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JP6939044B2 - Eyeball light measuring device and light measuring device - Google Patents
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JP6939044B2 - Eyeball light measuring device and light measuring device - Google Patents

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JP6939044B2 JP2017085152A JP2017085152A JP6939044B2 JP 6939044 B2 JP6939044 B2 JP 6939044B2 JP 2017085152 A JP2017085152 A JP 2017085152A JP 2017085152 A JP2017085152 A JP 2017085152A JP 6939044 B2 JP6939044 B2 JP 6939044B2
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Description

本発明は、眼球の光計測装置及び光計測装置に関する。 The present invention relates to an eyeball light measuring device and a light measuring device.

特許文献1には、生体の内部に含まれる生体成分を測定するための少なくとも1種の波長を有する測定光を射出する光源部、前記生体の内部から射出された前記測定光を検出する検出部、及び、前記光源部と前記生体との間、又は、前記生体と前記検出部との間の少なくとも何れか一方に設けられ、前記測定光の偏光方向を制御する偏光制御部を有する測定部と、前記測定部による測定結果を利用して前記測定光の偏光状態の変化に基づいて旋光度を算出し、算出した前記旋光度に基づいて前記生体成分の濃度を解析する解析部と、を備える、測定装置が記載されている。 Patent Document 1 describes a light source unit that emits measurement light having at least one wavelength for measuring a biological component contained inside the living body, and a detection unit that detects the measurement light emitted from the inside of the living body. And a measurement unit provided in at least one of the light source unit and the living body or between the living body and the detection unit and having a polarization control unit for controlling the polarization direction of the measurement light. An analysis unit that calculates the degree of luminosity based on the change in the polarization state of the measurement light using the measurement result by the measurement unit and analyzes the concentration of the biological component based on the calculated degree of luminosity. , The measuring device is described.

特開2013−126509号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-126509

ところで、光を計測対象に透過して行う光計測においては、時間の経過に伴って生じる、計測対象の揺れによる透過光の強度の変化や、周囲光の揺れと計測対象の揺れとが合わさって生じる外乱光の変化によって、正確な計測値が得られにくかった。
本発明は、非出射期間における信号による補正をしない場合に比べて、光計測における計測精度を向上させた眼球の光計測装置などを提供することを目的とする。
By the way, in light measurement performed by transmitting light to a measurement target, the change in the intensity of transmitted light due to the shaking of the measurement target, which occurs with the passage of time, and the fluctuation of ambient light and the shaking of the measurement target are combined. It was difficult to obtain accurate measured values due to the resulting changes in ambient light.
An object of the present invention is to provide an eyeball optical measuring device or the like in which measurement accuracy in optical measurement is improved as compared with the case where correction by a signal is not performed during a non-emission period.

請求項1に記載の発明は、被計測者の眼球に向けて光を出射する光出射部と、光を出射する出射期間と光を出射しない非出射期間との周期が計測環境において混入する揺らぎの周期より短くなるように前記光出射部を制御する制御部と、前記出射期間において前記眼球から受光して第1の信号を出力し、前記非出射期間において第2の信号を出力する受光部と、前記受光部から入力された、前記第2の信号を用いて前記第1の信号を補正する補正部とを備え、前記補正部は、前記受光部から、前記出射期間に前記第1の信号が複数入力され、前記非出射期間に前記第2の信号が複数入力され、複数の前記第1の信号を、前記出射期間を挟む二つの前記非出射期間における、当該出射期間に近い一部の前記第2の信号に応じて補正することを特徴とする眼球の光計測装置である。
請求項2に記載の発明は、被計測物に向けて光を出射する光出射部と、光を出射する出射期間と光を出射しない非出射期間との周期が計測環境において混入する揺らぎの周期より短くなるように前記光出射部を制御する制御部と、前記出射期間において前記被計測物から受光して第1の信号を出力し、前記非出射期間において第2の信号を出力する受光部と、前記受光部から入力された、前記第2の信号により前記第1の信号を補正する補正部とを備え、前記補正部は、前記受光部から、前記出射期間に前記第1の信号が複数入力され、前記非出射期間に前記第2の信号が複数入力され、複数の前記第1の信号を、前記出射期間を挟む二つの前記非出射期間における、当該出射期間に近い一部の前記第2の信号に応じて補正することを特徴とする光計測装置である。
請求項に記載の発明は、前記制御部は、前記出射期間と前記非出射期間とが予め定められた回数繰り返すように前記光出射部を制御することを特徴とする請求項に記載の光計測装置である。
請求項に記載の発明は、前記制御部は、前記出射期間と前記非出射期間とが予め定められた回数繰り返される計測期間と、当該非出射期間より長く光を出射せず、当該計測期間を検出する検出期間とを有し、当該計測期間と当該検出期間とを複数回繰り返すように、前記光出射部を制御することを特徴とする請求項に記載の光計測装置である。
請求項に記載の発明は、前記光出射部は、複数の波長の光を出射する光源を備え、前記制御部は、予め定められた回数繰り返される前記出射期間が、複数の前記波長のうち、少なくとも2つの波長の光のいずれかをそれぞれ出射する出射期間を含むように前記光出射部を制御することを特徴とする請求項に記載の光計測装置である。
According to the first aspect of the present invention, there is a fluctuation in the measurement environment in which the period of the light emitting portion that emits light toward the eyeball of the person to be measured and the period of emitting light and the period of not emitting light are mixed in the measurement environment. A control unit that controls the light emitting unit so as to be shorter than the period of And a correction unit that corrects the first signal by using the second signal input from the light receiving unit , and the correction unit is the first from the light receiving unit during the emission period. A plurality of the signals of It is an eyeball light measuring device characterized in that correction is made according to the second signal of the unit.
According to the second aspect of the present invention, the period of fluctuation in which the period of the light emitting unit that emits light toward the object to be measured and the period of emitting light and the period of not emitting light are mixed in the measurement environment. A control unit that controls the light emitting unit so as to be shorter, and a light receiving unit that receives light from the object to be measured and outputs a first signal during the emission period and outputs a second signal during the non-emission period. And a correction unit that corrects the first signal by the second signal input from the light receiving unit , and the correction unit is provided with the first signal from the light receiving unit during the emission period. Is input, a plurality of the second signals are input during the non-emission period, and a plurality of the first signals are input to a part of the two non-emission periods sandwiching the emission period, which are close to the emission period. It is an optical measuring device characterized by correcting according to the second signal.
The invention according to claim 3, wherein, according to claim 2, characterized in that said emission period and the non-emitting period to control the light emitting unit to repeat a predetermined number of times It is an optical measuring device.
In the invention according to claim 4 , the control unit does not emit light longer than the measurement period in which the emission period and the non-emission period are repeated a predetermined number of times, and the measurement period. The optical measuring device according to claim 2 , further comprising a detection period for detecting the above, and controlling the light emitting unit so that the measurement period and the detection period are repeated a plurality of times.
In the invention according to claim 5 , the light emitting unit includes a light source that emits light having a plurality of wavelengths, and the control unit has a predetermined emission period of the plurality of wavelengths. The optical measuring device according to claim 4 , wherein the light emitting unit is controlled so as to include an emission period for emitting light of at least two wavelengths.

請求項1、2の発明によれば、非出射期間における信号による補正をしない場合に比べ、光計測における計測精度が向上する。
請求項の発明によれば、出射期間と非出射期間とを繰り返さない場合に比べ、光計測における誤差の発生が抑制される。
請求項の発明によれば、検知期間を設けない場合に比べ、計測期間の識別が容易になる。
請求項の発明によれば、複数の波長を用いない場合に比べ、光計測における計測精度がさらに向上する。
According to the inventions of claims 1 and 2, the measurement accuracy in the optical measurement is improved as compared with the case where the correction by the signal is not performed during the non-emission period.
According to the invention of claim 3 , the occurrence of an error in the optical measurement is suppressed as compared with the case where the emission period and the non-emission period are not repeated.
According to the invention of claim 4 , the measurement period can be easily identified as compared with the case where the detection period is not provided.
According to the invention of claim 5 , the measurement accuracy in optical measurement is further improved as compared with the case where a plurality of wavelengths are not used.

第1の実施の形態が適用される眼球の光計測装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the optical measuring apparatus of the eyeball to which the 1st Embodiment is applied. 光学系の受光部における信号変換回路を説明する図である。It is a figure explaining the signal conversion circuit in the light receiving part of an optical system. 眼球の光計測における外乱光を説明する図である。It is a figure explaining the disturbance light in the light measurement of an eyeball. 第1の実施の形態における光出射部の光源の制御方法を説明する図である。(a)は、計測値の一例を示す図、(b)は、(a)の一部の拡大図である。It is a figure explaining the control method of the light source of the light emitting part in 1st Embodiment. (A) is a diagram showing an example of measured values, and (b) is an enlarged view of a part of (a). 計測値を補正する方法を概念的に示す図である。(a)は、光出射部の光源から眼球の前眼房に向けて出射される出射光の強度(出射光強度)、(b)は、受光部から補正部に出力される計測値、(c)は、補正部により補正され算出部に出力される補正値を示す図である。It is a figure which conceptually shows the method of correcting a measured value. (A) is the intensity of the emitted light (emitted light intensity) emitted from the light source of the light emitting portion toward the anterior chamber of the eyeball, and (b) is the measured value output from the light receiving portion to the correction unit. c) is a diagram showing a correction value corrected by the correction unit and output to the calculation unit. 第1の実施の形態が適用される補正の方法を説明する図である。It is a figure explaining the correction method to which the first embodiment is applied. 第2の実施の形態が適用される補正の方法を説明する図である。(a)は、計測値、(b)は、計測値の拡大図、(c)は、(b)に対する補正値の拡大図である。It is a figure explaining the correction method to which the second embodiment is applied. (A) is an enlarged view of the measured value, (b) is an enlarged view of the measured value, and (c) is an enlarged view of the correction value with respect to (b). 第3の実施の形態が適用される補正の方法を説明する図である。(a)は、計測値、(b)は、計測値の拡大図、(c)は、(b)に対する補正値の拡大図である。It is a figure explaining the correction method to which the third embodiment is applied. (A) is an enlarged view of the measured value, (b) is an enlarged view of the measured value, and (c) is an enlarged view of the correction value with respect to (b). 第4の実施の形態が適用される補正の方法を説明する図である。(a)は、計測値、(b)は、計測値の拡大図、(c)は、(b)に対する補正値の拡大図である。It is a figure explaining the correction method to which the 4th Embodiment is applied. (A) is an enlarged view of the measured value, (b) is an enlarged view of the measured value, and (c) is an enlarged view of the correction value with respect to (b).

以下、添付図面を参照して、発明の実施の形態について説明する。ここでは、眼球の前眼房の眼房水に含まれるグルコースなどの物質の濃度を計測(測定)する眼球の光計測装置を例にして光計測装置を説明する。しかし、ここで説明する光計測装置は、他の光計測にも適用しうる。
なお、添付図面では、眼球と光路との関係を明らかにするため、眼球を他の部材(後述する光学系など)より大きく記載している場合がある。
Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, the optical measuring device will be described by taking as an example an optical measuring device of the eyeball that measures (measures) the concentration of a substance such as glucose contained in the aqueous humor of the anterior chamber of the eyeball. However, the optical measuring device described here can be applied to other optical measurements.
In the attached drawing, in order to clarify the relationship between the eyeball and the optical path, the eyeball may be described larger than other members (such as an optical system described later).

(眼房水中のグルコース濃度を測定する背景)
まず、眼房水中のグルコース濃度を測定する背景について説明する。
インスリン治療を必要とする1型糖尿病患者、2型糖尿病患者(被計測者)には、自己血糖測定が推奨されている。自己血糖測定では、血糖コントロールを精緻に行うために、家庭などにおいて被計測者自身で自己の血糖値を測定する。
現在流通している自己血糖測定器は、指先などを注射針で穿刺し、微量の血液を採取して、血液中のグルコース濃度を測定する。自己血糖測定は、毎食後や就寝前などでの測定が推奨されることが多く、一日に1回から数回行うことが求められる。特に、強化インスリン治療では、さらに多数回の測定が必要とされている。
このため、穿刺式の自己血糖測定器を用いた侵襲式の血糖値測定法は、血液を採取する時(採血時)の痛みによる苦痛から、被計測者の自己血糖測定に対するインセンティブ低下を招きやすい。このため、効率的な糖尿病治療が困難となる場合がある。
(Background for measuring glucose concentration in the anterior chamber water)
First, the background for measuring the glucose concentration in the aqueous humor will be described.
Self-blood glucose measurement is recommended for type 1 diabetic patients and type 2 diabetic patients (measured subjects) who require insulin treatment. In self-blood glucose measurement, in order to precisely control blood glucose, the person to be measured measures his / her own blood glucose level at home or the like.
Currently available self-glucose meters measure the glucose concentration in blood by puncturing a fingertip or the like with an injection needle and collecting a small amount of blood. Self-blood glucose measurement is often recommended after each meal or before bedtime, and is required to be performed once to several times a day. Intensified insulin therapy, in particular, requires a larger number of measurements.
For this reason, the invasive blood glucose level measurement method using a puncture type self-blood glucose meter tends to cause a decrease in incentive for the self-blood glucose measurement of the person to be measured due to the pain caused by the pain when collecting blood (at the time of blood collection). .. For this reason, efficient diabetes treatment may be difficult.

そこで、穿刺などの侵襲式の血糖値測定法に代わる、穿刺を必要としない非侵襲式の血糖値測定法の開発が進められている。
非侵襲式の血糖値測定法として、近赤外分光法、光音響分光法、旋光性を利用する方法などが検討されている。なお、これらの方法では、グルコース濃度から血糖値を推測する。
近赤外分光法や光音響分光法は、指の血管内の血液における光吸収スペクトルや音響振動を検出する。しかし、血液中には赤血球、白血球などの細胞物質が存在する。このため、光散乱の影響を大きく受ける。さらに、血管内の血液の他に周囲の組織の影響も受ける。よって、これらの方法は、タンパク質、アミノ酸など、莫大な数の物質が関与する信号からグルコース濃度に関する信号を検出することを必要とし、信号の分離が難しい。
Therefore, a non-invasive blood glucose measurement method that does not require puncture is being developed in place of the invasive blood glucose measurement method such as puncture.
As a non-invasive blood glucose level measurement method, near-infrared spectroscopy, photoacoustic spectroscopy, and a method using optical rotation are being studied. In these methods, the blood glucose level is estimated from the glucose concentration.
Near-infrared spectroscopy and photoacoustic spectroscopy detect light absorption spectra and acoustic vibrations in blood in the blood vessels of fingers. However, cellular substances such as red blood cells and white blood cells are present in blood. Therefore, it is greatly affected by light scattering. In addition to blood in blood vessels, it is also affected by surrounding tissues. Therefore, these methods require detecting a signal related to glucose concentration from a signal involving a huge number of substances such as proteins and amino acids, and it is difficult to separate the signals.

一方、前眼房における眼房水は、血清とほぼ同じ成分であって、タンパク質、グルコース、アスコルビン酸などを含んでいる。しかし、眼房水は、血液と異なり、赤血球、白血球などの細胞物質を含まず、光散乱の影響が小さい。つまり、眼房水は、グルコース濃度の光学的な測定に適している。 On the other hand, the aqueous humor in the anterior chamber has almost the same components as serum and contains protein, glucose, ascorbic acid and the like. However, unlike blood, aqueous humor does not contain cellular substances such as red blood cells and leukocytes, and is less affected by light scattering. That is, aqueous humor is suitable for optical measurement of glucose concentration.

よって、この眼房水から、グルコースなどの物質の濃度を光学的に計測しうる。
なお、眼房水は、グルコースを輸送するための組織液であることから、眼房水のグルコース濃度は、血液中のグルコース濃度と相関すると考えられている。そして、ウサギを用いた測定において、血液から眼房水へのグルコースの輸送にかかる時間(輸送遅延時間)は、10分以内であると報告されている。
以上説明したように、眼房水のグルコース濃度を計測すると、血液中のグルコース濃度が求められる。
Therefore, the concentration of a substance such as glucose can be optically measured from this aqueous humor.
Since aqueous humor is a tissue fluid for transporting glucose, it is considered that the glucose concentration in aqueous humor correlates with the glucose concentration in blood. Then, in the measurement using rabbits, it is reported that the time required for glucose transport from blood to aqueous humor (transport delay time) is within 10 minutes.
As described above, when the glucose concentration in the aqueous humor is measured, the glucose concentration in the blood can be obtained.

ここでは、一例として、眼球に対して平行に近い角度で光を入射させ、前眼房を横切るように透過(通過)した光を受光する光路で、眼房水に含まれるグルコースなどの物質の濃度を光学的に計測するとする。 Here, as an example, an optical path in which light is incident at an angle close to parallel to the eyeball and the light transmitted (passed) across the anterior chamber is received, and a substance such as glucose contained in the aqueous humor is used. Suppose that the concentration is measured optically.

[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態が適用される眼球の光計測装置1の構成の一例を示す図である。図1には、上側から見た眼球10(上下方向における断面図)を合わせて示している。なお、眼球10は、左目である。そして、顔の内側(鼻側)と外側(耳側)とを示す内外方向、顔の前側と後側とを示す前後方向、顔の上側と下側とを示す上下方向を矢印などで示している。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of an eyeball light measuring device 1 to which the first embodiment is applied. FIG. 1 also shows the eyeball 10 (cross-sectional view in the vertical direction) seen from above. The eyeball 10 is the left eye. Then, the inside and outside directions indicating the inside (nose side) and the outside (ear side) of the face, the front-back direction indicating the front side and the back side of the face, and the up-down direction indicating the upper side and the lower side of the face are indicated by arrows and the like. There is.

この眼球の光計測装置1(以下では、光計測装置1と表記する。)は、光学系20、補正部40、算出部50、表示部60及び制御部70を備える。
光学系20は、被計測者(被験者)の眼球(被計測物)10における前眼房13に向けて光を出射(照射)する光出射部20Aと、前眼房13を横切るように透過した光を受光する受光部20Bとを備える。
The optical measurement device 1 of the eyeball (hereinafter, referred to as an optical measurement device 1) includes an optical system 20, a correction unit 40, a calculation unit 50, a display unit 60, and a control unit 70.
The optical system 20 transmits light so as to cross the anterior chamber 13 and the light emitting portion 20A that emits (irradiates) light toward the anterior chamber 13 in the eyeball (object to be measured) 10 of the subject (subject). It includes a light receiving unit 20B that receives light.

補正部40は、光学系20の受光部20Bから信号(計測値x)が入力され、予め定められた方法により補正した信号(補正値y)を出力する。
算出部50は、補正部40で補正された信号(補正値y)が入力され、眼房水に含まれる物質の濃度を算出する。
表示部60は、被計測者の視線を予め定められた方向に誘導する目印となる視線ターゲット61や、算出部50で算出された眼房水に含まれる物質の濃度を表示する。
制御部70は、光学系20、補正部40、算出部50及び表示部60を制御する。
The correction unit 40 receives a signal (measured value x) from the light receiving unit 20B of the optical system 20 and outputs a signal (correction value y) corrected by a predetermined method.
The calculation unit 50 inputs the signal (correction value y) corrected by the correction unit 40, and calculates the concentration of the substance contained in the aqueous humor.
The display unit 60 displays the line-of-sight target 61, which serves as a mark for guiding the line-of-sight of the person to be measured in a predetermined direction, and the concentration of the substance contained in the aqueous humor calculated by the calculation unit 50.
The control unit 70 controls the optical system 20, the correction unit 40, the calculation unit 50, and the display unit 60.

光計測装置1は、一例として、前眼房13(眼房水)を透過した透過光の偏光状態の変化から、眼房水に含まれる物質の濃度を計測するとする。グルコースなどは、光学活性物質である。よって、眼房水に偏光を透過させると、光学活性物質の有する旋光性により濃度に応じて偏光の振動方向が回転したり、光学活性物質の有する光学異方性により直線偏光が楕円偏光に変化したりするなど、偏光状態が変化する。これらの偏光状態の変化を、補正部40からの信号(補正値y)から求めることにより、眼房水に含まれる物質の濃度が算出される。
なお、眼房水に含まれる物質の濃度の算出は、公知の方法を用いればよい。よって、説明を省略する。
As an example, the light measuring device 1 measures the concentration of a substance contained in the aqueous humor from a change in the polarization state of the transmitted light transmitted through the anterior chamber 13 (aqueous humor). Glucose and the like are optically active substances. Therefore, when polarized light is transmitted through the aqueous humor, the direction of vibration of the polarized light rotates according to the concentration due to the optical rotation of the optically active substance, and the linearly polarized light changes to elliptically polarized light due to the optical anisotropy of the optically active substance. The polarization state changes, such as. By obtaining these changes in the polarization state from the signal (correction value y) from the correction unit 40, the concentration of the substance contained in the aqueous humor is calculated.
A known method may be used for calculating the concentration of the substance contained in the aqueous humor. Therefore, the description thereof will be omitted.

まず、眼球10の構造について説明をする。
図1に示すように、眼球10は、ほぼ球体であって、中央にガラス体11がある。なお、図1では、眼球10の後側半分の記載を省略している。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の前側には、前眼房13があり、さらにその前側に前眼房13を覆うように角膜14がある。前眼房13及び角膜14は、球体から凸状に飛び出している。
水晶体12の周辺部は虹彩17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。そして、網膜16は、強膜18で覆われている。すなわち、眼球10は、外側が角膜14及び強膜18で覆われている。
First, the structure of the eyeball 10 will be described.
As shown in FIG. 1, the eyeball 10 is substantially a sphere, with a glass body 11 in the center. In FIG. 1, the description of the rear half of the eyeball 10 is omitted. The crystalline lens 12, which acts as a lens, is embedded in a part of the glass body 11. The anterior chamber 13 is on the anterior side of the crystalline lens 12, and the cornea 14 is on the anterior side of the anterior chamber 13 so as to cover the anterior chamber 13. The anterior chamber 13 and the cornea 14 project convexly from the sphere.
The peripheral portion of the crystalline lens 12 is surrounded by the iris 17, and the center thereof is the pupil 15. Except for the portion in contact with the crystalline lens 12, the glass body 11 is covered with the retina 16. The retina 16 is covered with the sclera 18. That is, the outer side of the eyeball 10 is covered with the cornea 14 and the sclera 18.

前眼房13は、角膜14と水晶体12とで囲まれた領域である。この前眼房13は、正面から見た形状が円形である。そして、前眼房13は、眼房水で満たされている。 The anterior chamber 13 is a region surrounded by the cornea 14 and the crystalline lens 12. The anterior chamber 13 has a circular shape when viewed from the front. The anterior chamber 13 is filled with aqueous humor.

次に、光学系20について説明する。
光出射部20Aは、光源21を備える。光源21は、眼球10の前眼房13に向けて光を出射する。
光源21は、レーザであって、波長幅が狭いビーム状の光を出射する。そして、光源21は、互いに異なる波長の光を出射する複数のレーザを含んで構成されている。なお、光源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い。
なお、光出射部20Aは、光源21の他に、光源21が出射した光を予め定められた偏光状態に設定する偏光子などの光学部品を備えて構成される。ここでは、これらの記載を省略する。
Next, the optical system 20 will be described.
The light emitting unit 20A includes a light source 21. The light source 21 emits light toward the anterior chamber 13 of the eyeball 10.
The light source 21 is a laser and emits beam-shaped light having a narrow wavelength width. The light source 21 is configured to include a plurality of lasers that emit light having wavelengths different from each other. The light source 21 may be a light source having a wide wavelength width such as a light emitting diode (LED) or a lamp.
In addition to the light source 21, the light emitting unit 20A includes optical components such as a polarizer that sets the light emitted by the light source 21 to a predetermined polarization state. Here, these descriptions are omitted.

受光部20Bは、受光素子22を備える。受光素子22は、前眼房13を横切るように透過した光を受光する。受光素子22は、例えば、シリコンフォトダイオードなどであって、受光した透過光32の強度に応じて、流れる電流が変化する。ここで、光の強度とは、単位時間当たりの放射エネルギをいう。
なお、受光部20Bは、受光素子22の他に、眼球10の前眼房13を透過した光の偏光状態を検出するために、検光子や振動方向の回転を検知する磁気光学素子などの光学部品、及び、受光素子22に流れる電流をデジタル信号(計測値x)に変換する信号変換回路(後述する図2参照)を備えて構成される。ここでは、これらの記載を省略する。
The light receiving unit 20B includes a light receiving element 22. The light receiving element 22 receives the light transmitted so as to cross the anterior chamber 13. The light receiving element 22 is, for example, a silicon photodiode, and the flowing current changes according to the intensity of the received transmitted light 32. Here, the light intensity means the radiant energy per unit time.
In addition to the light receiving element 22, the light receiving unit 20B uses optics such as an analyzer and a magneto-optical element that detects rotation in the vibration direction in order to detect the polarization state of the light transmitted through the anterior segment 13 of the eyeball 10. It is configured to include a component and a signal conversion circuit (see FIG. 2 to be described later) that converts the current flowing through the light receiving element 22 into a digital signal (measured value x). Here, these descriptions are omitted.

図1に示すように、光出射部20Aの光源21は、眼球10の前眼房13に向けて出射光31を出射する。出射光31は、光源21側の角膜14の表面の一部から前眼房13に入射し、前眼房13を横切るように進む。そして、受光部20B側の角膜14の表面の一部から透過光32となって出射する。透過光32は、受光部20Bの受光素子22に入射する。つまり、光源21の出射する出射光31は、眼球10の前眼房13の一部を通過するような、前眼房13に比べて径の小さいビーム状の光(光ビーム)である。 As shown in FIG. 1, the light source 21 of the light emitting unit 20A emits the emitted light 31 toward the anterior chamber 13 of the eyeball 10. The emitted light 31 enters the anterior chamber 13 from a part of the surface of the cornea 14 on the light source 21 side and travels across the anterior chamber 13. Then, the transmitted light 32 is emitted from a part of the surface of the cornea 14 on the light receiving portion 20B side. The transmitted light 32 is incident on the light receiving element 22 of the light receiving unit 20B. That is, the emitted light 31 emitted by the light source 21 is a beam-shaped light (light beam) having a diameter smaller than that of the anterior chamber 13 that passes through a part of the anterior chamber 13 of the eyeball 10.

補正部40は、CPU(中央演算処理装置)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、ROM(読み出し専用メモリ)、HDD(ハードディスクドライブ)、I/Oポート(入出力ポート)などを備えたコンピュータとして構成され、ソフトウェアにより動作する。なお、補正部40は、アナログ電子回路などのハードウェアで構成されてもよい。
補正部40は、後述するように、光学系20における受光部20Bから、受光素子22に流れる電流値が変換されたデジタル信号(計測値x)を受信し、予め定められた方法により補正された信号(補正値y)を出力する。
The correction unit 40 is configured as a computer equipped with a CPU (central processing unit), RAM (random access memory), ROM (read-only memory), HDD (hard disk drive), I / O port (input / output port), and the like. , Works by software. The correction unit 40 may be composed of hardware such as an analog electronic circuit.
As will be described later, the correction unit 40 receives a digital signal (measured value x) in which the current value flowing through the light receiving element 22 is converted from the light receiving unit 20B in the optical system 20, and is corrected by a predetermined method. The signal (correction value y) is output.

算出部50は、補正部40と同様に、CPU、RAM、ROM、HDD、I/Oポート(入出力ポート)などを備えたコンピュータとして構成され、ソフトウェアにより動作する。なお、算出部50は、アナログ電子回路などのハードウェアで構成されてもよい。
算出部50は、補正部40から補正された信号(補正値y)を受信して、眼房水に含まれる物質の濃度を算出する。
Like the correction unit 40, the calculation unit 50 is configured as a computer including a CPU, RAM, ROM, HDD, I / O port (input / output port), and is operated by software. The calculation unit 50 may be composed of hardware such as an analog electronic circuit.
The calculation unit 50 receives the corrected signal (correction value y) from the correction unit 40 and calculates the concentration of the substance contained in the aqueous humor.

表示部60は、液晶ディスプレイなどの電子的に画像を表示できる電子ディスプレイである。この場合、視線ターゲット61は、電子ディスプレイに表示された点、十字などである。これらが明るく、周囲が暗くてもよく、これらが暗く、周囲が明るくてもよい。
なお、表示部60は、電子ディスプレイでなくともよい。この場合、視線ターゲット61は、被計測者が視認することにより眼球10の向き(視線)を誘導するものであればよい。例えば、LEDランプ、マーカー(マーク)、目盛などを有する部材であってもよい。
The display unit 60 is an electronic display such as a liquid crystal display that can electronically display an image. In this case, the line-of-sight target 61 is a point, a cross, or the like displayed on the electronic display. These may be bright and the surroundings may be dark, and they may be dark and the surroundings may be bright.
The display unit 60 does not have to be an electronic display. In this case, the line-of-sight target 61 may be any one that guides the direction (line of sight) of the eyeball 10 by the person to be measured visually. For example, it may be a member having an LED lamp, a marker (mark), a scale, and the like.

制御部70は、補正部40及び算出部50と同様に、CPU、RAM、ROM、HDD、I/Oポート(入出力ポート)などを備えたコンピュータとして構成され、ソフトウェアにより動作するものであってもよい。また、制御部70は、アナログ電子回路などのハードウェアで構成されたものでもよい。そして、制御部70は、光学系20、補正部40、算出部50及び表示部60を制御する。
なお、補正部40、算出部50及び制御部70は、これらの全部又は二つが一つのコンピュータとして構成されてもよい。
Like the correction unit 40 and the calculation unit 50, the control unit 70 is configured as a computer equipped with a CPU, RAM, ROM, HDD, I / O port (input / output port), etc., and is operated by software. May be good. Further, the control unit 70 may be configured by hardware such as an analog electronic circuit. Then, the control unit 70 controls the optical system 20, the correction unit 40, the calculation unit 50, and the display unit 60.
The correction unit 40, the calculation unit 50, and the control unit 70 may be configured as one computer in all or two of them.

図2は、光学系20の受光部20Bにおける信号変換回路を説明する図である。
ここでは、受光素子22以降における信号変換の過程を示している。
受光部20Bにおける信号変換回路は、受光素子22に接続され受光素子22の電流値をアナログの電圧値(アナログ電圧値)に変換する電流−電圧変換回路23、及び、アナログ電圧値をデジタル値に変換するアナログデジタル変換回路(ADC:Analog Digital Converter)24を備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating a signal conversion circuit in the light receiving unit 20B of the optical system 20.
Here, the process of signal conversion in the light receiving element 22 and later is shown.
The signal conversion circuit in the light receiving unit 20B includes a current-voltage conversion circuit 23 that is connected to the light receiving element 22 and converts the current value of the light receiving element 22 into an analog voltage value (analog voltage value), and the analog voltage value into a digital value. An analog-to-digital converter (ADC: Analog Digital Converter) 24 for conversion is provided.

電流−電圧変換回路23は、例えば抵抗である。抵抗に電流が流れることにより、抵抗の両端子間にアナログの電圧(アナログ電圧値)が発生する。
アナログデジタル変換回路24は、電流−電圧変換回路23が出力するアナログ電圧値を予め定められたビット数のデジタル信号に変換する。ビット数は、アナログ電圧値に対して予め定められた要求される分解能に対応して設定すればよい。
The current-voltage conversion circuit 23 is, for example, a resistor. When a current flows through the resistor, an analog voltage (analog voltage value) is generated between both terminals of the resistor.
The analog-to-digital conversion circuit 24 converts the analog voltage value output by the current-voltage conversion circuit 23 into a digital signal having a predetermined number of bits. The number of bits may be set according to a predetermined required resolution for the analog voltage value.

ここで、受光素子22として用いられるシリコンフォトダイオードなどは、光を受光していない状態においても微小な電流(暗電流)が恒常的に流れる。このため、透過光32を受光した際に受光素子22に流れる電流は、透過光32を受光したことにより流れる計測したい電流と暗電流とが重なったものになる。すなわち、受光素子22には、計測したい透過光32による電流が暗電流により底上げ(バイアス)されて流れる。 Here, in the silicon photodiode or the like used as the light receiving element 22, a minute current (dark current) constantly flows even in a state where light is not received. Therefore, the current flowing through the light receiving element 22 when the transmitted light 32 is received is a combination of the current to be measured and the dark current flowing by receiving the transmitted light 32. That is, the current due to the transmitted light 32 to be measured is raised (biased) by the dark current and flows through the light receiving element 22.

しかし、受光素子22として用いられるシリコンフォトダイオードなどにおいて、暗電流は、温度が上昇すると増加する。つまり、受光素子22が置かれた環境の温度が変化すれば、暗電流が変化する。また、透過光32の入射によっても、受光素子22の温度が上昇しうる。よって、計測を継続することにより受光素子22の温度が経時的に上昇し、受光素子22の暗電流は、経時的に増加することがある。
すなわち、受光素子22の暗電流は、経時的に変動しうる。
However, in a silicon photodiode or the like used as the light receiving element 22, the dark current increases as the temperature rises. That is, if the temperature of the environment in which the light receiving element 22 is placed changes, the dark current changes. Further, the temperature of the light receiving element 22 may also rise due to the incident light of the transmitted light 32. Therefore, by continuing the measurement, the temperature of the light receiving element 22 may rise with time, and the dark current of the light receiving element 22 may increase with time.
That is, the dark current of the light receiving element 22 may fluctuate with time.

図3は、眼球10の光計測における外乱光を説明する図である。
光学系20における受光部20Bの受光素子22には、眼球10の前眼房13を透過した透過光32以外に外乱光が入射する。以下において、外乱光の一例を説明する。
眼球10の光計測の環境(計測環境)には、光計測装置1が設置された場所(部屋)を照明する照明光や、部屋の窓から漏れる自然光などの外光80がある。また、眼球10の前側には、視線ターゲット61を表示する表示部60が設けられている。
FIG. 3 is a diagram illustrating disturbance light in the light measurement of the eyeball 10.
In addition to the transmitted light 32 transmitted through the anterior chamber 13 of the eyeball 10, ambient light is incident on the light receiving element 22 of the light receiving unit 20B in the optical system 20. An example of ambient light will be described below.
The light measurement environment (measurement environment) of the eyeball 10 includes external light 80 such as illumination light that illuminates a place (room) where the light measurement device 1 is installed and natural light that leaks from a window of the room. Further, on the front side of the eyeball 10, a display unit 60 for displaying the line-of-sight target 61 is provided.

計測環境における照明光や自然光の一部は、受光素子22に直接入射する光αとなる。また、光計測環境における照明光や自然光の一部は、眼球10の表面(角膜14(図1参照)の表面)に向かう光βとなる。そして、外光80は、経時的に変動する(揺らぐ)。照明光の場合、照明光を点灯する電源周波数の影響を受けて、強度が周期的に変動する。また、自然光の場合、雲などの影響を受けて、強度が経時的に変動する。 A part of the illumination light and the natural light in the measurement environment becomes the light α directly incident on the light receiving element 22. Further, a part of the illumination light or the natural light in the light measurement environment becomes the light β toward the surface of the eyeball 10 (the surface of the cornea 14 (see FIG. 1)). Then, the external light 80 fluctuates (fluctuates) with time. In the case of illumination light, the intensity fluctuates periodically under the influence of the power frequency at which the illumination light is turned on. Moreover, in the case of natural light, the intensity fluctuates with time due to the influence of clouds and the like.

また、表示部60は、視線ターゲット61を表示する。前述したように、視線ターゲット61は、被計測者の視線を誘導する。よって、視線ターゲット61が明るく、周囲が暗いか、視線ターゲット61が暗く、周囲が明るいことが求められる。よって、表示部60の明るい部分からの光の一部は、受光素子22に直接入射する光γとなる。また、表示部60の明るい部分からの光の一部は、眼球10の表面(角膜14の表面)に向かう光δとなる。
そして、光β及び光δの一部は、眼球10の表面(角膜14の表面)で反射して、透過光32に重畳して受光素子22に入射する光εとなる。
なお、表示部60の明るい部分からの光も、表示部60の表示を形成する走査による影響を受けて光の強度が周期的に変動する。
Further, the display unit 60 displays the line-of-sight target 61. As described above, the line-of-sight target 61 guides the line of sight of the person to be measured. Therefore, it is required that the line-of-sight target 61 is bright and the surroundings are dark, or the line-of-sight target 61 is dark and the surroundings are bright. Therefore, a part of the light from the bright portion of the display unit 60 becomes the light γ that is directly incident on the light receiving element 22. Further, a part of the light from the bright portion of the display unit 60 becomes the light δ directed to the surface of the eyeball 10 (the surface of the cornea 14).
Then, a part of the light β and the light δ is reflected on the surface of the eyeball 10 (the surface of the cornea 14) and becomes the light ε that is superimposed on the transmitted light 32 and incident on the light receiving element 22.
The light from the bright portion of the display unit 60 is also affected by the scanning forming the display of the display unit 60, and the intensity of the light fluctuates periodically.

受光素子22には、透過光32に加えて、光α、光γ、光εなどが外乱光となって入射する。つまり、前述した暗電流と同様に、受光素子22には、計測したい透過光32による電流が外乱光による電流で底上げ(バイアス)されて流れる。 In addition to the transmitted light 32, light α, light γ, light ε, and the like are incident on the light receiving element 22 as ambient light. That is, similarly to the dark current described above, the current due to the transmitted light 32 to be measured is raised (biased) by the current due to the ambient light and flows through the light receiving element 22.

さらに、視線がずれれば、眼球10の位置が変化する。また、眼球10は、一点(例えば表示部60の視線ターゲット61)を集中して見ているときであっても、固視微動などにより微細に動いている。また、瞬きによっても、眼球10の位置が変化する。つまり、眼球10のような生体を被計測物とする場合、被計測物は、周期的に揺れているといえる。
被計測物が揺れると、外乱光(光ε)が揺れることになる。つまり、受光素子22に入射する外乱光が周期的に変動する。
すなわち、受光素子22に外乱光によって流れる電流は、絶えず変動することが避けられない。
Further, if the line of sight shifts, the position of the eyeball 10 changes. Further, even when the eyeball 10 is focused on one point (for example, the line-of-sight target 61 of the display unit 60), the eyeball 10 is finely moved due to fixed vision fine movement or the like. The position of the eyeball 10 also changes due to blinking. That is, when a living body such as the eyeball 10 is used as the object to be measured, it can be said that the object to be measured is swaying periodically.
When the object to be measured shakes, the ambient light (light ε) also shakes. That is, the ambient light incident on the light receiving element 22 fluctuates periodically.
That is, it is inevitable that the current flowing through the light receiving element 22 due to the ambient light constantly fluctuates.

以上説明したように、生体を被計測物として光計測を行う場合、被計測物が周期的に揺れる(揺らぐ)ことが避けられない。
被計測物が周期的に揺らぐことによって、照明光や自然光などの外光80の経時的な揺らぎと被計測物の周期的な揺らぎとが合わさって、受光素子22に入射する外乱光の強度が経時的且つ周期的に変動する。
そして、受光素子22には、温度による暗電流の経時的な変化がある。
このように、受光素子22には、計測したい透過光32による電流が、経時的に変化する暗電流及び外乱光による経時的且つ周期的に変動する電流により底上げ(バイアス)されて流れる。
As described above, when optical measurement is performed using a living body as an object to be measured, it is inevitable that the object to be measured sways (sways) periodically.
When the object to be measured fluctuates periodically, the fluctuation of the external light 80 such as illumination light and natural light over time and the periodic fluctuation of the object to be measured are combined to increase the intensity of the ambient light incident on the light receiving element 22. It fluctuates over time and periodically.
The light receiving element 22 has a change in dark current with time due to temperature.
In this way, the current due to the transmitted light 32 to be measured is raised (biased) and flows through the light receiving element 22 by the dark current that changes with time and the current that fluctuates with time and periodically due to the ambient light.

ここでは、計測したい透過光32による電流を底上げする、暗電流及び外乱光による電流をバイアス電流と表記する。
そして、受光素子22に入射する外乱光の強度の経時的且つ周期的な変動、及び、受光素子22に生じる暗電流の経時的な変化を、計測環境において混入する揺らぎと表記する。
そして、揺らぎの周期的な変動における一サイクルを周期とする。
なお、眼球10などの生体に起因して発生する揺らぎの周期は、10Hz前後である。これに対して、受光素子22における温度による暗電流の経時的な変化は、10Hzより長い。受光素子22における温度による暗電流の経時的な変化を、周期的な変動と捉えてもよい。
Here, the dark current and the current due to the disturbance light, which raise the current due to the transmitted light 32 to be measured, are referred to as a bias current.
The temporal and periodic fluctuations in the intensity of the ambient light incident on the light receiving element 22 and the temporal changes in the dark current generated in the light receiving element 22 are referred to as fluctuations mixed in the measurement environment.
Then, one cycle in the periodic fluctuation of the fluctuation is set as the cycle.
The period of fluctuation generated by a living body such as the eyeball 10 is around 10 Hz. On the other hand, the change over time of the dark current due to the temperature in the light receiving element 22 is longer than 10 Hz. The change with time of the dark current due to the temperature in the light receiving element 22 may be regarded as a periodic change.

以上説明したように、透過光32による電流値を求めるには、受光素子22に流れる電流値から、バイアス電流の値(バイアス電流値)を、オフセット値として差し引くことを要する。
なお、生体を被計測物として、光計測を行う場合、被計測物が経時的に揺らぐことにより透過光32の強度に対応する電流も経時的に変動する。被計測物が経時的に揺らぐことによる透過光32の強度に対応する電流の経時的な変動については、後述するように、複数回の計測による平均値を求めたりすることで対応しうる。
以下では、透過光32の強度に対応して流れる電流に重畳する、経時的に変動する暗電流及び外乱光による電流(バイアス電流)の影響を抑制する方法について説明する。
As described above, in order to obtain the current value due to the transmitted light 32, it is necessary to subtract the bias current value (bias current value) from the current value flowing through the light receiving element 22 as an offset value.
When light measurement is performed using a living body as an object to be measured, the current corresponding to the intensity of the transmitted light 32 also fluctuates with time because the object to be measured fluctuates with time. The change with time of the current corresponding to the intensity of the transmitted light 32 due to the fluctuation of the object to be measured with time can be dealt with by obtaining the average value by a plurality of measurements as described later.
Hereinafter, a method of suppressing the influence of a dark current that fluctuates with time and a current (bias current) due to disturbance light, which is superimposed on the current flowing corresponding to the intensity of the transmitted light 32, will be described.

なお、受光素子22の温度の変動を抑制することにより、受光素子22に流れる暗電流値を小さくしたり、変動を抑制したりしうる。
また、照明光や自然光による光α及び光βは、遮光により低減されうる。また、視線ターゲット61を表示する表示部60を用いない場合や、光計測時に表示部60における視線ターゲット61の表示を停止する場合には、表示部60からの光γや、表示部60からの光δの一部が眼球10の表面(角膜14の表面)で反射した光εは、低減されうる。
By suppressing the fluctuation of the temperature of the light receiving element 22, the dark current value flowing through the light receiving element 22 can be reduced or the fluctuation can be suppressed.
Further, the light α and the light β due to the illumination light and the natural light can be reduced by shading. Further, when the display unit 60 for displaying the line-of-sight target 61 is not used, or when the display of the line-of-sight target 61 on the display unit 60 is stopped during light measurement, the light γ from the display unit 60 or the light γ from the display unit 60 is emitted. The light ε in which a part of the light δ is reflected on the surface of the eyeball 10 (the surface of the cornea 14) can be reduced.

図4は、第1の実施の形態における光出射部20Aの光源21の制御方法を説明する図である。図4(a)は、計測値xの一例を示す図、図4(b)は、図4(a)の一部の拡大図である。横軸は、時間t、縦軸は、図2におけるアナログデジタル変換回路24からのデジタル信号である計測値xである。 FIG. 4 is a diagram illustrating a method of controlling the light source 21 of the light emitting unit 20A according to the first embodiment. FIG. 4A is a diagram showing an example of the measured value x, and FIG. 4B is an enlarged view of a part of FIG. 4A. The horizontal axis is the time t, and the vertical axis is the measured value x which is a digital signal from the analog-to-digital conversion circuit 24 in FIG.

光源21は、複数の異なる波長の光をパルス状に順に出射する。一連の複数の異なる波長の光の出射を組として、複数回繰り返す。
ここでは、図4(b)に示すように、異なる波長として5個の波長λ1〜λ5(区別しない場合は、波長λと表記する。)を用い、図4(a)に示す組#1〜#17のように17回繰り返す。このように、組を複数回繰り返すことで、複数回の計測において、それぞれの波長λに対して平均値を求めたり、最大値及び最小値を除くなど異常な数値を除外したりすることで、被計測物が経時的に揺らぐことによる誤差の発生が抑制される。
なお、異なる波長λを組としたが、一つの波長λを複数回繰り返すことで組を構成してもよい。また、組毎に、波長λを異ならせてもよい。
また、前眼房13(眼房水)を透過した透過光32の偏光状態の変化などは、波長依存性を有する場合があることから、異なる複数の波長を用いることで、眼房水に含まれる物質の濃度に対する計測精度が向上する。
The light source 21 emits light having a plurality of different wavelengths in a pulsed manner in order. A series of light emission of a plurality of different wavelengths is set as a set and repeated a plurality of times.
Here, as shown in FIG. 4 (b), five wavelengths λ1 to λ5 (indicated as wavelength λ when not distinguished) are used as different wavelengths, and the set # 1 to shown in FIG. 4 (a) is used. Repeat 17 times like # 17. In this way, by repeating the set multiple times, in multiple measurements, the average value is obtained for each wavelength λ, and abnormal values such as excluding the maximum value and the minimum value are excluded. The occurrence of errors due to the fluctuation of the object to be measured over time is suppressed.
Although different wavelengths λ are set, the set may be formed by repeating one wavelength λ a plurality of times. Further, the wavelength λ may be different for each set.
Further, since the change in the polarization state of the transmitted light 32 transmitted through the anterior chamber 13 (aqueous humor) may have wavelength dependence, it is included in the aqueous humor by using a plurality of different wavelengths. The measurement accuracy for the concentration of the substance is improved.

そして、図4(b)に示すように、光源21は、眼球10の前眼房13に向けて出射される出射光31において、各波長λの光を出射する期間を出射期間Pとする。出射期間Pは、時間tである。連続する二つの出射期間Pの間は、非出射期間Sとする。非出射期間Sは、時間tである。
そして、組と組との間は、出射期間P及び非出射期間Sのいずれの時間よりも長く設定された検出期間Wとする。検出期間Wは、時間tである(t>t、t)。
なお、それぞれの組における複数の出射期間Pと複数の非出射期間Sとの和を、計測期間Mとする。
Then, as shown in FIG. 4B, the light source 21 emits light of each wavelength λ in the emitted light 31 emitted toward the anterior chamber 13 of the eyeball 10, and is defined as the emission period P. The emission period P is the time t P. The non-emission period S is defined as the period between two consecutive emission periods P. The non-emission period S is the time t S.
Then, between the set and the set, a detection period W set longer than any of the emission period P and the non-emission period S is set. The detection period W is the time t W (t W > t P , t S ).
The sum of the plurality of emission periods P and the plurality of non-emission periods S in each set is defined as the measurement period M.

検出期間Wは、各組の出射期間Pの先頭、ここでは波長λ1の出射期間Pを検出するために設けられている。補正部40は、時間を計測することで、非出射期間Sと検出期間Wとを区別し、検出期間Wを検出した直後が波長λ1であると識別する。
なお、補正部40は、光学系20における光源21を制御する制御部70から制御信号を受信して、光源21から出射される波長λを識別してもよい。この場合、検出期間Wを設定せずともよい。
The detection period W is provided to detect the beginning of the emission period P of each set, here, the emission period P of the wavelength λ1. The correction unit 40 distinguishes between the non-emission period S and the detection period W by measuring the time, and identifies that the wavelength λ1 is immediately after the detection period W is detected.
The correction unit 40 may receive a control signal from the control unit 70 that controls the light source 21 in the optical system 20 to identify the wavelength λ emitted from the light source 21. In this case, the detection period W does not have to be set.

出射期間Pにおいて、光学系20における光出射部20Aの光源21から眼球10の前眼房13に向けて、波長λ1〜λ5のいずれかの波長λの出射光31が出射される。そして、受光部20Bは、この出射期間Pにおいて、眼球10の前眼房13を透過した透過光32によって流れる電流に暗電流や外乱光などによるバイアス電流が加わった電流に対する計測値xλ(後述する図5(b)の計測値xλ1、xλ2参照)を複数回出力する。
また、光源21から眼球10の前眼房13に向けて出射光31が出射されない非出射期間Sにおいて、受光部20Bは、透過光32によって流れる電流を含まない、暗電流や外乱光などのバイアス電流に対する計測値x(後述する図5(b)の計測値x参照)を複数回出力する。
なお、出射期間P内における計測値xλの変動は、被計測物である眼球10が経時的に揺らぐことによる。
During the emission period P, the emitted light 31 having a wavelength λ of any of the wavelengths λ1 to λ5 is emitted from the light source 21 of the light emitting unit 20A in the optical system 20 toward the anterior chamber 13 of the eyeball 10. Then, in this emission period P, the light receiving unit 20B measures a measured value x λ (described later) with respect to a current in which a bias current due to dark current, ambient light, or the like is added to the current flowing by the transmitted light 32 transmitted through the anterior chamber 13 of the eyeball 10. The measured values x λ1 and x λ2 in FIG. 5B) are output a plurality of times.
Further, in the non-emission period S in which the emitted light 31 is not emitted from the light source 21 toward the anterior chamber 13 of the eyeball 10, the light receiving unit 20B does not include the current flowing by the transmitted light 32, and biases such as dark current and ambient light. measured values for current x B (see measured value x B shown in FIG. 5 (b) to be described later) to output a plurality of times.
The fluctuation of the measured value x λ within the emission period P is due to the fact that the eyeball 10 as the object to be measured fluctuates over time.

出射期間Pの時間t及び非出射期間Sの時間tは、例えばそれぞれ0.8ms、検出期間Wの時間tは、例えば2.4msである。出射期間Pの時間t及び非出射期間Sの時間tにおいて、光学系20における受光部20Bにより複数回の計測がなされる。つまり、出射期間Pの時間tにおいて、複数の計測値xλが取り出され、非出射期間Sの時間tにおいて、複数の計測値xが取り出される。よって、受光部20Bの動作速度に依存するが、出射期間Pの時間t及び非出射期間Sの時間tは、0.1msから10msに設定するのがよい。
出射期間Pと非出射期間Sとの周期(出射期間Pの時間tと非出射期間Sの時間tとを足した時間)は、計測環境において混入する揺らぎ(バイアス電流の揺らぎ)の周期より短い期間に設定される。さらに、出射期間Pと非出射期間Sとの周期は、計測環境において混入する揺らぎ(バイアス電流の揺らぎ)の周期の1/2より短い期間とすることで、計測環境おいて混入する揺らぎ(バイアス電流の揺らぎ)の影響がより抑制される。
前述したように、計測環境において混入する揺らぎ(バイアス電流の揺らぎ)の周期は、10Hz前後である。これに対して、例示した出射期間Pの時間t及び非出射期間Sの時間tは、1/100前後である。
Time t S of the time t P and the non-emission period S of the extraction phase P, for example each 0.8ms, the time t W detection period W is, for example, 2.4 ms. At the time t P of the emission period P and the time t S of the non-emission period S, the light receiving unit 20B in the optical system 20 makes a plurality of measurements. That is, a plurality of measured values x λ are taken out at the time t P of the emission period P, and a plurality of measured values x B are taken out at the time t S of the non-emission period S. Therefore, although it depends on the operating speed of the light receiving unit 20B, the time t P of the emission period P and the time t S of the non-emission period S are preferably set from 0.1 ms to 10 ms.
The cycle between the emission period P and the non-emission period S ( the time obtained by adding the time t P of the emission period P and the time t S of the non-emission period S) is the cycle of fluctuations (bias current fluctuations) mixed in the measurement environment. Set to a shorter period. Further, the period between the emission period P and the non-emission period S is set to be shorter than 1/2 of the period of the fluctuation (bias current fluctuation) mixed in the measurement environment, so that the fluctuation (bias) mixed in the measurement environment is set. The influence of current fluctuation) is further suppressed.
As described above, the period of fluctuation (bias current fluctuation) mixed in the measurement environment is around 10 Hz. In contrast, the time t S of the time t P and the non-emission period S of the illustrated extraction phase P is 1/100 back and forth.

図5は、計測値xを補正する方法を概念的に示す図である。図5(a)は、光出射部20Aの光源21から眼球10の前眼房13に向けて出射される出射光31の強度(出射光強度L)、図5(b)は、受光部20Bから補正部40に出力される計測値x、図5(c)は、補正部40により補正され算出部50に出力される補正値yを示す図である。ここで、横軸は、時間tである。図5(a)、(b)、(c)では、説明を簡単にするために、波長λの数を2としている(波長λ1、λ2)。 FIG. 5 is a diagram conceptually showing a method of correcting the measured value x. FIG. 5A shows the intensity of the emitted light 31 emitted from the light source 21 of the light emitting unit 20A toward the anterior chamber 13 of the eyeball 10 (outgoing light intensity L), and FIG. 5B shows the light receiving unit 20B. The measured value x output to the correction unit 40 and FIG. 5C is a diagram showing the correction value y corrected by the correction unit 40 and output to the calculation unit 50. Here, the horizontal axis is time t. In FIGS. 5A, 5B, and 5C, the number of wavelengths λ is set to 2 (wavelengths λ1 and λ2) for the sake of simplicity.

図5(a)に示すように、光源21から眼球10の前眼房13に向けて出射される出射光31は、それぞれの出射期間Pにおける波長λ1の出射光強度L及び波長λ2の出射光強度Lともに、同じである(L=L)。 As shown in FIG. 5 (a), the outgoing light 31 emitted toward the anterior chamber 13 of the eye 10 from the light source 21 is out of the output light intensity L 1 and the wavelength λ2 of the wavelength λ1 in each emission period P The emission intensity L 2 is the same (L 1 = L 2 ).

図5(b)に示すように、非出射期間Sにおけるバイアス電流による計測値x(t)は、時間tとともに大きくなる(増加する)。すなわち、非出射期間Sにおけるバイアス電流による計測値x(t)は、出射期間Pに延長すると、オフセット値x(t)になる。ここでは、オフセット値x(t)も、時間tとともに大きくなる(増加する)。よって、出射期間Pにおける波長λ1の出射光31に対して実際に計測される計測値xλ1(t)も、時間tとともに大きくなる(増加する)。同様に、波長λ2の透過光32に対して実際に計測される計測値xλ2(t)も、時間tとともに大きくなる(増加する)。 As shown in FIG. 5 (b), the measured value x B (t) due to the bias current in the non-emission period S increases (increases) with time t. That is, the measured value x B (t) due to the bias current in the non-emission period S becomes an offset value x O (t) when extended to the emission period P. Here, the offset value x O (t) also increases (increases) with time t. Therefore, the measured value x λ1 (t) actually measured with respect to the emitted light 31 having the wavelength λ1 in the emission period P also increases (increases) with time t. Similarly, the measured value x λ2 (t) actually measured with respect to the transmitted light 32 having the wavelength λ2 also increases (increases) with time t.

非出射期間Sにおける計測値x(t)から、後述する補正方法を用いて、出射期間Pにおけるバイアス電流によるオフセット値x(t)が求められる。ここでは、非出射期間Sにおける計測値x(t)とし、計測値x(t)から求めた出射期間Pにおけるバイアス電流による底上げ分をオフセット値x(t)とする。なお、図5(b)では、波長λ1に対してオフセット値xO(λ1)(t)とし、波長λ2に対してオフセット値xO(λ2)(t)として表記している。
ここで、出射期間Pにおける計測値xλ1(t)、xλ2(t)は、第1の信号の一例であり、非出射期間Sにおける計測値x(t)は、第2の信号の一例である。なお、後述する出射期間Pにおける計測値xλ1(n)、xλ2(n)も、第1の信号の一例であり、非出射期間Sにおける計測値x(n)も、第2の信号の一例である。
From the measured value x B (t) in the non-emission period S, the offset value x O (t) due to the bias current in the emission period P can be obtained by using the correction method described later. Here, the measured value x B (t) in the non-emission period S is used, and the offset value x O (t) is the amount raised by the bias current in the emission period P obtained from the measured value x B (t). In FIG. 5B, the offset value x O (λ1) (t) is set with respect to the wavelength λ1 and the offset value x O (λ2) (t) is shown with respect to the wavelength λ2.
Here, the measured values x λ1 (t) and x λ2 (t) in the emission period P are examples of the first signal, and the measured values x B (t) in the non-emission period S are the second signals. This is an example. The measured values x λ1 (n) and x λ2 (n) in the emission period P, which will be described later, are also examples of the first signal, and the measured values x B (n) in the non-emission period S are also the second signals. This is an example.

そこで、図5(c)に示すように、補正部40により、図5(b)に示す波長λ1の出射光31に対する計測値xλ1(t)から、バイアス電流によるオフセット値xO(λ1)(t)を、各時間において差し引く(補正する)ことで、バイアス電流の影響(オフセット値xO(λ1)(t))が除去されるように補正される。補正された補正値yλ1(t)が、波長λ1の透過光32に対して求めたい真値である。波長λ2についても同様にして、補正された補正値yλ2(t)が求められる。
なお、図5(c)において、補正された補正値yλ1(t)と補正値yλ2(t)との大きさが異なるのは、眼房水に含まれる物質と光との相互作用が、波長λによって異なることを示すためである。
Therefore, as shown in FIG. 5 (c), the correction unit 40 increases the offset value x O (λ1) due to the bias current from the measured value x λ1 (t) for the emitted light 31 of the wavelength λ1 shown in FIG. 5 (b). By subtracting (correcting) (t) at each time, the influence of the bias current (offset value x O (λ1) (t)) is corrected so as to be removed. The corrected correction value y λ1 (t) is a true value to be obtained with respect to the transmitted light 32 having the wavelength λ1. Similarly for the wavelength λ2, the corrected correction value y λ2 (t) is obtained.
In FIG. 5C, the difference in magnitude between the corrected correction value y λ1 (t) and the correction value y λ2 (t) is due to the interaction between the substance contained in the aqueous humor and light. This is to show that it differs depending on the wavelength λ.

図5(b)で示すように、出射期間P(時間t)と非出射期間S(時間t)との周期は、計測環境において混入する揺らぎの周期(バイアス電流によるオフセット値xの変動の周期)より短く設定されている。このようにすることで、各出射期間Pにおいて、オフセット値xが大きく変動することが抑制される。つまり、各非出射期間Sにおいて、バイアス電流による計測値xが単調に変化することがよい。なお、各非出射期間Sにおいて、計測値xがたとえ変曲点を有しても、変曲点は多くとも一つであることがよい。
これにより、後述するように、補正部40による補正が容易になる。
As shown in FIG. 5B, the period between the emission period P (time t P ) and the non-emission period S (time t S ) is the period of fluctuations mixed in the measurement environment (offset value x O due to bias current). It is set shorter than the fluctuation cycle). By doing so, it is possible to prevent the offset value x O from fluctuating significantly in each emission period P. That is, in each non-emission period S, the measured value x B due to the bias current may change monotonically. In each non-emission period S, even if the measured value x B has an inflection point, it is preferable that there is at most one inflection point.
This facilitates correction by the correction unit 40, as will be described later.

なお、図5(c)では、2回の波長λ1の光の出射期間Pにおける補正値yλ1を同じとしたが、図4(b)に示したように、被計測物である眼球10の経時的な揺らぎによって、変動することがある。 In FIG. 5C, the correction value y λ1 in the light emission period P of the two wavelengths λ1 was set to be the same, but as shown in FIG. 4B, the eyeball 10 as the object to be measured It may fluctuate due to fluctuations over time.

(補正の方法)
次に、受光部20Bから補正部40に出力された出射期間Pにおける計測値xλと非出射期間Sにおける計測値xとを用いて、出射期間Pにおける計測値xλを補正する方法を具体的に説明する。
図6は、第1の実施の形態が適用される補正の方法を説明する図である。横軸は、計測番号n、縦軸は、受光部20Bから補正部40に出力される計測値xである。ここでは、時間tの代わりに、計測番号nを用いている。前述したように、各出射期間P及び各非出射期間Sにおいて、計測値xが複数回出力される。つまり、計測ごとに計測値xが出力されることから、計測値xに対応する計測番号nを用いている。なお、時間tが経過すると、計測番号nが大きくなる。よって、計測番号nと時間tとは、同義である。
そして、計測番号n(n≦n<n)において、複数の計測番号nが含まれるとする。計測番号n(n≦n<n)など、他の場合においても同様である。
(Correction method)
Then, by using the measured values x B in the measurement value x lambda and the non-emitting period S in the extraction phase P output from the light receiving unit 20B to the correction unit 40, a method for correcting the measured value x lambda in the extraction phase P This will be described in detail.
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of correction to which the first embodiment is applied. The horizontal axis is the measurement number n, and the vertical axis is the measurement value x output from the light receiving unit 20B to the correction unit 40. Here, the measurement number n is used instead of the time t. As described above, the measured value x is output a plurality of times in each emission period P and each non-emission period S. That is, since the measured value x is output for each measurement, the measurement number n corresponding to the measured value x is used. As the time t elapses, the measurement number n becomes larger. Therefore, the measurement number n and the time t are synonymous.
Then, the in the measurement number n (n a ≦ n <n b), includes a plurality of measurement number n. The same applies to other cases such as the measurement number n (n b ≤ n <n c).

図6に示す場合は、計測番号n(時間t)に対するバイアス電流の変化が小さい場合である。よって、バイアス電流に対する計測値xの計測番号nに対する変化が小さい。例えば、温度管理がされた暗室において、少なくとも計測時に表示部60に視線ターゲット61を表示しないで行われる場合など、外光80などからの外乱光がないか、極めて少なく、且つ、受光部20Bの受光素子22の温度変化が小さいか、温度変化による暗電流の変化が小さい場合である。 The case shown in FIG. 6 is a case where the change in the bias current with respect to the measurement number n (time t) is small. Therefore, the change of the measured value x B with respect to the bias current with respect to the measurement number n is small. For example, in a temperature-controlled dark room, at least when the measurement is performed without displaying the line-of-sight target 61 on the display unit 60, there is no or extremely little ambient light from the external light 80 or the like, and the light receiving unit 20B This is a case where the temperature change of the light receiving element 22 is small or the change in dark current due to the temperature change is small.

このような場合には、まず、式(1)に示すように、計測番号n(n≦n<n、n≦n<n、n≦n<n、n≦n<n、n≦n<n)の各非出射期間Sにおける計測値xの数(計測数)Nを求める。次に、式(2)に示すように、オフセット値xを、計測番号n(n≦n<n、n≦n<n、n≦n<n、n≦n<n、n≦n<n)の各非出射期間Sにおける計測値x(計測値xであるが計測値xと表記する。)の和を計測数Nで割って求める。すなわち、オフセット値xを求める回数は1回である。つまり、オフセット値xは、計測番号nに依存しない。
そして、波長λ1に対する補正後の補正値yλ1を、式(3)で求め、波長λ2に対する補正後の補正値yλ2を、式(4)で求める。
In such a case, first, as shown in equation (1), the measurement number n (n a ≦ n <n b, n c ≦ n <n d, n e ≦ n <n f, n g ≦ n The number (measured number) N of the measured values x in each non-emission period S of <n h , ni ≦ n <n j) is obtained. Next, as shown in equation (2), the offset value x O, measurement number n (n a ≦ n <n b, n c ≦ n <n d, n e ≦ n <n f, n g ≦ n It is obtained by dividing the sum of the measured values x (measured value x B , but expressed as measured value x) in each non-emission period S of <n h , ni ≤ n <n j) by the measured number N. That is, the number of times to obtain the offset value x O is once. That is, the offset value x O does not depend on the measurement number n.
Then, the correction value y .lambda.1 after correction for the wavelength .lambda.1, by Equation (3), the correction value y .lambda.2 after correction with respect to the wavelength .lambda.2, determined by equation (4).

Figure 0006939044
Figure 0006939044

[第2の実施の形態]
図7は、第2の実施の形態が適用される補正の方法を説明する図である。図7(a)は、計測値x、図7(b)は、計測値xの拡大図、図7(c)は、図7(b)に対する補正値yの拡大図である。横軸は、計測番号nである。なお、他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
第2の実施の形態では、オフセット値x(n)を移動平均で求める。
例えば、外光80などからの外乱光、又は、受光部20Bの受光素子22の温度変化による暗電流の変化がゆるやかで線形である場合に有効である。
オフセット値x(n)は、出射期間Pの直前の非出射期間Sの計測値x(n)から求めている。また、出射期間Pの直後の非出射期間Sで求めてもよい。なお、オフセット値x(n)は、計測値x毎に求める。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of correction to which the second embodiment is applied. 7 (a) is an enlarged view of the measured value x, FIG. 7 (b) is an enlarged view of the measured value x, and FIG. 7 (c) is an enlarged view of the correction value y with respect to FIG. 7 (b). The horizontal axis is the measurement number n. Since the other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
In the second embodiment, the offset value x O (n) is obtained by a moving average.
For example, it is effective when the change in dark current due to the ambient light from the external light 80 or the like or the temperature change of the light receiving element 22 of the light receiving unit 20B is gentle and linear.
The offset value x O (n) is obtained from the measured value x B (n) of the non-emission period S immediately before the emission period P. Further, it may be obtained by the non-emission period S immediately after the emission period P. The offset value x O (n) is obtained for each measured value x.

図7(b)に示すように、計測番号n(n≦n<n)の移動平均値を求める場合、移動平均の対象とする計測数をnとすると、計測番号n(n≦n<n)の計測数は、n−1少なくなる。他の間も同様である。
そして、図7(c)に示すように、少なくなった計測番号n(n≦n<n)の計測値xから、計測番号n(n≦n<n)の移動平均値をオフセット値xとして引くことで、計測番号n(n≦n<n)の補正値yを求める。この際、計測番号n(n≦n<n)に(n−n)を加えることで、計測番号n(n≦n<n)に対応させる。
As shown in FIG. 7 (b), when obtaining the moving average of the measured number n (n a ≦ n <n b), when the measured number of the moving average of the object and n 0, the measurement number n (n a The number of measurements of ≦ n <n b ) decreases by n 0-1. The same is true for the rest.
Then, as shown in FIG. 7 (c), from the measured value x of less since measurement number n (n b ≦ n <n c), the moving average value of the measurement number n (n a ≦ n <n b) By subtracting the offset value x O , the correction value y of the measurement number n (n b ≤ n <n c) is obtained. At this time, by adding the measurement number n (n a ≦ n <n b) a (n b -n a), to correspond to the measurement number n (n b ≦ n <n c).

つまり、式(5)を、計測番号n(n≦n<n)の移動平均関数SMA、すなわちオフセット値xとする。他も同様とする。
そして、計測番号n(n−n≦n<n−n)において、波長λ1に対する補正値yλ1を式(6)で求め、計測番号n(n−n≦n<n−n)において、波長λ1に対する補正値yλ1を式(7)で求める。
同様に、計測番号n(n−n≦n<n−n)において、波長λ2に対する補正値yλ2を式(8)で求め、計測番号n(n−n≦n<n−n)において、波長λ2に対する補正値yλ2を式(9)で求める。
That is, the equation (5), the moving average function SMA measurement number n (n a ≦ n <n b), that is, the offset value x O. The same applies to others.
Then, at the measurement number n (n b − n 0 ≦ n <n c − n 0 ), the correction value y λ1 for the wavelength λ1 is obtained by the equation (6), and the measurement number n (n f −n 0 ≦ n <n) is obtained. At g −n 0 ), the correction value y λ1 for the wavelength λ1 is obtained by the equation (7).
Similarly, in the measurement number n (n d -n 0 ≦ n <n e -n 0), by Equation (8) the correction value y .lambda.2 for the wavelength .lambda.2, measurement number n (n h -n 0 ≦ n < in n i -n 0), we obtain the correction value y .lambda.2 for the wavelength .lambda.2 by the formula (9).

Figure 0006939044
Figure 0006939044

[第3の実施の形態]
図8は、第3の実施の形態が適用される補正の方法を説明する図である。図8(a)は、計測値x、図8(b)は、計測値xの拡大図、図8(c)は、図8(b)に対する補正値yの拡大図である。横軸は、計測番号nである。なお、他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
第3の実施の形態では、オフセット値x(n)は、補間関数INTERPにより求めている。
これは、第2の実施の形態の場合に比べて、バイアス電流によるオフセット値x(n)の計測番号nに対する変化が大きい場合に有効である。
オフセット値x(n)は、出射期間Pの前後二つの非出射期間Sで求める。なお、オフセット値x(n)は、計測値x毎に求める。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a diagram illustrating a method of correction to which the third embodiment is applied. 8 (a) is an enlarged view of the measured value x, FIG. 8 (b) is an enlarged view of the measured value x, and FIG. 8 (c) is an enlarged view of the correction value y with respect to FIG. 8 (b). The horizontal axis is the measurement number n. Since the other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
In the third embodiment, the offset value x O (n) is obtained by the interpolation function INTERP.
This is effective when the change in the offset value x O (n) due to the bias current with respect to the measurement number n is larger than in the case of the second embodiment.
The offset value x O (n) is obtained by two non-emission periods S before and after the emission period P. The offset value x O (n) is obtained for each measured value x.

ここでは、図8(b)に示すように、出射期間P(計測番号n(n≦n<n))を挟む二つの非出射期間S(計測番号n(n≦n<n、n≦n<n))における計測値xから求めた、出射期間Pに対する補間関数INTERPをオフセット値x(n)とする。すなわち、計測番号n(n≦n<n)に対するオフセット値x(n)は、式(10)で表される。 Here, as shown in FIG. 8 (b), the extraction phase P (measurement number n (n b ≦ n <n c)) two non-emitting period sandwiching the S (measurement number n (n a ≦ n <n b It was determined from the measured value x in n c ≦ n <n d) ), the interpolation function INTERP for extraction phase P and offset value x O (n). That is, the offset value x O (n) with respect to the measurement number n (n b ≦ n <n c ) is expressed by the equation (10).

そして、図8(c)及び式(11)に示すように、計測番号n(n≦n<n)の補正後の補正値yλ1は、計測値x(n)から、補間関数INTERPで求められるオフセット値x(n)を引くことで求められる。
他の計測番号nの場合、他の波長λ2も同様に求められる。
なお、補間関数INTERPは、線形補間に限らず他の補間関数を用いてもよい。
Then, as shown in FIG. 8C and equation (11), the corrected correction value y λ1 of the measurement number n (n b ≤ n <n c ) is the interpolation function INTERP from the measurement value x (n). It is obtained by subtracting the offset value x O (n) obtained in.
In the case of another measurement number n, another wavelength λ2 can be obtained in the same manner.
The interpolation function INTERP is not limited to linear interpolation, and other interpolation functions may be used.

Figure 0006939044
Figure 0006939044

なお、オフセット値xの変化の周期、つまり非出射期間Sにおける計測値xの変化の周期は、出射期間Pの時間t及び非出射期間Sの時間tに比べて長いほどよい。 The cycle of change of the offset value x O , that is, the cycle of change of the measured value x in the non-emission period S may be longer than the time t P of the emission period P and the time t S of the non-emission period S.

[第4の実施の形態]
図9は、第4の実施の形態が適用される補正の方法を説明する図である。図9(a)は、計測値x、図9(b)は、計測値xの拡大図、図9(c)は、図9(b)に対する補正値yの拡大図である。横軸は、計測番号nである。なお、他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
第4の実施の形態は、出射期間Pに近い非出射期間Sの一部の計測値x(計測値x)の平均値をオフセット値xとする。
これは、外乱光の変化がランダムで推定しにくい場合や、計測期間M(図4(b)参照)に比べ、オフセット値xの計測番号n(時間t)に対する変化が短い場合に有効である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a diagram illustrating a method of correction to which the fourth embodiment is applied. 9 (a) is an enlarged view of the measured value x, FIG. 9 (b) is an enlarged view of the measured value x, and FIG. 9 (c) is an enlarged view of the correction value y with respect to FIG. 9 (b). The horizontal axis is the measurement number n. Since the other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
In the fourth embodiment, the average value of a part of the measured values x (measured values x B ) in the non-emission period S close to the emission period P is set as the offset value x O.
This is effective when the change in ambient light is random and difficult to estimate, or when the change in the offset value x O with respect to the measurement number n (time t) is shorter than the measurement period M (see FIG. 4B). be.

図9(a)に例示するように、出射期間P(計測番号n(n≦n<n))は、この出射期間Pを挟む二つの非出射期間S(計測番号n(n≦n<n、n≦n<n))で補完しづらい。
そこで、図9(b)に示すように、出射期間P(計測番号n(n≦n<n))を挟む二つの非出射期間S(計測番号n(n≦n<n、n≦n<n))において、出射期間P(計測番号n(n≦n<n))に近い一部の計測値xの平均値をオフセット値xとする。そして、出射期間P(計測番号n(n≦n<n))の計測値xからオフセット値xを引いた値を、補正後の補正値yとする。
よって、図9(c)に示すように、計測番号n(n≦n<n)における補正後の補正値yは、計測値xの計測番号nに対する変動をそのまま受け継いでいる。
ここでは、出射期間P(計測番号n(n≦n<n))に対して、オフセット値xを求める回数は1回である。つまり、オフセット値xは、出射期間P毎に求められる。
As illustrated in FIG. 9A, the emission period P (measurement number n ( nd ≤ n < ne )) is defined as two non-emission periods S (measurement number n (n c ≦)) sandwiching the emission period P. n <n d, n e ≦ n <n f)) were difficult supplemented by.
Therefore, as shown in FIG. 9 (b), the extraction phase P (measurement number n (n b ≦ n <n c)) two non-emitting period sandwiching the S (measurement number n (n a ≦ n <n b, In n c ≤ n <n d )), the average value of some measured values x close to the emission period P (measurement number n (n b ≤ n <n c )) is defined as the offset value x O. Then, the value obtained by subtracting the offset value x O from the measured value x of the emission period P (measurement number n (n b ≤ n <n c )) is defined as the corrected correction value y.
Therefore, as shown in FIG. 9C, the corrected correction value y at the measurement number n (n b ≦ n <n c ) inherits the fluctuation of the measurement value x with respect to the measurement number n as it is.
Here, the number of times to obtain the offset value x O is once with respect to the emission period P (measurement number n (n b ≤ n <n c)). That is, the offset value x O is obtained for each emission period P.

例えば、二つの非出射期間Sにおける計測値xの数の1/2を用いて平均値を求めるとする。この場合、計測番号n(n≦n<n)において、波長λ1に対する補正値yλ1(n)を、式(12)で求める。同様に、計測番号n(n≦n<n)において、波長λ1に対する補正値yλ1(n)を、式(13)で求める。
また、計測番号n(n≦n<n)において、波長λ2に対する補正値yλ2(n)を、式(14)で求める。同様に、計測番号n(n≦n<n)において、波長λ2に対する補正値yλ2(n)を、式(15)で求める。
For example, suppose that the average value is obtained by using 1/2 of the number of measured values x in the two non-emission periods S. In this case, in the measurement number n (n a ≦ n <n b), the correction value y .lambda.1 with respect to the wavelength .lambda.1 a (n), determined by equation (12). Similarly, at the measurement number n (n f ≦ n < ng ), the correction value y λ1 (n) for the wavelength λ1 is obtained by the equation (13).
Further, in the measurement number n (n d ≦ n <n e), the correction value y .lambda.2 for the wavelength .lambda.2 a (n), determined by equation (14). Similarly, in the measurement number n (n h ≦ n <n i), the correction value y .lambda.2 for the wavelength .lambda.2 a (n), determined by Equation (15).

Figure 0006939044
Figure 0006939044

上記では、二つの非出射期間Sにおける計測数の1/2を用いて平均値を求めたが、1/3など、他の計測数を用いてもよい。 In the above, the average value is obtained by using 1/2 of the measured numbers in the two non-emission periods S, but other measured numbers such as 1/3 may be used.

上記においては、光を眼球10の前眼房13を横切るように透過させ、前眼房13に含まれる物質の濃度を計測するとして、光計測装置1を説明した。しかし、光計測装置1は、光を眼球10の角膜14を横切るように透過させて、角膜14を計測してもよい。
また、光計測装置1は、眼球10からの反射光を測定するフレア装置に適用できる。
このように、光計測装置1は、生体を計測対象とするなど、計測環境において揺らぎが混入する場合に用いられることがよい。
In the above, the light measuring device 1 has been described assuming that light is transmitted across the anterior chamber 13 of the eyeball 10 and the concentration of a substance contained in the anterior chamber 13 is measured. However, the light measuring device 1 may measure the cornea 14 by transmitting light so as to cross the cornea 14 of the eyeball 10.
Further, the light measuring device 1 can be applied to a flare device that measures the reflected light from the eyeball 10.
As described above, the optical measuring device 1 is preferably used when fluctuations are mixed in the measuring environment, such as when a living body is targeted for measurement.

また、本開示は上記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。 Further, the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present disclosure.

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、17…虹彩、18…強膜、20…光学系、20A…光出射部、20B…受光部、21…光源、22…受光素子、31…出射光、32…透過光、40…補正部、50…算出部、60…表示部、61…視線ターゲット、70…制御部、80…外光 1 ... optical measuring device, 10 ... eyeball, 11 ... glass body, 12 ... crystalline lens, 13 ... anterior atriosphere, 14 ... cornea, 15 ... pupil, 16 ... retina, 17 ... iris, 18 ... strong membrane, 20 ... optical system , 20A ... light emitting unit, 20B ... light receiving unit, 21 ... light source, 22 ... light receiving element, 31 ... emitted light, 32 ... transmitted light, 40 ... correction unit, 50 ... calculation unit, 60 ... display unit, 61 ... line-of-sight target , 70 ... Control unit, 80 ... External light

Claims (5)

被計測者の眼球に向けて光を出射する光出射部と、
光を出射する出射期間と光を出射しない非出射期間との周期が計測環境において混入する揺らぎの周期より短くなるように前記光出射部を制御する制御部と、
前記出射期間において前記眼球から受光して第1の信号を出力し、前記非出射期間において第2の信号を出力する受光部と、
前記受光部から入力された、前記第2の信号を用いて前記第1の信号を補正する補正部とを備え
前記補正部は、
前記受光部から、前記出射期間に前記第1の信号が複数入力され、前記非出射期間に前記第2の信号が複数入力され、
複数の前記第1の信号を、前記出射期間を挟む二つの前記非出射期間における、当該出射期間に近い一部の前記第2の信号に応じて補正する
ことを特徴とする眼球の光計測装置。
A light emitting part that emits light toward the eyeball of the person to be measured,
A control unit that controls the light emitting unit so that the period between the light emitting period and the non-light emitting period is shorter than the period of fluctuations mixed in the measurement environment.
A light receiving unit that receives light from the eyeball during the emission period and outputs a first signal, and outputs a second signal during the non-emission period.
The input from the light receiving unit, and a correction section that corrects the first signal using the second signal,
The correction unit
A plurality of the first signals are input from the light receiving unit during the emission period, and a plurality of the second signals are input during the non-emission period.
The plurality of the first signals are corrected according to a part of the second signals close to the emission period in the two non-emission periods sandwiching the emission period.
An eyeball light measuring device characterized by this.
被計測物に向けて光を出射する光出射部と、
光を出射する出射期間と光を出射しない非出射期間との周期が計測環境において混入する揺らぎの周期より短くなるように前記光出射部を制御する制御部と、
前記出射期間において前記被計測物から受光して第1の信号を出力し、前記非出射期間において第2の信号を出力する受光部と、
前記受光部から入力された、前記第2の信号により前記第1の信号を補正する補正部とを備え
前記補正部は、
前記受光部から、前記出射期間に前記第1の信号が複数入力され、前記非出射期間に前記第2の信号が複数入力され、
複数の前記第1の信号を、前記出射期間を挟む二つの前記非出射期間における、当該出射期間に近い一部の前記第2の信号に応じて補正する
ことを特徴とする光計測装置。
A light emitting part that emits light toward the object to be measured,
A control unit that controls the light emitting unit so that the period between the light emitting period and the non-light emitting period is shorter than the period of fluctuations mixed in the measurement environment.
A light receiving unit that receives light from the object to be measured during the emission period and outputs a first signal, and outputs a second signal during the non-emission period.
The input from the light receiving unit, and a correction section that corrects the first signal by said second signal,
The correction unit
A plurality of the first signals are input from the light receiving unit during the emission period, and a plurality of the second signals are input during the non-emission period.
The plurality of the first signals are corrected according to a part of the second signals close to the emission period in the two non-emission periods sandwiching the emission period.
An optical measuring device characterized by this.
前記制御部は、
前記出射期間と前記非出射期間とが予め定められた回数繰り返すように前記光出射部を制御することを特徴とする請求項に記載の光計測装置。
The control unit
The optical measuring device according to claim 2 , wherein the light emitting unit is controlled so that the emission period and the non-emission period are repeated a predetermined number of times.
前記制御部は、
前記出射期間と前記非出射期間とが予め定められた回数繰り返される計測期間と、当該非出射期間より長く光を出射せず、当該計測期間を検出する検出期間とを有し、当該計測期間と当該検出期間とを複数回繰り返すように、前記光出射部を制御することを特徴とする請求項に記載の光計測装置。
The control unit
The measurement period includes a measurement period in which the emission period and the non-emission period are repeated a predetermined number of times, and a detection period in which light is not emitted longer than the non-emission period and the measurement period is detected. The optical measuring device according to claim 2 , wherein the light emitting unit is controlled so that the detection period is repeated a plurality of times.
前記光出射部は、
複数の波長の光を出射する光源を備え、
前記制御部は、
予め定められた回数繰り返される前記出射期間が、複数の前記波長のうち、少なくとも2つの波長の光のいずれかをそれぞれ出射する出射期間を含むように前記光出射部を制御することを特徴とする請求項に記載の光計測装置。
The light emitting part is
Equipped with a light source that emits light of multiple wavelengths
The control unit
The light emitting unit is controlled so that the emission period repeated a predetermined number of times includes an emission period for emitting light of at least two wavelengths among the plurality of wavelengths. The optical measuring device according to claim 4.
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