WO2015141805A1 - 眼球の光計測装置、眼球の光計測方法、及び、眼球に対する光照射受光方法 - Google Patents

眼球の光計測装置、眼球の光計測方法、及び、眼球に対する光照射受光方法 Download PDF

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WO2015141805A1
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WO
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eyeball
light
optical
anterior chamber
light receiving
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PCT/JP2015/058351
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和征 松下
一隆 武田
浩平 湯川
秀明 小澤
卓 木下
中山　秀生
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富士ゼロックス株式会社
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    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
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    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters

Definitions

  • the present invention relates to an eyeball light measurement device, an eyeball light measurement method, and a light irradiation / light reception method for the eyeball.
  • Patent Document 1 a light source device that irradiates light to an eyeball that is arranged in advance at a predetermined position, and a boundary surface between the cornea and air of the eyeball that is irradiated with light emitted from the light source device Based on the intensity of the backscattered light and the intensity of the second backscattered light by the interface between the cornea and the anterior chamber, respectively, and the intensity of the first and second backscattered light, Refractive index calculating means for obtaining the refractive index of the aqueous humor that fills the anterior chamber, a storage unit that stores in advance the correspondence between the refractive index of the aqueous humor and the glucose concentration in the aqueous humor, and the storage unit Glucose concentration calculating means for determining the glucose concentration in the aqueous humor based on the correspondence stored in the above and the refractive index of the aqueous humor determined by the refractive index calculating means A concentration measuring device is described.
  • Patent Document 2 the optical rotation angle of urine with a known optical rotation angle range expressed by an interfering optical rotation substance other than an optical rotation optical substance with an unknown concentration is measured, and the concentration C [kg / dl] of the optical rotation substance is A urinalysis method is described in which it is determined that the range is (AA h ) / ( ⁇ ⁇ L) ⁇ C ⁇ (AA 1 ) / ( ⁇ ⁇ L).
  • A is shows the optical rotation angle of the measured urine [deg]
  • a h is the maximum value of the angle of rotation expressed by interfering optical active substance indicates [deg]
  • a l is expressed by the interfering optical rotation material Is the minimum value [deg] of the optical rotation angle
  • ⁇ is the specific optical rotation [deg / cm ⁇ dl / kg] of the optical rotatory substance
  • L is the measurement optical path length [cm].
  • the present invention emits light that traverses the anterior chamber of the eyeball, and receives light emitted from the eyeball across the anterior chamber, when emitting and receiving light with the eyeball facing front.
  • an optical measuring device for an eyeball and the like in which the light emitting part or the light receiving part on the eye side is easily arranged are provided.
  • a light emitting unit that emits light toward the anterior chamber of the eyeball of the measurement subject and the light that has passed through the aqueous humor in the anterior chamber are received.
  • the light emitting unit and the light receiving unit at a position where the light emitted from the light emitting unit is received by the light receiving unit across the anterior chamber while the eyeball is abducted.
  • It is an optical measurement device of an eyeball provided with a holding part holding.
  • the arrangement of the light emitting part or the light receiving part on the eye side is facilitated as compared with the case of irradiating and receiving light with the eyeball facing front.
  • contact with the eyeball is suppressed as compared with the case where the light emitting portion and the light receiving portion are arranged in the exposed region of the eyeball.
  • contact with the eyeball is further suppressed as compared with a case where at least one of the light emitting part and the light receiving part is disposed in the exposed area of the eyeball.
  • the arrangement of the light emitting part or the light receiving part is facilitated as compared with the case where measurement is performed without rotating the eyeball.
  • light irradiation and light reception on the eyeball are facilitated as compared with the case where the eyeball is not abducted.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the eyeball in the vertical direction
  • FIG. 3B shows a coordinate system for the eyeball. It is a figure explaining the relationship between an eyeball and an optical path.
  • (a) in FIG. 4 is a view of the eyeball viewed from the front
  • FIG. 4 shows an optical path when the eyeball is facing the front, and (c) in FIG. The optical path when the eyeball is abducted is shown. It is a figure explaining an example of the method of installing a holding
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an optical measurement device 1 to which the exemplary embodiment is applied.
  • the optical measuring device 1 includes an optical system 20 used for measuring characteristics of aqueous humor in the anterior chamber 13 of the eyeball 10 of the measurement subject, a control unit 40 that controls the optical system 20, an optical system 20, and a control unit 40.
  • a holding unit 50 for holding and a calculation unit 60 for calculating characteristics of aqueous humor based on data measured using the optical system 20 are provided.
  • the eyeball 10 shown in FIG. 1 is the left eye.
  • the direction from the upper side to the lower side of the drawing may be referred to as the vertical direction.
  • the direction of the front side and the rear side of the measurement subject may be referred to as the front-rear direction.
  • the direction from the inside (the eye side, the nose side) and the outside (the eye corner side, the ear side) as viewed from the measurement subject may be referred to as the inside / outside direction.
  • the characteristics of the aqueous humor measured by the optical measurement device 1 include the rotation angle of the polarization plane of linearly polarized light (optical rotation ⁇ M ) and the color absorption (circular dichroism) of circularly polarized light.
  • the polarization plane of linearly polarized light refers to a plane in which a magnetic field vibrates in linearly polarized light.
  • the anterior chamber 13 in the eyeball 10 is a region between a crystalline lens 12 (see FIG. 3 described later) and a cornea 14 (see FIG. 3) serving as a lens, and is filled with aqueous humor.
  • the anterior chamber 13 is circular when viewed from the front.
  • the eyeball 10 is almost a sphere, but the anterior chamber 13 protrudes slightly from the surface of the sphere.
  • FIG. 1 shows a state where the eyelid 17 is opened.
  • the optical system 20 includes a light emitting unit 21, a polarizer 22, a first mirror 23, a second mirror 24, a compensator 25, an analyzer 26, and a light receiving unit 27.
  • the light emitting unit 21 may be a light source having a wide wavelength width such as a light emitting diode (LED) or a lamp, or may be a light source having a narrow wavelength width such as a laser. It is preferable that the wavelength width is narrow. Further, it may emit light having at least two wavelengths.
  • the polarizer 22 is, for example, a Nicol prism or the like, and allows linearly polarized light having a predetermined polarization plane to pass through from incident light.
  • the first mirror 23 and the second mirror 24 bend the optical path 28 and maintain linearly polarized light as it is before and after reflection. What disturbs the state of polarization, such as rotating the polarization plane or changing the linearly polarized light into elliptically polarized light, is not preferable. If the optical path 28 does not need to be bent, the first mirror 23 and / or the second mirror 24 may not be provided.
  • the compensator 25 is a magneto-optical element such as a Faraday element using a garnet, for example, and rotates the polarization plane of linearly polarized light by a magnetic field.
  • the analyzer 26 is the same member as the polarizer 22 and allows linearly polarized light having a predetermined polarization plane to pass therethrough.
  • the light receiving unit 27 is a light receiving element such as a silicon diode, and outputs an output signal corresponding to the intensity of light.
  • the control unit 40 controls the light emitting unit 21, the compensator 25, the light receiving unit 27, and the like in the optical system 20 to obtain measurement data related to the characteristics of aqueous humor. In addition, the measurement data is transmitted to the calculation unit 60.
  • the holding unit 50 holds the optical system 20 and the control unit 40, and the optical path 28 set in the optical system 20 is positioned in a state where the end is in contact with a predetermined position around the eyeball 10.
  • the optical system 20 is held so as to pass through the aqueous humor in the anterior chamber 13.
  • the person to be measured or another person may hold the optical measurement device 1 with his / her hand to make contact, or the optical measurement device 1 automatically moves back and forth.
  • a driving device that drives the motor may be used.
  • the contact area does not need to be around the eyeball 10, and may be another area of the face of the person to be measured. If positioning is possible without making contact, it is not necessary to make contact.
  • the light path 28 indicated by a broken line passes through the anterior chamber 13 so that the light emitted from the light emitting unit 21 passes through the light receiving unit. 27 may be set to receive light.
  • the passage of light across the anterior chamber 13 means that when the eyeball 10 is viewed from the front, an angle closer to the inner and outer directions than the vertical direction (that is, less than ⁇ 45 degrees with respect to the horizontal axis in the inner and outer directions). (Including the case of passing diagonally in the front-rear direction).
  • maintenance part 50 may be equipped with the eyepiece member 51 processed so that the optical measurement apparatus 1 might be fixed with respect to the eyeball 10, and the optical path 28 may not shift
  • the cross section may be a cylinder such as an ellipse or a quadrilateral. Further, as in FIG. 1, a shape in which a part of the cylindrical shape is cut off may be used.
  • the holding unit 50 may be a frame of glasses. That is, the optical measurement device 1 may be a glasses type in which the optical system 20 and the control unit 40 are provided in glasses.
  • the calculation unit 60 receives the measurement data from the control unit 40 and calculates the characteristics of the aqueous humor.
  • the light emitted from the light emitting unit 21 travels along the optical path 28 and enters the light receiving unit 27. That is, the light emitted from the light emitting unit 21 toward the eyeball 10 side passes through the polarizer 22 and is bent by the first mirror 23 in a direction crossing the anterior chamber 13 (a direction parallel to the eyes). And it passes in the direction which crosses the anterior chamber 13. Further, the second mirror 24 is bent in a direction away from the eyes. Then, the light passes through the compensator 25 and the analyzer 26 and enters the light receiving unit 27.
  • a portion including the light emitting unit 21, the polarizer 22, and the first mirror 23 is a light emitting system 20 ⁇ / b> A, which is an example of a light emitting unit.
  • a portion including the second mirror 24, the compensator 25, the analyzer 26, and the light receiving unit 27 is the light receiving system 20B, and is an example of the light receiving unit.
  • the holding unit 50 holds the light emitting system 20A in a state shifted to the rear side (back side) as compared to the light receiving system 20B, that is, asymmetrical.
  • the light emitting system 20A and the light receiving system 20B may be replaced with each other.
  • the optical measuring device 1 measures the aqueous humor in the anterior chamber 13 and is used for calculating the glucose concentration.
  • the amount of insulin administered is controlled by the glucose concentration in the blood. Therefore, a diabetic patient is required to always grasp the glucose concentration in blood.
  • the measurement of the glucose concentration in blood is mainly performed by a method of puncturing a fingertip or the like with an injection needle and collecting a very small amount of blood.
  • even a trace amount of blood is accompanied by pain due to pain at the time of blood collection.
  • non-invasive testing methods that replace invasive testing methods such as puncture.
  • the aqueous humor in the anterior chamber 13 which is almost the same component as serum contains protein, glucose, ascorbic acid and the like. It is known that there is a correlation between the glucose concentration in blood and the glucose concentration in aqueous humor. Further, in the aqueous humor, there is no cellular material in the blood, and the influence of light scattering is small. Proteins, glucose, ascorbic acid and the like contained in aqueous humor are optically active substances and have optical activity. That is, the aqueous humor is advantageous as a site for optically measuring the concentration of glucose or the like using optical rotation.
  • the optical paths that can be set are the following two.
  • light is incident on the eyeball 10 at an angle close to vertical, and at the interface between the cornea 14 (see FIG. 3 to be described later) and the aqueous humor or between the aqueous humor and the crystalline lens 12 (see FIG. 3).
  • the other is an optical path through which light is incident on the eyeball 10 at an angle close to parallel and receives (detects) light that has passed through the aqueous humor in the anterior chamber 13.
  • the eyeball 10 has a substantially spherical shape, and a nose (nasal bridge) is positioned on either the light incident side or the light receiving side, and the light emission in the optical system 20 is influenced by the influence.
  • the space where the unit 21, the polarizer 22, the compensator 25, the analyzer 26, the light receiving unit 27 and the like are arranged is narrow. Therefore, in order to set the optical path 28 so that light is incident on the eyeball 10 at an angle close to parallel and passes through the anterior chamber 13, as shown in FIG. By providing the mirror 24 and bending the optical path 28, the space is effectively used. If the optical system 20 is small, it is not necessary to bend the optical path 28.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a method of measuring the rotation angle (optical rotation) of the polarization plane by the optically active substance contained in the aqueous humor in the anterior chamber 13 by the optical measurement device 1.
  • the description of the first mirror 23 and the second mirror 24 is omitted assuming that the optical path 28 is not bent (is a straight line).
  • the state of polarization viewed from the traveling direction of light between the light emitting unit 21, the polarizer 22, the anterior chamber 13, the compensator 25, the analyzer 26, and the light receiving unit 27. Is indicated by an arrow in the circle.
  • the light emitting unit 21 emits light having a random polarization plane. Then, the polarizer 22 passes linearly polarized light having a predetermined polarization plane.
  • FIG. 2 as an example, it is assumed that linearly polarized light having a polarization plane parallel to the paper surface passes.
  • the plane of polarization of the linearly polarized light that has passed through the polarizer 22 is rotated by the optically active substance contained in the aqueous humor in the anterior chamber 13.
  • ⁇ M optical rotation ⁇ M
  • the polarization plane rotated by the optically active substance contained in the aqueous humor in the anterior chamber 13 is restored.
  • the linearly polarized light that has passed through the analyzer 26 is received by the light receiving unit 27 and converted into an output signal corresponding to the intensity of the light.
  • the polarization plane of the polarizer 22 and the polarization plane before passing through the analyzer 26 are both parallel to the paper surface.
  • the plane of polarization before passing through the analyzer 26 may be tilted from a plane parallel to the paper surface. That is, the compensator 25 and the analyzer 26 may be set so that the output signal of the light receiving unit 27 is minimized when light does not pass through the aqueous humor in the anterior chamber 13.
  • the polarization plane is rotated by the optically active substance contained in the aqueous humor of the anterior chamber 13. For this reason, the output signal from the light receiving unit 27 deviates from the minimum value. Therefore, the magnetic field applied to the compensator 25 is set so that the output signal from the light receiving unit 27 is minimized. That is, the plane of polarization is rotated by the compensator 25 and is orthogonal to the plane of polarization passing through the analyzer 26. At this time, the angle of the polarization plane rotated by the compensator 25 corresponds to the optical rotation ⁇ M generated by the optically active substance contained in the aqueous humor.
  • the optical rotation ⁇ M can be determined from the magnitude of the magnetic field applied to the compensator 25.
  • compensator 25 may be obtained optical rotation alpha M outside compensator 25.
  • 1 and 2 show the orthogonal polarizer method (which uses the compensator 25), which is the most basic measurement method for measuring the rotation angle (optical rotation ⁇ M ) of the polarization plane.
  • Other measurement methods such as a photon method, a Faraday modulation method, and an optical delay modulation method may be applied.
  • wavelengths ⁇ (wavelengths ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 ,...) Is incident on the aqueous humor in the anterior chamber 13 from the light emitting unit 21, and the optical rotation ⁇ M is applied to each.
  • Optical rotations ⁇ M1 , ⁇ M2 , ⁇ M3 ,...) Are obtained.
  • a set of the wavelength ⁇ and the optical rotation ⁇ M is taken into the calculation unit 60, and the concentration of the optically active substance to be obtained is calculated.
  • the aqueous humor contains a plurality of optically active substances as described above. Therefore, the measured optical rotation ⁇ M is the sum of the optical rotation ⁇ by each of the plurality of optically active substances. Therefore, it is necessary to calculate the concentration of the optically active substance to be obtained from the measured optical rotation ⁇ M.
  • the calculation of the concentration of the optically active substance to be obtained may be performed by using a known method as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-138231 (Patent Document 2), and the description thereof is omitted.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the outline of the eyeball 10.
  • 3A is a cross-sectional view of the eyeball 10 in the vertical direction
  • FIG. 3B shows a coordinate system for the eyeball 10.
  • the eyeball 10 has a substantially spherical outer shape, and has a glass body 11 in the center.
  • a crystalline lens 12 serving as a lens is embedded in a part of the glass body 11.
  • the peripheral portion of the crystalline lens 12 is surrounded by an iris, and the center is the pupil 15.
  • the glass body 11 is covered with a retina 16 except for a portion in contact with the crystalline lens 12. That is, the anterior chamber 13 is a region surrounded by the cornea 14 and the crystalline lens 12 and protrudes from the spherical shape of the eyeball 10 in a convex shape.
  • the anterior chamber 13 is filled with aqueous humor.
  • the eyeball 10 shown in FIG. 3B is the left eye and faces the front. That is, the left side is the eye side (nose side), and the right side is the corner of the eye (ear side). Then, through the center O (rotation point) of the rotational movement performed by the eyeball 10, the axis pointing from right to left is the X axis, the axis from the back to the front is the Y axis, and the axis from the bottom to the top is the Z axis. And
  • rotation of the eyeball 10 toward the eye (nose side) around the Z axis is referred to as “inversion”, and rotation to the corner of the eye (ear side) is referred to as “abduction”.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the eyeball 10 and the optical path 28.
  • 4A is a view of the eyeball 10 viewed from the front
  • FIG. 4B is an optical path 28 when the eyeball 10 is facing the front
  • FIG. An optical path 28 when the eyeball 10 is abducted is shown.
  • FIGS. 4B and 4C show a state in which a person is viewed from the head side (upper side). These were drawn by simulation modeling the face.
  • the optical path 28 is set so as to be directed from the corner of the eye (ear side) to the eye side (nose side). This is for ease of explanation.
  • the optical path 28 may be set so as to go from the eye side (nose side) to the corner of the eye (ear side).
  • FIG. 4B when the eyeball 10 faces the front, the light emitted from the light emitting system 20 ⁇ / b> A (see FIG. 1) passes through the cornea 14 and enters the anterior chamber 13. Since the refractive index of the aqueous humor in the cornea 14 and the anterior chamber 13 is larger than air, and the anterior chamber 13 and the cornea 14 are convex, the optical path 28 is bent toward the eyeball 10 side.
  • the optical path 28 is further bent toward the eyeball 10. Therefore, the optical path 28 after passing through the anterior chamber 13 follows a locus approaching the face surface.
  • the skin F1 on the eye side protrudes in front of the skin F2 on the eye corner side, and there is also a nose on the eye side. Therefore, when the eyeball 10 faces the front, In some cases, it is difficult to secure a space for arranging the light receiving system 20B (see FIG. 1) on the side.
  • the light receiving system 20B can be disposed at a position very close to the eyeball 10 such as a position close to the white eye portion (white eye portion) I in the region R where the eyeball 10 is exposed from the skin F1 and the skin F2, The presence of the skin F1 and the nose on the eye side can be ignored. However, the members constituting the light receiving system 20B easily come into contact with the eyeball 10.
  • the eyeball 10 when the eyeball 10 is abducted, that is, when the line of sight is directed to the outer corner of the eye (ear side), the light emitted from the light emitting system 20A is , Passes through the cornea 14 and enters the anterior chamber 13.
  • the optical path 28 after passing through the anterior chamber 13 follows a path farther from the face surface than in the case of FIG.
  • the space on the eye side is widened, and the light receiving system 20 ⁇ / b> B can be easily arranged on the eye side as compared with the case of facing the front shown in FIG.
  • the light receiving system 20B may be arranged on the skin F1 on the temporal side between the region R where the eyeball 10 is exposed and the nose, utilizing the widened space on the temporal side.
  • the members constituting the light receiving system 20B are suppressed from contacting the eyeball 10.
  • the white-eye portion I ′ is the white-eye portion I in the case where the eyeball 10 in FIG.
  • the optical path 28 moves away from the eyeball 10. Therefore, if the light receiving system 20B is disposed at a position away from the eyeball 10, the members constituting the light receiving system 20B are prevented from coming into contact with the eyeball 10.
  • the light emitting system 20A may be disposed on the exposed white-eye portion II ′, the skin F2 on the outer corner of the eye, or on the outer side.
  • the light receiving system 20B may not be disposed, and the light emitting system 20A and / or the light receiving system 20B may be disposed outside the range of the region R where the eyeball is exposed, for example, on the skin F1 or the skin F2. In this way, even when the position is shifted in the front-rear direction, the contact of the member with the eyeball 10 is suppressed.
  • the light emitting system 20A and / or the light receiving system 20B may be disposed outside the range of the region R where the eyeball 10 is exposed on at least one of the eye side or the eye corner side.
  • the optical path 28 is set so as to go from the outer corner of the eye (ear side) to the front of the eye (nose side) has been described above. The same applies to the case where the optical path 28 is set so as to go from the eye side (nose side) to the eye corner side (ear side). That is, in the above, the light emitting system 20A may be read as the light receiving system 20B, and the light receiving system 20B may be read as the light emitting system 20A.
  • “on skin F1” and “on skin F2” include both a state where the skin is in contact and a state where the skin is not in contact. This refers to the position that overlaps the skin when viewed from above.
  • optical path 28 deviates from the anterior chamber 13
  • accurate measurement may not be performed. Therefore, more accurate measurement is performed by setting the optical path 28 so that the light passes through the anterior chamber 13 without deviating from the anterior chamber 13.
  • the optical rotation ⁇ M is affected by the optical path length, which is the length of light passing through the aqueous humor in the anterior chamber 13. Therefore, when the optical path 28 is short, actually for relative variations of the optical path length to be used for light to calculate the optical path length and optical rotation alpha M passing through tends to increase, and when the optical path 28 is long compared As a result, the accuracy of measurement tends to deteriorate.
  • the optical path length is set to be longer than in the case where light is incident on the eyeball 10 at an angle close to vertical. Therefore, compared with the case where light is incident at an angle close to vertical, it is easy to improve the measurement accuracy.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method of installing the holding unit 50 on the face.
  • the skin F ⁇ b> 1 on the eye side protrudes in front of the skin F ⁇ b> 2 on the eye corner side.
  • maintenance part 50 is provided so that the shape (unevenness
  • maintenance part 50 is comprised asymmetrically by the eye side and the eye corner side.
  • the light emitting system 20 ⁇ / b> A and the light receiving system 20 ⁇ / b> B held by the holding unit 50 are arranged on the front side with respect to the front-rear direction of the eyeball 10 and on the front of the eyeball side with respect to the front-rear direction of the eyeball 10. They are shifted from each other so as to be rearward with respect to the direction.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining an optical measurement method for measuring the concentration of an optically active substance contained in aqueous humor in the anterior chamber 13 by the optical measurement device 1 and a method for irradiating and receiving light to the eyeball 10.
  • the person to be measured turns on the optical measuring device 1 and wears the optical measuring device 1 (denoted as S11 in step 11 and FIG. 6; the same applies hereinafter).
  • the optical measurement device 1 is turned on, the optical system 20, the control unit 40, and the calculation unit 60 are in an operating state.
  • it is determined by the control unit 40 whether or not the person to be measured has completed mounting (mounting completion) of the optical measuring device 1 (step 12).
  • a button for notifying the completion of the mounting is provided in the optical measuring device 1 so that the measurement subject presses the button for notifying the completion of the mounting after the mounting of the optical measuring device 1 is completed. Then, the control unit 40 may determine whether or not the measurement subject has completed the mounting of the optical measurement device 1 depending on whether or not the button for notifying the completion of the mounting has been pressed. If a negative (No) determination is made in step 12, that is, if the mounting is not completed, the process returns to step 12 to wait for the mounting completion.
  • step 13 it is determined whether measurement may be started (measurement start) (step 13).
  • a button for instructing measurement start is provided in the optical measurement device 1 so that the measurement subject presses the button for instructing measurement start after the installation of the optical measurement device 1 is completed. Then, the control unit 40 may determine whether or not measurement may be started depending on whether or not a button for notifying measurement start has been pressed. If a negative (No) determination is made in step 13, that is, if measurement is not started, the process returns to step 13 and waits for measurement start.
  • the control unit 40 emits light from the light emitting unit 21 in the light emitting system 20A (step 14), and the anterior eye The optical rotation ⁇ M of the light passing through the aqueous humor in the chamber 13 is measured (step 15).
  • the control unit 40 transmits measurement data such as the measured optical rotation ⁇ M to the calculation unit 60.
  • the calculation unit 60 calculates the concentration of the optically active substance to be obtained in the aqueous humor that is the measurement target (calculation of the concentration of the measurement target) (step 16).
  • the method of calculating the concentration of the optically active substance desired to be obtained contained in the aqueous humor has been described, but it may be configured to measure other characteristics of the aqueous humor.
  • the configuration described in the present embodiment may be applied to obtain characteristics relating to the cornea and the like existing in the optical path 28. That is, if light from the outside of the eyeball 10 is incident and light is passed through the cornea 14 and the aqueous humor in the anterior chamber 13, the characteristics relating to the eyeball 10 are obtained. Configuration can be applied.
  • the left eye has been described, but the present invention may be applied to the right eye.
  • the direction of abduction of the eyeball 10 is a direction away from the nose, and both the light emitted from the light emitting system 20A passes through the anterior chamber 13 and is received by the light receiving system 20B.
  • the optical path 28 can be set to Further, in the present embodiment, the holding unit 50 discloses a state in which the light emitting system 20A is shifted to the rear side (back side) compared to the light receiving system 20B, that is, an asymmetrical holding form.
  • the present invention is not necessarily limited to such a form.
  • a configuration in which the light emitting system 20A and the light receiving system 20B are held symmetrically may be used as long as the irradiation and reception of light crossing the anterior chamber of the eyeball 10 can be performed in a state where the eyeball 10 is abducted.
  • An asymmetric structure other than that disclosed in the present embodiment may be used.
  • the control unit 40 and the calculation unit 60 may be integrally configured, and data transmission / reception between the control unit 40 and the calculation unit 60 may be performed by wire or wirelessly.
  • the optical measurement device is useful for acquiring the characteristics of the aqueous humor of the eyeball.
  • SYMBOLS 1 Optical measuring device, 10 ... Eyeball, 11 ... Glass body, 12 ... Lens, 13 ... Anterior chamber, 14 ... Cornea, 15 ... Pupil, 16 ... Retina, 20 ... Optical system, 20A ... Light emission system, 20B ... Light reception System 21... Light emitting unit 22. Polarizer 23. First mirror 24 24 Second mirror 25 Compensator 26 Analyzer 27 27 Light receiving unit 28 Optical path 40 Control unit 50. Holding unit, 51 ... eyepiece member, 60 ... calculating unit

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Abstract

　光計測装置１は、被計測者の眼球１０の前眼房１３における眼房水の特性の計測に用いる光学系２０、光学系２０などを保持する保持部５０を備え、光学系２０は、発光系２０Ａと受光系２０Ｂとを備えている。光路２８は、眼球１０が外転したとき、発光系２０Ａから出射した光が前眼房１３を横切るように通過し、受光系２０Ｂで受光できるように設定されている。

Description

眼球の光計測装置、眼球の光計測方法、及び、眼球に対する光照射受光方法
　本発明は、眼球の光計測装置、眼球の光計測方法、及び、眼球に対する光照射受光方法に関する。
　特許文献１には、所定の位置に予め配された眼球に光を照射する光源装置と、前記光源装置から出射された光に照射された前記眼球の角膜と空気との境界面による第１の後方散乱光の強度および角膜と前眼房との境界面による第２の後方散乱光の強度をそれぞれ検出する光検出器と、前記第１および第２の後方散乱光の強度に基づいて、前記前眼房内を満たす眼房水の屈折率を求める屈折率算出手段と、眼房水の屈折率と該眼房水中のグルコース濃度との対応関係が予め記憶された記憶部と、前記記憶部に記憶された対応関係、および前記屈折率算出手段により求められた眼房水の屈折率に基づいて、該眼房水中のグルコース濃度を求めるグルコース濃度算出手段とを備えたことを特徴とするグルコース濃度測定装置が記載されている。
　特許文献２には、濃度未知の旋光性物質以外の妨害旋光性物質によって発現する旋光角範囲が既知である尿の旋光角を測定し、前記旋光性物質の濃度Ｃ［ｋｇ／ｄｌ］が、（Ａ－Ａｈ）／（α×Ｌ）≦Ｃ≦（Ａ－Ａｌ）／（α×Ｌ）の範囲にあると判定する尿検査方法が記載されている。但し、Ａは、測定された尿の旋光角［ｄｅｇ］を示し、Ａｈは、妨害旋光性物質によって発現する旋光角の最大値［ｄｅｇ］を示し、Ａｌは、妨害旋光性物質によって発現する旋光角の最小値［ｄｅｇ］を示し、αは、旋光性物質の比旋光度［ｄｅｇ／ｃｍ・ｄｌ／ｋｇ］を示し、Ｌは、測定光路長［ｃｍ］を示す。
日本国特許第３５４３９２３号公報 日本国特開平０９－１３８２３１号公報
　眼球の目頭側と目尻側に光出射部及び受光部を配置するとともに、前眼房を横切る光を出射及び受光する場合において、眼球が正面を向いた状態で光の出射及び受光を行なおうとすると、目頭側の皮膚が邪魔となり、目頭側に光出射部又は受光部を配置しづらかった。
　本発明は、眼球の前眼房を横切る光を出射し、前眼房を横切って眼球から出た光を受光する場合において、眼球が正面を向いた状態で光の出射及び受光をする場合に比べ、目頭側における光出射部又は受光部の配置が容易な眼球の光計測装置等を提供する。
　［１］　本発明のある観点によれば、被計測者の眼球の前眼房に向けて光を出射する光出射部と、前記前眼房内の眼房水を通過した前記光を受光する受光部と、前記眼球が外転した状態にて、前記光出射部から出射された前記光が前記前眼房を横切って前記受光部によって受光される位置に、当該光出射部及び当該受光部を保持する保持部とを備える眼球の光計測装置である。
　［２］　前記保持部は、前記光出射部及び前記受光部の少なくとも一方が前記眼球の露出した領域の範囲外に配置されるように保持する、［１］に記載の眼球の光計測装置である。
　［３］　前記保持部は、前記光出射部及び前記受光部の両方が前記眼球の露出した領域の範囲外に配置されるように保持する、［１］に記載の眼球の光計測装置である。
　［４］　本発明の他の観点によれば、被計測者の眼球を外転させた状態において、前記眼球の前眼房を横切るように光を通過させ、前記前眼房内の眼房水を通過した前記光を受光する、眼球の光計測方法である。
　［５］　本発明の他の観点によれば、眼球が外転した状態で、前記眼球の前眼房を横切る光を照射し、前記前眼房を横切って前記眼球から出射された前記光を受光する、眼球に対する光照射受光方法である。
　［１］の装置によれば、眼球が正面を向いた状態で光の照射及び受光をする場合に比べ、目頭側における光出射部又は受光部の配置が容易になる。
　［２］の装置によれば、光出射部及び受光部を眼球の露出した領域内に配置する場合に比べ、眼球との接触が抑制される。
　［３］の装置によれば、光出射部及び受光部の少なくとも一方を眼球の露出した領域内に配置する場合に比べ、眼球との接触がより抑制される。
　［４］の方法によれば、眼球を外転させずに計測する場合に比べ、光出射部又は受光部の配置が容易になる。
　［５］の方法によれば、眼球を外転させない場合に比べ、眼球に対する光照射及び受光が容易になる。
本実施の形態が適用される光計測装置の構成の一例を示す図である。 光計測装置によって、前眼房における眼房水に含まれる光学活性物質による偏光面の回転角（旋光度）を計測する方法を説明する図である。 眼球の概要を説明する図である。ここで、図３の（ａ）は、眼球の上下方向の断面図であり、図３の（ｂ）は、眼球に対する座標系を示す。 眼球と光路との関係を説明する図である。ここで、図４の（ａ）は、眼球を正面から見た図であり、図４の（ｂ）は、眼球が正面を向いている場合における光路を示し、図４の（ｃ）は、眼球を外転させた場合における光路を示す。 顔に対して保持部を設置する方法の一例を説明する図である。 光計測装置により前眼房における眼房水に含まれる光学活性物質の濃度を計測する光計測方法、及び、眼球への光照射及び受光方法を説明するフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。（光計測装置１）
　図１は、本実施の形態が適用される光計測装置１の構成の一例を示す図である。
　この光計測装置１は、被計測者の眼球１０の前眼房１３における眼房水の特性の計測に用いる光学系２０、光学系２０を制御する制御部４０、光学系２０、制御部４０を保持する保持部５０、光学系２０を用いて計測されたデータに基づいて眼房水の特性を算出する算出部６０を備えている。
　なお、図１に示す眼球１０は、左目である。
　以下では、図１に示す光計測装置１において、紙面の上側と下側との方向を上下方向と呼ぶことがある。また、被計測者の前側と後側との方向を前後方向と呼ぶことがある。また、被計測者から見て内側（目頭側、鼻側）と外側（目尻側、耳側）との方向を内外方向と呼ぶことがある。
　光計測装置１が測定する眼房水の特性とは、含まれる光学活性物質による直線偏光の偏光面の回転角（旋光度αＭ）、円偏光に対する吸色度（円二色性）などをいう。ここで、直線偏光の偏光面とは、直線偏光において磁界が振動する面をいう。
　眼球１０における前眼房１３とは、レンズとして働く水晶体１２（後述する図３参照）と角膜１４（図３参照）との間の領域で、眼房水で満たされている。そして、前眼房１３は、正面から見た形状が円形である。眼球１０はほぼ球であるが、前眼房１３は球の表面からやや飛び出している。なお、図１はまぶた１７を開いた状態を示している。
　光学系２０は、発光部２１、偏光子２２、第１ミラー２３、第２ミラー２４、補償子２５、検光子２６、受光部２７を備えている。
　発光部２１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）やランプのような波長幅が広い光源であってもよく、レーザのような波長幅が狭い光源であってもよい。なお、波長幅が狭い方が好ましい。
　また、少なくとも２以上の波長の光を出射するものであってもよい。
　偏光子２２は、例えば、ニコルプリズムなどであって、入射した光から、予め定められた偏光面の直線偏光を通過させる。
　第１ミラー２３及び第２ミラー２４は、光路２８を折り曲げるものであって、反射の前後において直線偏光をそのまま維持するものが好ましい。偏光面を回転させたり、直線偏光を楕円偏光にしたりするなど、偏光の状態を乱すものは好ましくない。なお、光路２８を折り曲げる必要がない場合は、第１ミラー２３又は／及び第２ミラー２４を備えなくともよい。
　補償子２５は、例えばガーネット等を用いたファラデー素子などの磁気光学素子であって、磁場によって直線偏光の偏光面を回転させる。
　検光子２６は、偏光子２２と同様の部材であって、予め定められた偏光面の直線偏光を通過させる。
　受光部２７は、シリコンダイオードなどの受光素子であって、光の強度に対応した出力信号を出力する。
　なお、計測後に、算出部６０によって算出された眼房水の特性（光学活性物質の濃度など）を表示する表示部（不図示）を備えてもよい。
　制御部４０は、光学系２０における発光部２１、補償子２５、受光部２７などを制御して、眼房水の特性に関する計測データを得る。また、計測データを算出部６０に送信する。
　保持部５０は、光学系２０及び制御部４０を保持するとともに、端部が眼球１０の周辺の予め定められた位置に接触して位置決めされた状態において、光学系２０に設定された光路２８が前眼房１３における眼房水中を通過するように光学系２０を保持する。保持部５０を眼球１０の周辺に接触させる方法としては、被計測者又は他者が自らの手で光計測装置１を把持して接触させてもよいし、光計測装置１が自動で前後方向に駆動する駆動装置を使用してもよい。また、保持部５０を眼球１０に対して位置決めできるのであれば、接触させる領域は眼球１０の周辺である必要はなく、被計測者の顔の他の領域であってもよく、さらには、接触させずに位置決めできる場合は、接触させなくてもよい。
　なお、破線で示す光路２８は、後述するように、眼球１０を回転（後述する外転）させたとき、発光部２１から出射された光が前眼房１３を横切るように通過し、受光部２７で受光されるように設定されればよい。
　また、光が前眼房１３を横切るように通過するとは、眼球１０を正面から見た場合において、上下方向よりも内外方向に近い角度（つまり、内外方向の水平軸に対して±４５度未満の範囲）で通過することをいい、前後方向に斜めに通過する場合も含む。
　そして、保持部５０は、眼球１０に対して光計測装置１を固定し、光路２８がずれないようにするように加工された接眼部材５１を備えていてもよい。
　図１に示す保持部５０は、円筒を軸方向に平行な面で切断した形状であるが、これは、光学系２０を見やすくするためであって、円筒であってもよい。また、断面が楕円形、四辺形などの筒状であってもよい。さらに、図１と同様に、筒状の一部が切り取られた形状であってもよい。
　なお、保持部５０は、メガネのフレームであってもよい。すなわち、光計測装置１を、メガネに光学系２０及び制御部４０を設けたメガネタイプとしてもよい。
　算出部６０は、制御部４０から計測データを受信し、眼房水の特性を算出する。
　ここでは、発光部２１から出射された光は、光路２８に沿って進み、受光部２７に入射する。すなわち、発光部２１から眼球１０側に向かって出射された光は、偏光子２２を通過後、第１ミラー２３により前眼房１３を横切る方向（目に平行な方向）に折り曲げられる。そして、前眼房１３を横切る方向に通過する。さらに、第２ミラー２４により、目から遠ざかる方向に折り曲げられる。そして、補償子２５、検光子２６を通過して、受光部２７に入射する。
　図１において、発光部２１、偏光子２２、第１ミラー２３を含む部分が発光系２０Ａであって、光出射部の一例である。第２ミラー２４、補償子２５、検光子２６、受光部２７を含む部分が受光系２０Ｂであって、受光部の一例である。
　後述するように、保持部５０は、発光系２０Ａを、受光系２０Ｂに比べて、後側（奥側）にずらした状態、すなわち、非対称で保持している。
　なお、発光系２０Ａと受光系２０Ｂとを入れ替えた配置としてもよい。
　ここで、光計測装置１を前眼房１３における眼房水を計測し、グルコース濃度の算出に用いる例を説明する。
　糖尿病患者は、血液中のグルコース濃度により、投与するインスリンの量が制御される。よって、糖尿病患者には、血液中のグルコース濃度を常に把握することが求められる。そして、血液中のグルコース濃度の計測は、指先などを注射針で穿刺し、微量な血液を採取する方法によるのが主流である。しかし、微量の血液でも採血時の痛みによる苦痛が伴う。そこで、穿刺などの侵襲式検査法に代わる非侵襲式検査法の要求が高まっている。
　血清とほぼ同じ成分である前眼房１３における眼房水にはタンパク質、グルコース、アスコルビン酸等が含まれている。そして、血液中のグルコース濃度と眼房水中のグルコース濃度とは相関関係があることが知られている。さらに、眼房水中には、血液中の細胞物質が存在せず、光散乱の影響が小さい。そして、眼房水に含まれるタンパク質、グルコース、アスコルビン酸等は光学活性物質であって、旋光性を有している。すなわち、眼房水は、旋光性を利用して光学的にグルコースなどの濃度を計測する部位として有利である。
　光学的に眼房水に含まれる光学活性物質の濃度などを得る手法において、設定することのできる光路は以下の２つである。
　一方は、眼球１０に対して垂直に近い角度で光を入射させ、角膜１４（後述する図３参照）と眼房水との界面又は眼房水と水晶体１２（図３参照）との界面で光を反射させ、反射した光を受光（検出）する光路である。他方は、眼球１０に対して平行に近い角度で光を入射させ、前眼房１３における眼房水を通過した光を受光（検出）する光路である。
　まず、眼球１０に対して垂直に近い角度で光を入射させる光路は、網膜１６（図３参照）に光が達するおそれがある。特に、発光部２１に、コヒーレント性が高いレーザを用いる場合、網膜１６に光が達することは好ましくない。
　これに対し、眼球１０に対して平行に近い角度で光を入射させる光路では、角膜１４を通して前眼房１３を横切るように光を通過させ、眼房水を通過した光を受光（検出）する。このため、光が網膜１６に達することが抑制される。
　しかし、眼球１０は、外形がほぼ球であること、光を入射させる側又は通過した光を受光する側のいずれかに鼻（鼻梁）が位置し、その影響を受けて、光学系２０における発光部２１、偏光子２２、補償子２５、検光子２６、受光部２７などを配置するスペースが狭い。
　そこで、眼球１０に対して平行に近い角度で光を入射させ、前眼房１３を横切るように通過させるように光路２８を設定するため、図１に示すように、第１ミラー２３、第２ミラー２４を設け、光路２８を折り曲げることで、スペースを有効に利用しようとしている。
　なお、光学系２０が小型であれば、光路２８を折り曲げることを要しない。
　図２は、光計測装置１によって、前眼房１３における眼房水に含まれる光学活性物質による偏光面の回転角（旋光度）を計測する方法を説明する図である。ここでは、説明を容易にするため、光路２８を折り曲げない（直線である）として、第１ミラー２３及び第２ミラー２４の記載を省略している。
　図２に示す光学系２０には、発光部２１、偏光子２２、前眼房１３、補償子２５、検光子２６、受光部２７のそれぞれの間において、光の進行方向から見た偏光の様子を円内の矢印で示している。
　発光部２１は、ランダムな偏光面を持つ光を出射するとする。すると、偏光子２２は、予め定められた偏光面の直線偏光を通過させる。図２においては、例として、紙面に対して平行な偏光面の直線偏光が通過するとする。
　偏光子２２を通過した直線偏光は、前眼房１３における眼房水に含まれる光学活性物質により、偏光面が回転する。図２では、偏光面は角度αＭ（旋光度αＭ）回転するとする。
　次に、補償子２５に磁界を印加することにより、前眼房１３における眼房水に含まれる光学活性物質により回転した偏光面を元に戻す。
　そして、検光子２６を通過した直線偏光を受光部２７により受光し、光の強度に対応した出力信号に変換する。
　ここで、光学系２０による旋光度αＭの計測方法の一例を説明する。
　まず、発光部２１を出射した光が前眼房１３を通過しない状態において、発光部２１、偏光子２２、補償子２５、検光子２６、受光部２７を含む光学系２０において、受光部２７の出力信号が最小になるように、補償子２５及び検光子２６を設定する。図２に示すように、光が前眼房１３を通過しない状態においては、偏光子２２を通過した直線偏光の偏光面は、検光子２６を通過する偏光面と直交している。
　なお、図２では、偏光子２２の偏光面と検光子２６を通過する前の偏光面が共に、紙面に平行であるとしている。しかし、補償子２５によって予め偏光面が回転する場合には、検光子２６を通過する前の偏光面が紙面に平行な面から傾いていてもよい。すなわち、光が前眼房１３における眼房水を通過しない状態において、受光部２７の出力信号が最小になるように、補償子２５と検光子２６とを設定すればよい。
　次に、光が前眼房１３を通過する状態とする。すると、前眼房１３における眼房水に含まれる光学活性物質によって、偏光面が回転する。このため、受光部２７からの出力信号は、最小値から外れる。そこで、受光部２７からの出力信号が最小になるように、補償子２５に印加する磁場を設定する。すなわち、補償子２５により偏光面を回転させ、検光子２６を通過する偏光面と直交させる。
　このとき、補償子２５によって回転させた偏光面の角度が、眼房水に含まれる光学活性物質によって発生した旋光度αＭに対応する。補償子２５に印加した磁場の大きさと回転した偏光面の角度との関係は、事前に知られているので、補償子２５に印加した磁場の大きさから、旋光度αＭが分かる。
　なお、旋光度αＭを求める方法として補償子２５を用いた例を述べたが、補償子２５以外で旋光度αＭを求めてもよい。また、図１、図２では、偏光面の回転角（旋光度αＭ）を測定する最も基本的な測定法である直交偏光子法（ただし補償子２５を使用）について示したが、回転検光子法やファラデー変調法、光学遅延変調法といった他の測定方法を適用してもよい。
　さらに具体的には、発光部２１から前眼房１３における眼房水に複数の波長λ（波長λ１、λ２、λ３、…）の光を入射し、それぞれに対して旋光度αＭ（旋光度αＭ１、αＭ２、αＭ３、…）を求める。これらの波長λと旋光度αＭとの組が、算出部６０に取り込まれ、求めたい光学活性物質の濃度が算出される。
　なお、眼房水には、前述したように複数の光学活性物質が含まれている。よって、計測された旋光度αＭは、複数の光学活性物質それぞれによる旋光度αの和である。そこで、計測された旋光度αＭから、求めたい光学活性物質の濃度を算出することが必要となる。
　求めたい光学活性物質の濃度の算出は、例えば、特開平０９－１３８２３１号公報（上記特許文献２）に開示されているような公知の方法を用いればよいので、説明を省略する。
　図３は、眼球１０の概要を説明する図である。図３の（ａ）は、眼球１０の上下方向の断面図であり、図３の（ｂ）は、眼球１０に対する座標系を示す。
　図３の（ａ）に示すように、眼球１０は、外形がほぼ球形であって、中央にガラス体１１がある。そして、レンズの役割をする水晶体１２が、ガラス体１１の一部に埋め込まれている。水晶体１２の外側に、前眼房１３があり、その外側に角膜１４がある。水晶体１２の周辺部は虹彩に囲まれ、その中心が瞳孔１５である。水晶体１２に接する部分を除いて、ガラス体１１は、網膜１６で覆われている。
　すなわち、前眼房１３は、角膜１４と水晶体１２とで囲まれた領域であって、眼球１０の球形からは、凸状に飛び出している。なお、前眼房１３は、眼房水で満たされている。
　図３の（ｂ）に示す眼球１０は、左目であって、正面を向いているとする。すなわち、向って左側が目頭側（鼻側）、右側が目尻側（耳側）である。そして、眼球１０が行う回転運動の中心Ｏ（回旋点）を通って、向って右から左に向う軸をＸ軸、奥から手前に向う軸をＹ軸、下から上に向う軸をＺ軸とする。
　ここでは、眼球１０が、Ｚ軸を中心として、目頭側（鼻側）に回転することを「内転」、目尻側（耳側）に回転することを「外転」と表記する。なお、右目では、Ｚ軸を中心とする回転の方向、すなわち、「内転」と「外転」の方向が逆になる。
　ちなみに、眼球１０がＸ軸を中心として、上方向に回転することを「上転」、下方向に回転することを「下転」、Ｙ軸を中心として回転することを「回旋」という。
　ここで、「外転」とは、眼球１０（瞳孔１５）が正面を向いた状態から、目尻側（耳側）に回転する場合の他、眼球１０（瞳孔１５）が上側に向いた状態、例えばＺ軸方向に＋４５°以内の範囲で向いた状態において、目尻側（耳側）に回転する場合や、眼球１０（瞳孔１５）が下側に向いた状態、例えばＺ軸方向に－４５°以内の範囲で向いた状態において、目尻側（耳側）に回転する場合を含む。
　また、「内転」についても同様である。
　図４は、眼球１０と光路２８との関係を説明する図である。図４の（ａ）は、眼球１０を正面から見た図であり、図４の（ｂ）は、眼球１０が正面を向いている場合における光路２８を示し、図４の（ｃ）は、眼球１０を外転させた場合における光路２８を示す。図４の（ｂ）、（ｃ）は、人を頭側（上側）から見た状態を示している。これらは、顔をモデル化したシミュレーションにより作図した。
　図４の（ａ）に示すように、光路２８は、目尻側（耳側）から目頭側（鼻側）に向かうように設定されている。これは、説明を容易にするためである。光路２８は、目頭側（鼻側）から目尻側（耳側）に向かうように設定されていてもよい。
　図４の（ｂ）に示すように、眼球１０が正面を向いている場合、発光系２０Ａ（図１参照）から出射した光は、角膜１４を通過して、前眼房１３に入射する。角膜１４及び前眼房１３における眼房水の屈折率が空気より大きく、前眼房１３及び角膜１４が凸状であるため、光路２８は、眼球１０側に曲げられる。そして、前眼房１３を通過した後においても、光路２８は、さらに眼球１０側に曲げられる。よって、前眼房１３を通過した後の光路２８は、顔表面に近づいた軌跡を通る。
　一般的な人では、目頭側の皮膚Ｆ１の方が目尻側の皮膚Ｆ２よりも前側に出ており、且つ、目頭側には鼻もあるため、眼球１０が正面を向いている状態では、目頭側に受光系２０Ｂ（図１参照）を配置するスペースを確保しづらい場合がある。
　なお、皮膚Ｆ１及び皮膚Ｆ２から、眼球１０が露出した領域Ｒにおける白目の部分（白目部分）Ｉに近接した位置など、眼球１０に非常に近接した位置に受光系２０Ｂを配置することができれば、目頭側の皮膚Ｆ１や鼻の存在が無視できる。しかし、眼球１０に受光系２０Ｂを構成する部材が接触しやすくなってしまう。
　これに対し、図４の（ｃ）に示すように、眼球１０を外転させた場合、すなわち、視線が目尻側（耳側）に向いている場合には、発光系２０Ａから出射した光は、角膜１４を通過して、前眼房１３に入射する。このとき、眼球１０が外転しているために、図４の（ｂ）の場合に比べて、前眼房１３を通過後の光路２８は、顔表面からより離れた軌跡を通る。
　眼球１０を外転させることで目頭側のスペースが広くなり、図４の（ｂ）に示した正面を向いている場合に比べ、目頭側に受光系２０Ｂが配置しやすくなる。つまり、目頭側の広くなったスペースを活用して、眼球１０が露出している領域Ｒと鼻との間の目頭側の皮膚Ｆ１上に受光系２０Ｂを配置すればよい。この場合、受光系２０Ｂを構成する部材と眼球１０との距離が離れるので、受光系２０Ｂを構成する部材が眼球１０に接触することが抑制される。
　また、眼球１０の露出した白目部分Ｉ′に受光系２０Ｂを配置させる場合であっても、白目部分Ｉ′は、図４の（ｂ）の眼球１０が正面を向いている場合における白目部分Ｉに比べ、広くなるとともに、光路２８が、眼球１０から離れる。よって、受光系２０Ｂを、眼球１０から離れた位置に配置すれば、受光系２０Ｂを構成する部材が眼球１０に接触することが抑制される。
　一方、目尻側は、眼球１０を外転させることで、図４の（ｂ）に示した眼球１０が正面を向いた場合に比べ、スペースが狭くなる。しかし、目尻側は目頭側に比べもともとスペースが確保しやすいので、露出した白目部分ＩＩ′、目尻側の皮膚Ｆ２上、又は、それよりも外側に発光系２０Ａを配置すればよい。
　発光系２０Ａの部材及び受光系２０Ｂの部材が露出した眼球１０に接触することを抑制するためには、目頭側、目尻側ともに眼球１０が露出している領域Ｒ内に発光系２０Ａ又は／及び受光系２０Ｂを配置せず、眼球が露出している領域Ｒの範囲外、例えば、皮膚Ｆ１上や皮膚Ｆ２上に発光系２０Ａ又は／及び受光系２０Ｂを配置すればよい。このようにすれば、前後方向に位置がずれた場合であっても、部材の眼球１０への接触が抑制される。なお、目頭側又は目尻側の少なくとも一方において、眼球１０が露出している領域Ｒの範囲外に、発光系２０Ａ又は／及び受光系２０Ｂを配置すればよい。
　以上では、光路２８を、目尻側（耳側）から目頭側（鼻側）に向かうように設定した場合を説明した。光路２８を、目頭側（鼻側）から目尻側（耳側）に向かうように設定した場合においても同様である。すなわち、上記において、発光系２０Ａを受光系２０Ｂ、受光系２０Ｂを発光系２０Ａに読み替えればよい。
　なお、本実施の形態における「皮膚Ｆ１上」、「皮膚Ｆ２上」とは、皮膚に接触している状態、接触していない状態の両方の状態を含むものであり、言い換えれば、眼球を正面から見た場合において皮膚と重なる位置を言う。
　光路２８が前眼房１３から外れると、正確な計測が行えない場合がある。よって、光が、前眼房１３から外れずに、前眼房１３を横切るように通過するように光路２８が設定されることで、より正確な計測が行われる。そして、旋光度αＭは、光が前眼房１３における眼房水を通過する長さである光路長の影響を受ける。よって、光路２８が短い場合は、実際に光が通過した光路長と旋光度αＭを算出するために使用する光路長との相対的なばらつきが大きくなりやすいため、光路２８が長い場合と比較して、計測の精度が悪くなりやすい。
　本実施の形態では、前眼房１３を横切るように光路２８を設定するので、前述した眼球１０に対して垂直に近い角度で光を入射させる場合に比べて、光路長が長く設定される。これにより、垂直に近い角度で光を入射させる場合に比べて、計測の精度を高めやすい。
　図５は、顔に対して保持部５０を設置する方法の一例を説明する図である。
　図４で説明したように、一般的な人では、目頭側の皮膚Ｆ１の方が目尻側の皮膚Ｆ２よりも前側に出ている。このため、保持部５０は、顔の目頭側の皮膚Ｆ１及び目尻側の皮膚Ｆ２の形状（凹凸）に沿うように設けられている。すなわち、目尻側の皮膚Ｆ２に接触する目尻側端部５０Ｂは、目頭側の皮膚Ｆ１に接触する保持部５０の目頭側端部５０Ａに比べて、後側（奥側）にずれている。言い換えると、保持部５０は、目頭側と目尻側とで、非対称に構成されている。また、保持部５０によって保持される発光系２０Ａと受光系２０Ｂも同様に、目頭側に配置される方が眼球１０の前後方向に対して前側、目尻側に配置される方が眼球１０の前後方向に対して後側となるように、お互いにずれて配置されている。
（光計測方法、及び、眼球への光照射及び受光方法）
　図６は、光計測装置１により前眼房１３における眼房水に含まれる光学活性物質の濃度を計測する光計測方法、及び、眼球１０への光照射及び受光方法を説明するフローチャートである。
　まず、被計測者が、光計測装置１の電源を入れて、光計測装置１を装着する（ステップ１１、図６ではＳ１１と表記する。以下同様とする）。光計測装置１は、電源が入れられると、光学系２０、制御部４０、算出部６０が動作状態になる。
　次に、制御部４０により被計測者が光計測装置１の装着を完了（装着完了）したか否かが判断される（ステップ１２）。例えば、光計測装置１に装着完了を通知するボタンを設け、被計測者が光計測装置１の装着完了後に、装着完了を通知するボタンを押すようにする。そして、装着完了を通知するボタンが押されたか否かによって、制御部４０は、被計測者が光計測装置１の装着を完了したか否かを判断してもよい。
　ステップ１２において、否定（Ｎｏ）の判断がされた場合、すなわち、装着完了でない場合は、ステップ１２に戻って、装着完了を待つ。
　一方、肯定（Ｙｅｓ）の判断がされた場合、計測を開始（計測開始）してよいか否かが判断される（ステップ１３）。例えば、光計測装置１に計測開始を指示するボタンを設け、被計測者が光計測装置１の装着完了後に、計測開始を指示するボタンを押すようにする。そして、計測開始を通知するボタンが押されたか否かによって、制御部４０は、計測を開始してよいか否かを判断してもよい。
　ステップ１３において、否定（Ｎｏ）の判断がされた場合、すなわち、計測開始でない場合は、ステップ１３に戻って、計測開始を待つ。
　一方、肯定（Ｙｅｓ）の判断がされた場合、すなわち、計測開始が指示された場合には、制御部４０は、発光系２０Ａにおける発光部２１から光を出射して（ステップ１４）、前眼房１３における眼房水を通過した光の旋光度αＭを計測する（ステップ１５）。次に、制御部４０は、計測した旋光度αＭなどの計測データを算出部６０に送信する。
　すると、算出部６０は、計測対象物である眼房水において求めたい光学活性物質の濃度を算出（計測対象物の濃度算出）する（ステップ１６）。
　図６のフローチャートでは、例として、眼房水に含まれる求めたい光学活性物質の濃度を算出する方法を説明したが、眼房水の他の特性を計測するように構成してもよい。
　また、眼房水に関する特性のみならず、光路２８に存在する角膜等に関する特性を求めるために本実施の形態で説明した構成を応用してもよい。すなわち、眼球１０の外部から光を入射させ、角膜１４及び前眼房１３内の眼房水に光を通過させることで、眼球１０に関する特性を求めるものであれば、本実施の形態で説明した構成が適用できる。
　なお、本実施の形態では、左目で説明したが、右目に適用してもよい。眼球１０の外転の方向は、鼻から遠ざかる方向であって、共に、発光系２０Ａから出射された光が、前眼房１３を横切るように通過して、受光系２０Ｂにて受光されるように光路２８を設定できる。
　また、本実施の形態では、保持部５０は、発光系２０Ａを、受光系２０Ｂに比べて、後側（奥側）にずらした状態、すなわち、非対称で保持した形態を開示しているが、本発明は必ずしもこのような形態に限定されない。眼球１０の前眼房を横切る光の照射及び受光を、眼球１０が外転した状態で実施できる構造であれば、発光系２０Ａと受光系２０Ｂとを対称で保持した形態であってもよいし、本実施の形態で開示する以外の非対称の構造であってもよい。
　さらに、制御部４０と算出部６０とが一体に構成されてもよく、制御部４０と算出部６０とのデータの送受は有線で行っても、無線で行ってもよい。
　本発明に係る光計測装置等は、眼球の眼房水の特性を取得するのに有用である。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、２０１４年３月２０日出願の日本特許出願（特願２０１４－０５９２２２）、２０１５年３月９日出願の日本特許出願（特願２０１５－０４６０８５）に基づくものであり、それらの内容はここに参照として取り込まれる。
１…光計測装置、１０…眼球、１１…ガラス体、１２…水晶体、１３…前眼房、１４…角膜、１５…瞳孔、１６…網膜、２０…光学系、２０Ａ…発光系、２０Ｂ…受光系、２１…発光部、２２…偏光子、２３…第１ミラー、２４…第２ミラー、２５…補償子、２６…検光子、２７…受光部、２８…光路、４０…制御部、５０…保持部、５１…接眼部材、６０…算出部

Claims (5)

  1. 　被計測者の眼球の前眼房に向けて光を出射する光出射部と、
    　前記前眼房内の眼房水を通過した前記光を受光する受光部と、
    　前記眼球が外転した状態にて、前記光出射部から出射された前記光が前記前眼房を横切って前記受光部によって受光される位置に、当該光出射部及び当該受光部を保持する保持部とを備える眼球の光計測装置。
  2. 　前記保持部は、前記光出射部及び前記受光部の少なくとも一方が前記眼球の露出した領域の範囲外に配置されるように保持する、請求項１に記載の眼球の光計測装置。
  3. 　前記保持部は、前記光出射部及び前記受光部の両方が前記眼球の露出した領域の範囲外に配置されるように保持する、請求項１に記載の眼球の光計測装置。
  4. 　被計測者の眼球を外転させた状態において、当該眼球の前眼房を横切るように光を通過させ、
    　前記前眼房内の眼房水を通過した前記光を受光する、眼球の光計測方法。
  5. 　眼球が外転した状態で、前記眼球の前眼房を横切る光を照射し、
    　前記前眼房を横切って前記眼球から出射された前記光を受光する、眼球に対する光照射受光方法。
     
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