(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者眼角膜に対し超音波ビームを非接触にて送信し，受信するための送受信部を有する超音波探触子を備え、前記超音波探触子によって受信された角膜反射波の特性に基づいて被検者眼の眼圧を測定する非接触式超音波眼圧計であって、
前記被検者眼の前眼部を正面方向から観察するための観察光学系を備え、
前記超音波探触子は、前記送受信部における送信部及び受信部のうち、いずれか一方の部材は前記観察光学系の観察光路外に配置され，他方の部材は前記観察光学系の観察光路を用いて送信又は受信可能な位置に配置されることにより構成されていることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。
【請求項２】
請求項１の非接触式超音波眼圧計において、
前記他方の送受信部は、所定の保持部材によって観察光路中に保持されていることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。
【請求項３】
請求項１又は２の非接触式超音波眼圧計において、
前記他方の送受信部は、固視標投影用の光束又はアライメント指標投影用の光束を通過させるための開口部が形成されていることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を用いて非接触にて被検眼の眼圧を測定する非接触式超音波眼圧計に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検眼に入射する入射波と被検眼からの反射波と比較して被検眼の眼圧を測定する装置としては、被検眼に対して振動を入射する振動子と被検眼からの反射波を検出する振動検出センサとを有する探触子を保持すると共に，先端に眼球が接触される弾性キャップを有するプローブペンを有し、弾性キャップを被検眼に接触させた状態にて被検眼の眼圧を測定する接触式の眼圧検査装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、非接触式の構成としては、被検眼（ただし、模型眼）に対して超音波を入射する振動子と被検眼からの反射波を検出する振動検出センサとを有する探触子が設けられ、被検眼の眼前に探触子を配置させた状態で被検眼の眼圧を非接触にて測定する眼圧検査装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６７２９９
【特許文献２】国際公開第２００８／０７２５２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成の場合、被検眼にプローブペンを接触させた状態で眼圧測定を行うものであり、被検眼への負担が大きい。また、非特許文献１の構成の場合、模型眼に対する測定を想定したものにすぎず、実際の人眼を測定するにはまだ不十分であり、実用化に向けた課題は多い。例えば、人眼の場合、固視微動や被検眼の視線移動によって眼が動くことから、被検眼に対する探触子のアライメントずれの影響で、振動検出センサによって検出される反射波の特性（例えば、周波数、位相等）が変化してしまい、測定結果にバラツキが生じてしまう可能性がある。また、被検者の恐怖心を緩和するには、角膜と装置との作動距離をある程度確保する必要がある（例えば、１０ｍｍ程度）。
【０００６】
本発明は、上記従来技術を鑑み、被検者眼の眼圧を精度良く測定すると共に、被検眼に対するアライメントを容易に行うことができる非接触式超音波眼圧計を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
（１）  
被検者眼角膜に対し超音波ビームを非接触にて送信し，受信するための送受信部を有する超音波探触子を備え、前記超音波探触子によって受信された角膜反射波の特性に基づいて被検者眼の眼圧を測定する非接触式超音波眼圧計であって、
前記被検者眼の前眼部を正面方向から観察するための観察光学系を備え、
前記超音波探触子は、前記送受信部における送信部及び受信部のうち、いずれか一方の部材は前記観察光学系の観察光路外に配置され，他方の部材は前記観察光学系の観察光路を用いて送信又は受信可能な位置に配置されることにより構成されていることを特徴とする。
（２）
（１）の非接触式超音波眼圧計において、
前記他方の送受信部は、所定の保持部材によって観察光路中に保持されていることを特徴とする。
（３）
（１）又は（２）の非接触式超音波眼圧計において、
前記他方の送受信部は、固視標投影用の光束又はアライメント指標投影用の光束を通過させるための開口部が形成されていることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被検者眼の眼圧を精度良く測定すると共に、被検眼に対するアライメントを容易に行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施形態に係る非接触式超音波眼圧計の測定系及び光学系の概略構成図である。なお、以下の測定系及び光学系は、図示無き筐体に内蔵されている。また、その筐体は、周知のアライメント用移動機構により、被検者眼Ｅに対して三次元的に移動されてもよい。また、手持ちタイプ（ハンディタイプ）であってもよい。
【００１１】
超音波探触子１０は、空気を媒体として被検者眼Ｅの角膜Ｅｃに向けて超音波ビーム（パルス波又は連続波）を出射し、また、角膜Ｅｃで反射された超音波ビームを検出する。探触子１０は、超音波の送受信部１１として、角膜Ｅｃに入射させる超音波（入射波）を出射する送信部１２と、角膜Ｅｃで反射された超音波（反射波）を検出する受信部１３と、を有し、被検者眼Ｅの眼圧を非接触で測定するために用いられる。なお、探触子１０は、送信部１２と受信部１３とが別構成となっており、それぞれ異なる位置に配置されている。
【００１２】
また、本装置の光学系としては、被検者眼Ｅの前眼部を正面方向から観察するための観察光学系２０と、被検者眼Ｅを固視させるための固視標投影（呈示）光学系３０と、上下左右方向のアライメント状態検出用の第１指標を角膜Ｅｃに投影するための第１指標投影光学系４０と、前後方向である作動距離方向のアライメント状態検出用の第２指標を角膜Ｅｃに投影するための第２指標投影光学系５０と、角膜Ｅｃに投影された第２指標を検出するための指標検出光学系５５と、が設けられている。
【００１３】
以下の説明において、送受信部１１における送信部１２及び受信部１３のうち、いずれか一方の部材は観察光学系２０の観察光路外に配置され，他方の部材は観察光学系２０の光路を用いて送信又は受信可能な位置に配置される（図１、図２、図６参照）。
【００１４】
図２は、本実施形態に係る探触子１０を正面から見たときの概略構成図である。送受信部１１において、送信部１２は、開口部１５の外周より外側に配置され、受信部１３は観察光学系２０の観察光路中に配置されている。そして、制御部７０は、探触子１０の駆動を制御し、送信部１２を用いて周辺領域から被検者眼角膜に向けて超音波を送信すると共に、受信部１３を用いて角膜からの反射波を正面方向から受信する。
【００１５】
より具体的には、探触子１０は、前眼部観察のために十分な大きさを持つ略リング状の開口部１５を有し、開口部１５の外側に略リング状の送信部１２を有し、開口部１５の中心に受信部１３を有する。受信部１３は、所定の作動距離離れて、被検者眼Ｅに対向して配置される。より好ましくは、受信部１３は、被検者眼Ｅの眼前の近傍位置に配置される（図１参照）。
【００１６】
また、中心から近い順に、受信部１３、開口部１５、送信部１２が同心円状に配置されている。開口部１５は、観察光学系２０の観察光路Ｋとして用いられる。
【００１７】
送信部１１は、開口部１５に対応する内径を持つ貫通孔が形成されたベース部１０ａの被検者眼Ｅ側に配置されており、貫通孔の外側に略円環状に配置されている。また、開口部１５の外周の形状は、正円形に限るものではなく、種々の形状（例えば、矩形、楕円形、等）であってもよい。
【００１８】
また、受信部１３の中心部（中心軸上）には、固視光源３２（後述する）から発せられた固視標投影用の光束、及びアライメント光源４２から発せられたアライメント指標投影用の光束を通過させるための開口部１４（例えば、直径１ｍｍ程度の円孔）が形成されている。
【００１９】
なお、観察光学系２０の対物レンズ２２は開口部１５に配置され、その中心部には、受信部１３を保持する孔が形成されている。これにより、受信部１３は、対物レンズ２２によって保持される。もちろん、開口部１５には他の光学部材（例えば、ガラス板、フィルタ、等）が配置されていてもよいし、また、前述のような光学部材が配置されていなくてもよい（ただし、受信部１３を保持する部材は必要）。
【００２０】
また、送受信部１１には、空気中での伝搬効率を高めるために、広帯域の周波数成分を持つ超音波ビームを送受信する空気結合型の超音波送受信部（超音波探触子）が用いられることが好ましい。この場合、マイクロアコースティック（Microacoustic）社のBATTM探触子を用いることができる。このような探触子の詳細については、米国特許５２８７３３１号公報、特表２００５−５０６７８３号公報、等を参照されたい。もちろん、これに限るものではなく、ピエゾ型の超音波送受信部（超音波探触子）が用いられてもよい。また、一方の送受信部が広帯域空気結合型探触子で、他方の送受信部がピエゾ型の探触子であってもよい。
【００２１】
図１での説明に戻る。観察光学系２０は、対物レンズ２２と、結像レンズ２４と、二次元撮像素子２６と、を有し、その光軸（観察光軸）Ｌ１が受信部１３の中心軸と略同軸となるように配置されている。このため、被検者眼Ｅの所定部位（例えば、角膜中心、瞳孔中心）に対して観察光軸Ｌ１がアライメントされると、被検者眼Ｅに対する探触子１０の上下左右方向のアライメントがなされる。
【００２２】
赤外光源３８によって照明された被検者眼Ｅの前眼部像は、開口部１５（対物レンズ２２）を通過し、ハーフミラー４６を透過し、ダイクロイックミラー（赤外透過・可視反射）３６を透過し、結像レンズ２４によって撮像素子２６に結像する。撮像素子２６によって撮像された前眼部像は、後述するモニタ７２に表示される。
【００２３】
固視標投影光学系３０は、可視光源３２を有し、被検者眼Ｅを固視させるための固視標を被検者眼Ｅに投影する。光源３２からの可視光は、開口絞り３２ａによって光束径が絞られ、ダイクロイックミラー３６で反射され、ハーフミラー４６を透過し、開口部１４を介して被検者眼Ｅの眼底に投影される。固視標投影光学系３０の光軸Ｌ２は、観察光学系２０の光路（観察光路）中に配置されたダイクロイックミラー３６によって観察光軸Ｌ１と同軸にされている。
【００２４】
第１指標投影光学系４０は、赤外光源４２を有し、上下左右方向のアライメント状態検出用の第１指標である赤外光を正面方向から角膜Ｅｃに投影する。光源４２からの赤外光は、開口絞り４２ａによって光束径が絞られ、ハーフミラー４６で反射され、開口部１４を介して角膜Ｅｃに投影される。第１指標投影光学系４０の光軸Ｌ３は、観察光路（観察光束の光路）中に配置されたハーフミラー４６によって観察光軸Ｌ１と同軸にされている。
【００２５】
そして、第１指標投影光学系４０によって角膜Ｅｃに形成された第１指標像は、開口部１５（対物レンズ２２）を通過し、ハーフミラー４６を透過し、ダイクロイックミラー（赤外透過・可視反射）３６を透過し、結像レンズ２４によって撮像素子２６に結像する。すなわち、観察光学系２０は、第１指標投影光学系４０によって角膜Ｅｃに形成された第１指標像を検出する（角膜Ｅｃで反射された光源４２からの赤外光を受光する）。すなわち、観察光学系２０は、指標検出光学系を兼ねる。撮像素子２６によって撮像された第１指標像は、モニタ７２に表示される（図３の点像Ｉ参照）。
【００２６】
第２指標投影光学系５０は、赤外光源５１を有し、作動距離方向のアライメント状態検出用の第２指標である赤外光を斜め方向から角膜Ｅｃに投影する。
【００２７】
指標検出光学系５５は、位置検出素子（例えば、ラインＣＣＤ）５８を有し、第２指標投影光学系５０によって角膜Ｅｃに形成された第２指標像を検出する（角膜Ｅｃで反射された光源５１からの赤外光を受光する）。なお、作動距離方向のアライメント状態の検出は、探触子１０によって行われてもよい（例えば、被検者眼に出射された超音波が探触子１０に戻っているまでの時間が距離に換算される）。
【００２８】
図３は、本実施形態に係る装置の制御系の概略ブロック図である。演算制御部７０は、装置全体の制御等を行う。送受信部１１は制御部７０に接続され、制御部７０からの駆動信号が送信部１２に入力される。また、受信部１３から出力された電気信号は、増幅された後、制御部７０に入力される。そして、制御部７０は、受信部１３にて検出された反射波の出力波形を解析して、眼圧値を算出する。また、演算制御部７０には、撮像素子２６、光源３２、光源３８、光源４２、光源５１、位置検出素子５８、モニタ７２、メモリ７５、等が接続されている。なお、メモリ７５には、探触子１０を用いて眼圧を測定するための測定プログラム、装置全体の制御を行うための制御プログラム、等が記憶されている。
【００２９】
以上のような構成を備える装置において、被検者眼Ｅの眼圧を測定する場合について説明する。まず、検者は、被検者に固視標を注視させる。また、モニタ７２に表示された前眼部像を観察しながら、被検者眼Ｅに対する探触子１０のアライメントを行う。このとき、演算制御部７０は、図３に示すように、撮像素子２６によって撮像された第１指標像Ｉを含む前眼部像と後述するレチクルＬＴ及びインジケータＧとをモニタ７２に表示する。なお、演算制御部７０は、位置検出素子５８からの出力信号に基づいて作動距離方向のアライメント状態を検出し、その検出結果に基づいてインジケータＧの表示を制御する。
【００３０】
検者は、第１指標像ＩがレチクルＬＴ内に入るように、上下左右方向のアライメントを行う。また、インジケータＧが適正な表示状態（例えば、インジゲータが一本の状態）となるように、作動距離方向のアライメントを行う。
【００３１】
上下左右前後方向のアライメントが完了され、所定のトリガ信号が手動で又は自動的に入力されると、演算制御部７０は、送信部１２から超音波ビームを角膜Ｅｃに向けて出射し、角膜Ｅｃで反射された超音波ビームを受信部１３で検出する。そして、演算制御部７０は、送受信部１１による検出結果に基づいて被検者眼Ｅの眼圧を求め、その結果をモニタ７２に表示する。
【００３２】
送信部１２から所定波形の超音波ビームが角膜Ｅｃに照射された場合、その超音波ビームによる角膜反射波の特性・波形（反射波の振幅、位相、等）は、被検者の眼圧によって変化する。そこで、制御部７０は、受信部１３で検出される反射波の特性・波形（例えば、超音波の振幅、位相、等の所定物理量）と眼圧との関係から、被検者眼の眼圧値を算出する。
【００３３】
例えば、制御部７０は、検出された反射波の音響強度を周波数解析（例えば、フーリエ解析）し、反射波における周波数毎の振幅レベルである振幅スペクトルを取得する。図４は反射波の振幅スペクトルの例である。
【００３４】
ここで、制御部７０は、得られた振幅スペクトルのピーク振幅レベル（例えば、図４における振幅スペクトルＳのピーク値Ｐ）を検出する。そして、制御部７０は、振幅スペクトルのピーク振幅レベルに基づいて眼圧を算出する。メモリ７５には、ピーク振幅レベルと眼圧値との相関関係がテーブルとして記憶されており、制御部７０は、検出されたピーク振幅レベルに対応する眼圧値をメモリ７５から取得し、得られた眼圧値をモニタ７２に表示する。なお、ピーク振幅レベルと眼圧値との相関関係は、例えば、本装置によって取得されるピーク振幅レベルとゴールドマン眼圧計によって得られる眼圧値との相関関係を予め求めておくことにより設定可能である。
【００３５】
以上のように、送信部１２が開口部１５の外周より外側に配置されることにより、送信部１２の面積を広く確保できるため、角膜Ｅｃに対して強い超音波ビームを照射できる。また、受信部１３が中心部に配置されることにより、角膜Ｅｃに対向して受信部１３が配置されるため、角膜頂点付近からの角膜反射波を効率よく検出できる。したがって、被検者眼Ｅに対する作動距離を長くしても、被検者眼の眼圧を精度良く測定できる。また、さらに、受信部１３が被検者眼Ｅの眼前の近傍位置に配置されていることにより、角膜反射波をより効率よく検出できる。
【００３６】
また、送信部１２が観察光路外に配置されることで、観察光路中に配置される構成が受信部１３のみとなるため、観察光路の中心部における遮光領域が少なくて済む。
【００３７】
また、送信部１２が開口部１５を囲むように配置されることにより、被検者眼Ｅに対する作動距離を長くしても、角膜反射波の検出信号のＳ／Ｎ比を高くできる。なお、送信部１２が略円環状にされることにより、角膜Ｅｃへの入射波が略均一となるため、角膜Ｅｃからの反射波を精度良く検出できる。
【００３８】
また、送信部１２の被検者眼Ｅ側の断面形状は、図１のような平面状ではなく、図５（ａ）のような円錐状（テーパ状）でもよいし、図５（ｂ）のような球面状でもよい。
【００３９】
また、送信部１２は、２つ以上のリングからなる構成であってもよい。また、送信部１１は、図２のような開口部１５の略全体を囲む構成ではなく、開口部１５の外周の一部を囲む構成であってもよい。したがって、送受信部１１が略円環状に配置される場合、連続的な円でなく、間欠的な円であってもよい。また、送受信部１１の形状は、略円環状であることが好ましいが、種々の変容が可能である。例えば、多角形（辺の数が多い方が好ましい）状であってもよい。
【００４０】
なお、上記構成においては、送信部１２と受信部１３の中心軸が同軸となるように配置したが、必ずしもこれに限るものではなく、送信部１２と受信部１３の中心軸が偏心した状態で配置されていてもよい。
【００４１】
また、上記構成においては、送信部１２及び受信部１３が対物レンズ２２を介して一体化された構成となっているが、送信部１２及び受信部１３は、分離独立して配置されていてもよく、前後の位置関係は必ずしも一致している必要は無い。また、送信部１２と受信部１３の位置関係は、逆であってもよい。
【００４２】
なお、以上の説明においては、振幅スペクトルに基づいて眼圧を算出したが、角膜反射波を周波数解析したときの位相スペクトルに基づいて眼圧を算出してもよい。より具体的には、入射波と反射波のスペクトル分布を求め、所定の周波数における入射波の位相と反射波の位相との位相差を基に眼圧値を算出する。なお、前述した超音波パルス法による硬さ検出手法については、特開２００２−２７２７４３号公報を参照されたい。
【００４３】
図６は本実施形態に係る非接触式超音波眼圧計の測定系及び光学系について説明する図であって、観察光学系２０の観察光路外に受信部１３が配置された場合の具体例を示す図である。図６において、図１と同様の番号を付したものについては、特段の説明がない限り、同様の機能を果たすものとする。
【００４４】
超音波反射部材（音響ミラー）９０は被検者眼に対して対向した位置に配置され、受信部１３は、超音波反射部材９０を介して超音波を受信可能な位置に配置されている。
【００４５】
より具体的には、反射部材９０は、観察光学系２０の観察光路中に配置され、送信部１２の超音波ビームによる角膜反射波を受信部１３に向けて反射する。また、観察光学系２０は、その観察光路外に受信部１３が配置され、かつ、超音波反射部材９０と被検眼との間の超音波伝搬経路上に観察光軸Ｌ１が形成されるように設けられている。また、対物レンズ２２には、超音波を通過させるための開口２２ｂが形成されている。
【００４６】
ここで、送信部１２から発せられた超音波ビームは角膜Ｅｃによって反射される。そして、正面方向に進行する角膜反射波は、対物レンズ２２に形成された開口２２ｂを通過し、超音波反射部材９０によって反射された後、受信部１３によって検出される。そして、演算制御部７０は、受信部１３からの出力信号に基づいて眼圧を算出する。
【００４７】
なお、図６のように超音波反射部材９０と被検眼との間に対物レンズ２２が配置されるような場合、開口部２２ｂが設けられることにより、対物レンズ２２による超音波の減衰を回避できる。この場合、前眼部観察光が開口２２ｂを介して二次元撮像素子２６に受光されてノイズ光となるのを防止するべく、観察光束をカットする特性のコーティングを施した超音波反射部材９０を用いるようにしてもよい。
【００４８】
また、超音波反射部材９０において、超音波を反射すると共に、光を透過する特性を持つ部材（例えば、無色透明の硬質なプラスチック板）を超音波反射部材９０として用いるようにしてもよい。これにより、固視標投影光学系３０の光路中、アライメント投影光学系４０の光路中に超音波反射部材９０が配置されていても、固視光束及びアライメント光束のケラレを回避できる。なお、光透過性を持つ超音波反射部材９０を用いる場合、超音波反射部材を光が通過することによる光路長の変化を鑑み、ビームスプリッタ３６・ビームスプリッタ４６等の光路分割部材と同程度の面積を持つ部材を用いるようにしてもよい。
【００４９】
また、上記構成に限るものではなく、超音波反射部材９０の一部に開口部を設けることで、固視光束及びアライメント光束が開口部を通過して被検眼に入射されるようにしてもよい。なお、上記構成においては、固視標投影光学系３０及びアライメント投影光学系４０の共通光路中に超音波反射部材９０が配置される場合を示したが、固視標投影光学系３０、アライメント投影光学系４０の少なくともいずれかの光路中に超音波反射部材９０が配置される場合においても、上記構成の適用は可能である。
【００５０】
また、上記構成に限るものではなく、観察光学系２０の対物レンズ２２と被検眼との間に超音波反射部材９０を設けたものであってもよい。
【００５１】
なお、上記構成においては、送信部１２と受信部１３の位置関係は、逆でもよい。この場合、受信部１２は、超音波反射部材９０を介して超音波を被検者眼に送信可能な位置に配置される。そして、超音波反射部材９０は、送信部１２から発せられた超音波ビームを被検眼に向けて反射するために用いられる。
【００５２】
なお、上記構成において、上記光学系の一部に、眼圧とは異なる他の眼特性を測定するための測定光学ユニットを設けるようにしてもよい。測定光学ユニットとしては、被検眼眼底の指標を投影しその反射光に基づいて眼屈折力を測定する眼屈折力測定ユニット、被検者角膜に指標を投影しその反射光に基づいて角膜形状を測定する角膜形状測定ユニット等が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施形態に係る非接触式超音波眼圧計の測定系及び光学系の概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る探触子を正面から見たときの概略構成図である。
【図３】本実施形態に係る装置の制御系の概略ブロック図である。
【図４】反射波の振幅スペクトルの例である。
【図５】送信部の断面形状の変容例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る非接触式超音波眼圧計の測定系及び光学系について説明する図であって、観察光学系の観察光路外に受信部が配置された場合の具体例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  超音波探触子
１１  送受信部
１２  送信部
１３  受信部
１４  開口部
１５  開口部
２０  観察光学系
２２  対物レンズ
９０  超音波反射部材
【図１】
0005465946.tif 000002
【図２】
0005465946.tif 000003
【図３】
0005465946.tif 000004
【図４】
0005465946.tif 000005
【図５】
0005465946.tif 000006
【図６】
0005465946.tif 000007