(57)【要約】【課題】  角膜変形量の測定時に被検者の目に対して過剰の圧縮空気が吹き付けられることを抑制する。【解決手段】  ピストンと、前記ピストンを駆動する駆動手段と、前記ピストンの駆動により圧縮された空気を被検眼の角膜に向けて吹き付ける流体噴出手段と、角膜の変形状態を検出し、眼圧を測定する眼圧測定手段を有する被接触式眼圧計において、前記ピストンが前記空気を圧縮する際の変位量を制限するピストン変位制限手段と、前記ピストン変位制限手段で制限される変位量を変更する変更手段と、を配する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンと、前記ピストンを駆動する駆動手段と、前記ピストンの駆動により圧縮された空気を被検眼の角膜に向けて吹き付ける流体噴出手段と、角膜の変形状態を検出し、眼圧を測定する眼圧測定手段を有し、
前記ピストンが前記空気を圧縮する際の変位量を予め定められた変位量に制限するピストン変位制限手段を有することを特徴とする非接触式眼圧計。
【請求項２】
前記ピストン変位制限手段で制限される前記変位量を変更する変更手段を有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】
前記ピストン変位制限手段は、前記ピストンと前記駆動手段とのうち少なくとも一つの移動可能な範囲に設けられた部材であることを特徴とする請求項２に記載の非接触式眼圧計。
【請求項４】
前記部材は外力を加えられても動かないストッパーであり、前記変更手段は前記ストッパーの配置位置を変更することで前記ピストンの変位量を変更することを特徴とする請求項３に記載の非接触式眼圧計。
【請求項５】
前記ピストン変位制限手段は、端部がピストンに接続された紐と前記紐の繰り出し長さを変更する巻取部であ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６】
ピストン変位制限手段は、端部がピストンに接続された紐と前記紐の繰り出し長さを変更する巻取部を有し、
前記変更手段は前記巻取部によって前記紐の繰り出し長さを変更することで前記ピストンの変位量を変更することを特徴とする請求項２に記載の非接触式眼圧計。
【請求項７】
前記変更手段は、測定を可能とする眼圧値の測定範囲をもとに前記ピストンの変位量を変更することを特徴とする請求項２に記載の非接触式眼圧計。
【請求項８】
前記変更手段の測定を可能とする眼圧値の測定範囲は、前回の測定結果をもとに変更されることを特徴とする請求項７に記載の非接触式眼圧計。
【請求項９】
ピストンと、前記ピストンを駆動する駆動手段と、前記ピストンの駆動により圧縮された空気を被検眼の角膜に向けて吹き付ける流体噴出手段と、角膜の変形状態を検出し、眼圧を測定する眼圧測定手段を有する非接触式眼圧計の制御方法において、
前記ピストンが前記空気を圧縮する際の変位量を予め決定する工程と、
決定された前記変位量に応じて前記ピストンの変位量を制限する工程と、を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
前記ピストンの変位量の変更は、前記ピストンと前記駆動手段とのうち少なくとも一つの移動可能な範囲に設けられた部材の配置により行なわれることを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
【請求項１１】
前記変位量の変更は、測定を可能とする眼圧値の測定範囲に基づいて行なわれることを特徴とする請求項９に記載の制御方法。
【請求項１２】
前記眼圧値の測定範囲は、前回の測定結果をもとに変更されることを特徴とする請求項１１に記載の制御方法。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【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たときの角膜変形検出信号から眼圧値を算出する非接触式眼圧計、その制御方法、及び該制御方法を実行するためのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非接触式眼圧計の多くは、ピストンがシリンダ内の空気を押し出し、空気室内で空気が圧縮され、その圧縮空気がノズルから噴出される構成となっている。ピストンの駆動には、初期トルクが強く、ストロークが長いという理由から、一般的にロータリーソレノイドが使用されている。そして、角膜を眼圧測定に必要な所定状態まで変形させると、角膜変形検出信号に基づき、ロータリーソレノイドへの通電をオフする制御が行われている。しかし、ロータリーソレノイドへの通電をオフした後でも、ピストンは慣性力によりしばらく動き続ける。そのため、被検眼に眼圧測定に不必要な空気を吹き付けており、被検者に余分な負担を与えている。この不必要な空気を極力少なくするためには、慣性力によるピストンの動きを減らす必要がある。
【０００３】
慣性力によるピストンの動きを減らすために、特許文献１では、角膜が所定変形したことを検知すると、ピストンの動きを後退させるようにする方法が提案されている。また、特許文献２では、角膜が所定変形したことを検知すると、電磁コイルやディスクブレーキ等のブレーキ機構を用いて、ピストンの動きを減速或いは停止させる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平８−０００１０９号公報
【特許文献２】特開平７−１００１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的にロータリーソレノイドによってピストンに与えられる力の方向は、空気の圧縮方向のみである。よって、ロータリーソレノイド単体で、空気の圧縮方向に進んでいるピストンを急に減速・停止・後退制御させることは困難である。そのため、前述の先行技術を実施するためには、特許文献２のようにソレノイド、モータ等の駆動機構を別途設けて、外部から空気の圧縮方向とは逆方向の力をピストンに与える必要がある。しかしながら、一般的なソレノイド、モータ等の駆動機構の応答時間は、角膜が変形し始めてから空気の吹きつけが終了するまでの時間より長い。そのため、角膜変形信号を基に逆方向の力をピストンに与える駆動機構を別途設けたとしても、駆動機構が動作し始めるのが、空気の吹き付けが弱くなったあと、もしくは、終了したあととなる。よって、前述の先行技術では、制御にかかる時間が遅すぎて、吹きつける空気を低減することが時間的に困難である。
【０００６】
本発明の目的は、前述の時間的な問題を解決し、慣性によるピストンの動きを少なくすることにある。そして、吹きつける空気を低減し、被検者の負担がより少ない非接触式眼圧計、その制御方法、及びプログラムを提供することにある。
【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、本発明に係る非接触式眼圧計は、ピストンと、前記ピストンを駆動する駆動手段と、前記ピストンの駆動により圧縮された空気を被検眼の角膜に向けて吹き付ける流体噴出手段と、角膜の変形状態を検出し、眼圧を測定する眼圧測定手段を有し、前記ピストンが前記空気を圧縮する際の変位量を予め定められた変位量に制限するピストン変位制限手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
角膜変形信号を基にピストンを制御するのではなく、あらかじめ、決めた変位量になるようにピストンの動きを制限しておくことで、被検眼へ吹きつける不要な空気を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態での非接式眼圧計の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す実施形態での非接式眼圧計のシステム構成を示す図である。
【図３】従来の構成でのピストン位置についての説明図である。
【図４】従来の構成での圧力波形図である。
【図５】図１に示す実施形態でのピストン位置についての説明図である。
【図６】図１に示す実施形態での圧力波形図である。
【図７】ストッパー位置調整機構を模式的に示す説明図である。
【図８】ストッパー機構の他の形態についての説明図である。
【図９】図１に示す実施形態での測定フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の一実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
［第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態の非接触式眼圧計の概略構成図を図１に示している。
まず、本装置の光学系の説明を行う。測定用光源３７は、測定及び被検眼Ｅに対するアライメント兼用の近赤外ＬＥＤである。測定用光源３７の出射方向には、投影レンズ３６、ハーフミラー３５、ハーフミラー３２が配置されている。ハーフミラー３２からみてハーフミラー３５の反射方向には、被検者が固視するＬＥＤである固視用光源３８が配置されている。ハーフミラー３５からみてハーフミラー３２の反射方向には、リレーレンズ３１が配置されている。
【００１２】
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が配置されている。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、撮像素子２８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。
【００１３】
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。
【００１４】
リレーレンズ３１からみてハーフミラー３２の入射方向には、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は、所定変形時に測定用光源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。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アパーチャ３３の位置に結像するように設計されている。
【００１５】
次に、本装置の空気を噴射するメカ機構の説明を行う。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からの圧縮空気を送り込む移送管４４が接続されている。シリンダ４３にはピストン４０が嵌合され、このピストン４０はロータリーソレノイド４２によって駆動されるようになっている。ロータリーソレノイド４２の回転運動は、ロータリーソレノイド４２とピストン４０の間に接続された、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内の空気が移送管４４を通って空気室２３に送られ、圧縮空気がノズル２２を通って被検眼Ｅに空気を噴射する機構となっている。
【００１６】
これらロータリーソレノイド４２および駆動レバー４１は本発明においてピストン４０を駆動する駆動手段の一形態として例示され、シリンダ４３、移送管４４、空気室２３等の構成はピストン４０の駆動により圧縮された空気を被検眼に向けて吹き付ける流体噴出手段の一形態として例示される。また、本発明を実施するために、ピストンが空気を圧縮する際に、駆動レバー４１が移動する範囲上にストッパー４６が設けられている。当該ストッパー４６は、ピストン４０がシリンダ４３内にて空気を圧縮する際の変位量を制限するピストン変位制限手段の一形態として例示される。該形態のピストン変位制限手段は、外力を加えられた場合であっても配置された位置から動かず、更に条件に応じてピストン４０自体の変位量がその位置により変更されるという機能を有する。なお、本形態ではこのストッパー４６は駆動手段の一構成である駆動レバー４１の移動可能な範囲に設けられている。しかし本発明は当該形態に限定されず、ピストン４０と駆動手段の一構成とのうち少なくとも一つの移動可能な範囲に設けられ、最終的にピストン４０の変位量を制限する機能を果たす部材であれば良い。
【００１７】
次に、図２に示す本装置のシステム構成の説明を行う。システム全体を制御しているシステム制御部１００は、各種デバイスとの入出力を制御する入出力制御部１０１、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１０２、プログラム、設定値、測定で得られたデータを記憶するメモリ部１０３を有している。システム制御部１００は、被検眼Ｅに対して光学系の位置合わせを行うジョイスティック１０４、測定開始等の装置の各種動作を行う操作スイッチ１０５、角膜反射像を受光する受光素子３４、空気室圧を測定する圧力センサ４５、前眼部像の観察を行う撮像素子２８と接続されており、それらから信号が入力されている。また、画面表示を行うＬＣＤモニタ１０６、ピストンを駆動するロータリーソレノイド駆動回路１０７、前述した各種光源のオン・オフを制御する光源駆動回路１０８、測定時における光学系等のアライメント調整、ストッパー４６の位置調整を行うモータ駆動回路１０９と接続されており、それらに対して信号を出力している。
【００１８】
ここで、従来の構成の非接触式眼圧計で眼圧測定を行ったときの、ピストンの動きと圧縮される空気の圧力変化を説明する。ピストンを駆動開始した時Ｔａでのピストン位置を図３（Ａ）に、角膜を眼圧測定可能な状態まで変形した時Ｔｂでのピストン位置を図３（Ｂ）に、ピストンが停止した時Ｔｃでのピストン位置を図３（Ｃ）に示す。そのときの圧縮空気の圧変化を図４に示す。Ｔｂ時に、眼圧測定に必要なデータが得られるため、ロータリーソレノイドへの通電をオフしているが、そのあと、慣性力によってしばらくピストンは動き続ける。そのため、ピストンは空気を圧縮し続け、眼圧測定に不必要な空気を吹きつけている。なお、前述の説明では、角膜を眼圧測定可能な状態まで変形したときにロータリーソレノイド４２への通電をオフするとしたが、角膜変形信号や圧力信号が所定の閾値を超えた瞬間に通電をオフするようにしても構わない。
【００１９】
次に、本発明の詳細について以下で説明する。一般的に健常眼の眼圧値は１０〜２０ｍｍＨｇと言われているが、緑内障等の眼疾患を有する場合などでは２０ｍｍＨｇ以上の高眼圧になる。よって、一般的な眼圧計では、０〜６０ｍｍＨｇ程度の幅広い測定レンジを有している。高い眼圧の眼を測定するためには、空気を高圧縮しなければならない。そのため、ピストンシリンダは、ピストンの最大変位量が健常眼に必要な変位量に対して長すぎる構造になっている。よって、健常眼測定時、ピストンは、眼圧測定に必要な変位分動いたあと、ピストンを意図的に止める機構がないため、慣性力がなくなるまでピストンは動き続ける。そこで、本発明では、慣性力によるピストンの動きが少なくなるようにピストンの変位量を決める。そして、あらかじめ、その変位量分のみピストンが動くようにピストンを意図的に止めるストッパー等の部材を配置しておくことを特徴としている。
【００２０】
ストッパーを設けた構成の非接触式眼圧計で眼圧測定を行ったときの、ピストンの動きと圧縮される空気の圧力変化を説明する。ピストンを駆動開始した時Ｔａでのピストン位置を図５（Ａ）に、角膜を眼圧測定可能な状態まで変形した時Ｔｂでのピストン位置を図５（Ｂ）に示す。そのときの圧縮空気の圧変化を図６に示す。図６中のＩ１は従来の構成での圧変化、Ｉ２は本発明の構成での圧変化をそれぞれ示している。本発明では、ピストンが眼圧測定に必要な変位分動くと、そのあと、すぐにピストンがストッパーと接触し、止まる。そのため、図６のＩ２に示すように空気の圧がすぐに低下する。よって、本発明の構成では、従来の構成と同様に眼圧測定可能、かつ、吹きつける空気を低減できる。
【００２１】
次に、ストッパーの配置位置について説明する。測定可能としたい眼圧値によって、測定に必要なピストンの変位量は異なる。例えば、高眼圧の眼を測定する時には、低眼圧値の眼を測定する時に比べて、測定に必要な変位量が大きい。よって、測定可能としたい眼圧値の範囲、つまり、測定レンジに応じて、ストッパーの位置を調整する。図７（Ａ）に示すように、モータ４７（図２における構成１１１）を用いてストッパー４６をＺ軸方向に動かして、駆動レバー４１と接触する位置調整を行う。また、図７（Ｂ）に示すように、Ｙ軸方向に飛び出すストッパーをつけた直進型ソレノイド５２、５３、５４を設けて、測定レンジに応じて、いずれかのストッパーと駆動レバー４１が接触するように、駆動させるソレノイドを選択する機構にしてもよい。なお、図７は、図１のストッパー４６、駆動レバー４１付近をＸ軸方向から見た図である。
【００２２】
これら構成は、ストッパー４６に例示されるピストン変位制限手段により制限されるピストン４０の変位量を予め変更し、決定しておく変更手段の一部として例示される。後述するように測定された眼圧値の測定範囲に基づいて、システム制御部１００において変更手段の一部として機能するモジュール領域が、これら構成を動作させてストッパー４６の配置を移動させ、ピストン４０の変位量を変更する。
【００２３】
また、図１の構成では、ピストンに連結した駆動レバー４１と、シリンダの外に設置したストッパー４６を接触させて、ピストンを止める機構となっているが、図８（Ａ）のように、シリンダの中にストッパー５５を設置し、ピストン４０とストッパー５５を接触させて、ピストンを止める機構にしてもよい。
【００２４】
また、今まで説明した構成は、駆動レバー４１に対してピストンの駆動方向側にピストンを止める力を加える機構を設ける構成となっているが、駆動レバー４１に対してピストンの圧縮方向と反対方向側にピストンを止める力を加える機構を設ける構成としてもよい。図８（Ｂ）に示すように、紐５６、紐を巻き取るリール５７を設け、その紐の端をピストン４０、駆動レバー４１のうち少なくとも一つに接続する。ピストンが眼圧測定に必要な変位分以上動いたとき、紐５６が伸びきることで、紐５６の張力がピストン４０に加わり、ピストンが止まる。紐の材質としては、化学繊維、金属、ラバーがある。また、図８（Ｃ）に示すように、紐とリールの構成以外にも、クランク機構５８を用いた構成でもよい。
【００２５】
本例では、ピストン変位制限手段は、端部がピストンに接続された紐形体である紐５６と紐５６の繰り出し長さを変更する紐形体巻取部たるリール５７を有する。また、前述した変更手段は、リール５７により紐５６の繰り出し長さを変更することでピストン４０の変位量を変更している。
【００２６】
本発明の測定フローの一例を図９のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ０１では、システム制御部１００がメモリ部１０３に格納されている測定レンジを読み出し、測定レンジ（眼圧値の測定範囲）を設定する。ステップＳ０２では、システム制御部１００は設定した測定レンジをもとに、ストッパーの位置調整を行うモータ１１１を駆動させ、設定した測定レンジ上限の眼圧値が測定可能、かつ、慣性によるピストンの動きが少なくなる位置にストッパーを配置する。ステップＳ０３では、システム制御部１００がロータリーソレノイド４２を駆動し、ピストン４０によって圧縮空気がノズル２２から被検眼Ｅの角膜Ｅｃに向けて噴出する。空気室２３の圧力センサ４５で検出された圧力信号と受光素子３４からの受光信号をシステム制御部１００がメモリ部１０３へ格納する。システム制御部１００はメモリ部１０３に格納された情報に基づき、受光信号のピーク値とその時の圧力信号から眼圧値を算出する。算出された眼圧値はシステム制御部１００がモニタ１０６に表示する。ステップＳ０４では、測定回数が所定の回数に達したか判断する。ステップ０５では、次回の測定で、吹きつける空気をなるべく低減するために、測定した眼圧値、即ち前回の測定結果をもとに、次回の測定レンジを再設定し、ストッパーの位置調整に移る。
以上が本実施形態における装置の構成である。
【００２７】
（その他の実施例）
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】
【００２８】
４０  ピストン
４１  駆動レバー
４２  ロータリーソレノイド
４３  シリンダ
４６  ストッパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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