JP4656716B2 - 非接触式眼圧計 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被検眼角膜に気流を吹き付けて被検眼の眼圧を測定する非接触式眼圧計に関する。
【０００２】
【従来技術】
非接触式眼圧計は、被検眼に光束を投影し、その反射光の光量をモニタリングしつつ被検眼に向けて所定のエアパルスを吹き付けて、モニタした反射光量の変化を求め、この光量変化に基づき被検眼角膜の変形状態を演算して眼圧を求める装置である。
【０００３】
この非接触式眼圧計は、正確な測定を行うために、光束の投影光路に瞼や睫毛等が存在していることを避けなければならない。しかし、被検者の中には、瞼の開きが十分でない者も多く、被検者の瞼を強制的に広げないと、この瞼が邪魔になって正確な測定が行えないような場合がある。また、瞼が十分に開いていても、睫毛が光路に入ってしまう場合があり、この睫毛が邪魔になって正確な測定が行えないことがあった。
【０００４】
この問題を解決するために、特開平７−１６２１０号公報に記載の装置では、瞼の開きが十分でない場合には、通常の作動距離Ｗ1より大きい作動距離Ｗ2に設定できるようにしたものが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の装置では、モニタに映った被検眼前眼部像に基づき、検者自身が作動距離を変更すべきかどうかの判断を行った上で、作動距離変更ボタンなどを押すことにより、手動で作動距離の切り換え動作を行っている。このため、検者が操作に不慣れである場合には、明らかに測定が不可能な状態であっても操作を継続してしまい、その結果、測定エラーが生じたり、測定に時間がかかったりする等の不都合があった。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、被検眼の瞼または睫毛が受光光学系の光路に存在している場合、自動的に作動距離を変更して速やかに測定が行えるとともに測定エラーの生じない非接触式眼圧計を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記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、前記被検眼角膜における前記測定光束の反射光を受光する受光光学系と、前記被検眼角膜に気流を吹き付けて前記被検眼角膜を変形させる気流吹付手段と、前記気流を吹き付けて前記被検眼角膜を変形させたときの前記受光光学系の受光量変化に基づき眼圧を求める演算手段とを備えた非接触式眼圧計において、
前記被検眼の瞼または睫毛が前記受光光学系の光路に存在するか否かを検出する瞼／睫毛検出手段と、
この瞼／睫毛検出手段が瞼または睫毛を検出したとき、前記気流吹付手段から前記被検眼までの作動距離を通常の作動距離から狭めるように変更する作動距離変更手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、前記作動距離が変更されたとき、瞼／睫毛検出手段の向きをその作動距離に応じて変えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、前記作動距離手段が前記作動距離を前記通常の作動距離から狭めるように変更したときは、前記演算手段は、前記通常の作動距離のときに使用する換算式と異なる換算式を用いて前記眼圧を求めることを特徴とする。
【００１１】
【実施形態】
以下、この発明に係わる非接触式眼圧計の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１（Ａ）は、非接触式眼圧計１の光学系を示す。図１（Ａ）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）及び作動距離Ｗ１の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（投影手段）、４０は被検眼Ｅに対するアライメント検出及び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（受光光学系）、６０は瞼／睫毛検出光学系（瞼／睫毛検出手段）である。
【００１３】
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、噴射ノズル１７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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、中心部穴あきの対物レンズ２４、中心部がミラーであるハーフミラー２５、結像レンズ２６、ＣＣＤカメラ２７を有する。
【００１６】
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。
【００１７】
ＣＣＤカメラ２７に結像された赤外反射光束は、画像処理回路（図示せず）に入力されて信号化され、図１（Ｂ）に示すように、モニタテレビＭの画面に前眼部像Ｅ’が表示される。また、その画面には、前眼部像Ｅ’にアライメントエリアＲが合成表示される。
【００１８】
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。
【００１９】
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、気流吹付手段の噴射ノズル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。
【００２０】
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に結像されてモニタテレビＭの画面に視標像Ｇｂが合成表示される。
【００２１】
検者は、視標像ＧｂがアライメントエリアＲに入るように架台を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Ｇｂは画面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Ｇｂが大きくなってアライメントエリアＲ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。
【００２２】
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、受光センサ４６を有する。
【００２３】
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を透過した絞り４４を経て受光センサ４６に結像される。受光センサ４６の信号をもとにアライメント検出及び作動距離検出が行われる。
【００２４】
アライメント光結像光学系４０´は、絞り４４，受光センサ４６のかわりに絞り４５，受光センサ４７を有し、作動距離がＷ２の場合にアライメントを検出するように構成されている。
【００２５】
角膜変形検出光学系５０は、カバーガラス２２,２３,１６、ハーフミラー１５、対物レンズ２４、ハーフミラー２５、反射ミラー５１、集光レンズ５４、絞り５２、受光センサ５３を有する。
【００２６】
受光センサ４６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２に示す演算制御回路１０２（演算手段）から空気噴射駆動回路１０１へ噴射ＯＫ信号が出力され、空気噴射駆動回路から気流吹付手段のロータリーソレノイド１１４へ通電され、ロッド１１３を介して気流吹付手段のピストン１１２をシリンダ１１１内で移動させる。これによって、ガラス２３，１６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パルスによって角膜Ｃが変形される。この時圧力センサ１１５によりシリンダ１１１内のチャンバ内圧が測定されている。また、同時にＬＥＤ３１から角膜Ｃに向けて検出光が出射される。
【００２７】
この際の検出光は、図１（Ａ）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。
【００２８】
そして、角膜Ｃで反射された検出反射光は、図１（Ａ）に破線で示されるように噴射ノズル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に反射されて集光レンズ５４により集光され、絞り５２を通過して受光センサ５３に結像される。
【００２９】
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の受光量が増加するため、この角膜Ｃの変形に伴う受光量の増加信号と圧力センサ１１５の検出結果に基づいて公知の手順に従って眼圧を測定する。また、その演算結果がモニタテレビＭの画面に表示される。
【００３０】
瞼／睫毛検出光学系６０は、ＬＥＤ６１、ピンホール６２、集光レンズ６３、結像レンズ６４、フォトダイオード６５とを備えている。
【００３１】
ＬＥＤ６１は、赤外光を発光するものであり、ピンホール６２を照明するように配置されている。ピンホール６２は、作動距離が標準距離Ｗ1に設定され、アライメントが合っている場合、被検眼角膜Ｃにピンホール像が形成されるようになっている。すなわち、被検眼角膜Ｃとピンホール６２とが集光レンズ６３に関して共役となっている。ＬＥＤ６１,ピンホール６２,集光レンズ６３は、ユニット６０Ａ内に一体として配置されている。そして、ＬＥＤ６１とピンホール６２と集光レンズ６３とで、瞼や睫毛を検出する検出光を被検眼Ｅに向けて投影する検出投影光学系７０が構成されている。
【００３２】
また、フォトダイオード６５は、結像レンズ６４に関し、角膜Ｃ上に形成されるピンホール像と共役な位置に配置される。フォトダイオード６５の直前には、所定の円孔を有する絞り６６が配置されている。結像レンズ６４,フォトダイオード６５,絞り６６はユニット６０Ｂ内に一体として配置されている。そして、結像レンズ６４とフォトダイオード６５と絞り６６とで、角膜Ｃで反射された検出光を受光する検出受光光学系７１が構成されている。
【００３３】
被検眼Ｅの瞼の開きが十分でない場合や、瞼の開きが十分であっても睫毛が角膜頂点付近にまで掛かっている場合には、検出投影光学系７０によって角膜Ｃに投影される赤外光（検出光）の一部が瞼や睫毛により遮光されるので、検出受光光学系７１のフォトダイオード６５が受光する受光量が減少し、フォトダイオード６５の出力が低下する。このフォトダイオード６５の出力に基づき、測定光路中（角膜変形検出光学系５０の光路中）の瞼や睫毛の有無を演算制御回路１０２が判断するものである。
【００３４】
図２は非接触式眼圧計１の制御系の構成等を示したブロック図である。図２において、１０４は対物レンズ２４を対物レンズ２８に置き換えるレンズ切換装置、１２０は各光学系１０,２０,３０,４０,５０,６０を設けた装置本体１２１を前方へ移動させて作動距離をＷ2に設定するパルスモータである。この装置本体１２１は架台(図示せず)に載置されており、この架台に対して移動するものである。また、架台はベースの上に前後左右上下に移動できるように載置され、この架台は手動で移動させるようになっている。
【００３５】
１２２,１２３は作動距離がＷ2に設定された場合、ユニット６０Ａ,６０Ｂの向きを変えるソレノイドである。このユニット６０Ａ,６０Ｂの向きを変えることにより図３に示すように検出投影光学系７０,検出受光光学系７１の向きを変えて、作動距離が変わっても測定光路中の瞼や睫毛の有無を検出できるようにしておくものである。
【００３６】
演算制御回路１０２は、ＣＰＵ等を備えており、ＬＥＤ１１,２１,３１,６１、空気噴射駆動回路１０１、パルスモータ１２０、ソレノイド１２１,１２２等を制御するようになっている。そして、演算制御回路１０２とパルスモータ１２０とで作動距離を変更する作動距離変更手段が構成される。
【００３７】
次に、このような各光学系によるアライメントから測定に至る一連の作用を説明する。
【００３８】
まず、ＬＥＤ１１を点灯して注視目標となる可視光を固視標投影光学系１０を介して被検眼Ｅの角膜Ｃに提示して被検者に固視させる。また、ＬＥＤ３１から出射された赤外光がアライメント光投影光学系３０により被検眼Ｅの角膜Ｃに投影され、この角膜Ｃで反射される。
【００３９】
検者は、ＬＥＤ２１からダイレクトに照明されて被検眼Ｅで反射した後、ＣＣＤ２７に結像された赤外反射光に基づく前眼部像Ｅ’をモニタテレビＭの画面で観察すると共に、ＬＥＤ３１から出射されて角膜Ｃで反射した後、ＣＣＤ２７に結像された視標像ＧｂがアライメントエリアＲ内に入るように架台を操作する。
【００４０】
受光センサ４６は、その入射光量が共に所定光量レベル以上であることを確認してアライメント及び作動距離Ｗ１を検出する。この検出結果に基づいて、アライメント並びに適正作動距離の完了を検出すると噴射ノズル１７から空気パルスが噴射されて角膜Ｃが圧平され、ＬＥＤ３１から角膜Ｃに向けて出射された検出光が圧平された角膜Ｃで反射されて受光センサ５３に結像され、角膜Ｃの変形開始と共に増加する受光量の増加信号と圧力センサ１１５の検出結果に基づいて眼圧を測定し、その測定結果をモニタテレビＭの画面に表示する。
【００４１】
次に、被検眼Ｅの瞼の開きが十分でない場合や、瞼が十分に開いていても角膜Ｃ頂点付近に睫毛がかかっているような場合には、瞼／睫毛検出光学系６０のフォトダイオード６５の出力が低下する。この出力が予め定めた閾値以下になったとき、演算制御回路１０２は測定光路中に瞼や睫毛があると判断してパルスモータ１２０を駆動制御して装置本体１２１を架台に対して前方へ移動させ、作動距離をＷ２（５〜６mm）に設定する。また、演算制御回路１０２は、レンズ切換装置１０４を駆動させて対物レンズ２４を対物レンズ２８に置き換える。対物レンズ２８は、２４と同様に中心部が穴あきとなっている。尚、図１（Ａ）中２４ａは対物レンズ２４の中央に設けられた貫通孔、図３中２８ａは対物レンズ２８の中央に設けられた貫通孔である。
【００４２】
対物レンズ２８を備えた前眼部観察光学系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）及び作動距離Ｗ２の検出が可能な構成となっている。ここでＷ２はＷ１に対し狭い距離である。即ち、例えば作動距離Ｗ１を１１mm或はその前後とした場合、作動距離Ｗ２はＷ１よりも小さい５〜６mm程度の値に設定する。
【００４３】
作動距離Ｗ２が設定され、アライメントが完了していれば、噴射ノズル１７から空気パルスが噴射されて、眼圧が測定される。この場合、作動距離Ｗ２がＷ１より小さくなっているので、噴射ノズル１７から噴射されるエアパルスの流れが睫毛や瞼によって妨害されることが小さく抑えられ、被検眼Ｅの瞼の開きが十分でない場合や角膜Ｃ頂点付近に睫毛がかかっている場合、すなわち、角膜変形検出光学系５０の光路中に瞼や睫毛があっても、眼圧を正確に測定することができる。
【００４４】
すなわち、作動距離がＷ２に設定されることにより、角膜変形検出光学系５０の光路中に瞼や睫毛があっても、速やかに測定が行えるとともに測定エラーが生じることなく眼圧を正確に測定することができる。なお、作動距離をＷ２に設定したとき、作動距離がＷ１のときに使用する換算式と異なる換算式を用いて眼圧を求める。
【００４５】
このように、被検眼Ｅの瞼の開きが十分でない場合や角膜Ｃ頂点付近に睫毛がかかっている場合、瞼／睫毛検出光学系６０のフォトダイオード６５の出力が低下し、演算制御回路１０２はその出力から測定光路中に瞼や睫毛があると判断して装置本体１２１を前方へ移動させるものであるから、検者の操作の不慣れ如何に拘わらず、自動的に作動距離を確実に変更することができる。
【００４６】
また、演算制御回路１０２は、測定光路中に瞼や睫毛があると判断した場合、ソレノイド１２２,１２３を作動させて、瞼／睫毛検出光学系６０の検出投影光学系７０,検出受光光学系７１の向きを変える。向きを変えられた瞼／睫毛検出光学系６０のフォトダイオード６５の出力が低下した状態であれば、作動距離をＷ２に設定したまま測定を行うが、その出力が上がった場合、作動距離をＷ１に戻して測定を行ってもよい。
【００４７】
［第２実施形態］
図４は第２実施形態の非接触式眼圧計１を示したものであり、この第２実施形態の非接触式眼圧計は、被検眼Ｅの固視微動が激しい場合、作動距離Ｗ１を変えるようにしたものである。
【００４８】
この第２実施形態の非接触式眼圧計１の光学系は、第１実施形態の瞼／睫毛検出光学系６０を省略したものであり、他の光学系は第１実施形態と全く同一なのでその説明は省略する。
【００４９】
図５は第２実施形態の非接触式眼圧計１の制御系の構成等を示したブロック図である。図５において、１５０はメモリであり、このメモリ１５０には受光センサ５３の受光量の最大値Ｊmと最小値Ｊsとが記憶される。
【００５０】
演算制御回路１０２は、受光センサ５３の受光量が変動していく際に、その変動した際の最大値Ｊmと最小値Ｊsとを求めてメモリ１５０に記憶させていくとともに、メモリ１５０に記憶された最大値Ｊmと最小値Ｊsとの差が所定値を越えたとき、被検眼Ｅの固視微動が激しいと判断してパルスモータ１２０を駆動制御して装置本体１２１を架台に対して前方へ移動させ、作動距離をＷ２（５〜６mm）に設定する。
【００５１】
そして、受光センサ５３と演算制御回路１０２とメモリ１５０とによって被検眼Ｅの固視微動を検出する固視微動検出手段が構成されている。
【００５２】
作動距離がＷ２に設定されることにより、被検眼Ｅの固視微動が激しくてもアライメント光結像光学系４０´の受光センサ４７の受光量の変動が小さくなる。このため、アライメント光結像光学系４０´によってアライメントを検知することができ、速やかに測定が実行される。さらに、受光センサ５３の受光量の変動も小さくなり、このため、測定エラーが生じることなく、正確な眼圧を速やかに測定することができる。
【００５３】
上記実施形態では、受光センサ５３の受光量の変動から固視微動を検出しているが、アライメント光結像光学系４０の受光センサ４６の受光量の変動から固視微動を検出するようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、受光光学系の光路に被検眼の瞼や睫毛がある場合、検者の操作の不慣れ如何に拘わらず、自動的に作動距離を確実に変更することができ、このため速やかに測定が行えるとともに測定エラーを生じることなく正確な眼圧を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）この発明に係る非接触式眼圧計の構成を示した概略光学配置図である。
（Ｂ）モニタテレビに表示された前眼部像を示した説明図である。
【図２】図１に示す非接触式眼圧計の制御系の構成等を示したブロック図である。
【図３】作動距離を変更された状態を示した説明図である。
【図４】（Ａ）第２実施形態の非接触式眼圧計の構成を示した概略光学配置図である。
（Ｂ）モニタテレビに表示された前眼部像を示した説明図である。
【図５】図４に示す非接触式眼圧計の制御系の構成等を示したブロック図である。
【符号の説明】
５０ 角膜変形検出光学系（受光光学系）
６０ 瞼／睫毛検出光学系（瞼／睫毛検出手段）
１０２ 演算制御回路（演算手段）
１２０ パルスモータ
Ｃ 被検眼角膜

Claims (3)

1. 測定光束を被検眼角膜に投影する投影手段と、前記被検眼角膜における前記測定光束の反射光を受光する受光光学系と、前記被検眼角膜に気流を吹き付けて前記被検眼角膜を変形させる気流吹付手段と、前記気流を吹き付けて前記被検眼角膜を変形させたときの前記受光光学系の受光量変化に基づき眼圧を求める演算手段とを備えた非接触式眼圧計において、
   前記被検眼の瞼または睫毛が前記受光光学系の光路に存在するか否かを検出する瞼／睫毛検出手段と、
   この瞼／睫毛検出手段が瞼または睫毛を検出したとき、前記気流吹付手段から前記被検眼までの作動距離を通常の作動距離から狭めるように変更する作動距離変更手段とを設けたことを特徴とする非接触式眼圧計。
2. 前記作動距離が変更されたとき、瞼／睫毛検出手段の向きをその作動距離に応じて変えることを特徴とする請求項１の非接触式眼圧計。
3. 前記作動距離手段が前記作動距離を前記通常の作動距離から狭めるように変更したときは、前記演算手段は、前記通常の作動距離のときに使用する換算式と異なる換算式を用いて前記眼圧を求めることを特徴とする請求項１又は請求項２の非接触式眼圧計。

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