(57)【要約】      （修正有）【課題】携帯型で使用できる非接触眼圧計を提供する。【解決手段】携帯型非触式眼圧計１０において、底部端１７及びこれと反対の頂部端を有するハンドル部分１４と、ハンドル部分１４の前記頂部端に接続したヘッド部分１６とを有するハウジング１２と、ハウジング１２のハンドル部分１４内に属する直流電源３２と、ハウジング１２のヘッド部分１６の中に属し、直流電源３２によって電力が与えられる光電子眼圧計測システムと、直立した向きで、携帯型非触式眼圧計１０を支持するためのスタンド２３とを有し、非触式眼圧計１０は支持無しには自立しない。【選択図】  図２
2006239449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯型非触式眼圧計において、底部端及びこれと反対の頂部端を有するハンドル部分と、前記ハンドル部分の前記頂部端に接続したヘッド部分とを有するハウジングと、前記ハウジングの前記ハンドル部分内に属する直流電源と、前記ハウジングの前記ヘッド部分の中に属し、前記直流電源によって電力が与えられる光電子眼圧計測システムと、直立した向きで、前記携帯型非触式眼圧計を支持するためのスタンドと
を有し、前記非触式眼圧計は支持無しには自立しないことを特徴とする携帯型非触式眼圧計。
【請求項２】
前記直流電源は再充電可能な直流電源であり、前記眼圧計が前記スタンドによって支持されるとき、前記スタンドは、前記再充電可能な直流電源に動作可能に接続する直流電源充電器を有することを特徴とする請求項１に記載の携帯型非触式眼圧計。
【請求項３】
前記ハンドル部分の前記底部端が曲面を画することを特徴とする請求項１に記載の携帯型非触式眼圧計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、検眼機器に関し、特に患者の眼内圧を測定するための移動携帯型の非触式眼圧計に関する。
【背景技術】
【０００２】
非触式眼圧計は、眼内の内部流体の圧力（眼内圧、又はＩＯＰ:Intraocular pressure）を測定することにより、緑内障に関連する高い眼内圧（ＩＯＰ）について患者をスクリーニングする診断機器であり、眼科医や医療スタッフに広く用いられている。非触式眼圧計の操作は典型的には、流体のパルスを眼に向けて角膜の変形を観測する。先行技術の従来の装置では、プレナムチャンバ内にソレノイドにより駆動されたピストン圧縮液体を有する流体ポンプと、プレナムチャンバに連通し患者の眼に調心する流体放出管とにより、流体のパルスを眼に供給し、これにより角膜を、その正常な凸状の状態から「圧平」として知られる平らな状態を経由して凹状の状態へと変形させる。
【０００３】
流体パルスが消えれば、角膜はその正常な凸状の状態に戻る。この変形は、光電子手段によってモニタされ、圧平の瞬間におけるプレナム圧力等の量及び圧平の実現に要する時間を測定し、これらとＩＯＰとの相関をとる。
【０００４】
これまで、非触式眼圧計は、移動が困難な、かさばる「テーブルトップ式」の機器ばかりであった。使用に際しては、患者は機器の一端に座り、前頭部固定器によってその頭部を安定させ、一方オペレータは反対の端部に座り、眼に対して機器を調心させ検査を管理する。この機器は、正確に調心された光部品を有し、アラインメント目的で、機器基板に対して可動である測定試料を除き、テーブル上に静止した状態を保持している。
【０００５】
ＩＯＰ測定用の小型で軽量の機器の要請は、かねてより認識されており、それは、携帯型の「接触」型眼圧計の各種開発に現れている。例えば、米国特許第４,１９２,３１７号、第４,６２２,４５９号、第４,７４７,２９６号、第５,１７４,２９２号等を挙げることができる。眼圧計の部分が角膜と物理的に接触するため、この接触型の機器は、上記のように、患者には各種非触式型に比べて快適でないと認識されており、またウイルスやバクテリアが患者から患者へと移り得るため、感染の危険が増大する。さらに、測定におけるオペレータの熟練の度合いが、測定結果に対して重大な影響を与え、そのため、この種の機器は、一般の医師の使用にはあまり適さない。
【発明の開示】
【０００６】
米国特許第４,７２４,８４３号には、流体パルスを発生させるために用いられるポンプを収容するキャリーケース１０２と、流体路を有する可撓性の連結ライン１０４によりポンプに接続した別個の携帯型のユニット１００とを有する移動式の非触式眼圧計について記載がなされている。つまりこの機器は、一部のみ携帯型であり、残りの部分は大きくて重い機器である。米国特許第４,７２４,８４３号に記載される非触式眼圧計は、構造が複雑でかつ製造コストがかかる。
【０００７】
従って、本発明の目的は、携帯型で使用できるように設計された非触式眼圧計を提供することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、輸送を容易にするためにコンパクトかつ軽量である非触式眼圧計を提供することにある。
【０００９】
本発明のまた別の目的は、電源コードを使用しない、バッテリー作動型の非触式眼圧計を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに別の目的は、内部の部品へのダメージのリスクを減らすように設計された、コンパクトな携帯型の非触式眼圧計を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに別の目的は、眼圧計の手動によるアラインメントを容易にするための迅速な位置検出システムを有する携帯型の非触式眼圧計を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらに別の目的は、通信ケーブルの必要なしに測定データのアップロードを可能にする遠隔コンピュータを、ワイヤレスデータ通信用に装備する非触式眼圧計を提供することにある。
【００１３】
これらの目的及びその他の目的の推進に際し、本発明の好適な具体例に従った非触式眼圧計は、ハンドル部分を有し再充電可能なＤＣ電源を収容するハウジングと、眼圧計のアラインメント系及び眼圧の計測システムを収容する上側ヘッド部分とを有している。ハンドル部分の底部は、曲面を画することで、機器が単独でハンドルの上に置かれることを防止しているが、これは、眼圧計は、その重心が高いために不安定な状態であり、また重要な光素子及び光電子素子がハウジングのヘッド部分内に配置されているからである。眼圧計を支持し機器が使用中でない間に眼圧計の電源を再充電するための、バッテリー充電器を備えるスタンドが、眼圧計と共に提供される。
【００１４】
オペレータは、患者の眼に対して手動により眼圧計の位置決め及び調心をする必要がある。このときオペレータを補助するため、光軸が、流体放出管が配置される患者側からヘッド部分の中を通って接眼レンズが配置されるオペレータ側へと延び、オペレータはカメラ等を使用しないで眼を直接見ることができる。患者の眼に対しての眼圧計のX-Y-Zアラインメント状態を決定するため、高速の焦点位置検出システムが、また、ヘッド部分の中に備えられる。この位置検出システムは、光軸を挟んで対向する第１の光源及び第２の光源と、これに対応する第１の光感応面積検出器及び第２の光感応面積検出器とを備え、これら光感応面積検出器はそれぞれ対応する光源からの光が角膜によって反射された後の光を受けるように配置される。検出器は、その上に形成される照射点のローカルなx-y位置を示す信号情報を提供する。好適な具体例では、第１の検出器及び第２の検出器は、４つの象限を有するクワッド-セル検出器であり、及び照射スポットサイズは、１つの象限のサイズであるので、x-y位置は、象限によって発生する４つの信号レベルに基づいて決定することができる。各光源の後及び各検出器の前の集光レンズ群は、光が眼を照らし検出器に到着する際の光ビーム中の光の広がりを最小にする。
【００１５】
各検出器からのローカルなx-yデータが次いで提供され、眼に対する眼圧計のX-Y-Zの全体アラインメント状態を与えるための機器検量中に決定される一連の保存された幾何学関係に入力される。この幾何学関係は、Ｘ、Ｙ及びＺの多元回帰方程式であり、各方程式の回帰係数は、検量中に複数の既知X-Y-Z位置に置かれる人工眼の検出器からローカルなx-yデータを読みとることによって決まる。これら回帰係数は、通常の機器操作中に保存され用いられ、オペレータが患者の眼に対して機器を位置決めする際、検出器からのローカルなx-yデータに基づきx,y,z各座標を迅速に計算する。
【００１６】
「ヘッドアップ」ディスプレイが接続され、x-y-z位置データを受けて、機器を移動してアラインメントを実現するためのオペレータへの指示の合図を提供する。ヘッドアップディスプレイは、所望のX-Y運動方向を示すように選択的に点灯する発光ダイオードの極性配列と、所望のＺ運動方向を示すように選択的に点灯する発光ダイオードの線形配列とを備えている。ヘッドアップディスプレイの画像は、光軸に沿って同様に送られる患者の眼の画像を直接見ることを可能にするビームスプリッタを用いて、機器の光軸に沿ってオペレータに提供されるが、このため係るX-Y極性配列は、画像を直接見ることができるようにその周辺に配置される。
【００１７】
眼圧の測定の実施は、角膜を変形させるための流体パルスを発生させ、角膜の圧平の発生を観測し、ＩＯＰによる圧平の時点で流体パルスに関連するプレナム圧力を相関させることによりなされる。このため、眼圧計は、位置検出システムがアラインメントを確認したときに作動するソレノイドと、流体放出管の中を通り患者の眼に向けられる流体パルスを発生させるために、シリンダに対してソレノイドによって駆動されるピストンと、プレナム圧力をモニタするための圧力センサと、角膜の反射光に基づいて圧平を観測するための、光軸を挟んで対向する圧平エミッタ及び圧平検出器とを有している。
【００１８】
眼圧計は、遠隔コンピュータに測定データの無線アップロードするためのＩＲＤＡトランシーバーをさらに有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の好適な具体例に従って形成される携帯型非触式眼圧計１０を示す。眼圧計１０は、細長いハンドル部分１４と、ハンドル部分１４の頂部方面に接続した上側ヘッド部分１６とによって特徴づけられるハウジング１２を有する。ハウジング１２は、鉛直面に沿って接合される２個の略対称な半体により形成される。ハンドル部分１４は、人間工学的に設計された掴み１５を有する。より詳細に下記に説明するが、ヘッド部分１６は眼圧の計測システムを有し、ハンドル部分１４は眼圧の計測システム用の電源を有する。また図１には、ヘッド部分１６の一端にあるオペレータ接眼レンズ１８と、ヘッド部分１６の患者に向いている面とは反対の方面のフロントウィンドウ２０と、オペレータ接眼レンズ１８の近くでオペレータの方へ角度をつけている押しボタン制御オーバレイ２２を有する液晶ディスプレイ２１とが示されている。
【００２０】
図２は、スタンド２３によって直立配向で支持される眼圧計１０を表す。ここで「直立配向」とは、ハンドル部分１４がヘッド部分１６よりも下にあることをいう。光軸ＯＡはヘッド部分１６の中を通り、オペレータ接眼レンズ１８から正面窓２０を通るように延びる。図２からわかるように、ハンドル軸ＨＡは、光軸ＯＡと斜角をなすようにこれと交叉し、これにより眼圧計１０は、オペレータにとって持ち運び及び位置決めがより快適なものになる。スタンド２３は、基部２４と、基部２４から上へ延びる略弓形の支持部材２６と、支持部材２６に固定されヘッド部分１６及びその部品を受け支持するサドル２８とを有している。ドックリセス３０が、ハンドル部分１４の底部端１７を受けるために基部２４に提供される。底部端１７は、わざと曲面を画するように形成されているため、その眼圧計１０は自立することができず、このことはオペレータに容易に分かる。眼圧計１０のヘッド部分１６が、下記に説明される眼圧測定システム及びアラインメントシステムの重要な光部品を有するので、簡単に倒れてぶつかり損害を受け得るような、重心の高い自立型の機器とすることは望ましくない。
【００２１】
電源  
眼圧計１０の電子部品は、ハンドル部分１４内に有する直流電源３２により電流が与えられる。適切な電源３２は、パナソニック（松下電気工業）社製の再充電可能な３．７ボルトのリチウムイオン電池、部品番号ＣＧＲ18650Ｈを挙げることができる。電源３２は、一対の充電接点３４Ａ、３４Ｂを有し、これらはハンドル部分１４の底部端１７の中の対応する開口を通して露出される。スタンド２３に受けられ支持されている時に、電源３２は再充電される。この目的のために、スタンド基部２４は、電源３２の充電接点３４Ａ、３４Ｂと接するようドックリセス３０の中の開口を通じて露出される充電接点３８Ａ、３８Ｂを有するバッテリー・チャージャ３６を有している。適切なバッテリー・チャージャとしては、米国カリフォルニア州オックスナードのコンドールＤＣ電源社(Condor Ｄ. C. Power Supplies, Inc.)より入手可能な供給者品番GSM7―12を挙げることができる。  
次に、図面中の図８を参照する。電源３２は、電源３２の充電状態をモニタするバッテリーモニタ回路４０に接続している。眼圧計１０の様々なシステムに電力を供給するために、専用の回路が主電源３２に接続している。これらの専用の回路には、ロジック供給回路４２、液晶供給回路４４、アナログ供給回路４６及び高圧電源回路４８が含まれる。
【００２２】
アラインメントシステム  
図３は、携帯型の非触式眼圧計１０の光の概略図である。非触式眼圧計１０は、眼内圧を測定する目的で患者の角膜に観測可能な変形を引き起こすため、光軸ＯＡに沿って調心する流体放出管５０を通して流体パルスを吐出する操作が可能である。検査に対する前提条件として、オペレータＯが患者の眼Ｅに対し、三次元的に眼圧計を調心させること（X-Y-Zアラインメント）が必要である。
【００２３】
眼圧計１０は、下記のように眼圧計の様々な光要素及び光電子要素を搭載するためにヘッド部分１６の前部近くに固定される鼻当て５２と、ビームスプリッタ５６と協働して可視の固定ターゲットを光軸ＯＡに沿って患者に提出する固定ターゲット投影システム５４と、オペレータＯが光軸ＯＡに沿って機器を通して患者の眼Ｅを見ることを可能にするための接眼レンズレンズ５８及びマクロレンズ６０とヘッドアップディスプレイ６２と、ビームスプリッタ６６で協働し光軸ＯＡに沿ってオペレータにヘッドアップディスプレイの画像を投影するためのミラー６４とを備えている。マクロレンズ６０は、オペレータが拡大されてない状態で眼を見ることができるよう、平面−平面レンズであることが好ましいが、眼に関し他の所望の視野と拡大を提供するよう、光強度を有するマクロレンズを用いることも可能である 。
【００２４】
図４は、ハウジング１２のヘッド部分１６内に配置される眼圧計１０の光ブロック部分の断面図を提供する。装着具６８は、ヘッドアップディスプレイ６２と、ミラー６４と、ビームスプリッタ６６及び５６と、固定ターゲット投影システム５４の要素とを支持し、これらの位置を与える。図４は、好適な固定ターゲット投影システム５４をさらに詳細に示す。ＬＥＤ７０は光を発し、その光は、鮮やかな赤の半透明の中央ターゲットドット７４を有する微細に研磨されたディフューザー要素７２の中を通過する。視準されたターゲット光がビームスプリッタ５６によって反射され光軸ＯＡに沿って進む前に、ディフューザー要素７２からの光は次いで視準レンズ７６の中を通過する。明るい背景視野に対して比較的暗いターゲットドットを使いることが好ましく、その理由は、明るい背景光が患者の眼Ｅの照射に役立ち、オペレータが光軸ＯＡに沿って眼を直接見ることを援助するからである。眼Ｅの照射を補助するため、別の光源（図示されず）を、鼻当て５２内又はその近くに搭載して用いてもよい。  
ここで、鼻当て５２内又はその上に搭載される位置検出システムの各要素に着目する。より具体的には、図３の模式的な図では、光軸ＯＡの一方には光源７８Ａと、光軸ＯＡの反対側には位置検出のために用いる検出器８０Ａとが示される。実際の操作では、鼻当て５２は、図５の絵に示されている第２の光源７８Ｂ及び第２の検出器８０Ｂを支持している。ここに説明される具体例では、光源７８Ａ及び７８Ｂは、光軸ＯＡを含む水平投影面の真下に配置され、検出器８０Ａ及び８０Ｂは、光軸ＯＡを有する水平投影面の真上に配置されるため、後述する圧平検出システム要素のための空間を、水平投影面内に確保している。第１の光源７８Ａは、眼Ｅを照らすために第１の照明軸７９Ａに沿って光の第１のビームを向け、第１の検出器８０Ａは、眼から反射される光によって形成される第１の光源７８Ａの画像を受けるために第１の光検出領域を画する。第１の照明軸７９Ａに沿って移動する光は、集光レンズ８２Ａを通過し、角膜の略球面の表面に対して斜めに入射し、そこから第１の検出器８０Ａの方へと反射される。
【００２５】
第１の検出器８０Ａの前の集光レンズ８４Ａは、角膜の略球面の表面から来る発散ビームを実質的に視準（コリメート）し、これにより第１の検出器８０Ａによって画される光検出領域上に照射のスポットを受ける。本質的に、第１の検出器８０Ａは、見かけソースないし仮想ソースを角膜の後に検出する。第２の光源７８Ｂと、集光レンズ８２Ｂ及び８４Ｂと、第２の検出器８０Ｂとにより、同様のシステムを形成し、これらは軸ＯＡを含む鉛直面の周りに対向して対称な配置にあることが好ましい。好適な構成では、位置光源７８Ａ及び７８Ｂは、患者に不可視とするため、赤外発光ダイオードであり、また眼圧計の組立てをさらに容易にするため、単一の可撓性の回路基板の上に搭載ないし形成される。同様に第１の検出器及び第２の検出器４２Ａ、４２Ｂは、組立てを容易にするため、可撓性の基板に搭載されることが好ましい。  
図５の例示においては、流体放出管５０の出口端によって表される機器と、角膜の頂部Ｖで表される眼とが、三次元的（X-Y-Z）にアラインメントされた状態にあることが示される。この具体例では、光軸ＯＡが角膜の頂部Ｖに対して交叉しかつこれと垂直であり、かつ、流体放出管５０の出口端が、角膜の頂部ＶからＺ軸方向に所定の発射距離Ｄだけ離れて配置される場合に、アラインメントは実現される。
【００２６】
第１の検出器８０Ａの配向及び第２の検出器８０Ｂの配向は、X-Y-Zアラインメントが存在する場合に、それぞれ対応する角膜に反射した照射ビームの中心線が、関連検出器の光検出領域に対して垂直でかつ光検出領域のほぼ中心点に到着するように、選ばれる。
【００２７】
図６は、第１の検出器８０Ａの光検出領域８６を示し、ここでは、これに付随する記載も第２の検出器８０Ｂに同様に適用可能であると理解される。光源７８Ａの画像は、領域８６を検出する光のスポット８８として現れる。この具体例では、第１の検出器８０Ａは、４つの象限Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３及びＱ４からなるクワッド-セル検出器であり、４つの象限のそれぞれが、受け取った照明光強度に比例する信号を提供する。各象限のサイズは、約１．３ｍｍｘ１．３ｍｍの程度で、隣接し合う象限の端部同士の間が約０．１ｍｍの距離があることが好ましい。照射スポット８８のサイズは、有意なx-y分解能を得るためには、１つの象限の大きさ程度とすべきである。照射スポット８８のサイズは、Ｚ軸調整中に眼圧計１０が眼に近づいたり眼から遠ざかったりするように移動することで変化するだろう。さらに、機器がもっと眼に近づくように移動すれば、スポットサイズの変化は大きくなる。従って望ましくは、所定の発射距離Ｄ（すなわち、＋／-２.００ｍｍ）の近くに中心をとるＺ軸の位置の範囲について、システムを最適化することで、この範囲全体においてはどのＺ軸の位置においても、スポットサイズの変化を最小にすることができる。集光レンズ８４Ａ、８４Ｂに対して、適切な前焦点距離を選択して最適化を図ることにより、機器がＺ軸位置の範囲内を眼の方へと移動する際に、検出器８０Ａ、８０Ｂに入射する光が、わずかに収束性の状態からわずかに発散性の状態へと移行するようになり、このため、機器が所定の発射距離Ｄにある場合に、検出器８０Ａ、８０Ｂに入射する光はおよそ視準される。実施に際しては、発射距離Ｄを、集光レンズ８４Ａ、８４Ｂの前焦点距離よりも少し長くとるべきであることが分かっている。
【００２８】
理解されるように、第１の検出器８０Ａの象限Ｑ1―Ｑ4からの信号は、光検出領域８６の中のスポット画像８８の重心のローカルな二次元の位置(x1, y1)を示し、第２の検出器８０Ｂの象限Ｑ1―Ｑ4からの信号は、第２の検出器の光検出領域上に形成される同様のスポットのローカルな二次元の位置(x2, y2)を示す。ローカルなｘ位置は、次のように各象限からの信号強度を比較することによって与えられ：  
ｘ＝（Ｑ3＋Ｑ4―Ｑ1―Ｑ2）／（Ｑ1＋Ｑ2＋Ｑ3＋Ｑ4）。  
同様に、ローカルなｙ位置は、次のように各象限からの信号強度を比較することによって与えられる：  
ｙ＝（Ｑ1＋Ｑ4―Ｑ2―Ｑ3）／（Ｑ1＋Ｑ2＋Ｑ3＋Ｑ4）。
【００２９】
干渉を防止し、十分な照射強度を提供し、そして消費電力を減らすために、第１の光源４０Ａ及び第２の光源４０Ｂが連続して点灯し、第１の検出器４２Ａ及び第２の検出器４２Ｂが、連続してサンプルを取得する。図７は、１つの光源が継続時間約100μｓのパルスを発生した後サンプリングされ、次いで別の光源が同じ継続時間のパルスを発生した後サンプリングされる様子を例示するタイミングダイアグラムである。このサイクルは、およそ２ミリ秒毎に繰り返される。
【００３０】
ここで図８も参照すると、検出器８０Ａ、８０Ｂの象限Ｑ1―Ｑ4からのアナログ信号は、増幅器９０に供給された後、和／差分回路９２に入力される。和／差分回路９２は、位置検出器８０Ａ、８０Ｂのそれぞれに対して３本ずつ出力を提供する。これら出力のうちの２本は、上記の方程式の中のそれぞれのｘ分子及びｙ分子であり、３番目の出力は、両方の方程式に共通の分母である。出力信号は、マルチプレクサー９４によって多重送信され、次いで信号のオンボードＡＤ変換を提供するマイクロプロセッサ９６に、アナログ入力として提供される。マイクロプロセッサ９６は、最終のスポット位置(x1, y1)及び(x2, y2)を計算するようプログラムされる。
【００３１】
クワッド-セル検出器を使用する本具体例の位置検出システムを説明したが、本発明の目的のため、これらを他のタイプの検出器や構成に交換することは可能である。例えば、ローカルなx-y信号情報を提供することが可能な様々なタイプの位置感応装置（ＰＳＤ）が、市販されている。また、４台の離散的な光感応式検出器を象限構成に配置することで、上記のクワッド-セル検出器を模倣することも可能である。
【００３２】
次に、眼圧計１０の検量中に、プログラム可能なメモリ９８に保存される複数の所定の幾何関係に対して、第１の検出器８０Ａから座標x１, y1を入力し、第２の検出器８０Ｂから座標x2, y2を入力することによって、眼圧計１０の眼に対する全体的なX-Y-Zアラインメント状態が計算される。より具体的には、全体的な位置座標Ｘ, Y, Ｚを与える幾何関係は、次のように多重回帰によって決定することが可能であり：  
Ｘ＝Ｒ1ｘ1＋Ｒ2ｙ1＋Ｒ3ｘ2＋Ｒ4ｙ2＋Ｒ5、  
Ｙ＝Ｒ6ｘ1＋Ｒ7ｙ1＋Ｒ8ｘ2＋Ｒ9ｙ2＋Ｒ10、    
Ｚ＝Ｒ11ｘ1＋Ｒ12ｙ1＋Ｒ13ｘ2＋Ｒ14ｙ2＋Ｒ15、
ここで回帰係数Ｒ1-Ｒ15は、人工眼を用いての機器検量測定中に見出されるものである。
【００３３】
図９は、本発明の位置検出システムの検量を行った後になされるステップを示すフローチャートである。先ず、ステップ１００に従い、人工の「検査用」眼を、眼圧計１０に対して、ランダムで既知の位置Ｘ, Y, Ｚに置く。次いで、ステップ１０２及び１０４によって示されるように、ローカルなスポット位置(X1, Y1)及び(X2, Y2)を、位置検出システムから読みとり、対応する既知の全体座標Ｘ, Y, Ｚとともにテーブル中に保存する。データ点の十分な数がクワィアリー１０６に従って測定されたならば、多重回帰をステップ１０８で実行して回帰係数Ｒ1-Ｒ15を求め、そしてそれらは、ステップ１１０に従ってメモリに保存される。より多くのデータ点がクワィアリー１０６によって必要である場合は、このプロセスはステップ１００に戻って繰り返される。人工眼の多数のランダムな位置を用いてい位置検出システムの目盛りを定めることが好ましいが、それはこのことが回帰係数の決定においてより高度な正確性を提供し、ひいては患者の眼のＸ,Y,Ｚ位置の計算を、より正確に提供するからである。
【００３４】
上述の位置検出システムが好適である理由は、先行技術のシステムに比べて非常に大きな繰り返し数でのX-Y-Zアラインメントのステータス情報に対して、特に携帯型の機器のアラインメントのために有用である利点を与えるからである。さらに、本発明の位置検出システムでは、製造者の人員によって周期的に検量を行い、アラインメントの正確性を確保することが可能である。好適な位置検出システムに関する電力の要請のため、位置検出システムは、近接区域内に眼の存在を感じるか、又は放出管５０の直前の容量を感じるかどうかによって２つの異なるモードで動作するようにプログラムされる。検出器８０Ａ、８０Ｂの象限Ｑ1―Ｑ4が受ける全体の照射光強度が、対応する検出器上で照射スポット８８の存在を示すレベルにある場合は、眼圧計は眼に対し、検出器が角膜に反射した光を受ける程度にラフに調心され、眼が位置検出システム要素の配向及び特性によって定められる近接区域内にあることの指示が与えられる。この状態で、位置検出システムは、通常のモードで動作することで、高頻度、例えば２ミリ秒毎に、更新する位置情報を提供する。検出器８０Ａ、８０Ｂからの信号レベルが閾値よりも下に下がれば、それは眼が近接区域内に存在しないことを示し、その場合は、位置検出システムは、エネルギセーブ型のモードに切り換えられ、位置信号情報の更新が、非常低い頻度、例えば２秒毎とされる。この機能により消費電力を減らし、電源３２の充電の寿命が伸びる。
【００３５】
図１０は、オペレータから見た眼圧計１０の「ヘッドアップ」ディスプレイ６２の拡大図であり、光軸ＯＡに沿った接眼レンズ１８を通しての画像を示す。ディスプレイ６２は、コンピュータによるX-Y-Zアラインメントステータス情報を、アラインメントの実現のため必要な機器の動作に関してオペレータに指示を出すフォーマットで与えることにより、オペレータの機器の調心に対して援助する。ヘッドアップディスプレイ６２は、オーバレイ１１６によってマスクされオペレータにX-Yアラインメント命令を与える光伝送方向のポインタ１１８を有する発光ダイオード１１４の極性配列１１２を備える。極性配列１１２の各ＬＥＤ１１４は、Ｉ2Ｃライン９７及びシリアル-パラレルコンバーター（図示されず）を経由してマイクロプロセッサ９６に接続されており、このためＬＥＤは、眼に対する機器のX-Yアラインメント状態によって、選択的に点灯する。特に、ＬＥＤ１１４は適切な方向のポインタに対応して点灯し、角膜の頂部Ｖと光軸ＯＡとを調心させるため機器を移動すべき方向につき、オペレータに指示を与える。X-Yアラインメントが実現されれば、極性配列１１２の全てのＬＥＤ１１４が連続又はパルス状の態様で点灯することで、オペレータにX-Yアラインメントの状態を伝える。ヘッドアップディスプレイ６２はさらに、Ｚ軸アラインメントの目的でオーバレイ１１６の中に光伝送矩形体１２４に対応して配置される発光ダイオード１２２の直線アレイ１２０を備えている。直線アレイ１２０のＬＥＤ１２２はそれぞれ、Ｉ2Ｃライン９７及びシリアル-パラレルコンバーター（図示されず）を経由してマイクロプロセッサ９６に接続し、眼に対する機器のＺ方向アラインメント状態によりＬＥＤは選択的に点灯される。より具体的には、また限定の意図ではない例によれば、直線アレイ１２０の頂部及び底部のＬＥＤは同じ色（赤）であり、中央のＬＥＤは別の色（緑）であり、頂部ＬＥＤと中央ＬＥＤの間のＬＥＤと底部ＬＥＤと中央のＬＥＤの間のＬＥＤは全部また別の色（黄）である。機器が眼に近づき過ぎると、両方の赤いＬＥＤがパッと点灯し、オペレータへ警告を発する。下側の赤色ＬＥＤと黄色ＬＥＤは、機器が眼から離れて移動すべきことを指示し、上側の赤色ＬＥＤと黄色ＬＥＤは、機器が眼の方に向けて移動すべきことを指示する。緑のＬＥＤは、Ｚ軸アラインメントが実現されたことを指示する。ここで、一枚の基板上にＬＥＤ１１４及び１２２を提供し、またオーバレイ１１６を形成するために写真フィルムを用いことが好適であり、このオーバレイ１１６は、スペーサー（図示されず）によってＬＥＤ基板から分離されてもよい。
【００３６】
図３及び図４から分かるように、実際のヘッドアップディスプレイ６２は、機器内の光軸ＯＡから離れた位置に配置される。ヘッドアップディスプレイ６２の画像は、ミラー６４とビームスプリッタ６６を用いて光軸ＯＡに沿ってオペレータに投影される。X-Y極性配列１１２は、マクロレンズ６０を介して伝送される患者の眼の実画像に対して外接するように配置されるため、オペレータは、ヘッドアップディスプレイ６２が提供する字幕のような指示ディスプレイ合図と一緒に瞳孔及びその周囲の黒目を見ることができる。例えば、オペレータは、X-Yアラインメントのために、機器を下側及び左側に移動するように指示を受け、またＺアラインメントのために患者の眼にもっと近づくように指示を受ける。
【００３７】
眼圧測定システム  
図１１は、患者の角膜を変形させるための液体パルスを発生させるための眼圧計１０の流体ポンプシステムを示す。本発明の好適な具体例に従い、流体ポンプシステムは、それによって画される内部加圧チャンバ１３０内に、液体を圧縮するための、シリンダ１２８に対して軸方向に可動のピストン１２６と、鼻当て５２内に形成される内部プレナムチャンバ１３２と、加圧チャンバ１３０からプレナムチャンバ１３２への流体路を提供する流管１３４と、プレナムチャンバ１３２から光軸ＯＡに沿って角膜の頂部Ｖへと加圧流体を案内するために、マクロレンズ６０及び正面窓２０の中に伸びこれらによって支持される流体放出管５０とを備えている。シリンダ１２８に対してピストン１２６の軸方向に向けた運動をさせるための線形のソレノイド１３６が、動作可能な状態でピストン１２６に接続している。図８で示すように、線形ソレノイド１３６は、ソレノイド及びマイクロプロセッサ９６に接続したソレノイド駆動回路１３７によってエネルギを与えられる。
【００３８】
プレナムチャンバ内の流体圧力を示す信号情報を発生させるため、圧力感知装置１３８、例えば圧力変換器等がプレナムチャンバ１３２内に配置される。圧力感知装置１３８は、アナログ圧力信号をデジタル形式に変換するオンボード型Ａ／Ｄコンバータを有するマイクロプロセッサ９６に接続している。
【００３９】
シリンダ１２８から鼻当て５２まで振動の伝達を防止するために、流管１３４の構造内に、振動減衰材料が配置される。好ましくは、振動エネルギを鼻当て５２に達する前に消散するため、流管１３４の少なくとも一部には、合成ゴム等の振動減衰材料が形成される。この好適な構造では、流管１３４の全体がポリウレタンで形成される。また、振動エネルギを消すため、少なくとも１つの振動減衰要素１４０がシリンダ１２８と支持フレーム１４２との間に動作可能な状態で配置される。単純であるため好適である具体例では、一対の振動減衰要素１４０が、相対する軸端でシリンダ１２８の周りに外接的に嵌合する振動減衰材料で形成されたリングとして、構成される。減衰要素１４０を形成するための適切な振動減衰材料は、合成ゴム、例えばポリウレタンであるが、他の振動減衰材料を用いてもよい。
【００４０】
位置検出システムによって提供される信号情報が患者の眼に対してX-Y-Zアラインメントがなされていることを示している場合は、マイクロプロセッサ９６によって開始の信号がソレノイド駆動回路１３７に送られ、自動的にソレノイド１３６にエネルギを与える。その結果、ソレノイド１３６はピストン１２６に対し、その圧縮行程に沿った運動を強制し、流体パルスが、眼の方へ流体放出管５０を通して放出される。角膜が変形すれば、プレナムチャンバ１３２内の流体圧力は、圧力センサ１３８によってモニタされ、角膜の表面形状が光学的にモニタされ、圧平が生じた瞬間を決定する。
【００４１】
圧平を光学的に検出するための配置は、図４及び図１１に最も良く表されている。赤外線エミッタ１４４が鼻当て５２に搭載され、斜角で角膜の頂部Ｖに照準を定め、また感光検出器１４６が、光軸ＯＡの向側で角膜の頂部Ｖの方を向き、斜角の方向に沿って圧平エミッタ１４４に対して対称反対側に配置される。集光レンズの焦点面の中に配置される圧平検出器１４６の前には、集光レンズ１４８及びピンホールダイアフラム１５０が配置される。角膜がその正常な凸形状である場合は、エミッタ１４４からの平行の入射光線は、角膜の曲面により反射して展開した形となり、弱い検出信号が圧平検出器１４６で生じる。角膜の表面の部分が圧平でほぼ平面になれば、入射する平行のビームは、平面で反射され、集光レンズ１４８の方向へ平行のビームになり、ビームを、ピンホールダイアフラム１５０の中を通して圧平検出器１４６の表面上へと集中させる。その結果、圧平検出器１４６は、圧平に対応したピーク検出信号を記録する。非触式眼圧計ではおなじみのこれらの事項については、圧平を光学的に検出するためのこの配置がすでに先行技術より知られていると認識されるだろう。
【００４２】
圧力センサ１３８からのアナログ信号情報は、フィルター回路１５２を、圧平検出器１４６からのアナログ信号情報はフィルター回路１５４を、それぞれ通過し、マイクロプロセッサ９６に供給され、そこでデジタル形式に変換される。圧平の時点で検出されたプレナム圧力は、次いでＩＯＰとの相関をとられる。
【００４３】
無線データの送受  
眼圧計測システムによって提供されるデジタルＩＯＰ測定データは、ハウジング１２のヘッド部分１６内の鼻当て５２の下に配置されるＩＲＤＡトランシーバー１５６（図８）を経由して、遠隔コンピュータにアップロード可能である。トランシーバー１５６で発生する赤外パルスを伝送しまたトランシーバー１５６に向け返すために、対応するＩＲＤＡ窓（図示されず）が、ハウジング１２の中でトランシーバー１５６に隣接して提供される。このように、遠隔コンピュータによる無線データ送受が可能であり、このため、オペレータは、将来の参照や分析のために遠隔コンピュータ上に保存されるデータベースに、測定結果をエクスポートしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明本質及び動作の態様は、添付の図面を参照して以下の発明の詳細な説明に十分に説明される。図１は、本発明の好適な具体例に従って形成される携帯型非触式眼圧計の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示される携帯型非触式眼圧計の側面の立面図であり、非触式眼圧計が使用中でないときに非触式眼圧計を受けるための支持スタンド（部分的に断面図としている）の中に静止している状態が描かれている図である。
【図３】図３は、図１に示される携帯型非触式眼圧計の光の線図である。
【図４】図４は、図１に示される携帯型非触式眼圧計の光ブロック部の断面図である。
【図５】図５は、図１に示される携帯型非触式眼圧計の位置検出システムの要素の配置を示す模式的な斜視図である。
【図６】図６は、図５に示される位置検出システムのクワッド-セル検出器の詳細図である。
【図７】図７は、図６に示されるクワッド-セル検出器の照射及びサンプリングに関する電子タイミングダイアグラムである。
【図８】図８は、図１に示される携帯型非触式眼圧計の電子ブロック線図である。
【図９】図９は、図５に示される位置検出システムの検量のために行われる工程のフローチャートである。
【図１０】図１０は、図１に示される携帯型非触式眼圧計のアライメントシステムの一部を成すヘッドアップディスプレイの拡大図である。
【図１１】図１１は、図１に示される携帯型非触式眼圧計の流体ポンプシステムの回路図である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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