JP2022136342A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、人工視覚の技術分野に属し、具体的には、人工眼装置に関する。 The present invention belongs to the technical field of artificial vision, and specifically relates to an artificial eye device.
世界保健機関のデータによると、全世界には３，９００万人の視覚障害者がいる。これらの視覚障害者の視覚障害は一部が先天性であり、一部が後天性である。視覚障害さらに視覚喪失は患者の生活の品質に深刻な影響を及ぼし、現在、多くの人工視覚装置が開発されており、主に２種類に分類できる。１つの種類は視覚置換デバイスであり、この種類のデバイスは、触覚又は聴覚のような他の方式で視覚情報を患者に伝達し、他の種類は、網膜プロテーゼなどの視覚機能を回復しようとする技術である。 According to World Health Organization data, there are 39 million visually impaired people worldwide. The visual impairments of these visually impaired persons are partly congenital and partly acquired. Visual impairment and even vision loss have a serious impact on the quality of life of patients, and currently many artificial vision devices have been developed, which can be mainly classified into two types. One type is visual replacement devices, which convey visual information to the patient in other ways, such as tactile or auditory sensations, and other types, such as retinal prostheses, that attempt to restore visual function. Technology.
現在の視覚回復技術の主な作動方法は、網膜に埋め込まれた電極アレイ又は光電アレイデバイスを介して視神経を直接刺激することにより、網膜を介して光を電気信号に変換するプロセスをバイパスして、着用者が視覚を生成できることである。しかしながら、色覚の感知と統合は、主に網膜での錐体細胞と桿体細胞の光への反応により完了し、したがって、従来の電極アレイ埋め込み物は、患者に物体の輪郭を感じさせることができるが、患者に物体の色を感じさせることはできない問題があり、これは視覚障害のある患者の外部世界に対する直感的な体験を大幅に弱める。 The primary method of operation of current vision restoration technology is by directly stimulating the optic nerve via an electrode array or photovoltaic array device implanted in the retina, bypassing the process of converting light into electrical signals through the retina. , the ability of the wearer to generate vision. However, the sensing and integration of color vision is primarily completed by the response of cone and rod cells to light in the retina, and thus conventional electrode array implants are unable to make patients perceive the contours of objects. It can, but has the problem of not being able to make the patient perceive the color of the object, which greatly reduces the intuitive experience of the external world for visually impaired patients.
人工視覚の分野における従来の色覚回復技術の不足を補うために、本発明は、「アイインアイ」装置と略称する、人工眼装置を提供し、外界視覚情報を収集して処理した後に、選択された網膜機能が正常な領域に投射することで、視覚障害者が色覚を得ることができる。 In order to make up for the lack of conventional color vision restoration technology in the field of artificial vision, the present invention provides an artificial eye device, abbreviated as an "eye-in-eye" device, which collects and processes external visual information, and then selects Visually impaired people can acquire color vision by projecting onto areas with normal retinal function.
上述の目的を実現するために、本発明は以下の技術案を講じた。
内蔵眼球コンポーネントを含み、内蔵眼球コンポーネントは、眼部の水晶体と網膜の間に埋め込まれるマイクロＬＥＤ曲面スクリーン、マイクロフォーカスレンズ及び中空眼球本体を含み、中空眼球本体は眼部の水晶体と網膜の間に埋め込まれ、且つその中心位置には、眼部の水晶体を通過する光線が網膜に到達できるように中空チャネルが設けられ、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンとマイクロフォーカスレンズは、該中空眼球本体の中空チャネル内に間隔を空けて設けられ、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンは眼部の水晶体に近接する側に設けられ、マイクロフォーカスレンズは網膜に近接する側に設けられ、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンとマイクロフォーカスレンズは、それぞれ、制御可能な回転、折り畳み及び展開を行うことができ、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの位置とマイクロフォーカスレンズの位置がそれぞれ中空チャネルに対して変更することに応じて、内蔵眼球コンポーネントの作動状態は以下の２種類に分けることができ、
１つ目は、マイクロＬＥＤディスプレイ、後部マイクロレンズのいずれも回転して折り畳みで天然の瞳孔から網膜までの光路を出すことにより、外界画像を直接天然水晶体により屈折して網膜に焦点を合わせて画像形成し、視神経を刺激して神経信号を生成し、大脳の視覚中枢に送信して患者に見られることであり、以下、該作動状態を「自然状態」と称し、
２つ目は、眼に埋め込まれるマイクロＬＥＤ曲面スクリーンとマイクロフォーカスレンズを展開し、天然瞳孔から網膜までの光路を遮断し、外界画像を情報処理モジュールで処理した後にマイクロＬＥＤ曲面スクリーンに送信してから、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの後方の網膜に近接する側に設けられたマイクロフォーカスレンズを介して網膜で選択された領域に屈折して画像形成し、視神経を刺激して神経信号を生成し、大脳の視覚中枢に送信して患者に見られることであり、以下、該作動状態を「人工視覚スクリーン状態」と称し、これらの２種類の作動状態では、焦点を合わせて画像形成する最終的な位置はいずれも天然の網膜にある、人工眼装置。
In order to achieve the above object, the present invention has taken the following technical solutions.
Including an internal eyeball component, the internal eyeball component includes a micro LED curved screen embedded between the eye lens and the retina, a micro-focus lens and a hollow eyeball body, the hollow eyeball body being between the eye lens and the retina embedded and in its central position, a hollow channel is provided so that the light rays passing through the lens of the eye can reach the retina, and the micro LED curved screen and the micro focus lens are placed in the hollow channel of the hollow eyeball body A micro LED curved screen is provided at a side of the eye proximate to the lens, a micro-focus lens is provided on a side proximate to the retina of the eye, and the micro LED curved screen and the micro-focus lens are respectively controlled Possible rotation, folding and unfolding can be performed, and according to the position of the micro LED curved screen and the position of the micro focus lens respectively changing with respect to the hollow channel, the operating state of the built-in eyeball component can be: can be divided into types,
First, by rotating and folding both the micro LED display and the rear microlens to create an optical path from the natural pupil to the retina, the external image is directly refracted by the natural lens and focused on the retina. forming and stimulating the optic nerve to generate nerve signals and transmitting them to the visual center of the brain to be seen by the patient;
The second is to develop a micro LED curved screen and a micro focus lens embedded in the eye to block the optical path from the natural pupil to the retina, and then process the external image with the information processing module before sending it to the micro LED curved screen. From the micro LED curved screen, through a microfocus lens provided on the side close to the retina behind the micro LED curved screen, the image is formed by refracting to a selected area on the retina, stimulating the optic nerve to generate nerve signals, and cerebral is to be seen by the patient, hereinafter referred to as the "artificial vision screen state". Both are artificial eye devices in the natural retina.
さらに、順に接続される画像生成モジュール、画像処理モジュール及び外部制御モジュールをさらに含み、画像処理モジュールはマイクロＬＥＤ曲面スクリーンに画像を伝達し、人工視覚スクリーン状態で内蔵眼球コンポーネントは２種類の作動モードを有し、
１つ目は、画像生成モジュールにおける画像収集デバイスが画像を収集して、リアルタイムで記憶して画像処理モジュールに送信し、画像処理モジュールで処理した後に、リアルタイムでマイクロＬＥＤ曲面スクリーンに送信して表示させ、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの後方の網膜に近接する側に設けられたマイクロフォーカスレンズを介して、マイクロＬＥＤ曲面スクリーン上の画像を網膜で選択された領域に屈折して画像形成し、視神経を刺激して神経信号を生成し、大脳の視覚中枢に送信して患者に見られることであり、以下、該作動モードを「人工視覚スクリーンリアルタイム通信モード」と称し、
２つ目は、ネットワーク又は画像生成モジュールに記憶された画像情報を画像処理モジュールで処理した後にマイクロＬＥＤ曲面スクリーンに送信してから、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの後方の網膜に近接する側に設けられたマイクロフォーカスレンズを介して、網膜で選択された領域に屈折して画像形成し、視神経を刺激して神経信号を生成し、大脳の視覚中枢に送信して患者に見られることであり、以下、該作動モードを「人工視覚スクリーン秘密通信モード」と称し、
外部制御モジュールは、内蔵眼球コンポーネントを異なる作動状態又はモードにするように制御でき、１つ目は、「自然状態」と「人工視覚スクリーン状態」の間の切り替えを制御することであり、２つ目は、「人工視覚スクリーンリアルタイム通信モード」と「人工視覚スクリーン秘密通信モード」の間の切り替えを制御することであり、３つ目は、制御によって「人工視覚スクリーンリアルタイム通信モード」と「人工視覚スクリーン秘密通信モード」を同時に作動させることである。
Furthermore, it further includes an image generation module, an image processing module and an external control module connected in sequence, the image processing module transmitting the image to the micro LED curved screen, and the built-in eyeball component has two working modes under the artificial vision screen state. have
The first is that the image acquisition device in the image generation module collects the image, stores it in real time, transmits it to the image processing module, processes it in the image processing module, and then transmits it to the micro LED curved screen in real time for display. Then, the image on the micro LED curved screen is refracted to a selected area on the retina through a micro focus lens provided on the side close to the retina behind the micro LED curved screen to form an image, stimulating the optic nerve. to generate a neural signal and transmit it to the visual center of the brain to be seen by the patient, hereinafter referred to as "artificial visual screen real-time communication mode"
The second is to send the image information stored in the network or the image generation module to the micro LED curved screen after being processed by the image processing module, and then installed on the rear side of the micro LED curved screen, close to the retina. Through a microfocus lens, it refracts and forms an image on a selected area of the retina, stimulates the optic nerve to generate a neural signal, and transmits it to the visual center of the cerebrum to be seen by the patient. This mode of operation is called "artificial vision screen covert communication mode",
The external control module can control the built-in ocular components to be in different operating states or modes, the first is to control switching between the "natural state" and the "artificial vision screen state"; The eye is to control the switching between "artificial vision screen real-time communication mode" and "artificial vision screen covert communication mode"; is to activate the screen covert communication mode at the same time.
さらに、前記画像生成モジュールは、画像収集ユニット、画像記憶ユニット、画像抽出ユニット及び画像検索ユニットを含み、外部制御モジュールによって異なる作動モードに対応して異なるユニットを有効にするように制御し、人工視覚スクリーンリアルタイム通信モードで画像収集ユニットと画像記憶ユニットを有効にし、人工視覚スクリーン秘密通信モードで画像抽出ユニットと画像検索ユニットを有効にする。 Further, the image generation module includes an image acquisition unit, an image storage unit, an image extraction unit and an image retrieval unit, controlled by an external control module to enable different units corresponding to different operation modes, and an artificial vision Enable the image acquisition unit and image storage unit in screen real-time communication mode, and enable the image extraction unit and image retrieval unit in artificial vision screen covert communication mode.
さらに、前記画像処理モジュールは受信した画像を処理するためのものであって、外部制御モジュールにより制御される輝度調節ユニット、コントラスト調節ユニット、彩度調節ユニット、画素調節ユニット、パノラマ選択ユニット、部分画像選択ユニット、部分拡大ユニット、望遠効果ユニット、近景効果ユニット及び動き画像形成補償ユニットを含む。 Further, the image processing module is for processing the received image, and includes a brightness adjustment unit, a contrast adjustment unit, a saturation adjustment unit, a pixel adjustment unit, a panorama selection unit, a partial image controlled by an external control module. It includes a selection unit, a partial enlargement unit, a telephoto effect unit, a foreground effect unit and a motion imaging compensation unit.
さらに、前記外部制御モジュールは、さらに、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの展開と回転の角度、画素、輝度、コントラスト、色及び彩度などの設定を制御可能であり、マイクロフォーカスレンズの展開と回転の角度を設定してそのフォーカス屈折の方向を制御することで、内蔵眼球コンポーネントの異なる作動モードでの画像形成パラメータの設定を制御することができる。 In addition, the external control module can further control the deployment and rotation angle of the micro LED curved screen, the settings such as pixel, brightness, contrast, color and saturation, and the deployment and rotation angle of the micro focus lens. By setting and controlling the direction of its focus refraction, it is possible to control the setting of imaging parameters in different modes of operation of the built-in ocular component.
さらに、前記画像生成モジュールにおける画像収集デバイスは内蔵されたマイクロ画像収集デバイス又は外付けられた画像収集デバイスが用いられる。 Further, the image acquisition device in the image generation module may be a built-in micro image acquisition device or an external image acquisition device.
さらに、前記画像生成モジュールにおける画像記憶ユニットは内蔵された記憶チップによって記憶を実現するか、或いは無線送信によってクラウドに記憶する。 In addition, the image storage unit in the image generation module implements storage by an internal storage chip, or stores in the cloud by wireless transmission.
さらに、前記画像生成モジュールにおける画像抽出ユニットは内蔵された記憶チップから抽出するか、或いはクラウドから抽出する。 In addition, the image extracting unit in the image generating module extracts from the built-in storage chip or extracts from the cloud.
さらに、前記画像生成モジュールにおける画像検索ユニットはネットワークに接続して検索エンジンを開くことで検索を実現し、そのネットワーク接続は、無線ネットワーク、ローカルエリアネットワーク、４Ｇ及び５Ｇの１種又は複数種が用いられる。 Further, the image search unit in the image generation module realizes search by connecting to a network and opening a search engine, and the network connection is used by one or more of wireless network, local area network, 4G and 5G. be done.
さらに、前記マイクロＬＥＤ曲面スクリーンと、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの後方の網膜に近接する側に設けられたマイクロフォーカスレンズは、いずれも回転、折り畳み及び展開でき、両者を異なる角度で偏向させることで、マイクロＬＥＤ曲面スクリーン上の画像が焦点を合わせて網膜の異なる領域に画像形成されることができ、これにより、内蔵眼球コンポーネントはマイクロＬＥＤ曲面スクリーン上の画像が病変領域を回避し、網膜の機能の正常な領域に画像形成する機能を実現でき、黄斑病、白内障、弱視、近視、乱視、夜盲症などの網膜の一部が損傷したか、又は損傷していない視覚障害のある患者、及び軍人並びに秘密通信を必要とするか、又は特別なタスクを完了する必要がある、他の網膜の機能が正常な人々などの異なるユーザの要求に適用される。 Furthermore, the micro LED curved screen and the micro focus lens provided on the side close to the retina behind the micro LED curved screen can both be rotated, folded and unfolded, and by deflecting both at different angles, the micro The image on the LED curved screen can be focused and imaged on different areas of the retina, so that the built-in ocular component can avoid the lesion area when the image on the micro LED curved screen is out of the lesion area, and the normal function of the retina. Visually impaired patients with or without partial retinal damage such as macular disease, cataracts, amblyopia, myopia, astigmatism, night blindness, military personnel and covert communications Other retinal functions are adapted to the needs of different users, such as normal people, who need to perform special tasks, or need to complete special tasks.
さらに、前記外部制御モジュールの内蔵眼球コンポーネントの作動モードに対する制御方式は手動制御又は音声制御である。 Further, the control method for the operating mode of the built-in ocular component of the external control module is manual control or voice control.
さらに、前記画像処理モジュールは内蔵された画像処理チップ又はクラウド処理システムが用いられる。 In addition, the image processing module may use a built-in image processing chip or a cloud processing system.
さらに、前記マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの輝度、画素、色及び彩度はいずれも調節可能である。 Moreover, the brightness, pixel, color and saturation of the Micro LED curved screen are all adjustable.
さらに、赤外線画像形成、紫外線画像形成、スターライト弱光画像形成などの天然の目が備えない特別な機能を実現するように、内蔵光学情報強化装置をさらに含む。 In addition, it further includes a built-in optical information enhancement device to enable special functions not provided by the natural eye, such as infrared imaging, ultraviolet imaging, and starlight low-light imaging.
さらに、マイクロワイヤレス充電式バッテリーにより提供される、眼球の内部に埋め込まれる電源をさらに含む。 It further includes a power source implanted inside the eyeball provided by a micro wireless rechargeable battery.
さらに、前記画像生成モジュールと画像処理モジュールの間の情報送信、画像処理モジュールとマイクロＬＥＤ曲面スクリーンの間の情報通信、及び外部制御モジュールと画像生成モジュール、画像処理モジュール、マイクロＬＥＤ曲面スクリーン及びマイクロフォーカスレンズとの間の通信は有線方式又は／及び無線方式を用い、無線信号送信のタイプは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷＩＦＩ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、移動通信を含む。 Further, information transmission between the image generation module and the image processing module, information communication between the image processing module and the micro LED curved screen, and external control module and the image generation module, the image processing module, the micro LED curved screen and the micro focus Communication with the lens uses wired and/or wireless methods, and the types of wireless signal transmission include Bluetooth®, WIFI® , Zigbee® , mobile communication.
有益な効果
従来の人工視覚技術に比べて、（１）本発明に係る人工眼装置における「人工視覚スクリーン状態」は、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンとマイクロフォーカスレンズを組み合わせて画像を天然網膜に画像形成する新たな画像形成方法に関し、さらに色覚を形成でき、これは、患者に外部世界に対するより直感的で豊かな体験をもたらすことができ、そして、「人工視覚スクリーンリアルタイム通信モード」と「人工視覚スクリーン秘密通信モード」を組み合わせることで、使用者がリアルタイム環境画像よりも遥かに多くの情報量を得ることができ、即ち、リアルタイム環境画像に加えて、実際に目の前に存在しない多数の景物、画像及び文字情報を「見て」、特別なタスクを完了することができる。
（２）本発明に係るマイクロＬＥＤ曲面スクリーンの後方の網膜に近接する側に設けられたマイクロフォーカスレンズを異なる角度で偏向させることにより、人工眼装置は、マイクロＬＥＤ曲面スクリーン上の画像を網膜で選択された領域に画像形成することができ、黄斑病、白内障、弱視、近視、乱視、夜盲症などの網膜の一部が損傷したか、又は損傷していない視覚障害のある患者、及び軍人並びに秘密通信を必要とするか、又は特別なタスクを完了する必要がある、他の網膜の機能が正常な人々などの異なるユーザの要求に適用される。
（３）本発明に係る人工眼装置は、視覚回復、娯楽、ナビゲーション、データ照会、医療、秘密通信などの分野で使用することができる。
Beneficial Effect Compared with the conventional artificial vision technology, (1) the "artificial vision screen state" in the artificial eye device according to the present invention combines the micro LED curved screen and the micro focus lens to image the image on the natural retina. Regarding the new image forming method, it can further form color vision, which can bring patients a more intuitive and rich experience of the external world, and the "artificial vision screen real-time communication mode" and "artificial vision By combining the "screen covert communication mode", the user can obtain much more information than the real-time environment image, that is, in addition to the real-time environment image, there are many scenery that does not actually exist in front of the eyes. , can "see" images and textual information, and complete special tasks.
(2) By deflecting the microfocus lens provided on the side close to the retina behind the micro LED curved screen according to the present invention at different angles, the artificial eye device can reproduce the image on the micro LED curved screen with the retina. Patients with visual impairments with or without partially damaged retina such as macular disease, cataracts, amblyopia, myopia, astigmatism, night blindness, and military personnel and secretives, capable of imaging in selected areas Other retinal functions are adapted to the needs of different users, such as normal people who need to communicate or need to complete special tasks.
(3) The artificial eye device according to the present invention can be used in fields such as vision restoration, entertainment, navigation, data inquiry, medical care, and secret communication.
以下、具体的実施例を参照して本発明を説明する。当業者は、これらの実施例が本発明を説明するものにすぎず、それらが本発明の範囲をいずれの方式で制限しないことを理解することができる。 The invention will now be described with reference to specific examples. Those skilled in the art can appreciate that these examples are merely illustrative of the invention and that they do not limit the scope of the invention in any way.
図１を参照し、本発明の具体的実施例における人工眼装置は、内蔵眼球コンポーネント１００、画像生成モジュール２００、画像処理モジュール３００及び外部制御モジュール４００を含み、画像生成モジュール２００によって画像を収集し、リアルタイムで記憶して画像処理モジュール３００に送信し、画像処理モジュール３００で処理した後に、リアルタイムで内蔵眼球コンポーネント１００に送信するか、或いはネットワーク又は画像生成モジュール２００に記憶された画像情報を画像処理モジュール３００で処理した後に内蔵眼球コンポーネント１００のマイクロＬＥＤ曲面スクリーンに送信し、外部制御モジュール４００は内蔵眼球コンポーネント１００を異なる作動状態又はモードにするように制御でき、同時に、画像生成モジュール２００及び画像処理モジュール３００も外部制御モジュール４００により制御される。 Referring to FIG. 1, the artificial eye device in the specific embodiment of the present invention includes an internal eyeball component 100, an image generation module 200, an image processing module 300 and an external control module 400. The image generation module 200 generates an image. is stored in real time and sent to the image processing module 300, processed by the image processing module 300, and then sent to the built-in eyeball component 100 in real time, or the image information stored in the network or the image generation module 200 is processed by the image processing module 300 and then transmitted to the micro LED curved screen of the built-in eyeball component 100, the external control module 400 can control the built-in eyeball component 100 to be in different operating states or modes, and at the same time the image generation module 200 And the image processing module 300 is also controlled by the external control module 400 .
図２～図４を参照し、内蔵眼球コンポーネントは、マイクロＬＥＤ曲面スクリーン１、マイクロフォーカスレンズ２及び中空眼球本体３を含み、中空眼球本体３は中心位置に円柱体の中空チャネル４を有する楕円体であり、マイクロＬＥＤ曲面スクリーン１とマイクロフォーカスレンズ２は、それぞれ、中空眼球本体３の中空チャネル４の上下２つの側壁に設けられ、マイクロＬＥＤ曲面スクリーン１とマイクロフォーカスレンズ２はいずれも中空チャネル４内で回転、折り畳み及び展開されることができる。 2-4, the built-in eyeball components include a micro LED curved screen 1, a microfocus lens 2 and a hollow eyeball body 3, which is an ellipsoid with a cylindrical hollow channel 4 at its center. , the micro LED curved screen 1 and the micro focus lens 2 are respectively installed on the upper and lower two side walls of the hollow channel 4 of the hollow eyeball body 3 , and the micro LED curved screen 1 and the micro focus lens 2 are both installed in the hollow channel 4 Can be rotated, folded and unfolded within.
図５を参照し、本発明の具体的実施例における人工眼装置が「自然状態」で作動するとき、中空眼球本体３内のマイクロＬＥＤ曲面スクリーン１及びマイクロフォーカスレンズ２はいずれも折り畳みられ、天然水晶体５から網膜６までの光路を出させるように、中空チャネル４における側壁に近くて配置され、これにより、外界画像８が天然の水晶体５によって焦点を合わせてから中空眼球本体３の中空チャネル４を通過して網膜６に直接画像形成し、視神経７を介して大脳に送信して視覚を形成することができる。 Referring to FIG. 5, when the artificial eye device in the specific embodiment of the present invention operates in the “natural state”, the micro LED curved screen 1 and the micro focus lens 2 inside the hollow eyeball body 3 are both folded. and positioned close to the sidewalls of the hollow channel 4 so as to provide an optical path from the natural lens 5 to the retina 6 so that the external image 8 is focused by the natural lens 5 before entering the hollow eye body 3 . It can be imaged directly onto the retina 6 through the hollow channel 4 and transmitted to the brain via the optic nerve 7 to form vision.
図６を参照し、本発明の具体的実施例における人工眼装置が「人工視覚スクリーン状態」で作動するとき、中空眼球本体３内のマイクロＬＥＤ曲面スクリーン１及びマイクロフォーカスレンズ２はいずれも展開され、天然水晶体５から網膜６までの光路を遮断し、これにより、外界画像８の天然の目における画像形成経路を置き換え、画像生成モジュール及び画像処理モジュールから送信した画像をマイクロＬＥＤ曲面スクリーン１に送信して、マイクロフォーカスレンズ２を介して焦点を合わせてから網膜６上に画像形成し、最後に、視神経７を介して大脳に送信して視覚を形成することができる。 Referring to FIG. 6, when the artificial eye device in the specific embodiment of the present invention operates in the “artificial vision screen state”, the micro LED curved screen 1 and the micro focus lens 2 in the hollow eyeball body 3 will be is deployed to block the optical path from the natural lens 5 to the retina 6, thereby replacing the image formation path in the natural eye of the external world image 8, and the image transmitted from the image generation module and the image processing module to the micro LED curved screen 1 to be focused through the microfocus lens 2 and then imaged onto the retina 6 and finally through the optic nerve 7 to the brain to form vision.
本実施例において、画像処理モジュールはマイクロＬＥＤ曲面スクリーンに画像を伝達し、人工視覚スクリーン状態で内蔵眼球コンポーネントは２種類の作動モードを有し、
１つ目は、画像生成モジュールにおける画像収集デバイスが画像を収集して、リアルタイムで記憶して画像処理モジュールに送信し、画像処理モジュールで処理した後に、リアルタイムでマイクロＬＥＤ曲面スクリーンに送信して表示させ、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの後方の網膜に近接する側に設けられたマイクロフォーカスレンズを介して、マイクロＬＥＤ曲面スクリーン上の画像を網膜で選択された領域に屈折して画像形成し、視神経を刺激して神経信号を生成し、大脳の視覚中枢に送信して患者に見られることであり、以下、該作動モードを「人工視覚スクリーンリアルタイム通信モード」と称し、
２つ目は、ネットワーク又は画像生成モジュールに記憶された画像情報を画像処理モジュールで処理した後にマイクロＬＥＤ曲面スクリーンに送信してから、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの後方の網膜に近接する側に設けられたマイクロフォーカスレンズを介して、網膜で選択された領域に屈折して画像形成し、視神経を刺激して神経信号を生成し、大脳の視覚中枢に送信して患者に見られることであり、以下、該作動モードを「人工視覚スクリーン秘密通信モード」と称し、
外部制御モジュールは、内蔵眼球コンポーネントを異なる作動状態又はモードにするように制御でき、１つ目は、「自然状態」と「人工視覚スクリーン状態」の間の切り替えを制御することであり、２つ目は、「人工視覚スクリーンリアルタイム通信モード」と「人工視覚スクリーン秘密通信モード」の間の切り替えを制御することであり、３つ目は、制御によって「人工視覚スクリーンリアルタイム通信モード」と「人工視覚スクリーン秘密通信モード」を同時に作動させることであり、
そのうち、画像生成モジュールと画像処理モジュールの間の情報送信、画像処理モジュールとマイクロＬＥＤ曲面スクリーンの間の情報通信、及び外部制御モジュールと画像生成モジュール、画像処理モジュール、マイクロＬＥＤ曲面スクリーン及びマイクロフォーカスレンズとの間の通信は有線方式又は／及び無線方式を用い、無線信号送信のタイプは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷＩＦＩ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、移動通信を含み、
また、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンと、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの後方の網膜に近接する側に設けられたマイクロフォーカスレンズは、いずれも回転、折り畳み及び展開でき、両者を異なる角度で偏向させることで、マイクロＬＥＤ曲面スクリーン上の画像が焦点を合わせて網膜の異なる領域に画像形成されることができ、これにより、内蔵眼球コンポーネントはマイクロＬＥＤ曲面スクリーン上の画像が病変領域を回避し、網膜の機能の正常な領域に画像形成する機能を実現でき、黄斑病、白内障、弱視、近視、乱視、夜盲症などの網膜の一部が損傷したか、又は損傷していない視覚障害のある患者、及び軍人並びに秘密通信を必要とするか、又は特別なタスクを完了する必要がある、他の網膜の機能が正常な人々などの異なるユーザの要求に適用される。
In this embodiment, the image processing module transfers the image to the micro LED curved screen, and the built-in eyeball component has two working modes in the state of the artificial vision screen;
The first is that the image acquisition device in the image generation module collects the image, stores it in real time, transmits it to the image processing module, processes it in the image processing module, and then transmits it to the micro LED curved screen in real time for display. Then, the image on the micro LED curved screen is refracted to a selected area on the retina through a micro focus lens provided on the side close to the retina behind the micro LED curved screen to form an image, stimulating the optic nerve. to generate a neural signal and transmit it to the visual center of the brain to be seen by the patient, hereinafter referred to as "artificial visual screen real-time communication mode"
The second is to send the image information stored in the network or the image generation module to the micro LED curved screen after being processed by the image processing module, and then installed on the rear side of the micro LED curved screen, close to the retina. Through a microfocus lens, it refracts and forms an image on a selected area of the retina, stimulates the optic nerve to generate a neural signal, and transmits it to the visual center of the cerebrum to be seen by the patient. This mode of operation is called "artificial vision screen covert communication mode",
The external control module can control the built-in ocular components to be in different operating states or modes, the first is to control switching between the "natural state" and the "artificial vision screen state"; The eye is to control the switching between "artificial vision screen real-time communication mode" and "artificial vision screen covert communication mode"; It is to activate "screen secret communication mode" at the same time,
Information transmission between the image generation module and the image processing module, information communication between the image processing module and the micro LED curved screen, and external control module and the image generation module, the image processing module, the micro LED curved screen and the micro focus lens. using wired and/or wireless methods, the type of wireless signal transmission includes Bluetooth®, WIFI® , Zigbee® , mobile communication,
In addition, the micro LED curved screen and the micro focus lens provided on the side close to the retina behind the micro LED curved screen can both be rotated, folded and unfolded, and by deflecting both at different angles, the micro LED The image on the curved screen can be focused and imaged on different areas of the retina, so that the built-in ocular component allows the image on the micro LED curved screen to avoid the lesion area and restore the normal function of the retina. The ability to image areas can be realized, and patients with visual impairments with or without partially damaged retina such as macular disease, cataracts, amblyopia, myopia, astigmatism, night blindness, and military personnel and covert communications. Other retinal functions are applied to the needs of different users, such as normal people, who need or need to complete special tasks.
本実施例において、画像生成モジュールにおける画像収集デバイスは内蔵されたマイクロ画像収集デバイス又は外付けられた画像収集デバイスが用いられる。画像生成モジュールは、画像収集ユニット、画像記憶ユニット、画像抽出ユニット及び画像検索ユニットを含み、外部制御モジュールによって異なる作動モードに対応して異なるユニットを有効にするように制御し、人工視覚スクリーンリアルタイム通信モードで画像収集ユニットと画像記憶ユニットを有効にし、人工視覚スクリーン秘密通信モードで画像抽出ユニットと画像検索ユニットを有効にする。具体的には、画像生成モジュールにおける画像記憶ユニットは内蔵された記憶チップによって記憶を実現するか、或いは無線送信によってクラウドに記憶し、画像生成モジュールにおける画像抽出ユニットは内蔵された記憶チップから抽出するか、或いはクラウドから抽出し、画像生成モジュールにおける画像検索ユニットはネットワークに接続して検索エンジンを開くことで検索を実現し、そのネットワーク接続は、無線ネットワーク、ローカルエリアネットワーク、４Ｇ及び５Ｇの１種又は複数種が用いられる。 In this embodiment, the image acquisition device in the image generation module is a built-in micro image acquisition device or an external image acquisition device. The image generation module includes an image acquisition unit, an image storage unit, an image extraction unit and an image retrieval unit, controlled by an external control module to enable different units corresponding to different operation modes, and an artificial vision screen real-time communication. mode, and enable the image extraction unit and image retrieval unit in artificial vision screen covert communication mode. Specifically, the image storage unit in the image generation module implements storage by a built-in memory chip or stores in the cloud by wireless transmission, and the image extraction unit in the image generation module extracts from the built-in memory chip. or extract from the cloud, the image search unit in the image generation module can connect to the network and open the search engine to realize the search, and the network connection can be wireless network, local area network, 4G and 5G. Or multiple types are used.
本実施例において、画像処理モジュールは受信した画像を処理するためのものであって、外部制御モジュールにより制御される輝度調節ユニット、コントラスト調節ユニット、彩度調節ユニット、画素調節ユニット、パノラマ選択ユニット、部分画像選択ユニット、部分拡大ユニット、望遠効果ユニット、近景効果ユニット及び動き画像形成補償ユニットを含む。同時、画像処理モジュールは内蔵された画像処理チップ又はクラウド処理システムが用いられる。 In this embodiment, the image processing module is for processing the received image, and includes a brightness adjustment unit, a contrast adjustment unit, a saturation adjustment unit, a pixel adjustment unit, a panorama selection unit, controlled by the external control module. It includes a partial image selection unit, a partial enlargement unit, a telephoto effect unit, a foreground effect unit and a motion image formation compensation unit. At the same time, the image processing module uses an embedded image processing chip or a cloud processing system.
本実施例において、外部制御モジュールの内蔵眼球コンポーネントの作動モードに対する制御方式は手動制御又は音声制御である。外部制御モジュールは、さらに、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの展開と回転の角度、画素、輝度、コントラスト、色及び彩度などの設定を制御可能であり、マイクロフォーカスレンズの展開と回転の角度を設定してマイクロフォーカスレンズのフォーカス屈折の方向を制御することで、内蔵眼球コンポーネントの異なる作動モードでの画像形成パラメータの設定を制御することができ、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの輝度、画素、色及び彩度はいずれも調節可能である。 In this embodiment, the control method for the operating mode of the built-in ocular component of the external control module is manual control or voice control. The external control module can also control the deployment and rotation angle of the micro LED curved screen, the settings such as pixels, brightness, contrast, color and saturation, and set the deployment and rotation angle of the micro focus lens. By controlling the direction of focus refraction of the micro-focus lens, the setting of imaging parameters in different working modes of the built-in eyeball component can be controlled, and the brightness, pixel, color and saturation of the micro-LED curved screen can be adjusted at any time. is also adjustable.
本実施例において、赤外線画像形成、紫外線画像形成、スターライト弱光画像形成などの天然の目が備えない特別な機能を実現するように、内蔵光学情報強化装置をさらに含む。 In this embodiment, a built-in optical information enhancement device is further included to realize special functions that the natural eye does not have, such as infrared imaging, ultraviolet imaging, and starlight low-light imaging.
本実施例において、マイクロワイヤレス充電式バッテリーにより提供される、眼球の内部に埋め込まれる電源をさらに含む。 In this embodiment, it further includes a power source implanted inside the eye, provided by a micro wireless rechargeable battery.
上記は、本発明の好ましい実施形態にすぎず、本発明を限定するものではなく、当業者にとって、本発明の原理から逸脱することなく、いくつかの改善及び修正を行うことができ、これらの改善及び修正も本発明の保護範囲と見なされるべきであることを指摘すべきである。 The above are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to limit the present invention, and several improvements and modifications can be made by those skilled in the art without departing from the principles of the present invention. It should be pointed out that improvements and modifications should also be regarded as the protection scope of the present invention.
１－マイクロＬＥＤ曲面スクリーン、２－マイクロフォーカスレンズ、３－中空眼球本体、４－中空チャネル、５－水晶体、６－網膜、７－視神経、８－外界画像 1 - micro LED curved screen, 2 - micro focus lens, 3 - hollow eyeball body, 4 - hollow channel, 5 - lens, 6 - retina, 7 - optic nerve, 8 - external image
Claims (10)
１つ目は、マイクロＬＥＤディスプレイ、後部マイクロレンズのいずれも回転して折り畳みで天然の瞳孔から網膜までの光路を出すことにより、外界画像を直接天然水晶体により屈折して網膜に焦点を合わせて画像形成し、視神経を刺激して神経信号を生成し、大脳の視覚中枢に送信して患者に見られることであり、以下、該作動状態を「自然状態」と称し、
２つ目は、眼に埋め込まれるマイクロＬＥＤ曲面スクリーンとマイクロフォーカスレンズを展開し、天然瞳孔から網膜までの光路を遮断し、外界画像を情報処理モジュールで処理した後にマイクロＬＥＤ曲面スクリーンに送信してから、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの後方の網膜に近接する側に設けられたマイクロフォーカスレンズを介して網膜で選択された領域に屈折して画像形成し、視神経を刺激して神経信号を生成し、大脳の視覚中枢に送信して患者に見られることであり、以下、該作動状態を「人工視覚スクリーン状態」と称し、これらの２種類の作動状態では、焦点を合わせて画像形成する最終的な位置はいずれも天然の網膜にある、ことを特徴とする人工眼装置。 Including an internal eyeball component, the internal eyeball component includes a micro LED curved screen embedded between the eye lens and the retina, a micro-focus lens and a hollow eyeball body, the hollow eyeball body being between the eye lens and the retina embedded and at the center position of the hollow eyeball body, a hollow channel is provided so that light rays passing through the lens of the eye can reach the retina, and a micro LED curved screen and a microfocus lens are installed in the hollow eyeball Spaced in the hollow channel of the main body, a micro LED curved screen is provided on the side of the eye proximate to the crystalline lens, and a micro-focus lens is provided on the side proximate to the retina of the eye, comprising a micro-LED curved screen and a micro-focus. The lenses are controllably rotatable, foldable and unfoldable, respectively, and the operating state of the built-in ocular component is adjusted according to the position of the micro LED curved screen and the position of the micro focus lens respectively changing with respect to the hollow channel. It can be divided into the following two types,
First, by rotating and folding both the micro LED display and the rear microlens to create an optical path from the natural pupil to the retina, the external image is directly refracted by the natural lens and focused on the retina. forming and stimulating the optic nerve to generate nerve signals and transmitting them to the visual center of the brain to be seen by the patient;
The second is to develop a micro LED curved screen and a micro focus lens embedded in the eye to block the optical path from the natural pupil to the retina, and then process the external image with the information processing module before sending it to the micro LED curved screen. From the micro LED curved screen, through a microfocus lens provided on the side close to the retina behind the micro LED curved screen, the image is formed by refracting to a selected area on the retina, stimulating the optic nerve to generate nerve signals, and cerebral is to be seen by the patient, hereinafter referred to as the "artificial vision screen state". are both in the natural retina .
１つ目は、画像生成モジュールにおける画像収集デバイスが画像を収集して、リアルタイムで記憶して画像処理モジュールに送信し、画像処理モジュールで処理した後に、リアルタイムでマイクロＬＥＤ曲面スクリーンに送信して表示させ、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの後方の網膜に近接する側に設けられたマイクロフォーカスレンズを介して、マイクロＬＥＤ曲面スクリーン上の画像を網膜で選択された領域に屈折して画像形成し、視神経を刺激して神経信号を生成し、大脳の視覚中枢に送信して患者に見られることであり、以下、該作動モードを「人工視覚スクリーンリアルタイム通信モード」と称し、
２つ目は、ネットワーク又は画像生成モジュールに記憶された画像情報を画像処理モジュールで処理した後にマイクロＬＥＤ曲面スクリーンに送信してから、マイクロＬＥＤ曲面スクリーンの後方の網膜に近接する側に設けられたマイクロフォーカスレンズを介して、網膜で選択された領域に屈折して画像形成し、視神経を刺激して神経信号を生成し、大脳の視覚中枢に送信して患者に見られることであり、以下、該作動モードを「人工視覚スクリーン秘密通信モード」と称し、
前記外部制御モジュールは、内蔵眼球コンポーネントを異なる作動状態又はモードにするように制御可能とし、１つ目は、「自然状態」と「人工視覚スクリーン状態」の間の切り替えを制御することであり、２つ目は、「人工視覚スクリーンリアルタイム通信モード」と「人工視覚スクリーン秘密通信モード」の間の切り替えを制御することであり、３つ目は、制御によって「人工視覚スクリーンリアルタイム通信モード」と「人工視覚スクリーン秘密通信モード」を同時に作動させることであり、外部制御モジュールの内蔵眼球コンポーネントの作動モードに対する制御方式は手動制御又は音声制御であり、
前記画像生成モジュールと画像処理モジュールの間の情報送信、画像処理モジュールとマイクロＬＥＤ曲面スクリーンの間の情報通信、及び外部制御モジュールと画像生成モジュール、画像処理モジュール、マイクロＬＥＤ曲面スクリーン及びマイクロフォーカスレンズとの間の通信は有線方式又は／及び無線方式を用いる、ことを特徴とする請求項１に記載の人工眼装置。 It further includes an image generation module, an image processing module and an external control module connected in sequence, the image processing module transmitting the image to the micro LED curved screen, and the built-in eyeball component has two working modes in the state of the artificial vision screen. ,
The first is that the image acquisition device in the image generation module collects the image, stores it in real time, transmits it to the image processing module, processes it in the image processing module, and then transmits it to the micro LED curved screen in real time for display. Then, the image on the micro LED curved screen is refracted to a selected area on the retina through a micro focus lens provided on the side close to the retina behind the micro LED curved screen to form an image, stimulating the optic nerve. to generate a neural signal and transmit it to the visual center of the brain to be seen by the patient, hereinafter referred to as "artificial visual screen real-time communication mode"
The second is to send the image information stored in the network or the image generation module to the micro LED curved screen after being processed by the image processing module, and then installed on the rear side of the micro LED curved screen, close to the retina. Through a microfocus lens, it refracts and forms an image on a selected area of the retina, stimulates the optic nerve to generate a neural signal, and transmits it to the visual center of the cerebrum to be seen by the patient. This mode of operation is called "artificial vision screen covert communication mode",
the external control module is controllable to put the built-in ocular components into different operating states or modes, the first being to control switching between "natural state" and "artificial vision screen state"; The second is to control switching between "artificial vision screen real-time communication mode" and "artificial vision screen covert communication mode", and the third is to control switching between "artificial vision screen real-time communication mode" and "artificial vision screen real-time communication mode" and ""Artificial visual screen covert communication mode" is operated at the same time, and the control method for the operating mode of the built-in eyeball component of the external control module is manual control or voice control;
Information transmission between the image generation module and the image processing module, information communication between the image processing module and the micro LED curved screen, and external control module with the image generation module, the image processing module, the micro LED curved screen and the micro focus lens. 2. The artificial eye device according to claim 1, wherein communication between uses a wired system and/or a wireless system.
画像抽出ユニットは内蔵された記憶チップから抽出するか、或いはクラウドから抽出し、
画像検索ユニットはネットワークに接続して検索エンジンを開くことで検索を実現し、該ネットワークの接続は、無線ネットワーク、ローカルエリアネットワーク、４Ｇ及び５Ｇの１種又は複数種が用いられる、ことを特徴とする請求項３に記載の人工眼装置。 the image storage unit in the image generation module implements storage by a built-in storage chip or stores in the cloud by wireless transmission;
The image extraction unit extracts from the built-in storage chip or extracts from the cloud,
The image search unit realizes search by connecting to a network and opening a search engine, and the network connection uses one or more of wireless network, local area network, 4G and 5G. The artificial eye device according to claim 3.
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