JP5079575B2

JP5079575B2 - 視標呈示装置

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Publication number: JP5079575B2
Application number: JP2008094359A
Authority: JP
Inventors: 健史小田
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: US20090244486A1; KR20090104729A; KR101525255B1; US7794087B2; JP2009240727A

Description

本発明は、視力値検査視標及び両眼視機能検査視標を含め検査視標を呈示する視力呈示装置に関する。

視標呈示装置として、視標形成部で形成された視標を凹面鏡及びビームスプリッタ等の投光光学系により光学的に所定の検査距離の視標光束にして被検者の眼に導光する照射型の視標呈示装置と、視標形成部で形成された視標を所定の検査距離だけ離されたスクリーンに拡大して投影する投影型の視標呈示装置と、が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。このような装置の従来の視標形成部では、所定の視標画面が形成された視標ディスクを回転して選択的に視標を光路に配置することにより、所期する視標が被検者に呈示される。
特開平７−２３６６１２号公報特開２００３−３１０５５２号公報

しかしながら、このような装置では視標ディスクに作りこまれた視標しか呈示できず、呈示可能な視標のパターンに限りがあった。また、視標のパターンは、地域によって異なるため、装置が使用される地域によって異なるパターンの視標ディスクを用意する必要があった。さらにまた、偏光板を利用した立体視検査、斜位検査等の両眼視機能検査視標を呈示するために、偏光軸が直交する右眼用視標及び左眼用視標を視標ディスク板に形成する細かい作業が必要となり、視標ディスク板の作製が容易ではなく、コスト的にも高価であった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、自由度の高い視標を呈示できると共に、コストを抑えられる視標呈示装置を提供することを本発明の技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）検査視標を被検眼に呈示するための装置本体と、視力値検査視標及び偏光を利用した両眼視機能検査視標を含む検査視標を選択する視標選択手段と、を備える視標呈示装置において、
前記装置本体は，検査視標を表示するための第１ディスプレイ及び第２ディスプレイと，該第１ディスプレイ及び第２ディスプレイの光路を合成するビームコンバイナと，を有する視標形成部であって，前記第１ディスプレイ及び第２ディスプレイの視標光束が偏光軸を持つとき偏光軸を調整，、前記第１ディスプレイ及び第２ディスプレイの視標光束が偏光軸を持たないときは偏光板によって偏光軸を持たせ，前記ビームコンバイナにより合成された視標光束が互いに直交する偏光軸を持つ視標を形成する視標形成部と，該視標形成部により形成された視標を所定の検査距離の被検眼に呈示する投光光学系と，を有し、
視標呈示装置は、前記視標選択手段の選択信号に基づいて前記第１ディスプレイ及び第２ディスプレイの表示を制御する表示制御手段であって，前記視標選択手段により偏光を利用した両眼視機能検査視標が選択されたときには前記第１及び第２ディスプレイの予め定められた一方に左眼用視標を表示させ，他方に右眼用視標を表示させ，視力値検査視標が選択されたときには前記第１又は第２ディスプレイの何れか一方のみに視力値検査視標を表示させる表示制御手段を備えることを特徴とする。
（２）（１）の視標呈示装置は、前記ビームコンバイナにより光路が合成される前記第１ディスプレイの画素のアドレスと前記第２ディスプレイの画素のアドレスとの対応関係を記憶する記憶手段を備え、
前記表示制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記第１及び第２ディスプレイが持つ画素のアドレスの対応関係に基づいて前記第１及び第２ディスプレイの表示を制御し、前記ビームコンバイナによる合成後の前記左眼用視標と前記右眼用視標とを所定の位置関係に表示させることを特徴とする。
（３）（１）又は２の視標呈示装置において、前記第１及び第２ディスプレイは所定方向の直線偏光を発する同一の液晶ディスプレイからなり、前記第１及び第２ディスプレイは相対的に９０度回転した位置関係で配置され、
前記表示制御手段は、両眼視機能検査視標が選択されたときには、第１及び第２ディスプレイの９０度回転された位置関係に基づいて前記第１ディスプレイ及び第２ディスプレイの表示を制御し、前記ビームコンバイナによる合成後の前記左眼用視標と前記右眼用視標とを所定の位置関係に表示させることを特徴とする。
（４）（３）の視標呈示装置において、前記ビームコンバイナは第１偏光軸を持つ光束を透過し、第１偏光軸と直交する第２偏光軸の光束を反射する特性を有する偏光ビームコンバイナから構成され、
前記第１及び第２ディスプレイは、一方の偏光軸が前記偏光ビームコンバイナの第１偏光軸に合わせられ、他方の偏光軸が前記偏光ビームコンバイナの第２偏光軸に合わせられていることを特徴とする。
（５）（１）の視標呈示装置において、前記第１及び第２ディスプレイは所定方向の直線偏光を発する同一の液晶ディスプレイからなり、
前記第１ディスプレイと前記ビームコンバイナとの間の光路、又は前記第２ディスプレイと前記ビームコンバイナとの間の光路の一方に配置された位相差板であって、光束の偏光軸を９０度回転させる位相差板を備え、
前記表示制御手段は、両眼視機能検査視標が選択されたときには、前記位相差板により９０度回転される偏光軸の対応関係に基づいて前記第１及び第２ディスプレイの表示を制御し、前記ビームコンバイナによる合成後の前記左眼用視標と前記右眼用視標とを所定の位置関係に表示させることを特徴とする。

本発明によれば、自由度の高い視標を呈示でき、装置のコストを抑えられる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る照射型の視標呈示装置１の概観略構成図である。図１（ａ）は、外観図、図１（ｂ）は、内部構成を説明するための図であり、筐体１ａの右側面から見たときの透視略図である。

装置本体１の筐体１ａの正面には反射防止膜が形成されたアクリル板からなる呈示窓２が配置され、被検者はこの呈示窓２を介して筐体１ａ内に形成された検査視標（以下、視標と略す）を見ることができる構成とされる。筐体１ａ内は黒色に塗装されており、内部構造が見えにくくされる。筐体１ａの正面には、後述する視標選択手段であるリモコン４０に対する光信号の送受信を行う送受信部４が配置されている。

偏光を利用した両眼視機能検査視標が視標呈示装置１により呈示されるときには、被検者の左右眼（ＥＬ，ＥＲ）の眼前には、偏光軸が直交する偏光板３０Ｌ、３０Ｒを持つ偏光眼鏡３０が使用される。眼科分野で使用される偏光眼鏡３０においては、一般に、左眼用の偏光板３０Ｌの偏光軸は４５度に設定され、右眼用の偏光板３０Ｒの偏光軸は１３５度に設定されている。また、自覚的な屈折矯正検査のために、左右の検査窓に球面レンズ等の矯正レンズが切換え配置される自覚式屈折力検眼装置が使用される場合も、左眼用の検査窓に４５度の偏光軸を持つ偏光板が配置され、右眼用の検査窓に１３５度の偏光軸を持つ偏光板が配置される。

次に、筐体１ａの内部に配置される光学系を説明する。筐体１ａの内部には、検査用の視標を形成する視標形成部（視標形成手段）７０と、視標形成部７０により形成された視標を被検眼に導光するための投光光学系２０が配置されている。投光光学系２０はミラー２５、ビームスプリッタ２６、凹面鏡２７を備える。本実施形態での凹面鏡２７は、被検眼Ｅと筐体１ａの呈示窓２との距離が１．１ｍのときに、視標と被検者眼との光学距離を５ｍの検査距離にするようにその焦点距離が設計されている。

視標形成部７０で形成された視標の光束は、ミラー２５によって上方に反射され、ビームスプリッタ２６を透過した後、凹面鏡２７で反射される。凹面鏡２７で反射した視標の光束はビームスプリッタ２６で反射され、呈示窓２を介して被検者眼に向かう。なお、投光光学系２０は、視標形成部７０にて形成された視標を５〜２０倍（本実施形態では、１３倍）程度に拡大した虚像を被検者眼に呈示する構成とされる。言い換えると、投光光学系２０は、視標形成部７０で形成された視標と被検眼とを光学的に所定の検査距離に置く光学系となる。

ビームスプリッタ２６は、凹面鏡２７の光軸Ｌ上に斜設され、光軸Ｌ上で水平方向に延びる回転軸２８を中心にして、回転用のモータ２９により垂直（上下）方向に回転される。ビームスプリッタ２６が回転されることにより、ビームスプリッタ２６で反射された視標光束の向かう高さが、被検者眼の高さの違いに応じて変えられる。

図２（ａ）は、視標形成部７０の構成を説明する図である。視標形成部７０は、両眼視機能検査用視標及び視力値検査用視標等を含む検査視標を表示するための第１ディスプレイ（ＬＣＤ７１）及び第２ディスプレイ（ＬＣＤ７２）と、所定の偏光方向（所定方向の偏光軸）を持つ光束を透過し、この透過光束に直交する偏光方向（偏光軸）を持つ光束を反射する特性を有し、２つのディスプレイ（ＬＣＤ７１、７２）の視標を投光光学系２０の光軸Ｌ上で合わせるための偏光ビームコンバイナ７５と、を備える。視標形成部７０は、偏光を利用して左右眼に別々の視標を呈示する両眼視機能検査において、例えば、第１ディスプレイ（ＬＣＤ７１）には左眼用の視標が表示され、第２ディスプレイ（ＬＣＤ７２）には右眼用の視標が表示される。両ディスプレイからの視標光束が偏光ビームコンバイナ７５で合成されることにより、両眼視機能検査視標が形成される。また、偏光を利用した両眼視機能検査視標以外の両眼視機能検査（レッドグリーン検査等）、視力値検査等の検査視標を呈示する場合には、第１ディスプレイ又は第２ディスプレイのいずれか一方のみにて視標が表示される。

本実施形態では、第１及び第２ディスプレイとして、特性（偏光方向、発光輝度、解像度等）、サイズ等が同じカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）７１、７２をそれぞれ用いるものとする。ＬＣＤ７１、７２を構成するカラー液晶ディスプレイの基本構造は、背後から順にバックライト、第１偏光板、液晶部、カラーフィルタ、第１偏光板と偏光軸が直交する第２偏光板が順に配置されたものである。ここで、ＬＣＤ７１、７２としては、第２偏光板から発せられる直線偏光の偏光方向（偏光角度）が、被検者の左右眼の眼前に配置される偏光板３０Ｒ，３０Ｌの一方と同じ角度のものを使用することが好ましい。例えば、ＬＣＤから４５度の直線偏光の光が発せられるものを使用する。ＬＣＤ７１、７２から発せられる光の偏光方向は、方形状の表示画面（視標表示面）の水平方向に対して規定されるものとする。また、ＬＣＤ７１、７２は正方形状とされている。従って、表示領域が正方形とされる。

また、本実施形態で用いる第１及び第２ディスプレイ（ここでは、ＬＣＤ７１、７２）は、以下のような条件を満たすようにその画素（解像度）が定められるものとする。ここでは、装置本体１にて、視力値検査用視標の最小である視力値２．０（ＶＡ２．０）の視標が呈示可能であることを条件とし、ＬＣＤ７１，７２で表示された視標（視標形成部７０にて形成された視標）が投光光学系２０により拡大（ここでは、５〜２０倍）されて被検者眼に呈示可能である条件とする。

視力値検査用視標、例えば、ランドルト環視標で視力値２．０の場合、ランドルト環の切れ目の幅が視角で０．５分（１２０分の１度）となる。検査距離を５ｍとすると、ランドルト環の切れ目の幅は７２７μｍ程度とされる。この幅を投光光学系２０の拡大倍率で割ることにより、ディスプレイ（ＬＣＤ）に表示されるランドルト環の切れ目の幅が求められる。ここで、視標の拡大倍率を１３倍とすると、ＬＣＤ７１、７２上では、ランドルト環の切れ目の幅は５６μｍとなる。

従って、ＬＣＤ７１．７２は、５６μｍ四方以下の画素により構成される液晶ディスプレイとされる。また、ＬＣＤ７１．７２は、好ましくは、視力値２．０のランドルト環の切れ目の幅の２分の１以下の画素（例えば、２８μｍ）、さらに好ましくは３分の１以下の画素（例えば、１９μｍ）にて構成されるものがよい。これにより、ＬＣＤ７１、７２で視力値２．０のランドルト環を表示する際に、スムージング処理等により滑らかに呈示窓２で表示できる。

また、ディスプレイ（ＬＣＤ７１、７２）のサイズは、視力値検査用視標の最大である０．０３が装置本体１で呈示可能なことが条件とされる。視力値０．０３の視標、例えば、ランドルト環の場合、ランドルト環の切れ目の幅が、検査距離５ｍの位置で５０ｍｍとされる。これは、前述の視角が約３３．３分となるためである。従って、ＬＣＤ７１、７２上でのランドルト環の切れ目の幅は３．８ｍｍとなり、ランドルト環全体で１９ｍｍ程度となる（ランドルト環の全長は、切れ目の幅の５倍とされるため）。従って、ＬＣＤ７１、７２のサイズは、少なくとも１９ｍｍ四方あればよく、視標の試験領域の背景を加味すると好ましくは２０〜２４ｍｍ四方とされる。

このようにして、ディスプレイ（ＬＣＤ７１、７２）の画素、サイズが決められる。なお、ディスプレイの画素、サイズ等の条件は、投光光学系の拡大倍率、呈示可能とする視力値視標の上限、下限により、適宜設定されるものであり、前述の説明に限定されるものではない。

なお、ＬＣＤ７１、７２は、立方体状の偏光ビームコンバイナ７５に貼り付けられて固定されるが、説明の簡便のため、図ではＬＣＤ７１、７２と偏光ビームコンバイナ７５との間に空間を設けた。

次に、ＬＣＤ７１、７２の配置関係と視標の合成について説明する。ＬＣＤ７１、７２の偏光方向を図２（ａ）に模式的に示した。また、図２（ｂ）の点線で、各ＬＣＤの偏光方向を模式的に示した。

ＬＣＤ７１、７２から発せられる直線偏光の偏光方向から、偏光ビームコンバイナ７５は、ＬＣＤ７１からの４５度の偏光方向の光束を透過し、４５度と直交するＬＣＤ７２からの１３５度の偏光方向の光束を反射する構成とされ、配置される。このとき、ＬＣＤ７１、７２は同じＬＣＤとされることから、ＬＣＤ７１からの光束の偏光方向とＬＣＤ７２からの光束の偏光方向を互いに直交させるために、ＬＣＤ７２の表示画面はＬＣＤ７１に対して９０度回転された位置関係とされる（図２（ｂ）参照）。従って、ＬＣＤ７２から発せられる光束の偏光方向は１３５度とされる。また、図２（ｂ）に示されるＬＣＤ７１の中心Ｃ１（表示領域の中心の画素）とＬＣＤ７２の中心Ｃ２（表示領域の中心の画素）は、投光光学系２０の光軸Ｌで同軸に合成され、両眼視機能検査用視標の中心となるように、ＬＣＤ７１、７２が偏光ビームコンバイナ７５に固定配置される。

なお、中心Ｃ１、Ｃ２のそれぞれと光軸Ｌと一致させるために、偏光ビームコンバイナ７５にＬＣＤ７１、７２を固定する際に位置合せを行う。しかし、ＬＣＤ７１、７２の配置を画素単位で微調整することは難しい。そこで、以下のような電子的な処理により位置合せ（微調整）を行う。ＬＣＤ７１、７２は所定の画素が複数個行列上に配置された構成されたディスプレイである。このため、画素には表示アドレスが付与されている。偏光ビームコンバイナ７５により同軸に一致して合成されるＬＣＤ７１の画素のアドレスとＬＣＤ７２の画素のアドレスとの対応関係をメモリ１１（後述）に記憶させておくことにより、中心Ｃ１、Ｃ２を電子的に位置合わせを行う。具体的には、ＬＣＤ７１の中心Ｃ１に該当する表示アドレスが（ｓ，ｔ）であった場合、ＬＣＤ７２の中心Ｃ２の表示アドレス（ＬＣＤ７１に対して９０度回転した状態での表示アドレス）が（ｓ，ｔ）となることが好ましい。しかし、１画素分が上方向（ＬＣＤ７１の座標系において）にずれていた場合（Ｙ方向に１画素ずれていた場合）、ＬＣＤ７２の中心Ｃ２の表示アドレスが（ｓ，ｔ−１）となるように表示アドレスを調整する。この表示アドレスの対応関係の情報は、装置毎に調整され、メモリ１１に記憶される。後述する制御部１０は、メモリ１１に記憶したアドレスの対応関係の調整情報に基づいて、ＬＣＤ７１、７２の表示を制御し、偏光を利用した両眼視機能検査視標を形成するための左眼用視標と右眼用視標を所定の関係に表示させる。これにより、視標形成部７０の製造時に製造誤差あっても、両眼視機能検査視標を形成する左眼用視標と右眼用視標を位置合わせするための微調整が簡単に行える。

また、ＬＣＤ７１とＬＣＤ７２の配置関係が相対的に９０度回転された位置関係で配置されることに伴い、これに対応してＬＣＤ７１に表示される左眼用視標とＬＣＤ７２に表示される右眼用視標は、相対的に９０度回転した表示関係となるように、後述の制御部１０により表示が制御される。つまり、ＬＣＤの画素がそれぞれ持つ表示アドレス（ｘ、ｙ）の行（ｘ）と列（ｙ）が、ＬＣＤ７１に対してＬＣＤ７２では９０度回転するものとして、視標の表示が制御される。さらに、偏光ビームコンバイナ７５により反射される光路に位置するＬＣＤ７２においては、偏光ビームコンバイナ７によるミラー反転に対応させて右眼用視標の表示アドレス（ｘ、ｙ）が制御される。

ＬＣＤ７２で表示された右眼用の視標光束は偏光ビームコンバイナ７５にてそのほとんどが反射される。一方、ＬＣＤ７１で表示された左眼用の視標の光束は偏光ビームコンバイナ７５にそのほとんどが透過される。これにより、ＬＣＤ７１、７２からの光束（中心をそれぞれＣ１，Ｃ２とする）が投光光学系２０の光軸Ｌ上で合わせられ、視標形成部７０で形成された視標（両眼視機能検査用視標等）が投光光学系２０を経て、被検者に呈示されることとなる。ＬＣＤ７１、７２で表示された視標の光束を偏光ビームコンバイナ７５で合成することにより、それぞれのＬＣＤの光量損失を抑えて、視標形成部７０から視標の光束を投光光学系２０へと導くことができる。これは、偏光ビームコンバイナ７５に偏光方向により全透過、全反射の特性が備えられるためであり、ＬＣＤ７１、７２からの光束がほぼすべて光軸Ｌ上に到ることに依る。

ここで、ＬＣＤ７１、７２で表示された検査視標の試験領域（黒地の視力値視標を表示したときの白地の背景領域）は、それぞれのＬＣＤの表示領域の辺とされる。従って、ＬＣＤの表示領域の全面が視標表示面となり、本実施形態では、正方形状の四角形状とされる。なお、視標の表示において、マスク等が掛けられる処理がなされると、試験領域が縮小される場合がある。

図３は、視標呈示装置１の制御ブロック及びリモコン４０の構成を説明する図である。被検者に呈示される視標は、リモコン４０により選択される（切換えられる）。視標選択手段であるリモコン４０は、被検者眼の視力値検査を行うための視力値検査視標を選択する視力値検査視標選択スイッチ４２と、被検者眼の両眼視機能を検査するための両眼視機能検査視標を選択する両眼視機能検査視標選択スイッチ４３と、選択した視標及び操作情報等を表示するディスプレイ４６を、備える。また、リモコン４０の側面前部には装置１を制御するための信号の送信および装置本体からの信号を受信する通信窓４１が設けられている。

以上のような構成を持つ装置１を使用した検査の動作を説明する。被検者を筐体１の呈示窓２から１．１ｍの所定位置に位置させることにより、検査距離が所定距離（５ｍ）に設定される。リモコン４０の操作により発生される視標選択信号は、通信窓４１から装置本体１側に送信され、送受信部４で受信された信号は制御部（制御手段）１０に送られる。制御部１０は、送受信部４を介して入力された信号に基づいて、選択された視標を呈示窓２から呈示すべく、制御部１０に接続され視標パターン等を記憶しているメモリ１１から情報を参照し、ＬＣＤ７１、７２を制御し、選択された視標を表示させる。予めメモリ１１に様々な視標パターンを記憶させておくことにより、ＬＣＤ７１、７２に表示させる視標の自由度が広げられる。また、視標パターンの変更及び追加に対しても、メモリ１１の記憶データを書き換えることにより容易に行える。なお、詳細な説明は略すが、リモコン４０が被検者眼の近傍で所定のスイッチ操作を受けると、制御部１０がモータ２９を駆動し、ビームスプリッタ２６の垂直（上下）方向の角度が変更され、被検者の眼の高さに視標光束が向かうように調整される。

視力値検査視標選択スイッチ４２により視力値検査視標が選択されると、例えば、所定の視力値を持つランドルト環視力視標Ｃ（図３参照）がＬＣＤ７１（又は７２）に表示される。一方、視力値検査視標が選択された場合には、他方のＬＣＤ７２（又は７１）は駆動されず、視標が表示されない。これは、２つのＬＣＤのうち、一方だけで視標を形成すれば、充分な視力値検査用視標が形成できるためである。このため、投光光学系２０により被検者の眼に導光される視標光束は一方のＬＣＤ７１（又は７２）から発した光のみとされる。また、ＬＣＤ７１から発せられる直線偏光の偏光方向と偏光ビームコンバイナ７５が透過する光束の偏光方向とが一致されているため、光量損失が極力抑えられ、ハーフミラーを使用する場合に比べて有利となる（高輝度のＬＣＤを使用しなくて済み、コストが抑えられる）。また、ＬＣＤのいずれかのみを用いることで、装置の消費電力が抑えられる。さらに、２つのＬＣＤで、ある時間で交互に視力値検査指標を表示する構成とすることで、２つのＬＣＤの寿命を延ばすことができる。

さらに、以下のようなメリットがある。ＬＣＤ７１、７２で同じ視力値検査用視標を表示する場合、特に、視力値２．０等の小さい（細かい）視標を形成した場合に、被検者に提示される視標が適切とされるためには、ＬＣＤ７１、７２の中心Ｃ１，Ｃ２の位置合わせに高い精度が必要とされる。しかし、ＬＣＤのいずれかのみにて視標を形成する場合はこのような精度が必ずしも必要とされない。このため、視力値検査用視標の表示（形成）において、２つのＬＣＤのいずれかのみで視標を表示することで、装置の製造、調整が簡単になり、コストが抑えられる。

なお、視力値検査用の視標としては、各種視力値を持つひらがな視力視標等が選択される。さらにまた、左右眼を偏光を用いた分離する必要のない視力検査として、レッドグリーン検査用の視標が視標形成部７０にて形成される場合がある。

次に、偏光眼鏡３０を利用した両眼視機能検査視標を呈示する場合を説明する。リモコン４０にて両眼視機能検査視標選択スイッチ４３の中から、例えば、立体視機能検査視標の選択スイッチが選択されると、呈示窓２には、図４に示すような両眼視機能検査用視標（ここでは、立体視検査用視標６０）が呈示される。

図４（ａ）は、偏光眼鏡３０を使用しないで両眼で呈示窓２に呈示される立体視検査視標６０を見た場合を示す図である。図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、偏光眼鏡３０を通して呈示窓２を見たた場合の右眼での見え方と左眼での見え方をそれぞれ示した図である。従って、図４（ｂ）はＬＣＤ７２により表示される視標画面を示し、図４（ｃ）はＬＣＤ７１により表示される視標画面をそれぞれ示すこととなる。

図４（ａ）において、背景画面６５は黒色であり、両眼の融像刺激となる融像刺激視標６２は白色で呈示窓２の中央に配置される。黒色である背景画面６５に偏光は影響しない。融像刺激視標６２の上下に対してそれぞれ白色（薄い青緑色等でもよい）で縦長視標６０Ｒ、６１Ｒ，６０Ｌ，６１Ｌがそれぞれ配置される。縦長視標６０Ｒ、６１Ｒは、右眼に視認させるための視標であり、１３５度の偏光方向となるようにＬＣＤ７２にて表示される。縦長視標６０Ｌ、６１Ｌは、左眼に視認させるための視標であり、４５度の偏光方向となるようにＬＣＤ７１にて表示される。融像刺激視標６２は、左右両眼にそれぞれ視認させる必要があるため、ＬＣＤ７２及び７１に両方に表示される。右眼用の縦長視標６０Ｒと左眼用の縦長視標６０Ｌは、同一形状、同一サイズ、同一色で表示される。そして、両者の間隔は、検査距離との関係で所期する立体視差（例えば、１０分３０秒）を持つように設定されている。右眼用の縦長視標６１Ｒと左眼用の縦長視標６１Ｌについても同様である。

ここで、メモリ１１に記憶された表示アドレスの対応関係に基づいて、ＬＣＤ７１に表示させる融像刺激視標６２、縦長視標６０Ｌ、６１Ｌの表示アドレスと、ＬＣＤ７２に表示される融像刺激視標６２、縦長視標６０Ｒ、６１Ｒの表示アドレスと、が制御部１０により制御されている。また、ＬＣＤ７２に表示される視標は、前述のように、ＬＣＤ７１に対して９０度回転した位置関係と、偏光ビームコンバイナ７５によるミラー反転に対応させて、制御部１０により表示アドレスが制御されている。これにより、両眼で見たときには図４（ａ）に示したように、立体視検査視標６０を構成する右眼用視標と左眼用視標とが所期する位置関係に形成される。

ＬＣＤ７２に表示された縦長視標６０Ｒ、６１Ｒ及び融像刺激視標６２の光束と、ＬＣＤ７１に表示された縦長視標６０Ｌ、６１Ｌ及び融像刺激視標６２の光束は、偏光ビームコンバイナ７５により投光光学系２０の光軸Ｌ上で同軸に合成され、被検者の眼に向かう。そして、偏光眼鏡３０が持つ偏光板３０Ｒ、３０Ｌと同じ偏光方向を持つ光束のみがそれぞれの眼に到ることから、右眼にはＬＣＤ７２に表示された縦長視標６０Ｒ，６１Ｒ及び視標６２が見え、ＬＣＤ７１に表示された縦長視標６０Ｌ、６１Ｌ及び視標６２の光束は見えず、背景（背景画面６５）と同じ黒色で同化する。左眼の場合は、その逆である。被検者が両眼で呈示窓２を見ると、図４（ｄ）に示すように、縦長視標６０Ｒと６０Ｌとにより形成される融像視標６０Ｕが融像刺激視標６２に対して所期する視差に相当する分だけ浮き上がって見える。縦長視標６１Ｒと６１Ｌとにより形成される融像視標６１Ｕも同様に融像刺激視標６２に対して浮き上がって見える。偏光眼鏡を反転（右眼に４５度の偏光板、左眼に１３５度の偏光板を配置）すると、融像視標６０Ｕ及び６１Ｕが融像刺激視標６２に対して沈み込んで見える。この立体視検査では、浮き上がりと遅いと外斜位の傾向であることが検査され、沈み込みが遅いと内斜位の傾向であることが検査される。

なお、２つのＬＣＤ７１、７２を同時に使用する両眼視機能検査用視標としては、図４の立体視検査視標の他、斜位検査視標、精密立体視検査、両眼バランス検査視標、不等像検査視標等が適用される。

本発明では、視標を自由に形成（表示）できるディスプレイにて、視標呈示装置１が構成される。これにより、自由度の高い視力検査ができる。具体的には、メモリ１１に記憶された視標の情報を書き換えることで、様々な視標が簡単に用意できるため従来のように地域等により異なる視標を備えた視標ディスク等を作製する必要がなくなり、装置のコストが抑えられる。また、メモリ１１の記憶容量が充分大きければ、すべての視標をメモリ１１に記憶させ、装置１の用途、使用地域に合わせて視標の読み出し設定を変更する構成としてもよい。

また、両眼視機能検査において、右眼用視標と左眼用視標をそれぞれのディスプレイ（ここでは、ＬＣＤ７１，７２）で別々に形成させ、偏光ビームコンバイナ７５にて左右眼の視標にそれぞれ偏光方向を持たせる構成としたため、左右眼に対してそれぞれの偏光方向を持った視標を形成することが容易にできる。従来のように、視標ディスクに両眼視機能検査用の右眼用視標の部分に１３５度の偏光板、左眼用視標の部分に４５度の偏光板を細かく貼り付ける作業がなくなるため、装置の製造が簡単になると共に製造コストが抑えられる。

以上説明した本実施形態では、第１ディスプレイ、第２ディスプレイに予め所定の偏光方向を持つ（偏光板を持つ）を持つ液晶ディスプレイを用いる構成としたが、これに限るものではない。視標形成手段で形成される両眼視機能検査用の視標に左右眼に対応した偏光方向が付加されている構成であればよい。例えば、第１、第２ディスプレイを共に有機ＥＬディスプレイ等の偏光を持たないものを適用しても良い。この場合、偏光ビームコンバイナ７５にてそれぞれのディスプレイからの視標光束に偏光方向が付加され、前述の視標形成部７０と同様に両眼視機能検査の視標が形成されることとなる。この場合、有機ＥＬの配置関係を９０度回転させなくてもよい。

また、同じ特性を持つディスプレイであるＬＣＤ７１、７２の偏光方向を直交させるために、上記実施形態の図２の構成では、ＬＣＤ７１をＬＣＤ７２に対して９０度回転させる配置関係（逆に言えば、ＬＣＤ７１に対してＬＣＤ７２が９０度回転された位置関係）としたが、これに限るものではない。偏光ビームコンバイナ７５とＬＣＤ７１との第１光路、偏光ビームコンバイナ７５とＬＣＤ７２との第２光路の少なくとも一方に、偏光軸を回転させる位相差板（波長板）を配置することにより、各ＬＣＤ７１、７２からそれぞれ発せられる直線偏光と偏光ビームコンバイナ７５により透過及び反射される偏光方向とを一致させることができる。例えば、図２の光学配置に対して、図５のように、偏光ビームコンバイナ７５とＬＣＤ７２との第２光路に偏光軸を９０度回転させる位相差板（１／２波長板）７６を配置する。これにより、ＬＣＤ７２の表示画面を９０度回転させた配置としなくても（表示アドレスで行と列を入れ替えなくても）、ＬＣＤ７２から発せられた直線偏光が偏光ビームコンバイナ７５により反射される。ＬＣＤ７１から発せられた直線偏光は偏光ビームコンバイナ７５をそのまま透過し、ＬＣＤ７２からの直線偏光と合成される。

なお、位相差板７６を光束が通過するときには若干光量が低下する。このため、ＬＣＤ７２側の光路のみに位相差板７６を配置する場合には、右眼用視標と左眼視標の輝度を同一とすべく、ＬＣＤ７２の発光光量（輝度）をＬＣＤ７１に対して増加させるように制御することが好ましい。

また、ＬＣＤ７１及び７２として、０度又は９０度の偏光軸を持つ直線偏光を発する液晶ディスプレイを使用する場合には、ＬＣＤ７１側の第１光路及びＬＣＤ７２側の第２光路のそれぞれに位相差板７６を配置する。この場合、第１光路の位相差板は偏光軸を４５度回転させる特性とし、第２光路の位相差板は第１光路側の位相差板よりもさらに９０度余分（又は反対方向）に偏光軸を回転させる特性とする。このように位相差板を使用することにより、各ＬＣＤ７１、７２が発する直線偏光の偏光角度によらず、被検者の眼前に配置される偏光板３０Ｒ、３０Ｌの偏光軸の方向に対応させることが可能になる。

また、ＬＣＤ７１及び７２として、０度又は９０度の偏光軸を持つ直線偏光を発する液晶ディスプレイを使用する場合には、次のような対応も可能である。すなわち、図２の光学配置に対して、ＬＣＤ７１を４５度回転させ、ＬＣＤ７２をさらに９０度回転させる。あるいは、偏光ビームコンバイナ７５が偏光角度０度の直線偏光を透過し、偏光角度９０度の直線偏光を反射させる特性とした上で、偏光ビームコンバイナ７５と共にＬＣＤ７１、７２を一体的に４５度回転した配置にする。つまり、視標形成部７０を光軸Ｌを中心に４５度回転させる。

さらに別の対応として、偏光ビームコンバイナ７５で合成された後の光路に、偏光軸を４５度回転させる位相差板を配置した構成も可能である。あるいは、偏光ビームコンバイナ７５で合成された後の光路に、イメージローテータのように、視標光束のイメージを４５度回転させる光学系を追加しても良い。

なお、ＬＣＤ７１、７２を直接４５度回転する場合、及びイメージローテータにより視標のイメージを４５度回転させる光学系を用いる場合には、ＬＣＤの表示領域が呈示窓２において４５度傾いてしまう。この場合、視力値視標Ｃ等の背景が表示される試験領域を水平方向の辺を有する四角形状とさせるために、マスク処理を行う。具体的には、図６（ａ）のように、ＬＣＤ７１（又は７２）の表示領域の辺に対して４５度の角度で回転した四角形のマスク１０１を形成する。マスク１０１は、ＬＣＤの表示制御による電子的なマスクであってもよいし、ＬＣＤの前面に四角形形状のマスク板を配置する構成としてもよい。そして、ＬＣＤ７１，７２を直接又は光学的に４５度回転させることにより、図６（ｂ）に示されるように、被検者への呈示に際しては、試験領域１００が水平方向の辺を有する四角形状として呈示できる。なお、視力値視標のように、被検者に方向性を応答させる検査視標Ｃを表示させる際には、その回転角度に応じて検査視標Ｃの表示アドレスが制御される。

なお、以上説明した本実施形態では、第１及び第２ディスプレイに表示された視標を合成するために偏光ビームコンバイナを用いたが、これに限るものではない。第１及び第２ディスプレイに表示された視標を合成できればよく、例えば、第１ディスプレイに表示された視標の光束を透過し第２ディスプレイに表示された視標の光束を反射し、光束を合成するビームコンバイナであればよい（透過、反射は逆でもよい）。具体的には、ハーフミラーを用いる構成が考えられる。この場合、第１及び第２ディスプレイの視標光束は所定の偏光軸を持っている必要がある。但し、偏光ビームコンバイナを用いる場合と比べて、光量の損失が起こるため、視標形成部７０に対して第１及び第２ディスプレイの光量を２倍にする必要がある。

このような構成において、前述の有機ＥＬディスプレイ等の偏光特性を持たないディスプレイを第１及び第２ディスプレイとする場合、第１及び第２ディスプレイで表示される視標に前述のような関係にある偏光方向を付与する構成が必要となる。図７は、有機ＥＬディスプレイとハーフミラーで構成される視標形成部８０を説明する図である。視標を表示するためのそれぞれの有機ＥＬディスプレイ８１、８２とハーフミラー８５の間に、それぞれの偏光板８１ａ、８２ａを配置する。このとき、偏光板８１ａ、８２ａの偏光軸は互いに直交する関係とされ、例えば、有機ＥＬディスプレイ８１が右眼用視標を標示する場合は、偏光板８１ａは１３５度の偏光軸を持つように配置される。また、偏光板８２ａは４５度の偏光軸を持つように配置される。このようにして、第１及び第２ディスプレイとビームコンバイナとが、偏光特性を持っていなくとも、偏光板を用いることにより、視標形成部８０に、左右眼に対しそれぞれ偏光軸を持つ視標光束を形成できる。

なお、以上の説明では、ＬＣＤ７１、７２はそれぞれの中心Ｃ１、Ｃ２が光軸Ｌと合成されるように配置され、右眼用及び左眼用視標が左右眼にそれぞれ呈示される構成としたが、これに限るものではない。呈示される右眼用視標及び左眼用視標が被検者眼位置で両眼視機能検査に適切に合わせられる（例えば、融像刺激視標が右眼、左眼でそれぞれ中心位置（視軸位置）に呈示される）構成であればよい。右眼用視標と左眼用視標（の試験領域）の中心が合わせられるように、ＬＣＤ７１、７２が配置されればよい。例えば、ＬＣＤ７１、７２の表示領域の一部に視標（試験領域）が表示され、その他の表示領域はマスクとされる場合、視標（試験領域）の中央が中心とされる。

なお、以上説明した本実施形態では、視標形成部７０で形成された視標を投光光学系により被検者眼へと投光し、被検者に視標の虚像を呈示する構成としたが、これに限るものではない。視標形成部７０で形成された視標を所定の検査距離だけ離されたスクリーンに拡大して投影するレンズ等により構成される投光光学系を有する投影型の視力呈示装置において、本発明を好適に適用できる。

装置本体１の構成を示す模式図である。視標形成部７０の構成を示す模式図である。リモコン４０の外観と視標呈示装置1の制御ブロック図を示す図である。両眼視機能検査用視標６０の構成を説明する図である。視標形成部７０の変容例を示す図である。ＬＣＤの表示とマスク処理を示す図である。有機ＥＬディスプレイ８１，８２とハーフミラー８５を用いた視標形西部８０を説明する図である。

符号の説明

１装置本体
２呈示窓
１０制御部
１１メモリ
２０投光光学系
２６ビームスプリッタ
２７凹面鏡
２８回転軸
２９モータ
４０リモコン
７０視標形成部
７１、７２ＬＣＤ
７５偏光ビームスプリッタ

Claims

検査視標を被検眼に呈示するための装置本体と、視力値検査視標及び偏光を利用した両眼視機能検査視標を含む検査視標を選択する視標選択手段と、を備える視標呈示装置において、
前記装置本体は，検査視標を表示するための第１ディスプレイ及び第２ディスプレイと，該第１ディスプレイ及び第２ディスプレイの光路を合成するビームコンバイナと，を有する視標形成部であって，前記第１ディスプレイ及び第２ディスプレイの視標光束が偏光軸を持つとき偏光軸を調整，、前記第１ディスプレイ及び第２ディスプレイの視標光束が偏光軸を持たないときは偏光板によって偏光軸を持たせ，前記ビームコンバイナにより合成された視標光束が互いに直交する偏光軸を持つ視標を形成する視標形成部と，該視標形成部により形成された視標を所定の検査距離の被検眼に呈示する投光光学系と，を有し、
視標呈示装置は、前記視標選択手段の選択信号に基づいて前記第１ディスプレイ及び第２ディスプレイの表示を制御する表示制御手段であって，前記視標選択手段により偏光を利用した両眼視機能検査視標が選択されたときには前記第１及び第２ディスプレイの予め定められた一方に左眼用視標を表示させ，他方に右眼用視標を表示させ，視力値検査視標が選択されたときには前記第１又は第２ディスプレイの何れか一方のみに視力値検査視標を表示させる表示制御手段を備えることを特徴とする視標呈示装置。
請求項１の視標呈示装置は、前記ビームコンバイナにより光路が合成される前記第１ディスプレイの画素のアドレスと前記第２ディスプレイの画素のアドレスとの対応関係を記憶する記憶手段を備え、
前記表示制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記第１及び第２ディスプレイが持つ画素のアドレスの対応関係に基づいて前記第１及び第２ディスプレイの表示を制御し、前記ビームコンバイナによる合成後の前記左眼用視標と前記右眼用視標とを所定の位置関係に表示させることを特徴とする視標呈示装置。
請求項１又は２の視標呈示装置において、前記第１及び第２ディスプレイは所定方向の直線偏光を発する同一の液晶ディスプレイからなり、前記第１及び第２ディスプレイは相対的に９０度回転した位置関係で配置され、
前記表示制御手段は、両眼視機能検査視標が選択されたときには、第１及び第２ディスプレイの９０度回転された位置関係に基づいて前記第１ディスプレイ及び第２ディスプレイの表示を制御し、前記ビームコンバイナによる合成後の前記左眼用視標と前記右眼用視標とを所定の位置関係に表示させることを特徴とする視標呈示装置。
請求項３の視標呈示装置において、前記ビームコンバイナは第１偏光軸を持つ光束を透過し、第１偏光軸と直交する第２偏光軸の光束を反射する特性を有する偏光ビームコンバイナから構成され、
前記第１及び第２ディスプレイは、一方の偏光軸が前記偏光ビームコンバイナの第１偏光軸に合わせられ、他方の偏光軸が前記偏光ビームコンバイナの第２偏光軸に合わせられていることを特徴とする視標呈示装置。
請求項１の視標呈示装置において、前記第１及び第２ディスプレイは所定方向の直線偏光を発する同一の液晶ディスプレイからなり、
前記第１ディスプレイと前記ビームコンバイナとの間の光路、又は前記第２ディスプレイと前記ビームコンバイナとの間の光路の一方に配置された位相差板であって、光束の偏光軸を９０度回転させる位相差板を備え、
前記表示制御手段は、両眼視機能検査視標が選択されたときには、前記位相差板により９０度回転される偏光軸の対応関係に基づいて前記第１及び第２ディスプレイの表示を制御し、前記ビームコンバイナによる合成後の前記左眼用視標と前記右眼用視標とを所定の位置関係に表示させることを特徴とする視標呈示装置。