非接触式眼圧計
【課題】 眼圧の影響を受ける度合いが極力少なくかつ被検者の負担の軽減を図ることのできる非接触式眼圧計を提供する。
【解決手段】 本発明の非接触式眼圧計は、被検眼Ｅの角膜Ｃに気流を吹き付けて角膜Ｃを変形させる気流吹きつけ手段１２、１４Ａと、気流吹き付け手段１２、１４Ａによる角膜Ｃの変形を光学的に検出して光量強度信号を出力する角膜変形検出手段５０と、気流吹きつけ手段１２、１４Ａの作動開始時点から計時を開始しかつ光量強度信号の立ち上がりの裾の部分に対応する所定時点を計時して所定時点での光量強度信号を取得させる計時手段８０と、光量強度信号を角膜変形量に換算すると共に角膜変形量と被検眼Ｅの角膜Ｃに実際に吹き付けられる気流の所定時点での圧力に対応する気流吹きつけ手段１２、１４Ａの内圧との関係から角膜Ｃの剛性を求める演算手段８０とを備えている。
【解決手段】 本発明の非接触式眼圧計は、被検眼Ｅの角膜Ｃに気流を吹き付けて角膜Ｃを変形させる気流吹きつけ手段１２、１４Ａと、気流吹き付け手段１２、１４Ａによる角膜Ｃの変形を光学的に検出して光量強度信号を出力する角膜変形検出手段５０と、気流吹きつけ手段１２、１４Ａの作動開始時点から計時を開始しかつ光量強度信号の立ち上がりの裾の部分に対応する所定時点を計時して所定時点での光量強度信号を取得させる計時手段８０と、光量強度信号を角膜変形量に換算すると共に角膜変形量と被検眼Ｅの角膜Ｃに実際に吹き付けられる気流の所定時点での圧力に対応する気流吹きつけ手段１２、１４Ａの内圧との関係から角膜Ｃの剛性を求める演算手段８０とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角膜の硬さ（角膜の剛性）を測定できる非接触式眼圧計の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触式眼圧計には、被検者の眼の角膜に気流を吹き付け、角膜への気流の吹き付け開始から角膜の所定変形量時点までの時間を検出して眼圧を測定すると共に、角膜が圧平されてから陥没し、陥没した角膜が元の圧平状態に復元するまでの時間が角膜の硬さによって異なることから、この復元時間を計測することにより角膜の硬さを推定し、眼圧を補正する構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、一般に、眼圧が高いと角膜の変位量（陥没量）は小さく、眼圧が低いと角膜の変形量は大きく、その従来の非接触式眼圧計では、角膜の圧平時点からこの角膜を更に陥没させてこの陥没した角膜が元の圧平状態に復元するまでの復元時点までの時間を計測する構成を採用して角膜の硬さを測定しているので、角膜の硬さの測定に際して、眼圧の影響を受ける度合いが大きいという問題点がある。
【０００４】
また、角膜を陥没させて角膜の硬さを測定するため、被検者の受ける負担も大きい。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、眼圧の影響を受ける度合いが極力少なくかつ被検者の負担の軽減を図ることのできる非接触式眼圧計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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、被検眼の角膜に気流を吹き付けて前記角膜を変形させる気流吹きつけ手段と、前記気流吹き付け手段による角膜の変形を光学的に検出して光量強度信号を出力する角膜変形検出手段と、前記気流吹きつけ手段の作動開始時点から計時を開始しかつ前記光量強度信号の立ち上がりの裾の部分に対応する所定時点での前記光量強度信号を取得させる該所定時点を計時する計時手段と、前記光量強度信号を角膜変形量に換算すると共に該角膜変形量と前記被検眼の角膜に実際に吹き付けられる気流の前記所定時点での力に対応する気流吹きつけ手段の内圧との関係から前記角膜の剛性を求める演算手段とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記気流吹き付け手段には内圧測定センサが設けられ、前記演算手段は前記気流吹き付け手段の作動開始時点から前記所定時間までの内圧を時系列的に求めることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記演算手段が前記角膜変形検出手段の光量強度信号と前記気流吹き付け手段の内圧との関係から前記被検眼の眼圧を演算することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、前記角膜の剛性を報知することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、被検眼の角膜に気流を吹き付けて前記角膜を変形させる気流吹きつけ手段と、前記気流吹き付け手段による角膜の変形を光学的に検出して光量強度信号を出力する角膜変形検出手段と、前記気流吹きつけ手段の作動開始時点から計時を開始しかつ前記光量強度信号が立ち上がりの裾の部分に対応する所定光量強度信号に到達した時点を計時して該所定時点での前記光量強度信号を取得する計時手段と、前記光量強度信号を角膜変形量に換算すると共に該角膜変形量と前記被検眼の角膜に実際に吹き付けられる気流の前記所定時点での力に対応する所定の光量強度信号に到達する際の前記計時手段による時間との関係から前記角膜の剛性を求める演算手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、前記演算手段が前記角膜の剛性が考慮される補正された眼圧を演算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以上説明したように構成したので、眼圧の影響を受ける度合いが極力少なくかつ被検者の負担の軽減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係わる非接触式眼圧計の発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【実施例】
【００１４】
（実施例１）
図１、図２において、Ｓは装置本体である。この装置本体Ｓは、被検眼Ｅの前眼部を観察する前眼部観察系１０、ＸＹ方向のアライメント検出・角膜変形検出用の指標光を被検眼Ｅの角膜Ｃに正面から投影するＸＹアライメント指標投影光学系２０、被検眼Ｅに固視標を提供する固視標投影光学系３０、ＸＹアライメント指標光の角膜Ｃによる反射光を受光して装置本体Ｓと角膜ＣのＸＹ方向の位置関係を検出するＸＹアライメント検出光学系４０、ＸＹアライメント指標光の角膜Ｃによる反射光を受光し角膜Ｃの変形量を検出する角膜変形検出光学系（角膜変形検出手段）５０、角膜Ｃに斜めからＺ方向のアライメント用指標光を投影するＺアライメント指標投影光学系６０、Ｚアライメント指標光の角膜Ｃによる反射光を前眼部観察光学系１０の光軸に対して対称な方向から受光し装置本体Ｓと角膜ＣのＺ方向の位置関係を検出するＺアライメント検出光学系７０とを備えている。
【００１５】
前眼部観察光学系１０は、被検眼Ｅの左右に位置して前眼部をダイレクトに照明する複数個の前眼部照明光源１１、気流吹き付けノズル１２、前眼部窓ガラス１３、チャンバー１４Ａ、チャンバー窓ガラス１４、ハーフミラー１５、対物レンズ１６、ハーフミラー１７、１８、ＣＣＤカメラ１９を備え、Ｏ１はその光軸である。ここで、気流吹き付けノズル１２、前眼部窓ガラス１３、チャンバー１４Ａ、チャンバー窓ガラス１４、は図示を略すロータリソレノイドと共に被検眼Ｅの角膜Ｃに向けて気流を吹き付け、角膜Ｃを変形させる気流吹き付け手段として機能する。
【００１６】
前眼部照明光源１１によって照明された被検眼Ｅの前眼部像は、気流吹き付けノズル１２の内外を通り、前眼部窓ガラス１３、チャンバー窓ガラス１４、ハーフミラー１５を透過し、対物レンズ１６により集束されつつハーフミラー１７、１８を透過してＣＣＤカメラ１９上に形成される。なお、前眼部窓ガラス１３は、ノズル１２内外の光束をＣＣＤカメラ１９上に結像させるパワーを持っている。
【００１７】
ＸＹアライメント指標投影光学系２０は、赤外光を出射するＸＹアライメント用光源２１、集光レンズ２２、開口絞り２３、ピンホール板２４、ダイクロイックミラー２５、ピンホール板２４に焦点を一致させるように光路上に配置された投影レンズ２６、ハーフミラー１５、チャンバー窓ガラス１４、気流吹き付けノズル１２を有する。
【００１８】
ＸＹアライメント用光源２１から出射された赤外光は、集光レンズ２２により集束されつつ開口絞り２３を通過し、ピンホール板２４に導かれる。そして、ピンホール板２４を通過した光束は、ダイクロイックミラー２５で反射され、投影レンズ２６によって平行光束となってハーフミラー１５で反射された後に、チャンバー窓ガラス１４を透過して気流吹き付けノズル１２の内部を通過し、図３に示すようにＸＹアライメント指標光Ｋを形成する。図３において、ＸＹアライメント指標光Ｋは、角膜Ｃの頂点Ｐと角膜Ｃの曲率中心との中間位置に輝点像Ｒを形成するようにして角膜表面Ｔで反射される。なお、開口絞り２３は投影レンズ２６に関して角膜頂点Ｐと共役な位置に設けられている。
【００１９】
固視標光学系３０は、可視光を出射する固視標用光源３１、ピンホール板３２、ダイクロイックミラー２５、投影レンズ２６、ハーフミラー１５、チャンバー窓ガラス１４、気流吹き付けノズル１２を有する。
【００２０】
固視標用光源３１から出射された固視標光は、ピンホール板３２、ダイクロイックミラー２５を経て、投影レンズ２６により平行光とされ、ハーフミラー１５で反射された後に、チャンバー窓ガラス１４を透過し、気流吹き付けノズル１２の内部を通過して被検眼Ｅに導かれる。被検者はその固視標を固視目標として注視することにより視線が固定される。
【００２１】
ＸＹアライメント指標投影光学系２０により角膜Ｃに投影され、角膜表面Ｔで反射された反射光束は、ノズル１２の内部を通りチャンバー窓ガラス１４、ハーフミラー１５を透過し、対物レンズ１６により集束されつつハーフミラー１７でその一部が透過し、ハーフミラー１８でその一部が反射される。
【００２２】
ハーフミラー１８で反射された光束は、センサ４１上に輝点像Ｒ’１を形成する。センサ４１はＰＳＤのような位置検出可能な受光センサである。ＸＹアライメント検出回路４２は、センサ４１の出力を基にして、装置本体Ｓと角膜Ｃの位置関係（ＸＹ方向）を公知の手段によって演算し、その演算結果をＺアライメント検出補正回路７４及び制御回路８０に向けて出力する。
【００２３】
一方、ハーフミラー１８を透過した角膜Ｃによる反射光束は、ＣＣＤカメラ１９上に輝点像Ｒ’２を形成する。ＣＣＤカメラ１９はモニタ装置に画像信号を出力し、図４に示すように、被検眼Ｅの前眼部像Ｅ’、ＸＹアライメント指標光の輝点像Ｒ’２がモニタ装置の画面Ｇに表示される。なお、Ｈは図示しない画像生成手段によって生成されたアライメント補助マークである。
【００２４】
さらに、ハーフミラー１７によって反射された一部の光束は、角膜変形検出光学系５０に導かれ、ピンホール板５１を通過してセンサ５２に導かれる。センサ５２はフォトダイオードのように光量検出可能な受光センサである。
【００２５】
Ｚアライメント指標投影光学系６０は、赤外光を出射するＺアライメント用光源６１、集光レンズ６２、開口絞り６３、ピンホール板６４、ピンホール板６４に焦点を一致させるように光路上に配置された投影レンズ６５を有し、Ｏ２はその光軸である。
【００２６】
Ｚアライメント用光源６１を出射した赤外光は、集光レンズ６２により集光されつつ開口絞り６３を通過してピンホール板６４に導かれる。ピンホール板６４を通過した光束は、投影レンズ６５によって平行光とされて角膜Ｃに導かれ、図５に示すように、輝点像Ｑを形成するようにして角膜表面Ｔで反射される。なお、開口絞り６３は投影レンズ６５に関して角膜頂点Ｐと共役な位置に設けられている。
【００２７】
Ｚアライメント検出光学系７０は、結像レンズ７１、Ｙ方向にパワーを持ったシリンドリカルレンズ７２、センサ７３、Ｚアライメント検出補正回路７４を有し、Ｏ３はその光軸である。
【００２８】
Ｚアライメント指標投影光学系６０によって投影された指標光の角膜表面Ｔにおける反射光束は、結像レンズ７１によって集束されつつシリンドリカルレンズ７２を介してセンサ７３上に輝点像Ｑ’を形成する。センサ７３はラインセンサやＰＳＤのように位置検出可能な受光センサである。センサ７３からの情報はＺアライメント検出補正回路７４に導かれる。そのＺアライメント検出補正回路７４による補正は特開２０００−２１２号公報に詳述されているので、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
なお、ＸＺ平面内では、輝点像Ｑとセンサ７３は結像レンズ７１に関して共役な位置関係にあり、ＹＺ平面内では、角膜頂点Ｐとセンサ７３が結像レンズ７１、シリンドリカルレンズ７２に関して共役な位置関係にある。
【００３０】
つまり、センサ７３は開口絞り６３と共役関係にあり（このときの倍率は、開口絞り６３の像がセンサ７３の大きさよりも小さくなるように選んである）、Ｙ方向に角膜Ｃがずれたとしても角膜表面Ｔにおける反射光束は、効率良くセンサ７３に入射するようになる。
【００３１】
ここでは、チャンバー１４Ａ内にはチャンバー１４Ａ内の圧力を測定する圧力センサ１４Ｂが設けられている。検者は図４に示すモニタ画面で前眼部像Ｅ’を観察しながら、輝点像Ｒ’２がアライメント補助マークＨの中に入り、かつ、ピントが合うように装置本体ＳをＸＹＺ方向に手動で移動させ、アライメント調整を行う。
【００３２】
このとき、制御回路８０はＸＹアライメント検出回路４２及びＺアライメント検出補正回路７４の出力が所定範囲内に入った場合、気流吹き付け手段を作動させ、気流吹き付けノズル１２から角膜Ｃに向けて気流を吹き付ける。なお、この発明の実施の形態では、自動的に気流吹き付け手段を作動させる構成としているが、図示を略すトリガースイッチを作動させ、気流の角膜Ｃへの吹き付けを開始させても良い。
【００３３】
気流の角膜Ｃへの吹き付けを開始すると、時間ｔの経過と共にチャンバー１４Ａ内の圧力が図６に符号Ｆ１で示すように上昇する。ついで、チャンバー内の圧力（実線で示す）Ｆ１の上昇に若干遅れて、角膜Ｃに実際に吹き付けられる気流の力が符号Ｆ２で示すように上昇する。
【００３４】
この角膜Ｃに実際に吹き付けられる気流の力（二点鎖線で示す）Ｆ２に若干遅れて角膜Ｃが図７に示すように変形を開始し、センサ５２からの光量強度信号Ｓの出力は図８に示すように時間ｔの経過と共に上昇し、角膜Ｃが偏平に達したときに最大となる。その図７において、実線は角膜Ｃの変形前の状態を示し、一点鎖線はその角膜Ｃの圧平状態を示し、破線は角膜Ｃが変形を受ける前から圧平されるまでの途中の状態を示す。Δは角膜Ｃの気流吹き付けによる変形量を示す。この変形量Δは、変形前の角膜Ｃの頂点Ｐから変形後の角膜Ｃの頂点Ｐまでの間隔により求まる。
【００３５】
角膜Ｃの変形量Δと光量強度信号Ｓとの間には、図８に示すように、角膜Ｃの変形量Δが小さい初期段階、すなわち、光量強度信号Ｓの立ち上がりの裾の部分Ｓａでも、角膜Ｃの変形量Δと光量強度信号Ｓとの間には、相関関係があることが実験により判明した。
【００３６】
この相関関係は、高感度高速カメラにより被検眼の角膜Ｃを横から連続的に撮影する一方、その各撮影時刻における光量強度信号Ｓの値を求めることにより、角膜Ｃの気流吹き付け初期における角膜Ｃの変形量Δと光量強度信号Ｓの値とを関連づけることにより得られる。図９はその相関分布図を示し、相関係数は約０．７である。
【００３７】
制御回路８０は、気流吹き付け手段の作動開始時点ｔ０から計時を開始しかつ光量強度信号Ｓの立ち上がりの低い裾の部分Ｓａに対応する所定時点ｔ１を計時してこの所定時点ｔ１での光量強度信号Ｓを取得する計時手段を有する。その所定時点ｔ１は、気流吹き付け手段の作動開始時点ｔ０から例えば約１０ｍｓであり、図９に示す相関分布図はその光量強度信号Ｓと変形量Δとの相関関係を示している。
【００３８】
制御回路８０は、この光量強度信号Ｓを角膜変形量Δに換算し、この角膜変形量Δと被検眼Ｅの角膜Ｃに実際に吹き付けられる気流の力Ｆ２に対応する気流吹き付け手段の内圧Ｆ１との関係から、Ｆ２＝ｋ・Δの関係式に基づき角膜Ｃの剛性ｋを求める。角膜Ｃの変形量Δが微小の範囲内であるので、眼圧の影響はほとんど受けていないと考えられる。
【００３９】
制御回路８０は、気流吹き付け手段の作動開始時点ｔ０からその角膜Ｃが偏平に達した所定時点（所定時間）ｔ２を計時して、この所定時点（所定時間）ｔ２に対応する内圧Ｆ３を取得する。内圧Ｆ３と眼圧Ｆ４との間には対応関係があるので、角膜Ｃが圧平した時点での内圧Ｆ３を取得することにより被検眼の眼圧Ｆ４を求めることができる。
【００４０】
なお、制御回路８０は、角膜変形検出手段の光量強度信号Ｓと気流吹き付け手段の内圧Ｆ１との関係から被検眼Ｅの眼圧を演算しても良い。また、角膜Ｃの剛性を５段階（０（柔らかい）から５（硬い）までの５段階）に区切って、モニタ画面に報知させても良い。また、角膜Ｃの剛性を音声により報知する構成を採用しても良い。
【００４１】
日本人には、正常眼圧緑内障患者が多いが、この発明の実施の形態によれば、眼球剛性の影響を排した眼圧測定ができるので、正常眼圧緑内障患者の早期発見が実現する。
（実施例２）
実施例１では、光量強度信号Ｓを角膜変形量Δに換算すると共に角膜変形量Δと被検眼Ｅの角膜Ｃに実際に吹き付けられる気流の所定時点ｔ１での力Ｆ２に対応する気流吹きつけ手段の内圧Ｆ１との関係から角膜Ｃの剛性を求めることにしたが、図１０に示すように、光量強度信号Ｓの裾の部分Ｓａに閾値ＳＬを設定し、角膜Ｃが所定変形量ΔＬに達するに要する時間ｔ１’を求める。
【００４２】
角膜Ｃが柔らかい場合には、角膜Ｃが所定変形量ΔＬに達するまでの時間は短くかつその力Ｆ２も小さい。角膜Ｃが硬い場合には、角膜Ｃが所定変形量ΔＬに達するまでの時間は長くかつその力Ｆ２も大きい。従って、図１１に示す時間−力相関曲線が得られ、気流吹き付け手段による吹き付け開始時点ｔ０からの時間を測定することにより、力Ｆ１を求めることができる。
【００４３】
その図１１において、時間ｔ１’は角膜Ｃが仮に柔らかいとした場合の所定変形量ΔＬに達するに要する時間を示し、時間ｔ２’は角膜Ｃが仮に硬いとした場合の所定変形量ΔＬに達するに要する時間を示し、この時間ｔ１’、時間ｔ２’から時間−力相関曲線を用いて、角膜Ｃに与えられている力Ｆ２’、Ｆ２”が求まり、これにより、角膜Ｃの剛性ｋが求まることになる。
【００４４】
また、上述の実施例１及び実施例２等の方法で求められた眼剛性を用いて測定された眼圧値を補正することも可能である。これは、例えば求められた眼剛性又はそれに係わるパラメータと測定された眼圧値とに対応する補正された眼圧値を示す相関関係を用いることにより行われる。また、補正された眼圧値を測定結果として表示するのみでなく、補正前の眼圧値、眼剛性についても同時に表示する態様とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明に係わる非接触式眼圧計の光学系の平面配置図である。
【図２】図１に示す非接触式眼圧計の光学系の側面配置図である。
【図３】角膜に正面から照射されたアライメント光束の反射の説明図である。
【図４】モニタの画面に表示された前眼部像を示す図である。
【図５】角膜に斜め方向から照射されたアライメント光束の反射の説明図である。
【図６】気流吹き付け手段のチャンバー内の力と実際に角膜に吹き付けられる気流の吹き付け圧力との関係を示す図である。
【図７】角膜の変形状態を示す説明図である。
【図８】光量強度信号と角膜変形との関係を横軸を時間軸として表した説明図である。
【図９】光量強度信号と角膜変形量との相関分布図である。
【図１０】光量強度信号の裾の部分の拡大図である。
【図１１】時間−力相関曲線を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１２…ノズル（気流吹き付け手段）
１４Ａ…チャンバ（気流吹き付け手段）
５０…角膜変形検出光学系（角膜変形検出手段）
８０…制御回路（計時手段、演算手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角膜の硬さ（角膜の剛性）を測定できる非接触式眼圧計の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触式眼圧計には、被検者の眼の角膜に気流を吹き付け、角膜への気流の吹き付け開始から角膜の所定変形量時点までの時間を検出して眼圧を測定すると共に、角膜が圧平されてから陥没し、陥没した角膜が元の圧平状態に復元するまでの時間が角膜の硬さによって異なることから、この復元時間を計測することにより角膜の硬さを推定し、眼圧を補正する構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、一般に、眼圧が高いと角膜の変位量（陥没量）は小さく、眼圧が低いと角膜の変形量は大きく、その従来の非接触式眼圧計では、角膜の圧平時点からこの角膜を更に陥没させてこの陥没した角膜が元の圧平状態に復元するまでの復元時点までの時間を計測する構成を採用して角膜の硬さを測定しているので、角膜の硬さの測定に際して、眼圧の影響を受ける度合いが大きいという問題点がある。
【０００４】
また、角膜を陥没させて角膜の硬さを測定するため、被検者の受ける負担も大きい。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、眼圧の影響を受ける度合いが極力少なくかつ被検者の負担の軽減を図ることのできる非接触式眼圧計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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、被検眼の角膜に気流を吹き付けて前記角膜を変形させる気流吹きつけ手段と、前記気流吹き付け手段による角膜の変形を光学的に検出して光量強度信号を出力する角膜変形検出手段と、前記気流吹きつけ手段の作動開始時点から計時を開始しかつ前記光量強度信号の立ち上がりの裾の部分に対応する所定時点での前記光量強度信号を取得させる該所定時点を計時する計時手段と、前記光量強度信号を角膜変形量に換算すると共に該角膜変形量と前記被検眼の角膜に実際に吹き付けられる気流の前記所定時点での力に対応する気流吹きつけ手段の内圧との関係から前記角膜の剛性を求める演算手段とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記気流吹き付け手段には内圧測定センサが設けられ、前記演算手段は前記気流吹き付け手段の作動開始時点から前記所定時間までの内圧を時系列的に求めることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記演算手段が前記角膜変形検出手段の光量強度信号と前記気流吹き付け手段の内圧との関係から前記被検眼の眼圧を演算することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、前記角膜の剛性を報知することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、被検眼の角膜に気流を吹き付けて前記角膜を変形させる気流吹きつけ手段と、前記気流吹き付け手段による角膜の変形を光学的に検出して光量強度信号を出力する角膜変形検出手段と、前記気流吹きつけ手段の作動開始時点から計時を開始しかつ前記光量強度信号が立ち上がりの裾の部分に対応する所定光量強度信号に到達した時点を計時して該所定時点での前記光量強度信号を取得する計時手段と、前記光量強度信号を角膜変形量に換算すると共に該角膜変形量と前記被検眼の角膜に実際に吹き付けられる気流の前記所定時点での力に対応する所定の光量強度信号に到達する際の前記計時手段による時間との関係から前記角膜の剛性を求める演算手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、前記演算手段が前記角膜の剛性が考慮される補正された眼圧を演算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以上説明したように構成したので、眼圧の影響を受ける度合いが極力少なくかつ被検者の負担の軽減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係わる非接触式眼圧計の発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【実施例】
【００１４】
（実施例１）
図１、図２において、Ｓは装置本体である。この装置本体Ｓは、被検眼Ｅの前眼部を観察する前眼部観察系１０、ＸＹ方向のアライメント検出・角膜変形検出用の指標光を被検眼Ｅの角膜Ｃに正面から投影するＸＹアライメント指標投影光学系２０、被検眼Ｅに固視標を提供する固視標投影光学系３０、ＸＹアライメント指標光の角膜Ｃによる反射光を受光して装置本体Ｓと角膜ＣのＸＹ方向の位置関係を検出するＸＹアライメント検出光学系４０、ＸＹアライメント指標光の角膜Ｃによる反射光を受光し角膜Ｃの変形量を検出する角膜変形検出光学系（角膜変形検出手段）５０、角膜Ｃに斜めからＺ方向のアライメント用指標光を投影するＺアライメント指標投影光学系６０、Ｚアライメント指標光の角膜Ｃによる反射光を前眼部観察光学系１０の光軸に対して対称な方向から受光し装置本体Ｓと角膜ＣのＺ方向の位置関係を検出するＺアライメント検出光学系７０とを備えている。
【００１５】
前眼部観察光学系１０は、被検眼Ｅの左右に位置して前眼部をダイレクトに照明する複数個の前眼部照明光源１１、気流吹き付けノズル１２、前眼部窓ガラス１３、チャンバー１４Ａ、チャンバー窓ガラス１４、ハーフミラー１５、対物レンズ１６、ハーフミラー１７、１８、ＣＣＤカメラ１９を備え、Ｏ１はその光軸である。ここで、気流吹き付けノズル１２、前眼部窓ガラス１３、チャンバー１４Ａ、チャンバー窓ガラス１４、は図示を略すロータリソレノイドと共に被検眼Ｅの角膜Ｃに向けて気流を吹き付け、角膜Ｃを変形させる気流吹き付け手段として機能する。
【００１６】
前眼部照明光源１１によって照明された被検眼Ｅの前眼部像は、気流吹き付けノズル１２の内外を通り、前眼部窓ガラス１３、チャンバー窓ガラス１４、ハーフミラー１５を透過し、対物レンズ１６により集束されつつハーフミラー１７、１８を透過してＣＣＤカメラ１９上に形成される。なお、前眼部窓ガラス１３は、ノズル１２内外の光束をＣＣＤカメラ１９上に結像させるパワーを持っている。
【００１７】
ＸＹアライメント指標投影光学系２０は、赤外光を出射するＸＹアライメント用光源２１、集光レンズ２２、開口絞り２３、ピンホール板２４、ダイクロイックミラー２５、ピンホール板２４に焦点を一致させるように光路上に配置された投影レンズ２６、ハーフミラー１５、チャンバー窓ガラス１４、気流吹き付けノズル１２を有する。
【００１８】
ＸＹアライメント用光源２１から出射された赤外光は、集光レンズ２２により集束されつつ開口絞り２３を通過し、ピンホール板２４に導かれる。そして、ピンホール板２４を通過した光束は、ダイクロイックミラー２５で反射され、投影レンズ２６によって平行光束となってハーフミラー１５で反射された後に、チャンバー窓ガラス１４を透過して気流吹き付けノズル１２の内部を通過し、図３に示すようにＸＹアライメント指標光Ｋを形成する。図３において、ＸＹアライメント指標光Ｋは、角膜Ｃの頂点Ｐと角膜Ｃの曲率中心との中間位置に輝点像Ｒを形成するようにして角膜表面Ｔで反射される。なお、開口絞り２３は投影レンズ２６に関して角膜頂点Ｐと共役な位置に設けられている。
【００１９】
固視標光学系３０は、可視光を出射する固視標用光源３１、ピンホール板３２、ダイクロイックミラー２５、投影レンズ２６、ハーフミラー１５、チャンバー窓ガラス１４、気流吹き付けノズル１２を有する。
【００２０】
固視標用光源３１から出射された固視標光は、ピンホール板３２、ダイクロイックミラー２５を経て、投影レンズ２６により平行光とされ、ハーフミラー１５で反射された後に、チャンバー窓ガラス１４を透過し、気流吹き付けノズル１２の内部を通過して被検眼Ｅに導かれる。被検者はその固視標を固視目標として注視することにより視線が固定される。
【００２１】
ＸＹアライメント指標投影光学系２０により角膜Ｃに投影され、角膜表面Ｔで反射された反射光束は、ノズル１２の内部を通りチャンバー窓ガラス１４、ハーフミラー１５を透過し、対物レンズ１６により集束されつつハーフミラー１７でその一部が透過し、ハーフミラー１８でその一部が反射される。
【００２２】
ハーフミラー１８で反射された光束は、センサ４１上に輝点像Ｒ’１を形成する。センサ４１はＰＳＤのような位置検出可能な受光センサである。ＸＹアライメント検出回路４２は、センサ４１の出力を基にして、装置本体Ｓと角膜Ｃの位置関係（ＸＹ方向）を公知の手段によって演算し、その演算結果をＺアライメント検出補正回路７４及び制御回路８０に向けて出力する。
【００２３】
一方、ハーフミラー１８を透過した角膜Ｃによる反射光束は、ＣＣＤカメラ１９上に輝点像Ｒ’２を形成する。ＣＣＤカメラ１９はモニタ装置に画像信号を出力し、図４に示すように、被検眼Ｅの前眼部像Ｅ’、ＸＹアライメント指標光の輝点像Ｒ’２がモニタ装置の画面Ｇに表示される。なお、Ｈは図示しない画像生成手段によって生成されたアライメント補助マークである。
【００２４】
さらに、ハーフミラー１７によって反射された一部の光束は、角膜変形検出光学系５０に導かれ、ピンホール板５１を通過してセンサ５２に導かれる。センサ５２はフォトダイオードのように光量検出可能な受光センサである。
【００２５】
Ｚアライメント指標投影光学系６０は、赤外光を出射するＺアライメント用光源６１、集光レンズ６２、開口絞り６３、ピンホール板６４、ピンホール板６４に焦点を一致させるように光路上に配置された投影レンズ６５を有し、Ｏ２はその光軸である。
【００２６】
Ｚアライメント用光源６１を出射した赤外光は、集光レンズ６２により集光されつつ開口絞り６３を通過してピンホール板６４に導かれる。ピンホール板６４を通過した光束は、投影レンズ６５によって平行光とされて角膜Ｃに導かれ、図５に示すように、輝点像Ｑを形成するようにして角膜表面Ｔで反射される。なお、開口絞り６３は投影レンズ６５に関して角膜頂点Ｐと共役な位置に設けられている。
【００２７】
Ｚアライメント検出光学系７０は、結像レンズ７１、Ｙ方向にパワーを持ったシリンドリカルレンズ７２、センサ７３、Ｚアライメント検出補正回路７４を有し、Ｏ３はその光軸である。
【００２８】
Ｚアライメント指標投影光学系６０によって投影された指標光の角膜表面Ｔにおける反射光束は、結像レンズ７１によって集束されつつシリンドリカルレンズ７２を介してセンサ７３上に輝点像Ｑ’を形成する。センサ７３はラインセンサやＰＳＤのように位置検出可能な受光センサである。センサ７３からの情報はＺアライメント検出補正回路７４に導かれる。そのＺアライメント検出補正回路７４による補正は特開２０００−２１２号公報に詳述されているので、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
なお、ＸＺ平面内では、輝点像Ｑとセンサ７３は結像レンズ７１に関して共役な位置関係にあり、ＹＺ平面内では、角膜頂点Ｐとセンサ７３が結像レンズ７１、シリンドリカルレンズ７２に関して共役な位置関係にある。
【００３０】
つまり、センサ７３は開口絞り６３と共役関係にあり（このときの倍率は、開口絞り６３の像がセンサ７３の大きさよりも小さくなるように選んである）、Ｙ方向に角膜Ｃがずれたとしても角膜表面Ｔにおける反射光束は、効率良くセンサ７３に入射するようになる。
【００３１】
ここでは、チャンバー１４Ａ内にはチャンバー１４Ａ内の圧力を測定する圧力センサ１４Ｂが設けられている。検者は図４に示すモニタ画面で前眼部像Ｅ’を観察しながら、輝点像Ｒ’２がアライメント補助マークＨの中に入り、かつ、ピントが合うように装置本体ＳをＸＹＺ方向に手動で移動させ、アライメント調整を行う。
【００３２】
このとき、制御回路８０はＸＹアライメント検出回路４２及びＺアライメント検出補正回路７４の出力が所定範囲内に入った場合、気流吹き付け手段を作動させ、気流吹き付けノズル１２から角膜Ｃに向けて気流を吹き付ける。なお、この発明の実施の形態では、自動的に気流吹き付け手段を作動させる構成としているが、図示を略すトリガースイッチを作動させ、気流の角膜Ｃへの吹き付けを開始させても良い。
【００３３】
気流の角膜Ｃへの吹き付けを開始すると、時間ｔの経過と共にチャンバー１４Ａ内の圧力が図６に符号Ｆ１で示すように上昇する。ついで、チャンバー内の圧力（実線で示す）Ｆ１の上昇に若干遅れて、角膜Ｃに実際に吹き付けられる気流の力が符号Ｆ２で示すように上昇する。
【００３４】
この角膜Ｃに実際に吹き付けられる気流の力（二点鎖線で示す）Ｆ２に若干遅れて角膜Ｃが図７に示すように変形を開始し、センサ５２からの光量強度信号Ｓの出力は図８に示すように時間ｔの経過と共に上昇し、角膜Ｃが偏平に達したときに最大となる。その図７において、実線は角膜Ｃの変形前の状態を示し、一点鎖線はその角膜Ｃの圧平状態を示し、破線は角膜Ｃが変形を受ける前から圧平されるまでの途中の状態を示す。Δは角膜Ｃの気流吹き付けによる変形量を示す。この変形量Δは、変形前の角膜Ｃの頂点Ｐから変形後の角膜Ｃの頂点Ｐまでの間隔により求まる。
【００３５】
角膜Ｃの変形量Δと光量強度信号Ｓとの間には、図８に示すように、角膜Ｃの変形量Δが小さい初期段階、すなわち、光量強度信号Ｓの立ち上がりの裾の部分Ｓａでも、角膜Ｃの変形量Δと光量強度信号Ｓとの間には、相関関係があることが実験により判明した。
【００３６】
この相関関係は、高感度高速カメラにより被検眼の角膜Ｃを横から連続的に撮影する一方、その各撮影時刻における光量強度信号Ｓの値を求めることにより、角膜Ｃの気流吹き付け初期における角膜Ｃの変形量Δと光量強度信号Ｓの値とを関連づけることにより得られる。図９はその相関分布図を示し、相関係数は約０．７である。
【００３７】
制御回路８０は、気流吹き付け手段の作動開始時点ｔ０から計時を開始しかつ光量強度信号Ｓの立ち上がりの低い裾の部分Ｓａに対応する所定時点ｔ１を計時してこの所定時点ｔ１での光量強度信号Ｓを取得する計時手段を有する。その所定時点ｔ１は、気流吹き付け手段の作動開始時点ｔ０から例えば約１０ｍｓであり、図９に示す相関分布図はその光量強度信号Ｓと変形量Δとの相関関係を示している。
【００３８】
制御回路８０は、この光量強度信号Ｓを角膜変形量Δに換算し、この角膜変形量Δと被検眼Ｅの角膜Ｃに実際に吹き付けられる気流の力Ｆ２に対応する気流吹き付け手段の内圧Ｆ１との関係から、Ｆ２＝ｋ・Δの関係式に基づき角膜Ｃの剛性ｋを求める。角膜Ｃの変形量Δが微小の範囲内であるので、眼圧の影響はほとんど受けていないと考えられる。
【００３９】
制御回路８０は、気流吹き付け手段の作動開始時点ｔ０からその角膜Ｃが偏平に達した所定時点（所定時間）ｔ２を計時して、この所定時点（所定時間）ｔ２に対応する内圧Ｆ３を取得する。内圧Ｆ３と眼圧Ｆ４との間には対応関係があるので、角膜Ｃが圧平した時点での内圧Ｆ３を取得することにより被検眼の眼圧Ｆ４を求めることができる。
【００４０】
なお、制御回路８０は、角膜変形検出手段の光量強度信号Ｓと気流吹き付け手段の内圧Ｆ１との関係から被検眼Ｅの眼圧を演算しても良い。また、角膜Ｃの剛性を５段階（０（柔らかい）から５（硬い）までの５段階）に区切って、モニタ画面に報知させても良い。また、角膜Ｃの剛性を音声により報知する構成を採用しても良い。
【００４１】
日本人には、正常眼圧緑内障患者が多いが、この発明の実施の形態によれば、眼球剛性の影響を排した眼圧測定ができるので、正常眼圧緑内障患者の早期発見が実現する。
（実施例２）
実施例１では、光量強度信号Ｓを角膜変形量Δに換算すると共に角膜変形量Δと被検眼Ｅの角膜Ｃに実際に吹き付けられる気流の所定時点ｔ１での力Ｆ２に対応する気流吹きつけ手段の内圧Ｆ１との関係から角膜Ｃの剛性を求めることにしたが、図１０に示すように、光量強度信号Ｓの裾の部分Ｓａに閾値ＳＬを設定し、角膜Ｃが所定変形量ΔＬに達するに要する時間ｔ１’を求める。
【００４２】
角膜Ｃが柔らかい場合には、角膜Ｃが所定変形量ΔＬに達するまでの時間は短くかつその力Ｆ２も小さい。角膜Ｃが硬い場合には、角膜Ｃが所定変形量ΔＬに達するまでの時間は長くかつその力Ｆ２も大きい。従って、図１１に示す時間−力相関曲線が得られ、気流吹き付け手段による吹き付け開始時点ｔ０からの時間を測定することにより、力Ｆ１を求めることができる。
【００４３】
その図１１において、時間ｔ１’は角膜Ｃが仮に柔らかいとした場合の所定変形量ΔＬに達するに要する時間を示し、時間ｔ２’は角膜Ｃが仮に硬いとした場合の所定変形量ΔＬに達するに要する時間を示し、この時間ｔ１’、時間ｔ２’から時間−力相関曲線を用いて、角膜Ｃに与えられている力Ｆ２’、Ｆ２”が求まり、これにより、角膜Ｃの剛性ｋが求まることになる。
【００４４】
また、上述の実施例１及び実施例２等の方法で求められた眼剛性を用いて測定された眼圧値を補正することも可能である。これは、例えば求められた眼剛性又はそれに係わるパラメータと測定された眼圧値とに対応する補正された眼圧値を示す相関関係を用いることにより行われる。また、補正された眼圧値を測定結果として表示するのみでなく、補正前の眼圧値、眼剛性についても同時に表示する態様とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明に係わる非接触式眼圧計の光学系の平面配置図である。
【図２】図１に示す非接触式眼圧計の光学系の側面配置図である。
【図３】角膜に正面から照射されたアライメント光束の反射の説明図である。
【図４】モニタの画面に表示された前眼部像を示す図である。
【図５】角膜に斜め方向から照射されたアライメント光束の反射の説明図である。
【図６】気流吹き付け手段のチャンバー内の力と実際に角膜に吹き付けられる気流の吹き付け圧力との関係を示す図である。
【図７】角膜の変形状態を示す説明図である。
【図８】光量強度信号と角膜変形との関係を横軸を時間軸として表した説明図である。
【図９】光量強度信号と角膜変形量との相関分布図である。
【図１０】光量強度信号の裾の部分の拡大図である。
【図１１】時間−力相関曲線を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１２…ノズル（気流吹き付け手段）
１４Ａ…チャンバ（気流吹き付け手段）
５０…角膜変形検出光学系（角膜変形検出手段）
８０…制御回路（計時手段、演算手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の角膜に気流を吹き付けて前記角膜を変形させる気流吹きつけ手段と、前記気流吹き付け手段による角膜の変形を光学的に検出して光量強度信号を出力する角膜変形検出手段と、前記気流吹きつけ手段の作動開始時点から計時を開始しかつ前記光量強度信号の立ち上がりの裾の部分に対応する所定時点での前記光量強度信号を取得させる該所定時点を計時する計時手段と、前記光量強度信号を角膜変形量に換算すると共に該角膜変形量と前記被検眼の角膜に実際に吹き付けられる気流の前記所定時点での力に対応する気流吹きつけ手段の内圧との関係から前記角膜の剛性を求める演算手段とを備えていることを特徴とする非接触式眼圧計。
【請求項２】
前記気流吹き付け手段には内圧測定センサが設けられ、前記演算手段は前記気流吹き付け手段の作動開始時点から前記所定時間までの内圧を時系列的に求め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】
前記演算手段が前記角膜変形検出手段の光量強度信号と前記気流吹き付け手段の内圧との関係から前記被検眼の眼圧を演算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４】
前記角膜の剛性を報知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５】
被検眼の角膜に気流を吹き付けて前記角膜を変形させる気流吹きつけ手段と、前記気流吹き付け手段による角膜の変形を光学的に検出して光量強度信号を出力する角膜変形検出手段と、前記気流吹きつけ手段の作動開始時点から計時を開始しかつ前記光量強度信号が立ち上がりの裾の部分に対応する所定光量強度信号に到達した時点を計時して該所定時点での前記光量強度信号を取得する計時手段と、前記光量強度信号を角膜変形量に換算すると共に該角膜変形量と前記被検眼の角膜に実際に吹き付けられる気流の前記所定時点での力に対応する所定の光量強度信号に到達する際の前記計時手段による時間との関係から前記角膜の剛性を求める演算手段とを備えていることを特徴とする非接触式眼圧計。
【請求項６】
前記演算手段が前記角膜の剛性が考慮される補正された眼圧を演算することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の非接触式眼圧計。
【請求項１】
被検眼の角膜に気流を吹き付けて前記角膜を変形させる気流吹きつけ手段と、前記気流吹き付け手段による角膜の変形を光学的に検出して光量強度信号を出力する角膜変形検出手段と、前記気流吹きつけ手段の作動開始時点から計時を開始しかつ前記光量強度信号の立ち上がりの裾の部分に対応する所定時点での前記光量強度信号を取得させる該所定時点を計時する計時手段と、前記光量強度信号を角膜変形量に換算すると共に該角膜変形量と前記被検眼の角膜に実際に吹き付けられる気流の前記所定時点での力に対応する気流吹きつけ手段の内圧との関係から前記角膜の剛性を求める演算手段とを備えていることを特徴とする非接触式眼圧計。
【請求項２】
前記気流吹き付け手段には内圧測定センサが設けられ、前記演算手段は前記気流吹き付け手段の作動開始時点から前記所定時間までの内圧を時系列的に求め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】
前記演算手段が前記角膜変形検出手段の光量強度信号と前記気流吹き付け手段の内圧との関係から前記被検眼の眼圧を演算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４】
前記角膜の剛性を報知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５】
被検眼の角膜に気流を吹き付けて前記角膜を変形させる気流吹きつけ手段と、前記気流吹き付け手段による角膜の変形を光学的に検出して光量強度信号を出力する角膜変形検出手段と、前記気流吹きつけ手段の作動開始時点から計時を開始しかつ前記光量強度信号が立ち上がりの裾の部分に対応する所定光量強度信号に到達した時点を計時して該所定時点での前記光量強度信号を取得する計時手段と、前記光量強度信号を角膜変形量に換算すると共に該角膜変形量と前記被検眼の角膜に実際に吹き付けられる気流の前記所定時点での力に対応する所定の光量強度信号に到達する際の前記計時手段による時間との関係から前記角膜の剛性を求める演算手段とを備えていることを特徴とする非接触式眼圧計。
【請求項６】
前記演算手段が前記角膜の剛性が考慮される補正された眼圧を演算することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の非接触式眼圧計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−２６２９９０（Ｐ２００６−２６２９９０Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８２０７４（Ｐ２００５−８２０７４）
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（５０４１３６５６８）国立大学法人広島大学 (924)
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（５０４１３６５６８）国立大学法人広島大学 (924)
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
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