JP3664938B2 - 視力検査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科医等で使用される視力検査装置に関する。
【0002】
【従来技術】
被検者に視力値の異なる複数の視標を呈示し、それらの視標が判別できたか否かにより被検者の視力を求める視力検査装置が知られている。従来、この種の視力検査装置は一般的に小数視力を用いた視標にて視力検査を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、小数視力にて表された視標は、各視力段階における視標の大きさの間隔がそれぞれ異なり、正確な評価が行えなかった。すなわち、小数視力では、0.2から0.3に視力が向上した場合と、0.9から1.0に視力が向上した場合ではどちらも1段階の視力向上となる。しかしながら、視角で表した場合、0.2から0.3は1.5倍に相当するのに対し、0.9から1.0では1/0.9=約1.1倍ということになるため、同じ評価をすることが難しい。
【0004】
また、視力値の判定は同一視力値の視標が5つある場合、3つ以上の正答が得られる段階から視力値を決定していたため、評価が粗く、眼科医等での治療効果の確認には十分でなかった。
【0005】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、より正確に、細かな評価を簡単に行える視力検査装置を提供することを技術課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【0007】
(1) 視標を呈示して被検者の視力を検査する視力検査装置において、等比級数にて表される対比視標であって同一視力値段階のものが複数用意された視標の一つを選択的に呈示する視標呈示手段と、呈示視標に対する被検者の応答結果を入力する入力手段と、呈示視標に対する応答の正誤に基づいて次に呈示する視標を順次定めるプログラムを記憶する記憶手段と、該プログラムに従って前記視標呈示手段を制御する視標呈示制御手段と、ある視力値段階にて呈示した視標の正答率から被検者の視力値を求めるものであって、過半数(又は60%以上)の正答が得られた第1視力値段階の正答率と過半数(又は60%以上)の正答率が得られなかった前記第1視力値段階より1段高い第2視力値段階の正答率とから視力値を算出する演算手段と、を備えることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る視力検査装置の概観概略図を示す。
【0014】
1は装置本体を示し、正面上部には反射防止膜が施されたガラス板からなる窓2が配置され、被検者はこの窓2を介して中央に視標を見る。窓2はガラス板に代えてフィルタを配置しても良い。装置本体1の内部は黒色に塗装されており、内部構造が見えにくくしている。
【0015】
3は電源スイッチ、3aは電源が投入されたことを点灯により知らせる表示ランプである。4は後述するワイヤレスのリモコン40に対する光信号の送受信を行う送受信窓である。
【0016】
次に、装置本体1の内部に配置される光学系を図2、図3に基づいて説明する。図2は装置本体1の右側面から見たときの光学系の透視図、図3は正面から見たときの光学系の透視図である。
【0017】
Eは被検眼を示す。20はガラス板からなる円盤状の視標ディスク板であり、その同一円周上には視力値視標等の多数の視力検査視標がクロム蒸着等により形成されている。視標ディスク板20は視標ディスク板モータ21により回転され、被検者に呈示する視標を切り替え配置する。22は呈示視標の一部をマスクするためのマスク板であり、マスク板モータ23により回転され、視標に所期する必要なマスクをかける。これら視標ディスク板20とマスク板22の詳細は後述する。
【0018】
24は検査視標を照明する照明用ランプ、25はミラー、26はビームスプリッタ、27は凹面ミラーである。本形態での凹面ミラー27は、被検眼と視力装置本体1の窓2との距離が0.9mのときに、視標と被検眼Eとの光学距離を5mの検査距離にするようにその焦点距離が設計されている。
【0019】
照明ランプ24により照明された検査視標の光束は、ミラー25によって上方に反射され、ビームスプリッタ26を透過した後、凹面ミラー27で反射される。凹面ミラー27で反射した視標光束はビームスプリッタ26で反射され、窓2を介して被検眼Eに向かう。ビームスプリッタ26は回転軸28に取付けられており、モータ29により回転軸28が回転するとビームスプリッタ26の傾斜角度が変えられる。これにより、ビームスプリッタ26で反射する視標光束の上下方向の光路が変えられ、被検眼の高さ位置に合わせて視標光束を導くことができる。
【0020】
30は被検眼の高さ位置を検出する検出光学系であり、集光レンズ31、2次元の位置検出素子32を備え、窓2の左右両側の内部に設けられている。後述するリモコン40の発光部から発せられる赤外光は、集光レンズ31により位置検出素子32に集光し、位置検出素子32からの出力信号により被検眼の高さ位置が検出される(視標光の光路を被検眼の高さに合せる方法は、詳しくは特開平7−236612を参照されたい)。
【0021】
次に、視標ディスク板20の詳細を図4に示し、説明する。
【0022】
従来の視力装置等に使用されるランドルト環等の視標は、小数視力値にて表示されていたが、本実施の形態で使用される視標は、最小分離閾の視角を常用対数にしたもの(等比級数で表される対比視力 logarithm of the minimum angle of resolution 以下LogMARとする。)を使用している。
【0023】
従来の小数視力値は0.1、0.2〜0.8、0.9、1.0等で表されるように、視力値の段階が0.1の小数にて変化している。このため、0.2から0.3へ視力が向上した場合と、0.9から1.0へ視力が向上した場合とでは、どちらも1段階の視力向上とされている。しかしながら、視角で表すと前者が視角1.5倍に相当するのに対して、後者では1.0/0.9=1.11倍相当ということとなるため、必ずしも視力評価が公正に行われているとは言い難い。
【0024】
本実施形態にて使用されるLogMAR視標は、小数視力値1.0に対応するランドルト環の対数視力値を0とし、対数視力値−0.3〜+1.4まで、0.1刻みにて形成されている。その結果、各視力値の段階(変化量)は同間隔(同量)となる。また一方で、これらLogMARによる視標の視力値表示は、被検者に分かり易いよう小数視力値に変換した値としている。
【0025】
図4に示すように、視標ディスク板20上には、LogMARのランドルト環チャート部50が13枚、LogMARのひらがなチャート部51が5枚、レッド・グリーン検査や両眼バランス等に使用するチャート面52が7枚の計24枚のチャート部が同一円周上に設けられている。これらのチャート部が照明ランプ24の照明光路に切換え配置され、窓2内に1つの画面として呈示される。
【0026】
ランドルト環チャート部50の詳細を図6に示し、説明する。なお、図6においては、説明の便宜上小さな視標(小数視力値にて0.25〜2.0までのランドルト環)は拡大して描いてある。
【0027】
チャート部50a、50bはともに小数視力値0.04(対数視力値+1.4)のランドルト環が、チャート部50c、50dは小数視力値0.05(対数視力値+1.3)のランドルト環が各々一つずつ形成されている。チャート部50a〜50dに形成されるランドルト環は、これら4つのチャート同士でその切れ目方向が重複しないように、上下左右方向からそれぞれ選択されている。
【0028】
チャート部50eは小数視力値0.063(対数視力値+1.2)のランドルト環が横に2つ並んで形成されている。チャート部50fは小数視力値0.08(対数視力値+1.1)のランドルト環がチャート部50eと同じように2つ並んで形成されている。また、これらチャート部50e、50fに形成される計4つのランドルト環は切れ目方向が重複しないように、上下左右方向からそれぞれ選択されている。
【0029】
チャート部50g〜50iは小数視力値がそれぞれ0.1(対数視力値+1.0)、0.125(対数視力値+0.9)、0.16(対数視力値+0.8)のランドルト環がそれぞれのチャートに対して横に3つ並んで形成されている。
【0030】
チャート部50j〜50mは1つのチャート部に対し、視力値が3段階分のランドルト環が形成されている。さらにそのうちの1つの視力値に対して5個ずつランドルト環が形成されているため、1つのチャート部に対し合計15個のランドルト環が形成されている。
【0031】
具体的には、チャート部50jには、小数視力値0.2、0.25、0.32(対数視力値+0.7、+0.6、+0.5)の3種類が、チャート部50kには、小数視力値0.4、0.5、0.63(対数視力値+0.4、+0.3、+0.2)の3種類が、チャート部50lには、小数視力値0.7、0.8、1.0(対数視力値+0.1、0)の3種類が、チャート部50mには、小数視力値1.25、1.6、2.0(−0.1、−0.2、−0.3)の3種類が、それぞれチャート上に形成されている。ここで小数視力値0.7に対応するランドルト環は、本実施形態で示すLogMAR視標ではないが、運転免許等における基準視力値となるため、小数視力値0.7のランドルト環を使用している。
【0032】
ひらがなチャート部51は小数視力値0.1〜1.6(対数視力値+1.0〜−0.2)のものが5枚に分かれて用意されているが、各チャート部における視標構成はランドルト環のものと同じであるので説明を省略する。
【0033】
次に、これらのチャート部上の視標に所期するマスクをかけるためのマスク板22の詳細を図5に示し、説明する。また、ここで示される一点鎖線は、チャート部における長手、短手方向に対する中心線とする。
【0034】
60はマスクをかけず、チャート面全体を呈示させるための開口部である。61はチャート部50j〜50m等のように3行×5列の視標が形成されているものににおいて、その横方向(同一視力値が表示される方向)に対して上段、中段、下段をそれぞれ別に呈示させるための開口部(横マスク)である。62は同じく3行×5列の視標が形成されているチャート部において、縦方向(異なる視力値が表示される方向)に対して左端、中央、右端の3列を各々別に呈示させる開口部(縦マスク)である。
【0035】
63はランドルト環が1行×2列で形成されているチャート部50e、50fにおいてそれぞれの視標を個別に呈示させるための開口部(1文字マスク)、64はチャート部50g〜50i等のように1つのチャート面に1行×3列で視標が形成されているものにおいて、それぞれの視標を個別に呈示させるための開口部(1文字マスク)である。また、65はチャート部50j〜50m等のように1つのチャート部に3行×5列で視標が形成されているものにおいて、それぞれの視標を個別に呈示させるための開口部(1文字マスク)である。
【0036】
ところで、上記のようにLogMAR視標を用いて細かな評価を行う場合、小数視力値0.2より低い視力値視標(大きな視標)の種類が多く必要となる。また、正確な視力値を求めるためには、同一視力値の異なる視標をできるだけ多く用意することが望ましい。したがって、本実施形態では視標の大きさにより1つのチャート部に1個しか形成できないものは、少なくとも2つのチャート部を使用することにより、同一視力値で異なる視標を2つ確保する。1つのチャート部に同一視力値の視標を複数個形成できる場合には、隣り合う視標どうしの間隔を検査に支障が出ない程度に保ちつつ、1つのチャート部に形成可能な最大個数を形成するものとした(ただし、上限を5個とした)。
【0037】
また、一方で、LogMAR視標で求められる低視力の視標を増加させつつ、1つのチャート部に異なる視標をできるだけ多く形成すると、1つのチャート部上に形成する視標の構成パターンの種類が増えてしまう。このため、その構成パターンを工夫しないとマスク板22上に形成する開口部は、従来に比べさらに多くのものが必要となってしまうこととなる。すなわち、1つのチャート部に異なる視標をできるだけ多く形成した場合、例えば、1行×1列、1行×2列、2行×3列、3行×5列の構成パターンが可能であるが、これでは全てに1文字マスク、横マスクを掛ける場合に多くの種類のマスクが必要で、1枚のマスク板ディスクで作成することが難しくなる。
【0038】
そこで、本実施形態では上記で示した如く、チャート部50j〜50mのようにサイズの小さな視標は1つのチャート部上に3行×5列で構成し、サイズの大きな視標はすべて1つのチャート部上に1行で構成した。これにより、低視力の視標を多くしたチャート部の構成においても、マスク種類の増加をできるだけ抑えつつ、全てのチャート部に対して視力値別の横1列の呈示及び1文字呈示が可能となり、1枚のディスクにマスクを効率良く使用できる。
【0039】
次に、リモコン40の詳細を図7に示し、その構成を説明する。
【0040】
41は電源スイッチ、42は視標(チャート部の画面)の選択を行うための視標切替スイッチ群、43は視標にかけるマスクの種類を選択するマスク用スイッチ、44は被検眼の高さ位置を合せる際の位置検出の赤外光信号を送信したりマニュアル操作にてモータ29を駆動し、視標光路を変えるための光路変更スイッチ群である。46は装置本体1に呈示される視標やその視標の視力値を表示する表示部である。47はマスク位置を変更させて呈示する視標を変える変更スイッチである。48は表示部46に表示される視力値を小数表示か対数表示かに切り替える切替スイッチである。
【0041】
49は呈示視標に対する被検者の応答の正誤を入力すると共に、後述する視力検査プログラムを実行するためのスイッチを兼ねるオートスイッチである。オートスイッチ49には正答したときに使用するYESスイッチと、誤答又はわからない場合に使用するNOスイッチが備わっている。また、視標の呈示をリモコン40の前部には赤外光によるパルス信号を送受信するための、送受信部40aが設けられている。
【0042】
以上のような構成における装置の動作を、図8の電気系ブロック図を使用して説明する。
【0043】
被検者を装置本体1の正面の所定位置(本形態では窓2との距離が0.9mの距離)に位置させた後、検者はリモコン40を操作して視力検査を行う。所望する視標は視標切替スイッチ群42、マスク用スイッチ43及び変更スイッチ47を操作して呈示する。リモコン送受信部40aから発せられた視標及びマスク情報の信号は、送受信窓4を通して装置本体1内部に設置されている受光部31で受信される。受光部31で受信された信号は、信号処理回路33を通して演算・制御部30に送られる。演算・制御部30は信号処理回路33からの信号に基づいて受信した信号に対応するチャート部及びマスク用の開口部を光路中にセットすべくモータ21,23を駆動させる。また、演算・制御部30は呈示した視標に対応する視標情報を、信号処理回路34を通じて発光部32から送信する。送信された視標情報に関する信号はリモコン側の送受信部40aにて受信される。受信された視標情報は表示部46にて視力値とともに表示され、これによって表示内容と呈示視標の食い違いを防止する。
【0044】
次に、オートスイッチ49を使用して被検者の応答の正誤を入力するだけで、自動的に次の視力視標が呈示される自動検査について説明する。
【0045】
検者は視標切替スイッチ群42、マスク用スイッチ43及び変更スイッチ47を操作して、被検者に適すると思われる視標を1文字呈示する。被検者には呈示された視標の判読結果を答えてもらう。検者は呈示視標に対する被検者からの応答の正誤を確認し、その結果に対してオートスイッチ49のYESスイッチ又はNOスイッチを押す。これにより以下に説明する自動検査のプログラムが実行される。また、オートスイッチ49にて入力される正誤情報はすべてメモリ35記録され、その後の判定ルーチンや被検者の最終視力値の算出に使用される。
【0046】
以下に、本実施形態における自動検査プログラムの判定ルーチンを図11、図12、図13に示すとともに、この判定ルーチンを使用して視力値を求める手法の例を図9に示して説明する。なお、この自動検査プログラムは演算・制御部30が持つ記憶回路に記憶されている。
【0047】
図9において、その左端に示す数字(−0.2〜+0.3)は、呈示する視標の対数視力値を表す。また、「○」は正答、「×」は誤答又は視標の切れ目が判らなかった場合を示し、丸枠で囲まれた数字は検査順序を示す。
【0048】
まず、呈示視標(図9の例では初めの呈示視標を対数視力値+0.3とした)に対して正答であった場合(YESのスイッチが押された場合)に従って判定され、次の呈示視標が定められる。まず、演算・制御部30はLog判定中であるかを確認する(STEP1)。Log判定中とは、複数回の視標判別解答により、被検者が同一視力値において過半数の正答が得られた視力段階(視力値)の最大値と、過半数の正答が得られなかったとされる視力段階の最小値とがすでに決定されており、後はこの2つの視力段階において、呈示されていない残りの視標の判別を行うのみの状態であることをいう。
【0049】
ここでは、初めての視標判別であるため、Log判定中とはならない。次に、現在呈示している視力段階の視標から2段階(対数視力値で+0.2分)下がった後の視標であるか否かが判定され(STEP2)、2段階下がった後の視標でない場合には、さらに今までの検査において一度も誤答していないかが判定される(STEP3)。
【0050】
ここで、一度も誤答をしていない場合には、次に、現在表示されている視力段階が最大視力値から1段階下がった視力値(対数視力値で+1.3)か否かの判定、最大視力値(対数視力値で+1.4)か否かの判定が行われる(STEP4、STEP5)。
【0051】
STEP4、5において何れもNOであると、演算・制御部30は視標ディスク板、マスク板22を回転して視力段階が2段階高い1文字マスクが掛けられた視標(対数視力値+0.1の視標)を被検者に呈示する(STEP6)。この視力段階も正答した場合、先程と同じSTEPを経て、さらに視力段階が2段階上げられる。
【0052】
次に、この2段階上げられた視力値−0.1の視標にて誤答をした場合、検者はオートスイッチ49のNOスイッチを押す。NOスイッチが押されると、図12に示すフローチャート(NOが押された時の判定ルーチン)に従って判定され、次ぎの呈示視標が定められる。図11と同じようにSTEP1′を経た後、視力段階が2段階上がっているかが判定される(STEP2′)。この場合、2段階上げられた後であるため、演算・制御部30は視標の視力段階を1段階下げ、対数視力値0の視標を被検者に呈示する(STEP7′)。
【0053】
次に、対数視力値0の視標にて正答が得られると、図11の判定ルーチンに従って判定が行われる。STEP1、2を経た後、STEP3の判定に移る。対数視力値−0.1にて誤答があったため、その視力段階で正答が3回あるか否かが判定される(STEP8)。ここでは3回正答していないため、演算・制御部30は同じ視力段階の別の視標を呈示する。
【0054】
このようにして、対数視力値0における視標判別が行われ、その視力段階にて正答が3回行われるとSTEP8を経た後、その視標が最大視力値(対数視力値−0.3)か否かが判定され(STEP9)、最大視力値でなければ視力段階を1段階上げる(対数視力値0から対数視力値−0.1にする STEP10)。
【0055】
次に、1段階上がった視力段階にて誤答が3回あったかが判定され(STEP11)、なければ前回呈示された視標と異なる視標が被検者に呈示される。呈示された視標を正答すると、図11の判定ルーチンに従って、同じ視力段階の異なる視標が呈示される。次にこの呈示された視標を誤答すると、図12の判定ルーチンに従って、同じ視力段階の異なる視標が呈示される。
【0056】
このようにして、対数視力値−0.1にて視標を何回か判別して行き、誤答が3回目になるとSTEP1′〜3′、STEP8′、STEP9′を経て視力段階が1段階下げられたあと(STEP10′)、正答が3回あるか判定され(STEP11′)、正答が3回あれば、その視力段階からLog判定ルーチンを行う。
【0057】
図13にLog判定ルーチンのフローチャートを示す。すでに対数視力値0にて5個ある視標のうち、その過半数である3回の正答が得られるとともに、対数視力値−0.1にて5個ある視標のうち、その過半数である3回の誤答が得られているため、次の視標判別からはすべてLog判定中の扱いとなる。
【0058】
このLog判定ルーチンでは、正答が3回ある視力段階から未呈示の視標を順次呈示していき、すべての視標(ここでは5個)が呈示された後、次に、誤答が3回ある視力段階(1段階上げられた視力段階)の未呈示の視標をすべて呈示させ、判別させるものである。
【0059】
このようにして、正答が3回得られた視力段階と、誤答が3回得られた視力段階との2つの視力段階において、すべての視標の判別(正誤)が得られると、演算・制御部30はメモリ35に記録した正誤答情報より、被検者の視力値を演算する。
【0060】
本実施形態における視力値の演算方法は、以下のように行う。同視力値に5個の視標がある場合、視標1個に対し0.02分の対数視力値を持たせる。同視力値(視力段階)における全視標が正答であった場合には、その視力段階の視力値が得られるものとする。誤答があった場合には、その視力段階の視力値に誤答の数だけ対数視力値0.02分を加えていく。これを判別できた最大の視力段階と、判別できなかった最小の視力段階とに当てはめることにより、それら2つの視力段階にてさらに細かな視力値を求める。求めた2つの視力値を平均することにより、最終視力値を求め、これを被検者がもつ視力値とする。
【0061】
図9に示す例では、判別できた最大の視力段階である対数視力値0にて正答4回、誤答1回であるため、この視力段階での細かな視力値は0+0.02×1=0.02となる。一方、判別できなかった最小の視力段階である対数視力値−0.1にて正答2回、誤答3回であるため、この視力段階での細かな視力値は−0.1+0.02×3=−0.04となる。これら2つの視力値の平均をとり、被検者の最終視力値は−0.01となる。
【0062】
この結果は表示部46に対数視力値−0.01として表示される。対応する小数視力が知りたい場合には、切替スイッチ48を使用することによって演算・制御部30が対数視力値を対応する小数視力値に変換し、表示部46に表示する(小数視力値1.023)。
【0063】
以上のように、判別できた最大の視力段階におけるすべての視標の正誤情報(正答率)と、判別できなかった最小の視力段階におけるすべての視標の正誤情報とを用いて、被検者の視力値を求めるため、従来の視力値判定に比べ、細かく正確な視力値を得ることができる。
【0064】
本実施の形態では、視標5個のうち3個の正誤をもとにその視力段階が判別できたか否かを判断しているが、これに限るものではなく、ある視力段階において用意された視標の正答が過半数(又は60%以上)を得られていれば判別できた/できないを判断すればよい。また、視標が2個しかない場合には全部(2個)を正答した場合のみ、その視力段階が判別できたとすればよい。
【0065】
また、被検者の応答により自動的に次の視標を呈示する場合、最終的に判別できた最大の視力段階と、判別できなかった最小の視力段階とが決定できるとともに、その2つの視力段階におけるすべての視標の正誤情報が得られるような検査手順であれば、これに限るものではない。
【0066】
例えば、図10に示すように、ある視標(対数視力値−0.1)を誤答したとき、視力段階を1段階下げて、その視力段階の視標(対数視力値0)をすべて判別させた後、先程誤答した視力段階の視標(対数視力値−0.1)をすべて判別させるという方法もできる。この場合、対数視力値0にて先に3回誤答があれば、さらに視力段階を1段階下げて同じように行えば良い。
【0067】
以上の実施形態では省スペースにて視標の呈示が行える視力検査装置を例にして説明したが、これに限るものではなく、電気的な制御により視標を個別に呈示できる視力検査装置であればよい。
【0068】
また、被検者の応答結果はジョイスティックで入力しても良く、この場合、自動検査プログラムを呈示視標に対する正誤の判定まで行うようにしておけば、さらに検査を容易に行える。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、視力検査の正確性が向上すると共に、細かな評価を簡単に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】装置本体を示す図である。
【図2】装置本体内部に配置される光学系を示す図である。
【図3】装置本体内部に配置される光学系を示す図である。
【図4】視標ディスク板20の詳細を示す図である。
【図5】マスク板22の詳細を示す図である。
【図6】ランドルト環チャート部50の詳細を示す図である。
【図7】リモコン40の詳細を示す図である。
【図8】電気系ブロック図である。
【図9】視力値を求める手法の一例を示した図である。
【図10】視力値を求める手法の一例を示した図である。
【図11】YESスイッチが押された時の判定ルーチンを示すフローチャートである。
【図12】NOスイッチが押された時の判定ルーチンを示すフローチャートである。
【図13】 Log判定ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 装置本体
2 窓
4 送信窓
20 視標ディスク板
21 モータ
22 マスク板
23 モータ
30 演算・制御部
40 リモコン
49 オートスイッチ
Claims (1)
- 視標を呈示して被検者の視力を検査する視力検査装置において、等比級数にて表される対比視標であって同一視力値段階のものが複数用意された視標の一つを選択的に呈示する視標呈示手段と、呈示視標に対する被検者の応答結果を入力する入力手段と、呈示視標に対する応答の正誤に基づいて次に呈示する視標を順次定めるプログラムを記憶する記憶手段と、該プログラムに従って前記視標呈示手段を制御する視標呈示制御手段と、ある視力値段階にて呈示した視標の正答率から被検者の視力値を求めるものであって、過半数(又は60%以上)の正答が得られた第1視力値段階の正答率と過半数(又は60%以上)の正答率が得られなかった前記第1視力値段階より1段高い第2視力値段階の正答率とから視力値を算出する演算手段と、を備えることを特徴とする視力検査装置。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
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