JP2011045602A - Non-contact ultrasonic tonometer - Google Patents

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JP2011045602A
JP2011045602A JP2009197619A JP2009197619A JP2011045602A JP 2011045602 A JP2011045602 A JP 2011045602A JP 2009197619 A JP2009197619 A JP 2009197619A JP 2009197619 A JP2009197619 A JP 2009197619A JP 2011045602 A JP2011045602 A JP 2011045602A
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ultrasonic tonometer
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JP2009197619A
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Tetsuyuki Miwa
哲之 三輪
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Nidek Co Ltd
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Nidek Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure the intraocular pressure of a subject's eye and to suitably confirm the condition of the eye examined. <P>SOLUTION: This non-contact ultrasonic tonometer includes an ultrasonic probe having a transmitting/receiving part for transmitting/receiving ultrasonic beams to the cornea of the subject's eye in a non-contact manner, and an observation optical system having an observation optical axis for observing the front eye part image of the subject's eye and arranged separately from the probe so that the center axis of the probe and the observation optical axis intersect at a predetermined angle. The intraocular pressure of the subject's eye is measured based on characteristics of cornea reflected waves received by the probe. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波を用いて非接触にて被検者眼の眼圧を測定する非接触式超音波眼圧計に関する。   The present invention relates to a non-contact ultrasonic tonometer that measures intraocular pressure of a subject's eye in a non-contact manner using ultrasonic waves.

被検者眼に入射する入射波と被検者眼からの反射波と比較して被検者眼の眼圧を測定する装置としては、被検者眼に対して振動を入射する振動子と被検者眼からの反射波を検出する振動検出センサとを有する探触子を保持すると共に,先端に眼球が接触される弾性キャップを有するプローブペンを有し、弾性キャップを被検者眼に接触させた状態にて被検者眼の眼圧を測定する接触式の眼圧検査装置が提案されている(特許文献1参照)。   As an apparatus for measuring intraocular pressure of a subject's eye in comparison with an incident wave incident on the subject's eye and a reflected wave from the subject's eye, a vibrator that injects vibration into the subject's eye The probe has a probe having a vibration detection sensor for detecting a reflected wave from the subject's eye, and has a probe pen having an elastic cap that is in contact with the eyeball at the tip, and the elastic cap is attached to the subject's eye. A contact-type tonometry apparatus that measures the intraocular pressure of a subject's eye in a contacted state has been proposed (see Patent Document 1).

また、非接触式の構成としては、被検者眼(ただし、模型眼)に対して超音波を入射する振動子と被検者眼からの反射波を検出する振動検出センサとを有する探触子が設けられ、被検者眼の眼前に探触子を配置させた状態で被検者眼の眼圧を非接触にて測定する眼圧検査装置が提案されている(特許文献2参照)。   Further, as a non-contact type configuration, a probe having a transducer for applying ultrasonic waves to a subject's eye (however, a model eye) and a vibration detection sensor for detecting a reflected wave from the subject's eye. There has been proposed an intraocular pressure inspection device that measures the intraocular pressure of a subject's eye in a non-contact manner in a state where a child is provided and a probe is placed in front of the subject's eye (see Patent Document 2). .

特開2004−267299JP 2004-267299 A 国際公開第2008/072527号International Publication No. 2008/072527

しかしながら、特許文献1の構成の場合、被検者眼にプローブペンを接触させた状態で眼圧測定を行うものであり、被検者眼への負担が大きい。また、特許文献2の構成の場合、模型眼に対する測定を想定したものにすぎず、実際の人眼を測定するにはまだ不十分であり、実用化に向けた課題は多い。例えば、人眼の場合、固視微動や被検者眼の視線移動によって眼が動くことから、被検者眼に対する探触子のアライメントずれの影響で、振動検出センサによって検出される反射波の特性(例えば、周波数、位相等)が変化してしまい、測定結果にバラツキが生じてしまう可能性がある。また、被検者の恐怖心を緩和するには、角膜と装置との作動距離をある程度確保する必要がある(例えば、10mm程度)。   However, in the case of the configuration of Patent Document 1, the intraocular pressure measurement is performed in a state where the probe pen is in contact with the subject's eye, and the burden on the subject's eye is large. Moreover, in the case of the structure of patent document 2, it is only what assumed the measurement with respect to a model eye, and is still inadequate for measuring an actual human eye, and there are many problems for practical use. For example, in the case of a human eye, the eye moves due to microscopic eye movement or movement of the eye of the subject's eye. There is a possibility that characteristics (for example, frequency, phase, etc.) will change, resulting in variations in measurement results. Further, in order to alleviate the fear of the subject, it is necessary to secure a certain working distance between the cornea and the device (for example, about 10 mm).

本発明は、上記従来技術を鑑み、被検者眼の眼圧を精度良く測定すると共に、被検眼の状態を好適に確認できる非接触式超音波眼圧計を提供することを技術課題とする。   In view of the above-described prior art, an object of the present invention is to provide a non-contact ultrasonic tonometer that can accurately measure the intraocular pressure of the subject's eye and can suitably check the state of the subject's eye.

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。   In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.

(1)
被検者眼角膜に対し超音波ビームを非接触にて送信し,受信するための送受信部を有する超音波探触子と、
前記被検者眼の前眼部像を観察するための観察光軸を持ち、前記探触子の中心軸と該観察光軸とが所定角度で交わるように前記探触子に対して分離して配置された観察光学系と、を備え、
前記探触子によって受信された角膜反射波の特性に基づいて被検者眼の眼圧を測定する。
(2) (1)の非接触式超音波眼圧計において、
前記探触子は、被検者眼に対向して配置され、
前記観察光学系は、被検者眼に対して斜め前方に配置されていることを特徴とする。
(3) (2)の非接触式超音波眼圧計において、
前記探触子の中心部には、開口部が形成されていることを特徴とする。
(4) (3)の非接触式超音波眼圧計において、
被検者眼に対する前記探触子のアライメント状態を検出するためのアライメント光軸を持ち、前記探触子の中心軸と該アライメント光軸とが所定角度で交わるように前記探触子に対して分離して配置されたアライメント検出光学系を備え、
前記アライメント検出光学系は、観察光学系による兼用、又は観察光学系とは別に配置されていることを特徴とする。
(5) (4)の非接触式超音波眼圧計において、
前記探触子は、その中心軸が水平面に対して平行となるように配置され、
前記観察光学系は、前記探触子の下方に配置されていることを特徴とする。
(6) (5)の非接触式超音波眼圧計において、
前記探触子の送受信部は、送信部と受信部とが分離して配置され、中心から近い順に、前記開口部、前記受信部、前記送信部とが同心円状に形成されていることを特徴とする。
(7) (6)の非接触式超音波眼圧計において、
前記探触子の外縁部より外側に配置され、被検者眼に対して前記探触子の上下左右方向のアライメントを行うためのアライメント指標を投影する第1アライメント指標投影光学系を備えることを特徴とする。
(8) (7)の非接触式超音波眼圧計において、
前記第1アライメント指標投影光学系は、その中心軸が前記観察光学系の観察光軸と同軸となるように配置されていることを特徴とする。
(9) (8)の非接触式超音波眼圧計において、
被検者眼に対して前記探触子の作動距離方向のアライメントを行うためのアライメント指標を斜め方向から投影する第2アライメント指標投影光学系と、
前記第2アライメント指標投影光学系による角膜反射光を斜め方向から検出する作動距離検出光学系と、を備え、
第2アライメント指標投影光学系と前記作動距離検出光学系は、前記探触子の中心軸に対して対称に配置されていることを特徴とする。
(10) (1)〜(9)のいずれかの非接触式超音波眼圧計において、前記送受信部の少なくともどちらかは、広帯域空気結合型探触子であることを特徴とする。
(11) (10)の非接触式超音波眼圧計において、前記開口部を介して被検者眼に固視標を投影するための固視光軸を有し、前記探触子の中心軸と該光軸とが同軸となるように配置された固視標投影光学系を備えることを特徴とする。
(12) (6)の非接触式超音波眼圧計において、
前記アライメント検出光学系は、被検者眼に対して斜め前方の2方向に配置されていることを特徴とする。
(1)
An ultrasonic probe having a transmission / reception unit for transmitting and receiving an ultrasonic beam to a subject's eye cornea in a non-contact manner;
It has an observation optical axis for observing the anterior segment image of the subject's eye, and is separated from the probe so that the central axis of the probe and the observation optical axis intersect at a predetermined angle And an observation optical system arranged
The intraocular pressure of the subject's eye is measured based on the characteristics of the corneal reflected wave received by the probe.
(2) In the non-contact ultrasonic tonometer of (1),
The probe is disposed to face the subject's eye,
The observation optical system is arranged obliquely forward with respect to the subject's eye.
(3) In the non-contact ultrasonic tonometer of (2),
An opening is formed at the center of the probe.
(4) In the non-contact ultrasonic tonometer of (3),
The probe has an alignment optical axis for detecting the alignment state of the probe with respect to the subject's eye, and the probe has a central axis intersecting the alignment optical axis at a predetermined angle with respect to the probe. It has an alignment detection optical system arranged separately,
The alignment detection optical system is characterized by being shared by an observation optical system or arranged separately from the observation optical system.
(5) In the non-contact ultrasonic tonometer of (4),
The probe is arranged so that its central axis is parallel to the horizontal plane,
The observation optical system is arranged below the probe.
(6) In the non-contact ultrasonic tonometer of (5),
The transmitter / receiver of the probe is configured such that a transmitter and a receiver are separated and the opening, the receiver, and the transmitter are concentrically formed in order from the center. And
(7) In the non-contact ultrasonic tonometer of (6),
A first alignment index projection optical system that is disposed outside the outer edge of the probe and projects an alignment index for aligning the probe in the vertical and horizontal directions with respect to the subject's eye; Features.
(8) In the non-contact ultrasonic tonometer of (7),
The first alignment index projection optical system is arranged such that a central axis thereof is coaxial with an observation optical axis of the observation optical system.
(9) In the non-contact ultrasonic tonometer of (8),
A second alignment index projection optical system that projects an alignment index for performing alignment in the working distance direction of the probe with respect to the subject's eye from an oblique direction;
A working distance detection optical system that detects corneal reflected light from the second alignment index projection optical system from an oblique direction;
The second alignment index projection optical system and the working distance detection optical system are arranged symmetrically with respect to the center axis of the probe.
(10) In the non-contact ultrasonic tonometer according to any one of (1) to (9), at least one of the transmission / reception units is a broadband air-coupled probe.
(11) In the non-contact ultrasonic tonometer of (10), the probe has a fixation optical axis for projecting a fixation target onto the subject's eye through the opening, and the central axis of the probe And a fixation target projection optical system arranged so that the optical axis is coaxial with the optical axis.
(12) In the non-contact ultrasonic tonometer of (6),
The alignment detection optical system is arranged in two directions obliquely forward with respect to the subject's eye.

本発明によれば、被検者眼の眼圧を精度良く測定すると共に、被検眼の状態を好適に確認できる。   According to the present invention, it is possible to accurately measure the intraocular pressure of the subject's eye and to suitably check the state of the subject's eye.

図1は、本実施形態に係る非接触式超音波眼圧計の測定系及び光学系の概略構成図である。なお、以下の測定系及び光学系は、図示無き筐体に内蔵されている。また、その筐体は、周知のアライメント用移動機構により、被検者眼Eに対して三次元的に移動されてもよい。また、手持ちタイプ(ハンディタイプ)であってもよい。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a measurement system and an optical system of a non-contact ultrasonic tonometer according to the present embodiment. The following measurement system and optical system are built in a housing (not shown). Further, the housing may be moved three-dimensionally with respect to the subject's eye E by a known alignment moving mechanism. Moreover, a hand-held type (handy type) may be used.

超音波探触子10は、空気を媒体として被検者眼Eの角膜Ecに向けて超音波ビーム(パルス波又は連続波)を出射し、また、角膜Ecで反射された超音波ビームを検出する。探触子10は、超音波の送受信部11として、角膜Ecに入射させる超音波(入射波)を出射する送信部12と、角膜Ecで反射された超音波(反射波)を検出する受信部13と、を有し、被検者眼Eの眼圧を非接触で測定するために用いられる。なお、探触子10は、送信部12と受信部13とが分離して配置されているが、もちろん単一の構成により送信部12と受信部13を兼用してもよい。   The ultrasonic probe 10 emits an ultrasonic beam (pulse wave or continuous wave) toward the cornea Ec of the subject's eye E using air as a medium, and detects the ultrasonic beam reflected by the cornea Ec. To do. The probe 10 includes, as an ultrasonic transmission / reception unit 11, a transmission unit 12 that emits ultrasonic waves (incident waves) that are incident on the cornea Ec, and a reception unit that detects ultrasonic waves (reflected waves) reflected by the cornea Ec. 13 and is used to measure the intraocular pressure of the subject's eye E in a non-contact manner. In the probe 10, the transmission unit 12 and the reception unit 13 are separated from each other. Of course, the transmission unit 12 and the reception unit 13 may be used in a single configuration.

送受信部11における送信部12及び受信部13は、所定の作動距離離れて被検者眼に対向して配置され、被検者眼に対して略正面方向より超音波を送受信可能な位置に配置されている(図1参照)。より好ましくは、送信部12及び受信部13は、被検者眼Eの近傍位置に配置される。また、本実施形態において、探触子10は、探触子10の中心軸C1が水平面に対して平行となるように配置されている。   The transmission unit 12 and the reception unit 13 in the transmission / reception unit 11 are disposed to face the subject's eye at a predetermined working distance, and are disposed at a position where ultrasonic waves can be transmitted / received from the substantially front direction with respect to the subject's eye. (See FIG. 1). More preferably, the transmission unit 12 and the reception unit 13 are arranged in the vicinity of the subject eye E. In the present embodiment, the probe 10 is arranged so that the central axis C1 of the probe 10 is parallel to the horizontal plane.

図2は、本実施形態に係る探触子10を正面から見たときの概略構成図である。探触子10は、開口部18(例えば、直径1mm程度の円孔)を中心部(中心軸C1上)有し、開口部18の外側にリング状の受信部13を有し、受信部13の外側にリング状の送信部12を有する。開口部18は、固視光源32(後述する)から発せられた固視光束を通過させるために探触子10に形成されている。より具体的には、中心から近い順に、開口部18、受信部13、送信部12とが同心円状に形成されている
これにより、送信部12により外側から角膜Ecに向けて超音波が送信され、受信部13により内側にて角膜反射波が受信される。なお、送信部12と受信部13の位置関係は、逆でも良い。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram when the probe 10 according to the present embodiment is viewed from the front. The probe 10 has an opening 18 (for example, a circular hole having a diameter of about 1 mm) at the center (on the central axis C1), a ring-shaped receiving unit 13 outside the opening 18, and the receiving unit 13 The ring-shaped transmission unit 12 is provided on the outer side. The opening 18 is formed in the probe 10 in order to pass a fixation light beam emitted from a fixation light source 32 (described later). More specifically, the opening 18, the receiver 13, and the transmitter 12 are formed concentrically in order from the center, whereby ultrasonic waves are transmitted from the outside toward the cornea Ec by the transmitter 12. The corneal reflection wave is received inside by the receiving unit 13. Note that the positional relationship between the transmission unit 12 and the reception unit 13 may be reversed.

また、送受信部11には、空気中での伝搬効率を高めるために、広帯域の周波数成分を持つ超音波ビームを送受信する空気結合型の超音波送受信部(超音波探触子)が用いられることが好ましい。この場合、マイクロアコースティック(Microacoustic)社のBATTM探触子を用いることができる。このような探触子の詳細については、米国特許5287331号公報、特表2005−506783号公報、等を参照されたい。もちろん、これに限るものではなく、ピエゾ型の超音波送受信部(超音波探触子)が用いられてもよい。また、一方の送受信部が広帯域空気結合型探触子で、他方の送受信部がピエゾ型の探触子であってもよい。 In addition, an air-coupled ultrasonic transmission / reception unit (ultrasonic probe) that transmits and receives an ultrasonic beam having a broadband frequency component is used for the transmission / reception unit 11 in order to increase propagation efficiency in the air. Is preferred. In this case, a Microacoustic BAT probe can be used. For details of such a probe, refer to US Pat. No. 5,287,331, JP 2005-506783 A and the like. Of course, the present invention is not limited to this, and a piezoelectric ultrasonic transmission / reception unit (ultrasonic probe) may be used. One transmitter / receiver may be a broadband air-coupled probe, and the other transmitter / receiver may be a piezo-type probe.

図1の説明に戻る。本装置の光学系としては、被検者眼Eの前眼部を斜め方向から観察するための観察光学系20と、被検者眼Eを正面方向から固視させるための固視標投影(呈示)光学系30と、上下左右方向のアライメント状態検出用の第1指標を角膜Ecに投影するための第1指標投影光学系40と、前後方向である作動距離方向のアライメント状態検出用の第2指標を角膜Ecに投影するための第2指標投影光学系50と、角膜Ecに投影された第2指標を検出するための指標検出光学系55と、が設けられている。   Returning to the description of FIG. The optical system of the present apparatus includes an observation optical system 20 for observing the anterior segment of the subject's eye E from an oblique direction, and a fixation target projection for fixing the subject's eye E from the front direction ( Presentation) Optical system 30, first index projection optical system 40 for projecting a first index for detecting the alignment state in the vertical and horizontal directions onto the cornea Ec, and a first index for detecting the alignment state in the working distance direction which is the front-rear direction. A second index projection optical system 50 for projecting two indices onto the cornea Ec and an index detection optical system 55 for detecting the second index projected onto the cornea Ec are provided.

観察光学系20は、対物レンズ23と、二次元撮像素子26と、を有し、探触子10より被検眼側において、その光軸(観察光軸)L1が探触子10の中心軸C1に対して所定角度で交わるように配置されている。観察光学系20は、探触子10の外縁部より外側(例えば、探触子10の下方)に配置される。前眼部照明光源(例えば、第1指標投影光学系40)によって照明された前眼部像は、対物レンズ23によって撮像素子26に結像される。撮像素子26によって撮像された前眼部像は、後述するモニタ72に表示される。   The observation optical system 20 includes an objective lens 23 and a two-dimensional image sensor 26, and the optical axis (observation optical axis) L <b> 1 is the central axis C <b> 1 of the probe 10 on the eye side of the probe 10. Are arranged so as to intersect at a predetermined angle. The observation optical system 20 is disposed outside the outer edge portion of the probe 10 (for example, below the probe 10). The anterior ocular segment image illuminated by the anterior ocular segment illumination light source (for example, the first index projection optical system 40) is imaged on the image sensor 26 by the objective lens 23. The anterior segment image captured by the image sensor 26 is displayed on a monitor 72 described later.

また、上記観察光学系20は、後述するリング指標像Rを検出して、被検者眼に対する探触子10のアライメント状態を検出するアライメント検出光学系として利用できる。そして、撮像素子26からの検出結果は、アライメントエラー判定、被検者眼に対する探触子10の自動アライメント、等に利用されうる。   The observation optical system 20 can be used as an alignment detection optical system that detects a ring index image R, which will be described later, and detects the alignment state of the probe 10 with respect to the subject's eye. The detection result from the image sensor 26 can be used for alignment error determination, automatic alignment of the probe 10 with respect to the subject's eye, and the like.

固視標投影光学系30は、可視光源32を有し、被検者眼Eを固視させるための固視標を被検者眼Eに投影する。光源32からの可視光は、開口絞りによって光束径が絞られ、全反射ミラー36で反射され、開口部18を介して被検者眼Eの眼底に投影される。固視標投影光学系30の光軸L2は、ミラー36によって探触子10の中心軸C1と同軸にされている。これにより、探触子10は、被検者眼の視線方向に配置された状態となる。   The fixation target projection optical system 30 has a visible light source 32 and projects a fixation target for fixing the subject eye E onto the subject eye E. Visible light from the light source 32 has its beam diameter reduced by the aperture stop, reflected by the total reflection mirror 36, and projected onto the fundus of the subject's eye E through the opening 18. The optical axis L2 of the fixation target projection optical system 30 is coaxial with the central axis C1 of the probe 10 by the mirror 36. Thereby, the probe 10 will be in the state arrange | positioned in the gaze direction of a subject's eye.

第1指標投影光学系40は、探触子10の外縁部より外側に配置され、赤外光源42を有し、第1のアライメント指標である赤外光を斜め方向から角膜Ecに投影する。より具体的には、赤外光源42は略リング状の光源であって、その中心軸が観察光軸L1と同軸になるように配置されている。これにより、角膜Ec上にリング指標像Rが形成される(図3参照)。なお、光源42は、前眼部照明光源を兼用する。   The first index projection optical system 40 is disposed outside the outer edge portion of the probe 10, has an infrared light source 42, and projects infrared light as a first alignment index onto the cornea Ec from an oblique direction. More specifically, the infrared light source 42 is a substantially ring-shaped light source, and is arranged so that its central axis is coaxial with the observation optical axis L1. As a result, a ring index image R is formed on the cornea Ec (see FIG. 3). The light source 42 also serves as an anterior ocular segment illumination light source.

そして、角膜Ecに形成されたリング指標像Rは、前眼部像と共に、対物レンズ23によって撮像素子26に結像する。そして、撮像素子26によって検出されたリング指標像Rは、モニタ72上に表示される(図3中のリングR参照)。この場合、指標像Rのリング中心と観察光軸L1が一致する位置がアライメント完了位置となる。   The ring index image R formed on the cornea Ec is imaged on the image sensor 26 by the objective lens 23 together with the anterior segment image. Then, the ring index image R detected by the image sensor 26 is displayed on the monitor 72 (see the ring R in FIG. 3). In this case, the position where the ring center of the index image R coincides with the observation optical axis L1 is the alignment completion position.

なお、投影光学系40について、その投影光軸(中心軸)が観察光軸L1と同軸になるように配置されるようにしてもよい。例えば、観察光学系20の光路中にハーフミラー等の光路分岐ミラーが配置され、光源42からの光が光路分岐ミラーを介して被検者眼に投影される。   Note that the projection optical system 40 may be arranged so that its projection optical axis (center axis) is coaxial with the observation optical axis L1. For example, an optical path branching mirror such as a half mirror is disposed in the optical path of the observation optical system 20, and light from the light source 42 is projected onto the subject's eye via the optical path branching mirror.

第2指標投影光学系50は、赤外光源51を有し、第2のアライメント指標である赤外光を斜め方向から角膜Ecに投影する。指標検出光学系55は、位置検出素子(例えば、ラインCCD)58を有し、第2指標投影光学系50によって角膜Ecに形成された第2指標像を検出する(角膜Ecで反射された光源51からの赤外光を受光する)。なお、投影光学系50の光軸L4と指標検出光学系55の光軸L5は、探触子10の中心軸に対して対称な軸を持ち、光軸L5は光軸L4と中心軸C1上で交差する。これにより、被検者眼と探触子10との作動距離が精度良く検出される。なお、図1において、投影光学系50及び検出光学系55は、説明の便宜上上下方向に配置されているが、実際には左右方向に配置されている。   The second index projection optical system 50 includes an infrared light source 51 and projects infrared light as a second alignment index onto the cornea Ec from an oblique direction. The index detection optical system 55 includes a position detection element (for example, a line CCD) 58 and detects a second index image formed on the cornea Ec by the second index projection optical system 50 (light source reflected by the cornea Ec). Infrared light from 51 is received). The optical axis L4 of the projection optical system 50 and the optical axis L5 of the index detection optical system 55 have an axis that is symmetric with respect to the central axis of the probe 10, and the optical axis L5 is on the optical axis L4 and the central axis C1. Cross at. Thereby, the working distance between the subject's eye and the probe 10 is detected with high accuracy. In FIG. 1, the projection optical system 50 and the detection optical system 55 are arranged in the vertical direction for convenience of explanation, but are actually arranged in the horizontal direction.

なお、作動距離方向のアライメント状態の検出は、探触子10によって行われてもよい(例えば、被検者眼に出射された超音波が探触子10に戻っているまでの時間が距離に換算される)。   The alignment state in the working distance direction may be detected by the probe 10 (for example, the time until the ultrasonic wave emitted to the subject's eye returns to the probe 10 is the distance. Converted).

図3は、本実施形態に係る装置の制御系の概略ブロック図である。演算制御部70は、装置全体の制御等を行う。送受信部11は制御部70に接続され、制御部70からの駆動信号が送信部12に入力される。また、受信部13から出力された電気信号は、増幅された後、制御部70に入力される。そして、制御部70は、受信部13にて検出された反射波の出力波形を解析して、眼圧値を算出する。また、演算制御部70には、撮像素子26、光源32、光源42、光源51、位置検出素子58、モニタ72、メモリ75、等が接続されている。なお、メモリ75には、探触子10を用いて眼圧を測定するための測定プログラム、装置全体の制御を行うための制御プログラム、等が記憶されている。   FIG. 3 is a schematic block diagram of a control system of the apparatus according to the present embodiment. The arithmetic control unit 70 controls the entire apparatus. The transmission / reception unit 11 is connected to the control unit 70, and a drive signal from the control unit 70 is input to the transmission unit 12. The electric signal output from the receiving unit 13 is amplified and then input to the control unit 70. Then, the control unit 70 analyzes the output waveform of the reflected wave detected by the receiving unit 13 and calculates an intraocular pressure value. Further, the image pickup device 26, the light source 32, the light source 42, the light source 51, the position detection element 58, the monitor 72, the memory 75, and the like are connected to the arithmetic control unit 70. The memory 75 stores a measurement program for measuring intraocular pressure using the probe 10, a control program for controlling the entire apparatus, and the like.

以上のような構成を備える装置において、被検者眼Eの眼圧を測定する場合について説明する。まず、検者は、被検者に固視標(光源32)を注視させる。また、モニタ72に表示された前眼部像を観察しながら、被検者眼Eに対する探触子10のアライメントを行う。このとき、演算制御部70は、図3に示すように、撮像素子26によって撮像されたリング指標像Rを含む前眼部像と後述するレチクルLT及びインジケータGとをモニタ72に表示する。なお、演算制御部70は、位置検出素子58からの出力信号に基づいて作動距離方向のアライメント状態を検出し、その検出結果に基づいてインジケータGの表示を制御する。   A case where the intraocular pressure of the subject eye E is measured in the apparatus having the above configuration will be described. First, the examiner causes the subject to gaze at the fixation target (light source 32). In addition, the probe 10 is aligned with the subject eye E while observing the anterior segment image displayed on the monitor 72. At this time, as shown in FIG. 3, the arithmetic control unit 70 displays on the monitor 72 an anterior ocular segment image including the ring index image R imaged by the image sensor 26 and a later-described reticle LT and indicator G. The arithmetic control unit 70 detects the alignment state in the working distance direction based on the output signal from the position detection element 58, and controls the display of the indicator G based on the detection result.

検者は、リング指標像RとレチクルLRが同心円状となるように、上下左右方向のアライメントを行う。また、インジケータGが適正な表示状態(例えば、インジゲータが一本の状態)となるように、作動距離方向のアライメントを行う。   The examiner performs vertical and horizontal alignment so that the ring index image R and the reticle LR are concentric. Further, alignment in the working distance direction is performed so that the indicator G is in an appropriate display state (for example, a single indicator).

上下左右前後方向のアライメントが完了され、所定のトリガ信号が手動で又は自動的に入力されると、演算制御部70は、送信部12から超音波ビームを角膜Ecに向けて出射し、角膜Ecで反射された超音波ビームを受信部13で検出する。そして、演算制御部70は、送受信部11による検出結果に基づいて被検者眼Eの眼圧を求め、その結果をモニタ72に表示する。   When alignment in the up / down / left / right / front / rear direction is completed and a predetermined trigger signal is input manually or automatically, the calculation control unit 70 emits an ultrasonic beam from the transmission unit 12 toward the cornea Ec, and the cornea Ec. The receiving unit 13 detects the ultrasonic beam reflected by. Then, the arithmetic control unit 70 obtains the intraocular pressure of the subject's eye E based on the detection result by the transmission / reception unit 11 and displays the result on the monitor 72.

送信部12から所定波形の超音波ビームが角膜Ecに照射された場合、その超音波ビームによる角膜反射波の特性・波形(反射波の振幅、位相、等)は、被検者の眼圧によって変化する。そこで、制御部70は、受信部13で検出される反射波の特性・波形(例えば、超音波の振幅、位相、等の所定物理量)と眼圧との関係から、被検者眼の眼圧値を算出する。   When an ultrasonic beam having a predetermined waveform is irradiated from the transmitter 12 to the cornea Ec, the characteristic / waveform (amplitude, phase, etc. of the reflected wave) of the corneal reflected wave by the ultrasonic beam depends on the intraocular pressure of the subject. Change. Therefore, the control unit 70 determines the intraocular pressure of the subject's eye from the relationship between the characteristic and waveform of the reflected wave detected by the receiving unit 13 (for example, a predetermined physical quantity such as the amplitude and phase of ultrasonic waves) and the intraocular pressure. Calculate the value.

例えば、制御部70は、検出された反射波の音響強度を周波数解析(例えば、フーリエ解析)し、反射波における周波数毎の振幅レベルである振幅スペクトルを取得する。図4は反射波の振幅スペクトルの例である。   For example, the control unit 70 performs frequency analysis (for example, Fourier analysis) on the acoustic intensity of the detected reflected wave, and acquires an amplitude spectrum that is an amplitude level for each frequency in the reflected wave. FIG. 4 is an example of the amplitude spectrum of the reflected wave.

ここで、制御部70は、得られた振幅スペクトルのピーク振幅レベル(例えば、図4における振幅スペクトルSのピーク値P)を検出する。そして、制御部70は、振幅スペクトルのピーク振幅レベルに基づいて眼圧を算出する。メモリ75には、ピーク振幅レベルと眼圧値との相関関係がテーブルとして記憶されており、制御部70は、検出されたピーク振幅レベルに対応する眼圧値をメモリ75から取得し、得られた眼圧値をモニタ72に表示する。なお、ピーク振幅レベルと眼圧値との相関関係は、例えば、本装置によって取得されるピーク振幅レベルとゴールドマン眼圧計によって得られる眼圧値との相関関係を予め求めておくことにより設定可能である。   Here, the control unit 70 detects the peak amplitude level of the obtained amplitude spectrum (for example, the peak value P of the amplitude spectrum S in FIG. 4). And the control part 70 calculates intraocular pressure based on the peak amplitude level of an amplitude spectrum. The memory 75 stores a correlation between the peak amplitude level and the intraocular pressure value as a table, and the control unit 70 obtains the intraocular pressure value corresponding to the detected peak amplitude level from the memory 75 and obtains it. The intraocular pressure value is displayed on the monitor 72. The correlation between the peak amplitude level and the intraocular pressure value can be set, for example, by obtaining in advance the correlation between the peak amplitude level acquired by this device and the intraocular pressure value obtained by the Goldman tonometer. It is.

以上のように、探触子10と観察光学系(アライメント検出光学系)20とが分離独立して配置されることで、探触子10と観察光学系20が干渉せず、探触子10による制約がない光学系が容易に構成可能となり、十分な観察・アライメントが行える。   As described above, the probe 10 and the observation optical system (alignment detection optical system) 20 are arranged separately and independently, so that the probe 10 and the observation optical system 20 do not interfere with each other, and the probe 10 An optical system that is not restricted by can be easily configured, and sufficient observation and alignment can be performed.

さらに、上記構成によれば、探触子10は被検者眼に対向した位置に配置されるため、被検者眼に対して超音波を効率よく送受信できるため、被検者眼の眼圧を精度良く測定できる。さらに、送信部12が外側に配置されることで、送信部12の面積を広く確保でき、角膜Ecに対して強い超音波ビームを照射できる。また、受信部13が中心部に配置されることで、角膜頂点に対向して受信部13が配置され、角膜頂点付近からの反射波を効率よく検出できる。   Further, according to the above configuration, since the probe 10 is disposed at a position facing the subject's eye, ultrasonic waves can be efficiently transmitted / received to / from the subject's eye. Can be measured with high accuracy. Furthermore, since the transmission unit 12 is arranged outside, a wide area of the transmission unit 12 can be ensured, and a strong ultrasonic beam can be applied to the cornea Ec. Further, since the receiving unit 13 is arranged at the center, the receiving unit 13 is arranged to face the corneal apex, and the reflected wave from the vicinity of the corneal apex can be detected efficiently.

また、上記構成によれば、探触子10が被検者眼の前方に対向して配置され、観察光学系20が被検者眼の斜め前方に配置されるため、探触子10により眼圧を精度良く測定できると共に、観察光学系20により十分な観察・アライメントが行える。   In addition, according to the above configuration, the probe 10 is disposed in front of the subject's eye and the observation optical system 20 is disposed obliquely in front of the subject's eye. The pressure can be measured with high accuracy and sufficient observation and alignment can be performed by the observation optical system 20.

また、上記構成によれば、探触子10の中心軸が水平面に対して平行に配置され、観察光学系20が探触子10の下方に配置されているため、被検者眼の瞼・睫等によって超音波及び前眼部像がケラレにくくなるため、眼圧測定及び前眼部観察をスムーズに行うことができる。   Further, according to the above configuration, the central axis of the probe 10 is arranged in parallel to the horizontal plane, and the observation optical system 20 is arranged below the probe 10, so that Since the ultrasonic wave and the anterior ocular segment image are less likely to be vignetted due to wrinkles or the like, intraocular pressure measurement and anterior ocular segment observation can be performed smoothly.

なお、上記構成に限るものではなく、観察光学系20は、探触子10の中心軸C1と観察光軸L1とが所定角度で交わるように探触子に対して分離して配置されていればよい。例えば、観察光学系20が中心部に配置され、探触子10が被検者眼の斜め前方に配置された構成であってもよい。また、中心軸C1と観察光軸L1とが固視光学系30の光軸に対して所定の角度で交わるように探触子10と観察光学系20とが配置された構成であってもよい。   The observation optical system 20 is not limited to the above configuration, and may be arranged separately from the probe so that the center axis C1 of the probe 10 and the observation optical axis L1 intersect at a predetermined angle. That's fine. For example, the configuration in which the observation optical system 20 is disposed at the center and the probe 10 is disposed obliquely in front of the subject's eye may be employed. Further, the probe 10 and the observation optical system 20 may be arranged such that the central axis C1 and the observation optical axis L1 intersect at a predetermined angle with respect to the optical axis of the fixation optical system 30. .

また、上記構成においては、観察光学系20がアライメント検出光学系を兼用するものとしたが、アライメント検出光学系が観察光学系とは別に配置されていても良い。   In the above configuration, the observation optical system 20 is also used as the alignment detection optical system. However, the alignment detection optical system may be arranged separately from the observation optical system.

また、送信部12及び受信部13は、2つ以上のリングからなる構成であってもよい。送信部12及び受信部13は、連続的な円でなく、間欠的な円であってもよい。また、送受信部11の形状は、略円環状であることが好ましいが、種々の変容が可能である。例えば、多角形(辺の数が多い方が好ましい)状であってもよい。   Further, the transmission unit 12 and the reception unit 13 may be configured by two or more rings. The transmission unit 12 and the reception unit 13 may be intermittent circles instead of continuous circles. In addition, the shape of the transmission / reception unit 11 is preferably substantially annular, but various modifications are possible. For example, it may be polygonal (a larger number of sides is preferred).

また、上記構成に限るものではなく、探触子10と被検者眼とが所定の位置関係となった状態を基準にレチクルLTの位置が設定される又はアライメント検出を行なうものであれば、種々の変容が可能である。例えば、投影光学系40の中心軸と探触子10の中心軸が同軸となるように配置され、その角膜反射像が観察光学系20によって検出される構成であってもよい。   Further, the present invention is not limited to the above configuration, and the position of the reticle LT is set based on the state where the probe 10 and the subject's eye are in a predetermined positional relationship, or alignment detection is performed. Various transformations are possible. For example, a configuration in which the central axis of the projection optical system 40 and the central axis of the probe 10 are arranged coaxially and the cornea reflection image is detected by the observation optical system 20 may be employed.

図5は本発明の変容例に係る装置の測定系及び光学系を上方から見たときの上方概略図である。なお、図1と同一の番号を付したものについては、特段の説明がない限り、同一の機能・構成を有するものとする。   FIG. 5 is an upper schematic view of the measurement system and the optical system of the apparatus according to the modified example of the present invention as viewed from above. In addition, about what attached | subjected the number same as FIG. 1, it shall have the same function and structure unless there is particular description.

被検者眼Eの斜め前方の2方向には、対物レンズ23a,23b、撮像素子26a,26bが配置され、これらの光学部材によって第1観察光学系20a、第2観察光学系20bが形成される。そして、前眼部照明光源44によって照明された前眼部像は、対物レンズ23a,23bを介して、撮像素子26a、26bによって撮像される。撮像素子26a、26bの撮像信号は、制御部70に入力され、モニタ72に出力される。なお、第1観察光学系20a、第2観察光学系20bは、それぞれアライメント検出光学系を兼用する。   Objective lenses 23a and 23b and imaging elements 26a and 26b are disposed in two directions obliquely forward of the subject's eye E, and the first observation optical system 20a and the second observation optical system 20b are formed by these optical members. The The anterior segment image illuminated by the anterior segment illumination light source 44 is captured by the imaging elements 26a and 26b via the objective lenses 23a and 23b. Imaging signals from the imaging elements 26 a and 26 b are input to the control unit 70 and output to the monitor 72. Note that the first observation optical system 20a and the second observation optical system 20b also serve as alignment detection optical systems.

アライメント指標を角膜Ecに投影する投影光学系45は、赤外光源46を有し、探触子10の背後に配置されている。光源46から発せられた光束は、ハーフミラー44、開口部18を介して角膜Ecに投影される。そして、角膜Ecに形成された指標像は、撮像素子26a、26bによって撮像される。   The projection optical system 45 that projects the alignment index onto the cornea Ec has an infrared light source 46 and is disposed behind the probe 10. The light beam emitted from the light source 46 is projected onto the cornea Ec through the half mirror 44 and the opening 18. Then, the index image formed on the cornea Ec is picked up by the image pickup devices 26a and 26b.

図6は本発明の変容例に係る装置における表示画面を示す例である。指標像I1と指標像I2は、投影光学系45によって角膜Ecに形成された指標像である。制御部70は、モニタ72を制御し、撮像素子26a、26bからの撮像信号を合成して表示する。前眼部像A1及び指標像I1は、撮像素子26aからの撮像信号に基づくものである。また、撮像素子26bからの撮像信号は、観察性向上のため、画像処理により指標像I2のみが抽出され、前眼部像が除去されている。よって、モニタ72上には、指標像I2のみが表示される。   FIG. 6 is an example showing a display screen in the apparatus according to the modified example of the present invention. The index image I1 and the index image I2 are index images formed on the cornea Ec by the projection optical system 45. The control unit 70 controls the monitor 72 to synthesize and display the imaging signals from the imaging elements 26a and 26b. The anterior segment image A1 and the index image I1 are based on the imaging signal from the imaging element 26a. Further, in order to improve the observability, only the index image I2 is extracted from the image pickup signal from the image pickup device 26b by image processing, and the anterior segment image is removed. Therefore, only the index image I2 is displayed on the monitor 72.

この場合、まず、指標像I1と指標像I2との中心位置と,レチクルLTと,が一致されるように上下左右方向のアライメントがなされる(図6(a)参照)。その後、指標像I1と指標像I2とがレチクルLT上で重なるように作動距離方向のアライメントがなされる。なお、インジケータGを作動距離方向の精密なアライメントに用いることも可能である。このようにすれば、被検眼に対するアライメントをスムーズに行うことができる。   In this case, first, alignment in the vertical and horizontal directions is performed so that the center position of the index image I1 and the index image I2 matches the reticle LT (see FIG. 6A). After that, alignment in the working distance direction is performed so that the index image I1 and the index image I2 overlap on the reticle LT. The indicator G can also be used for precise alignment in the working distance direction. In this way, alignment with respect to the eye to be examined can be performed smoothly.

なお、上記変容例において、制御部70は、指標像I1と指標像I2との中心位置を検出し、検出された中心位置に対応するアライメント指標を電子的に表示してもよい。   In the modification example, the control unit 70 may detect the center position between the index image I1 and the index image I2, and electronically display the alignment index corresponding to the detected center position.

なお、以上の説明においては、振幅スペクトルに基づいて眼圧を算出したが、角膜反射波を周波数解析したときの位相スペクトルに基づいて眼圧を算出してもよい。より具体的には、入射波と反射波のスペクトル分布を求め、所定の周波数における入射波の位相と反射波の位相との位相差を基に眼圧値を算出する。なお、前述した超音波パルス法による硬さ検出手法については、特開2002−272743号公報を参照されたい。   In the above description, the intraocular pressure is calculated based on the amplitude spectrum. However, the intraocular pressure may be calculated based on the phase spectrum when the corneal reflection wave is subjected to frequency analysis. More specifically, the spectral distribution of the incident wave and the reflected wave is obtained, and the intraocular pressure value is calculated based on the phase difference between the phase of the incident wave and the phase of the reflected wave at a predetermined frequency. For the hardness detection method using the ultrasonic pulse method described above, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-272743.

本実施形態に係る非接触式超音波眼圧計の測定系及び光学系の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the measurement system and optical system of the non-contact ultrasonic tonometer according to the present embodiment. 本実施形態に係る探触子を正面から見たときの概略構成図である。It is a schematic block diagram when the probe concerning this embodiment is seen from the front. 本実施形態に係る装置の制御系の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the control system of the apparatus which concerns on this embodiment. 反射波の振幅スペクトルの例である。It is an example of the amplitude spectrum of a reflected wave. 本発明の変容例に係る装置の測定系及び光学系を上方から見たときの上方概略図である。It is an upper schematic diagram when the measurement system and the optical system of the apparatus according to the modified example of the present invention are viewed from above. 本発明の変容例に係る装置における表示画面を示す図である。It is a figure which shows the display screen in the apparatus which concerns on the example of a change of this invention.

10 探触子
11 送受信部
12 送信部
13 受信部
18 開口部
20 観察光学系(アライメント検出光学系)
30 固視標投影光学系
40 第1指標投影光学系
50 第2指標投影光学系
L1 観察光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Probe 11 Transmission / reception part 12 Transmission part 13 Reception part 18 Aperture 20 Observation optical system (alignment detection optical system)
30 fixation target projection optical system 40 first index projection optical system 50 second index projection optical system L1 observation optical axis

Claims (12)

被検者眼角膜に対し超音波ビームを非接触にて送信し,受信するための送受信部を有する超音波探触子と、
前記被検者眼の前眼部像を観察するための観察光軸を持ち、前記探触子の中心軸と該観察光軸とが所定角度で交わるように前記探触子に対して分離して配置された観察光学系と、を備え、
前記探触子によって受信された角膜反射波の特性に基づいて被検者眼の眼圧を測定する非接触式超音波眼圧計。
An ultrasonic probe having a transmission / reception unit for transmitting and receiving an ultrasonic beam to a subject's eye cornea in a non-contact manner;
It has an observation optical axis for observing the anterior segment image of the subject's eye, and is separated from the probe so that the central axis of the probe and the observation optical axis intersect at a predetermined angle And an observation optical system arranged
A non-contact ultrasonic tonometer that measures an intraocular pressure of a subject's eye based on a characteristic of a corneal reflected wave received by the probe.
請求項1の非接触式超音波眼圧計において、
前記探触子は、被検者眼に対向して配置され、
前記観察光学系は、被検者眼に対して斜め前方に配置されていることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。
The non-contact ultrasonic tonometer according to claim 1,
The probe is disposed to face the subject's eye,
The non-contact ultrasonic tonometer is characterized in that the observation optical system is disposed obliquely forward with respect to the subject's eye.
請求項2の非接触式超音波眼圧計において、
前記探触子の中心部には、開口部が形成されていることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。
The non-contact ultrasonic tonometer according to claim 2,
A non-contact ultrasonic tonometer characterized in that an opening is formed in the center of the probe.
請求項3の非接触式超音波眼圧計において、
被検者眼に対する前記探触子のアライメント状態を検出するためのアライメント光軸を持ち、前記探触子の中心軸と該アライメント光軸とが所定角度で交わるように前記探触子に対して分離して配置されたアライメント検出光学系を備え、
前記アライメント検出光学系は、観察光学系による兼用、又は観察光学系とは別に配置されていることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。
The non-contact ultrasonic tonometer according to claim 3,
The probe has an alignment optical axis for detecting the alignment state of the probe with respect to the subject's eye, and the probe has a central axis intersecting the alignment optical axis at a predetermined angle with respect to the probe. It has an alignment detection optical system arranged separately,
The non-contact type ultrasonic tonometer is characterized in that the alignment detection optical system is shared by the observation optical system or is arranged separately from the observation optical system.
請求項4の非接触式超音波眼圧計において、
前記探触子は、その中心軸が水平面に対して平行となるように配置され、
前記観察光学系は、前記探触子の下方に配置されていることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。
The non-contact ultrasonic tonometer according to claim 4,
The probe is arranged so that its central axis is parallel to the horizontal plane,
The non-contact type ultrasonic tonometer is characterized in that the observation optical system is disposed below the probe.
請求項5の非接触式超音波眼圧計において、
前記探触子の送受信部は、送信部と受信部とが分離して配置され、中心から近い順に、前記開口部、前記受信部、前記送信部とが同心円状に形成されていることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。
The non-contact ultrasonic tonometer according to claim 5,
The transmitter / receiver of the probe is configured such that a transmitter and a receiver are separated and the opening, the receiver, and the transmitter are concentrically formed in order from the center. Non-contact ultrasonic tonometer.
請求項6の非接触式超音波眼圧計において、
前記探触子の外縁部より外側に配置され、被検者眼に対して前記探触子の上下左右方向のアライメントを行うためのアライメント指標を投影する第1アライメント指標投影光学系を備えることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。
The non-contact ultrasonic tonometer according to claim 6,
A first alignment index projection optical system that is disposed outside the outer edge of the probe and projects an alignment index for aligning the probe in the vertical and horizontal directions with respect to the subject's eye; A non-contact ultrasonic tonometer.
請求項7の非接触式超音波眼圧計において、
前記第1アライメント指標投影光学系は、その中心軸が前記観察光学系の観察光軸と同軸となるように配置されていることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。
The non-contact ultrasonic tonometer according to claim 7,
The non-contact ultrasonic tonometer, wherein the first alignment index projection optical system is arranged so that a central axis thereof is coaxial with an observation optical axis of the observation optical system.
請求項8の非接触式超音波眼圧計において、
被検者眼に対して前記探触子の作動距離方向のアライメントを行うためのアライメント指標を斜め方向から投影する第2アライメント指標投影光学系と、
前記第2アライメント指標投影光学系による角膜反射光を斜め方向から検出する作動距離検出光学系と、を備え、
第2アライメント指標投影光学系と前記作動距離検出光学系は、前記探触子の中心軸に対して対称に配置されていることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。
The non-contact ultrasonic tonometer according to claim 8,
A second alignment index projection optical system that projects an alignment index for performing alignment in the working distance direction of the probe with respect to the subject's eye from an oblique direction;
A working distance detection optical system that detects corneal reflected light from the second alignment index projection optical system from an oblique direction;
The non-contact ultrasonic tonometer, wherein the second alignment index projection optical system and the working distance detection optical system are arranged symmetrically with respect to the central axis of the probe.
請求項1〜9のいずれかの非接触式超音波眼圧計において、前記送受信部の少なくともどちらかは、広帯域空気結合型探触子であることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。   10. The non-contact ultrasonic tonometer according to claim 1, wherein at least one of the transmission / reception units is a broadband air-coupled probe. 請求項10の非接触式超音波眼圧計において、前記開口部を介して被検者眼に固視標を投影するための固視光軸を有し、前記探触子の中心軸と該光軸とが同軸となるように配置された固視標投影光学系を備えることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。   The non-contact ultrasonic tonometer according to claim 10, further comprising: a fixation optical axis for projecting a fixation target onto the subject's eye through the opening, and a central axis of the probe and the light A non-contact ultrasonic tonometer comprising a fixation target projection optical system arranged so as to be coaxial with an axis. 請求項6の非接触式超音波眼圧計において、
前記アライメント検出光学系は、被検者眼に対して斜め前方の2方向に配置されていることを特徴とする非接触式超音波眼圧計。
The non-contact ultrasonic tonometer according to claim 6,
The non-contact type ultrasonic tonometer is characterized in that the alignment detection optical system is disposed in two directions obliquely forward with respect to the subject's eye.
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