CN103272329B - 具有无线能量传输功能的人工视觉假体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有无线能量传输功能的人工视觉假体装置，其中的无线能量传输模块将能量无线传输到眼内，图像采集模块将采集的模拟信号转换为数字信号，微型蓝牙模块将获取数字信号无线发送到体外图像信息处理器并接受体外传输的控制指令，内置控制器用于在无线能量切断时调用微型可充电电池为眼内各装置供电；无线能量传输模块发射端安装于眼镜框框体，外置电源置于眼镜脚内，用于提供无线能量传输发射端电源。本发明采用无线能量传输、微型可充电电池供电，保证了眼内各装置的能量供给，无线能量接收端采用环形设计符合人体瞳孔形状，可应用于所有类型的视觉假体。

Description

具有无线能量传输功能的人工视觉假体装置

技术领域

本发明涉及一种具有无线能量传输功能的视觉假体装置，具体涉及一种具有无线能量传输功能的人工视觉假体装置。

背景技术

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。视觉假体装置作为假肢产品，在一定程度上辅助部分恢复获得性视觉障碍患者，视觉假体装置的可植入性需要保证植入装置的微型化、安全性、稳定性。其中如何实现有效地为视觉假体装置眼球内各功能模块提供能量成为制约人工眼球小型化和发展的一个问题。当前视觉假体研究集中在图像处理和微电极刺激阵列研究，利用体外摄像头进行视觉图像采集分析处理，对可植入式视觉图像采集装置研究较少。

对现有文献进行检索，发现申请号为200610119252、发明名称为“可植入的视觉假体”的专利，利用太阳能电池板作为充电装置实现了无线能量供给，但是太阳能电池板效率低，较难实现对植入视觉假体的能量持续供给和足量供给。

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，提供一种可植入的具有无线能量传输功能的人工视觉假体装置。本发明的人工视觉假体装置利用高介质材料加工制作成的LC线圈产生磁场共振的原理将无线能量传输到眼内，为眼内装置提供能量。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种具有无线能量传输功能的人工视觉假体装置，包括图像采集模块、无线能量传输模块、微型蓝牙模块、内置控制器模块、微型可充电电池模块、眼镜架、外置电池组和晶体振荡器；所述无线能量传输模块包括发射端和接收端，所述外置电池组、晶体振荡器、发射端依次相连并设于所述眼镜架上；所述接收端、图像采集模块、微型蓝牙模块、内置控制器模块、微型可充电电池模块组成眼内装置，所述接收端将从发射端接收到的电磁能转换为电能供给图像采集模块、微型蓝牙模块、内置控制器模块和微型可充电电池模块，所述内置控制器模块分别与接收端、微型可充电电池模块连接，当接收端没有电流产生时，所述内置控制模块控制微型可充电电池模块放电，为图像采集模块、微型蓝牙模块、内置控制模块供电，所述图像采集模块与微型蓝牙模块相连接，所述图像采集模块将采集到的光信号由模拟量转换为数字量的电信号，传送到微型蓝牙模块，经由无线图像信息传输到眼外的图像信息处理模块并接收来自眼外的控制信号。该内置控制器模块用于实现眼内功能部件的能量供应，当无线能量传输模块切断能量供给的情况下自动切换到利用内置微型可充电电池模块，保证能量的稳定供给。

优选地，所述外置电池组和晶体振荡器设置于眼镜架镜脚位置。

优选地，所述外置电池组采用可充放电式电池。

优选地，所述外置电池组提供直流电源至晶体振荡器，经由所述晶体振荡器转换为交流电流，提供至所述发射端。

优选地，所述交流电流的频率为1～3MHz。

优选地，所述发射端线圈缠绕布置于所述眼镜架镜圈内，并封闭在所述眼镜架镜圈里边。这样的设置方式隐藏了发射端线圈，保证了眼镜的美观性。

优选地，所述接收端线圈围绕于所述图像采集模块，形成模拟人体瞳孔形状的环形结构。这样的设置紧凑了眼内空间。

优选地，所述图像采集模块为微型摄像头。具有自动焦距调节功能，能够自动调节焦距捕获清晰地图像信息，并将模拟信号转换为数字信号。

优选地，所述发射端和接收端为高介质材料加工制成的LC线圈。本发明采用高介质材料加工制成的LC线圈发射端与接收端之间产生磁场共振的原理将能量传输到眼内，构成无线能量传输模块。

优选地，当所述微型可充电电池模块电压不足且接收端有能量传入时，所述接收端给微型可充电电池模块充电。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明是一种具有无线能量传输功能的人工视觉假体装置，通过采用磁场共振原理将能量由体外无线传输到体内，并采用备用微型可充电电池模块，保证了在无线能量供给中断的情况下维持眼内各模块的正常运转。

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为人工视觉假体装置的连接示意框图；

图2为眼外装置结构图；

图3为眼内装置结构图；

其中，1为外置电池组、2为晶体振荡器、3为接收端、4为眼镜架、5为图像采集模块、6为发射端、7为微型可充电电池模块、8为微型蓝牙模块、9为内置控制器模块。

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

本实施例的具有无线能量传输功能的人工视觉假体装置如图1所示，人工视觉假体装置的无线能量传输模块由发射端6和接收端3组成，发射端6与晶体振荡器2相连接，晶体振荡器2与外置电池组1相连接，外置电池组1为可充电式电池。为晶体振荡器2提供的直流电源，经由晶体振荡器2转换为交流电流，考虑到人体安全性，其交流频率取值范围为1～3MHz。

图2为眼外装置结构图，在图2中采用具有圆形眼镜镜圈的镜架4作为载体，圆形眼镜镜框内布置有无线能量传输模块发射端3线圈，分别有两组外置电池组1和晶体振荡器分别布置于镜架4镜脚。

图3为眼内装置结构图，在图3中无线能量传输模块接收端3接收频率与发射端6相一致，接收端3线圈围绕于图像采集模块5的微型摄像头，形成类似于人体瞳孔的形状。接收端3将接收到的电磁能转换为电能供给图像采集模块5、微型蓝牙模块8、内置控制器模块9和微型可充电电池模块7使用。其中，内置控制器模块9与无线能量传输模块接收端3、微型可充电电池模块7相连接并对此进行控制，当接收端3没有电流产生时，意味着无线能量传输的中断，此时内置控制模块9控制微型可充电电池模块7放电，为眼内各模块供电，保持系统正常运转。当微型可充电电池模块7电压不足且无线能量接收端3有能量传入时，给微型可充电电池模块充电，微型可充电电池模块7主要作为备用电池应急使用。图像采集模块5与微型蓝牙模块8相连接，图像采集模块5采用微型摄像头将光信号由模拟量转换为数字量的电信号，传送到微型蓝牙模块8，经由无线图像信息传输到体外的图像信息处理模块。

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 (6)

1.一种具有无线能量传输功能的人工视觉假体装置，其特征在于，包括图像采集模块、无线能量传输模块、微型蓝牙模块、内置控制器模块、微型可充电电池模块、眼镜架、外置电池组和晶体振荡器；所述无线能量传输模块包括发射端和接收端，所述外置电池组、晶体振荡器、发射端依次相连并设于所述眼镜架上；所述接收端、图像采集模块、微型蓝牙模块、内置控制器模块、微型可充电电池模块组成眼内装置，所述接收端将从发射端接收到的电磁能转换为电能供给图像采集模块、微型蓝牙模块、内置控制器模块和微型可充电电池模块，所述内置控制器模块分别与接收端、微型可充电电池模块连接，当接收端没有电流产生时，所述内置控制模块控制微型可充电电池模块放电，为图像采集模块、微型蓝牙模块、内置控制模块供电，所述图像采集模块与微型蓝牙模块相连接，所述图像采集模块将采集到的光信号由模拟量转换为数字量的电信号，传送到微型蓝牙模块，经由无线图像信息传输到眼外的图像信息处理模块并接收来自眼外的控制信号；所述外置电池组提供直流电源至晶体振荡器，经由所述晶体振荡器转换为交流电流，提供至所述发射端；所述交流电流的频率为1～3MHz；所述发射端和接收端为高介质材料加工制成的LC线圈；当所述微型可充电电池模块电压不足且接收端有能量传入时，所述接收端给微型可充电电池模块充电。

2.根据权利要求1所述的人工视觉假体装置，其特征在于，所述外置电池组和晶体振荡器设置于眼镜架镜脚位置。

3.根据权利要求2所述的人工视觉假体装置，其特征在于，所述外置电池组采用可充放电式电池。

4.根据权利要求1所述的人工视觉假体装置，其特征在于，所述发射端线圈缠绕布置于所述眼镜架镜圈内，并封闭在所述眼镜架镜圈里边。

5.根据权利要求1所述的人工视觉假体装置，其特征在于，所述接收端线圈围绕于所述图像采集模块，形成模拟人体瞳孔形状的环形结构。

6.根据权利要求1所述的人工视觉假体装置，其特征在于，所述图像采集模块为微型摄像头。