JP2012075887A - 視力検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で容易に取り扱いができ、最大数の異なる視力検査を実行可能な視力検査装置を提供する。
【解決手段】結像装置１５の焦点距離内に位置し、異なる距離で映し出されることが可能な被検体を、当該結像装置の焦点距離内にある被験者の眼に実質的に結像させる結像装置１５と、結像装置と被検体との間でビーム経路１３、１４内に配置され、ビーム経路を１８０°偏向させる光学的偏向装置であって、被検体が移動しないのに対し、ビーム経路に沿って移動可能にされた偏向装置と、被検体を生成し、単一のモニター２２を有するモニター装置２１とを有し、ビーム経路に配置される光学部品１６、１７、１８、１９、２３が被験者の両眼が検査対象になるような大きさにされ、部分ビーム経路１３、１４が各眼用に形成可能にされ、遮蔽装置３０がビーム経路に配置され、その遮蔽装置が各部分ビーム経路に割り当てられたＬＣＤ遮蔽素子３１、３２を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、結像装置と、光学的な偏向装置（deflection device）と、モニター装置とを有する視力検査装置に関する。結像装置は、当該結像装置の焦点距離内に位置し、異なる距離で映し出されることが可能な被検体を、結像装置の焦点で被験者の眼に実質的に結像させるためのものである。光学的偏向装置は結像装置と被検体との間のビーム経路（beam path）に配置され、ビーム経路を１８０°偏向させるものである。光学的偏向装置はビーム経路の方向に沿って移動可能であるが、被検体は移動可能ではない。モニター装置は被検体を生成するものであり、一つのモニターを有する。また、ビーム経路に配置される光学的部品を、被験者の両眼が試験に供されることが可能な大きさにすることで、各眼用の部分ビーム経路が形成される。

上記のような視力検査装置は、従来から広く知られており、基本的に被験者に対し異なる視力検査が複数行われていた。特に、ビーム経路を各眼用の部分ビーム経路に分けることは、双眼テスト、例えば立体視検査を可能にした。この目的のためには、部分ビーム経路毎に異なる被検体を被験者に対し表示する。この方法は、被検体を表示する分離モニターを各部分ビーム経路にそれぞれ用いることで達成される。しかしながら、この方法には、２つのモニターを、互いの距離において、被験者の瞳孔間距離と位置合わせしなければならないという欠点がある。被験者が変われば瞳孔間距離も変わるので、視力検査が不正確になる。

モニター又は視覚表示ユニットと、被験者に装着される検査用眼鏡とからなる視力検査用の組合せもまた知られている。視覚表示ユニットと、それにより表示される検査用シンボルは、各眼にあてがわれた検査用眼鏡のレンズと同様に二分化されるため、被験者は各眼で異なる被検体を見ることになる。視覚表示ユニットからの必要距離のため、この視力検査装置の組立には比較的大きい空間を必要とし、また、異なる視距離で信頼性の高い視力検査を迅速かつ容易に行うことができないという問題があった。しかも、被験者は常にどちらの眼が覆われているか分かるため、一方から他方へ両眼を別々に客観的に検査することができなかった。すなわち、無自覚のまま、被験者は容易に屈折異常のふりをすることができた。

本発明の目的は、小型で容易に取り扱いができ、上述したような制限無しに、最大数の異なる視力検査を実行可能な視力検査装置を提供することである。

この目的は、請求項１の特徴を有する視力検査装置により達成される。

本発明に係る視力検査装置は結像装置と光学的偏向装置とモニター装置とを有する。結像装置は、当該結像装置の焦点距離内に配置され、異なる距離で映し出されることができる被検体を、結像装置の焦点で被験者の眼に実質的に結像させる。偏向装置は、結像装置と被検体との間のビーム経路に位置し、ビーム経路を１８０°偏向させる。偏向装置は、ビーム経路に沿って移動可能だが、被検体は移動可能ではない。モニター装置は被検体を生成するものであって、一つのモニター（a single monitor）を有する。ビーム経路に配置する光学部品を、被験者の両眼が検査に供されることが可能な大きさにすることで、各眼用の部分ビーム経路を形成可能である。ビーム経路には遮蔽装置（blocking device）が配置されており、遮蔽装置は各部分ビーム経路に割り当てられた２つのＬＣＤ遮蔽素子を有する。

特に、移動可能な偏向装置の使用は、近視野、遠視野用の異なる視距離においても簡単なやり方で視力検査を実行できる。ビーム経路が偏向するので、視力検査装置を比較的小型なものにすることが可能で、そのため視力検査装置の搬送と取り扱いが容易である。この場合、視力検査装置の全構成部品を、その筐体（ハウジング）内に配置することができる。単一のモニターを両方の部分ビーム経路用に使用することで、もはや瞳孔間距離に合わせる必要がなく、複数被験者における瞳孔間距離の多様性を無視することができる。ＬＣＤ遮蔽素子（液晶ディスプレイ遮蔽素子）として使用できる“ＬＣＤシャッター”は同期制御のためにモニターに接続され、各部分ビーム経路を遮蔽又は解放する。その結果、被検体のカラー表示を使用しなくても、単一モニターの使用により、各部分ビーム経路が異なる被検体を表示することができる。上述した視力検査装置の構成部品の相互作用により、例えば、色覚、単眼及び両眼視力、同時両眼視、立体視、視野、反応、そして近視、遠視又は老眼のような基本的な屈折異常等の多数にわたる視力検査を行うことができる。特に、任意の数の視標を標示するモニターを用いることで、動的な視力検査を行うことが可能となった。

視力検査装置の一実施形態では、遮蔽装置により、部分ビーム経路を選択して視覚的に遮蔽することができる。従って、視力検査装置により、単眼視力検査を行うことができる。適切なＬＣＤ遮蔽素子は完全に遮光するので、部分ビーム経路を単純な方法で遮光することができる。これは、ＬＣＤ遮蔽素子が、各部分ビーム経路について、互いに直角な２つの直線偏光を成し遂げることで達成される。

ＬＣＤ遮蔽素子またはＬＣＤシャッターにより、モニター上の被検体の表示変化と同期して部分ビーム経路が遮蔽又は解放可能な場合には、２つの視覚的に異なる被検体を、識別可能な方法でモニター手段により同時に表示することができる。あるいは、ＬＣＤ遮蔽素子により各部分ビーム経路が別々に偏光されるモニターを用いて、視覚的に異なる被検体を、異なる偏光でそれぞれ同時に表示することもできる。部分ビーム経路を、モニター上の被検体の変化と同調して遮蔽又は開放することもできる。例えば、各部分ビーム経路用の異なる被検体を被験者に示す両眼検査も実行することが可能である。被検体を、眼のフリッカー融合（flicker fusion）周波数以上の周波数で交互にモニター表示することが可能であり、ＬＣＤ遮蔽素子は、いずれの場合でも複数の被検体のうち一つだけが１つの部分ビーム経路により観察されるように、部分ビーム経路を別々に遮蔽又は開放する。

視力検査装置を単純化するため、モニターとしてＬＣＤ又はＬＥＤモニターを用いることができる。これらのモニターはサイズが小さく、殆どどの箇所においても、視力検査装置に容易に組み込むことができる。例えば、必要であればビーム経路の所望の偏光をＬＣＤモニターにより設定できる。また、明るく照らされた被検体をＬＥＤモニターにより表示することもできる。

視力検査装置を小型化し、被験者、例えば座っている者の高さに合わせて調整するため、ビーム経路の進行方向を変える進路変更素子（Diverting element）を有する結像装置を用いることもできる。例えば、略垂直なビーム経路を、被験者の略水平な視線に沿って曲げることが可能な視力検査装置を作成することもできる。視力検査装置を設置するためには、座っている被験者の水平な視線と、視力検査装置を設置するためのテーブルの表面との間に空間を設ける。

進路変更素子は、眼に入射するビーム経路が眼の水平光軸に対し約α°傾くよう調整可能にすることができる。生理学的理由のため、眼の光軸は、遠視野の場合に水平光軸と近接し、近視野の場合に被験者の水平光軸に対して自動的に傾斜するので、進路変更素子の傾斜又は調整により、視力検査装置を変更した各光軸に容易に適応させることができる。遠視野の場合、例えば、進路変更素子を水平光軸が基本的に得られるような高さに上昇させることが可能であり、近視野の場合、光軸が水平光軸に対して比較的急角度でテーブル表面に向かって傾斜するように、進路変更素子をテーブル表面に向かって下降させる。

更に、視力検査装置の覗き開口部（Viewing opening）を、当該視力検査装置の設置表面に対して縦方向に調整可能である。縦方向に調整可能の覗き開口部は、眼の光軸を水平光軸に対して傾斜させる時、特に光軸がテーブル表面に向かって下方に傾斜する時に、覗き開口部の高さを効果的に低くできるので好ましい。視力検査装置を上記のように調整する場合において、被験者の近視野が検査される時に、偏向装置を縦方向に移動させることにより、視力検査の間に視力検査装置の高さが予め全体的に低くなるように、ビーム経路の長さを同時に短くすることができる。被験者の眼に対する進路変更素子の高さの調整は、ビーム経路が変更した光軸に適応するように、進路変更素子の同時の旋回又は回転を伴う。

進路変更素子と結像装置のレンズ群との間のビーム経路に遮蔽装置（Blocking device）を配置することが、特に有利である。ＬＣＤ遮蔽素子は被験者の眼の近傍ではなく視力検査装置の装置筐体内部に配置されるので、被験者は２つのＬＣＤブロッキング素子のうち、どちらが完全に遮蔽されているかを容易に判別できない。すなわち、被験者は２つの眼のどちらが検査されているかを容易に判別できないので、被験者にとって、無意識に視力検査に影響を与える、または視覚障害を装うことはもはや不可能である。

モニターの照明に関しては、モニター装置が被検体のための照明ユニットを備えることが望ましい。例えば、照明ユニットは被検体の落射照明を提供するものである。

照明ユニットは、ＬＥＤ光源とコリメーター（視準計）を有する。ＬＥＤ光源は特に単純な方法で小型化することが可能であり、除去が必要になるような熱エネルギーを殆ど発生させない。ＬＥＤ光源は、複数の光ダイオードを有し、その光はコリメーターを通って被検体に導かれる。光ダイオードは、所望の被検体に対し、適宜変更可能な異なる色又は光色を有する。

特に、ＬＥＤ光源が少なくとも一つのＲＧＢＷ ＬＥＤ（赤‐緑‐青‐白ＬＥＤ）を有することが望ましい。４つのチップを具備するようなＬＥＤは、各視力検査に特に適した方法で被検体を照らすことができる。ＬＥＤのＲＧＢチップ（赤‐緑‐青チップ）は明環境での被検体の照明に用いられ、白色チップは薄明、暗環境での被検体の照明に用いられる。ＲＧＢチップは高発光効率を備えた良好な着色特性を有する。対照的に、白色チップは低照射強度の発光に適している。

モニター装置は、モニターと照明ユニットとの間のビーム経路に配置されたビームスプリッターを有する。ビームスプリッターは半透鏡（half−silvered mirror、ハーフミラー）を備えたビームスプリッティングプリズム（beam−splitting prism）、又は半透鏡のみで構成されている。半透鏡は、モニターと照明ユニットとが、その水平ビーム経路でビームスプリッターとそれぞれ対面配置できるように、視力検査装置の垂直ビーム経路に対して４５°の角度を持つ。これにより、視力検査装置のとりわけ小型な構造をも実現できる。

更に、ビームスプリッターを偏光器、又は偏光ビームスプリッターとし、ビームスプリッターの特定の分配比（splitter ratios）を実現することもできる。高出力達成のために２つの偏光ビームを合波することが可能であり、また遮蔽素子との所望の相互作用のためにビーム経路を偏光することも可能である。

例えば、眼のまぶしさ(glaring)を模擬するために、モニター装置は、被検体と共に被験者の眼に映し出される閃光光源を有する。最も単純な実施形態においては、閃光光源は、目の閃光効果が達成されるような方法で視力検査装置のビーム経路に対して配置された発光ダイオードで構成される。モニター装置のビームスプリッターの領域に閃光光源を配置し、例えば閃光光源で発生させた閃光をビーム経路と結合させることも可能である。

閃光光源をモニターの画像化平面（imaging plane）に配置することが特に好ましい。例えばＬＥＤにより発生する閃光を、視力表又は被検体と共に一つの面内に配置することが可能である。

モニターの画像化平面に閃光光源を配置すると、ビームスプリッターと一体となって望ましくない反射を引き起こすことがある。これに関しては、閃光光源が偏光器を有することが有効であり、閃光の偏光により反射が軽減される。ビームスプリッターも同様に偏光器を有する場合、当該ビームスプリッターに対してモニター側に、偏光器を有する閃光光源を配置することが必要である。さもなければビームスプリッターの偏光が、閃光光源の偏光閃光を遮蔽するからである。

視力検査装置の複数の構成の機能を互いに調整するため、特にモニターと遮蔽装置の機能を調整するために、視力検査装置が関連性のある構成を制御可能な制御装置を有することが望ましい。例えば、制御装置により、モニターの画像切替速度を、ＬＣＤ遮蔽素子の偏光装置の切替速度に合わせることができる。更なる例として、視力検査装置の調整の動力化、または異なる視力検査とその評価の制御と実行の自動化が、制御装置により達成できる。

ビームスプリッター、偏向装置、いずれかの偏向プリズム、レンズ、そしていずれかの観察板にブロードバンドコーティングを施せば（broadband-coated）、特に被検体が高画質になる。

視力検査装置の他の実施形態は、眼位計または検査眼鏡により補足されることができるものである。眼位計または検査眼鏡を用いると、視力表の投射、例えば対面する壁への投射に不十分な空間しかなくても、視力検査を行うことができる。視力表または検査眼鏡は視力検査装置に固定して備え付けてもよいし、または視力検査装置に固定して接続してもよい。

本発明の好ましい形態を、以下に図を参照して説明する。

図１は第１の視力検査における第１の実施形態の視力検査装置の複数の光学部品を示す斜視図である。 図２は第２の視力検査における視力検査装置の部品を示す斜視図である。 図３は第３の視力検査における視力検査装置の部品を示す斜視図である。 図４は第２の実施形態の視力検査装置の光学部品を示す斜視図である。

図１は視力検査装置１０と、その光学的効果のある部品を示しており、これらの部品は視力検査装置１０の筐体（この例では不図示）内部に配置されている。被験者（この例では不図示）の左目１１と右目１２もまた各部分ビーム経路１３、１４とともに図示されている。この視力検査装置１０は結像装置１５を有し、結像装置１５は、平凸レンズ（plano-convex lens）１６、色消しレンズ１７、並びに旋回可能な偏向鏡(pivotable deflecting mirror)１８を具備する。この視力検査装置１０はさらに偏向装置１９を有し、偏向装置１９は縦方向に移動可能な偏向プリズム２０を具備する。偏向プリズム２０の移動により、部分ビーム経路１３、１４を短くする、或いはそれらの長さを調整することができる。偏向プリズム２０は部分ビーム経路１３、１４が１８０°偏向するよう設計されている。視力検査装置１０は更にモニター装置２１を有し、モニター装置２１はＬＣＤモニター２２と、ビームスプリッティングプリズム２３と、閃光光源２４と、照明ユニット２５とを具備する。照明ユニット２５は、ＬＥＤ光源２６と、コリメーター２７と、拡散板２８とを順番に有する。ＬＣＤモニター２２をコントロール装置（この例では不図示）に連結するための連結ライン２９もまた図示されている。遮蔽装置３０は偏向鏡１８と色消しレンズ１７の間に配置されており、各平行ビーム経路１３、１４に対応する２つのＬＣＤ遮蔽素子３１、３２で形成されている。

遮蔽装置３０を除く前述の全光学部品は、被験者の両眼１１、１２がＬＣＤモニター２２を同時に観察可能で、ＬＣＤモニター２２に表示された被検体（この例ではより詳細には示されない）が被験者の眼１１、１２に映し出されることが可能な大きさになっている。ＬＣＤモニター２２により表示される被検体は、照明ユニット２５による入射光で照らされ、ビームスプリッティングプリズム２３の偏向鏡３３を経て、偏向プリズム２０、平凸レンズ１６そして色消レンズ１７を通過し、偏向鏡１８に投影されてから各眼に投影される。

偏向プリズム２０を平凸レンズ１６に対して移動させ、偏向鏡１８を色消レンズ１７に対して移動・回転させることで、図２に示すように部分ビーム経路１３、１４が大幅に短くなる。図１に図示する視力検査装置１０の配置は、被験者の遠視野検査用の検査構成を示し、図２に図示する視力検査装置１０は、被験者の近視野検査用の検査構成を示す。眼１１、１２から出発する部分ビーム経路１３、１４は、被験者の水平光軸３４に対して、それぞれ約α°傾いている。特に近視野用の検査構成に関しては、偏向鏡１８をα°まで降下させ、部分ビーム経路１３、１４に起因する眼１１、１２の光軸を、近視野における眼１１、１２の実際の生理的な斜めの視線に近づける。視力検査装置１０の全体の高さもまた低くされ、当該視力検査装置１０における覗き開口部（ここでは不図示）の高さが低くなっている。

図３も同様に、図１に係る検査構成における視力検査装置１０を示しており、図１と比較してこの場合は、ＬＣＤ遮蔽素子３２が遮光又は遮蔽され、部分ビーム経路１４が遮蔽素子３２を通過できないようになっている。従って、視力検査は左目１１にだけ対して行われる。遮蔽装置３０は視力検査装置１０の筐体内部にあり、被験者が直接見ることはできないので、被験者は２つの眼１１、１２のどちらが検査されるのかを容易に判断できない。

図４は視力検査装置３５の他の実施形態を示している。この視力検査装置３５は、基本的に図１〜図３で示された視力検査装置に対応するものではある。しかし、この視力検査装置３５においては、閃光光源３６が偏光器３８を具備するＬＥＤ３７を有し、ＬＣＤモニター２２の画像化平面に配置された点で異なる。更に、照明ユニット３９と共に、偏光器４０がビームスプリッティングプリズム２３の前に配置されている。従って、ＬＥＤ３７と照明ユニット３９により生じる望ましくない反射を防止することができる。

Claims (17)

1. 結像装置の焦点距離内に位置し、異なる距離で映し出されることが可能な被検体を、当該結像装置の焦点に位置する被験者の眼に事実上結像させる前記結像装置（１５）と、
   前記結像装置と前記被検体との間のビーム経路（１３、１４）に配置され、前記ビーム経路を１８０°偏向させる光学的な偏向装置（１９）であって、移動しない前記被検体に対し、前記ビーム経路の方向に沿って移動可能にされた前記偏向装置と
   一つのモニター（２２）を具備し、前記被検体を生成するモニター装置と、を有し、
   前記ビーム経路に配置される光学部品（１６、１７、１８、１９、２３）が、被験者の両目が検査対象になるような大きさにされることで、各眼用の部分ビーム経路が形成可能な視力検査装置（１０、３５）であって、
   前記ビーム経路には遮蔽装置（３０）が配置され、
   前記遮蔽装置は、前記各部分ビーム経路に割り当てられる２つのＬＣＤ遮蔽素子（３１、３２）を有することを特徴とする視力検査装置。
2. 前記部分ビーム経路（１３、１４）は、前記遮蔽装置３０により、選択して視覚的に遮蔽可能なことを特徴とする請求項１記載の視力検査装置。
3. ２つの視覚的に異なる被検体が、前記モニター（２２）によって同時に識別可能な態様で表示され、
   前記各部分ビーム経路（１３、１４）は、前記ＬＣＤ遮蔽素子（３１、３２）により、前記モニター上の被検体の変化と同期して、遮蔽又は解放可能なことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の視力検査装置。
4. 前記モニター（２２）はＬＣＤ又はＬＥＤモニターであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の視力検査装置。
5. 前記結像装置（１５）は、前記ビーム経路（１３、１４）の進路を変える進路変更素子（１８）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の視力検査装置。
6. 前記進路変更素子（１８）は、前記眼（１１、１２）に入射する前記ビーム経路（１３、１４）が、前記眼の水平光軸から約α°の角度で傾くように調整可能なことを特徴とする請求項５記載の視力検査装置。
7. 前記視力検査装置（１０、３５）の覗き開口部を、前記視力検査装置の設置面に対し、縦方向に調整可能なことを特徴とする請求項５又は請求項６のいずれか１項記載の視力検査装置。
8. 前記ブロッキング装置（３０）は、前記進路変更素子（１８）と前記結像装置（１５）のレンズ群（１６）、（１７）の間の前記ビーム経路（１３、１４）に配置されたことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項記載の視力検査装置。
9. 前記モニター装置（２１）は、前記被検体用の照明ユニット（２５、３９）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の視力検査装置。
10. 前記照明ユニット（２５、３９）は、ＬＥＤ光源（２６）とコリメーター（２７）とを有することを特徴とする請求項９記載の視力検査装置。
11. 前記ＬＥＤ光源（２６）は少なくとも一つのＲＧＢＷ ＬＥＤを有することを特徴とする請求項１０記載の視力検査装置。
12. 前記モニター装置（２１）は、前記モニター（２２）と前記照明ユニット（２５、３９）との間の前記ビーム経路１３、１４に配置されたビームスプリッター（２３）を有することを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項記載の視力検査装置。
13. 前記ビームスプリッター（２３）が偏光器を構成することを特徴とする請求項１２記載の視力検査装置。
14. 前記モニター装置（２１）は、被検体と共に被験者の眼（１１、１２）に映し出されることが可能な閃光光源（２４、３６）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項記載の視力検査装置。
15. 前記閃光光源（３６）は、前記モニター（２２）の画像化平面に配置されたことを特徴とする請求項１４記載の視力検査装置。
16. 前記閃光光源（３６）は偏光器を有することを特徴とする請求項１４又は請求項１５のいずれか１項記載の視力検査装置。
17. 前記モニター（２２）と前記遮蔽装置（３０）を制御可能な制御装置を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか１項記載の視力検査装置。

Images