞳孔情報を推定する瞳孔推定パラメータを求めて、瞳孔情報推定部７に供給する。
【００６６】
以上のように、この両眼瞳孔検査装置によれば、基準指標２１Ｒ，２１Ｌを用いて瞳孔推定パラメータを算出して瞳孔情報推定部７によって瞳孔情報を推定できる。これにより、両眼瞳孔検査装置によれば、瞳孔検査結果が正しく計測されたことを判断して、正確に瞳孔情報を計測することができる。
【００６７】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 眼球撮像部
１Ｌ 左眼用カメラ
１Ｒ 右眼用カメラ
２ 眼球画像取得部
３ 瞳孔検出部
４ 瞳孔情報算出部
５ 瞳孔情報判断部
６ 瞳孔推定パラメータ算出部
７ 瞳孔情報推定部
８ 結果出力部
１１ 瞳孔欠部推定部
１２ 位置調整部
１３ 基準指標検出部
２１Ｒ，２１Ｌ 基準指標
１００ 眼球画像
１００Ｌ 左眼眼球画像
１００Ｒ 右眼眼球画像
１００ａ 瞳孔
１００ｂ 瞳孔中心位置
１００ｃ 上瞼
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左眼及び右眼の両眼の瞳孔を検査する両眼瞳孔検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、瞳孔を検査する技術としては、下記の特許文献１などが知られている。この特許文献１には、患者の頭部に、カメラが搭載された眼球撮像部を装着させた状態で、検査装置によって患者の両眼を撮像し、両眼の瞳孔検査を行うことが記載されている。
【０００３】
既存の眼位検査では、筒状の覗きこみ口から患者が覗くことで、両眼にそれぞれ別の視標を見せる機構をもつ検査装置を使用して行われる。そして、患者によって左眼及び右眼で見ることができるそれぞれの視標が重なって見えるように検査装置を操作させ、検査装置は、視標のズレ量を眼位のズレ量とする。
【０００４】
また、既存の瞳孔検査装置としては、頭部に眼球を撮影する眼球撮像部を装着するものや、据え置きされているカメラ部に対して頭部を固定することで両眼を撮像して瞳孔情報（横径、瞳孔面積、視線方向（瞳孔中心位置））を計測するものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２１３４２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、上述した特許文献１の瞳孔検査装置は、カメラを眼球に対して傾いた状態で頭部に装着してしまった場合、カメラから左眼及び右眼それぞれまでの距離が異なり、左眼及び右眼の瞳孔径や瞳孔面積が異なる値として計測されてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、瞳孔検査結果が正しく計測されたことを判断して、正確に瞳孔情報を計測する両眼瞳孔検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決する第１の発明に係る両眼瞳孔検査装置は、左眼と右眼の両方の眼球を同時に撮像する眼球撮像手段と、前記眼球撮像手段により撮像された左眼及び右眼を含む眼球画像から左眼の瞳孔及び右眼の瞳孔を検出する瞳孔検出手段と、前記瞳孔検出手段により検出された左眼の瞳孔に基づいて当該瞳孔を表す左眼の瞳孔情報を算出すると共に、前記瞳孔検出手段により検出された右眼の瞳孔に基づいて当該瞳孔を表す右眼の瞳孔情報を算出する瞳孔情報算出手段と、前記瞳孔情報算出手段により算出された左眼の瞳孔情報と右眼の瞳孔情報とを比較して、前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報が正しく算出できたか否かを判断する情報判断手段と、前記情報判断手段により前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報が正しく算出できていないと判断された場合に、正しい前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報を推定する情報推定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第１の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第２の発明は、前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報は、瞳孔の横径であることを特徴とする。
【００１０】
第１の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第３の発明は、前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報は、瞳孔形状であることを特徴とする。
【００１１】
第１乃至第３の何れかの発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第４の発明は、前記瞳孔検出手段で検出された瞳孔が、一部が欠けた円形となる場合に、欠けていない円形として瞳孔情報を推定する瞳孔欠部推定手段を備え、前記情報判断手段は、前記瞳孔欠部推定手段により推定された瞳孔情報を用いて前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報が正しく算出できたか否かを判断することを特徴とする。
【００１２】
第２又は第３の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第５の発明は、前記情報推定手段は、前記左眼の瞳孔情報と前記右眼の瞳孔情報とを比較して、前記眼球撮像手段と左眼及び右眼との相対位置を示すパラメータを算出し、当該算出したパラメータを用いて、正しい瞳孔情報を推定することを特徴とする。
【００１３】
第５の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第６の発明は、前記情報推定手段は、前記パラメータとして、前記眼球撮像手段に対する頭部方向を算出することを特徴とする。
【００１４】
第５の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第７の発明は、前記情報推定手段は、前記パラメータに基づいて、右眼及び左眼と前記眼球撮像手段との位置関係が正対するよう前記眼球撮像部を動作させる位置調整手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
第１の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第８の発明は、所定の形状及び寸法を有し、前記眼球撮像手段の撮像範囲に設けられる基準指標と、前記眼球撮像手段により撮像された画像から基準指標を検出する基準指標検出手段とを備え、前記情報推定手段は、前記基準指標検出手段により検出された基準指標の情報を用いて前記瞳孔情報を推定することを特徴とする。
【００１６】
第８の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第９の発明は、前記基準指標は、左眼付近と右眼付近の２箇所に張り付けるマーカーであることを特徴とする。
【００１７】
第８の発明に係る両眼瞳孔検査装置であって、第１０の発明は、前記基準指標は、左眼付近と右眼付近の２箇所に照射する平行レーザー光であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報を比較した結果として当該左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しいか否かを判断し、正しくない場合には瞳孔径を推定できる。したがって、この両眼瞳孔検査装置によれば、瞳孔検査結果が正しく計測されたことを判断して、正確に瞳孔情報を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、（ａ）は右眼眼球画像、（ｂ）は左眼眼球画像を示す。
【図３】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、（ａ）は被験者が正対した状態での左眼及び右眼、（ｂ）は被験者が横を向いたときの左眼及び右眼を示す。
【図４】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、被験者が横を向いたときの眼球撮像部と瞳孔との位置関係を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、被験者が横を向いたときの眼球撮像部と実際の瞳孔位置と推定される瞳孔位置との位置関係を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置の他の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、瞳孔の欠部があっても瞳孔情報を推定することの説明図である。
【図８】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、瞳孔中心位置が上瞼で隠れている状態を示し、（ｂ）は瞳孔中心位置、輪郭、下端の位置関係を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、瞳孔が欠けているときにおける異常判断を説明する図であり、（ａ）は右眼、（ｂ）は左眼である。
【図１０】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置の他の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置において、左眼用カメラ及び右眼用カメラの位置を調整することを示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態として示す両眼瞳孔検査装置の他の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態として示す両眼瞳孔検査装置は、例えば図１に示すように構成される。
【００２２】
この両眼瞳孔検査装置は、眼球撮像部１、眼球画像取得部２、瞳孔検出部３、瞳孔情報算出部４、瞳孔情報判断部５、瞳孔推定パラメータ算出部６、瞳孔情報推定部７、及び、結果出力部８を備える。この両眼瞳孔検査装置において、各部２〜８は、専用の画像処理や解析を行う基板ユニットや、入出力Ｉ／Ｆ回路や、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク装置等からなるパーソナルコンピュータにより実現される。また、一部を基板ユニットで構成し、残りをパーソナルコンピュータで構成することも可能である。
【００２３】
眼球撮像部１は、被験者の左眼ＥＬを撮像する左眼用カメラ１Ｌ及び右眼ＥＲを撮像する右眼用カメラ１Ｒを含む。左眼用カメラ１Ｌは少なくとも左眼ＥＬを含む撮像範囲とされ、右眼用カメラ１Ｒは、少なくとも右眼ＥＲを含む撮像範囲とされる。左眼用カメラ１Ｌは、左眼眼球画像を生成して眼球画像取得部２に供給する。右眼用カメラ１Ｒは、右眼眼球画像を生成して眼球画像取得部２に供給する。
【００２４】
２台の左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒで眼球撮像部１を構成することにより、眼球画像のうちの瞳孔部分を大きく撮像できる。これにより、瞳孔径や瞳孔面積等を細かい値まで算出可能となる。
【００２５】
なお、眼球撮像部１は、左眼と右眼とで別個の左眼用カメラ１Ｌ、右眼用カメラ１Ｒを備えているが、左眼及び右眼の双方を撮像範囲とする単一のカメラであっても良い。この場合、後段の瞳孔検出部３にて右眼及び左眼それぞれの瞳孔を一枚の眼球画像から検出することとなる。
【００２６】
ここで、図示はしていないが、被験者の頭部は固定され、当該固定された頭部に対する眼球位置を撮像するよう眼球画像取得部２は構成されている。被験者の頭部を固定する構成としては、例えば、被験者の額を押しつける部位と、被験者の顎を載せる部位とがあり、瞳孔径計測時に、額及び顎を所定位置に固定することによって、眼球位置を固定することとなる。
【００２７】
眼球画像取得部２は、左眼用カメラ１Ｌから供給された左眼眼球画像及び右眼用カメラ１Ｒから供給された右眼眼球画像を取得する。
【００２８】
瞳孔検出部３は、眼球撮像部１によって撮像され、眼球画像取得部２にて取得された左眼眼球画像及び右眼眼球画像から左眼の瞳孔及び右眼の瞳孔を検出する。このとき、瞳孔検出部３は、眼球画像のうち左眼ＥＬの瞳孔部分とそれ以外とを区分する。例えば、瞳孔検出部３は、眼球画像の画素値に基づいて瞳孔部分を特定する。
【００２９】
瞳孔情報算出部４は、瞳孔検出部３により検出された左眼ＥＬの瞳孔に基づいて当該瞳孔を表す左眼瞳孔情報を算出すると共に、瞳孔検出部３により検出された右眼ＥＲの瞳孔に基づいて当該瞳孔を表す右眼瞳孔情報を算出する。この左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報としては、瞳孔径（横径、縦径）、瞳孔面積、瞳孔中心、瞳孔輪郭形状が含まれる。
【００３０】
瞳孔情報判断部５は、瞳孔情報算出部４により算出された左眼瞳孔情報と右眼瞳孔情報とを比較して、右眼瞳孔情報及び左眼瞳孔情報が正しく算出できたか否かを判断する。具体的には、図２（ａ）に示す右眼眼球画像１００Ｒ、図２（ｂ）に示す左眼眼球画像１００Ｌが撮像されたとする。この左眼眼球画像１００Ｌ及び右眼眼球画像１００Ｒは、図３（ａ）に示すように、被験者が眼球撮像部１に対して正対して正円な瞳孔が撮像されていなく、図３（ｂ）に示すように被験者が眼球撮像部１に対して横を向いて撮像された結果を示している。被験者が眼球撮像部１に対して横を向くと、瞳孔は正円ではなく、楕円となる。また、左眼ＥＬ’の瞳孔と右眼ＥＲ’の瞳孔の楕円形状は異なるものとなる。したがって、瞳孔情報判断部５は、図２に示すように、右眼の瞳孔１００ａの瞳孔径Ｘｒと、左眼の瞳孔１００ａの瞳孔径Ｘｌとの差が所定値以上と判断した場合には、左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しいものではない異常と判断する。所定値は、例えば０．５ｍｍ以上とする。
【００３１】
また、瞳孔情報判断部５は、瞳孔径の差のみならず、瞳孔１００ａの形状から、左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報の異常を判断しても良い。例えば、瞳孔１００ａが正円ではなく楕円である場合に異常と判断しても良い。
【００３２】
瞳孔推定パラメータ算出部６は、瞳孔情報判断部５によって左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しく算出できない場合に、正しい左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報を推定する瞳孔推定パラメータを算出する。この瞳孔推定パラメータとしては、眼球撮像部１と頭部方向（左眼ＥＬ及び右眼ＥＲ）の相対関係（位置、方向）が挙げられる。具体的には、後述する顔の向きが傾いている時の左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒの撮影面Ｃからの瞳孔位置ｚとなる。これは、眼球撮像部１と頭部方向とが正対していないと、左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しくないものとなるからである。
【００３３】
瞳孔情報推定部７は、瞳孔情報判断部５により左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しく算出できていないと判断された場合に、正しい右眼の瞳孔情報及び左眼の瞳孔情報を推定する。このとき、瞳孔情報推定部７は、瞳孔推定パラメータ算出部６により算出された瞳孔推定パラメータを用いて、正しい左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報を推定する。この正しい左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報は、眼球撮像部１が正面から左眼ＥＬ及び右眼ＥＲを撮像した時に算出される左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報と同値である。
【００３４】
結果出力部８は、瞳孔情報判断部５により正しいと判断された左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報又は瞳孔情報推定部７により推定された左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報を、検査結果として出力する。これにより、両眼瞳孔検査装置は、左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報としての瞳孔径（横径、縦径）、瞳孔面積、瞳孔中心、瞳孔輪郭形状を被験者や検査者に提示できる。
【００３５】
例えば図４に示すように、眼球撮像部１に対して被験者が正対している場合には、瞳孔１００ａは眼球撮像部１から距離ｆだけ離れた撮影面Ｃ上に存在する。眼球撮像部１に対して被験者が左方向に顔を傾けている場合には、左眼ＥＬの瞳孔１００ａ’が左眼用カメラ１Ｌから遠くなり、右眼ＥＲの瞳孔１００ａ’が右眼用カメラ１Ｒに近くなる。また、正対しているときの左眼ＥＬ及び右眼ＥＲの瞳孔１００ａを含む撮影面Ｃと、被験者が左方向に顔を傾けたときの左眼ＥＬ及び右眼ＥＲを含む撮影面とは、角度θだけ傾いている。
【００３６】
実際の瞳孔１００ａの向きは眼球撮像部１に対して角度θだけ傾いているが、瞳孔径を推定する際には角度θが小さい値であると考え、図５のように、瞳孔１００ａは左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒに対して正面を向いた状態になっているとする。
【００３７】
図５における各パラメータは、下記の通りである。
【００３８】
Ｒｍ：瞳孔情報算出部４により計測された右眼ＥＲの瞳孔径
Ｒｒ：顔の向きが正面を向いている場合の右眼ＥＲの瞳孔径（推定値）
Ｌｍ：瞳孔情報算出部４により計測された左眼ＥＬの瞳孔径
Ｌｒ：顔の向きが正面を向いている場合の左眼ＥＬの瞳孔径（推定値）
ｚ：顔の向きが傾いている時の左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒの撮影面Ｃからの瞳孔位置
ｆ：左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒの焦点距離
この図５に示す各パラメータの関係において、下記の式１，式２が成り立つ。
【００３９】
ｆ：ｆ＋ｚ＝Ｌｍ：Ｌｒ （式１）
ｆ：ｆ−ｚ＝Ｒｍ：Ｒｒ （式２）
また、左眼ＥＬ及び右眼ＥＲの瞳孔径が正常である場合には、
Ｒｒ＝Ｌｒ （式３）
という式３が成り立つ。
【００４０】
上記式１、式２より、焦点距離ｆは、
ｆ＝（Ｌｍ／Ｌｒ）×（ｆ＋ｚ）＝（Ｒｍ／Ｒｒ）×（ｆ−ｚ） （式４）
となる。そして、式４より、
Ｌｍ×ｆ＋Ｌｍ×ｚ＝Ｒｍ×ｆ−Ｒｍ×ｚ
となる。この式は、
（Ｒｍ＋Ｌｍ）×ｚ＝（Ｒｍ−Ｌｍ）×ｆ
と表される。瞳孔位置は下記式５のように
ｚ＝（Ｒｍ−Ｌｍ）／（Ｒｍ＋Ｌｍ） （式５）
となる。そして、式３，式４、式５より、左眼ＥＬの瞳孔径推定値Ｌｒ及び右眼ＥＲの瞳孔径推定値Ｒｒは、下記の式６のように求められる。
【００４１】
Ｒｒ＝Ｌｒ＝（Ｌｍ／ｆ）×（ｆ＋ｚ）
＝Ｌｍ＋Ｌｍ／ｆ×｛（Ｒｍ−Ｌｍ）／（Ｒｍ＋Ｌｍ）｝ （式６）
この式６によって、瞳孔情報推定部７は瞳孔径を推定できる。また、瞳孔情報推定部７は、推定した瞳孔径（横径、縦径）を用いて、瞳孔面積、瞳孔中心、瞳孔輪郭形状も求めることができる。
【００４２】
以上のように、この両眼瞳孔検査装置によれば、左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報を比較した結果として当該左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しいか否かを判断し、正しくない場合には瞳孔径を推定できる。したがって、この両眼瞳孔検査装置によれば、瞳孔検査結果が正しく計測されたことを判断して、正確に瞳孔情報を計測することができる。
【００４３】
［第２実施形態］
つぎに、第２実施形態に係る両眼瞳孔検査装置について説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００４４】
この両眼瞳孔検査装置は、図６に示すように、瞳孔検出部３で検出された瞳孔が、一部が欠けた円形となる場合に、欠けていない円として瞳孔情報を推定する瞳孔欠部推定部１１を備える。
【００４５】
瞳孔情報算出部４は、例えば図７に示すように、眼球画像１００内の瞳孔１００ａの一部が上瞼によって欠けている場合でも、上述したように瞳孔情報としての瞳孔径、瞳孔面積、瞳孔中心位置、瞳孔輪郭形状を算出する。しかし、この瞳孔情報は、瞳孔１００ａが欠けているために不正確なものである。
【００４６】
そこで、瞳孔欠部推定部１１は、例えば瞳孔輪郭形状の曲率等に基づいて瞳孔１００ａが欠けていることを検出する。瞳孔欠部推定部１１は、瞳孔１００ａが欠けている場合、瞳孔情報の推定を行う。図７に示すように瞳孔１００ａが欠けている場合、瞳孔欠部推定部１１は、瞳孔情報算出部４が算出した瞳孔中心位置１００ｂから瞳孔１００ａの下端までの距離を縦径の半分とし、当該縦径の半分を２倍にすることによって瞳孔１００ａの縦径を推定する。また、瞳孔欠部推定部１１は、瞳孔中心位置１００ｂを通る水平ラインから下半分の瞳孔面積を２倍にすることによって、瞳孔１００ａの瞳孔面積を推定する。
【００４７】
図８（ａ）に示すように、上瞼１００ｃが瞳孔中心位置１００ｂまで隠している場合がある。この場合、図８（ｂ）に示すように、瞳孔１００ａの半径（縦径の半分）をｒ、瞳孔１００ａの輪郭と水平ラインの交点をＡ，Ｃとし、瞳孔１００ａの下端をＢ、瞳孔中心位置１００ｂを通る垂直ラインと線分ＡＣとの交点をＤとする。瞳孔欠部推定部１１は、眼球画像１００を解析することによって、上記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの位置を求める。そして、瞳孔欠部推定部１１は、線分ＡＣ、線分ＡＤ、線分ＢＤの長さを求める。
【００４８】
ここで、線分ＡＤ＝線分ＡＣ／２、瞳孔１００ａの半径ｒ＝線分ＯＡ＝線分ＯＢ、∠ＯＡＢ＝∠ＯＢＡ、∠ＯＢＡ＝ｔａｎ−１（ＡＤ／ＢＤ）、線分ＯＤ＝線分ＡＤ×ｔａｎ（180°−２×∠ＯＢＡ）である。
【００４９】
したがって、瞳孔１００ａの半径は、
ｒ＝ＯＢ＝ＢＤ＋ＯＤ＝ＢＤ＋ＡＤ×ｔａｎ（180°−２×∠ＯＢＡ）＝ＢＤ＋ＢＤ×ｔａｎ（∠ＯＢＡ）／ｔａｎ（180°−２×∠ＯＢＡ）
となる。これにより、瞳孔欠部推定部１１は、瞳孔１００ａの半径から瞳孔径を推定できる。
【００５０】
このような両眼瞳孔検査装置において、瞳孔情報判断部５は、瞳孔１００ａの半径から左眼瞳孔情報と右眼瞳孔情報とを比較して、瞳孔情報が正しいかを判断しても良い。
【００５１】
具体的には、図９（ａ）に示すような右眼ＥＲの瞳孔１００ａ及び図９（ｂ）に示すような左眼ＥＬの瞳孔１００ａが得られた場合、瞳孔欠部推定部１１により瞳孔１００ａの半径が推定される。このとき、瞳孔情報判断部５は、瞳孔１００ａの瞳孔中心位置からの距離をａ、ａ’とし、瞳孔中心位置から左端又は右端までの距離をｂ、ｂ’とすると、瞳孔１００ａを正円した場合には、ａ＋ｂ、ａ’＋ｂ’が瞳孔１００ａの径となる。
【００５２】
このような場合において、瞳孔情報判断部５は、
｜（ａ＋ｂ）−（ａ’＋ｂ’）｜≧０．５ｍｍ
である場合には、瞳孔情報が異常であると判断できる。
【００５３】
以上のように、この両眼瞳孔検査装置によれば、瞳孔１００ａが上瞼によって欠けた状態で瞳孔情報が算出されても、当該瞳孔情報から、瞳孔１００ａが上瞼によって欠けていない瞳孔情報を推定できる。したがって、この両眼瞳孔検査装置によれば、瞳孔情報判断部５によって瞳孔１００ａが欠けていない瞳孔情報によって左眼瞳孔情報及び右眼瞳孔情報が正しいかを判断させることができる。よって、瞳孔検査結果が正しく計測されたことを判断して、正確に瞳孔情報を計測することができる。
【００５４】
［第３実施形態］
つぎに、第３実施形態に係る両眼瞳孔検査装置について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００５５】
この両眼瞳孔検査装置は、瞳孔推定パラメータ算出部６により算出された左眼ＥＬ及び右眼ＥＲと眼球撮像部１との位置関係に基づいて、左眼ＥＬ及び右眼ＥＲと眼球撮像部１との位置関係が正対するよう眼球撮像部１を動作させる位置調整部１２を備える。
【００５６】
この位置調整部１２は、瞳孔推定パラメータ算出部６から左眼ＥＬ及び右眼ＥＲと眼球撮像部１との位置関係を取得する。例えば、位置調整部１２は、上述した顔の向きが傾いている時の左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒの撮影面Ｃからの瞳孔位置ｚ及び左眼ＥＬ及び右眼ＥＲが傾いている方向とを取得する。また、位置調整部１２は、左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒのそれぞれの撮像範囲を左右方向に同期して変動させるモータ等の駆動機構を含む。
【００５７】
位置調整部１２は、瞳孔推定パラメータ算出部６から左眼ＥＬ及び右眼ＥＲと眼球撮像部１との位置関係を取得すると、モータ等を制御して、眼球撮像部１と左眼ＥＬ及び右眼ＥＲと正対するよう左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒの撮像方向を調整する。
【００５８】
また、位置調整部１２は、左眼用カメラ１Ｌ及び右眼用カメラ１Ｒの向きや位置を検出するセンサを備えていることが望ましい。これにより、高い精度で眼球撮像部１と左眼ＥＬ及び右眼ＥＲとを正対させることができる。
【００５９】
以上のように、この両眼瞳孔検査装置によれば、図９に示すようにθＲ、θＬだけ眼球撮像部１と左眼ＥＬ及び右眼ＥＲとが傾いていても、位置調整部１２によって位置関係を調整できる。よって、両眼瞳孔検査装置は、正確に瞳孔情報を計測することができる。
【００６０】
［第４実施形態］
つぎに、第４実施形態に係る両眼瞳孔検査装置について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００６１】
この両眼瞳孔検査装置は、所定の形状及び大きさを有し、眼球撮像部１の撮像範囲に設けられる基準指標２１Ｒ，２１Ｌと、眼球撮像部１により撮像された眼球画像１００から基準指標を検出する基準指標検出部１３とを備える。そして、瞳孔情報推定部７は、基準指標検出部１３により検出された基準指標２１Ｒ，２１Ｌの情報を用いて瞳孔情報を推定する。
【００６２】
基準指標２１Ｒ，２１Ｌは、例えば左眼ＥＬ付近と右眼ＥＲ付近の２箇所に張り付けるマーカーである。このマーカーは、例えば粘着性を有するシール等であって、眼球画像１００内で瞳孔１００ａと識別可能なものである。
【００６３】
また、基準指標２１Ｒ，２１Ｌは、左眼ＥＬ付近と右眼ＥＲ付近の２箇所に照射する平行レーザー光であっても良い。この場合、両眼瞳孔検査装置は、ＩＲ−ＬＥＤやレーザーを備え、指向性が高く拡散性の少ない光を照射する。これにより、両眼瞳孔検査装置被験者の瞳孔付近又は顔に、予め形状及び寸法が設定された基準指標２１Ｒ，２１Ｌを照射することができる。
【００６４】
基準指標検出部１３は、左眼眼球画像１００Ｌ及び右眼眼球画像１００Ｒから基準指標２１Ｒ，２１Ｌに相当する画像部分を抽出する。基準指標検出部１３は、抽出された基準指標２１Ｒ，２１Ｌに相当する画像部分と、実際に左眼ＥＬ及び右眼ＥＲ付近の所定の形状及び寸法の基準指標２１Ｒ，２１Ｌとを比較する。抽出された基準指標２１Ｒ，２１Ｌに相当する画像が実際の寸法及び大きさと異なる場合、基準指標検出部１３は、左眼ＥＬ及び右眼ＥＲが眼球撮像部１に正対しているかを判断する。
【００６５】
具体的には、基準指標検出部１３は基準指標２１Ｒ，２１Ｌ間で上述したように寸法が異なっている場合や基準指標２１Ｒ，２１Ｌが円形ではない楕円である場合には、左眼ＥＬ及び右眼ＥＲが眼球撮像部１に対して傾いていると判断する。また、基準指標検出部１３は、基準指標２１Ｒ，２１Ｌに相当する画像を用いて上述した瞳孔推定パラメータ算出部６のように瞳孔情報を推定する瞳孔推定パラメータを求めて、瞳孔情報推定部７に供給する。
【００６６】
以上のように、この両眼瞳孔検査装置によれば、基準指標２１Ｒ，２１Ｌを用いて瞳孔推定パラメータを算出して瞳孔情報推定部７によって瞳孔情報を推定できる。これにより、両眼瞳孔検査装置によれば、瞳孔検査結果が正しく計測されたことを判断して、正確に瞳孔情報を計測することができる。
【００６７】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 眼球撮像部
１Ｌ 左眼用カメラ
１Ｒ 右眼用カメラ
２ 眼球画像取得部
３ 瞳孔検出部
４ 瞳孔情報算出部
５ 瞳孔情報判断部
６ 瞳孔推定パラメータ算出部
７ 瞳孔情報推定部
８ 結果出力部
１１ 瞳孔欠部推定部
１２ 位置調整部
１３ 基準指標検出部
２１Ｒ，２１Ｌ 基準指標
１００ 眼球画像
１００Ｌ 左眼眼球画像
１００Ｒ 右眼眼球画像
１００ａ 瞳孔
１００ｂ 瞳孔中心位置
１００ｃ 上瞼
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左眼と右眼の両方の眼球を同時に撮像する眼球撮像手段と、
前記眼球撮像手段により撮像された左眼及び右眼を含む眼球画像から左眼の瞳孔及び右眼の瞳孔を検出する瞳孔検出手段と、
前記瞳孔検出手段により検出された左眼の瞳孔に基づいて当該瞳孔を表す左眼の瞳孔情報を算出すると共に、前記瞳孔検出手段により検出された右眼の瞳孔に基づいて当該瞳孔を表す右眼の瞳孔情報を算出する瞳孔情報算出手段と、
前記瞳孔情報算出手段により算出された左眼の瞳孔情報と右眼の瞳孔情報とを比較して、前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報が正しく算出できたか否かを判断する情報判断手段と、
前記情報判断手段により前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報が正しく算出できていないと判断された場合に、正しい前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報を推定する情報推定手段と
を備えることを特徴とする両眼瞳孔検査装置。
【請求項２】
前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報は、瞳孔の横径であることを特徴とする請求項１に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項３】
前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報は、瞳孔形状であることを特徴とする請求項１に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項４】
前記瞳孔検出手段で検出された瞳孔が、一部が欠けた円形となる場合に、欠けていない円として瞳孔情報を推定する瞳孔欠部推定手段を備え、
前記瞳孔情報推定手段は、前記瞳孔欠部推定手段により推定された瞳孔情報を用いて前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報が正しく算出できたか否かを判断することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項５】
前記情報推定手段は、前記左眼の瞳孔情報と前記右眼の瞳孔情報とを比較して、前記眼球撮像手段と左眼及び右眼との相対位置を示すパラメータを算出し、当該算出したパラメータを用いて、正しい瞳孔情報を推定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項６】
前記情報推定手段は、前記パラメータとして、前記眼球撮像手段に対する頭部方向を算出することを特徴とする請求項５に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項７】
前記情報推定手段は、前記パラメータとして、右眼及び左眼と前記眼球撮像手段との位置関係を算出し、
前記右眼及び左眼と前記眼球撮像手段との位置関係に基づいて、右眼及び左眼と前記眼球撮像手段との位置関係が正対するよう前記眼球撮像部を動作させる位置調整手段を備えること
を特徴とする請求項５に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項８】
所定の形状及び寸法を有し、前記眼球撮像手段の撮像範囲に設けられる基準指標と、
前記眼球撮像手段により撮像された画像から基準指標を検出する基準指標検出手段とを備え、
前記情報推定手段は、前記基準指標検出手段により検出された基準指標の情報を用いて前記瞳孔情報を推定すること
を特徴とする請求項１に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項９】
前記基準指標は、左眼付近と右眼付近の２箇所に張り付けるマーカーであることを特徴とする請求項８に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項１０】
前記基準指標は、左眼付近と右眼付近の２箇所に照射する平行レーザー光であることを特徴とする請求項８に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項１】
左眼と右眼の両方の眼球を同時に撮像する眼球撮像手段と、
前記眼球撮像手段により撮像された左眼及び右眼を含む眼球画像から左眼の瞳孔及び右眼の瞳孔を検出する瞳孔検出手段と、
前記瞳孔検出手段により検出された左眼の瞳孔に基づいて当該瞳孔を表す左眼の瞳孔情報を算出すると共に、前記瞳孔検出手段により検出された右眼の瞳孔に基づいて当該瞳孔を表す右眼の瞳孔情報を算出する瞳孔情報算出手段と、
前記瞳孔情報算出手段により算出された左眼の瞳孔情報と右眼の瞳孔情報とを比較して、前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報が正しく算出できたか否かを判断する情報判断手段と、
前記情報判断手段により前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報が正しく算出できていないと判断された場合に、正しい前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報を推定する情報推定手段と
を備えることを特徴とする両眼瞳孔検査装置。
【請求項２】
前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報は、瞳孔の横径であることを特徴とする請求項１に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項３】
前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報は、瞳孔形状であることを特徴とする請求項１に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項４】
前記瞳孔検出手段で検出された瞳孔が、一部が欠けた円形となる場合に、欠けていない円として瞳孔情報を推定する瞳孔欠部推定手段を備え、
前記瞳孔情報推定手段は、前記瞳孔欠部推定手段により推定された瞳孔情報を用いて前記左眼の瞳孔情報及び前記右眼の瞳孔情報が正しく算出できたか否かを判断することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項５】
前記情報推定手段は、前記左眼の瞳孔情報と前記右眼の瞳孔情報とを比較して、前記眼球撮像手段と左眼及び右眼との相対位置を示すパラメータを算出し、当該算出したパラメータを用いて、正しい瞳孔情報を推定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項６】
前記情報推定手段は、前記パラメータとして、前記眼球撮像手段に対する頭部方向を算出することを特徴とする請求項５に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項７】
前記情報推定手段は、前記パラメータとして、右眼及び左眼と前記眼球撮像手段との位置関係を算出し、
前記右眼及び左眼と前記眼球撮像手段との位置関係に基づいて、右眼及び左眼と前記眼球撮像手段との位置関係が正対するよう前記眼球撮像部を動作させる位置調整手段を備えること
を特徴とする請求項５に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項８】
所定の形状及び寸法を有し、前記眼球撮像手段の撮像範囲に設けられる基準指標と、
前記眼球撮像手段により撮像された画像から基準指標を検出する基準指標検出手段とを備え、
前記情報推定手段は、前記基準指標検出手段により検出された基準指標の情報を用いて前記瞳孔情報を推定すること
を特徴とする請求項１に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項９】
前記基準指標は、左眼付近と右眼付近の２箇所に張り付けるマーカーであることを特徴とする請求項８に記載の両眼瞳孔検査装置。
【請求項１０】
前記基準指標は、左眼付近と右眼付近の２箇所に照射する平行レーザー光であることを特徴とする請求項８に記載の両眼瞳孔検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１９６３２８（Ｐ２０１２−１９６３２８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６２６６０（Ｐ２０１１−６２６６０）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
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