CN114948336A - 基于增强现实的人造视网膜系统 - Google Patents

基于增强现实的人造视网膜系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例的基于增强现实的人造视网膜系统可以包括外部设备及人造视网膜装置。外部设备可以配置于上述人体的外部，包括提供基于拍摄人体的外部区域而成的外部影像信息进行影像处理的影像处理图像的微型显示器。人造视网膜装置可以向属于上述人体的视网膜组织提供与由上述微型显示器所提供的影像处理图像相对应的电信号，配置于人体内部的眼球。本发明的基于增强现实的人造视网膜系统通过配置于人体外部的外部设备的微型显示器向在人体内部的眼球所配置的人造视网膜装置传递基于外部影像信息进行影像处理的影像处理图像，由此可以在不增加人造视网膜装置的大小的情况下实现高分辨率，不仅如此，还可以减少耗电。

Description

基于增强现实的人造视网膜系统
技术领域
本发明涉及基于增强现实的人造视网膜系统。
背景技术
在现有的人造视网膜装置中，以在视网膜下插入的刺激芯片追加多种图像处理功能的方式来开发技术。然而，根据这种现有的方式，在考虑芯片面积时，不仅难以实现高分辨率的刺激像素，还会发生增加耗电的问题。近来，正在进行着解决这些问题的多种研究。
现有技术文献
专利文献
韩国授权专利10-2157955(授权日期：2020年09月14日)
发明内容
本发明所要实现的技术目的为提供如下的基于增强现实的人造视网膜系统：通过配置于人体外部的外部设备的微型显示器向在人体内部的眼球所配置的人造视网膜装置传递基于外部影像信息进行影像处理的影像处理图像，由此可以在不增加人造视网膜装置的大小的情况下实现高分辨率，不仅如此，还可以减少耗电。
并且，本发明所要实现的技术目的为提供如下的基于增强现实的人造视网膜系统：通过配置于人体外部的外部设备的微型显示器向在人体内部的眼球所配置的人造视网膜装置传递基于外部影像信息进行影像处理的影像处理图像，由此无需图像处理时间，因此可以对所照射的光马上做出反应，可通过简化人造视网膜芯片结构来提高芯片的可靠性，无需为了图像处理而进行高速数据传输，从而可通过简化无线电力及数据接收端的结构来实现小型化。
为了实现上述技术目的，本发明实施例的基于增强现实的人造视网膜系统可以包括外部设备及人造视网膜装置。外部设备可以配置于上述人体的外部，包括提供基于拍摄人体的外部区域而成的外部影像信息进行影像处理的影像处理图像的微型显示器。人造视网膜装置可以向属于上述人体的视网膜组织提供与由上述微型显示器所提供的上述影像处理图像相对应的电信号，配置于上述人体内部的眼球。
在一实施例中，上述外部设备可以包括摄像头、图像处理器及微型显示器。摄像头可以通过拍摄上述外部区域来提供上述外部影像信息。图像处理器可以通过对上述外部影像信息进行影像处理来提供上述影像处理图像。微型显示器可以在上述微型显示器显示上述影像处理图像。
在一实施例中，上述外部设备还可以包括数字控制部，提供控制上述图像处理器的第一控制信号及控制上述人造视网膜装置的第二控制信号。
在一实施例中，上述数字控制部可以基于上述第一控制信号选择对上述外部影像信息进行影像处理的多个算法中的一个。
在一实施例中，上述数字控制部可以基于上述第二控制信号来以无线方式向上述人造视网膜装置提供电力或信息数据。
在一实施例中，上述人造视网膜装置可以基于上述信息数据调节上述电信号的脉冲幅度或脉冲周期。
在一实施例中，上述人造视网膜装置可以基于上述信息数据选择性地控制上述人造视网膜装置中所包括的像素中的一部分。
在一实施例中，上述外部设备能够以墨镜的形式形成，上述微型显示器可以配置于上述墨镜中所包括的眼镜区域的内侧面。并且，作为其他方式，还可使用小型投影仪，其配置于上述眼镜区域的内侧面并向眼内侧传递影像处理图像，以替代上述微型显示器。并且，作为其他方式，可利用镜反射及玻璃折射来向眼内侧传递上述影像处理图像。
在一实施例中，上述墨镜还可以包括人体佩戴式电池，向上述外部设备提供电力。
在一实施例中，上述墨镜还可以包括扬声器部，基于上述外部影像信息变换为声音信号并提供声音提示。
在一实施例中，上述墨镜可以根据上述外部影像信息来与智能手机联动并提供导航服务。
在一实施例中，上述墨镜还可以包括遮光部，阻隔外部光线向上述外部设备与属于上述人体的面部之间传递。
在一实施例中，上述基于增强现实的人造视网膜系统可以在第一时间间隔期间基于上述第一控制信号选择上述多个算法中的一个，第一时间间隔之后，在第二时间间隔期间基于第二控制信号提供上述信息数据。
在一实施例中，上述基于增强现实的人造视网膜系统可以基于上述第一时间间隔期间提供的上述第一控制信号及上述第二时间间隔期间提供的第二控制信号来设定最适合使用人员的上述人造视网膜系统。
除以上提及的本发明的技术目的以外，本发明的其他特征及优点将在下述内容中记述，或者可由本发明所属技术领域的普通技术人员通过这些记述及说明来明确理解。
如上所述的本发明具有如下效果。
本发明的基于增强现实的人造视网膜系统通过配置于人体外部的外部设备的微型显示器向在人体内部的眼球所配置的人造视网膜装置传递基于外部影像信息进行影像处理的影像处理图像，由此可以在不增加人造视网膜装置的大小的情况下实现高分辨率，不仅如此，还可以减少耗电。
本发明的基于增强现实的人造视网膜系统通过配置于人体外部的外部设备的微型显示器向在人体内部的眼球所配置的人造视网膜装置传递基于外部影像信息进行影像处理的影像处理图像，由此无需图像处理时间，因此可以对所照射的光马上做出反应，可通过简化人造视网膜芯片结构来提高芯片的可靠性，无需为了图像处理而进行高速数据传输，从而可通过简化无线电力及数据接收端的结构来实现小型化。
附图说明
图1为示出本发明实施例的基于增强现实的人造视网膜系统的图。
图2为用于说明图1中的基于增强现实的人造视网膜系统的一例的图。
图3为用于说明图1中的基于增强现实的人造视网膜系统中所包括的数字控制部的图。
图4至图7为用于说明在图1中的基于增强现实的人造视网膜系统中所使用的信息数据的图。
图8及图9为用于说明以墨镜形态形成图1中的基于增强现实的人造视网膜系统的例的图。
图10为用于说明图1中的基于增强现实的人造视网膜系统的一操作例的图。
具体实施方式
在本说明书中需留意的是，在为各个附图中的结构要素附加附图标记时，即使出现在不同的附图，也对相同的结构要素尽可能使用相同的附图标记。
另一方面，在本说明书中记述的术语应以如下方式理解。
若文脉上没有特别相反的定义，则单数的表达包括复数的表达，发明要求保护范围不限定于这些术语。
应该理解的是，“包括”或者“具有”等术语并不预先排除其他特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。
以下，参照附图详细说明用于实现上述目的而提出的本发明的优选实施例。
图1为示出本发明实施例的基于增强现实的人造视网膜系统的图，图2为用于说明图1中的基于增强现实的人造视网膜系统的一例的图，图3为用于说明图1中的基于增强现实的人造视网膜系统中所包括的数字控制部的图。
参照图1至图3，本发明实施例的基于增强现实的人造视网膜系统10可以包括外部设备100及人造视网膜装置200。外部设备100可以包括提供基于拍摄人体的外部区域OR而成的外部影像信息OI进行影像处理的影像处理图像PI的微型显示器130。例如，外部设备100可以包括摄像头110、图像处理器120及微型显示器130。摄像头110可通过拍摄外部区域OR来提供外部影像信息OI，图像处理器120可通过对外部影像信息OI进行影像处理来提供影像处理图像PI。并且，微型显示器130可以在微型显示器130显示影像处理图像PI。
外部设备100可以配置于人体的外部。例如，外部设备100还能够以墨镜的形式佩戴于人体的鼻及耳来使用。在此情况下，可在墨镜的内部内置摄像头110、图像处理器120及微型显示器130。微型显示器130可以显示经影像处理的影像处理图像PI。在配置于墨镜的眼镜区域LR的微型显示器130所显示的影像处理图像PI可以通过晶状体向在眼球的视网膜所配置的人造视网膜装置200传递。
在人体内部的眼球所配置的人造视网膜装置200可向属于人体的视网膜组织提供与由微型显示器130所提供的影像处理图像PI相对应的电信号ES。
本发明的基于增强现实的人造视网膜系统10通过配置于人体外部的外部设备100的微型显示器130向在人体内部的眼球所配置的人造视网膜装置200传递基于外部影像信息OI进行影像处理的影像处理图像PI，由此可以在不增加人造视网膜装置200的大小的情况下实现高分辨率，不仅如此，还可以减少耗电。
在一实施例中，外部设备100还可以包括数字控制部140，提供控制图像处理器120的第一控制信号CS1及控制人造视网膜装置200的第二控制信号CS2。
在一实施例中，数字控制部140可以基于第一控制信号CS1选择对外部影像信息OI进行影像处理的多个算法中的一个。例如，多个算法可以为第一算法至第四算法。第一算法可以采用边缘增强(Edge enhancement)技术，第二算法可以采用对比度增强(Contrastenhancement)技术，第三算法可以采用逆滤波(Inverse filtering)技术。并且，第四算法可以采用无闪烁影像(Non-flicker vision)技术。使用本发明的人造视网膜系统10的使用人员可以通过人造视网膜装置200接收基于第一控制信号CS1并根据第一算法至第四算法进行影像处理的影像处理图像PI。在此情况下，使用人员可以在根据第一算法至第四算法提供的影像处理图像PI中选择用于提供最佳图像的算法。
图4至图7为用于说明在图1中的基于增强现实的人造视网膜系统中所使用的信息数据的图。
参照图1至图7，本发明实施例的基于增强现实的人造视网膜系统10可以包括外部设备100及人造视网膜装置200，外部设备100还可以包括数字控制部140，提供控制图像处理器120的第一控制信号CS1及控制人造视网膜装置200的第二控制信号CS2。
在一实施例中，数字控制部140可以基于第二控制信号CS2来以无线方式向人造视网膜装置200提供电力PW或信息数据DI。例如，在人造视网膜装置200电力不足的情况下，数字控制部140基于第二控制信号CS2来以无线方式向人造视网膜装置200提供外部设备100中所包括的电池的电力PW。
在一实施例中，人造视网膜装置200可以基于信息数据DI调节电信号ES的脉冲大小。例如，从人造视网膜装置200提供的电信号ES可以为第一电信号ES1。第一电信号ES1的脉冲大小可以为第一脉冲大小A1。在此情况下，使用本发明的人造视网膜系统10的使用人员可以通过调节电信号ES的脉冲大小来设定提供适合使用人员的最佳图像的脉冲大小。经使用人员调节电信号ES的脉冲大小后的电信号ES可以为第二电信号ES2，第二电信号ES2的脉冲大小可以为第二脉冲大小A2。
并且，在一实施例中，人造视网膜装置200可以基于信息数据DI调节电信号ES的脉冲幅度。例如，从人造视网膜装置200提供的电信号ES可以为第一电信号ES1。第一电信号ES1的脉冲幅度可以为第一脉冲幅度B1。在此情况下，使用本发明的人造视网膜系统10的使用人员可以通过调节电信号ES的脉冲幅度来设定提供适合使用人员的最佳图像的脉冲幅度。经使用人员调节电信号ES的脉冲幅度后的电信号ES可以为第三电信号ES3，第三电信号ES3的脉冲幅度可以为第二脉冲幅度B2。
在一实施例中，人造视网膜装置200可以基于信息数据DI调节电信号ES的脉冲周期。例如，从人造视网膜装置200提供的电信号ES可以为第一电信号ES1。第一电信号ES1的脉冲周期可以为第一脉冲周期C1。在此情况下，使用本发明的人造视网膜系统10的使用人员可以通过调节电信号ES的脉冲周期来设定提供适合使用人员的最佳图像的脉冲周期。经使用人员调节电信号ES的脉冲周期后的电信号ES可以为第四电信号ES4，第四电信号ES4的脉冲周期可以为第二脉冲周期C2。
更具体地，相当于图4至图6中的第一电信号ES1的脉冲大小的第一脉冲大小A1及相当于第二电信号ES2的脉冲大小的第二脉冲大小A2可以与显示器的光亮强度成正比。并且，相当于第一电信号ES1的脉冲幅度的第一脉冲幅度B1及相当于第三电信号ES3的脉冲幅度的第二脉冲幅度B2可以根据无线信息数据DI来控制，相当于第一电信号ES1的脉冲周期的第一脉冲周期C1及相当于第四电信号ES4的脉冲周期的第二脉冲周期C2也可以根据无线信息数据DI来控制。
在一实施例中，人造视网膜装置200可以基于信息数据DI选择性地控制人造视网膜装置200中所包括的像素中的一部分。例如，人造视网膜装置200可以包括多个像素210。多个像素210可以包括第一像素PX1至第一万像素PX10000。在此情况下，人造视网膜装置200可以基于第一信息数据DI1来打开像素中的第偶数个像素并进行控制。并且，人造视网膜装置200可以基于第二信息数据DI2来打开像素中的第奇数个像素并进行控制。在这里，虽然说明了选择性地控制第奇数个像素和第偶数个像素的方法，但除此之外，还可以通过很多方法控制人造视网膜装置200包括的多个像素210。
图8及图9为用于说明以墨镜形态形成图1中的基于增强现实的人造视网膜系统的例的图，图10为用于说明图1中的基于增强现实的人造视网膜系统的一操作例的图。
参照图1至图10，本发明实施例的基于增强现实的人造视网膜系统10可以包括外部设备100及人造视网膜装置200。外部设备100可以包括摄像头110、图像处理器120及微型显示器130。
在一实施例中，外部设备100能够以墨镜形态形成，微型显示器130可以配置于墨镜中所包括的眼镜区域LR的内侧面。并且，作为其他方式，还可使用小型投影仪，其配置于眼镜区域LR的内侧面并向眼内侧传递影像处理图像OI，以替代微型显示器130。并且，作为其他方式，还可利用镜反射及玻璃折射调节焦距来向眼内侧传递影像处理图像OI。例如，眼镜区域LR可以包括第一眼镜区域LR1及第二眼镜区域LR2。摄像头110可以配置于连接第一眼镜区域LR1及第二眼镜区域LR2的部分的中心。微型显示器130可以配置于第一眼镜区域LR1或第二眼镜区域LR2的内侧面。内侧面可以为在眼镜区域LR中的与外部区域OR相接触的面的相反侧所配置的面。
在一实施例中，墨镜还可以包括向外部设备100提供电力PW的人体佩戴式电池160。例如，人体佩戴式电池160可以挂在人体的颈部。
在一实施例中，墨镜还可包括扬声器部170，基于外部影像信息OI变换为声音信号并提供声音提示。例如，本发明的人造视网膜系统10的使用人员有可能因视觉问题而无法正确掌握外部影像信息OI。在此情况下，基于外部影像信息OI进行影像处理，结果，当检测到对使用人员构成危险的危险因素时，本发明的人造视网膜系统10可以通过声音信号来向使用人员提供声音提示。提供声音提示的扬声器部170可以配置于墨镜的镜腿部分。在此情况下，扬声器部170可以为骨传导扬声器。并且，墨镜可以根据外部影像信息OI来与智能手机联动并提供导航服务。例如，本发明的墨镜的使用人员可以通过与智能手机联动的墨镜中所包括的扬声器部170来以声音的方式接受导航服务。
在一实施例中，墨镜还包括遮光部，阻隔外部光线向外部设备100与属于人体的面部之间传递。例如，在外部光线通过墨镜与面部之间的缝隙传递的情况下，本发明的人造视网膜系统10的使用人员可能会在识别影像处理图像PI方面出现问题。为了防止这种问题，可以利用遮光部180来阻隔墨镜与面部之间的缝隙。
在一实施例中，基于增强现实的人造视网膜系统10可以在第一时间间隔TI1期间基于第一控制信号CS1选择多个算法中的一个，第一时间间隔TI1之后，可以在第二时间间隔TI2期间基于第二控制信号CS2提供信息数据DI。例如，第一时间间隔TI1可以为从第一时间T1开始到第二时间T2为止的时间间隔，第二时间间隔TI2可以为从第三时间T3开始到第四时间T4为止的时间间隔。多个算法可以为第一算法至第四算法，本发明的人造视网膜系统10的使用人员可以在第一时间间隔TI1期间基于第一控制信号CS1来从第一算法至第四算法中先选择适合使用人员的最佳算法。然后，使用人员可以在第二时间间隔TI2期间基于第二控制信号CS2来向人造视网膜装置200提供信息数据DI，由此调节电信号ES的脉冲大小、脉冲幅度及脉冲周期，从而之后选择适合使用人员的最佳电信号ES的设定值。在一实施例中，可以基于第一时间间隔TI1期间提供的第一控制信号CS1及第二时间间隔TI2期间提供的第二控制信号CS2来设定最适合使用人员的人造视网膜系统10。
本发明的基于增强现实的人造视网膜系统10通过配置于人体外部的外部设备100的微型显示器130向在人体内部的眼球所配置的人造视网膜装置200传递基于外部影像信息OI进行影像处理的影像处理图像PI，由此可以在不增加人造视网膜装置200的大小的情况下实现高分辨率，不仅如此，还可以减少耗电。
并且，本发明的基于增强现实的人造视网膜系统10通过配置于人体外部的外部设备100的微型显示器130向在人体内部的眼球所配置的人造视网膜装置200传递基于外部影像信息OI进行影像处理的影像处理图像PI，由此无需在人造视网膜装置200内的图像处理时间，因此可以对所照射的光马上做出反应，可通过简化人造视网膜芯片结构来提高芯片的可靠性，无需为了图像处理而进行高速数据传输，从而可以通过简化无线电力及数据接收端的结构来实现小型化。
除以上提及的本发明的技术目的以外，本发明的其他特征及优点已在上述内容中记述，或者可由本发明所属技术领域的普通技术人员通过这些记述及说明来明确理解。

Claims (16)

1.一种基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，包括：
外部设备，配置于上述人体的外部，包括提供基于拍摄人体的外部区域而成的外部影像信息进行影像处理的影像处理图像的微型显示器；以及
人造视网膜装置，向属于上述人体的视网膜组织提供与由上述微型显示器所提供的上述影像处理图像相对应的电信号。
2.根据权利要求1所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，上述外部设备包括：
摄像头，通过拍摄上述外部区域来提供上述外部影像信息；
图像处理器，通过对上述外部影像信息进行影像处理来提供上述影像处理图像；以及
微型显示器，在上述微型显示器显示上述影像处理图像。
3.根据权利要求2所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，上述外部设备还包括数字控制部，提供控制上述图像处理器的第一控制信号及控制上述人造视网膜装置的第二控制信号。
4.根据权利要求3所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，上述数字控制部基于上述第一控制信号选择对上述外部影像信息进行影像处理的多个算法中的一个。
5.根据权利要求4所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，上述数字控制部基于上述第二控制信号来以无线方式向上述人造视网膜装置提供电力或信息数据。
6.根据权利要求5所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，上述人造视网膜装置基于上述信息数据调节上述电信号的脉冲幅度或脉冲周期。
7.根据权利要求6所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，上述人造视网膜装置基于上述信息数据选择性地控制上述人造视网膜装置中所包括的像素中的一部分。
8.根据权利要求6所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，上述外部设备以墨镜的形式形成，上述微型显示器配置于上述墨镜中所包括的眼镜区域的内侧面。
9.根据权利要求6所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，上述墨镜还包括人体佩戴式电池，向上述外部设备提供电力。
10.根据权利要求9所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，上述墨镜还包括扬声器部，基于上述外部影像信息变换为声音信号并提供声音提示。
11.根据权利要求10所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，上述墨镜还包括遮光部，阻隔外部光线向上述外部设备与属于上述人体的面部之间传递。
12.根据权利要求11所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，上述基于增强现实的人造视网膜系统在第一时间间隔期间基于上述第一控制信号选择上述多个算法中的一个，第一时间间隔之后，在第二时间间隔期间基于第二控制信号提供上述信息数据。
13.根据权利要求12所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，基于上述第一时间间隔期间提供的上述第一控制信号及上述第二时间间隔期间提供的第二控制信号来设定最适合使用人员的上述人造视网膜系统。
14.根据权利要求8所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，使用小型投影仪，其配置于上述眼镜区域的内侧面并传递上述影像处理图像，以替代上述微型显示器。
15.根据权利要求8所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，向人的眼内侧传递上述影像处理图像的方式是通过镜反射及玻璃折射调节焦距来传递的方式。
16.根据权利要求10所述的基于增强现实的人造视网膜系统，其特征在于，上述墨镜根据上述外部影像信息来与智能手机联动并提供导航服务。
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