KR20200081337A - 대물렌즈, 대물렌즈를 포함한 광유전학용 카메라 및 시스템 - Google Patents

대물렌즈, 대물렌즈를 포함한 광유전학용 카메라 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20200081337A
KR20200081337A KR1020197038931A KR20197038931A KR20200081337A KR 20200081337 A KR20200081337 A KR 20200081337A KR 1020197038931 A KR1020197038931 A KR 1020197038931A KR 20197038931 A KR20197038931 A KR 20197038931A KR 20200081337 A KR20200081337 A KR 20200081337A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
focal length
lenses
lens unit
objective
Prior art date
Application number
KR1020197038931A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102662568B1 (ko
Inventor
조엘 샤바스
기욤 셰네그호
샬리 갈
Original Assignee
젠사이트 바이올로직스
상뜨르 나쇼날 드 라 러쉐르쉬 샹띠피끄
인쎄름 (엥스띠뛰 나씨오날 드 라 쌍떼 에 드 라 흐쉐르슈 메디깔)
쏘흐본느 유니베흐시테
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 젠사이트 바이올로직스, 상뜨르 나쇼날 드 라 러쉐르쉬 샹띠피끄, 인쎄름 (엥스띠뛰 나씨오날 드 라 쌍떼 에 드 라 흐쉐르슈 메디깔), 쏘흐본느 유니베흐시테 filed Critical 젠사이트 바이올로직스
Publication of KR20200081337A publication Critical patent/KR20200081337A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102662568B1 publication Critical patent/KR102662568B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/003—Alignment of optical elements
    • G02B7/005—Motorised alignment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G02B27/0068—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration having means for controlling the degree of correction, e.g. using phase modulators, movable elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14—Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • A61F2/16—Intraocular lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 이미저(12)로 10°의 물체 시야를 이미지화하기 위한 대물렌즈(10)에 관한 것으로서, 대물렌즈(10)는 전파 방향의 순서대로:
- 양의 값인 제1 초점 길이 및 15밀리미터 미만인 제1 치수를 가지며 복수의 렌즈를 포함하는 제1 렌즈 유닛(U1);
- 90°의 각도로 굴절시키는 굴절 미러(M),
- 액체 렌즈(LL), 및
- 양의 값인 제2 초점 길이 및 제2 치수를 가지며 복수의 렌즈를 포함하는 제2 렌즈 유닛(U2)을 포함하고, 제1 초점 길이와 제2 초점 길이 사이의 비는 1.0 내지 2.0이며, 제1 치수와 제2 치수 사이의 비는 2 이상이다.

Description

대물렌즈, 대물렌즈를 포함한 광유전학용 카메라 및 시스템
본 발명은 이미저로 10°의 물체 시야를 이미지화하기 위한 대물렌즈에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 광유전학용 관련 카메라 및 관련 시스템에 관한 것이다.
망막은 광 수용체에 의해 망막의 감광성을 담당하는, 즉 시각계 내 일련의 이벤트를 전파시키는 전기화학 신호로 광을 변환하여 궁국적으로 세계를 재현하는, 고도로 전문화된 뉴런인 광 수용체로 구성된다. 척추 동물 망막에서, 광 도전은 감광성 수용체 단백질인 로돕신의 활성화에 의해 개시된다.
망막염 색소증(RP) 또는 황반 변성(MD)과 같은 광 수용체 소실 또는 퇴행은 망막 내 시각 정보의 광 도전을 완전히 억제하지는 않지만 심각하게 손상시킨다. 광 수용체 세포의 손실 및/또는 광 수용체 세포 기능의 손실은 시력 감소, 감광도 감소 및 실명의 주요 원인이다.
유전자 요법, 줄기세포 요법, 광 유전학 및 망막 보철물을 포함하여 망막 퇴행성 질환에 전념하는 몇몇 치료 접근법이 현재 개발 중에 있다(Scholl et al., 2016, Science Translational Medicine, 8 (368), 368rv6).
예를 들어, 광 유전학이라 불리는 유전자 및 신경 공학 기술에 의해 뇌의 다른 뉴런에 영향을 미치지 않으면서 정의된 뉴런 집단의 활성을 제어함으로써 대상체의 망막의 감광성을 회복시키는 것이 제안되었다. 단백질 결핍 또는 기능 장애의 교정을 통해 결함 유전자를 대체 또는 수리하거나 유전자 결함을 우회하려는 전통적인 유전자 치료와는 달리, 광 유전학 접근법은 망막의 비-감광성 세포에 정상적으로 광에 반응하는 능력을 부여하여 환자에게 유용한 시력을 회복시키는데 사용될 수 있다. 양극성 또는 신경절 세포에 세포 외 전기 자극을 제공하는 망막 칩 임플란트와 달리, 광 유전학 기반 요법은 세포 내부에서 세포를 자극한다.
광 유전학(Deisseroth. Nat Methods 8 (1): 26-9, 2011)은 살아있는 조직의 특정 세포 내에서 잘-정의된 이벤트를 제어하기 위한 유전학과 광학의 조합을 말한다. 광 유전학은 (i) 세포막에서 외인성 광 반응성 단백질의 발현에 의해 광에 민감하게 하기 위해 표적 세포를 유전자 변형하고 (ii) 상기 광 반응성 단백질에 광을 제공할 수 있는 조명 장치를 제공하는 것으로 구성된다.
외인성 광 반응성 단백질의 예는 WO2007024391, WO2008022772 또는 WO2009127705에 제공되는데, 이는 포유동물 뉴런에서의 발현을 위해 조작되고 바이러스 벡터를 사용하여 특정 신경 집단으로 유전적으로 표적화될 수 있는, 광-활성화 이온 채널 및 펌프(예를 들어, channelrhodopsin-2 [ChR2]; halorhodopsin [NpHR])를 인코딩하는 식물 및 미생물 유기체(예컨대, 원시세균, 박테리아 및 곰팡이)로부터 유래한 옵신(opsin) 유전자의 사용을 설명한다. 적절한 파장을 갖는 광에 노출될 때, 활동 전위가 옵신-발현 뉴런에서 유발되어 이들 세포에 대한 광 민감성을 유발할 수 있다. 유사하게, WO2013071231은 새로운 채널로돕신(channelrhodopsins), 크로노스 및 크림슨(Chronos and Chrimson)을 개시하고 있는데, 이들은 서로 다른 활성화 스펙트럼을 가지고 최신 기술(예를 들어, ChR2/VChR1)과 상이한 활성화 스펙트럼을 가지며, 다수의 상이한 파장의 광이 동일한 조직 내 상이한 세트의 세포를 탈분극시키는데 사용될 수 있게 함으로써, 상이한 세포에서 유전자 발현된 상이한 활성화 스펙트럼을 갖는 채널을 발현시킨 후, 상이한 색상의 광으로 조직을 조명한다.
광 유전학은 예를 들어 인간을 포함한 살아있는 동물(Boyden et al., 2005, Nature Neuroscience 8 (9): 1263-68), 특히 눈에서(Busskamp et al., 2012, Gene Therapy 19 (2): 169-75) 신경 기능을 회복시키는데 사용될 수 있는 선택적 뉴런 활성화/억제를 위한 매우 강력한 도구이다.
그럼에도 불구하고, 선택된 파장의 광은 광 반응성 단백질의 최적 파장에 근접해야 하고(Nagel et al. 2003, Proceedings of National Science of Sciences 100 (24): 13940-45, Klapoetke et al. 2014, Nature Methods 11 (3): 338-46) 이들 광 반응성 단백질은 광에 대해 매우 낮은 민감성을 갖는다(Asrican et al. 2013, Front Neural Circuits, 2013, 7:160; Busskamp et al. 2012, Gene Therapy 19 (2): 169-75)는 점이 밝혀졌다. 그러므로, 광에 의한 단백질 활성화의 최소 레벨을 얻기 위해, 표적 세포 또는 단백질에 의해 수신되는 광의 강도는 최소값 이상이어야 한다(Barrett et al., 2014, Visual Neuroscience 31 (4-5): 345-354). 결과적으로, 올바른 파장에서 충분한 조도를 제공하는 외부 장치가 필수적이다.
대안으로, 시각 보철 시스템을 갖는 이들 환자에서 적어도 부분적으로 시력을 회복시키는 것이 제안되었다. 이들 시스템은 비록 망막 조직의 일부가 퇴화되었더라도 망막의 대부분은 손상되지 않고 광에 의존하는 전기 자극에 의해 직접 자극될 수 있다는 사실을 이용함으로써 맹인 및 시각 장애인을 위한 최소한의 시각적 인식 및 방향 감각을 적어도 부분적으로 재-확립하는데 유용한 도구인 망막 임플란트를 포함한다. 전형적으로, 망막 임플란트는 환자의 눈에 이식되어, 광 자극시 나머지 뉴런 세포의 전기적 여기에 영향을 미친다. 자극을 받을 때, 이들 나머지 뉴런 세포는 인공적으로 유도된 전기 자극을 시신경을 통해 뇌의 시각 부분으로 전달한다.
망막 임플란트는 크게 두 가지 범주로 나눌 수 있다: 에피-망막 및 서브-망막(Lin et al., 2015, Retinal prostheses in degenerative retinal diseases, J Chin Med Assoc.; 78(9): 501-5). 에피-망막 장치는 망막의 내부 표면, 즉 입사광에 처음 노출되고 신경절 세포의 신경 섬유가 시신경으로의 경로에서 지나가는 망막의 측면 또는 근처에 위치한다. 에피-망막 임플란트는 전형적으로, 맹인 또는 부분 맹인 환자의 시력을 재구성하거나 개선하기 위해 이미지를 전기 신호를 변환하고 칩에 인접한 망막 세포를 자극하도록 복수의 자극 전극을 통해 신호를 전기 자극으로 추가로 전달하기 위한, 눈의 렌즈를 통해 망막의 외안 장치(일반적으로 입사광을 디코딩하는 카메라 및 마이크로전자회로)에 의해 투영된 이미지를 수신할 수 있는 복수의 픽셀 요소를 갖는 칩을 포함한다. 반면에, 서브-망막 장치는 망막 아래에, 망막과 하부 망막 색소 상피 또는 다른 더 깊은 조직 사이에 위치된다. 현재 이용 가능한 서브-망막 기술은 하나의 견고하고 일반적으로 평면인 칩의 임플란트에 의존한다. 또한, 큰 시야를 커버하기 위해 하나 이상의 칩을 임플란트할 수 있는 것이 바람직하다는 것이 밝혀졌다(Lee et al. (2016). Implanation of Modular Photovoltaic Subretinal Prosthesis. Ophthalmic Surgery, Lasers and Imaging Retina, 47(2), 171-174).
망막 보철물 및 광유전자 요법은 2가지 주요 구성요소에 의존한다. 망막에 제작된 제1 구성요소는 광자를 전기화학 신호로 변환함으로써 광 감도를 제공한다: 망막 보철 시스템의 임플란트와 광 게이트 이온 채널 단백질이 광유전자 요법에서 망막 세포에 유전적으로 도입된다. 제2 구성요소는 (일반적으로 카메라 또는 포토다이오드 어레이로 획득되는) 시각적 정보를 인코딩하고 이를 이전 구성요소에 필요한 입력 신호로 변환하는데 필요하다. 망막 보철물에서, 입력 신호는 능동 전극 매트릭스에 의해 전달되는 전기 전류 또는 수동 구성요소를 활성화시킬 수 있는 광의 펄스이다. 광유전학 유전자 요법에서, 전달되는 입력 신호는 정의된 시공간적 방식으로 광유전학 단백질을 활성화시키는데 필요한 적절한 강도 및 파장의 광 펄스이다.
감광도를 복원하기 위해 사용된 접근법에 관계없이, 시각 정보를 실시간으로 인코딩할 수 있는 자극 장치가 필요하다.
본 발명은 망막색소변성증(Retinis Pigmentosa)에 의해 영향을 받는 맹검 대상에 대한 부분 시력을 회복시키기 위해 시스템에 사용되는 자극 장치에 내장되도록 형성되는 대물렌즈를 제공하는 것을 목표로 한다.
이를 위해, 출원인은 연구를 통해 이런 대물렌즈에 의해 충족될 요건을 설명했다.
먼저, 대물렌즈는 감소한 크기, 특히 25밀리미터 미만인 크기를 가져야 한다.
게다가, 대물렌즈는 특히 30마이크로미터(μm) 미만인 충분한 분해능을 제공해야 한다.
또한, 대물렌즈는 10°의 물체 시야로 제공해야 한다.
또한, 대물렌즈는 40센티미터 이상에 위치한 물체를 이미지화할 수 있는 조정가능한 초점 길이로 제공해야 한다.
이를 위해, 100개 이상의 픽셀이 제공되는 이미저로 10°의 물체 시야를 이미지화하기 위한 대물렌즈가 제안되는데, 이 대물렌즈는 대물렌즈에 대하여 정의되는 전파 방향의 순서대로 제1 렌즈 유닛, 굴절 미러, 액체 렌즈 및 제2 렌즈 유닛을 포함한다. 제1 렌즈 유닛은 양의 값인 제1 초점 길이 및 15밀리미터 미만인 제1 치수를 가지며 복수의 렌즈를 포함한다. 굴절 미러는 90°의 각도로 굴절시키도록 형성된다. 제2 렌즈 유닛은 양의 값인 제2 초점 길이 및 제2 치수(DU2)를 가지며 복수의 렌즈를 포함하고, 제1 초점 길이와 제2 초점 길이 사이의 비는 1.0 내지 2.0이며, 제1 치수와 제2 치수 사이의 비는 2 이상이다.
굴절 미러의 존재 및 제1 치수의 제한으로 인해, 대물렌즈는 감소한 크기를 가진다.
액체 렌즈의 사용은 40센티미터 이상에 위치한 물체를 이미지화할 수 있는 조절가능한 초점 길이로 제공한다.
또한, 양의 초점 길이를 가진 2개의 렌즈 유닛, 1.0 내지 2.0인 제1 초점 길이와 제2 초점 길이 사이의 비 및 2 이상인 제1 치수와 제2 치수 사이의 비를 구비한 특정 아키텍처는 10°의 물체 시야에 충분한 분해능을 제공하는 이미지 품질을 획득하게 할 수 있다.
전술한 바와 같은 대물렌즈의 아키텍처의 상술한 이점은 렌즈 시퀀스 및 구경 조리개(aperture stops)의 정의에 관계없이 얻어진다.
이점적이지만 강제적이지 않은 본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 대물렌즈는 기술적으로 허용가능한 조합으로 취해진 하기의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
- 제1 렌즈 유닛 및 제2 렌즈 유닛에 속해있는 각 렌즈의 재료는 단지 2개의 다른 재료들 중에서 선택된다.
이 특징을 사용하면 충분한 이미지 품질을 유지하면서 관련된 렌즈 수를 줄일 수 있다. 결과적으로, 이러한 특징은 또한 감소한 크기의 대물렌즈를 얻는 데 기여한다.
- 제1 렌즈 유닛의 렌즈의 수와 제2 렌즈 유닛의 렌즈의 수는 4 이하이다.
이 특징은 대물렌즈에 존재하는 렌즈의 수를 줄여 대물렌즈의 크기를 현저하게 줄인다.
- 제1 렌즈 유닛 및 제2 렌즈 유닛 중 적어도 하나는 양면 볼록 렌즈 및 오목 메니스커스(concave meniscus)를 포함한다.
이러한 특징은 충분한 이미지 품질을 유지하는 렌즈의 수를 제한할 수 있게 한다. 이는 또한 대물렌즈의 제조를 용이하게 한다.
- 제1 렌즈 유닛 및 제2 렌즈 유닛에 속해있는 각 렌즈는 단지 양면 볼록 렌즈 또는 메니스커스 렌즈 중에서 선택된다.
이러한 특징은 충분한 이미지 품질을 유지하는 렌즈의 수를 제한할 수 있게 한다. 이는 또한 대물렌즈의 제조를 용이하게 한다.
- 제1 렌즈 유닛은 적어도 2개의 렌즈를 포함하고, 전파 방향에서 제1 렌즈들은 수렴 렌즈 및 발산 렌즈이며, 발산 렌즈의 초점 길이와 수렴 렌즈의 초점 길이 사이의 절대값의 비는 1.8 내지 2.2이다.
이러한 특징은 더 용이한 방식으로 좋은 이미지 품질을 얻을 수 있게 한다. 또한, 이를 통해 대물렌즈는 감소한 크기를 갖는다.
- 제1 초점 길이는 30.0밀리미터와 40.0밀리미터 사이이다.
이런 특징은 제1 렌즈 유닛의 초점 길이를 제한한다. 이를 통해 대물렌즈는 감소한 크기를 갖는다.
- 제2 초점 길이는 20.0밀리미터와 35.0밀리미터 사이이다.
이런 특징은 제2 렌즈 유닛의 초점 길이를 제한한다. 이를 통해 대물렌즈는 더 감소한 크기를 갖는다.
- 제2 렌즈 유닛은 전파 방향의 순서대로 발산 렌즈와 수렴 렌즈를 포함하며, 발산 렌즈의 초점 길이와 수렴 렌즈의 초점 길이 사이의 절대값의 비는 1.8 내지 3.6이다.
이런 특징의 존재는 이미지의 품질을 향상시킨다.
- 제1 렌즈 유닛의 제1 렌즈는 입구 초점 길이를 가지고, 제2 렌즈 유닛의 마지막 렌즈는 출구 초점 길이를 가지며, 출구 초점 길이와 입구 초점 길이 사이의 절대값의 비는 0.7 내지 1.0이다.
이런 특징은 10°의 전체 시야에 걸쳐 양호한 이미지 품질을 획득할 수 있게 한다.
- 제1 렌즈 유닛은 3개의 렌즈로 구성된다.
이런 특징은 충분한 이미지 품질을 유지하는 렌즈의 수를 제한하게 할 수 있다. 또한, 이를 통해 대물렌즈의 제조가 더 용이해진다.
- 제2 렌즈 유닛은 2개의 렌즈로 구성된다.
이런 특징은 충분한 이미지 품질을 유지하는 렌즈의 수를 제한하게 할 수 있다. 또한, 이를 통해 대물렌즈의 제조가 더 용이해진다.
또한, 본 명세서는 상술한 바와 같은 대물렌즈 및 100개 이상의 픽셀을 가진 이미저를 포함하는 카메라에 관한 것이다.
또한, 상술한 카메라를 포함하는 광유전학용 시스템이 제안된다.
상술한 광유전학용 시스템은 적어도 부분적으로 환자의 눈에 이식되도록 의도된다. 특히, 시스템의 카메라는 환자의 눈에 이식되도록 의도된다.
이로 인해, 시스템이 눈에 이식되려면 품질 및 안전 표준을 준수해야 한다. 또한, 이로 인해 눈에 이식되도록 시스템을 크기 및 형태 측면에서 제한적으로 한정할 수 있다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
본 발명은 본 발명의 목적을 제한하지 않으면서 첨부된 도면에 대응하여 예시적인 예로서 제공되는 하기의 설명에 기초하여 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 제1 렌즈 유닛과 제2 렌즈 유닛을 포함하는 대물렌즈 및 이미저를 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1의 제1 렌즈 유닛의 개략도이다.
도 3은 도 1의 제2 렌즈 유닛의 개략도이다.
도 4는 도 1의 구성요소들을 포함하는 광유전학용 시스템을 도시한다.
대물렌즈(10) 및 이미저(12)가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다.
대물렌즈(10)는 10°의 물체 시야를 이미저(12)로 이미지화하도록 형성된다.
전파 방향(Z)은 대물렌즈(10)에 대해 정의된다. 전파 방향(Z)은 대물렌즈의 일부인 각 광학요소의 광축으로서 정의된다.
대물렌즈(10)는 전파 방향(Z)의 순서로 제1 렌즈 유닛(U1), 굴절 미러(M), 액체 렌즈(LL) 및 제2 렌즈 유닛(U2)을 포함한다.
제1 렌즈 유닛(U1)은 복수의 렌즈를 포함한다.
제1 렌즈 유닛(U1)의 렌즈 개수는 4개 이하이다.
제1 렌즈 유닛(U1)에 속하는 각 렌즈의 재료는 2개의 별개의 재료 중에서 선택된다.
예를 들어, 2개의 별개의 재료는 N-BK7 및 N-SF11이다.
제1 렌즈 유닛(U1)은 제1 초점 길이(fU1) 및 제1 치수(DU1)를 갖는다.
제1 초점 길이(fU1)은 양수이다.
일 예에 따르면, 제1 초점 길이(fU1)는 30.0밀리미터(mm) 내지 40.0mm로 구성된다.
제1 치수(DU1)는 15mm 미만이다.
굴절 미러(M)는 90°각도로 굴절시킨다.
제1 렌즈 유닛(U1)에 대해 제1 광축(OA1)이 정의되고, 액체 렌즈(LL) 및 제2 렌즈 유닛(U2)에 대해 제2 광축(OA2)이 정의된다.
"굴절 미러(M)는 90°각도로 굴절시키도록 형성된다"는 표현은 제1 광축(OA1) 및 제 2 광축(OA2)이 수직이라는 것을 의미한다.
도 1의 예에서, 굴절 미러(M)는 제1 광축(OA1) 및 제2 광축(OA2)에 대해 45°로 배열된 평면 미러이다.
액체 렌즈(LL)는 전압이 인가될 때 초점 거리를 변화시키도록 형성된다.
액체 렌즈의 초점 길이의 변화는 대물렌즈(10)가 제1 렌즈 유닛(U1)으로부터 40센티미터 이상에 위치한 물체를 이미지화하도록 형성되게 한다.
제2 렌즈 유닛(U2)은 복수의 렌즈를 포함한다.
제2 렌즈 유닛(U2)의 렌즈 개수는 4개 이하이다.
제2 렌즈 유닛(U2)에 속하는 각 렌즈의 재료는 2개의 별개의 재료 중에서 선택된다.
예를 들어, 2개의 별개의 재료는 N-BK7과 N-SF11이다.
제2 렌즈 유닛(U2)은 제2 초점 길이(fU2) 및 제2 치수(DU2)를 갖는다.
제2 초점 길이(fU2)는 양수이다.
제1 초점 거리(fU1)와 제2 초점 거리(fU2) 사이의 비는 제1 비율(R1)로 지칭된다. 이는 수학적으로 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure pct00001
제1 비율(R1)은 1.0 내지 2.5로 구성된다.
수학적으로, 이는 다음을 의미한다:
Figure pct00002
특정 예로서, 제2 초점 길이(fU2)는 20.0mm 내지 35.0mm로 구성된다.
제1 치수(DU1)과 제2 치수(DU2) 사이의 비는 제2 비율(R2)로 지칭된다. 이는 수학적으로 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure pct00003
제2 비율(R2)은 2 이상이다. 수학적으로, 이는 다음을 의미한다:
Figure pct00004
제2 비율(R2)은 3 이하이다. 수학적으로, 이는 다음을 의미한다:
Figure pct00005
제1 렌즈 유닛(U1)의 특정 예가 도 2에 도시되어 있다.
이 경우, 제1 렌즈 유닛(U1)은 3개의 렌즈로 구성된다.
전파 방향의 순서대로, 제1 렌즈 유닛(U1)의 제1 렌즈는 제1 렌즈(L1)로 명명되고, 제1 렌즈 유닛(U1)의 제2 렌즈는 제2 렌즈(L2)로 명명되며, 제1 렌즈 유닛(U1)의 제3 렌즈는 제3 렌즈(L3)로 명명된다.
제1 렌즈(L1)는 수렴 렌즈이다.
제1 렌즈(L1)는 초점 거리(fL1)를 갖는다.
초점 거리(fL1)은 대물렌즈의 입구 초점 길이이다.
또한, 제1 렌즈(L1)는 양면 볼록 렌즈이다.
정의상, 양면 볼록 렌즈는 양면이 볼록한 렌즈이다.
이런 특정 예에서, 제1 렌즈(L1)는 양면이 동일한 곡률 반경을 갖는 수단을 갖는 등-볼록 렌즈(equiconvex lens)이다.
제2 렌즈(L2)는 발산 렌즈이다.
제2 렌즈(L2)는 초점 거리(fL2)를 갖는다.
제2 렌즈(L2)는 메니스커스(meniscus)이며, 하나의 볼록한 면과 하나의 오목한 면을 갖는 렌즈이다. 이러한 종류의 메니스커스는 또한 볼록-오목 렌즈라고도 한다.
이 경우, 제2 렌즈(L2)는 음의 메니스커스이다.
제2 렌즈(L2)의 초점 길이(fL2)와 제1 렌즈(L1)의 초점 길이(fL1) 사이의 절대값의 비는 제3 비율(R3)로 지칭된다.
제3 비율(R3)은 1.8 내지 2.2로 구성된다.
수학적으로, 이는 다음을 의미한다:
Figure pct00006
제3 렌즈(L3)는 발산 렌즈이다.
제3 렌즈(L3)는 초점 거리(fL3)를 갖는다.
제3 렌즈(L3)는 메니스커스이다.
이 경우, 제3 렌즈(L3)는 양의 메니스커스이다.
제2 렌즈 유닛(U2)의 특정 예가 도 3에 도시되어 있다.
이 경우, 제2 렌즈 유닛(U2)은 2개의 렌즈로 구성된다.
전파 방향의 순서대로, 제2 렌즈 유닛(U2)의 제1 렌즈는 제4 렌즈(L4)로 명명되고, 제2 렌즈 유닛(U2)의 제2 렌즈는 제5 렌즈(L5)로 명명된다.
제4 렌즈(L4)는 수렴 렌즈이다.
제4 렌즈(L4)는 초점 거리(fL4)를 갖는다.
제4 렌즈(L4)는 메니스커스이다.
이 경우, 제4 렌즈(L4)는 음의 메니스커스이다.
제5 렌즈(L5)는 발산 렌즈이다.
제5 렌즈(L5)는 초점 거리(fL5)를 갖는다.
제5 렌즈(L5)의 초점 거리(fL5)는 대물렌즈의 출구 초점 거리이다.
특정 예에서, 제5 렌즈(L5)는 양면 볼록 렌즈이다.
보다 정확하게는, 제5 렌즈(L5)는 등-볼록 렌즈이다.
다른 변형에서, 제5 렌즈(L5)는 메니스커스, 특히 양의 메니스커스이다.
제5 렌즈(L5)의 초점길이와 제4 렌즈(L4)의 초점길이 사이의 절대값의 비는 제4 비율(R4)로 명명된다. 이는 수학적으로 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure pct00007
제4 비율(R4)은 1.8 내지 3.6으로 구성된다.
수학적으로, 이는 다음을 의미한다:
Figure pct00008
출구 초점 길이 및 입구 초점 길이 사이의 절대값의 비는 제5 비율(R5)로 명명된다.
도 2 및 도 3의 특정한 경우에, 제5 비율(R5)은 제5 렌즈(L5)의 초점 길이(fL5)와 제1 렌즈(L1)의 초점 길이(fL1) 사이의 절대 값에서의 비율이다.
이는 수학적으로 다음과 같이 표현된다:
Figure pct00009
제5 비율(R5)은 0.7 내지 1.0으로 구성된다.
이는 수학적으로 다음을 의미한다:
Figure pct00010
이미저(12)는 픽셀(14)의 어레이 및 커버 유리(16)의 세트이다.
픽셀(14)의 어레이는 100개 이상의 픽셀을 포함한다.
특정 예에서, 픽셀(14)의 어레이는 240개 픽셀 당 304개 픽셀의 어레이이다.
픽셀(14)의 어레이는 예를 들어 CMOS 기술로 만들어진다.
커버 유리(16)는 평면 평행 판이다.
이미저(12)와 관련하여 대물렌즈(10)의 동작이 이제 설명된다.
제1 렌즈 유닛(U1)으로부터 40센티미터 이상에 위치한 대물렌즈(10)의 시야 내의 임의의 물체는 픽셀(14)의 어레이 상에 이미지화된다.
보다 정확하게는, 물체는 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3)를 연속적으로 통과하는 가시광선 범위의 파장의 광선을 방출한다. 이 광선은 굴절 미러(M)에 의해 반사되어 액체 렌즈(LL)를 통과한 다음 제2 렌즈 유닛(U2), 즉 제4 렌즈(L4) 및 제5 렌즈(L5)를 통과한다. 이후, 광선은 커버 유리로 전파한 다음, 픽셀(14)의 어레이 중 하나의 픽셀에 의해 모아진다.
이는 물체에 의해 방출된 각각의 광선에 대해 그리고 더 일반적으로 이미저(12)와 협력하여 장면이 대물렌즈(10)에 의해 이미지화될 때 각각의 이미지화된 물체에 대해 발생한다.
이러한 대물렌즈(10)의 획득된 광학 성능은 "특정 실시예의 설명" 섹션에 기술된 특정 예에 상세히 설명되어 있다.
이 섹션에서는 대물렌즈의 크기를 줄이고 렌즈를 움직이기 위한 기계 장치를 사용하지 않으므로 대물렌즈를 더 쉽게 구현할 수 있음이 나타난다. 또한, 대물렌즈는 충분한 분해능을 제공할 수 있게 한다. 또한, 대물렌즈는 10°의 물체 시야로 제공한다. 또한, 대물렌즈는 초점 거리를 조절할 수 있어서 40센티미터 이상에 위치한 물체를 이미지화할 수 있다.
따라서, 대물렌즈(10) 및 이미저(12)는 망막색소변성증(Retinis Pigmentos)에 의해 영향을 받는 블링 대상에 대한 부분 시력을 복원하기 위해서 시스템에 사용된 자극 장치에 내장되기에 적합한 카메라를 구성하는 것을 가능하게 한다.
즉, 이러한 카메라는 광 유전학에 적합한 시스템의 일부가 되도록 설계된다.
대물렌즈(10) 및 이미저(12)를 포함하는 자극 장치(18)의 예가 도 4에 도시되어 있다. 이러한 맥락에서, 대물렌즈(10) 및 이미저(12)의 세트는 시각적 프론트엔드(frontend)인 카메라(20)이다.
자극 장치(18)는 또한 제어기(22) 및 투영 유닛(24)을 포함한다.
이미저(12)는 QVGA ATIS(Asynchronous Time-based Images Sensor)(비동기 시간-기반 이미지 센서) 신경성 실리콘 망막이다. 특정 시간 간격으로 프레임을 전송하는 대신, 이미저(12)의 각 픽셀이 국소적인 광의 변화를 겪자마자 그 좌표를 인코딩하는 이벤트를 비동기적으로 전송한다. 또한 이벤트는 상응하는 광 세기 수준을 계산하기 위해서 시간을 통해 광을 통합하는 전용 픽셀-기반 회로를 시작한다. 따라서, 각 픽셀은 프레임이 정보를 전송할 때가지 기다릴 필요 없이 다른 픽셀과 비동기식 및 병렬식으로 동작한다. 각 픽셀은 새로운 일이 국부적으로 발생할 때만 정보를 전송한다.
이는 저-지연, 대역폭이 효율적인 인코딩 체계로 전환되며, 생물학적 대응방식과 동일한 특성들을 공유한다; 실제로, 이러한 재현을 사용하여 망막 신경절 세포의 생체 외 반응을 복제하는 것이 가능하다. 또한, 픽셀은 정보의 변경만을 전송하기 때문에, 다음 프로세싱 층에 대한 명확한 이점과 함께, 중복성이 낮게 유지된다. 이러한 접근법은 기존의 프레임 전송 방법과 대조적이며, 광범위한 조명에 빠른 데이터-구동의 콘트라스트 감지 기능을 제공한다.
이 이미저(14)의 사용은 몇몇의 이점을 제공한다. 감광체 복원의 경우, 이미저(14)는 빠르고, 큰-동적 범위의 계조 정보를 제공한다. 망막 신경절 세포 활성화의 경우에, 이미저(14)는 큰 강도 범위에 걸쳐 전처리된 윤곽 또는 이벤트 신호를 제공한다. 이미저(14) 시간 해상도는 또한 인간 망막 중 하나와 일치한다. 낮은 시간 해상도로 투사하는 것은 속도 판단, 물체 계수 도는 숫자 식별과 같은 일상적인 작업에서 움직이는 자극을 관찰할 때 행동 성능에 영향을 미친다.
투영 유닛(24)은, 광원 및 DLP3000 디지털 마이크로미러 장치(DMD)를 제어하는, 텍사스 인스트루먼트 라이트 크래프터이다. DMD는 ON 및 OFF로 명명된 두 개의 개별 각도 위치 사이에서 0.7ms 마다 스위치할 수 있는 608x684의 어레이의 미러를 포함하며, ON 위치는 들어오는 광을 대상으로 반사한다. 처리된 이벤트는 상응하는 미러를 ON으로 설정하여 인코딩된다. 계조(grey level)은 펄스폭 변조의 형태로 인코딩된다.
처리 유닛은 이벤트-기반 필터링 체인을 실행하는 ARM 기반의 내장 리눅스 시스템으로 구성된다. 이 시스템은 PCI Express 링크를 통해 이미저(14) 및 DMD의 저-레벨 관리를 처리하는 FPGA 보드와 통신하며 리눅스 드라이버에서 추상화된다. 시각 센서로부터 수신된 정보는 여과 파이프라인에 의해 처리된 후 투영을 위해 DMD로 전송된다. 이 필터 파이프라인은 유전자 도입 이온 채널의 전기-생리학적 특성을 준수하기 위해서 노이즈 감소, 조명될 망막 영역의 크기, 및 각 픽셀에 대한 광 펄스 역학을 처리한다. 필터 파이프라인은 또한 다른 유형의 뉴런을 자극하는데 사용되는 알고리즘을 처리한다.
이런 경우에, 투영 유닛(24) 및 제어기(22)는 제어된 광 세기로 물체를 조명하기 위한 장치를 구성하며, 광 세기는 광 세기가 달성된 복수의 조건을 충족시킬 때 제어되며, 복수의 조건은 주어진 시간에서 세기에 대한 조건 및 일정 시간 동안에 용량에 대한 조건을 포함하며, 장치는 세기 용량이 총족될 조건 중 적어도 하나를 충족시키지 않는 빔을 생성하도록 구성된 광원을 포함한다. 장치는 입사 빔의 세기를 측정하도록 구성된 포토다이오드 및 입구로부터 적어도 하나의 출구로 광을 전달하도록 구성된 광학 시스템을 포함하며, 광원, 포토다이오드, 및 광학 시스템은 장치가 두 개의 구별된 구성을 가지도록 배열되며, 두 개의 구성 중 하나는 광원에 의해 방출된 광의 제1 부분이 물체로 전달되고 광원에 의해 방출된 광의 제2 부분은 포토다이오드로 전달되는 작동 구성이며, 다른 하나는 정상 작동 중에 광원에 의해 생성된 광이 포토다이오드 또는 물체로 전송되지 않는 제어 구성이다. 장치는 또한 장치가 제어 구성에 있을 때 포토다이오드 상에서 측정된 세기 및 충족되어야 할 조건들에 기반하여 제1 부분의 값을 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다.
특정 실시 예에 따르면, 충족되어야 할 하나의 조건은 임의의 주어진 시간에서의 광 세기가 최대 강도보다 약하거나 또는 같고, 충족되어야 할 하나의 조건은 임의의 주어진 시간에서의 광 세기가 최소이거나 우수하며, 충족되어야할 하나의 조건은 주기 시간 동안의 용량이 작거나 최대 값과 동일하다는 것이다.
또한, 광학 시스템은 복수의 반사기를 포함할 수 있으며, 각 반사기는 3개의 위치를 가지며, 제1 위치는 반사기가 물체를 향해 입사 빔을 반사시키는 위치이며, 제2 위치는 반사기가 포토다이오드 쪽으로 입사 빔을 반사시키는 위치이며, 제3 위치는 반사기가 포토다이오드와 물체 둘다 입사 빔을 반사시키지 않는 위치이며, 제어기는 각 반사기의 위치를 명령하도록 구성되며, 장치는 제어기가 제1 위치 또는 제2 위치에 있도록 각 반사기에 명령할 때 작동 구성에 있으며, 장치는 각 반사기가 제3 위치에 있도록 명령받을 때 제어 구성에 있다.
제어기는 또한 장치가 제어 구성에 있을 때 포토다이오드 상에서 측정된 세기에 기반하여 그리고 충족될 조건들에 기반하여 제1 위치에 이동될 반사기의 수를 추론하고 추론된 미러의 수를 제1 위치로 이동시키도록 명령하도록 설계될 수 있다.
구체적으로 광원은 광원의 매트릭스이며, 각 광원은, 광원이 광을 방출하지 않는 비공급 상태와 광원이 광을 방출하는 공급 상태의, 2개의 상태를 가지며, 제어기는 각 광원의 상태를 제어하도록 구성된다.
구체적인 예로, 조명될 평면은 물체에 대해 정의되며, 광원 및 광학 시스템 중 적어도 하나는 다른 수준의 광 세기에 의해 조명된 몇 개의 독립적인 공각 영역이 장치가 작동 구성에 있을 때 조명될 평면에서 정의될 수 있도록 한다.
또한, 광학 시스템은 포인트 확산 기능이 시스템 출력보다 30μm 미만, 바람직하게는 25μm 미만이 되도록 하는 광학 구성요소를 포함할 수 있다. 특정 예로서, 광학 시스템은 광학 수차(aberration)를 보정하도록 구성된 시스템을 포함하며, 광학 수차를 보정하도록 구성된 시스템은 조정 가능하다. 예를 들어, 시스템은 액체 렌즈인 광학 수차 부정에 적합하다.
상기에서 고려되고 "특정 실시예들의 상세한 설명" 섹션에서 설명된 실시예들 및 대안의 실시예들이 결합되어 본 발명의 다른 실시예들을 생성할 수 있다.
특정 실시 예들의 상세한 설명
3개의 실시 예가 이하에서 더 상세히 설명될 것이다.
이어서, 각 실시 예의 목적을 구성하는 광학 수치 데이터가 표 1, 4, 7에 제공된다. 수치 데이터에서, 광학 장치의 이름, 광학 장치가 속한 유닛, 그 특성, 제1 반지름(Rin), 제2 반지름(Rout), 광학 장치의 두께(Din-out), 광학 장치의 재료, 광학 장치의 초점 거리, 및 광학 장치의 거리가 제공된다.
광학 장치의 특성은, 렌즈의 경우, 렌즈의 특성(이중 볼록, 메니스커스, 등)이다.
제1 반지름(Rin)의 값은 입사광에 의해 영향을 받는 광학 장치의 제1 표면의 반경 값이며, 이는 고려된 광학 장치의 입구 반경이다.
유사하게, 제2 반경(Rout)의 값은 입사광에 의해 영향을 받는 광학 장치의 제2 표면의 반경 값이며, 이는 고려된 광학 장치의 출구 반경이다.
광학 장치의 두께(Din-out)는 고려되는 광학 장치의 제1 표면(입구 표면) 및 제2 표면(출구 표면) 사이의 거리이다. 두께는 광학 장치에 대해 정의된 광학 축을 따라 측정된 거리이다.
초점 거리는 제1 반경(Rin), 제2 반경(Rout), 광학 장치의 두께(Din-out), 및 재료의 광학 지수에 기초하여 얻어진다.
위치는 광학 장치가 이전 광학 정치와의 거리이다. 보가 구체적으로, 위치는 이전 광학 장치의 출구 표면 및 고려된 광학 장치의 입구 표면 사이의 거리이다. 이 거리는 광학 장치를 따라 측정된다. 이는 왜 제1 렌즈(L1)에 대한 위치가 없는지를 설명한다. 실제로, 제1 렌즈(L1)에 대한 기준은 없다.
표 1, 4, 7에서 얻어진 값으로부터, 대물렌즈를 특징짓는 수치들이 추론된다. 각 실시 예의 대물렌즈를 구성하는 광학 장치의 추론된 수치 데이터는 표 2, 5, 8에 제공된다. 보다 구체적으로, 광학 장치의 추론된 수치 데이터는 제1 초점 길이(fU1), 제1 치수(DU1), 제2 초점 길이(fU2), 제2 치수(DU2), 제1 비율(R1), 제2 비율(R2), 제3 비율(R3), 제4 비율(R4), 및 제5 비율(R5)이다.
제1 초점 길이(fU1)는 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2), 제3 렌즈(L3), 및 예를 들어 Gullstrand 법칙을 사용하여 이들 렌즈(L1, L2, 및 L3)의 상대 위치에 기초하여 얻어진다.
제1 치수(DU1)는 제1 렌즈(L1)의 두께, 제1 렌즈(L1)와 제2 렌즈(L2) 사이의 거리, 제2 렌즈(L2)의 두께, 제2 렌즈(L2)와 제3 렌즈(L3) 사이의 거리, 및 제3 렌즈(L3)의 두께의 합에 상응한다.
제2 초점 거리(fU2)는 제4 렌즈(L4), 제5 렌즈(L5)의 초점 길이 및 예를 들어 Gullstrand 법칙을 사용하여 이들 렌즈(L4 및 L5)의 상대 위치에 기초하여 얻어진다.
제2 치수(DU2)는 제4 렌즈(L4)의 두께, 제4 렌즈(L4)와 제5 렌즈(L5) 사이의 거리 및 제5 렌즈(L5)의 두께의 합에 상응한다.
상기한 바와 같이, 제1 비율(R1)은 제1 초점 길이(fU1) 및 제 초점 길이(fU2) 사이의 비이며; 제2 비율(R2)은 제1 치수(DU1)과 제2 치수(DU2) 사이의 비이며; 제3 비율(R3)은 제2 렌즈(L2)의 초점 길이(fL2)와 제1 렌즈(L1)의 초점 길이(fL1) 사이의 절대 값의 비이며; 제4 비율(R4)은 제4 렌즈(L4)의 초점 길이(fL4)와 제5 렌즈(L5)의 초점 길이(fL5) 사이의 절대 값의 비이며; 제5 비율(R5)은 제1 렌즈(L1)의 초점 길이(fL1)와 제5 렌즈(L5)의 초점 길이(fL5) 사이의 절대값의 비이다.
각각의 실시 예에 대한 광학 성능은 표 3, 6, 9에서 각각 찾을 수 있다.
각각의 이들 표에서, (촬영된 시야의 끝에서) 축상(on-axis) 및 축외(off-axis) mm 당 30개 라인에 대한 변조 전달 함수(MTF)의 값이 40cm에 해당하는 대물 렌즈(10) 까지의 물체의 거리 및 무한대에 대응하는 거리에 대해 주어진다. 스팟 크기의 실효값(root mean square)(RMS)에 해당하는 값이 제공된다.
실시예 1
실시예 1은　광선-추적 시뮬레이터(ray-tracing simulator)에 의해 시뮬레이션된 것이다.　이러한 실시예 1은 렌즈 L2, L3 및 L4의 3개의 특정 렌즈만을 필요로 한다.　다른 광학 장치들은 상업적으로 이용 가능한 것들이다.
예를 들어, 제1 렌즈(L1)는　"OptoSigma　(등록상표)"의 SLB-15B-20PM에 해당할　수 있고, 제5 렌즈는　"Edmund Optics　(등록상표)"의 #63-665에 해당하며 액체 렌즈는　"Varioptic (등록상표)의 A58N0에 해당할 수 있다.
Figure pct00011
[표 1] 제1 실시예에서 대상물의 수치 데이터
N-BK7의 인덱스는 1.5168, 아베 수(Abbe number)는 64.17
N-SF11의 인덱스는 1.7847, 아베 수(Abbe number)는 25.68
　앞선　결과를　통해　다음 표의 추론된 값을 얻을 수 있다.
Figure pct00012
[표　2]　제1 실시예에서 추론된 대상물의 수치 데이터
　실시예 1에서 다음의　광학 특성들을 얻을 수 있다:
Figure pct00013
　[표　3]　제1 실시예의 대상물의　광학 특성
　이러한 광학 특성들은 제1 실시예에 따른 대상물(10)이 다음의 요구 사항을 충족한다는 것을 보여준다:
- 감소된 크기
- 충분한 해상도
- 10°의 물체 시야
- 40cm 이상에 위치된 물체를 촬상할 수 있도록 초점 길이를 조정할 수 있음
실시예 2
제2 실시예는　광선-추적 시뮬레이터에 의해 시뮬레이션된 것이다.　이러한 제2 실시예는 렌즈 L2, L3, L4 및 L5인 4개의 특정 렌즈만을 필요로 한다.　다른 광학 장치들은 다른 광학 장치들은 상업적으로 이용 가능한 것들이다.
예를 들어, 액체 렌즈는　"Varioptic(등록상표)"의 A58N0에　해당할　수 있다.
Figure pct00014
[표　4]　제2　실시예의　대상물의 수치 데이터
그 결과는 다음과 같다.
Figure pct00015
　[표　5]　제2 실시예에서 추론된 대상물의 수치 데이터
실시예 2에서, 다음의　광학 특성들을 얻을 수 있다:
Figure pct00016
　
[표　6]　제2 실시예의 대상물의　광학 특성
　이러한 광학 특성들은 제2 실시예에 따른 대상물(10)이 다음의 요구 사항을 충족한다는 것을 보여준다:
- 감소된 크기
- 충분한 해상도
- 10°의 물체 시야
- 40cm 이상에 위치된 물체를 촬상할 수 있도록 초점 길이를 조정할 수 있음
실시예 3
제3 실시예는　광선-추적 시뮬레이터에 의해 시뮬레이션된 것이다.　이러한 제3 실시예는 렌즈 L1, L2, L3 및 L4인 4개의 특정 렌즈만을 필요로 한다.　다른 광학 장치들은 다른 광학 장치들은 상업적으로 이용 가능한 것들이다.
예를 들어, 액체 렌즈는　"Varioptic(등록상표)"의 A58N0에　해당할　수 있다.
Figure pct00017
[표　7]　제3 실시예에서 대상물의 수치 데이터
결과는 다음과 같다.
Figure pct00018
　[표　8]　제3 실시예에서 추론된 대상물의 수치 데이터
　실시예 3에서, 다음의　광학 특성들을 얻을 수 있다:
Figure pct00019
[표　9]　제3 실시예의 대상물의　광학 특성
이러한 광학 특성들은 제3 실시예에 따른 대상물(10)이 다음의 요구 사항을 충족한다는 것을 보여준다:
- 감소된 크기
- 충분한 해상도
- 10°의 물체 시야
- 40cm 이상에 위치된 물체를 촬상할 수 있도록 초점 길이를 조정할 수 있음

Claims (14)

100개 이상의 픽셀이 제공되는 이미저(12)로 10°의 물체 시야를 이미지화하기 위한 대물렌즈(10)로서,
상기 대물렌즈(10)는 대물렌즈(10)에 대하여 정의되는 전파 방향(Z)의 순서대로:
- 양의 값인 제1 초점 길이(fU1) 및 15밀리미터 미만인 제1 치수(DU1)를 가지며 복수의 렌즈(L1, L2, L3)를 포함하는 제1 렌즈 유닛(U1);
- 90°의 각도로 굴절시키는 굴절 미러(M),
- 액체 렌즈(LL), 및
- 양의 값인 제2 초점 길이(fU2) 및 제2 치수(DU2)를 가지며 복수의 렌즈(L4, L5)를 포함하는 제2 렌즈 유닛(U2)을 포함하고,
제1 초점 길이(fU1)와 제2 초점 길이(fU2) 사이의 비(R1)는 1.0 내지 2.0이며, 제1 치수(DU1)와 제2 치수(DU2) 사이의 비(R2)는 2 이상인 대물렌즈.
제 1 항에 있어서,
제1 렌즈 유닛(U1) 및 제2 렌즈 유닛(U2)에 속해있는 각 렌즈(L1, L2, L3, L4, L5)의 재료는 단지 2개의 다른 재료들 중에서 선택되는 대물렌즈.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
제1 렌즈 유닛(U1)의 렌즈(L1, L2, L3)의 수와 제2 렌즈 유닛(U2)의 렌즈(L4, L5)의 수는 4 이하인 대물렌즈.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 렌즈 유닛(U1) 및 제2 렌즈 유닛(U2) 중 적어도 하나는 양면 볼록 렌즈 및 오목 메니스커스(concave meniscus)를 포함하는 대물렌즈.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 렌즈 유닛(U1) 및 제2 렌즈 유닛(U2)에 속해있는 각 렌즈(L1, L2, L3, L4, L5)는 단지 양면 볼록 렌즈 또는 메니스커스 렌즈 중에서 선택되는 대물렌즈.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 렌즈 유닛(U1)은 적어도 2개의 렌즈(L1, L2, L3)를 포함하고, 전파 방향에서 제1 렌즈들(L1, L2)은 수렴 렌즈(L1) 및 발산 렌즈(L2)이며, 발산 렌즈(L2)의 초점 길이(fL2)와 수렴 렌즈(L1)의 초점 길이(fL1) 사이의 절대값의 비(R3)는 1.8 내지 2.2인 대물렌즈.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 초점 길이(fU1)는 30.0밀리미터와 40.0밀리미터 사이인 대물렌즈.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 초점 길이(fU2)는 20.0밀리미터와 35.0밀리미터 사이인 대물렌즈.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 렌즈 유닛(U2)은 전파 방향의 순서대로 발산 렌즈(L4)와 수렴 렌즈(L5)를 포함하며, 발산 렌즈(L4)의 초점 길이(fL4)와 수렴 렌즈(L5)의 초점 길이(fL5) 사이의 절대값의 비(R4)는 1.8 내지 3.6인 대물렌즈.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 렌즈 유닛(U1)의 제1 렌즈(L1)는 입구 초점 길이(fL1)를 가지고, 제2 렌즈 유닛(U2)의 마지막 렌즈(L5)는 출구 초점 길이(fL5)를 가지며, 출구 초점 길이(fL5)와 입구 초점 길이(fL1) 사이의 절대값의 비(R5)는 0.7 내지 1.0인 대물렌즈.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 렌즈 유닛(U1)은 3개의 렌즈(L1, L2, L3)로 구성되는 대물렌즈.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 렌즈 유닛(U2)은 2개의 렌즈(L4, L5)로 구성되는 대물렌즈.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 대물렌즈(10) 및 100개 이상의 픽셀을 가진 이미저(12)를 포함하는 카메라.
제 13 항에 따른 카메라(20)를 포함하는 광유전학용 시스템.
KR1020197038931A 2017-06-28 2018-06-28 대물렌즈, 대물렌즈를 포함한 광유전학용 카메라 및 시스템 KR102662568B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17305805.8 2017-06-28
EP17305805.8A EP3422065A1 (en) 2017-06-28 2017-06-28 Objective, camera and system adapted for optogenetics comprising such objective
PCT/EP2018/067487 WO2019002509A1 (en) 2017-06-28 2018-06-28 OBJECTIVE, CAMERA AND SYSTEM ADAPTED TO OPTOGENETICS COMPRISING SUCH OBJECTIVE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200081337A true KR20200081337A (ko) 2020-07-07
KR102662568B1 KR102662568B1 (ko) 2024-05-03

Family

ID=59315533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197038931A KR102662568B1 (ko) 2017-06-28 2018-06-28 대물렌즈, 대물렌즈를 포함한 광유전학용 카메라 및 시스템

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11320649B2 (ko)
EP (2) EP3422065A1 (ko)
JP (1) JP7163329B2 (ko)
KR (1) KR102662568B1 (ko)
CN (1) CN110914730B (ko)
AU (1) AU2018292155B2 (ko)
CA (1) CA3067619A1 (ko)
WO (1) WO2019002509A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI701474B (zh) 2019-07-17 2020-08-11 大立光電股份有限公司 光學成像鏡頭組、取像裝置及電子裝置
TWI704389B (zh) 2019-08-14 2020-09-11 大立光電股份有限公司 光學攝像鏡頭組、取像裝置及電子裝置
CN114099133B (zh) * 2021-11-10 2023-05-26 华中科技大学 一种用于眼科手术的大视场大数值孔径手术物镜

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61275817A (ja) * 1985-05-31 1986-12-05 Sony Corp 監視装置
ATE479917T1 (de) * 2002-10-25 2010-09-15 Koninkl Philips Electronics Nv Zoomlinse
JP2005352240A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Olympus Corp 光学系
US7529475B2 (en) 2004-05-21 2009-05-05 Olympus Corporation Optical system
EP2465925A1 (en) 2005-07-22 2012-06-20 The Board Of Trustees Of The Leland Light-activated cation channel and uses thereof
JP2009543152A (ja) 2006-07-13 2009-12-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ズーム光学系、並びにそれを備えたカメラ及びデバイス
EP1891976A1 (en) 2006-08-23 2008-02-27 Novartis Forschungsstiftung, Zweigniederlassung Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research Use of light sensitive genes
AU2008311114C1 (en) * 2007-10-08 2014-03-13 Blackeye Optics, Llc Liquid optics zoom lens and imaging apparatus
PT2271369E (pt) 2008-04-18 2014-07-10 Novartis Forschungsstiftung Novas ferramentas terapêuticas e métodos para tratar a cegueira
JP2011013583A (ja) 2009-07-03 2011-01-20 Sony Corp ズームレンズ、カメラモジュール及び電子機器
ES2801679T3 (es) 2011-11-12 2021-01-12 Massachusetts Inst Technology Canalrodopsinas para el control óptico de células
US20160202455A1 (en) 2013-08-20 2016-07-14 Optotune Ag Optical zoom lens with two liquid lenses
CN104856643A (zh) 2015-04-27 2015-08-26 奉化科创科技服务有限公司 基于液体透镜调焦式的眼底相机成像系统

Also Published As

Publication number Publication date
AU2018292155A1 (en) 2020-01-16
AU2018292155B2 (en) 2023-07-27
US20210149188A1 (en) 2021-05-20
KR102662568B1 (ko) 2024-05-03
JP7163329B2 (ja) 2022-10-31
EP3646099A1 (en) 2020-05-06
CA3067619A1 (en) 2019-01-03
CN110914730B (zh) 2022-01-11
US11320649B2 (en) 2022-05-03
EP3422065A1 (en) 2019-01-02
CN110914730A (zh) 2020-03-24
JP2020525854A (ja) 2020-08-27
WO2019002509A1 (en) 2019-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7311723B2 (en) Scanning laser device and methods of use
KR102662568B1 (ko) 대물렌즈, 대물렌즈를 포함한 광유전학용 카메라 및 시스템
KR20200106935A (ko) 이벤트 기반 광센서에서 생성된 비동기 신호 처리 방법 및 장치
CN113613715B (zh) 使用用于光源的辐射功率的命令法则控制光遗传学设备的方法以及相关联的设备
US20220203119A1 (en) Viewing apparatus and method for projecting a light signal
JP7453242B2 (ja) フィルタ処理を使用して光遺伝デバイスを制御するための方法および関連するデバイス
CN106713882A (zh) 光刺激视觉修复设备和光刺激视觉成像方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right