CN113906326A - 观看装置和用于投射光信号的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种观看装置(10)，包括：第一光线路(16)，第一光线路(16)包括：投影系统(22)，适于将光信号投射到观看装置(10)的佩戴者(12)眼睛(19)的视网膜的第一区域(23)上；光信号发生器(20)，产生要投射的光信号；以及包括输入耦合器(24B)和出射耦合器(24C)的波导(24)，波导(24)适于将光从输入耦合器(24B)传送到出射耦合器(24C)；以及可选地第二光线路(18)，第二光线路(18)包括光学系统(44)，光学系统(44)适于将环境的光信号投射到佩戴者(12)眼睛(19)的视网膜的第二区域(46)上，光学系统(44)包括波导(24)的一部分。

Description

观看装置和用于投射光信号的方法

技术领域

本发明涉及一种观看装置和一种用于投射光信号的方法。

背景技术

本解决方案的目的在于在光遗传学治疗的背景下刺激视网膜神经节细胞。

视网膜由光感受器组成，光感受器是高度特化的神经元，通过光转导负责视网膜的光敏性，即将光转化为在视觉系统内传播一连串事件的电和化学信号，最终生成世界的表征。在脊椎动物视网膜中，光转导是由光敏受体蛋白视紫质的激活引发的。

光感受器丧失或变性，例如在色素性视网膜炎(RP)或黄斑变性(MD)的情况下，严重损害(如果不是完全抑制)视网膜内视觉信息的光转导。光感受器细胞的丧失和/或光感受器细胞功能的丧失是视力下降、光敏感度下降和失明的主要原因。

目前正在开发几种专用于视网膜退行性疾病的治疗方法，包括基因疗法、干细胞疗法、光遗传学和视网膜假体。

例如，已经提出通过称为光遗传学的基因和神经工程技术控制特定神经元群的活动而不影响大脑中的其他神经元来恢复受试者视网膜的光敏性。与试图通过纠正蛋白质缺陷或功能障碍来替代或修复缺陷基因或绕过遗传缺陷的传统基因疗法相比，光遗传学方法可用于赋予视网膜中正常非光敏细胞响应光的能力，从而恢复患者的有用视力。与向双极细胞或神经节细胞提供细胞外电刺激的视网膜芯片植入物不同，基于光遗传学的疗法从细胞内部刺激细胞。

光遗传学是指遗传学和光学的结合，以控制活组织特定细胞内明确定义的事件。光遗传学包括(i)基因修饰靶细胞以通过在细胞膜中表达外源光反应蛋白使它们对光敏感，以及(ii)提供能够为所述光反应蛋白提供光的照明设备。

外源光反应蛋白的实例在WO2007024391、WO2008022772或WO2009127705中提供，它们描述了来自植物和微生物有机体(例如古细菌、细菌和真菌)的视蛋白基因的用途，这些基因编码光激活离子通道和泵(例如，通道视紫红质-2[ChR2]；嗜盐菌视紫红质[NpHR])，专为在哺乳动物神经元中表达而设计，可以使用病毒载体基因靶向特定神经群体。当暴露在适当波长的光下时，可以在表达视蛋白的神经元中触发动作电位，从而赋予这些细胞对光的敏感性。类似地，WO2013071231公开了新的光敏感通道蛋白(channelrhodopsin)Chronos和Chrimson，它们具有彼此不同和现有技术(例如ChR2/VChR1)不同的激活光谱，并允许使用多种不同波长的光来去极化不同组的同一组织中的细胞，通过表达不同细胞中基因表达的不同激活光谱的通道，然后用不同颜色的光照射组织。WO2017187272中公开的光反应蛋白是另一种选择。

光遗传学是一种非常强大的选择性神经元激活/抑制工具，例如，可用于恢复活体动物(包括人类)的神经功能，尤其是眼睛的神经功能。

然而，已经表明选择的光波长应接近光反应蛋白的最佳波长，并且这些光反应蛋白对光的敏感性非常低。因此，为了通过光获得最低水平的蛋白质活化，靶细胞或蛋白质接收的光强度应高于最小值。因此，必须使用在正确波长下提供足够辐照度的外部设备。

或者，已经提出了使用视觉假体系统恢复这些患者的至少部分视力。这些系统包括视网膜植入物，通过利用尽管部分视网膜组织已经退化但是大部分视网膜可以保持完整并且仍然可以直接受到光依赖电刺激的刺激的所述事实，视网膜植入物是至少部分地为失明和视力受损用户重建适度视觉感知和方向感的有用工具。通常，视网膜植入物被植入患者的眼睛，在光刺激下影响剩余神经元细胞的电激发。当受到刺激时，这些剩余的神经元细胞通过视神经将人工诱导的电脉冲传送到大脑的视觉部分。

视网膜植入物可大致分为两类：视网膜上植入物和视网膜下植入物。视网膜上装置放置在视网膜的内表面上或附近，即首先暴露于入射光的视网膜一侧，神经节细胞的神经纤维沿其传递到视神经。视网膜上植入物通常包括具有多个像素元件的芯片，该芯片能够接收由眼外设备(通常是照相机和用于解码入射光的微电子电路)通过眼睛的晶状体投射到视网膜上的图像，用于转换图像为电信号，并通过多个刺激电极进一步将信号转为电刺激，刺激芯片附近的视网膜细胞，以重建或改善失明或部分失明患者的视力。相反，视网膜下装置放置在视网膜下，在视网膜和下面的视网膜色素上皮或其他更深的组织之间。当前可用的视网膜下技术依赖于单个、刚性且通常为平面芯片的植入。已经进一步表明，希望能够植入一个以上的芯片以覆盖大视野。

视网膜假体和光遗传学疗法依赖于两个主要组件。在视网膜上设计的第一个组件通过改变目标视网膜细胞的膜电位来提供光敏感性：它是视网膜假体系统中的植入物或在光遗传学治疗中基因引入视网膜细胞的光门控离子通道蛋白。需要第二个组件来编码视觉信息(通常使用照相机或光电二极管阵列获取)并将其转换为前一个组件所需的输入信号。在视网膜假体中，输入信号是由有源电极矩阵提供的电流或能够激活无源组件的光脉冲。在光遗传基因治疗中，传递的输入信号是具有适当强度和波长的光脉冲，以定义的时空方式激活光遗传蛋白。

标准耳机无法实现所需的辐照度。

特别是，已知的解决方案包括将图像投影到视网膜上的投影仪，但它不允许超过10°的视野，这在某些情况下是不够的。

此外，所需的强大光源和控制电子设备产生的热量会导致温度升高，该温度必须保持在ISO 60601-1医疗电气设备标准设定的范围内。该设备还应保证电气安全(ISO60601-1)和电磁兼容性(ISO 60601-1-2、ISO 60601-1-9)。

此外，眼睛前方设备的温度和热传递的增加可能会引起干眼症和不适。因此，设备靠近眼睛的部分需要进一步的温度限制。

希望提供一种观看装置，其能够以足够的光强度提供更大的视野，同时保持足够的舒适度，尤其是在佩戴者的温度方面。

更具体地，希望提供一种能够限制来自光源和控制电子装置的过多热能和/或促进热量消散的观看装置，以防止照明设备的温度超过其正常操作时的最大温度，并提供扩大的视野。

还希望提供一种小型化的照明设备，以致于它可以被人类日常佩戴。

发明内容

因此，需要一种适于将光信号投射到装置佩戴者的眼睛上的观看装置，其能够获得扩大的视野、更紧凑并且为佩戴者提供改进的舒适度和感知。

最后，本说明书提出了一种包括第一光线路的观看装置，该第一光线路包括(i)适于将第一光信号投射到该观看装置的佩戴者眼睛的视网膜的第一区域上的投影系统，(ii)产生要投射的所述第一光信号的光信号发生器和(iii)包括输入耦合器和出射耦合器的波导，该波导适于将光从输入耦合器传送到出射耦合器。

根据优选实施例，观看装置还包括第二光线路，该第二光线路包括适于将环境的第二光信号(即环境光信号)投射到佩戴者眼睛的视网膜的第二区域的光学系统。

根据本发明的有利但非强制性的其他方面，观看装置可以采用任何技术上允许的组合结合以下特征中的一个或几个：

-光信号发生器包括全内反射棱镜(TIR棱镜)，其适于以一定角度引导入射光束，该角度优选地在20°和40°之间。

-光信号发生器包括具有数字微镜设备(DMD)成像器的全内反射棱镜(TIR棱镜)。

-第一光线路和第二光线路被布置成使得第一区域和第二区域之间的交集为空。

-第一光线路和第二光线路被布置成使得第二区域围绕第一区域。

-为波导定义了光传输的主方向，并且第二光线路和波导被布置成使得第二光线路中的光沿着垂直于波导的所述光传输的主方向的大体方向(general direction)传播。

-所述波导由半透明材料制成，优选地由透明材料制成。

-第一光线路是折叠线。

-第二光线路是未折叠线。

-光信号发生器包括光源。

-光信号发生器包括光源，并且第一光线路包括：准直透镜、全内反射棱镜(TIR棱镜)、数字微镜设备(DMD)成像器和投影透镜。

-光信号发生器包括光源，并且该光源是光纤光源，

-光信号发生器包括光源，并且该光源是电致发光二极管，更具体地是发光二极管(LED)或LED衍生物(例如OLED)。

-第二光信号的光源为佩戴者的环境。

-观看装置是眼镜的一部分或属于眼镜或与眼镜相关联。

-观看装置是用于光遗传学用途的装置。

-观看装置是虚拟现实装置。

-第二光线路平行于佩戴者眼睛的注视方向。

-投影系统的视野沿着第一方向在15°和25°之间延伸，并且沿着垂直于第一方向的第二方向在25°和35°之间延伸。

本说明书还涉及一种用于在包括第一光线路的观看装置的佩戴者眼睛中投射光信号的方法，该第一光线路包括(i)适于将第一光信号投射到所述装置佩戴者眼睛的视网膜的第一区域上的投影系统，(ii)产生要投射的所述第一光信号的光信号发生器，以及(iii)包括输入耦合器和出射耦合器的波导，该波导适于将光从输入耦合器传送到出射耦合器。根据优选实施例，在本发明的方法中使用的观看装置还包括第二光线路，该第二光线路包括适于将环境的第二光信号投射到佩戴者眼睛的视网膜的第二区域上的光学系统。

根据特别优选的实施例，该方法同时包括用第一光线路投射第一光信号和用第二光线路投射环境光信号的步骤。

附图说明

本发明将基于以下描述得到更好的理解，该描述对应于附图并且作为说明性实例给出，而不限制本发明的目的。在附图中：

-图1示意性地示出了佩戴者使用环境中的观看装置的实例，以及

-图2是图1的观看装置的详细剖面图。

具体实施方式

观看装置10、佩戴者12和佩戴者12的一部分环境14在图1中示出。该部分环境包括树木14A。

观看装置10是由所述装置10的佩戴者12使用以观看该部分环境14的装置。

在图2中进一步详述了特定观看装置10的实例。

定义平行于X轴且称为“第一方向X”的第一方向。平行于Y轴且垂直于X轴的第二方向被定义并称为“第二方向Y”。定义平行于Z轴且垂直于X轴和Y轴的第三方向，称为“第三方向Z”。

观看装置10包括两条光线路，第一光线路16和第二光线路18。

光线路是沿光线路将光信号源连接到佩戴者12的眼睛19的一组元件。

根据本发明的优选实施例，所述光信号是图像。

第一光线路16是折叠线。

“折线”理解为元件以这样的方式布置，即沿着第一光线路的光束具有多边形链16A。

第一光线路16包括光信号发生器20、投影系统22和波导24。

光信号发生器20适于产生要投射的第一光信号。

光信号发生器20包括光源26、准直透镜28、全内反射(TIR)棱镜30和参考符号为32的数字微镜设备(DMD)。

在某些情况下，可以在元件32中找到措辞DMD成像器。

根据图2的实例，第一光线路16中的光的路径遵循元件26、28、30、32、30的路径。

光源26包括适于产生光的发光元件34。

根据本发明的观看装置的用途选择产生的光。例如，在配备有带光电二极管的视网膜植入物的人使用观看装置的情况下，发光元件将适于产生刺激植入物的光电二极管的光强度。同样，在受益于光遗传学治疗的人使用观看装置的情况下，发光元件将适于提供针对这个应用的特定波长的光强度，其刺激治疗区域。

因此，发光元件34被特别选择为具有对应于所设想的应用的光谱范围和/或强度。发光元件34例如可以是激光源或非相干光源。

根据优选实施例，发光元件34是一个非相干光源。

例如，发光元件34包括电致发光二极管，更具体地是发光二极管(LED)或LED衍生物(例如OLED)。

在具体实例中，光源26还包括光纤36以将光传送到发光元件34。

更准确地说，作为一个特定的实例，光源26是一个电致发光二极管(未示出)，其后面是光纤36。

换言之，光源26是一个有光纤的LED。

根据优选实施例，发光元件34适于提供能够使细胞去极化的波长的光，该细胞包括光激活离子通道多肽。可用于使表达光激活离子通道多肽的细胞去极化的实例性光波长包括至少约365nm、385nm、405nm、425nm、445nm、465nm、485nm、505nm、525nm、545nm、565nm、585nm、590nm、605nm、625nm、645nm、665nm、685nm和700nm的波长，包括其间的所有波长。在优选实施例中，发光元件34适于在365nm到700nm范围内的波长处提供光强度，优选地范围为530nm到640nm，优选地范围为580nm到630nm，优选地范围为530nm到610nm，更具体地，光波长约为595nm。

如本文所用，术语“约”当与数值量结合使用时表示该数值量的正负10％。

准直透镜28适于准直来自光源26的入射光束31。

从准直透镜28出射的光束31沿第一方向X基本上彼此平行。

例如，准直透镜28的焦距选择在2毫米(mm)到20mm的范围内，更具体地在3mm到18mm的范围内，甚至更具体地，准直透镜28的焦距约为5.9mm。

全内反射棱镜通常使用全内反射的首字母缩写来命名为TIR棱镜。TIR棱镜在本领域中是众所周知的。

TIR棱镜30适于以角度α引导入射光31光束，该角度在下文中命名为“转向角α”。

TIR棱镜30包括输入面30A、输出面30B、反射面30C、入射棱镜30₁和输出棱镜30₂。

入射面30A接收入射光束。

光束通过输出面30B输出TIR棱镜30。

输入面30A和输出面30B例如彼此垂直。

转向角α是从棱镜30₁出射的光束与数字微镜设备32的法线之间的角度。

转向角α例如在20°和40°之间。

根据定义，α包含在值A和B之间意味着，一方面，α大于或等于值A，而α小于或等于值B。

在特定实施例中，转向角α等于24°。

入射面30A属于输入棱镜30₁，并且输出面30B属于输出棱镜30₂。

反射面30C属于输入棱镜30₁。

输入棱镜30₁和输出棱镜30₂具有互补面。

输入棱镜30₁和输出棱镜30₂之间限定微小间隙40。该微小间隙40限定在它们的互补面之间。

数字微镜设备32通常使用数字微镜设备的首字母缩写来命名为DMD。

DMD在本领域中是众所周知的。DMD包括一个反射镜阵列(例如608x684阵列或912x1140阵列)，它们可以在命名为ON和OFF的两个离散角度位置之间有规律地(例如每0.35毫秒(ms))切换，ON位置将入射光反射到目标。处理过的事件通过将相应的镜像设置为ON进行编码。

数字微镜设备32设置在输入棱镜30₁的反射面30C反射的光束的光线路中，适于将至少一部分光束反射向输出棱镜30₂。

数字微镜设备32启用或禁用一定数量的像素以形成要投射的光信号。

数字微镜设备32包括形成微镜阵列的多个反射镜。

每个反射镜至少有两个位置。

在第一位置，反射镜将光束反射向输出棱镜30₂，使得光传输到输出棱镜30₂并从输出面30B射出。

在第二位置，反射镜以没有光从输出面30B输出的方式反射光束。

投影系统22适于在观看装置10的佩戴者12的眼睛19的视网膜19A的第一区域23上投射第一光信号。

在实例中，投影系统22是一个投影透镜42。

投影系统的视野沿着第一方向在15°和25°之间延伸并且沿着垂直于第一方向的第二方向在25°和35°之间延伸。

波导24包括主体24A、输入耦合器24B和出射耦合器24C。

波导24适于将光从输入耦合器24B传送到出射耦合器24C。

根据优选实施例，波导24的主体24A的全部或部分由半透明材料制成。

在以下描述中，术语“半透明”是指透光率在5％至100％之间的透光体。

更优选地，主体24A的全部或部分由透明材料制成。

术语“透明”是指透光体的透光率大于95％，例如接近100％。特别是，这种“透明”体通过折射传输光，并且通过它可以清楚地看到物体。

波导24中的光由波长在500纳米(nm)和700nm之间的电磁波组成。

此外，波导的主体24A是一个平行六面体。

在图2的实例中，波导24的主方向由波导24的主体24A的长度限定。这样的主方向是波导24的光传输的主方向。

为主体限定内表面24D和外表面24E。内表面24D和外表面24E垂直于第二方向Y。

当观看装置被佩戴时，内表面24D旨在指向观看装置的投影仪系统22和佩戴者的眼睛19。

外表面24E旨在指向环境14的一部分。

在图2的特定实例中，主方向是沿着第一方向X。

输入耦合器24B和输出耦合器24C布置在主体24A的内表面24D上。

例如，输入耦合器24B被布置在内表面24D的末端并且输出耦合器24C被布置在沿着主方向的内表面24D的另一末端。

输入耦合器24B面向投影透镜42。

输入耦合器24B形成波导24的入射区，由此离开投影仪系统22的光束进入。

输入耦合器24B包括主体24A的内表面24D的一部分的表面处理。

输入耦合器24B由聚合物薄膜制成。

根据定义，薄膜是厚度低于10微米(μm)的薄膜。

根据定义，当物体的材料在聚合物中的含量高于或等于80％时，物体就是用聚合物制成的。

根据特定实施例，所述聚合物是卤化银。

出射耦合器24C面向佩戴者12的眼睛19。

出射耦合器24C形成波导24的输出区。

该输出耦合器24C包括主体24A的内表面24D的一部分的表面处理。

出射耦合器24C由聚合物薄膜制成。

第二光线路18是未折叠线。

未折叠线可以理解为第二光线路18的元件是对齐的，例如与沿着第一光线路16的光束的路径相比，沿着第二光线路18的光束具有基本上笔直的路径18A。

特别地，第二光线路18平行于佩戴者眼睛19的注视方向。例如，第二光线路平行于第二方向Y。

第二光线路18包括光学系统44，其适于在佩戴者眼睛的视网膜19A的第二区域46上投射/传输环境的第二光信号。

根据特定实施例，光学系统44是命名为25的波导24的一部分。它还可以独立于所述波导24。或者，第二光线路18直接从环境到达佩戴者的眼睛。

波导24的这部分25的界限由佩戴者12的光学视野角限定。

更准确地说，该部分25是波导与佩戴者12的视野角的交集。

该部分25包括输出耦合器24C。

第二光线路18和波导24被布置成使得第二光线路18中的光沿着垂直于波导24的主方向的大体方向传播。例如，大体方向是沿着第二方向Y。

两条光线路16、18被布置成使得视网膜19A的第一区域23和第二区域46之间的交集是空的。第一和第二区域23、46之间的空间被称为“空隙区域48”。

替代地或结合先前的布置，两条光线路16、18被布置成使得第二区域46围绕第一区域23。

根据特定实施例，观看装置10包括至少一个矫正视力缺陷的镜片，例如眼镜片。这种矫正视力缺陷的镜片优选地位于输出耦合器24C和佩戴者的眼睛之间的光线路16和/或佩戴者的眼睛之前的光线路18上。

根据特定实施例，观看装置10包括至少一个滤光器，例如彩色滤光器。这种滤光器可以沿着光线路16定位(例如在准直透镜28和全内反射棱镜30之间，和/或在全内反射棱镜30和数字微镜设备32之间，和/或在DMD和投影透镜42之间，和/或在投影透镜和波导24之间)和/或沿着光线路18定位。

现在参考用于在佩戴者眼睛上投射光信号的方法来描述观看装置10的操作。

根据特定实施例，观看装置10是一副眼镜的形式。

该方法包括提供步骤、定位步骤和两个投射步骤。

在提供步骤期间，观看装置10被提供给佩戴者12。

作为具体实例，眼科专家将观看装置10提供给佩戴者12。

在定位步骤中，佩戴者拿起观看装置，并将其戴在头上，放在眼睛前面。

例如，当观看装置10包括固定带时，佩戴者12使用固定带将观看装置10固定在他的头上。

投射的两个步骤是同时实现的。

根据第一投射步骤，第一光信号利用第一光线路16投射到视网膜19A的第一区域23上。

要投射的第一光信号由光信号发生器20产生。

更准确地说，从有光纤的LED 26产生的入射光束31被传输到TIR棱镜30。

光束31被输入棱镜30的反射面30C朝向微镜设备32反射。

根据微镜设备32的微镜的位置，光束被分成选择的部分(再现要投射的光信号)，和丢弃的部分。

该选择的部分通过输出棱镜30₂投射。

从输出面30B出射的光束被传输到投影透镜42。

离开投影透镜42的光束通过输入耦合器24B传输到波导24。

波导24的主体24A将光束传送到输出耦合器24C，由此光束离开波导24。

离开输出耦合器的光束投射在佩戴者12的视网膜的第一区域23中。

同时，该方法包括第二投射步骤。

根据第二投射步骤，环境光信号(即第二光信号)通过第二光线路18投射。

来自环境的光束穿过波导24的主体24A并到达视网膜19A的第二区域46。

来自环境的光束通过外表面24E传输到主体24A中，穿过主体24A并通过输出耦合器24C从波导出来并投射到视网膜19A的第二区域46上。

波导24将保持患者的周边视觉完整，同时使光信号发生器20能够远离佩戴者的视野放置。

将有光纤的LED 26与反射棱镜30一起使用还可以使LED远离投影系统，从而减少佩戴者12的发热问题。

此外，第二光线路18投射的第二光信号完成第一光线路投射的光信号，用于重建部分环境。

此外，由于第二光线路18，确保第二光信号投射在视网膜19A的第二区域46上，该第二区域与视网膜19A的第一区域23没有任何重叠区域。

此外，本发明的观看装置10能够获得与瞳孔尺寸无关的装置，特别是在瞳孔直径尺寸大于3毫米(mm)的情况下。

观看装置10还允许向佩戴者12的视网膜19A传递必要的辐照度。

观看装置10也是紧凑的。特别地，因为第一光线路16是折叠线，所以可以使第一光线路16的元件更靠近波导24。

因此，与已知的观看装置相比，该观看装置沿第二方向的尺寸减小。

由于使用了整个装置10，特别是具有数字微镜设备32的TIR棱镜30，这种观看装置还为佩戴者提供了20°x 30°的视野。

观看装置10不会遮挡患者的视野。

根据特定实施例，投影系统(22)和/或光信号发生器(20)安装在一副眼镜的框架上。

观看装置10可用于使用诸如视网膜植入物的视力假体的视力恢复领域。

根据具体实施例，观看装置10是适用于光遗传学的装置。

上面定义的装置10可以用于患有光感受器丧失或变性的受试者(即佩戴者)，例如在色素性视网膜炎(RP)或黄斑变性(MD)的情况下。如上所述，这些影响会降低视敏度、降低光敏性或导致受试者视野的一部分失明。

如上所述，一些疗法包括用光束刺激视网膜和/或视网膜植入物的转染细胞。

旨在被使用第一光线路16的光信号投射的视网膜的第一区域23包括细胞，更具体地说是视网膜细胞，这些细胞已经被转基因以表达用于光遗传学治疗的光门控离子通道蛋白。

根据具体实施例，所述光门控离子通道蛋白选自由以下项组成的组：Chrimson、ChrimsonR(WO2013/71231)、ChrimsonR-tdT(WO2017/187272)、Catch、光敏感通道蛋白(US20140121265、US890630)和黑视素及其衍生物。

旨在被使用第一光线路16的光信号投射的视网膜的第一区域23包括必须被刺激的视网膜植入物。

视网膜区域受到再现环境的光信号(更具体地说是图像)的光束的刺激。

投射的光信号重建由于光感受器丧失或受试者的注视方向功能退化而丢失的视野。

用第一光线路获得并刺激视网膜部分的光束是通过上述方法获得的。

在详细实施例中，用第二光线路18投射的环境光信号(更具体地说是图像)对应于完成光信号的环境部分，更具体地，用第一光线路以这样的方式投射的图像：佩戴者看到重建的环境的光信号(更具体地说是图像)。

此外，视网膜的第一区域23被所需的光特性刺激而与瞳孔大小无关。

在这种情况下，需要注意的是光强度的阈值(最大和最小)由光毒性标准给出，并在与眼科或光刺激应用于光遗传学治疗相关的文献中进一步分析(Yan等人，2016；Delori、Webb和Sliney，2007；Sliney等人，2005)。例如，对于波长为595nm的光，

o视网膜上的最大光强度为7mW/mm²(ISO 15004-2 2007；ISO 624712006)，并且

o在角膜(前段)，任何1mm直径的圆盘上的最大光强度为32mW(ISO 15004-22007)。

此外，考虑到亮度剂量限制时，48小时内的视网膜辐射暴露限值为6.6J.cm^-2(亮度剂量限制，美国国家标准协会(ANSI Z136.1 2014))。

根据另一特定实例，观看装置适用于虚拟现实装置。头戴式显示器用于例如增强现实、虚拟现实或电影显示。

在这种情况下，通过第二光线路18投射的光信号通常与环境没有特定的联系。

公开的与观看装置10相关地观看装置和方法可以用于虚拟现实或光遗传学应用。

Claims (17)

1.一种观看装置(10)，其包括：

-第一光线路(16)，所述第一光线路(16)包括：

-投影系统(22)，其适于将第一光信号投射到所述观看装置(10)的佩戴者(12)眼睛(19)的视网膜的第一区域(23)上，

-光信号发生器(20)，其产生要投射的所述第一光信号，以及

-包括输入耦合器(24B)和出射耦合器(24C)的波导(24)，所述波导(24)适于将光从所述输入耦合器(24B)传送到所述出射耦合器(24C)。

2.根据权利要求1所述的观看装置(10)，其中所述观看装置(10)还包括第二光线路(18)，所述第二光线路(18)包括光学系统(44)，所述光学系统(44)适于将环境的光信号投射到所述佩戴者(12)眼睛(19)的视网膜的第二区域(46)上。

3.根据权利要求1或2所述的观看装置(10)，其中所述波导(24)是半透明的，优选地是透明的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的观看装置(10)，其中所述光信号发生器(20)包括全内反射棱镜(30)，所述全内反射棱镜(30)适于以角度(α)引导入射光束(30)，所述角度(α)优选地在20°和40°之间。

5.根据从属于权利要求2时的权利要求1至4中任一项所述的观看装置(10)，其中将两条光线路(16，18)布置成使得所述第一区域(23)和所述第二区域(46)之间的交集为空。

6.根据从属于权利要求2时的权利要求1至5中任一项所述的观看装置(10)，其中将两条光线路(16、18)布置成使得所述第二区域(46)围绕所述第一区域(23)。

7.根据从属于权利要求2时的权利要求1至6中任一项所述的观看装置(10)，其中针对所述波导(24)定义光传输的主方向(X)，并且其中将所述第二光线路(18)和所述波导(24)布置成使得所述第二光线路(18)中的光沿着垂直于所述波导(24)的光传输的主方向(X)的大体方向(Y)传播。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的观看装置(10)，其中所述第一光线路(16)是折叠线。

9.根据从属于权利要求2时的权利要求1至8中任一项所述的观看装置(10)，其中所述第二光线路(18)是未折叠线。

10.根据权利要求9所述的观看装置(10)，其中所述光信号发生器(20)包括光源(26)，并且所述第一光线路(16)包括准直透镜(28)、所述全内反射棱镜(30)、数字微镜设备(32)和投影透镜(42)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的观看装置(10)，其中所述光信号发生器(20)包括光源(26)，所述光源(26)是光纤光源和电致发光二极管中的至少一种。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的观看装置(10)，其中所述观看装置(10)是用于光遗传学用途的装置。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的观看装置(10)，其中所述观看装置是虚拟现实装置。

14.根据权利要求2至12中任一项所述的观看装置，其中所述第二光线路(18)平行于所述佩戴者(12)眼睛(19)的注视方向。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的观看装置(10)，其中所述投影系统(22)的视野沿着第一方向(X)在15°和25°之间延伸，并且沿着垂直于所述第一方向(X)的第二方向(Y)在25°和35°之间延伸。

16.一种用于在包括第一光线路(16)的观看装置(10)的佩戴者眼睛中投射光信号的方法，所述第一光线路(16)包括：

-投影系统(22)，其适于将第一光信号投射到所述观看装置(10)的佩戴者(12)眼睛(19)的视网膜的第一区域(23)上，

-光信号发生器(20)，其产生要投射的所述第一光信号，以及

-包括输入耦合器(24B)和出射耦合器(24C)的波导(24)，所述波导(24)适于将光从所述输入耦合器(24B)传送到所述出射耦合器(24C)。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述观看装置(10)还包括第二光线路(18)，所述第二光线路(18)包括光学系统(44)，所述光学系统(44)适于将环境的光信号投射到所述佩戴者(12)眼睛(19)的视网膜的第二区域(46)上，所述方法同时包括用所述第一光线路(16)投射光信号的步骤和用所述第二光线路(18)投射环境光信号的步骤。

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