CN113194810A - 测定测量对象物的内部压力的测定装置及测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出无论是谁都能够简单地使用且非常小型的测定测量对象物的内部压力的测定装置及测定方法。一种具备推压部和测量部并测定测量对象物的内部压力的测定装置。推压部在顶端具备与所述测量对象物的表面抵接的抵接面。测量部具备连续地检测使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部时的来自所述测量对象物的排斥力的第一检测机构。测量部还具备连续地检测使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部时的所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动速度、所述推压部向所述测量对象物方向移动时的加速度及所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动距离中的任一个的第二检测机构。
Description
技术领域
本发明涉及测定测量对象物的内部压力的测定装置及测定方法。
背景技术
一直以来提出了各种方案:使测量或测定用的器具与测量对象物抵接,基于推压时的变形量和载荷量,进行测量对象物的内部压力的测量、测定。
例如,在眼压的测定中,很久以前就使用使探头与角膜接触的压平式眼压计或压陷式眼压计,与眼压测定关联地提出了各种方案。
在专利文献1~专利文献7中,与通过眼睑的眼压测定关联地提出了各种方案。
在专利文献2中提出了具备加压体、驱动机构、载荷传感器及运算机构的眼压计。加压体通过被检眼的眼睑推压被检眼。驱动机构使加压体的推压力产生。载荷传感器检测施加于加压体的载荷量。运算机构基于相对于通过加压体的推压而产生的眼球的位移量的、由所述载荷传感器检测出的载荷量,求出被检眼的眼压。通过使所述加压体以等速度移动,从而进行推压,此时,所述运算机构基于由所述载荷传感器检测出的载荷量的随时间变化,测定眼压。
在专利文献3、4中,提出了在眼睑闭合状态下通过眼睑测定眼压的方法及装置。
在专利文献8~12中,提出了如下方法:通过在密封的构造体或具有较弱的通气的构造体的内侧设置压力传感器并测定内压,从而测定从外部施加于构造体的力。在专利文献13~15中,提出了使用加速度传感器测定在心肺复苏时进行的胸骨压迫的深度的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6-38930号公报
专利文献2:日本特开平6-105811号公报
专利文献3:日本特开平8-280630号公报
专利文献4:日本特表2002-501801号公报
专利文献5:美国专利申请公开公报2004/0267108A1
专利文献6:美国专利申请公开公报2010/0152565A1
专利文献7:美国专利第6440070号公报
专利文献8:美国专利申请公开公报US20180284936A1
专利文献9:US20110007023A1
专利文献10:US20090174687A1号公报
专利文献11:美国专利申请公开公报20100103137A1
专利文献12:美国专利申请公开公报20140069212A1
专利文献13:美国专利第6306107号公报
专利文献14:美国专利第7220235号公报
专利文献15:日本专利第4689979号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供一种无论是谁都能够简单地使用且非常小型的测定测量对象物的内部压力的测定装置及测定方法。
用于解决课题的技术方案
[1]一种测定装置,所述测定装置具备推压部和测量部并测定测量对象物的内部压力,其中,
所述推压部在顶端具备与所述测量对象物的表面抵接的抵接面,
所述测量部具备第一检测机构和第二检测机构,
所述第一检测机构连续地检测使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部时的来自所述测量对象物的排斥力,
所述第二检测机构连续地检测所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动速度、所述推压部向所述测量对象物方向移动时的加速度及所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动距离中的任一个。
[2]根据[1]的测定装置,
通过使所述推压部在从所述顶端朝向与所述顶端相向的推压部后端的方向上与所述第一检测机构抵接,从而所述第一检测机构连续地检测所述排斥力。
[3]根据[1]的测定装置,
所述测量部由在内侧具备内部中空部的中空构造体构成,
所述推压部的所述推压部后端侧支承于所述中空构造体的一个壁面的外侧,
所述第一检测机构通过连续地检测如下量,从而连续地检测所述排斥力,该量是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述一个壁面向所述内部中空部挠曲的量,或者,
所述第一检测机构通过连续地检测所述内部中空部的内压的变化,从而连续地检测所述排斥力,该内部中空部的内压的变化是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述一个壁面向所述内部中空部挠曲所产生的。
[4]根据[3]的测定装置,
所述中空构造体是密封构造体、具备将所述内部中空部与外部空间之间连通的孔的中空构造体、以及在所述内部中空部与外部空间之间配备具有透气性的膜的中空构造体中的任一个。
[5]根据[1]的测定装置,
所述测量部由在内侧具备内部中空部的中空构造体构成,
所述推压部以能够在从所述顶端朝向作为与所述顶端相向的一侧的推压部后端侧的方向上移动的方式移动自如地支承于所述中空构造体,或者,所述推压部的所述推压部后端侧支承于所述中空构造体的一个壁面的外侧,
所述第一检测机构通过连续地检测如下量,从而连续地检测所述排斥力,该量是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述推压部向所述内部中空部移动的量,或者,
所述第一检测机构通过连续地检测所述内部中空部的内压的变化,从而连续地检测所述排斥力,该内部中空部的内压的变化是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述推压部向所述内部中空部移动所产生的,或者,
所述第一检测机构通过连续地检测如下量,从而连续地检测所述排斥力,该量是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述一个壁面向所述内部中空部移动的量,或者,
所述第一检测机构通过连续地检测所述内部中空部的内压的变化,从而连续地检测所述排斥力,该内部中空部的内压的变化是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述一个壁面向所述内部中空部移动所产生的。
[6]根据[5]的测定装置,
所述中空构造体是密封构造体、具备将所述内部中空部与外部空间之间连通的孔的中空构造体、以及在所述内部中空部与外部空间之间配备具有透气性的膜的中空构造体中的任一个。
[7]根据[5]的测定装置,
所述中空构造体为密封构造体,
将所述中空构造体密封的密封构件具有弹性,所述密封构件能够实现通过所述推压部在从所述顶端朝向所述推压部后端侧的方向上移动而产生的所述内部中空部的体积变化。
[8]根据[1]的测定装置,
所述推压部和所述测量部为分体,能够相对于所述测量部安装、拆卸作为所述推压部的与所述顶端相向的一侧的推压部后端侧。
[9]根据[8]的测定装置,
所述测量部是具备所述第一检测机构和所述第二检测机构的电子电气设备。
[10]根据[1]的测定装置,
所述第二检测机构是速度传感器,通过积分求出所述移动距离。
[11]根据[1]的测定装置,
所述第二检测机构是加速度传感器,通过二重积分求出所述移动距离。
[12]根据[11]的测定装置,
所述测定装置还具备用于重力的方向的修正的第三检测机构。
[13]根据[1]的测定装置,
所述测量对象物的所述内部压力是眼压,所述推压部的所述抵接面与眼球或眼睑抵接。
[14]根据[13]的测定装置,
使所述抵接面与所述眼球或所述眼睑抵接并向所述眼球或所述眼睑侧推压所述推压部的推压力通过人的手的推压操作而提供。
[15]一种测定测量对象物的内部压力的方法,其中,
使用具备推压部、第一检测机构及第二检测机构的测定装置,使用由所述第一检测机构检测到的检测信息和由所述第二检测机构检测到的检测信息测定所述测量对象物的内部压力,
所述推压部在顶端具备与所述测量对象物的表面抵接的抵接面,
所述第一检测机构连续地检测使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部时的来自所述测量对象物的排斥力F,
所述第二检测机构连续地检测所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动速度、所述推压部向所述测量对象物方向移动时的加速度及所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动距离中的任一个。
[16]根据[15]的方法,
由所述第二检测机构检测到的检测信息是所述移动距离D,
通过求出所述连续的检测期间中的瞬间的ΔF/ΔD的关系,从而测定所述测量对象物的内部压力。
[17]根据[15]或[16]的测定测量对象物的内部压力的方法,
所述推压部的所述抵接面与眼球或眼睑抵接,所述测量对象物的所述内部压力是眼压。
发明的效果
根据本发明,能够提供无论是谁都能够简单地使用且非常小型的测定测量对象物的内部压力的测定装置及测定方法。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式的测定装置的一例的省略了一部分的剖视图。
图2是说明本发明的一实施方式的测定装置的其他例子的图,(a)是省略一部分并剖视地示出一部分的图,(b)是俯视图,(c)是侧视图。
图3是本发明的一实施方式的测定装置的其他例子中的省略一部分并剖视地示出一部分的图。
图4是本发明的一实施方式的测定装置的其他例子中的省略一部分并剖视地示出一部分的图。
图5是本发明的一实施方式的测定装置的其他例子中的省略一部分并剖视地示出一部分的图。
图6是本发明的一实施方式的测定装置的其他例子中的省略一部分并剖视地示出一部分的图。
图7是本发明的一实施方式的测定装置的其他例子中的省略一部分并剖视地示出一部分的图。
图8是示出本发明的一实施方式的测定装置的其他例子的省略了一部分的剖视图。
图9是说明本发明的一实施方式的测定装置的测定原理的图表,(a)是示出从测定开始时起的时间经过(横轴)与来自设置于测定装置的第二检测机构的输出(加速度)(纵轴)的关系的图表,(b)是示出从测定开始时起的时间经过(横轴)与测定装置的推压部的移动速度(纵轴)的关系的图表,(c)是示出从测定开始时起的时间经过(横轴)与测定装置的朝向测量对象物方向的移动距离(纵轴)的关系的图表,(d)是示出从测定开始时起的时间经过(横轴)与排斥力F的关系的图表。
图10是说明本发明的一实施方式的测定装置的测定原理的图表,(a)是将测定装置的推压部向测量对象物方向移动的距离设为D,将相对于推压部的推压的来自测量对象物的排斥力的强度设为F并示出D与F的关系的一例的图表。图中,上侧的用实线表示的曲线和其下方的用虚线表示曲线为图表右侧的稳定时的弹性系数(ΔF/ΔD)相同的情况,其下方的用实线表示的曲线为不同的弹性系数的情况。(b)是示出D与ΔF/ΔD的关系的一例的图表。图中,上侧的用实线表示的曲线和其下方的用虚线表示曲线为图表右侧的稳定时的弹性系数(ΔF/ΔD)相同的情况,其下方的用实线表示的曲线为不同的弹性系数的情况。
图11是说明本发明的一实施方式的测定装置的测定原理的图表,(a)是示出用本发明的一实施方式的测定装置得到的瞬间的弹性系数ΔF/ΔD与以往公知的装置、方法中的眼压测定结果的关系的图表。是说明了标绘从多名被测定者得到的数据并得到变换曲线的方法的图表。(b)及(c)是说明使用来自一名被测定者的数据并利用标准曲线进行校准的方法的图表。
图12是说明本发明的一实施方式的测定装置的测定原理的图表,是示出相对于测定装置的推压部的来自测量对象物的排斥力的强度F与第一检测机构的输出的关系的一例的图表。
图13的(a)、(b)是示出本发明的一实施方式的测定装置的其他例子的省略了一部分的剖视图。
图14是示出本发明的一实施方式的测定装置的其他例子的省略了一部分的剖视图。
具体实施方式
本实施方式的测定装置测定测量对象物的内部压力。
本实施方式的测定装置具备推压部和测量部。
推压部在顶端具备与测量对象物的表面抵接的抵接面。
测量部具备第一检测机构和第二检测机构。
所述推压部和所述测量部能够设为如下形态:所述推压部移动自如地支承于所述测量部,使得所述推压部能够从所述顶端向作为与所述顶端相向的一侧的推压部后端侧移动。
另外,能够设为所述推压部的推压部后端侧由所述测量部支承的形态。作为推压部的所述推压部后端侧由所述测量部支承的形态,能够例示各种形态,例如能够例示以下的形态。(1)推压部与测量部组合的构造。例如,推压部在其推压部后端侧固定于测量部且推压部竖立设置在测量部之上的构造。(2)推压部与测量部为分体,且推压部的推压部后端侧能够相对于测量部安装、拆卸的构造。
第一检测机构连续地检测使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部时的来自所述测量对象物的排斥力。
如上所述,第二检测机构连续地检测使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部时的所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动速度、所述推压部向所述测量对象物方向移动时的加速度及所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动距离中的任一个。
利用该实施方式的测定装置进行的测定例如按以下方式进行。
使用上述测定装置,连续地检测使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部时的所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动速度、所述推压部向所述测量对象物方向移动时的加速度及所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动距离中的任一个、和来自所述测量对象物的排斥力F。
以下,说明利用第二检测机构连续地检测使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部时的所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动距离D的情况。
也可以使用向第一检测机构及第二检测机构输出数字值的传感器。在该情况下成为离散的检测,但如后所述,通过适当选择输出数据周期,从而能够视为连续的检测。因此,本发明中的第一检测机构、第二检测机构等检测机构中的连续的检测是也包含所述检测机构利用输出数字值的传感器进行的检测的情况的概念。
以下,在本说明书、附图中,将排斥力F和移动距离D的微小时间(Δt)中的变化量分别定义为ΔF、ΔD来进行说明。
所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动距离(D)越增加,通过用所述推压部推压而所述测量对象物发生变形时的排斥力(F)变得越大。在从外部测定测量对象物的内部压力时,一直以来使用基于施加规定量的变形时的排斥力进行测定的方法。
在该实施方式中,测量对象物视为由表面的膜和内容物构成的物体来进行说明。在内容物为气体等容易压缩的物质的情况下,内部压力的变化使向膜施加的压力变化。在内容物为水等难以压缩的物质的情况下,由于内容物的体积的变化使向膜施加的压力变化,所以能够将内容物的体积的变化视为内部压力的变化。当从内部向膜施加的压力变化时,膜的刚性变化。因此,如果预先得到内部压力与膜的刚性的关系,则通过测定膜的刚性,从而能够测定内部压力。如后所述,如果制作标准曲线,则能够以将与从内容物受到的压力独立的、测量对象物的表面的膜具有的刚性除外的方式进行校准。
如上所述,将由表面的膜和内容物构成的测量对象物例如眼球等视为弹簧来进行内部压力的测定。在所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动距离D较少的范围内,能够将所述测量对象物视为线性弹簧。内部压力的测定所需的所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动距离D较少即可。当将胡克定律:排斥力F=弹性系数×移动距离D(=推压部向测量对象物方向移动的移动距离D)应用于所述推压部的瞬间的移动距离时,ΔF=瞬间的弹性系数×ΔD。这样一来,对于各时刻求出所述连续的检测期间中的瞬间的弹簧系数(ΔF/ΔD)。内部压力越大,则瞬间的弹簧系数(ΔF/ΔD)变得越大。
如果在该期间弹性系数稳定,则求出ΔF及ΔD时的微小时间(Δt)可以较长。实际的微小时间Δt应根据实施方式调整。在第一检测机构、第二检测机构中采用的传感器为数字输出的情况下,根据输出数据周期(离散数据的间隔)决定能够采用的最小的Δt,但可以将比输出数据周期长的时间设为Δt。在模拟输出的情况下,根据后段的AD转换器的采样周期决定能够采用的最小的Δt,但可以将比采样周期长的时间设为Δt。
如果预先得到利用以往公知的方法预先求出的所述测量对象物的实际的内部压力与利用所述测定装置求出的弹性系数(ΔF/ΔD)的关系式,则能够利用所述测定装置测定所述测量对象物的内部压力。使用图10、图11对该情况进行说明。
图10(a)示出使抵接面与测量对象物的表面抵接并向测量对象物侧推压推压部时的来自测量对象物的排斥力F与推压部向测量对象物方向移动的移动距离D的关系的一例。
关于利用第一检测机构、第二检测机构分别连续地检测的排斥力F和移动距离D,如图10(a)及图10(b)所示,当以某种程度推压时,连续的检测期间中的瞬间的弹性系数(ΔF/ΔD)稳定,与内部压力的相关性变高。
对上述与从内容物受到的压力独立的、测量对象物的表面的膜具有的刚性、和进一步从外侧覆盖内容物的表面的膜的最表面的层具有的硬度及厚度进行区分。在利用所述测定装置通过眼睑测定眼压的情况下,后者与眼睑的皮肤侧的层具有关联性。由于该层是弹性系数较小且较短的弹簧,所以当推压时,在非常弱的排斥力的状态下就达到压缩极限,因此是刚性小到能够忽视的程度的层。以后,将该层表达为“刚性小到能够忽视的程度的最表面的层”。该层影响推压开始时间点(时刻t=0,D=0)的成为基准点的排斥力F。但是,由于利用所述测定装置测定的膜的刚性作为瞬间的弹性系数ΔF/ΔD进行测定,所以该层不影响膜的刚性。
在利用所述测定装置通过眼睑测定眼压的情况下,膜的刚性作为以下两种刚性合成的刚性,作为瞬间的弹性系数ΔF/ΔD进行测定。
(1)与眼压独立的、眼睑的眼球侧的层及眼球壁具有的刚性。
(2)根据眼压变化的眼球壁的刚性。
(1)一般来说相当于上述与从内容物受到的压力独立的测量对象物的表面的膜具有的刚性。如后所述,如果制作标准曲线,则能够将(1)和(2)区分。在此想求出的是(2)。
视为连续的检测期间中的ΔF/ΔD稳定的条件有各种方法,可以使用任意的方法。例如,可以采用从推压开始到推压深度成为最大的区间中的、前后的连续的多个ΔF/ΔD的值的偏差成为最小的时刻的ΔF/ΔD。
在图10(a)及图10(b)中,在推压开始时间点(时刻t=0,D=0)的附近,瞬间的弹性系数ΔF/ΔD不稳定的理由可考虑以下三个。
(1)来自刚性小到能够忽视的程度的最表面的层(眼睑的皮肤侧的层)的排斥力F及ΔF应该非常小,但推压开始时ΔD也非常小。因此,ΔF/ΔD的值变得不稳定。
(2)在推压开始后,微小时间Δt中的ΔF及ΔD非常小,第一检测机构及第二检测机构所使用的传感器的S/N比(signal to noise ratio:信噪比)较低。
(3)虽然从静止状态推压是理想的,但在不能完全静止的情况下,推压开始时不久后的ΔF及ΔD并不反映推压。
如图10(a)及图10(b)所示,当推压到上述三个原因变小至能够忽视的程度时,连续的检测期间中的瞬间的弹性系数ΔF/ΔD稳定,与测量对象物的内部压力的相关性变高。以后,将“瞬间的弹性系数ΔF/ΔD稳定的值”单纯地表达为“弹性系数ΔF/ΔD”。
使用图11的(a)~(c)说明:在利用所述测定装置测定眼压的情况下,如上所述,在求出弹性系数ΔF/ΔD后,导出作为测量对象物的内部压力的眼压。在图11的(a)中,纵轴是眼压,横轴是弹性系数(ΔF/ΔD)。在临床研究中,标绘用以往公知的眼压测定装置测定的眼压与使用该实施方式的所述测定装置测定的弹性系数ΔF/ΔD的关系,利用统计方法得到表示两者的关系的近似式。在以往公知的眼压测定装置中,使探头与角膜直接接触的形式是主流的。
图11的(a)的标绘是从多名被测定者得到的值。利用统计方法求出全部的被测定者的结果平均地变得良好的近似曲线,将弹性系数(ΔF/ΔD)代入该函数。在该近似曲线中,以对全部的被测定者来说平均地变得良好的方式修正眼睑的眼球侧的层及眼球壁与眼压独立地具有的刚性的影响。近似曲线可以不是曲线而是直线。
图11的(b)是对于一名被测定者根据多个眼压的状态下的测定值制作标准曲线的图。横轴使用应用图11的(a)中的变换后的值,纵轴使用用以往公知的眼压测定装置测定的值。这样,对眼睑的眼球侧的层及眼球壁与眼压独立地具有的刚性的个体偏差进行修正。此外,如果标绘3点以上,则也可修正非线性。
图11的(c)是不进行图11的(a)中的变换而根据弹性系数ΔF/ΔD稳定的值和用以往公知的眼压测定装置求出的眼压的关系制作标准曲线并直接校准的例子。其他与图11的(b)相同。
例如,在个人拥有该实施方式的测定装置并用于自己测定眼压的用途的情况下,虽然测量对象物每次相同,但由于眼压会变动,所以图11的(b)或图11的(c)的校准是有效的。
不进行图11的(a)至图11的(c)的变换而将弹性系数(ΔF/ΔD)作为最终的输出,也能够知晓眼压的相对变化。
通过使用这些数据进行所需的信息处理,从而能够利用所述测定装置测定眼压。
即,能够基于利用上述第一检测机构、第二检测机构检测到的信息,用规定的信息处理机构(例如微型控制器)进行使用上述图10、图11说明的信息处理,并利用所述测定装置测定眼压。使用上述图10、图11说明的信息处理所需的算法、变换式及参数存储于存储部(例如微型控制器内置的非易失性存储器)而被参照。
以上,说明了利用第二检测机构连续地检测使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部时的所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动距离D的情况。
在利用第二检测机构检测使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部时的所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动速度的情况下,通过对检测到的移动速度进行积分,从而能够求出移动距离D。
另外,在利用第二检测机构检测使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部时的所述推压部向所述测量对象物方向移动时的加速度的情况下,通过对检测到的加速度进行二重积分,从而能够求出移动距离D。
在上述实施方式的测定装置中,能够设为:通过使所述推压部在从所述顶端朝向与所述顶端相向的推压部后端的方向上与所述第一检测机构抵接,从而所述第一检测机构连续地检测所述排斥力。
只要是通过与推压部的后端抵接而能够连续地检测使抵接面与测量对象物的表面抵接并向测量对象物侧推压推压部时的来自测量对象物的排斥力的机构即可,能够采用各种机构作为第一检测机构。例如,能够采用能以力传感器、压敏传感器、静电电容传感器、测力传感器(应变计式、静电电容式等)的形式得到的电子部件或应变计等作为第一检测机构。
另外,在上述实施方式的测定装置中,所述测量部能够设为在内侧具备内部中空部的中空构造体。作为在内侧具备所述内部中空部的所述中空构造体,例如,能够例示密封构造体、具备将所述内部中空部与外部空间之间连通的孔的中空构造体、以及在所述内部中空部与外部空间之间配备具有透气性的膜的中空构造体等。
作为具备将所述内部中空部与外部空间之间连通的孔的中空构造体,能够例示具备将所述内部中空部与外部空间之间连通的孔例如微小的孔(通孔)的中空构造体。作为在所述内部中空部与外部空间之间配备具有透气性的膜的中空构造体,例如,能够例示如下构造:在上述具备将内部中空部与外部空间之间连通的微小的孔(通孔)的中空构造体中,以覆盖该微小的孔(通孔)的方式贴附有用于提供防水、防尘性能的具有透气性的膜(通气过滤器)。
在所述测量部为在内侧具备所述内部中空部的所述中空构造体的情况下,作为所述推压部的与所述顶端相向的一侧即推压部后端侧由所述测量部支承的构造,能够采用在构成所述测量部的所述中空构造体的一个壁面的外侧支承所述推压部后端侧的构造。具体而言,能够采用(1)推压部在其推压部后端侧竖立设置在所述中空构造体的一个壁面的外侧的构造、(2)推压部后端侧能够相对于所述中空构造体的一个壁面的外侧安装、拆卸的构造等。
另外,这样,在所述测量部为在内侧具备所述内部中空部的所述中空构造体的情况下,所述第一检测机构能够设为:通过连续地检测如下量,从而连续地检测所述排斥力,该量是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述一个壁面向所述内部中空部挠曲的量。
另外,也能够将所述第一检测机构设为:连续地检测所述内部中空部的内压的变化来连续地检测所述排斥力,该所述内部中空部的内压的变化是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述一个壁面向所述内部中空部挠曲所产生的。
在构成所述中空构造体且支承推压部的所述一个壁面由于所述推压而向所述内部中空部挠曲这样的构件的情况下,能够采用上述形态的第一检测机构。
而且,在所述测量部为在内侧具备所述内部中空部的所述中空构造体的情况下,所述第一检测机构也能够设为:通过连续地检测如下量,从而连续地检测所述排斥力,该量是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述一个壁面向所述内部中空部移动的量。
另外,也能够将所述第一检测机构设为:连续地检测所述内部中空部的内压的变化来连续地检测所述排斥力,该内部中空部的内压的变化是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述一个壁面向所述内部中空部移动所产生的。
在构成所述中空构造体且支承推压部的所述一个壁面不会由于所述推压而向所述内部中空部挠曲这样的具有刚性的构件的情况下,能够采用上述形态的第一检测机构。
例如,能够采用设置于所述一个壁面并根据所述一个壁面的挠曲量而电阻变化的可变电阻作为第一检测机构来连续地检测挠曲量。作为可变电阻的一例,能够列举连续地测定电阻的应变计。作为设置可变电阻的位置,可考虑所述一个壁面的面向所述内部中空部的内壁面。也可以设为将可变电阻夹在推压部与所述一个壁面之间的构造。
另外,也能够使用如下检测机构来连续地检测所述排斥力,该检测机构连续地检测通过所述一个壁面向所述内部中空部挠曲而所述一个壁面的面向所述内部中空部的一方的内壁面、同与之相向的所述内部中空部的另一方的内壁面之间的距离产生变动的情况。例如,能够采用根据一方的内壁面与另一方的内壁面之间的距离而电特性变化的元件作为第一检测机构。作为一例,是在所述一个壁面的面向所述内部中空部的一方的内壁面设置一方的电极并在与该内壁面相向的所述内部中空部的另一方的内壁面设置另一方的电极而成的静电电容传感器。通过所述一个壁面向所述内部中空部挠曲,从而所述一方的电极与另一方的电极之间的静电电容变化。能够通过对该情况连续地检测,从而连续地检测排斥力。
如图12所图示的那样,预先得到作为第一检测机构采用的传感器的输出与排斥力F的关系。图12的横轴表示第一检测机构的输出以推压动作前为基准而变化的量。然后,能够基于预先得到的规定的关系、信息,接着,用规定的信息处理机构(例如微型控制器)进行使用上述图10、11说明的信息处理,并利用所述测定装置测定眼压。使用上述图10、11、12说明的信息处理所需的算法、变换式及参数存储于存储部(例如微型控制器内置的非易失性存储器)而被参照。
在采用密封构造体、具备微小孔或通气过滤器的中空构造体作为所述中空构造体的情况下,作为所述第一检测机构,能够设为如下机构,该机构连续地检测所述内部中空部的内压的变化,该内部中空部的内压的变化是通过使抵接面与测量对象物的表面抵接并向测量对象物侧推压推压部而所述一个壁面向所述内部中空部挠曲所产生的。
在该情况下,用第一检测机构测定的物理量是密封构造体、上述具备微小孔或通气过滤器的中空构造体的内部的压力P。因此,如图12所图示的那样,预先得到第一检测机构(例如压力传感器)的输出与排斥力F的关系。该关系根据密封构造体等的形状和构件而不同。并且,能够基于图12图示的关系、信息,接着,用规定的信息处理机构(例如微型控制器)进行使用上述图10、11说明的信息处理,并利用所述测定装置测定眼压。使用上述图10、11、12说明的信息处理所需的算法、变换式及参数存储于存储部(例如微型控制器内置的非易失性存储器)而被参照。
在连续地检测密封构造体、上述具备微小孔或通气过滤器的中空构造体的内部中空部的压力P的情况下,能够采用将压力传感器配备在密封构造体等的内侧的构造作为第一检测机构。
在将第一检测机构的输出变换为排斥力F的图12中,即使在较宽的区间中为非线性,在较窄的区间中也为线性。如果即使所述一个壁面的挠曲量非常小也能够测定排斥力,则能够使用图12的线性区域,因此是优选的。用后面说明的实施例叙述详细情况。
如上所述,在测量部为具备内部中空部的构造体时,使内部中空部的压力变化的方法不限定于所述一个壁面挠曲的方法。如使用后述的图13、图14说明的实施例那样,也能够使用于密封的构造具有弹性并兼用作密封构造和弹性体。例如,作为密封方法使用的O形环、垫圈、弹簧、波纹构造等弹性体是通过在推压时被压缩而内部中空部的压力变动的部件。
在构成所述中空构造体且支承所述推压部的所述一个壁面由于所述推压而向所述内部中空部挠曲这样的构件的情况下,通过根据食品、身体的各部分等测量对象物的大致的硬度,选择支承推压部的推压部后端侧的测量部的壁面的弯曲刚性、支承面积等,从而能够使测定范围或精度变得更令人满意。
另外,在构成所述中空构造体且支承推压部的所述一个壁面不会由于所述推压而向所述内部中空部挠曲这样的具有刚性的构件的情况下,通过根据食品、身体的各部分等测量对象物的大致的硬度,选择在推压时被压缩的上述O形环、垫圈、弹簧、波纹构造等弹性体等的压缩刚性等,从而能够使测定范围或精度变得更令人满意。
能够利用由上述结构构成的测定装置连续地检测使抵接面与测量对象物的表面抵接并向测量对象物侧推压推压部时的推压部向测量对象物方向移动的移动距离、和使抵接面与测量对象物的表面抵接并向测量对象物侧推压推压部时的来自测量对象物的排斥力。
由此,能够掌握相对于移动距离的排斥力,能够根据该关系掌握测量对象物的内部压力,所述测量对象物的内部压力与测定装置的推压部的抵接面抵接到其表面的测量对象物的刚性相对应。
因此,能够通过使测定装置的推压部的抵接面与想掌握刚性的测量对象物的表面抵接并在测量对象物的方向上推压,从而测定与测量对象物的刚性相对应的测量对象物的内部压力。
这样,只要测量对象物能够近似为弹簧,则不仅能够应用于内部压力的测定,还能够应用于刚性本身的测定、每单位移动距离的排斥力本身的测定。通过在结果中使用连续的检测期间中的弹性系数(ΔF/ΔD)稳定的时刻的弹性系数,从而能够减小进一步从外侧覆盖内容物的表面的膜的最表面的层的硬度及厚度(刚性小到能够忽视的程度的最表面的层)的影响。
例如,能够在测定果实等的成熟情况时采用。
另外,也可考虑通过增大抵接面,从而在例如滑雪板等板的排斥力、球拍的排斥力、床的弹簧的排斥力的测定中使用。
也能够简易地掌握轮胎的空气压。
而且,能够测定与人的身体的作为目的的测定部位的刚性相当的内部压力。例如,能够在测定眼压或低侵入且简便地掌握以往较难自己测量的腹腔内脏器的硬度、肌肉骨骼软组织等时使用。
在测定眼压的情况下,掌握眼压作为眼球的内部压力。
在用于眼压测定的情况下,使抵接面与眼球或眼睑抵接并向眼球或眼睑侧推压推压部。由此,能够连续地检测推压部向眼球或眼睑的方向移动的移动距离和推压部被推压时的来自眼球的排斥力,从而测定作为眼球的内部压力的眼压。
在使用该测定装置的测定中,如上所述,掌握连续的检测期间中的瞬间的ΔF/ΔD的稳定的值,参照该值来测定测量对象物的内部压力。
因此,在推压开始时眼睑的皮肤侧的层(刚性小到能够忽视的程度的最表面的层)会影响瞬间的弹性系数,但通过在眼压的计算中使用推压中途的稳定的瞬间的弹性系数,从而能够减少该层对测定带来的影响。
这样,由于能够通过眼睑测定眼压,所以能够提供能在不伴随着投放药剂等物质等行为的情况下进行眼压测定的非侵入型的眼压测定装置。
另外,通过使用IC芯片化的机构作为第一检测机构、第二检测机构,从而能够提供无论是谁都能够简单地使用且携带性优异的非常小型的测定装置。因此,被测定者也能够自己使用来进行眼压测定。
如上所述,由于测定装置较小型,所以能够用带或胶带固定于手指或与由指套这样的构造构成的保持机构组合。能够提供如下测定装置:使用眼压测定装置进行眼压测定的人能够将手指插入指套状的保持机构并保持眼压测定装置,并以触诊这样的动作进行测定。
实施例1
图1说明用作眼压测定装置的本发明的测定装置的一例。
图1图示的测定装置1具备推压部10和测量部2。在图示的实施方式中,测量部2具备第一检测机构7和第二检测机构8。
推压部10在顶端(图1的上侧端)具备与作为测量对象物的眼睑抵接的抵接面10a。
在图示的实施方式中,测量部2成为在内侧具备内部中空部3的中空构造体。在此,设为成为密封构造体的中空构造体。
也能够设为具备将内部中空部3与测量部2的外部空间之间连通的孔例如微小的孔(通孔)的中空构造体、在内部中空部3与测量部2的外部空间之间配备具有透气性的膜的中空构造体,将在后面说明它们。
在图1图示的实施方式中,作为与具备抵接面10a的推压部10的顶端相向的一侧的推压部后端侧10b竖立设置在作为密封构造的测量部2的一个壁面的外侧。
关于推压部10和测量部2的构造,除了上述形态以外,还能够采用各种形态。例如,能够采用推压部10以能够从具备抵接面10a的顶端向推压部后端侧10b移动的方式移动自如地支承测量部2的构造、作为其一实施方式的以推压部10能够在从推压部10的顶端朝向推压部10的后端的方向上移动的方式由测量部2滑动自如地支承推压部后端侧10b的构造。另外,也能够采用推压部10和测量部2分体且推压部10的推压部后端侧10b能够相对于测量部2安装、拆卸的构造。将在后面说明它们。
在图1图示的实施方式中,在外侧竖立设置有推压部后端侧10b的测量部2的一个壁面成为半径方向上的中心侧6b与半径方向上的外周侧部分6a相比在图1中向下侧凹陷的阶梯状构造。以下,有时将由半径方向上的外周侧部分6a和半径方向上的中心侧6b构成的测量部2的一个壁面整体表示为“壁面6”。
在内部中空部3内,配备电池31、搭载在基板30上的第一检测机构7和第二检测机构8。
第一检测机构7是连续地检测使抵接面10a与眼球或眼睑抵接并向眼球或眼睑侧推压推压部10时的来自眼球的排斥力F的检测机构。
此外,在使抵接面10a与眼睑抵接并推压推压部10时,眼睑可以是眼睑闭合状态。
在图示的实施例中,使抵接面10a与眼球或眼睑抵接,推压部10向眼球或眼睑侧在用箭头21示出的方向上推压。由此,壁面6向用箭头22示出的方向即内部中空部3挠曲。由此,内部中空部3的内压变化。能够采用连续地检测该内压的变化的检测机构作为第一检测机构7。例如,能够采用压力传感器作为第一检测机构7。
第二检测机构8是连续地检测使抵接面10a与眼球或眼睑抵接并向眼球或眼睑侧推压推压部10时的推压部10向眼睑方向移动的移动距离D的检测机构。
例如,能够采用加速度传感器作为第二检测机构8。
作为由压力传感器构成的第一检测机构7、由加速度传感器构成的第二检测机构8,能够使用IC芯片化而成的机构并配置在基板30上。
使用测定装置1的眼压测定按以下方式进行。
使推压部10的抵接面10a与眼球或眼睑抵接并向眼球或眼睑侧推压测定装置1。
例如,预先在图1中的密封构造的测量部2的底面安装能够供人的手指插脱的保持部,在此一边插入手指并保持测定装置1,一边如用箭头21示出的那样向眼睑侧推压测定装置1。
或者,另行准备推压装置,一边利用该推压装置保持测定装置1,一边如用箭头21示出的那样向眼睑侧推压测定装置1。例如,用人的左手将在内部滑动自如地支承测定装置1的未图示的推压装置固定在被测定者的眼睛的上下等眼睛的周围。然后,通过推压装置的推压动作,向眼球或眼睑方向推压抵接面10a与被测定者的眼球或眼睑抵接的推压部10。
也能够设为:将推压装置固定在被测定者的眼睛的周围的测定者用右手进行所述推压动作。另外,也能够设为:被测定者用自己的左手将推压装置固定在其眼睛的周围,并用其右手进行推压动作。
使抵接面10a抵接的部位是眼球的法线方向与抵接面10a成为垂直的位置即可,可以是任意的部位。
通过向眼球或眼睑侧推压推压部10,从而壁面6的半径方向上的中心侧6b向内部中空部3挠曲。第一检测机构7连续地检测由此产生的内部中空部3的内压的变化。
同时,利用第二检测机构8连续地检测向眼球或眼睑侧推压推压部10时的推压部10向眼睑方向移动的移动距离D。
利用第一检测机构7和第二检测机构8检测到的信息发送给未图示的信息处理机构(例如微型控制器),在此进行规定的信息处理。
根据利用第一检测机构7检测到的内部中空部3的内压P的变化,连续地算出来自推压部10的抵接面10a抵接着的眼球的排斥力F。该处理是未图示的信息处理机构(例如微型控制器)参照存储于未图示的非易失性存储器的图12图示的预先掌握的变换式和参数而进行。
根据用由加速度传感器构成的第二检测机构8掌握的加速度,连续地算出推压部10向眼睑方向移动的移动距离D。
在推压开始时使测定装置1静止,将此时重力加速度施加于加速度传感器的XYZ各轴的加速度设定为基准值,在推压开始后,通过对于各轴连续地记录与加速度基准值的差值,从而能够将重力分量除外并仅考虑通过推压产生的加速度而算出推压部向测量对象物方向移动的移动距离D。
图9的(a)将X轴设为时间,将Y轴设为构成设置于测定装置1的第二检测机构8的加速度传感器的输出:a。将压力传感器的输出产生一定值以上的变动的时间点设为t=0。
为了将刚性作为线性弹簧处理,优选将抵接面10a以不使眼球变形的程度的强度与眼睑或眼球抵接的状态作为推压开始点进行推压。
通过对图9的(a)图示的关系进行积分,从而求出图9的(b)图示的将X轴设为时间并将Y轴设为测定装置1的移动速度:v的关系。
而且,通过对图9的(b)图示的关系进行积分,即对图9的(a)图示的关系进行二重积分,从而求出图9的(c)图示的将X轴设为时间并将Y轴设为测定装置1的移动距离:D的关系。
该计算也用未图示的信息处理机构(例如微型控制器)进行。
接着,在未图示的信息处理机构(例如微型控制器)中,根据这样连续地掌握的来自眼球的排斥力F和测定装置1向眼睑方向移动的移动距离D,掌握连续的检测期间中的瞬间的ΔF/ΔD的稳定的值,即眼睑的皮肤侧的层(刚性小到能够忽视的程度的最表面的层)的影响变少且表示测量对象物的内部压力的ΔF/ΔD的值。在图10中示出该情形。
然后,参照图11,如在上述实施方式中说明的那样,根据在临床研究中用以往公知的眼压测定装置测定的眼压与连续的检测期间中的瞬间的ΔF/ΔD的稳定的值的关系,导出眼压。
该信息处理也是未图示的信息处理机构(例如微型控制器)参照存储于未图示的非易失性存储器的图11图示的预先掌握的变换式和参数而进行。
这样,在未图示的信息处理机构(例如微型控制器)中进行信息处理并导出的眼压例如能够利用未图示的配备于测定装置1的显示机构显示。
另外,也能够预先在测定装置1中配备无线通信机构,在使用测定装置1并进行眼压测定的人持有的显示终端上显示用信息处理机构进行信息处理并导出的眼压。
在结果的输出方法中,也可以使用未图示的配备于测定装置1的扬声器或蜂鸣器等声响部件。能够通过语音反馈向测定者告知推压操作成功、失败这样的判定结果、推压操作失败的原因或测定结果。也可以从所述显示终端进行语音反馈。
另外,也能够一边实现密封构造的测量部2的密封,一边使实施了密封的配线(未图示)从测量部2伸出,在测量部2的外部的设备中显示并输出眼压。
从电池31供给驱动上述第一检测机构7、第二检测机构8、未图示的信息处理机构(例如微型控制器)、未图示的无线通信机构等的电力。另外,也可以设为不使用电池而是一边从外部无线供电一边驱动的结构。
上述信息处理机构(例如微型控制器)、无线通信机构、电池等也能够配备在测量部2的外部。也能够将推压部10的内侧设为中空构造并在推压部10的内侧配备电池。另外,也能够设为推压部10的内侧的中空部与内部中空部3连结,并在连结部配备电池。这样,当将电池配备在测定装置1变得更薄这样的位置时,推压动作的操作性提高,使用加速度传感器求出推压部10向测量对象物方向移动的移动距离D时的精度提高。也可以设为在测量部2的内部中空部3配备电池的形态。
也可以使用管状体、筒状体、圆筒形状体等附加于IC封装的压力传感器。只要能够配备将内部中空部3的压力传递到压力传感器的管状的路径即可,可以将压力传感器配置在内部中空部3的外侧。
即使在将部件配备在测量部2的内部中空部3内的情况下,通过使用IC芯片化而成的部件,也能够设为极小型的测定装置1。
在通过加速度的二重积分计算距离时,优选以下的状况。
(1)加速度的S/N比大
(2)加速度的DC(直流)分量少
(3)积分时间短。
当使测定装置1成为小型时,操作性上升,且也能够利用测定者的手指进行推压。当测定装置1为小型时,由于测定者能进行自由自在的推压操作,所以能够满足上述优选的条件。
通过将从推压开始到推压部在箭头21的方向上最深地移动为止的时间限制在300毫秒以内、优选200毫秒以内这样的短时间,从而能够减小对加速度进行二重积分来测定距离时的、由于对加速度的噪声(主要是直流分量)进行积分而导致的距离测定的误差。
由于测定装置1小型,所以能够与指套这样的构造组合,被测定者能够自己以触诊这样的感觉使用,操作性优异,所以能够进行对利用加速度的二重积分的距离测定有利的、上述300毫秒以内优选200毫秒以内这样的短时间的推压。
而且,通过将积分开始的定时设为第一检测机构7的输出有一定值以上的变动的时间点,从而能够使积分时间成为最短,减小距离测定的误差。
在进行通过眼睑的眼压测定的情况下,将抵接面10a与眼睑接触的状态设为推压部10的推压开始位置,连续地检测移动距离D直到推压部10的移动距离D(推压的深度)成为最大。在眼压测定中,优选能够以短至不侵入眼球的程度的距离进行测定。
在实施本发明作为眼压测定装置的情况下,能够通过加速度传感器输出的二重积分测定1mm左右的移动距离。即使测定的移动距离的绝对值有误差,由于以下的理由,问题也得到改善。
(1)即使对全部的测定者来说检测到推压部10向测量对象物方向移动的移动距离D比实际大或小,也用图11的(a)的变换来修正一定的倾向。另外,对于知晓最终计算的眼压值的日常的相对变化来说也有价值,为此,无需绝对精度。
(2)在由于某测定者的操作的习惯而推压部10向测量对象物方向移动的移动距离D的误差有一定的倾向的情况下,通过图11的(b)或图11的(c)中的变换进行修正。
当在第二检测机构8中使用的加速度传感器输出三维的加速度时,由于以下的理由而优选。
(1)即使加速度传感器的XYZ轴和测定装置1的XYZ轴偏移,也能够用由加速度传感器输出的多个轴构成的合成矢量表达作为推压的方向的抵接面10a的垂直方向
(2)如后所述,即使在推压时推压方向偏移或在测定装置1中产生旋转,也能够进行修正或推压操作失败判定
(3)在使用上述推压装置的情况下,如以下说明的那样,容易匹配推压的方向。
在静止时,加速度传感器输出的加速度仅为重力加速度。当利用在第二检测机构8中使用的加速度传感器检测三维的加速度时,能够知晓推压前的测定装置1的三维空间中的姿势。如果被测定者的姿势是已知的,则能够以匹配该姿势的方式将测定装置1的姿势定向,容易进行向正确的方向的推压。
在如图1那样相对于基板30水平地安装加速度传感器且全部的轴没有偏移的情况下,一般来说加速度传感器的Z轴相当于抵接面10a的垂直方向。以后,设为抵接面10a的垂直方向为加速度传感器输出的Z轴来进行说明。
虽然期望使抵接面10a以适当的角度与适当的部位抵接,并向适当的方向推压,但在它们不理想的情况下,抵接面10a在倾斜方向上平移运动,在加速度的X轴和Y轴上出现不能忽视的大小的输出。有以下两种状况。在此,忽视旋转分量来考虑。将在后面说明旋转修正。
(1)抵接面10a的抵接角度偏移,但推压方向为眼球的法线方向的情况
(2)抵接面10a的抵接角度为适当的状态,但推压方向从眼球的法线方向偏移的情况。
使壁面6挠曲的排斥力的矢量是抵接面10a的垂直方向上的分量。它是由压力传感器构成的第一检测机构7检测的排斥力。如果抵接面10a的垂直方向与加速度传感器的Z轴的方向相同,则在(1)、(2)双方的情况下,与没有推压方向的偏移的情况同样地,根据仅考虑加速度传感器的Z轴的输出而得到的推压部10向测量对象物方向移动的移动距离D与利用由压力传感器构成的第一检测机构7得到的排斥力F的关系,求出弹性系数ΔF/ΔD即可。在(2)的情况下,由于来自眼球的法线方向的排斥力全部施加于抵接面10a的垂直方向,所以能够应用与(1)相同的计算。在(1)、(2)双方的情况下,在偏移的角度较大时,可以视为推压操作失败。为了知晓进行了这样的推压操作,例如可以将加速度传感器向X轴或Y轴方向移动的移动距离是否大于一定的阈值作为判定基准。
为了将从抵接面10a没有与任意的地方抵接的状态起进行拍打这样的推压的情况判定为推压失败,可以着眼于加速度的高频分量来进行判定。在这样的情况下,在抵接面10a与眼睑接触的瞬间观测冲击这样的高频的加速度。如果在抵接面10a与眼睑抵接的状态下向眼睑的方向推压推压部10,则由于眼睑及眼球作为缓冲器(机械的低通滤波器)发挥功能,另外,由于从通常的推压操作输出的加速度的最大值存在限度,所以在加速度的输出的高频侧存在限度。为了将不优选的推压操作判定为推压失败,也需要掌握高频分量,所以优选较高的数据速率及较宽的频带。其他不优选的推压操作、推压部10的移动也能够根据检测到的加速度波形、压力波形或利用后述的第三检测机构得到的推压时的旋转运动来判别。这样的推压操作视为失败,再测定即可。
此外,虽然没有图示,能够设为在测量部2中进一步配备第三检测机构的形态,所述第三检测机构由检测在抵接面10a与眼睑抵接的状态下向眼睑的方向推压推压部10时产生的旋转运动的陀螺仪传感器等构成。
当使推压部10的抵接面10a与眼睑抵接,并在箭头21的方向上推压时、即将推压前或推压期间产生旋转时,相对于由加速度传感器构成的第二检测机构8的重力的方向变化,成为距离测定的误差原因。通过将来自由陀螺仪传感器等构成的第三检测机构的输出利用于未图示的信息处理机构(例如微型控制器)中的信息处理,从而即使产生这样的旋转,也能够对其进行修正。
为了修正旋转,当第二检测机构8为具有三维的输出的加速度传感器且第三检测机构为具有三维的输出的陀螺仪传感器时,由于能够修正三维的所有方向的旋转,所以是优选的。为了构成三维,可以使用一个传感器具有3轴的部件,也可以利用多个传感器构成3轴。以下,对于使用了输出XYZ3轴的加速度传感器及陀螺仪传感器的情况,例示对施加于测定装置1的重力的方向因旋转而变化所引起的距离测定的误差进行修正的方法。
将推压部10的推压时的移动分为平移运动和旋转运动来考虑。首先,在即将推压开始前(时刻t0)测定装置1静止的状态下,利用加速度传感器掌握测定装置1的在三维空间中的姿势,并将该值设为gt0。由于在静止状态下加速度传感器仅输出重力加速度,所以能够根据加速度传感器的输出掌握测定装置1的三维姿势。
在推压期间,连续地记录用作第三检测机构的陀螺仪传感器的XYZ各轴的输出。接着,将推压开始时的时刻设为t0,在从t0到t1的微小时间Δt中,仅根据陀螺仪传感器的输出计算测定装置1旋转的三维空间中的轴和角度。根据该信息和预先求出的时刻t0的测定装置1的姿势,求出测定装置1的在时刻t1的姿势。以更新得到的姿势为基准重复进行所述计算。至少在弹性系数ΔF/ΔD稳定的时刻(tn)之前,持续计算并记录。如果仅根据陀螺仪传感器的输出求出各时刻的姿势,则求出在各时刻加速度传感器在各轴输出的量中的重力加速度的分量。如果从推压时的各轴的加速度减去各轴的重力加速度的分量,则能够得到将旋转及重力的影响除去而得到的各轴的加速度,即对推压部10向测量对象物方向移动的移动距离D有贡献的加速度。此外,如果在微小时间中考虑则三维空间的刚体的旋转能够作为能用XYZ合成矢量表达的向一个轴的旋转来处理这样的考虑基于与刚体旋转相关的欧拉旋转定理(Euler's rotation theorem)。在旋转角度较大的情况下,视为推压操作失败,可以再次推压。
此外,目前,XYZ3轴的加速度传感器和3轴的陀螺仪传感器成为一个IC封装的机构在市场上有销售。也能够将这样的机构作为第二检测机构8及第三检测机构采用。这样一来,能够小型地构成测定装置1。
能够使用第一检测机构7、第二检测机构8、第三检测机构中的任一个或多个,构成用于进行测定装置1的操作的用户接口。例如,能够搭载在拍打测定装置1两次时(使用加速度传感器)接通电源、重复两次绕Z轴旋转45度并返回时(使用陀螺仪传感器)与显示终端进行无线通信、以比眼压测定短的时间间隔推压3次推压部10时(使用压力传感器)显示过去的测定数据等代替利用一般的按压按钮或静电电容传感器的输入方法的功能。
虽然没有图示,由于抵接面10a与眼睑抵接,所以能够设为与眼睑的凸起弯曲形状对应的凹陷弯曲形状。另外,优选的是,与利用测定装置1测定内部压力的测量对象物的表面的形状、形态对应,设为成为最好的抵接状态的形状、形态的抵接面10a。
在图1的实施方式中,测量部2、推压部10在从图1的上侧向下侧观察时均为圆形形状,测定装置1的整体为圆筒状体。能够将测量部2的外径设为10mm~20mm,将测量部2的高度方向上的大小设为2mm~10mm。
优选的是,推压部10的厚度及推压部后端侧10b的高度(上下方向的大小)根据它们的尺寸,设为在使抵接面10a与眼睑抵接并在箭头21方向上推压测定装置1时,成为半径方向上的外周侧部分6a不与眼睑的周围接触的程度的高度。
在图1图示的实施方式中,成为半径方向上的中心侧6b与半径方向上的外周侧部分6a相比在图1中向下侧凹陷的阶梯状构造。并且,在半径方向上的中心侧6b的外侧竖立设置有推压部后端侧10b。因此,成为抑制了上下方向上的高度、厚度的构造的测定装置。
测量部2、推压部10的从图1的上侧向下侧观察时的形状也可以不是圆形。
测量部2的整体例如能够设为合成树脂制。如上所述,竖立设置有推压部10的半径方向上的中心侧6b成为如下构造:在抵接面10a与利用测定装置1进行眼压测定的眼睑抵接的状态下如用箭头21示出的那样推压推压部10时,与来自眼球的排斥力相应地,向用箭头22示出的内部中空部3侧挠曲。
因此,关于壁面6的半径方向上的中心侧6b,为了能够进行该挠曲而优选设为厚度较小的薄板状。
为了使壁面6容易挠曲,可以如图1、图3、图4所示,使推压部后端侧10b的面积小于抵接面10a的面积,并减小推压部10与壁面6接触的面积。
在图1图示的实施方式中,使半径方向上的中心侧6b的部分的壁厚小于半径方向上的外周侧部分6a的部分的壁厚。
也能够将壁面6的整体设为与半径方向上的中心侧6b的部分的壁厚相同的壁厚。
但是,当壁面6的向用箭头22示出的内部中空部3侧的变形较大时,会给利用第二检测机构8进行的推压部10向眼睑方向移动的移动距离D的检测带来影响。
利用第二检测机构8检测的测量部2的推压时的向测量对象物方向移动的移动距离与壁面6向内部中空部3挠曲的距离之差成为推压部10的推压时的向测量对象物方向移动的移动距离。
因此,通过使用IC芯片化的第一检测机构7、第二检测机构8,从而能够将内部中空部3形成为极小,所以即使壁面6的变形量微小,也能够产生排斥力F的变化的检测所需的内部中空部3的内压的变化。
而且,由于微小地形成壁面6的挠曲量,所以能够将第二检测机构8配置在基板30上而不是推压部10上。
由于即使壁面6的挠曲量微小也能够检测排斥力F的变化,所以无需为了提高排斥力F的精度而进行较深的推压。因此,在将测定装置1用作眼压测定装置的情况下,有助于成为非侵入。
微小地形成壁面6的挠曲量还有一个优点。在图12中,原点附近为线性,推压变得越深,则越成为非线性。可认为非线性的原因有壁面6的构件的特性的影响、在推压动作期间上升的内部中空部3的压力将壁面6推回的力。虽然均能够通过图12的变换来应对,但在该实施例中,由于内部中空部3较小型,所以即使壁面6的挠曲量微小,也产生用第一检测机构7进行检测所需的足够大小的内部中空部3的内压的变化。如果挠曲量微小,则能够减小作为图12的非线性的一个原因的壁面6的构件的特性的影响。为了抑制在推压动作期间上升的内部中空部3的内压将壁面6推回的力的影响而使用图12的原点附近的线性区域,能够利用尽可能小的内压的变化来检测排斥力即可。因此,优选第一检测机构7为低噪声。如果能够在从推压开始到推压深度成为最大的推压结束为止的区间中使用图12的原点附近的线性区域,则使用图12的变换变简单。能够根据壁面6的构件或厚度选择壁面6的挠曲。
如该实施例那样,在连续地检测伴随着推压部10向箭头21方向的移动的来自眼球的排斥力的第一检测机构7为配备在内部中空部3的压力传感器的情况下,在更准确、可靠地利用由压力传感器构成的第一检测机构7进行压力变动的检测方面,优选预先将壁面6以外的构造部分(底面、筒状壁面4)设为刚性构造。例如,底面、筒状壁面4能够预先设为比半径方向上的外周侧部分6a厚。
由于当采用上述刚性构造时,图11及图12中的变换变简单,所以是有利的。
另外,在图1中在测定装置1的下侧配备指套这样的保持机构,在该情况下使用测定装置1,被测定者将自己的手指插入该指套状的保持机构并自己向眼球或眼睑侧推压测定装置1的情况下,当采用上述刚性构造时,也是有利的。
在该情况下,在手指与指套状的保持机构的抵接面之间、壁面6与眼球或眼睑之间,经由推压部10发生力的交换。此时,当采用上述刚性构造时,能够完全忽视手指与指套状的保持机构的抵接面之间的力的交换,能够视为仅密封构造体的多个壁面中的壁面6的挠曲量影响内部中空部3的压力变化。
壁面6例如能够设为合成树脂制。
此外,壁面6的弯曲刚性受到温度、内部中空部3与外部的压力差的影响。
因此,出于提高利用未图示的信息处理机构(例如微型控制器)根据由压力传感器构成的第一检测机构7的检测结果算出排斥力F时的精度的目的,为了考虑温度、推压前的内部中空部3与外部的压力差,在眼压测定前预先将未图示的温度传感器或未图示的测定外部压力的压力传感器的输出保存于存储器,能够参照它们进行包含修正计算在内的信息处理。
在壁面6的弯曲刚性具有温度依存性的情况下,优选进行温度修正。也可以代替测量壁面6的表面温度,在基板30上安装温度传感器(未图示)来进行测定,或读取内置于第一检测机构7或第二检测机构8的温度传感器(内置的情况下)的输出,并在修正中使用。
作为其他给壁面6的弯曲刚性带来影响的原因,可考虑在内部中空部3为密封构造体且制造场所与使用场所的海拔较大地不同或由于天气而大气压较大地变动等情况下在推压前已经产生的内部中空部3与外部的压力差等。为了始终掌握内部中空部3与外部的压力差并进行修正计算,也可以使用输出与大气压的压差的传感器(表压传感器)作为第一检测机构7。在使用表压传感器的情况下,需要使传感器向内部中空部和外部双方露出,但无需在内部中空部3的外部另行配备用于测定大气压的绝对压力传感器。
另外,在测定时的内部中空部3与外部的压力差较大的情况下,为了使压力差减小到能够忽视的程度,可以在测量部2上设置孔和栓。
为了在将栓安装于测量部2的状态下使测量部2成为密封构造,栓可以设为橡胶原料。如果在测定前从孔拔出栓并使之返回,则能够在排斥力的计算中使内部中空部3与大气压的压力差减小到能够忽视给壁面6的弯曲刚性带来的影响的程度。
通过在密封构造的测量部2上利用微小的孔(通孔)确保通气,从而在测定装置1的使用前内部中空部3与外部的压力平衡,无需考虑推压动作前的内部中空部3与大气压的压力差给壁面6的弯曲刚性带来的影响。
也可以以覆盖所述通孔的方式贴附用于提供防水、防尘性能的膜(通气过滤器)。这样一来,无需考虑推压动作前的内部中空部3与大气压的压力差给壁面6的弯曲刚性带来的影响,并且能够使测定装置1具有防水、防尘性能。
在仅有通孔的情况和进一步追加通气过滤器的情况中的任意的情况下,测量部2均具有通气性能而不是完全密封构造。通过该通气,对图9的(d)的压力上升波形施加机械的高通滤波器,成为虚线的波形。通过缩短从推压开始到推压深度成为最大的推压结束为止的时间,从而在内部中空部的气体泄漏前内压变化,降低通气对连续的排斥力的测定的影响。即使由于通气而在图12的变换中产生误差,由于该误差具有倾向,所以能通过图11中的变换修正该误差。
在使密封构造的测量部2具有通气性能的情况下,可以采用输出绝对压力的压力传感器作为第一检测机构7,并配备在内部中空部3的内侧。将输出以真空(0hPa)为基准的压力的传感器定义为绝对压力传感器。当在作为第一检测机构7的绝对压力传感器、作为第一检测机构8的加速度传感器、作为第三检测机构的陀螺仪传感器中使用作为MEMS用IC封装提供的机构时,能够小型且低成本地构成测定装置1。
也可以是,第一、第二、第三检测机构均使用多个传感器,并使用各传感器的输出的平均值来降低噪声。
在向密封构造的测量部2提供通气性能的情况下,通气量的选择方法可以是基于通孔的大小的选择的方法,也可以是基于通气过滤器的种类的选择的方法。
密封构造体的通气部分以外的密封方法可以利用粘接剂、焊接、O形环或垫圈等各种方法。
在如该实施例那样采用加速度传感器和绝对压力传感器的情况下,能够将也能测定高度方向上的移动的活动量计作为附加功能搭载于眼压测定装置。在为了知晓眼压的日常变动而利用测定装置1的情况下,测定装置1的使用者在外出时携带测定装置1,因此携带性优异且非常小型的眼压测定装置与活动量计的兼容性良好。
在将测定装置1直接收纳在口袋之中而不放入壳体内并移动的状况下,压力传感器输出会由于内部中空部3的变形而意外地变化,对于测定高度方向上的移动作为活动量的目的来说成为误差,因此优选设置于测量部2的孔或通气过滤器的通气量较多。在通气量较多时,到内压和外压平衡为止的时间较短。
但是,为了检测来自测量对象物的排斥力,优选通气量较少。当通气量较少时,图9的(d)图示的压力波形的S/N比提高,压力波形中的低频率侧的频带扩展,排斥力的检测变得准确。应考虑权衡取舍,选择适当的通气量。
图2~图5是说明使用图1说明的测定装置1的其他实施方式的图。对与使用图1说明的构造共同的部分标注同一附图标记并省略其说明。
图2图示的测定装置1在测量部2中的底面5的外侧(图2中的下侧)具备保持机构11。
如图2的(c)图示的那样,图示的保持机构11具备供人的手的手指的顶端插入的筒状的中空部12。由于能够在使用测定装置1的人将手指插入筒状的中空部12的状态下保持测定装置1,使推压部10的抵接面10a与眼睑抵接,如用箭头21示出的那样推压测定装置1,所以处理变容易。
作为具备供人的手的手指的顶端插入的筒状的中空部的保持机构11的形态,例如能够例示在数纸的张数时安装于手指的顶端的指套这样的构造的机构或用带捆绑并安装于手指的构造的机构。指套状的保持机构11的供手指插入的部分用具有伸缩性的原料形成。可以使带的原料具有伸缩性。
通过将保持机构11的筒状的中空部中的供手指抵接的部位设为与手指的形状对应的凹陷弯曲形状,从而能够稳定地保持。
此外,在图2的(a)中,考虑向用箭头22示出的内部中空部3方向的挠曲变形,使壁面6的壁厚比底面5、筒状壁面4薄。
在图3、图4中,与图1同样地,推压部10经由直径较细的推压部后端侧10b竖立设置在壁面6上。
通过推压部10经由细径的推压部后端侧10b竖立设置在壁面6上,从而在使推压部10的抵接面10a与眼睑抵接并向用箭头21示出的方向推压测定装置1时,容易产生壁面6向箭头22方向的变形。
在图3中,与图1、图2同样地,第二检测机构8搭载在电池31、基板30上。也能够取而代之,如用虚线示出的那样设为如下构造:在壁面6上竖立设置有推压部10的位置处的壁面6的内侧面配备第二检测机构8。
配置在底面5侧的基板30上的第一检测机构7与在图1、图2图示的实施方式中说明的机构相同,是连续地检测通过壁面6向内部中空部3挠曲而变化的内部中空部3的内压的检测机构。另外,该情况下的第二检测机构8与在图1、图2图示的实施方式中说明的机构相同,是连续地检测使抵接面10a与眼球或眼睑抵接并向眼球或眼睑侧推压推压部10时的推压部10向眼睑方向移动的移动距离D的检测机构。
在图1图示的实施方式中,第二检测机构8检测测量部2整体的移动距离。
如上所述,由于排斥力F而壁面6向用箭头22示出的内部中空部3方向变形、挠曲的大小可以极小。
在第二检测机构8检测测量部2整体的移动距离的图1图示的实施方式中,虽说极小,但考虑到壁面6(半径方向上的中心侧6b)向用箭头22示出的内部中空部3方向变形、挠曲,可以检测推压部10向眼睑方向移动的移动距离。
当设为在壁面6上竖立设置有推压部10的位置处的壁面6的内侧面配备由加速度传感器构成的第二检测机构8的构造时,在检测推压部10向眼睑方向移动的移动距离方面是有利的。
在该情况下,第二检测机构8可以安装于柔性印刷基板(FPC)。
图4、图5图示的构造与图1图示的构造相同,成为能够抑制测定装置1的上下方向上的高度的构造。
在图3、图4、图5中,也考虑向用箭头22示出的内部中空部3方向的变形、挠曲,使壁面6的壁厚比底面5、筒状壁面4薄。
另外,在如图4、图5那样将壁面6设为如图1图示的实施方式那样半径方向上的中心侧部分和半径方向上的外周侧部分的阶梯状构造的情况下,如在图1图示的实施方式中说明的那样,能够考虑挠曲变形,调整各个部分的厚度。
在以上的图1~图5图示的实施方式中,用推压部10的推压部后端侧10b竖立设置于测量部2的一个壁面的外侧的构造进行说明。也能够取而代之,如在后述的实施例5中说明的那样,在图1~图5图示的实施方式中,将推压部10和测量部2设为分体。
关于该实施例,汇总测定装置1的小型化带来的效果的良性循环。由于越小型地构成测定装置1,则推压时的操作性越提高,能够得到上述通过加速度的二重积分计算距离时优选的状况,所以能够使用加速度传感器检测移动距离D。能够得到小型的该加速度传感器,有助于测定装置1的进一步小型化。另外,当操作性良好时,推压时的旋转较少,所以由旋转导致的重力的方向给加速度传感器的输出带来的影响较少。而且,当操作性良好时,有助于成为非侵入,所以测定装置1适合于被测定者自己测定眼压的用途。越使测定装置1小型化来减小内部中空部3,即使壁面6的挠曲量减少也产生越大的压力变化,压力传感器输出的S/N比越提高。如果压力传感器是低噪声的部件,则不仅能够以更少的挠曲量检测排斥力,而且能使用图12的线性区域。能够得到小型的该压力传感器,有助于测定装置1的进一步小型化。
实施例2
图6、图7是说明图1、2图示的测定装置1的其他实施例的图。对与图1、图2图示的实施例共同的部分标注共同的附图标记并省略其说明。
图6、图7图示的测定装置1的测量部2不是密封构造,仅成为在内侧只具备内部中空部3的中空构造体。
在图6中,推压部10直接竖立设置在壁面6上,而不经由图1的实施方式具备的推压部后端侧10b。成为推压部10的推压部后端侧竖立设置在中空构造体的一个壁面6的外侧的构造。
在图6图示的实施方式中,在壁面6的内侧面配备第一检测机构7a。
第一检测机构7a也可以配备在壁面6的外侧面。
第一检测机构7a通过连续地检测使抵接面10a与眼球或眼睑抵接并向眼球或眼睑侧推压推压部10而壁面6向内部中空部3挠曲的量,从而连续地检测上述排斥力F。
例如,第一检测机构7a是采用可变电阻来连续地检测挠曲量的检测机构,所述可变电阻设置于壁面6且根据壁面6的挠曲量而电阻变化。作为可变电阻的一例,能够列举连续地测定电阻的应变计。
图7说明采用与图6图示的实施方式不同的形式的第一检测机构的情况。
采用如下检测机构,该检测机构连续地检测通过壁面6向内部中空部3挠曲而在壁面6的面向内部中空部3的内壁面、同与之相向的底面5的内壁面之间的距离产生变动。例如,是根据壁面6的内壁面与底面5的内壁面之间的距离而电特性变化的元件。
在图7中,在壁面6的内壁面配备电极7d,在与之相向的底面5的内壁面配备电极7e。能够连续地检测通过壁面6向内部中空部3挠曲而两电极之间的静电电容变化,从而连续地检测上述排斥力F。
在该实施例中,也如图12图示的那样,预先得到用第一检测机构测定的壁面6向内部中空部3挠曲的挠曲量所对应的应变计的输出或静电电容变化量等与排斥力F的关系。该关系根据中空构造体的形状和构件而不同。并且,能够基于预先得到的规定的关系、信息,接着,用规定的信息处理机构(例如微型控制器)进行使用上述图10、11说明的信息处理,并利用所述测定装置测定眼压。使用上述图10、11、12说明的信息处理及根据用第一检测机构测定的壁面6向内部中空部3挠曲的挠曲量所对应的应变计的输出、静电电容变化量与排斥力F的关系求出排斥力F的信息处理所需的算法、变换式及参数存储于存储部(例如微型控制器内置的非易失性存储器)而被参照。
在图6、图7中,考虑向用箭头22示出的内部中空部3方向的挠曲变形,使壁面6、壁面6b的壁厚比底面5、筒状壁面4薄。
此外,在该实施例中,壁面6、壁面6b的挠曲量也减小到与推压部10向眼球或眼睑方向移动的移动距离相比能够忽视的程度。因此,能够将第二检测机构8配置在基板30上而不是推压部10上。
由于其他动作、功能与在实施例1中说明的相同,所以省略说明。
此外,在图6、7图示的实施方式中,推压部10固定于测量部2,也能够取而代之,如在后述的实施例5中说明的那样,在图6、图7图示的实施方式中,将推压部10和测量部2设为分体。
实施例3
图8说明用作眼压测定装置的本发明的测定装置的其他例子。
对与使用图1说明的构造共同的部分标注同一附图标记并省略其说明。
在图8图示的眼压测定装置中,在壁面6的中央设置有通孔。推压部后端侧10b滑动自如地装入该通孔。由此,推压部10的推压部后端侧10a由测量部2滑动自如地支承。
在测量部2的内部形成在基板30上的第一检测机构32成为与推压部10的后端抵接的构造。
作为第一检测机构32,只要是力传感器、压敏传感器、测力传感器、电容传感器等能够连续地检测使抵接面10a与眼睑抵接并向用箭头21示出的方向推压推压部10时的来自眼球的向箭头22方向的排斥力F的机构即可,能够采用各种机构。
在该实施例中,也如图12图示的那样,预先得到来自构成第一检测机构32的上述各种传感器的输出与排斥力F的关系。
在实施例1中,根据利用第一检测机构7检测到的内部中空部3的内压的变化,基于图12图示的关系,算出来自眼球的排斥力F。在实施例2中,根据利用第一检测机构检测到的壁面6的挠曲量所对应的应变计的输出、静电电容变化,基于图12图示的关系,算出来自眼球的排斥力F。在实施例3中,根据用第一检测机构32检测到的输出,基于图12图示的关系,算出来自眼球的排斥力F。
即,在该实施例中,也能够基于图12图示的关系、信息,接着,用规定的信息处理机构(例如微型控制器)进行使用上述图10、11说明的信息处理,并利用所述测定装置测定眼压。使用上述图10、11、12说明的信息处理所需的算法、变换式及参数存储于存储部(例如微型控制器内置的非易失性存储器)而被参照。
在该实施方式中,无需检测通过使抵接面10a与眼球或眼睑抵接并向眼球或眼睑侧推压推压部10而壁面6向内部中空部挠曲的量。因此,无需如实施例1、2那样考虑挠曲变形来选择壁面6的构件。
在向眼球或眼睑方向推压推压部10时,由于来自眼球的排斥力F而推压部10向图8中的下方移动的距离小到与推压部10向眼球或眼睑方向移动的移动距离相比能够忽视的程度。因此,能够将第二检测机构8配置在基板30上而不是推压部10上。
由于其他动作、功能与在实施例1中说明的相同,所以省略说明。
实施例4
图13说明用作眼压测定装置的本发明的测定装置的其他例子。图13的(a)、(b)图示的实施方式能够称为如下构造的一实施方式:推压部由测量部移动自如地支承,使得推压部能够在从推压部的顶端朝向推压部的后端的方向上移动。
对与使用图2说明的构造共同的部分标注同一附图标记并省略其说明。在图13的(a)及图13的(b)图示的眼压测定装置中,壁面6不挠曲。
图13的(a)、(b)图示的实施方式与图1~图7图示的实施方式不同的点在于,使内部中空部3的体积变化的不是壁面6的挠曲。另外,如后所述,构成测量部2的一个壁面6实现实施例1~3中的推压部10的作用这一点与图1~图7图示的实施方式不同。
在图13的(a)、(b)图示的实施方式中,构成测量部2的一个壁面6由即使受到朝向箭头22方向的推压力也不挠曲的具有刚性的构件构成。
在图13的(a)、(b)图示的实施方式中,在测量部2的筒状壁面4的内侧配备筒状支承部4a,利用筒状支承部4a支承O形环33。在附图中,配置在O形环33的上侧的壁面6能够在筒状壁面4内沿上下方向移动。是利用O形环33将内部中空部3密封的构造。
在图13的(a)中,当如用箭头21示出的那样向测量对象物(眼球或眼睑)的方向推压测定装置1时,也如用箭头21示出的那样向测量对象物(眼球或眼睑)的方向推压壁面6。伴随于此,如用箭头22示出的那样,壁面6向内部中空部3方向移动(沉入)。根据由此导致的内部中空部3的体积的变化、内压的变化,利用第一检测机构7连续地检测来自测量对象物的排斥力这一点与上述实施例1的情况相同。
在图13的(b)中,利用第一检测机构7连续地检测相当于推压构件的壁面6向内部中空部3方向移动(沉入)导致的向内部中空部3方向移动的距离这一点与上述实施例2的情况相同。
在图13的(a)、(b)中,第二检测机构8的检测动作与实施例1~3的情况相同。因此,省略它们的说明。
在上述说明中,使用O形环33作为使用于密封的构造具有弹性并兼用作密封构造和弹性体的密封构件,使内部中空部3成为密封构造。也能够使用垫圈等弹性体或由筒状支承部4a支承并沿着筒状壁面4的内周配备的弹簧代替O形环。此外,在使用弹簧的情况下,能够使侧面成为具有伸缩性的原料或构造来进行密封。另外,也能够使用扬声器纸盆或作为乐器的手风琴的伸缩的部分这样的波纹构造体。在任意情况下,壁面6均能够实现如用箭头22示出的那样向内部中空部3方向移动(沉入)时内部中空部3的体积变化,且能实现内部中空部3的密封。
图13的(b)与图13的(a)不同的方面在于如图7那样用电极7d和电极7e构成第一检测机构。在图13的(b)中,电极7e支承于支承台7f。通过调整支承台7f的厚度,从而能够缩窄电极7d与电极7e之间的间隔,并得到较大的静电电容。
在图13的(a)、(b)的实施方式中,未图示在实施例1~实施例3中说明的推压部后端侧10b由测量部2支承的推压部10。这是由于,构成测量部2的一个壁面6实现实施例1~3中的推压部10的作用。
在图13的(a)、(b)图示的实施方式的情况下,能够将相当于推压部的壁面6的附图中的左右方向的尺寸设为10mm左右。能够将测量部2的下侧放在人的手指的指腹上来进行眼压测定。
由于其他动作、功能与在实施例1~实施例3中说明的相同,所以省略说明。
实施例5
图14设为如下结构:如实施例4(图13的(a)、(b))那样,构成测量部2的一个壁面6由即使受到在附图中朝向箭头22方向的推压力也不挠曲的具有刚性的构件构成,并且还具备推压部10。
也是推压部10和测量部2成为分体的实施方式。
在图14中,将用附图标记2示出的测量部设为具有上述第一检测机构7、第二检测机构8的功能的测量部。另外,能够利用未图示的安装、拆卸机构,相对于测量部2的壁面6的外侧安装、拆卸推压部10的推压部后端侧10b。
对其他与使用图2、图13的(a)、(b)说明的构造共同的部分标注同一附图标记并省略其说明。
作为将推压部10和测量部2设为分体且推压部10的推压部后端侧10b成为能够相对于测量部2安装、拆卸的构造的构造,能够采用将推压部后端侧10b安装在壁面6的外侧的构造作为推压部10的推压部后端侧10b支承于测量部2的形态。
例如,能够使用胶带、吸附片、测量部2与推压部10之间的磁力、配备在推压部10的底面的吸盘等各种部件。为了将推压部10安装在壁面6的中央,能够预先在壁面6上标记安装位置的记号。
作为具有第一检测机构7、第二检测机构8的功能的测量部2,能够例示具有这样的功能的电子电气设备。作为该情况下的电子电气设备,例如能够例示配备有压力传感器、加速度传感器的智能手表、智能手机。并且,在该情况下,壁面6成为该电子电气设备的显示器画面。由于能够显示安装位置,所以是有利的。第一检测机构的实现方法不限于压力传感器,能够使用在实施例1至实施例3中列举的各种方法。
在图14的实施方式中,能够将图14中的左右方向的尺寸设为作为智能手表的尺寸的数cm左右,将顶端与眼球或眼睑抵接的推压部10的尺寸设为直径10mm左右。
由于其他动作、功能与在实施例1~4中说明的相同,所以省略说明。
此外,如在该实施例5中说明的那样,在实施例1、实施例2的实施方式中也能够采用将推压部10和测量部2设为分体的结构。即,在通过壁面6的挠曲使内部中空部3的体积变化的实施例1的实施方式(利用内部中空部3的内压变化)、实施例2的实施方式(使挠曲量反映到静电电容变化等)中,也能够将推压部10和测量部2设为分体。因此,如在该实施例5中说明的那样,能够相对于智能手表、智能手机的显示器画面安装、拆卸推压部10,能够以实施例1、2的实施方式进行眼压等的测定。
以上,进行了本发明的实施方式及参照附图的实施例的说明,但本发明不限于上述实施方式及实施例,能够在根据权利要求书的记载掌握的技术范围内进行各种变更。
Claims (17)
1.一种测定装置,所述测定装置具备推压部和测量部并测定测量对象物的内部压力,其中,
所述推压部在顶端具备与所述测量对象物的表面抵接的抵接面,
所述测量部具备第一检测机构和第二检测机构,
所述第一检测机构连续地检测使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部时的来自所述测量对象物的排斥力,
所述第二检测机构连续地检测所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动速度、所述推压部向所述测量对象物方向移动时的加速度及所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动距离中的任一个。
2.根据权利要求1所述的测定装置,其中,
通过使所述推压部在从所述顶端朝向与所述顶端相向的推压部后端的方向上与所述第一检测机构抵接,从而所述第一检测机构连续地检测所述排斥力。
3.根据权利要求1所述的测定装置,其中,
所述测量部由在内侧具备内部中空部的中空构造体构成,
所述推压部的所述推压部后端侧支承于所述中空构造体的一个壁面的外侧,
所述第一检测机构通过连续地检测如下量,从而连续地检测所述排斥力,该量是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述一个壁面向所述内部中空部挠曲的量,或者,
所述第一检测机构通过连续地检测所述内部中空部的内压的变化,从而连续地检测所述排斥力,该内部中空部的内压的变化是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述一个壁面向所述内部中空部挠曲所产生的。
4.根据权利要求3所述的测定装置,其中,
所述中空构造体是密封构造体、具备将所述内部中空部与外部空间之间连通的孔的中空构造体、以及在所述内部中空部与外部空间之间配备具有透气性的膜的中空构造体中的任一个。
5.根据权利要求1所述的测定装置,其中,
所述测量部由在内侧具备内部中空部的中空构造体构成,
所述推压部以能够在从所述顶端朝向作为与所述顶端相向的一侧的推压部后端侧的方向上移动的方式移动自如地支承于所述中空构造体,或者,所述推压部的所述推压部后端侧支承于所述中空构造体的一个壁面的外侧,
所述第一检测机构通过连续地检测如下量,从而连续地检测所述排斥力,该量是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述推压部向所述内部中空部移动的量,或者,
所述第一检测机构通过连续地检测所述内部中空部的内压的变化,从而连续地检测所述排斥力,该内部中空部的内压的变化是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述推压部向所述内部中空部移动所产生的,或者,
所述第一检测机构通过连续地检测如下量,从而连续地检测所述排斥力,该量是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述一个壁面向所述内部中空部移动的量,或者,
所述第一检测机构通过连续地检测所述内部中空部的内压的变化,从而连续地检测所述排斥力,该内部中空部的内压的变化是通过使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部而所述一个壁面向所述内部中空部移动所产生的。
6.根据权利要求5所述的测定装置,其中,
所述中空构造体是密封构造体、具备将所述内部中空部与外部空间之间连通的孔的中空构造体、以及在所述内部中空部与外部空间之间配备具有透气性的膜的中空构造体中的任一个。
7.根据权利要求5所述的测定装置,其中,
所述中空构造体为密封构造体,
将所述中空构造体密封的密封构件具有弹性,所述密封构件能够实现通过所述推压部在从所述顶端朝向所述推压部后端侧的方向上移动而产生的所述内部中空部的体积变化。
8.根据权利要求1所述的测定装置,其中,
所述推压部和所述测量部为分体,能够相对于所述测量部安装、拆卸作为所述推压部的与所述顶端相向的一侧的推压部后端侧。
9.根据权利要求8所述的测定装置,其中,
所述测量部是具备所述第一检测机构和所述第二检测机构的电子电气设备。
10.根据权利要求1所述的测定装置,其中,
所述第二检测机构是速度传感器,通过积分求出所述移动距离。
11.根据权利要求1所述的测定装置,其中,
所述第二检测机构是加速度传感器,通过二重积分求出所述移动距离。
12.根据权利要求11所述的测定装置,其中,
所述测定装置还具备用于重力的方向的修正的第三检测机构。
13.根据权利要求1所述的测定装置,其中,
所述测量对象物的所述内部压力是眼压,所述推压部的所述抵接面与眼球或眼睑抵接。
14.根据权利要求13所述的测定装置,其中,
使所述抵接面与所述眼球或所述眼睑抵接并向所述眼球或所述眼睑侧推压所述推压部的推压力通过人的手的推压操作而提供。
15.一种测定测量对象物的内部压力的方法,其中,
使用具备推压部、第一检测机构及第二检测机构的测定装置,使用由所述第一检测机构检测到的检测信息和由所述第二检测机构检测到的检测信息测定所述测量对象物的内部压力,
所述推压部在顶端具备与所述测量对象物的表面抵接的抵接面,
所述第一检测机构连续地检测使所述抵接面与所述测量对象物的所述表面抵接并向所述测量对象物侧推压所述推压部时的来自所述测量对象物的排斥力F,
所述第二检测机构连续地检测所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动速度、所述推压部向所述测量对象物方向移动时的加速度及所述推压部向所述测量对象物方向移动的移动距离中的任一个。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,
由所述第二检测机构检测到的检测信息是所述移动距离D,
通过求出所述连续的检测期间中的瞬间的ΔF/ΔD的关系,从而测定所述测量对象物的内部压力。
17.根据权利要求15或16所述的测定测量对象物的内部压力的方法,其中,
所述推压部的所述抵接面与眼球或眼睑抵接,所述测量对象物的所述内部压力是眼压。
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