KR101170358B1

KR101170358B1 - 안과 장치

Info

Publication number: KR101170358B1
Application number: KR1020077019584A
Authority: KR
Inventors: 나오토 혼다; 요시아키 미무라
Original assignee: 가부시키가이샤 니데크
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2012-08-02
Also published as: WO2006093280A1; EP1854400A4; JP4570485B2; EP1854400B1; US7588336B2; EP1854400A1; US20080117383A1; JP2006239249A; KR20070110857A

Abstract

노즐을 통하여 피검자 안구의 각막에 유체를 분출하는 분출유닛을 갖고 피검자 안구의 압력을 측정하는 안구 압력 측정부와, 피검자 안구의 광학 특성을 측정하는 광학 특성 측정부와, 안구 압력 측정부와 광학 특성 측정부가 배치된 본체부와, 안구 압력 측정부와 광학 특성 측정부 중 어느 하나를 측정 가능 상태로 하는 측정부 절환유닛과, 각막에 지표광을 투사하는 투사광학계와 각막에서 반사된 지표광을 수광하는 수광광학계를 구비하여 안구 압력 측정부를 측정 가능 상태로 할 때 피검자 안구에 대한 장치의 작동거리를 광학적으로 검출하는 작동거리 검출유닛과, 작동거리 검출 결과에 기초하여 안구 압력 측정부의 측정 가능 상태로의 이행 계속 정부를 판정하고 그 판정 결과에 기초하여 측정부 절환유닛을 제어하는 제어부와, 수광광학계에서 반사된 광이 각막에서 반사된 지표광인지 여부를 직접적 또는 간접적으로 검지하는 검지유닛을 구비하고, 수광 광학계에서 수광된 광이 각막에서 반사된 지표광이 아니라고 검지유닛에 의해 검지된 때에는, 제어부는 작동거리 검지 결과에 상관하지 않고 안구 압력 측정부의 측정 가능 상태로의 이행 계속을 바르다고 판정하여 측정부 절환유닛을 제어하여 이행을 계속시키는 안과장치.

Description

안과 장치{OPHTHALMOLOGIC DEVICE}

본 발명은 피검자 안구의 다수의 다른 안구 특성을 측정할 수 있는 안과 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 피검자 안구의 압력과 굴절력 등의 광학 특성을 측정할 수 있는 안과 장치에 관한 것이다.

피검자 안구의 압력과 굴절력, 각막 형상 등의 광학 특성을 측정할 수 있는 장치가 제안되어 있다[US 2004/0189936A1(JP 특개 2004-313758)]. 이와 같은 장치에는 안구 압력 측정용 공기를 피검자 안구에 내뿜기 위한 노즐이 피검자 안구에 접촉하지 않도록 피검자 안구에 대한 장치의 작동 거리를 광학적으로 검출하는 기구가 설치되어 있다. 그리고, 검출된 작동 거리가 소정 거리 이하로 된 경우에는, 노즐이 피검자 안구에 접촉하는 것을 피하기 위하여, 광학 특성 측정으로부터 안구 압력 측정으로의 절환을 정지시키는 등의 제어가 행해진다. 그러나, 외란 광(disturbance light)의 입사 등에 의해 실제로는 피검자가 장치 앞에 있지 않아도 노즐이 피검자 안구에 접촉하는 것으로 판정해 버리는 일이 있다.

본 발명은 오판정을 없게 하면서 다수의 다른 안구 특성을 효율적으로 측정할 수 있는 안과 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아래와 같은 구성을 구비한 것을 특징으로 한다.

피검자 안구의 복수의 다른 안구 특성을 측정 가능한 안과장치는, 노즐을 통하여 피검자 안구의 각막에 유체를 분출하는 분출유닛을 가지고, 피검자 안구의 안구 압력을 측정하는 안구 압력 측정부; 피검자 안구의 광학 특성을 측정하는 광학 특성 측정부; 안구 압력 측정부와 광학 특성 측정부가 배치된 본체부; 안구 압력 측정부와 광학 특성 측정부 중 어떤 하나를 측정 가능 상태로 하는 측정부 절환유닛; 각막에 지표광을 투사하는 투사 광학계와, 각막에서 반사된 지표광을 수광하는 수광 광학계를 갖고, 안구 압력 측정부를 측정 가능 상태로 할 때의 피검자 안구에 대한 장치의 작동 거리를 광학적으로 검출하는 작동거리 검출유닛; 작동거리 검출 결과에 기초하여 안구 압력 측정부의 측정 가능 상태로의 이행 계속의 정부(正否)를 판정하고, 그 판정 결과에 기초하여 측정부 절환유닛을 제어하는 제어부; 및 수광 광학계로 수광된 광이 각막에서 반사된 지표광인지 아닌지를 직접적 또는 간접적으로 검지하는 검지유닛;을 구비하고, 수광 광학계로 수광된 광이 각막에서 반사된 지표광이 아니라고 검지유닛에 의해 검지된 때에는, 제어부는 작동거리 검지 결과에 상관하지 않고 안구 압력 측정부의 측정 가능 상태로의 이행 계속을 바르다고 판정하여 측정부 절환유닛을 제어하여 이행을 계속시킨다.

도 1은 본 발명의 실시예인 안과 장치의 개략적인 외관도이다.

도 2는 장치의 본체부 내를 측방에서 본 개략 구성도이다.

도 3은 안구 압력 측정부 및 제어계의 개략 구성도이다.

도 4는 안구 압력 측정부를 측정 가능 상태로 할 때의 동작을 나타낸 플로우 챠트이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 한편, 본 실시예에서는 안구 압력 및 안구 굴절력을 측정하는 복합형 장치를 예로서 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예인 안과 장치의 개략적인 외관도이다.

이동대(2)는 좌우 방향(이하, X 방향)과 전후 방향(작동 거리 방향, 이하, Z 방향)으로 이동 가능하게 베이스(3) 위에 설치되어 있다. 이 이동대(2)의 이동은 조이스틱(4)의 틸팅(tilting) 작동에 의해서 기계적으로(또는 전기적으로) 수행된다. 또한, 본체부(1)는 이동유닛(130)의 구동에 의해 X-방향, Z-방향 및 상하 방향(이하, Y 방향)으로 움직이도록 이동 베이스(2) 위에 배치되어 있다. 또한, 본체부(1)의 Y 방향 이동은 조이스틱(4)의 회전 노브(knob)(4a)를 조작하는 것에 의해서도 전기적으로 수행된다.

베이스(3)에는 피검자의 안면(머리)을 지지하기 위한 안면 지지유닛(6)이 고정되어 있다. 참조부호 5는 조이스틱(4)의 상부에 설치된 측정 개시 스위치(5)이다. 참조부호 8a는 안구 앞부분 조명용 적외선 광원(20)으로부터의 광을 통과시키는 투사창이다.

참조부호 200은 장치의 앞(안면 지지유닛(6)측)에 피검자가 있는지 여부를 검지하기 위한 센서(피검자 센서)이다. 본 실시예에서는 초음파를 이용하여 장치로 부터 피검자까지의 거리를 측정하는 센서이고, 피검자측을 향하여 설치되어 있으며, 본 실시예에서는 안면 지지유닛(6)의 하부에 설치되어 있다. 한편, 초음파 거리센서가 아니고, 광학식 거리센서 등의 주지의 거리 센서이어도 좋다. 또, 장치로부터 피검자까지의 거리를 측정하는 센서가 아니고, 장치의 일부에 피검자가 접촉하는지 여부를 검지하는 센서이어도 좋다. 예를 들면, 안면 지지유닛(6)의 이마 받침대(7)나 턱 받침대(9)에 터치 센서를 설치하여 그 검지 결과로부터 피검자가 장치 앞에 있는지 여부를 검지하여도 좋다.

도 2a와 도 2b는 본체부(1) 내를 측방에서(도 1의 화살표 A 방향) 본 개략 구성도이다. 본체부(1) 내에는 비접촉으로 피검자 안구(E)의 압력을 측정하기 위한 안구 압력 측정부(1a)가 Z 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있고, 또, 광학 특성 측정부인 안구(E)의 굴절력을 측정하기 위한 안구 굴절력 측정부(1b)가 안구 압력 측정부(1a) 위에 위치하도록 고정 배치되어 있다. 또한, 반사미러(9), 반사미러(10), 미러 이동유닛(90) 및 안구 압력 측정부 이동 유닛(100)이 설치되어 있다.

측정부(1a)는 이동 유닛(100)에 의해 Z 방향으로 평행 이동된다. 이동 유닛(90)은 측정부(1a)의 Z 방향 이동에 연동하여 안구(E)와 측정부(1a)가 갖는 노즐(13) 사이로 미러(9)를 삽탈 시킨다. 즉, 측정부(1a)가 도 2a의 후퇴 위치(retreat position)에서 도 2b의 측정 기준 위치로 이동되면, 미러(9)는 노즐(13)의 앞[안구(E)와 노즐(13)의 사이]에 삽입된 상태로부터 제거된 상태로 이동된다. 한편, 측정부(1a)가 도 2b의 측정 기준 위치로부터 도 2a의 후퇴 위치로 이동되면, 미러(9)는 제거된 상태로부터 삽입된 상태로 이동된다. 이와 같은 구성에 의해 측정부(1a)와 측정부(1b) 중 어떤 하나는 측정 가능 상태로 된다. 즉, 이동 유닛(90) 및 이동 유닛(100)에 의해 측정절환유닛이 구성된다.

측정부(1a)에는 차광판(305)이 취부되어 있어, 포토 센서(306)에 의해 차광판(305)이 검출되면, 측정부(1a)가 도 2a의 후퇴 위치로 이동되는 것이 연산 제어부(110)에 의해 검지된다. 한편, 포토 센서(307)에 의해 차광판(305)이 검출되면, 측정부(1a)가 도 2b의 측정 기준 위치로 이동되는 것이 연산 제어부(110)에 의해 검지된다.

도 3은 측정부(1a)와 제어 시스템의 개략적인 구성을 나타낸다. 공기(유체) 분출 유닛(102)은 실린더(11), 피스톤(12), 회전 솔레노이드(113) 등을 포함한다. 솔레노이드(113)의 구동력에 의한 피스톤(12)의 움직임에 의해 실린더(11) 내부에서 압축된 공기는 노즐(13)로부터 안구(E)의 각막을 향하여 분출된다. 14는 노즐(13)을 고정하는 투명한 2개의 글래스 판이다. 15는 노즐(13)의 배후에 설치된 투명한 글래스 판이다. 글래스 판(15)의 배후에는 X Y 방향의 정렬 상태(alignment states)를 검출하기 위한 광학계 등이 배치되어 있다. 16은 실린더(11) 내의 압력을 검출하는 압력센서이다.

40은 적외선 광원으로, 광원(40)에서의 각막 변형 상태 검출용 지표광은 콜리메이트 렌즈(collimator lens)(41)에 의해 대략 평행 광속으로 되어 각막에 투사된다. 광원(40)의 각막 반사상(각막에서 반사된 지표광)은 수광 렌즈(42), 필터(43), 하프 미러(44) 및 핀홀 판(45) 등을 통하여 수광 소자(46)에 의해 수광된다. 필터(43)는 광원(40)으로부터의 광을 투과하고, 광원(20)으로부터의 광을 투과 하지 않는 특성을 가진다. 이들에 의해 구성된 각막 변형 상태 검출 광학계(안구 압력 측정 광학계)는 각막이 소정의 변형 상태(편광 상태)일 때 수광 소자(46)의 수광량이 최대로 되도록 배치되어 있다.

또한, 광원(40)으로부터의 지표광은 렌즈(41)에 의해 대략 평행 광속으로 되어 각막에 투사되고[광원(40) 및 렌즈(41)에 의해 정렬 지표광 투사 광학계(49a)가 구성된다], 광원(40)의 각막 반사상(각막에서 반사된 지표광)은 렌즈(42)로부터 하프 미러(44)를 통하여 PSD, 라인 센서 등의 위치 검출소자인 수광 소자(47)에 의해 수광된다[렌즈(42), 필터(43) 및 수광 소자(47)에 의해 정렬 지표광 수광 광학계(49b)가 구성된다]. 안구(E)가 Z 방향으로 이동하면, 광원(40)의 각막 반사상의 입사 위치도 수광 소자(47) 위를 이동하기 때문에, 수광 소자(47)로부터의 출력 신호에 기초하여 안구(E)에 대한 장치(측정부 1a)의 Z 방향 정렬 상태를 검출할 수 있다.

투사 광학계(49a) 및 수광 광학계(49b)로 이루어진 Z 방향 정렬 상태 검출 광학계는 안구 굴절력 측정 모드로부터 안구 압력 측정 모드로의 절환 신호를 받고 측정부(1a)를 측정 가능 상태로 할 때에, 안구(E) 등으로의 노즐(13) 접촉을 회피하기 위하여 안구(E)에 대한 장치의 작동 거리를 검출하기 위한 광학계를 겸한다(자세히는 후술된다). 한편, 이들의 광학계는 별개로 구성되어도 좋다.

또한, 각막 변형 상태 검출 광학계 및 작동거리 검출 광학계(Z 방향 정렬 상태 검출 광학계)는 도 3에서 수직 방향(Y 방향)으로 배치되어 있도록 도시되어 있으나, 실제로는 수평 방향(x 방향)으로 배치되어 있다. 또, 측정부(1a)는 안구(E) 에 대한 장치(측정부 1a)의 XY 방향 정렬 상태를 검출하기 위한 광학계, 안구(E)에 고시표(fixation target)를 나타내는 광학계, 안구(E)의 전안부(anterior segment)를 관찰하기 위한 광학계 등의 일반적인 구성을 구비한다.

측정부(1b)는 안구(E)의 저부에 안구 굴절력 측정용 지표광을 투사하고, 안구 저부에서 반사된 지표광의 수광 결과에 기초하여 안구 굴절력을 측정하는 광학계를 구비한다[안구 굴절력 측정 광학계에 대해서는 US 5,907,388(JP 특개평10-108836) 참조]. 또한, 측정부(1b)는 안구(E)에 대한 장치(측정부 1b)의 X,Y,Z 방향의 정렬 상태를 검출하기 위한 광학계, 안구(E)에 고시표를 나타내 보이는 광학계, 안구(E)의 전안부를 관찰하기 위한 광학계 등의 주지의 구성을 구비한다.

전체 장치의 제어, 측정값의 연산 등을 수행하는 연산 제어부(110)에는 이동 유닛(90), 이동 유닛(100), 이동 유닛(130), 솔레노이드(113), 수광소자(46), 수광소자(47), 모니터(26), 메모리(120), 안구 압력 측정모드와 안구 굴절력 측정모드 중 어느 하나를 선택하기 위한 측정 모드 선택 스위치(121a) 등을 갖는 스위치 부(121), 센서(200), 포토센서(306), 포토센서(307), 마이크로 스위치(300) 등이 접속되어 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 장치에 있어서, 그 동작에 대하여 도 4의 플로우 챠트에 기초하여 설명한다. 안구 압력 측정과 안구 굴절력 측정이 연속적으로 수행되는 경우, 통상 먼저 안구 굴절력 측정이 수행된다. 이는 먼저 안구 압력 측정이 수행되면, 그 후의 안구 굴절력 측정에서 압축 공기의 분출 등에 의한 영향이 남을 가능성이 있기 때문이다.

안구 굴절력 측정이 수행되어 소정의 측정 종료 조건이 만족되고, 스위치(121a)가 눌러지면, 연산 제어부(110)는 안구 굴절력 측정모드로부터 안구 압력 측정모드로의 절환 신호를 생성한다[안구 굴절력 측정이 종료하면서 연산 제어부 (110)가 자동적으로 절환 신호를 생성하는 것도 좋다]. 안구 굴절력 측정모드로부터 안구 압력 측정모드로 절환 되면서 조이스틱(4)의 조작에 의해 이동대(2)가 피검자로부터 멀어진다. 그리고, 최후방까지 이동대(2)가 이동된 것이 마이크로 스위치(300)에 의해 검출되면, 연산 제어부(110)는 측정부(1a)를 측정 가능 상태로 하기 위하여 이동유닛(100)을 구동하여 측정부(1a)를 피검자 측으로 이동시킨다.

측정부(1a)의 피검자 측으로의 이동 중, 작동거리 검출 광학계에 의한 작동거리 검출결과가 소정거리(예를 들면, 10mm) 이하로 되었다고 판정되고, 동시에 센서(200)에 의해 피검자가 장치의 앞에 있다[피검자가 장치로부터 소정거리(예를 들면, 40cm) 내에 있다)고 검지된 경우에는, 연산 제어부(110)는 측정부(1a)의 이동을 정지시킨다(또 소정거리 이상으로 될 때까지 역방향으로 이동시켜도 좋다). 즉, 측정부(1a)를 측정 가능 상태로 하는 동작을 정지시킨다. 그리고, 모니터(26)에 그 취지를 표시시킨다. 이와 같은 경우, 피검자 자신이 외란광(disturbance light)을 차광하는 것으로 되기 때문에, 수광소자(47)에서 반사된 광이 광원(40)으로부터의 작동거리 검출용 지표광인 것이 간접적으로 검지될 수 있다. 따라서, 측정부(1a)의 이동 정지는 안구(E)로의 노즐(13)의 접촉을 회피하기 위하여 적절한 것이다.

한편, 측정부(1a)의 피검자 측으로의 이동 중, 작동거리 검출 결과가 소정거리 이상으로 되었다고 판정되어도, 센서(200)에 의해 피검자가 장치의 앞에 있지 않다(피검자가 장치로부터 소정거리 내에 있지 않다)고 검지된 경우에는, 연산 제어부(110)는 작동거리 검출 결과에 상관하지 않고 측정부(1a)의 이동을 계속시킨다. 이 경우는, 수광소자(47)에서 반사된 광이 광원(40)으로부터의 지표광이 아닌 것이 간접적으로 검지될 수 있고, 애초 피검자는 장치 앞에 있지 않기 때문에, 안구(E)에 노즐(13)이 접촉하지 않는다.

연산 제어부(110)는 측정부(1a)를 피검자 측으로 이동시킬 때, 측정부(1a)가 측정 기준 위치로 이동된 것이 포토센서(307)에 의해 검출되면, 측정부(1a)의 이동을 정지시킨다. 이에 의해 측정부(1a)가 측정 가능 상태로 된다.

이와 같이 하여, 측정부(1a)가 측정 가능 상태로 이동되고, 안구(E)에 대한 정렬이 완료되면, 스위치(5)에 의해(또는 자동적으로) 측정 개시의 트리거 신호(trigger signal)가 생성되어, 도시되지 않은 구동회로를 통하여 솔레노이드(113)가 구동된다. 솔레노이드(113)의 구동력에 의한 피스톤(12)의 이동에 의해 실린더(11) 내에서 압축된 공기는 노즐(13)로부터 각막을 향하여 분출된다. 각막은 공기의 분출(blow)에 의해 점차적으로 변형되고, 각막이 소정의 변형 상태에 도달된 때에 수광소자(46)의 수광량이 최대로 된다. 연산 제어부(110)는 압력 센서(16)로부터의 출력 신호와 수광소자(46)로부터의 출력 신호에 기초하여 안구 압력을 계산한다.

이와 같은 구성에 의하면, 수광소자(47)에서 반사된 광이 광원(40)으로부터의 지표광인지 여부를 간접적으로 검지할 수 있으므로, 안구 굴절력 측정모드로부터 안구 압력 측정모드로의 절환에 의한 측정부(1a)의 피검자 측으로의 이동 중에, 외란광의 영상 등에 의한 측정부(1a)가 정지하여 버리는 것을 회피할 수 있다.

한편, 본 실시예에 있어서는 센서(200)의 측정(검지) 결과에 기초하여 수광소자(47)에서 반사된 광이 광원(40)으로부터의 지표광인지 여부를 간접적으로 검지하는 것으로 하였으나, 이하에 나타낸 바와 같은 구성이어도 좋다. 즉, 측정부(1a)를 측정 가능 상태로 하기 위한 측정부(1a)의 피검자 측으로의 이동 중, 작동거리 검출 광학계에 의한 작동거리 검출 결과가 소정거리 이하로 되었다고 판정된 경우, 연산 제어부(110)는 광원(40)으로부터의 지표광의 투사를 일단 정지시킨다. 그럼에도 불구하고 전과 다름없이 작동거리 검출 결과가 소정거리 이하로 되었다고 판정되어 있는 경우는 수광소자(47)에서 반사된 광이 광원(40)으로부터의 지표광이 아닌 것이 확실하기 때문에, 작동거리 검출 결과에 상관없이 측정부(1a)의 이동을 계속시킨다. 이와 같은 구성에 의하면, 수광소자(47)에서 반사된 광이 광원(40)으로부터의 지표광인지 여부를 직접적으로 검출할 수 있으므로, 외란광의 영향 등에 의해 측정부(1a)의 피검자 측으로의 이동이 도중에서 정지하여 버리는 것을 회피할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 광학 특성 측정부를 안구 굴절력 측정부로 하였으나, 이것에 한정되지 않고, 각막 형상 측정부, 안구 굴절력 및 각막 형상 측정부, 안구 신장 측정부 등 피검자 안구의 광학 특성을 측정하는 것이면 좋다. 또, 피검자 안구의 저부, 전안부 등을 촬영하는 것도 피검자 안구의 광학 특성을 측정하는 것으로 포함된다.

Claims

피검자 안구의 복수의 다른 안구 특성을 측정 가능한 안과장치로서,

노즐을 통하여 피검자 안구의 각막에 유체를 분출하는 분출유닛을 가지고, 피검자 안구의 압력을 측정하는 안구 압력 측정부;

피검자 안구의 광학 특성을 측정하는 광학 특성 측정부;

안구 압력 측정부와 광학 특성 측정부가 배치된 본체부;

안구 압력 측정부와 광학 특성 측정부 중 어떤 하나를 측정 가능 상태로 하는 측정부 절환유닛;

각막에 지표광을 투사하는 투사 광학계와, 각막에서 반사된 지표광을 수광하는 수광 광학계를 갖고, 안구 압력 측정부를 측정 가능 상태로 할 때의 피검자 안구에 대한 장치의 작동 거리를 광학적으로 검출하는 작동거리 검출유닛;

작동거리 검출 결과에 기초하여 안구 압력 측정부의 측정 가능 상태로의 이행 계속의 정부(正否)를 판정하고, 그 판정 결과에 기초하여 측정부 절환유닛을 제어하는 제어부; 및

수광 광학계로 수광된 광이 각막에서 반사된 지표광인지 아닌지를 직접적 또는 간접적으로 검지하는 검지유닛;을 구비하고,

수광 광학계에서 수광된 광이 각막에서 반사된 지표광이 아니라고 검지유닛에 의해 검지된 때에는, 제어부는 작동거리 검지 결과에 상관하지 않고 안구 압력 측정부의 측정 가능 상태로의 이행 계속을 바르다고 판정하여 측정부 절환유닛을 제어하여 이행을 계속시키는 안과장치.
제 1 항에 있어서,

검지유닛은, 장치의 앞에 피검자가 있는지 여부를 검지하고, 그 검지 결과에 기초하여 수광 광학계에서 수광된 광이 각막에서 반사된 지표광인지 여부를 직접적으로 검지하는 안과장치.
제 2 항에 있어서,

검지유닛은, 장치로부터 피검자까지의 거리를 측정하는 센서를 포함하는 안과장치.
제 2 항에 있어서,

검지유닛은, 장치의 일부에 피검자가 접촉하는지 여부를 검지하는 센서를 포함하는 안과장치.
제 1 항에 있어서,

검지유닛은, 지표광의 투사시 수광 광학계의 수광 상태와 지표광의 비투사시 수광 광학계의 수광 상태의 비교에 기초하여 수광 광학계로 수광된 광이 각막에서 반사된 지표광인지 여부를 직접적으로 검지하는 안과장치.
제 1 항에 있어서,

안구 압력 측정부는 본체부에 이동 가능하게 배치되고,

측정부 절환유닛은 안구 압력 측정부를 피검자 안구 측으로 이동시켜 측정 가능 상태로 하는 안과장치.