特許 7453243 光源の放射パワーについての命令法則を使用してオプトジェネティクス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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(54)【発明の名称】光源の放射パワーについての命令法則を使用してオプトジェネティクス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

(51)【国際特許分類】

   A61F 9/007 20060101AFI20240312BHJP

【ＦＩ】

A61F9/007 190A

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021545764

(86)(22)【出願日】2020-02-04

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-03-25

(86)【国際出願番号】 EP2020052696

(87)【国際公開番号】W WO2020161112

(87)【国際公開日】2020-08-13

【審査請求日】2023-01-04

(31)【優先権主張番号】19305135.6

(32)【優先日】2019-02-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】518445724

【氏名又は名称】ジェンサイト・バイオロジクス

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ジョエル・シャヴァス

(72)【発明者】

【氏名】フランチェスコ・ガルッピ

(72)【発明者】

【氏名】シャルリ・ガレ

【審査官】松江 雅人

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１７－５３０７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１９２３３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｆ ９／００７－９／００８

Ａ６１Ｂ ３／１１３

Ａ６１Ｆ ２／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

装着者の眼（２８）の少なくとも一部に光ビーム（３８）を投影するように適合されるデバイス（４０）を制御するためのコンピュータが実施する方法であって、前記デバイス（４０）が、光源（５２）を備える光学モジュール（４８）を有し、瞳孔（３２）が前記眼（２８）の前記一部に対して定義されており、
前記方法が、
前記瞳孔（３２）のサイズ（Ｄ）を提供するステップと、
前記光源（５２）の放射パワーの命令法則を決定するステップであって、前記命令法則が前記提供された瞳孔サイズ（Ｄ）に基づいて決定される、ステップと、
前記決定された命令法則を前記光源（５２）に送信するステップと、
を備え、
最高光強度および最低光強度が前記眼（２８）の前記一部に対して定義され、前記決定するステップにおいて、前記命令法則がさらに、前記最高光強度および最低光強度の群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存し、前記最高光強度および前記最低光強度の各々が、前記眼（２８）の前記一部において空間的に変動する、方法。

【請求項2】

前記決定するステップにおいて、前記命令法則が、前記光源（５２）の前記放射パワーの経時的な変動をもたらす、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記決定するステップにおいて、前記命令法則が少なくとも１つの追加のパラメータに依存し、前記追加のパラメータが、
前記眼（２８）の疾患に関係するパラメータ、
前記眼（２８）の中のインプラントに関係するパラメータ、
前記眼（２８）に関係するパラメータ、および
使用される前記デバイス（４０）に関係するパラメータ
からなる群に属する、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記決定するステップにおいて、前記命令法則がさらに、前記提供されたサイズおよび提供された相対的な位置に依存し、
前記相対的な位置が、前記光ビーム（３８）に関する前記瞳孔（３２）の位置である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

決定する前記ステップにおいて、前記命令法則がさらに、前記光ビーム（３８）によって投影されるべき画像のサイズに依存する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記瞳孔（３２）の前記サイズがサイズ変動関数に従って変動し、
前記決定するステップにおいて、前記命令法則がさらに前記サイズ変動関数に依存する、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

光量が前記眼（２８）の前記一部に対して定義され、
前記決定するステップにおいて、前記命令法則がさらに前記光量に依存する、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

あらかじめ定められた光強度が前記眼（２８）の前記一部に対して定義され、
前記命令法則がさらに前記あらかじめ定められた光強度に依存する、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

あらかじめ定められた光波長範囲が前記眼（２８）の前記一部に対して定義され、
前記命令法則がさらに前記あらかじめ定められた光波長範囲に依存する、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

網膜に対する最高光強度および角膜に対する最高光強度が定義され、
前記命令法則がさらに、前記網膜に対する前記最高光強度および前記角膜に対する前記最高光強度の群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存する、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

ウェアラブルデバイス（４０）の装着者の眼（２８）の少なくとも一部に光ビーム（３８）を投影するように適合されるウェアラブルデバイス（４０）であって、
前記ウェアラブルデバイス（４０）が、光源（５２）を備える光学モジュール（４８）を有し、瞳孔（３２）が前記眼（２８）の前記一部に対して定義されており、
前記ウェアラブルデバイス（４０）が、
前記瞳孔（３２）のサイズを提供するように適合されるモジュール（４２）と、
前記光源（５２）の放射パワーの命令法則を決定するように適合されるデータ処理ユニット（１６）であって、前記命令法則が前記提供された瞳孔サイズ（Ｄ）に基づいて決定される、データ処理ユニット（１６）と、
前記決定された命令法則を前記光源（５２）に送信するように適合される命令モジュール（５０）と、
を備え、
最高光強度および最低光強度が前記眼（２８）の前記一部に対して定義され、前記命令法則がさらに、前記最高光強度および前記最低光強度の群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存し、前記最高光強度および前記最低光強度の各々が、前記眼（２８）の前記一部において空間的に変動する、ウェアラブルデバイス（４０）。

【請求項12】

適切なコンピュータデバイス上で実行されると、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法のステップを行うための命令を備える、コンピュータプログラム製品（１２）。

【請求項13】

請求項１２によるコンピュータプログラム製品（１４）が符号化されている、コンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、装着者の眼の少なくとも一部に光ビームを投影するように適合されるデバイスを制御するための、コンピュータで実施される方法に関する。装着者は前記デバイスを装着することが意図される。本発明は、関連するコンピュータプログラム製品と、コンピュータプログラム製品を記憶するように適合されるコンピュータ可読媒体とに関する。本発明はまた、光ビームを投影するように適合されるウェアラブルデバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

網膜は光受容体からなり、光受容体は光伝達により網膜の光感受性を担う高度に特化したニューロンであり、光伝達とはすなわち、視覚系の中で一連の事象を伝える電気信号および化学信号へと光を変換し、最終的に現実世界を表現するものを生成することである。脊椎動物の網膜では、光伝達は、光感知受容体タンパク質であるロドプシンの活性化により開始される。

【0003】

網膜色素変性症（ＲＰ）または黄斑変性症（ＭＤ）の場合などにおける、光受容体の喪失または劣化は、網膜内での視覚情報の光伝達を、完全には阻害しないとしても大きく損なう。光受容体細胞の喪失および／または光受容体細胞機能の喪失は、視力低下、光感受性低下、および視力喪失の主な原因である。

【0004】

遺伝子療法、幹細胞療法、オプトジェネティクス、および人工網膜を含む、網膜変性疾患を対象とするいくつかの治療法が現在開発中である。

【0005】

たとえば、オプトジェネティクスと呼ばれる、遺伝子工学および神経工学により脳内の他のニューロンに影響を及ぼすことなく定められたニューロンの集団の活動を制御することによって、被験者の網膜の光感受性を回復させることが提案されている。欠陥のある遺伝子を置換もしくは修復することを試みる、またはタンパク質の欠陥もしくは機能障害の修正を通じて遺伝的な欠陥を回避することを試みる従来の遺伝子療法とは対照的に、オプトジェネティクス法は、網膜内の普通は光を感知しない細胞に光へ応答する能力を与え、そうして患者にとって有益な視力を回復させるために使用され得る。双極細胞または神経節細胞に細胞外から電気的な刺激を与える網膜チップインプラントと異なり、オプトジェネティクスに基づく療法は、細胞内部から細胞を刺激する。

【0006】

オプトジェネティクスは、生きている組織の特定の細胞内での明確な事象を制御するために、遺伝学と光学を組み合わせることを指す。オプトジェネティクスは、（ｉ）標的細胞を遺伝的に改変して、細胞膜において外因性の光反応タンパク質を発現させることにより標的細胞が光を感知するようにすることと、（ｉｉ）前記光反応タンパク質に光を与えることが可能な照射デバイスを設けることとからなる。

【0007】

外因性の光反応タンパク質の例は、特許文献１、特許文献２、または特許文献３おいて提供され、これらは、光により活性化されるイオンチャネルおよびポンプ（たとえば、チャネルロドプシン２［ＣｈＲ２］、ハロロドプシン［ＮｐＨＲ］）を符号化する植物および微生物（たとえば、古細菌、バクテリア、および菌類）由来のオプシン遺伝子を使用することを記述しており、そのオプシン遺伝子は、哺乳類のニューロンにおいて発現するように設計され、ウイルスベクターを使用して特定の神経集団を遺伝的に標的とすることができる。適切な波長の光に曝されると、オプシンを発現するニューロンにおいて活動電位を発生させることができ、それにより、これらの細胞に光感受性を与える。同様に、特許文献４は、新たなチャネルロドプシンであるＣｈｒｏｎｏｓおよびＣｈｒｉｍｓｏｎを開示しており、これらは、最新技術（たとえば、ＣｈＲ２／ＶＣｈＲ１）と異なる互いに異なる活性化スペクトルを有し、異なる細胞において異なる活性化スペクトルが遺伝的に発現されるようにチャネルを発現させ、そして異なる色の光を組織に照射することにより、同じ組織において異なる細胞のセットを脱分極させるために、複数の別個の波長の光が使用されることを可能にする。特許文献５において開示される光反応タンパク質が、別の代替形態である。

【0008】

オプトジェネティクスは、たとえばヒトを含む生きている動物の、特に眼の神経機能を回復させるために使用できる、選択的な神経の活性化／阻害のための極めて強力な道具である。

【0009】

しかしながら、選択された光の波長が光反応タンパク質の最適な波長に近くなければならないこと、および、これらの光反応タンパク質の光に対する感受性が非常に低くなければならないことが示されている。したがって、光により最低限のレベルのタンパク質の活性化を得るには、標的細胞またはタンパク質により受け取られる光の強度がある最低値を超えなければならない。結果として、正しい波長において十分な放射を提供する外部デバイスが必須である。

【0010】

代替的に、人工視覚システムによりこれらの患者の視覚を少なくとも部分的に回復させることが提案されている。これらのシステムは、網膜インプラントを備えており、網膜組織の一部が変性していても網膜の大部分は健全なままであることがあり光に依存した電気的な刺激により依然として直接刺激され得るという事実を利用することにより、盲目の視覚障害のあるユーザのために、一定の視覚と方向の感覚を少なくとも部分的に再建するための有用な道具である。通常、網膜インプラントが患者の眼に移植され、光刺激により残存する神経細胞の電気的な興奮を引き起こす。刺激されると、これらの残存する神経細胞は、人工的に引き起こされた電気的インパルスを、視神経を通じて脳の視覚野に伝える。

【0011】

網膜インプラントは、網膜上および網膜下という２つのカテゴリに大まかに分けることができる。網膜上デバイスは、網膜の内側表面に接して、またはその近くに配置され、すなわち、入射光に最初に曝されそれに沿って神経節細胞の神経線維が視神経へとつながる、網膜の側に配置される。網膜上インプラントは通常、眼のレンズを通じて網膜上へ外眼デバイス（通常は入射光をデコードするためのカメラおよびマイクロエレクトロニクス回路）により投影される画像を受け取ることが可能な複数の画素素子を伴うチップを備え、これは、画像を電気信号に変換し、複数の刺激電極を介してさらにその信号を電気的な刺激へと変換してチップに隣接する網膜細胞を刺激し、それにより、盲目のまたは部分的に盲目の患者の視力を復元または改善するためのものである。対照的に、網膜下デバイスは、網膜の下に、すなわち網膜と背後にある網膜色素上皮または他のより奥の組織との間に配置される。現在利用可能な網膜下技術は、単一の硬く通常は平面のチップのインプラントに依存している。広い視野を覆うには、１つより多くのチップを移植できることが望ましいことがさらに示されている。

【0012】

人工網膜およびオプトジェネティクス療法は、２つの主要な構成要素に依存している。網膜に接して設計される第１の構成要素は、標的網膜細胞の膜電位の変化をもたらすことにより、光感受性を提供する。これは、人工網膜システムではインプラントであり、またはオプトジェネティクス療法では網膜細胞へ遺伝的に導入される光で開閉するイオンチャネルタンパク質である。第２の構成要素は、視覚情報（カメラまたはフォトダイオードのアレイにより通常は取得される）を符号化し、それをより前の構成要素により必要とされる入力信号に変換することが求められる。人工網膜では、入力信号は、活性化した電極のマトリクスによりもたらされる電流、または受動的な構成要素を活性化させることが可能な光のパルスである。オプトジェネティクス遺伝子療法では、もたらされる入力信号は、ある定められた時空間的な方法でオプトジェネティックタンパク質を活性化させるために必要とされる、適切な強度および波長をもつ光のパルスである。

【0013】

特許文献６は、選択された複数波長の光に眼を曝して、損傷したまたは疾患のある眼の組織の回復を促すための、眼科的な光療法デバイス、システム、および治療方法を開示する。このデバイスは、内側を有するハウジングと、ハウジングに接して配設されるアイピースと、第１の治療波長を有する第１の光ビームを生成しハウジング内に配設される第１の光源と、第２の治療波長を有する第２の光ビームを生成しハウジング内に配設される第２の光源とを含み、第２の治療波長は少なくとも２５ナノメートル（ｎｍ）だけ第１の治療波長と異なる。

【0014】

これらの解決法はいずれも、完全な快適性と知覚を装着者にもたらさない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【文献】国際公開第２００７／０２４３９１号

【文献】国際公開第２００８／０２２７７２号

【文献】国際公開第２００９／１２７７０５号

【文献】国際公開第２０１３／０７１２３１号

【文献】国際公開第２０１７／１８７２７２号

【文献】国際公開第２０１６／０４０５３４号

【非特許文献】

【0016】

【文献】ＥＮ ＩＳＯ １５００４－２：２００７「Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ － Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｐａｒｔ ２： Ｌｉｇｈｔ ｈａｚａｒｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ」

【文献】ＥＮ ＩＳＯ ６２４７１「Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｌａｍｐｓ ａｎｄ ｌａｍｐ ｓｙｓｔｅｍｓ」

【文献】ＡＮＳＩ Ｚ１３６－１：２０１４「Ｓａｆｅ Ｕｓｅ ｏｆ Ｌａｓｅｒｓ」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

したがって、改善された快適性と知覚を得ることを可能にする、装着者の眼に画像を投影するための方法が必要である。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本明細書は、装着者の眼の少なくとも一部に光ビームを投影するように適合されるデバイスを制御するためのコンピュータで実施される方法を説明し、デバイスは、光源を備える光学モジュールを有し、瞳孔は、眼のその一部に対して定義されており、方法は、瞳孔のサイズを提供するステップと、光源の放射パワーの命令法則を決定するステップであって、命令法則が提供された瞳孔サイズに基づいて決定される、ステップと、決定された命令法則を光源に送信するステップとを備え、最高光強度および最低光強度は眼のその一部に対して定義され、決定するステップにおいて、命令法則はさらに、最高光強度および最低光強度の群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存し、最高光強度および最低光強度の各々が、眼のその一部において空間的に変動する。

【0019】

最低光強度は、眼のその一部への光量が安全閾値未満であることを保証するために、光源の放射パワーをそれに従って適合することを可能にする。その上、最高光強度は、光ビームの各部分の効率的な照射を得るために、光源の放射パワーをそれに従って適合することを可能にする。

【0020】

その上、最低光強度および最高光強度が眼のその一部において空間的に変動するという事実に従って、光源の放射パワーが適合される。これは、眼に対する安全規制を守りながら、眼のその一部の各部分への最適化された照射をもたらす。

【0021】

したがって、本発明の制御するための方法は、より安全でありより効率的である。

【0022】

必須ではないが有利なさらなる態様によれば、光を投影するための方法は、任意の技術的に許容される組合せとともに、以下の特徴のうちの１つまたはいくつかを組み込む。
－決定するステップにおいて、命令法則が、光源の放射パワーの経時的な変化をもたらす。
－決定するステップにおいて、命令法則が少なくとも１つの追加のパラメータに依存し、追加のパラメータが、眼の疾患に関係するパラメータ、眼の中のインプラントに関係するパラメータ、眼に関係するパラメータ、および使用されるデバイスに関係するパラメータからなる群に属する。
－決定するステップにおいて、命令法則がさらに、提供されたサイズおよび提供された相対的な位置に依存し、相対的な位置は光ビームに対する瞳孔の位置である。
－決定するステップにおいて、命令法則がさらに、光ビームによって投影されるべき画像のサイズに依存する。
－瞳孔のサイズがサイズ変動関数に従って変化し、決定するステップにおいて、命令法則がさらにサイズ変動関数に依存する。
－光量が眼のその一部に対して定義され、決定するステップにおいて、命令法則がさらに光量に依存する。
－あらかじめ定められた光強度が眼のその一部に対して定義され、命令法則がさらにあらかじめ定められた光強度に依存する。
－あらかじめ定められた光波長範囲が眼のその一部に対して定義され、命令法則がさらにあらかじめ定められた光波長範囲に依存する。
－網膜に対する最高光強度および角膜に対する最高光強度が定義され、命令法則がさらに、網膜に対する最高光強度および角膜に対する最高光強度の群において選択された少なくとも１つのパラメータに依存する。
－デバイスがまた、前記デバイスの装着者の眼の少なくとも一部に画像を投影するように適合され、方法はさらに、装着者の眼の視線の方向を提供するステップと、投影されるべき初期画像を提供するステップと、提供された視線方向に応じて少なくともフィルタを決定するステップと、決定されたフィルタを使用して初期画像をフィルタリングするステップと、フィルタリングされた画像を眼において投影するための命令をデバイスに送信するステップとを備える。
－決定するステップにおいて、フィルタの特性のうちの少なくとも１つが決定され、フィルタの特性が、フィルタのパターンの位置、フィルタのパターンのサイズ、フィルタのパターンの形状、およびフィルタのパターンの値からなる群に属する。
－決定するステップにおいて、決定されたフィルタが少なくとも１つの追加のパラメータに依存し、追加のパラメータが、眼の疾患に関係するパラメータ、眼の中のインプラントに関係するパラメータ、眼に関係するパラメータ、および使用されるデバイスに関係するパラメータからなる群に属する。
－決定するステップにおいて、決定されたフィルタが、中心が定義されるパターンを少なくとも備え、フィルタのパターンの中心の位置は視線方向の線形関数である。
－決定するステップにおいて、決定されたフィルタが少なくともパターンを備え、少なくとも１つのパターンの形状が、円、輪、および多角形からなる群において選ばれる。
－決定するステップにおいて、決定されたフィルタが、眼のその一部に対する最高光強度および眼のその一部に対する最低光強度の群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存する。
－眼のその一部が光ビームによって照射されるべきいくつかの部分を備え、決定するステップにおいて、フィルタが、その一部の各部分に対する最高光強度およびその一部の各部分に対する最低光強度の群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存する。
－フィルタが少なくともパターンを備え、決定するステップにおいて、少なくとも１つのパターンの形状が眼のその一部の形状に依存するように、フィルタがその一部の形状に依存する。
－決定されたフィルタが少なくともパターンを備え、決定するステップにおいて、少なくとも１つのパターンの位置が眼のその一部の位置に依存するように、決定されたフィルタがその一部の位置に依存する。
－瞳孔が眼に対して定義され、瞳孔が、瞳孔と光ビームの相対的な位置および瞳孔のサイズによって定義され、決定するステップにおいて、決定されたフィルタが、瞳孔と光ビームの相対的な位置および瞳孔のサイズの群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存する。
－提供するステップ、決定するステップ、フィルタリングするステップ、および送信するステップが、５０ミリ秒以下の時間の間隔で繰り返される。
－その一部は眼の網膜である。

【0023】

本明細書は、前記デバイスの装着者の眼の少なくとも一部に画像を投影するように適合されるデバイスを制御するためのコンピュータで実施される方法を説明し、この方法は、装着者の眼の視線の方向を提供するステップと、投影されるべき初期画像を提供するステップと、提供された視線の方向に応じて少なくともフィルタを決定するステップと、決定されたフィルタを使用して初期画像をフィルタリングするステップと、フィルタリングされた画像を眼において投影するための命令をデバイスに送信するステップとを備える。

【0024】

必須ではないが有利なさらなる態様によれば、投影するための方法は、任意の技術的に許容される組合せとともに、以下の特徴のうちの１つまたはいくつかを組み込み得る。
－決定するステップにおいて、フィルタの特性の少なくとも１つが決定され、フィルタの特性が、フィルタのパターンの位置、フィルタのパターンのサイズ、フィルタのパターンの形状、およびフィルタのパターンの値からなる群に属する。
－決定するステップにおいて、決定されたフィルタが少なくとも１つの追加のパラメータに依存し、追加のパラメータが、眼の疾患に関係するパラメータ、眼の中のインプラントに関係するパラメータ、眼に関係するパラメータ、および使用されるデバイスに関係するパラメータからなる群に属する。
－決定するステップにおいて、決定されたフィルタが、中心が定義されるパターンを少なくとも備え、フィルタのパターンの中心の位置は視線の方向の線形関数である。
－決定するステップにおいて、決定されたフィルタが少なくともパターンを備え、少なくとも１つのパターンの形状が、円、輪、および多角形からなる群において選ばれる。
－決定するステップにおいて、決定されたフィルタが、眼のその一部に対する最高光強度および眼のその一部に対する最低光強度の群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存する。
－眼のその一部が光ビームによって照射されるべきいくつかの部分を備え、決定するステップにおいて、フィルタが、その一部の各部分に対する最高光強度およびその一部の各部分に対する最低光強度の群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存する。
－フィルタが少なくともパターンを備え、決定するステップにおいて、少なくとも１つのパターンの形状が眼のその一部の形状に依存するように、フィルタがその一部の形状に依存する。
－決定されたフィルタが少なくともパターンを備え、決定するステップにおいて、少なくとも１つのパターンの位置が眼のその一部の位置に依存するように、決定されたフィルタがその一部の位置に依存する。
－瞳孔が眼に対して定義され、瞳孔が、瞳孔と光ビームの相対的な位置および瞳孔のサイズによって定義され、決定するステップにおいて、決定されたフィルタが、瞳孔と光ビームの相対的な位置および瞳孔のサイズの群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存する。
－提供するステップ、決定するステップ、フィルタリングするステップ、および送信するステップが、５０ミリ秒以下の時間の間隔で繰り返される。
－その一部は眼の網膜である。
－デバイスがまた、装着者の眼の少なくとも一部に光ビームを投影するように適合され、デバイスが、光源と、眼のその一部に対して定義される瞳孔とを備える、光学モジュールを有し、方法はさらに、瞳孔のサイズを提供するステップと、光源の放射パワーの命令法則を決定するステップであって、命令法則が提供された瞳孔サイズに基づいて決定される、ステップと、決定された命令法則を光源に送信するステップとを備える。
－決定するステップにおいて、命令法則が、経時的な光源の放射パワーの変動をもたらす。
－決定するステップにおいて、命令法則が少なくとも１つの追加のパラメータに依存し、追加のパラメータが、眼の疾患に関係するパラメータ、眼の中のインプラントに関係するパラメータ、眼に関係するパラメータ、および使用されるデバイスに関係するパラメータからなる群に属する。
－決定するステップにおいて、命令法則がさらに、提供されたサイズおよび提供された相対的な位置に依存し、相対的な位置は光ビームに関する瞳孔の位置である。
－決定するステップにおいて、命令法則がさらに、光ビームによって投影されるべき画像のサイズに依存する。
－瞳孔のサイズがサイズ変動関数に従って変化し、決定するステップにおいて、命令法則がさらにサイズ変動関数に依存する。
－最高光強度および最低光強度が眼のその一部に対して定義され、決定するステップにおいて、命令法則がさらに、最高光強度および最低光強度の群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存する。
－最高光強度および最低光強度の各々が眼のその一部において空間的に変動する。
－光量が眼のその一部に対して定義され、決定するステップにおいて、命令法則がさらに光量に依存する。
－あらかじめ定められた光強度が眼のその一部に対して定義され、命令法則がさらにあらかじめ定められた光強度に依存する。
－あらかじめ定められた光波長範囲が眼のその一部に対して定義され、命令法則がさらにあらかじめ定められた光波長範囲に依存する。
－網膜に対する最高光強度および角膜に対する最高光強度が定義され、命令法則がさらに、網膜に対する最高光強度および角膜に対する最高光強度の群において選択された少なくとも１つのパラメータに依存する。

【0025】

本明細書はまた、コンピュータプログラム製品が適切なコンピュータデバイス上で実行されると、前に定義されたような方法のステップを行うための命令を備える、コンピュータプログラム製品を説明する。

【0026】

本明細書はまた、上で定義されたようなコンピュータプログラム製品が符号化されたコンピュータ可読媒体を提案する。

【0027】

ウェアラブルデバイスの装着者の眼の少なくとも一部分に光ビームを投影するように適合されるウェアラブルデバイスも説明され、ウェアラブルデバイスは、光源を備える光学モジュールを有し、瞳孔は、眼のその一部に対して定義され、ウェアラブルデバイスは、瞳孔のサイズを提供するように適合されるモジュールと、光源の放射パワーの命令法則を決定するように適合されるデータ処理ユニットであって、命令法則が提供された瞳孔サイズに基づいて決定される、データ処理ユニットと、決定された命令法則を光源に送信するように適合される命令モジュールとを備え、最高光強度および最低光強度は眼のその一部に対して定義され、決定するステップにおいて、命令法則がさらに、最高光強度および最低光強度の群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存し、最高光強度および最低光強度の各々が眼のその一部において空間的に変動する。

【0028】

必須ではないが有利なさらなる態様によれば、ウェアラブルデバイスは、前記ウェアラブルデバイスの装着者の眼の少なくとも一部に画像を投影するように適合され、ウェアラブルデバイスは、装着者の眼の視線の方向を提供するように適合されるモジュールと、投影されるべき初期画像を提供するカメラと、提供された視線の方向に応じて少なくともフィルタを決定するように適合され、決定されたフィルタを使用して初期画像をフィルタリングするように適合されるデータ処理ユニットと、フィルタリングされた画像を眼において投影するための命令をデバイスに送信するように適合される命令モジュールとを備える。

【0029】

前記ウェアラブルデバイスの装着者の眼の少なくとも一部に画像を投影するように適合されるウェアラブルデバイスも提案され、ウェアラブルデバイスは、装着者の眼の視線の方向を提供するように適合されるモジュールと、投影されるべき初期画像を提供するカメラと、提供された視線の方向に応じて少なくともフィルタを決定するように適合され、決定されたフィルタを使用して初期画像をフィルタリングするように適合されるデータ処理ユニットと、フィルタリングされた画像を眼において投影するための命令をデバイスに送信するように適合される命令モジュールとを備える。

【0030】

必須ではないが有利なさらなる態様によれば、ウェアラブルデバイスは、ウェアラブルデバイスの装着者の眼の少なくとも一部に光ビームを投影するように適合され、ウェアラブルデバイスは、光源を備える光学モジュールを有し、瞳孔は、眼のその一部に対して定義され、ウェアラブルデバイスは、瞳孔のサイズを提供するように適合されるモジュールと、光源の放射パワーの命令法則を決定するように適合されるデータ処理ユニットであって、命令法則が提供された瞳孔サイズに基づいて決定される、データ処理ユニットと、決定された命令法則を光源に送信するように適合される命令モジュールとを備える。

【0031】

本発明は、本発明の目的を制約することなく、添付の図面に対応して、かつ説明のための例として与えられる、以下の説明に基づいてより理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】画像を投影するためのデバイスを制御するための方法を行うこと、および／または光ビームを投影するためのデバイスを制御するための方法を行うことを、それらの対話が可能にする、システムおよびコンピュータプログラム製品を概略的に示す図である。

【図2】初期画像の図である。

【図3】眼の視線の方向に応じたフィルタリングされた画像を示す図である。

【図4】眼の視線の方向に応じたフィルタリングされた画像を示す図である。

【図5】眼の視線の方向に応じたフィルタリングされた画像を示す図である。

【図6】眼の視線の方向に応じたフィルタリングされた画像を示す図である。

【図7】眼の視線の方向に応じたフィルタリングされた画像を示す図である。

【図8】眼の視線の方向に応じたフィルタリングされた画像を示す図である。

【図9】眼の視線の方向に応じたフィルタリングされた画像を示す図である。

【図10】光ビームの断面と眼の瞳孔の断面との重畳を示す図である。

【図11】光ビームに関するある瞳孔の位置に対する眼の網膜における投影された画像を示す図である。

【図12】光ビームに関する異なる瞳孔の位置に対する眼の網膜における投影された画像を示す図である。

【図13】光ビームに関する異なる瞳孔の位置に対する眼の網膜における投影された画像を示す図である。

【図14】光ビームに関する異なる瞳孔の位置に対する眼の網膜における投影された画像を示す図である。

【図15】画像および／または光ビームを投影するように適合される、ヒトの装着者により装着されるように適合される医療デバイスを概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

デバイスの患者の眼に画像を投影するように適合されるデバイスを制御するための方法が提案される。

【0034】

デバイスの例を第４節で提案する。

【0035】

具体的には、フィルタリングに依存する方法、および光ビームの放射パワーを制御することに依存する方法を詳述する。

【0036】

両方の方法をコンピュータで実施し得る。関連するシステムを第１節で提示する。

【0037】

第１節－制御するための方法を実施するように適合されるシステム
システム１０およびコンピュータプログラム製品１２を図１に示す。コンピュータプログラム製品１２とシステム１０との間の対話は、制御するための方法を行うことを可能にする。

【0038】

システム１０はコンピュータである。この場合、システム１０はラップトップである。

【0039】

より一般的には、システム１０は、コンピュータもしくはコンピューティングシステム、または、物理的、たとえば電気的であるものとして表現されるデータ、コンピューティングシステムのレジスタおよび／もしくはメモリ内の量を、コンピューティングシステムのメモリ、レジスタ、または他のそのような情報ストレージデバイス、送信デバイス、もしくは表示デバイス内の物理量として同様に表現される他のデータへと操作および／または変換するように適合される、同様の電子コンピューティングデバイスである。本発明によれば、それらの用語は同義語または均等物である。

【0040】

システム１０は、プロセッサ１４、キーボード２２、および表示ユニット２４を備える。

【0041】

ある変形によれば、システム１０は小型化されたコンピュータである。第２節で定義するシステムとは対照的に、本システム１０はキーボードおよび表示ユニットを有しない。

【0042】

システム１０はたとえば、プロセッサ、メモリ、およびダイレクトメモリアクセス（その頭字語はＤＭＡである）などの高速コンピューティング能力を含む小型化された電子基板である。

【0043】

たとえば、電子基板は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（その頭字語はＦＰＧＡである）、システムオンチップ（その頭字語はＳｏＣである）、または特定用途向け集積回路（その頭字語はＡＳＩＣである）を備える。

【0044】

たとえば、システムにおいて実施される方法はリアルタイムの方法である。

【0045】

プロセッサ１４は、データ処理ユニット１６、メモリ１８、およびリーダ２０を備える。リーダ２０は、コンピュータ可読媒体を読み取るように適合される。

【0046】

コンピュータプログラム製品１２はコンピュータ可読媒体を備える。

【0047】

コンピュータ可読媒体は、プロセッサのリーダにより読み取られ得る媒体である。コンピュータ可読媒体は、電子命令を記憶するのに適しており、コンピュータシステムバスに結合されることが可能な媒体である。

【0048】

そのようなコンピュータ可読記憶媒体は、たとえば、ディスク、フロッピーディスク、光学ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気光学ディスク、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電気的プログラム可能読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気もしくは光学カード、または、電子命令を記憶するのに適しており、コンピュータシステムバスに結合されることが可能な、任意の他のタイプの媒体である。

【0049】

コンピュータプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶される。コンピュータプログラムは、プログラム命令の１以上の記憶されたシーケンスを備える。

【0050】

コンピュータプログラムは、データ処理ユニット１６にロード可能であり、制御するための方法の実行を引き起こすように適合される。

【0051】

第２節－フィルタリングを使用して制御するための方法
この方法は、装着者の眼２８（図３から図９に示されている）の視線の方向を提供するステップと、投影されるべき初期画像３０（図２に示されている）を提供するステップと、提供された視線の方向に応じてフィルタを決定するステップと、決定されたフィルタを使用して初期画像３０をフィルタリングするステップと、フィルタリングされた画像３６（図３から図９に示されている）を眼２８において投影するための命令をデバイスに送信するステップとを備える。

【0052】

以下では、フィルタの決定をまず説明し、次いで、方法の枠内でのフィルタの使用を説明する。

【0053】

フィルタの決定は、最適化技法として解釈され得る。最適化技法は、出力パラメータを得るために入力パラメータを処理する技法である。この処理ステップは最適化の式を使用する。

【0054】

入力パラメータは、視線の方向、疾患、インプラント、装着者の視行動、および使用されるデバイスにそれぞれ関係する、いくつかの種類のパラメータから選ばれることになる。

【0055】

視線の方向は、眼２８の瞳孔３２の位置および眼２８の構造に依存する。

【0056】

眼の瞳孔の位置は、たとえば、装着者の眼２８の瞳孔３２の中心の位置である。

【0057】

瞳孔の中心の位置は、枠の中で一組の角度により表現され得る。

【0058】

疾患の種類が照射されるべき眼２８のゾーンの形状を決定し得る限り、疾患に関係するパラメータが介在し得る。

【0059】

したがって、疾患に関係するパラメータは、以下で詳述されるパラメータである、インプラントに関係するパラメータであるものとしても見なされてもよい。

【0060】

フィルタリングされた画像３６が投影されることが意図される眼２８の一部は、たとえば、網膜のトランスフェクションされた細胞および／または電気的な網膜インプラントを備える。

【0061】

網膜のトランスフェクションされた細胞および／または電気的な網膜インプラントがインプラントを画定する。

【0062】

この説明では、インプラントは、シミュレートされなければならない網膜の一部である。インプラントが設けられていない網膜の残りは、画像が投影される必要のない健全な網膜に相当する。

【0063】

インプラントはいくつかのパラメータによって特徴付けられる。

【0064】

いくつかのパラメータは、インプラントの位置、形状、および／またはサイズ、ならびに刺激に対するインプラントの応答を備える。

【0065】

フィルタは少なくとも１つのパターンを備える。パターンを説明の残りで詳述する。

【0066】

少なくとも１つのパターンの位置に対して、少なくとも１つのパターンの位置が眼２８のその一部の位置に依存するように、フィルタは眼２８のその一部の位置に依存する。

【0067】

パターンの位置は、パターンの中心の位置として定義され得る。

【0068】

特定の例では、フィルタが少なくともパターンを備えるとき、少なくとも１つのパターンの形状がその一部の形状に依存するように、フィルタはその一部の形状に依存する。

【0069】

例示として、その一部の形状は多角形であり、少なくとも１つのパターンに対して同じ多角形の形状が好ましい。

【0070】

フィルタはさらに、インプラントのサイズに依存し得る。たとえば、少なくとも１つのパターンのサイズは、インプラントのサイズに依存する。

【0071】

刺激に対するインプラントの応答は、いくつかのパラメータを包含する。

【0072】

たとえば、その一部に対する最高光強度およびその一部に対する最低光強度を定義し得る。

【0073】

必要であれば、眼２８のその一部が光ビームにより照射されるべきいくつかの部分を備える場合、フィルタは、その一部の各部分に対する最高光強度およびその一部の各部分に対する最低光強度の群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存する。

【0074】

眼２８に関係するパラメータも関与し得る。

【0075】

眼２８はいくつかの要因によって特徴付けられ得る。

【0076】

特に、眼２８の瞳孔３２および光学収差が、眼２８に関係するパラメータの例である。

【0077】

瞳孔３２が眼２８のために定義されるとき、瞳孔３２は、瞳孔３２と光ビームの相対的な位置および瞳孔３２のサイズを含む、いくつかのパラメータによって特徴付けられ得る。そのような場合、フィルタは、瞳孔と光ビームの相対的な位置および瞳孔のサイズの群において選択される少なくとも１つのパラメータに依存する。

【0078】

眼２８は、それ自体が光学収差をもつ光学系であり、これは、近視、強度近視、および乱視のような収差を含み、瞳孔サイズに依存する回折を含む。光学収差は、正視の眼においても存在し、光生物学的なまたは眼科学的な基準において考慮される。これらの収差は、光受容可能タンパク質または網膜インプラントにより受け取られる光強度を低減し得る。

【0079】

眼２８は、光受容可能タンパク質または網膜インプラントによって受け取られる光強度に影響する透過率（個人により異なる）を有する。

【0080】

第４節で詳述するデバイスに関係するパラメータは、デバイスの光源の放射パワー、プロジェクタシステムの特性、デバイスから出てくる光ビームの特性、およびカメラの特性などのいくつかのパラメータを特に包含する。

【0081】

光源のパラメータは、光源の放射パワーを備える。

【0082】

例によれば、光源が１つより多くの光素子を備えるとき、光源の特性は各光素子の放射パワーを備える。

【0083】

プロジェクタシステムの特性は、光学系の光学パラメータを備える。

【0084】

たとえば、光学パラメータは、照射されるエリアにわたる放射パワーの変動として定義される、光学系の透過率および／または光学系の同質性を備える。この例では、光学系の同質性は、照射されるエリアにわたる放射パワーが一様であることなどである。

【0085】

光ビームの特性は、デバイスから出てくる光ビームの幾何学的データを備える。

【0086】

たとえば、幾何学的データは光ビームの断面のサイズを備える。

【0087】

たとえば、放出された光ビームの幾何学的データは、光ビームの断面の形状を備える。

【0088】

たとえば、光ビームの断面の形状は円板である。

【0089】

ある特定の例によれば、光ビームの断面の形状は輪である。

【0090】

当然、光ビームの断面は、光ビームの放出の大まかな方向に垂直な平面との光ビームの交わりに相当する。

【0091】

初期画像３０はたとえば、カメラにより捉えられることが意図される。

【0092】

初期画像３０の例が図２に表されている。初期画像３０は猫３４を表す。

【0093】

カメラの特性は、カメラのレイテンシの最大値を備える。

【0094】

カメラのレイテンシは、提供される視線の方向の変化に応答した、カメラによる新しい初期画像３０の取得の時間に対応する。

【0095】

出力パラメータは、フィルタを特徴付けることを可能にするパラメータである。

【0096】

出力パラメータは、フィルタのサイズ、フィルタのパターンの位置、フィルタのパターンの形状、および／またはフィルタのパターンのサイズを備える。

【0097】

フィルタは、変換素子の行の数および列の数によって定義される。この場合、フィルタは変換素子のマトリクスである。

【0098】

各変換素子は、利得係数と呼ばれる乗算係数であるスカラー値を有する。

【0099】

フィルタの少なくとも１つの変換素子は、フィルタリングされた画像３６において画素を送信するために、または画素を抑制するために、初期画像３０の画素に適用されることが意図される。

【0100】

フィルタのサイズは、変換素子の行および列の総数に対応する。

【0101】

たとえば、フィルタのサイズは初期画像３０のサイズに等しい。

【0102】

上述したように、フィルタは少なくとも１つのパターンを備える。

【0103】

フィルタのパターンは、初期画像３０の中の少なくとも１つの関心領域の範囲を定めるように適合される。

【0104】

パターンは、選択された変換素子の数によって定義される。

【0105】

パターンの変換素子の利得係数は０とは異なる。言い換えると、パターンは、０ではない値の変換素子を有するフィルタの一部である。たとえば、パターンの変換素子の利得係数は１に等しい。

【0106】

パターンに属さない変換素子の利得係数は、各々０に等しい。

【0107】

したがって、フィルタの変換素子は、初期画像３０の画素が送信されることを許容し、または許容しない。

【0108】

ある特定の例によれば、変換素子の利得係数が、光学系における非均質性を補償するために初期画像３０の画素に適用される。

【0109】

ある変形によれば、パターンの利得係数はグレースケール値を備える。

【0110】

たとえば、パターンの変換素子のグレースケール値は、０より大きく１以下である。

【0111】

フィルタのパラメータは少なくとも１つのパターンの位置を備え、パターンの位置はフィルタにおけるパターンの位置に対応する。

【0112】

たとえば、パターンの中心はパターンの重心として定義される。パターンの中心は、パターンの重心に位置する変換素子の位置に対応する。

【0113】

フィルタのパラメータはパターンの形状を備える。

【0114】

パターンの形状は、パターンの変換素子によって範囲を定められる輪郭に対応する。

【0115】

パターンの形状は、たとえば円である。

【0116】

別の例によれば、パターンの形状は輪である。

【0117】

さらに別の例によれば、パターンの形状は多角形である。

【0118】

１つのパターンしかないとき、パターンの形状はフィルタの形状により名付けられる。

【0119】

フィルタのパラメータはパターンのサイズを備える。

【0120】

たとえば、パターンのサイズは、フィルタの変換素子の総数に対する、パターンの中の変換素子の数の正規化された比に対応する。

【0121】

フィルタの別の例によれば、パターンのサイズはパターンの幾何学的特性により定義される。たとえば、パターンの幾何学的特性は、パターンの形状に依存するパターンの半径、直径、長さ、および／または幅を備える。

【0122】

変形として、または追加で、パターンのサイズは、初期画像のサイズなどの初期画像３０の要素に関して定義される。

【0123】

最適化の式は、ある基準、たとえば、そのような値を改善すること、またはそのような値が所与の閾値より大きいことを課すことに対応する。

【0124】

ある例によれば、基準は被験者の快適性である。快適性の最適化は、被験者の快適性を高めることからなる。

【0125】

被験者の快適性は、光恐動性反応または健全な網膜により生成される残余視覚との干渉として定義される。

【0126】

その上、任意の基準が考えられ得る。

【0127】

使用されるとき、方法は３つの主要なステップを備える。

【0128】

方法は、プロセッサに対して上で定義された、提供された入力パラメータのステップを備える。

【0129】

入力パラメータは、プロセッサ１４のメモリ１８に記憶される。

【0130】

方法は、データ処理ユニット１６によって、入力パラメータに基づいてフィルタを生成するステップを備える。

【0131】

データ処理ユニット１６は、入力パラメータに従ってフィルタを生成する。

【0132】

フィルタを生成するステップは、提供される眼の視線の方向に従って、フィルタの少なくとも１つのパターンの位置を決定するステップを備える。

【0133】

したがって、パターンの位置は、提供される眼の視線に依存する。

【0134】

方法は、初期画像３０に対する生成されたフィルタの適用のステップを備える。

【0135】

図３から図９に示されるように、フィルタリングされた画像３６は眼の視線の方向に依存する。具体的には、フィルタのパターンによって初期画像３０において選択される関心領域の位置は、眼２８の視線の方向に依存する。

【0136】

図３から図６、図８および図９では、パターンによって初期画像３０において選択される関心領域の形状は円であるが、図７では、関心領域の形状は、眼２８のその一部にフィルタリングされた画像３６を適合するために、輪である。

【0137】

その上、図８と図９とを比較することによって、図８の関心領域のサイズは、図９の関心領域のサイズより大きい。初期画像３０において選択される関心領域のサイズは、特にパターンのサイズに依存する。その上、装着者の眼２８に届けられる図８のフィルタリングされた画像３６の光強度は、図９におけるフィルタリングされた画像３６の光強度より大きい。したがって、投影されたフィルタリングされた画像の光強度は、フィルタのパターンのサイズに依存する。これは、パターンのサイズが、眼２８に届けられる光の総量を調整するように適合されることを意味する。

【0138】

同じ方法が、カメラにより時間とともに取得される各々の新しい初期画像３０に適用される。

【0139】

有利なことに、提供するステップ、決定するステップ、フィルタリングするステップ、および送信するステップは、２００ミリ秒以下の時間の間隔で繰り返される。方法の特定の例によれば、時間の間隔は５０ミリ秒以下である。

【0140】

方法のある変形によれば、フィルタは数学的な関数である。

【0141】

方法の別の例によれば、決定するステップは少なくとも１つのフィルタを決定するステップを備える。

【0142】

この場合、方法は少なくとも１つのフィルタを決定することが可能である。

【0143】

フィルタは上で定義されたパターンと同義である。各フィルタは、初期画像３０の中の１つの関心領域の範囲を定める。

【0144】

フィルタの外側に位置する初期画像３０の画素は、フィルタリングされた画像３６を形成するために送信されない。

【0145】

したがって、少なくとも１つのフィルタの位置は、少なくとも眼の視線に依存する。

【0146】

第３節－光の強度を変化させることによって制御するための方法
デバイスを制御するための方法は、装着者の眼２８の少なくとも一部に光ビーム３８を投影するように適合され、デバイスは、光源と、眼２８のその一部に対して定義される瞳孔３２とを備える、光学モジュールを有し、方法は、瞳孔３２のサイズを提供するステップと、光源の放射パワーの命令法則を決定するステップであって、命令法則が提供される瞳孔サイズに基づいて決定される、ステップと、決定された命令法則を光源に送信するステップとを備える。

【0147】

以下では、命令法則の決定がまず説明され、次いで方法の枠内での命令法則の使用が説明される。

【0148】

命令法則は光源の放射パワーを提供する。

【0149】

対象の絞りサイズとは無関係に、対象の一部に対して安定した放射を保証するために必要な放射パワーは、光強度とも呼ばれ、微積分により決定され得る。

【0150】

図１０は、光学モジュールから出てくる光ビーム３８の断面と瞳孔３２の断面との重畳を示す。

【0151】

光ビーム３８と瞳孔３２との間の相対的な位置は、動経座標ｒ_０および偏角座標θ_０を備える、中心Ｏを有する極座標系で表現される。極座標系の中心Ｏは、光ビーム３８の中心と区別がつかない。

【0152】

第１の近似において、眼２８のその一部における光強度は、光学モジュールから出て眼２８に入る光ビーム３８の放射パワー、または言い換えると、瞳孔３２を通過する放射パワーに比例し、もしくはその関数であると見なされる。この第１の近似の枠組みにおいて法則を導くために、最も単純なものから最も汎用的なものまで、３つの事例を与え得る。

【0153】

光ビーム３８の断面が直径Ｄの瞳孔３２より大きい一様な円板であり、光ビーム３８および瞳孔３２が中心にあるような特定の事例である、第１の事例において、光ビーム３８の放射パワーは次のように調整される。

【数1】

【0154】

より一般的な事例である第２の事例において、瞳孔平面においてある断面形状をもつ光ビーム３８は、極座標において断面ｆ（ｒ，０）により特徴付けられる。光ビーム３８および瞳孔３２が中心にある場合、放射パワーは次のように書かれる。

【数2】

矩形関数は

【数3】

として定義される。

【0155】

第３の場合において、ビーム３８および瞳孔３２が中心にない場合、瞳孔３２が極座標において値（ｒ_Ｏ，０）だけずれているとすると、放射パワーは次のように書かれる。

【数4】

【0156】

網膜照射の値を安定化するために使用される命令法則は、光学シミュレーションを通じて決定することもできる。図１１から図１４に示される画像は、４ｍｍに等しい絞り直径を伴う、オプトジェネティクス療法の臨床試験において使用されたデバイスＧＳ０３０－ＭＤ－Ｖ１ｂの光学系を使用した、光学シミュレーションの結果である。光学シミュレーションは、対象のその一部における照射を直接計算する。最小、平均、および最大の照射が、Ｄが４ｍｍに等しい（ｒ_Ｏ，Ｄ）の所定のサブセットに対して計算され、他の組（ｒ_Ｏ，Ｄ）に対する値が次いで補間により決定される。

【0157】

結果を以下のＴａｂｌｅ １（表１）に開示する。

【表1】

【0158】

網膜照射の値を安定化するために使用される命令法則は、光学測定を使用しても決定され得る。放射パワーは、ｒ_０の値および絞りの直径の値が異なる光学モジュールの前に、人工瞳孔または絞りを置くことによって測定される。これらの値は表の中にあり、他の放射パワーはすべて測定結果から外挿される。

【0159】

前のように、命令法則の取得は、出力パラメータを取得するために最適化の式に従って処理される入力パラメータを伴う最適化プロセスであると見なされる。

【0160】

第２節の方法との主な違いのみを説明の残り部分で強調し、多くの特徴がこれらの２つの方法の間で類似している。

【0161】

入力パラメータは、いくつかの種類のパラメータから選ばれることになる。

【0162】

第２節のパラメータが、命令法則を決定するためにここでも使用され得る。以下ではそれらの様々なパラメータは繰り返されない。

【0163】

この実施形態の固有のパラメータのみを以下で説明する。

【0164】

命令法則は瞳孔サイズに依存する。

【0165】

装着者の頭の前方平面が定義される。眼２８の瞳孔サイズは、前方平面において決定される瞳孔３２の直径Ｄである。

【0166】

瞳孔３２は、相対的な位置などの複数の他のパラメータによっても特徴付けられ得る。

【0167】

命令法則はさらに、光ビーム３８に関する瞳孔３２の位置である相対的な位置に依存する。

【0168】

光ビーム３８に関する瞳孔３２の相対的な位置は、眼２８に入る光ビームの光強度を制御する。

【0169】

他の実施形態によれば、以下の依存性のうちの１以上を有利に使用し得る。
－命令法則がさらに、投影されるべき画像のサイズに依存する。
－瞳孔３２のサイズがサイズ変動関数に従って変化し、命令法則がさらにサイズ変動関数に依存する。
－最高光強度および最低光強度が網膜の一部に対して定義され、命令法則がさらに、最高光強度および最低光強度の群から選択される少なくとも１つのパラメータに依存する。
－最高光強度および最低光強度の各々が網膜のその一部において空間的に変動する。
－光量が網膜のその一部に対して定義され、命令法則がさらに光量に依存する。その量（積分された網膜光強度）は、２４時間または４８時間の期間当たりで定義される（これらは、非特許文献１、非特許文献２および非特許文献３において使用される標準的な間隔である）。これは、２４時間または４８時間の間の照射の時間と網膜における光強度との積である。照射のこの時間は、制御モジュールから出てくる完全な光ビーム３８がＯＮである時間、または、網膜の所与の部分が照射される時間、またはフィルタリングされた画像からの所与の画素がＯＮである時間のいずれかに対応し得る。
－あらかじめ定められた光強度が網膜のその一部に対して定義され、命令法則がさらにあらかじめ定められた光強度に依存する。
－あらかじめ定められた光波長範囲が網膜のその一部に対して定義され、命令法則がさらにあらかじめ定められた光波長範囲に依存する。
－網膜に対する最高光強度および角膜に対する最高光強度が定義され、命令法則がさらに、網膜に対する最高光強度および角膜に対する最高光強度に依存する。

【0170】

出力パラメータとして、最適化技法は、経時的な放射パワーの変動である、適用すべき命令法則を提供する。

【0171】

この変動は様々な方法で表現され得る。

【0172】

たとえば、変化の値および変化の瞬間のみが提供され得る。

【0173】

代替的に、時間に関する放射パワーの全体の関数を与え得る。

【0174】

この最適化は以前の節と非常に似ている。

【0175】

使用において、命令法則が決定されるとき、光源の決定された命令法則が、使用されているデバイスに送信される。

【0176】

このプロセスはリアルタイムで行われ得る。

【0177】

両方の方法が、装着者の快適性を高めることを可能にする。

【0178】

具体的には、被験者が眼の動きを使って風景を探ることができ、これは現在の解決法では不可能なことであり、刺激エリアの狭い装着者が眼の動きを使うことで視野のより広い部分を探ることを可能にして知覚を改善するという事実により、快適性をもたらす。

【0179】

第２節および第３節において開示された方法が組み合わせられてもよいことに留意されたい。

【0180】

したがって、第２節の方法に従って得られたフィルタリングされた画像３６は、第３節において開示された制御するための方法に従って、光学モジュールから放出された制御された光ビーム３８を用いて眼２８に投影される。

【0181】

第４節－具体的なデバイスの説明
前に説明された方法の使用においてヒトの装着者により装着されることが意図される医療デバイス４０の例を図１５で提供する。

【0182】

たとえば、医療デバイスは、頭に装着される機器である。医療デバイスは、眼鏡に類似した形である。

【0183】

ある変形によれば、医療デバイス４０は、頭に装着される機器を備える。この場合、医療デバイス４０の要素または一部は、眼鏡に類似した形である。

【0184】

特定の実施形態によれば、医療デバイス４０の電子回路４６は、別個のポケットユニットに配置され得る。

【0185】

医療デバイスは、医療用途に適合された第２節で開示されたシステム１０を備える。

【0186】

すなわち、システム１０は、第１節で開示されるような小型化されたコンピュータである。

【0187】

たとえば、医療デバイス４０において実施される方法は、リアルタイムの方法である。

【0188】

医療デバイス４０はさらに、２つの各側の２つの腕（図示されていない）に固定されたフレーム（同様に図示されていない）を備える。

【0189】

医療デバイス４０は、２つのそれぞれの側の２つの腕に固定されたフレームを備える。

【0190】

フレームは医療デバイスの本体である。

【0191】

医療デバイスはまた、フレームに含まれる眼追跡器４２、カメラ４４、電子回路４８、および光学モジュール４８を備える。光学モジュール４８はプロジェクタシステムを形成する。

【0192】

カメラ４４は、初期画像３０を捉えるように適合される。

【0193】

眼追跡器４２は、視線の方向のデータを収集するように適合される。視線の方向は、たとえば、眼２８のモデルを通じて、または較正を通じてのいずれかで決定される。ある例によれば、眼追跡器４２は、瞳孔の中心および赤外光を使用して角膜からの光の反射を集め、瞳孔の中心から角膜上の反射点までのベクトルを使用して視線の方向を計算する。

【0194】

より正確には、最も一般的に使用される技法は、瞳孔中心角膜反射（ＰＣＣＲ）である。基本的な概念は、光源を使用して眼を照射し、よく見える反射を引き起こし、カメラを使用してこれらの反射を示す眼の画像を捉えることである。次いで、カメラにより捉えられる画像が、角膜の上および瞳孔の中での光源の反射（閃光）を特定するために使用される。次いで、角膜と瞳孔の反射との間の角度によって形成されるベクトルを計算することができる。そして、このベクトルの方向を、反射の他の幾何学的特徴と組み合わせて使用して、視線の方向を計算する。

【0195】

視線の方向は眼追跡器４２の出力である。眼追跡器４２は、瞳孔３２のサイズを測定するように適合される。

【0196】

電子回路４６は電子コンポーネントのグループである。

【0197】

電子回路４６は、第２節において開示されるシステム１０および命令モジュール５０を含む。

【0198】

電子回路４６は、電子データの形式でカメラ４４から初期画像３０を受け取り、命令を光学モジュール４８に出すように構成される。

【0199】

他の入力パラメータは、システム１０のメモリにあらかじめ記録される。

【0200】

システム１０は、第２節において開示される方法に従ってフィルタを生成する。

【0201】

その上、システム１０は、生成されたフィルタを用いて初期画像３０をフィルタリングするように適合される。

【0202】

命令モジュール５０は、少なくとも１つの電子チップを含む電子回路である。

【0203】

命令モジュールは、システム１０および光学モジュール４８に接続される。

【0204】

光学モジュール４８は、光放出デバイスであり、この光放出デバイスは、光学モジュールから出てくる光の制御されたビーム３８で装着者の眼を照射するように適合されている。

【0205】

上述したように、光学モジュール４８は、光源５２、フィルタリングされた画像３６を再現する光ビーム３８を放出するように適合される光学系５４、および光源５２の放射パワーを制御するように適合される制御モジュール５６を備える。

【0206】

光学系５４は、光源５２によって放出される光を再び形作り向け直すように適合される光学器具の組合せである。

【0207】

光学系５４は、制御されたビーム３８において光源５２によって放出される光ビーム３８を形作り、眼２８に制御されたビームの一部を向け直すように適合される。

【0208】

光学系５４は、たとえばコリメータ、複数の鏡、マイクロミラーアレイ、フォトダイオード、および／または液体レンズを含む。

【0209】

光源５２は、光を生成する少なくとも１つの光素子からなる。代替的に、光源５２は、光を生成する光素子と、光学系５４に光を送るように適合される光ファイバなどの光送信素子とを備える。したがって、光源５２が光ファイバなしで光を生成する光素子を含む場合よりも、光学系５４から離れて光を生成する光素子を置くことができる。

【0210】

命令モジュール５０は、眼２８の一部にフィルタリングされた画像３６を投影するための命令を光学モジュール４８に送信するように適合される。より正確には、命令モジュール５０は命令を制御モジュール５６に送信するように適合され、そして制御モジュール５６は光源５２に命令する。光学系５４は、光源５２によって放出される光を受け取るように適合される。

【0211】

具体的には、光源５２は、マイクロミラーマトリクスの素子を照射する。マイクロミラーマトリクスの各々の照射された素子は、フィルタリングされた画像３６の中の送信される画素に対応する光を送信する。

【0212】

医療デバイスのある変形によれば、光学系がマイクロミラーマトリクスを有しないとき、発光ダイオードなどの光源５２の個別の素子が、フィルタリングされた画像３６の中の送信される画素に対応する光を送信する。

【0213】

第５節－適用例
方法は、網膜インプラントなどの人工視覚を使用する視覚回復の分野において使用され得る。

【0214】

ある特定の実施形態によれば、方法はオプトジェネティクスにおいて使用され得る。

【0215】

第２節の方法は、網膜色素変性症（ＲＰ）または黄斑変性症（ＭＤ）の場合などにおける、光受容体の喪失または劣化を経験している被験者のために使用され得る。上述したように、これらの疾患は、視力を低下させ、光感受性を低下させ、または被験者の視野の一部を見えなくする。

【0216】

上述したように、一部の療法は、光ビーム３８を用いて網膜のトランスフェクションされた細胞および／または網膜インプラントを刺激することからなる。

【0217】

画像が投影される眼２８の一部は、眼２８の網膜の複数の部分に対応する。

【0218】

画像が投影されることが意図される網膜の部分は、刺激されなければならない網膜のトランスフェクションされた細胞および／または網膜インプラントを備える。

【0219】

網膜のその部分は、フィルタリングされた画像を再現する光ビーム３８によって刺激される。

【0220】

フィルタリングされた画像３６は、被験者の視線の方向に依存して、光受容体の喪失または劣化により喪失した視野を復元する。

【0221】

網膜のその部分を刺激する光ビーム３８は、たとえば、第３節の方法によって取得される。

【0222】

第３節の方法によれば、網膜のその部分は、瞳孔サイズとは無関係に必要とされる光特性で刺激される。

【0223】

そのような場合、光強度の閾値（最高値および最低値）は光毒性の基準により与えられ、眼科学に関する、またはオプトジェネティクス療法のための光刺激の適用に関する文献（Ｙａｎ他、２０１６； Ｄｅｌｏｒｉ、Ｗｅｂｂ、およびＳｌｉｎｅｙ、２００７； Ｓｌｉｎｅｙ他、２００５）においてさらに分析されていることに留意されたい。たとえば、波長が５９５ｎｍである光に対して、
・網膜における最高光強度は７ｍＷ／ｍｍ^２であり（ＩＳＯ １５００４－２ ２００７； ＩＳＯ ６２４７１ ２００６）、
・角膜（前部）において、最高光強度は任意の直径１ｍｍの円板にわたり３２ｍＷである（ＩＳＯ １５００４－２ ２００７）。

【0224】

加えて、輝度量の制限を考慮するときの網膜放射曝露限界は、４８時間で６．６Ｊ．ｃｎｒ^２である（輝度量制約、ＡＮＳＩ Ｚ１３６．１ ２０１４）。

【符号の説明】

【0225】

１０ システム、１２ コンピュータプログラム製品、１４ プロセッサ、１６ データ処理ユニット、１８ メモリ、２０ リーダ、２２ キーボード、２４ 表示ユニット、２８ 眼、３０ 初期画像、３２ 瞳孔、３４ 猫、３６ フィルタリング済画像、３８ 光ビーム、４０ デバイス、４２ 眼追跡器、４４ カメラ、４６ 電子回路、５０ 命令モジュール、５２ 光源、５４ 光学系、５６ 制御モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】