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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein berührungsloses Tonometer bzw.
ein Instrument zur berührungslosen
Messung des Augeninnendrucks, das den Wert eines Augeninnendrucks
durch eine optische Messfühlereinrichtung
berechnet, wenn Luft auf ein Auge einer Testperson geblasen wird
und sich die Hornhaut von diesem verformt.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Das
berührungslose
Tonometer wird durch ein Luftstoßtonometer verkörpert, das
von Bernard Grolmann entwickelt wurde und in dem US-Patent Nr. 3,585,849
dargelegt ist. Bei diesem Typ von berührungslosem Tonometer wird
aus einer Düse
in einer Entfernung von 11 mm von der Hornhaut des Auges ein Luftstoß auf die
Oberfläche
eines Auges einer Testperson geblasen. Nachdem die Applanation bzw. die
Abplattung der Hornhaut optisch erfasst ist, wird mit Hilfe der
Zeit, die vor der Applanation bzw. Abplattung verstrichen ist, ein
Wert bestimmt und wird der Wert durch das Augeninnentonometer vom
Goldmann-Typ kalibriert, wodurch ein Augeninnendruckwert berechnet
wird. Durch Verwendung des Goldmann-Prinzips wird ein genauer Augeninnenwert
erhalten.
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Während der
letzten dreißig
Jahre wurden viele verbesserte Tonometer vorgeschlagen. Insbesondere
ist die Ausrichtung zwischen dem Auge der Testperson und der Luftblasdüse ein wichtiger
Faktor, der zu Messfehlern beiträgt.
In den letzten Jahren ist daher ein Tonometer vorgeschlagen, das
eine automatische Ausrichtung mit einer Ausrichtungsgenauigkeit
von 1/10 mm ausführen
kann, indem ein Lichtstrom auf das Auge der Testperson projiziert wird
und das reflektierte Licht empfangen wird.
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Ein
Auge einer Testperson ist jedoch nicht immer in Ruhe bzw. in Ruhelage.
Wenn eine Fixierungsdisparität
des Auges der Testperson auftritt oder das Auge unmittelbar vor
einem Luftblasen blinzelt, kann ein genauer Messwert nicht erhalten
werden, was zu einem Messfehler führt, wodurch eine erneute Untersuchung
erforderlich wird. Das berührungslose
Tonometer führt
sofort eine Messung durch, und daher kann es, wenn es einen Messfehler macht,
nicht bestimmt werden, ob dessen Messstörung einer Bewegung des Auges
der Testperson oder einem Blinzeln von diesem zurechenbar ist.
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Als
Stand der Technik ist in dem offengelegten japanischen Patent Nr.
6-142051 ein Augeninstrument offenbart, das nach Beobachtung eines
Auges einer Testperson dessen vorderes Augensegment fotografiert
und das fotografierte Bild von diesem speichert. Diese Erfindung
dient zum Speichern der Bilder des vorderen Augensegments während einer
Messung und zum Anzeigen dieser für eine vorbestimmte Zeit nach
der Messung, wodurch mittels Standbilder überprüft wird, ob das Messergebnis durch
ein Augenlid und/oder Augenwimpern beeinträchtigt ist.
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Auch
das japanische Patent Nr. 3108261 offenbart ein berührungsloses
Tonometer, so dass ein Untersucher objektiv die Verlässlichkeit
des Messergebnisses eines Augeninnendrucks bestimmt, indem er die
Bilder des vorderen Augensegments eines Auges einer Testperson während einer
Applanation überprüft.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen offengelegten japanischen Patent Nr.
6-142051 ist es aus den Beschreibungen der Ausführungsbeispiele von diesem
bekannt, dass Standbilder nach jeder Messung angezeigt werden. In
Wirklichkeit treten Fehler, die aus dem Herunterhängen von
Augenlidern und/oder Augenwimpern resultieren, in ungefähr zehn
Prozent der Fälle
auf und findet in ungefähr
90 Prozent der Fälle
eine ordnungsgemäße Messung statt.
Wenn zahlreiche Untersuchungen durchgeführt werden müssen, muss
die Messung des Augeninnendrucks indessen mit ausreichender Schnelligkeit und
Genauigkeit durchgeführt
werden.
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In
diesem Fall kann, wenn Standbilder bei jeder Messung für mehrere
Sekunden angezeigt werden, ein Ausrichtungsvorgangs des anderen
Auges nicht anschließend
durchgeführt
werden, was die Effizienz verringert. Die Untersucher, die solche
Standbilder überprüfen, müssen darüber hinaus
sogar die Standbilder betrachten, die kein Messproblem beinhalten.
Als Folge hiervon besteht ein Risiko darin, dass die Untersucher
sich nicht erlauben können, ausreichende
Aufmerksamkeit auf die Standbilder zu richten, die Messprobleme
infolge des Einflusses bzw. der Störung von Augenlidern und/oder
Augenwimpern beinhalten.
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Unterdessen
dient das japanische Patent Nr. 3108261 zum Anzeigen von fotografierten
Ergebnissen einer Hornhaut, auf die Luft geblasen wird, und die
einer Applanation bzw. Abplattung unterworfen wurde. Unter der Applanationsbedingung
wird der reflektierte Lichtstrom eines projizierten Lichtstroms
zur Ausrichtungserfassung, der auf die Hornhaut projiziert wurde,
jedoch nicht auf einer Bildaufnahmevorrichtung abgebildet, so dass
die Fehlausrichtung zwischen dem Auge der Testperson und der Vorrichtung subtil
bzw. fein ist und keine einfache Bestimmung diesbezüglich ermöglicht.
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Bei
einigen veranschaulichten Ausführungsbeispielen
des japanischen Patents Nr. 3108261 ist es beschrieben, dass die
Zeitsteuerung eines Fotografierens unverzüglich vor und nach der Einführung von
Luft eingestellt ist, und dass die Fehlausrichtung zwischen einem
reflektierten Bild einer Hornhaut und einen Indexbild durch visuelle
Kontrolle unter Verwendung eines fotografierten Bildes unverzüglich vor der
Lufteinführung überprüft wird.
Die subtile bzw. feine Bestimmung, ob der Betrag der Fehlausrichtung zulässig ist,
ist jedoch schwierig zu verstehen. Selbst wenn der Untersucher,
nachdem er einen Augeninnendruck gemessen hat, die angezeigten Bilder
unverzüglich
vor und nach der Lufteinführung überprüft und herausfindet,
dass eine feine Fehlausrichtung dazwischen besteht, würde der
Untersucher nicht mehr wissen bzw. diesbezüglich ratlos sein, wie zu bestimmten
ist, wann der gemessene Wert gleich demjenigen unverzüglich vor
der Lufteinführung
wird.
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Außerdem offenbart
das Stand der Technik-Dokument
JP 06 142051 A eine Augenprüfvorrichtung,
die zum Aufnehmen einer Fotografie der Hornhaut von einem zu untersuchenden
Auge eingerichtet ist. Dazu wird das menschliche Auge mit auf die
Hornhaut projiziertem Licht beleuchtet und wird das reflektierte
Licht von dieser durch einen fotoelektrischen Sensor zum Anzeigen
eines entsprechenden Bildes der Hornhaut auf einem Fernsehmonitor erfasst,
und ist ferner eine Fernsehkamera zum Aufnehmen eines entsprechenden
Bildes bereitgestellt. Die elektrischen Signale der Bilder werden
einer Datenauswertung unterzogen und zur späteren Reproduktion gespeichert.
Das elektrische Signal kann als ein Standbild zusammen mit weiteren
Bildinformationen auf dem Fernsehmonitor angezeigt werden. In Zusammenhang
mit einer Aufnahme eines entsprechenden Bildes der Hornhaut werden
Einrichtungen betrieben, um komprimierte Luft zu erzeugen, wobei die
komprimierte Luft auf die Hornhaut des zu untersuchenden Auges geleitet
wird.
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KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die vorstehend beschriebenen
Probleme zu lösen
und ein berührungsloses
Tonometer bereitzustellen, das auf einfache Weise bestimmen kann,
ob die Messung eines Augeninnendrucks ordnungsgemäß durchgeführt wurde.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe durch ein berührungsloses
Tonometer bewältigt,
wie es in den zugehörigen
Ansprüchen
dargelegt ist.
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Gemäß der Erfindung
ist ein berührungsloses
Tonometer bereitgestellt, bei dem das Bild des vorderen Augensegments
in der Speichereinheit gespeichert wird, unmittelbar bevor Luft
auf die Hornhaut geblasen wird, und bei dem das gespeicherte Bild
des vorderen Augensegments basierend auf dem Messergebnis auf einer
Anzeigeeinheit angezeigt wird.
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Im
Speziellen umfasst das berührungslose Tonometer
gemäß der Erfindung:
eine Blaseinrichtung, die zum Blasen von Luft auf eine Hornhaut
eingerichtet ist; eine Fotografiereinrichtung, die zum Fotografieren
eines Bildes eines vorderen Augensegments eingerichtet ist; eine
Speichereinrichtung, die zum Speichern des Bildes des vorderen Augensegments
eingerichtet ist; eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist,
die Speichereinrichtung zu veranlassen, das Bild des vorderen Augensegments,
unmittelbar bevor Luft auf die Hornhaut geblasen wird zu speichern;
eine Augeninnendruckmesseinrichtung, die zum Messen eines Augeninnendruckwerts
basierend auf dem Betrag einer Verformung der Hornhaut infolge der
auf die Hornhaut geblasenen Luft eingerichtet ist; eine Bestimmungseinrichtung
zum Bestimmen, ob das Messergebnis von der Augeninnendruckmesseinrichtung
korrekt ist oder nicht; und eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen
des Bildes des vorderen Augensegments, das in der Speichereinrichtung
gespeichert wird, wenn das Messergebnis fehlerhaft ist oder einen
vorbestimmten Augeninnendruckwert überschreitet, basierend auf
der Ausgabe der Bestimmungseinrichtung.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die angefügte
Zeichnung ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine äußere Ansicht
eines berührungslosen
Tonometers gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, gesehen von der Seite eines Untersuchers.
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2 ist
eine äußere Ansicht
dieses berührungslosen
Tonometers, gesehen von der Seite eines Auges einer Testperson.
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3 ist
eine Konstruktionsansicht eines optischen Systems gemäß der Erfindung.
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4 ist
ein elektrisches Blockschaltbild des gesamten Systems der Erfindung.
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5 ist
ein Zeitdiagramm, das Erfassungszeitpunkte für verschiedene Signale zeigt.
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6 ist
ein Blockschaltbild, das den Ablauf einer Verarbeitung von Bilddaten
zeigt.
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7 ist
ein Bestimmungsablaufdiagramm für
eine Bildanzeige.
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8 ist
eine Ansicht, die einen einen Blinzelfehler anzeigenden Schirm zeigt.
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9A bis 9D sind
Ansichten, die Standbildanzeigen veranschaulichen.
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10 ist
eine Ansicht, die eine kombinierte Bildanzeige veranschaulicht.
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11 ist
ein Blockschaltbild, das den Ablauf einer Verarbeitung von Bewegtbilddaten
zeigt.
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12 ist
eine Ansicht, die eine Bewegtbildanzeige veranschaulicht.
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13A bis 13C sind
Ansichten, die Anzeigen veranschaulichen, wenn Messfehler aufgetreten
sind.
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14 ist
eine Ansicht, die ein Standbild veranschaulicht, wenn der Wert des
Augeninnendrucks einen Standardwert überschritten hat.
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15 ist
ein Ablaufdiagramm von dem, was passiert, wenn der Wert eines Augeninnendrucks den
Standardwert überschritten
hat.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die
vorliegende Erfindung wird hierin nachstehend auf Grundlage des
veranschaulichten Ausführungsbeispiels
ausführlich
beschrieben. 1 ist eine äußere Ansicht eines berührungslosen
Tonometers gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, gesehen von der Seite eines Untersuchers, und 2 ist
eine äußere Ansicht
von diesem, gesehen von der Seite eines Auges einer Testperson.
Auf der Oberfläche
an dem Hauptkörperabschnitt 1,
der durch den Untersucher bedient wird, sind ein Monitor bzw. Bildschirm 2,
der Flüssigkristalle
und eine CRT (Kathodenstrahlröhre)
umfasst, zum Anzeigen von gemessenen Werten und Bildern eines Auges
einer Testperson oder dergleichen und zum Auswählen des Aufbaus bzw. der Einrichtung
verschiedener Ausrüstungen,
eine Rollkugel bzw. ein Trackball 3 zum Bedienen des Anzeigeschirms
des Monitors 2 und zum groben Ausrichten eines Messabschnitts mit
einem Testpersonauge, eine Rolle 4, ein Druckerdruckschalter 5 und
ein Messstartschalter 6 bereitgestellt.
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Der
Messabschnitt 7 ist auf dem Hauptkörperabschnitt 1 platziert
und eingerichtet, in der Auf-Ab-, Rechts-Links- und Vor-Zurück-Richtung relativ zu dem
Hauptkörperabschnitt 1 beweglich
zu sein, um eine Ausrichtung mit einem Testpersonauge durchzuführen, um den
Augeninnendruckwert zu messen. Der Messabschnitt 7 ist
angepasst, relativ zu dem Hauptkörperabschnitt 1 entlang
der Rechts-Links-Richtung innerhalb des Bereichs von 90 mm, entlang
der Vor-Zurück-Richtung
des Testpersonauges E innerhalb des Bereichs von 40 mm und entlang
der Auf-Ab-Richtung innerhalb des Bereichs von 30 mm beweglich zu
sein. Als Einrichtung zum Bewegen des Messabschnitts 7 kann
eine verwendet werden, die eine Ansteuerung bzw. einen Antrieb mittels
elektrischer Steuerung durchführt,
wie in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 8-126611 dargelegt,
oder kann wahlweise eine Bauart eingesetzt werden, die einen auf
einem beweglichen Ständer
montierten Messabschnitt aufweist und die den beweglichen Ständer gleichermaßen durch
Bedienung eines Steuerhebels bzw. Joystick bewegt.
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Auf
der gegenüberliegenden
Seite der Oberfläche
an dem Hauptkörperabschnitt 1,
der durch den Untersucher bedient wird, ist ein Kopfaufnahmeelement 8 bereitgestellt.
Das Kopfaufnahmeelement 8 weist eine Kinnauflage 9 auf,
die zum Ablegen des Kinns eines Untersuchten bereitgestellt ist,
und ist eingerichtet, in der Lage zu sein, die Kinnauflage 9 durch
einen Kinnauflage-Auf-Ab-Schalter 10 in der Auf-Ab-Richtung
zu bewegen.
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3 ist
eine Konstruktionsansicht eines optischen Systems des Messabschnitts 7.
Eine Düse 22 ist
auf der Mittelachse eines Parallelebenenglases 20 und einer
Objektivlinse 21 so angeordnet, dass sie der Hornhaut Ec
des Testpersonauges E gegenüberliegt.
Hinter diesen sind nacheinander eine Luftkammer 23, ein
Beobachtungsfenster 24, ein dichromatischer Spiegel 25,
eine Prismablende 26, eine Bilderzeugungslinse 27 und
eine Bildaufnahmevorrichtung 28 eingerichtet. Diese bilden
einen optischen Lichtempfangspfad für ein optisches Beobachtungssystem
mit Bezug auf das Testpersonauge E und einen optischen Pfad zur
Ausrichtungserfassung.
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Das
Parallelebenenglas 20 und die Objektivlinse 21 werden
von einer Objektivlinsentrommel 29 getragen. Externe Augenbeleuchtungsquellen 30a und 30b zum
Beleuchten des Auges E der Testperson sind außerhalb der Objektivlinsentrommel 29 bereitgestellt.
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In
der Reflexionsrichtung des dichromatischen Spiegels 25 sind
eine Relaislinse 31, ein Halbspiegel 32, eine
(Loch-)Blende 33 und eine Lichtempfangsvorrichtung 34 bereitgestellt.
Hierbei ist die (Loch-)Blende 33 an einer Position angeordnet,
die zu dem reflektierten Bild einer Hornhaut konjugiert ist, die
von einer nachstehend beschriebenen Messlichtquelle bestrahlt wird,
wenn die Hornhaut Ec einem vorbestimmten Verformungsbetrag unterworfen wurde,
und wird die (Loch-)Blende 33 zusammen mit der Lichtempfangsvorrichtung 34 als
ein optisches Verformungserfassungs-Lichtempfangssystem bildend
betrachtet, wenn die Hornhaut Ec entlang der Richtung der Sehachse
verformt wird.
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In
der Einfallsrichtung des Halbspiegels 32 sind ein Halbspiegel 35,
eine Projektionslinse 36 und eine Messlichtquelle 37 bereitgestellt,
die eine nahezu infrarote LED ("light
emitting diode":
Leuchtdiode) aufweist, die zur Messung und auch zur Ausrichtung mit
dem Auge E der Testperson verwendet wird. Andererseits ist in der
Einfallsrichtung des Halbspiegels 35 eine Lichtquelle 38 zur
Fixation bereitgestellt, die eine LED aufweist, auf die ein Untersuchter
seine Blickrichtung fixiert.
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In
der Luftkammer 23 ist ein Kolben 40 in einen Zylinder 39 eingepasst,
der einen Teil der Luftkammer 23 bildet, und wird der Kolben 40 von
einem Solenoid bzw. einer Zylinderspule 42 angetrieben. Hierbei
ist zur Überwachung
des inneren Drucks der Luftkammer 23 darin ein Drucksensor 43 bereitgestellt.
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4 ist
ein elektrisches Blockschaltbild des gesamten Systems, wenn die
Ausrichtung des Messabschnitts 7 mittels elektrischer Steuerung
durchgeführt
wird. Eine MPU (Mikroprozessoreinheit) 50 zur Steuerung
des Gesamtsystems umfasst einen PROM ("programmable read only memory": programmierbarer
Festwertspeicher) 50a zum Speichern von Programmen, einen
arithmetischen Verarbeitungsabschnitt 50b zum Durchführen einer
arithmetischen Berechnung auf Daten, die von verschiedenen Vorrichtungen
wie etwa der Lichtempfangsvorrichtung 34 und der Bildaufnahmevorrichtung 28 erhalten
werden, einen Parameter-PROM 50c zum Speichern von Daten
zur Korrektur von Augeninnendruckwerten, eine E/A 50d zum
Steuern einer Eingabe/Ausgabe von Daten, und so weiter.
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Mit
den Anschlüssen
der MPU 50 sind eine Schalttafel 51, die darauf
einen Messstartschalter 6, einen Druckerdruckschalter 5 und
dergleichen bereitgestellt hat, eine Rollkugel bzw. ein Trackball 3 zum groben
Ausrichten des Messabschnitts 7 mit dem Testpersonauge
E, ein in die Rolle 4 integrierter Drehwertgeber und ein
Drucker zum Drucken der Messergebnisse verbunden.
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Bildsignale
der Bilder des vorderen Augensegments des Testpersonauges E, das
von der Bildaufnahmevorrichtung 28 fotografiert wird, werden durch
einen A/D-Wandler 53 über
digitale Daten in einen Bildspeicher 54 gespeichert und wiederum
an die MPU 50 angelegt. Die MPU 50 extrahiert
die reflektierten Bilder der Hornhaut des Testpersonauges E und
führt eine
Ausrichtungserfassung basierend auf den in dem Bildspeicher 54 gespeicherten
Bildern durch. Die Bildsignale der Bilder des vorderen Augensegments,
das von der Bildaufnahmevorrichtung 28 fotografiert wird,
werden mit Signalen von einer Zeichenerzeugungsvorrichtung 55 kombiniert,
und die Bilder des vorderen Augensegmentes und die Messwerte und
dergleichen werden auf dem Monitor 2 angezeigt.
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Ein
Lichtempfangssignal, das von der Bildaufnahmevorrichtung 28 erhalten
wird, und ein Drucksignal, das von dem Drucksensor 43 in
der Luftkammer 23 erfasst wird, werden verstärkt und, nachdem
sie von einem A/D-Wandler 56 in digitale Daten gewandelt
wurden, nacheinander in einen Speicher 57 gespeichert.
Wenn die MPU 50 den Höchstwert
des A/D-gewandelten Lichtempfangssignals von der Lichtempfangsvorrichtung 34 erfasst, liest
sie die A/D-gewandelten Daten der Lichtempfangsvorrichtung 34 und
speichert diese in den Speicher 57. Alle Lichtempfangssignale
und Drucksignale werden in den Speicher 57 gespeichert.
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Ein
Auf-Ab-Bewegungsmotor 58, ein Vor-Zurück-Bewegungsmotor 59, ein Rechts-Links-Bewegungsmotor 60 und
ein Kinnauflage-Antriebsmotor 61 werden durch Befehle von
der MPU 50 über Motortreiber 62, 63, 64 und 65 angesteuert.
Das Solenoid 42 wird durch einen Befehl von der MPU 50 über eine
Ansteuerschaltung 66 angesteuert. Die Ausgaben der Messlichtquelle 37 und
der externen Augenbeleuchtungsquellen 30a und 30b sind
mit einem D/A-Wandler 67 verbunden,
und der Lichtbetrag von diesen kann durch einen Befehl von der MPU 50 variiert
werden.
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Während des
Messvorgangs ist die Lichtquelle 38 zur Fixation eingeschaltet
und ist der Messstartschalter 6 in einen Zustand gedrückt, in
dem das Testpersonauge E veranlasst wird, die Blickrichtung auf
die Lichtquelle 38 zu fixieren. Die reflektierten Bilder
der Hornhaut, die durch das Beleuchtungslicht von den externen Augenbeleuchtungsquellen 30a und 30b bestrahlt
wird, verläuft
durch das Parallelebenenglas 20, die Objektivlinse 21,
die Luftkammer 23, das Beobachtungsfenster 24,
den dichromatischen Spiegel 25, die Prismablende 26 und
die Bilderzeugungslinse 27 und gelangt zu der Bildaufnahmevorrichtung 28.
Wenn die reflektierten Bilder der Hornhaut von der Bildaufnahmevorrichtung 28 extrahiert
wurden, wird der Abweichungsbetrag von der ordnungsgemäßen Position
berechnet und wird die Objektivlinsentrommel 29 mittels
einer Autoausrichtungssteuerung, durch die eine Korrektur zum Kompensieren
des Fehlausrichtungsanteils durchgeführt wird, ordnungsgemäß mit der
Hornhaut Ec ausgerichtet.
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Gleichzeitig
steuert die MPU 50 das Solenoid 42 an und wird
die Luft in der Luftkammer 23 durch den Kolben 40 komprimiert,
der durch das Solenoid 42 hochgedrückt wird, wodurch sie als ein
Luftimpuls aus der Düse 22 in
Richtung der Hornhaut Ec des Auges E der Testperson ausgestoßen wird.
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Der
Lichtstrom von der Messlichtquelle 37 wird von der Projektionslinse 36 in
paralleles Licht gewandelt, wird dann von dem Halbspiegel 32 gekrümmt und
bestrahlt, sobald er durch die Relaislinse 31 in die Düse 22 abgebildet
ist, die Hornhaut Ec des Auges E der Testperson. Der reflektierte
Lichtstrom der Hornhaut Ec, die durch die Messlichtquelle 37 bestrahlt
wird, verläuft
durch das Parallelebenenglas 20 und die Objektivlinse 21 aus
der Düse 22 heraus. Dann
wird der reflektierte Lichtstrom von dem Halbspiegel 25 reflektiert
und, nachdem er durch den Halbspiegel 32 übertragen
wurde, wird er von der Lichtempfangsvorrichtung 34 optoelektronisch
in ein elektrisches Signal gewandelt. In diesem Fall ist die Relaislinse 31 ausgelegt,
um ein von der Hornhaut reflektiertes Bild mit einer Größe zu bilden,
die im Wesentlichen gleich derjenigen der (Loch-)Blende 33 ist,
wenn die Hornhaut Ec dem vorbestimmten Verformungsbetrag unterworfen
ist.
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5 ist
ein Zeitdiagramm, das ein Lichtempfangssignal von der Lichtempfangsvorrichtung 34,
ein Erfassungssignal von dem Drucksensor 43, ein Ansteuersignal
des Solenoids 42 und Aufzeichnungszeitsignale von dem Bildspeicher 54 zeigt,
und zwar von der Zeit, zu der basierend auf dem Erfassungsergebnis
durch die Bildaufnahmevorrichtung 28 bestimmt wird, dass
eine Ausrichtung erreicht wurde, bis zum Abschluss einer Messung.
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Der
in 5 gezeigte Zeitpunkt t1 ist eine Zeit, zu der
bestimmt wird, dass die Ausrichtung erreicht wurde, und zu der das
Solenoid 42 eine Ansteuerung des Kolbens 40 beginnt.
Demnach beginnt das Solenoid 42 zum Zeitpunkt t1, den Kolben 40 anzusteuern
bzw. anzutreiben, und beginnt der Kolben 40 damit, sich
in dem Zylinder 39 zu heben. Wenn sich der Kolben 40 um
einen vorbestimmten Betrag bewegt, beginnt der Druck in der Luftkammer 23 zu steigen,
und die Druckanstiegsstartzeit ist der Zeitpunkt t2. Wenn der Druck
in der Luftkammer 23 zu steigen beginnt, wird Luft aus
der Düse
ausgestoßen und
beginnt die Hornhaut Ec zum Zeitpunkt t3, sich zu verformen. Ist
die Hornhaut Ec um den vorbestimmten Betrag verformt, weist der
Betrag von empfangenem Licht der Lichtempfangsvorrichtung 34 zum
Zeitpunkt t4 den maximalen Wert auf.
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Wenn
eine Luftblaskraft sinkt, nachdem die Verformung andauert, beginnt
sich die Verformung der Hornhaut Ec zurückzubilden. Zu der Zeit des
vorbestimmten Verformungsbetrags steigt der Betrag von empfangenem
Licht der Lichtempfangsvorrichtung 34 erneut an und schwächt sich
schließlich
ab. Das Drucksignal des Drucksensors 43 weist ein bergförmiges Muster
auf, wobei sich der Spitzenwert von diesem nach dem vorbestimmten
Verformungsbetrag der Hornhaut Ec einstellt. Das Ansteuersignal
des Solenoids 42 reduziert ein überflüssiges Luftblasen nach Erfassung
einer Verformung, indem ein Ansteuerstrom zur Zeit des vorbestimmten
Verformungsbetrags der Hornhaut Ec, das heißt zum Zeitpunkt t4, angestellt
wird.
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Die
Ansteuerdauer Tdef des Solenoids 42 beträgt ungefähr 20 ms.
Die Bildaufnahmesignale nehmen Bilder für jedes Feld mit Tf = 16,7
ms (Tf: Feldzeit) auf. Um die Zeit Tf einzustellen, so dass sie so
kurz wie möglich
vor einer Verformungserfassung erfolgt, ist das Ansteuersignal des
Solenoids eingerichtet, mit einer geringen Zeitverzögerung ΔTf A/D-gewandelt
zu werden, die so beschaffen ist, dass die Aufnahmeendzeit der Zeitpunkt
t2 wird.
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Auf
diese Weise werden die Bilder des vorderen Augensegments, die unter
der Zeitsteuerung aufgenommen wurden, in den Bildspeicher 54 gespeichert.
Das Lichtempfangssignal und das Drucksignal werden von dem A/D-Wandler 56 von
dem Zeitpunkt t2 an A/D-gewandelt und die gewandelten Daten werden
mit der Datenlänge
von zwei Feldern in den Speicher 57 gespeichert.
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6 ist
ein Blockschaltbild, das den Ablauf einer Verarbeitung von Bilddaten
zeigt, die durch die Bildaufnahmevorrichtung 28 aufgenommen
werden. Während
einer Autoausrichtung werden für
jedes Feld A/D-gewandelte
Bilder wiederholt überschrieben
und in einen Speicherbereich 1 (M1), einen Speicherbereich 2 (M2)
in dieser Reihenfolge gespeichert, wobei der Speicherbereich 1 (M1)
und der Speicherbereich 2 (M2) in dem Bildspeicher 54 liegen.
Das Zeitintervall zwischen Aufnahmevorgängen ist eine Feldzeit von
ungefähr
17 ms. In jedem der Speicherbereiche gespeicherte Bilder werden
durch die MPU 50 einer Verarbeitung einer Pupillenextraktion
und, wenn die Pupille erfasst wird, einer Positionserfassung und
einer Verarbeitung einer Hellpunktextraktion und einer Positionserfassung,
wenn helle Hornhaut-Spiegelungspunkte erfasst werden, unterzogen.
Da die für
diese Verarbeitung erforderliche Zeit eingerichtet ist, weniger
als ungefähr
17 ms zu betragen, können
die Bilder des vorderen Augensegments mit der Feldrate kontinuierlich
verarbeitet werden.
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Wenn
von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t2, die in 5 gezeigt
sind, Videosignale aufgenommen werden, werden die Bilder in den
Speicher 3 (M3) übermittelt.
Nach dem Messvorgang wird das Messergebnis basierend auf dem Lichtempfangssignal
und dem Drucksignal berechnet, die in den Speicher 57 aufgenommen
sind. Wurde die Messung ordnungsgemäß durchgeführt, werden die Bilddaten in
dem Speicher 3 (M3) beibehalten und eingerichtet, bei der nächsten Messung überschreibbar
zu sein. Wurde die Messung nicht ordnungsgemäß durchgeführt, wird andererseits überprüft, ob es
möglich
war, helle Hornhaut-Spiegelungspunkte aus dem Bild in dem Speicher
3 (M3) zu extrahieren.
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Konnten
helle Punkte in einem unmittelbar vorangehenden Feld extrahiert
werden, können
aber in dem aktuellen Feld nicht extrahiert werden, wird dies aufgrund
von von der Hornhaut reflektiertem Licht, das durch das Augenlid
abgeschattet wird, als ein Blinzelfehler bestimmt. Werden helle
Hornhaut-Spiegelungspunkte extrahiert, weisen die Bilddaten davon
andererseits eine durch den Zeichenerzeugungsabschnitt 68 der
Zeichenerzeugungsvorrichtung 55 erzeugte Zielmarke auf,
die eine ordnungsgemäße bzw.
geeignete Position angibt, und wird dieses Bild in Kombination mit
Bilddaten in dem Speicherbereich 3 (M3) durch den D/A-Wandlungsabschnitt 69 in
ein analoges Videosignal gewandelt und zeigt der Monitor 2 das
Bild an.
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Auf
diese Weise wird die Bestimmung bezüglich der Bildanzeige des Messergebnisses
entsprechend einem Ablaufdiagramm gemäß 7 durchgeführt. In
Schritt S1, der eine Aufeinanderfolge von Augeninnendruck-Messvorgängen darstellt,
ist die Autoausrichtung abgeschlossen, und Luft wird von der Düse 22 auf
die Hornhaut Ec geblasen, nachdem das Solenoid 42 angesteuert
bzw. angetrieben wird. Nachdem Schritt S1 ausgeführt wurde, werden das Drucksignal
und das Lichtempfangssignal in Schritt S2 in den Speicher 57 aufgenommen.
In dem nächsten
Bestimmungsschritt S3 wird bestimmt, ob ein Messwert unter einer
vorbestimmten Bestimmungsbedingung erhalten wurde. Wird bestimmt, dass
ein Messergebnis erhalten wurde, geht die Verarbeitung zu Schritt
S4 über,
in dem der Messwert in einen Augeninnendruckwert gewandelt wird
und der Augeninnendruckwert auf dem Monitor 2 angezeigt wird.
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Wird
in Bestimmungsschritt S3 bestimmt, dass kein Messwert erhalten wurde,
geht die Verarbeitung zu Schritt S5 über, in dem ein Bild von dem Speicherbereich
1 oder 2 in den Speicherbereich 3 übertragen wird. In Bestimmungsschritt
S6 wird bestimmt, ob die hellen Hornhautpunkte aus dem Speicherbereich
3 extrahiert wurden. Können
die hellen Hornhautpunkte nicht extrahiert werden, wird überprüft, ob die
hellen Hornhautpunkte aus dem unmittelbar vorangehenden Bild extrahiert
sind, das heißt
aus dem Bild, das bestimmt wurde, in ordnungsgemäßer Ausrichtung zu sein, und
das in dem Speicherbereich 2 oder 1 gespeichert ist, und wird daher
bestimmt, dass ein Blinzeln stattgefunden hat. Somit geht der Vorgang
zu Schritt S7 über.
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In
Schritt S7 erzeugt der Zeichenerzeugungsabschnitt 68 Zeichen "BLK" und bildet Spalten für Messwerte.
Wie in 8 gezeigt wird ein Blinzelfehler auf dem Monitor 2 in
Kombination mit Echtzeit-Videosignalen angezeigt. Wird in Bestimmungsschritt
S6 bestimmt, dass die hellen Hornhautpunkte extrahiert wurden, wird
der Monitor 2 veranlasst, die Bilder in den Speicherbereich
3 in Schritt S8 wie nachstehend beschrieben anzuzeigen.
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9A bis 9D zeigen
Bilder von einem Auge. Jedes Bild ist mit einer eine ordnungsgemäße Ausrichtungsposition
angebenden Zielmarke von dem Zeichenerzeugungsabschnitt 68 der
Zeichenerzeugungsvorrichtung 55 kombiniert. In der Mitte
einer Pupille gezeigte Fadenkreuze sind eine Zielmarke, die eine
Ausrichtungsposition angeben. Durch Prüfung von 9A kann
ein Untersucher bestimmen, dass ein Messfehler aufgetreten ist,
weil sich ein Auge E einer Testperson zum Zeitpunkt einer Messung
bewegt hat und gemessen ist, dass es leicht nach rechts abgewichen
ist.
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Durch
Betrachtung von 9B kann bestimmt werden, dass
sich das Testpersonauge E in der Vor-Zurück-Richtung bewegt hat. Auch
aus 9C wird bestimmt, dass ein Messfehler aufgetreten
ist, weil ein Augelid herunterhängt. 9D zeigt, dass
sich das Testpersonauge E in einer korrekten Messposition befindet.
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10 ist
eine Ansicht, die eine Anzeige auf dem Monitor 2 veranschaulicht,
die eine Vielzahl von Bildern beinhaltet. Auf diese Weise werden
Bilddaten in dem Speicherbereich 3 nicht auf dem gesamten Anzeigeschirm
angezeigt, sondern auf einem Teil von diesem. Dies ist deshalb so,
weil die Betriebsentfernung zwischen der Düse 22 und dem Apex
bzw. der Spitze der Hornhaut Ec bei einem Tonometer nur 11 mm beträgt und,
wenn das Bild auf dem gesamten Schirm angezeigt wird, wobei das
Echtzeitbild verborgen ist, daher eine Gefahr darin besteht, dass
der Untersucher übersehen
könnte,
dass die vorliegende Vorrichtung das Testpersonauge E berührt. Das heißt, dass
dieses Anzeigeverfahren eines ist, bei dem der Sicherheit Beachtung
geschenkt wird.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde der Bildspeicher 54 in
drei Speicherbereiche unterteilt, aber die vorliegende Erfindung
ist ebenso mit zwei Speicherbereichen ausführbar. Im Speziellen sind bei
Messung eines Augeninnendrucks Bilddaten unmittelbar vor der Augeninnendruckmessung
die letzten Daten bei einer einmaligen Messung, und daher werden
die Bilddaten unmittelbar vor einer Augeninnendruckmessung zum Beispiel
in den Speicherbereich 2 gespeichert. Hierbei stellt das den vorstehend
beschriebenen Bilddaten unmittelbar vorangehende Feld Daten dar,
die Bilddaten nachfolgen, die bestimmt wurden, eine erfüllte Ausrichtung aufzuweisen.
Es wird während
dieser Feldzeit bestimmt, ob dieses Feld eine Ausrichtung abgeschlossen
hat, und demnach diese Bilddaten in den Speicherbereich 1 gespeichert
werden. Somit wird die Erfindung mit den zwei Speicherbereichen
erreichbar.
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Nachdem
das Messergebnis erhalten wurde, können die gespeicherten Bilddaten
durch einen Rechts-Links-Schaltvorgang
zum Voranschreiten zu der nächsten
Messung oder zu dem EIN-Zeitpunkt des Druckschalters oder dem EIN-Zeitpunkt
des Startschalters gelöscht
werden. Wahlweise können die
vorstehend beschriebenen gespeicherten Bilddaten bei der nächsten Ausrichtung überschrieben
werden, nachdem das Messergebnis erhalten wurde.
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11 ist
eine modifizierte Ansicht von 6. Bei Bewegtbildspeicherung
ist ein Speicherbereich 4 vorgesehen, der mehr Feldbilder als der Speicherbereich
3 speichern kann. Das Feld, das auf das Feld folgt, das bestimmt
wurde, eine Ausrichtung abgeschlossen zu haben, und das Feld unmittelbar vor
einer Messung werden nacheinander in den Speicherbereich 4 übermittelt.
Vier oder fünf
Felder aus den Feldern unmittelbar vor der Messung und sechs oder
sieben Felder insgesamt von Bilddaten mit einer Länge von
ungefähr
0,1 Sekunden werden in den Speicherbereich 4 gespeichert.
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Wie
in dem gemäß 7 gezeigten
Ablaufdiagramm veranschaulicht werden, wenn die Anzeige des Messergebnisses
bestimmt wird und das Bild unmittelbar vor einer Messung angezeigt
wird, die Bilddaten von jedem Feld in dem Speicherbereich 4 durch
einen D/A-Wandlungsabschnitt 69 so
gesteuert, dass sie in Kombination mit einem Echtzeitbild angezeigt
werden, wobei jedes Feld eine Feldrate von vierzig aufweist.
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Das
heißt,
dass das Feld, das auf das Feld folgt, das bestimmt wurde, eine
Ausrichtung abgeschlossen zu haben, vierzig Echtzeitfelder lang
angezeigt wird; dann das nächste
Feld, das das Feld unmittelbar vor einer Messung ist, vierzig Echtzeitfelder lang
angezeigt wird; und das nächste
Feld, das das Messfeld ist, vierzig Echtzeitfelder lang angezeigt wird,
wodurch diese Felder sequentiell kombiniert werden. Somit werden
Standbilder einer langsamen Reproduktion von 240 bis 280 Feldern
insgesamt mit einer Länge
von 4 bis 4,7 Sekunden auf einem kleineren Schirmteil im oberen
rechten Eck des Monitors 2 angezeigt, wie in 12 gezeigt.
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In
diesem Fall ist ein Schalter (der in 1 nicht
gezeigt ist), der ausschließlich
für eine
langsame Reproduktion dient, benachbart zu dem Kinnauflage-Auf-Ab-Schalter 10 angeordnet,
und dadurch können
wiederholt Prüfungen
bis zu der nächsten Messung
durchgeführt
werden. Ist die langsame Reproduktion zu unterbrechen, ermöglicht eine
Berührung
eines beliebigen Schalters abgesehen von dem Schalter, der ausschließlich für eine langsame
Reproduktion dient, eine Unterbrechung.
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12 ist
eine Ansicht, die den normalen Anzeigezustand des Monitors veranschaulicht,
und 13A bis 13C sind
Ansichten, die Anzeigezustände
des Monitors 2 veranschaulichen, wenn Messfehler aufgetreten
sind. Jeder der kleineren Schirme zeigt ein Standbild und jedes
der Bilder hinter den zentralen Nachrichten ist ein Echtzeitbild. 13A dient dazu, den Untersucher wissen zu lassen,
dass sich das Auge der Testperson bewegt hat. 13B zeigt eine Anzeige auf dem kleineren Schirm,
die den Abweichungsbetrag infolge der Bewegung angibt. 13C zeigt ein Anzeigebeispiel, bei dem das Augenlid
herunterhängt
und einen Fehler verursacht hat.
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Die
benötigte
Zeit zum Zurückkehren
zu einem normalen Bildschirm von der Darstellung eines angezeigten
Standbildes ist auf eine vorbestimmte Zeit von 5 bis 6 Sekunden
eingestellt. Wird versucht, die Anzeige von dem Standbild früher freizugeben, kann
die Anzeige durch die Rollkugel 3 und die Rolle 4,
von denen beide durch den Untersucher bedient werden, und einen
Schalter wie etwa den Druckerdruckschalter 5 und den Messstartschalter 6 freigegeben
werden.
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Selbst
wenn ein Messwert ohne Messfehler erhalten wird, gibt es Fälle, bei
denen es wünschenswert
ist, ein Standbild anzuzeigen. Es gibt Abweichungen zwischen Augenwimpern
von einzelnen Untersuchten. Bei Messung des Augeninnendrucks unterliegen
gemessene Werte in einigen Fällen
keinen nachteiligen Effekten, selbst wenn Augenwimpern auf das Testpersonauge
E herunterhängen.
In anderen Fällen
verursachen auf das Testpersonauge E herunterhängende Augenwimpern jedoch,
dass der gemessene Wert um 5 bis 8 mmHg oder mehr größer wird.
Bei der Augeninnendruckmessung durch ein berührungsloses Tonometer ist,
wenn der gemessene Wert 18 mmHg oder mehr aufweist, der Untersuchte
zur Überprüfung üblicherweise
einer präzisen Augeninnendruckmessung
und/oder einer Augenhintergrunduntersuchung zu unterziehen.
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Dies
bürdet
dem Untersuchten und den medizinischen Institutionen, die Glaukom-
bzw. Grüner-Star-Patienten
mit einem hohen Augeninnendruck behandeln, unter dem Einfluss von
Augenwimpern eine hohe Belastung auf. Wenn ein hoher Augeninnendruck
gemessen wird, wird daher zuerst empfohlen, das Bild unmittelbar
vor der Messung anzuzeigen und zu überprüfen, ob Augenwimpern auf das Auge
der Testperson herunterhängen.
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Das
Aufnehmen von Bildern wird auf die gleiche Weise wie die in 6 (Blockschaltbild)
gezeigte durchgeführt.
Der Augeninnendruckwert wird aus dem Drucksignal und dem Lichtempfangssignal
berechnet, die in dem Speicher 57 gespeichert sind. Beträgt der gemessene
Augeninnendruckwert IOP 18 mmHg oder mehr, wird er auf dem Schirm
angezeigt, wie in 14 gezeigt. 15 ist
ein Ablaufdiagramm einer Anzeigesteuerung, und sie ist eine modifizierte Ansicht
des in 7 gezeigten Ablaufdiagramms. Gemäß 15 wird,
wenn in Bestimmungsschritt S3 ein Messwert erhalten wird, in Schritt
S10 bestimmt, ob der Messwert nicht kleiner als ein voreingestellter Standardwert
von 18 mmHg ist. Ist der Messwert nicht kleiner als 18 mmHg, geht
die Verarbeitung zu Schritt S8 über
und wird die Anzeige wie in 14 gezeigt
durchgeführt.
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Ist
der Messwert andererseits kleiner als 18 mmHg, geht die Verarbeitung
zu Schritt S4 über
und zeigt der Monitor 2 den Augeninnendruckwert wie üblich an.
Der vorstehend beschriebene Standardwert von 18 mmHg kann in einen
voreingestellten Wert von 17 mmHg oder 20 mmHg geändert werden,
so dass einzelne medizinische Institutionen dies optional auswählen können.
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Wenn
ein Auge mehrere Male vermessen wird, ist es wünschenswert, dass die Einstellung
des Standbildes einzig mit Bezug auf die erstmalige Messung durchzuführen ist.
Dies ist deshalb so, weil eine Anzeige von jeder Messung die Untersuchungseffizienz
reduziert, und weil die Überprüfung von
Augenwimpern bei der erstmaligen Messung durchgeführt werden
kann. Wird versucht, die Anzeige von dem Standbild freizugeben,
kann die Anzeige durch Berühren
eines beliebigen Schalters oder Bedienungsabschnitts wie vorstehend
beschrieben freigegeben werden. Daneben wird die Anzeige nach Verstreichen
eines vorbestimmten Zeitintervalls automatisch freigegeben.
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Wie
aus dem Vorstehenden offensichtlich ist, ist das berührungslose
Tonometer gemäß der Erfindung
dazu fähig,
einem Untersucher die Ursache eines Fehlers zu zeigen, wenn kein
Messergebnis erhalten wurde. Wenn zum Beispiel eine Fixationsdisparität des Auges
der Testperson auftritt, kann der Untersucher daher den Untersuchten
mahnen, bei der nächsten
Messung ein Fixationsziel anzusehen. Wenn das Augenlid des Untersuchten
herunterhängt, kann
der Untersucher gleichermaßen
eine Messung durchführen,
indem er den Untersuchten während der
nächsten
Messung bezüglich
des Augenlids unterstützt.
Diese Anpassungen ermöglichen,
dass die nächste
Messung verlässlich
ist.
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Da
das berührungslose
Tonometer gemäß der Erfindung
einen Fehler nur bei Bedarf anzeigt, ist es im Vergleich zu dem
Stand der Technik auch möglich,
zu verhindern, dass die Untersuchungseffizienz reduziert wird. Außerdem ist
die langsame Reproduktion von Bewegtbildern für eine ausführlichere Prüfung für den Untersucher
leicht zu verstehen. Überschreitet
der gemessene Wert den Standard-Augeninnendruckwert,
kann außerdem überprüft werden,
ob die Augenwimpern eines Testpersonauges einen Einfluss darauf
haben.
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Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf das beschrieben wurde, was momentan
als die bevorzugten Ausführungsbeispiele
betrachtet wird, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung
nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist. Im Gegenteil ist die Erfindung dazu bestimmt, verschiedene
Modifikationen und äquivalente
Anordnungen abzudecken, die in dem Umfang der zugehörigen Ansprüche enthalten
sind. Dem Umfang der folgenden Ansprüche ist die breiteste Auslegung
zu gewähren,
damit sie alle solchen Modifikationen sowie äquivalente Strukturen und Funktionen
umfassen.