JP5907335B2

JP5907335B2 - 視標呈示装置

Info

Publication number: JP5907335B2
Application number: JP2011222876A
Authority: JP
Inventors: 雄一郎金澤
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2016-04-26
Anticipated expiration: 2031-10-07
Also published as: JP2013081593A

Description

本発明は、被検者眼に検査視標を呈示する視標呈示装置に関する。

被検者眼の視力等の視機能を検査するために視標を呈示する視標呈示装置としては、近年、ディスプレイに視標を表示する装置がある（例えば、特許文献１参照）。このような装置では、ディスプレイとして、液晶の表示パネルとバックライトを組み合せたカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）が代表的に用いられている。

特開２００８−２０６６７５号公報

このような視標呈示装置では、表示パネルの制御により、種々の視標を呈示可能となっている。視力値検査では、ディスプレイ画面の白地背景の中に黒色の視力値視標が表示される。そして、視力値に対応したサイズの視標が順次切換えられ、その視力値視標を被検者眼が視認できるか否かで、被検者眼の視力値が検査される。

しかし、人は昼と夜では視力が変化するが、従来のディスプレイ式の視標呈示装置では昼の視力を検査するために、視標の背景の輝度は、所定の検査基準の範囲内（例えば、８０〜３２０ｃｄ／ｍ²）とされており、夜（又は薄暮時）を想定し、視標の背景輝度を低下させた（例えば、１０ｃｄ／ｍ²程度に）検査はできなかった。また、バックライト方式のディスプレイにて背景輝度を１０ｃｄ／ｍ²程度に暗くした検査を可能にするために、ディスプレイのバックライトの光量を低下させようとしても、バックライトの最低光量はそこまで下がらず、ディスプレイでは実現できなかった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、ディスプレイの画面に表示される視標の背景輝度を低下させて、昼と夜で変化する被検者眼の視力値の差を検査できる視標呈示装置を提供することを技術課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の構成を有することを特徴とする。
（１）本開示の第１態様に係る視標呈示装置は、多数の画素を持つ表示パネルと該表示パネルを背後から照明するバックライトとを有するディスプレイを備え、前記表示パネルの各画素の透過率を変更して前記ディスプレイの画面の背景の中に検査視標を表示する視標呈示装置において、背景の輝度を第１輝度として、検査視標を表示する昼間検査モードと，前記背景の輝度を前記第１輝度よりも低く、夜を想定した第２輝度として、検査視標を表示する夜間検査モードと，を切換えるモード切換手段と、昼間検査モードでは前記第１輝度となるように少なくとも各画素の透過率を制御し、夜間検査モードでは前記第２輝度となるように昼間検査モード時に対して少なくとも各画素の透過率をさらに低下する制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ディスプレイの画面に表示される視標の背景輝度を低下させて、昼と夜で変化する被検者眼の視力値の差を検査できる。

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、本発明の一実施形態である視標呈示装置の概略外観図である。図２は、視標呈示装置の内部概略構成図である。図３は、ディスプレイの画素について説明する図である。図４は、視力値検査用の視標を呈示した呈示部の正面図である。

視標呈示装置１の筐体２の前面には、視標呈示部３となるディスプレイ３０が配置されている。筐体２の正面の下方には、リモコン２０からの信号を受信する受信部５が設けられている。ディスプレイ３０は、被検者（被検者眼）との距離（検査距離）が５ｍ等の遠用距離に置かれた場合でも視力値０．１等の大きなサイズの視力検査用視標を表示可能なサイズを持つ画面を備える。また、検査距離が５ｍ等の遠方距離に置かれた場合でも視力値２．０等の小さなサイズの視力検査用視標を表示可能な解像度を持つ画面を備える。なお、視標は、呈示部３（ディスプレイ３０）の中心軸Ｌを基準に呈示される。また、本実施形態では、ディスプレイ３０は、カラー表示可能なディスプレイ（カラーディスプレイ）として、カラー液晶ディスプレイ（カラーＬＣＤ）とされる。

ディスプレイ３０は、表示パネルである液晶パネル３１と、液晶パネル３１の背面側に配置されて背後から液晶パネル３１を照明する照明光を発するバックライト（ユニット）３２と、バックライト３２の背面側に配置されてバックライト３２からの照明光を液晶パネル３１側に反射する反射部材である反射シート３３と、反射シート３３の背面側に配置されて液晶パネル３１とバックライト３２と反射シート３３とを保持する保持部３４と、を備える。

液晶パネル３１は、液晶板、液晶板を保護するガラス基板、偏光フィルタ、カラーフィルタ、等を備える。また、詳細は後述するが、液晶パネル３１の各画素は、カラー表示可能なように、赤色、緑色、青色に対応したサブピクセルを有している。液晶パネル３１は、制御信号を受ける端子を側面側に備え、後述する制御部７０によってバックライト３２からの照明光を透過する領域が制御される構成となっている。バックライト３２は、透明なガラス基板で形成された導光板３２ａと、導光板３２ａを照明する光源３２ｂと、を備える。光源３２ｂは、蛍光灯（蛍光管）等の管状の光源又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を複数並べた光源であり、導光板３２ａの側面側に配置されている。導光板３２ａは、光源３２ｂからの光を拡散させて面全体を発光させる。光源３２は、白色光を発光する構成となっている。反射シート３３は、透光性を持つ白色の樹脂シートとされ、背面側からの光を前面側に透過する特性を持つ。バックライト３２と反射シート３３により、液晶パネル３１は、背面から均一に照明される。保持部３４は、金属等で形成された板状又は箱状の部材であり、接着剤、ネジ、等の固定部材（図示を略す）によって液晶パネル３１等を保持する。また、保持部３４は、ネジ等によって筐体２に固定されている。

バックライブ３２に背面から照明された液晶パネル３１は、照明光の透過する領域を制御することにより、様々な形状及びサイズの視標を表示できる。言い換えると、液晶パネル３１の表示領域における各画素の光の透過率（色付け）を変更することにより、表示領域に表示される任意に変更できる。

次に、ディスプレイ３１のカラー表示について説明する。図３に示すように、ディスプレイ３０の一つの画素Ｐは、３つのサブピクセルが含まれている。サブピクセルとしては、赤色（Ｒ）を表示するためのサブピクセルＰＲ、緑色（Ｇ）を表示するためのサブピクセルＰＧ，青色（Ｂ）を表示するためのサブピクセルＰＢ、が一つの画素Ｐの中に横方向（水平方向）に並べて配置されている。各サブピクセルは、それぞれの色に対応したＲＧＢのカラーフィルタが取り付けられている。このため、白色の照明光がそれぞれのサブピクセルを透過する際に、カラーフィルタを通過することによって、色付けされる。なお、各サブピクセルは、透過光量を多段階で調節可能となっている。本実施形態では、各サブピクセルは、２５６段階で照明光の透過率（透過光量）を変更できる。このため、サブピクセルＰＲでは、赤色の輝度を２５６段階で表示できる。なお、サブピクセルＰＲにおいて、輝度ゼロは、黒色となる。同様に、サブピクセルＰＧは、青色を２５６段階で表示でき、サブピクセルＰＢは、青色を２５６段階で表示できる。

画素Ｐにおいて、各サブビクセルを同じ輝度として発光させると、画素Ｐは、グレースケールで発光する。言い換えると、各サブピクセルの輝度の比率を一定として、画素Ｐ全体の輝度を変化させると、画素Ｐはグレースケールで変化する。一方、各サブピクセルの輝度の比率が異なると、画素Ｐはカラー表示となる。例えば、サブピクセルＰＲを輝度ゼロ（黒色）、サブピクセルＰＧを最大輝度（輝度２５６）、サブピクセルＰＢを最大輝度（輝度２５６）とすると、画素Ｐは、緑色と青色が同じ比率で混合された青緑色として発光する。画素Ｐに隣接する他の画素も同様の構成となっている。このようにして、ディスプレイ３０は、カラー表示可能となっている。

呈示部３に呈示される視標の選択等は、操作ユニットであるリモコン２０により行われる。リモコン２０は、呈示部３に視標を呈示させる指令信号（視標選択信号）を入力するスイッチ部２１、視力値検査のモードを設定（切換又は選択）する信号を入力するモード設定部２２、リモコン２０からの信号を視標呈示装置１（の受信部５）に送信する送信部２５、リモコン２０を統括・制御する制御部２７、を備えている。

スイッチ部２１は、サイズの異なる（視力値の異なる）視力値検査用視標を選択するために複数のスイッチを備えている。スイッチ部２１のスイッチが押されると、スイッチに対応した信号が制御部２７に入力される。制御部２７は、入力された信号に基づいて視標を選択するための指令信号（視標選択信号）を生成する。制御部２７は、送信部５を介して視標呈示部１に指令信号を送信する。

モード設定部２２では、検査モード（ここでは、視力値検査における検査モード）を設定するために、昼間検査モード（通常検査モード）と、夜間検査モードと、を切換えて設定可能なスイッチを備えている。昼間検査モードは、視力値検査において、検査用視標の背景輝度（背景画面の輝度）が、第１輝度として設定されている。第１輝度は、所定の検査基準である８０〜３２０ｃｄ／ｍ²の範囲内で設定される。本実施形態では、昼前検査モードの背景輝度（第１輝度）は、２００ｃｄ／ｍ²のとされる。夜間検査モードは、視力値検査において、検査用視標の背景輝度が、昼間検査モードの背景輝度よりも低い第２輝度として設定される。第２輝度は、第１輝度の範囲よりも低い範囲（８０ｃｄ／ｍ²未満）とされる。本実施形態の夜間検査モードの背景輝度は、１０ｃｄ／ｍ²とされる。モード設定部２２のスイッチが押されると、制御部２７には、モード設定のための信号が入力される。制御部２７は、モード設定信号に基づいて検査モードを設定する。制御部２７は、指令信号（モード設定信号）を生成し、送信部２５を介して視標呈示装置１（の受信部５）に送信する。

このようにして、リモコン２０は、呈示部３に視標を呈示させるための指令信号を入力する入力ユニットとなる。スイッチ部２１は昼間検査モード及び夜間検査モードで共用される。

視標呈示装置１を統括・制御する制御部７０には、受信部５、液晶パネル３１、光源３２ｂ、メモリ７１、等が接続されている。メモリ７１には、視力値検査用の視標データが記憶されている。視力値検査用の視標としては、ランドルト環、Ｅ文字、ひらがな、図形、等である。本実施形態での視標データは、ベクターデータである。また、メモリ７１には、昼間検査モードにおける背景画面の輝度である背景輝度と、夜間検査モードにおける画面の白地背景の輝度である背景輝度と、を含む背景輝度情報が記憶されている。背景輝度情報は、上述したように、昼間検査モードの背景輝度を２００ｃｄ／ｍ²とし、夜間検査モードを１０ｃｄ／ｍ²としている。

次に、視力値検査用視標の呈示と検査モードについて説明する。図４（ａ）は、昼間検査モードの視力値検査用視標の呈示を示した図であり、図４（ｂ）は、夜間検査モードの視力値検査用視標の呈示を示した図である。

制御部７０は、リモコン２０からモードを設定する指令信号を受信すると、視標呈示装置１の検査モードを設定する。制御部７０は、メモリ７１の背景輝度情報に基づいて呈示部３に呈示する視標の背景輝度を定める。制御部７０は、メモリ７１の背景輝度情報を読み出し、検査モードに対応する背景画面の輝度を設定する。検査モードが設定された状態で、スイッチ部２１が操作され視標を選択する信号が入力されると、制御部７０は、白地の背景画面（Ｂ１、Ｂ２）の中に黒色の視力値視標Ｔを呈示部３（ディスプレイ３０の画面）に表示する。具体的には、制御部７０は、視標選択信号に基づいて視力値検査用視標（ここでは、ランドルト環）の向きとサイズ（視力値に対応した画面上の大きさ）を求めて呈示部３（ディスプレイ３０）に視標Ｔとして表示させる。視標Ｔは、背景画面の中央に表示される。図４に示すように、昼間検査モードが設定されている場合、制御部７０は、背景画面Ｂ１の背景輝度が２００ｃｄ／ｍ²となるように液晶パネル３１の背景画面Ｂ１の領域（画素）の透過率を変更する。ここでは、背景画面Ｂ１の透過率は１００％とする。従って、バックライト３２の照明光をほとんど減衰させることなく、白地の背景画面Ｂ１を呈示する。一方、夜間検査モードが設定されている場合、制御部７０は、背景画面Ｂ２の背景輝度が１０ｃｄ／ｍ²となるように、液晶パネル３１の背景画面Ｂ２に対応する領域の透過率を変更する（低下させる）。このとき、制御部７０は、ディスプレイ３０の背景画面Ｂ２に対応する領域の画素の色がグレースケールとなるように透過率（色付け）を制御する。これにより、バックライト３２の光量低下に限界がある場合にも、背景輝度の１０ｃｄ／ｍ²を実現できる。なお、夜間検査モードにおける背景輝度の１０ｃｄ／ｍ²を実現は、バックライト３２の光量を昼間検査モード時と同じとしたまま各画素の透過率を低下させるか、又はバックライト３２の光量を昼間検査モード時より低下し、且つ画素の透過率を低下させる制御でも良い。

また、視力値検査用の視標が呈示部３に呈示されている状態で、リモコン２０から検査モードの切換信号が入力されると、制御部７０は、視力値検査用視標のサイズ、方向は変えずに、検査モードに対応する背景輝度だけを変更する。例えば、昼間検査モードで視力値検査用視標が呈示部３に表示された状態で、モード設定部２２の操作により夜間検査モードが設定されると、呈示部３では、視力値検査用視標の視力値、向きは変わらず、背景輝度だけが低下される。

視標呈示装置１を用いて視力矯正のための検査が行われる場合、被検者眼の前には検眼装置８０が配置される。検眼装置８０は、左眼用と右眼用の検査窓を備え、各検査窓に球面レンズ、円柱レンズ、等の補助レンズ、等が切換え配置される。なお、視力矯正のための検査では、検眼装置８０に変えて、仮枠（テストフレーム）等を用いてもよい。

検者は、被検者眼の眼前に球面レンズ、円柱レンズを切換え配置させて、被検者に、呈示部３に呈示させて視標を見させて、視力値検査を進める。検者は、モード設定部２２で検査モードを設定し、スイッチ部２１で視標を切換えて視力値検査を進める。また、被検者が現在使用している眼鏡レンズでの視力値検査も視標呈示装置１を用いて行われる。

初めに、検者は昼間検査モードを設定し、ディスプレイ３０の背景輝度が明るい背景画面Ｂ１にて、視力値視標Ｔの視力値に対応するサイズをスイッチ部２１によって順次変更し、被検者眼が判読できる最高視力値を検査する。次に、検者はモード設定部２２によって夜間検査モードに切換え、昼間検査モードに対して背景輝度が低下した背景画面Ｂ２にて、昼間検査モード時と同様に視力値視標Ｔのサイズを順次変更し、被検者眼が判読できる最高視力値を検査する。これにより、昼（昼間を想定した背景輝度Ｂ１）と夜（夜を想定した背景輝度Ｂ２）とで変化する被検者眼の視力値の差を検査できる。例えば、昼間検査モードでの検査結果が視力値１．０であり、夜間検査モードでの検査結果が視力値０．５である場合、現在の眼鏡レンズの矯正度数で昼間の視力としては良いが、夜間の視力としては劣る。検者は、被検者に、夜間用に矯正度数を変更した眼鏡レンズの準備勧めることができる。検眼装置８０又は仮枠を使用し、再び夜間検査モードにて視力値検査を行い、レンズの矯正度数の変更により視力値の上昇の程度を確認できる。

以上のようにして、視標呈示装置１を用いて昼間の視力値検査（通常の視力値検査）と、夜間視力の検査を行うことができる。また、モード設定部２２の操作により、呈示部３に既に呈示されている視標を変えずに背景輝度だけを変更する構成により、被検者の昼間の視力値と夜間視力値とを簡単に検査できる。これにより、被検者は、昼間と夜間での見え方（ここでは、視標の見え方）の違いが自覚し易い。また、昼間の視力値検査の状態から夜間視力検査に移行しやすいため、検査効率が低下しない。昼間の視力値検査において、被検者の視力値に対応する視標を呈示させた状態で、夜間視力検査に移行することによって夜間視力の視力値を検査しやすい。夜間検査で呈示させている視力値から視力値を下げていくことにより（視標のサイズを大きくすることにより）、早く被検者の夜間視力値を特定できる。また、視標呈示装置１の検査モードを設定することで、視標の背景画面の背景輝度を定め、視標を選択する信号に基づいて視力値検査用視標の向き、サイズを変える構成とすることで、リモコン２０からの指令信号のデータ長を短くできる。指令信号の受信側（視標呈示装置１）の設定が定められていることによって、指令信号にモード設定信号のコードを付す必要がない。これにより、送信部、受信部の構成を簡単にできる。

なお、以上の説明では、ディスプレイ３０の背景画面（Ｂ１、Ｂ２）に対応する領域の輝度を、グレースケールで変更する構成としたが、これに限るものではない。視標の背景輝度を変更できる構成であればよい。例えば、背景画面に色が付く構成であってもよい。例えば、画素のサブピクセルの輝度の比率を変え、画面の白地背景背景画面）がやや赤みがかったように見せてもよい。背景画面が赤みがかって見えることにより、夕刻に近い条件での夜間視力が検査できる。この場合、背景画面の輝度を夜間検査モード時の設定値（１０ｃｄ／ｍ²）としつつ、背景画面が赤みがかって見えるように、各画素が持つＲ（赤色）、Ｇ（緑色）及びＢ（青色）のサブピクセル毎の透過率（色付け）を予め定め、その各透過率データ（色付けデータ）をメモリ７１に記憶しておく。制御部７０は、夜間検査モードの設定信号が入力されると、メモリ７１からＲＧＢの各透過率データを読み出し、それに基づいてサブピクセルの透過率を制御する。なお、以上の説明では、サブピクセルをＲＧＢの３つとしたが、これに限るものではない。カラーディスプレイとするために、１つの画素に発光色の異なる複数のサブピクセルが備えられる構成であればよい。例えば、ＲＧＢに加えて、Ｙ（黄色）を加える構成としてもよい。

また、夜間検査モードにおける背景画面の輝度を複数段階で選択できるようにしても良い。例えば、暗視時としての輝度を１０ｃｄ／ｍ²とし、薄暮時としての輝度を１０ｃｄ／ｍ² よりも大きい輝度とするように、リモコン２０が持つスイッチで切換可能としておく。暗視時、薄暮時の背景画面の輝度とするための制御データ（画素の透過率データ）は、メモリ７１に記憶されている。制御部７０は、暗視時／薄暮時の選択信号と、メモリ７１に記憶されたデータと、に基づいて表示パネル（画素の透過率）を制御する。

なお、以上の説明では、バックライト３２の発光光量を変えることなく、検査モードでの背景輝度を変更する構成としたが、これに限るものではない。検査モードで、背景輝度が変わる構成であればよい。例えば、夜間検査モードにおいて、バックライト３２の発光光量（光源３２の発光光量）を昼間検査モードの場合と比べて低下させる構成としてもよい。この場合、液晶パネル３１における照明光の透過率の低下の程度が、夜間検査モードにおける背景輝度が１０ｃｄ／ｍ²となるように制御する構成とする。このようなバックライト３２（光源３２ｂ）の発光光量の制御条件と、液晶パネル３１の透過率の制御条件は、予めメモリ７１に記憶させておき、モード設定信号に基づいて制御部７０が条件を読み出す構成とする。

なお、以上の説明では、視標（視力値検査用視標）は、ベクターデータとしたが、これに限るものではない。検査（視力値検査）を行うために、異なるサイズ、向きの視標を呈示する構成であればよく、視標のサイズ、向き、背景輝度に対応させて視標画像を用意する構成としてもよい。このような視標画像をメモリ７１に記憶させ、制御部７０が、視標選択信号に基づいて視標画像を読み出す構成とする。また、検査モードが設定された状態で、制御部７０が読み出す視標画像を検査モードに対応して用意した視標画像とする。

なお、以上の説明では、夜間検査モードの背景輝度（第２輝度）は、１０ｃｄ／ｍ２としたが、これに限るものではない。第１輝度である昼間検査（通常検査）モードの背景輝度よりも低い輝度であればよく、８０ｃｄ／ｍ²未満であればよい。夜間検査モードの背景輝度は、１〜３０ｃｄ／ｍ²が好ましい。

なお、以上の説明では、ディスプレイは、ＬＣＤとしたが、これに限るものではない。視標を表示（呈示）でき、背景輝度を変更できる構成であればよく、表示パネルを備え、カラー表示可能なディスプレイであればよい。

以上のように本発明は実施形態に限られず、種々の変容が可能であり、本発明はこのような変容も技術思想を同一にする範囲において含むものである。

視標呈示装置の概略外観図である。視標呈示装置の概略構成図である。画素の構成を説明する図である。昼間検査モードと夜間検査モードの視標を示す図である。

１視標呈示装置
２０リモコン
２７制御部
３０ディスプレイ
３１表示パネル
３２バックライト
３３反射シート

Claims

多数の画素を持つ表示パネルと該表示パネルを背後から照明するバックライトとを有するディスプレイを備え、前記表示パネルの各画素の透過率を変更して前記ディスプレイの画面の背景の中に検査視標を表示する視標呈示装置において、
背景の輝度を第１輝度として、検査視標を表示する昼間検査モードと，前記背景の輝度を前記第１輝度よりも低く、夜を想定した第２輝度として、検査視標を表示する夜間検査モードと，を切換えるモード切換手段と、
昼間検査モードでは前記第１輝度となるように少なくとも各画素の透過率を制御し、夜間検査モードでは前記第２輝度となるように昼間検査モード時に対して少なくとも各画素の透過率をさらに低下する制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする視標呈示装置。
請求項１の視標呈示装置において、
前記制御手段は、前記モード切換手段によって、前記昼間検査モードと前記夜間検査モードとが切換えられた場合に、検査視標を変更することなく、前記背景の輝度を前記第１輝度又は前記第２輝度に変更することによって、前記昼間検査モードと前記夜間検査モードとが切換えられた場合に、同一の検査視標を表示した状態で前記背景の輝度を変更することを特徴とする視標呈示装置。