JP2014068829A - 非接触式眼圧計 - Google Patents

Abstract

【課題】被検眼の角膜厚を精度よく測定できる非接触式眼圧計を提供する
【解決手段】被検眼Ｅの角膜表面Ｅｃからの反射信号を検出するための第１検出器５７を有し被検眼の眼圧を非接触にて測定する眼圧測定手段と、角膜表面Ｅｃ及び角膜裏面からの反射信号を検出するための第２検出器７７を有し被検眼Ｅの角膜厚を非接触にて測定する角膜厚測定手段と、を備える測定部と、電動機を有し被検眼に対して測定部を相対移動させる移動機構と、測定部に設けられ角膜からの反射信号を検出するための第３検出器３５を有し、被検眼角膜に対する測定部の前後方向におけるアライメント状態を検出するアライメント検出手段を備え、アライメント検出手段は、アライメント状態を検出するために設定される角膜上のアライメント基準位置を眼圧測定と角膜厚測定とで切換え、切り換えられたアライメント基準位置に対するアライメント状態を検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、被検眼の眼圧を非接触にて測定する非接触式眼圧計に関する。

ノズルを介して被検眼角膜に流体を吹き付けた際の角膜の変形状態を光学的に検出することにより被検眼の眼圧を非接触にて測定する非接触式眼圧計において、被検眼の角膜厚を測定するための光学系を設け、得られた測定結果に基づいて被検眼の眼圧値を補正しようとする装置が知られている（特許文献１参照）。
また、特許文献２のように、角膜厚測定の際に被検眼に斜めに光束を入射させ、角膜での反射光をラインセンサなどの受光素子で受光し、角膜表面及び裏面における反射光の受光信号のピーク値に基づいて角膜厚を測定する装置があった。このような装置では、眼圧測定時においても、角膜厚測定時においても、角膜表面における反射光の受光信号のピーク値を基準に、作動距離方向のアライメントが行われていた。
特表平８−５０７４６３号公報 特開２００２−１０２１７０号公報

しかしながら、人眼において、裏面の反射量は表面に比べて小さく、受光素子で受光する際、裏面の反射光は表面の反射光に比べてピークが小さくなる。さらに、作動距離方向のアライメント基準を角膜表面に合わせると裏面の反射光の光量は低下し、角膜厚が大きいほど、その量は小さくなってしまう。したがって、従来のように、基準位置を角膜表面に合わせてアライメントを行う装置では、受光素子で受光する角膜裏面における反射光のピークが小さくなるため、角膜厚の測定精度が低下するという問題があった。

本発明は、上記問題点を鑑み、被検眼の角膜厚を精度よく測定できる非接触式眼圧計を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１） 被検眼の角膜表面からの反射信号を検出するための第１検出器を有し被検眼の眼圧を非接触にて測定するための眼圧測定手段と、角膜表面からの反射信号と角膜裏面からの反射信号を検出するための第２検出器を有し被検眼の角膜厚を非接触にて測定するための角膜厚測定手段と、被検眼の前眼部を観察するための観察光学系であって、前記眼圧測定手段と角膜厚測定手段における上下方向のアライメントにおいて共用される観察光学系と、を備える測定部と、
電動機を有し被検眼に対して前記測定部を相対移動させる移動機構と、
前記測定部に設けられ被検眼の角膜からの反射信号を検出するための第３検出器を有し、被検眼角膜に対する前記測定部の前後方向におけるアライメント状態を検出するアライメント検出手段を備え、
前記アライメント検出手段は、前記アライメント状態を検出するために設定される角膜上のアライメント基準位置を眼圧測定と角膜厚測定とで切換え、切り換えられたアライメント基準位置に対する前記アライメント状態を検出することを特徴とする。
（２） （１）の非接触式眼圧計において、前記アライメント検出手段は、眼圧測定において、第１アライメント基準位置として前記アライメント基準位置を角膜表面に設定し、角膜厚測定において、第２アライメント基準位置として前記アライメント基準位置を角膜裏面又は角膜裏面近傍に設定することを特徴とする。
（３） （１）〜（２）の非接触式眼圧計において、前記アライメント検出手段の検出結果に基づいて前記電動機を制御することにより、前記アライメント基準位置に向けて前記測定部を移動させる制御手段を備えることを特徴とする。
（４） （１）〜（３）の非接触式眼圧計において、前記アライメント検出手段は、角膜厚測定において、眼圧測定のために設定されたアライメント基準位置に対する前記測定部のアライメント状態を検出し、角膜厚測定手段による測定完了信号に応じて、前記アライメント基準位置を、眼圧測定のために設定されたアライメント基準位置に切り換え、
前記制御手段は、前記第１アライメント基準位置から前記第２アライメント基準位置に向けて前記測定部を被検眼から遠ざかる方向に移動させ、
被検眼の眼圧と角膜厚を順次連続的に測定することを特徴とする。
（５） （１）〜（４）の非接触式眼圧計において、前記制御手段は、角膜厚測定にて得られた角膜厚に基づいて前記測定部を被検眼から遠ざかる方向に移動させた後、第２アライメント基準位置に対するアライメント状態の検出結果に基づいて前記測定部を移動させることを特徴とする。
（６） （１）〜（５）の非接触式眼圧計において、眼圧測定手段は、ノズルを介して被検眼角膜に流体を吹き付ける流体吹付手段と、
前記流体吹付手段による角膜の変形状態を検出する変形検出手段を前記第１検出器として備えることを特徴とする。
（７） （１）〜（６）の非接触式眼圧計において、眼圧測定手段は、被検眼の角膜表面からの反射信号を超音波により検出するための第１検出器を有し、被検眼の眼圧を超音波により非接触にて測定するための眼圧測定手段であることを特徴とする。
（８） （１）〜（７）の非接触式眼圧計において、前記第３検出器として、眼圧測定と角膜厚測定において同一の検出器を用い、前記アライメント検出手段は、アライメント基準を切り換えるため、角膜からの反射信号に含まれる角膜裏面からの反射信号と角膜表面からの反射信号を判別することを特徴とする。
（９） （１）〜（８）の非接触式眼圧計において、前記第３検出器として、眼圧測定と角膜厚測定において異なる検出器を用い、前記アライメント検出手段は、アライメント基準を切り換えるためにアライメント状態の検出に用いる検出器を変更することを特徴とする。
（１０） （１）〜（９）の非接触式眼圧計において、前記第１検出器、前記第２検出器、前記第３検出器において、少なくとも何れかが兼用される特徴とする。
（１１） （１）〜（１０）の非接触式眼圧計において、前記第３検出器は、被検眼の角膜からの反射光を受光することにより角膜からの反射信号を検出する第３検出器であって、
前記アライメント検出手段は、眼圧測定時は角膜前面からの反射光の位置を検出することにより角膜前面に対する前記アライメント状態を検出し、角膜厚測定時は角膜裏面からの反射光の位置を検出することにより角膜後面に対する前記アライメント状態を検出することを特徴とする。
（１２） （１）〜（１１）の非接触式眼圧計において、眼圧測定、角膜厚測定のそれぞれの測定において、アライメントが合致したことを示す表示を切り換えることを特徴とする。

本発明によれば、被検眼の角膜厚を精度よく測定して被検眼の眼圧値の補正を精度よく行うことができる。

以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る非接触式眼圧測定計の外観構成図である。

非接触式眼圧計１００は、いわゆる据え置き型の非接触式眼圧計であって、基台１０１と、基台１０１に取り付けられた顔支持ユニット１０２と、基台１０１上に移動可能に設けられた移動台１０３と、移動台１０３に移動可能に設けられ、後述する測定系及び光学系を収納する測定部（測定ユニット）１０４と、を備える。測定部１０４は、移動台１０３に設けられたＸＹＺ駆動部１０６により、被検眼Ｅに対して左右方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｙ方向）及び前後方向（Ｚ方向）に移動される。移動台１０３は、ジョイスティック１０５の操作により、基台１上をＸ方向及びＺ方向に移動される。また、検者が回転ノブ１０５ａを回転操作することにより、測定部１０４はＸＹＺ駆動部１０６のＹ駆動によりＹ方向に移動される。ジョイスティック１０５の頂部には、測定開始スイッチ１０５ｂが設けられている。移動台１０３には、表示モニタ３６が設けられている。

図２は非接触式眼圧計の流体噴射機構の側方概略及び制御系の要部を示した図である。

空気圧縮用のシリンダ部１は、眼圧計本体の水平線に対して傾斜して設けられている。ロータリソレノイド３に駆動エネルギである電荷（電流、電圧）が付与されると、アーム４、コネクティングロッド（ピストンロッド）５を介してピストン２をシリンダ１に沿って上に押し上げる。ピストン２の上昇によりシリンダ部１に連通する空気圧縮室１１で圧縮された空気は、ノズル６から被検眼Ｅの角膜に向けて噴出される。また、ロータリソレノイド３には図示なきコイルバネが備えられており、付与される電荷がカットされるとコイルバネの下降方向への付勢力により上昇したピストン２を下降させて初期位置に戻す。

透明なガラス板７は、ノズル６を保持するとともに、角膜変形検出用の光、前眼部を正面方向より観察するための前眼部観察用の光、アライメント光、角膜厚測定用の光を透過させる透過部材として用いられる。また、ガラス板７の内、被検眼側に配置されたガラス板７ａは、外部から内部光学系への異物の侵入を防止する役割を兼用し、ガラス板７ｂは空気圧縮室１１の側壁となっている。ノズル６の背面に設けられた透明なガラス板９は、空気圧縮室１１の後壁を構成するとともに、観察光やアライメント光を透過させる。ガラス板９の背後には、後述する観察、アライメントのための光学系８が配置される。圧力センサ１２は空気圧縮室１１の圧力を検出する。エア抜き穴１３によりピストン２に初速が付くまでの間の抵抗が減少され、圧力の立ち上がり時において時間にほぼ比例的な圧力変化を得ることができる。

制御回路２０は、圧力センサ１２用の圧力検出処理回路２１、後述する角膜変形検出光学系の光検出器５７用の信号検出処理回路２２、作動距離検出及び角膜厚測定のための受光素子７７用の信号検出処理回路２８、作動距離検出の位置検出素子６０用の信号検出処理回路２６、ＣＣＤカメラ３５用の信号検出処理回路２７、ロータリソレノイド３を駆動させるための駆動回路２３、測定データ等を記憶するためのメモリ２４が接続されている。また、制御回路２０は、図３に示した光学系に設けられる各種光源（前眼部照明光源３０、光源４０、光源４５、光源５０、光源７１）、モニタ３６、等と接続され、各種の制御を行う。

図３は非接触式眼圧計の上方視光学系要部図である。赤外照明光源３０により照明された被検眼像は、ビームスプリッタ３１、対物レンズ３２、ビームスプリッタ３３、撮像レンズ３７、及びフィルタ３４を介してＣＣＤカメラ３５に結像する。すなわち、ビームスプリッタ３１〜ＣＣＤカメラ３５までの光学系は、撮像素子を持ち、被検眼前眼部を観察するための観察光学系として用いられる。この場合、光軸Ｌ１は観察光軸として用いられる。

フィルタ３４は、光源３０及びアライメント用光源４０の光を透過し、後述する角膜変形検出用の光源５０の光及び可視光に対して不透過の特性を持つ。ＣＣＤカメラ３５に結像した像はモニタ３６に表示される。

アライメント用の赤外光源４０から投影レンズ４１を介して投影された赤外光はビームスプリッタ３１により反射され、被検眼に正面より投影される。光源４０により角膜頂点に形成された角膜輝点は、ビームスプリッタ３１〜フィルタ３４を介してＣＣＤカメラ３５に結像し、上下左右方向のアライメント検出に利用される。すなわち、ビームスプリッタ３１〜ＣＣＤカメラ３５までの光学系は、撮像素子を持ち、被検眼に対する上下左右方向のアライメント状態を検出するための検出光学系として用いられる。この場合、光軸Ｌ１はアライメント光軸として用いられる。なお、本実施形態では、検出光学系は、前眼部を観察するための観察光学系を兼用する。

固視光学系４８は、光軸Ｌ１を有し、眼Ｅに対して正面方向から固視標を呈示する。この場合、光軸Ｌ１は固視光軸として用いられる。固視光学系４８は、例えば、可視光源（固視灯）４５、投影レンズ４６、ダイクロイックミラー３３を有し、眼Ｅを正面方向に固視させるための光を眼Ｅに投影する。可視光源４５には、ＬＥＤ、レーザなどの光源が用いられる。また、可視光源４５には、例えば、点光源、スリット光源、リング光源などのパターン光源の他、液晶ディスプレイなどの二次元表示器が用いられる。

光源４５から発せられた可視光は、投影レンズ４６を通過し、ダイクロックミラー３３で反射され、対物レンズ３２を通過した後、眼Ｅの眼底に投影される。これにより、眼Ｅは、正面方向の固視点を固視した状態となり、視線方向が固定される。なお、光源４５から発せられた可視光は投影レンズ４６及び対物レンズ３２を通過することで、平行光束に変換される。

角膜変形検出光学系は、投光光学系５００ａと、受光光学系５００ｂと、を含み、角膜Ｅｃの変形状態を検出するために用いられる。各光学系５００ａ、５００ｂは、測定部１０４に配置され、ＸＹＺ駆動部１０６により３次元的に移動される。もちろん手持ちタイプの装置であってもよい。

投光光学系５００ａは、投光光軸として光軸Ｌ３を有し、眼Ｅの角膜Ｅｃに向けて斜め方向から照明光を照射する。投光光学系５００ａは、例えば、赤外光源５０、コリメータレンズ５１、ビームスプリッタ５２、を有する。受光光学系５００ｂは光検出器５７を有し、眼Ｅの角膜Ｅｃでの照明光の反射光を受光する。受光光学系５００ｂは、光軸Ｌ１に関して投光光学系５００ａと略対称的に配置されている。受光光学系５００ｂは、例えば、レンズ５３、ビームスプリッタ５５、ピンホール板５６、光検出器５７、を有し、受光光軸として光軸Ｌ２を形成する。

光源５０を出射した光はコリメータレンズ５１により略平行光束とされ、ビームスプリッタ５２で反射された後、後述する受光光学系７０ｂの光軸Ｌ３と同軸（一致）となり、被検眼の角膜Ｅｃに投光される。角膜Ｅｃで反射した光は後述する投光光学系７０ａの光軸Ｌ２と同軸（一致）となり、レンズ５３を通過した後、ビームスプリッタ５５で反射し、ピンホール板５６を通過して光検出器５７に受光される。レンズ５３には、光源３０及び光源４０の光に対して不透過の特性を持つコーティングが施される。また、角膜変形検出用の光学系は、被検眼が所定の変形状態（偏平状態）のときに光検出器５７の受光量が最大になるように配置されている。

本実施形態のように、角膜変形検出光学系を観察光軸である光軸Ｌ１に対して傾斜して配置することによって、後述する第１作動距離検出光学系の光源５０や光学素子等の一部を兼用することができる。これにより、装置の構成を簡単にすることができる。

また、この角膜変形検出光学系は第１作動距離検出光学系の一部を兼ねており、第１作動距離検出光学系の投光光学系は、角膜変形検出光学系の投光光学系５００ａを兼用する。光源５０による角膜Ｅｃでの反射光を受光する受光光学系６００ｂは、例えば、投光光学系５００ａのレンズ５３、ビームスプリッタ５８、集光レンズ５９、位置検出素子６０を有し、受光光軸として光軸Ｌ２を形成する。

光源５０より投光され、角膜Ｅｃで反射した照明光は光源５０の虚像である指標像Ｖ（図４参照）を形成する。その指標像Ｖの光は、レンズ５３、ビームスプリッタ５５を通過してビームスプリッタ５８で反射され、集光レンズ５９を通過してＰＳＤやラインセンサ等の一次元または二次元の位置検出素子６０に入射する。位置検出素子６０は、被検眼Ｅ（角膜Ｅｃ）が作動距離方向（Ｚ方向）に移動すると、光源５０による指標像も位置検出素子６０上を移動するため、制御回路２０は位置検出素子６０からの出力信号に基づいて作動距離情報を得る。なお、本実施形態の位置検出素子６０からの出力信号は、作動距離方向（Ｚ方向）のアライメント（粗調整）に利用される。第１作動距離検出光学系の受光光学系６００ｂは後述する受光光学系７０ｂほど倍率が大きくない。そのため、位置検出素子６０のＺ方向の距離検出範囲は受光素子７７より広くなる。位置検出素子６０の距離検出範囲は、例えば、アライメント基準位置から±３〜４ｍｍの範囲になる。

角膜厚測定光学系は、投光光学系７０ａと、受光光学系７０ｂと、固視光学系４８と、を含み、被検者眼Ｅの角膜厚を測定するために用いられる。また、投光光学系７０ａは、角膜変形検出光学系及び第１作動距離検出光学系の一部が兼用される。各光学系７０ａ、７０ｂ、４８は、光学系５００ａ〜６００ｂと同様に測定部１０４に配置され、ＸＹＺ駆動部１０６により３次元的に移動される。

投光光学系７０ａは、投光光軸として光軸Ｌ２を有し、眼Ｅの角膜Ｅｃに向けて斜め方向から照明光（測定光）を照射する。投光光学系７０ａは、例えば、照明光源７１、集光レンズ７２、光制限部材７３、凹レンズ７４、角膜変形検出光学系と兼用されるレンズ５３、を有する。照明光源７１には、可視光源若しくは赤外光源（近赤外を含む）が用いられ、例えば、ＬＥＤ、レーザなどの光源が用いられる。集光レンズ７２は、光源７１から出射された光を集光する。なお、光源５０及び光源７１は互いに波長帯域を用いる。

光制限部材７３は、投光光学系７０ａの光路に配置され、光源７１から出射された光を制限する。光制限部材７３は、角膜Ｅｃに対して略共役な位置に配置される。光制限部材７３としては、例えば、ピンホール板、スリット板などが用いられる。光制限部材７３は、光源７１から出射された一部の光を通過させ、他の光を遮断するアパーチャーとして用いられる。そして、投光光学系７０ａは、眼Ｅの角膜上において所定のパターン光束（例えば、スポット光束、スリット光束）を形成する。

受光光学系７０ｂは、受光素子７７を有し、眼Ｅの角膜表面及び裏面での照明光の反射光を受光する。受光光学系７０ｂは、光軸Ｌ１に関して投光光学系７０ａと略対称に配置されている。受光光学系７０ｂは、例えば、受光レンズ７５、凹レンズ７６、受光素子７７、を有し、受光光軸として光軸Ｌ３を形成する。なお、図３の受光光学系７０ｂは、眼Ｅに対するＺ方向のアライメント状態を検出する第２作動距離検出光学系を兼用する。

受光素子７７は、複数の光電変換素子を有し、角膜表面及び裏面からの反射光をそれぞれ受光する。受光素子７７には、例えば、一次元ラインセンサ、二次元エリアセンサなどの光検出デバイスが用いられる。角膜厚測定光学系及び第２作動距離検出光学系の受光光学系７０ｂは倍率を大きくして観察を行う。そのため、受光素子７７のＺ方向の距離検出範囲は位置検出素子６０より狭くなる。例えば、アライメント基準位置から±１ｍｍの範囲になる。受光素子７７の出力は、制御回路２０に接続されている。

被検眼Ｅ（角膜Ｅｃ）が作動距離方向（Ｚ方向）に移動すると、角膜Ｅｃでの光源７１の反射光も受光素子７７上を移動するため、制御回路２０は、第２作動距離検出光学系の受光素子７７からの出力信号に基づいて作動距離情報を得る。また、制御回路２０はこの受光素子７７からの出力信号により、角膜変形状態や被検眼Ｅの瞬きを知り、ソレノイド３の駆動を制御する。

各光学系７０ａ、７０ｂ、４８の位置関係について、例えば、投光光学系７０ａの光軸Ｌ２と受光光学系７０ｂの光軸Ｌ３は、固視光学系４８の光軸Ｌ１に略対称位置（例えば、左右対称、上下対称、等）に配置される。

照明光源７１から出射された光は、集光レンズ７２によって集光され、光制限部材７３を背後から照明する。そして、光源７１からの光は、光制限部材７３によって制限された後、レンズ５３によって角膜Ｅｃ付近で結像（集光）される。角膜Ｅｃ付近において、例えば、ピンホール像（ピンホール板を使用の場合）、スリット像（スリット板を使用の場合）が結像される。このとき、光源７１からの光は、角膜Ｅｃ上における視軸との交差部分の近傍で結像される。

投光光学系７０ａによって角膜Ｅｃに照明光が投光されると、角膜Ｅｃでの照明光の反射光は、光軸Ｌ１に関して投光光束とは対称な方向に進行する。そして、反射光は、受光レンズ７５によって受光素子７７上の受光面上で結像される。

受光素子７７の出力について、図５に例示した角膜Ｅｃの表面（上皮）における反射光の受光信号Ｓ１、角膜Ｅｃの裏面（内皮）における反射光の受光信号Ｓ２のように、角膜Ｅｃの表面（上皮）と裏面（内皮）での反射光が強い輝度にて検出される。図６に示すように、表面での反射光（実線参照）と裏面での反射光（破線参照）は、反射光路が異なるため、受光素子７７上の異なる位置で結像される。

前述のように、本実施形態では、角膜変形検出光学系及び第１作動距離検出光学の投光光軸と、角膜厚検出光学系及び第２作動距離検出光学系の受光光軸とが一致し、角膜形状検出光学系及び第１作動距離検出光学の受光光軸と、角膜厚検出光学系及び第２作動距離検出光学系の投光光軸とが一致するように配置される。つまり、投光光学系５００ａと、受光光学系７０ｂとが光軸Ｌ３を共有し、投光光学系７０ａと、受光光学系５００ｂ及び受光光学系６００ｂとが、光軸Ｌ２を共有する。

このとき、光源５０からの出射光（照明光）は、ビームスプリッタ５２で反射されて軸Ｌ３上を進み、角膜Ｅｃに入射すると、角膜Ｅｃへの入射角と反射角が等しくなるよう角度で反射し、軸Ｌ２上を進む。したがって、光源５０からの出射光は受光素子７７に検出されない。同様に、光源７１からの出射光は、ビームスプリッタ５８、５５を通過し、軸Ｌ２上を進み、角膜Ｅｃに入射すると、角膜Ｅｃへの入射角と反射角が等しくなるような角度で反射し、軸Ｌ３上を進む。したがって、光源７１からの出射光は光検出器５７及び位置検出素子６０に検出されない。

これにより、光源５０による角膜Ｅｃでの反射光を光検出器５７及び位置検出素子６０が検出したときの受光信号が、光源７１による角膜Ｅｃでの反射光の影響を受けることを防ぐことができる。同様に、光源７１による角膜Ｅｃでの反射光を受光素子７７が検出したときの受光信号Ｓ１、Ｓ２が、光源５０による角膜Ｅｃでの反射光の影響を受けることを防ぐことができる。

なお、受光光学系５００ｂ、６００ｂ及び投光光学系７０ａで兼用されるレンズ５３は、光源５０による角膜Ｅｃでの反射光をピンホール板５６の穴の中央部に集光させ、かつ、光源７１からの照明光を角膜Ｅｃ表面及び裏面で集光させる位置に配置される。

以上のような構成を備える装置において、その動作について説明する。検者は被検眼Ｅを所定の位置に配置させ、被検者に固視標を注視させる。検者は、モニタ３６上に表示されるアライメント情報に基づいてジョイスティック１０５を操作してアライメント調整を行う。上下左右方向のアライメント調整は、光源４０により形成される角膜輝点をモニタ３６上に表示される図示なきレチクルと所定の関係になるようにする。なお、上下左右方向のアライメントが、自動アライメントにより調整されるようにしてもよい。この場合、制御回路２０は、光源４０による角膜輝点が、ＣＣＤカメラ３５上に設定されたアライメント位置（例えば、光軸Ｌ１とＣＣＤカメラ３５の撮像面の交点位置）に形成されるようにＸＹＺ駆動部１０６を制御する。このようにして、制御回路２０は、ＸＹ方向に関するアライメント完了位置に測定部１０４を移動させる。

ＸＹ方向のアライメント調整が完了すると、Ｚ方向のアライメント調整が行われる。Ｚ方向のアライメント調整について、制御回路２０は、位置検出素子６０および受光素子７７から得られる作動距離情報に基づいて駆動部１０６を制御し、所定のアライメント完了位置に向けて測定部１０４をＺ方向に移動させる（自動アライメント）。

自動アライメントが開始される前に、検者は、Ｚ方向のアライメントを行うため、まず、光源５０の出射光による角膜Ｅｃでの指標像の光が位置検出素子６０に入射されるように、ジョイスティック１０５の操作によって測定部１０４をＺ方向に移動させる。

位置検出素子６０に指標像の光が検出されると、制御回路２０は、位置検出素子６０から得られた作動距離情報に基づき、角膜Ｅｃでの光源７１の反射光が受光素子７７に検出される範囲に測定部１０４をＺ方向に移動させる。移動が完了すると、制御回路２０は、受光素子７７が検出した光源７１の出射光の角膜Ｅｃでの反射光による受光信号に基づいて、測定部１０４をＺ方向に移動させる。

図７は光源７１から発せられた光が角膜Ｅｃで反射する様子を示した図である。また、図８は受光素子７７から出力される受光信号において、角膜Ｅｃ表面での反射に対応する第１受光信号Ｓ１と、角膜Ｅｃ裏面での反射に対応する第２受光信号Ｓ２との一部を示す図である。制御回路２０は、図７（ａ）で示すように、レンズ５３によって集光する光源７１の出射光が角膜Ｅｃの裏面で略集光するような位置に測定部１０４を駆動させアライメントを行う。

例えば、制御回路２０は、第２受光信号Ｓ２を抽出するための閾値ａを設定し、図８（ａ）で示すように、設定した閾値ａを超える部分で抽出された第２受光信号Ｓ２のピークの位置を検出する。制御回路２０は、受光素子７７上に設定されたアライメント完了位置Ｐｓ（例えば、中心位置）で、第２受光信号Ｓ２のピークが形成されるように駆動部１０６を制御する。なお、閾値ａは、第１受光信号Ｓ１のピーク値および第２受光信号Ｓ２のピーク値よりも小さく、第１受光信号Ｓ１と第２受光信号Ｓ２との間の極小値より大きいことが好ましい。これは、第１受光信号Ｓ１と第２受光信号Ｓ２を分離して抽出するためであり、閾値ａの大きさは、例えば、実験的に求められる。

制御回路２０は、角膜厚測定のためのアライメントが完了すると、測定開始のトリガ信号を自動的に発して（あるいは、検者によるトリガ信号の入力により）、角膜厚測定を開始する。

仮に、図７（ｂ）に示すように、光源７１からの出射光が角膜Ｅｃの表面で集光する位置にアライメントを行った場合、図８（ｂ）に示すように、角膜Ｅｃ表面での反射に対応する第１受光信号Ｓ１に比べ、角膜Ｅｃ裏面での反射に対応する第２受光信号Ｓ２が小さく検出される。後述するが、制御回路２０は第１受光信号Ｓ１と第２受光信号Ｓ２の距離（あるいは、各信号のピーク間距離）に基づいて角膜厚の測定を行うため、第２受光信号Ｓ２の信号が小さいことにより測定精度が低下してしまう。したがって、本実施形態では、角膜厚測定を行う際、第２受光信号Ｓ２を大きく検出できるように、光源７１の出射光が角膜Ｅｃ裏面で略集光するような位置にアライメントを行う。

測定開始のトリガ信号が発せられると、制御回路２０は、抽出された第１受光信号Ｓ１と第２受光信号Ｓ２との距離（間隔）を算出する。なお、各受光信号は、例えば、輝度分布に対するエッジ検出処理によって抽出される。なお、制御回路２０は、受光素子７７の出力に基づいて２つのピーク間の距離を算出し、算出された距離から角膜厚を算出してもよい。

その後、制御回路２０は、演算式及びテーブルの少なくともいずれかを用いて，算出された距離を眼Ｅの角膜厚の測定値に変換する。得られた測定値は、メモリ２４に記憶される。演算式の場合、例えば、空気と角膜との屈折率との相違、角膜曲率の相違などを考慮して、光学シミュレーションなどによって演算式が作成される。また、テーブルの場合、例えば、厚みがそれぞれ異なる既知の眼（例えば、模型眼）を用いてキャリブレーションなどによってテーブルが作成される。演算式、テーブル等はメモリ２４に予め記憶される。

制御回路２０は、受光素子７７からの受光信号を複数回取得することにより角膜厚を複数回（例えば、１０回程度）算出し、その平均値を角膜厚の測定値としてメモリ２４に記憶するようにしてもよい。

角膜厚測定が完了すると、制御回路２０は眼圧測定のためのＺ方向のアライメントに移行する。制御回路２０は図７（ｂ）で示すように、レンズ５３によって集光する光源７１の出射光が角膜Ｅｃの表面で略集光するような位置に測定部１０４を駆動させアライメントを行う。

例えば、制御回路２０は、閾値ａから閾値ｂ（第２受光信号Ｓ２を抽出するための閾値ｂ）に設定を切り換える。制御回路２０は、図８（ｂ）で示すように、設定した閾値ｂを超える部分で抽出された第１受光信号Ｓ１のピークの位置を検出する。制御回路２０は、受光素子７７上に設定されたアライメント完了位置Ｐｓで、第１受光信号Ｓ１のピークが形成されるようにＺ方向のアライメントを行う。なお、閾値ｂは第１受光信号Ｓ１のピーク値より小さく、第２受光信号Ｓ２のピーク値よりも大きいことが好ましい。これは、第１受光信号Ｓ１を抽出するためであり、数値ｂの大きさは実験的に求められるものでよい。眼圧測定時は、角膜Ｅｃ裏面の反射光による第２受光信号Ｓ２を測定に用いないため、相対的に強く検出される第１受光信号に基づいてアライメントを行うことが好ましい。

角膜厚測定のためのアライメント状態から眼圧測定のためのＺ方向のアライメントを行うとき、測定部１０４は被検眼Ｅから遠ざかる方向に駆動される。このとき、制御回路２０は、駆動部１０６を制御し、先に測定した角膜厚の測定値分、角膜厚測定位置から被検眼Ｅから遠ざかる方向に移動させる。これにより、光源７１からの光の集光位置が角膜表面近傍に達する。その後、制御回路２０は、上記のように、第１受光信号Ｓ１に基づいて測定部１０４をＺ方向に移動させる。このような制御により、アライメントの調整時間が短縮される。

制御回路２０は、アライメントが完了する前にソレノイド３に対して電流供給を開始し、受光素子７７によるＺ方向のアライメント動作が完了した後に被検眼角膜に流体が吹き付けられるようにソレノイド３を駆動制御する。制御回路２０は駆動回路２３を介してロータリソレノイド３に動作可能な駆動エネルギとしての電荷を付与してこれを駆動させる。

ロータリソレノイド３に電荷を付与するとピストン２が上昇し、ピストン２により空気圧縮室１１の空気が圧縮され、圧縮空気がノズル６から被検眼Ｅの角膜に向けて吹付けられる。被検眼Ｅの角膜は、吹き付けられた圧縮空気によって徐々に変形する。光源５０から投光された光の角膜による反射光は光検出器５７へ入射し、角膜の変形状態は光検出器５７からの出力信号によって検出される。

ここで、被検眼角膜は、圧縮空気の吹き付けにより徐々に変形し、圧平状態に達したときに光検出器５７に最大光量が入射される。そして、制御回路２０は、被検眼角膜が圧平状態に達したときの圧力センサ１２からの出力信号に基づいて眼圧値を求める。

ここで、制御回路２０は、角膜厚測定光学系によって計測された角膜厚により被検眼の眼圧測定値を補正する。この場合、角膜厚と、真の眼圧からの測定誤差量と、相関関係を示す経験的に作成された回帰方程式に、角膜厚の測定値を当てはめ、さらに測定誤差を考慮して眼圧の測定値を修正することにより、眼圧値を補正することができる。

その後、制御回路２０は、補正された眼圧値と角膜厚測定値を表示モニタ３６に表示する。そして、測定エラーを除いた測定値が所定数（例えば３個）得られたら、眼圧測定を終了する。

このように、本実施形態の構成を備えた非接触式眼圧計であれば、従来では一定であったＺ方向のアライメント基準を、角膜厚測定と眼圧測定とで切り換えることによって、眼圧の測定精度を維持しながら、角膜厚を精度よく測定することができる。

また、角膜厚測定時のアライメントと眼圧測定のアライメントにおいて、２つの閾値を切り換えることによって、第１受光信号Ｓ１および第２受光信号Ｓ２の抽出処理及びピーク検出処理を簡単にすることができる。

また、以上の説明において、第１作動距離検出光学系の位置検出素子６０からの出力信号はＺ方向のアライメントの粗調整に利用するものとしたが、これに限らない。眼圧測定時は位置検出素子６０からの出力信号によってＺ方向のアライメントの最終調整（微調整）を行う構成としてもよい。本実施形態の眼圧測定手法はアライメントが合うと同時に被検眼Ｅに流体を吹き付けることが好ましい。これは、流体の吹き付けによる被検者の反射的な回避行動によって、被検眼Ｅが動く可能性があるためである。このような場合、応答速度の大きい素子からの出力信号によってアライメントの最終調整（微調整）を行うことが好ましい。角膜測定時は角膜裏面での反射信号を用いるため、受光素子７７からの出力でアライメントを行う。

また、以上の説明において、受光信号Ｓ１、Ｓ２の抽出処理に２つの閾値を設けたが、１つの閾値を設けることで処理を行う方法も考えられる。例えば、閾値ａのように第１受光信号Ｓ１と第２受光信号Ｓ２を抽出する場合、角膜厚測定時のアライメントには、抽出された２つの信号の内、受光素子７７の左側に検出される受光信号のピークを受光素子７７の所定位置に配置するようにアライメントを行う。そして、眼圧測定時のアライメントには、抽出された２つの信号の内、受光素子７７の右側に検出される受光信号のピークを受光素子７７の所定位置に配置するようにアライメントを行う。このように、アライメント基準を角膜表面と角膜裏面とで切り換える際、閾値を超える２つの受光信号Ｓ１、Ｓ２に対して、受光素子７７に検出される両信号の位置関係から、角膜表面の反射光と角膜裏面の反射光との受光信号Ｓ１、Ｓ２を判別し、角膜厚測定時及び眼圧測定時でアライメント基準を切り換えるようにしてもよい。

また、光源７１による角膜Ｅｃにおける反射光の信号が大きすぎて、受光素子７７の検出可能範囲を飽和することを防ぐため、アライメント基準を角膜表面に合わせる場合と、角膜裏面に合わせる場合とで、光源７１の光量、又は受光素子７７のゲインを調整するようにしてもよい。

また、光源７１による角膜Ｅｃにおける反射光の信号が大きく、受光素子７７の検出可能範囲の上限を飽和した場合、検出可能範囲内で検出された受光信号に基づいて想定されるピーク位置を算出し、算出したピーク位置をアライメント完了位置Ｐｓに一致させるようにＺ方向のアライメントを行うことは可能である。したがって、前述のように角膜表面にアライメント基準を合わせる場合と、角膜裏面にアライメント基準を合わせる場合とで、光源７１の光量、又は受光素子７７のゲインを切り換えずとも、Ｚ方向のアライメントを行うことは可能である。

また、角膜厚測定時と眼圧測定時とで、Ｚ方向のアライメント調整の許容範囲を切り換える構成としてもよい。

また、本発明は、非接触式眼圧計だけに限られるものではなく、角膜厚と角膜厚以外の他の眼特性を測定する装置において利用できる。

また、本実施形態の構成は、角膜変形検出光学系及び第１作動距離検出光学の投光光軸と、角膜厚検出光学系及び第２作動距離検出光学系の受光光軸とが一致し、角膜形状検出光学系及び第１作動距離検出光学の受光光軸と、角膜厚検出光学系及び第２作動距離検出光学系の投光光軸とが一致するように配置されるとした。このような構成を備えることによって、光源５０、７１を同時に点灯したままの状態で、角膜厚測定と眼圧測定を行うことが可能となり、測定ごとに光源５０、７１の点灯、消灯を繰り返す必要がなくなる。また、上記の構成を備えることで、眼圧測定に伴い、ノズル６からの空気によって角膜Ｅｃが変形したときの、光源７１による角膜Ｅｃでの反射光を受光素子７７で検出することができる。このように得られた角膜変形時において受光素子７７から出力された受光信号は、眼圧値の補正などに用いることができる。例えば、空気噴射による角膜厚の変形量から、眼の硬さ、弾性等を求め、眼圧値を補正するのに用いることができる。

なお、以上の説明において、角膜表面にアライメント基準を合わせる、及び角膜裏面にアライメント基準を合わせるとは、角膜表面、角膜裏面に厳格にアライメント基準を合わせることに限らない。アライメント基準を角膜表面の近傍、角膜裏面の近傍に合わせるものであっても、一定の効果は得られる。アライメント基準が各受光信号Ｓ１、Ｓ２の左または右（角膜表面、角膜裏面の前後）のどちらかにずれていてもよい。

例えば、角膜厚測定時に、アライメント基準を角膜表面に対応する第１受信信号Ｓ１から所期する距離だけ角膜裏面側にずらした場合でも、角膜表面にアライメント基準を合わせた場合より第２受信信号Ｓ２を強く検出できる。

例えば、角膜厚測定時、アライメント基準を第１受光信号Ｓ１のピーク値と第２受光信号Ｓ２のピーク値の中間位置に合わせた場合でも、角膜厚測定時に第１受光信号Ｓ１のピーク値にアライメント基準を合わるものと比べて、精度良く角膜厚を測定することができる。

なお、上記構成において、超音波により被検眼の眼圧を測定する非接触式超音波眼圧計においても、本発明の適用が可能である。非接触式超音波眼圧計は、例えば、被検眼角膜に超音波を照射する送信部と、被検眼の角膜表面からの反射信号を超音波により検出するための第１検出器を有し、第１検出器からの信号に基づいて被検眼の眼圧を超音波により非接触にて測定する。

本実施形態に係わる装置の外観を示す概略図である。 本実施形態に係る装置が持つ流体噴射機構の側方概略及び制御系の要部を示した図である。 本実施形態に係る装置の上方視光学系要部図である。 角膜で反射した照明光による指標像を示す概略図である。 受光素子にて受光される角膜表面での反射光と角膜裏面による反射光の受光信号の一例を示す概略図である。 角膜表面の反射光と角膜裏面での反射光の経路の光路を示す概略図である。 光源から発せられた光が角膜で反射する様子を示した図である 受光素子から出力される受光信号において、角膜表面での反射に対応する受光信号と、角膜裏面での反射に対応する受光信号との一部を示す図である。

１ シリンダ部
２ ピストン
３ ソレノイド
６ ノズル
７ａ、７ｂ ガラス板
２０ 制御回路
３６ モニタ
５０ 赤外光源
５２ ビームスプリッタ
５３ レンズ
５７ 光検出器
６０ 受光素子
７１ 照明光源
７７ 受光素子
１００ 非接触式眼圧計
１０１ 基台
１０３ 移動台
１０４ 測定部
１０５ ジョイスティック
１０６ ＸＹＺ駆動部

Claims (12)

1. 被検眼の角膜表面からの反射信号を検出するための第１検出器を有し被検眼の眼圧を非接触にて測定するための眼圧測定手段と、角膜表面からの反射信号と角膜裏面からの反射信号を検出するための第２検出器を有し被検眼の角膜厚を非接触にて測定するための角膜厚測定手段と、被検眼の前眼部を観察するための観察光学系であって、前記眼圧測定手段と角膜厚測定手段における上下方向のアライメントにおいて共用される観察光学系と、を備える測定部と、
   電動機を有し被検眼に対して前記測定部を相対移動させる移動機構と、
   前記測定部に設けられ被検眼の角膜からの反射信号を検出するための第３検出器を有し、被検眼角膜に対する前記測定部の前後方向におけるアライメント状態を検出するアライメント検出手段を備え、
   前記アライメント検出手段は、前記アライメント状態を検出するために設定される角膜上のアライメント基準位置を眼圧測定と角膜厚測定とで切換え、切り換えられたアライメント基準位置に対する前記アライメント状態を検出することを特徴とする非接触式眼圧計。
2. 前記アライメント検出手段は、眼圧測定において、第１アライメント基準位置として前記アライメント基準位置を角膜表面に設定し、角膜厚測定において、第２アライメント基準位置として前記アライメント基準位置を角膜裏面又は角膜裏面近傍に設定することを特徴とする請求項１の非接触式眼圧計。
3. 前記アライメント検出手段の検出結果に基づいて前記電動機を制御することにより、前記アライメント基準位置に向けて前記測定部を移動させる制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜２のいずれかの非接触式眼圧計。
4. 前記アライメント検出手段は、角膜厚測定において、眼圧測定のために設定されたアライメント基準位置に対する前記測定部のアライメント状態を検出し、角膜厚測定手段による測定完了信号に応じて、前記アライメント基準位置を、眼圧測定のために設定されたアライメント基準位置に切り換え、
   前記制御手段は、前記第１アライメント基準位置から前記第２アライメント基準位置に向けて前記測定部を被検眼から遠ざかる方向に移動させ、
   被検眼の眼圧と角膜厚を順次連続的に測定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの非接触式眼圧計。
5. 前記制御手段は、角膜厚測定にて得られた角膜厚に基づいて前記測定部を被検眼から遠ざかる方向に移動させた後、第２アライメント基準位置に対するアライメント状態の検出結果に基づいて前記測定部を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの非接触式眼圧計。
6. 眼圧測定手段は、ノズルを介して被検眼角膜に流体を吹き付ける流体吹付手段と、
   前記流体吹付手段による角膜の変形状態を検出する変形検出手段を前記第１検出器として備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの非接触式眼圧計。
7. 眼圧測定手段は、被検眼の角膜表面からの反射信号を超音波により検出するための第１検出器を有し、被検眼の眼圧を超音波により非接触にて測定するための眼圧測定手段であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの非接触式眼圧計。
8. 前記第３検出器として、眼圧測定と角膜厚測定において同一の検出器を用い、前記アライメント検出手段は、アライメント基準を切り換えるため、角膜からの反射信号に含まれる角膜裏面からの反射信号と角膜表面からの反射信号を判別することを特徴とする請求項１〜７のいずれかの非接触式眼圧計。
9. 前記第３検出器として、眼圧測定と角膜厚測定において異なる検出器を用い、前記アライメント検出手段は、アライメント基準を切り換えるためにアライメント状態の検出に用いる検出器を変更することを特徴とする請求項１〜８のいずれかの非接触式眼圧計。
10. 前記第１検出器、前記第２検出器、前記第３検出器において、少なくとも何れかが兼用される特徴とする請求項１〜９のいずれかの非接触式眼圧計。
11. 前記第３検出器は、被検眼の角膜からの反射光を受光することにより角膜からの反射信号を検出する第３検出器であって、
    前記アライメント検出手段は、眼圧測定時は角膜前面からの反射光の位置を検出することにより角膜前面に対する前記アライメント状態を検出し、角膜厚測定時は角膜裏面からの反射光の位置を検出することにより角膜後面に対する前記アライメント状態を検出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの非接触式眼圧計。
12. 眼圧測定、角膜厚測定のそれぞれの測定において、アライメントが合致したことを示す表示を切り換えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの非接触式眼圧計。

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