JP3577071B2 - Non-contact tonometer - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気流が吹き付けられたときの被検眼角膜の変形状態を光学的に検出することにより、被検眼の眼圧を高い精度で測定できるようにした非接触式眼圧計に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、非接触式眼圧計には、被検眼の角膜に気流を吹き付けることにより角膜を変形させるための気流吹き付け手段と、その角膜に光束を投影して角膜変形に伴う反射光束の光量変化を検出することにより角膜の変形を検出する角膜変形検出光学系とを備えたものが知られている。
【0003】
この従来の非接触式眼圧計は、その気流吹き付け手段の一部を構成するロータリソレノイドを作動させてピストンを駆動すると、その気流吹き付け手段のノズルから気流が角膜に向けて放出される。この際、角膜は気流の圧力の変化に伴って図1に示すように変形される。
【0004】
ところで、図1に示すように、角膜Cは、気流の放出開始直後はほとんど変形されない(期間t1を参照)。しかし、角膜Cは、この気流の放出開始から所定の時間が経過して気流の放出圧力が増加すると、実線で示すように変形され(期間t2参照)、気流の放出圧力が更に増加すると偏平C´に圧平される(時刻t0参照)。
【0005】
そして、気流の放出圧力が更に増加すると、期間t3,t4で示すように角膜Cが凹むことになる。この際、角膜Cからの反射光束の光量は、その角膜Cが偏平に向かって変形するに伴って増加し、偏平状態において理論的に最大となり、偏平状態から凹に変形するに伴って減少する。従って、この様な角膜の変形に際しては、符号Dで示すような光量変化曲線を描くことになる。
【0006】
一方、気流の圧力は時間の経過に伴って図2に示すように圧力変化曲線Pとして表示される。角膜Cが偏平状態のときの気流吹き付け手段内の圧力値と被検眼の眼圧値との間には相関関係があるので、光量変化曲線Dがピーク値D´を示すときの圧力変化曲線Pの圧力値P0を求めて、この圧力値P0から眼圧値IOPが演算回路を用いて演算することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、種々の外因によって光量変化曲線Dに基づいて角膜が偏平状態になる時点を特定し難いこともある。例えば、図4に示すように涙、まつ毛等のために光量変化局線に細かい乱れが生じることもある。この場合にはピーク位置が特定できず、角膜が偏平状態となる時点を正確に特定できない。また、図3に示すように角膜の弾性の大きさの違いにより光量が緩やかに増加、減少するときもある。この場合にもピーク位置が特定し難いことになる。そこで、従来の非接触式眼圧計では、光量変化曲線の光量増加側と減少側とにおいて同一反射光量レベルとなる反射光量対応点の位置をそれぞれ求めると共に、この各反射光量対応点の間の前記光量変化曲線の反射光量レベルを積算することにより、眼圧値を測定するための反射光量対応重心点Zを演算し、この反射光量対応重心点Zを真のピーク位置として眼圧値IOPを測定するようにしたものが知られている。(例えば、特許文献1参照)
しかし、このような重心点を算出する方法は、比較的出現する割合の高い光量変化曲線のパターンに適した角膜の偏平時点の算出方法である。そのため、比較的出現する割合の低い特殊なパターン、例えば眼圧の極端に高い場合のパターンが出現した場合には角膜が偏平となる時点を誤って算出する場合があり、得られた眼圧値は信頼性に欠けるという問題があった。
【0008】
即ち、高眼圧になると、角膜が気流に吹き付けられて偏平となるまでより、偏平から更に凹む状態となるまでがより多くの気流を吹き付けなければならない。そのため、特開平5−56930号公報のような重心点を算出する方法では、高眼圧になるほど、真の眼圧値より高い値を表示するという問題がある。
【0009】
図6は、高眼圧眼の光量変化曲線Dを示したものである。高眼圧眼でない場合には、破線で示される曲線からX´Y´´が求められるが、高眼圧の場合には実線のようになるので、X´Y´から反射光量対応重心点を算出していくため、真の眼圧より高く表示され、好ましくない。
【0010】
また、従来、非接触式眼圧計では、得られた光量変化曲線Dをプリンター等により出力し、得られた眼圧値の信頼性を判断するのに役立てるようにした例が知られている。
【0011】
しかし、曲線を表示するのみでは曲線のどの点を角膜の偏平時点と判断して眼圧値を算出したのか分からない。従って、特殊なパターンが得られた場合には得られた眼圧値が正確な値でであるのか分からず、信頼性に欠けるという問題があった。
【0012】
そこで、本発明はこれらの問題を解決し、算出される眼圧値の信頼性を向上させることを目的とする。
【特許文献1】
特開平5−56930号公報(図5参照)
【0013】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項1の発明は、測定光束を被検眼角膜に投影する投影手段と、前記被検眼角膜からの前記測定光束の反射光を受光する受光センサと、前記測定光束の前記被検眼角膜からの反射光を受光センサに案内する角膜変形検出光学系と、前記被検眼角膜に空気パルスを吹き付けて前記被検眼角膜を変形させる気流吹付け手段と、この気流吹付け手段により前記被検眼角膜を変形させたときの前記受光センサの出力変化である光量変化曲線に基づき前記被検眼角膜の所定変形点を求めて眼圧を算出する算出手段とを備え、前記算出手段は、前記光量変化曲線のうち所定の光量検出レベル以上の部分の光量を積算して反射光量対応重心点を求め、この求めた前記反射光量対応重心点に対応する前記空気パルスの圧力から前記被検眼角膜の眼圧値を求めると共に、前記被検眼角膜の眼圧値が所定値を越える場合には、前記光量変化曲線の最大光量が得られた点を前記被検眼角膜の所定変形点として演算する非接触眼圧計としたことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の眼科器械の発明の実施の形態を非接触式眼圧計に適用し、図面に基づいて説明する。
【0015】
図7(A)及び図8において、10は固視用の注視目標を被検眼Eに投影する固視標投影光学系、20は被検眼Eを含めて前眼部像を観察すると共に光軸Oと被検眼Eの視軸O’との整合検出(アライメント検出)が可能な前眼部観察光学系、30は被検眼Eにアライメント光束を投影するアライメント光投影光学系、40は被検眼Eに対する作動距離を検出するアライメント光結像光学系、50は角膜Cの変形を光学的に検出する角膜変形検出光学系である。
【0016】
固視標投影光学系10は、可視光を出射するLED11、ピンホール12、可視光を透過し且つ近赤外光を反射する特性を有する波長分割フィルター13、コリメータレンズ14、ハーフミラー15、チャンバー窓ガラス16、気流吹付用の噴射ノズル17(気流吹付手段)を有する。チャンバー窓ガラス16は、噴射ノズル17に空気パルスを供給するためのシリンダ部材等の供給装置を包囲する枠体となっている。尚、このシリンダ部材は、図示しないロータリソレノイドで駆動されるピストンを有していて、このピストンがロータリーソレノイドで作動させられると、圧縮空気を噴射ノズル17に供給するようになっている。この構造は周知のものを採用するので、具体的な図示は省略する。
【0017】
LED11から出射された注視目標となる可視光は、ピンホール12を通過して波長分割フィルター13を透過し、コリメータレンズ14により平行光束とされてハーフミラー15に反射された後、チャンバー窓ガラス16を透過し、噴射ノズル17の内部を通って被検眼Eの角膜Cに像が提示される。
【0018】
前眼部観察光学系20は、前眼部観察用として左右から被検眼Eをダイレクトに照明する赤外光を出射する複数のLED21、噴射ノズル17の先端に固定のカバーガラス22、噴射ノズル17の一端を支持する受けガラス23、チャンバー窓ガラス16、ハーフミラー15、対物レンズ24、ハーフミラー25、結像レンズ26、CCDカメラ27を有する。
【0019】
被検眼Eにて反射されたLED21からの赤外反射光は、ガラス22,23及びチャンバー窓ガラス16、ハーフミラー15を透過して対物レンズ24により平行光束とされ、ハーフミラー25を透過した後、結像レンズ26に集光されてCCDカメラ27に結像される。
【0020】
CCDカメラ27に結像された赤外反射光束は、画像処理回路Gに入力されて信号化され、図7(B)に示すように、モニタテレビM(画像表示手段)の画面28に前眼部像E’が表示される。また、画面28には、アライメントエリア28aが電気的に合成表示される。
【0021】
アライメント光投影光学系30は、アライメント操作用と眼圧検出用とに兼用されるLED31、コンデンサーレンズ32,33、開口絞り34、角膜Cへ投影される像を形成するためのピンホール35、波長分割フィルター13、コリメータレンズ14、ハーフミラー15、チャンバー窓ガラス16、噴射ノズル17を有する。ピンホール35はコリメータレンズ14の後側焦点位置に配設されている。
【0022】
LED31から出射された近赤外光は、コンデンサーレンズ32,33、開口絞り34、ピンホール35を通過して波長分割フィルター13に反射され、コリメータレンズ14により平行光束とされてハーフミラー15に反射された後、チャンバー窓ガラス16を透過し、噴射ノズル17の内部を通って被検眼Eの角膜Cに投影され、この角膜Cで反射される。
【0023】
また、角膜Cで反射された角膜反射光束は、前眼部観察光学系20により、ガラス22,23,16並びにハーフミラー15を透過して対物レンズ24により平行光束とされ、その一部はハーフミラー25を透過した後、結像レンズ26によって集光されてCCDカメラ27に結像されて画面28に視標像28bが合成表示される。
【0024】
検者は、視標像28bがアライメントエリア28aに入るように装置本体を3次元的に移動させる。アライメントがずれている場合には、視標像28bは画面28内で上下左右方向に移動し、作動距離がずれている場合には視標像28bが大きくなってアライメントエリア28aからはみ出る。これにより、検者はアライメントと概略の作動距離合わせを行うことができる。
【0025】
アライメント光結像光学系40は、カバーガラス22からハーフミラー25に至る光学部品を共用すると共に、結像レンズ41、反射ミラー42、ハーフミラー43、絞り44,45、受光センサ46,47を有する。
【0026】
角膜Cで反射されたアライメント反射光束は、その一部がハーフミラー25に反射されて結像レンズ41に導かれ、結像レンズ41で集光されつつ反射ミラー42に反射されてハーフミラー43によりその一部が透過しその他の一部が反射される。ハーフミラー43を透過したアライメント反射光束は絞り44を経て受光センサ46に結像される。また、ハーフミラー43に反射されたアライメント反射光束は絞り45を経て受光センサ47に結像される。
【0027】
受光センサ46,47は、角膜Cが適正作動距離に有るときにアライメント反射光束が結像する集光位置Pの前後に配設されている。なお、本実施例では、絞り44,45並びに受光センサ46,47は各々同じものが使用できるように設計されている。また、受光センサ46,47は、各々に入射されるアライメント反射光束の光量比をもとに作動距離を図16に示した中央処理装置を含む演算制御回路(算出手段)60に算出させる。
【0028】
例えば、受光センサ46に入射する光量をαレベル、受光センサ47に入射する光量をβレベルとしたとき、
γ=(β−α)/(β+α)
で光量比γを演算することにより作動距離を算出することができ、α=βでγ=0のときに適正作動距離にあると判断する。また、γ>0で被検眼Eと装置本体とが近い状態にあり、γ<0で被検眼Eと装置本体とが遠い状態にある。この場合、光量比γにより検出を行っているため、角膜Cの反射率の影響を受けずに作動距離の検出を行うことができる。
【0029】
一方、画面28には、受光センサ46,47の受光状態に基づいて作動距離認識バー28cが合成表示され、この作動距離認識バー28cの長さを可変させることにより検者に作動距離を認識させる。
【0030】
例えば、画面28に、アライメントエリア28aと同様にして作動距離エリア28dを合成表示させ、作動距離エリア28dの幅を適正作動距離とし、適正作動距離内にあるときには作動距離認識バー28cが作動距離エリア28d内に位置する長さとなり、適正作動距離外にあるときには、その距離に応じて作動距離認識バー28cが作動距離エリア28dからはみ出す長さとなる。さらに、装置本体が被検眼Eに近付き過ぎた場合には、画面28に“TOO CLOSE”等の警告表示を行って検者に認識させる。
【0031】
他方、受光センサ46,47によるアライメント検出は、各センサ46,47の光量が共に所定光量レベル以上であることを確認する。この場合、絞り44,45上でのアライメントによる像の動きによる光量変化は、角膜Cの反射率の変化による影響よりかなり大きいため、角膜Cの反射率の影響は小さくてすみ、測定精度には影響をおよぼさない。さらにアライメント結像光学系40が像側にテレセントリックである場合には、絞り44,45上でのアライメントによる像の動きが同一になるため、よりアライメント検出を正確に行うことができる。
【0032】
角膜変形検出光学系50は、カバーガラス22からハーフミラー25までの各光学部品と、反射ミラー51、絞り52、受光センサ53を有する。
【0033】
受光センサ46,47によりアライメント並びに作動距離の完了が検出されると、図示を略す空気噴射駆動装置へ噴射OK信号が出力され、この噴射OK信号の出力を受けてガラス23,16の間(チャンバー)に空気が噴出されて噴射ノズル17内を通って噴射された空気によって角膜Cが変形される。また、同時にLED31から角膜Cに向けて検出光が出射される。
【0034】
この際の検出光は、図8に示すように、アライメント検出時と同様に、コンデンサーレンズ32,33、開口絞り34、ピンホール35、波長分割フィルター13、コリメータレンズ14、ハーフミラー15、チャンバー窓ガラス16、噴射ノズル17を経て被検眼Eの角膜Cに投影され、この角膜Cで反射される。
【0035】
そして、角膜Cで反射された検出反射光は、噴射ノズル17からハーフミラー25を経て、このハーフミラー25に反射され、反射ミラー51に反射されて絞り52を通過して受光センサ53に結像される。
【0036】
受光センサ53では、角膜Cの変形開始と共に受光センサ53の受光量が増加し、角膜Cが所定偏平状態に達した時に最大の光量が受光され、さらに角膜Cが空気により凹むに従い、その受光量が減少していき、図1に示される光量変化曲線が得られる。
【0037】
光量変化曲線の最大光量時点を所定偏平時とし、その時の空気の圧力又は圧力と相関関係をもつ物理量−例えば空気が噴射ノズル17から噴射し始めてからの時間等−から公知の手順に従い眼圧が求められる。
【0038】
眼圧が求められると、画像処理回路Gにより図7(C)に示されるように眼圧値とその光量変化曲線が画像表示手段Mに画面28に表示される。検者はこの光量変化曲線を確認することで得られた眼圧値が信頼性が高いか否かを判断する。例えば、図9(A)の様にピークa1が一つの光量変化曲線Dであれば信頼性が高く、(B)のように複数のピークa1,a2,a3等がある光量変化曲線Dであれば信頼性が低いと判断でき、この場合には再度測定を行うこととなる。
【0039】
図10は装置の全体図を示していてプリンター101が装置の架台部に組み込まれている。図11はプリンター101により測定結果をプリンター用紙101aに出力した結果であり、このプリンター用紙101aには眼圧値102と光量変化曲線Dが患者のIDと共に表示されている。しかし、以上のように光量変化曲線Dを表示するのであると算出された眼圧値が正しくても信頼性が低いと判断してしまうことがあり、次の例のように角膜の所定偏平時点を併せて表示するのが望ましい。
【0040】
図12は、画面28に光量変化曲線Dと共に圧力変化曲線71を表示し、さらに角膜が所定偏平状態になったと算出した点を破線70(以下、この破線は、眼圧値を求める位置としての所定変形点Dmを光量変化曲線D上で求めるためのマークとして用いる)で光量変化曲線Dに対応づけて表示した例である。
【0041】
図13は、図12の破線70を移動したようすを表している。検者が図10に示されるパネル102のスイッチ(左右方向のカーソルキー等)103,104を操作することにより、このスイッチ操作信号が演算制御回路60に入力される。この際、演算制御回路60は、スイッチ操作に応じて図12に示された様な破線70を時間軸方向(時間t方向)に移動制御する。この際、この破線70の移動は、図示を略す演算制御回路60によって記憶されている圧力変化曲線及び光量変化曲線に対応づけて行われる。しかも、演算制御回路60は、破線70の時間軸方向への移動ごとに眼圧値の算出を逐次やり直し、画面28に表示された眼圧値を変更する。
【0042】
したがって、検者は画面28に表示された光量変化曲線Dの角膜が所定偏平状態となっている位置に破線70を移動することにより、正しい眼圧値が求められる。
【0043】
尚、圧力変化曲線Dは表示する必要はないが、空気パルス発生装置の異常が発見できる利点があり、空気パルス発生装置の圧力を直接測定しているタイプの眼圧計では、表示する方が望ましい。
【0044】
ところで、眼圧測定のための操作は上述したようにして行われるが、正常眼圧の場合と高眼圧の場合の眼圧値を次に示すようにして求めることができる。
【0045】
図14の(A)は正常眼圧(例えば18mmHg)の人眼を測定したときの光量変化曲線Dを示し、図14の(B)は高眼圧(例えば35mmHg)の人眼を測定したときの光量変化曲線D´の説明を簡単にするため、同一グラフ上に表したものである。
【0046】
図14の(A)におけるDmは光量変化曲線の最大光量が得られた点で、これに対応する空気パルスの圧力Plをもとに公知の技術により(第2の演算方法により)IOP1が算出される。同時に光量変化曲線Dの光量検出レベルLを横切る反射光量対応点X及びYとの間の光量変化曲線の光量検出レベルLを積算して、反射光量対応重心点Zの位置を算出し、これに対応する空気パルスの圧力P2をもとに公知の技術により(第1の演算方により)IOP2が算出される。
【0047】
被検眼のまつげ・涙・固視微動等によりDmの位置は、角膜の所定の偏平時点からずれる可能性があり、正常眼圧においては、IOP2を眼圧値として画面28に表示する。
【0048】
同様に高眼圧の場合(図14(B))も、DmからP3を求め公知の技術により、IOP1´が算出され、Z´からP4を求め公知の技術によりIOP2´が算出される。ここでIOP2´>30mmHgの場合は、IOP1´の値を眼圧値として画面28に表示する。これは、高眼圧の場合は、角膜が所定の偏平となるまでより、偏平状態からさらに凹むときの方がより多くの空気が必要となるため、IOP2´の値は、真の眼圧値よりもかなり高い値となってしまうためである。Dm´の位置は、Dmと同様に被検眼の状態によって角膜の所定の偏平時点からずれることがあるが、高眼圧の場合には1〜2mmHgの誤差は臨床上問題とならない。
【0049】
尚、IOP1を採用するかIOP2を採用するかは、装置の測定レンジ切換スイッチ105(図10(b))の切換に応じ選択させても良いし、画面28に図14のグラフに相当するものを表示させ、パネル102のスイッチ106,107等を利用して検者にH(高眼圧),L(低眼圧)のいずれかを選択させるようにしても良い。尚、図10中、Jはジョイステックレバーである。
【0050】
図15は、第2の実施例で求めた眼圧測定値のプリントアウトのフォーマットを示したものである。(A)は正常眼圧で実線で示されるZ点から求められたIOP2が眼圧値として表示され、破線70で示されるDmから求められたIOP1が()付きで表示されている。又、矢印を実線に付記してZ点から求めたIOP2が()なしの測定値18mmHgであることを知らしめている。同様に(B)は高眼圧眼の測定結果で、破線で示されるDm´から求めたIOP1´が()なしの測定値33mmHgであることが分かるようになっている。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1の発明は、測定光束を被検眼角膜に投影する投影手段と、前記被検眼角膜からの前記測定光束の反射光を受光する受光センサと、前記測定光束の前記被検眼角膜からの反射光を受光センサに案内する角膜変形検出光学系と、前記被検眼角膜に空気パルスを吹き付けて前記被検眼角膜を変形させる気流吹付け手段と、この気流吹付け手段により前記被検眼角膜を変形させたときの前記受光センサの出力変化である光量変化曲線に基づき前記被検眼角膜の所定変形点を求めて眼圧を算出する算出手段とを備え、前記算出手段は、前記光量変化曲線のうち所定の光量検出レベル以上の部分の光量を積算して反射光量対応重心点を求め、この求めた前記反射光量対応重心点に対応する前記空気パルスの圧力から前記被検眼角膜の眼圧値を求めると共に、前記被検眼角膜の眼圧値が所定値を越える場合には、前記光量変化曲線の最大光量が得られた点を前記被検眼角膜の所定変形点として演算する構成としたので、所定変形点を変更可能して、反射光量変化曲線から角膜の所定偏平時を求める演算方法を眼圧値に応じて変えることができ、実用上より精度の高い測定値を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】気流吹き付け時の被検眼角膜からの反射光の光量変化が急峻な場合を示す説明図である。
【図2】気流吹き付け時の被検眼角膜からの反射光の光量変化と圧力変化との関係を示す説明図である。
【図3】気流吹き付け時の被検眼角膜からの反射光の光量変化が緩やかな場合を示す説明図である。
【図4】気流吹き付け時の被検眼角膜からの反射光の光量変化のピークが複数ある場合を示す説明図である。
【図5】気流吹き付け時の被検眼角膜からの反射光の光量変化と圧力変化とから眼圧値を求めるための関係を示す説明図である。
【図6】気流吹き付け時の高眼圧の被検眼角膜からの反射光の光量変化がを示す説明図である。
【図7】(a)はこの発明にかかる非接触式眼圧計の光学系を示す説明図、(b)は(a)の光学系により撮像された被検眼前眼部像をモニター画面映し出したときの説明図、(c)は(a)の光学系を備える非接触式眼圧計により気流を被検眼角膜に吹き付けた時の被検眼角膜からの反射光の光量変化を示す説明図である。
【図8】図7に示した非接触式眼圧計の作用説明図である。
【図9】(A),(B)は光量変化曲線の説明図である。
【図10】(a)は図7に示した光学系を備える非接触式眼圧計の説明図、(b)は(a)の要部拡大説明図である。
【図11】図7に示した非接触式眼圧計による測定結果のプリント例を示す説明図である。
【図12】この発明にかかるモニター画面への表示例を示す説明図である。
【図13】図12に示した所定変形点を示すマーク(破線)を移動させたときの説明図である。
【図14】正常眼圧の人と高眼圧の人の光量変化を示す説明図である。
【図15】(A)は正常眼圧の人の光量曲線から眼圧値を求める例を示し、(B)は高眼圧の人の光量変化曲線から眼圧値を求める例を示す説明図である。
【図16】この発明にかかる非接触式眼圧計の制御回路図である。
【符号の説明】
11…LED(投影手段)
17…噴射ノズル(気流吹付手段)
53…受光センサ(受光光学系)
D,D´…光量変化曲線
C…被検眼角膜
Dm,Dm´…所定変形点
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-contact tonometer capable of measuring an intraocular pressure of a subject's eye with high accuracy by optically detecting a deformed state of a cornea of the subject's eye when airflow is blown.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a non-contact tonometer has airflow blowing means for deforming the cornea by blowing airflow onto the cornea of the eye to be inspected, and projecting a light flux on the cornea to measure a change in the amount of reflected light flux accompanying the corneal deformation. A corneal deformation detecting optical system that detects corneal deformation by detecting the corneal deformation is known.
[0003]
In this conventional non-contact tonometer, when a rotary solenoid which constitutes a part of the airflow blowing means is operated to drive the piston, an airflow is emitted from the nozzle of the airflow blowing means toward the cornea. At this time, the cornea is deformed as shown in FIG. 1 according to the change in the pressure of the airflow.
[0004]
By the way, as shown in FIG. 1, the cornea C is hardly deformed immediately after the start of the discharge of the airflow (see the period t1). However, the cornea C is deformed as shown by a solid line when the discharge pressure of the airflow increases after a predetermined time has elapsed from the start of the discharge of the airflow (see period t2). '(See time t0).
[0005]
Then, when the discharge pressure of the airflow further increases, the cornea C is dented as shown by periods t3 and t4. At this time, the light amount of the reflected light flux from the cornea C increases as the cornea C deforms toward flattening, reaches a theoretical maximum in the flattened state, and decreases as the cornea C deforms from the flattened state to concave. . Therefore, in such a deformation of the cornea, a light amount change curve as indicated by a symbol D is drawn.
[0006]
On the other hand, the pressure of the airflow is displayed as a pressure change curve P over time as shown in FIG. Since there is a correlation between the pressure value in the airflow blowing means and the intraocular pressure value of the subject's eye when the cornea C is in the flat state, the pressure change curve P when the light quantity change curve D shows the peak value D ' And the intraocular pressure value IOP can be calculated from the pressure value P0 using an arithmetic circuit.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, it may be difficult to specify the time point at which the cornea enters the flattened state based on the light amount change curve D due to various external factors. For example, as shown in FIG. 4, fine disturbance may occur in the light amount change local line due to tears, eyelashes, and the like. In this case, the peak position cannot be specified, and the time at which the cornea enters the flat state cannot be specified accurately. Also, as shown in FIG. 3, the light amount may increase or decrease gradually due to the difference in the magnitude of the elasticity of the cornea. Also in this case, it is difficult to specify the peak position. Therefore, in the conventional non-contact tonometer, the positions of the reflected light amount corresponding points having the same reflected light amount level on the light amount increasing side and the light amount increasing side of the light amount change curve are obtained, and the position between the reflected light amount corresponding points is determined. By integrating the reflected light amount levels of the light amount change curve, a reflected light amount corresponding centroid point Z for measuring an intraocular pressure value is calculated, and the reflected light amount corresponding centroid point Z is measured as a true peak position to measure an intraocular pressure value IOP. Known to do so. (For example, see Patent Document 1)
However, such a method of calculating the center of gravity is a method of calculating the flattening time of the cornea, which is suitable for the pattern of the light amount change curve having a relatively high appearance ratio. Therefore, when a special pattern with a relatively low appearance rate, for example, a pattern with extremely high intraocular pressure, appears, the time at which the cornea becomes flat may be incorrectly calculated, and the obtained intraocular pressure value may be calculated. Had a problem of lack of reliability.
[0008]
That is, when the intraocular pressure becomes high, more airflow must be blown until the cornea is blown by the airflow and flattened until the cornea becomes further dented. Therefore, in the method of calculating the center of gravity as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-56930, there is a problem that the higher the intraocular pressure, the higher the value of the true intraocular pressure is displayed.
[0009]
FIG. 6 shows a light amount change curve D of the hypertensive eye. When the eye is not a hypertensive eye, X′Y ″ is obtained from a curve indicated by a broken line. In the case of a high intraocular pressure, a solid line is obtained. Since the calculation is performed, it is displayed higher than the true intraocular pressure, which is not preferable.
[0010]
Conventionally, in a non-contact tonometer, an example has been known in which an obtained light amount change curve D is output by a printer or the like to help determine the reliability of the obtained intraocular pressure value.
[0011]
However, simply displaying the curve does not make it clear which point of the curve was determined to be the time of cornea flattening and the intraocular pressure value was calculated. Therefore, when a special pattern is obtained, it is not known whether the obtained intraocular pressure value is an accurate value, and there is a problem that reliability is lacking.
[0012]
Therefore, an object of the present invention is to solve these problems and improve the reliability of the calculated intraocular pressure value.
[Patent Document 1]
JP-A-5-56930 (see FIG. 5)
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the invention according to claim 1 includes a projection unit that projects a measurement light beam onto the cornea of the eye to be inspected, a light receiving sensor that receives reflected light of the measurement light beam from the cornea of the eye to be inspected, A corneal deformation detection optical system that guides the reflected light from the eye cornea to the light receiving sensor, an airflow blowing unit that blows an air pulse to the eye cornea to deform the cornea, and the airflow blowing unit. Calculating means for calculating an intraocular pressure by calculating a predetermined deformation point of the cornea to be examined based on a light quantity change curve which is an output change of the light receiving sensor when the cornea to be examined is deformed, the calculating means comprising: The reflected light amount corresponding centroid point is obtained by integrating the light amount of a portion equal to or higher than a predetermined light amount detection level in the light amount change curve, and the reflected light amount corresponding centroid point is calculated from the pressure of the air pulse corresponding to the obtained reflected light amount corresponding centroid point. Together determine the intraocular pressure value of the cornea, when said intraocular pressure value of the cornea exceeds a predetermined value, calculating the point at which maximum light amount of the light amount change curve is obtained as a predetermined deformation point of the cornea A non-contact tonometer.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the invention of the ophthalmic instrument according to the present invention is applied to a non-contact tonometer, and will be described with reference to the drawings.
[0015]
7A and 8, reference numeral 10 denotes a fixation target projection optical system that projects a fixation target at the eye E, and reference numeral 20 denotes an anterior eye image including the eye E and an optical axis. An anterior eye observation optical system capable of detecting alignment (alignment detection) between O and the visual axis O ′ of the eye E; an alignment light projecting optical system 30 for projecting an alignment light beam onto the eye E; Reference numeral 50 denotes a corneal deformation detection optical system that optically detects the deformation of the cornea C.
[0016]
The fixation target projection optical system 10 includes an LED 11 that emits visible light, a pinhole 12, a wavelength division filter 13 having a property of transmitting visible light and reflecting near-infrared light, a collimator lens 14, a half mirror 15, a chamber. It has a window glass 16 and an injection nozzle 17 (airflow blowing means) for blowing airflow. The chamber window glass 16 is a frame surrounding a supply device such as a cylinder member for supplying an air pulse to the injection nozzle 17. The cylinder member has a piston driven by a rotary solenoid (not shown). When the piston is operated by the rotary solenoid, compressed air is supplied to the injection nozzle 17. Since this structure employs a well-known structure, a specific illustration is omitted.
[0017]
The visible light emitted from the LED 11 to be a gazing target passes through the pinhole 12, passes through the wavelength division filter 13, is converted into a parallel light beam by the collimator lens 14, is reflected by the half mirror 15, and is then reflected by the chamber window glass 16. And an image is presented to the cornea C of the eye E through the inside of the ejection nozzle 17.
[0018]
The anterior ocular segment observation optical system 20 includes a plurality of LEDs 21 for emitting infrared light for directly illuminating the eye E to be inspected from the left and right for anterior ocular segment observation, a cover glass 22 fixed to the tip of the ejection nozzle 17, and an ejection nozzle 17. , A chamber window glass 16, a half mirror 15, an objective lens 24, a half mirror 25, an imaging lens 26, and a CCD camera 27 that support one end of the camera.
[0019]
The infrared reflected light from the LED 21 reflected by the subject's eye E passes through the glasses 22 and 23, the chamber window glass 16 and the half mirror 15, is converted into a parallel light beam by the objective lens 24, and passes through the half mirror 25. The light is condensed by the imaging lens 26 and is imaged on the CCD camera 27.
[0020]
The infrared reflected light flux formed on the CCD camera 27 is input to the image processing circuit G and converted into a signal, and as shown in FIG. 7B, the front eye is displayed on the screen 28 of the monitor television M (image display means). The partial image E 'is displayed. In addition, the screen 28 electrically displays the alignment area 28a.
[0021]
The alignment light projection optical system 30 includes an LED 31 used for alignment operation and for detecting intraocular pressure, condenser lenses 32 and 33, an aperture stop 34, a pinhole 35 for forming an image projected on the cornea C, and a wavelength. It has a split filter 13, a collimator lens 14, a half mirror 15, a chamber window glass 16, and an injection nozzle 17. The pinhole 35 is provided at the rear focal position of the collimator lens 14.
[0022]
The near-infrared light emitted from the LED 31 passes through the condenser lenses 32 and 33, the aperture stop 34, and the pinhole 35, is reflected by the wavelength division filter 13, is converted into a parallel light beam by the collimator lens 14, and is reflected by the half mirror 15. After that, the light passes through the chamber window glass 16, passes through the inside of the ejection nozzle 17, is projected onto the cornea C of the eye E, and is reflected by the cornea C.
[0023]
The corneal reflected light reflected by the cornea C passes through the glasses 22, 23, 16 and the half mirror 15 by the anterior ocular segment observation optical system 20 and is converted into a parallel light by the objective lens 24. After passing through the mirror 25, the light is condensed by the imaging lens 26, formed into an image on the CCD camera 27, and an optotype image 28 b is displayed on the screen 28.
[0024]
The examiner moves the apparatus body three-dimensionally so that the optotype image 28b enters the alignment area 28a. When the alignment is out of alignment, the optotype image 28b moves in the vertical and horizontal directions in the screen 28. When the working distance is out of alignment, the optotype image 28b becomes large and protrudes from the alignment area 28a. This allows the examiner to perform alignment and rough working distance adjustment.
[0025]
The alignment light imaging optical system 40 shares optical components from the cover glass 22 to the half mirror 25, and has an imaging lens 41, a reflection mirror 42, a half mirror 43, diaphragms 44 and 45, and light receiving sensors 46 and 47. .
[0026]
A part of the alignment reflected light beam reflected by the cornea C is reflected by the half mirror 25 and guided to the imaging lens 41, and is reflected by the reflection mirror 42 while being condensed by the imaging lens 41 and is reflected by the half mirror 43. Some are transmitted and others are reflected. The alignment reflected light beam transmitted through the half mirror 43 passes through the stop 44 and forms an image on the light receiving sensor 46. The alignment reflected light beam reflected by the half mirror 43 is imaged on the light receiving sensor 47 via the stop 45.
[0027]
The light receiving sensors 46 and 47 are disposed before and after the light condensing position P where the alignment reflected light flux forms an image when the cornea C is at an appropriate working distance. In the present embodiment, the diaphragms 44 and 45 and the light receiving sensors 46 and 47 are designed so that the same one can be used. In addition, the light receiving sensors 46 and 47 cause the arithmetic and control circuit (calculating means) 60 including the central processing unit shown in FIG. 16 to calculate the working distance based on the light amount ratio of the alignment reflected light flux incident on each of them.
[0028]
For example, when the light amount incident on the light receiving sensor 46 is α level and the light amount incident on the light receiving sensor 47 is β level,
γ = (β-α) / (β + α)
, The working distance can be calculated by calculating the light amount ratio γ. When α = β and γ = 0, it is determined that the working distance is appropriate. Further, when γ> 0, the eye E and the apparatus main body are close to each other, and when γ <0, the eye E and the apparatus main body are far from each other. In this case, since the detection is performed based on the light amount ratio γ, the working distance can be detected without being affected by the reflectance of the cornea C.
[0029]
On the other hand, a working distance recognition bar 28c is combined and displayed on the screen 28 based on the light receiving state of the light receiving sensors 46 and 47, and the examiner can recognize the working distance by changing the length of the working distance recognition bar 28c. .
[0030]
For example, the working distance area 28d is synthesized and displayed on the screen 28 in the same manner as the alignment area 28a, and the width of the working distance area 28d is set as the proper working distance. When the working distance area is within the proper working distance, the working distance recognition bar 28c is displayed as the working distance area. When the distance is outside the proper working distance, the working distance recognition bar 28c protrudes from the working distance area 28d according to the distance. Further, when the apparatus main body is too close to the eye E, a warning display such as "TOO CLOSE" is displayed on the screen 28 to make the examiner recognize.
[0031]
On the other hand, the alignment detection by the light receiving sensors 46 and 47 confirms that the light amounts of the respective sensors 46 and 47 are both equal to or higher than a predetermined light amount level. In this case, since the change in the amount of light due to the movement of the image due to the alignment on the diaphragms 44 and 45 is considerably larger than the effect of the change in the reflectance of the cornea C, the influence of the reflectivity of the cornea C can be small, and the measurement accuracy is low. Has no effect. Further, when the alignment image forming optical system 40 is telecentric on the image side, the movement of the image by the alignment on the diaphragms 44 and 45 becomes the same, so that the alignment can be detected more accurately.
[0032]
The corneal deformation detection optical system 50 includes optical components from the cover glass 22 to the half mirror 25, a reflection mirror 51, an aperture 52, and a light receiving sensor 53.
[0033]
When the completion of the alignment and the working distance is detected by the light receiving sensors 46 and 47, an ejection OK signal is output to an air ejection driving device (not shown). 2), the cornea C is deformed by the air injected through the injection nozzle 17. At the same time, the detection light is emitted from the LED 31 toward the cornea C.
[0034]
As shown in FIG. 8, the detection light at this time is, as in the case of the alignment detection, the condenser lenses 32 and 33, the aperture stop 34, the pinhole 35, the wavelength division filter 13, the collimator lens 14, the half mirror 15, and the chamber window. The light is projected onto the cornea C of the eye E through the glass 16 and the ejection nozzle 17 and is reflected by the cornea C.
[0035]
Then, the detected reflected light reflected by the cornea C passes through the half mirror 25 from the ejection nozzle 17, is reflected by the half mirror 25, is reflected by the reflection mirror 51, passes through the diaphragm 52, and forms an image on the light receiving sensor 53. Is done.
[0036]
In the light receiving sensor 53, the amount of light received by the light receiving sensor 53 increases with the start of deformation of the cornea C. When the cornea C reaches a predetermined flat state, the maximum amount of light is received. Decrease, and the light amount change curve shown in FIG. 1 is obtained.
[0037]
The maximum light amount time point of the light amount change curve is a predetermined flat time, and the pressure of the air at that time or a physical quantity having a correlation with the pressure-for example, the time after the air starts to be injected from the injection nozzle 17-the intraocular pressure is determined according to a known procedure. Desired.
[0038]
When the intraocular pressure is obtained, the image processing circuit G displays the intraocular pressure value and its light amount change curve on the screen 28 on the image display means M as shown in FIG. The examiner determines whether or not the obtained intraocular pressure value is highly reliable by checking the light amount change curve. For example, if the peak a1 is a single light amount change curve D as shown in FIG. 9A, the reliability is high, and as shown in FIG. 9B, the light amount change curve D has a plurality of peaks a1, a2, a3, and the like. In this case, it can be determined that the reliability is low. In this case, the measurement is performed again.
[0039]
FIG. 10 shows an overall view of the apparatus, and the printer 101 is incorporated in a gantry of the apparatus. FIG. 11 shows a result of outputting the measurement result to the printer paper 101a by the printer 101, and the intraocular pressure value 102 and the light amount change curve D are displayed together with the patient ID on the printer paper 101a. However, even if the calculated intraocular pressure value is correct to display the light amount change curve D as described above, it may be determined that the reliability is low. Is desirably displayed together.
[0040]
FIG. 12 shows a pressure change curve 71 together with a light quantity change curve D on the screen 28, and furthermore, a point where the cornea is calculated to be in a predetermined flat state is indicated by a dashed line 70 (hereinafter, this dashed line is a position at which an intraocular pressure value is obtained. This is an example in which the predetermined deformation point Dm is used as a mark for obtaining on the light quantity change curve D) in association with the light quantity change curve D.
[0041]
FIG. 13 illustrates a state where the broken line 70 in FIG. 12 is moved. This switch operation signal is input to the arithmetic and control circuit 60 when the examiner operates switches (cursor keys and the like in the horizontal direction) 103 and 104 on the panel 102 shown in FIG. At this time, the arithmetic control circuit 60 controls the movement of the broken line 70 as shown in FIG. 12 in the time axis direction (time t direction) according to the switch operation. At this time, the movement of the broken line 70 is performed in association with the pressure change curve and the light amount change curve stored by the arithmetic control circuit 60 (not shown). In addition, the arithmetic control circuit 60 sequentially recalculates the intraocular pressure value every time the broken line 70 moves in the time axis direction, and changes the intraocular pressure value displayed on the screen 28.
[0042]
Therefore, the examiner moves the broken line 70 to a position where the cornea of the light amount change curve D displayed on the screen 28 is in a predetermined flat state, so that a correct intraocular pressure value can be obtained.
[0043]
It is not necessary to display the pressure change curve D, but there is an advantage that an abnormality of the air pulse generator can be detected, and it is preferable to display the tonometer of a type in which the pressure of the air pulse generator is directly measured. .
[0044]
The operation for measuring the intraocular pressure is performed as described above, but the intraocular pressure values in the case of normal intraocular pressure and the case of high intraocular pressure can be obtained as follows.
[0045]
FIG. 14A shows a light amount change curve D when a human eye having a normal intraocular pressure (for example, 18 mmHg) is measured, and FIG. 14B shows a light amount change curve when a human eye with a high intraocular pressure (for example, 35 mmHg) is measured. In order to simplify the description of the light amount change curve D ′, the graph is shown on the same graph.
[0046]
In FIG. 14A, Dm is a point at which the maximum light quantity of the light quantity change curve is obtained, and IOP1 is calculated by a known technique (by the second calculation method) based on the pressure P1 of the corresponding air pulse. Is done. At the same time, the light amount detection level L of the light amount change curve between the reflected light amount corresponding points X and Y crossing the light amount detection level L of the light amount change curve D is integrated, and the position of the reflected light amount corresponding centroid point Z is calculated. Based on the corresponding air pulse pressure P2, IOP2 is calculated by a known technique (by a first calculation method).
[0047]
There is a possibility that the position of Dm may deviate from a predetermined flattening time of the cornea due to eyelashes, tears, eye movements, etc. of the subject's eye.
[0048]
Similarly, in the case of a high intraocular pressure (FIG. 14B), P3 is calculated from Dm, and IOP1 'is calculated by a known technique, and P4 is calculated from Z', and IOP2 'is calculated by a known technique. Here, when IOP2 '> 30 mmHg, the value of IOP1' is displayed on the screen 28 as an intraocular pressure value. This is because, in the case of high intraocular pressure, more air is needed when the cornea is further depressed from the flattened state than until the cornea becomes a predetermined flattened shape. This is because the value becomes considerably higher than the above. The position of Dm 'may deviate from the predetermined flattening time of the cornea depending on the condition of the eye to be examined, similarly to Dm. However, in the case of high intraocular pressure, an error of 1 to 2 mmHg does not cause a clinical problem.
[0049]
Whether to use IOP1 or IOP2 may be selected according to the switching of the measurement range changeover switch 105 (FIG. 10 (b)) of the apparatus, and the screen 28 corresponds to the graph of FIG. May be displayed, and the examiner may select one of H (high intraocular pressure) and L (low intraocular pressure) by using the switches 106 and 107 on the panel 102. In addition, in FIG. 10, J is a joystick lever.
[0050]
FIG. 15 shows a printout format of the measured intraocular pressure obtained in the second embodiment. In (A), IOP2 obtained from point Z indicated by a solid line at normal intraocular pressure is displayed as an intraocular pressure value, and IOP1 obtained from Dm indicated by a broken line 70 is displayed in parentheses. An arrow is added to the solid line to indicate that the measured value of IOP2 from point Z is 18 mmHg without parentheses. Similarly, (B) shows the measurement result of the hypertensive eye, and it can be seen that the IOP1 'obtained from Dm' shown by the broken line is the measured value without parentheses (33 mmHg).
[0051]
【The invention's effect】
As described above, the invention according to claim 1 includes a projection unit that projects a measurement light beam onto the cornea of the eye to be inspected, a light receiving sensor that receives reflected light of the measurement light beam from the cornea of the eye to be inspected, and A corneal deformation detection optical system that guides the reflected light from the optometry cornea to a light receiving sensor; airflow blowing means for blowing an air pulse onto the cornea to be examined to deform the cornea; and the airflow blowing means using the airflow blowing means. Calculating means for calculating an intraocular pressure by obtaining a predetermined deformation point of the cornea of the eye to be examined based on a light amount change curve which is an output change of the light receiving sensor when the optometric cornea is deformed, wherein the calculating means comprises: The reflected light amount corresponding centroid point is obtained by integrating the light amount of the portion above the predetermined light amount detection level in the change curve, and the eye to be inspected is obtained from the pressure of the air pulse corresponding to the obtained reflected light amount corresponding centroid point. Together determine the intraocular pressure of the membrane, when said intraocular pressure value of the cornea exceeds a predetermined value, calculates the point at which maximum light amount of the light amount change curve is obtained as a predetermined deformation point of the cornea With the configuration, the predetermined deformation point can be changed , and the calculation method for obtaining the predetermined flattening time of the cornea from the reflected light amount change curve can be changed according to the intraocular pressure value. I got it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a case where a change in the amount of light of reflected light from a cornea of an eye to be examined at the time of airflow blowing is sharp.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a change in the amount of reflected light from the cornea of the eye to be examined and a change in pressure when airflow is blown.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a case where a change in the amount of light of reflected light from the cornea of the eye to be examined during airflow blowing is gentle.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a case in which there are a plurality of peaks in a change in the amount of light of reflected light from the cornea of the eye when the airflow is blown.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship for obtaining an intraocular pressure value from a change in the amount of reflected light from the cornea of the subject's eye and a change in pressure when airflow is blown.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a change in the amount of reflected light from the cornea of the eye with high intraocular pressure at the time of airflow blowing.
7A is an explanatory view showing an optical system of a non-contact tonometer according to the present invention, and FIG. 7B is a monitor screen showing an image of an anterior ocular segment of a subject's eye captured by the optical system of FIG. FIG. 7C is an explanatory view showing a change in the amount of reflected light from the cornea of the eye when the airflow is blown onto the cornea of the eye by the non-contact tonometer having the optical system of FIG.
8 is an operation explanatory view of the non-contact tonometer shown in FIG. 7;
FIGS. 9A and 9B are explanatory diagrams of a light amount change curve.
10A is an explanatory diagram of a non-contact tonometer provided with the optical system shown in FIG. 7, and FIG. 10B is an enlarged explanatory diagram of a main part of FIG.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a print example of a measurement result obtained by the non-contact tonometer shown in FIG. 7;
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a display example on a monitor screen according to the present invention.
13 is an explanatory diagram when a mark (broken line) indicating a predetermined deformation point shown in FIG. 12 is moved.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a change in light amount between a person with normal intraocular pressure and a person with high intraocular pressure.
15A is an explanatory diagram illustrating an example of calculating an intraocular pressure value from a light intensity curve of a person with normal intraocular pressure, and FIG. 15B is an explanatory diagram illustrating an example of calculating an intraocular pressure value from a light intensity change curve of a person with high intraocular pressure. It is.
FIG. 16 is a control circuit diagram of the non-contact tonometer according to the present invention.
[Explanation of symbols]
11 LED (projection means)
17 ... Injection nozzle (air flow blowing means)
53: Light receiving sensor (light receiving optical system)
D, D ': light intensity change curve C: eye cornea Dm, Dm': predetermined deformation point

Claims (1)

測定光束を被検眼角膜に投影する投影手段と、前記被検眼角膜からの前記測定光束の反射光を受光する受光センサと、前記測定光束の前記被検眼角膜からの反射光を受光センサに案内する角膜変形検出光学系と、前記被検眼角膜に空気パルスを吹き付けて前記被検眼角膜を変形させる気流吹付け手段と、この気流吹付け手段により前記被検眼角膜を変形させたときの前記受光センサの出力変化である光量変化曲線に基づき前記被検眼角膜の所定変形点を求めて眼圧を算出する算出手段とを備え、
前記算出手段は、前記光量変化曲線のうち所定の光量検出レベル以上の部分の光量を積算して反射光量対応重心点を求め、この求めた前記反射光量対応重心点に対応する前記空気パルスの圧力から前記被検眼角膜の眼圧値を求めると共に、前記被検眼角膜の眼圧値が所定値を越える場合には、前記光量変化曲線の最大光量が得られた点を前記被検眼角膜の所定変形点として演算することを特徴とする非接触眼圧計。
Projecting means for projecting the measurement light beam onto the cornea of the eye to be inspected, a light receiving sensor receiving the reflected light of the measurement light beam from the cornea of the eye to be inspected, and guiding the reflected light of the measurement light beam from the cornea of the eye to be inspected to a light receiving sensor A corneal deformation detection optical system, airflow blowing means for blowing the air pulse to the cornea to be examined to deform the cornea to be examined, and the light receiving sensor when the cornea to be examined is deformed by the airflow spraying means. Calculation means for calculating intraocular pressure by obtaining a predetermined deformation point of the cornea of the eye to be examined based on a light amount change curve that is an output change,
The calculating means calculates the reflected light quantity corresponding centroid by integrating the light quantity of a portion of the light quantity change curve which is equal to or higher than a predetermined light quantity detection level , and calculates the pressure of the air pulse corresponding to the calculated reflected light quantity corresponding centroid point. The eye pressure value of the cornea to be examined is obtained from the above, and when the intraocular pressure value of the cornea to be examined exceeds a predetermined value, the point at which the maximum light amount of the light amount change curve is obtained is determined by the predetermined deformation of the cornea to be examined. noncontact tonometer characterized by calculating a point.
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