JP2010535067A - 多重焦点眼内レンズシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多重焦点眼内レンズシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】
本発明は、駆動するためおよび多数の物体および変動明るさ状態を識別するための距離測定を有する多重焦点眼内レンズシステムの方法、コンポーネントおよびオペレーションに関係する。本発明はまた、眼内レンズシステムと共に使用される眼内フォトセンサーおよび眼内レンズシステム、および動的視環境中に多重焦点ＩＯＬ能力を提供するコンポーネントに関係する。
【選択図】

Description

関連出願への相互参照
この出願は、２００７年８月２日に提出された米国仮特許出願シリアル番号６０／９５３，６４０号の優先権および利益を要求し、その内容は参照によってここに組込まれる。

発明の分野
本発明の例態様は、一般に多重焦点眼内レンズ（「ＩＯＬ」）システム、特にＩＯＬシステムと共に使用される眼内フォトセンサーおよび距離測定方法、および動的視環境に多重焦点ＩＯＬ能力を提供するコンポーネントに関する。

関連技術の説明
人間視覚システムでは、２０フィート未満離れた物体などの近くの物体に選択的に焦点を合わせるために、目のレンズの焦点距離が変化しなければならない。正常な目では、これは、レンズに機械的に連結された毛様筋の収縮によって達成される。毛様筋の収縮の大きさはレンズを変形し、それによりレンズの焦点距離すなわち集光力を変更する。このように選択的にレンズを変形することによって、目からの異なる距離にある物体に焦点を合わせることが可能になる。異なる距離にある物体に選択的に焦点を合わせるこのプロセスは視力調節と呼ばれる。

ジオプトリー（「Ｄ」）は、メートルで測定される焦点距離の逆数に等しいレンズの屈折力の測定の単位である。人間では、リラックスした目の合計パワーはほぼ６０ジオプトリーである。角膜は、このパワーのほぼ三分の二を受け持ち、水晶体は残り三分の一を与える。人間が年を取るにつれて、視力調節の幅は、若者のほぼ１５ないし２０ジオプトリーから、２５歳における約１０ジオプトリーに、５０以上におけるおよそ１ジオプトリーに減少する。５０歳の場合では、そのレンズシステムは１Ｄの視力調節力を提供し得るだけであり、これは、各人が明りょうに焦点を合わせ得る最も近い物体が１メートルの距離にある（１メートル＝１／１ジオプトリー）ことを意味する。同様に、２Ｄは、１／２メートル離れた物体への視力調節焦点調節を可能にし、３Ｄは、１／３メートル離れた物体への焦点調節を可能にする。

近距離における視力調節すなわち明りょう見える能力は、傷、疾病または自然老化プロセスを含むさまざまな理由のために低減または除去され得る。たとえば、人が年を取るにつれて、目の天然水晶体が塑性を失い、異なる近くの距離にある物体に焦点を合わせるのに十分な視力調節を達成するためにかたくなっているレンズを変形させることがますます困難になる。

白内障は、天然水晶体が曇って不透明になり視力を著しく低減する老化に関連した疾病である。白内障は一般に視力調節の損失のあとに生じる。眼内レンズ（「ＩＯＬ」）は、この疾病を苦しむ患者に視力を復元するために１９６０年代の終わりから米国において使用され、最近ではいくつかのタイプの屈折の目の手術に使用されている。ＩＯＬは一般に、目の天然水晶体に置き換わるか補足するために眼球の内部に外科的に埋め込まれる永久的プラスティックレンズである。

ＩＯＬはまた、人間の目の屈折の機能の損失を補う役目をし得る。たとえば、筋肉毛様体が脳からの視力調節刺激に反応するときに、身体の天然水晶体が焦点を合わせる方法と同じように、（たとえば目の軌道内において物理的に変形および／または転換する）動きによって焦点を変更する視力調節ＩＯＬが導入された。不運にも、これらのタイプの視力調節ＩＯＬは、健康な天然水晶体と比較すると、パフォーマンスにおいて本質的に劣り、要求に応じて正確かつ信頼できて焦点を合わせる能力を持たない。

視力調節が可能であり、その焦点距離をさまざまな距離の物体に動的に調節し得るＩＯＬシステムは、注目の物体とも共通に呼ばれる焦点の物体までの距離を正確に決定し得るべきである。すなわち、注意の近い物体に最適の焦点をもってくるように視覚系の焦点を調節し得るように、注目の物体までの距離が知られるべきである。

正確な多重焦点能力たとえば視力調節を達成するために、ＩＯＬシステムはまた、動的フォーカシングレンズシステムは、注目の物体までの距離に基づいて適切な焦点に調節し得るように断続的および好ましくは連続的な基礎に基づいて注目の物体までの距離を急速に正確に決定し得るべきである。

注目の物体までの距離を決定する、すなわち距離測定するために提案されたいくつかの方法があった。例は、赤外線ビームとセンサーがレンズシステムに組み込まれて、透過、反射、感知および信号処理によって距離を検出または目標設定するために使用される、レーダーに似たアプローチを含んでいる。別の提案された距離測定技術は、毛様筋に取り付けられた圧電性結晶を使用し、視覚系によって求められる視力調節の程度に随行し意図的に示す毛様筋収縮の程度に応じて結晶によって生成される電圧によって注目の物体までの距離を推測する。しかしながら、毛様体は非常に脆弱で、働くのが難しいと知られており、これらの解決策を比較的複雑で魅力のないものにする
他の提案された距離測定方法は、物体に焦点が合っていると見なされる点においてコントラスト最大値が検出されるまで光学系の焦点を連続的に調節しながらイメージのコントラストを繰り返し測定することを含んでいる。しかしながら、このアプローチに関する重大な問題は、視線上に多数の物体があり、これが注目の所望物体と介在する物体（たとえば雨滴）とを区別することを困難または不可能にすることである。

視力調節ＩＯＬシステムにおいて注目の物体までの距離を決定し、照明変化や多数の物体などのさまざまな周辺状態を識別する正確で信頼できる方法への要望が存在する。ＩＯＬシステム中に容易に単純に統合され得る、解剖学的に、生理学的に、または鋭敏さに関してのいずれにも視覚系に否定的な影響を与えない距離測定器へのさらなる要望が存在する。さまざまな周辺照明状態において注目の物体までの距離を識別し得る距離測定コンポーネントを有する動的多重焦点ＩＯＬシステムおよび周辺照明状態の変化を区別することへのまた別の要望が存在する。

発明の要約
一実施形態では、眼内フォトセンサー設計は、ひとみを通る入射光強度および分布の変化を検出することによってひとみ径およびそれの変化を測定してひとみサイズを決定するために使用される。この実施形態では、フォトセンサーは、比較的平面関係で、ひとみに並んで後方にじかに配置される。感光素子の一つ以上の直線アレイが含まれ、素子の数はひとみサイズ変化を識別するのに十分であるが、フォトセンサーは十分に透明のままである。

一実施形態では、ひとみサイズ決定は、ひとみサイズと視覚収束の関係または近方共同運動に基づいて注目の物体までの距離を推定するために使用される。別の実施形態では、注目の物体までの距離の決定は、注目の物体または近くに焦点を合わせるために動的焦点調節可能眼内レンズシステムを駆動するための入力として使用される。さらなる実施形態では、プログラマブルフォトセンサーが、ＩＯＬシステムにおける主要な距離測定器として利用される。また別の実施形態では、ひとみサイズの決定は、距離測定の補足または補充的方法として、または注目の物体までの距離を決定するために使用される。

別の実施形態では、センサーは眼内レンズシステムに統合される。眼内レンズシステムは一実施形態では多重焦点レンズシステムであり、電気活性レンズ素子を有し得、または他の多重焦点レンズコンフィギュレーションであり、レンズシステムを制御、駆動および電力供給するためのマイクロコントローラー、アクチュエーターおよび電源手段をさらに有する。ある実施形態では、フォトセンサーは、ひとみサイズを決定し、物体距離を決定し、物体に焦点を合わせるようにレンズシステムの集光力を調節するために入射光を感知し得る電気活性ピクセル化アレイレンズシステムに統合される。別の実施形態では、フォトセンサーは、非ピクセル化電気活性レンズシステムに統合される。まだ別の実施形態では、フォトセンサーは、非電気活性フォーカシングシステムのコンポーネントに統合されるかそのものである。

本発明の一実施形態は、焦点システムのパワーを調節するための多重焦点レンズシステムと、注目の物体までの距離を決定するための距離測定器と、多重焦点レンズシステムを制御および駆動するためのコントローラーおよびアクチュエーターと、システムのコンポーネントに電力供給するための電源とを有する眼内レンズシステムを有する。一実施形態では、距離測定器は、ひとみ径に基づいて注目の物体までの距離を決定するための眼内フォトセンサーおよび関連処理手段を有する。別の実施形態では、距離測定器は、注目の物体までの距離をより正確に信頼性高く決定するためにひとみサイズ測定に加えて、コントラスト測定技術などの距離測定テクノロジーを利用するフォトセンサーを有する。別の実施形態では、フォトセンサーはレンズシステムに統合される。また別の実施形態では、フォトセンサーは、システム全体の物理的に分離したモジュールのコンポーネントである。一実施形態では、フォトセンサーは、ＩＯレンズの後方に配置される。別の実施形態では、フォトセンサーは眼内（「ＩＯ」）レンズの前方に配置される。

一実施形態では、革新的なフォトセンサーは、ひとみを通過する光強度および分布、および個別センサー素子に受けられる光強度の変化の両方を測定し決定する。分布および分布の変化を測定することによって、フォトセンサーアレイにおいて、ひとみのサイズが決定される。照明センサー素子の光強度の時間変化を測定することによって、周辺明るさのあらゆる変化も決定される。この実施形態では、明るさ反射および近方共同運動反射の両方によるひとみサイズの変化が決定され得、フォトセンサーおよび距離測定装置は、変化する照明状態および注目の物体までの距離の変化の両方を区別し得る。下で論じるように、相対的光レベルの変化を検出する能力は、明るさおよび共同運動原因の両方によるひとみ反射応答を区別するために使用され得、それにより注目の物体までの距離のほかに周辺明るさレベルの変化を正確に決定し得る。

一実施形態では、個別患者のひとみサイズが、さまざまな明るさおよび視覚収束シナリオ、およびさまざまな照明と収束組み合わせに対してひとみサイズに関連づけて確立された基線に対して測定される。この基線は、埋め込み可能であり、特異なひとみ（pupilary）応答を考慮に入れて、正確な物体距離が決定され、正確な焦点調節が各患者に対してなされるようにカスタムＩＯフォトセンサーまたは統合ＩＯレンズシステムをプログラムするために使用される。別の実施形態では、共同運動収束応答だけが測定され、物体距離に対するひとみサイズを関連づける基線を確立するために使用される。まだ別の実施形態では、規格化ひとみ（pupilary）応答基線が下位母集団群のために作り出され、これらの基線は規格化ＩＯ距離測定器およびシステムをプログラムするために使用される。

これらおよび発明の他の特徴および目的は、添付図面を考慮して読まれるべき好ましい実施形態の続く詳細な説明からより完全に理解されよう。

図面の簡単な説明
添付図面は、組み込まれて明細書の一部を形成し、本発明の実施形態を例証し、説明と共に本発明の原理について説明する役目をする。

図面中
図１は、目の解剖学的構造を示す。 図２Ａは、本発明の一実施形態による例ＩＯＬシステムおよび埋め込み物を示す。 図２Ｂは、本発明の一実施形態による例ＩＯＬシステムおよび埋め込み物を示す。 図３Ａは、視覚収束およびさまざまな程度の収束に対するひとみ（pupilary）共同運動収束反応の例と、変化する明るさ状態に対するひとみの明るさ反射応答の例を示す。 図３Ｂは、視覚収束およびさまざまな程度の収束に対するひとみ（pupilary）共同運動収束反応の例と、変化する明るさ状態に対するひとみの明るさ反射応答の例を示す。 図３Ｃは、視覚収束およびさまざまな程度の収束に対するひとみ（pupilary）共同運動収束反応の例と、変化する明るさ状態に対するひとみの明るさ反射応答の例を示す。 図３Ｄは、視覚収束およびさまざまな程度の収束に対するひとみ（pupilary）共同運動収束反応の例と、変化する明るさ状態に対するひとみの明るさ反射応答の例を示す。 図３Ｅは、視覚収束およびさまざまな程度の収束に対するひとみ（pupilary）共同運動収束反応の例と、変化する明るさ状態に対するひとみの明るさ反射応答の例を示す。 図３Ｆは、視覚収束およびさまざまな程度の収束に対するひとみ（pupilary）共同運動収束反応の例と、変化する明るさ状態に対するひとみの明るさ反射応答の例を示す。 図４Ａは、本発明の一実施形態による異なる母集団群に対するさまざまな明るさレベルおよび収束状態における推定ひとみサイズを示す作表データを描く。 図４Ｂは、本発明の一実施形態による異なる母集団群に対するさまざまな明るさレベルおよび収束状態における推定ひとみサイズを示す作表データを描く。 図４Ｃは、本発明の一実施形態による異なる母集団群に対するさまざまな明るさレベルおよび収束状態における推定ひとみサイズを示す作表データを描く。 図５Ａは、本発明の例実施形態による例フォトセンサーチップ設計を示す。 図５Ｂは、本発明の例実施形態による例フォトセンサーチップ設計を示す。 図５Ｃは、本発明の例実施形態による例フォトセンサーチップ設計を示す。 図５Ｄは、本発明の例実施形態による例フォトセンサーチップ設計を示す。 図５Ｅは、本発明の例実施形態による例フォトセンサーチップ設計を示す。 図５Ｆは、本発明の例実施形態による例フォトセンサーチップ設計を示す。 図５Ｇは、本発明の例実施形態による例フォトセンサーチップ設計を示す。 図５Ｈは、本発明の例実施形態による例フォトセンサーチップ設計を示す。 図６Ａは、本発明の例実施形態によるひとみのサイズに依存するさまざまな状態における図５Ａのフォトセンサーおよびひとみの後ろに埋め込まれたその素子の正面図を示す。 図６Ｂは、本発明の例実施形態によるひとみのサイズに依存するさまざまな状態における図５Ａのフォトセンサーおよびひとみの後ろに埋め込まれたその素子の正面図を示す。 図６Ｃは、本発明の例実施形態によるひとみのサイズに依存するさまざまな状態における図５Ａのフォトセンサーおよびひとみの後ろに埋め込まれたその素子の正面図を示す。 図６Ｄは、本発明の例実施形態によるひとみのサイズに依存するさまざまな状態における図５Ａのフォトセンサーおよびひとみの後ろに埋め込まれたその素子の正面図を示す。 図６Ｅは、本発明の例実施形態によるひとみのサイズに依存するさまざまな状態における図５Ａのフォトセンサーおよびひとみの後ろに埋め込まれたその素子の正面図を示す。 図６Ｆは、本発明の一実施形態によるひとみのサイズに依存するさまざまな状態における図５Ａのフォトセンサーおよびひとみの後ろに埋め込まれたその素子の側面図を示す。 図６Ｇは、本発明の一実施形態によるひとみのサイズに依存するさまざまな状態における図５Ａのフォトセンサーおよびひとみの後ろに埋め込まれたその素子の側面図を示す。 図６Ｈは、本発明の一実施形態によるひとみのサイズに依存するさまざまな状態における図５Ａのフォトセンサーおよびひとみの後ろに埋め込まれたその素子の側面図を示す。 図７Ａは、本発明の一実施形態による注目の物体までの距離を決定するプロセスを示す。 図７Ｂは、本発明の一実施形態による注目の物体までの距離を決定する例プロセスを示す。 図７Ｃは、本発明の一実施形態による注目の物体までの距離の決定のための例参照テーブルを示す。 図８Ａは、本発明のさまざまな実施形態によるシングルチップ上に統合されたセンサーアレイおよび電気活性レンズの例を示す。 図８Ｂは、本発明のさまざまな実施形態によるシングルチップ上に統合されたセンサーアレイおよび電気活性レンズの例を示す。 図９は、本発明のさまざまな実施形態による単一電気活性レンズに統合されたまたは隣接するフォトセンサーの例位置を示す。 図１０は、本発明の一実施形態による二つの電気活性レンズ素子の間に「はさまれた」センサーを示す。 図１１は、本発明の一実施形態によるフォトセンサーを使用する例非電気活性多重焦点システムを示す。 図１２は、本発明の一実施形態によるＩＯＬシステムを示す。 図１３は、本発明の一実施形態による、ひとみサイズおよび注目の物体までの距離を測定するＩＯフォトセンサーを使用して、注目の物体までの距離を決定し、多重焦点レンズシステムを調節するための例一般的プロセスを示す。 図１４Ａは、本発明の一実施形態によるひとみのサイズおよび周辺光強度に依存するさまざまな状態におけるフォトセンサーおよびその素子を示す。 図１４Ｂは、本発明の一実施形態によるひとみのサイズおよび周辺光強度に依存するさまざまな状態におけるフォトセンサーおよびその素子を示す。 図１４Ｃは、本発明の一実施形態によるひとみのサイズおよび周辺光強度に依存するさまざまな状態におけるフォトセンサーおよびその素子を示す。 図１４Ｄは、本発明の一実施形態によるひとみのサイズおよび周辺光強度に依存するさまざまな状態におけるフォトセンサーおよびその素子を示す。 図１４Ｅは、本発明の一実施形態によるひとみのサイズおよび周辺光強度に依存するさまざまな状態におけるフォトセンサーおよびその素子を示す。 図１４Ｆは、本発明の一実施形態によるひとみのサイズおよび周辺光強度に依存するさまざまな状態におけるフォトセンサーおよびその素子を示す。 図１５は、注目の物体までの距離を決定するために明るさおよび共同運動反射を識別するための例プロセスフロー図を示す。 図１６は、注目の物体までの距離を決定するために明るさおよび共同運動反射を識別するための例プロセスフロー図を示す。

詳細な説明
図１は、ラベルを備えた目１００の解剖学的構造を示し、結膜１１０と、毛様体１１２と、絞り１１４と、ひとみ１１８と、（水様液を包含する）前眼房１１６と、水晶体１２２と、角膜１２４と、外眼筋１２６と、強膜（scelera）１２８と、脈絡膜１３０と、黄斑１３２と、視神経１３４と、網膜１３６と、ガラス体液１３８と、包バッグ１４０とを有する。水晶体１２２は包バッグ１４０によって包まれている。一般的レンズ置換手術中に、天然レンズ１２２が包バッグ１４０から取り除かれ、新しいＩＯＬが周知な外科技術によって包バッグ１４０の内部に埋め込まれる。ＩＯＬは、折り畳んだ状態で挿入され、それから包バッグ１４０の内部で広げられ得る。

図２Ａは、包バッグ１４０の内部に埋め込まれた多重焦点ＩＯＬシステム２１０の一例を示す。図２Ｂは、図２Ａに示されたＩＯＬシステム２１０の拡大を示す。図２Ｂを参照すると、一実施形態では、埋込ＩＯＬシステム２１０は、印加電圧２６０に応じてその屈折率を変更し得る電気活性素子を有する電気活性レンズ２５０を有する。コントローラー２７０は、電気活性レンズ２５０に送られる必要制御信号を決定し、アクチュエーター２８０は、電極を介して電気活性レンズ素子２５０を駆動してその屈折率を変更する。この実施形態では、（感光素子とも呼ばれる）フォトセンサー素子５２０を有するフォトセンサーチップ２９０は、レンズシステム２１０に統合されるプログラマブル距離測定器の形態で構成される。（距離測定器フォトセンサーまたは単に距離測定器とも呼ばれる）フォトセンサーチップ２９０は、以下に詳しく説明されるように、ひとみ１１８を通過した入射光の範囲分布を検出することと、入射光分布に基づいてひとみ１１８のサイズを推定することとによって作動する。

ひとみ１１８は本質的に円形であり、ひとみ１１８を通過する光の量および分布は、角膜１２４によって十分な屈折を受け、ひとみ１１８に等しい半径を有する円形ビームとして有効に表わされ得る。以下により詳しく論じるように、ひとみサイズは、注目の物体までの距離を推定するために使用され、この推定に基づいて、コントローラー２７０は、物体に焦点を合わせるために必要とされる適切な焦点距離を決定し、アクチュエーター２８０に電気活性レンズ２５０を駆動させ、注目の物体を（網膜１３６上の）焦点に合わせる。周辺明るさの相対変化も、距離測定器フォトセンサー２９０によって測定し、ひとみ反射応答に起因するひとみサイズ変化を区別し原因を説明するために使用され得る。

上記の説明は一実施形態のみの説明である。異なるタイプの電気活性および非電気活性多重焦点レンズシステムを有するさまざまな他の実施形態が考えられる。たとえば、ＩＯＬシステムコンポーネントはまたモジュール式であり得、システムの素子は包バッグ１４０の外部に、また目１００の外部にすら配置され得る。注目の物体までの距離を決定するための方法およびさまざまなフォトセンサーおよびＩＯＬシステム設計の詳細をいま説明する。

図３Ａ〜Ｅは、さまざまな程度の視覚収束および対応ひとみサイズ３０２ａ〜ｅを示し、それらは、以下に説明するように、物体距離を推定するために使用される。視覚収束の概念は、物体が近距離において見られたときに、目１００のおのおのの視線がどのように交差するかの度合いである。一般に、遠方視力は、図３Ａ（３０１ａ）に示されるように２０ｆｔを超える（〜６メートルの）距離にある物体を見るときの視力を意味し、近方視力は、図３Ｂ〜３Ｅ（３０１ｂ〜３０Ｉｅ）に示されるように２０ｆｔ未満にある物体を見るときの視力を意味する。正常な人間視覚システムでは、近い物体（２０ｆｔ未満のあらゆるもの）に焦点を合わせるプロセスおよび機構は視力調節と呼ばれ、このプロセスの間、目は物体上に交差または収束する。図３Ａ（３０１ａ）に示されるように、物体を２０ｆｔを超える距離にある物体を見る（目のおのおのの視線が互いに有効に平行である）ときはゼロ収束である。注目の物体が目に近づけられるにつれて、図３Ｂ〜Ｅ（３０１ｂ〜３０１ｅ）に示されるように収束の程度は増加する。

異なる収束の程度に対してひとみ１１８のサイズ（３０２ａ〜３０２ｅ）がどのように異なるかも例証に示される。ひとみ径の変化は、絞り１１４の開閉によって達成され得る。これは、共同運動反射応答または「近方共同運動」として知られるよく理解されたひとみ反射応答の結果である。特に、この反射では、ひとみ１１８は、目の交差または視覚収束に応じてその直径を変更する。収束の程度が大きいほど、ひとみの収縮が大きい。これは、図３Ａ〜Ｅ（３０２ａ〜３０２ｅ）に、収束の程度に対応するひとみ径の変化で示される。また特に、図３Ａにおいて、注目の物体が２０ｆｔ以上の距離にあるとき、目はほぼ平行であり、交差または収束の程度を示さず、ひとみ共同運動応答はない。注目の物体が近づけられるにつれて、図３Ｂ〜３Ｅに示されるように、収束の程度が増大し、ひとみの緊縮はそれらの直径を減少させる。たとえば、図３Ａに示されるように、遠方物体を見るとき、ひとみは直径が約６ｍｍである。図３Ｂに示されるように、見る人が１０フィートの距離にある物体を眺めるとき、目は収束し、ひとみはたとえば５ｍｍに収縮する。図３Ｃでは、見る人が５フィートにある物体を眺めるとき、収束の程度が増大し、ひとみはたとえば４ｍｍに収縮する。図３Ｄと３Ｅでは、見られる物体がたとえば２．５ｆｔ離れているとき、目はよりさらに交差し、ひとみはよりさらにたとえば３ｍｍに収縮し、物体が１０インチにもってこられると、ひとみは約２ｍｍに収縮する。収束の与えられた程度に対するひとみ径の実値は変更可能であり、与えられた例は例証のためだけである。

別の反射は、網膜上の光の最適量（すなわち網膜感度）を維持するために、一般に明るい光の中で収縮し、うす暗い光の中で拡張する、異なるレベルの周辺明るさに合わせてひとみ径を調節させるひとみ（pupilary）明るさ反射である。ひとみは、周辺光状態の変化のためサイズを動的に調節する。さまざまな周辺光強度下におけるひとみ径の例が図３Ｆに示される。明るさ応答もこの分野の当業者によってよく理解されており、たとえば、人間の目１００が明るさの変化に遭遇するとき、たとえば、うす暗く照明された部屋から外の日当たりのよい環境へ行くとき、ひとみ１１８は収縮して網膜に影響を与える光強度を減少させる。主体が、日のさす環境からよりうす暗く照明された環境または部屋へ戻ると、ひとみは拡大してより多くの周辺光の捕獲を可能にする。

表面に影響を与える相対明るさの程度、または照度の量は、フート燭（ｆｔ−ｃ）としても知られる１平方フィートあたりのルーメンまたはｌｕｘとしても知られる１平方メートルあたりのルーメンのいずれかの単位で共通に表現される。照度は、人間の目によって知覚されるような相対明るさ状態の光度測定を表わす。図３Ｆに示されるように、異なる明るさ状態の例は、直接の太陽（１００００ｆｔ−ｃまたは〜１００，０００ｌｕｘ）、
明るい空（３０００ｆｔ−ｃまたは〜３００００ｌｕｘ）、くもり空（５００ｆｔ−ｃまたは〜５０００ｌｕｘ）、明るく照明された屋内の部屋（１００ｆｔ−ｃまたは〜１０００ｌｕｘ）、低いレベルの照明を備えた部屋（２０ｆｔ−ｃまたは〜２００ｌｕｘ）、非常にうす暗く照明された部屋（０．５ｆｔ−ｃまたは〜５ｌｕｘ）、夜間の星あかりの暗闇（０．０１ｆｔ−ｃまたは〜０．１ｌｕｘ）を含んでいる。

ひとみは、明るさ応答および共同運動収束反射の両方のためその直径を変更するが、収束による共同運動反射は、より優勢な反射（すなわち光レベルの典型的な日常の範囲に対して、近方物体を見るとき、共同運動応答はひとみ径を決定することに明るさ反射よりも多くほぼ９回寄与する）である。

上に説明したように、共同運動反射のために、個人のひとみサイズは収束の程度と関係があり、収束の程度は目１００から注目の物体までの距離と直接関係がある。物体が近くなるほど、ひとみは小さくなる。したがって、ひとみのサイズを決定することによって注目の物体までの距離を推定することが可能であり、それはひとみのサイズまたはひとみのサイズの変化が特定のレベルまたは範囲の周辺明るさ下における収束の程度をほぼ示すからである。たとえば、共同運動応答反射のため、注目の物体までの距離が２０ｆｔから１０ｆｔに変更されると、目は「交差」（すなわち各目の視線が収束）しなければならず、ひとみは収縮する。注目の物体が５ｆｔに移動されると、ひとみはより小さいサイズに収縮する。同様に、物体が１ｆｔ以内にもたらされると、ひとみはさらに収縮する。ひとみ（pupilary）径と注目の物体までの距離または収束の程度との関係は、各患者に対して特異的に測定され、または年齢群または下でさらに論じるような他の下位母集団群に対してベンチマークテストされ得る。

図４Ａ〜Ｃは、異なる母集団群に対するさまざまな明るさレベルおよび収束状態における推定ひとみサイズを示す作表データを描く。それぞれの母集団群に対するデータテーブルを確立するために、ひとみ径はさまざまな明るさレベルおよび物体距離の組み合わせの下で測定される。データテーブルは、注目の物体に距離を推定するため、また多重焦点ＩＯＬシステム２１０を駆動するために距離測定器フォトセンサー２９０によって使用される。

これらの測定は、さまざまな距離（収束の程度）におけるひとみサイズを決定するひとみ計（pupilometer）を使用することを含む標準的眼科学および検眼技術を使用しておこなわれ得る。たとえば、これは、この分野の当業者に明白なように、試験物体までの視距離を調節し、それによりその距離にある物体を見るときにするように患者に目を交差させる、屈折計やその他同種のものを使用して実施され得る。ひとみの明るさ応答も、標準的検眼手法を使用して、たとえば個人の目に影響を与える明るさを変更することによって、またひとみ（pupilary）サイズを測定するひとみ計（pupilometer）を使用して測定され得る。ひとみサイズを周辺明るさに関連づける基線カーブまたはテーブルが確立され得る。

明るさ状態および物体距離をそれぞれ変更することに対するひとみ（pupilary）明るさおよび共同運動応答はよく理解される。一般に、ひとみ（pupilary）応答の程度、およびひとみが収縮または拡張し得る最大の範囲は年齢とともに減少する。図４Ａおよび４Ｂの代表的テーブルを参照すると、平均２０歳のひとみは、最大で２ｍｍのサイズまで収縮し、最大で７ｍｍのサイズまで拡張し得るのに対して、平均７０歳のひとみは、最大で２．５ｍｍのサイズまで収縮し、最大で５ｍｍのサイズまで拡張し得る。また、図４Ｃに示されるように、平均４０歳のひとみは、最大で２．３ｍｍまで収縮し、最大で６ｍｍまで拡張し得る。

さらに、母集団群の個別患者に対する物体距離を確立するために使用され得るひとみサイズと明るさの関係が図４Ａ〜Ｃに示される。下で説明される眼内センサーおよびプロセッサーはひとみを通過する入射光を検出し、ひとみサイズおよび相対明るさを推定し、測定データを患者の基線データと比較することによって注目の物体までの距離を推定するために使用される。このプロセスは図７Ａおよび７Ｃに表わされ、下で論じられる。

一実施形態では、眼内フォトセンサー設計および方法は、ひとみを通る入射光強度および分布の変化を検出することによってひとみ径およびそれの変化を測定するために使用される。ひとみ１１８サイズは、注目の物体までの距離を得るために使用され得、この情報は、多重焦点ＩＯＬシステム２１０の焦点距離を調節するために使用され得る。

図５Ａ〜Ｈは、例実施形態によるさまざまな眼内フォトセンサーチップ（またはセンサーアレイ）設計５００ａ〜５００ｈを示す。特に、図５Ａ〜Ｈは、フォトセンサー素子設計の正面図を描く。一実施形態では、図５Ａに示され、フォトセンサー（または感光）素子５２０ａは、たとえば半導体ウェーハまたはマイクロチップ上の二つの直交直線アレイに配列される。さまざまな感光材料およびフォトセンサーテクノロジーがこの技術分野で周知であり、これに限らないが、電荷結合素子（「ＣＣＤ」）および相補的金属酸化物半導体素子（「ＣＭＯＳ」）テクノロジーを含み、利用され得る。図５Ａを参照すると、説明の目的のために、直線アレイの「脚」５１０ａは、Ｎ、Ｓ、Ｅ、Ｗでラベル付けされているが、フォトセンサーチップ５００ａの中心５１５ａから増進線形距離（たとえば半径）にわたって光強度を測定し得る素子の任意の配向が使用され得ることは明白である。たとえば図５Ｂ〜Ｈは、半導体チップまたはウェーハ上のフォトセンサー素子配向の他の例を示すが、この分野の当業者には明白なように他のものも可能である。

図５Ａ〜５Ｈのフォトセンサーチップ５００ａ〜５００ｈは、ほぼ完全に拡張したひとみのサイズたとえば７ｍｍであり、センサーのディスクの面がひとみの面と平行となるように配向されている。フォトセンサー素子５２０ａ〜５２０ｈのフォトセンサー径および長さをひとみ１１８の最大寸法に一致させることによって、ひとみ径の全領域がモニターされ検出され得る。フォトセンサーチップ５００ａ〜５００ｈは、この分野の当業者には明白なように、所望の適用に依存して、より大きいまたはより小さくなり得るであろう。

図６Ａ〜Ｃは、ひとみ１１８のサイズに依存するさまざまな状態における、ひとみ１１８の後ろに埋め込まれた、図５Ａのフォトセンサーチップ５００ａおよびそのフォトセンサー素子５２０ａと、ひとみ１１８のサイズを測定するためにフォトセンサーチップ５００ａがどのように使用され得るかを示す。示されるように、ひとみの後ろのフォトセンサー素子５２０ａだけが、光刺激のすべて（または大部分）を受ける。ひとみの外側のフォトセンサー素子は、光刺激をほとんどまたはまったく受けない。

図６Ｆ〜Ｈは、図６Ａ〜Ｃに対応するひとみ１１８のサイズに依存するさまざまな状態における、ひとみ１１８の後ろに埋め込まれた、フォトセンサーチップ５００ａ（図５Ａ）およびそのフォトセンサー素子５２０ａの側面図を示す。明りょうさのために、図面は、ひとみ１１８と、図６Ａ〜Ｃのひとみ径に対応するひとみ１１８の後ろの（たとえば眼内で埋め込まれた）ＩＯシステム（たとえば図２Ｂ、２１０）のフォトセンサーチップ５００ａだけを示す。

図６Ａおよび６Ｆは、４ｍｍのひとみ１１８と、フォトセンサーの中央部分（４ｍｍの円）内のフォトセンサー素子５２０ａだけが照明されることを示す。ひとみ１１８径の外側のフォトセンサー素子５２０ａは光をほとんどまたはまったく受けない。図６Ｂおよび６Ｇは、完全に拡張したひとみ１１８と、多くのフォトセンサー素子５２０ａが照明される（たとえばセンサーの中央の７ｍｍの円）フォトセンサーチップ２９０ａを示す。図６Ｃおよび６Ｈは、フォトセンサーチップ５００ａの極中央部分と対応するセンサー素子５２０ａだけが照明される完全に収縮したひとみ１１８を示す。センサーアレイの中央のほぼ２ｍｍのエリア内の素子だけが周辺光を受け、さらに外周の方のものは光をほとんどまたはまったく受けない。これらの値は例証としてだけ選ばれた。一般に、健康な若い大人のひとみ１１８の直径は２ないし７ｍｍの間に維持されるのに対して、年上の患者では範囲がいくぶん小さく、４〜５ｍｍを示し、中間の値である。これらの場合のおのおのにおいて、センサー素子５２０ａの特定の分布がひとみ１１８のサイズに依存して照明され、それによりひとみサイズが決定される。一実施形態では、中央のフォトセンサー素子５１５ａに加えて、フォトセンサーチップ５００ａの脚５１０ａあたり８つのセンサー素子があるが、センサー素子５２０ａの数および配向は適用に依存して調節され得る。

図６Ｄ〜Ｅは、個別フォトセンサー素子がひとみ１１８サイズおよび光強度に依存してどのように「活性化」されるかの別の表現を示す。異なる周辺光強度のために、いくつかの実施形態では、センサーアレイは、検出される周辺光に依存して、さまざまなレベルの感度にプログラムされ得る。たとえば、うす暗く照明されたすなわち暗い環境では、フォトセンサー素子５２０ａは、増大した感度に（自動的にまたはコントローラーたとえば図２Ｂ、２７０からの指示でのいずれかで）動的に調節し得るのに対して、明るい環境では、フォトセンサー素子５２０ａは減少した感度に調節し得る。

図６Ｅは、プログラマブルフォトセンサーチップ５００ａが光分布だけでなくその分布の強度をもどのように記録するかを示す。一実施形態では、センサー素子５２０ａは、強度の階調を記録し区別するようにプログラムされる。この例では、５つの異なる強度レベルがあるが、この分野の当業者には明白なように、フォトセンサーチップ５００ａは、光レベルの任意の強度を区別するように設計されプログラムされ得るであろう。好ましくは、ＩＯＬシステムは、ここにおいてさらに論じるように、光強度の相対変化を記録し区別して、明るさ反射と共同運動反射を識別し得る。また、散乱光がひとみ１１８のエリアの外側のセンサー素子５２０ａに到達する潜在性は可能であり、フォトセンサーチップ５００ａは、強度およびコントラストのしきい値レベルを確立することによってそのような「ノイズ」を捨てるようにプログラムされ得る。

フォトセンサーチップ５００ａは、たとえば、さまざまな照明および視覚的状態を識別するために、望むように感度の程度を変更するように設計され得る。いくらかの（たとえば散乱した）光は、ひとみ１１８エリア領域の外側のフォトセンサー素子５２０ａに到達し得る。変化する明るさおよび分光感度を備えるさまざまなフォトセンサーが本実施形態のフォトセンサーとして使用され得るであろう。さらに、受信光信号の信号処理アルゴリズムは、ひとみのエリア外のフォトセンサーとひとみのエリア内のフォトセンサーとによって、異なる照明状態を区別し、また受光の相対量を区別するように調節され得る。

さらにここに説明されるように、ひとみ径は、フォトセンサーチップ５００ａ自体から直接決定され得る（たとえば、与えられたしきい値を超えて照明されるフォトセンサーのエリアがひとみ１１８のエリアに直接対応する）、または適用にカスタマイズされたポスト処理信号アルゴリズムによって決定され得る。示されるひとみ１１８径およびフォトセンサーアレイ５００ａは例だけであり、この分野の当業者は、ひとみ径は、上限および下限間で連続的に変わり得、示される実施形態は、これらの限界の間のあらゆる値におけるひとみ径を決定するために容易に使用され得る、さらに他のセンサー設計も、入射光を検出しこれによりひとみのサイズを決定するように作用することを知るであろう。他のところで論じるように、一実施形態では、ひとみサイズ測定は、物体までの距離を決定するために使用され、この距離は、視界物体を焦点に合わせるその焦点特性を調節する多重焦点レンズシステム２１０を駆動するためにコントローラー（たとえば図２Ｂ、２７０）によって使用される。

フォトセンサーチップ（たとえば図２、２９０、図５Ａ、５００ａ）はひとみ１１８の後方かつ網膜１３６の前方に配置されるので、視覚に否定的影響を与え得る入射光を過度に遮断しないように十分に透明であるべきである。したがって、個別フォトセンサー素子は不透明である、すなわちそれらは入射光を吸収するが、センサー素子の数およびそれらが占めるエリアは、それらが吸収する入射光の量が、さまざまなひとみサイズを区別するのに十分であるが、視覚に影響を与えないように全入射光に対して十分に小さくなるように選ばれる。一実施形態では、アレイは９５％透過性である。別の実施形態では、アレイは９０％透過性である。他の透過特性は可能である。フォトセンサーチップ設計は、フォトセンサー素子の数を、入射光強度の変化を径方向に検出するのに必要であるが、ほとんどの光が網膜１３６（図１、２Ａ）に到達することは可能する、また、望ましいフォトセンサー動作および検出を達成するように最適に設計されるが、光子減衰によって視覚に影響を与えはしないものに制限する。一実施形態では、個別センサー素子は、「切断」され得、たとえば、それらの状態をフォトディテクターから本質的不活性透過素子に変更し、それにより、たとえが光レベルを変更するために、活性であるフォトセンサーの数およびフォトセンサーの透過特性に動的変更を可能にするように電気的に制御され得る。

明るさ反射および共同運動反射の両方がひとみ径に影響することがある。注目の物体までの距離が一定であるならば、ひとみの直径のどんな変化も主として明るさ応答、周辺光レベルの変化による応答による。反対に、明るさレベルが比較的一定であるならば、ひとみの直径の変化が主として共同運動応答、注目の物体の距離の変化による応答による。しかしながら、日常生活では、ほとんどの個人は幅広く変動する明るさレベルに遭遇し、連続的に熟視を変え、いくらか遠方へまたはいくらか近方の異なる距離にある注目の物体を見るために焦点を合わせる。したがって、明るさ反射および共同運動反射の両方は、明るさレベルおよび注目の物体までの距離にしたがってひとみ１１８にサイズを変更させる重要で一致する影響を及ぼし得る。好ましくは、上に説明したＩＯＬシステム２１０は明るさレベルとひとみ径の両方を測定し、患者のベンチマークデータと一緒のこれらの二つのデータ入力は、一実施形態における注目の物体までの距離を推定するために使用される。

一実施形態では、明るさレベルの変化および注意の距離の変化に対するひとみ１１８応答およびサイズのベンチマーク関係が既に説明したように標準的検眼技術を使用してさまざまな明るさおよび収束状態の下において患者のひとみ径を測定することによって確立される。上に説明したように、図４Ａ〜Ｃは、異なる母集団群に対する測定の一組を示すが、そのような測定およびデータ作表は個別患者に対しておこなわれ、各患者に２９０に対して距離測定器フォトセンサーをカスタマイズするために使用され得ると理解すべきである。

図７Ａは、一実施形態による注目の物体までの距離を決定するための代表的プロセス７００ａを示し、図７Ｃは、一実施形態による注目の物体までの距離を決定するための参照テーブルを示す。ブロック７０５において、眼内フォトセンサーチップ２９０（図２Ａ）は空間的広がりおよびひとみを通る入射光の強度の両方を検出する。ひとみ径および周辺の強度の両方の推定は、たとえばフォトセンサーチップ２９０に統合されたプロセッサーによって、ブロック７１０，７１５において得られる。ブロック７１０において決定された決定推定ひとみ径および決定されたブロック７１５において決定された明るさレベルは次に、ブロック７２０に示されるように、注目の物体までの距離を推定するコンパレーターを使用して患者のベンチマークデータと比較される。一実施形態では、（たとえば図４Ａ〜Ｃのような）患者のベンチマークデータはブロック７２５においてプロセッサーメモリーに記憶される。このデータは、さまざまな明るさおよび物体距離の組み合わせに対するひとみサイズを含んでいる。測定ひとみサイズおよび明るさは、ブロック７２０においてブロック７２５に記憶されたベンチマークデータと比較され、物体距離の推定値がブロック７３０において得られる。患者に対する参照テーブルの例が図７Ｃに示される。たとえば、図７Ｃの患者のベンチマークデータを使用して、ひとみサイズが４．１ｍｍであると推定され、相対明るさが１ｆｔ−Ｃであると推定されるならば、物体距離は１．２メートルであると推定される。同様に、ひとみサイズが４．１ｍｍであると推定され、相対明るさが１００のｆｔ−Ｃであると推定されるならば、物体距離は少なくとも６メートルの距離にあると推定される。この分野の当業者には明白なように、プロセッサーコンパレーターおよび距離推定器ロジックは、参照テーブルまたはリアルタイム重み付けアルゴリズム計算を含む多くの技術によって実施され得る。

図７Ｂは、別の実施形態による注目の物体までの距離を決定するための代表的プロセス７００ｂを示す。ブロック７３５において、ひとみを入る光が検出される。この実施形態では、先のひとみ状態からのひとみサイズ変化の推定値および明るさ変化が（たとえば図７Ａに示される測定から）それぞれブロック７４０、７４５に示されるように決定される。ブロック７２５において記憶された患者のベンチマークデータを使用して、ブロック７５０に示されるように、識別器が明るさの変化によるひとみ変化の量を推定する。ブロック７５５において、それから、物体焦点の変化、近方共同運動による推定ひとみサイズ変化が決定され、その推定に基づいてブロック７６０に注目の物体までの距離の変化の推定値が決定される。明るさレベル変化およびその変化によるひとみサイズ変化を識別することは、下でさらに論じるように、注目の物体までの距離が推定されることを可能にする。

フォトセンサー素子アレイは、個別のコンポーネントとして存在し得る、またはＩＯＬシステムの他のコンポーネントに統合され得る。図８に示される一実施形態では、フォトセンサーアレイはシングルチップ上のレンズ素子に統合される。この実施形態では、フォトセンサーアレイ８０５および電気活性レンズ８１０は、フォトセンサー素子８２０と電気活性素子８２５と関連回路類を有するチップである単一の半導体のウェーハ８１５に統合される。特に、チップ８１０の電気活性レンズ部分は、ピクセル化アレイの形態の電気活性レンズ素子８２５の薄層から成る。そのようなレンズの例は米国の特許出願公開２００６００９５１２８号に説明され、それは参照によってここに組込まれる。フォトセンサー素子８２０の数の配向は、（たとえば図５Ａ〜Ｈに示されるセンサー設計に関して上に説明したような）適用に応じて調節され得る。

図８Ｂに示される別の実施形態では、フォトセンサーアレイ８０５は、ピクセル化レンズアレイ８１０上に配置された（たとえばレンズチップの前または後ろに取り付けられた）または（前または後ろに）レンズに隣接して配置された個別のチップである。

図９は、ＩＯレンズシステム９００の一部としてフォトセンサー９０１を有する他に実施形態を示す。この実施形態は非ピクセル化電気活性レンズ９０５を使用する。たとえば、そのようなレンズシステムは米国特許第６，６３８，３０４号に記述され、それは参照によってここに組込まれる。電気活性レンズ９０５は、透明電極９１０に取り付けられた電気活性レンズ材料（たとえばネマチック）を有する。一実施形態では、フォトセンサー９０１は、電気活性レンズ９０５と透明電極９１０の間に配置される。別の実施形態では、電気活性レンズ９０５は、フォトセンサー９０１レンズの前に配置される。別の実施形態では、電気活性レンズ９０５は、フォトセンサー９０１の後ろ（前は、目の前に向かってすなわちひとみに最も接近して方向づけられた方向をいう）に配置される。

図１０は、一実施形態による二つの電気活性レンズ素子１００５の間に「はさまれた」フォトセンサー９０１を示す。二つの透明電極９１０も示される。電気活性レンズ１００５はコントローラー１０１０によって制御される。

さらに別の実施形態では、フォトセンサーアレイはさまざまなＩＯＬ設計に統合され、取り付けられ、または隣接して配置され、それらは、機械的または他の力によって変形可能に調節される変形可能レンズを有する非電気活性レンズを利用するＩＯＬシステム、マルチレンズシステムを有する移動可能レンズシステム、焦点距離を調節可能な任意のレンズシステムを含む。図１１は、固定レンズ１１１０および集束レンズ１１０５を有する非電気活性多重焦点システムと共にフォトセンサー９０１がどのように使用されるかの例を示す。

図１２に示される一実施形態では、フォトディテクターセンサーアレイは、光学の多重焦点レンズおよび関連コントローラーおよびアクチュエーターに統合され、注目の物体までの距離、相対周辺明るさレベルおよびそれまたは両方の変化を決定するために使用される。センサーアレイは一実施形態ではプログラマブルアレイである。センサー素子のイルミネーションの程度および分布は、ひとみを通過する任意の所定の瞬間の分布および強度を示し、このデータは、その瞬間またはその近くにおけるひとみのサイズを決定するために使用される。一実施形態では、活性化される（すなわちしきい値光強度を超えて受ける）フォトセンサー素子の数またはパターンおよびいくつかの場合には光強度の程度がレンズ素子を駆動するためにコントローラーによって直接使用される。別の実施形態では、照明されたフォトセンサー素子を表わすデータは、たとえばアルゴリズム処理または参照テーブルと比較によってさらに処理され、たとえばひとみサイズを決定し既知のひとみ応答基線から物体距離を得ることによって注目の物体までの距離を決定する。

特に、図１２は、注目の物体までの距離を得るために入射光を検出するための、またひとみサイズまたは周辺光強度の変化またはそれら両方を決定するためのセンサー１２１０を有するＩＯＬシステム１２００のブロック図を示す。データ処理および指示制御のためのマイクロコントローラー１２０５、合焦素子を駆動するためのアクチュエーター１２２０および多重焦点レンズ素子１２１５も含まれる。電源（またはエネルギー源）１２２５は、コントローラー１２０５、距離測定フォトセンサー１２１０およびアクチュエーター１２２０に電力を供給する。

図１３は、注目の物体までの距離を決定し、一実施形態による多重焦点レンズシステムを調節するためのプロセス１３００を示す。ブロック１３０５において、ひとみを通って受けられた分布が測定される。入射光に基づいたひとみサイズがブロック１３１０において決定される。今度は、ひとみサイズに基づいた注目の物体までの距離がブロック１３１５において決定され、ブロック１３２０において、物体距離に適切なレンズシステムの焦点距離が決定される。ブロック１３２５において、アクチュエーターがレンズ焦点を調節するために駆動される。

図１３に示されるように、マイクロコントローラー１３３０は、プロセス１３００のブロック１３１０〜１３２５をおこなうための指示で符号化される。これは、ファームウェアまたはソフトウェアで実行され得る。実施形態では、指示は、ハードウェア（たとえばエイシック（asic））で直接符号化される。指示は、（図示しない）ピクセル化アレイおよびフォトセンサー１３３５を備えたシングルチップ上で符号化され得る。マイクロコントローラーの指示は、フォトセンサー１３３５データからデータを受け取るための、また注目の物体までの距離を決定するための指示を含む。たとえば、フォトセンサー１３３５からの生データは、マイクロコントローラー１３３０にアクチュエーターへ指示を出させてもよく、それが次にレンズシステムを動作させて焦点距離変更を達成する。そのような装置では、フォトセンサー１３３５の活性化された素子または照明された素子の特定の群または配向がマイクロコントローラー１３３０の焦点調節指示をもたらす。この機能は、参照テーブルまたは類似物によって実行され得る。テーブルは、（標的距離を表わす）センサー素子イルミネーションパターンとレンズシステムからの必要とされる集光力との間のマッピングを表わす。

あるいは、フォトセンサー１３３５からのデータは、マイクロコントローラー１３３０、およびアクチュエーターを指示するマイクロコントローラー１３３０によって使用されるこの後の処理計算の結果によってさらに処理されてもよく、それは、システムの焦点距離を変更する。全体のオペレーションおよび結果は、フォトセンサーからの入力に基づいて、注目の物体までの距離が決定または推定され、必要な焦点調節力が決定され、望ましいパワーを得るためにその屈折率を変更するためにレンズシステムに作用するようにアクチュエーターが駆動される。電源は、コントローラー、距離測定フォトセンサーおよびアクチュエーターに電力を供給する。たとえば、統合距離測定器センサー、アクチュエーターおよびレンズシステムの場合に、単一の電源が三つすべてに供給し得る、または個別の電源が各コンポーネントに電力を供給し得る。システムのための電源は、バッテリー、コンデンサーなどの再充電可能なエネルギー蓄積装置またはこの技術分野で既知な他のエネルギー貯蔵であり得る。エネルギー発生手段の例は、システムによる使用または貯蔵のために、光子、熱的および力学的エネルギーをそれぞれ獲得可能な光電子、熱電気および圧電トランスデューサーを含んでいる。誘導カップリング、レーザーまたはＲＦエネルギーによるエネルギー伝達および貯蔵は他の例であるが、本発明はいかなる特定電力生成または貯蔵手段にも制限されない。

一実施形態のＩＯＬシステムは、連続的に変化する焦点特性および集光力を有する。別の実施形態では、レンズシステムは、多くの特定の集光力に制限される。たとえば、システムは、＋２と−１０Ｄの間で０．１Ｄの増分で連続的に調節するように構成されてもよく、またシステムは、三つの異なる集光力、たとえば遠方視力用の０Ｄ、中間視力用の１Ｄおよび近方視力用の３Ｄだけを有するように設計されてもよい。特定の適用または要望に応じて、広範囲のオプションが、注目の物体までの距離を決定する際の正確さの程度、範囲および感度、およびシステムの焦点調節力を合わせる能力を有するシステムから入手可能である。

上に説明したように、注目の物体までの距離の正確な決定は、ひとみサイズおよび周辺明るさレベルを測定し、それらの測定値を経験的に確立された患者のひとみサイズ基線と比較することによって実施され得る。調整可能多重焦点レンズシステムと連結されたこの距離測定能力は、注目の物体に焦点を合わせるために、レンズシステムが適切に調節されることを可能にする。明るさの変化および物体距離の変化に応じたひとみサイズおよびひとみサイズの変化を関する患者または母集団の基線も、距離測定のさらなる改善および精度を可能にするために作成され得る。下で説明されるように、個別フォトセンサーの照明の強度の変化は、周辺明るさの変化の尺度を提供し、このデータは、ひとみ（pupilary）反射応答を識別し、不正確さを解決するために使用され得る。

たとえば、個人は、あるレベルの明るさから別のレベルの明るさに移行し得、明るさレベルの変化は重大なひとみ（pupilary）明るさ応答を引き起こす。たとえば、室内環境を去って明るい日光の外に散歩しに行くことや、以前は暗かった部屋の明るいライトをつけることは、数桁の周辺明るさの変化および重大なひとみ（pupilary）収縮をもたらす。これらの状況の逆は、すなわち明るく照明された環境から相対的暗やみへの移行は、重大なひとみ（pupilary）膨脹をもたらす。これらの状況では、ひとみ（pupilary）明るさ応答は一時的に（たとえば網膜が調節するまで）共同運動応答を支配し得、ひとみ径の迅速な変化は、注目の物体までの距離が変化したことを必ずしも示すものではなく、むしろ明るさのレベルが変化したことを示すものであろう。

一実施形態では、個別センサー素子の明るさレベルの時間変化が測定され、あらゆる潜在的な不正確さを区別し解決するために使用される。相対明るさの変化を個別センサー素子において時間の機能として測定することによって、システムがたとえば明るさが増加しているか減少しているかを決定することを可能にする。

図１４Ａ〜Ｆは、明るさ反射のためにひとみサイズ変化をもたらす仮説のシナリオ、および距離測定器フォトセンサーが明るさレベル変化によるひとみ（pupilary）応答をどのように区別するかを示す。しきい値レベルを超えて照明されるフォトセンサー素子５２０の数は、ひとみサイズを決定する情報を提供する。各センサー素子の照明の強度の変化は周辺光レベルの変化を示す。

図１４Ａは、たとえば１００ｆｔ−ｃの明るさの明るい部屋内で１ｍにある物体（１ジオプトリー）見ている被験者の目の４ｍｍのひとみ径を示す。４ｍｍのひとみ径に対応する中央のフォトセンサー素子５２０は１００の相対強度で照明される。１ジオプトリーの収束視力調節を必要とする１ｍの注目距離の物体に対応する１００の相対明るさの４ｍｍのこのひとみ径は、一実施形態にしたがって上に論じたような個別患者の基線測定から得られる。図１４Ｂは、ルームライトが１０ｆｔ−ｃに暗くされ、それが、たとえば、ひとみを５ｍｍに拡張させる場合を示す。ひとみサイズの増大のために追加の周辺のフォトセンサー素子が照明されるが、４ｍｍの元のひとみサイズに対応する中央のセンサーの相対強度は１０に落ちる。内側のセンサー素子の強度のこの減少および照明されるフォトセンサー素子５２０の数の同時増加は、注目の物体までの距離が変化したからではなく、相対明るさの減少のためにひとみが拡張したことをシステムに示す。同様の結果が、ライトが１ｆｔ−ｃにさらに暗くされた図１４Ｃに示される。この場合、ひとみは拡張し、照明されるフォトセンサー素子５２０の数および径方向の広がりは増大し、それによりひとみの拡大を示すが、一（１）の相対値への輝度の急激な減少は、ひとみ拡張が注目の物体までの距離の変化でなく明るさレベルの変化によるものであったことを示す。この状況の距離測定システムまたはコントローラーは、一実施形態によれば、注目の物体までの距離の変化によるのではなく、相対明るさの変化を伴うひとみ変化と相関があり、ＩＯ多重焦点システムは焦点距離を変更しない例である。

図１４Ｄは、たとえば１００ｆｔ−ｃの明るさの明るい部屋内で１ｍにある物体（１ジオプトリー）見ている被験者の目の４ｍｍのひとみ径を示す。４ｍｍのひとみ径に対応する中央のフォトセンサー素子５２０は１００の相対強度で照明される。図１４Ｅは、ルームライトが５００ｆｔ−ｃに明るくされ、それが、たとえば、ひとみを５ｍｍに収縮させる場合を示す。１００ｆｆｔ−ｃで照明されたほとんど周辺のフォトセンサー素子５２０は、明るさ反射によって引き起こされたひとみサイズの減少のためにもはや照明されない。しかしながら、３ｍｍの新しいひとみサイズに対応する中央のフォトセンサー素子の相対強度は５００に増大する。内側のフォトセンサー素子の強度のこの増大および照明されるセンサーの数の同時減少は、注目の物体までの距離が変化したからではなく、相対明るさの増大のためにひとみが収縮したことをシステムに示す。同様の結果が、ひとみが２５００ｆｔ−ｃ（たとえば明るい空）に増大された光強度に遭遇する図１４Ｆに示される。ひとみは恐らく最大に収縮し、照明されるフォトセンサー素子５２０の数および径方向の広がりは減少し、それによりひとみの収縮を示すが、２５００の値への相対輝度の急激な増大は、ひとみ収縮が注目の物体までの距離の変化ではなく明るさレベルの変化によるものであったことを示す。この状況の距離測定システムまたはコントローラーは、一実施形態によれば、注目の物体までの距離の変化によるのではなく、相対明るさの変化を伴うひとみ変化と相関があり、ＩＯ多重焦点システムは焦点距離を変更しない例である。

一般に、これらの実施形態は、周辺明るさレベルの変化を考慮に入れながらひとみサイズおよび物体距離を決定する眼内フォトセンサーおよびプロセッサーを利用して注目の物体までの距離を正確に決定する方法を提供する。ひとみ（pupilary）明るさ反射が重大な量のひとみ（pupilary）サイズ変化を与えるほどに相対明るさが著しく急速に増大または減少するならば、システムは、ひとみ（pupilary）収縮または膨脹が明るさ反射か共同運動反射にためのいずれかであるか、またどの程度であるかを推定または決定し、それにより変化する相対明るさ状態下においても注目の物体までの距離を正確に連続的に決定する。

図１５および１６は、例が、変化する明るさの状態下において注目の物体までの距離を決定するための他の実施形態による例総括的プロセスフロー図を示す。おのおのは、明るさおよび近方収束シナリオを変更および変化させることに関するひとみサイズおよびその変化の個別患者または母集団群基線を初期に確立することを含む。これらの基線は、たとえば臨床医のオフィスの経験測定によって、または文献を参照して作成され得、基線は、特定の適用要望および感度に必要であるのと同じくらい多いまたは少ないパラメーターおよびデータ点を有し得る。基線は、ＩＯ距離測定器システムへのプログラミング入力として使用され、それは、ひとみを通過した光を測定し、ひとみのサイズ、相対明るさレベルおよびそれらの物理変数の変化を推定するためのセンサーユニットを有する。この分野の当業者には明白なように、この分野で知られる重み付けアルゴリズム、ニューラルネットワークその他を含むさまざまな数学的手法がそのような基線を確立するために使用され、さまざまな処理手段（たとえばエイシック（asic））が測定眼内分布および強度変化と基線の相関をとる相関機能を実行するために使用され得るであろう。

図１５を参照すると、ブロック１５０２において、各センサー素子における放射が検出される。ブロック１５０４において、各センサー素子の光強度レベルおよび強度の変化率ｄ／（ｄｔ）が決定され、ブロック１５０６に供給される。図１５に示されるように、ブロック１５０４および１５０６は並行に動作する二つの別個のプロセスであり得る。ブロック１５０６は、センサー素子によって検出される強度の空間分布を決定し、ひとみを通過する光の空間強度分布を示す。空間分布の変化ｄ／（ｄｔ）（空間分布）がブロック１５１０において決定される。ブロック１５１２は、ブロック１５０８において得られる周辺明るさレベルおよび明るさの変化ｄ／ｄｔ（明るさ）の推定値に加えて、ブロック１５１０において得られる情報を使用して、ひとみサイズおよびひとみサイズの変化ｄ／（ｄｔ）（ひとみサイズ）を推定する。

ブロック１５２０において、患者の基線が、さまざまな明るさレベルおよび物体距離ならびにそれらの組み合わせに対するひとみサイズを測定することによって初期化される。（並列または連続のいずれかの）ブロック１５２２において、さまざまな変化する明るさおよび物体距離に対するひとみサイズの変化が測定される。ブロック１５２０および１５２２から得られる情報に基づいて、ブロック１５２４において、場合が、明るさレベル、物体距離、明るさおよび距離の変化、およびおのおのの組み合わせになり得るとき、ひとみサイズおよび／またはサイズ変化、返答時間、その他に関する一般的な関係またはカーブが得られるおよび／または適合される。ブロック１５１４において、測定および計算されたデータが一般化カーブまたは参照テーブルと相関がとられ、ブロック１５１６において、注目の物体までの距離が決定される。ブロック１５１８において、注目の物体までの距離の変化が決定される。

図１６を参照すると、ブロック１６０２において、入射光分布および強度が測定され、ブロック１６０４において、各センサー素子によって記録された強度がその素子における先の測定値と比較される。さらに、ブロック１６１０において、（たとえば径方向の）入射光の分布に基づいてひとみサイズが決定される。ブロック１６０６において、強度の変化がしきい値Δ（＋１／−）を超えるかどうかの決定がなされる。そうでないならば、次にブロック１６０８において、注目の物体までの距離がひとみサイズに基づいて計算される。

変化がしきい値を越えるならば、ブロック１６１２において、相対明るさの変化が先の測定値から決定され、ブロック１６１８において、明るさ変化によるひとみサイズの予想される変化が決定される（または計算される）。ブロック１６１２および１６１６に続いて、ブロック１６２０において、ひとみサイズの変化が明るさの変化と相関がとられ、明るさ応答を修正する。この情報に基づいて、ブロック１６２２において、注目の物体までの距離が決定される。

一実施形態では、各患者のひとみサイズは、患者のひとみ応答基線を確立するために光強度および距離（収束）の９つの異なる状態の下で測定され、
ひとみサイズは、３つの距離測定（２０ｆｔ、１０ｆｔ、１ｆｔ）のおのおのに対して、低い、中間および高いレベルの明るさにおいて測定される。別の実施形態では、各距離に対して明るさの２つの測定だけがおこなわれる。また別の実施形態では、６つの異なる距離に対して６レベルの明るさが測定され、合計３６の測定を必要とする。適用と感度に応じてあらゆる数の組み合わせが可能である。この分野の当業者には明白なように、明るさと距離の各組み合わせをカバーする関係カーブを得るために得られたデータは内挿および外挿される。いくつかの実施形態では、実験データが得られ、対応ひとみ応答関係が、一般母集団、母集団下位群および個別患者に対して確立される。実験データが得られうるであろう、またひとみサイズと明るさレベルの対応関係が、たとえば年齢に基づく一般母集団、母集団下位群、または個別患者に対して確立されうるであろう、またそれらのデータは、個人または母集団群に依存するさまざまなレベルのカスタマイズおよび焦点調節の微調を提供するために使用した。

別の実施形態では、さまざまな照明および標的距離組み合わせに対して決定される結果ひとみサイズだけでなく、実際のひとみ応答、たとえば、サイズ、速度およびオバーシュートまたは微調節の程度が、光レベルおよび標的距離の両方の同時または近同時変化とともにどのように変化するかが測定され、それらのデータはほとんど実世界状態に対する個人基線応答をより正確に決定するために使用した。

個人または母集団をベンチマークおよび確立することによって、相対明るさの影響およびひとみ径上の物体距離の両方を考慮に入れる特定のひとみ（pupilary）応答は、本発明の実施形態を利用するさまざまな照明状態において注目の物体までの距離の正確な決定を可能にする。一実施形態では、各ＩＯＬシステムは、さまざまな光レベルにおいて決定されるひとみサイズが、物体距離の正確な決定をもたらし、また個別患者に対して最適の焦点をもたらすようにＩＯコントローラーをプログラムすることによって、各個別患者にカスタマイズされる。

特定の実施形態への参照によってこの発明が例証されたが、本発明の明らかに範囲内にあるさまざまな変更および改造がおこなわれてもよいことはこの分野の当業者には明白である。本発明は、添付の特許請求の範囲の要旨および範囲内において広く保護されることが意図される。

Claims (81)

1. 注目の物体までの距離を決定するための方法であり、
   物体に関する目のひとみのサイズを測定するステップと、
   測定ひとみサイズに基づいて注目の物体までの距離を推定するステップとを有する方法。
2. ひとみのサイズを測定することは、ひとみを通過する光量および分布の少なくとも一方を測定することによって実施される請求項１の方法。
3. ひとみのサイズを使用して視覚収束の程度を推定して、注目の物体までの距離を推定するステップをさらに有する請求項１の方法。
4. ひとみを通過する光量および分布の少なくとも一方を測定することは目に埋め込まれたフォトセンサーによって実施され、ひとみサイズおよび注目の物体までの距離を推定することはプロセッサーによっておこなわれる請求項２の方法。
5. ひとみを通過する光の強度の変化を検出することによって目に影響を与える周辺明るさの変化の推定するステップをさらに有する請求項１の方法。
6. 周辺明るさの変化によるひとみサイズ変化の量を推定するステップをさらに有する請求項１の方法。
7. 周辺明るさ変化によるひとみサイズ変化と注目の物体までの距離の変化とを識別するステップをさらに有し、ひとみサイズに基づく注目の物体までの距離の精度は周辺明るさの変化に本質的に影響されない請求項１の方法。
8. （ａ）それぞれのひとみサイズおよび注目の物体距離の少なくとも一方と（ｂ）個別患者または患者集団の間のそれぞれの周辺明るさレベルとの間の複数の個別基線関係を確立するステップと、
   事前確立関係に基づいて距離を推定するステップとをさらに有する請求項１の方法。
9. ひとみサイズ、周辺明るさおよび距離の変化の推定はプログラマブルフォトセンサーおよびプロセッサーを使用して実施される請求項８の方法。
10. プログラマブルフォトセンサーは眼内に埋め込まれる請求項９の方法。
11. 眼内多重焦点レンズシステムにおける焦点距離を調節することへの使用のための注目の物体までの距離を推定する方法であり、
    目のひとみに入る光子エネルギーを検出することと、
    検出の間に得られる光子エネルギーの分布に基づいてひとみサイズの推定することと、
    ひとみサイズに基づいて注目の物体までの距離を推定することとを有する方法。
12. ひとみが、視覚収束の程度の推定値を表わす請求項１１の方法。
13. 目に影響を与えるひとみサイズの対応する光強度の変化を推定することと、
    明るさの変化によるひとみサイズ変化に基づいて注目の物体までの距離を推定することとをさらに有する請求項１１の方法。
14. 人間視覚システムに影響を与える相対明るさの変化を検出するための方法であり、
    ひとみを通って目に入った光子エネルギーの最初の分布を測定することと、
    最初の分布の少なくとも一部分の強度の変化を検出することと、
    目に影響を与える明るさの相対変化を推定することとを有する方法。
15. 光子エネルギーの最初の分布の測定は、複数のセンサー素子を有する眼内フォトセンサーを使用して実施される請求項１４の方法。
16. プログラマブルフォトセンサーを目の中に埋め込むことと、
    プロセッサーを使用してひとみサイズおよび注目の物体までの距離を推定することとをさらに有する請求項１４の方法。
17. ひとみサイズ、周辺明るさの変化の推定、および距離の推定は、プログラマブルフォトセンサーおよびプロセッサーを使用して実施され、プログラマブルフォトセンサーおよびプロセッサーの両方は目の内に埋め込まれ、第一時刻に照明された第一組のセンサー素子の相対光強度は第二時刻に照明された第一組のセンサー素子の光強度よりも小さく、これにより周辺明るさの低下を示す請求項１４の方法。
18. 周辺明るさを変更する状態下において注目の物体までの距離を推定するための方法であり、
    第一時刻にひとみを通って目に入った光子エネルギーの第一空間分布および強度を測定することと、
    第二時刻にひとみを通って目に入った光子エネルギーの第二空間分布および強度を測定することと、
    第一時刻におけるひとみサイズと第二時刻におけるひとみサイズとを推定することと、
    第一時刻と第二時刻との間のひとみサイズの変化を推定することと、
    第一時刻と第二時刻とにおけるひとみに入射する光の強度の変化を推定することと、
    注目の物体までの距離と注目の物体までの距離の変化の少なくとも一方を推定することとを有する方法。
19. 注目の物体までの距離は、少なくとも一部分が、ひとみサイズとひとみサイズの変化、および視覚収束の程度と視覚収束の程度の変化の関係を使用することによって推定される請求項１８の方法。
20. 第一時刻と第二時刻における目に影響を与える光強度の変化に主によるひとみサイズ変化の量を推定することと、明るさの変化に主による第一時刻と第二時刻との間のひとみサイズの変化を考慮に入れて視覚収束および近方共同運動の少なくとも一方の程度を推定して注目の物体までの距離を推定することとをさらに有する請求項１８の方法。
21. 多重焦点眼内レンズシステムを調節して注目の物体に焦点を合わせる方法であり、
    ひとみを通過する光の空間分布を測定することと、
    空間分布に基づいて注目の物体までの距離を推定することと、
    距離に基づいて多重焦点レンズシステムの焦点距離を調節して注目の物体に焦点を合わせることとを有する方法。
22. ひとみを通過する光の空間分布を測定することは目に埋め込まれたフォトセンサーによって実施され、ひとみサイズおよび注目の物体までの距離を推定することはプロセッサーによっておこなわれる請求項２１の方法。
23. ひとみサイズ測定に基づいて注目の物体までの距離の変化を決定するときに周辺明るさのそれぞれの変動によるひとみサイズ変化を考慮に入れるための方法であり、
    ひとみサイズ、光強度、光強度の変化、および視覚収束の程度を測定し推定する眼内フォトセンサーおよびプロセッサーを使用してひとみ（pupilary）明るさ反射と共同運動反射を識別することと、
    前記識別に基づいて注目の物体までの距離を推定することとを有する方法。
24. 目のひとみに入射する光を検出することを実施可能なフォトセンサーと、
    フォトセンサーによって検出された光に基づいて注目の物体までの距離を推定することを実施可能なプロセッサーとを有する距離測定装置。
25. プロセッサーは、ひとみに入射する検出光の分布によってひとみサイズを推定することを実施可能である請求項２４の装置。
26. 推定ひとみサイズは、視覚収束の程度を推定するために、また注目の物体までの距離を推定するために使用される請求項２５の装置。
27. プロセッサーは、目に影響を与える周辺明るさの変化を推定することを実施可能である請求項２４の装置。
28. プロセッサーは、周辺明るさの変化によるひとみサイズ変化の量を推定することを実施可能である請求項２７の装置。
29. プロセッサーは、周辺明るさの変化と注目の物体までの距離の変化とによるひとみサイズ変化を識別することを実施可能であり、ひとみサイズに基づく注目の物体までの距離の推定の精度は周辺明るさの変化に著しく影響されない請求項２７の装置。
30. プロセッサーは、個別患者の基線と一致する、複数のひとみサイズおよびそれぞれの注目の物体距離、周辺明るさレベル、ひとみサイズ変化および注目の物体距離変化を推定し識別するように特定患者基線ひとみ応答データでプログラムされる請求項２９の装置。
31. フォトセンサーとプロセッサーはシングルチップ上に統合される請求項２４の装置。
32. フォトセンサーは感光素子のアレイを有する請求項２４の装置。
33. アレイは直線構成アレイである請求項３２の装置。
34. アレイは単一直線アレイである請求項３２の装置。
35. 感光素子の数は約５０未満である請求項３２の装置。
36. 感光素子の数は約３５未満である請求項３２の装置。
37. 感光素子の数は約１２未満である請求項３２の装置。
38. 装置に動力を供給する電源をさらに有する請求項２４の装置。
39. 電源は、入射光から力を得るように構築される請求項３８の装置。
40. 電源は、眼内電力手段を構成する請求項３８の装置。
41. フォトセンサーチップは少なくとも９５％透過性である請求項３１の装置。
42. フォトセンサーチップは少なくとも８０％透過性である請求項３１の装置。
43. フォトセンサーの感光素子の各々は個別にプログラム可能であり、フォトセンサーとプロセッサーは、スペクトル光強度の範囲、空間光強度の範囲、および分布を検出して、さまざまな光強度および分布を区別して、ひとみを通過する光強度および分布の変化を検出することを実施可能である請求項２４の装置。
44. 装置は、眼内に埋め込まれて作動するのに適している請求項２４の装置。
45. フォトセンサーは、個別患者または下位母集団群にカスタマイズされる請求項２４の装置。
46. カスタマイズは、個人および母集団群に対する複数の異なる物体距離および複数の異なる明るさ状態の少なくとも一つに対するひとみ（pupilary）応答の確立基線に基づく請求項４５の装置。
47. フォトセンサーチップは少なくとも９５％透過性である請求項４６の装置。
48. 装置は、注目の物体までの距離の推定値をレンズシステムに供給するための多焦点レンズシステムに連結される請求項２４の装置。
49. 目のひとみを通過した光を測定するための眼内フォトセンサーであり、
    光の空間分布を検出するための手段と、
    空間分布の変化を検出するための手段と、
    複数の相対強度を検出するための手段と、
    複数の相対強度の変化を検出するための手段とを有する眼内フォトセンサー。
50. ひとみサイズを推定するための手段と、
    注目の物体までの距離を推定するための手段とをさらに有する請求項４９に記載の眼内フォトセンサー。
51. 人間に視力を増強することに使用される装置であり、
    調整可能焦点距離を有し、焦点距離を調節するためのアクチュエーターを有するレンズシステムと、
    注目の物体までの距離を推定するための距離測定器と、
    距離測定器によって得られる推定距離に基づいてレンズシステムの焦点距離の調節をコントロールするためのレンズシステムおよび距離測定器に結合されたコントローラーとを有する装置。
52. 屈折率と焦点距離の少なくとも一方を調節するための手段と、
    注目の物体までの距離を推定するための手段と、
    注目の物体への焦点調節を達成するために推定距離に基づいて屈折率と焦点距離の少なくとも一方を調節するための手段とを有するレンズシステム装置。
53. 装置は、眼内に埋め込まれて作動するように構築される請求項５１の装置。
54. ひとみに入射する検出光の量および分布の少なくとも一方によってひとみサイズを推定することを実施可能なプロセッサーをさらに有する請求項５１の装置。
55. 推定ひとみサイズは、視覚収束の程度を推定して注目の物体までの距離を推定するために使用される請求項５４の装置。
56. プロセッサーは、目に影響を与える周辺明るさの変化を推定することをさらに実施可能である請求項５１の装置。
57. プロセッサーは、周辺明るさの変化によるひとみサイズ変化の量を推定することをさらに実施可能である請求項５１の装置。
58. プロセッサーは、周辺明るさ変化および注目の物体までの距離の変化によるひとみサイズ変化を識別することをさらに実施可能であり、ひとみサイズに基づく注目の物体までの距離の推定の精度は周辺明るさの変化に著しく影響されない請求項５１の装置。
59. プロセッサーは、各個別患者の基線と一致する、ひとみサイズおよび注目の物体距離、周辺明るさレベル、および、ひとみサイズ、注目の物体距離および周辺明るさレベルの変化を推定し識別するように特定患者基線ひとみ応答データでプログラムされる請求項５４の装置。
60. 距離測定器はさらにフォトセンサーを有する請求項５１の装置。
61. フォトセンサーとプロセッサーはシングルチップ上に統合される請求項６０の装置。
62. 距離測定器は感光素子のアレイをさらに有する請求項５１の装置。
63. 感光素子のアレイは直線構成アレイである請求項６２の装置。
64. 感光素子のアレイは単一直線アレイである請求項６２の装置。
65. 感光素子の数は約５０未満である請求項６２の装置。
66. 感光素子の数は約３５未満である請求項６２の装置。
67. 感光素子の数は約１２未満である請求項６２の装置。
68. 装置に動力を供給するように構築された電源をさらに有する請求項５１の装置。
69. 電源は眼内電源である請求項６８の装置。
70. フォトセンサーは少なくとも９５％透過性である請求項６０の装置。
71. フォトセンサーチップは少なくとも８０％透過性である請求項６０の装置。
72. フォトセンサーはプログラム可能であり、フォトセンサーの複数の素子は個々にプログラム可能であり、フォトセンサーとプロセッサーはスペクトルおよび空間光強度および分布を検出してひとみを通過するさまざまな光強度および分布を区別することを実施可能である請求項６０の装置。
73. 距離測定器は、個別患者および下位母集団群の少なくとも一方にカスタマイズされる請求項５１の装置。
74. 距離測定器は、異なる物体距離に対するひとみ（pupilary）応答の基線と個人および母集団群の少なくとも一方に対する異なる明るさ状態との少なくとも一方を確立するカスタマイズによってカスタマイズされる請求項７３の装置。
75. 目のひとみを通過した光を測定するための眼内フォトセンサーであり、
    光の空間分布を検出するための手段と、
    空間分布の変化を検出するための手段とを有する眼内フォトセンサー。
76. 光の相対強度を検出するための手段と、
    相対強度の変化を検出するための手段とさらに有する請求項７５の眼内フォトセンサー。
77. 注目の物体までの距離を推定するための手段をさらに有する請求項７５の眼内フォトセンサー。
78. 注目の物体までの距離の変化を推定するための手段をさらに有する請求項７５の眼内フォトセンサー。
79. ひとみを通った入射光を検出することと、
    ひとみのサイズを推定することと、
    入射光の相対明るさを推定することと、
    注目の物体までの距離を推定することとを有する方法。
80. 初期時間からのひとみのサイズの変化の推定することと、
    初期時間からの相対明るさの変化を推定することと、
    初期時間からの注目の物体までの距離の変化を推定することとをさらに有する請求項７９の方法。
81. 注目の物体までの距離および距離の変化の少なくとも一方に応じて、多重焦点レンズシステムの焦点距離および屈折率の少なくとも一方を調節して注目の物体に焦点を合わせるステップをさらに有する請求項７９のいずれかの方法。

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