JP2022533025A - 光信号を投射するための視覚器具 - Google Patents

Abstract

本発明は、視覚器具（１０）の装着者（１２）の眼（１９）の網膜の第一の領域（２３）に光信号を投射するように適合された投射システム（２２）、投射される前記信号を生成する光信号生成器（２０）、並びに入力カプラ（２４Ｂ）及び出口カプラ（２４Ｃ）を備え、光を前記入力カプラ（２４Ｂ）から前記出口カプラ（２４Ｃ）へと伝達するように適合された導波路（２４）を備える第一の光学ライン（１６）と、任意選択で、前記装着者（１２）の前記眼（１９）の前記網膜の第二の領域（４６）に、環境の光信号を投射するように適合された光学システム（４４）を備える第二の光学ライン（１８）とを備える、視覚器具（１０）【選択図】図２

Description

本発明は、光信号を投射するための視覚器具及び方法に関する。

本解決法は、オプトジェネティクス治療に関して、網膜神経節細胞を刺激することを目的としている。

網膜は、光伝達による網膜の光感受性を担う、すなわち、視覚系において一連のイベントを伝える、光の電気的信号及び化学的信号への変換を担う、最終的には、万物の表現をもたらす、高度に特殊化されたニューロンである光受容体から構成される。脊椎動物の網膜において、光伝達は、光感受性の受容体タンパク質、ロドプシンによって開始される。

光受容体の損失又は変性、例えば網膜色素変性症（ＲＰ）又は黄斑変性症（ＭＤ）は、網膜における視覚情報の光伝達を、完全には妨げなくとも、深刻な程度には損なわせる。光受容体細胞の損失及び／又は光受容体細胞機能の損失は、減少した視力、減少した光感受性及び失明の主要な原因である。

遺伝子治療、幹細胞治療、オプトジェネティクス及び人工網膜を含む、網膜変性疾患に用いられる複数の治療法が、現在、開発されている。

例えば、オプトジェネティクスといわれる遺伝子及び神経工学技術によって、脳内の他のニューロンに影響を与えることなく、画定された群のニューロンの活性を制御することによって、標的の網膜の光感受性を取り戻させることが提案されてきた。タンパク質の欠陥若しくは機能不全の修正によって欠損遺伝子を置き換える、若しくは修復することを、又は遺伝子欠陥をバイパスすることを試みる従来の遺伝子治療に対して、オプトジェネティクス手法は、網膜中の通常は非光感受性の細胞に、光に対して応答する能力を付与して、従って患者に有用な視力を回復させることができる。細胞外の電気刺激を双極細胞又は神経節細胞に与える網膜チップ移植とは異なり、オプトジェネティクスベースの治療は、細胞を、細胞の内側から刺激する。

オプトジェネティクスは、生体組織の特定の細胞において、明確に規定されたイベントを制御するための遺伝学と光学との組み合わせをいう。オプトジェネティクスは、（ｉ）目標の細胞を遺伝子学的に改質して、細胞膜中の外因性の光反応性タンパク質の発現によって、目標の細胞に光に対する感受性を与えること、及び（ｉｉ）光を前記光反応性タンパク質に提供することができる照明装置を提供することを有する。

外因性の光反応性タンパク質の例は、国際公開第２００７／０２４３９１、２００８／０２２７７２又は２００９／１２７７０５号明細書において提供されていて、それは、植物及び微生物有機体（例えば古細菌、バクテリア及び真菌）に由来するオプシン遺伝子を使用して、光活性イオンチャネル及びポンプ（例えばチャネルロドプシン－２［ＣｈＲ２］；ハロロドプシン［ＮｐＨＲ］）をエンコードし、哺乳類のニューロンにおいて発現するために設計されていて、ウイルスベクターを使用する特定の神経集団に遺伝子学的にターゲットすることができることを記載している。適切な波長を有する光にさらされるとき、活性電位を誘引することができ、それによってそれらの細胞に光感受性を与える。同様に、国際公開第２０１３／０７１２３１号は、新規のチャネルロドプシン、Ｃｈｒｏｎｏｓ及びＣｈｒｉｍｓｏｎを開示していて、それらは、互いとは、及び先行技術（例えばＣｈＲ２／ＶＣｈＲ１）とは異なる活性スペクトルを有し、光の多様かつ別個の波長を使用して、異なる細胞において遺伝的に発言される異なる活性スペクトルを有するチャネルを発現することによって、及び次いで異なる色の光で組織を照らすことによって、同じ組織中の異なる細胞の組を脱分極する。国際公開第２０１７／１８７２７２号において開示されている光反応性タンパク質は、別の１つの代替である。

オプトジェネティクスは、選択的なニューロン活性化／抑制のための非常に強力なツールであり、例えば人間を含む生きた動物における、特に眼における、ニューロンの機能を回復するのに使用される。

しかしながら、選択される光の波長は光反応性タンパク質の最適な波長に近くなければならないこと、及びこれらの光反応性タンパク質は非常に低い光に対する感受性を有することが示されてきた。従って、光による、最大のレベルのタンパク質活性化を得るために、ターゲットの細胞又はタンパク質によって受け取られる光の強度は、ある最低値超でなければならない結果として、適した波長における十分な放射を提供する外部装置が必要である。

代替として、視覚人工器官システムを用いて、これらの患者の視力を少なくとも部分的に回復することが提案されてきた。これらのシステムは網膜インプラントを含んでいて、網膜組織の一部が変性しているが、網膜のほとんどは損傷を受けていないこと、及び光依存の電気的な刺激によって直接的に刺激されることができることを利用することによって、盲目の、及び視覚障害のあるユーザーのために、若干の視覚認知及び方向感覚を少なくとも部分的に復元するための有用なツールである。典型的には、網膜インプラントは、患者の目に移植され、光の刺激に対する、残ったニューロン細胞の電気的な励起をもたらす。刺激されるとき、これらの残ったニューロン細胞は、人工的に誘起された電気的なインパルスを、視神経を通じて脳の視覚野に送る。

網膜インプラントは、広義には２つのカテゴリ：網膜上及び網膜下に分類することができる。網膜上装置は、網膜の内側表面、すなわち、まず入射光にさらされ、神経節細胞の神経線維が、それらの経路上で、視神経に向かって通過する網膜の側、の上に、又は近くに配置される。典型的には、網膜上インプラントは、眼球外の装置（典型的にはカメラ及び入射光を解読するための微小電気回路）によって、網膜に眼のレンズを通して投射されたイメージを受け取ることができる複数のピクセル要素を有するチップであって、イメージを電気信号に変換し、さらに、複数の刺激電極を介して信号を電気的刺激に変換して、チップに隣接する網膜細胞を刺激し、盲目の又は部分的に盲目の患者の視力を再構成又は改善するチップを備える。対して、網膜下装置は、網膜の下に、網膜と、下にある網膜色素上皮又は他のより深い組織との間に配置される。現在利用可能な網膜下技術は、単一の、堅い、かつ典型的には平面状のチップによる。広い視野をカバーするために、２つ以上のチップを移植することができることが望ましいことが、さらに示されてきた。

網膜人工装具及びオプトジェネティクス治療は、２つの主構成要素による。網膜上に設計された第一の構成要素は、ターゲットの網膜細胞の膜電位の変化を提供することによって光感受性を提供する。すなわち、それは、網膜人工装具システム中のインプラントであるか、又はオプトジェネティクス治療において、網膜細胞中に遺伝学的に導入された光ゲートイオンチャネルタンパク質である。第二の構成要素は、（通常はカメラ、又はフォトダイオードの配列によって取得される）視覚情報をエンコードすることと、それを、先の構成要素によって必要とされる入力信号に変換することとを必要とする。網膜人工装具において、入力信号は、活性電極の基盤によって、又は受動の構成要素を活性化することができるパルスによって伝えられる電流である。オプトジェネティクス遺伝子治療において、伝えられる入力信号は、既定の空間－時間の手法で、オプトジェネティクスタンパク質を活性化するのに必要とされる適した強度及び波長の光のパルスである。

必要とされる光の放射は、標準的なヘッドセットでは達成することができない。

具体的には、公知の解決法は、網膜にイメージを投射するための投射器を備えるが、それは、１０°より広い視野を可能とはせず、このことは、幾つかの場合においては十分ではない。

さらに、必要とされるパワーのある光源及び制御電子機器によってもたらされる熱は、温度増加を誘起し、その温度増加は、医療電気機器のための規格ＩＳＯ ６０６０１－１によって設定される範囲に保たれる必要がある。装置はまた、電気的安全性（ＩＳＯ ６０６０１－１）及び電磁両立性（ＩＳＯ ６０６０１－１－２、ＩＳＯ ６０６０１－１）を保証しなければならない。

さらに、温度の増加、及び眼の前の装置の熱伝達の増加は、ドライアイ及び不快感をもたらす場合がある。従って、眼のそばの装置の部分に対して、さらなる温度制限が必要とされる。

十分な光の強度を有する、より広い視野を伝えることができ、一方で、特には装着者のための温度の点で、十分なレベルの快適さを維持している視覚装置を提供することが望ましい。

より具体的には、照明装置の温度が、その通常の操作の最大温度を超過するのを妨げるように、かつ拡張された視野を提供するように、光源及び制御電子機器からの余剰の熱エネルギーを限定すること、並びに／又は放熱を促進することができる視覚器具を提供することが望ましい。

さらに、日常において人間によって装着されることができるように、小型化された照明装置を提供することが望ましい。

従って、器具の装着者の眼に光信号を投射するのに適合された、拡張された視野を得ることを可能とする、より小型である、及び装着者のための改善された快適性及び知覚を提供する視覚器具についての需要が存在する。

この目的のために、本明細書は、（ｉ）視覚器具の装着者の眼の網膜の第一の領域に第一の光信号を投射するように適合された投射システム、（ｉｉ）投射される前記第一の光信号を生成する光信号生成器、並びに（ｉｉｉ）入力カプラ及び出口カプラを備え、光を前記入力カプラから前記出口カプラへと伝達するように適合された導波路、を備える第一の光学ラインを備える視覚器具を提供する。

好ましい実施態様によれば、視覚器具は、装着者の眼の網膜の第二の領域に向かって、環境の第二の光信号（すなわち環境の光信号）を投射するように適合された光学システムを備える第二の光学ラインをさらに備える。

有利ではあるが必須ではない、本発明のさらなる態様によれば、視覚器具は、以下の特徴の１つ又は複数を、任意の技術的に許容される組み合わせで、組み込むことができる。
光信号生成器が、入射光のビームを、ある角度に向けるように適合された内部全反射プリズム（ＴＩＲプリズム）を備え、前記角度が、好ましくは２０°～４０°に含まれる。
光信号生成器が、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）イメージャとともに、内部全反射プリズム（ＴＩＲプリズム）を備える。
第一の光学ライン及び第二の光学ラインが、第一の領域と第二の領域との共通部分がないように配置される。
第一の光学ライン及び第二の光学ラインが、第二の領域が第一の領域を囲むように配置される。
光の伝達の主方向が、導波路について規定され、第二の光学ライン及び導波路が、第二の光学ライン中の光が、導波路の光の伝達の主方向に垂直である一般方向に沿って伝わるように配置される。
導波路が、半透明な材料から、好ましくは透明な材料から製造されている。
第一の光学ラインが、折れ曲がったラインである。
第二の光学ラインが、折れ曲がっていないラインである。
光信号生成器が、光源を備える。
光信号生成器が光源を備え、第一の光学ラインが、コリメートレンズ、内部全反射プリズム（ＴＩＲプリズム）、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）イメージャ及び投射レンズを備える。
光信号生成器が光源を備え、光源がファイバー光源である。
光信号生成器が光源を備え、光源が電界発光ダイオード、より好ましくは発光ダイオード（ＬＥＤ）又はＬＥＤ派生物（例えばＯＬＥＤ）である。
第二の光信号の光源が、装着者の環境である。
視覚器具が、ゴーグルの一部であるか、ゴーグルを構成するか、又はゴーグルに関連する。
視覚器具が、仮想現実器具である。
第二の光学ラインが、装着者の眼の視線方向に平行である。
投射システムの視野が、第一の方向に沿って１５°～２５°であり、かつ第一の方向に垂直な第二の方向に沿って２５°～３５°延在している。

本明細書はまた、視覚器具の装着者の眼に光信号を投射するための方法であって、前記器具の装着者の眼の網膜の第一の領域に第一の光信号を投射するように適合された投射システム、（ｉｉ）投射される第一の光信号を生成する光信号生成器、並びに（ｉｉｉ）入力カプラ及び出口カプラを備え、光を前記入力カプラから前記出口カプラへと伝達するように適合された導波路、を備える第一の光学ラインを備える方法に関する。好ましい実施態様によれば、本発明の方法において使用される視覚器具は、装着者の眼の網膜の第二の領域に、環境の第二の光信号を投射するように適合された光学システムを備える第二の光学ラインをさらに備える。

特定の好ましい実施態様によれば、方法は、同時に、第一の光学ラインによって第一の光信号を投射する工程、及び第二の光学ラインによって環境の光信号を投射する工程を含む。

本発明は、本発明の対象を限定するものではない、添付の図面と対応して、かつ例示的な例として与えられる以下の説明に基づいて、より良く理解される。

装着者による使用の文脈における視覚器具の例を模式的に示している。 図１の視覚器具の部分の詳細な図である。

視覚器具１０、装着者１２及び装着者の環境１４の一部が、図１に示されている。環境の一部は、木１４Ａを含む。

視覚器具１０は、環境の一部１４を視るために、器具１０の装着者１２によって使用される器具である。

具体的な視覚器具１０の例が、図２により詳細に示されている。

軸Ｘに平行かつ「第一の方向Ｘ」と呼ばれる第一の方向が規定されている。軸Ｙに平行かつ軸Ｘに垂直な第二の方向が規定されていて、「第二の方向Ｙ」と呼ばれる。軸Ｚに平行かつ軸Ｘ及びＹに垂直な第三の方向が規定されていて、「第三の方向Ｚ」と呼ばれる。

視覚器具１０は、２つの光学ライン、第一の光学ライン１６及び第二の光学ライン１８を備える。

光学ラインは、光信号の源を装着者１２の眼１９に繋げる光学ラインに沿った要素の組である。

本発明の好ましい実施態様によれば、光信号はイメージである。

第一の光学ライン１６は、折れ曲がった線である。

「折れ曲がった線」は、要素が、第一の光学経路に沿った光のビームが多角の繋がり１６Ａを有するように配置されていることと理解される。

第一の光学ライン１６は、光信号生成器２０、投射システム２２及び導波路２４を備える。

光信号生成器２０は、投射される第一の光信号を生成するように適合されている。

光信号生成器２０は、光源２６、コリメートレンズ２８、内部全反射（ＴＩＲ）プリズム３０及びデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）３２を備える。

幾つかの場合において、用語ＤＭＤ撮像装置が、要素３２について見られる。

図２の例によれば、第一の光学ライン１６の経路は、要素２６、２８、３０、３２、３０の経路に従う。

光源２６は、光を生成するように適合された光放出要素３４を備える。

生成される光は、本発明の視覚器具の使用に応じて選択される。例えば、フォトダイオードを有する網膜インプラントを身に着けた人による視覚器具の使用の場合、光放出要素は、インプラントのフォトダイオードを刺激する光の強度を発生させるように適合される。同様に、オプトジェネティクス処置から恩恵を受けた人による視覚器具の使用の場合、光放出要素は、この用途に特有の波長における光の強度を提供するように適合され、処置された領域を刺激する。

従って、光放出要素３４は、特には、予測される用途に応じたスペクトル範囲及び／又は強度で選択される。例えば、光放出要素３４は、レーザー源又は非干渉性光源であってよい。

好ましい実施態様において、光放出要素３４は、非干渉性光源である。

例えば、光放出要素３４は、電界発光ダイオード、より具体的には発光ダイオード（ＬＥＤ）又はＬＥＤ派生物（例えばＯＬＥＤ）、を含む。

具体的な例において、光源２６は、光を光放出要素３４へと伝える光ファイバー３６をさらに備える。

より正確には、及び特定の例として、光源２６は、光学繊維３６によってフォローされる電界発光ダイオード（図示されていない）である。

言い換えれば、光源２６はファイバーＬＥＤである。

好ましい実施態様において、光放出要素３４は、光活性化されたイオンチャネルポリペプチドを含む細胞を脱分極することができる波長で光を提供するように適合されている。光活性化されたイオンチャネルポリペプチドを発現する細胞を脱分極するのに使用することができる光の波長の例は、少なくとも約３６５ｎｍ、３８５ｎｍ、４０５ｎｍ、４２５ｎｍ、４４５ｎｍ、４６５ｎｍ、４８５ｎｍ、５０５ｎｍ、５２５ｎｍ、５４５ｎｍ、５６５ｎｍ、５８５ｎｍ、５９０ｎｍ、６０５ｎｍ、６２５ｎｍ、６４５ｎｍ、６６５ｎｍ、６８５ｎｍ及び７００ｎｍ以上の波長を含み、それらの間の全ての波長を含む。好ましい実施態様において、光放出要素３４は、３６５ｎｍ～７００ｎｍ、好ましくは５３０ｎｍ～６４０ｎｍ、好ましくは５８０ｎｍ～６３０ｎｍ、好ましくは５３０ｎｍ～６１０ｎｍの波長で光の強度を提供するように適合されていて、より好ましくは光の波長は約５９５ｎｍである。

本明細書において使用されるとき、用語「約」は、数的な量に関して使用されるとき、その数的な量の±１０％を意味する。

コリメートレンズ２８は、光源２６から来る入射光のビーム３１をコリメートするように適合されている。

コリメートレンズ２８から出る光のビーム３１は、実質的に、第一の方向Ｘに沿って互いに対して平行である。

例えば、コリメートレンズ２８は、２ミリメートル（ｍｍ）～２０ｍｍ、より具体的には３ｍｍ～１８ｍｍから選択される焦点距離を有し、さらにより具体的には、コリメートレンズ２８は、約５．９ｍｍの焦点距離を有する。

内部全反射プリズムは、内部全反射（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）の頭字語を使用することによってしばしばＴＩＲプリズムと呼ばれる。ＴＩＲプリズムは当分野において周知である。

ＴＩＲプリズム３０は、入射光のビーム３１を角度α（以下では「ステアリング角α」と呼ばれる）に向ける（ステアリングする）ように適合されている。

ＴＩＲプリズム３０は、入力面３０Ａ、出力面３０Ｂ、反射面３０Ｃ、入射プリズム３０₁及び出力プリズム３０₂を備える。

入射面３０Ａは、入射光のビームを受け取る。

光のビームは、出力面３０ＢでＴＩＲプリズム３０を出る。

例えば、入力面３０Ａ及び出力面３０Ｂは、互いに対して垂直である。

ステアリング角αは、プリズム３０₁を出る光のビームと、デジタルマイクロミラーデバイス３２に対する垂線との間の核である。

例えば、ステアリング角αが、２０°～４０°に含まれる。

定義として、値ＡとＢとの間に含まれるαは、αが値Ａ以上であることを、及びαが値Ｂ以下であることを意味する。

具体的な実施態様において、ステアリング角αは２４°に等しい。

入射面３０Ａは入力プリズム３０₁に属し、出力面３０Ｂは出力プリズム３０₂に属する。

反射面３０Ｃは入力プリズム３０₁に属する。

入力プリズム３０₁及び出力プリズム３０₂は、相補的な面を有する。

小さいギャップ４０が、入力プリズム３０₁と出力プリズム３０₂との間に画定される。小さいギャップ４０は、それらの相補的な面の間に画定される。

デジタルマイクロミラーデバイス３２は、しばしば、デジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）の頭文字を使用することによって、ＤＭＤと呼ばれる。

ＤＭＤは当分野において周知である。ＤＭＤは、定期的に（例えば０．３５ミリ秒（ｍｓ）ごとに）、ＯＮ及びＯＦＦと呼ばれる２つの別々の角度位置の間で切り替えることができる鏡の配列（例えば６０８×６８４の配列又は９１２×１１４０の配列）を備え、ＯＮ位置は、来る光をターゲットに向かって反射する。処理されたイベントは、対応する鏡をＯＮに設定することによってエンコードされる。

デジタルマイクロミラーデバイス３２は、入力プリズム３０₁の反射表面３０Ｃによって反射された光のビームの光学経路に配置されていて、光のビームの少なくとも一部を出力プリズム３０₂に向けて反射するように適合されている。

デジタルマイクロミラーデバイス３２は、特定の数のピクセルが、投射される光信号を形成することを可能とするか、又は可能としない。

デジタルマイクロミラーデバイス３２は、マイクロミラーの配列を形成する複数の鏡を備える。

それぞれの鏡は、少なくとも２つの位置を有する。

第一の位置において、鏡は、光が出力プリズム３０₂へと通過し、出力面３０Ｂから出るように、光のビームを出力プリズム３０₂に向かって反射する。

第二の位置において、鏡は、光が出力表面３０Ｂから出力されないように、光のビームを反射する。

投射システム２２は、視覚器具１０の装着者１２の眼１９の網膜１９Ａの第一の領域２３に対して、第一の光信号を投射するように適合されている。

例において、投射システム２２は、投射レンズ４２である。

投射システムの視野は、第一の方向に沿って１５°～２５°、及び第一の方向に垂直な第二の方向に沿って２５°～３５°に延在している。

導波路２４は、ボディ２４Ａ、入力カプラ２４Ｂ及び出口カプラ２４Ｃを備える。

導波路２４は、光を入力カプラ２４Ｂから出口カプラ２４Ｃへと伝えるように適合されている。

好ましい実施態様によれば、導波路２４のボディ２４Ａの全て又は一部は、半透明の材料から製造されている。

以下の説明において、用語「半透明」は、５％～１００％の光透過率を有する光透過性のボディをいう。

より好ましくは、ボディ２４Ａの全て又は一部は、透明な材料から製造されている。

用語「透明」は、９５％超、例えば１００％に近い光透過率を有する光透過性のボディをいう。特に、このような「透明」なボディは屈折によって光を透過させ、かつ「透明」なボディを通じて物体が明確に視られる。

導波路２４中の光は、波長が５００ナノメートル（ｎｍ）～７００ｎｍである電磁波から構成されている。

さらに、導波路のボディ２４Ａは平行六面体である。

図２の例において、ある主方向が、導波路２４のボディ２４の長さによって画定される導波路２４について規定される。このような主方向は、導波路２４による光の伝達についての主方向である。

内部面２４Ｄ及び外部面２４Ｅが、ボディについて画定される。内部面２４Ｄ及び外部面２４Ｅは、第二の方向Ｙに対して垂直である。

内部面２４Ｄは、視覚器具が装着されているときに、視覚器具の投射器システム２２及び装着者の眼１９に向けて配向されることが意図されている。

外部面２４Ｅは、環境１４の一部に向けて配向されることが意図されている。

図２の特定の例において、主方向は、第一の方向Ｘに沿っている。

入力カプラ２４Ｂ及び出力カプラ２４Ｃは、ボディ２４Ａの内部面２４Ｄに配置されている。

例えば、入力カプラ２４Ｂは、内部面２４Ｄの先端に配置されていて、出力カプラ２４Ｃは、主方向に沿って、内部面２４Ｄの他方の先端に配置されている。

入力カプラ２４Ｂは、投射レンズ４２に対向している。

入力カプラ２４Ｂは、導波路２４の入射領域を形成し、それによって、投射器システム２２を出る光のビームが入る。

この入力カプラ２４Ｂは、ボディ２４Ａの内部面２４Ｄの一部の表面処理を備える。

入力カプラ２４Ｂは、ポリマーの薄膜から製造されている。

定義として、薄膜は、厚さが１０マイクロメートル（μｍ）未満である膜である。

定義として、物体の材料の、ポリマーの含有量が８０％以上であるとき、物体はポリマーで製造されている。

具体的な実施態様によれば、ポリマーはハロゲン化銀である。

出口カプラ２４Ｃは、装着者１２の眼１９に対向している。

出口カプラ２４Ｃは、導波路２４の出力領域を形成する。

出口カプラ２４Ｃは、ボディ２４Ａの内部面２４Ｄの一部の表面処理を備える。

出口カプラ２４Ｃは、ポリマーの薄膜から形成される。

第二の光学ライン１８は、折れ曲がっていないラインである。

折れ曲がっていないラインは、第二の光学ライン１８の要素が、第一の光学ライン１６に沿った光のビームの経路に対して、第二の光学ライン１８に沿った光のビームが実質的に直線の経路１８Ａを有するように整列されていることと理解される。

特に、第二の光学ライン１８は、装着者の眼１９の視線方向に平行である。例えば、第二の光学ラインは、第二の方向Ｙに平行である。

第二の光学ライン１８は、装着者の眼の網膜１９Ａの第二の領域４６に、環境の第二の光信号を投射／透過するように適合されている光学システム４４を備える。

具体的な実施態様において、光学システム４４は、２５と呼ばれる、導波路２４の一部である。さらに、それは、導波路２４から独立していてもよい。代替として、第二の光学ライン１８は、環境から装着者の眼へと直接的に到達する。

導波路のこの部分２５の限界は、装着者１２の光学的な視野角の範囲によって画定される。

より正確には、部分２５は、装着者１２の視野角の範囲での、導波路の共通部分である。

部分２５は、出力カプラ２４Ｃを備える。

第二の光学ライン１８及び導波路２４は、第二の光学ライン１８中の光が、導波路２４の主方向に垂直である一般的な方向に沿って伝わるように配置される。例えば、その一般的な方向は、第二の方向Ｙに沿っている。

２つの光学ライン１６、１８は、網膜１９Ａの第一の領域２３と第二の領域４６との共通部分がないように配置されている。第一の領域２３と第二の領域４６との間のスペースは、「ボイド領域４８」と呼ばれる。

代替として、又は先の配置と組み合わせて、２つの光学ライン１６、１８は、第二の領域４６が第一の領域２３を囲むように配置されている。

具体的な実施態様によれば、視覚器具１０は、視野の欠陥を是正するための少なくとも１つのレンズ、例えば接眼レンズを備える。好ましくは、視野の欠陥を是正するためのこのようなレンズは、出力カプラ２４Ｃと、装着者の眼及び／又は装着者の眼の前の光学ライン１８との間に位置している。

具体的な実施態様によれば、視覚器具１０は、少なくとも１つの光学フィルター、例えば色付けされた光学フィルター、を備える。このようなフィルターは、光学ライン１６に沿って（例えば、コリメートレンズ２８と内部全反射プリズム３０との間に、及び／又は内部全反射プリズム３０とデジタルマイクロミラーデバイス３２との間に、及び／又はＤＭＤと投射レンズ４２との間に、及び／又は投射レンズと導波路２４との間に）、及び／又は光学ライン１８に沿って位置してよい。

ここから、視覚器具１０の操作が、装着者の眼に対して光信号を投射するための方法を参照して、説明される。

具体的な実施態様によれば、視覚器具１０は、眼鏡のペアの形態である。

方法は、提供工程、配置工程及び２つの投射工程を含む。

提供工程の間に、視覚器具１０が、装着者１２に提供される。

具体的な例として、眼の専門家が、装着者１２に視覚器具１０を与える。

配置工程において、装着者は、視覚器具を取り、視覚器具を装着者の頭に、装着者の眼の前に配置する。

例えば、視覚器具１０が固定バンドを備えるとき、装着者１２は、固定バンドを使用して、視覚器具１０を装着者の頭に固定する。

２つの投射工程は、同時に達成される。

第一の投射工程によって、第一の光信号が、第一の光学ライン１６によって、網膜１９Ａの第一の領域２３に投射される。

投射される第一の光信号は、光信号生成器２０によって生成される。

より正確には、ファイバーＬＥＤ２６によって生成された入射光のビーム３１は、ＴＩＲプリズム３０に送られる。

光のビーム３１は、入力プリズム３０の反射面３０Ｃによって、マイクロミラーデバイス３２に向かって反射される。

マイクロミラーデバイス３２のマイクロミラーの位置に応じて、光のビームは、投射される光信号を再現する選択された部分と、捨てられる部分とに分けられる。

選択された部分は、出力プリズム３０₂を通して投射される。

出力面３０Ｂから出る光のビームは、投射レンズ４２に送られる。

投射レンズ４２を出る光のビームは、入力カプラ２４Ｂを通って、導波路２４に伝えられる。

導波路２４のボディ２４Ａは、光のビームを出力カプラ２４Ｃに伝え、それによって、光のビームは導波路２４を出る。

出力カプラを出る光のビームは、装着者１２の網膜の第一の領域２３に投射される。

同時に、方法は、第二の投射工程を含む。

第二の投射工程によって、環境の光信号（すなわち第二の光信号）は、第二の光学ライン１８によって投射される。

環境からの光のビームは、導波路２４のボディ２４Ａを通過し、網膜１９Ａの第二の領域４６に到達する。

観光からの光のビームは、外部面２４Ｅによってボディ２４Ａへと透過し、ボディ２４Ａを横切り、出力カプラ２４Ｃによって導波路を出て、網膜１９Ａの第二の領域４６に投射される。

導波路２４は、患者の周辺の視野を欠損なく保ちつつ、一方で、光信号生成器２０が、装着者の視野から離れて配置されることを可能とする。

反射プリズム３０とともにファイバーＬＥＤ２６を使用することもまた、ＬＥＤを投射システムから離れさせることを可能とし、従って、装着者１２についての、加熱の問題を低減する。

さらに、環境の一部を再構築するために、第二の光学ライン１８によって投射された第二の光信号は、第一の光学ラインによって投射された光信号を完全にする。

さらに、第二の光学ライン１８のおかげで、第二の信号が、網膜１９Ａの第一の領域２３と重なった領域のない網膜１９Ａの第二の領域４６に投射されることが確実になる。

さらに、本発明の視覚器具１０は、とりわけ瞳孔のサイズが直径で３ミリメートル（ｍｍ）超である場合に、瞳孔のサイズに関係のない装置を得ることを可能とする。

視覚器具１０はまた、必要な放射を装着者１２の網膜１９Ａに送ることを可能とする。

視覚器具１０は小型でもある。特に、第一の光学ライン１６が折れ曲がったラインであるとき、第一の光学ライン１６の要素を導波路２４のより近くに配置することができる。

従って、第二の方向に沿った視覚器具の寸法は、公知の視覚器具と比較して、小さい。

このような視覚器具はまた、全体の器具１０の使用、及び特にはデジタルマイクロミラーデバイス３２とのＴＩＲプリズム３０の使用のおかげで、装着者に、２０°×３０°の視野を提供する。

視覚器具１０は、患者の視野を見えなくはしない。

具体的な実施態様によれば、投射システム（２２）及び／又は光信号生成器（２０）は、眼鏡のペアのフレームに取り付けられる。

視覚器具１０は、視覚人工装具、例えば網膜インプラント、を使用する視覚の回復の分野において使用することができる。

具体的な実施態様によれば、視覚器具１０は、オプトジェネティクスのために適合された器具である。

上で規定された器具１０は、光受容体の損失又は変性、例えば網膜色素変性症（ＲＰ）又は黄斑変性症（ＭＤ）、に苦しむ対象者（例えば装着者）のために、使用することができる。上で記載されたように、これらの疾患は、視力を低下させるか、光感受性を低下させるか、又は対象者の視野の一部の失明をもたらす。

上で説明されたように、幾つかの治療は、トランスフェクトされた網膜の細胞、及び／又は網膜のインプラントを、光のビームで刺激することを有する。

第一の光学ライン１６によって光信号が投射されることが意図された網膜の第一の領域２３は、細胞、より具体的には、オプトジェネティクス治療のために光ゲートイオンチャネルタンパク質を発現するために遺伝子学的に改質された網膜細胞、を含む。

具体的な実施態様によれば、光ゲートイオンチャネルタンパク質は、Ｃｈｒｉｍｓｏｎ、ＣｈｒｉｍｓｏｎＲ（国際公開第２０１３／７１２３１号、ＣｈｒｉｍｓｏｎＲ－ｔｄＴ（国際公開第２０１７／１８７２７２号）、Ｃａｔｃｈ、Ｃｈａｎｎｅｌｒｈｏｄｏｐｓｉｎ（米国特許出願公開第２０１４／０１２１２６５号明細書、米国特許第８９０６３６０号明細書）及びメラノプシン、並びにそれらの誘導体からなる群から選択される。

第一の光学ライン１６によって光信号が投射されることが意図された網膜の第一の領域２３は、刺激される必要がある網膜を含む。

網膜のその領域は、環境の光信号、より具体的にはイメージ、を再現する光のビームによって刺激される。

投射された光信号は、対象者の視線方向に応じて、光受容体の損失又は変性に起因する失われた視野を再構築する。

第一の光学ラインによって得られ、網膜の一部を刺激する光のビームは、上で説明された方法によって得られる。

詳細な実施態様において、第二の光学ライン１８によって投射される環境の光信号、より具体的にはイメージは、装着者が環境の再構築された光信号、より具体的にはイメージを視るように、第一のラインによって投射された光信号、より具体的にはイメージを完全なものとする環境の一部に対応する。

さらに、網膜の第一の領域２３は、瞳孔のサイズとは無関係な要求される光特性で刺激される。

このような場合において、光の強度の閾値（最大及び最小）は光毒性規格によって与えられ、眼科学又はオプトジェネティクス治療のための光刺激の使用に関する文献においてさらに分析されていることに注意すべきである（Ｙａｎら、２０１６；Ｄｅｏｒｉ、Ｗｅｂｂ及びＳｌｉｎｅｙ、２００７；Ｓｌｉｎｅｙら、２００５）。例えば、５９５ｎｍの波長を有する光について、
網膜における最大の光の強度は７ｍＷ／ｍｍ²であり（ＩＳＯ １５００４－２ ２００７；ＩＳＯ ６２４７１ ２００６）、
角膜（前部）において、最大の光の強度は、任意の１ｍｍ直径ディスクに対して３２ｍＷである（ＩＳＯ １５００４－２ ２００７）。

加えて、輝度の線量の制限を考慮に入れるとき、網膜の放射露光量の制限は４８時間に対して６．６Ｊ・ｃｍ^-2である（輝度の線量の制限、ＡＮＳＩ Ｚ１３６．１ ２０１４）。

別の特定の例によれば、視覚器具は、仮想現実器具のために適合する。ヘッドマウントディスプレイが、例えば、拡張現実のために、仮想現実のために、又は映画のディスプレイのために使用される。

このような場合において、一般に、第二の光学ライン１８によって投射される光信号は、環境との特定の繋がりを有しない。

視覚器具、及び視覚器具１０に関連して開示された方法は、仮想現実又はオプトジェネティクス用途のために使用することができる。

Claims (17)

1. 視覚器具（１０）の装着者（１２）の眼（１９）の網膜の第一の領域（２３）に、第一の光信号を投射するように適合された投射システム（２２）、
   投射される前記第一の光信号を生成する光信号生成器（２０）、並びに
   入力カプラ（２４Ｂ）及び出口カプラ（２４Ｃ）を備え、光を前記入力カプラ（２４Ｂ）から前記出口カプラ（２４Ｃ）へと伝達するように適合された導波路（２４）
   を備える第一の光学ライン（１６）を備える、視覚器具（１０）。
2. 前記装着者（１２）の前記眼（１９）の前記網膜の第二の領域（４６）に、環境の光信号を投射するように適合された光学システム（４４）を備える第二の光学ライン（１８）をさらに備える、請求項１に記載の視覚器具（１０）。
3. 前記導波路（２４）が、半透明、好ましくは透明である、請求項１又は２に記載の視覚器具（１０）。
4. 前記光信号生成器（２０）が、ある角度（α）に入射光のビーム（３０）を向けるように適合された内部全反射プリズム（３０）を備え、好ましくは、前記角（α）が２０°～４０°に含まれる、請求項１～３のいずれか１項に記載の視覚器具（１０）。
5. 前記２つの光学ライン（１６、１８）が、前記第一の領域（２３）と前記第二の領域（４６）との共通部分がないように配置されている、請求項２にかかるときの請求項１～４のいずれか１項に記載の視覚器具（１０）。
6. 前記２つの光学ライン（１６、１８）が、前記第二の領域（４６）が前記第一の領域（２３）を囲むように配置されている、請求項２にかかるときの請求項１～５のいずれか１項に記載の視覚器具（１０）。
7. 光の伝達の主方向（Ｘ）が、前記導波路（２４）について規定され、前記第二の光学ライン（１８）及び前記導波路（２４）が、前記第二の光学ライン（１８）中の光が、前記導波路（２４）の前記光の伝達の主方向（Ｘ）に垂直である一般方向（Ｙ）に沿って伝わるように配置されている、請求項２にかかるときの請求項１～６のいずれか１項に記載の視覚器具（１０）。
8. 前記第一の光学ライン（１６）が、折れ曲がったラインである、請求項１～７のいずれか１項に記載の視覚器具（１０）。
9. 前記第二の光学ライン（１８）が、折れ曲がっていないラインである、請求項２にかかるときの請求項１～８のいずれか１項に記載の視覚器具（１０）。
10. 前記光信号生成器（２０）が、光源（２６）、第一の光学ライン（１６）、コリメートレンズ（２８）、内部全反射プリズム（３０）、デジタルマイクロミラーデバイス（３２）及び投射レンズ（４２）を備える、請求項９に記載の視覚器具（１０）。
11. 前記光信号生成器（２０）が光源（２６）を備え、前記光源（２６）がファイバー光源及び電界発光ダイオードのうち少なくとも１つである、請求項１～１０のいずれか１項に記載の視覚器具（１０）。
12. オプトジェネティクス用途のための器具である、請求項１～１１のいずれか１項に記載の視覚器具（１０）。
13. 仮想現実器具である、請求項１～１２のいずれか１項に記載の視覚器具（１０）。
14. 前記第二の光学ライン（１８）が、前記装着者（１２）の前記眼（１９）の視線方向に平行である、請求項２～１２のいずれか１項に記載の視覚器具。
15. 前記投射システム（２２）の視野が、第一の方向（Ｘ）に沿って１５°～２５°に、前記第一の方向（Ｘ）に垂直な第二の方向（Ｙ）に沿って２５°～３５°に延在している、請求項１～１４のいずれか１項に記載の視覚器具（１０）。
16. 視覚器具（１０）の装着者の眼に光信号を投射するための方法であって、前記視覚器具（１０）が、
    前記視覚器具（１０）の装着者（１２）の眼（１９）の網膜の第一の領域（２３）に、第一の光信号を投射するように適合された投射システム（２２）、
    投射される前記第一の光信号を生成する光信号生成器（２０）、並びに
    入力カプラ（２４Ｂ）及び出口カプラ（２４Ｃ）を備え、光を前記入力カプラ（２４Ｂ）から前記出口カプラ（２４Ｃ）へと伝達するように適合された導波路（２４）
    を備える第一の光学ライン（１６）を備える、方法。
17. 前記視覚器具（１０）が、前記装着者（１２）の前記眼（１９）の前記網膜の第二の領域（４６）に、環境の光信号を投射するように適合された光学システム（４４）を備える第二の光学ライン（１８）をさらに備え、同時に、前記第一の光学ライン（１６）によって光信号を投射する工程及び前記第二の光学ライン（１８）によって環境の光信号を投射する工程を含む、請求項１６に記載の方法。

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