(57)【要約】【課題】  非接触眼圧計において、ソレノイドの駆動停止後の、被検眼に対する測定に不必要な空気の噴射を抑制する。【解決手段】  ピストンによりシリンダの内部の気体を圧縮、圧送して角膜を変形する角膜変形手段であって、角膜の変形の状態より眼圧を測定する眼圧測定手段と、を有する非接触眼圧計において、シリンダ外壁に設けられて気体を圧縮する際のシリンダの内部の容積を決定するための開口部と、該開口部がシリンダの前記内部と外部とを連通可能とする位置を変更して気体を圧縮する際のシリンダの内部の容積を変更する圧縮気体容積変更手段、とを配する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンによりシリンダの内部の気体を圧縮し、圧縮した前記気体をノズルから被検眼の角膜に向けて吹き付けて前記角膜を変形する角膜変形手段であって、前記シリンダ外壁に設けられて前記気体を圧縮する際の前記シリンダの内部の容積を決定するための開口部を有する角膜変形手段と、
前記角膜の変形の状態を検知して前記被検眼の眼圧を測定する眼圧測定手段と、を有する非接触眼圧計において、
前記開口部が前記シリンダの前記内部と外部とを連通可能とする位置を変更し、前記気体を圧縮する際の前記シリンダの前記内部の容積を変更する圧縮気体容積変更手段、を有することを特徴とする非接触眼圧計。
【請求項２】
前記開口部が複数存在し、前記圧縮気体容積変更手段は前記複数の開口部より任意の開口を選択することにより前記連通可能となる位置を変更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】
前記開口部が複数存在し、前記圧縮気体容積変更手段はそれぞれの開口部に対して開閉動作を行うための複数の電磁弁を有し、前記複数の電磁弁の駆動により前記連通可能となる位置を変更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】
前記複数の開口部は、それぞれの開口部により決定される前記気体を圧縮する際の前記シリンダ内部の容積が前記被検眼の眼圧の測定に際して予め定められた閾値に応じるように、前記シリンダの外壁に配置されることを特徴とする請求項２に記載の非接触眼圧計。
【請求項５】
前記圧縮気体容積変更手段は、前記シリンダの延在軸の方向に前記シリンダが嵌合されて前記延在軸を中心に回転可能な回転部材を有し、
前記回転部材は前記シリンダが嵌合される内部空間から外部空間に至る貫通孔部をゆうし、前記貫通孔部が前記開口部と前記シリンダの径の方向に整列することにより前記シリンダの前記内部と前記外部とを連通させる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触眼圧計。
【請求項６】
前記貫通孔部は、前記回転部材の延在軸と交差して延在する長孔を有する、ことを特徴とする請求項５に記載の非接触眼圧計。
【請求項７】
前記眼圧測定手段による前記被検眼の前記眼圧の測定結果に応じて、、前記圧縮気体容積変更手段に前記連通する位置を変更させる制御手段、を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の非接触眼圧計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検眼に空気を吹付け、角膜を変形させたときの光学的検知手段による角膜変形信号から眼圧値を算出する非接触眼圧計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非接触眼圧計はバーナード・グロールマン氏が開発した空気吹付けタイプの眼圧計に代表されている。これは被検眼の角膜から約１１ｍｍ離れたノズルから空気を吹付け、角膜の圧平を光学的に検出し、圧平までの時間を接触型のゴールドマンタイプ眼圧計で校正して眼圧値を算出している。
【０００３】
その多くは、空気噴射ノズル部に接続されたシリンダ内部をピストンが移動することで、シリンダ内の空気が圧縮され、ノズルから空気が噴射される機構が用いられている。さらに、ピストンの駆動機構については、初期トルクが高く構成が簡単であるとの理由から一般的にソレノイドが使用されている。
【０００４】
また、非接触眼圧計では低眼圧から緑内障等の疾患による高眼圧まで、幅広い測定レンジが要求される。高眼圧を測定するためには被検眼に対して十分な空気を噴射する必要があるため、シリンダ容積も高眼圧を基準に設計が行われている。そのため、低眼圧の被検眼に対しては、被検眼の眼圧値に応じてソレノイドの駆動電流や駆動時間の変更を行い、空気の吹き付け量の調整を行っている。
【０００５】
しかし、ソレノイドを用いた機構は、安価で構成が容易な半面いくつかのデメリットが知られている。ソレノイドは、巻線と永久磁石だけの単純な構造であり、作動方向は一方向に限られるため、別に戻りバネ等の復帰機構を用いなければならない。
通常、ソレノイドの作動力は戻りバネのそれに対して十分に大きく、一度ソレノイドに通電してピストンを駆動させると、電流をとめた後もピストンの自重による慣性力が働き、目的の位置でピストンを止めることが困難であった。
【０００６】
特に低眼圧の被検眼の測定では、圧平に必要な空気量も少なくシリンダ内におけるピストン駆動範囲に対して、かなり早い段階でピストンを停止する必要があるが、ピストンの慣性力により被検眼に対して測定に不必要な空気を噴射してしまい、被検者に不快な思いをさせる原因となっていた。
【０００７】
以上の問題を解決するために、１）ピストンを駆動するソレノイドに印加する駆動電圧を緩やかな加圧速度で上昇させることで、ピストン駆動電流遮断後の慣性力による移動量を少なくする発明が特許文献１に開示されている。
【０００８】
さらに、２）シリンダ内の圧縮空気を被検眼へ噴射することを防止するために、電磁弁により空気を逃がす機構が特許文献２に開示されている。この発明では、電磁弁によってシリンダ内の空気を逃す機構を有する他に、電磁弁の応答遅延性を考慮し、一度目の測定から電磁弁を開放するタイミングを予測し、適切なタイミングで電磁弁を開放することで被検眼に対する不要な空気噴射を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２０１３３５号公報
【特許文献２】特開２００９−８２５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前述の特許文献１に開示される発明のように、印加電圧の加圧速度を徐々に上昇させる回路においても、ピストン慣性力による空気の噴射は防ぎようもなく、かつ印加電圧を可変にすると制御回路が複雑になるという問題があった。
【００１１】
さらには、何らかの制御機構によりピストンを急停止させることが可能だったとしても、シリンダ内の圧縮された空気は、大気圧よりも高いため噴出用ノズルからは空気が漏れ出てしまう。したがって、被検者に対し不快な空気を噴射してしまうという根本的問題の解決にはつながっていなかった。
【００１２】
また、前述の特許文献２で開示された、電磁弁の開放によりシリンダ内の圧縮空気を逃がす方法は理論上有効である。しかし、シリンダ内に圧縮された空気を瞬時に開放させるためには、電磁弁の開放口をノズルに対して十分大きくする必要があり、大型の電磁弁が必要となる。大型の電磁弁はコストもかかり、また装置内の限られたスペースに実装することは難しいため、採用するためのハードルが高くなってしまっていた。さらに、角膜変形を検出してから電磁弁を解放させるタイミングまでは数ｍｓという短い時間であり、この短時間内で電磁弁を制御させるための制御回路は複雑かつ高コストになるという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、前記問題点を解消し、低コストおよび安易な構成で被検眼に対する不必要な空気噴射を抑制できる非接触眼圧計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために本発明は、ピストンによりシリンダの内部の気体を圧縮し、圧縮した前記気体をノズルから被検眼の角膜に向けて吹き付けて前記角膜を変形する角膜変形手段であって、前記シリンダ外壁に設けられて前記気体を圧縮する際の前記シリンダの内部の容積を決定するための開口部を有する角膜変形手段と、前記角膜の変形の状態を検知して前記被検眼の眼圧を測定する眼圧測定手段と、を有する非接触眼圧計において、前記開口部が前記シリンダの前記内部と外部とを連通可能とする位置を変更し、前記気体を圧縮する際の前記シリンダの前記内部の容積を変更する圧縮気体容積変更手段、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る非接触眼圧計は、シリンダ外壁に設けられた開口部の位置を変更することで、眼圧値に応じて最適な空気を噴出することが出来る。また、ピストンの制御をソレノイド駆動で行う場合でも、ピストンの慣性力による測定に不必要な空気の噴出を防止することが可能である。
【００１６】
また従来の装置に対し、開口部および開口部位置選択機構の追加のみで構成可能なため、安価で小型な装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】非接触眼圧計の外観図
【図２】測定部の光学系の配置図
【図３】実施例１のシリンダ部外観図
【図４】実施例１のシリンダ部動作説明図
【図５】実施例１のシステムブロック図
【図６】従来技術での眼圧測定時動作説明図
【図７】従来技術での角膜変形信号と圧力信号の関係図
【図８】実施例１での眼圧測定時動作説明図
【図９】実施例１での角膜変形信号と圧力信号の関係図
【図１０】実施例１を説明したフローチャート
【図１１】実施例２のシリンダ部外観図
【図１２】実施例２のシリンダ部動作説明図
【図１３】実施例３のシリンダ部外観図
【図１４】実施例３のシリンダ部動作説明図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明に係る非接触眼圧計の概略構成図を示している。
ベース１００に対してフレーム１０２は左右方向（以下、Ｘ軸方向）に移動可能である。Ｘ軸方向の駆動機構は、ベース１００上に固定されたＸ軸駆動モータ１０３と、モータ出力軸に連結された送りねじ（不図示）と、送りねじ上をＸ軸方向に移動可能でフレーム102に固定されたナット（不図示）で構成されている。モータ１０３の回転により、送りねじ、ナットを介してフレーム１０２がＸ軸方向に移動する。
【００２０】
フレーム１０２に対してフレーム１０６は上下方向（以下、Ｙ軸方向）に移動可能である。Ｙ軸方向の駆動機構は、フレーム１０２上に固定されたＹ軸駆動モータ１０４と、モータ出力軸に連結された送りねじ１０５と、送りねじ上をＹ軸方向に移動可能でフレーム１０６に固定されたナット１１４で構成されている。モータ１０４の回転により、送りねじ、ナットを介してフレーム１０６がＹ軸方向に移動する。
【００２１】
フレーム１０６に対してフレーム１０７は前後方向（以下、Ｚ軸方向）に移動可能である。Ｚ軸方向の駆動機構は、フレーム１０７上に固定されたＺ軸駆動モータ１０８と、モータ出力軸に連結された送りねじ１０９と、送りねじ上をＺ軸方向に移動可能でフレーム１０６に固定されたナット１１５で構成されている。モータ１０８の回転により、送りねじ、ナットを介してフレーム１０７がＺ軸方向に移動する。
【００２２】
フレーム１０７上には測定を行うための測定部１１０が固定されている。測定部の被検者側端部には、眼圧測定に必要な空気を排出するためのノズル１１１が設けられている。測定部１１０の検者側端部には、被検眼Ｅを観察するための表示部材であるＬＣＤモニタ１１６が設けられている。
【００２３】
ベース１００には、被検眼Ｅに対して測定部１１０を位置合わせするための操作部材であるジョイスティック１０１が設けられている。
【００２４】
眼圧の測定を行う際に、被検者は顎受け１１２上に顎を乗せ、かつベース１００に固定されている顔受けフレーム（不図示）の額受け部分に額を押し当てることで被検眼の位置を固定させることができる。顎受け１１２は、被検者の顔のサイズに応じて、駆動機構１１３によりＹ軸方向に調整可能である。
【００２５】
図２は測定部１１０内の光学系の構成図を示し、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに対向して、平行平面ガラス２０と対物レンズ２１の中心軸上にノズル２２が配置され、その後方に空気室２３、観察窓２４、ダイクロイックミラー２５、プリズム絞り２６、結像レンズ２７、ＣＣＤ２８が順次に配列されている。これらは被検眼Ｅに対する観察光学系の受光用光路及びアライメント検出用光路となっている。
【００２６】
平行平面ガラス２０、対物レンズ２１は対物鏡筒２９によって支持され、その外側には被検眼Ｅを照明する外眼照明光源３０ａ、３０ｂが配置されている。
尚、説明の都合で外眼照明光源３０ａ、３０ｂは図面上下に記述しているが実際には図と垂直方向に光軸に対して対向して配置されている。
【００２７】
ダイクロイックミラー２５の反射方向には、リレーレンズ３１、ハーフミラー３２、アパーチャ３３、受光素子３４が配置されている。なお、アパーチャ３３の位置は、所定変形時に後述する測定用光源３７の角膜反射像が共役になる位置に配置され、受光素子３４と共に角膜Ｅｃが視軸方向に変形するときの変形検出受光光学系とされている。
【００２８】
リレーレンズ３１は角膜Ｅｃが所定変形時にアパーチャ３３とほぼ同等の大きさの角膜反射像を結像するように設計されている。
【００２９】
ハーフミラー３２の入射方向には、ハーフミラー３５、投影レンズ３６、測定及び被検眼Ｅに対するアライメント兼用の不可視波長である近赤外ＬＥＤから成る測定用光源３７が配置され、ハーフミラー３５の入射方向には、被検者が固視するＬＥＤから成る固視用光源３８が配置されている。
【００３０】
空気室２３内には、空気室の内圧をモニタするための圧力センサ４５、およびシリンダ４３からの圧縮空気を伝搬する移送管４４が接続されている。移送管は図のような蛇腹状のチューブや、金属管等どのような形態でも構わない。また、移送管４４を使用せずに空気室２３に直接接続する形で、シリンダ４３を配置しても良い。シリンダ４３にはピストン４０が嵌合され、このピストン４０はソレノイド４２によって駆動されるようになっている。ソレノイド４２の回転運動は、ソレノイド４２とピストン４０に接続された、駆動レバー４１により、ピストン４０の直線運動に変換されている。ピストン４０がシリンダ４３内を高速に移動することにより、シリンダ４３内の圧縮された空気が空気室２３に送られ、ノズル２２を通って被検がＥに空気を噴射する機構となっている。
【００３１】
また、本発明を実施するため、シリンダ４３の外壁には圧縮空気の容積を決定するための複数の空気穴Ａｐ１〜Ａｐ４が設けられている。シリンダ４３の外側には空気穴Ａｐ１〜Ａｐ４を選択するための回転部材４６が、シリンダ４３がこれに嵌合されるように配置されている。図３は、シリンダ部外観図である。回転部材４６のフランジ部はギア形状となっており、駆動モータ、本形態では空気穴選択モータ４８の出力軸に嵌合された駆動ギア４７とかみ合うように配置されている。また、回転部材４６は、シリンダ４３が嵌め込まれる円筒形状の内部から外部に至る貫通穴部４６ａを有し、シリンダ４３の延在軸を中心に駆動ギア４７により回転可能とされている。貫通穴部４６ａは、本例では、回転部材４６の内部空間から外部空間に至り、シリンダ４３及び回転部材４６の延在軸と交差して延在する長孔とされている。
【００３２】
図４は、シリンダ４３及び回転部材４６の動作説明図である。図４（ａ）にあるように、シリンダ外壁に空気穴Ａｐ１〜Ａｐ４が設けられている。空気穴選択モータ４８の回転により駆動ギア４７を介して回転部材４６が回転することで、長孔４６ａと連通する空気穴が順次ずれていき、これによりシリンダ内部と外部空間とを連通させることが可能となる空気穴Ａｐ１〜Ａｐ４が選択される構造となっている。図４（ｂ）は空気穴Ａｐ４が、図４（ｃ）は空気穴Ａｐ３が、図４（ｄ）は空気穴Ａｐ２が、図４（ｅ）は空気穴Ａｐ１が、それぞれ選択された場合を表している。それぞれの空気穴が選択されるとき、選択された空気穴よりも被検眼側に配置された空気穴、及び装置側に配置された空気穴は回転部材４６によって塞がれる構造となっている。なお、回転部材４６の内部空間から外部空間に至るように設けられる穴は前述した長孔の形状に限定されない。回転部材４６の回転に応じて外部と連通可能する空気穴が、例えば、空気穴Ａｐ４のみから、順次、空気穴Ａｐ４とＡｐ３、空気穴Ａｐ４とＡｐ３とＡｐ２、空気穴Ａｐ４とＡｐ３とＡｐ２とＡｐ１、となるように順次増加する態様となる貫通穴部４６ａとなるように貫通孔部４６ａを構成しても良い。
【００３３】
図５はシステムブロック図である。システム全体を制御しているシステム制御部３０１は、プログラム格納部、眼圧値を補正するためのデータが格納されたデータ格納部、各種デバイスとの入出力を制御する入出力制御部、各種デバイスから得られたデータを演算する演算処理部を有している。
【００３４】
システム制御部には、測定部１１０を被検眼Ｅに位置合わせおよび測定開始を行うジョイスティック１０１から、前後左右に傾けたときの傾倒角度検出３０２、回転させたときのエンコーダ入力３０３、測定開始釦押下時の測定開始釦入力３０４が接続されている。
また、図示のないベース１００上の操作パネル３０５には、印字釦や顎受上下釦などが配置されており、釦入力時にシステム制御部に信号が通知される。
【００３５】
ＣＣＤ２８で撮像された被検眼Ｅの前眼部像は、メモリ３０６に格納される。メモリ３０６に格納された画像から被検眼Ｅの瞳孔と角膜反射像を抽出しアライメント検出を行う。また、ＣＣＤ２８で撮像された被検眼Ｅの前眼部像は、文字，図形データと合成され、ＬＣＤモニタ１１６上に前眼部像や測定値などが表示される。
【００３６】
受光素子３４で受光された角膜変形信号と、空気室２３内に配置された圧力センサ４５の信号はメモリ３０６に格納される。
【００３７】
Ｘ軸モータ１０３、Ｙ軸モータ１０４、Ｚ軸モータ１０８、顎受モータ１１３、空気穴選択用モータ４８は、モータ駆動回路３１２を介して、システム制御部３０１からの指令により駆動される。測定用光源３７、外眼照明光源３０ａ、３０ｂ、固視用光源３８は、光源駆動回路３１１を介して、システム制御部３０１からの指令により点灯，消灯，光量変更を制御する。
【００３８】
ソレノイド４２は、システム制御部３０１からの信号により制御され、ソレノイド駆動回路３１０を介して駆動電流の変更および電圧印加のＯＮ/ＯＦＦが行われる。
ここで本実施例では、ソレノイド４２にロータリーソレノイドを使用している。ロータリーソレノイドは、電圧を印加すると銅線を巻いたコイルの中で可動式のピンが動き、ベアリング等のメカ機構により直線運動を回転運動へ変換する仕組みになっている。また、その回転トルクは一意の方向に限られているため、内蔵のコイルスプリングにより初期位置に戻る構造となっている。
【００３９】
本発明の詳細説明の前に、従来の眼圧測定時におけるシステム制御部３０１のソレノイド制御について図６および図７を用いて説明する。図６は、図２の光学構成図から空気噴射ユニットのみ切り出した図であり、（ａ）〜（ｃ）の各図はソレノイド４２の通電状態とその時のピストン４０位置について描かれている。図７は眼圧測定時に圧力センサ４５より得られた空気室２３内の圧力信号と、受光素子３４で検出された被検眼Ｅの変形状態（以後、角膜変形信号とよぶ）の関係を表している。図７の横軸は測定開始時からの時間を表し、縦軸は各信号のレベルを表している。
【００４０】
さらに図７に示される期間Ａは、ソレノイド４２に通電している期間を表し、図６（ａ）から図６（ｂ）の状態変化に対応している。また同様に、図７の期間Ｂは、ソレノイド４２の駆動電流を停止した状態であり、図６（ｂ）から図６（ｃ）の状態変化に対応している。
【００４１】
図６（ａ）は、ソレノイド４２に通電開始直前のピストン位置である。ピストン４０は、ソレノイド４２に内蔵のコイルスプリングのトルクにより、初期位置であるシリンダ始端に固定されている。シリンダ４３の外壁には、空気穴Ａｐが設けられている。被検眼と装置のアライメントが終了し、眼圧測定が開始されると、システム制御部３０１はソレノイド４２を高速で駆動することにより、ピストン４０をシリンダ４３内で高速で直進運動させる。ピストン４０が空気穴Ａｐを通過した後、空気室２３内の空気はピストン４０によって圧縮される。空気室２３の内圧が上昇するにしたがい、ノズル２２から噴出された空気が、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに向けて噴出され角膜Ｅｃの圧平が開始される。
【００４２】
前述の通り、受光素子３４に入射される光量は、噴出空気により角膜Ｅｃが圧平された瞬間が最大となるように設計されており、図７上で角膜変形信号が最大値となる点Ｐ１は、角膜Ｅｃが凸から凹に切り替わる瞬間を表している。システム制御部３０１は、この角膜変形信号の最大値を検出すると、ソレノイド４２の駆動電流を停止し、同時に取り込んだ図７の○印で示される圧力信号値から被検眼Ｅの眼圧値を算出する。
【００４３】
ここで、一般的に健常眼の眼圧値は１０〜２０ｍｍＨｇと言われており、緑内障等の眼疾患を有する場合などでは２０ｍｍＨｇ以上の高眼圧値になることが分かっている。そのため、装置では０〜６０ｍｍＨｇ程度の幅広い測定レンジを有することが求められ、シリンダ４３の外壁に設けられ、圧縮される空気の容積を決定するための空気穴Ａｐの位置とピストン４０の加速スピードは、その最大眼圧値を測定可能なように設計されている。言い換えれば、最大眼圧値以下の一般的な眼圧値を有する被検眼に対しては、空気穴Ａｐによって決定される圧縮空気の容積は大き過ぎると言える。
【００４４】
そのため従来の測定では、ソレノイド４２の駆動電流を減らし、かつ駆動電流停止のタイミングを早めることで被検眼への不必要な空気の噴射を減らす制御を行っていた。
しかし、ピストン４０は自重による慣性力を持っており、ソレノイド４２の駆動電流を停止した後も、動き続けることが分かっている。
【００４５】
図６（ｂ）は、図７上の点Ｐ１が検出された瞬間のピストン４０の位置を表しており、また図６（ｃ）は最終的にピストン４０が停止した位置を表している。ピストン４０は、その慣性力により、駆動電流を停止した後も、ほぼ同じ速度を維持したまま図６（ｂ）の位置から図６（ｃ）へ移動し、図６（ｂ）の斜線で示されたシリンダ４３内の残留空気を圧縮する。その結果、圧縮された空気は、被検眼に対して測定に不必要な空気として噴射されてしまっていた。図７に示される期間Ｂは、ピストン４０が慣性力によって移動した際の、角膜変形信号と圧力信号の関係を表している。ソレノイド４２の駆動電流を停止した後も、ピストン４０はシリンダ４３内の空気を圧縮しつづけ、空気室２３の圧力は上がり続けることが知られている。その結果、ノズル２２から噴出された空気により、角膜Ｅｃが圧平状態から凹状態になるため角膜変形信号値が低下していることが分かる。
【００４６】
ピストン４０が図６（ｃ）の状態に停止した後は、ソレノイド４２に内蔵のコイルスプリングのトルクにより、図６（ａ）で図示された初期位置であるシリンダ始端に戻される。
【００４７】
余談ではあるが、空気の噴射が停止されたことにより角膜Ｅｃは凹状態から圧平状態を経て通常の凸状態にもどる。その際、角膜変形信号は図７に示すように第二のピーク点Ｐ２を有することになる。
【００４８】
また本実施例中では、ソレノイド４２の駆動電流停止のタイミングについては重要ではないため、角膜変形信号の最大値を検出した後に停止するとして説明を行った。詳細な説明は割愛するが、角膜変形信号のピーク値の検出が可能であれば、例えば、角膜変形信号や圧力信号が所定の閾値を超えた瞬間に停止しても構わない。
【００４９】
繰り返しになるが、従来の非接触眼圧計では最大眼圧を基準にシリンダ４３の設計を行っているため、ピストン４０の慣性力により、被検眼に対して測定に不必要な空気を噴射してしまっていたことが大きな問題であった。そこで本発明では、シリンダ４３外壁に設けられた複数の空気穴を必要に応じて選択し、シリンダ４３内にて圧縮される空気の容積を変更（減少）することで、上記問題を解決することを特徴としている。
【００５０】
次に本発明の詳細について、図８および図９を用いて説明を行う。
図８は、図２の光学構成図から空気噴射ユニットのみ切り出した図であり、（ａ）〜（ｃ）の各図はソレノイド４２の通電状態とその時のピストン４０位置について描かれている。また、図９は眼圧測定時に圧力センサ４５より得られた空気室２３内の圧力信号と、受光素子３４で検出された角膜変形信号の関係を表しており、横軸は測定開始時からの経過時間、縦軸は各信号のレベルを表している。図７と同様に点線は角膜変形信号、実線は本発明における圧力信号（圧力信号１）を表している。また、比較のため従来の制御方法時における圧力信号（圧力信号２）を一点鎖線で表している。
【００５１】
図８（ａ）は、本発明におけるピストン４０の動作開始位置を示している。図６の構成に対し、前述の空気穴が複数個（Ａｐ１〜Ａｐ４）配置されており、前述の空気穴位置選択用回転部材４６により空気穴を選択可能である。ここで空気穴の位置は、任意の最大眼圧値を得るために必要な最適位置に設定されている。例えば、最大２０ｍｍＨｇの被検眼を測定するために必要なシリンダ４３の容積は、計算によって容易に算出可能である。そこで計算によって算出されたシリンダ容積になる位置に空気穴位置を配置することで、最大２０ｍｍＨｇの眼圧を上限とした測定系を構成することが可能となる。このような構成により、例えば４個の空気穴を配置する場合、それぞれ最大２０ｍｍＨｇ、最大３０ｍｍＨｇ、最大４０ｍｍＨｇ、最大６０ｍｍＨｇ等、測定する被検眼の眼圧値に応じて空気穴位置を選択することが可能となる。
【００５２】
ここでは、例として空気穴Ａｐ１が選択されている場合について説明する。測定が開始されると、従来制御と同様に図９のＡで示される期間において、ソレノイド４２が高速駆動される。ソレノイド４２が駆動されるとピストン４０がシリンダ４３内を高速に移動し、空気穴Ａｐ１を通過した後、空気室２３内の空気が圧縮されて圧力信号が上昇し、ノズル２２からの空気噴射により角膜Ｅｃの圧平が開始され角膜変形信号も上昇を始める。
【００５３】
被検眼の眼圧値が空気穴Ａｐ１で設定した最大眼圧値（例えば２０ｍｍＨｇ）より低い場合、システム制御部３０１は図８（ａ）の位置からスタートしたピストン４０が図８（ｃ）で示されたシリンダ４３の終端に達する前に角膜変形信号ピーク値Ｐ１を検出する（図９）。
【００５４】
角膜変形信号ピークＰ１が得られると、システム制御部３０１はソレノイド４２の駆動電流を停止し、同時に取り込んだ図９の○印で示される圧力信号値から被検眼Ｅの眼圧値を算出する。
【００５５】
図８（ｂ）は、角膜変形信号ピークＰ１が得られた瞬間のピストン位置を表している。ここでピストン４０は、従来制御で説明したように、ソレノイド４２の駆動電流を停止した後も慣性力によりシリンダ４３の終端である図８（ｃ）の位置まで動き続ける。
【００５６】
しかし、空気穴Ａｐ１が選択されていることにより、ピストン４０によって空気を圧縮しはじめる位置が変更されているため、図８（ｂ）から図８（ｃ）までの距離は、従来制御時に比べ短くなっている。そのため、図８（ｂ）に図示された斜線部の残留空気量も従来の測定時に対して十分少ない事が分かる。また、図８（ｂ）から図８（ｃ）に対応した図９で示されたＢ１期間、すなわちピストン４０が慣性力により移動している時間も、従来の測定時の移動時間Ｂ２に対しより短くなっている。
【００５７】
以上のように、事前の適切な空気穴の選択によってピストン４０が空気を圧縮し始める位置を変更し、シリンダ４３内の圧縮空気の容積を変更することで、被検眼に対する不必要な空気の噴射が抑制され、被検眼の眼圧値に応じて最適な空気量の噴出が可能となる。
【００５８】
最後に、本発明を用いた実施形態の一例について、図１０の測定フローのフローチャートを用いて説明する。
【００５９】
まず測定開始前の準備について簡単に説明する。検者は、被検者に顎受け１１２に顎を乗せさせ、被検眼のＹ軸方向を所定の高さになるように駆動機構１１３により調整する。ＬＣＤモニタ１１６に映されている被検眼Ｅの角膜反射像が表示される位置まで、ジョイスティック１０１を操作する。
【００６０】
ステップＳ１００で、被検者の初期データ、つまり過去に測定した既存の眼圧情報がある場合は、その情報を元に、空気穴位置を選択する（Ｓ１０２、Ｓ１０５、Ｓ１０６）。被検者の初期データがない場合は、初期測定を開始する（Ｓ１０１）。
【００６１】
初期設定で、空気穴位置は前述のＡｐ１位置が選択されている。ここで本実施例では、空気穴Ａｐ１位置は、最大２０ｍｍＨｇの被検眼の測定に必要な圧縮空気の容積を確保する位置に設定されているとする。
【００６２】
この状態から測定開始釦を押下すると、まずオートアライメントが開始される。アライメント時には、角膜Ｅｃによって結像した角膜輝点はプリズム絞り２６によって分割され、外眼照明光源３０ａ、３０ｂによって照明された被検眼Ｅと、外眼照明光源３０ａ、３０ｂの輝点像とともに、ＣＣＤ２８上に撮像される。システム制御部３０１は、この撮像された被検眼Ｅの前眼部像をメモリ３０６に格納し、被検眼Ｅと角膜反射像から抽出された各輝点の位置情報を元に、モータ駆動回路３１２を介してアライメントを行う。アライメントが完了した後、システム制御部３０１はソレノイド４２を駆動させ、ピストン４０を高速駆動することで眼圧測定を実施する。
【００６３】
ステップＳ１０２では、測定された眼圧値が２０ｍｍＨｇ以下かどうかの判定を行う。２０ｍｍＨｇ以下である場合は、ステップＳ１０３に移行する。ステップＳ１０３では、所定の測定回数が終了したか判定を行い、回数が所定回数に達していなければステップＳ１０４にて再度測定を行い、所定の測定回数が得られれば眼圧測定を終了する。所定の測定回数が１回と決められていれば、ステップＳ１０１の測定で条件は満足するため、そのまま眼圧測定は終了される。
【００６４】
ステップＳ１０２で、測定結果が２０ｍｍＨｇ以上であった場合は、測定された眼圧値に加えて、受光素子３４で検出された角膜変形信号の山の高さや形状から、被検眼の眼圧値がどの範囲にあるかを推測できる（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。システム制御部３０１は、受光素子３４からの角膜変形信号を受けとり、メモリ３０６に予め格納されている眼圧判定用の角膜変形波形データと比較し、その差分の算出等により被検眼の眼圧値の範囲を推測する。被検眼の眼圧値が２０ｍｍＨｇ〜３０ｍｍＨｇの範囲にあると推測される場合は、モータ駆動回路３１２を介して空気穴選択用モータ４８を駆動させ、駆動ギア４７を介して回転部材４６を回転させることにより、空気穴位置をＡｐ２に変更する（Ｓ１０７）。被検眼の眼圧値が３０〜４０ｍｍＨｇの範囲にあると推測される場合は、同様に空気穴位置をＡｐ３に変更する（Ｓ１０８）。被検眼の眼圧値が４０ｍｍＨｇ以上であると推測される場合は、同様に空気穴位置をＡｐ４に変更する（Ｓ１０９）。空気穴位置変更後、ステップＳ１０３に移行し、所定回数が完了するまで眼圧測定を実施する（Ｓ１０４）。
【００６５】
即ち、眼圧測定手段による被検眼の眼圧の測定結果に応じて、シリンダ４３と回転部材４６とを有する圧縮気体容積変更手段により、シリンダ４３の内部と外部とが連通する位置を変更させ、これにより気体圧縮に用いられる際のシリンダ４３内の実質的容積の変更を実施させている。
【００６６】
以上のフローチャートに従い眼圧測定が終了した後は、左右眼の切り替えや測定結果の印字等の通常の測定ルーチンに従って制御を行い、全ての作業を終了する。
【００６７】
以上に述べたように、本発明における非接触眼圧計は、ピストン４０と、シリンダ４３と、を有し、該ピストン４０によりシリンダ４３の内部の気体を圧縮し、圧縮した気体をシリンダ４３に対して付属させるノズルから被検眼の角膜に向けて吹き付けて角膜を変形する角膜変形手段を有する。この角膜変形手段は、シリンダ４３の外壁に設けられてシリンダ４３の内部の気体を圧縮する際のシリンダの内部の容積を決定するための、シリンダ内部から外部に至る開口部を有する。また、実際の眼圧の測定は、角膜の変形の状態を検知して被検眼の眼圧を測定する眼圧測定手段により行なわれる。更に、当該非接触眼圧計は、前述した開口部がシリンダ４３の内部と外部とが連通可能となる位置を変更し、前記気体を圧縮する際の前記シリンダの前記内部の容積を変更する圧縮気体容積変更手段を有する。実施例の如くこの開口部は複数存在することが好ましく、この開口部において任意の一を選択することにより、圧縮気体容積変更手段がシリンダ内部の容積を変更する。
【００６８】
本実施例では、複数の空気穴として４つの空気穴を用いた場合を例に説明を行ったが、空気穴の個数はこれに限るものではなく、複数配すると共に必要に応じてその数の増減が可能である。
【実施例２】
【００６９】
図１１は、本発明に係る実施例２でのシリンダ部外観図である。実施例１と同様に、シリンダ４３の外壁には複数の空気穴Ａｐ１〜Ａｐ４が設けられている。シリンダ４３の外側には、複数の空気穴Ａｐ１〜Ａｐ４それぞれに対応する形で、電磁弁５０〜５４およびストッパー５５〜５７が配置されている。電磁弁５０〜５４はそれぞれ独立して駆動可能であり、電磁弁５０〜５４の駆動によりストッパー５５〜５７はそれぞれ空気穴Ａｐ１〜Ａｐ４を塞ぐことができる構造となっている。図４は、本実施例のシリンダ部動作説明図である。図４（ａ）は空気穴Ａｐ４が、図４（ｂ）は空気穴Ａｐ３が、図４（ｃ）は空気穴Ａｐ２が、図４（ｄ）は空気穴Ａｐ１が、それぞれ選択された場合を表している。それぞれの空気穴が選択されるとき、選択された空気穴よりも被検眼側に配置された空気穴は各空気穴に対応した電磁弁およびストッパーによって塞がれるように制御される。
このように複数の電磁弁を使用することにより、実施例１と同様に事前の空気穴の選択が可能となり、シリンダ４３内の圧縮空気の容積が変更されることで、被検眼に対する不必要な空気の噴射が抑制され、被検眼の眼圧値に応じて最適な空気量の噴出が可能となる。
【００７０】
本実施例では、複数の空気穴として４つの空気穴を用いた場合を例に説明を行ったが、空気穴の個数はこれに限るものではなく、必要に応じて増減が可能である。
【実施例３】
【００７１】
図１３は、本発明に係る実施例３でのシリンダ部外観図であり、図１４は実施例３でのシリンダ部動作説明図である。図１４（ａ）のように、シリンダ５８の外壁には、長穴形状の空気穴Ａｐ１が設けられている。シリンダ５８の外側には空気穴位置を変更するための回転部材５９が配置され、回転部材５９の外壁には、シリンダ５８の長穴と公差するように角度をつけて長穴が設けられている。また、シリンダ５８の長穴形状の空気穴Ａｐ１と、回転部材５９の長穴との交差部には、シリンダ５８の長穴の溝から空気が漏れるのを防止するための漏洩防止部材６０が配置されている。さらに回転部材５９のフランジ部のギア形状にかみ合うように、駆動モータ４８の出力軸に勘合された駆動ギア４７が配置されている。駆動モータ４８の回転により駆動ギア４７を介して回転部材４６が回転することで、空気穴Ａｐ１の形状に沿って漏洩防止部材６０が移動する構造となっている。図４（ｂ）は空気穴位置が被検眼より最も離れた位置になった場合、図４（ｃ）は空気穴位置が被検眼に近い位置になった場合を表している。また図４（ｄ）の断面図に示すように、シリンダ５８と回転部材５９との交差部に配置された漏洩防止部材６０の中央穴部は空気穴の役割を果たし、また漏洩防止部材６０の外壁はシリンダ５８の長穴部から空気が漏洩することを防止する役割を果たしている。
【００７２】
このような構造により、事前に空気穴位置を任意に変更することが可能となり、構造を複雑にすることなく、必要に応じてシリンダ４３内の圧縮空気の容積を変更できる。これにより、被検眼に対する不必要な空気の噴射が抑制され、被検眼の眼圧値に応じて最適な空気量の噴出が可能となる。
【００７３】
［その他の実施例１］
図６、図７に示される従来技術での眼圧測定においては、シリンダ外壁に設けられた空気穴Ａｐの位置は、前述のように最大６０ｍｍＨｇが測定できるような位置で固定されている。また角膜変形の最大値検出によりソレノイド４２の駆動電流を停止した後も、ピストン４０は慣性により移動して、図６（ｃ）の状態になるまでシリンダ４３内の空気を圧縮しつづける。ピストン４０が図６（ｃ）の状態に停止した後は、ソレノイド４２に内蔵のコイルスプリングのトルクにより、ピストン４０は図６（ａ）で図示された初期位置であるシリンダ始端までに戻される。この時、ピストン４０が空気穴Ａｐを通過するまで（図６（ｂ）付近）は、ピストン移動により空気室２３内が負圧となり、ノズル２２を介して、被検眼の涙等を引き込んでしまう等の問題が発生する。
【００７４】
この現象に対し、本発明に係る実施例１〜３に示した構造によって、問題の軽減を図ることができる。実施例１〜３では、従来の空気穴の位置と比較して、被検眼により近い方向に空気穴の位置を配置し、駆動機構によって空気穴の位置を変更することを可能としている。ここでは実施例１を例として説明する。まず初期眼圧測定を行う際は、前述の通り、被検眼に一番近い空気穴位置Ａｐ１が設定されている。ソレノイド４２の駆動によりピストン４０はシリンダ４３内を高速移動し、空気穴Ａｐ１通過後に空気室２３内空気を圧縮して、初期眼圧が測定される。その後、図８（ｃ）の状態でピストン４０が停止した後、前述のソレノイド４２に内蔵されたコイルスプリングのトルクにより、ピストン４０は図８（ａ）の初期位置に向かって移動を開始する。と同時に、空気室２３内の空気の負圧化が開始される。その後ピストン４０が空気穴Ａｐ１を通過すると、空気室２３内の負圧状態が解除される（図８（ｂ）付近）。従来の負圧解除位置（図６（ｂ）付近）と比較して、本実施例では、負圧の初期段階で解除が可能となり、問題であった負圧による被検眼の涙の吸い込み等の現象を軽減できる。
【００７５】
また、２回目以降の眼圧測定については、初期眼圧測定によって判明した被検眼の眼圧範囲に合わせて空気穴位置の変更を行った後、所定回数分の眼圧測定が開始される。初期眼圧測定と同様に、ソレノイド４２の駆動によりピストン４０はシリンダ４３内を高速移動し、空気穴通過後に、空気室２３内の空気を圧縮する。空気室２３の内圧が上昇するにしたがい、ノズル２２から噴出された空気が、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに向けて噴出され角膜Ｅｃの圧平が開始される。システム制御部３０１は、角膜変形信号の最大値を検出すると、ソレノイド４２の駆動電流を停止し、同時に取り込んだ図７の○印で示される圧力信号値から被検眼Ｅの眼圧値を算出する。と同時に、システム制御部３０１は、モータ駆動回路３１２を介して空気穴選択用モータ４８を回転させ、駆動ギア４７を介して回転部材４６を回転させることで、空気穴を、被検眼に一番近い位置、Ａｐ１へと移動させる。この動作により、ピストン４０の戻り動作によって発生する空気室２３の負圧状態を早急に解除することが可能となり、問題であった負圧による被検眼の涙の吸い込み等の現象を軽減できる。実施例２、３の機構を使っても同様の動作による問題の軽減は可能である。
【００７６】
また、図８（ｃ）の状態でピストン４０が停止した後、再度ソレノイド４２を駆動させることで、図８（ｃ）の状態を保持させることが可能となる。これにより、空気室２３の負圧状態による被検眼の涙の吸い込み等を防止することも可能である。
【００７７】
また、本実施例１および２では、複数の空気穴の配置として、シリンダ４３の軸方向に配置し、円周方向には１個ずつとして記載しているが、円周方向に空気穴が複数個存在していても構わない。実施例１の場合、空気穴選択用の回転部材４６には、シリンダ４３上に設けられた円周方向のそれぞれの穴に対して、空気穴を選択するための穴形状を設けることで実現可能である。また実施例２の場合、円周方向のそれぞれの穴に対して電磁弁およびストッパーが存在することで実現可能である。このように円周方向に複数の穴を配置することで、前述の負圧状態をより早く解除することが可能となる。
【００７８】
［その他の実施例２］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００７９】
３４    受光素子
４０    ピストン
４２    ソレノイド
４３    シリンダ
４５    圧力センサ
４６    空気穴選択用回転部材
４７    駆動ギア
４８    駆動モータ
３０１  システム制御部
【図１】
2014209982.tif 000003
【図２】
2014209982.tif 000004
【図３】
2014209982.tif 000005
【図４】
2014209982.tif 000006
【図５】
2014209982.tif 000007
【図６】
2014209982.tif 000008
【図７】
2014209982.tif 000009
【図８】
2014209982.tif 000010
【図９】
2014209982.tif 000011
【図１０】
2014209982.tif 000012
【図１１】
2014209982.tif 000013
【図１２】
2014209982.tif 000014
【図１３】
2014209982.tif 000015
【図１４】
2014209982.tif 000016