【手続補正書】
【提出日】平成17年10月24日(2005.10.24)
【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】  非接触式眼圧計及び眼圧測定方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  被検眼角膜にアライメント用光束を投影するためのアライメント用光源と、前記アライメント用光束の被検眼からの反射光を受光し、被検眼のアライメント状態を検出するためのアライメント検出手段と、流体を被検眼角膜に吹き付けて角膜を変形させるための加圧手段と、被検眼角膜に測定用光束を投影するための眼圧測定用光源と、被検眼角膜からの前記測定用光束の反射光量を検出するための眼圧測定用受光手段と、前記測定用受光手段からの所定の出力値を検出することにより角膜の所定変形の検出を行うための変形検出手段と、前記アライメント検出手段の検出結果に応じて変更する基準値と前記測定用受光手段の出力とを比較し、信頼度を判定するための信頼度判定手段とを備えることを特徴とする非接触式眼圧計。
【請求項２】  前記アライメント検出手段による被検眼で反射されたアライメント光束の受光量に応じて、前記基準値を変更することを特徴とする請求項１に記載の非接触式眼圧計。
【請求項３】  前記アライメント検出手段による被検眼で反射されたアライメント光束のピーク値に応じて、前記基準値を変更することを特徴とする請求項１に記載の非接触式眼圧計。
【請求項４】  更に前記信頼度判定手段の出力が信頼度ありと判定したときに眼圧測定を実行することを特徴とする請求項１に記載の非接触式眼圧計。
【請求項５】  眼圧を測定する方法であって、アライメント検出用光束を被検眼に投光する工程と、アライメント検出用光束の反射光に基づいてアライメント調節を行う工程と、被検眼に眼圧測定用光束を投光すると共に流体を吹き付ける工程と、被検眼からの前記眼圧測定用光束の反射光を受光し、受光信号を出力する工程と、前記受光信号を比較する基準値を前記アライメント検出用光束の反射光の受光量に基づいて決定する工程と、前記基準値と受光信号のレベルを比較することにより前記受光信号の有効性を判定する工程とを備えることを特徴とする眼圧測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科医院等で使用する非接触式眼圧計及び眼圧測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の非接触式眼圧計においては、ロータリソレノイドの回転によりピストンをシリンダ内で移動させてシリンダ内の空気を圧縮し、被検眼の角膜に圧縮空気を吹き付けると共に、光源から角膜に測定光を投影し、角膜からの反射光をフォトセンサ等で受光し、フォトセンサのからの出力信号のピークを検出することにより、角膜の所定変形を検出し、そのときのシリンダ内等の内圧を測定し眼圧値に換算する。
【０００３】
測定時に被検眼の固視が悪く、アライメントがずれてしまった場合や、まつ毛がかかってしまった場合などは、フォトセンサが光束を正常に受光することができず、フォトセンサの出力が低下してしまい、変形信号のピークが検出できたとしても、その測定の信頼性が低くなる。
【０００４】
そのため所定の基準値を設定し、フォトセンサの出力のピーク信号が所定の基準値よりの小さい場合は、そのときの測定をエラーとして不採用とするか、低信頼度マークを付するなどの処理を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら被検眼角膜の反射率は個人差があり、測定の信頼性の判定する基準値は、角膜の反射率を考慮しておらず、或る一定の値を採用している。そのため、角膜の反射率の高い被検眼の場合は、測定時にアライメントずれ等が起きて、フォトセンサからの出力が低下しても基準値を下回らず、本来は信頼度が低いにも拘らず正常な測定と判定される虞れがある。
【０００６】
また、角膜の反射率が低い場合は、フォトセンサからの出力は低くなるため、正常な測定にも拘らず基準値を上回らず、測定エラーや低信頼度マークが付いてしまう虞れもある。
【０００７】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、被検眼角膜の反射率の差によらず、安定して高い信頼度の判定を行うことができる非接触式眼圧計及び眼圧測定方法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の本発明に係る非接触式眼圧計は、被検眼角膜にアライメント用光束を投影するためのアライメント用光源と、前記アライメント用光束の被検眼からの反射光を受光し、被検眼のアライメント状態を検出するためのアライメント検出手段と、流体を被検眼角膜に吹き付けて角膜を変形させるための加圧手段と、被検眼角膜に測定用光束を投影するための眼圧測定用光源と、被検眼角膜からの前記測定用光束の反射光量を検出するための眼圧測定用受光手段と、前記測定用受光手段からの所定の出力値を検出することにより角膜の所定変形の検出を行うための変形検出手段と、前記アライメント検出手段の検出結果に応じて変更する基準値と前記測定用受光手段の出力とを比較し、信頼度を判定するための信頼度判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る眼圧測定方法は、眼圧を測定する方法であって、アライメント検出用光束を被検眼に投光する工程と、アライメント検出用光束の反射光に基づいてアライメント調節を行う工程と、被検眼に眼圧測定用光束を投光すると共に流体を吹き付ける工程と、被検眼からの前記眼圧測定用光束の反射光を受光し、受光信号を出力する工程と、前記受光信号を比較する基準値を前記アライメント検出用光束の反射光の受光量に基づいて決定する工程と、前記基準値と受光信号のレベルを比較することにより前記受光信号の有効性を判定する工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
【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は非接触式眼圧計の外観図である。基台１上に測定部２が移動自在に載置され、基台１の検者が操作する面には、測定値や被検眼像などの表示を行うモニタ３、測定部２をおおまかに被検眼に位置合わせするためのトラックボール４とローラ５、プリンタ印字スイッチや測定開始スイッチや選択設定スイッチなどが配置されたスイッチパネル６、プリンタ７が配置されている。
【００１１】
被検者は検者が操作する面と反対側にある図示しない顔受け部に顔をのせ、測定部２の対物部の前に被検眼が位置することで測定が可能となる。被検眼に対して測定部２は、左右、上下、前後の３軸のモータの駆動により三次元方向に移動でき、測定部２を電動駆動で被検眼に対して位置合わせできるようになっている。
【００１２】
図２は測定部２の内部構成を示し、被検眼Ｅに対向して軸Ｌ上に被検眼観察光学系が配置されている。軸Ｌ上には被検眼Ｅ側から、孔あき窓１０、ノズル１１、レンズ１２、ダイクロイックミラー１３、図３に示すような開口部１４ａ〜１４ｃを有するアライメントプリズム絞り１４。レンズ１５、ＣＣＤカメラ１６が配列されている。なお、アライメントプリズム絞り１４の開口部１４ａ、１４ｂには、プリズム１４ｄ、１４ｅが付設されている。
【００１３】
また、ダイクロイックミラー１３の入射方向側には、レンズ１７、ハーフミラー１８、ダイクロイックミラー１９、投影レンズ２０、光源２１が配列されている。更に、ハーフミラー１８の入射側にはアパーチャ２２、フォトセンサ２３が配置され、ダイクロイックミラー１９の入射側には固視ＬＥＤ２４が配置されている。
【００１４】
更に、レンズ１２、ダイクロイックミラー１３、レンズ１７により囲まれた圧縮室２５にはシリンダ２６がチューブ２７を介して連通され、シリンダ２６のピストン２８をソレノイド２９により駆動するようにされている。そして、圧縮室２５には圧力センサ３０が設けられている。
【００１５】
被検眼Ｅの観察像は孔あき窓１０、ノズル１１の外側、レンズ１２を通って、ダイクロイックミラー１３を透過し、アライメントプリズム絞り１４の開口部１４ｃ、レンズ１５を経てＣＣＤカメラ１６に導かれる。アライメント光学系は、アライメント受光系が観察光学系と一部共用されている。
【００１６】
アライメント投影系においては、光源２１から光束が発生され、投影レンズ２０、ダイクロイックミラー１９、ハーフミラー１８、レンズ１７を透過し、ダイクロイックミラー１３で反射され、ノズル１１内を経て被検眼Ｅに向かう。被検眼Ｅの角膜Ｅｃで反射された光束は、アライメント受光系の孔あき窓１０、レンズ１２を通って、ダイクロイックミラー１３を一部透過してアライメントプリズム絞り１４のプリズム１４ｄ、１４ｅで２光束に分離され、ＣＣＤカメラ１６に導かれる。
【００１７】
観察光学系では、光束は中央の開口部１４ｃを通り、アライメント受光系では光源１８の波長のみ透過するプリズム１４ｄ、１４ｅに入射され、左側のプリズム１４ｄで光束が下方に、右側のプリズム１４ｂで光束が上方に屈折され、適正作動距離では、光源のスポット像はＣＣＤカメラ１６上の中心付近に垂直線上に並ぶ２輝点として結像される。そのときの前眼部像は、図４（ａ）に示すようになる。
【００１８】
作動距離が前後にずれると、２輝点の各輝点は適正作動距離での輝点位置を基準に、それぞれ別の左右方向に相対移動し、それぞれ図４（ｂ）、（ｃ）に示すようになる。被検眼Ｅに対して測定部２が上下左右方向に移動すると、２輝点共そのずれ量に応じて上下左右方向に２輝点の相対位置を変えずに移動する。
【００１９】
角膜変形検出系の投影光学系はアライメント投影光学系と共用され、光源２１から照射された光束は、投影レンズ２０、ダイクロイックミラー１９、ハーフミラー１８、レンズ１７を透過し、ダイクロイックミラー１３により反射され、レンズ１２に照射され被検眼Ｅに向かう。
【００２０】
変形された角膜Ｅｃの角膜反射光束が、孔あき窓１０、レンズ１２を通って、ダイクロイックミラー１３で一部反射され、レンズ１７を透過し、ハーフミラー１８で一部反射され、アパーチャ２２を通ってフォトセンサ２３に導かれる。受光光学系は被検眼Ｅの角膜が圧平されたときに、フォトセンサ２３の受光量が最大になるように調整されている。
【００２１】
固視標投影光学系においては、固視ＬＥＤ２４から照射された光束がダイクロイックミラー１９で反射され、ハーフミラー１８、レンズ１７を透過しダイクロイックミラー１３で反射されノズル１１内を通り、被検眼Ｅに導かれる。
【００２２】
図５はこの非接触式眼圧計の電気系のブロック回路構成図である。測定スイッチ、スイッチパネル６、トラックボール４、ローラ５に内蔵のロータリエンコーダ、及び測定結果を印字するためのプリンタ７がＣＰＵ３１のポートに接続されている。
【００２３】
ＣＣＤカメラ１６により撮影された前眼部像の映像信号は、Ａ／Ｄコンバータ３２によりデジタルデータに変換され、画像メモリ３３に格納される。ＣＰＵ３１は画像メモリ３３に格納された画像データを基に、アライメント輝点の抽出の画像処理を行いアライメントの検出をする。ＣＣＤカメラ１６で撮影された前眼部像の映像信号は、キャラクタ発生装置３４からの信号と合成され、モニタ３上に前眼部像や測定値などが表示される。左右モータ３５、上下モータ３６、前後モータ３７はモータドライバ３８に接続され、トラックボール４やローラ５のロータリエンコーダの入力、オートアライメント動作時はアライメントのずれに応じて、ＣＰＵ３１からの指令により駆動される。
【００２４】
ロータリソレノイド２９はドライバ３９に接続され、ＣＰＵ３１の指令により駆動される。圧力センサ３０からの出力、フォトセンサ２３からの出力はアナログスイッチ４０に入力され、アナログスイッチ４０はＣＰＵ３１により２つの入力の中から選択された１つの信号をＡ／Ｄコンバータ４１に出力する。アナログスイッチ４０、Ａ／Ｄコンバータ４１の出力はＣＰＵ３１に接続されている。また、ＣＰＵ３１にはメモリ４２も接続されている。
【００２５】
図６はこのように構成された非接触式眼圧計における測定動作のフローチャート図である。先ず、検者はモニタ３上でアライメント輝点が２つ確認できるまでトラックボール４、ローラ５を操作し、左右、上下、前後の各モータ３５、３６、３７を駆動し、被検眼Ｅと装置の測定部２のおおまかなアライメント調整を行う。その後にスイッチパネル６のスタートスイッチを押し、オートアライメント動作を開始する。
【００２６】
オートアライメント動作は、ステップＳ１ではＣＣＤカメラ１６で撮影された被検眼Ｅの前眼部像の映像信号を、Ａ／Ｄコンバータ３２でデジタルデータに変換し、画像メモリ３３に取り込む。次に、ステップＳ２ではステップＳ１で取り込んだ画像メモリ３３内の画像データからＣＰＵ３１で画像処理を行い、アライメント用の２つの輝点の位置を検出する。
【００２７】
ステップＳ３では、検出した輝点の位置から左右、上下、前後の各方向のアライメントずれの量を計算する。ステップＳ４では、アライメントずれが所定範囲内かどうかを判断し、範囲外であればステップＳ５に移行し、左右、上下、前後の各モータ３５、３６、３７をアライメントずれ量に応じて駆動し測定部２を移動する。そして、これらのステップＳ１からステップＳ５までのオートアライメント動作を、ステップＳ４でアライメントずれが測定可能な所定範囲内であると判断されるまで繰り返す。
【００２８】
オートアライメントが完了するとステップＳ６に移行し、ＣＰＵ３１からの指令によりドライバ３９を介してロータリソレノイド２９の駆動を開始する。駆動開始と共にピストン２８がシリンダ２６内を移動し、チューブ２７を介して接続された圧縮室２５に空気を送り込む、送り込まれた空気が圧縮されノズル１１内を通過し、被検眼Ｅに吹き付けられ角膜Ｅｃの変形が開始される。
【００２９】
次のステップＳ７、Ｓ８では、圧縮室２５内の内圧信号と角膜変形信号のサンプリングを行う。内圧信号及び変形信号は所定のサンプリング周期で設定された回数のサンプリングを行い、時系列順にメモリ４２に格納する。ステップＳ７では内圧信号のサンプリングを行う。ＣＰＵ３１はアナログスイッチ４０の入力を切換え、Ａ／Ｄコンバータ４１に圧力センサ３０の信号を入力してＡ／Ｄ変換を行い、デジタルデータをメモリ４２に格納する。ステップＳ８では、角膜変形信号のサンプリングを行う。ＣＰＵ３１はアナログスイッチ４０の入力を切換え、Ａ／Ｄコンバータ４１にフォトセンサ２３の信号を入力してＡ／Ｄ変換を行い、デジタルデータをメモリ４２に格納する。
【００３０】
ステップＳ９で所定回数のサンプリングの終了が判定されると、ステップＳ１０に移行し、サンプリング回数を判定する。ステップＳ１０では、ステップＳ１で取り込まれた画像メモリ３３内のアライメント完了時の前眼部の画像データからアライメント検出用の輝点の輝度を求め、予め用意されている換算式によりエラーレベル及びワーニングレベルを求める。
【００３１】
ステップＳ１１ではメモリ４２に格納された変形信号のデータから変形信号のピークを検出する。ステップＳ１２ではステップＳ１１で算出したエラーレベルとピーク時のフォトセンサ２３のデータとを比較し、ピーク時の大きさがエラーレベル以下であれば、ステップＳ１３に移行しエラー処理を行う。エラー処理では、モニタ３上にエラー表示等を行い、一連の測定動作を終了する。
【００３２】
ピーク時の大きさがエラーレベルよりも大きければ、ステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４では、ステップＳ１１で算出したワーニングレベルと、ピーク時のフォトセンサのデータとを比較し、ピーク時の大きさがワーニングレベル以下であれば、ステップＳ１５に移行しワーニング処理を行う。ワーニング処理では、ワーニングデータフラグを立てる。
【００３３】
その後に、ステップＳ１６に移行し、変形信号がピークとなったときの内圧信号のデータから予め用意された換算式により被検眼の眼圧値を求め、モニタ３上に測定値の表示を行う。更に、ワーニングフラグが立っている場合は測定値に低信頼度マークを付加し、一連の測定動作を終了する。
【００３４】
図７はフォトセンサ２３の出力とワーニングレベル、エラーレベルの関係を表したグラフ図であり、横軸は経過時間ｔ、縦軸はフォトセンサ２３の出力量である。実線で描かれた曲線は通常眼の正常測定時の出力を表し、点線で描かれた曲線は通常眼の１／２の反射率の角膜の正常測定時の出力を表している。
【００３５】
仮に、通常眼のピークの１／４のレベルＥｒｒをエラーレベル、１／２のレベルＷａｒｎｉｎｇをワーニングレベルとすると、反射率が通常眼の１／２の角膜を測定した場合に正常に測定が行われても、ワーニングレベルまでしか出力が上がらず、常に低信頼度の測定と判断されてしまう。アライメントずれなどの要因により、出力が１／２に低下すると、本来はワーニングレベルであるにも拘らず、エラーとなってしまう。
【００３６】
そのため、アライメント検出手段の受光光量により、その被検眼Ｅに対するピーク時の出力の大きさを予測し、図８に示すように反射率の低い角膜に対してはエラーレベルをＥｒｒ'、ワーニングレベルをＷａｒｎｉｎｇ'と相対的に変更することにより、角膜Ｅｃの反射率の違いによる信頼度判定のばらつきを低減することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る非接触式眼圧計及び眼圧測定方法は、信頼度の判定を行う基準値をアライメント検出手段の受光光量に応じて変更することにより、被検眼角膜の反射率の差によらず、安定して信頼度の判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
実施の形態の外観図である。
【図２】
測定部の光学系、機械系の構成図である
【図３】
アライメントプリズム絞りの斜視図である。
【図４】
アライメント光によるアライメント時の前眼部像の説明図である。
【図５】
非接触式眼圧計の電気系のブロック回路構成図である。
【図６】
眼圧測定動作のフローチャート図である。
【図７】
フォトセンサの出力と信頼度レベルのグラフ図である。
【図８】
フォトセンサの出力と信頼度レベルのグラフ図である。
【符号の説明】
１１  ノズル
１６  ＣＣＤカメラ
２１  光源
２３  フォトセンサ
２９  ロータリソレノイド
３０  圧力センサ
３１  ＣＰＵ
４０  アナログスイッチ