JP3429668B2 - 非接触式眼圧計 - Google Patents
非接触式眼圧計Info
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Description
触で測定する非接触式眼圧計の改良に関するものであ
る。
吹き付けて角膜を圧平せしめるとともに、このエアパル
スによる被検眼の角膜の圧平を光学的に検知することに
より、被検眼の眼圧を非接触で測定する非接触式眼圧計
が広く知られている。
例して吹付け圧の増加するエアパルスApを吹き付けると
ともに、被検眼Eに向けて図12のような平行な入射光束
Liを照射する。
は、この入射光束Liの角膜Ecからの反射光束Lrは、図12
のように、角膜Ecの曲率中心RoからRo/2だけ隔てた点
Aから反射光束Lrが放射されるように反射する。
れた状態で入射光束Liが角膜Ecに入射されると、反射光
束Lrは、図13に示すように、そのまま同じ平行光束とな
って反射される。この反射光束Lrは角膜Ecが圧平された
時点でその受光量が最大となるような位置に配置された
図示を略する受光素子により検出される。これにより、
受光量が最大となるまでの時間、即ち角膜Ecが圧平され
るまでの時間To(図11参照)を演算し、この演算値に基
づいて眼圧を算出する。
うな従来の非接触式眼圧計は、平均的な角膜厚み(約0.
522mm)を想定して測定を行い、個人差による角膜厚み
を考慮していないため、眼圧測定値のバラツキが大きい
という問題を有していた。
眼Eの眼圧と、角膜厚みが平均値未満である薄い被検眼
Eの眼圧とを、従来の非接触式眼圧計により測定した場
合、平均値より厚い角膜厚みの眼圧測定値は平均値より
薄い角膜厚みの眼圧測定値よりも大きくなる。角膜Ecは
厚くなるほど圧平されにくいからである。
約0.522mmで±0.04mmの範囲にあり、この被検眼Eの眼
圧を測定する場合には、個人差による角膜厚みの眼圧測
定値のバラツキは、極めて小さいものであり、実用上問
題にならない。しかしながら、屈析矯正手術(PRK)
や角膜表層切除(PTK)を施した被検者の被検眼E
は、上記標準偏差を大きく越えた角膜厚みとなることが
あるので、このような被検眼Eを非接触式眼圧計で眼圧
を測定する場合には、この角膜厚みの差による測定値の
バラツキは許容できないものとなる。
ので、その目的は、角膜厚みに起因する眼圧測定値のバ
ラツキを除去して眼圧を測定できる非接触式眼圧計を提
供することにある。
決するためになされたものであり、請求項1に記載の発
明は、被検眼に向けて気流を吹き付けて角膜を圧平せし
めるとともに、該気流による被検眼の角膜の圧平を光学
的に検知することにより、前記被検眼の眼圧を非接触で
測定する非接触式眼圧計において、前記被検眼の角膜と
装置本体間の作動距離が所定の基準距離に合致したかを
否かを検知する作動距離検知手段と、角膜厚みを測定す
る角膜厚み測定手段と、該角膜厚み測定手段からの出力
に基づいて前記基準距離を変更する基準距離変更手段と
を備えたことにある。
気流を吹き付けて角膜を圧平せしめるとともに、該気流
による被検眼の角膜の圧平を光学的に検知することによ
り、前記被検眼の眼圧を非接触で測定する非接触式眼圧
計において、前記被検眼の角膜と装置本体間の作動距離
が所定の基準距離に合致したかを否かを検知する作動距
離検知手段と、角膜厚みを測定する角膜厚み測定手段
と、該角膜厚み測定手段からの出力に基づいて前記気流
の圧力上昇曲線を変更する圧力上昇曲線変更手段とを備
えたことにある。
に係わる実施の形態を図面に基づいて説明する。
非接触式眼圧計Sの光学系を示したものである。以下、
光学系側から被検眼Eに向かって被検眼Eの上下方向を
Y方向、被検眼Eの左右方向をX方向、被検眼Eに近接
離間する方向をZ方向とする。
視標投影光学系20と、XYアライメント指標投影光学系
30と、XYアライメント検出光学系40と、角膜変形検出
光学系50と、Zアライメント指標投影光学系60と、Zア
ライメント検出光学系70と、角膜厚み検出投影光学系80
と、角膜厚み検出光学系90とから構成されている。
は、複数個の前眼部照明光源11、気流吹き付けノズル1
2、前眼部窓ガラス13、チャンバー窓ガラス14、ハーフ
ミラー15、対物レンズ16、ハーフミラー17,18,CCD
カメラ19を備えている。O1は前眼部観察光学系10の光
軸を示している。チャンバー窓ガラス14は、気流吹き付
けノズル12にエアパルスを供給する空気噴出装置のシリ
ンダ12aの一部を構成している(図2参照)。このシリ
ンダ12a内には公知のロータリーソレノイドによりピス
トン12bが矢印方向に往復移動される。そして、気流吹
き付けノズル12からエアパルスが被検眼Eの角膜Ecに向
けて噴射される。
気流吹き付けノズル12の内外を通り、チャンバー窓ガラ
ス14,ハーフミラー15を透過し、対物レンズ16により集
束されつつハーフミラー17,18を透過してCCDカメラ
19上に受光され、映像信号に変換されてモニタMoの画面
Gに前眼部像として表示される。
に示すように、可視光を出射する固視標光源21、ピンホ
ール板22、ダイクロイックミラー23、投影レンズ24を備
えている。
ンホール板22、ダイクロイックミラー23を通過し、投影
レンズ24により平行な固視標光とされる。この固視標光
はハーフミラー15で反射され、チャンバー窓ガラス14を
透過し、気流吹き付けノズル12の内部を通過して被検眼
Eに導かれる。被検者は固視標光を固視目標として注視
することにより視線が固定される。
アライメント指標投影光学系30は、図2に示すように、
赤外光を出射するXYアライメント用光源31、集光レン
ズ32、開口絞り33を備えている。
赤外光は、集光レンズ32により集束されつつ開口絞り33
を通過してピンホール板34に導かれる。このピンホール
板34を通過した光束は、ダイクロイックミラー23で反射
され、投影レンズ24によって平行光束とされる。この平
行光束はハーフミラー15で反射され、チャンバー窓ガラ
ス14を透過して気流吹き付けノズル12の内部を通過し、
図3に示すXYアライメント用の指標光Kを形成する。
この指標光Kは、角膜Ecの頂点Pと角膜Ecの曲率中心と
の中間位置に輝点像Rを形成するようにして角膜表面T
から反射される。
イメント検出光学系40は、図2に示すように、ハーフミ
ラー15、対物レンズ16、ハーフミラー17,18、センサ41
を備えている。
ャンバー窓ガラス14,ハーフミラー15を透過し、対物レ
ンズ16により集束されつつハーフミラー17を透過し、そ
の一部がハーフミラー18を透過しかつその残りがハーフ
ミラー18により反射され、センサ41上に輝点像R1が形成
される。輝点像R1の位置情報がセンサ41の出力として後
述する演算制御装置のXYアライメント検出回路部およ
びZアライメント検出補正回路部に出力される。なお、
センサ41には例えば位置検出可能なPSDが用いられ
る。
を透過した指標光Kは、CCDカメラ19上に輝点像R2を
形成する。これにより、図4に示すように被検眼Eの前
眼部像EFとともに、輝点像R2が画面Gに表示される。な
お、Hは図示を略する画像生成手段によって生成された
アライメント補助マークを示している。
系50は、図2に示すように、ハーフミラー15、対物レン
ズ16、ハーフミラー17、ピンホール板51、センサ52を備
えている。
で気流吹き付けノズル12から時間に比例して吹付け圧の
増加するエアパルスが被検眼Eの角膜Ecに向けて噴射す
ると、角膜表面Tから反射された指標光Kは、チャンバ
ー窓ガラス14、ハーフミラー15を透過し、対物レンズ16
により集束されつつハーフミラー17によりその一部が反
射される。このハーフミラー17によって反射された一部
の光束は、ピンホール板51を通過してセンサ52で受光さ
れる。このセンサ52で受光された受光量が後述する制御
装置の角膜変形検出回路部に出力される。なお、センサ
52は例えば光量検出の可能なフォトダイオードからなっ
ている。
イメント指標投影光学系60は、図1に示すように、赤外
光を出射するZアライメント用光源61、集光レンズ62、
開口絞り63、ピンホール板64、投影レンズ65を備えてい
る。O2はZアライメント指標投影光学系60の光軸を示
している。この光軸O2には、図5(a)に示すピンホ
ール板64と図5(b)に示す角膜厚み検出投影光学系80
のスリット板81とが挿脱可能となっており、ピンホール
板64の挿入時にZアライメント調整が行われる。
光は、集光レンズ62により集光されつつ開口絞り63を通
過し、ピンホール板64に導かれる。ピンホール板64を通
過した光束は、投影レンズ65によって平行光束とされ、
図6に示すZアライメント用の指標光Fを形成する。こ
の指標光Fは、角膜Ecに導かれ、輝点像Qを形成するよ
うにして角膜表面Tにおいて反射される。
ント検出光学系70は、図1に示すように、結像レンズ7
1、Y方向にパワーを持ったシリンドリカルレンズ72、
センサ73を備えている。O3はZアライメント検出光学
系70の光軸を示している。
結像レンズ71によって集束されつつシリンドリカルレン
ズ72に導かれ、シリンドリカルレンズ72を介してセンサ
73上に輝点像Q1が形成される。
として後述する演算制御装置のZアライメント検出補正
回路部に出力される。なお、センサ73は例えば位置検出
可能なラインセンサやPSDからなっている。
投影光学系80は、Zアライメント指標投影光学系60と同
一であり、赤外光を出射する光源61、集光レンズ62、開
口絞り63、スリット板81、投影レンズ65を備えている。
なお、角膜厚み検出時には図5(b)に示すスリット板
81がZアライメント指標投影光学系60の光軸O2に挿入
される。
ズ62により集光されつつスリット板81に導かれる。スリ
ット板81を通過したスリット光束Lは、投影レンズ65を
通り角膜Ecに導かれ、角膜表面Tから角膜内部に向かっ
て横切るように照射される。
系90は、Zアライメント検出光学系70と光学系が同じで
あり、図1に示すように、結像レンズ71、センサ73を備
えている。
光束は、結像レンズ71によって集束されセンサ73上に導
かれる。そして、センサ73は、図7に示すように、角膜
表面Tからの反射光束Lt,角膜内皮細胞Nからの反射光
束Ln,角膜実質Mからの反射光束Lmの受光量を検出し、
その受光量は後述する演算制御装置の角膜厚み検出回路
部に出力される。
接触式眼科装置Sは、図8に示すように、演算制御装置
100を備えているとともに、この演算制御装置100の出力
により光学測定部CをX方向へ駆動制御するX方向駆動
機構部120と、Y方向へ駆動制御するY方向駆動機構部1
21と、Z方向へ駆動制御するZ方向駆動機構部122とを
備えている。
源電源部101と、三次元駆動制御部102と、XYアライメ
ント検出回路部103と、Zアライメント検出補正回路部1
04と、角膜厚み検出回路部105と、角膜変形検出回路部1
06と、被検眼Eの角膜Ecと気流吹き付けノズル12との基
準距離設定部107と、ロータリーソレノイド用駆動部108
と、演算制御部110とを備えている。
イメント検出回路部103は、センサ41から入力される輝
点像R1の位置情報を基準位置情報と比較し、角膜Ecの中
心に対する光学測定部Cの光軸O1のXY方向のズレ量
±ΔX,±ΔYを検出する。
イメント検出補正回路部104は、センサ73から入力され
る輝点像Q1の位置情報及びXYアライメント検出回路部
103から入力されるズレ量±ΔX,±ΔYに基づき角膜E
cの頂点Pと光学測定部CとのZ方向のズレ量±ΔZを
検出する機能を有する。
104は、輝点像Q1の位置情報を輝点像Qcの位置情報と比
較して求めたずれ量ΔQ1、XYアライメント検出回路部
103により検出されるずれ量ΔXとから、Zアライメン
ト基準距離lzに対する角膜Ecと光学測定部CとのZ方向
のずれ量ΔZを次の式1に基づいて求める。
のなす角度、mはZアライメント光学系70の結像倍率を
示している。
作動距離検知手段として機能する。
部105は、図9に示すように、センサ73上での角膜表面
Tからの反射光束Ltによるピーク受光量αの中心番地
α’と、角膜内皮細胞Nからの反射光束Lnによるピーク
受光量βの中心番地β’とを判断して両ピーク番地
α’,β’の間隔Wを求める。この間隔Wは、図10に示
すように、Zアライメント指標投影光学系60の光軸O2
が角膜表面Tと交差する点aからZアライメント検出光
学系70の光軸O3に下ろした垂線の交点dまでの距離に
相当するので、前眼部観察光学系10の光軸O1とZアラ
イメント検出光学系70の光軸O3の光軸角θとセンサ73
の位置の像倍率及び角膜Ecの表面曲率を与えて角膜厚み
Wtを演算する。なお、角膜Ecと空気の屈折率の相違を無
視したものであり、実際は屈折率を考慮し、補正を加え
て角膜厚みWtを演算することが好ましい。この角膜厚み
検出回路部105は角膜厚み測定手段として機能する。
部106は、角膜Ecの頂点Pに指標光Kを投影した状態で
気流吹き付けノズル12から時間に比例して吹付け圧の増
加するエアパルスを被検眼Eの角膜Ecに向けて噴射し、
角膜Ecからの反射光をセンサ52で受光する。そして、角
膜変形検出回路部106は、センサ52から入力される受光
量が最大となるまでの時間、すなわち角膜Ecが圧平され
るまでの時間に基づいて、又は、角膜Ecが圧平された時
点のシリンダ12a内の圧力に基づいて、被検眼Eの眼圧
を測定する機能を有する。
は、被検眼Eの眼圧を測定する場合における光学測定部
Cと角膜Ecとの間の基準距離lzを設定する。この基準距
離lzは、通常、角膜厚みWtが平均値0.522mm±0.04mm範
囲内の11mmとして設定されている。また、基準距離設定
部107は、角膜厚みWtが平均値より大幅に厚い場合にお
ける基準距離lzとして9mmの作動距離lsを設定し、角膜
厚みWtが平均値より大幅に薄い場合における基準距離lz
として13mmの作動距離lsを設定している。この基準距離
lzおよび作動距離lsは、例えば、基準距離設定部107の
図示を略する記憶部に記憶されている。
源部101に点灯信号を出力し、光源電源部101により前眼
部照明光源11と固視標光源21とXYアライメント用光源
31とZアライメント用光源61とを点灯させる。
回路部103からの情報を三次元駆動制御部102に出力し、
XY方向駆動機構部120、121に角膜Ecの中心と光学測定
部CとのXYアライメント調整を行わせる。
検出回路部104からの情報を三次元駆動制御部102に出力
し、Z方向駆動機構部122に角膜Ecと光学測定部Cとの
Zアライメント調整を行わせる。
回路部105から角膜厚みWtを入力し、内蔵した図示を略
する比較器で角膜厚みWtと図示を略する記憶部に記憶さ
れた角膜厚さの平均値0.522mmとの比較を行わせる。
準距離設定部107から基準距離lzを変更設定する。すな
わち、角膜厚みWtが角膜厚さの平均値0.522mm+0.04mm
より大幅に厚い場合には作動距離lsを9mmとして基準距
離lzを変更する。一方、角膜厚みWtが角膜厚さの平均値
0.522mm−0.04mmより大幅に薄い場合には作動距離lsを1
3mmとして基準距離lzを変更する。また、角膜厚みWtが
角膜厚さの平均値0.522mm±0.04mmの範囲内であれば基
準距離lzを変更しない。すなわち、演算制御部110は基
準距離変更手段として機能を有する。
場合、変更の作動距離lsに応じ、再度Z方向駆動機構部
122にZアライメント調整を行わせる。そして、演算制
御部110は、ロータリーソレノイド用駆動部108に駆動信
号を出力する。
は、演算制御部110からの駆動信号によりロータリーソ
レノイドの駆動して空気噴出装置のシリンダ12a内のピ
ストン12bを往復道させる機能を有する。
1、61を点灯させる機能を有し、三次元駆動制御部102
は、演算制御部110からのXYZ方向情報をXYZ方向
駆動機構部120、121、122への駆動信号毎に変換し、変
換された各駆動信号に基づいてXYZ方向駆動機構部12
0、121、122を個々に駆動させる機能を有する。
Eの左右方向に光学測定部Cを駆動して角膜Ecと光学測
定部CとのXアライメント調整機能を有する。一方、Y
方向駆動機構部121は、被検眼Eの上下方向に光学測定
部Cを駆動して角膜Ecと光学測定部CとのYアライメン
ト調整機能を有する。また、Z方向駆動機構部122は被
検眼Eの近接離間方向に光学測定部Cを駆動して角膜Ec
と光学測定部CとのZアライメント調整機能を有する。
作について説明する。
源11と固視標光源21とXYアライメント用光源31とZア
ライメント用光源61とが点灯され、被検眼Eに固視用標
光が照射され、被検眼Eの前眼部像EF、アライメント補
助マークHおよびXYアライメント指標光による輝点像
R2がモニタMoの画面Gに表示される。
ながら、図示を略するジョイスティックを作動させ、輝
点像R2をアライメント補助マークH内に入れるととも
に、前眼部像がモニタMo上で鮮明に観察できるようにす
る。すると、XYアライメント検出回路部103のセンサ4
1が輝点像R1を検出可能となるとともに、Zアライメン
ト検出補正回路部104のセンサ73が輝点像Q1を検出可能
となる。これにより、XYアライメント検出回路部103
のズレ量±ΔX,±ΔYに基づき三次元駆動制御部102
を介してX,Y方向駆動機構部120,121が駆動され、角
膜Ecと光学測定部CとのXYアライメント調整が行われ
る。
レ量±ΔZに基づき三次元駆動制御部102を介してZ方
向駆動機構部122を駆動して角膜Ecと光学測定部Cとの
Zアライメント調整が自動的に行われる。
定範囲内に入ったとの判断がなされると、Zアライメン
ト指標投影光学系60の光軸O2上にピンホール板64に代
わってスリット板81が挿入され、スリット光束Lの角膜
表面Tからの反射光束Ltと角膜内皮細胞Nからの反射光
束Lnとがセンサ73で検出される。この反射光束Ltによる
ピーク受光量αの中心番地α’と、反射光束Lnによるピ
ーク受光量βの中心番地β’とから角膜厚み検出回路部
105により両ピーク番地α’,β’の間隔Wが求められ
て角膜厚みWtが検出される。この角膜厚みWtが演算制御
部110に入力され、図示を略する画像生成手段を介して
角膜厚みWtがモニタMoの画面Gに表示される。一方、検
出の角膜厚みWtと平均値との比較が演算制御部110にて
行われる。
に厚い場合、演算制御部110により基準距離設定部107の
基準距離lzが11mmから9mmの作動距離lsに変更され、気
流吹き付けノズル12が角膜Ecから9mm離れた位置とな
る。これにより、気流吹き付けノズル12が近づいた分、
エアパルスが実質的に強まって角膜Ecの角膜厚みWtが平
均値より大幅に厚い場合であっても正確な眼圧測定ので
きる状態となる。
場合、演算制御部110により基準距離設定部107の基準距
離lzが11mmから13mmの作動距離lsに変更され、気流吹き
付けノズル12が角膜Ecから13mm離れた位置となる。これ
により、気流吹き付けノズル12が遠遠ざかった分、エア
パルスが実質的に弱まって角膜厚みWtが平均値より大幅
に薄い場合であっても正確な眼圧測定のできる状態とな
る。なお、角膜厚みWtが平均値であれば、基準距離lzの
変更が行われず、気流吹き付けノズル12が角膜Ecから11
mm離れた位置のままである。
度、三次元駆動制御部102を介してZ方向駆動機構部122
を駆動して角膜Ecと光学測定部CとのZアライメント調
整が行われる。
眼圧測定の手順に移行し、角膜Ecの頂点Pに指標光Kを
投影した状態で被検眼Eの角膜Ecに向けてエアパルスが
噴射される。そして、センサ52からの受光量が最大とな
るまでの時間、すなわち角膜Ecの圧平されるまでの時間
に基づいて、又は、角膜Ecが圧平された時点のシリンダ
12a内の圧力に基づいて、角膜変形検出回路部106にて眼
圧値γが測定される。
れ、図示を略する画像生成手段を介して眼圧値γがモニ
タMoの画面Gに表示される。
動距離lsを変更したが、角膜厚みWtに応じて空気噴出装
置から供給されるエアパルスの圧力上昇を変化させても
良い。すなわち、角膜Ecが厚いときは、図11に示すエア
パルスApの圧力上昇曲線を上げ、隔膜Ecが薄いときは、
エアパルスApの圧力上昇曲線を下げる。その他、ロータ
リーソレノイド駆動手段108に制御機能を付加させ、演
算制御部110から隔膜厚みWtの情報を基にピストン12bの
駆動速度を変化させる。
角膜厚みに応じて被検眼の角膜と装置本体間の作動距離
が変更されるので、又、隔膜厚みに応じてエアパルスの
圧力上昇を変化させるので、角膜厚みに起因するバラツ
キを除去して眼圧を測定できる。
系、Zアライメント光学系および角膜厚み検出光学系の
要部構成図である。
ライメント指標投影光学系、XYアライメント検出光学
系および角膜変形検出光学系の要部構成図である。
光により角膜表面から反射光束が反射する図である。
ークを表示したモニタMoの画面図である。
スリット板の図である。
ト用の指標光により角膜表面から反射光束が反射する図
である。
から反射光束および角膜内皮細胞から反射光束が反射す
る図である。
クおよび各光学系の収納された光学測定部CのXYZ方
向駆動機構部を示す図である。
地と角膜内皮細胞Nからの反射するピーク受光量の中心
番地との間隔Wを検出する説明図である。
みを求める説明拡大図である。
ルスおよび角膜の圧平時間を示す図である。
圧測定光の入射光束と反射光束とを示す図である。
圧平された角膜への眼圧測定光の入射光束と角膜からの
反射光束とを示す図である。
段) 105…角膜厚検出手段(角膜厚み測定手段) 110…演算制御部(基準距離変更手段) E…被検眼 Ec…角膜 S…非接触式眼圧計 Wt…角膜厚み lz…Zアライメント基準距離(基準距離) ls…作動距離
Claims (2)
- 【請求項1】 被検眼に向けて気流を吹き付けて角膜を
圧平せしめるとともに、該気流による被検眼の角膜の圧
平を光学的に検知することにより、前記被検眼の眼圧を
非接触で測定する非接触式眼圧計において、 前記被検眼の角膜と装置本体間の作動距離が所定の基準
距離に合致したかを否かを検知する作動距離検知手段
と、角膜厚みを測定する角膜厚み測定手段と、該角膜厚
み測定手段からの出力に基づいて前記基準距離を変更す
る基準距離変更手段とを備えたことを特徴とする非接触
式眼圧計。 - 【請求項2】 被検眼に向けて気流を吹き付けて角膜を
圧平せしめるとともに、該気流による被検眼の角膜の圧
平を光学的に検知することにより、前記被検眼の眼圧を
非接触で測定する非接触式眼圧計において、 前記被検眼の角膜と装置本体間の作動距離が所定の基準
距離に合致したかを否かを検知する作動距離検知手段
と、角膜厚みを測定する角膜厚み測定手段と、該角膜厚
み測定手段からの出力に基づいて前記気流の圧力上昇曲
線を変更する圧力上昇曲線変更手段とを備えたことを特
徴とする非接触式眼圧計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08104798A JP3429668B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 非接触式眼圧計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08104798A JP3429668B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 非接触式眼圧計 |
Publications (2)
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