CN107518904A - 用于眼球的光学测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于眼球的光学测量装置，该光学测量装置包括：光反射单元，其沿使光穿越眼球的前房的方向反射光；以及切换单元，其对光入射到光反射单元的入射位置进行切换，从而避免光从光穿越前房的状态移动。

Description

用于眼球的光学测量装置

技术领域

本发明涉及用于眼球的光学测量装置。

背景技术

专利文献1披露了用于使光穿过眼球的预定部分的眼球测量位置确定设备。眼球测量位置确定设备包括：光投射单元，其投射激光束；光接收单元，其与光投射单元同轴地布置；以及反射镜，其布置为在平行于光轴的情况下与光轴间隔开预定距离，其中，反射镜沿使在反射镜的大致中央部分处竖起的垂线在反射镜的大致中央部分处与将光投射部分和光接收部分连接在一起的直线相交的方向布置。

专利文献1：JP-A-2002-000570

发明内容

顺便提及，在通过发射光使得光横穿前房并且接收在横穿前房后投射到眼球的外部的光而对测量对象的眼球的前房中的房水实施光学测量的情况下，需要对眼球的前房附近的发射部分(光发射部分)和光接收单元进行定位。

然而，由于眼球的前房是非常精细的区域并且对于每个人来说在眼球的外周处脸部的形状不同，因此难以将发射部分和光接收部分布置在使眼球的前房位于二者中间的位置处。考虑通过在外眼角侧或内眼角侧使用诸如反射镜等反射部件来使光学路径弯曲。

即使在这种情况下，由于发射部分与测量对象的眼球之间的相对位置关系或测量对象的角膜的形状随着时间的流逝而发生变化，因此光学路径也会偏离，从而使得由于由角膜引起的折射角的变化而导致光被眼睑或巩膜遮挡或者光到达视网膜，并且结果，光不能穿过前房，在某些情况下这导致难以测量。

因此，本发明的目的在于提供这样的用于眼球的光学测量装置：与不存在对光朝向光反射单元的入射位置进行切换的切换单元的情况相比，本发明的光学测量装置更容易地确保横穿前房的光学路径。

根据本发明的第一方面，用于眼球的光学测量装置包括：

光反射单元，其沿使光穿越(横穿)所述眼球的前房的方向反射所述光；以及

切换单元，其对所述光入射到所述光反射单元的入射位置进行切换，以避免所述光从所述光穿越所述前房的状态移动。

根据本发明的第二方面，在第一方面所述的光学测量装置中，

所述光反射单元构造为使得所述光的入射角被设定为预定的角度，并且

所述切换单元包括：

反射部件，其反射所述光；

角度改变单元，其改变所述反射部件相对于所述光的反射角；以及

远心光学系统，其允许被所述反射部件反射的光从中穿过，使得所述光被投射到所述光反射单元。

根据本发明的第三方面，第二方面所述的光学测量装置还包括：

偏振控制器，其使所述光偏振为预定的偏振光。

根据本发明的第四方面，在第三方面所述的光学测量装置中，所述偏振控制器布置在所述切换单元的远心光学系统与所述光反射单元之间。

根据本发明的第五方面，在第二至第四方面中任一方面所述的光学测量装置中，所述切换单元的反射部件沿反射表面的一个方向以及与所述一个方向垂直的方向改变相对于所述光的反射角。

根据本发明的第六方面，在第一方面所述的光学测量装置中，

所述光反射单元构造为使得所述光的入射角被设定为预定的角度，并且

所述切换单元包括：

反射部件，其反射所述光；以及

移动单元，其使所述反射部件沿所述光行进的前后方向移动。

根据本发明的第七方面，第六方面所述的光学测量装置还包括：

偏振控制器，其使所述光偏振为预定的偏振光。

根据本发明的第八方面，第一至第七方面中的任一方面所述的光学测量装置还包括：

容器，其允许所述眼球的所述前房的周边浸没于液体。

根据本发明的第九方面，在第二至第七方面中任一方面所述的光学测量装置中，所述光反射单元设置于在与所述眼球的表面接触的状态下使用的安装部件中。

根据本发明的第十方面，用于眼球的光学测量装置包括：

光反射单元，其沿使光穿越所述眼球的前房的方向反射所述光；以及

切换单元，其对所述光入射到所述光反射单元的入射位置进行切换，使得穿越所述前房的光沿所述眼球的前后方向和上下方向中的至少一者平行移动。

本发明的第一和第十方面与不存在对光朝向光反射单元的入射位置进行切换的切换单元的情况相比，可以更容易地确保横穿前房的光学路径。

本发明的第二方面与切换单元不包括远心光学系统的情况相比，不需要改变光反射单元的入射角。

本发明的第三方面与不存在偏振控制器的情况相比，可以实施高精度的测量。

本发明的第四方面与在远心光学系统与光反射单元之间不设置有偏振控制器的情况相比，防止了入射在光反射单元上的光的偏振状态发生变化。

本发明的第五方面与不沿一个方向以及垂直于该一个方向的方向改变反射部件的反射表面的情况相比，可以更容易地确保横穿前房的光学路径。

本发明的第六方面与不存在使反射部件移动的移动单元的情况相比，可以更容易地确保横穿前房的光学路径。

本发明的第七方面与不存在偏振控制器的情况相比，可以实施高精度的测量。

本发明的第八方面可以在眼球的前房的周边浸没于液体中的状态下设定横穿前房的光学路径。

本发明的第九方面与不在安装部件中设置有光反射单元的情况相比，可以更容易地设定横穿前房的光学路径。

附图说明

将基于下列附图详细地描述本发明的示例性实施例，其中：

图1A和图1B是示出应用第一示例性实施例的用于眼球的光学测量装置的构造的实例的视图，其中，图1A是当从顶侧观看眼球时所得到的视图，并且图1B是当从前侧观看眼球时所得到的视图；

图2A和图2B是示出应用第二示例性实施例的用于眼球的光学测量装置的示例性构造的视图，其中，图2A是当从顶侧观看眼球时所得到的视图，并且图2B是当从前侧观看眼球时的视图；

图3A和图3B是示出应用第三示例性实施例的用于眼球的光学测量装置的示例性构造的视图，其中，图3A是当从顶侧观看眼球时所得到的视图，并且图3B是当从前侧观看眼球时所得到的眼球的视图；

图4是用于说明通过光学测量装置来对由包括在前房中的房水中的光活性物质引起的振动面的旋转角度(旋光度)进行测量的方法的视图；

图5A和图5B是示出应用第四示例性实施例的用于眼球的光学测量装置的示例性构造的视图，其中，图5A是当从顶侧观看眼球时所得到的视图，并且图5B是当从前侧观看眼球时所得到的视图；

图6A和图6B是示出应用第五示例性实施例的用于眼球的光学测量装置的示例性构造的视图，其中，图6A是当从顶侧观看眼球时所得到的视图，并且图6B是当从前侧观看眼球时所得到的视图；并且

图7A和图7B是示出应用第六示例性实施例的用于眼球的光学测量装置的示例性构造的视图，其中，图7A是当从顶侧观看眼球时所得到的视图，并且图7B是当从前侧观看眼球时所得到的视图。

具体实施方式

下面，将参考附图描述本发明的各个示例性实施例。此外，附图示出这样的眼球：其大于其它部件(诸如将在后文中描述的光学系统等)或小于其它部件(诸如将在后文中描述的光学系统等)以便清楚地限定眼球与光学路径之间的关系。

(测量房水的葡萄糖浓度的背景)

首先，将对测量房水的葡萄糖浓度的背景进行描述。

推荐需要进行胰岛素疗法的1型糖尿病患者和2型糖尿病患者(测量对象)实施自我血糖监测。为了实施自我血糖监测，测量对象在家中等测量他/她自己的血糖水平，以便精确地控制血糖。

目前流行的自我血糖监测仪通过使用针刺穿指尖等然后采集微量的血液来测量血液中的葡萄糖浓度。通常推荐患者在每顿饭之后或睡前实施自我血糖监测，并且一天需要实施一到数次自我血糖监测。特别地，在强化胰岛素疗法的情况下，需要实施更多次测量。

因此，使用刺穿型自我血糖监测仪的侵入式血糖水平监测法由于在采集血液时由测试(通过针刺来刺穿)引起的疼痛而容易导致测量对象的自我血糖监测的动机下降。因此，在某些情况下，难以有效地治疗糖尿病。

因此，正在开发不需要刺穿的非侵入式血糖水平监测法，以替代诸如刺穿等侵入式血糖水平监测法。

作为非侵入式血糖水平监测法，近红外光谱法、光声光谱法、使用旋光性的方法等得到探讨。此外，这些方法基于葡萄糖浓度来估算血糖水平。

近红外光谱法和光声光谱法检测血液在手指血管中的光吸收光谱或声振动。然而，血液中存在诸如红血球和白血球等细胞物质。因此，近红外光谱法和光声光谱法受光散射影响很大。此外，近红外光谱法和光声光谱法除受血管内的血液影响外，还受血管周边的组织的影响。因此，在这些方法中，由于需要基于与诸如蛋白质、氨基酸等大量物质相关的信号来检测关于葡萄糖浓度的信号，因而难以分离信号。

同时，前房中的房水具有与血清几乎相同的物质，并且包括蛋白质、葡萄糖、氨基酸等。然而，与血液不一样，房水不包括诸如红血球和白血球等细胞物质，并且因此房水受光散射影响较小。因此，房水适于葡萄糖浓度的光学测量。

因此，可以使用房水对包括葡萄糖的光活性物质的浓度进行光学测量。

另外，包括在房水中的蛋白质、葡萄糖、氨基酸等是光活性物质，并且具有旋光性。因此，通过使用旋光性可以对包括葡萄糖的光活性物质的浓度进行光学测量。

由于房水是用于输送葡萄糖的组织液，因此认为房水中的葡萄糖浓度与血液中的葡萄糖浓度相关。此外，据报道，在利用兔子的测量中，从血液向房水输送葡萄糖所需的时长(输送延迟时间)在10分钟以内。

如上文所述，通过测量房水中的葡萄糖浓度以得到血液中的葡萄糖浓度。

顺便提及，在光学测量诸如包括在房水中的葡萄糖等光活性物质的浓度的技术中，可以设定以下两个光学路径。

一个光学路径是：使光以大致垂直于眼球的角度(即，沿前后方向)进入眼球，使光被角膜与房水之间的界面或房水与晶状体之间的界面反射，并且接收(检测)反射光。另一个光学路径是：使光以大致平行于眼球的角度进入眼球，并且接收(检测)穿越前房的光。

在光学路径类似使光以垂直于眼球的角度进入眼球的前一光学路径的情况下，存在光可能到达视网膜的顾虑。特别地，在将具有高相干性的激光用作光源的情况下，存在光可能到达视网膜的顾虑。

相反，在光学路径类似使光以大致平行于眼球的角度进入眼球并且横穿地通过前房的后一光学路径的情况下，避免了光达到视网膜。

光活性物质的浓度或旋光性取决于光学路径的长度，并且光学路径越长，旋光度越高。因此，由于光穿越前房，光学路径的长度可以设定为较长。

如上文所述，这里采用使光穿越前房的光学路径。

[第一示例性实施例]

<光学测量装置1>

图1A和图1B是示出应用第一示例性实施例的用于眼球的光学测量装置1的示例性构造的视图。图1A是当从顶侧观看眼球10时所得到的视图(上下方向上的剖视图)，并且图1B是当从前侧观看眼球10时所得到的视图。此外，假定图1A和图1B中所示的眼球10是左眼。图1A和图1B通过箭头示出了表示脸部的内侧(鼻侧)和脸部的外侧(耳侧)的内外方向、表示脸部的前后侧的前后方向以及表示脸部的上下侧的上下方向。

用于眼球的光学测量装置1(在下文中，被称为“光学测量装置1”)包括：光学系统20，其用于对测量对象(测试对象)的眼球(对象的眼睛)10的前房13(将在后文中描述)中的房水的性质进行测量；信号处理器30，其对由光学系统20所得到的信号进行处理；以及控制器40，其控制光学系统20。

应用第一示例性实施例的光学测量装置1基于透过房水的透射光的光强度对包括在房水中的光活性物质的浓度进行测量。

首先，将对眼球10的结构进行描述。

如图1A所示，眼球10具有大致球形的外形，并且在其中央处具有玻璃体11。此外，在图1A中省去了眼球10的后半部分。此外，用作透镜的晶状体12埋在玻璃体11的一部分中。晶状体12的前侧处存在有前房13，并且前房13的前侧处存在有角膜14。前房13和角膜14以凸起的方式从球形形状突出。

晶状体12的周部被虹膜17所包围，并且虹膜17的中央存在有瞳孔15。玻璃体11除与晶状体12接触的部分外被视网膜16覆盖。此外，视网膜16被巩膜18覆盖。即，眼球10的外部被角膜14和巩膜18覆盖。

前房13是被角膜14和晶状体12包围的区域。当从前侧观看时前房13具有圆形形状(见图1B)。此外，前房13充满房水。

如图1B所示，眼球10的表面被上眼睑19a和下眼睑19b覆盖。

接下来，将对光学系统20进行描述。

如图1A所示，光学系统20包括：光发射系统20A，其朝向眼球10的前房13发射光；以及光接收系统20B，其接收穿过前房13的光。

首先，光发射系统20A包括光源21、准直透镜22、偏转件23以及作为光反射单元的实例的反射镜27。

光源21可以是与发光二极管(LED)或灯具一样具有宽的波长宽度的光源，或可以是与激光器一样具有窄的波长宽度的光源。另外，光源21可以具有多个LED、灯具或激光器。此外，光源21可以使用多个波长。

准直透镜22将从光源21投射并且具有一定面积的光束转换为均具有小直径的多个平行光束。由于前房13是被角膜14和晶状体12所包围的小区域，因此更加期望要透过前房13的光束具有小直径。

在此时，当从光源21投射的光具有小直径时，不需要使用准直透镜22。

偏转件23是指使光行进的方向偏转的部件，并且例如，偏转件23包括反射镜231以及改变反射镜231的反射表面的倾角的驱动装置232。反射镜231可以是电流镜或多棱镜。在电流镜的情况下，通过使反射表面围绕设置在反射表面上的轴线旋转来改变反射表面的倾角。在多棱镜的情况下，通过旋转多面镜来改变反射表面的倾角。电流镜或多棱镜使光沿一维方向偏转，这是由于反射表面沿一个方向(一维方向)倾斜。

反射镜231可以是由微机电系统(MEMS)构造的反射镜。在反射表面构造为相对于点而倾斜的情况下，反射表面沿一个方向以及垂直于该一个方向的方向而倾斜。因此，因为反射表面沿二维方向倾斜，所以光沿二维方向偏转。

反射镜231的倾角由驱动装置232控制。在反射镜231是电流镜或多棱镜的情况下，驱动装置232例如包括电机和控制电机的电路。另外，在反射镜231由MEMS构造的情况下，驱动装置232是与反射镜27构造为一体的驱动电路，并且向通过使用静电力对反射镜27的倾角进行控制的多个电极供应电位。

反射镜231是反射部件的实例，并且驱动装置232是角度改变单元的实例。

反射镜27反射被偏转件23偏转的光，使得光穿越前房13。在第一示例性实施例中，与偏转件23类似，反射镜27连接至驱动装置28。反射镜27是电流镜、多棱镜或由MEMS构造的反射镜。此外，通过驱动装置28改变反射镜27的倾角，从而改变关于入射光的反射角。

这里，偏转件23和驱动装置28是切换单元的实例。

光接收系统20B包括检测器29。这里，检测器29是诸如硅二极管等光接收元件。检测器29使穿过前房13的光的强度转换为电信号。

信号处理器30从检测器29接收电信号并且对电信号进行处理，从而计算包括在房水中的光活性物质的浓度。

如上文所述，控制器40控制光学系统20和信号处理器30。

接下来，将对眼球10与光学系统20之间的关系进行描述。

首先，如图1A所示，将光学系统20相对于眼球10设定为使得从光发射系统20A投射的光经由以光学路径α表示的光学路径进入光接收系统20B。即，如图1A所示，当在上下方向上的剖视图中观看眼球10时，光学路径α穿过前房13的中央部分。此外，如图1B所示，即使当从前侧观看眼球10时，光学路径α也穿过前房13的中央部分。

光学路径α是适于对包括在前房13中的房水中的光活性物质的浓度进行测量的光学路径。

另外，图1A所示的光学路径β是在眼球10的太靠前的位置并被角膜14的表面反射的光学路径。光学路径β不穿过前房13中的房水。另外，光学路径γ是在眼球10的太靠后的位置并被虹膜17或巩膜18遮挡的光学路径。光学路径γ不穿过前房13中的房水。

图1B所示的光学路径δ是在眼球10的太靠上的位置的光学路径，并且光学路径δ穿过前房13中的房水的长度较短。此外，如果一个光学路径与光学路径δ相比在眼球10的更加靠上的位置，则该光学路径被上眼睑19a遮挡并且不穿过前房13中的房水。

光学路径ε是在眼球10的太靠下的位置的光学路径，并且光学路径ε穿过前房13中的房水的长度较短。此外，如果一个光学路径与光学路径ε相比在眼球10的更加靠下的位置，则该光学路径被下眼睑19b遮挡并且不穿过前房13中的房水。

使用术语“光学路径α、β、γ、δ和ε”来说明光学路径相对于眼球10的前房13的状态和位置。

然而，在某些情况下，由于眼球10与光学系统20之间的相对位置关系或角膜14的形状随着时间的流逝而发生变化，因此光学路径可能偏离，结果，不能保持光学路径α的状态。此外，眼球10可能相对于光学系统20移动，并且光学系统20可能相对于眼球10移动。在下文中，为了方便起见，将在假定眼球10相对于光学系统20移动的情况下作出描述。

在相对于眼球10，使处于光学路径α的状态下的光学路径进入光学路径β或光学路径γ的状态或进入光学路径δ或光学路径ε的状态的情况下，即，在光学路径稍微偏离的情况下，通过移位(移动)或切换光学路径可以使光学路径的状态回复到光学路径α的状态。即，不需要相对于眼球10再次设定光学系统20。

例如，如图1A所示，假设由于眼球10向后移动，使得处于光学路径α的状态下的光学路径进入光学路径β的状态。在这种情况下，可以在光学路径γ的位置处设定新的光学路径。因此，基于由控制器40进行的控制，偏转件23通过切换反射镜27的入射位置而将光学路径设定到光学路径γ的位置。即，切换光对反射镜27的入射位置，以便将光学路径从光学路径α的位置设定到光学路径γ的位置，使得光学路径γ的位置被重新设定到适于对包括在前房13中的房水中的光活性物质的浓度进行测量的光学路径α的状态。

类似地，假设由于眼球10向前移动，使得处于光学路径α的状态下的光学路径进入光学路径γ的状态。在这种情况下，可以在光学路径β的位置处设定新的光学路径。因此，基于由控制器40进行的控制，偏转件23通过切换反射镜27的入射位置而将光学路径设定到光学路径β的位置。即，切换光对反射镜27的入射位置，以便将光学路径从光学路径α的位置设定到光学路径β的位置，使得光学路径β的位置被重新设定到适于对包括在前房13中的房水中的光活性物质的浓度进行测量的光学路径α的状态。

如图1B所示，假设由于眼球10向上移动，使得处于光学路径α的状态下的光学路径进入光学路径ε的状态。在这种情况下，可以在光学路径δ的位置处设定新的光学路径。因此，基于由控制器40进行的控制，偏转件23通过切换反射镜27的入射位置而将光学路径设定到光学路径δ的位置。即，切换光对反射镜27的入射位置，以便将光学路径从光学路径α的位置设定到光学路径δ的位置，使得光学路径δ的位置被重新设定到适于对包括在前房13中的房水中的光活性物质的浓度进行测量的光学路径α的状态。

类似地，假设由于眼球10向下移动，使得处于光学路径α的状态下的光学路径进入光学路径δ的状态。在这种情况下，可以在光学路径ε的位置处设定新的光学路径。因此，基于由控制器40进行的控制，偏转件23通过切换反射镜27的入射位置而将光学路径设定到光学路径ε的位置。即，切换光对反射镜27的入射位置，以便将光学路径从光学路径α的位置设定到光学路径ε的位置，使得光学路径ε的位置被重新设定到适于对包括在前房13中的房水中的光活性物质的浓度进行测量的光学路径α的状态。

在这种情况下，通过改变偏转件23的反射镜231的倾角(光的入射角)以及反射镜27的倾角(光的入射角)来改变光的入射角。

在图1A和图1B中，光学路径平行地(并排)行进。这是由于光学系统20的光发射系统20A与光接收系统20B之间的相对位置关系得到保持。光学路径可以不必平行地行进。

反射镜231或反射镜27被描述为平面反射镜，但其也可以是凹面反射镜、凸面反射镜、球面反射镜、抛物面反射镜等。

如上文所述，在第一示例性实施例的光学测量装置1中，即使由于眼球10与光学系统20之间的相对位置关系、角膜14的形状等随着时间的流逝而改变，使得处于光学路径α的状态下的光学路径发生偏离，也通过切换反射镜27的入射位置，将光学路径重新设定到适于对包括在前房13中的房水中的光活性物质的浓度进行测量的光学路径α的状态。即，将光学路径设定为穿越前房13。

可以容易地由从检测器29接收信号的信号处理器30检测出光学路径从光学路径α的状态偏离的状态。因此，基于来自信号处理器30的信号，控制器40可以控制偏转件23的反射镜231的倾角(光的入射角)以及反射镜27的倾角(光的入射角)。

不仅可以沿内外方向还可以沿上下方向来改变偏转件23的反射镜231的入射角和反射镜27的入射角。在沿内外方向改变入射角的情况下，沿在前后方向(在光学路径α、β和γ之间)上的一维方向切换光入射到反射镜27的入射位置。另外，在沿上下方向改变入射角的情况下，沿在上下方向(在光学路径α、δ和ε之间)上的一维方切换光入射到反射镜27的入射位置。在沿前后方向和上下方向改变入射角的情况下，沿在前后方向(在光学路径α、β和γ之间)以及上下方向(在光学路径α、δ和ε之间)上的二维方向切换光入射到反射镜27的入射位置。

[第二示例性实施例]

在第一示例性实施例中，除偏转件23的反射镜231之外，还通过反射镜27来改变光的入射角。

在第二示例性实施例中，光入射到反射镜27的入射角是固定的。

图2A和图2B是示出应用第二示例性实施例的用于眼球的光学测量装置1的示例性构造的视图。图2A是当从顶侧观看眼球10时所得到的视图(上下方向上的剖视图)，并且图2B是当从前侧观看眼球10时所得到的视图。利用相同的附图标记来表示与应用第一示例性实施例的光学测量装置1类似的部分，并且将省略对其的描述。

在应用第二示例性实施例的用于眼球的光学测量装置1中，在偏转件23与反射镜27之间设置有包括远心fθ透镜的远心光学系统24。此外，反射镜27不具有设置在第一示例性实施例中的驱动装置28。这里，偏转件23和远心光学系统24是切换单元的实例。

远心fθ透镜是沿垂直于平面的方向会聚入射光束的透镜。即，如图2A和图2B所示，即使光束被偏转件23的反射镜231反射然后倾斜地进入远心光学系统24，但光束彼此平行地从远心光学系统24投射出。

因此，尽管反射镜27的入射角(倾角)是固定的，通过切换反射镜27的入射位置，朝向眼球10行进的光学路径也被改变为彼此平行，使得光学路径彼此平行地行进。

因此，可以通过对偏转件23的反射镜231的反射角的控制而对反射镜27的入射位置进行切换。即，简化了对反射镜27的入射位置的切换的控制。

由于反射镜27被设置为靠近眼球10，因此在应用第一示例性实施例的光学测量装置1中，当移动(旋转)反射镜27以改变反射镜27的入射角时在测量对象上施加有动态力(dynamic force)。然而，由于在应用第二示例性实施例的光学测量装置1中反射镜27的入射角是固定的，因此避免了在测量对象上施加动态力。

由于除反射镜27的入射角(倾角)是固定的以外，对反射镜27的入射位置进行切换的操作与在第一示例性实施例中所描述的操作相同，因此将省略对其的描述。

[第三示例性实施例]

在第一示例性实施例和第二示例性实施例中，基于透过前房13中的房水的光的强度的变化对包括在房水中的光活性物质的浓度进行测量。

在第三示例性实施例中，通过利用旋光性(旋光度)，对诸如包括在房水中的葡萄糖等光活性物质的浓度进行测量。

图3A和图3B是示出应用第三示例性实施例的用于眼球的光学测量装置1的示例性构造的视图。图3A是当从顶侧观看眼球10时所得到的视图(上下方向上的剖视图)，并且图3B是当从前侧观看眼球10时所得到的视图。利用相同的附图标记来表示与应用第二示例性实施例的光学测量装置1(除了一些部分之外应用第一示例性实施例的光学测量装置1)类似的部分，并且将省略对其的描述。

应用第三示例性实施例的光学测量装置1具有除应用第二示例性实施例的光学测量装置1的部分以外的偏振控制器25。偏振控制器25是偏振控制部分的实例。

偏振控制器25包括偏振器和波片。此外，偏振控制器25从由光源21投射的光提取预定的偏振光(线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光等)。

当光被反射镜27反射时，平行于入射表面的分量(P)的反射率和垂直于入射表面的分量(S)的反射率分别取决于反射镜27的折射率和入射角。因此，当偏振光进入反射镜27时，反射光的偏振状态在某些情况下因入射角而改变。例如，在线偏振光进入反射镜27的情况下，反射光还可以以一定入射角线偏振，并且反射光可以以另一入射角椭圆偏振。

因此，到反射镜27的入射角可以是固定的。

因此，与第二示例性实施例类似，应用第三示例性实施例的光学测量装置1构造为，使得通过使用包括远心fθ透镜的远心光学系统24而不需要考虑由到反射镜27的入射角的变化而导致的偏振状态的变化。

类似地，当偏振光穿过透镜时，偏振状态发生变化。因此，将偏振控制器25设置在远心光学系统24的远心fθ透镜的之后的台面处，即，在远心fθ透镜与反射镜27之间。

这里，偏转件23和远心光学系统24也是切换单元的实例。

检测器29包括如下文所描述的检测旋光角的分析器等。

在反射镜27的折射率、入射光的偏振状态(振动面的方向、线偏振以及椭圆偏振)以及入射角是已知的情况下，可以计算出反射光的偏振状态。因此，通过将偏振控制器25设置在应用第一示例性实施例的用于眼球的光学测量装置1中，通过使用旋光性可以测量光活性物质的浓度。

由于除通过使用旋光性测量光活性物质的浓度以外，对光到反射镜27的入射位置进行切换的操作与在第一示例性实施例和第二示例性实施例中所描述的相同，因此将省略对其的描述。

(光活性物质的浓度的计算)

图4是说明通过光学测量装置1对由包括在前房13中的房水中的光活性物质引起的振动面的旋转角度(旋光度)进行测量的方法的视图。这里，为了易于描述，光学路径不构造为弯曲的，并且省略了远心光学系统24和反射镜27。

假定光学系统20的偏振控制器25具有偏振器251，并且检测器29具有补偿器291、分析器292和光接收元件293。

当沿光的行进方向观看时，在光源21、偏振控制器25的偏振器251、前房13以及检测器29的补偿器291、分析器292和光接收元件293(如图4所示)中，偏振光的形状分别以圆中的箭头表示。

光学系统20可以具有其它元件(光学构件等)。

偏振器251例如是尼科耳(Nicol)棱镜等，并且使来自入射光的具有预定振动面的线偏振光从中穿过。

补偿器291例如是诸如使用石榴石等的法拉第元件等磁光元件，并且通过磁场使线偏振光的振动面旋转。

分析器292是与偏振器251相同的部件，并且允许具有预定的振动面的线偏振光从中穿过。

光接收元件293是硅二极管等，并且输出与光的强度对应的输出信号。

光源21发射具有任意振动面的光。此外，偏振器251允许具有预定的振动面的线偏振光从中穿过。在图4中，例如，偏振器251允许具有与附图纸面平行的振动面的线偏振光从中穿过。

穿过偏振器251的线偏振光的振动面被包括在前房13中的房水中的光活性物质所旋转。在图4中，振动面旋转了角度α_M(旋光度α_M)。

接下来，被包括在前房13中的房水中的光活性物质旋转了的振动面通过补偿器291返回到初始状态。在补偿器291是诸如法拉第元件等磁光元件的情况下，通过向补偿器291施加磁场而使穿过补偿器291的光的振动面旋转。

穿过分析器292的线偏振光被光接收元件293接收，并且被装换为与光的强度对应的输出信号。

这里，将对通过光学系统20来测量旋光度α_M的方法的实例进行描述。

首先，在从光源21发射的光不穿过前房13的状态下，通过使用包括光源21、偏振器251、补偿器291、分析器292和光接收元件293的光学系统20，将补偿器291和分析器292设定为使得来自光接收元件293的输出信号最小化。在图4所示的实例中，在光不穿过前房13的状态下，穿过偏振器251的线偏振光的振动面与穿过分析器292的光振动面垂直。

接下来，使光穿过前房13。然后，振动面被包括在前房13中的房水中的光活性物质旋转。因此，来自光接收元件293的输出信号超过最小值。因此，通过向补偿器291施加磁场来使振动面旋转，使得来自光接收元件293的输出信号最小化。即，从补偿器291投射的光的振动面变为与穿过分析器292的光的振动面垂直。

振动面被补偿器291旋转的角度与由包括在房水中的光活性物质生成的旋光度α_M对应。这里，施加在补偿器291上的磁场的大小与被旋转的振动面的角度之间的关系是预先已知的。因此，从施加在补偿器291上的磁场的大小可以得出旋光度α_M。

具体地说，将具有多个波长λ(波长λ₁、λ₂、λ₃……)的光从光源21发射至前房13中的房水，并且由此得到每个波长的旋光度α_M(旋光度α_M1、α_M2、α_M3……)。波长λ和旋光度α_M的集合被信号处理器30接收，并且由此计算出期望得到的光活性物质的浓度。

如上文所述，房水中包括多种光活性物质。因此，所测得的旋光度α_M是由多种光活性物质提供的旋光度α_M的总和。因此，需要根据所测得的旋光度α_M计算期望得到的光活性物质(这里为葡萄糖)的浓度。由于可以使用公开的已知方法来计算期望得到的光活性物质的浓度，因此将省略对其的描述。

在图4中，偏振器251的振动面与纸面平行，并且穿过分析器292之前的振动面垂直于附图纸面。然而，在从光源21发射的光不穿过前房13的状态下补偿器291旋转振动面的情况下，穿过分析器292之前的振动面可能相对于平行于附图纸面的表面而倾斜。即，补偿器291和分析器292可能被设定为，使得在光不穿过前房13中的房水的状态下来自光接收元件293的输出信号最小化。

在本文中描述了作为得到旋光度α_M的方法的使用补偿器291的实例，但也可以通过使用除补偿器291以外的构件得到旋光度α_M。此外，在本文中描述了作为对振动面的旋转角度(旋光度α_M)进行测量的最基本测量方法的正交偏振法(假设使用补偿器291)，但还可以应用诸如旋转检偏元件法、法拉第调制法以及光延迟调制法等其它测量方法。

[第四示例性实施例]

在应用第三示例性实施例的光学测量装置1中，通过使用用于远心光学系统24的远心fθ透镜使进入反射镜27的光的角度固定。在应用第四示例性实施例的光学测量装置1中，通过移动偏转件23的反射镜231而不是使用远心光学系统24来切换光学路径。

在第四示例性实施例中，通过设置偏振控制器25并且使用旋光性来测量诸如葡萄糖等光活性物质的浓度。此外，可以基于浓度来测量诸如葡萄糖等光活性物质的浓度，而不使用偏振控制器25。

图5A和图5B是示出应用第四示例性实施例的用于眼球的光学测量装置1的构造的实例的视图。图5A是当从顶侧观看时示出眼球10的视图(上下方向上的剖视图)，并且图5B是当从前侧观看时示出眼球10的视图。利用相同的附图标记来表示与应用第三示例性实施例的光学测量装置1(除了一些部分之外的应用于第一示例性实施例的光学测量装置1)类似的部分，并且将省略对其的描述。

应用第四示例性实施例的光学测量装置1设置有聚光透镜26以替代远心光学系统24。此外，偏转件23包括反射镜231和安装有反射镜231的直线运动台233，使得反射镜231通过直线运动台233沿一个方向移动。直线运动台233是移动单元的实例。

即，直线运动台233使反射镜231的反射表面沿光学路径的方向(光行进的前后方向)移动。因此，切换了光入射到反射镜27的入射位置。此外，将光学路径设定为处于适于对包括在前房13中的房水中的光活性物质的浓度进行测量的光学路径状态。即，将光学路径设定为穿越前房13。

这里，偏转件23和聚光透镜26也是切换单元的实例。

在第四示例性实施例中，直线运动台233的移动方向限制了光到反射镜27的入射位置。即，沿一维方向切换光入射到反射镜27的入射位置。例如，在图5A中，光学路径由脸部沿前后方向的移动所限制。

因此，在如图5B所示沿脸部的上下方向移动光学路径的情况下，光源21和准直透镜22沿垂直于附图纸面的方向布置，直线运动台233的移动方向也被设定为垂直于附图纸面的方向，并且设定反射镜231在直线运动台233上的方向，使得如图5A所示，从光源21发射经由准直透镜22的光被反射到反射镜27。

可以将压电元件附接在反射镜231的背表面上，并且可以移动反射镜231的前表面以替代使用直线运动台233。在这种情况下，直线运动台233可以是用于操作压电元件的驱动装置。

[第五示例性实施例]

在应用第五示例性实施例的用于眼球的光学测量装置1中，将眼球10的前房13的周边浸没于液体中。在某些情况下该状态被称作液体浸没。

图6A和图6B是示出应用第五示例性实施例的用于眼球的光学测量装置1的示例性构造的视图。图6A是当从顶侧观看眼球10时所得到的视图(上下方向上的剖视图)，并且图6B是当从前侧观看眼球10时所得到的视图。此外，除了液体浸没部分50(将在后文中描述)外，光学测量装置1的构造与图3A和图3B所示的第三示例性实施例相同。因此，利用相同的附图标记表示相同的部分，将省略对相同部分的描述，并且将对不同部分进行描述。

液体浸没部分50包括容器51以及填充容器51的液体52。移动液体浸没部分50的容器51使其在眼球10的外周处靠近脸部的表面，使得眼球10的前房13的周边浸没于液体52中。液体52可以具有与房水的折射率差别不大的折射率。例如，可以使用水、盐溶液等。

液体浸没部分50在与容器51的光学路径对应的部分处包括供光穿过的入射窗53和发射窗54，使得光横穿地通过前房13。入射窗53构造为使得被反射镜27反射的光沿垂直于入射窗53的方向进入，并且发射窗54构造为使得穿过液体52和前房13的光沿垂直于发射窗54的方向投射。此外，容器51的尺寸和形状不受特定限制，只要在眼球10的前房13的周边(例如，角膜14)处的光的入射位置浸没于液体52中即可。

如上文所述，液体浸没部分50避免了被反射镜27反射的光被角膜14的表面折射，从而避免了光的方向的改变。即，角膜14的形状等几乎不会影响光，从而容易设定横穿前房13的光学路径。此外，光学路径β在未被角膜14的表面反射的情况下行进，但穿过前房13的光学路径β的距离较短。

可以将液体浸没部分50应用在应用其它示例性实施例的用于眼球的光学测量装置1上。

[第六示例性实施例]

在应用第二至第四示例性实施例的用于眼球的光学测量装置1中，将反射镜27设定为具有预定的入射角。此外，将反射镜27布置为与眼球10间隔开。

在第六示例性实施例中，反射镜27设置在接触部件60上，该具有反射镜的接触部件60在与眼球10的表面接触的状态下使用。具有反射镜的接触部件60是安装部件的实例。

图7A和图7B是示出应用第六示例性实施例的用于眼球的光学测量装置1的示例性构造的视图。图7A是当从顶侧观看眼球10时所得到的视图(上下方向上的剖视图)，并且图7B是当从前侧观看眼球10时所得到的视图。此外，光学测量装置1的构造除了具有反射镜的接触部件60(将在后文中描述)外与图3A和图3B所示的第三示例性实施例相同。因此，利用相同的附图标记表示相同的部分，将省略对相同部分的描述，并且将对不同部分进行描述。

如图7A所示，具有反射镜的接触部件60是诸如所谓的隐形眼镜等用于眼球的部件，并且接触部件60安装在眼球10的角膜14的表面(眼球表面)上。此外，在本文中，将接触部件60安装在眼球10的角膜14的表面(眼球表面)上的构造表达为接触部件60安装在眼球10上的构造。

具有反射镜的接触部件60具有设置在基体61中的反射镜27。

基体61由诸如聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、硅树脂共聚物或含氟化合物等树脂制成。在基体61的折射率接近眼球10的前房13中的房水以及角膜14的折射率的情况下，避免了在具有反射镜的接触部件60与眼球10之间的界面处的折射。因此，容易设定横穿眼球10的前房13的光学路径。此外，光学路径β在未被角膜14的表面反射的情况下行进，但穿过前房13的光学路径β的距离较短。

基体61的供光朝向反射镜27进入的部分构造为与光垂直的平面62。另外，基体61的供光朝向检测器29投射的部分构造为垂直于光的平面63。因此，当光进入具有反射镜的接触部件60以及光从具有反射镜的接触部件60投射出去时，避免了光学路径由于基体61的折射而发生弯曲。

如图7B所示，反射镜27具有四边形的外部形状。此外，反射镜27的外部形状可以是诸如弧形等其它形状。

基体61不必具有圆形形状，并且可以具有诸如四边形形状等其它形状，只要基体61可以被安装在角膜14上即可。

可以将在第六示例性实施例中所描述的具有反射镜的接触部件60应用于第二至第四示例性实施例。

尽管上文已描述了各种示例性实施例，但这些示例性实施例可以彼此组合。

本发明不限于前述示例性实施例，而可以在不背离本发明的主题的情况下以各种形式实施。

为了解释和描述起见，已经提供了对于本发明的示例性实施例的前述描述。其本意并不是穷举或将本发明限制为所公开的确切形式。显然，对于本技术领域的技术人员可以进行多种修改和变型。实施例的选取和描述是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使所属领域的其他技术人员能够理解本发明适用于各种实施例，并且具有各种变型的本发明适合于所设想的特定用途。其目的在于用所附权利要求书及其等同内容来限定本发明的范围。

Claims (10)

1.一种用于眼球的光学测量装置，所述光学测量装置包括：

光反射单元，其沿使光穿越所述眼球的前房的方向反射所述光；以及

切换单元，其对所述光入射到所述光反射单元的入射位置进行切换，以避免所述光从所述光穿越所述前房的状态移动。

2.根据权利要求1所述的光学测量装置，其中

所述光反射单元构造为使得所述光的入射角被设定为预定的角度，并且

所述切换单元包括：

反射部件，其反射所述光；

角度改变单元，其改变所述反射部件相对于所述光的反射角；以及

远心光学系统，其允许被所述反射部件反射的所述光从中穿过，使得所述光被投射到所述光反射单元。

3.根据权利要求2所述的光学测量装置，还包括：

偏振控制器，其使所述光偏振为预定的偏振光。

4.根据权利要求3所述的光学测量装置，其中，所述偏振控制器布置在所述切换单元的所述远心光学系统与所述光反射单元之间。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的光学测量装置，其中，所述切换单元的所述反射部件沿反射表面的一个方向以及与所述一个方向垂直的方向改变相对于所述光的反射角。

6.根据权利要求1所述的光学测量装置，其中

所述光反射单元构造为使得所述光的入射角被设定为预定的角度，并且

所述切换单元包括：

反射部件，其反射所述光；以及

移动单元，其使所述反射部件沿所述光行进的前后方向移动。

7.根据权利要求6所述的光学测量装置，还包括：

偏振控制器，其使所述光偏振为预定的偏振光。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学测量装置，还包括：

容器，其允许所述眼球的所述前房的周边浸没于液体。

9.根据权利要求2至7中任一项所述的光学测量装置，其中，所述光反射单元设置于在与所述眼球的表面接触的状态下使用的安装部件中。

10.一种用于眼球的光学测量装置，其包括：

光反射单元，其沿使光穿越所述眼球的前房的方向反射所述光；以及

切换单元，其对所述光入射到所述光反射单元的入射位置进行切换，使得穿越所述前房的光沿所述眼球的前后方向和上下方向中的至少一者平行移动。