眼球光學(xué)測量儀器、眼球光學(xué)測量方法以及用于照射眼球且檢測來自眼球的光的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了光學(xué)測量儀器(1)，該光學(xué)測量儀器(1)設(shè)置有用于測量測量對象的眼睛(10)的前房(13)中的房水的特性的光學(xué)系統(tǒng)(20)以及保持光學(xué)系統(tǒng)(20)等的保持單元50，并且光學(xué)系統(tǒng)(20)設(shè)置有發(fā)光系統(tǒng)(20A)和光接收系統(tǒng)(20B)。光路(28)被以如下方式設(shè)置：當(dāng)眼睛(10)向外轉(zhuǎn)動時，離開發(fā)光系統(tǒng)(20A)的光以橫穿前房(13)的方式通過前房(13)，并且可以被光接收系統(tǒng)(20B)接收到。
【專利說明】
眼球光學(xué)測量儀器、眼球光學(xué)測量方法以及用于照射眼球且檢測來自眼球的光的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種眼球光學(xué)測量儀器、眼球光學(xué)測量方法和用于照射眼球以及檢測來自眼球的光的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻(xiàn)I披露了一種葡萄糖濃度測量儀器，其特征在于包括:光源設(shè)備，其用于照射預(yù)先置于規(guī)定位置處的眼球;光檢測器，其用于檢測在空氣與被從光源設(shè)備發(fā)射的光照射的眼球的角膜之間的界面處產(chǎn)生的第一后向散射光的強度以及在角膜與前房之間的界面處產(chǎn)生的第二后向散射光的強度;折射率計算裝置，其用于基于第一后向散射光的強度和第二后向散射光的強度來計算填充前房的房水的折射率;存儲單元，其預(yù)先存儲有房水的折射率與前房中的葡萄糖濃度之間的對應(yīng)關(guān)系；以及葡萄糖濃度計算裝置，其基于存儲在存儲單元中的對應(yīng)關(guān)系和由折射率計算裝置計算的房水的折射率來計算前房中的葡萄糖濃度。
[0003]專利文獻(xiàn)2披露了一種測量尿液的旋光角的尿液測試方法，由除了濃度未知的旋光物質(zhì)之外的阻礙性旋光物質(zhì)引起的尿液的旋光角范圍是已知的，并且可以判斷的是，旋光物質(zhì)的濃度以1^/(11)在(4^11)/(€^0<(^(441)/(€^0的范圍內(nèi)，其中4是尿液的測得旋光角(deg.)，Ah是由阻礙性旋光物質(zhì)產(chǎn)生的旋光角的最大值((1%.)，&是由阻礙性旋光物質(zhì)產(chǎn)生的旋光角的最小值(deg.)，α是旋光物質(zhì)的旋光率(deg./cm.dl/kg)，并且L是測量光路長度(cm) ο
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利N0.3,543,923
[0007]專利文獻(xiàn)2:JP-A-09-138231

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的問題
[0009]如果試圖通過將發(fā)光單元和光檢測單元放置在眼球的內(nèi)眼角側(cè)和外眼角側(cè)以在發(fā)射橫穿前房的光且檢測所得輸出光的情況下來照射朝向前側(cè)(正面)的眼球且檢測來自眼球的光，則將發(fā)光單元或光檢測單元放置在內(nèi)眼角側(cè)可能遇到困難，因為圍繞內(nèi)眼角的皮膚部分充當(dāng)了障礙物。
[0010]本發(fā)明提供了眼球光學(xué)測量儀器等，與照射朝向前側(cè)的眼球且檢測來自眼球的光的情況相比，本發(fā)明的眼球光學(xué)測量儀器等使得在發(fā)射橫穿眼球的前房的光且檢測在橫穿前房之后離開眼球的光時更易于將發(fā)光單元或光檢測單元放置于內(nèi)眼角側(cè)。
[0011]解決問題的手段
[0012][I]本發(fā)明的一個方面提供了一種眼球光學(xué)測量儀器，包括:發(fā)光單元，其朝向被測量者的眼球的前房發(fā)射光;光檢測單元，其檢測已經(jīng)通過前房中的房水的光；以及保持單元，其將發(fā)光單元和光檢測單元保持在這樣的位置處:在眼球向外轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下，從發(fā)光單元發(fā)射的光通過前房并且被光檢測單元檢測到。
[0013][2]根據(jù)項[I]所述的眼球光學(xué)測量儀器，其中，保持單元以發(fā)光單元和光檢測單元中的至少一者放置在露出眼球的區(qū)域之外的方式保持發(fā)光單元和光檢測單元。
[0014][3]根據(jù)項[I]所述的眼球光學(xué)測量儀器，其中，保持單元以發(fā)光單元和光檢測這兩者均被放置在露出眼球的區(qū)域之外的方式保持發(fā)光單元和光檢測單元。
[0015][4]本發(fā)明的另一方面提供了一種眼球光學(xué)測量方法，包括:以在被測量者的眼球向外轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下橫穿眼球的前房的方式使光通過所述前房；以及檢測已經(jīng)通過前房中的房水的光。
[0016][5]—種用于照射眼球且檢測來自眼球的光的方法，包括:在眼球向外轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下將光照到眼球的前房上；以及檢測在橫穿前房之后離開眼球的光。
[0017]本發(fā)明的有益效果
[0018]與在眼球朝向前側(cè)的狀態(tài)下執(zhí)行照射和光檢測的情況相比，根據(jù)項[I]所述的儀器能夠更易于將發(fā)光單元或光檢測單元放置在內(nèi)眼角側(cè)。
[0019]與發(fā)光單元和光檢測單元放置在露出眼球的區(qū)域中的情況相比，根據(jù)項[2]所述的儀器降低了與眼球接觸的發(fā)生概率。
[0020]與發(fā)光單元和光檢測單元中的至少一者放置在露出眼球的區(qū)域中的情況相比，根據(jù)項[3]所述的儀器降低了與眼球接觸的發(fā)生概率。
[0021]與在眼球不向外轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下執(zhí)行測量的情況相比，根據(jù)項[4]所述的方法能夠更易于放置發(fā)光單元或光檢測單元。
[0022]與眼球不向外轉(zhuǎn)動的情況相比，根據(jù)項[5]所述的方法能夠更易于照射眼球且檢測來自眼球的光。
【附圖說明】
[0023]圖1示出了根據(jù)示例性實施例的光學(xué)測量儀器的構(gòu)造實例。
[0024]圖2示出了通過光學(xué)測量儀器來測量前房中的房水中包含的光學(xué)活性物質(zhì)的偏振面旋轉(zhuǎn)角(旋光度)的方法；
[0025]圖3描繪了眼球的輪廓；圖3的部分(a)是眼球10的縱向剖視圖，圖3的部分(b)示出了眼球的坐標(biāo)系；
[0026]圖4示出了眼球與光路之間的關(guān)系；圖4的部分(a)是眼球的正視圖，圖4的部分(b)示出了在眼球朝向前側(cè)的狀態(tài)下出現(xiàn)的光路，并且圖4的部分(C)示出了在眼球向外轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下出現(xiàn)的光路。
[0027]圖5示出了用于相對于面部放置保持單元的方法實例。
[0028]圖6是用于測量前房中的房水中包含的光學(xué)活性物質(zhì)的濃度的光學(xué)測量方法和用于照射眼球以及檢測來自眼球的光的方法的描述的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]下面將參考附圖來描述本發(fā)明的示例性實施例(光學(xué)測量儀器I)。
[0030]圖1示出了根據(jù)示例性實施例的光學(xué)測量儀器I的構(gòu)造實例。
[0031]光學(xué)測量儀器I裝備有:光學(xué)系統(tǒng)20，其用于測量被測量者的眼球10的前房13中的房水的特性;控制單元40，其用于控制光學(xué)系統(tǒng)20;保持單元50，其保持光學(xué)系統(tǒng)20和控制單元40;以及計算單元60，其用于基于利用光學(xué)系統(tǒng)20測得的數(shù)據(jù)來計算房水的特性。
[0032]圖1所示的眼球10是左眼的。
[0033]在下面的說明中，在圖1所示的光學(xué)測量儀器I中，紙面的上側(cè)和下側(cè)連接的方向可稱為上下方向。被測量者的前側(cè)和后側(cè)連接的方向可稱為前后方向。并且，被測量者的內(nèi)偵U(內(nèi)眼角側(cè)，鼻側(cè))和外側(cè)(外眼角側(cè)，耳側(cè))連接的方向可稱為內(nèi)外方向。
[0034]待由光學(xué)測量儀器I測量的房水特性是房水中包含的光學(xué)活性物質(zhì)所造成的線偏振光的偏振面的旋轉(zhuǎn)角(旋光角αΜ)、對于圓偏振光的顏色吸收度(圓二色性)等。術(shù)語“線偏振光的偏振面”意指線偏振光的磁場振蕩的平面。
[0035]眼球10的前房13是充當(dāng)透鏡的晶狀體12(參見后述的圖3)與角膜14之間的區(qū)域，并且填充有房水。當(dāng)從前側(cè)觀看時，前房13為圓形。雖然眼球10近似為球形，但是前房13從球形表面略微凸出。圖1示出了眼瞼17打開的狀態(tài)。
[0036]光學(xué)系統(tǒng)20裝備有發(fā)光單元21、偏振器22、第一反射鏡23、第二反射鏡24、補償器25、分析器26和光檢測單元27。
[0037]發(fā)光單元21可以是具有寬波長范圍的諸如發(fā)光二極管(LED)或燈等光源，或者是具有窄波長范圍的諸如激光器等光源。采用具有窄波長范圍的光源是優(yōu)選的。
[0038]發(fā)光單元21可以是發(fā)射具有至少兩種波長的光的發(fā)光單元。
[0039]偏振器22例如是尼科爾棱鏡，并且傳輸作為入射光的組成部分且具有預(yù)定偏振面的線偏振光。
[0040]第一反射鏡23和第二反射鏡24使光路28彎曲，優(yōu)選地諸如在反射前后保持線偏振光的偏振狀態(tài)。擾亂偏振狀態(tài)的部件(諸如旋轉(zhuǎn)偏振面或?qū)⒕€偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光的部件)的使用不是優(yōu)選的。在不需要使光路28彎曲的情況下，可以省略第一反射鏡23和/或第二反射鏡24。
[0041]補償器25是例如諸如使用石榴石等的法拉第器件等磁光器件，其利用磁場來旋轉(zhuǎn)線偏振光的偏振面。
[0042]分析器26是類似于偏振器22的部件，并且傳輸具有預(yù)定偏振面的線偏振光。
[0043]光檢測單元27是諸如娃二極管的光檢測器件，其輸出與光強度對應(yīng)的輸出信號。
[0044I 可設(shè)置顯示單元(未示出)，該顯示單元顯示計算單元60所計算出的房水的特性(例如，光學(xué)活性物質(zhì)的濃度)。
[0045]控制單元40通過控制光學(xué)系統(tǒng)20的發(fā)光單元21、補償器25、光檢測單元27等來獲取與房水的特性有關(guān)的測量數(shù)據(jù)，并且將測量數(shù)據(jù)發(fā)送到計算單元60。
[0046]保持單元50保持光學(xué)系統(tǒng)20和控制單元40。保持單元50保持光學(xué)系統(tǒng)20，使得設(shè)置在光學(xué)系統(tǒng)20中的光路28在如下狀態(tài)下經(jīng)過前房13中的房水:保持單元50的端部定位成與眼球10附近的預(yù)定部分接觸。保持單元50可以以如下方式與鄰近眼球10的部分接觸:被測量者或另一者用他或她自己的手抓住光學(xué)測量儀器I這樣做，或者驅(qū)動設(shè)備沿前后方向自動地移動光學(xué)測量儀器I。要與保持單元50接觸的部分無需總是靠近眼球10的部分，只要保持單元50能夠相對于眼球10定位即可，并且可以是被測量者的面部的其它部分。如果能夠在不與面部接觸的情況下定位，則保持單元50無需與面部接觸。
[0047]如隨后所描述的，光路28(由虛線表示)可設(shè)定成使得當(dāng)眼球10轉(zhuǎn)動(如后面所述的向外轉(zhuǎn)動)時，從發(fā)光單元21發(fā)射的光通過(橫穿)前房13并且由光檢測單元27檢測到。
[0048]句子“光通過(橫穿)前房13”意思是:當(dāng)從前側(cè)觀察眼球10時，光沿著比上下方向更靠近內(nèi)外方向的方向(即，沿著與在內(nèi)外方向上延伸的水平軸形成小于± 45°的角度的方向)通過前房13 ；該定義包括光沿前后方向傾斜地通過前房13的情況。
[0049]保持單元50可裝備有目鏡部件51，目鏡部件形成為將光學(xué)測量儀器I相對于眼球10固定且因此防止光路28的偏斜。
[0050]圖1所示的保持單元50具有通過用與其軸向平行的平面切割圓筒而獲得的形狀。但這是為了容易地看到光學(xué)系統(tǒng)20;保持單元50可以是圓筒狀的。保持單元50可以采用具有橢圓形或矩形截面的管狀形狀。此外，保持單元50可以采用與圖1所示的形狀類似的部分剖切圓筒形狀。
[0051]保持單元50可以是眼鏡架；S卩，光學(xué)測量儀器I可以是光學(xué)系統(tǒng)20和控制單元40安裝到眼鏡上的眼鏡類型。
[0052]計算單元60接收來自控制單元40的測量數(shù)據(jù)且計算房水的特性。
[0053]在示例性實施例中，從發(fā)光單元21發(fā)射的光沿著光路28行進(jìn)且進(jìn)入光檢測單元
27。更具體地，從發(fā)光單元21朝向眼球10側(cè)發(fā)射的光通過偏振器22且隨后被第一反射鏡23彎曲到橫穿前房13的方向(S卩，與眼睛平行的方向)。然后，光通過(橫穿)前房13。此后，光被彎曲到遠(yuǎn)離眼睛的方向。最后，光通過補償器25和分析器26且照到光檢測單元27上。
[0054]在圖1中，包括發(fā)光單兀21、偏振器22和第一反射鏡23的部分是發(fā)光系統(tǒng)20A且是光出射單元的實例。包括第二反射鏡24、補償器25、分析器26和光檢測單元27的部分是光檢測系統(tǒng)20B，光檢測系統(tǒng)20B是光檢測單元的實例。
[0055]如后所述，保持單元50以如下方式保持發(fā)光系統(tǒng)20A和光檢測系統(tǒng)20B:發(fā)光系統(tǒng)20A相對于光檢測系統(tǒng)20B而向后偏離(朝向深側(cè))，即，它們非對稱地布置。
[0056]可以采用發(fā)光系統(tǒng)20A和光檢測系統(tǒng)20B互換的布置。
[0057]現(xiàn)在，將對光學(xué)測量儀器I的使用實例進(jìn)行說明，其中，測量前房13中的房水且計算葡萄糖濃度。
[0058]在糖尿病患者中，根據(jù)血液中的葡萄糖濃度來控制所施用的胰島素的量。因此，要求糖尿病患者不斷了解血液中的葡萄糖濃度。測量血液中葡萄糖濃度的主流方法是通過用注射針刺破例如指尖來獲取極少量的血。然而，甚至取極少量的血也會引起痛苦，即疼痛。這是為什么對于取代諸如涉及到針刺破的方法等侵入式測試方法的非侵入式測試方法的需求增加的原因。
[0059]具有與血清近似相同成分的前房13中的房水包含蛋白質(zhì)、葡萄糖、抗壞血酸等。已知的是，在血液中的葡萄糖濃度與房水中的葡萄糖濃度之間存在相關(guān)性。房水不包含血液中存在的細(xì)胞物質(zhì)并且由于光散射而造成的影響極小。并且，房水中含有的蛋白質(zhì)、葡萄糖、抗壞血酸等是光學(xué)活性物質(zhì)且具有旋光性。因此，房水有益地作為用于例如利用旋光性進(jìn)行葡萄糖的濃度的光學(xué)測量的部位。
[0060]在通過光學(xué)方式獲得例如房水中含有的光學(xué)活性物質(zhì)的濃度的方法中，可以設(shè)定以下兩種光路。
[0061]—種光路是用于近似垂直地將光照到眼球10上、引起角膜14(參見后述的圖3)和房水之間的界面或者房水與晶狀體12(參見圖3)之間的界面處的光的反射以及接收(檢測)反射光的光路。另一種光路是以光近似平行于眼球10行進(jìn)的角度將光照到眼球10上且接收(檢測)通過前房13中的房水的光的光路。
[0062]近似垂直地將光照到眼球10上的光路與光到達(dá)視網(wǎng)膜16(參見圖3)的風(fēng)險相關(guān)聯(lián)。具體而言，在使用相干性高的激光的情況下，到達(dá)視網(wǎng)膜16的光不是優(yōu)選的。
[0063]相反，在以光近似平行于眼球10行進(jìn)的角度將光照到眼球10上的光路的情況下，光通過角膜14且隨后通過(橫穿)前房13，并且已經(jīng)通過房水的所得光被接收到(檢測到)。因此，光到達(dá)視網(wǎng)膜16的概率低。
[0064]然而，因為眼球10具有近似球形的外形且鼻子(鼻梁)存在于光入射側(cè)或透射光接收側(cè)，所以僅存在放置光學(xué)系統(tǒng)20的發(fā)光單元21、偏振器22、補償器25、分析器26、光檢測單元27等的較窄空間。
[0065]鑒于上述情況，為了設(shè)定光路28而使得光以光近似平行于眼球10行進(jìn)且通過(橫穿)前房13的角度照到眼球10上，如圖1所示，通過布置第一反射鏡23和第二反射鏡24以使光路28彎曲來有效地使用空間。
[0066]在光學(xué)系統(tǒng)20較小的情況下，不需要彎曲光路28。
[0067]圖2示出了通過光學(xué)測量儀器I測量前房13中的房水中含有的光學(xué)活性物質(zhì)的偏振面旋轉(zhuǎn)角(旋光度)的方法。在圖2中，為便于理解，省略了第一反射鏡23和第二反射鏡24，假設(shè)光路28不彎曲(S卩，光路是直的)。
[0068]在圖2所示的光學(xué)系統(tǒng)20中，從光傳播的目的地側(cè)看到的偏振由發(fā)光單元21、偏振器22、前房13、補償器25、分析器26和光檢測單元27中的每組毗鄰部件之間的圓圈中箭頭表不O
[0069]假設(shè)發(fā)光單元21發(fā)射具有隨機偏振面的光。接收到該光，偏振器22允許具有預(yù)定偏振面的線偏振光通過。圖2的實例是這樣的:偏振面與紙面平行的線偏振光通過偏振器22。
[0070]已經(jīng)通過偏振器22的線偏振光因前房13中的房水中包含的光學(xué)活性物質(zhì)而進(jìn)行偏振面旋轉(zhuǎn)。在圖2中，假設(shè)偏振面以角度αΜ(旋光角αΜ)。
[0071]然后，將磁場施加到補償器25上，由此已經(jīng)被前房13中的房水中含有的光學(xué)活性物質(zhì)旋轉(zhuǎn)的偏振面返回原始狀態(tài)。
[0072]已經(jīng)通過分析器26的線偏振光被光檢測單元27接收到且由此轉(zhuǎn)換成與光強度對應(yīng)的輸出信號。
[0073]下面將描述使用光學(xué)系統(tǒng)20測量旋光角αΜ的方法實例。
[0074]首先，在從發(fā)光單元21發(fā)出的光不通過前房13的狀態(tài)下，補償器25和分析器26被設(shè)定成使得包括發(fā)光單元21、偏振器22、補償器25、分析器26和光檢測單元27的光學(xué)系統(tǒng)20中的光檢測單元27的輸出信號最小。如圖2所示，在光不通過前房13的狀態(tài)下，已經(jīng)通過偏振器22的線偏振光的偏振面垂直于通過分析器26的線偏振光的偏振面。
[0075]在圖2中，假設(shè)偏振器22的偏振面和線偏振光在通過分析器26之前所具有的偏振面均平行于紙面。然而，在偏振面被補償器25預(yù)先旋轉(zhuǎn)的情況下，線偏振光在通過分析器26之前所具有的偏振面可以從平行于紙面的平面傾斜。即，在從發(fā)光單元21發(fā)出的光不通過前房13中的房水的狀態(tài)下，補償器25和分析器26被設(shè)定成使得光檢測單元27的輸出信號最小。
[0076]隨后，建立光通過前房13的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，偏振面被前房13中的房水中所包含的光學(xué)活性物質(zhì)旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，光檢測單元27的輸出信號偏離于最小值。在該狀態(tài)下，施加到補償器25上的磁場被設(shè)定成使得光檢測單元27的輸出信號最小。即，偏振面被補償器25旋轉(zhuǎn)成變?yōu)榇怪庇谕ㄟ^分析器26的偏振面。
[0077]在該狀態(tài)下，由補償器25引起的偏振面旋轉(zhuǎn)角與由房水中含有的光學(xué)活性物質(zhì)產(chǎn)生的旋光角QM對應(yīng)。因為施加到補償器25上的磁場的大小與偏振面旋轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系是提前已知的，所以根據(jù)施加到補償器25上的磁場的大小能夠獲得旋光角αΜ。
[0078]雖然在上述實例中利用補償器25來確定旋光角αΜ，但也可以利用除了補償器25之外的部件來確定旋光角αΜ。雖然圖1和圖2所示的測量方法示出了作為測量偏振面旋轉(zhuǎn)角(旋光角QM)的最基本測量方法的正交尼科爾方法(使用補償器25)，但也可以使用任何其它測量方法，諸如旋轉(zhuǎn)分析器方法，法拉第方法和光學(xué)延時調(diào)制方法。
[0079]下面將進(jìn)行更具體的描述。具有相應(yīng)波長λ3，.._)的光束從發(fā)光單元21照到前房13中的房水上，并且確定相應(yīng)光束的旋光角αΜ(αΜ1，αΜ2，αΜ3，…)。計算單元60接收波長λ和旋光角αΜ的集合且計算目標(biāo)光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。
[0080]如上所述，房水含有多種光學(xué)活性物質(zhì)。因此，每個測得的旋光角αΜ是多種相應(yīng)的光學(xué)活性物質(zhì)的旋光角α之和。因此，需要根據(jù)測得的旋光角αΜ來計算目標(biāo)光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。
[0081 ]目標(biāo)光學(xué)活性物質(zhì)的濃度可通過如JP-A-09-138231 (上述專利文獻(xiàn)2)中公開的已知方法來計算，并且因此在此省去對它的說明。
[0082]圖3描繪了眼球10的輪廓。圖3的部分(a)是眼球10的縱向剖視圖，并且圖3的部分
(b)示出了眼球10的坐標(biāo)系。
[0083]如圖3的部分(a)所示，眼球10具有近似球形的外形并且在中心處具有玻璃體11。充當(dāng)透鏡的晶狀體12埋置在玻璃體11中。前房13位于晶狀體12的外側(cè)，并且角膜14位于前房13的外側(cè)。晶狀體12被虹膜包圍，并且晶狀體12的中央部分是瞳孔15。玻璃體11的與晶狀體12接觸的部分以外的部分覆有視網(wǎng)膜16。
[0084]S卩，前房13是被角膜14和晶狀體12包圍的部分，并且從眼球10的球狀體凸出從而呈現(xiàn)為凸?fàn)?。前?3充滿房水。
[0085]假設(shè)圖3的部分(b)中所示的眼球10是左眼的并且朝向前側(cè)。即，從觀看者的一側(cè)看到的左側(cè)和右側(cè)分別是內(nèi)眼角側(cè)(鼻側(cè))和外眼角側(cè)(耳側(cè)KX軸被定義為通過眼球10的轉(zhuǎn)動的中心0(旋轉(zhuǎn)中心)沿左右方向延伸(當(dāng)從觀看者一側(cè)看時)的軸線。Y軸被定義為從深側(cè)延伸到觀看者側(cè)的軸線，以及Z軸被定義從下側(cè)延伸到上側(cè)的軸線。
[0086]眼球10繞Z軸朝向內(nèi)眼角偵U(鼻側(cè))的轉(zhuǎn)動將稱為“向內(nèi)轉(zhuǎn)動”，眼球10繞Z軸朝向外眼角側(cè)(耳側(cè))的轉(zhuǎn)動將稱為“向外轉(zhuǎn)動”。右眼的向內(nèi)轉(zhuǎn)動和向外轉(zhuǎn)動的方向與左眼的向內(nèi)轉(zhuǎn)動和向外轉(zhuǎn)動的方向相反。
[0087]順便提及，眼球10繞X軸的向上轉(zhuǎn)動稱為“向上轉(zhuǎn)動”，眼球10繞X軸的向下轉(zhuǎn)動稱為“向下轉(zhuǎn)動”。并且眼球10繞Y軸的旋轉(zhuǎn)稱為“旋轉(zhuǎn)”。
[0088]術(shù)語“向外轉(zhuǎn)動”不僅包含從眼球10(瞳孔15)朝向前側(cè)的狀態(tài)朝向外眼角側(cè)(耳側(cè))的轉(zhuǎn)動，而且還包含了在眼球10 (瞳孔15)向上轉(zhuǎn)動(例如，朝向Z軸轉(zhuǎn)動+45°以內(nèi)的角度)或者向下轉(zhuǎn)動(例如，朝向Z軸轉(zhuǎn)動-45°以內(nèi)的角度)的狀態(tài)下朝向外眼角側(cè)(耳側(cè))的轉(zhuǎn)動。
[0089]類似的描述適用于術(shù)語“向內(nèi)轉(zhuǎn)動”。
[0090]圖4示出了眼球10與光路28之間的關(guān)系。圖4的部分(a)是眼球10的正視圖，圖4的部分(b)示出了在眼球10朝向前側(cè)的狀態(tài)下出現(xiàn)的光路28，并且圖4的部分(C)示出了在眼球10向外轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下出現(xiàn)的光路28。圖4的部分(b)和(c)示出了從上面(S卩，從上方)看人的狀態(tài)。這些圖是利用面部模型通過模擬繪制的。
[0091]如圖4的部分(a)所示，光路28被設(shè)定成使得光從外眼角側(cè)(耳側(cè))行進(jìn)到內(nèi)眼角側(cè)(鼻側(cè))，以便于描述。光路28也可以被設(shè)定成使得光從內(nèi)眼角側(cè)(鼻側(cè))延伸到外眼角側(cè)(耳側(cè))。
[0092]如圖4的部分(b)所示，當(dāng)眼球10朝向前側(cè)時，從發(fā)光系統(tǒng)20A(參見圖1)發(fā)射的光通過角膜14且照到前房13上。由于角膜14和前房13中的房水的折射率比空氣的折射率大并且前房13和角膜14是凸形的，所以光(光路28)朝向眼球10側(cè)彎曲。在離開前房13時，光也朝向眼球10側(cè)彎曲。因此，在通過前房13后，光的軌跡更靠近面部表面。
[0093]在普通人中，內(nèi)眼角側(cè)皮膚部分Fl比外眼角側(cè)皮膚部分F2更靠近前側(cè)。此外，在內(nèi)眼角側(cè)存在鼻子。當(dāng)眼球10朝向前側(cè)時，可能發(fā)生如下情形:難以在內(nèi)眼角側(cè)確保放置光檢測系統(tǒng)20B(參見圖1)的空間。
[0094]如果光檢測系統(tǒng)20B能夠放置在非?？拷矍?0的位置(例如，在眼球10從皮膚部分Fl和F2露出的區(qū)域R中非常靠近眼睛的白色部分I的位置)，則可以忽略內(nèi)眼角側(cè)皮膚部分Fl和鼻子的存在。然而，在該情況下，光檢測系統(tǒng)20B的部件易于觸及眼球10。
[0095]另一方面，如圖4的部分(C)所示，當(dāng)眼球10向外轉(zhuǎn)動時，S卩，當(dāng)視線朝向外眼角側(cè)(耳側(cè))時，從發(fā)光系統(tǒng)20A發(fā)射的光通過角膜14且照到前房13上。在該情況下，由于眼球10向外轉(zhuǎn)動，所以在通過前房13之后，光的軌跡比圖4的部分(b)的情況更遠(yuǎn)離面部表面。
[0096]向外轉(zhuǎn)動眼球10增加了內(nèi)眼角側(cè)空間，并且因此使得與眼球10朝向前側(cè)的圖4的部分(b)所示的情況相比更易于將光檢測系統(tǒng)20B放置在內(nèi)眼角側(cè)。即，利用內(nèi)眼角側(cè)增加的空間，光檢測系統(tǒng)20B能夠被放置在鼻子與眼球10露出的區(qū)域R之間的內(nèi)眼角側(cè)皮膚部分Fl上。在該情況下，由于構(gòu)成光檢測系統(tǒng)20B的部件被設(shè)定成遠(yuǎn)離眼球10，所以降低了光檢測系統(tǒng)20B的部件觸及眼球10的概率。
[0097]甚至在光檢測系統(tǒng)20B放置成靠近眼球10的露出的白色部分I’的情況下，與眼球10朝向前側(cè)的圖4的部分(b)所示的情況的白色部分I相比，白色部分I’更寬且更遠(yuǎn)離光路
28。因此，通過將光檢測系統(tǒng)20B放置在更遠(yuǎn)離眼球10的位置，降低了光檢測系統(tǒng)20B的部件觸及眼球10的概率。
[0098]另一方面，在外眼角側(cè)，當(dāng)眼球10向外轉(zhuǎn)動時，使得空間比眼球10朝向前側(cè)的圖4的部分(b)所示的情況窄。然而，由于起初在外眼角側(cè)比在內(nèi)眼角側(cè)更容易確保寬的空間，所以發(fā)光系統(tǒng)20A能夠在外眼角側(cè)皮膚部分F2上或者該部分之外放置成靠近露出的白色部分II，。
[0099]通過將發(fā)光系統(tǒng)20A和光檢測系統(tǒng)20B放置在內(nèi)眼角側(cè)和外眼角側(cè)這兩側(cè)上的露出眼球10的區(qū)域R之外(例如，在皮膚部分Fl和F2上)而不是在區(qū)域R內(nèi)，可以降低發(fā)光系統(tǒng)20A或光檢測系統(tǒng)20B的部件觸及眼球10的概率。通過該措施，即使發(fā)光系統(tǒng)20A或光檢測系統(tǒng)20B沿前后方向偏離，部件觸及眼球10的概率也較低。只要將發(fā)光系統(tǒng)20A或光檢測系統(tǒng)20B放置在至少內(nèi)眼角側(cè)和外眼角側(cè)上的露出眼球10的區(qū)域R之外就足夠了。
[0100]以上說明涉及到這樣的情況:光路28被設(shè)定成使得光從外眼角側(cè)(耳側(cè))行進(jìn)到內(nèi)眼角側(cè)(鼻側(cè))。相同的構(gòu)思適用于光路28被設(shè)定成使得光從內(nèi)眼角側(cè)(鼻側(cè))行進(jìn)到外眼角側(cè)(耳側(cè))的情況。即，將上述說明中的“發(fā)光系統(tǒng)20A”理解為“光檢測系統(tǒng)20”，反之亦然。
[0101]在示例性實施例中，短語“在皮膚部分Fl上”以及“在皮膚部分F2上”均包含了與皮膚接觸的狀態(tài)以及不與皮膚接觸的狀態(tài)，即，意指當(dāng)從前側(cè)看眼球10時相關(guān)系統(tǒng)與皮膚部分共存的狀態(tài)。
[0102]光路28偏離前房13可能導(dǎo)致不能進(jìn)行正確的測量。即，通過設(shè)定光路28而使得光橫穿前房13而不偏離前房能夠?qū)崿F(xiàn)更正確的測量。旋光角CtM受光路長度影響，該光路長度是光通過前房13中的房水的長度。因此，如果光路28的相關(guān)部分較短，則光實際上行進(jìn)通過的光路長度和用于計算旋光角CtM的光路長度之間的相對變化趨于變大，因此測量精度趨于變得低于光路28的相關(guān)部分較長的情況的測量精度。
[0103]在示例性實施例中，由于光路被設(shè)定成橫穿前房13，所以光路長度能夠設(shè)定成與光近似垂直地照到眼球10上的上述情況相比更長。這使得與光近似垂直地入射的情況相比更易于提尚測量精度。
[0104]圖5示出了相對于面部放置保持單元50的方法實例。
[0105]如上文參考圖4所描述的，在普通人中，內(nèi)眼角側(cè)皮膚部分Fl比外眼角側(cè)皮膚部分F2更靠近前側(cè)。鑒于此，保持單元50形成為與面部的內(nèi)眼角側(cè)皮膚部分F和外眼角側(cè)皮膚部分F2的形狀(凹凸)相符。更具體地，與外眼角側(cè)皮膚部分F2形成接觸的外眼角側(cè)端部50B相對于與內(nèi)眼角側(cè)皮膚部分Fl形成接觸的端部50A而向后(朝向深側(cè))偏離。換言之，保持單元50以如下方式形成:其內(nèi)眼角側(cè)部分和外眼角側(cè)部分彼此不對稱。同樣，由保持單元50保持的發(fā)光系統(tǒng)20A和光檢測系統(tǒng)20B彼此偏離，使得放置在內(nèi)眼角側(cè)的一者沿眼球10的前后方向位于放置在外眼角側(cè)的另一者的前側(cè)。
[0106](光學(xué)測量方法以及用于照射眼球和檢測來自眼球的光的方法)
[0107]圖6是用于測量前房13中的房水中含有的光學(xué)活性物質(zhì)的濃度的光學(xué)測量方法以及照射眼球10以及檢測來自眼球的光的方法的描述的流程圖。
[0108]首先，被測量者對光學(xué)測量儀器I進(jìn)行通電且將光學(xué)測量儀器I附接到他自身或她自身上(步驟11;在圖6中用Sll表示(這種表示適用于其它步驟))。在通電后，使光學(xué)測量儀器1、光學(xué)系統(tǒng)20、控制單元40和計算單元60能夠運行。
[0109]然后，控制單元40判斷被測量者是否已經(jīng)完成了光學(xué)測量儀器I的安裝(步驟12)。例如，光學(xué)測量儀器I裝備有用于通知安裝完成的按鈕，被測量者在完成了光學(xué)測量儀器I的安裝后按下按鈕。并且，控制單元40根據(jù)用于安裝完成通知的按鈕是否已被按下來判斷被測量者是否已經(jīng)完成了光學(xué)測量儀器I的安裝。
[0110]如果在步驟12中得到了否定判斷(“否”)，S卩，如果安裝尚未完成，則處理返回步驟12以等待安裝的完成。
[0111]另一方面，如果得到了肯定判斷(“是”)，則控制單元40判斷是否開始測量(步驟13)。例如，光學(xué)測量儀器I裝備有用于指示測量開始的按鈕，并且在光學(xué)測量儀器I的安裝完成后，被測量者按下該按鈕。并且，控制單元40根據(jù)用于指示測量開始的按鈕是否已經(jīng)被按下來判斷是否開始測量。
[0112]如果在步驟13中得到了否定判斷(“否”)，S卩，如果測量沒有開始，則處理返回步驟13以等待開始測量的時間。
[0113]另一方面，如果得到了肯定判斷(“是”)，S卩，如果已經(jīng)指示測量開始，則控制單元40使發(fā)光系統(tǒng)20A的發(fā)光單元21發(fā)光(步驟14)，并且對已通過前房13中的房水的光的旋光角αΜ進(jìn)行測量(步驟15)。然后，控制單元40將諸如測得的旋光角αΜ等測量數(shù)據(jù)發(fā)送到計算單元60 ο
[0114]作為響應(yīng)，計算單元60計算前房13中的房水中含有的目標(biāo)光學(xué)活性物質(zhì)(測量目標(biāo)對象)的濃度(步驟16)。
[0115]雖然作為實例已經(jīng)參考圖6的流程圖描述了計算房水中包含的目標(biāo)光學(xué)活性物質(zhì)的濃度的方法，但測量房水的其他特性的構(gòu)造也是可能的。
[0116]示例性實施例所述的構(gòu)造可應(yīng)用于確定與例如存在于光路28上的角膜14有關(guān)的特性而非房水的特性。更具體地，示例性實施例所述的構(gòu)造能夠應(yīng)用于以下任何其它情況:通過從外部將光照到眼球10上并且使光通過角膜14和前房13中的房水，來確定與眼球10有關(guān)的特性。
[0117]雖然已經(jīng)利用左眼描述了示例性實施例，但本發(fā)明也能夠應(yīng)用于右眼的測量。眼球10的向外轉(zhuǎn)動的方向是瞳孔15遠(yuǎn)離鼻子的方向，并且光路28可被設(shè)定成使得從發(fā)光系統(tǒng)20A發(fā)射的光通過(橫穿)前房13且被光檢測系統(tǒng)20B檢測到。
[0118]雖然在示例性實施例中披露了保持單元50以發(fā)光系統(tǒng)20A相對于光檢測系統(tǒng)20B而向后(朝向深側(cè))偏離的方式保持發(fā)光系統(tǒng)20A和光檢測系統(tǒng)20B的模式(S卩，發(fā)光系統(tǒng)20A和光檢測系統(tǒng)20B彼此不對稱)，但本發(fā)明不必限于該模式。如下模式(構(gòu)造)也是可能的:發(fā)光系統(tǒng)20A和光檢測系統(tǒng)20B彼此對稱地保持，只要在眼球10向外轉(zhuǎn)動的情況下光能夠照射成橫穿眼球10的前房13且被檢測到即可。還可以采用除了示例性實施例所披露的構(gòu)造之外的非對稱構(gòu)造。
[0119]此外，控制單元40和計算單元60彼此集成在一起?？梢杂芯€或無線地進(jìn)行控制單元40與計算單元60之間的數(shù)據(jù)交換。
[0120]工業(yè)實用性
[0121]根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)測量儀器等對于獲取眼球的房水的特性比較有用。
[0122]雖然通過參考特定示例性實施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變和修改。
[0123]本發(fā)明基于2014年3月20日提交的日本專利申請N0.2014-059222以及2015年3月9日提交的日本專利申請N0.2015-046085，這些申請的公開內(nèi)容通過引用方式并入本文。
[0124]符號的說明
[0125]I…光學(xué)測量儀器;10...眼球；ll...玻璃體;12…晶狀體;13...前房；14...角膜;15...瞳孔；16...視網(wǎng)膜;20...光學(xué)系統(tǒng);20A...發(fā)光系統(tǒng);20B...光檢測系統(tǒng);21...發(fā)光單元;22...偏振器；23...第一反射鏡；24…第二反射鏡；25…補償器；26...分析器；27...光檢測單元；28…光路;40...控制單元;50...保持單元;51...目鏡部件;60...計算單元。
【主權(quán)項】
1.一種眼球光學(xué)測量儀器，包括: 發(fā)光單元，其朝向被測量者的眼球的前房發(fā)射光； 光檢測單元，其檢測已經(jīng)通過所述前房中的房水的光；以及 保持單元，其將所述發(fā)光單元和所述光檢測單元保持在這樣的位置處:在所述眼球向外轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下，從所述發(fā)光單元發(fā)射的光通過所述前房并且被所述光檢測單元檢測到。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼球光學(xué)測量儀器，其中，所述保持單元以所述發(fā)光單元和所述光檢測單元中的至少一者放置在露出眼球的區(qū)域之外的方式保持所述發(fā)光單元和所述光檢測單元。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼球光學(xué)測量儀器，其中，所述保持單元以所述發(fā)光單元和所述光檢測單元這兩者均放置在露出眼球的區(qū)域之外的方式保持所述發(fā)光單元和所述光檢測單元。4.一種眼球光學(xué)測量方法，包括: 以在被測量者的眼球向外轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下橫穿眼球的前房的方式使光通過所述前房；以及 檢測已經(jīng)通過所述前房中的房水的光。5.—種用于照射眼球且檢測來自所述眼球的光的方法，包括: 在眼球向外轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下將光照到所述眼球的前房上；以及 檢測在橫穿所述前房之后離開所述眼球的光。
【文檔編號】A61B3/117GK105873497SQ201580003120
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年3月19日
【發(fā)明人】松下和征, 武田隆, 武田一隆, 湯川浩平, 小澤秀明, 木下卓, 中山秀生
【申請人】富士施樂株式會社