CH675065A5 - Sight device for blind people - uses optic and video unit fed by signal generator for producing video signals which can be coupled directly to optic nerve - Google Patents

Sight device for blind people - uses optic and video unit fed by signal generator for producing video signals which can be coupled directly to optic nerve Download PDF

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Publication number
CH675065A5
CH675065A5 CH18688A CH18688A CH675065A5 CH 675065 A5 CH675065 A5 CH 675065A5 CH 18688 A CH18688 A CH 18688A CH 18688 A CH18688 A CH 18688A CH 675065 A5 CH675065 A5 CH 675065A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
electrodes
video
signal generator
contact piece
vision
Prior art date
Application number
CH18688A
Other languages
German (de)
Inventor
Kuno Frick
Original Assignee
Etama Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Etama Ag filed Critical Etama Ag
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Publication of CH675065A5 publication Critical patent/CH675065A5/en

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/08Devices or methods enabling eye-patients to replace direct visual perception by another kind of perception
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36046Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation of the eye

Abstract

A conducting connection is provided between the output of the signal generator and the electrodes (13), and a contact piece (12) matching the region of an eyelid (31) carries the electrodes. The signal generator is a CCD element which, in the operating position, generates signals which stand in relationship to the image in the field of vision of the video unit. The signal generator is an image generator (22) or a video recorder (23). USE/ADVANTAGE - Gives permanent and direct coupling of video information to sight paths or ends of optic nerve, with simplest manipulation of device. Interference due to foreign signals if receiver and transmitter were used is eliminated.

Description

       

  
 



  Die Erfindung betrifft ein Sehgerät gemäss Oberbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Sehgerät für Blinde, bei denen der Augapfel an beiden Augen entfernt worden ist, bzw. deren Augäpfel völlig sehuntüchtig sind, bei denen jedoch in wenigstens einer Augenhöhle der Nervus opticus noch bis in die Gegend der Augenhöhle reicht und die übrigen Teile der Sehbahnen, bzw. das Sehzentrum im Gehirn noch funktionsfähig sind. 



  Aus der AT-PS 299 335 ist ein Sehgerät bekannt geworden. Bei diesem Sehgerät werden die Ausgangssignale einer Fernsehkamera über Elektroden, die an die Schläfen des Blinden angelegt werden, im Kreuzungspunkt der Nerven Trigeminus und Fazialis in den Schädel eingeleitet. Da die genannten Nerven nicht direkt zum Sehnerv oder zum Sehzentrum führen, und da diese Nerven des weiteren von ihrer Struktur her nicht zur befriedigenden Übertragung von Bildinformationen geeignet sind, ist diese Art der Ankopplung der Bildinformation und die Weitergabe der Bildinformation an das Sehzentrum unbefriedigend. 



  Es ist demgegenüber erwünscht, die Bildinformation direkt an den Sehnerv anzukoppeln. Dazu hat man bereits versucht, die Ausgangssignale einer Fernsehkamera über Sonden, die operativ im Innern des Schädels an dem Sehnerv angebracht werden, an den Sehnerv anzukoppeln. Diese Versuche scheiterten jedoch daran, dass die Teile der Sehbahnen, an denen die Sonden angeschlossen sind, schon nach verhältnismässig kurzer Zeit unbrauchbar werden, so dass die Sonde wiederum operativ versetzt werden muss. Nach einer gewissen Zeit sind dann keine Bestandteile der Sehbahnen mehr vorhanden, an denen die Sonden angesetzt werden können, so dass der Blinde solche Geräte nicht mehr benutzen kann. 



  In der deutschen Patentschrift 2 714 667 wurde ein weiteres Sehgerät vorgestellt, das die Nachteile des ersterwähnten vermied. Durch die dort vorgesehene Anwendung einer Sender- und Empfängerschaltung konnte es jedoch fallweise zu Störungen kommen. Auch wurde beobachtet, dass die Ankopplung der Videosignale über die Tränenflüssigkeit in manchen Fällen nicht optimal funktionierte, insbesondere, wenn die Augenhöhle des Blinden schon längere Zeit leer stand. Die Lagefixierung des Empfängers in der Augenhöhle stellte in manchen Fällen ein weiteres nicht gelöstes Problem dar. 



  Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Sehgerät zu schaffen, bei dem eine dauerhafte und direkte Ankopplung der Videoinformation an die Sehbahnen bzw. die Enden des Sehnervs bei einfachster Handhabung des Geräts sichergestellt ist, wobei insbesondere Störungen durch Sende- und Empfangseinheiten, wie z.B. der Empfang fremder Sendesignale vermieden sein soll. 



  Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Massnahmen gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert sind. 



  Der Hauptvorteil des erfindungsgemässen Sehgerätes liegt darin, dass die Ankopplung der Bildsignale an die Sehbahnen über die Haut erfolgt, so dass keine Beeinträchtigung der Teile der Sehbahnen, die für die Ankopplung zuständig sind, eintritt und der Wirkungsgrad vom Zustand der Tränenflüssigkeit unabhängig ist. Das erfindungsgemässe Gerät ist daher zeitlich unbegrenzt einsetzbar. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass ein funktionstüchtiger Augapfel nicht mehr extrahiert werden muss, sondern gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt sogar wiederhergestellt werden kann. Darüber hinaus ist die (sind die) erfindungsgemässe(n) Elektrode(n) in Ihrer Lage wesentlich einfacher zu stabilisieren, wodurch eine Konstanz der  Bildübertragung an den Nervus opticus gewährleistet ist.

  Das erfindungsgemässe Weglassen einer Sender- und Empfängerschaltung erleichtert darüberhinaus das ganze Sehgerät und vermindert dessen Stromverbrauch, wodurch auch das Gewicht der mitzuführenden Stromquelle reduziert ist. 



  Als Signalgenerator werden vorteilhaft CCDs eingesetzt. CCDs, d.h. Charge Coupled Devices, sind integrierte Schaltkreise, die elektrische und optische Signale verarbeiten. Für diesen speziellen Fall eignen sich als Bildsensoren einsetzbare CCDs, bei denen einerseits ein auf die Oberfläche fokussiertes Bild punktweise in intensitätsabhängige Ladungsmengen umgesetzt wird und andererseits Informationen gespeichert und ausgelesen werden. 



  Das direkte Anschliessen eines Bildgenerators an die Elektroden anstelle eines CCD-Elements - wie im Anspruch 3 charakterisiert - ermöglicht das vom Arzt gesteuerte Wiedererlernen der Sehkraft, indem künstlich erzeugte, einfache Bilder mit grosser Deutlichkeit direkt übertragen werden können. Es können dies z.B.: Geometrische Formen, Farben usw. sein. Ausserdem ermöglicht diese Ausgestaltung der Erfindung auch das "Ansehen" eines Videofilms, ohne dabei die Optik des Sehgerätes zu benötigen, wodurch eine bessere Bildübertragung möglich ist, das zusätzliche Gewicht der Videoeinrichtung wegfällt und der Patient somit zu einem besseren "Filmerlebnis" kommt. Allerdings müssen dann entsprechend lange Übertragungskabel zwischen den Elektroden und dem Videorekorder vorgesehen sein. 



  In Versuchen wurden die im Anspruch 4 angegebenen Materialien als optimal zur Anwendung im Rahmen der Erfindung gefunden. 



  Die an sich bekannte Anordnung auf einem brillenähnlichen Gestell, bzw. die erfindungsgemässe Verbindung erlauben das leichte Aufsetzen, bzw. Abnehmen des Sehgerätes. Die in den Ansprüchen 5 und 6 gekennzeichneten Befestigungsmethoden für  das Kontaktstück haben sich als vorteilhaft, insbesondere für die Anwendung bei sporttreibenden Blinden erwiesen. Alternativ könnte das Kontaktstück auch an der Haut angeklebt oder an einem brillenähnlichen Gestell federbeaufschlagt vorgesehen sein, so dass es im Betriebsfall stets gegen das Augenlid gedrückt wird. 



  Durch die Anwendung moderner kleiner CCDs ist es möglich, die Elektroden, bzw. das Kontaktstück mit der Videoeinrichtung zu integrieren, wodurch sich insgesamt ein geringes Gewicht für das Sehgerät ergibt. Zweckdienlich findet eine Schaltung gemäss Fig. 4 bzw. Fig. 6 des "Small-Area CCD Imager Evaluation Using Televison Monitors - Application Report" von Texas Instruments aus Mai 1987 Anwendung. Der gesamte "Application Report" gilt hiermit als im Rahmen der Offenbarung der Patentanmeldung liegend. 



   Das Farbsehen wird durch die Merkmale des Anspruches 8 ermöglicht, während die optimale Übertragungsintensität entsprechend den Werten des Anspruches 9 erfolgt. 



  Ein gegebenenfalls auch abnehmbarer Frequenzumwandler ermöglicht das individuelle Einstellen der Ausgangssignale für die betreffenden Personen, so dass deren individueller Eindruck über das gesehene Bild optimal ist. 



  Anhand von Skizzen soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden. Es zeigen die 
 
   Fig. 1 eine schematisch perspektivische Darstellung eines Gestelles, welches die Videoeinrichtung des erfindungsgemässen Sehgerätes trägt; 
   Fig. 2 eine schematische Darstellung der Optik und des CCD-Elements der Videoeinrichtung mit dem Kontaktstück; 
   Fig. 3 und 4 ein Kontaktstück an einer Augenabdeckklappe; 
   Fig. 5 eine Anordnung zum Übertragen eines künstlich erzeugten Bildes oder eines Videofilmes in das Sehzentrum eines Blinden; 
   Fig. 6 ein integriertes Sehgerät in situ; 
   Fig. 7 das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung und die 
   Fig. 8 eine Variante des Gestells. 
 



  In Fig. 1 ist ein brillenartiges Gestell 2 gezeigt, in dessen Seitenteilen 3 und Vorderteil 4 die elektronischen Bauteile des erfindungsgemässen Sehgerätes untergebracht sind. In Fig. 1 ist ferner schematisch ein Objektiv 5 zur Abbildung von Gegenständen der Umgebung des Blinden auf ein ebenfalls schematisch dargestelltes CCD-Element 6 gezeigt. 



  Die Fig. 2 zeigt die optische Einrichtung und das CCD-Element in seiner geometrischen Zuordnung. Das Objektiv 5 ist so angeordnet, dass sein Abstand vor dem CCD-Element 6 variiert werden kann, um unterschiedlich weit entfernte Gegenstände auf der empfindlichen Fläche des CCD-Elementes 6 scharf abbilden zu können. Der Bildfeldwinkel  alpha  des CCD-Elementes 6 entspricht dem Blickfeld des Patienten. Er ist von der Bauart des CCD Elements 6 abhängig. Beispielsweise kann es sich dabei um ein CCD Typ THX 33501 (TH 7990) der Firma Thomson-CSF oder um ein CCD Typ TC210 oder TC211 der Firma Texas Instruments handeln. 



  Der Vorderteil 4 des Gestelles 2 ist in Fig. 2 von dem CCDElement 6 abgerückt, damit dieses besser dargestellt werden kann. Tatsächlich sitzt das CCD-Element 6 zum Teil in dem Vorderteil 4 und steckt dort mit seinen Kontaktstiften in Kontaktbuchsen 17. Die Stromversorgung kann ebenfalls in dem Gestell 4 untergebracht sein. Sie ist nicht näher dargestellt, da einem Durchschnittsfachmann deren Anbringung geläufig ist. Um ausreichende Kapazität zu haben, ist es darüber hinaus zweckmässig, eine externe Batterie mit Stromzuführungskabeln vorzusehen. 



  An der dem Objektiv 5 abgewandten Seite des Vorderteiles 4 ist ein Ausgangskabel 8 mit einer Steckbuchse 9 vorgesehen, die mit einem Stecker 10 und einem daran angeschlossenen Eingangskabel 11 für ein Kontaktstück 12, das Elektroden 13 trägt, verbindbar ist. Das Kontaktstück 12 ist im Schnitt gesehen leicht bombiert ausgeführt, und die Elektroden 13 sind beispielsweise eingegossen, so dass sie lediglich mit einer Kontaktfläche etwa 0, 5 mm aus dem Kontaktstück 12 ragen. Der Aufbau des Kontaktstückes 12 ist aus den Fig. 3 und 4 besser ersichtlich. Es ist leicht nierenförmig ausgebildet, um sich optimal der Gegend des oberen Augenlides anzupassen. Selbstverständlich ist im Rahmen der Erfindung liegend auch ein Kontaktstück zu verstehen, das an die Gegend des unteren Lides angepasst ist.

  In Ausnahmefällen könnten sogar ringförmige Kontaktstücke ausgebildet sein, die die äussere Umrandung der Augenhöhle abdecken bzw. mit den Elektroden berühren. 



  Im Vorderteil 4 verlaufen ausgebildete Strombahnen, die den Ausgang des CCD-Elementes 6 mit dem Ausgangskabel 8 verbinden, wie nicht näher dargestellt ist. 



  Sämtliche freiliegenden Kabel (8, 11) sind, wie nicht näher dargestellt, mit Ausnahme der Stromversorgung als Koaxial- oder zumindest abgeschirmte Kabel ausgebildet. 



  Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, befindet sich bei einer Ausgestaltung der Erfindung das Kontaktstück 12 an der Innenseite eine Augenabdeckklappe 14. Es ist dort z.B. angeklebt. Die Augenabdeckklappe 14 ist mit einem elastischen Band 15 in der Art nach Fig. 5 am Kopf befestigbar, wobei das Kontaktstück an das Augenlid gedrückt wird und die Elektroden somit einen Kontakt herstellen. 



  Aus Fig. 6 ist ein Bügel 16 erkennbar, der über den Zenith des Kopfes 19 eines Menschen gelegt ist und so als Fixiervorrichtung für das Sehgerät 1 dient. Das Sehgerät 1 ist dabei integriert ausgebildet, d.h. dass das Objektiv 5, das CCD-Element 6 und das Kontaktstück 12 innerhalb einer Umhüllenden liegen. Der Bügel 16 ist in nicht näher dargestellter Weise derart verstellbar, dass für jeden Patienten das Sehgerät 1 optimal plaziert ist, damit die Elektroden 13 an das Augenlid 31 angelegt werden können. Über den Bügel 16 kann auch ein Stromzuführungskabel geführt sein. Schematisch sind innerhalb des Kopfes 19 auch noch die Sehnerven 30 und ein Augapfel 18 dargestellt. Wie aus der Fig. 6 deutlich ersichtlich ist, muss ein vorhandener, aber nicht funktionstüchtiger Augapfel 18 nicht extrahiert werden, um die Anwendung des Sehgerätes 1 zu erlauben. 



  Aus der Fig. 7 ist eine Videoeinrichtung 27 mit einem daran angeschlossenen Frequenzwandler 28 abgebildet, der an das Kontaktstück 12 bzw. an dessen Elektroden 13 angeschlossen ist. Der Frequenzwandler 28 verfügt über einen Justierknopf 29, mit dessen Hilfe die vom CCD erzeugte Abtastfrequenz an die jeweils individuellen Eigenschaften des Patienten angepasst werden kann. 



  Im Folgenden ist ein Übungsbericht von einem Kriegsblinden mit einem erfindungsgemässen Gerät angeführt: 
 
   1 Tag keine Reaktion, nur ganz leichtes Kribbeln in den Augenhöhlen; 
   2 Tag Unruhe und Kribbeln in den Augenlidern abends, leichte Müdigkeitserscheinung; 
   3 Tag starkes Kribbeln und Unruhe in den Augen, sowie sehr schnell laufende Helligkeitserscheinungen in Form von hellen Punkten; 
   4 Tag Helligkeitserscheinungen werden stärker und laufen etwas langsamer, dazwischen werden zutreffende Bewegungen von vorbeigehenden Personen festgestellt; Bilder insgesamt bewegen sich sehr schnell; 
   5 Tag einwandfreie Hell- und Dunkelunterschiede erkennbar; Bewegungen von Personen verschleiert gesehen; 
   6 Tag Umrisse von Vierecken, Mülltonne erkannt; Gebüsch mit weissen Blüten einwandfrei erkannt;

   Fussgänger auf der Strasse in Umrissen erkannt; insbesondere Personen gesehen, die helle Kleidung trugen; 
   7 Tag erkennt glitzernde Motorradfelgen, Baumumrisse, Sträucher; Haus; 
   8 Tag erkennt teilweise schräge Striche - also Dreieck und Kreis verschwommen; für Momente erkennt er Farben, Personenbewegungen; bewegende Bäume und Sträucher; im Inneren des Raumes teilweise sehr gute Umrisse von Gegenständen gesehen. 
 



  Aus der Fig. 5 ist eine Anordnung ersichtlich, bei der kein CCD-Element vorgesehen ist, sondern die Impulse für die Elektroden 13 bzw. für die Sehnerven 30 direkt in einem Bildgenerator 22 erzeugt werden, oder aus einem Videorecorder 23 geliefert werden. Mit dem Bildgenerator 22 ist das Erzeugen willkürlicher Videobilder möglich, mit deren Hilfe ein Arzt ein Trainingsprogramm mit einem Patienten vollführen kann. Er erzeugt beispielsweise ein Dreieck und einen Kreis, die auf einem Bildschirm 32 sichtbar werden. Über eine Steckbuchse 24 kann sodann mittels Eingangskabel 11 dieser Bildinhalt in der bereits weiter oben beschriebenen Art und Weise an den Patienten übertragen werden. 



  Aus der Fig. 8 ist eine Variante des Gestells 2 ersichtlich, bei der an der Hinterseite der Vorderwand 4 ein Faltenbalg 21 vorgesehen ist, der einerends das Kontaktstück 12 mit den Elektroden 13 aufnimmt und sich anderenends festhaftend mit  dem Vorderteil 4 verbindet. Eine Feder 20 beaufschlagt das Kontaktstück 12 in Richtung des Patienten, soferne dieser das Gestell 2 aufsetzt. Somit ist stets ein guter Signalübergang an das Augenlid gewährleistet. 



   Wird das Eingangskabel 11 an eine Steckbuchse 25 am Videorecorder angeschlossen, kann ein Videofilm als solcher direkt in das Sehzentrum des Patienten überspielt werden. 


 Bezugszeichenliste 
 
 
   1 Sehgerät 
   2 Brillenartiges Gestell 
   3 Seitenteile 
   4 Vorderteil 
   5 Objektiv 
   6 CCD-Element 
   7 Kontaktstifte 
   8 Ausgangskabel 
   9 Steckbuchse 
   10 Stecker 
   11 Eingangskabel 
   12 Kontaktstück 
   13 Elektroden 
   14 Augenabdeckklappe 
   15 Elastisches Band 
   16 Bügel 
   17 Kontaktbuchsen 
   18 Auge 
   19 Kopf eines Menschen 
   20 Feder 
   21 Faltenbalg 
   22 Bildgenerator 
   23 Videorecorder 
   24 Steckbuchse 
   25 Steckbuchse 
   26 Mensch 
   27 Videoeinrichtung 
   28 Frequenzumwandler 
   29 Justierkopf 
   30 Sehnerven 
   31 Augenlid 
   32 Bildschirm 
 



  
 



  The invention relates to a vision device according to the preamble of claim 1. The invention relates in particular to a vision device for the blind, in which the eyeball on both eyes has been removed, or whose eyeballs are completely unfit for vision, but in which the optic nerve is still in at least one eye socket extends into the area of the eye socket and the remaining parts of the visual pathways or the visual center in the brain are still functional.



  A vision device has become known from AT-PS 299 335. With this visual device, the output signals of a television camera are introduced into the skull via electrodes, which are applied to the temples of the blind man, at the intersection of the trigeminal and facial nerves. Since the nerves mentioned do not lead directly to the optic nerve or to the visual center, and since these nerves are furthermore not structurally suitable for the satisfactory transmission of image information, this type of coupling of the image information and the transmission of the image information to the visual center is unsatisfactory.



  In contrast, it is desirable to couple the image information directly to the optic nerve. For this purpose, attempts have already been made to couple the output signals of a television camera to the optic nerve via probes which are surgically attached to the optic nerve inside the skull. However, these attempts failed because the parts of the visual pathways to which the probes are connected become unusable after a relatively short time, so that the probe again has to be relocated. After a certain time, there are no longer any components of the visual pathways on which the probes can be attached, so that the blind person can no longer use such devices.



  In the German patent specification 2,714,667 a further visual device was presented which avoided the disadvantages of the first mentioned. However, the use of a transmitter and receiver circuit provided there could occasionally lead to interference. It was also observed that the coupling of the video signals via the tear fluid did not work optimally in some cases, especially if the blind man's eye socket had been empty for a long time. The position fixation of the receiver in the eye socket was in some cases another unsolved problem.



  In contrast, the invention has for its object to provide a visual device in which a permanent and direct coupling of the video information to the optic pathways or the ends of the optic nerve is ensured with the simplest handling of the device, in particular disturbances caused by transmitting and receiving units, e.g. the reception of external broadcast signals should be avoided.



  This object is achieved by the measures specified in the characterizing part of claim 1, while advantageous refinements of the invention are characterized in the dependent claims.



  The main advantage of the visual device according to the invention is that the image signals are coupled to the visual pathways via the skin, so that there is no impairment of the parts of the visual pathways which are responsible for the coupling and the efficiency is independent of the condition of the tear fluid. The device according to the invention can therefore be used indefinitely. Another advantage is that a functional eyeball no longer has to be extracted, but can even be restored at a later time if necessary. In addition, the position of the electrode (s) according to the invention is much easier to stabilize, which ensures a constant image transmission to the optic nerve.

  The omission of a transmitter and receiver circuit according to the invention furthermore simplifies the entire visual device and reduces its power consumption, which also reduces the weight of the power source to be carried.



  CCDs are advantageously used as the signal generator. CCDs, i.e. Charge Coupled Devices are integrated circuits that process electrical and optical signals. CCDs that can be used as image sensors are suitable for this special case, in which, on the one hand, an image focused on the surface is converted point by point into intensity-dependent amounts of charge and, on the other hand, information is stored and read out.



  The direct connection of an image generator to the electrodes instead of a CCD element - as characterized in claim 3 - enables the physician-controlled relearning of sight by artificially generated, simple images can be transmitted directly with great clarity. For example: geometric shapes, colors, etc. In addition, this embodiment of the invention also makes it possible to "watch" a video film without needing the optics of the viewing device, which enables better image transmission, eliminates the additional weight of the video device and thus gives the patient a better "film experience". However, correspondingly long transmission cables must then be provided between the electrodes and the video recorder.



  In experiments, the materials specified in claim 4 were found to be optimal for use in the context of the invention.



  The arrangement known per se on a frame similar to glasses, or the connection according to the invention allow the visual device to be put on or taken off easily. The fastening methods for the contact piece characterized in claims 5 and 6 have proven to be advantageous, in particular for use in blind people who do sports. Alternatively, the contact piece could also be glued to the skin or provided on a frame similar to glasses, so that it is always pressed against the eyelid during operation.



  The use of modern small CCDs makes it possible to integrate the electrodes or the contact piece with the video device, which results in a low overall weight for the vision device. A circuit according to FIG. 4 or FIG. 6 of the "Small-Area CCD Imager Evaluation Using Televison Monitor - Application Report" from Texas Instruments from May 1987 is expediently used. The entire "Application Report" is hereby considered to be within the scope of the disclosure of the patent application.



   Color vision is made possible by the features of claim 8, while the optimal transmission intensity is in accordance with the values of claim 9.



  A frequency converter, which may also be removable, enables the output signals to be set individually for the persons concerned, so that their individual impression of the image viewed is optimal.



  The invention will be explained in more detail by way of example using sketches. They show
 
   Figure 1 is a schematic perspective view of a frame that carries the video device of the vision device according to the invention.
   Figure 2 is a schematic representation of the optics and the CCD element of the video device with the contact piece.
   3 and 4 a contact piece on an eye cover flap;
   5 shows an arrangement for transmitting an artificially generated image or a video film into the visual center of a blind person;
   6 shows an integrated visual device in situ;
   Fig. 7 shows the block diagram of a circuit arrangement and
   Fig. 8 shows a variant of the frame.
 



  1 shows an eyeglass-like frame 2, in the side parts 3 and front part 4 of which the electronic components of the vision device according to the invention are accommodated. 1 also schematically shows a lens 5 for imaging objects in the vicinity of the blind person onto a CCD element 6, also shown schematically.



  Fig. 2 shows the optical device and the CCD element in its geometric assignment. The lens 5 is arranged in such a way that its distance in front of the CCD element 6 can be varied in order to be able to depict objects at different distances on the sensitive surface of the CCD element 6. The field of view angle alpha of the CCD element 6 corresponds to the field of vision of the patient. It depends on the type of CCD element 6. For example, this can be a CCD type THX 33501 (TH 7990) from Thomson-CSF or a CCD type TC210 or TC211 from Texas Instruments.



  The front part 4 of the frame 2 is moved away from the CCD element 6 in FIG. 2 so that it can be better represented. In fact, part of the CCD element 6 is seated in the front part 4 and is there with its contact pins in contact sockets 17. The power supply can also be accommodated in the frame 4. It is not shown in more detail, since an average specialist is familiar with its attachment. In order to have sufficient capacity, it is also advisable to provide an external battery with power supply cables.



  On the side of the front part 4 facing away from the lens 5, an output cable 8 is provided with a socket 9 which can be connected to a plug 10 and an input cable 11 connected thereto for a contact piece 12 which carries electrodes 13. The contact piece 12 is slightly cambered as seen in section, and the electrodes 13 are cast in, for example, so that they only protrude from the contact piece 12 with a contact surface of approximately 0.5 mm. The structure of the contact piece 12 can be seen more clearly from FIGS. 3 and 4. It is slightly kidney-shaped to optimally adapt to the area of the upper eyelid. Of course, within the scope of the invention, a contact piece is also to be understood, which is adapted to the region of the lower eyelid.

  In exceptional cases, even ring-shaped contact pieces could be formed which cover the outer border of the eye socket or touch with the electrodes.



  In the front part 4 there are formed current paths which connect the output of the CCD element 6 to the output cable 8, as is not shown in more detail.



  All exposed cables (8, 11), as not shown in detail, are designed as coaxial or at least shielded cables, with the exception of the power supply.



  As shown in FIGS. 3 and 4, in one embodiment of the invention, the contact piece 12 has an eye cover 14 on the inside. glued on. The eye cover flap 14 can be fastened to the head with an elastic band 15 in the manner according to FIG. 5, the contact piece being pressed against the eyelid and the electrodes thus making contact.



  From Fig. 6 a bracket 16 can be seen, which is placed over the zenith of the head 19 of a person and thus serves as a fixing device for the vision device 1. The visual device 1 is designed to be integrated, i.e. that the lens 5, the CCD element 6 and the contact piece 12 lie within an envelope. The bracket 16 is adjustable in a manner not shown in such a way that the vision device 1 is optimally placed for each patient so that the electrodes 13 can be placed on the eyelid 31. A power supply cable can also be guided over the bracket 16. The optic nerves 30 and an eyeball 18 are also shown schematically within the head 19. As can be clearly seen from FIG. 6, an existing but not functional eyeball 18 does not have to be extracted in order to allow the use of the vision device 1.



  7 shows a video device 27 with a frequency converter 28 connected to it, which is connected to the contact piece 12 or to its electrodes 13. The frequency converter 28 has an adjustment button 29, with the aid of which the sampling frequency generated by the CCD can be adapted to the individual properties of the patient.



  Below is an exercise report from a blind man with a device according to the invention:
 
   1 day no reaction, only slight tingling in the eye sockets;
   2 days restlessness and tingling in the eyelids in the evening, slight tiredness;
   Strong tingling and restlessness in the eyes for 3 days, as well as very fast-moving signs of brightness in the form of bright spots;
   4 day signs of brightness become stronger and run a little slower, in between appropriate movements of passing people are determined; Overall, images move very quickly;
   5 day perfect light and dark differences recognizable; Movements of people seen veiled;
   6 day outlines of squares, garbage can recognized; Bushes with white flowers recognized perfectly;

   Pedestrians on the street recognized in outline; especially seen people wearing light-colored clothing;
   7 day recognizes glittering motorcycle rims, tree outlines, bushes; House;
   8 day recognizes slanted lines - triangle and circle blurred; for moments he recognizes colors, movements of people; moving trees and shrubs; Some very good outlines of objects seen inside the room.
 



  5 shows an arrangement in which no CCD element is provided, but rather the pulses for the electrodes 13 or for the optic nerves 30 are generated directly in an image generator 22 or are supplied from a video recorder 23. With the image generator 22, it is possible to generate arbitrary video images, with the aid of which a doctor can carry out a training program with a patient. For example, it creates a triangle and a circle that are visible on a screen 32. Via a plug socket 24, this image content can then be transmitted to the patient in the manner already described above by means of input cable 11.



  8 shows a variant of the frame 2, in which a bellows 21 is provided on the rear of the front wall 4, which receives the contact piece 12 with the electrodes 13 on one end and firmly adheres to the front part 4 at the other end. A spring 20 acts on the contact piece 12 in the direction of the patient, provided the latter places the frame 2. This ensures a good signal transition to the eyelid.



   If the input cable 11 is connected to a socket 25 on the video recorder, a video film as such can be transferred directly to the patient's visual center.


 Reference symbol list
 
 
   1 vision device
   2 glasses-like frame
   3 side parts
   4 front part
   5 lens
   6 CCD element
   7 contact pins
   8 output cables
   9 socket
   10 plugs
   11 input cables
   12 contact piece
   13 electrodes
   14 eye cover flap
   15 Elastic band
   16 brackets
   17 contact sockets
   18 eye
   19 human head
   20 spring
   21 bellows
   22 Image generator
   23 VCR
   24 socket
   25 socket
   26 man
   27 Video setup
   28 frequency converters
   29 adjustment head
   30 optic nerves
   31 eyelid
   32 screen
 


    

Claims (10)

1. Sehgerät für Blinde mit einer Optik und einer Videoeinrichtung, die von einem Signalgenerator gespeist ist, zur Erzeugung von Videosignalen, welche Videosignale über Elektroden (13) unter Ausschliessung der Anordnung eines Senders und Empfängers zwischen dem Signalgenerator und dem Kontaktstück (12) mit den Sehnerven (30) koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ausgang des Signalgenerators und den Elektroden (13) eine leitende Verbindung vorgesehen ist, und dass ein der Gegend eines Augenlides (31) angepasstes Kontaktstück (12) die Elektroden (13) trägt.       1. Vision device for blind people with optics and a video device which is fed by a signal generator for generating video signals, which video signals via electrodes (13) excluding the arrangement of a transmitter and receiver between the signal generator and the contact piece (12) with the Optic nerves (30) can be coupled, characterized in that a conductive connection is provided between the output of the signal generator and the electrodes (13), and in that a contact piece (12) adapted to the region of an eyelid (31) carries the electrodes (13). 2. Sehgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgenerator ein CCD-Element ist, das im Betriebszustand Signale generiert, die zu dem Bild im Gesichtsfeld der Videoeinrichtung in Beziehung steht. 2. Visual device according to claim 1, characterized in that the signal generator is a CCD element which generates signals in the operating state which is related to the image in the field of view of the video device. 3. 3rd Sehgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgenerator ein Bildgenerator (22) oder ein Videorecorder (23) ist. Visual device according to claim 1, characterized in that the signal generator is an image generator (22) or a video recorder (23). 4. Sehgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (13) aus Platin oder Gold oder einer gold- oder platinhaltigen Legierung gebildet sind, und dass sie vorzugsweise in einem Abstand von 0,5 bis 3,5 mm voneinander angeordnet und gegebenenfalls bombiert ausgebildet sind. 4. Vision device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrodes (13) are formed from platinum or gold or a gold- or platinum-containing alloy, and that they are preferably at a distance of 0.5 to 3.5 mm are arranged from one another and are optionally designed cambered. 5. Sehgerät nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Videoeinrichtung und die Optik auf einem brillenähnlichen Gestell (2) angeordnet sind, welches wie eine Brille tragbar ist und dass die leitende Verbindung aus zumindest einem Kabel (Ausgangskabel 8, Eingangskabel 11) - vorzugsweise mit einer Steckverbindung (9 und 10) - ausgebildet ist. (Fig. 1 und 2). 5. Vision device according to one of claims 1, 2 or 4, characterized in that the video device and the optics are arranged on a frame (2) similar to glasses, which can be worn like glasses and that the conductive connection consists of at least one cable (output cable 8 , Input cable 11) - preferably with a plug connection (9 and 10) - is formed. (Figs. 1 and 2). 6. 6. Sehgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktstück (12) ein elastisches Band aufweist, damit das Kontaktstück am Kopf befestigbar ist, und/oder dass es an der Rückseite einer Augenabdeckklappe (14) anbringbar ist. (Fig. 3 und 4). Vision device according to one of the preceding claims, characterized in that the contact piece (12) has an elastic band so that the contact piece can be attached to the head and / or that it can be attached to the rear of an eye cover flap (14). (Figs. 3 and 4). 7. Sehgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (13), bzw. das Kontaktstück (12) mit der Videoeinrichtung zusammengebaut sind. (Fig. 6). 7. Vision device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrodes (13) or the contact piece (12) are assembled with the video device. (Fig. 6). 8. Sehgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Elektroden (13) vorgesehen sind, und dass das CCD-Element (6) vorzugsweise als Farb-CCD ausgebildet ist und eine Auflösung von mindestens 500000 Lichtpunkten pro Bild hat. 8. Vision device according to one of the preceding claims, characterized in that at least three electrodes (13) are provided, and that the CCD element (6) is preferably designed as a color CCD and has a resolution of at least 500,000 light points per image. 9. 9. Sehgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Betriebszustand von den Elektroden (13) eine Ausgangsleistung von mindestens 0.0036 Watt bei einer höchsten Spannung von 5 Volt - vorzugsweise einer Spitzenspannung von 1, 8 V und einem Spitzenstrom von 0,002mA bis 0,003mA abgegeben wird.  Visual device according to one of the preceding claims, characterized in that in the operating state of the electrodes (13) an output power of at least 0.0036 watts at a maximum voltage of 5 volts - preferably a peak voltage of 1.8 V and a peak current of 0.002mA to 0.003mA is delivered. 10. Sehgerät für Blinde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Elektroden (13) und der Videoeinrichtung (27) ein justierbarer Frequenzwandler (28) angeordnet ist, und/oder dass die Abtastfrequenz der Videoeinrichtung (27) variierbar ist. 10. A vision device for the blind according to one of the preceding claims, characterized in that an adjustable frequency converter (28) is arranged between the electrodes (13) and the video device (27), and / or that the sampling frequency of the video device (27) can be varied.  
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995027456A1 (en) * 1994-04-11 1995-10-19 Nauchno-Vnedrencheskoe Proizvodstvennoe Predpriyatie 'reabilitatsia' Guide device for the blind
EP1171188A1 (en) * 1999-03-24 2002-01-16 Second Sight, LLC Retinal color prosthesis for color sight restoration

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