WO2016195067A1

WO2016195067A1 - 視覚検査装置

Info

Publication number: WO2016195067A1
Application number: PCT/JP2016/066565
Authority: WO
Inventors: 井上　智; 健三山中; 伸司木村
Original assignee: 株式会社クリュートメディカルシステムズ
Priority date: 2015-06-05
Filing date: 2016-06-03
Publication date: 2016-12-08
Also published as: JP6467293B2; JP2017000224A

Abstract

左右独立に設けられた表示光学系および表示素子を用いて被検者に固視標を呈示し、この固視標を両眼開放状態で固視させる場合に、固視標の融像がしやすい視覚検査装置を提供する。本発明は、視覚検査を受ける被検者の左眼と右眼に対応してそれぞれ左右独立に設けられた表示光学系および表示素子を備え、左右独立に設けられた表示素子の各々に固視標を表示可能な視覚検査装置であって、被検者の瞳孔間距離をＰＤ、被検者に対する固視標の呈示距離をＬ、瞳孔間距離ＰＤと呈示距離Ｌとによって求まる輻輳角をβ１としたときに、輻輳角β１よりも大きい第２の輻輳角β２に基づいて、表示素子の各々に固視標を表示するように制御する表示制御部を備える。

Description

視覚検査装置

　本発明は、視覚検査に用いられる視覚検査装置に関する。

　眼の検査の一つに、眼の視覚機能を検査する「視覚検査」がある。また、視覚検査の代表的なものに「視野検査」がある。視野検査は、たとえば緑内障や網膜剥離などが原因で起こる視野狭窄、視野欠損などの診断のために行われるもので、そのための検査装置が種々提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。

　一般に、視覚検査装置では、片眼ずつ検査を行う。このため、片方の眼を開放して検査しているときは、もう片方の眼を遮蔽していることが多い。しかし、実際に検査をしているほうの眼（以下、「被検眼」ともいう。）だけを開放すると、遮蔽による疲労や暗順応などの別の問題があることが分かっている。

特開２０１４－１２８４９３号公報

　そこで、本発明者らは、両眼とも開放した状態で片眼ずつ検査できる視覚検査装置を提案している。この視覚検査装置では、被検者の左眼と右眼に対応して左右独立した構成の表示光学系および表示素子を備えている。そして、左眼用の表示素子と右眼用の表示素子にそれぞれ固視標を表示し、この固視標を両眼視で被検者に固視（注視）させて視覚検査を行える構成になっている。

　このような両眼開放タイプの視覚検査装置を使用すれば、上述した片眼遮蔽による疲労や暗順応などの問題を解消することができる。しかし、両眼開放タイプの視覚検査装置では、表示光学系や表示素子を左右独立に設けたことで、固視標の融像がしづらくなるという新たな課題が生じることが、本発明者らの検討によって明らかになった。

　そこで、本発明においては、左右独立に設けられた表示光学系および表示素子を用いて被検者に固視標を呈示し、この固視標を両眼開放状態で固視させる場合に、固視標の融像がしやすい視覚検査装置を提供することを目的とする。

　（第１の態様）
　本発明の第１の態様は、
　視覚検査を受ける被検者の左眼と右眼に対応してそれぞれ左右独立に設けられた表示光学系および表示素子を備え、前記左右独立に設けられた表示素子の各々に固視標を表示可能な視覚検査装置であって、
　前記被検者の瞳孔間距離をＰＤ、前記被検者に対する前記固視標の呈示距離をＬ、前記瞳孔間距離ＰＤと前記呈示距離Ｌとによって求まる輻輳角をβ１としたときに、前記輻輳角β１よりも大きい第２の輻輳角β２に基づいて、前記表示素子の各々に前記固視標を表示するように制御する表示制御部を備える
　ことを特徴とする視覚検査装置である。
　（第２の態様）
　本発明の第２の態様は、
　前記輻輳角β１は、下記の（１）式により求まるものである
　ことを特徴とする上記第１の態様に記載の視覚検査装置である。
　β１＝２×ｔａｎ^－１｛ＰＤ÷（２×Ｌ）｝　　…（１）
　（第３の態様）
　本発明の第３の態様は、
　前記第２の輻輳角β２は、２０°未満の条件で設定される
　ことを特徴とする上記第１または第２の態様に記載の視覚検査装置である。
　（第４の態様）
　本発明の第４の態様は、
　前記表示制御部は、前記第２の輻輳角β２を下記の（２）式に基づいて決定する
　ことを特徴とする上記第１～第３の態様のいずれか１つに記載の視覚検査装置である。
　β２＝２×ｔａｎ^－１（４０÷Ｌ）　　…（２）
　（第５の態様）
　本発明の第５の態様は、
　前記固視標は、単一の図形である
　ことを特徴とする上記第１～第４の態様のいずれか１つに記載の視覚検査装置である。
　（第６の態様）
　本発明の第６の態様は、
　前記固視標の大きさは、視野角３°以内である
　ことを特徴とする上記第１～第５の態様のいずれか１つに記載の視覚検査装置である。
　（第７の態様）
　本発明の第７の態様は、
　前記被検者の頭部に装着される装置本体を備え、
　前記表示光学系および前記表示素子は、前記装置本体に設けられている
　ことを特徴とする上記第１～第６の態様のいずれか１つに記載の視覚検査装置である。

　本発明によれば、左右独立に設けられた表示光学系および表示素子を用いて被検者に固視標を呈示し、この固視標を両眼開放状態で固視させる場合に、固視標の融像がしやすくなる。

本発明の実施形態に係る視覚検査装置の構成例を示す概略図である。本発明の実施形態に係る視覚検査装置の光学系の構成を含む概略図である。本発明の実施形態に係る視覚検査装置の制御系の構成を含むブロック図である。固視標の位置と輻輳角の関係を説明する図（その１）である。固視標の位置と輻輳角の関係を説明する図（その２）である。表示素子における固視標の表示状態を示すもので、図中（Ａ）は輻輳角β１の基づく表示状態、（Ｂ）は輻輳角β２に基づく表示状態を示す図である。表示光学系の他の構成例を示す概略図（その１）である。表示光学系の他の構成例を示す概略図（その２）である。

　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
　本発明の実施の形態においては、次の順序で説明を行う。
　１．視覚検査装置
　２．視覚検査方法
　３．固視標の表示位置
　４．実施形態の効果
　５．変形例等

　＜１．視覚検査装置＞
　図１は本発明の実施形態に係る視覚検査装置の構成例を示す概略図である。
　図示した視覚検査装置１は、被検者２の頭部３に装着して用いられるヘッドマウント型の視覚検査装置である。視覚検査装置１は、大きくは、装置本体５と、この装置本体５に機械的に接続された装着具６と、を備えている。

　装置本体５は、内部に空間を有する筐体７を備えている。筐体７の内部空間は、左右に分かれている。その理由は、被検者２の左眼８Ｌと右眼８Ｒで別々に視覚検査を行うためである。この視覚検査において、左眼８Ｌを被検眼とする場合は、被検者２が左眼８Ｌの瞳孔９Ｌを通して視標を見ることになり、右眼８Ｒを被検眼とする場合は、被検者２が右眼８Ｒの瞳孔９Ｒを通して視標を見ることになる。

　ここで記述する「視標」とは、被検者の視覚を検査するにあたって、被検者の眼球に光による刺激を与えるために表示（呈示）されるものである。視標に関しては、特に大きさ、形状等の制限はない。たとえば、緑内障検査の際には、所定の大きさで光の点を視標として表示するとともに、その光の点の位置を変化させることにより、欠損した視野の有無や欠損場所を検査（特定）することができる。

　装置本体５は、表示光学系１１および表示素子１２を内蔵している。装置本体５には、左右どちらの眼を被検眼とする場合にも、両眼開放の状態で視覚検査を行えるように、表示光学系１１および表示素子１２が左右独立に設けられている。すなわち、筐体７の一方の空間には、被検者の右眼８Ｒに対応して表示光学系１１Ｌと表示素子１２Ｌが設けられ、筐体７の他方の内部空間には、被検者の右眼８Ｒに対応して表示光学系１１Ｒと表示素子１２Ｒが設けられている。表示光学系１１Ｌと表示素子１２Ｌは、主として被検者２の左眼８Ｌの視覚検査を行うために設けられたものである。表示光学系１１Ｒと表示素子１２Ｒは、主として被検者２の右眼８Ｒの視覚検査を行うために設けられたものである。左右の表示光学系１１Ｌ，１１Ｒの光軸間距離は、図示しない調整機構により、被検者２の瞳孔間距離に合わせて調整可能になっている。

　装着具６は、被検者２の頭部３に装置本体５を装着するためのものである。装着具６は、被検者２の両側頭部から後頭部にかけてＵ字形に掛け渡されるベルト１３と、被検者２の頭頂部に掛け渡されるベルト１４とを備えている。そして、ベルト１４の長さを適度に調整した状態で、ベルト１３を後頭部側から引っ張って締め付けることにより、被検者２の頭部３に装置本体５をしっかりと固定して装着できる機構になっている。
　上述した表示光学系１１Ｌ，１１Ｒの光軸間距離は、被検者２の頭部３に装着具６によって装置本体５を固定した後に、被検者２が正面を向いた状態での瞳孔間距離に合わせて調整する。

　なお、以降の説明では、被検者２の左眼８Ｌと右眼８Ｒを左右の区別なく記載する場合は、符号Ｌ，Ｒを省略して眼球８、瞳孔９と総称する。これと同様に、上述した表示光学系１１Ｌ，１１Ｒと表示素子１２Ｌ，１２Ｒについても左眼用と右眼用の区別なく記載する場合は、それぞれ符号Ｌ，Ｒを省略して表示光学系１１、表示素子１２と総称する。

　（光学系）
　図２は本発明の実施形態に係る視覚検査装置の光学系の構成を含む概略図である。
　図示のように、視覚検査装置１は、上述した表示光学系１１と表示素子１２の他に、被検者の眼球８を観察するための観察光学系１５と、この観察光学系１５を通して被検者の眼球８を撮像する撮像素子１６と、被検者の眼球８に赤外線を照射する赤外光源１７と、視覚検査装置１全体の制御を司る制御部３０と、応答用のスイッチ３１と、を備えている。観察光学系１５、撮像素子１６および赤外光源１７は、上述した表示光学系１１や表示素子１２と同様に、被検者の左眼用と右眼用でそれぞれ別々に設けられている。制御部３０およびスイッチ３１は、１つの視覚検査装置１につき１つずつ設けられている。表示素子１２、スイッチ３１、および撮像素子１６は、図中符号Ａ，Ｂ，Ｃで示すように、それぞれ制御部３０に電気的に接続されている。

　（表示光学系）
　表示光学系１１は、被検者の眼球８が配置される眼球位置と表示素子１２の表示面１２ａとの間の光軸１８上に設けられている。具体的には、表示光学系１１は、被検者の眼球位置側から順に、第１レンズ１９と、ミラー２０と、第２レンズ群２１とを配置した構成になっている。以下、各構成要素について説明する。なお、以降の説明では、被検者の眼球位置から表示素子１２までの光軸１８のうち、眼球位置からミラー２０までの光軸を光軸１８ａとし、ミラー２０から表示素子１２までの光軸を光軸１８ｂとする。

　第１レンズ１９は、眼球位置からミラー２０までの光軸１８ａ上に配置されている。第１レンズ１９は、正のパワーを有する非球面のレンズ（凸レンズ）を用いて構成されている。第１レンズ１９は、ミラー２０で反射して第１レンズ１９に入射した光を被検者の瞳孔９に収束させる一方、被検者が瞳孔９を通して広角に物を見るときの光の発散を抑制するものである。図２においては、表示素子１２の表示面１２ａに視標となる光の点を表示し、この視標を被検者が眼球位置から表示光学系１１を通して見るときに、被検者の瞳孔中心から第１レンズ１９へと入射する主光線の入射角度を符号θで表している。この入射角度θは、光軸１８ａを基準とする角度（瞳孔中心を通る主光線と光軸１８ａとがなす角度）である。光軸１８ａ上における第１レンズ１９の外径（直径）や位置は、少なくとも視覚検査に必要な視野角を確保し得る条件で設定されている。具体的には、第１レンズ１９を用いた表示光学系１１の最大視野角（θの最大値）は、好ましくは、半画角で３０度以上、６０度以下（全画角では６０度以上、１２０度以下）の範囲に設定するとよい。

　ミラー２０は、眼球位置からミラー２０までの光軸１８ａ上において、第１レンズ１９を間に挟んで眼球位置とは反対側に配置されている。ミラー２０は、波長選択性を有するミラーを用いて構成されている。具体的には、ミラー２０は、可視光を反射し、赤外線を透過するコールドミラーを用いて構成されている。光軸１８ａに対するミラー２０の反射面の傾きは、このミラー２０によって屈曲される光軸１８ａと光軸１８ｂとのなす角度αが、好ましくは９０度以下、より好ましくは８０度以下、さらに好ましくは「４０度＜α＜７０度」の範囲となるように設定されている。

　ここで、α≦４０°である場合は、表示素子１２や第２レンズ群２１が被検者の頭部に接近しすぎて、それらが頭部と干渉してしまうおそれがある。これに対して、α＞４０°である場合は、表示素子１２や第２レンズ群２１が頭部と干渉することを回避することができる。一方、α≧９０°である場合は、被検者が頭部を前方に傾けた際に、視覚検査装置１が頭部からずれ落ちやすくなる。これに対して、α＜９０°である場合は、被検者が頭部を前方に傾けた際に、視覚検査装置１が頭部からずれ落ちにくくなる。

　第２レンズ群２１は、ミラー２０から表示素子１２までの光軸１８ｂ上に配置されている。第２レンズ群２１は、３つのレンズ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを用いて構成されている。３つのレンズ２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、ミラー２０側から表示素子１２側に向かって順に配置されている。すなわち、レンズ２１ａは、光軸１８ｂ上でミラー２０に最も近い位置に配置され、レンズ２１ｃは、光軸１８ｂ上で表示素子１２に最も近い位置に配置されている。そして、これら２つのレンズ２１ａ、２１ｃの間にレンズ２１ｂが配置されている。レンズ２１ｂは、レンズ２１ａから離間した状態で、レンズ２１ｃの近くに配置されている。

　レンズ２１ａは、正のパワーを有する非球面のレンズ（凸レンズ）を用いて構成されている。また、レンズ２１ｂは、負のパワーを有する非球面のレンズ（凹レンズ）を用いて構成され、レンズ２１ｃは、正のパワーを有する非球面のレンズ（凸メニスカスレンズ）を用いて構成されている。また、レンズ２１ａの外径（直径）は他のレンズ２１ｂ，２１ｃの外径よりも大きく、レンズ２１ｂ，２１ｃの外径は互いにほぼ等しくなっている。

　ここで、上記第１レンズ１９を構成する材料のアッベ数をｖ１とすると、第１レンズ１９は、「４５＜ｖ１＜８０」の関係式を満たす材料（ガラス、プラスチックなど）で構成されている。一方、第２レンズ群２１を構成するレンズ２１ａ～２１ｃのうち、正のパワーを有するレンズ２１ａ，２１ｃのアッベ数を共にｖ２とすると、各々のレンズ２１ａ，２１ｃは、「４５＜ｖ２＜８０」の関係式を満たす材料で構成されている。また、負のパワーを有するレンズ２１ｂのアッベ数をｖ３とすると、レンズ２１ｂは、「１５＜ｖ３＜３０」の関係式を満たす材料で構成されている。
　また、第１レンズ１９の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ群２１の焦点距離をｆ２とすると、これらは「０＜ｆ１／ｆ２＜１．０」の関係を満たしている。さらに、第１レンズ１９の焦点距離ｆ１は、第１レンズ１９からミラー２０までの光学距離ａと、ミラー２０から第２レンズ群２１（レンズ２１ａ）までの光学距離ｂとの和（ａ+ｂ）に比べて、それよりも短くなっている。

　（表示素子）
　表示素子１２は、ミラー２０から表示素子１２までの光軸１８ｂ上で、第２レンズ群２１のレンズ２１ｃと対向するように配置されている。表示素子１２は、たとえば、バックライトを備える液晶表示素子等の平面型表示素子を用いて構成されている。表示素子１２の表示面１２ａは、多数のピクセルをマトリクス状に配置した構成になっている。そして、実際に表示面１２ａに画像（視標を含む）を表示するときには、ピクセル単位で画像の表示（オン）と非表示（オフ）を制御できるようになっている。また、表示素子１２の表示面１２ａは、好ましくは、対角長が１．５インチ以下の表示サイズ、より好ましくは対角長が１インチ以下の表示サイズになっており、この表示面１２ａの中心に光軸１８ｂが位置合わせされている。

　上記構成からなる表示光学系１１および表示素子１２においては、表示素子１２の表示面１２ａに視標を表示したときに、被検者２が眼球位置から第１レンズ１９、ミラー２０および第２レンズ群２１を介して視標を見ることになる。その場合、眼球位置に最も近い第１レンズ１９の外径を大きくすれば、より広い範囲で視覚検査を行うことができる。ただし、第１レンズ１９の外径を大きくすると、そのレンズ端を通る主光線が光軸１８（１８ａ）に対して大きく傾くことになる。そのため、第１レンズ１９のパワーが低いと、レンズ端を通る主光線が発散してしまう。

　そこで本実施形態においては、第１レンズ１９に高いパワー（好ましくは、パワーが２０Ｄ（dioptre）以上、６０Ｄ以下）のレンズを用いることにより、第１レンズ１９のレンズ端を通る主光線を大きく屈折させてミラー２０の反射面に収めている。ただし、このように高パワーの第１レンズ１９を用いると、第１レンズ１９から第２レンズ群２１に至る光路の途中で主光線の光束が集光し焦点を結んでしまう。このため、光路の途中で焦点を結んだ主光線の光束を、表示素子１２の表示面１２ａで再度集光（結像）させるために、光軸１８ｂ上に第２レンズ群２１を配置している。また、色収差や像倍率を補正するために、第２レンズ群２１を３つのレンズ２１ａ，２１ｂ，２１ｃで構成している。

　（観察光学系）
　観察光学系１５は、被検者の眼球８を観察対象として、たとえば、瞳孔９、虹彩、強膜などを含む前眼部、あるいは、網膜１０を含む眼底部などを観察するためのものである。観察光学系１５は、被検者の眼球位置から撮像素子１６までの光軸１８上に設けられている。具体的には、観察光学系１５は、被検者の眼球位置側から順に、第１レンズ１９と、ミラー２０と、第３レンズ２２とを配置した構成になっている。このうち、第１レンズ１９とミラー２０は、光軸１８ａを含めて、上述した表示光学系１１と共通（共用）になっている。また、ミラー２０から撮像素子１６までの光軸を光軸１８ｃとすると、この光軸１８ｃは、上述した光軸１８ａと略平行になっている。

　第３レンズ２２は、ミラー２０から撮像素子１６までの光軸１８ｃ上に配置されている。第３レンズ２２は、正のパワーを有する非球面のレンズ（凸レンズ）を用いて構成されている。第３レンズ２２は、第１レンズ１９を対物レンズとして眼球８を観察する場合に、眼球８から第１レンズ１９に入射し、かつミラー２０を透過する光を、撮像素子１６の撮像面１６ａに結像させるものである。

　（撮像素子）
　撮像素子１６は、被検眼となる眼球（前眼部、眼底部など）８を撮像するものである。撮像素子１６は、赤外線に対して感度を有するＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子などを用いて構成されている。撮像素子１６の撮像面１６ａは、光軸１８ｃ上で眼球８と正対する向きに配置され、この撮像面１６ａの中心に光軸１８ｃが位置合わせされている。

　赤外光源１７は、被検者の眼球位置に向けて赤外線を照射するものである。赤外光源１７は、一対の赤外線発光ダイオード１７ａ，１７ｂを用いて構成されている。一対の赤外線発光ダイオード１７ａ，１７ｂは、被検者の視野を妨げないように、被検者の眼球位置に対して斜め上方と斜め下方に分けて配置されている。そして、一方の赤外線発光ダイオード１７ａは、被検者の眼球８に対して斜め上方から赤外線を照射し、他方の赤外線発光ダイオード１７ｂは、被検者の眼球８に対して斜め下方から赤外線を照射する構成になっている。

　上記構成からなる観察光学系１５および撮像素子１６においては、被検者の眼球８に赤外光源１７から赤外線を照射しつつ、第１レンズ１９、ミラー２０および第３レンズ２２を介して眼球８の画像を撮像素子１６で撮像することになる。

　（制御系）
　図３は本発明の実施形態に係る視覚検査装置の制御系の構成を含むブロック図である。
　制御部３０は、視覚検査に際して各種の機能（手段）を実現するものである。制御部３０は、たとえば、装置本体５よりも小さい筐体構造を有するもので、装着具６の後頭部側に実装される。これにより、装置本体５と制御部３０との前後の重量バランスを保つことができる。

　制御部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard disk drive）、各種インタフェース等の組み合わせからなるコンピュータによって構成される。そして、制御部３０は、ＣＰＵがＲＯＭまたはＨＤＤに格納された所定のプログラムを実行することにより、各種の機能を実現するように構成されている。各機能を実現するための所定のプログラムは、コンピュータにインストールして用いられるが、そのインストールに先立ち、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納して提供されるものであってもよいし、あるいはコンピュータと接続する通信回線を通じて提供されるものであってもよい。

　制御部３０は、上記プログラムの実行によって実現される機能（手段）の一例として、縮瞳検出部４１と、感度マップ作成部４２と、表示制御部４３と、を備えている。また、制御部３０は、情報記憶部としてのメモリ４４を備えている。

　縮瞳検出部４１は、被検眼の縮瞳現象を検出する機能である。縮瞳現象とは、被検者の眼球の瞳孔が縮小する現象であって、装置本体５を装着した被検者の瞳孔に光が入射したときに起こる。縮瞳検出部４１は、撮像素子１６が取得した瞳孔９の画像に基づいて、表示素子１２に表示した視標の明るさが所定の明るさ（輝度）以上となったときの瞳孔９の縮瞳を検出する。

　感度マップ作成部４２は、視覚検査において感度マップを作成する機能である。感度マップ作成部４２は、たとえば、自覚式視野検査では、被検者が視標の光に反応してスイッチ３１を押圧操作したときに、表示素子１２が表示していた視標の明るさ（輝度）を網膜１０の感度としてマッピングする。また、感度マップ作成部４２は、他覚式視野検査では、縮瞳検出部４１が瞳孔９の縮瞳を検出したときに、表示素子１２が表示していた視標の明るさを網膜１０の感度としてマッピングする。

　表示制御部４３は、表示素子１２に表示する画像を制御する機能である。表示素子１２に表示する画像には、少なくとも、視覚検査のための検査画像が含まれる。検査画像は、視野検査の際に被検者に対して表示（呈示）される画像であって、たとえば、視野検査において固視標や視標などを含む画像をいう。

　メモリ４４は、視覚検査に必要な情報を含めて、各種の情報を記憶するために用いられる。たとえば、感度マップ作成部４２は、視覚検査を開始してから終了するまでに得られた検査結果をメモリ４４に順に記憶し、視覚検査の終了後に、メモリ４４に記憶してある検査結果を用いて感度マップを作成する。

　制御部３０には、上述したスイッチ３１、撮像素子１６Ｌ，１６Ｒ、表示素子１２Ｌ，１２Ｒのほかに、端末４５が有線または無線で通信可能に接続されている。端末４５は、視覚検査装置１を使用するにあたって、視覚検査を行う眼科医などの検者が、視覚検査に必要な各種の設定、調整、操作、指示などを行ったりするためのものである。端末４５は、たとえば、モニタ付きのパーソナルコンピュータ等を用いて構成される。

　スイッチ３１は、視覚検査を受ける被検者が操作するものである。スイッチ３１は、主に視覚検査で被検者が応答用に操作するものである。スイッチ３１としては、好ましくは、被検者が手で持って操作する手動式のスイッチ、より好ましくは、被検者が手の指（たとえば、親指や人差し指など）で押圧操作する押圧式のスイッチを用いるとよい。その場合、被検者がスイッチ３１を押圧操作すると、スイッチ３１がオフ状態からオン状態に切り替わり、スイッチ３１からオン信号が出力される。このオン信号は制御部３０に取り込まれる。

　＜２．視覚検査方法＞
　続いて、本発明の実施形態に係る視覚検査装置１を用いて行われる視覚検査方法について説明する。

　本発明の実施形態に係る視覚検査装置１においては、動的量的視野検査（ゴールドマン視野検査）、静的量的視野検査、眼底視野検査（マイクロペリメトリー）、網膜電図検査（ＥＲＧ）その他の検査を行うことが可能である。ここでは一例として、静的量的視野検査を行う場合について説明する。

　静的量的視野検査は、次のように行われる。まず、視野内の中心部に固視標を呈示し、この固視標を被検者に固視させる。次に、被検者に固視標を固視させたまま、視野内の一点に視標を呈示し、その明るさを徐々に増していく。すると、視標がある明るさになると、被検者から視標が見えるようになる。そこで、被検者が視標を見えるようになったときの明るさに対応する値を、そのときに視標を呈示している点での網膜感度とする。そして、視野内の各点について同様の測定を行うことにより、視野内の網膜感度の相違を量的に調べ、マップを作成する。このような静的量的視野検査には、自覚式視野検査と他覚式視野検査がある。本実施形態の視覚検査装置１を使用すれば、いずれの方式の検査も行うことができる。以下、説明する。

　自覚式視野検査は、次のように行われる。まず、ヘッドマウント型の視覚検査装置１（装置本体５）を被検者の頭部に装着するとともに、被検者の手にスイッチ３１を持たせる。次に、制御部３０の指令に基づき、表示素子１２の表示面１２ａに固視標を表示して被検者に固視させ、その状態で表示面１２ａの一点に視野検査用の視標を表示する。このとき、最初は視標の明るさを暗くしておき、その後、徐々に視標の明るさを増していく。そうすると、最初のうちは暗くて被検者から視標が見えなくても、視標がある明るさになると被検者の網膜が光の刺激に反応し、被検者から視標が見えるようになる。このため、被検者から視標が見えるようになったときに、その応答として被検者にスイッチ３１を押してもらう。被検者がスイッチ３１を押すと、制御部３０にオン信号が送られる。このオン信号を受けて、感度マップ作成部４２は、そのときの視標の点の明るさに対応する値をその点の網膜の感度とする。以降は、視野内の各点について同様の測定を行うことにより、感度マップ作成部４２が視野内の網膜感度の相違を量的に調べ、網膜の感度マップを作成する。

　他覚式視野検査は、次のように行われる。まず、ヘッドマウント型の視覚検査装置１を被検者の頭部に装着して、上記同様に被検者に固視標を固視させる。次に、制御部３０の指令に基づき、表示素子１２の表示面１２ａの一点に視野検査用の視標を表示する。このとき、最初は視標の明るさを暗くしておき、その後、徐々に視標の明るさを増していく。そうすると、最初のうちは暗くて被検者から視標が見えなくても、視標がある明るさになると被検者の網膜が光の刺激に反応し、被検者から視標が見えるようになる。

　その際、被検者の瞳孔９の大きさ（瞳孔径）が視標の明るさに応じて変化する。具体的には、被検者の瞳孔９の径が縮小する。このときの眼球８の状態変化を撮像する。眼球８の撮像は、赤外光源１７から眼球８に向けて赤外線を照射し、これによって得られる眼球８の像光を、観察光学系１５（１９，２０，２２）を介して撮像素子１６の撮像面１６ａに結像させることにより行う。眼球８の撮像を開始するタイミングは、たとえば、表示面１２ａに視標を表示する前のタイミング、あるいは、視標の表示と同時に設定すればよい。ちなみに、人間の網膜は、赤外線に対して感度を持たないため、眼球８の状態変化に影響を与えることはない。

　撮像素子１６を用いて撮像された眼球８の画像データは、制御部３０に取り込まれる。その際、縮瞳検出部４１では、視標の明るさを徐々に増やす過程で、被検者の瞳孔径が視標の明るさに反応して変化（縮小）したかどうかを、撮像素子１６から送り込まれる画像データに基づいて判断する。そして、被検者の瞳孔径が変化したと縮瞳検出部４１が判断すると、感度マップ作成部４２は、そのときの視標の点の明るさに対応する値をその点の網膜上の感度とする。以降は、視野内の各点について同様の測定を自動的に次々と行うことにより、感度マップ作成部４２が視野内の網膜上の感度の相違を量的に調べ、網膜上の感度マップを自動的に作成する。

　なお、他覚式視野検査では、表示素子１２の表示面１２ａの一点に明るい視標を表示し、瞳孔径の縮小の度合いを観察することにより感度マップを作成する単一閾上刺激法を用いても良い。

　＜３．固視標の表示位置＞
　次に、表示制御部４３が固視標の表示位置をどのような条件で設定するかについて、図４～図６を用いて説明する。

　図４は固視標の位置と輻輳角の関係を説明する図である。
　図４においては、固視標Ｍを十字形の図形で表記するとともに、被検者の瞳孔間距離をＰＤ、固視標の呈示距離をＬで表記している。瞳孔間距離ＰＤは、左眼８Ｌの瞳孔９Ｌと右眼８Ｒの瞳孔９Ｒとの中心間距離である。一般に、大人の瞳孔間距離ＰＤは、５２ｍｍ以上７６ｍｍ以下が標準であり、平均では約６０ｍｍである。

　固視標の呈示距離Ｌは、表示素子１２の表示面１２ａに表示された固視標を被検者が表示光学系１１を通して見るときの視距離である。固視標の呈示距離Ｌは、仮に被検者の眼球位置から表示素子１２までの物理的（機械的）な距離が一定であったとしても、表示光学系１１を構成するレンズの配置や特性などが変わると、それに応じて長くなったり短くなったりする。つまり、固視標の呈示距離Ｌは、表示光学系１１を構成するレンズの配置や特性などによって一義的に決まる。このため、本実施形態では、固視標の呈示距離Ｌが視覚検査に適した所定の距離となるように、表示光学系１１を構成するレンズの配置や特性などを設定している。固視標の呈示距離Ｌは、たとえば、１ｍ（１０００ｍｍ）に設定される。

　いま、被検者に正対するＰ１位置に固視標Ｍを表示し、この固視標Ｍを被検者が両眼８Ｌ，８Ｒで同時に固視すると、左眼８Ｌと右眼８Ｒは、それぞれ内側を向くように動く。このような眼球の動きは輻輳運動と呼ばれ、この輻輳運動の度合いが大きいほど輻輳の傾向が強くなる。このとき、輻輳角β１は、固視標Ｍと左眼８Ｌの瞳孔９Ｌ中心を結ぶ線分と、固視標Ｍと右眼８Ｒの瞳孔９Ｒ中心を結ぶ線分とがなす角度で規定される。輻輳角β１は、上述した被検者の瞳孔間距離ＰＤと固視標の呈示距離Ｌとを演算のパラメータとして下記の（１）式により幾何学的に求まるものである。この式から分かるように、輻輳角β１は、固視標の呈示距離Ｌが長くなるほど小さくなり、固視標の呈示距離Ｌが短くなるほど大きくなる。
　β１＝２×ｔａｎ^－１｛ＰＤ÷（２×Ｌ）｝　　…（１）

　本発明者らは当初、表示素子１２の表示面１２ａに固視標Ｍを表示する際に、上記（１）式により輻輳角β１を求め、この輻輳角β１で特定される位置に固視標Ｍの表示位置を設定すればよいと考えた。一般に、輻輳角は、無限遠の対象物を見るときに最小（ほぼゼロ）となり、対象物が被検者側に近づくほど大きな値（正の値）をとる。このため、固視標Ｍの表示位置は、たとえば、無限遠の対象物を正視するときに被検者の視線が通過する表示面１２ａ上の位置（以下、「無限遠での視線通過位置」ともいう。）が、表示素子１２の表示面１２ａの中央部に存在し、無限遠よりも近い位置に固視標Ｍを呈示するものとすると、無限遠での視線通過位置からずれたところに設定される。また、固視標Ｍの表示位置は、輻輳角β１で対象物を見るときの視線の傾き（β１÷２）を考慮して、無限遠での視線通過位置から所定量だけずれたところに設定される。したがって、無限遠での視線通過位置が表示面１２ａの中央部に存在するものとすると、輻輳角β１に基づいて固視標Ｍの表示位置を設定したときの、左右の表示素子１２Ｌ，１２Ｒの表示状態は、図６（Ａ）のようになる。

　しかし、本発明者らが実際に両眼開放タイプの視覚検査装置を試作して、左右の表示素子１２の表示面１２ａ上に上記輻輳角β１を基準に固視標Ｍの表示位置を設定してみたところ、両眼複視などの異常のない被検者であっても、融像の機能が働きにくくなることが分かった。融像とは、同じ対象物を両眼視したときに、左眼で見た対象物の像と右眼で見た対象物の像を脳内で１つの像として認識する機能をいう。両眼開放で固視標を呈示したときに被検者の脳内で融像がうまく行われないと、被検者からは固視標がぶれてみえるため、視覚検査で固視状態を維持することが困難となる。その結果、同じ被検者でも検査結果にバラツキが生じやすくなる。

　そこで本発明者らは、表示素子１２Ｌにおける固視標Ｍの表示位置と、表示素子１２Ｒにおける固視標Ｍの表示位置を、それぞれ表示面１２ａの水平方向（左右方向）に所定量ずつずらして融像のしやすさに違いが生じるかどうか調べてみた。そうしたところ、左右の表示素子１２Ｌ，１２Ｒの各表示面１２ａ上に、ある条件を満たすように固視標Ｍを表示すると、融像がしやすくなるという知見を得た。この知見に基づき、本実施形態においては、表示制御部４３が、左右の表示素子１２Ｌ，１２Ｒに固視標Ｍを表示する際に、固視標Ｍの表示位置を以下のような条件で設定する構成を採用している。

　すなわち、表示制御部４３は、図５に示すように、被検者の瞳孔間距離ＰＤと固視標の呈示距離Ｌとによって求まる輻輳角β１よりも大きい第２の輻輳角β２で特定される位置に固視標Ｍの表示位置を設定する構成となっている。具体的には、左眼８Ｌに対する固視標Ｍの表示位置は、被検者から見てＰ１位置よりも右方向にずれたＰ２位置に設定し、右眼８Ｒに対する固視標Ｍの表示位置は、被検者から見てＰ１位置よりも左方向にずれたＰ３位置に設定する構成となっている。

　これにより、たとえば輻輳角β１に基づいて固視標Ｍの表示位置を特定したときに、図６（Ａ）のような表示状態になるものとすると、第２の輻輳角β２に基づいて固視標Ｍの表示位置を特定したときは、図６（Ｂ）のような表示状態になる。具体的には、被検者から見て左側の表示素子１２Ｌには、輻輳角β１のときよりも所定量Ｓだけ右側にずれた位置に固視標Ｍが表示される。また、被検者から見て右側の表示素子１２Ｒには、輻輳角β１のときよりも所定量Ｓだけ左側にずれた位置に固視標Ｍが表示される。

　このように第２の輻輳角β２で特定される位置に固視標Ｍを表示した場合は、輻輳角β１で特定される位置に固視標Ｍを表示する場合に比べて、左眼８Ｌと右眼８Ｒがそれぞれより大きく内側を向くことになる。このため、固視状態における輻輳運動の度合いが大きくなる。

　ただし、第２の輻輳角β２が２０°以上になると、視覚的には固視標Ｍが２０ｃｍほどの近距離に存在することになるため、被検者は左右の眼球をより大きく輻輳運動させる必要がある。このため、固視状態を維持するための被検者の身体的な負担が大きくなることが懸念される。したがって、第２の輻輳角β２は、２０°未満の条件で設定することが好ましく、より好ましくは１５°未満、さらに好ましくは１０°未満の条件で設定するとよい。

　また、表示制御部４３は、固視標Ｍの表示位置を設定する場合に、その基になる第２の輻輳角β２を、たとえば以下のような方法で決定する。
　すなわち、被検者の頭部に装置本体５を装着するときに被検者の瞳孔間距離ＰＤを測定する場合は、測定によって得られる瞳孔間距離ＰＤと、表示光学系１１の構成によって決まる固視標の呈示距離Ｌとから輻輳角β１を求め、この輻輳角β１に所定の係数（１．０よりも大きい値）を乗算することにより、第２の輻輳角β２を決定する。この場合、所定の係数は、たとえば、１．３に設定するとよい。また、左右の表示光学系１１Ｌ，１１Ｒの光軸間距離は、被検者の瞳孔間距離ＰＤにあわせて調整されるため、当該調整後の光軸間距離を瞳孔間距離ＰＤの代わりに用いてもよい。

　また、輻輳角β１の演算パラメータとなる被検者の瞳孔間距離ＰＤおよび固視標の呈示距離Ｌのうち、少なくともいずれか一方の数値を計算上操作することにより、第２の輻輳角β２を決定してもよい。たとえば、固視標の呈示距離Ｌの数値を操作する場合は、実際の表示光学系１１の構成で決まる呈示距離Ｌよりも短い距離（たとえば、「Ｌ×０．８を適用して輻輳角を演算し、この演算結果にしたがって第２の輻輳角β２を決定してもよい。また、被検者の瞳孔間距離ＰＤの数値を操作する場合は、実際の測定で得られた瞳孔間距離ＰＤよりも長い距離（たとえば、「ＰＤ×１．２」相当の距離）を適用して輻輳角を演算し、この演算結果にしたがって第２の輻輳角β２を決定してもよい。

　また、大人の被検者の瞳孔間距離ＰＤは、最大でも７６ｍｍとされている。このため、実際の測定で得られる瞳孔間距離ＰＤの数値にかかわらず、ＰＤ＝８０ｍｍの一定条件を適用して輻輳角を演算し、この演算結果にしたがって第２の輻輳角β２を決定してもよい。具体的には、下記の（２）式に基づいて第２の輻輳角β２を決定してもよい。式中、呈示距離Ｌの単位は「ｍｍ」である。
　β２＝２×ｔａｎ^－１（４０÷Ｌ）　　…（２）

　実際の測定で得られる瞳孔間距離ＰＤの数値は、５２ｍｍ以上７６ｍｍ以下の範囲内となるため、上記の（２）式に基づいて第２の輻輳角β２を決定すれば、大人の被検者すべてに対して、輻輳の傾向を強めた位置に固視標Ｍを表示することができる。この点は、下記の（３）式の条件で第２の輻輳角β２を決定した場合も同様である。
　２×ｔａｎ^－１（４０÷Ｌ）≦β２＜２０°　　…（３）

　＜４．実施形態の効果＞
　本発明の実施形態においては、被検者の瞳孔間距離ＰＤと固視標の呈示距離Ｌとによって求まる輻輳角β１よりも大きな第２の輻輳角β２に基づいて、左右の表示素子１２Ｌ，１２Ｒにそれぞれ固視標Ｍが表示される。これにより、固視標Ｍの表示位置を輻輳角β１に基づいて設定する場合よりも、被検者の両眼をより大きく輻輳させた状態で固視標Ｍを固視させることができる。このように輻輳を強めて固視させると、左右の表示素子１２Ｌ，１２Ｒに小さな図形を固視標Ｍとして表示する場合に、左眼８Ｌで見た固視標Ｍの像と右眼８Ｒで見た固視標Ｍの像を融像しやすくなる。このため、視覚検査で固視状態を維持することが容易になる。その結果、バラツキの少ない安定した検査結果を得ることが可能となる。

　また、左右独立した表示素子１２Ｌ，１２Ｒの各々に、単一の図形からなる固視標Ｍを表示する場合や、視野角３°以内の大きさの固視標Ｍを表示する場合は、その表示位置を輻輳角β１に基づいて決定したときに、特に融像がしにくくなる傾向が強い。このため、固視標Ｍが単一の図形である場合や、固視標Ｍの大きさが視野角３°以内である場合、あるいはその両方の場合に、固視標Ｍの表示位置を第２の輻輳角β２に基づいて決定することにより、より顕著な効果が期待できる。

　また、本実施形態では、第２の輻輳角β２を２０°未満の条件で決定するため、被検者に過度の身体的負担をかけることなく、固視状態の維持を容易化することができる。

　また、第２の輻輳角β２を決定する場合に、大人の瞳孔間距離ＰＤの標準的な範囲（５２ｍｍ以上７６ｍｍ以下）の上限値よりも大きいＰＤ＝８０ｍｍの一定条件を適用して第２の輻輳角β２を決定すれば、いちいち瞳孔間距離ＰＤの測定値を用いなくても済む。このため、表示制御部４３による表示制御の手順を簡易化することができる。

　＜５．変形例等＞
　本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。

　たとえば、上記実施形態においては、視覚検査装置１の装着具６をベルト１３，１４を用いて構成したが、被検者２の頭部３に装置本体５を装着可能な構成であれば、どのような構成の装着具６を採用してもかまわない。ただし、視覚検査中に装置本体５の位置が動いてしまうと、正しい検査結果が得られなくなる。このため、装着具６の構成としては、被検者２の頭部３に装置本体５をきちんと固定できる構成であることが好ましい。

　また、上記実施形態においては、被検者２の頭部３に装置本体５を装着して使用するヘッドマウント型の視覚検査装置１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、左右独立した構成の表示光学系と表示素子を備え、両眼開放の状態で視覚検査を行えるものであれば、いずれも適用可能である。

　また、上記実施形態においては、液晶表示素子を用いて表示素子１２を構成するとしたが、本発明はこれに限らず、たとえば、有機ＥＬ(Electro Luminescence)表示素子などを用いて表示素子１２を構成してもよい。

　また、上記実施形態においては、表示光学系１１を合計４つのレンズで構成するとともに、観察光学系１５を合計２つのレンズ（そのうちの一つは表示光学系１１と共用）で構成したが、各々の光学系を構成するレンズの個数や形状、光軸方向のレンズ間隔などは、必要に応じて変更可能である。ただし、第２レンズ群２１については、正のパワーを有するレンズと負のパワーを有するレンズを組み合わせて色収差や像倍率を補正するため、複数個のレンズで構成することが好ましい。また、ミラー２０をダイクロイックミラーで構成してもよい。

　一例として、表示光学系の他の構成例を図７および図８に示す。
　図７においては、表示光学系１１の第２レンズ群２１に属するレンズ２１ｃを、図示しないレンズ移動機構により光軸方向に移動可能とした点が、上記実施形態と異なっている。この構成を採用した場合は、被検者の視力に合わせて視度を調整することが可能となる。

　一方、図８においては、表示光学系１１の第２レンズ群２１をレンズ（凸レンズ）２１ｄの追加により計４つのレンズ２１ａ～２１ｄを用いて構成した点と、平面型表示素子１２の表示面１２ａの大きさを小さくした点が、上記実施形態と異なっている。この構成を採用した場合は、被検者に対して、より鮮明に視標を表示することが可能となる。また、この構成においても、レンズ２１cを光軸方向に移動可能な構成とすることにより、被検者の視力に合わせて視度を調整することが可能となる。

　１…視覚検査装置
　２…被検者
　３…頭部
　５…装置本体
　８…眼球
　９…瞳孔
　１１…表示光学系
　１２…表示素子
　１２ａ…表示面
　１５…観察光学系
　１６…撮像素子
　３０…制御部
　３１…スイッチ
　４３…表示制御部
　Ｍ…固視標
　β１…輻輳角
　β２…第２の輻輳角

Claims

　視覚検査を受ける被検者の左眼と右眼に対応してそれぞれ左右独立に設けられた表示光学系および表示素子を備え、前記左右独立に設けられた表示素子の各々に固視標を表示可能な視覚検査装置であって、
　前記被検者の瞳孔間距離をＰＤ、前記被検者に対する前記固視標の呈示距離をＬ、前記瞳孔間距離ＰＤと前記呈示距離Ｌとによって求まる輻輳角をβ１としたときに、前記輻輳角β１よりも大きい第２の輻輳角β２に基づいて、前記表示素子の各々に前記固視標を表示するように制御する表示制御部を備える
　ことを特徴とする視覚検査装置。
　前記輻輳角β１は、下記の（１）式により求まるものである
　ことを特徴とする請求項１に記載の視覚検査装置。
　β１＝２×ｔａｎ^－１｛ＰＤ÷（２×Ｌ）｝　　…（１）
　前記第２の輻輳角β２は、２０°未満の条件で設定される
　ことを特徴とする請求項１または２に記載の視覚検査装置。
　前記表示制御部は、前記第２の輻輳角β２を下記の（２）式に基づいて決定する
　ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の視覚検査装置。
　β２＝２×ｔａｎ^－１（４０÷Ｌ）　　…（２）
　前記固視標は、単一の図形である
　ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の視覚検査装置。
　前記固視標の大きさは、視野角３°以内である
　ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の視覚検査装置。
　前記被検者の頭部に装着される装置本体を備え、
　前記表示光学系および前記表示素子は、前記装置本体に設けられている
　ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の視覚検査装置。