【手続補正書】
【提出日】平成16年9月7日(2004.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  非接触眼圧計及びその制御方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  被検眼の角膜に流体を吹き付け角膜を変形するためのノズルを備え、角膜の変形に基づいて眼圧を測定する眼圧測定光学系と、前記ノズルを移動するための駆動手段と、被検眼に対する前記ノズルの位置を検出する第１の検出手段と、該第１の検出手段よりも位置検出精度が高くかつ位置検出範囲が狭い第２の検出手段と、前記第１の検出手段の検出位置で定まる範囲内に前記ノズルを移動し、移動後に前記第２の検出手段で検出した位置に基づいて前記ノズルを所定位置に移動するように前記駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする非接触眼圧計。
【請求項２】  前記制御手段は、眼圧測定終了後に被検眼に対して最も遠くとなる位置に前記ノズルを移動するように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の非接触眼圧計。
【請求項３】  前記第１の検出手段は、前記ノズルのノズル中心軸に対して対称な位置に一対の指標像を投影するアライメント指標光源と、披検眼の前眼部で反射した一対の指標像の反射像を前眼部と共に撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像した前眼部及び一対の指標像の位置に基づいて、被検眼に対する前記ノズルの位置を算出する演算手段とにより構成することを特徴とする請求項１に記載の非接触眼圧計。
【請求項４】  前記第２の検出手段は、前記ノズルを介して第２の指標像を投影する第２のアライメント指標光源と、披検眼の前眼部で反射した前記第２の指標像を分離する光束分離手段と、分離した前記第２の指標像を前眼部と共に撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像した前眼部及び分離した前記第２の指標像の位置に基づいて、被検眼に対する前記ノズルの位置を算出する演算手段とにより構成することを特徴とする請求項１に記載の非接触眼圧計。
【請求項５】  被検眼の角膜に流体を吹き付け角膜を変形するためのノズルを備え、角膜の変形に基づいて眼圧を測定する眼圧測定光学系と、該眼圧測定光学系及び前記ノズルを含む筐体を被検眼に対して移動する駆動手段と、被検眼に対する前記ノズルの位置を検出する第１の検出手段と、該第１の検出手段よりも位置検出精度が高くかつ位置検出範囲が狭い第２の検出手段と、前記駆動手段、前記第１の検出手段、前記第２の検出手段を制御する制御手段とを備える非接触眼圧計の制御方法であって、前記第１の検出手段により被検眼に対する前記ノズルの第１の位置を検出する第１の検出工程と、前記第１の位置に基づいて前記ノズルを前記第２の検出手段の検出範囲に前記ノズルを移動する第１の移動工程と、前記第２の検出手段により被検眼に対する前記ノズルの第２の位置を検出する第２の検出工程と、該第２の位置に基づいて前記ノズルを被検眼に対する所定位置に移動する第２の移動工程とを有し、該第２の移動工程により前記ノズルを移動する範囲は前記第１の位置で定まる範囲に制限することを特徴とする非接触眼圧計の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科病院等において被検眼の眼圧を測定するために使用される非接触眼圧計及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被検眼に流体を吹き付けることにより角膜を変形させ、角膜を所定量変形させるために必要な圧力から、被検眼の眼圧を測定する非接触眼圧計においては、測定精度を確保するために光学部材中央部に取り付けたノズルと被検眼角膜頂点との間隔を正確に合わせる必要があった。
【０００３】
検者は被検眼に対するアライメント操作をジョイスティックや上下環を操作して合わせたり、或いは特開平８−１０２２５号公報に示すように検者が或る程度までアライメント操作を行った後に、精密なアライメントは装置自体が自動的に行うものが従来から提案されている。
【０００４】
更に、非接触眼圧計ではノズルと角膜頂点との距離が短いため、ノズルが被検眼に接触しないように、安全装置として被検眼に或る一定距離以上接近しないようにストッパを設け、被検者を顎受台に載置した後に、検者が横から覗き込みながら、装置を被検眼に接近させ、限界と判断したところでストッパを作動するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の検者がアライメント操作を行う方法においては、検者の熟練度によっては測定終了までに相当の時間を要し、被検者に負担が掛かっている。
【０００６】
また、検者がアライメントを最適位置付近まで合わせた後に、装置自体が最適位置に合わせる機能を持たせた装置にしても、検者は最適位置付近まで操作する必要があり、要求される熟練度が十分に軽減されているとは云えない。
【０００７】
安全装置についても、測定に先立ってストッパを設定しても、その後に被検者が顔を動かしてしまうと、再度設定をし直す必要が生じ、測定時間も掛かることに加え、手間も増えるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、上述の課題を解決し、検者の熟練度によらず容易に眼底を測定することのできる非接触眼圧計及びその制御方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る非接触眼圧計は、被検眼の角膜に流体を吹き付け角膜を変形するためのノズルを備え、角膜の変形に基づいて眼圧を測定する眼圧測定光学系と、前記ノズルを移動するための駆動手段と、被検眼に対する前記ノズルの位置を検出する第１の検出手段と、該第１の検出手段よりも位置検出精度が高くかつ位置検出範囲が狭い第２の検出手段と、前記第１の検出手段の検出位置で定まる範囲内に前記ノズルを移動し、移動後に前記第２の検出手段で検出した位置に基づいて前記ノズルを所定位置に移動するように前記駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る非接触眼圧計の制御方法は、被検眼の角膜に流体を吹き付け角膜を変形するためのノズルを備え、角膜の変形に基づいて眼圧を測定する眼圧測定光学系と、該眼圧測定光学系及び前記ノズルを含む筐体を被検眼に対して移動する駆動手段と、被検眼に対する前記ノズルの位置を検出する第１の検出手段と、該第１の検出手段よりも位置検出精度が高くかつ位置検出範囲が狭い第２の検出手段と、前記駆動手段、前記第１の検出手段、前記第２の検出手段を制御する制御手段とを備える非接触眼圧計の制御方法であって、前記第１の検出手段により被検眼に対する前記ノズルの第１の位置を検出する第１の検出工程と、前記第１の位置に基づいて前記ノズルを前記第２の検出手段の検出範囲に前記ノズルを移動する第１の移動工程と、前記第２の検出手段により被検眼に対する前記ノズルの第２の位置を検出する第２の検出工程と、該第２の位置に基づいて前記ノズルを被検眼に対する所定位置に移動する第２の移動工程とを有し、該第２の移動工程により前記ノズルを移動する範囲は前記第１の位置で定まる範囲に制限することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態における非接触眼圧計の概略構成図を示しており、基台１には被検者Ｓの顔を載置するための顎受台２を設ける。基台１の上面には、駆動手段３を介して眼圧測定光学系を収納する筐体４を載置し、駆動手段３は筐体４を三次元方向に駆動し得るようにする。また、基台１には測定を開始するための測定スイッチ５を設ける。
【００１２】
図２は筐体３内に収容された眼圧測定光学系を上方から見た構成図を示しており、ノズル１１を筒状の保持部材１２に透明な光学部材１３、１４を介して保持し、保持部材１２の後方部には透明な窓部１５を設ける。ノズル１１と窓部１５の間には圧力室１６を設け、圧力室１６には導管１７を介して加圧手段１８に連結する。保持部材１２の外側には被検眼Ｅに対して斜め方向に、例えば波長７８０ｎｍの一対の第１のアライメント指標光源１９Ｌ、１９Ｒを光路Ｏ１に対して対称な位置に配置し、光束射出端面をノズル１１の射出口と同様に被検眼Ｅから１０ｍｍ程度離れて配置し、被検眼Ｅの角膜Ｃが広い範囲で照明されるように配置する。
【００１３】
被検眼Ｅの前方の光路Ｏ１上にはノズル１１、窓部１５、小ミラー２０、レンズ２１、光分割部材２２、開口板２３、レンズ２４及びエリアアレイセンサ２５を順次に配列する。開口板２３には２個の小開口２３Ｌ、２３Ｒを光路Ｏ１に対して対称に設け、小開口２３Ｌ、２３Ｒには光束分離手段として、楔プリズム２４Ｌ、２４Ｒをそれぞれ取り付ける。
【００１４】
小ミラー２０の入射方向の光路Ｏ２上には、レンズ２６、光分割部材２７、眼圧測定光源を兼ねた例えば波長８８０ｎｍのＩＲＥＤから成る第２のアライメント指標光源２８を配列し、光分割部材２７の入射方向の光路Ｏ３上には固視用光源２９を配置する。また、光分割部材２２の反射方向の光路Ｏ４上には、スリット３０、眼圧を測定するための角膜変形センサ３１を配置する。なお、楔プリズム２４Ｌ、２４Ｒの裏面には第２のアライメント指標光源２８の波長のみを透過するフィルタを貼り付ける。
【００１５】
エリアアレイセンサ２５、角膜変形センサ３１の出力は制御部３２に接続し、制御部３２には加圧手段１８、筐体４を駆動するためのステッピングモータ等から成る駆動手段３、測定スイッチ５、一対のアライメント指標像Ｐ１、Ｐ２間の間隔を演算する演算手段３３、撮像された画像を表示するモニタ３４を接続する。
【００１６】
アライメントに際しては、第２のアライメント指標光源２８から光束を、被検眼Ｅに照射し、被検眼Ｅの角膜Ｃにより反射された指標像は開口板２３に設けられた小開口２３Ｌ、２３Ｒを通過してエリアアレイセンサ２５上で撮像される。このとき、指標像はアライメント用として楔プリズム２４Ｌ、２４Ｒによって、エリアアレイセンサ２５上の異なる場所に結像する。
【００１７】
ただし、この指標像は精密な位置合わせに適している反面で、ノズル１１の中心軸と被検眼Ｅとが左右上下に大きく偏心していると、ノズル１１によって受光光束がけられ易いため、このアライメント指標像が検知できるのは最適アライメント位置付近になる。
【００１８】
検眼に際しては、眼圧測定光学系を搭載した筐体４は被検眼Ｅからノズル１１の中心軸方向に最も離れた位置に待機させる。被検者Ｓは顎を顎受台２に載せ、固視用光源２９からの光束を光路Ｏ３、Ｏ２、Ｏ１を介して被検眼Ｅに照射する。被検眼Ｅはノズル１１を介して光路Ｏ１の延長上の固視用光源２９を観察する。また、一対の第１のアライメント指標光源１９Ｌ、１９Ｒは被検眼Ｅの前眼部を照明することによって、角膜Ｃにアライメント指標像Ｐ１、Ｐ２を投影し、その反射光は光学部材１３、１４、窓部１５、レンズ２１、光分割部材２２、開口板２３、レンズ２４を介して、エリアアレイセンサ２５に入射する。
【００１９】
エリアアレイセンサ２５においては、アライメント指標像Ｐ１、Ｐ２とノズル１１の中心軸と瞳孔Ｅｐの中心が一致していれば、２つのアライメント指標像Ｐ１、Ｐ２は図３に示すようにモニタ３４にはノズル１１の中心軸方向と対称な位置に結像する。なお、図３の点線の交点はノズル１１の中心軸位置を示している。
【００２０】
しかし、ノズル１１の中心軸と被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐがずれている場合には、２つのアライメント指標像Ｐ１、Ｐ２は瞳孔Ｅｐと共にずれてしまい、図４に示すように片方のアライメント指標像Ｐ１しか撮像されないこともある。
【００２１】
図５はアライメントから眼圧測定までの手順のフローチャート図を示している。先ず、検者は図４に示すようにモニタ３４に映る被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐを観察する。即ち、エリアアレイセンサ２５によって撮像されていることを確認した後に、測定スイッチ５を押して測定を開始する。
【００２２】
ステップＳ１として、制御部３２はエリアアレイセンサ２５において撮像された映像信号に対して、例えば二値化処理のような画像処理を行い、設定された閾値から瞳孔部を抽出し、重心位置を算出して、その重心位置が図３に示すようにノズル１１の中心軸位置になるように、駆動手段３を介して眼圧測定光学系を含む筐体４を移動する。
【００２３】
ステップＳ１が終了すると、ステップＳ２として制御部３２は演算手段３３に対して、図３に示すようにエリアアレイセンサ２５による映像信号から一対のアライメント指標像Ｐ１、Ｐ２の位置を検出し、各アライメント指標像Ｐ１、Ｐ２の重心位置を算出し、その重心位置間の間隔Ｄからノズル１１の先端から角膜Ｃまでの距離を演算する。制御部３２は演算手段３３の算出結果からデータテーブルを参照し、ノズル１１の中心軸方向にどの程度、筐体４を移動できるかを決定する。これはノズル１１が被検眼Ｅに接近すると指標間隔Ｄが大きくなることを利用している。
【００２４】
また、制御部３２にはノズル１１の先端が角膜Ｃに接触することのないように、角膜Ｃの位置とノズル１１の先端の位置間の距離の最小距離が設定値として予め設定されており、演算手段３３の算出結果がこの設定値より小さくなると、つまりノズル１１の先端が角膜Ｃに接近すると、制御部３２は駆動手段３を駆動して筐体４を角膜Ｃからノズル１１の中心軸方向の離れる方向に移動させる。
【００２５】
演算手段３３によって測定する一対のアライメント指標像Ｐ１、Ｐ２間の間隔Ｄは、被検眼Ｅの角膜Ｃの曲率半径によって異なる。しかしながら、制御部３２が決定する距離は厳密な距離である必要はなく目安であり、ノズル１１の先端が角膜Ｃに接触することを防止することがその主な目的であるため、設定値を曲率半径の違いによるアライメント指標像Ｐ１、Ｐ２から形成される位置の違いを勘案して設定しておけば、接触防止の安全機能を発揮することができる。
【００２６】
また、移動させる距離を数ｍｍ程度に設定すれば、ステップＳ１に戻るのではなく、ステップＳ２の間隔Ｄの算出から行うようにしてもよい。更に、筐体４を離れる方向に移動させず、その位置で停止するように構成することも考えられる。
【００２７】
次にステップＳ３として、制御部３２は駆動部４により眼圧測定光学系を含む筐体４をノズル１１の中心軸方向に被検眼Ｅに接近する方向に移動させ、図６に示すように第２のアライメント指標光源２８による第２の指標像Ｔ１、Ｔ２を検出する。
【００２８】
ステップＳ４として、ステップＳ３で検出した第２の指標像Ｔ１、Ｔ２を用いて精密な位置合わせを行う。図６ではノズル１１の中心軸方向、ノズル１１の中心軸と角膜Ｃの中心は共にずれている。
【００２９】
制御部３２はアライメントに際して、２つの指標像Ｔ１、Ｔ２の座標Ｔ１（ｘ１，ｙ１）、Ｔ２（ｘ２，ｙ２）と中心座標Ｔ（ｘｔ，ｙｔ）を算出する。
【００３０】
図７では、角膜Ｃの中心をｘ座標とｙ座標の交点Ｃ（ｘ０，ｙ０）で示している。ノズル１１の中心軸と角膜Ｃの中心が上下方向にずれていると、図７（ａ）に示すようにｙ１とｙ２は一致し、角膜中心Ｃ（ｘ０，ｙ０）に対してｘ０とｘｔは一致するが、ｙ方向ではｙ０、ｙｔは異なるため、駆動手段３によって上下方向に筐体４を動かして同じ座標になるように制御する。
【００３１】
同様に、左右方向にずれている場合には、図７（ｂ）に示すようにｙ１、ｙ２は一致し、今度はｘ０とｘｔが異なるので、左右方向に筐体４を動かして同じ座標になるように制御する。
【００３２】
ノズル１１の中心軸方向と角膜Ｃの中心が作動距離方向にずれていると、図７（ｃ）に示すように重心位置は角膜Ｃの中心に一致しているが、ｘ１とｘ２、ｙ１とｙ２は共に異なっているので、ノズル１１の中心軸方向に筐体４を動かしてｙ座標ｙ１とｙ２を一致させるように制御する。
【００３３】
アライメントが完了すると、図７（ｄ）に示すように２つの指標像Ｔ１、Ｔ２が角膜Ｃの中心から等間隔の位置で、かつｘ軸上に並び、中心座標Ｔ（ｘｔ，ｙｔ）と角膜中心Ｃ（ｘ０，ｙ０）が一致する。
【００３４】
アライメントが完了すると、ステップＳ５として制御部３２は加圧手段１８に信号を出力して眼圧測定を行う。最後にステップＳ６として、制御部３２は駆動手段３によって眼圧測定が終了すると、筐体４をノズル１１の中心軸方向に被検眼Ｅから最も離れた位置に移動させる。
【００３５】
以上のステップによって１回の眼圧測定が終了するが、必ずしも全てのステップを経る必要はなく、６つのステップＳ１〜Ｓ６の内の複数のステップを経由するようにしてもよい。
【００３６】
本実施の形態では、第６ステップにより眼圧測定光学系を含む筐体４をノズル１１の中心軸方向に被検眼Ｅから最も離れた位置に移動させるように構成したが、これは想定される作動距離、つまり想定された被検眼Ｅの角膜Ｃの位置に対するノズル１１の先端までの距離よりも離れた位置に移動させるようにしてもよい。
【００３７】
本実施の形態では、第１のアライメント指標光源１９Ｌ、１９Ｒをノズル１１の中心軸に対し一対の光源としたが、これは例えば円環状の光源など他の実施の形態も考えられる。
【００３８】
また、測定時の眼圧測定光学系は測定に先立つ初期位置として、測定終了後に被検眼Ｅから最も離れた位置に移動させるように構成したが、装置へ電源投入後にも同様の位置にあることは云うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る非接触眼圧計及びその制御方法は、ノズルが被検眼に過度に近付くことがなく、またノズルの初期位置を被検眼に対して作動距離よりも離れた位置に配置することによって、顔を動かしてもノズルに眼を接触させる危険性を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本実施の形態の概略構成図である。
【図２】
上方から見た光学系の構成図である。
【図３】
前眼部と第１のアライメント指標像の観察画面である。
【図４】
前眼部と第１のアライメント指標像の観察画面である。
【図５】
測定手順のフローチャート図である。
【図６】
前眼部と第１のアライメント指標像と第２のアライメント指標像の観察画面である。
【図７】
第２のアライメント指標像の観察画面である。
【符号の説明】
１  基台
２  顎受台
３  駆動手段
４  筐体
５  測定スイッチ
１１  ノズル
１２  保持部材
１３、１４  光学部材
１８  加圧手段
１９Ｌ、１９Ｒ  第１のアライメント指標光源
２０  小ミラー
２２、２７  光分割部材
２４Ｌ、２４Ｒ  楔プリズム
２５  エリアアレイセンサ
２８  第２のアライメント指標光源
２９  固視用光源
３１  角膜変形センサ
３２  制御部
３３  演算手段
３４  モニタ