专利名称：视野计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量受检者视野的视野计。
背景技术：
进行视野的检查(即视野测量)是为了诊断视野的收缩，这种收缩是青光眼等疾病的症状。在传统的视野测量中，受检者视野的测量是通过在受检者眼睛前面的特定位置显示视标(eye-target)，然后让受检者回答是否看见视标。这种检查是基于受检者主观性回答的主观检查，并且受检者的视野范围是通过在一个接一个地改变视标的显示位置的同时，多次测量视野来确定的。在这种主观检查中，问题在于，检查结果易于受到受检者身体条件和注意力等等的影响，不能进行准确的检查。此外，由于显示视标、然后让受检者回答的一系列操作必须重复多次，所以问题还在于，进行这种检查耗时长，受检者负担重。
日本眼科纪要(Folia ophthalmologica Japonica)(第49卷，第9号，733-737页，1998)公开了一种视野计，其能够进行不依赖受检者主观性回答的客观视野测量。在这种视野计中，为了测量受检者的视野，将固定视标投射在设置于受检者眼睛前面的屏幕上，然后在受检者注视固定视标的条件下，将光刺激视标一个接一个投射在屏幕上的多个位置，从而向受检者的视网膜提供光刺激，然后检测瞳孔由于光刺激而产生的缩瞳反应(即瞳孔的光反射)。
此外，日本未审专利公开号No.5-146404以及日本未审专利公开号No.2004-216118公开了一种视野计，其通过利用发光设备例如发光二极管显示固定视标和光刺激视标，并检测在向受检者提供光刺激时是否出现瞳孔的光反射来客观地测量受检者的视野。
在这种客观视野计中，背景亮度相对于光刺激视标越暗，对瞳孔的光反射的检测就越容易。但是，如果背景亮度太暗，那么光刺激视标的光线被散射，因此不能将光刺激提供到受检者视网膜的准确位置。此外，受检者的瞳孔需要长时间来适应背景的黑暗，使得检查时间变长。另一方面，如果背景亮度太亮，那么背景与光刺激视标之间的亮度差变小，瞳孔的光反射也变小，因此，对反应的检测变难。此外，优选根据受检者来改变光刺激视标的大小及其刺激强度。
如上所述，在客观视野计中，优选可以随意调节背景亮度、视标亮度以及视标大小等等。但是，在上述传统视野计中，因为将视标投射在屏幕上，或者是使用发光二极管来显示光刺激视标，于是存在着不能轻易调节背景亮度、视标亮度以及视标大小的问题。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种能够容易地调节背景亮度、视标亮度以及视标大小等等，并且能够迅速、准确地测量视野的客观视野计。
本发明的视野计包括显示装置、视标控制装置、红外发光装置、摄像装置、壳体、瞳孔检测装置以及视野测量装置。所述视标控制装置在所述显示装置上的多个预定位置显示用于固定受检者视线的固定视标以及用于向所述受检者的瞳孔提供光刺激的光刺激视标。所述红外发光装置向所述受检者的眼睛发射红外光。所述摄像装置利用所述红外发光装置发射的红外光，摄取所述受检者的眼睛的图像。所述壳体中容置所述显示装置、所述红外发光装置以及所述摄像装置，所述壳体具有窥视孔，通过所述窥视孔，所述受检者从外侧观看显示在所述显示装置上的所述固定视标以及所述光刺激视标。所述瞳孔检测装置基于所述摄像装置摄取的图像检测所述受检者的瞳孔直径。当在所述受检者看着所述固定视标的条件下，所述视标控制装置显示所述光刺激视标时，所述视野测量装置基于所述瞳孔检测装置检测到的所述受检者的瞳孔直径的变化，测量所述受检者的视野。
本发明的特征在于所述显示装置包括能够分别调节屏幕的背景亮度和所述光刺激视标的亮度的显示设备。因此，本发明的视野计能够容易地调节屏幕的背景亮度和光刺激视标的亮度，并且能够将屏幕的背景亮度和光刺激视标的亮度设定为最佳值。当然，因为也可以容易地改变视标的大小和视标的显示时间，所以本发明的视野计能够根据受检者来显示最佳视标。因此，本发明的视野计能够迅速、准确地测量视野。
优选地，所述视野计还包括显示位置调节装置，能够在相对于所述窥视孔的垂直方向和/或水平方向和/或前后方向上调节所述显示装置的位置。通过提供显示位置调节装置，就可以根据受检者眼睛的位置和受检者的视力将显示装置移动到最佳位置。
优选地，所述视野计还包括摄像设备调节装置，能够调节所述摄像装置的摄像位置和摄像方向。通过提供摄像设备调节装置，就可以根据受检者的瞳孔来调节摄像装置的位置和角度。在这种情况下，更优选地，所述视野计还包括摄像设备控制装置，用于基于所述瞳孔检测装置的检测结果，通过所述摄像设备调节装置调节所述摄像装置的摄像位置和摄像方向，使得所述受检者的瞳孔直径达到峰值。通过提供摄像设备控制装置，就可以将摄像装置自动调节到最佳位置和最佳方向。
优选地，所述视野计还包括操作开关，其响应所述受检者的操作向所述视野测量装置输出操作信号，所述视野测量装置基于所述受检者的瞳孔直径变化以及从所述操作开关输入的操作信号来测量视野。在这种情况下，除了客观视野检查之外，还可以进行主观视野检查，从而提高测量结果的可靠性。
优选地，所述壳体的内表面的发射率通常为1(即，其反射率为零)。在这种情况下，壳体中显示装置发出的光线几乎被壳体的内表面全部吸收，因此可以防止将光刺激提供到瞳孔的不必要位置，并且可以提高测量的准确度。
对于光刺激视标，通常使用以脉冲形式短暂闪烁的光刺激。优选地，所述视标控制装置在所述显示装置上连续显示脉冲状光刺激视标至少两次。与显示脉冲状光刺激仅一次的情况相比，通过连续显示脉冲状光刺激至少两次，即使在光量相同时也可以放大瞳孔直径的变化。因此，易于测量视野。
顺便提及，即使在没有光刺激的状态下，瞳孔直径的大小也会漂移，因此会出现这样的情况难以判断瞳孔直径的变化是否由于光刺激而引起。在这种情况下，优选地，所述视标控制装置在所述显示装置上显示光强周期性变化的光刺激视标。通过显示光强周期性变化的光刺激视标，当瞳孔直径的变化是由于光刺激视标而引起时，瞳孔直径以与光线的周期同步的方式周期性变化。因此，易于判断瞳孔直径的变化是否由于光刺激而引起，并且可以提高测量结果的可靠性。
所述光强周期性变化的光刺激视标可以是光脉冲序列或者光强以正弦波方式变化的视标。
在这种情况下，优选地，所述视标控制装置具有改变所述光刺激视标的光强周期的功能或者具有改变所述光刺激视标的大小的功能。通过提供这种功能，就可以根据受检者显示最佳视标。
此外，当显示光强周期性变化的光刺激视标时，优选地，所述视野测量装置具有根据所述瞳孔直径的波动范围或者所述瞳孔直径的振幅计算所述瞳孔直径的变化幅度的功能。当瞳孔直径随着光强周期性变化时，易于获得瞳孔直径的局部最小值和局部最大值。因此，通过将瞳孔直径的局部最小值与局部最大值之间的差，也就是瞳孔直径的波动范围(或者瞳孔直径的振幅，也就是波动范围的一半)限定为瞳孔直径的变化幅度，就可以容易地获得瞳孔直径的变化幅度。当可以获得多个波动范围时，可以将其平均值限定为瞳孔直径的变化幅度。在这种情况下，可以缓和数据的波动(不平)。
此外，优选地，所述视野测量装置计算以上得到的瞳孔直径的变化幅度与光刺激视标的光强之间的比率，并基于所述比率测量受检者的视野敏感度。也就是说，当瞳孔直径的变化相对于光强而言较小时，就可以判断视野的敏感度已经退化，并且以这种方式，基于所述比率测量视野的敏感度。
此外，优选地，所述视野测量装置具有计算所述光刺激视标的光强周期与所述受检者的瞳孔直径的变化周期之间的同步性的功能。在这种情况下，可以使用所述同步性作为判断测量结果可靠性的信息之一。
此外，优选地，所述视野测量装置具有基于所述受检者的瞳孔直径的变化，判断显示所述光刺激视标的位置是否是所述受检者的正常视野区域的功能。在这种情况下，可以自动地判断显示光刺激视标的位置是否是受检者的正常视野区域。
优选地，所述视标控制装置具有改变所述光刺激视标的颜色的功能。在这种情况下，可以检查视网膜细胞中对颜色起反应的视锥细胞。
图1为示出根据本发明实施例的视野计的构成的示意图；图2为说明图1所示视野计的内部配置的示意图；
图3为说明图1所示视野计的液晶显示器的安装方法的示意图；图4A为说明图1所示视野计的CCD摄像头的安装方法的示意图；图4B为说明图1所示视野计的CCD摄像头的安装方法的示意5为示出图1所示视野计的液晶显示器的屏幕的一个实例的示意图；图6A为示出图1所示视野计中CCD摄像头所摄取图像的一个实例的示意图；图6B为示出图1所示视野计中检测到的瞳孔直径的一个实例的示意图；图7为说明图1所示视野计的测量原理的示意图；图8为示出图1所示视野计中视标显示位置的一个实例的示意图；图9A为示出图1所示视野计中测得的缩瞳率的一个实例的示意图；图9B为示出图1所示视野计中测得的缩瞳率的另一个实例的示意图；图10为示出在灰度色标下，同时对图9A和图9B的受检者进行静态视野测量的测量结果的示意图；图11A为示出图1所示视野计中测得的缩瞳率的另一个实例的示意图；图11B为示出在灰度色标下，同时对图11A的受检者进行静态视野测量的测量结果的示意图；图12A为示出图1所示视野计中光刺激视标的一个实例的示意图；图12B为示出图1所示视野计中光刺激视标的另一个实例的示意图；图13为示出图1所示视野计中光刺激视标的另一个实例的示意图；图14为示出图1所示视野计中光刺激视标的另一个实例的示意图；图15为示出图1所示视野计中光刺激视标的另一个实例的示意图。
具体实施例方式
以下，参照附图详细描述本发明。图1为示出本实施例的视野计的构成的示意图。视野计包括液晶显示器1、红外发光二极管2、CCD摄像头3、单向透视玻璃4、图像处理设备5、计算机6以及操作开关7。如图2所示，液晶显示器1、红外发光二极管2、CCD摄像头3以及单向透视玻璃4容置在盒形壳体8中。在壳体8的一个侧面上有窥视孔10，通过窥视孔10，受检者可以看到安装在壳体8中的液晶显示器1；此侧面上还安装有下颌支撑基座9，用于支撑受检者的下颌。
液晶显示器1(显示装置)显示用于固定受检者视线的固定视标F以及用于向受检者的瞳孔提供光刺激的光刺激视标L。液晶显示器1的显示内容由计算机6控制。作为实例，液晶显示器1具有19英寸对角线屏幕，SXGA分辨率(1280×1024个点)，最大亮度为400cd/m2，对比率为450比1(450∶1)，显示颜色约16.77M，在垂直和水平方向的视角为160度，反应速度为12ms。液晶显示器1与窥视孔10之间的距离约为29cm，因此，在垂直方向上可以测量的视野范围为±26度角，在水平方向上可以测量的视野范围为±21度角。利用液晶显示器1作为显示装置，可以分别调节屏幕的背景亮度和光刺激视标的亮度。因此，通过向背景亮度和光刺激视标的亮度提供需要的亮度差，从而向受检者的瞳孔P提供足够的光刺激，易于产生瞳孔的光反射。此外，因为对于视野计而言不需要使背景亮度变暗超过必要的时间，所以受检者适应背景黑暗的时间(即黑暗适应时间)短，从而可以缩短检查视野的时间。当然，因为还可以随意改变视标的大小、形状以及移动，所以可以根据受检者来显示最佳的视标。优选地，背景亮度设定在约3.18×10-1至3.18cd/m2(即，1至10asb(1asb＝1/πcd/m2))的范围内。优选地，光刺激视标的亮度设定在约286至382cd/m2(即，900至1200asb)的范围内。
红外发光二极管2(红外发光装置)分别安装在相对于受检者S的眼睛E斜向上的位置和斜向下的位置，从而不会阻挡受检者的视线。红外发光二极管2向受检者的眼睛E发射波长约为850nm的红外光。
CCD摄像头3(摄像装置)具有400000像素分辨率，对红外光敏感，因此，在自然光的光线很少的黑暗环境下，CCD摄像头3可以利用红外发光二极管2的红外光来摄取受检者的眼睛E的图像。因为人的视网膜不能感知红外光，所以红外发光二极管2的红外光不会导致瞳孔的光反射。
单向透视玻璃4即所谓的热镜，通过在玻璃板的表面涂覆过滤层而形成，所述过滤层的特性是反射波长约为850±50nm的红外光，透射波长为450至650nm的可见光。单向透视玻璃4设置在受检者的眼睛E与液晶显示器1之间，例如，设置在受检者的眼睛E前面，使得单向透视玻璃4的法线方向相对于光路倾斜大约45度。因为来自液晶显示器1的光线通过单向透视玻璃4并进入受检者的眼睛E，所以受检者可以通过单向透视玻璃4看见液晶显示器1的屏幕。由红外发光二极管2发射且被受检者的眼睛E反射的光线，全部被单向透视玻璃4反射，进入设置在单向透视玻璃4上面的CCD摄像头3。
图像处理设备5(瞳孔检测装置)处理CCD摄像头3摄取的图像，并通过从眼睛E的图像中提取瞳孔部分来测量瞳孔直径，然后将瞳孔直径的测量结果输出到计算机6。
计算机6连接到图像处理设备5和液晶显示器1，并且具有如下功能计算机6控制液晶显示器1的显示内容，在液晶显示器1上的多个预定位置显示固定视标和光刺激视标(视标控制装置)；当在受检者看着固定视标的条件下显示光刺激视标时，计算机6基于图像处理设备5检测到的受检者的瞳孔直径变化来测量视野(视野测量装置)。这些功能通过软件(程序)实现。计算机6还连接到操作开关7，可以根据受检者的操作接收来自操作开关7的操作信号。
壳体8的内表面以及壳体8内除了液晶显示器1的观看区、红外发光二极管2的发射面、CCD摄像头3的接收面以及单向透视玻璃4之外的其它所有部分都被涂覆发射率约为1.0的黑体涂层。液晶显示器1发射的光线被黑体涂层吸收，从而防止了如下情况光线被其它部件反射并进入受检者眼睛的不必要部分，因此不能进行准确的视野测量。代替涂覆黑体涂层，也可以涂覆具有低反射率的抗反射涂层。
如图2和图3所示，液晶显示器1安装在显示位置调节机构11(显示位置调节装置)上，显示位置调节机构11可以在相对于窥视孔10的垂直方向和/或水平方向和/或前后方向上调节液晶显示器1的位置。显示位置调节机构11包括X轴台11A，由步进电机12A驱动，可在相对于窥视孔10的水平方向(X轴方向)上移动；Y轴台11B，安装在X轴台11A上，由步进电机12B驱动，可在相对于窥视孔10的前后方向(Y轴方向)上移动；以及Z轴台11C，安装在Y轴台11B上，由步进电机12C驱动，可在相对于窥视孔10的垂直方向(Z轴方向)上移动。液晶显示器1安装在Z轴台11C上。在受检者S将其下颌放在下颌支撑基座9上的情况下，通过调节X轴台11A和Z轴台11C的位置，可以将液晶显示器1的中心调节到受检者S的右眼或左眼的中心，由此就可以利用具有小屏幕的液晶显示器1来测量视野。此外，即使受检者S近视或远视，也可以通过在前后方向上移动Y轴台11B，从而将液晶显示器1移动到受检者S能够看清楚的位置。因此，受检者S不需要眼镜或者隐形眼镜就可以进行视野检查，从而可以更准确地测量视野。
如图4A和图4B所示，CCD摄像头3连接在连接板13上，连接板13设置在单向透视玻璃4上几乎水平的位置，从而CCD摄像头3可以在前后方向上移动，并且可以绕X轴旋转。通过利用摄像设备调节装置(未示出)例如伺服电动机，使CCD摄像头3在前后方向上移动以及绕X轴旋转，可以调节CCD摄像头3的摄像位置和摄像方向，使得CCD摄像头3的中心与受检者的瞳孔P的位置相对应。此外，通过使CCD摄像头3绕X轴旋转，可以调节眼睛E在单向透视玻璃4中的反射角度。因此，通过将CCD摄像头3的摄像角度调节到CCD摄像头从下方朝上看眼睛的角度，就可以摄取瞳孔的图像而使得睫毛不会与瞳孔P重叠，由此，可以防止睫毛降低瞳孔直径的检测准确度。优选地，计算机6包括摄像设备控制功能(摄像设备控制装置)，用于控制摄像设备调节装置例如伺服电动机，并且调节CCD摄像头3的摄像位置和摄像方向，使得受检者的瞳孔直径达到峰值(换而言之，受检者的瞳孔直径达到最大值)。这样，就可以将CCD摄像头3的位置和摄像方向自动地调节到最佳位置和最佳摄像方向。
以下说明本发明视野计的测量原理。图5示出液晶显示器1的屏幕，在屏幕的中心显示有固定视标F。受检者被指示用一只眼注视固定视标F，并且当受检者用一只眼注视固定视标时，计算机6随机地在屏幕的多个预定位置一个接一个地显示光刺激视标L。在图5中，记号“●”表示当前显示的光刺激视标L的一个实例，记号“○”表示光刺激视标L的显示位置的另一些实例。
当显示光刺激视标L时，CCD摄像头3利用红外发光二极管2的红外光摄取眼睛E的图像。图6A示出所摄取图像的一个实例。
如图6B所示，图像处理设备5从所摄取的图像提取瞳孔P，并检测瞳孔直径D。
顺便提及，瞳孔的大小由瞳孔括约肌和瞳孔开大肌调节，而瞳孔括约肌由副交感神经系统控制，瞳孔开大肌由交感神经系统控制。因此，当在正常视野区域的任意位置向眼睛E提供光刺激时，信息被传递到副交感神经系统，然后瞳孔括约肌反射性地收缩。之后，当移走光刺激时，瞳孔扩张。这种神经传递是脑干反射，因此，通常受检者不可能自主地控制，并且这种神经传递随着光刺激而不连续地发生。这称作瞳孔的光反射，光刺激越强，瞳孔的光反射的反应变得越大。换而言之，可以认为，光刺激视标的显示位置在反应大的地方具有高视网膜敏感度，在反应小的地方具有低视网膜敏感度。
图7示出由于瞳孔的光反射导致瞳孔直径变化的一个实例。当计算机6在任意位置显示光刺激视标0.1秒时，在大约0.2至0.3秒的延迟时间dt(潜伏时间)后，发生缩瞳(瞳孔的收缩)。缩瞳开始过去时间ta后，瞳孔直径达到其最大收缩点(最小值)。达到最小值后，瞳孔直径逐渐扩大(所谓的瞳孔扩大)。在图7中，曲线C1和C2表示向视野区域的两个不同位置提供光刺激视标时，瞳孔直径的变化。与曲线C1相比，曲线C2相对于光刺激的瞳孔直径变化范围小(即，D1＞D2)。当瞳孔直径变化小的时候，如同曲线C2，就认为处于显示该光刺激视标的位置的视觉神经有一些异常，由此降低了视野的敏感度。
计算机6(视野测量装置)基于图像处理设备5检测到的瞳孔直径的变化，计算最大缩瞳量、缩瞳率(瞳孔收缩率，即最大缩瞳量与瞳孔初始大小之间的比率)、瞳孔缩小速度以及瞳孔放大速度。
以下通过图8至图11B说明利用上述原理实际测量青光眼受检者的视野的结果的一个实例。在该测量中，固定视标F显示在屏幕中心，受检者被指示用一只眼注视固定视标F，并且如图8所示，当受检者注视固定视标F时，在受检者的视野中沿左斜方走向的直线上的多个预定位置M0至M20随机显示白色脉冲的光刺激视标L，然后计算机6根据图像处理设备5测得的瞳孔直径D来计算缩瞳率。液晶显示器1的背景亮度约为0.5cd/m2，光刺激视标的亮度约为300cd/m2，光刺激视标的大小为2.0deg，而光刺激视标的显示时间约为0.2秒。
图9A为受检者右眼的上部视野的测量结果。即，以图解的形式表示出当光刺激视标显示在图8的各个位置M0至M10时的缩瞳率与光刺激视标的显示位置(照射角)之间的关系。实线表示测量结果，虚线表示正常人的缩瞳率。图9A表明对于所有的照射角，受检者的缩瞳率都大于或者等于正常人的缩瞳率。因此，可判断受检者右眼的上部视野正常。
另一方面，图9B为受检者右眼的下部视野的测量结果。即，以图解的形式表示出当光刺激视标显示在图8的各个位置M11至M20时的缩瞳率与光刺激视标的显示位置(照射角)之间的关系。如同图9A，实线表示测量结果，虚线表示正常人的缩瞳率。图9B表明，在受检者的鼻侧区域(即，位置M11至M15)和受检者的耳侧区域的一部分(即，位置M17至M20)，受检者的缩瞳率小于正常人的缩瞳率。也就是说，可以认为在这些区域，受检者视野的敏感度已经退化。
此外，图10为同时对同一个受检者进行静态视野计(主观视野计)测量的结果。使用静态视野计检查时，受检者被指示当他/她看见光刺激视标时，按下操作开关，如果当光刺激视标显示时受检者按下操作开关，则判断显示位置为受检者正常视野区域，而如果当光刺激视标显示时受检者没有按下操作开关，则判断显示位置为异常视野区域。并且，用灰度色标来表示受检者的视野，在灰度色标中，正常的视野区域用白色表示，异常的视野区域用黑色表示。图10表明，如同图9A和图9B的测量结果，受检者的上部区域为正常视野区域，受检者的下部区域部分为异常视野区域。
在本方明的视野计中，还可以利用操作开关7执行与上述使用静态视野计的检查相同的检查，并且通过以与客观视野测量结合的方式执行主观视野测量，可以提高测量结果的可靠性。
顺便提及，图11A示出使用本发明视野计对受检者左眼的下部视野的客观测量结果，图11B为使用静态视野计对受检者左眼视野的主观测量结果。参见图11A，在受检者耳侧的区域(M13周围)，缩瞳率下降，因此可认为受检者的视野敏感度已经退化。然而，参见图11B，受检者耳侧的下部区域为白色，也就是说，判断该区域为正常视野区域。换而言之，虽然在主观结果中判断该区域为正常视野区域，但是在客观结果中判断该区域的视野敏感度已经退化。这可以认为在受检者出现主观症状之前，客观检查能够在早期捕捉到症状。如上所述，客观视野计有希望在早期捕捉到症状并中止症状的发展。
虽然在上述测量实例中，计算机6根据瞳孔直径的变化计算缩瞳率作为指示来测量受检者的视野，但是除了计算缩瞳率的功能之外，计算机6(视野测量装置)还可以具有判断显示光刺激视标的位置是否是受检者正常视野区域的功能。例如，计算机6将缩瞳率与预定阈值作比较，如果缩瞳率大于预定阈值，则计算机判断为正常视野区域，而如果缩瞳率小于预定阈值，则计算机判断为异常视野区域。在这种情况下，优选地，该阈值随受检者的年龄和/或性别而变化。或者，可以将受检者的视野区域分为四个区域(例如，四个区域包括第一象限(右上象限)至第四象限(右下象限))，并且可以将视野敏感度退化密度高的分割区域判断为异常视野区域。
计算机6(视标控制装置)可具有改变光刺激视标的颜色的功能。在这种情况下，因为视网膜的敏感度随颜色波长而变化，所以可以通过改变光刺激视标的颜色来检查特定的视网膜区域。也就是说，通常，视网膜细胞可以分为对黑色和白色产生反应的杆状细胞以及对颜色产生反应的视锥细胞，因此，通过显示有色的光刺激视标，就可以检查各种视锥细胞的反应。
虽然在上述检查中仅仅在受检者的视野中沿左斜方走向的直线上显示光刺激视标，但光刺激视标的显示位置并不限于上述实例。
顺便提及，缩瞳率会随着年龄的增长而下降，因此对于一些受检者，即使提供脉冲状的光刺激，瞳孔的光反射也可能较小。在这种情况下，优选地，在潜伏时间内连续显示脉冲状的光刺激视标至少两次。图12A示出当显示0.2秒的脉冲状光刺激L1时，瞳孔直径的变化(参见曲线C3)，图12B示出当以0.1秒的间隔连续显示0.1秒的脉冲状光刺激两次(参见L2和L3)时，瞳孔直径的变化(参见曲线C4)。当比较图12A与图12B时，每个图中光刺激的总时间都是0.2秒，彼此相等，但是，图12B中瞳孔直径的变化大于图12A中瞳孔直径的变化。如上所述，通过连续显示脉冲状光刺激至少两次，可望获得较大的瞳孔的光反射。
此外，即使在没有光刺激的稳定状态下，瞳孔直径的大小也会漂移，因此会出现这样的情况难以判断瞳孔直径的变化是否由于光刺激而引起。在这种情况下，优选地，在液晶显示器上显示光强周期性变化的光刺激视标。图13示出当光脉冲序列L4显示在视野中心作为光强周期性变化的光刺激视标时，瞳孔直径变化的一个实例，在光脉冲序列L4中，以2秒的间隔连续显示脉冲5次。在图13中，虽然显示甚至于在光刺激视标被显示之前瞳孔直径就漂移了，但是当显示具有5个脉冲的脉冲序列L4时，与脉冲序列L4同步，瞳孔直径也改变5次(参见曲线C5)。如上所述，当光强周期性变化时，如果受检者的视野正常，则所引起的瞳孔直径变化也具有周期性。因此，当观察到瞳孔直径的变化具有如同图13的周期性时，那么这种变化很可能是由于光刺激而引起。虽然图13示出在视野的中心显示光强周期性变化的光刺激视标时的一个实例，但在视野的其它各区域显示光强周期性变化的光刺激视标时亦如此。因此，通过在液晶显示器的多个预定位置显示光强周期性变化的光刺激视标，同时测量瞳孔直径的变化，就可以测量受检者的视野。
通过检查光刺激P的变化数目是否对应于瞳孔直径的变化数目(换而言之，局部最小值和局部最大值的重复数目)，可以判断光刺激视标的光强周期与瞳孔直径的变化周期之间的同步性。或者，通过对瞳孔直径的数据串进行自相关分析并检查其周期性，可以判断同步性。
此外，优选地，计算机6(视野测量装置)具有利用例如自相关分析，计算光刺激视标的光强周期与瞳孔直径的变化周期之间的同步性，并将计算的同步性通知测量者(也就是医生等)的功能。在这种情况下，测量者通过检查光刺激视标的光强周期与瞳孔直径的变化周期之间的同步性，可以判断测量结果的可靠性。
在瞳孔直径周期性变化的情况下，易于得到瞳孔直径的局部最小值和局部最大值。因此，优选地，计算机6(视野测量装置)将瞳孔直径的局部最小值与局部最大值之间的差，也就是瞳孔直径的波动范围，限定为瞳孔直径的变化幅度。或者，将瞳孔直径的振幅，也就是波动范围的一半，限定为瞳孔直径的变化幅度。如图13所示，当可以获得多个局部最小值与局部最大值之间的差时，可以将其平均值限定为光刺激视标的显示位置的瞳孔直径的变化幅度。在这种情况下，可以缓和瞳孔直径的波动(不平)。
优选地，计算机6(视野测量装置)计算以上得到的瞳孔直径的变化幅度与光刺激视标的光强之间的比率，并基于这个比测量受检者的视野敏感度。在非常微小的视网膜区域异常而其周围区域正常的情况下，如果光刺激视标向视网膜的发射范围跨过异常区域和正常区域，会发生瞳孔反应。在这种情况下，认为瞳孔反应的大小随着异常区域的大小与正常区域的大小之间的比率而变化，因此，可以通过测量瞳孔反应的大小来计算视野的敏感度。瞳孔反应的大小取决于光刺激的强度，光刺激越强，瞳孔反应越大。因此，计算机6通过计算瞳孔直径的变化幅度与光刺激视标的光强之间的比率(即，瞳孔反应的大小/光刺激视标的大小)，可以测量受检者的视野敏感度。如果这个比小，就意味着对强光的瞳孔反应小，因此可认为视网膜的敏感度已经退化。
在显示光强周期性变化的光刺激视标的情况下，优选地，计算机6(视标控制装置)具有改变光强周期的功能。图14示出显示光脉冲序列L5时的一个实例，在光脉冲序列L5中，以一秒间隔显示一个脉冲。比较以一秒间隔显示一个脉冲的图14与以2秒间隔显示一个脉冲的图13，图14的瞳孔直径的幅度小于图13的瞳孔直径的幅度，并且图14的周期性特征不明显。在瞳孔充分扩大前，下一个光刺激显示得越早，周期就变得越短，瞳孔反应大小的变化也变小。因此，为了提高瞳孔直径变化幅度的可读性，优选地，上述周期不太短。另一方面，如果周期长，检查时间也变长，因此受检者的负担加大。因此，优选地，计算机6具有改变光强周期的功能，当瞳孔直径变化的周期性明显时，计算机6缩短光强周期，从而缩短检查时间，而当瞳孔直径变化的周期性不明显时，计算机6延长光刺激出现的周期，从而增加波形的可见度。
虽然在图13和图14中光强以恒定周期变化，但是光强不必以严格恒定的周期变化。通过实时测量瞳孔直径D的变化，根据瞳孔反应周期改变光强周期，以及在恰当时刻显示光刺激视标，可以放大瞳孔直径的变化。
虽然，在图13中，显示光脉冲序列L4作为光强周期性变化的光刺激视标，但可以使用光强以正弦波方式变化的视标L6作为光脉冲序列的替代，如图15所示。参见图15，当显示光强以正弦波方式变化的视标L6时，虽然瞳孔直径的变化(参见曲线C7)与正弦波有些偏离，但是瞳孔直径的变化仍然与光刺激对应。当观察到瞳孔直径的变化具有如同图15的周期性时，就认为这种变化很可能是由于光刺激而引起。如上所述，当将光强以正弦波方式变化的视标L6用作光脉冲序列的替代时，易于判断瞳孔直径的变化是否由于光刺激而引起。
此外，在图15中，瞳孔直径的偏移分量(DC值)呈下降趋势。当瞳孔直径的变化有这种趋势时，如果使用单个光刺激，那么瞳孔直径的变化是由于这种趋势引起还是由于单个光刺激引起就很不明显。然而，因为在图15中，瞳孔直径周期性地变化，所以易于判断此变化是由于光刺激引起，并且对应的视网膜区域正常。
此外，优选地，计算机6(视标控制装置)具有改变光刺激视标大小的功能。通常，光刺激视标越大，瞳孔的光反射幅度越大，并且波形的可读性提高。然而，如果视标大，对视网膜的刺激区域也大，那么就不可能进行准确地测量。另一方面，如果视标的视角小，那么波形的可读性降低，但是可以进行准确的测量，并且有希望早期诊断青光眼等疾病。也就是说，波形的可读性与准确的测量之间有一个权衡关系。因此，优选地，计算机6具有改变光刺激视标大小的功能，当希望准确地测量时，计算机6使得视标在观察方向上变小，当希望提高数据的可读性时，计算机6使得视标变大。为了提高波形的可读性，当视标变小时，优选将光刺激视标的重复数量增加，或者将背景亮度降低，来使得瞳孔的变化变大。
应注意如上所述，因为本实施例的视野计采用液晶显示器1作为显示装置，所以如上所述易于改变光刺激视标的强度、周期以及大小。
虽然本实施例采用液晶显示器1作为显示装置，但其它显示装置例如CRT、PDP、ELD、FED等等都可以用作液晶显示器1的替代。
此外，可以构成头带式视野计，其在护目镜形壳体内具有小液晶显示器。
如上所述，可广泛地构造本发明的不同实施例而不脱离其精神和范围，应当理解的是，本发明不限于其具体实施例，除非在所附权利要求书中限定。
权利要求
1.一种视野计，包括显示装置；视标控制装置，在所述显示装置上的多个预定位置显示用于固定受检者视线的固定视标以及用于向所述受检者的瞳孔提供光刺激的光刺激视标；红外发光装置，用于向所述受检者的眼睛发射红外光；摄像装置，利用所述红外发光装置发射的红外光，摄取所述受检者的眼睛的图像；壳体，其中容置所述显示装置、所述红外发光装置以及所述摄像装置，所述壳体具有窥视孔，通过所述窥视孔，所述受检者从外侧观看显示在所述显示装置上的所述固定视标以及所述光刺激视标；瞳孔检测装置，基于所述摄像装置摄取的图像，检测所述受检者的瞳孔直径；视野测量装置，当在所述受检者看着所述固定视标的条件下，所述视标控制装置显示所述光刺激视标时，所述视野测量装置基于所述瞳孔检测装置检测到的所述受检者的瞳孔直径变化，测量所述受检者的视野；其中，所述显示装置包括能够分别调节屏幕的背景亮度和所述光刺激视标的亮度的显示设备。
2.如权利要求1所述的视野计，还包括显示位置调节装置，能够在相对于所述窥视孔的垂直方向和/或水平方向和/或前后方向上调节所述显示装置的位置。
3.如权利要求1所述的视野计，还包括摄像设备调节装置，能够调节所述摄像装置的摄像位置和摄像方向。
4.如权利要求3所述的视野计，还包括摄像设备控制装置，基于所述瞳孔检测装置的检测结果，通过所述摄像设备调节装置调节所述摄像装置的摄像位置和摄像方向，使得所述受检者的瞳孔直径达到峰值。
5.如权利要求1所述的视野计，还包括操作开关，响应所述受检者的操作向所述视野测量装置输出操作信号，所述视野测量装置基于所述受检者的瞳孔直径变化以及从所述操作开关输入的操作信号来测量视野。
6.如权利要求1所述的视野计，其中，所述壳体的内表面的发射率通常为1。
7.如权利要求1所述的视野计，其中，所述视标控制装置在所述显示装置上连续显示脉冲状光刺激视标至少两次。
8.如权利要求1所述的视野计，其中，所述视标控制装置在所述显示装置上显示光强周期性变化的光刺激视标。
9.如权利要求8所述的视野计，其中，所述光刺激视标为光脉冲序列。
10.如权利要求8所述的视野计，其中，所述光刺激视标的光强以正弦波方式变化。
11.如权利要求8所述的视野计，其中，所述视标控制装置具有改变所述光刺激视标的光强周期的功能。
12.如权利要求8所述的视野计，其中，所述视标控制装置具有改变所述光刺激视标的大小的功能。
13.如权利要求8所述的视野计，其中，所述视野测量装置具有根据所述瞳孔直径的波动范围或者所述瞳孔直径的振幅计算所述瞳孔直径的变化幅度的功能。
14.如权利要求13所述的视野计，其中，所述视野测量装置具有计算所述瞳孔直径的变化幅度与所述光刺激视标的光强之间的比率，并基于所述比率测量所述受检者的视野敏感度的功能。
15.如权利要求8所述的视野计，其中，所述视野测量装置具有计算所述光刺激视标的光强周期与所述受检者的瞳孔直径的变化周期之间的同步性的功能。
16.如权利要求1所述的视野计，其中，所述视野测量装置具有基于所述受检者的瞳孔直径的变化，判断显示所述光刺激视标的位置是否是所述受检者的正常视野区域的功能。
17.如权利要求1所述的视野计，其中，所述视标控制装置具有改变所述光刺激视标的颜色的功能。
全文摘要
一种视野计，包括显示设备1、红外发光二极管2、CCD摄像头3、单向透视玻璃4、图像处理设备5、计算机6以及操作开关7。计算机6在显示设备1上的多个预定位置显示用于固定受检者视线的固定视标以及用于向受检者的瞳孔提供光刺激的光刺激视标。红外发光二极管2向受检者的眼睛发射红外光。CCD摄像头3利用红外发光二极管2发射的红外光来摄取受检者眼睛的图像。图像处理设备5基于CCD摄像头3摄取的图像检测受检者的瞳孔直径。计算机6基于图像处理设备5检测到的受检者的瞳孔直径变化测量受检者的视野。本发明的特征在于显示设备1包括能够分别调节屏幕的背景亮度和光刺激视标的亮度的显示设备。
文档编号A61B3/02GK101018501SQ20058003085
公开日2007年8月15日 申请日期2005年9月5日 优先权日2004年9月15日
发明者田舍片悟, 村上宗司, 福岛省吾, 福永秀雄, 田渊昭雄, 可儿一孝, 前田史笃 申请人:松下电工株式会社