專利名稱：非接觸眼壓計的制作方法
技術領域：
本發明涉及當向被測眼吹空氣，使角膜變形時由光學檢測裝置計算眼壓值的非接觸眼壓計。
背景技術：
非接觸眼壓計以Bernard Grolman開發的美國專利P3585849號的空氣吹出式眼壓計為代表。它從離開被測眼的角膜11mm的噴嘴吹出空氣，在光學地檢測角膜的壓平后，基于測量至壓平為止的時間來確定測定值，用Grolman型的眼壓計對該值進行校正，計算眼壓值。利用Grolman原理，能夠得到正確的眼壓值。
這種非接觸眼壓計從開發出來起已經過了將近30年，提出了許多改良的眼壓計。特別是，被測眼與空氣吹出噴嘴的對準是引起測定值誤差的主要原因，近年來提出了將光束投射到被測眼，接收它的反射光自動調整到與被測眼對準的位置，能夠實現位置偏離1/10mm單位的位置調整的眼壓計。
但是，被測眼并不一定常保持靜止，當在緊接吹空氣之前從固定視線偏離或者眨眼時，不能得到正確的測定值，產生測定錯誤要進行再測定。因為用非接觸眼壓計瞬間地進行測定，所以存在著當產生測定錯誤時，無法區分是由于被測眼移動不能夠測定還是由于眨眼不能夠測定的情形。
作為現有技術，從日本特開平6-142051號專利公報中已經知道了觀察被測眼拍攝前眼部像，存儲拍攝圖像的眼科裝置。該發明通過存儲測定中的前眼部像，測定后使其顯示預定時間，根據靜止圖像確認是否沒有眼瞼和眼睫毛產生的影響。
又，日本第3108261號專利公報公開了一種非接觸眼壓計，通過確認被測眼的壓平中的前眼部像，檢測者能夠客觀地判斷眼壓測定的可靠性。
但是上述的日本特開平6-142051號專利公報，從記載的實施例可知，是在每次測定結束時顯示靜止圖像。實際上，在醫院內和做全面檢查的人的檢查診斷中，被測眼由于眼瞼和眼睫毛下蓋對測定產生影響的在全部被測眼中占1成左右，佘下的9成都能夠正常地測定。另一方面，在醫院內和做全面檢查的人等患者很多時，必須迅速正確地對眼睛進行檢查測定眼壓。
這時，靜止圖像每次顯示數秒鐘，不能連續地進行對于眼睛的位置調整操作，效率很低。又，也存在著確認靜止圖像的檢測者看到將近9成的沒有問題的靜止圖像而不注意余下的1成，放過了具有眼瞼和眼睫毛影響的靜止圖像的擔心。
又，日本第3108261號專利公報顯示在被吹空氣的角膜被壓平的狀態中的拍攝結果，但是在壓平的狀態中，投射到角膜的對準檢測用的投射光束，它的反射光束不成像在觀察前眼部的攝像元件上，裝置與被測眼的位置的偏離很微妙而不能判斷。
在其實施例中，記載了在緊接空氣噴射之前和之后設定攝影的定時，在緊接噴射空氣之前的拍攝圖像中，目視確認角膜反射像和視標的偏離，但是要微妙地判斷這個偏離量的好壞是困難的。在眼壓測定后，檢測者確認所顯示的在緊接空氣噴射之前和之后的圖像，即便能夠得知存在微小的對準偏離，當測定值成為與緊接該測定之前的測定結果相同的測定值時，檢測者也會發生如何判斷為好的迷惑。檢查眼壓的效率由于這種迷惑而惡化。
發明內容
本發明的目的是提供能夠解決上述問題，容易地判斷眼壓測定是否正常進行的非接觸眼壓計。
在為了達到上述目的，本發明的特征在于，在緊接向角膜吹空氣之前將上述前眼部像存儲在存儲裝置中，根據測定結果在顯示裝置上顯示出存儲的上述前眼部像。
本發明的進一步的目的和構成能夠在后述的實施形式的說明中弄清楚。
圖1是從檢測者一側看的非接觸眼壓計的外觀圖。
圖2是從被測眼一側看的外觀圖。
圖3是光學系統的構成圖。
圖4是系統整體的電路方框圖。
圖5是取入各種信號的時序圖。
圖6是圖像數據的處理流程的方框圖。
圖7是圖像顯示的判斷流程圖。
圖8是BLINK錯誤顯示畫面的說明圖。
圖9是靜止圖像顯示的說明圖。
圖10是合成圖像顯示的說明圖。
圖11是動圖像數據的處理流程的方框圖。
圖12是動圖像顯示的說明圖。
圖13是測定錯誤時顯示的說明圖。
圖14是超過基準眼壓值的靜止圖像的說明圖。
圖15是超過基準眼壓值時的流程圖。
具體實施例方式
根據圖示的實施形式詳細地說明本發明。
圖1是從檢測者一側看的非接觸眼壓計的外觀圖，圖2是從被測眼一側看的外觀圖。在主體部分1中檢測者進行操作的面上，配置著選擇測定值和被測眼圖像等的顯示、以及各種裝置的設定的由液晶和CRT構成的監視器2，用于操作該顯示畫面和用于將測定單元大致位置調整到被測眼的跟蹤球3、滾柱4、打印機打印開關5、和測定開始開關6。
在主體部分1上載置測定單元7，可以相對于主體部分1在上下左右前后方向中移動，通過對于被測眼實施位置調整能夠測定眼壓值。測定單元7能夠相對于主體部分1在左右方向90mm、在被測眼E的前后方向40mm、在上下方向30mm的范圍內移動。測定單元7的移動也可以是如日本特開平8-126611號專利公報那樣通過電控制進行驅動的類型，和將測定單元搭載在可移動臺上，通過操作控制桿同樣地進行移動的類型。
在主體部分1的檢測者進行操作的面的相反一側，設置臉放置部分8、在臉放置部分8中配置搭載被檢測者的下顎的下顎臺9，利用下顎臺上下移動開關10，能夠使下顎臺9在上下方向中移動。
圖3表示測定單元7的光學系統的構成圖，與被測眼E的角膜Ec對置地，將噴嘴22配置在平行平面玻璃20和物鏡2 1的中心軸上，在它的后方依次排列空氣室23、觀察窗24、二向色鏡25、棱鏡光圈26、成像透鏡27、攝像元件28。它們形成對于被測眼E的觀察光學系統的受光用的光路和檢測對準用的光路。
平行平面玻璃20和物鏡21由物鏡鏡筒29支承，在其外側配置照明被測眼E的外部眼照明光源30a、30b。
在二向色鏡25的反射方向中，配置中繼透鏡31、半反射鏡32、孔徑33、受光元件34。此外，將孔徑33的位置配置在當發生預定形變時與后述的測定光源的角膜反射像共軛的位置上，與受光元件34一起形成當角膜Ec在視軸方向上形變時的形變檢測受光光學系統。
在半反射鏡32的入射方向中，配置著半反射鏡35、投影透鏡36、兼用于測定和對被測眼E的對準的由近紅外LED構成的測定用光源37，在半反射鏡35的入射方向中，配置著使被檢測者固定視線的由LED構成的固定視線用光源38。
又，在空氣室23內在構成它的一部分的圓筒39中嵌入活塞40，該活塞40由螺線管42驅動。此外，在空氣室23內配置用于監視內壓的壓力傳感器43。
圖4是當通過電控制進行測定單元7的位置調整時的整體系統的電路方框圖。用于控制整體系統的MPU50由存儲程序的PROM50a、計算從受光元件34、攝像元件28等的各種器件得到的數據的計算處理單元50b、存儲用于校正眼壓值的數據的參數PROM50c、控制數據輸入輸出的I/O50d等構成。
在MPU50的端口上，連接著配置了測定開始開關6，打印機打印開關5等的開關板51、用于將測定單元7大致位置調整到被測眼E的跟蹤球3、內置在滾柱4中的旋轉編碼器、和用于打印測定結果的打印機52。
由攝像元件28拍攝的被測眼E的前眼部像的圖像信號，由A/D變換器53變換成數字數據后，存儲在圖像存儲器54中，進一步與MPU50連接。MPU50根據存儲在圖像存儲器54中的圖像，抽取被測眼E的角膜反射像進行對準檢測。使由攝像元件28拍攝的前眼部像的圖像信號與來自字符發生裝置55的信號進行合成，在監視器2上顯示出前眼部像和測定值等。
由攝像元件28受光的信號和由空氣室23的壓力傳感器43檢測出的壓力信號被放大，由A/D變換器56變換成數字數據，依次地存儲在存儲器57中，MPU50檢測經過A/D變換的來自受光元件34的受光信號的峰值，并讀出經過A/D變換的壓力傳感器43的數據，存儲在存儲器57中。又，將受光信號和壓力信號的數據全部存儲在存儲器57中。
上下電機58、前后電機59、左右電機60、用于驅動下顎臺的電機61，分別通過電機驅動器62、63、64、65，根據來自MPU50的指令來驅動。又，螺線管42通過驅動電路66根據MPU50的指令進行驅動控制。測定用光源37、外部眼照明光源30a、30b的輸出與D/A變換器67連接，能夠根據來自MPU50的指令改變光量。
當測定時，點亮固定視線用光源38，在使被測眼E固定視線在該光源38上的狀態下，按下測定開始開關6。由外部眼照明光源30a、30b產生的照明光的角膜反射像經過平行平面玻璃20、物鏡21、空氣室23、觀察窗24、二向色鏡25、棱鏡光圈26、成像透鏡27到達攝像元件28。由攝像元件28抽取角膜反射像，計算對于正確位置的偏離量，通過將位置調整校正與該偏離相當的量的自動對準控制，將物鏡鏡筒29相對于角膜Ec位置調整到適當位置。
同時，MPU50驅動螺線管42，通過由螺線管42將活塞40上推而壓縮空氣室23內的空氣，從噴嘴22向被測眼E的角膜Ec噴出脈沖狀的空氣。
來自測定用光源37的光束由投影透鏡36變換成平行光，由半反射鏡32進行彎曲，由中繼透鏡31先成像在噴嘴22中，照射被測眼E的角膜Ec。由角膜Ec產生的測定用光源37的反射光束通過噴嘴22的外側的平行平面玻璃20和物鏡21，在半反射鏡25上反射，透過半反射鏡32，由受光元件34進行光電變換變換成電信號。這時，中繼透鏡31設計得當預定形變時成像為與孔徑33大致相同大小的角膜反射像。
圖5是表示從根據攝像元件28的檢測判斷為調整到適當位置起到測定結束時的、受光元件34的受光信號，壓力傳感器43的檢測信號，螺線管42的驅動信號和圖像存儲器54的記錄定時信號的時序圖。
圖5的時刻t1是判斷為調整到適當位置，螺線管42開始驅動的定時。因此，從t1開始，螺線管42開始驅動，活塞40開始在圓筒39中上升。當活塞40移動預定量時，空氣室23的壓力開始上升，它的開始點是時刻t2。當空氣室23的壓力開始上升時從噴嘴22噴出空氣，在時刻t3角膜Ec開始形變。角膜Ec形變，在預定形變時受光元件34的受光量在時刻t4達到最大。
進一步，當發生形變后使空氣的吹力減弱時，角膜Ec的形變恢復，在預定形變時受光元件34的受光量再次增加最后變小。壓力傳感器43的壓力信號形成山的形狀，角膜Ec的預定形變后信號成為最大。螺線管42的驅動信號，當角膜Ec發生預定形變時，即在時刻t4停止驅動電流，由此減輕形變檢測后的多余的空氣吹力。
該螺線管42的驅動時間Tdef約為20ms，又圖像取入信號在每個Tf=16.7ms的場(Tf場時間)取入圖像。為了設定時間Tf使其盡可能地在緊接形變檢測之前，加上若干延遲時間△Tf對螺線管42的驅動信號進行AD變換，使取入結束時刻成為時刻t2。
這樣，進行了定時控制而取入的前眼部畫像存儲在圖像存儲器54中。又，受光信號和壓力信號從時刻t2開始由A/D變換器56進行AD變換，變換后的數據，2個場的長度的數據存儲在存儲器57。
圖6是表示取入到攝像元件28的圖像數據的處理流程的方框圖。在自動對準時，按每個場進行了AD變換的圖像，依次反復圖像存儲器54內的存儲區域1(M1)、存儲區域2(M2)、存儲區域1(M1)、存儲區域2(M2)、進行覆蓋存儲。取入的間隔，是場間隔的約17ms。由MPU50對于存儲在各存儲區域中的圖像，當檢測瞳孔時進行瞳孔抽取和位置檢測的處理，當檢測角膜反射亮點時，進行亮點抽取和位置檢測的處理。因為這個處理時間能夠在比約17ms短的時間中進行處理，所以可以以場速率對前眼部像的圖像進行連續處理。
當取入圖5的時刻t1～t2的圖像信號時，圖像轉移到存儲區域3(M3)。測定后，根據取入到存儲器57的受光信號和壓力信號計算測定結果，當正常地進行了測量時，存儲區域3(M3)的圖像數據保持不變，并使得在下次測定時能夠蓋寫。又，當未能進行正確測定時，檢查是否從存儲區域3(M3)的圖像中抽取了角膜反射亮點。
當在前1個場中能夠抽取亮點，而在這個場中不能夠抽取亮點時，認為由眼瞼遮住角膜反射光，判斷為眨眼錯誤。又，如果能夠抽取角膜反射亮點，則使在字符發生裝置55的字符發生單元68中產生表示適當對準位置的視標，該圖像數據與存儲區域3(M3)的圖像數據混合，由DA變換單元69將圖像變換成模擬圖像信號在監視器2中顯示出來。
這樣，按照圖7所示的流程圖進行測定結果的顯示判斷。當進行了完成自動對準，驅動螺線管42，將來自噴嘴22的空氣吹在角膜Ec上的一連串作為眼壓測定操作的步驟S1時，在步驟S2進行存儲器57的壓力信號、受光信號的取入處理。在下一個判斷步驟S3中用預定的判斷條件進行是否能夠得到測定值的判斷。當在判斷步驟S3判斷為得到了測定值時轉移到步驟S4，將測定值換算成眼壓值在監視器2上顯示出眼壓值。
當在判斷步驟S3，判斷為不能得到測定值時，轉移到步驟S5，進行將圖像從存儲區域1或存儲區域2轉移到存儲區域3的處理。在判斷步驟S6，判斷是否能夠從存儲區域3抽取角膜亮點，當不能抽取時，確認是否從前1個圖像，即存儲在存儲區域1或存儲區域2中并判斷為對準OK的圖像抽取亮點，從而判斷為存在眨眼，轉移到步驟S7。
在步驟S7，通過在字符發生單元68中產生BLK的字符，形成測定值的結果欄，如圖8所示在存儲器2中，與實時圖像信號混合顯示出BLINK錯誤。又，當在判斷步驟S6判斷為抽取了角膜亮點時，在步驟S8如后所述地在監視器2中顯示出存儲區域3的圖像。
圖9A-圖9D是在儲區域3的圖像數據和字符發生裝置55的字符發生單元68中，混合了適當對準位置的視標的圖像。在瞳孔中心顯示的十字線是對準位置視標。通過確認圖9A，檢測者能夠判斷因為在測定瞬間被測眼E移動而向右側稍稍偏移進行了測定，所以成為測定錯誤。又，通過觀看圖9B，能夠判斷被測眼E在前后方向移動了。進一步，在圖9C中，能夠判斷由于眼瞼蓋下形成測定錯誤。此外，圖9D是正確的測定位置。
圖10是在監視器2上顯示了多個圖像的說明圖。這樣，不是在整個顯示畫面上顯示存儲區域3的圖像數據，而是在一部分上進行顯示，因為在眼壓計的情形中噴嘴22和角膜Ec的頂點的動作距離約為11mm相當短，所以當隱去實時圖像在整個畫面上顯示圖像時，存在著檢測者不能看到裝置與被測眼E接觸的可能性。故這是照顧到安全性的顯示方法。
在上述實施形式中，圖像存儲器54分成3個存儲區域，但是也可以分成2個存儲區域。這是因為，當測定眼壓時緊接眼壓測定之前的圖像數據成為1次測定的最后數據，所以例如將緊接測定之前的圖像數據存儲保持在存儲區域2中，它的前一個場是判斷為完成對準的下一個圖像數據，因為在該場中判斷是否完成了對準，所以通過將該圖像數據存儲保持在存儲區域1中，使分成2個存儲區域成為可能。
該保持的圖像數據，可以在測定結果后，在進入下一個測定的左右切換操作和打印開關的接通、開始開關的接通的定時消去，或者也可以在測定結果后的下一次對準時蓋寫。
圖11是圖6的變形圖，當存儲動圖像時備有能夠存儲比存儲區域3多的場圖像的存儲區域4。將判斷為完成對準的場的下一個場和緊接測定前的場依次送到存儲區域4，將從緊接測定前的場起的4～5個場、作為與約0.1秒長相當的圖像數據的合計6～7個場存儲在存儲區域4中。
如上述圖7所示的流程圖那樣，當判斷測定結果的顯示，并顯示緊接測定之前的圖像時，由D/A變換單元69′控制存儲區域4的各場的圖像數據使得各場40次與場速率一致地與實時圖像混合進行顯示。
即，40次顯示判斷為完成對準的下一個場，40次顯示它的下一個，即緊接測定之前的場，40次顯示之后的測定中的場，依次將這些場混合。從而，將慢重放圖像合計4～4.7秒長度，240～280個場的慢重放畫面，如圖12所示顯示在監視器2的右上角的小畫面部分中。
這時，將圖中未示出的慢重放的專用開關配置在下顎臺上下移動的開關10的近旁，能夠進行反復確認直到下次測定。又，在要中斷慢重放時，當接觸慢重放的專用開關以外的任何開關時，能夠進行中斷。
又，圖12是正常狀態的監視器2的顯示狀態，圖13是表示當發生測定錯誤時的監視器2的顯示狀態的說明圖。小畫面是靜止畫面，中央的被消息遮蓋的圖像是實時圖像。圖13A的目的是將被測眼發生移動通知檢測者，圖13B在小畫面內顯示移動偏離量，圖13C表示由于眼瞼蓋下造成錯誤時的顯示例。
從顯示的靜止畫面的提示回到通常畫面的時間設定為5～6秒的預定時間。又，想要比它更早地解除時，檢測者能夠利用跟蹤球3、滾柱4、打印機打印開關5、和測定開始開關6等的各開關進行解除。
此外，即便在能夠得到沒有測定錯誤的測定值的情形中，有時最好也顯示靜止圖像。被檢測者的眼睫毛因人而異，存在著當測定眼壓時即便眼睫毛某種程度地下蓋，測定值也不會產生問題的情形，但是其中也存在著由于眼睫毛下蓋，使測定值提高5～8mmHg以上的情形。非接觸眼壓計，通常作為檢測(screening)用當18mmHg以上時需要接受精密眼壓測定和眼底檢查。
但是，由于眼睫毛影響使眼壓升高，作為青光眼患者接受上述檢查時，患者也好醫療機構也好負擔都很大。所以，眼壓高時最好首先顯示緊接測定之前的圖像，確認眼睫毛是否下蓋。
圖像的取入與圖6的方框圖的情形同樣地進行。從存儲器57的壓力信號和受光信號計算眼壓值，如果測定眼壓值1OP在18mmHg以上，則如圖14所示地進行畫面顯示。圖15是該顯示控制的流程圖，是圖7所示的流程圖的變形圖。在圖15所示的流程圖中，在判斷步驟S3中得到測定值時，由判斷步驟S10判斷是否為預先設定的值18mmHg以上，如果是18mmHg以上則轉移到步驟S8，如圖14所示地進行顯示。
假定，如果比18mmHg低則轉移到步驟S4，在監視器2上如通常那樣地顯示出眼壓值。上述的基準值18mmHg能夠由各個醫療機構自行選擇，也能夠使它的缺省值變化為17mmHg或20mmHg。
又，當對單只眼睛進行多次測定時，最好只對最初的1次設定該靜止圖像。這是因為當每次顯示該靜止圖像時檢查效率惡化，并且如果要確認眼睫毛在最初的1次就能夠確認。當解除該靜止圖像的顯示時，通過與上述同樣地觸動任何一個開關或操作單元，或者經過預定時間實現解除。
如以上說明的那樣本發明的非接觸眼壓計，因為在不能得到測定結果時，能向被檢測者表示它的錯誤原因，所以例如當固定視線發生偏離時在下次測定時檢測者促使被檢測者注視固定視線目標，當眼瞼下蓋時在下次測定時可以幫助被檢測者留心眼瞼實施測定，從而在下次測定中能夠可靠地進行測定。
又，與現有例比較因為只在需要時顯示錯誤，所以不會損害檢查效率，用于更詳細地進行確認的動圖像的慢重放使檢測者能夠容易地明白，進一步，當超過基準眼壓值時，能夠確認被測眼的眼睫毛是否沒有影響。
權利要求
1.一種非接觸眼壓計，包括向角膜吹空氣的吹氣裝置；拍攝前眼部像的攝像裝置；存儲上述前眼部像的存儲裝置；在緊接向角膜吹空氣之前使得將上述前眼部像存儲在上述存儲裝置中的控制裝置；根據由吹到角膜的上述空氣產生的角膜的形變量測定眼壓值的眼壓測定裝置；以及根據上述眼壓測定裝置的測定結果顯示存儲的上述前眼部像的顯示裝置。
2.根據權利要求1所述的非接觸眼壓計，其特征在于當上述測定結果為錯誤或在預定眼壓值以上時進行上述顯示。
3.根據權利要求1所述的非接觸眼壓計，其特征在于上述顯示裝置與上述前眼部像一起顯示表示適當對準位置的視標。
4.根據權利要求1所述的非接觸眼壓計，其特征在于上述存儲裝置是記錄動圖像的裝置，上述顯示裝置可以慢重放上述動圖像。
5.根據權利要求1所述的非接觸眼壓計，其特征在于上述顯示裝置將存儲的上述前眼部像顯示在顯示畫面的一部分中。
全文摘要
本發明提供一種非接觸眼壓計，將緊接眼壓值測定之前的前眼部像存儲在存儲裝置中，當在測定結果中發現異常時，通過自動地顯示先前所取得的前眼部像，就可以容易地確定異常的原因。采用本發明，則實現能夠容易地判斷眼壓測定是否正常地進行的非接觸眼壓計。
文檔編號A61B3/16GK1489971SQ0315697
公開日2004年4月21日 申請日期2003年9月16日 優先權日2002年9月17日
發明者內田浩治 申請人:佳能株式會社