(57)【要約】照明放射線によって眼インプラントにエネルギーを供給し且つ／又は眼インプラントと通信する装置が提供される。装置（１）は、使用者の眼球の照明位置を設定する位置決めユニット（３）と、照明放射線（１０）が装置（１）に供給可能であるようにする光学入力インタフェースと、照明光学ユニット（７）とを備え、照明光学ユニット（７）は、空気中で少なくとも０．１ｍｍの横方向の広がりを有する焦点（１６）が存在するように、且つ、使用者の眼球が設定された照明位置にあるとき、照明放射線（１０）が収束ビームとして眼球（１４）内に入り、その結果、焦点（１６）が眼球（１４）に位置するように、供給される照明放射線（１０）を集束させる。
2020512865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明放射線によって眼用インプラントにエネルギーを供給し且つ／又は前記眼用インプラントと通信する装置であって、前記装置（１）が、
使用者の眼球の照明位置を設定する位置決めユニット（３）と、
前記照明放射線（１０）が前記装置（１）に供給可能であるようにする光学入力インタフェースと、
照明光学ユニット（７）と、
を備え、
前記照明光学ユニット（７）が、空気中で少なくとも０．１ｍｍの横方向の広がりを有する焦点（１６）が存在するように、且つ、前記使用者の前記眼球が前記設定された照明位置にあるとき、前記照明放射線（１０）が収束ビームとして前記眼球（１４）内に入り、その結果、前記眼球（１４）内に前記焦点（１６）があるように、前記供給される照明放射線（１０）を集束させる、装置。
【請求項２】
前記照明光学ユニット（７）が、前記使用者の前記眼球が前記設定された照明位置にあるとき、前記焦点が前記眼球の瞳孔と前記眼球の回転中心との間にあるように具現化される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記照明光学ユニット（７）が、前記焦点（１６）の前記横方向の広がりをもたらす散乱効果を有する光学素子を備える、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記照明光学ユニットが、前記焦点が湾曲面にあるように前記照明放射線を結像する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記照明光学ユニットが、前記面が球状に湾曲し、
前記使用者の眼球が前記設定された照明位置にある場合、前記球面の曲率中心が前記眼球の前記回転中心に位置し、前記球面が前記眼球の前記瞳孔を通って延在するように具現化される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記照明光沢ユニット（７）が、前記使用者の前記眼球が前記設定された照明位置にある場合、前記眼球の前記回転中心への前記照明放射線の非テレセントリック結像を実行するように具現化される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記照明光学ユニット（７）が、前記使用者の前記眼球が設定された照明位置にある場合、前記焦点が前記眼球の前記回転中心に位置するように、前記照明放射線ビームのテレセントリック結像を実行するように具現化される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記照明光学ユニット（７）が、前記使用者の前記眼球が前記設定された照明位置にある場合、前記焦点が前記眼球の前記瞳孔に位置するように、テレセントリックに前記照明放射線を結像するように具現化される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記照明放射線（１０）を放射する光源（６）を備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記位置決めユニット（３）が、前記使用者の前記頭部上に配置することができるユニットとして具現化される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明放射線を用いて眼用インプラントにエネルギーを供給し且つ／又は眼用インプラントと通信する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体適合性電子機器又は生体適合性があるように封入された電子機器の開発及びバイオニクスの一般的な進歩により、通常医療上の理由で、体内に植え込まれる多くの新規なセンサ及びアクチュエータがもたらされてきた。電子部品の継続的な小型化のために、ヒトの眼内への外科用インプラントさえも今では可能となった。
【０００３】
応用分野に応じて、こうしたインプラントは、角膜の領域に（たとえば、電子コンタクトレンズ）、前眼房に又は水晶体若しくは虹彩の付近に（たとえば、眼内レンズ、機械的虹彩、前眼房センサ）、硝子体液内に、及び網膜の上に（たとえば、視力を回復するための網膜インプラント（人工網膜））導入することができる。
【０００４】
通常、こうした電子部品の動作のためには安定したエネルギーの供給が必要である。複雑な外科的介入の結果として、バッテリの使用、又はバッテリの定期的な交換は、問題外である。代わりに、エネルギーは、通常、誘導的方法によって供給される。この目的で、体内の実際のインプラントの付近にさらなる導体ループが導入される。しかしながら、これには、特に眼に近接する電子部品の場合、多くの外科的費用が必要であり、且つ、これによって医学的合併症のリスクが上昇する。
【０００５】
代替的なオプションは、光によってインプラントを照明することにある。この目的で、好ましくは、可視スペクトル域外の光、たとえば赤外光又は紫外光が使用される。通常、この提供される光は、ヒトの眼及び／又はインプラントの通常の機能に対して煩わしいものではない。したがって、インプラントが、利用可能な対応する高感度の受信器（太陽電池）を有する場合、照明光で伝達される電力をエネルギー源として使用することができる。
【０００６】
さらなる応用は、インプラントと通信する目的でこの伝達方法を採用することからなる。この場合、インプラントは、同様に、受信器（フォトダイオード）及び任意選択的に送信器（光源）を必要とする。この場合、伝達エネルギーは、二の次である。目標は、情報の伝達にある。例として、これは、伝達される放射線の強度又は周波数を変調することによって実施される。
【０００７】
網膜インプラントの場合、眼の構成部分の結像特性が影響を与えるというさらなる難点がある。
【０００８】
特許文献１は、視力の部分的回復のための網膜インプラントの場合の照明システムを記載している。そこでは、コヒーレント点光源が結像され、コリメータ及び光導波路を介して眼鏡レンズの内部に集束される。眼鏡レンズから出射する放射線、その場合は発散放射線は、眼球の瞳孔を照明し、網膜の上に、その用途には十分に大きい照明円形スポットをもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第９，４７４，９０２Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、眼球が数度わずかに回転する場合、提供される光は、眼球の瞳孔の上でぼかされ、網膜まで到達しなくなる。眼球のわずかな、たとえば１ｍｍの横方向の変位の場合でさえも、網膜上で照明領域は変位し、そのため、インプラントの部品は照明されなくなる。
【００１１】
上述したことから、目的は、照明放射線を用いて眼用インプラントにエネルギーを供給し且つ／又は眼用インプラントと通信する改善された装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、請求項１において定義している。有利な展開は、従属請求項において明記している。
【００１３】
有利には、本発明による装置を使用して、照明光学ユニットに対する使用者の眼球の横方向のずれに関連し且つ照明光学ユニットに対する眼球の軸方向のずれに関連する頑強性が得られる。例として、こうしたずれは、装置が使用者に対してわずかに滑った場合、又は装置がさまざまな使用者に対して設計されている場合に、発生する可能性がある。
【００１４】
眼球の瞳孔のサイズのばらつきに関連し且つ眼窩内の眼球の回転角度のばらつきに関連する頑強性も又得ることができる。
【００１５】
さらに、利用可能となった照明放射線の高い効率が存在する。有利には、インプラント又は照明を必要とするインプラントの領域を排他的に照明することは、難題は非常にわずかで、あり得る最良の程度まで達成される。さらに、均一の照明パターン又は受信器の形状に一致するパターンを提供することができる。したがって、ヒトの眼の個々の部分に対して放射強度の安全に関連する限界未満にあり続けることが確実になる。
【００１６】
ここで、空気中の少なくとも０．１ｍｍの焦点の横方向の広がりは、特に、眼の結像特性なしに存在する広がりを意味するように理解される。当然ながら、眼における焦点の広がりは、眼の結像特性によって変更することができる。
【００１７】
横方向の広がりは、（たとえば、０．１ｍｍ刻みで）≧０．２ｍｍ、≧０．３ｍｍ、≧０．４ｍｍ、≧０．５ｍｍ、≧０．６ｍｍ、≧０．７ｍｍ、≧０．８ｍｍ、≧０．９ｍｍ、≧１．０ｍｍ及び最大≧３ｍｍであり得る。さらに、横方向の広がりは、（たとえば、０．１ｍｍ刻みで）≦６ｍｍ〜≦０．５ｍｍであり得る。
【００１８】
さらに、特定の焦点位置は、好ましくは、眼の結像特性が考慮されない場合に存在する焦点位置であるように理解されるべきである。したがって、好ましくは、焦点の想定位置が記載され、前記位置は、ビームの想定された連続した光線の交差点から現れる。眼の結像特性はこの考慮事項に考慮されないため、上記焦点位置は、空気中の焦点位置とも呼ぶことができる。
【００１９】
好ましくは、特定の焦点位置は、厳密に存在する必要はない。例として、空中で又は眼内で、±０．５ｍｍ、±１ｍｍ、±１．５ｍｍ、±２ｍｍ、±２．５ｍｍ、±３ｍｍ、±３．５ｍｍ又は±４ｍｍの領域に、（たとえば、ビームの伝播方向における）偏向が存在し得る。
【００２０】
照明光学ユニットは、焦点の横方向の広がりをもたらす散乱効果を有する光学素子を備えることができる。散乱効果を有する光学素子は、拡散スクリーン及び／又はホログラム（たとえば、体積型ホログラム）を含むことができる。さらに、散乱効果を有する光学素子は、散乱効果が、照明放射線の波長に対してのみ存在するように、且つ、可視波長域からの光に対して散乱効果がないように、具現化することができる。したがって、散乱効果を有する光学素子は、使用者には可視でないため、たとえば、使用者の通常の視覚範囲に位置決めすることができる。
【００２１】
さらに、散乱効果を有する光学素子は、光学入力インタフェースにおけるより、照明光学ユニットの出射領域又は出射面（特に、これは、眼球に入る前の照明放射線に影響を与える照明光学ユニットの最後の光学面を意味するように理解される）の方に近接して位置決めすることができる。特に、散乱効果を有する光学素子は、出射面に形成され、又は、出射面の前の最後の光学素子である。
【００２２】
本発明による装置は、独立した光学器具として具現化することができる。特に、本発明による装置は、別個の器具として具現化することができ、したがって、その前に使用者が自身を位置決めすることができる。例として、使用者は、器具の正面に着席し、位置決めユニットの当接面に接するように自身の額を配置することができ、その後、眼科医のところで治療器具に対して標準的であるように、器具内をのぞき込むことができる。さらに、装置は、位置決めユニットが、使用者の頭部の上に配置することができる保持装置を備えるように具現化することができる。これは、眼鏡のような保持装置、ヘルメット、又は頭部の上に配置することができる他の任意の装置であり得る。
【００２３】
特に、照明放射線は、（この場合は４００〜７８０ｎｍの波長域を意味するように理解される）可視波長域外の波長を有することができる。特に、照明放射線は、赤外域に（たとえば、７８０ｎｍ〜５０μｍ又は７８０ｎｍ〜３μｍの範囲に）あり得る。さらに、照明放射線は、ＵＶ域にあり、したがって、４００ｎｍ未満の波長、より詳細には、たとえば、２００〜４００ｎｍ又は２５０〜４００ｎｍ又は３００〜４００ｎｍの範囲の波長を有することができる。
【００２４】
照明される放射線の波長範囲は、比較的狭帯域であり得る。特に、波長は、≦１００ｎｍ、≦５０ｎｍ又は≦１０ｎｍであり得る。さらに、帯域幅は、少なくとも１ｎｍ、５ｎｍ又は１０ｎｍであり得る。狭帯域幅照明放射線が存在する場合、それは、可視波長域の一部でもあり得る。
【００２５】
さらに、照明放射線によって眼用インプラントにエネルギーを供給し且つ／又は眼用インプラントと通信する装置が提供される。そこでは、装置は、使用者の眼球の照明位置を設定する位置決めユニットと、照明放射線が装置に供給可能であるようにする光学入力インタフェースと、照明光学ユニットとを備える。照明光学ユニットは、使用者の眼球が設定された照明位置にあるとき、眼球の前方に仮想焦点が存在し、照明放射線が発散ビームとして眼球に入るように、供給される照明放射線を集束させる。
【００２６】
特に、照明光学ユニットは、仮想焦点が少なくとも０．１ｍｍの横方向の広がりを有するように具現化することができる。
【００２７】
横方向の広がりは、（たとえば、０．１ｍｍ刻みで）≧０．２ｍｍ、≧０．３ｍｍ、≧０．４ｍｍ、≧０．５ｍｍ、≧０．６ｍｍ、≧０．７ｍｍ、≧０．８ｍｍ、≧０．９ｍｍ、≧１．０ｍｍ及び最大≧３ｍｍであり得る。さらに、横方向の広がりは、（たとえば、０．１ｍｍ刻みで）≦６ｍｍ〜≦０．５ｍｍであり得る。
【００２８】
装置が、眼鏡レンズを備える頭部装着型装置として具現化される場合、仮想焦点は、好ましくは、眼鏡レンズの頭部から離れる方向に面する側（正面側）に位置することができる。
【００２９】
眼球の前方に仮想焦点をもたらす照明光学ユニットを備える装置は、眼内に焦点を生成する照明光学ユニットを備えるすでに上述した装置と同様に展開することができる。
【００３０】
上述した特徴及び以下のまだ説明していない特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、所定の組合せで使用することができるだけでなく、他の組合せで又は単独でも又使用することができることは言うまでもない。
【００３１】
本発明について、同様に本発明に本質的な特徴を開示する添付図面を参照して、例として以下さらにより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による照明装置の実施形態の概略斜視図を示す。
【図２】インプラント２が照明放射線でいかに照明されるかを説明するための本質的な光学部品の部分断面図を示す。
【図３】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図４】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図５】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図６】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図７】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図８】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図９Ａ】さらなる実施形態における照明光学ユニットのｘ断面を示す。
【図９Ｂ】さらなる実施形態における照明光学ユニットのｙ断面を示す。
【図１０Ａ】さらなる実施形態による照明光学ユニットのｘ断面を示す。
【図１０Ｂ】さらなる実施形態による照明光学ユニットのｙ断面を示す。
【図１１】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図１２】図１１の照明光学ユニットの平面図を示す。
【図１３】フレネル構造を説明するための図を示す。
【図１４】フレネル構造を説明するための図を示す。
【図１５】照明放射線のコリメーションを説明するための概略図を示す。
【図１６】拡張光源を生成する概略照明を示す。
【図１７】拡張光源を生成するさらなる変形の概略図を示す。
【図１８】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図１９】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図２０】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図２１】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図２２】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図２３】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図２４】照明光学ユニットのさらなる実施形態の断面図を示す。
【図２５】さらなる実施形態による照明光学ユニットの概略図を示す。
【図２６】さらなる実施形態による照明光学ユニットの概略図を示す。
【図２７Ａ】図２６による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな回転位置のうちの１つを示す。
【図２７Ｂ】図２６による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな回転位置のうちの１つを示す。
【図２７Ｃ】図２６による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな回転位置のうちの１つを示す。
【図２７Ｄ】図２６による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな回転位置のうちの１つを示す。
【図２８】さらなる実施形態による照明光学ユニットの概略図を示す。
【図２９Ａ】図２８による照明光学ユニットに対する眼球のさまざまな位置（横方向位置及び／又は回転位置）のうちの１つを示す。
【図２９Ｂ】図２８による照明光学ユニットに対する眼球のさまざまな位置（横方向位置及び／又は回転位置）のうちの１つを示す。
【図２９Ｃ】図２８による照明光学ユニットに対する眼球のさまざまな位置（横方向位置及び／又は回転位置）のうちの１つを示す。
【図２９Ｄ】図２８による照明光学ユニットに対する眼球のさまざまな位置（横方向位置及び／又は回転位置）のうちの１つを示す。
【図２９Ｅ】図２８による照明光学ユニットに対する眼球のさまざまな位置（横方向位置及び／又は回転位置）のうちの１つを示す。
【図３０】さらなる実施形態による照明光学ユニットの概略図を示す。
【図３１Ａ】図３０による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな位置（横方向位置及び／又は回転位置）のうちの１つを示す。
【図３１Ｂ】図３０による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな位置（横方向位置及び／又は回転位置）のうちの１つを示す。
【図３１Ｃ】図３０による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな位置（横方向位置及び／又は回転位置）のうちの１つを示す。
【図３１Ｄ】図３０による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな位置（横方向位置及び／又は回転位置）のうちの１つを示す。
【図３２】さらなる実施形態による照明光学ユニットの概略図を示す。
【図３３Ａ】図３２による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな位置をのうちの１つ示す。
【図３３Ｂ】図３２による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな位置をのうちの１つ示す。
【図３３Ｃ】図３２による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな位置をのうちの１つ示す。
【図３３Ｄ】図３２による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな位置をのうちの１つ示す。
【図３４】さらなる実施形態による照明光学ユニットの概略図を示す。
【図３５Ａ】図３４による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな位置（横方向位置及び／又は回転位置）のうちの１つを示す。
【図３５Ｂ】図３４による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな位置（横方向位置及び／又は回転位置）のうちの１つを示す。
【図３５Ｃ】図３４による照明光学ユニットの場合の眼球のさまざまな位置（横方向位置及び／又は回転位置）のうちの１つを示す。
【図３６Ａ】照明光学ユニットのさらなる実施形態の場合の眼球のさまざまな位置のうちの１つを示す。
【図３６Ｂ】照明光学ユニットのさらなる実施形態の場合の眼球のさまざまな位置のうちの１つを示す。
【図３６Ｃ】照明光学ユニットのさらなる実施形態の場合の眼球のさまざまな位置のうちの１つを示す。
【図３７】本発明による照明装置の変形を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
さまざまな例示的な実施形態について以下詳細に説明する。これらの例示的な実施形態は、単に説明のための役割を果たし、限定するものとして解釈されるべきではない。例として、多数の要素又は構成要素を備える例示的な実施形態の説明は、これらの要素又は構成要素のすべてが実施の目的に必要であるという意味で解釈されるべきではない。むしろ、他の例示的な実施形態は又、代替的な要素若しくは構成要素、より少ない要素若しくは構成要素、又はさらなる要素若しくは構成要素も含むことができる。異なる例示的な実施形態の要素又は構成要素は、別段の指示がない限り、互いに組み合わせることができる。例示的な実施形態のうちの１つに対して記載する変更形態及び展開は、他の例示的な実施形態にも又適用可能であり得る。
【００３４】
繰返しを回避するために、さまざまな図における同じ要素又は対応する要素は、同じ参照符号によって示し、複数回は説明しない。
【００３５】
以下の例示的な実施形態において、例として網膜インプラントを使用する。しかしながら、記載する技法は、他の眼用インプラント、たとえば、最初に言及した眼用インプラントにも適用可能である。
【００３６】
図１及び図２に示す実施形態の場合、眼用インプラント２（たとえば、網膜インプラント２）にエネルギーを供給する、本発明による照明装置１は、使用者の頭部の上に配置することができ、たとえば、従来の眼鏡フレームの形態をとることができる保持装置３を備えており、また保持装置３に締結される、第１眼鏡レンズ４及び第２眼鏡レンズ５を備えている。
【００３７】
さらに、照明装置１は光源６を備える。光源６は、図１に概略的に示すように、右側眼鏡つるの領域において保持装置３上に配置することができる。光源は、赤外域の照明放射線を放射し、たとえば、ＬＥＤ又はレーザとして具現化することができる。
【００３８】
さらに、照明装置１は照明光学ユニット７を備える。照明光学ユニット７は、コリメーション光学ユニット８、偏向プリズム９及び第１眼鏡レンズ４を備える。
【００３９】
光源６は、赤外域の発散ビーム１０を放射し、発散ビーム１０はコリメーション光学ユニット８によって実質的に平行なビームに形状が変えられる。平行なビーム１０は、偏向プリズム９によって第１眼鏡レンズ４に結合され、その後、前記眼鏡レンズにおいて、第１眼鏡レンズ４の正面１１及び背面１２における全反射により、正面１１に形成された出力結合ホログラム１３に誘導される。例示を簡略化するために、図１ではビーム１０に対して１本の光線１０のみを描いている。出力結合ホログラム１３は、背面１２の方向にビーム１０を偏向させる。その結果、ビーム１０は、背面１２を介して出射し、頭部に照明装置を装着している使用者の眼球１４に突き当たる。
【００４０】
照明光学ユニット７及びより詳細には出力結合ホログラム１３は、ビーム１０が眼球１４に突き当たるか又は発散ビーム１０として眼球１４に入るように、ビーム１０の集束をもたらす。ビーム１０の焦点１６は、眼球１４の中に位置する（いわば、眼球１４の、したがって空気中の屈折力は考慮しない）。焦点１６の実際の位置は、ここで眼球１４の結像特性によってさらに変更される。しかしながら、焦点１６の想定位置が好ましくは記載され、前記位置は、ビーム１０の想定された連続した光線の交差点から出射する。したがって、眼球１４の結像特性はこの考慮事項に考慮されず、そのため、これは空気中の焦点位置とも呼ぶことができる。
【００４１】
照明光学ユニット７は、焦点１６が、少なくとも０．１ｍｍの横方向の広がり（特に、これは、ビームの伝播方向に対して横切る、したがって、図２によるｘ軸を含む、図２における図面の平面に対して垂直な平面における広がりを意味するように理解される）を有する空間的に拡張された焦点スポット１６であるように設計される。例として、焦点１６のこれらの最小寸法は、出力結合ホログラム１３によってもたらされる散乱機能によって達成することができる。この場合も又、焦点１６の所定の最小寸法は、空気中の焦点のサイズに関連する（すなわち、眼球１４の屈折力は考慮しない）。
【００４２】
焦点１６は、厳密に回転中心１５に位置する必要はない。ビーム１０の伝播方向（したがって、ここではｙ方向）において、焦点１６は、回転中心１５の周囲の±５ｍｍ、±４ｍｍ、±３ｍｍ、±２ｍｍ又は±１ｍｍの領域に位置することができる。
【００４３】
図２と同様の例示で、図３は、ビーム１０全体を示し、そのため、発散ビーム１０がコリメーション光学ユニット８によってコリメートビーム１０にいかに変換されるかが明瞭に明らかである。その後、前記ビームは、偏向プリズム９によって眼鏡レンズ４内に入力結合され、前記眼鏡レンズにおいて出力結合ホログラム１３に誘導される。その結果、記載した焦点１６が、出力結合ホログラム１３における反射のために生成される。眼鏡レンズ４の正面１１及び背面１２は、図３の例示では平面として具現化されている。しかしながら、図２に示すように、正面１１及び背面１２が湾曲実施形態を有することも可能である。図２及び図３による実施形態では、ホログラム１３は、反射型ホログラムとして具現化することができる。
【００４４】
しかしながら、ホログラム１３は、透過型ホログラムとしても具現化することができる。この場合、図４に概略的に示すように、ホログラム１３は背面１２に配置される。
【００４５】
コリメーション光学ユニット１８の発散ビーム１０が突き当たる面１８は、照明光学ユニット７の入力インタフェース１８とも呼ぶことができる。
【００４６】
図５は、図３による実施形態の変更形態を示す。図５の実施形態では、出力結合ホログラム１３の散乱特性が増大し、そのため、焦点１６は、図３による実施形態と比較して大きい横方向の広がりを有する。
【００４７】
同じことが、図６に示す、図４による照明装置１の実施形態の変更形態に適用される。
【００４８】
特に、出力結合ホログラム１３は、体積型ホログラムとして具現化される。ホログラムとしての実施形態により、可視波長域からの光に関連してホログラムを通る視線は、使用者に対して乱されないという利点がもたらされる。特に、体積型ホログラムとしての実施形態の場合、入射放射線の波長に対する且つ入射角に関する偏向反射の高い選択性を使用して、可視波長域からの光に対してホログラムを通る特定の視線が乱されないことを確実にすることができる。効率的な入射角及び効率的な波長を連結するいわゆるブラッグの条件から離れて、ホログラム１３は、透明であり、それ以上いかなる光学機能もない。
【００４９】
好ましくは、照明光学ユニット７の眼球側の開口数は、０．１〜０．５の範囲、特に好ましくは０．２５〜０．４の範囲にある。焦点１６は円形であり得る。焦点１６の直径Ｄは、好ましくは、０．１ｍｍ以上且つ１０ｍｍ以下、又は１ｍｍ以上且つ１０ｍｍ以下の範囲にある。より詳細には、直径Ｄは、好ましくは１ｍｍ≦Ｄ１０ｍｍ又は２ｍｍ≦Ｄ≦５ｍｍである。当然ながら、焦点１６の形状は、円形のみであり得るのではなく、円形形状から逸脱する形状も有することができる。例として、楕円形、矩形、正方形又は他の任意の形状が存在し得る。この場合、所定の直径値は、円形形状から逸脱する形状を有する焦点１６が完全に含まれる最小円に関する。
【００５０】
焦点１６に提供されるエネルギーは、好ましくは、１ｍＷ〜２００ｍＷの範囲、特に好ましくは１０ｍＷ〜１００ｍＷの範囲にあり得る。正確な寸法決めは、インプラント２のエネルギー要件と、生物学的限界と、使用者に好都合な眼球の回転角度とを考慮して実施することができる。
【００５１】
焦点１６と眼鏡レンズ４との間の間隔は、好ましくは、１２ｍｍ〜３５ｍｍの範囲、特に好ましくは２３ｍｍ〜２７ｍｍの範囲にある。
【００５２】
眼鏡レンズの厚さは、好ましくは、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲、特に好ましくは３ｍｍ〜５ｍｍの範囲にある。眼鏡レンズ４の内部の光線の入射角は、好ましくは、４５°〜８０°、特に好ましくは６０°〜７５°にある。所与の開口数の場合、入射光１０はホログラム１３に２回突き当たるべきではないため、２つの変数は互いに依存する。眼鏡レンズ４は、眼鏡レンズ４における入射角が大きい場合、より薄い設計を有することができる傾向があり、より浅い入射角にはより厚い眼鏡レンズ４が必要とされる。
【００５３】
眼鏡レンズ４の内部の全反射の回数は、好ましくは１回の全反射〜５回の全反射で変更することができる。特に好ましい距離、角度及び頭部形状に対して、反射型ホログラムの場合は２回の反射、透過型ホログラムの場合は１回の反射が特に好ましい。
【００５４】
正面１１及び／又は背面１２に、所望の反射をもたらす反射層Ｓ１、Ｓ２（図２）も形成することができ、これは、全反射の代わりに実施することができる。１つの反射層又は複数の反射層は、正面１１又は背面１２から間隔を空けて配置することも可能であり、したがって、眼鏡レンズ４に埋め込まれる実施形態を有することができる。
【００５５】
眼鏡レンズ４のための材料の屈折率は、好ましくは、ホログラム１３を記録するために使用された材料の屈折率に近いか又はそれをわずかに上回る。したがって、屈折率は、好ましくは、１．４〜１．６の範囲、特に好ましくは１．４８〜１．５５の範囲にある。ホログラム材料に関連する屈折率差が大きすぎる場合、界面における反射損失は大きくなりすぎる。基材の屈折率がホログラム１３のフィルムの屈折率より大きい場合、界面に全反射が発生する可能性がある。さらに、その後、光１０は、ホログラムフィルムの内部に微小角入射を有し、ホログラム１３の技術的な実現をより困難にする。
【００５６】
眼鏡基材の材料は、それぞれの透過率が考慮される照明波長に対して十分に高いとすると、光学ガラス又は光学プラスチックであり得る。プラスチックは、低重量であるため好ましい。あり得る材料としては、たとえば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、Ｚｅｏｎｅｘ又はＣＲ３９が挙げられる。
【００５７】
光源６は、好ましくは、赤外域の光を利用可能とする。より詳細には、光源６は、可視スペクトル域外の光を利用可能とすることができる。特に好ましくは、これは、半値全幅が１０ｎｍ未満である狭帯域のコヒーレントレーザ光１０である。光源６の横方向の広がり、したがって、放射光ビームの横方向の広がりは、小さく、たとえば、好ましくは１００μｍ未満であり、たとえば５〜１５μｍの範囲である。特に好ましくは、これはシングルモードレーザ光源６である。
【００５８】
ホログラム１３の出力結合効率は、光源６のスペクトル放射の半値全幅が著しく大きくなる場合、ピーク最大値からな離れる波長に対して低下する。光源６の横方向の広がりが、コリメーション光学ユニット８の焦点距離によって決まる所定サイズを超える場合、ホログラム１３は、入射放射線１０の有限角度範囲しか効率的に偏向させることができないため、出力結合効率の低下がある可能性がある。
【００５９】
さらに、光源６は、特に好ましくは、高速軸及び低速軸を有する。すなわち、提供される放射線の発散は、異なる方位（ｘ及びｙ）に対して異なる値を有する。これは、市販のシングルモード半導体レーザに当てはまる。発散は、好ましくは、１．５〜４の倍率で異なる。ホログラムベースの出力結合では、投影効果は固有である。前記投影効果は、さらなる光学部品なしに、この発散差を、出力結合の後に、採用される入射角に応じて眼球１４における回転対称の、従って好ましい角度分布に変換する。
【００６０】
投影倍率係数は、ホログラム１３において入射角のコサインであり、すなわち、６０°の入射角の場合、約０．５であり、７５°の入射角の場合、約０．２６である。その結果、２〜４倍の間の発散差が補償される。
【００６１】
強制的ではないが、光源６は、好ましくは、直線偏光された照明放射線１０を放射する。特に好ましくは、直線偏光は、ダイオード６の低速（短）軸にわたる平面に対して垂直に位置する。この偏光に対して、典型的な体積型ホログラム１３が特に効率的である。技術によって利用可能となるレーザダイオード６の場合のように、偏光がこの好ましい軸に対して垂直である場合、本発明により、ビーム経路に沿って位相差板又はフィルム（λ／２プレート、図示せず）を導入することができる。前記位相差板又はフィルムは、位相差板又はフィルムを通過した後に偏向方向を回転させる。位相差板又はフィルムは、好ましくは、コリメートビーム１０の領域に、すなわち、たとえば、眼鏡レンズ４における入力結合の前に、又はホログラム１３による出力結合の前に導入される。
【００６２】
本発明によれば、λ／２プレートの代わりに、任意の位相シフト及び配向を有する位相差素子（λ／４プレート又はλ／ｘプレート）及びさまざまなこうした素子の組合せも又導入することができる。これらは、好ましくは、コリメーション光学ユニットがビームの偏光状態に不適当に影響を与える場合に使用される。そして、好適な位相差素子を用いて、反対の補償がもたらされる。
【００６３】
たとえば、屈折素子、より詳細には丸い光学屈折素子（球面レンズ、非球面）による、反射素子又はコリメーションミラー（球面、非球面又は自由曲面素子タイプの実施形態）による、且つ／又は回折素子による、コリメーション光学ユニット８の設計に対するさまざまな解決法がある。眼鏡つるの方向から眼鏡レンズ４内へのコリメート光の偏向は、ミラーにより、（図示するような）偏向プリズムにより、又は回折素子により得ることができる。
【００６４】
通常、光源６の放射特性、すなわち、光源６によって放射される出力の角度分布は、市販のダイオードの場合、有限の半値全幅を有する。これは、空間方向に放射される出力が角度の増大により低減することを意味する。本発明によれば、コリメーション光学ユニット８の焦点距離は、好ましくは、眼鏡レンズ４において誘導される外部光線が単位面積当たり所定量の出力をさらに伝達するように適合される。短い焦点距離の場合、提供される光の多くが、コリメーション光学ユニット８によって収集されるが、ビームにおける外部光線は、単位面積当たりに著しく小さい出力で全体的なエネルギーに寄与する。長い焦点距離の場合、出力分布は、ビーム断面にわたって著しくより均一であるが、提供されるエネルギーのより多くの部分が伝達されない。
【００６５】
本発明によれば、焦点距離は、エッジの急激な低下が、ビーム中心の光度の５０％及び１０％の範囲にあるように選択することができる。
【００６６】
眼鏡レンズ４の厚さが設定されるとき、且つ入射角が設定されるとき、出力結合ホログラム１３の投影倍率係数がダイオード軸の発散差に十分密に対応しないとすれば、コリメーション光学ユニット８は、アナモルフィック構成を有する（すなわち、ｘ断面及びｙ断面に異なる焦点距離を有する）ことができる。例として、これは、屈折、回折及び／又は反射円筒面の導入によって実施することができる。
【００６７】
上述した条件に対してもたらされるコリメーション光学ユニット８の焦点距離、従って設置長さは、特定の環境の下では、非常に長い、すなわち、たとえば、２０ｍｍを超える可能性がある。したがって、これらを眼鏡フレームに省スペースで組み込むために、これらを小型に折り畳むことが有利である。しかしながら、反射コリメーション光学ユニット８の形態の解決法の場合、結像ミラーにおける入射角は、大きくなりすぎるべきではない。図７に、コリメーション光学ユニット８の特に好ましい折畳みを示す。図示する折畳みの場合、光源６のビーム１０は、円筒面として具現化される第１ミラー１９に入射し、平面実施形態を有する第２ミラー２０上に第１ミラー１９によって反射される。ビーム１０は、第２ミラー２０から、自由曲面ミラーとして又は軸外で使用される非球状、回転対称面として具現化される第３ミラー２１に反射され、その後、第３ミラー２１によって眼鏡レンズ４内に結合される。したがって、この実施形態では、偏向プリズム９を省略することができる。図７の例示から推断することができるように、出力結合ホログラム１３は、背面１２における透過型ホログラムとして具現化される。
【００６８】
３つのミラー１９〜２１による折畳みの結果として、自由曲面ミラー２１における入射角は２５°未満とすることができ、小型構造にも関わらず、たとえば２０ｍｍ及び４０ｍｍの範囲の焦点距離を実現することができる。上述した発散補正は、円筒面として具現化される第１ミラー１９によって達成される。
【００６９】
さらなる例示的な実施形態では、コリメーション光学ユニットのすべての又は任意選択的に追加の有効な面は又、上述した面の形状、すなわち、平面、球面、円筒面、円環状面、回転対称非球面、軸外で使用される非球面又は自由曲面の他の、すなわち任意の組合せも有することができる。さらに、有効面にさらなる結像機能、たとえば、回折素子（回折格子、体積型ホログラム）又はフレネル素子を任意選択的に適用することができる。好適な組合せの選択は、選択される光源の仕様によって決まる。
【００７０】
ホログラム１３の最も効率的な入射角（ブラッグの条件）は、ホログラム１３を露光するときの製造関連公差のために変更することができる。同様に、光源６のピーク波長は、構成要素によって変更することができる。コリメーション光学ユニット８は、有用な波長範囲に対して且つ実体的な製造公差に対して効率的な出力結合構造（この場合、出力結合ホログラム１３）を得るために、狭視野に対して具現化される。したがって、光源６は、本発明によれば、照明装置１において横方向に変位させることができ、その結果として、ホログラム１３上の光線の平均入射角を変更することができる。これは、図８において光源６の２つの異なる位置に対して概略的に示すが、各場合、光源６によって放射される発散ビーム１０のみが常に描かれている。
【００７１】
特に、コリメーション光学ユニット８は、採用されるビーム１０全体にわたる入射角のばらつきが好ましくは１°未満であり、特に好ましくは０．１°未満であるような設計を有することができる。好ましくは、横方向の変位は、出力結合ホログラム１３において±５°の調整範囲を包含し、より詳細には、出力結合ホログラム１３において±１°の調整範囲を包含するべきである。
【００７２】
別法として、入射角は又、コリメーション光学ユニットの眼鏡レンズに対する目標とされる傾きと後続するコリメーション光学ユニットの固定とによっても適合させることができる。例として、この角度操作は、接合剤で結合された又は接着剤で結合された両要素の間の可変結合くさびにより、可変プリズムくさび、調整可能な偏向ミラー又は同様の光学原理により、実施することができる。
【００７３】
さらに、コリメーション光学ユニット８は、小さい軸方向の逸脱に対して設計することができる。すなわち、出力結合ホログラム１３の全体的な効率を最大限にするために、製造関連公差を補償するように、光源６を放射ビーム１０の方向に沿って変位させることも可能である。
【００７４】
コリメートビーム１０による記載した解決法の利点は、眼鏡レンズ４とコリメーション光学ユニット８との間の異なる距離により、効率の損失なしに、使用者の異なる頭部幅の上に照明光学ユニット７を取り付けることができるという事実にある。異なる距離は、本発明による照明装置１において調整可能である。使用者は、使用者の頭部又は眼球１４に対する照明光学ユニット７全体の横方向変位によって、異なる瞳孔間距離に対する適合を実行することができる。
【００７５】
体積型ホログラフィによる照明光学ユニット７の特定の利点は、集束機能に加えて出力結合ホログラム１３に散乱機能を導入することができるという事実にある。例として、これは、２つの波のうちの一方が、拡散スクリーンの導入によって目標とされる静的ビーム偏向により露光中に影響を受けるという事実によって実現することができる。その結果、高エテンデュ（開口数と光スポット径との積）は、眼球に非常に近接してのみもたらすことができる。これは、眼鏡レンズ４内の伝達が、依然として点光源の単一ビーム１０として実施することができることを意味する。最後の光学的に有効な面（この場合、出力結合ホログラム１３）のみが、散乱によりエテンデュを所望のサイズまで増大させる。これにより、光源６において眼球１４の回転中心１５内にすでに広げられる発光領域の像を結合する解決法と比較して、技術的経費が低減する。
【００７６】
使用者の異なる頭部幅の適合が、照明光学ユニット７によらず、たとえば純粋に機械式に実施される場合、眼鏡レンズ４の内部に厳密なコリメーションからの逸脱があり得る。そして、２つの方位のうちの一方の発散ビームプロファイルもあり得る。そして、コリメーション光学ユニット８は、たとえば、回転対称でなくなり、代わりに、２つの方位のうちの一方（ｘ断面又はｙ断面）において焦点が外れるように定義される。図９ａ及び図９ｂに、回転対称の場合を概略的に示す。対照的に、図１０ａ及び図１０ｂに、上述した定義された焦点外れの場合を示す。この構成の利点は、眼鏡つるの領域における狭いビーム形状にある。これにより、眼鏡又は保持装置３を従来の眼鏡に審美的により類似するように設計することがより容易に可能になる。ここまで記載した実施形態は、散乱機能による非テレセントリック照明として特徴付けることができ、それは、眼鏡レンズ４からのビーム１０の出射の前に眼球に近接してのみ実施される。この目的で、体積型ホログラム１３は強制的ではない。同様の技術的実施態様は、特別なダイクロイックコーティング及び統計的変更による表面格子を使用して実現することができる。又、ミリメートル未満の範囲で構造化される統計的に修正されたフレネルレンズ、又は対応するフレネルミラーを提供することができる。そのため、視線の通過を可能にする機能を確実にするように、レンズ又はミラーのフレネル構造は、ダイクロイックコーティングを有するべきであり、眼鏡レンズ６の材料に埋め込まれるべきである。これは、フランクが、好ましくは屈折率に関して十分に適合された材料で充填され、その結果、たとえば、正面１１又は背面１２がフレネル構造にも関わらず連続的に平滑な面を備えた実施形態を有することを意味する。
【００７７】
体積型ホログラム１３の利点は、たとえばフィルムとしての単純な技術的実施と、高い達成可能な偏向効率とにある。
【００７８】
図１１及び図１２は、本発明による照明装置１のさらなる実施形態を示し、そこでは、光源６は、横方向の広がりを有する光源６であり、したがって、横方向の広がりを有する発散ビーム１０を放射する。光源６の下流に、結像光学ユニット２２、テレセントリック絞り２３、偏向プリズム９及び第１眼鏡レンズ４が、この順序で配置されている。出力結合ホログラムの代わりに、第１眼鏡レンズ４は、ここに記載する実施形態では、後により詳細に記載するフレネル素子２４を有する。
【００７９】
光源６の発光面は、結像光学ユニット２２により、所定距離眼鏡レンズ４内に結像される。その際、光４は、眼鏡レンズ４の内部で全反射により誘導され、最終的に、全反射から離れて眼鏡レンズ４から出射するように、フレネル素子２４によって偏向される。そして、光源６の現れる像は、眼球１４において、眼鏡レンズ４から定義された距離に位置し、好ましくは、たとえば、眼球１４の瞳孔の平面に又は眼球１４の回転中心１５に位置する。そうした像は又、これらの位置に近接する場合もある。特に、これは、伝播方向においてこれらの位置に対して±５ｍｍ、±４ｍｍ、±３ｍｍ、±２ｍｍ又は±１ｍｍの距離を意味するように理解される。
【００８０】
特に、図１１から明らかであるように、結像光学ユニット２２は、入力面２５として、球面、円筒面又は自由曲面を有することができる。入力面２５は又、照明光学ユニット７の光学入力インタフェースとも呼ぶことができる。
【００８１】
入力面２５の下流に、平面偏向面２６が配置され、結像光学ユニット２２は、出射面２７として円筒面又は自由曲面を有する。
【００８２】
図１３におけるフレネル素子の拡大詳細図から明らかであるように、フレネル素子２４は、コーティングされていない露出したフレネルフランク２８を有することができる。しかしながら、これにより、矢印Ｐ１によって示すように、フレネル素子２４を通る視線の方向が乱されることになる。さらに、矢印Ｐ２、Ｐ３及びＰ４によって示すように、偏向の効率は比較的低い。
【００８３】
図１４は、フレネル素子２４の変更形態を示す。この変更形態では、フレネルフランク２８は、ダイクロイックにコーティングされている。これによって達成することができることは、インプラント２を照明するために必要な波長が、矢印Ｐ２及びＰ４によって示すように、十分に大きい程度まで反射されるということである。例として、十分に大きい程度は、５０％以上であり得る。対照的に、可視スペクトル域又は少なくともその一部は、矢印Ｐ１によって示すように、十分に大きい程度まで透過する。十分に大きい程度は、たとえば、５０％以上であり得る。さらに、図１４において符号が付されたフレネル構造は埋め込まれ、すなわち、光学的に有効なダイクロイックフレネルフランク２８は、眼鏡レンズ４の残りの材料と可視スペクトル域において同じか又はおよそ同じ屈折率を有する材料で充填される。例として、屈折率の差は、（フレネル素子２４を通る視線に対するここでの対象波長範囲に対して）０．０１以下であり得る。
【００８４】
例として、フレネル素子２４は、高さプロファイルとして記載することができ、その基本形式は、以下のようにｘ−ｙ多項式の和として表される。
【数１】
2020512865.tif 000003
【００８５】
しかしながら、これは、限定的であるように理解されるべきではない。むしろ、自由曲面のさらなる表現のすべても又当然ながらあり得る。
【００８６】
サグ量ＺＧが予め定義されたフランク高さｈＦを超える場合、プロファイル形式は、変更されたサグ量が再度間隔［０．．．ｈＦ］又は「−ｈＦ．．．０］に入るまで、このフランク高さの整数倍だけ低減する。
【００８７】
多項式の最初の２つの項ａ１０ｘ＋ａ０１ｙは、斜面を記述する。したがって、本発明によれば、２つのパラメータａ１０及びａ０１は、軸方向ビームの主光線の定義された入射角が眼鏡レンズ４内に設定されるように選択される。眼鏡レンズ４における光線１０の入射角が小さすぎる場合、全反射は可能でなくなる。入射角が大きすぎる場合、フレネルフランク２８の間の遮断領域が増大し、フレネル素子２４及び眼鏡レンズ４の製造公差に対する感度がさらに増大する。
【００８８】
したがって、眼鏡レンズ４の内部の光線１０の入射角は、好ましくは、４５°〜８５°、特に好ましくは６０°〜７５°にある。したがって、係数は、従来の眼鏡レンズ屈折率に対して０．４＜｜ａ０１，ａ１０｜＜０．９の範囲にある。
【００８９】
眼鏡レンズ４の厚さは、反対方向における、すなわち眼球１４から光源６への光の想定された伝播の場合、光は、フレネル素子２４における反射の後、且つ、フレネル素子２４とは反対側に位置する背面１２におけるさらなる全反射の後、再びフレネル素子２４に突き当たらないように選択することができる。眼鏡レンズ４は、眼鏡レンズ４に入射角が大きい場合、相対的に薄い設計を有することができる傾向がある。小さい入射角の場合、相対的に厚い眼鏡レンズ４が必要とされる。眼鏡レンズ４の厚さは、好ましくは１ｍｍ〜１０ｍｍ、特に好ましくは３ｍｍ〜５ｍｍにある。
【００９０】
多項式の次の２つの項ａ２０ｘ２＋ａ０２ｙ２は、２つの方位における異なる曲率を有する可能性がある放物面、すなわち、ｘ断面及びｙ断面においてその面の近軸屈折力を有する放物面を記述する。これらの項は、面の正面、すなわち眼球から離れた焦点が、眼鏡レンズ４への入口に取り付けられた開口絞りに又は少なくともその付近に位置するように選択することができる。この平面において、眼球の側から眼鏡レンズ４に突き当たる軸方向に平行な光線は、ｘ断面及びｙ断面の両方において交差する。これらの光線は、図１２では、連続的に描かれている。
【００９１】
このように、そこに適用される開口絞りはテレセントリック絞りとなり、すなわち、この配置により、眼球１４のテレセントリック照明が確保される。フレネル素子２４に対する斜めの入射の結果として、２つの屈折力、すなわち２つの係数ａ２０及びａ０２も又、ｘ断面及びｙ断面において異なる大きさを有する。本発明によれば、２つの係数は、従来の眼鏡形状の場合、０．００１＜｜ａ２０，ａ０２｜＜０．０５の範囲にある。
【００９２】
テレセントリック絞り２３の形状は任意であり得る。好ましくは、円形、楕円形、正方形又は矩形である。
【００９３】
絞り結像を改善するために、面のさらなる係数を使用することができ、又は、面のさらなる係数は、結像光源６の収差を低減させるために最適化される。実際には、この設計により、具体的な用途の要件に応じて２つの要件を調節する。
【００９４】
フレネルフランク２８のフランク高さｈＦは、好ましくは、０．０２ｍｍ＜ｈＦ＜１ｍｍの範囲にある。フレネルフランク２８の高さが低すぎることにより、あり得る回折効果のために結像が乱される。高すぎるフレネルフランク２８の高さは、照明分布の妨害変調として可視である可能性がある。
【００９５】
好ましくは、眼球側の開口数は、０．０５〜０．５の範囲、特に好ましくは０．１〜０．２５の範囲にある。眼球の上の光源６の像１６の直径Ｄは、０．１ｍｍ＜Ｄ＜１５ｍｍ、特に１ｍｍ＜Ｄ＜１５ｍｍ及び特に好ましくは２ｍｍ＜Ｄ＜１０ｍｍである。直径Ｄは、円形像１６の直径を記述する。像１６が円形でないとすれば、直径Ｄは、像１６が完全に含まれる最小の円の直径を記述する。
【００９６】
光スポット１６又は像１６の形状は、円形、楕円形、矩形、正方形又は他の任意の形状であり得る。これは、技術によって利用可能となる光源又は拡散スクリーンによって実現することができる。焦点１６において提供されるエネルギーは、好ましくは、１ｍＷ〜２００ｍＷの範囲、特に好ましくは１０ｍＷ〜１００ｍＷの範囲にある。正確な寸法は、インプラント２のエネルギー要件、生物学的限界、及び装着者に好都合の眼球の回転角度を考慮して実施することができる。
【００９７】
ここで記載する照明構成の場合、光焦点１６は、好ましくは、眼鏡レンズ４から１０ｍｍ〜２５ｍｍの距離、特に好ましくは１２ｍｍ〜２０ｍｍの距離を有する。
【００９８】
さらに、光焦点１６は、眼鏡レンズ４から１２ｍｍ〜３５ｍｍの距離、特に好ましくは２３ｍｍ〜２７ｍｍの距離を有することができる。
【００９９】
眼鏡レンズ４の内部における全反射の回数は、好ましくは１回の全反射〜５回の全反射で変更することができる。
【０１００】
眼鏡レンズ４の基材の屈折率は、内部における全反射の条件が満たされる限り、その機能に対して名目上決定的ではない。したがって、１．４より大きい、特に１．６より大きい、高い屈折率を有する透明な基材が好ましい。眼鏡レンズ４における光導波路が、全反射ではなく、正面１１及び／若しくは背面１２に又は正面１１及び／若しくは背面１２から間隔を空けて位置する反射層によって実施される場合、屈折率は、眼鏡レンズ４における光導波路に影響を与えない。
【０１０１】
眼鏡レンズ４の材料は、それぞれの透過率が考慮される照明波長に対して十分に高いとすれば、光学ガラス又は光学プラスチックであり得る。プラスチックは、重量が低いために好ましい。あり得る材料としては、たとえば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、Ｚｅｏｎｅｘ又はＣＲ３９が挙げられる。
【０１０２】
フレネル素子２４による偏向の結果として結像回折構造（たとえば、表面格子又は体積型ホログラム）に基づく同様の解決法と比較して、著しく改善された結像性能が達成される。広視野及び大きい開口数を結像する場合に回折出力結合素子に基づく系に対して、照明系１の機能を制限する大きい収差が発生する。収差が発生するのは、結像式が、反射フレネル面２８による偏向と比較した場合、高い入射角での回折偏向に対して強力な非線形性を有するためである。
【０１０３】
好ましくは、フレネル面２８の屈折力は、ｘ断面及びｙ断面において異なる大きさを有する。眼球に近接する所定平面の焦点１６における光源６の実像を生成するために、眼鏡レンズ４の内部における光源６の虚像の焦点は、同様に、ｘ断面及びｙ断面において好適な差を有していなければならず、すなわち、フレネル面２８に好適に提供されなければならない。したがって、光源側結像光学ユニットは、同様に、光源６で開始するビーム１０が２つの方位の間の要求される焦点オフセットを受けるように、ｘ断面及びｙ断面において異なる屈折力を有していなければならない。
【０１０４】
したがって、光源側結像光学ユニット２２は、ｘ断面及びｙ断面において異なる屈折力を有する少なくとも１つの面を備える。例として、これは、円筒面、異なる円筒状構成要素を有する自由曲面、又は軸外で使用される球面若しくは非球面によって実現することができる。ここで記載する実施形態では、これは、入力面２５及び出射面２７の両方で実現される。
【０１０５】
その結果、拡張光源６と眼球１４における光源６の像１６との間の結像倍率は、ｘ断面及びｙ断面において異なる値を有する。例として、眼球１４における光源６の円形像は、そのため、楕円形光源を必要とし、矩形像は、対応する矩形光源６を必要とする。この相違に対する主な原因は、フレネル面２４に発生する（体積型ホログラムによる変形と同様に）投影効果にある。
【０１０６】
具体的な形状は、光源６の目標とされる設計により達成することができ（すなわち、発光材料はすでにこの形状を有する）、又はより大きい光源６を絞りによって遮ることにより達成することができる。前者は技術的に複雑であり、後者は高い光損失をもたらす。
【０１０７】
しかしながら、効率的なレーザ光源６（ただし、その横方向の広がりは非常に小さい）の使用が、特に好ましい。そして、所望の広がりは、拡散スクリーンを使用して達成することができる。本発明によれば、投影効果は、この場合、目標とされるように利用される。すなわち、低速軸及び高速軸を有する半導体レーザダイオード６が使用される（すなわち、レーザ光源から出射する放射線１０の発散角度は、互いに垂直であり且つ伝播方向に対して垂直である２つの軸に沿って異なる大きさを有する）。通常、技術によって利用可能となるレーザ光源６はこの効果を有する。こうしたレーザ光源のビーム１０が、図１５に概略的に示すように、単純な回転対称光学ユニット８によってコリメートされる場合、所望の楕円形領域が発生する。
【０１０８】
図１６に概略的に示すように、ビーム１０は、拡散スクリーン２９により拡張光源に変換することができ、その放射特性はさらに同様に変更することができる。
【０１０９】
別法として、図１７に示すように、所望の拡張光源を提供するために、ビーム１０を放射する光源６の下流に、光を再分散させる非球体３０、自由度が低い自由曲面３１及び拡散スクリーン２９をこの順序で配置することができる。
【０１１０】
レーザ光源６の発散は、好ましくは、１．５〜４倍で異なる。光源６は、好ましくは、可視スペクトル域外の光、特に好ましくは、５０ｎｍ未満の半値全幅を有する狭帯域光を提供する。
【０１１１】
図１８は、本発明による照明装置１のさらなる実施形態を示す。照明装置１は、光源６、コリメーション光学ユニット８、偏向プリズム９、結像面３３を有する入力結合プリズム３２、眼鏡レンズ４、及び眼鏡レンズ４に埋め込まれたダイクロイックスプリッタ層３４を備える。光源６の発散放射線１０は、コリメーション光学ユニット８によって実質的に平行なビーム１０に形状が変えられ、その後、偏向プリズム９によって眼鏡レンズ４の方向に偏向される。前記眼鏡レンズは、結像面３３を有する入力結合プリズム３２を備え、その結果、眼鏡レンズ４内にビーム１０が集束される。ビームは、前記眼鏡レンズにおいて、全反射により誘導され、最終的に、埋め込まれたダイクロイックスプリッタ層３４によって眼球１４に向かう方向に向けられる。
【０１１２】
スプリッタ層３４は、そこを通る可能な限り乱されない視線を可能にするために、好ましくはダイクロイックコーティングを有する。すなわち、インプラント２を照明するために必要な波長域は、十分に大きい（たとえば、５０％を超える）程度まで反射される。対照的に、可視スペクトル域又はその少なくとも一部は、十分に大きい程度（たとえば≧５０％）まで伝達される。
【０１１３】
スプリッタ層３４は、同じ理由で眼鏡レンズ４に埋め込まれる。すなわち、スプリッタ層３４の光学的に有効な面は、眼鏡レンズ４の内部に位置し、可視スペクトル域に同じか又はおよそ同じ屈折率を有する２つの媒体の間に組み込まれる。例として、スプリッタ層の前及び後の屈折率の差は０．０１未満である。
【０１１４】
埋め込まれたミラー３４とも呼ぶことができる埋め込まれたスプリッタ層３４は、好ましくは、結像スプリッタ層３４として又は結像ミラー３４として具現化される。最も単純な場合、スプリッタ層３４は球形状を有する。しかしながら、それは又、非球形状も有することができ、又は、自由曲面ミラーとして具現化することができる。入力結合側における必要な自由径を低減させるように、スプリッタ層３４の結像機能が使用される。結像機能が省かれる場合、米国特許第９，４７９，９０２Ｂ２号明細書に示されているように、仮想焦点３５の発散及び／又は焦点の調整範囲を制限するか、又は、入力結合側により広い接地空間を必要とする光学ユニットを使用することが必要である。
【０１１５】
スプリッタ層３４は、好ましくは、眼球に向かって又は背面１２に向かって凹状湾曲を有する。曲率半径は、好ましくは、２５ｍｍ〜２００ｍｍ、特に好ましくは４５ｍｍ〜７５ｍｍにある。
【０１１６】
出力結合ミラー３４の偏向角は、好ましくは、光線が眼鏡レンズ４の内部において全反射により誘導されるように選択される。眼鏡レンズ４における光線の入射角が小さすぎる場合、全反射は可能でなくなる。入射角が大きすぎる場合、眼鏡レンズ４の製造交差に対する系の感度が増大する。
【０１１７】
したがって、眼鏡レンズ４の光線の入射角は、好ましくは、４５°〜８５°、特に好ましくは６０°〜７０°にある。したがって、ミラー４１の入射角は、２２．５°〜４２．５°にある。
【０１１８】
眼鏡レンズ４は、眼鏡レンズ４における入射角が大きい場合、相対的に薄い設計を有することができる傾向があり、入射角が浅い場合、相対的に厚い眼鏡レンズ４が必要とされる。眼鏡レンズ４の厚さは、好ましくは１ｍｍ〜１０ｍｍ、特に好ましくは３ｍｍ〜５ｍｍにある。
【０１１９】
好ましくは、眼球側の開口数は、０．０２〜０．２の範囲、特に好ましくは０．０５〜０．１５の範囲にある。仮想焦点３５の横方向調整範囲は、好ましくは±０．５〜±５ｍｍにある。
【０１２０】
仮想光焦点３５に提供されるエネルギーは、好ましくは、１ｍＷ〜２００ｍＷの範囲、特に好ましくは１０ｍＷ〜１００ｍＷの範囲にある。正確な寸法決めは、インプラント２のエネルギー要件、生物学的限界、及び装着者に好都合な眼球の回転角度を考慮して実施することができる。
【０１２１】
眼球１４の瞳孔は、好ましくは、眼鏡レンズ４から１０ｍｍ〜２５ｍｍの距離、特に好ましくは１２ｍｍ〜２０ｍｍの距離を有する。
【０１２２】
仮想光焦点３５は、好ましくは、眼球１４の瞳孔から１５ｍｍ〜５０ｍｍの距離、特に好ましくは２０ｍｍ〜３０ｍｍの距離を有する。
【０１２３】
眼鏡レンズの内部における全反射の回数は、好ましくは、１回の全反射〜１０回の全反射で変更することができる。
【０１２４】
眼鏡レンズ４の基材の屈折率は、内部における全反射の条件が依然として満たされる限り、その機能に対して名目上決定的ではない。したがって、１．４より大きい、特に好ましくは１．６より大きい屈折率を有する透明な基材が好ましい。眼鏡レンズ４における光導波路が、全反射ではなく、正面１１及び／若しくは背面１２に又は正面１１及び／若しくは背面１２から間隔を空けて設けられる反射層によって実施される場合、屈折率は、光導波路に関して自由に選択することができる。
【０１２５】
眼鏡基材の材料は、それぞれの透過率が考慮される照明波長に対して十分に高いとすれば、光学ガラス又は光学プラスチックであり得る。プラスチックは、重量が低いために好ましい。あり得る材料としては、たとえば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、Ｚｅｏｎｅｘ又はＣＲ３８が挙げられる。
【０１２６】
効率的なレーザ光源は、好ましい光源６である。技術によって利用可能となる半導体レーザダイオード６は、光源６から出射する放射線１０の異なる方位に対して異なる発散角を有する。この影響を補償するために、レーザ光源６の下流で高速軸コリメータ（図示せず）を使用することができる。
【０１２７】
光源６は、好ましくは、可視スペクトル域外の光を利用可能とする。５０ｎｍ未満の半値全幅を有する狭帯域光が特に好ましい。
【０１２８】
狭帯域の偏光された光により、その効率が、通常、広いスペクトル及び角度範囲に作用しているときに低下するため、出力結合ミラー３４における埋め込まれたダイクロイックスプリッタ層の生成が簡略化する。
【０１２９】
強制的ではないが、光源６は、好ましくは、直線偏光された光を放射する。特に好ましくは、直線偏光は、ダイオード６の低速（短）軸にわたる平面に対して垂直に位置する。この偏光に対して、典型的な埋め込まれたダイクロイック素子が特に効率的である。技術によって利用可能となるレーザダイオード６の場合のように、偏光がこの好ましい軸に対して垂直である場合、本発明により、ビーム経路に沿って位相差板又はフィルム（λ／２プレート）を導入することができる。前記位相差板又はフィルムは、位相差板又はフィルムを通過した後に偏光方向を回転させる。位相差板又はフィルムは、好ましくは、コリメートビーム内に、すなわち、たとえば、コリメーション光学ユニット８の下流に又は眼鏡レンズ４内に入力結合する前に導入される。
【０１３０】
光源６の光１０を実質的に平行なビームに変換するコリメーション光学ユニット８は、光方向において光源６の下流に位置する。この構成の利点は、距離の所定の変動にあり、その結果として、光学系７は、使用者の異なる頭部サイズに適合させることができる。
【０１３１】
コリメーション光学ユニット８は、屈折する（球面又は非球面レンズ）、反射する（結像ミラー）及び／又は回折する（結像回折素子）である実施形態を有することができる。
【０１３２】
眼鏡レンズ４の方向において眼鏡つるから出るようにコリメート光線１０を向ける偏向プリズム９は、コリメーション光学ユニット８の下流に配置される。プリズム９の設計は、眼鏡の所与の形状に適合される。
【０１３３】
その後、これに、眼鏡レンズ４内にコリメートレーザ光１０を集束させる、入力結合光学ユニット又は入力結合プリズム３２が続く。入力結合は、上述したように、所定回数の全反射の後に出力結合ミラー３４に突き当たるように好適な角度で実施される。入力結合光学ユニット３２の焦点距離は、結像埋込みミラー３４と併せて、光焦点１６が眼球１４の瞳孔から所望の距離で発生するように選択される。入力結合光学ユニット３２の焦点距離は、好ましくは２０ｍｍ〜１００ｍｍ、特に好ましくは３０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲にある。
【０１３４】
図１９に、図１８に示す実施形態の変更形態を示す。図１９によるこの変更形態では、光源６と眼球１４との間のビーム経路内への好適な箇所に、わずかな散乱角を有する拡散スクリーン３７が導入される。拡散スクリーン３７は、好ましくは、眼球の瞳孔に結合した平面において位置決めされる。本発明によれば、上述した焦点距離、眼鏡レンズ厚さ及び距離は、この平面が偏向プリズム８のわずかな距離上流で発生するように選択される。例として、この距離は、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ又は１０ｍｍであり得る。
【０１３５】
拡散スクリーン３７は、図１９の例示では関連する箇所に取り付けられている。符号が付されたビーム１０の光線には、拡散スクリーン３７において統計的な方向の変化が与えられる。したがって、眼鏡レンズ４と実質的に眼球１４の正面との両方に、拡大した光スポット１６が発生する。それにより、眼球１４の瞳孔平面におけるビーム格子は影響を受けない。
【０１３６】
図２０の例示は、眼球の瞳孔内への拡散スクリーン３７の結像を説明する。拡散スクリーン３７における１つの点で開始する複数の光線は、瞳孔平面におけるある点で再統合される。これは、図２０において実線によりある点に対して例示的に描かれている。
【０１３７】
図２１は、眼球の瞳孔における異なる入射角に対する系の最も可能性の高い調整を概略的に示す。レーザ光源６及び拡散スクリーン３７を備えるコリメーション光学ユニット８の機械的回転が、瞳孔平面における光線の仮想回転に変換される。その結果、眼球１４における光線の入射角が設定される。
【０１３８】
図２２は、スプリッタ層３４が平面、したがって非湾曲層として具現化されるさらなるイメージを示す。上述した実施形態とは対照的に、偏向ミラー３８は、レーザ光源６の下流に配置され、レーザ光源６は、任意選択的に、高速軸コリメータを備えることができる。偏向ミラー３８は、散乱機能を有することができ及び／又は傾斜可能であり得る。偏向ミラー３８の下流に、結像面を有するレンズ３９が配置される。結像面は、球面又は非球面であり得るか、又は、自由曲面としての実施形態を有することができる。レンズ３９の下流に、眼鏡レンズ４の背面１２から空隙４１により間隔を空けて配置されるくさび４０が配置される。光線１０は、空隙４１を介して眼鏡レンズ４に入り、全反射によってスプリッタ層３４まで誘導されるように、眼鏡レンズにおいて正面１１に形成された平面４２によって偏向される。
【０１３９】
図２３は、さらなる変更形態を示す。この場合も又、レーザ光源６は、必要な場合は高速軸コリメータを備えることができ、図２３の例示では、異なる調整状態が描かれている。光源６の下流に、結像面を有するレンズ４３が配置される。面は、球状又は非球状湾曲を有することができ、又は自由曲面として具現化することができる。ここでは、面４２は、球状又は非球状湾曲を有することができ、又は自由曲面として具現化することができる、結像ミラーとして具現化される。さらに、結像回折素子３６は、背面側１２に、この箇所で全反射に置き換わるように形成される。スプリッタ層３４の結像効果は、素子３６で置き換えることができる。このため、スプリッタ層３４は、たとえば、平面実施形態を有することができる。
【０１４０】
図２４に示す変更形態は、レンズ４３の代わりに２つのレンズ４４及び４５が配置されているという点で、図２３による実施形態とは異なる。レンズ４５は、平面と、球状に湾曲した、非球状に湾曲した又は自由曲面の面を備えることができる。レンズ４４は、好ましくは２つの湾曲面を備え、それらは、球状に又は非球状に湾曲したものとすることができ、又は自由曲面として具現化することができる。レーザ光源６とレンズ４４との間に、拡散スクリーン４６を位置決めすることができる。拡散スクリーン４６は、回転式配置を有することができる。これは、調整の目的で使用することができる。さらに、図２３の実施形態とは対照的に、結像回折素子３６ではなく湾曲ミラー３６’が設けられる。湾曲ミラー３６’は、眼鏡レンズ４の背面に具現化するか又は少なくとも部分的に埋め込むことができる。さらに、湾曲ミラー３６３６’は、ダイクロイックコーティングを有することができ、且つ／又は自由曲面ミラー３６’として具現化することができる。湾曲ミラー３６’は、スプリッタ層３４の結像効果に置き換わることができる。このため、スプリッタ層３４は、例えば、平面実施形態を有することができる。
【０１４１】
図２１〜図２４に関連して記載した調整可能性を使用して、少なくとも０．１ｍｍ又は少なくとも１．０ｍｍの横方向の広がりを有する仮想焦点３５を生成することも可能である。この目的で、必要なことは、ビーム１０の描かれた開始点の領域において、調整領域を覆う拡張光源、又は、調整領域を覆う散乱特性を有する光学素子（たとえば、拡散スクリーン、ホログラム及び／又は体積型ホログラム等）を配置することのみである。したがって、示された又は描かれたビーム１０のすべてが同時に生成され、その結果、横方向に拡張した仮想焦点３５が発生する。
【０１４２】
図２５に、少なくとも０．１ｍｍの横方向の広がりを有する仮想拡張光源又は焦点１６を生成する照明装置１のさらなる実施形態を概略的に示す。ここでは、第１レンズ４８の前方焦点に、点光源４７が配置される。したがって、点光源４７によって放射されるビーム１０は、第１レンズ４８の下流に配置された第２レンズ４９により、コリメートされ、眼球１４の前方の焦点１６に導かれる。第１レンズ４８と第２レンズ４９との間に位置する絞り５０がある。第２レンズ４９から絞りまでの距離は、絞り５０が眼球１４の虹彩Ｉの上に結像されるように選択される。絞り平面内に拡散スクリーン５１が導入されており、その結果、眼球１４の前方の焦点１６が、拡散スクリーン５１の発散に従って横方向に（すなわち、伝播方向に対して横切る方向に）拡大される。しかしながら、眼球の瞳孔Ｐ内に拡散スクリーン５１を結像することにより、虹彩Ｉにおいて光が遮断されない。好ましくは、焦点１６の横方向の広がりは、少なくとも０．１ｍｍであるようなものである。特に、焦点１６の横方向の広がりは直径Ｄを有することができ、好ましくは、０．１ｍｍ≦Ｄ≦１５ｍｍ、特に、１ｍｍ≦Ｄ≦１５ｍｍ及び特に好ましくは２ｍｍ≦Ｄ≦１０ｍｍである。焦点１６が円形でないとすると、直径Ｄは、焦点１６が完全に含まれる最小の円の直径を記述する。
【０１４３】
図２６は、照明装置１のさらなる実施形態を示す。構造は、図２５の実施形態による構造に実質的に対応する。拡散スクリーン５１のみが省略され、照明装置１は、光源４７の焦点１６が眼球１４の回転中心に結像されるように、使用者の眼球１４に関して位置決めされる。当然ながら、わずかな逸脱もあり得る。したがって、たとえば、焦点１６が、±１ｍｍ、±２ｍｍ、±３ｍｍ、±４ｍｍ又は±５ｍｍである回転中心１５の周囲の伝播方向に沿った領域に位置することが可能である。
【０１４４】
この実施形態では、結像される点光源４７の発散又は開口数は、光が依然として虹彩Ｉを通して網膜Ｎに達する、眼球１４の最大回転角度を決定する。網膜Ｎにおける照射される面は、眼球の瞳孔Ｐのサイズによって制限される。記載する実施形態は、照明すべきインプラント２が網膜の上に位置し、広範囲の眼球の回転角度が覆われるように意図されており、且つ、インプラント２自体が相対的に小さい横方向の広がりを有する場合、特に好ましい。
【０１４５】
図２７Ａ、図２７Ｂ、図２７Ｃ及び図２７Ｄは、眼球１４の異なる回転位置を示す。例示から明らかとなることは、眼球１４の回転が大きい場合であっても、網膜Ｎの上に同様のサイズの面が常に照明されるということである。ここでは、点線の光線は、眼球１４が存在しない（したがって空気中での）ビームの伝播を示す。それらの光線は、眼球１４の回転中心において交差する。破線の光線は、眼球の角膜Ｈ及び眼球の水晶体Ｌにおける屈折を考慮する。したがって、それらの焦点は、眼球１４の実際の機械的な回転中心からわずかにずれて位置する。網膜Ｎ上の照明される面は、図２６による実施形態では眼球１４の瞳孔径によって制限される。インプラント２は、所定サイズに達すると、その全体が照明されなくなる可能性がある。
【０１４６】
したがって、照明デバイス１は、点光源４７が、眼球の瞳孔Ｐの平面内に（又は、±１ｍｍ、±２ｍｍ、±３ｍｍ、±４ｍｍ又は±５ｍｍのビーム１０の伝播方向に沿った範囲内に）結像されるようにも、具現化することができる。そして、点光源４７の発散又は結像の開口数のみが、網膜Ｎ上に照明される面を決定する。その結果、非常に大きい網膜インプラント２であっても照明することができる。さらに、この構成は、眼球１４の横方向のずれに関連してわずかにより頑強である。この構成は、眼球１４の虹彩Ｉの瞳孔径の半分より小さい限り、網膜Ｎに照明される面を変化させない。こうした照明装置１の構造を図２８に概略的に示す。
【０１４７】
対照的に、虹彩Ｉにおける遮蔽は、眼球１４が回転する場合、特に虹彩Ｉが非常に小さい場合に迅速に発生する。したがって、記載した実施形態は、照明すべきインプラント２が網膜Ｎの上に位置する場合、インプラント２を動作させるために、網膜Ｎの上の非常に広い面を照明しなければならない場合、動作中に眼球１４のわずかな横方向の変位のみが予期される場合、及び、動作中、予測される眼の回転が同様に非常に小さい場合、特に好ましい。図２９Ａ、図２９Ｂ、図２９Ｃ及び図２９Ｄは、眼球の瞳孔Ｐの平面内への点光源の結像の変形における、眼球１４のさまざまな横方向の位置（さらに、図２９Ｄにおける同様の異なる回転位置）を示す。これらの例示から推測することができることは、網膜Ｎにおける照明される面のサイズが眼球の瞳孔Ｐによって制限されないということである。
【０１４８】
図３０は、照明デバイス１の実施形態を概略的に示す。そこでは、眼球１４内の湾曲面の上に拡張光源５２のビーム１０が結像される。例として、湾曲面は球面であり得る。この目的で、第１レンズ４８及び第２レンズ４９は、拡張光源５２の下流に配置され、光源５２から、眼球１４から及び互いからの前記第１レンズ及び第２レンズの距離は、所望の結像が生成されるように選択される。さらに、２つのレンズ４８及び４９の間に絞り５０が配置され、絞り５０は可変絞りとして具現化することができる。その結果、光源５２の発散及び網膜上の照明される面のサイズは、目標とされるように設定することができる。
【０１４９】
特に、湾曲面への拡張光源５２の結像は、軸方向焦点、すなわち光源５２の選択された点の像が眼球１４の瞳孔平面に位置するように実行することができる。拡張光源５２が結像される湾曲像面の曲率中心は、眼球１４の回転中心に位置することができる。こうした実施形態の結果として、図２５〜図２９による実施形態と比較して、眼内の局部出力密度を低減させることができる。
【０１５０】
網膜上の照明される面は、依然として、光源５２の発散、すなわち、結像の開口数によって決定され、したがって、瞳孔径によって制限されない。本発明による眼球１４の像面の湾曲及び向きの結果として、光源５２自体の像の広がりが十分に大きいとすれば、眼球が回転するとき、網膜Ｎの位置合せは変化しない。ここではエネルギーは、より広い面積にわたって分散され、すなわち、図２５〜図２９による実施形態と比較して放射強度が劇的に低下する。この系は又、拡張光源５２により横方向の眼球のずれに関してもわずかにより頑強である。
【０１５１】
この実施形態は、照明すべきインプラント２が網膜の上に位置する場合、インプラント２の動作のために網膜Ｎの上の広い面を照明しなければならない場合、動作中の予期される眼の回転が同様に大きい場合、必要な全体的な出力のために非常に限られた点光源を使用する場合に放射強度の関連する生物学的限界を超過する場合、及び、動作中に横方向の眼の変位がわずかであるか又は適度である傾向がある場合、特に好ましい。
【０１５２】
図３１Ａ〜図３１Ｄは、記載した照明の間の眼球の異なる位置（横方向位置及び回転位置）を示す。
【０１５３】
図３２は、図２６の実施形態の変更形態を示す。そこでは、拡張光源５２が眼球１４の回転中心に結像されるように、点光源４７ではなく拡張光源５２を利用する。したがって、回転中心のテレセントリック照明が存在し、そのため、結像における主光線はおよそ平行である。
【０１５４】
これにより、眼球１４が光源５２に関して横方向に変位する場合、眼球１４に提供される光分布は変化しないことが確実になる。眼球１４の回転角度が大きい場合であっても、照明は、眼球１４の回転中心１５への結像のために可能であり続ける。拡張光源５２により、放射強度を低くすることができる。
【０１５５】
この実施形態は、照明すべきインプラント２が網膜の上に位置し、広範囲の眼球の回転角度が包含されるように意図されている場合、インプラント自体が比較的小さい横方向の広がりを有する場合、及び、必要な全体的な出力のために非常に限られた点光源を使用する場合に放射強度の関連する生物学的限界を超過する場合、特に好ましい。
【０１５６】
光源５２は、第１レンズ４８の前方焦点に位置し、眼球１４の回転中心５０は、第２レンズ４９の後方焦点に位置する。したがって、光源５２は、回転中心１５に結像される。さらに、結像に使用される主光線が眼球１４の上に平行に入射するように、第２レンズ４９の前方焦点にテレセントリック絞り５０が位置する。
【０１５７】
図３３Ａ〜図３３Ｄは、眼球１４のさまざまな位置に対するこの例示を概略的に示す。
【０１５８】
図３４は、図３２による実施形態の変更形態を示す。焦点１６が眼球１４の瞳孔平面Ｐに位置するように、距離が選択される。したがって、眼球１４の瞳孔平面内への拡張光源５２のテレセントリック結像が実現され、その結果、眼球１４の横方向の変位に関して照明は頑強である。さらに、網膜Ｎの上の照明される面は、眼球１４の虹彩によって制限されなくなる。むしろ、この領域のサイズは、採用される発散又は結像の開口数によって目標とされるように設定することができる。例として、これは、網膜の上のインプラント２の不要な難題を回避することができる。
【０１５９】
この実施形態は、照明すべきインプラント２が網膜の上に位置する場合、インプラント２の動作のために網膜Ｎ上の非常に広い面を照明しなければならない場合、動作中に眼球の非常に大きい横方向の変位が予期される場合、動作中の予期される眼球の回転が適度である場合、必要な全体的な出力のために非常に限られた点光源を使用する場合に放射強度の関連する生物学的限界を超過する場合、エネルギー収支が、及び、ほとんど難題なしに網膜上に可能な限り鮮明に境界が定められるエネルギー分布を必要とする場合、特に好ましい。
【０１６０】
図３５Ａ〜図３５Ｃは、眼球の瞳孔平面への拡張光源のこのテレセントリック結像の場合の眼球の異なる位置（横方向位置及び回転位置）を示す。
【０１６１】
さらに、照明装置は、眼球１４の回転中心１５への拡張光源の非テレセントリック結像が実施されるように具現化することができる。例として、これは、無限に結像されていない照明系に存在する絞り５０によって達成することができる。例として、これは、照明が、たとえば眼鏡の形態で、頭部の上に装着される、わずかな設置スペースを有する光学系により達成されるべきである場合、有利である。そして、照明系の絞りは、眼鏡基材に直接位置することができ、眼球の広範囲の回転角度を包含することができるにも関わらず、眼鏡に必要な眼鏡断面を最小限にする。
【０１６２】
こうした実施形態は、照明すべきインプラント２が網膜の上に位置し、プロセスにおいて眼球の広範囲の回転角度が包含されるように意図される場合、しかしながら、インプラント２自体が比較的小さい横方向の広がりを有する場合、必要な全体的な出力のために十分に開発されていない点光源を使用する場合に放射強度の関連する生物学的限界を超過する場合、動作中に、予期される眼球１４の横方向変位が適度である傾向がある場合、及び、照明光学系の設置スペースが可能な限り小型であるべきである場合、特に好ましい。
【０１６３】
図３６Ａ〜図３６Ｃは、こうした照明の場合の眼球の異なる位置を示す。
【０１６４】
すでに記載したように、照明装置１の記載した実施形態は、使用者の頭部に装着可能であるものとして具現化することができる。特に、それらは、眼鏡の形態で具現化することができる。当然ながら、光源６は、図１に示すように、右の眼鏡つるにのみ形成することができるのではなく、左の眼鏡つるに別法として又はさらに形成することができる。この場合、左の眼鏡つるにおける光源の照明放射線による照明は、好ましくは、第１眼鏡レンズ４のものと対応する実施形態（好ましくは、第１眼鏡レンズに関連する忠実に反映された実施形態）を有することができる第２眼鏡レンズ５によって実施することができる。
【０１６５】
しかしながら、照明装置１は、別個の器具としても具現化することができる（図３７）。その正面に使用者がたとえば着席し、その後、照明光学ユニット７を熟視する。例として、これは、観察すべき目標点を表示することによって実現することができる。さらに、眼科医のところで検査器具に対して標準的であるように、器具の上に又は器具から一定距離に、別法として又はさらに、支え３（たとえば、ヘッドレスト）を形成することができる。
【０１６６】
ここまで、本発明による照明装置は、常に、眼インプラント２のエネルギー供給に記載した。しかしながら、代替的に、又はそれに加えて、照明装置を使用して眼インプラント２と通信することも可能である。この目的で、ビーム１０はたとえば変調される（例として、強度変調及び／又は周波数変調を実行することができる）。したがって、眼インプラントにデータを転送することができる。１つの展開において、照明装置１と眼インプラント２との間の双方向通信も又可能である。
【図１】
2020512865.tif 000004
【図２】
2020512865.tif 000005
【図３】
2020512865.tif 000006
【図４】
2020512865.tif 000007
【図５】
2020512865.tif 000008
【図６】
2020512865.tif 000009
【図７】
2020512865.tif 000010
【図８】
2020512865.tif 000011
【図９Ａ】
2020512865.tif 000012
【図９Ｂ】
2020512865.tif 000013
【図１０Ａ】
2020512865.tif 000014
【図１０Ｂ】
2020512865.tif 000015
【図１１】
2020512865.tif 000016
【図１２】
2020512865.tif 000017
【図１３】
2020512865.tif 000018
【図１４】
2020512865.tif 000019
【図１５】
2020512865.tif 000020
【図１６】
2020512865.tif 000021
【図１７】
2020512865.tif 000022
【図１８】
2020512865.tif 000023
【図１９】
2020512865.tif 000024
【図２０】
2020512865.tif 000025
【図２１】
2020512865.tif 000026
【図２２】
2020512865.tif 000027
【図２３】
2020512865.tif 000028
【図２４】
2020512865.tif 000029
【図２５】
2020512865.tif 000030
【図２６】
2020512865.tif 000031
【図２７Ａ】
2020512865.tif 000032
【図２７Ｂ】
2020512865.tif 000033
【図２７ｃ】
2020512865.tif 000034
【図２７ｄ】
2020512865.tif 000035
【図２８】
2020512865.tif 000036
【図２９Ａ】
2020512865.tif 000037
【図２９Ｂ】
2020512865.tif 000038
【図２９Ｃ】
2020512865.tif 000039
【図２９Ｄ】
2020512865.tif 000040
【図２９Ｅ】
2020512865.tif 000041
【図３０】
2020512865.tif 000042
【図３１Ａ】
2020512865.tif 000043
【図３１Ｂ】
2020512865.tif 000044
【図３１Ｃ】
2020512865.tif 000045
【図３１Ｄ】
2020512865.tif 000046
【図３２】
2020512865.tif 000047
【図３３Ａ】
2020512865.tif 000048
【図３３Ｂ】
2020512865.tif 000049
【図３３Ｃ】
2020512865.tif 000050
【図３３Ｄ】
2020512865.tif 000051
【図３４】
2020512865.tif 000052
【図３５Ａ】
2020512865.tif 000053
【図３５Ｂ】
2020512865.tif 000054
【図３５Ｃ】
2020512865.tif 000055
【図３６Ａ】
2020512865.tif 000056
【図３６Ｂ】
2020512865.tif 000057
【図３６Ｃ】
2020512865.tif 000058
【図３７】
2020512865.tif 000059
【国際調査報告】
2020512865.tif 000060
2020512865.tif 000061
2020512865.tif 000062
2020512865.tif 000063
2020512865.tif 000064