JP2004528943A - 後面投影視野テスタ - Google Patents

Abstract

本発明の１つの実施形態は、（ａ）投影スクリーン；（ｂ）光源を投影スクリーンの第１の側に投影する刺激投影システム；（ｃ）背景光を投影スクリーンの第１の側に投影する背景投影システム；及び（ｄ）投影スクリーンを介して伝送される光を所定の位置に向ける、投影スクリーンの第２の側に配置される拡大レンズシステムを含む視野テスタである。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、視野検査用光学装置に関する。特に、本発明は後面投影システムを使用する視野検査用装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
視野テスタは、とりわけヒトの眼の周辺視力を検査するために使用される装置であり、かかる装置は、この技術分野において長年にわたり知られている。視野テスタからの検査結果は、視感度低下を引き起こす疾病の診断に使用される。例えば、検査装置で最も認められたものの１つである標準自動化視野計（ＳＡＰ）は、広い視野にわたって輝度コントラスト感度検査を行う。
【０００３】
コントラスト感度検査を行うために使用される先行技術の視野テスタにおいて、半球形投影面及び刺激光学投影システムを含めることが一般的である。典型的なかかる視野テスタにおいて、一定かつ均等に背景を照明するために、半球形投影面は、（例えば白色光源を使用して）均等に照らされる。目標は、半球形投影面がランベルト照明面（すなわち、輝度が様々な視角にわたって一定である面）になることである。典型的なかかる視野テスタにおいて、刺激光学投影システムは、半球形投影面の内面の選択された点で（概して円形スポット形状の）刺激を与える。例えば、このことは、刺激の位置及び輝度が、コンピュータで実行されるアルゴリズムによって特定される、半球形投影面の内面に光源の像を順次光らせることにより、行われる。検査に使用する際に、患者の眼は、半球形投影面の中心に、又は中心に近接して置かれ、かつ患者は、例えばマウスのボタンを押すことにより、刺激に反応することが要求される。次に、患者の視野のコントラスト感度が、一定の、均等な背景照明上の刺激の輝度及び位置を変更することによりマップされる。しかしながらかかる先行技術の装置は、かさばり、かつ高価である点において欠点を有する。特に半球形投影面の半径は、患者が刺激を快適に見ること（すなわち患者の検査する眼に負担をかけずに）ができるように、概して約３０ｃｍに設定される。
【０００４】
米国特許第５８７０１６９号（’１６９特許）は、上記の方法に代わる方法で、半球形面を利用する視野テスタを開示している。具体的に言えば、’１６９特許に開示されているように、患者側から半球形投影面の内面に刺激を投影する代わりに、背面投影装置が半球形投影面の外面に刺激を投影するために使用される。この場合に、半球形投影面は、透明材料からなり、かつ患者は、半球形投影面の内面から刺激が眺められる時、刺激を見ることができる。’１６９特許の装置は、先行する視野テスタの形状及び輝度均等性と比較した時、装置の７２度の視野にわたって改良された形状及び輝度均等性を有する刺激を提供する。しかしながら、透明材料による吸収により、刺激の最大輝度は減少する。
【０００５】
米国特許第５０４６８３５号（’８３５特許）に、改良された視野テスタが開示されている。’８３５特許に開示されたように、視野テスタの寸法は、円蓋のない光学システムを使用することにより減少し得る。特に、’８３５特許は、刺激を患者の眼に直接投影する直視光学システムを開示している。これを行うために、光学システムは、（刺激の役割を果たすために）接眼レンズの中間像平面に光源を映し、かつ（均等に照らされた背景の役割を果たすために）拡散した光源から中間像平面へ光出力を別個に映す。次に刺激及び背景は、ビームスプリッタを介して組み合わされ、かつ患者の網膜に投影される。使用に際して患者は、広い視野（６０度）で、長い作業距離の接眼レンズを介して検査視野を見る。’８３５特許に開示された装置は、半球形投影面を使用しないので、装置の寸法は著しく減少する。しかしながら、広い視野で、長い作業距離の接眼レンズのコストは、レンズの口径寸法のために増大する。
【０００６】
米国特許第６１３９１５０号は接眼レンズの使用を排除する視野テスタを開示している。結果として、視野テスタは、上記の装置と比較すると減少したコスト及び複雑さを有する。
【特許文献１】
米国特許第５８７０１６９号
【特許文献２】
米国特許第５０４６８３５号
【特許文献３】
米国特許第６１３９１５０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上に照らして、この技術分野において、例えばＳＡＰ検査を費用対効果の大きい方法で提供し得る更なる視野テスタの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施態様は、この技術分野における上記の必要性を好適に満たし、かつ後面投影視野テスタを提供する。具体的に言えば、本発明の１つの実施態様は、（ａ）投影スクリーン；（ｂ）光源を投影スクリーンの第１の側に投影する刺激投影システム；（ｃ）背景光を投影スクリーンの第１の側に投影する背景投影システム；及び（ｄ）投影スクリーンを介して伝送される光を所定の位置に向ける、投影スクリーンの第２の側に配置される拡大レンズシステムを含む視野テスタである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の好ましい実施形態により製造される後面投影視野テスタ１００のブロック図を示す。図１に示すように、後面投影視野テスタ１００の刺激投影システムは、光源１０１及び刺激投影レンズシステム１０２を含む（刺激投影レンズシステム１０２は、１つのレンズからなるように示されているが、当業者は、刺激投影レンズシステム１０２が、１つ以上のレンズを含み得ることを容易に理解するであろう）。使用に際して、光源１０１の開口は、刺激投影レンズシステム１０２によって投影スクリーン１０５に映され（投影スクリーン１０５の実施形態は、図３に関連して以下に記載する）、刺激を提供する（図１で、刺激が投影スクリーン１０５の種々の位置で患者に与えることを図解するために、刺激を刺激１０４として種々の位置に示す）。光源１０１は、ＬＥＤ、ハロゲンランプ、ショートアーク水銀ランプ、キセノンランプ、レーザ又は他のいかなる適当な光源であっても良い。刺激の形状は、円形でも良く（典型的な視野テスタは、円形スポットを利用する）、又は当業者に周知である多数の方法及び装置のいずれかにより光源１０１の開口を利用して設定できる他のいかなる形状でも良い。更に、刺激の形状は、当業者に周知である多数の方法及び装置のいずれかにより開口及び／又はその形状を変更することによって、制御装置１５０（例えばコンピュータ）の制御のもとに変更されても良い。更には、当業者に周知である方法で、制御装置１５０と光源１０１の間にインタフェース装置（図示せず）を配置する。次に、当業者に周知である方法により、例えばソフトウェアの制御のもとに、制御装置１５０は、光源１０１にインタフェースを介して信号を送り、光源を発光させる。当業者に周知である方法により、制御装置１５０は、ソフトウェアの制御のもとに、（ａ）照明間隔の期間；（ｂ）照明間隔中の照明の強さ；及び（ｃ）均一な色彩の１つ以上に関して、光源１０１からの出力を制御する。図１に更に示すように、ビームスプリッタ１０９は、刺激投影システムの光路内に配置され、かつ光源１０１からの光出力の一部を光検出器１１０に向ける。光検出器１０９からの出力は制御装置１５０への入力として利用される。この入力を利用して、制御装置１５０はとりわけ刺激の輝度をモニタする。
【００１０】
図１に示すように、ビームスプリッタ１０９を通過する光は、スキャナシステム１０３に影響を与え、かつ種々の位置で投影スクリーン１０５に影響を与えるためにスキャナシステム１０３によって方向付けられる。インタフェース装置（図示せず）が、当業者に周知である方法により、制御装置１５０及びスキャナシステム１０３の間に配置される。次に、当業者に周知である方法により、例えばソフトウェアの制御のもとに、制御装置１５０は、スキャナシステム１０３にインタフェースを介して信号を送り、スキャナシステムを移動させ、かつそれにより、投影スクリーン１０５に入射する光を投影スクリーン１０５にわたり走査させる。図１に示すように、スキャナシステム１０３は、ジンバル付き鏡１０３を含む。制御装置に制御されるスキャナ、及び特に制御装置に制御されるジンバル付き鏡の製造に使用するための多くの方法が、当業者に周知である。例えば、適切なジンバル付き鏡装置は、カリフォルニア州アービンのニューポート・コーポレーションによって製造されている。
【００１１】
図１に示すように、光源１０６が光で投影スクリーン１０５を均等に照らす。光源１０６は、白色ＬＥＤ、タングステンランプ、ハロゲンランプ等であっても良い。ある実施形態において、光源１０６は多数の光源を含んでも良く、かつ他の実施形態において、例えば輪形状の光源を含んでも良い。使用に際して、投影スクリーン１０５は、（ｉ）照明間隔の期間；（ii）照明間隔中の照明の強さ；及び（iii）均一な色彩が所定の基準により制御装置１５０によって設定される場合に、（ａ）光源１０６からの光により、かつ（ｂ）刺激１０４により均等に照らされる。
【００１２】
検査する眼が図１に示す位置１０８に置かれる患者が刺激目視システムを介して投影スクリーン１０５を見る。位置１０８は、例えば円錐形囲いである目視ボックス（図示せず）の実質的に中心にある。図１に示すように、後面投影視野テスタ１００の刺激目視システムは、拡大レンズシステム１０７を含む。拡大レンズシステム１０７が１つのレンズからなるように示されているが、当業者は、拡大レンズシステム１０７が１つ以上のレンズを含み得ることを容易に理解するであろう。
【００１３】
本発明の１つの実施形態によれば、拡大レンズシステム１０７の焦点距離及び物理的距離１１１（すなわち投影スクリーン１０５及び拡大レンズシステム１０７の間の距離）は、負担を軽減するために、投影スクリーン１０５が患者の検査する眼から約３０ｃｍ離れた位置に結像されるように選択される。かかる実施形態により、後面投影視野テスタ１００の実施形態は、投影スクリーン１０５及び拡大レンズシステム１０７の間の物理的距離１１１を快適に見るために患者によって要求される３０ｃｍの距離よりも短くして製造できる。このことにより、投影スクリーン１０５及び後面投影視野テスタ１００の寸法が先行技術により製造される視野テスタよりも実質的に減少させることができる。かかる減少の大きさを理解するために、投影スクリーン１０５及び拡大レンズシステム１０７の間の距離１１１が、１５ｃｍであるように選択されると仮定する。かかる場合において、目視光空間の全体積は、投影スクリーン１０５が、患者の眼から３０ｃｍ離れて物理的に置かれた場合の体積の１／４のみになるであろう。
【００１４】
本発明の１つの実施形態により製造される視野テスタは、固定目標を提供する又は患者の検査する眼の位置を固定する装置を更に含んでも良い（かかる装置は、開示される後面投影視野テスタの残りの部分の操作が、り容易に理解できるように、図１に示さない）。かかる固定装置は、検査する眼の注意を固定し、かつ当業者に周知である多数の方法のいずれかにより製造できる。例えば、固定装置は、患者の検査する眼で見るために所定の位置に配置したＬＥＤでも良い。あるいは、中心視覚検査中に固定目標の役割を果たすように、投影スクリーン１０５の中心に黒点を描いてもよい。更に、周辺視覚検査中に固定目標の役割を果たすために、投影スクリーン１０５の両方の水平縁部に一対の黒点を描いてもよい。
【００１５】
最後に、当業者に周知であるように、本発明による視野テスタを製造するために、患者には、眼に影響を与える光放射の存在又は不在の患者の知覚を示す装置が設けられる。周知であるように、かかる表示装置は、押されると、制御装置１５０に信号を送るボタンを含んでも良い。かかる表示装置は、足ペダル、マウス等も含んでも良い。最後に、制御装置１５０を、患者の入力を収集して、患者の視感度の測定を出力として生じさせるように、当業者に周知である多数の方法のいずれかにより設定しても良い。
【００１６】
図２に、本発明の他の実施形態により製造される刺激投影システム２２０のブロック図を示す。この刺激投影システム２２０は、図１に示す、光源１０１及び刺激投影レンズシステム１０２からなる刺激投影システムの代わりとなるものである。図２に示すように、（例えば、アークランプ、ハロゲンランプ、又は当業者に周知である多数の他の光源のいずれかのような）明るい白色光源２００が、光ファイバ２０１に結合される光を出力し、かつ光ファイバ２０１から出力される光は、次には、刺激投影レンズシステム２０２によって位置２３０に伝送され、刺激を形成する。刺激投影レンズシステム２０２は、１つのレンズからなるように示されているが、当業者は、刺激投影レンズシステム２０２が、１つ以上のレンズを含み得ることを容易に理解するであろう。別の実施形態において、刺激投影システム２２０は、明るい、白色光源２００及び光ファイバ２０１の代わりに、白色ＬＥＤ２１０（又は当業者に周知である他の小型発光領域光源）を含んでも良い。
【００１７】
本発明の１つの実施形態により、刺激投影レンズシステム２０２は、（例えば光ファイバ２０１又はＬＥＤ２１０の）光開口の像、すなわち刺激が、投影スクリーン１０５の領域全体にわたって良好に焦点を合わされるように長い焦点深度を有するように設計される。これを行うために、本発明の１つの実施例により、所望の長い焦点深度を達成するために開口数（すなわち、図２に示すような、位置２３０から投影レンズシステム２０２へ範囲を定められた角度）を十分小さくする。
【００１８】
図３は、本発明により製造される後面投影視野テスタに使用するための、本発明により製造される投影スクリーン３００の好ましい実施形態の線図を示す。本発明によれば、投影スクリーン３００は２つの機能を有する。投影スクリーン３００の第１の機能によれば、（レンズ３０１の作用により）投影スクリーン３００はレンズの機能を果たす。従って、（レンズ３０１の作用により）投影スクリーン３００は、患者の検査する眼が置かれる（図１に示すような）位置１０８に（刺激及び背景照明からの光を表す）光ビーム３０３を向ける。投影スクリーン３００の第２の機能によれば、（拡散光シェーパ３０２の作用により）投影スクリーン３００は、光ビーム３０３’（光ビーム３０３’は、投影スクリーン３００を介して伝送される）を所望の発散角に拡大させる。投影スクリーン３００は、極めて透明なので（例えば、ポリカーボネート、ポリエステル等のようなプラスチック材料から容易に製造できる）、投影スクリーン１０５の材料による吸収される光はほとんどない。本発明のこの実施形態によれば、光ビーム３０３’の発散角は、光ビーム３０３’が拡大レンズシステム１０７の開口を実質的にカバーするように制御される（図１参照）。結果として、拡大レンズシステム１０７の開口によって周辺がほとんど暗くならない。光の大部分は、拡大レンズシステム１０７に、かつ次には、患者の検査する眼に向けられるので、極めて効率的な投影システムが達成される。投影スクリーン３０５のかかる実施形態は、２つの光学構成部品、すなわちフレネルレンズ３０１及び光拡散体３０２を一緒に物理的に張り付けることにより製造できる。あるいは、投影スクリーン３０５は、ホログラフィック法を使用して製造でき、それによりスクリーン材料の単一の部分が両方の機能を果たすことができる。かかるホログラフィック拡散体は、カリフォルニア州トランスのフィジカル・オプティックス・コーポレーションによって製造されている。
【００１９】
本発明の更なる実施形態によれば、青色刺激を発生させるために刺激投影システムの光路内に青色フィルタを置いてもよく、かつ背景照明光源１０６は、短波長標準自動視野計（ＳＷＡＰ）検査用の所望の黄色背景を発生させるために黄色ＬＥＤ又は黄色フィルタで被覆された白色光源でもよい。
【００２０】
図４は、本発明の別の実施形態により製造される後面投影視野テスタ４００のブロック図を示す。大部分に関して、後面投影視野テスタ４００は、図１に示す後面投影視野テスタ１００と同一である。特に後面投影視野テスタ４００の光源４０１、刺激投影レンズシステム４０２、ジンバル付き鏡４０３、投影スクリーン４０５、及び拡大レンズシステム４０７は、後面投影視野テスタ１００の光源１０１、刺激投影レンズシステム１０２、ジンバル付き鏡１０３、投影スクリーン１０５、及び拡大レンズシステム１０７と同一である。刺激モニタ（例えば図１の光検出器１０９）及び制御装置（例えば図１の制御装置１５０）は、同じように２つの視野テスタに対して同一でも良い。しかしながら、図４に示すように、患者の検査する眼の平面４０９は、レンズシステム群４０８（レンズシステム群４０８は、２つのレンズからなるように示されているが、当業者は、レンズシステム群４０８が、それ以上のレンズを含み得ることを容易に理解するであろう）及びレンズシステム４０７（レンズシステム４０７は、２つのレンズからなるように示されているが、当業者は、レンズシステム群４０７が、１つ以上のレンズを更に含み得ることを容易に理解するであろう）を介してＣＣＤカメラ４１１に結像される。最後に、出力としてＣＣＤカメラ４１１によって生成された眼の像は、モニタする目的でビデオモニタ（図中に示さず）に表示しても良い。その上、先行技術に開示されたように、ＣＣＤカメラ４１１は、当業者に周知である多数の方法のいずれかにより眼の像の位置を分析することにより、又は当業者に周知である多数の方法のいずれかにより図中の点光源照明（図示せず）の反射を分析することにより、視標追跡装置としても使用できる。
【００２１】
当業者は、以上の記載が例証及び記載のためにのみ与えられたことを認めるであろう。従って、網羅的であること、又は本発明を開示されたまさにその形に限定するすることは目的としない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明により製造される後面投影視野テスタの好ましい実施形態のブロック図を示す。
【図２】本発明の他の実施形態により製造される刺激投影システムのブロック図を示し、この刺激投影システムは、図１に示す刺激投影システムに代わり得る。
【図３】本発明により製造される後面投影視野テスタに使用するための、本発明により製造される投影スクリーンの好ましい実施形態の線図を示す。
【図４】本発明により製造される後面投影視野テスタの別の実施形態のブロック図を示す。

Claims (17)

1. 投影スクリーン、光源を投影スクリーンの第１の側に投影する刺激投影システム、背景光を投影スクリーンの第１の側に投影する背景投影システム、及び投影スクリーンを介して伝送される光を所定の位置に向ける、投影スクリーンの第２の側に配置される拡大レンズシステムを含む視野テスタ。
2. 刺激投影システムは、光源、投影レンズシステム、及びスキャナシステムを含む請求項１に記載の視野テスタ。
3. スキャナシステムは、ジンバル付き鏡を含む請求項２に記載の視野テスタ。
4. スキャナシステムは、光検出器を更に含む請求項２に記載の視野テスタ。
5. 背景投影システムは、実質的に均等な背景光を出力する光源を含む請求項３に記載の視野テスタ。
6. 刺激投影システムは、光を出力する光源、光出力を受け取るために配置される光ファイバシステム、及び光ファイバから投影スクリーンへの光出力を投影する投影レンズシステムを含む請求項１に記載の視野テスタ。
7. 投影レンズシステムは、刺激が投影スクリーンの広い領域にわたって焦点を合わせられるように十分長い所定の焦点深度を有する請求項６に記載の視野テスタ。
8. 投影レンズシステムの開口数は、所定の焦点深度を達成するために十分小さい請求項７に記載の視野テスタ。
9. 刺激投影システムは、光を出力する比較的小さい開口を有する光源と、開口から投影スクリーンに光出力を投影する投影レンズシステムとを含む請求項１に記載の視野テスタ。
10. 投影スクリーンは、レンズ素子及び拡散素子を含む請求項１に記載の視野テスタ。
11. レンズ素子は、フレネルレンズを含む請求項１０に記載の視野テスタ。
12. 投影スクリーンは、ホログラフィック拡散体を含む請求項１に記載の視野テスタ。
13. ＣＣＤカメラ、及び反射光を中継するレンズ群を更に含み、この反射光は、所定の位置に配置される患者の眼から反射され、かつＣＣＤカメラに拡大レンズシステムを介して伝送される請求項１に記載の視野テスタ。
14. ＣＣＤカメラからの像出力を表示するモニタを更に含む請求項１３に記載の視野テスタ。
15. 青色フィルタが青色刺激を発生させるために刺激投影システムの光路内に置かれ、かつ背景投影システムは黄色光源を含む請求項１に記載の視野テスタ。
16. 黄色光源は、黄色ＬＥＤを含む請求項１５に記載の視野テスタ。
17. 黄色光源は、白色光源と黄色フィルタを含む請求項１５に記載の視野テスタ。

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