(57)【要約】  本発明の実施形態は、両眼眼位を決定する方法を含み、本方法は、見かけの距離で患者の第１の眼及び第２の眼の分離斜位を測定する段階と、測定された分離斜位を用いて見かけの距離での第１の眼及び第２の眼の調節性輻輳を決定する段階とを含む。他の実施形態では、両眼眼位を決定するシステムは、第１の眼及び第２の眼に対する像の投影のための立体視ディスプレイと、見かけの距離に従って像の投影を修正するための調節光学系と、第１の眼及び第２の眼の向きを追跡するための眼球追跡器と、両眼眼位の決定を管理するために立体視ディスプレイ、調節光学系、及び眼球追跡器に結合されたコンピュータとを含む。【選択図】図６Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両眼眼位を決定する方法であって、
見かけの距離で患者の第１の眼及び第２の眼の分離斜位を測定する段階と、
前記測定された分離斜位を用いて前記見かけの距離での前記第１の眼及び前記第２の眼の調節性輻輳を決定する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記測定段階は、
立体視ディスプレイを用いて前記第１の眼及び前記第２の眼に対して融合不能像を投影する段階、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記投影段階は、
前記第１の眼に対して優位像を投影する段階と、
前記第２の眼に対して非優位像を投影する段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記測定段階は、
眼球追跡器を用いて、弛緩状態にある前記第１の眼及び前記第２の眼のうちの少なくとも一方の向きを測定することによって前記分離斜位を測定する段階、
を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記測定段階は、
立体視ディスプレイを用いて、見かけの距離の輻輳で前記第１の眼に対して中心像を投影する段階と、
前記立体視ディスプレイを用いて、見かけの距離の輻輳で前記第２の眼に対して分散像を投影する段階を含み、前記中心像と前記分散像が融合不能であり、そして
眼球追跡器を用いて前記第１の眼及び前記第２の眼のうちの少なくとも一方の回転を追跡する段階と、
前記追跡された回転の安定化から弛緩状態を識別する段階と、
前記眼球追跡器及びコンピュータを用いて前記弛緩状態にある前記第１の眼及び前記第２の眼のうちの少なくとも一方の向きを測定することによって前記分離斜位を測定する段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記決定段階は、
測定された前記分離斜位を用いて補正された前記見かけの距離の輻輳で前記第１の眼に対する第１の像及び前記第２の眼に対する第２の像を立体視ディスプレイを用いて提示する段階、
を含み、
前記第１の像及び前記第２の像は、融合可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の像及び前記第２の像は、周囲のものである、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の像及び前記第２の像は、動的である、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の像及び前記第２の像は、静的である、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の像及び前記第２の像は、中心のものである、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記決定段階は、前記立体視ディスプレイを用いて交替方式で、
前記第１の眼に対して第１の追加の中心像を投影する段階と、
前記第２の眼に対して第２の追加の中心像を投影する段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記決定段階は、眼球追跡器を用いて、
前記第１の追加の中心像の前記投影に応答して前記第１の眼の調節を追跡する段階と、
前記第２の追加の中心像の前記投影に応答して前記第２の眼の調節を追跡する段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記決定段階は、前記立体視ディスプレイ及びコンピュータを用いて交替方式で、
前記第１の眼の前記調節を低減するために第１の反復的関連斜位によってシフトした第１の追加の中心像を投影する段階と、
前記第２の眼の前記調節を低減するために第２の反復的関連斜位によってシフトした第２の追加の中心像を投影する段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記決定段階は、前記眼球追跡器を用いて、
前記シフトした第１の追加の中心像の前記投影に応答して前記第１の眼の調節を追跡する段階と、
前記シフトした第２の追加の中心像の前記投影に応答して前記第２の眼の調節を追跡する段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記決定段階は、
前記第１及び第２の眼の有効調節が調節閾値よりも小さいか否かを決定する段階、
を含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記決定段階は、
前記第１及び第２の眼の前記有効調節が前記調節閾値よりも大きい場合に前記シフトした第１の追加の中心像を投影する前記段階に戻る段階と、
前記第１及び第２の眼の前記有効調節が前記調節閾値よりも小さい場合に最後の前記第１の反復的関連斜位及び最後の前記第２の反復的関連斜位から安定化した関連斜位を識別する段階と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記決定段階は、
前記分離斜位と前記安定化した関連斜位との和を前記見かけの距離に対応する前記調節性輻輳に対する補正として識別する段階、
を含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記両眼眼位を特徴付けるために調節性反応に対する前記調節性輻輳の比を使用する段階、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
遠見視力見かけの距離で前記方法を実施することからもたらされる調節性輻輳として遠見視力調節性輻輳を決定し、かつ
近見視力見かけの距離で前記方法を実施することからもたらされる調節性輻輳として近見視力調節性輻輳を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
遠見視力調節性反応と近見視力調節性反応とを決定する段階と、
前記第１の眼及び前記第２の眼の前記両眼眼位を特徴付けるために、前記遠見視力調節性輻輳から前記近見調節性輻輳を差し引いたものを前記遠見視力調節性反応から前記近見視力調節性反応を差し引いたもので割り算した比を構成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
近見視力調節性輻輳を決定する前記段階は、
赤道方向の下方の視角で前記近見視力調節性輻輳を決定する段階、
を含む、
ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記見かけの距離での前記測定段階及び該見かけの距離での前記決定段階は、調節光学系を用いて実施される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記患者からの反応を要請することなく方法を実施する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
両眼眼位を決定するシステムであって、
第１の眼及び第２の眼に対して可視像を投影する立体視ディスプレイと、
前記投影可視像を見かけの距離に従って修正する調節光学系と、
前記第１の眼及び前記第２の眼の向きを追跡する眼球追跡器と、
前記両眼眼位の決定を管理するために前記立体視ディスプレイ、前記調節光学系、及び前記眼球追跡器に結合されたコンピュータと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２５】
前記眼球追跡器は、
前記第１の眼及び前記第２の眼上に赤外線眼球追跡ビームを投影するためにシステムの前部の近くに位置決めされた赤外線発光ダイオードと、
前記第１の眼及び前記第２の眼を赤外線結像光で照明する赤外線光源と、
前記第１の眼及び前記第２の眼から反射された前記赤外線眼球追跡ビーム及び前記赤外線結像光を検出する赤外線カメラを有する赤外線テレスコープと、
を含む、
ことを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記眼球追跡器は、
前記検出された赤外線眼球追跡ビームと、
前記検出された赤外線結像光と、
を用いて前記第１の眼及び前記第２の眼の向きを決定する像認識システム、
を含む、
ことを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記立体視ディスプレイからの前記投影可視像を前記第１の眼及び前記第２の眼に経路変更し、かつ
前記第１の眼及び前記第２の眼からの赤外線眼球追跡ビームを透過させる、
ための赤外線透過性可視光ミラー、
を含み、
前記立体視ディスプレイの画面が、システムの主光路に対して周囲に位置決めされ、
前記眼球追跡器の赤外線テレスコープが、システムの前記主光路に位置決めされる、
ことを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【請求項２８】
前記第１の眼及び前記第２の眼からの赤外線眼球追跡ビームを経路変更し、かつ
前記立体視ディスプレイからの前記投影可視像を前記第１の眼及び前記第２の眼に透過させる、
ための可視光透過性赤外線ミラー、
を含み、
前記立体視ディスプレイは、システムの主光路に位置決めされ、
前記眼球追跡器の赤外線テレスコープが、システムの前記主光路に対して周囲に位置決めされる、
ことを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【請求項２９】
前記立体視ディスプレイは、
第１の立体視表示画面及び第２の立体視表示画面、
を含む、
ことを特徴とする請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記立体視ディスプレイは、
立体視表示画面と、
シャッター眼鏡及び偏光眼鏡のうちの少なくとも一方を含む同期眼鏡と、
を含む、
ことを特徴とする請求項２８に記載のシステム。
【請求項３１】
前記調節光学系は、
前記第１の眼及び前記第２の眼に対する前記見かけの距離を模擬するために変化する屈折力の一連の調節光学系レンズを有するフォロプターホイール、
を含む、
ことを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項３２】
前記調節光学系は、
湾曲ミラー、試用レンズ、出し入れ交換レンズ、調節可能液体レンズ、変形可能ミラー、ｚ方向可動ミラー、回転回折光学要素、平行移動回折光学要素、可変フォーカスモアレレンズ、及びフォーカスレンズ群のうちの少なくとも１つ、
を含む、
ことを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項３３】
前記調節光学系及び前記立体視ディスプレイは、
前記立体視ディスプレイ上に示される前記可視像がマイクロレンズアレイの光学特性と組み合わされて患者が見る前記見かけの距離を変更するのに使用される該マイクロレンズアレイ、
を含む単一光照射野ディスプレイに組み合わされる、
ことを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項３４】
前記調節光学系及び前記立体視ディスプレイは、
少なくとも１つのｍｅｍｓスキャナ、フォーカス調整器、及び光源、
を含む単一光照射野ディスプレイに組み合わされる、
ことを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項３５】
前記調節光学系は、
前記第１の眼及び前記第２の眼に対する前記見かけの距離の輻輳を模擬するために前記像の前記投影を該第１の眼及び該第２の眼に偏向する回転可能偏向器、回転可能プリズム、及び調節可能プリズムのうちの少なくとも１つの１対、
を含む、
ことを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、視力鋭敏性を測定するための方法及びシステムに関し、より具体的には、両眼眼位不良の測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
正常視力を用いて、個人は、異なる距離に位置付けられた物体にフォーカスすることができる。理想的には、個人は、遠見視力と呼ぶ遠い物体上にかつ近見視力と呼ぶ近い物体上にフォーカスすることができる。眼の光学系は、これらの距離の間でフォーカスを変えるために多くの筋肉を使用する。これらの筋肉は、遠見視力と近見視力の間で移行する時に眼の様々な態様を調節する。筋肉調節は、水晶体のフォーカスを調節するために水晶体の形状に微妙な変更を加える段階と、眼球を回転させてそれらの光軸を回転させる段階と、瞳孔のサイズを変える段階とを含む。
【０００３】
老眼は、人が歳を取る時に眼の水晶体の柔軟性の損失によって引き起こされる近見視力の自然な悪化である。老眼は、近い物体を凝視する時に眼が強度にフォーカスしなくてもよいように近見視力屈折誤差を補正する「老眼」鏡を着用することによって部分的に補償することができる。老眼の個人は、近見視力及び遠見視力に対して異なる光学補正を必要とする。しかし、２つの眼鏡を用いること及びこれらを頻繁に取り替えることは気分を乱される。眼鏡を絶えず取り替えることを回避するために、近見視力及び遠見視力に対して異なる光学補正を提供する遠近両用眼鏡を使用することができる。これらの２つの視力領域間の移行は、急変又は漸変である可能性がある。後者の眼鏡は、累進加算レンズ（ＰＡＬ）と呼ばれる。急変遠近両用眼鏡は、２つの視力領域を分離する可視ラインを有し、一方でＰＡＬは、異なる屈折力を有する領域間で可視ライン又はエッジを持たない。
【０００４】
この全ての進歩にも関わらず、一部のタイプの視力関連の不快感が依然として存続している。これらの不快感の１つは、現代のデジタル生活方式での習慣のシフトに関連している。職業の大きくかつ増大する部分が、労働者にコンピュータ画面及びモバイルデバイスを含む近距離デジタルインタフェースにフォーカスするのにかれらの労働時間の大きくかつ増大する部分を費やすことを要求している。同じことは、取りわけ、何時間もビデオゲームを競技し、セル電話上で文字通信して更新をチェックする多くの人の私生活に関しても真である。これらの全ての職業的及び行動的なシフトは、人々がデジタル画面、デバイス、ディスプレイ、及びモニタを以前よりもかなり近い距離で注視するのに費やす時間を急激に増加させている。眼が近見視力像に慣れる時間の増加は、近見視力に係わる筋肉に対して過度の要求を課し、多くの場合に快適ゾーンを超えてそれらを緊張させる。これは、疲労、不快感、疼痛、又は更にデジタルによって誘起される偏頭痛に至る可能性がある。現在までのところ、何百万人もの患者が毎日これらの疼痛を体験していても、これらのデジタルデバイス関連の視力不快感、疼痛、及び偏頭痛の詳細な因果関係の機構に関する広く受け入れられる統一見解は存在しない。従って、デジタル眼球不快感からの救済を提供することができる眼鏡又は他の視機能ソリューションに対する必要性が存在する。
【０００５】
図１〜図４は、両眼眼位不良の基本問題を示している。図１Ａは、図示の十字のような近い物体を注視する時に人間の視力は以下の２つの方法で遠近調節することを示している。第１に、人間は、距離Ｌの場所にある近い物体を各眼の網膜上に結像するように眼１−１及び１−２の屈折力を遠近調節する。これは、多くの場合に調節性反応Ａと呼ばれる。第２に、人間は、眼の視軸２−１及び２−２が同じ近い物体を指向するように眼１−１及び１−２を角度αだけ内向きに回転させる。この反応は、多くの場合に調節性輻輳ＡＣと呼ばれる。明らかな幾何学的理由から、直線前方基準軸に対する調節性輻輳ＡＣの角度αは、調節性反応Ａの距離Ｌに直接に関係し、すなわち、α＝α（Ｌ）が成り立つ。健康で十分な眼位を有する眼に関して、調節性反応Ａに対する調節性輻輳ＡＣの比ＡＣ／Ａは、物体距離Ｌと２つの眼の瞳孔距離ＰＤとに依存する幾何学的に十分に定義された関数である。
【０００６】
図１Ｂ〜図１Ｃは、眼が多くの場合に様々な形態の調節性眼位不良を示すことを示している。図１Ｂでは、２つの眼は、各々が内向きに、しかし、幾何学形状が要求すると考えられるものよりも小さい程度まで回転する。その結果、調節性輻輳角αは、幾何学的に必要なものよりも眼位不良角度βだけ小さくなる。幾分詳細に説明すると、眼２−１及び２−２の視軸は、近い物体を適正に見るために必要調節性眼位として示す方向を指向しなければならないが、その代わりにそれらは、より小さい程度まで内向きに回転し、代わりに弛緩した又は自然な調節性眼位として示す方向を指向する。
【０００７】
図１Ｃは、このより小さい回転が非対称である場合を示している。図示の場合に、第１の眼１−１の視軸２−１は、必要調節性眼位の方向を適正に指向し、一方で第２の眼１−２の視軸２−２は、調節性眼位不良角度βだけ眼位不良を有する弛緩した又は自然な調節性眼位の方向までのみ内向きに回転している。
【０００８】
図２Ａ〜図２Ｄは、一部のタイプの調節性眼位不良を示している。視力測定の異なる学派及び様々なモノグラフによって使用される眼位不良の定義は、一部の矛盾を示しており、これらの眼位不良を特徴付ける技術も様々である。従って、本明細書に示す定義は、単に例示的であるように意図しており、類似物及び均等物も例示する用語の範囲内である。
【０００９】
本発明で議論する眼位不良を正しい状況に置くために、最初に、像を融合するという概念を導入する。人間の眼が同じ物体を注視する時に、各眼は、その独自の視覚的知覚を生成する。これらの知覚は、眼から視力野に伝達され、そこで脳が２つの像を融合し、見られた物体の３次元（３Ｄ）知覚を生成する。視力測定診断システムを用いて、この像融合を検査することができる。例えば、同じ形状の２つの別々の物体は、２つの投影が単一物体から到着するように見える偏向器、プリズム、及びミラーを用いて２つの眼の中に別々に投影することができる。これらの視覚的知覚は、脳によって単一知覚像に融合されることになる。このようにして投影される物体は、融合可能像を提示する融合可能物体と呼ばれる。
【００１０】
実験で２つの物体間の距離が増大されるか、又は偏向角が増大されるか、又は物体の形状が修正される場合に、２つの眼内への投影は異なり始める。物体間の何らかの距離又は差の場所では、２つの眼の視覚的知覚間の不一致が閾値を超え、脳は、２つの像を単一知覚に融合することを停止する。距離、角度、又は形状のそのような差を有する物体は、融合不能像を提示する融合不能物体と呼ばれる。
【００１１】
これを前置きとして、図２Ａ〜図２Ｄは、多くの場合にマレットボックスと呼ばれる検査デバイスによって測定された固視不一致という概念を示している。マレットボックスは、垂直に位置合わせされた２つのバーと「Ｘ  Ｏ  Ｘ」水平「アンカー」とを表示する。一部の実施では、これら２つのバーを横方向にシフトさせることができる。他の実施では、同じ水平シフトを達成するために患者の眼の前に調節可能ミラー又はプリズムが配置される。適切な選択的光学系を用いて、アンカーとバーの一方のみとが中心バー５−１−ｃとして第１の眼１−１に対して示され、同じアンカーと他方のバーのみとが中心バー５−２−ｃとして第２の眼１−２に対して示される。アンカー、並びに中心バー５−１−ｃ及び５−２−ｃは明らかに融合可能である。従って、調節性眼位不良問題なしに患者の脳は、これらの像を適正に融合することになる。
【００１２】
図２Ｂは、調節性眼位不良を有する患者は像を適正に融合しないことになることを示している。典型的に観察されることは、両方の眼によって見られるアンカーの像は、単一像に適正に融合されるが、バーは、シフトされたものとして知覚されることである。第１の眼１−１は、シフトバー５−１−ｓを知覚し、一方で第２の眼１−２は、シフトバー５−２−ｓを知覚する。像中心への線と視軸２−１及び２−２のうちの一方との間の角度γは、固視不一致と呼ばれる。
【００１３】
図２Ｃ〜図２Ｄは、固視不一致を相殺又は補償するのに必要とされる角度を測定する方法を示している。図２Ｃのシステムでは、２つのバーは、逆向きシフトされる。第１の眼１−１に対して逆向きシフトバー５−１−ｘが示され、第２の眼１−２に対して逆向きシフトバー５−２−ｘが示される。これらのバーは、患者が２つのバーを位置合わせされたものとして知覚するまで逆向きシフトされる。視軸と逆向きシフトバーまでの線との間のこれらの逆向きシフトに対応する角度γ*は、測定されて典型的に関連斜位と呼ばれる。図２Ｄのシステムでは、これらのバーは逆向きシフトされない。代わりに、調節可能又は交換可能プリズム７が患者の眼の前に挿入される。これらのプリズムは、２つのバーが位置合わせされたものとして患者によって知覚されるまで調節又は交換される。次いで、屈折した視軸のプリズム角又は屈折角は、関連斜位γ*として報告される。
【００１４】
図３は、部分関連斜位を増大させることによって固視不一致がどのように部分的に補償されるかを示している。厳密には、固視不一致を完全に補償する（完全）関連斜位は、この曲線と部分関連斜位軸との交点によって与えられる。人間の視力が仮に純粋に光学過程であれば、部分関連斜位は、単に部分的に補償された固視不一致の負号のものに等しいであろう。従って、曲線は、原点を通り、−４５度傾いて左上コーナから右下コーナに向く直線であろう。しかし、図３は、人間の視力がかなり複雑であることを示しており、そこでは知覚及び像処理が決定的な役割を演じる。図３は、部分的に補償された固視不一致と部分関連斜位の間の４つのタイプの関係を示している。明らかに、これらの線のどれもが真っ直ぐではなく、原点も通らず、更にこれらの線のうちの２つは水平軸と交わりもしない。これらのタイプＩＩ及びＩＩＩ関係は、部分関連斜位のどのような量も固視不一致を完全には補償することができないことを意味する。従って、患者の固視不一致を完全に補償する関連斜位を決定する実質的な課題が残っている。終わりに慣用表現に関して簡単に説明する：眼が内向きに必要な程度まで回転しない場合の固視不一致は「ｅｘｏ」と呼ばれ、一方で眼が内向きに過度に回転する希な場合に、それは「ｅｓｏ」と呼ばれる。
【００１５】
図４Ａ〜図４Ｃは、分離斜位と呼ばれる関連の視力眼位不良を示している。分離斜位を特徴付けるために、図２Ａ〜図２Ｄと同様の実験を実施することができ、違いは、融合可能像５−１及び５−２を示す代わりに、視力測定医が、第１の眼１−１及び第２の眼１−２に対して融合不能像６−１−ｓ及び６−２−ｓを示すことである。図４Ａでは、これらの融合不能像は十字及びバーである。図４Ｂが示すように、眼が像を融合することができない状態で、多くの場合に視軸のうちの一方又は両方は外向きに回転する。図示の非対称の場合に、第２の眼１−２の視軸２−２は、調節性眼位不良角度δだけ外向きに回転する。外向き回転のこの角度δは測定され、これは分離斜位と呼ばれる。様々な用途において、下記のように、分離斜位は２つの眼にわたって均等に分配され、従って、各眼の分離斜位はδ／２に等しい。一部の場合に、例えば、図１Ｃに示すように、分離斜位δは、それ自体不均等に発現する場合があり、眼と眼の間で相応に分配しなければならない。
【００１６】
図４Ｃは、第２の眼１−２に対して単に像が示されず、第２の眼１−２の視野が遮蔽された時の特に明確な場合を示している。これは、融合不能像の極端な場合である。図４Ｂに関しては、遮蔽に応答して第２の眼１−２の視軸２−２は、測定可能な分離斜位角δだけ外向きに回転する。
【００１７】
固視不一致及び分離斜位を含む調節性眼位不良の定量的特徴付けとして、一部の医師は、眼位不良の影響を受けたＡＣ／Ａ比を使用する。このＡＣ／Ａは、固視不一致によって減少した調節性輻輳角α−δ／２（「プリズムジオプトリ」Δに関する正接で表される）を調節距離Ｌで割り算した屈折力Ｄで表される比である。ＡＣの一般的な定義は、プリズムジオプトリに関するＡＣ＝１００ｔａｎ（α−δ／２）である。平均の視力機能では、６−６．５Δ／ＤのＡＣ／Ａ比が必要であり、一方で驚くべきことに大きい人口セグメントにおいて眼位不良の影響を受けたＡＣ／Ａ比は約３．５Δ／Ｄと測定されている。明らかに、様々な形態の調節性眼位不良が人口の大きい百分率に影響を及ぼし、これからの救済に向けたあらゆる進歩は非常に価値がある。
【００１８】
対応する視力測定分野の驚くべき事実は、経験豊かな医師によって決定された関連斜位角及び分離斜位角が際立って広い変化を示すことである。同じ患者に対して異なる視力測定医によって実施された実験、時には異なる時点で同じ視力測定医によって実施された実験であっても、３Δ程度の大きい標準偏差を有する分布を有するプリズムジオプトリΔで表した関連斜位角が報告されている。（１Δのプリズムジオプトリは、１メートルの距離で１ｃｍのプリズム屈折に対応する。）これらの方法の大きい変動性は、調節性眼位不良の有効な決定及び補償を不可能にする。
【００１９】
この並外れて大きい標準偏差は、時にいくつかのファクタに起因する。これらのファクタは、以下のことを含む。（１）決定方法は、患者の主観的反応を主要な入力として使用する。（２）関連斜位を決定するために、一部の方法は中心像を用い、一方で他の方法は周囲像を使用する。これらの方法の相対的な精度及び適切性は依然として厳密に評価されていない。（３）殆どの医師が単一測定値又は単一方法を用い、従って、複数の検査を実施することで収集することができる潜在的に重要な医療情報の利益を受けていない。（４）前回の調査プロジェクトにおいて、本出願人は、眼のプリズム反応が移動する検査像では全く異なることも見出している。しかし、静止検査像及び移動検査像に基づいて最適なプリズム矯正の関係を理解する段階は、その初期過程にしかない。（５）プリズム性眼位不良を定めるにはいくつかの方法があり、これらは、様々なプリズムの予想及び診断をもたらすが、最終的には眼鏡の中に単一プリズムを形成しなければならない。診断的に決定された様々なプリズム矯正をどのように変換して単一プリズム処方に組み合わせるべきかが明らかであるとは到底言えない。本出願人は、プリズム処方の効果及び変動性が、決定された複数のプリズム矯正の考えられる組合せにどの程度依存するかを評価したという重要な研究を知っていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上述の理由の全てから、調節性眼位不良を最適に補償するプリズム屈折力を決定することは、火急の医療的必要性のままである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上述した医療必要性に対処するために、本発明の一部の実施形態は、両眼眼位を決定する方法を含み、本方法は、見かけの距離で患者の第１の眼及び第２の眼の分離斜位を測定する段階と、測定された分離斜位を用いて見かけの距離での第１の眼及び第２の眼の調節性輻輳を決定する段階とを含む。
【００２２】
他の実施形態では、両眼眼位を決定するシステムは、第１の眼及び第２の眼に対する像の投影のための立体視ディスプレイと、見かけの距離に従って像の投影を修正するための調節光学系と、第１の眼及び第２の眼の向きを追跡するための眼球追跡器と、両眼眼位の決定を管理するために立体視ディスプレイ、調節光学系、及び眼球追跡器に結合されたコンピュータとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】様々な調節性眼位不良を示す図である。
【図１Ｂ】様々な調節性眼位不良を示す図である。
【図１Ｃ】様々な調節性眼位不良を示す図である。
【図２Ａ】調節性眼位不良のタイプを決定する方法を示す図である。
【図２Ｂ】調節性眼位不良のタイプを決定する方法を示す図である。
【図２Ｃ】調節性眼位不良のタイプを決定する方法を示す図である。
【図２Ｄ】調節性眼位不良のタイプを決定する方法を示す図である。
【図３】固視不一致と部分関連斜位の間の関係の４つのタイプを示す図である。
【図４Ａ】分離斜位を決定する方法を示す図である。
【図４Ｂ】分離斜位を決定する方法を示す図である。
【図４Ｃ】分離斜位を決定する方法を示す図である。
【図５】両眼眼位不良を決定するシステムを示す図である。
【図６Ａ】両眼眼位不良を決定するシステムの実施形態を示す図である。
【図６Ｂ】両眼眼位不良を決定するシステムの実施形態を示す図である。
【図７】眼球追跡器によるＩＲ像を示す図である。
【図８Ａ】両眼眼位不良を決定するシステムの実施形態を示す図である。
【図８Ｂ】両眼眼位不良を決定するシステムの実施形態を示す図である。
【図９】両眼眼位不良を決定するシステムの実施形態を示す図である。
【図１０Ａ】調節光学系の実施形態を示す図である。
【図１０Ｂ】調節光学系の実施形態を示す図である。
【図１１】両眼眼位不良を決定する方法を示す図である。
【図１２】測定段階の例示的詳細を示す図である。
【図１３Ａ】測定段階を実施する段階を示す図である。
【図１３Ｂ】測定段階を実施する段階を示す図である。
【図１３Ｃ】測定段階を実施する段階を示す図である。
【図１３Ｄ】測定段階を実施する段階を示す図である。
【図１４】決定段階の例示的詳細を示す図である。
【図１５Ａ】決定段階を実施する段階を示す図である。
【図１５Ｂ】決定段階を実施する段階を示す図である。
【図１５Ｃ−１】決定段階を実施する段階を示す図である。
【図１５Ｃ−２】決定段階を実施する段階を示す図である。
【図１６】両眼眼位不良を決定する方法の赤道下実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本特許明細書に説明するシステムは、上記で指定した医療必要性に少なくとも以下の態様で対処する。（１）本説明のシステム及び方法は、患者からの主観的入力を用いずに客観的測定値だけによってプリズム矯正を決定する。この態様だけでも患者毎及び医師毎の結果の変化を有意に低減する。実際に、本出願人のシステム及び方法を用いた大規模な患者サンプルに関する調査は、上述の３Δから１Δを有意に下回るまで低減した標準偏差しか伴わないプリズム矯正を決定した。結果の標準偏差のこの有意な低減だけでも、本明細書に説明する方法を定量的に予想可能な診断法という位置付けとして確立している。（２）本発明のシステム及び方法は、周囲プリズム矯正と中心プリズム矯正とがどのように達成されるかに関する新しく発展させた理解に基づいて中心と周囲の両方の検査像を使用する。従って、本説明のシステム及び方法は、中心と周囲の両方の調節性眼位不良を補償するための最適な妥協点を確立する最適妥協プリズム処方を決定する有望なプラットフォームである。（３）本説明の方法は２つの過程を有し、この場合に、第１の過程において得られた重要な眼位不良情報に基づいて第２の過程において最終的なプリズム矯正を決定する。従って、本方法は、様々な方法によって決定された知識を統合し、これらの全てによって決定された情報から利益を提供する。（４）本方法の過程のうちの１つは、検査像を移動する段階を含む。従って、最終的に決定されるプリズム矯正は、更に眼の動的プリズム反応も取り込んで統合する。（５）上述の大規模調査の確実な再現性及び小さい変動性により、本出願人の方法は、最適化された客観的な単一プリズム矯正をもたらすために様々な方法の出力を客観的かつ有効な方式で組み合わせるという説得力のある説明を与える。本明細書に説明するこれら５つの態様は、個々にかつ組合せで利点を提供する。
【００２５】
図５〜図１０は、両眼眼位を決定するシステム１０を示しており、図１１〜図１６は、両眼眼位を決定するための対応する方法１００を示している。
【００２６】
図５は、一部の実施形態では、両眼眼位を決定するシステム１０が、第１の眼１−１及び第２の眼１−２に対して可視像を投影するための立体視ディスプレイ２０と、見かけの距離に従って投影可視像を修正するための調節光学系３０と、第１の眼１−１及び第２の眼１−２の向きを追跡するための眼球追跡器４０と、両眼眼位の決定を管理するために立体視ディスプレイ２０、調節光学系３０、及び眼球追跡器４０に結合されたコンピュータ５０とを含むことができることを示している。以下では、眼を第１の眼１−１及び第２の眼１−２とラベル付けする。このラベル付けは、左眼及び右眼に対応するものとするか又はその逆とすることができる。
【００２７】
図６Ａは、システム１０の一部の実施形態の詳細図を示している。一部の実施形態では、眼球追跡器４０は、第１の眼１−１及び第２の眼１−２の上に赤外線眼球追跡ビームを投影するためにシステム１０の直前に配置された赤外線発光ダイオード又はＩＲ  ＬＥＤ４２−１及び４２−２、並びに第１の眼１−１及び第２の眼１−２を赤外線結像光で照明するための赤外線光源４４−１及び４４−２を含むことができる。赤外線眼球追跡ビームと赤外線線結像光とは両方共に眼１−１及び１−２から反射される。眼球追跡器４０は、第１の眼１−１及び第２の眼１−２から反射された赤外線眼球追跡ビーム及び赤外線結像光を検出するための赤外線（ＩＲ）カメラ４８−１及び４８−２を有する赤外線（ＩＲ）テレスコープ４６−１及び４６−２を更に含むことができる。
【００２８】
システム１０の要素のうちの多くは、対で、例えば、赤外線テレスコープ４６−１及び４６−２で含められる。誤解を招かない場合に、提示の簡略化に向けて、そのような要素対は、「赤外線テレスコープ４６−１及び４６−２」を略記する「赤外線テレスコープ４６」のような先頭識別子だけによって参照する。
【００２９】
図７は、ＩＲカメラ４８によって検出又は感知された得られたＩＲ像４９を示している。この実施形態では、各眼に対して４つのＩＲ  ＬＥＤ４２−１、．．．４２−４が別々に存在する。図７の説明では混乱を避けるために、特定の眼を示す「−１」又は「−２」を省略する。この場合の「−１」．．．「−４」という表示は、全てがＩＲ眼球追跡ビームを同じ眼の上に投影する４つのＩＲ  ＬＥＤを参照する。４つのＩＲ  ＬＥＤ４２−１、．．．４２−４は、４つのＩＲ眼球追跡ビームを眼の上に投影し、これらのビームは角膜から反射してＩＲ像４９の中にいわゆるプルキニエ点Ｐ１−１、．．．Ｐ１−４を発生させる。「Ｐ１」という表示は、角膜の近位面からの反射を参照する。大きい指標のプルキニエ点Ｐ２、．．．は、眼胞の近位面及び遠位面からの反射のような眼内の深い場所に位置付けられた面からの反射を参照する。ここで説明する実施形態は、Ｐ１プルキニエ点を利用し、一方で他の実施形態は、より大きい指標のプルキニエ点を使用することができる。
【００３０】
ＩＲ光源４４の反射ＩＲ結像光も、ＩＲカメラ４８によって検出される。検出された反射ＩＲ結像光の上に重ねられた４つのプルキニエ点Ｐ１−１、．．．Ｐ１−４は、図示のように合わさってＩＲ像４９を形成する。
【００３１】
一部の実施形態では、眼球追跡器４０は、プルキニエ点Ｐ１−１、．．．Ｐ１−４を形成する検出された赤外線眼球追跡ビームと、合わさってＩＲ像４９を形成する検出された赤外線結像光とを用いて第１の眼１−１及び第２の眼１−２の向きを決定するための像認識システム５２を含むことができる。像認識システム５２は、例えば、エッジ認識法を用いて瞳孔３の輪郭の像を抽出することができる。次いで、像認識システム５２は、瞳孔３の中心から眼１の向きを決定することができる。それとは別に、像認識システム５２は、プルキニエ点Ｐ１−１、．．．Ｐ１−４から眼の向きを決定することができる。最後に、像認識システム５２は、様々な公知の像認識技術及び像解析技術を用いて決定された２つの向きを組み合わせることにより、重み付けアルゴリズムを用いて「最良結果」の向きを決定することができる。像認識システム５２は、個別のプロセッサ、個別の特定用途向け集積回路とすることができ、又はシステム管理コンピュータ５０内に配備されるソフトウエアとして実施することができる。
【００３２】
図６Ａ〜図６Ｂは、更にシステム１０が、投影可視像２６−１及び２６−２を立体視ディスプレイ２０から第１の眼１−１及び第２の眼１−２の上に経路変更するための並びに第１の眼１−１及び第２の眼１−２からの反射赤外線眼球追跡ビームと反射赤外線結像光とが合わさったもの４５−１及び４５−２を透過させるための赤外線透過性可視光ミラー２４−１及び２４−２を各眼に対して１つを含むことができることを示している。これらの実施形態では、立体視ディスプレイ２０の立体視表示画面２２−１及び２２−２をシステム１０の主光路の周囲に配置することができ、眼球追跡器４０の赤外線テレスコープ４６−１及び４６−２をシステム１０の主光路に配置することができる。参考までに、この実施形態では、各眼に対する調節光学系レンズ３４――ミラー２４――ＩＲテレスコープ４６の軸を一般的に主光路と呼ぶ。同様に、明瞭化の目的で、光路及びビームを示す複数の図において一部のラベル付けを簡略化している。
【００３３】
図６Ｂは、この実施形態では周囲立体視表示画面２２−１及び２２−２が可視像２６−１及び２６−２をシステム１０の主光路に向けて投影することができ、これらの像が赤外線透過性可視光ミラー２４−１及び２４−２によって眼１−１及び１−２に向けて経路変更されることを示している。同時に、眼１−１及び１−２から反射された反射ＩＲ眼球追跡ビームと反射ＩＲ結像光とが合わさったもの４５−１及び４５−２は、同じ赤外線透過性可視光ミラー２４−１及び２４−２によってシステム１０の主光路に沿ってＩＲテレスコープ４６−１及び４６−２に向けて透過される。
【００３４】
図８Ａは、立体視表示画面２２及びＩＲテレスコープ４６の場所が入れ替えられた別の実施形態を示している。図８Ｂは、この実施形態が、第１の眼１−１及び第２の眼１−２から反射された反射赤外線眼球追跡ビームと反射赤外線結像光とが合わさったもの４５−１及び４５−２をＩＲテレスコープ４６−１及び４６−２に向けて経路変更するための可視光透過性赤外線（ＩＲ）ミラー２４’−１及び２４’−２を含むことができることを示している。同時に、可視光透過赤外線ミラー２４’−１及び２４’−２は、立体視ディスプレイ２０の立体視表示画面２２−１及び２２−２からの投影可視像２６−１及び２６−２を第１の眼１−１及び第２の眼１−２に透過させることができる。システム１０のこれらの実施形態では、立体視ディスプレイ２０は、システム１０の主光路に配置することができ、眼球追跡器４０の赤外線テレスコープ４６は、システム１０の主光路の周囲に配置することができる。参考までに、この実施形態では、各眼に対する調節光学系レンズ３４――ミラー２４――立体視表示画面２２の軸を一般的に主光路と呼ぶ。
【００３５】
図９は、立体視ディスプレイ２０が単一立体視表示画面２２と同期眼鏡２８とを含むことができる図８Ａ〜図８Ｂのシステム１０の変形を示している。同期眼鏡２８は、シャッター眼鏡又は偏光眼鏡とすることができる。この実施形態では、図８Ａ〜図８Ｂの左右の立体視表示画面２２−１及び２２−２の投影可視像２６−１と２６−２の両方が単一立体視表示画面２２によって高速交替シーケンスで表示される。同期眼鏡２８は、この交替シーケンスと正確に協働させることができ、高速交替方式での第１の眼１−１及び第２の眼１−２への可視像２６−１及び２６−２の投影を可能にし、個別の像がこれらの眼の中に投影されるという印象を発生させる。同期眼鏡２８は、３Ｄ映画の投影に使用される３Ｄ眼鏡と類似とすることができ、同期眼鏡２８の２つのレンズの円偏光を高速に切り換えることができる液晶ＬＥＤ層に頼ることができる。そのようなシステム１０は、有利とすることができるシステム１０に対する小さいフットプリントを達成することができる。最適な作動に向けて、立体視表示画面２２に対して十分に広い視野を有利とすることができる。
【００３６】
システム１０の一部の実施形態は、ミラー２４又は２４’を含むことを必要としない。これらのシステムでは、眼球追跡器４０は、ＩＲカメラ４８が立体視表示画面２２の投影を遮蔽しないように、システム１０の直前に配置されて十分に大きい角度に傾斜されたＩＲカメラ４８の小型の実施を含むことができる。眼球追跡器４０のそのような実施の像認識システム５２は、実質的に傾斜されたＩＲ像４９及び一部がこの傾斜によって掩蔽される場合さえもあるプルキニエ点Ｐ１、．．．Ｐ４から眼の視軸の方向を決定するために幾何学的変換ユニットを含むことができる。
【００３７】
システム１０の実施形態では、調節光学系３０は、様々な屈折力の一連の調節光学系レンズ３４−１及び３４−２を有するフォロプターホイール３２−１及び３２−２を含むことができる。これらの調節光学系レンズ３４は、第１の眼１−１及び第２の眼１−２に対する見かけの距離を模擬するのに有利である。
【００３８】
方法１００に関して下記で説明するように、システム１０を用いて患者に対して異なる見かけの距離にある可視像２６を投影することができる。この投影を行う段階は、少なくとも２つの技術的方法を含むことができる。第１に、可変屈折力を有する調節光学系レンズ３４を挿入することにより、投影可視像２６が遠いか又は近いという印象を発生させることができる。第２に、互いに近いか又は遠い可視像２６−１と２６−２とを投影することにより、これらの像を患者に対する見かけの距離にあるように見せる際の別の重要なファクタであるこれらの像の適切な輻輳を模擬することができる。
【００３９】
一部の実施形態では、第１の技術的方法に向けて、調節光学系３０は、フォロプターホイール３２の代わりに又はフォロプターホイール３２との組合せで湾曲ミラー、試用レンズ、出し入れ交換レンズ、調節可能液体レンズ、変形可能ミラー、ｚ方向可動ミラー、回転回折光学要素、平行移動回折光学要素、可変フォーカスモアレレンズ、又はフォーカスレンズ群を含むことができる。
【００４０】
図１０Ａ〜図１０Ｂは、第２の技術的方法に向けて、調節光学系３０が、第１の眼及び第２の眼に関する見かけの距離の輻輳を模擬するために像２６−１及び２６−２の投影を第１の眼１−１及び第２の眼１−２に偏向するための１対の回転可能偏向器３６、回転可能プリズム３８、又は調節可能プリズム３８（一方のものしか示していない）を含むことができることを示している。
【００４１】
一部の実施形態では、輻輳は、上述の光学要素によってではなく、立体視表示画面２２−１及び２２−２による投影可視像２６−１の投影と２６−２の投影とを互いに向けてシフトさせること、言い換えれば、これらの像を互いに近い状態で投影することによって模擬することができる。
【００４２】
一部のシステム１０では、調節光学系３０と立体視ディスプレイ２０とをマイクロレンズアレイを含む単一光照射野ディスプレイに組み合わせることができ、この場合に、立体視表示画面２２−１及び２２−２上に示されている投影可視像２６−１及び２６−２をマイクロレンズアレイの光学特性との組合せに用いて患者が見る投影可視像２６−１及び２６−２の見かけの距離を変えることができる。
【００４３】
一部のシステム１０では、調節光学系３０と立体視ディスプレイ２０とをｍｅｍｓスキャナ、フォーカス調整器、又は光源を含む単一光照射野ディスプレイに組み合わせることができる。
【００４４】
プリズム性又は調節性の眼位不良の問題と、これらの問題の関連において進歩をもたらすために開発したシステム１０の実施形態とを説明し終えたところで、次いで、システム１０の実施形態を用いて両眼眼位不良を決定するための様々な方法１００を以下に説明する。
【００４５】
図１１〜図１６は、眼１−１及び１−２の両眼眼位を決定するためにシステム１０の上述した実施形態を使用する方法１００を示している。
【００４６】
図１１は、方法１００の一部の実施形態が、見かけの距離での患者の第１の眼１−１及び第２の眼１−２の分離斜位の測定段階１２０と、測定した分離斜位を用いてこの見かけの距離での第１の眼１−１及び第２の眼１−２の調節性輻輳の決定段階１４０とを含むことができることを示している。上述のように、方法１００は二段方法であり、従って、その結果は、２つの異なる段によって明らかになった情報及び知識を統合する。
【００４７】
下記で詳細に説明するように、一部の実施形態では、測定段階１２０は、システム１０の立体視ディスプレイ２０を用いて融合不能可視像２６−１及び２６−２を第１の眼１−１及び第２の眼１−２に対して投影する段階を含むことができる。方法１００をより簡潔に説明するために、図５〜図１０の可視像２６−１及び２６−１を以下では簡潔に像２６−１及び２６−２と呼ぶ。
【００４８】
分離斜位を決定するために融合不能像を投影する段階の例に対しては、例えば、図２Ｃ〜図２Ｄに関して記載している。この場合に、２つの融合不能像６−１−ｓと６−２−ｓとは同等の外見又は優位性のものであった。方法１００の一部の実施形態は、そのような同等の優位性の融合不能像を投影する段階を含む。
【００４９】
他の実施形態では、投影段階は、第１の眼１−１に対して優位像を投影する段階と、第２の眼１−２に対して非優位像を投影する段階とを含むことができる。図２Ｃ〜図２Ｄに関して上述したように、非優位像が見える眼１−２は、多くの場合に、２つの融合不能像を融合しようとする脳の努力が失敗した後に揺動して逸れ始める。これらの実施形態では、測定段階１２０は、眼球追跡器４０を用いて眼１−１及び１−２を追跡する段階と、揺動する眼１−２が最終的に弛緩した向きに到達する時を決定する段階を含むことができる。この弛緩状態に到達する段階は、例えば、眼球追跡器４０が、眼１−２の移動が閾値よりも減速したこと、方向性移動から不規則微小振動に変化したこと、又は停止したことを決定することによって推測することができる。眼１−２が弛緩状態に達したことを眼球追跡器４０が決定すると、眼球追跡器４０によって第１の眼１−１及び第２の眼１−２のうちの少なくとも一方の向きを測定することによって分離斜位を測定することができる。
【００５０】
図１２はこれらの段階の実施をより詳細に説明しており、図１３Ａ〜図１３Ｄは特定の実施形態でのこれらの段階を示している。これらの実施形態では、測定段階１２０は、以下の段階を含むことができる。すなわち、中心像を見かけの距離の輻輳で第１の眼に対して立体視ディスプレイを用いて投影する段階１２２、中心像と融合することができない分散像を見かけの距離の輻輳で第２の眼に対して立体視ディスプレイを用いて投影する段階１２４、第１の眼及び第２の眼のうちの少なくとも一方の回転を眼球追跡器を用いて追跡する段階１２６、追跡中の回転の安定化から弛緩状態を識別する段階１２８、及び弛緩状態にある第１の眼及び第２の眼のうちの少なくとも一方の向きを眼球追跡器及びコンピュータを用いて測定することによって分離斜位を測定する段階１３０である。
【００５１】
図１３Ａの左のパネルは、中心像の投影段階１２２が、この場合は十字である中心像２０１−１をシステム１０の立体視ディスプレイ２０の立体視表示画面２２−１上に投影する段階を含むことができることを示している。投影段階１２２は、見かけの距離の輻輳２０６で行うことができる。参照に向けた基準軸２０２−１が、第１の眼１−１の中心と立体視表示画面２２−１の中心とを接続する中心法線として導入される。この基準軸２０２−１を用いて、見かけの距離Ｌの場所で２つの眼１−１と１−２の間の中間に配置された物体を注視する時に第１の眼の視軸２０４−１が基準軸２０２−１となす角度で見かけの距離の輻輳角α＝α（Ｌ）によって見かけの距離の輻輳２０６を特徴付けることができる。より一般的には、見かけの距離の輻輳２０６は、基準軸２０２−１に対して第１の眼１−１の中心から角度α（Ｌ）の方向に向く線により、第１の眼の視軸２０４−１がこの線に沿うように向いていない場合であっても表されることになり、この線を参照するものとする。
【００５２】
中心像２０１−１は、見かけの距離の輻輳２０６を模擬するための見かけの距離の輻輳角α（Ｌ）だけしか立体視表示画面２２−１の中心から不一致ではないという意味で中心にある。簡潔化の目的で、場合によってこの角度を単に輻輳角αと呼ぶ。第１の眼の視軸２０４−１の定義は、第１の眼１−１が中心像２０１−１に着目している時に観察する調節光学系３０−１のレンズ又は他の関連部分を組み込むことができる。
【００５３】
図１３Ａの右のパネルは、第２の眼１−２に対する分散像、この場合は見かけの中心を持たない不規則に配置されたボール又は不規則なサイズ及び位置の球のセットの投影段階１２４を示している。中心像２０１−１は優位像の例であり、分散像２０１−２は非優位像の例である。中心優位像２０１−１及び分散非優位像２０１−２は融合不能像の例である。これに代えて、不規則に配置されたボールの代わりに、融合不能分散像２０１−２の別の実施形態として立体視表示画面２２−２を図４Ｃの遮蔽と同じく単純に暗くすることができる。
【００５４】
図１３Ｂは、上述のように、同じく第２の眼１−２が最初に第１の眼１−１とほぼ同じ見かけの距離の輻輳角αだけ内向きに回転することになるが、脳が融合不能の中心像２０１−１と分散像２０１−２とを融合し損ねた後に第２の眼１−２が揺動して離れることを示している。眼球追跡器４０は、揺動中の第２の眼１−２が弛緩状態に達したことを視力測定医又は自動プログラムが識別段階１２８において追跡中の回転の安定化から決定するまで第２の眼１−２の追跡段階１２６を実行することができる。この安定化は、様々な方法で、すなわち、眼が停止すること、眼の微小振動の振幅が閾値よりも小さくなること、又は眼の方向性回転が方向性のない揺動に推移することで定めることができる。
【００５５】
段階１２８で弛緩状態が識別されると、測定段階１３０において、眼球追跡器４０が、第２の眼の視軸２０４−２と見かけ輻輳２０６との角度δを決定することによって弛緩した第２の眼１−２の向きを測定することができる。この測定段階１３０では、見かけの距離の輻輳２０６からの弛緩した第２の眼１−２の角度不一致であるδを分離斜位角δの分離斜位２０８と呼ぶ。この定義は、図４Ｂ〜図４Ｃに記載と非常に類似している。上述のように、様々な医師の分離斜位定義の間で小さい相違点が存在する。
【００５６】
一部の関連実施形態では、追跡段階１２６は、第１の眼１−１、第２の眼１−２、又はこれら両方の回転を追跡する段階を含むことができる。これらの実施形態では、分離斜位２０８を第１の眼の関連斜位角δ−１、第２の眼の関連斜位角δ−２を測定する段階１３０と、分離斜位δを何らかのタイプのδ−１とδ−２の平均として決定する段階とで定めることができる。
【００５７】
図１３Ａ〜図１３Ｂは、全体の測定段階１２０の段階１２２〜１３０を近視距離、例えば、Ｌが４０ｃｍ〜１００ｃｍの範囲にあるものとして実施することができることを示している。
【００５８】
図１３Ｃ〜図１３Ｄは、同じ段階１２２〜１３０を見かけの距離Ｌが大きく、見かけの距離の輻輳角αがα＝０である時の遠見視力検査の一部として実施することができることを示している。関連実施形態では、Ｌを１ｍ〜１０ｍの範囲にあるとすることができる。ジオプトリで表すと、方法１００は、１〜３Ｄに対応する近視距離、０〜０．５Ｄに対応する遠視距離を用いて実施することができる。
【００５９】
要約すると、方法１００の第１の段である測定段階１２０の結果は、分離斜位角δを有する分離斜位２０８である。決定段階１４０である方法１００の第２の段は、直前に決定された分離斜位２０８に基づくプリズム性眼位不良の追加の検査を実施する。従って、全体の方法１００は、第１の段と第２の段との組合せであり、それによって方法１００はプリズム性眼位不良の２つの明確に異なる検査を統合し、従って、２つの異なるタイプの両眼眼位に関する知識及びデータを統合する。そうすることで、視力の質的により完全な治療及び質的により良好な改善が確実にされる。
【００６０】
図１４は、決定段階１４０が、測定された分離斜位を用いて補正された見かけの距離の輻輳による第１の眼に対する第１の像及び第２の眼に対する第２の像の立体視ディスプレイを用いた提示段階１４２を含むことができ、第１の像と第２の像とが融合可能であることを示している。
【００６１】
図１５Ａは、提示段階１４２の一部の実施では、融合可能の第１の像２１０−１を立体視表示画面２２−１上で第１の眼１−１に対して提示することができ、融合可能の第２の像２１０−２を立体視表示画面２２−２上で第２の眼１−２に対して提示することができることを示している。これら融合可能な像２１０−１及び２１０−２は周囲とすることができる。例えば、周囲の像２１０−１及び２１０−２は、図示のようにボール又はプラネットから構成される２つの実質的に等しいバンド又はリングとすることができる。融合可能な像２１０−１及び２１０−２の中心を測定段階１２０において測定された分離斜位δ（２０８）によって輻輳角αが補正された見かけの距離の輻輳２０６に従って互いに向けてシフトさせることができる。測定された分離斜位δは、図示のように２つの眼の間でδ／２−δ／２として対称に分配することができる。これらの典型的な場合に、融合可能な像２１０−１及び２１０−２の中心を基準軸２０２−１及び２０２−２に対する分離斜位δによって輻輳角αが補正されたα−δ／２に従って互いに向けてシフトさせることができる。従って、第１の眼の視軸２０４−１及び第２の眼の視軸２０４−２は、これらの視軸２０４が融合可能像２１０の中心に向くことによって示すように、分離斜位２０８によって補正された見かけの距離の輻輳２０６と典型的に位置合わせする。
【００６２】
一部の場合に、２つの眼の両眼眼位不良が非対称である時に、視力測定医は、測定された分離斜位δを２つの眼の間で不均等に分配するという決定をすることができる。先の慣用表現は、この後も変わらずに本説明を容易にし、混乱を招かない場合に、本説明では「制限条件Ｎ−１及び制限条件Ｎ−２」の対を簡潔に「制限条件Ｎ」と記すことにすることにも注意しなければならない。
【００６３】
融合可能像２１０のシフトに調節光学系３０が影響を及ぼすことができる。調節光学系３０の設定は、調節距離であるＬに依存するか又は時に円柱レンズ又は収差によって更に補正された患者が好ましい眼鏡倍率に依存する可能性がある。
【００６４】
一部の実施形態では、融合可能の第１の像２１０−１及び融合可能の第２の像２１０−２は動的なものとすることができる。図１５Ａでは、有向の破線の弧が、プラネットのリングをその中心の周りに回転させることができることを示している。周囲融合可能像２１０を回転させることによって周囲プリズム効果がより確実に再現性高く取り込まれることは実験によって示されている。提示段階１４２では、最適な重みを有する眼位情報を提供するために、これらの融合可能像２１０の半径、空間分布、配色、動特性、及び回転速度を全て調節することができる。
【００６５】
一部の実施形態では、第１の像２１０−１及び第２の像２１０−２は静的なものとすることができる。一部の実施形態では、第１の像２１０−１及び第２の像２１０−２は中心とすることができる。これらの実施形態は、独自の利点を示すことができる。
【００６６】
図１４は、提示段階１４２に投影段階１４４を続けることができることを説明しており、図１５はそれを示している。投影段階１４４は、第１の眼１−１に対する第１の追加の中心像２１２−１の投影段階と、第２の眼１−２に対する第２の追加の中心像２１２−２の投影段階とを含むことができる。これらの中心像２１２は、融合可能像２１０の中心に投影することができる。融合可能像２１０が周回するプラネットの実施形態では、追加の中心像２１２は、図示のようにプラネット周回の中心に例えば十字として投影することができる。
【００６７】
これら２つの追加の中心像２１２−１及び２１２−２の投影段階１４４は、立体視ディスプレイ２０を用いて交替方式を用いて実施することができる。図１５Ｂでは、追加の中心像の一方のみを投影する段階１４４の交替方式を表すために、十字２１２−１を実線に示し、他方の追加の中心像２１２−２は、破線を用いて示している。交替の周期は、いくつかの異なる基準に従って選択することができ、１秒よりも短く、１〜１００秒の範囲、一部の場合は５〜１０秒の範囲にあるとすることができる。
【００６８】
段階１２０において測定された分離斜位２０８の角度であるδが眼１の両眼眼位を完全に取り込んだ場合に、眼１は、分離斜位角δ／２によって補正された輻輳角αを使用する追加の中心像２１２の投影段階１４４に適応する必要はなくなったと考えられる。これは、投影段階１４４の後に眼の視軸２０４が分離斜位角δ／２によって補正された輻輳角αに位置合わせ状態に留まることで顕在化したと考えられる。
【００６９】
しかし、本出願人の研究は、患者が、補正された輻輳角α−δ／２による追加の中心像２１２の投影段階１４４に応答して自分の眼１を移動して調節することを明らかにした。これは、本出願人に眼の残存プリズム性眼位不良を決定するために追加の測定が必要であるという認識に至らせた。これらの追加の測定を段階１４６〜１５４において以下の通りに説明する。すなわち、眼球追跡器を用いて、第１の追加の中心像の投影に応答して第１の眼の調節を追跡し、第２の追加の中心像の投影に応答して第２の眼の調節を追跡する段階１４６、立体視ディスプレイ及びコンピュータを用いて交替方式で、第１の眼の調節を低減するために第１の反復的関連斜位によってシフトした第１の追加の中心像を投影し、第２の眼の調節を低減するために第２の反復的関連斜位によってシフトした第２の追加の中心像を投影する段階１４８、眼球追跡器を用いて、シフトした第１の追加の中心像の投影に応答して第１の眼の調節を追跡し、シフトした第２の追加の中心像の投影に応答して第２の眼の調節を追跡する段階１５０、第１及び第２の眼の有効調節が調節閾値よりも小さいか否かを決定し、第１及び第２の眼の有効調節が調節閾値よりも大きい場合に、シフトした第１の追加の中心像を投影する段階に戻る段階１５２、第１及び第２の眼の有効調節が調節閾値よりも小さい場合に、最後の第１の反復的関連斜位と最後の第２の反復的関連斜位とで安定化した関連斜位を識別する段階１５４、及び分離斜位と安定化した関連斜位との和を見かけの距離に対応する調節性輻輳への補正として識別する段階１５６である。次いで、これらの段階をある程度詳細に説明する。
【００７０】
図１４は、残存プリズム性眼位不良を決定するために、眼球追跡器４０を用いて、第１の追加の中心像２１２−１の投影に応答して第１の眼１−１の調節の追跡段階、及び第２の追加の中心像２１２−２の投影に応答して第２の眼１−２の調節の追跡段階１４６を投影段階１４４に続けることができることを説明しており、図１５Ｂはそれを示している。図１５Ｂは、第１の眼１−１が、ε−１で表示している第１の眼の調節角度２１４−１で第１の眼の視軸２０４−１を回転させることによって投影段階１４４に対して調節し、第２の眼１−２が、ε−２で表示している第２の眼の調節角度２１４−２で第２の眼の視軸２０４−２を回転させることによって調節することを示している。ここで、簡潔化に向けて、これらの角度は、基準軸２０２の代わりに角度α−δ／２を有する分離斜位によって補正された見かけの距離の輻輳を参照する。調節角度ε−１及びε−２が非ゼロであることが見出されたことで、決定段階１４０の後続段階が必要になった。
【００７１】
図１５Ｃ−１、図１５Ｃ−２は、調節性輻輳を決定する段階１４０が、次いで、第１の眼１−１の調節を低減するために第１の反復的関連斜位φ（ｎ）−１によってシフトした第１の追加の中心像２１２−１を投影し、第２の眼１−２の調節を低減するために第２の反復的関連斜位φ（ｎ）−２によってシフトした第２の追加の中心像２１２−２を投影する段階１４８を含むことを示している。この場合に、眼の調節は、下記で詳述する調節角度の変化ε（ｎ）−１によって測定することができる。
【００７２】
明瞭化及び簡潔化に向けて、この図１５Ｃ−１、図１５Ｃ−２では、第１の眼１−１のみを指定している。シフトした追加の中心像２１２は眼１に接続され、シフトした像軸２１６によって特徴付けられる。図１５Ｃ−１、図１５Ｃ−２は、シフトした第１の追加の中心像２１２−１を第１の眼１−１に接続する第１のシフトした像軸２１６−１を示している。
【００７３】
図２〜図３に関して、固視不一致γと、それを補償するのに必要な関連斜位γ*とが単純に等しく互いに反対であるわけではないことを説明した。この認識と同様に、関連斜位φ（ｎ）−１は、第１の眼の調節角度ε（ｎ）−１に単純に等しくその反対であるわけではない。従って、方法１００の実施形態は、段階１、２、．．．ｎにおいてこれらの量を反復的に決定する。上述の定義では段階指標をφ（ｎ）−１及びε（ｎ）−１として示しており、１回目の第１の反復的関連斜位をφ（１）−１で表示し、１回目の第２の反復的関連斜位をφ（１）−２で表示し、以降同じく続く。当然ながら、「−１」及び「−２」という指標は、第１の眼１−１及び第２の眼１−２それぞれの角度を続けてラベル付けし、一方で「（１）」、「（２）」、．．．「（ｎ）」という指標は、反復プロセスの１回目、２回目、及びｎ回目の段階をラベル付けする。
【００７４】
投影段階１４４の場合と同様に、これらのシフトした追加の中心像２１２−１及び２１２−２の投影段階１４８は、立体視ディスプレイ２０及びコンピュータ５０を用いて交替方式で実施することができる。
【００７５】
図１５Ｃ−１、図１５Ｃ−２は、投影段階１４８が、眼球追跡器４０を用いて、シフトした第１の追加の中心像２１２−１の投影段階に応答して第１の眼１−１の調節の追跡段階、及びシフトした第２の追加の中心像２１２−２の投影段階に応答して第２の眼１−２の調節の追跡段階１５０を続けることができることを更に例示している。第１の眼１−１に対する提示のみを指定すると、追跡段階１５０は、第１の反復的関連斜位φ（ｎ）−１によってシフトした第１の追加の中心像２１２−１の投影段階１４８に応答して第１の眼１−１の調節角度ε（ｎ＋１）−１の追跡段階を含む。
【００７６】
この追跡段階１５０は、追跡段階１４６と同様である。追跡段階１５０は、（ｎ）から（ｎ＋１）に大きくなった反復段階指標によって区別される。簡単には、方法の実施形態は、追加の中心像２１２を反復的関連斜位φ（ｎ）によってシフトさせる段階と、眼１の反応性調節角度ε（ｎ＋１）を追跡する段階と、調節角度の変化ε（ｎ＋１）−ε（ｎ）から眼１の調節を決定する段階と、次いで、調節角度の変化ε（ｎ＋１）−ε（ｎ）を低減するように大きさ及び符号が選択される新しい反復的関連斜位φ（ｎ＋１）によって追加の中心像２１２のシフトを繰り返す段階とを含む。
【００７７】
一部の実施形態では、φ（ｎ＋１）−φ（ｎ）の大きさは、ε（ｎ＋１）−ε（ｎ）に等しい、すなわち、｜φ（ｎ＋１）−φ（ｎ）｜＝｜ε（ｎ＋１）−ε（ｎ）｜が成り立つように選択することができる。一部の場合に、これらの実施形態は、遅い輻輳を示すことができる。従って、一部の実施形態では、｜φ（ｎ＋１）−φ（ｎ）｜をλ｜ε（ｎ＋１）−ε（ｎ）｜に等しい、すなわち、λ＜１の時に｜φ（ｎ＋１）−φ（ｎ）｜＝λ｜ε（ｎ＋１）−ε（ｎ）｜が成り立つように選択することができる。これらの実施形態は、多くの場合に、良好な輻輳を示している。様々な実施形態では、他の非線形関係、多項式関係、非解析的関係、又は解析的関係を使用することができる。
【００７８】
これらの段階１４８及び１５０を反復的に実施した後に、決定段階１５２を実施して第１及び第２の眼の有効調節が調節閾値よりも小さいか否かを決定することができる。上述のフレームワークを用いて、決定段階１５２は、調節角度の変化｜ε（ｎ＋１）−ε（ｎ）｜が閾値よりも小さいか否かを評価することができる。有効調節は、様々な方法で定めることができる。この定義は、眼のうちの一方のみの調節角度の変化、すなわち、眼１−１に関する｜ε（ｎ＋１）−ε（ｎ）｜、又は眼１−１と１−２の両方に関する調節角度の変化の和、又は何らかの重み付き平均、又は非線形関係を含むことができる。
【００７９】
調節角度の変化｜ε（ｎ＋１）−ε（ｎ）｜が閾値よりも大きい場合に、本方法は、図１５Ｃ−１、図１５Ｃ−２に示すシフトした第１の追加の中心像２１２の投影段階１４８に戻ることができる。
【００８０】
それに対して、段階（ｎ）において、例えば、調節角度の変化｜ε（ｎ＋１）−ε（ｎ）｜によって特徴付けられる眼の調節が閾値よりも小さいことが見出された場合に、反復を停止することができ、本方法は、最後の第１の反復的関連斜位φ（ｎ）−１と最後の第２の反復的関連斜位φ（ｎ）−２とでの安定化した関連斜位φの識別段階１５４を続けることができる。上述の場合のように、この段階１５４において安定化した関連斜位φを定めるために異なる計算式、例えば、φ＝（φ（ｎ）―１）＋（φ（ｎ）−２）を使用することができる。
【００８１】
従来の実施形態では、分離斜位δ及び関連斜位φを一般的に２つの眼に対して互いに定めた。従って、対称な場合に、単眼値は、本明細書で定める角度の半分である。
【００８２】
識別段階１５４には、分離斜位δと安定化した関連斜位φとの和（δ＋φ）の見かけの距離に対応する調節性輻輳角αを有する調節性輻輳ＡＣへの補正としの識別段階１５６を続けることができる。これは、方法１００によって決定された完全な又は完全に補正された調節性輻輳を対応する完全な又は完全に補正された調節性輻輳角［α−（δ＋φ）／２］の正接によってプリズムジオプトリΔに関して表すことができる。上述のように、調節性輻輳の典型的な定義は、プリズムジオプトリΔにおいてＡＣ＝１００ｔａｎ［α−（δ＋φ）／２］である。この式は、方法１００の実施形態の結果が、αを補正するのに分離斜位δしか使用されず、すなわち、ＡＣ＝１００ｔａｎ［α−δ／２］である従来の方法と比較して明確に異なる前進である方式のうちの１つを示している。従来の方法と比較して別の相違点は、δを決定した特定のシステム１０及び方法１００である。
【００８３】
方法１００によって完全に補正されたＡＣが決定されると、両眼眼位を特徴付けるために、ここでもまた両眼眼位を調節性反応Ａに対する調節性輻輳ＡＣの比であるＡＣ／Ａ比によって特徴付けることができる。このＡＣ／Ａ比は、単一距離に関して決定することができ、又は複数の距離に関するＡＣ及びＡの値から形成することができる。簡潔化に向けて、ここで、完全に補正された調節性輻輳ＡＣを簡潔に調節性輻輳ＡＣと呼ぶ。
【００８４】
一部の実施形態では、方法１００は、遠見視力見かけの距離Ｌdの場所で方法１００を実施する段階からもたらされる調節性輻輳として遠見視力調節性輻輳ＡＣ（Ｌd）を決定する段階と、近見視力見かけの距離Ｌnの場所で本方法を実施する段階からもたらされる調節性輻輳として近見視力調節性輻輳ＡＣ（Ｌn）を決定する段階とを含むことができる。
【００８５】
これらを準備段階として、一部の実施形態では、第１の眼と第２の眼との両眼眼位を特徴付けるために、最初に遠見視力調節性反応Ａ（Ｌd）と近見視力調節性反応Ａ（Ｌn）とをジオプトリで決定し、次いで、遠見視力調節性輻輳ＡＣ（Ｌd）から近見調節性輻輳ＡＣ（Ｌd）を差し引いたもことを遠見視力調節性反応Ａ（Ｌd）から近見視力調節性反応Ａ（Ｌn）を差し引いたもので割り算した比を構成することによって第１の眼及び第２の眼の両眼眼位を次式として特徴付けることができる。
両眼眼位＝［ＡＣ（Ｌd）−ＡＣ（Ｌn）］／［Ａ（Ｌd）−Ａ（Ｌn）］    （１）
【００８６】
一部の実施形態では、見かけの距離での測定段階１２０及びこの見かけの距離での決定段階１４０は、調節光学系３０を用いて実施することができる。
【００８７】
先に既存の方法の欠点を説明した時に、データ内の散乱の１つの発生源及び限られた再現性の理由として患者のフィードバックの主観性を示した。この関連において、重要な量又は角度のうちの一方を決定するのに患者からの実質的反応を要請することなく方法１００の実施形態を実施することができる。（当然ながら、例えば、快適さに関する非実質的反応は、全く問題なく方法１００の一部とすることができる。）これは、方法１００が高い再現性で測定値を発生させる主な理由のうちの１つである。
【００８８】
図１６は、一部の実施形態では、方法１００が近見視力に対応する見かけの距離を用いて実施される時に、赤道方向９の下方に中心像２０１を表示することによって近見視力に対応する分離斜位及び調節性輻輳を赤道方向９の下方の視角において決定することができることを示している。
【００８９】
本出願人の広範囲にわたる実験により、方法１００によって決定された調節性輻輳に基づいてプリズム眼鏡が製造された場合に、この眼鏡を着用した患者がデジタルデバイス関連の視力の不快感、疼痛、及び偏頭痛の特に有望な軽減を報じたことが例証されている。
【００９０】
この実質的な改善は、取りわけ、方法１００が以下のように上述の点（１）〜（５）に関する方法を開発して統合したことによって得られた可能性が非常に高い。
（１）方法１００は、患者の主観的な反応を主要な入力として用いない。
（２）方法１００は、周囲像、例えば、画像１２４及び２１０と、中心像、例えば、画像２０１及び２１２との両方を使用する。
（３）方法１００は、測定段階１２０と決定段階１４０とを有する二段方法を用い、中心視力と周囲視力の両方に関する情報を収集して利用する。
（４）方法１００は、移動検査像、例えば、画像２１０を使用する。
（５）方法１００は、例えば、段階１４２〜１５６において調節性輻輳の特定の定義及びその決定に向けたプロトコルを発展させ、この定義を用いて処方された眼鏡が眼精過労関連の不快感を特に効率的に軽減することを広範囲にわたる検査によって明らかにした。
【００９１】
上記全ての理由から、上述したシステム１０及び方法１００は、眼精疲労関連の不快感、疼痛、及び偏頭痛を軽減する有望な新しい方式を提供する。
【００９２】
本出願は多くの実施形態を含むが、これらは、本発明の範囲又は主張することができるものの範囲に対する限定ではなく、本発明の特定の実施形態に独特の特徴の説明であると解釈しなければならない。本出願において個別の実施形態の状況で説明されたある一定の特徴は、単一実施形態に組み合わせて実施することができる。それとは逆に、単一実施形態の状況で説明された様々な特徴は、実施形態に別々に又はあらゆる適切な部分結合で実施することができる。更に、上記では、ある一定の組合せで機能する特徴を説明した又は最初にそのように主張した場合もあるが、一部の場合に、主張した組合せからの１又は２以上の特徴は、当該組合せから除外することができ、主張した組合せは、部分結合又は部分結合の変形とすることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１−１  第１の眼
１−２  第２の眼
１０  両眼眼位を決定するシステム
３２−１、３２−２  フォロプターホイール
３４−１、３４−２  調節光学系レンズ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ−１】
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【図１５Ｃ−２】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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2020532388.tif 000036
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