JP2007097707A - 近用視標呈示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 近見視力検査および調節力検査において、正確な距離測定ひいては正確な加入度を算出できる近用視標呈示装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 被検眼の近用の視機能を検査するために近用視標を呈示する近用視標呈示装置において、近用視標を呈示する視標呈示装置本体であって、被検者が手で把持して移動可能な筐体を持つ視標呈示装置本体と、被検眼と前記近用視標との距離を測定するために超音波を送信する超音波送信部及び超音波を受信する超音波受信部と、前記超音波受信部の受信信号に基づいて被検眼に対する近用視標の呈示距離を求める距離計測手段と、計測された距離を表示又は出力する表示・出力手段とを備え、前記超音波送信部又は超音波受信部の一方を被検者が装用する眼鏡や検眼用テストレンズを交換可能な仮枠に設け、他方を前記視標呈示装置本体に備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、被検眼の近用の視機能を検査するために近用視標を呈示する近用視標呈示装置に関する。
近用視標を呈示する装置においては、超音波送信部及び超音波受信部を視標呈示装置側に一体的に設け、超音波の送受信面を被検者の顔面に正対させることにより、被検眼と視標との距離を測定しているものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この装置においては、視標呈示装置側に設けられた超音波送信部から超音波を送信させ、被検者の顔で反射された超音波を受信部で受信することにより、被検眼と視標との距離が計測される。
特開2000−325309号公報
しかしながら、従来装置においては、超音波の送受信面を被検者の顔に正対させないと、被検眼から離れた顎等の顔部分や体部分から超音波が反射されて来るため、距離測定に誤差を含みやすかった。特に、被検者自身が視標呈示装置本体を手に把持して移動させる場合には、視標呈示面にある超音波送受信面を正確に顔と正対させることは難しい。さらに、超音波の反射を利用する場合、目的とする距離の往復に要する時間を計測するので、これも誤差を含みやすい要因となっていた。また、従来装置においては被検者の望む近業距離における加入度を適切に算出することは行われていなかった。
本発明は、上記問題点に鑑み、近用視標の呈示距離をより正確に測定することができ、適切な加入度の算出が可能となる近用視標呈示装置を提供することを技術課題とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
(1) 被検眼の近用の視機能を検査するために近用視標を呈示する近用視標呈示装置において、近用視標を呈示する視標呈示装置本体であって、被検者が手で把持して移動可能な筐体を持つ視標呈示装置本体と、被検眼と前記近用視標との距離を測定するために超音波を送信する超音波送信部及び超音波を受信する超音波受信部と、前記超音波受信部の受信信号に基づいて被検眼に対する近用視標の呈示距離を求める距離計測手段と、計測された距離を表示又は出力する表示・出力手段とを備え、前記超音波送信部又は超音波受信部の一方を被検者が装用する眼鏡や検眼用テストレンズを交換可能な仮枠に設け、他方を前記視標呈示装置本体に設けたことを特徴とする。
(2) (1)の近用視標呈示装置において、前記超音波送信部は被検者が装用する眼鏡又は仮枠に設けられ、前記超音波受信部は前記視標呈示装置本体の上下方向に複数個設けられ、前記距離計測手段は、前記超音波受信部の各々から得られる距離と前記近用視標に対する各受信部の配置距離とに基づいて、被検眼に対する近用視標の呈示距離を求めることを特徴とする。
(3) (2)の近用視標呈示装置において、前記近用検査視標は視標呈示面に複数個配置された構成であると共に、近用視標呈示装置は被検者に呈示する近用視標を選択する視標選択手段を備え、前記距離計測手段は、前記超音波受信部の各々から得られる距離と、前記視標選択手段による選択信号と、各近用視標に対する各受信部の配置距離とに基づいて、前記視標選択手段により選択された近用視標の呈示距離を求めることを特徴とする。
(4) (1)の近用視標呈示装置において、前記視標呈示装置本体は両眼開放視機能検査のための検査視標を呈示可能であり、前記視標呈示装置本体に設けられる前記超音波受信部又は超音波送信部は、前記検査視標の位置から両眼の融像刺激となることを回避する距離で配置されると共に、略水平方向に配置されていることを特徴とする。
(5) (1)〜(4)の何れかの近用視標呈示装置は、さらに前記視標呈示装置本体の移動により近用視標が明視できる限界の近点位置に達したときの近点距離を前記距離計測手段に計測させた後、被検者の所望する近業目的位置に前記視標呈示装置本体を移動させたときの近業距離を前記距離計測手段に計測させる信号を入力する計測信号入力手段と、前記近点距離に基づいて被検眼の調節力を演算し、該調節力と計測された近業距離とに基づいて加入度を演算する演算制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、近用視標の呈示距離をより正確に測定することができ、適切な加入度の算出が可能となる。
本発明の実施形態を、図面を用いて以下に説明する。図1は近用視標を備える近用視標呈示装置の外観概略構成図であり、図2は本装置の制御系ブロック図である。
1は近用視標呈示装置本体であり、被検者が手で把持して移動できるサイズの筐体を持つ。装置本体1は、被検者にとって扱いやすいサイズとして、20〜30cm四方程度である。装置本体1には、近用視標7を呈示するための視標窓6、近用視標7に対して本体1の上側に配置された第1超音波受信部3a及び下側に位置する第2超音波受信部3b、被検者にとって視標の見え方がぼける位置を図2に示すメモリ4aに記憶させる近点距離記憶スイッチ4、近業目的距離をメモリ5aに記憶させる近業目的距離記憶スイッチ5、等が配置されている。視標窓6のサイズは、4cm四方程度である。なお、視標7は図3に示すように、円盤状の視標板7に描かれたランドルト環の視力値視力7a、両眼開放視機能検査用の十字斜位テスト視標7b、不等像視テスト視標7cなどによって構成される(検査視標7は、他の種類も用意されているが、ここでは図示を略している)。これらの視標7a、7bおよび7c等が描かれた視標板8は、回転軸9を中心に回転可能に構成されており、視標窓6に選択的に必要な近用視標7が切換え配置される。視標板8の回転機構は、モータ等により構成される駆動機構で構成できる他、手動で回転させる構成でも良い。
被検者は、検眼用のテストレンズ12の着脱が可能な仮枠11を装用している。仮枠11は、図4に示すように、仮枠のブリッジ部11cに超音波送信部14、超音波送信のタイミングを赤外線受光部2に与える赤外線LED13が取り付けられている。LED13の発光と同時に送信部14より超音波が送信される。なお、赤外線の発光および超音波の送信は、仮枠11に備わる図示なきスタートスイッチにより開始される。超音波の速度に比較して赤外光の速度は桁違いに速いため、LED13の発光と受光部2による検出は近似的に同時と見なすことができる。受光部2が赤外光を検出した瞬間より、超音波受信部3aおよび3bのそれぞれが超音波を受信するまでの時間差を計測することで、送信部14と受信部3aおよび3bまでの距離が、後述する制御部50により算出される。また、本実施例ではLED13を仮枠11側に、受光部2を本体1側に設けたが、これに限るものではない。LEDを本体1側に、受光部を仮枠11側に設けてもよい。このとき、受光部側が赤外光を受光した瞬間に超音波の送信を行えばよい。超音波による距離測定は10〜100cmまでは十分に可能で、その分解能は1cmである。
なお、上記構成において超音波は送信部14から送信されるが、この送信は、仮枠11に備わる図示なき電源スイッチをON状態にする操作により開始され、例えば1秒間に数回程度断続的に行われる。送信部14及びLED13への電力供給はボタン電池などのバッテリで可能である。また、この実施形態では、LED13と受光部2を利用することで、本体1と仮枠11側の送信部14とをワイヤレスで構成したが、これらをケーブルで接続するときはLED13と受光部2を無くすことができる。
また、装置本体1はケーブル21によりコントローラ20と接続されている。図2に示すように、コントローラ20は、加入度検査プログラムを開始するためのスタート信号入力スイッチ31、被検眼Eと視標7との測定距離を表示する表示部33、近業目的距離を表示する表示部34、制御部50により算出した加入度数を示す右眼加入度数表示部37a、左眼加入度数表示部37b、視標切替機構9に対して視標7の切替を指示する視標切替指示部38、検査を行っている被検眼(右眼、左眼、両眼のいずれか)を指定する測定眼指定スイッチ39、被検眼Eと視標7間の距離を40cmとほぼ一定に保つように図示なきスピーカにより指示をさせる視力視標用距離保持スイッチ51、加入度検査時に被検眼に負荷した度数を入力するダイヤルスイッチ52、ダイヤルスイッチ52で入力された度数を表示する表示部53により構成されている。この実施形態では、コントローラ20は近用視標呈示装置の専用として構成したが、電動レフラクター(矯正用の光学素子を検眼窓に切換え配置する自覚式検眼装置)が持つコントローラを使用する構成も可能である。この場合は、距離測定の結果を電動レフラクターのコントローラにケーブル通信又はワイヤレス通信で出力するデータ出力部を装置本体1に設ければ良い。
次に、超音波受信部3a,3bと視標7の配置関係、視標7と被検眼との距離測定について説明する。近用視標7は、両眼開放視機能検査用の十字斜位テスト視標7b、不等像視テスト視標7cを含む。これらの視標による両眼開放視機能検査では、左右眼に偏向板を配置し、左右眼で異なる視標を見させて検査するものである。この両眼開放視機能検査時に、視標窓6の近傍にデバイス等の目立つ物体が存在すると、これが融像刺激となり、被検者の意識が視標に集中しづらく検査に支障をきたす場合がある。したがって、超音波受信部3a,3bは、融像刺激となることを回避するために、視標7の近傍に位置しないことが好ましい。本実施形態では、視標窓6に配置される視標7の中心から半径7cm以上離して超音波受信部3a,3b及び他のデバイスを配置している。この距離は、少なくとも5cm以上とすることが好ましい。
ここで、視標7の近傍に超音波受信部を配置せず、両者間の距離が離れる分、1つの受信部3aと送信部14間の実測距離では、視標7と送信部14(被検眼)との間の距離に対する誤差が発生しやすくなる。さらに、本体1の前後方向の傾斜によって、例えば、図1における送信部14と上側受信部3a間の距離のみを検出するのでは、送信部14(被検眼)と視標7間距離に対して誤差が発生する。
このような誤差を解消して正確に被検眼と検査視標との距離を測定するために、図1の実施形態では上側受信部3aのみならず、視標7より下側に受信部3bを設けている。なお、この実施形態では、視標7の中心に対する受信部3aと受信部3bを等距離としている。
図5は、視標7と被検眼との距離測定について説明する図である。図5において、7Tは視標7の中心を示す。視標中心7Tに対する受信部3a及び3bの距離をそれぞれD1、D2とする。また、送信部14と受信部3aとにより計測される距離をL1、送信部14と受信部3bとにより計測される距離をL2とする。ここでD1とD2が等距離Dとすると、視標中心7Tと送信部14との距離L0は、次の式により求められる。
Figure 2007097707
上記の式1において実際の測定では、視標中心7Tと送信部14との距離L0以外は測定値もしくは既知のため、距離L0が制御部50により算出される。測定において最終的に知りたい距離は被検眼Eと視標7までの距離である。一般的に眼鏡装用者の角膜表面から、装用している眼鏡レンズ裏面までの距離は12mmとされている。このため、被検眼Eと視標7との距離をより正確に算出する上では、距離L0に送信部14と被検眼Eとの距離Le(1cm)を加味して演算することが好ましい。
なお、上記の実施形態では視標中心7Tに対する受信部3a及び3bの距離を等距離Dとして上記の式1により距離L0を求めるものとしたが、両者が異なる距離D1,D2の場合であっても、数学的に距離L0を求めることができる。
次に、上記のような構成において、近用検査における加入度測定の動作を説明する。まず、どの被検眼で検査を行うかを測定眼指定スイッチ39で入力する。片眼検査の場合、被検眼でない眼の側には、仮枠11の交換レンズ挿入部11aに遮蔽を施す。また、被検眼には遠用処方による矯正度数のレンズを挿入しておく。
スタートスイッチ31を押して、加入度測定プログラムの検査開始のスタート信号を入力する。次に、被検者は装置本体1を移動して、調節力テストを開始する。なお、検査窓6には、視力値視標7aを配置しておく。視標の呈示位置は、例えば、被検眼の前40cmから開始する。被検者が装置本体1を移動すると、視標の呈示距離が表示部33に表示される。すなわち、超音波送信部14から送信された超音波は受信部3a,3bに受信され、また、LED13から発せられた赤外光が受光部2に受光され、これらの受信信号を基に前述した計測方法により被検眼と視標との距離が制御部50により算出され、その距離が表示部33に表示される。検者は表示部33を確認して40cmのところに移動するように指示し、この位置で視標7aの視力値0.5〜0.7が明視できることを被検者に確認する。被検眼の前40cmで明視できない場合、2.5D(ディオプタ)の凸球面レンズをレンズ仮枠11に入れ、この度数をダイヤルスイッチ52により入力する。
続いて、被検者は装置本体1を適度な速さで被検眼Eに近づける。ここでは調節力を算出するための近点距離を計測する。被検者は、視標7を被検眼Eに近づけていき、視標の見え方がぼけたとき、装置本体位置1を保持しながら近点距離記憶スイッチ4を押す。スイッチ4を押した位置における被検眼Eと視標7間の距離は制御部50により算出され、近点距離記憶メモリ4aに記憶される。
次に、近業目的距離(例えば、読書をする際の眼から本までの距離)を計測する。被検者は、所望する近業目的距離に装置本体1を移動させ、近業目的距離記憶スイッチ5を押す。このスイッチ信号により近業目的距離が制御部50によりメモリ5aに記憶される。近業目的距離が制御部50によりメモリ5aに記憶されると、制御部50は加入度を以下のようにして求める。
まず、制御部50は、メモリ4aに記憶された近点距離をL(m)とし、以下の式により、ディオプタ値に換算された仮の調節力Fiを算出する。
Fi=1/L
ここでの仮の調節力Fiとは、真の調節力に仮の加入度数を加えた値を言う。上記のFiから仮枠11に装着されたレンズ12のディオプタ値、つまり仮の加入度数を引くことで真の調節力Frが算出される。例えば、ダイヤルスイッチ52により2.5D(ディオプタ)の凸球面レンズを装用した場合、Fr=Fi−2.5 という関係が成り立つ。
次に、制御部50は、真の調節力Frと、メモリ5aに記憶した近業目的距離N(m)を、以下の式に代入して加入度数Addを演算する。
Add=(1/N)−Fr×α (αは1/2または2/3)
ここで、適切な加入度を処方する際には、被検眼が持つ調節力を全て使うのではなく、調節力の1/2または2/3を使わせる(調節力を残す)ことが良いため、係数αを1/2または2/3として加入度を計算する。算出された加入度は、表示部37の該当箇所(例えば、右眼の測定なら37a)に表示される。以上の手順を、両眼視、片眼視の両方の状態で行う。
視標窓6に視力視標7aを呈示して近用視力検査を行う場合を説明する。なお、視標7aのランドルト環は被検眼Eの眼前40cmを想定したサイズとなっている。被検眼Eと視標7a間の距離を40cmとするために、視力視標用距離保持スイッチ51を押す。被検眼Eと視標7a間の距離が40cmとなっていない場合、装置本体1に備わる図示なきスピーカにて「視標を近づけて(または、遠ざけて)下さい。」と指示があり、その指示に従うことで被検眼Eと視標7a間の距離をほぼ一定に保ち、正確な近用視力検査を行うことができる。
以上の実施形態では、装置本体1の上下方向の傾斜があっても正確に視標までの距離を測定するために、超音波受信部(3a、3b)を複数個設けたが、これに限るものでは無い。例えば、図6に示すように、装置本体1にの視標窓6に呈示される視標7を中心とした水平方向R2の近傍位置で、且つ両眼開放検査時に融像刺激とならない距離dだけ視標7から離した位置に、受信部63を設けた構成でも良い。この場合、被検者の手65により本体1を把持して本体1が上下方向に傾斜しても、受信部63の上下方向の位置は視標7の位置と変わらず、正確な距離が測定できる。ここで、視標7に対する受信部63の配置距離dを長くすると、受信部63と送信部14間の実測距離では、視標7と送信部14(被検眼)との間の距離に対する誤差が発生しやすくなるが、距離dは設計的に既知であるので、受信部63と送信部14間の実測距離を距離dとの関係で補正して被検眼から視標7までの距離を求めれば良い。
なお、水平方向の傾きについては、被検者が手で本体1を保持するとしても、通常、被検者に対して正対するので影響は少ない。水平方向の傾きについても考慮する場合は、両眼開放検査時に融像刺激とならない距離だけ視標7から離した位置64に受信部を設ければ良い。
また、図6のように受信部を1個とするときは、受信部63を図1の仮枠11側に設け、送信部13を本体1側に設ける構成としても良い。
また、超音波送信部14及びLED13等は仮枠11に固定的に設けるのでは無く、着脱式のユニットに配置するこもできる。例えば、図7に示すように、超音波送信部14及びLED13をクリップ型の着脱ユニット70に配置し、この着脱ユニット70を仮枠11の左右レンズ枠のブリッジに取り付ける。また、この着脱ユニット70を使用する場合は、被検者が装用している眼鏡にも超音波送信部14等を設けることが可能となる。
また、上記では装置本体1に1個の近用視標を呈示する例を説明したが、複数個の近用視標を装置本体1に呈示する構成としても良い。図8は、4個の近用視標を呈示する例である。図8において、装置本体1の貼り付けられる視標板80の呈示面には上下2個×左右2個=4個の近用視標81a,81b,81c,81dが配置されている。図1の例と同じく、超音波受信部3a,3bは、それぞれ本体1表面の左右中央の上側と下側に位置している。超音波受信部3a,3bに対する視標81a,81b,81c,81dの中心位置81aT,81bT,81cT,81dTは、それぞれ設計的に既知の配置距離とされている。また、コントローラ20には、図2の各種の表示部やスイッチに加えて、被検眼に呈示する視標を選択する選択スイッチ55が配置されている。被検眼に各視標を選択的に呈示するときは、検者が口頭で視標の位置を指示すれば良い。
被検眼に対する各視標の呈示距離は、前述と同様に、超音波受信部3a,3bによりそれぞれ計測される距離と、超音波受信部3a,3bに対する各視標81a,81b,81c,81dの配置距離の関係を基に、制御部50によって求められる。例えば、スイッチ55により視標81aが選択された場合、受信部3a,3bに対する上下方向の距離Ya1,Ya2と、受信部3a,3bに対する水平方向の距離Xaは設計的に既知であるので、これらと受信部3a,3bによりそれぞれ計測される距離L1,L2とにより、超音波送信部14から視標中心81aTまでの距離が数学的に計算される。他の視標81b,81c,81dについても同じように求められる。なお、各近用視標の縦横のサイズは5cm程までで十分に小さいので、被検眼に対する視標の呈示距離としては、先の例と同じく、視標中心81aTまでの距離として近似させても実用上の問題はない。
図8の例において、視標の数を増やす場合は、視標板80を装置本体1に対して着脱自在に構成し、他の視標が配置された視標板と交換すればよい。
また、上記の図1〜図8で示した実施形態においては、表示部やスイッチを持つコントローラ20を本体1とは別に設けた例で説明したが、コントローラ20の機能を本体1に持たせても良い。例えば、図2で図示した表示部33,34等や各スイッチ31,38等は、本体1の裏面や上端面、側面等に配置することができる。この場合、検者は検査に必要なスイッチを操作した後、被検者に本体1を持たせて上述の近用検査、加入度測定の検査を行い、検査終了後に各表示部の検査結果を確認すれば良い。
以上、本発明によれば、被検者は眼鏡枠もしくは交換レンズの着脱が可能なレンズ仮枠を装用し、枠側と視標側に、送信部および受信部を分離独立して配置させることにより、正確な距離測定、正確な加入度を算出できる。
近用視標呈示装置の外観概略構成図である。 近用視標呈示装置の制御系ブロック図である。 近用視標の例を示す図である。 仮枠に配置されるを超音波送信部、LED等の構成を示す図である。 視標と被検眼の距離測定を説明する図である。 超音波受信部の配置の変更例を示す図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 視標の形態の変更例を示す図である。
符号の説明
1 近用視標呈示装置本体
2 赤外線受光部
3 超音波受信部
7 近用視標
13 赤外線LED
14 超音波送信部
20 コントローラ
80 視標板
E 被検眼




Claims (5)

  1. 被検眼の近用の視機能を検査するために近用視標を呈示する近用視標呈示装置において、近用視標を呈示する視標呈示装置本体であって、被検者が手で把持して移動可能な筐体を持つ視標呈示装置本体と、被検眼と前記近用視標との距離を測定するために超音波を送信する超音波送信部及び超音波を受信する超音波受信部と、前記超音波受信部の受信信号に基づいて被検眼に対する近用視標の呈示距離を求める距離計測手段と、計測された距離を表示又は出力する表示・出力手段とを備え、前記超音波送信部又は超音波受信部の一方を被検者が装用する眼鏡や検眼用テストレンズを交換可能な仮枠に設け、他方を前記視標呈示装置本体に設けたことを特徴とする近用視標呈示装置。
  2. 請求項1の近用視標呈示装置において、前記超音波送信部は被検者が装用する眼鏡又は仮枠に設けられ、前記超音波受信部は前記視標呈示装置本体の上下方向に複数個設けられ、前記距離計測手段は、前記超音波受信部の各々から得られる距離と前記近用視標に対する各受信部の配置距離とに基づいて、被検眼に対する近用視標の呈示距離を求めることを特徴とする近用視標呈示装置。
  3. 請求項2の近用視標呈示装置において、前記近用検査視標は視標呈示面に複数個配置された構成であると共に、近用視標呈示装置は被検者に呈示する近用視標を選択する視標選択手段を備え、前記距離計測手段は、前記超音波受信部の各々から得られる距離と、前記視標選択手段による選択信号と、各近用視標に対する各受信部の配置距離とに基づいて、前記視標選択手段により選択された近用視標の呈示距離を求めることを特徴とする近用視標呈示装置。
  4. 請求項1の近用視標呈示装置において、前記視標呈示装置本体は両眼開放視機能検査のための検査視標を呈示可能であり、前記視標呈示装置本体に設けられる前記超音波受信部又は超音波送信部は、前記検査視標の位置から両眼の融像刺激となることを回避する距離で配置されると共に、略水平方向に配置されていることを特徴とする近用視標呈示装置。
  5. 請求項1〜4の何れかの近用視標呈示装置は、さらに前記視標呈示装置本体の移動により近用視標が明視できる限界の近点位置に達したときの近点距離を前記距離計測手段に計測させた後、被検者の所望する近業目的位置に前記視標呈示装置本体を移動させたときの近業距離を前記距離計測手段に計測させる信号を入力する計測信号入力手段と、前記近点距離に基づいて被検眼の調節力を演算し、該調節力と計測された近業距離とに基づいて加入度を演算する演算制御手段と、を備えることを特徴とする近用視標呈示装置。


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