(57)【要約】【課題】眼内において、所望のサイズの人工網膜を配置するためのスペース、及び光のエネルギーを電気エネルギーに変換するためのスペースの双方を確保することが可能な技術を提供する。【解決手段】実施形態に係る人工網膜システムは、変換手段と、人工網膜と、伝達手段とを有する。変換手段は、眼内に配置され、眼内に入射した光の一部を通過させ、且つ、光の他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する。人工網膜は、眼内に配置され、変換手段により得られた電気エネルギーを受けて動作し、変換手段を通過した光を検出して電気信号を発生する光電変換素子アレイを含む。伝達手段は、人工網膜により発生された電気信号を脳の視覚野に送るために用いられる。【選択図】図１
2015058142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼内に配置され、前記眼内に入射した光の一部を通過させ、且つ、前記光の他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する変換手段と、
前記眼内に配置され、前記変換手段により得られた電気エネルギーを受けて動作し、前記変換手段を通過した光を検出して電気信号を発生する光電変換素子アレイを含む人工網膜と、
前記人工網膜により発生された前記電気信号を脳の視覚野に送るための伝達手段と、
を含む人工網膜システム。
【請求項２】
前記変換手段に、前記眼内に入射した光の一部を通過させる開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の人工網膜システム。
【請求項３】
前記開口部は、前記人工網膜において黄斑部に対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の人工網膜システム。
【請求項４】
前記変換手段は、前記開口部に設けられ黄斑部に到達する光束を調整するレンズを含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の人工網膜システム。
【請求項５】
前記変換手段は、
前記眼内に入射した光の一部を透過させ、他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する透過型太陽電池を含み、
前記光電変換素子アレイのうち少なくとも一部は、
前記透過型太陽電池を透過した光を受けて前記電気信号を発生する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の人工網膜システム。
【請求項６】
前記変換手段は、
前記眼内に入射した光の一部を通過させ、他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する非透過型太陽電池を含み、
前記光電変換素子アレイのうち少なくとも一部は、
前記非透過型太陽電池を通過した光を受けて前記電気信号を発生する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の人工網膜システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、眼内に配置される人工網膜を有する人工網膜システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間が備える様々な感覚のうち視覚は、生活の質（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｌｉｆｅ：以下、ＱＯＬ）に大きな影響を与え、その障害はＱＯＬを著しく低下させる。従って、視覚に障害が生じた場合、失われた機能を補完する技術の確立は重要である。このような技術として、人工網膜が知られている。
【０００３】
特許文献１には、入射した光から電気信号を生成するフォトダイオードと、フォトダイオードにより生成された電気信号を視神経に伝達するための薄膜トランジスタとを有する人工網膜が開示されている。この人工網膜は、各種素子が形成される半導体層を積層させて３次元構造を実現することにより、フォトダイオードのサイズを大きく形成できるようにした手法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、網膜を有する眼球の内部に配置される人工網膜が開示されている。この人工網膜は、網膜の中心領域に配置される刺激アレイと、網膜の黄斑領域の外側などに配置される光電池とを含んで構成される。光電池は、周辺光に反応して電力を生成する。刺激アレイは、光電池により生成された電力を利用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７９７９９号公報
【特許文献２】特表２００６−５１７８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
眼内において、入射した光のエネルギーを電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーを受けて人工網膜を動作させる場合、人工網膜のサイズをある程度大きくしつつ、光のエネルギーを電気エネルギーに変換するためのスペースについては、できるだけ広く確保できることが望ましい。しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された技術では、眼内において、所望のサイズの人工網膜を配置するためのスペース、及び光のエネルギーを電気エネルギーに変換するためのスペースの双方を十分に確保することが難しい。
【０００７】
この発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的の１つは、眼内において、所望のサイズの人工網膜を配置するためのスペース、及び光のエネルギーを電気エネルギーに変換するためのスペースの双方を確保することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、眼内に配置され、前記眼内に入射した光の一部を通過させ、且つ、前記光の他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する変換手段と、前記眼内に配置され、前記変換手段により得られた電気エネルギーを受けて動作し、前記変換手段を通過した光を検出して電気信号を発生する光電変換素子アレイを含む人工網膜と、前記人工網膜により発生された前記電気信号を脳の視覚野に送るための伝達手段とを含む人工網膜システムである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の人工網膜システムであって、前記変換手段に、前記眼内に入射した光の一部を通過させる開口部が形成されている。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の人工網膜システムであって、前記開口部は、前記人工網膜において黄斑部に対向する位置に形成されている。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の人工網膜システムであって、前記変換手段は、前記開口部に設けられ黄斑部に到達する光束を調整するレンズを含む。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の人工網膜システムであって、前記変換手段は、前記眼内に入射した光の一部を透過させ、他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する透過型太陽電池を含み、前記光電変換素子アレイのうち少なくとも一部は、前記透過型太陽電池を透過した光を受けて前記電気信号を発生する。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の人工網膜システムであって、前記変換手段は、前記眼内に入射した光の一部を通過させ、他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する非透過型太陽電池を含み、前記光電変換素子アレイのうち少なくとも一部は、前記非透過型太陽電池を通過した光を受けて前記電気信号を発生する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、眼内において、所望のサイズの人工網膜を配置するためのスペース、及び光のエネルギーを電気エネルギーに変換するためのスペースの双方を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図２】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図３】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図４】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図５】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図６】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図７】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図８】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図９】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図１０】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図１１】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図１２】実施形態に係る人工網膜システムの動作例を表すフローチャートである。
【図１３】実施形態に係る人工網膜システムの動作例を表すフローチャートである。
【図１４】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図１５】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図１６】実施形態に係る人工網膜システムの動作例を表すフローチャートである。
【図１７】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【図１８】実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明に係る人工網膜システムの実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。この発明に係る人工網膜システムは、眼内に配置され、眼内に入射した光のエネルギーを変換することにより得られた電気エネルギーを受けて動作する人工網膜を含んで構成される。なお、この明細書に記載された文献の記載内容を、以下の実施形態の内容として適宜援用することが可能である。
【００１２】
〈第１の実施形態〉
［構成］
図１は、第１の実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例の機能ブロック図を表す。なお、図１では、光の経路は、破線で示す矢印で表され、実線で示すそれ以外（電気信号など）の経路と区別して表されている。人工網膜システム１００は、透過型太陽電池１３０と、人工網膜１８０と、電極部１９０とを備えている。人工網膜システム１００は、眼内に配置される。
【００１３】
透過型太陽電池１３０は、眼内に入射した光の一部を透過させ、且つ、その光の他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する。人工網膜１８０は、透過型太陽電池１３０により得られた電気エネルギーを受けて動作し、透過型太陽電池１３０を透過した光を検出して電気信号を発生する光電変換素子アレイを含む。電極部１９０は、人工網膜１８０により発生された電気信号を脳の視覚野に送るために用いられる。透過型太陽電池１３０と人工網膜１８０との間に、透過型太陽電池１３０により発生された電力（電気エネルギー）を供給するための電源線が接続される。人工網膜１８０と電極部１９０との間に、脳の視覚野に送られる電気信号を伝達するための信号線が接続される。以下、「通過」は「透過」の意味を含むものとし、この明細書では、「通過」を「透過」と同一視して用いることがある。また、この明細書では、「電気エネルギー」と「電力」とを同一視して用いることがある。
【００１４】
（透過型太陽電池）
透過型太陽電池１３０は、たとえば有機薄膜技術を用いて構成される。
【００１５】
図２は、第１の実施形態に係る透過型太陽電池１３０の一例の断面構造を模式的に表す。透過型太陽電池１３０は、光を受けて発電が行われる活性層１３１が正孔輸送層１３２と正孔ブロック層１３３とにより挟持された構造を有している。正孔輸送層１３２は、活性層１３１に対し受光面側に形成される。正孔ブロック層１３３は、活性層１３１に対し正孔輸送層１３２と反対の面側に形成される。正孔輸送層１３２の受光面側には、陽極となる透明電極１３４が形成される。透明電極１３４の受光面側には、透明基板１３５が配置される。一方、正孔ブロック層１３３の受光面と反対の面側には、陰極となる透明電極１３６が形成される。透明基板１３５、透明電極１３４、正孔輸送層１３２、活性層１３１、正孔ブロック層１３３、及び透明電極１３６を含む素子は、透明なエポキシ樹脂などからなる封止層１３７と透明基板１３８とによって封止される。
【００１６】
活性層１３１は、ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体とを有機溶媒に溶解させ、スピンコート法により塗布することで成膜される。成膜された活性層１３１は、バルクヘテロ接合構造を有する。透過型太陽電池１３０に入射した光は、活性層１３１において吸収される。活性層１３１では、たとえばｎ型有機半導体中で光励起により励起子が発生される。励起子は、ｎ型有機半導体中を拡散する。ｐｎ接合界面まで拡散した励起子は、ここで正孔と電子とに解離される。解離された正孔は、ｐ型有機半導体中を拡散し、正孔輸送層１３２で透明電極１３４まで輸送される。一方、解離された電子は、ｎ型有機半導体中を拡散し、正孔ブロック層１３３で透明電極１３６まで輸送される。この結果、透明電極１３４と透明電極１３６との間に電位差が発生する。
【００１７】
正孔輸送層１３２は、陽極側への正孔と電子の移動により、正孔と電子の再結合による失活を抑制する。正孔ブロック層１３３は、陰極側への正孔と電子の移動により、正孔と電子の再結合による失活を抑制する。
【００１８】
このような透過型太陽電池１３０に関する技術は、たとえば「低コストと高性能を実現する有機薄膜太陽電池技術」（斉藤三長、他２名、東芝レビュー、Ｖｏｌ．６７  Ｎｏ．１（２０１２）、ｐ．３０−３３）に記載されている。
【００１９】
以上のような構成により、透過型太陽電池１３０は、眼内に入射した光の一部を透過させ、他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換することができる。なお、後述するように、透過型太陽電池１３０に開口部を形成することにより、眼内に入射した光の一部を通過させ、且つ、光の他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換することができる。透過型太陽電池１３０は、「変換手段」の一例である。
【００２０】
（人工網膜）
人工網膜１８０は、光電変換素子アレイを備えており、透過型太陽電池１３０を透過した光を受けた各光電変換素子により生成された電気信号を電極部１９０に出力する。光電変換素子アレイは、複数の光電変換素子がたとえばマトリックス状に配列されたものである。このような人工網膜１８０は、公知の構造の人工網膜を用いることができる。人工網膜１８０は、「人工網膜」の一例である。
【００２１】
（電極部）
電極部１９０は、たとえばマトリックス状に配列された複数の刺激用電極を有する。複数の刺激用電極のそれぞれは、人工網膜１８０を構成する複数の光電変換素子のいずれかに対応している。各刺激用電極は、対応する光電変換素子に電気的に接続される。複数の刺激用電極は、人工網膜１８０により生成された電気信号で眼内の網膜や視神経を刺激するように埋植される。たとえば、複数の刺激用電極は、視細胞、網膜神経節細胞、又は双極細胞に電気信号が伝達されるように埋植される。電極部１９０は、「伝達手段」の一例である。
【００２２】
［配置例］
図３は、第１の実施形態に係る人工網膜システム１００が配置された眼の概略断面図を表す。図３は、右の眼を上面から見たときの断面図を表しており、図１と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図３では、図示の便宜上、人工網膜システム１００を構成する各部の間に接続される電源線や信号線を省略している場合がある。
【００２３】
眼球２０は、外側が強膜２１で覆われたほぼ球状の形を有している。眼球２０の前方から入射した光は、角膜２２により屈折し、虹彩２３によりその大きさが調整された瞳孔２４を通り抜ける。瞳孔２４を通り抜けることで、網膜３０に投射される光量が調整される。瞳孔２４を通過した光は、水晶体２６に入射する。水晶体２６は、毛様体２７の運動（緊張や弛緩などの状態）により毛様体小帯（チン小帯）２８を介して厚みが変化するようになっている。瞳孔２４を通過した光は、厚みによって屈折力が変化する水晶体２６により再び屈折する。
【００２４】
水晶体２６により屈折された光は、硝子体２９を通って、透過型太陽電池１３０に到達する。透過型太陽電池１３０は、入射した光の一部を透過させ、他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する。透過型太陽電池１３０により変換された電気エネルギーは、脈絡膜３１により酸素や栄養などが供給される網膜３０の機能を実現する人工網膜１８０に供給される。透過型太陽電池１３０を透過した光は、人工網膜１８０に到達する。人工網膜１８０に到達した光は、電気信号に変換される。人工網膜１８０により生成された電気信号は、電極部１９０を介して、視細胞、網膜神経節細胞、双極細胞、又は視神経３２を介して脳まで送られる。
【００２５】
以上のように、この実施形態では、水晶体２６と人工網膜１８０との間に透過型太陽電池１３０が配置される。人工網膜１８０は、透過型太陽電池１３０を透過した光に対応した電気信号を生成する。これにより、透過型太陽電池１３０及び人工網膜１８０の一方が他方のサイズを制限することなく、双方のサイズを十分に確保することができる。さらに、人工網膜１８０が眼底近傍に配置され、透過型太陽電池１３０がその前方側（角膜側）に配置される構成を採用することができるため、透過型太陽電池１３０のサイズを大きくすることができる。つまり、透過型太陽電池１３０の受光面のサイズを大型化することが可能となる。また、人工網膜１８０のサイズを確保して、より多くの情報を視神経に伝達させることができる。
【００２６】
なお、この実施形態では、透過型太陽電池１３０が、眼内に入射した光を透過させ、人工網膜１８０が、透過型太陽電池１３０を透過した光を直接的に受けて光電変換を行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、透過型太陽電池１３０が、眼内に入射した光を透過させ、人工網膜１８０が、透過型太陽電池１３０を透過した光を間接的に受けて光電変換を行うようにしてもよい。人工網膜１８０が透過型太陽電池１３０を透過した光を間接的に受ける例としては、眼内に入射した光を反射ミラー等の反射手段（光学素子）により１又は複数回にわたって反射させた光を人工網膜１８０が受ける場合がある。反射手段は、透過型太陽電池１３０に対し角膜側に配置されていてもよい。眼内に反射手段を設けた場合、透過型太陽電池１３０及び人工網膜１８０のそれぞれを眼内に効率的に配置できることがある。
【００２７】
［効果］
人工網膜システム１００は、実施形態に係る人工網膜システムの一例である。以下、実施形態に係る人工網膜システムの効果について説明する。
【００２８】
人工網膜システム（たとえば人工網膜システム１００）は、変換手段（たとえば透過型太陽電池１３０）と、人工網膜（たとえば人工網膜１８０）と、伝達手段（たとえば電極部１９０）とを有する。変換手段は、眼内に配置され、眼内に入射した光の一部を通過させ、且つ、光の他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する。ここで、「光の他の一部」は、眼内に入射した光から変換手段を通過した光の一部を除いた部分の全部を含んでもよい。人工網膜は、眼内に配置され、変換手段により得られた電気エネルギーを受けて動作し、変換手段を通過した光を検出して電気信号を発生する光電変換素子アレイを含む。伝達手段は、人工網膜により発生された電気信号を脳の視覚野に送るために用いられる。
【００２９】
このような人工網膜システムによれば、眼内に配置された変換手段は、入射した光の一部を通過（透過）させ、他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換し、人工網膜は、変換手段により得られた電気エネルギーを受けて動作することができる。このとき、人工網膜は、直接的に又は間接的に、変換手段を通過した光を受けることができる。人工網膜が、直接的に、変換手段を通過した光を受ける例としては、眼底近傍に人工網膜が配置され、角膜側に変換手段が配置された構成において、眼内に入射した光が変換手段を通過し、変換手段を通過した光が人工網膜に入射する場合がある。また、人工網膜が、間接的に、変換手段を通過した光を受ける例としては、眼底近傍に人工網膜が配置され、角膜側に変換手段が配置された構成において、眼内に入射した光が変換手段を通過し、変換手段を通過した光が眼内において反射手段（たとえば角膜の表面や反射ミラーなどの光学素子）により反射した光が人工網膜に入射する場合がある。こうすることで、眼底に人工網膜や光電池が配置された特許文献２の手法と異なり、眼内において、眼底近傍に配置された人工網膜に対し変換手段を角膜側に配置することができるなど眼内に入射した光の軸上に変換手段及び人工網膜を配置する構成の実現が可能となり、変換手段及び人工網膜の一方が他方のサイズを制限することなく、所望のサイズの人工網膜を配置するためのスペース、及び光のエネルギーを電気エネルギーに変換するためのスペースの双方を確保することができる。
【００３０】
また、人工網膜システムでは、変換手段は、透過型太陽電池（たとえば透過型太陽電池１３０）を含んで構成されていてもよい。透過型太陽電池は、眼内に入射した光の一部を透過させ、他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する。光電変換素子アレイは、透過型太陽電池を透過した光を受けて電気信号を発生する。
【００３１】
このような人工網膜システムによれば、変換手段は、眼内に入射した光を透過させ、人工網膜を構成する光電変換素子アレイは、変換手段を透過した光を受けて電気信号を発生することができる。こうすることで、眼内において、必要な光を確保するサイズの人工網膜を配置するためのスペース、及び入射光の受光面のサイズを最大限に確保した変換手段を配置するためのスペースの双方を確保することができるようになる。
【００３２】
〈第２の実施形態〉
第１の実施形態では、光のエネルギーを電気エネルギーに変換する変換手段が透過型である例を説明したが、この変換手段は、非透過型であってもよい。以下、第２の実施形態に係る人工網膜システムについて、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３３】
［構成］
図４は、第２の実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例の機能ブロック図を表す。図４において、図１と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図４では、光の経路は、破線で示す矢印で表され、実線で示すそれ以外（電気信号など）の経路と区別して表されている。
【００３４】
人工網膜システム２００は、非透過型太陽電池２３０と、人工網膜１８０と、電極部１９０とを備えている。人工網膜システム２００は、人工網膜システム１００と同様に、眼内に配置される。人工網膜システム２００が人工網膜システム１００と異なる点は、透過型太陽電池１３０に代えて非透過型太陽電池２３０が設けられた点である。非透過型太陽電池２３０は、たとえばサイズや形状などを透過型太陽電池１３０と異ならせることによって、眼内に入射した光の一部を通過させる。たとえば、非透過型太陽電池２３０のサイズを小さくすることで、眼内に入射した光を通過させることが可能である。また、たとえば、非透過型太陽電池２３０に後述の開口部や切り欠き部を形成することにより、眼内に入射した光を通過させることが可能である。また、非透過型太陽電池２３０は、眼底中心や黄斑部に投射される光の経路上を避けて配置されてもよい。
【００３５】
非透過型太陽電池２３０と人工網膜１８０との間に、非透過型太陽電池２３０により発生された電力を供給するための電源線が接続される。また、人工網膜１８０と電極部１９０との間に、脳の視覚野に送られる電気信号を伝達するための信号線が接続される。
【００３６】
この実施形態では、非透過型太陽電池２３０に１又は複数の開口部が形成されている。
【００３７】
図５及び図６は、第２の実施形態に係る非透過型太陽電池２３０の構成例を表す。図５及び図６は、非透過型太陽電池２３０が、人工網膜システム２００の所定の軸Ｏに対して垂直に配置された場合を模式的に表したものである。非透過型太陽電池２３０には、図５に示すように、たとえば人工網膜システム２００の所定の軸Ｏに沿う光とその近くの光が通過する位置に開口部２３１が形成される。また、非透過型太陽電池２３０には、図６に示すように複数の開口部２３１が形成されていてもよい。
【００３８】
眼内に入射した光は、図５又は図６に示すように非透過型太陽電池２３０に形成された開口部２３１を通過して硝子体２９に到達する。
【００３９】
このような非透過型太陽電池２３０は、透過型太陽電池１３０と同様の活性層、正孔輸送層、及び正孔ブロック層を備え、これらを非透明の電極や基板や封止層などにより封止することによって形成される。非透過型太陽電池２３０は、「変換手段」の一例である。
【００４０】
この実施形態において、開口部２３１を通過した光が視細胞が密に存在する黄斑部に到達するように、非透過型太陽電池２３０に、人工網膜１８０において黄斑部に対向する位置に開口部２３１が形成されていてもよい。こうすることで、黄斑部に到達させる光量を確保することができるようになる。
【００４１】
なお、この実施形態では、非透過型太陽電池２３０に、開口部が形成された場合につい説明したが、非透過型太陽電池２３０に、切り欠き部が形成されていてもよい。また、この実施形態では、非透過型太陽電池２３０に、１又は複数の開口部が形成されているものとして説明したが、第１の実施形態に係る透過型太陽電池１３０に、１又は複数の開口部や切り欠き部が形成されていてもよい。
【００４２】
［効果］
人工網膜システム２００は、実施形態に係る人工網膜システムの一例である。実施形態に係る人工網膜システムは、以下のような効果を有する。
【００４３】
人工網膜システム（たとえば人工網膜システム２００）では、変換手段は、非透過型太陽電池（たとえば非透過型太陽電池２３０）を含んで構成されていてもよい。変換手段は、眼内に入射した光の一部を通過させ、その光の他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する。ここで、「光の他の一部」は、変換手段を通過した光の一部を除いた他の全部を含んでもよい。人工網膜を構成する光電変換素子アレイは、変換手段（非透過型太陽電池）を通過した光を受けて電気信号を発生する。
【００４４】
このような人工網膜システムによれば、眼内に入射した光が、変換手段を通過してから人工網膜に到達するように構成することができるため、眼内に入射した光の軸上に変換手段及び人工網膜を配置する構成の実現が可能となり、眼内において、変換手段及び人工網膜の一方が他方のサイズを制限することなく、所望のサイズの人工網膜を配置するためのスペース、及び光のエネルギーを電気エネルギーに変換するためのスペースの双方を確保することができる。さらに、人工網膜が眼底近傍に配置され、変換手段がその前方側（角膜側）に配置されるため、変換手段については、必要に応じて変換手段の受光面のサイズを大きくすることが可能となる。また、人工網膜のサイズを確保して、より多くの情報を視神経に伝達させることができる。
【００４５】
また、人工網膜システムでは、変換手段に、眼内に入射した光の一部を通過させる開口部（たとえば開口部２３１）が形成されていてもよい。
【００４６】
このような人工網膜システムによれば、人工網膜のサイズを制限することなく、変換手段のサイズを大きくしつつ、所望のサイズの人工網膜を配置するためのスペース、及び光のエネルギーを電気エネルギーに変換するためのスペースの双方を確保することができる。
【００４７】
また、人工網膜システムでは、開口部は、人工網膜において黄斑部に対向する位置に形成されていてもよい。
【００４８】
このような人工網膜システムによれば、変換手段及び人工網膜の双方のサイズを制限することなく、黄斑部に到達させる光量を確保することができるようになる。
【００４９】
また、人工網膜システムでは、変換手段は、透過型太陽電池（たとえば透過型太陽電池１３０）を含んで構成されていてもよい。変換手段（透過型太陽電池）は、眼内に入射した光の一部を透過させ、他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する。人工網膜を構成する光電変換素子アレイは、透過型太陽電池を透過した光を受けて電気信号を発生する。
【００５０】
変換手段が透過型太陽電池を含んで構成される場合でも、変換手段に、眼内に入射した光の一部を通過させる開口部（たとえば開口部２３１）が形成されていてもよい。また、開口部は、人工網膜において黄斑部に対向する位置に形成されていてもよい。
【００５１】
〈第３の実施形態〉
上記の実施形態では、眼内において、人工網膜１８０が、透過型太陽電池１３０などにより発生された電気エネルギーを受けて動作する場合について説明したが、人工網膜システムは、透過型太陽電池１３０などにより発生された電気エネルギーを受けて駆動されるレンズをさらに含んで構成されていてもよい。第３の実施形態では、水晶体２６に代えて設けられたレンズにより屈折された光が透過型太陽電池１３０又は非透過型太陽電池２３０に入射される。以下、第３の実施形態に係る人工網膜システムについて、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５２】
［構成］
図７は、第３の実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例の機能ブロック図を表す。図７において、図１と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図７では、光の経路は、破線で示す矢印で表され、実線で示すそれ以外（電気信号など）の経路と区別して表されている。人工網膜システム３００は、アルバレツレンズ１１０と、透過型太陽電池１３０と、第１検知部１４０と、駆動部１５０と、制御部１７０と、人工網膜１８０と、電極部１９０とを備えている。人工網膜システム３００は、眼内に配置される。
【００５３】
アルバレツレンズ１１０は、水晶体２６に代えて眼内に配置され、少なくとも焦点距離の変更が可能に構成される。透過型太陽電池１３０は、入射した光の一部を透過させ、他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する。第１検知部１４０は、毛様体２７の運動又は毛様体を運動させるための生体信号を検知する。毛様体を運動させるための生体信号は、たとえば脳から神経を介して毛様体に送られる信号を含む。第１検知部１４０は、外部からの電源供給が必要な場合、透過型太陽電池１３０により得られた電気エネルギーを受けて動作する。駆動部１５０は、透過型太陽電池１３０により得られた電気エネルギーを受けて動作し、第１検知部１４０により得られた検知結果に基づいてアルバレツレンズ１１０の焦点距離を変更する。制御部１７０は、透過型太陽電池１３０により得られた電気エネルギーを受けて動作し、駆動部１５０を制御する。その具体例として、制御部１７０は、第１検知部１４０により得られた検知結果に基づいて、検知結果に応じた焦点距離の変更量及びその変更方向を示す駆動信号を生成し、生成された駆動信号を用いて駆動部１５０を制御する。人工網膜１８０は、透過型太陽電池１３０により得られた電気エネルギーを受けて動作し、透過型太陽電池１３０を透過した光を光電変換素子アレイにより検出する。電極部１９０は、人工網膜１８０により発生された電気信号を脳の視覚野に送るために用いられる。
【００５４】
透過型太陽電池１３０と第１検知部１４０との間に、透過型太陽電池１３０により発生された電力を供給するための電源線が接続される。また、透過型太陽電池１３０と駆動部１５０との間に、透過型太陽電池１３０により発生された電力を供給するための電源線が接続される。また、透過型太陽電池１３０と制御部１７０との間に、透過型太陽電池１３０により発生された電力を供給するための電源線が接続される。また、第１検知部１４０と制御部１７０との間に、第１検知部１４０により得られた検知結果を送るための信号線が接続される。また、制御部１７０と駆動部１５０との間に、駆動部１５０を駆動する駆動信号を供給するための信号線が接続される。その他の点は、図１と同様である。
【００５５】
この実施形態では、アルバレツレンズ１１０は、眼内に入射した光を透過させる。透過型太陽電池１３０は、アルバレツレンズ１１０を透過した光のエネルギーを電気エネルギーに変換する。すなわち、角膜側にアルバレツレンズ１１０が配置され、眼底側に透過型太陽電池１３０が配置される。
【００５６】
（アルバレツレンズ、駆動部）
アルバレツレンズ１１０は、一対の光学素子１１１、１１２を有しており、光学素子１１１、１１２の相対的な移動により球面度数を変化させることができるようになっている。すなわち、アルバレツレンズ１１０は、光学素子１１１、１１２の相対的な移動により焦点距離の変更が可能に構成される。
【００５７】
図８は、第２の実施形態に係るアルバレツレンズ１１０の説明図を表す。図８において、水平方向をｘ方向とし、垂直方向をｙ方向とし、眼底方向をｚ方向としている。アルバレツレンズ１１０の所定の軸Ｏ上に、光学素子１１１、１１２が配置される。光学素子１１１、１１２のそれぞれは、互いに対向する面の形状が公知の３次元曲面により形成される。
【００５８】
軸Ｏに平行な方向をｚ方向とする。軸Ｏに直交するｘｙ平面（図８参照）内でｙ方向（上下方向）に光学素子１１１、１１２を相対的に移動させることにより、光学素子１１１、１１２を光学的に合成して得られる屈折力（球面度数）を連続的に変化させることができる。図８では、光学素子１１１が下方向（−ｙ方向）に移動され、光学素子１１２が上方向（＋ｙ方向）に移動される。
【００５９】
図９及び図１０は、第１の実施形態に係るアルバレツレンズ１１０の断面図の一例を表す。図９は、図８のアルバレツレンズ１１０をＫ方向からみたときの軸Ｏを通る垂直断面図を模式的に表したものである。図１０は、図９のＬ−Ｌ線に沿った断面図の一例を表す。
【００６０】
アルバレツレンズ１１０を構成する光学素子１１１、１１２は、所定の透過率を有する空気などの媒体が充填される外囲器１１３内に収容される。この媒体は、空気以外の気体、液体、又は粘性を有する固体であってもよい。外囲器１１３には、第１主面側（外部）からの光を外囲器１１３の内部に透過させる透明部材１１３ａと、外囲器１１３の内部の光を第１主面と反対側の第２主面側（眼内）に透過させる透明部材１１３ｂとが設けられている。光学素子１１１、１１２は、外囲器１１３の内部において透明部材１１３ａ、１１３ｂの間に配置される。
【００６１】
外囲器１１３の内部には、光学素子１１１、１１２を上下方向（図８のｙ方向）に相対的に移動させる超音波リニアモータ１１４ａ〜１１４ｄが設けられる。この実施形態では、超音波リニアモータ１１４ａ〜１１４ｄが駆動部１５０を構成する。
【００６２】
外囲器１１３には、左右に側壁部１１５ａ、１１５ｂが設けられている。側壁部１１５ａには、上下方向に延びるガイド溝１１６ａ、１１７ａが形成されている。側壁部１１５ｂには、ガイド溝１１６ａ、１１７ａに対応して上下方向に延びるガイド溝１１６ｂ、１１７ｂが形成されている。ガイド溝１１６ａには、超音波リニアモータ１１４ａが設けられている。ガイド溝１１６ｂには、超音波リニアモータ１１４ｂが設けられている。
【００６３】
超音波リニアモータ１１４ａ、１１４ｂのそれぞれは、圧電素子アレイ１１８ａと、固定子としての振動体１１９ａと、可動子１２０ａとを備えている。圧電素子アレイ１１８ａは、たとえば、電極と圧電素子とを交互に接続して直線状に形成される。振動体１１９ａは、たとえば、圧電素子アレイ１１８ａとは反対側に多数の歯が長手方向に配列され、圧電素子アレイ１１８ａにより振動駆動される。可動子１２０ａは、振動体１１９ａの多数の歯に摩擦により係合する。圧電素子アレイ１１８ａは、振動体１１９ａに固定される。ガイド溝１１６ａ、１１６ｂの可動子１２０ａ、１２０ａは、光学素子１１１の両側に固定される。
【００６４】
同様に、ガイド溝１１７ａには、超音波リニアモータ１１４ｃが設けられている。ガイド溝１１７ｂには、超音波リニアモータ１１４ｄが設けられている。
【００６５】
超音波リニアモータ１１４ｃ、１１４ｄのそれぞれは、圧電素子アレイ１１８ｂと、固定子としての振動体１１９ｂと、可動子１２０ｂとを備えている。圧電素子アレイ１１８ｂは、たとえば、電極と圧電素子とを交互に接続して直線状に形成される。振動体１１９ｂは、たとえば、圧電素子アレイ１１８ｂとは反対側に多数の歯が長手方向に配列され、圧電素子アレイ１１８ｂにより振動駆動される。可動子１２０ｂは、振動体１１９ｂの多数の歯に摩擦により係合する。圧電素子アレイ１１８ｂは、振動体１１９ｂに固定される。ガイド溝１１７ａ、１１７ｂの可動子１２０ｂ、１２０ｂは、光学素子１１２の両側に固定される。
【００６６】
図９及び図１０に示す構成において、圧電素子アレイ１１８ａの各電極に印加される電圧を制御することにより、振動体１１９ａの歯側に発生される屈曲定在波振動の位相が変更される。これにより、振動体１１９ａが可動子１２０ａを上方又は下方に移動させる。このような超音波リニアモータ１１４ａ、１１４ｂの構造としては、公知の超音波リニアモータの構造を用いることができる。
【００６７】
同様に、圧電素子アレイ１１８ｂの各電極に印加される電圧を制御することにより、振動体１１９ｂの歯側に発生される屈曲定在波振動の位相が変更される。これにより、振動体１１９ｂが可動子１２０ｂを上方又は下方に移動させる。このような超音波リニアモータ１１４ｃ、１１４ｄの構造としては、公知の超音波リニアモータの構造を用いることができる。
【００６８】
以上のような構成により、アルバレツレンズ１１０は、超音波リニアモータ１１４ａ〜１１４ｄによって光学素子１１１、１１２が上下方向に移動されることにより、所望の球面度数が設定される。なお、上記の構成を有するアルバレツレンズ１１０は、眼内への挿入と眼内での保持とが容易となるように所定の形状を有するパッケージ内に封止されてもよい。アルバレツレンズ１１０は、「レンズ」の一例である。駆動部１５０は、「駆動手段」の一例である。
【００６９】
（第１検知部）
眼の焦点距離は、水晶体嚢に包まれた水晶体の厚みを変化させることにより変更される。水晶体は、毛様体小帯（チン小帯）を介して水晶体嚢内に伝達される毛様体の運動により、厚みが変化する。そこで、第１検知部１４０は、水晶体の厚みを変化させる眼内の毛様体の所定部位の加速度、毛様体の所定部位の移動量、毛様体小帯の張力、及び毛様体の筋電位信号の少なくとも１つを検知する。
【００７０】
毛様体の所定部位の加速度を検知する場合、第１検知部１４０は、毛様体の所定部位に取り付けられた加速度センサなどにより構成される。第１検知部１４０により検知された加速度は、制御部１７０に出力される。制御部１７０は、たとえば、第１検知部１４０により検知された加速度と出力される駆動信号とが所定関係を有するように構成される。これにより、毛様体の劣化などにより毛様体の動きが不十分となった場合でも、毛様体の動きを増幅させた駆動信号を出力することができる。また、配置される眼の特性や毛様体の更なる劣化に事後的に対応するために、制御部１７０は、たとえば、加速度と駆動信号（振幅や位相）とを対応付けたテーブル情報を参照することにより、検知された加速度に対応した駆動信号を駆動部１５０に出力するようにしてもよい。この場合、テーブル情報は、変更可能に構成される。
【００７１】
毛様体の所定部位の移動量を検知する場合、第１検知部１４０は、毛様体の所定部位に取り付けられた位置センサなどにより構成される。第１検知部１４０により検知された移動量は、制御部１７０に出力される。制御部１７０は、たとえば、第１検知部１４０により検知された移動量と出力される駆動信号とが所定関係を有するように構成される。これにより、毛様体の劣化などにより毛様体の動きが不十分となった場合でも、毛様体の動きを増幅させた駆動信号を出力することができる。また、配置される眼の特性や毛様体の更なる劣化に事後的に対応するために、制御部１７０は、たとえば、移動量と駆動信号（振幅や位相）とを対応付けたテーブル情報を参照することにより、検知された移動量に対応した駆動信号を駆動部１５０に出力するようにしてもよい。この場合、テーブル情報は、変更可能に構成される。
【００７２】
毛様体小帯の張力を検知する場合、第１検知部１４０は、毛様体小帯に取り付けられた張力センサなどにより構成される。第１検知部１４０により検知された張力は、制御部１７０に出力される。制御部１７０は、たとえば、第１検知部１４０により検知された張力と出力される駆動信号とが所定関係を有するように構成される。これにより、毛様体の劣化などにより毛様体の動きが不十分となった場合でも、毛様体の動きを増幅させた駆動信号を出力することができる。また、配置される眼の特性や毛様体の更なる劣化に事後的に対応するために、制御部１７０は、たとえば、張力と駆動信号（振幅や位相）とを対応付けたテーブル情報を参照することにより、検知された張力に対応した駆動信号を駆動部１５０に出力するようにしてもよい。この場合、テーブル情報は、変更可能に構成される。
【００７３】
毛様体の所定部位の筋電位信号（広義には、生体信号）を検知する場合、第１検知部１４０は、毛様体の所定部位に取り付けられた筋電位センサなどにより構成される。第１検知部１４０により検知された筋電位信号は、制御部１７０に出力される。制御部１７０は、たとえば、第１検知部１４０により検知された筋電位信号と出力される駆動信号とが所定関係を有するように構成される。これにより、毛様体の劣化などにより毛様体の動きが不十分となった場合でも、毛様体の動きを増幅させた駆動信号を出力することができる。また、配置される眼の特性や毛様体の更なる劣化に事後的に対応するために、制御部１７０は、たとえば、筋電位信号と駆動信号（振幅や位相）とを対応付けたテーブル情報を参照することにより、検知された筋電位信号に対応した駆動信号を駆動部１５０に出力するようにしてもよい。この場合、テーブル情報は、変更可能に構成される。
【００７４】
第１検知部１４０は、上記のうちいずれか１つを用いて構成されてもよいし、上記のセンサのうち少なくとも２つの検知結果の組み合わせに対応した駆動信号を駆動部１５０に出力するように構成されてもよい。
【００７５】
以上のような構成により、第１検知部１４０は、毛様体の運動又は毛様体を運動させるための生体信号を検知し、検知結果を制御部１７０に出力する。制御部１７０は、第１検知部１４０により得られた検知結果に基づいて駆動信号を生成する。なお、第１検知部１４０は、透過型太陽電池１３０からの電力供給が不要なセンサなどにより構成されてもよい。この場合、透過型太陽電池１３０と第１検知部１４０との間に接続される電源線が不要になる。第１検知部１４０は、「第１検知手段」の一例である。
【００７６】
（制御部）
制御部１７０は、中央演算処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：以下、ＣＰＵ）及びＣＰＵにより実行されるプログラムが記憶されたメモリにより構成される。制御部１７０は、メモリに記憶されたプログラムに従って駆動部１５０を制御する。ここで、制御部１７０は、第１検知部１４０により得られた検知結果や人工網膜１８０により検出された画像を解析することにより、駆動部１５０を制御してアルバレツレンズ１１０の焦点距離を変更することができる。たとえば、制御部１７０は、上記したように、毛様体の運動を増幅した駆動信号を駆動部１５０に出力することができる。駆動部１５０は、第１検知部１４０により得られた検知結果に対応した駆動信号に基づいてアルバレツレンズ１１０の焦点距離を変更する。これにより、老化などにより毛様体の動きが不十分な場合であっても、駆動部１５０を駆動して、アルバレツレンズ１１０の焦点距離の変更を適切に行うことができるようになる。なお、制御部１７０は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）や制御回路により実現されてもよい。制御部１７０は、「制御手段」の一例である。
【００７７】
［配置例］
図１１は、第３の実施形態に係る人工網膜システム３００が配置された眼の概略断面図を表す。図１１は、右の眼を上面から見たときの断面図を表しており、図３又は図７と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図１１では、図示の便宜上、人工網膜システム３００を構成する各部の間に接続される電源線や信号線を省略している場合がある。
【００７８】
眼球２０は、外側が強膜２１で覆われたほぼ球状の形を有している。眼球２０の前方から入射した光は、角膜２２により屈折し、水晶体の位置に配置されたアルバレツレンズ１１０によって再び屈折する。
【００７９】
第１検知部１４０は、毛様体２７の運動又は毛様体２７を運動させるための生体信号を検知することができる。第１検知部１４０により得られた検知結果は、制御部１７０に送られる。制御部１７０は、第１検知部１４０により得られた検知結果に基づいて駆動信号を生成し、生成された駆動信号を駆動部１５０に出力する。駆動部１５０は、制御部１７０から受けた駆動信号に基づいてアルバレツレンズ１１０を駆動する。これにより、アルバレツレンズ１１０の焦点距離が変更される。
【００８０】
このように焦点距離が変更された人工網膜システム３００により屈折された光は、硝子体２９を通って、透過型太陽電池１３０を透過する。このとき、透過型太陽電池１３０は、入射した光のうち一部の光のエネルギーを電気エネルギーに変換する。透過型太陽電池１３０により変換された電気エネルギーは、第１検知部１４０、駆動部１５０、制御部１７０、及び人工網膜１８０に供給される。
【００８１】
透過型太陽電池１３０を透過した光は、人工網膜１８０に到達する。人工網膜１８０が有する光電変換素子アレイは、受光された光を電気信号に変換する。人工網膜１８０により生成された電気信号は、電極部１９０を介して、視細胞、網膜神経節細胞、双極細胞、又は視神経に伝達される。
【００８２】
［動作］
図１２は、第３の実施形態に係る人工網膜システム３００の動作例のフロー図を表す。図１２の各ステップに対応したプログラムは、制御部１７０が有するメモリに記憶される。制御部１７０が有するＣＰＵは、メモリに記憶されたプログラムを読み出し、読み出されたプログラムに対応した処理を実行する。
【００８３】
（Ｓ１：毛様体の運動を検知？）
まず、制御部１７０は、第１検知部１４０により得られた検知結果に基づいて、毛様体２７の運動が検知されたか否かを監視する。第１検知部１４０により毛様体２７の運動が検知されなかったとき（ステップＳ１：Ｎ）、制御部１７０は、第１検知部１４０による毛様体２７の運動が検知されたか否かの監視を継続する（リターン）。一方、第１検知部１４０により毛様体２７の運動が検知されたとき（ステップＳ１：Ｙ）、制御部１７０は、人工網膜システム３００の動作をステップＳ２に移行させる。なお、ステップＳ１では、毛様体２７を運動させるための生体信号が検知された否かを監視することも可能である。
【００８４】
（Ｓ２：テーブル情報を参照）
第１検知部１４０により検知される物理量の値と駆動信号の内容（振幅や位相）とを対応付けたテーブル情報が予め設定されている。その具体例として、第１検知部１４０が毛様体２７の所定部位の加速度、毛様体２７の所定部位の移動量、毛様体小帯２８の張力、及び毛様体２７の筋電位信号のいずれか１つの物理量を検知する場合、この物理量の値と駆動信号の内容とを対応付けたテーブル情報が予め設定されている。また、第１検知部１４０が毛様体２７の所定部位の加速度、毛様体２７の所定部位の移動量、毛様体小帯２８の張力、及び毛様体２７の筋電位信号のうち２以上の物理量を検知する場合、これら物理量の値の組み合わせと駆動信号の内容とを対応付けたテーブル情報が予め設定されている。制御部１７０は、上記のいずれかのテーブル情報を参照することにより、アルバレツレンズ１１０の焦点距離を変更するための駆動信号を生成する。たとえば、制御部１７０は、第１検知部１４０により得られた検知結果に対応して上記のいずれかのテーブル情報に設定された駆動信号の内容に基づいて駆動信号を生成する。
【００８５】
（Ｓ３：駆動信号を出力）
制御部１７０は、ステップＳ２において参照したテーブル情報に基づいて生成された駆動信号を、駆動部１５０に対して出力する。これ以降、制御部１７０は、人工網膜システム３００の動作をステップＳ１に移行させる（リターン）。
【００８６】
この実施形態では、第１検知部１４０により毛様体２７が水晶体を厚くするための運動（又はその運動させるための生体信号）が検知されたとき、人工網膜システム３００では、上記のテーブル情報に設定される内容に基づいて、焦点距離が現在の焦点距離より短くなるようにアルバレツレンズ１１０が駆動される。一方、第１検知部１４０により毛様体２７が水晶体を薄くするための運動（又はその運動させるための生体信号）が検知されたとき、人工網膜システム３００では、上記のテーブル情報に設定される内容に基づいて、焦点距離が現在の焦点距離より長くなるようにアルバレツレンズ１１０が駆動される。
【００８７】
なお、第１検知部１４０とは別に眼球運動を検知するための手段を設け、制御部１７０は、第１検知部１４０により得られた検知結果と当該手段により得られた検知結果とを用いることによって、第１検知部１４０による検知結果から眼球運動に関する情報をキャンセルして、水晶体の厚みを変化させるために実質的に必要な情報を抽出することが可能である。
【００８８】
また、この実施形態において、角膜側に透過型太陽電池１３０が配置され、眼底側にアルバレツレンズ１１０が配置されていてもよい。この場合、透過型太陽電池１３０と人工網膜３８０との間にアルバレツレンズ１１０が配置される。
【００８９】
［効果］
人工網膜システム３００は、実施形態に係る人工網膜システムの一例である。以下、実施形態に係る人工網膜システムの効果について説明する。
【００９０】
人工網膜システム（たとえば人工網膜システム３００）は、さらにレンズ（たとえばアルバレツレンズ１１０）と、レンズを駆動する駆動手段（たとえば駆動部１５０）とを備えてもよい。すなわち、人工網膜システムは、レンズと、変換手段（たとえば透過型太陽電池１３０）と、駆動手段と、人工網膜（たとえば人工網膜１８０）と、伝達手段（たとえば電極部１９０）とを含んで構成されてもよい。
【００９１】
レンズは、眼内に配置され、焦点距離の変更が可能に構成される。変換手段は、眼内に配置され、眼内に入射した光の一部を通過させ、且つ、その光の他の一部のエネルギーを電気エネルギーに変換する。ここで、「光の他の一部」は、眼内に入射した光から変換手段を通過した光の一部を除いた部分の全部を含んでもよい。駆動手段は、眼内に配置され、変換手段により得られた電気エネルギーを受けて動作し、レンズの焦点距離を変更する。人工網膜は、眼内に配置され、変換手段により得られた電気エネルギーを受けて動作し、変換手段を通過した光を検出して電気信号を発生する光電変換素子アレイを含む。伝達手段は、人工網膜により発生された電気信号を脳の視覚野に送るために用いられる。
【００９２】
このような人工網膜システムでは、変換手段において、眼内に入射した光のエネルギーが電気エネルギーに変換される。駆動手段は、変換手段によって変換された電気エネルギーを受けて、レンズを駆動する。これにより、眼内において、眼底近傍に配置された人工網膜に対し変換手段を角膜側に配置することができるなど眼内に入射した光の軸上に変換手段及び人工網膜を配置する構成の実現が可能となり、眼内の空間を有効に利用して変換手段及び人工網膜の一方が他方のサイズを制限することなく、所望のサイズの人工網膜を配置するためのスペース、及び光のエネルギーを電気エネルギーに変換するためのスペースの双方を確保することができる。さらに、従来と同様の手法で眼内にレンズを配置することが可能な上に、眼内に入射した光のエネルギーを用いてレンズの焦点距離が適切に変更され、人工網膜は、このレンズを透過した光を受けて電気信号を発生することができる。
【００９３】
また、人工網膜システムは、眼内に第１検知手段（たとえば第１検知部１４０）を配置し、毛様体の運動又は毛様体を運動させるための生体信号を検知するようにしてもよい。第１検知手段は、変換手段により得られた電気エネルギーを受けて動作する。駆動手段は、第１検知手段により得られた検知結果に基づいてレンズの焦点距離を変更する。
【００９４】
このような人工網膜システムによれば、第１検知手段により毛様体の運動又は毛様体を運動させるための生体信号を検知するようにしたので、毛様体の動きを増幅させて駆動手段によりレンズの焦点距離を変更することができる。これにより、毛様体の動きが不十分な場合でも、毛様体の動きを増幅させて、レンズの焦点距離を適切に変更することができるようになる。
【００９５】
また、人工網膜システムでは、第１検知手段は、毛様体の所定部位の加速度、毛様体の所定部位の移動量、毛様体小帯の張力、及び毛様体の所定部位の筋電位信号の少なくとも１つを検知するようにしてもよい。
【００９６】
毛様体の動きは、毛様体の所定部位の加速度の変化、毛様体の所定部位の移動量の変化、毛様体小帯の張力の変化、又は毛様体の所定部位の筋電位信号の変化を招く。そこで、このような物理量を検知する第１検知手段を設けることにより、毛様体の運動を高精度に検知することが可能となり、毛様体の運動に応じたレンズの高精度な駆動制御が可能となる。
【００９７】
また、人工網膜システムは、制御手段（たとえば制御部１７０）を含んでもよい。この場合、制御手段は、変換手段により得られた電気エネルギーを受けて動作し、駆動手段を制御する。
【００９８】
このような人工網膜システムによれば、変換手段により得られた電気エネルギーを受けて動作する制御手段を設けたので、駆動手段をより細かく制御することができるようになり、レンズの焦点距離をより適切に変更することができるようになる。
【００９９】
また、人工網膜システムでは、変換手段は、眼内に入射した光の一部を透過させ、他の一部のエネルギーを前記電気エネルギーに変換する透過型太陽電池を含んでもよい。
【０１００】
透過型太陽電池は、眼内に入射した光を透過させる。透過型太陽電池を透過した光は、人工網膜に到達する。これにより、人工網膜に到達する光を遮ることなく、透過型太陽電池の受光面のサイズを確保しつつ、所望のサイズの人工網膜を配置するためのスペース、及び光のエネルギーを電気エネルギーに変換するためのスペースの双方を確保することができる。また、人工網膜における光の吸収効率の低下を抑え、視神経に伝達させる情報をより多くすることができるようになる。
【０１０１】
また、人工網膜システムでは、レンズは、焦点距離の連続的な変更が可能に構成されることが望ましい。このような人工網膜システムによれば、毛様体の運動などに応じて、微妙な焦点距離の変更が可能となる。なお、レンズは、事後的に設定可能なステップごとに焦点距離の変更が可能に構成されていてもよい。
【０１０２】
また、人工網膜システムでは、レンズは、アルバレツレンズを含んでもよい。
【０１０３】
このような人工網膜システムによれば、眼内で発生された電力を利用してアルバレツレンズにより焦点距離の変更が可能な人工網膜システムを提供することができる。
【０１０４】
〈第４の実施形態>
第４の実施形態では、人工網膜１８０により検知された画像に基づいてアルバレツレンズ１１０が駆動される。以下、第４の実施形態に係る人工網膜システムについて、第３の実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１０５】
［構成］
第４の実施形態に係る人工網膜システムの構成は、第３の実施形態に係る人工網膜システム３００の構成と同様である。以下では、図７又は図１１を参照しつつ、第４の実施形態に係る人工網膜システムについて説明する。
【０１０６】
［動作］
図１３は、第４の実施形態に係る人工網膜システムの他の動作例のフロー図を表す。図１３の各ステップに対応したプログラムは、制御部１７０が有するメモリに記憶される。制御部１７０が有するＣＰＵは、メモリに記憶されたプログラムを読み出し、読み出されたプログラムに対応した処理を実行する。
【０１０７】
（Ｓ１１：毛様体の運動の検知結果を取得）
まず、制御部１７０は、第１検知部１４０により得られた毛様体２７の運動の検知結果を取得する。この検知結果は、毛様体２７の所定部位の加速度、毛様体２７の所定部位の移動量、毛様体小帯２８の張力、及び毛様体２７の筋電位信号のうち少なくとも１つの物理量の検知結果を含む。
【０１０８】
（Ｓ１２：人工網膜により検知された画像を取得）
次に、制御部１７０は、人工網膜１８０により検知された画像を取得する。その具体例として、制御部１７０は、人工網膜１８０において各光電変換素子により生成された電気信号を取得する。
【０１０９】
（Ｓ１３：解析）
続いて、制御部１７０は、ステップＳ１１において取得された検知結果、及びステップＳ１２において取得された画像の少なくとも１つを解析し、この解析結果に基づいて、駆動部１５０を駆動する駆動信号を生成する。
【０１１０】
たとえば、制御部１７０は、第１検知部１４０により得られた検知結果に対応した駆動信号を生成する。その具体例として、制御部１７０は、第１検知部１４０により得られた検知結果に基づいて、毛様体２７の運動が水晶体を厚くするための運動か、水晶体を薄くするための運動かを判別し、その判別結果に基づき駆動信号を生成する。水晶体を厚くするための毛様体の運動が検知されたとき、制御部１７０は、アルバレツレンズ１１０の焦点距離が現在の焦点距離より短くなるように駆動信号を生成する。水晶体を薄くするための毛様体の運動が検知されたとき、制御部１７０は、アルバレツレンズ１１０の焦点距離が現在の焦点距離より長くなるように駆動信号を生成する。このとき、制御部１７０は、毛様体２７の動きを増幅するように駆動信号を生成することができる。たとえば、第１検知部１４０により毛様体２７の微小な移動量が検知されたとき、制御部１７０は、検知された微小な移動量とこの移動量に対応した増幅率とを掛け合わせることにより駆動信号を生成し、生成された駆動信号によりアルバレツレンズ１１０の焦点距離を変更する。移動量に対応した増幅率は、事後的に変更可能に構成される。駆動信号は、焦点距離の変更量及びその変更方向に対応した信号である。
【０１１１】
また、たとえば、制御部１７０は、人工網膜１８０により得られた画像の鮮明さに対応した駆動信号を生成する。その具体例として、制御部１７０は、人工網膜１８０により得られた画像内の線を検出し、検出された線の境界部分の高調波成分が強調される方向に第１ステップごとに焦点距離を変更するための駆動信号を生成する。また、制御部１７０は、人工網膜１８０により得られた画像内のエッジ部を検出し、検出されたエッジ部が強調される方向に第２ステップごとに焦点距離を変更するための駆動信号を生成する。また、制御部１７０は、人工網膜１８０により得られた画像のコントラストを検出し、検出された画像のコントラストが最大になる方向に第３ステップごとに焦点距離を変更するための駆動信号を生成する。
【０１１２】
また、たとえば、制御部１７０は、第１検知部１４０により得られた検知結果と、人工網膜１８０により得られた画像とに基づいて、駆動信号を生成するようにしてもよい。その具体例として、制御部１７０は、毛様体２７の運動が水晶体を厚くするための運動のとき、画像内の線の境界部分の高調波成分やエッジ部が強調される方向に第４ステップごとにアルバレツレンズ１１０の焦点距離が現在の焦点距離より短くなるように駆動信号を生成する。上記の第１ステップ〜第４ステップのそれぞれは、事後的に変更可能に構成される。
【０１１３】
（Ｓ１４：駆動信号を出力）
制御部１７０は、ステップＳ１３において生成された駆動信号を、駆動部１５０に対して出力する。これ以降、制御部１７０は、人工網膜システムの動作をステップＳ１１に移行させる（リターン）。
【０１１４】
［効果］
上記の人工網膜システムは、実施形態に係る人工網膜システムの一例である。実施形態に係る人工網膜システムは、第３の実施形態の効果に加えて、以下のような効果を有する。
【０１１５】
人工網膜システムでは、制御手段は、人工網膜により発生された電気信号に基づいて駆動手段を制御するようにしてもよい。
【０１１６】
人工網膜により発生された電気信号は、人工網膜により検知された画像に対応する。制御手段は、たとえば、人工網膜により得られた画像の鮮明さや、エッジに関する情報や、コントラストに基づいて、駆動手段を制御することができる。このような人工網膜システムによれば、人工網膜により発生された電気信号に基づいてレンズの焦点距離を変更することができるので、毛様体の運動を検知するだけでは十分でない場合でも、レンズの焦点距離をより適切に変更することができる場合がある。
【０１１７】
〈第５の実施形態>
上記の実施形態に係る人工網膜システムでは、眼球の向き（視線方向、眼軸方向、視軸方向）に応じてアルバレツレンズ１１０の焦点距離を変更するようにしてもよい。第５の実施形態に係る人工網膜システムは、第３の実施形態の構成に第２検知部を追加することにより、眼球の向きに応じてアルバレツレンズ１１０の焦点距離を変更する。以下、第５の実施形態に係る人工網膜システムについて、第３の実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１１８】
［構成］
図１４は、第５の実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例の機能ブロック図を表す。図１４において、図７と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図１４では、光の経路は、破線で示す矢印で表され、実線で示すそれ以外（電気信号など）の経路と区別して表されている。人工網膜システム５００は、アルバレツレンズ１１０と、透過型太陽電池１３０と、第１検知部１４０と、駆動部１５０と、人工網膜１８０と、電極部１９０と、制御部５７０と、第２検知部５８０とを備えている。人工網膜システム５００は、眼内に配置される。
【０１１９】
第５の実施形態に係る人工網膜システム５００の構成が第３の実施形態に係る人工網膜システム３００の構成と異なる点は、第２検知部５８０が追加された点と、制御部１７０に代えて制御部５７０が設けられた点である。
【０１２０】
透過型太陽電池１３０と制御部５７０との間に、透過型太陽電池１３０により発生された電力を供給するための電源線が接続される。また、透過型太陽電池１３０と第２検知部５８０との間に、透過型太陽電池１３０により発生された電力を供給するための電源線が接続される。また、第１検知部１４０と制御部５７０との間に、第１検知部１４０により得られた検知結果を送るための信号線が接続される。また、制御部５７０と駆動部１５０との間に、駆動部１５０を駆動する駆動信号を供給するための信号線が接続される。また、制御部５７０と第２検知部５８０との間に、第２検知部５８０により得られた検知結果を送るための信号線が接続される。
【０１２１】
（制御部）
制御部５７０は、制御部１７０と同様の構成を有している。制御部５７０は、第１検知部１４０により得られた検知結果に加えて、第２検知部５８０により得られた検知結果を用いて駆動部１５０を駆動する駆動信号を生成することができる。制御部５７０は、「制御手段」の一例である。
【０１２２】
（第２検知部）
第２検知部５８０は、透過型太陽電池１３０により得られた電気エネルギーを受けて動作し、人工網膜システム５００が配置されている眼球の向きを検知する。第２検知部５８０は、眼球の所定部位（眼球の内部（網膜など））に取り付けられた傾きセンサなどにより構成され、眼球の向きを検知する。傾きセンサは、たとえば上下方向について、水平時の静電容量値を基準とし、当該傾きセンサが傾いたときの静電容量値の変化量に対応した傾きの角度を検知するように構成される。左右方向などの他の方向の傾きについても、同様の傾きセンサにより検知することができる。眼球の向きは、たとえば上下方向の傾きを検知する傾きセンサにより得られた検知結果により特定される。また、眼球の向きは、上下方向を含み互いに直交する２軸方向又は３軸方向のそれぞれの方向の傾きを検知する複数の傾きセンサにより得られた検知結果により特定されてもよい。第２検知部５８０により得られた検知結果は、制御部５７０に送られる。第２検知部５８０は、「第２検知手段」の一例である。
【０１２３】
［配置例］
図１５は、第５の実施形態に係る人工網膜システム５００が配置された眼の概略断面図を表す。図１５は、右の眼を上面から見たときの断面図を表しており、図１１又は図１４と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図１５では、図示の便宜上、人工網膜システム５００を構成する各部の間に接続される電源線や信号線を省略している場合がある。
【０１２４】
眼球２０は、外側が強膜２１で覆われたほぼ球状の形を有している。眼球２０の前方から入射した光は、角膜２２により屈折し、水晶体の位置に配置されたアルバレツレンズ１１０によって再び屈折する。
【０１２５】
制御部５７０は、第１検知部１４０により得られた検知結果、及び第２検知部５８０により得られた検知結果の少なくとも１つに基づいて、駆動信号を生成し、生成された駆動信号を駆動部１５０に出力する。駆動部１５０は、制御部５７０から受けた駆動信号に基づいてアルバレツレンズ１１０を駆動する。これにより、アルバレツレンズ１１０の焦点距離が変更される。
【０１２６】
このように焦点距離が変更された人工網膜システム５００により屈折された光は、硝子体２９を通って、透過型太陽電池１３０を透過する。このとき、透過型太陽電池１３０は、入射した光のうち一部の光のエネルギーを電気エネルギーに変換する。透過型太陽電池１３０により生成された電気エネルギーは、第１検知部１４０、駆動部１５０、人工網膜１８０、制御部５７０、及び第２検知部５８０に供給される。
【０１２７】
透過型太陽電池１３０を透過した光は、人工網膜１８０に到達する。人工網膜１８０が有する光電変換素子アレイは、受光された光を電気信号に変換する。人工網膜１８０により生成された電気信号は、電極部１９０を介して、視細胞、網膜神経節細胞、双極細胞、又は視神経に伝達される。
【０１２８】
［動作］
図１６は、第５の実施形態に係る人工網膜システム５００の動作例のフロー図を示す。図１６の各ステップに対応したプログラムは、制御部５７０が有するメモリに記憶される。制御部５７０が有するＣＰＵは、メモリに記憶されたプログラムを読み出し、読み出されたプログラムに対応した処理を実行する。
【０１２９】
（Ｓ２１：眼球の向きが変化？）
まず、制御部５７０は、第２検知部５８０により得られた検知結果に基づいて、眼球２０の向きが変化したか否かを監視する。第２検知部５８０により得られた検知結果に基づいて眼球の向きが変化したことが検出されなかったとき（ステップＳ２１：Ｎ）、制御部５７０は、第２検知部５８０による眼球２０の向きが変化したか否かの監視を継続する（リターン）。一方、第２検知部５８０により眼球２０の向きが変化したことが検出されたとき（ステップＳ２１：Ｙ）、制御部５７０は、人工網膜システム５００の動作をステップＳ２２に移行させる。
【０１３０】
（Ｓ２２：下領域に入った？）
第２検知部５８０により眼球の向きが変化したことが検出されると、制御部５７０は、第２検知部５８０により得られた検知結果に基づいて、眼球２０の向きが正面方向から下方の下領域に入ったか否かを判別する。眼球２０の向きが下領域に入ったことが判別されたとき（ステップＳ２２：Ｙ）、制御部５７０は、人工網膜システム５００の動作をステップＳ２３に移行させる。一方、眼球２０の向きが下領域に入ったことが判別されなかったとき（ステップＳ２２：Ｎ）、制御部５７０は、人工網膜システム５００の動作をステップＳ２４に移行させる。
【０１３１】
（Ｓ２３：第１の焦点距離に変更）
第２検知部５８０により得られた検知結果に基づいて眼球２０の向きが下方に変化したことが検出されたとき、制御部５７０は、アルバレツレンズ１１０の焦点距離を現在の焦点距離より短い第１の焦点距離に設定する駆動信号を生成し、生成された駆動信号を駆動部１５０に対して出力する。
【０１３２】
（Ｓ２４：下領域から出た？）
第２検知部５８０により眼球の向きが下領域に入ったことが検出されなかったとき、制御部５７０は、第２検知部５８０により得られた検知結果に基づいて、眼球２０の向きが下領域から出たか否かを判別する。眼球２０の向きが下領域から出たことが判別されたとき（ステップＳ２４：Ｙ）、制御部５７０は、人工網膜システム５００の動作をステップＳ２５に移行させる。一方、眼球２０の向きが下領域から出たことが判別されなかったとき（ステップＳ２４：Ｎ）、制御部５７０は、人工網膜システム５００の動作をステップＳ２１に移行させる（リターン）。
【０１３３】
（Ｓ２５：第２の焦点距離に変更）
第２検知部５８０により得られた検知結果に基づいて眼球２０の向きが下領域から出たことが検出されたとき、制御部５７０は、アルバレツレンズ１１０の焦点距離を現在の焦点距離より長い第２の焦点距離に設定する駆動信号を生成する。第２の焦点距離は、第１の焦点距離より長い。制御部５７０は、生成された駆動信号を駆動部１５０に対して出力する。
【０１３４】
制御部５７０は、ステップＳ２３、又はステップＳ２５に続いて、人工網膜システム５００の動作をステップＳ２１に移行させる（リターン）。
【０１３５】
以上のように、第２検知部５８０により眼球２０が下方に向いていることが検知されたとき、制御部５７０は、アルバレツレンズ１１０の焦点距離を現在の焦点距離より短い第１の焦点距離に変更することができる。それ以外のとき、制御部５７０は、アルバレツレンズ１１０の焦点距離を現在の焦点距離より長い第２の焦点距離に変更することができる。ここで、第２の焦点距離は、第１の焦点距離より長い。
【０１３６】
なお、この実施形態では、第２検知部５８０により眼球の向きを検出し、検出された眼球の向きに応じて、アルバレツレンズ１１０の焦点距離が変更される場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１３７】
第２検知部５８０は、輻輳眼球運動（輻輳）を検知するようにしてもよい。輻輳眼球運動は、近くの対象物を見るときに左右の眼球を内側（鼻側）に向けようとする運動である。この場合、制御部５７０は、第２検知部５８０により得られた検知結果に基づいて、アルバレツレンズ１１０の焦点距離を変更する。その具体例として、第２検知部５８０により眼球２０が第１の輻輳状態であることが検知されたとき、制御部５７０は、アルバレツレンズ１１０の焦点距離を第３の焦点距離に変更する。第１の輻輳状態は、所定方向（たとえば正面方向）より眼球が内側に向く状態である。なお、第２検知部５８０とは別に他方の眼の輻輳眼球運動を検知する手段を設け、制御部５７０は、第２検知部５８０により得られた検知結果と当該手段により得られた検知結果とを用いることによって、たとえば単に視線方向を斜め方向に変更したこと（左右眼がともに同じ方向を向いたこと）と輻輳眼球運動が行われたこと（左右眼がともに内側に向けられたこと）とを判別することが可能である。
【０１３８】
また、この実施形態では、第３の実施形態の構成に対し第２検知部５８０を追加することにより眼球の向きを検知する場合について説明したが、これに限定されるものではない。第３の実施形態に係る制御部１７０は、たとえば人工網膜１８０により検知された画像（人工網膜により発生された電気信号）を解析することにより、眼球の向きを判別するようにしてもよい。その具体例として、制御部１７０は、人工網膜１８０により検知された画像の所定領域（たとえば、中心部分を含む中心領域）内の画像の変化に基づいて、眼球の向きの変化（方向、量）を求める。また、制御部１７０は、人工網膜１８０により検知された画像内での注目画像の位置の変化に基づいて、眼球の向きの変化を求める。この場合、制御部１７０は、人工網膜１８０により検知された画像（人工網膜により発生された電気信号）に基づいて眼球の向きが下方に向いていることが判別されたとき、アルバレツレンズ１１０の焦点距離を現在の焦点距離より短い第５の焦点距離に変更する。
【０１３９】
［効果］
人工網膜システム５００は、実施形態に係る人工網膜システムの一例である。実施形態に係る人工網膜システムは、第３の実施形態又は第４の実施形態の効果に加えて、以下のような効果を有する。
【０１４０】
人工網膜システム（たとえば人工網膜システム５００）は、眼内に第２検知手段（たとえば第２検知部５８０）を配置し、眼球の向きを検知するようにしてもよい。この場合、第２検知手段は、変換手段により得られた電気エネルギーを受けて動作する。制御手段は、第２検知手段により得られた検知結果に基づいて駆動手段を制御する。
【０１４１】
このような人工網膜システムによれば、眼内で眼球の向きを検知し、検知された眼球の向きに応じてレンズの焦点距離を変更することができるようになる。これにより、眼球の向きによって焦点距離が短くなるように変更すべきか、焦点距離が長くなるように変更すべきかを特定することができる場合に、検知された眼球の向きに基づいて、レンズの焦点距離の変更が可能な人工網膜システムを提供することができる。
【０１４２】
また、人工網膜システムでは、第２検知手段により眼球が下方に向いていることが検知されたとき、制御手段は、レンズの焦点距離を第１の焦点距離に変更し、それ以外のとき、制御手段は、レンズの焦点距離を第１の焦点距離より長い第２の焦点距離に変更するようにしてもよい。
【０１４３】
近くの対象物を見るとき（たとえば読書時）、眼球を下方に向けることが一般的である。そこで、第２検知手段により眼球が下方に向いていることが検知されたとき、制御手段は、第１の焦点距離となるようにレンズを制御し、それ以外のとき、制御手段は、第１の焦点距離より長い第２の焦点距離となるようにレンズを制御することにより、自然な眼球の動きに応じてレンズの焦点距離を適切に変更することができるようになる。
【０１４４】
また、人工網膜システムでは、第２検知手段は、眼球の所定部位の加速度、及び輻輳眼球運動の少なくとも１つを検知するようにしてもよい。
【０１４５】
近くの対象物を見ようとするときは、眼球の所定部位の加速度が変化したり、輻輳眼球運動が行われたりする。そこで、このような動きを検知する第２検知手段を設けることにより、近くの対象物を見ようとする動きを高精度に検知することが可能となり、眼球の動きに応じてレンズの高精度な駆動制御が可能となる。
【０１４６】
〈第６の実施形態>
第３の実施形態では、光のエネルギーを電気エネルギーに変換する変換手段が透過型である例を説明したが、この変換手段は、第２の実施形態と同様に、非透過型であってもよい。以下、第６の実施形態に係る人工網膜システムについて、第３の実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１４７】
［構成］
図１７は、第６の実施形態に係る人工網膜システムの構成の一例の機能ブロック図を表す。図１７において、図４又は図７と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図１７では、光の経路は、破線で示す矢印で表され、実線で示すそれ以外（電気信号など）の経路と区別して表されている。
【０１４８】
人工網膜システム６００は、アルバレツレンズ１１０と、非透過型太陽電池２３０と、第１検知部１４０と、駆動部１５０と、制御部１７０と、人工網膜１８０と、電極部１９０とを備えている。人工網膜システム６００は、人工網膜システム３００と同様に、眼内に配置される。人工網膜システム６００が人工網膜システム３００と異なる点は、透過型太陽電池１３０に代えて非透過型太陽電池２３０が設けられた点である。図５又は図６に示すように、非透過型太陽電池２３０には、１又は複数の開口部２３１が形成されている。アルバレツレンズ１１０を透過した光は、非透過型太陽電池２３０に形成された開口部２３１を通過して硝子体２９に到達する。
【０１４９】
このような人工網膜システム６００では、非透過型太陽電池２３０と第１検知部１４０との間に、非透過型太陽電池２３０により発生された電力を供給するための電源線が接続される。また、非透過型太陽電池２３０と駆動部１５０との間に、非透過型太陽電池２３０により発生された電力を供給するための電源線が接続される。また、非透過型太陽電池２３０と人工網膜１８０との間に、非透過型太陽電池２３０により発生された電力を供給するための電源線が接続される。また、非透過型太陽電池２３０と制御部１７０との間に、非透過型太陽電池２３０により発生された電力を供給するための電源線が接続される。
【０１５０】
この実施形態では、人工網膜１８０を構成する光電変換素子アレイは、非透過型太陽電池２３０に形成された開口部２３１を通過した光を受けて電気信号を発生する。非透過型太陽電池２３０に形成された開口部２３１は、人工網膜１８０において黄斑部に対向する位置に形成されていることが可能である。
【０１５１】
なお、この実施形態では、非透過型太陽電池２３０に、開口部が形成された場合につい説明したが、非透過型太陽電池２３０に、切り欠き部が形成されていてもよい。また、この実施形態では、非透過型太陽電池２３０に、１又は複数の開口部が形成されているものとして説明したが、第３の実施形態に係る透過型太陽電池１３０に、１又は複数の開口部や切り欠き部が形成されていてもよい。
【０１５２】
［効果］
人工網膜システム６００は、実施形態に係る人工網膜システムの一例である。実施形態に係る人工網膜システムは、第３の実施形態の効果に加えて、以下のような効果を有する。
【０１５３】
人工網膜システム（たとえば人工網膜システム６００）では、変換手段は、眼内に入射した光のエネルギーを電気エネルギーに変換する非透過型太陽電池（たとえば非透過型太陽電池２３０）を含んでもよい。
【０１５４】
非透過型太陽電池は、眼内に入射した光を透過させる機能を有しない。人工網膜には、非透過型太陽電池に入射されない光が到達する。このような人工網膜システムにおいても、駆動手段は、眼内に配置され、変換手段により得られた電気エネルギーを受けてレンズの焦点距離を変更することができる。
【０１５５】
また、人工網膜システムでは、変換手段に、眼内に入射した光の一部を通過させる開口部（たとえば開口部２３１）が形成されていてもよい。
【０１５６】
このような人工網膜システムによれば、開口部を通過した光を人工網膜に到達させることができるので、人工網膜に到達させる光をできるだけ遮ることなく、変換手段の受光面のサイズをより大きくすることができるようになる。
【０１５７】
また、人工網膜システムでは、開口部は、人工網膜において黄斑部に対向する位置に形成されていてもよい。
【０１５８】
このような人工網膜システムによれば、変換手段の受光面のサイズと、人工網膜のサイズとを十分に確保することができる。
【０１５９】
また、人工網膜システムでは、光電変換素子アレイは、開口部を通過した光を受けて電気信号を発生してもよい。
【０１６０】
このような人工網膜システムによれば、変換手段の受光面のサイズを確保してできるだけ多くの電力を発生させながら、人工網膜のサイズを確保してできるだけ視覚野に送る情報を多くすることができる。
【０１６１】
〈第７の実施形態>
第６の実施形態において、非透過型太陽電池２３０は、開口部に設けられ黄斑部に到達する光束を調整するレンズを含んで構成されていてもよい。これにより、開口部のサイズを調整することができるので、たとえば非透過型太陽電池２３０の受光部分の面積を大きく確保することが可能となり、より多くの電力を発生させることが可能となる。また、非透過型太陽電池２３０に対しアルバレツレンズ１１０が配置される方向を前方とした場合、非透過型太陽電池２３０の後方に配置される人工網膜１８０の面積を大きくすることができるため、人工網膜１８０により検知される画像のサイズも大きくすることができる。この結果、人工網膜１８０において検知された画像に基づく上記の制御の精度を向上させることができる。
【０１６２】
なお、透過型太陽電池１３０もまた、開口部に設けられ黄斑部に到達する光束を調整するレンズを含んで構成されていてもよい。この場合も、上記と同様の効果を得ることができる。
【０１６３】
［効果］
第７の実施形態に係る人工網膜システムは、実施形態に係る人工網膜システムの一例である。実施形態に係る人工網膜システムは、第６の実施形態の効果に加えて、以下のような効果を有する。
【０１６４】
人工網膜システムでは、変換手段（たとえば非透過型太陽電池２３０又は透過型太陽電池１３０）は、開口部に設けられ黄斑部に到達する光束を調整するレンズを含んで構成されていてもよい。
【０１６５】
このような人工網膜システムによれば、非透過型太陽電池の受光部分の面積を大きく確保することが可能となり、より多くの電力を発生させることが可能となる。また、人工網膜のサイズを大きくすることができるため、人工網膜により検知される画像のサイズも大きくすることができる。この結果、人工網膜において検知された画像に基づく上記の制御の精度を向上させることができる。
【０１６６】
（第１変形例）
上記の実施形態に係る人工網膜システムでは、アルバレツレンズにより球面度数を変更する場合について説明したが、アルバレツレンズにより乱視度数を変更するようにしてもよい。たとえば、図８において、光学素子１１１、１１２を軸Ｏに直交するｘｙ平面内でｘ方向（左右方向）に相対的に移動させることにより、光学素子１１１、１１２を光学的に合成して得られる乱視度数（屈折力）を連続的に変化させることができる。図８では、光学素子１１１が左方向（−ｘ方向）に移動され、光学素子１１２が右方向（＋ｘ方向）に移動される。
【０１６７】
また、アルバレツレンズ１１０の入射側に、バリアブルクロスシリンダレンズを配置することにより、乱視度数を変更するようにしてもよい。バリアブルクロスシリンダレンズは、一対のシリンダレンズにより構成される。この場合、一対のシリンダレンズを相対的に回動させることにより、一対のシリンダレンズを光学的に合成することにより得られる乱視度数が連続的に変化する。たとえば、公知の超音波リニアモータにより、一対のシリンダレンズの一方が正回転方向に回転駆動され、一対のシリンダレンズの他方が逆回転方向に回転駆動される。
【０１６８】
また、透過波長や透過率や倍率などの任意の光学特性の変更が可能な光学素子や光線の向きを変更するプリズムを、アルバレツレンズ１１０の入射側や出射側に配置するようにしてもよい。
【０１６９】
（第２変形例）
上記の実施形態又は第１変形例に係る人工網膜システムでは、焦点可変レンズとしてアルバレツレンズを用いた場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１７０】
図１８は、第２変形例に係るレンズの構成例の断面図を表す。図１８は、第２変形例に係るレンズを横方向から見たときの軸Ｏを通る垂直断面図を模式的に表したものである。
【０１７１】
第２変形例に係るレンズ７１０は、一対の光学素子７１１、７１２と、一対のくさび部材（スペーサ）７１３、７１４とを備えている。光学素子７１１、７１２は、レンズ７１０の所定の軸Ｏと光軸が一致するように配置される。光学素子７１１は、図示しない第１の付勢手段により軸Ｏに沿った第１方向Ｌ１に付勢されている。光学素子７１２は、図示しない第２の付勢手段により軸Ｏに沿った第１方向Ｌ１と反対の第２方向Ｌ２に付勢されている。くさび部材７１３、７１４は、光学素子７１１、７１２の間隔が変更されるように、第１方向Ｌ１及び第２方向Ｌ２に直交する第３方向Ｌ３及び第４方向Ｌ４に移動可能に構成される。光学素子７１１、７１２の間隔を広げるとき、くさび部材７１３、７１４を近接させる。その具体例として、光学素子７１１、７１２の間隔を広げるとき、くさび部材７１３は、駆動信号に基づいて駆動部１５０により第３方向Ｌ３に移動され、くさび部材７１４は、駆動信号に基づいて駆動部１５０により第４方向Ｌ４に移動される。光学素子７１１、７１２の間隔を狭めるとき、くさび部材７１３、７１４を遠離させる。その具体例として、光学素子７１１、７１２の間隔を狭めるとき、くさび部材７１３は、駆動信号に基づいて駆動部１５０により第３方向Ｌ３と反対の方向Ｌ３ａに移動され、くさび部材７１４は、駆動信号に基づいて駆動部１５０により第４方向Ｌ４と反対の方向Ｌ４ａに移動される。これにより、第２変形例に係るレンズ７１０は、駆動部１５０により焦点距離の変更が可能となる。上記の実施形態又は第１変形例において、アルバレツレンズ１１０に代えて第２変形例に係るレンズ７１０を用いることができる。
【０１７２】
（第３変形例）
上記の実施形態において、眼内に配置後にパラメータ（テーブル情報や閾値）や制御部により実行されるプログラムなどを変更する方法として、侵襲的に行う方法と、非侵襲的（低侵襲的）に行う方法とがある。
【０１７３】
侵襲的に行う方法は、たとえば手術などにより人工網膜システムの少なくとも一部を取り出したり、眼内に器具を挿入して予め定められた方法で人工網膜システムを直接的に操作したりすることによって、内部に記憶されるパラメータやプログラムなどを変更する方法である。
【０１７４】
非侵襲的に行う方法は、たとえばレーザなどの光（磁力や電磁波などでもよい）を受けて制御される１又は複数のスイッチを眼内（たとえば第１検知部や制御部の表面など）に設け、眼の外部からレーザの照射などを行うことにより１又は複数のスイッチのスイッチング状態を変更する方法である。１又は複数のスイッチのスイッチング状態に応じた信号が発生され、第１検知部や制御部では、この信号を受けてテーブル情報や閾値やプログラムの切り替えが行われる。スイッチの操作内容は、レーザ強度や照射時間や照射パターン等によって切り替えることができる。また、複数のスイッチが設けられる場合、操作対象のスイッチの選択や操作順序に応じて操作内容が切り替えられてもよい。
【０１７５】
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形（省略、置換、付加等）を適宜に施すことが可能である。
【０１７６】
たとえば、上記の実施形態又は変形例に係るレンズの構成は、図８又は図１８において説明した構成に限定されるものではない。また、上記の実施形態又は変形例に係る駆動部は、図９及び図１０において説明したものに限定されるものではなく、たとえば、アクチュエータの機能を有するＭＥＭＳにより構成されてもよい。
【０１７７】
透過型太陽電池１３０及び非透過型太陽電池２３０は、上記の実施形態又は変形例において説明したものに限定されるものではない。透過型太陽電池１３０又は非透過型太陽電池２３０として、たとえば色素増感太陽電池（Ｄｙｅ−Ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌ）を用いてもよい。
【０１７８】
上記の実施形態又は変形例を実現するためのコンピュータプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、たとえば、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＡＭ／ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＭＯ等）、磁気記憶媒体（ハードディスク／フロッピー（登録商標）ディスク／ＺＩＰ等）などを用いることが可能である。
【０１７９】
また、インターネットやＬＡＮ等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。
【符号の説明】
【０１８０】
２０  眼球
２１  強膜
２２  角膜
２３  虹彩
２４  瞳孔
２６  水晶体
２７  毛様体
２８  毛様体小帯
２９  硝子体
３０  網膜
３１  脈絡膜
３２  視神経
１００、２００、３００、５００、６００  人工網膜システム
１１０  アルバレツレンズ
１１１、１１２、７１１、７１２  光学素子
１１４ａ〜１１４ｄ  超音波リニアモータ
１３０  透過型太陽電池
１４０  第１検知部
１５０  駆動部
１７０、５７０  制御部
１８０  人工網膜
１９０  電極部
２３０  非透過型太陽電池
２３１  開口部
５８０  第２検知部
７１０  レンズ
７１３、７１４  くさび部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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