JP2021173984A

JP2021173984A - 視力支援装置

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Publication number: JP2021173984A
Application number: JP2020097261A
Authority: JP
Inventors: 省一小野; Shoichi Ono
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2021-11-01

Abstract

【課題】疾病によって損傷して視野狭窄になったユーザの視力を支援する眼鏡を提供する。【構成】本発明の眼鏡は、ユーザの眼１０に入射する光を屈折させて、網膜１１のあらかじめ設定されている単一又は複数の特定の領域１１ａに投影するレンズ２０を有する。この場合において、レンズ２０は、網膜１１の水平方向、垂直方向、収差、及び近視又は遠視に係る奥行方向を考慮して入射する光を屈折させる。さらに、レンズ２０は、眼１０の角膜１１及び水晶体１２の屈折作用を考慮した条件で入射する光を特定の領域１１ａに投影する。【選択図】図２

Description

本発明は、一般的には視力支援装置に関し、特には疾患によって視力に障害を持ったユーザのための視力支援装置を構成する眼鏡に関する。

視力障害には、緑内障、加齢黄斑変性、網膜剥離などによって視野が狭くなる視野狭窄が知られている。目に入ってきた光はカメラのフィルムや撮像素子に相当する網膜の上に結像して、色や明るさや物の形状の視覚情報が視神経を通って脳に伝達される。網膜の中心部にある黄斑部の中心にある中心窩に損傷が生ずると、加齢黄斑変性や網膜剥離の原因となる。また、視神経に損傷が生ずると、緑内障の原因となる。日本では視力を失う病気の１位が緑内障で、その患者数は４００万人といわれている。

視野狭窄を改善する装置として、脳梗塞や緑内障などに対応する下記特許文献１が知られている。特許文献１に開示された道具４０は、中央部に貫通孔２０ａを設けた凸面鏡２０と、凸面鏡２０からの反射光を反射する、凸面鏡２０と対向配置した結像鏡である平面鏡１０と、支持体（空洞体３０）とを備える。支持体には、凸面鏡２０に対する平面鏡１０の光軸を修正する摺動体６１と平面鏡回動機構５０を取り付ける。眼鏡１は、視野拡大具４０を両眼に眼鏡レンズとして備えている。このような視野拡大具は、結像鏡を、凸面鏡に設けられた貫通孔を通して覗くことにより、中心視野しかない視野狭窄の人でも視野を拡大した像を見ることができる。

また、機能障害を起こした組織の周囲へと画像を『偏向』させることによって残存健全組織上へと画像全体を投影させ得るような眼鏡を提供する下記特許文献２の発明が知られている。特許文献２の発明によるレンズは、２つのレンズ（１０２，１０４）と、これら両レンズの間に介装されているとともに、例えばエポキシ樹脂といったような材料から形成された、可変屈折率材料層（１０３）と、を具備している。エポキシ樹脂は、様々な屈折率で硬化させることができ、患者の波面収差を正確に修正することができる。さらに、緑内障や黄斑変性といったような原因で網膜組織が損傷した場合に発生し得るような大きな程度の収差を修正し得るような眼鏡を提供する。特許文献２の本発明による製造方法は、限定するものではないがスーパービジョンレンズや遷移レンズも含めて、多くの様々な用途に適用することができる。

特開２００６−２８０８０７号公報特表２００５−５０７０９２号公報

しかしながら、上記特許文献１の場合は、中心視野しかない視野狭窄の患者には対応できるが、緑内障などの多様なパターンの視野狭窄の患者には対応できないという課題がある。また、特許文献２の場合には、脳が閉鎖する損傷網膜組織が正常な網膜組織に比較して相対的に小さい場合には有効であるが、緑内障が進んだ結果、損傷網膜組織が正常な網膜組織に比較して相対的に大きい場合には有効ではない。すなわち、損傷網膜がかなり広い重症の患者の視力支援としては不十分である。
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、損傷網膜がかなり広い重症の患者に対する視力支援を構成する眼鏡を提供することを目的とする。

本発明の眼鏡は、ユーザの眼に入射する光を屈折させて、網膜のあらかじめ設定されている単一又は複数の特定の領域に投影するレンズを有することを特徴とする。

この場合において、そのレンズは、網膜の水平方向、垂直方向、収差、及び近視又は遠視に係る奥行方向を考慮して入射する光を屈折させることを特徴とする。

そのレンズは、眼の角膜及び水晶体の屈折作用を考慮した条件で入射する光を特定の領域に投影することを特徴とする。

そのレンズは、入射する光に垂直な面において複数に分割された分割レンズの集合体で構成されていることを特徴とする。

その分割レンズの各々は、特定の領域を仮想的に分割した分割領域に入射する光を投影する屈折率を有することを特徴とする。

そのレンズは、所定数の分割レンズを１グループとする複数のグループで構成され、各グループの分割レンズが同一の屈折率を有することを特徴とする。

そのレンズは、特定の領域の形状に応じて設定された１つ以上の分割レンズからなるグループに分けられ、各グループの分割レンズが同一の屈折率を有することを特徴とする。

そのレンズは、入射する光を屈折させて、特定の領域よりも若干広い領域に投影することを特徴とする。

そのレンズは、入射する光を屈折させて、特定の領域を包摂する円又は楕円の領域に投影することを特徴とする。

そのレンズは、複数の層で構成され、レンズの両面が滑らかな表面を有することを特徴とする。

本発明の眼鏡は、ユーザの顔面及び両耳における固有の立体形状に合わせて形成されてレンズを収容するフレームをさらに有することを特徴とする。

本発明の眼鏡によれば、損傷網膜がかなり広い重症の患者（ユーザ）に対して視野を補間する効果が得られる。

本発明における眼鏡の実施形態のための基礎的実験を示す図である。本発明における眼鏡の構成を示す図である。本発明における眼鏡によってユーザの眼に入射する光を屈折させて特定の領域に投影する状態を示す図である。実施形態における眼鏡のレンズの分割レンズの構成を示す平面図である。所定数の分割レンズを１グループとする複数のグループで構成されたレンズを示す図である。実施形態における分割レンズの水平方向及び垂直方向の断面図である。他の実施形態における分割レンズの水平方向及び垂直方向の断面図である。

以下、本発明による装置の実施形態について、図１ないし７を参照しながら説明する。

例えば、緑内障によって視野狭窄になった人は、正面の視界が次第に失われて周辺の物しか認識できなくなるという特徴がある。しかし、脳の補間作用によって視野狭窄に気づくのが遅くなり、治療しても元の状態に戻すことはできない。

図１は、本発明における眼鏡の実施形態のための基礎的実験を示す図である。図１において、緑内障の疾患のある被実験者の眼１は、視野狭窄により正面の視界が失われている。しかし、正面を向いた状態で、直角プリズム２を眼１の前に置けば、プリズム２の屈折作用によって約５００ｍｍ離れたボード３の中央の物体４を認識できることが分かった。

図２は、本発明における眼鏡のレンズの構成を示す図である。図２（Ａ）は眼球１０及びレンズ２０の水平（Ｘ方向）断面図であり、図２（Ｂ）は眼球１０及びレンズ２０の垂直（Ｙ方向）断面図である。レンズ２０の材質は、例えば、エポキシ樹脂やポリカーボネートであるが、これらに限定するものではない。

図２において、レンズ２０がない場合には、眼球１０に入射する光は点線の矢印で示すように、角膜（図示せず）及び水晶体１２によって屈折されて網膜１１の全体に投影される。一方、レンズ２０がある場合には、入射する光は実線の矢印で示すように、図２（Ａ）においてはレンズ２０によってＸ方向に屈折され、さらに角膜及び水晶体１２によって屈折されて網膜１１の一部に投影され、かつ、図２（Ｂ）においてはレンズ２０によってＹ方向に屈折され、さらに角膜及び水晶体１２によって屈折されて網膜１１の一部に投影される。

図３は、図２のレンズ２０によって屈折される光を眼（この図では右眼）の正面から見た場合の模式的な図である。図２に示したように、網膜１１は球面であるが、眼の正面から見た場合、ほぼ円形で表される。眼に入射した光は、レンズ２０によって屈折されて、網膜１１の特定の領域１１ａに投影される。厳密には、眼に入射した光はレンズ２０によって屈折されて領域１１ｂの範囲に集束され、さらに角膜及び水晶体によって網膜１１の特定の領域１１ａに投影される。

図３においては、特定の領域１１ａは単一の領域でかつ楕円形になっているが、実際には、緑内障の症状によって複数の領域の場合もあり、かつ不定形である。なお、この特定の領域１１ａは、視野検査の結果に応じて、あらかじめ設定されている領域である。

実施形態における眼鏡のレンズ２０は、一枚構成（ただし、複数の層を含む構成）であり、厚みも最大で４ｍｍ程度が望ましい。さらに、レンズ２０は、網膜１１の水平方向、垂直方向、収差、及び近視又は遠視に係る奥行方向を考慮して入射する光を屈折させる。さらにまた、レンズ２０は、眼の角膜及び水晶体の屈折作用を考慮した条件で入射する光を特定の領域１１ａに投影する。

図４は、実施形態における眼鏡のレンズ２０における分割レンズの構成を示す平面図である。レンズ２０は、入射する光に垂直な面において複数に分割された分割レンズの集合体で構成されている。図４の場合には、正六角形の分割レンズで構成されている。ここで、レンズ２０の中心に位置する分割レンズの座標をＣ（０，０）とする。この分割レンズＣ（０，０）を配列Ｈ（０）とし、以下、配列Ｈ（０）から拡がる分割レンズを配列で表す。

分割レンズＣ（０，０）に隣接する分割レンズは６個である。この６個の分割レンズを配列Ｈ（１）で表すと、配列Ｈ（１）は分割レンズＣ（１，１）ないし分割レンズＣ（１，６）で構成される。配列Ｈ（１）の分割レンズに隣接する分割レンズは１２個である。この１２個の分割レンズを配列Ｈ（２）で表すと、配列Ｈ（２）は分割レンズＣ（２，１）ないし分割レンズＣ（２，１２）で構成される。

したがって、任意の配列Ｈ（ｊ）がｋ個の分割レンズを含む場合、配列Ｈ（ｊ）は分割レンズＣ（ｊ，１）ないし分割レンズＣ（ｊ，ｋ）で構成される。ただし、ｋ＝６×ｊである。また、レンズ２０の外縁を構成する上限の配列Ｈ（ｎ）は、分割レンズＣ（ｎ，１）ないし分割レンズＣ（ｎ，６×ｎ）で構成される。

各配列Ｈ（１）ないしＨ（ｎ）においてどの分割レンズを最初の座標とするか及び配列内の昇順は任意であるが、例えば、図４において１２時の方向に位置する分割レンズを最初の座標とし、かつ時計回りの昇順としてもよい。

分割レンズの各々は、図３に示した特定の領域１１ａを仮想的に分割した分割領域に入射する光を投影する屈折率を有する構成にしてもよい。この場合において、レンズ２０は、入射する光を屈折させて、特定の領域１１ａを包摂する円又は楕円の領域に投影する構成にしてもよい。

図５は、所定数の分割レンズを１グループとする複数のグループで構成されたレンズを示す図である。図５のレンズ２０は、１９個の分割レンズを１グループとする複数のグループで構成されている。レンズ２０において各グループの分割レンズが同一の屈折率を有する構成にしてもよい。この場合には、個々の分割レンズに固有の屈折率をもたせる場合よりも、レンズ２０の成形が比較的容易になる。

上記したように、緑内障の疾患による視野狭窄のために、入射する光を感知できる特定の領域は各患者によって異なる。特定の領域が比較的広い場合には、この所定数を多くすることができる。一方、特定の領域が狭い場合には、この所定数を少なくしてもよい。すなわち、レンズ２０は、特定の領域の形状に応じて設定された１つ以上の分割レンズからなるグループに分けられ、各グループの分割レンズが同一の屈折率を有する構成にしてもよい。

レンズ２０は、入射する光を屈折させて、特定の領域よりも若干広い領域に投影する構成にしてもよい。視神経が有効な領域と視神経が無効な領域との境界においては、入射する光の刺激によって、視神経が無効な領域が有効に遷移する可能性があるからである。

図６は、実施形態におけるレンズ２０の任意の座標の分割レンズＣ（ｊ，ｋ）の水平方向及び垂直方向の断面図である。この分割レンズＣ（ｊ，ｋ）は、水平方向の屈折率ｒｉ（ｊ，ｋ，ｘ）及び垂直方向の屈折率ｒｉ（ｊ，ｋ，ｙ）を持っている。

図７は、他の実施形態におけるレンズ２０の任意の座標の分割レンズＣ（ｊ，ｋ）の水平方向及び垂直方向の断面図である。この分割レンズＣ（ｊ，ｋ）も、水平方向の屈折率ｒｉ（ｊ，ｋ，ｘ）及び垂直方向の屈折率ｒｉ（ｊ，ｋ，ｙ）を持っている。ただし、レンズ２０は、前面の層Ｃａ及び後面の層Ｃｂからなる２層構造になっており、レンズ３０の両面が滑らかな表面を有する。

なお、本発明のレンズは、図６の単層構造や図７の２層構造に限定されず、３層以上の複数の層で構成されてもよい。

本発明の眼鏡は、ユーザの顔面及び両耳における固有の立体形状に合わせて形成されてレンズを収容するフレームをさらに有する構成でもよい。例えば、形状記憶材料によってフレームを構成する。あるいは、ゴーグル型の眼鏡であってもよい。要するに、ユーザの眼球の網膜とレンズとの位置関係が正確に維持されればよい。

本発明の実施形態における眼鏡は、個々のユーザの症状に応じて設計されるオーダーメイドの眼鏡である。しかし、４００万のユーザに対して４００万種類の眼鏡が必要な訳ではない。コンピュータ技術、ＡＩ（人工知能）技術、写像の数学的解析、その他によって、任意のユーザに最適な眼鏡が迅速かつ容易に実現できると考えられる。

１０眼球
１１ａ網膜の特定の領域
２０レンズ

Claims

ユーザの眼に入射する光を屈折させて、網膜のあらかじめ設定されている単一又は複数の特定の領域に投影するレンズを有することを特徴とする眼鏡。
前記レンズは、前記網膜の水平方向、垂直方向、収差、及び近視又は遠視に係る奥行方向を考慮して前記入射する光を屈折させることを特徴とする請求項１に記載の眼鏡。
前記レンズは、眼の角膜及び水晶体の屈折作用を考慮した条件で前記入射する光を前記特定の領域に投影することを特徴とする請求項１に記載の眼鏡。
前記レンズは、前記入射する光に垂直な面において複数に分割された分割レンズの集合体で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の眼鏡。
前記分割レンズの各々は、前記特定の領域を仮想的に分割した分割領域に前記入射する光を投影する屈折率を有することを特徴とする請求項４に記載の眼鏡。
前記レンズは、所定数の前記分割レンズを１グループとする複数のグループで構成され、各グループの分割レンズが同一の屈折率を有することを特徴とする請求項４に記載の眼鏡。
前記レンズは、前記特定の領域の形状に応じて設定された１つ以上の前記分割レンズからなるグループに分けられ、各グループの分割レンズが同一の屈折率を有することを特徴とする請求項４に記載の眼鏡。
前記レンズは、前記入射する光を屈折させて、前記特定の領域よりも若干広い領域に投影することを特徴とする請求項１に記載の眼鏡。
前記レンズは、前記入射する光を屈折させて、前記特定の領域を包摂する円又は楕円の領域に投影することを特徴とする請求項１に記載の眼鏡。
前記レンズは、複数の層で構成され、前記レンズの両面が滑らかな表面を有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の眼鏡。
前記ユーザの顔面及び両耳における固有の立体形状に合わせて形成されて前記レンズを収容するフレームをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の眼鏡。