JP2706256B2

JP2706256B2 - 眼科器械

Info

Publication number: JP2706256B2
Application number: JP63103143A
Authority: JP
Inventors: 幸治西尾; 博飯島
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1988-04-26
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1998-01-28
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JPH01274737A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、被検眼に対してアライメントを行うアラ
イメント検出装置を備えている眼科器械に関する。

［従来の技術］従来、例えば眼科器械の一つである非接触式眼圧計
は、電源ベース台上に前後左右に移動自在に載置された
架台と、この架台に設置された装置本体とからなり、こ
の装置本体には被検眼に向けてエアパフを放出するノズ
ルと、このノズルと被検眼とのアライメントを検出する
アライメント検出装置（アライメント検出手段）等とが
設けられている。

被検眼の眼圧の測定の際には、架台を移動させて被検
眼のアライメント軸線とノズルの軸線とを一致させると
ともに測定精度を上げるために被検眼とノズルの先端と
の距離を10mm程度に接近させている。このため、誤って
ノズルの先端で被検眼に傷をつけてしまう虞れがあっ
た。そこで、これを回避するために架台の動きを制限す
る安全ストッパーが設けられている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、かかる安全ストッパーは、検者が測定
前に予め装置本体と被検眼との距離を目測によって測定
して安全ストッパーによる制限位置を定め、その制限位
置にセットする形式のものであるため、そのセット作業
が煩わしく、また、検者がそのセットを行うのを忘れて
しまった場合、被検眼を傷つけてしまう虞がある等の多
くの問題があった。

［発明の目的］そこで、この発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは装置本体が被検眼に対し
て所定距離以上接近した際にはその接近を検出して架台
の移動を停止させる停止手段を備えた眼科器械を提供す
ることにある。

また、装置本体が被検眼に対して所定距離以上接近し
た際にはその接近を検出して架台の移動を自動的に退避
させて被検眼の安全を図った眼科器械を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］この発明は、上記の目的を達成するために、装置本体
を前後に移動自在に設けた架台を備え、前記装置本体は
装置本体の位置状態を検出してアライメントの判定を行
うアライメント検出手段を備えている眼科器械であっ
て、前記アライメント検出手段の判定に基づいて前記装
置本体を後方へ自動的に退避させる退避手段を設けたこ
とを特徴とする。

〔作用〕

アライメント検出手段の判定に基づいて逃避手段が装
置本体を後方へ自動的に退避させる。

［実施例］以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

（第１実施例）第１図は、この発明に係わる眼科器械の一つである非
接触式眼圧計の側面図であり、第１図において、１は電
源を内蔵したベース台２の上に載置された架台で、この
架台１はジョイスティックＲの操作によって前後左右に
移動できるようになっている。３は軸Ｈを介して上下動
可能に架台１に設置された装置本体で、この装置本体３
には被検眼Ｅに向けてエアパフを放出するノズル４と、
被検眼Ｅに対するノズル４のアライメントを検出するア
ライメント検出装置（アライメント検出手段）５と、被
検眼Ｅの前眼部を撮影するカメラ装置６と、カメラ装置
６で撮影された被検眼Ｅをモニターするモニター部７
と、ノズル４に空気等の流体を供給する流体発生装置８
等とを備えている。ところで、この装置本体３はジョイ
スティックＲの操作により架台１とともに前後左右に移
動するものである。

第２図はアライメント検出装置５の構成を示したもの
で、第２図において、11,12はターゲットT₁,T₂を指標と
して被検眼Ｅに投影して虚像Ｆを形成させる第1,2投影
光学系で、これは、波長の異なる光を射出する発光ダイ
オード13,14と、ハーフミラー15,16と、ターゲットT₁,T
₂を通過する光束を平行光束にするレンズ17,18とからな
る。21,22は被検眼Ｅに投影されたターゲットT₁,T₂の像
を受像してポジションセンサ（PSD）23にその像を結像
させる第1,第２受光光学系で、第１受光光学系はレンズ
18とミラー24とからなり、第２受光光学系はレンズ17と
ミラー25とからなる。

26はポジションセンサ23から出力される信号からポジ
ションセンサ23の受光面23a上に形成された結像位置を
演算する演算回路、27は演算回路26で演算された結像位
置を記憶する記憶回路、28は記憶回路27に記憶された結
像位置から装置本体３の被検眼Ｅに対する位置状態を検
出するとともに、ノズル４の軸線4aと被検眼Ｅのアライ
メント軸線Eaとが一致し、かつノズル４の先端と被検眼
Ｅとの距離が所定距離になっているか否かを判断する制
御回路、29は制御回路28からの指令によって発光ダイオ
ード13,14を交互に駆動するドライブ回路である。そし
て、第1,第２投影光学系11,12と第1,第２受光光学系21,
22とポジションセンサ23と演算回路26と記憶回路27と制
御回路28とからアライメント検出装置５が構成される。

ところで、ポジションセンサ23は、受光面23a上の結
像位置に応じた電流すなわち受光面23aであるX,Y平面
（第３図参照）におけるX,Y情報を乗せた電流を４つの
出力端子（図示せず）から出力するものである。

いま、例えば発光ダイオード13が点灯して第１投影光
学系11によるターゲットT₁のターゲット像が被検眼Ｅに
投影されて虚像Ｆ（被検眼角膜が凸面状になっているた
め虚像となる）が形成され、受光光学系21によってその
虚像による像がポジションセンサ23の受光面23a上に第
３図の（Ａ）に示すように点Ｐ（原点上）として結像さ
れると、その点Ｐの位置に応じた電流が出力端子から出
力され、演算回路26がその電流から点Ｐの位置を演算
し、記憶回路27に点Ｐの位置が記憶される。次に、発光
ダイオード13が消灯し、発光ダイオード14が点灯する
と、上記と同様にしてターゲットT₂による虚像Ｆが被検
眼Ｅに形成され、この虚像Ｆによる像がポジションセン
サ23の受光面23a上に第３図の（Ｂ）に示すように点Ｑ
（原点上）として結像されると、その点Ｑの位置に応じ
た電流が出力端子から出力され、演算回路26がその電流
から点Ｑの位置を演算し、記憶回路27に点Ｑの位置が記
憶される。

これらの動作が発光ダイオード13,14の点灯周期に合
わせて繰り返し行われ、記憶回路26に結像点P,Qの位置
データが順次書き換えられて記憶される。

ところで、記憶回路26に記憶された結像点P,Qの位置
が第３図の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、原点に結像点
P,Qが重なっている場合は、被検眼Ｅのアライメント軸
線Eaとノズル４の軸線4aとが一致し、かつノズル４の先
端と被検眼Ｅとの距離が所定距離になっているときで、
この場合、制御回路28はアライメント完了信号を出力し
てノズル４からエアパフを放出させ、これにより被検眼
Ｅの眼圧が測定される。

また、第４図の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、結像点
Ｐが−Ｘ軸上に、結像点Ｑが＋Ｘ軸上にある場合、被検
眼Ｅのアライメント軸線Eaとノズル４の軸線4aとが一致
し、ノズル４の先端と被検眼Ｅとの距離が所定距離以上
近接している状態である。また、第５図の（Ａ）〜
（Ｃ）に示すように、結像点P,Qの位置が第４図と反対
の状態のときは、被検眼Ｅのアライメント軸線Eaとノズ
ル４の軸線4aとが一致し、ノズル４の先端と被検眼Ｅと
の距離が所定距離以上離れている場合である。

そして、第４図の場合、下記の条件を満たしたとき、
制御回路28は架台１の前方への移動を停止させる停止信
号と、架台１を後方へ退避させる退避信号を出力する。

条件:X₁＜X₂かつX₂−X₁≧X₃ ただし、X₁は発光ダイオード13による結像点ＰのＸ座
標の値、X₂は発光ダイオード14による結像点ＱのＸ座標
の値、X₃は最大許容値でノズル４の先端と被検眼Ｅとの
距離が所定距離となる装置本体３の位置から装置本体３
がさらに前方に移動できる最大距離である。

第６図および第７図は架台１の前方の移動を停止させ
る移動停止機構を示したものであり、図において、31は
架台１の移動をスムーズに行えるように架台１に設置さ
れた車輪で、この車輪31の周囲31aには所定間隔を隔て
て複数の凹部31bが形成されている。32はベース台２の
天板2a上面に設置されたレールで、このレール32の上面
に複数の突部33が所定間隔を隔てて設けられていて、突
部33と凹部31bとが噛み合うようにして車輪31がレール3
2の上を移動していくようになっている。34はフレーム3
5に設置された案内ケースで、この案内ケース34の内側
には案内溝36が形成されており、この案内溝36に沿って
移動するストッパ37がその案内ケース34内に設けられて
いる。このストッパ37の底面には歯37aが形成され、ま
たストッパ37の先端部には車輪31の前部に当接する爪38
が設けられており、この爪38と案内ケース34の後端部に
設けられたピン39とがスプリング40によって連結されて
爪38が常に車輪31に当接するようになっている。これに
より、車輪31の前後方向Ｋの移動にしたがってストッパ
37が前後方向Ｋに移動することになる。

41はストッパ37と対向するようにベース台２の天板2a
に設けられた長孔、42はベース台２内に取り付けられた
ホルダで、このホルダ42には上端に歯43aが形成された
噛合軸43が上下動可能に保持されている。44は噛合軸43
を上方に移動させる例えばプッシュプルソレノイド等の
直進運動発生装置であり、この直進運動発生装置44は制
御回路28から出力された停止信号を受けて噛合軸43を上
方に移動させるものである。

この直進運動発生装置44によって上方に移動された噛
合軸43の先端の歯43aは長孔41を介してストッパ37の歯3
7aと噛合してストッパ37の移動が阻止される。この阻止
により車輪31の移動が停止される。すなわち、架台１が
前方方向（被検眼Ｅに向かう方向）に移動している際に
は架台１の前方方向の移動が停止されることになる。と
ころで、ストッパ37と爪38と噛合軸43と直進運動発生装
置44とで停止手段が構成される。

（第２実施例）第８図ないし第11図は架台１の退避を行なわせる退避
機構を示したものであり、この架台１には第１実施例で
示すアライメント検出装置５を備えた装置本体３が設置
されるものであるが説明の便宜上省略してある。図にお
いて、32a,32bはレール32の先端部と後端部とに設けら
れたストッパ、51は架台１に取り付けられたホルダで、
このホルダ51内にボール53を回転自在に保持した円筒上
のリテナー52が設置されている。そして、リテナー52内
に車輪31の軸54が回転自在に嵌挿されていて、架台１が
前後方向Ｋに移動する際には車輪31が回転して架台１が
前後方向に移動するようになっており、架台１が左右方
向（前後方向Ｋと直交する方向）に移動する際には、リ
テナー52によって架台１が車軸54に沿って左右方向に移
動するようになっている。

55はホルダ51の下に形成されたガイド部で、このガイ
ド部55には左右方向に延びた空隙56が形成され、さらに
このガイド部55にはこの空隙56と同方向に延びたスリッ
ト状の長孔56aが空隙56と連続して形成されている。そ
して、空隙56内には棒状コロ57が組み込まれたベアリン
グ58が設置されている。このベアリング58には下方に延
びた連結軸59が取り付けられ、この連結軸59は上記長孔
56aおよびベース台２の天板2aに形成された前後方向に
延びた長孔2bを介してベース台２内に達しており、架台
１を前後方向に移動させると、連結軸59は長孔2bに沿っ
て移動することになる。また、架台１を左右方向に移動
させると、連結軸59は天板2aの長孔2bに阻まれるが、ガ
イド部55の長孔56aには阻まれないので、ベアリング45
が相対的に空隙56内を移動することになり、架台１は左
右方向に移動できることになる。

60は一端が連結軸59に取り付けれたワイヤで、このワ
イヤ60の他端が巻取軸61に巻かれている。この巻取軸61
はベース台２の後方部側の底板2cに固定された固定ブロ
ック62にベアリング63を介して回転自在に設置され、こ
の巻取軸61の上端には渦巻バネ64が設置されている。そ
して、この渦巻バネ64はその中心部にある先端が巻取軸
61の上端に取り付けられ後端が回転機65に取り付けられ
ていて巻取軸61をワイヤ60を巻き取る回転方向に付勢し
ている。これにより、架台１が後退してワイヤ60が弛む
と巻取軸61がワイヤ60を巻き取るので、常にワイヤ60は
張られた状態になっている。また、巻取軸61には螺旋状
の溝（図示せず）が形成され、この溝にそってワイヤ60
が整然と巻かれるようになっている。

67はベース台２の後方部の天板2aに固定された例えば
モータやソレノイド等からなり回転機65を回転させる回
転力発生装置で、この回転力発生装置67の回転軸67aは
通常図示しないブレーキによって回転しないように固定
されている。このブレーキはジョイスティックＲの上部
に設けたスイッチ70の押圧（投入）によって解除される
ようになっている。回転機65にはスリット68が形成され
ていて、このスリット68を介してワイヤ60が巻取軸61に
巻かれている。69は巻取軸61の下部に装着されたナット
である。

また、回転力発生装置67は、制御回路28から出力され
る退避信号を受けると前記ブレーキを解除して回転機65
を回転させるようになっている。そして、この回転機65
が回転すると、ワイヤ60がスリット68に引っかかり回転
機65がワイヤ60を巻き始めていく。これにより、連結軸
59が後方に引き寄せられて、架台１が後方に退避され
る。そして、この退避により車輪31がレール32のストッ
パ32bに当たると、回転力発生装置67の負荷が増加し、
この負荷の増加を図示しない回路が検知して回転力発生
装置67の作動が停止され、再度ブレーキがかかって架台
１が停止位置に固定されるようになっている。

次に、ジョイスティックＲの上に設けられたスイッチ
70を押すと、回転力発生装置67に信号が発せられて前記
ブレーキが解除され、回転力発生装置67の回転がフリー
となる。スイッチ70を押した状態で架台１を前進させる
と、回転機65に巻かれたワイヤ60がその前進とともに解
かれていく。そして、所定位置（アライメントが完了す
る位置）まで架台１を前進させた後スイッチ70の押圧を
解除すれば再度ブレーキがかかり、架台１が所定位置に
固定され、測定可能な状態になる。

ところで、ガイド部55とベアリング58と連結軸59とワ
イヤ60と巻取軸61と回転力発生装置67とで退避手段が構
成されている。

なお、上記実施例では、ポジションセンサ23を使用し
てターゲット像の結像点P,Qの位置を検出するようにし
ているが、エリアイメージセンサである例えばCCDを使
用して結像点P,Qの位置を検出するようにしてもよい。
この場合、指標を互いに識別できる形状にしておけば、
発光ダイオード13,14を交互に点滅させる必要はない。

（第３実施例）この実施例は、測距装置を用いて被検眼Ｅとノズル４
との距離を測定し、この測定距離に基づいて装置本体３
の移動を制御するようにしたものである。

第12図はかかる測距装置100の構成をブロック図で示
したものであり、第12図において、111は被検眼Ｅに向
けて超音波を発する送信トランスデューサ、112は送信
トランスデューサ111を駆動させる駆動回路、113は同期
パルスを出力して該同期パルスの出力期間中駆動回路11
2を作動させる同期パルス発生回路、114はクロックパル
スを出力するクロックパルス発生回路、115はアンド回
路116から出力されるクロックパルスをカウントするカ
ウンタ、117はカウンタ116のカウント数から被検眼Ｅと
ノズル４の先端との間の距離を演算する制御装置であ
り、またこの制御装置117は同期パルス発生回路113から
同期パルスを出力させるパルス指令信号を出力するよう
になっている。

121は被検眼Ｅで反射された超音波を受けると受信信
号を出力する受信トランスデューサ、122は増幅器、123
は受信トランスデューサ121が超音波を受信したか否か
を識別するための基準電圧を出力する基準電圧発生回
路、124は常時Ｈレベルの信号を出力している比較回路
で、この比較回路124は増幅器122から出力される受信信
号電圧と前記基準電圧とを比較して受信信号電圧が基準
電圧以上になるとＬレベルの信号を出力するようになっ
ている。ところで、送信トランスデューサ111と受信ト
ランスデューサ121は、ノズル４に近接するとともに、
ノズル４に対して対称位置となるように、かつノズル４
の先端を含む面内に位置するようにノズルヘッド９に設
置されている。

次に、被検眼Ｅとノズル４の先端との間の距離の求め
かたの原理について説明する。

送信トランスデューサ111と被検眼Ｅとを結ぶ直線111
aとアライメント軸線Eiとのなす角度をθとし（被検眼
Ｅと受信トランスデューサ121とを結ぶ直線121aとアラ
イメント軸線Eiとのなす角度もθとする。）、送信トラ
ンスデューサ111と被検眼Ｅとの距離および被検眼Ｅと
受信トランスデューサ121との距離をそれぞれL₀とし、
超音波の空気中の速度をＣとすると、 L₀＝CT/2 − の関係が成立する。ただし、Ｔは送信トランスデューサ
111から発せられた超音波が受信トランスデューサ121に
到達するまでの時間である。

また、Ｌ＝L₀COSθであるから、式より、 L₀＝（CTCOSθ）/2 となる。そして、送信トランスデューサ111および受信
トランスデューサ121はノズル４近辺に設置されている
のでθ≒０となり、COSθ≒１であるからＬ＝CT/2となる。

したがって、Ｃは既知であるから時間を測定すれば距
離Ｌは求まることになる。

次に、時間Ｔの測定方法について第13図のタイムチャ
ートを参照しながら説明する。

いま、時点t₁で制御装置117からパルス指令信号が出
力されると、同期パルス発生回路113から同期パルスが
発生し、駆動回路112が同期パルスが出力されている期
間中送信トランスデューサ111を駆動させ、送信トラン
スデューサ111から被検眼Ｅに向けて超音波S₁が発せら
れる。

一方、クロックパルス発生回路114からクロックパル
スが発生しており、また比較回路124からＨレベルの信
号が出力されているので、同期パルス発生回路113から
Ｈレベルの同期パルスが出力されると、アンド回路116
からクロックパルスが出力され（時点t₁）、カウンタ11
5がそのクロックパルスをカウントしていく。

他方、送信トランスデューサ111から発せられた超音
波は被検眼Ｅに達するとともに、ここで反射して受信ト
ランスデューサ121に達し、受信トランスデューサ121か
ら受信信号S₂が出力される。この受信信号S₂が増幅器12
2で増幅された後、比較回路124により基準電圧と比較さ
れる。通常受信信号の電圧が基準電圧よりも大きいので
比較回路124からＬレベルの信号が出力され（時点
t₂）、アンド回路116からのクロックパルスの出力が停
止する。そして、制御装置117は時点t₁から時点t₂まで
にカウントしたカウンタ115のカウント数から時間Ｔを
測定する。ところで、クロックパルスの周期ｆとカウン
タ115のカウント数ｎとの間には、n/f＝Ｔの関係があ
り、これから時間Ｔは容易にもとまる。そして、この時
間Ｔから距離Ｌを求めてこの距離Ｌが最大近接距離Llmi
t（所定距離）以下であるとき、制御装置117は退避信号
を出力する。

第14図および第15図は架台１を後方に退避させる退避
機構を示したものであり、図において、131はベース台
２の天板2a上面に設置されたレールで、このレール131
の上面に複数の突部132が所定間隔を隔てて設けられて
いる。131a,131bはレール131の両端に設けられたストッ
パ、133は架台１に設置された車輪で、この車輪133の周
面133aには所定間隔を隔てて複数の凹部133bが形成され
ていて、突部132と凹部131bとが噛み合うようにして車
輪133がレール132の上を移動していくようになってい
る。

160は一端が連結軸59に接続された長軸で、この長軸1
60は二つの保持具161によって前後方向Ｋに移動可能に
保持されており、この長軸160の中程にラック160aが形
成されて、このラック160aと歯車162とが噛合してい
る。この歯車162は、例えばモータやソレノイド等から
なる回転力を発生させる回転発生装置163の回転軸163a
に接続されていて、この回転軸163aの回転により長軸16
0を前後方向に移動させるようになっている。

回転力発生装置163は、通常フリーな状態になってい
て制御装置117から出力される退避信号を受けると作動
して歯車162を右回転（第14図の上から見た場合）させ
るようになっている。そして、歯車162が回転すると、
ラック160aにより長軸160が後方（第14図において右
方）に移動していく。この移動により連結軸59が長孔2b
に沿って後方に移動していくので、連結軸59に接続され
ているベアリング45が架台１を被検眼から遠ざかる方向
すなわち後方に退避させる。そして、この退避により架
台１が所定距離移動すると、車輪133がレール131のスト
ッパ131bに当たり、回転力発生装置167の負荷が増加
し、この負荷の増加を図示しない回路が検知して回転力
発生装置167の作動が停止される。

ところで、空隙56とベアリング58と連結軸59と長軸16
0と歯車162と回転力発生装置167とで退避手段が構成さ
れる。

上記実施例では、回転力発生装置167が退避信号を受
けると歯車162を回転させて架台１を後方に退避させる
ようになっているが、回転力発生装置167が回転軸167a
の回転をロックして架台１の移動を停止させるようにし
てもよい。

また、上記実施例では、超音波によって被検眼Ｅとの
距離を検出しているがこれに限らず、例えば赤外線セン
サや静電容量センサを使用しても良く、また、非接触式
眼圧計について説明しているが、これに限らず例えばレ
フラクトメータやケラトメータ等にも上記の測距装置や
退避機構を適用できることは勿論である。

また、上記実施例では非接触式眼圧計について説明し
ているが、これに限らず例えばレフラクトメータやケラ
トメータ等にも適用できることは勿論である。

［発明の効果］以上のように、この発明は、装置本体を前後に移動自在に設けた架台を備え、前記
装置本体は装置本体の位置状態を検出してアライメント
の判定を行うアライメント検出手段を備えている眼科器
械であって、前記アライメント検出手段の判定に基づい
て前記装置本体を後方へ自動的に退避させる退避手段を
設けた構成としたので、装置本体によって被検眼が傷付
けられることを自動的且つ未然に防止できる。しかも、
被検眼に対して架台が近接しても、架台が退避手段によ
って被検眼近接位置から速やかに自働退避するので、被
検者に恐怖感を与えることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる非接触式眼圧計の側面図、第
２図は非接触式眼圧計のアライメント装置の構成を示し
たブロック図、第３図ないし第５図は受光面におけるタ
ーゲットの結像点位置を示した説明図、第６図は第１図
の拡大部分断面図、第７図は第６図のVII-VII線に沿う
矢視図、第８図は第２実施例のベース台の縦断面図、第
９図は架台とベース台の断面図、第10図は第９図のA-A
線に沿う矢視図、第11図はワイヤの巻取機構を示した説
明図、第12図は測距装置の構成を示したブロック図、第
13図は測距装置の各回路から出力される信号を示したタ
イムチャート図、第14図は第３実施例のベース台の縦断
面図、第15図は架台とベース台の断面を示した断面図で
ある。１……架台、２……ベース台３……装置本体、11……第１投影光学系 12……第２投影光学系、21……第１受光光学系 22……第２受光光学系、23……ポジションセンサ 26……演算回路、27……記憶回路 28……制御回路、37……ストッパ 38……爪、43……噛合軸 44……直進運動発生装置 56……空隙、58……ベアリング 59……連結軸、60……ワイヤ 61……巻取軸、67……回転力発生装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体を前後に移動自在に設けた架台を
備え、前記装置本体は装置本体の位置状態を検出してア
ライメントの判定を行うアライメント検出手段を備えて
いる眼科器械であって、前記アライメント検出手段の判定に基づいて前記装置本
体を後方へ自動的に退避させる退避手段を設けたことを
特徴とする眼科器械。