DE102009011032A1 - Method for virtual representation of operation mode of optic implant for eye of patient, involves digitalizing light signal of camera, and changing, conditioning and passing signal to display screen provided in image display apparatus - Google Patents

Method for virtual representation of operation mode of optic implant for eye of patient, involves digitalizing light signal of camera, and changing, conditioning and passing signal to display screen provided in image display apparatus Download PDF

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Abstract

The method involves integrating a miniature camera (3) in a video glass, and digitalizing a light signal (4) of the camera in real time by electronic unit and image processing software. The signal is changed, conditioned and passed to a display screen provided in an image display apparatus. A radial intensity profile is provided in an image point, and image information is supplemented by acoustic information such as distance information that is displayed in different audio waveforms.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren um das frühzeitige Erlernen des Umganges mit einem in Zukunft durch eine Person verwendeten Sehimplantats zu ermöglichen, dahingehend, dass mit Hilfe einer Vorrichtung die Umgebung optisch erfasst wird (1, 3), mittels einer Software (6) diese optischen Bilddaten gewandelt werden und der Person mittels einer Bildwiedergabeeinheit (1, 2) auf das Auge projiziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch eine Miniaturkamera (3) erfasstes Bild in Echtzeit gewandelt wird und über ein Ausgabegerät (1) dieses modifizierte Bild der Person dargeboten wird.The invention relates to a method for enabling early learning to deal with a vision implant used by a person in the future, such that the environment is optically detected with the aid of a device ( 1 . 3 ), by means of software ( 6 ) this optical image data is converted and the person by means of a picture display unit ( 1 . 2 ) are projected onto the eye, characterized in that a through a miniature camera ( 3 ) captured image is converted in real time and via an output device ( 1 ) this modified image of the person is presented.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine tragbare Bild verarbeitende Einheit (1), die bevorzugt zu Trainingszwecken eingesetzt wird und für Menschen, die an einer fortschreitenden Erblindung leiden und in absehbarer Zeit einen vollständigen Sehverlust erleiden werden und für die eine Operation zum Erhalt eines sogenannten Sehimplantats bestimmt sind, als vorbereitendes Übungswerkzeug an die Hand gegeben werden kann.The present invention relates to a portable image processing unit ( 1 ), which is preferably used for training purposes and for people who suffer from progressive blindness and in the foreseeable future will suffer complete loss of vision and for whom an operation to obtain a so-called visual implant are determined as a preparatory exercise tool can be given to the hand.

Die Erfindung betrifft eine Sehsimulation, deren Bildsignale (4) der optischen Wirkung einer Sehprothese entsprechen bzw. deren Wirkungsweise reproduzierbar macht.The invention relates to a visual simulation whose image signals ( 4 ) correspond to the optical effect of a visual prosthesis or makes their mode of action reproducible.

Die Erfindung betrifft eine optische Aufnahmeeinheit (3), die in einer tragbaren Bild gebenden Einheit (1, 2) integriert ist und deren Zusammenwirken darauf beruht, Realbilder der Umgebung als Lichtsignale (4) dem Auge darzubieten.The invention relates to an optical recording unit ( 3 ) contained in a portable imaging unit ( 1 . 2 ) and their interaction is based on real images of the environment as light signals ( 4 ) to the eye.

Weiterhin beruht die Erfindung darauf, diese Lichtsignale (4) mit unterschiedlicher Anzahl und Formen zu erzeugen um die Wirkungsweise einer Sehprothese realitätsnah darzustellen.Furthermore, the invention is based on these light signals ( 4 ) with different numbers and shapes to represent the operation of a visual prosthesis close to reality.

Die Formen der erzeugten Lichtsignalen (4) können variiert werden um der Wirkungsweise eines Sehimplantates besser zu entsprechenThe shapes of the generated light signals ( 4 ) can be varied to better match the effects of a visual implant

Die Bild gebende Einheit (1, 2) wird vorzugsweise als auf dem Kopf tragbares Videosystem mit integrierter Bilderfassung ausgeführt.The imaging unit ( 1 . 2 ) is preferably implemented as a head-mounted video system with integrated image capture.

Die Bilderfassung (3) erfolgt vorzugsweise mit einer MiniaturkameraThe image capture ( 3 ) is preferably done with a miniature camera

Das erfasste Bild wird mittels einer Software (6) die auf einer tragbaren Elektronik (5) installiert ist, soweit verändert, dass das Ergebnis der Wirkungsweise eines Retina Implantats entspricht.The captured image is captured by software ( 6 ) on a portable electronics ( 5 ), if changed so that the result corresponds to the mode of action of a retina implant.

Die Wirkungsweise eines Implantats entspricht dabei einzelnen voneinander trennbaren Lichtpunkten (4) die verschieden starke Lichtintensitäten aufweisen können.The mode of action of an implant corresponds to individual separable light points ( 4 ) which may have different strong light intensities.

Die Lichtintensitäten können dabei einen klar abgegrenzten runden Verlauf aufweisen und einem hellen Lichtpunkt entsprechen.The Light intensities can be clearly demarcated have a round course and correspond to a bright spot of light.

Ein Lichtpunkt (7) kann dabei auch einen Intensitätsverlauf aufweisen, der sich bis zum benachbarten Lichtpunkt ausdehnt.A point of light ( 7 ) can also have a course of intensity that expands to the adjacent point of light.

Ein Lichtpunkt (7) kann dabei seine Intensität verändern, in der Weise, dass vom Lichtzentrum ausgehend die Intensität radial nach außen abnimmt.A point of light ( 7 ) can change its intensity in such a way that starting from the light center, the intensity decreases radially outwards.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Durch Erkrankungen des Auges, bei dem die Licht sensitiven Zellen ihre Funktion verlieren, erleidet der Betroffene einen vollständigen Sehverlust. Diesen Personen kann mit einer Neuroprothese, einem Sehimplantat, im gewissen Rahmen Sehfähigkeit zurückgegeben werden. Voraussetzung ist, dass durch die Erkrankung der Sehnerv, der die Sinnesreize, die im Auge durch Lichteinfall entstehen und an das Hirn weitergibt, nicht beschädigt wird.By Diseases of the eye, in which the light-sensitive cells their Lose function, the sufferer suffers a complete Vision loss. These individuals may be treated with a neuroprosthesis, a Sehimplantat, returned to a certain extent vision become. The condition is that the optic nerve, the sensory stimuli that arise in the eye through light and to the brain, not damaged.

Die grundsätzliche Wirkungsweise eines Retina Implantates ist die Anregung bzw. Stimulation von auf der Retina vorhandenen funktionalen Zellen (Ganglienzellen) durch elektrische Stromimpulse.The is the basic mode of action of a retina implant the stimulation or stimulation of functional on the retina Cells (ganglion cells) by electrical current pulses.

Die so angeregten Zellen senden über den Sehnerv Seheindrücke an das Hirn weiter. Der Träger eines solchen Implantates nimmt auf diese Weise Lichteindrücke wahr. Sofern diese Stromimpulse in der richtigen Dosierung und Form erfolgen, sind Gesamtseheindrücke möglich, die der Person ganze Bilder vermitteln. So ist ein künstliches Sehen von einfachen Strukturen bis zu hoch aufgelösten Darstellungen möglich.The so stimulated cells send visual impressions via the optic nerve to the brain. The carrier of such an implant takes light impressions in this way. If this Current pulses are in the correct dosage and shape, are Total visual impressions possible, the whole person Convey pictures. Such is an artificial vision of simple Structures up to high-resolution representations possible.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Dokument DE 10 2005 000 820 B4 ist ein Verfahren bekannt, das zum Verbessern der Sehfähigkeit sehbehinderter Personen gedacht ist. Das Ausführungsbeispiel beschreibt ein Bildaufnahmegerät, einen Bildspeicher zur späteren Auswertung des aufgenommenen Bildes und ein Bildwiedergabegerät. Die beschriebenen Bildmodifizierungen sind dabei dafür vorgesehen, das aufgenommene Bild für sehbehinderte Menschen so aufzubereiten, dass es dem Anwender ermöglicht das reale Bild mit seinem Restsehvermögen erkennbar zu machen.From the document DE 10 2005 000 820 B4 For example, a method intended to improve the vision of visually impaired persons is known. The exemplary embodiment describes an image recording device, an image memory for later evaluation of the recorded image and an image display device. The described image modifications are intended to prepare the recorded image for visually impaired people so that it allows the user to make the real image with its residual vision recognizable.

Aus dem Dokument DE 10 2005 000 820 A1 ist ein Verfahren bekannt das zum Verbessern der Sehfähigkeit sehbehinderter Personen gedacht ist und eine weiteres Ausführungsbeispiel der DE 10 2005 000 820 B4 darstellt.From the document DE 10 2005 000 820 A1 a method is known which is intended for improving the visual ability of visually impaired persons and a further embodiment of the DE 10 2005 000 820 B4 represents.

Das Dokument US 67 31 326 B1 beschreibt eine stationäre Sehhilfe, die ein Originaldokument aufzeichnet und das hin- und her Bewegen innerhalb dieser Bildinformation, als auch das Zoomen erlaubt.The document US 67 31 326 B1 describes a stationary vision aid that records an original document and allows for moving back and forth within that image information as well as allowing zooming.

Das Dokument US 60 84 556 A beschreibt einen virtuellen Computer Monitor unter der Verwendung einer tragbaren Videobrille. Die Anordnung erlaubt das virtuelle Bewegen in dem durch eine Kamera aufgenommene Bild.The document US 60 84 556 A describes a virtual computer monitor using a portable video glasses. The arrangement allows the virtual movement in the image taken by a camera.

Das Dokument US 56 29 988 A beschreibt ein elektronische Bildstabilisierung unabhängig von der verwendeten Bild Aufnahmequelle.The document US 56 29 988 A describes electronic image stabilization regardless of the image source used.

Das Dokument EP 940 118 B1 beschreibt eine Anordnung, welche die Wirkungsweise künstlicher Linsen auf das Netzhautbild zeigt, unter der Berücksichtigung der sich ändernden Sehachse bei Bewegungen des Auges.The document EP 940 118 B1 describes an arrangement showing the action of artificial lenses on the retinal image, taking into account the changing visual axis during movements of the eye.

Fink W, Tarbell M (2005) Artificial Vision Simulator (AVS) for Enhancing and Optimizing Visual Perception of Retinal Implant Carriers, ARVO (Association for Research in Vision and Ophthalmology) 2005 Conference, Ft. Lauderdale, FL, abstract and lecture beschreibt eine stationäre Einheit mit Videokamera und Computer Monitor, die ein Bild der Videokamera in seiner Auflösung unter Beibehaltung der Halbtoninformation des Bildes so weit reduziert dass diese als beispielhafte Darstellung der Wirkungsweise eines Retina Implantats dient. Die dargestellten Halbtoncluster sind dabei rechteckförmig ausgeführt. Dieses Bild reduzierende Verfahren wird unter anderem bereits im grafischen Gewerbe mit der dafür vorgesehenen Bild verarbeitenden Software angewandt. Fink W, Tarbell M (2005) Artificial Vision Simulator (AVS) for Enhancing and Optimizing Visual Perception of Retinal Implant Carriers, Association for Research on Vision and Ophthalmology (ARVO) 2005 Conference, Ft. Lauderdale, FL, abstract and lecture describes a stationary unit with video camera and computer monitor, which reduces an image of the video camera in its resolution while maintaining the halftone information of the image so far that this serves as an exemplary representation of the operation of a retina implant. The illustrated halftone clusters are rectangular. This image-reducing process is already being used, among other things, in the graphics industry with the image-processing software provided for this purpose.

1 zeigt eine tragbare Videoeinheit (1) in die für jedes Auge ein Monitor (2) mit einer Auflösung von z. B. 320 × 240 Punkten integriert ist. Solche Einheiten sind heute als Massenprodukt erhältlich. Zusätzlich ist in diese tragbare Einheit eine Miniaturkamera (3) integriert. 1 shows a portable video unit ( 1 ) into the monitor for each eye ( 2 ) with a resolution of z. B. 320 × 240 points is integrated. Such units are available today as a mass product. In addition to this portable unit is a miniature camera ( 3 ) integrated.

2 zeigt das Prinzip der Datenverarbeitung. Eine Kamera (3) nimmt das Bild der Umgebung auf. Die Signale der Kamera (3) werden an eine Elektronik (5) mit darauf installierter Bild verarbeitender Software (6) weitergereicht (8). Die Bild verarbeitende Software (6) verändert das Bildsignal in der Weise, dass Lichtpunkte (7) mit veränderbarer Form und Verlauf entstehen. Diese Bildinformationen werden an die in der tragbaren Videoeinheit (1) übertragen (9) und über die Monitore (2) dargestellt. 2 shows the principle of data processing. A camera ( 3 ) takes the picture of the environment. The signals of the camera ( 3 ) are connected to an electronic 5 ) with image processing software installed thereon ( 6 ) ( 8th ). The image processing software ( 6 ) changes the image signal in such a way that light points ( 7 ) with variable shape and course arise. This image information will be sent to the one in the portable video unit ( 1 ) transfer ( 9 ) and the monitors ( 2 ).

3 zeigt die Möglichkeit einer funktionalen Erweiterung, die es ermöglicht eine ergänzende Information zur optischen Abbildung zu ermöglichen, in der Form, dass eine Entfernungsinformation generiert wird. 3 shows the possibility of a functional extension, which makes it possible to provide additional information for optical imaging, in the form that a distance information is generated.

Die Information zur Objektentfernung kann über gebräuchliche Sensorik erzeugt werden wobei der Sensor (10) zur Erfassung der Entfernung sich sinnvoller Weise in der tragbaren Videoeinheit (1) befindet.The information for object removal can be generated by conventional sensors, the sensor ( 10 ) for detecting the distance usefully in the portable video unit ( 1 ) is located.

Der Geber für die Entfernungsinformation kann als akustischer oder taktiler Signalgeber ausgeführt sein.Of the Donor for the distance information may be considered acoustic or tactile signal generator be executed.

Mit dieser Anordnung (3) kann der Anwender der Mobilen Video Trainingseinheit (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) Bildgebende Informationen und die dazugehörigen Objektentfernungen ideal kombinieren und sich auf die Anwendung eines Sehimplantates effektiv vorbereiten.With this arrangement ( 3 ), the user of the Mobile Video Training Session ( 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 Ideally combine imaging information and the associated object distances and effectively prepare for the application of a vision implant.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

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  • - US 5629988 A [0021] - US 5629988 A [0021]
  • - EP 940118 B1 [0022] - EP 940118 B1 [0022]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Claims (12)

Verfahren zur virtuellen Darstellung der Wirkungsweise eines Sehimplantats unter der Verwendung als Mobile Video Trainingseinheit, bestehend aus einem Bildwiedergabegerät, einen Miniatur PC und einer Bildverarbeitenden Software dadurch gekennzeichnet, dass die Miniaturkamera in der Videobrille integriert ist und das Signal der Kamera durch eine Elektronik nebst Software in Echtzeit digitalisiert und verändert und aufbereitet wird und an die im Bildwiedergabegerät befindlichen Bildschirme weitergegeben wird.A method for the virtual representation of the operation of a visual implant using as a mobile video training unit consisting of a picture display device, a miniature PC and image processing software, characterized in that the miniature camera is integrated in the video glasses and the signal of the camera by an electronics and software in Real-time digitized and modified and processed and passed on to the screens in the image display device. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System für Übungszwecke als Vorbereitung auf eine vollständige Erblindung und der daraufhin erfolgenden Korrektur der Erblindung durch ein Retina Implantat eingesetzt werden kann.Method according to claim 1, characterized in that that the system for practice purposes as preparation to a complete blindness and the subsequent Correction of blindness can be inserted through a retinal implant can. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Anordnung (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) es erlaubt die zu entwickelnde Bildverarbeitende Software (6) zu optimieren.Method according to claim 1, characterized in that this arrangement ( 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 . 7 . 8th . 9 ) it allows the image processing software to be developed ( 6 ) to optimize. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dargestellten Bilder sich aus Bildpunkten zusammensetzen.Method according to claim 1, characterized in that that the images shown are composed of pixels. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Bildpunkte einstellbar ist und damit die Auflösung der Darstellung variiert werden kann.Method according to claim 4, characterized in that that the number of pixels is adjustable and thus the resolution the representation can be varied. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildpunkte einen radialen Intensitätsverlauf haben können.Method according to claim 4, characterized in that that the pixels have a radial intensity profile can. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung um eine Funktion einer Entfernungsmessung erweiterbar ist.Method according to claim 1, characterized in that that the arrangement can be extended by a distance measurement function is. Verfahren nach Anspruch 1, 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildinformationen durch akustische Informationen ergänzt werden.Method according to Claims 1, 4 and 7, characterized that the image information is supplemented by acoustic information become. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet dass die akustischen Informationen, Entfernungsinformationen enthalten.Method according to claims 7 and 8, characterized that the acoustic information includes distance information. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungsinformation in unterschiedlichen Audiosignalformen dargestellt wird.Method according to claim 9, characterized in that that the distance information in different audio waveforms is pictured. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Audiosignale als Sprache oder als Tonsignale ausgeführt sind.Method according to claim 10, characterized in that that the audio signals are executed as speech or as sound signals are. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet die Entfernungsinformationen als taktile Informationen übergeben werden.Method according to claim 7, characterized pass the distance information as tactile information become.
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