JP5283917B2

JP5283917B2 - 非接触式眼圧計

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Publication number: JP5283917B2
Application number: JP2008023169A
Authority: JP
Inventors: 直人本多; 典子小竹
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2028-02-01
Also published as: JP2008272446A

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。

非接触式眼圧計としては、ピストンによりシリンダ内の気体を圧縮し、圧縮した気体を被検眼角膜に吹き付け、角膜の変形状態を検出することにより眼圧を測定するものが知られている。また、ピストンの移動にはソレノイドが使用されている。気体の圧縮時には、ソレノイドに大きな駆動エネルギを供給する。角膜の変形状態を検出した後は、ソレノイドへの駆動エネルギの供給を停止し、ばね等の復元力によりピストンを初期位置まで戻す。このときノズルから急激に気体が吸い込まれる。

このような非接触式眼圧計において、ピストンが初期位置に戻されるときに、ソレノイドに供給する駆動エネルギーを徐々に増加させることにより、気体の急激な吸込みや大きな音の発生を抑えるようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００４−８９４５５号公報

ところで、被検眼に吹き付ける流体圧を軽減するために被検眼に応じてソレノイドに付与するエネルギーを変化させるような場合、ピストンの戻り動作が開始される位置が変化されるため、吸込みや音の発生を十分に抑制できない場合がある。例えば、被検眼に対する流体噴射の際にピストンが圧縮方向に大きく移動されたときには、ソレノイドの特性上、初めは、弱い駆動エネルギーをソレノイドに供給しておき、段階的に駆動エネルギーを増加させていく必要がある。一方、ピストンの圧縮方向への移動が小さかったときには、初めから強めの駆動エネルギーをソレノイドに供給しないと、ピストンの戻り速度が増加し、吸込みや音が発生してしまう可能性がある。

本発明は、上記問題点を鑑み、角膜圧平後にピストンが初期位置に戻る時に発生する気体の急激な吸込みや大きな音をより抑制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）ピストンによりシリンダ内の気体を圧縮し、圧縮した気体を被検眼角膜に吹き付け、角膜の変形状態を検出することにより眼圧を測定する非接触式眼圧計において、
駆動電流の供給により駆動し前記シリンダ内の気体を圧縮する方向へ前記ピストンを移動させる駆動手段と、
前記ピストンを圧縮方向とは反対の方向へ戻すように付勢する付勢手段と、
駆動電流を供給して前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、
前記駆動手段の駆動状態を検出する検出手段と、を有し、
前記検出手段は前記駆動手段の駆動状態を継続的に検出し、
前記制御手段は、前記駆動手段に供給する駆動電流を一旦止めた後、前記検出手段から継続的に出力される検出信号に基づいて前記駆動手段に供給する駆動電流を段階的に変化させ、初期位置へのピストンの戻り速度を減衰させることを特徴とする非接触式眼圧計。
（２）（１）の非接触式眼圧計において、前記制御手段は前記検出手段から継続的に出力される検出信号に基づいて前記駆動手段に供給する駆動電流を補正する補正手段を備えることを特徴とする非接触式眼圧計。

本発明によれば、角膜圧平後にピストンが初期位置に戻る時に発生する気体の急激な吸込みや大きな音をより抑制できる。

以下、本実施例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計の流体圧を創出する気体圧縮機構の側方概略構成と制御系を示す図であり、図２はノズル付近の光学系を上方より見た図である。

１は気体（空気）圧縮用のシリンダ部であり、眼圧計本体の水平線に対して傾斜して設けられている。２はピストンである。３は駆動電流の供給により駆動しシリンダ１内の気体を圧縮する方向へピストン２を移動させる駆動手段としてのロータリーソレノイドである。ロータリソレノイド３は駆動電流が付与されると、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に連通する気体圧縮室３４で圧縮された気体は、ノズル６から被検眼７の角膜に向けて噴出される。また、ロータリーソレノイド３には、図６に示すように、ピストン１を圧縮方向とは反対の方向へ戻すように付勢する付勢部材（コイルバネ４２）が設けられている。

また、ロータリソレノイド３の回転軸には、遮光板５０が取り付けられている。遮光板５０はロータリソレノイド３の回転にともない、回転軸を中心にアーム４と共に回転するようになっている。また、遮光板５０の回転位置を検出する検出部５１が、ロータリソレノイド３の付近に設けられている。検出部５１は、図３のように、ＬＥＤ等の発光部５２とフォトダイオードの受光部５３によって構成されている。ここで、検出部５１は、シリンダ１内で往復移動されるピストン２の駆動開始位置（初期位置）からの変位量を検出することが可能である。なお、ソレノイド３の駆動とピストン２の駆動は、連動関係にあるため、検出部５１はソレノイド３の駆動状態（具体的には、ソレノイド３の初期位置からの駆動量（例えば、回転量））を検出するために用いられるということもできる。

遮光板５０には、図４に示すように、発光部５２からの光束を通過する複数のスリット５５ａ〜５５ｃが（図４では、３つ）形成されており、ピストン２が初期位置にあるときに検出部５１に対して近いものから順に、第１スリット５５ａ、第２スリット５５ｂ、第３スリット５５ｃが形成されている。また、スリット５５と共に遮光部５６ａ〜５６ｄが形成され、詳しくは、第１遮光部５６ａ、第２遮光部５６ｂ、第３遮光部５６ｃ、第４遮光部５６ｄが形成されている。なお、以下の説明では、スリット５５ａ〜５５ｃと遮光部５６ａ〜５６ｄとによって形成される透光部と遮光部との境界位置をエッジとし、ピストン２が初期位置にあるときに検出部５１に対して近いものから順に、第１エッジＥ１、第２エッジＥ２、…、第６エッジＥ６、第７エッジＥ７とする。

ここで、ピストン２が初期位置にある状態からシリンダ１内の気体を圧縮する方向へ移動されると、スリット５５ａ、５５ｂ、５５ｃが検出部５１上を通過するときに発光部５２からの光が受光部５３によって受光され、遮光部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄが検出部５１上を通過するときに発光部５２からの光が受光部５３によって受光されない。

図１の説明に戻る。８は透明なガラス板であり、ノズル６を保持するとともに、観察光やアライメント光を透過させる。又ガラス板８は気体圧縮室３４の側壁となっている。９はノズル６の背面に設けられた透明なガラス板であり、気体圧縮室３４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の背後は、観察・アライメント光学系１１が配置されるが、本発明とは関連が少ないため、説明は省略する。

１２は気体圧縮室３４の圧力を検出する圧力センサ、１３はエア抜き穴である。エア抜き穴１３により、ピストン２に初速がつくまでの間の抵抗が減少され、時間に比例的な立ち上がりの圧力変化を得ることができる。

図２において、１４は角膜圧平検出用の赤外ＬＥＤであり、ＬＥＤ１４を出射した光はコリメータレンズ１５により平行光束とされて被検眼の角膜に投光される。角膜で反射した光は受光レンズ１６、ピンホール板１７を通過して光検出器１８に受光される。角膜圧平検出用の光学系は、被検眼が所定の圧平状態のときに光検出１８の受光量が最大となるように配置されている。

図１の説明に戻る。２０は制御回路、２１は圧力センサ１２からの信号処理を行う圧力検出処理回路、２２は光検出器１８からの信号処理を行う信号検出処理回路、２３はロータリーソレノイド３を駆動させるための駆動回路である。２４は検出部５１からの信号処理を行う処理回路である。２５はメモリであり、測定結果等を記憶する他、ロータリーソレノイド３を駆動させるための駆動パラメータ等が記憶されている。２６は測定結果や前眼部観察像を表示する表示モニタである。

ここで、検出部５１は、検出回路２４を介して制御回路２０に接続されており、検出部５１から出力される検出信号に基づいてシリンダ１内におけるピストン２の中間的な位置が検出される。図５は、ピストンの戻り位置（ソレノイドの駆動状態）の検出手法について説明する図である。ここで、検出回路２４は、遮光部５６ａ〜５６ｄのいずれかを検出部５１が検出しているときにＯＮに相当する検出信号が制御回路２０に入力され（ＯＮ状態）、スリット５５ａ〜５５ｃのいずれかを検出部５１が検出しているときにＯＦＦに相当する検出信号が制御回路２０に入力されるように設計されている。そして、制御回路２０は、検出部５１から出力される検出信号におけるＯＮ／ＯＦＦの切り換わりの数を計測することによって、遮光板５０に形成されたエッジの数を計測できる。図５（ａ）はソレノイド３を限界まで回転させたときに検出される検出信号の時系列的な変化を示す図であって、図５（ｂ）は図５（ａ）の検出信号に対応するピストン２の位置を表す。図中のＥ１〜Ｅ７における数字は検出信号のＯＮ／ＯＦＦの回数を表すと共に、図４における第１エッジＥ１〜第７エッジＥ７に対応関係にある。また、Ｈ１〜Ｈ７は、検出信号のＯＮ／ＯＦＦの回数に対応するピストン２の位置を表す。ここで、制御回路２０は、検出信号のＯＮ／ＯＦＦの回数（検出部５１を通過したエッジの回数）をモニタリングすることにより、ピストン２が初期位置から外れた後のピストン２の中間的な位置をリアルタイムで検出することができる。例えば、ソレノイド３の回転駆動開始後に検出信号のＯＮ／ＯＦＦ（エッジ）が３回検出されている場合、遮光部５６ｂが検出部５１上にあることを検出できるため、これに基づいて駆動開始位置（初期位置）からの変位量Ｈ３〜Ｈ４の間にピストン２があることを検出することができる。

また、メモリ２５には、検出部５１から出力される検出信号に基づく制御回路２０によるソレノイド３の駆動制御に関して、角膜を所定変形させるためのソレノイド３への駆動電流の供給が一旦断たれた後、ピストン２の中間的な位置情報を取得し、取得された位置情報に応じてソレノイド３に供給する駆動電流を変化させることにより初期位置に戻っていくピストン２の戻り速度を減衰させるためのプログラムが記憶されている（詳しくは、後述する）。この場合、メモリ２５には、ピストン２が初期位置へ戻るときのピストンの位置と，該ピストン２の位置に対応してソレノイド３に対して供給する駆動エネルギーとの関係が設定された駆動パラメータが記憶されている。

図６はロータリソレノイド３の構成を示す断面図である。固定子３５は、コイル３６によって磁気的に付勢される鉄心からなり、コイル３６に通電すると、電機子３７には吸引力が作用し、当該電機子３７およびこれが固定されてなる回転シャフト３８は軸方向に沿って移動すると共に、ケース３９とプレート４０に作られた特殊な溝をボール４１が移動することによって、プレート４０と電機子３７と回転シャフト３８は回転する。コイルバネ４２は、付与される駆動エネルギとしての電流がカット又は減じられると、プレート４０と電機子３７と回転シャフト３８を元の位置に戻す。

以下に、上記のような構成を備える非接触式眼圧計の動作について説明する。検者は被検眼７を所定の位置に配置させ、図示なきジョイスティックを操作してアライメント調整を行う。アライメントが完了したら、検者は測定開始スイッチを押して（あるいは制御回路２０がアライメント光学系からの信号に基づき測定開始信号を自動的に発して）測定を開始する。制御回路２０は測定開始信号が入力されると駆動回路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ーとしての電流（又は電圧）を付与してこれを駆動させる。

ロータリソレノイド３にさらに電流を流すと、ピストン２は上昇する。ピストン２の上昇により気体圧縮室３４の気体が圧縮され、圧縮気体がノズル６から被検眼７の角膜に向けて吹付けられる。被検眼７の角膜は、吹き付けられた圧縮気体によって徐々に変形される。ＬＥＤ１４から投光された光の角膜による反射光は光検出器１８へ入射し、角膜の変形状態が光検出器１８により検出される。

光検出器１８からの信号により、その受光光量が所定のピークを示したことを信号検出処理回路２２が検知すると、すなわち所定の圧平状態が得られたことを検知すると、制御回路２０はこの検知信号に基づいて眼圧を得る。

また、制御回路２０は被検眼が所定の圧平状態になったことが検知されると、ロータリソレノイド３への電流供給を止める。ピストン２は、ロータリソレノイド３への電流が止められた後も慣性力で上昇するが、ピストン２にはコイルバネ４２による下降方向への付勢力が働く。コイルバネ４２の付勢力とピストン２にかかる重力によりピストン２の速度は減衰されて一旦停止し、その後下降するようになる。

図７（ａ）は、圧力センサ１２による検出圧力Ｐｎ及び光検出器１８の受光量Ｑｎの変化を時系列的に示した図である。図７（ｂ）は、ソレノイド３への供給電流（電圧）の変化を示す時系列図である。図７（ｃ）は検出回路２４からの出力される検出信号の変化を示す時系列図である。

ここで、制御回路２０は、図７（ｂ）に示すように、検出部５１を用いてソレノイド３の駆動状態を継続的に検出し、検出部５１から継続的に出力される検出信号に基づいてソレノイド３に供給する駆動電流を段階的に変化させる。

ここで、制御部２０は、眼圧を測定するために、時刻ｔ１でロータリソレノイド３に強電流を供給し、ピストン２を作動させ、ノズル６から圧縮気体を被検眼へ吹付ける。圧縮気体によって、角膜の圧平検出をした時刻ｔ２で、ソレノイド３への電流をカットする。ピストン２には重力とコイルバネ４２による付勢力が働き、徐々に慣性力が打ち消されていく。その後、ピストン２は下降に転じる。ピストン２の動きに連動して気体圧縮室３４内の圧力値も最大値を示した後は減少し、ピストン２の下降により圧力は負圧になる。気体圧縮室３４内の圧力が負圧になると、ノズルから気体が吸い込まれるようになるため、気体圧縮室３４内の圧力が負圧になり、下降の加速度が増す。そこで、ソレノイド３への電流をカットしてから所定時間Ｔｂ後にロータリソレノイド３を駆動させるように弱電流を供給する。この場合、電流をカットしてからピストン２が初期位置への移動を開始した時点で弱電流をかけることができるように、所定時間Ｔｂを実験等により求めておけばよい。なお、所定時間Ｔｂは、ソレノイド３への電流を一旦カットするまでの時間ｔ２に応じて変化させるようにしてもよい。

この弱電流供給の際、初期位置に戻っていくピストン２の位置に応じてソレノイド３の電機子３７と固定子３５との距離が異なるため、軸方向の吸引力に変化が生じる。そのため、ピストン２の位置に応じてソレノイド３の駆動力が変化する。そのため、ピストン２の戻り速度に変化が生じてくる。具体的には、ピストン２が初期位置に近いほど、所定の電流値に対するソレノイド３の駆動力が低下するので、ピストン２の戻り速度が速くなる傾向にある。

この場合、所定時間ｔｂのタイミングでピストン２が戻りに転じるため、所定時間ｔｂに達した時点での検出信号のＯＮ／ＯＦＦの回数（エッジの検出回数）を計測することにより、弱電流供給開始時におけるピストン２の中間的な位置情報を取得する。また、所定時間ｔｂ後のピストン２の位置情報についても、ピストン２が戻りに転じた後のエッジの検出回数を計測していくことにより、リアルタイムでモニタリングできる。

図８は、ピストン２の戻り位置に対応する駆動エネルギーを示す図であり、これらの対応関係が設定された駆動パラメータがメモリ２５に記憶されている。図８において、ソレノイド３に付与される駆動エネルギーは、ピストン２の位置に関わらずソレノイド３の駆動力が一定に保たれるよう、ピストン２が初期位置に近づくにつれて段階的に増加するように設定されている。

図７（ｂ）において、電流がカットされてから所定時間ｔｂ後に取得されるピストンの位置が変位量Ｈ７以上（第７エッジＥ７が検出された状態）である場合、制御回路２０は、駆動電流Ａ０をソレノイド３に供給する。すなわち、検出部５１によって検出される検出結果に基づいてピストン２が初期位置への復帰に転じる前後でのピストン２の位置情報を取得し、上記のようにソレノイド３に対して再供給するときの駆動エネルギをピストンの位置情報に応じて変化させる。その後、ピストン２の初期位置への復帰に伴って、随時エッジＥ７に対応する検出信号、Ｅ６に対応する検出信号、Ｅ５に対応する検出信号、…と順に検出されていくため、制御回路２０は、各エッジ位置に対応する駆動エネルギーをソレノイド３に供給していく。この場合、遮光板５０のエッジの検出に連動して、駆動エネルギーを変化させていく。例えば、制御回路２０は、エッジＥ５に対応する検出信号が入力されてからエッジＥ４に対応する検出信号が入力されるまで、駆動エネルギーＡ３を付与する。すなわち、制御回路２０は、ソレノイド３への駆動電流を一旦止めた後、検出部５１から逐次出力される検出信号に基づいてピストン２の戻り位置を検出し、ピストン２の戻り位置に応じてソレノイド３に供給する駆動エネルギーを変化させる。

以上のようにして、第１エッジＥ１に対応する検出信号が入力され、制御回路２０によってピストン２が初期位置に戻ったことが検知されると、、増加させた電流を元の定常状態である弱電流（ピストン２がコイルバネ４２に抗して作動しない程度の電流）の供給量に戻す。

なお、制御回路２０は、ソレノイド３への駆動電流の供給を一旦断つまでにソレノイド３に供給する駆動エネルギを光検出器１８からの検出信号に基づいて変化させるため、ピストン２が中間位置までにしか移動しない場合がある。図９は、圧縮気体噴射時においてピストン２が中間位置までしか移動されなかった場合の図である。図９（ｂ）に示すように、電流がカットされてから所定時間ｔｂ後に取得されるピストンの位置が変位量Ｈ４以上（遮光板７０のエッジＥ４が検出された状態）であれば、駆動電流Ａ３をソレノイド３に供給する。そして、ピストン２の初期位置への復帰に伴って、随時第４エッジＥ４、第３エッジＥ３、第２エッジＥ２、第１エッジ１に対応する検出信号が順に検出されていくため、制御回路２０は、各エッジ位置に対応する駆動エネルギーをソレノイド３に供給していく。

これにより、ピストン２が初期位置に戻る際、初期位置に対する変位量（位置）に応じて適切な駆動エネルギーを逐次付与することができる。したがって、ピストン２が初期位置に復帰するときのピストン２の戻り開始位置（ソレノイド２の回転角度）が異なっていても、ピストン２の初期位置への戻り速度を適切に減衰させることができるので、ピストンが初期位置に戻る時に発生する気体の急激な吸込みや大きな音（例えば、ピストン２が初期位置に到達した時に発生する金属音）をより抑制できる。

なお、以上の説明においては、ピストン２の位置情報を逐次検出し、逐次検出されたピストンの位置に対応する駆動エネルギーをソレノイド３に付与していくようにしたが、これに限るものではなく、ソレノイド３への弱電流の供給を開始する時点でのピストン２の位置情報に基づいてピストン２が初期位置に戻るまでにソレノイド３に供給する時系列な駆動データを取得し、取得した駆動データに基づいてソレノイド３を駆動制御するようにしてもよい。すなわち、ソレノイド３への駆動電流の供給を一旦止めた後、検出部５１からの検出信号に基づいてソレノイド３に駆動電流を供給し，初期位置へのピストンの戻り速度を減衰させるような制御であればよい。

また、以上の説明において、ピストン２の初期位置に対する戻り位置に応じてソレノイド３に供給する駆動エネルギを徐々に増加させるようにしたが、他の手法を用いても、急激な吸込みや金属音の発生を抑制することが可能である。例えば、ピストン２が初期位置に向けて戻り始めるときに検出部５１から出力される検出信号に基づいてピストン２の戻り開始位置に応じた駆動エネルギーをソレノイド３に一時的に供給するようなことにより、ピストン２が初期位置に戻るときの急激な吸込みを抑制することができる。また、ソレノイド３が初期位置に到達する際のソレノイド３の回転速度が小さくなる（できる限り０に近づける）ように、ソレノイド３への駆動電流を一旦止めた後に検出部５１から出力される検出信号に基づいて，ピストン２が初期位置に到達する前に（例えば、到達直前、初期位置への接近時等）にソレノイド３に対して供給する駆動電流を変化させるようなことにより、ソレノイド３（ピストン２）が初期位置に到達したときに発生する金属音を抑制することができる。なお、初期位置への接近等は、検出部５１から出力される検出信号に基づいて検出が可能である。

また、以上の説明においては、ピストン２の初期位置からの変位量を段階的に検出するような構成としたが、これに限るものではなく、連続的にピストン２の初期位置からの変位量を検出するようにしてもよい。この場合、例えば、遮光板５０に形成するスリットの数を３０個程度形成するようなことが考えられる。

また、以上の説明においては、ピストン２の初期位置からの変位量をソレノイド３の回転角度から求めるような構成としたが、これに限るものではなく、ピストン２の移動に連動して動作される部材（例えば、ピストン２、アーム４、ピストンロッド２）の初期位置からの変位量を検出可能な構成であればよい。

なお、以上の説明において、検出部５１の検出信号に基づいてピストン２の戻り速度を検出し、検出結果に基づいてソレノイド３に供給する駆動エネルギー（駆動電流）を補正するようにしてもよい。より具体的には、ピストン２が初期位置に戻る際に、検出部５１が隣接するエッジ同士（例えば、第５エッジと第４エッジ）を検出するまでの時間からピストン２の戻り速度を計測し、所定の戻り速度（例えば、１つ前の隣接エッジ間によって検出された位置検出時間）よりも早い場合、減速制御が効いていないと判断し、駆動エネルギーを増加するように補正を行う。また、検出された戻り速度が所定の戻り速度よりも遅い場合、減速制御が効きすぎていると判断し、駆動エネルギーを減少させるように補正を行う。

また、以上の説明においては、シリンダ１内の気体を圧縮する方向に移動された後に初期位置に向かうピストン２の移動速度を減衰させるために、ソレノイド３の駆動状態に基づいてソレノイド３に対して駆動電流を供給する際、ソレノイド３への電流をカットしてから所定時間Ｔｂ後に駆動電流を供給する構成としたが、ソレノイド３によって圧縮方向に移動されるピストン２の移動方向が反対方向（戻り方向）に転じたことを検知可能な構成を設け、その検知信号に基づいて、ピストン２の戻り速度減衰用の駆動電流をソレノイド３に供給するタイミングを決定するようにしてもよい。

より具体的には、ピストン２の反転動作を検知するセンサとして、図１０に示すように、発光部と受光部が対向して配置された検出部５１（図３参照）を遮光板５０に形成された複数のスリットに対応する位置に２個配置する（検出部５１ａ、検出部５１ｂ）。なお、検出部５１ａ、５１ｂは、複数のスリットの各々に対応する検出部５１ａ、検出部５１ｂの出力波形の位相が９０度ずれるように配置されている。

そして、制御回路２０は、検出部５１ａと検出部５１ｂの両方から出力される検出信号（パルス信号）の立ち上がり／立下りの推移をモニタリングすることにより遮光板５０の回転方向（ソレノイド３の駆動方向）を判別し、これに基づいてピストン２の移動方向を判別する。図１１は、検出部５１ａ及び検出部５１ｂの出力波形を示す例である。圧縮方向にピストン２が移動するときには、図１１（ａ）に示すように、検出部５１ａと検出部５１ｂから出力されるパルス信号が変化する。一方、ピストン２が初期位置に戻る方向に移動するときには、図１１（ｂ）に示すように、検出部５１ａと検出部５１ｂから出力されるパルス信号が変化する。この場合、ピストン２の移動方向に応じて検出部５１ａと検出部５１ｂから出力されるパルス信号の変化の推移が異なるものとなるため、これを利用してピストン２の移動方向を判別できる。そして、制御回路２０は、パルス信号の立ち上がり又は立下りがあった前後における検出部５１ａ及び検出部５１ｂのＯＮ／ＯＦＦの関係をモニタリングすることにより、ピストン２の移動方向の切り換わりを検知し、圧縮方向に移動するピストン２の移動方向が反対方向に転じたことを検知する。

なお、上記構成において、制御回路２０は、ピストン２が初期位置にある状態を原点位置として、検出部５１ａと検出部５１ｂから出力されるパルス信号の立ち上がり／立下りの回数を計測することにより、ピストン２の初期位置からの変位量を検出し、ピストン２の戻り位置を検出する。この場合、検出部５１ａ及び検出部５１ｂから出力される検出信号は、ピストン２の駆動状態を検出する検出信号と、ピストン２の移動方向が反対方向に転じたことを検知する検知信号を兼ねる。

また、上記構成においては、ピストン２が初期位置にあるか否かを検知するための専用の構成として、検出部５１と同様に発光部と受光部を備える検出部５８と、ソレノイド３の回転軸に設けられた遮光板５７が設けられている。この場合、ピストン２が初期位置にあるときには、遮光板５７は検出部５８に検出されず、ピストン２が初期位置から外れたときには、遮光板５７が検出部５８に検出されるように配置されている。これにより、制御回路２０は、ピストン２が初期位置にあるか否かを検知でき、その検知結果に基づいてシリンダ１内に吸い込まれた異物によってピストン２がシリンダ１内の移動中にロックされたことを報知する（例えば、モニタ２６に表示する）。この場合、例えば、眼圧測定が完了した旨の信号が得られた後においても、ピストン２が初期位置から外れているとき、ピストンロックを報知する。

ここで、眼圧測定を開始するトリガ信号に基づいてピストン２が圧縮方向に移動された後、ピストン２の移動方向が反対方向に転じたことが検知されたとき、制御回路２０は、ピストン２の戻り速度減衰用の駆動電流をソレノイド３に対して供給開始する。この場合、制御回路２０は、ピストン２の移動方向の反転が検知されたときのピストン２の戻り位置に対応する駆動電流を供給し、その後、ピストン２の移動に応じて随時検出されるピストン２の戻り位置に対応する駆動エネルギーをソレノイド３に対して供給していく。

以上のようにすれば、ピストン２を圧縮方向に移動させるためのソレノイド３への駆動電流を停止するまでの時間によって変動する電流供給停止後のピストン２の反転タイミングを検知できるため、ピストン２の戻り速度を減衰させるための電流供給を適正なタイミングで開始することができる。よって、気体の急激な吸込みや大きな音の抑制をより適切に行うことができる。

また、上記のように、位相が９０度ずれてパルス信号が出力されるように検出部５１を２つ設けるような構成とすれば、図１のように検出部５１を一つ用いて位置検出を行うのに比べて２倍の位置検出精度を確保でき、ピストンの戻り位置に応じたソレノイド３への電流供給をより適切に行うことができる。

また、上記のような制御において、ピストン２の移動方向が反対方向に転じたことが検知されてから所定時間経過後に、ソレノイド３に対して駆動電流を供給するようにしてもよいが、ピストン２の戻り速度を効率よく減衰させる点からすれば、ピストン２の移動方向の反転が検知された時点で駆動電流の供給を開始するのが好ましい。

また、上記構成において、ソレノイド３によりピストン２を圧縮方向に移動させる際、初期位置を発してから所定時間（例えば、被検眼に対する吐出圧を最大とした時の反転開始時間より長い時間に設定する）経過してもピストン２の移動方向が反対方向に転じたことが検知されない場合、制御回路２０は、検出部５１ａ及び検出部５１ｂのいずれかが故障したと判定し、判定結果を報知するようにしてもよい。

また、以上の説明においては、検出部５８及び遮光板５７を用いて、ピストン２が初期位置にあるか否かを検知するようにしたため、ピストン２の戻り位置又は移動方向を検出する検出部５１が故障した場合であっても、ピストン２のロックを検知できる。ただし、ピストン２のロックを検知するために、検出部５１からの検出信号に基づいてピストン２の位置を検出しピストン２が初期位置にあるか否かを検知する構成もあり得る。

本実施形態に係る非接触式眼圧計の流体圧を創出する気体圧縮機構の側方概略構成と制御系を示す図である。ノズル付近の光学系を上方より見た図である。本実施形態に係る検出部の構成について説明する側方概略図である。遮光板に形成された多数のスリットについて説明する図である。ピストンの戻り位置（ソレノイドの駆動状態）の検出手法について説明する図である。本実施形態に係るロータリソレノイドの構成を示す断面図である。本実施形態に係る非接触式眼圧計の動作について説明する図である。ピストンの戻り位置に対応する駆動エネルギーを示す図である。圧縮気体噴射時においてピストンが中間位置までしか移動されなかった場合の装置動作について説明する図である。遮光板に形成された複数のスリットに対応する位置に検出部を２個配置した場合の図である。２つの検出部からの出力波形を示す例である。

符号の説明

１シリンダ部
２ピストン
３ロータリソレノイド
２０制御回路
２４ピストン位置検出回路
３５固定子
３６コイル
３７電機子
３８回転シャフト
３９ケース
４０プレート
４１ボール
４２コイルバネ
５０遮光部
５１、５１ａ、５１ｂ検出部
５２発光部
５３受光部
５７社交部
５８検出部

Claims

ピストンによりシリンダ内の気体を圧縮し、圧縮した気体を被検眼角膜に吹き付け、角膜の変形状態を検出することにより眼圧を測定する非接触式眼圧計において、
駆動電流の供給により駆動し前記シリンダ内の気体を圧縮する方向へ前記ピストンを移動させる駆動手段と、
前記ピストンを圧縮方向とは反対の方向へ戻すように付勢する付勢手段と、
駆動電流を供給して前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、
前記駆動手段の駆動状態を検出する検出手段と、を有し、
前記検出手段は前記駆動手段の駆動状態を継続的に検出し、
前記制御手段は、前記駆動手段に供給する駆動電流を一旦止めた後、前記検出手段から継続的に出力される検出信号に基づいて前記駆動手段に供給する駆動電流を段階的に変化させ、初期位置へのピストンの戻り速度を減衰させることを特徴とする非接触式眼圧計。
請求項１の非接触式眼圧計において、前記制御手段は前記検出手段から継続的に出力される検出信号に基づいて前記駆動手段に供給する駆動電流を補正する補正手段を備えることを特徴とする非接触式眼圧計。