JP2006130051A

JP2006130051A - 非接触式眼圧計

Info

Publication number: JP2006130051A
Application number: JP2004322208A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iijima; 博飯島
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】アライメント許容範囲の拡大を図ることのできる非接触式眼圧計を提供する。
【解決手段】本発明の非接触式眼圧計は、被検眼１３に対して気流を吹き付け、被検眼１３の変形を光学的に検出する角膜変形検出手段が複数個設けられているものにおいて、複数個の角膜変形検出手段はそれぞれ受光素子５７、６７、７７を有し、一の受光素子のピークが最大となるときの角膜頂点Ｐ１と角膜曲率中心Ｏ１とを結ぶ軸線Ｏ’と気流を噴射する噴射ノズル１４の軸線Ｏとの位置関係に対して、他の受光素子のピークが最大となるときの角膜頂点Ｐ１と角膜曲率中心Ｏ１とを結ぶ軸線Ｏ’と気流を噴射する噴射ノズル１４の軸線Ｏとの位置関係が異なっている。
【選択図】図９

Description

本願は、被検眼に対して気流を吹き付け、被検眼の変形を光学的に検出する角膜変形検出手段が複数個設けられている非接触式眼圧計の改良に関する。

従来から、非接触式眼圧計には、被検眼に対して気流を吹き付け、被検眼の変形を光学的に検出する角膜変形検出手段が複数個設けられているものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このものでは、被検眼から反射される検出光を受光する手段を複数個設けることにより、測定された眼圧値に含まれる誤差の影響を小さくでき、測定精度の向上を期待している。
特開平７−１６２１１号公報

しかしながら、この従来の非接触式眼圧計では、眼圧値の測定精度の向上を期待できるという長所はあるが、被検眼に対する装置本体のアライメント精度を厳しく要求される。すなわち、角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線との一致精度が所定の狭いアライメント許容範囲に入らなければ測定を実行できず、絶えず固視微動を伴う被検眼の眼圧測定にあっては、操作性が極めて不便であるという問題点を有している。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的は、アライメント許容範囲の拡大を図ることのできる非接触式眼圧計を提供することにある。

本発明は、被検眼に対して気流を吹き付け、被検眼の変形を光学的に検出する角膜変形検出手段が複数個設けられている非接触式眼圧計において、該複数個の角膜変形検出手段はそれぞれ受光素子を有し、一の受光素子のピークが最大となるときの角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線との位置関係に対して、他の受光素子のピークが最大となるときの角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線との位置関係が異なっていることを特徴とする。

前記一の受光素子のピークが最大となるときの角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線との位置関係に対して、他の受光素子のピークが最大となるときの角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線との位置関係が水平方向に異なっていることが望ましい。

更には、角膜変形検出手段は、更に３個であるのが望ましく、中央の角膜変形検出手段の光軸に対して残りの角膜変形検出手段の光軸が対称位置に設けられ、中央の角膜変形検出手段の受光素子は、角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線とが一致したときにそのピークが最大となるように調節され、残りの角膜変形検出手段のうちの一方に設けられている受光素子は、角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線とが水平方向に平行にずれた位置のときにそのピークが最大となるように調節され、残りの角膜変形検出手段のうちの他方に設けられている受光素子は、角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線とが水平方向でかつ残りの角膜変形検出手段のうちの一方に設けられている受光素子がピークとなる角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線との位置関係に対して反対方向に平行にずれた位置のときにそのピークが最大となるように調節されているのが望ましい。

本発明によれば、各角膜変形検出手段の各受光素子についてそのピークが最大となるときの角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と噴射ノズルの軸線との位置関係がずれるように各受光素子を調節しておけば、各角膜変形検出手段のうちのいずれかの受光素子がピークとなったときの測定値を用いて眼圧値を算出できることになり、アライメント精度の許容範囲の拡大を図ることができる。

特に、被検眼の固視微動は垂直方向よりも水平方向の方がこきざみな動きを伴うので、各受光素子についてそのピークが最大となるときの角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と噴射ノズルの軸線との位置関係が水平方向にずれるように各受光素子を調節しておくと、固視微動を伴う被検眼についてのアライメント操作に対して有効である。

以下に、本発明に係わる非接触式眼圧計の発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１において10は被検眼を含めて前眼部像を観察する主光学系としての前眼部観察光学系である。前眼部観察光学系10は対物レンズ11と結像レンズ12とを有する。その対物レンズ11の光軸Ｏ上には被検眼13に向けて空気パルス（気流）を噴射する噴射ノズル14が設けられている。前眼部像を形成する光束は対物レンズ11、ハーフミラー15、ハーフミラー78、ハーフミラー22、結像レンズ12を介してCCDカメラ16に結像される。ハーフミラー15は図２に示すように被検眼13の視軸Ｏ′を主光学系の光軸Ｏに整合させるアライメント光学系17の一部を構成している。アライメント光学系17は光源としてのＬＥＤ18と開口19とコリメータレンズ20とを有する。ＬＥＤ18は赤外光を出射する。

コリメータレンズ20はＬＥＤ18の赤外光を平行光束とする。その平行光束はハーフミラー15により反射され、噴射ノズル14の内部を通って被検眼13の角膜21に向けて出射される。その平行光束は角膜21によって反射され、結像レンズ12、ハーフミラー22を介してCCDカメラ16に導かれる。また、その反射光束の一部はハーフミラー22により反射されて受光素子23に導かれる。視軸整合アライメント用の指標像ｉ3はCCDカメラ16上に形成される。CCDカメラ16に形成された前眼部像と指標像ｉ3とは後述する映像信号処理回路に入力されて画像化される。そのCCDカメラ16には視軸許容範囲マーク３を形成するレチクル像が投影される。

角膜21の頂点Ｐから噴射ノズル14の先端Ｑまでの作動距離Ｗを設定するためのアライメント光学系がアライメント光学系17とは別個に設けられている。このアライメント光学系は指標投影光学系24、25を有する。この指標投影光学系24、25は対物レンズ11の光軸Ｏを境に対称的に配置されている。指標投影光学系24は光源としてのＬＥＤ26を有する。ＬＥＤ26は例えば波長760nmの赤外光を出射する。そのＬＥＤ26から出射された赤外光はコンデンサレンズ28により集光されて開口29に導かれる。その赤外光はその開口29の中心に集束された後、ダイクロイックミラー30に導かれる。

指標投影光学系25は光源としてのＬＥＤ27を有する。ＬＥＤ27は例えば波長860nmの赤外光を出射する。そのＬＥＤ27から出射された赤外光はコンデンサレンズ31により集光されて開口32に導かれる。その赤外光はその開口32の中心に集束された後、ダイクロイックミラー33に導かれる。

ダイクロイックミラー30は、波長760nmの赤外光を反射し、波長860nmの赤外光を透過する特性を有する。ダイクロイックミラー33は、波長860nmの赤外光を反射し、波長760nmの赤外光を透過する特性を有する。ダイクロイックミラー30により反射された波長760nmの赤外光は対物レンズ34に導かれる。ダイクロイックミラー33により反射された波長860nmの赤外光は対物レンズ35に導かれる。

対物レンズ34、35は被検眼13の角膜21に臨んでいる。対物レンズ34の焦点位置は開口29の中心にある。対物レンズ35の焦点位置は開口32の中心にある。対物レンズ34、35に導かれた赤外光はその対物レンズ34、35により平行光束とされて角膜21にそれぞれ投影される。対物レンズ34により投影された平行光束は角膜鏡面反射に基づき作動距離アライメント用の指標像ｉ1を形成する。対物レンズ35により投影された平行光束は角膜鏡面反射に基づき作動距離アライメント用の指標像ｉ2を形成する。

指標像ｉ1を形成する反射光束は対物レンズ35に導かれてその対物レンズ35の焦点位置が指標像ｉ1の形成位置にあるときに平行光束とされる。そして、その平行光束はダイクロイックミラー33、ハーフミラー36を介して全反射ミラー37に導かれる。そして、この全反射ミラー37により方向転換され、リレーレンズ38を介して全反射ミラー39に導かれる。この全反射ミラー39により反射された平行光束は、全反射ミラー40により方向転換されて受光素子41に導かれる。

指標像ｉ2を形成する反射光束は対物レンズ34に導かれて対物レンズ34の焦点位置が指標像ｉ2の点にあるときに平行光束とされる。対物レンズ34により平行光束とされた反射光束はダイクロイックミラー30を透過して全反射ミラー42に導かれ、この全反射ミラー42によりリレーレンズ43に導かれる。リレーレンズ43を通過した平行光束は全反射ミラー44、45により方向転換され、受光素子41に結像される。指標像ｉ1、ｉ2は被検眼の角膜頂点Ｐからノズルの先端Ｑまでの距離が正規の作動距離にあるときに受光素子41において合致して結像され、それ以外の場合には分離して結像される。

ＬＥＤ18、26、27は図３に示すように駆動回路46、47、48によって駆動される。この駆動回路46〜48は後述する機能を有する制御演算回路52によって制御される。ＬＥＤ26、27は図４に示すように交互にオン・オフされる。受光素子41の出力は信号処理回路49に入力され、受光素子23の出力は信号処理回路50に入力される。

信号処理回路49は一対の指標像ｉ1、ｉ2の重心位置を検出する。信号処理回路50は指標像ｉ3の重心位置を検出する。その検出結果は記憶回路51に記憶される。その記憶回路51に記憶された検出データは制御演算回路52に入力される。制御演算回路52は一対の指標像ｉ1、ｉ2の重心間距離を演算する。その演算時間は図４に示すように期間ｔの間で繰り返し行なわれる。

その制御演算回路52は映像信号処理回路53と流体噴射駆動手段54とを制御する機能も有する。映像信号処理回路53にはCCDカメラ16の出力が入力される。映像信号処理回路53の出力は表示手段55に入力される。その表示手段55には、図５に示すように前眼部像としての瞳孔１、作動距離許容範囲マーク２、視軸許容範囲マーク３ａ〜３ｃが表示される。

視軸許容範囲マーク３ａは、図６（ａ）に示すように、被検眼１３の角膜曲率中心Ｏ１と角膜頂点Ｐ１とを結ぶ軸線である視軸Ｏ’と噴射ノズル１４の軸線である光軸Ｏとの一致を基準として上下左右方向にΔだけずれた範囲を許容するマークであり、視軸許容範囲マーク３ｂは、図６（ｂ）に示すように、被検眼１３の角膜曲率中心Ｏ１と角膜頂点Ｐ１とを結ぶ軸線である視軸Ｏ’が噴射ノズル１４の軸線である光軸Ｏに対して水平方向に平行に例えば右側にΔだけずれた場合を基準として上下左右方向にΔだけずれた範囲を許容するマークであり、視軸許容範囲マーク３ｃは、図６（ｃ）に示すように、被検眼１３の角膜曲率中心Ｏ１と角膜頂点Ｐ１とを結ぶ軸線である視軸Ｏ’が噴射ノズル１４の軸線である光軸Ｏに対して水平方向に平行に例えば左側にΔだけずれた場合を基準として上下左右方向にΔだけずれた範囲を許容するマークである。

図７に示す受光素子７７は、角膜頂点Ｐ１と角膜曲率中心Ｏ１とを結ぶ軸線と気流を噴射する噴射ノズル１４の軸線とが一致したときにそのピークが最大となるように調節され、図１に示す受光素子５７は、角膜頂点Ｐ１と角膜曲率中心Ｏ１とを結ぶ軸線が気流を噴射する噴射ノズル１４の軸線に対して水平方向に右側に平行にずれた位置のときにそのピークが最大となるように調節され、図１に示す受光素子６７は、角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線が気流を噴射する噴射ノズル１４の軸線に対して水平方向に平行にかつ受光素子５７がピークとなる角膜頂点Ｐ１と角膜曲率中心Ｏ１とを結ぶ軸線と気流を噴射する噴射ノズル１４の軸線との位置関係に対して反対方向に平行にずれた位置、すなわち、左側に平行にずれた位置のときにそのピークが最大となるように調節されている。

検者は指標像ｉ3が視軸許容範囲マーク３ａ〜３ｃ内に入るように、光学系の光軸Ｏを視軸Ｏ′に対して調整すると、映像信号処理回路53は制御演算回路52の演算結果に基づき、図５に示すように作動距離Ｗをバーグラフ56′により表示する。このバーグラフ56′の斜線の領域が作動距離範囲マーク２内に入るように作動距離Ｗを調整する。Ｗ′は、作動距離Ｗが最適であることを示している。

制御演算回路52は作動距離が許容範囲内にあるか否かを判断すると共に被検眼13の視軸が視軸許容範囲マーク３ａ〜３ｃ内にあるか否かを判断し、作動距離Ｗが許容範囲内に設定された時に流体噴射駆動開始信号を流体噴射駆動手段54に向かって出力する。流体噴射駆動手段54は、自動的に噴射ノズル14から角膜21に向けて空気パルスを噴射開始させる。

検者の調節により指標像i３が視軸許容範囲マーク３ａ内に入っていなくとも、例えば、指標像i３が視軸許容範囲３ｂ内に入っている場合には、図８に示す通り、ＬＥＤ26、コンデンサレンズ28、開口29、ダイクロイックミラー30、対物レンズ34は空気パルスの噴射による角膜の変形を光学的に検出するために角膜21に向けて角膜変形検出光を投影する。角膜21は空気パルスの噴射により図９（ａ）に示すように圧平される。その図９（ａ）において、符号１ａは角膜の圧平部を示している。

その角膜の変形による反射光束は対物レンズ35、ダイクロイックミラー33を介してハーフミラー36に導かれ、ハーフミラー36により反射されてコンデンサレンズ56に導かれ、このコンデンサレンズ56により受光素子57に集束される。角膜21の変形開始と共にその受光素子57の受光量が増加し、図６（ｂ）に示すように受光素子５７のピーク光量のみが増加する。この角膜21の変形に伴う受光素子５７のピーク受光量の増加に基づき公知の手順に従って眼圧が測定される。

その一方、検者の調節により指標像i３が視軸許容範囲マーク３ａ内に入っていなくとも、例えば、指標像i３が視軸許容範囲３ｃ内に入っている場合には、ＬＥＤ27、コンデンサレンズ31、開口32、ダイクロイックミラー33、対物レンズ35が、空気パルスの噴射による角膜の変形を光学的に検出するために角膜２１に向けて角膜変形検出光を投影する。角膜21は空気パルスの噴射により図９（ｃ）に示すように圧平される。その図９（ｃ）において、符号１ｃは角膜２１の圧平部を示している。

その角膜の変形による反射光束は対物レンズ34、ダイクロイックミラー30を介してハーフミラー68に導かれ、ハーフミラー68により反射されてコンデンサレンズ66に導かれ、このコンデンサレンズ66により受光素子67に集束される。

角膜21の変形開始と共にその受光素子67の受光量が増加し、図６（ｃ）に示すように受光素子６７のピーク光量のみが増加する。この角膜21の変形に伴う受光素子６７のピーク受光量の増加に基づき公知の手順に従って眼圧が測定される。

また、検者の調節により、指標像i３が視軸許容範囲マーク３ａに入った場合には、ＬＥＤ18からの赤外光、コリメータレンズ20により平行光束とされ、ハーフミラー15により反射され、噴射ノズル14の内部を通って被検眼13の角膜21に向けて角膜変形検出光を投影する。角膜２１はその空気パルスの噴射により図９（ｂ）に示すように圧平される。その図９（ｂ）において、符号１ｂは角膜２１の圧平部を示している。

その角膜の変形による反射光は、噴射ノズル14の内部を通ってハーフミラー15を介して、ハーフミラー78により反射され、コンデンサレンズ76により受光素子77上に集束される。角膜２１の変形開始と共に受光素子７７の受光量が増加し、図６（ａ）に示すように、受光素子７７のピーク光量のみが増加する。この角膜21の変形に伴う受光素子７７のピーク受光量の増加に基づき、公知の手順に従って眼圧が測定される。

すなわち、図９（ａ）に示すように、角膜２１が圧平された場合には、図６（ｂ）に示すように、受光素子５７のピーク受光量が最大となるため、この受光素子５７のピーク受光量に基づき眼圧が測定され、図９（ｂ）に示すように角膜２１が圧平された場合には、図６（ａ）に示すように受光素子７７のピーク受光量が最大となるため、この受光素子７７のピーク受光量に基づき眼圧が測定され、図９（ｃ）に示すように、角膜２１が圧平された場合には、図６（ｃ）に示すように受光素子６７のピーク受光量が最大となるため、このこの受光素子６７のピーク受光量に基づき眼圧が測定される。

このように、本発明の実施の形態によれば、角膜変形検出手段を３個設け、中央の角膜変形検出手段の光軸に対して残りの角膜変形検出手段の光軸を対称位置に設け、中央の角膜変形検出手段の受光素子７７は、角膜頂点Ｐ１と角膜曲率中心Ｏ１とを結ぶ軸線と気流を噴射する噴射ノズル１４の軸線とが一致したときにそのピークが最大となるように調節し、残りの角膜変形検出手段のうちの一方に設けられている受光素子５７は、角膜頂点Ｐ１と角膜曲率中心Ｏ１とを結ぶ軸線と気流を噴射する噴射ノズル１４の軸線とが水平方向に平行にずれた位置のときにそのピークが最大となるように調節し、残りの角膜変形検出手段のうちの他方に設けられている受光素子６７は、角膜頂点Ｐ１と角膜曲率中心Ｏ１とを結ぶ軸線と気流を噴射する噴射ノズル１４の軸線とが水平方向でかつ残りの角膜変形検出手段のうちの一方に設けられている受光素子５７がピークとなる角膜頂点Ｐ１と角膜曲率中心Ｏ１とを結ぶ軸線と気流を噴射する噴射ノズル１４の軸線との位置関係に対して反対方向に平行にずれた位置のときにそのピークが最大となるように調節したので、被検眼の左右方向の固視微動がこきざみで、被検眼に対する装置本体のアライメント調整を迅速に行いにくい場合であっても、眼圧測定を迅速に行うことができる。

本発明の非接触式眼圧計の実施例の光学系の平面図である。図１に示す光学系の側面図である。実施例の眼圧計の制御ブロック図である。実施例の眼圧計のＬＥＤのオン・オフ制御のタイミングチャートである。実施例の眼圧計のアライメント表示状態の説明図である。本発明に係わる非接触式眼圧計によるアライメント状態の説明図であって、（ａ）は角膜曲率中心と角膜頂点とを結ぶ軸線と噴射ノズルの軸線とが一致している状態を示す図、（ｂ）は角膜曲率中心と角膜頂点とを結ぶ軸線が噴射ノズルの軸線に対して水平方向に平行に右側にずれている状態を示す図、（ｃ）は角膜曲率中心と角膜頂点とを結ぶ軸線が噴射ノズルの軸線に対して水平方向に平行に左側にずれている状態を示す図である。角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と気流を噴射する噴射ノズルの軸線とが一致したときの角膜変形検出光の受光状態を示す光学図である。角膜曲率中心と角膜頂点とを結ぶ軸線が噴射ノズルの軸線に対して右側に平行にずれたときの角膜変形検出光の受光状態を示す光学図である。角膜の圧平状態を示す説明図であって、（ａ）角膜曲率中心と角膜頂点とを結ぶ軸線が噴射ノズルの軸線に対して水平方向に平行に右側にずれているときの角膜の圧平状態を示し、（ｂ）は角膜曲率中心と角膜頂点とを結ぶ軸線と噴射ノズルの軸線とが一致しているときの圧平状態を示し、（ｃ）は角膜曲率中心と角膜頂点とを結ぶ軸線が噴射ノズルの軸線に対して水平方向に平行に左側にずれているときの圧平状態を示している。

符号の説明

１３…被検眼
１４…噴射ノズル
５７、６７、７７…受光素子
Ｏ…光軸（軸線）
Ｏ’…視軸（軸線）
Ｐ１…角膜頂点
Ｏ１…角膜曲率中心

Claims

被検眼に対して気流を吹き付け、被検眼の変形を光学的に検出する角膜変形検出手段が複数個設けられている非接触式眼圧計において、
該複数個の角膜変形検出手段はそれぞれ受光素子を有し、一の受光素子のピークが最大となるときの角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線との位置関係に対して、他の受光素子のピークが最大となるときの角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線との位置関係が異なっていることを特徴とする非接触式眼圧計。
前記一の受光素子のピークが最大となるときの角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線との位置関係に対して、他の受光素子のピークが最大となるときの角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線との位置関係が水平方向に異なっていることを特徴とする請求項１に記載の非接触式眼圧計。
被検眼に対して気流を吹き付け、被検眼の変形を光学的に検出する角膜変形検出手段が３個設けられ、中央の角膜変形検出手段の光軸に対して残りの角膜変形検出手段の光軸が対称位置に設けられている非接触式眼圧計において、
各角膜変形検出手段はそれぞれ受光素子を有し、中央の角膜変形検出手段の受光素子は、角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線とが一致したときにそのピークが最大となるように調節され、
残りの角膜変形検出手段のうちの一方に設けられている受光素子は、角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線とが水平方向に平行にずれた位置のときにそのピークが最大となるように調節され、
残りの角膜変形検出手段のうちの他方に設けられている受光素子は、角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線とが水平方向でかつ残りの角膜変形検出手段のうちの一方に設けられている受光素子がピークとなる角膜頂点と角膜曲率中心とを結ぶ軸線と前記気流を噴射する噴射ノズルの軸線との位置関係に対して反対方向に平行にずれた位置のときにそのピークが最大となるように調節されていることを特徴とする非接触式眼圧計。