(57)【要約】【課題】眼圧計測装置において、省スペース、且つ、低コストの接触防止機構を提供する。【解決手段】眼圧計測装置は、被検眼の角膜に対して気体を吹き付ける吹き付け部と、吹き付け手段によって吹き付けた気体の圧力を検出する圧力検出部とを有し、吹き付け部による気体の吹き付けによって生じた角膜の変形量と、圧力検出部により検出された圧力とに基づいて、眼圧を計測する。眼圧計測装置は、更に、内部を気体で充填された弾性を有する弾性部材を有し、圧力検出部により検出された弾性部材の内部の圧力変化に基づいて外部物体の前記弾性部材への接触の有無を判定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の角膜に対して気体を吹き付ける吹き付け手段と、
前記吹き付け手段によって吹き付けた気体の圧力を検出する圧力検出手段と、を有し、
前記吹き付け手段による気体の吹き付けによって生じた角膜の変形量と、前記圧力検出手段により検出された圧力とに基づいて、眼圧を計測する眼圧計測装置であって、
内部を気体で充填された弾性を有する弾性部材と、
前記圧力検出手段により検出された前記弾性部材の内部の圧力変化に基づいて外部物体の前記弾性部材への接触の有無を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする眼圧計測装置。
【請求項２】
前記弾性部材は、前記被検眼の眼圧を計測する際に、被検者と対向する部位に設けられ、
前記弾性部材の内部の圧力変化は、前記被検者と該弾性部材との接触による該弾性部材の変形によって生じることを特徴とする請求項１に記載の眼圧計測装置。
【請求項３】
前記気体は空気であることを特徴とする請求項１または２に記載の眼圧計測装置。
【請求項４】
前記吹き付け手段からの配管と、前記弾性部材からの配管とを、前記圧力検出手段に選択的に接続する接続手段を更に備え、
前記接続手段は、アライメント操作においては前記弾性部材からの配管を選択し、眼圧測定においては前記吹き付け手段からの配管を選択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の眼圧計測装置。
【請求項５】
前記接続手段は三方弁を含むことを特徴とする請求項４に記載の眼圧計測装置。
【請求項６】
複数の前記弾性部材を有し、前記複数の弾性部材の各々からの配管は個別の逆止弁を介して一つの配管に集約された後、前記圧力検出手段に接続されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の眼圧計測装置。
【請求項７】
前記圧力検出手段は、前記吹き付け手段により吹き付ける気体の圧力を計測するときと、前記弾性部材の内部の圧力を検出するときとで、検出の感度を切り替えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の眼圧計測装置。
【請求項８】
前記弾性部材はベロフラムにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の眼圧計測装置。
【請求項９】
前記弾性部材は、被検者の側へ突出して設けられており、突出部分は、先端が半球状または半円筒形状を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の眼圧計測装置。
【請求項１０】
前記弾性部材は、前記吹き付け手段の吹き付け口を挟んで水平方向に複数並んで配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の眼圧計測装置。
【請求項１１】
前記弾性部材は、前記吹き付け手段の吹き付け口の上部に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の眼圧計測装置。
【請求項１２】
前記弾性部材は、被検眼への外光を遮る遮光部としても機能をするように設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の眼圧計測装置。
【請求項１３】
被検眼の角膜に対して気体を吹き付ける吹き付け手段と、
前記吹き付け手段によって吹き付けた気体の圧力を検出する圧力検出手段と、を有し、
前記吹き付け手段による気体の吹き付けによって生じた角膜の変形量と、前記圧力検出手段により検出された圧力とに基づいて、眼圧を計測する眼圧計測装置の制御方法であって、
内部を気体で充填された弾性を有する弾性部材の内部の圧力を前記圧力検出手段を用いて検出する工程と、
前記検出する工程で検出された前記弾性部材の内部の圧力変化に基づいて外部物体の前記弾性部材への接触の有無を判定する工程と、を有することを特徴とする眼圧計測装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼科病院等において被検眼の眼圧を測定するために使用される非接触型の眼圧計測装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、被検眼に流体を吹き付けることにより角膜を所定量変形させるのに必要な圧力により被検眼の眼圧を測定する非接触眼圧計が知られている（特許文献１）。この種の非接触眼圧計においては、測定精度を確保するために光学部材中央部に取り付けられたノズルと被検眼角膜頂点との間隔を正確に合わせるための操作（以下、アライメント操作）を行う必要がある。このアライメント操作においては、被検眼とノズルとが接触しないように十分な注意が必要である。また、角膜厚測定機能を有する非接触眼圧計では、角膜厚測定光学系が追加されたことにより、被検者側への突出部分が増加し、さらにアライメント操作を煩雑にする要因となっている（特許文献２）。
【０００３】
一般に、電動ステージによる駆動機構を採用している非接触眼圧計等の機器では、検者がジョイスティックによるアライメント操作を行う機能がある。検者は被検眼に対するアライメント操作をジョイスティックや上下環を操作して合わせる。或いは、特許文献３に示すように検者が或る程度までアライメント操作を行った後に、精密なアライメントを装置が自動的に行ったりする構成も提案されている。
【０００４】
以上のような非接触眼圧計では、ノズルと角膜頂点との距離が短いため、ノズルが被検眼に接触しないように、ノズルと被検眼が一定距離以上接近しないように安全装置としてストッパを設けている。検者は、被検者を顎受台に載置した後に、横から覗き込みながら、装置を被検眼に接近させ、限界と判断したところでストッパを作動するように設定する。
【０００５】
また、超音波センサまたは近接センサを設け、被検者とノズル及び角膜厚測定光学系の突出部とが設定された距離に近づくと、停止または回避動作を行う機構も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１２６０３８号公報
【特許文献２】特開２００９−１８９６２４号公報
【特許文献３】特開平８−１０２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、検者がアライメント操作を行う一般的な方法においては、検者の熟練度によっては測定終了までに相当の時間を要してしまい、検者のみならず被検者にも負担が掛かっている。また、検者がアライメントを最適位置付近まで合わせた後に、自動的に最適位置に合わせる機能を有する装置にしても、検者は最適位置付近までアライメント操作をする必要があり、常に被検眼とノズルとの接触を回避するための細心の注意が要求される。したがって、アライメント操作において検者に要求される熟練度が十分に軽減されているとは言えない。
【０００８】
また、安全装置についても、測定に先立ってストッパを設定したとしても、その後に被検者が顔を動かしてしまうと、ストッパを再度設定する必要が生じ、測定時間が掛かることに加え、手間も増えるという課題がある。また、角膜厚測定機能を有する眼圧測定器では角膜厚測定光学系が追加されたことにより被検者側への突出部分が増加するため、被検者への接触の可能性が増している。すなわち、検者がジョイスティックによる操作を誤ると被検者の眼にノズルを接触させてしまったり、被検者の鼻を角膜厚測定光学系の突出部に接触させてしまったりする可能性がある。
【０００９】
また、角膜厚測定機能を有する眼圧測定器等の被検者側の顔受け部とヘッド部の内部の光学測定系は構造が複雑であり、かつ装置のコンパクト化の要求により空間が狭く、センサや制御部品を配置するスペースを確保するのが困難である。たとえば、近接センサ等は１方向についてのみの検知機能を持つものが一般的で、接触回避の為には左右駆動時及び前後駆動時等の２方向以上の接近を検知しなければならない為、複数のセンサを配置しなければならない。そのため、装置のコンパクト化が阻害される。また、高価なセンサを複数個使用するため、コストの上昇を招いてしまうという課題がある。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、眼圧計測装置において、省スペース、且つ、低コストの接触防止機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の位置態様による非接触眼圧計は以下の構成を備える。すなわち、
被検眼の角膜に対して気体を吹き付ける吹き付け手段と、
前記吹き付け手段によって吹き付けた気体の圧力を検出する圧力検出手段と、を有し、
前記吹き付け手段による気体の吹き付けによって生じた角膜の変形量と、前記圧力検出手段により検出された圧力とに基づいて、眼圧を計測する眼圧計測装置であって、
内部を気体で充填された弾性を有する弾性部材と、
前記圧力検出手段により検出された前記弾性部材の内部の圧力変化に基づいて外部物体の前記弾性部材への接触の有無を判定する判定手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、省スペース、且つ、ローコストな眼圧計測装置における接触防止機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態による非接触眼圧計の概略構成を示す図。
【図２】光学筐体内に収容された眼圧測定空気吹き付けノズル配管、及びベロフラム検知部材配管系の構成図。
【図３】ベロフラム検知部材の詳細構成図。
【図４】ベロフラム検知部材の配置図。
【図５】図４を上部及び側面から見た被検者との接触状況を説明した図。
【図６】実施形態による非接触眼圧計の動作を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１５】
図１は実施形態による眼圧計測装置としての非接触眼圧計の概略構成図を示しており、基台１には被検者１２の顔を載置するための顎受台２が設けられている。基台１の上面には、駆動機構３を介して眼圧測定光学系を収納する筐体４が載置される。駆動機構３は、ステッピングモータ等を具備し、筐体４を検者から見て、左右方向、前後方向及び上下方向に駆動する。また、基台１には、筐体４をマニュアル操作により左右方向、前後方向及び上下方向に駆動するためのジョイスティック５や、ユーザが測定の開始を指示するための測定開始スイッチ２６が設けられている。非接触眼圧計測装置は、気体（本実施形態では空気）を空気吹き付けノズル６を介して被検眼に対して吹き付け、その時の被検眼の角膜の変形量と吹き付けた気体の圧力に基づいて眼圧を算出する。
【００１６】
検眼に際しては、まず、眼圧測定光学系を搭載した筐体４を、被検眼から空気吹き付けノズル６の中心軸方向に最も離れた位置に待機させておく。次に、不図示の固視用光源からの光束を、顎を顎受台２に載せている被検者１２の被検眼に照射する。被検眼は空気吹き付けノズル６を介して不図示の光路の延長上の固視用光源を観察する。眼圧測定開始時において、検者は図１に示すモニタ３５に映る被検眼の瞳孔を観察しながら、ジョイスティック５の操作により、被検眼の瞳孔が撮像されるように筐体４を左右方向、前後方向及び上下方向に駆動する。被検者は、モニタ３５を観察して被検眼の瞳孔が撮像されていることを確認した後に、測定開始スイッチ２６を押して眼圧測定を開始する。
【００１７】
図２は筐体４内に収容された、眼圧測定のための空気吹き付けノズル６に関わる配管系（以下、ノズル配管系）、及びベロフラム検知部に関わる配管系（以下、ベロフラム配管系）の構成図を示す。ノズル配管系は空気吹き付けノズル６、圧力室１３、導管２０ａ，２０ｂ、ピストン１６を含む。ベロフラム配管系は弾性部材であるベロフラム検知部材Ｌ７ａ、導管２７、逆止弁１９、圧力復帰機能逆止弁２８、マニホールド１８、導管２０ｃ、三方弁１４、圧力センサ１５を含む。空気吹き付けノズル６は圧力室１３と接続され、圧力室１３は導管２０ａを介して三方弁１４に連結されている。また、三方弁１４には導管２０ｃを介して圧力センサ１５とマニホールド１８が連結されている。また圧力室１３は導管２０ｂを介してピストン１６に接続される。三方弁１４は、制御部２３からの制御信号により、圧力室１３からの配管と、マニホールド１８からの配管とを、圧力センサ１５へ選択的に接続する。この三方弁１４による切り替え動作により、圧力センサ１５は、アライメント操作時にはベロフラム配管系の圧力検出を行い、眼圧計測時には圧力室１３の圧力検出を行うことになる。
【００１８】
上記ノズル配管系ではロータリーソレノイド１７が眼圧測定オート動作の制御により作動すると、ピストン１６が作動することで圧縮空気が導管２０ｂを経て圧力室１３に流入し、空気拭き付けノズル６から空気が噴射される。このとき、圧力室１３（導管２０ａ）と圧力センサ１５は三方弁１４により接続され、圧力センサ１５は圧力室１３の圧力、すなわち空気吹き付けノズル６による空気吹きつけ圧を計測することになる。制御部２３は、この時の角膜の変形量（角膜変形量）を不図示の変形量検出部（眼圧測定光学系内の角膜変形センサ）により測定し、圧力センサ１５で得られた圧力値と角膜変形量から演算処理を行い眼圧値を得る。上記一連の動作により眼圧測定を行うことができる。
【００１９】
図３に、弾性部材としてのベロフラム検知部材の詳細な構成を示す。図３に示されるように、ベロフラム検知部材Ｌ７ａは、眼圧測定時に被検者と対向する部位に設けられ、内部を気体で充填された弾性を有する検知部材である。ベロフラム検知部材Ｌ７ａの一部は対物外装部材１１から被検者側に突出した突出部分を有する。対物外装部材１１を隔てた眼圧測定光学系側において、ベロフラム検知部材Ｌ７ａは、配管継ぎ手２１を介して導管２７と接続されている。ベロフラム検知部材Ｌ７ａは、先端が半円筒形状、或いは半球状であり、薄肉厚なゴム部材で中空構造に成形され、且つ、配管継ぎ手２１を具備可能な構造に成形された部材である。また、ベロフラム検知部材Ｌ７ａに適用できる材質は、ゴム材に限定されるものではなく、微小圧力で変形可能な材質、たとえばシリコン材等の弾性材を用いてもよい。ベロフラム検知部材Ｌ７ａは固定部材２２により対物外装部材１１に固定されている。
【００２０】
また、図２において示されるように、配管継ぎ手２１を介して接続された導管２７の経路には、逆止弁が２つ設けられている。一方の逆止弁１９はマニホールド１８側に流れる向きに接続され、他方の圧力復帰機能逆止弁２８は大気側から空気を流入できる方向に接続されている。本実施形態の非接触眼圧計には、以上のような弾性部材（ベロフラム検知部材）が複数設けられており、それぞれが配管継ぎ手を介して個別の導管と接続され、それぞれの導管には上記の２つの逆止弁が設けられている。
【００２１】
ベロフラム配管系の上記複数の導管はマニホールド１８で集約され、集合配管される。対物外装部材１１に配置された複数個のベロフラム検知部材の内の１つのベロフラム検知部材において被検者１２の接触により圧力が加わると、他のベロフラム検知部材に圧力が伝わってしまい、圧力センサ１５側への圧力が弱まって圧力検知の感度が鈍くなる。これを回避する為に、各ベロフラム検知部材とマニホールド１８との間に逆止弁１９がマニホールド１８側に流れる向きに設けられている。
【００２２】
また、圧力センサ１５側に配管内部の空気が流れると、ベロフラム検知部材と逆止弁１９との間の配管内が減圧状態になり、ベロフラム検知部材の変形状態が復帰しなくなる。これを回避する為に、圧力復帰機能逆止弁２８が大気側から空気が流入する方向に、導管２７と接続される。このような構成により、配管内の減圧状態が直ちに大気圧に復帰し、ベロフラム検知部材を変形状態から変形前の状態に復帰させることができる。複数のベロフラム検知部材からの複数の導管はマニホールド１８により一系統に集合配管され、導管２０ｃを介して三方弁１４に接続される。すなわち、マニホールド１８は複数個のベロフラム検知部材を一系統に集合配管して、三方弁１４を介して圧力センサ１５に導通する機能を有している。
【００２３】
三方弁１４は圧力センサ１５とベロフラム配管系が導通する場合と、圧力センサ１５とノズル配管系が導通する場合とに切り替わる様に配管されている。ノズル配管系側で加わる圧力とベロフラム配管系で加わる圧力には差があり、両者の圧力を同じレンジで計測すると誤差が大きくなってしまう為、圧力センサ１５は双方の圧力を計測するタイミングにより圧力レンジを切替える機能を有する。よって、制御部２３は三方弁切替え動作と連動して圧力センサ１５の圧力レンジを切替える機能を有する。
【００２４】
上述のベロフラム配管系における接触回避機能を説明する。図２において、三方弁１４は筐体４の駆動時にベロフラム配管系（導管２０ａ）と圧力センサ１５が導通する状態に切り替わりる。この状態で、複数のベロフラム検知部材に被検者１２が接触すると、ベロフラム検知部材が変形してその内圧が上昇する。この場合、逆止弁１９が機能し、別のベロフラム検知部材側には圧力が伝わらない。少なくとも一つのベロフラム検知部材の変形による圧力値の変化は、マニホールド１８、三方弁１４を介して圧力センサ１５にて検出され、外部物体との接触の有無の判定に用いられる。制御部２３は、圧力センサ１５で検出された圧力値が所定値を超えると、ベロフラム検知部材が被検者１２と接触したと判断する。なお、圧力センサ１５が所定値を超える圧力を検出した場合に、異常信号を通信線２４を介して制御部２３に通知し、制御部２３はこの異常信号を受信することでベロフラム検知部材と被検者１２との接触を検出するようにしてもよい。
【００２５】
次に、上述の接触回避機能を有する本実施形態の眼圧計測装置について図６のフローチャートを参照して説明する。まず、制御部２３は、三方弁１４を制御して、マニホールド１８（導管２０ｃ）と圧力センサ１５とを接続し（Ｓ１０１）、ユーザによるアライメント操作を受け付ける（Ｓ１０２）。アライメント操作では、ユーザからの操作入力に応じて筐体４を上下、左右、前後に移動し、被検眼に対して空気吹き付けノズル６の位置決めを行う。制御部２３はこのアライメント操作の間、圧力センサ１５からの圧力値を監視し、圧力変化が所定値Ｔｈを超えた場合（圧力値が所定値を上回った場合を検出してもよい）に、ベロフラム検知部材と外部物体が接触したと判定する（Ｓ１０３）。制御部２３は、ベロフラム検知部材と被検者１２との接触を検出すると、直ちに筐体４の駆動を停止、または被検者１２から遠ざかる方向へ移動（例えばそれまでの移動方向と反対の方向へ移動）し、回避動作を行う（Ｓ１１０）。こうして、ベロフラム検知部材が被検者１２から離れると、圧力復帰機能逆止弁２８が機能して大気側から空気が流入し、配管内部の減圧状態が大気圧に復帰することでベロフラム検知部材の形状が元に戻る。
【００２６】
筐体４の駆動動作を伴うアライメント動作が終了し、駆動停止状態において測定開始スイッチ２６の操作により眼圧測定開始が指示されると、眼圧の計測動作が開始される（Ｓ１０４）。制御部２３は、まず、三方弁１４を制御して、圧力室１３（導管２０ａ）と圧力センサ１５とを接続する（Ｓ１０５）。こうして、ノズル配管系と圧力センサ１５が導通する状態に切り替わり、眼圧計測が可能となる。その後、制御部２３は、ロータリーソレノイド１７を駆動することにより空気吹き付けノズル６から被検眼へ空気の吹き付けを行う（Ｓ１０６）。そして、制御部２３は、空気の吹き付けを行ったときの圧力値を圧力センサ１５により取得し（Ｓ１０７）、不図示の変形量検出部により角膜変形量を取得する（Ｓ１０８）。制御部２３は、こうして得られた圧力値と角膜変形量から、被検眼の眼圧を算出する（Ｓ１０９）。
【００２７】
次に対物外装部材１１におけるベロフラム検知部材の配置について説明する。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は図２にて顎受台２の側から筐体４の方向を見た対物外装部材１１の正面図である。筐体４の左右駆動時に被検者の鼻が角膜厚測定光学系１０及び空気吹き付けノズル６に接触することを回避する為に、例えば、空気吹き付けノズル６を挟んで水平方向に複数のベロフラム検知部材が並んで配置される。本実施形態では、ベロフラム検知部材Ｌ７ａ、ベロフラム検知部材Ｒ７ｂが図示のように配置され、角膜厚測定光学系１０及び空気吹き付けノズル６への接近を検知する。また、図４（Ａ）において空気吹き付けノズル６の上部には被検者の眼が空気吹き付けノズル６に接触することを回避する為にベロフラム検知部材９を配置している。被検者の額がこのベロフラム検知部材９に接触することで被検者の眼への接近が検知される。また、図４（Ｂ）及び図１のベロフラム検知部材８は、検知部材の形状を遮光カバー形状にすることで、被検者の眼の接近を検知する機能を有するとともに、角膜厚測定光学系１０への室内光の入射や、被検眼への外光を遮る遮光部としての機能をも具備する。
【００２８】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は被検者１２と非接触眼圧計を上部から見た被検者１２との接触状況を説明した図である。図５（Ｃ）は被検者１２と非接触眼圧計を側面から見た図である。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）を用いて、ベロフラム検知部材と被検者１２との接触による検知動作について説明する。
【００２９】
図５（Ａ）において筐体４が横方向（紙面下方向）に駆動した時に被検者１２の鼻にベロフラム検知部材Ｒ７ｂが接触した場合には、筐体４の駆動を停止または筐体４を被検者１２から遠ざける方向への駆動を行う。これにより角膜厚測定光学系１０または空気吹きつけノズル６への被検者１２の鼻の接触を回避することができる。
【００３０】
図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）において筐体４が前後方向（紙面左方向）に駆動した場合、被検者１２の額がベロフラム検知部材８に接触した場合には、筐体４の駆動を停止または筐体４を被検者１２から遠ざかる方向へ駆動を行う。このような回避動作を行うことで、空気吹きつけノズル６への被検者１２の眼の接触を回避することができる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、眼圧測定機能の１部である、空気吹き付け用のノズル配管系の圧力検知部が、被検者との接触検出にも用いられる。即ち、眼圧測定のための圧力検知部を被検者との接触検出に共用でき、被検者との接触検出用の超音波センサや近接センサが不要となるので、をローコストで眼圧測定器の対物外装部に接触防止機構を構成することができる。また、内部に空気室を有し復元可能な弾性体素材の部材で構成された複数の接触検知部が、マニホールドにより簡単な配管構成で１つの圧力検知部に接続されており、例えばＸ、Ｙ、Ｚ方向に対する接触の検知を簡易な構成で実現できる。このように、本実施形態の非接触眼圧計によれば、省スペース、ローコストで眼圧測定器の対物外装部に接触防止機構を構成することができる。
【００３２】
また、被検者が顎受けに顔を載せた時に被検眼や顔に光学部材やノズル等の装置が接触する危険性をより確実に回避することができる。そのため、検者は、アライメント操作においてストッパの設定等の作業から解放され、検者の熟練度によらず短時間で測定終了することができ、被検者への負担を抑えることができる。
【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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