JP4898810B2 - 遠近調節能力の回復用装置 - Google Patents

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Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１記載の移植可能な遠近調節能力の回復用装置、つまり、人工遠近調節システムに関する。人工遠近調節システムを人間の眼の中に移植することによって、年齢に依存して（老視＝Presbyopie)、又は、白内障手術（Grauer Star Operation)時に失われた遠近調節能力を回復することができる。
人間の眼は、複数の光屈折境界面を用いて、対象を鮮鋭に網膜(retina)上に結像する光学系である。この際、光波は、角膜(cornea)、前房(camera anterior bulbi)内の水様液、水晶体（レンズ）(lens crystallina)及び硝子体眼房(camera vitrea bulbi)内の硝子体を通過する。角膜、前房内の水様液、水晶体（レンズ）及び硝子体眼房内の硝子体は、全て異なった屈折率を有している。観測している対象の外界物点迄の距離(Gegenstandsweite)が変化すると、網膜上の鮮鋭度(Schaerfe)が同じままで結像するためには、光学系の結像特性を変える必要がある。人間の眼では、毛様体筋(musculus ciliaris)を用いてレンズを変形することによって、光学系の結像特性が変えられており、そうすることによって、実質的に、レンズの形状及びレンズの前側及び後ろ側の位置が変えられる（遠近調節）。若い人間の損傷のない遠近調節系では、この遠近調節系の頂点屈折力を、遠距離調節(遠近調節していない状態：desakkommodierter Zustand)と、近距離調節(遠近調節した状態：akkommodierter Zustand)との間で、１４ｄｐｔ(ジオプター：遠近調節幅：Akkommodationsbreite)の幅で変えることができる。そうすることによって、正常視(emmetropen)の若い人間では、無限遠に位置している遠隔点と角膜の前方約７ｃｍに位置している近接点との間に位置している対象を、鮮鋭に網膜上に結像することができる。
遠近調節用の人間の眼の能力は、年齢が増えると共に低減し、その際、約５０歳の年齢からは、遠近調節の能力（遠近調節幅：Akkommodationsbreite）をもはや利用できない（老視＝Presbyopie)。遠近調節の能力の喪失によって、人間の眼は、近く（１ｍより短い距離）の対象をもはや鮮鋭に網膜上に結像することができない。遠近調節能力の低減及び喪失の原因については、目下のところ、未だ完全且つ一義的には解明されていないが、重要な観点は、レンズの弾性(Elastizitaet)の低減（水晶体の硬化 = lentis sclerosis)であり、及び、場合によっては毛様体筋の収縮能力の低減でもある。
曇った人間の眼レンズを、白内障手術の領域内で固定の人工レンズによって置換する際、場合によっては、遠近調節能力が喪失する。
前述の事実、つまり、老視（Presbyopie)及び白内障手術に動機付けられて、可変焦点距離の人工移植可能なレンズ系がいくつか開発されている。
遠近調節可能なイントラオキュラーレンズ(Intraokularlinsen)は、天然のレンズを手術により除去した後、この代わりに用いられ、主に、水晶体嚢内に取り付けられるレンズ又はレンズ系である。毛様体筋の、未だ存在している弱い残留収縮によって、ハプティクス(Haptik)を介してレンズが軸方向にずれる（変位する）ことがある。
例えば、ドイツ実用新案第９４２２４２９号には、人間の眼内に移植するための遠近調節イントラオキュラーレンズが記載されている。このイントラオキュラーレンズは、眼の毛様体筋と直接結合された、周囲に配設された調整部材を有するモノリシックレンズ体を有する。遠近調節のために、レンズ体は、毛様体筋によって眼内の調整部材を介して前方及び後方に動かされる。
ドイツ実用新案第２０１１１３２０号公報、並びに、ドイツ公開特許第１００６２２１８号公報にも、調整部材を介して毛様体筋によって調整可能な移植可能なモノリシックレンズが開示されている。この際、調整部材は、負荷していない状態で、レンズの休止初期位置を定義する弾性レバー部材である。
ドイツ特許公開第１０１３９０２７号公報には、フレキシブルに光学系と結合された、半径方向外側に延びた、有利には４つのハプティクスを用いたイントラオキュラーレンズが記載されている。毛様体筋の収縮によって、レンズは、ガイド機構を用いて光路内の軸方向前方に変位し、従って、システム全体の屈折力が高まる。
そのようなインプラントによって、これまで、レンズの軸方向変位を達成することができ、それにより、１ｄｐｔ〜２ｄｐｔの遠近調節を回復することができる。その際、対象をもっと鮮鋭に網膜上に結像することができる、外界物点迄の距離は、正常視(emmetropen)の眼の場合、凡そ５０ｃｍ〜７０ｃｍである。しかし、近見視のためには（例えば、リーディングのために）３ｄｐｔより大きな遠近調節（＞３ｄｐｔ）を達成する必要があるので、これでは不十分である。しかし、解剖学的理由から、毛様体筋によって生じる、そのために必要な、少なくとも２ｍｍの軸方向の変異は不可能である。(刊行物Schneider, H.; Stachs, O.; Guthoff, R.著: "Evidenzbasierte Betrachtungen zu akkommodativen Kunstlinsen" 102. Jahrestagung der Deutschen Ophthafmologischen Gesellschaft ( ドイツ, ベルリン, 2004年９月 23日-26日) (2004年)参照); 刊行物Kammann, J.; Dornbach, G.著: "Empirical results regarding accommodative lenses" In: Current Aspects of Human Accommodafion. Hrsg.: Guthoff, R.; Ludwig, K. Kaden Verlag 、ハイデルベルク (2001年) 163頁-170頁参照)。
世界知的所有権機関特許第００２／０８３０３３号には、毛様体筋の収縮により、水晶体嚢の変形を介して、複数のレンズセグメントが相互に変位されるレンズが記載されている。ドイツ公開特許第１０１２５８２９号公報には、水晶体嚢上の毛様体筋の作用下で、透明な材料が充填されたシース(thin envelope)の曲率半径が変えられるレンズが記載されている。これら最後に挙げた両手段は、これまで、臨床では試されなかった。
しかし、前述のシステムは全て、損傷のない毛様体筋と変形可能な水晶体嚢を遠近調節のために必要とする。毛様体筋がもはや利用できないか、又は、制限してしか利用できない、乃至、水晶体嚢が硬化している（水晶体嚢繊維化：Kapselsackfibrose）場合、これらのシステムは、もはや当該システムの目的を果たさないか、又は、制限してしか目的を果たさない。
米国特許出願公開第２００４／０１８１２７９号公報には、水晶体嚢の変形可能性に依存しない、変形可能なレンズが記載されている。その際、毛様体筋の運動によって、小帯繊維によって軸方向に移動する硬い水晶体嚢と、水晶体嚢の外側にしっかり固定されたプレートとの間に生じる軸方向の力作用によって、変形可能な透明部材が、このプレートの開口内に押圧され、その際、この開口内で、変形可能な透明部材の曲率半径が変わるように押圧される。しかし、小帯繊維が水晶体嚢を緊張させている場合には、毛様体筋の緊張が緩んだ状態でしか、頂点屈折力は増大しない。従って、生理的な適合（近見視のために毛様体筋を緊張緩和する学習過程）を必要とする。刊行物（Fine, H.; Packer M.; Hoffmann R.著:"Technology generates IOL with ampfitude of accommodafion" (Ophfalmology Times SpecialReport, March 15th 2005年３月１５日) (2005年)参照）には、この問題点を除く新たなデザインが見込まれている。この手段でも、臨床に適用できることは、これまで明らかにされていない。
多焦点補正では、入射光が少なくとも２つの焦点に分割される。この分割は、屈折（光屈折）部材又は回折（光回折）部材に基づいて行うことができ、回転対称又はセグメント形状に構成することができる。
米国特許第２００２／０１４９７４３号明細書には、入射光を複数の焦点に分割し、その結果、遠距離及び近距離を視ることができるようになる多焦点イントラオキュラーレンズが記載されている。
患者は、一定学習期間後、一般的に、少なくとも２つのイメージを網膜上に重畳して、患者の知覚を鮮鋭なイメージに向けることを学習することができるようになるにも拘わらず、どうしても、焦点でのコントラスト感度が低減したり、点光源の眩惑感度が高まったりしてしまう(刊行物Lavin, M著.: "Multifocal intraocufar lenses - part 1" Optometry Today 5/2001 (2001年) 34頁-37頁参照; 刊行物Lavin, M著.: "Muffifocal infraocular lenses - part 2" Optometry Tocfay 8/2001 (2001年) 43頁-44頁参照)。
未だ動物臨床実験段階の別の方法は、光の作用下で重合されるポリマーで水晶体嚢(Linsenkapsel)を充填することである（レンズリフィリング：Lens Refilling）。(刊行物Nishi, O.; Nishi, K.; Mano, C.; Ichihara, M.; Honda, T.著: "Controlling the capsular shape in lens refilfing" Archives of Ophthalmofogy 115(4) (1997年) 507頁-510頁参照; 刊行物Fine, I.H.著: "The SmartLens- a fabulous new IOL technofogy" Eye Worid 7(10) (2002年)参照)。
レンズリフィリングでは、特に、弾性、重合速度、屈折率、透過度、非吸水性、バイオコンパチブルに関する各条件を充足する、適切なポリマーを見つけるのが困難である他に、注入及び重合化の間調整すべき屈折力をコントロールする問題がある。つまり、天然のレンズを除去した後、水晶体嚢は機構的に硬化するので（水晶体嚢繊維化：Kapselsackfibrose）、毛様体筋の力及び運動能力が、リフィリングされる水晶体嚢を適切に変形するのに充分であるかどうか疑わしいからである。
更に、遠近調節能力を回復するという目的を持った技術システム全体（人工遠近調節システム）が提案されたが、このようなシステムは、前述同様に、臨床では試されなかった。
米国特許第６１２０５３８号明細書には、周辺にマイクロエレクトロニックコンポーネントがマウントされたイントラオキュラーレンズが記載されている。適用例は、バンドが巻き付けられた、変形可能レンズと、巻き付け長さを変えることができるのでレンズを変形することができるアクチュエータとからなる人工遠近調節システムである。固定外界物点の軸方向距離測定によって、又は、網膜イメージの鮮鋭度を観測することによって、信号が検出される。閉ループ制御回路(geschlossener Regelkreis)を介して、システムの屈折力が連続的に必要度に適合される。システムのエネルギ供給は、フォトダイオードアレイを用いて実施される。
米国特許第６１２０５３８号明細書に提案されている手段では、天然のセンサとしての網膜も、脳の天然のニューロン情報処理系も代替される。この手段は、固定外界物点との距離を測定するために、光路外に距離センサを配設する必要があるという欠点を有している。択一的に、同様に、イメージ検出センサを使うこともできるが、制限された構造スペースの観点から実施不可能と思われる。網膜イメージの観測の場合、イメージの鮮鋭度を最大化するために、比較的計算が煩雑なオートフォーカスアルゴリズムが必要である。この網膜は、更に理想的な人工結像スクリーンではなく、光受容体、神経細胞及び血管の多層組織である。
ドイツ登録特許第１０１５５３４５号公報には、受光構造上に、所要の遠近調節状態用の目標値を求めるために、環状の毛様体筋に電気的に接触接続する電極構造が設けられたイントラオキュラーレンズが記載されている。この目標値は、閉ループ制御回路(geschlossenen Regelkreis)で、焦点長が可変のレンズ、又は、アクチュエータによって光路内で軸方向に変位するレンズ用の調整信号に変換される（閉ループ制御回路）。エネルギ供給は、リモート伝送により、再充電可能なエネルギ蓄積器（バッテリ、コンデンサ）を介して行うことができる。
この手段の欠点は、毛様体筋に電気的に接触接続するのが非常に難しい点にある。従って、水晶体嚢内に人工遠近調節システムを移植する場合、水晶体嚢が電気絶縁体として作用し、充分に有用な信号を検出することができないことを考慮しなければならない。毛様体筋自体には、小帯繊維装置によってアクセスできず、小帯繊維と水晶体嚢との距離は、硝子体が不安定(Destabilisierung)となる恐れがあるので、白内障手術の質水準と両立できない。虹彩と毛様体溝(Sulcus ciliaris)との間の間隙内で、例えば、そこに挿入されたリングを介して、筋の活性を表面電極で検出不可能であると思われる。
米国特許第６０９６０７８号明細書には、従来技術のイントラオキュラーレンズに対して補完して、毛様体溝(Sulcus ciliaris)内に移植されて、毛様体筋の運動によって変位可能なイントラオキュラーレンズが記載されている。このイントラオキュラーレンズは、更に、レンズの物理的状態、殊に、ハプティクス内の機械的応力を介して情報を検出するセンサを有している。レンズの周辺部又はハプティクス上の電気回路を介して、情報が外部評価ユニットに伝送される。米国特許第６０９６７８号明細書には、閉ループ制御回路の技術思想は記載されておらず、単に、毛様体筋活性の検出用手段が記載されているにすぎない。
米国特許第６６３８３０４号明細書には、光学系の結像特性を変える電極構造部を備えた、エレクトロオプチカル材料（液晶）から形成されたイントラオキュラーレンズが記載されている。可能な情報源として、固定外界物点迄の距離測定（自律オートフォーカス：autonomer Autofokus）、又は、バイオロジカル信号の利用が挙げられる。これは、遠近調節の制御信号の記録を含む：つまり、圧力センサを介しての機械的毛様体筋活性の検出、表面電極を介しての電気的毛様体筋活性の検出、小帯繊維の緊張状態の検出、水晶体嚢の変形の検出を含む。虹彩収縮の制御信号の記録手段が提案されている。更に、よせ運動(Vergenz)の制御信号の記録が挙げられる：そのために、個別の外眼筋(Musculus rectus：直筋)の収縮が機械的に検出され、又は、外眼筋の神経刺激伝達が電気的に検出される。マイクロコントローラを介して、閉ループ制御回路が構成される。エネルギ供給は、バッテリ又は光電セルを介して行うことができる。
米国特許第６６３８３０４号明細書によると、機械的な毛様体筋活性が、水晶体脳の外側の圧力センサを介して検出される必要がある。しかし、毛様体は、既述のように、小帯繊維を通って自由にアクセスできない。電気的な毛様体筋活性の、表面電極を介しての検出は、アクセスの困難性及び電極パッシベーションの発生のために極めて実施困難である。この米国特許明細書には、これに関して何ら具体的な提案はなされていない。天然のレンズの除去後、水晶体嚢は硬化するので（水晶体嚢繊維化）、水晶体嚢の変形を検出しても、有効な情報源は得られない。虹彩の収縮は、遠近調節と一義的な関係はないので、虹彩の収縮だけでは、情報源として不適切である。調節性瞳孔反射(Pupillennahreflex)の他に、瞳孔光反射も両瞳孔の幅に作用する。
それとは異なり、遠近調節の必要両と眼球運動(Augenmotorik)とは一義的に関係している。そのために、両眼の固定線(Fixierlinien)の配向を測定する必要がある。個別の眼の水平方向の眼球筋の電気的又は機械的な活性の検出は、よせ運動(Vergenzen)（両眼の相互に反対方向の回転）の他に、むき運動(Versionen)（両眼の同じ方向の回転）も生じるので、両眼の固定線の配向を検出するのに充分ではない。しかし、（水平方向の）よせ運動の測定のために、両眼のヨーイング角の差、又は、択一的に、両ヨーイング角を別個に（続いて差を形成）検出する必要がある。これは、この米国特許明細書では実施されていない。
世界知的所有権機関特許第２００４００４６０５号には、両眼用の変形可能な２つの球面レンズと、各々１つのアクチュエータと、マイクロコントローラと、並びに、よせ運動の測定に基づく情報システムとからなる人工遠近調節システムが記載されており、この各球面レンズは、各々バンドが巻き付けられており、アクチュエータは、巻き付け長さを変えることができ、従って、レンズを変形することができ、マイクロコントローラは、各々１つの制御信号を形成する。各々鼻又は一時的に水平方向外側の眼球筋（内側直筋：Musculus rectus medialis, 乃至 外側直筋：Musculus rectus lateralis）と、眼球との間に取り付けられた圧力センサが、境界面内の面の圧縮(Flaechenpressung)を検出する。それは、圧力は、眼球の回転時にしか、センサと反対側で生じないことに基づいている。制御信号は、両センサに圧力が印加された場合にしか、つまり、両眼球が内側に回転運動する場合にしか送信されない。このインプラントは、外側からエネルギを供給される。
従って、世界知的所有権機関特許第２００４００４６０５号では、結像特性に作用するエレメントとして、弾性球形レンズを取り囲んでいるバンドによって当該弾性球形レンズの湾曲度を変える弾性球形レンズが用いられている。スペース及びエネルギを節約するように構成することができる結像特性に作用する別の手段については何ら言及されていない。外側眼球筋の下側に圧力センサを移植する際、組織の硬化と共に組織が繊維化して、センサが封入されてしまう恐れが生じ、それにより、圧力測定が不可能となってしまう。更に、固定外界物点は、視野の真ん中にあるとすると、両眼球は、同じ大きさで内側に回転することになる。しかし、一般的に、共役（むき運動：Versionen）眼球運動と、非共役(よせ運動：Vergenzen)眼球運動が生じる。固定外界物点が視野の真ん中にない場合、両眼球のヨーイング角は異なるので、両眼球は、必ずしも内側に回転するとは限らない。垂直方向の眼球運動（揺動運動"nodding"movement）が遠近調節必要両に及ぼす影響については、何ら考慮されていない。
遠近調節能力の回復用装置は、更に、ドイツ登録特許第１０１５５３４５号公報、米国再審査証明証第６６３８３０４号、世界知的所有権機関特許公開第０３／０１７８７３号及び米国特許第４３７３２１８号から公知である。
前述の従来技術に基づいて、本発明の課題は、制御技術システムが、光学結像特性に作用する調整部材としての毛様体筋に依存しない、移植可能な、人工遠近調節システムを提供することにある。しかし、毛様体筋は、遠近調節必要量を測定するための情報源として使用することができる。
この課題は、以下の遠近調節システムによって解決され、つまり、
少なくとも１つのアクティブオプチカルエレメント及び／又は少なくとも１つのアクチュエータによって軸方向に変位可能な、少なくとも１つの固定のレンズ（＝パッシブオプチカルエレメント）を有する光学系と、
少なくとも１つの情報処理系を有しており、この情報処理系は、毛様体筋に対して機構的及び電気的接触せずに使用可能であり、且つ、毛様体筋の残留活性を、直接接触せずに検出し、又は、間接的に、毛様体溝内での前方の毛様体筋腱の緊張状態乃至当該前方の毛様体筋腱が周囲に位置している組織に及ぼす影響の記録を介して、又は、間接的に、水晶体嚢の外側の位置固定の点に関して全水晶体嚢の軸方向の変位を介して検出し、
又は、
遠近調節必要量と瞳孔近距離反射(Pupillennahreflex)とのコネクションを使用し、その際、瞳孔近距離及び絶対輝度が求められ、又は、
遠近調節必要量と、両眼対の運動のコネクションを使用し、その際、両眼球の空間配向が完全に又は部分的に求められ、
少なくとも１つの情報処理系と、
少なくとも１つのエネルギ供給系と、
少なくとも１つの固定系を有する遠近調節システムによって解決される。
殊に、本発明は、遠近調節能力の回復用装置に関しており、該装置は、
ａ） 少なくとも１つの光学系と、
ｂ） 毛様体筋に接触しない、少なくとも１つの情報検出系を有しており、情報検出系は、毛様体運動の検出用の音響的又は光学的手段か、又は、両眼球相互の空間的な配向を検出するための手段か、又は、両瞳孔の幅及び少なくとも一方の眼で前記調節用の人体特有の制御信号として光度を測定するための手段を有しており、
ｃ） 検出された人体特有の制御信号から、光学系用の調節信号を形成するための少なくとも１つの情報処理系と、
ｄ） 少なくとも１つのエネルギ供給系と、
ｅ） 少なくとも１つの固定系を有する。
その際、個別のサブシステムは、１つないし複数の制御回路に接続される。光学系、情報検出系、情報処理系、エネルギ供給系及び固定系は、有利には、１つのインプラントに統合され、該インプラントは、動物又は人間の眼の遠近調節能力を回復するために、当該動物又は人間の内部に固定系を用いて装着可能である。この際、光学系は、眼の光路内に設けられ、眼と共に眼の屈折装置を形成する。同様に、有利には、情報検出系、情報処理系及びエネルギ供給系は、光路の外側に設けられている。情報検出系は、複数のインプラント上（例えば、左側及び右側の眼球内及び上あご内）に分割してもよい。エネルギ供給系は、有利には、ワイヤレスにより外部システムと接続するとよい。
１つ又は複数のアクティブオプチカルエレメント及び／又は複数のアクチュエータにより軸方向に変位する固定レンズ（＝パッシブエレメント）からなる光学系は、光路内の結像特性を制御するという役割を有している。光学系は、屈折装置の頂点屈折力を変えるために、可視波長領域内で透明でなければならず、且つ、少なくとも１つの、光学系の光屈折境界面の位置及び／又は形状は、時間的に変えることができる必要がある。その際、アクチュエータコンポーネントは、電力調整器及び電力変換器からなる（刊行物（Grote/Feldhasen編集）："Dubbel -Taschenbuch fuer den Maschinenbau. 21. Auflage. Springer Verlag Berlin Heidelberg New York (2005))" 参照）。当該文献では、情報処理を行う装置の調整信号の作用下で、運動に変換することができる力が実施されている。
パッシブオプチカルエレメントの場合、１つ又は複数の固定のレンズが、アクチュエータによって軸方向に光路内で変位される。この動作原理については、標準的に、技術製品内でフォーカシング用に使用されている。ドイツ公開特許第４３００８４０号公報には、例えば、焦点距離を調整するために、間隔を相対的に相互に変えることができる２つのレンズ群からなる、コンパクトカメラ用ズームレンズが記載されている。
種々異なる機構が、アクティブオプチカルエレメントの上述の役割を果たすために用いることができる。その際、種々異なる屈折率の２つの媒体を分離する境界面の屈折率分布と曲率変化とが区別される。この変化は、以下説明する、種々異なる物理的作用原理によって実施することができる。
エレクトロオプチカル材料による屈折率変化：エレクトロオプチカル材料の複屈折特性は、電磁場によって制御することができる。それにより、光の偏光面内で結像特性を所期のように制御する所定の屈折率分布を調整することができる。これは、焦点位置の所期の変化の他に、高次の結像誤差（例えば、乱視、球面収差、コマ収差）の補正も含むことができる。相互に垂直方向の両偏光面を均等に制御するために、そのような２つの系を相互に直角に交差するように配列する必要がある。米国特許第６６１９７９９号には、そのようなアクティブオプチカルエレメントを眼鏡フレーム内に用いることが記載されている。その際、２つの透明電極面のエレクトロオプチカル層が含まれており、この、２つの透明電極面間に、半径方向の屈折率プロフィールを変えるために、電圧を印加することができる。所望の屈折率プロフィールは、制御電圧の振幅及び周波数変調によって、又は、各々異なった電圧が給電される複数領域内に各電極を分割することによって達成することができる。
圧縮性流体の密度変化による屈折率変化：
圧縮性流体（例えば、気体又は混合気）の屈折率は、密度に依存している。この依存性は、グラッドストーン−デイル定数(Gladstone-Dale-Konstante)と呼ばれる。１つ又は複数の湾曲した屈折面を有する気体充填空間内で、圧力及び／又は温度が変わると、それに従って、光学系の結像特性も変化する。米国特許第４７３２４５８号には、例えば、屈折力が連続的に変えられるマルチレンズエレメント(Mehrlinsenelement)用の、そのような装置が記載されている。固定の気体充填空間内の圧力上昇は、シリンダ内で、光軸の外側に設けられた可動のピストンによって実施される。
弾性固体に外側から力を作用させることによる幾何変形：
屈折率が、周囲環境と異なる弾性固体は、外側からの力の作用によって、弾性固体の光屈折表面の湾曲度が変化し、それによって、光学結像特性が作用を及ぼされるように変形することがある。米国特許第６４９３１５１号には、例えば、固体の直径を変えることができるリングによって半径方向の力を伝達することができるように変形可能な均一又は非均一に取り付けられた固体用の装置が記載されている。リングの直径は、熱又は磁場／電場によって変えることができる。ドイツ特許第４３４５０７０号には、例えば、光透過性の液体が充填されていて、その光屈折表面が液圧(hydraulisch)又は圧縮空気(pneumatisch)により変形される、リング状の流体アクチュエータを介して変形可能なシース状の固体用の装置が記載されている。ドイツ特許第１０２４４３２１号には、バッキーペイパー：Buckypaper（カーボンナノチューブの紙状の網）製のアクチュエータの適用例として、眼球内に移植された変形可能な人工レンズの屈折力を変えることが挙げられている。
ぬれ角を変えることによる幾何形状の変化(エレクトロウェッティング：Electrowetting)：
屈折率が異なる、ほぼ同じ密度の、相互に混合不可能な２つの流体は、球面状に湾曲した、又は、平坦な境界面（メニスカス）を形成する。電極と接触されていて、絶縁膜（誘電体）によって両流体から分離された２つの電極に対向する弾性導電性流体に電位差が印加されている場合、ぬれ角と、従って、メニスカスの湾曲は、所謂エレクトロウェッティング効果によって変えることができる。メニスカスは、異なった屈折率の２つの媒体を分離するので、光学結像特性が変えられる。世界知的所有権機関特許第０９９／１８４５６号には、導電流体、透明誘電体及び透明電極を光路内に軸方向に配列すること、及び、滴剤(Tropfen)を光軸内半径方向にセンタリングするための手段が記載されている。世界知的所有権機関特許第０３／０６９３８０号には、誘電体がコーティングされた電極を、光軸を中心して円筒状に配設された装置が記載されている。光軸内には、軸方向に相互に前後して配設されて、導電流体及び絶縁流体並びに両者を分離するメニスカスが設けられている。
流体の圧力変化による幾何形状の変化：
１つ又は複数の変形可能な境界面を有する流体充填空間内で、周囲環境との圧力差が変化すると、境界面の湾曲度が変化し、それに応じて、光学系の結像特性も変化する。米国特許第４４６６７０６号には、例えば、そのような装置が記載されており、その際、圧力差の変化は、抑圧機構によって達成される。その際、円筒状の被覆内に設けられたスクリューの回転によって流体が押しのけられ、それにより、両シリンダ面の湾曲度が変化される。択一的に、円筒状被覆を、２つの部分により構成してもよく、その際、抑圧作用は、両部分の軸方向の相対運動によって達成することができる。
インテリジェント材料内に力を作用させることによる幾何形状の変化：
インテリジェント材料（スマートマテリアル）は、当該材料の原子／分子構造を変えることによって力を作用させて、それにより変形することができる。インテリジェント材料と周囲環境との境界面プロフィールの調整により、それに従って、同様に光学結像特性を変えることができる。米国特許第２００４／０１００７０４号には、例えば、この目的に使われる形状記憶プラスチックが記載されており、この形状記憶プラスチックは、レイヤー乃至層として、変形可能なレンズ体の内部に取り付けられており、レンズ体の形状を、エネルギを作用させて変えることができる。適用例として、移植されたイントラオキュラーレンズの結像特性の非可逆的な術後補正が挙げられている。日本特許第０１２３０００４号には、例えば、変形可能な固体内に層状に設けられた膨張可能ゲル及び溶剤が挙げられている。電圧の作用下で、膨張可能ゲル内の溶剤の溶融性を変えることができ、それにより容積が変わる。これにより、光屈折表面の湾曲度が変化する。
前述の各作動方式を組み合わせてもよい。従って、光学系は、屈折装置の焦点位置に合わせることができる。光学系は、光路内の光学結像特性を最適化するために、更に複数のエレメントを有することができる。含まれているアクティブオプチカルエレメントは、場合によっては、別の結像誤差（単色収差、及び、色収差）を、静的又は動的に補正することができる（光の波面の局所的作用）。
アクティブオプチカルエレメント乃至パッシブオプチカルエレメントのアクチュエータコンポーネント用の調整信号を形成するために、所要の頂点屈折力の増分（＝遠近調節必要量）を推定する必要がある。
遠近調節必要量についての情報は、遠近調節の体固有の制御信号から得てもよいし、眼球運動の体固有の制御信号から得てもよい。ここで、制御信号とは、目標値又は目標値と起こり得る妨害信号の作用下で変換された制御区間の実際値を含む情報のことである。遠近調節（神経信号、毛様体筋又は毛様体筋運動のポテンシャルの変化）の制御信号として利用するために、眼の信号には、遠近調節必要量についての完全な情報が含まれているので、眼の信号を利用することができる。それに対して、眼球運動を制御信号として利用する場合、両眼の情報を一緒に、所要遠近調節必要量を求めるために利用しなければならない。
遠近調節のバイオロジック制御信号は、中脳内のエーディンガー−ウェストファル核（Edinger-Westphal-Zentrum）によって形成され、その際、両眼は、同じ制御信号を有する（意思主義の原則：Prinzip der Konsensualitaet)。信号は、各々、副交感神経系の毛様体神経を介して、電圧変動のパルス状の列の形で、右目乃至左眼の毛様体筋に達する。そこで、神経は、毛様体筋（平滑筋と見なせる）に作用し、（筋肉細胞内のカルシウムイオン濃度の変化を介して）環状筋の収縮運動を開始する。虹彩の光軸方向に向かう半径方向の各コンポーネント、及び、虹彩から離れる方向の軸方向の各コンポーネントによって特徴付けられる、毛様体の、この収縮運動は、当該の眼の遠近調節必要量についての情報を得るために利用することができる。つまり、毛様体筋の収縮能力は年齢と共に下がるが、老視患者の場合でも依然として証明することができる(刊行物Stachs, 0.:"Monitoring the ciliary muscle during accommodation" In: Current Aspects of Human Accommodation II. 発行：Hrsg.: Guthoff, R.; Ludwig, K. Kaden Verlag, Heidelberg (2003年) 105頁-118頁参照)。毛様体は、水晶体嚢及び小帯繊維装置によってレンズ内容物(Linseninhalt)から分離されている。従って、毛様体は、白内障手術の範囲内でレンズ内容物の除去後も、実際上、機構又は電気的接触接続用にアクセスことはできない。
従って、本発明によると、情報源として、毛様体運動の無接触検出が提案されている。これは、例えば、水晶体嚢内に設けられたインプラントの周辺領域からの、音響方法（超音波伝搬時間差）又は光学方法を用いた距離測定によって行うことができる。
別の可能な情報源は、毛様体（Sulcus ciliaris）の形状変化の検出によって形成される。相対的に固定の前方の腱は、毛様体筋を強膜溝(Sklerafalz)及び小柱網(Trabekelnetzwerk)に固定し、それに従って、毛様体筋の収縮時に引っ張られる(刊行物Luetjen-Drecoff, E: "Morphology and age-related changes of fhe accommodation apparatus" In: Current Aspects of Human Accommodation.発行：Hrsg.: Guthoff, R.; Ludwig, K. Kaden Verlag, Heidelberg (2001年) 25頁-35頁参照)。この腱の緊張の検出、又は、この腱が周囲の組織に及ぼす作用の検出は、例えば、毛様体（Sulcus ciliaris）内に設置されたリングでの面収縮(Flaechenpressung)の測定技術による検出により行うことができる。しかし、これは、インプラントの取り付けの構成部品にしてもよいが、必ずしもインプラントの取り付けの構成部品にする必要はない。
別の可能な情報源は、眼の中に位置している、水晶体嚢の外側の少なくとも１つの点に関して、水晶体嚢の軸方向の変位の検出を形成する。毛様体筋の収縮時に、この環状筋の直径が小さくなり、小帯繊維内の伸張の張力(Spannung)も小さくなる。水晶体嚢は、遠近調節されていない状態では、軸方向に伸張(Zug)又は収縮(Druck)するように形成されているプリテンションの場合、この運動は、光路内の水晶体嚢全体の軸方向の変位の形で伝達される。これは、一義的に遠近調節必要量と結びついている。所要のプリテンション(Vorspannung)は、例えば、水晶体嚢と、この水晶体嚢の前側の毛様体（Sulcus ciliaris）内に設置された、真ん中が透明のプレートとの間の弾性材料によって行なうことができる。軸方向の相対運動の検出は、例えば、挿入された弾性材料の機械的伸張(Dehnung)の測定によって行なわれる。所要のプリテンションを行う別の手段は、水晶体嚢内の位置（例えば、インプラントの一部分）と、水晶体嚢の外側の位置（例えば、水晶体嚢の前の毛様体（Sulcus ciliaris）内に設置された、真ん中が透明なプレート）との間に作用する磁力である。この場合でも、あらゆる可能な物理的測定方法（例えば、無接触光学的間隔測定）を、両点間の相対的な変位を検出するために利用することができる。
眼球運動（特に、水平方向のよせ運動）及び遠近調節必要量は、両眼で視る場合、一義的に相互に結合される。両眼の固定線は、眼球の回転によって、空間内の任意の固定外界物点の方に、固定外界物点（対象）のイメージが対応する網膜位置に入射するように配向される。それにより、両方の個別イメージが、脳内で単一のイメージとなるように、情報を融合することができる。眼球の空間的配向は、３つの空間軸を中心にした眼球の回転によって記述することができる。その際、各眼球で別個に見て、垂直方向軸を中心にした回転（ヨーイング運動）、一緒に回転する水平方向軸を中心にした回転（揺動運動(Nickbewegungen)）及び一緒に回転する固定線を中心にした回転（ローリング運動(Rollbewegungen)が生じる。それに応じて、両眼に関して共役の眼球運動（むき運動(Versionen)＝両眼の固定線又は網膜経線(Netzhautmeridiane)の同じ方向の同じ大きさの運動）と、非共役の眼球運動（よせ運動(Vergenzen)＝両眼の固定線又は網膜経線の逆方向の同じ大きさの運動）とが区別される。一般的に、固定外界物点と、両方の機構的な眼球回転点との間隔は僅かに異なり、従って、遠近調節量も僅かに異なっている（これは、殊に、固定外界物点が両眼に対して対称ではなく、両眼の近傍に位置している場合である）。眼球運動の制御信号（神経信号又は筋肉信号）の検出は、体外で可能であり（例えば、眼球筋の電気筋電図(Elektromyographie)によって）、しかし、眼球運動の制御信号（神経信号又は筋肉信号）の検出は、体内では高いコストが掛かる。眼球運動の運動能力(Motorik)は、高齢でも高い精度であり、目標値と実際値との偏差（＝固視ずれ：Fixationsdisparitaet）は、ほんの僅かな角度分(Winkelminuten)でしかない。従って、両眼で視る場合、極めて良好に近似して、各固定線を交差(Schnitt)することができ、神経信号及び筋肉信号が眼球運動に及ぼす作用から、即ち、空間内での両眼球の配向から、右目乃至左目の遠近調節必要量を推定することができる。空間的配向の測定用の体外方法は、特に、コイルが設けられたコンタクトレンズが患者の角膜上に取り付けられるか、又は、コイルが直接移植されて、交番磁場(magnetischen Wechselfeld)内で誘導された電圧から、空間配向が推定される磁気誘導方法、又は、瞳孔、角膜反射又は角膜輪部(Limbus)の観測によって、空間配向を推定するビデオベースの方法を含む(刊行物Joos, M.; Roetting, M.: "Velichkovsky, B.M. Die Bewegungen des menschlichen Auge -Fakten, Methoden, innovative Anwendungen" In: Herrmann, T.; Deutsch, S.; Rickheft, G. (発行：Hrsg.), Handbuch fuer Psycholinguistik. De Gruyter Berlin New York (2002年) 142頁-168頁参照)。本発明によると、頭部固定（完全又は部分的）の基準系に関する空間的配向を、種々異なる基準点間の距離測定によって求めることができる。頭部固定の基準系は、両機構的眼球回転点の位置が時間により変化しない座標系を示す。測定された配向から、両眼の遠近調節必要量を求めることができる。
理想的には、両眼球の空間的配向は、機構的な眼球回転点に対して離心的に設置された眼球固定の、各々１つ又は複数の点と、頭部固定の１つ又は複数の基準点との距離測定を用いて正確に求められる。眼球固定の各点は、眼球内部内（例えば、人工遠近調節システム上）にも、眼球の外側面上（例えば、眼球と一緒に移動するコンタクトレンズ上、又は、外側眼球筋の筋肉着点(Muskelansatz)の直ぐ下側、外側直筋(Musculus rectus lateralis)、上直筋(Musculus rectus superior)、内側直筋(Musculus rectus medialls)、下直筋(Musculus rectus inferior)、下斜筋(Musculus obliquus inferior)、又は、上斜筋(Musculus rectus obliquus superior)にも設けることができる。頭部固定の各基準点は、空間位置が頭部固定の基準系内で時間的に変化しない点（例えば、頬がまち(Wangenknochen)、上顎(Oberkiefer)はよいが、しかし、下顎(Unterkiefer)はよくない）である。
このようにして、右目及び左目の遠近調節必要量を求めることができる。しかし、遠近調節必要量を充分正確に近似するために、少数の眼球固定及び／又は頭部固定の基準点を用いてもよい。２つの可能な装置について、以下説明する： 右側及び左側眼球上にある眼球固定の両基準点の間隔が、単に相互に特定される場合、この基準点から、右眼及び左眼の遠近調節必要量の測定量を、実際上充分正確に、１つの値によって近似することができる。右目の遠近調節必要量と左目の遠近調節必要量との区別は、この場合（天然の遠近調節系の場合も同様に）できない。
眼球固定の点と、頭部固定の基準点との間隔が各々測定され、且つ、眼球固定の両基準点の間隔が相互に測定される場合、これら３つの各測定量から、右目と左目の遠近調節必要量を、相互に別個に求めることができる。従って、遠近調節必要量を、前述の方法よりも高い精度で求めることができる。
眼球固定の各点相互間及び／又は１つ又は複数の頭部固定の各基準点の距離測定のために、適切な測定方法を使用することができる。例えば、静止磁場の距離依存の緩和を測定量として検出することができるか、又は、電磁波の伝搬時間差又は位相偏差も検出することができる。
有利な構成では、両眼インプラント内に、センサと受信器から構成された測定システムが設けられている。頭部固定の基準点に、対象が位置しており、この対象までのインプラントからの距離が求められる。各眼のインプラントは、パートナーの眼のインプラントに対する間隔も、頭部固定の基準点内の、この対象に対する間隔も測定し、これら両測定値を他方の眼のインプラントに伝達する。従って、各眼のインプラントでは、２つの測定値を距離測定のために利用することができ、その結果、両眼球固定点の間隔に対して、平均値を測定誤差の低減のために形成することができる。
情報検出の信頼度を高めるために、冗長測定値を検出してもよい（例えば、１つの眼球の複数の眼球固定点の利用により）。
距離測定に対して択一的に、有利には、頭部に関する両眼のヨーイング角を適切な測定システムを介して求めてもよい。そのために、例えば、内側直筋(Musculus rectus medialis)又は外側直筋(Musculus rectus lateralis)の電位変化の検出用の筋肉電極、又は、磁気抵抗センサ（ＸＭＲセンサ）がインプラント上に設けられ、基準マグネットは、問題の眼窩(Orbitahoehle)に設けられる。
両瞳孔の幅の制御信号を検出するだけでは、遠近調節必要量を測定するのに充分ではない。つまり、各測定量は、２つの未知の作用量（輝度及び外界物点（対象）迄の距離）に依存するからである。情報検出用の別の手段は、瞳孔の近見反応(Pupillennahreaktion)を対光反射(Pupillenlichtrefelex)から分けるために、両瞳孔の幅乃至虹彩収縮／拡張運動及び光路内の輝度の同時測定を形成する。虹彩の裏側は、水晶体嚢からアクセスできるので、両瞳孔の幅の測定は、例えば、接触により行うこともできる。択一的に、虹彩の後ろ側に配置したフォトダイオードアレイの輝度差を用いてもよい。それと同時に、入射光の輝度の絶対値が、有利にはフォトダイオードを用いて検出される。従って、両瞳孔の幅の各測定値及び絶対輝度から、遠近調節必要量を推定してもよい。
検出された情報は、ここで説明している本発明の範囲内で、情報処理システムで利用される。しかし、本発明の対象は、測定データを、記録及び後続処理のために、体の外側の受信器に送信することができる、上述の情報検出システムだけではない。
検出された信号は、情報処理システムによって処理される（例えば、異常値テスト(Ausreissertests)、平滑、フィルタリング、増幅）。古典統計学、コンピュテーショナル・インテリジェンス(Computational Intelligence)及びデータマイニング(Data Mining)の方法を用いて、遠近調節の意図を検出するために、特徴が抽出されて分類される。制御技術及び調整技術方法（例えば、ファジィ制御式ＰＩＤ調節計(PID-Regler)、適応調整アルゴリズム、自己組織化学習アルゴリズム(selbstlernende Algorithmen)）を用いて、光学系用の所要の調整信号が形成される。階層的調整構造も、セントラル／デセントラル構造(zentral-dezentrale Strukturen)を用いてもよい。
サブシステムにエネルギを供給するために、エネルギ変換器、エネルギ蓄積器及び制御ユニットから構成することができるエネルギ供給システムが使用される。エネルギ変換器は、外側から離れて伝送されるエネルギ（例えば、誘導性、容量性、光学的）又は蓄積されたエネルギ（バッテリ、小型燃料電池）乃至機械的なエネルギ（例えば、筋肉運動から）を、エネルギ蓄積器を介して電気エネルギに変換する。蓄積されたエネルギは、体の流体（例えば、高栄養水様液、血液）の形で形成してもよい。これらは、エネルギ供給システムの制御ユニットによって、正確に定められた時点でサブシステムに送出される。照度(Beleuchtungsstaerke)の（例えば、フォトセルによる）測定により、暗い場合又は閉じられた目の場合、即ち、遠近調節能力の必要がない状況で、全システムを最小エネルギ使用状態にすることができる。そのために必要な制御信号は、情報処理システムによって形成される。
全システムは、適切な固定部材を用いて軸方向に固定し、且つ、光路内に半径方向にセンタリングして移植することができる。眼科（眼科学）から、イントラオキュラーレンズ用に多数のハプティクスの構成が公知である(刊行物Draeger, J.; Guthoff, R.F.: "Kunstlinsenimplantation" In: Augenheilkunde in Klinik und Praxis Band 4. 発行：Hrsg.: Francols, J.; Hollwich, F. Georg Thieme Verlag Stuttgart New York (1991年)参照; 刊行物Auffarth, G.U.; App/e, D.J.: "Zur Entwicklungsgeschichte der Intraokufarfinsen" Ophthalmologe 98(11) (2001年) 1017頁-1028頁参照)。これは、有利には、虹彩角膜角(Kammerwinkel：iridocorneal chamber angle)、毛様体溝(Sulcus ciliaris)内又は水晶体嚢(Kapselsack)内に保持することができる。
本発明の人工遠近調節システムは、人工システムとして、患者の天然の変形可能眼レンズ及び毛様体筋の機能を代替する調整システム（閉ループ制御回路）の技術部品である。バイオロジカルな部分は、ほぼ以下の通りである：屈折装置の構成部分としての角膜、水様液及び硝子体、天然のセンサアレイとしての網膜、及び、遠近調節必要量についての情報を含む制御信号を形成する天然の情報処理ユニットとしての脳から構成されている。
人工遠近調節システムは、焦点距離が調整可能及び／又は別の光学特性を備えた光学系を有する。人工遠近調節システムは、患者の屈折装置の新たに取り付けられた構成部品を形成する。人工遠近調節システムは、有利には、眼球固定の基準点と頭部固定の基準転との間の距離測定を実行する情報検出システムを有する。この距離測定に基づいて、遠近調節必要量は、情報処理システムによって求められ、光学系の制御用の調整信号が形成される。このシステムは、適切なエネルギ供給システムを介して給電され、固定系を介して患者の眼内に固定される。
本発明の主要な基本思想は、遠近調節能力を部分的乃至完全に回復するために移植可能な全システムにおいて、天然のアクチュエータ（毛様体筋）の力に頼るのではなく、
（１） 毛様体筋の残留活性を利用し、その際、毛様体筋の運動を直接無接触で検出し、乃至、間接的に（特に、前方の毛様体筋の腱の緊張状態によって生じる）毛様体溝(Sulcus ciliaris)の形状変化を介して、乃至、間接的に、水晶体嚢の外側の位置固定の点に関する全水晶体嚢の軸方向変異を介して検出する。この場合、個別の眼にインプラントを装着してもよい。
（２） 又は、遠近調節と瞳孔の近見反応とのコネクションを利用し、その際、両瞳孔の幅と、絶対輝度の測定値から遠近調節必要量が推定される。従って、瞳孔光反射の障害量の影響を除去することができる。この場合、個別の眼にインプラントを装着してもよい。
（３） 又は、遠近調節必要量と対の眼の運動とのコネクションを利用し、その際、外側眼球筋の運動には何ら係わる必要はない。
この場合、以下の適用手段が得られる：
（ａ） 両眼移植(binokulare Implantation)の場合、両眼内に人工遠近調節システムが移植される。眼球基準点として、有利には、各々のインプラント上の各点が選択される。両インプラントの情報検出システムは、相互に通信し、それにより、眼球対の運動についての情報が形成される。
（ｂ） 単眼移植(monokulare Implantation)の場合、１つの眼に１つの人工遠近調節システムが設けられ、眼球固定の基準点として、有利には、インプラント上の１つの点が選択される。しかし、遠近調節必要量を求めるためには、第２の眼上の基準点が必要である。手術していない、パートナーの眼の眼球を開く必要がないようにするために、少なくとも１つの情報検出システムを含む補助インプラントが、有利には、眼球の外側面上に位置している基準点に取り付けられる。インプラントの情報検出システム及び補助インプラントの情報検出システムは、相互に通信し、それにより、眼球対の運動についての情報が形成される。
単眼移植の場合も、両眼移植の場合も、遠近調節必要量の近似の精度は、頭部固定の基準点によって高めることができる。
システムは、焦点位置を交互に各外界物点迄の距離に適合することができる。それにより、術後でも、無限遠に離れた対象（外界物点）（遠点）に屈折補償することができる。同様に、システムを術後繰り返し後調整してもよく、例えば、成長に連れて必要な頂点屈折力の範囲が変化する子供の場合に該当する。
適切な光学系を使用することにより、付加的に、所謂高次の収差（例えば、乱視、球面収差、コマ収差）も補償することができる。基本的には、この屈折力不足の検出は、体外での波面解析により可能である。そのようにして得られた情報は、所定の時間間隔で、光波面の適切な補正のために用いることができる。
照度を目標値と比較することによって、遠近調節能力を必要としない状態で、全システムのエネルギ消費を低減することができる。
上述の遠近調節システムは、レンズの曇り（白内障）又は老視（Presbyopie)の場合、天然の眼球レンズを除去後、遠近調節能力を回復するために用いることができる。
以下、本発明について、図示の実施例を用いて詳細に説明する。
図１には、全システム（人工遠近調節システム）の略図が示されている。情報１、例えば、時間的に変化する対象（外界物点）迄の距離(zeitlich veraenderliche Gegenstandsweite)内の対象からの光は、光学系３を含む、人間の眼の屈折装置２を通して入射する。集束光１は、天然のセンサである網膜４に入射する。
光受容体によって生成された求心性信号５は、天然の情報処理系６である脳に伝達される。その脳から、遠近調節必要量についての情報を含む遠心性信号７は、運動構造部（例えば、毛様体筋、眼球筋）に送信される。この情報は、人工遠近調節システムの情報検出系８によって検出される。情報処理系９は、その情報検出系８から、光学系３用の調節信号を導出する。従って、屈折装置２の頂点屈折力は、人工遠近調節システムによって、対象（外界物点）迄の距離が時間的に変化する（信号１）ことから生じる遠近調節の必要量に適合される。１０は、エネルギ供給系を示す。技術的な系構成部は全て、破線によって囲まれている。
図２には、情報検出系８の手段の詳細図が示されている。毛様体１２は、水晶体嚢１２ｂ及び小帯繊維１２ｃによって機械的又は電気的に接触することができない。従って、毛様体１２の優位には半径方向の変位(Verlagerung)を示す毛様体筋１２ａの活性は、無接触の間隔測定システム１１によって検出される。この無接触の間隔測定システム１１は、周辺の１つ又は複数の点で、毛様体１２迄の間隔を測定する。
図３は、毛様体筋活性の検出用の別の手段を示す。毛様体筋１２ａの活性は、毛様体１２の上述の変位の他に、強膜溝(Sclera-Falz)を固定する、前方の毛様体筋の腱(Ziliarmuskelsehne)１２ｄの緊張状態でも顕れる。この緊張状態、又は、当該緊張状態が周辺組織に及ぼす作用は、適切なセンサが装着された、毛様体溝（虹彩根部と毛様体絨毛との間の円形溝）内に挿入されたリング１１ａによって検出される。一層良好に図示するために、水晶体嚢１２ｂ及び小帯繊維１２ｃは、同様に図３に示されている。
図４は、毛様体筋活性の検出用の別の手段を示す。人間の眼の前方部分が、横断面で、遠近調節していない状態（図の左側）及び遠近調節した状態（図の右側）で示されている。毛様体内にある毛様体筋６０は、環状に光軸６３を囲んでいる。小帯繊維６１の上に、水晶体嚢６２が懸架されている。６４は、水晶体嚢６２内にある情報検出系の一部分を示す。６５は、水晶体嚢６２外にある情報検出系の一部分を示す。両部分間に、例えば、斥力（例えば、磁気媒体又は予め緊張された弾性媒体６６の反応力、引き付け力も可能である）が作用していると、水晶体嚢６２は、毛様体筋６０の収縮時に、小さな管経(Ringdurchmesser)となるように軸方向後ろ側（図の右側）に変位する。それにより、情報検出系６４及び６５の両構成要素間の距離６７は、比較的大きな管経に付随して生じる毛様体筋の弛緩状態（左側）に較べて長くなる。変化する距離を検出することによって、毛様体筋の収縮状態であることを推測することができ、従って、遠近調節の必要量を推測することができる。
図５は、遠近調節の必要量の、瞳孔の近見反応(Pupillennahreaktion)へのコネクションが利用される、本発明の情報検出方法の実施例を示す。このために、虹彩筋７０の収縮運動が、センサ７１を介して接触式により検出される。このセンサ７１は、固定系７２（ここでは、毛様体溝内に設置されている）に取り付けられており、その結果、センサと虹彩との相対運動が生じる。それと同時に、輝度がフォトセル７４を介して検出される。このために、光路の一部分内に、適切な光偏向要素７３を取り付けることができるが、この光偏向要素は、光軸７６に沿った網膜上の光学的結像を妨げない。光偏向要素７３及びフォトセル７４は、固定系７２とは異なる固定構造７５（ここでは、水晶体嚢内に取り付けられている）上に取り付けてもよいが、但し、必ずしも、取り付けなければならないわけではない。
図６は、左側の眼球４２上の眼球固定点４６と、右側の眼球４３上の眼球固定点４７との間の間隔４８が求められる、本発明の情報検出方法の実施例を示す。固定点４１と、機構上の眼球回動点４４乃至４５との間の接続線は、固視線(Fixierlinien)と呼ばれる。眼球固定点４６乃至４７は、各々の固視線の方向に、各々の機構上の眼球回動点に対して軸方向間隔を有していなければならない。各眼球固定点は、特に、光路内に位置していないので、固視線に対して半径方向の間隔も形成される。
図７は、図６に示された間隔４８の他に間隔４９乃至５０が測定される、本発明の情報検出方法の実施例を示す。間隔４９乃至５０は、眼球固定点４６乃至４７と頭部固定の基準点５１との間の距離を示す。
図８は、エネルギ供給系の機能の略図である。蓄電機能部１３を介して、系にエネルギが供給される。このために、例えば、容量性、誘導性又は電磁的な波動(kapazitive, induktive oder elektromagnetische Wellen)が用いられる。同様に、生体固有のエネルギ源、例えば、筋肉、血液又は水様液の機械的な運動が可能である。制御信号１４は、蓄積／変換装置１５に供給される。電気エネルギ１６は、それから放電される。
図９は、両眼内に人工遠近調節システムが移植されている（両眼移植：binokulare Implantation)、人工遠近調節システムの実施例を前方から見た図を示す。
図１０は、人工遠近調節システムの実施例を備えた、眼の拡大図の平面図を示す。
屈折装置の構成部分である光学系は、ここでは、活性光学要素である。この光学系は、光軸３４上の角膜３１の後ろ側に設けられている。この光学系は、環状にアクチュエータ１８が設けられている弾性レンズ２ａから形成されている。構造スペースの周辺部１９内に、情報処理系２０、情報検出系の一部分（眼球固定の点２１）及びエネルギ供給系２３のインプラント側の部分が設けられている。両情報系を利用することができる頭部固定の基準点は、２４で示されている。この基準点は、例えば、鼻２５上に設けられている。インプラントは、固定部材２２を有している。エネルギ供給系２６の別の構成部品は、生体の外側に設けることができ、エネルギは、インプラント側の部分２３に伝送される。
光軸３４内には、機械的な眼球回動点２８が位置している。中心窩(fovea centralis)３３は、固視線３０と網膜２９との交点内にある。水晶体嚢３５は、毛様体筋３６と小帯繊維３７を有する毛様体によって囲まれている。水晶体嚢３５内には、インプラントが固定部材２２を用いて固定されている。
図１１には、右側の眼内に人工遠近調節システムが移植されており（単眼移植:monokulare Implantation）、且つ、患者の眼の眼球の外側に、少なくとも１つの情報検出系を有する補助インプラントが取り付けられている、人工遠近調節システムの実施例が示されている。番号２９で、移植されていない方の眼の上の、眼球表面の眼球固定の基準点が示されている。
全システム（人工遠近調節システム）の略図 情報検出系の手段の詳細図 毛様体筋活性の検出用の別の手段を示す図 毛様体筋活性の検出用の別の手段を示す図 遠近調節の必要量の、瞳孔の近見反応へのコネクションが利用される、本発明の情報検出方法の実施例を示す図 左側の眼球上の眼球固定点と、右側の眼球上の眼球固定点との間の間隔が求められる、本発明の情報検出方法の実施例を示す図 図６に示された間隔の他に間隔乃至が測定される、本発明の情報検出方法の実施例を示す図 エネルギ供給系の機能の略図 両眼内に人工遠近調節システムが移植されている（両眼移植)、人工遠近調節システムの実施例を前方から見た図 人工遠近調節システムの実施例を備えた、眼の拡大図の平面図 右側の眼内に人工遠近調節システムが移植されており（単眼移植）、且つ、患者の眼の眼球の外側に、少なくとも１つの情報検出系を有する補助インプラントが取り付けられている、人工遠近調節システムの実施例を示す図

Claims (28)

  1. 遠近調節能力の回復用装置において、
    ａ） 少なくとも１つの光学系（３）と、
    ｂ） 毛様体筋に接触しない、少なくとも１つの情報検出系（８）を有しており、
    該情報検出系（８）は、
    毛様体運動の検出用の音響的又は光学的手段か、又は、
    両眼球相互の空間的な配向を検出するための手段か、又は、
    両瞳孔の幅、及び少なくとも一方の眼において前記遠近調節用の生体特有の制御信号として光度を測定するための手段を有しており、
    ｃ） 検出された生体特有の前記制御信号から、前記光学系用の調節信号を形成するための少なくとも１つの情報処理系と、
    ｄ） 少なくとも１つのエネルギ供給系（１０）と、
    ｅ） 少なくとも１つの固定系（２２）とを有し、
    各々１つの光学系（３）、情報検出系（８）、情報処理系（９）、エネルギ供給系（１０）及び固定系（２２）は、眼の水晶体嚢内に組み入れ可能なインプラントを構成することを特徴とする調節能力の回復用装置。
  2. 光学系（３）は、光屈折境界面の湾曲度を変えることができる、又は、屈折率分布を変えることができるアクティブオプチカルエレメント、各光学特性が不変の、変位可能なパッシブオプチカルエレメント、又は、前記アクティブオプチカルエレメント及び／又は前記パッシブオプチカルエレメントの１つ又は複数の組み合わせである請求項１記載の装置。
  3. アクティブオプチカルエレメント（３）は、エレクトロオプチカル材料、圧縮性流体、又は、非圧縮性流体、弾性固体（２ａ）、ウェッティングアングルシステム(Benetzungswinkelsystem)又は当該ウェッティングアングルシステムの原子及び分子構造に基づいて内部力を形成するインテリジェント材料（１８）を有する請求項２記載の装置。
  4. 情報検出系（８）は、音響又は電磁又は光学方式で作動する間隔測定装置を有する請求項１から３迄の何れか１記載の装置。
  5. 情報検出系（８）は、機械的伸張(mechanische Spannung)の検出用装置を有する請求項１から４迄の何れか１記載の装置。
  6. 遠近調節の必要量は、両瞳孔の幅、及び、前記遠近調節と瞳孔近距離反射(Pupillennahreflex)とのコネクションを用いた、光路内の絶対輝度の制御信号から得られる請求項１から５迄の何れか１記載の装置。
  7. 両瞳孔の幅の制御信号は、虹彩筋運動の検出用のセンサ（７１）を用いて検出可能であり、輝度は、明度測定用のフォトダイオード（７４）を用いて検出可能である請求項６記載の装置。
  8. 遠近調節の必要量は、遠近調節と眼球運動(Augenmotorik)とのコネクションを用いた、両目の前記眼球運動の制御信号から得られる請求項１から７迄の何れか１記載の装置。
  9. 相互に通信する２つの情報検出系（２１，２９）は、眼球運動の生体固有の制御信号を、両目内又は両目上の１つ又は複数の点（４６，４７）間の間隔の、毛様体筋に接触しない測定を用いて測定する請求項８記載の装置。
  10. 頭部固定点（２４，５１）が設けられており、該頭部固定点（２４，５１）の、両目内又は両目上の１つ又は複数の点（４６，４７）との間隔は、情報検出系（２１，２９）によって、毛様体筋に接触せずに検出可能である請求項９記載の装置。
  11. 相互に通信する２つの情報検出系は、眼球運動の生体固有の制御信号を、両目の、頭部に関するヨーイング角の測定を用いて検出する請求項８記載の装置。
  12. 情報検出系は、遠近調節の、生体固有の制御信号を、毛様体溝(Sulcus ciliaris)の形状変化から検出する請求項１から１１迄の何れか１記載の装置。
  13. 毛様体溝の形状変化は、当該毛様体溝内に挿入されたボディ(Koerper)（１１ａ）によって測定される請求項１２記載の装置。
  14. 情報検出系は、遠近調節の、生体固有の制御信号を、毛様体筋収縮(Ziliarmuskelkontraktion)から検出する請求項１から１３迄の何れか１記載の装置。
  15. 毛様体筋収縮は、センサ（１１）を用いて、毛様体筋に接触しない間隔測定により測定する請求項１５記載の装置。
  16. 水晶体嚢の変位の作用手段（６６）が設けられており、情報検出系は、遠近調節の、生体固有の制御信号を、前記水晶体嚢の変位から検出する請求項１から１５迄の何れか１記載の装置。
  17. 水晶体嚢の変位の作用手段は、弾性又は磁性体を有する請求項１６記載の装置。
  18. 水晶体嚢の変位は、間隔測定（６７）を用いて測定される請求項１６記載の装置。
  19. 眼（６５）内の位置固定点（６５）と水晶体嚢上の点（６４）との間で間隔が測定される請求項１８記載の装置。
  20. インプラント内に設けられたエネルギ供給システム（２３）と接続された外部システム（２６）を介してエネルギ供給が行なわれる請求項１から１９迄の何れか１記載の装置。
  21. エネルギ供給システムは、光路内の輝度の閾値の超過時に、遠近調節系を最小エネルギ消費状態（スタンバイ状態）にする請求項１から１９迄の何れか１記載の装置。
  22. エネルギ供給システムは、内部エネルギ供給部を有する請求項１から２１迄の何れか１記載の装置。
  23. 内部エネルギ供給は、生体固有の資源(koerpereigene Ressourcen)を利用して、光エネルギ又は技術的エネルギ蓄積器を利用して行う請求項２２記載の装置。
  24. エネルギ供給システムは、技術的エネルギ蓄積器としてバッテリを有する請求項２３記載の装置。
  25. エネルギ供給システムは、生体固有の資源を利用するために燃料電池を有する請求項２３記載の装置。
  26. 固定系（２２）を用いて、光路内で半径方向及び軸方向にセンタリングすることができ、光路内で傾くのが回避される請求項１から２５迄の何れか１記載の装置。
  27. 固定系は、光路内で軸方向及び半径方向にセンタリングするための固定エレメントを有する請求項２６記載の装置。
  28. 動物又は人間の眼の遠近調節能力の回復用のインプラントとして使用される請求項１から２７迄の何れか１記載の装置。
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