JP2024510104A - System for measuring binocular alignment with adjustable display and eye tracker - Google Patents

System for measuring binocular alignment with adjustable display and eye tracker Download PDF

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アリ ジオン-フン リー
フェレンク ラクシ
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Abstract

両眼アラインメントを決定するシステムは、第1の眼に画像を表示し、第1の眼のシミュレートされた距離及び光学屈折力に従って長手方向に沿って作動可能である第1のディスプレイと、第1の眼の視線方向を追跡し、第1の眼の瞳孔距離を調節するよう水平側方方向に調節可能である第1のアイトラッカーアセンブリとを含む第1のオプティカルユニットと、第2の眼に画像を表示し、第2の眼のシミュレートされた距離及び光学屈折力に従って長手方向に沿って作動可能である第2のディスプレイと、第2の眼の視線方向を追跡し、第2の眼の瞳孔距離を調節するよう水平側方方向に調節可能である第2のアイトラッカーアセンブリとを含む第2のオプティカルユニットと、視線方向に基づいて両眼アラインメントを決定するコンピュータとを備える。【選択図】図17The system for determining binocular alignment includes: a first display displaying an image to the first eye and operable along a longitudinal direction according to a simulated distance and optical power of the first eye; a first eye tracker assembly that tracks the direction of gaze of the first eye and is horizontally and laterally adjustable to adjust the pupillary distance of the first eye; a second display displaying an image on the second eye and operable along the longitudinal direction according to the simulated distance and optical power of the second eye; a second eye tracker assembly horizontally and laterally adjustable to adjust pupillary distance of the eye; and a computer for determining binocular alignment based on gaze direction. [Selection diagram] Figure 17

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、引用により全体が本明細書に組み入れられる、2017年9月5日に出願されたJeffrey P.Krall及びAric Plumleyによる「Method and System for Measuring Binocular Alignment(両眼アラインメントを測定する方法及びシステム)」という名称の米国特許出願第15/696,161号の継続出願である、2019年9月23日に出願されたJeffrey P.Krall及びAric Plumleyによる「Method and System for Measuring Binocular Alignment(両眼アラインメントを測定する方法及びシステム)」という名称の米国特許第16/579,826号の一部継続出願であり、従ってこれからの利益を主張するものである。
(Cross reference to related applications)
This application is filed on September 5, 2017, and is incorporated herein by reference in its entirety. Krall and Aric Plumley, a continuation of U.S. patent application Ser. Jeffrey P., filed in Krall and Aric Plumley, entitled "Method and System for Measuring Binocular Alignment," a continuation-in-part of U.S. Pat. It is something that is claimed.

(技術分野)
本発明は、一般に、視力を測定する方法及びシステムに関し、詳細には、両眼アライメントの測定に関する。
(Technical field)
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to methods and systems for measuring visual acuity, and specifically to measuring binocular alignment.

正常な視覚では、個人は、異なる距離に位置する物体に焦点を合わせることができる。個人は、遠見と呼ばれる遠くにある物体、及び近見と呼ばれる近い物体に焦点を合わせることができるのが理想的である。眼の光学系は、多数の筋肉を使ってこのような距離の間で焦点を変える。これらの筋肉は、遠見と近見の間を移行する時に眼の様々な態様を調節する。筋肉の調節は、レンズの焦点を調節するために水晶体の形状を微妙に変化させるステップ、眼球を回転して眼球の光軸を回転させるステップ、及び瞳孔のサイズを変えるステップを含む。 With normal vision, an individual can focus on objects located at different distances. Ideally, an individual would be able to focus on distant objects, called distance vision, and near objects, called near vision. The eye's optical system uses numerous muscles to change focus between these distances. These muscles adjust various aspects of the eye as it transitions between distance and near vision. Muscular adjustments include subtly changing the shape of the crystalline lens to adjust the focus of the lens, rotating the eyeball to rotate the eye's optical axis, and changing the size of the pupil.

老眼は、加齢につれて眼の水晶体レンズにおける柔軟性が失われることによって起こる近視力の自然な低下である。老眼は、近視力の屈折障害を補正する「リーディング」グラスをかけることによって一部補償することができ、これによって眼は、近くの物体を見つめる時に強く焦点を合わせる必要はない。老眼の人は、近視力と遠視力のために異なる視覚補正を必要とする。しかしながら、2つの眼鏡を使ってこれらを頻繁に変えることは煩わしいものである。絶えず眼鏡を交換しなくてよいように、近視力と遠視力の異なる視覚補正を提供する遠近両用眼鏡を用いることができる。これらの2つの視覚領域の移行は、急激であるか又は漸次的とすることができる。漸次的な移行の眼鏡は、累進多焦点レンズ(PAL)と呼ばれる。急激な変化の遠近両用眼鏡は、2つの視覚領域を分ける眼に見える線を有するが、PALは、異なる屈折度数を有する領域の間に眼に見える線又は縁部を有していない。 Presbyopia is a natural loss of near vision caused by a loss of flexibility in the eye's crystalline lens as we age. Presbyopia can be partially compensated for by wearing "reading" glasses that correct the refractive error of near vision, so the eye does not have to focus as hard when looking at nearby objects. People with presbyopia require different vision corrections for near vision and distance vision. However, using two glasses and changing them frequently is cumbersome. To avoid having to constantly change glasses, bifocal glasses can be used that provide different vision corrections for near and far vision. The transition between these two visual areas can be abrupt or gradual. Gradual transition glasses are called progressive multifocal lenses (PAL). While abrupt change bifocals have a visible line separating two visual areas, PALs do not have a visible line or edge between areas with different refractive powers.

この進歩の全てに関わらず、一部のタイプの視覚に関する不快さは依然として存在する。これらの不快の1つは、現代のデジタルライフスタイルにおける習慣の変化に関係付けられる。大部分及び増大する部分の専門的職業は、コンピュータ画面及びモバイルデバイスを含む、近距離デジタルインタフェースに集中する作業時間の大部分及び増大する部分を費やすよう労働者に要求する。同じことは、多くのプライベートな生活でも当てはまり、とりわけ、携帯電話でビデオゲームをすること、テキストメッセージの送受信、及びアップデートのチェックをすることに時間を費やしている。これらの仕事及び動作のシフトの全てが、以前よりも遙かに近い距離で、人々がデジタル画面、デバイス、ディスプレイ及びモニタを見るのに費やす時間を急激に増加させた。近見の画像で眼が訓練される時間が増えると、近見に伴う筋肉に過度の負担をかけることになり、快適ゾーンを超えて筋肉を痛めることが多い。これは、疲労、不快、痛み、又はデジタル的に引き起こされる片頭痛につながる可能性もある。これまで、何百万もの患者がこれらの痛みを毎日経験しているにも関わらず、これらのデジタルデバイスに関係する視覚的不快、痛み及び片頭痛の明確な因果的機序に関して広く受け入れられた意見の一致は存在しない。従って、デジタルの眼の不快に対して軽減をもたらすことができる眼鏡、又は他の視機能的解決策に対する必要性が存在する。 Despite all of this progress, some types of visual discomfort still exist. One of these discomforts is associated with changing habits in modern digital lifestyles. A large and growing number of professional occupations require workers to spend a large and growing portion of their work time focused on close-range digital interfaces, including computer screens and mobile devices. The same is true in many people's personal lives, especially when they spend time on their cell phones playing video games, sending and receiving text messages, and checking for updates. All of these shifts in work and behavior have sharply increased the amount of time people spend looking at digital screens, devices, displays, and monitors at much closer distances than before. The more time your eyes are trained on near vision images, the more you put undue stress on the muscles associated with near vision, pushing them beyond their comfort zone and often causing muscle strain. This can lead to fatigue, discomfort, pain, or even digitally induced migraines. To date, there is no widespread acceptance of a clear causal mechanism for visual discomfort, pain and migraine associated with these digital devices, even though millions of patients experience these pains every day. There is no consensus. Accordingly, there is a need for eyeglasses or other visual solutions that can provide relief for digital eye discomfort.

米国特許出願第15/696,161号U.S. Patent Application No. 15/696,161 米国特許第16/579,826号U.S. Patent No. 16/579,826

図1-図4は、両眼ミスアラインメントの基本的問題を示す。図1Aは、図示した十字のような近くの物体を見る時に、視覚が2つの方法で調節していることを示している。最初に、眼1-1及び1-2の光学屈折力を調節して、距離Lの近くの物体を各眼の網膜にイメージングする。これは、多くの場合、調節性反応Aと呼ばれる。第2に、角度αだけ眼1-1及び1―2を内向きに回転し、これによって眼の視軸2-1及び2-2は同じ近くの物体に向く。この反応は、調節性輻輳ACと呼ばれることが多い。明らかな幾何学的理由のために、直線基準軸に対する調節性輻輳ACの角度αは、調節性反応Aの距離Lに直接関係付けられ、すなわち、α=α(L)である。健康的で良好にアラインされた眼では、調節性反応Aに対する調節性輻輳ACの比AC/Aは、物体の距離Lと2つの眼の瞳孔距離PDに応じて変わる幾何学的に明確な関数である。 1-4 illustrate the basic problem of binocular misalignment. FIG. 1A shows that vision adjusts in two ways when viewing nearby objects, such as the illustrated cross. First, the optical refractive powers of eyes 1-1 and 1-2 are adjusted to image an object near a distance L onto the retina of each eye. This is often referred to as regulatory response A. Second, rotate the eyes 1-1 and 1-2 inwardly by an angle α, so that the visual axes 2-1 and 2-2 of the eyes are directed toward the same nearby object. This response is often referred to as accommodative vergence AC. For obvious geometrical reasons, the angle α of the accommodative convergence AC with respect to the linear reference axis is directly related to the distance L of the accommodative response A, ie α=α(L). In healthy, well-aligned eyes, the ratio of accommodative convergence AC to accommodative response A, AC/A, is a geometrically well-defined function that varies depending on the object distance L and the pupillary distance PD of the two eyes. It is.

図1B-Cは、眼が調節性ミスアラインメントの様々な形態を頻繁に示すことを示している。図1Bでは、2つの眼の各々が内側を向いているが、幾何学が必要とするより少ない度合いである。これは、調節性輻輳角度αがミスアラインメント角度βによって幾何学的に必要なものより小さいことになる。詳細には、眼2-1と2-2の視軸は、近くの物体を適正に見るために必要な調節性アラインメントとして示される方向に向けなければならないが、代わりに、これらは、小さい度合いで内向きに回転し代わりにリラックスした又は自然の調節性アラインメントとして示される方向に向いている。 FIGS. 1B-C show that eyes frequently exhibit various forms of accommodative misalignment. In FIG. 1B, each of the two eyes is turned inward, but to a lesser degree than the geometry requires. This means that the accommodative convergence angle α is smaller than what is geometrically required by the misalignment angle β. In particular, the visual axes of eyes 2-1 and 2-2 must be oriented in the direction indicated by the accommodative alignment necessary for proper viewing of nearby objects; rotated inward and instead oriented in what is shown as a relaxed or natural accommodative alignment.

図1Cは、この小回転が非対称であるケースを示している。図示のケースでは、第1の眼1-1の視軸2-1は必要な調節性アラインメントの方向に適正に向いており、第2の眼1-2の視軸2-2は、調節性ミスアラインメント角度βだけミスアラインされたリラックス又は自然の調節性アラインメントの方向にだけ内向きに回転している。 Figure 1C shows the case where this small rotation is asymmetric. In the illustrated case, the visual axis 2-1 of the first eye 1-1 is properly oriented in the direction of the required accommodative alignment, and the visual axis 2-2 of the second eye 1-2 is properly oriented in the direction of the required accommodative alignment. It is rotated inwardly only in the direction of a relaxed or natural accommodative alignment that is misaligned by a misalignment angle β.

図2A-Dは、調節性ミスアラインメントの幾つかのタイプを示す。異なる学校の検眼によって及びモノグラフによって用いられるミスアラインメントの定義は、幾つかの相違を示し、これらのミスアラインメントを特徴付ける技術も変わる。従って、ここに図示した定義は、例証のみを意図し、類似及び等価のものも、図示した項目の範囲内に入る。 Figures 2A-D illustrate several types of accommodative misalignment. The definitions of misalignment used by different schools of optometry and by monographs exhibit some differences, and the techniques for characterizing these misalignments also vary. Accordingly, the definitions illustrated herein are intended to be illustrative only, with analogies and equivalents falling within the scope of the illustrated items.

議論されたミスアラインメントを適正な文脈に置くために、まず融合画像の概念を取り入れる。我々の2つの眼が同じ物体を見る時、各々の眼は、その固有の視覚認知を生成する。これらの認知は、眼から視覚野に伝わり、ここで脳が、2つの画像を融合し、視認した物体の3次元(3D)認知を生成する。検眼診断システムによって、この画像の融合をテストすることができる。例えば、同じ形状の2つの別々の物体を、単一の物体から2つの投影が来るように見せる偏向、プリズム、及びミラーによって、2つの眼に別々に投影させることができる。これらの視覚認知は、脳によって認知される単一の画像に融合されることになる。このようにして投影される物体は、融合可能物体と呼ばれ、融合可能画像を提示する。 To place the discussed misalignment in its proper context, we first introduce the concept of fused images. When our two eyes view the same object, each eye generates its own unique visual perception. These perceptions are transmitted from the eyes to the visual cortex, where the brain fuses the two images to generate a three-dimensional (3D) perception of the viewed object. This image fusion can be tested by an optometric diagnostic system. For example, two separate objects of the same shape can be projected separately to the two eyes by means of deflectors, prisms, and mirrors that make it appear as two projections coming from a single object. These visual perceptions will be fused into a single image that is perceived by the brain. Objects projected in this way are called fusible objects and present fusible images.

実験で2つの物体の間の距離が増すか、又は偏向角度が増すか、又は物体の形状が修正される場合、2つの眼への投影が異なり始める。物体の間のある距離又は差異で、2つの眼の視覚認知間の相違が閾値を超え、脳が、2つの画像を単一の認知に融合することを停止する。距離、角度、又は形状におけるこのような相違を有する物体は、非融合可能物体と呼ばれ、非融合可能画像を提示する。 If in an experiment the distance between the two objects increases, or the deflection angle increases, or the shape of the objects is modified, the projections to the two eyes begin to differ. At a certain distance or difference between objects, the difference between the visual perceptions of the two eyes exceeds a threshold and the brain stops merging the two images into a single perception. Objects with such differences in distance, angle, or shape are called non-fusible objects and present a non-fusible image.

この準備により、図2A-Dは、マレットボックスと呼ばれることの多いテストボックスによって測定される固視ずれの概念を示している。マレットボックスは、2つの垂直方向にアラインされたバーと、「XOX」水平方向「アンカー」を表示する。一部の実施において、2つのバーは、横向きにシフトすることができる。他の事例では、調節可能ミラー又はプリズムが患者の眼の前に配置され、同じ水平方向のシフトを達成する。適切な選択的光学系によって、アンカーと2つのバーの1つだけが、中心に置かれたバー5-1-cとして第1の眼1-1に対して示されており、同じアンカーに加えてもう一方のバーが、中心に置かれたバー5-2-cとして第2の眼1-2に対して示されている。アンカー及び中心に置かれたバー5-1-c及び5-2-cは、明確に融合可能である。従って、調節性ミスアラインメント問題のない患者の脳はこれらの画像を適正に融合することになる。 With this preparation, Figures 2A-D illustrate the concept of fixation shift as measured by a test box, often referred to as a mallet box. The mallet box displays two vertically aligned bars and an "XOX" horizontal "anchor". In some implementations, the two bars can be shifted sideways. In other cases, an adjustable mirror or prism is placed in front of the patient's eyes to achieve the same horizontal shift. With suitable selective optics, the anchor and only one of the two bars is shown to the first eye 1-1 as a centrally placed bar 5-1-c, and in addition to the same anchor. The other bar is shown to the second eye 1-2 as a centered bar 5-2-c. The anchors and centrally located bars 5-1-c and 5-2-c are clearly fused. Therefore, a patient's brain without accommodative misalignment problems will fuse these images properly.

図2Bは、調節性ミスアラインメントを有する患者が適正に画像を融合しないことを示している。一般的に観察されることは、両方の眼によって見られるアンカーの画像が、単一の画像に適正に融合されない間は、バーがシフトしていると認知されることである。第1の眼1-1は、シフトしたバー5-1-sを認知し、第2の眼1-2は、シフトしたバー5-2-sを認知する。画像の中心までのラインと視軸2-1及び202との間の角度γは、固視ずれと呼ばれる。 FIG. 2B shows that patients with accommodative misalignment do not fuse images properly. A common observation is that the bar is perceived as shifting while the anchor images seen by both eyes are not properly fused into a single image. The first eye 1-1 perceives the shifted bar 5-1-s, and the second eye 1-2 perceives the shifted bar 5-2-s. The angle γ between the line to the center of the image and the visual axes 2-1 and 202 is called the fixation shift.

図2C-Dは、固視ずれを相殺するか又は補償するのに必要な角度を測定する方法を示す。図2Cのシステムでは、2つのバーがカウンターシフトされている。カウンターシフトバー5-1-xは、第1の眼1-1に対して示されており、カウンターシフトバー5-2xは、第2の眼1-2に対して示されている。バーは、患者が2つのバーがアラインされていると認知するまでカウンターシフトされる。視軸とカウンターシフトされたバーまでのラインとの間のこれらのカウンターシフトに対応する角度γ*が測定され、更に一般的には随伴斜位と呼ばれる。図2Dのシステムでは、バーはカウンターシフトされていない。代わりに、調節可能又は交換可能なプリズム7が患者の眼の前に挿入されている。これらのプリズムは、2つのバーが患者によってアラインされていると認知されるまで調節又は交換される。次にプリズム角度、又は屈折された視軸の屈折角度が、随伴斜位γ*として報告される。 Figures 2C-D illustrate how to measure the angle required to offset or compensate for fixation misalignment. In the system of Figure 2C, the two bars are countershifted. A countershift bar 5-1-x is shown for the first eye 1-1 and a countershift bar 5-2x is shown for the second eye 1-2. The bars are countershifted until the patient perceives the two bars to be aligned. The angle γ * corresponding to these countershifts between the visual axis and the line to the countershifted bar is measured and is more commonly referred to as the concomitant plagiotropy. In the system of Figure 2D, the bars are not countershifted. Instead, an adjustable or replaceable prism 7 is inserted in front of the patient's eye. These prisms are adjusted or replaced until the two bars are perceived as aligned by the patient. The prism angle, or angle of refraction of the refracted visual axis, is then reported as the concomitant tropism γ * .

図3は、部分的随伴斜位を一部強めることで、どのように固視ずれを部分的に補償するかを示している。厳密に言うと、固視ずれを完全に補償する(フル)随伴斜位は、部分的随伴斜位軸とのこの曲線の交差によって与えられる。人間の視覚が純粋に光学的な処理である場合、部分的随伴斜位は、部分的に補償される固視ずれの負に単純に等しくなるであろう。従って、曲線は、上部左隅から下部右隅を向いて、-45度傾いた起点を通る直線になる。しかしながら、図3は、人間の視覚がもっと複雑であり、認知及び画像処理が人間の視覚に重要な役割を果たしていることを示している。図3は、部分的に補償された固視ずれと部分的随伴斜位との間の関係の4つのタイプを示している。見ての通り、これらの線のどれも直線ではなく、これらの線のどれも起点を通らず、更にこれらのうち2つは横軸に交差していない。これらのタイプII及びIIIの関係は、部分的随伴斜位の量が固視ずれを完全には補償できないことを意味する。従って、患者の固視ずれを完全に補償する随伴斜位を決定するためには多くの問題が残っている。慣例として結びに述べているが、固視ずれは、眼が必要な程度に内向きに向かない場合は「exo(外)」と呼ばれ、眼が内向きに過度に向くときは、稀なケースで「eso(内)」と呼ばれる。 FIG. 3 shows how fixation deviations can be partially compensated for by partially strengthening the partial concomitant tropism. Strictly speaking, the (full) concomitant plagioplasty that completely compensates for the fixation shift is given by the intersection of this curve with the partial concomitant plagioplasty axis. If human vision were a purely optical process, the partially concomitant plagiarism would simply be equal to the negative of the partially compensated fixation shift. Therefore, the curve is a straight line that runs from the top left corner to the bottom right corner and passes through the starting point tilted at -45 degrees. However, FIG. 3 shows that human vision is more complex, and cognition and image processing play an important role in human vision. FIG. 3 shows four types of relationships between partially compensated fixation deviation and partially concomitant tropism. As you can see, none of these lines are straight, none of these lines pass through the origin, and two of them do not intersect the horizontal axis. These Type II and III relationships mean that the amount of partially concomitant tropia cannot fully compensate for fixation deviations. Therefore, many questions remain to determine a concomitant tropism that fully compensates for the patient's fixation deviation. As mentioned in the conclusion by convention, fixation deviation is called "exo" when the eyes do not turn inward as much as necessary, and when the eyes turn too far inward, it is called an "exo". In the case, it is called ``eso (inside)''.

図4A-Cは、解離性斜位と呼ばれる関連の視覚ミスアラインメントを示す。解離性斜位を特徴付けるために、図2A-Dと同様の実験を行うことができ、相違点は、融合可能画像5-1及び5-2を示す代わりに、検眼士は、第1の眼1-1及び第2の眼1-2に対して非融合可能画像6-1-s及び6-2-sを示している。図4Aでは、これらの非融合可能画像は十字及びバーである。図4Bが示すように、眼が画像を融合できない状態では、視軸の1つ又は両方が外側に回転していることが多い。図示した非対称のケースでは、第2の眼1-2の視軸2-2は、調節性ミスアラインメント角度δだけ外側に回転している。この外向き回転の角度δが測定され解離性斜位と呼ばれる。様々なアプリケーションにおいて、以下のように、解離性斜位は、2つの眼に均等に分配され、従って、各眼につき解離性斜位はδ/2に等しい。場合によっては、図1Cに示すように、解離性斜位δは、それ自体を不均等に大きくすることがあり且つこれに応じて両眼の間で分配しなければならない。 Figures 4A-C illustrate an associated visual misalignment called dissociative plagioplasty. To characterize dissociative dysphoria, an experiment similar to that in Figures 2A-D can be performed, the difference being that instead of showing fusionable images 5-1 and 5-2, the optometrist Non-fusible images 6-1-s and 6-2-s are shown for the eye 1-1 and the second eye 1-2. In FIG. 4A, these non-fusible images are crosses and bars. As FIG. 4B shows, when the eye is unable to fuse images, one or both of the visual axes are often rotated outward. In the illustrated asymmetric case, the visual axis 2-2 of the second eye 1-2 has been rotated outward by an accommodative misalignment angle δ. The angle δ of this outward rotation is measured and is referred to as dissociative plagioplasty. In various applications, the dissociative plagioplasty is equally distributed over the two eyes, so for each eye the dissociative plagiosia is equal to δ/2. In some cases, as shown in FIG. 1C, the dissociative plagioplasty δ can grow itself unequal and must be distributed between the eyes accordingly.

図4Cは、特に明白な場合を示し、単純に第2の眼1-2に対して画像が示されていない時は、第2の眼1-2の視野は塞がれる。これは、非融合可能画像の極端なケースである。図4Bに関して、ブロックに応答して、第2の眼1-2の視軸2-2は、測定可能な解離性斜位角度δだけ外向きに回転する。 FIG. 4C shows a particularly obvious case, where the field of view of the second eye 1-2 is occluded simply when no image is shown to the second eye 1-2. This is an extreme case of non-fusible images. With respect to FIG. 4B, in response to the block, the visual axis 2-2 of the second eye 1-2 rotates outward by a measurable dissociative oblique angle δ.

固視ずれと解離性斜位を含む調節ミスアラインメントの定量的特徴付けとして、開業医によっては、ミスアラインメント-インパクトAC/A比を用いる。AC/Aは、ディオプターDで表される、調節性距離Lによって除算された、固視ずれを減算した調節性輻輳角度α-δ/2、(プリズムディオプターを単位として正接によって表される、Δ)の比である。ACの一般的な定義は、プリズムディオプターを単位として、AC=100tan(α-δ/2)である。平均的視覚性能に対して、6-6.5Δ/DのAC/A比が必要であり、際立って、大きな母集団セグメントでは、ミスアラインメント-インパクトAC/C比の平均値は、約3.5Δ/Dになると測定された。明確に、調節性ミスアラインメントの様々な形態は、母集団の大きなパーセンテージに影響を与え、これからの軽減に向けた何れの進歩も極めて貴重である。 The misalignment-impact AC/A ratio is used by some practitioners as a quantitative characterization of accommodative misalignment, including fixation deviation and dissociative tropism. AC/A is the accommodative convergence angle α-δ/2 subtracted by the fixation shift divided by the accommodative distance L, expressed in diopters D, (expressed by the tangent in prism diopters, Δ). A common definition of AC is AC=100 tan (α-δ/2) in prism diopters. For average visual performance, an AC/A ratio of 6-6.5 Δ/D is required, and significantly for large population segments, the average value of the misalignment-impact AC/C ratio is approximately 3. It was measured to be 5Δ/D. Clearly, various forms of accommodative misalignment affect a large percentage of the population, and any progress toward mitigation would be extremely valuable.

検眼の対応する分野の驚くべき事実は、経験を積んだ開業医によって決定される随伴斜位角度及び解離性斜位角度が驚くほど広い変動を示すことである。異なる検眼士によって、及び時には異なる時間の同じ検眼士によって同じ患者に行われる実験は、プリズムディオプターで表される斜位角度Δを報告し、分配は、3Δと同じく標準的な偏差を有する。(1Δのプリズムディオプターは1メートル距離の1cmプリズム屈折に対応する。)これらの方法の大きなばらつきは、有効決定及び調節性ミスアラインメントの補償を妨げる。 A surprising fact in the corresponding field of optometry is that the concomitant and dissociative tropism angles determined by experienced practitioners exhibit a surprisingly wide variation. Experiments performed on the same patient by different optometrists, and sometimes by the same optometrist at different times, report oblique angles Δ expressed in prism diopters, and the distribution has a standard deviation as well as 3Δ. (A prism diopter of 1 Δ corresponds to a 1 cm prism refraction at a distance of 1 meter.) The large variability of these methods precludes effective determination and compensation of accommodative misalignment.

この例外的に大きな標準偏差は恐らく幾つかの要因に起因する。これらは、以下を含む。(1)決定の方法がキー入力として患者の主観的な反応を用いる。(2)幾つかの方法が中心画像を用いて、他は随伴斜位を決定するために周辺画像を用いる。これらの方法の相対的精度及び関連性がまだ決定的には評価されていない。(3)多くの開業医が、単一測定、又は単一方法を用いており、従って複数のテストを行うことから集めることができる可能性のある重要な医療情報から恩恵を受けない。(4)前の予備的な計画で、眼のプリズム反応がテスト画像を動かすのとは全く異なることを出願人は発見した。しかしながら、静的及び移動するテスト画像に基づく最適プリズム補正の関係を理解することは早期の段階である。(5)プリズムミスアラインメントを定義する幾つかの方法があり、更にこれらは、異なるプリズム予測及び診断を生成し、最終的には単一のプリズムを眼鏡に形成する必要がある。様々な診断的に決定されたプリズム補正を単一のプリズム処方に変換及び組み合わせる明らかな方法からは程遠い。出願人は、プリズム処方の効果及びばらつきが決定されたプリズム補正の可能性のある組み合わせにどのように依存するかを評価する重要な研究に気付かなかった。 This exceptionally large standard deviation is probably due to several factors. These include: (1) The decision method uses the patient's subjective reactions as key inputs. (2) Some methods use central images, others use peripheral images to determine concomitant plagioplasty. The relative accuracy and relevance of these methods has not yet been conclusively evaluated. (3) Many practitioners use a single measurement, or single method, and therefore do not benefit from the important medical information that could be gleaned from performing multiple tests. (4) In a previous preliminary project, Applicant discovered that the eye's prismatic response was quite different from moving the test image. However, understanding the relationship between optimal prism correction based on static and moving test images is at an early stage. (5) There are several ways to define prism misalignment, and these also generate different prism predictions and diagnostics, ultimately requiring a single prism to be formed into the eyeglass. There is far from obvious way to convert and combine various diagnostically determined prism corrections into a single prism prescription. Applicants are not aware of any significant research evaluating how the effectiveness and variability of prism prescriptions depend on the possible combinations of prism corrections determined.

上記の理由の全てに対して、調節性ミスアラインメントを最適に補償するプリズムパワーを決定することには、差し迫った医療的必要性が依然としてある。 For all of the above reasons, there remains a pressing medical need to determine the prism power that optimally compensates for accommodative misalignment.

上述した医療的必要性に対処するために、幾つかの実施形態は、第1の眼に画像を表示し、第1の眼のシミュレートされた距離及び光学屈折力に従って長手方向に沿って作動可能である第1のディスプレイと、第1の眼の視線方向を追跡し、第1の眼の瞳孔距離を調節するよう水平側方方向に調節可能である第1のアイトラッカーアセンブリとを含む第1のオプティカルユニットと、第2の眼に画像を表示し、第2の眼のシミュレートされた距離及び光学屈折力に従って長手方向に沿って作動可能である第2のディスプレイと、第2の眼の視線方向を追跡し、第2の眼の瞳孔距離を調節するよう水平側方方向に調節可能である第2のアイトラッカーアセンブリとを含む第2のオプティカルユニットと、視線方向に基づいて両眼アラインメントを決定するコンピュータとを備えた両眼アラインメントを決定するシステムを含む。 To address the medical needs described above, some embodiments display an image to a first eye and operate longitudinally according to a simulated distance and optical power of the first eye. and a first eye tracker assembly that is adjustable in a horizontal lateral direction to track the direction of gaze of the first eye and adjust the pupillary distance of the first eye. a second display for displaying an image on a second eye and operable along a longitudinal direction according to a simulated distance and optical power of the second eye; a second eye tracker assembly that is horizontally and laterally adjustable to track the gaze direction of the eye and adjust the pupillary distance of the second eye; and a computer for determining alignment.

様々な調節性ミスアラインメントを示す図である。FIG. 3 illustrates various accommodative misalignments. 様々な調節性ミスアラインメントを示す図である。FIG. 3 illustrates various accommodative misalignments. 様々な調節性ミスアラインメントを示す図である。FIG. 3 illustrates various accommodative misalignments. 調節性ミスアラインメントのタイプを決定する方法を示す図である。FIG. 3 illustrates a method for determining the type of accommodative misalignment. 調節性ミスアラインメントのタイプを決定する方法を示す図である。FIG. 3 illustrates a method for determining the type of accommodative misalignment. 調節性ミスアラインメントのタイプを決定する方法を示す図である。FIG. 3 illustrates a method for determining the type of accommodative misalignment. 調節性ミスアラインメントのタイプを決定する方法を示す図である。FIG. 3 illustrates a method for determining the type of accommodative misalignment. 固視ずれと部分的随伴斜位との間の関係の4つのタイプを示す図である。FIG. 4 illustrates four types of relationships between fixation deviation and partial concomitant tropia. 解離性斜位を決定する方法を示す図である。FIG. 3 illustrates a method for determining dissociative plagioplasty. 解離性斜位を決定する方法を示す図である。FIG. 3 illustrates a method for determining dissociative plagioplasty. 解離性斜位を決定する方法を示す図である。FIG. 3 illustrates a method for determining dissociative plagioplasty. 両眼ミスアラインメントを決定するシステムを示す図である。FIG. 1 illustrates a system for determining binocular misalignment. 両眼ミスアラインメントを決定するシステムの1つの実施形態を示す図である。FIG. 1 illustrates one embodiment of a system for determining binocular misalignment. 両眼ミスアラインメントを決定するシステムの1つの実施形態を示す図である。FIG. 1 illustrates one embodiment of a system for determining binocular misalignment. アイトラッカーによるIR画像を示す図である。It is a figure showing an IR image by an eye tracker. 両眼ミスアラインメントを決定するシステムの1つの実施形態を示す図である。FIG. 1 illustrates one embodiment of a system for determining binocular misalignment. 両眼ミスアラインメントを決定するシステムの1つの実施形態を示す図である。FIG. 1 illustrates one embodiment of a system for determining binocular misalignment. 両眼ミスアラインメントを決定するシステムの1つの実施形態を示す図である。FIG. 1 illustrates one embodiment of a system for determining binocular misalignment. 調節光学系の実施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of an adjustment optical system. 調節光学系の実施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of an adjustment optical system. 両眼ミスアラインメントを決定する方法を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a method for determining binocular misalignment. 測定ステップの例示的詳細を示す図である。FIG. 3 shows exemplary details of a measuring step. 測定ステップを実行するステップを示す図である。It is a figure which shows the step of performing a measurement step. 測定ステップを実行するステップを示す図である。It is a figure which shows the step of performing a measurement step. 測定ステップを実行するステップを示す図である。It is a figure which shows the step of performing a measurement step. 測定ステップを実行するステップを示す図である。It is a figure which shows the step of performing a measurement step. 決定ステップの例示的詳細を示す図である。FIG. 6 illustrates example details of a determining step; 決定ステップを実行するステップを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating steps for performing a determining step. 決定ステップを実行するステップを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating steps for performing a determining step. 決定ステップを実行するステップを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating steps for performing a determining step. 両眼ミスアラインメントを決定する方法の赤道下の実施形態を示す図である。FIG. 3 illustrates a subequatorial embodiment of a method for determining binocular misalignment. 両眼アラインメントを決定するシステムを示す図である。FIG. 1 illustrates a system for determining binocular alignment. 第1のオプティカルユニットの実施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a first optical unit. 第1のオプティカルユニットの実施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a first optical unit. 両眼アラインメントを決定するシステムを示す図である。FIG. 1 illustrates a system for determining binocular alignment. 第1のオプティカルユニットを示す透視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the first optical unit. 両眼アラインメントを決定するシステムを示す正面図である。FIG. 1 is a front view of a system for determining binocular alignment. グラフィカルユーザインタフェース及び患者通信インタフェースを備えた両眼アラインメントを決定するシステムの実施形態を示す図である。FIG. 1 illustrates an embodiment of a system for determining binocular alignment with a graphical user interface and a patient communication interface. 自動屈折器を備えた実施形態を示す図である。FIG. 3 shows an embodiment with an autorefractor. 両眼アラインメントを決定するシステムの実施形態を示す図である。FIG. 1 illustrates an embodiment of a system for determining binocular alignment. 第1のオプティカルユニットの実施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a first optical unit.

本特許文書に記載されるシステムは、以下の態様において少なくとも上記の関連する医療的必要性に対処する。(1)記載されるシステム及び方法は、患者からの主観的入力なしに、客観的測定によってのみプリズム補正を決定する。この態様は単独で、結果の患者対患者及び開業医対開業医のばらつきを大幅に低減する。実際に、出願人のシステム及び方法を用いた患者の大きなサンプルの研究は、標準的な偏差を有するプリズマ補正が上述された3Δから良くて1Δ未満に低減したと決定した。この結果の標準的偏差の大幅な低減は単独で、ここに記載される方法を定量的予測診断方法の地位へと確立した。(2)このシステム及び方法は、周辺及び中心プリズマ補正がどのようにつながっているかの新しく得られる理解のために、中心及び周辺テスト画像の両方を用いる。従って、記載されるシステム及び方法は、中心及び周辺の調節性ミスアラインメントの両方を補償するための最良の妥協案を取り決める最適妥協プリズマ処方を決定する期待できるプラットフォームである。(3)記載される方法は、2つのステージを有し、従って第1のステージで取得された重要なミスアラインメント情報上に構築することによって第2のステージにおける最終的なプリズム補正を決定する。従って、この方法は、様々な方法によって決定された知識とこれらの全てによって決定された情報からの利益を統合する。(4)方法のステージの1つは、テスト画像を動かすステップを伴う。従って、最終的に決定されたプリズマ補正は、眼の動的プリズマ反応を同様に取り込み且つ統合する。(5)上述した大規模な研究の信頼できる反復性及び小さな変動性は、単一の最適化された客観的プリズマ補正を生成するために出願人の方法が客観的且つ有効性のある方式で様々な方法の出力を組み合わせたという説得力のある論拠を提示した。ここに記載される5つの態様は、個々に及び組み合わせて利点を提供する。 The system described in this patent document addresses at least the above-mentioned related medical needs in the following aspects. (1) The systems and methods described determine prism correction solely through objective measurements, without subjective input from the patient. This aspect alone greatly reduces patient-to-patient and practitioner-to-practitioner variability in results. In fact, studies of large samples of patients using Applicant's systems and methods have determined that prisma correction with standard deviation has been reduced from the 3Δ described above to at best less than 1Δ. This significant reduction in the standard deviation of the results alone establishes the method described herein as a quantitative predictive diagnostic method. (2) The system and method uses both central and peripheral test images for a newly gained understanding of how peripheral and central prism corrections are connected. Accordingly, the described system and method is a promising platform for determining optimal compromise prism formulations that negotiate the best compromise for compensating for both central and peripheral accommodative misalignment. (3) The method described has two stages, thus determining the final prism correction in the second stage by building on the critical misalignment information obtained in the first stage. This method therefore integrates the knowledge determined by various methods and the benefits from information determined by all of these. (4) One of the stages of the method involves moving the test image. Therefore, the final determined prism correction similarly captures and integrates the eye's dynamic prism response. (5) The reliable repeatability and small variability of the extensive studies described above demonstrate that Applicant's method is an objective and valid method for producing a single optimized objective prism correction. A convincing argument was presented for combining the outputs of different methods. The five aspects described herein provide advantages individually and in combination.

図5-図10は、両眼アラインメントを決定するシステム10を示し、図11-図16は、両眼アラインメントを決定する対応する方法100を示す。 5-10 illustrate a system 10 for determining binocular alignment, and FIGS. 11-16 illustrate a corresponding method 100 for determining binocular alignment.

図5は、一部の実施形態において、両眼アラインメントを決定するシステム10が、第1の眼1-1及び第2の眼1-2に対して可視画像を投影するためのステレオディスプレイ20、見掛けの距離に従って投影された可視画像を修正する調節光学系30、第1の眼1-1及び第2の眼1-2の方位を追跡するアイトラッカー40、及び、ステレオディスプレイ20、調節光学系30及びアイトラッカー40に結合され、両眼アラインメントの決定を管理するコンピュータ50を含むことができるのを示している。以下では、眼には、第1の眼1-1及び第2の眼1-2とラベルを付けることにする。このラベリングは、左眼と右眼、又は逆も同様に対応することができる。 FIG. 5 shows, in some embodiments, a stereo display 20 for the system 10 for determining binocular alignment to project visible images to the first eye 1-1 and the second eye 1-2; Accommodation optical system 30 that corrects the projected visible image according to the apparent distance, eye tracker 40 that tracks the orientation of the first eye 1-1 and second eye 1-2, stereo display 20, accommodation optical system 30 and eye tracker 40, which can include a computer 50 for managing binocular alignment determinations. In the following, the eyes will be labeled as a first eye 1-1 and a second eye 1-2. This labeling can correspond to left and right eyes, or vice versa.

図6Aは、システム10の一部の実施形態の詳細図を示している。一部の実施形態において、アイトラッカー40は、第1の眼1-1と第2の眼1-2に赤外線アイトラッキングビームを投影するために、システム10の前方に近付けて位置付けられた赤外線発光ダイオード、又はIR LED、42-1及び42-2、同様に、第1の眼1-1及び第2の眼1-2を赤外線イメージング光で照明する赤外線光源44-1及び44-2を含むことができる。赤外線アイトラッキングビーム及び赤外線イメージング光は、双方とも眼1-1及び1-2から反射される。アイトラッカー40は更に、赤外線(IR)カメラ48-1及び48-2を備えた赤外線(IR)テレスコープ46-1及び46-2を含み、第1の眼1-1及び第2の眼1-2から反射された赤外線アイトラッキングビーム及び赤外線イメージング光を検出することができる。 FIG. 6A shows a detailed view of some embodiments of system 10. In some embodiments, the eye tracker 40 includes an infrared emitting device positioned proximate the front of the system 10 to project an infrared eye tracking beam onto the first eye 1-1 and the second eye 1-2. diodes, or IR LEDs, 42-1 and 42-2, as well as infrared light sources 44-1 and 44-2 for illuminating the first eye 1-1 and the second eye 1-2 with infrared imaging light. be able to. Both the infrared eye tracking beam and the infrared imaging light are reflected from eyes 1-1 and 1-2. The eye tracker 40 further includes infrared (IR) telescopes 46-1 and 46-2 with infrared (IR) cameras 48-1 and 48-2, which are connected to the first eye 1-1 and the second eye 1. The infrared eye tracking beam and infrared imaging light reflected from -2 can be detected.

システム10の要素の多くは、ペアで含まれ、例えば赤外線テレスコープ46-1及び46-2等である。図示を単純にするために、このような要素のペアは、誤解を招かないようにその先頭識別子のみで示され、「赤外線テレスコープ46-1及び46-2」を省略して「赤外線テレスコープ46」などのように示す。 Many of the elements of system 10 are included in pairs, such as infrared telescopes 46-1 and 46-2. For simplicity of illustration, pairs of such elements are indicated only by their initial identifiers to avoid confusion, and are referred to as "IR telescopes 46-1 and 46-2", omitting "IR telescopes 46-1 and 46-2". 46".

図7は、IRカメラ48によって検出又は感知された結果のIR画像49を示している。この実施形態では、各眼に対して4つのIR LED42-1、...42-4が別々に存在する。混乱を避けるために、特定の眼を指示する「-1」又は「-2」は、図7の説明では省いている。ここでの「-1」...「-4」の注記は、4つのIR LEDを示し、全てがIRアイトラッキングビームを同じ眼に投影する。4つのIR LED42-1、...42-4は、4つのアイトラッキングビームを眼に投影し、これが角膜から反射して、いわゆるプルキニエスポットP1-1、...P1-4をIR画像49に生成する。「P1」の注記は、角膜の近接表面からの反射を指す。高い指数のプルキニエスポットP2、...は、被膜の近位及び遠位表面からの反射などの眼の内側の深く横たわる表面からの反射を指す。ここに記載される実施形態は、P1プルキニエスポットを利用し、他の実施形態は、高い指数のプルキニエスポットを利用することができる。 FIG. 7 shows the resulting IR image 49 detected or sensed by the IR camera 48. In this embodiment, four IR LEDs 42-1, . .. .. 42-4 exists separately. To avoid confusion, the "-1" or "-2" designating a particular eye has been omitted from the description of FIG. "-1" here. .. .. The "-4" note indicates four IR LEDs, all projecting an IR eye tracking beam to the same eye. Four IR LEDs 42-1, . .. .. 42-4 projects four eye-tracking beams onto the eye, which are reflected from the cornea and form so-called Purkinje spots P1-1, . .. .. P1-4 is generated as an IR image 49. The "P1" annotation refers to reflection from the proximal surface of the cornea. High index Purkinje spot P2, . .. .. refers to reflections from deep lying surfaces inside the eye, such as reflections from the proximal and distal surfaces of the capsule. Embodiments described herein utilize P1 Purkinje spots; other embodiments may utilize high index Purkinje spots.

IR光源44の反射されたIRイメージング光は、同様にIRカメラ48によって検出される。検出された反射IRイメージング光にオーバレイされた4つのプルキニエスポットP1-1、...P1-4は共に、図のようにIR画像49を形成する。 The reflected IR imaging light of IR light source 44 is similarly detected by IR camera 48. Four Purkinje spots P1-1, . .. .. Together, P1-4 form an IR image 49 as shown.

一部の実施形態において、アイトラッカー40は、画像認識システム52を含み、プルキニエスポットP1-1、...P1-4を形成する検出された赤外線アイトラッキングビーム、及びIR画像49を共に形成する検出された赤外線イメージング光を用いて、第1の眼1-1及び第2の眼1-2の方位を決定することができる。画像認識システム52は、例えば、端認識方法を用いて、瞳孔3の輪郭の画像を抽出することができる。次に、瞳孔3の中心からの眼1の方位を決定することができる。別々に、プルキニエスポットP1-1、...P1-4から眼の方位を決定することができる。最終的に、様々な公知の画像認識及び分析技術を用いて、加重アルゴリズムを利用して2つの決定された方位を組み合わせることによって「最良結果」方位を決定することができる。画像認識システム52は、別のプロセッサ、別の特定用途向け集積回路とすることができるか、又はシステム管理コンピュータ50に配備されるソフトウェアとして実施することができる。 In some embodiments, eye tracker 40 includes an image recognition system 52 and includes Purkinje spots P1-1, . .. .. The detected infrared eye tracking beam forming P1-4 and the detected infrared imaging light forming together the IR image 49 are used to determine the orientation of the first eye 1-1 and the second eye 1-2. can be determined. The image recognition system 52 can extract an image of the outline of the pupil 3 using, for example, an edge recognition method. The orientation of the eye 1 from the center of the pupil 3 can then be determined. Separately, Purkinje spots P1-1, . .. .. The direction of the eyes can be determined from P1-4. Finally, using various known image recognition and analysis techniques, a "best result" orientation can be determined by combining the two determined orientations using a weighted algorithm. Image recognition system 52 may be a separate processor, a separate application specific integrated circuit, or may be implemented as software located on system management computer 50.

図6A-Bは、システム10が、ステレオディスプレイから投影された可視画像26-1及び26-2を第1の眼1-1及び第2の眼2-2にリディレクトし、第1の眼及び第2の眼から反射された赤外線アイトラッキングビーム及び赤外線イメージング光、45-1及び45-2共に送信するための赤外線透過型可視ミラー24-1及び24-2を各眼に対して1つ含むことができる。これらの実施形態では、ステレオディスプレイ20のステレオディスプレイ画面22-1及び22-2を、システム10の主光学経路の周辺に位置付けることができ、アイトラッカー40の赤外線テレスコープ46-1及び46-2を、システム10の主光学経路に位置付けることができる。参考までに、各眼に対する調節光学系レンズ34-ミラー24-IRテレスコープ46軸は、一般的にはこの実施形態において主光学経路と呼ばれる。また、明確にするために、光学経路及びビームが図示される図では、一部のラベルを単純化している。 6A-B show that system 10 redirects visible images 26-1 and 26-2 projected from a stereo display to first eye 1-1 and second eye 2-2, and and one infrared-transmissive visible mirror 24-1 and 24-2 for each eye for transmitting both the infrared eye-tracking beam and the infrared imaging light reflected from the second eye, 45-1 and 45-2. can be included. In these embodiments, stereo display screens 22-1 and 22-2 of stereo display 20 can be positioned around the main optical path of system 10, and infrared telescopes 46-1 and 46-2 of eye tracker 40 can be positioned in the main optical path of system 10. For reference, the accommodative lens 34-mirror 24-IR telescope 46 axis for each eye is generally referred to as the main optical path in this embodiment. Also, in figures where optical paths and beams are illustrated, some labels have been simplified for clarity.

図6Bは、この実施形態において、周辺ステレオディスプレイ画面22-1及び22-2が、システム10の主光学経路に向けて可視画像26-1及び26-2を投影できることを示しており、可視画像26-1及び26-2は、赤外線透過型可視ミラー24-1及び24-2によって眼1-1及び1-2に向けてリディレクトされる。同時に、反射されたIRアイトラッキングビーム及び反射されたIRイメージング光、45-1及び45-2共に、眼1-1及び1-2から反射され、同じ赤外線透過型可視ミラー24-1及び24-2によってシステム10の主光学経路に沿ってIRテレスコープ46-1及び46-2に向けて送信される。 FIG. 6B shows that in this embodiment, peripheral stereo display screens 22-1 and 22-2 can project visible images 26-1 and 26-2 toward the main optical path of system 10, with visible images 26-1 and 26-2 are redirected toward eyes 1-1 and 1-2 by infrared-transmitting visible mirrors 24-1 and 24-2. At the same time, both the reflected IR eye tracking beam and the reflected IR imaging light, 45-1 and 45-2, are reflected from the eyes 1-1 and 1-2 and the same infrared-transmissive visible mirrors 24-1 and 24- 2 along the main optical path of system 10 toward IR telescopes 46-1 and 46-2.

図8Aは、ステレオディスプレイ画面22とIRテレスコープ46の位置が交換されている別の実施形態を示す。図8Bは、この実施形態が、反射された赤外線アイトラッキングビーム及び反射された赤外線イメージング光、45-1及び45-2共にリディレクトする可視透過型赤外線(IR)ミラー24’-1及び24’-2を含むことができ、45-1及び45-2が、第1の眼1-1及び第2の眼1-2からIRテレスコープ46-1及び46-2に反射されることを示している。同時に、可視-透過型赤外線ミラー24’-1及び24’-2は、投影された可視画像26-1及び26-2をステレオディスプレイ20のステレオディスプレイ画面22-1及び22-2から第1の眼1-1及び第2の眼1-2に送信することができる。システム10のこれらの実施形態では、ステレオディスプレイ20をシステム10の主光学経路に位置付けることができ、アイトラッカー40の赤外線テレスコープ46を、システム10の主光学経路の周辺に位置付けることができる。参考のために、この実施形態での各眼に対する調節光学系レンズ34-ミラー24-ステレオディスプレイ画面22の軸は、一般的には、この実施形態における主光学経路と呼ばれる。 FIG. 8A shows another embodiment in which the positions of stereo display screen 22 and IR telescope 46 are swapped. FIG. 8B shows that this embodiment redirects both the reflected infrared eye tracking beam and the reflected infrared imaging light, 45-1 and 45-2, with visible transmissive infrared (IR) mirrors 24'-1 and 24'. -2, indicating that 45-1 and 45-2 are reflected from the first eye 1-1 and the second eye 1-2 to the IR telescopes 46-1 and 46-2. ing. At the same time, the visible-transmissive infrared mirrors 24'-1 and 24'-2 transfer the projected visible images 26-1 and 26-2 from the stereo display screens 22-1 and 22-2 of the stereo display 20 to the first one. It can be transmitted to the eye 1-1 and the second eye 1-2. In these embodiments of system 10, stereo display 20 can be positioned in the main optical path of system 10, and infrared telescope 46 of eye tracker 40 can be positioned around the main optical path of system 10. For reference, the accommodative lens 34-mirror 24-stereo display screen 22 axis for each eye in this embodiment is generally referred to as the main optical path in this embodiment.

図9は、ステレオディスプレイ20が単一ステレオディスプレイ画面22及び同期グラス28を含むことができる図8A-Bのシステム10の変種を示している。同期グラス28は、シャッターグラス又は偏向グラスとすることができる。この実施形態では、図8A-Bの左及び右ステレオディスプレイ画面22-1及び22-2の投影された可視画像26-1及び26-2の双方が、急速交互シーケンスで単一ステレオディスプレイ画面22によって表示される。同期グラス28は、この交互シーケンスによって精密に調整することができ、急速交互方式で第1の眼1-1及び第2の眼1-2への可視画像26-1及び26-2の投影を可能にし、別々の画像の印象が2つの眼に投影されるようにする。同期グラス28は、3D映画の投影に用いられる3Dグラスに類似とすることができ、同期グラス28の2つのレンズの循環偏向を迅速に変えることができる液晶LCD層に頼ることができる。このようなシステム10は、有利とすることができるシステム10の小さなフットプリントを達成することができる。最適作動のために、ステレオディスプレイ画面22の十分に広い視野が役に立つ。 FIG. 9 shows a variation of the system 10 of FIGS. 8A-B in which the stereo display 20 can include a single stereo display screen 22 and synchronized glasses 28. Synchronization glasses 28 can be shutter glasses or deflection glasses. In this embodiment, both the projected visible images 26-1 and 26-2 of the left and right stereo display screens 22-1 and 22-2 of FIGS. 8A-B are projected onto the single stereo display screen 22 in a rapidly alternating sequence. displayed by. The synchronized glasses 28 can be precisely adjusted by this alternating sequence and project the visible images 26-1 and 26-2 onto the first eye 1-1 and the second eye 1-2 in a rapidly alternating manner. allowing separate image impressions to be projected to the two eyes. The synchronization glasses 28 can be similar to 3D glasses used for 3D movie projection and can rely on a liquid crystal LCD layer that can quickly change the circular deflection of the two lenses of the synchronization glasses 28. Such a system 10 can achieve a small footprint of the system 10, which can be advantageous. For optimal operation, a sufficiently wide field of view of the stereo display screen 22 is useful.

システム10の一部の実施形態は、ミラー24又は24’を含む必要はない。これらのシステムでは、アイトラッカー40が、システム10の前方に近付けて位置付けられるIRカメラ48の小型の実装を含むことができ、IRカメラ48がステレオディスプレイ画面22による投影を塞がないように十分に大きな角度で傾けられる。アイトラッカー40をこのように実装した画像認識システム52は、実質的に傾いたIR画像49と、一部のスポットが傾斜によって覆い隠されている可能性があるプルキニエスポットP1、...P4から眼の視軸の方向を決定する幾何学変換ユニットを含むことができる。 Some embodiments of system 10 need not include mirror 24 or 24'. In these systems, the eye tracker 40 can include a compact implementation of an IR camera 48 positioned close to the front of the system 10 and sufficiently large so that the IR camera 48 does not block the projection by the stereo display screen 22. Can be tilted at a large angle. The image recognition system 52 implementing the eye tracker 40 in this manner recognizes the substantially tilted IR image 49 and the Purkinje spots P1, . .. .. A geometric transformation unit may be included to determine the direction of the visual axis of the eye from P4.

システム10の実施形態では、調節光学系30が、光学屈折力を変える一連の調節光学系レンズ34-1及び34-2を備えたフォロプターホイール32-1及び32-2を含むことができる。これらの調節光学系レンズ34は、第1の眼1-1と第2の眼1-2の見掛けの距離をシミュレートするのに有用である。 In embodiments of system 10, accommodation optics 30 may include phoropter wheels 32-1 and 32-2 with a series of accommodation optics lenses 34-1 and 34-2 that vary optical power. These accommodation optical system lenses 34 are useful for simulating the apparent distance between the first eye 1-1 and the second eye 1-2.

方法100に関して以下に記載されるように、システム10は、患者に対して異なる見掛けの距離の可視画像26を投影するために利用することができる。これを行うには、少なくとも2つの技術的解決策を伴うことができる。第1に、可変光学屈折力を有する調節光学系レンズ34を主光学経路に挿入することで、投影される可視画像26の印象を遠くに又は近くにすることができる。第2に、可視画像26-1及び26-2を互いから近く又は遠くに投影することで、これらの画像の適切な輻輳、患者にとって見掛けの距離にあるものとしてこれらの画像を表示させる場合の別の重要な因子をシミュレートすることができる。 As described below with respect to method 100, system 10 can be utilized to project visible images 26 at different apparent distances to a patient. Doing this can involve at least two technical solutions. First, by inserting an accommodation optics lens 34 with variable optical power into the main optical path, the impression of the projected visible image 26 can be made farther or closer. Second, by projecting visible images 26-1 and 26-2 closer or further away from each other, the appropriate convergence of these images, when viewed as being at an apparent distance to the patient, is achieved. Another important factor can be simulated.

一部の実施形態において、第1の技術的解決策に対して、調節光学系30は、フォロプターホイール32の代わりに、又はフォロプターホイール32と組み合わせて、曲線ミラー、トライアルレンズ、フリップイン/フリップアウトレンズ、調節可能液晶レンズ、変形可能ミラー、z方向に可動式のミラー、回転回折光学素子、平行移動回折光学素子、可変フォーカスモアレレンズ、又はフォーカスレンズグループを含むことができる。 In some embodiments, for the first technical solution, the accommodation optics 30 can be used instead of or in combination with the phoropter wheel 32, such as curved mirrors, trial lenses, flip-in/ It may include a flip-out lens, an adjustable liquid crystal lens, a deformable mirror, a mirror movable in the z-direction, a rotating diffractive optical element, a translating diffractive optical element, a variable focus moiré lens, or a focus lens group.

図10A-Bは、第2の技術的解決策として、調節光学系30が、1対の回転可能偏向器36、回転可能プリズム38、又は調節可能プリズム38(1つのみを図示)を含み、画像26-1及び26-2の投影を第1の眼1-1及び第2の眼1-2に偏向し、第1の眼及び第2の眼にとって見掛けの距離の輻輳をシミュレートできることを示している。 10A-B show that, as a second technical solution, the adjustment optics 30 includes a pair of rotatable deflectors 36, rotatable prisms 38, or adjustable prisms 38 (only one shown); The projections of images 26-1 and 26-2 can be deflected to the first eye 1-1 and the second eye 1-2 to simulate apparent distance convergence for the first eye and the second eye. It shows.

一部の実施形態において、輻輳は、上記の光学要素によってだけでなく、ステレオディスプレイ画面22-1及び22-2による投影される可視画像26-1及び26-2の投影を互いに向けてシフトすること、換言すると、これらを互いに近くに投影することによってもシミュレートすることができる。 In some embodiments, convergence shifts the projections of visible images 26-1 and 26-2 projected by stereo display screens 22-1 and 22-2 toward each other as well as by the optical elements described above. In other words, they can also be simulated by projecting them close to each other.

一部のシステム10において、調節光学系30及びステレオディスプレイ20は、マイクロレンズアレイを含む単一の光照射野ディスプレイに組み合わせることができ、マイクロレンズアレイの光学特性と組み合わされたステレオディスプレイ画面22-1及び22-2上に表示される投影された可視画像26-1及び26-2を用いて、患者が見た時の投影される可視画像26-1及び26-2の見掛けの距離を変えることができる。 In some systems 10, the conditioning optics 30 and the stereo display 20 can be combined into a single light field display that includes a microlens array, and the stereo display screen 22- combined with the optical properties of the microlens array. Using the projected visible images 26-1 and 26-2 displayed on 1 and 22-2, the apparent distance of the projected visible images 26-1 and 26-2 when viewed by the patient is changed. be able to.

一部のシステム10において、調整光学系30及びステレオディスプレイ20は、MEMSスキャナ、フォーカスモジュレータ、又は光源を含む単一の光照射野ディスプレイに組み合わせることができる。 In some systems 10, conditioning optics 30 and stereo display 20 can be combined into a single light field display that includes a MEMS scanner, focus modulator, or light source.

プリズム又は調節性ミスアラインメントの問題及びミスアラインメント問題の文脈における進歩を提供するために開発されたシステム10の実施形態を説明したが、次に、システム10の実施形態を用いて両眼ミスアラインメントを決定するための様々な方法100を説明する。 Having described embodiments of system 10 that have been developed to provide advances in the context of prismatic or accommodative misalignment problems and misalignment problems, embodiments of system 10 can now be used to solve binocular misalignment problems. Various methods 100 for determining are described.

図11-図16は、眼1-1及び1-2の両眼アラインメントを決定するためのシステム10の上述の実施形態をどのように用いるかの方法100を示している。 11-16 illustrate a method 100 of how to use the above-described embodiment of system 10 to determine binocular alignment of eyes 1-1 and 1-2.

図11は、方法100の一部の実施形態が、見掛けの距離の患者の第1の眼1-1及び第2の眼1-2の解離性斜位の測定ステップ120、及び測定された解離性斜位を用いて見掛けの距離の第1の眼1-1及び第2の眼1-2の調節性輻輳の決定ステップ140を含むことができるのを示している。前述したように、方法100は、2つのステージの方法であり、従ってこの結果は、2つの異なるステージによって明らかにされた情報及び知識を統合する。 FIG. 11 shows that some embodiments of the method 100 include the step of measuring 120 the apparent distance of the dissociative tropia of the patient's first eye 1-1 and the second eye 1-2, and the measured dissociation. It is shown that the step of determining 140 the accommodative vergence of the first eye 1-1 and the second eye 1-2 of the apparent distance using gender dysphoria can be included. As mentioned above, the method 100 is a two stage method, so the results integrate information and knowledge revealed by two different stages.

以下に詳しく記載されるように、一部の実施形態において、測定ステップ120は、システム10のステレオディスプレイ20を用いて第1の眼1-1及び第2の眼1-2に対して非融合可能可視画像26-1及び26-2を投影するステップを含むことができる。方法100をより簡潔に説明する目的で、図5-10の可視画像26-1及び26-2は、単に以下では画像26-1及び26-2と呼ぶことにする。 As described in more detail below, in some embodiments, the measuring step 120 includes unfused measurements for the first eye 1-1 and the second eye 1-2 using the stereo display 20 of the system 10. Projecting possible visible images 26-1 and 26-2 may be included. For the purpose of more concisely describing method 100, visible images 26-1 and 26-2 of FIGS. 5-10 will simply be referred to below as images 26-1 and 26-2.

解離性斜位を決定するために非融合可能画像を投影する実施例を、例えば図2C-Dに関して記載している。ここで、2つの非融合可能画像6-1-s及び6-2-sは、比較できる見掛け、又は優勢の見掛けである。方法100の一部の実施形態はまた、このような比較できる優勢の非融合可能画像を投影するステップを伴う。 Examples of projecting non-fusible images to determine dissociative plagioplasty are described with respect to, eg, FIGS. 2C-D. Here, the two non-fusible images 6-1-s and 6-2-s are of comparable or dominant appearance. Some embodiments of method 100 also involve projecting such comparable dominant non-fusible images.

他の実施形態では、投影ステップは、第1の眼1-1に対して優勢の画像を投影するステップと、第2の眼1-2に対して非優勢の画像を投影するステップを含むことができる。図2C-Dに関して記載したように、非優勢画像を見る眼1-2は、2つの非融合可能画像を融合する脳の努力が失敗した後に彷徨い始めることが多い。これらの実施形態では、測定ステップ120が、アイトラッカー40によって眼1-1及び1-2を追跡するステップと、彷徨う眼1-2が最終的にリラックスした方位を達成した時間を決定するステップを含むことができる。このリラックス状態の達成は、例えば、眼1-2の動きが閾値より下に遅速された、又は指向性の動きからランダムなジッタに変化した、又は停止したと決定するアイトラッカー40によって推測することができる。眼1-2がリラックスした状態に達したとアイトラッカー40が決定した状態で、アイトラッカー40によって第1の眼1-1と第2の眼1-2の少なくとも1つの方位を測定することによって解離性斜位を測定することができる。 In other embodiments, the projecting step includes projecting a dominant image to the first eye 1-1 and projecting a non-dominant image to the second eye 1-2. I can do it. As described with respect to FIGS. 2C-D, the eye 1-2 viewing the non-dominant image often begins to wander after the brain's efforts to fuse the two non-fusible images fail. In these embodiments, the measuring step 120 includes tracking eyes 1-1 and 1-2 by eye tracker 40 and determining the time when wandering eye 1-2 finally achieves a relaxed orientation. can include. Achievement of this relaxed state may be inferred by the eye tracker 40 determining, for example, that the movement of the eyes 1-2 has slowed below a threshold, or has changed from directional movement to random jitter, or has stopped. I can do it. By measuring the orientation of at least one of the first eye 1-1 and the second eye 1-2 by the eye tracker 40 with the eye tracker 40 determining that the eye 1-2 has reached a relaxed state. Dissociative plagioplasty can be measured.

図12は、これらのステップの実施を詳細に記載したものであり、図13A-Dは、特定の実施形態におけるこれらのステップを示している。これらの実施形態において、測定ステップ120は以下を含むことができる。
ステレオディスプレイを用いて、見掛けの距離の輻輳により第1の眼に対して中心画像を投影するステップ122、
ステレオディスプレイを用いて、見掛けの距離の輻輳により第2の眼に対して分配された画像を投影するステップであり、中心画像及び分配された画像は非融合可能であることを特徴とするステップ124、
アイトラッカーを用いて第1の眼と第2の眼の少なくとも1つの回転を追跡するステップ126、
追跡された回転の安定性からリラックスした状態を識別するステップ128、
アイトラッカー及びコンピュータを用いてリラックスした状態の第1の眼と第2の眼の少なくとも1つの方位を測定することによって解離性斜位を測定するステップ130。
FIG. 12 details the implementation of these steps, and FIGS. 13A-D illustrate these steps in particular embodiments. In these embodiments, measuring step 120 may include the following.
projecting 122 a central image to the first eye with apparent distance convergence using a stereo display;
Step 124 of projecting, using a stereo display, images distributed to the second eye by apparent distance convergence, characterized in that the central image and the distributed images are non-fusible. ,
tracking 126 rotation of at least one of the first eye and the second eye using an eye tracker;
identifying 128 a relaxed state from the stability of the tracked rotation;
Measuring 130 dissociative dysphoria by measuring the orientation of at least one of the first eye and the second eye in a relaxed state using an eye tracker and a computer.

図13Aの左のパネルは、中心画像を投影するステップ122が、中心画像201-1、このケースでは十字をシステム10のステレオディスプレイ20のステレオディスプレイ画面22-1に投影するステップを含むことができるのを示している。投影ステップ122は、見掛けの距離の輻輳206によって行うことができる。基準軸202-1は、第1の眼1-1の中心をステレオディスプレイ画面22-1の中心につなぐ中心法線として基準のために取り入れられている。これによって、見掛けの距離の輻輳206は、見掛けの距離の輻輳角度α=α(L)によって特徴付けることができ、この角度は、見掛けの距離Lの2つの眼1-1と1-2の間の途中に配置された物体を見る時に第1の眼の視軸204-1が基準軸202-1と作る角度である。一般的には、第1の眼の視軸204-1がこの線に沿って位置付けられない場合でも、見掛けの距離の輻輳206は、基準軸202-1に対して角度α(L)だけ第1の眼1-1の中心からそれた線によって表され且つ示される。 The left panel of FIG. 13A shows that projecting the center image 122 may include projecting a center image 201-1, in this case a cross, onto the stereo display screen 22-1 of the stereo display 20 of the system 10. It shows. The projection step 122 may be performed by an apparent distance convergence 206. Reference axis 202-1 is taken for reference as a center normal connecting the center of first eye 1-1 to the center of stereo display screen 22-1. Thereby, the apparent distance convergence 206 can be characterized by the apparent distance convergence angle α=α(L), which is the angle between the two eyes 1-1 and 1-2 at the apparent distance L. This is the angle that the visual axis 204-1 of the first eye makes with the reference axis 202-1 when viewing an object placed halfway between the two eyes. In general, even if the first eye's visual axis 204-1 is not located along this line, the apparent distance convergence 206 will be offset by an angle α(L) relative to the reference axis 202-1. 1 is represented and shown by a line deviating from the center of eye 1-1.

中心画像201-1は、見掛けの距離の輻輳206をシミュレートするために見掛けの距離の輻輳角度α(L)によってのみステレオディスプレイ画面22-1の中心からずれたシーンの中心に置かれる。簡潔にするために、この角度は、輻輳角度αとだけ示されることがある。第1の眼の視軸204-1の定義は、レンズ又は調節光学系30-1の何れかの他の関連の部分を組み入れることができ、これを介して第1の眼1-1が中心画像201-1を観察する。 The center image 201-1 is centered in the scene offset from the center of the stereo display screen 22-1 by an apparent distance convergence angle α(L) to simulate apparent distance convergence 206. For brevity, this angle may be simply denoted as vergence angle α. The definition of the visual axis 204-1 of the first eye may incorporate other relevant parts of the lens or accommodation optic 30-1, through which the first eye 1-1 is centered. Observe image 201-1.

図13Aの右のパネルは、第2の眼1-2に対する分配された画像、このケースでは、はっきり見える中心のないランダムなサイズ及び位置の不規則に並んだボール又は球体のセットの投影ステップ124を示している。中心画像201-1は、優勢画像の例であり、分配された画像201-2は、非優勢画像の例である。中心に置かれた優勢画像201-1及び分配された非優勢画像201-2は、非融合可能画像の例である。代替として、ステレオディスプレイ画面22-2は、図4Cのブロックと同様に、不規則に並べられたボールの代わりに、非融合可能分配画像201-2の別の実施形態として単純に暗くすることができる。 The right panel of FIG. 13A shows the projection step 124 of a distributed image to the second eye 1-2, in this case a set of irregularly arranged balls or spheres of random size and position with no clearly visible center. It shows. Center image 201-1 is an example of a dominant image, and distributed image 201-2 is an example of a non-dominant image. Centered dominant image 201-1 and distributed non-dominant image 201-2 are examples of non-fusible images. Alternatively, the stereo display screen 22-2 can simply be darkened as another embodiment of the non-fusible distribution image 201-2 instead of irregularly arranged balls, similar to the block of FIG. 4C. can.

図13Bは、上述のように、第2の眼1-2が最初は第1の眼1-1とほぼ同じ見掛けの距離の輻輳角度αだけ内向きに回転するが、脳が非融合可能中心画像201-1と分配画像201-2の融合に失敗した後は、第2の眼1-2が彷徨うことを示している。アイトラッカー40は、さまよっている第2の眼1-2が識別ステップ128で追跡された回転の安定性からリラックスした状態に達したとオプトメトリスト又は自動化プログラムが決定するまで、第2の眼1-2の追跡ステップ126を実行することができる。この安定性は、様々な方法で、眼が停止すること、又は閾値より下になる眼のジッタの振幅、又は方向性のない彷徨いに発展する眼の方向性回転から定義することができる。 FIG. 13B shows that, as described above, the second eye 1-2 is initially rotated inward by a convergence angle α of approximately the same apparent distance as the first eye 1-1; It is shown that the second eye 1-2 wanders after the fusion of the image 201-1 and the distributed image 201-2 fails. The eye tracker 40 tracks the wandering second eye 1-2 until the optometrist or automated program determines that the wandering second eye 1-2 has reached a state of relaxation from the rotational stability tracked in the identification step 128. A tracking step 126 of 1-2 may be performed. This stability can be defined in various ways from the eye stopping, or the amplitude of the eye's jitter going below a threshold, or the directional rotation of the eye developing into directionless wandering.

測定ステップ130で、リラックスした状態がステップ128で識別されたら、アイトラッカー40は、はっきり見える輻輳206との第2の眼の視軸204-2との角度δを決定することによって、リラックスした第2の眼1-2の方位を測定することができる。この測定ステップ130で、δ、見掛けの距離の輻輳206からのリラックスした第2の眼1-2の角度偏差は、その解離性斜位角度δを有する解離性斜位208と呼ばれる。この定義は、図4B-Cにかなり類似する。上述のように、小さな違いが解離性斜位の様々な開業医の定義の間に存在する。 At measurement step 130, once a relaxed state is identified at step 128, eye tracker 40 determines the relaxed state by determining the angle δ between the clearly visible convergence 206 and the visual axis 204-2 of the second eye. The direction of the eye 1-2 can be measured. In this measurement step 130, the angular deviation of the relaxed second eye 1-2 from the convergence 206 of the apparent distance, δ, is called the dissociative plagioplasty 208 with its dissociative plagioplasty angle δ. This definition is quite similar to Figures 4B-C. As mentioned above, small differences exist between various practitioner definitions of dissociative plagioplasty.

一部の関係のある実施形態では、追跡ステップ126は、第1の眼1-1、第2の眼1-2、又はこれらの両方の回転を追跡するステップを伴うことができる。これらの実施形態において、解離性斜位208は、第1の眼の斜位角度δ-1、第2の眼の斜位角度δ-2を測定するステップ130、及びδ-1とδ-2の平均値のあるタイプとして解離性斜位δを決定するステップから定義することができる。 In some related embodiments, the tracking step 126 may involve tracking the rotation of the first eye 1-1, the second eye 1-2, or both. In these embodiments, dissociative plagioplasty 208 includes step 130 of measuring the first eye's tropia angle δ-1, the second eye's tropia angle δ-2, and the step of measuring δ-1 and δ-2. can be defined from the step of determining the dissociative plagioplasty δ as a type of average value of δ.

図13A-Bは、全体の測定ステップ120のステップ122-130を、近見距離、例えばLが、40cm-100cmの範囲にある場合に実行できることを示している。 Figures 13A-B show that steps 122-130 of the overall measurement step 120 can be performed when the near viewing distance, eg L, is in the range 40 cm-100 cm.

図13C-Dは、見掛けの距離がL大であり、且つ見掛けの距離の輻輳角度がα=0である時に、同じステップ122-130を距離視覚テストの一部としても実行できることを示している。関係のある実施形態において、Lは、1m-10mの範囲にあるとすることができる。ディオプターで表すと、方法100は、1-3Dに対応する近見距離で、0-0.5Dに対応する遠見距離で実行することができる。 Figures 13C-D show that the same steps 122-130 can also be performed as part of a distance vision test when the apparent distance is L large and the apparent distance convergence angle is α=0. . In related embodiments, L may be in the range 1m-10m. Expressed in diopters, method 100 can be performed at near viewing distances corresponding to 1-3D and at far viewing distances corresponding to 0-0.5D.

要約すると、測定ステップ120、方法100の第1のステージの結果は、解離性斜位208であり、解離性斜位角度がδである。方法200の第2のステージ、決定ステップ140は、決定された解離性斜位208にのみ構築されるプリズマミスアラインメントの追加のテストを実行する。従って、全体の方法100は、第1と第2のステージの組み合わせであり従って方法100は、プリズムミスアラインメントの2つの別個のテストを統合し、更に従って両眼アラインメントの2つの異なるタイプに関する知識及びデータを統合する。これを行うことで、視力の定量的に完全な治療及び定量的により優良な改良を約束する。 In summary, the result of the measuring step 120, the first stage of the method 100, is a dissociative plagioplasty 208, with a dissociative plagioplasty angle of δ. The second stage of method 200, determination step 140, performs additional tests of prismatic misalignment established only for determined dissociative plagioplasty 208. Thus, the overall method 100 is a combination of the first and second stages, and thus the method 100 integrates two separate tests of prism misalignment, and further according to knowledge and knowledge of two different types of binocular alignment. Integrate your data. Doing this promises quantitatively complete treatment and quantitatively better improvement of visual acuity.

図14は、決定ステップ140が、ステレオディスプレイを用いて、測定された解離性斜位によって補正される見掛けの距離の輻輳によって、第1の眼への第1の画像及び第2の眼への第2の画像を提示するステップ142を含むことができるのを示しており、ここで第1の画像と第2の画像は融合可能である。 FIG. 14 shows that the determining step 140 uses a stereo display to display the first image to the first eye and the second image to the second eye by the apparent distance convergence corrected by the measured dissociative phoria. It is shown that the step of presenting 142 a second image can be included, where the first image and the second image can be fused.

図15Aは、提示ステップ142の一部の実施において、第1の融合可能画像210―1を第1の眼1-1のためのステレオディスプレイ画面22-1に提示することができ、且つ第2の融合可能画像210-2を第2の眼1-2のためのステレオディスプレイ画面22-2に提示することができるのを示している。これらの融合可能画像210-1と210-2は周辺とすることができる。例えば、周辺画像210-1及び210-2は、図のように、ボール又は惑星の2つの本質的には同一の円形バンド、又はリングとすることができる。融合可能画像210-1及び210-2の中心は、見掛けの距離の輻輳206に従って互いに向かってシフトすることができ、輻輳角度αは、測定ステップ120で測定された解離性斜位δ(208)によって補正される。測定された解離性斜位δは、図のように、2つの眼の間のδ/2-δ/2として対称的に分配することができる。これらの一般的なケースでは、融合可能画像210-1と210-2の中心を、α-δ/2、基準軸202-1及び202-2に対して解離性斜位、δによって補正された輻輳角度αに従って、互いに向けてシフトすることができる。これに応答して、第1の眼の視軸204-1及び第2の眼の視軸204-2は、一般的には、融合可能画像210の中心を向いているこれらの視軸204によって示されるように、解離性斜位208によって補正された見掛けの距離の輻輳206にアラインされる。 FIG. 15A shows that in some implementations of presentation step 142, a first fusible image 210-1 can be presented on a stereo display screen 22-1 for a first eye 1-1, and a second 210-2 can be presented on the stereo display screen 22-2 for the second eye 1-2. These fusible images 210-1 and 210-2 can be peripheral. For example, peripheral images 210-1 and 210-2 may be two essentially identical circular bands, or rings, of a ball or planet, as shown. The centers of fusible images 210-1 and 210-2 can be shifted towards each other according to the apparent distance convergence 206, where the convergence angle α is equal to the dissociative tropism δ (208) measured in the measurement step 120. Corrected by The measured dissociative tropia δ can be distributed symmetrically as δ/2−δ/2 between the two eyes, as shown. In these common cases, the centers of fusible images 210-1 and 210-2 are centered at α - δ/2, corrected by dissociative tropism, δ, relative to the reference axes 202-1 and 202-2. They can be shifted towards each other according to the vergence angle α. In response, the first eye's visual axis 204-1 and the second eye's visual axis 204-2 are generally aligned with these visual axes 204 pointing toward the center of the fusible image 210. As shown, aligned apparent distance convergence 206 corrected by dissociative plagioplasty 208.

場合によっては、2つの眼の両眼ミスアラインメントが非対称である時、オプトメトリストは、2つの眼の間に不均等に測定された解離性斜位δを起因させる理由を有することができる。説明を包括的にする以前の協定が継続されている点にも留意されたく、説明は、「制限N-1と制限N-2のペア」を単純に「制限N」と示し、ここでこれを行うことは混乱を招かないものとする。 In some cases, when the binocular misalignment of the two eyes is asymmetric, the optometrist may have reason to attribute a dissociative tropia δ measured unevenly between the two eyes. Note also that the previous agreement to make the description inclusive is continued; the description now refers to the "pair of restriction N-1 and restriction N-2" simply as "restriction N", and here shall not cause confusion.

融合可能画像210のシフトは、調節光学系30によって影響を受ける可能性がある。調節光学系30の設定は、L、調節性距離、又は、シリンダ又は収差によって更に補正される可能性がある患者によって好まれる眼鏡の屈折力に依存する可能性がある。 The shift of the fusible image 210 may be influenced by the adjustment optics 30. The settings of the accommodating optics 30 may depend on L, the accommodating distance, or the optical power of the glasses preferred by the patient, which may be further corrected by cylinders or aberrations.

一部の実施形態において、第1の融合可能画像210-1及び第2の融合可能画像210-2は、動的とすることができる。図15Aで、方向性のある破線の弧は、惑星のリングがこれらの中心の周りを回転できることを示す。実験は、周辺融合可能画像210を回転させることで確実に且つ再生的に周辺プリズム効果を捉えていることを示している。提示ステップ142では、これらの融合可能画像210の回転の半径、空間分布、カラー、力学、及び速度の全てを、アラインメント情報に最適加重を提供するために調節することができる。 In some embodiments, the first fusible image 210-1 and the second fusible image 210-2 can be dynamic. In FIG. 15A, the directional dashed arcs indicate that the planet's rings can rotate about their centers. Experiments have shown that rotating the peripheral fusible image 210 reliably and reproducibly captures the peripheral prism effect. In the presentation step 142, the radius of rotation, spatial distribution, color, dynamics, and speed of these fusible images 210 can all be adjusted to provide optimal weighting to alignment information.

一部の実施形態において、第1の画像210-1及び第2の画像210-2は静的とすることができる。一部の実施形態において、第1の画像210-1及び第2の画像210-2は中心とすることができる。これらの実施形態は、これに固有の医療的利点を提示することができる。 In some embodiments, first image 210-1 and second image 210-2 can be static. In some embodiments, the first image 210-1 and the second image 210-2 can be centered. These embodiments may present unique medical benefits.

提示ステップ142に投影ステップ144を続けることができることを図14が説明し図15Bが例証している。投影ステップ144は、第1の眼1-1への第1の追加中心画像212-1の投影と第2の眼1-2への第2の追加中心画像212-2の投影を含むことができる。これらの中心画像212は、融合可能画像210の中心に投影することができる。巡回する惑星である融合可能画像210の実施形態では、追加の中心画像212を、この巡回の中心に、例えば図のように十字として投影することができる。 FIG. 14 explains and FIG. 15B illustrates that the presentation step 142 can be followed by a projection step 144. The projection step 144 may include projecting the first additional central image 212-1 onto the first eye 1-1 and the second additional central image 212-2 onto the second eye 1-2. can. These center images 212 can be projected onto the center of the fusible image 210. In an embodiment of a fusible image 210 that is a touring planet, an additional central image 212 may be projected at the center of this touring, for example as a cross as shown.

これらの2つの追加中心画像212-1及び212-2の投影ステップ144は、ステレオディスプレイ20を用いて、交互方式に実行することができる。投影ステップ144の交互方式を表現するために、追加中心画像の1つだけに実線で十字212-1が示され、他の追加中心画像、212-2は、図15Bに破線で示されている。交互の時間は、幾つかの異なる条件に従って選択することができ、1秒より短い時間、1-100秒の範囲、場合によっては5-10秒の範囲にすることができる。 The projection step 144 of these two additional central images 212-1 and 212-2 can be performed in an alternating manner using the stereo display 20. To represent the alternating scheme of the projection step 144, only one of the additional center images is shown with a cross 212-1 in solid lines, and the other additional center image, 212-2, is shown in dashed lines in FIG. 15B. . The alternating time can be selected according to several different conditions and can be less than 1 second, in the range 1-100 seconds, and possibly in the range 5-10 seconds.

ステップ120で測定された解離性斜位208の角度δが、眼1の両眼アラインメントを完全に取り込んだとすると、解離性斜位角度δ/2によって補正された眼1は、輻輳角度αによって追加中心画像212の投影ステップ144に調節する必要はない。これは、投影ステップ144の後で解離性斜位角度δ/2によって補正された輻輳角度αに眼の視軸204がアラインされたままになることに現れる。 Assuming that the angle δ of dissected plagioplasty 208 measured in step 120 fully captures the binocular alignment of eye 1, then eye 1, corrected by the dissective platitude angle δ/2, is additionally centered by the convergence angle α. No adjustment is necessary to the projection step 144 of the image 212. This manifests itself in the visual axis 204 of the eye remaining aligned to the convergence angle α corrected by the dissociative oblique angle δ/2 after the projection step 144.

しかしながら、出願人の研究は、患者が、補正された輻輳角度α-δ/2によって追加中心画像212の投影144に応答して患者の眼1を動かし調節したことを明らかにした。これは、眼の残りの剰余プリズマアラインメントを決定するのに追加の測定が必要であることを出願人に認めさせた。これらの追加の測定は、以下のようにステップ146-154に記載している。
アイトラッカーを用いて、第1の追加中心画像の投影に応答して第1の眼の調節を追跡し、更に第2の追加中心画像の投影に応答して第2の眼の調節を追跡するステップ146、
ステレオディスプレイ及びコンピュータを用いて交互方式で、第1の眼の調節を低減するために第1の反復随伴斜位によるシフトされた第1の追加中心画像を投影し、更に第2の眼の調節を低減するために第2の反復随伴斜位によってシフトされた第2の追加中心画像を投影するステップ148、
アイトラッカーを用いて、シフトされた第1の追加中心画像の投影に応答して第1の眼の調節を追跡し、更にシフトされた第2の追加中心画像の投影に応答して第2の眼の調節を追跡するステップ150、
第1の及び第2の眼の有効調節が調節閾値より小さいかどうか決定し、更に第1の及び第2の眼の有効調節が調節閾値より大きい場合にシフトされた第1の追加中心画像を投影するステップに戻るステップ152、
第1の及び第2の眼の有効調節が調節閾値より小さい場合に、最終第1の反復随伴斜位及び最終第2の反復随伴斜位から安定化随伴斜位を識別するステップ154、
見掛けの距離に対応する調節性輻輳に対する補正として解離性斜位と安定化随伴斜位の和を識別するステップ156。これらのステップを次に詳しく記載される。
However, Applicant's research revealed that the patient moved and adjusted his eye 1 in response to the projection 144 of the additional central image 212 with a corrected convergence angle α-δ/2. This led the applicant to recognize that additional measurements were needed to determine the residual prism alignment of the rest of the eye. These additional measurements are described in steps 146-154 below.
An eye tracker is used to track accommodation of the first eye in response to the projection of the first additional central image and further to track accommodation of the second eye in response to the projection of the second additional central image. step 146,
projecting in an alternating manner using a stereo display and a computer a first additional center image shifted with a first iterative concomitant tropism to reduce accommodation of the first eye; projecting 148 a second additional central image shifted by a second iterative concomitant oblique to reduce
An eye tracker is used to track the accommodation of the first eye in response to the projection of the shifted first additional central image and to track the accommodation of the first eye in response to the projection of the shifted second additional central image. tracking 150 ocular accommodation;
determining whether the effective accommodation of the first and second eyes is less than an accommodation threshold; and further determining whether the effective accommodation of the first and second eyes is greater than the accommodation threshold; Step 152 of returning to the step of projecting;
identifying 154 a stabilized concomitant hypoplasia from a final first recurrent concomitant hypoplasia and a final second recurrent concomitant hypoplasia if the effective accommodation of the first and second eyes is less than an accommodation threshold;
Identifying 156 the sum of the dissociative plagioplasty and the stabilized concomitant plagioplasty as a correction for the accommodative vergence corresponding to the apparent distance. These steps are described in detail next.

残余プリズマミスアラインメントを決定するために、投影ステップ140の次に、アイトラッカー40を用いて、第1の追加中心画像212-1の投影に応答した第1の眼1-1の調節を追跡し、更に第2の追加中心画像212-2の投影に応答した第2の眼1-2の調節を追跡するステップ146を続けることができることを図14は記載し図15は例証している。図15Bは、ε-1によって示される第1の眼の調節角度214-1によって第1の眼の視軸204-1を回転させることによって第1の眼1-1が投影ステップ144に調節し、第2の眼1-2は、ε-2によって示される第2の眼の調節角度214-2によって第2の眼の視軸204-2を回転させることによって調節することを示している。ここから、簡潔にするために、角度は、基準軸202の代わりに角度α-δ/2を有する解離性斜位によって補正される見掛けの距離の輻輳を指すことになる。調節角度ε-1及びε-2がゼロ以外であると発見された事実が、決定ステップ140の次のステップを必要とした。 To determine the residual prism misalignment, following the projection step 140, the eye tracker 40 is used to track the accommodation of the first eye 1-1 in response to the projection of the first additional central image 212-1. FIG. 14 describes and FIG. 15 illustrates that the step 146 may be followed by tracking the accommodation of the second eye 1-2 in response to the projection of the second additional central image 212-2. FIG. 15B shows that the first eye 1-1 is adjusted to the projection step 144 by rotating the first eye's visual axis 204-1 by the first eye's accommodation angle 214-1, indicated by ε-1. , the second eye 1-2 is shown accommodating by rotating the visual axis 204-2 of the second eye by the second eye accommodation angle 214-2 indicated by ε-2. From here on, for the sake of brevity, the angle will refer to the apparent distance convergence corrected by the dissociative plagioplasty with the angle α-δ/2 instead of the reference axis 202. The fact that adjustment angles ε-1 and ε-2 were found to be non-zero necessitated the next step of decision step 140.

図15Cは、調節性輻輳を決定するステップ140が次に、第1の眼1-1の調節を低減するために、第1の反復随伴斜位φ(n)-1によってシフトされた第1の追加中心画像212-1を投影し、更に第2の眼1-2の調節を低減するために、第2の反復随伴斜位φ(n)-2によってシフトされた第2の追加中心画像212-2を投影するステップ148を含むことを示している。ここで、眼の調節は、以下に詳しく述べるように、調節角度の変化ε(n)-1によって測定することができる。 FIG. 15C shows that step 140 of determining accommodative vergence is then performed on the first eye shifted by a first iterative concomitant tropia φ(n)-1 to reduce accommodation of the first eye 1-1. a second additional central image shifted by a second iterative adjoint oblique φ(n)-2 to project an additional central image 212-1 of the second eye 1-2 and further reduce accommodation of the second eye 1-2. 212-2. Here, accommodation of the eye can be measured by the change in accommodation angle ε(n)-1, as detailed below.

明確且つ簡潔にするために、この図15Cでは、第1の眼1-1だけが明示的に例証されている。シフトされた追加中心画像212は、眼1に線で結ばれており更にシフト画像軸216によって特徴付けられる。図15Cは、シフトされた第1の追加中心画像212-1を第1の眼1-1に結ぶ第1のシフト画像軸216-1を示している。 For clarity and brevity, only the first eye 1-1 is explicitly illustrated in this FIG. 15C. The shifted additional central image 212 is connected by a line to the eye 1 and is further characterized by a shifted image axis 216. FIG. 15C shows a first shifted image axis 216-1 connecting the shifted first additional central image 212-1 to the first eye 1-1.

固視ずれλと、これを補償するのに必要な随伴斜位γ*が単純に等しくなく且つ互いに逆であることを図2-3に関して記載した。この認識と同様に、随伴斜位φ(n)-1は単純に等しくなく、且つ第1の眼の調節角度、ε(n)-1と逆である。従って、方法100の実施形態は、これらの定量を、ステップ1、2、...nで反復して決定する。ステップ指数は、φ(n)-1及びε(n)-1εとして上記の定義に示しており、第1の第1の反復随伴斜位は、φ(1)-1によって示され、第1の第2の反復随伴斜位は、φ(1)-2によって示される等々。当然、「-1」及び「-2」指数は、第1の眼1-1及び第2の眼1-2の角度をそれぞれにラベル付けすることを続け、「(1)」、「(2)」、...「(n)」指数は、反復処理の第1の、第2の、及び第nステップをラベル付けする。 It was noted with respect to FIGS. 2-3 that the fixation shift λ and the concomitant tropism γ * required to compensate for it are simply not equal and opposite to each other. Consistent with this realization, the concomitant tropism φ(n)-1 is simply unequal and opposite to the first eye's accommodation angle, ε(n)-1. Accordingly, embodiments of method 100 perform these quantifications in steps 1, 2, . .. .. Determine by repeating n. The step exponents are shown in the above definition as φ(n)-1 and ε(n)-1ε, and the first iterative adjoint platitude is denoted by φ(1)-1 and the first The second iterative concomitant obliquity of is denoted by φ(1)-2, and so on. Naturally, the "-1" and "-2" indices continue to label the angles of the first eye 1-1 and the second eye 1-2, respectively, "(1)", "(2 )",. .. .. The "(n)" index labels the first, second, and nth steps of the iterative process.

投影ステップ144のように、これらのシフトされた追加中心画像212-1及び212-2の投影ステップ148は、ステレオディスプレイ20及びコンピュータ50を用いて、交互方式で実行することができる。 Like the projection step 144, the projection step 148 of these shifted additional center images 212-1 and 212-2 can be performed in an alternating manner using the stereo display 20 and the computer 50.

図15Cは更に、投影ステップ148の次に、アイトラッカー40を用いて、シフトされた第1の追加中心画像212-1の投影に応答した第1の眼1-1の調節を追跡し、更にシフト第2の追加中心画像212-2の投影に応答した第2の眼1-2の調節を追跡するステップ150を続けることができるのを示している。第1の眼1-1のみへの提示を指示すると、追跡ステップ150は、第1の反復随伴斜位φ(n)-1によるシフト第1の追加中心画像212-1の投影ステップ148に応答した第1の眼1-1の調節角度ε(n+1)-1の追跡を含む。 FIG. 15C further shows that, following the projection step 148, the eye tracker 40 is used to track the accommodation of the first eye 1-1 in response to the projection of the shifted first additional central image 212-1; It is shown that step 150 of tracking the accommodation of the second eye 1-2 in response to the projection of the shifted second additional central image 212-2 may continue. Upon instructing presentation to only the first eye 1-1, the tracking step 150 responds to the projection step 148 of the first additional centered image 212-1 shifted by the first iterative concomitant oblique φ(n)-1. This includes tracking of the accommodation angle ε(n+1)-1 of the first eye 1-1.

この追跡ステップ150は、追跡ステップ146に類似である。これは、(n)から(n+1)への成長を有する反復ステップ指数によって区別される。単純化された項では、本方法の実施形態は、反復随伴斜位 φ(n)による追加中心画像212のシフト、眼1の反応性調節角度 ε(n+1)を追跡するステップ、調節角度の変化ε(n+1)-ε(n)から眼1の調節を決定するステップ、及び次に調節角度の変化 ε(n+1)-ε(n)を低減するための大きさ及び符号で選択された新しい反復随伴斜位φ(n+1)による追加中心画像212のシフトを繰り返すステップを伴う。 This tracking step 150 is similar to tracking step 146. This is distinguished by an iterative step index with growth from (n) to (n+1). In simplified terms, embodiments of the method include shifting the additional central image 212 by the iterative adjoint tropia φ(n), tracking the reactive accommodation angle ε(n+1) of eye 1, and changing the accommodation angle. determining the accommodation of eye 1 from ε(n+1)−ε(n), and then changing the accommodation angle to a new iteration selected in magnitude and sign to reduce ε(n+1)−ε(n). It involves repeating the shifting of the additional center image 212 by the adjoint oblique φ(n+1).

一部の実施形態において、φ(n+1)-φ(n)の大きさは、ε(n+1)-ε(n):|φ(n+1)-φ(n)|=|ε(n+1)-ε(n)|.λ|ε(n+1)-ε(n)|に等しくなるように選ぶことができる。場合によっては、これらの実施形態は、ゆっくりとした輻輳を示すことができる。従って、一部の実施形態において、|φ(n+1)-φ(n)|は、λ|ε(n+1)-ε(n)|:|φ(n+1)-φ(n)|=λ|ε(n+1)-ε(n)|に等しくなるように選ぶことができ、ここでλ<1である。これらの実施形態は、最適な輻輳を示すことが多い。他の、非線形、多項式、非分析又は分析関係も、様々な実施形態で利用することができる。 In some embodiments, the magnitude of φ(n+1)-φ(n) is ε(n+1)-ε(n): |φ(n+1)-φ(n)|=|ε(n+1)-ε (n) |. It can be chosen to be equal to λ|ε(n+1)−ε(n)|. In some cases, these embodiments may exhibit slow congestion. Therefore, in some embodiments, |φ(n+1)−φ(n)| is λ|ε(n+1)−ε(n)|:|φ(n+1)−φ(n)|=λ|ε (n+1)−ε(n)|, where λ<1. These embodiments often exhibit optimal congestion. Other non-linear, polynomial, non-analytical or analytic relationships may also be utilized in various embodiments.

これらのステップ148及び150を繰り返し実行した後で、決定ステップ152を実行し、第1の及び第2の眼の有効調節が調節閾値より下であるかどうか決定することができる。上記のフレームワークを用いて、決定ステップ152は、調節角度の変化|ε(n+1)-ε(n)|が、閾値より小さいかどうか評価することができる。有効調節を様々な方法で定義することができる。有効調節は、眼1-1に対する眼の片方だけの調節角度の変化|ε(n+1)-ε(n)|、又は両方の眼1-1及び1-2の調節角度の変化の和、又はある加重平均値、又は非線形関係を含むことができる。 After repeatedly performing these steps 148 and 150, a decision step 152 may be performed to determine whether the effective accommodation of the first and second eyes is below an accommodation threshold. Using the above framework, decision step 152 can evaluate whether the change in adjustment angle |ε(n+1)−ε(n)| is less than a threshold value. Effective accommodation can be defined in various ways. The effective accommodation is the change in the angle of accommodation of only one eye with respect to eye 1-1 |ε(n+1)−ε(n)|, or the sum of the changes in the angle of accommodation of both eyes 1-1 and 1-2, or It may include some weighted average value or non-linear relationship.

調節角度の変化|ε(n+1)-ε(n)|が、閾値より大きい場合、本方法は、図15Cに示すように、シフト第1の追加中心画像212の投影ステップ148に戻ることができる。 If the change in adjustment angle |ε(n+1)−ε(n)| is greater than the threshold, the method may return to projecting step 148 of the shifted first additional center image 212, as shown in FIG. 15C. .

他方では、ステップ(n)において、例えば、調節角度の変化 |ε(n)-ε(n-1)|によって特徴付けられる眼の調節が、閾値より小さいことが発見された場合、反復を停止して更に本方法は、最終第1の反復随伴斜位φ(n)-1、及び最終第2の反復随伴斜位φ(n)-2からの安定化随伴斜位φの識別ステップ154を続けることができる。また、異なる式を採用して、このステップ154で安定化随伴斜位φを定義することができる、例えば、φ=(φ(n)-1)+(φ(n)-2)。 On the other hand, if in step (n) the eye accommodation, characterized for example by the change in accommodation angle |ε(n)−ε(n−1)|, is found to be less than a threshold, stop the iteration. The method further includes the step of identifying 154 the stabilized concomitant plagioplasty φ from the final first iterative concomitant plagioplasty φ(n)-1 and the final second iterative concomitant plagioplasty φ(n)-2. I can continue. Also, a different formula may be employed to define the stabilizing adjoint tropism φ in this step 154, for example φ=(φ(n)-1)+(φ(n)-2).

先行の実施形態では、解離性斜位δ及び安定化随伴斜位φは、一般的には2つの眼の両方に対して定義される。従って、1つの眼当たりの値は、対称的なケースではここで定義される角度の半分である。 In previous embodiments, dissociative plagioplasty δ and stabilized concomitant plagioplasty φ are generally defined for both eyes. The value per eye is therefore half the angle defined here in the symmetrical case.

識別ステップ154の次に、見掛けの距離に対応する、調節性輻輳角度αによる調節性輻輳ACの補正としての解離性斜位δと安定化随伴斜位φの和(δ+φ)の識別ステップ156を続けることができる。これによって、方法100によって決定されたフル、又は完全に補正された調節性輻輳を、プリズムディオプターΔを単位として、対応するフル、又は完全に補正された調節性輻輳角度:[α-(δ+φ)/2]の正接を介して表現することができる。上述したように、調節性輻輳の一般的な定義は、プリズムディオプターΔにおけるAC=100tan[α-(δ+φ)/2]である。この式は、方法100の実施形態の結果が、前の方法と比較して前方の別個のステップである方式の1つを示しており、ここで解離性斜位δだけがαを補正するために用いられ、AC=100tan[α-δ/2] に変わる。前の方法と比較した別の違いは、δが決定された特定のシステム10及び方法100である。 The identification step 154 is followed by an identification step 156 of the sum (δ+φ) of the dissociative tropism δ and the stabilizing concomitant tropism φ as a correction of the accommodative convergence AC by the accommodative convergence angle α, which corresponds to the apparent distance. I can continue. This converts the full or fully corrected accommodative vergence determined by method 100 in units of prism diopters Δ to the corresponding full or fully corrected accommodative vergence angle: [α−(δ+φ )/2]. As mentioned above, the common definition of accommodative vergence is AC=100 tan [α−(δ+φ)/2] in prism diopter Δ. This equation shows one way in which the result of an embodiment of method 100 is a separate step forward compared to the previous method, where only dissociative plagioplasty δ corrects α AC=100tan[α-δ/2]. Another difference compared to the previous method is the particular system 10 and method 100 in which δ was determined.

方法100によって完全に補正されたACを決定することによって、両眼アラインメントを特徴付けるために、AC/A比、調節性反応Aに対する調節性輻輳ACの比によって両眼アラインメントを再度特徴付けることができる。このAC/A比は、単一の距離に対して決定することができるか、又は複数の距離に対してAC及びA値から形成することができる。簡潔にするために、以下では、完全に補正された調節性輻輳ACを単純に調節性輻輳ACと呼ぶことにする。 By determining the fully corrected AC by method 100, binocular alignment can be recharacterized by the AC/A ratio, the ratio of accommodative vergence AC to accommodative response A. This AC/A ratio can be determined for a single distance or can be formed from AC and A values for multiple distances. For brevity, in the following we will simply refer to fully corrected accommodative vergence AC as accommodative vergence AC.

一部の実施形態において、方法100は、遠見の見掛けの距離Ldで方法100を実行することから生じる調節性輻輳として遠見調節性輻輳AC(Ld)を決定するステップ、及び近見の見掛けの距離Lnで方法を実行することから生じる調節性輻輳として近見調節性輻輳AC(Ln)を決定するステップを含むことができる。 In some embodiments, the method 100 includes the steps of determining the distance accommodative convergence AC(L d ) as the accommodative convergence resulting from performing the method 100 at the distance apparent distance L d and the near distance apparent distance L d . determining the near accommodative convergence AC(L n ) as the accommodative convergence resulting from performing the method at a distance L n .

これを念頭に置いて、一部の実施形態では、第1の眼及び第2の眼の両眼アラインメントを、ディオプターの遠見調節性反応A(Ld)及び近見調節性反応A(Ln)を最初に決定することによって、遠見調節性反応A(Ld)-近見調節性反応A(Ln)によって除算された遠見調節性輻輳AC(Ld)-近見調節性輻輳AC(Ld)の比を計算することによって特徴付けて、第1の眼及び第2の眼の両眼アラインメントを特徴付けることができる。
両眼アラインメント=[AC(Ld)-AC(Ln)]/[A(Ld)-A(Ln)] (1)
With this in mind, some embodiments determine the binocular alignment of the first eye and the second eye in diopters of distance accommodative response A (L d ) and near accommodative response A (L n ) by first determining the distance accommodative convergence AC divided by the distance accommodative response A (L d ) - the near accommodative response A (L n ) - the near accommodative convergence AC ( The binocular alignment of the first eye and the second eye can be characterized by calculating the ratio of L d ).
Binocular alignment = [AC(L d ) - AC(L n )]/[A(L d ) - A(L n )] (1)

一部の実施形態において、見掛けの距離の測定ステップ120及び見掛けの距離の決定ステップ140は、調節光学系30を用いて実行することができる。 In some embodiments, apparent distance measuring step 120 and apparent distance determining step 140 can be performed using accommodation optics 30.

既存の方法の欠点を上記に記載した時に、患者のフィードバックの主観性は、データにおける散乱物の1つのソース、及び制限された再現性の理由として識別されてきた。この文脈では、方法100の実施形態を、主要定量又は角度の1つを決定するために患者からの主観的反応を求めることなく実行できることを表明する。(当然ながら、例えば、快適さに関する非主観的な反応は、方法100の一部になり得る)。これは、方法100が高再現性による測定を何故提供するかという問題の1つである。 When the shortcomings of existing methods are described above, the subjectivity of patient feedback has been identified as one source of clutter in the data and the reason for limited reproducibility. In this context, it is stated that embodiments of method 100 can be performed without requiring a subjective response from the patient to determine one of the key quantities or angles. (Of course, non-subjective responses regarding comfort, for example, can be part of method 100). This is one of the questions why method 100 provides measurements with high reproducibility.

図16は、一部の実施形態において、方法100が近見に対応する見掛けの距離で実行された時に、近見に対応する解離性斜位及び随伴輻輳を、赤道方向9の下に中心におかれた画像201を表示することによって赤道方向9の下のビューイング角度で決定できることを示している。 FIG. 16 shows that, in some embodiments, when the method 100 is performed at an apparent distance corresponding to near vision, the dissociative plagioplasty and concomitant vergence corresponding to near vision are centered below the equatorial direction 9. It is shown that by displaying the placed image 201, the viewing angle can be determined at a viewing angle below the equator direction 9.

出願人の大規模な実験は、方法100によって決定された調節性輻輳に基づいてプリズム眼鏡が製造された時に、この眼鏡を着けている患者が、デジタルデバイスに関係する視覚の不快さ、痛み及び片頭痛について大いに期待できる低下を報告していることを実証した。 Applicants' extensive experiments have shown that when prism glasses are manufactured based on the accommodative vergence determined by method 100, patients wearing the glasses experience visual discomfort, pain, and discomfort associated with digital devices. demonstrated that they reported a very promising reduction in migraine.

方法100が、以下のように前記で識別されたポイント(1)-(5)に関する解決策を開発及び統合したので、この大幅な改良は達成されたと思われる。
(1)方法100は、主要な入力として患者の主観的な反応を用いない。
(2)方法100は、周辺画像、例えば、画像124及び210と、中心画像、例えば画像201及び212の両方を用いる。
(3)方法100は、測定ステップ120と決定ステップ140の2ステージ方法を用いて、中心視覚と周辺視覚の両方に関する情報を収集及び利用する。
(4)方法100は、動いているテスト画像、例えば、画像210を用いる。
(5)方法100は、例えば、ステップ142-156で、この決定に対する調節性輻輳及びプロトコルの特定の定義を開発し、更にこの定義を用いて処方された眼鏡が眼の緊張に関係する不快を特に効果的に低下させことを広範囲のテストによって証明した。
This significant improvement is believed to have been achieved because the method 100 has developed and integrated solutions regarding points (1)-(5) identified above as follows.
(1) Method 100 does not use the patient's subjective response as a primary input.
(2) Method 100 uses both peripheral images, e.g., images 124 and 210, and central images, e.g., images 201 and 212.
(3) Method 100 uses a two-stage method of measuring step 120 and determining step 140 to collect and utilize information regarding both central and peripheral vision.
(4) Method 100 uses a moving test image, e.g. image 210.
(5) The method 100 may, for example, develop a particular definition of accommodative vergence and a protocol for this determination in steps 142-156, and further use this definition to ensure that the prescribed eyeglasses reduce eye strain-related discomfort. It has been proven through extensive testing that it is especially effective at reducing deterioration.

これらの理由の全てによって、上述したシステム10及び方法100は、眼の緊張に関わる不快、痛み及び片頭痛を低減するための期待できる新しい方法を提供する。 For all of these reasons, the system 10 and method 100 described above provide a promising new method for reducing the discomfort, pain, and migraines associated with ocular strain.

図17-25は、図8A-Bにおける両眼アラインメントを決定するためのシステム10の実施形態に類似であることを示す両眼アラインメントを決定するためのシステム310の追加の実施形態を示す。従って、類似の部分は、基本として300という同じラベルでラベル付けされている。例として、両眼アラインメントを決定するためのシステム310は、両眼アラインメントを決定するためのシステム10の1つの実施形態と考えることができ、従ってシステム10に関して記載した様々な要素及び技術を、システム310に応用、適用及びこれと組み合わせることができ、逆もまた同様である。簡潔にするために、両眼アラインメントを決定するシステム310は、単純にシステム310と呼ぶこともある。 17-25 illustrate additional embodiments of a system 310 for determining binocular alignment that are shown to be similar to the embodiments of system 10 for determining binocular alignment in FIGS. 8A-B. Similar parts are therefore essentially labeled with the same label of 300. By way of example, system 310 for determining binocular alignment can be considered one embodiment of system 10 for determining binocular alignment, and thus the various elements and techniques described with respect to system 10 may be implemented as 310 and vice versa. For brevity, system 310 for determining binocular alignment may also be referred to simply as system 310.

図17は、第1の眼1-1のシミュレートされた距離及び光学屈折力に従って長手方向に沿って作動可能であり第1の眼1-1に画像を表示する第1のディスプレイ322-1と、第1の眼の第1の瞳孔距離4-1に対応するよう水平側方方向に調節可能である第1の眼1-1の視線方向を追跡する第1のアイトラッカーアセンブリ340-1とを含む第1のオプティカルユニット315-1と、第2の眼1-2のシミュレートされた距離及び光学屈折力に従って長手方向に沿って作動可能であり第2の眼1-2に画像を表示する第2のディスプレイ322-2と、第2の眼1-2の瞳孔距離4-2に対応するよう水平側方方向に調節可能である第2の眼1-2の視線方向を追跡する第2のアイトラッカーアセンブリ340-2とを含む第2のオプティカルユニット315-2と、第1の眼1-1と第2の眼1-2の視線方向に基づいて両眼アラインメントを決定する第1のオプティカルユニット315-1及び第2のオプティカルユニット315-2に結合されたコンピュータ350とを含む両眼アラインメントを決定するシステム310を示している。図17はまた、方向を特徴付けるための代替の方法のために側方にxyz座標系を示している。このxyz座標系を用いて、「水平側方方向」は、x軸にアラインされ、「垂直側方方向」は、y軸にアラインされ、「長手方向」は、z軸にアラインされる。このアラインメントは、厳密とすることができるか、又は一部の実施形態でのこのアラインメントは、プラスマイナス10度などの許容可能な範囲内とすることができる。 FIG. 17 shows a first display 322-1 operable along the longitudinal direction according to the simulated distance and optical power of the first eye 1-1 and displaying an image on the first eye 1-1. and a first eye tracker assembly 340-1 for tracking the direction of gaze of the first eye 1-1, which is adjustable in a horizontal lateral direction to correspond to a first pupillary distance 4-1 of the first eye. a first optical unit 315-1 including a first optical unit 315-1, which is operable along the longitudinal direction according to the simulated distance and optical power of the second eye 1-2 and transmits an image to the second eye 1-2; A second display 322-2 to display and track the viewing direction of the second eye 1-2, which is horizontally adjustable to correspond to the pupillary distance 4-2 of the second eye 1-2. a second optical unit 315-2 including a second eye tracker assembly 340-2; A system 310 for determining binocular alignment is shown including a computer 350 coupled to one optical unit 315-1 and a second optical unit 315-2. Figure 17 also shows an xyz coordinate system on the side for an alternative way to characterize orientation. Using this xyz coordinate system, the "horizontal lateral direction" is aligned with the x-axis, the "vertical lateral direction" is aligned with the y-axis, and the "longitudinal direction" is aligned with the z-axis. This alignment can be exact, or in some embodiments this alignment can be within an acceptable range, such as plus or minus 10 degrees.

様々な患者が、近視又は遠視の幾つかのディオプターなどの異なる処方を有する。両眼アラインメントを決定するシステム10の一部の前述した実施形態は、これらの処方をシミュレートするために異なるディオプターのレンズを備えたフォロプターホイール32-1及び32-2を用いるが、固定ステレオディスプレイ画面22-1及び22-2によって患者に画像を表示する-例えば、図8A-Bを参照のこと。これらの実施形態は、2つの異なる公称距離の両眼アラインメントを測定する。これらの距離は、フォロプターホイール32-1及び32-2を回転させて且つ患者の処方に加えてシミュレートされた距離を表すディオプターのレンズをはめ込むことによって更にシミュレートし直される。 Different patients have different prescriptions, such as several diopters of myopia or hyperopia. Some previously described embodiments of the system 10 for determining binocular alignment use phoropter wheels 32-1 and 32-2 with lenses of different diopters to simulate these prescriptions, whereas fixed stereo Displaying images to the patient by display screens 22-1 and 22-2 - see, eg, FIGS. 8A-B. These embodiments measure binocular alignment at two different nominal distances. These distances are further re-simulated by rotating the phoropter wheels 32-1 and 32-2 and fitting a diopter lens representing the simulated distances in addition to the patient's prescription.

両眼アラインメントを決定するシステム310の実施形態は、フォロプターホイール32-1及び32-2を含最初に、実施形態は、眼1-1及び1-2のシミュレートされた距離及び光学屈折力に従って長手方向に沿ってディスプレイ322-1及び322-2を作動可能にすることによって上記の機能の両方を実行する。フォロプターホイール32-1及び32-2を除去することで、両眼アラインメントを決定するシステム310の物理的サイズを、フォロプターホイール32-1及び32-2を用いる両眼アラインメントを決定するシステム10よりも著しく小さくする。これは、物理的スペースが求められるオプトメトリストの混み合ったオフィスでは利点である。更に、フォロプターホイール32-1及び32-2を用いることは、両眼アラインメントを決定するシステム10が、1ディオプターステップなどの個々のステップでしか患者の処方をシミュレートできないようにする。更なる利点として、両眼アラインメントを決定するシステム310は、長手方向に沿って基本的には連続して第1の及び第2のディスプレイ322-1及び322-2を作動することができ、従って、高精度で、可能であれば0.1ディオプター又はこれより良いディオプター内で患者の処方を連続してシミュレートすることができる。 An embodiment of a system 310 for determining binocular alignment includes phoropter wheels 32-1 and 32-2. Initially, an embodiment determines the simulated distance and optical power of eyes 1-1 and 1-2. Both of the above functions are performed by activating displays 322-1 and 322-2 along the longitudinal direction according to the display. Removing the phoropter wheels 32-1 and 32-2 reduces the physical size of the system 310 for determining binocular alignment using the system 10 for determining binocular alignment using the phoropter wheels 32-1 and 32-2. be significantly smaller than This is an advantage in crowded optometrists' offices where physical space is required. Further, the use of phoropter wheels 32-1 and 32-2 allows the system 10 for determining binocular alignment to only simulate a patient's prescription in discrete steps, such as one diopter step. As a further advantage, the system 310 for determining binocular alignment can operate the first and second displays 322-1 and 322-2 essentially sequentially along the longitudinal direction, thus , the patient's prescription can be continuously simulated with high accuracy, preferably within 0.1 diopter or better.

フォロプターホイール32-1の設計を用いるシステム10の別の問題は、フォロプターホイール32-1が新しい距離又は新しい処方をシミュレートするための新しいレンズをはめ込むために回転される時、第1のアイトラッカーアセンブリ340-1がフォロプターホイール32-1のレンズを通して眼1-1を見ているので、倍率がフォロプターホイール32-1の回転と共に変化するということである。この倍率の変化は、コンピュータ350によって実行される画像分析の再較正を必要とする。この再較正は、タイムラグ及びひいてはコード化問題をもたらす可能性がある。対照的に、作動可能な第1の及び第2のディスプレイ322-1及び322-2を用いる両眼アラインメントを決定するシステム310の実施形態は、この再較正の必要性を回避し、システム310の作動を容易にする。 Another problem with system 10 using the phoropter wheel 32-1 design is that when the phoropter wheel 32-1 is rotated to fit a new lens to simulate a new distance or new prescription, the first Because eye tracker assembly 340-1 views eye 1-1 through the lens of phoropter wheel 32-1, the magnification changes with rotation of phoropter wheel 32-1. This change in magnification requires recalibration of the image analysis performed by computer 350. This recalibration can result in time lag and thus coding problems. In contrast, embodiments of system 310 that determine binocular alignment using actuatable first and second displays 322-1 and 322-2 avoid the need for this recalibration and allow system 310 to Facilitates operation.

一部の実施形態において、第1のディスプレイ322-1及び第2のディスプレイ322-2は、50-200mmの範囲、一部の実施形態においては、75-125mmの範囲の長手方向範囲に渡って移動することができる。第1の及び第2のディスプレイ322-1及び322-2と第1の及び第2のアイトラッカーアセンブリ340-1-340-2の最も近い長手方向の距離は、5-40mm範囲とすることができ、他では、10-30mm範囲とすることができる。従って、一部の実施形態において、両眼アラインメントを決定するシステム310は、-20Dから+20Dの範囲、又はこれ未満、他では、-10Dから+10Dの範囲、又はこれ未満、更に他の実施形態では、-10Dから+20Dなどの非対称範囲、又はこれ未満の処方の光学屈折力をシミュレートすることができる。 In some embodiments, the first display 322-1 and the second display 322-2 have a longitudinal extent in the range of 50-200 mm, and in some embodiments in the range of 75-125 mm. Can be moved. The closest longitudinal distance between the first and second displays 322-1 and 322-2 and the first and second eye tracker assemblies 340-1-340-2 may be in the range of 5-40 mm. In other cases, it may be in the 10-30 mm range. Accordingly, in some embodiments, the system 310 for determining binocular alignment is configured to perform binocular alignment in a range of -20D to +20D, or less, in others, in a range of -10D to +10D, or less, and in still other embodiments. , -10D to +20D, or less prescription optical power can be simulated.

実施形態において、第1の及び第2のディスプレイ322-1及び322-2が眼1-1及び1-2に近く位置付けられる程、患者によって認識される視野が大きくなる。この視野は、少なくとも-30度から+30度、他では少なくとも-35度から+35度から更に大きな値に拡張することができる。従って、両眼アラインメントを決定するシステム310の一部の実施形態はまた、ローカルの盲点、又は暗点の識別、並びに周辺視覚に関する問題などの複数の利用を有する視野テストにも用いることができる。これらの症状は、緑内障又は脳障害などの様々な病気を指示することがある。 In embodiments, the closer the first and second displays 322-1 and 322-2 are positioned to the eyes 1-1 and 1-2, the larger the field of view perceived by the patient. This field of view can extend from at least -30 degrees to +30 degrees, and in others from at least -35 degrees to +35 degrees to even greater values. Accordingly, some embodiments of the system 310 for determining binocular alignment may also be used for visual field testing that has multiple uses, such as identifying local blind spots, or scotomas, as well as problems with peripheral vision. These symptoms may be indicative of various diseases such as glaucoma or brain disorders.

第1の及び第2のオプティカルユニット315-1及び315-2の少なくとも一部を側方方向に調節可能にする複数の利点、及びこの調節可能性を達成するための複数の実施形態が存在する。上述のように、様々な患者の様々な瞳孔距離を調節することは、第1の及び第2のアイトラッカーアセンブリ340-1及び340-2を水平側方、「x」方向に調節可能にすることで達成することができる。更に、第1の及び第2のオプティカルユニット315-315-2が固定されているシステムでは、患者がシミュレートされた近い物体を見るよう指示された時に、眼は、鼻オフセットの中心を外れた領域を通してシステムの前方レンズ(図18の第1のレンズアセンブリ360-1を参照のこと)を介して見る。これらの前方レンズは設計された屈折力を提供するが、これらの中心を外れた領域は、患者の両眼アラインメントの適正な決定を混乱させる意図しないプリズムを光の屈折に引き入れる。両眼アラインメントを決定するシステム310の実施形態は、第1の及び第2のアイトラッカーアセンブリ340-1及び340-2を、これらに対応する前方レンズと共に水平側方方向に作動可能にすることによって、このような問題点を最小限にするか又は無くす。このようなシステム310では、近くの物体が、システム310の中心に近くシフトされた第1の及び第2の眼1-1及び1-2に画像を表示することによってシミュレートされた時に、第1の及び第2のアイトラッカーアセンブリ340-1及び340-2は、これらの前方レンズと共に、両眼アラインメントを決定するシステム310の前方レンズの中心を通して患者が近くの物体を見続けるように水平側方方向に作動させることができ、これによって意図しないプリズム効果を回避する。 There are advantages to making at least a portion of the first and second optical units 315-1 and 315-2 laterally adjustable, and embodiments for achieving this adjustability. . As described above, adjusting different pupillary distances for different patients allows the first and second eye tracker assemblies 340-1 and 340-2 to be adjusted in the horizontal lateral, "x" direction. This can be achieved by Furthermore, in systems where the first and second optical units 315-315-2 are fixed, when the patient is asked to look at a simulated near object, the eyes are off-centered from the nasal offset. View through the system's front lens (see first lens assembly 360-1 in FIG. 18) through the region. Although these anterior lenses provide the designed optical power , these off-center regions introduce unintended prisms into the refraction of light that confound proper determination of the patient's binocular alignment. Embodiments of the system 310 for determining binocular alignment operate by enabling first and second eye tracker assemblies 340-1 and 340-2 with their corresponding anterior lenses in a horizontal lateral direction. , to minimize or eliminate such problems. In such a system 310, when a nearby object is simulated by displaying an image on the first and second eyes 1-1 and 1-2 shifted closer to the center of the system 310, the first The first and second eye tracker assemblies 340-1 and 340-2, along with their front lenses, are positioned on the horizontal side so that the patient continues to view nearby objects through the center of the front lenses of the system 310 to determine binocular alignment. can be actuated in both directions, thereby avoiding unintended prismatic effects.

水平側方調節可能性を導入する上記の動機は、第1の及び第2のアイトラッカーアセンブリ340-1及び340-2を、水平側方方向に沿って調節可能又は作動可能にすることによってしか達成することができない。最初に、第1の及び第2のアイトラッカーアセンブリ340-1及び340-2は、このように、これらの対応する前方レンズと共に調節可能とすることができる。更に、両眼アラインメントを決定するシステム310の一部の実施形態において、第1のディスプレイ322-1はまた、第1のアイトラッカーアセンブリ340-1と共に、構造的に調節可能又は作動可能とすることもでき、更に第2のディスプレイ322-2も、第2のアイトラッカーアセンブリ340-2と共に、構造的に調節可能又は作動可能とすることができる。前方レンズの調節可能性を同様に考慮に入れる時、これらの実施形態においては、第1のオプティカルユニット315-1及び第2のオプティカルユニット315-2の全体を、図17に示すように水平に調節可能又は作動可能とすることができる。 The above motivation for introducing horizontal lateral adjustability can only be achieved by making the first and second eye tracker assemblies 340-1 and 340-2 adjustable or actuatable along a horizontal lateral direction. cannot be achieved. First, the first and second eye tracker assemblies 340-1 and 340-2 may thus be adjustable along with their corresponding front lenses. Further, in some embodiments of the system 310 for determining binocular alignment, the first display 322-1 may also be structurally adjustable or actuatable in conjunction with the first eye tracker assembly 340-1. Additionally, the second display 322-2, along with the second eye tracker assembly 340-2, can also be structurally adjustable or actuatable. When taking into account the adjustability of the front lens as well, in these embodiments the entire first optical unit 315-1 and second optical unit 315-2 are placed horizontally as shown in FIG. It can be adjustable or actuatable.

更に別の調節可能性も同様に有用とすることができる。注目すべきことに、左眼と右眼の垂直位置に関して人々の中で著しい広がりがあり、2つの眼は、数ミリメートルだけ垂直にミスアランされていることが多い。このような患者は、第1の及び第2のオプティカルユニット315-1及び315-2による眼のアラインに問題を経験する可能性がある。両眼アラインメントを決定するシステム310の実施形態は、前方レンズを有する第1のアイトラッカーアセンブリ340-1を垂直側方方向に調節可能にし、更に前方レンズを有する第2のアイトラッカーアセンブリ340-2を垂直側方方向に調節可能にすることによって、この問題を管理することができる。前もって定義された座標系の言語によって、これは、y軸に沿った調節可能性に変換される。 Further adjustability may be useful as well. Notably, there is a significant spread among people regarding the vertical position of the left and right eyes, with the two eyes often being vertically misaligned by a few millimeters. Such patients may experience problems with eye alignment by the first and second optical units 315-1 and 315-2. An embodiment of the system 310 for determining binocular alignment allows a first eye tracker assembly 340-1 with an anterior lens to be adjustable in a vertical lateral direction and a second eye tracker assembly 340-2 with an anterior lens. This problem can be managed by making it vertically and laterally adjustable. Through the language of predefined coordinate systems, this translates into adjustability along the y-axis.

図18Aは、両眼アラインメントを決定するシステム310の一部の実施形態において、第1のオプティカルユニット315-1内で、第1のアイトラッカーアセンブリ340-1が、1又は2以上の第1の赤外線発光ダイオード(IR LED)342-1を含み、第1の眼1-1に赤外線(IR)アイトラッキングビーム342b-1を投影できることを示している。更に、第1のアイトラッカーアセンブリ340-1はまた、赤外線(IR)イメージング光344b-1によって第1の眼1-1を照明するための第1の赤外線(IR)光源344-1を含むこともできる。最終的には、第1のアイトラッカーアセンブリ340-1は、第1の赤外線(IR)カメラ348-1を含み、第1の赤外線(IR)光学系346-1を介して、反射IRビーム及びIR光345b-1とまとめてラベル付けされる、第1の眼1-1から反射後のIRアイトラッキングビーム342b-1と、第1の眼1-1からの反射後のIRイメージング光344b-1を検出することができる。当然ながら、両眼アラインメントを決定するシステム310において、第2のオプティカルユニット315-2内に、第2のアイトラッカーアセンブリ340-2は、第2の眼1-2に赤外線(IR)アイトラッキングビーム342b-2を投影する1又は2以上の第2の赤外線(IR)発光ダイオード342-2、赤外線イメージング光344b-2で第2の眼1-2を照明する第2の赤外線(IR)光源344-2、及び第2のIR光学系346-2を介して、まとめて反射IRビーム及びIR光345-2とラベル付けされる、眼1-2からの反射後のIRアイトラッキングビーム342b-2と、眼1-2からの反射後のIRイメージング光344b-2を検出する第2の赤外線(IR)カメラ348-2を含むことができる。第2のアイトラッカーアセンブリ340-2が第1のアイトラッカーアセンブリ340-1に類似であるので、第2のアイトラッカーアセンブリ340-2を明示的に示す必要はない。指導のために、図17のxyz座標系は、図17に対して回転された視点から図示されている。 FIG. 18A shows that in some embodiments of the system 310 for determining binocular alignment, a first eye tracker assembly 340-1 within a first optical unit 315-1 is connected to one or more first An infrared light emitting diode (IR LED) 342-1 is included, indicating that an infrared (IR) eye tracking beam 342b-1 can be projected onto the first eye 1-1. Additionally, the first eye tracker assembly 340-1 also includes a first infrared (IR) light source 344-1 for illuminating the first eye 1-1 with infrared (IR) imaging light 344b-1. You can also do it. Finally, the first eye tracker assembly 340-1 includes a first infrared (IR) camera 348-1 and transmits a reflected IR beam and a IR eye tracking beam 342b-1 after reflection from first eye 1-1, collectively labeled IR light 345b-1, and IR imaging light 344b- after reflection from first eye 1-1. 1 can be detected. Of course, in the system 310 for determining binocular alignment, within the second optical unit 315-2, a second eye tracker assembly 340-2 provides an infrared (IR) eye tracking beam to the second eye 1-2. one or more second infrared (IR) light emitting diodes 342-2 projecting 342b-2; a second infrared (IR) light source 344 illuminating the second eye 1-2 with infrared imaging light 344b-2; -2, and a reflected IR eye tracking beam 342b-2 from eye 1-2, collectively labeled reflected IR beam and IR light 345-2, through second IR optics 346-2. and a second infrared (IR) camera 348-2 that detects the IR imaging light 344b-2 after reflection from the eye 1-2. Since the second eye tracker assembly 340-2 is similar to the first eye tracker assembly 340-1, there is no need to explicitly show the second eye tracker assembly 340-2. For instructional purposes, the xyz coordinate system of FIG. 17 is illustrated from a rotated perspective with respect to FIG.

実施形態において、第1の及び第2のIR LED342-1及び342-2の数は、1-10の範囲、一部の実施形態では2-4の範囲とすることができる。実施形態において、第1の赤外線光源344-1は、分散した赤外線イメージング光344b-1によって第1の眼1-1を照明するために空間的に分配された個々の赤外線発光ダイオードのセットを含むことができ、更に第2の赤外線光源344-2は、分散した赤外線イメージング光344b-2によって第2の眼1-2を照明するために空間的に分配された個々の赤外線発光ダイオードのセットを含むことができる。第1の及び第2の赤外線光源344-1及び344-2の個々の赤外線ダイオードは、中でも、円、弧、長方形、及び長方形アレイなどの多くの様々なパターンに位置付けることができる。これらの数は、1-50の範囲、一部の実施形態においては5-20の範囲とすることができる。赤外線イメージング光344b-1及び344b-2は、拡散器による、又は散乱ミラーによる、又は散乱表面によるものを含む様々な方法で分散するか又は均質化させることができる。 In embodiments, the number of first and second IR LEDs 342-1 and 342-2 can range from 1-10, and in some embodiments from 2-4. In embodiments, the first infrared light source 344-1 includes a set of individual infrared light emitting diodes spatially distributed to illuminate the first eye 1-1 with dispersed infrared imaging light 344b-1. The second infrared light source 344-2 can further include a set of spatially distributed individual infrared light emitting diodes for illuminating the second eye 1-2 with the dispersed infrared imaging light 344b-2. can be included. The individual infrared diodes of first and second infrared light sources 344-1 and 344-2 can be positioned in many different patterns, such as circles, arcs, rectangles, and rectangular arrays, among others. These numbers can range from 1-50, and in some embodiments from 5-20. Infrared imaging light 344b-1 and 344b-2 can be dispersed or homogenized in a variety of ways, including by a diffuser, or by a scattering mirror, or by a scattering surface.

図18A-Bは、1又は2以上の第1の赤外線(IR)発光ダイオード342-1を第1のアイトラッカーアセンブリ340-1の様々な位置に配置できることを示している。図18Aでは、第1の赤外線(IR)発光ダイオード342-1が、第1の眼1-1の近くの第1のアイトラッカーアセンブリ340-1の前方エリアに位置付けられる。これらの設計では、IRアイトラッキングビーム342b-1が、第1のオプティカルユニット315-1の主光軸との大きな角度を作ることがあり、反射されたIR光の中心化を複雑にする可能性がある。図18Bでは、1又は2以上の第1の赤外線(IR)発光ダイオード342-1が、中心第1のIR光学系346-1に近いことが多い、第1の赤外線(IR)カメラ348-1に近接する光学経路に沿ったアップストリームの高い方に位置付けられる。これらの設計では、IRアイトラッキングビーム342b-1を、第1のオプティカルユニット315-1の主光軸にぴったりアラインさせることができる。 FIGS. 18A-B illustrate that one or more first infrared (IR) light emitting diodes 342-1 can be placed at various locations on the first eye tracker assembly 340-1. In FIG. 18A, a first infrared (IR) light emitting diode 342-1 is positioned in the front area of the first eye tracker assembly 340-1 near the first eye 1-1. In these designs, the IR eye tracking beam 342b-1 may make a large angle with the principal optical axis of the first optical unit 315-1, potentially complicating the centering of the reflected IR light. There is. In FIG. 18B, one or more first infrared (IR) light emitting diodes 342-1 are connected to a first infrared (IR) camera 348-1, often close to the central first IR optics 346-1. located high upstream along the optical path in close proximity to. These designs allow the IR eye tracking beam 342b-1 to be closely aligned with the main optical axis of the first optical unit 315-1.

両眼アラインメントを決定するシステム310の一部の実施形態において、コンピュータ350は、画像分析システム352を含むことができるか、又はこれに接続することができ、反射されたIRアイトラッキングビーム342b-1及び342b-2を用いて、更に赤外線イメージング光344b-1及び344b-2によって形成されたIR画像を用いて、第1の眼1-1及び第2の眼1-2の向きを決定することができ、反射されたビームは共に345b-1及び345b-2のラベルが付けられている。画像分析システム352は、検出された反射された赤外線アイトラッキングビーム342b-1及び342b-2を用いて第1の眼1-1及び第2の眼1-2からのプルキニエ反射を決定する、更に赤外線イメージング光344b-1及び344b-2によって形成されたIR画像を用いて第1の眼1-1及び第2の眼1-2の瞳孔属性を決定するよう構成することができる。プルキニエ反射は、いわゆるP1、P2などの何れか1つとすることができる。プルキニエ反射は、反射する眼の視覚表面に従ってラベル付けされる。使用されることの多いプルキニエ反射の1つはP1であり、角膜の前方表面からの反射である。IRビーム342b-1は、中心P1プルキニエ反射をもたらすために角膜の先端から反射するために第1のIR LED342-1によって向けられることが多い。視線方向の決定はまた、瞳孔中心の位置などの瞳孔属性の1つ、又は瞳孔の画像が有する楕円率を決定するステップを伴うことができる。眼の光軸が、第1のアイトラッカーアセンブリ340-1の主光軸にアラインされた時に、眼1-1の瞳孔は、一般的な眼では円形として現れる。眼1-1の視線方向が回転角度によってこの主光軸からそれる時に、同じ瞳孔が楕円として現れる。例えば、長軸に対する短軸の比によって与えられるこの楕円の楕円率を分析するステップ、及びこれらの軸の方向を決定するステップは、視線方向の回転角度に関する重要な情報を供給する。更に他の瞳孔属性は、虹彩をイメージングするステップ及び虹彩の特定の特徴の位置を記録するステップを伴うことができる。瞳孔属性を決定するステップは、瞳孔の正確な端を識別するために端認識ソフトウェアを含むことができる。 In some embodiments of the system 310 for determining binocular alignment, the computer 350 may include or be connected to an image analysis system 352 and may include reflected IR eye tracking beam 342b-1. and 342b-2, and further using the IR images formed by the infrared imaging lights 344b-1 and 344b-2, determining the orientation of the first eye 1-1 and the second eye 1-2. and the reflected beams are both labeled 345b-1 and 345b-2. Image analysis system 352 determines Purkinje reflexes from first eye 1-1 and second eye 1-2 using detected reflected infrared eye tracking beams 342b-1 and 342b-2; The IR images formed by the infrared imaging lights 344b-1 and 344b-2 can be configured to determine the pupil attributes of the first eye 1-1 and the second eye 1-2. The Purkinje reflection can be one of so-called P1, P2, etc. Purkinje reflexes are labeled according to the visual surface of the eye that reflects them. One of the Purkinje reflexes that is often used is P1, which is the reflection from the anterior surface of the cornea. IR beam 342b-1 is often directed by first IR LED 342-1 to reflect off the tip of the cornea to provide a central P1 Purkinje reflex. Determining the gaze direction may also involve determining one of the pupil attributes, such as the position of the pupil center, or the ellipticity that the image of the pupil has. When the optical axis of the eye is aligned with the main optical axis of the first eye tracker assembly 340-1, the pupil of the eye 1-1 appears as a circle in a typical eye. When the line of sight direction of the eye 1-1 deviates from this principal optical axis due to the rotation angle, the same pupil appears as an ellipse. For example, analyzing the ellipticity of this ellipse, given by the ratio of the minor axis to the major axis, and determining the orientation of these axes provides important information regarding the angle of rotation of the viewing direction. Still other pupil attributes may involve imaging the iris and recording the location of particular features of the iris. Determining pupil attributes may include edge recognition software to identify the exact edge of the pupil.

このような第1の及び第2のオプティカルユニット315-1及び315-2と画像分析システム352の作動は、多くの患者にとって、患者の瞳孔が同じサイズではなく、瞳孔が完全には円でないか、又は完全にアラインされていることを思い起こすことによって設計されている。例えば、眼が完全にアラインされていない患者にとっては、2つの眼の1つが対応する第1の及び第2のアイトラッカーアセンブリ340-1又は340-2の光軸にアラインされている時、他方の眼は、これに対応するアイトラッカー光軸にアラインされていない。最終的に、プルキニエ反射は、正確には先端から来ていない可能性がある。 Such operation of the first and second optical units 315-1 and 315-2 and the image analysis system 352 may occur because, for many patients, the patient's pupils are not the same size and the pupils are not completely circular. , or is designed by recalling that it is perfectly aligned. For example, for patients whose eyes are not perfectly aligned, when one of the two eyes is aligned with the optical axis of the corresponding first and second eye tracker assemblies 340-1 or 340-2, the other eye is not aligned with the corresponding eye tracker optical axis. Finally, the Purkinje reflex may not be exactly coming from the tip.

理想的状況からの全てのこれらの可能性のある偏差に関わらず、第1の眼と第2の眼、1-1と1-2の視線方向を決定するために、画像分析システム352は、最初にまっすぐ前方を見るよう患者に指示し、更に次に第1の及び第2のIRカメラ348-1及び348-2によって患者のプルキニエ反射PI及び瞳孔中心の位置を記録することによって作動されることが多い。(この文書の他の場所に関して、第2のアイトラッカーアセンブリ340-2は、第1のアイトラッカーアセンブリ340-1に類似であるので、簡潔にするために、別の反復的な図には示していない。)加えて、眼の楕円率及び他の瞳孔属性も記録することができる。プルキニエ反射P1の位置を瞳孔中心に結ぶことを用いて、視線の方向、又は眼の光軸の方向を定義することができる。これらの記録の全ては、次の測定の基準方向として役立てるために使用される。この基準-設定ステップに次に、患者に第1の及び第2のディスプレイ322-1及び322-2によって可視画像326-1及び326-2を投影するステップを続けることができ、これは、これらの画像に反応して、プルキニエ反射、瞳孔中心及び楕円率のような他の瞳孔属性を再測定することによって達成され、第1の眼1-1及び第2の眼1-2のプルキニエ反射、瞳孔中心、及び瞳孔属性を、第1の眼1-2と第2の眼1-2の以前に決定された基準プルキニエ反射、瞳孔中心、及び瞳孔属性と比較するステップが続く。これらの測定値と基準値を比較するステップは、以下に記載されるように視線方向と視線方向の変化を決定するために用いられる。 Regardless of all these possible deviations from the ideal situation, in order to determine the viewing direction of the first and second eyes, 1-1 and 1-2, the image analysis system 352: activated by first instructing the patient to look straight ahead and then recording the patient's Purkinje reflex PI and the position of the pupil center by the first and second IR cameras 348-1 and 348-2. There are many things. (For the rest of this document, the second eye tracker assembly 340-2 is similar to the first eye tracker assembly 340-1 and is therefore not shown in separate repetitive figures for brevity.) ) Additionally, ocular ellipticity and other pupil attributes can also be recorded. Connecting the position of the Purkinje reflex P1 to the center of the pupil can be used to define the direction of the line of sight or the direction of the optical axis of the eye. All of these records are used to serve as reference directions for subsequent measurements. This reference-setting step may then be followed by the step of projecting visible images 326-1 and 326-2 by first and second displays 322-1 and 322-2 onto the patient, which The Purkinje reflex of the first eye 1-1 and the second eye 1-2 is achieved by re-measuring the Purkinje reflex, pupil center and other pupillary attributes such as ellipticity in response to images of the Purkinje reflex of the first eye 1-1 and the second eye 1-2; A step follows of comparing the pupil center and pupil attributes with previously determined reference Purkinje reflexes, pupil centers and pupil attributes of the first eye 1-2 and the second eye 1-2. Comparing these measurements to reference values is used to determine viewing direction and changes in viewing direction, as described below.

実施形態において、画像分析システム352は、反射IR光344b-1及び344b-2から形成されるIR画像から決定されたxy平面における瞳孔の中心の位置、及び反射IRビーム342b-1及び342b-2から決定された角膜の先端からのプルキニエ反射P1の位置を用いることができる。瞳孔中心が重なり合うか、又はxy平面における角膜先端に一致する場合、次に眼は、基準IR画像のようにまっすぐ前方を見ている。瞳孔中心及び角膜先端がxy平面においてオフセットされた時、オフセットの方向及び大きさから、画像分析システム352は、基準方向に対する各眼の視線方向の回転角度を決定することができる。 In embodiments, the image analysis system 352 determines the position of the center of the pupil in the xy plane determined from the IR image formed from the reflected IR beams 344b-1 and 344b-2 and the reflected IR beams 342b-1 and 342b-2. The position of the Purkinje reflection P1 from the corneal tip determined from can be used. If the pupil centers overlap or coincide with the corneal tip in the xy plane, then the eye is looking straight ahead as in the reference IR image. When the pupil center and the corneal tip are offset in the xy plane, from the direction and magnitude of the offset, the image analysis system 352 can determine the rotation angle of each eye's line of sight relative to the reference direction.

前述のように、ごく一部の患者では、患者がまっすぐ前方を見ている時でも、瞳孔中心及び角膜先端は、基準画像でも一致しない可能性がある。しかしこれらのケースでも、画像分析システム352は、回転した眼の画像における瞳孔中心及び角膜先端の位置を取り、次にこれらの基準位置を減算して、この形成された違いから、眼が投影された可視画像326-1及び362-2に対応する眼1-1及び1-2の視線方向の回転角度を決定することができる。他の実施形態は、他の瞳孔属性及び/又は他のプルキニエ反射などの他の方法によって視線方向を決定することができる。更に他の実施形態は、プルキニエ反射のない複数の瞳孔属性を用いることができる。更に他の実施形態は、逆のことを実行、瞳孔属性なしの複数のプルキニエ反射を用いることができる。 As mentioned above, in a small proportion of patients, the pupil center and corneal tip may not coincide even in the reference image, even when the patient is looking straight ahead. However, even in these cases, the image analysis system 352 takes the positions of the pupil center and corneal tip in the rotated image of the eye, then subtracts these reference positions, and from this formed difference determines how the eye is projected. It is possible to determine rotation angles in the viewing direction of the eyes 1-1 and 1-2 corresponding to the visible images 326-1 and 362-2. Other embodiments may determine gaze direction by other methods, such as other pupillary attributes and/or other Purkinje reflexes. Still other embodiments may use multiple pupil attributes without the Purkinje reflex. Yet other embodiments may do the opposite, using multiple Purkinje reflexes without pupillary attributes.

眼が1秒に多数回すばやい衝動性の動きを実行するので、視線方向は時間的に急速に変化する。従って、上述したプルキニエ反射及び瞳孔中心、更に可能であれば他の瞳孔属性は、これらが時間的に互いに近くで測定された場合の特定の視線方向を表す。更に逆に、これらがかなりの時間差を持って、0.1秒、又は1秒、又はこれ以上より多くの時間差を持って測定された場合、画像分析システム352によってコンピュータ計算される視線方向は、正確さがだんだん少なくなる可能性がある。このコンピューテーションの正確さを向上させるために、一部の実施形態においては1又は2以上の第1の赤外線発光ダイオード342-1が、赤外線イメージング光344b-1によって照明する第1の赤外線光源344-1によって交互方式で赤外線アイトラッキングビーム(IRビーム)342b-1を投影し、1又は2以上の第2の赤外線発光ダイオード342-2が、赤外線イメージング光344b-2によって照明する第2の赤外線光源344-2によって交互方式で赤外線アイトラッキングビーム342b-2を投影する。交互の周波数は、1-1,000Hz範囲、一部の実施形態では10-150Hz範囲、一部の実施形態では60-120Hz範囲とすることができる。これらの交互性によって、第1の及び第2のIRカメラ348-1及び348-2は、互いの1-1,000ミリ秒以内、他の実施形態では6-100ミリ秒内、更に他の実施形態では8-16ミリ秒内で、プルキニエ反射及び瞳孔中心、及び可能であれば他の瞳孔属性を決定することができる。互いに近くで、プルキニエ反射及び瞳孔中心、及び可能であれば他の瞳孔属性を決定することは、有利に画像分析システム352による視線方向のコンピューテーションの精度を上げる。上述のように、両眼アラインメントを決定するシステム310の一部の実施形態において、複数の瞳孔属性だけが決定され、システム310の他の実施形態では、複数のプルキニエ反射だけが決定される。上記の反復速度によってこれらの何れかを決定することは、視線方向の決定の精度も上げる。 The direction of gaze changes rapidly over time because the eyes perform many rapid saccadic movements per second. Therefore, the Purkinje reflex and pupil center mentioned above, and possibly other pupil attributes, represent a particular direction of gaze when they are measured close to each other in time. Further, if, conversely, they are measured with a significant time difference, such as 0.1 seconds, or 1 second, or more, then the line of sight computer-computed by the image analysis system 352 will be Accuracy may become less and less. To improve the accuracy of this computation, in some embodiments one or more first infrared light emitting diodes 342-1 are provided with a first infrared light source that illuminates with infrared imaging light 344b-1. 344-1 projects an infrared eye tracking beam (IR beam) 342b-1 in an alternating manner, and one or more second infrared light emitting diodes 342-2 project a second infrared eye tracking beam (IR beam) 342b-1 in an alternating manner, and one or more second infrared light emitting diodes 342-2 illuminate a second infrared imaging light 344b-2. An infrared eye tracking beam 342b-2 is projected in an alternating manner by an infrared light source 344-2. The alternating frequency may be in the 1-1,000 Hz range, in some embodiments 10-150 Hz range, and in some embodiments 60-120 Hz range. These alternations allow the first and second IR cameras 348-1 and 348-2 to be within 1-1,000 milliseconds of each other, within 6-100 milliseconds in other embodiments, and even within other embodiments. In embodiments, within 8-16 milliseconds, the Purkinje reflex and pupil center, and possibly other pupil attributes, can be determined. Determining the Purkinje reflex and the pupil center, and possibly other pupil attributes, in close proximity to each other advantageously increases the accuracy of the gaze direction computation by the image analysis system 352. As mentioned above, in some embodiments of the system 310 for determining binocular alignment, only pupillary attributes are determined, and in other embodiments of the system 310, only Purkinje reflexes are determined. Determining any of these by the above-mentioned repetition rate also increases the accuracy of determining the viewing direction.

両眼アラインメントを決定するシステム310の一部の実施形態において、第1のアイトラッカーアセンブリ340-1はまた、第1の眼1-1に長手方向に沿って第1のディスプレイ322-1から画像を送信し、反射された赤外線アイトラッキングビーム342b-1及び赤外線イメージング光344-1、共に345b-1とラベル付けされたものを、第1の眼1-1から第1の赤外線カメラ348-1に側方方向にリディレクトするために位置付けられた第1の可視透過型赤外線ミラー324-1を含み、第2のアイトラッカーアセンブリ340-2は、第2の眼1-2に長手方向に沿って第2のディスプレイ322-2から画像を送信し、更に反射された赤外線アイトラッキングビーム及び赤外線イメージング光、共に345b-2を、第2の眼1-2から第2の赤外線カメラ348-2に側方方向にリディレクトするよう位置付けられた第2の可視透過型赤外線ミラー324-2を含む。一部の実施形態において、第1の赤外線カメラ348-1は、垂直側方及び水平側方方向の1つに第1の可視透過型赤外線ミラー324-1に対して位置付けられ、第2の赤外線カメラ348-2は、垂直側方及び水平側方方向の1つに第2の可視透過型赤外線ミラー324-2に対して位置付けられる。水平側方方向は、図17-18のxyz座標系のx軸に対応し、垂直側方方向は、y軸に対応する。 In some embodiments of the system 310 for determining binocular alignment, the first eye tracker assembly 340-1 also transmits images from the first display 322-1 longitudinally to the first eye 1-1. and transmits a reflected infrared eye tracking beam 342b-1 and infrared imaging light 344-1, both labeled 345b-1, from a first eye 1-1 to a first infrared camera 348-1. The second eye tracker assembly 340-2 includes a first visible-transmitting infrared mirror 324-1 positioned to redirect laterally to the second eye 1-2. transmits the image from the second display 322-2, and further transmits the reflected infrared eye tracking beam and infrared imaging light, both 345b-2, from the second eye 1-2 to the second infrared camera 348-2. It includes a second visible-transmissive infrared mirror 324-2 positioned to laterally redirect. In some embodiments, the first infrared camera 348-1 is positioned relative to the first visibly transparent infrared mirror 324-1 in one of a vertical lateral and a horizontal lateral direction, and the first infrared camera 348-1 Camera 348-2 is positioned relative to second visible infrared mirror 324-2 in one of vertical lateral and horizontal lateral directions. The horizontal lateral direction corresponds to the x-axis of the xyz coordinate system of FIGS. 17-18, and the vertical lateral direction corresponds to the y-axis.

例えば仮想現実ゴーグルでは、利用可能である様々なアイトラッキングディスプレイシステムが存在し、ここではIRアイトラッキングビーム及び投影された可視画像が、共通の光学経路を共有せず更に可視透過型IRミラーを利用しない。これらの設計では、アイトラッカーのIRカメラは、直接眼に向けられる。しかしながら、設計の幾何学は、これらのIRカメラが高角度から眼に向けられることを示す。従って、アイトラッキングIRビームは、画像分析システムを混乱させる長いまつげからのオクルージョンの影響を受けることが多く更にトラッキングの行き詰まりに至る可能性がある。まつげによるこのようなオクルージョン問題は、反射されたIRビーム及びIRイメージング光345b-1及び345b-2に主光学経路を共有させ、眼を標準/z/長手方向に残し、更に次に第1の及び第2の可視透過型IRミラー324-1及び324-2によってリディレクトさせることによって、両眼アラインメントを決定する本システム310で避けられる。 For example, in virtual reality goggles, there are a variety of eye-tracking display systems available, where the IR eye-tracking beam and the projected visible image do not share a common optical path but also utilize visible-transmissive IR mirrors. do not. In these designs, the eye tracker's IR camera is aimed directly at the eye. However, the geometry of the design indicates that these IR cameras are aimed at the eye from a high angle. Therefore, eye tracking IR beams are often subject to occlusions from long eyelashes that confuse image analysis systems and can even lead to tracking deadlocks. Such occlusion problems due to eyelashes cause the reflected IR beam and IR imaging lights 345b-1 and 345b-2 to share the main optical path, leaving the eye in the normal/z/longitudinal direction and then in the first and is avoided in the present system 310 for determining binocular alignment by redirecting by the second visually transparent IR mirrors 324-1 and 324-2.

既に前記で引用したように、両眼アラインメントを測定する時に、第1のディスプレイ322-1は、シミュレートされた距離に従う第1の長手方向位置に作動可能であり、第1の長手方向位置は、第1の眼1-1の光学屈折力に従って動的に補正され、第2のディスプレイ322-2は、シミュレートされた距離に従う第2の長手方向位置に作動可能であり、第2の長手方向位置は、第2の眼1-2の光学屈折力に従って動的に補正される。第1の及び第2のディスプレイ322-1及び322-2は、長手方向/z方向に沿って連続して作動可能であり、これによって患者の眼1-1及び1-2の光学屈折力、又は処方に従ってシミュレートされた距離の正確な補正を可能にする。多くの仮想現実ディスプレイが、単一のディスプレイを用いることによって経済的利点を達成し、且つこの単一のディスプレイの対応する半分に左及び右眼に画像を表示することも注目すべきである。しかしながら、このようなシステムは、2つの眼の処方が異なる多くの人にとって、ディスプレイの2つの半分を異なるz座標に動かす自由度を持たず、従って異なるz座標を求めるであろう。両眼アラインメントを決定するシステム310の実施形態は、対照的に、2つのディスプレイ322-1及び322-2が独立して作動可能である場合にこのような異なる処方に対応するのに適している。 As already cited above, when measuring binocular alignment, the first display 322-1 is operable to a first longitudinal position according to a simulated distance, the first longitudinal position being , dynamically corrected according to the optical power of the first eye 1-1, the second display 322-2 is operable to a second longitudinal position according to the simulated distance, and the second display 322-2 is actuatable to a second longitudinal position according to the simulated distance. The directional position is dynamically corrected according to the optical power of the second eye 1-2. The first and second displays 322-1 and 322-2 are operable sequentially along the longitudinal/z direction, thereby determining the optical power of the patient's eyes 1-1 and 1-2; or allow accurate correction of simulated distances according to prescription. It is also worth noting that many virtual reality displays achieve economic benefits by using a single display and displaying images to the left and right eyes on corresponding halves of this single display. However, such a system does not have the freedom to move the two halves of the display to different z-coordinates for many people with different eye prescriptions and would therefore require different z-coordinates. Embodiments of the system 310 for determining binocular alignment are, in contrast, suitable for accommodating such different prescriptions when the two displays 322-1 and 322-2 are independently operable. .

更に、これらの距離の両眼ミスアラインメントを決定するために異なる距離の画像をシミュレートする時、画像の水平側方位置を、コンピュータ350によって第1の及び第2のディスプレイ322-1及び322-2上で適宜に動かすことができる。 Additionally, when simulating images at different distances to determine binocular misalignment at these distances, the horizontal lateral positions of the images are determined by the computer 350 on the first and second displays 322-1 and 322-. 2 can be moved as appropriate.

図18A-Bはまた、第1のオプティカルユニット315-1が、第1の眼から共に反射され且つ共に345b-1とラベル付けされる赤外線アイトラッキングビーム及び赤外線イメージング光を受け取り、第1の赤外線カメラ348-1に向けて誘導し、更に、色収差、光学収差、乱視、及び波面の歪みの少なくとも1つを低減する第1のレンズアセンブリ360-1を含むことができ、第2のオプティカルユニット315-2が、第1の眼から反射され且つ共に345b-2とラベル付けがされる赤外線アイトラッキングビーム及び赤外線イメージング光を受け取り、第1の赤外線カメラ348-2に向けて誘導し、更に、色収差、光学収差、乱視、及び波面の歪みの少なくとも1つを低減する第2のレンズアセンブリ360-2を含むことができるのを示している。(第2のオプティカルユニット315-2の要素は、第1のオプティカルユニット315-1に類似しているので、簡潔にするために明示的に示していない。) FIGS. 18A-B also show that the first optical unit 315-1 receives an infrared eye tracking beam and an infrared imaging light both reflected from the first eye and both labeled 345b-1; The second optical unit 315 can include a first lens assembly 360-1 for directing toward the camera 348-1 and further reducing at least one of chromatic aberration, optical aberration, astigmatism, and wavefront distortion. -2 receives and directs an infrared eye tracking beam and an infrared imaging light reflected from the first eye and both labeled 345b-2 toward a first infrared camera 348-2, and further controls the chromatic aberration. , a second lens assembly 360-2 that reduces at least one of optical aberrations, astigmatism, and wavefront distortion. (Elements of the second optical unit 315-2 are similar to the first optical unit 315-1 and are therefore not explicitly shown for brevity.)

両眼アラインメントを決定するシステム310の一部の実施形態において、第1の赤外線カメラ318-1及び第1のレンズアセンブリ360-1は共に調節可能であり、第2の赤外線カメラ348-2及び第2のレンズアセンブリ360-2は共に調節可能である。これらの2つの要素が共に調節可能ではない実施形態では、第1の及び第2のレンズアセンブリ360-1及び360-2が、中心を外したミスアライン位置に調節されている場合でも、画像の高解像度及び低歪みを保持できるように、赤外線カメラ348-1及び348-2を大きくする必要がある。逆に、第1の及び第2のレンズアセンブリ360-1及び360-2が第1の及び第2の赤外線カメラ348-1及び348-2と共に調節可能である実施形態では、第1の及びレンズアセンブリ360-1及び360-2との共線性が調節に関わらず維持されるので、第1の及び第2の赤外線カメラ348-1及び348-2を小さくすることができる。第1の及び第2の赤外線カメラ348-1及び348-2の小さなサイズは、両眼アラインメントを決定するシステム310全体のサイズを有利に低減する。 In some embodiments of the system 310 for determining binocular alignment, the first infrared camera 318-1 and the first lens assembly 360-1 are both adjustable, and the second infrared camera 348-2 and the first lens assembly 360-1 are adjustable. The two lens assemblies 360-2 are both adjustable. In embodiments where these two elements are not adjustable together, the image height remains unchanged even when the first and second lens assemblies 360-1 and 360-2 are adjusted to off-center misaligned positions. Infrared cameras 348-1 and 348-2 need to be large so that resolution and low distortion can be maintained. Conversely, in embodiments where the first and second lens assemblies 360-1 and 360-2 are adjustable with the first and second infrared cameras 348-1 and 348-2, the first and second lens assemblies 360-1 and 360-2 are adjustable. Because collinearity with assemblies 360-1 and 360-2 is maintained regardless of adjustment, first and second infrared cameras 348-1 and 348-2 can be made smaller. The small size of first and second infrared cameras 348-1 and 348-2 advantageously reduces the overall size of system 310 for determining binocular alignment.

図19は、両眼アラインメントを決定するシステム310の実施形態を示している。図19は、図17-18と同じ要素を示し、図17と同様に、上部から、y方向、又は下を向く垂直側方方向を示している。特に、長手/z指向性作動の方向、及び水平側方/x方向が詳しく示されている。 FIG. 19 illustrates an embodiment of a system 310 for determining binocular alignment. FIG. 19 shows the same elements as FIGS. 17-18, and like FIG. 17, from the top, in the y direction, or vertical lateral direction looking down. In particular, the direction of longitudinal/z directional actuation and the horizontal lateral/x direction are shown in detail.

図20は、透視図からの両眼アラインメントを決定するシステム310の第1のオプティカルユニット315-1の実施形態を示す。前述した要素とは別に、第1のディスプレイ322-1を長手/z方向に沿って作動するよう構成された第1のzアクチュエータ347-1の更なる要素を見ることができる。更に、コンピュータ350との第1の結合354-1を見ることもでき、第1のディスプレイ322-1をフレキシブル又は変形可能な通信ラインのセットによってコンピュータ350に結合している。第1のディスプレイ322-1は、第1の眼1-1の光学屈折力、シリンダ、及びプリズムの少なくとも1つに従って修正された第1の眼1-1に画像を表示するよう構成することができ、更に第2のディスプレイ322-2は、第2の眼1-2の光学屈折力、シリンダ、及びプリズムの少なくとも1つに従って修正された第2の眼1-2に画像を表示するよう構成することができる。 FIG. 20 shows an embodiment of the first optical unit 315-1 of the system 310 for determining binocular alignment from a perspective view. Apart from the aforementioned elements, further elements of the first z-actuator 347-1 can be seen, which are configured to actuate the first display 322-1 along the longitudinal/z-direction. Additionally, a first coupling 354-1 to the computer 350 can be seen, coupling the first display 322-1 to the computer 350 by a set of flexible or deformable communication lines. The first display 322-1 may be configured to display an image on the first eye 1-1 modified according to at least one of the optical power of the first eye 1-1, a cylinder, and a prism. and the second display 322-2 is further configured to display the image to the second eye 1-2 modified according to at least one of the optical power of the second eye 1-2, the cylinder, and the prism. can do.

一部の実施形態において、第1のディスプレイ322-1及び第2のディスプレイ322-2は、液晶ディスプレイ、発光ダイオード(LED)ディスプレイ、有機LEDディスプレイ、量子ドットLEDディスプレイ、マイクロレンズアレイ、デジタルミラーデバイス、及び走査プロジェクタ微小電気機械システムを含むことができる。 In some embodiments, the first display 322-1 and the second display 322-2 are liquid crystal displays, light emitting diode (LED) displays, organic LED displays, quantum dot LED displays, microlens arrays, digital mirror devices. , and a scanning projector microelectromechanical system.

図21は、両眼アラインメントを決定するシステム310の前方z方向からの図を示している。これは、患者が見ることのできるものである。第1の及び第2のレンズアセンブリ360-1及び360-2が示されている。これを超えて、一部の実施形態は、患者の鼻を受け入れ且つ固定するよう構成された、第1のオプティカルユニット315-1と第2のオプティカルユニット315-2の間の中心に位置付けられたノーズブリッジ370を含む。 FIG. 21 shows a front z-direction view of the system 310 for determining binocular alignment. This is what the patient can see. First and second lens assemblies 360-1 and 360-2 are shown. Beyond this, some embodiments are centered between a first optical unit 315-1 and a second optical unit 315-2 configured to receive and secure a patient's nose. Includes nose bridge 370.

このような実施形態は、関係のある診断システムに対する進歩を提供する。かなりの数の関係のある診断システムが、患者が患者の顎を載せる顎あての変異形によって患者の頭と眼を固定しようとする。しかしながら、顎は、患者の頭に対する回転の軸として作用し、従って眼は、半径として顎と眼の距離によって乗せた顎の周りを回転することがあり、診断装置との回転ミスアラインメントを引き起こす。顎の代わりに鼻で患者の頭と眼を固定することによって、この残りの回転ミスアラインメントを最小限にするか又は無くすことができる。ノーズブリッジ370は、この「下向きV」形状によってこの機能を達成し、顎の代わりに、眼のごく近くの鼻の上部に患者の頭を固定する。この理由で、このような実施形態における両眼アラインメントを決定するシステム310では完全に眼が固定される。 Such embodiments provide an advancement to related diagnostic systems. A significant number of related diagnostic systems attempt to immobilize the patient's head and eyes by a variant of a chinrest on which the patient rests his or her chin. However, the jaw acts as an axis of rotation relative to the patient's head, and thus the eye may rotate around the resting jaw due to the distance between the jaw and the eye as a radius, causing rotational misalignment with the diagnostic equipment. By fixating the patient's head and eyes at the nose instead of the chin, this residual rotational misalignment can be minimized or eliminated. Nose bridge 370 accomplishes this function with its "down V" shape, fixing the patient's head at the top of the nose, in close proximity to the eyes, instead of at the chin. For this reason, the system 310 for determining binocular alignment in such embodiments is fully eye-fixed.

別の利点が図17-図21によって示されている。中心311として両眼アラインメントを決定するシステム310の中心を示す場合に、患者のごくわずかでは患者の第1の眼1-1の瞳孔中心と患者の第2の眼1-2の瞳孔中心が、患者の頭の対称性の中心から等しい距離にない。これらの違いは、測定が眼1-1及び1-2の対称的位置付けを仮定して分析される場合に重大なエラーを起こすのに十分である1-2mmである可能性がある。従って、両眼アラインメントを決定するシステム310の実施形態において、全体の瞳孔距離(「PD」)を患者対患者のばらつきに対応するよう調節可能にするだけでなく、中心311に対して定義される第1の/左の眼の単瞳孔距離4-1を第2の/右の眼の単瞳孔距離4-2とは関係なく調節可能にし、中心311に対して定義し直すことは有利である。実施形態において、これは、第1のアイオプティカルユニット315-1をノーズブリッジ370に対して水平側方/x方向に調節可能にして、ブロック体の矢印で指示されるように第1の眼1-1の単瞳孔距離4-1に対応できるようにし、更に第2のオプティカルユニット315-2をノーズブリッジ370に対して水平側方/x方向に調節可能にして、第2の眼1-2の単瞳孔距離4-2に対応できるようにすることによって実現される。場合によっては、第1の及び第2のアイトラッカーアセンブリ340-1及び340-2をノーズブリッジ370に対して水平側方方向に調節可能にすることによってのみこの同じ目標を達成することができる。 Another advantage is illustrated by FIGS. 17-21. When referring to the center of the system 310 for determining binocular alignment as the center 311, in a small proportion of patients the pupil center of the patient's first eye 1-1 and the pupil center of the patient's second eye 1-2 are Not at equal distances from the center of symmetry of the patient's head. These differences can be 1-2 mm, which is enough to cause significant errors if the measurements are analyzed assuming symmetrical positioning of eyes 1-1 and 1-2. Thus, in embodiments of the system 310 for determining binocular alignment, the overall pupillary distance ("PD") is not only adjustable to account for patient-to-patient variations, but also is defined relative to the center 311. It is advantageous to make the monopupillary distance 4-1 of the first/left eye adjustable independently of the monopupillary distance 4-2 of the second/right eye and to redefine it with respect to the center 311. . In embodiments, this allows the first eye optical unit 315-1 to be horizontally adjustable relative to the nose bridge 370 in the lateral/x direction so that the first eye 1 -1 single pupil distance 4-1, and the second optical unit 315-2 is adjustable in the horizontal side/x direction with respect to the nose bridge 370, so that the second eye 1-2 can be adjusted. This is achieved by making it possible to accommodate a single pupil distance of 4-2. In some cases, this same goal can only be achieved by making the first and second eye tracker assemblies 340-1 and 340-2 adjustable in a horizontal lateral direction relative to the nose bridge 370.

図22は、両眼アラインメントを決定するシステム310の実施形態の更なる特徴を示している。一部の実施形態は、両眼アラインメントの決定を管理するためのコンピュータ350と医療オペレータが対話するよう構成されたグラフィカルユーザインタフェース380を含むことができる。このグラフィカルユーザインタフェース380は、オプトメトリスト又は技術者などの医療オペレータに、第1の及び第2のIRカメラ348-1及び348-2によって取り込まれた赤外線画像、第1の眼1-1及び1-2の動き、中でも、設定する診断手順から選ばれる利用可能な診断ステップ、及び診断手順のパラメータを表示することができる。 FIG. 22 illustrates further features of an embodiment of a system 310 for determining binocular alignment. Some embodiments may include a graphical user interface 380 configured for a medical operator to interact with the computer 350 to manage binocular alignment decisions. This graphical user interface 380 provides a medical operator, such as an optometrist or technician, with the infrared images captured by the first and second IR cameras 348-1 and 348-2, the first eye 1-1 and 1-2, among others, the available diagnostic steps selected from the diagnostic procedure to be set and the parameters of the diagnostic procedure can be displayed.

両眼アラインメントを決定するシステム310の更に他の実施形態は、ラウドスピーカなどの患者通信インタフェース385を含み、両眼アラインメントの決定のステップに従うよう患者に指示することができる。これらの指示は、リモートオペレータから発することができるか、又はこれらは、事前記録、及び特定の可視画像326-1及び326-2を投影するコンピュータ350に同期させることができる。患者通信インタフェース385の他の実施形態は、患者からフィードバックを受け取るための患者フィードバックポータルを含むことができる。実施例は、プッシュボタン、トラックホイール、タッチパッド、マイクロフォン、及び音声対話型デバイスを含む。これらの患者フィードバックポータルの何れによっても、患者は、診断処理のステップに応答してフィードバックを選択することができる。実施例では、コンピュータ350が第1のディスプレイ322-1の長手方向/z方向の調節を開始することができ、更に患者通信インタフェース385のラウドスピーカが、事前に記録された指示、「画像がはっきりする時間をボタンを押して示してください」を伝えることができる。患者が患者通信インタフェース385のボタンを押した時、コンピュータ350は、患者の処方、又は眼1-1の光学屈折力に関して情報を与える第1のディスプレイ322-1の長手方向/z位置を記録することができる。又は、コンピュータは、第1の及び第2のディスプレイ322-1及び322-2上の水平側方/x方向に投影された可視画像326-1及び326-2を動かすことができ、更に2つの画像326-1及び326-2が融合された時、又は2つの画像の融合が壊れた時に、プッシュボタンを介して指示するよう患者に求めることができる。2つの画像326-1及び326-2の水平側方/x位置は、患者の眼1-1及び1-2の両眼アラインメントに関して情報を与える。 Still other embodiments of the system 310 for determining binocular alignment may include a patient communication interface 385, such as a loudspeaker, to instruct the patient to follow the steps of determining binocular alignment. These instructions can originate from a remote operator, or they can be synchronized to computer 350, which projects pre-recorded and specific visible images 326-1 and 326-2. Other embodiments of patient communication interface 385 may include a patient feedback portal for receiving feedback from patients. Examples include push buttons, track wheels, touch pads, microphones, and voice interactive devices. Any of these patient feedback portals allows the patient to select feedback in response to steps in the diagnostic process. In an embodiment, the computer 350 can initiate a longitudinal/z-adjustment of the first display 322-1, and the loudspeaker of the patient communication interface 385 can display a prerecorded instruction, ``Image is clear.'' "Please press the button to indicate the time you want to do." When the patient presses a button on the patient communication interface 385, the computer 350 records the longitudinal/z position of the first display 322-1 that provides information regarding the patient's prescription or optical power of the eye 1-1. be able to. Alternatively, the computer can move the visible images 326-1 and 326-2 projected in the horizontal side/x direction on the first and second displays 322-1 and 322-2, and The patient may be asked to indicate via a push button when images 326-1 and 326-2 are fused, or when the fusion of the two images is broken. The horizontal lateral/x positions of the two images 326-1 and 326-2 provide information regarding the binocular alignment of the patient's eyes 1-1 and 1-2.

図23は、一部の実施形態において、第1のアイトラッカーアセンブリ340-1が第1の自動屈折器400-1を含み、第1の眼1-1に関する屈折情報を決定することができ、更に第2のアイトラッカーアセンブリ340-2が第2の自動屈折器400-2を含み、第2の眼1-2に関する屈折情報を決定することができるのを示している。前記のように、第2の自動屈折器400-2は、第1の自動屈折器400-1に類似とすることができ、従って明示的に示す必要はない。屈折情報は、単純に方法100を実行するために必要な検査される眼の屈折力とすることができる。例えば、患者の処方は、オプトメトリストによる最後の試験から患者にとって知られぬままに変えられている可能性がある。又はオプトメトリストが、長手方向/z方向に第1のディスプレイ322-1を動かすことに応答した調節の程度を追跡することを要求する可能性がある。又はオプトメトリストは、高次の乱視又は異常のチェックを要求する可能性がある。 FIG. 23 shows that in some embodiments, the first eye tracker assembly 340-1 includes a first autorefractor 400-1 and can determine refractive information about the first eye 1-1; Further shown is a second eye tracker assembly 340-2 including a second autorefractor 400-2 and capable of determining refractive information regarding the second eye 1-2. As mentioned above, the second autorefractor 400-2 can be similar to the first autorefractor 400-1 and thus need not be explicitly indicated. The refractive information may simply be the refractive power of the eye being tested needed to perform the method 100. For example, a patient's prescription may have changed without the patient's knowledge since the optometrist's last exam. Or, the optometrist may desire to track the degree of adjustment in response to moving the first display 322-1 in the longitudinal/z direction. Or the optometrist may request a check for high-order astigmatism or anomalies.

実施形態において、第1の自動屈折器400-1は、WF IR光402b-1を第1の眼1-1に投影する第1の波面(WF)赤外線(IR)光源402-1を含むことができる。この第1のWF IR光源402-1は、中でも、LED、LEDアレイ、SLEDと呼ばれるスーパールミネッセントLED、及び拡大ビームレーザを含む多くの異なる実施形態を有することができる。WF IR光402b-1は、第1のコリメータ404-1、及び第1の偏光ビームスプリッタ406-1を介して誘導することができ、第1の偏光ビームスプリッタの送信偏光面が、第1のWF IR光源402-1の偏光面にアラインされる。第1のWF IR光402b-1は、第1のビームスプリッタ410-1を介して、任意選択的には任意の第1の屈折器レンズ408-1を介して第1のアイトラッカーアセンブリ340-1の光学経路に結合することができる。ここから、WF IR光402b-1は、図23に示すように、第1の可視透過型IRミラー324-1及び第1のレンズアセンブリ360-1を含む第1のアイトラッカーアセンブリ340-1の主光学経路を介して第1の眼1-1に誘導することができる。(一般的にペンシルビーム状の)WF IR光402b-1は次に、反射されたWF IR光402r-1として広空間角度に第1の眼1-1の網膜から反射する。反射されたWF IR光402r-1が、レンズと第1の眼1-1の角膜を介して伝播するので、この拡大波面は、レンズ及び角膜を介した屈折によって修正され、従ってレンズ及び第1の眼1-1の角膜の屈折特性に関する情報を取得する。反射されたWF IR光402r-1は、第1のアイトラッカーアセンブリ340-1の主光学経路を介して戻り、第1のビームスプリッタ410-1によって分割され、更に最終的には第1のマイクロレンズアレイ412-1に向けて第1の偏光ビームスプリッタ406-1によって誘導される。この第1のマイクロレンズアレイ412-1は、第1の眼1-1から反射されたWF IR光402r-1を受け取りビームレットに分割するよう構成される。ビームレットは次に、第1の波面カメラ414-1によって取り込まれ、第1の眼1-1に関して運ぶ屈折情報を決定するために分析される。 In embodiments, the first autorefractor 400-1 includes a first wavefront (WF) infrared (IR) light source 402-1 that projects WF IR light 402b-1 onto the first eye 1-1. I can do it. This first WF IR light source 402-1 can have many different embodiments including LEDs, LED arrays, superluminescent LEDs called SLEDs, and expanded beam lasers, among others. The WF IR light 402b-1 can be guided through a first collimator 404-1 and a first polarizing beam splitter 406-1, such that the transmit polarization plane of the first polarizing beam splitter is aligned with the first polarizing beam splitter. It is aligned to the polarization plane of the WF IR light source 402-1. The first WF IR light 402b-1 is transmitted to the first eye tracker assembly 340-1 through a first beam splitter 410-1 and optionally through an optional first refractor lens 408-1. 1 optical path. From here, the WF IR light 402b-1 is directed to the first eye tracker assembly 340-1, which includes a first visible transmission IR mirror 324-1 and a first lens assembly 360-1, as shown in FIG. It can be guided to the first eye 1-1 via the main optical path. The WF IR light 402b-1 (generally in the form of a pencil beam) then reflects off the retina of the first eye 1-1 at a wide spatial angle as reflected WF IR light 402r-1. As the reflected WF IR light 402r-1 propagates through the lens and the cornea of the first eye 1-1, this expanded wavefront is modified by refraction through the lens and the cornea, and thus Information regarding the refractive characteristics of the cornea of the eye 1-1 is obtained. The reflected WF IR light 402r-1 returns through the main optical path of the first eye tracker assembly 340-1, is split by the first beam splitter 410-1, and finally passes through the first micro- It is directed by a first polarizing beam splitter 406-1 toward a lens array 412-1. This first microlens array 412-1 is configured to receive and split the WF IR light 402r-1 reflected from the first eye 1-1 into beamlets. The beamlets are then captured by the first wavefront camera 414-1 and analyzed to determine the refractive information they carry about the first eye 1-1.

自動屈折器400-1の上述の実施形態は、広義にはシャック-ハルトマン波面分析器の設計に従う。他の実施形態は、タルボット-モアレ干渉分光法、スリットランプ技術、チェルニング収差計測法、レンズメータ技術などの他の波面分析設計を用いることができる。レンズメータデバイスは、実際には、球面度数/屈折度数を超える眼の光学特性を取り込むことができる。これらの特性は、中でも、円柱度数及び軸情報を含む。 The above-described embodiment of autorefractor 400-1 broadly follows the design of a Shack-Hartmann wavefront analyzer. Other embodiments may use other wavefront analysis designs such as Talbot-Moiré interferometry, slit lamp techniques, Tzerning aberrometry, lensmeter techniques, etc. Lensmeter devices can actually capture optical properties of the eye beyond spherical/refractive power. These characteristics include cylinder power and axis information, among others.

自動屈折器400-1を有する両眼アラインメントを決定するシステム310は、別の有用な診断様式を提供する。両眼アラインメント問題の1つのクラスは、「調節ラグ」と呼ばれる。これは、患者が提示距離d1にある物体を提示された時に、患者の眼がd1に等しくない異なる距離d2に焦点を合わせる現象を指す。d2はd1より大きいことが多い、すなわちd2>d1。自動屈折器400-1を備えたシステム310は、このような調節ラグを認識及び診断することができる。 System 310 for determining binocular alignment with autorefractor 400-1 provides another useful diagnostic modality. One class of binocular alignment problems is called "accommodative lag." This refers to the phenomenon that when a patient is presented with an object at presentation distance d1, the patient's eyes focus at a different distance d2 that is not equal to d1. d2 is often larger than d1, ie d2>d1. System 310 with autorefractor 400-1 can recognize and diagnose such accommodation lag.

高い概念的レベルでは、両眼アラインメントを決定するシステム310の主な目標は、人間の視覚を制御する2つのシステム、すなわち、毛様筋を働かせることによって実際の距離にある物体に水晶体を合わせる焦点システムと、6つの外眼筋を働かせることによって実際の距離にある物体を見るために両眼を回転させる輻輳システムの協調及びクロスリンクを診断及び特徴付けることである。図17-23の両眼アラインメントを決定するシステム310の実施形態は、幾つかの設計選択によってこれらのクロスリンクシステムにおける高品質の診断情報を供給し、実施形態は、長手方向/z方向に作動可能である第1の及び第2のディスプレイ322-1及び322-2によって物体をシミュレートし、実施形態は、水平側方方向に作動可能である第1の及び第2のオプティカルユニット315-1及び315-2を用い、更に任意選択的には、実施形態は、第1の及び第2の自動屈折器400-1及び400-2を含む。これらの設計選択は、両眼アラインメントを決定するこれらのシステム310を、統合された「クローズループ」方式で焦点システムと輻輳システムの協調性及びクロスリンクを診断及び特徴付けられるようにする。従って、310の両眼アラインメントを決定するシステムの実施形態は、第1のディスプレイ322-1及び第1のアイトラッカーアセンブリ340-1と、輻輳反応を決定するよう構成される第2のディスプレイ322-2及び第2のアイトラッカーアセンブリ340-2とによる統合方式で輻輳反応及び調節性反応を決定するよう構成され、更に第2のディスプレイ322-2及び第2のアイトラッカーアセンブリ340-2は、輻輳反応を決定するよう構成され、第1のディスプレイ322-1及び第1の自動屈折器400-1、及び第2のディスプレイ322-2及び第2の自動屈折器400-2は、調節性反応を決定するよう構成される。 At a high conceptual level, the main goals of the system 310 for determining binocular alignment are the two systems that control human vision: the focal point, which focuses the lens on objects at actual distance by engaging the ciliary muscles; The purpose of this study is to diagnose and characterize the coordination and cross-links of the vergence system and the vergence system that rotates the eyes to see objects at real distance by engaging the six extraocular muscles. The embodiments of the systems 310 for determining binocular alignment of FIGS. 17-23 provide high quality diagnostic information in these cross-link systems through several design choices, and embodiments operate in the longitudinal/z direction. The embodiment simulates an object by first and second displays 322-1 and 322-2 that are capable of displaying first and second optical units 315-1 that are operable in a horizontal lateral direction. and 315-2, and further optionally, embodiments include first and second autorefractors 400-1 and 400-2. These design choices allow these systems 310 for determining binocular alignment to diagnose and characterize the coordination and cross-linking of the focus and vergence systems in an integrated "closed loop" manner. Accordingly, embodiments of the system for determining binocular alignment of 310 include a first display 322-1 and a first eye tracker assembly 340-1, and a second display 322-1 configured to determine a vergence response. 2 and a second eye tracker assembly 340-2, the second display 322-2 and the second eye tracker assembly 340-2 are configured to determine a vergence response and an accommodative response in an integrated manner by the second display 322-2 and the second eye tracker assembly 340-2 The first display 322-1 and the first autorefractor 400-1 and the second display 322-2 and the second autorefractor 400-2 are configured to determine the accommodative response. configured to determine.

詳しくは、図11-図16に関して前述した両眼アラインメントを決定する方法100を最終的には参照されたい。コンピュータ350は、この方法100のステップを実行するよう構成することができる。従って、一部の実施形態では、コンピュータ350は、両眼アラインメントの決定の一部として、中心目標とブランク中心を有する画像の周りの移動目標の周辺融合ロックとの間の角度ミスアラインメントの量として患者の固視ずれを決定するよう構成することができる。 For more information, reference is ultimately made to the method 100 for determining binocular alignment described above with respect to FIGS. 11-16. Computer 350 may be configured to perform the steps of method 100. Accordingly, in some embodiments, as part of the binocular alignment determination, computer 350 determines the amount of angular misalignment between the central target and the peripheral fusion lock of the moving target around the image with the blank center. The apparatus may be configured to determine fixation deviation of the patient.

一部の実施形態において、コンピュータ350はまた、第1のディスプレイ322-1及び第2のディスプレイ322-2が、両眼アラインメントの決定の一部として、ある時間の目標に固定された眼の1つによって異種画像を表示する時に第1の眼1-1と第2の眼1-2の間の角度ミスアラインメントの平均量として総斜位を決定するよう構成することもできる。 In some embodiments, the computer 350 also allows the first display 322-1 and the second display 322-2 to display one of the eyes fixed on the target at a given time as part of the binocular alignment determination. It may also be configured to determine the total tropia as the average amount of angular misalignment between the first eye 1-1 and the second eye 1-2 when displaying disparate images.

図24-図25は、第1の眼1-1のシミュレートされた距離と光学屈折力に従って側方作動方向に沿って作動可能である第1の眼1-1に画像を表示する第1のディスプレイ322-1と、第1の眼1-1の瞳孔距離を調節するために水平側方方向に調節可能である第1の眼1-1の視線方向を追跡する第1のアイトラッカーアセンブリ340-1とを含む第1のオプティカルユニット315-1と、第2の眼1-2のシミュレートされた距離及び光学屈折力に従って側方作動方向に沿って作動可能である第2の眼1-2に画像を表示する第2のディスプレイ322-2と、第2の眼1-2の瞳孔距離を調節するために水平側方方向に調節可能である第2の眼1-2の視線方向を追跡する第2のアイトラッカーアセンブリ340-2とを含む第2のオプティカルユニット315-2と、第1の眼1-1と第2の眼1-2の視線方向に基づいて両眼アラインメントを決定する第1のオプティカルユニット315-1及び第2のオプティカルユニットに結合されたコンピュータ350とを含む両眼アラインメントを決定するシステム310の関連の実施形態を示す。図17-23の実施形態との注目すべき違いは、第1の及び第2のディスプレイ322-1と322-2の位置付けが、長手方向配置から図24-25の実施形態における側方配置に動くことである。この違いは、全体的なシステム310の形状因子及び寸法を変え、混雑したオプトメトリストの事務所において有利とすることができる。側方作動方向は、水平側方(“x”)方向又は垂直側方(“y”)方向とすることができる。図24では、側方作動方向は水平であり、図25では垂直である。 24-25 show a first eye displaying an image on the first eye 1-1 which is movable along the lateral working direction according to the simulated distance and optical power of the first eye 1-1. display 322-1 and a first eye tracker assembly for tracking the direction of gaze of the first eye 1-1 that is adjustable in a horizontal lateral direction to adjust the pupillary distance of the first eye 1-1. 340-1 and a second eye 1 operable along a lateral working direction according to the simulated distance and optical power of the second eye 1-2. a second display 322-2 for displaying an image on the second eye 1-2; a second eye tracker assembly 340-2 that tracks a second eye tracker assembly 340-2; 3 shows a related embodiment of a system 310 for determining binocular alignment that includes a first optical unit for determining 315-1 and a computer 350 coupled to the second optical unit. A notable difference from the embodiment of FIGS. 17-23 is that the positioning of the first and second displays 322-1 and 322-2 is from a longitudinal arrangement to a lateral arrangement in the embodiment of FIGS. 24-25. It is about moving. This difference changes the form factor and dimensions of the overall system 310 and can be advantageous in a crowded optometrist's office. The lateral actuation direction can be a horizontal lateral ("x") direction or a vertical lateral ("y") direction. In FIG. 24 the lateral actuation direction is horizontal and in FIG. 25 it is vertical.

図25は、第1の眼1-1に集中するこの後者の垂直実施形態を詳しく示している。第2の眼1-2に関係する両眼アラインメントを決定するシステム310の要素は類似であり明示的には示していない。この両眼アラインメントを決定するシステム310では、第1のアイトラッカーアセンブリ340-1が、第1の眼1-1に赤外線アイトラッキングビーム342b-1を投影する1又は2以上の第1の赤外線発光ダイオード342-1、赤外線イメージング光344b-1によって第1の眼1-1を照明する幾つかの個々のLEDを含むことができる第1の赤外線光源344-1、第1の眼から双方とも反射され且つまとめて345b-1とラベル付けされる赤外線アイトラッキングビーム及び赤外線イメージング光を検出するために長手方向に沿って位置付けられた第1の赤外線カメラ348-1、及び第1の眼1-1から反射された赤外線アイトラッキングビーム及び赤外線イメージング光345b-1を第1の赤外線カメラ348-1に長手方向に沿って送信し、更に画像を第1のディスプレイ322-1の側方作動方向から第1の眼1-1に向けて長手方向にリディレクトする第1の赤外線透過型可視ミラー324’-1を含むことができる。第2のアイトラッカーアセンブリ340-2は、(分かり易いように図示しないが)第2の眼1-2に赤外線アイトラッキングビーム342b-2を投影する1又は2以上の第2の赤外線発光ダイオード342-2、赤外線イメージング光344b-2によって第2の眼1-2を照明する第2の赤外線光源344-2、第2の眼から双方とも反射され、まとめて345b-2とラベル付けされる赤外線アイトラッキングビーム及び赤外線イメージング光を検出するために長手方向に沿って位置付けられる第2の赤外線カメラ348-2、及び第2の眼1-2から反射された赤外線アイトラッキングビーム及び赤外線イメージング光345b-1を第2の赤外線カメラ348-2に長手方向に沿って送信し、更に画像を第2のディスプレイ322-2の側方作動方向から長手方向に第2の眼1-2に向けてリディレクトする第2の赤外線透過型可視ミラー324’-2を含むことができる。一般的には、眼1-1及び1-2に出入りするビームは、第1の及び第2のレンズアセンブリ360-1及び360-2を介して伝播する。図17-23の実施形態の多くの変種及び修正は、図24-25の実施形態における類似の実施を有することができる。例えば、水平調節性は、図17-23の実施形態に対して記載したのと同様に、第1の及び第2のアイトラッカーアセンブリ340-1及び340-2に対してのみ実施することができるか、又は第1の及び第2のディスプレイ322-1及び322-2を互いに有するこれらのアセンブリに対して、第1の及び第2のレンズアセンブリ360-1及び360-2のあり又はなしで実施することができる。 FIG. 25 details this latter vertical embodiment centered on the first eye 1-1. The elements of the system 310 for determining binocular alignment relating to the second eye 1-2 are similar and not explicitly shown. In this system 310 for determining binocular alignment, a first eye tracker assembly 340-1 includes one or more first infrared emitters that project an infrared eye tracking beam 342b-1 onto the first eye 1-1. A first infrared light source 344-1, which may include a number of individual LEDs that illuminate the first eye 1-1 with a diode 342-1, an infrared imaging light 344b-1, both reflected from the first eye. a first infrared camera 348-1 positioned along the longitudinal direction to detect an infrared eye tracking beam and an infrared imaging light, and collectively labeled 345b-1, and a first eye 1-1; transmits an infrared eye tracking beam and infrared imaging light 345b-1 reflected from a first infrared camera 348-1 along the longitudinal direction, and further transmits an image from a lateral working direction of the first display 322-1 to a first infrared camera 348-1. A first infrared-transmissive visible mirror 324'-1 may be included that longitudinally redirects toward the first eye 1-1. The second eye tracker assembly 340-2 includes one or more second infrared light emitting diodes 342 (not shown for clarity) that project an infrared eye tracking beam 342b-2 onto the second eye 1-2. -2, a second infrared light source 344-2 illuminating the second eye 1-2 with infrared imaging light 344b-2, both reflected from the second eye and collectively labeled 345b-2; a second infrared camera 348-2 positioned along the longitudinal direction for detecting an eye-tracking beam and infrared imaging light, and an infrared eye-tracking beam and infrared imaging light 345b- reflected from the second eye 1-2; 1 to a second infrared camera 348-2 along the longitudinal direction, and further redirects the image longitudinally from the lateral working direction of the second display 322-2 to the second eye 1-2. A second infrared-transmitting visible mirror 324'-2 may be included. Generally, beams entering and exiting eyes 1-1 and 1-2 propagate through first and second lens assemblies 360-1 and 360-2. Many variations and modifications of the embodiment of FIGS. 17-23 can have similar implementations in the embodiment of FIGS. 24-25. For example, horizontal adjustability can be implemented only for first and second eye tracker assemblies 340-1 and 340-2, similar to that described for the embodiment of FIGS. 17-23. or for those assemblies having first and second displays 322-1 and 322-2 with each other, with or without first and second lens assemblies 360-1 and 360-2. can do.

本明細書は、多くの詳細を包含するが、これらは、発明の範囲又は請求項に記載されることができるものの範囲に関する限定として解釈すべきではなく、本発明の特定の実施形態に固有の特徴の説明として解釈すべきである。別の実施形態の文脈において本明細書に記載されている特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて実施することもできる。逆に、単一の実施形態の文脈で記載される様々な特徴は、複数の実施形態で別々に、又は何れかの適切な部分的組み合わせで実施することもできる。更にまた、特徴は、特定の組み合わせで動作するように上記に記載され、更にそのように最初に請求項に記載されたが、請求項に記載された組み合わせからの1又は2以上の特徴は、場合によっては組み合わせから削除することができ、更に請求項に記載された組み合わせは、部分的組み合わせ又は部分的組み合わせの変形形態に向けることができる。 Although this specification contains many details, these should not be construed as limitations on the scope of the invention or what may be claimed, but rather as limitations on the scope of the invention or what may be claimed. It should be interpreted as a description of a characteristic. Certain features that are described in this specification in the context of separate embodiments can also be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features that are described in the context of a single embodiment can also be implemented in multiple embodiments separately or in any suitable subcombination. Furthermore, although the features have been described above as operating in a particular combination, and are also originally claimed as such, one or more of the features from the claimed combination may be Optionally, the combinations can be deleted and the combinations mentioned in the claims can also be directed to subcombinations or variants of subcombinations.

Claims (28)

両眼アラインメントを決定するシステムであって、
第1のオプティカルユニットであって、
第1の眼に画像を表示し、前記第1の眼のシミュレートされた距離及び光学屈折力に従って長手方向に沿って作動可能である第1のディスプレイと、
前記第1の眼の視線方向を追跡し、前記第1の眼の瞳孔距離を調節するために水平側方方向に調節可能である第1のアイトラッカーアセンブリと、
を含む第1のオプティカルユニットと、
第2のオプティカルユニットであって、
第2の眼に画像を表示し、前記第2の眼のシミュレートされた距離及び光学屈折力に従って前記長手方向に沿って作動可能である第2のディスプレイと、
前記第2の眼の視線方向を追跡し、前記第2の眼の瞳孔距離を調節するために水平側方方向に調節可能である第2のアイトラッカーアセンブリと、
を含む第2のオプティカルユニットと、
前記第1のオプティカルユニット及び前記第2のオプティカルユニットに結合され、前記第1の眼及び前記第2の眼の視線方向に基づいて前記両眼アラインメントを決定するコンピュータと、を備えている、
ことを特徴とする両眼アラインメントを決定するシステム。
A system for determining binocular alignment, the system comprising:
a first optical unit,
a first display displaying an image to a first eye and operable along a longitudinal direction according to a simulated distance and optical power of the first eye;
a first eye tracker assembly that is adjustable in a horizontal lateral direction to track a gaze direction of the first eye and adjust a pupillary distance of the first eye;
a first optical unit including;
a second optical unit,
a second display displaying an image to a second eye and operable along the longitudinal direction according to a simulated distance and optical power of the second eye;
a second eye tracker assembly that is adjustable in a horizontal lateral direction to track the direction of gaze of the second eye and adjust the pupillary distance of the second eye;
a second optical unit including;
a computer coupled to the first optical unit and the second optical unit to determine the binocular alignment based on viewing directions of the first eye and the second eye;
A system for determining binocular alignment characterized by:
前記第1のディスプレイは、前記第1のアイトラッカーアセンブリと共に構造的に調節可能であり、
前記第2のディスプレイは、前記第2のアイトラッカーアセンブリと共に構造的に調節可能である、
請求項1に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
the first display is structurally adjustable with the first eye tracker assembly;
the second display is structurally adjustable with the second eye tracker assembly;
A system for determining binocular alignment according to claim 1.
前記第1のアイトラッカーアセンブリは、垂直側方方向に調節可能であり、
前記第2のアイトラッカーアセンブリは、前記垂直側方方向に調節可能である、
請求項1に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
the first eye tracker assembly is adjustable in a vertical lateral direction;
the second eye tracker assembly is adjustable in the vertical lateral direction;
A system for determining binocular alignment according to claim 1.
前記第1のアイトラッカーアセンブリは、
前記第1の眼に赤外線アイトラッキングビームを投影する1又は2以上の第1の赤外線発光ダイオードと、
赤外線イメージング光によって前記第1の眼を照明する第1の赤外線光源と、
双方が前記第1の眼から反射される前記赤外線アイトラッキングビームと前記赤外線イメージング光を検出する第1の赤外線カメラと、
を含み、
前記第2のアイトラッカーアセンブリは、
前記第2の眼に赤外線アイトラッキングビームを投影する1又は2以上の第2の赤外線発光ダイオードと、
赤外線イメージング光で前記第2の眼を照明する第2の赤外線光源と、
双方が前記第2の眼から反射される前記赤外線アイトラッキングビーム及び前記赤外線イメージング光を検出する第2の赤外線カメラと、を含む、
請求項1に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
The first eye tracker assembly includes:
one or more first infrared light emitting diodes that project an infrared eye tracking beam onto the first eye;
a first infrared light source illuminating the first eye with infrared imaging light;
a first infrared camera detecting the infrared eye tracking beam and the infrared imaging light both reflected from the first eye;
including;
The second eye tracker assembly includes:
one or more second infrared light emitting diodes that project an infrared eye tracking beam onto the second eye;
a second infrared light source illuminating the second eye with infrared imaging light;
a second infrared camera detecting the infrared eye tracking beam and the infrared imaging light both reflected from the second eye;
A system for determining binocular alignment according to claim 1.
前記第1の赤外線光源は、広範囲に分散された赤外線イメージング光によって前記第1の眼を照明するよう空間的に分配された赤外線発光ダイオードのセットを含み、
前記第2の赤外線光源は、広範囲に分散された赤外線イメージング光によって前記第2の眼を照明するよう空間的に分配された赤外線発光ダイオードのセットを含む、
請求項4に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
the first infrared light source includes a set of spatially distributed infrared light emitting diodes to illuminate the first eye with widely distributed infrared imaging light;
the second infrared light source includes a set of spatially distributed infrared light emitting diodes to illuminate the second eye with widely distributed infrared imaging light;
A system for determining binocular alignment according to claim 4.
前記1又は2以上の第1の赤外線発光ダイオードは、前記第1のアイトラッカーアセンブリの前方エリアの1つに且つ前記第1の赤外線カメラに近接して位置付けられ、
前記1又は2以上の第2の赤外線発光ダイオードは、前記第2のアイトラッカーアセンブリの前方エリアの1つに且つ前記第2の赤外線カメラに近接して位置付けられる、
請求項4に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
the one or more first infrared light emitting diodes are positioned in one of the front areas of the first eye tracker assembly and in close proximity to the first infrared camera;
the one or more second infrared light emitting diodes are positioned in one of the front areas of the second eye tracker assembly and in close proximity to the second infrared camera;
A system for determining binocular alignment according to claim 4.
前記コンピュータは、前記検出された反射された赤外線アイトラッキングビームと、前記検出された反射された赤外線イメージング光と、を用いて、前記第1の眼及び前記第2の眼の方位を決定する画像分析システムを含む、
請求項4に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
The computer uses the detected reflected infrared eye tracking beam and the detected reflected infrared imaging light to determine the orientation of the first eye and the second eye. including analysis systems;
A system for determining binocular alignment according to claim 4.
前記画像分析システムは、
前記検出された反射された赤外線アイトラッキングビームを用いて前記第1の眼及び前記第2の眼からのプルキニエ反射を決定し、
前記検出された反射された赤外線イメージング光を用いて前記第1の眼及び前記第2の眼の瞳孔属性を決定し、
前記第1の眼及び前記第2の眼のプルキニエ反射及び瞳孔属性を、前記第1の眼及び前記第2の眼の基準プルキニエ反射及び瞳孔属性と比較することによって、前記第1の眼及び前記第2の眼の視線方向を決定する、ように構成されている、
請求項7に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
The image analysis system includes:
determining Purkinje reflexes from the first eye and the second eye using the detected reflected infrared eye tracking beam;
determining pupil attributes of the first eye and the second eye using the detected reflected infrared imaging light;
By comparing the Purkinje reflex and pupillary attributes of the first eye and the second eye with reference Purkinje reflexes and pupillary attributes of the first eye and the second eye, configured to determine the line of sight direction of the second eye;
A system for determining binocular alignment according to claim 7.
前記1又は2以上の第1の赤外線発光ダイオードは、前記赤外線イメージング光によって照明する前記第1の赤外線光源との交互方式で前記赤外線アイトラッキングビームを投影し、
前記1又は2以上の第2の赤外線発光ダイオードは、前記赤外線イメージング光によって照明する前記第2の赤外線光源との交互方式で前記赤外線アイトラッキングビームを投影する、
請求項4に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
the one or more first infrared light emitting diodes project the infrared eye tracking beam in an alternating manner with the first infrared light source illuminating with the infrared imaging light;
the one or more second infrared light emitting diodes project the infrared eye-tracking beam in an alternating manner with the second infrared light source illuminating with the infrared imaging light;
A system for determining binocular alignment according to claim 4.
前記第1のアイトラッカーアセンブリは、
前記第1のディスプレイからの画像を前記長手方向に沿って前記第1の眼に送信する、
前記第1の眼から前記反射された赤外線アイトラッキングビーム及び前記赤外線イメージング光を前記第1の赤外線カメラに側方方向にリディレクトする、
よう位置付けられた第1の可視透過型赤外線ミラーを含み、
前記第2のアイトラッカーアセンブリは、
前記第2のディスプレイからの画像を前記長手方向に沿って前記第2の眼に送信する、
前記第2の眼からの前記反射された赤外線アイトラッキングビーム及び前記赤外線イメージング光を前記第2の赤外線カメラに前記側方方向にリディレクトする、
よう位置付けられた第2の可視透過型赤外線ミラーを含む、
請求項4に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
The first eye tracker assembly includes:
transmitting an image from the first display along the longitudinal direction to the first eye;
laterally redirecting the reflected infrared eye tracking beam and the infrared imaging light from the first eye to the first infrared camera;
a first visible-transmissive infrared mirror positioned to
The second eye tracker assembly includes:
transmitting an image from the second display along the longitudinal direction to the second eye;
redirecting the reflected infrared eye tracking beam and the infrared imaging light from the second eye in the lateral direction to the second infrared camera;
a second visible-transmissive infrared mirror positioned to
A system for determining binocular alignment according to claim 4.
前記第1の赤外線カメラは、垂直側方及び水平側方方向の1つで前記第1の可視透過型赤外線ミラーに対して位置付けられ、
前記第2の赤外線カメラは、前記垂直側方及び前記水平側方方向の1つで前記第2の可視透過型赤外線ミラーに対して位置付けられる、
請求項10に記載のシステム。
the first infrared camera is positioned relative to the first visible infrared mirror in one of a vertical lateral and a horizontal lateral direction;
the second infrared camera is positioned relative to the second visible infrared mirror in one of the vertical lateral and horizontal lateral directions;
The system according to claim 10.
前記第1のオプティカルユニットは、
双方が前記第1の眼から反射される前記赤外線アイトラッキングビーム及び前記赤外線イメージング光を受け取り前記第1の赤外線カメラに向けて誘導し、
色収差、光学収差、乱視、及び波面の歪曲の少なくとも1つを低減する、
第1のレンズアセンブリを含み、
前記第2のオプティカルユニットは、
双方が前記第2の眼から反射される前記赤外線アイトラッキングビーム及び前記赤外線イメージング光を受け取り前記第1の赤外線カメラに向けて誘導し、
色収差、光学収差、乱視、及び波面の歪曲の少なくとも1つを低減する、
第2のレンズアセンブリを含む、
請求項4に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
The first optical unit is
both receiving and directing the infrared eye tracking beam and the infrared imaging light reflected from the first eye toward the first infrared camera;
reducing at least one of chromatic aberration, optical aberration, astigmatism, and wavefront distortion;
a first lens assembly;
The second optical unit is
both receiving and directing the infrared eye tracking beam and the infrared imaging light reflected from the second eye toward the first infrared camera;
reducing at least one of chromatic aberration, optical aberration, astigmatism, and wavefront distortion;
including a second lens assembly;
A system for determining binocular alignment according to claim 4.
前記第1の赤外線カメラ及び前記第1のレンズアセンブリは、共に調節可能であり、
前記第2の赤外線カメラ及び前記第2のレンズアセンブリは、共に調節可能である、
請求項12に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
the first infrared camera and the first lens assembly are both adjustable;
the second infrared camera and the second lens assembly are both adjustable;
A system for determining binocular alignment according to claim 12.
前記第1のアイトラッカーアセンブリは、前記第1の眼に関する屈折情報を決定する第1の自動屈折器を含み、
前記第2のアイトラッカーアセンブリは、前記第2の眼に関する屈折情報を決定する第2の自動屈折器を含む、
請求項4に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
the first eye tracker assembly includes a first autorefractor that determines refractive information regarding the first eye;
the second eye tracker assembly includes a second autorefractor that determines refractive information regarding the second eye;
A system for determining binocular alignment according to claim 4.
前記第1の自動屈折器は、
波面IR光を前記第1の眼に投影する第1の赤外線光源と、
前記第1の眼からの反射された波面IR光を受け取りビームレットに分割する第1のマイクロレンズアレイと、
前記ビームレットを分析して前記第1の眼に関する屈折情報を決定する第1の波面カメラと、を含み、
前記第2の自動屈折器は、
波面IR光を前記第2の眼に投影する第2の赤外線光源と、
前記第2の眼からの反射された波面IR光を受け取りビームレットに分割する第2のマイクロレンズアレイと、
前記ビームレットを分析して前記第2の眼に関する屈折情報を決定する第2の波面カメラと、を含む、
請求項14に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
The first autorefractor includes:
a first infrared light source that projects wavefront IR light onto the first eye;
a first microlens array that receives reflected wavefront IR light from the first eye and splits it into beamlets;
a first wavefront camera that analyzes the beamlets to determine refractive information regarding the first eye;
The second autorefractor is
a second infrared light source that projects wavefront IR light onto the second eye;
a second microlens array that receives reflected wavefront IR light from the second eye and splits it into beamlets;
a second wavefront camera that analyzes the beamlets to determine refractive information regarding the second eye;
A system for determining binocular alignment according to claim 14.
前記第1の自動屈折器は、タルボット-モアレ干渉分光法、スプリットランプ技術、チェルニング収差計測法、及びレンズメータ技術の少なくとも1つを利用する、
請求項14に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
the first autorefractor utilizes at least one of Talbot-Moiré interferometry, split lamp technology, Tzerning aberrometry, and lensmeter technology;
A system for determining binocular alignment according to claim 14.
前記両眼アラインメントを決定するシステムは、
前記第1のディスプレイ及び前記第1のアイトラッカーアセンブリ、並びに前記第2のディスプレイ及び前記第2のアイトラッカーアセンブリが輻輳反応を決定するよう構成され、前記第1のディスプレイ及び前記第1の自動屈折器、並びに前記第2のディスプレイ及び前記第2の自動屈折器が調節性反応を決定するように構成されることによって、統合方式で前記輻輳反応及び前記調節性反応を決定するよう構成される、
請求項14に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
The system for determining binocular alignment includes:
the first display and the first eye tracker assembly, and the second display and the second eye tracker assembly configured to determine a vergence response, the first display and the first autorefraction and the second display and the second autorefractor are configured to determine the convergence response and the accommodative response in an integrated manner, wherein the second display and the second autorefractor are configured to determine the accommodative response.
15. A system for determining binocular alignment according to claim 14.
第1のディスプレイは、前記シミュレートされた距離に従って第1の長手方向位置に作動可能であり、
前記第1の長手方向位置は、前記第1の眼の光学屈折力に従って動的に補正され、
第2のディスプレイは、前記シミュレートされた距離に従って第2の長手方向位置に作動可能であり、
前記第2の長手方向位置は、前記第2の眼の光学屈折力に従って動的に補正される、
請求項1に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
a first display is operable to a first longitudinal position according to the simulated distance;
the first longitudinal position is dynamically corrected according to the optical power of the first eye;
a second display is operable to a second longitudinal position according to the simulated distance;
the second longitudinal position is dynamically corrected according to the optical power of the second eye;
A system for determining binocular alignment according to claim 1.
前記第1のオプティカルユニットと前記第2のオプティカルユニットの間の中央に位置付けられ、患者の鼻を受け入れて固定するよう構成されたノーズブリッジを備える、
請求項1に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
a nose bridge positioned centrally between the first optical unit and the second optical unit and configured to receive and secure a patient's nose;
A system for determining binocular alignment according to claim 1.
前記第1のアイトラッカーアセンブリは、前記第1の眼の瞳孔距離を調節するために前記ノーズブリッジに対して前記水平側方方向に調節可能であり、
前記第2のアイトラッカーアセンブリは、前記第2の眼の瞳孔距離を調節するために前記ノーズブリッジに対して前記水平側方方向に調節可能である、
請求項19に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
the first eye tracker assembly is adjustable in the horizontal lateral direction relative to the nose bridge to adjust pupillary distance of the first eye;
the second eye tracker assembly is adjustable in the horizontal lateral direction relative to the nose bridge to adjust pupillary distance of the second eye;
20. A system for determining binocular alignment according to claim 19.
前記第1のディスプレイ及び前記第2のディスプレイは、
液晶ディスプレイ、発光ダイオード(LED)ディスプレイ、有機LEDディスプレイ、量子ドットLEDディスプレイ、マイクロレンズアレイ、デジタルミラーデバイス、及び走査プロジェクタ微小電気機械システムの少なくとも1つを含む、
請求項1に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
The first display and the second display are
comprising at least one of a liquid crystal display, a light emitting diode (LED) display, an organic LED display, a quantum dot LED display, a microlens array, a digital mirror device, and a scanning projector microelectromechanical system;
A system for determining binocular alignment according to claim 1.
前記第1のディスプレイは、前記第1の眼の光学屈折力、シリンダ、及びプリズムの少なくとも1つに従って修正された画像を前記第1の眼に表示するよう構成され、
前記第2のディスプレイは、前記第2の眼の光学屈折力、シリンダ、及びプリズムの少なくとも1つに従って修正された画像を前記第2の眼に表示するように構成される、
請求項1に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
the first display is configured to display to the first eye an image modified according to at least one of an optical power of the first eye, a cylinder, and a prism;
the second display is configured to display to the second eye an image modified according to at least one of an optical power of the second eye, a cylinder, and a prism;
A system for determining binocular alignment according to claim 1.
前記両眼アラインメントの決定を管理するために前記コンピュータと医療オペレータが対話するよう構成されたグラフィカルユーザインタフェースを備える、
請求項1に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
a graphical user interface configured for interaction by a medical operator with the computer to manage the binocular alignment determination;
A system for determining binocular alignment according to claim 1.
前記両眼アラインメントの決定のステップに従うよう患者に指示するよう構成されたラウドスピーカと、
プッシュボタン、トラックホイール、タッチパッド、マイクロフォン、及び音声対話型デバイスからなる群から選択される、前記患者からのフィードバックを受信するよう構成された患者フィードバックポータルと、
の少なくとも1つを含む、患者通信インタフェースを備える、
請求項1に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
a loudspeaker configured to instruct a patient to follow the steps of determining binocular alignment;
a patient feedback portal configured to receive feedback from the patient selected from the group consisting of pushbuttons, trackwheels, touchpads, microphones, and voice interactive devices;
a patient communication interface comprising at least one of:
A system for determining binocular alignment according to claim 1.
前記コンピュータは、前記両眼アラインメントの決定の一部として、中心目標とブランク中心を有する画像の周りの移動する目標の周辺融合ロックとの間の角度ミスアラインメントの量として、患者の固視ずれを決定するように構成される、
請求項1に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
As part of the binocular alignment determination, the computer calculates the patient's fixation shift as the amount of angular misalignment between the central target and the peripheral fusion lock of the moving target around the image with the blank center. configured to determine;
A system for determining binocular alignment according to claim 1.
前記コンピュータは、前記第1のディスプレイ及び前記第2のディスプレイが、前記両眼アラインメントの決定の一部として、ある時間の目標に固定された前記眼の1つによって異なる画像を表示した時に、前記第1の眼と前記第2の眼の間の角度ミスアラインメントの平均量として総斜位を決定するように構成される、
請求項1に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
The computer determines when the first display and the second display display different images with one of the eyes fixed on a target at a time as part of the binocular alignment determination. configured to determine total tropia as the average amount of angular misalignment between the first eye and the second eye;
A system for determining binocular alignment according to claim 1.
両眼アラインメントを決定するシステムであって、
第1のオプティカルユニットであって、
第1の眼に画像を表示し、前記第1の眼のシミュレートされた距離及び光学屈折力に従って側方作動方向に沿って作動可能である第1のディスプレイと、
前記第1の眼の視線方向を追跡し、前記第1の眼の瞳孔距離を調節するために水平側方方向に調節可能である第1のアイトラッカーアセンブリと、
を含む第1のオプティカルユニットと、
第2のアイトラッカーアセンブリであって、
第2の眼に画像を表示し、前記第2の眼のシミュレートされた距離及び光学屈折力に従って前記側方作動方向に沿って作動可能である第2のディスプレイと、
前記第2の眼の視線方向を追跡し、前記第2の眼の瞳孔距離を調節するために前記水平側方方向に調節可能である第2のアイトラッカーアセンブリと、
を含む第2のオプティカルユニットと、
前記第1のオプティカルユニット及び前記第2のオプティカルユニットに結合され、前記第1の眼及び前記第2の眼の視線方向に基づいて前記両眼アラインメントを決定するコンピュータと、を備える、
両眼アラインメントを決定するシステム。
A system for determining binocular alignment, the system comprising:
a first optical unit,
a first display displaying an image to a first eye and operable along a lateral working direction according to a simulated distance and optical power of the first eye;
a first eye tracker assembly that is adjustable in a horizontal lateral direction to track a gaze direction of the first eye and adjust a pupillary distance of the first eye;
a first optical unit including;
a second eye tracker assembly, the second eye tracker assembly comprising:
a second display displaying an image to a second eye and operable along the lateral working direction according to a simulated distance and optical power of the second eye;
a second eye tracker assembly adjustable in the horizontal lateral direction to track the direction of gaze of the second eye and adjust the pupillary distance of the second eye;
a second optical unit including;
a computer coupled to the first optical unit and the second optical unit to determine the binocular alignment based on viewing directions of the first eye and the second eye;
A system for determining binocular alignment.
前記第1のアイトラッカーアセンブリは、
前記第1の眼に赤外線アイトラッキングビームを投影する1又は2以上の第1の赤外線発光ダイオードと、
赤外線イメージング光によって前記第1の眼を照明する第1の赤外線光源と、
双方が前記第1の眼から反射される前記赤外線アイトラッキングビーム及び前記赤外線イメージング光を検出するために長手方向に沿って位置付けられた第1の赤外線カメラと、
前記第1の眼からの前記反射された赤外線アイトラッキングビーム及び前記赤外線イメージング光を前記長手方向に沿って前記第1の赤外線カメラに送信し、前記第1のディスプレイの側方作動方向からの画像を前記第1の眼に向けて前記長手方向にリディレクトする、第1の赤外線透過型可視ミラーと、
を含み、
前記第2のアイトラッカーアセンブリは、
前記第2の眼に赤外線アイトラッキングビームを投影する1又は2以上の第2の赤外線発光ダイオードと、
赤外線イメージング光によって前記第2の眼を照明する1又は2以上の第2の赤外線光源と、
双方が前記第2の眼から反射される前記赤外線アイトラッキングビーム及び前記赤外線イメージング光を検出するために前記長手方向に沿って位置付けられた第2の赤外線カメラと、
前記第2の眼からの前記反射された赤外線アイトラッキングビーム及び前記赤外線イメージング光を前記長手方向に沿って前記第2の赤外線カメラに送信し、前記第2のディスプレイの側方作動方向からの画像を前記長手方向に前記第2の眼に向けてリディレクトする、第2の赤外線透過型可視ミラーと、を含む、
請求項27に記載の両眼アラインメントを決定するシステム。
The first eye tracker assembly includes:
one or more first infrared light emitting diodes that project an infrared eye tracking beam onto the first eye;
a first infrared light source illuminating the first eye with infrared imaging light;
a first infrared camera positioned longitudinally to detect the infrared eye tracking beam and the infrared imaging light both reflected from the first eye;
transmitting the reflected infrared eye-tracking beam from the first eye and the infrared imaging light along the longitudinal direction to the first infrared camera to image an image from a lateral working direction of the first display; a first infrared-transmissive visible mirror that redirects the infrared rays toward the first eye in the longitudinal direction;
including;
The second eye tracker assembly includes:
one or more second infrared light emitting diodes that project an infrared eye tracking beam onto the second eye;
one or more second infrared light sources illuminating the second eye with infrared imaging light;
a second infrared camera positioned along the longitudinal direction to detect the infrared eye tracking beam and the infrared imaging light both reflected from the second eye;
transmitting the reflected infrared eye-tracking beam from the second eye and the infrared imaging light along the longitudinal direction to the second infrared camera to image the second display from a lateral working direction; a second infrared-transmissive visible mirror that redirects the infrared rays toward the second eye in the longitudinal direction;
28. A system for determining binocular alignment according to claim 27.
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