JPS62142538A - 眼科用デイジタル超音波計測器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １１立遭ｊ 眼科学の分野で最も一般的な光の屈折誤差が近視である
。近年、放射状角膜切開術（ＲＫ）等の処置によってこ
のような屈折誤差を修正する方法がとられるようになっ
ている。この切開術では角膜に精確な深さで一連の切開
を行ない、角膜の湾曲度、ひいては屈折力を変更する。

ＲＫ手術に必要な切開の長さおよび数は所要の光学的修
正の度合によって変化する。そして切開の深さが、この
外科的手術を成功させる上で非常に重要な条件となる。

深さが不十分だと修正が不完全になり、また深すぎても
修正が過度になったり、角膜を貫通して眼に重大な損傷
を与える怖れがある。従って角膜の厚さを正確に測定す
ることがＲＫ手術を安全かつ十分に行なう上で不可欠で
ある。

角膜の厚さを測定する計測器は厚喰計と呼ばれる。初期
の厚度計は純粋な光学装置であったが、不正確であるこ
とが証明されている。今日では角膜厚ｌの測定に超音波
技術が日常的に用いられるようになっている。現在の計
器は全て、超音波プローブを使用してこれを眼に接触さ
せ、プローブをほぼオシロスコープの大きさの机上装置
にケーブルを介して取付けるようにしている。装置の中
にはトランスジューサトレーシングを表示する小型オシ
ロスコープスクリーンを有するものもあるが、それより
新しい装置では角膜厚のディジタル読取値を直接装置上
に表示するようになっている。

エコーを標本化する速度が厚さ測定の精度を決定する。

ＣＭＯＳディジタル装置は最近の半導体技術を用いても
４０Ｍ　ＨＺで１１ビット同期計数システムを確実に作
動することができない。

従って、感度、分解能、精度がより高い測定を達成する
ためには、４０Ｍ　ＨＺ領域の周波数で超音波エコーを
標本化できるＣＭＯ８形シスデシステムすることが有用
と考えられた。

眼科において最も一般的に行なわれている手術は白内障
の外科手術である。白内障は眼球内部の生物学的レンズ
が不透明化するものであり、白内障の摘出には、数種類
の技術のうち何れかを用いて不透明化したレンズ物質を
除去する方法をとる。

除去が終わると人工レンズを移植して眼の光学的完全性
を回復することができ、厚い白内障用眼鏡やコンタクト
レンズを使用する必要が無くなる。

白内障の手術を行なう際、移植する眼内レンズ（ＩＯＬ
）の正確な拡大能力を算出するためにいくつかの測定が
必要である。重要な変数としては角膜湾曲度（湾曲度測
定）、眼の大きさく軸方向の長さ）、眼内のどの位置に
ＩＯＬを移植するか（前室か後室か）を挙げることがで
きる。軸方向長さの測定は生体計測尺と呼ばれる装置に
よって超音波的に行なう。このような計測器によって、
眼の主な内部構造を影像化し、その寸法を測定すること
ができる。真の軸方向長さを測定する上で重要なのは、
眼の視軸に沿って測定する角膜から電トランスジューサ
を手持ち式プローブの中に使用し、このプローブをケー
ブルを介してオシロスコープエ秦す＝＊に取付けていた
。検査を行なう人がオシロスコープ％≠銹＝永信号を視
覚的に評価して軸方向走査を見分けることが必要であっ
た。

第２世代の計器もやはり、検査者が軸方向走査と一致す
るパターンを検出することが必要であった。

その後電子技術を用いて所望の測定値をミリメートル単
位で算出、表示するようになっている。眼の軸方向長さ
を表示するのにマイクロプロセッサ技術を用いてエコー
の波形を評価し、眼の軸方向長さをできるだけ正確に示
す読取値をディジタル表示する携帯式ディジタル生体計
測尺であれば望ましいと考えられる。

発明の要約 本発明の眼の角膜厚（厚度計）または軸方向長さく生体
計測尺）を測定する完全携帯式ディジタル超音波計器に
係る。厚度計としては角膜厚を液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）上にディジタル表示する。厚度計は２０Ｍ　Ｈｚの
固相圧電トランスジューサと、マイクロプロセッサと、
ゲートアレーと、ハイブリッドアナログ受信器と、液晶
ディスプレイと、４つの電池とを含む。生体計測尺とし
ては、１０ＭＨｚトランストランスジューサ軸方向長さ
を測定し、マイクロプロセッサのソフトウェアで修正す
る。小型のピンジャックコネクタを用いて該装置をマイ
クロコンピュータ、パーソナルコンピュータ、プリンタ
等の電子装置に連結することもできる。トランスジュー
サおよび眼内の各種弄面から生成される超音波エコーを
４０Ｍ　Ｈｚの速度で標本化する。その結果得られる感
度、分解能、精度は現在存在する他の超音波装置と比べ
て等しいかそれより高いものである。４０Ｍ　）ｌ　ｚ
の標本化速　　　　一 度から２５ｎｓの分解能を達成することができる。現在
の０ＭＯ８技術を用いても４０Ｍ　ｌ−１ｚで１１ビッ
ト同期計数器を確実に作動することは不可能であるため
、４０Ｍ　）−Ｉ　Ｚで動作する２ビツトグレーコード
計数器を用いて９ビット同期計数器の調時を行なう。、
エコーが検出されると、３つ連続する測定時間が生成さ
れる。最初２つの標本期間中にグレーコード計数器を標
本化し、最初と３つ目の標本期間中に９ビット同期計数
器を標本化する。２つのグレーコード標本を比較するこ
とによって、道具な９ビット標本を選択して、その後に
超音波エコーを検出する結果として生じる後続標本と比
較することができる。この技術を用いることで、９ビッ
ト同期計数器が遷移状態にある間は９ビット標本の選択
が行なわれないようにすることができる。

この装置は、非同期超音波エコー間の時間間陪を高速、
高精度に測定することができ、それが眼科分野で必要と
される高精度の厚さ測定となる。

１０Ｍ　Ｈｚ固相圧電トランスジューサを２０Ｍ　Ｈｚ
トランスジューサに換え、マイクロプロセッサプログラ
ムも変更すると、その計器は、眼の視軸沿いに測定した
角膜から網膜までの距離である真の軸方向長さの他、眼
の主な内部構造体の寸法を測をオシロスコープミ奔≠＝
シに取付け、そのオシロスコープ琲李畢＝÷に超音波エ
コーの発生状態を表示させることができる。

従って本発明の目的は２つの非同期的事象の時間間隔を
高速、高精度に測定する方法を達成することである。

本発明の別の目的は、非同期的事象が発生した後の計数
器の高速標本化が、その後の非同期的事象に比較して２
５ｎｓ以内までの精度になるように保証することである
。

好適実施　様の 第１Ａ図を参照すると、筆記具のように握り易い形状と
したハウジング２０から成る計測器が示されている。計
測器先端部は圧電超音波トランｌスジユーザ素子２２て
あり、Ｓ字形コネクタ２４に装着＠ されている。計測器その他の機能部品の中には使用者の
第２指先端に近接して前部背面に配置されている作動ボ
タン２６と、液晶ディスプレイ（、Ｌ　ＣＤ）２８と、
リセットボタン（不図示）と、着脱式電池カバー３０と
、ピンジャックコネクタ３２（第４図）が含まれる。

２０ＭＨｚトランストランスジューサ２２チック製の超
音波透過性コンタクトヘッド３４と、陥入形圧電超音波
トランスジューサ２２を含ｌυで成る。円錐形のコンタ
クトヘッド３４がトランスジューサ２２に取付けられて
おり、そのトランスジューサがＳ字形コネクタ２４に取
付けられており、コネクタ２４が厚度計３６のハウジン
グ２０につながっている。トランスジューサ２２の裏材
は、音響慣性材料であるタングステン混入エポキシのｏ
、ｏｏｓインチ片である。

圧電トランスジューサ素子の周波数は２０Ｍ　ＨＺであ
り、ハイブリッドトランシーバによって作動される。こ
のハイブリッドトランシーバはゲートアレーを介してマ
イクロプロセッサに接続されている。１〜３パルスの電
流がハイブリッドトランシーバからトランスジューサに
送られる。最初のエコーが角膜正面に対応し、２番目の
エコーが角膜裏面に対応する。これら２つの角膜エコー
の間の時間間隔が角膜の厚さに比例する。音が角膜組織
を通過する速度は１６４０ｍ／秒であると推定されるた
め、標準式を用いて送信信号と反射エコーの間の時間を
ミリメートル単位に変換することができる。

能動トランスジューサ素子は不透明であり、円錐形コン
タクトヘッド３４の後方縁部に中心を置いている。コン
タクトヘッドは透明のアクリル材料で構成されているた
め、手術用顕微鏡の下で計測であることから、トランス
ジューサ２２によって隠れる角膜の表面積を最小化する
ことができる。さらにＳ字形コネクタ２４は、使用者が
手術用顕微鏡で眼を見ながらコンタクトヘッド３４を角
膜表面と垂直に接触させる時、これを容易に行なえるよ
うスジューサ２２を角膜表面に垂直に位置合わせするの
を容易にできるのである。トランスジューサは角膜表面
に対して垂直に位置合わせして、水様液に隣接する角膜
内面から検出可能なエコーを獲得できるようにする必要
がある。また、音響測深のｉ短距離が実際の角膜厚に相
当する。視軸に対して垂直かられずかでも離れていると
、虚偽の読取値を得る結果となる。

２０Ｍ）（Ｚトランスジューサを有する厚度肝を校正す
るには、角膜界面をシミュレートしたアクリル製多段式
校正ブロックを平坦面に配置する。次に厚度計３６をブ
ロック面に対して垂直に保持し、作動スイッチ２６を１
回押した後に離す。信号音発生器と小型スピーカで一連
のクリック音を出しだ後１回位号音を出す。表面からの
厚度計読取値はＬＳＤディスプレイ２８に表示される。

この出力は、その表面にプリントされている校正ブロッ
ク測定値のｏ、ｏｉ、以内にすべきである。

この計測器を生体計測穴として使用する場合も同じハウ
ジング２０を使用する。計測器先端部は、第１Ｂ図に示
すような離隔絶縁器３８内部に装着されている１０ＭＨ
ｚ圧電超音波トランスジューサ素子（不図示）である。

音響不整合の特殊な制動材料を用いることによって、初
期エコーの判定または検出を阻む怖れのある超音波トラ
ンスジューサの「リンギングＪを防止する。計測器のそ
の他の構成部品の中には、前部背面に使用者の第２の指
先端部に近接して配置された作動ボタン２６と、液晶デ
ィスプレイ２８と、リセットボタン（不図示）と、着脱
式電池カバー３０とが含まれる。トランスジューサヘッ
ド４２は焦点距離２４ミリメートルの集束素子であり、
この焦点距離は眼の網膜に近い領域に相当する。集束素
子の直径は０．３インチであ４ジ る。集束素子の中心発光ダイオード４０がある。ブＯ−
ブを角膜表面と接触させる閣、患者に予め作動させた発
光ダイオード４０を見ておかせる。こうすることで患者
の眼の中心をトランスジューサに置くことができ、軸方
向測定が容易になる。

生体計測穴において、トランスジューサ「リング」の制
動は０．００５インチのタングステン混入エポキシ等の
音響不翫合材料（不図示）によって行なう。トランスジ
ューサ素子の周波数は１０ＭＨ’ｚであり、ゲートアレ
ーを介してマイクロプロセッサにつながるハイブリッド
トランシーバによって作動される。眼を通過する時の音
の平均速度はほぼ１５６０７Ｆ１　／秒である。角膜表
面に対応する送信信号と反射エコーとの間の時間間隔を
標準式を用いてミリメートル単位に変換する。１〜３パ
ルスの電流を送ってトランスジューサを作動する。超音
波信号を送り出した後、トランスジューサを検出モード
に切換える。第１エコーがトランスジューサと角膜の界
面に対応するものであり、その後のエコーは全てこれに
ＩＩＩ連して測定する。角膜表面から　１．５〜５ミリ
メートルの「窓」の中にある第２エコーは前方水晶体面
に対応する。前方水晶体エコーから後方１．５〜６．５
ミリメートルの窓の中にある第３エコーは後方水晶体面
に対応する。第４エコーは角膜表面エコーから後方１８
．５〜２９゜０ミリメートルにあり、網膜表面に対応す
る。第５エコーは網膜の後方０，２９〜２．５ミリメー
トルにあり、強膜表面に対応する。所定の窓の外で生じ
るエコーは無視される。

標準化した眼をシミュレートした多重界面を有するアク
リル製ブロックを用いてＩＯＭＨｚトランストランスジ
ューサる。−このブロックを平坦面に配置した後、トラ
ンスジューサヘッド４２をブロック表面に対して垂直に
保持し、作動ボタン２６を１回押した後に離す。一連の
クリック音が鳴った後、信号音が１回鳴φ。この音響源
からの生体計測尺読取値をディスプレイ２８に表示する
。この時の出力は、その表面上にプリントされている校
正ブロック測定値の０．１ミリメートル以内とずべきで
ある。

第２Ａ図は２０ＭＨｚトランストランスジューサた場合
にディジタル続出部２８に表示される典型的な情報を示
しており、第２Ｂ図は第１Ａ図の２０ＭＨ２の代わりに
１０ＭＨｚトランストランスジューサた場合に表示され
る典型的な情報を示している。

第３図は頂部カバー４２（第１Ａ図）を取外した状態の
計測器を示す平面図である。電池４２は計測器後部に配
置されている。液晶ディスプレイ２８を回路基板４４（
第４図）に接続し、マイクロプロセッサ４６に隣接して
配置する。ゲートアレー４８も同じ回路基板４４上のマ
イクロプロセッサ４６とバイブリドトランシーバ５４の
間に配置される。作動スイッチ２６がハイブリッドトラ
ンシーバ５４とコネクタ２４の間に配置されている。装
置全長はほぼ７．２５インチ、重量はほぼ２オンスであ
る。

第４図は、浮皮計３６のハウジングの２０を各種部品を
取付けた状態で示す断面図である。ハウジング２０の後
端部にリセットスイッチ５０が配置されており、回路基
板４４の反対側にあるマイクロプロセッサ４６の真下に
ムラタ小型スピーカー５２が配回されている。プリント
基板４４の真下にピンジャック３２が配置されている。

このピンジャック３２はＲ８２３２インタフエース用の
もので、浮皮１１または生体計測尺から角膜厚または軸
方向長さ等のデータをマイクロコンピュータ、パーソナ
ルコンピュータ、プリンタ等の外部器械に送るのに使用
する。

計測器の全素子が多層回路基板４４に接続されている。

基板から離して酸化銀電池４１が４個装着される。回路
基板上にはトランスジューサ信号処理に関連する別個の
回路が装着されている。やはり回路基板上に、ディスプ
レイ２８へとつながるコネクタ、リセットボタン５０、
Ｒ８２３２、ビンシャツり３２がある。

本発明のシステムによると、非同期超音波エコーを受信
する時間間隔を精密に記録することが可能となる。超音
波エコーは高周波数で標本化するのが望ましい。本発明
のシステムではグレーコード計数器を周波数４０ＭＨｚ
に調時する。エコーを受けると、２５ｎｓ間隔で３回連
続する測定期間がグレーコード計数器と９ビツト計数器
の両方を標本化する。グレーコード計数器標本２つを比
較することによって、９ビツト計数器が安定している場
合にどの９ビット計数器標本が生じるかを決定できるが
、この時も精度を２５ｎｓにすることができる。

このことについては後に詳述することにする。

第５図は本発明システムの詳細なブロック線図である。

本システムはハイブリッドトランシーバ兼信号処理装置
５４と、ゲートアレー４８と、マイクロプロセッサ４６
と、ディスプレイ２８とで構成される。ハイブリッドト
ランシーバ５４は、数十個の別個の構成部品を使用して
いるが、これらは小型化されたものである。１次回路は
受信したエコーを整流するための措置を施した多段増幅
器である。

２０８Ｈ２トランスジューサの速度により、ゲートアレ
ー４８はトランスジューサの作動とトランスジューサか
らの信号受信の両方を行なう必要がある。

ゲートアレー４８は次に、マイクロプロセッサ４６ニ対
し、そのマイクロプロセッサに合った速度で信号を送る
。先に述べたように、トランスジューサ２２に１〜３つ
の励起パルスが送られた後にトランスジューサが「受信
」モードに切換ねる。このような励起と受信の周期はほ
ぼ１００１１Ｚの速度で行なわれる。角膜を通して送ら
れる初期超音波はエコーとの干渉を防止するため電子的
に減衰する必要がある。マイクロプロセッサが受信した
エコーの前縁の軌跡を辿る。最適波が確認されると、角
膜の内面と後面との最小距離を求めるサーチが開始され
る。換言すると励起時間とエコー受信時間との間の最小
遅延をマイクロプロセッサのソフトウェアによって求め
るのである。角膜厚に関する最小値が新たに獲得されて
いる限り、処理が継続される。かすかに聞こえるクリッ
ク音が新しく最小値を獲得したことを示す、２〜３秒以
上新しい最小値が現われなくなると、低い方から８つの
値を連続してとってその平均値を統計的に求め、角膜厚
を決定する。この時処理終了を示す信号音が鳴る。その
結果が液晶ディスプレイ２８上に表示される。測定数字
はまたＡＳＣＩＩ形式でＲＳ　２３２ピンジヤツク３２
にも送られる。

計測器を生体計測尺として使用する場合、１０ＨＨｚト
ランスジユーサを用い、角膜に送る初期超音波を物理的
かつ電子的に減衰して角膜前面から離れたところでエコ
ーと干渉することのないようにする。マイクロプロセッ
サはこのモードでは別のプログラムを用い、受信エコー
の最小振幅を記録して行く。最小振幅が初期閾値より高
いと、この閾値を徐々に上げて行き、遂にはピークが検
出な されないようと茗。次に感度を少し上げて、検出が信号
の前縁ではなくピークにおいて行なわれるようにする。

このような機能は２０Ｈ１ｌｚ　トランスジューサを用
いた場合と同じである。初期アルゴリズムによってトラ
ンスジューサヘッドのレベルでの前部角膜スパイクの他
、４つのピークも求める。

これら４つのスパイク、すなわち前部おにび後部水晶体
エコー、網膜エコー、強膜エコーが最適整合を構成する
。１５秒たっても４つのピークが検出シ されなければ、もう１作りのモードを開始する。

このモードでは読取りを行なうのに３つのピークしか必
要としない。これらの中には水晶体の前部または後部何
れかのスパイクと網膜スパイクを含む必要がある。水晶
体ピークを両方共確認できる場合、強膜スパイクは選択
的になる。ピーク数が３つより少ないと読取りはなされ
ない。３つ以上のスパイクに関して閾値の読取りができ
る時、アルゴリズムによって角膜と後槽との最長平均距
離を求める。この距離が軸方向長さに相当する。トラン
スジューサヘッドから角膜にかかる圧力が人工的に軸方
向長さを短縮するのでこのアルゴリズムが必要になるの
である。最大長の継続平均を何れかの情況に保ち、平均
が安定すると読取ｉを液晶ディスプレイ２８（第２Ｂ図
）に呈示する。この時にも信号音が鳴る。読取り周期中
、より長い軸方向長さの読取値が新たに確認される毎に
かすかなりリック音が聞こえる。２〜３秒以上新しい最
大値が生じなくなると、最も小さいものから連続してと
った値を統計的に平均化して軸方向長さを決定する。こ
れに対応して上述のような信号音が−〇ｒ　− 発生する。アナンシェータ灯５６（第２Ｂ図）によって
、読取値の決定に用いたピークが４つか３つかを指示し
て読取りを完了する。４つの非角膜ピークをそれぞれ別
個のアナンシェータ５６として同定する。従って軸方向
長さの同定に使用した実際の波形パターンが使用者に与
えられる。

軸方向長さは液晶ディスプレイ上に表示されるだけでな
く、ＡＳＣＩＩ方式でＲ３２３２ビンジヤツク３２（第
４図）にも送られる。また、実際の波形をオシロスコー
プに伝送することもできる。

無水晶体症の場合、後部水晶体スパイクと後部水晶体ス
パイクが得られない。適正な屈折力の二次レンズ移植を
行なうために軸方向長さの算出が必要となる。複数のイ
ンタフェースを整合して軸方向走査を確実に行なえるよ
うにできないため、このような測定の信頼性は無水晶体
症患者に必要とされる程度のものとはならない。従って
無水晶体症モードの測定を開始するため、作動ボタン２
６をす早く続けて２回押す。次に患者にトランスジｌ−
サヘッド４２（第１Ｂ図）の中央にあるＬＥＤエミッタ
４０（第１Ｂ図）を見るように言う。閾値同定アルゴリ
ズムを用いて網膜スパイクと強膜スパイクが同定される
と、無水晶体症検査で行なう評価法と同様の方法で最大
長を求める。その結果をディスプレイ２８に表示し、ビ
ンジャック３２に送り、網膜スパイクと強膜スパイクに
対応するアナンシェータ５６をＬＣＤ２８上で点灯する
。

第６図はゲートアレー４８の部分ブロック線図である。

クロック５８は周波数４０ＭＨｚで動作する。グレーフ
ード計数器６４がライン６２を介して４０ＭＨｚに調時
される。クロック５８はまたリード線６０を介して標本
パルスゼネレータ９０の調時を行なうのにも使用される
。クロック５８とグレーコード計数器６４の他９ビット
計数器９２も連続的に、かつ受信する超音波エコーとは
無関係に動作する。超音波エコーがリード線８６に受信
されると、測定シーケンスが開始される。グレーコード
計数器６４は第８Ａ図の２列めに示した出力に相当する
連続的出力を有する。第８Ａ図に示したように、グレー
コードのシーケンス出力は００から連続して０１．１１
．１０と進んだ後に００ぺ戻る。このようなグレーコー
ド出力が、やはり第８Ａ図の３列めに示した２進数出力
に変換される。従ってグレーコード出力の００は２進数
出力の１１または３に相当する。グレーコード出力が０
０から０１へ移ると同時に、２進数出力も１１または３
から００または０に移ることに注目することが重要であ
る。この遷移が生じると、９ビツト計数器９２が１つ進
められる。９ビツト計数ＶＳ９２は０から５１１まで２
進法で連続的に計数する。十進法で５１１に達すると、
計数器がラップアラウンドして、受信する超音波エコー
とは無関係に再び〇から５１１までの計数を続ける。ラ
イン８６に超音波エコーが到達すると標本化プロセスが
開始される。

標本パルスゼネレータ９０が３つの標本パルスＰ１゜Ｐ
２．Ｐ３を生成し、これらのパルスがそれぞれリード線
１０２．１０４．１０６に送られる。Ｐｌの標本パルス
はエコーがリード線８６に受信されてから１Ｇ０ｎＳ後
に生じる。２ＳｎＳ後に標本パルスＰ２が生成され、そ
の後２５ｎｓ後に標本パルスＰ３が生成される。標本パ
ルスＰ１が標本パルスゼネレータ９０によって生成され
ると、リード線１０２に標本パルスが存在することによ
ってランチ６８にグレーフード計数器の出力を標本化さ
せる。それと同時に標本パルスがランチ９６に送られて
、ランチ９６はその時点での２ビツト計数器９２の計数
値を標本化して保持する。

標本パルスＰ２が生じると、標本信号がリード線１０４
を介してラッチ７２に送られ、ラッチ７２はグレーフー
ド計数器６４の現在グレーコード計数値の標　２９一 本をもう１つ取る。標本パルスＰ３が生じると、せる。

この時点で必要なデータは獲得されているため、９ビツ
ト計数器が遷移状態にあるのと対照的に安定した時点で
９ビツト計数器９２のどの標本化が行なわれたかを決定
することができる。これまでに説明して来た動作を含む
タイミング図を示した第７図を参照すると、この動作が
より良く哩解できる。

第７図の波形１０８は、第６図の４０８Ｈ２り０ツク５
８からの信号を表わしたものである。波形１１０はグレ
ーコード計数器６４からの最も有意性の低いビットを表
わし、波形１１２（Ｇ１）はグレーコード計数器６４か
らの他の信号（最も有意のピット）を表わす。波形１１
４は９ビツト計数器９２からの出力を表わし、波形１１
６はリード１ｉ１８Ｇから標本バルスゼネレータ９０に
受信される超音波エコーを表わす。波形１１８．１２０
．１２２が標本パルスゼネレータ（シフトレジスタ）　
９０において生成される標本パルスＰ１゜ｐ２．ｐ３を
表わしている。標本パルスゼネレータ９０からのクロッ
ク５８（波形１０８）の反灯縁にグレーコード計数器を
調時して、グレーコード標本が準安定状態にならないよ
うにすることが重要であることに注目を要する。第９図
の点線１３０は波形１１０が高くなることを示している
。この遷移によって９ビツト計数器、すなわち波形１１
４に次の計数への遷移を開始させる。波形１１６の立上
り縁、すなわち受信エコーが生じるのは、この例では９
ビツト計数器９２の遷移中である。エコー６８の前縁と
標本パルスＰ１、波形１１８の前縁との間には１００　
ｎｓの組込み遅延があるが、この遅延は標本化するどの
エコーにも存在するものであるため除去することができ
る。点線１２４において９ビット計グレーコード計数器
は数値０１を有しており、９ビツト計数器９２は遷移状
態にある。従ってラッチ９６に記憶した９ビツト計数器
の数は、遷移状態の間に記録済みとなっている。次の標
本では点ｌ１１１２６に示すようにＰ２をとる。グレー
コードは表８Ａに示した二進計数値１に等しい１１の状
態にある。

従ってグレーコードは第８Ａ図１列めの計数Ｏから計数
１の間を遷移している。第９図を参照すると、このこと
は有効状態が０であり、点線１２８によって表わされる
標本パルスＰ３として取った９ビット標本が９ビツト計
数器９２の遷移状態の間に生じなかったことを示してい
る。よって点線１２８で表わされるＰ３における測定値
が９ビツト計数器の標本の有効測定値になる。

この時点では、時間Ｐ１とＰ２に標本化した場合に可能
なある種のグレーコード計数器のレータンスしか存在し
ていないことに注目すべきである。

例えば時間Ｐ１とＰ２での標本が、グレーコード計数器
が遷移状態にある時間に来るとする。このような情況下
で発生すると考えられるのは、ＰｌとＰ２での連続的グ
レーコード標本の読取りが００と００になる、００と０
１になる、０１計数を飛ばして例えば００と１１になる
という３種類の事項である。グレーフード計数器は２５
ｎｓ毎に遷移を行ない、また標本Ｐ１とＰ２の間隔が２
５ｎｓであるため、グレーコードの計数を１回以上飛ば
して連続的にＰｌとＰ２の読取りを行なうことは不可能
である。この動作をさらに説明したものが第９図である
。グレーフード計数器の出力状態は二進出力に変換され
るが、説明の都合上、二進出力に関して十進数を用いる
ことにする。列１から分かるように、最初のＰ１１標の
結果３という二進出力が得られて、その次のＰ２２標も
同じく二進出力３になった場合、９ビツト計数器の第１
標本は有効である。

同様に最初のＰ１１標の結果が二進出力３になりＰ２２
標が二進出力０になった場合、グレーコード計数器に１
回遷移があったことになり、再び９ビツト計数器のＰ１
１５！取値が有効になる。しかし、グレーコード計数器
を２回連続して標本化した結果、グレーフード計数器の
計数がＰ１読取値３、Ｐｌの読取値１のように飛ばされ
ていた場合、有効状態は０になる。但し有効状態が０の
場合は９ビツト計数器の次の計数を調時したグレーフー
ド計数器の遷移があったことになる。クロックパルスの
直後に遷移状態があるため、９ビツト計数器９２のＰ３
３標はＰ１１標と対照的に有効になる。

第８Ｂ図右参照すると、波長１３２が９ビツト計数器の
遷移を示している。この遷移は列１３４に示すグレーコ
ード計数器６４が３からＯへ遷移する時点に生じるもの
である。この遷移の直後に９ピット計数器９２の出力は
線１３６のＸ印によって表わされる遷移状態となる。従
って第９図に示すようにグレーコード計数器の有効状態
がＯまたは１の時はいつも９ビツト計数器９２の有効標
本がＰ３標本にあり、また有効状態が２または３の時は
いつも９ビツト計数器のＰ１標本が有効になる。また、
グレーコード計数器の二進出力は１１ビツト計数器の最
も有意性の小さいビット２つを表わしており、これが９
ビツト計数器９２からの９ビツトと第６図の二進変換器
によって変換したグレーコード計数器６４の二進出力２
つに相当する。グレーフード計数器６４は第８Ｂ図のよ
うにこれが３からＯへ遷移する時に９ビツト計数器を調
時しているため、グレーコード計数器の出力を変換器１
３８によって二進数に変換した後グレーコード変換器の
最初２つのビットを１１ビツト計数器の一部として使用
することができる。

ゲートアレー４８の概略図を付録Ａとして本明細さらに
図面を必要としないと考えるが、完全性についての疑問
が残らぬよう完全な概略図を添付する次第である。

作動スイッチを２分間押さなかった場合、マイクロプロ
セッサ４６とトランスジューサ素子が自動的に切られて
電力および電池寿命の消費を低減する。この機能は小型
の別個の回路によって成されるが、作動ボタンの押下に
も反応して電池素子やトランスジューサの作動を行なう
。

この様に本発明のシステムによって、高速かつ高精度に
非同期エコーと高速標本化回路を相関させる装置が達成
された。これによって現在ある他の眼科用浮皮計に比較
して感度分解能、精度が向上し、レンジも大きくなって
いる。

　３６一 本発明のシステムの好適実ａｍ様について説明して来た
が、当業者にとってはある種の変更や選択的実施も明白
であろう。この開示はこのような変更および選択的実施
も特許請求の範囲に含むことを意図したものである。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は２０ＨｔｌＺ　トランスジューサを備えた浮
皮計としての計測器の斜視図であり、第１Ｂ図は１０Ｈ
Ｈ２トランスジューサを備えた生体計測尺を示す斜視図
である。 第２Ａ図は２０８Ｈ７トランスジューサと共に使用する
ディジタルディスプレイを示し、第２Ｂ図は１０Ｈ１ｌ
ｚ　トランスジューサと共に使用するディジタルディス
プレイを示す。 第３図は上部カバーを外した浮皮計の平面図である。 第４図は各種構成部品の位置を示す浮皮計の側面図であ
る。 第５図は本発明システムの詳細ブロック線図である。 第６図は非同期的事象の間の時間間隔を精密測定する装
置のブロック線図である。 第７図は第６図のブロック線図の所望動作を示したタイ
ミング図である。 第８Ａ図はグレーコードビットのシーケンスとそれに対
応する二進出力を示す表であり、第８Ｂ図は第８Ａ図の
二進状態と９ビツト計数器の関数との関係を示す。 第９図はいろいろなＰｌおよびＰ２標本期間におけるグ
レーコード計数器の二進状態を示した表である。 ２０・・・・・・ハウジング、 ２２・・・・・・圧電超音波トランスジューサ、２６・
・・・・・作動ボタン、２８・・・・・・液晶ディスプ
レイ、３２・・・・・・ピンジャックコネクタ、３６・
・・・・・浮皮計、４１・・・・・・電池、４４・・・
・・・回路基板、４６・・・・・・マイクロプロセッサ
、４８・・・・・・ゲートアレー、５４・・・・・・ハ
イブリットトランシーバ、５８・・・・・・クロック、
６４・・・・・・グレーコード計数器、６８．７２，９
６．９８・・・・・・ラッチ、９０・・・・・・標本パ
ルスゼネレータ、９２・・・・・・９ビツト計数器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）非同期信号を検出して同期信号と相関させる非同
   期信号検出システムであって、非同期信号を受信して複
   数の標本パルスを生成するようになっている標本パルス
   装置と、 連続的に計数するようになっている計数装置と、連続的
   に計数し、前記計数装置の調時を行なうようになってい
   るグレーコード計数装置と、第１ラッチと第２ラッチと
   第３ラッチと第４ラッチを含んで成るラッチ装置であっ
   て、該ラッチ装置が前記標本パルス装置に接続されてお
   り、前記第１ラッチと第２ラッチが前記グレーコード計
   数装置に接続されており、前記第３ラッチと第４ラッチ
   が前記計数装置に接続されており、前記標本パルスによ
   って前記第１および第２ラッチに前記グレーコード計数
   装置からのラッチデータをラッチさせるようになってお
   り、また前記第３ラッチと第４ラッチが前記計数装置か
   らのデータをラッチするようになっているラッチ装置と
   、 前記第１ラッチおよび第２ラッチからデータを受信して
   変換した後、前記第３ラッチおよび第４ラッチを制御す
   るようになっている変換装置とを含んで成るシステム。
2. （２）前記第３および第４ラッチに接続されており、前
   記第３および第４ラッチから転送されるデータを記憶す
   るようになっているシフトレジスタ装置と、 前記シフトレジスタ装置に接続されており、前記シフト
   レジスタ装置からデータを受信して前記シフトレジスタ
   装置からの前記データを厚さデータに変換するようにな
   っているマイクロプロセッサ装置と、 前記マイクロプロセッサ装置に接続されており、前記厚
   さデータをディジタルを表示するようになっているディ
   スプレイ装置と含む、特許請求の範囲第１項に記載のシ
   ステム。
3. （３）パルスを伝送し、非同期パルスを受信して前記非
   同期パルスを非同期信号に変換するようになっているト
   ランスジューサ装置と、 前記トランスジューサ装置と前記標本パルス装置に接続
   されており、前記トランスジューサ装置からの前記非同
   期信号を受信して処理し、前記非同期信号を前記標本パ
   ルス装置に与える送受信器装置とを含む、特許請求の範
   囲第２項に記載のシステム。
4. （４）眼科の厚さ測定用の手持ち式超音波計測器であっ
   て、該計測器が、 筆記具のように握り易くなっている上面を有する本体と
   、 該上面に配置されており、本体を筆記具のように握った
   時に第２指の近傍に来るようになっている作動ボタンと
   、 前記本体の前記上面で前記本体に接続されているディス
   プレイと、 前記本体に連結されており、超音波トランスジューサを
   含んでいる先端部とを含んで成り、前記本体が、電源と
   、トランシーバと、ゲートアレーと、マイクロプロセッ
   サとを収納しており、前記トランシーバが前記ゲートア
   レーと前記マイクロプロセッサとに接続されており、前
   記ゲートアレーが前記マイクロプロセッサに接続されて
   成る計測器。