CN116347196A - 一种眼内植入的微型显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种眼内植入的微型显示装置，属于视觉恢复技术领域，旨在解决目前人工视觉辅助系统分辨率远远低于天然视网膜，颜色仅有黑白两色，并且加工工艺复杂困难不成熟，植入风险高，价格昂贵，因此很多患者对此类视觉辅助系统存在顾虑的问题。包括控制模块、图像接收模块、图像处理模块和眼内植入式微显示屏；图像接收模块和图像处理模块信号连接，图像接收模块用于通过互联网下载或本地摄像头录像，将接收或采集的视频信息和辅助信息传至图像处理模块进行图像的压缩编码处理；图像处理模块和眼内植入式微显示屏信号连接。本发明能够产生彩色视觉，这会给患者带来更丰富直观的视觉体。
Description
技术领域
本发明涉及视觉恢复技术领域，具体为一种将外界图像信息或现有图像信息传递至眼内生物可兼容的微显示屏上形成视频信息的视觉辅助装置。
背景技术
视网膜作为眼球内最重要的部分，成为失明致盲的关键因素。包括视网膜血管病，黄斑疾病，玻璃体受损，晶状体缺失，眼角膜缺失等疾病均会使视觉信息无法正确的传递到视网膜产生视觉感知。
现有人工视觉辅助系统主要以微型电极的电刺激为主，通过刺激视网膜视锥视杆细胞或刺激视皮层上来将视觉信息提供给受试者。其分辨率远远低于天然视网膜，颜色仅有黑白两色，并且加工工艺复杂困难不成熟，植入风险高，价格昂贵，因此很多患者对此类视觉辅助系统存在顾虑。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种将外界图像信息或现有图像信息传递至眼内生物可兼容的微显示屏上形成视频信息的视觉辅助装置。该装置接收外界视觉信息，通过紧贴视网膜或通过筒状微型光导阵列汇聚阵列将 Micro-Led 的光信号直接投射至视网膜的光感受细胞，为视觉障碍者提供视觉信息或外界的辅助信息。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种眼内植入的微型显示装置，其特征在于，包括控制模块、图像接收模块、图像处理模块和眼内植入式微显示屏；
图像接收模块和图像处理模块信号连接，图像接收模块用于通过互联网下载或本地摄像头录像，将接收或采集的视频信息和辅助信息传至图像处理模块进行图像的压缩编码处理；
图像处理模块和眼内植入式微显示屏信号连接；图像处理模块用于处理图像接收模块传来的视频信息或辅助信息流，将该视频信息压缩编码成适合眼内微显示屏驱动方式的信号，传递至眼内植入式微显示屏进行发光显示；
眼内植入式微显示屏接收图像处理模块传来的图像信息和辅助信息，将其显示在微显示屏上；
控制模块和图像接收模块、图像处理模块、眼内植入式微显示屏信号连接，控制模块用于控制图像接收的方式和图像显示的方式；
进一步的，所述图像接收模块外接摄像头，并具有 4G、5G、WIFI、蓝牙、Zigbee 的无线通信部分以从云端服务器接收图像信息；所述图像接收模块连接的摄像头为眼球内部植入的微型摄像头。
进一步的，所述图像处理模块包括图像储存单元、图像压缩单元、图像处理模块、微型显示屏亮度及位置校正单元；图像储存单元可储存部分图像信息，以便长期进行单一图片或信息的传递；图像压缩单元可根据微型显示屏的不同而进行不同的压缩处理；图像处理模块可以进行显示屏亮度、对比度、饱和度的调整；微型显示屏亮度及位置校正单元可校正因微型显示屏加工缺陷导致的亮度不均匀，位置不准确的问题。
进一步的，所述控制模块调整图像接收方式为摄像头接收或者网络接收中 4G、5G、 WIFI、蓝牙、Zigbee 的其中一种方式。
进一步的，所述控制模块控制图像显示的压缩倍率、亮度、对比度、饱和度。
进一步的，所述控制模块通过按键、旋钮、触控屏、语音控制的方式对图像接收模块、图像处理模块、眼内植入式微显示屏进行控制；所述控制模块设有音频输出单元，用以传达更加复杂的信息或者告知危急的情况；所述控制模块通过有线的方式对图像处理接收模块和图像处理模块进行控制。
进一步的，所述眼内植入式微显示屏采用 Micro-LED 的微纳加工方式；所述眼内植入式微显示屏是柔性基底的，并且能以一定弧度紧贴视网膜壁；所述眼内植入式微显示屏是三原色或单色的；所述眼内植入式微显示屏是适合眼球内部结构的曲面外形；
进一步的，所述眼内植入式微显示屏的形状是半球形或圆环形或具有筒状微型光导阵列微型显示屏，以适应不同视网膜疾病的需求。
进一步的，所述眼内植入式微显示屏的外形是便于固定在眼球内部的。
进一步的，所述眼内植入式微显示屏是具有 8-24 根引线穿越眼球的电接口；所述眼内植入式微显示屏的像素在 10,000～10,000,000 范围之内；所述眼内植入式微显示屏是用柔性的透明生物兼容性材料包裹的。
进一步的，所述眼内植入式微显示屏可以通过直接与视网膜细胞紧贴的方式或通过筒状微型光导将每一个 Micro-LED 像素汇聚阵列的方式将光线传递至视网膜区域。
本发明的有益效果在于：本发明提供的使用微型显示屏将光学图像直接投射至健康视网膜区域的一种新的成像方式，进而产生彩色视觉，这会给患者带来更丰富直观的视觉体验；
本发明中可以使用微型光导汇聚阵列可以降低 Micro-LED 相邻像素的干涉效果，提高在视网膜成像的图像质量。通过半球形或环形的微显示屏，可以给黄斑病、白内障、弱视、近视、散光、夜盲等视网膜部分受损或未受损的视觉障碍患者、以及军人及其它需要或完成特殊任务的视网膜功能正常人群、甚至是执行特殊任务的警犬等军用警用动物提供大量并不存在于真实眼前的景物、图像和文字信息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的一种眼内植入的微型显示装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的一种眼内植入的微型显示装置的三维连接图；
图3为本发明实施例2提供的一种眼内植入的微型显示装置中半球形的微型显示屏的结构示意图；
图4为本发明实施例3提供的一种眼内植入的微型显示装置中环形的微型显示屏的结构示意图；
图5为本发明实施例4提供的一种眼内植入的微型显示装置中具有筒状微型光导阵列的微型显示屏的结构示意图。
附图标记说明：
图像接收模块1、眼内植入式微显示屏2、多路电接口3、图像处理模块4、控制模块5。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1-图2所示，一种眼内植入的微型显示装置，包括控制模块5、图像接收模块1、图像处理模块4和眼内植入式微显示屏2；
图像接收模块1和图像处理模块4信号连接，图像接收模块1用于通过互联网下载或本地摄像头录像，将接收或采集的视频信息和辅助信息传至图像处理模块4进行图像的压缩编码处理；
图像处理模块4和眼内植入式微显示屏2信号连接；图像处理模块4用于处理图像接收模块1传来的视频信息或辅助信息流，将该视频信息压缩编码成适合眼内微显示屏驱动方式的信号，传递至眼内植入式微显示屏2进行发光显示；
眼内植入式微显示屏2接收图像处理模块4传来的图像信息和辅助信息，将其显示在微显示屏上；
控制模块5和图像接收模块1、图像处理模块4、眼内植入式微显示屏2信号连接，控制模块5用于控制图像接收的方式和图像显示的方式；
所述图像接收模块1外接摄像头，并具有 4G、5G、WIFI、蓝牙、Zigbee 的无线通信部分以从云端服务器接收图像信息；所述图像接收模块1连接的摄像头为眼球内部植入的微型摄像头。
所述图像处理模块4包括图像储存单元、图像压缩单元、图像处理模块4、微型显示屏亮度及位置校正单元；图像储存单元可储存部分图像信息，以便长期进行单一图片或信息的传递；图像压缩单元可根据微型显示屏的不同而进行不同的压缩处理；图像处理模块4可以进行显示屏亮度、对比度、饱和度的调整；微型显示屏亮度及位置校正单元可校正因微型显示屏加工缺陷导致的亮度不均匀，位置不准确的问题。
所述控制模块5调整图像接收方式为摄像头接收或者网络接收中 4G、5G、 WIFI、蓝牙、Zigbee 的其中一种方式。
所述控制模块5控制图像显示的压缩倍率、亮度、对比度、饱和度。
所述控制模块5通过按键、旋钮、触控屏、语音控制的方式对图像接收模块1、图像处理模块4、眼内植入式微显示屏2进行控制；所述控制模块5设有音频输出单元，用以传达更加复杂的信息或者告知危急的情况；所述控制模块5通过有线的方式对图像处理接收模块和图像处理模块4进行控制。
所述眼内植入式微显示屏2采用 Micro-LED 的微纳加工方式；所述眼内植入式微显示屏2是柔性基底的，并且能以一定弧度紧贴视网膜壁；所述眼内植入式微显示屏2是三原色或单色的；所述眼内植入式微显示屏2是适合眼球内部结构的曲面外形；所述眼内植入式微显示屏2的外形是便于固定在眼球内部的。
所述眼内植入式微显示屏2是具有 8-24 根引线穿越眼球的电接口；所述眼内植入式微显示屏2的像素在 10,000～10,000,000 范围之内；所述眼内植入式微显示屏2是用柔性的透明生物兼容性材料包裹的。
所述眼内植入式微显示屏2可以通过直接与视网膜细胞紧贴的方式或通过筒状微型光导将每一个 Micro-LED 像素汇聚阵列的方式将光线传递至视网膜区域。
工作原理：受试者通过按键、旋钮、触控屏、语音控制的方式对控制模块5下达控制命令。在设备工作时，由图像接收模块1负责接收外部的图像信息，根据控制模块5的指令，通过本地连接摄像头或者通过 4G、5G、WiFi、ZigBee 的无线通信方式从云端服务器接收图像信息。通过有线的方式将图像信息传递给图像处理模块4进行图像的压缩等处理。图像处理模块4可根据控制模块5的控制，调整输出图像的分辨率、压缩倍率、亮度、对比度、饱和度，也可适应性地输出到不同类型的微型显示屏上。眼内植入式微型显示屏通过外科手术的方式固定在眼球内壁，具有不同的、以适应不同需求的人群的形状，如半球形、环形等。通过统一的多路电接口3从眼球内部引出，之后分别与图像处理模块4和控制模块5相连接。眼内植入式微型显示屏受到控制模块5的控制可以校正因微型显示屏加工缺陷导致的亮度不均匀，位置不准确的问题，使显示屏输出亮度均匀，调整至合适位置进行显示。
实施例
如图3 所示，本实施例的眼内植入式微型显示屏为半球形的微型显示屏。适用于眼球前通路完全损伤，无法通过人眼天然光学通路汇聚至视网膜上的患者。通过这种适应眼球曲率的显示屏可完全地覆盖在视网膜上，使患者感受到外界的图像信息。
实施例
如图4 所示，本实施例的眼内植入式微型显示屏为环形的微型显示屏。适用于黄斑区病变以及有特殊需要的人群，在不影响视网膜中央凹处视觉的基础上，提供给视网膜周围视觉图像的信息。
实施例
如图5 所示，本实施例的眼内植入式微型显示屏为具有筒状微型光导阵列微型显示屏，可适用于不同形状的微型显示屏。对于微型显示屏上的每一个像素点，均有一个微型光导将像素点上的光线汇聚到视网膜处，以避免相邻像素之间对同一个视网膜细胞的干扰，从而提供更好的成像质量。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种眼内植入的微型显示装置，其特征在于，包括控制模块、图像接收模块、图像处理模块和眼内植入式微显示屏；
图像接收模块和图像处理模块信号连接，图像接收模块用于通过互联网下载或本地摄像头录像，将接收或采集的视频信息和辅助信息传至图像处理模块进行图像的压缩编码处理；
图像处理模块和眼内植入式微显示屏信号连接；图像处理模块用于处理图像接收模块传来的视频信息或辅助信息流，将该视频信息压缩编码成适合眼内微显示屏驱动方式的信号，传递至眼内植入式微显示屏进行发光显示；
眼内植入式微显示屏接收图像处理模块传来的图像信息和辅助信息，将其显示在微显示屏上；
控制模块和图像接收模块、图像处理模块、眼内植入式微显示屏信号连接，控制模块用于控制图像接收的方式和图像显示的方式。
2.根据权利要求1所述的一种眼内植入的微型显示装置，其特征在于，所述图像接收模块外接摄像头，并具有 4G、5G、WIFI、蓝牙、Zigbee 的无线通信部分以从云端服务器接收图像信息；所述图像接收模块连接的摄像头为眼球内部植入的微型摄像头。
3.根据权利要求1或2所述的一种眼内植入的微型显示装置，其特征在于，所述图像处理模块包括图像储存单元、图像压缩单元、图像处理模块、微型显示屏亮度及位置校正单元；图像储存单元可储存部分图像信息，以便长期进行单一图片或信息的传递；图像压缩单元可根据微型显示屏的不同而进行不同的压缩处理；图像处理模块可以进行显示屏亮度、对比度、饱和度的调整；微型显示屏亮度及位置校正单元可校正因微型显示屏加工缺陷导致的亮度不均匀，位置不准确的问题。
4.根据权利要求3所述的一种眼内植入的微型显示装置，其特征在于，所述控制模块调整图像接收方式为摄像头接收或者网络接收中 4G、5G、 WIFI、蓝牙、Zigbee 的其中一种方式。
5.根据权利要求4所述的一种眼内植入的微型显示装置，其特征在于，所述控制模块控制图像显示的压缩倍率、亮度、对比度、饱和度。
6.根据权利要求5所述的一种眼内植入的微型显示装置，其特征在于，所述控制模块通过按键、旋钮、触控屏、语音控制的方式对图像接收模块、图像处理模块、眼内植入式微显示屏进行控制；所述控制模块设有音频输出单元，用以传达更加复杂的信息或者告知危急的情况；所述控制模块通过有线的方式对图像处理接收模块和图像处理模块进行控制。
7.根据权利要求6所述的一种眼内植入的微型显示装置，其特征在于，所述眼内植入式微显示屏采用 Micro-LED 的微纳加工方式；所述眼内植入式微显示屏是柔性基底的，并且能以一定弧度紧贴视网膜壁；所述眼内植入式微显示屏是三原色或单色的；所述眼内植入式微显示屏是适合眼球内部结构的曲面外形。
8.根据权利要求7所述的一种眼内植入的微型显示装置，其特征在于，所述眼内植入式微显示屏的形状是半球形或圆环形或具有筒状微型光导阵列微型显示屏。
9.根据权利要求8所述的一种眼内植入的微型显示装置，其特征在于，所述眼内植入式微显示屏是具有 8-24 根引线穿越眼球的电接口；所述眼内植入式微显示屏的像素在 10,000～10,000,000 范围之内；所述眼内植入式微显示屏是用柔性的透明生物兼容性材料包裹的。
10.根据权利要求2所述的一种眼内植入的微型显示装置，其特征在于，所述眼内植入式微显示屏可以通过直接与视网膜细胞紧贴的方式或通过筒状微型光导将每一个 Micro-LED 像素汇聚阵列的方式将光线传递至视网膜区域。
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