JP6774136B2 - 自動視力診断の方法およびシステム - Google Patents

Description

ヒトの視力（ＶＡ：Ｖｉｓｕａｌ Ａｃｕｉｔｙ）検査は、普通、眼科医、検眼医などの専門家および場合によっては保健師によって行われる。それらの検査は、特別な訓練、特別な装置および患者の協力を必要とする。

典型的なＶＡ検査においては、検査を行う専門家が、患者に対して様々なサイズの物体または記号（例えば、数字および文字）をサイズが大きいものから順番に提示するなどして視覚刺激を提示する。患者は、提示された視覚刺激に対して、提示された物体または記号を識別し、言葉でまたは任意の他の仕方（例えば、手振り）で、答えることが要求される。専門家は、患者の眼の各々を、他の眼を覆いながら別々に検査し、患者は提示された視覚刺激を見えるかどうかを言葉で専門家に知らせることを要求される。検眼医によって行われるマニュアルの現在の検査は、患者の積極的な参加を必要とし、１０分以上かかり、その正確さは患者の応答および検眼医の専門的技術に強く依存する。

同じ手法が、患者の３次元（３Ｄ）視覚を検査するときに実施される。患者には偏光ガラスが付与され、３Ｄ視覚刺激が示される。ここでもやはり、専門家は、患者の３Ｄ視覚に関する問題を検出するために種々の３Ｄ視覚刺激に対する患者の音声応答を聞く必要がある。

患者の完全な音声協力を必要とする検査は、幼児、赤ん坊、および、自閉症を患っている人々などの言語コミュニケーションが困難な人々を、検査または調査するのに用いることができない。これらのグループにおいてＶＡ検査を行う唯一の既知の方法は、テラー・カード（Ｔｅｌｌｅｒ−Ｃａｒｄｓ）（テラー視力カードとしても知られている）の使用である。テラー・カードは、垂直（または水平）の種々の幅および頻度の白黒のストリップを提示し、比較的幅の広いストリップで開始し比較的幅の狭いストリップで終わる。特別に訓練された眼科医は、患者に種々のテラー・カードが提示されるときの患者の眼の動きを、小さいランプを用いて追跡する。各々のテラー・カードは、特定の周波数で交代する既知／一定の幅を有する交互の黒および白のストリップ（行または列）を含むことができる。テラー・カードは、幅の広いストリップおよび低い周波数を有するカードで始まり、コントラストが高いものから順番に、患者に提示される。患者が白および黒のストリップの間のコントラストを検出できない（即ち、カードが濃淡のない灰色正方形として見える）とき、検査を行なっている専門家は、患者が提示されたコントラストに気が付かなかったことを示す、濃度の変化または患者の凝視に気付くことができる。テラー・カードは、各々のカードに示される、第１のストリップから最後のストリップまでの１センチメートル毎のサイクル数（Ｃｙｃｌｅｓ Ｐｅｒ Ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ（ＣＰＣ））によって定められる。これらは、０．２３、０．３２、０．４３、０．６４、０．８６、１．３、１．６、２．４、３．２、４．８、６．５、９．８、１３．０、１９．０、２６．０ＣＰＣを有するカードであり、ここで０．２３ＣＰＣが最も幅の広いストリップを有し、２６．０ＣＰＣが最も幅の狭いストリップを有する。２６．０ＣＰＣの最も高いテラー・カードを見ることができる患者の眼は６／６視覚を有する（例えば、６メートルの検査距離において、患者が、「正常」な視力を有する人が６メートルにおいて見えるはずの文字を正確に識別することができる、正常視力とも言われる）。しかし、検査は両眼に対して同時に行われるので、この検査は、患者が視力問題を有する可能性があることの兆候を与えるのみである可能がある。幾つかの例示的なテラー・カードを図１Ａ−１Ｄに示す。

視力を検査する従来技術の方法は、眼の瞳孔を拡大（広げる）する薬剤を含む散瞳薬の使用を必要とする。２つのタイプの点滴薬が存在し、１つのタイプは、瞳孔を拡大する筋肉の収縮を引き起こし（フェニレフェリンなど）、他のタイプは瞳孔を収縮する筋肉を緩め、さらに眼のレンズの焦点を合わせる筋肉を緩める（例えば、シクロペントレート）ものである。そのような散瞳薬の使用は、非常に不愉快なものであり、検査後、２、３時間の間患者に視野のぼやけを残す。

現在、視力検査を行うための、即ち、患者の協力に依拠せずに一般的に視力を診断するための信頼性の高い客観的な方法またはシステムは存在しない。

本発明の実施形態は、視力診断のための方法およびシステムに関連することができる。本システムは、視力検査ユニットおよびコントローラを含むことができる。視力検査ユニットは、眼の一部分の動きを追跡するように構成することができる少なくとも１つの眼球運動追跡ユニットと、視覚刺激のための少なくとも１つのスクリーンと、各々の眼の視野（ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ（ＦＯＶ））を別々に制御可能に遮断できるように構成することができるシャッターユニットとを含むことができる。幾つかの実施形態において、コントローラは、プロセッサおよびその上に命令を格納する不揮発性メモリを含むことができ、その命令はプロセッサによって実行されるとき、コントローラに少なくとも１つのスクリーン上で第１の視覚刺激を患者に対して表示させ、シャッターユニットに患者の第２の眼のＦＯＶを遮断させずに第１の眼のＦＯＶを遮断させ、少なくとも１つの眼球運動追跡ユニットから患者の第２の眼の運動を示す第１の信号を受け取り、受け取った第１の信号に基づいて患者の視力を診断するようにすることができる。

本発明として見なされる主題は、本明細書の結論部分において具体的に指摘され、明白に特許請求される。しかし、本発明は、機構および操作の方法の両方に関して、目的、特徴、およびそれらの利点とともに、以下の詳細な説明を、添付の図面と共に読みながら参照することによって最も良く理解することができる。

例示的な従来技術のテラー・カードである。 例示的な従来技術のテラー・カードである。 例示的な従来技術のテラー・カードである。 例示的な従来技術のテラー・カードである。 本発明の幾つかの実施形態による視力診断のためのシステムのブロック図である。 本発明の幾つかの実施形態による例示的な視覚刺激表示の説明図である。 本発明の幾つかの実施形態による例示的な視覚刺激表示の説明図である。 本発明の幾つかの実施形態による例示的なシャッターユニットの画像である。 本発明の幾つかの実施形態による視力診断の方法の流れ図である。

説明の簡単さおよび明瞭さのために、図面中に示される要素は必ずしも一定の尺度で描かれてはいない。例えば、幾つかの要素の寸法は、明瞭にするために他の要素に対して誇張されている可能性がある。さらに、適切と考えられる場合には、対応するまたは類似の要素を示すために、参照数字が、図の間で繰り返されている可能性がある。

以下の詳細な説明において、本発明の十分な理解をもたらすために多数の特定の細部が示される。しかし、当業者により、本発明はそれらの特定の細部なしに実施することができることを理解されるであろう。他の場合には、周知の方法、手順、および構成要素は、本発明を不明瞭にしないように詳細には説明されていない。

本発明の実施形態は、視力診断（例えば、視力検査、斜視検出検査、３Ｄ視覚検査など）のための信頼性の高い検査を行うためのシステムおよび方法を提供することに関連することができる。幾つかの実施形態において、本発明の方法およびシステムを使用することは、被験者（例えば、検査されるヒトの患者）からの何らかの協力または協働を必要としない。そのようなシステムは、幼児、赤ん坊、任意の他の患者の視力を検査するのに使用することができる。本発明の実施形態によるシステムは、コンピュータ化された制御可能システムによって自動的に行われる客観的で実質的に正確な計測に依拠することができる。

本発明の幾つかの実施形態によるシステムは、検査を行う専門家または患者のいずれかからの、ヒトから受け取る入力に依拠する必要がない。このシステムは、センサ（例えば、赤外（ｉｎｆｒａ―ｒｅｄ（ＩＲ）カメラまたは電極）から実質的に正確な計測値、およびシステム内に含まれる他の制御可能構成要素（例えば、眼のＦＯＶを遮断するシャッターユニット）から情報を受け取ることができる。従って、ヒトの干渉が必要ないので、検査は非常に短い時間、例えば２分未満で、またはさらに８０秒未満で行うことができる。

本発明の実施形態による例示的なシステムは、赤外（ＩＲ）センサを用いて眼の動きを検知することができる。眼の動きは、患者に対して、スクリーン、例えばテラー・カード上に表示される制御可能な視覚刺激によって、引き起こすことができる。システムはさらに、例えば、各々の眼の視野（ＦＯＶ）を別々に制御可能に遮断することができる特別なメガネのようなウェアラブル・デバイスを含むことができる。ＩＲセンサをウェアラブル・デバイス（例えば、メガネ）の上に配置するか、または患者の眼から所定の距離に、例えば、視覚刺激を表示するスクリーンの近くに配置することができる。

本発明のいくつかの実施形態による自動視力診断のためのシステムのブロック図である図２を参照する。システム２００はまた、鋭敏さ、３Ｄ視覚問題、斜視などの、健全な視力からの幾つかの逸脱を検出するのに適している。システム２００は視力検査ユニット２０５およびコントローラ２４０を含むことができる。視力検査ユニット２０５は、眼の一部分（例えば、瞳孔、虹彩、眼の筋肉など）の動きを追跡するように構成された少なくとも１つの眼球運動追跡ユニット２１０と、例えば、視覚刺激のためのスクリーン２２０のような少なくとも１つの視覚出力デバイスと、各々の眼のＦＯＶを別々に制御可能に遮断するように構成することができるシャッターユニット２３０を含むことができる。視力検査ユニット２０５の全てのまたは幾つかの要素は、互いに、およびコントローラ２４０と通信することができる。幾つかの実施形態において、システム２００はユーザ・インタフェース２５０をさらに含むことができる。

幾つかの実施形態において、システム２００の１つまたはそれ以上の要素は、患者によって装着されるように構成されたウェアラブルハウジングの中に含めることができる。例えば、シャッターユニット２３０はメガネ様要素の中に含めることができる。さらに別の例において、眼球運動追跡ユニットおよびシャッターユニット２３０をウェアラブルハウジングの中に含めることができる。幾つかの実施形態において、視力検査ユニット２０５は、患者によって装着されるように構成された単一のハウジングの中に含めることができる。そのような配置において、眼球運動追跡ユニット２１０、スクリーン２２０およびシャッターユニット２３０は全て、単一のハウジング、例えば、ヘルメット様ハウジング、帽子様ハウジング、仮想現実メガネなどに埋め込むことができる。視力検査ユニット２０５は、単一の通信システム、例えば、視力検査ユニット２０５をコントローラ２４０に接続するための単一のＵＳＢケーブル、ブルートゥース・トランシーバ或いは任意の他の有線または無線通信システムを用いて、コントローラ２４０と通信するように構成することができる。幾つかの実施形態において、システム２００は全て、患者によって装着されるように構成された単一のハウジングの中に含めることができる。コントローラ２４０は、システム２００の種々の要素を制御するように構成される任意の処理ユニットとすることができる。コントローラ２４０は、プロセッサ２４２に付随するメモリ２４４内にストアされた命令を実行するように構成されたプロセッサ２４２を含むことができる。プロセッサ２４２は、任意のコンピューティング・プラットフォーム、例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）プロセッサ、チップ、または任意の適切なコンピューティング・デバイス若しくはコンピュータ・デバイスなどを含むことができる。メモリ２４４は、命令、例えば、プロセッサ（例えば、プロセッサ２４２）によって実行されるとき、本明細書で開示される方法、例えば、以下で開示される視力を診断する方法を実行する、コンピュータ実行可能命令をストアするための、非一時的（不揮発性）読み出し可能媒体および／または非一時的記憶媒体、例えば、メモリ、ディスク・ドライブ、またはＵＳＢフラッシュ・メモリを含むことができる。

ユーザ・インタフェース２５０は、マウス、キーボード、タッチ・スクリーンまたはパッド、或いはユーザがコントローラ２４０と通信するのを可能にすることができる任意の適切な入力デバイスとするかまたはそれを含むことができる。ユーザ・インタフェース２５０は、分離したスクリーンを含むことができ、または、ユーザにデータ、結果、推奨などを提示するためのスクリーン２２０と通信することができる。

幾つかの実施形態において、眼球運動追跡ユニット２１０は、当技術分野においては「眼球追跡器」としても知られており、眼の一部分、例えば、瞳孔の動きを追跡するように構成することができる。ユニット２１０は、瞳孔または眼の他の部分の動きを検知することによって眼の動きを検知するための少なくとも１つのセンサを含むことができる。眼の動きを検知することができる幾つかのセンサ、例えば、眼から反射され、ビデオ・カメラまたは他の光学センサによって検知される光を計測することができる、普通は赤外の光センサが存在する。さらに別の例において、眼球の動きは、眼の周りに配置された電極によって計測される電気ポテンシャルによって検知することができる。眼は定常的電気ポテンシャル場の源泉であり、これはまた眼が閉じられている場合の真っ暗闇の中で検知することができる。幾つかの実施形態において、眼球運動追跡ユニット２１０は、眼の近傍に配置することができ、例えば、ＩＲセンサ（例えば、カメラ）を患者が着用しているメガネ（または任意の他のウェアラブル・デバイス）の上に配置することができ、或いは電気ポテンシャルを計測するための電極を患者の眼の周囲に配置することができる。幾つかの実施形態において、眼球運動追跡ユニット２１０は眼から所定の距離に配置することができ、例えば、ＩＲセンサをスクリーン２２０の下部分に取り付けることができる（図３Ａおよび３Ｂに示し、それらに関して論じるように）。他の位置を使用することもできる。眼球追跡ユニット２１０は、眼にＩＲ信号を、５０Ｈｚ−２５０Ｈｚ、例えば、２３０Ｈｚの周波数で送ることができ、例えば、瞳孔からのＩＲ反射を計測することによって、各信号の後の眼球の位置を計測することができる。

本発明の幾つかの実施形態による視覚刺激のためのスクリーンの図である図３Ａおよび３Ｂを参照する。

スクリーン２２０は、視覚刺激、例えば実質的に表されたテラー・カード２２２Ａおよび／または２２２Ｂ、を表示するように構成された当技術分野において既知の任意の画像表示装置とすることができる。スクリーン２２０は視覚刺激２２２Ａおよび／または２２２Ｂをユーザに示すことができる。スクリーン２２０は、タッチ・スクリーン、プラズマ・スクリーン、発光ダイオード（ＬＥＤ）スクリーン、医療用ディスプレイなどとすることができる。視覚刺激のためのスクリーン２２０は、白黒ピクセルを表示するように構成されたスクリーンとすることができ、視覚刺激２２２Ａおよび／または２２２Ｂは白黒の図形要素のみを含むことができる。白黒の視覚刺激の使用は、ヒトの眼の最適のコントラスト感度によるものであるが、異なる視覚刺激を使用することもできる。スクリーン２２０は、ユーザに視覚刺激２２２Ａおよび／または２２２Ｂを光学等級コントラストで表示するように構成することができ、例えば、スクリーン上に生成されるテラー・カードが必要な解像度を有することができるように、スクリーンの解像度を最高のテラー・カードの２６．０ＣＰＣよりも高くする必要があるはずである。

視覚刺激は、テラー・カード、異なる物体、動画化された物体（例えば、踊る道化師）、３Ｄ視覚をシミュレートする２Ｄ物体（例えば、異なる位置において各々の眼に示される２つの類似の物体）などの視覚刺激（即ち、デジタル表現）を含むことができる。幾つかの実施形態において、スクリーン２２０はユーザ・インタフェース２５０と通信することができる。他の実施形態において、ユーザ・インタフェース２５０は別のスクリーンを含むことができる。

幾つかの実施形態において、眼球運動追跡ユニット２１０の要素、例えば、センサ（例えば、ＩＲカメラ）２１５は、図３Ａおよび３Ｂに示すようにスクリーン２２０の周辺領域に配置することができる。

幾つかの実施形態において、視力検査ユニット２０５は、第１の眼の視覚刺激のための第１のスクリーン２２０、および第２の眼の視覚刺激のための第２のスクリーン２２０を含むことができる。第１および第２のスクリーン２２０は、ウェアラブルハウジングなどの単一のハウジング、例えば、ヘルメット状のハウジング、帽子状のハウジングまたは仮想現実眼鏡の中に含めることができる。幾つかの実施形態において、コントローラ２４０は、患者に対して第１の視覚刺激２２２Ａを第１のスクリーン２２０の上に表示し、患者に対して第２の視覚刺激２２２Ｂを第２のスクリーン上に表示するように構成することができる。

本発明の幾つかの実施形態によるシャッターユニット２３０の図である図４を参照する。シャッターユニット２３０は、各々の眼のＦＯＶを別々に遮断するように構成することができる。シャッターユニット２３０は、図４に示すようにシャッター眼鏡、または任意の他のウェアラブル・デバイス、例えば、ＦＯＶ遮断要素を有するヘルメット、帽子、またはヘッド・バンドなどの形態をとることができる。シャッターユニット２３０は、ＦＯＶ遮断要素２３２、接続要素２３４（例えば、ワイヤまたは無線通信用のトランシーバ）および制御ユニット２３６を含むことができる。制御ユニット２３６は、有線または無線通信を介してコントローラ２４０と通信するように構成することができる。例えば、シャッターユニット２３０は、コントローラ２４０内に含まれるＵＳＢポートを介して、直接に有線通信することができる。さらに別の例において、シャッターユニット２３０は、コントローラ２４０（２３０）と、例えば、ブルートゥース通信を介して、無線通信を行うためのトランシーバを含むことができる。幾つかの実施形態により、シャッターユニット２３０は、他の眼の検査の間、検査していない眼のＦＯＶを制御可能に遮断するように、コントローラ２４０と能動的に通信する自律ユニットとすることができる。

例示的なシャッターユニット２３０は、コントローラ２４０によってシャッターユニット２３０に与えられる命令に従って、患者の眼の各々のＦＯＶを遮断することができる。例えば、シャッターユニット２３０は、眼球運動追跡ユニット２１０が患者の左眼の動きを追跡するとき、患者の右眼のＦＯＶを遮断することができる。幾つかの実施形態において、シャッターユニット２３０は、眼球運動追跡ユニット２１０が追跡している同じ眼のＦＯＶを遮断することができる。幾つかの実施形態において、眼球運動追跡ユニット２１０の１つまたはそれ以上のセンサをシャッターユニット２３０の上に、例えば、２つのセンサ（例えば、ＩＲカメラ）の各々を、図４に示すシャッター眼鏡２３０などのシャッターユニットの下部、左右のフレームの上に配置することができ、または単一のセンサを、以下で開示するように、左右の眼を覆う左右のスクリーンの間のブリッジの上に配置することができる。

シャッターユニット２３０は、各々が、所定の時間、例えば、０．００５秒、０．０１秒、０．１秒、１秒、２秒などの間、命令でＦＯＶを遮断する機能を有する、１つまたはそれ以上のＦＯＶ遮断要素２３８を含むことができる。例示的なＦＯＶ遮断要素２３８は、患者の少なくとも１つの眼のＦＯＶを遮断するように暗くなるよう構成された、１つまたは２つの３Ｄアクティブ液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）透明スクリーンを含むことができる。或いは、ＦＯＶ遮断要素２３８は、患者の眼のＦＯＶを遮断することができる、例えば、カバー、１つまたはそれ以上のフィンなどの任意の他の要素とするか、またはそれらを含むことができる。遮断周波数は、少なくとも、例えば、０．５Ｈｚ−２００Ｈｚに制御することができる。幾つかの実施形態においてシャッター・スクリーン（単数または複数）２３８は、可視光スペクトル内の電磁（ＥＭ）放射が患者の眼に達しないように遮断し、従って患者のＦＯＶを遮断し、同時にＩＲスペクトル内のＥＭ放射、例えば、スクリーン２２０の下部フレームの上に配置された眼球運動追跡ユニット２１０からのＩＲ放射が、各々の眼に達し得るようにする。シャッターユニット２３０のフレームは、患者の耳によって支持される通常の眼鏡として着用することができ、患者の前頭部に配置することができ、或いは、シャッターユニット２３０の中に含まれる１つまたはそれ以上のＦＯＶ遮断要素が患者の眼のＦＯＶを遮断することを可能にすることができる任意の他の仕方で配置することができる。

幾つかの実施形態において、眼球追跡ユニット２１０によってなされる計測の周波数（例えば、眼から送られ受け取られるＩＲ信号の周波数）は、シャッターユニット２３０による眼のＦＯＶ遮断の周波数に等しいかまたはより高くすることができる。幾つかの実施形態において、眼球追跡ユニット２１０およびシャッターユニット２３０は、第１の眼のＦＯＶ遮断のサイクル毎に、第２の眼の位置の少なくとも１回の計測を追跡ユニット２１０によって行うことができるように、制御（例えば、同期）することができる。

次に、本発明の幾つかの実施形態による患者の視力を自動的に診断する方法の流れ図である図５を参照する。この方法の実施形態は、コントローラ２４０のようなコントローラにより、メモリ２４４のようなメモリにストアされ、プロセッサ２４２によって実行される命令に基づいて、行うことができる。或いは、本方法の実施形態は、任意の他の適切なコントローラによって実施することができる。

操作５１０において、本方法は、患者に対して、第１の視覚刺激（例えば、視覚刺激２２２Ａ）を少なくとも１つのスクリーン（例えば、スクリーン２２０）の上に表示するステップを含むことができる。第１の視覚刺激は、スクリーン２２０上の第１の位置に表示することができる。第１の視覚刺激は、白黒画像、例えば、図３Ａおよび３Ｂに示すテラー・カードを含むことができる。第１の視覚刺激は、第１の所定のコントラスト感度レベル、例えば、鋭敏レベルに相関付けられるテラー・カードのＣＰＣの数、を有することができる。視覚刺激のコントラスト感度レベルは、本明細書で使用される場合、特定の視覚刺激の対比された細部（例えば、黒色または白色のいずれかを有するストリップ）のサイズに対応する。このサイズは、２Ｄ画像の幅および長さ、３Ｄ画像の幅および長さおよび高さ、画像内で対比された細部のサイズなどを含むことができる。例えば、テラー・カードのコントラスト感度は、白および黒のストリップの幅および密度によって決定される。テラー・カードは、既知の寸法（テラー・カードを表示するスクリーンのサイズに対して）を有する正方形を有することができる。

操作５２０において、本方法は、シャッターユニット（例えば、シャッターユニット２３０）に患者の第１の眼のＦＯＶを遮断させ、第２の眼のＦＯＶを遮断しないようにするステップを含むことができる。コントローラ２４０は、第１の眼のＦＯＶを遮断するように第１のシャッター・スクリーン２３８を制御することができる。操作５３０において、本方法は、少なくとも１つの眼球運動追跡ユニット（例えば、追跡ユニット２１０）から患者の第２の眼の動きを示す第１の信号を受け取るステップを含むことができる。第２の眼は、表示された第１の刺激を凝視するまたは見るようにされ、この眼の動きを眼球追跡ユニット２１０によって追跡することができる。第１の刺激が、患者の目によって検出できるコントラスト感度レベルを有する（例えば、患者が視覚刺激の対比された詳細を見る）場合、患者の遮断されていない眼は視覚刺激を見るように誘導され得る。そのような眼の運動は眼球運動追跡ユニット２１０によって検出することができ、信号としてコントローラ２４０に送ることができる。

幾つかの実施形態において、本方法は、視覚刺激２２２Ａまたは２２２Ｂを表示する前および／または後に、患者に対して動画または任意の他の画像（例えば、踊る道化師）を表示するステップを含むことができる。この画像は、検査中に患者の注意を引きつけるように表示することができる。画像はスクリーン２２０の中央に、またはスクリーン２２０の任意の他の位置に表示することができる。幾つかの実施形態において、画像の位置は、第１の視覚刺激２２２Ａの第１の位置とは異なるようにすることができる。画像は両方の眼のＦＯＶが開くとき、または１つの眼のＦＯＶが遮断されるとき、表示することができる。いくつかの実施形態において、画像がスクリーン２２０から消え、第１の視覚刺激２２２Ａがスクリーン２２０の上の第１の位置に現れるとき、患者の第２の眼は、第１の視覚刺激２２２Ａに従ってスクリーン２２０の上の第１の位置に誘導され得る。第２の眼のこの動きは、眼球運動追跡ユニット２１０によって検出することができる。

操作５４０において、本方法の幾つかの実施形態は、患者に対して第２の視覚刺激２２２Ｂを少なくとも１つのスクリーン２２０の上に表示するステップを含むことができる。第２の視覚刺激は、第２の既知のコントラスト感度レベル、例えば、鋭敏レベルに相関されるテラー・カードのＣＰＣの既知の数、を有することができる。第２の視覚刺激は、第１の視覚刺激と同じコントラスト感度レベルを有することができ、或いは異なるものを有することができる。第２の視覚刺激は、スクリーン２２０の上の、第１の位置とは異なる第２の位置に配置することができる。幾つかの実施形態において、視力診断のためのシステム２００は、２つのスクリーン２２０であって、各々１つが単一の眼の前に配置され、仮想現実類似のメガネに含めることができるスクリーンを含むことができ、コントローラ２４０が各々のスクリーンを別々に制御することができる。例えば、コントローラ２４０は患者に対する第１の視覚刺激を第１のスクリーン２２０上に表示し、患者に対する第２の視覚刺激を第２のスクリーン２２０上に表示することができる。幾つかの実施形態において、コントローラ２４０は、第２の視覚刺激を表示する前および／または後に画像（例えば、動画）を表示することができる。

操作５５０において、本方法の幾つかの実施形態は、シャッターユニット（例えば、ユニット２３０）に患者の第２の眼のＦＯＶを遮断させ、第１の眼のＦＯＶを遮断しないステップを含むことができる。

操作５６０に見ることができるように、本方法の幾つかの実施形態は、少なくとも１つの眼球運動追跡ユニット（例えば、追跡ユニット２１０）から患者の第１の眼の動きを示す第２の信号を受け取るステップを含むことができる。第２の視覚刺激が患者の眼によって検出する（例えば、患者が対比された視覚刺激を見る）ことができるコントラスト感受性レベルを有するとき、患者の遮断されていない第１の眼は第２の視覚刺激を見るように誘導することができ、そのような第１の眼の微細な動きを眼球運動追跡ユニット２１０によって検出し、信号としてコントローラ２４０に送ることができる。

操作５７０において、本方法の実施形態は、受け取った第１および／または第２の信号に基づいて、患者の視力を診断するステップを含むことができる。コントローラ２４０は、第１の視覚刺激の提示および第１の眼のＦＯＶの遮断によって引き起こされる患者の第２の眼の動きを示す第１の信号を受け取ることができ、この信号を、例えば、コントローラ２４０に付随するメモリ（例えば、メモリ２４４）の中のルックアップ・テーブル内にストアされた第１の基準信号と比較することができる。メモリ内にストアされた基準信号は、各々、第１または第２の眼のいずれかの特定の視覚刺激（特定のコントラスト感度レベルおよびスクリーン上の特定の位置を有する）の表示に応答する健康な眼球運動に関連づけられる。患者に対して表示された第１の視覚刺激が患者の第２の眼によって検出され（患者が、スクリーン上に提示される視覚刺激に首尾よく気付く）、対応する運動が眼球追跡ユニットによって検出された場合、受け取られた信号をストアされた基準信号と比較することができる。比較によって、信号が実質的に同じであることをもたらす場合、コントローラ２４０は、患者の第２の眼が第１の視覚刺激を見ることができると診断することができる。受け取られた信号がストアされた基準信号と実質的に異なる場合、または眼の有意な動きが検出されなかった場合、コントローラ２４０は、患者の第２の眼が重大な問題を有する可能性があると診断することができる。診断された問題は、第１の視覚刺激の特定のコントラスト感度レベル（例えば、鋭敏さのレベル）に関連付けることができる。

いくつかの実施形態において、コントローラは、患者の第１の眼の動きを示す第２の信号に対して類似の診断を行うことができる。第２の信号は、第２の視覚刺激の表示中、および第２の眼のＦＯＶの遮断中に受け取ることができる。第２の信号は、上記と同様に第２の基準信号と比較することができる。幾つかの実施形態において、基準信号は、健康な被験者について以前に行われた検査から受け取ることができ、過去の検査などにおいて特定の患者に対してストアされた、コンピュータ・シミュレーションを用いて計算することができる。

幾つかの実施形態において、本方法はさらに、システムの校正を含むことができる。複数の動画化された物体（例えば、動く点）を患者に対してスクリーン２２０の上に示すことができる。追跡ユニット２１０は、左右の両眼の動きを追跡することができ、例えば、ＩＲ反射を探して、追跡ユニット２１０に対する各々の瞳孔の位置を決定することができる。この校正プロセスは、操作５１０の前に、または、必要であれば検査中の任意の時点で、行うことができる。

幾つかの実施形態において、コントローラ２４０は、操作５１０〜５７０を任意の順番で行うおよび／または繰り返すことができる。幾つかの実施形態において、コントローラ２４０は、様々な視覚刺激を所定の順番に従って表示する、例えば、幾つかのテラー・カードを０．５ＣＰＤから３２ＣＰＤまで、または対象のサイズが大きいものから順番に表示することができる。コントローラ２４０は、眼の動きを示す受け取った信号の各々を、眼の動きの計測中に患者に示された特定の視覚刺激に関連付けるように構成することができる。

幾つかの実施形態において、システム１００は斜位（例えば、各々の眼の中央焦点）を計測することができる。システムは、１つの眼のＦＯＶがユニット２３０によって遮断されるとき、各々の眼の瞳孔が見るスクリーン２２０の上の点である凝視位置を、スクリーン２２０上に示される視覚刺激の位置に対して、計算することができる。健康な視力を有する患者に対して、凝視位置および視覚刺激（例えば、小円形を有する視覚刺激）の位置は実質的に同じになり得る。凝視位置および視覚刺激の位置が同じでないとき、コントローラ２４０は凝視位置と視覚刺激の位置との間の距離を計算することができる。患者の眼からのスクリーン２２０の距離を知ると、コントローラ２４０は、各々眼の斜位レベル（例えば、斜視）を計算することができ、例えば、凝視位置と視覚刺激の位置との間の計測された距離が４ｃｍ（スクリーン２２０の上のピクセルの数で計測される）であり、スクリーン２２０と患者の眼の間の距離が５０ｃｍであれば、計測される斜位は８ｃｍ／１ｍ（当技術分野では８ＥＳＯとしても知られる）となり得る。

幾つかの実施形態において、システム１００は弱視の問題を診断することができる。弱視を患う患者には、脳と眼の間の神経経路が適切に刺激されず、眼の一方（および場合により両眼）からの刺激を脳に無視させるために、視力喪失が起こる。幾つかの実施形態において、コントローラ２４０は、各々の眼に対して特定の視覚刺激をスクリーン上の特定の位置に示し、追跡ユニット２１０を用いて、両方の眼が同じ視覚刺激を同時に見る凝視方向の間を比較するように構成することができる。例えば、健康な視力を有する１歳の赤ん坊は、弱視の問題を有しないと診断するための１３ＣＰＣを有するテラー・カードの解像を両目で見る能力を有し得る。４歳で上記の健康な視力を有する患者は、両目で２６ＣＰＣを有するテラー・カードの解像を見る能力を有すると判断することができる。幾つかの実施形態において、特定の位置をスクリーン中央にすることができ、スクリーンを患者の眼から５５〜６５ｃｍの距離に配置することができる。

幾つかの実施形態において、システム１００は患者の３Ｄ視覚障害を診断することができる。コントローラ２４０は、互いから既知の距離に配置された第１および第２の同じ２Ｄ視覚刺激をスクリーン２２０上に交互に表示するように構成することができる。第１の２Ｄ視覚刺激を例えばスクリーン２２０の右側に表示している間に、コントローラ２４０は、シャッターユニット２３０に第１の眼（例えば、左眼）のＦＯＶを遮断させることができ、逆も同様である。第１および第２の２Ｄ視覚刺激の表示、並びにそれに応じて第１および第２の眼のＦＯＶの遮断を交互に行うことより、システム１００は患者が３Ｄ画像を見るようにすることができる。視覚刺激を交互に表示し、右眼と左眼のＦＯＶを交互に遮断することは、同じ周波数、例えば、１２０Ｈｚの周波数で行うことができる。

コントローラ２４０は、追跡ユニット２１０から、交互の第１および第２の視覚刺激の提示中の左眼および右眼の両方の動きを示す信号を受け取ることができる。眼球追跡ユニット２１０は、患者の眼が同じ位置（例えば、第１および第２の２Ｄ視覚刺激の間に位置する点）を凝視しているかどうかを検出することができ、これは、患者の脳が交互の２Ｄ視覚刺激から３Ｄ物体を生成することを意味する。患者の眼が同じ位置を凝視していない場合、コントローラは、患者の脳が３Ｄ物体を生成しなかったと結論することができ、患者の３Ｄ視覚の問題を診断することができる。

幾つかの実施形態により、コントローラ２４０は、第１の視覚刺激と第２の視覚刺激との間の距離を、試験される患者の特性、特定の患者のために選択された所定のプログラム（例えば、異なる年齢の患者は、異なる最小距離に配置された２Ｄ画像から３Ｄ物体を生成すると考えることができる）によって、選択することができる。幾つかの実施形態により、コントローラ２４０は、患者の３Ｄ視覚の診断のために、検査中に第１および第２の視覚刺激の間の距離を変えることができる。患者の眼を同じ方向を凝視させる第１および第２の視覚刺激が近いほど、患者の３Ｄ視覚はより良好である。

幾つかの実施形態において、システム１００は患者の眼の病状を診断することができる。例えば、システム１００はさらに光学カメラ、および瞳孔に向かって集束される強い明るい光ビーム（例えば、光フラッシュ）を眼に送る明るい光ビームの光源（例えば、検影器）を含むことができる。このカメラは、眼の瞳孔からの反射光が異なる波長（例えば、色）を有するかどうかを検出することができる。反射光の色の変化（例えば、赤から白）は、眼の中の病状（例えば、腫瘍）を示している可能性がある。さらに別の例において、システム１００は、眼球追跡ユニット２１０から受け取った信号に基づいて各々の瞳孔の直径を計測することができる。右眼と左眼の間の直径の差異はさらに、少なくとも１つの眼の疑わしい病状を示すことができる。さらに別の例において、各々の眼の瞳孔のサイズおよび形状は、システム１００により眼球追跡ユニット２１０から受け取った信号に基づいて計測することができる。瞳孔のうちの１つが完全円ではない場合、これは患者が眼瞼下垂を患っていることを示すことができる。

以下は、本発明の幾つかの実施形態による、健康な眼の挙動からの逸脱を検出するための幾つかの例示的なプロセスである。このプロセスはシステム２００を用いて実行することができる。

斜位−各々の眼の中央焦点の計測。
１）コントローラ２４０が、例えば、動画化された物体をスクリーン２２０の中央に表示することができる。
２）シャッターユニット２３０が右眼のＦＯＶを２秒間遮断することができ、その間に眼球運動追跡ユニット２１０が右眼（遮断された眼）の瞳孔の位置、および動画化された物体に向かう左眼の瞳孔の凝視方向を追跡することができる。
３）シャッターユニット２３０が両眼のＦＯＶを２秒間遮断解除し、その間に左眼および右眼の両方の動きを計測することができる。
４）シャッターユニット２３０が左眼のＦＯＶを２秒間遮断することができ、その間に眼球運動追跡ユニット２１０が左眼の瞳孔の位置、および動画化された物体に向かう右眼の瞳孔の凝視方向を追跡することができる。
５）各々の眼の焦点を検出するまで段階を繰り返す。

視力を計測するステップは以下を含むことができる。
１）患者に６つの動く点を表示し、眼球追跡ユニット２１０によって各々の眼の瞳孔の位置を検出することによって校正プロセスを行うステップ。
２）患者に動画化された画像を表示し、患者の注意を掴むステップ。
ステップ３〜１６の間、眼球運動追跡ユニット２１０は、左眼および右眼の各々の運動を追跡し記録することができる。
３）右眼のＦＯＶを４秒間遮断しながら、３．２ＣＰＣテラー・カードをスクリーン２２０の上、第１の位置に示すステップ。
４）左眼のＦＯＶを４秒間遮断しながら、３．２ＣＰＣテラー・カードをスクリーン２２０の上、第１の位置に示すステップ。
５）両目のＦＯＶが遮断されていないときに、動画化された画像を表示するステップ。
６）右眼のＦＯＶを４秒間遮断しながら、６．５ＣＰＣテラー・カードをスクリーン２２０の上、第１の位置に示すステップ。
７）右眼のＦＯＶを４秒間遮断しながら、６．５ＣＰＣテラー・カードをスクリーン２２０の上、第２の位置に示すステップ。
８）両目のＦＯＶが遮断されていないときに、動画化された画像を示すステップ。
９）左眼のＦＯＶを４秒間遮断しながら、６．５ＣＰＣテラー・カードをスクリーン２２０の上、第１の位置に示すステップ。
１０）左眼のＦＯＶを４秒間遮断しながら、６．５ＣＰＣテラー・カードをスクリーン２２０の上、第２の位置に示すステップ。
１１）両目のＦＯＶが遮断されていないときに、動画化された画像を表示するステップ。
１２）右眼のＦＯＶを４秒間遮断しながら、１３ＣＰＣテラー・カードをスクリーン２２０の上、第１の位置に示すステップ。
１３）右眼のＦＯＶを４秒間遮断しながら、１３ＣＰＣテラー・カードをスクリーン２２０の上、第２の位置に示すステップ。
１４）両目のＦＯＶが遮断されていないときに、動画化された画像を表示するステップ。
１５）左眼のＦＯＶを４秒間遮断しながら、１３ＣＰＣテラー・カードをスクリーン２２０の上、第１の位置に示すステップ。
１６）左眼のＦＯＶを４秒間遮断しながら、１３ＣＰＣテラー・カードをスクリーン２２０の上、第２の位置に示すステップ。
１７）提示されたテラー・カードのどれが各々の眼によって検出されたかを決定するステップ。
１８）決定されたことに基づいて視力を診断するステップ。

３Ｄ視覚の計測は、
左眼と右眼のＦＯＶを１２０Ｈｚの周波数で交互に遮断するようにシャッターユニット２３０を制御するステップを含み、
１）右眼のＦＯＶを遮断しながら、スクリーン２２０の上に第１の視覚刺激を示すステップと、
２）左眼のＦＯＶを遮断しながら、第１の視覚刺激から右に既知の距離において、第１の視覚刺激と同じ第２の視覚刺激をスクリーン２２０の上に示すステップと、
３）追跡ユニット２１０を用いて右眼および左眼の両方の凝視方向を追跡しながら、ステップ１）およびステップ２）を交互に繰り返すステップと、
４）左眼および右眼の両方が実質的に同じ位置（例えば、スクリーン上の点）を凝視する（見る）と判断して３Ｄ視覚を決定するステップと、
を含む。

本発明の特定の特徴を本明細書において示し説明したが、当業者には多くの修正物、置換物、変化物、および等価物が思い浮かぶであろう。従って、添付の特許請求の範囲が、全てのそれら修正物および変化物を本発明の真の趣旨に入るものとして包含することが意図されていることを理解されたい。

Claims (21)

1. 視力診断のためのシステム（２００）であって、
   眼の一部分の運動を追跡するように構成された少なくとも１つの眼球運動追跡ユニット（２１０）と、
   視覚刺激のための少なくとも１つのスクリーン（２２０）と、
   各々の眼の視野（ＦＯＶ）を別々に制御可能に遮断するように構成されたシャッターユニット（２３０）と、
   を備える視力検査ユニット（２０５）と、
   コントローラ（２４０）であって、
   ａ．患者に対して、第１の視覚刺激を、前記少なくとも１つのスクリーン（２２０）上の第１の位置に表示し、
   ｂ．前記シャッターユニットに、患者の第２の眼のＦＯＶを遮断させずに第１の眼のＦＯＶを遮断させ、
   ｃ．前記少なくとも１つの眼球運動追跡ユニット（２１０）から、患者の第２の眼の運動を示す第１の信号を受け取り、
   ｄ．患者に対して、第２の視覚刺激を、前記少なくとも１つのスクリーン（２２０）上の前記第１の位置とは異なる、第２の位置に表示し、
   ｅ．前記シャッターユニット（２３０）に、患者の第１の眼のＦＯＶを遮断させずに第２の眼のＦＯＶを遮断させ、
   ｆ．前記少なくとも１つの眼球運動追跡ユニット（２１０）から、患者の第１の眼の運動を示す第２の信号を受け取り、
   ｇ．前記受け取った第１および第２の信号に基づいて患者の視力を診断する、
   ように構成された、コントローラ（２４０）と、
   を備えるシステム。
2. 第１の眼の視覚刺激のための第１のスクリーン（２２０）と、
   第２の眼の視覚刺激のための第２のスクリーン（２２０）と、
   をさらに備え、
   前記コントローラ（２４０）は、
   患者に対して第１の視覚刺激を前記第１のスクリーン（２２０）上に表示し、
   患者に対して第２の視覚刺激を前記第２のスクリーン（２２０）上に表示する、
   ように構成される、請求項１に記載の視力診断のためのシステム。
3. 前記コントローラ（２４０）は、
   前記操作ａ−ｆを順に繰り返し、
   前記受け取った第１および第２の信号に基づいて患者の視力を診断する、
   ように構成され、
   前記第１および第２の視覚刺激の表示は、前記少なくとも１つのスクリーン（２２０）上の任意の位置である、請求項１又は２に記載の視力診断のためのシステム。
4. 前記視覚刺激はテラー・カードである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の視力診断のためのシステム。
5. 眼球運動を示す前記信号は、前記少なくとも１つの眼球運動追跡ユニット（２１０）の中に含まれる、眼の瞳孔からの赤外反射を検出するカメラから受け取られる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の視力診断のためのシステム。
6. 眼球運動を示す前記信号は、眼の近くに配置された少なくとも１つの電極から受け取られる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の視力診断のためのシステム。
7. 視覚刺激のための前記スクリーンは、白黒のピクセルを表示するように構成されたスクリーンである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の視力診断のためのシステム。
8. 前記コントローラ（２４０）は、患者に対して動画を表示するようにさらに構成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の視力診断のためのシステム。
9. 前記視力検査ユニットは、患者によって装着されるように構成された単一のハウジングの中に含まれる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の視力診断のためのシステム。
10. 前記少なくとも１つの眼球運動追跡ユニット（２１０）の中に含まれるセンサは、前記スクリーンの周辺区域内に配置される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の視力診断のためのシステム。
11. 前記シャッターユニットは、各々のレンズのＦＯＶを別々に制御可能に遮断するように構成された遮蔽ガラスである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の視力診断のためのシステム。
12. 前記第１および第２の視覚刺激は、互いから所定の距離に配置された同じ画像であり、
    前記コントローラ（２４０）は、
    前記シャッターユニットに、患者の第１および第２の眼のＦＯＶを交互に遮断させながら、同じ前記第１および第２の視覚刺激を交互に表示し、
    第１の眼および第２の眼の両方が、前記少なくとも１つのスクリーン（２２０）上の前記第１および第２の視覚刺激の間に位置する同じ位置を凝視するかどうか判断する、
    ように、さらに構成された、請求項１に記載の視力診断のためのシステム。
13. 前記コントローラ（２４０）は、前記眼球運動追跡ユニット（２１０）から受け取った信号に基づいて、患者の少なくとも１つの眼の病状を診断するように、さらに構成された、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の視力診断のためのシステム。
14. カメラと、
    検影器（Ｒｅｔｉｎｏｓｃｏｐｅ）と、
    をさらに備え、
    前記コントローラ（２４０）は、前記カメラから受け取った信号に基づいて患者の少なくとも１つの眼の病状を診断するように、さらに構成された、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の視力診断のためのシステム。
15. 視力診断のためのシステムを制御するコントローラ（２４０）であって、
    プロセッサと、
    前記プロセッサによって実行されるとき、前記コントローラ（２４０）に、
    患者に対して第１の視覚刺激を、少なくとも１つのスクリーン（２２０）上の第１の位置に表示させ、
    シャッターユニットに、患者の第２の眼のＦＯＶを遮断させずに第１の眼の視野（ＦＯＶ）を遮断させ、
    少なくとも１つの眼球運動追跡ユニット（２１０）から患者の第２の眼球運動を示す第１の信号を受け取らせ、
    患者に対して第２の視覚刺激を、前記第１の位置とは異なる、前記少なくとも１つのスクリーン（２２０）上の第２の位置に表示させ、
    前記シャッターユニット（２３０）に、患者の第１の眼のＦＯＶを遮断させずに第２の眼のＦＯＶを遮断させ、
    前記少なくとも１つの眼球運動追跡ユニット（２１０）から、患者の第１の眼の運動を示す第２の信号を受け取らせ、
    前記受け取った第１および第２の信号に基づいて患者の視力を診断させる、
    命令をストアする不揮発性メモリと、
    を備える、コントローラ。
16. 前記命令は、前記コントローラ（２４０）に、さらに、
    患者に対して第１の視覚刺激を第１のスクリーン上に表示させ、
    患者に対して第２の視覚刺激を第２のスクリーン上に表示させる、
    請求項１５に記載の視力診断のためのシステムを制御する、コントローラ。
17. 前記命令は、前記コントローラ（２４０）にさらに、患者に対して動画を表示させる、請求項１５又は１６に記載の視力診断のためのシステムを制御する、コントローラ。
18. 視力診断のためのシステムであって、
    眼の一部分の運動を追跡するように構成された少なくとも１つの眼球運動追跡ユニットと、
    視覚刺激のための少なくとも１つのスクリーンと、
    各々の眼の視野（ＦＯＶ）を別々に制御可能に遮断するように構成されたシャッターユニットと、
    を備える視力検査ユニットと、
    コントローラであって、
    ａ．患者に対して、第１のコントラスト感度レベルを有する第１の視覚刺激を、前記少なくとも１つのスクリーン上に表示し、
    ｂ．前記シャッターユニットに、患者の第２の眼のＦＯＶを遮断させずに第１の眼のＦＯＶを遮断させ、
    ｃ．前記少なくとも１つの眼球運動追跡ユニットから、患者の第２の眼の運動を示す第１の信号を受け取り、
    ｄ．患者に対して、前記第１のコントラスト感度レベルとは異なる第２のコントラスト感度レベルを有する第２の視覚刺激を、前記少なくとも１つのスクリーン上に表示し、
    ｅ．前記シャッターユニットに、患者の第１の眼のＦＯＶを遮断させずに第２の眼のＦＯＶを遮断させ、
    ｆ．前記少なくとも１つの眼球運動追跡ユニットから、患者の第１の眼の運動を示す第２の信号を受け取り、
    ｇ．前記受け取った第１および第２の信号に基づいて患者の視力を診断する、
    ように構成された、コントローラと、
    を備えるシステム。
19. 前記コントローラ（２４０）は、それぞれが特定の視覚刺激の表示に応答する眼球運動に関連する少なくとも前記第１および第２の信号を、データベースに予めストアされた信号と比較することにより患者の視力を診断する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の視力診断のためのシステム（２００）。
20. 前記コントローラ（２４０）は、それぞれが特定の視覚刺激の表示に応答する眼球運動に関連する少なくとも前記第１および第２の信号を、データベースに予めストアされた信号と比較することにより患者の視力を診断するように、さらに構成された、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の視力診断のためのシステムを制御するコントローラ。
21. 前記コントローラ（２４０）は、それぞれが特定の視覚刺激の表示に応答する眼球運動に関連する少なくとも前記第１および第２の信号を、データベースに予めストアされた信号と比較することにより患者の視力を診断する、請求項１８に記載の視力診断のためのシステム（２００）。