(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定開始信号の出力に基づいて被検眼角膜に向けて流体を噴出する流体噴出手段と、該流体噴出による角膜が所定状態に変形したことを検出する角膜変形検出手段と、を有し、被検眼の眼圧を測定する非接触式眼圧計において、測定を行うときの測定開始から角膜を前記所定状態に変形するまでの変形時間を予測して予測変形時間を得る予測手段と、被検者の脈動を検出する検出器を持ち、被検者の脈動の周期を得る脈動周期検出手段と、該脈動の周期及び前記予測手段により予測した変形時間に基づいて、角膜が所定状態に変形された時と所期された脈動波形の位置とが一致すべきタイミングを得て、測定開始信号を出力する制御手段と、を備えることを特徴とする非接触式眼圧計。
【請求項２】
請求項１記載の非接触式眼圧計において、前記予測手段は、被検眼の前回測定時の眼圧値に基づく変形時間を予測変形時間とするか、入力された被検眼の予測眼圧値に基づいて予測変形時間をうるか、いずれかであることを特徴とする非接触式眼圧計。
【請求項３】
請求項１記載の非接触式眼圧計は、さらに被検眼にアライメント用の光束を投光しその角膜反射光を検出して被検眼と眼圧計とのアライメント完了を検出するアライメント検出手段を持ち、前記制御手段は測定開始信号を出力するタイミングに達したときに、アライメント完了が検出されたことを確認して測定開始信号を出力するように制御することを特徴とする非接触式眼圧計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を圧縮して被検眼に吹付け、被検眼角膜の変形状態を検出することにより眼圧を測定する非接触式眼圧計に関する。
【０００２】
【従来技術】
非接触式眼圧計では、通常、３〜５回の測定を実施するが、測定は数１０msecの短い時間で行われるため、血液の脈動の影響を受け易く、正常眼圧眼でも数ｍｍＨｇ（１ｍｍＨｇ≒１３３Ｐａ）程の変動があると言われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、眼圧値にばらつきが多い場合は、さらに何度も測定を繰り返すという問題があった。被検者には測定のたびにエアーが吹き付けられるので苦痛である。また、測定者にとっても不確かな値をサンプリングしなければならず、測定結果の信頼度が低下してしまう。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、脈動変動の影響を考慮して、安定した信頼度の高い測定結果を得ることができる非接触式眼圧計を提供することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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。
【０００６】
（１）  測定開始信号の出力に基づいて被検眼角膜に向けて流体を噴出する流体噴出手段と、該流体噴出による角膜が所定状態に変形したことを検出する角膜変形検出手段と、を有し、被検眼の眼圧を測定する非接触式眼圧計において、測定を行うときの測定開始から角膜を前記所定状態に変形するまでの変形時間を予測して予測変形時間を得る予測手段と、被検者の脈動を検出する検出器を持ち、被検者の脈動の周期を得る脈動周期検出手段と、該脈動の周期及び前記予測手段により予測した変形時間に基づいて、角膜が所定状態に変形された時と所期された脈動波形の位置とが一致すべきタイミングを得て、測定開始信号を出力する制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２）  （１）記載の非接触式眼圧計において、前記予測手段は、被検眼の前回測定時の眼圧値に基づく変形時間を予測変形時間とするか、入力された被検眼の予測眼圧値に基づいて予測変形時間をうるか、いずれかであることを特徴とする。
（３）  （１）記載の非接触式眼圧計は、さらに被検眼にアライメント用の光束を投光しその角膜反射光を検出して被検眼と眼圧計とのアライメント完了を検出するアライメント検出手段を持ち、前記制御手段は測定開始信号を出力するタイミングに達したときに、アライメント完了が検出されたことを確認して測定開始信号を出力するように制御することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本実施例について図面に基づいて説明する。図１は非接触式眼圧計の流体噴射機構の側方概略及び制御系の要部を示した図である。
【００１１】
１は空気圧縮用のシリンダ部であり、眼圧計本体の水平線に対して傾斜して設けられている。２はピストン、３はロータリソレノイドであり、ロータリソレノイド３に駆動エネルギである電荷（電流、電圧）が付与されると、アーム４、コネクティングロッド５を介してピストン２をシリンダ１に沿って上に押し上げる。ピストン２の上昇によりシリンダ部１に連通する空気圧縮室１１で圧縮された空気は、ノズル６から被検眼Ｅの角膜に向けて噴出される。また、ロータリソレノイド３には図示なきコイルバネが備えられており、付与される電荷がカットされるとコイルバネの下降方向への付勢力により上昇したピストン２を下降させて初期位置に戻す。
【００１２】
７は透明なガラス板であり、ノズル６を保持するとともに、観察光やアライメント光等を透過させる。またガラス板７は空気圧縮室１１の側壁となっている。９はノズル６の背面に設けられた透明なガラス板であり、空気圧縮室１１の後壁を構成するとともに、観察光やアライメント光を透過させる。ガラス板９の背後には、後述する観察、アライメントのための光学系８が配置される。１２は空気圧縮室１１の圧力を検出する圧力センサである。
【００１３】
２０は制御回路であり、圧力センサ１２用の圧力検出処理回路２１、後述する角膜変形検出光学系の光検出器５６用の信号検出処理回路２２、作動距離検出の一次元位置検出素子５７用の信号検出処理回路２６、ＣＣＤカメラ３５用の信号検出処理回路２７、脈動検出器１８用の脈動検出処理回路２８、ロータリソレノイド３を駆動させるための駆動回路２３、測定データや測定の制御条件等を記憶するためのメモリ２４が接続されている。
【００１４】
被検者の脈動を検出するため、脈動検出器１８は、図２に示す様に、被検者の顔を指示するための顔支持ユニット１６が備える額当て１７に取付けられている。なお、脈動検出器１８は被検者の額が安定して額当て１７に接しているかどうかの判定機能も兼ねている。
【００１５】
脈動検出器１８は発光部と受光部とからなり、発光部は血中ヘモグロビンの吸収スペクトルに対応した近赤外波長で発光波長帯域の狭い発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、受光部はフォトダイオードである。血中ヘモグロビンはある波長帯の光に強い吸収スペクトルを持っている。この波長帯の光を照射した時の生体の反射光は血管の容量変動に伴い変化するヘモグロビン量に応じて変化するので、この反射光の強度を電気信号に変えて脈動を検出する。
【００１６】
図２において、１５は流体噴射機構及び後述する光学系が配置される測定部であり、測定部１５は固定基台１３上を水平移動する移動台１４に搭載されている。移動台１４はジョイスティック１９の操作により移動され、また、ジョイスティック１９の回転ノブを操作することにより、測定部１５が上下移動するようになっている。
【００１７】
図３は非接触式眼圧計の上方視光学系要部図である。赤外照明光源３０により照明された被検眼像は、ビームスプリッタ３１、対物レンズ３２、ビームスプリッタ３３及びフィルタ３４を介してＣＣＤカメラ３５に結像する。フィルタ３４は、光源３０及びアライメント用光源４０の光を透過し、後述する角膜変形検出用のＬＥＤ５０の光に対して不透過の特性を持つ。ＣＣＤカメラ３５に結像した像はモニタ３６に表示される。
【００１８】
４０はアライメント用の赤外ＬＥＤであり、投影レンズ４１を介して投影された赤外光はビームスプリッタ３１により反射され、被検眼に正面より投影される。ＬＥＤ４０により角膜頂点に形成された角膜輝点は、ビームスプリッタ３１〜フィルタ３４を介してＣＣＤカメラ３５に結像し、上下左右方向のアライメント検出に利用される。
【００１９】
４５は固視標投影用のＬＥＤであり、ＬＥＤ４５により照明された固視標４６の光は投影レンズ４７を通過した後、ビームスプリッタ３３によって反射されて被検眼Ｅに向かう。検者は被検眼に固視標４６を固視させた状態で測定を行う。
【００２０】
５０は角膜変形検出用の赤外ＬＥＤであり、ＬＥＤ５０を出射した光はコリメータレンズ５１により略平行光束とされて被検眼の角膜に投光される。角膜で反射した光は受光レンズ５２、光源３０及び光源４０の光に対して不透過の特性を持つフィルタ５３を通過した後、ビームスプリッタ５４で反射し、ピンホール板５５を通過して光検出器５６に受光される。角膜変形検出用の光学系は、被検眼が所定の変形状態（偏平状態）のときに光検出器５６の受光量が最大になるように配置されている。
【００２１】
また、この角膜変形検出光学系は作動距離検出光学系の一部を兼ねており、ＬＥＤ５０より投光され、角膜で反射した光はＬＥＤ５０の虚像である指標像を形成する。その指標像の光は、受光レンズ５２、フィルタ５３、ビームスプリッタ５４を通過してＰＳＤやラインセンサ等の一次元位置検出素子５７に入射する。被検眼（角膜）が作動距離方向に移動すると、ＬＥＤ５０による指標像も一次元位置検出素子５７上を移動するため、制御回路２０は一次元位置検出素子５７からの出力信号に基づいて作動距離情報を得る。
【００２２】
以上のような構成を備える非接触式眼圧計において、その動作について説明する。
【００２３】
検者は、被検者の額が額当て１７に接するよう被検者に指示し、被検眼Ｅを安定させる。モニタ３６上に表示されるアライメント情報に基づいてジョイスティック１９等を操作することにより測定部１５を移動してアライメント調整を行う。
【００２４】
上下左右方向のアライメント調整は、ＬＥＤ４０により形成される角膜輝点をモニタ３６上に表示される図示なきレチクルと所定の関係になるようにする。作動距離方向のアライメント調整は、一次元位置検出素子５７から得られる作動距離情報に基づいて表示される距離指標に従って行う。なお、このアライメント調整の詳細については、本出願人による特開平７−２３９０７号等を参照されたい。また、アライメント指標像の検出情報に基づいて測定部１５を移動して、自動的にアライメントすることもできる。
【００２５】
額当て１７に取付けられた脈動検出器１８は、被検者の脈動を電気信号に変えて、脈動検出処理回路２８に送る。脈動検出処理回路２８にて検出された脈動波形信号は制御回路２０に入力され、制御回路２０は脈動波形信号を図４に示す所定の時間幅Ｔｓでサンプリングしていく。ここで、脈動検出器１８からの信号が得られないときには、被検者の額が額当て１７に十分に当接しておらず、顔の固定が安定していないことが分かる。この場合、制御回路２０はモニタ３６上に顔が固定されていない旨のメーッセージやマークを表示するようにモニタ３６を制御し、検者に知らせる。
【００２６】
制御回路２０は、一次元位置検出素子５７により検出される指標像、ＣＣＤカメラ３５により検出される指標像がそれぞれ所定の許容範囲になったときにアライメント完了信号を得る。そして、このアライメント完了と脈動波形信号から求まる脈動周期との関係から、測定開始信号Ｓを出力するタイミングを後述するように決定し、測定を実行する。すなわち、制御回路２０は駆動回路２３を介してロータリソレノイド３に動作可能な駆動エネルギとしての電荷を付与してこれを駆動させる。
【００２７】
ロータリソレノイド３の駆動によりピストン２が上昇し、ピストン２により空気圧縮室１１の空気が圧縮され、圧縮空気がノズル６から被検眼Ｅの角膜に向けて吹付けられる。被検眼Ｅの角膜は吹き付けられた圧縮空気によって徐々に変形し、角膜が扁平状態に達したとき、光検出器５６に最大光量が入射される。この光検出器５６からの出力信号と圧力センサ１２からの出力信号は、逐次処理されて制御回路２０に入力される。制御回路２０は光検出器５６から出力される圧平信号Ｑがピークを示したときの時間を基準にし、その前後の所定の時間幅で得られる圧力Ｐの平均圧力を得て、これから眼圧値を求める。
【００２８】
こうした圧縮空気の吹き付けによる眼圧測定は数１０msecの短い時間で行われるので、脈動の影響を受け易い。脈動のピークとボトムでは、最大３〜５ｍｍＨｇ（４００〜６６６Ｐａ）程の変動が存在するといわれている。このため、測定の実行は圧平信号Ｑのピークが脈動波形のピーク（脈動波形のボトムや中間の任意位置でも良いが、好ましくは脈動波形のピーク）と一致するように、ソレノイド３を駆動して圧縮気体を噴出することにより、脈動の影響を少なくすることができる。しかし、圧平信号Ｑのピークが得られる時間は、被検眼の眼圧や吐出圧力の立ち上がりによって異なってくる。
【００２９】
そこで、本実施形態の装置では被検眼の眼圧値が予測できる場合は、その圧平検出時間（測定開始信号の出力から圧平信号Ｑのピークが得られるまでの時間）を利用して測定開始のタイミングを決定する。同一被検眼で２回目の測定を実行する場合には、１回目に測定眼圧値を予測値とし、そのときの圧平検出時間Ｔａｐｌを制御回路２０が計測してこれをメモリ２４に記憶しておく。この圧平検出時間Ｔａｐｌを基に、２回目以降の測定開始のタイミングを次のように決定する。
【００３０】
図４に示すように、制御回路２０は脈動検出器１８からの出力に基づいて所定の時間幅Ｔｓ（例えば、３秒）の脈動波形を随時サンプリングしていき、サンプリング時間幅Ｔｓにおける脈動波形の平均的なピーク周期Ｔｐ（位相）を得る。このピーク周期Ｔｐに基づき、サンプリング時間幅Ｔｓでの最終のピーク時刻ｔ１から次のピークが来る時刻ｔ２を予測する。２回目の測定では先の眼圧測定で計測した圧平検出時間Ｔａｐｌであると推測して、その時間Ｔａｐｌ分だけ早めた時刻ｔ３に測定開始信号Ｓを出力するタイミングとして設定する。この時刻ｔ３に達したときに、アライメント完了信号Ｒが得られていれば測定開始信号Ｓを出力して実際に測定を開始する。時刻ｔ３でアライメント完了信号が得られてなければ、次の波形ピークの予測時刻から同様に時間Ｔａｐｌ分だけ早めた時刻に測定開始信号Ｓを出力するタイミングとして設定し、その時刻でのアライメント完了信号Ｒを確認していく。
【００３１】
２回目以降の測定では、一つ前の測定での圧平検出時間Ｔａｐｌを利用して測定開始信号Ｓを出力するタイミングを設定することにより、脈動波形のピークと圧平信号Ｑのピークとが一致し易くなるので、脈動による眼圧変動の影響をより少なくできる。
【００３２】
なお、連続的な測定の場合には、ソレノイド３を駆動するための電荷のチャージ時間及びシリンダ部１内への空気の吸入時間を待って測定開始信号Ｓが出力可能とされる。
【００３３】
また、１回目の測定においても、被検眼の眼圧が予め想定できる場合は、その眼圧値を選択又は入力することにより、制御回路２０が眼圧値から圧平検出時間Ｔａｐｌを求めるようにしても良い。この場合、眼圧値と圧平検出時間Ｔａｐｌの関係のテーブルを予め用意しておく。被検眼の眼圧が想定できない場合は、平均的な眼圧値での圧平検出時間Ｔａｐｌを定める。あるいは、単に吐出圧力Ｐの立ち上がり時刻と波形ピークの予測時刻とが合うように行うことでも、脈動の波形ピークと付近に角膜変形の圧平ピークを近づけることができる。なお、測定開始信号Ｓの出力時点から実際に圧縮気体が噴出されて圧力Ｐが立ち上がるまでは、時間的なズレがある。これは装置毎に異なるので、各眼圧値の模型眼等での測定により圧平検出時間Ｔａｐｌを求めておくと良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、脈動周期を考慮して、脈動周期の所望する位置での正確な眼圧値を測定することができる。また、安定した信頼度の高い測定結果を得ることができるので、測定の繰返しを多くせずにすむ。このため、被検者への負担も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気圧縮機構の側方概略構成と制御系を示す図である。
【図２】装置の外観及び脈動検出器の取付場所を示す図である。
【図３】空気圧縮機構のノズル付近の光学系を上方より見た図である。。
【図４】測定開始のタイミングを説明する図である。
【符号の説明】
１  シリンダ部
２  ピストン
３  ロータリソレノイド
１２  圧力センサ
１８  脈動検出器
２０  制御回路
２８  脈動検出処理回路
３５  ＣＣＤカメラ
３６  モニタ
５０  ＬＥＤ
５６  光検出器
５７  一次元位置検出素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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