JP2005523742A - 検眼測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】人の眼の特徴を、特に、球面屈折誤差を測定するための装置と方法とである。この装置は、各々が識別印し（３）を支持している複数の要素のアレイ（１）の記録されたホログラム（１４）を有している。再生されたホログラム（１４）が、人により見られたときに、前記印し（３）の各々は、異なる仮想距離のところに現れる。どの印し（３）が焦点に現れているかを示すことにより、球面屈折誤差と調節幅とが、決定される。また，前記方法を実施するための装置が説明されている。この装置は、また、シリンダーパワー並びに軸と両眼屈折誤差と立体視とを決定するのにも使用される。

Description

本発明は、人の眼の遠近調節幅（範囲）と球面屈折誤差とを同時に測定するための方法と装置とに関する。この方法と装置とは、シリンダーパワーと軸と（ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ａｘｉｓ）を予測し、双眼視を検査し、そして、立体視を検査するように広げられることができる。

人の眼の球面屈折誤差を測定するための主な方法は、人に物体を連続してディスプレイするようにし、どの目標物体が最もはっきりと見えるかを確認するように人の反応を得るようにしている。人の近視（ｓｈｏｒｔ−ｓｉｇｈｔｅｄｎｅｓｓ）又は遠視（ｌｏｎｇ−ｓｉｇｈｔｅｄｎｅｓｓ）の測定が行われる。この方法は、よく確立されており、めがね及びコンタクトレンズ用の矯正処方を決定するための基準として、長年に渡り検眼士によって使用されている。

大多数の人の球面屈折パワー（屈折異常を矯正するのに必要とされるレンズの度数）は、−５ディオプターと＋２．５ディオプターとの間にある。人の調節範囲（この範囲内で眼の屈折パワーが変更され得る）は、人の年齢に依存し、加齢とともに減じる。代表的に、１０歳の子供の調節幅は、１０ないし１４ディオプターであり、２０歳では、約９ないし１２ディオプターであり、４０歳では、４ないし６ディオプターの間であり、また、６０歳では、約１ディオプター以下である。

一般の方法の種々の調節にも係わらず、対象とする眼に対して異なる両眼転導での目的物体の同時の表示は、検眼士と対象物との両者にとっての検査処置を非常に簡単にしている。また、調節幅の測定結果が、同時に得られるのであれば、非常に有効である。眼のシリンダーパワーと軸とを予測するための簡単で迅速な処置は、提供されている。特に球面のバランスをとるために、両眼の屈折力を処理するように各眼に対して複両眼転導対象物体を与えることは、有効である。また、立体視を検査するために真の三次元目的物体を与えることは、非常に望ましい。

人間の眼の特徴を検査するための種々の光学的技術が、光学技術の進展と共に、発展してきている。１つの興味のある試みは、Ｏｃｃｕｌｕｓ Ｏｐｔｉｋｇｅｒａｅｔｅ ＧＭＢＨの名義のドイツ特許出願Ｎｏ．１９５１４６５６に記載されている。これに記載された発明は、眼の角膜の反射ホログラムを記録し、これを解析するためにデジタル化することである。

Ｔｒａｃｅｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＬＬＣの名義の国際公開Ｎｏ．ＷＯ２００２０１１６１２で開示されている他の試みは、眼を探針で検査するために光源を使用している。この方法では、網膜からの反射光が、異常屈折を決定するために分析される。

幾つかの技術は、正確な視力のために適正な角膜成形を決定するために、複合測定とコンピュータ分析とを使用している。このような技術は、Ｌａｒｒｙ Ｈｏｒｗｉｔｚの名義の国際公開ＷＯ１９９２０１４１７により説明されている。

上述された従来技術は、視力の解析と矯正とのために適用されている種々の光学技術を示している。しかし、これら技術は、一般的に複雑であり、身体に悪影響を及ぼす可能性がある。従って、非常に簡単で、身体に悪影響を及ぼさない技術が必要とされている。

本発明の目的は、人の目の球面屈折誤差を主観的に測定するための、迅速かつ容易な方法と、安価で持ち運びのできる装置とを提供することである。

他の目的は、調節幅を測定するための簡単な方法と装置とを提供することである。

さらなる目的は、人の目のシリンダーパワーと軸とを想定するための容易な方法を提供することである。

また、さらなる目的は、立体視を検査するための装置を提供することである。

さらなる目的は、以下の説明から明らかになるであろう。

一態様では、これは、単一で本当の最も広い形態となってはいないかも知れないが、本発明は、人の眼の球面屈折誤差を測定するための装置を備えている。この装置は、
印の三次元アレイの像波面を記録するためのホログラフィー要素と、
このホログラフィー要素が、患者が前記印の三次元アレイの再生された像を見るように、可視光の平面波面で前記ホログラフィー要素を照明する手段とを有し、
各印しは、対象物からの異なる知覚距離のところで見られる、対象物の眼の球面屈折誤差を測定する。

印しのアレイは、複数のラベルが−１０から０を介して＋５までの範囲を有する４×４のアレイを適切に有する。

さらなる態様において、本発明は、
対象物が、対象物から異なる知覚距離のところで、印しを支持した各要素を有する要素のアレイの再生されたホログラムを見させる工程と、
対象物が、はっきりと焦点が合っているように見られている１つ以上の印しを識別させる工程とを備えた、患者の人の眼の球面屈折誤差を測定する方法を有する。

この方法は、対象物が、眼の調節幅の測定をするように焦点が合っている印しの範囲を識別する工程をさらに有する。

本発明の他の態様において、印しのアレイは、放射ラインパターンを有する。放射パターンの近隣のライン間の分離角は、約１０°になるようにセットされている。さらに、本発明は、眼のシリンダーパワーと軸とを想定するための方法を有する。この方法は、ホログラムを見させる対象物が、適切に照明され、最もはっきりしたラインがみられるための２つの印しを識別させる。対象物の反応から、人のシリンダーパワーと軸とが、予測される。

さらなる態様における本発明は、両眼の球面バランスを容易にするように、各眼に２つのホログラムを示す。

さらなる態様では、本発明は、患者の立体視を検査するための装置内に設けられ、適切な三次元シーンを記録する大きなホログラムを有する。このホログラムは、これが、立体視を検査するのを可能にするように、両眼で同時に見られ得るほど大きく形成される。

本発明の異なる実施の形態の説明では、共通した参照符号が、特徴等を説明するように使用されている。

図１を参照すると、本発明を実施するために適した三次元目的物体１の一実施例が示されている。この物体は、一端面に、印し（ｉｎｄｉｃｉａ）３を各々が有するペグ（ｐｅｇｓ）２の４×４のアレイで形成されている。各印しは、以下に説明されるように、物体のホログラムを記録するために使用されるレンズに対して所定の異なる距離離れたところに位置されている。

これらペグの１つには、図１に示された好ましい実施の形態では、ゼロがラベルされている。残りのペグには、異なる印しがラベルされている。本発明者達は、これら残りのペグに、補正のために必要とされる球面屈折力を示し得る数字がラベルされると便利であることを発見した。ゼロのペグに最も近く隣接するペグには、−１及び＋１が、この次に最も近いペグには、−２及び＋２が、また、これと同様にラベルされている。これらペグの間の相対的な距離は、以下の表１に示された物体距離（ｏｂｊｅｃｔ ｄｉｓｔａｎｃｅ）‘ｕ’から得ることが可能である。

前記物体のホログラムを記録するための配置は、図２に示されている。この記録のための配置は、三次元物体のホログラムを記録するための一般的な配置である。この物体１は、ゼロのペグが２０Ｄレンズ４の焦点に位置された状態で位置されている。ヘリウム・ネオンレーザ５からのビームが、参照ビーム７と物体ビーム８とを形成するように、ビームスプリッター６によって分割される。この物体ビーム８は、コヒーレントな放射で物体１をペイントするように、ミラー９によって発散レンズ１０（ｆ＝１．２ｃｍ）を通って向けられる。前記参照ビーム７は、単一の空間モードが使用されるのを確実にするように、空間フィルター１１を通過する。コリメータレンズ１２が、ミラー１３によって再指向されたビームをホログラフィックの記録媒体１４へと集める。物体１からの散乱放射光が、２０Ｄレンズ４によって集められて、ホログラフィックの記録媒体１４に向けられている。前記参照ビームと物体ビームとの行路長が、記録平面（ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ｐｌａｎｅ）で整合されることを確実にするように注意しなければならない。散乱物体ビームと参照ビームとの間の干渉は、ホログラフィックのプレート（Ｓｌａｖｉｃｈ ＰＦＧ-０１Ｍ、又は、８Ｅ７５ Ａｇｆａ等）のようなホログラフィックの記録媒体１４に記録される。

Ａｇｆａ ８Ｅ７５のプレートは、５０％の透過に対して約５０μＪ/ｃｍ^２を必要とする。実施例での露光時間は、低出力レーザ（〜１ｍｗ）が使用された時に、約１時間であった。参照ビームの強度は、好ましい縞のコントラストを得るように、物体ビームの強度より多少大きくなるように、視覚的に調節された。記録されたホログラムは、位相ホログラムを得るように、コダックＤ１９現像液中で６分間現像され、反転漂白（１リットルの水中に、硫酸水素ナトリウム８０ｇ，重クロム酸カリウム５ｇ）中で４分間漂白された。

以下の表は、上述した配置の２０Ｄレンズに対して＋５．０Ｄないし−２．５Ｄの像の輻輳（ｉｍａｇｅ ｖｅｒｇｅｎｃｅｓ）に対応した物体距離‘ｕ’とラベルとを示している。

前記記録するための配置の拡大図が、図３に示され、尚、２０Ｄレンズによって記録される物体の知覚距離（ｐｅｒｃｅｉｖｅｄ ｄｉｓｔａｎｃｅｓ）を示している。例えば、−１、−２及び−３とがラベルされたペグは、５．１２８ｃｍ、５．２６３ｃｍ及び５．４０５ｃｍのところにそれぞれ位置されている。各ペグは、０．３３ｍ、０．５ｍ及び１ｍの虚像の深度でそれぞれ記録されている。記録されたホログラムが、これを記録するために使用されたのと同じ角度で参照ビームによって照明されると（図３を見よ）、記録された物体の波面１５は、これら距離で像を形成するように再生される。

しかし、本発明を実施するために、ホログラムは、記録された物体の波面の位相共役をもたらすように、図４に示されたような反対方向へと進行している逆参照ビーム１６によって照明される。眼１８は、ホログラムを見るために２０Ｄレンズ４の位置にほぼ位置されている。従って、人は、像が記録された物体の波面の前方への移動により空間に形成されているように、像を見る。ラベルのキャラクターの大きさは、像の約２０/２００の視力に応じて選択される。全体的なアレイの像は、±５°を占めている。眼は、様々な物体を見るようにごくわずかに回動しなければならず、これは、人によって無意識のうちになされている。ラベルの大きさは、必要であれば、視界を半分まで減じるように、２０/１００の視力まで減じさせることが可能である。

人によって明瞭に見られる像は、人の眼の遠近調節の範囲内に収まっている（ｆａｌｌ）像である。人によって（代数的に）見られた最も大きな数字は、この数字のラベルが、人によって最もリラックスした状態で見られている時の、球面屈折誤差に対応する。これは、球面パワー（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ）の測定を±０．２５Ｄと示している（ｇｉｖｅ）。

測定の精度を改良するために、＋０．２５Ｄ及び−０．２５Ｄレンズが、参照ビームの光路に位置されることは可能であり、２度目の測定（ａｎｏｔｈｅｒ ｃｈｅｃｋ）では、人によって明瞭に見られる最も大きな数字のラベルを形成する。これら測定から、人の球面屈折誤差は、±０．１２５Ｄ内に決定されることができる。人によって見られる数字の範囲は、遠近調節の範囲を示している。

本発明は、図５に示されている装置を使用して実用上の効果を得ることが可能である。中空で矩形のケース１９が、閉塞コンパートメント２０と駆動コンパートメント２１とに分けられている。このケース１９は、人の眼の前に位置される。駆動コンパートメント２１は、示されたように、ビームスプリッター２２を有している。このビームスプリッターは，透明であり、このために、人はホログラムが駆動されるまで、部屋の中の離れた目的物体/スクリーンを見ているときに、視覚をリラックスさせることが可能である。一方、ミラーが、器具の中を覗き込むような感覚を与え、人の眼の調節（器具近視）を誘発するかもしれない。側壁のウィンドゥ２３が、ホログラム１４を支持している。このホログラムは、図６に示されているように、隣接した光ボックス２５中に収容された照明システムからの平面波２４によって照明される。この照明システムは、レーザダイオード２６と、コリメータレンズ２７と、適切な角度でホログラム１４へと平面波２４を方向付けているビームステアリングミラー２８，２９とから構成されている。図５の構成では、ホログラムは、逆方向になるように反転されている。再生された波面は、ビームスプリッター２２によって、人の眼１８に向けて偏向される。従って、人は、キャラクターが人の前でフラッシュされたかのように見えるであろう。

本発明者達は、人の眼のシリンダーパワーと軸とが、以下の方法によって予測され得ると考えている。図１のペグのラベルが、ライン間の離間角度が約１０°の放射ラインパターンに換えられ、これのホログラムが、図２でのように記録される。そして、このホログラムは、図５に示された装置で使用される。ホログラムを見る人は、２つの印しを認識し、これら印しに対して、はっきりした複数のラインがみられる。前記シリンダー軸に沿って指向されたラインは、人の調節の範囲の一方の限界値で、はっきりと現らわれる。また、シリンダー軸に対して垂直なラインは、人の調節の範囲の他方の限界値で、はっきりと現らわれる。対象物の反応から、シリンダー軸の予測が、ポジティブ又はネガティブなシリンダーフォーマット（ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｆｏｒｍａｔ）の１０°以内に得ることができる。数字のラベルを見ている間の球面の調節の範囲と、放射ラインを見ている間の調節の範囲との差が、シリンダーパワーの大きさの測定を示すであろう（ｇｉｖｅ）。調節の範囲の両限界値で、シリンダー軸に沿った、又は、シリンダー軸に垂直なはっきりしたラインを見ている間に、ほとんどはっきり（ぼやけることなく）現れる近隣の複数のラインの数字は、シリンダーパワーの大きさを示しもするだろう。この方法は、様々なよせ運動（ｖｅｒｇｅｎｃｅｓ）で放射パターンを同時に与えるという独特な利点を提供する。

図５のケースは、駆動コンパートメント２１中でコンポーネントを再現することにより、両眼を同時に測定するように変形可能である。複数のコンパートメントを交互に動作させることにより、熟練者は、両眼の屈折を行うことが可能であろう。両眼の屈折において、人は、両目を開けたまま、一方、物体が一度に片目だけに示されることが可能である。両眼の球面のバランスを達するように、両眼は、人が各々の眼でキャラクター‘０’を明瞭かつ満足に見るまで矯正される。両眼の球面のバランスは、両眼の間に調節の安定を確実にするような満足できる視覚を提供する。

本発明の変形例が、立体視の問題を診断するために使用可能である。図７を参照すると、立体視を検査するために、本発明は、両眼（１８Ｌ，１８Ｒ）が物体のシーンから再生された波面を同時に受けるよう、十分大きなホログラムを形成するように設計されている。このようなホログラムを記録するために、長いコヒーレント長のレーザと、２０Ｄレンズの位置にある長い焦点距離のレンズとが、図２のセットアップの際に使用される。三次元物体は、立体視の測定のために適切にデザインし直される。このようなホログラムの使用は、一般に使用されている立体画（ｓｔｅｒｅｏｇｒａｍｓ）より優れている。一般に使用されている立体画は、物体シーンの単一な知覚を有するという制限のある三次元シーンを真似ている。このため、ホログラムは、物体シーンの忠実な三次元波面を再生する。人の深度知覚は、要素が近くに又は遠くに離れて見られるという人の指摘によって、容易に確認される。両眼の位置、瞳孔間の距離並びに両眼の収束は、ホログラムの動作に影響しない。

この明細書の全体に渡って、目的は、一実施例に、又は、特徴の特定のコレクションに本発明を制限することなく、本発明の好ましい実施の形態を説明するようになっている。

図１は、ホログラムを記録するために使用された特別な三次元物体を示している。 図２は、記録するための配置を示している。 図３は、サンプルの物体で記録するための配置の拡大した断面を示している。 図４は、再生の配置を示している。 本発明を実施するための装置を示している。 図５の装置のための照明システムを示している。 立体視を検査するための装置を示している。

Claims (14)

1. 印しの三次元アレイの像波面を記録するためのホログラフィー要素と、
   見られたときに、患者が前記印しの三次元アレイの再生された像を見るように、可視光の平面波面で前記ホログラフィー要素を照明する手段とを具備し、
   各印しは、対象物からの異なる知覚距離のところで見られる、対象物の眼の球面屈折誤差を測定するための装置。
2. 前記印しのアレイは、複数のラベルが−１０から０を介して＋５までの範囲を有する４×４アレイを有する請求項１の装置。
3. 前記印しのアレイは、放射ラインパターンを有する請求項１の装置。
4. 前記放射ラインパターンは、これの隣合うラインが約１０°の角度で離間している請求項３の装置。
5. 前記ホログラフィー要素は、立体視の検査を可能にするように両眼で同時に見ることが可能である大きなホログラムである請求項１の装置。
6. 対象物から異なる知覚距離のところで、印しを支持した各要素を有する要素のアレイの再生されたホログラムを見させる工程と、
   はっきりと焦点が合っているように見られている１つ以上の印しを識別させる工程とを具備する、患者の眼の球面屈折誤差を測定する方法。
7. 調節幅を与えるように、焦点が合っている印しの範囲を識別させる工程をさらに具備する請求項６の方法。
8. 両眼の球面バランスを容易にするように、対象物の各眼にホログラムを示す工程をさらに具備する請求項６の方法。
9. 放射ラインパターンの形状で印しを支持している要素のアレイの再生されたホログラムを見させる工程と、
   焦点が合うように見られている印しの領域の各端面のところで、前記要素にはっきりと見られる前記複数の放射ラインを識別する工程とを有する、対象物の人間の眼のシリンダーパワーと軸とを想定させる方法。
10. ケースと、
    このケースの一部内に形成され、また、印しの三次元アレイを記録するホログラム及びこのホログラムのところで対象物の視界を方向付けるビームスプリッターを備えた駆動コンパートメントと、
    前記ホログラムの再生のために、適切な角度でホログラムに、コリメートされた光を方向付ける隣接光源とを具備する、対象物の人の眼の特性を測定するための装置。
11. 前記ケースのさらなる部分内に閉塞したコンパートメントをさらに具備する請求項１０の装置。
12. 印しの三次元アレイを記録しているホログラム並びにこのホログラムのところで対象物の視界を方向付けるビームスプリッターを備えた第２の駆動コンパートメントと、
    対象物によって見られるために、前記第１の駆動コンパートメント又は第２の駆動コンパートメントを選択するための手段とを有する、双眼の屈折を測定するように構成された請求項１０の装置。
13. 請求項１２の装置の前記第１の駆動コンパートメントと第２の駆動コンパートメントとを交互に見るように対象物に指示する工程と、対象物が各々の眼に同等の視界を得るまで、各眼の視線路に複数のレンズを挿入する工程とを有する、両眼のバランスを保つ方法。
14. 両眼で要素のアレイの大きく再生されたホログラムを見せる工程を有し、各要素は、対象物から異なる知覚距離のところにあり、また、印しを支持しており、
    対象物から要素が、もしあれば、最も近くにあるように知覚され、最も遠くにあるように知覚されるかを対象物に識別させる工程を有する、対象物の立体視の問題を診断する方法。

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