專利名稱：非接觸式超聲波眼壓計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過超聲波以非接觸方式測定被檢者眼睛的眼壓的非接觸式超 聲波眼壓計(jì)。
背景技術(shù)：
近年來，提出一種具有探頭、以非接觸式測定被檢者眼睛的眼壓的裝置，該探頭具 有朝著被檢者眼睛的角膜發(fā)射超聲波的振子和檢測角膜反射回的超聲波的傳感器(參見 專利文獻(xiàn)1)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1國際公開第2008/072527號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題然而，專利文獻(xiàn)1中，如果被檢者眼睛和裝置的操作距離(working distance)較 短，那么實(shí)際對(duì)人眼進(jìn)行眼壓測定時(shí)，很可能和被檢者眼睛接觸，容易對(duì)被檢者造成恐懼心 理。另一方面，如果操作距離較長，則檢測信號(hào)的S/N比低下，測定精度下降。本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)，旨在提供一種能夠確保相對(duì)于被檢者眼睛的操作距 離，并且能精度良好地測定眼壓的非接觸式超聲波眼壓計(jì)。解決問題的手段為了解決上述課題，本發(fā)明特征在于具有下列的結(jié)構(gòu)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠確保相對(duì)于被檢者眼睛的操作距離，并能精度良好地測定眼壓。


圖1是顯示本發(fā)明實(shí)施方式的非接觸式超聲波眼壓計(jì)的概略外觀圖。圖2是顯示該非接觸式超聲波眼壓計(jì)的控制系統(tǒng)的概略殼圖。圖3A、3B是顯示出射到空氣中的脈沖串波的振幅等級(jí)的時(shí)間變化的波形圖。圖4是顯示眼壓測定方法的一實(shí)例的流程圖。圖5是顯示反射波的振幅譜的一例。圖6A、6B是顯示多次被出射的脈沖串波的波形的波形圖。符號(hào)說明10 探頭70控制部
具體實(shí)施例方式下面，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是顯示本實(shí)施方式涉及的非 接觸式超聲波眼壓計(jì)的概略外觀圖，圖2是顯示本裝置的控制系統(tǒng)的概略殼圖。在圖1中，主體部(裝置主體)3中，設(shè)有設(shè)置在離開被檢者眼睛E的位置上的探 頭(transducer) 10，具有拍攝元件對(duì)眼睛E的前眼部進(jìn)行觀察的觀察光學(xué)系統(tǒng)20。又，在 主體部3的殼體內(nèi)設(shè)有圖未示的對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)和固視光學(xué)系統(tǒng)等。監(jiān)視器8顯示通過觀察 光學(xué)系統(tǒng)20的拍攝元件所拍攝到的前眼部像、測定結(jié)果等。檢查者一邊觀察監(jiān)視器8所顯 示的前眼部像，一邊操作操作桿4，驅(qū)動(dòng)部6基于該操作信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，主體部3進(jìn)行三維移 動(dòng)。這樣，進(jìn)行主體部3相對(duì)于眼睛E的對(duì)準(zhǔn)。探頭10以空氣為媒體朝眼睛E的角膜Ec出射超聲波脈沖，又，角膜Ec所反射的 超聲波脈沖作為反射波被檢測到。探頭10具有出射入射到眼睛E的超聲波(入射波)的 振子(超聲波發(fā)送部)11和檢測眼睛E反射的超聲波(反射波)的振動(dòng)檢測傳感器(超聲 波接收部)13，其用于非接觸式地測定眼睛E的眼壓。又，本實(shí)施方式的探頭10基于控制部 70的控制，兼作振子11的動(dòng)作和傳感器13的動(dòng)作。當(dāng)然，不限于此，振子11和傳感器13 也可是其他結(jié)構(gòu)。又，為了提高在空氣中的傳播效率，探頭10(超聲波收發(fā)部)中，最好采用發(fā)送接 收具有寬頻帶的頻率成分的超聲波束的空氣結(jié)合型超聲波探頭。例如，能夠發(fā)送具有大致 200kHz IMHz的頻帶的寬頻帶的超聲波。在這種情況下，可采用Microacoustic公司的 BAT 探頭。對(duì)于這樣的探頭，可參照美國專利5287331號(hào)公報(bào)，日本特表2005-506783號(hào) 公報(bào)等。當(dāng)然，不限于此，也可采用壓電(C-/)型的超聲波探頭。在圖2中，控制部70進(jìn)行測定值的計(jì)算、裝置整體的控制等?？刂撇?0對(duì)探頭10 的輸出信號(hào)進(jìn)行處理求得眼睛E的眼壓。探頭10和放大器81連接，探頭10輸出的電信號(hào) 通過放大器81放大，輸入到控制部70。又，控制部70和觀察光學(xué)系統(tǒng)20的各部件(光源、 拍攝元件等)、驅(qū)動(dòng)部6、顯示器8、存儲(chǔ)器75等連接。又，存儲(chǔ)器75中存儲(chǔ)有用于用探頭 10測定眼壓的測定程序、用于控制裝置整體的控制程序等。下面，對(duì)控制探頭10朝眼睛發(fā)送脈沖串波，基于該脈沖串波的反射波的譜信息測 定眼壓的方法進(jìn)行說明?？刂撇?0為使得探頭10發(fā)送脈沖串波而猝發(fā)驅(qū)動(dòng)探頭10的振子。通過該猝發(fā) 驅(qū)動(dòng)，從探頭10以固定的周期1/T(T為脈沖串頻率)反復(fù)發(fā)送K次超聲波脈沖。又，K為 脈沖串波數(shù)，表示脈沖波的周期數(shù)。將這樣K個(gè)超聲波脈沖的總和作為脈沖串波。圖3Α、3Β是顯示出射到空氣中的脈沖串波的振幅等級(jí)的時(shí)間變化的波形圖。圖3Α 顯示采用寬頻帶空氣結(jié)合超聲波探頭的情況下的波形。此時(shí)，探頭的結(jié)構(gòu)不會(huì)受到脈沖串波 發(fā)送時(shí)的殘響特性的影響，各脈沖波的波形均勻。圖3Α為采用陶瓷壓電探頭(壓電元件型探 頭)的情況下的波形。此時(shí)，由于脈沖串波發(fā)送時(shí)的殘響特性的影響，可能導(dǎo)致各脈沖波波形 的紊亂(參見圖3Β的框Ζ)。又，即使是陶瓷壓電探頭，也可通過采用復(fù)合壓電材料(例如， 在樹脂片中埋設(shè)壓電陶瓷柱的材料)的合成型寬頻帶超聲波探頭來降低殘響特性的影響。圖4是顯示眼壓測定方法的一例的流程圖。如果輸出規(guī)定的觸發(fā)信號(hào)，則控制部 70控制探頭10出射脈沖串波。脈沖串波朝角膜Ec出射，通過傳感器13檢測出反射波后， 從傳感器13輸出與反射波的音響強(qiáng)度(振幅等級(jí))對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并介由放大器81輸入至控制部70。接著，控制部70對(duì)檢測得到的反射波的音響強(qiáng)度進(jìn)行頻率分析(例如，傅立葉分 析)，取得作為反射波中的每個(gè)頻率的振幅等級(jí)的振幅譜。又，進(jìn)行傅立葉分析時(shí)的窗口函 數(shù)(例如，長方形窗口)的時(shí)域設(shè)定為包含由脈沖串波產(chǎn)生的角膜反射波的檢測時(shí)間。圖 5是反射波的振幅譜的實(shí)例。此處，控制部70檢測出所得到的振幅譜的峰值振幅等級(jí)(例如圖5中的振幅譜S 的峰值P)。然后，控制部70基于振幅譜的峰值振幅等級(jí)計(jì)算眼壓。存儲(chǔ)器75中，峰值振幅 等級(jí)和眼壓值的對(duì)應(yīng)關(guān)系以表格形式存儲(chǔ)，控制部70從存儲(chǔ)器75取得對(duì)應(yīng)于檢測到的峰 值振幅等級(jí)的眼壓值，并將所取得的眼壓值顯示在顯示器8。又，峰值振幅等級(jí)和眼壓值的 相應(yīng)關(guān)系，例如，可通過預(yù)先求得由本裝置得到的峰值振幅等級(jí)和由壓平眼壓計(jì)(goldman tonometer)得到的眼壓值之間的相應(yīng)關(guān)系來設(shè)定。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，即使相對(duì)于被檢者眼睛的操作距離較長(例如，IOmm左右)，也能 夠確保S/N比，得到穩(wěn)定的測定結(jié)果。更具體的，由脈沖串波產(chǎn)生的反射波的譜信息是各脈 沖波的譜信息累加得到的，因此峰值振幅等級(jí)的S/N比也提高了。此時(shí)，根據(jù)被檢者眼睛的 眼壓值的不同峰值振幅等級(jí)的變化量變大，可得到可靠度高的眼壓值。又，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，控制部70也可利用探頭10以規(guī)定的時(shí)間間隔多次向被檢者 眼睛出射脈沖串波，并基于與各脈沖串波對(duì)應(yīng)的反射波的振幅譜求得眼壓(參考圖6A、圖 6B)。圖6A為采用寬頻帶空氣結(jié)合超聲波探頭時(shí)的波形，圖6B為采用陶瓷壓電探頭(壓電 元件型探頭)時(shí)的波形。在圖6A、圖6B中，第一脈沖串波BW1、第二脈沖串波BW2、第三脈沖 串波BW3依次連續(xù)從探頭10出射。這樣，此時(shí)分別取得與各脈沖串波(脈沖串波BW1、BW2、 BW3)對(duì)應(yīng)的反射波的振幅譜，基于各振幅譜分別計(jì)算眼壓值。又，控制部70，也可基于各測 定值，計(jì)算代表值(例如，各測定值的平均值，各測定值中的中心值)，將其輸出到監(jiān)視器8 等。又，如上所述連續(xù)多次測定眼壓的時(shí)候，最好設(shè)定脈沖串波間的出射間隔和輸出時(shí)間以 得到眼壓值的分布情況，該眼壓值的分布表示出由被檢者的脈動(dòng)而導(dǎo)致的測定值的變動(dòng)。又，在采用寬頻帶空氣結(jié)合超聲波探頭的情況下，由于在各脈沖串波的休止時(shí)間 Th中未受到殘響特性的影響，因此容易判別角膜反射波和除此之外的其他情況。這樣，由于 可以可靠地對(duì)角膜反射波進(jìn)行傅立葉分析，因此在通過脈沖串波進(jìn)行連續(xù)測定的情況下是 有用的。又，在上述結(jié)構(gòu)中，最好脈沖串波頻率T和脈沖串波數(shù)(脈沖串波的周期數(shù))K的 至少一個(gè)可由控制部70任意變更。這是因?yàn)?，由于各個(gè)探頭的不同而導(dǎo)致超聲波的特性會(huì) 有偏差。此時(shí)，為使得振幅譜的峰值振幅等級(jí)的S/N提高，可設(shè)定脈沖串波頻率T和脈沖串 波數(shù)K。又，也可將脈沖串波的發(fā)生次數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，或顯示在監(jiān)視器上。又，在以上說明中，也可預(yù)先求得能得到振幅譜的峰值的頻率(中心頻率)，將其 存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器75中。然后，也可取得與預(yù)先設(shè)定的頻率對(duì)應(yīng)的振幅等級(jí)作為振幅譜的峰值 振幅等級(jí)，并基于此計(jì)算眼壓。又，也可取得包含振幅譜中的峰值的規(guī)定頻帶中的振幅等級(jí) 作為峰值振幅等級(jí)，并基于此計(jì)算眼壓。又，在以上說明中，雖然基于振幅譜計(jì)算眼壓，但是也可基于對(duì)角膜反射波進(jìn)行頻 率分析時(shí)的相位譜計(jì)算眼壓。更加具體來說，求得入射波和反射波的譜分布，基于規(guī)定的頻 率中入射波的相位和反射波的相位的相位差計(jì)算眼壓值。又，對(duì)于前述的以超聲波脈沖法
5檢測硬度的方法，可參照日本專利公開2002-272743號(hào)公報(bào)。又，在以上說明中，是將由探頭10檢測到的波形的傅立葉分析中所用到的窗口函 數(shù)作成矩形窗口，但是不限于此，可采用任意的窗口函數(shù)(例如，漢寧窗、漢明窗等)。又，在以上說明中，雖然基于脈沖串波的反射波中的譜信息計(jì)算眼壓，但是不限于 此，也可是基于波的反射輸出計(jì)算眼壓的結(jié)構(gòu)。例如，基于各脈沖串波的反射波的振幅強(qiáng)度 計(jì)算眼壓。又，在以上說明中，雖然是采用軟件進(jìn)行運(yùn)算處理來求出眼壓，但是不限于此，也 可通過硬件(電路結(jié)構(gòu))的信號(hào)處理進(jìn)行同樣的處理。
權(quán)利要求
一種非接觸式超聲波眼壓計(jì)，其特征在于，包括超聲波探頭，其相對(duì)于被檢者眼睛以非接觸方式發(fā)送超聲波脈沖波，并接收從被檢者眼睛反射的超聲波脈沖波；發(fā)送單元，其為了朝被檢者眼睛發(fā)送脈沖串波而向所述超聲波探頭發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并使得以一定周期1/T重復(fù)K次從所述超聲波探頭發(fā)送超聲波脈沖波，其中T為脈沖串頻率，K是作為脈沖波的周期數(shù)的脈沖串波數(shù)；運(yùn)算單元，其在所述超聲波探頭接收到由被檢者眼睛反射的脈沖串波時(shí)，基于超聲波探頭輸出的輸出信號(hào)求得眼壓。
2.如權(quán)利要求1所述的非接觸式超聲波眼壓計(jì)，其特征在于，所述運(yùn)算單元處理輸出 信號(hào)取得脈沖串波的譜信息，基于所述譜信息求得眼壓。
3.如權(quán)利要求2所述的非接觸式超聲波眼壓計(jì)，其特征在于，所述運(yùn)算單元處理輸出 信號(hào)取得脈沖串波的振幅譜信息，基于所述振幅譜的峰值振幅等級(jí)求得眼壓。
4.如權(quán)利要求1所述的非接觸式超聲波眼壓計(jì)，其特征在于，所述發(fā)送單元將脈沖串 波多次發(fā)送到被檢者眼睛；所述運(yùn)算單元，處理輸出信號(hào)分別取得各脈沖串波的譜信息，基于譜信息求得與各脈 沖串波對(duì)應(yīng)的眼壓。
5.如權(quán)利要求1所述的非接觸式超聲波眼壓計(jì)，其特征在于，所述超聲波探頭為發(fā)送 接收具有寬頻帶的頻率成分的超聲波的寬頻帶超聲波探頭。
6.如權(quán)利要求1所述的非接觸式超聲波眼壓計(jì)，其特征在于，所述發(fā)送單元能夠改變 脈沖串頻率T和脈沖串波數(shù)K中的至少一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非接觸式超聲波眼壓計(jì)，包括超聲波探頭，其相對(duì)于被檢者眼睛以非接觸方式發(fā)送接收超聲波；發(fā)送單元，其為了朝被檢者眼睛發(fā)送脈沖串波而向所述超聲波探頭發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并以一定周期重復(fù)從所述超聲波探頭發(fā)送超聲波脈沖；運(yùn)算單元，其在接收到由被檢者眼睛反射的脈沖串波時(shí)，基于超聲波探頭輸出的輸出信號(hào)求得眼壓。
文檔編號(hào)A61B8/10GK101926659SQ201010217800
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者三輪哲之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼德克