(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目の水晶体を通して、視覚データを、これをコード化する変調された光ビームによって光学的に直列式に送出し、かつパワーを電気的に送出する、生体の外側の、外部装置と、
前記視覚データ及び前記パワーを受取る、生体内の移植に適する、移植用装置と、及び  視覚ニューロンに隣接した移植に適し、かつ視像の知覚を生成するために前記視覚データにより該視覚ニューロンを刺激するのに適する、前記移植用装置に電気的に結合され、かつ当該移植用装置によって駆動される、複数の電極と、
を備えていることを特徴とする視覚補装具。
【請求項２】
前記視覚データを生成するためのビデオ・キャプチャ装置を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の視覚補装具。
【請求項３】
前記移植用装置は、目の内の移植に適することを特徴とする請求項１に記載の視覚補装具。
【請求項４】
前記外部装置に複数の発光素子を更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の視覚補装具。
【請求項５】
前記移植用装置は、遠隔測定信号を送信しかつ前記外部装置は、該遠隔測定信号を受信することを特徴とする請求項２に記載の視覚補装具。
【請求項６】
遠隔測定信号を光学的に送信することを特徴とする請求項５に記載の視覚補装具。
【請求項７】
遠隔測定信号を電気的に送信することを特徴とする請求項５に記載の視覚補装具。
【請求項８】
非線形関数により増幅された視覚データを、これをコード化する変調された光ビームによって光学的に直列式に送出し、かつパワーを電気的に送出する、生体の外側の、外部装置と、
前記視覚データ及び前記パワーを受取る、生体内の移植に適する、移植用装置と、及び視覚ニューロンに隣接した移植に適し、かつ視像の知覚を生成するために前記視覚データにより該視覚ニューロンを刺激するのに適する、前記移植用装置に電気的に結合され、かつ当該移植用装置によって駆動される、複数の電極と、
を備えていることを特徴とする視覚補装具。
【請求項９】
所定のコンプライアンス電圧に達したか否かを含んでいる遠隔測定信号を光学的に送出する、生体内の移植に適する、移植用装置と、
視覚ニューロンに隣接した移植に適し、かつ視像の知覚を生成するために前記視覚データにより該視覚ニューロンを刺激するのに適する、前記移植用装置に電気的に結合され、かつ当該移植用装置によって駆動される、複数の電極と、及び
前記視覚データを送出し、かつ前記遠隔測定信号を受取る、生体の外側の、外部装置と、
を備えていることを特徴とする視覚補装具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、1999年３月24日に出願された米国予備出願第60/125,873号に基づく権利を主張している。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脳に対する人工画像を生成するための網膜の電気刺激に関するものである。本発明は、眼の動きの追跡処理に基づく電子画像安定技術に関連している。本発明は、遠隔診断や網膜表面から記録を取る処理などの用途で、眼の内外における遠隔測定に関連している。
本発明はまた、光幻覚を生成するための、また、人為色覚を生成するための、網膜の電気刺激に関連している。本発明は、眼に移植するのに安全なハーメチックシール式の電子電極装置に関連している。
【０００３】
【従来の技術】
色の認識は人生経験の構成の一部を成す。ホーマー（紀元前1100年）は「薔薇色の指を持った夜明け」について書き残している。紫式部（西暦1000年）は人類史上初の小説で色についての言葉を用いている（「紫、山吹の地の限り織れる御小袿など…、青き紙」）。19世紀初頭の英国の医者トマス・ヤング（Thomas Young）は、３つの異なる網膜レセプタの作用に基づいて、色覚の３原色理論を提案している。その50年後には、英国の物理学者であるジェイムズ・クラーク・マックスウエル（James Clerk Maxwell）と独逸の生理学者であるヘルマン・フォン・ヘルムホルツ（Hermann von Helmholtz）が、個々に、我々の眼に映る色の全てが３種の適当な分光色の光から構成することが可能であることを示した。1964年には、エドワード・マックニコル（Edward MacNichol）およびジョンホプキンス大学の彼の同僚とハーバード大学のジョージ・ワルト（George Walt）が、色レセプタ細胞である眼の円錐体への視覚色素による吸収作用を測定している。桿状体は霊長類の網膜中の別種の光受容細胞である。これらの細胞は鈍い光により敏感であり、色認識には直接関与していない。個々の円錐体は３種の視覚色素のうちの1種を有している。第1の視覚色素は青などの短い波長に最も高感度である。第２の色素は緑などの中間波長に最も高感度である。第３の色素は赤などの、もっと長い波長に最も高感度である。
【０００４】
網膜は茎の登頂の大輪の花に喩えて、茎の頂部がうな垂れているため花の背面が太陽の方を向いているようだと言うことができる。太陽の代わりに、眼のレンズにより花の背面に合焦されている外光を思い浮かべていただきたい。円錐体および桿状体は花の正面側に位置し、幾分透明がかった花の背面から透過した光を受ける。光受容神経細胞はシナプスによりバイポーラ（両極）神経セルに接続されており、後者は更にガングリオン神経細胞に接続されている。ガングリオン神経細胞は、網膜で生成された情報を脳に搬送する「茎状部」に相当する眼の神経線維に接続されている。別種の網膜神経細胞は、水平細胞であるが、バイポーラ細胞を水平方向に横断する情報の伝達を助長している。同様に、さらに別種の細胞であるアマクリン細胞は、ガングリオン細胞を横断する情報の水平方向の伝達を促進している。網膜細胞間の相互作用は複雑極まりないものとなり得る。オン中心バイポーラ細胞とオフ中心バイポーラ細胞は、同じ円錐体伝達物質放出により刺激されて、それぞれに、脱分極化と過分極化する可能性がある。特定の細胞受容域とは、刺激を受けると、その部分の細胞の刺激を生じる結果となる網膜の該当部のことをいう。従って、大半のガングリオン細胞は大半のバイポーラ細胞よりも大型の受容域を有していることになる。ガングリオン細胞受容域の中心への直接光への反応が受容域の周囲への直接光により弱まる場合は、その効果を中心周辺拮抗作用という。この現象は照射のレベルとは無関係に境界域を検出するのに重要である。コントラストを鮮明化するこのメカニズムの存在を最初に提唱したのは、1800年代後半の物理学者エルンスト・マッハ（Ernst Mach）である。より詳細な色覚理論は色成分細胞を取り入れている。円錐体のレベルでは、円錐体細胞の3原色性活動が発生する。バイポーラ細胞レベルでは、中心周辺型のグリーン−レッド系の反対色とブルー−イエロー系の反対色の処理システムが発生する。例えば、対グリーン反応中心を有する細胞は環状の周辺領域を備えることになるが、この領域はレッドに対して抑制するやり方で反応する。同様に、対レッド反応中心型の対グリーン周辺抑制反応が存在する。他の組み合わせは同様の態様でブルーとイエローに関与している。
【０００５】
1780年頃に、ガルバーニ（Galvani）が死んだ蛙の神経に電圧を印加することにより神経および筋肉反応を電気的に刺激したことは、広く周知である。それほど有名ではないが、1755年にはリロイ（LeRoy）がライデン瓶すなわちコンデンサを放電するのに、白内障の進行により盲目になった人の目を通した。患者は、「炎が迅速に下向きに走った」のを見た。
1958年には、タシッカ−（Tassicker）は、網膜下に移植するべき感光性材料を利用して網膜人工補装具の特許を授与された。視力に影響を及ぼした網膜光受容細胞に損傷を起こした場合に、損傷を受けていない網膜細胞を電気的に刺激するというのが、そのアイデアであった。感光性材料は入来光を電流に変換するが、この電流が損傷を受けていない細胞付近を刺激することになる。この結果、失われた視力のある種の補充を生じる。タシッカーは人間の眼に自分の装置を実際に試したことを報告している（米国特許第2,760,483号）。
【０００６】
その後、マイケルソン（Michaelson）の米国特許第4,628,933号、チャウ(Chow）の米国特許第5,016,633号、第5,397,350号、第5,556,423号、ド・ジュアン（De Juan）の米国特許第5,109,844号は全て未損傷の網膜細胞を刺激する装置に関連する特許を受けている。チャウとマイケルソンはフォトダイオードと電極とを利用した。フォトダイオードは入来する光子によって励起され、電極に電流を生成した。
ノーマン（Normann）らの米国特許第5,215,088号は、脳の皮質に移植されるように設計された1000ミクロンから1500ミクロンの長さの長い電極を開示している。これらの円錐型の電極は半導体材料から形成されている。
ナジャフィ（Najafi）らの米国特許第5,314,458号は、電力と信号とを高周波手段により移植された装置に送達することができる外部装置を備えた移植可能なシリコン基板を基盤とした超小型刺激装置を開示している。入来する高周波信号は復号することが可能で、入来する高周波電力は整流され、電極を作動させるのに使用することが可能である。
【０００７】
光受容体、電子機器、電極が全て1箇所に搭載される傾向がある場合には、難題が生じることがある。１つの論点は、装置全てを収容するのに十分な領域の確保可能性であり、もう１つの論点は、高感度の網膜細胞付近における電力散逸の量である。これらの装置は眼に移植されるように設計されているので、この潜在的な過熱効果は真剣な考慮事項である。
これらの装置は眼に移植されているので、深刻な問題はこれら移植された装置を如何なる方法でハーメチックシールに付すかということである。更なる懸念の中に、電極の最適形状と電極を包囲する絶縁体の最適形状がある。一実施形態では、網膜装置およびその電極が網膜の曲面に一致していると同時に、網膜細胞または網膜膜組織を損傷しないという厳然たる必要性が存在している。
電極の長さと構造は、厚さが約200ミクロンの平均となる網膜の適用に好適でなければならない。この200ミクロンという平均的な網膜の厚さに基づいて、100ミクロンから500ミクロンの範囲の細長い電極が好適であるように思われる。これら細長い電極は活性状態にされる細胞に向かって延びている。目標の細胞に近接しているので、目標の細胞を活性化させるのに必要な電流量は少なくて済む。
眼の組織に損傷を与えないようにするために、平均電化中立性を維持することと、人工補装具から有害な効果または損傷を引き起こす効果を導入するのを回避することが必要となる。
【０００８】
網膜の人工補装具システムの望ましい特性は、医者が眼の外部から長期継続的に進行するやり方で調整することを可能にしている。これを実施する１つの方法は医者用の制御装置を備えており、この装置により医者は眼の状態を調節および監視することができる。これ以外の有利な機能により、医者は上記諸機能を診療室などの遠隔場所で実施することが可能となる。これにより、一人の医者が自分の診療室への患者の外来を必要とせずに遠隔的に多数の患者を遠隔監視することができるようになる。患者は遠出旅行しながら、網膜の人工色補装具パラメータの医者による監視と制御とを受けることができる。
医者用の制御装置の別なバージョンは、把持式手の平サイズの装置である。この装置は医者用の制御装置の機能性の全部ではないにしても、そのうちの幾つかを備えている。術後の網膜人工補装具移植患者の検査を行うといったような目的で、病院で巡視を行うのは医者である。該装置の極度な携帯性は、現実問題として、上述以外の状況に応じた使用をも可能にしている。
患者は、網膜の人工補装具システムからの視覚画像の或る特定局面、特に、画像の輝度を制御したいと思うだろう。その結果、患者用の制御装置は、医者用の制御装置よりも少ない機能を行う性能しか有していないが、網膜の人工補装具システムの一部に含まれる。患者用の制御装置は、最低限でも、輝度画像を制御し、この画像の輝度を継続的な様式で制御することになる。画像の輝度は、何時でも、正常な状況では患者によって加減することができる。
【０００９】
これら構成要素からなるシステムは、それ自体が、人工視覚補装具の一部を構成することにより、損傷を受けた網膜を持つ患者の眼の内部に実時間的に画像を形成する。見ることが出来ない人に視力を取り戻させる過程では、視力を再建するこの過程で人工色を供給して、患者が視覚世界のより完全に近いものを享受できるようにすることが有利である。
画像を獲得して、その画像を電子式手段で眼に送信する外部実装手段または外部設置手段を取り扱う際には、その画像を安定化させるという問題を処理しなければならない。例えば、頭部搭載型のカメラは眼の動きに追従していない。頭部と相対的に眼の動きを追跡し、これを画像安定化の問題を解決するための方法またはアプローチとして利用するのが望ましい。
【００１０】
医者または専門家が内的活動を初期設定および測定し、更にこれらを調節する方法および装置を設けることにより、患者の必要により良好に適合させることが可能となる。内的活動を測定する機会、更に、医者が自らの判断で電極の設定と制御を調節できるようにする機会が存在する。個々の電極でさえ、それらを制御する電子装置により調節されることになる。これを遠隔式に実施させることにより、すなわち、電話またはインターネットのいずれか、或いは、それ以外の遠隔手段により実施させることにより、多くの患者に尽くす必要に応じて、便利かつ廉価な様式で、医者が介在して調節を行う能力を確保することは明らかである。
【００１１】
【発明の構成】
本発明の目的は、網膜色素変性症または高齢による黄斑変性症などのせいで生じる視覚機能の損失または劣化に罹っている患者に残存する未損傷の網膜細胞を電気刺激することにより、全体的に、或いは、部分的に、色覚を回復させることである。本発明は、光受容体の変性症により盲目となった患者で、但し、バイポーラ細胞を十分に有しているか、或いは、同様の作用をする他の細胞を十分に有していて、電気刺激を行い得る患者を対象としている。
【００１２】
本発明には３つの主要部分が在る。１つは眼の外部に存する。第２の部分は眼の内部に存する。第３の部分は、上述の２つの部分の間を連絡する連絡回路である。構造上は、２つの構成部分に分かれる。一方の構成部分は眼の外部に存在し、他方の構成部分は眼の内部に移植される。これら構造的構成部分の各々が、内部構成部分と外部構成部分の間の連絡用の双方向連絡回路を含んでいる。
構造上の外部構成部分は多数のサブシステムから構成されている。これらサブシステムは外部画像装置、眼の運動補償システム、頭部の運動補償システム、ビデオデータ処理装置、患者用の制御装置、医者用の自局制御装置、医者用の遠隔制御装置、遠隔測定装置を備えている。画像装置はＣＣＤまたはＣＭＯＳビデオカメラのようなビデオカメラである。これは、両目が機能しているのであれば見ることになるものに近似した画像を集積する。
【００１３】
画像装置は電気信号の様式の画像をビデオデータ処理装置に送信する。一局面では、この装置は、眼の内部に存在する、電極を駆動する電子回路（内部構成部分の一部）に最終的に送信される格子状または画素状のパターンを配列形成する。これらの電極は眼の内部に在る。これらは、外部光景の模写写真を再生するように、網膜の刺激ごとに利用可能な形式で入来するパターンを複製する。本発明の他の局面では、格子状パターンまたはピクセル状パターン以外の様式が使用され、例えば、或る順序の１線ごとのライン走査、或いは、ランダムであるが公知の順序の、１点ごとのポイント走査が利用される。脳が画像を正確に把握する限りは、獲得された画像と電極配列との間の１対１のマッピング処理はほぼどのようなものでも好適である。
画像装置は色情報を獲得する。色データはビデオデータ処理装置で処理される。ビデオデータ処理装置はマイクロプロセッサＣＰＵと、これに関連する、高速データ信号処理（DSP）チップを含む処理チップとから構成されている。
【００１４】
一局面では、色情報は、時間の量を変化させることにより分離されるパルスの時間列によりコード化される。色のコード化処理についての共通基盤が個々の色コードの基準（図２ａ）である。電極は、ビデオカメラまたは他の画像化手段を使って視認される元画像に対応して、患者ごとに色画像を作成するように目標細胞を刺激する。
代替の局面では、色情報はビデオデータ処理装置から電極配列へと伝送されるが、この場合、各電極はバイポーラ細胞型のものを刺激するのが好ましいと判定される、すなわち、レッド中心グリーン周辺、グリーン中心レッド周辺、ブルー中心イエロー周辺、または、イエロー中心ブルー周辺のものを刺激するのが好ましいと判定される。
【００１５】
眼の動きの補償システムは本発明の一局面である。視標追跡装置は、眼の隔膜反射から、または、移植されたワイヤのコイルから、或いは、もっと一般的には、絶縁処理された導電性コイルから眼の動きを検出することを基本原理ととするか、或いは、眼筋外の電気活動の測定から眼の動きを検出することを基本原理としている。視標追跡装置とビデオデータ処理装置の間には、電磁遠隔測定または音響遠隔測定による通信が設けられている。本発明の一実施形態では、電磁効果に基づく遠隔測定を利用することができる。眼の動きを検出した結果は、カメラ手段からの情報と一緒に、ビデオデータ処理装置に送信される。本発明の別な局面は、頭部の動きセンサーと頭部の動き補償システムとを利用している。ビデオデータ処理装置は、頭部の動きのデータばかりでなく眼の動きのデータを組み入れて、眼の動きと頭部の動きとを説明するように、画像を電子工学的に更に調節することができる。
【００１６】
眼の内部に移植される内部構成部分も、多数のサブシステムから構成されている。これらサブシステムは電子回路および電極配列と、電子回路を包含し得る通信サブシステムとして分類することができる。これら回路、通信サブシステム、配列はハーメチックシールで封鎖され、互いに絶縁ワイヤで装着することが可能である。電極配列および電子回路は同一基板上に置かれてもよいし、或いは、一本の絶縁ワイヤか、複数の絶縁ワイヤにより互いに接合された別個の基板上に置かれてもよい。これも同様に、通信サブシステムについての場合である。
複数の支配的な電子基板装置と複数の支配的な電極装置とが、所望されるとおりに、または、必要に応じて、眼の内部に移植され、或いは、設置される。電極は、電極と電極絶縁物とが網膜の曲面に一致するように設計されている。この多様な電極配列は凹所設置型の電極を含み、網膜薄膜または網膜細胞と接触状態になっている電極配列用面が非金属製のより不活性な絶縁物質となるようにしている。
【００１７】
本発明の別な局面は細長い電極であり、これは、電極の長さの分だけ網膜内に刺通ることにより、より深部の網膜細胞を刺激するように設計されている。複数の電極が使用される。細長い電極は100ミクロンから500ミクロンの長さを備えている。上記の長さを備えていれば、電極の先端は興味の対象ではない網膜細胞を貫いて、標的の刺激細胞、すなわち、バイポーラ細胞のより近くへ達することが可能となる。電極の数は100本から1万本までの範囲にあればよい。電極製造技術の発展に伴い、電極の数は100万本以上までの範囲となるかもしれない。
本発明の別な局面は、網膜を刺激するため、非容量性電極の代わりに複数の容量性電極を使用している。本発明の別な局面は、電極または電極の付近に適用される神経成長因子のような神経栄養性因子を使用して、目標神経と他の神経を誘引して電極に向けて成長させる支援を行っている。
【００１８】
ハーメチックシールは、シリコン炭化物、ダイアモンド状被膜、シリコン窒化物とシリコン酸化物の混合物、チタニウム酸化物、タンタル酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物から成るグループから選択された物質で密封されるように物体を被膜することにより達成される。本発明の上述のようなハーメチックシール処理の局面は、損傷を受ける可能性が少ないので、ハーメチックシールのガラス被覆に優る有利な代用を提供している。
【００１９】
構造的に眼の内部に在るサブシステムの１つの局面の別な特徴は、電子工学系が電磁波によりコード化した形態またはパルス波の形態で情報を送受信する点である。電磁波が利用される場合は、眼の内部に移植された電子工学系は高周波または電磁波、電流を整流し、復号化することができる。受信用コイルを介して搬入される動力は電子工学系を駆動するために抽出および使用される。場合によっては、移植された電子工学系が電極装置からデータを獲得して、ビデオデータ処理装置へと送信する。
【００２０】
別な局面では、情報コード化は超音波音を用いて行われる。超音波トランスデューサーは眼の内側の電磁波受信コイルの代用とされる。超音波トランスデューサーは、超音波の場合については、眼の外側のコイルの代用とされる。圧電効果により、音の振動は電流に変わり、そこからエネルギーが抽出される。
本発明の別な局面では、光を変調することにより情報がコード化される。光変調の場合には、変調可能な発光ダイオード（LED）またはレーザダイオード、或いは、他の光発生装置が情報送信装置として作動する。情報は、光ビームを変調することにより直列式に伝達され、エネルギーは、光信号を電気に変換された後で、そこから抽出される。フォトダイオードのような、変調光信号を変調電気信号に変える光検出装置が受信装置として使用される。
【００２１】
本発明の構造的に眼の内部に在るサブシステムの別な局面は、互いに絶縁ワイヤで接合された支配的な電極配列基板装置と支配的な電子工学基板装置とが、互いに近接して設置されるか、それぞれ異なる位置に設置され得るという点である。例えば、電極配列基板装置は網膜下に設置することができるが、電子工学基板装置は網膜上に設置することができる。本発明のまた別な局面について、電子工学基板装置は網膜から遠方に設置され、それ以上の熱の生成を回避するか、或いは、網膜神経系の付近で生成される熱の量の現象を回避するようにすることができる。例えば、受信および処理回路は毛様体扁平部の付近に設置することができる。電子工学系と電極が同一の基板チップ上に置かれる場合は、このチップが２組分、網膜を互いの間に挟んで設置されるが、一方のチップは網膜下に、他方のチップは網膜上に置かれ、各チップの電極が互いに整列状態になることができるようにする。２本以上のガイドピンは、互いに組を成しているチップに設けられた、ピンと対応する１個または複数個の穴と一緒になって整列状態を達成する。代替例として、各チップごとに設けた２個以上の小さな磁石が、正しい対応する極性で用いて、網膜下電極および網膜上電極を支持するそれぞれのチップを同様に互いに整列状態にすることができる。代替例として、２つの異なるチップの上で一緒に組になるとともに、十分に組になった１つの位置に存在する互いに対応する構成部分が、ロック状態位置または「スナップ式に食付き嵌合した」相対位置に互いを保持する。
【００２２】
以下には、本発明の眼の外部の構成部分の一要素として、医者用の把持式試験装置と、振幅、パルス幅、周波数、電気刺激のパターンなどのパラメータを制御するための医者用の自局診察室装置または遠隔診察室装置、或いは、その両方とが提示されている。
医者の把持式試験装置は、移植中または移植後間もなく、患者の寝台脇で移植片を設定し、或いは、評価および試験するために使用することができる。本質的に、この装置は、眼から出る信号を受信する能力を有しているとともに、網膜移植片電子チップに情報を送り込む能力を備えている。例えば、該装置は、電極ごとの振幅を、一度に一電極ずつ、或いは、束にして調節することが可能である。把持式装置は主として、網膜人工補装具を最初に設定し、その首尾の判定を行うために使用される。
【００２３】
医者の自局診察室装置は、試験装置としてばかりか設定装置として作動させることもできるが、ビデオデータ処理装置を介して直接的に作動する。医者用の遠隔診察質装置は電話線を亘って直接作動し、或いは、インターネットにより、もしくは、ローカルエリアネットワークまたはワイドエリアネットワークを介して作動することとなる。診察室装置は、自局式であれ遠隔式であれ、本質的に同一であるが、例外として、医者用の遠隔診察室装置は患者から遠方にある位置から操作する付加的な通信能力を備えている点が異なっている。該装置は眼の内部装置により送られてきたデータを評価することができるとともに、情報を送信することもできる。網膜人工色補装具への調節作用は遠隔的に行われ、医者が自分の診察室を離れることなく、多数の装置を扱うことができるようにし得る。その結果、このアプローチは初期調整とその後の調整の経費を最小限に抑えている。
本発明の上述の特徴および利点とそれ以外の特徴および利点は、以下の詳細な説明から一層明瞭となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
下記の説明は、本発明を実施するについて目下思量される最良のモードについてのものである。この説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明の一般的原理を説明するという目的で記載されているにすぎない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の請求項を参照しながら判断されるべきである。
目的
本件発明の実施形態の目的は、視覚機能を喪失または損傷した患者に残存している未損傷の網膜細胞を電気刺激することにより、全面的に、または、部分的に、視覚を回復する網膜の人工色補装具である。この網膜の人工色補装具の発明の実施形態は、光受容体およびそれ以外の細胞の変性により盲目となった患者で、尚かつ、電気刺激により色覚の認識を可能にするのに十分なだけのバイポーラ（両極）細胞などを備えている患者を救うことを目標としている。色覚という語により、境界色の中の黒、灰色、白を含むことを意味する。
【００２５】
全体的説明
機能的には、この網膜の人工色補装具の発明の実施形態については３つの主要部分が存在している。図１ａを参照のこと。図１ａは主要な構成部分とサブシステムを例示することを目標としており、点線の囲いで機能的相互連絡局面を示している。この実施形態の第１の部分は眼の外部（１）に存在する。第２の部分は眼の内部（２）に移植されている。第３の部分はこれら２つの部分（３）の間を連絡するための手段である。構造的には２つの構成部分が存在している。一方は眼の外部（１）であり、他方（２）は眼の内部に移植されている。これら構成部分の各々は、内部構成部分（２）と外部構成部分（１）の間の連絡（３）用の双方向通信回路を含んでいる。
【００２６】
網膜の人工補装具の外部構成部分は患者により携帯される。通例は、画像装置、ビデオデータ処理装置、視標追跡装置、送信機／受信機からなる内部構成部分は、眼鏡状の装置として着用される。この実施形態に特有であるのだが、網膜の人工色補装具の構造上の外部部分（１）の一局面の正面図が図１ｃに、部分（１）の側面図が１ｄに例示されている。更に、外部装置にプラグ接続することのできる２つの別な装置が存在しており、接続が行われると、該装置は外部装置の一部として作用する。医者用の制御装置は、通常は、患者が着用している外部構成部分にプラグ接続されはしないが、但し、医者が網膜の人工色補装具の試験と調節を遂行している場合は例外とする。患者の制御装置は、通常は、プラグ接続されてもよいし、されなくてもよい。患者用の制御装置がプラグ接続されると、該制御装置は、プラグ接続式の医者用の制御装置と同じ方法で作動する遠隔の患者用の制御装置から信号を受信することも可能である。
【００２７】
外部構成部分のサブシステムの実施形態を更に吟味するにあたり、図１ｂを参照のこと。これらは、外部色画像装置（１１１）、眼の運き補償システム（１１２）、頭部の動き補償システム（１３１）、処理装置（１１３）、患者用の制御装置（１１４）、医者用の自局制御装置（１１５）、医者の把持式手の平寸法ポケットサイズの装置（１１６）、医者用の遠隔制御装置（１１７）、遠隔測定手段（１１８）を備えている。色画像装置はＣＣＤまたはＣＭＯＳビデオカメラのようなカラービデオカメラである。この色画像装置は、眼が機能している場合には視認するであろう物に近似した画像を集積する。
外部画像装置（１１１）は電気信号の形態の画像をビデオデータ処理装置（１１３）に送信する。ビデオデータ処理装置はマイクロプロセッサＣＰＵと、それに関与する、高速データ信号処理（ＤＳＰ）チップを含む処理チップとから構成されている。この装置は、遠隔測定通信サブシステム（１１８、１２１）により電極に伝送される格子状パターンまたは画素状パターンの配列を形成する。図１ｂを参照のこと。網膜の人工色補装具（図１ｂの参照番号１２１）のこの実施形態では、各電極は眼の内部に移植された構成部分に組み入れられている。
【００２８】
これら電極は、内部移植片（１２１）の一部であるが、遠隔測定回路（１２１）と一緒に、眼の内部に存する。他の内部移植された電子回路（１２１）を利用した場合には、電極と協働し、網膜を刺激することを目的として、利用可能な様式で、入来するパターンを複製し、外部光景の模写写真的認知を再生する。眼の動き（１１２）の検出装置と頭部の動き（１３１）の検出装置はビデオデータ処理装置（１１３）に情報を供給し、網膜（１２０）に供与された画像を移送する。
電極によって網膜を刺激し、色の知覚を伝達するについては３つの好ましい実施形態が存在する。色情報は画像化手段（１１１）により獲得される。色のデータはビデオデータ処理装置（１１３）において処理される。
【００２９】
第１の好ましい色モード
第１の好ましい実施形態における色情報（図２ａを参照のこと）は、時間の量を変化させることにより（２０２）分離されたパルスの時間列（２０１）によってコード化されるとともに、適時のうちに変化させられたパルスの持続時間によっても（２０３）コード化される。色コード化の基本原理は個々の色コード基準（２１１から２１８）である。電極は目標細胞を刺激し、ビデオカメラ、または、他の画像化手段により視認されるような元画像に対応して、患者ごとの色画像を作成するようにしている。網膜の上または網膜の付近に置かれた電気刺激の時間的コード化処理を利用すると（図２ｂの参照番号２２０、図２ｃの参照番号２３０）、外部網膜変性症により盲目となった患者に色の知覚が設けられる。互いに異なる電極に互いに異なる時間的なコード化スキームを送ることにより、２色以上のから成る画像を生成することが可能となる。図２は１つの刺激プロトコルを例示している。陰極刺激（２０２）はゼロ平面（２０２）よりも低い位置にあり、陽極刺激（２０３）はゼロ平面よりも上方にある。全ての刺激速度は、中間刺激速度（２０４）を含むグリーン（２１４）を例外として、「速い」（２０３）か「遅い」（２０２）のいずれかである。他の色についての時間的コードはレッド（２１１）、マゼンタ（２１２）、シアン（２１３）、イエロー（２１５）、ブルー（２１６）、ニュートラル（２１８）として例示されている。この好ましい実施形態は、網膜細胞に近接して低下した密度でパッキングされた電極を目標としている。
【００３０】
第２の好ましい色モード
第２の好ましい実施形態における色情報は、ビデオデータ処理装置から電極配列まで送信されるが、ここでは、各電極は試験により、バイポーラタイプのうちの１つ、すなわち、レッド中心グリーン周辺、グリーン中心レッド周辺、ブルー中心イエロー周辺、または、イエロー中心ブルー周辺を刺激するように既に決定されている。この実施形態では、１個の細胞、或いは、せいぜい数個までの細胞と相互作用するのに、電極は十分に小型である。これらの電極は、神経パルス速度と神経パルス構成（すなわち、パルス持続時間とパルス振幅）を含む刺激に反応する個々のバイポーラ細胞の付近に設置される。バイポーラ細胞の幾つかは、電気刺激されるか、或いは、別な方法で刺激されると、レッド−グリーンの信号を脳に送信する。それ以外のバイポーラ細胞はイエロー−ブルーの信号を送信する。これは正常な網膜の動作について言及している。正常な網膜では、レッドまたはグリーンのカラー光受容体（円錐体細胞）が神経パルスをレッド−グリーンのバイポーラ細胞に伝送し、次いでこのバイポーラ細胞が或る形式のこの情報をガングリオン細胞まで伝達し、次いで、脳の視覚皮質まで伝達する。小型の電極を利用すれば、個別のバイポーラ細胞は空間的パターンまたは平面パターンで励起され得る。小型の電極は、0.1μｍから15μｍまでの先端を備えた電極であり、これら個別の電極は８μｍから24μｍまでの範囲の間隔を設けて互いに離され、バイポーラ細胞と１対１の対応に近づくようにしている。第２の好ましい実施形態は、もっと密にパックされた１組の電極を目標としている。
【００３１】
第３の好ましい色モード
第３の好ましいモードは第１の好ましいモードと第２の好ましいモードの組み合わせであり、様々な幅と隔離距離の、パルスの時間列により比較的少ない電極を用いてコード化される色情報のより広い面積の有効範囲がより高密度の電極と組み合わさって、それだけより多くの個別のバイポーラ細胞を扱うようにしている。
【００３２】
第１次数とより高い効果
色覚の特定理論とは無関係に、正常な円錐体と、恐らくは、桿状体への色付きの光の衝突は色の知覚、すなわち、多数スペクトル視覚に対する或る様式で生じる。時間パルスによる色コード化処理法では、上述の数の作動円錐体、ゼロ個の作動円錐体、または、十分な数の作動円錐体（および桿状体）が特定の時間パルスによる色コード化処理法の汎用化を暗示している。汎用化は、公知の、或いは、一部公知の、網膜内のニューロン伝達経路に基づいている。例えば、円錐体細胞はバイポーラ細胞に信号発信し、バイポーラ細胞が次いでガングリオン細胞に信号発信する。円錐体に特定波長の光子が衝突した時の色情報の伝達作用についての元の空間−時間−色（黒と白を含む）のスキームがここで、次の細胞レベルすなわちバイポーラ細胞のパターン化された信号点弧へと変成されるが、円錐体は欠落しているか、機能しないかのいずれかである。従って、この第２レベルのパターン化された信号点弧とは、色覚の知覚を誘発するために供給したいと思う物のことである。
【００３３】
0005021119.tif 000002
0005021119.tif 000003
0005021119.tif 000004
【００３４】
光受容体からバイポーラ細胞へ送るデータの拡大縮小処理
上述のように、グリーンベルグ（Greenberg）（1998年）は、正常な網膜の電気刺激および光刺激が同様のメカニズムにより動作することを指摘した。従って、外部網膜変成症により損傷を受けた網膜の電気刺激が正常な網膜の電気刺激とは異なっているとしても、時間の関係は類似していると予測される。
これを説明するために、正常な網膜の電気刺激が光受容体細胞（そこに衝突する光の色に応じて異なった活動をする色細胞を含む）を刺激することにより達成されることが注目に値する。外部網膜変成症については、遺失しているのは、厳密には上述の光受容体細胞である。よって、この場合の電気刺激は視神経に向かって次の階層へ１段上ったところの細胞、すなわち、バイポーラ細胞によって進められる。
【００３５】
光受容体を刺激するについての時定数は約20ミリ秒である。従って、電気パルスの持続時間は少なくとも20ミリ秒である必要がある。バイポーラ細胞を刺激するについての時定数は約９秒である。上記のような時定数はガングリオン細胞についての時定数よりも遥かに長い（約１ミリ秒）。ガングリオン細胞は、視神経により近い網膜細胞の別な層である。異なる細胞タイプの網膜の振る舞いの現実的な細部は、電流閾値対刺激持続時間についての異なる関係を含め、極めて複雑である（グリーンベルグの理論1998年と比較のこと）。しかしながら、実際のパルス刺激持続時間に対応する細胞それぞれの時定数に基づいて、それら細胞の明白な共鳴反応を要約することができる。
ヤング（Young−1997年）の眼の外部の電気刺激データから、また、フェスティンガ（Festinger）、アリン（Allyn）、ホワイト（White−1971年）の光刺激データに基づいて推定されたデータが、図２では、光受容体細胞に適用されている。光受容体の時定数（約20ミリ秒）のバイポーラ細胞の時定数（約９ミリ秒）に対する比に基づいてデータを縮小することができる。その結果、図２の時間評価尺度に基づく50ミリ秒が、ここでは25ミリ秒に対応している。パルス幅ばかりか刺激率とパルスの持続時間が選択されるのが有利であるが、これらは網膜のバイポーラ細胞の電気刺激に適用される。
【００３６】
眼の動き／頭部の動きの補償
好ましい実施形態では、カラーＣＣＤまたはカラーＣＭＯＳビデオカメラ（１１１）およびビデオデータ処理装置（１１３）のような外部画像装置は、外部遠隔測定装置（１１８）と共に、データを内部の眼の移植片の部分に供与している。好ましい実施形態の別な局面は、眼の動きを追跡する方法および装置（１１２）と、その情報を利用して、網膜に供与された画像を移送する方法および装置（１１３）である。好ましい実施形態の別な局面は、頭部の動きのセンサー（１３１）と頭部の動き補償システム（１３１、１１３）を利用している。ビデオデータ処理装置は、頭部の動きのデータは元より眼の動きのデータを組み入れて、画像を電子工学的に更に調整し、眼の動きと頭部の動きへの十分な償いをしている。このように、電子画像の補償、安定化、調節とは、網膜の人工色補装具の外部構成部分の眼の動きと頭部の動きの補償サブシステムにより供与される。
【００３７】
光の対数コード化処理
一実施形態（図１ｂ）の一局面では、光の振幅は外部画像装置（１１１）により記録される。ビデオデータ処理装置は、対数コード化スキーム（１１３）を利用して入来する光の振幅を振幅の対数電気信号（１１３）に変換する。ここで、これらの電気信号は遠隔測定（１１８，１２１）により内部移植片（１２１）に伝達され、この結果、この実施形態では内部移植片（１２１）の一部として移植された電極（１２１）を介して、網膜細胞（１２０）が刺激される。コード化処理は眼の外部で実施されるが、十分な内部計算能力を利用して、眼の内部で実施することもできる。
【００３８】
エネルギーおよび信号の伝達
コイル
網膜の人工色補装具は、カラーＣＣＤまたはＣＭＯＳビデオカメラのような色画像装置（図１ｂの参照番号１１１）を備えている。画像化出力データは、通例は、移植されたシステムの分解能に適合する画素に基づくフォーマットへと処理される（１１３）。次いで、この処理データ（１１３）は、対応する電極と関与して、振幅、パルス幅、周波数の情報が遠隔測定（１１８）によって内部装置のコイル（３１１、３１３、３１４）へと送信される（図３ａを参照のこと）。電磁エネルギーは、２つの絶縁コイルを利用して、眼（３１２）の内部に配置された電極構成要素（３１１）へ伝送され、更に、そこからも伝送されるが、これら２つのコイルの両方ともが眼の結膜の下に配置され、この場合、第１のコイル（３１３）の一方の自由端が第２のコイル（３１４）の一方の自由端に結合され、第１のコイルの第２の自由端が第２のコイルの第２の自由端に結合される。第２のコイル（３１４）は、上述の内部に配置された電子構成要素の一部であるコイル（３１１）に近接して配備されるか、或いは、上述の内部に配置された電子構成要素（３１１）に直接配備される。より大型のコイルが眼のレンズの付近に位置決めされる。より大型のコイルは、縫合などによって、眼のレンズの付近の位置で適所に固着される。図３ｂは眼の付近に暫定的に配備される遠隔測定装置の一実施形態を表しているが、この装置は、外部側頭コイル（３２１）、（眼の）内部のコイル（３１２）、眼の外部の電子チップ（３２０）、二重コイル伝達装置（３１４、３２３）（３２１、３２２）、眼の内部の電極配列（３２５）を備えている。眼の背後の脂肪組織に外部電極を配置することの利点は、そこには電子工学系の程よい量の空間が存在すること、更に、その位置で電子工学系が眼の動きを干渉するとは思われないことである。
【００３９】
超音波音
別な局面では、情報コード化処理は超音波音を利用して実施され、第３の局面では、情報は光を変調することによりコード化される。（図３ｃ）の超音波トランスデューサー（３４１）が眼の内側の移植片（１２１）の上の電磁波受信コイルの代用となる。超音波トランスデューサー（３４２）は超音波の事例についての眼の外側のコイルの代用となる。眼の結膜の下のトランスデューサー（３４３）は、音響信号およびエネルギーをいずれかの方向へ増幅するために使用することができる。圧電効果により、音の振動は電流に変わり、そこからエネルギーが抽出される。
【００４０】
変調された光ビーム
光変調（図３ｄ）の場合については、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザダイオードもしくはそれ以外の、変調され得る光の発生装置（３６１）が情報送信装置として作用する。情報は、光ビームを変調することにより直列式に伝達され、エネルギーは、電気に変換された後で、光信号から抽出される。フォトダイオードのような、変調光信号を変調電気信号に変える光検出装置（３６２）が受信装置として使用される。１組の光発生装置と光検出装置が移植片（１２１）の上に位置し、別の１組が目の外部にも在る。
【００４１】
フォトタイプ状の装置
図４は、眼の網膜人工色補装具の眼の内部の構成部分と眼の外部の構成部分の具体例を、それら２つの構成部分の間の連絡手段と一緒に例示している。ビデオカメラ（４０１）は増幅装置（４０２）に接続しているとともに、メモリ（４０４）を備えたマイクロプロセッサ（４０３）にも接続している。マイクロプロセッサは変調装置（４０５）に接続されている。変調装置はコイル駆動回路（４０６）に接続されている。コイル駆動回路は発振装置（４０７）に接続されているとともに、コイル（４０８）にも接続されている。コイル（４０８）はエネルギーを誘導受信することができるが、これはバッテリー（４１０）を再充電するために使用することが可能であり、再充電後のバッテリーは電力を供給する。バッテリーは電力線源４１１）上の充電装置（４０９）からも再充電され得る。
眼の内部の移植された構成部分はコイル（５５１）が見えているが、これが整流回路（５５２）と復調装置回路（５５３）の両方に接続している。復調装置はスイッチ制御装置（５５４）に接続している。整粒装置（５５２）は、電極（５５６）のために電流を直流電流に整流する複数のダイオード（５５５）に接続しており、ダイオードがスイッチ（５５７）を設定すると、スイッチ制御装置が電極をオン状態とオフ状態として設定する。コイル（４０８）およびコイル（５５１）は、電磁波により眼（４００）の内部のサブシステムと患者（５００）の外部のサブシステムを誘導接続するように作用する。電力と情報の両方を内部装置に伝送することができる。情報は外部装置へと送り出すことができる。電力は、入来している電磁信号から抽出されて、各電極に接続されたコンデンサによって蓄電されるか、容量性電極自体によって蓄電され得る。
【００４２】
単純な電極移植片
図６ａは基板材料（６０１）上の１組の丸いモノポーラ電極（６０２）を例示している。図７は、基板材料（６０１）の背面となり得る基板（７０１）の上の、上述のモノポーラ電極用の対応する不関電極（７０２）を例示している。図６ｂは電極のバイポーラ配列を例示しており、両描画ともが正電極（６１０）と負電極（６１１）の面を上から見下ろしているところであるとともに、その図の左右両方向に、基板６１４上に載置された電極である正電極（６１０）および負電極（６１１）が示されている。同様に、マルチポーラの３つ組が示された図６ｃについては、２つの正電極（６２１）と１つの負電極を、それぞれの基板平面を上から見たところと、基板（６１４）も示された図の左右両方向に見たところである。
【００４３】
網膜上電極配列
図８ａは、レンズカプセル（８１５）および房水（８１６）に向かって、網膜（８１４）の上方に配置されたガラス体液（８１３）において眼（８１２）の内側に設置された網膜上電極配列（８１１）の位置を描いている。
図８ａに示された本件実施形態の一局面は、内部網膜の人工色補装具の一部であり、これは、電気絶縁体（８１８）において凹所設置されている平坦な導体であり得る電極（８１７）を備えている。１つの平坦な導体材料は生体適合性のある金属製の薄膜（８１７）である。白金の薄膜は特定のタイプの生体適合性のある金属薄膜である。この実施形態の一局面の電気絶縁体（８１８）はシリコーンである。
【００４４】
シリコーン（８１８）は網膜（８１４）の内部曲面まで成形されている。ガラス体液（８１３）、すなわち、眼に天然に存在している導電性溶液は、電流が網膜（８１４）に達するまで絶縁体（８１８）が１つの列に磁力線を閉じ込めるので、有効な電極となる。この設計の別な利点は、網膜組織（８１４）がシリコーンのような絶縁体（８１８）と接触状態にあるにすぎず、絶縁体がより一層不活性状態になり得るため、電極中で金属よりも生体適合性を増すことである。本発明の実施形態の別な局面は、電極が後退位置にある場合には、電極（８１７）によって生成された望ましくない産物が網膜組織（８１４から遠方に位置する点で有利である。
図８ｃは細長い網膜上の電極（８２０）を例示している。導電性電極（８２０）は電気絶縁材料（８１８）の内部に包含されており、シリコンチップ（８１９）は基板として作用する。電極絶縁体装置（８１８）は、等角的な態様で網膜（８１４）に接触するような形状にされている。
【００４５】
網膜下電極配列
図９ａは、網膜の下方で、レンズカプセル（８１５）および房水（８１６）から離れたところにある網膜下電極配列（８１１）の位置を例示した図である。網膜（８１４）は網膜下電極配列をガラス体液（８１３）から分離している。図９ｂは、先端が尖った細長い電極（８１７）、絶縁体（８１８）、シリコンチップ（８１９）の基板を備えた網膜下電極配列（８１１）を例示している。網膜下電極配列（８１１）は、電極（８１７）が或る深さまで長く延びた状態で、網膜（８１４）と等角的に接触している。
【００４６】
電極
イリジウム電極
ここで、図１０はイリジウム電極の構造と製造を解明している（図１０ａから図１０ｅ）。図１０ａは、イリジウムスラグ（１０１１）、絶縁体（１０１２）、装置基板（１０１３）から構成されたイリジウム電極を例示している。この実施形態は、イリジウムスラグの電極が絶縁体の広がりと同一平面にあるのを例示している。図１０ｂは、図１０ａに示されている実施形態に類似しているが、イリジウムスラグ（１０１１）がその側面に沿って絶縁体（１０１２）から後退位置にあるが、その頂面は絶縁体と同一平面にある実施形態を示している。イリジウム電極（１０１１）が絶縁材料（１０１２）内の後退位置にある時は、イリジウム電極はそれぞれの側面が露出されて、電極の面の幾何学的面積を増大させずに有効表面領域を増大させることができる。電極（１０１１）が後退位置に無い場合には、電極はその全面が絶縁体（１０１２）で被膜され得るが、但し、電極の面（１０１１）の平坦面は例外とする。かかる構成は、網膜の曲面に追従する全体的なプロファイルの曲面を有している絶縁体に埋設され得る。全体的なプロファイルの曲面は連続的ではないことがあるが、電極を露出させる陥凹部を備えていてもよい。
【００４７】
図１０ｃは、図１０ｂにおけるようなイリジウムスラグを備えているが、イリジウムスラグ（１０１１の頂面が絶縁体の高さよりも下の後退位置にある実施形態を例示しており、図１０ｄは、イリジウムのスラグ（１０１１）が絶縁構造体全体（１０２１）の内部に存在しているばかりでなく、尖点を備えているとともに両側面（１０２１）に沿って絶縁状態にある実施形態を示した図である。図１０ｅはイリジウム電極を製造する方法の実施形態を示している。シリコンの基板（１０１３）上でアルミニウムパッド（１０２２）が堆積される。このパッドの上では導電粘着剤（１０２３）が載置され、この粘着剤によりプラチナ薄膜またはイリジウム薄膜が付着される。チタニウムのリング（１０２５）が設置され、スパッタ処理され、メッキ処理され、イオン注入され、イオンビーム支援式蒸着処理され（IBAD）、或いは、別な方法でプラチナ薄膜またはイリジウム薄膜（１０２４）に付着される。シリコン炭化物、ダイアモンド状被膜、シリコン窒化物とシリコン酸化物の混合物、チタニウム酸化物、タンタル酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、または、上記以外の絶縁物質がチタニウム（１０２５）にはより良好に粘着し得るが、プラチナ薄膜またはイリジウム薄膜（１０２４）にはそれ程良好には粘着しない。イリジウム電極用のウエルの深さは0.1μｍから１ｍｍの範囲である。
【００４８】
細長い電極
本発明の実施形態の別な局面は細長い電極であり、これは、一実施形態では、網膜を刺し通すことにより、より深部にある網膜細胞を刺激するように設計されている。刺激を目的として標的細胞により接近することにより、刺激に必要な電流はより低くなり、刺激の焦点はより局所化される。選択された長さは100ミクロンから500ミクロンの間であり、300ミクロンも含む。図８ｃは、細長い電極が等角的態様で接触しているが、網膜（８１４）の内部に透過している場合の、先端が尖った導電体（８２０）として示された電極が電気絶縁体（８１８）に埋設されている、細長い網膜上電極配列のレンダリングである。
本発明のこの実施形態の局面では、これらの細長い電極は全て同じ長さであってもよい。実施形態の異なる局面では、電極は異なる長さであってもよい。上述の電極は互いに異なる長さであって（図８の参照番号８２０）、電極グループの全体的な形状は網膜（８１４）の曲面と一致しているようにしてもよい。上記事例のいずれの場合であれ、各電極は網膜上の一（図８ａの参照番号８１１）から網膜を刺し通し、或いは、本発明の実施形態の別な局面では、各電極は網膜下の位置（図９ｂの参照番号８１７）から網膜を刺し通していてもよい。
【００４９】
細長い電極を製造する１つの方法は、電極材料の１つで電気メッキ処理することで実施されるが、その結果、処理開始後、電極は石筍または鍾乳石と同様に継続的に成長を続ける。細長い電極は100ミクロンから500ミクロンの長さであり、網膜の厚さは平均が200ミクロンである。電極材料は熱分解炭素、チタニウム窒化物、プラチナ、イリジウム酸化物、イリジウムから構成されるグループから選択された物質である。これら電極用の絶縁材料は、シリコン炭化物、ダイアモンド状被膜、シリコン窒化物とシリコン酸化物の混合物、チタニウム酸化物、タンタル酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物、または、ジルコニウム酸化物から構成されるグループから選択された物質である。
【００５０】
プラチナ電極
図１１ａから図１１ｅは、スパイク付きのプラチナ電極とキノコ型のプラチナ電極の好ましい構造とその製造方法を提示している。図１１ａを吟味すると、平坦な電極（１１０３）と電極回路（図示せず）のような他の構成要素との支持体がシリコン基板（１１０１）であることが分かる。アルミニウムパッド（１１０２）は、電極または他の構成要素が設置されることになる場所（１１０２）に設置される。生物学的活動との接触からアルミニウムとシリコンをハーメチックシールで封鎖するために、導電性粘着剤（１１０４）を利用して、プラチナまたはイリジウムのような金属薄膜（１１０３）がアルミニウムパッド（１１０２）に付与されている。所要の厚さの範囲で電気メッキ処理により形成される層は小規模の欠陥、すなわち、層のハーメチック特性を壊滅させる穴を有しているので、電気メッキ処理は採用されない。チタンのリング（１１０５）が次いでプラチナ薄膜またはイリジウム薄膜（１１０３）の上に設置される。通常は、このような設置はイオン注入法、スパッタリング、または、イオンビーム支援による蒸着処理（ＩＢＡＤ）法により実施される。シリコン炭化物、ダイアモンド状被膜、シリコン窒化物とシリコン酸化物の混合物、チタニウム酸化物、タンタル酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物、または、ジルコニウム酸化物（１１０６）がシリコン基板（１１０１）およびチタンリング（１１０５）の上に設置される。一実施形態では、アルミニウム層（１１０７）はチタンリング（１１０５）の露出部分上にメッキされ、また、シリコン炭化物、ダイアモンド状被膜、シリコン窒化物とシリコン酸化物の混合物、チタニウム酸化物、タンタル酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物、または、ジルコニウム酸化物（１１０６）の上にもメッキされる。この実施形態では、アルミニウム（１１０７）の層は導電体として作用する。マスク（１１０８）はアルミニウム層（１１０７）を覆って設置される。
細長い非平坦な電極を形成する際には、プラチナ（図１１ｂ）がプラチナ薄膜またはイリジウム薄膜（１１０３）の上に電気メッキされる。その後、マスク（１１０８）は除去され、絶縁（１１１０）がプラチナ電極（１１０９）の上全体に付与される。
【００５１】
図１１ｃでは、シリコン炭化物、ダイアモンド状被膜、シリコン窒化物とシリコン酸化物の混合物、チタニウム酸化物、タンタル酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物、または、ジルコニウム酸化物により形成されたウエルとそのチタンリングのもっと内部に在るプラチナ電極（１１０９）が例示されている。電極（１１０９）はより薄く、より細長く、より先端が尖っている。図１１ｄは、図１１ａ、図１１ｂ、図１１ｃで使用されたのと同じ方法により形成されたプラチナ電極を例示している。プラチナ電極（１１９２）は、図１１ｃにおける電極（１１０９）と同様に、シリコン炭化物、ダイアモンド状被膜、シリコン窒化物とシリコン酸化物の混合物、チタニウム酸化物、タンタル酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物、または、ジルコニウム酸化物から形成されたウエルとそのチタンリングの一層内部に在る。しかし、この電極はそれほど細長くもなく、それほど先端が尖っている訳ではない。
プラチナ電極は、シリコン炭化物、ダイアモンド状被膜、シリコン窒化物とシリコン酸化物の混合物、チタニウム酸化物、タンタル酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物、または、ジルコニウム酸化物から形成されたウエルとそのチタンリングの内部に在って、上述の電極の最大時の全角度は１°から120°の範囲に在り、上述の円錐型またはピラミッド型の電極の基部は１μｍから500μｍの範囲に在り、上述の円錐型またはピラミッド型の電極によって占有されていないウエルの線形部分はゼロから３分の１の範囲にわたる。
【００５２】
同様の全体的構造が図１１ｅに描かれている。プラチナであり得る電極（１１９３）はキノコ型と呼ばれる。所与の金属についての最大電流密度は一定である。キノコ型は同一の高さの円錐状電極よりも比較的大きい面積を提示している。キノコ型は、より大きい面積を供与するので、選択された電極材料ごとの電流密度（例えば、平方ミリメートルあたりのミリアンペア）についての所与の制限に対して、より高い電流を有利に可能にしている。
【００５３】
誘導結合コイル
移植された網膜の人工色補装具の内部へ、或いは、そこから外部へ電磁伝達される情報は絶縁された導電コイルを利用して、誘導性のエネルギーと信号との連結を可能にしている。図１２は、平坦で、陥没した金属製の導電性電極（１２０１）と一緒に、電極ノードとなる位置で基板に装着された、ワイヤなどの絶縁された導電性コイルと絶縁された導電性電気経路とを例示している。ワイヤ（単数または複数）に言及すると、「２次元」の「オンチップ」コイル状またはポリイミド基板上の「２次元」のコイル状で、「２次元」コイル構造に至るリードまたは同構造から出るリードなどの絶縁された導電性の電気経路が含まれている。シリコン炭化物、ダイアモンド状被膜、シリコン窒化物とシリコン酸化物の混合物、チタニウム酸化物、タンタル酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物、または、ジルコニウム酸化物（１２０４）は、絶縁体およびハーメチックシールの両方として作用するものと例示されている。この実施形態の別な局面が図１２ａに例示されている。電極配列装置（１２０１）および電子回路装置（１２０２）は１枚の基板上に存在し得て、或いは、これら２つの装置は１本の絶縁ワイヤにより、或いは、複数の絶縁ワイヤ（１２０３）により接続された別個の基板（１２０２）の上に存在していてもよい。上述の別個の基板装置は互いに比較的近接位置にあってもよい。例えば、これらは、網膜上または網膜下のいずれかで、網膜面を押圧して設置された状態にあることも可能である。絶縁ワイヤにより接続された２つの基板装置は、複数電極を備えた基板が１枚しか採用されていない場合よりも多数の電極を保有することが可能であり、或いは、一方の基板が複数電極を保有し、他方電極が電子回路を保有した状態で構成されていてもよい。別な構成は、網膜細胞を刺激するように適所に設置された電極基板（単数または複数）を備える一方で、複数電極が眼のレンズにより近接して設置されて、高感度の網膜組織の加熱を回避するようにしている。
【００５４】
図１２ａ、図１２ｂ、図１２ｃの全てにおいて、コイル（１２０５）は絶縁ワイヤにより装着された状態で例示されている。このコイルはワイヤのコイルであってもよく、或いは、「オンチップ」構成要素のような、または、ポリイミド上の構成要素のような「２次元」のトレースであってもよい。このコイルは、眼の外側の電源および信号源により強力な電磁結合を設けることができる。図１２ｄは、図１２ｃの導電ワイヤの代わりに外部設置されたアルミニウムの（導電性）トレースを例示している。活性回路（１２０９）を保有している２つの基板（１２０２）の間の電気接触を阻止する電気絶縁性粘着剤（１２０８）も例示されている。
【００５５】
ハーメチックシール処理
ハーメチック被膜処理
眼に移植された結果として腐食作用を受ける構造は全て、或いは、完全な生体適合性を有しておらず、眼の内部細胞および内部流体に完全に安全とは言えない構造は全て、ハーメチックシール処理を必要とする。ハーメチックシール処理は、シリコン炭化物、ダイアモンド状被膜、シリコン窒化物とシリコン酸化物の混合物、チタニウム酸化物、タンタル酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物、または、ジルコニウム酸化物で、密封されるべき物体を被膜することにより達成することができる。これらの材料は電気絶縁も供与する。アルミニウム酸化物およびジルコニウム酸化物の被膜によりハーメチックシールを実施する方法および装置は、米国特許出願連続番号第08/994515号に記載されている。ハーメチックシール材で基板材料を被膜する方法としては、スパッタリング、イオン注入法、イオンビーム支援による蒸着法（ＩＢＡＤ）が挙げられる。
【００５６】
ハーメチックボックス
本発明の実施形態の別な局面は、頂面と底面が最初は開封状態にある、矩形断面の金属箱またはセラミック箱（１３０２）にシリコンチップ（１３０１）を設置することにより、シリコンチップをハーメチックシール処理に付すことである（図１３）。この箱は、プラチナ、イリジウム、パラジウム、金、ステンレス鋼からなるグループから選択された金属のうちの１つから形成された箱（１３０２）であればよい。はんだボール（１３０３）は「フリップチップ」上に設置され、すなわち、チップ（１３０１）の底面に接点を有しているシリコン基盤のチップ上に設置される。金属のフィードスルー（１３０４）は、ラジウム、プラチナ、チタニウム、イリジウム、パラジウム、金、ステンレス鋼からなるグループから選択された金属から製造される。底面カバー（１３０６）は、アルミニウム酸化物またはジルコニウム酸化物からなるグループから選択されたセラミックスのうちの１つから形成される。フィードスルー（１３０４）の、はんだボール（１３０３）の方を向いた内面（１３０５）は、金またはニッケルでメッキされている。次いで、50％のチタンと、50％のニッケルおよび金とから構成されるグループから選択されたろう材（１３０７）を利用して、セラミックカバー（１３０６）がボックスに付着される。ここで、電子工学系が挿入され、金属製の頂部カバー（ボックス用に選択されたのと同一金属製）が適所にレーザー溶接される。
【００５７】
別個の電子チップ基板と電極基板
本発明の一実施形態では（図１４）、チップ基板（１４０１）はケース（１４０２）内部に、或いは、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、または、マグネシウム酸化物の被膜によりハーメチックシール処理に付される。しかし、電極（１４０２）およびその基板（１４０４）は別個で別々の要素を形成している。絶縁され、ハーメチックシール処理されたワイヤ（１４０５）がこれら２つの要素を接続している。電極要素の設置は網膜上であってもよいが、電子チップ要素は電極要素から比較的遠方で、眼のレンズの付近に在るのと同程度に離れて存在することがある。本発明の別な実施形態は、電極要素が網膜下に設置され、電子チップ要素が眼の背後に向けて設置され、眼の外側に存するか、或いは、眼の強膜に埋設されるか、網膜の脈絡膜の血液支持領域の内部またはその下に埋設される。本発明の別な実施形態は、電子チップ要素が眼の背後の脂肪組織に移植され、電極要素が網膜下または網膜上に設置される。
【００５８】
容量性電極
複数の容量性電極を非容量性電極の代わりに使用して、網膜を刺激することができる。この容量性電極を製造する方法は、イリジウムとイリジウム酸化物のペア、チタニウムとチタニウム窒化物のペアから構成されるペアグループから選択された１ペアの物質を利用する。金属電極は絶縁性酸化物または絶縁性窒化物に作用し、これは、通例は、電極の表面にそれ自体の調和を形成する。これに併せて、導体と絶縁体が容量を備えた電極を形成している。
ミニコンデンサ（図１５）も、所要の絶縁容量を供給するために利用することが可能である。小量サイズのコンデンサ（１５０１）の容量は0.47マイクロファラドである。これらコンデンサの寸法は、個々に、20ミル（長さ）×20ミル（幅）×40ミル（高さ）である。本発明の一実施形態では、チップ基板（１５０２）の表面上にコンデンサが搭載されており、ここでは、表面はチップ基板の活性電子工学要素を包含する表面とは反対側に在る。
【００５９】
電極/電子工学構成要素の設置
一実施形態では（図１６ａ）、眼の内部に移植された部分は２つのサブシステム、すなわち、網膜下に位置決めされた電極構成要素と網膜上に位置決めされた電子工学構成要素から構成されている。比較的高い熱損失を有する電子工学構成要素は、眼の内部で、感熱性の網膜の付近に設置された電極構成要素から或る一定距離に位置決めされる。
図１６ｂに示された代替の実施形態は、電子工学と電極とを組み合わせた基板装置のうちの一方が網膜下に位置決めされ、他方が網膜上に位置決めされ、その両方が網膜を横断して一緒に保持されて、バイポーラ細胞とそれに関連する網膜内の細胞を効率良く刺激するようにした事例である。
【００６０】
本発明の代替の実施形態は、電子チップ要素が眼の背後の脂肪組織に移植され、電極要素が網膜下または網膜上に設置され、それらの間の電力および信号の連絡は、高周波（ＲＦ）、光、準静的磁界などの電磁手段により、或いは、超音波トランスデューサーなどの音響手段により実施される。
図１６ｃは、２つの電子−電極の基板装置が小型磁石により互いに所定の関係に位置決めされた状態で如何にして保持されるかを例示している。代替例では、２つの電子−電極の基板装置は整列ピンにより適所に保持される。本実施形態の別な局面は、幾つかの具体例が図１６ｄに例示されているスナップ式に協働嵌合する部分により、互いに所定の関係に位置決めされた状態に２つの電子−電極の基板装置が保持されることである。
【００６１】
向神経性要因
この実施形態の別な局面は、例えば、電極または電極の付近に付与される神経成長因子などの向神経性要因を利用して、目標神経および他の神経を誘引して電極に向けて成長させる支援を行うことである。
【００６２】
眼の動き補償システム
本実施形態の別な局面は、眼の動きの追跡装置（図１ｂの参照番号１１２）と、眼の動きの測定と、この測定値を、眼の動きの測定値を角度位置、角速度、角加速として解釈するビデオデータ処理装置に伝達するための送信装置と、眼の位置データ、速度データ、加速データをビデオデータ処理装置により処理して画像補償、画像安定、画像調整を得ることとを備えた目の動き補償システムである。
眼の追跡動作（図１ｂの参照番号１１２）の方法は、角膜閉眼反射を利用することと、眼に１本以上のコイルが設置され、眼の外側に１本以上のコイルが存在する場合に電気活動状態を測定する装置を利用することと、３本の互いに直交するコイルが眼に設置され、３本の互いに直交するコイルが眼の外側に設置されている場合に装置を利用することと、眼外筋からの電気記録が測定され、電気測定値を角度位置、角速度、角加速として解釈するビデオデータ処理装置に伝達された場合に動きを追跡する装置を利用することとを含んでいる。ビデオデータ処理装置は、眼の位置、速度、加速についてのそれぞれの値を利用して、画像補償、画像安定、画像調節を算出し、次いで、算出結果がビデオデータ処理装置により画像の電子形成へと適用される。
【００６３】
頭部センサー
この実施形態の別な局面は頭部の動きセンサー（１３１）を利用する。頭部の動きセンサーに終える基本的なセンサーは積分加速度計である。レーザージャイロスコープも利用することが可能である。第３のセンサーは、積分加速度計とレーザージャイロスコープの組み合わせである。ビデオデータ処理装置は、頭部の動きのデータばかりか眼の動きのデータを組み入れて、画像を電子工学的に更に調節し、眼の動きと頭部の動きを評価する。
【００６４】
医者用の自局制御装置
別な局面は、振幅、パルス幅、電気刺激のパターンのようなパラメータの設定制御を医者が実施することができるよにする医者用の自局外部制御装置（１５）を備えた網膜の人工補装具（図１ａを参照のこと）を含む。医者用の制御装置（１５）は、電極電流、電極インピーダンス、コンプライアンス電圧、網膜からの電気記録のような移植された装置（２１）からの情報を監視することもできる。監視動作は、内部遠隔測定装置と、電極と、電子工学系との組立体（２１）により実施される。
内部人工色補装具を設定する重要な局面は、電極電流振幅、パルス幅、周波数を、これらが患者に快適となるように設定することである。図１７ａから図１７ｃと図１８ａから図１８ｃは典型的な表示装置の幾つかを例示している。最適な患者設定に達するように患者の反応を組み入れているコンピュータ制御の刺激試験は、各々の患者ごとに、眼鏡に適合していこと、まずジオプトリを判定すること、次いで柱状非点収差補正を判定することなどの作業と比較され得る。コンピュータは挿間と外挿のルーチンを利用する。データの曲線あてはめ、または、面あてはめ、或いは、量あてはめを利用することができる。各画素ごとに、閾値に達して、患者が自分の視野で何かを確認できるようになるまで、強度が増大させられる。最大限に快適な輝度に達するまで、強度は更に増大させられる。患者は最大輝度の４分の１、最大輝度の２分の１、最大輝度の４分の３といった、自分主体の印象を判断する。コンピュータと一緒に患者を加えたループの半自動処理を利用した場合は、試験プルグラムがパラメータのシーケンスと順列を一通り実行し、患者の反応を記憶する。このように、明瞭な輝度反応曲線が書く電極ごとの振幅について較正される。これに加えて、振幅、パルス幅、パルス速度（周波数）についてと同じやり方で、反応曲線が患者ごとに較正される。ここで、臨床医は患者について最良の設定が何であるかを判断することができる。
【００６５】
この方法は、全種類ではないにしても、多くの種類の電極に基づいた網膜の人工補装具に広く適用される。更に、光により活性化される電極を備えた、本質的に空間分布された１組の感光ダイオードに光を放つ外部の光増幅器を利用したタイプの網膜の人工補装具にも適用可能である。この後者の事例では、医者の試験、設定、制御装置は要素ごとに移植された光ダイオード配列を走査する光増幅器に適用されるが、この場合、患者はフィードバックを与え、それから、光増幅器のパラメータを調節することができる。
【００６６】
医者用の遠隔装置
本発明の実施形態の別な局面は、公共の交換式電話網または他の電話手段に亘って患者用の装置（１１４）と通信可能な医者用の遠隔制御装置（１１７）を備えている（図１ｂを参照のこと）。この電話を基盤として１対の装置は、医者用の自局制御装置（１５）の機能を全て実施することができる。
【００６７】
医者用の装置測定、メニュー、表示装置
医者用の自局装置（１１５）と医者用の遠隔装置（１１７）の両方が常に輝度、振幅、パルス幅、周波数、刺激のパターン、対数増幅曲線の形状、電極電流、電極インピーダンス、コンプライアンス電圧、網膜からの電気記録を測定する。
図１７ａは医者用の自局および遠隔制御装置とプログラマーのメインスクリーンを例示している。図１７ｂは、処理の一要素として選択された８個の周囲画素の平均計算を伴う処理アルゴリズムの画素選択を例示している。図１７ｃは、所定のシーケンスＡの場合の、電極走査シーケンスを表示している。図１７ｄは、ここでは電極Ｂについて、電極振幅および波形タイムラインを含む電極パラメータを例示している。図１７ｅは、大域電極構成、すなわち、モノポーラ、バイポーラ、または、マルチポーラを選択するためのスクリーンを例示している。図１７ｆは、バイポーラのペア（電極のペア）の定義を表示したスクリーンを示している。図１７ｇは、マルチポーラ（多極）配列の定義を示している。
【００６８】
図１８ａは、手の平サイズの試験装置のためのメインメニュースクリーンを例示している。図１８ｂは、スタートボタンを押した際に、ストップボタンを押すまでのｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の期間に亘って振幅Ａ１および振幅Ａ２が刺激される場合について、（手の平サイズの装置の）メインメニュースクリーンの刺激バーを押した結果を例示している。図１８ｃは、刺激後の網膜記録と電極インピーダンスを示している記録スクリーンを提示している。
図１９ａ、図１９ｂ、図１９ｃは、医者の自局制御装置として内部に同一機能性を備えているとともに、遠隔測定または電話モデムのような通信手段が付加された医者用の遠隔制御装置の互いに異なる実施形態を例示している。
【００６９】
患者用の制御装置
患者用の制御装置は、医者用の自局制御装置に対応しているが、遥かに少ない能力しか備えていない。図２０は、患者の自局制御装置を例示している。この装置は、非連続的に画像の輝度（２００１）、コントラスト（２００２）、倍率（２００３）を監視および調節することができる。倍率制御（２００３）は、画像手段（図１の参照番号１１）用のレンズの光学ズームレンズ制御とデータ処理装置（図２の参照番号１３）の画像の電子式調節の両方により、倍率を調節する。
【００７０】
ここに開示された発明をその特定の実施形態と応用例により説明してきたが、特許請求の範囲の請求項に明示された発明の範囲から逸脱せずに、当業者であれば多くの修正および変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１ａは網膜の人工色補装具システムの一般的な構造的局面を示し、図１ｂは、（眼の）内部の構成部分を備え、眼の動きのフィードバックが安定した画像表示を維持することができるようにするためのサブシステムを有している外部の構成部分を備え、眼の内部の構成部分と外部の構成部分の間で連絡を行うサブシステムと他の構造的なサブシステムとを更に備えた網膜の人工色補装具システムを示す図であり、図１ｃは、部分的に眼鏡の態様で着用されている網膜の人工色補装具システムの一実施形態を示す図であり、図１ｄは図１ｃのシステムを示す側面図である。
【図２】  図２ａは色の感覚の刺激についての色（I）のコード化スキーマの実施形態を示す図であり、図２ｂは、「大型の」電極が図２ａの色コード化スキーマを利用して多くのバイポーラ（両極）細胞を刺激する場合の色（I）伝達方法の実施形態を表す図であり、図２ｃは、個々の電極が１種のバイポーラ細胞を刺激する場合の色（I）伝達方法の実施形態を表す図である。
【図３】  図３ａは外部のコイル、（眼の）内部のコイル、内部電子チップを備えた遠隔測定装置の実施形態を表した図であり、図３ｂは外部のコイル、（眼の）内部のコイル、外部の電子チップ、２重コイル伝達装置、内部の電極配列を備えた遠隔測定装置の実施形態を表した図であり、図３ｃは音響エネルギーと情報伝達システムを示した図であり、図３ｄは光エネルギーと情報伝達システムを示した図である。
【図４】  外部の遠隔測定装置の実施形態を表した図である。
【図５】  内部の遠隔測定回路と電極配列切換装置の実施形態を示した図である。
【図６】  図６ａは、モノポーラ（単極）電極構成を示し、基板材料上の１組の丸型電極を例示した図であり、図６ｂはバイポーラ（両極）電極構成を示した図であり、図６ｃはマルチポーラ（多極）電極構成を示した図である。
【図７】  モノポーラ電極用の対応する不関電極を示した図である。
【図８】  図８ａは網膜の上方に位置するガラス体液中の眼の内側で、レンズカプセルと房水に向けて配置された網膜上電極の位置を描いた図であり、図８ｂは、導電性電極が電気絶縁材料の内部に包含され、シリコンチップが基板として作用し、電極絶縁装置が等角的態様で網膜と接触するような形状にされた場合の凹所設置状態の網膜上電極を示す図であり、図８ｃは、先端が尖った電極が等角的態様であるが網膜内部へと引き伸ばされた状態で網膜と接触している場合の、先端が尖った導電体として示された電極が電気絶縁体に埋設されている、細長い網膜上電極配列のレンダリングである。
【図９】  図９ａは、網膜がガラス体液から網膜下電極配列を分離した場合の、レンズカプセルおよび房水から離れて網膜の下方に位置する網膜下電極配列の位置を示す図であり、図９ｂは、網膜下電極配列が、電極が或る深さまで引き伸ばされた状態で、網膜と等角的に接触している場合の、先端が尖った細長い電極と、絶縁体と、シリコンチップ基板とを備えた網膜下電極配列を例示する図である。
【図１０】  図１０ａは、この実施形態でイリジウムのスラグ電極が絶縁体の広がりと同一平面にあることを示している状態の、イリジウムのスラグ、絶縁体、装置基板から構成されたイリジウムの電極を示した図であり、図１０ｂは、図１０／図１２ａに示された実施形態に類似した実施形態であるが、イリジウムのスラグが絶縁装置からその側面に沿って後退位置にあるが、頂面は絶縁体と同一平面にあることを示した図であり、図１０ｃは、図１０／図１２ａにおけるようなイリジウムのスラグを備えているが、イリジウムのスラグの頂面が絶縁体の高さより下方の後退位置にあることを示した図であり、図１０ｄは、イリジウムのスラグが絶縁構造体全体の内部に存在しているばかりでなく、尖点を備えているとともに両側面に沿って絶縁状態にある実施形態を示した図であり、図１０ｅは、シリコンの基板上でアルミニウムパッドが堆積され、該パッドの上では導電粘着剤が載置され、該粘着剤によりプラチナ薄膜またはイリジウム薄膜が付着され、チタニウムのリングが設置され、スパッタ処理され、メッキ処理され、イオン注入され、イオンビーム支援式蒸着処理され（IBAD）、或いは、別な方法でプラチナ薄膜またはイリジウム薄膜に付着され、シリコン炭化物、ダイアモンド状被膜、シリコン窒化物とシリコン酸化物の混合物、チタニウム酸化物、タンタル酸化物、アルミニウム窒化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、または、上記以外の絶縁物質がチタニウムにはより良好に粘着しているが、プラチナ薄膜またはイリジウム薄膜にはそれ程良好には粘着しない場合の、イリジウム電極を製造する方法と製造されたイリジウム電極の実施形態を示した図である。
【図１１】  図１１ａは、電極がシリコン基板上に形成されるとともにアルミニウムパッド、プラチナまたはイリジウムのような金属薄膜、導電性粘着剤、チタニウムのリング、アルミニウム酸化物、または、ジルコニウム酸化物と、アルミニウム層と、マスクとを利用した場合の、好ましい電極を描いた図であり、図１１ｂは、プラチナが金属薄膜上に電気メッキ処理され、マスクが除去され、更に、絶縁物質がプラチナ電極を覆って付与された図１１ａの構造体の上に細長い電極が形成されているのを示した図であり、図１１ｃは、電極の厚みが減少するとともにウエル側面からより後退した状態の、細長い電極の形式の一変形例を示した図であり、図１１ｄは、電極が定着しているがウエルの側面からは後退位置にある状態の、細長い電極の形態の一変形例を示す図であり、図１１ｅは、電極は塔の側面がウエルの側面から後退位置にあるキノコ形状をしているとともに、キノコの頂部が酸化物の絶縁材料より上方に位置している状態の、細長い電極の形態の一変形例を示す図である。
【図１２】  図１２ａは、電極ノードで２つの異なる導電パッドにコイルを装着したところを示す図であり、図１２ｂは、ワイヤのような２つの別個の絶縁導電経路と一緒に、電極ノードで２つの異なる導電パッドにコイルを装着し、導電経路の各々は２つの異なる基板の上の２つの異なる電極ノードで装着されているのを示す図であり、図１２ｃは、図１２／図１６ｄで明らかな構成に類似する構成であって、互いに異なる基板が各々の間の非導電性粘着剤を利用して極めて密に閉じているとともに、アルミニウム酸化物またはジルコニウム酸化物のような絶縁物質が部分的に２つの基板を被膜した接点を形成しているという相違点を有しているのを示した図であり、図１２ｄは、図１２／図１６ｃで明らかな構成に類似した構成であるが、接続ワイヤが外部に設置したアルミニウムの導電性トレースと置換されているのを描いた図である。
【図１３】  ハーメチックシールに付されたガラスフリットと金属リードへのはんだ付けボール接続点を備えたセラミックまたはガラスのケースの内部のハーメチックシールに付されたフリップチップを示した図である。
【図１４】  生体適合性のあるリードを遠隔配置した電極基板上のパッドに付加した、図１８におけるようなハーメチックシールに付された電子チップを示した図である。
【図１５】  電極基板の電極とは反対側の非連続的なコンデンサを示した図である。
【図１６】  図１６ａは、網膜の下方に電極の半分が移植されていると同時に、電子工学系の半分が網膜内部で網膜より上方に突出した状態に電極と電子工学系の移植片が設置されているのを示した図であり、図１６ｂは、電極移植片の半分が網膜上にあり、半分が網膜下にある、網膜下移植および網膜上移植の別な形態を示した図であり、図１６ｃは、整列ピンまたは極めて小さい磁石により電極の部分が整列状態になったのを示した図であり、図１６ｄは、各部を互いに固着しあった関係で保持するようにスナップ式に一緒に嵌合し得るテンプレート形状により電極の部分が整列状態になったのを示した図である。
【図１７】  図１７ａは、医者用（自局）制御装置（およびプログラマー）のメインスクリーンを示した図であり、図１７ｂは、処理動作の一要素として選択された８つの周囲の画素を平均化することを含む処理アルゴリズムの画素選択を例示した図であり、図１７ｃは、電極走査シーケンスを表し、この場合は、事前指定されたシーケンスＡを表す図であり、図１７ｄは、電流の振幅および波形のタイムラインを含む、ここでは電極Ｂについての電極パラメータを示した図であり、図１７ｅは、大域電極構成、すなわち、モノポーラか、バイポーラか、マルチポーラかを選択するためのスクリーンを例示した図であり、図１７ｆは、バイポーラのペア（電極のペア）の定義を示したスクリーンを示した図であり、図１７ｇは多数電極構成の定義を示した図である。
【図１８】  図１８ａは手の平サイズの試験装置用のメインメニュースクリーンを例示した図であり、図１８ｂは、スタートボタンを押した際に、ストップボタンを押すまでのｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の期間に亘って振幅Ａ１および振幅Ａ２が刺激される場合について、メインメニュースクリーンの刺激バーを押した結果を示した図であり、図１８ｃは、刺激後の網膜記録と電極インピーダンスを示している記録スクリーンを描いた図である。
【図１９】  医者の制御装置として内部に同一機能性を備えているとともに、遠隔測定または電話モデムのような通信手段が付加された医者用の遠隔制御装置を示した図である。
【図２０】  患者用の制御装置を示した図である。
【図１ａ】
0005021119.tif 000005
【図１ｂ】
0005021119.tif 000006
【図１ｃ】
0005021119.tif 000007
【図１ｄ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
0005021119.tif 000010
【図２ｃ】
0005021119.tif 000011
【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４】
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【図５】
0005021119.tif 000017
【図６ａ】
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【図６ｂ】
0005021119.tif 000019
【図６ｃ】
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【図７】
0005021119.tif 000021
【図８ａ】
0005021119.tif 000022
【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【図１１ｅ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
0005021119.tif 000039
【図１６ｃ】
0005021119.tif 000040
【図１６ｄ】
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【図１７ａ】
0005021119.tif 000042
【図１７ｂ】
0005021119.tif 000043
【図１７ｃ】
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【図１７ｄ】
0005021119.tif 000045
【図１７ｅ】
0005021119.tif 000046
【図１７ｆ】
0005021119.tif 000047
【図１７ｇ】
0005021119.tif 000048
【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１８ｃ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図１９ｃ】
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【図２０】
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