JP2002538936A

JP2002538936A - 光受容器を基本とする移植網膜の人工器官とともに使用する対数光倍増器及びその人工器官

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Publication number: JP2002538936A
Application number: JP2000606153A
Authority: JP
Inventors: ロバートジェイグリーンバーグ; アブラハムエヌセイドマン; ジョセフエイチシュールマン
Original assignee: セカンドサイトリミテッドライアビリティカンパニー
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2002-11-19
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: US8046078B2; WO2000056244A2; AU780183B2; WO2000056244A3; DE60034678T2; US6507758B1; US7133724B2; AU3867100A; US20090204212A1; EP1194083A2; US7539544B2; ATE361041T1; EP1194083B1; EP1194083A4; US20030181957A1; DE60034678D1; US20070016294A1; JP4384363B2

Abstract

(57)【要約】この発明はフォトンのビームを極度の視覚損傷または視覚消失を有する患者の網膜上で直接調整するためのものである。その目的は十分な結像エネルギーを基本的に光受容器、または電気光学的材料を起動する光（眼に対して外部）を有することにより動作する眼に移植された網膜の人工器官に供給することである。この発明は十分な光増幅を提供し、かつそれを対数的に実行する。それは十分な出力光能力を有する一方で、出力光レベルはなお安全レベルにのままである。この発明の最も好ましい実施形態は眼への正味電荷注入のない平衡２相刺激を提供する。例えば、光学的ズームレンズを使用する画像の光学的及び電子式拡大が取り入れられる。さもなければ、特定の考察対象または必要性のある事項に焦点を合わせることは実現可能ではないはずである。適切な調整なければ、不適切なしきい値振幅ならびに不快最大しきい値が得られる。従って、これらの調整のため、適切なしきい値振幅及び最大快適しきい値が提供される。さらに、網膜の個別の刺激位置が刺激の際に異なる色彩知覚を与え、その後、見た場面の色彩が特定の刺激位置で修正されて一定量の色彩視覚を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の属する技術分野］この発明は概して網膜の人工器官に関し、さらに詳細には網膜の人工器官の性
能を向上させる方法及び装置に関するものである。この発明は極度の視覚損傷または視覚消失した患者の網膜の人工器官移植の十
分なエネルギーのフォトンビームを直接調節することに関するものである。この出願は米国特許仮出願番号第６０／１２５，８７５号、出願日１９９９年
３月２４日の利益を請求する。

【０００２】［発明の背景］健康な眼は特定の波長の光に反応して神経刺激をトリガする感光性網膜細胞（
例えば、網膜内の桿状体及び錐状体）を有している。神経細胞中の複雑な相互接
続がこれらの刺激を組立て刺激は光神経を通って脳の視覚中心へ運ばれ、そこで
解釈される。視覚損傷のある一定の共通形態は感光性網膜細胞の誤動作に対する
主要な基因となることがある。このような場合、患者の眼に移植された網膜の人
工器官によって視界が向上される可能性がある。マイケルソン（Michelson）（
米国特許番号第４，６２８，９３３号）及びコウ（Chow）（米国特許番号第５，
０１６，６３３号、５，３９７，３５０及び５，５５６，４２３）は各々が電気
的衝撃でバイポーラ、または類似の細胞を刺激できる電極を備えた状態で瞳に向
かって眼の外に面する基本的には光受容器の網膜移植装置、または移植装置（複
数）を教示している。このバイポーラ細胞は電気的刺激の作用を受けて光神経
を通って適切な神経刺激を脳へ送る。

【０００３】網膜細胞を十分刺激するには不十分な電流しか生じない場合、光受容器が眼に
入る光の通常のレベルに対して十分感度がよいように見えないため、この発明は
この形式の人工器官に対する必要に応じた補完であると想定される。それ故、光
増幅器または「助力者」装置が必要とされることになる。その装置が本明細書に
おいて説明されるこの発明であり、それには特種な特性を有する移植も含まれる
。

【０００４】ファーニス（Furness）他は「仮想網膜表示装置（Virtual Retinal Display）
」、米国特許番号５，６５９，３２７第号、で「仮想網膜表示装置は眼の網膜に
直接投影されるパノラマ式の、高解像度の有彩色仮想画像を作成するフォトン発
生及び操作を．．．利用する．．．そこには鏡または光学部品を介して見られる
非現実的なまたは架空の画像がある」、と教示している。

【０００５】リチャード（Richard）他は米国特許番号第５，３６９，４１５号で「方向付
けて送り出された光ビームを形成するステップと；光ビームを変調してビデオ情
報を光ビームに印可するステップと；ビームを２つの直交方向へ偏向させるステ
ップと；光ビームからの仮想画像を眼の網膜に生成する転送回折光学要素部品を
含む光ビームをオペレータの眼に受光する入力を含む平面画像形成装置を形成す
るステップ；及び２つの直交方向に走査されかつ平面画像形成装置の入力及び平
面画像形成装置の出力に変調された光ビームをオペレータの眼へ向けて送り出す
ステップと；を含む直接網膜走査表示装置」、を教示している。

【０００６】視力のある人達はかれらの意図する用途にこれらの上記装置を使用することが
できる。しかし、それらは光受容器電極類の移植された網膜の人工器官をもつ視
覚消失した人達が使用するには不適当にと思われる。それらは十分な光の能力を
提供していないと思われる。また、スリニル（Slinyl）及びウオルバールジヒト
（Wolbarscht）、「レーザ及び他の光源についての安全性（Safety with Lasers
and Other Optical Sources）」によれば、網膜のしきい値損傷は平方センチメ
ートル当たり０．４ジュールであるため、光振幅は任意に増大させることができ
ない。

【０００７】［発明の概要］この発明は改良された網膜の人工器官性能を提供する方法及び装置へ向けて送
り出されるものである。この発明は、さらに詳細には網膜の人工器官への損傷を
回避しながら、移植網膜の人工器官を動作させる網膜神経または細胞の電気的刺
激を最大にする光倍増器及び電気回路へ向けて送り出されるものである。この発
明は、さらに詳細には網膜の人工器官の利点を最大にする、改良された移植網膜
の人工器官に向けて送り出されるものである。

【０００８】この発明の見地によれば、見た画像（即ち、入力画像）から反射した光は光増
幅器を通過して網膜の人工器官の光受容器アレイへ加られる出力画像を生ずる。
光増幅器の利得（または、「伝達関数」）は光受容器アレイが十分な大きさの網
膜神経刺激を生じて着目した光景を強めるため出力電極を駆動させるようにする
ことができる。この発明の別の見地によれば、光増幅器は光強度の範囲を、例え
ば、対数的に圧縮して人工器官の光受容器を過剰駆動することなく最大光増幅を
可能にすることが好ましい。

【０００９】この発明の別の見地に従えば、網膜神経の電気的刺激はパルス化される、即ち
、周期的に中断されてピークのある大きさの電気信号に基因する損傷を回避する
ことが好ましい。周期的中断は光受容器アレイへの入射光を周期的に中断するシ
ャッタにより機械的に及び適切な波形整形回路を介して電気的にまたはそのいず
れかにより実行可能である。

【００１０】この発明の別の見地に従えば、移植された人工器官の電極が正及び負パルスの
シーケンスを発生して眼の正味電荷の生成を回避する。 27)連続パルスは間隔Δｔの時間的空白を設けることが好ましい。

【００１１】４つの好ましい実施形態を説明する。この発明の第１実施形態によれば、単一
波長が組合せ光受容器−電子回路電極移植ユニットを起動させるようなされ、ユ
ニットでは負パルスの後に時間遅延があり正パルスが引き続いて生ずるようにな
っている。眼に移植された光受容器が等しい量の正及び負電荷を有する電気的刺
激を生成するように作用する。単一光波長が光受容器により受光される。その単
一波長には抽出可能なエネルギーが含まれる。それには例えば、振幅変調、周波
数変調、位相シフト法またはパルス幅変調により符号化される情報も含まれる。
光受容器は関連電子回路を有する電極を起動する。電子回路は負パルスの後に時
間遅延を生じ、引き続いて正パルスを生ずる。ゼロの正味電荷が電極が発生する
電気的パルスにより眼に導入される。好ましい遅延時間は０．１ミリ秒から１０
ミリ秒の範囲にあり、かつ２ミリ秒の遅延時間が最も好ましい。網膜細胞が電気
的に刺激されない場合、静止及び回復状態に戻る。その後、それは電気的には第
１の電気的刺激による刺激の前の状態にそれがあった状態になる。

【００１２】この発明の第２実施形態によれば、第１波長が「電子式」光受容器の第１の組
を刺激するのに使用される。これらの光受容器は取付けられた、または関連する
電極の刺激が負パルスを生ずるように接続される。この負パルスは網膜細胞刺激
をもたらす。その後、シャッタが割り込んで眼への光透過を停止させる。網膜細
胞が静止及び回復状態になり、その結果、それが電気的には光の特定の第１波長
により刺激の前にそれがあった状態に戻る。その後、光の特定の第２波長がその
光波長に感度のよい光受容器の第２組を刺激するが、光受容器の第１組は影響を
受けない。光受容器の第２組は取付けられた、または関連した電極の刺激が正パ
ルスを生ずるように接続される。網膜細胞に導入された正味電荷は平衡しなけれ
ばならない。従って、正パルスにより導入された正電荷は負パルスにより導入さ
れた負パルスに等しくなければならない。再び、シャッタが割り込んで光透過を
停止させる。再び、網膜細胞が静止し回復して、かつプロセスが繰返えされる。
第２実施形態の見地により、電気光学的、電子的または機械的シャッタを使用し
て電気的刺激のない期間が電気的刺激のため目標とする網膜細胞にもたらされる
。

【００１３】第１及び第２実施形態間のいわば、混成品であるこの発明の第３実施形態によ
れば、各々が対応波長に応じた２つの異なる波長及び２つの異なる形式のダイオ
ードが使用される。この実施形態では、ひとつの波長を使用して光の高い一定レ
ベルで励起して電子回路構成部品へ電力が供給される。他の波長を使用して振幅
、周波数、位相、パルス幅変調、またはそれらの組合せを介して情報を送信する
。網膜細胞に対する電子回路から電極への刺激パルスが第１実施形態で発生した
のと同じように単一波長で発生する。第４実施形態はいかなる特別の移植可能な
光受容器も有しない対数光増幅器自体の実施形態である。何の電子回路もなくダ
イオードに接続された光受容器とともに使用される場合、この最後の実施形態に
は低デューテイサイクルが必要とされる。それは酸化可能な電極の本来の容量に
十分期待してよく、酸化可能な電極はガラス質流体、または眼に直接結びついた
流体として眼に存在するイオン化可能な流体に対して絶縁酸化層の蓄積により容
量を取得するものである。

【００１４】画像の第１変換器を有する画像受光器は画像を電気信号に変換する。信号は患
者に明るさの圧縮状態を提供するように基本的には対数的に増幅される。

【００１５】この発明の実施形態の見地は増幅された電気信号は第２変換器によりフォトン
を基本とする表示に変換され、この表示のフォトンは眼の瞳を通って眼に入るこ
とである。また、対数増幅器発明の実施形態が十分な出力光能力を有する一方で
、好都合なことには、出力光レベルはなお安全レベルにとどまる。この発明の見
地は、虹彩ならびに周囲の輝度の大きさのかなり程度を越えた考えられる光景の
形成における人間の眼の網膜細胞の生化学の作用の見地に対応する。

【００１６】この発明の実施形態の見地は画像の光学式及び電子式拡大、例えば、光学的ズ
ームレンズの併合、ならびに電子式拡大、両方の併合である。それ故、特定の考
察対象または必要性のある事項に焦点を合わせることが実現可能である。

【００１７】適切な調整により、目に見える明るさの適切なしきい値振幅、ならびに目に見
える明るさの快適な最大しきい値が得られる。従って、これらの調整のため、し
きい値振幅及び最大の快適しきい値に対する適切な調整が行われるように調整見
地が各実施形態に組み込まれる。

【００１８】この発明のすべての実施形態に組み込まれる別の見地は、少なくともある程度
利用可能な色彩視覚の生成に向けられる。個別の刺激位置（網膜細胞は概して、
具体的にはバイポーラ細胞）が異なる色彩知覚を刺激に与えることを拡張するた
め、見た場面の選択画素の色彩が、特定形式のバイポーラ細胞を電気的に刺激し
て色彩視覚の知覚をもたらすように配置された特定の光受容器電子回路電極ユニ
ットに相互に関係付けられる。

【００１９】しきい値と最大明るさ、及び色彩視覚の快適な調整両方の実行を助力するため
、対数光増幅器もそれ自体内にデータ処理装置を内蔵していて、データ処理装置
は半自主的に、各種光受容器電極及びその組合せの間を循環し、患者に患者が見
るものに関して質問し、その後、患者が回答を与え適切な目に見える明るさ、目
に見える色彩及び適切な知覚を設定する。この設定モードはキーボード、表示装
置、及び補助プロセッサを使用して行われ、これらは設定処理手順中対数光増幅
器のデータ処理装置の中に差し込まれる。

【００２０】走査レーザフィードバックがこの発明の別の実施形態に設けられてスキャナレ
ーザによる適正なロケーションの走査を続けさせる。網膜移植装置から反射して
戻った反射走査レーザの画像化を使用して眼に入り込んで見る第２画像形成装置
及び走査レーザ走査制御装置に繋がれたデータ処理装置を利用してリアルタイム
情報を提供することができる。

【００２１】［好ましい実施形態の説明］この発明の上記及び他の特徴及び利点は次の詳細な説明からより明らかになろ
う。以下の説明はこの発明を実行するため現在考察されている最良モードについて
のものである。この説明は概念を制限するものとして理解されるべきでなく、単
にこの発明の一般的な原理を説明する目的で行われるものである。この発明の適
用範囲は特許請求の範囲を参照して判定されるべきである。

【００２２】この発明は人々の正常の光受容器網膜細胞を失った患者の眼に移植された人工
光受容器用増幅光を提供する。この増幅光の目的は人工光受容器を効果的に刺激
するものである。人工光受容器は関連電極を通して、通常いくつかの電子回路を
介して網膜細胞へ電気的刺激をもたらし、網膜細胞は網膜内の錐状体及び桿状体
などの生きた網膜の人工器官によって正常に刺激される。網膜の人工器官を通し
て電気的刺激を受ける網膜細胞は代表的にはバイポーラ細胞である。これらの非
光受容器網膜細胞へのこの刺激は、正常の眼が見るはずのものの少なくともいく
つかを患者に知覚させる。網膜細胞を損傷しないようにするため、光が光受容器
の電極刺激装置へ以下の方法で送られる。

【００２３】４つの実施形態を説明する。第１実施形態では、単一波長が組合せ光受容器−
電子回路電極移植装置を起動させるよう期待され、装置では負パルスの後に時間
遅延があり負パルスが引き続いて生ずるようになっている。第１実施形態では、
眼に移植された光受容器は等量の正及び負電荷で電気的刺激を生成するように作
用する。単一光波長が光受容器に受光される。光受容器は関連電子回路を有する
電極を起動する。電子回路は負パルスの後に時間遅延を生じ、引き続いて正パル
スを生ずる。ゼロの正味電荷が電気パルス発信電極により眼に導入される。好ま
しい遅延時間は０．１ミリ秒から１０ミリ秒の範囲にあり、かつ２ミリ秒の遅延
時間が最も好ましい。網膜細胞が電気的に刺激されない場合、静止及び回復状態
に戻る。その後、それは電気的には第１の電気的刺激による刺激の前の状態にそ
れがあった状態になる。

【００２４】対数増幅器を始めとして、画像用第１変換器を有する受像装置が画像を電気信
号へ変換する。信号は患者に明るさの圧縮状態を提供するように基本的には対数
的に増幅される。増幅された電気信号は第２変換器でフォトンを基本とする表示
に変換され、ここで、前記表示の前記フォトンが眼の瞳を通って眼に入る

【００２５】見た場面（図示せず）からのフォトン（１０２）はレンズ（１０１）を通して
対数増幅器（１０００）に入る。光増幅器（１０００）は、表示フォトン（１０
８）が眼（５）の瞳（１０５）を通って眼（５）に入るように、受像装置（１）
、画像の電気信号への第１変換器（１０３）、それにより増幅器への入力信号と
増幅器からの出力信号間の明確な関数関係に従って前記電気信号の全増幅が行わ
れる前記電気信号の増幅器（２）、及び前記増幅された電気信号をフォトンを基
本とする表示装置（７）へ変換する第２変換器（１０７）を有する。画像形成装
置（１）がある形式のビデオカメラ、受像装置である場合、電気信号への変換は
パッケージ（旧い技術）で生ずる。

【００２６】レーザ（可干渉性光源）（７）などのフォトンソースである表示装置（７）ま
たは着色ＬＥＤ（７）などの非干渉性光源、またはプラズマ表示装置（７）が網
膜近くの移植装置に直接フォトンを送るため使用される。これらの表示装置（７
）は非常に明るい、しかし、眼に非建設的に当たらないように作成される。本明
細書の場合は、網膜の人工器官の補助なしで見えないようにするように患者には
十分な網膜退化がある。表示装置（フォトンソース）がレーザ（７）である場合
、そのレーザが眼に表示される場面に従って移植された光受容器電子回路電極ア
レイ（図２、（８））全体にわたって走査する。走査レーザは走査手段を有する
レーザ（旧い技術）である。

【００２７】図２ａにおいて、ビデオ信号（６）が、走査手段を有するレーザ（旧い技術）
である走査レーザ（７）に加られる。走査レーザ（７）は方形または長方形パタ
ーンで、または人工器官（８）に正確合わされたラスタパターンで網膜の人工器
官全体にわたって走査される。ビデオ信号（６）が見られる場面のデータプロセ
ッサ（図１、（２））からの振幅、及び要求があれば（図１を参照）色彩情報を
個別色彩増幅器（３）からレーザ（７）へ供給し、その情報はレーザを変調する
ため使用される。

【００２８】好ましいモードでは、光増幅器（１０００）は対数増幅器である。他の好まし
いモードでは、増幅器は、対数関数、または変形対数関数、例えば、対数関数に
より多重化された多項式関数などの代数関数のほかの異なる関数に従って増幅す
る。

【００２９】画像形成装置、またはカメラレンズを参照番号（１０１）に従って略図的に示
す。信号は電子式プロセッサ（２）で全体として対数的に増幅されるか、また
は個別のＲＧＢ (赤色, 緑色及び青色) 、またはＲＧＢＹ(赤色, 緑色、青色及
び黄色)色補償が個別に対数的に増幅される（参照番号（３））。白色光の他の
色補償混合を使用してもよい。分離色補償の個別増幅器（３）は光受容器が特に
感度のよいひとつの色彩の相対的超増幅を考慮に入れている。黒色−白色コント
ラスト画像のみが表示される場合は、その画像の「白色」部分が光受容器が最も
感度のよい色彩、即ち、波長に対数的に変換されている。この機能には、移植さ
れた感光性素子の応答を最適にする必要があるものに従って、波長を赤外線に向
かってまたは近くに、または紫外線に向かってまたは近くにシフトさせることが
含まれる。その結果、適切な出力に対する到来画像データのマップ化が可能であ
る。このマップ化は、例えば、異なる波長及びこれらの波長に一意に感度のよい
感光性素子で動作する２つのレーザの適切なタイミングにより図４に示すような
２相波形を生成する合成物になるはずである。

【００３０】好ましいモードでは、個別のＲＧＢ (赤色, 緑色及び青色) 、またはＲＧＢＹ
(赤色, 緑色、青色及び黄色)色補償が個別に増幅され（参照番号（３））、また
は一緒に増幅され（参照番号（２））、かつ増幅後に分離される（参照番号（３
））。これらの色補償は網膜移植装置の特定感光性素子を刺激するのに使用して
もよい。例えば、（眼に）投影された場面においてその青色知覚細胞の近傍に青
色があるはずの、眼に伝送される場面に青色がある場合に、青色の知覚を生成す
る細胞（「青色知覚」）が刺激される。

【００３１】対数増幅は元の明るさの範囲を圧縮するのに必要である。正常の眼はこの瞳の
寸法を小さく閉じる、目を細めて見る、かつ他の電気化学的細胞機構を採用する
ことを自動的に行う。この光増幅器が電子式対数光増幅器によってこの所要課題
を解決する。光増幅器には調整可能な変換または画像寸法の拡大も含まれる。シ
ャッタまたは走査レーザの電気的ターンオンまたはオフはこの実施形態の必須部
分ではない。

【００３２】光増幅器の第２の好ましい実施形態では、２つまたはそれ以上の波長が光エネ
ルギーを眼に伝えて眼への正味電荷射出のない平衡２相波形刺激を可能にするた
め使用される。第１波長は光受容器の第１組を刺激するため使用される。これら
の光受容器は取付けられた、または関連する電極の刺激が負パルスを生ずるよう
に接続される。負パルスは網膜細胞刺激をもたらす。そして、シャッタが割り込
んで眼への光伝達を停止する。この光遮断の時間はは０．１ミリ秒から１０ミリ
秒の範囲が好ましく、かつ２ミリ秒の遅延時間が最も好ましい。網膜細胞が静止
及び回復状態になり、その結果、それが電気的には光の特定の第１波長により刺
激の前にそれがあった状態に戻る。その後、光の第２波長はその光の波長に対し
て感度のよい光受容器の第２組を刺激する。一方で、光受容器の第１組は影響さ
れない。この第２組の光受容器はは取付けられた、または関連する電極の刺激が
正パルスを生ずるように接続される。網膜細胞に導入された正味電荷は負パルス
によって導入された正味電荷と平衡し、または等しくなければならない。再び、
網膜細胞が静止し回復して、かつプロセスが繰返えされる。第２の好ましい実施
形態（図３ａ）では、２つの走査レーザ（９）及び（１０）が各レーザが異なる
波長で動作する状態でビデオ信号を供給する。

【００３３】好都合なことには、２つまたはそれ以上の光受容器（１３）及び（１４）が移
植装置に存在する。２つの形式の光受容器（１３）及び（１４）が光の異なる周
波数に調整され、周波数の各々は外部レーザ（９）及び（１０）の射出周波数の
うちのひとつの周波数である。図３ｂは光（３０１）及び（３０２）の２つの到
来周波数を示す。二重光周波数（３０１）及び（３０２）用光源は画像形成装置
（図１、（１０１）、（１）及び（１０３））及び増幅器（図１、（２）及び（
３））からの情報流れの下流の装置（３０４）である。増幅段階からの最終出力
は電気的にまたは電気機械的に二重光周波数光源（３０４）、特に、光出力の異
なる波長で動作する二重走査レーザへ接続される。異なる周波数（即ち、波長）
光受容器の、各対が電極（図示せず）に関連している対（３０３）は眼の移植装
置に載置される。

【００３４】続けて、２つの形式の光受容器（例えば、フォトダイオード）が各電極（図
示せず）で２相電流（図４）を生じさせる。始めに、静止状態（４０）が出現す
る。次に、光受容器（１３）の一方がその対応するレーザ（９）によって起動さ
れている。電流振幅は負（４１）である。ある時間（４２）後、レーザ（９）及
び光受容器（１３）が遮断され、振幅はゼロになる。次に、もう一方のレーザ（
１０）がその（光波長で）対応する光受容器（１４）を起動し、振幅が量（４３
）だけ及び持続時間（４４）の間正になる。定格では、絶対値は（４１）＝（４
３）及び（４２）＝（４４）である。ただし，この場合、これは厳密ではなく、
パラメータ（４４）及び（４３）は（４１）＊（４２）＝（４３）＊（４４）で
ある。ここで、記号＊は乗算を表わす。これは（４１）及び（４２）を測定しそ
の後、（４３）及び（４４）または両方を変えて電荷平衡を維持することにより
実現できる。

【００３５】シャッタ（４）は第２実施形態の一部である。シャッタ（図１、（４））は機
構設計（旧い技術）、または電子式シャッタ（４）（旧い技術）、または電気光
学的シャッタ（４）（旧い技術）によるものである。シャッタ（４）は対数光増
幅器（１０００）から眼（５）の瞳（１０５）への光を遮断する。これは光が光
受容器（図３ａ、（１３）及び（１４））、（図３ｂ、（３０３））に当たる合
計時間を減少させる。その結果、バイポーラ、または類似の細胞が刺激されてい
る間の時間は減少する。眼が最初に意図したように機能しないため、バイポーラ
、または類似の細胞は続いて適切に機能するためこの「停止時間」が必要である
と考えられる。

【００３６】この発明の見地は２つまたはそれ以上の波長を使用して眼への正味電荷射出の
ない平衡２相波形刺激を可能にすることである。２相形式の電気刺激に関する限
り、イオンキャリア、または電子または他の電荷キャリアの形式での正及び負電
荷の等しい量が眼の各種流体に入る場合、眼への電気的影響は有害ではない。直
流電流が眼に供給される場合、内部には非平衡電荷が生ずる。この電荷過剰は細
胞に有害であることが解っている。それ故、直流電流はバイポーラまたは他の細
胞を損なうことがある。好都合なことには、２相電気刺激は細胞に対してこの被
害を回避する傾向にある。

【００３７】第１及び第２実施形態間のいわば、混成品であるこの発明の第３実施形態によ
れば、各々が対応波長に応じた２つの異なる波長及び２つの異なる形式のダイオ
ードが使用される。この実施形態では、ひとつの波長を使用して光の高い一定レ
ベルで励起して電子回路構成部品へ電力が供給される。他の波長が振幅、周波数
、位相、パルス幅変調、またはそれらの組合せを介して情報を送るため使用され
る。網膜細胞に対する電子回路から電極への刺激パルスが第１実施形態で発生し
たのと同じように単一波長で発生される。

【００３８】各々が対応波長に応じたの２つの異なる波長及び２つの異なる形式のダイオー
ドが使用される（図３ｂ、（３０１）及び（３０２）を参照）。この実施形態で
は、ひとつの波長（図５、（５０１））を使用して光の高い一定レベルで励起し
て電子回路構成部品（５０２）へ電力が供給される。他の波長（５０３）が振幅
、周波数、位相、パルス幅変調、またはそれらの組合せを介して電子回路構成部
品（５０２）へ情報を送るため使用される。網膜細胞に対する電子回路（５０２
）から電極（５０４）への刺激パルスが第１実施形態で発生したのと同じように
単一波長で発生される。

【００３９】図６を参照。図６は先行する３つの実施形態をブロック形式でまとめてある。
第１実施形態では、ひとつの波長（６０１）があり電子回路（６０３）及び電極
（６０４）を有する単一ダイオード（６０２）に入力される。デジタル的にまた
はアナログ手段、旧い技術、のいずれかにより、光受容器によるフォトンの吸収
後生ずるＤＣ信号が電子回路によって電極で図４に示す形式の信号（６００）に
変換される。第２実施の形態では、両方が電力及び情報を運び、２つの異なる光
受容器（６１２）及び（６１３）に衝突する２つの異なる波長（６１０）及び（
６１１）に対して、電子回路（６０３３）、デジタルまたはアナログ、が電極（
６０４）で図４の波形（６００）を再び生成する。第３実施の形態では、第１光
受容器が安定した状態の電力波長（６２２）を受取り、第２光受容器が信号波長
（６２３）を受け取る２つの異なる光受容器（６２０）及び（６２１）に対して
、電子回路（６０３４）、デジタルまたはアナログ、が電極（６０４）で図４の
波形（６００）を生成する。参照番号（６０３）、（６０３３）及び（６０３４
）の電子回路は異なってもよい。

【００４０】第４実施形態はいかなる特別の移植可能な光受容器も有しない対数光増幅器自
体の実施形態である。いずれの電子回路もなくダイオードに接続された光受容器
図８、（８１）とともに使用される場合、この最後の実施形態には低デューテイ
サイクルが必要とされる。それは酸化可能な電極の本来の容量に十分期待され、
酸化可能な電極はガラス質流体、または眼に直接結びついた流体として眼に存在
するイオン化可能な流体に対して絶縁酸化層の蓄積により容量を取得するもので
ある。

【００４１】実施形態の第１設定で、０．５ミリ秒から１０ミリ秒、２ミリ秒が最も好まし
い、のオフ時間をもつシャッタ（図１，（４））を追加すると、そのオフ時間（
図４、（４７）及び（４８））をもたらす機構が形成される。ただし，実施形態
の第２設定では、各レーザがオンする時間がレーザ内の電子式手段（旧い技術）
により制御されて等しい、即ち、網膜細胞に導入された全体的な（正負の）符号
を付けた電荷に対して等しい正パルス及び負パルスを生成する。実施形態の第１
設定及び第２設定は完全にまたは部分的に一致してもよい。

【００４２】実施形態の他のすべての見地は、画像の光学式及び電子式拡大両方の併合、例
えば、、光学的ズームレンズならびに電子式拡大の併合である。画像の光学式拡
大（図１を参照）はカメラレンズ（１０１）用ズームレンズの使用により実現さ
れる。電子式拡大は電子式データ処理装置（２）または（３）で電子的に実現さ
れる。その結果、特定の考察対象または必要性のある事項に焦点を合わせること
が実現可能である。

【００４３】適切な調整により、目に見える明るさの適切なしきい値振幅、ならびに目に見
える明るさの快適な最大しきい値が得られる。従って、これらの調整のため、し
きい値振幅及び最大の快適しきい値に対する適切な調整が行われるように第６の
見地が実施形態のすべてに組み込まれる。色彩視覚を入手可能にするには、ある
程度まで他の見地が取り入れられる。個別の刺激位置（例えば、バイポーラ細胞
）が異なる色彩知覚を刺激に与えるということを拡張するため、見た場面の選択
画素の色彩が特定形式のバイポーラ細胞を電気的に刺激して色彩視覚の知覚をも
たらすように配置された特定対の光受容器に相互に関係付けられる。

【００４４】この発明の好ましい実施形態のこれら最後の２つの見地、即ち、目に見える明
るさ制御及び明らかな色彩の表示の実行を助力するため、対数増幅器もそれ自体
内にデータ処理装置を内蔵していて、データ処理装置は振幅、周波数、位相及び
パルス幅またはそのいずれかを各種光受容器電極及びその組合せにより変化させ
る電気的パルスを循環させ、患者に質問しその後、患者が回答を与えて、適切な
目に見える明るさ、目に見える色彩を設定する。実施形態の別の見地では、表示
装置（７３）及びデータ入力装置またはキーボード（７３）、マウスまたはジョ
イステイック（７５）などの装置を備えたプラグインアクセサリデータプロセ
ッサ（図７、（７１））が利用されている。図７は対数光増幅器（１０００）に
差し込んで追加データ処理能力、ならびに拡張データ入力及びデータ表示能力を
もたらすプラグインユニット（７１）を示す。

【００４５】走査レーザが網膜移植人工器官光受容器を正確に走査するため、いくつかのフ
ィードバックがそれに設けられていればそれは役に立つ。別の実施形態のある見
地には、走査レーザ自体からの反射光のいくらかを使用したフィードバックルー
プが存在する。フィードバックループのひとつの見地は、走査レーザ光ビームの
ロケーション、または相対的ロケーションの判定が可能にされる網膜移植装置の
表面上の異なる反射率の領域を使用することである。

【００４６】走査レーザフィードバックがこの発明の別の実施形態に設けられる。網膜移植
装置（図９、（８））から反射して戻った反射到来走査レーザビーム（９１）、
（図９ａ、（７）を参照）、（図１及び図２a、（７））（図３ａ、（９）及び
（１０））からの網膜移植装置の結像（図９ａ）を使用して眼（５）に入り込ん
で見る第２画像形成装置（９３）及び走査レーザ走査制御装置（９５）に繋がれ
たデータ処理装置（９４）を利用してリアルタイム情報を提供することができる
。

【００４７】実施形態（図９ｂ）の他の見地では、多数の基準反射または光吸収点（９６）
及び網膜移植装置（８）のライン（９７）またはそのいずれかが利用されていて
、その結果、走査レーザ（７）による所定走査速度に対するこれらの反射性また
は吸収性ライン／点から高反射率の（より一般的な形式で示す）周波数及び信号
パターン（９８）、（９９）及び（１００）を使用して、あるものは適正な走査
を表示し、他のものは不適正な走査を表示する別々の周波数パターンから走査方
向を修正することができるようにしている。

【００４８】本明細書において開示したこの発明は特定の実施形態及びそのアプリケーショ
ンにより説明されてきたが、特許請求の範囲に述べたこの発明の範囲から逸脱す
ることなく当業者によって多数の変形及び変化がこれに対してなされ得よう。

【図面の簡単な説明】

【図１】到来する場面を示しまたは右にフォトン及び左に眼を見る、シャッタを有する
対数光増幅器を示す図である。

【図２ａ】ビデオ信号により変調されかつ移植網膜の人工器官の全範囲を走査するレーザ
を示す図である。

【図２ｂ】光受容器、関連電子回路、及び関連電極を示す図である。

【図２ｃ】図２ｂの装置を示すが、しかしより角に丸みをつけた、眼の中への移植により
うまく従いそうなより平滑なパッケージ形状を示す図である。

【図３】移植網膜の人工器官の調整した光検出器を描く図である。

【図４】図３に示した装置の考えられる標本波を示す図である。

【図５】２つの異なる感度の光受容器を有する単一ユニット、ひとつの電子回路パッケ
ージ及びひとつの電極へ一方が電力を送り、他方は情報を送る２つの異なる波長
を示す図である。

【図６】以前に示したような３つの実施形態をまとめて示す図である。

【図７】外部対数増幅器（「ガラスのような」）、セットアップの補助としてマウス及
びジョイステイックを備えた可搬コンピュータを示す図である。

【図８】光受容器及び電極を有する移植ユニット（旧い技術）を示す図である。

【図９ａ】走査される移植上のロケーションを認識する光電子回路フィードバックルー
プを示す図である。

【図９ｂ】走査される移植上のロケーションの認識を補助するための本明細書における点
及びラインを含む別の考えられる基準マーキングのひとつを示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者セイドマンアブラハムエヌアメリカ合衆国カリフォルニア州 90211 ビヴァリーヒルズサウスドヘニードライヴ＃11 220 (72)発明者シュールマンジョセフエイチアメリカ合衆国カリフォルニア州 91351 サンタクラリタコメットウェイ 16050 Ｆターム(参考） 4C097 AA24 BB06 【要約の続き】れて一定量の色彩視覚を提供する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】患者の眼に移植された網膜の人工器官の性能を向上させる装
置であって、前記人工器官が光検出器のアレイ及び網膜神経を刺激する複数の電
極とから構成されている装置において、眼に対して外部に取付けられかつ伝達関数Ｇにより前記入力画像に関する出力
画像を生成する入力画像に応答する光増幅器を有し、前記光増幅器が前記出力画像が前記移植光検出器アレイに入射されるように位
置決めされ、前記複数の電極が前記網膜神経への適用のため正及び負の電気的パルスのシー
ケンスを生成する前記光検出器アレイに入射する前記出力画像に応答し、かつ、
連続パルスが間隔Δｔだけ時間的に間隔をおいて配置されることを特徴とする装
置。
【請求項２】光受容器を基本とする移植された網膜の人工器官を有する光
増幅器であって、ａ．画像受光器と；ｂ．電気信号の前記画像への第１変換器と；ｃ．前記電気信号の増幅器と；ｄ．増幅器への入力信号と増幅器からの出力信号間の明確な関数関係に従って
前記電気信号の全増幅と；ｅ．画像寸法の変換と；ｆ．前記表示装置の前記フォトンが前記眼の瞳を通って眼に入ることを特徴と
する前記増幅された電気信号のフォトンを基本とする表示への第２変換器と；ｇ．眼に移植された光受容器が等量の正及び負電荷を有する電気的刺激を生成
するように作用することを特徴とし；ｈ．単一光波長が光受容器により受光されることを特徴とし；ｉ．前記光受容器は関連電子回路を有する電極を起動することを特徴とし；ｊ．前記電子回路は負パルスの後に時間遅延を生じ、引き続いて正パルスを生
ずることを特徴とし；ｋ．それによりゼロの正味電荷（net charge）が電極が発生する電気的パルス
により眼に導入される光増幅器。
【請求項３】受像装置及び前記画像の電気信号への第１変換器がビデオカ
メラであることを特徴とする請求項２に記載の光増幅器。
【請求項４】前記増幅器が前記電気信号を対数的に増幅することを特徴と
する請求項２に記載の光増幅器。
【請求項５】前記画像の変換器が画像寸法の拡大装置であることを特徴と
する請求項２に記載の光増幅器。
【請求項６】画像寸法の拡大装置が電子式拡大装置であることを特徴とす
る請求項５に記載の光増幅器。
【請求項７】画像寸法の拡大装置が光学的ズームレンズであることを特徴
とする請求項５に記載の光増幅器。
【請求項８】光受容器を基本とする移植された網膜の人工器官を有する光
増幅器であって、ａ．画像受光器と；ｂ．電気信号の前記画像への第１変換器と；ｃ．前記電気信号の増幅器と；ｄ．増幅器への入力信号と増幅器からの出力信号間の明確な関数関係に従って
前記電気信号の全増幅と；ｅ．画像寸法の変換と；ｆ．前記表示装置の前記フォトンが前記眼の瞳を通って眼に入ることを特徴と
する前記増幅された電気信号のフォトンを基本とする表示への第２変換器と；ｇ．前記フォトンを基本とする表示からのフォトン流れの周期的中断と；を有
し、ｈ．眼に導入された電荷量により測定されるのと等しい量の正及び負の正味電
荷を有する関連電極からの電気刺激を生ずるように作用する、複数の外部から眼
への波長が、眼に移植された適切に調整された光受容器の、複数の波長の数に等
しい数の共通形態に対する光刺激をもたらすことにより、導入された正味電荷が
ゼロになることを特徴とする光受容器を基本とする移植された網膜の人工器官を
有する光増幅器。
【請求項９】受像装置及び前記画像の電気信号への第１変換器がビデオカ
メラであることを特徴とする請求項８に記載の光増幅器。
【請求項１０】前記増幅器が前記電気信号を対数的に増幅することを特徴
とする請求項８に記載の光増幅器。
【請求項１１】前記画像の変換器が画像寸法の拡大装置であることを特徴
とする請求項８に記載の光増幅器。
【請求項１２】画像寸法の拡大装置が電子式拡大装置であることを特徴と
する請求項１１に記載の光増幅器。
【請求項１３】画像寸法の拡大装置が光学的ズームレンズであることを特
徴とする請求項１１に記載の光増幅器。
【請求項１４】フォトン流れの中断装置が機械的シャッタであることを特
徴とする請求項８に記載の光増幅器。
【請求項１５】フォトン流れの中断装置が電子式シャッタであることを特
徴とする請求項８に記載の光増幅器。
【請求項１６】フォトン流れの中断装置が電気光学的シャッタであること
を特徴とする請求項８に記載の光増幅器。
【請求項１７】光受容器を基本とする移植された網膜の人工器官を有する
光増幅器であって、ａ．画像受光器と；ｂ．電気信号の前記画像への第１変換器と；ｃ．前記電気信号の増幅器と；ｄ．増幅器への入力信号と増幅器からの出力信号間の明確な関数関係に従って
前記電気信号の全増幅と；ｅ．画像寸法の変換と；ｆ．前記表示装置の前記フォトンが前記眼の瞳を通って眼に入ることを特徴と
する前記増幅された電気信号のフォトンを基本とする表示への第２変換器と；ｇ．前記フォトンを基本とする表示からのフォトン流れの周期的中断と；を有
し、ｈ．複数の外部から眼への波長が、眼に移植された適切に調整された光受容器
の、複数の波長の数に等しい数の共通形態に対する光刺激をもたらすことを特徴
とし；ｉ．前記複数の波長の少なくともひとつを使用して光能力を前記複数の光受容
器の少なくともひとつに伝送することを特徴とし；ｊ．前記複数の波長の少なくともひとつを使用して情報を前記複数の光受容器
の少なくともひとつに伝送することを特徴とする光増幅器。
【請求項１８】受像装置及び前記画像の電気信号への第１変換器がビデオ
カメラであることを特徴とする請求項１７に記載の光増幅器。
【請求項１９】前記増幅器が前記電気信号を対数的に増幅することを特徴
とする請求項１７に記載の光増幅器。
【請求項２０】前記画像の変換器が画像寸法の拡大装置であることを特徴
とする請求項１７に記載の光増幅器。
【請求項２１】画像寸法の拡大装置が電子式拡大装置であることを特徴と
する請求項２０に記載の光増幅器。
【請求項２２】画像寸法の拡大装置が光学的ズームレンズであることを特
徴とする請求項２０に記載の光増幅器。
【請求項２３】光受容器を基本とする移植された網膜の人工器官とともに
使用するための光増幅器であって、ａ．画像受光器と；ｂ．電気信号の前記画像への第１変換器と；ｃ．前記電気信号の増幅器と；ｄ．増幅器への入力信号と増幅器からの出力信号間の明確な関数関係に従って
前記電気信号の全増幅と；ｅ．画像寸法の変換と；ｆ．前記表示装置の前記フォトンが前記眼の瞳を通って眼に入ることを特徴と
する前記増幅された電気信号のフォトンを基本とする表示への第２変換器と；を
有することを特徴とする光増幅器。
【請求項２４】受像装置及び前記画像の電気信号への第１変換器がビデオ
カメラであることを特徴とする請求項２３に記載の光増幅器。
【請求項２５】前記増幅器が前記電気信号を対数的に増幅することを特徴
とする請求項２３に記載の光増幅器。
【請求項２６】前記画像の変換器が画像寸法の拡大装置であることを特徴
とする請求項２３に記載の光増幅器。
【請求項２７】画像寸法の拡大装置が電子式拡大装置であることを特徴と
する請求項２６に記載の光増幅器。
【請求項２８】画像寸法の拡大装置が光学的ズームレンズであることを特
徴とする請求項２６に記載の光増幅器。
【請求項２９】光受容器が特に感度のよい光の第１色彩が他の色彩構成要
素以上に増幅されることを特徴とし、前記第１色彩の眼への伝送により第１色彩
以外の色彩より前記光受容器がより効率的に刺激されることを特徴とする請求項
２、請求項８、請求項１７または請求項２３に記載の光増幅器。
【請求項３０】黒色−白色コントラスト画像のみが表示されることを特徴
とし、その画像の「白色」部分が光受容器が最も感度のよい色彩、即ち、波長に
対数的に変換されていることを特徴とする請求項２、請求項８、請求項１７また
は請求項２３に記載の光増幅器。
【請求項３１】前記波長が移植された感光性素子の応答を最適にする必要
があるものに従って、赤外線に向かってまたは近くに、または紫外線に向かって
または近くにシフトさせることが含まれることを特徴とする請求項２、請求項８
、請求項１７または請求項２３に記載の光増幅器。
【請求項３２】第２変換器表示装置が所定の走査パターンに従って眼の中
で走査される、方向付けて送り出されたフォトンを最後には光受容器起動電極に
射出し、光受容器起動電極が、外部場面に端を発する光の色彩の情報がその対応
する色彩を出現させる１個又は多数の実網膜細胞を刺激するため使用される網膜
細胞を刺激することを特徴とする請求項２、請求項８、請求項１７または請求項
２３に記載の光増幅器。
【請求項３３】患者の眼に移植された網膜の人工器官の性能を向上させる
方法であって、光検出器のアレイ及び網膜神経を刺激する複数の電極を移植するステップと；眼に対して外部に光増幅器を取付けるステップと；入力画像に応答するステップと；伝達関数により前記入力画像に関する出力画像を生成するステップと；前記出力画像が前記移植光検出器アレイに入射されるように前記光増幅器を位
置決めするステップと；前記複数の電極を前記光検出器アレイに入射する前記出力画像に応答させるス
テップと；前記網膜神経への適用のため正及び負の電気的パルスのシーケンスを生成する
ステップ；及び間隔Δｔだけ時間的に間隔をおいて配置された連続パルスを発生させるステッ
プと；を有することを特徴とする方法。
【請求項３４】光受容器を基本とする移植された網膜の人工器官を有する
光増幅器を形成する方法であって、ａ．カメラ手段により画像を獲得するステップと；ｂ．前記画像を電気信号変換するステップと；ｃ．入力信号と出力信号間の関数関係に従って前記電気信号を増幅するステッ
プと；ｄ．変換手段による画像寸法を変換するステップと；ｅ．増幅された電気信号をフォトンを基本とする表示へ変換するステップと；ｆ．前記表示の前記フォトンが前記眼の瞳を通って眼に入るステップと；ｇ．関連電子素子及び関連電極を有する複数の光受容器を移植するステップと
；ｈ．単一光波長が複数の光受容器により受光されかつそれにより前記光受容器
を起動するステップと；ｉ．前記複数の起動された光受容器により関連電子回路を有する複数の電極を
起動するステップと；ｊ．前記電子回路により負パルスの後に時間遅延を生じ、引き続いて正パルス
を生じさせるステップと；ｋ．それによって、発生した電気的パルスにより眼にゼロの正味電荷を導入す
るステップと；を有する方法。
【請求項３５】ａ．ビデオカメラにより前記画像を受け取るステップ；及
び、ｂ．ビデオカメラにより前記画像を電気信号変換するステップと；をさらに有
することを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】拡大装置により画像寸法を変換するステップをさらに有す
ることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】入力信号と出力信号間の対数関係に従って前記電気信号を
増幅するステップをさらに有することを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】前記画像寸法を拡大することにより画像寸法を変換するス
テップをさらに有することを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】画像寸法を電子的に拡大するステップをさらに有すること
を特徴とする請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】画像寸法を光学的に拡大するステップをさらに有すること
を特徴とする請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】光学的ズームレンズを使用して画像寸法を光学的に拡大す
るステップをさらに有することを特徴とする請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】光受容器を基本とする移植された網膜の人工器官を有する
光増幅器を形成する方法であって、ａ．カメラ手段により画像を獲得するステップと；ｂ．前記画像を電気信号変換するステップと；ｃ．入力信号と出力信号間の関数関係に従って前記電気信号を増幅するステッ
プと；ｄ．変換手段による画像寸法を変換するステップと；ｅ．増幅された電気信号をフォトンを基本とする表示へ変換するステップと；ｆ．時間の周期的設定量のため前記フォトンを基本とする表示からのフォトン
流れを周期的に中断するステップと；ｇ．複数の外部から眼への光の波長により、眼に移植された適切に調整された
受光器を刺激するステップと；ｈ．前記調整された受光器の複数の波長の数に等しい数の共通形態に当てるス
テップと；ｉ．前記シャッタによる光の遮断によって生成された休止時間に続く等量の負
電荷をひとつの波長に感度のよい光受容器の組により生成し、前記シャッタによる光の遮断によって生成された休止時間に続く等量の負電荷
を他の波長に感度のよい光受容器の組により生成することにより、正味電荷がこ
の方法で眼に導入されないステップと；ｊ．２つ以上の波長に感度のよい光受容器の場合に対しては正味電荷が合計し
てゼロになるように生じた正味電荷を分割するステップと；を有することを特徴
とする方法。
【請求項４３】ａ．ビデオカメラにより前記画像を受け取るステップ；及
び、ｂ．ビデオカメラにより前記画像を電気信号変換するステップと；をさらに有
することを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】拡大装置により画像寸法を変換するステップをさらに有す
ることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】入力信号と出力信号間の対数関係に従って前記電気信号を
増幅するステップをさらに有することを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】前記画像寸法を拡大することにより画像寸法を変換するス
テップをさらに有することを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４７】画像寸法を電子的に拡大するステップをさらに有すること
を特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】画像寸法を光学的に拡大するステップをさらに有すること
を特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】光学的ズームレンズを使用して画像寸法を光学的に拡大す
るステップをさらに有することを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】フォトン流れの中断装置が機械的シャッタであることを特
徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項５１】フォトン流れの中断装置が電子式シャッタであることを特
徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項５２】フォトン流れの中断装置が電気光学的シャッタであること
を特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項５３】光受容器を基本とする移植された網膜の人工器官を有する
光増幅器を形成する方法であって、ａ．カメラ手段により画像を獲得するステップと；ｂ．前記画像を電気信号変換するステップと；ｃ．入力信号と出力信号間の関数関係に従って前記電気信号を増幅するステッ
プと；ｄ．変換手段による画像寸法を変換するステップと；ｅ．増幅された電気信号をフォトンを基本とする表示へ変換するステップと；ｆ．時間の周期的設定量のため前記フォトンを基本とする表示からのフォトン
流れを周期的に中断するステップと；を有し、ｇ．複数の外部から眼への波長が、眼に移植された適切に調整された光受容器
の、複数の波長の数に等しい数の共通形態に対する光刺激をもたらすことを特徴
とし；ｈ．前記複数の波長の少なくともひとつを使用して情報を前記複数の光受容器
の少なくともひとつに伝送することを特徴とし；ｉ．前記複数の波長の少なくともひとつを使用して情報を前記複数の光受容器
の少なくともひとつのに伝送することを特徴とする方法。
【請求項５４】ａ．ビデオカメラにより前記画像を受け取るステップ；及
び、ｂ．ビデオカメラにより前記画像を電気信号変換するステップと；をさらに有
することを特徴とする請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】入力信号と出力信号間の対数関係に従って前記電気信号を
増幅するステップをさらに有することを特徴とする請求項５３に記載の方法。
【請求項５６】前記画像寸法を拡大することにより画像寸法を変換するス
テップをさらに有することを特徴とする請求項５３に記載の方法。
【請求項５７】画像寸法を電子的に拡大するステップをさらに有すること
を特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】画像寸法を光学的に拡大するステップをさらに有すること
を特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項５９】光学的ズームレンズを使用して画像寸法を光学的に拡大す
るステップをさらに有することを特徴とする請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】光受容器を基本とする移植された網膜の人工器官とともに
使用する光増幅器を形成する方法であって、ａ．カメラ手段により画像を獲得するステップと；ｂ．前記画像を電気信号変換するステップと；ｃ．入力信号と出力信号間の関数関係に従って前記電気信号を増幅するステッ
プと；ｄ．変換手段による画像寸法を変換するステップと；ｅ．増幅された電気信号をフォトンを基本とする表示へ変換するステップと；ｆ．前記表示の前記フォトンが前記眼の瞳を通って眼に入るステップと；を有
することを特徴とする方法。
【請求項６１】ａ．ビデオカメラにより前記画像を受け取るステップ；及
び、ｂ．ビデオカメラにより前記画像を電気信号変換するステップと；をさらに有
することを特徴とする請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】入力信号と出力信号間の対数関係に従って前記電気信号を
増幅するステップをさらに有することを特徴とする請求項６０に記載の方法。
【請求項６３】前記画像寸法を拡大することにより画像寸法を変換するス
テップをさらに有することを特徴とする請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】画像寸法を電子的に拡大するステップをさらに有すること
を特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】画像寸法を光学的に拡大するステップをさらに有すること
を特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項６６】光学的ズームレンズを使用して画像寸法を光学的に拡大す
るステップをさらに有することを特徴とする請求項６４に記載の方法。
【請求項６７】眼に移植された複数の光受容器が他の色彩構成要素以上に
特に感度のよい光の第１色彩を増幅するステップと；前記第１色彩を眼へ透過するステップと；第１色彩以外の色彩より前記光受容器をより効率的に刺激するステップと；をさ
らに有することを特徴とする請求項３４、請求項４２、請求項５３または請求項
６０に記載の方法。
【請求項６８】黒色−白色コントラスト画像のみを表示するステップと；
その画像の「白色」部分を光受容器が最も感度のよい色彩即ち、波長に対数的に
変換するステップと；をさらに有することを特徴とする請求項３４、請求項４２
、請求項５３または請求項６０に記載の方法。
【請求項６９】第１波長を赤外線に向かってまたは近くに、または紫外線
に向かってまたは近くにシフトさせるステップと；それにより移植された感光剤素子の応答性を最適にするステップと；をさらに
有することを特徴とする請求項３４、請求項４２、請求項５３または請求項６０
に記載の方法。
【請求項７０】前記フォトンを基本とする表示装置からの方向付けて送り
出されたフォトンを射出するステップと；前記フォトンを所定の走査パターンに従って眼の中で走査するステップと；前記フォトンにより光受容器起動電極を最後には起動するステップと；外部場面に端を発する光の色彩の情報を使用して刺激すべき前記網膜細胞を判
定するステップと；その対応する色彩を出現させる１個又は多数の実網膜細胞を刺激するステップ
と；をさらに有することを特徴とする請求項３４、請求項４２、請求項５３また
は請求項６０に記載の方法。
【請求項７１】走査レーザと；前記受像装置が網膜移植装置から反射した走査レーザビームの画像を受け取る
ことを特徴とする眼からの画像を受け取るように方向を向けられた画像形成装置
と；データ処理装置に電気的に接続された受像装置と；を有し、前記データ処理装置がリアルタイムフィードバック情報を走査レーザ制御装
置へ提供することを特徴とする前記データ処理装置が前記画像の情報を処理する
ことを特徴とする網膜の人工器官の走査レーザ位置合わせ装置。
【請求項７２】可変に間隔をおいて配置された点及び可変に間隔をおいて
配置されたラインからなるグループから選択された基準マーキングと；走査レーザと；走査レーザ制御装置と；光を検出しかつ対応電気信号を生成する反射光検出器と；を有し、走査レーザによる基準マーキング全体にわたる走査が変化する明るさの反射ビ
ームを生じ、前記反射光検出器がデータ処理装置に電気的に接続され、前記デー
タ処理装置が走査レーザ制御装置を制御してレーザを適正に走査させることを特
徴とする網膜の人工器官を走査するレーザの位置合わせ装置。
【請求項７３】網膜移植装置全体にわたってレーザを走査する走査ステッ
プと；画像形成装置を有する網膜移植装置からの反射ビームを結像させるステップと
；データ処理装置により前記画像の情報を処理するステップと；データ処理装置からのリアルタイムフィードバック情報を走査レーザ制御装
置へ提供するステップと；走査レーザ制御装置により走査レーザの運動を修正するステップと；を有する
ことを特徴とする網膜の人工器官の走査レーザ位置合わせ方法。
【請求項７４】可変に間隔をおいて配置された点及び可変に間隔をおいて
配置されたラインからなるグループから選択された基準マーキングを網膜移植装
置に載置するステップと；網膜移植装置全体にわたってレーザを走査する走査ステップと；反射光検出器で反射光を検出するステップと；を有し、走査レーザによる基準マーキング全体にわたる走査が変化する明るさの反射ビ
ームを生じ、変化する明るさの前記ビームを検出することを特徴とし、反射光検出器から対応電気信号を生成するステップと；電気信号をデータ処理装置へ送信するステップと；データ処理装置により電気信号を処理するステップと；電気信号を処理することにより適切なフィードバック修正情報を抽出するステ
ップと；フィードバック修正情報を走査レーザ制御装置へ送信するステップと；修正フィードバック情報で走査レーザ制御装置を制御して網膜移植装置全体に
わたってレーザを適正に走査するステップと；を有することを特徴とする網膜の
人工器官の走査レーザ位置合わせ装置の方法。