JP2006055271A - 眼機能訓練装置および双眼鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 老視の被訓練者の眼機能を訓練することができる眼機能訓練装置および眼機能訓練機能を備えた双眼鏡を提供すること。
【解決手段】 被訓練眼に対して画像を表示する画像表示部と、画像表示部を、被訓練眼の少なくとも光軸方向に往復移動させる移動部と、移動部による画像表示部の往復移動における移動範囲の中心を被訓練者の眼の近点付近方向へ変化させる制御部とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、眼機能を訓練するための眼機能訓練装置および眼機能訓練機能を備えた双眼鏡に関し、特に老視の被訓練者の眼機能を訓練するための眼機能訓練装置および眼機能訓練機能を備えた双眼鏡に関する。

従来より、被訓練者の眼の毛様体筋の運動を促すことにより眼疲労を回復するための装置や眼機能訓練機能を備えた表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような装置では、左右の眼に対して、それぞれ画像を表示する表示器を備え、この表示器の虚像の位置を移動することにより、被訓練者の眼の毛様体筋の運動を促すことが行われている。
特開平８−２４３１３７号公報

しかし、前述した装置は、近視の被訓練者を想定したものである。したがって、被訓練眼の遠点を基準として、より遠方に焦点調節を促すように訓練を行う。そのため、被訓練者が近方が見辛く（近方を見るときの眼の調整力が衰えている）、遠方はよく見える、いわゆる老視である場合には、疲労感を与えてしまう。結果として、訓練効果が出にくいという問題がある。

本発明は、老視の被訓練者の眼機能を訓練することができる眼機能訓練装置および眼機能訓練機能を備えた双眼鏡を提供することを目的とする。

請求項１に記載の眼機能訓練装置は、被訓練眼に対して画像を表示する画像表示部と、前記画像表示部を、前記被訓練眼の少なくとも光軸方向に往復移動させる移動部と、前記移動部による前記画像表示部の往復移動における移動範囲の中心を被訓練者の眼の近点付近方向へ変化させる制御部とを備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の眼機能訓練装置は、請求項１に記載の眼機能訓練装置において、前記制御部は、前記移動部による前記画像表示部の往復移動の振幅と往復移動の速度との少なくとも一方をさらに変更させることを特徴とする。

請求項３に記載の眼機能訓練装置は、請求項１に記載の眼機能訓練装置において、ユーザによるモード設定の操作を受け付けるモード受付部をさらに備え、前記制御部は、前記移動部による前記画像表示部の往復移動のパターンを、予め複数種類記憶し、前記モード受付部が受け付けたモードにしたがって、前記往復移動のパターンを変更させることを特徴とする。

請求項４に記載の双眼鏡は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の眼機能訓練装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、老視の被訓練者の眼機能を訓練することができる眼機能訓練装置および眼機能訓練機能を備えた双眼鏡を提供することができる。

＜第１実施形態＞
以下、図面を用いて本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の眼機能訓練装置の構成および外観を示す図である。
眼機能訓練装置１は、図１に示すように、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）型であり、不図示の頭部固定部を有し、使用時には使用者（眼機能訓練装置１の被訓練者であり、以下、「被訓練者」と称する。）の頭部に固定される。

頭部固定部は、例えば、眼機能訓練装置１内の各構成要素を支持し、かつ被訓練者の頭部に装着可能なヘルメットなどである。
被訓練者は、この眼機能訓練装置１を頭部に支持した状態で、後述する表示器を目視することにより眼（以下、「被訓練眼」と称する。）の毛様体筋の訓練を行うことが可能である。

また、図１に示すように、眼機能訓練装置１は、被訓練眼に対して画像を表示する画像表示部２、制御部３、ミラー４を備える。制御部３は、ＣＰＵおよびその動作に使用されるメモリを備えた回路などからなる。
さらに、眼機能訓練装置１は、被訓練者による操作を受け付けるボタンなどの操作部５を設ける。操作部５は、眼機能訓練装置１の本体に設けられても良いし、リモートコントローラとして外部に設けられても良い。

画像表示部２は、表示器７、凸レンズ８、表示器移動機構９、モータ１０を備え、被訓練眼に近いほうから順に、凸レンズ８、表示器７が配置される。
画像表示部２内の表示器７およびモータ１０には、制御部３の出力がそれぞれ接続される。
表示器７は、小型液晶ディスプレイなど、訓練用の画像などを表示することができる表示器である。なお、表示器７からの光束は、凸レンズ８において平行光束に近い状態に変換されてからミラー４で反射され、被訓練眼に入射するので、被訓練者には、表示器７は実際の位置よりも遠方にあるように見える。

また、表示器７は、表示器移動機構９およびモータ１０により被訓練眼の光軸方向（図１矢印ａの方向）に往復移動可能である。以下では、表示器７の配置位置などについて説明する際、被訓練眼から見た表示器７の見かけの配置位置に着目して説明を行う。なお、被訓練眼と表示器７とを結ぶ光路は、図１に示すように、ミラー４により直角に曲げられているので、表示器７を図１矢印ａの方向に往復移動させることと、表示器７を被訓練眼の光軸方向に往復移動させることとは等価である。なお、被訓練眼の光軸は、被訓練眼の視軸と同じである。

眼機能訓練装置１は、以上説明した画像表示部２を左右の被訓練眼用にそれぞれ備える。
第１実施形態において、表示器７に表示されるのは、訓練用の画像である。訓練用の画像とは、被訓練者が認知しやすく、しかも視線の定まりやすい位置（中心付近）に、前後（近方から遠方、または遠方から近方）に移動しても違和感の無いような注目絵図（例えば、飛行機、自動車など、前後移動可能なものの絵図）が配置された画像である。

また、訓練用の画像において、注目絵図の背景はできる限りちらつか無いよう、ほぼ一様な背景（例えば、平原、山、海など）である。この背景は、被訓練者がリラックスできるよう、なるべく自然の風景に近いことが好ましい。
さらに、第１実施形態において、表示器７に表示される画像は、左右両眼で目視することにより、被訓練者が立体感を得ることができる画像（以下、「立体視用の画像」と称する。）であっても良い。

なお、以上説明した訓練用の画像は、訓練動作のプログラムと共に、制御部３内の不図示のメモリに予め格納されている。
なお、表示器７、制御部３、ミラー４は、請求項の「画像表示部」に対応し、制御部３、表示器移動機構９、モータ１０は、請求項の「移動部」に対応する。また、制御部３は、請求項の「制御部」に対応し、制御部３、操作部５は、請求項の「モード受付部」に対応する。

以上説明した構成の眼機能訓練装置１の動作について、老視の眼機能訓練を行う際の各部の動作について、図２を用いて説明する。図２は、第１実施形態における表示器７の配置位置の変化のパターンを示す図である。このようなパターンは、予め制御部３内の不図示のメモリに記録されている。
まず、制御部３は、表示器７に眼機能訓練用の画像を表示する。そして、制御部３はモータ１０および表示器移動機構９を制御して、図２にしたがって、表示器７の位置を変更して、眼機能訓練を行う。以下では、表示器７の配置位置を説明する際に、被訓練眼を基準とした表示器７の位置を、屈折力を用いて表す。

図２中の横軸は時間の経過を示し、縦軸は表示器７の配置位置を示す。縦軸の０点は、被訓練眼の遠点を示す。遠点は、予め測定するようにしても良いし、統計的に平均と考えられる値を採用しても良い。
制御部３は、図２に示すように、点０を往復移動における移動範囲の中心として表示器７を往復移動し、往復移動における移動範囲の中心Ｃを徐々に被訓練者の眼の近点付近方向へ変化させる。なお、表示器７を被訓練眼に対してもっとも近づける位置は、被訓練眼の近点付近とするのが好ましい。近点は、前述した遠点と同様に、予め測定するようにしても良いし、統計的に平均と考えられる値を採用しても良い。

この際、表示器２の移動速度は、公知技術の眼機能訓練装置と同様に、０．２５Ｄｐ／秒程度が好ましい。また、往復移動の振幅は一定とし、公知技術の眼機能訓練装置と同様に、０．５Ｄｐとする。
このように表示器７を往復移動させながら、往復移動における移動範囲の中心を被訓練者の眼の近点付近方向へ変化させることにより、被訓練眼はより近方に焦点調節が促される。したがって、老視の被訓練者が見辛いと感じる近方において、被訓練眼の毛様体筋の弛緩と緊張とを繰り返し促して、被訓練眼の調節機能を訓練することができる。

さらに、往復移動のパターンの他の例について説明する。
制御部３は、例えば、図３にしたがって、表示器７の位置を変更して、眼機能訓練を行うようにしても良い。すなわち、図３に示すように、点０を往復移動における移動範囲の中心として表示器７を往復移動し、中心Ｃを一定時間変更せず、その後に、徐々に被訓練者の眼の近点付近方向へ変化させる。そして、被訓練眼に対して表示器２をもっとも近づける位置まで変更した後に、再び中心Ｃを一定とする。

この際、表示器２の移動速度は略一定とし、公知技術の眼機能訓練装置と同様に、０．２５Ｄｐ／秒程度が好ましい。また、往復移動の振幅も一定とし、公知技術の眼機能訓練装置と同様に、０．５Ｄｐとする。
このように表示器７を往復移動させながら、往復移動における移動範囲の中心を一定時間変更せず、その後に、徐々に被訓練者の眼の近点付近方向へ変化させ、さらに一定とすることにより、被訓練眼に対する負荷を軽減しつつ、訓練を行うことができる。

また、制御部３は、例えば、図４にしたがって、表示器７の位置を変更して、眼機能訓練を行うようにしても良い。すなわち、図４に示すように、点０を往復移動における移動範囲の中心として表示器７を往復移動し、中心Ｃを徐々に被訓練者の眼の近点付近方向へ変化させつつ、往復移動の振幅も変更する。
この際、表示器２の移動速度は、中心Ｃの変更と振幅の変更に応じて加速あるいは減速する。

このように表示器７を往復移動させながら、往復移動における移動範囲の中心を徐々に被訓練者の眼の近点付近方向へ変化させ、さらに往復移動の振幅も変更することにより、被訓練眼に対してランダムな刺激を与えることができる。そのため、被訓練者は飽きることなく効果的な訓練を繰り返すことができる。
なお、図２から図４で説明した各往復移動のパターンを予め制御部３内の不図示のメモリに記憶しておき、操作部５を介したユーザ操作に応じて、いずれかのパターンにしたがって、表示器７を移動するようにしても良い。また、被訓練者を含むユーザにより好みのパターンを設定（モード設定）可能にしても良い。

また、図２から図４で説明したパターン以外にも、往復移動における移動範囲の中心を被訓練者の眼の近点付近方向へ変化させつつ、往復移動の振幅と往復移動の速度との少なくとも一方をさらに変更させるどのようなパターンを採用しても良い。さらに、往復移動における移動範囲の中心、往復移動の振幅、往復移動の速度をどのようなタイミングでどの程度変更するかをユーザにより設定可能にしても良い。

以上説明したように、第１実施形態によれば、被訓練眼に対して画像を表示しつつ、表示器７を、被訓練眼の光軸方向に往復移動させる移動させ、さらに、表示器７の往復移動における移動範囲の中心を被訓練者の眼の近点付近方向へ変化させる。したがって、近方が見辛く、遠方はよく見える老視の被訓練者の眼機能を訓練することができる。
また、第１実施形態によれば、表示器７の往復移動の振幅と往復移動の速度との少なくとも一方をさらに変更させる。したがって、被訓練者に合わせた訓練を行うことができ、また、被訓練者を飽きさせることなく効果的な訓練を繰り返し促すことができる。

また、第１実施形態によれば、表示器７の往復移動のパターンを、予め複数種類記憶し、操作部５を介したユーザ操作を受け付けると、ユーザ操作にしたがって、往復移動のパターンを変更させる。したがって、ユーザが所望する訓練を手軽に行うことができる。
なお、第１実施形態では、図１に示すようなヘルメット型の形態の眼機能訓練装置１を用いて説明を行ったが、被訓練者の頭部に係止可能であれば、卓上などに置いて使用する型やメガネ型などどのような形状であっても良い。

また、第１実施形態の眼機能訓練装置１の制御部３が行った各動作を、眼機能訓練装置と接続した外部のコンピュータの制御部により実現するようにしても良い。
＜第２実施形態＞
以下、図面を用いて本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第１実施形態で説明した眼機能訓練装置１が行う眼機能訓練を行う機能を備えた双眼鏡５０を用いて説明を行う。

図５は、第２実施形態の双眼鏡５０の内部構成図およびＡＡ断面図である。
双眼鏡５０は、図５０の内部構成図に示すように、左接眼レンズ１７、右接眼レンズ１８、左対物レンズ１９、右対物レンズ２０、左兼用レンズ２１、右兼用レンズ２２、倒立像を正立像にする左正立プリズム２５および右正立プリズム２６を備える。
さらに、双眼鏡５０は、図５に示すように、眼機能訓練用の画像を表示する左表示部２７および右表示部２８、左表示部用結像レンズ２９、右表示部用結像レンズ３０（不図示）を備えるとともに、左反射ミラー３１および右反射ミラー３２を備える。左表示部２７および右表示部２８は、小型液晶ディスプレイなどの表示器であり、左接眼レンズ１７および右接眼レンズ１８と左対物レンズ１９および右対物レンズ２０とを結ぶ光路から分岐された光路上に設けられる。

また、左反射ミラー３１および右反射ミラー３２は、左接眼レンズ１７および右接眼レンズ１８と左対物レンズ１９および右対物レンズ２０とを結ぶ光路上で、かつ、左表示部２７および右表示部２８と左接眼レンズ１７および右接眼レンズ１８とを結ぶ光路上に設けられ、光路に導く光束を左右同時に切り替える光学素子である。左反射ミラー３１および右反射ミラー３２は、不図示のミラー駆動部により、左接眼レンズ１７および右接眼レンズ１８と左対物レンズ１９および右対物レンズ２０とを結ぶ光軸上に同時に出し入れ可能である。図５中矢印ｂに示すように、光軸上に出し入れすることにより、双眼鏡による観察と、眼機能訓練とを切り替え可能である。

また、左兼用レンズ２１および右兼用レンズ２２は、図５中矢印ａの方向に移動可能であり、双眼鏡５０により観察を行う際の焦点調節に用いられるとともに、眼機能訓練の際には、第１実施形態の眼機能訓練装置１の表示器移動機構８として用いられる。
すなわち、前述した左反射ミラー３１および右反射ミラー３２を光軸上に挿入して、左表示部２７および右表示部２８（第１実施形態の表示器７に対応する）からの光束を被訓練眼に導いている際に、左兼用レンズ２１および右兼用レンズ２２を、図５中矢印ａの方向に移動すると、被訓練眼に対して表示される画像の位置を、被訓練眼の光軸方向に移動することができる。

双眼鏡５０の不図示の制御部は、第１実施形態の眼機能訓練装置１の制御部３による表示器移動機構８の制御と同様に、左兼用レンズ２１および右兼用レンズ２２を制御する（図２から図４参照）。したがって、第１実施形態と同様に、被訓練眼の毛様体筋の弛緩と緊張とを繰り返し促して、被訓練眼の調節機能を訓練することができる。
以上説明したように、第２実施形態によれば、双眼鏡５０に、第１実施形態で説明した眼機能訓練装置１の機能を備えることにより、双眼鏡を使用する際に、手軽に眼機能を訓練することができる。特に、第２実施形態によれば、双眼鏡が一般的に備える構造を応用して、眼機能訓練動作を行うので、一般的な双眼鏡の大きさと略同等であり、手軽に眼機能の訓練を行うことができる。

なお、第２実施形態では、双眼鏡５０を用いて説明を行ったが、接眼レンズおよび対物レンズを一つずつ備える望遠鏡に適用しても良い。
なお、第１実施形態および第２実施形態では、被訓練眼に対して表示される画像の位置を被訓練眼の光軸方向に移動する例について説明したが、光軸方向への移動と同期して、輻輳方向にも移動するようにしても良い。輻輳方向にも移動することにより、被訓練者は、より自然な状態で、訓練を行うことができる。

また、第１実施形態および第２実施形態では、被訓練者が老視である場合を想定した眼機能訓練を行う例を示したが、画像の往復移動のパターンを変更することにより、被訓練者が近視である場合の眼機能訓練をさらに行うようにしても良い。この場合、画像を被訓練者の遠点から、遠点よりさらに遠方への移動することにより、被訓練者が近視である場合も訓練を行えるようにする。さらに、これらの切り替えを行えるようにしても良い。また、本発明は、被訓練者が遠視の場合にも眼の調整力を訓練することが可能である。

第１実施形態の眼機能訓練装置１の構成および外観を示す図である。 第１実施形態における表示器７の配置位置の変化のパターンを示す図である。 第１実施形態における表示器７の配置位置の変化の別のパターンを示す図である。 第１実施形態における表示器７の配置位置の変化の別のパターンを示す図である。 第２実施形態の双眼鏡５０の内部構成図およびＡＡ断面図である。

符号の説明

１ 眼機能訓練装置
２ 画像表示部
３ 制御部
４ ミラー
５ 操作部
７ 表示器
８ 凸レンズ
９ 表示器移動機構
１０ モータ
１７ 左接眼レンズ
１８ 右接眼レンズ
１９ 左対物レンズ
２０ 右対物レンズ
２１ 左兼用レンズ
２２ 右兼用レンズ
２５ 左正立プリズム
２６ 右正立プリズム
２７ 左表示部
２８ 右表示部
２９ 左表示部用結像レンズ
３０ 右表示部用結像レンズ
３１ 左反射ミラー
３２ 右反射ミラー
５０ 双眼鏡

Claims (4)

1. 被訓練眼に対して画像を表示する画像表示部と、
   前記画像表示部を、前記被訓練眼の少なくとも光軸方向に往復移動させる移動部と、
   前記移動部による前記画像表示部の往復移動における移動範囲の中心を被訓練者の眼の近点付近方向へ変化させる制御部と
   を備えたことを特徴とする眼機能訓練装置。
2. 請求項１に記載の眼機能訓練装置において、
   前記制御部は、前記移動部による前記画像表示部の往復移動の振幅と往復移動の速度との少なくとも一方をさらに変更させる
   ことを特徴とする眼機能訓練装置。
3. 請求項１に記載の眼機能訓練装置において、
   ユーザによるモード設定の操作を受け付けるモード受付部をさらに備え、
   前記制御部は、前記移動部による前記画像表示部の往復移動のパターンを、予め複数種類記憶し、前記モード受付部が受け付けたモードにしたがって、前記往復移動のパターンを変更させる
   ことを特徴とする眼機能訓練装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の眼機能訓練装置を備えたことを特徴とする双眼鏡。
   

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