JP5244897B2 - 視覚補助具の個別に必要な加入度を決定するための方法、コンピュータ、コンピュータプログラムおよび装置 - Google Patents
視覚補助具の個別に必要な加入度を決定するための方法、コンピュータ、コンピュータプログラムおよび装置 Download PDFInfo
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Description
で定義され、この場合、角視力は、2つの視覚対象をまだ分離したものとして知覚する解像力である(いわゆる「最小分離」)。
加入度を決定するために最も頻繁に使用される方法では、次に表1として示す推定表が得られる。
この方法では、1.で説明した方法により算出した加入度Add暫定に対応するディオプトリ作用を有する赤および緑の視力表を、両眼のために適宜な使用距離a使用で被験者に提示する。被験者は、視力表をコントラストが等しくなるまで比較するよう促される。具体的には、被験者は視力表の赤および緑の焦点の輝度を比較する。視力表の赤い焦点の方が暗く見えた場合、加入度Addを低減するか、または物体距離a使用を増大する必要がある。視力表の緑の焦点の方が暗く見えた場合、加入度Addを増大するか、または物体距離a使用を低減する必要がある。視力表の赤および緑の焦点の輝度が等しく感じられた場合、割り当てられた加入度Addは合っている。
この方法では、十分に大きい距離をおいて適当な視力検査表(例えば、いわゆる「デュアンの線図」)を被験者に提示する。次いで被験者が視力検査サンプルが不鮮明に見えると述べるまで眼と視力検査サンプルとの間の距離を短縮する。物体と主点HAとの間のこの距離の逆数は、眼の被写界深度Tを含む調節幅ΔAmaxと一致している。加入度Addとして、ライナーの提案に従い逆数の1/2を採用する。すなわち、ライナーは、実際の使用調節ΔA使用は、調節幅ΔA* maxのちょうど半分であることを出発点としている。ショバーは、係数1/2の代わりに係数2/3を提案している。
ΔA* max=ΔAmax+T (2)
および推定した使用調節ΔA使用のみを考慮しており、それ故、極めて不正確である。
この方法では、まず再び1.で説明した方法を用いた推定表(表1)により、適宜な加入度Add暫定を算出する。次いで適宜な視力検査表(例えばデュアンの線図)を使用距離a使用で固定する。いま加入度Add暫定を、被験者がまだ鮮明に見える加入度Add+まで高める。次いで、加入度Add暫定を、被験者がまだ鮮明に見える加入度Add−まで下げる。最も強い加入度Add+と最も弱い加入度Add−との総和を2で割ると必要な加入度
Add=(Add++Add−)/2 (3)
が得られる。
請求項1に記載の方法、すなわち、
(a)遠点屈折度(AR)と近点屈折度(AP)との間の差として定義される調節幅(ΔAmax)を被験者の評価を頼りにせず個別に算出するステップと、
(b)使用距離(a使用)を個別に算出するステップと、
(c)σを0≦σ≦1の範囲の実数とする次式:
Add=1/a使用−σΔAmax
に従って加入度(Add)を計算するステップとを含み、
前記(b)使用距離(a 使用 )を個別に算出するステップは、
(i)被験者に対象物を差し出すステップと、
(ii)前記使用距離(a 使用 )として、眼の物体側主点(H A )と、被験者がリラックスして視た場合に対象物が位置する場所との距離を、カメラにより撮影した画像を評価することにより算出するステップと
により前記使用距離(a 使用 )を個別に算出する
ことを特徴とする視覚補助具の個別に必要な加入度を算出する方法;
請求項12に記載の装置、すなわち、
(a)遠点屈折度(AR)と近点屈折度(AP)との間の差として定義される調節幅(ΔAmax)を被験者の評価を頼りにせず個別に決定するための調節幅決定手段と、
(b)使用距離(a使用)を個別に決定するための使用距離決定手段と、
(c)σを0<σ≦1の範囲の実数とする次式:
Add=1/a使用−σΔAmax
に従って加入度(Add)を計算するための加入度計算手段とを備え、
前記(b)使用距離(a 使用 )決定手段は、
(i)被験者に対象物を差し出し、
(ii)前記使用距離(a 使用 )として、眼の物体側主点(H A )と、被験者がリラックスして視た場合に対象物が位置する場所との距離を、カメラにより撮影した画像を評価することにより算出することにより前記使用距離(a 使用 )を個別に算出する
ことを特徴とする眼のための視覚補助具の個別に必要な加入度(Add)を決定する装置;
請求項1から7までのいずれか一項に記載の方法を実施するために設定されていることを特徴とする請求項8に記載のコンピュータ;
請求項1から7までのいずれか一項に記載の方法をコンピュータで実施する場合のために設定されたプログラムコードを備えることを特徴とする請求項9に記載のコンピュータプログラム;および、
請求項1から7までのいずれか一項に記載の方法をコンピュータで実施する場合のために設定されたプログラムコードを備えることを特徴とする請求項11に記載のコンピュータで読取可能なデータ担体により解決される。本発明の有利な実施形態および改良形態が従属請求項に記載されている。
(a)例えば、上記方法のいずれかにより暫定的な加入度Add暫定を決定するステップと、
(b)眼の個別の被写界深度Tを決定するステップと、
(c)ωを0<ω≦1の範囲の実数とする次式:
Add=Add暫定−ωT (4)
に従って加入度Addを計算するステップと
を含む。通常ωの値は、1/4≦ω≦3/4の範囲である。すなわち、被写界深度Tを重み付けするための係数ωに適宜な値は、例えば0.5または2/3である。
(a)被験者の眼のための暫定的な加入度Add暫定を決定するための加入度決定手段と、
(b)被験者の眼における個別の被写界深度Tを測定するための被写界深度測定手段と、
(c)前記式(4)に従って加入度Addを計算するための計算手段と
を含む。
(a)調節幅ΔAmaxを個別かつ客観的に決定するステップと、
(b)使用距離a使用を個別に決定するステップと、
(c)σを0<σ≦1の範囲の実数とする次式:
Add=1/a使用−σΔAmax (5)
に従って加入度Addを計算するステップとを含む。概して、σの値は1/4≦σ≦3/4の範囲であり、したがって、例えば1/2、2/3または5/12であってもよい。
(a)調節幅ΔAmaxを個別かつ客観的に測定するための調節幅測定手段と、
(b)使用距離a使用を個別に決定するための使用距離決定手段と、
(c)前記式(5)に従って加入度Addを計算するための加入度計算手段と
を含む。
ΔA* max=1/aP (6)
から生じる。
ΔA* max=AE−S′両眼 (7)
により求められ、
AE=2.5dptである。この可能性の欠点は、両眼の測定状況により誘起される輻輳である。
ΔA* max=ΔA* max,m,−S′片眼 (8)
が成り立ち、この場合、
ΔA* max,m,=1/aPデュアン (9)
である。
ΔA使用=1/aE (10)
が成り立つ。
Add暫定=1/a使用−σΔAmax (11)
に従って計算することもでき、この場合、σは、0≦σ≦1の範囲の実数である。暫定的な加入度Add暫定は純粋な計算値なので、これを実際に使用距離a使用の逆数と同等であるとみなすこともできる。
(a)未調節の眼に所定の波面を有する光線を入射させ、網膜で反射した波面を測定するか、または未調節の眼の自動屈折度を測定する。この場合、有利には眼に調節刺激ΔA刺激は提供されない。
(b)ステップ(a)で測定した波面またはステップ(a)で測定した自動屈折度から眼の遠点屈折度ARを計算する。
(c)次いで実際の調節幅ΔAmaxを超過する調節刺激ΔAmaxを眼に提供する。
(d)次いで調節刺激ΔA刺激により調節する眼に所定の波面を有する光線を入射させ、網膜で反射された波面を測定するか、または調節刺激ΔA刺激に基づき調節する眼の自動屈折度を測定する。具体的には、固視距離aE、すなわち眼主点HAから眼の調節点までの距離を、眼がもはや固視点に位置する物体を鮮明に知覚することができない状態となるように選択する。
(e)ステップ(d)で測定した波面またはステップ(d)で測定した自動屈折度から、眼の実際の調節点屈折度AEを計算する。
(f)ステップ(e)で計算した実際の調節点屈折度AEを、以下に理想的として示す調節点屈折度AE,理想と比較する。調節点屈折度AE,理想は、眼の調節Aが調節刺激ΔA刺激に追従することができる場合に生じる。
(g)次に、調節刺激ΔA刺激を連続的に、または例えば0.05dptの個々のステップで低減し、さらにステップ(e)および(f)に対応して連続して実際の調節点屈折度AEを測定し、理想的な調節点屈折度AEと比較する。
(h)近点屈折度APとして、例えばステップ(g)で実施した比較では理想的な調節点屈折度AEの変化に最初に追従する実際の調節点屈折度AEを選択する。
Add暫定=1/a使用−ΔA使用 (12)
に従って計算することができる。
Add暫定=AP−AR (13)
に従って、遠点屈折度ARおよび近点屈折度APから計算することができる。
(a)未調節の眼に所定の波面を有する光線を入射させ、網膜で反射した波面を測定するか、または未調節の眼の自動屈折度を測定する。この場合、有利には眼に調節刺激ΔA刺激は提供されない。
(b)この前後またはこれと同時に眼の瞳孔直径を測定する。この場合、瞳孔直径はステップ(a)の後の状態で測定することが重要である。瞳孔直径の測定は、例えば、眼のカメラ撮影を行い、瞳孔直径を写真から読み取ることにより実施する。
(c)次いで測定した波面を所望の瞳孔直径に換算する。J.シュヴィーガーリンクは、J. Opt. Soc. Am. A, Vol. 19, No. 10 の1937〜1945頁に公開された論文 ”Scaling Zernike expansion coefficients to different pupil sizes(様々な瞳孔サイズにおけるゼルニケ膨張係数の測定)”において、換算の可能性を示した。
(d)さらなるステップでは、所望の要求、例えば読取時の視力V=0.4に対応する所定の空間周波数を有する構造図を備える固視標を準備する。
(e)次いで、例えば平均球面mSphの周辺の、例えば+/−5dptまたは+/−3dptの探索空間=例えば0.05dptまたは0.1dpt段階の遠点屈折度ARを規定し、この場合、
mSph=Sph+Zyl/2 (14)
であり、Sphは球面作用を示し、Zylは被験者のために設けられた視覚補助具のための乱視作用を示す。
(f)さらに、探索空間内のそれぞれの点により得られた平均球面mSph補正の周辺の波面のコンボリューションを行う。補正された波面は、次いで固視ターゲットの構造により畳み込まれる。このコンボリューションは、探索空間で変更された波面により被験者の見え方を刺激するための役割を果たす。
(g)次のコンボリューションの評価は、例えば、コンボリューションにより生じた構造:
Q=(Imax−Imin)/Imax (15)
の最大強度Imaxおよび最小強度Iminから得られる比率の算出により行う。
(h)いまステップ(f)および(g)を探索空間内の全ての値mSph補正のために実施する。これにより、それぞれのmSph補正のために比率Qの値が得られる。
Q=(Imax−Imin)/Imax=0.19 (16)
(a)未調節の眼に所定の波面を有する光線を入射させ、網膜で反射した波面を測定するか、または未調節の眼の自動屈折度を測定する。この場合、有利には眼に調節刺激ΔA刺激は提供されない。
(b)この前後またはこれと同時に眼の瞳孔直径を測定する(上記方法参照)。
(c)次いで測定した波面を所望の瞳孔直径に換算する。
(d)さらに遠点屈折度ARの平均球面mSph周辺の、例えば+/−3dptの範囲の包絡面を決定する。包絡面とは、球面収差が生じた場合に像空間における光線を囲む端部である(Helmut Goersch, Zeiss Handbuch fuer Augenoptik, Auflage 2000, 35頁参照)。
(e)次いで、光軸oAを中心とした円柱容積における包絡面の平均球面mSph周辺の、例えば+/−3dptの範囲におけるそれぞれの箇所の強度の総和を求める。
(f)次いで、強度が所定の閾値、例えば19%だけ最大強度よりも小さい包絡面に沿った2つの点の距離から被写界深度Tを決定する。
図1は、被験者のために視覚補助具の個別に必要な加入度Addを決定するための本発明による方法の変化形態における個々のステップを示すフローチャートである。図2は、この方法を実施するための適宜な装置を示している。方法および装置の詳細を以下に説明する。
図3は、被験者のために視覚補助具の個別に必要な加入度Addを決定するための本発明による方法の別の変化形態における個々のステップを示すフローチャートである。
発明者の考察に由来する調節幅ΔAmaxおよび被写界深度Tを決定するための方法200の一実施例は、図5に示すステップを含む。これらのステップを以下に詳細に説明する。
調節幅ΔAmaxおよび被写界深度Tを決定するための方法300の別の実施例は、図7に概略的に示すステップを含む。これらのステップを以下に詳細に説明する。
波面分析400を基に被写界深度Tを決定するための方法は、図8に示すステップを含む。これについて以下に説明する。
以下に波面分析に基づき被写界深度Tを決定するための別の方法を図11、図12および図13に基づき説明する。
様々な強度Iiをそのものとして知覚できるようになる閾値Sはそれぞれの被験者によって大きく異なることが示された。それ故、この閾値Sを個別に算出し、これにより、被写界深度Tをさらに正確に決定することは有意義である。
図14は、従来技術との違いを明確にするためのグラフを示している。このグラフでは、様々な被験者の眼の調節Aが調節刺激ΔA刺激に関して記入されている。曲線Eは、理想的な調節A理想の線形変化を示している。理想的な眼は、それぞれの調節刺激ΔAmaxを適宜な調節A理想により補償することができる。
Add暫定 暫定的な加入度
T 被写界深度
ΔA刺激,max 最大調節刺激
ΔAmax 調節幅
ΔA* max 生理学的な調節幅
ΔA使用 使用調節
tA 調節時間
t 時間
aP 近点距離
a使用 使用距離
HA 物体側主点
a物体 距離
AR 遠点屈折度
AP 近点屈折度
Add左、Add右 加入度
Claims (13)
- 眼のための視覚補助具の個別に必要な加入度(Add)を算出するための方法において、
(a)遠点屈折度(AR)と近点屈折度(AP)との間の差として定義される調節幅(ΔAmax)を被験者の評価を頼りにせず個別に算出するステップと、
(b)使用距離(a使用)を個別に算出するステップと、
(c)σを0<σ≦1の範囲の実数とする次式:
Add=1/a使用−σΔAmax
に従って前記加入度(Add)を計算するステップとを含み、
前記(b)使用距離(a 使用 )を個別に算出するステップは、
(i)被験者に対象物を差し出すステップと、
(ii)前記使用距離(a 使用 )として、眼の物体側主点(H A )と、被験者がリラックスして視た場合に対象物が位置する場所との距離を、前記被験者と前記対象物とをカメラにより撮影した画像を評価することにより算出するステップと
により前記使用距離(a 使用 )を個別に算出する
ことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
物体と眼の物体側主点(HA)との距離(a物体)を測定装置により自動的に測定することにより、前記使用距離(a使用)を被験者の評価を頼りにせず個別に算出する方法。 - 請求項1または2に記載の方法において、
実際の調節幅(ΔAmax)を波面測定により算出する方法。 - 請求項3に記載の方法において、
(a)眼の波面測定または眼の自動屈折度測定により遠点屈折度(AR)および近点屈折度(AP)を算出するステップと、
(b)ステップ(a)で測定した遠点屈折度(AR)とステップ(a)で測定した近点屈折度(AP)との間の差として前記実際の調節幅(ΔAmax)を計算するステップと
により前記実際の調節幅(ΔAmax)を算出する方法。 - 請求項1から4までのいずれか一項に記載の方法において、
片眼について、または両眼について前記加入度(Add)を算出する方法。 - 請求項5に記載の方法において、
両眼の視覚補助具のために等しい前記加入度(Add)を算出する方法。 - 請求項6に記載の方法において、
前記両眼の視覚補助具のために、両方の視覚補助具のために算出した加入度(Add左、Add右)のうちの大きい方の加入度を算出する方法。 - コンピュータにおいて、
請求項1から7までのいずれか一項に記載の方法を実施するために設定されていることを特徴とするコンピュータ。 - コンピュータプログラムにおいて、
請求項1から7までのいずれか一項に記載の方法をコンピュータで実施する場合のために設定されたプログラムコードを備えることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 請求項9に記載のコンピュータプログラムにおいて、
機械で読取可能なデータ担体に記憶されたコンピュータプログラム。 - コンピュータで読取可能なデータ担体において、
請求項1から7までのいずれか一項に記載の方法をコンピュータで実施する場合のために設定されたプログラムコードを備えることを特徴とするデータ担体。 - 眼のための視覚補助具の個別に必要な加入度(Add)を決定するための装置において、
(a)遠点屈折度(AR)と近点屈折度(AP)との間の差として定義される調節幅(ΔAmax)を被験者の評価を頼りにせず個別に決定するための調節幅決定手段と、
(b)使用距離(a使用)を個別に決定するための使用距離決定手段と、
(c)σを0<σ≦1の範囲の実数とする次式:
Add=1/a使用−σΔAmax
に従って加入度(Add)を計算するための加入度計算手段とを備え、
前記(b)使用距離(a 使用 )決定手段は、
(i)被験者に対象物を差し出し、
(ii)前記使用距離(a 使用 )として、眼の物体側主点(H A )と、被験者がリラックスして視た場合に対象物が位置する場所との距離を、前記被験者と前記対象物とをカメラにより撮影した画像を評価することにより算出することにより前記使用距離(a 使用 )を個別に算出する
ることを特徴とする装置。 - 請求項12に記載の装置において、
前記調節幅決定手段が、波面測定手段を含む装置。
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