CN103271781A - 模拟眼球运动和视觉信号采集功能的人工眼球装置 - Google Patents

模拟眼球运动和视觉信号采集功能的人工眼球装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种模拟眼球运动和视觉信号采集功能的人工眼球装置。本发明采用内壳体、外壳体模拟眼球外形的结构，利用单输出微电机和双输出微电机之间的配合实现人工眼球旋转功能，将微型摄像头和微型蓝牙模块置于人工眼球内，将信息数据无线传输到体外进行处理和反馈控制，采用弹性套进行人工眼球内壳体内环境保护，均布式T形变面积电容传感器实时检测转动角度并进行矫正。本发明符合人体工程学要求，体积小，便于植入，扩大了视觉信号采集范围。

Description

模拟眼球运动和视觉信号采集功能的人工眼球装置
技术领域
本发明涉及一种人工眼球装置，具体涉及一种模拟眼球运动和视觉信号采集功能的人工眼球装置。
背景技术
人工眼球作为假肢产品是眼部残疾或缺失患者的面部的补救措施，并不能使患者视力得到恢复。随着信息、微电子和生物技术的发展，视神经刺激的微电极刺激阵列的出现使视觉修复已经成为可能，对于能够模拟人眼球结构和转动功能的人工眼球的需求越来越强烈。目前的方法主要是采用固定微型照相机于眼镜架利用头部转动进行不同角度视觉信号采集，视觉装置视野狭窄，可植入性差，美观性差，成为制约人工眼球发展的一大障碍。
发明内容
本发明针对上述需求以及现有技术中存在的不足，提供了一种模拟眼球运动和视觉信号采集功能的人工眼球装置。该人工眼球装置能够植入眼窝，具有眼球外形且能够模拟眼球运动，能够通过人工眼球自身旋转进行视觉图像采集。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种模拟眼球运动和视觉信号采集功能的人工眼球装置，包括眼球形外壳体、内壳体、双输出微电机、单输出微电机、微电机控制器、微型蓝牙模块、微型摄像头；所述微型摄像头置于内壳体的前半球内，所述微型蓝牙模块、微电机控制器置于内壳体的后半球内，所述单输出微电机、双输出微电机置于内壳体的中部，所述微型摄像头与微型蓝牙模块连接，所述微型摄像头对视觉图像进行实时采集，经微型蓝牙模块发射到体外图像处理器；所述微电机控制器分别与微型蓝牙模块、单输出微电机、双输出微电机连接，所述双输出微电机和单输出微电机焊接形成以内壳体的球心为坐标原点的T形结构，所述双输出微电机和单输出微电机独立运动，在所述微电机控制器指令控制下配合实现较大范围旋转。根据人眼球近似球形特征，采用双输出微电机和单输出微电机焊接配合形成以球心为坐标原点的T形结构，使人工眼球绕以内壳体球心为坐标原点的x，z轴旋转，实现了上下，左右独立运动，能够配合实现访问三维空间位置不同点。
优选地，所述单输出微电机的轴端与内壳体连接，所述双输出微电机的轴端与外壳体连接。
优选地，所述人工眼球装置还包括弹性套，所述弹性套将内壳体的前、后半球连接在一起。弹性套的采用可以有效填补电机运动中产生的电机轴与壳体之间的间隙，实现防尘功能和与外界的有效隔离，保障人工眼球内部的环境，保证人工眼球内设备正常运转；同时，采用弹性套对内壳体前、后半球进行辅助连接，在保持单输出微电机转动时双输出微电机转动自由。
优选地，所述人工眼球装置还包括若干电容式传感器，所述电容式传感器置于所述眼球形外壳体与内壳体之间，所述电容式传感器与微型蓝牙模块连接。
进一步优选地，其特征在于，所述若干电容式传感器中每两个电容式传感器为一组构成T字形应变片单元，所述T字形应变片单元中的两个电容式传感器分别置于所述眼球形外壳体的内侧面以及内壳体的外侧面，若干所述T字形单元传感器均匀分布于所述眼球形外壳体与内壳体之间。该T字形应变片单元均匀分布式贴法分布于内壳体和外壳体，以便实时测量内壳体转角，实现对眼球运动位置的实时测量和反馈，经过计算后由微电机控制器操纵单、双输出微电机进行误差补偿和矫正。
更进一步优选地，所述电容式传感器为变面积电容式传感器。
优选地，所述内壳体前半球的前端为平面镜结构，所述微型摄像头的镜头对准所述内壳体前半球前端的平面镜部分。
优选地，所述眼球形外壳体与内壳体均采用耐磨生物医学材料。可植入眼窝。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
本发明是一种模拟眼球运动和视觉信号采集功能的人工眼球装置，通过双输出微电机与单输出微电机配合的方法实现了模拟眼球绕球心的运动，便于微型摄像头进行大视野图像采集，并采用合理的电容式传感器分布对人工眼球位置进行反馈，增强了控制的精确性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明人工眼球的结构简图；
图2为双输出微电机与单输出微电机的连接结构示意图；
图3为电容式传感器的分布示意图；
其中，1为微型摄像头，2为内壳体，3为弹性套，4为微电机控制器，5为单输出微电机，6为双输出微电机，7为微型蓝牙模块，8为外壳体，9为电容式传感器。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
本实施例的人工眼球装置如图1所示，人工眼球外壳体8固定于眼窝内，内壳体2由弹性套3将前后半球连接在一起，内壳体2前半球布置微型摄像头1，镜头对准内壳体2前端平面镜部分。内壳体2后半球布置微型蓝牙模块7，微电机控制器4，微型蓝牙模块7与微型摄像头1相连接，将采集图像数据输出，微型蓝牙模块7与微电机控制器4相连接，微电机控制器4与单输出微电机5，双输出微电机6连接。如图2所示，单输出微电机5与双输出微电机6焊接构成T形，将单输出微电机5轴端与内壳体2连接，双输出微电机6轴端与外壳体8连接，连接后应保证双输出微电机6轴长度为外壳体8直径，单输出微电机5轴端到双输出微电机6中点长度为内壳体2半径。如图3所示，采用12组绕y轴分布于内外壳体8的T形变面积电容式传感器9，根据电容式传感器各电容的变化获得人工眼球内壳体2转动时的电容数据，经由与之相连接的微型蓝牙模块7传输到体外进行数据处理并将处理结果反馈回来，利用微电机控制器4对单输出微电机5，双输出微电机6进行控制，进行误差补偿矫正转动位置。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种模拟眼球运动和视觉信号采集功能的人工眼球装置，其特征在于，包括眼球形外壳体、内壳体、双输出微电机、单输出微电机、微电机控制器、微型蓝牙模块、微型摄像头；所述微型摄像头置于内壳体的前半球内，所述微型蓝牙模块、微电机控制器置于内壳体的后半球内，所述单输出微电机、双输出微电机置于内壳体的中部，所述微型摄像头与微型蓝牙模块连接，所述微型摄像头对视觉图像进行实时采集，经微型蓝牙模块发射到体外图像处理器；所述微电机控制器分别与微型蓝牙模块、单输出微电机、双输出微电机连接，所述双输出微电机和单输出微电机焊接形成以内壳体的球心为坐标原点的T形结构，所述双输出微电机和单输出微电机独立运动，在所述微电机控制器指令控制下配合实现较大范围旋转。
2.根据权利要求1所述的人工眼球装置，其特征在于，所述单输出微电机的轴端与内壳体连接，所述双输出微电机的轴端与外壳体连接。
3.根据权利要求1所述的人工眼球装置，其特征在于，所述人工眼球装置还包括弹性套，所述弹性套将内壳体的前、后半球连接在一起。
4.根据权利要求1所述的人工眼球装置，其特征在于，所述人工眼球装置还包括若干电容式传感器，所述电容式传感器置于所述眼球形外壳体与内壳体之间，所述电容式传感器与微型蓝牙模块连接。
5.根据权利要求4所述的人工眼球装置，其特征在于，所述若干电容式传感器中每两个电容式传感器为一组构成T字形应变片单元，所述T字形应变片单元中的两个电容式传感器分别置于所述眼球形外壳体的内侧面以及内壳体的外侧面，若干所述T字形单元传感器均匀分布于所述眼球形外壳体与内壳体之间。
6.根据权利要求5所述的人工眼球装置，其特征在于，所述电容式传感器为变面积电容式传感器。
7.根据权利要求1所述的人工眼球装置，其特征在于，所述内壳体前半球的前端为平面镜结构，所述微型摄像头的镜头对准所述内壳体前半球前端的平面镜部分。
8.根据权利要求1所述的人工眼球装置，其特征在于，所述眼球形外壳体与内壳体均采用耐磨生物医学材料。
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