用于将光束投射到人眼的视网膜上的装置、投影仪装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于将光束(100)投射到人眼(110)的视网膜(114)上的投影仪装置(1)，其包括用于将光束(100)从人眼(110)的外部投射通过眼睛(110)的瞳孔(111)的投影仪(2)，其中所述投影仪(2)配置为使得光束(100)的出瞳直径(102)被设置为小于眼睛的眼瞳直径(112)，相应的方法，和包括这种投影仪装置的装置(40)。和包括这种投影仪装置的装置(40)。和包括这种投影仪装置的装置(40)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将光束投射到人眼的视网膜上的装置、投影仪装置和方法


[0001]本专利技术涉及用于将光束投射到人眼的视网膜上的投影仪装置、相应的方法以及包括这种投影仪装置的用于将光束投射到人眼的视网膜上的装置。
技术背景
[0002]视网膜功能障碍，特别是由退行性视网膜疾病引起的，是视力受损甚至失明的主要原因。
[0003]为了至少部分恢复患者的视觉功能，已知通过使用视网膜植入物或换言之视网膜假体来修饰视网膜区域。在这方面，已知几种不同类型的视网膜植入物，它们基于不同的工作原理。
[0004]视网膜植入物的共同点是它们通常视网膜前(epiretinally)或视网膜下放置在患者眼中，使得它们可以有效地替代受损细胞，比如光感受器。在这方面，关于视觉场景的信息用相机捕获，然后传输到植入视网膜中的电极阵列。
[0005]在常见的视网膜植入物中，已知植入物包括穿透皮肤的线材(wire)。这些线材会带来感染、疤痕和渗漏的风险。因此，更现代的植入物使用不同的无线技术，例如通过感应线圈传递功率和视觉信息。此外，已知通过眼睛的瞳孔以光学方式传递功率和视觉信息，或者以光学方式传递视觉信息和功率。
[0006]一种特别有益的至视网膜植入物的无线信息传输是基于将红外光的刺激图案投射到眼睛中。当注视方向使得植入物的某些部分被部分图案照亮时，植入物将该部分信号转换为电流，从而相应地刺激视网膜。
[0007]视网膜植入物是由刺激电极或像素组成的阵列。每个像素都有一个或几个光电二极管，其用于捕获视觉处理器发出的光并将其转换为电流以进行刺激。
[0008]几个植入物阵列可以放置在视网膜下空间中，通常位于或靠近中央凹区域。
[0009]为了将光或光束投射到人眼中，已知使用投影仪装置，比如增强现实护目镜。投影仪装置的投影仪将光束投射到人眼上，其中光束远宽于人眼的瞳孔。该光束特意设计为比人眼的瞳孔更宽，以允许投影仪相对于人眼的放置不精确，而仍能感知部分光束，并进一步允许眼睛在一定程度上运动。也就是说，由于眼睛的瞳孔大小可能变化很大，因此只有一部分要传输的光束通过其眼瞳进入眼睛并以未知的辐照度射向视网膜。
[0010]事实上，基于红外光投影的视网膜植入物需要特定的辐照度才能正确操作。因此，普通的增强现实护目镜不适合与这种设计的视网膜植入物结合使用。
[0011]上述投影仪装置还可以用于光遗传学应用，以修饰或改善眼睛中的靶向视网膜区域，比如重新激活视网膜的靶向区域的光敏性。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性光反应性蛋白使它们对光敏感，以及(ii)提供能够为所述光反应性蛋白提供光的照明装置。细胞膜中外源性光反应性蛋白的激活需要特定的光辐照度。
[0012]由于到达视网膜的光束包含未知的辐照度，因此很难将辐照度调节到合适的水平。因此，对靶向区域的损坏或对靶向区域的影响不足可能分别由于过高或过低的辐照度而导致。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的是提供一种改进的投影仪装置，用于将光束投射到人眼的视网膜上，以及提供用于将光束投射到人眼的视网膜上的相应的方法。
[0014]根据第一方面，提出了一种用于将光束投射到人眼的视网膜或视网膜区域，更具体地修饰的视网膜区域上的投影仪装置，其包括用于将光束从人眼的外部投射通过眼睛的瞳孔的投影仪。投影仪装置进一步被配置为使得光束的出瞳(exit pupil)直径被设置为小于眼睛的眼瞳(eye pupil)直径。根据优选的实施方式，投影仪装置被配置为使得只有一束光束并且该光束的一个出瞳直径设置小于眼睛的眼瞳直径。
[0015]根据本专利技术，通过植入视网膜假体或通过光遗传学进行修饰而被修饰以恢复光敏行为的人眼的视网膜区域也将被称为“修饰的视网膜区域”。
[0016]通过配置投影仪装置，使得光束的出瞳直径设置为小于眼睛的眼瞳直径，对于合适的眼瞳大小和注视方向的范围，可以使整个光束始终通过眼瞳进入眼睛。因此，可以用具有预定或(预先)指定辐照度的光束照射修饰的视网膜区域(例如，视网膜植入物)，因为可以确保在人眼的虹膜处没有辐射功率损失。此外，在视网膜上，以及因此在修饰的视网膜区域，例如在视网膜植入物上，可能没有辐射变化。
[0017]根据另一个优选的实施方式，投影仪被配置为使得出瞳直径等于或小于3mm，优选地等于或小于2mm，更优选地等于或小于1mm，特别优选地等于或小于0.5mm，和特别优选地，出瞳直径设置为1mm、0.75mm、0.5mm或0.25mm。
[0018]由于人眼瞳的直径通常大于3mm，并且通常在3mm到8mm之间变化，通过设置出瞳直径等于或小于3mm，可以实现整个光束在标称条件下进入通过眼瞳，并且因此由于光束被阻挡部分的功率损失，视网膜上没有辐照度变化。
[0019]根据进一步优选的实施方式，投影仪装置可以包括用于监测光束投射到的眼睛的眼瞳直径和/或用于监测环境光强度的传感器单元，其中传感器单元优选地包括相机和/或光电探测器，其中该投影仪包括基于眼瞳直径和/或环境光强度的监测值调节出瞳直径的调节单元。从而，可以确保光束的出瞳始终被调节或设置为等于或小于当前的眼瞳直径，使得基本上整个光束可以进入眼睛并到达视网膜，更具体地，修饰的视网膜区域或视网膜植入物。
[0020]可选地或另外地，投影仪可以适于基于眼瞳直径和/或环境光强度的监测值来调节输出光束的辐照度。
[0021]根据进一步优选的示意性实施方式，调节单元可包括优选地可更换的屈光校正楔。
[0022]根据进一步优选的实施方式，投影仪被配置为：
[0023]·
使得由投影仪发射的光束的出瞳距离在5mm至50mm，优选地10mm至30mm的范围内是可调节的；和/或
[0024]·
其中优选地，由光束的出瞳限定的出瞳平面与由眼瞳限定的眼瞳平面对准；和/
或
[0025]·
其中优选地，出瞳平面和眼瞳平面之间的最大距离是
±
5mm，优选地是
±
3mm，更优选地是
±
2mm，甚至更优选地是
±
1mm，并且特别优选地0.5mm。
[0026]从而可以保证，当投影仪装置正确定位在人眼前方时，出瞳距离可以被调节到眼距(eye relief)，即投影仪与眼睛之间的距离，特别是由眼瞳限定的平面。优选地，出瞳距离的调节分别由投影仪装置的调节单元或投影仪本身进行。
[0027]特别地，当根据另一个优选的实施方式将光束的出瞳直径和出瞳距离分别调节为眼瞳直径和眼距时，可以保证光束在眼瞳平面的直径小于眼瞳的直径。因此，由此可以实现进入眼睛的整个光束一直到达视网膜，更具体地，修饰的视网膜区域，并且潜在地视网膜植入物。
[0028]根据又一个优选的实施方式，投影仪装置被配置为控制光束的辐照度。从而，可以确保始终以正确的辐照度来照射视网膜，更具体地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将光束(100)投射到人眼(110)的视网膜(114)上的投影仪装置(1)，其包括：用于将光束(100)从人眼(110)的外部投射通过眼睛(110)的瞳孔(111)的投影仪(2)，其特征在于所述投影仪(2)配置为使得所述光束(100)的出瞳直径(102)被设置为小于眼睛的眼瞳直径(112)。2.根据权利要求1所述的投影仪装置(1)，其中所述投影仪(2)配置为使得所述出瞳直径(102)等于或小于3mm，优选地等于或小于2mm，更优选地等于或小于1mm，特别优选地等于或小于0.5mm，并且特别优选地所述出瞳直径(102)被设置为1mm、0.75mm、0.5mm或0.25mm。3.根据权利要求1或2所述的投影仪装置(1)，其进一步包括用于监测所述光束(100)投射到的眼睛(110)的所述眼瞳直径(112)和/或用于监测环境光强度的传感器单元，其中所述传感器单元优选地包括相机和/或光电探测器，其中所述投影仪包括调节单元，所述调节单元基于所述眼瞳直径(112)和/或所述环境光强度的监测值来调节所述出瞳直径(102)。4.根据前述权利要求中任一项所述的投影仪装置(1)，其中：所述投影仪(2)配置为使得由所述投影仪(2)发射的所述光束(100)的出瞳距离(103)在5mm至50mm，优选地10mm
‑
30mm的范围内是可调节的；和/或其中优选地，由所述光束(100)的出瞳(101)限定的出瞳平面(104)与由所述眼瞳(111)限定的眼瞳平面(113)对准；和/或其中优选地所述出瞳平面(104)和所述眼瞳平面(113)之间的最大距离(105)是
±
2mm，优选地是
±
1mm，更优选地是
±
0.75，并且特别优选地是
±
0.5mm。5.根据前述权利要求中任一项所述的投影仪装置(1)，其被配置为控制所述光束(100)的辐照度。6.根据前述权利要求中任一项所述的投影仪装置(1)，其进一步包括用于将所述光束(100)的中心轴(107)与所述眼瞳(111)的中心(116)对准的对准装置(4)，其中优选地所述光束的中心轴(107)和所述眼瞳的中心之间的最大偏差(106)等于或小于1mm。7.根据前述权利要求所述的投影仪装置(1)，其中所述对准装置(4)配置为将光束(100)的中心轴(107)与观察轴对准，所述观察轴被定义为经过所述眼瞳的中心(116)和所述眼睛(110)的植入物的中心的轴，其中优选地所述光束(100)的中心轴(107)和所述观察轴之间的最大偏差等于或小于1
°
。8.根据权利要求6或7所述的投影仪装置(1)，其进一步包括用于将所述投影仪装置(1)紧固到框架(50)，优选地眼镜框架上的紧固部分(5)，其中所述对准装置(5)配置为使得所述投影仪(2)的位置和/或取向可以相对于所述紧固部分(5)调节。9.根据权利要求8所述的投影仪装置(1)，其中所述对准装置(4)形成为使得所述投影仪(2)可相对于所述紧固部分(5)在多个移动方向，特别优选地在五个移动方向上移动。10.根据权利要求9所述的投影仪装置(1)，其中所述对准装置(4)形成为使得至少一个移动方向是纵向，优选地两个移动方向是纵向，特别优选地三个移动方向是纵向，其中优选地，每个纵向基本上正交于至少一个其他纵向定向，优选地，每个所述纵向正交于所有其他纵向定向，其中优选地一个移动方向对应于人头部的纵轴，和/或一个移动方向对应于人头部的横轴，和/或一个移动方向对应于人头部的矢状轴。
11.根据权利要求9或10所述的投影仪装置(1)，其中所述对准装置(4)形成为使得一个移动方向是旋转方向，优选地两个移动方向是旋转方向，其中优选地一个旋转方向被定向为使得所述投影仪(2)相对于眼睛(110)的全景角(16)可以被调节，和/或一个旋转方向被定向为使得所述投影仪(2)相对于眼睛(110)的包角(17)可以被调节。12.根据权利要求8至10中任一项所述的投影仪装置(1)，其中所述对准装置(4)包括至少一个运动对，优选地多个运动对，其中优选地至少一个运动对是棱形接头和/或其中优选地至少一个运动对是旋转接头，和/或其中所述对准装置包括用于锁定至少一个移动方向的至少一个锁定单元，优选地锁定螺丝。13.根据权利要求6至11中任一项所述的投影仪装置(1)，其中所述对准装置(4)包括机动单元，所述机动单元配置为将投射方向与由眼睛观察模块(8)，优选地眼睛跟踪装置监测的眼睛方向耦合，优选地所述眼睛跟踪装置嵌入所述投影仪装置中。14.根据前述权利要求中任一项所述的投影仪装置(1)，其进一步包括用于捕获所述投影仪装置(1)前方目标图案的相机(6)，其中所述光束(100)的内容基于捕获的目标图案，其中优选地所述相机(6)的主轴(7)与所述光束(100)的主轴(3)对准，优选地同心对准，其中优选地所述相机(6)和所述投影仪(2)面向所述投影仪装置(1)的相对侧线性布置。15.根据前述权利要求中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：皮修姆视觉公司，
类型：发明
国别省市：