CN110476107B - 用于通过照射射线向眼睛植入物供应能量和/或与眼睛植入物通信的装置 - Google Patents

Abstract

提出一种用于通过照射射线向眼睛植入物供应能量和/或与之通信的装置，其中，该装置(1)具有：对使用者眼睛的照射位置加以确定的定位单元(3)、光学的输入接口和照射光学器件(7)，照射射线(10)可通过输入接口输送给所述装置(1)，其中，所述照射光学器件(7)使得所输送的照射射线(10)以如下方式聚焦，从而：焦点(16)以至少0.1mm的横向伸展在空气中存在；以及当使用者的眼睛处于确定的照射位置时，并且所述照射射线(10)作为会聚的射线束进入到眼睛(14)中，从而所述焦点(16)位于眼睛(14)内部。

Description

用于通过照射射线向眼睛植入物供应能量和/或与眼睛植入 物通信的装置

技术领域

本发明涉及用于通过照射射线向眼睛植入物供应能量和/或与眼睛植入物通信的装置。

背景技术

生物相容性电子器件或生物相容性封装电子器件的发展以及仿生学的一般进展已经产生了许多新的通常出于医学原因植入体内的传感器和致动器。由于电子元件的逐渐小型化，甚至现在可以在人眼中进行手术植入。

根据应用领域而定，在角膜区域内引入植入物(例如电子隐形眼镜)，在前房中或者在晶状体或虹膜附近引入植入物(例如人工晶状体、机械虹膜、前房传感器)，在玻璃体内以及在视网膜上引入植入物(例如用于恢复视觉的视网膜植入物)。

对于这种电子元件的工作，通常需要稳定的能量供应。由于复杂的外科手术，使用电池或其定期更换不予考虑。确切地说，供电通常通过感应方法来进行。为此，在人体内在实际植入物附近引入附加的导体环。然而，这对于靠近眼睛的电子元件而言在手术上特别繁琐，并且增大了医疗并发症的风险。

另一种可能性是用光照射植入物。为此优选使用可见光谱范围之外的光，例如红外线或紫外线。对于人眼和/或植入物的正常功能，这种提供的光通常不会造成干扰。因此，如果植入物具有相应的敏感的接收器(太阳能电池)，则利用照明光传输的功率可以用作能量源。

另一种应用情况是，使用该传输路径与植入物通信。在这种情况下，植入物同样需要接收器(光电二极管)和可能的发送器(光源)。传输的能量在这里处于后台。目的是要传递信息。这例如通过调制所传输的射线的强度或频率来进行。

对于视网膜上的植入物，额外的困难在于，眼部组件的成像特性具有影响。

在美国专利US9,474,902 B2中描述了一种针对视网膜植入物的情况用于部分地恢复视力的照射系统。在那里，相干的点光源通过准直器和光导体被成像到眼镜镜片的内部并聚焦。从眼镜镜片射出的然后发散的射线照射眼睛瞳孔，并在视网膜上产生对于应用情况足够大的被照射的圆形斑点。

然而，如果眼睛稍微转动几度，则提供给眼睛瞳孔的光变得渐晕，并且不再到达视网膜。即使眼睛有轻微的例如1mm的横向位移，视网膜上的照射区域也会发生偏移，从而无法再照射植入物的部分。

发明内容

基于此，将提出一种用于通过照射射线向眼睛植入物供应能量和/或与眼睛植入物通信的改善的装置。

本发明在权利要求1中予以规定。在从属权利要求中给出了有利的改进。

利用根据本发明的装置，以有利的方式实现了对使用者眼睛相对于照射光学器件的横向偏移以及眼睛相对于照射光学器件的轴向偏移的鲁棒性。例如当该装置相对于使用者稍微滑动或者该装置被设置用于不同使用者时，就会发生这种偏移。

也可以实现对眼睛瞳孔的尺寸变化以及眼睛在眼窝中的旋转角度的变化的鲁棒性。

此外，所提供的照射射线具有高效率。有利地尽量在过度辐射很小的情况下实现仅仅照射植入物或植入物的必须予以照明的区域。此外，可以提供均匀的照明图案或者与接收器造型适应的图案。而且，确保低于人眼各个部分的射线强度的安全相关极限值。

焦点的在空气中至少0.1mm的横向伸展在此尤其是指在没有眼睛的成像特性情况下存在的伸展。当然，眼睛中的焦点伸展会因眼睛的成像特性而改变。

横向伸展可以是≥0.2mm、≥0.3mm、≥0.4mm、≥0.5mm、≥0.6mm、≥0.7mm、≥0.8mm、≥0.9mm、≥1.0mm至≥3mm(例如以0.1mm为增量)。此外，横向伸展可以是≤6mm至≤0.5mm(例如以0.1mm为增量)。

所给出的焦点位置也优选是指当不考虑眼睛的成像特性时存在的焦点位置。因此优选介绍焦点的由射线束的射线的假想延长段的交点产生的虚拟位置。由于在这种考察中未考虑眼睛的成像特性，因此也可以说是在空气中的焦点位置。

所给出的焦点位置优选不必精确地存在。在空气或眼睛中可以例如存在±0.5mm、±1mm、±1.5mm、±2mm、±2.5mm、±3mm、±3.5mm或±4mm范围内的偏差(例如沿射线束的传播方向)。

照射光学器件可以具有带散射作用的光学元件，用于产生焦点的横向伸展。有散射作用的光学元件可以包括散射玻片和/或全息图(例如立体全息图)。此外，具有散射作用的光学元件可以如下设计，使得仅对于照射射线的波长存在散射作用，而对于来自可见波长范围的光不存在散射作用。因此，具有散射作用的光学元件例如布置在使用者的通常的视野范围内，因为它对于使用者不可见。

此外，相比于光学的输入接口，具有散射作用的光学元件可以布置得更靠近照射光学器件的射出区域或射出面(这尤其是指照射光学器件的最后的光学面，该光学面在照射射线进入到眼睛中之前影响该照射射线)。特别地，具有散射作用的光学元件构造在射出面上，或者最后的光学元件构造在射出面之前。

根据本发明的装置可以构造为独立的光学设备。特别地，它可以构造为单独的设备，使用者相应地位于该设备之前。例如，使用者可以坐到该设备的前面，并将前额靠到定位单元的靠置面上，然后观看该设备，就像在眼科医生的处理设备中通常的那样。该装置还可以被设计为使得定位单元包括可放置到使用者的头部上的保持装置。该保持装置可以是眼镜式的保持装置、头盔或其它可放置到头部上的装置。

照射射线尤其可以具有在可见波长范围之外的波长(这里是指400至780nm的波长范围)。特别地，照射射线可以处在红外范围内(例如，在780nm至50μm或780nm至3μm的范围内)。照射射线也可以处于UV范围内，由此具有例如小于400nm的波长，特别地具有在200至400nm或250至400nm或300至400nm的范围内的波长。

被照射的射线的波长范围可以是相对窄带的。特别地，带宽可以是≤100nm、≤50nm或≤10nm。此外，带宽可以为至少1nm、5nm或10nm。如果存在窄带的照射射线，则它也可以来自可见波长范围。

还提出一种用于通过照射射线向眼睛植入物供应能量和/或与之通信的装置，其中，该装置具有对使用者眼睛的照射位置加以确定的定位单元、光学的输入接口和照射光学器件，照射射线可通过该输入接口输送给该装置，其中，照射光学器件使得所输送的照射射线适当地聚焦，从而当使用者的眼睛处于确定的照射位置时，眼睛前方存在虚拟的焦点，并且照射射线作为发散的射线束进入到眼睛中。

特别地，照射光学器件可以以如下方式设计，使得虚拟的焦点具有至少0.1mm的横向伸展。

横向伸展可以是≥0.2mm、≥0.3mm、≥0.4mm、≥0.5mm、≥0.6mm、≥0.7mm、≥0.8mm、≥0.9mm、≥1.0mm至≥3mm(例如以0.1mm为增量)。此外，横向伸展可以是≤6mm至≤0.5mm(例如以0.1mm为增量)。如果该装置被设计为可以通过眼镜镜片佩戴在头部上的装置，则虚拟焦点可以优选地位于眼镜镜片的背离头部的侧面(正面)之前。

可以按与已经描述的具有在眼睛中产生焦点的照射光学器件的装置相同的方式，来进一步设计具有在眼睛前方产生虚拟焦点的照射光学器件的装置。

应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，不仅可以按给出的组合，而且可以按其它组合或单独地使用上述特征和下面还将要说明的特征。

附图说明

下面例如借助附图更详细地介绍本发明，这些附图也公开了本发明的重要特征。

图1为本发明的照射装置的一个实施方式的示意性的立体图；

图2为用于介绍利用照射射线对植入物2予以照射的重要的光学组件的局部剖视图；

图3为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图4为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图5为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图6为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图7为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图8为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图9A和9B为采用另一实施方式的照射光学器件的x-剖视图和y-剖视图；

图10A和10B为根据另一实施方式的照射光学器件的x-剖视图和y-剖视图；

图11为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图12为图11的照射光学器件的俯视图；

图13和14为用来介绍菲涅耳-结构的视图；

图15为用于介绍照射射线的准直的示意图；

图16为用于产生伸展的光源的示意图；

图17为用于产生伸展的光源的另一变型方案的示意图；

图18为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图19为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图20为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图21为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图22为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图23为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图24为照射光学器件的另一实施方式的剖视图；

图25为根据另一实施方式的照射光学器件的示意图；

图26为根据另一实施方式的照射光学器件的示意图；

图27A-D针对根据图26的照射光学器件示出了眼睛的不同的转动位置；

图28为根据另一实施方式的照射光学器件的示意图；

图29A-E针对根据图28的照射光学器件示出了眼睛的不同的位置(横向的位置和/或转动位置)；

图30为根据另一实施方式的照射光学器件的示意图；

图31A-D针对根据图30的照射光学器件示出了眼睛的不同的位置(横向的位置和/或转动位置)；

图32为根据另一实施方式的照射光学器件的示意图；

图33A-D针对根据图32的照射光学器件示出了眼睛的不同的位置；

图34为根据另一实施方式的照射光学器件的示意图；

图35A-C针对根据图34的照射光学器件示出了眼睛的不同的位置(横向的位置和/或转动位置)；

图36A-C针对该照射光学器件的另一实施方式示出了眼睛的不同的位置；

图37示出根据本发明的照射装置的变型方案。

具体实施方式

下面将详细解释不同的实施例。这些实施例仅用于介绍，不应被解释为限制性的。例如，对具有多个元件或组件的实施例的描述不应被解释为所有这些元件或组件都需要用来实施。确切地说，其它实施例也可以包含替代的元件或组件、更少的元件或组件或者附加的元件或组件。不同实施例的元件或组件可以相互组合，只要未做其它说明。针对这些实施例之一描述的改型和变型也可以应用于其它实施例。

为了避免重复，不同附图中的相同的或者彼此相应的部件标有相同的标号，并且不予赘述。

在如下实施例中，使用视网膜作为范例。但所介绍的技术也可应用于其它眼睛植入物，例如开篇所述的眼睛植入物。

对于图1和2中所示的实施方式，根据本发明的用于给眼睛植入物2(例如视网膜植入物2)供应能量的照射装置1包括可戴到使用者头上的保持装置3以及固定在该保持装置3上的第一和第二眼镜镜片4、5，该保持装置可以例如构造成通常的眼镜架的形式。

照射装置1还包括光源6，该光源可以在右边的眼镜腿的区域中布置在保持装置3上，如图1中示意性地示出。光源6输出红外范围内的照射射线，并且可以例如设计成LED或激光器。

此外，照射装置1包括照射光学器件7，该照射光学器件具有准直光学器件8、偏转棱镜9和第一眼镜镜片4。

光源6输出红外范围内的发散的射线束10，该射线束被准直光学器件8变形为几乎平行的射线束。该平行的射线束10借助偏转棱镜9输入到第一眼镜镜片4中，该射线束在第一眼镜镜片中通过在第一眼镜镜片4的正面和背面11、12上的内部的全反射传播至在正面11上形成的输出全息图13。在图1中，为明了起见，针对射线束10只示出了光线束10。输出全息图13使得射线束10朝向背面12转向，从而射线束10经由背面12输出，并且射到把照射装置1戴在头上的使用者的眼睛14上。

照射光学器件7和特别是输出全息图13引起射线束10的聚焦，使得射线束10作为会聚的射线束10射到眼睛14上或者进入到眼睛14中。射线束10的焦点16位于眼睛14的内部，并且对于这里所述的实施方式，位于眼睛的转动点15上(未考虑到眼睛14的折射率，因而在一定程度上在空气中)。焦点16的实际位置在此还将由于眼睛14的成像特性而改变。但优选地介绍焦点16的该假想的位置，该位置由射线束10的射线的假想的延长段的交点产生。因而在这种考察中并未考虑眼睛14的成像特性，从而也可以说是在空气中的焦点位置。

照射光学器件7以如下方式设计，使得焦点16是一种在空间上伸展的焦点斑16，该焦点斑具有至少0.1mm的横向伸展(这尤其是横向于射线束传播方向的、进而在与图2的图面垂直的含有根据图2的x-轴的平面上的伸展)。焦点16的最小尺寸可以例如通过由输出全息图13引起的散射功能来实现。焦点16的所给出的最小尺寸也涉及到焦点在空气中的大小(即不考虑眼睛14的折射率)。

焦点16不必精确地位于转动点15。它可以在射线束10的传播方向上(这里因而在y-方向上)处于转动点15周围的±5mm、±4mm、±3mm、±2mm或±1mm范围内。

图3中以类似于图2的视图示出了整个射线束10，从而可清楚地看到发散的射线束10是如何借助准直光学器件8转变为准直的射线束10的，其然后通过偏转棱镜9输入到眼镜镜片4中，并在该眼镜镜片内传播至输出全息图13，从而由于在输出全息图13上的反射而产生所述焦点16。在图3的视图中，眼镜镜片4的正面11和背面12构造成平的面。但也可行的是，正面和背面11、12弯曲地设计，如图2中所示。在根据图2和3的实施方式中，全息图13可以构造成反射性的全息图。

但也可行的是，全息图13构造成透射性的全息图。在这种情况下，全息图13布置在背面12上，如图4中示意性地示出。

准直光学器件8的侧面18也可以称为照射光学器件7的输入接口，发散的射线束10射到该侧面上。

图5中示出了根据图3的实施方式的一种变型。在图5的该实施方式中，提高了输出全息图13的散射特性，从而相比于根据图3的实施方式，焦点16具有较大的侧向的伸展。

相同的情况适用于根据图4的照射装置1的设计在图6中示出的变型。

输出全息图13尤其构造成立体全息图。构造成立体全息图导致了如下优点：对于使用者来说，存在来自可见波长范围的光的未受干扰的视图。恰恰在构造成立体全息图时，偏转反射的在入射射线的波长方面和在入射角方面的高选择性可以用于使得存在来自可见波长范围的光的所述的不受干扰的视图。因此，除了将有效入射角和有效波长联系起来的所谓布拉格条件之外，全息图13是透明的并且没有其它的光学功能。

照射光学器件7的眼睛侧的数值孔径优选处于0.1和0.5之间的范围内，特别优选处于0.25和04之间的范围内。焦点16可以是圆形的。焦点16的直径D优选处于大于或等于0.1mm且小于或等于10mm、或者大于或等于1mm且小于或等于10mm的范围内。特别地，直径D优选为1mm≤D≤10mm或2mm≤D≤5mm。当然，焦点16的形状不仅可以为圆形，而且可以具有不同于圆形的形状。例如，可以存在椭圆形、矩形、方形或任何其它形状。在这种情况下，给出的直径是指最小的圆，具有不同于圆形的形状的焦点16完全包含在该最小的圆中。

在焦点16提供的能量可以优选地处于1mW和200mW之间的范围内，特别优选处于10mW和100mW之间的范围内。确切的尺寸设计可以在考虑植入物2的能量需求、生物极限值和对于使用者有益的眼睛转动角度的情况下进行。

焦点16相距眼镜镜片4的距离优选处于12mm和35mm之间的范围内，特别优选处于23mm和27mm之间的范围内。

眼镜镜片的厚度优选处于1mm和10mm之间的范围内，特别优选处于3mm和5mm之间的范围内。眼镜镜片4内部的射线入射角度优选在45°和80°之间，特别优选在60°和75°之间。对于给定的数值孔径，两个参数彼此相关，因为入射光10不应两次射到全息图13上。在眼镜镜片4中的大入射角情况下，眼镜镜片4可以设计得趋于变薄，对于较小的入射角，需要较厚的眼镜镜片4。

眼镜镜片4内部的全反射次数可以变化，优选地在一次全反射和五次全反射之间变化。对于特别优选的间距、角度和头部几何形状，针对于反射全息图的情况，两次反射是特别优选的；针对于透射全息图的情况，一次反射是特别优选的。

代替全反射，也可以在正面和/或背面11、12上构造引起所希望的反射的反射层S1、S2(图2)。一个反射层或多个反射层也可以与正面11或背面12间隔开，从而掩埋地构造在眼镜镜片4中。

用于眼镜镜片4的材料的折射率优选地在用于接收全息图13的材料的折射率附近或略高于该折射率。因此，折射率优选在1.4和1.6之间的范围内，特别优选在1.48和1.55之间的范围内。如果与全息图材料相比折射率差太大，则界面处的反射损失变得太大。如果基底的折射率大于全息图13的膜的折射率，则会在界面处出现全反射。另外，全息膜内部的光线10然后掠过，这妨碍了全息图13的技术实现。

眼镜基底的材料可以是光学玻璃或光学塑料，只要其相应的透射率对于所观察的照射波长足够大。由于重量轻，塑料是优选的。可能的材料例如是PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、Zeonex或CR39。

光源6优选地提供红外范围内的光。特别地，光源6可以提供可见光谱范围之外的光。特别优选的是半宽度小于10nm的窄带相干激光10。光源6的横向伸展较小，因而发出的光射线的横向伸展较小，例如优选小于100μm，比如在5至15μm的范围内。特别优选地，该光源是单模激光源6。

如果光源6的光谱发射的半宽度明显更大，则对于最大峰值以外的波长来说，全息图13的输出效率降低。根据准直光学器件8的焦距而定，如果源6的横向伸展超过一定的程度，则输出效率同样降低，因为全息图13只能使得有限角度范围的入射射线10有效地偏转。

此外，光源6特别优选地具有快轴和慢轴，即所提供的射线的发散度对于不同的方位角(x和y)具有不同的值。这是对于商用单模半导体激光器的情况。这些发散度优选相差1.5至4倍。基于全息图的输出固有地存在投影效应，该投影效应使得这种发散度差异在输出之后在没有其它光学分量的情况下根据所采用的入射角而定转变为在眼睛14上的旋转对称的因而优选的角度分布。

投影因子是全息图13处的入射角的余弦，也就是说，在入射角为60°时，它约为0.5；在入射角为75°时，它约为0.26。由此补偿了介于2倍和4倍之间的发散度差异。

但光源6优选并不强制地输出线性偏振的照射射线10。特别优选地，线性偏振垂直于由二极管6的慢(短)轴所形成的平面。对于这种偏振，典型的立体全息图13特别有效。如果偏振垂直于该优选的轴，比如对于技术上可用的激光二极管6就是这种情况，则根据本发明可以沿光路安装延迟板或延迟膜(λ/2板，未示出)，其使得偏振方向在经过延迟板或延迟膜之后转动。延迟板或延迟膜优选地安装在准直射线束10的区域中，即例如在输入到眼镜镜片4中之前或者在通过全息图13输出之前。

根据本发明，也可以代替λ/2板而安装在相移和方向方面任意的延迟部件(λ/4板或λ/x板)以及各种不同的这种部件的组合。这些部件优选当准直光学器件不利地影响到光束的偏振状态时使用。借助于无源的延迟部件，于是将引起相反的补偿。

对于准直光学器件8的设计，存在各种不同的解决方案，例如通过折射元件，特别是圆形光学折射元件(球面透镜、非球面)，通过反射元件或准直反射镜(球面、非球面或者构造成自由形式元件)和/或通过衍射元件。准直光10从眼镜腿方向到眼镜镜片4中的偏转可以通过反射镜、偏转棱镜(如图所示)或通过衍射元件来实现。

光源6的发射特性，即光源6的辐射功率的角度分布，对于商业上可获得的二极管来说，通常具有有限的半宽度。这意味着，沿一个空间方向辐射的功率随着角度的增加而减小。根据本发明，准直光学器件8的焦距优选地予以调节，使得在眼镜镜片4中传播的外部射线仍然每单位面积传输一定的功率。对于短焦距，所提供的大部分光被准直光学器件8汇集，但是外部的射线束每单位面积对总能量的贡献明显更小。对于长焦距，光束横截面上的功率分布明显更均匀，但是所提供的能量的更大部分未被传输。

根据本发明，可以把焦距选择成使得边缘光量处于光束中心的照度的50％和10％的范围内。

如果在眼镜镜片4的设定厚度和设定的入射角情况下输出全息图13的投影倍数未足够精确地相应于二极管轴的发散度差，则准直光学器件8可以变形地设计(即在x-剖面和y-剖面中具有不同的焦距)。这可以例如通过安装折射、衍射和/或反射的柱形面来完成。

针对上述条件产生的焦距有时很长，准直光学器件8的结构长度因此有时很长，即例如大于20mm。因此有利的是，紧凑地翻折该准直光学器件，以便将其节省空间地集成在眼镜架中。然而，对于反射性准直光学器件8形式的解决方案，成像反射镜处的入射角不应太大。准直光学器件8的一种特别优选的翻折方式在图7中示出。在所示的翻折情况下，光源6的射线束10射到被构造为柱形面的第一反射镜19上，由该第一反射镜反射到构造为平面的第二反射镜20上。射线束10由第二反射镜20反射到第三反射镜21上，然后由第三反射镜输入到眼镜镜片4中，该第三反射镜构造为自由形状的反射镜，或者构造为偏离轴向地使用的非球面的旋转对称面。因此在该实施方式中可以省去偏转棱镜9。如由图7的视图可见，输出全息图13构造为在背面12上的透射全息图。

通过利用三个反射镜19-21翻折，自由形状反射镜21处的入射角可以小于25°，并且尽管结构紧凑，却能实现例如在20mm和40mm的范围内的焦距。上述的发散度矫正借助于构造成柱面的第一反射镜19来实现。

在其它实施例中，准直光学器件的全部的或者必要时附加的作用面也可以具有上述面形状的其它的即任意的组合，即平面、球面、柱形面、环形面、旋转对称的非球面、偏离轴向地使用的非球面或者自由形状面。此外，必要时可以在这些作用面上施加其它成像功能，例如衍射部件(光栅、立体全息图)或菲涅耳部件。根据所选光源的规格来选取合适的组合。

由于在全息图13曝光时因制造所致的误差，全息图13的最有效的入射角(布拉格条件)会发生变化。同样地，光源6的峰值波长会随器件而变化。为了针用于有益的波长范围和有益的制造误差得到有效的输出结构(这里为输出全息图13)，准直光学器件8被设计用于小区域。因此，对于根据本发明的照射装置1，光源6可以横向移位，从而可以改变全息图13处的射线的平均入射角。这在图8中针对光源6的两个不同位置示意性地示出，然而在图8中，始终仅绘出由光源6发出的发散射线束10。

特别地，准直光学器件8可以设计成使得入射角的波动沿着所使用的整个射线束10优选地小于1°，特别优选地小于0.1°。横向位移应优选覆盖在输出全息图13处的±5°的调节范围，特别是覆盖在输出全息图13处的±1°的调节范围。

替代地，也可以通过使得准直光学器件相对于眼镜镜片有针对性地倾斜，并且随后固定，由此对入射角度进行调整。这种角度操纵可以例如通过在两个胶合或粘合的部件之间的可变封胶楔、可变棱镜楔、可调偏转反射镜或类似的光学原理来进行。此外，准直光学器件8可以被设计用于微小的轴向偏差，即光源6也可以沿着输出的射线束10的方向偏移，用于补偿因制造所致的误差，以便使得输出全息图13的整体效率最大。

所描述的采用准直射线束10的解决方案的优点在于，通过眼镜镜片4和准直光学器件8之间的不同距离，可以使得照射光学器件7适应于不同的使用者头部宽度，而不影响效率。对于根据本发明的照射装置1，可以调节出不同的距离。可以通过使得整个照射光学器件7相对于使用者的头部或眼睛14横向地移位，来适应于使用者的不同的瞳孔距离。

立体全息的照射光学器件7的一个特殊优点在于，除了聚焦功能之外，还可以将散射功能引入到输出全息图13中。这可以例如按如下方式来实现：在曝光时，通过安装散射玻片，通过目标明确的统计上的射线偏转，来影响两个波中的一个。由此在非常靠近眼睛时才能产生大的光导值(数值孔径和光斑直径的乘积)。这意味着，在眼镜镜片4内部的传输仍然可以像点光源的单个射线束10那样发生。只有最后的光学有效面(这里是输出全息图13)才通过散射把光导值增大到所希望的大小。相比于使得已经在源6处伸展地发光的面的图像成像到眼睛14的转动点15上的解决方案，这降低了技术代价。

如果并非通过照射光学器件7，而是例如纯机械地来执行适应于使用者的不同的头部宽度，则会偏离于在眼镜镜片4内部的严格的准直。于是在两个方位角之一上也可以有发散的射线传播。准直光学器件8于是例如不再旋转对称，而是按规定在两个方位角之一上(x-剖面或y-剖面)散焦。在图9a和9b中示意性地示出了旋转对称的情况。而在图10a和10b中示出了提到的规定的散焦情况。这种设计的优点在于，眼镜腿区域内的光束造型狭窄。由此可以轻易地实现在美观上与通常的眼镜类似地设计眼镜或保持装置3。目前所描述的实施方式可以表征为具有散射功能的非远心照射，该照射在眼睛附近在射线束10从眼镜镜片4射出之前才发生。对此，立体全息图13并不是强制必需的。通过特殊的二色性地涂层的且在统计上改变的表面栅格，可以实现类似的技术实施。也可以设置在亚毫米范围内结构化的、在统计上改变的菲涅耳-透镜或相应的菲涅耳-反射镜。然后，应对透镜或反射镜的菲涅耳-结构进行二色性涂层，以确保观察功能，并将其掩埋在眼镜镜片6的材料中。这意味着，侧面优选地填充有充分地匹配折射率的材料，从而例如把正面11或背面12构造成连续的光滑表面，尽管有菲涅耳结构。

立体全息图13的优点在于，在技术上简单地例如实施为薄膜，并且在可实现高的偏转效率。

图11和12中示出根据本发明的照射装置1的另一种实施方式，在该实施方式中，光源6是横向伸展的光源6，因而输出横向地伸展的发散的射线束10。按此顺序，光源6后置有成像光学器件22、远心光圈23、偏转棱镜9以及第一眼镜镜片4。代替输出全息图，在这里所述的实施方式中，第一眼镜镜片4具有在下面还将详述的菲涅尔-部件24。

光源6的发光面由成像光学器件22以一定的距离成像到眼镜镜片4中。在此，光线4通过全反射在眼镜镜片4的内部传播，并最终通过菲涅耳-元件24发生偏转，使得该光线离开全反射并从眼镜镜片4射出。然后，所产生的光源6的图像在眼睛14中与眼镜镜片4间隔开规定的距离，优选例如位于眼睛14的瞳孔平面中，或者位于眼睛14的转动点15上。该图像也可以靠近这些位置。这尤其应理解为在光束的传播方向上相距这些位置的距离为±5mm、±4mm、±3mm、±2mm或±1mm。

如尤其在图11中可以看到，成像光学器件22可以具有球形的面、柱形面或自由形状面作为入射表面25。入射表面25也可以称为照明光学器件7的光学输入接口。

入射表面25后置有平面的偏转面26，并且成像光学器件22具有柱形面或自由形状面作为射出表面27。

如在菲涅耳-元件的图13的放大的详图中可以看到，菲涅耳-元件24可以具有未涂层的、暴露的菲涅耳侧面28。然而，这导致对观察方向的干扰，如箭头P1所示。而且，偏转效率也相对较低，如箭头P2、P3和P4所示。

在图14中示出了菲涅耳-元件24的一种改型。在该改型中，菲涅耳-侧面28被二色性地涂层。由此可以实现，对于照射植入物2所需的波长以足够大的份额被反射，如箭头P2和P4所示。足够大的份额可以例如大于或等于50％。然而，可见光谱范围或至少其部分以足够大的份额被透射，如箭头P1所示。该足够大的份额可以例如大于或等于50％。此外，图14中所示的菲涅耳-结构被掩埋，即，光学有效的二色性菲涅耳-侧面28填充有一种材料，这种材料在可见光谱范围内具有与眼镜镜片4的其余材料相同或近似相同的折射率。这些折射率的差异可以例如小于或等于0.01(用于观察的在此感兴趣的波长范围)。

菲涅耳元件24例如可以描述为高度曲线，其基本形状由x-y多项式的和表示：

但这不应理解为限制。确切地说，自由形状面的所有其它的表示方式当然也是可行的。

如果箭头高度z_G超过先前定义的侧面高度h_F，则轮廓形状将减小此侧面高度的整数多倍，直到修改的箭头高度再次落入[0…h_F]或[-h_F…0]的区间内。

多项式的前两项a₁₀x+a₀₁y描述了一个倾斜平面。因此，根据本发明选择两个参数a₁₀和a₀₁，使得在眼镜镜片4内部调节出轴向光束的主光束的规定的入射角。如果光束10在眼镜镜片4中的入射角太小，则不再可能发生全反射。如果入射角太大，则菲涅耳-侧面28之间的阴影区域增大，并且对菲涅耳-部件24以及眼镜镜片4的制造公差的敏感度也增大。

因此，射线10在眼镜镜片4内部的入射角优选地在45°和85°之间，并且特别优选地在60°和75°之间。因此，对于常规的眼镜镜片折射率，该系数在0.4＜|a₀₁，a₁₀|＜0.9的范围内。

可以选择眼镜镜片4的厚度，使得在假定光沿相反方向即从眼睛14到光源6传播的情况下，在菲涅耳-部件24上反射之后并且在与菲涅耳-部件24相对的背面12上的另一次全反射之后，光没有再一次射到菲涅耳-部件24上。在眼镜镜片4中的大入射角情况下，眼镜镜片4可以倾向于变薄地设计。对于小的入射角，需要较厚的透镜4。眼镜镜片4的厚度优选在1mm和10mm之间，特别优选在3mm和5mm之间。

多项式的后两项a₂₀x²+a₀₂ ²描述了在两个方位角中可能不同地弯曲的抛物面，即在x-剖面和y-剖面上的面的近轴折射率。可以选择这些项，以使面的前面的即远离眼睛的焦点位于安装在眼镜镜片4的入口处的孔径光圈上或至少位于其附近。因此，在该平面中，从眼睛的侧面入射到眼镜镜片4上的轴向平行的射线既在x-剖面上相交，又在y-剖面上相交。这些射线在图12中被连续地示出。

通过这种方式，安置在那里的孔径光圈变成远心光圈，即该布置确保对眼睛14的远心照射。由于倾斜地照射到菲涅耳-部件24上，在x-剖面和y-剖面上的两个折射率大小不同，即两个系数a₂₀和a₀₂也大小不同。对于常规的眼镜几何形状，根据本发明，两个系数在0.001＜|a₂₀，a₀₂|＜0.05的范围内。

远心光圈23的形状可以是任意的。优选为圆形、椭圆形、方形或矩形。

该面的其它系数可以用于改善光圈成像，或者为了减小成像的光源6的像差而优化。在实践中，根据具体应用的要求，将在这两个要求之间达成设计。

菲涅耳-侧面28的侧面高度h_F优选地在0.02mm＜h_F＜1mm之间的范围内。由于可能的衍射效应，菲涅耳-侧面28的高度太小会干扰成像。菲涅耳-侧面28的太大的高度能够作为照射分布的干扰调制被看到。

眼侧数值孔径优选在0.05至0.5之间的范围内，特别优选在0.1至0.25之间的范围内。光源6的在眼睛上的图像16的直径D优选为0.1mm＜D＜15mm，特别是1mm＜D＜15mm，特别优选为2mm＜D＜10mm。直径D描述了圆形图像16的直径。如果图像16不是圆形的，则该图像描述了将图像16完全包含在其中的最小圆的直径。

光斑16或图像16的形状可以是圆形、椭圆形、矩形、方形，或者具有其它可以通过在技术上能得到的光源或散射玻片来实现的形状。在焦点16处提供的能量优选地在1mW和200mW之间的范围内，特别优选地在10mW和100mW之间的范围内。精确的尺寸设计可以在考虑到植入物2的能量需求、生物学极限值和对于佩戴者有益的眼睛旋转角度的情况下进行。

对于在此所述的照射设计，光焦点16相距眼镜镜片4优选具有在10mm和25mm之间的间距，特别优选具有在12mm和20mm之间的间距。

此外，光焦点16相距眼镜镜片4可以优选地具有在12mm与35mm之间的间距，特别优选地具有在23mm与27mm之间的间距。

眼镜镜片4内部的全反射次数可以优选地在一次全反射和五次全反射之间变化。

只要保持内部的全反射条件，眼镜镜片4的基底的折射率对于该功能来说在表面上来看就不是至关重要的。因此，具有大于1.4、尤其是大于1.6的高折射率的透明基底是优选的。如果在眼镜镜片4中的光传播不是通过内部的全反射进行，而是通过在正面和/或背面11、12上的或者与正面和/或背面11、12间隔开的反射层进行，则折射率对于在眼镜镜片4中的光传播没有影响。

眼镜镜片4的材料可以是光学玻璃或光学塑料，只要其相应的透射率对于所考察的照射波长来说足够大。由于重量轻，塑料是优选的。可能的材料是例如PMMA、聚碳酸酯、Zeonex或CR39。

与基于成像衍射结构(例如表面光栅或立体全息图)的类似解决方案相比，通过借助菲涅耳-部件24的偏转，实现了显着改善的成像性能。对于基于衍射输出部件的系统，当对大区域成像时和在大数值孔径情况下，会产生严重的限制照射系统1的功能的像差。产生偏差是因为，与采用反射性菲涅耳-表面28的偏转相比，大入射角情况下，衍射偏转的成像方程具有很强的非线性。

菲涅耳-表面28在x-剖面和y-剖面上的折射率优选地具有不同的大小。为了在给定的近眼平面的焦点16处产生光源6的真实图像，光源6在眼镜镜片4内部的虚像焦点在x-剖面和y-剖面上也必须适当地有所不同，也就是说，适当地提供菲涅耳-表面28。因此，光源侧的成像光学器件同样必须在x-剖面和y-剖面上具有不同的折射率，从而从光源6开始的光束10在两个方位角之间得到所需要的焦点偏移。

因此，光源侧的成像光学器件22具有至少一个面，其在x-剖面和y-剖面上具有不同的折射率。这例如可以通过柱形面、具有不同圆柱份额的自由形状面或者偏离轴向地使用的球面或非球面来实现。在这里描述的实施方式中，这既针对输入面25实现，又针对输出面27实现。

结果，伸展的光源6和光源6在眼睛14上的图像16之间的成像比例在x-剖面和y-剖面上具有不同的值。光源6在眼睛14上的例如圆形的图像于是需要椭圆形的光源6，方形图像则需要相应的矩形光源6。造成这种差异的主要原因在于在菲涅耳-表面24上产生的投影效果-与具有立体全息图的变型方案类似。

特定的形状可以通过有针对性地设计光源6来实现，也就是说，照射的材料已经具有该形状，或者通过用光圈遮挡较大的光源6来实现。前者在技术上繁琐，后者导致高的光损耗。

特别优选的是，使用有效的激光源6，但其横向伸展很小。于是可以用散射玻片来实现所希望的伸展。根据本发明，在此有针对性地利用投影效果，也就是说，使用具有慢轴和快轴的半导体-激光二极管6(即，从光源射出的射线10的发散角度沿着彼此垂直且垂直于传播方向的两个轴具有不同的大小)。技术上可用的光源6通常具有这种效果。如果通过简单的旋转对称的光学器件8使得这种光源的射线束10准直，如图15中示意性的示出，则产生所希望的椭圆形面。

如图16中示意性地示出，射线束10可以通过散射玻片29转换成伸展的光源，该光源的发射特性也可以再改变。替代地，如图17中所示，输出射线束10的光源6可以依次地后置有用于光重新分布的非球面30、弱自由面31和散射玻片29，以便提供所希望的伸展的光源。

激光源6的各发散度优选地相差1.5倍到4倍。光源6优选地提供可见光谱范围之外的光，特别优选地，提供窄带的半宽度小于50nm的光。

图18中示出了根据本发明的照射装置1的另一实施方式。照射装置1包括光源6、准直光学器件8、偏转棱镜9、具有成像面33的输入棱镜32、眼镜镜片4以及掩埋在眼镜镜片4中的二色性的分光层34。光源6的发散性射线10被准直光学器件8转换成近乎平行的射线束10，然后被偏转棱镜9朝着眼镜镜片4的方向偏转，该偏转棱镜具有带有成像表33的输入棱镜32，因此把射线束10聚焦到眼镜镜片4中，该射线束通过内部的全反射在眼镜镜片中传播，并且最终通过掩埋的二色性的分光层34朝向眼睛14转向。

为了允许尽量不受干扰地观察，分光层34优选地被二色性地涂层，也就是说，对于照射植入物2所需要的波长范围以足够大的份额(例如大于50％)被反射。相反，可见光谱范围或至少其一些部分以足够大的份额(例如≥50％)透射。

出于相同的原因，分光层34被掩埋在眼镜镜片4中，也就是说，分光层34的光学作用面位于眼镜镜片4的内部，嵌入在两种在可见光谱范围内具有相同或近似相同的折射率的介质之间。分光层之前和之后的折射率差例如小于0.01。

掩埋的分光层34，也可以称为掩埋式反射镜34，优选构造为成像的分光层34或成像式反射镜34。在最简单的情况下，分光层34是球形的。然而，它也可以是非球形的，或者构造为自由形状反射镜。分光层34的成像功能用于减小输入侧的所需自由直径。如果放弃成像功能，则必须限制虚拟焦点35的发散度和/或焦点的调整范围，或者必须在输入侧使用安装空间密集的光学器件，如US 9,479,902 B2中所示。

分光层34优选朝向眼睛或朝向背面12凹入地弯曲。曲率半径优选在25mm和200mm之间、特别优选在45mm和75mm之间的范围内。

输出反射镜34的偏转角经过优选选择，使得眼镜镜片4内部的所有射线都通过全反射传播。如果眼镜镜片4中的射线入射角太小，则不再可能发生全反射。如果入射角太大，则系统对眼镜镜片4的制造误差的敏感性增加。

因此，眼镜镜片4的射线入射角优选在45°和85°之间，特别优选在60°和70°之间。因此，反射镜41的倾斜角度在22.5°和42.5°之间。

在眼镜镜片4中的大入射角情况下，眼镜镜片4可以设计得趋于变薄，对于较小的入射角，需要较厚的眼镜镜片4。眼镜镜片4的厚度优选在1mm和10mm之间，特别优选在3mm和5mm之间。

眼侧的数值孔径优选在0.02和0.2之间的范围内，特别优选在0.05和0.15之间的范围内。虚拟焦点35的横向调节范围优选地在±0.5mm和±5mm之间。

在虚拟光焦点35处提供的能量优选在1mW和200mW之间、特别优选10mW和100mW之间的范围内。确切的尺寸设计可以在考虑植入物2的能量需求、生物极限值和对于佩戴者有益的眼睛转动角度的情况下进行。

眼睛14的眼睛瞳孔相距眼镜镜片4优选具有10mm和25mm之间的距离，特别优选具有12mm和20mm之间的距离。

虚拟光焦点35相距眼睛14的眼睛瞳孔优选具有在15mm与50mm之间的距离，特别优选具有在20mm与30mm之间的距离。

眼镜镜片内部的全反射次数可以优选在一次全反射和十次全反射之间变化。

只要始终都保持全反射的条件，眼镜镜片4的基底的折射率对于该功能来说在表面上来看就不是至关重要的。因此，具有大于1.4、特别优选大于1.6的折射率的透明基底是优选的。如果在眼镜镜片4中的光传播不是通过内部的全反射进行，而是基于在正面和/或背面11、12上的或者与正面和/或背面11、12间隔开地设置的反射层进行，则折射率相对于光传播可自由选择。

眼镜基底的材料可以是光学玻璃或光学塑料，只要其相应的透射率对于所考察的照射波长来说足够大。由于重量轻，塑料是优选的。可能的材料是例如PMMA、聚碳酸酯、Zeonex或CR39。

优选的光源6是有效的激光源。对于从光源6射出的射线10的不同方位，技术上可用的半导体激光二极管6具有不同的发散角。为了补偿该效果，可以在激光源6之后使用快轴准直器(未示出)。

光源6优选地提供可见光谱范围之外的光。窄带的半宽度小于50nm的光是特别优选的。

窄带的且偏振的光便于在输出反射镜34上产生掩埋的二色性的分光层，因为它的效率通常随着作用在宽广的光谱范围和角度范围上而降低。

光源6优选地但并非强制地输出线性偏振的光。特别优选地，线性偏振垂直于跨越二极管6的慢(短)轴的平面。对于这种极化，典型的掩埋的二色体特别有效。如果偏振垂直于该优选的轴，比如对于技术上可用的激光二极管6就是这种情况，则根据本发明可以沿光路安装延迟板或延迟膜(λ/2板)，其使得偏振方向在经过延迟板或延迟膜之后转动。延迟板或延迟膜优选地安装在准直射线中，即例如在准直光学器件8之后或者在输入到眼镜镜片4中之前。

准直光学器件8在光方向上位于光源6之后，该准直光学器件将光源6的光10转换成几乎平行的光束。这种配置的优点是距离的一定的可变性，使得光学系统7由此可以适合于使用者的不同的头部大小。

准直光学器件8可以折射地设计(球面或非球面的透镜)，反射地设计(成像的反射镜)和/或衍射地设计(成像的、衍射的部件)。

在准直光学器件8之后，布置了偏转棱镜9，其使得准直的射线10从眼镜腿出来朝向聚光镜4偏转。棱镜9的设计适应于给定的眼镜形状。

接下来是输入光学器件或输入棱镜32，其将准直的激光10聚焦到眼镜镜片4中。输入以合适的角度进行，从而如上所述，在经过一定次数的全反射之后，射到输出反射镜34上。输入光学器件32的焦距经过选择，从而在与成像的掩埋式反射镜34的相互作用下，在距眼睛14的瞳孔期望的距离处产生光焦点16。输入光学器件32的焦距优选在20mm和100mm之间、特别优选在30mm和60mm之间的范围内。

在图19中示出了图18所示的实施方式的一种变型。在根据图19的这种变型中，在光源6和眼睛14之间的光路上，在适当的位置安装了具有小的散射角的散射玻片37。优选地，散射玻片37位于与眼睛瞳孔共轭的平面上。根据本发明，所述的焦距、眼镜镜片厚度和距离经过选取，使得该平面在偏转棱镜8的前面不远距离处产生。该距离可以例如为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。

在图19的示图中，散射玻片37安置在相关位置。射线束10的所标明的射线在散射玻片37处设有统计的方向变化。因此，无论在眼镜镜片4中，还是虚拟地在眼睛14的前面，都产生了扩大的光斑16。在眼睛14的瞳孔平面中的射线光栅不受此影响。

图20中的示图示出了散射玻片37成像到眼睛瞳孔中。在散射玻片37上起始于一点的射线汇聚于一点。这例如针对于一点在图20中用实线示出。

图21中示意性地示出了针对眼睛瞳孔中的不同入射角对系统的最可能的调节。准直光学器件8连同激光源6和散射玻片37一起的机械旋转被转换成光在瞳孔平面内的虚拟旋转。由此调节了光线在眼睛14处的入射角。

图22中示出了另一个示图，其中，分光层34被设计为平面的因此非弯曲的层。与前面描述的实施方式不同，激光源6必要时可以具有快轴准直器，该激光源后置有偏转反射镜38。偏转反射镜38可以具有散射功能和/或可翻摆。偏转反射镜38之后是具有成像面的透镜39。成像面可以球形、非球形地设计，或者设计为自由形状的面。透镜39之后是楔形件40，该楔形件与眼镜镜片4的背面12间隔有气隙41。光束10通过气隙41进入到眼镜镜片4中，并且在眼镜镜片中被构造在正面11上的平面42偏转，使得光束通过内部全反射传播至分光层34。

在图23中示出了另一种变型。激光源6必要时也可以具有快轴准直器，其中，在图23的示图中示出了不同的调节状态。光源6之后是具有成像面的透镜43。这些面可以球形、非球形地弯曲，或者设计为自由形状的面。面42在此构造为成像的反射镜，其可以球形或非球形地弯曲，或者可以设计为自由形状的面。此外，在背面12上形成有成像的衍射部件36，从而它在此代替了全反射。利用部件36，可以代替分光层34的成像效果。因此，分光层34可以例如平面地设计。

图24中所示的变型与根据图23的实施方式的不同之处在于，代替透镜43而布置了两个透镜44和45。透镜45可以具有平坦的面和球形弯曲的、非球形弯曲的或自由形状的面。透镜44优选地具有两个弯曲的面，这些面又可以球形、非球形地弯曲，或者构造为自由形状的面。在激光源6和透镜44之间，可以放置散射玻片46。散射玻片46可以能旋转地布置。这可以用于调整。此外，与图23的实施方式不同，未设置成像的衍射部件36，而是设置了弯曲的反射镜36′。弯曲的反射镜36′可以构造在背面上，或者至少部分地掩埋在眼镜镜片4中。此外，该反射镜可以被二色性地涂层，和/或设计为自由形状反射镜36′。弯曲的反射镜36′可以代替分光层34的成像效果。因此，分光层34可以例如平面地设计。

结合图21至24描述的调节可行方案也可以用于产生横向伸展至少为0.1mm或至少为1.0mm的虚拟焦点35。为此，只需在射线束10的所绘出的起始点的区域中布置覆盖调节范围的伸展的光源，或者布置覆盖调节范围的具有散射特性的光学元件(例如散射玻片、全息图和/或立体全息图)。由此同时产生全部的所绘出的或标出的射线束10，从而产生横向伸展的虚拟焦点35。

在图25中示意性地示出了照射装置1的另一实施方式，其用于产生在一定程度上伸展的具有至少为0.1mm的横向延伸的光源或焦点16。在此，点源47位于第一透镜48的前焦点上。由此使得从点源47发出的射线束10准直，并通过置于第一透镜48之后的第二透镜49到达眼睛14前面的焦点16。在第一和第二透镜48、49之间有一个光圈50，其相距第二透镜49的距离被选择成使得光圈50成像到眼睛14的虹膜I上。在光圈平面中安置了散射玻片51，使得眼睛14前面的焦点16根据散射玻片51的发散度而横向地(即横向于传播方向)增大。但是，通过使得散射玻片51成像到眼睛瞳孔P中，虹膜I上的光没有被消减。焦点16的横向伸展优选为至少0.1mm。特别地，焦点16的横向伸展可以具有直径D，其中，优选0.1mm≤D≤15mm，特别是1mm≤D≤15mm，特别优选2mm≤D≤10mm。如果焦点16不是圆形的，则直径D表示完全将焦点16包含在其中的最小圆的直径。

图26示出了照射装置1的另一实施方式。该结构基本上相应于根据图25的实施方式的结构。仅省略了散射玻片51，并且使得照射装置1相对于使用者的眼睛14适当地定位，从而点光源47的焦点16成像到眼睛14的转动点上。当然，也可以有微小的偏差。于是例如可行的是，焦点16沿着传播方向处于转动点15周围的±1mm、±2mm、±3mm、±4mm或±5mm的范围内。

在该实施方式中，成像的点源47的发散度或数值孔径确定了眼睛14的最大旋转角度，在该角度，光仍然通过虹膜I到达视网膜N。在视网膜N上被照射的面积受眼睛瞳孔P的大小限制。当待照射的植入物2位于视网膜上，将要覆盖大的眼睛旋转角度范围并且植入物2本身具有相当小的横向伸展时，所述实施方式是特别优选的。

在图27A、27B、27C和27D中示出了眼睛14的各种不同的旋转位置。从这些图中可以看出，即使眼睛14转动较大，也总是照射在视网膜N上的类似大的面积。虚线的射线在此表示在没有眼睛14时(因此在空气中)射线束的传播。这些射线在眼睛14的转动点处相交。虚线的射线考虑到了在眼睛的角膜H和眼睛晶状体L处的折射。因此，它们的焦点稍微偏离于眼睛14的实际上的机械的转动点15。在根据图26的实施方式中，视网膜N上的被照射的面积受眼睛14的瞳孔直径的限制。于是，从植入物2的一定的尺寸起，就不能再将其完全照射。

因此，照射装置1也可以如下设计：使得点光源47成像到眼睛瞳孔P的平面上(或者沿着射线束10的传播方向的±1mm、±2mm、±3mm、±4mm或±5mm的区域内)。于是，点源47的发散度或图像的数值孔径单独决定了在视网膜N上被照射的面积。由此也可以照射很大的视网膜植入物2。此外，这种设计在抑制眼睛14的横向位移方面更加耐用。只要该位移小于眼睛14的虹膜I的瞳孔直径的一半，该位移就不会改变在视网膜N上照射的面积。在图28中示意性地示出了这种照射装置1的结构。

相反，在眼睛14转动时，在虹膜I上很快就出现遮暗，特别是如果该虹膜很小的话。因此，所描述的实施方式是特别优选的，如果要被照射的植入物2位于视网膜N上，为了植入物2的工作，必须照射视网膜N上的很大的面积，在工作期间希望眼睛14仅略微地横向移位，并且在工作期间预期的眼睛转动也很小。在图29A、29B、29C和29D中示出了在将点源成像到眼睛瞳孔P的平面上的变型方案中眼睛14的不同的横向位置，(在图29D中还示出了不同的旋转位置)。从这些图示可以看出，在视网膜N上照射的面积的大小不受眼睛瞳孔P的限制。

在图30中示意性地示出了照射装置1的实施方式，其中，伸展的光源52的射线束10成像到在眼睛14内部的弯曲面上。该弯曲面可以例如是球形的面。为此，伸展的光源52后置有第一和第二透镜48和49，这些透镜相距光源52和眼睛14的距离以及彼此之间的距离经过选取，从而产生所期望的图像。此外，光圈50布置在两个透镜48和49之间，其中，光圈50可以构造为可变光圈。由此可以有针对性地调节光源52的发散度和视网膜上被照射的面积的大小。

特别地，伸展的光源52在弯曲面上的成像可以如下进行：使得轴向焦点，即光源52的选定点的图像位于眼睛14的瞳孔平面中。伸展的光源52成像到弯曲的图像面上，该图像面的曲率中心可以位于眼睛14的转动点处。通过这种设计，与根据图25至29的实施方式相比，可以降低眼睛中的局部的功率密度。

此外，在视网膜上被照射的面积决定于光源52的发散度，即图像的数值孔径，因此不受光瞳尺寸的限制。由于眼睛14中的图像面的根据本发明的曲率和取向，只要光源52本身的图像伸展足够大，在眼睛转动时，视网膜N的取向就不会改变。现在，能量分布到大的面积上，也就是说，与根据图25至29的实施方式相比，照射强度急剧降低。由于伸展的光源52，该系统对于横向的眼睛位移也具有一定的鲁棒性。

该实施方式是特别优选的，如果要被照射的植入物2位于视网膜上，为了植入物2的工作，必须照射视网膜N上的大面积，在工作期间预期的眼睛转动也很大，由于所需的总功率，当使用较小伸展的点光源时，超出了生物学关键的照射强度极限值，并且在工作过程期间，横向的眼睛位移相当小或中等。

在图31A至31D中示出了在所述照射中眼睛的不同位置(横向位置和转动位置)。

图32中示出了图26的实施方式的一种变型，其中，未使用点光源47，而是使用了伸展的光源52，从而该光源成像到眼睛14的转动点上。因此，对转动点存在远心照射，从而图中的主射线近似平行。

由此，确保当眼睛14相对于光源52横向地移位时，提供给眼睛14的光分布不会改变。此外，由于成像到眼睛14的转动点15上，在眼睛14的旋转角度大时也可以实现照射。由于伸展的光源52，照射强度可以较小。

该实施方式是特别优选的，如果要被照射的植入物2位于视网膜上，其中，要覆盖大的眼睛转动角度范围，植入物本身具有相当小的横向伸展，并且由于所需的整体性能，当使用较少伸展的点光源时，将超过照射强度的生物学关键的极限值。

光源52处在第一透镜48的前焦点上，并且眼睛14的转动点50位于第二透镜49的后焦点上。因此，光源52成像到转动点15上。此外，远心光圈50位于第二透镜49的前焦点上，从而用于成像的主射线平行地射到眼睛14上。

在图33A-D中示意性地示出了针对眼睛14的不同位置的这种照射。

在图34中示出了根据图32的实施方式的一种变型。把距离选择成使得焦点16位于眼睛14的瞳孔平面P中。由此实现将伸展的光源52远心地成像到眼睛14的瞳孔平面内，从而照射对于眼睛14的横向位移具有鲁棒性。在视网膜N上被照射的面积也不再受眼睛14的虹膜限制。确切地说，该面积的大小可以通过所采用的发散度或图像的数值孔径有针对性地来调节。例如由此可以避免不必要地过度地照射在视网膜上的植入物2。

该实施方式是特别优选的，如果要被照射的植入物2位于视网膜上，为了植入物2的工作，必须照射视网膜上的非常大的面积，在工作期间预期眼睛的横向位移很大，在工作期间预期的眼睛转动是中等的，由于所需的总体性能，在使用很少伸展的点光源时，将超过照射强度的在生物学上关键的极限值，并且能量预算要求在视网膜上尽可能明确限制的能量分布，且很少过度照射。

在图35A-C中示出了在伸展的光源如此远心地成像到眼睛的瞳孔平面中时眼睛的不同的位置(横向位置和转动位置)。

此外，照射装置可以以如下方式设计，使得伸展的光源非远心地成像到眼睛14的转动点15上。这可以例如通过如下方式来实现：照明系统50中存在的光圈50并非按无限远予以成像。这特别是当要通过具有很小的安装空间的佩戴在头部上的光学系统例如以眼镜的形式来实现照射时是有利的。照射系统的光圈于是可以直接位于眼镜基底中，这减小了眼镜所需的眼镜横截面，尽管可覆盖的眼睛转动角度范围大。

这种实施方式是特别优选的，如果要被照射的植入物2位于视网膜上，在这种情况下，要覆盖大的眼睛转动角度范围，但是植入物2本身更是具有较小的横向伸展，由于所需的总功率，在使用很少构造的点光源时，将超过照射强度的生物学关键的极限值，在工作期间眼睛14的预期横向位移相当适中，并且用于照射的光学系统的安装空间应该尽可能紧凑。

在图36A-C中示出在这种照射情况下眼睛的不同位置。

如已述，照射装置1的所述实施方式可以设计成能戴在使用者的头上。特别地，它们可以构造成眼镜的形式。当然，光源6不仅可以构造在右镜腿上，如图1所示，而且可以替代地或附加地构造在左镜腿上。在这种情况下，优选通过第二眼镜镜片5利用在左眼镜腿上的光源的照射射线进行照射，该第二眼镜镜片可以按与第一眼镜镜片4相应的方式构造(优选地相对于第一眼镜镜片成镜像)。

但也可行的是，照射装置1设计为单独的设备(图37)，使用者例如坐到该设备前面，然后观看照射光学器件7。这可以例如通过显示待考察的目标点来实现。此外，替代地或附加地可以在设备上或者与该设备间隔开固定距离地构造附件3(例如头部设备)，这对于眼科医生的检查设备是常见的。

目前始终都结合眼睛植入物2的能量供应来描述根据本发明的照射装置。但也可行的是，利用该照射装置，替代地或附加地与眼睛植入物2进行通信。为此，例如对射线束10进行调制(例如可以进行强度调制和/或频率调制)。因此可以将数据传输到眼睛植入物2。在一种改进中，照射装置1和眼睛植入物2之间的双向通信也是可能的。

Claims (14)

1.一种用于通过照射射线向眼睛植入物供应能量和/或与之通信的装置，其中，所述装置(1)具有：定位单元(3)，所述定位单元对使用者眼睛的照射位置加以确定；光学的输入接口，照射射线(10)能够通过所述光学的输入接口输送给所述装置(1)；以及照射光学器件(7)，其中，照射光学器件(7)使得所输送的照射射线(10)以如下方式聚焦：在空气中存在具有至少0.1mm的横向伸展的焦点(16)；并且当使用者的眼睛处于确定的照射位置时，所述照射射线(10)作为会聚的射线束进入到眼睛(14)中，从而所述焦点(16)位于眼睛(14)内部。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述照射光学器件(7)以如下方式设计：当使用者的眼睛处于确定的照射位置时，所述焦点位于从眼睛的瞳孔到眼睛的转动点的区域中。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述照射光学器件(7)具有具备用于产生焦点(16)的横向伸展的散射作用的光学元件。

4.如权利要求2所述的装置，其中，所述照射光学器件(7)具有具备用于产生焦点(16)的横向伸展的散射作用的光学元件。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述照射光学器件使得照射射线以如下方式成像：使得所述焦点位于一呈球形弯曲的面上。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述照射光学器件以如下方式设计：当使用者的眼睛处于确定的照射位置时，所述呈球形弯曲的面的曲率中心位于眼睛的转动点上，并且所述呈球形弯曲的面延伸通过眼睛的瞳孔。

7.如权利要求1所述的装置，其中，所述照射光学器件(7)以如下方式设计：使得当使用者的眼睛处于确定的照射位置时，所述照射光学器件使得照射射线非远心地成像到眼睛的转动点上。

8.如权利要求2所述的装置，其中，所述照射光学器件以如下方式设计：使得当使用者的眼睛处于确定的照射位置时，所述照射光学器件使得照射射线非远心地成像到眼睛的转动点上。

9.如权利要求1所述的装置，其中，所述照射光学器件(7)以如下方式设计：使得所述照射光学器件对照射射线进行非远心的成像，即，当使用者的眼睛处于确定的照射位置时，所述焦点处于眼睛的转动点上。

10.如权利要求2所述的装置，其中，所述照射光学器件(7)以如下方式设计：使得所述照射光学器件对照射射线进行非远心的成像，即，当使用者的眼睛处于确定的照射位置时，所述焦点处于眼睛的转动点上。

11.如权利要求1所述的装置，其中，所述照射光学器件(7)以如下方式设计：使得所述照射光学器件使照射射线非远心地成像，即，当使用者的眼睛处于确定的照射位置时，所述焦点处于眼睛的瞳孔上。

12.如权利要求2所述的装置，其中，所述照射光学器件(7)以如下方式设计：使得所述照射光学器件使照射射线非远心地成像，即，当使用者的眼睛处于确定的照射位置时，所述焦点处于眼睛的瞳孔上。

13.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置具有输出照射射线(10)的源(6)。

14.如权利要求1所述的装置，其中，所述定位单元(3)构造成能够戴到使用者头上的单元。

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