(57)【要約】  臨床視力測定で受診者の視力を測定する方法、システム及びデバイスを提供する。実施形態では、本システムは表示デバイス(41)、入力デバイス(42)及びコンピューティングデバイス(43)から構成される。表示デバイス(41)は受診者にサイズの異なる複数組の記号を見せることができる。入力デバイス(42)は、記号の同定を表す受診者の応答を受けることができ、コンピューティングデバイス(43)は、a)記号間の類似性の事前計算値に属する応答への値を登録し(S431)、b)各記号サイズについて認識率の値を計算し(S432)、c)得られた認識率の値から測定視力を決定する(S432)ことができる。
2019524405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記工程を含む、受診者の視力を測定する方法：
−表示デバイス（４１）上で、受診者にサイズの異なる複数セットの記号を見せる工程（Ｓ４１１）、
−入力デバイス（４２）において、記号の同定を示す受診者の応答を受け取る工程（Ｓ４１２）、
−コンピューティングデバイス（４３）において、
ａ）記号間の類似性の事前計算値に属する応答への値を登録し（Ｓ４３１）、
ｂ）各記号サイズについて認識率（ＲＲ）の値を計算し（Ｓ４３２）、そして
ｃ）得られた複数ＲＲ値から測定視力を決定する（Ｓ４３２）工程。
【請求項２】
前記記号が、サイズの異なる符号、文字又はオプトタイプである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記応答が、入力デバイス（４２）に入力された記号の同定についての音声又は触覚反応である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記類似性の事前計算値が、記号対について計算された相関値である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記相関値がオプトタイプ相関ＯＣの値であり、これは次式により算出され
【数１０】
2019524405.tif 000012
式中、ρは全記号のピアソン相関分布であり、
【数１１】
2019524405.tif 000013
は、１という数値をとらないピアソン相関分布の予測値を意味する。
【請求項６】
ＲＲが各記号サイズについて登録された値の平均として計算される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ＲＲ値からの測定視力の決定が下記工程を含む、請求項１に記載の方法：
−各記号サイズのＲＲ値にフィットする関数を計算し、
−ＲＲ閾値ＲＲ0に属する視力を規定する。
【請求項８】
ＲＲ値にフィットする関数がスーパーガウス（ＳＧ）関数である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
表示デバイス（４１）と入力デバイス（４２）とコンピューティングデバイス（４３）とを備える、受診者の視力測定システムであって、ここで
−表示デバイス（４１）は受診者に異なるサイズの複数セットの記号を見せることができ、
−入力デバイス（４２）は、見せた記号の同定を示す受診者の応答を受け取ることができ、そして
−コンピューティングデバイス（４３）は、
ａ）記号間の類似性の事前計算値に属する応答への値を登録し、
ｂ）各記号サイズに対する認識率（ＲＲ）の値を計算し、そして
ｃ）得られた複数ＲＲ値から測定視力を決定する、
ことができる、前記システム。
【請求項１０】
コンピューティングデバイス（４３）が記号のイメージを発生させるために表示デバイスを制御することができる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
表示デバイス（４１）がプロジェクタにより投影された記号のイメージを表示するスクリーンである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
表示デバイス（４１）がコンピューティングデバイス内に格納されたか、又はこれに接続されたモニターである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
入力デバイス（４２）が、記号の同定を示す受診者の応答を受け取るように動作する、音声認識モジュール（４２１）又は触覚反応認識モジュール（４２２）を備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
受診者の視力を計算するために入力デバイス（４２）からの情報を受け取るコンピューティングデバイス（４３）であって、このコンピューティングデバイス（４３）は、プロセッサ（４３１）及び記憶装置（４３２）を備え、この記憶装置（４３２）は前記プロセッサ（４３１）により実行可能な命令を格納していて、それにより前記コンピューティングデバイス（４３）は、
ａ）記号間の類似性の事前計算値に属する応答への値を登録し、
ｂ）各記号サイズについての認識率（ＲＲ）の値を計算し、そして
ｃ）これらのＲＲ値から測定視力を決定する、
ように動作する、前記コンピューティングデバイス。
【請求項１５】
コンピューティングデバイス（４３）が、各記号サイズについて登録された値の平均としてＲＲ値を計算するように動作する、請求項１４に記載のコンピューティングデバイス（４３）。
【請求項１６】
コンピューティングデバイス（４３）が、
−各記号サイズのＲＲ値にフィットする関数を計算し、そして
−ＲＲ閾値ＲＲ0 に属する視力を規定する、
ことにより、ＲＲ値からの測定視力の決定を行うように動作する、請求項１４に記載のコンピューティングデバイス（４３）。
【請求項１７】
コンピューティングデバイスの少なくとも１つのプロセッサにより実行された時に、このコンピューティングデバイスが請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法を実施するように仕向ける命令を含んでいる、コンピュータプログラム。
【請求項１８】
少なくとも１つの登録部（４３２１）、計算部（４３２２）及び決定部（４３２３）を含んでいる、請求項１７に記載のコンピュータプログラムを格納した記憶装置（４３２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には臨床視力測定に関する。具体的には、制限を意図しないが、本発明は、受診者（クライアント）の視力測定を改善する方法、システム及びデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
視力は、人の眼の知覚された解像力を記述する最も重要な眼科学的な量（数値）である。その測定は記号（シンボル）（文字、数字又は任意のタイプの符号（キャラクター））認識に基づいている。しかし、認識は眼の光学的性質のみならず、認知及び運動能力にも依存する。この複雑さのため、視力の値は精神状態、疲労及び環境因子によって影響を受ける。臨床のやり方では、慣用の測定は視力表又は眼チャートを用いて行われる。受診者の仕事は、１列（１段）ごとにサイズが小さくなる記号を正確に認識することである。この「列割り当て」スコアリング法によれば、視力の値は、５０〜６０％以上の記号が正確に見えている列に対応する（文献１：Duane T. (2006) Duane's Clinical Ophthalmology, Lippincott Williams & Wilkins, CD-ROM版, (http://www.oculist.net/downaton502/prof/ebook/duanes/index.html) 及び文献２：International Council of Ophthalmology, Visual Functions Committee (1988), Visual Acuity Measurement Standard, ICO 1984, Italian Journal of Ophthalmology, II/I 1988, pp 1/15を参照）。
【０００３】
その小数計量値（decimal metric）はＶで表され、次式で定義される。
【０００４】
【数１】
2019524405.tif 000003
【０００５】
式中、５αは角度単位の分での認識できる最小の記号の視角（angle of view）である。
【０００６】
測定結果は、多くの環境パラメータ、例えば、文字（記号）のスタイル／コントラスト／色、１列の文字数、チャートと部屋の明るさ、試験距離など、に強く影響される。パラメータの設定に国際規格はないが、多くの伝統的な構成が存在する。例えば、ＥＴＤＲＳ（Early Treatment of Diabetic Retinopathy Study）チャートが多くの臨床研究に使用されていて、これは米国規格であると考えられている（Duane, 2006; International Council of Ophthalmology (ICO), 1984）。このチャートは、各列に５文字ずつで、文字の間と列の間の間隔は文字サイズに等しい特別なレイアウトを持つ。これは、全ての符号についてほぼ同一の読みやすさを達成するように特に視力測定のために考案された、いわゆるスローン（ＳＬＯＡＮ）キャラクター（字形）を用いて実施される。その他の設定はほとんどの国でほぼ一様であるが、場合によっては非常に異なる。
【０００７】
現行の眼チャートの文字サイズは１列ごとに約１／１.２６×（即ち、ｌｏｇＭＡＲスケールで０.１）ずつ小さくなり、このために迅速な検査サイクルのための変化精度が制限される。臨床の常用検査とは異なり、臨床研究用の検査ではより高い精度及びより良好な反復性を必要とする。この目的で、列ではなく個々の文字に対する応答を記録することに基づいたいくつかのスコアリング法が存在する（「１文字」スコアリング）。最も一般的なやり方によれば、被験者に見える最後の列のｌｏｇＭＡＲ値を間違えた各文字あたり０.０２だけ増大させる。これは、伝統的な方法では１列に５文字が配置されているためである（０.０２＝０.１／５）（Kaiser, P.K. (2009) Prospective Evaluation of Visual Acuity Assessment: a Comparison of Snellen Versus ETDRS Charts in Clinical Practice (an AOS Thesis), Transactions of the American Ophthalmological Society, 107:311-324）。これは確かに記録されたスコアを精密化するが、得られた数値は、上に提示された列割り当てスコアリング法の通常の６０％蓋然性の閾値には対応していないので解釈が困難となる。
【０００８】
従来の１文字スコアリング法では、検査者は受診者が表示された文字を正確に認識したか否かを登録する。こうして、単に認識の事実、より正確には認識の蓋然性（Ｐ）が試験されるので、回答は、誤答／正答に対応する０（ゼロ）と１の二進法で表される。しかし、状況は実際にはより複雑である：誤答の場合、受診者にその文字が全く見えていないかどうかは不確かである。換言すると、「Ｐ」と「Ｆ」のように似ている文字を混同した場合は、「Ｂ」と「Ａ」のように全く異なる文字を誤認した場合よりよく見えていることを暗示している。
【０００９】
文献ＵＳ２０１６０８９０１８も視力測定に関し、ここには視力を測定するためのシステム及び方法が提供されている。このシステムは、表面、例えば、コンピュータディスプレイスクリーン又は壁面スクリーン上にコンピュータで発生させたオプトタイプ（視力検査表文字／符号）のイメージを投影するようにしたコンピュータ又はプロジェクタと制御ユニットとから構成される。前記コンピュータ又はプロジェクタは、イメージの連続体として一定割合で変化するサイズのオプトタイプを投影するように適合させてある。検査は、患者（受診者）の反応時間を補償するために両方向にオプトタイプのサイズを変化させることにより行われる。例えば、大きなオプトタイプで始めて、そのサイズを、患者がそのオプトタイプをもはや読むことができないと合図するまで一定割合で小さくしていく。その後、今度は小さなオプトタイプから始め、患者がそのオプトタイプを読むことができると合図するまで、そのサイズを一定割合で大きくしていくことで検査を続ける。この関連技術に関する問題点は、この技術も異なる記号の類似性を考慮に入れていないことである。
【００１０】
本発明者らは視力測定を改善することに目的を設定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許出願公開２０１６／００８９０１８
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Duane T. (2006) Duane's Clinical Ophthalmology, Lippincott Williams & Wilkins, CD-ROM版
【非特許文献２】International Council of Ophthalmology, Visual Functions Committee (1988), Visual Acuity Measurement Standard, ICO 1984, Italian Journal of Ophthalmology, II/I 1988, pp 1/15
【非特許文献３】Kaiser, P.K. (2009) Prospective Evaluation of Visual Acuity Assessment: a Comparison of Snellen Versus ETDRS Charts in Clinical Practice (an AOS Thesis), Transactions of the American Ophthalmological Society, 107:311-324
【発明の概要】
【００１３】
本発明は上述した問題点並びに以下の説明を理解することから明らかになる他の問題点を解決する方法、システム及びコンピューティングデバイスに関係する。
【００１４】
従って、本発明の１側面は、受診者の視力を測定する方法を提供することである。この方法では、複数セットの記号（シンボル）を表示デバイス上で受診者に異なるサイズで見せる。入力デバイスにおいて受診者の応答を受け取る。この応答はその記号のアイデンティティ（同定）を表すものである。コンピューティングデバイスにおいて、ａ）記号間の類似性の事前計算値に属する応答への値を登録し、ｂ）各記号サイズに対する認識率（ＲＲ，rate of recognition）の値を計算し、そしてｃ）ＲＲ値から測定視力を求める。
【００１５】
別の側面では、本発明は表示デバイス、入力デバイス及びコンピューティングデバイスを備えるシステムに関する。表示デバイスはサイズの異なる複数組（複数セット）の記号を受診者に見せることができる。入力デバイスは、見せた記号の同定を示す受診者の応答を受け取ることができ、そしてコンピューティングデバイスは、ａ）記号間の類似性の事前計算値に属する応答への値を登録し、ｂ）各記号サイズについて認識率（ＲＲ）の値を計算し、そしてｃ）ＲＲ値から測定視力を求める。
【００１６】
さらに別の側面では、本発明はコンピューティングデバイスに関する。このコンピューティングデバイスはプロセッサ及びメモリー（記憶機構）を備える。このメモリーは、前記プロセッサにより実行可能な命令を格納していて、それにより該コンピューティングデバイスは、ａ）記号間の類似性の事前計算値に属する応答への値を登録し、ｂ）各記号サイズに対する認識率（ＲＲ）の値を計算し、そしてｃ）ＲＲ値から測定視力を求めるように動作する。
【００１７】
本発明はまた、本発明のコンピューティングデバイスの少なくとも１つのプロセッサにより実行された時に該コンピューティングデバイスに上記方法の工程を実施させる命令を含んでいるコンピュータプログラムにも関する。
【００１８】
本発明はまた、前記コンピュータプログラムを格納したキャリアをも包含し、ここで該キャリアは電気信号、光学信号、無線信号又はコンピュータで読み出し可能な記憶媒体の一つである。
【００１９】
有利な態様の一つにおいて、記号（例、文字）間の類似性を定量化するために、記号の各対について事前計算された値である「オプトタイプ相関」（ＯＣ，optotype correlation）という量を導入する。事前計算とは、それらの値が受診者の応答に先立って計算されていることを意味する。ＯＣは、記号を横断して計算された適正改変ピアソンの相関係数の値（the appropriately modified Pearson's correlation values）に基づくものでよく、相関（係数）の数学的基礎に基づいてこれらの記号の特性を記述する。ＯＣがとる可能な値は−１から＋１までの範囲に及び、値がより大きいほど類似性がよりよいことを意味する。具体的には、＋１は完全なマッチ（対応）を意味し、０はランダムな選択を、そして−１は２つの記号が互いに全く正反対であることを意味する。視力測定中に、事前計算されたＯＣ値が、受診者の応答に応じて、同じサイズでの各記号について記録される。受診者の眼の視作業は、その受診者が同じサイズの１組の記号について生じたＯＣ値の平均である「認識率」（ＲＲ）の値により定量化される。
【００２０】
本発明の最も重要な利点は、視力測定の不確実性を低減させることである。
【００２１】
本発明のより完全な理解のために添付図面と共に以下に本発明の詳細な説明を行う。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】相関する２つの記号の１例である。
【図２】英語アファベットの最初の５文字についてのオプトタイプ相関の数値の１例である。
【図３】認識率（ＲＲ）と逆視角（ｖ）との間の関係の１例を示す。
【図４】視力を測定するための方法、システム及び計算デバイスの組合わせ図を示す。
【図５】測定方法の１例である。
【図６】コンピューティングデバイスの１例である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
記号間の類似性の定量化は相関計算に基づいて実施しうる。この計量は「オプトタイプ相関」（ＯＣ）と呼ばれる。「オプトタイプ」なる用語は、従来技術における記号、符号又は数字を表す。ＯＣは受診者が記号をいかに正確に見るかに依存してはならない。そうではなく、受診者に特異的な人為結果を避けるために、ＯＣは記号をそれらの本来の形状で比較すべきである。また、ＯＣ値は記号のサイズによる影響も受けることができず、記号の形状だけをその定義において考慮すべきである。このために、ＯＣの事前計算は、それらの記号の歪みのない高解像度の白黒イメージで、例えば、英語アルファベットの大文字のイメージで行われる。ここで、それらのイメージは二次元マトリックス（行列）として表される。特にイメージ比較のために開発された数学的関数は、ピアソン相関（係数）と呼ばれ、これは、２つの画像（イメージ）の類似性を、次式に従って単一スカラー数ρ(ｐ,ｑ) により特徴づけるものである。
【００２４】
【数２】
2019524405.tif 000004
【００２５】
上の式において、ｆ(ｘ,ｙ) 及びｇ(ｘ,ｙ)は、比較される２つの記号のマトリックスであり、ｕ及びｖはそれらマトリックス間の相対的横方向シフトを意味し、そして
【００２６】
【数３】
2019524405.tif 000005
【００２７】
はｆ(ｘ,ｙ)の平均値を意味する。ピクセル座標はｘ−ｙ及びｐ−ｑにより表示される。２つの記号のマトリックスは２値正方行列であり、ここで一つの符号は１５０×１５０のエレメント（即ち、ピクセル又は画素）によりカバーされる。黒色の記号のセルはゼロであり、白色の背景のセルは１で表される。各記号は、事前計算時の数値上の人為結果を避けるために、その記号の周囲がさらに１５０ピクセル幅の白色のボーダー（縁）で包囲される。ρの可能な値は−１から＋１までの範囲であり、ここで＋１は同一マトリックスを示し、数値が大きいほどより関係の大きいマトリックスに属し、０はランダム選択に属し、そして−１は２つのマトリックスが互いに正反対であることを意味する。ρの値は２つのマトリックスが互いに対してどの程度シフトしているかに特異的に依存する。オプトタイプ相関の定量化に対しては、次式のように、相関値がその最大である場合を常に選択する。
【００２８】
【数４】
2019524405.tif 000006
【００２９】
例えば、図１を参照すると、そこには文字「Ｌ」と文字「Ｉ」とが最大の相関位置にある。領域１１、１２、１３、１４は文字「Ｉ」に属し、領域１３、１５は文字「Ｌ」に属する。受診者のランダム応答に対する相関値の分布がゼロによる誤答の通常表示と一致するようになるために、予測相関値を不正確な認識の場合をゼロに改変する。これがＯＣの値を得る方法（次式）である。
【００３０】
【数５】
2019524405.tif 000007
【００３１】
上記式中、
【００３２】
【数６】
2019524405.tif 000008
【００３３】
は１という数値（the unity value）をとらないピアソン相関分布の予測値を意味する。上の線形変換は、誤認の予測値がゼロであって、正しい認識が１として表されることを保証する。
【００３４】
ＳＬＯＡＮ字形の場合の英語アルファベットの最初の５文字についてのＯＣの数値を図２に示す。英語アルファベットの全２６文字についてのＯＣマトリックスは対称形であり、これは類似性演算がその変数に対して交換可能（可換）性であることを意味する。マトリックスの主対角線に位置する同じ文字の場合、オプトタイプ相関値は１である。さらに、オプトタイプ相関値は、例えば、「Ａ」と「Ｂ」（ＯＣ：−０.２１）のように類似性の小さい文字の場合より、「Ｂ」と「Ｅ」（ＯＣ：０.７９）のように類似性の高い文字の方が大きくなる。小さな文字の場合（受診者にその文字が全く見えない時）、ある一定の文字サイズで得られた平均オプトタイプ相関が認識蓋然性に等しくなるということも上の式から理解される。検査中に英語アルファベットの全２６文字を使用する場合には、認識蓋然性の値はＰ＝１／２６≒０.０４である。結果はこの理論的予測とよく一致する。数値１を単位として、全ＯＣマトリックスの平均値は０.０４である。同時に、大きな文字の場合（受診者にその文字形のディテールが全て見える時）、オプトタイプ相関と認識蓋然性の両方の予測値が１である。
【００３５】
上の考察によると、ＯＣの平均値は認識蓋然性（Ｐ）に直接的に比較できるが、視覚についてより多くの情報を与える。この理由から、次式で示される認識率（ＲＲ）と呼ばれる、ある一定記号サイズでの視力を定量化するための新たな測定基準が提案される。
【００３６】
【数７】
2019524405.tif 000009
【００３７】
ＲＲは、一定の記号サイズでのＯＣ値の平均である。受診者に記号がいくらかぼけて見える中間領域では、ＲＲは認識蓋然性（Ｐ）より常にいくらか大きくなることに留意しなければならない。典型的な測定のＲＲの結果を、ＲＲと次式で示される逆視角（ｖ）との関係の明確な理解のために図３に示す。
【００３８】
【数８】
2019524405.tif 000010
【００３９】
ここで、αは記号サイズに比例する。図３における測定点は、明らかに滑らかな曲線でフィットしうるトレースに偏向して沿っている。この曲線の形状についての理論的説明は現時点は存在しないので、解析形態が選択される。即ち、各記号サイズのＲＲ値にフィッティングさせることにより関数が算出される。主要な側面はロバスト・フィット（robust fit）を提示することであったので、いわゆるスーパーガウス（ＳＧ，Super-Gaussian）関数を使用した。
【００４０】
ある受診者についての視力（Ｖ）は、その受診者の登録されたＲＲ値にフィットさせたスーパーガウス曲線から正確に求めることができる。この測定視力は、ＲＲが所定の閾値（ＲＲ0）に等しい（又は下回る）特定の記号サイズ（ｖ0）に対応する。これは数学的には次式で表される。
【００４１】
【数９】
2019524405.tif 000011
【００４２】
図４には、視力を測定するための方法、システム及びコンピューティング装置の１例を説明するための組合わせフロー図を示す。表示デバイス（４１）上で、異なるサイズの複数組の記号が受診者に提示される（Ｓ４１１）。記号は、異なるサイズの符号、文字又はオプトタイプとすることができる。
【００４３】
入力デバイス４２は記号の同定を表す受診者の応答Ｓ４２１を受け取る。応答は入力デバイス４２に入力される記号の同定についての音声又は触覚による反応でよく、従って入力デバイス４２は、例えば、受診者からの口頭の回答を受信するための音声認識モジュールを備えたマイクロフォン４２１でもよく、又はキーボードのような触覚反応認識モジュール４２２でもよい。それらは、記号の同定の表示となる受診者の応答を受け取って、その応答の情報をコンピューティングデバイス４３に送信するように動作する。表示デバイス４１、入力デバイス４２及びコンピューティングデバイス４３の分離は、それらがそれぞれ実行する機能に基づくものであって、それらが履行される物理的実体（physical entity）に基づくものではない。例えば、表示デバイス４１と入力デバイス４２とコンピューティングデバイス４３は単一のノートパソコン内で遂行されることができ、このノートパソコンは、キーボード、ノートパソコンのコンピューティングデバイスに組み込まれるか、接続されているモニター、及び記号のイメージを発生させるようにモニターを制御することができるメモリー付きプロセッサを備えている。別の実施形態では、表示デバイス４１はプロジェクタにより投影された記号のイメージを表示する壁掛けスクリーンであってもよい。プロジェクタはノートパソコンの制御下にあってもよいが、別の実体（装置）により動作するものであってもよい。
【００４４】
コンピューティングデバイス４３では、事前計算された記号間の類似性の値に属する、応答に対する値の登録Ｓ４３１が行われる。この工程では、受診者の応答が正しければ、すなわち、表示デバイス４１上に表示された記号の正体が応答と同一であれば「１」の値が登録される。他方、受診者の応答が間違いである場合、事前計算された値が登録される。この事前計算値は、図２に示した、記号対の類似性について計算した値と同一である。有利な態様では、類似性はオプトタイプ相関（ＯＣ）として事前計算することができる。例えば、表示された記号が「Ｃ」であって、受診者の応答が「Ｃ」であった。この場合、登録値は「１」である。表示された記号が「Ｃ」であったが、受診者の応答が「Ｄ」であった場合には、登録値は「０.４６」である。これは、縦列が「Ｃ」で横列が「Ｄ」の欄の値である。次の工程は、各記号サイズごとの認識率（ＲＲ）の値の計算Ｓ４３２である。ＲＲは各記号サイズの登録値の平均として算出してもよい。
【００４５】
その次の工程では、ＲＲ値から測定視力が決定される（Ｓ４３３）。視力決定は、各記号サイズのＲＲ値にフィットする関数を計算し、ＲＲ閾値（ＲＲ0）に属する視力を規定するという工程を包含しうる。
【００４６】
本発明の視力測定方法の有用性を実証し、かつＲＲ0 較正法用のデータを提供するために、環境条件を緊密な制御下に保持した特別な測定段取り(セットアップ)を履行した。表示デバイスの機能を遂行するコンピュータスクリーン（ＬＣＤモニター）上で受診者に記号を一つずつ提示した。試験距離は、遠近調節のない測定を確保するのに十分な大きさとなるように事前に選択しておいた。その人の眼の被写界深度は１／４ジオプターであり、これは試験距離が４メートル以上でなければならないことを意味する。画素ピッチが０.２６５ｍｍのＩＰＳ方式（in-plane switching）ＬＣＤモニターを使用した。それらの記号は十分に大きな解像度で表示されたので、試験距離は９.５メートルにセットした。この比較的大きな距離により、臨床測定で達成可能なものより高密度の視力スケール（ΔｌｏｇＭＡＲ≒０.０５）のサンプリングが可能になる。これにより結果の誤差がさらに低減する。測定に使用した各記号サイズ（全部で１４）は、その記号の線幅（線の太さ）が画素ピッチの整数倍となるものであった。人間の瞳孔は明所視条件よりメゾスコピック（中間視）条件下ではより広くなるので、照度約１０ルックス（即ち、３.２ｃｄ／ｍ2 平均輝度）の暗くした室内で測定を実施した。このような環境では、屈折異常（色収差及び高次単色収差）は視力に対してより著しい影響を及ぼす。モニターの輝度は、ＩＣＯ規格（最低８０ｃｄ／ｍ2）を満たす、９０ｃｄ／ｍ2-sであった。この方法の１例を図５に示す。
【００４７】
本プログラムで最も重要な入力パラメータＳ５１は、表示された記号サイズと１サイズあたりの試験記号の数である。ＰＣを基本構成とするセットアップの主な利点の一つは、カスタマイズされた測定を実施することができること、即ち、現在検査を受けている受診者に合うように試験パラメータをフィットさせることができることである。さらに、一つの試験距離だけで広い視力範囲の受診者を検査するのに十分であり、これによって容易な検査実施と正確かつ信頼性ある結果が確保される。測定中にアルゴリズムが記号サイズＳ５２及び記号種類Ｓ５４を見直し、各サイズにおいて記号の入れ換えＳ５３を行う。こうすれば受診者は記号の順番を暗記することができない。アルゴリズムはモニター上に記号の出力Ｓ５５を行い、応答を待つ。応答を得たら、表示記号−同定記号の対をその後の解析のために保存する。次の検査記号は、常に応答の取得Ｓ５７があった後でしか表示されない。記号はパーマネントホワイト色の背景上に一つずつ示されるので、混み合いが測定に影響を及ぼすことはない。この「一度に一つ」の表示方法により、従来技術による視力検査表の１列に印刷された５個の符号の代わりに、各文字サイズの全ての記号、例えば、英語アルファベットの全２６個の大文字を検査することが可能となる。試験記号の数が増えることにより、このセットアップは、臨床測定より多くの情報を提供し、そのために統計的に結果の誤差が減少する。さらに、例えば英語アルファベットの全２６文字を各文字サイズごとに検査することで、受診者は各サイズごとに同じ作業を正確に行わなければならなくなり、これによって信頼性のある視力スコアリングが得られる。１４種類の文字サイズ（視力検査表の正常及び超正常（supernormal）視力範囲、即ち、ｌｏｇＭＡＲ値で０.２から−０.４まで）及び１列に２６のオプトタイプの場合で、測定には約３０分を要する。
【００４８】
測定中は、臨床測定と同様に、受診者は片眼でモニターを見つめ、反対側の眼は透明であるが不透過性のシールドで覆った。換言すると、視力は、２つの眼について別々に求める。瞳孔サイズが視力に著しく影響するので、視力検査中はデジタルカメラで瞳孔径の制御Ｓ５６を絶えず行った。応答の登録Ｓ５８をオプトタイプ相関値で行い、認識率の計算Ｓ５９を行った。ＲＲ値に基づき視力の決定Ｓ６０を行う。
【００４９】
図６にはコンピューティングデバイスの１例が示されている。コンピューティングデバイス４３は入力デバイス４２から受診者の視力を計算するための情報を受け取る。この態様では、コンピューティングデバイス４３はプロセッサ４３１と記憶装置（ストレージ）４３２とから構成される。該記憶装置４３２は該プロセッサ４３１により実行可能な命令を格納し、それにより前記コンピューティングデバイス４３は、記号類似性の事前計算値に属する応答に対する値の登録工程Ｓ４３１、各記号サイズについて認識率ＲＲの値の計算工程Ｓ４３２、そしてＲＲ値から測定視力の決定工程Ｓ４３３、を行うように動作する。コンピューティングデバイス４３はまた、各記号サイズについて登録値の平均としてのＲＲ値の計算Ｓ４３２を実施し、このＲＲ値から測定視力の決定Ｓ４３３を行うようにも動作する。測定視力の決定Ｓ４３３は、各記号サイズについてＲＲ値にフィットする関数を計算し、ＲＲ閾値ＲＲ0 に属する視力を規定するという工程からなっていてもよい。
【００５０】
コンピューティングデバイス４３の動作は、少なくとも一つのプロセッサ４３１により実行された時に、コンピューティングデバイス４３が、記号の類似性の事前計算値に属する応答に関する値の登録Ｓ４３１を行い、各記号サイズについてＲＲ値の計算Ｓ４３２を行い、そして、これら複数ＲＲ値から測定視力の決定Ｓ４３３を行うように仕向ける命令を含んだコンピュータプログラムにより行われる。
【００５１】
コンピューティングデバイス４３が備える記憶装置４３２は、記号類似性の事前計算値に属する応答についての値の登録工程Ｓ４３１、各記号サイズについてＲＲ値の計算工程Ｓ４３２、そして得られた複数のＲＲ値からの測定視力の決定工程Ｓ４３３をそれぞれ実施するように、少なくとも１つの登録部４３２１、計算部４３２２及び決定部４３２３を含んでいる。
【００５２】
以上に、本発明の好適態様を図面を参照しながら詳しく説明したが、本発明はここに開示した態様に限定されるものではなく、視力測定についての数多くの再構成、変形及び置換が、本発明を逸脱せずに、下記の特許請求の範囲により実現及び規定される通り、可能であることは当然である。
【図１】
2019524405.tif 000014
【図２】
2019524405.tif 000015
【図３】
2019524405.tif 000016
【図４】
2019524405.tif 000017
【図５】
2019524405.tif 000018
【図６】
2019524405.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月1日(2019.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には臨床視力測定に関する。具体的には、制限を意図しないが、本発明は、人の視力測定を改善する方法、システム及びデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
視力は、人の眼の知覚された解像力を記述する最も重要な眼科学的な量（数値）である。その測定は記号（シンボル）（文字、数字又は任意のタイプの符号（キャラクター））認識に基づいている。しかし、認識は眼の光学的性質のみならず、認知及び運動能力にも依存する。この複雑さのため、視力の値は精神状態、疲労及び環境因子によって影響を受ける。臨床のやり方では、慣用の測定は視力表又は眼チャートを用いて行われる。人の仕事は、１列（１段）ごとにサイズが小さくなる記号を正確に認識することである。この「列割り当て」スコアリング法によれば、視力の値は、５０〜６０％以上の記号が正確に見えている列に対応する（文献１：Duane T. (2006) Duane's Clinical Ophthalmology, Lippincott Williams & Wilkins, CD-ROM版, (http://www.oculist.net/downaton502/prof/ebook/duanes/index.html) 及び文献２：International Council of Ophthalmology, Visual Functions Committee (1988), Visual Acuity Measurement Standard, ICO 1984, Italian Journal of Ophthalmology, II/I 1988, pp 1/15を参照）。
【０００３】
その小数計量値（decimal metric）はＶで表され、次式で定義される。
【０００４】
【数１】
2019524405.tif 000020
【０００５】
式中、５αは角度単位の分での認識できる最小の記号の視角（angle of view）である。
【０００６】
測定結果は、多くの環境パラメータ、例えば、文字（記号）のスタイル／コントラスト／色、１列の文字数、チャートと部屋の明るさ、試験距離など、に強く影響される。パラメータの設定に国際規格はないが、多くの伝統的な構成が存在する。例えば、ＥＴＤＲＳ（Early Treatment of Diabetic Retinopathy Study）チャートが多くの臨床研究に使用されていて、これは米国規格であると考えられている（Duane, 2006; International Council of Ophthalmology (ICO), 1984）。このチャートは、各列に５文字ずつで、文字の間と列の間の間隔は文字サイズに等しい特別なレイアウトを持つ。これは、全ての符号についてほぼ同一の読みやすさを達成するように特に視力測定のために考案された、いわゆるスローン（ＳＬＯＡＮ）キャラクター（字形）を用いて実施される。その他の設定はほとんどの国でほぼ一様であるが、場合によっては非常に異なる。
【０００７】
現行の眼チャートの文字サイズは１列ごとに約１／１.２６×（即ち、ｌｏｇＭＡＲスケールで０.１）ずつ小さくなり、このために迅速な検査サイクルのための変化精度が制限される。臨床の常用検査とは異なり、臨床研究用の検査ではより高い精度及びより良好な反復性を必要とする。この目的で、列ではなく個々の文字に対する応答を記録することに基づいたいくつかのスコアリング法が存在する（「１文字」スコアリング）。最も一般的なやり方によれば、被験者に見える最後の列のｌｏｇＭＡＲ値を間違えた各文字あたり０.０２だけ増大させる。これは、伝統的な方法では１列に５文字が配置されているためである（０.０２＝０.１／５）（Kaiser, P.K. (2009) Prospective Evaluation of Visual Acuity Assessment: a Comparison of Snellen Versus ETDRS Charts in Clinical Practice (an AOS Thesis), Transactions of the American Ophthalmological Society, 107:311-324）。これは確かに記録されたスコアを精密化するが、得られた数値は、上に提示された列割り当てスコアリング法の通常の６０％蓋然性の閾値には対応していないので解釈が困難となる。
【０００８】
従来の１文字スコアリング法では、検査者は人が表示された文字を正確に認識したか否かを登録する。こうして、単に認識の事実、より正確には認識の蓋然性（Ｐ）が試験されるので、回答は、誤答／正答に対応する０（ゼロ）と１の二進法で表される。しかし、状況は実際にはより複雑である：誤答の場合、人にその文字が全く見えていないかどうかは不確かである。換言すると、「Ｐ」と「Ｆ」のように似ている文字を混同した場合は、「Ｂ」と「Ａ」のように全く異なる文字を誤認した場合よりよく見えていることを暗示している。
【０００９】
文献ＵＳ２０１６０８９０１８も視力測定に関し、ここには視力を測定するためのシステム及び方法が提供されている。このシステムは、表面、例えば、コンピュータディスプレイスクリーン又は壁面スクリーン上にコンピュータで発生させたオプトタイプ（視力検査表文字／符号）のイメージを投影するようにしたコンピュータ又はプロジェクタと制御ユニットとから構成される。前記コンピュータ又はプロジェクタは、イメージの連続体として一定割合で変化するサイズのオプトタイプを投影するように適合させてある。検査は、患者（人）の反応時間を補償するために両方向にオプトタイプのサイズを変化させることにより行われる。例えば、大きなオプトタイプで始めて、そのサイズを、患者がそのオプトタイプをもはや読むことができないと合図するまで一定割合で小さくしていく。その後、今度は小さなオプトタイプから始め、患者がそのオプトタイプを読むことができると合図するまで、そのサイズを一定割合で大きくしていくことで検査を続ける。この関連技術に関する問題点は、この技術も異なる記号の類似性を考慮に入れていないことである。
【００１０】
本発明者らは視力測定を改善することに目的を設定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許出願公開２０１６／００８９０１８
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Duane T. (2006) Duane's Clinical Ophthalmology, Lippincott Williams & Wilkins, CD-ROM版
【非特許文献２】International Council of Ophthalmology, Visual Functions Committee (1988), Visual Acuity Measurement Standard, ICO 1984, Italian Journal of Ophthalmology, II/I 1988, pp 1/15
【非特許文献３】Kaiser, P.K. (2009) Prospective Evaluation of Visual Acuity Assessment: a Comparison of Snellen Versus ETDRS Charts in Clinical Practice (an AOS Thesis), Transactions of the American Ophthalmological Society, 107:311-324
【発明の概要】
【００１３】
本発明は上述した問題点並びに以下の説明を理解することから明らかになる他の問題点を解決する方法、システム及びコンピューティングデバイスに関係する。
【００１４】
従って、本発明の１側面は、人の視力を測定する方法を提供することである。この方法では、複数セットの記号（シンボル）を表示デバイス上で人に異なるサイズで見せる。入力デバイスにおいて人の応答を受け取る。この応答はその記号のアイデンティティ（同定）を表すものである。コンピューティングデバイスにおいて、ａ）記号間の類似性の事前計算値に属する応答への値を登録し、ｂ）各記号サイズに対する認識率（ＲＲ，rate of recognition）の値を計算し、そしてｃ）ＲＲ値から測定視力を求める。
【００１５】
別の側面では、本発明は表示デバイス、入力デバイス及びコンピューティングデバイスを備えるシステムに関する。表示デバイスはサイズの異なる複数組（複数セット）の記号を人に見せることができる。入力デバイスは、見せた記号の同定を示す人の応答を受け取ることができ、そしてコンピューティングデバイスは、ａ）記号間の類似性の事前計算値に属する応答への値を登録し、ｂ）各記号サイズについて認識率（ＲＲ）の値を計算し、そしてｃ）ＲＲ値から測定視力を求める。
【００１６】
さらに別の側面では、本発明はコンピューティングデバイスに関する。このコンピューティングデバイスはプロセッサ及びメモリー（記憶機構）を備える。このメモリーは、前記プロセッサにより実行可能な命令を格納していて、それにより該コンピューティングデバイスは、ａ）記号間の類似性の事前計算値に属する応答への値を登録し、ｂ）各記号サイズに対する認識率（ＲＲ）の値を計算し、そしてｃ）ＲＲ値から測定視力を求めるように動作する。
【００１７】
本発明はまた、本発明のコンピューティングデバイスの少なくとも１つのプロセッサにより実行された時に該コンピューティングデバイスに上記方法の工程を実施させる命令を含んでいるコンピュータプログラムにも関する。
【００１８】
本発明はまた、前記コンピュータプログラムを格納したキャリアをも包含し、ここで該キャリアは電気信号、光学信号、無線信号又はコンピュータで読み出し可能な記憶媒体の一つである。
【００１９】
有利な態様の一つにおいて、記号（例、文字）間の類似性を定量化するために、記号の各対について事前計算された値である「オプトタイプ相関」（ＯＣ，optotype correlation）という量を導入する。事前計算とは、それらの値が人の応答に先立って計算されていることを意味する。ＯＣは、記号を横断して計算された適正改変ピアソンの相関係数の値（the appropriately modified Pearson's correlation values）に基づくものでよく、相関（係数）の数学的基礎に基づいてこれらの記号の特性を記述する。ＯＣがとる可能な値は−１から＋１までの範囲に及び、値がより大きいほど類似性がよりよいことを意味する。具体的には、＋１は完全なマッチ（対応）を意味し、０はランダムな選択を、そして−１は２つの記号が互いに全く正反対であることを意味する。視力測定中に、事前計算されたＯＣ値が、人の応答に応じて、同じサイズでの各記号について記録される。人の眼の視作業は、その人が同じサイズの１組の記号について生じたＯＣ値の平均である「認識率」（ＲＲ）の値により定量化される。
【００２０】
本発明の最も重要な利点は、視力測定の不確実性を低減させることである。
【００２１】
本発明のより完全な理解のために添付図面と共に以下に本発明の詳細な説明を行う。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】相関する２つの記号の１例である。
【図２】英語アファベットの最初の５文字についてのオプトタイプ相関の数値の１例である。
【図３】認識率（ＲＲ）と逆視角（ｖ）との間の関係の１例を示す。
【図４】視力を測定するための方法、システム及び計算デバイスの組合わせ図を示す。
【図５】測定方法の１例である。
【図６】コンピューティングデバイスの１例である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
記号間の類似性の定量化は相関計算に基づいて実施しうる。この計量は「オプトタイプ相関」（ＯＣ）と呼ばれる。「オプトタイプ」なる用語は、従来技術における記号、符号又は数字を表す。ＯＣは人が記号をいかに正確に見るかに依存してはならない。そうではなく、人に特異的な人為結果を避けるために、ＯＣは記号をそれらの本来の形状で比較すべきである。また、ＯＣ値は記号のサイズによる影響も受けることができず、記号の形状だけをその定義において考慮すべきである。このために、ＯＣの事前計算は、それらの記号の歪みのない高解像度の白黒イメージで、例えば、英語アルファベットの大文字のイメージで行われる。ここで、それらのイメージは二次元マトリックス（行列）として表される。特にイメージ比較のために開発された数学的関数は、ピアソン相関（係数）と呼ばれ、これは、２つの画像（イメージ）の類似性を、次式に従って単一スカラー数ρ(ｐ,ｑ) により特徴づけるものである。
【００２４】
【数２】
2019524405.tif 000021
【００２５】
上の式において、ｆ(ｘ,ｙ) 及びｇ(ｘ,ｙ)は、比較される２つの記号のマトリックスであり、ｐ及びｑはそれらマトリックス間の相対的横方向シフトを意味し、そして
【００２６】
【数３】
2019524405.tif 000022
【００２７】
はｆ(ｘ,ｙ)の平均値を意味する。ピクセル座標はｘ−ｙ及びｐ−ｑにより表示される。２つの記号のマトリックスは２値正方行列であり、ここで一つの符号は１５０×１５０のエレメント（即ち、ピクセル又は画素）によりカバーされる。黒色の記号のセルはゼロであり、白色の背景のセルは１で表される。各記号は、事前計算時の数値上の人為結果を避けるために、その記号の周囲がさらに１５０ピクセル幅の白色のボーダー（縁）で包囲される。ρの可能な値は−１から＋１までの範囲であり、ここで＋１は同一マトリックスを示し、数値が大きいほどより関係の大きいマトリックスに属し、０はランダム選択に属し、そして−１は２つのマトリックスが互いに正反対であることを意味する。ρの値は２つのマトリックスが互いに対してどの程度シフトしているかに特異的に依存する。オプトタイプ相関の定量化に対しては、次式のように、相関値がその最大である場合を常に選択する。
【００２８】
【数４】
2019524405.tif 000023
【００２９】
例えば、図１を参照すると、そこには文字「Ｌ」と文字「Ｉ」とが最大の相関位置にある。領域１１、１２、１３、１４は文字「Ｉ」に属し、領域１３、１５は文字「Ｌ」に属する。人のランダム応答に対する相関値の分布がゼロによる誤答の通常表示と一致するようになるために、予測相関値を不正確な認識の場合をゼロに改変する。これがＯＣの値を得る方法（次式）である。
【００３０】
【数５】
2019524405.tif 000024
【００３１】
上記式中、
【００３２】
【数６】
2019524405.tif 000025
【００３３】
は１という数値（the unity value）をとらないピアソン相関分布の予測値を意味する。上の線形変換は、誤認の予測値がゼロであって、正しい認識が１として表されることを保証する。
【００３４】
ＳＬＯＡＮ字形の場合の英語アルファベットの最初の５文字についてのＯＣの数値を図２に示す。英語アルファベットの全２６文字についてのＯＣマトリックスは対称形であり、これは類似性演算がその変数に対して交換可能（可換）性であることを意味する。マトリックスの主対角線に位置する同じ文字の場合、オプトタイプ相関値は１である。さらに、オプトタイプ相関値は、例えば、「Ａ」と「Ｂ」（ＯＣ：−０.２１）のように類似性の小さい文字の場合より、「Ｂ」と「Ｅ」（ＯＣ：０.７９）のように類似性の高い文字の方が大きくなる。小さな文字の場合（人にその文字が全く見えない時）、ある一定の文字サイズで得られた平均オプトタイプ相関が認識蓋然性に等しくなるということも上の式から理解される。検査中に英語アルファベットの全２６文字を使用する場合には、認識蓋然性の値はＰ＝１／２６≒０.０４である。結果はこの理論的予測とよく一致する。数値１を単位として、全ＯＣマトリックスの平均値は０.０４である。同時に、大きな文字の場合（人にその文字形のディテールが全て見える時）、オプトタイプ相関と認識蓋然性の両方の予測値が１である。
【００３５】
上の考察によると、ＯＣの平均値は認識蓋然性（Ｐ）に直接的に比較できるが、視覚についてより多くの情報を与える。この理由から、次式で示される認識率（ＲＲ）と呼ばれる、ある一定記号サイズでの視力を定量化するための新たな測定基準が提案される。
【００３６】
【数７】
2019524405.tif 000026
【００３７】
ＲＲは、一定の記号サイズでのＯＣ値の平均である。人に記号がいくらかぼけて見える中間領域では、ＲＲは認識蓋然性（Ｐ）より常にいくらか大きくなることに留意しなければならない。典型的な測定のＲＲの結果を、ＲＲと次式で示される逆視角（ｖ）との関係の明確な理解のために図３に示す。
【００３８】
【数８】
2019524405.tif 000027
【００３９】
ここで、αは記号サイズに比例する。図３における測定点は、明らかに滑らかな曲線でフィットしうるトレースに偏向して沿っている。この曲線の形状についての理論的説明は現時点は存在しないので、解析形態が選択される。即ち、各記号サイズのＲＲ値にフィッティングさせることにより関数が算出される。主要な側面はロバスト・フィット（robust fit）を提示することであったので、いわゆるスーパーガウス（ＳＧ，Super-Gaussian）関数を使用した。
【００４０】
ある人についての視力（Ｖ）は、その人の登録されたＲＲ値にフィットさせたスーパーガウス曲線から正確に求めることができる。この測定視力は、ＲＲが所定の閾値（ＲＲ0）に等しい（又は下回る）特定の記号サイズ（ｖ0）に対応する。これは数学的には次式で表される。
【００４１】
【数９】
2019524405.tif 000028
【００４２】
図４には、視力を測定するための方法、システム及びコンピューティング装置の１例を説明するための組合わせフロー図を示す。表示デバイス（４１）上で、異なるサイズの複数組の記号が人に提示される（Ｓ４１１）。記号は、異なるサイズの符号、文字又はオプトタイプとすることができる。
【００４３】
入力デバイス４２は記号の同定を表す人の応答Ｓ４２１を受け取る。応答は入力デバイス４２に入力される記号の同定についての音声又は触覚による反応でよく、従って入力デバイス４２は、例えば、人からの口頭の回答を受信するための音声認識モジュールを備えたマイクロフォン４２１でもよく、又はキーボードのような触覚反応認識モジュール４２２でもよい。それらは、記号の同定の表示となる人の応答を受け取って、その応答の情報をコンピューティングデバイス４３に送信するように動作する。表示デバイス４１、入力デバイス４２及びコンピューティングデバイス４３の分離は、それらがそれぞれ実行する機能に基づくものであって、それらが履行される物理的実体（physical entity）に基づくものではない。例えば、表示デバイス４１と入力デバイス４２とコンピューティングデバイス４３は単一のノートパソコン内で遂行されることができ、このノートパソコンは、キーボード、ノートパソコンのコンピューティングデバイスに組み込まれるか、接続されているモニター、及び記号のイメージを発生させるようにモニターを制御することができるメモリー付きプロセッサを備えている。別の実施形態では、表示デバイス４１はプロジェクタにより投影された記号のイメージを表示する壁掛けスクリーンであってもよい。プロジェクタはノートパソコンの制御下にあってもよいが、別の実体（装置）により動作するものであってもよい。
【００４４】
コンピューティングデバイス４３では、事前計算された記号間の類似性の値に属する、応答に対する値の登録Ｓ４３１が行われる。この工程では、人の応答が正しければ、すなわち、表示デバイス４１上に表示された記号の正体が応答と同一であれば「１」の値が登録される。他方、人の応答が間違いである場合、事前計算された値が登録される。この事前計算値は、図２に示した、記号対の類似性について計算した値と同一である。有利な態様では、類似性はオプトタイプ相関（ＯＣ）として事前計算することができる。例えば、表示された記号が「Ｃ」であって、人の応答が「Ｃ」であった。この場合、登録値は「１」である。表示された記号が「Ｃ」であったが、人の応答が「Ｄ」であった場合には、登録値は「０.４６」である。これは、縦列が「Ｃ」で横列が「Ｄ」の欄の値である。次の工程は、各記号サイズごとの認識率（ＲＲ）の値の計算Ｓ４３２である。ＲＲは各記号サイズの登録値の平均として算出してもよい。
【００４５】
その次の工程では、ＲＲ値から測定視力が決定される（Ｓ４３３）。視力決定は、各記号サイズのＲＲ値にフィットする関数を計算し、ＲＲ閾値（ＲＲ0）に属する視力を規定するという工程を包含しうる。
【００４６】
本発明の視力測定方法の有用性を実証し、かつＲＲ0 較正法用のデータを提供するために、環境条件を緊密な制御下に保持した特別な測定段取り(セットアップ)を履行した。表示デバイスの機能を遂行するコンピュータスクリーン（ＬＣＤモニター）上で人に記号を一つずつ提示した。試験距離は、遠近調節のない測定を確保するのに十分な大きさとなるように事前に選択しておいた。その人の眼の被写界深度は１／４ジオプターであり、これは試験距離が４メートル以上でなければならないことを意味する。画素ピッチが０.２６５ｍｍのＩＰＳ方式（in-plane switching）ＬＣＤモニターを使用した。それらの記号は十分に大きな解像度で表示されたので、試験距離は９.５メートルにセットした。この比較的大きな距離により、臨床測定で達成可能なものより高密度の視力スケール（ΔｌｏｇＭＡＲ≒０.０５）のサンプリングが可能になる。これにより結果の誤差がさらに低減する。測定に使用した各記号サイズ（全部で１４）は、その記号の線幅（線の太さ）が画素ピッチの整数倍となるものであった。人間の瞳孔は明所視条件よりメゾスコピック（中間視）条件下ではより広くなるので、照度約１０ルックス（即ち、３.２ｃｄ／ｍ2 平均輝度）の暗くした室内で測定を実施した。このような環境では、屈折異常（色収差及び高次単色収差）は視力に対してより著しい影響を及ぼす。モニターの輝度は、ＩＣＯ規格（最低８０ｃｄ／ｍ2）を満たす、９０ｃｄ／ｍ2-sであった。この方法の１例を図５に示す。
【００４７】
本プログラムで最も重要な入力パラメータＳ５１は、表示された記号サイズと１サイズあたりの試験記号の数である。ＰＣを基本構成とするセットアップの主な利点の一つは、カスタマイズされた測定を実施することができること、即ち、現在検査を受けている人に合うように試験パラメータをフィットさせることができることである。さらに、一つの試験距離だけで広い視力範囲の人を検査するのに十分であり、これによって容易な検査実施と正確かつ信頼性ある結果が確保される。測定中にアルゴリズムが記号サイズＳ５２及び記号種類Ｓ５４を見直し、各サイズにおいて記号の入れ換えＳ５３を行う。こうすれば人は記号の順番を暗記することができない。アルゴリズムはモニター上に記号の出力Ｓ５５を行い、応答を待つ。応答を得たら、表示記号−同定記号の対をその後の解析のために保存する。次の検査記号は、常に応答の取得Ｓ５７があった後でしか表示されない。記号はパーマネントホワイト色の背景上に一つずつ示されるので、混み合いが測定に影響を及ぼすことはない。この「一度に一つ」の表示方法により、従来技術による視力検査表の１列に印刷された５個の符号の代わりに、各文字サイズの全ての記号、例えば、英語アルファベットの全２６個の大文字を検査することが可能となる。試験記号の数が増えることにより、このセットアップは、臨床測定より多くの情報を提供し、そのために統計的に結果の誤差が減少する。さらに、例えば英語アルファベットの全２６文字を各文字サイズごとに検査することで、人は各サイズごとに同じ作業を正確に行わなければならなくなり、これによって信頼性のある視力スコアリングが得られる。１４種類の文字サイズ（視力検査表の正常及び超正常（supernormal）視力範囲、即ち、ｌｏｇＭＡＲ値で０.２から−０.４まで）及び１列に２６のオプトタイプの場合で、測定には約３０分を要する。
【００４８】
測定中は、臨床測定と同様に、人は片眼でモニターを見つめ、反対側の眼は透明であるが不透過性のシールドで覆った。換言すると、視力は、２つの眼について別々に求める。瞳孔サイズが視力に著しく影響するので、視力検査中はデジタルカメラで瞳孔径の制御Ｓ５６を絶えず行った。応答の登録Ｓ５８をオプトタイプ相関値で行い、認識率の計算Ｓ５９を行った。ＲＲ値に基づき視力の決定Ｓ６０を行う。
【００４９】
図６にはコンピューティングデバイスの１例が示されている。コンピューティングデバイス４３は入力デバイス４２から人の視力を計算するための情報を受け取る。この態様では、コンピューティングデバイス４３はプロセッサ４３１と記憶装置（ストレージ）４３２とから構成される。該記憶装置４３２は該プロセッサ４３１により実行可能な命令を格納し、それにより前記コンピューティングデバイス４３は、記号類似性の事前計算値に属する応答に対する値の登録工程Ｓ４３１、各記号サイズについて認識率ＲＲの値の計算工程Ｓ４３２、そしてＲＲ値から測定視力の決定工程Ｓ４３３、を行うように動作する。コンピューティングデバイス４３はまた、各記号サイズについて登録値の平均としてのＲＲ値の計算Ｓ４３２を実施し、このＲＲ値から測定視力の決定Ｓ４３３を行うようにも動作する。測定視力の決定Ｓ４３３は、各記号サイズについてＲＲ値にフィットする関数を計算し、ＲＲ閾値ＲＲ0 に属する視力を規定するという工程からなっていてもよい。
【００５０】
コンピューティングデバイス４３の動作は、少なくとも一つのプロセッサ４３１により実行された時に、コンピューティングデバイス４３が、記号の類似性の事前計算値に属する応答に関する値の登録Ｓ４３１を行い、各記号サイズについてＲＲ値の計算Ｓ４３２を行い、そして、これら複数ＲＲ値から測定視力の決定Ｓ４３３を行うように仕向ける命令を含んだコンピュータプログラムにより行われる。
【００５１】
コンピューティングデバイス４３が備える記憶装置４３２は、記号類似性の事前計算値に属する応答についての値の登録工程Ｓ４３１、各記号サイズについてＲＲ値の計算工程Ｓ４３２、そして得られた複数のＲＲ値からの測定視力の決定工程Ｓ４３３をそれぞれ実施するように、少なくとも１つの登録部４３２１、計算部４３２２及び決定部４３２３を含んでいる。
【００５２】
以上に、本発明の好適態様を図面を参照しながら詳しく説明したが、本発明はここに開示した態様に限定されるものではなく、視力測定についての数多くの再構成、変形及び置換が、本発明を逸脱せずに、下記の特許請求の範囲により実現及び規定される通り、可能であることは当然である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記工程を含む、人の視力を測定する方法：
−表示デバイス（４１）上で、人にサイズの異なる複数セットの記号を見せる工程（Ｓ４１１）、
−入力デバイス（４２）において、記号の同定を示す人の応答を受け取る工程（Ｓ４１２）、
−コンピューティングデバイス（４３）において、
ａ）記号間の類似性の事前計算値に属する応答への値を登録し（Ｓ４３１）、
ｂ）各記号サイズについて登録された値から認識率（ＲＲ）の値を計算し（Ｓ４３２）、そして
ｃ）得られた複数ＲＲ値から測定視力を決定する（Ｓ４３２）工程。
【請求項２】
前記記号が、サイズの異なる符号、文字又はオプトタイプである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記応答が、入力デバイス（４２）に入力された記号の同定についての音声又は触覚反応である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記類似性の事前計算値が、記号対について計算された相関値である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記相関値がオプトタイプ相関ＯＣの値であり、これは次式により算出され
【数１０】
2019524405.tif 000029
式中、ρは全記号のピアソン相関分布であり、
【数１１】
2019524405.tif 000030
は、１という数値をとらないピアソン相関分布の予測値を意味する。
【請求項６】
ＲＲが各記号サイズについて登録された値の平均として計算される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ＲＲ値からの測定視力の決定が下記工程を含む、請求項１に記載の方法：
−各記号サイズのＲＲ値にフィットする関数を計算し、
−ＲＲ閾値ＲＲ0に属する視力を規定する。
【請求項８】
ＲＲ値にフィットする関数がスーパーガウス（ＳＧ）関数である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
表示デバイス（４１）と入力デバイス（４２）とコンピューティングデバイス（４３）とを備える、人の視力測定システムであって、ここで
−表示デバイス（４１）は人に異なるサイズの複数セットの記号を見せることができ、
−入力デバイス（４２）は、見せた記号の同定を示す人の応答を受け取ることができ、そして
−コンピューティングデバイス（４３）は、
ａ）記号間の類似性の事前計算値に属する応答への値を登録し、
ｂ）各記号サイズについて登録された値から認識率（ＲＲ）の値を計算し、そして
ｃ）得られた複数ＲＲ値から測定視力を決定する、
ことができる、前記システム。
【請求項１０】
コンピューティングデバイス（４３）が記号のイメージを発生させるために表示デバイスを制御することができる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
表示デバイス（４１）がプロジェクタにより投影された記号のイメージを表示するスクリーンである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
表示デバイス（４１）がコンピューティングデバイス内に格納されたか、又はこれに接続されたモニターである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
入力デバイス（４２）が、記号の同定を示す人の応答を受け取るように動作する、音声認識モジュール（４２１）又は触覚反応認識モジュール（４２２）を備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
人の視力を計算するために入力デバイス（４２）からの情報を受け取るコンピューティングデバイス（４３）であって、このコンピューティングデバイス（４３）は、プロセッサ（４３１）及び記憶装置（４３２）を備え、この記憶装置（４３２）は前記プロセッサ（４３１）により実行可能な命令を格納していて、それにより前記コンピューティングデバイス（４３）は、
ａ）記号間の類似性の事前計算値に属する応答への値を登録し、
ｂ）各記号サイズについて登録された値から認識率（ＲＲ）の値を計算し、そして
ｃ）これらのＲＲ値から測定視力を決定する、
ように動作する、前記コンピューティングデバイス。
【請求項１５】
コンピューティングデバイス（４３）が、各記号サイズについて登録された値の平均としてＲＲ値を計算するように動作する、請求項１４に記載のコンピューティングデバイス（４３）。
【請求項１６】
コンピューティングデバイス（４３）が、
−各記号サイズのＲＲ値にフィットする関数を計算し、そして
−ＲＲ閾値ＲＲ0 に属する視力を規定する、
ことにより、ＲＲ値からの測定視力の決定を行うように動作する、請求項１４に記載のコンピューティングデバイス（４３）。
【請求項１７】
コンピューティングデバイスの少なくとも１つのプロセッサにより実行された時に、このコンピューティングデバイスが請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法を実施するように仕向ける命令を含んでいる、コンピュータプログラム。
【請求項１８】
少なくとも１つの登録部（４３２１）、計算部（４３２２）及び決定部（４３２３）を含んでいる、請求項１７に記載のコンピュータプログラムを格納した記憶装置（４３２）。
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月17日(2019.6.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
記号間の類似性の定量化は相関計算に基づいて実施しうる。この計量は「オプトタイプ相関」（ＯＣ）と呼ばれる。「オプトタイプ」なる用語は、従来技術における記号、符号又は数字を表す。ＯＣは人が記号をいかに正確に見るかに依存してはならない。そうではなく、人に特異的な人為結果を避けるために、ＯＣは記号をそれらの本来の形状で比較すべきである。また、ＯＣ値は記号のサイズによる影響も受けることができず、記号の形状だけをその定義において考慮すべきである。このために、ＯＣの事前計算は、一組（１セット）の記号の歪みのない高解像度の白黒イメージで、例えば、英語アルファベットの大文字のイメージで行われる。ここで、それらのイメージは二次元マトリックス（行列）として表される。特にイメージ比較のために開発された数学的関数は、ピアソン相関（係数）と呼ばれ、これは、２つの画像（イメージ）の類似性を、次式に従って単一スカラー数ρ(ｐ,ｑ) により特徴づけるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記工程を含む、人の視力を測定する方法：
−表示デバイス（４１）上で、人にサイズの異なる複数セットの記号を見せる工程（Ｓ  ４１１）、
−入力デバイス（４２）において、所定記号サイズの各セットの記号のそれぞれ表示された記号について、同定された記号を示す人の応答を受け取る工程（Ｓ４１２）、
−コンピューティングデバイス（４３）において、
ａ）各応答に対して、表示された記号と応答に示された同定された記号とからなる記号対についての計算された相関値である類似性の事前計算値を登録し（Ｓ４３１）、
ｂ）各記号サイズについて、所定記号サイズについての登録された類似性の事前計算値の平均である認識率（ＲＲ）の値を計算し（Ｓ４３２）、そして
ｃ）得られた複数ＲＲ値から測定視力を決定する（Ｓ４３２）工程。
【請求項２】
前記記号が、サイズの異なる符号、文字又はオプトタイプである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記応答が、入力デバイス（４２）に入力された記号の同定についての音声又は触覚反応である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記相関値がオプトタイプ相関ＯＣの値であり、これは次式により算出され
【数１０】
2019524405.tif 000031
式中、ρは全記号のピアソン相関分布であり、
【数１１】
2019524405.tif 000032
は、１という数値をとらないピアソン相関分布の予測値を意味する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ＲＲ値からの測定視力の決定が下記工程を含む、請求項１に記載の方法：
−各記号サイズのＲＲ値にフィットする関数を計算し、
−ＲＲ閾値ＲＲ0に属する視力を規定する。
【請求項６】
ＲＲ値にフィットする関数がスーパーガウス（ＳＧ）関数である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
表示デバイス（４１）と入力デバイス（４２）とコンピューティングデバイス（４３）とを備える、人の視力測定システムであって、ここで
−表示デバイス（４１）は人に異なるサイズの複数セットの記号を見せるようになっており、
−入力デバイス（４２）は、所定記号サイズの各セットの記号のそれぞれ表示された記号について、同定された記号を示す人の応答を受け取るようになっており、そして
−コンピューティングデバイス（４３）は、
ａ）各応答に対して、表示された記号と応答に示された同定された記号とからなる記号対について計算された相関値である類似性の事前計算値を登録し、
ｂ）各記号サイズについて、所定記号サイズについての登録された類似性の事前計算値の平均である認識率（ＲＲ）の値を計算し、そして
ｃ）得られた複数ＲＲ値から測定視力を決定する、
ようになっている、前記システム。
【請求項８】
コンピューティングデバイス（４３）が記号のイメージを発生させるために表示デバイスを制御することができる、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
表示デバイス（４１）がプロジェクタにより投影された記号のイメージを表示するスクリーンである、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
表示デバイス（４１）がコンピューティングデバイス内に格納されたか、又はこれに接続されたモニターである、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
入力デバイス（４２）が、記号の同定を示す人の応答を受け取るように動作する、音声認識モジュール（４２１）又は触覚反応認識モジュール（４２２）を備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
人の視力を計算するために入力デバイス（４２）からの情報を受け取るコンピューティングデバイス（４３）であって、このコンピューティングデバイス（４３）は、プロセッサ（４３１）及び記憶装置（４３２）を備え、この記憶装置（４３２）は前記プロセッサ（４３１）により実行可能な命令を格納していて、それによりは請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法を実行するように動作する前記コンピューティングデバイス（４３）。
【請求項１３】
コンピューティングデバイスの少なくとも１つのプロセッサにより実行された時に、このコンピューティングデバイスが請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法を実施するように仕向ける命令を含んでいる、コンピュータプログラム。
【請求項１４】
少なくとも１つの登録部（４３２１）、計算部（４３２２）及び決定部（４３２３）を含んでいる、請求項１２に記載のコンピュータプログラムを格納した記憶装置（４３２）。
【国際調査報告】
2019524405.tif 000033
2019524405.tif 000034
2019524405.tif 000035