CN103479329A - 非接触式眼压计 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非接触式眼压计。在具有通过在气缸中移动活塞来喷射压缩空气的机构的非接触式眼压计中，抑制针对被检眼的不必要的空气的喷射。设备包括：角膜形状改变单元，用于通过使用活塞压缩气缸中的空气并且从喷嘴对被检眼的角膜喷射压缩空气，来改变所述角膜的形状；活塞控制单元，用于控制所述活塞的动作；以及眼压测量单元，用于通过检测所述角膜的改变后的形状的状态来测量被检眼的眼压。该设备包括活塞容积改变单元，用于改变在所述活塞压缩所述气缸中的空气时的初始容积。

Description

非接触式眼压计

技术领域

本发明涉及一种非接触式眼压计，当通过针对被检眼喷射空气来改变角膜形状时，其根据由光学检测单元获得的角膜形状改变信号，计算眼压值。

背景技术

非接触式眼压计以由Bernard Grolman开发的空气喷射式眼压计为代表。该眼压计在从距离角膜大约11mm的喷嘴对被检眼的角膜喷射空气时，光学地检测角膜的压平(applanation)。然后，接触式Goldman型眼压计通过对直到压平为止的时间进行校准，来计算眼压值。许多这种类型的眼压计使用通过在连接到空气喷射喷嘴部分的气缸内部移动活塞来压缩气缸中的空气并且从喷嘴喷射空气的机构。另外，因为螺线管具有高初始转矩和简单的配置，因此活塞的驱动机构通常使用螺线管。

另外，需要非接触式眼压计从低眼压到诸如青光眼的疾病的高眼压的宽测量范围。为了测量高眼压，需要针对被检眼喷射足够的空气。以高眼压为基准设计气缸容量。由于该原因，对于具有低眼压的被检眼，通过根据被检眼的眼压值改变螺线管的驱动电流或者驱动时间，来调整喷射的空气的量。

使用螺线管的机构便宜并且具有简单的配置，但是已知其具有几个缺点。螺线管具有仅由绕组和永磁体构成的简单结构，并且被配置为仅在一个方向上工作。因此，这种机构需要使用利用返回弹簧等的返回机构。通常，螺线管的致动力充分大于返回弹簧的致动力。在对螺线管通电以驱动活塞时，即使在电流中断之后，由于活塞的重量而产生的惯性力也作用在活塞上。这使得难以使活塞停止在目标位置。

当对具有低眼压的被检眼进行测量时，压平需要的空气量小，并且相对于气缸中的活塞驱动范围，需要在相当早的阶段使活塞停止。然而，由于活塞的惯性力，针对被检眼喷射不必要的空气。这使得被检者感到不舒服。

作为用于解决上述问题的发明，例如，1)已知在日本特开平09-201335中公开的发明，其通过以逐步上升的速率增大对用于驱动活塞的螺线管施加的驱动电压，来减小在活塞驱动电流中断之后，活塞由于其惯性力而产生的移动量。

另外，2)已知在日本特开2002-034927中公开的机构，其使空气通过电磁阀逸出，以防止针对被检眼喷射气缸中的压缩空气。该发明具有用于使空气通过电磁阀从气缸逸出的机构，并且被配置为通过考虑电磁阀的响应延迟特性，根据第一次测量而预测打开电磁阀的定时，来在正确的定时打开电磁阀，以减少针对被检眼喷射的不必要空气。

即使如在日本特开平09-201335中公开的配置中，被配置为逐渐增大施加的电压的上升速率的电路中，也不能防止由于活塞的惯性力而喷射空气，并且可变的施加的电压需要复杂的控制电路。

此外，即使能够使用一些种类的控制机制使活塞突然停止，也因为在气缸中压缩的空气的压力比大气压力高，空气从喷射喷嘴漏出。该发明不会产生的针对被检者喷射令人不舒服的空气的根本问题的解决方案。

在日本特开2002-034927中公开的通过打开电磁阀使气缸中的压缩空气逸出的方法在理论上有效。然而，为了瞬间释放在气缸中压缩的空气，与喷嘴相比，电磁阀的开口需要足够大。也就是说，需要大的电磁阀。大的电磁阀成本高，并且难以在设备中的有限空间中安装。这产生了使用上述方法的障碍。

发明内容

本发明提供一种具有低成本和简单配置的能够解决上述问题并且抑制针对被检眼的不必要的空气的喷射的非接触式眼压计。

根据本发明的一方面，提供一种非接触式眼压计，其包括：角膜形状改变单元，用于通过使用配置在气缸中的、从移动开始位置开始动作的活塞压缩所述气缸中的空气，并且从所述气缸内部向被检眼的角膜喷射压缩后的空气，来改变所述角膜的形状；活塞控制单元，用于控制所述活塞的动作；以及眼压测量单元，用于通过检测所述角膜的改变后的形状的状态来测量所述被检眼的眼压，其中，所述非接触式眼压计还包括活塞容积改变单元，所述活塞容积改变单元用于改变在所述活塞压缩所述气缸中的空气时的初始容积。

根据本发明的非接触式眼压计通过改变相对于气缸的活塞的驱动位置，能够根据眼压值喷射最佳空气。另外，当通过驱动螺线管来控制活塞时，能够防止由于活塞的惯性力而喷射测量不需要的空气。

另外，因为可以通过仅对传统设备添加活塞位置检测机构来形成设备，因而本发明能够提供便宜并且紧凑的设备。

从以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出非接触式眼压计的外观的图。

图2是示出测量部的光学系统的配置的图。

图3是根据第一实施例的系统的框图。

图4A、4B和4C是用于说明传统控制方法中的活塞位置的图。

图5是示出传统控制方法中的角膜形状改变信号和压力信号之间的关系的曲线图。

图6A、6B和6C是用于说明根据第一实施例的控制方法中的活塞位置的图。

图7是示出根据第一实施例的控制方法中的角膜形状改变信号和压力信号之间的关系的曲线图。

图8是用于说明实施例的流程图。

图9A和9B是示出第二实施例中的活塞结构的图。

图10A、10B、10C和10D是用于说明第二实施例中的活塞状态和位置的图。

图11是示出第二实施例中的弹簧弹力和活塞驱动力之间的关系的曲线图。

图12是示出第二实施例中的活塞结构中的角膜形状改变信号和压力信号之间的关系的曲线图。

具体实施方式

现在，根据附图，详细描述本发明的优选实施例。

第一实施例

图1是示出根据本发明的非接触式眼压计的示意性配置的图。

框102可以相对于基座100沿水平方向(下文中称为X轴方向)移动。X轴方向上的驱动机构包括固定在基座100上的X轴电动机103、连结到电动机输出轴的进给螺杆(未示出)和以可以在进给螺杆上沿X轴方向移动的方式固定到框102的螺母(未示出)。电动机103旋转，以通过进给螺杆和螺母使框102沿X轴方向移动。

框106可以相对于框102沿垂直方向(下文中称为Y轴方向)移动。Y轴方向上的驱动机构包括固定在框102上的Y轴电动机104、连结到电动机输出轴的进给螺杆105和以可以在进给螺杆上沿Y轴方向移动的方式固定在框106上的螺母114。电动机104旋转，以通过进给螺杆和螺母使框106沿Y轴方向移动。

框107可以相对于框106沿前后方向(下文中称为Z轴方向)移动。Z轴方向上的驱动机构包括固定在框107上的Z轴电动机108、连结到电动机输出轴的进给螺杆109和以可以在进给螺杆上沿Z轴方向移动的方式固定在框106上的螺母115。电动机108旋转，以通过进给螺杆和螺母使框107沿Z轴方向移动。

在这种情况下，框102沿X轴方向的移动、框106沿Y轴方向的移动和框107沿Z轴方向的移动，分别对应于眼压计相对于被检者沿水平方向、垂直方向以及与接近被检者和与被检者分离的方向相对应的前后方向的移动。

测量部110固定在框107上，以进行测量。测量部110的被检者侧端部设置有用于排出眼压测量所需的空气的喷嘴111。测量部110的检查者侧端部设置有作为用于观察被检眼E的显示构件的LCD监视器116。

基座100设置有作为用于确定测量部110相对于被检眼E的位置的操作构件的操纵杆101。

当进行眼压测量时，被检者将他/她的下颌放在下颌支撑112上，并且将他/她的前额抵接在基座100上固定的面部支撑框(未示出)的前额支撑部分，由此固定被检眼的位置。下颌支撑电动机113可以根据被检者的面部的大小，沿Y轴方向调节下颌支撑112。

图2示出了测量部110中的光学系统的配置。喷嘴22以面对被检眼E的角膜Ec的方式配置在平行平面玻璃20和物镜21的中心轴上，并且空气室23、观察窗24、分色镜25、棱镜光阑26、成像透镜27和CCD28依次排列在喷嘴22后面。这些部件构成针对被检眼E的观察光学系统的光接收光路和对准检测光路。

物镜筒29支持平行平面玻璃20和物镜21。在物镜筒29外部配置用于照射被检眼E的前眼照射光源30a和30b。

为了简单，图2示出了配置在垂直方向上的前眼照射光源30a和30b。然而，实际上，它们被配置为在与附图表面垂直的方向上面对光轴。

在分色镜25的反射方向上配置中继透镜31、半反射镜32、光阑33和光接收元件34。注意，光阑33配置在如下位置，其中当角膜形状改变为预定形状时该位置变得与测量光源37(稍后描述)的角膜反射图像共轭。光阑33和光接收元件34构成在角膜Ec的形状沿视轴方向改变时的形状改变检测光接收光学系统。

中继透镜31被设计为当角膜Ec改变为预定形状时，形成大小几乎等于光阑33的大小的角膜反射图像。

半反射镜35、投影透镜36和测量光源37排列在半反射镜32的入射方向上，其中测量光源37用于针对要测量的被检眼E的对准并且由具有不可见光波长的近红外LED形成。在半反射镜35的入射方向上配置由用于对被检者进行固视的LED形成的固视光源38。

用于监视空气室的内部压力的压力传感器45和用于传送来自气缸43的压缩空气的传送管44连接到空气室23的内部。传送管可以具有任意形状。例如，该管可以是如图2所示的波纹管或者金属管。可选地，可以在不使用传送管44的情况下，将气缸43直接连接到空气室23。在气缸43中装配有活塞40。螺线管42驱动活塞40。连接到螺线管42和活塞40的驱动杆41将螺线管42的旋转运动转换为活塞40的线性运动。在活塞40以高速在气缸43中移动时，向空气室23发送气缸43中的压缩空气，并且通过喷嘴22针对被检眼E喷射压缩空气。在本发明中，由气缸43、活塞40等构成的配置，形成角膜形状改变单元的示例，其中角膜形状改变单元使用配置在气缸中并且从移动开始位置开始移动的活塞，压缩气缸中的空气，并且通过从气缸内部针对被检眼的角膜喷射压缩空气，来改变角膜的形状。

用于检测活塞位置的传感器挡板46连接到活塞40来实施本发明。可以使用传感器挡板46和检测开关47检测活塞40的位置。

在这种情况下，检测开关47可以具有任意结构，只要其可以检测活塞40的位置即可。例如，该开关可以是光遮断器、微动开关或电位传感器。另外，不需要如图2所示将传感器挡板46和检测开关47配置在气缸43附近，而可以将其配置在螺线管42附近，以根据螺线管42的旋转角度检测活塞40的位置。本发明例示了这些配置作为检测活塞的位置的活塞位置检测单元的示例。

图3是系统框图。控制整个系统的系统控制器301包括程序存储单元、存储用于对眼压值进行校正的数据的数据存储单元、控制针对各种类型的设备的输入/输出操作的输入/输出控制器以及计算从各种类型的设备获得的数据的计算处理单元。

当操作者对用于将测量部110定位到被检眼E并且使测量部110开始测量的操纵杆101进行前、后、左、右倾斜时获得的X和Z轴倾斜角度输入302，当操作者旋转操纵杆101时获得的Y轴编码器输入303，以及在按下测量开始按钮时来自测量开始开关304的输入，从操纵杆101连接到系统控制器。

在基座100的操作面板305上配置了打印按钮、下颌支撑向上和向下按钮等(未示出)。当操作者进行按钮输入操作时，面板向系统控制器通知相应的信号。

存储器306存储由CCD28拍摄的被检眼E的前眼部图像。通过从存储在存储器306中的图像中提取被检眼E的瞳孔和角膜的反射图像，来进行对准检测。将由CCD28拍摄的被检眼E的前眼部图像与字符和图形数据合成，以在LCD监视器116上显示前眼部图像、测量值等。

存储器306存储光接收元件34接收到的角膜形状改变信号和来自配置在空气室23中的压力传感器45的信号。作为用作本发明中的眼压测量单元的配置的示例，描述了包括光接收元件34并且被配置为通过检测表示角膜形状如何改变的角膜形状改变信号来测量被检眼的眼压的配置。

通过来自系统控制器301的命令，经由电动机驱动电路312，驱动X轴电动机103、Y轴电动机104、Z轴电动机108和下颌支撑电动机113。通过来自系统控制器301的命令，经由光源驱动电路311，控制测量光源37、前眼照射光源30a和30b以及固视光源38，以使其接通/断开并且改变其光量。

通过来自系统控制器301的信号控制螺线管42。系统控制器301经由螺线管驱动电路310改变驱动电流，并且接通/断开对螺线管42的电压的施加。

在本实施例中，使用旋转螺线管(rotary solenoid)用于螺线管42。该旋转螺线管被设计为在施加电压时可移动的针在由铜线绕制的线圈中移动，并且诸如轴承的机械部件将线性运动转换为旋转运动。另外，由于旋转转矩被限制在唯一的方向上，因此螺线管被构造为通过内置螺旋弹簧返回到初始位置。

在螺线管驱动电路310的控制下将在螺线管42中流动的驱动电流的值设置为高，这将在螺线管42中产生高转矩。这可以使螺线管以高速旋转。另外，旋转螺线管包含螺旋弹簧以返回到初始位置。这使得通过在通过向螺线管42供给微小电流而与螺旋弹簧进行平衡的情况下控制电流值，能够使螺线管42移动并保持到任意角度。注意，包括螺线管驱动电路310并且被配置为使活塞40工作的配置，是本发明中的用于控制活塞的操作的活塞控制器的示例。也就是说，在该示例中，螺线管使活塞工作，并且活塞控制器通过可变地控制螺线管的驱动电流并进行ON(接通)/OFF(关断)控制，来控制活塞。

接下来，通过将第一实施例与传统控制方法，即将活塞40的移动开始位置设置在气缸43的远端部的情况进行比较，来描述本发明的效果。

首先，参考图4A至5，描述相关技术中的在进行眼压测量时由系统控制器301进行的螺线管控制。图4A至4C各自仅示出了从图2所示的光学配置中提取的空气喷射单元。图4A至4C中的每个是示出螺线管42的通电状态和活塞40的相应位置的图。为了容易说明，将省略对在相关技术中不需要的传感器挡板46和检测开关47的描述。图5示出了螺线管控制信号、压力传感器45在眼压测量的相应时间获得的空气室23中的压力信号、以及由光接收元件34检测到的被检眼E的改变后的形状状态(下文中称为角膜形状改变信号)之间的关系。参考图5，横坐标表示从测量的开始时间开始的时间，纵坐标表示每个信号的水平。

另外，图5所示的时间段A1表示从开始检测压力信号和角膜形状改变信号到角膜形状改变信号的最大值P1的时间段。该时间段对应于从图4A到4B的状态改变。类似地，图5中的时间段B1对应于中断到螺线管42的驱动电流的状态。该时间段对应于从图4B到4C的状态改变。图5中的螺线管控制信号表示从T0到T1的螺线管的通电时间段。在第一实施例中，螺线管的通电时间段与时间段A1一致。

图4A示出了紧挨在对螺线管42通电之前的活塞位置。活塞40被螺线管42中所包含的螺旋弹簧的转矩固定到作为初始位置的气缸的开始端点。当设备完成与被检眼的对准，并且开始进行眼压检测时，系统控制器301以高速驱动螺线管42，以由螺线管42推动的活塞40压缩空气室23中的空气。随着空气室23的内部压力升高，针对被检眼E的角膜Ec从喷嘴22喷射空气，以开始压平。

如上所述，进入光接收元件34的光量被设计为在由喷射的空气使角膜Ec压平时的瞬间最大。图5中使角膜形状改变信号最大的点P1，表示角膜Ec从凸出状态改变为凹进状态的瞬间。在检测到该角膜形状改变信号的最大值时，系统控制器301停止到螺线管42的驱动电流，并且根据由图5中的圆圈表示的同时输入的压力信号值，计算被检眼E的眼压值。

健康的被检眼的眼压值通常在从10到20mmHg的范围内，并且已知具有诸如青光眼的眼部疾病的被检眼的眼压具有等于或高于20mmHg的高眼压值。由于该原因，需要设备具有从大约0到60mmHg的宽测量范围，并且气缸43的容积和活塞40的加速度被设计为使得能够测量最大眼压值。换句话说，设备的气缸容积对于具有等于或小于最大眼压值的普通眼压值的被检眼来说太大。

因此，在传统测量中，设备进行控制，以通过减小到螺线管42的驱动电流并且加快驱动电流中断的定时，来减少针对被检眼喷射的不必要的空气。

然而，已知活塞40由于其自身重量而具有惯性力，并且在到螺线管42的驱动电流中断之后保持移动。

图4B示出了在检测到图5中的点P1时的瞬间的活塞40的位置。图4C示出了活塞40最终停止的位置。即使在驱动电流中断之后，活塞40也在保持几乎相同的速度的情况下，从图4B中的位置移动到图4C中的位置，以压缩由图4B中的阴影线表示的气缸43中的残留空气。其结果是，喷射了作为针对被检眼的测量不需要的空气的压缩空气。图5所示的时间段B1表示活塞40由于惯性力而移动时的角膜形状改变信号和压力信号之间的关系。已知即使在到螺线管42的驱动电流中断之后，活塞40保持压缩气缸43中的空气，从而保持增大空气室23中的压力。其结果是，从喷嘴22喷射的空气使角膜Ec的状态从压平状态改变为凹进状态。这使角膜形状改变信号值减小。

在活塞40在图4C中的状态下停止之后，包含在螺线管42中的螺旋弹簧的转矩进行作用，以使活塞返回到作为图4A所示的初始位置的气缸的开始端点。

注意，停止喷射空气将使角膜Ec的状态从凹进状态通过压平状态返回到正常凸出状态。这时，角膜形状改变信号具有如图5所示的第二峰点P2。

本实施例例示了如下的情况：因为驱动电流中断的定时不重要，因此在检测到角膜形状改变信号的最大值时，设备中断到螺线管42的驱动电流。虽然将省略详细描述，但是如果能够检测到角膜形状改变信号的峰值，则设备可以例如在角膜形状改变信号或者压力信号超过预定阈值时的瞬间中断驱动电流。

如上面已经描述的，由于以最大眼压为基准设计了传统非接触式眼压计的气缸43，因此存在由于活塞40的惯性力而针对被检眼喷射测量不需要的空气的问题。因此，本发明通过改变活塞40的移动开始位置并且改变(减小)气缸43的初始容积，来解决上述问题。

接下来，参考图6A至7，详细描述第一实施例。

图6A至6C中的每个仅示出了从图2中的光学配置中提取的空气喷射单元。图6A至6C中的每个是示出螺线管42的通电状态和活塞40的相应位置的图。图7示出了压力传感器45在进行眼压测量时获得的空气室23中的压力信号和由光接收元件34检测到的角膜形状改变信号之间的关系。横坐标表示自测量的开始时间起经过的时间，并且纵坐标表示每个信号的水平。与在图5中相同，虚线表示角膜形状改变信号，并且实线表示压力信号(压力信号2)。为了进行比较，点划线表示传统控制方法中的压力信号(压力信号1)。如上所述，在第一实施例中，由于螺线管的通电时间段与上述时间段A1一致，因此将省略关于螺线管控制的描述。

图6A示出了本发明中的活塞40的移动开始位置。在这种情况下，向图4A所示的配置添加上述传感器挡板46和检测开关47，并且将检测开关47检测到传感器挡板46的位置设置为活塞40的移动开始位置。将用于检测活塞40的移动开始位置的传感器挡板46和检测开关47的相对位置，设置为获得任意最大眼压值所需的最佳位置。例如，能够容易地计算对具有30mmHg的最大眼压的被检眼进行测量所需的气缸43的容积。将检测开关47设置在获得所计算出的气缸容积的位置，使得能够形成以30mmHg的最大眼压作为上限的测量系统。

在开始进行测量时，在与在传统控制操作中相同的图7中的时间间隔A1中，设备对螺线管42通电，并且以高速驱动活塞。随着活塞40以高速在气缸43中移动，空气室23中的压力信号升高，然后从喷嘴22喷射的空气将开始角膜Ec的压平。其结果是，角膜形状改变信号开始升高。

如果被检眼的眼压值小于由检测开关47设置的最大眼压值，则系统控制器301在活塞40从图6A中的位置开始到达图6C所示的气缸43的终端点之前，检测到角膜形状改变信号峰值P1(图7)。

在获得角膜形状改变信号峰P1后，系统控制器301中断到螺线管42的驱动电流，并且根据由图7中的圆圈表示的同时输入的压力信号值，计算被检眼E的眼压值。

图6B示出了在获得角膜形状改变信号峰P1时的瞬间的活塞的位置。在这种情况下，与在传统控制操作中所描述的相同，即使在到螺线管42的驱动电流中断之后，活塞40也由于惯性力而保持移动到作为气缸43的终端点的图6C中的位置。

然而，由于将活塞40的移动开始位置改变为相对于在传统控制操作中向前的位置，因此从图6B中的位置到图6C中的位置的距离比在传统控制操作中充分短。因此，很明显，与图6B所示的阴影线部分相对应的残留空气的量比在传统控制操作中充分小。另外，与从图6B中的状态到图6C中的状态的间隔相对应的图7所示的时间间隔B2，也就是说，活塞40由于惯性力而移动的时间比传统控制操作中的时间段B1短。

如上所述，改变活塞40的移动开始位置并且改变气缸43的初始容积，可以抑制针对被检眼喷射不必要的空气，并且可以根据被检眼的眼压值喷射最佳量的空气。

最后，参考图8的测量过程的流程图，描述使用本发明的实施例的示例。

首先，简要描述测量开始之前的准备。检查员让被检者将他/她的下颌放在下颌支撑112上，并且使用下颌支撑电动机113将被检眼在Y轴方向上调节到预定高度。检查员操作操纵杆101，直到显示在LCD监视器116上所显示的被检眼E的角膜反射图像的位置，并且按下测量开始按钮。

当检查员按下测量开始按钮时，设备开始进行自动对准。在对准时，棱镜光阑26分割由角膜Ec形成的角膜亮点，并且前眼照射光源30a和30b照射被检眼E。然后，与前眼照射光源30a和30b的亮点图像一起，在CCD28上形成获得的被检眼E的图像。系统控制器301将拍摄出的被检眼E的前眼部图像存储在存储器306中，并且基于从被检眼E和角膜反射图像中提取的每个亮点的位置信息，经由电动机驱动电路312进行对准。在完成对准后，设备开始具有以下过程的测量。

在步骤S100中，系统控制器301通过向螺线管42供给微小电流，来以低速驱动活塞40，以使活塞40移动到移动开始位置。活塞的移动开始位置已经由活塞位置检测开关47获得的检测结果确定。在检测到活塞的移动开始位置时，系统控制器301开始进行控制，以在利用与包含在螺线管42中的螺旋弹簧的返回力进行平衡的情况下，将活塞40保持在检测到的位置。假设在本实施例中，将活塞位置检测开关47设置在确保具有30mmHg的最大眼压的被检眼的测量所需的气缸容积的位置。作为本发明中的在活塞40压缩气缸43中的空气时，可以改变初始容积的活塞容积改变单元的示例，描述了用于将活塞40移动到移动开始位置并且将其保持在移动开始位置的配置。活塞控制单元基于由上述活塞位置检测单元获得的检测结果，如上所述移动并保持活塞。活塞容积改变单元通过如上所述改变活塞40的移动开始位置，来改变初始容积。

在确定活塞40移动到了移动开始位置之后，在步骤S101中，系统控制器301通过增大向螺线管42供给的电流值来以高速驱动活塞40，以开始眼压测量。这时在螺线管42中流动的电流，是根据由活塞的移动开始位置确定的气缸容积而计算出的、并且为了使得能够使用从喷嘴22喷射的空气的压力来测量30mmHg而在出厂时经过校正的值。

在步骤S102中，系统控制器301判断测量出的眼压值是否小于30mmHg。由于在步骤S100中改变了活塞40的测量开始位置，因此根据本实施例的设备仅可以对最大30mmHg的被检眼进行测量。由于该原因，系统控制器301判断测量眼压值是否是30mmHg。如果测量出的眼压值小于30mmHg，则处理转移到步骤S103。在步骤S103中，设备实际进行测量。然后，处理转移到步骤S104以判断设备是否完成了预定次数的测量。如果测量次数尚未达到预定次数，则处理返回到步骤S103以再次进行测量。如果测量次数达到了预定次数，则设备终止眼压测量。如果将预定次数确定为一次，则由于满足步骤S101中的测量条件，因此设备终止眼压测量。注意，可以将设备配置为如果在步骤S104中设备判断为需要进行进一步测量，则在经过再次进行测量的步骤S103之后，处理返回到步骤S102，以判断是否需要改变测量开始位置。如果例如眼压值在30mmHg附近，并且随着设备进一步进行测量而增大，则这种配置可以适当地对应于这种情形。另外，系统控制器301中用作判断单元的区域判断上述测量出的眼压值是否等于或大于预定值。

在这种情况下，在步骤S103中进行测量时的活塞的移动开始位置，依据设置了30mmHg模式还是60mmHg模式而不同。如果在步骤S102中，系统控制器301判断为被检眼的眼压值小于30mmHg，则设备从在步骤S100中指定的检测位置，开始驱动活塞40。

如果在步骤S102中，系统控制器301判断为被检眼的眼压值等于或大于30mmHg，则设备从60mmHg模式(稍后描述)下的活塞的移动开始位置，进行测量。

接下来，描述在步骤S102中判断为测量结果等于或大于30mmHg时由系统控制器301进行的控制操作。如上所述，设备无法在步骤S101中设置的活塞40的移动开始位置，测量等于或大于30mmHg的眼压。由于该原因，在步骤S105中，系统控制器301将活塞开始位置改变为气缸43的驱动开始端点(步骤S105)。对于这种情况下的控制操作，仅需要系统控制器301停止对螺线管42通电。这使得活塞40由于螺线管42的螺旋弹簧的返回力，而自动移动到气缸43的驱动开始端点。也就是说，如果眼压等于或大于预定值，则活塞容积改变单元增大活塞的初始容积。在改变活塞40的移动开始位置后，在步骤S106中，系统控制器301开始测量用于60mmHg的测量的电流值。在这种情况下，与在30mmHg的测量中相同，所设置的用于60mmHg的测量的电流值也是在出厂时经过校正的值。

在完成根据上述流程图的眼压测量时，系统控制器301根据在左眼和右眼之间进行切换并且打印测量结果的普通测量例程，进行控制操作，由此完成所有操作。

本实施例例示了使用一个检测开关的情况。然而，设备可以具有用于15mmHg、30mmHg、45mmHg等的多个检测开关。能够使用较小的最佳量的空气对被检眼进行测量，其中，该较小的最佳量的空气是通过在第一次眼压测量中使用用于30mmHg的气缸容积进行测量、并且在后续眼压测量中根据第一次测量结果设置活塞40的移动开始位置而喷射出的。如果例如第一次测量结果是10mmHg，则可以通过根据用于15mmHg的检测开关位置而设置活塞的移动开始位置，来使用更舒适的量的空气进行测量。另外，本实施例例示了设备首先以30mmHg模式开始进行测量，然后按照需要在步骤S106中以60mmHg模式进行测量的情况。然而，设备可以被配置为以60mmHg模式开始进行测量，然后如果测量值等于或小于30mmHg，则在转移到30mmHg模式后进行测量。也就是说，如果由眼压测量单元测量的眼压等于或小于预定值，则活塞容积改变单元减小活塞的初始容积。

作为应用示例，能够使用诸如电位计的模拟检测单元作为检测开关47来代替数字检测单元，从而进行更灵活的控制操作。例如，通过将第二次和后续测量过程中的活塞的移动开始位置，设置为与使得能够测量“第一次测量结果+5mmHg”的最大眼压值相对应的位置，能够针对所有被检眼喷射舒服的空气。也就是说，在这种情况下，活塞容积改变单元根据通过向测量的眼压增加预定值而获得的眼压，改变活塞的初始容积。

第二实施例

通常，在如在传统产品的情况下确定活塞40的移动开始位置的结构中，为了缩短针对被检眼的空气喷射时间，在气缸43的中间附近形成用于空气排出的洞。

由于在活塞40通过该洞之前，不对气缸43中的空气进行压缩，因此活塞40在没有任何空气阻力的情况下增大其驱动速度，并且在通过该洞时开始压缩空气。假设由相同的力驱动活塞40。在这种情况下，如果空气压缩开始时间时的初始速度高，则针对被检眼喷射的空气的速度相应地高。这缩短了达到测量所需的压力的时间。根据第一实施例的配置具有如下缺点：由于将活塞40的移动开始位置设置在任意位置，因此无法在气缸中形成洞，并且不能增大在空气压缩开始时的活塞40的初始速度。

在这种情形下，为了增大在空气压缩开始时的活塞40的初始速度，针对第一实施例提出了下面描述的第二实施例。

图9A和9B示出了作为用于实施第二实施例的特征的活塞40的结构。图9A是从空气传送管44观看活塞时的图。图9B是活塞的截面图。

在这种情况下，活塞40主要由包括空气压缩部分40a、驱动部分40b和作为施力单元的弹簧40c的三个部件构成，在本实施例中提出的活塞与传统活塞40的极大不同之处在于，在空气压缩部分40a的中心部分形成了洞。该洞用作为从活塞40的压缩气缸43中的空气的一侧延伸到活塞40的通向气缸43外部的后侧的空气通路。这种结构的另一重要点是，随着驱动部分40b和其它部件之间的距离减小，洞封闭。

本实施例具有如图9B所示的通过驱动部分40b的凸出部分的锥形结构和橡胶环40d，可以容易地封闭该洞的结构。该锥形结构和橡胶环用作打开和关闭上述空气通路的驱动阀。

此外，配置弹簧40c，以使得以预定距离L保持空气压缩部分40a和驱动部分40b。空气压缩部分40a和驱动部分40b两者由引导构件(未示出)引导，因此空气压缩部分40a和驱动部分40b仅可以沿弹簧40c的施力轴方向移动。

在弹簧40c的施力以预定距离L保持驱动部分40b和空气压缩部分40a的状态下，如图9B中的虚线箭头所表示的，确保从在空气压缩部分40a的中心形成的洞延伸到活塞的后侧的空气通路。在自然状态下，弹簧40c的施力使空气压缩部分40a与驱动部分40b分离，并且确保空气通路。

假设沿将驱动部分40b和空气压缩部分40a之间的距离改变为L1(<L)的方向，对弹簧40c施加力。在这种情况下，设k是弹簧40c的弹簧系数，则由k×(L-L1)给出弹簧40c的弹力，并且空气通路的面积由于驱动部分40b的凸出部分的锥形结构而减小。

随着两个部件、即空气压缩部分40a和驱动部分40b之间的距离随着对弹簧40c施加的力的增大而减小，在L1=0的情况下，设置在驱动部分40b上的凸出部分将空气压缩部分40a的洞封闭。其结果是，空气通路被封闭。另外，由k×L给出封闭状态下的弹簧40c的弹力。

在这种情况下，在空气压缩部分40a中形成的洞的直径被设计为与活塞直径相比足够小，以满足功能(稍后描述)。

虽然为了容易说明，本实施例使用弹簧作为施力单元，但是本实施例可以使用其它单元，只要其是具有等同功能的施力单元即可。该施力单元形成通过操作驱动阀来打开和关闭空气通路的驱动阀操作单元。当活塞40在气缸43中的位置被设置在预定位置，或者活塞40的移动速度变得等于或大于预定速度时，对驱动阀施加比活塞40的施力单元的施力大的力。其结果是，驱动阀工作，以关闭空气通路。施力单元沿打开空气通路的方向对驱动阀施加该施力。

除了上述活塞结构之外，在第二实施例中描述的装置与在第一实施例中相同，因此将省略对每个装置的配置和原理以及测量过程的描述。

下面，参考图10A至12，描述当进行与在第一实施例中相同的控制操作时，压力信号和角膜形状改变信号由于作为特征的活塞形状而如何改变。

图10A至10D示出了本实施例中的在进行螺线管控制时的活塞的位置和状态。图10A示出了活塞的初始位置。

在这种状态下开始对螺线管通电时，对驱动部分40b施加螺线管的力F，以使活塞加速。在这种情况下，图11示出了弹簧力和由于螺线管的加速度而对空气压缩部分40a施加的力之间的关系。横坐标表示时间t，并且纵坐标表示力f。设m是空气压缩部分40a的质量，则当由加速度α的力推动弹簧40c时，由于活塞中的摩擦和惯性定律，由m×α表示的力沿推动并压缩弹簧40c的方向作用在空气压缩部分40a上。由于由螺线管产生的力m×α远大于弹簧弹力k×(L-L1)，因此两个部件、即驱动部分40b和空气压缩部分40a之间的距离L1减小，并且如图10B所示，空气通路在m×α=k×L、即L1=0时的瞬间关闭。通过用T2表示该瞬间的时间，来进行进一步描述。

图12示出了螺线管控制信号、使用本实施例中的活塞的情况下的空气室23中的压力信号以及对应于被检眼E的角膜形状改变信号之间的关系。参考图12，横坐标表示自测量开始时间起的时间，并且纵坐标表示每个信号的水平。与在图5中相同，虚线表示角膜形状改变信号，并且实线表示压力信号(压力信号3)。为了进行比较，点划线表示根据第一实施例的控制方法中的压力信号(压力信号2)。

另外，为了容易说明，基于螺线管控制信号的驱动时间与ON/OFF定时一致。

如上所述，在从上述初始状态T0到T2的时间间隔中，由于被配置为通过在活塞40中形成的空气通路排出空气的结构，即使开始对螺线管42通电，气缸43的内部压力也不升高。

因此，活塞40在没有任何空气摩擦的情况下保持加速，以在T2之后立即开始压缩空气。

由于该原因，在第二实施例中开始压缩时的活塞的初始速度比在第一实施例中高，并且压力信号的斜率大。从开始检测到压力信号到点P1的时间间隔相对于相关技术中的A1(T1-T0)变为时间间隔A2(T1-T2)。这使得能够在更短的时间段内获得希望的压力。

如上所述，通过使用在第二实施例中提出的活塞40的结构实施第一实施例，能够获得协作效果。在第二实施例中，能够缩短第一实施例中的图5中的时间段B1和图5中的时间段A1。

另外，使用在第二实施例中描述的活塞40的形状，可以获得进一步的优点。图10C示出了测量结束之后的活塞40的位置。

普通活塞形状具有以下问题：当活塞在这种状态下返回到活塞驱动操作中的初始位置时，气缸43的初始压力降低，从而使喷嘴22吸入来自被检眼的眼泪和空气中的灰尘等。与此相反，使用在第二实施例中提出的活塞形状，由于螺线管42的返回弹簧的力F'的方向与弹簧40c的弹力k×L的方向一致，因此如图10D所示，力沿打开活塞40的空气通路的方向作用。当该空气通路打开时，由于即使当活塞返回到初始位置时，气缸43的内部压力也不降低，因此喷嘴22不会吸入任何眼泪和灰尘等。

其它实施例

本发明可以通过执行以下处理来实现。也就是说，该处理包括经由网络或各种类型的记录介质向系统或设备提供用于实现上述实施例的每个功能的软件(程序)，并且使系统或设备的计算机(或CPU或MPU)读出并执行程序。

虽然参照示例性实施例对本发明进行了说明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围符合最宽的解释，以使其涵盖所有这种变型、等同结构及功能。

Claims (11)

1.一种非接触式眼压计，其包括：

角膜形状改变单元，用于通过使用配置在气缸中的、从移动开始位置开始动作的活塞压缩所述气缸中的空气，并且从所述气缸内部向被检眼的角膜喷射压缩后的空气，来改变所述角膜的形状；

活塞控制单元，用于控制所述活塞的动作；以及

眼压测量单元，用于通过检测所述角膜的改变后的形状的状态来测量所述被检眼的眼压，

其中，所述非接触式眼压计还包括活塞容积改变单元，所述活塞容积改变单元用于改变在所述活塞压缩所述气缸中的空气时的初始容积。

2.根据权利要求1所述的非接触式眼压计，其中，所述活塞容积改变单元改变所述活塞的所述移动开始位置。

3.根据权利要求1所述的非接触式眼压计，其中，还包括活塞位置检测单元，所述活塞位置检测单元用于检测所述活塞的位置，

其中，所述活塞控制单元基于所述活塞位置检测单元所获得的检测结果，将所述活塞移动到所述移动开始位置，并且将所述活塞保持在所述移动开始位置。

4.根据权利要求3所述的非接触式眼压计，其中，所述活塞被螺线管操作，并且所述活塞控制单元通过对所述螺线管的驱动电流的可变控制和ON/OFF控制来控制所述活塞。

5.根据权利要求1所述的非接触式眼压计，其中，所述活塞容积改变单元根据所述眼压测量单元所测量出的所述被检眼的眼压，改变所述初始容积。

6.根据权利要求5所述的非接触式眼压计，其中，在所述眼压测量单元所测量出的所述被检眼的眼压不小于预定值时，所述活塞容积改变单元增大所述初始容积。

7.根据权利要求5所述的非接触式眼压计，其中，所述活塞容积改变单元根据通过对所述眼压测量单元所测量出的所述被检眼的眼压增加预定值而获得的眼压，改变所述初始容积。

8.根据权利要求6所述的非接触式眼压计，其中，还包括判断单元，所述判断单元用于针对所述眼压测量单元所进行的每次测量，判断所述眼压测量单元所测量出的所述被检眼的眼压是否不小于所述预定值。

9.根据权利要求5所述的非接触式眼压计，其中，在所述眼压测量单元所测量出的所述被检眼的眼压不大于预定值时，所述活塞容积改变单元减小所述初始容积。

10.根据权利要求1所述的非接触式眼压计，其中，所述活塞包括：

空气通路，其从所述气缸中压缩空气的一侧延伸到所述气缸外部；

驱动阀，用于打开和关闭所述空气通路；以及

驱动阀操作单元，用于在所述活塞的移动速度变得不小于预定速度时，操作所述驱动阀并且关闭所述空气通路。

11.根据权利要求10所述的非接触式眼压计，其中，所述驱动阀操作单元包括施力单元，所述施力单元用于沿打开所述空气通路的方向对所述驱动阀施力，以及

在为了使所述活塞压缩所述气缸中的空气而对所述活塞施加的力变得不小于所述施力时，所述施力单元通过关闭所述空气通路使所述活塞开始压缩空气。

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