JP7207308B2 - コンタクトレンズおよび検出方法 - Google Patents

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Description

本開示は、コンタクトレンズおよび検出方法に関する。
従来では、生体情報を取得する方法として、侵襲型と、非侵襲型とがある。侵襲型では、例えば、血液を採取し、電気化学反応にて分析する方法がある。一方、非侵襲型では、例えば、皮膚の上から光を照射し血管内の血液による吸収スペクトルから血液を分析する方法や、涙や汗を採取し、種々の手段で分析する方法がある。
米国特許出願公開２０１２／０２４５４４４号 特開昭６２－１３３９３７号公報
侵襲型では、体への負担が大きいという問題がある。一方、非侵襲型のうち、皮膚の上から光を照射する方法では、皮膚内部における光の吸収が大きく、計測が容易ではなく、また、体動ノイズと、検出対象の信号とを分離することが容易ではないという問題がある。非侵襲型のうち、涙や汗を分析する上記特許文献に記載の方法では、電極が生物由来の材料で構成されているので、長期安定性や耐熱性が良くないという問題がある。上記特許文献では、電極を人工的な合成物で構成することも提案されているが、電極がそのような材料で構成されている場合には、検出対象以外の物質にも弱い応答を示したり、共存物質や溶液のｐＨの影響を受けやすかったりするという問題がある。従って、体への負担が少なく、高精度で分析することの可能なコンタクトレンズおよび検出方法を提供することが望ましい。
本開示の一実施形態に係るコンタクトレンズは、眼球に装着されるレンズ部と、レンズ部に設けられ、涙を蓄えるための１または複数の構造部とを備えている。
本開示の一実施形態に係るコンタクトレンズでは、涙を蓄えるための１または複数の構造部がレンズ部に設けられている。これにより、例えば、１または複数の構造部に蓄えられた涙に対して光を照射し、涙の吸収スペクトルを計測することが可能である。ここで、涙に対して光を照射する際に、光が皮膚などの吸収の大きな領域を透過しないので、例えば、涙の吸収スペクトルを容易に計測することが可能である。また、ノイズと、検出対象の信号とを分離することが容易である。また、電極が不要なので、電極に起因する長期安定性や耐熱性、検出対象以外の物質への応答性などの問題が存在しない。また、非侵襲型であるので、体への負担が少ない。
本開示の一実施形態に係る検出方法は、以下の２つを含む。
（１）眼球に装着されるレンズ部と、レンズ部に設けられ、涙を蓄えるための１または複数の構造部とを備えたコンタクトレンズにおける１または複数の構造部に蓄えられた涙に向かって光を照射すること
（２）１または複数の構造部に蓄えられた涙に向かって照射された光のうち、１または複数の構造部に蓄えられた涙を介して、コンタクトレンズを透過した透過光、コンタクトレンズで反射された反射光、コンタクトレンズで回折透過された回折透過光、または、コンタクトレンズで回折反射された回折反射光を検出すること
本開示の一実施形態に係る検出方法では、レンズ部に設けられた１または複数の構造部に蓄えられた涙に向かって照射された光のうち、１または複数の構造部に蓄えられた涙を介して、コンタクトレンズを透過した透過光、コンタクトレンズで反射された反射光、コンタクトレンズで回折透過された回折透過光、または、コンタクトレンズで回折反射された回折反射光が検出される。これにより、例えば、涙の吸収スペクトルを計測することが可能である。ここで、涙に対して光を照射する際に、光が皮膚などの吸収の大きな領域を透過しないので、例えば、涙の吸収スペクトルを容易に計測することが可能である。また、ノイズと、検出対象の信号とを分離することが容易である。また、電極が不要なので、電極に起因する長期安定性や耐熱性、検出対象以外の物質への応答性などの問題が存在しない。また、非侵襲型であるので、体への負担が少ない。
本開示の一実施形態に係るコンタクトレンズによれば、涙を蓄えるための１または複数の構造部をレンズ部に設けるようにしたので、体への負担が少なく、高精度で分析することができる。
本開示の一実施形態に係る検出方法によれば、レンズ部に設けられた１または複数の構造部に蓄えられた涙に向かって照射された光のうち、１または複数の構造部に蓄えられた涙を介して、コンタクトレンズを透過した透過光、コンタクトレンズで反射された反射光、コンタクトレンズで回折透過された回折透過光、または、コンタクトレンズで回折反射された回折反射光を検出するようにしたので、体への負担が少なく、高精度で分析することができる。
なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
本開示の第１の実施形態に係るコンタクトレンズが眼球に装着されている様子の一例を表す図である。 図１のコンタクトレンズおよび眼球の断面構成の一例を表す図である。 図１のコンタクトレンズの平面構成の一例を表す図である。 図１のコンタクトレンズの平面構成の一例を表す図である。 図１のコンタクトレンズの平面構成の一例を表す図である。 図１のコンタクトレンズの平面構成の一例を表す図である。 図１のコンタクトレンズの平面構成の一例を表す図である。 図１のコンタクトレンズの平面構成の一例を表す図である。 図１のコンタクトレンズの平面構成の一例を表す図である。 図２のレンズ部の断面構成の一例を表す図である。 図１のコンタクトレンズに蓄えた涙の成分を計測するための計測装置の概略構成の一例を表す図である。 図５の計測装置における計測手順の一例を表す図である。 水、グルコース、蛋白質および脂質の吸収スペクトルの一例を表す図である。 図２のコンタクトレンズの一変形例を表す図である。 図２のコンタクトレンズの一変形例を表す図である。 図２のコンタクトレンズの一変形例を表す図である。 図２のコンタクトレンズの一変形例を表す図である。 図８、図１０のコンタクトレンズに蓄えた涙の成分を計測するための計測装置の概略構成の一例を表す図である。 図９、図１１のコンタクトレンズに蓄えた涙の成分を計測するための計測装置の概略構成の一例を表す図である。 図２のコンタクトレンズの一変形例を表す図である。 図２のコンタクトレンズの一変形例を表す図である。 図２のコンタクトレンズの一変形例を表す図である。 図２のコンタクトレンズの一変形例を表す図である。 図１４、図１６のコンタクトレンズに蓄えた涙の成分を計測するための計測装置の概略構成の一例を表す図である。 図１５、図１７のコンタクトレンズに蓄えた涙の成分を計測するための計測装置の概略構成の一例を表す図である。 図２のコンタクトレンズの一変形例を表す図である。 図２のコンタクトレンズの一変形例を表す図である。 図２０、図２１のコンタクトレンズに蓄えた涙の成分を計測するための計測装置の概略構成の一例を表す図である。 図２のコンタクトレンズの一変形例を表す図である。 図２のコンタクトレンズの一変形例を表す図である。 図２３、図２４のコンタクトレンズに蓄えた涙の成分を計測するための計測装置の概略構成の一例を表す図である。 図２５の計測装置における計測手順の一例を表す図である。 図２３、図２４のコンタクトレンズに蓄えた涙の成分を計測するための計測装置の一適用例を表す図である。 図２３、図２４のコンタクトレンズに蓄えた涙の成分を計測するための計測装置の一適用例を表す図である。 図２、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、図３Ｅ、図３Ｆ、図３Ｇ、図４のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図２、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、図３Ｅ、図３Ｆ、図３Ｇ、図４のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図８、図９のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図８、図９のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図１０、図１１のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図１０、図１１のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図１４、図１５のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている涙が未充填の状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図１４、図１５のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図１６、図１７のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図１６、図１７のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図２０、図２３のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図２０、図２３のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図２１、図２４のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図２１、図２４のコンタクトレンズに設けられた流路に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態のときの光の進路の一例を表す図である。 図２、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、図３Ｅ、図３Ｆ、図３Ｇ、図８～図１１、図１４～図１７、図２０、図２１、図２３、図２４、図２９～図４２のコンタクトレンズに設けられた構造部の一変形例を表す水平断面図である。 図４３の構造部の一変形例を表す垂直断面図である。 図２、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、図３Ｅ、図３Ｆ、図３Ｇ、図８～図１１、図１４～図１７、図２０、図２１、図２３、図２４、図２９～図４２のコンタクトレンズに設けられた構造部の一変形例を表す水平断面図である。 図２８の眼鏡の一変形例を表す図である。 本開示の第２の実施形態に係るコンタクトレンズが眼球に装着されている様子の一例を表す図である。 図４７のコンタクトレンズおよび眼球の断面構成の一例を表す図である。 図４８のコンタクトレンズに設けられた構造物の一例を表す図である。 図４８のコンタクトレンズに設けられた構造物の一例を表す図である。 図４８のコンタクトレンズに設けられた構造物の一例を表す図である。 図４７のコンタクトレンズを用いた生体の状態の判断手順の一例を表す図である。 図４７のコンタクトレンズの一変形例を表す図である。 （Ａ）図５３の色指標および構造物の平面構成の一変形例を表す図である。（Ｂ）図５３の色指標および構造物のＡ－Ａ線での断面構成の一変形例を表す図である。 図５３の色指標および構造物の平面構成の一変形例を表す図である。 （Ａ）図５３の色指標および構造物の平面構成の一変形例を表す図である。（Ｂ）図５３の色指標および構造物のＡ－Ａ線での断面構成の一変形例を表す図である。 図５３の色指標および構造物の一変形例を表す図である。 図４８のコンタクトレンズに設けられた構造物の一変形例を表す図である。
以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

１．第１の実施の形態
レンズ部に、涙を蓄える流路を設けた例
２．第１の実施の形態の変形例
３．第２の実施の形態
レンズ部に、導光路を兼ねた、涙を蓄える流路を設けた例
４．第２の実施の形態の変形例
＜１．第１の実施の形態＞
[構成]
本開示の第１の実施の形態に係るコンタクトレンズ１について説明する。図１は、コンタクトレンズ１が眼球１００に装着されている様子の一例を表したものである。図２は、コンタクトレンズ１および眼球１００の断面構成の一例を表したものである。コンタクトレンズ１は、眼球１００に装着されるレンズ部１０と、レンズ部１０に設けられた１または複数の構造部２０とを備えている。１または複数の構造部２０は、涙を蓄えるための構造である。
レンズ部１０は、眼球１００の表面形状に倣った曲面形状となっている。レンズ部１０は、正面から見たときには、例えば、円形状となっている。レンズ部１０の直径は、虹彩１１０の外縁の直径よりも大きな値となっている。レンズ部１０は、近視、遠視、乱視などを補正するための視力補正機能を持ったレンズであってもよいし、そのような視力補正機能を持たないレンズであってもよい。
１または複数の構造部２０は、例えば、レンズ部１０の中央を避けて形成されている。１または複数の構造部２０は、コンタクトレンズ１が眼球１００に装着されているときに、例えば、図３Ａ～図３Ｇに示したように、瞳孔１２０と対向する箇所を避けて形成されている。１または複数の構造部２０は、例えば、レンズ部１０の内部に設けられた流路２１を含んでいる。流路２１は、例えば、図３Ａ～図３Ｄに示したように、レンズ部１０の中央を中心とする渦巻状の形状となっている。流路２１は、例えば、図３Ａ～図３Ｃに示したように、円を描くように形成されていてもよいし、例えば、図３Ｄに示したように、四角形を描くように形成されていてもよい。レンズ部１０には、例えば、図３Ａ～図３Ｄに示したように、１つの構造部２０（つまり、１つの流路２１）が設けられていてもよいし、例えば、図３Ｅ～図３Ｇに示したように、２つの構造部２０（つまり、２つの流路２１）が設けられていてもよい。
なお、レンズ部１０に２つの構造部２０（つまり、２つの流路２１）が設けられている場合には、２つの構造部２０（つまり、２つの流路２１）は、レンズ部１０の中央を間にして互いに対向する位置に配置されていてもよい。また、この場合、流路２１は、例えば、図３Ｅ～図３Ｇに示したように、ジグザグの形状となっていてもよい。また、この場合、例えば、図３Ｆ、図３Ｇに示したように、一方の構造部２０（つまり、一方の流路２１）に設けられた流入口２１Ａおよび排出口２１Ｂと、他方の構造部２０（つまり、他方の流路２１）に設けられた流入口２１Ａおよび排出口２１Ｂとが、レンズ部１０の中央を基準としたときに左右対称の位置に配置されていてもよい。このとき、さらに、各流入口２１Ａが、当該流入口２１Ａが設けられた流路２１において、レンズ部１０の端縁寄りの位置に配置されていてもよい。さらに、流入口２１Ａおよび排出口２１Ｂは、コンタクトレンズ１が眼球１００に装着されているときに涙腺に相対的に近い方の構造部２０において、流入口２１Ａが排出口２１Ｂと比べて涙腺に相対的に近い位置に配置されるように構成されていてもよい。なお、図３Ｆでは、双方の構造部２０において、各流入口２１Ａおよび各排出口２１Ｂは、レンズ部１０の端縁寄りの位置に配置されている。また、図３Ｇでは、双方の構造部２０において、各流入口２１Ａは、レンズ部１０の端縁寄りの位置に配置されており、各排出口２１Ｂは、レンズ部１０の中央寄りの位置に配置されている。
ところで、流路２１は、例えば、図３Ａ～図３Ｇ、および図４に示したように、涙の流入口２１Ａと、涙の排出口２１Ｂとを有している。流入口２１Ａおよび排出口２１Ｂは、例えば、レンズ部１０のうち、眼球１００に接する側の面に露出している。なお、流入口２１Ａおよび排出口２１Ｂのうち少なくとも一方が、レンズ部１０のうち、眼球１００に接しない側の面に露出していてもよい。流入口２１Ａは、例えば、流路２１において、レンズ部１０の端縁寄りの位置に配置されている。つまり、コンタクトレンズ１が眼球１００に装着されているときに、流入口２１Ａは、例えば、排出口２１Ｂと比べて、涙腺に相対的に近い位置に配置されている。流路２１は、流入口２１Ａに連結された流入路２１ｆと、流入路２１ｆおよび排出口２１Ｂに連結された排出路２１ｅとによって構成されている。流入路２１ｆは、例えば、毛細管現象によって涙を引き込むことの可能な幅となっていることが好ましく、排出路２１ｅは、例えば、流入路２１ｆよりも幅広となっていることが好ましい。排出路２１ｅの幅は、例えば、毛細管現象の起こらない（または起こりにくい）広さとなっている。流路２１は、例えば、図４に示したように、レンズ部１０の内部に設けられている。
図５は、コンタクトレンズ１に蓄えた涙の成分を計測するための計測装置２の概略構成の一例を表したものである。計測装置２は、例えば、１または複数の構造部２０に涙が蓄えられたコンタクトレンズ１を支持する支持部３０と、コンタクトレンズ１における１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に向かって光を照射する光源部４０とを備えている。計測装置２は、さらに、例えば、光源部４０から照射された光（照射光Ｌａ）のうち、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙を介して、コンタクトレンズ１を透過した光（透過光Ｌｂ）を受光する受光部５０を備えている。計測装置２は、さらに、例えば、受光部５０から出力される検知信号を分析し、生体の状態を判定する信号処理部６０と、信号処理部６０で判定された結果を表示する表示部７０とを備えている。表示部７０は、省略されていてもよい。この場合、計測装置２は、例えば、信号処理部６０で判定された結果を、表示部を備えた外部機器に出力する通信部を備えている。
光源部４０は、例えば、単波長もしくは複数波長の光源によって構成されている。光源部４０に含まれる光源としては、例えば、単波長のレーザ、複数波長のレーザ、単波長のＬＥＤ、複数波長のＬＥＤ、または、白色光、紫外光、可視光もしくは赤外光のＬＥＤなどが挙げられる。受光部５０は、例えば、フォトダイオードなどによって構成されている。信号処理部６０は、例えば、後述の計測手順を実行する集積回路ＩＣなどによって構成されている。表示部７０は、例えば、信号処理部６０からの映像信号に基づいて映像を表示する。
次に、計測装置２における計測手順の一例について説明する。図６は、計測装置２における計測手順の一例を表したものである。まず、ユーザは、コンタクトレンズ１を自身の眼球１００に装着する。すると、コンタクトレンズ１に設けられた１または複数の構造部２０（流路２１）に、例えば、毛細管現象を利用して、涙が蓄えられる。次に、ユーザは、１または複数の構造部２０に涙が蓄えられたコンタクトレンズ１を眼球１００から取り外し、計測装置２に装着する（ステップＳ１０１）。具体的には、ユーザは、１または複数の構造部２０に涙が蓄えられたコンタクトレンズ１を支持部３０に支持させる。これにより、例えば、コンタクトレンズ１が支持部３０に固定される。
次に、ユーザは、計測装置２を起動する。すると、光源部４０が、コンタクトレンズ１における１または複数の構造部２０（流路２１）に蓄えられた涙に向かって光（照射光Ｌａ）を照射し、受光部５０が、コンタクトレンズ１を介して光（透過光Ｌｂ）を検出する（ステップＳ１０２）。具体的には、受光部５０は、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に向かって照射された光（照射光Ｌａ）のうち、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙を介して、コンタクトレンズ１を透過した光（透過光Ｌｂ）を検出する。受光部５０は、透過光Ｌｂを受光することにより生成された検出信号を信号処理部６０に出力する。
次に、信号処理部６０は、入力された検出信号を分析し、生体の状態を判定する（ステップＳ１０３）。具体的には、信号処理部６０は、入力された検出信号に基づいて、涙の吸収スペクトルを導出し、導出した吸収スペクトルから、例えば、涙に含まれる成分の種類および濃度を推定する。信号処理部６０は、推定により得られた涙の成分の種類および濃度に基づいて、生体の状態を判定する。信号処理部６０は、判定結果を映像信号として、表示部７０に出力する。表示部７０は、信号処理部６０から入力された映像信号に基づいて映像（判定結果）を表示する。なお、生体の状態の判定については、外部機器が行ってもよい。この場合、信号処理部６０は、入力された検出信号を分析し、分析結果を、通信部を介して外部機器に出力してもよい。
図７は、水、グルコース、蛋白質および脂質の吸収スペクトルの一例を表したものである。図７には、試料に所定の濃度で水、グルコース、蛋白質または脂質が含まれているときの吸収スペクトルの一例が示されている。信号処理部６０は、得られた吸収スペクトルと、例えば、図７に記載のグルコース、タンパク質、または、脂質の吸収スペクトルとを対比して、これらの類比を判定する。その結果、例えば、得られた吸収スペクトルがグルコースの吸収スペクトルに類似している場合には、信号処理部６０は、涙にグルコースが含まれていると判定する。さらに、信号処理部６０は、得られた吸収スペクトルのピーク値と、図７に記載のグルコースのピーク値とを対比して、涙に含まれるグルコースの濃度を推定する。このようにして、計測装置２は、涙から、生体の状態を判定する。
［効果］
次に、本実施の形態のコンタクトレンズ１および計測装置２の効果について説明する。
従来では、生体情報を取得する方法として、侵襲型と、非侵襲型とがある。侵襲型では、例えば、血液を採取し、電気化学反応にて分析する方法がある。一方、非侵襲型では、例えば、皮膚の上から光を照射し血管内の血液による吸収スペクトルから血液を分析する方法や、涙や汗を採取し、種々の手段で分析する方法がある。
侵襲型では、体への負担が大きいという問題がある。一方、非侵襲型のうち、皮膚の上から光を照射する方法では、皮膚内部における光の吸収が大きく、計測が容易ではなく、また、体動ノイズと、検出対象の信号とを分離することが容易ではないという問題がある。非侵襲型のうち、涙や汗を分析する上記特許文献に記載の方法では、電極が生物由来の材料で構成されているので、長期安定性や耐熱性が良くないという問題がある。上記特許文献では、電極を人工的な合成物で構成することも提案されているが、電極がそのような材料で構成されている場合には、検出対象以外の物質にも弱い応答を示したり、共存物質や溶液のｐＨの影響を受けやすかったりするという問題がある。
一方、本実施の形態のコンタクトレンズ１では、涙を蓄えるための１または複数の構造部２０がレンズ部１０に設けられている。これにより、例えば、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に対して光を照射し、涙の吸収スペクトルを計測することが可能である。ここで、涙に対して光を照射する際に、光が皮膚などの吸収の大きな領域を透過しないので、例えば、涙の吸収スペクトルを容易に計測することが可能である。また、ノイズと、検出対象の信号とを分離することが容易である。また、電極が不要なので、電極に起因する長期安定性や耐熱性、検出対象以外の物質への応答性などの問題が存在しない。また、非侵襲型であるので、体への負担が少ない。従って、体への負担が少なく、高精度で分析することができる。
また、本実施の形態では、１または複数の構造部２０がレンズ部１０の中央を避けて形成されている。これにより、視界が１または複数の構造部２０によって妨げられるのを防ぐことができるので、ユーザがコンタクトレンズ１を日常生活の中で使用している最中に、ユーザの涙を収集することができる。
また、本実施の形態では、１または複数の構造部２０は、レンズ部１０の内部に設けられた流路２１を含んでいる。これにより、流路２１の存在によってレンズ部１０の表面に凹凸が生じさせないようにすることができるので、ユーザによるコンタクトレンズ１の使用感が、流路２１の存在によって悪化するのを避けることができる。
また、本実施の形態では、流路２１は、毛細管現象によって涙を引き込むことの可能な流入路２１ｆを有しており、さらに、流入路２１ｆよりも幅広の排出路２１ｅを有している。これにより、涙を効率良く収集することができる。
また、本実施の形態において、流入路２１ｆの入口が、流路２１において、レンズ部１０の端縁寄りの位置に配置されている場合には、涙が涙腺から涙点に流れる過程で、涙を効率よく収集することができる。また、本実施の形態において、２つの構造部２０（つまり、２つの流路２１）が、レンズ部１０の中央を間にして互いに対向する位置に配置されており、一方の構造部２０（つまり、一方の流路２１）に設けられた流入口２１Ａおよび排出口２１Ｂと、他方の構造部２０（つまり、他方の流路２１）に設けられた流入口２１Ａおよび排出口２１Ｂとが、レンズ部１０の中央を基準としたときに左右対称の位置に配置されており、各流入口２１Ａが、当該流入口２１Ａが設けられた流路２１において、レンズ部１０の端縁寄りの位置に配置されており、かつ、コンタクトレンズ１が眼球１００に装着されているときに、相対的に涙腺に近い方の構造部２０における流入口２１Ａが、排出口２１Ｂと比べて、涙腺に相対的に近い位置に配置されている場合には、コンタクトレンズ１を左右のどちらの眼球１００に対して使用したときであっても、涙が涙腺から涙点に流れる過程で、涙を効率よく収集することができる。
また、本実施の形態では、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に向かって照射された光（照射光Ｌａ）のうち、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙を介して、コンタクトレンズ１を透過した光（透過光Ｌｂ）が受光部５０によって検出される。これにより、例えば、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に対して光を照射し、涙の吸収スペクトルを計測することが可能である。ここで、涙に対して光を照射する際に、光が皮膚などの吸収の大きな領域を透過しないので、例えば、涙の吸収スペクトルを容易に計測することが可能である。また、ノイズと、検出対象の信号とを分離することが容易である。また、電極が不要なので、電極に起因する長期安定性や耐熱性、検出対象以外の物質への応答性などの問題が存在しない。また、非侵襲型であるので、体への負担が少ない。従って、体への負担が少なく、高精度で分析することができる。
＜２．第１の実施の形態の変形例＞
次に、第１の実施の形態に係るコンタクトレンズ１および計測装置２の変形例について説明する。
[変形例Ａ]
図８、図９は、図２のコンタクトレンズ１の一変形例を表したものである。本変形例において、コンタクトレンズ１は、流路２１とレンズ部１０の厚さ方向において対向配置された反射層２２を更に備えている。反射層２２は、光源部４０からの光を反射することの可能な構成となっており、例えば、誘電体多層膜、金属膜、ホログラムなどによって構成されている。反射層２２は、例えば、レンズ部１０のうち、眼球１００に接しない側の面（凸形状の面１０Ａ）、または、レンズ部１０のうち、眼球１００に接する側の面（凹形状の面１０Ｂ）に配置されている。なお、反射層２２は、例えば、図１０、図１１に示したように、レンズ部１０の内部に形成されていてもよい。このとき、反射層２２は、流路２１の表面に接して設けられていてもよいし、流路２１の内面を構成するように設けられていてもよい。
図１２は、図８、図１０のコンタクトレンズ１に蓄えた涙の成分を計測するための計測装置２の概略構成の一例を表したものである。なお、図１２には、図８のコンタクトレンズ１が例示されている。図１３は、図９、図１１のコンタクトレンズ１に蓄えた涙の成分を計測するための計測装置２の概略構成の一例を表したものである。なお、図１３には、図９のコンタクトレンズ１が例示されている。計測装置２は、例えば、１または複数の構造部２０に涙が蓄えられたコンタクトレンズ１を支持する支持部３０と、コンタクトレンズ１における１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に向かって光を照射する光源部４０とを備えている。計測装置２は、さらに、例えば、光源部４０から照射された光（照射光Ｌａ）のうち、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙を介して、コンタクトレンズ１で反射された光（反射光Ｌｃ）を受光する受光部５０を備えている。計測装置２は、さらに、例えば、信号処理部６０および表示部７０を備えている。表示部７０は、省略されていてもよい。この場合、計測装置２は、例えば、信号処理部６０での判定結果もしくは分析結果を、表示部を備えた外部機器に出力する通信部を備えている。
次に、計測装置２における計測手順の一例について説明する。まず、ユーザは、コンタクトレンズ１を自身の眼球１００に装着する。すると、コンタクトレンズ１に設けられた１または複数の構造部２０（流路２１）に、例えば、毛細管現象を利用して、涙が蓄えられる。次に、ユーザは、１または複数の構造部２０に涙が蓄えられたコンタクトレンズ１を眼球１００から取り外し、計測装置２に装着する（ステップＳ１０１）。具体的には、ユーザは、１または複数の構造部２０に涙が蓄えられたコンタクトレンズ１を支持部３０に支持させる。これにより、例えば、コンタクトレンズ１が支持部３０に固定される。
次に、ユーザは、計測装置２を起動する。すると、光源部４０が、コンタクトレンズ１における１または複数の構造部２０（流路２１）に蓄えられた涙に向かって光（照射光Ｌａ）を照射し、受光部５０が、コンタクトレンズ１を介して光（反射光Ｌｃ）を検出する（ステップＳ１０２）。具体的には、受光部５０は、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に向かって照射された光（照射光Ｌａ）のうち、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙を透過し、かつ反射層２２で反射され、再び、蓄えられた涙を通過した光（反射光Ｌｃ）を検出する。受光部５０は、反射光Ｌｃを受光することにより生成された検出信号を信号処理部６０に出力する。信号処理部６０は、入力された検出信号を分析し、例えば上述の分析方法を用いて生体の状態を判定する（ステップＳ１０３）。
本変形例では、流路２１とレンズ部１０の厚さ方向において対向配置された反射層２２が設けられている。これにより、受光部５０を、コンタクトレンズ１との位置関係で、光源部４０と同じ側に配置することができるので、受光部５０のための空間を、コンタクトレンズ１との位置関係で、光源部４０とは反対側に設ける必要がない。その結果、受光部５０のための空間を、コンタクトレンズ１との位置関係で、光源部４０とは反対側に設ける必要がなくなった分だけ、計測装置２を小型化することができる。また、反射層２２がレンズ部１０の内部に形成されている場合には、反射層２２が眼球１００に触れることがないので、体への負担をより一層少なくすることができる。
[変形例Ｂ]
図１４、図１５は、図２のコンタクトレンズ１の一変形例を表したものである。本変形例において、コンタクトレンズ１は、流路２１とレンズ部１０の厚さ方向において対向配置された回折素子２３を更に備えている。回折素子２３は、光源部４０からの光を所定の方向に屈折させることの可能な構成となっており、例えば、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ：Holo-graphic Optical Element）によって構成されている。回折素子２３は、例えば、レンズ部１０のうち、眼球１００に接する側の面（凹形状の面１０Ｂ）、または、レンズ部１０のうち、眼球１００に接しない側の面（凸形状の面１０Ａ）に配置されている。なお、回折素子２３は、例えば、図１６、図１７に示したように、レンズ部１０の内部に形成されていてもよい。このとき、回折素子２３は、流路２１の表面に接して設けられていてもよいし、流路２１の内面を構成するように設けられていてもよい。
図１８は、図１４、図１６のコンタクトレンズ１に蓄えた涙の成分を計測するための計測装置２の概略構成の一例を表したものである。なお、図１８には、図１４のコンタクトレンズ１が例示されている。図１９は、図１５、図１７のコンタクトレンズ１に蓄えた涙の成分を計測するための計測装置２の概略構成の一例を表したものである。なお、図１９には、図１５のコンタクトレンズ１が例示されている。計測装置２は、例えば、１または複数の構造部２０に涙が蓄えられたコンタクトレンズ１を支持する支持部３０と、コンタクトレンズ１における１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に向かって光を照射する光源部４０とを備えている。計測装置２は、さらに、例えば、光源部４０から照射された光（照射光Ｌａ）のうち、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙を介して、コンタクトレンズ１で回折透過された光（回折透過光Ｌｄ）を受光する受光部５０を備えている。計測装置２は、さらに、例えば、信号処理部６０および表示部７０を備えている。表示部７０は、省略されていてもよい。この場合、計測装置２は、例えば、信号処理部６０での判定結果もしくは分析結果を、表示部を備えた外部機器に出力する通信部を備えている。
次に、計測装置２における計測手順の一例について説明する。まず、ユーザは、コンタクトレンズ１を自身の眼球１００に装着する。すると、コンタクトレンズ１に設けられた１または複数の構造部２０（流路２１）に、例えば、毛細管現象を利用して、涙が蓄えられる。次に、ユーザは、１または複数の構造部２０に涙が蓄えられたコンタクトレンズ１を眼球１００から取り外し、計測装置２に装着する（ステップＳ１０１）。具体的には、ユーザは、１または複数の構造部２０に涙が蓄えられたコンタクトレンズ１を支持部３０に支持させる。これにより、例えば、コンタクトレンズ１が支持部３０に固定される。
次に、ユーザは、計測装置２を起動する。すると、光源部４０が、コンタクトレンズ１における１または複数の構造部２０（流路２１）に蓄えられた涙に向かって光（照射光Ｌａ）を照射し、受光部５０が、コンタクトレンズ１を介して光（回折透過光Ｌｄ）を検出する（ステップＳ１０２）。具体的には、受光部５０は、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に向かって照射された光（照射光Ｌａ）のうち、回折素子２３で回折され、かつ１または複数の構造部２０に蓄えられた涙を透過した光（回折透過光Ｌｄ）を検出する。受光部５０は、回折透過光Ｌｄを受光することにより生成された検出信号を信号処理部６０に出力する。信号処理部６０は、入力された検出信号を分析し、例えば上述の分析方法を用いて生体の状態を判定する（ステップＳ１０３）。なお、生体の状態の判定については、外部機器が行ってもよい。この場合、信号処理部６０は、入力された検出信号を分析し、分析結果を、通信部を介して外部機器に出力してもよい。
本変形例では、流路２１とレンズ部１０の厚さ方向において対向配置された回折素子２３が設けられている。これにより、所望の光以外を回折により分離除去することができるので、例えば、涙の吸収スペクトルを精度よく計測することが可能である。ここで、涙に対して光を照射する際に、光が皮膚などの吸収の大きな領域を透過しないので、例えば、涙の吸収スペクトルを容易に計測することが可能である。また、ノイズと、検出対象の信号とを分離することが容易である。また、電極が不要なので、電極に起因する長期安定性や耐熱性、検出対象以外の物質への応答性などの問題が存在しない。また、非侵襲型であるので、体への負担が少ない。従って、体への負担が少なく、高精度で分析することができる。また、回折素子２３がレンズ部１０の内部に形成されている場合には、回折素子２３が眼球１００に触れることがないので、体への負担をより一層少なくすることができる。
[変形例Ｃ]
図２０は、図２のコンタクトレンズ１の一変形例を表したものである。本変形例において、コンタクトレンズ１は、反射層２２および回折素子２３を更に備えている。反射層２２および回折素子２３は、ともに、流路２１とレンズ部１０の厚さ方向において対向配置されている。反射層２２は、レンズ部１０のうち、眼球１００に接しない側の面（凸形状の面１０Ａ）に配置されている。回折素子２３は、レンズ部１０のうち、眼球１００に接する側の面（凹形状の面１０Ｂ）に配置されている。なお、例えば、図２１に示したように、反射層２２および回折素子２３は、レンズ部１０の内部に形成されていてもよい。このとき、反射層２２および回折素子２３は、流路２１の表面に接して設けられていてもよいし、流路２１の内面を構成するように設けられていてもよい。
図２２は、図２０、図２１のコンタクトレンズ１に蓄えた涙の成分を計測するための計測装置２の概略構成の一例を表したものである。なお、図２２には、図２０のコンタクトレンズ１が例示されている。計測装置２は、例えば、１または複数の構造部２０に涙が蓄えられたコンタクトレンズ１を支持する支持部３０と、コンタクトレンズ１における１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に向かって光を照射する光源部４０とを備えている。計測装置２は、さらに、例えば、光源部４０から照射された光（照射光Ｌａ）のうち、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙を介して、コンタクトレンズ１で回折反射された光（回折反射光Ｌｅ）を受光する受光部５０を備えている。計測装置２は、さらに、例えば、信号処理部６０および表示部７０を備えている。表示部７０は、省略されていてもよい。この場合、計測装置２は、例えば、信号処理部６０での判定結果もしくは分析結果を、表示部を備えた外部機器に出力する通信部を備えている。
次に、計測装置２における計測手順の一例について説明する。まず、ユーザは、コンタクトレンズ１を自身の眼球１００に装着する。すると、コンタクトレンズ１に設けられた１または複数の構造部２０（流路２１）に、例えば、毛細管現象を利用して、涙が蓄えられる。次に、ユーザは、１または複数の構造部２０に涙が蓄えられたコンタクトレンズ１を眼球１００から取り外し、計測装置２に装着する（ステップＳ１０１）。具体的には、ユーザは、１または複数の構造部２０に涙が蓄えられたコンタクトレンズ１を支持部３０に支持させる。これにより、例えば、コンタクトレンズ１が支持部３０に固定される。
次に、ユーザは、計測装置２を起動する。すると、光源部４０が、コンタクトレンズ１における１または複数の構造部２０（流路２１）に蓄えられた涙に向かって光（照射光Ｌａ）を照射し、受光部５０が、コンタクトレンズ１を介して光（回折反射光Ｌｅ）を検出する（ステップＳ１０２）。具体的には、受光部５０は、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に向かって照射された光（照射光Ｌａ）のうち、回折素子２３で回折され、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙を透過し、反射層２２で反射され、再び、蓄えられた涙を通過するとともに回折素子２３で回折された光（回折反射光Ｌｅ）を検出する。受光部５０は、回折反射光Ｌｅを受光することにより生成された検出信号を信号処理部６０に出力する。信号処理部６０は、入力された検出信号を分析し、例えば上述の分析方法を用いて生体の状態を判定する（ステップＳ１０３）。
本変形例では、反射層２２および回折素子２３が設けられている。これにより、受光部５０を、コンタクトレンズ１との位置関係で、光源部４０と同じ側に配置することができるので、受光部５０のための空間を、コンタクトレンズ１との位置関係で、光源部４０とは反対側に設ける必要がない。その結果、受光部５０のための空間を、コンタクトレンズ１との位置関係で、光源部４０とは反対側に設ける必要がなくなった分だけ、計測装置２を小型化することができる。また、反射層２２および回折素子２３がレンズ部１０の内部に形成されている場合には、反射層２２および回折素子２３が眼球１００に触れることがないので、体への負担をより一層少なくすることができる。
[変形例Ｄ]
図２３は、図２のコンタクトレンズ１の一変形例を表したものである。本変形例において、コンタクトレンズ１は、反射層２２および回折素子２３を更に備えている。反射層２２および回折素子２３は、ともに、流路２１とレンズ部１０の厚さ方向において対向配置されている。本変形例では、反射層２２は、レンズ部１０のうち、眼球１００に接する側の面（凹形状の面１０Ｂ）に配置されている。反射層２２は、コンタクトレンズ１が眼球１００に装着されているときに流路２１よりも眼球１００に近い位置に配置される。回折素子２３は、レンズ部１０のうち、眼球１００に接しない側の面（凸形状の面１０Ａ）に配置されている。回折素子２３は、コンタクトレンズ１が眼球１００に装着されているときに流路２１よりも眼球１００から離れた位置に配置される。なお、反射層２２および回折素子２３は、例えば、図２４に示したように、レンズ部１０の内部に形成されていてもよい。このとき、反射層２２および回折素子２３は、流路２１の表面に接して設けられていてもよいし、流路２１の内面を構成するように設けられていてもよい。
図２５は、図２３、図２４のコンタクトレンズ１に蓄えた涙の成分を計測するための計測装置２の概略構成の一例を表したものである。なお、図２５には、図２３のコンタクトレンズ１が例示されている。本変形例では、計測装置２は、眼球１００に装着されたままとなっているコンタクトレンズ１に蓄えられている涙の成分を計測する。計測装置２は、例えば、コンタクトレンズ１における１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に向かって光を照射する光源部４０を備えている。このとき、光源部４０から照射される光（照射光Ｌａ）が、回折素子２３を介さずに眼球１００に入射した場合であっても、照射光Ｌａが眼球１００内の網膜にほとんど入射しないよう、ユーザは、照射光Ｌａの光軸を設定する。つまり、照射光Ｌａを、非常に浅い角度で回折素子２３に入射させることが好ましい。
計測装置２は、さらに、例えば、照射光Ｌａのうち、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙を介して、コンタクトレンズ１で回折反射された光（回折反射光Ｌｅ）を受光する受光部５０を備えている。計測装置２は、さらに、例えば、信号処理部６０および表示部７０を備えている。表示部７０は、省略されていてもよい。この場合、計測装置２は、例えば、信号処理部６０での判定結果もしくは分析結果を、表示部を備えた外部機器に出力する通信部を備えている。
次に、計測装置２における計測手順の一例について説明する。図２６は、計測装置２における計測手順の一例を表したものである。まず、ユーザは、コンタクトレンズ１を自身の眼球１００に装着する（ステップＳ２０１）。すると、コンタクトレンズ１に設けられた１または複数の構造部２０（流路２１）に、例えば、毛細管現象を利用して、涙が蓄えられる。次に、ユーザは、１または複数の構造部２０に涙が蓄えられたコンタクトレンズ１を眼球１００に装着したままで、計測装置２を所定の位置に設置する。具体的には、ユーザは、照射光Ｌａが非常に浅い角度で回折素子２３に入射するように、計測装置２の、コンタクトレンズ１に対する位置や向きを調整する。
次に、ユーザは、計測装置２を起動する。すると、光源部４０が、眼球１００に装着された状態のコンタクトレンズ１における１または複数の構造部２０（流路２１）に蓄えられた涙に向かって光（照射光Ｌａ）を照射し、受光部５０が、コンタクトレンズ１を介して光（回折反射光Ｌｅ）を検出する（ステップＳ２０２）。具体的には、受光部５０は、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に向かって照射された光（照射光Ｌａ）のうち、回折素子２３で回折され、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙を透過し、かつ反射層２２で反射され、再び、蓄えられた涙を通過するとともに回折素子２３で回折された光（回折反射光Ｌｅ）を検出する。受光部５０は、回折反射光Ｌｅを受光することにより生成された検出信号を信号処理部６０に出力する。信号処理部６０は、入力された検出信号を分析し、例えば上述の分析方法を用いて生体の状態を判定する（ステップＳ２０３）。
本変形例では、反射層２２および回折素子２３が設けられている。これにより、受光部５０を、コンタクトレンズ１との位置関係で、光源部４０と同じ側に配置することができるので、受光部５０のための空間を支持部３０の上に設ける必要がない。その結果、受光部５０のための空間を支持部３０の上に設ける必要がなくなった分だけ、計測装置２を小型化することができる。また、本変形例では、回折素子２３がレンズ部１０のうち、眼球１００に接しない側の面（凸形状の面）に配置されている。これにより、コンタクトレンズ１を眼球１００に装着したままで、涙の吸収スペクトルを計測することができる。また、反射層２２および回折素子２３がレンズ部１０の内部に形成されている場合には、反射層２２および回折素子２３が眼球１００に触れることがないので、体への負担をより一層少なくすることができる。
本変形例において、計測装置２が、例えば、図２７に示したように、携帯端末３に内蔵されていてもよい。これにより、計測装置２を簡単に持ち運びすることができる。また、本変形例において、計測装置２が、例えば、図２８に示したように、眼鏡４に内蔵されていてもよい。このとき、眼鏡４は、レンズフレーム４１と、レンズフレーム４１の端部に回動可能に固定されたテンプル４２とを備えている。本変形例における計測装置２が、例えば、テンプル４２に設けられている。このように、計測装置２が眼鏡４に内蔵されている場合には、ユーザは、眼鏡４をかけるだけで、計測装置２の位置や向きを調整することができる。なお、眼鏡４には、レンズが設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。
[変形例Ｅ]
図２９、図３０は、上記実施の形態に係るコンタクトレンズ１の流路２１の一変形例を表したものである。図２９には、流路２１に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態となっているときの光路の一例が示されている。図３０には、流路２１に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態となっているときの光路の一例が示されている。なお、図２３、図２４に示したように、涙に含まれる検出対象の物質の濃度に応じて、涙の屈折率と、レンズ部１０の屈折率との差（屈折率差）が変化するものとする。また、図２４に示したように、涙に含まれる検出対象の物質の濃度が所定の濃度となったときに、涙の屈折率と、レンズ部１０の屈折率との差（屈折率差）が、略ゼロとなってもよい。
本変形例では、流路２１のうち、少なくとも一部（例えば、照射光Ｌａが照射される部分）が、プリズム形状となっている。このとき、例えば、流路２１のうち、少なくとも照射光Ｌａが照射される部分の断面形状が直角三角形となっている。さらに、例えば、流路２１のうち、直角三角形の斜辺に相当する面Ｓ１が、レンズ部１０のうち、照射光Ｌａが照射される側の面と斜めに対向している。さらに、例えば、流路２１のうち、直角三角形の底辺に相当する面Ｓ２が、レンズ部１０のうち、照射光Ｌａが照射される側とは反対側の面と概ね正対している。
流路２１に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態となっているとき、照射光Ｌａが面Ｓ１に入射すると、例えば、図２９に示したように、照射光Ｌａが面Ｓ１で屈折するとともに、面Ｓ２でも屈折する。そのため、このときの透過光Ｌｂは、流路２１に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態となっているときの透過光Ｌｂの光軸の向きとは異なる方向に出射する（図３０参照）。その結果、流路２１に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態となっているときと、流路２１に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態となっているときとで、受光部５０での受光位置がずれる。このずれ量が、涙に含まれる成分の種類や濃度によって変動し得る、涙の屈折率の大きさに応じて変動する。従って、受光部５０が、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどで構成されている場合には、信号処理部６０は、受光部５０に入射する透過光Ｌｂの位置に基づいて、涙に含まれる成分の種類および濃度を推定することができる。
このように、本変形例では、透過光Ｌｂの吸収スペクトルだけでなく、透過光Ｌｂの位置ずれ量（オフセット量）からも、涙に含まれる成分の種類および濃度が推定される。従って、高精度の分析を行うことができる。
[変形例Ｆ]
図３１、図３２は、上記変形例Ａに係るコンタクトレンズ１の流路２１の一変形例を表したものである。図３１には、流路２１に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態となっているときの光路の一例が示されている。図３２には、流路２１に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態となっているときの光路の一例が示されている。なお、図３１、図３２に示したように、涙に含まれる検出対象の物質の濃度に応じて、涙の屈折率と、レンズ部１０の屈折率との差（屈折率差）が変化するものとする。また、図３２に示したように、涙に含まれる検出対象の物質の濃度が所定の濃度となったときに、涙の屈折率と、レンズ部１０の屈折率との差（屈折率差）が、略ゼロとなってもよい。
本変形例では、流路２１のうち、少なくとも一部（例えば、照射光Ｌａが照射される部分）が、プリズム形状となっている。このとき、例えば、流路２１のうち、少なくとも照射光Ｌａが照射される部分の断面形状が直角三角形となっている。さらに、例えば、流路２１のうち、直角三角形の斜辺に相当する面Ｓ１が、レンズ部１０のうち、照射光Ｌａが照射される側の面と斜めに対向している。さらに、例えば、流路２１のうち、直角三角形の底辺に相当する面Ｓ２が、レンズ部１０のうち、照射光Ｌａが照射される側とは反対側の面と概ね正対している。
流路２１に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態となっているとき、照射光Ｌａが面Ｓ１に入射すると、例えば、図３１に示したように、照射光Ｌａが面Ｓ１で屈折するとともに、面Ｓ２でも屈折する。さらに、流路２１を屈折透過した光は、反射層２２で反射され、面Ｓ２，Ｓ１で再度屈折した後、反射光Ｌｃとして、照射光Ｌａが照射された側の面から出射する。
このときの反射光Ｌｃは、流路２１に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態となっているときの反射光Ｌｃの光軸の向きとは異なる方向に出射する（図３２参照）。その結果、流路２１に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態となっているときと、流路２１に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態となっているときとで、受光部５０での受光位置がずれる。このずれ量が、涙に含まれる成分の種類や濃度によって変動し得る、涙の屈折率の大きさに応じて変動する。従って、受光部５０が、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどで構成されている場合には、信号処理部６０は、受光部５０に入射する反射光Ｌｃの位置に基づいて、涙に含まれる成分の種類および濃度を推定することができる。
このように、本変形例では、反射光Ｌｃの吸収スペクトルだけでなく、反射光Ｌｃの位置ずれ量（オフセット量）からも、涙に含まれる成分の種類および濃度が推定される。従って、高精度の分析を行うことができる。
なお、本変形例において、反射層２２は、例えば、図３３、図３４に示したように、レンズ部１０の内部に形成されていてもよい。このとき、反射層２２は、流路２１の表面に接して設けられていてもよいし、流路２１の内面を構成するように設けられていてもよい。このようにした場合には、反射層２２が眼球１００に触れることがないので、体への負担をより一層少なくすることができる。
[変形例Ｇ]
図３５、図３６は、上記変形例Ｂに係るコンタクトレンズ１の流路２１の一変形例を表したものである。図３５には、流路２１に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態となっているときの光路の一例が示されている。図３６には、流路２１に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態となっているときの光路の一例が示されている。なお、図３５、図３６に示したように、涙に含まれる検出対象の物質の濃度に応じて、涙の屈折率と、レンズ部１０の屈折率との差（屈折率差）が変化するものとする。また、図３６に示したように、涙に含まれる検出対象の物質の濃度が所定の濃度となったときに、涙の屈折率と、レンズ部１０の屈折率との差（屈折率差）が、略ゼロとなってもよい。
本変形例では、流路２１のうち、少なくとも一部（例えば、照射光Ｌａが照射される部分）が、プリズム形状となっている。このとき、例えば、流路２１のうち、少なくとも照射光Ｌａが照射される部分の断面形状が直角三角形となっている。さらに、例えば、流路２１のうち、直角三角形の斜辺に相当する面Ｓ１が、レンズ部１０のうち、照射光Ｌａが照射される側の面と斜めに対向している。さらに、例えば、流路２１のうち、直角三角形の底辺に相当する面Ｓ２が、レンズ部１０のうち、照射光Ｌａが照射される側とは反対側の面と概ね正対している。
流路２１に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態となっているとき、照射光Ｌａが回折素子２３に入射すると、例えば、図３５に示したように、照射光Ｌａが回折素子２３によって回折し、さらに、面Ｓ１、Ｓ１で屈折した後、回折透過光Ｌｄとして、照射光Ｌａが照射された側とは反対側の面から出射する。
このときの回折透過光Ｌｄは、流路２１に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態となっているときの回折透過光Ｌｄの光軸の向きとは異なる方向に出射する（図３６参照）。その結果、流路２１に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態となっているときと、流路２１に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態となっているときとで、受光部５０での受光位置がずれる。このずれ量が、涙に含まれる成分の種類や濃度によって変動し得る、涙の屈折率の大きさに応じて変動する。従って、受光部５０が、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどで構成されている場合には、信号処理部６０は、受光部５０に入射する回折透過光Ｌｄの位置に基づいて、涙に含まれる成分の種類および濃度を推定することができる。
このように、本変形例では、回折透過光Ｌｄの吸収スペクトルだけでなく、回折透過光Ｌｄの位置ずれ量（オフセット量）からも、涙に含まれる成分の種類および濃度が推定される。従って、高精度の分析を行うことができる。
なお、本変形例において、回折素子２３は、例えば、図３７、図３８に示したように、レンズ部１０の内部に形成されていてもよい。このとき、回折素子２３は、流路２１の表面に接して設けられていてもよいし、流路２１の内面を構成するように設けられていてもよい。このようにした場合には、回折素子２３が眼球１００に触れることがないので、体への負担をより一層少なくすることができる。
[変形例Ｈ]
図３９、図４０は、上記変形例Ｃに係るコンタクトレンズ１の流路２１の一変形例を表したものである。図３９には、流路２１に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態となっているときの光路の一例が示されている。図４０には、流路２１に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態となっているときの光路の一例が示されている。なお、図３９、図４０に示したように、涙に含まれる検出対象の物質の濃度に応じて、涙の屈折率と、レンズ部１０の屈折率との差（屈折率差）が変化するものとする。また、図４０に示したように、涙に含まれる検出対象の物質の濃度が所定の濃度となったときに、涙の屈折率と、レンズ部１０の屈折率との差（屈折率差）が、略ゼロとなってもよい。
本変形例では、流路２１のうち、少なくとも一部（例えば、照射光Ｌａが照射される部分）が、プリズム形状となっている。このとき、例えば、流路２１のうち、少なくとも照射光Ｌａが照射される部分の断面形状が直角三角形となっている。さらに、例えば、流路２１のうち、直角三角形の斜辺に相当する面Ｓ１が、レンズ部１０のうち、照射光Ｌａが照射される側の面と斜めに対向している。さらに、例えば、流路２１のうち、直角三角形の底辺に相当する面Ｓ２が、レンズ部１０のうち、照射光Ｌａが照射される側とは反対側の面と概ね正対している。反射層２２および回折素子２３は、流路２１のうち、少なくともプリズム形状となっている部分を間にして互いに対向配置されている。
流路２１に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態となっているとき、照射光Ｌａが回折素子２３に入射すると、例えば、図３９に示したように、照射光Ｌａが、回折素子２３で回折され、さらに、面Ｓ１，Ｓ２で屈折する。さらに、流路２１を屈折透過した光は、反射層２２で反射され、面Ｓ２，Ｓ１で再度屈折した後、回折反射光Ｌｅとして、照射光Ｌａが照射された側の面から出射する。
このときの回折反射光Ｌｅは、流路２１に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態となっているときの回折反射光Ｌｅの光軸の向きとは異なる方向に出射する（図４０参照）。その結果、流路２１に、検出対象の物質の濃度の低い涙が蓄えられている状態となっているときと、流路２１に、検出対象の物質の濃度の高い涙が蓄えられている状態となっているときとで、受光部５０での受光位置がずれる。このずれ量が、涙に含まれる成分の種類や濃度によって変動し得る、涙の屈折率の大きさに応じて変動する。従って、受光部５０が、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどで構成されている場合には、信号処理部６０は、受光部５０に入射する回折反射光Ｌｅの位置に基づいて、涙に含まれる成分の種類および濃度を推定することができる。
本変形例に係るコンタクトレンズ１に蓄えた涙の成分の計測は、例えば、図２２、図２５、図２７、図２８に記載の計測装置２を用いて行うことができる。このとき、受光部５０は、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙に向かって照射された光（照射光Ｌａ）のうち、回折素子２３で回折され、流路２１のうちプリズム形状となっている部分で屈折され、１または複数の構造部２０に蓄えられた涙を透過し、反射層２２で反射され、再び、流路２１のうちプリズム形状となっている部分で屈折され、さらに、蓄えられた涙を通過するとともに回折素子２３で回折された光（回折反射光Ｌｅ）を検出する。受光部５０は、回折反射光Ｌｅを受光することにより生成された検出信号を信号処理部６０に出力する。信号処理部６０は、入力された検出信号を分析し、例えば上述の分析方法を用いて生体の状態を判定する。なお、図２５、図２７、図２８に記載の計測装置２を用いる際には、本変形例に係るコンタクトレンズ１を眼球１００に装着した状態で、涙の成分の計測を行うことができる。
このように、本変形例では、回折反射光Ｌｅの吸収スペクトルだけでなく、回折反射光Ｌｅの位置ずれ量（オフセット量）からも、涙に含まれる成分の種類および濃度が推定される。従って、高精度の分析を行うことができる。
なお、本変形例において、反射層２２および回折素子２３は、例えば、図４１、図４２に示したように、レンズ部１０の内部に形成されていてもよい。このとき、反射層２２は、流路２１の表面に接して設けられていてもよいし、流路２１の内面を構成するように設けられていてもよい。このようにした場合には、反射層２２および回折素子２３が眼球１００に触れることがないので、体への負担をより一層少なくすることができる。
[変形例Ｉ]
図４３、図４４は、上記実施の形態およびその変形例Ａ～Ｈに係るコンタクトレンズ１の構造部２０の一変形例を表したものである。図４３には、流路２１の水平断面の構成例が示されている。図４４には、流路２１の垂直断面の構成例が示されている。
本変形例では、１または複数の構造部２０は、流路２１（排出口２１Ｂ）に連結された負圧室２１Ｃを有している。つまり、排出口２１Ｂがレンズ部１０の表面に露出していない。さらに、１または複数の構造部２０は、流路２１の流入口２１ｆを封止する封止部２４を有している。負圧室２１Ｃには、大気圧よりも低い気圧の気体が充填されている。負圧室２１Ｃと外気との連結は、封止部２４によって遮られている。封止部２４は、例えば、涙で溶解する材料で構成されている。そのため、コンタクトレンズ１が眼球１００に装着されたとき、封止部２４は涙によって溶解し、負圧室２１Ｃが外気と連通する。その結果、涙は、流路２１を介して負圧室２１Ｃに引き込まれ、流路２１および負圧室２１Ｃに蓄えられる。なお、封止部２４と流入口２１ｆとの間に、涙で溶解しない蓋材が設けられていてもよい。蓋材は、封止部２４が涙で溶解することにより、流入口２１ｆから脱離するようになっている。なお、流入口２１Ａは、レンズ部１０のうち、眼球１００に接する側の面に露出していてもよいし、眼球１００に接しない側の面に露出していてもよい。流入口２１Ａは、例えば、流路２１において、レンズ部１０の端縁寄りの位置に配置されている。つまり、コンタクトレンズ１が眼球１００に装着されているときに、流入口２１Ａは、例えば、涙腺に近い位置に配置されている。
このように、本変形例では、封止部２４の溶解によって涙が流路２１および負圧室２１Ｃに蓄えられる。これにより、例えば、涙の吸収スペクトルを精度よく計測することが可能である。ここで、涙に対して光を照射する際に、光が皮膚などの吸収の大きな領域を透過しないので、例えば、涙の吸収スペクトルを容易に計測することが可能である。また、ノイズと、検出対象の信号とを分離することが容易である。また、電極が不要なので、電極に起因する長期安定性や耐熱性、検出対象以外の物質への応答性などの問題が存在しない。また、非侵襲型であるので、体への負担が少ない。従って、体への負担が少なく、高精度で分析することができる。
[変形例Ｊ]
図４５は、上記変形例Ｉに係るコンタクトレンズ１の構造部２０の一変形例を表したものである。図４５には、流路２１の水平断面の構成例が示されている。
本変形例では、１または複数の構造部２０は、流路２１（排出口２１Ｂ）に連結された複数の保管庫２５を有している。各保管庫２５と、流路２１とは、保管庫２５よりも狭い連結流路２５Ａによって連結されている。各連結流路２５Ａの、流路２１に対する連結位置は、連結流路２５Ａごとに異なっている。従って、各連結流路２５Ａの、流入口２１Ａからの距離は、互いに異なっている。ここで、流路２１には、撥水処理がなされていてもよい。また、各保管庫２５は、涙と酵素反応または化学反応することにより発色または蛍光する材料（反応材料２６）を含んでいてもよい。反応材料２６は、例えば、酸素を含んで構成されており、涙に含まれるグルコースと以下の反応を起こす。以下の反応では、波長５５８ｎｍに最大吸収を持つキノン色素が生成される。このキノン色素の吸収を波長５５０ｎｍで測定することにより、グルコース濃度を検出することができる。
グルコース＋Ｏ2＋Ｈ2Ｏ→グルコースオキシダーゼ→Ｈ2Ｏ2＋グルコン酸
２Ｈ2Ｏ2＋４－ＡＡ＋ＤＥＡ→ペルオキシダーゼ→キノン色素＋４Ｈ2Ｏ
また、各連結流路２５Ａの、流路２１に対する連結位置は、連結流路２５Ａごとに異なっていることから、反応材料２６が涙と反応する時間が保管庫２５ごとに異なる。そのため、保管庫２５ごとに、反応材料２６の反応状態を検出することにより、涙に含まれる成分の経時変化を推定することができる。なお、各保管庫２５における反応材料２６の反応時刻は、負圧室２１Ｃの負圧などを調整することによって調整可能である。
また、各連結流路２５Ａに撥水処理がなされている場合には、負圧室２１Ｃの負圧がなくなり、流路２１への涙の流入が止まったときに、流路２１に溜まった涙と、各保管庫２５に溜まった涙（発色もしくは蛍光した状態の液体）とが、各連結流路２５Ａの撥水作用により、互いに空間的に分離される。従って、各保管庫２５に溜まった涙（発色もしくは蛍光した状態の液体）が流路２１に流出し、他の保管庫２５に溜まった涙と混ざるのを防止することができる。
[変形例Ｋ]
図４６は、上記変形例Ｃにおいて用いられた眼鏡４の一変形例を表したものである。図４６には、テンプル４２に薬液供給装置５が設けられている例が示されている。薬液供給装置５は、例えば、ユーザが眼鏡４をかけたときに、薬液供給装置５に設けられた注射針がユーザに刺さり、例えばインシュリンなどの薬液をユーザに供給する。計測装置２は、涙の成分を分析することで、ユーザに供給された薬液の効果をリアルタイムにモニタリングすることができる。
＜３．第２の実施の形態＞
[構成]
本開示の第２の実施の形態に係るコンタクトレンズ３について説明する。図４７は、コンタクトレンズ３が眼球１００に装着されている様子の一例を表したものである。図４８は、コンタクトレンズ３および眼球１００の断面構成の一例を表したものである。コンタクトレンズ３は、眼球１００に装着されるレンズ部１０と、レンズ部１０に設けられた１または複数の構造部８０とを備えている。１または複数の構造部８０は、涙を蓄える構造となっており、さらに、外光を瞳孔１２０もしくは虹彩１１０に導く構造となっている。
１または複数の構造部８０は、例えば、レンズ部１０の中央を避けて形成されている。１または複数の構造部８０は、コンタクトレンズ３が眼球１００に装着されているときに、例えば、図４８に示したように、瞳孔１２０の中央と対向する箇所を避けて形成されている。コンタクトレンズ３が眼球１００に装着されているときに、１または複数の構造部８０において、一端がレンズ部１０の端部寄りの位置に配置され、他端が瞳孔１２０もしくは虹彩１１０の端縁に配置されている。なお、１または複数の構造部８０は、レンズ部１０の中央にだけ設けられていてもよく、また、レンズ部１０の中央を含む領域に設けられていてもよい。コンタクトレンズ３が眼球１００に装着されているときに、１または複数の構造部８０において、一端がレンズ部１０の端部寄りの位置に配置され、他端が瞳孔１２０もしくは虹彩１１０の中央に配置されていてもよい。
１または複数の構造部８０は、例えば、レンズ部１０の内部に設けられた流路８１を含んでいる。流路８１は、例えば、図４８に示したように、レンズ部１０の表面と平行な方向に延在する筒形状となっている。流路２１の断面形状は、例えば、矩形状、多角形状、円形状または楕円形状となっている。なお、図４９、図５０には、流路２１の断面形状が、矩形状となっている場合が例示されている。なお、レンズ部１０に複数の構造部８０（つまり、複数の流路８１）が設けられている場合には、複数の構造部８０（つまり、複数の流路８１）は、レンズ部１０の中央を間にして互いに対向する位置に配置されていてもよい。例えば、レンズ部１０に２つの構造部８０（つまり、２つの流路８１）が設けられている場合には、２つの構造部８０（つまり、２つの流路８１）は、レンズ部１０の中央を間にして互いに対向する位置に配置されていてもよい。
流路８１は、例えば、図４８、４９、図５０に示したように、涙の流入口である開口８１Ａと、涙の排出口である開口８１Ｂとを有している。開口８１Ａは、例えば、レンズ部１０のうち、眼球１００に接する側の面に露出している。開口８１Ｂは、例えば、レンズ部１０のうち、眼球１００に接しない側の面に露出している。開口８１Ａは、例えば、流路８１において、レンズ部１０の端縁寄りの位置に配置されている。流路８１のうち、相対的に開口８１Ａに近い箇所（流入路）は、例えば、毛細管現象によって涙を引き込むことの可能な幅となっていることが好ましい。流路８１のうち、相対的に開口８１Ｂに近い箇所（排出路）は、例えば、流路８１のうち、相対的に開口８１Ａに近い箇所よりも幅広となっていることが好ましい。なお、流路８１のうち、相対的に開口８１Ｂに近い箇所（排出路）が、流路８１のうち、相対的に開口８１Ａに近い箇所と同等の幅となっていてもよい。流路８１のうち、相対的に開口８１Ｂに近い箇所の幅は、例えば、毛細管現象の起こりにくい広さとなっている。流路８１の一部または全部には、例えば、涙が流れやすくなるように親水処理がなされていてもよい。
１または複数の構造部８０は、流路８１の内面に接する反応材料８２を有している。反応材料８２は、流路８１を塞がない程度に、流路８１の内面に薄く設けられている。反応材料８２は、例えば、涙と酵素反応または化学反応することにより発色または蛍光する材料を含んでいる。反応材料８２は、例えば、酸素を含んで構成されており、涙に含まれるグルコースと以下の反応を起こす。以下の反応では、波長５５８ｎｍに最大吸収を持つキノン色素が生成される。このとき、このキノン色素が溶解した溶液中を透過した外光Ｌの色によって、グルコース濃度が検出される。なお、反応材料８２は、上記の材料に限定されるものではなく、検出対象に応じた材料によって構成することが可能である。反応材料８２は、他の材料で構成されていてもよく、例えば、ボロン酸によって構成されていてもよい。ボロン酸としては、例えば、フェニルボロン酸、アンスリルボロン酸、芳香族系のボロン酸、アリールボロン酸、ＡｒＢ（ＯＨ）2などが挙げられる。
グルコース＋Ｏ2＋Ｈ2Ｏ→グルコースオキシダーゼ→Ｈ2Ｏ2＋グルコン酸
２Ｈ2Ｏ2＋４－ＡＡ＋ＤＥＡ→ペルオキシダーゼ→キノン色素＋４Ｈ2Ｏ
１または複数の構造部８０は、開口８１Ｂを介して入射した外光Ｌを流路８１内に導く反射ミラー８１Ｃと、流路８１内を伝播してきた外光Ｌを、開口８１Ａを介して瞳孔１２０または虹彩１１０に向けて反射する反射ミラー８１Ｄとを有している。反射ミラー８１Ｃは、当該反射ミラー８１Ｃで反射した光が流路８１の内面で多重反射するように配置されている。なお、図４９には、反射ミラー８１Ｃが、当該反射ミラー８１Ｃで反射した光が流路８１の内面のうち上下の面で多重反射するように配置されている場合が例示されている。また、図５０には、反射ミラー８１Ｃが、当該反射ミラー８１Ｃで反射した光が流路８１の内面のうち左右の面で多重反射するように配置されている場合が例示されている。
なお、例えば、図５１に示したように、反射ミラー８１Ｃの代わりに、外光Ｌを流路８１内に導く回折素子８３が設けられていてもよい。また、例えば、図５１に示したように、反射ミラー８１Ｄの代わりに、流路８１内を伝播してきた外光Ｌを、開口８１Ａを介して瞳孔１２０または虹彩１１０に導く回折素子８４が設けられていてもよい。回折素子８３は、開口８１Ｂを介して入射した外光Ｌを流路８１内の所定の方向に屈折させることの可能な構成となっており、例えば、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）によって構成されている。回折素子８４は、流路８１内を伝播してきた光を、開口８１Ａの方向に屈折させることの可能な構成となっており、例えば、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）によって構成されている。
このように、流路８１内で多重反射を生じさせることにより、外光Ｌが流路８１を垂直に透過した場合と比べて、流路８１内を伝播する外光Ｌの伝搬距離を長くすることができる。例えば、流路８１が高さ（厚さ）０．１ｍｍ、長さ４ｍｍとなっているとする。このとき、外光Ｌが流路８１を垂直に透過した場合には、外光Ｌが流路８１内を通過する距離は０．１ｍｍしかない。一方、外光Ｌが流路８１内を、内部反射４５°で伝搬した場合には、外光Ｌが流路８１内を通過する距離はおおよそ５．６ｍｍとなる。従って、外光Ｌが、涙と反応材料８２との反応によって生成された光吸収材料によって吸収される割合（吸収率）を高めることができる。
ここで、ランベルトベールの法則から、光吸収材料が溶解した希釈溶液内を伝播する光の強度は、希釈溶液に含まれる光吸収材料の濃度と、光が希釈溶液内を通過する距離とに比例する。従って、流路８１が長ければ長いほど、光吸収材料が溶解した溶液による外光Ｌの光吸収量、すなわち、流路８１を透過した外光Ｌの色の変化の度合いが大きくなる。例えば、流路８１が高さ（厚さ）０．１ｍｍ、長さ４ｍｍとなっているとする。また、反応材料８２がグルコースＥ試薬を含んで構成されているとする。このとき、外光Ｌが流路８１を垂直に透過した場合には、外光Ｌに含まれる波長５０５ｎｍの成分が流路８１を透過する割合（透過率）は９９．９９９５９となる。これでは、流路８１を透過した外光Ｌの色の変化を視認することは難しい。一方、外光Ｌが流路８１内を、内部反射４５°で伝搬した場合には、外光Ｌに含まれる波長５０５ｎｍの成分が流路８１を透過する割合（透過率）は８２．４％となる。透過率がこれだけ下がるのであれば、流路８１を透過した外光Ｌの色の変化を容易に視認することができる。つまり、この場合には、目視で血糖値の変動を判別することができる。
なお、反応材料８２が涙に溶解しない材料もしくは形態となっている場合には、流路８１内で外光Ｌが反応材料８２の表面で反射する回数が多ければ多いほど、反応材料８２による外光Ｌの光吸収量、すなわち、流路８１を透過した外光Ｌの色の変化の度合いが大きくなる。このとき、外光Ｌに含まれる所定の波長成分が流路８１を透過する割合（透過率）を、上記のように、外光Ｌの色の変化を容易に視認することが可能な程度にまで下げることが可能である。つまり、この場合にも、目視で血糖値の変動を判別することができる。
次に、コンタクトレンズ３を用いた、生体の状態の判定手順の一例について説明する。図５２は、コンタクトレンズ３を用いた、生体の状態の判定手順の一例を表したものである。まず、ユーザは、コンタクトレンズ３を自身の眼球１００に装着する（ステップＳ３０１）。すると、コンタクトレンズ３に設けられた１または複数の構造部８０（流路８１）に、例えば、毛細管現象を利用して、涙が蓄えられる。
このとき、反応材料８２が涙と反応する（ステップＳ３０２）。その結果、光吸収材料が生成され、涙に光吸収材料が溶解された希釈溶液が流路８１内に満たされる。ここで、涙に含まれる光吸収材料の濃度は、涙に含まれる、反応材料８２に反応する成分の量に応じて変化する。反応材料８２がグルコースＥ試薬を含んで構成されている場合には、例えば、反応材料８２と涙との反応によりキノン色素が生成され、涙にキノン色素が溶解された希釈溶液が流路８１内に満たされる。
次に、ユーザは、コンタクトレンズ３に設けられた１または複数の構造部８０（流路８１）から放射される光を観察し、その光の色に基づいて生体の状態を判定する（ステップＳ３０３）。このとき、外光Ｌは、１または複数の構造部８０（流路８１）に入射すると、外光Ｌが上述の希釈溶液に含まれる光吸収材料によって吸収される。ここで、光吸収材料が溶解した希釈溶液による外光Ｌの光吸収量、すなわち、流路８１を透過した外光Ｌの色の変化の度合いが、希釈溶液に含まれる光吸収材料の濃度と、外光Ｌが希釈溶液内を通過する距離とに比例する。従って、ユーザは、コンタクトレンズ３に設けられた１または複数の構造部８０（流路８１）から放射される光の色に基づいて生体の状態を判定することができる。
[効果]
本実施の形態では、１または複数の流路８１には、外光Ｌを流路８１内に導く反射ミラー８１Ｂもしくは回折素子８３と、流路８１内を伝播してきた外光Ｌを、瞳孔１２０または虹彩１１０に導く反射ミラー８１Ａもしくは回折素子８４とが設けられており、さらに、流路８１内に反応材料８２が設けられている。これにより、コンタクトレンズ１を眼球１００に装着したままで、ユーザ自身が、１または複数の構造部８０（流路８１）から放射された光の色を観察することで、生体の状態を簡単かつリアルタイムに判断することができる。その結果、例えば、ユーザは、どのような作業をしている最中であっても、生体の状態を簡単かつリアルタイムに判断することができるので、ユーザが糖尿病を患っている場合には、いまインシュリン注射をする必要があるのかを瞬時に判断することができる。また、電極が不要なので、電極に起因する長期安定性や耐熱性、検出対象以外の物質への応答性などの問題が存在しない。また、非侵襲型であるので、体への負担が少ない。従って、体への負担が少なく、高精度で分析することができる。
＜４．第２の実施の形態の変形例＞
第２の実施の形態において、例えば、図５３に示したように、コンタクトレンズ３が、色指標９０を備えていてもよい。色指標９０は、コンタクトレンズ３に設けられた１または複数の構造部２０（流路８１）から放射される光の色と対比するための色見本である。色指標９０は、コンタクトレンズ３が眼球１００に装着されているときに、例えば、瞳孔１２０もしくは虹彩１１０の端縁近傍に設けられている。このようにした場合には、ユーザは、１または複数の構造部８０（流路８１）から放射された光の色と、色指標９０とを対比することで、生体の状態を瞬時かつ正確に判断することができる。
なお、色指標９０は、例えば、図５４（Ａ）、図５４（Ｂ）に示したように、構造部８０（特に開口８１Ｂ）に隣接して配置されていてもよい。なお、図５４（Ａ）には、１または複数の構造部８０および色指標９０の平面構成が例示されている。また、図５４（Ｂ）には、図５４（Ａ）のＡ－Ａ線での断面構成が例示されている。このようにした場合には、ユーザは、開口８１Ｂから放射された光の色と、色指標９０との対比をより正確に行うことができる。
また、色指標９０は、例えば、図５４（Ｂ）に示したように、レンズ部１０の、眼球１００側の表面３Ａに接して設けられていてもよい。このようにした場合には、ユーザが色指標９０を視認する際に色指標９０が外光Ｌによって変色するのを防止することができる。その結果、ユーザは、構造部８０（流路８１）から放射された光の色と、色指標９０との対比をより正確に行うことができる。
なお、図５５に示したように、複数の構造部８０（特に開口８１Ｂ）および複数の色指標９０が所定の方向に交互に並んで配置されていてもよい。なお、図５５には、複数の構造部８０および複数の色指標９０の平面構成が例示されている。このようにした場合には、ユーザは、開口８１Ｂから放射された光の色と、色指標９０との対比をより正確に行うことができる。
また、図５６（Ａ）、図５６（Ｂ）に示したように、１つの構造部８０が幅広に形成されている場合に、複数の色指標９０が開口８１Ｂの一部を塞ぐように配置されていてもよい。なお、図５６（Ａ）には、１つの構造部８０および複数の色指標９０の平面構成が例示されている。また、図５６（Ｂ）には、図５６（Ａ）のＡ－Ａ線での断面構成が例示されている。このようにした場合には、ユーザは、開口８１Ｂから放射された光の色と、色指標９０との対比をより正確に行うことができる。
また、図５７に示したように、複数の構造部８０（特に開口８１Ｂ）および複数の色指標９０が所定の方向に交互に並んで配置されている場合に、各色指標９０が、構造部８０の延在方向に延在していてもよい。このようにした場合には、ユーザは、各色指標９０をはっきりと視認することができるので、開口８１Ｂから放射された光の色と、色指標９０との対比をより正確に行うことができる。
また、第２の実施の形態において、例えば、図５８に示したように、１または複数の構造部８０が、開口８１Ｂを封止する封止部８５を備えるとともに、開口８１Ａを封止する封止部８６を備えていてもよい。封止部８５，８６は、例えば、涙で溶解する材料で構成されている。そのため、コンタクトレンズ３が眼球１００に装着されたとき、封止部８５，８６は涙によって溶解し、流路８１が外気と連通する。その結果、涙は、流路８１に引き込まれる。ここで、コンタクトレンズ３に、図５４に示したような構造部８０が複数、設けられている場合に、封止部８５，８６の溶解速度が、構造部８０ごとに異なっていてもよい。このようにした場合には、反応材料８２が涙と反応する時間が構造部８０ごとに異なる。そのため、構造部８０ごとに、構造部８０から放射された光の色を観察することで、生体の状態の経時変化を推定することができる。
以上、実施の形態およびその変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。
例えば、上記変形例Ｃまたは上記変形例Ｊにおいて用いられた眼鏡４は、人の姿勢を検出する素子（例えばジャイロ素子）を備えていてもよい。信号処理部６０は、受光部５０から得られた検出信号を、人の姿勢を検出する素子から得られた情報に基づいて評価することが可能となる。
また、例えば、上記実施の形態およびその変形例において、信号処理部６０は、受光部５０から得られた評価結果が、所定の状態に合致する場合には、注意を喚起する表示や音声出力を行ってもよい。
なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
眼球に装着されるレンズ部と、
涙を蓄えるための１または複数の構造部と
を備えた
コンタクトレンズ。
（２）
前記１または複数の構造部は、前記レンズ部の中央を避けて形成されている
（１）に記載のコンタクトレンズ。
（３）
前記１または複数の構造部は、前記レンズ部の内部に設けられた流路を含む
（１）または（２）に記載のコンタクトレンズ。
（４）
前記流路は、毛細管現象によって涙を引き込むことの可能な流入路を有する
（３）に記載のコンタクトレンズ。
（５）
前記流路は、前記流入路よりも幅広の排出路を有する
（４）に記載のコンタクトレンズ。
（６）
前記流入路の入口は、前記流路において、前記レンズ部の端縁寄りの位置に配置されている
（４）または（５）に記載のコンタクトレンズ。
（７）
前記１または複数の構造部は、涙で溶解する材料で構成され、前記流路の流入口を封止する封止部を更に備えた
（３）ないし（６）のいずれか１つに記載のコンタクトレンズ。
（８）
前記１または複数の構造部は、前記流路に連結された負圧室を更に備えた
（７）に記載のコンタクトレンズ。
（９）
前記１または複数の構造部は、前記流路に連結された、涙を保管する複数の保管庫を更に備えた
（８）に記載のコンタクトレンズ。
（１０）
前記流路には、撥水処理がなされている
（９）に記載のコンタクトレンズ。
（１１）
各前記保管庫は、涙と酵素反応または化学反応することにより発色または蛍光する材料を含む
（１０）に記載のコンタクトレンズ。
（１２）
前記複数の構造部は、前記レンズ部の中央を間にして互いに対向する位置に配置されている
（３）ないし（１１）のいずれか１つに記載のコンタクトレンズ。
（１３）
前記１または複数の構造部は、前記流路と前記レンズ部の厚さ方向において対向配置された回折素子を更に備えた
（３）ないし（１２）のいずれか１つに記載のコンタクトレンズ。
（１４）
前記１または複数の構造部は、前記流路と前記レンズ部の厚さ方向において対向配置された反射層を更に備えた
（１３）に記載のコンタクトレンズ。
（１５）
前記流路のうち、少なくとも一部が、プリズム形状となっており、
前記１または複数の構造部は、前記流路のうち、少なくともプリズム形状となっている部分を間にして互いに対向配置された反射層および回折素子を更に備えた
（３）ないし（１２）のいずれか１つに記載のコンタクトレンズ。
（１６）
前記１または複数の構造部は、前記流路と前記レンズ部の厚さ方向において対向配置された反射層を更に備えた
（３）ないし（１２）のいずれか１つに記載のコンタクトレンズ。
（１７）
眼球に装着されるレンズ部と、涙を蓄えるための１または複数の構造部とを備えたコンタクトレンズにおける前記１または複数の構造部に蓄えられた涙に向かって光を照射することと、
前記１または複数の構造部に蓄えられた涙に向かって照射された光のうち、前記１または複数の構造部に蓄えられた涙を介して、前記コンタクトレンズを透過した透過光、前記コンタクトレンズで反射された反射光、前記コンタクトレンズで回折透過された回折透過光、または、前記コンタクトレンズで回折反射された回折反射光を検出することと
を含む
検出方法。
（１８）
前記１または複数の構造部は、前記流路と前記レンズ部の厚さ方向において対向配置された反射層を更に備え、
当該検出方法において、前記１または複数の構造部に蓄えられた涙に向かって照射された光のうち、前記１または複数の構造部に蓄えられた涙を透過し、かつ前記反射層で反射された前記反射光を検出すること
を更に含む
（１７）に記載の検出方法。
（１９）
前記１または複数の構造部は、前記流路と前記レンズ部の厚さ方向において対向配置された回折素子を更に備え、
当該検出方法において、前記１または複数の構造部に蓄えられた涙に向かって照射された光のうち、前記回折素子で回折され、かつ前記１または複数の構造部に蓄えられた涙を透過した前記回折透過光を検出すること
を更に含む
（１７）に記載の検出方法。
（２０）
前記１または複数の構造部は、前記流路と前記レンズ部の厚さ方向において対向配置された回折素子と、前記流路を間にして前記回折素子と対向配置された反射層とを更に備え、
前記流路のうち、少なくとも前記回折素子と対向する部分が、プリズム形状となっており、
当該検出方法において、前記１または複数の構造部に蓄えられた涙に向かって照射された光のうち、前記回折素子で回折され、前記流路のうち前記プリズム形状となっている部分で屈折され、前記１または複数の構造部に蓄えられた涙を透過し、かつ前記反射層で反射された前記回折反射光を検出すること
を更に含む
（１７）に記載の検出方法。
（２１）
前記流入路の入口および前記排出路の出口は、前記レンズ部の中央を基準としたときに左右対称の位置に配置されており、
前記入口および前記出口は、当該コンタクトレンズが眼球に装着されているときに涙腺に相対的に近い方の前記構造部において、前記入口が前記出口と比べて涙腺に相対的に近い位置に配置されるように構成されている
（６）に記載のコンタクトレンズ。
（２２）
前記回折素子は、前記レンズ部の内部に設けられている
（１３）に記載のコンタクトレンズ。
（２３）
前記反射層は、前記レンズ部の内部に設けられている
（１４）に記載のコンタクトレンズ。
（２４）
前記流路の少なくとも一部が、プリズム形状となっている
（３）に記載のコンタクトレンズ。
（２５）
前記１または複数の構造部は、前記流路のうちプリズム形状となっている部分と前記レンズ部の厚さ方向において対向配置された反射層を更に備えた
（２４）に記載のコンタクトレンズ。
（２６）
前記１または複数の構造部は、前記流路のうちプリズム形状となっている部分と前記レンズ部の厚さ方向において対向配置された回折素子を更に備えた
（２４）に記載のコンタクトレンズ。
（２７）
前記１または複数の構造部は、前記流路のうちプリズム形状となっている部分と前記レンズ部の厚さ方向において対向配置された回折素子を更に備えた
（２５）に記載のコンタクトレンズ。
（２８）
前記１または複数の構造部は、前記流路と前記レンズ部の厚さ方向において対向配置された回折素子と、前記流路を間にして前記回折素子と対向配置された反射層とを更に備え、
当該検出方法において、前記１または複数の構造部に蓄えられた涙に向かって照射された光のうち、前記回折素子で回折され、かつ前記１または複数の構造部に蓄えられた涙を透過し、かつ前記反射層で反射された前記回折反射光を検出すること
を更に含む
（１７）に記載の検出方法。
（２９）
前記回折素子は、当該コンタクトレンズが眼球に装着されているときに前記流路よりも前記眼球から離れた位置に配置され、
前記反射層は、当該コンタクトレンズが眼球に装着されているときに前記流路よりも前記眼球に近い位置に配置され、
当該検出方法において、当該コンタクトレンズを眼球に装着した状態で、前記１または複数の構造部に蓄えられた涙に向かって照射された光のうち、前記回折素子で回折され、かつ前記１または複数の構造部に蓄えられた涙を透過し、かつ前記反射層で反射された前記回折反射光を検出すること
を更に含む
（２８）に記載の検出方法。
（３０）
当該検出方法において、前記透過光、前記反射光、前記回折透過光、または、前記回折反射光の検出により得られた検出信号に基づいて、涙の吸収スペクトルを導出し、導出した吸収スペクトルから、涙に含まれる成分の種類および濃度を推定する
（１７）に記載の検出方法。
（３１）
前記１または複数の構造部は、
外光を前記流路内に導く第１光学素子と、
前記流路内を伝播してきた前記外光を、瞳孔または虹彩に導く第２光学素子と、
前記流路内に設けられた、涙と酵素反応または化学反応することにより発色または蛍光する反応材料と
を更に有する
（１）ないし（６）のいずれか１つに記載のコンタクトレンズ。
本出願は、日本国特許庁において２０１７年８月３日に出願された日本特許出願番号第２０１７－１５０５５９号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (12)

  1. 眼球に装着されるレンズ部と、
    レンズ部に設けられ、涙を蓄えるための１または複数の構造部と
    を備え、
    前記１または複数の構造部は、前記レンズ部の内部に設けられた流路を有し、
    前記流路のうち、少なくとも一部が、プリズム形状となっており、
    前記１または複数の構造部は、前記流路のうち、少なくともプリズム形状となっている部分を間にして互いに対向配置された反射層および回折素子を更に有し、
    前記１または複数の構造部は、外部からの光が、前記回折素子で回折され、前記流路のうち、プリズム形状となっている部分を透過し、前記反射層で反射され、それにより得られた反射光が、前記流路のうち、プリズム形状となっている部分を透過し、前記回折素子で回折されて外部に出力されるようになっている
    コンタクトレンズ。
  2. 前記１または複数の構造部は、前記レンズ部の中央を避けて形成されている
    請求項１に記載のコンタクトレンズ。
  3. 前記流路は、毛細管現象によって涙を引き込むことの可能な流入路を有し、
    前記プリズム形状は、前記流入路に設けられている
    請求項１に記載のコンタクトレンズ。
  4. 前記流路は、前記流入路よりも幅広の排出路を有する
    請求項３に記載のコンタクトレンズ。
  5. 前記流入路の入口は、前記流路において、前記レンズ部の端縁寄りの位置に配置されている
    請求項４に記載のコンタクトレンズ。
  6. 前記１または複数の構造部は、涙で溶解する材料で構成され、前記流路の流入口を封止する封止部を更に備えた
    請求項１に記載のコンタクトレンズ。
  7. 前記１または複数の構造部は、前記流路に連結された負圧室を更に備えた
    請求項６に記載のコンタクトレンズ。
  8. 前記１または複数の構造部は、前記流路に連結された、涙を保管する複数の保管庫を更に備えた
    請求項７に記載のコンタクトレンズ。
  9. 前記流路には、撥水処理がなされている
    請求項８に記載のコンタクトレンズ。
  10. 各前記保管庫は、涙と酵素反応または化学反応することにより発色または蛍光する材料を含む
    請求項９に記載のコンタクトレンズ。
  11. 前記１または複数の構造部は、
    外光を前記流路内に導く第１光学素子と、
    前記流路内を伝播してきた前記外光を、瞳孔または虹彩に導く第２光学素子と、
    前記流路内に設けられた、涙と酵素反応または化学反応することにより発色または蛍光する反応材料と
    を更に備えた
    請求項１に記載のコンタクトレンズ。
  12. 眼球に装着されるレンズ部と、レンズ部に設けられ、涙を蓄えるための１または複数の構造部とを備え、前記１または複数の構造部は、前記レンズ部の内部に設けられた流路を有し、前記流路のうち、少なくとも一部が、プリズム形状となっており、前記１または複数の構造部は、前記流路のうち、少なくともプリズム形状となっている部分を間にして互いに対向配置された反射層および回折素子を更に有するコンタクトレンズにおける前記１または複数の構造部に蓄えられた涙に向かって外部から光を照射することと、
    前記外部からの光が、前記回折素子で回折され、前記流路のうち、プリズム形状となっている部分を透過し、前記反射層で反射され、それにより得られた反射光が、前記流路のうち、プリズム形状となっている部分を透過し、前記回折素子で回折されて外部に出力された光を検出することと
    を含む
    検出方法。
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