JP2018068867A - Artificial eye and vision aid device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人工眼、及び視覚補助装置に関する。 The present invention relates to an artificial eye and a visual aid device.
従来から網膜色素変性症の患者でも目が見えるようにする研究が行われている。一部の
国では公的な認可を受けて、既に複数の患者に移植されている。
その中には、患者の眼の中に、人工網膜として機能する電極チップを埋め込み、メガネ
型端末に内蔵されたカメラで撮影した画像を、電磁誘導を利用して電極チップに送信する
構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
Studies have been conducted to make the eye visible even in patients with retinitis pigmentosa. Some countries have already been approved by the public and have already been transplanted to multiple patients.
Among them, a configuration is proposed in which an electrode chip that functions as an artificial retina is embedded in a patient's eye, and an image taken with a camera built in a glasses-type terminal is transmitted to the electrode chip using electromagnetic induction. (For example, refer to Patent Document 1).
しかし、電磁誘導は非接触電力伝送には適した技術であるが、伝送速度の制約等により
、画像等の高密度情報の伝送には適していない。また、電磁誘導は、磁石及びコイルを必
要とするので、装置の小型化に制約がある。
そこで、本発明は、人工網膜に非接触で画像を容易に伝送可能にすることを目的とする
。
However, although electromagnetic induction is a technique suitable for non-contact power transmission, it is not suitable for transmission of high-density information such as images due to transmission speed limitations. Moreover, since electromagnetic induction requires a magnet and a coil, there is a restriction on miniaturization of the apparatus.
Accordingly, an object of the present invention is to enable easy transmission of images without contact with an artificial retina.
上記課題を達成するため、本発明の人工眼は、生体の視界方向を撮像する撮像部と、前
記撮像部の撮像画像を示す光を出射する光出射部と、前記生体に埋植され、前記光出射部
からの光を受光して受光結果に対応する情報を、前記生体の視神経に伝達する人工網膜と
、を備える。
本発明によれば、人工網膜への情報伝送に電磁誘導を用いる場合と比べて伝送速度の制
約等を解消でき、また、磁石及びコイル等を使用しない分、装置の小型化に有利となる。
従って、人工網膜に非接触で画像を容易に伝送可能になる。
In order to achieve the above object, an artificial eye of the present invention is implanted in the living body, an imaging unit that images the direction of the field of view of the living body, a light emitting unit that emits light indicating a captured image of the imaging unit, An artificial retina that receives light from the light emitting unit and transmits information corresponding to the light reception result to the optic nerve of the living body.
According to the present invention, it is possible to eliminate restrictions on transmission speed and the like as compared with the case of using electromagnetic induction for information transmission to an artificial retina, and it is advantageous for downsizing of the apparatus because magnets and coils are not used.
Therefore, an image can be easily transmitted without contact with the artificial retina.
また、本発明は、前記人工網膜は、前記網膜の内面に前記網膜の曲面に沿って配置され
る。
本発明によれば、人工網膜から複数の信号線が延びて視神経に繋がる構成と比べて、人
工網膜を埋植する手術が容易になる。
In the present invention, the artificial retina is disposed on the inner surface of the retina along the curved surface of the retina.
According to the present invention, compared with a configuration in which a plurality of signal lines extend from the artificial retina and connect to the optic nerve, an operation for implanting the artificial retina is facilitated.
また、本発明は、前記光出射部は、前記撮像画像の輪郭を抽出し、前記輪郭を示す光を
出射する。
本発明によれば、生体に伝達する情報量を低減させて物体の外形状を認識させ易くなる
。
In the present invention, the light emitting unit extracts a contour of the captured image, and emits light indicating the contour.
According to the present invention, it is easy to recognize the outer shape of an object by reducing the amount of information transmitted to a living body.
また、本発明は、前記光出射部は、レーザー光を出射する光源と、前記レーザー光を二
次元方向に走査する光走査部とを有する。
本発明によれば、レーザー光以外の光を用いる場合と比べて小型化し易くなると共に、
生体に合わせた調整が容易である。
In the present invention, the light emitting unit includes a light source that emits laser light and an optical scanning unit that scans the laser light in a two-dimensional direction.
According to the present invention, it becomes easier to miniaturize compared to the case of using light other than laser light,
Adjustment according to the living body is easy.
また、本発明は、前記撮像部及び前記光出射部は、前記生体に埋植されずに前記生体に
装着されるウェアラブルデバイスに設けられ、前記光出射部は、前記光を、前記生体の瞳
孔及び水晶体の少なくともいずれかを通過させて前記人工網膜に到達させる。
本発明によれば、瞳孔の光量調整機能、又は水晶体のレンズ機能等を利用しつつ、人工
網膜に非接触で画像を伝送可能になる。
Further, according to the present invention, the imaging unit and the light emitting unit are provided in a wearable device that is attached to the living body without being implanted in the living body, and the light emitting unit transmits the light to the pupil of the living body. And at least one of the lens is allowed to reach the artificial retina.
According to the present invention, it is possible to transmit an image in a non-contact manner to an artificial retina while utilizing a pupil light amount adjustment function or a lens function of a crystalline lens.
また、本発明は、前記撮像部及び前記光出射部は、前記生体に埋植され、前記光出射部
は、前記光を、前記生体の組織を通過させて前記人工網膜に到達させる。
本発明によれば、撮像部及び光出射部を生体に埋植した構成で、人工網膜へ容易に情報
伝送できる。
In the present invention, the imaging unit and the light emitting unit are implanted in the living body, and the light emitting unit allows the light to pass through the tissue of the living body and reach the artificial retina.
According to the present invention, information can be easily transmitted to an artificial retina with a configuration in which an imaging unit and a light emitting unit are implanted in a living body.
また、本発明は、前記生体に埋植され、前記光出射部からの光を、前記人工網膜に向け
て反射する反射部材を備える。
本発明によれば、光出射部の配置自由度が向上し、光出射部を生体内の配置し易い位置
に配置し易くなる。
The present invention further includes a reflecting member that is implanted in the living body and reflects light from the light emitting portion toward the artificial retina.
According to the present invention, the degree of freedom of arrangement of the light emitting unit is improved, and the light emitting unit is easily arranged at a position where it is easy to arrange in the living body.
また、本発明の視覚補助装置は、生体の視界方向を撮像する撮像部と、前記撮像部の撮
像画像を示す光を出射する光出射部と、前記生体が有する眼のいずれかに埋植され、前記
光出射部からの光を受光して受光結果に対応する情報を、前記生体の視神経に伝達する人
工網膜と、を備える。
本発明によれば、生体の視覚を補助するとともに、人工網膜に非接触で画像を容易に伝
送可能になる。また、人工網膜が、生体が有する瞳孔及び水晶体の少なくともいずれかを
通過した画像を示す光を受光することで、瞳孔の光量調整機能、又は水晶体のレンズ機能
等を利用することができる。
In addition, the visual assistance device of the present invention is implanted in any one of an imaging unit that captures the direction of the field of view of a living body, a light emitting unit that emits light indicating a captured image of the imaging unit, and an eye of the living body. And an artificial retina that receives light from the light emitting unit and transmits information corresponding to the light reception result to the optic nerve of the living body.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while assisting the vision of a biological body, it becomes possible to transmit an image easily, without contacting an artificial retina. In addition, when the artificial retina receives light indicating an image that has passed through at least one of the pupil and the lens of the living body, the pupil light amount adjustment function, the lens function of the lens, and the like can be used.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に
説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない
。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, embodiment described below does not limit the content of this invention described in the claim. In addition, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.
(第1実施形態)
図1は第1実施形態に係る人工眼の使用態様を示した図である。
人工眼10は、使用者11の体外に装着される体外装置として機能するウェアラブルデ
バイス12と、人工網膜20(図2)を含み、使用者11の体内に装着される体内装置で
あるインプラント21とを備える。人工網膜20は、使用者11の視神経45(図3)を
刺激して人工的に視覚を再現させる網膜代替物である。
使用者11は、例えば、網膜色素変性症等により視力(視覚)を有しない視覚障害者で
ある。本実施形態では、人工網膜20を右眼30に埋植した場合を例示するが、左眼31
に埋植してもよい。また、人間に適用する人工眼10の場合を説明するが、この人工眼1
0を犬、猫等の他の生体に適用してもよい。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a usage mode of the artificial eye according to the first embodiment.
The
The
It may be embedded in. Moreover, although the case of the
0 may be applied to other living bodies such as dogs and cats.
ウェアラブルデバイス12は、使用者11が容易に着脱可能であり、人工眼10を使用
する際に使用者11に装着される。このウェアラブルデバイス12は、撮像機能、及び撮
像した画像(撮像画像)を人工網膜20に伝達する情報伝達機能を有する本体部13と、
本体部13を支持する支持部材14とを備える。
支持部材14は、使用者11の頭部に着脱自在なバンド部14Aと、バンド部14Aか
ら離間した位置に本体部13を支持するアーム部14Bとを有する。なお、以下に説明す
る各方向は、ウェアラブルデバイス12を装着したときの使用者11から見た各方向であ
る。
The
And a
The
バンド部14Aは、弾性を有するプラスチック材等の弾性材料で形成され、弾性力によ
って使用者11の左右のこめかみを含む領域を挟持し、支持部材14を使用者11の頭部
に保持させる。バンド部14Aは、例えば、バンド部14Aの外観がヘアアクセサリーの
カチューシャ(ヘアバンド)に類似した形状に形成される。
アーム部14Bは、バンド部14Aから前方に延びて、本体部13を使用者の右眼30
前方に支持する。本体部13は、使用者11の右眼30前方に支持されるので、本体部1
3の前面に設けたレンズ13Rによって、右眼30の視界方向の画像(映像)を内部に容
易に取り入れ可能である。また、本体部13の背面に光出射部19(図2)が設けられ、
右眼30との間に遮光物がない状態で光出射部19から右眼30に光を出射可能である。
The
The
Support forward. Since the
The
Light can be emitted from the
図2は人工眼10の機能構成を示すブロック図である。
本体部13は、撮像部16、制御部17、電源部18、及び光出射部19を備えている
。
撮像部16は、複数画素の撮像素子を有する撮像デバイスであり、例えば、CCDイメ
ージセンサー又はCMOSイメージセンサーである。この撮像部16は、本体部13のレ
ンズ13Rを介して使用者11の視界方向の画像を撮像し、撮像画像に対応する画像デー
タを出力する。これにより、撮像部16は、使用者11の右眼30で視認される画像に相
当する画像を撮像可能である。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the
The
The
撮像部16が撮像する視界方向の画像は、右眼30正面の画像を含んでいる。但し、右
眼30正面の画像に限定しなくてもよい。例えば、一般的な右眼の視野範囲の一部又は全
てを含む画像でもよいし、一般的な両眼の視野範囲の一部又は全てを含む画像でもよい。
また、人の視野範囲を超える範囲の画像を含んでもよい。要は、使用者11に知覚させた
い画像であればよい。また、レンズ13Rの向き及び焦点の少なくともいずれかを、制御
部17の制御の下、可変できるように構成してもよい。
The field-of-view image captured by the
Moreover, you may include the image of the range exceeding a human visual field range. In short, any image that the
制御部17は、演算処理を行うプロセッサーと周辺回路とで構成され、例えば、画像処
理用CPU、及び制御プログラムを格納したメモリーから構成される。この制御部17は
、画像処理用CPUが制御プログラムを実行することにより、撮像部16から出力される
画像データに対し、光出射部19にて光出射するための最適化処理を行い、最適化処理さ
れた信号を光出射部19に伝送する。
The
この最適化処理は、撮像部16の画像データから撮像画像の輪郭を抽出する輪郭抽出処
理を含んでいる。そして、制御部17は、輪郭抽出処理によって抽出した撮像画像の輪郭
を示す画像データを、光出射部19の駆動に適した所定の信号に変換して出力する。これ
によって、光出射部19は、撮像画像の輪郭を示す光を出射し、人工網膜20によって輪
郭が使用者11に知覚され易くなる。この場合、撮像画像全体を示す光を出射する場合と
比べて、使用者11に伝達する情報量が減るので、これによっても、使用者11が物体を
認識し易くなる。なお、輪郭抽出処理を省略してもよい。
This optimization processing includes contour extraction processing for extracting the contour of the captured image from the image data of the
電源部18は、本体部13の各部(撮像部16、制御部17、及び光出射部19)に動
作電力を供給するデバイスであり、例えば、腕時計や小型デジタルカメラに用いられるボ
タン電池を有する。なお、ボタン電池に限定されず、周囲の光を受けて発電する太陽電池
でもよい。
光出射部19は、制御部17の制御の下、撮像画像を示す光を人工網膜20に向けて出
射するデバイスである。
The
The
図3は光出射部19及び人工網膜20を周辺構成と共に示した図である。図3は使用者
11の側方から内部構造を示した図であり、符号41は右眼30の瞳孔、符号42は水晶
体、符号43は硝子体、符号44は網膜、符号45は視神経、符号46は視神経乳頭を示
している。
光出射部19は、レーザー光を出射する光源を内蔵するとともに、レーザー光の向きを
変化させる光走査部(光スキャナーとも称する)19Sと、光走査部19Sからのレーザ
ー光を人工網膜20に向けて反射させる投影ミラー19Mとを有する。図3に示すように
、光走査部19Sは、投影ミラー19Mの下方に配置され、投影ミラー19Mに向けてレ
ーザー光(図3中、矢印で示す)を反射するとともにレーザー光を二次元方向(例えば上
下及び左右方向)に走査する。この光走査部19Sは、例えばMEMSミラーであり、M
EMSミラーを使用することで小型の光走査部19Sが得られる。
FIG. 3 is a view showing the
The
A small
投影ミラー19Mは、前方に凹む形状に形成され、右眼30の前方に配置される。この
投影ミラー19Mは、光走査部19Sからのレーザー光を後方に向けて反射することで、
レーザー光を右眼30の瞳孔41に入射させる。これにより、レーザー光が瞳孔41及び
水晶体42を通過して人工網膜20に入射する。
このように瞳孔41及び水晶体42を利用して、外部からレーザー光を右眼30内に入
射するので、簡易かつ確実にレーザー光を右眼30内に入射し、人工網膜20に到達させ
ることができる。
The
Laser light is incident on the
As described above, since the laser beam is incident on the
本構成では、光走査部19Sが単一のレーザー光を二次元方向に走査することによって
、撮像画像に対応する二次元の画像を示す光(つまり、画像光)を人工網膜20に投影す
る。これにより、光出射部19は、撮像画像を人工網膜20に非接触で伝達する画像伝達
部として機能する。
二次元方向に走査するレーザー光を使用することにより、画像光のサイズ等を容易に調
整可能であり、使用者11に応じた調整が可能である。また、他の光源を使用する場合と
比べて小型化が容易である。
In this configuration, the
By using laser light that scans in a two-dimensional direction, the size and the like of image light can be easily adjusted, and adjustment according to the
また、光走査部19Sと投影ミラー19Mとを上下に振り分けて配置するので、光出射
部19の前後方向の長さ(奥行きに相当)を抑えるとともに、光走査部19Sと投影ミラ
ー19Mとの離間距離を確保し易くなる。このため、光出射部19と右眼30との離間距
離を拡げなくても光出射部19から人工網膜20までの距離を確保し易くなり、光出射部
19を右眼30に近接配置できる。
In addition, since the
但し、光走査部19S及び投影ミラー19Mの配置は上記配置に限定されず、適宜に変
更可能である。また、投影ミラー19Mを省略し、光走査部19Sからの光を直接、瞳孔
41に入射させてもよい。また、光走査部19SはMEMSミラーに限定されず、例えば
、ポリゴンミラー又はガルバノミラー等を用いた構成でもよい。
本実施形態では、瞳孔41及び水晶体42を利用して外部からレーザー光を右眼30内
に入射させるので、瞳孔41の光量調整機能、及び水晶体42のレンズ機能を利用するこ
とができる。なお、本体部13を支持するアーム部14Bには、本体部13の位置を微調
整可能に屈曲するフレキシブルアームが用いられ、本体部13の位置を右眼30の位置に
合わせて容易に調整可能である。
However, the arrangement of the
In the present embodiment, since the laser light is incident from the outside into the
図4は髪が長い使用者11にウェアラブルデバイス12を装着した状態を示した図であ
る。
図4に示すように、使用者11の髪が長い場合には、ウェアラブルデバイス12のバン
ド部14Aを髪で覆うことができ、且つ、前髪によってアーム部14Bと本体部13とを
覆うことができる。換言すると、バンド部14Aと、アーム部14Bと、本体部13とを
覆う図4に示す髪型にすることによって、ウェアラブルデバイス12を外部から視認不能
にできる。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the
As shown in FIG. 4, when the hair of the
図3に示すように、インプラント21は、人工網膜20と電源部23とを有している。
電源部23は、人工網膜20に動作電力を供給するデバイスであり、太陽電池又は生体
電池等のバッテリーを有する。太陽電池は、右眼30内に入射した光(太陽光、或いはレ
ーザー光の一部)を利用して発電するデバイスであり、生体電池は、使用者11の体温等
の生体エネルギーを利用して発電するデバイスである。なお、発電機能を有する電池に限
定されず、例えば、高容量の一次電池を内蔵する構成、または、二次電池を内蔵し、外部
からワイヤレス充電する構成等を採用してもよい。
As shown in FIG. 3, the
The
人工網膜20は、複数の光電変換素子(受光素子とも言う)を有し、レーザー光を受光
した光電変換素子により生成された電気信号を右眼30の視神経45に送る。本実施形態
の人工網膜20は、側面視で上下方向に沿って延びる平板状に形成され、瞳孔41側の面
20Fには、複数の光電変換素子が配列されて光電変換素子アレイが構成されている。
また、人工網膜20の瞳孔41と反対側の面20Rには、複数の信号線47が接続され
ている。複数の信号線47は、視神経45と網膜44とのつなぎ目に相当する視神経乳頭
46につながり、受光エリアに予め対応づけた視神経45に情報(電気的刺激に相当)を
伝達可能である。
The
A plurality of
人工網膜20は、各光電変換素子で生成された電気信号を、レーザー光の受光位置に対
応する信号線47を介して視神経45に送る。これにより、人工網膜20は、視神経45
を刺激する視神経刺激部として機能する。
撮像部16の画素の位置と、人工網膜20に描画される画素の位置とは、使用者11に
正しい画像を認識させられるように対応している。なお、人工網膜20は、電気信号を、
視神経45を刺激するのに好適な電圧及び電流値に調整して出力する。また、人工網膜2
0は、複数の光電変換素子を領域毎にグルーピングし、グループ単位で信号線47に電気
信号を送信する構成でもよい。
The
Functions as an optic nerve stimulation unit that stimulates
The pixel position of the
The voltage and current value suitable for stimulating the
0 may be configured such that a plurality of photoelectric conversion elements are grouped for each region and an electric signal is transmitted to the
この人工網膜20は、網膜44との間の信号線47を有するので、網膜44から離して
配置することができる。このため、個々の使用者11の網膜44の形状等に依存せずに人
工網膜20を配置でき、また、子供から大人までの使用者11に共通の人工網膜20を適
用し易くなる。なお、この人工網膜20に上記電源部23を一体化した構造にしてもよい
。
Since the
以上説明したように、本実施形態の人工眼10は、生体である使用者11の視界方向を
撮像する撮像部16と、撮像部16の撮像画像を示す光を出射する光出射部19と、使用
者11に埋植され、光出射部19からのレーザー光を受光して受光結果に対応する情報を
使用者11の視神経45に伝達する人工網膜20とを備える。これにより、人工網膜20
への情報伝送に電磁誘導を用いる場合と比べて伝送速度の制約等を解消でき、また、磁石
及びコイル等を使用しない分、装置の小型化に有利となる。従って、人工網膜20に非接
触で画像を容易に伝送可能になる。
As described above, the
Compared with the case where electromagnetic induction is used for information transmission to the network, it is possible to eliminate restrictions on transmission speed and the like, and it is advantageous for downsizing the apparatus because magnets and coils are not used. Therefore, an image can be easily transmitted to the
また、光出射部19は、撮影画像の輪郭を抽出し、輪郭を示す光を出射するので、使用
者11に伝達する情報量を低減させて物体の外形状を認識させ易くなる。
また、光出射部19は、レーザー光を出射する光源と、レーザー光を二次元方向に走査
する光走査部19Aとを有するので、レーザー光以外の光を用いる場合と比べて小型化し
易くなる。更に、レーザー光の走査範囲を調整することにより、使用者11の瞳孔41を
通過させ、且つ、人工網膜20に最適な大きさ等で画像光を出射可能である。従って、使
用者11に合わせた調整が容易である。
Moreover, since the
Moreover, since the
また、撮像部16及び光出射部19は、使用者11に埋植されずに使用者11に装着さ
れるウェアラブルデバイス12に設けられ、光出射部19は、光を使用者11の瞳孔41
及び水晶体42を通過させて人工網膜20に投影させる。これにより、外部から光を使用
者11内の人工網膜20に容易に到達させることができる。なお、瞳孔41及び水晶体4
2の少なくともいずれかが正常で、画像を示す光が眼の中に入る場合は本構成を適用可能
である。
The
And the
This configuration can be applied when at least one of 2 is normal and light indicating an image enters the eye.
また、光出射部19は、画像光を使用者11の瞳孔41を通過させて人工網膜20に到
達させるので、瞳孔41の光量調整機能等を利用して視神経45に情報を伝達可能になる
。
Further, since the
(第2実施形態)
第1実施形態では、平板状の人工網膜20から複数の信号線47が延びて視神経45に
繋がる構成であり、個々の視神経45に信号線47を接続する施術が必要になる。第2実
施形態では、人工網膜20を、網膜44の内面に網膜44の曲面に沿って配置することで
、個々の視神経45に信号線47を接続する施術を不要にしている。
なお、人工網膜20以外の構成は、第1実施形態と同様である。以下の説明において、
第1実施形態と異なる部分を説明し、重複説明は省略する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, a plurality of
The configuration other than the
A different part from 1st Embodiment is demonstrated and duplication description is abbreviate | omitted.
図5は第2実施形態の人工網膜20を周辺構成と共に示した図である。
図5に示すように、人工網膜20は、網膜44における視神経乳頭46を有する領域の
内面に、網膜44の曲面に沿って配置される。つまり、人工網膜20は、網膜44の内面
に沿う球面状に形成されている。
人工網膜20の瞳孔41側の面である凹面20Fには、複数の光電変換素子が配列され
て光電変換素子アレイが構成されている。また、人工網膜20の瞳孔41と反対側の面で
ある凸面20Rには、光電変換素子の各々に対応する電極が配列されて電極アレイが構成
されている。
FIG. 5 is a diagram showing the
As shown in FIG. 5, the
A plurality of photoelectric conversion elements are arranged on the
人工網膜20は、凸面20Rが網膜44の内面に接するように右眼30に埋植される。
人工的に視覚を再現する研究は、大別すると、網膜44を刺激するタイプ、視神経45を
刺激するタイプ、及び大脳を直接刺激するタイプの3つが代表的である。第2実施形態の
人工網膜20は、網膜44を刺激するタイプに該当する。つまり、網膜44上に電極アレ
イを設置して網膜神経節細胞層へ直接、電気刺激を付与し、これにより、視神経乳頭46
を介して視神経45に情報を伝達し、使用者11の大脳視覚野にて画像として認識(視力
を発現)させる。なお、第1実施形態の人工網膜20は視神経を刺激するタイプである。
The
The research for artificially reproducing vision is roughly classified into three types: a type that stimulates the
The information is transmitted to the
第2実施形態では個々の使用者11に適した曲面状の人工網膜20にするので、個々の
視神経45に信号線47を接続する施術が不要となる。従って、第1実施形態よりも人工
網膜20を埋植する手術が容易になる。但し、使用者11の状況等に応じて第1及び第2
実施形態のいずれかを選択することが望ましい。
また、第1及び第2実施形態の人工眼10は、使用者11の片方の眼(右眼30)に適
用する場合に限らず、両方の眼30、31に適用させてもよい。両方の眼30、31に適
用させた場合は立体視が可能になる。
In the second embodiment, since the curved
It is desirable to select any of the embodiments.
In addition, the
(第3実施形態)
第1及び第2実施形態では、使用者11が人工眼10を使用する際にウェアラブルデバ
イス12を装着する必要がある。第3実施形態では、ウェアラブルデバイス12を必要と
しない。
図6は第3実施形態に係る人工眼10の使用態様を示した図である。なお、図6は使用
者11の上方から頭部内を模式的に示した図である。
この人工眼10は、人工網膜20に加えて、ウェアラブルデバイス12の本体部13が
有する部品(撮像部16、制御部17、光出射部19)が使用者11に埋植される。つま
り、人工眼10の構成部品全てが使用者11に埋植される。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, it is necessary for the
FIG. 6 is a view showing a usage mode of the
In the
詳述すると、人工眼10は、左眼31に装着される第1義眼51Lと、右眼30に装着
される第2義眼51Rとを備えている。なお、本実施形態では、左眼31は視神経が全く
機能しなくてもよい。但し、本実施形態では右眼30の網膜細胞及び視神経45を利用す
るので、網膜44で光を認識できなくても、電気的刺激を感じる機能が少なくとも残って
いる必要がある。
第1義眼51Lは、左眼31の眼球内に配置される。この第1義眼51Lは、使用者1
1の視界方向の画像を第1義眼51L内に取り入れ可能に配置されたレンズ52と、レン
ズ52を通して画像を撮像する撮像部16と、レンズ52及び撮像部16を支持する第1
義眼本体53とを備える。この第1義眼本体53が左眼31に埋植されることによって、
撮像部16等が左眼31に埋植される。
More specifically, the
The first
A
And an
The
撮像部16が撮像する視界方向の画像は、左眼31正面の画像に限定されない。例えば
、正常な左眼の視野範囲の一部又は全てを含む画像でもよいし、一般的な両眼の視野範囲
の一部又は全てを含む画像でもよい。また、人の視野範囲を超える範囲の画像を含んでも
よい。要は、使用者11に知覚させたい画像であればよい。また、レンズ52を、制御部
17の制御の下、向き及び焦点の少なくともいずれかを変更可能な可動レンズに構成して
もよい。
なお、第1義眼本体53は、生体組織に影響を与えず、且つ、太陽光等が内部に進入し
ない遮光素材等で形成される。
The image in the viewing direction captured by the
The first
光出射部19は、使用者11の左右の眼30、31の間に相当する領域に埋植されるこ
とによって、第1義眼51Lと第2義眼51Rとの間に配置される。制御部17及び電源
部18の図示は省略しているが、制御部17及び電源部18は、第1義眼51L内又は第
2義眼51R内に配置してもよいし、光出射部19と同じ位置に配置してもよい。また、
電源部18と人工網膜20の電源部23とを共通にしてもよいし、別々にしてもよい。
The
The
第1義眼51L、第2義眼51R及び光出射部19といった各部品は、全て手術によっ
て使用者11の人体に埋植されるものである。なお、跡が残らないような手術又は化粧に
よって、外観上からは、使用者の体内に、これらの部品が埋植されていることが判らない
ようになっていることが望ましい。
光出射部19は、図6に示すように、第2義眼51R(後述する投影ミラー55)に向
けて上面視で右斜め前方に向けてレーザー光を出射する。つまり、光出射部19は、レー
ザー光を、生体組織(皮下組織、血管等)を通過させて第2義眼51R内に入射させる。
The parts such as the first
As shown in FIG. 6, the
第2義眼51Rは、右眼30の眼球内に配置される。この第2義眼51Rは、光出射部
19からのレーザー光を人工網膜20に向けて反射する反射部材として機能する投影ミラ
ー55と、投影ミラー55を支持する第2義眼本体56とを備える。この第2義眼本体5
6が右眼30に埋植されることによって、人工網膜20及び投影ミラー55が右眼30に
埋植される。
The second artificial eye 51 </ b> R is disposed in the eyeball of the
When 6 is implanted in the
第2義眼本体56は、光出射部19の出射光に対応する領域が開口する開口部56Aと
、人工網膜20に対応する領域が開口する開口部56Bとを有している。これによって、
光出射部19の出射光であるレーザー光が第2義眼本体56で遮られることなく、投影ミ
ラー55に入射し、人工網膜20に投影される。
第2義眼51R内の投影ミラー55は、開口部56Aから入射するレーザー光の照射範
囲に配置され、レーザー光を反射して人工網膜20に投影する。投影ミラー55の形状及
び配置は、光出射部19の位置等に応じて変更すればよい。
なお、第2義眼本体56は、生体組織に影響を与えず、且つ、太陽光等が内部に進入し
ない遮光素材等で形成される。また、この第2義眼本体56に人工網膜20の一部を支持
してもよい。
The second
Laser light, which is emitted light from the
The projection mirror 55 in the second
The second
このようにして、第3実施形態では、使用者11の左眼31にカメラ(撮像部16に相
当)が配置され、使用者11の右眼30にスクリーン(人工網膜20に相当)が配置され
、使用者11の両眼30、31の間に映写機(光出射部19に相当)が配置される。
人間の眼球は小さいので、一個の眼球の中に撮像部16と網膜44に刺激を与える人工
網膜20の両方をレイアウトすることは困難性がある。この困難性を考慮し、第3実施形
態では、人間の眼が2個あることに着目し、一対の眼の一方には撮像部16を配置し、他
方の眼には人工網膜20を配置する構成にしている。なお、いずれの眼に撮像部16又は
人工網膜20を配置するかは適宜に選択可能である。
技術進歩により、本実施形態の人工眼10に必要な各種デバイスが小型化されれば、一
個の眼30又は31の中に全てのデバイスを埋植してもよい。また、左右の眼30、31
に撮像部16と人工網膜20とを対にして配置してもよい。左右の眼30、31の画像を
認識できれば立体視が可能になる。
Thus, in the third embodiment, a camera (corresponding to the imaging unit 16) is disposed on the
Since the human eyeball is small, it is difficult to lay out both the
If various devices necessary for the
Alternatively, the
第3実施形態では、撮像部16及び光出射部19が使用者11の顔に埋植され、光出射
部19は、レーザー光を、生体組織を通過させて人工網膜20に到達させるので、生体内
で画像の伝送を容易に行うことができる。しかも、この画像の伝送に光を用いるので、画
像等の高密度情報の伝送が容易であり、また、電磁誘導等を利用する場合と比べて人体へ
の影響を抑え易くなる。
また、使用者11に埋植され、光出射部19の光を人工網膜20に向けて反射する反射
部材として機能する投影ミラー55を備えるので、光出射部19の配置自由度が向上し、
光出射部19を生体内の配置し易い位置に配置し易くなる。
In the third embodiment, the
Moreover, since the projection mirror 55 which is implanted in the
It becomes easy to arrange | position the
なお、第3実施形態では、人工眼10を構成する全ての部品(デバイス又は電子機器と
も称する)を生体内に埋植するので、各部品への電力供給に、使用者11の体温等の生体
エネルギーを利用して発電する生体電池を用いることが望ましい。
但し、第3実施形態は生体電池を用いることに限定するものではなく、外部から電力供
給を行ってもよい。その場合、電磁誘導等の技術により非接触で電力供給を行えば、人体
表面に電極を露出させる必要がない。
また、使用者11の一方の眼(左眼31)にカメラ(撮像部16に相当)が配置され、
使用者11の他方の眼(右眼30)にスクリーン(人工網膜20に相当)が配置されるの
で、使用者11の両眼30、31のスペースを利用して各部材を配置できる。
In the third embodiment, since all the parts (also referred to as devices or electronic devices) constituting the
However, the third embodiment is not limited to using a biological battery, and power may be supplied from the outside. In that case, if power is supplied in a non-contact manner using a technique such as electromagnetic induction, it is not necessary to expose the electrode on the human body surface.
In addition, a camera (corresponding to the imaging unit 16) is disposed on one eye (left eye 31) of the
Since the screen (corresponding to the artificial retina 20) is arranged on the other eye (right eye 30) of the
なお、上述の第1実施形態では、ウェアラブルデバイス12をヘアバンド型に構成する
場合を説明したが、メガネ型、ゴーグル型、又はモノクル型に構成してもよい。要は、ウ
ェアラブルデバイス12は使用者11の眼の近傍に配置可能な構成であればよい。
また、人工眼10を構成する部品(撮像部16、制御部17、光出射部19、電源部1
8、人工網膜20)を生体内に埋植する場合、光出射部19及び人工網膜」20以外の部
品は、顔以外の場所に埋植してもよい。例えば、手に撮像部16を埋設すれば、手を向け
た方向の映像を見ることが可能となり、従来の人間の能力を超えた特性を得やすくなる。
In the first embodiment described above, the case where the
Further, the components constituting the artificial eye 10 (
8. When the artificial retina 20) is implanted in a living body, parts other than the
また、この人工眼10は人体に各種デバイスを埋植させるサイボーグに関する技術に適
用でき、従来の人間の能力を超える様々なバリエーション展開が可能である。
また、上述の各実施形態では、視力(視覚)を有しない視覚障害者である使用者11に
視力を付与する人工眼10について説明したが、これに限らず、弱視者等の視覚を補助す
る視覚補助装置に本発明を適用してもよい。
Further, the
Further, in each of the above-described embodiments, the
この場合、視覚補助装置は、使用者11が有する眼30、31のいずれかに埋植され、
使用者11の視覚を補助する。例えば、視覚補助装置は、使用者11の左眼31が視力を
有する場合に、使用者11の右眼30に設けられる。これによって、立体視を可能にした
り、左眼31の視力が低い場合に右眼30の視覚補助装置によって視力を補ったりするこ
とができる。
この視覚補助装置は、使用者11の瞳孔41及び水晶体42の少なくともいずれかが正
常で、画像を示す光が眼の中に入る場合は、図1乃至図5に示す人工眼10と同様の構成
により実現可能である。
In this case, the visual assistance device is implanted in one of the
Assisting the
This visual assisting device has the same configuration as the
なお、上述の人工眼10及び視覚補助装置において、瞳孔41及び水晶体42のいずれ
かに不具合がある場合は、不具合を有する生体部位を人工代替物に置き換えればよい。ま
た、瞳孔41及び水晶体42のいずれも正常でない場合、いずれも人工代替物に置き換え
てもよい。
また、上述の人工眼10及び視覚補助装置において、生体外から生体内に入射する画像
を示す光の例として、瞳孔41及び水晶体42を通過した画像を示す光の場合を説明した
が、これに限らない。人工網膜20の位置を眼以外の場所にすることで、他の位置にて生
体内に入射する画像を示す光を人工網膜20に入射させ、視覚を補助することも可能であ
る。
In the above-described
Further, in the above-described
なお、上述した各実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任
意に変形、及び応用が可能である。
Each embodiment described above shows one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the present invention.
10…人工眼(視覚補助装置)、11…使用者(生体)、12…ウェアラブルデバイス
、13…本体部、13R、52…レンズ、14…支持部材、16…撮像部、17…制御部
、18、23…電源部、19…光出射部(画像伝達部)、19S…光走査部、19M…投
影ミラー、20…人工網膜(視神経刺激部)、21…インプラント、30…右眼、31…
左眼、41…瞳孔、42…水晶体、43…硝子体、44…網膜、45…視神経、46…視
神経乳頭、47…信号線、51L…第1義眼、51R…第2義眼、53…第1義眼本体、
55…投影ミラー(反射部材)、56…第2義眼本体、56A、56B…開口部。
DESCRIPTION OF
Left eye, 41 ... pupil, 42 ... lens, 43 ... vitreous body, 44 ... retina, 45 ... optic nerve, 46 ... optic nerve head, 47 ... signal line, 51L ... first eye, 51R ... second eye, 53 ... first Artificial eye body,
55 ... Projection mirror (reflection member), 56 ... Second artificial eye body, 56A, 56B ... Opening.
Claims (8)
前記撮像部の撮像画像を示す光を出射する光出射部と、
前記生体に埋植され、前記光出射部からの光を受光して受光結果に対応する情報を、前
記生体の視神経に伝達する人工網膜と、
を備える人工眼。 An imaging unit for imaging the direction of the visual field of a living body;
A light emitting unit that emits light indicating a captured image of the imaging unit;
An artificial retina that is implanted in the living body, receives light from the light emitting unit, and transmits information corresponding to the light reception result to the optic nerve of the living body;
Artificial eye with
のいずれか一項に記載の人口眼。 The artificial retina is disposed on the inner surface of the retina along the curved surface of the retina.
The artificial eye according to any one of the above.
に記載の人口眼。 The said light emission part extracts the outline of the said captured image, and radiate | emits the light which shows the said outline.
The artificial eye described in 1.
る光走査部とを有する請求項1から3のいずれか一項に記載の人口眼。 The artificial eye according to any one of claims 1 to 3, wherein the light emitting unit includes a light source that emits laser light and a light scanning unit that scans the laser light in a two-dimensional direction.
ラブルデバイスに設けられ、
前記光出射部は、前記光を、前記生体の瞳孔及び水晶体の少なくともいずれかを通過さ
せて前記人工網膜に到達させる請求項1から4のいずれか一項に記載の人工眼。 The imaging unit and the light emitting unit are provided in a wearable device attached to the living body without being implanted in the living body,
The artificial eye according to any one of claims 1 to 4, wherein the light emitting unit causes the light to pass through at least one of a pupil and a crystalline lens of the living body and reach the artificial retina.
前記光出射部は、前記光を、前記生体の組織を通過させて前記人工網膜に到達させる請
求項1から4のいずれか一項に記載の人工眼。 The imaging unit and the light emitting unit are implanted in the living body,
The artificial eye according to claim 1, wherein the light emitting unit causes the light to pass through the tissue of the living body and reach the artificial retina.
材を備える請求項6に記載の人工眼。 The artificial eye according to claim 6, further comprising a reflecting member that is implanted in the living body and reflects light from the light emitting unit toward the artificial retina.
前記撮像部の撮像画像を示す光を出射する光出射部と、
前記生体が有する眼のいずれかに埋植され、前記光出射部からの光を受光して受光結果
に対応する情報を、前記生体の視神経に伝達する人工網膜と、
を備える視覚補助装置。 An imaging unit for imaging the direction of the visual field of a living body;
A light emitting unit that emits light indicating a captured image of the imaging unit;
An artificial retina that is implanted in one of the eyes of the living body, receives light from the light emitting unit, and transmits information corresponding to the light reception result to the optic nerve of the living body;
Visual assistance device comprising:
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016214916A JP2018068867A (en) | 2016-11-02 | 2016-11-02 | Artificial eye and vision aid device |
US16/346,426 US20190269915A1 (en) | 2016-11-02 | 2017-10-10 | Artificial eye and visual aid device |
PCT/JP2017/036647 WO2018083948A1 (en) | 2016-11-02 | 2017-10-10 | Artificial eye and vision assisting device |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=62111883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022526346A (en) * | 2019-03-28 | 2022-05-24 | ピクシウム ビジョン エスエー | Devices, projector devices, and methods for projecting a light beam onto the retina of the human eye. |
JP2022526345A (en) * | 2019-03-28 | 2022-05-24 | ピクシウム ビジョン エスエー | A system for projecting patterns of interest to the retinal region of the human eye |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002315773A (en) * | 2001-02-15 | 2002-10-29 | Nidek Co Ltd | Auxiliary instrument for sight restoration |
JP2007504914A (en) * | 2003-09-10 | 2007-03-08 | ザ・ボード・オブ・トラスティーズ・オブ・ザ・レランド・スタンフォード・ジュニア・ユニバーシティ | Optical projection and tracking system for artificial retina |
US20070191910A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-16 | Qiushi Ren | Visual prosthesis |
US20080086206A1 (en) * | 2006-05-05 | 2008-04-10 | University Of Southern California | Intraocular Camera for Retinal Prostheses |
-
2016
- 2016-11-02 JP JP2016214916A patent/JP2018068867A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002315773A (en) * | 2001-02-15 | 2002-10-29 | Nidek Co Ltd | Auxiliary instrument for sight restoration |
JP2007504914A (en) * | 2003-09-10 | 2007-03-08 | ザ・ボード・オブ・トラスティーズ・オブ・ザ・レランド・スタンフォード・ジュニア・ユニバーシティ | Optical projection and tracking system for artificial retina |
US20070191910A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-16 | Qiushi Ren | Visual prosthesis |
US20080086206A1 (en) * | 2006-05-05 | 2008-04-10 | University Of Southern California | Intraocular Camera for Retinal Prostheses |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022526346A (en) * | 2019-03-28 | 2022-05-24 | ピクシウム ビジョン エスエー | Devices, projector devices, and methods for projecting a light beam onto the retina of the human eye. |
JP2022526345A (en) * | 2019-03-28 | 2022-05-24 | ピクシウム ビジョン エスエー | A system for projecting patterns of interest to the retinal region of the human eye |
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