JP3693561B2

JP3693561B2 - 非接触式眼圧計

Info

Publication number: JP3693561B2
Application number: JP2000231361A
Authority: JP
Inventors: 哲之三輪
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2020-07-26
Also published as: US20020049373A1; US6537215B2; JP2002034927A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を圧縮して被検眼に吹付け、被検眼角膜の変形状態を検出することにより眼圧を測定する非接触式眼圧計に関する。
【０００２】
【従来技術】
流体噴出手段からの流体を被検眼に向けて噴出し、噴出された流体によって角膜の変形を検出することに基づいて眼圧を測定する非接触式眼圧計が知られている。角膜変形検出系は、角膜に光を照射する光学系と、角膜での反射光量を受光する受光素子から構成され、受光素子で受光される角膜反射光量が最大となったことを知ることで角膜の所定変形を検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来装置においては、角膜が眼圧値の得られる所定状態に変形されたことが検出された後に流体噴出手段の駆動を停止するようにしていたので、被検眼に負担を掛けるという問題があった。すなわち、所定の変形状態の検出後に流体噴出手段の駆動を停止したとしても、流体の噴出は直ぐに停止されないので、余分な気体が噴出される。また、被検眼に瞼の瞬きがあると、角膜変形検出系の受光素子が受光する角膜反射光量がピークを示さないので、被検眼には設定された最大圧の流体が噴射されてしまう。
【０００４】
本発明は上問題点を鑑み、測定時に余分な流体噴出を行わずに、被検眼の負担をより軽減できる非接触式眼圧計を提供することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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。
【０００６】
（１）ピストンにより圧縮されたシリンダ内の流体を被検眼に向けて噴出して被検眼の眼圧を測定する非接触式眼圧計において、流体の圧力を検出する圧力検出手段と、作動距離検出用の光束を被検眼に投光する投光光学系と被検眼角膜で反射された作動距離検出用の光束を検出する検出光学系とを持つ作動距離検出光学系と、流体噴出後に前記検出光学系により所定の変化信号を検出した後、前記圧力検出手段の検出結果により所定時間あたりの圧力変化を検知する圧力変化検知手段と、時間あたりの圧力変化が所定の既定値より小さい場合は所定の角膜変形が検出するまでピストン駆動への動力供給を行い、所定の既定値より大きい場合は所定の角膜変形が検出される前にピストン駆動への動力供給を停止する動力制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
（２）ピストンにより圧縮されたシリンダ内の流体を被検眼に向けて噴出して被検眼の眼圧を測定する非接触式眼圧計において、流体の圧力を検出する圧力検出手段と、作動距離検出用の光束を被検眼に投光する投光光学系と被検眼角膜で反射された作動距離検出用の光束の一次元位置を検出する検出光学系とを持つ作動距離検出光学系と、流体噴出後に前記検出光学系により所定の変化信号を検出した後、前記圧力検出手段の検出結果により所定時間あたりの圧力変化を検知する圧力変化検知手段と、時間あたりの圧力変化に基づいてピストン駆動への動力供給の停止時期を変化させる動力制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本実施例について図面に基づいて説明する。図１は非接触式眼圧計の流体噴射機構の側方概略及び制御系の要部を示した図である。
【００１０】
１は空気圧縮用のシリンダ部であり、眼圧計本体の水平線に対して傾斜して設けられている。２はピストン、３はロータリソレノイドであり、ロータリソレノイド３に駆動エネルギである電荷（電流、電圧）が付与されると、アーム４、コネクティングロッド（ピストンロッド）５を介してピストン２をシリンダ１に沿って上に押し上げる。ピストン２の上昇によりシリンダ部１に連通する空気圧縮室１１で圧縮された空気は、ノズル６から被検眼Ｅの角膜に向けて噴出される。また、ロータリソレノイド３には図示なきコイルバネが備えられており、付与される電荷がカットされるとコイルバネの下降方向への付勢力により上昇したピストン２を下降させて初期位置に戻す。
【００１１】
７は透明なガラス板であり、ノズル６を保持するとともに、観察光やアライメント光を透過させる。またガラス板７は空気圧縮室１１の側壁となっている。９はノズル６の背面に設けられた透明なガラス板であり、空気圧縮室１１の後壁を構成するとともに、観察光やアライメント光を透過させる。ガラス板９の背後には、後述する観察、アライメントのための光学系８が配置される。１２は空気圧縮室１１の圧力を検出する圧力センサである。１３はエア抜き穴であり、エア抜き穴１３によりピストン２に初速が付くまでの間の抵抗が減少され、圧力の立ち上がり時において時間にほぼ比例的な圧力変化を得ることができる。
【００１２】
２０は制御回路であり、圧力センサ１２用の圧力検出処理回路２１、後述する角膜変形検出光学系の光検出器５６用の信号検出処理回路２２、作動距離検出の一次元位置検出素子５７用の信号検出処理回路２６、ＣＣＤカメラ３５用の信号検出処理回路２７、ロータリソレノイド３を駆動させるための駆動回路２３、測定データ等を記憶するためのメモリ２４が接続されている。
【００１３】
図２は非接触式眼圧計の上方視光学系要部図である。赤外照明光源３０により照明された被検眼像は、ビームスプリッタ３１、対物レンズ３２、ビームスプリッタ３３及びフィルタ３４を介してＣＣＤカメラ３５に結像する。フィルタ３４は、光源３０及びアライメント用光源４０の光を透過し、後述する角膜変形検出用のＬＥＤ５０の光に対して不透過の特性を持つ。ＣＣＤカメラ３５に結像した像はモニタ３６に表示される。
【００１４】
４０はアライメント用の赤外ＬＥＤであり、投影レンズ４１を介して投影された赤外光はビームスプリッタ３１により反射され、被検眼に正面より投影される。ＬＥＤ４０により角膜頂点に形成された角膜輝点は、ビームスプリッタ３１〜フィルタ３４を介してＣＣＤカメラ３５に結像し、上下左右方向のアライメント検出に利用される。
【００１５】
４５は固視標投影用のＬＥＤであり、ＬＥＤ４５により照明された固視標４６の光は投影レンズ４７を通過した後、ビームスプリッタ３３によって反射されて被検眼Ｅに向かう。検者は被検眼に固視標４６を固視させた状態で測定を行う。
【００１６】
５０は角膜変形検出用の赤外ＬＥＤであり、ＬＥＤ５０を出射した光はコリメータレンズ５１により略平行光束とされて被検眼の角膜に投光される。角膜で反射した光は受光レンズ５２、光源３０及び光源４０の光に対して不透過の特性を持つフィルタ５３を通過した後、ビームスプリッタ５４で反射し、ピンホール板５５を通過して光検出器５６に受光される。角膜変形検出用の光学系は、被検眼が所定の変形状態（偏平状態）のときに光検出器５６の受光量が最大になるように配置されている。
【００１７】
また、この角膜変形検出光学系は作動距離検出光学系の一部を兼ねており、ＬＥＤ５０より投光され、角膜で反射した光はＬＥＤ５０の虚像である指標像を形成する。その指標像の光は、受光レンズ５２、フィルタ５３、ビームスプリッタ５４を通過してＰＳＤやラインセンサ等の一次元位置検出素子５７に入射する。被検眼（角膜）が作動距離方向に移動すると、ＬＥＤ５０による指標像も一次元位置検出素子５７上を移動するため、制御回路２０は一次元位置検出素子５７からの出力信号に基づいて作動距離情報を得る。また、制御回路２０はこの一次元位置検出素子５７からの出力信号により、角膜変形状態や被検眼の瞬きを知り、ソレノイド３の駆動を制御する。
【００１８】
以上のような構成を備える非接触式眼圧計において、その動作について説明する。まず、測定開始後に瞼の瞬きが無い場合について説明する。
【００１９】
検者は被検眼Ｅを所定の位置に配置させ、モニタ３６上に表示されるアライメント情報に基づいて図示なきジョイスティックを操作してアライメント調整を行う。上下左右方向のアライメント調整は、ＬＥＤ４０により形成される角膜輝点をモニタ３６上に表示される図示なきレチクルと所定の関係になるようにする。作動距離方向のアライメント調整は、一次元位置検出素子５７から得られる作動距離情報に基づいて表示される距離指標に従って行う。なお、このアライメント調整の詳細については、本出願人による特開平７−２３９０７号等を参照されたい。また、アライメント指標像の検出情報に基づいて測定部を移動して、自動的にアライメントすることもできる。
【００２０】
制御回路２０は、一次元位置検出素子５７及びＣＣＤカメラ３５から得られるアライメント情報に基づいてアライメント完了が検出されると、測定開始のトリガ信号を自動的に発して（あるいは、検者によるトリガ信号の入力により）、測定を開始する。すなわち、制御回路２０は駆動回路２３を介してロータリソレノイド３に動作可能な駆動エネルギとしての電荷を付与してこれを駆動させる。
【００２１】
ロータリソレノイド３に電荷を付与するとピストン２が上昇し、ピストン２により空気圧縮室１１の空気が圧縮され、圧縮空気がノズル６から被検眼Ｅの角膜に向けて吹付けられる。被検眼Ｅの角膜は吹き付けられた圧縮空気によって徐々に変形する。ＬＥＤ５０から投光された光の角膜による反射光は光検出器５６へ入射し、角膜の変形状態は光検出器５６からの出力信号によって検出される。また、このときの角膜反射光は一次元検出素子５７側にも入射するので、一次元位置検出素子５７の出力信号によっても角膜の変形が検出される。
【００２２】
図３は圧力センサ１２の出力による圧力信号Ｐｓ、光検出器５６の出力による角膜変形信号Ｑｓ、ソレノイド駆動信号Ｋｓ、一次元位置検出素子５７の出力による位置偏位信号Ｓｓ、及びその受光量信号Ｒｓを時系列的に示した図である。
【００２３】
ピストン２が上昇を開始すると空気圧縮室１１内の空気が圧縮され、圧力センサ１２による圧力信号Ｐｓはピストン２の上昇に伴いほぼリニアに上昇する。ノズル６より被検眼Ｅに吐出される圧縮空気の圧力も同様に上昇しながら吹き付けられる。
【００２４】
被検眼Ｅの角膜は圧縮空気により変形が開始する。角膜変形が開始すると、一次元位置検出素子５７で検出される指標像の位置（角膜反射光の受光位置）は、測定開始時のアライメント完了位置に対して、作動距離が遠くなったのと同じ偏位を示し始める。制御回路２０はその偏位開始点ｔ１（アライメント完了時に対して所定のΔＳ1分だけ偏位した時点）での圧力Ｐ１を得て、これをメモリ２４に記憶する。制御回路２０は圧力センサ１２からの信号により空気圧縮室１１の圧力を常時又は断続的に得ており、圧力Ｐ１から圧力上昇値ΔＰ分変化した圧力Ｐ２が得られると、ソレノイド３の駆動を停止すべくソレノイド駆動信号ＫｓをＬＯＷにして電荷供給を停止する。
【００２５】
ここで、ピストン２はソレノイド３への電荷供給が停止された後も慣性力で上昇するので、圧力センサ１２で検出される圧力も直ぐに下がらず、しばらく上昇を続けた後に下降する。したがって、ΔＰは角膜変形信号Ｑｓのピークｑ１が得られるように、ソレノイド３の駆動停止後の圧力上昇分を考慮して決定される。
【００２６】
ΔＰは予め所定の値としても良いが、好ましくは位置偏位信号Ｓｓの偏位開始点ｔ１の近傍（位置偏位開始点ｔ１の直前）における所定時間Δｔに対する圧力変化Δｐ（圧力変化率Δｐ／Δｔ）の関数によって定める。すなわち、Δｐ／Δｔが大きい場合には、ピストン２の慣性力が大きく、ソレノイド３の駆動停止後の圧力上昇幅が大きいので、ΔＰを小さく設定する。逆に、Δｐ／Δｔが小さい場合には、ソレノイド３の駆動停止後の圧力上昇幅が小さいので、ΔＰを大きく設定する。
【００２７】
ここで、何らかの原因（シリンダとピストン間の空気もれ等）により上記Δｐ／Δｔが予め設定された既定値より小さい場合は、角膜変形信号Ｑｓのピークｑ１が得られた後にソレノイド３の駆動を停止して、確実に角膜が偏平状態になるようにする。
【００２８】
また、角膜変形が開始すると、一次元位置検出素子５７で受光される角膜反射光の光量もアライメント完了時の光量に対して変化するので、位置偏位信号Ｓｓにおける偏位開始点ｔ１の代わりに受光量信号Ｒｓの変化開始点ｔ′１（アライメント完了時に対して所定の光量ΔＲ1分だけ増加した時点）を基準にして、検出圧力がΔＰ分変化したタイミングでソレノイド３の駆動を停止しても良い。
【００２９】
ソレノイド３の駆動を停止した後もピストン２は慣性力で上昇するが、ピストン２にはコイルバネによる下降方向への付勢力が働くため、コイルバネの付勢力とピストン２にかかる重力によりピストン２の速度は減衰されて一旦停止し、その後下降するようになる。角膜変形信号Ｑｓはソレノイド３の駆動停止後の圧力上昇によりピーク値ｑ１が得られるようになるので、制御回路２０はピーク値ｑ１の時間ｔ２近傍での平均圧力値Ｐav(t)を求め、これに所定の眼圧換算の処理を施して眼圧値を得る。
【００３０】
以上のようにして測定時には余分な空気を吹き付けることを抑えることができる。すなわち、角膜の変形が所定状態（偏平状態）に変形されたことが検出された後にソレノイド３の駆動を停止する場合に比べて、１回目の眼圧測定からより弱い吐出圧力で測定が可能になる。
【００３１】
次に、測定開始後に被検眼の瞬きがあった場合について、図４を基に説明する。被検眼の瞬きがあると、光検出器５６には角膜反射光が入射しないので角膜変形信号Ｑｓはほとんど変化しないままである。角膜変形信号Ｑｓのピークを待ってソレノイド３の駆動を停止する構成の場合、Ｑｓのピークが得られないので、圧力信号Ｐ′ｓのように設定された最大圧まで圧縮空気が噴出される。
【００３２】
一方、アライメントを完了させて測定開始後に被検眼の瞬きがあると、一次元位置検出素子５７の受光量信号Ｒｓは大きくダウンする。また、検出される作動距離の位置偏位信号Ｓｓも、作動距離が短くなる方向に大きく偏位する。制御回路２０は、位置偏位信号ＳｓがΔＳ2分だけ作動距離が短くなる方向に偏位したことを検出、又は受光量信号ＲｓがΔＲ2分だけダウンしたことを検出して、ソレノイド３の駆動を停止する。ΔＳ2及びΔＲ2は瞼の瞬きを確実に検出できる値として設定される。これにより、瞬き発生時に余分な吐出圧力を吹き付けずに測定を中断することができる。また、この場合、制御回路２０は測定エラーとして、その旨をモニタ３６に表示する。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被検眼に無用な流体圧を加えることなく測定でき、被検眼への負担を軽減させることができる。被検眼の負担が軽減されることにより、精度の高い測定結果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気圧縮機構の側方概略構成と制御系を示す図である。
【図２】空気圧縮機構のノズル付近の光学系を上方より見た図である。
【図３】圧力信号、光検出器による角膜変形信号、ソレノイド駆動信号、一次元位置検出素子による位置変位信号及び受光量信号の経時的変化を示す図である。
【図４】被検眼の瞼の瞬きがある場合の圧力信号、光検出器による角膜変形信号、ソレノイド駆動信号、一次元位置検出素子による位置変位信号及び受光量信号の経時的変化を示す図である。
【符号の説明】
１シリンダ部
２ピストン
３ロータリソレノイド
１２圧力センサ
２０制御回路
２３駆動回路
５０赤外ＬＥＤ
５６光検出器
５７一次元検出素子

Claims

ピストンにより圧縮されたシリンダ内の流体を被検眼に向けて噴出して被検眼の眼圧を測定する非接触式眼圧計において、流体の圧力を検出する圧力検出手段と、作動距離検出用の光束を被検眼に投光する投光光学系と被検眼角膜で反射された作動距離検出用の光束を検出する検出光学系とを持つ作動距離検出光学系と、流体噴出後に前記検出光学系により所定の変化信号を検出した後、前記圧力検出手段の検出結果により所定時間あたりの圧力変化を検知する圧力変化検知手段と、時間あたりの圧力変化が所定の既定値より小さい場合は所定の角膜変形が検出するまでピストン駆動への動力供給を行い、所定の既定値より大きい場合は所定の角膜変形が検出される前にピストン駆動への動力供給を停止する動力制御手段と、を備えることを特徴とする非接触式眼圧計。
ピストンにより圧縮されたシリンダ内の流体を被検眼に向けて噴出して被検眼の眼圧を測定する非接触式眼圧計において、流体の圧力を検出する圧力検出手段と、作動距離検出用の光束を被検眼に投光する投光光学系と被検眼角膜で反射された作動距離検出用の光束の一次元位置を検出する検出光学系とを持つ作動距離検出光学系と、流体噴出後に前記検出光学系により所定の変化信号を検出した後、前記圧力検出手段の検出結果により所定時間あたりの圧力変化を検知する圧力変化検知手段と、時間あたりの圧力変化に基づいてピストン駆動への動力供給の停止時期を変化させる動力制御手段と、を備えることを特徴とする非接触式眼圧計。