JP5179228B2

JP5179228B2 - Communication circuit and visual reproduction assisting device having the same

Info

Publication number: JP5179228B2
Application number: JP2008060334A
Authority: JP
Inventors: 栄二米澤
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2028-03-10
Also published as: JP2009218847A

Description

本発明は電力及び情報を通信する通信信回路及び患者の視覚の一部又は全部を再生する視覚再生補助装置に関する。 The present invention relates to a communication circuit that communicates power and information, and a visual reproduction assisting device that reproduces part or all of a patient's vision.

従来、送信回路と受信回路を用いて、電力及び受信回路側で用いる制御信号等の情報を通信する技術が様々な分野で利用されている（例えば、特許文献１）。また、近年、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術を用いて、非接触状態で、受信装置、送信装置の間で、電力伝送及び情報通信をするものが知られている（例えば、特許文献２参照）。このような装置は、無線ＩＣタグとも呼ばれ、応用範囲が広い。このような装置では、コイルを介して（コイルリンクにて）送信側（装置本体）と受信側（ＩＣタグ側）とが相互に通信することで、適正に情報がやりとりされているかを確認したり、電力伝送が行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for communicating information such as power and a control signal used on the receiving circuit side using a transmitting circuit and a receiving circuit has been used in various fields (for example, Patent Document 1). In recent years, there has been known a technique that performs power transmission and information communication between a receiving apparatus and a transmitting apparatus in a non-contact state using RFID (Radio Frequency Identification) technology (see, for example, Patent Document 2). . Such a device is also called a wireless IC tag and has a wide range of applications. In such a device, the transmitting side (device main body) and the receiving side (IC tag side) communicate with each other via a coil (via a coil link) to check whether information is properly exchanged. Or power transmission is performed.

また、近年、失明治療方法の一つとして、電極を有する装置を眼球等の体内に埋植し、視覚を形成する細胞を電極からの電気刺激パルスにより刺激して、失われた視覚機能の一部を代行させる視覚再生補助装置の研究がされている。このような視覚再生補助装置は、体内に設置する体内装置を有し、この体内装置には網膜を構成する細胞を電気刺激するための電極と、それを制御する集積回路からなる制御部とが設けられており、コイルリンクを用いて必要な電力を外部（体外）から得たり、外部と情報を送受信することが可能な装置が知られている（特許文献３参照）。
特開平４−２６６６２８号公報特開２０００−１３７７７９号公報特開２００４−２９８２９８号公報 In recent years, as one of the methods for treating blindness, a device having an electrode is implanted in the body of an eyeball or the like, and cells that form vision are stimulated by an electrical stimulation pulse from the electrode, so that one of the lost visual functions. Research on visual replay assistance devices that act as substitutes is being conducted. Such a visual reproduction assisting device has an in-vivo device installed in the body, and this in-vivo device has electrodes for electrically stimulating cells constituting the retina and a control unit comprising an integrated circuit for controlling the electrodes. There is known a device that is provided and can obtain necessary power from the outside (outside the body) using a coil link, and can transmit and receive information to and from the outside (see Patent Document 3).
JP-A-4-266628 JP 2000-137779 A JP 2004-298298 A

特許文献１に開示されるようにあ通信回路では、電力及び情報を交流信号とし、送信回路側から受信回路側へと送信し、受信回路側で電力及び情報を抽出する。このような装置では、電力等の伝送効率が高いことが望まれている。 As disclosed in Patent Document 1, the communication circuit uses power and information as an AC signal, transmits the signal from the transmission circuit side to the reception circuit side, and extracts the power and information on the reception circuit side. In such an apparatus, it is desired that transmission efficiency of electric power or the like is high.

また、特許文献２に開示されるような無線ＩＣタグでは、負荷変調通信方式で電力伝送及び通信を行っている。しかしながら、負荷変調方式には、以下に示すように送信電力や受信電力の損失が生じるという問題がある。通信において、負荷変調を行うと本来の負荷（装置の駆動、制御に必要な負荷等）以外に電力を消費させることとなり、通信のために負荷を掛ける分だけ、装置に電力等の損失が生じる。また、負荷変調時には電力の伝送ができないため、送信回路側は受信回路が本来必要な電力に対して、損失分を考慮した大きめの電力を送信しなければならない。 Moreover, in the wireless IC tag as disclosed in Patent Document 2, power transmission and communication are performed by a load modulation communication method. However, the load modulation method has a problem that transmission power and reception power are lost as described below. When load modulation is performed in communication, power is consumed in addition to the original load (load necessary for driving and controlling the device), and power loss occurs in the device as much as the load is applied for communication. . In addition, since power cannot be transmitted during load modulation, the transmission circuit side must transmit a larger amount of power in consideration of the loss than the power originally required by the reception circuit.

また、特許文献３に示すような視覚再生補助装置では、上述した技術を用いて外部から電力を供給することができるものの、供給された電力を体内装置側にて、できるだけ損失を少なくし、効率よく消費することが望まれている。 Further, in the visual reproduction assisting device as shown in Patent Document 3, although power can be supplied from the outside using the above-described technology, the supplied power is reduced as much as possible on the in-vivo device side, and efficiency is improved. It is desired to consume well.

上記従来技術の問題点に鑑み、低消費電力駆動の通信回路の提供、さらにはこのような通信回路を有した視覚再生補助装置を提供することを技術課題とする。 In view of the above-described problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a low power consumption driving communication circuit and further to provide a visual reproduction assisting device having such a communication circuit.

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）１次コイルを介して電力を交流信号にて送信する電力送信ユニットを備える送信回路と、２次コイルを介して前記交流信号を受信する受信ユニットであって、該受信ユニットにて受信した前記交流信号を整流して直流電力を生成する整流手段とを持つ受信回路と、を備え、前記１次コイルと前記２次コイルによるコイルリンクで一方向又は双方向に所定の制御信号を送るための通信を行う通信回路において、前記整流手段による整流により前記交流信号から高調波を発生させる高調波発生手段と、該高調波発生手段で発生された前記高調波を抽出する高調波抽出手段と、該高調波抽出手段で抽出された前記高調波を変調するための変調手段と、前記交流信号の共振周波数で共振する共振回路であって、前記高調波抽出手段に到達する前記交流信号を抑える共振回路と、
前記変調手段により変調された前記高調波を前記所定の制御信号として前記１次コイル及び前記２次コイルを介して前記受信回路から送信回路へと伝送させること特徴とする通信回路。
（２）（１）の通信回路において、前記高調波抽出手段で発生される前記高調波は３次高調波であることを特徴とする通信回路。
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.
(1) a transmission circuit including a power transmission unit for transmitting the power at the AC signal via the primary coil, a reception unit for receiving the AC signal via the secondary coil, receiving at the receiving unit A receiving circuit having a rectifying means for rectifying the AC signal to generate DC power, and sending a predetermined control signal in one or both directions by a coil link formed by the primary coil and the secondary coil. In a communication circuit for performing communication, harmonic generation means for generating harmonics from the AC signal by rectification by the rectification means, and harmonic extraction means for extracting the harmonics generated by the harmonic generation means, , a resonance circuit that resonates with modulation means for modulating said harmonic extracted by the harmonic extraction unit, the resonant frequency of the AC signal, to reach the harmonic extraction unit A resonant circuit to reduce the serial alternating current signal,
A communication circuit, wherein the harmonic modulated by the modulation means is transmitted as a predetermined control signal from the receiving circuit to the transmitting circuit via the primary coil and the secondary coil .
(2) In the communication circuit of ( 1), the harmonic generated by the harmonic extraction means is a third harmonic .

本発明によれば、通信回路の消費電力を抑えられる。さらには、視覚再生補助装置の消費電力を抑えられる。 According to the present invention, power consumption of a communication circuit can be suppressed. Furthermore, the power consumption of the visual reproduction auxiliary device can be suppressed.

本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、本発明通信回路を用いる一つの実施形態として、視覚再生補助装置を例に挙げ、以下に説明する。図１は視覚再生補助装置の外観を示した概略図、図２は実施の形態で使用する視覚再生補助装置における体内装置を示す図、図３は本実施形態の負荷変調通信回路の回路構成図である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As an embodiment using the communication circuit of the present invention, a visual reproduction assisting device will be described as an example and described below. FIG. 1 is a schematic diagram showing an external appearance of a visual reproduction assisting device, FIG. 2 is a diagram showing an in-vivo device in the visual reproduction assisting device used in the embodiment, and FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a load modulation communication circuit of the present embodiment. It is.

視覚再生補助装置１は、図１及び図２に示すように、外界を撮影するための体外装置１０と網膜を構成する細胞に電気刺激を与え、視覚の再生を促す体内装置２０とからなる。体外装置１０は、患者が掛けるバイザー１１と、バイザー１１に取り付けられるＣＣＤカメラ等からなる撮影装置１２と、外部デバイス１３、送信手段（送受信手段）である１次コイル１４等にて構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the visual reproduction assisting device 1 includes an extracorporeal device 10 for photographing the outside world and an in-vivo device 20 that applies electrical stimulation to cells constituting the retina and promotes visual reproduction. The extracorporeal device 10 is composed of a visor 11 worn by a patient, an imaging device 12 including a CCD camera or the like attached to the visor 11, an external device 13, a primary coil 14 serving as transmission means (transmission / reception means), and the like. .

外部デバイス１３には、ＣＰＵ等の演算処理回路を有するデータ変調手段１３ａ、視覚再生補助装置１（体外装置１０及び体内装置２０）の電力供給を行うためのバッテリー１３ｂが設けられている。変調手段１３ａは、撮影装置１２にて撮影した像を取得して画像処理し、視覚を再生するための電気刺激パルス用データを生成する処理を行う。また、変調手段１３ａは、体外高調波抽出回路（第１の高調波抽出手段）８０と接続されており、電気刺激パルス用データ及び後述する体内装置２０を駆動させるための電力を電磁波とし、体外高調波抽出回路８０と接続される１次コイル１４を介して体内装置２０側に伝送（無線送信）する。ここで、変調手段１３ａは、電力を搬送波（キャリア）とし、搬送波に対して制御信号である電気刺激パルス用データ等の情報を振幅変調にて重畳する（この信号を駆動信号と定義する）。従って、１次コイル１４から伝送される交流信号である電磁波は周波数一定で振幅が電気刺激パルス用データの信号レベルに応じて変動する電磁波とされる。また、１次コイル１４の中心には図示なき磁石が取り付けられている。磁石は後述する送受信手段（２次コイル）３１との位置固定に使用される。 The external device 13 is provided with a data modulation means 13a having an arithmetic processing circuit such as a CPU, and a battery 13b for supplying power to the visual reproduction assisting device 1 (external device 10 and internal device 20). The modulation unit 13a performs processing for acquiring an image photographed by the photographing device 12, performing image processing, and generating data for electrical stimulation pulses for reproducing vision. The modulation means 13a is connected to an extracorporeal harmonic extraction circuit (first harmonic extraction means) 80, and uses electric stimulation pulse data and electric power for driving an in-vivo device 20 described later as electromagnetic waves, It transmits (wireless transmission) to the in-vivo device 20 side via the primary coil 14 connected to the harmonic extraction circuit 80. Here, the modulation means 13a uses electric power as a carrier wave, and superimposes information such as electrical stimulation pulse data, which is a control signal, on the carrier wave by amplitude modulation (this signal is defined as a drive signal). Therefore, the electromagnetic wave that is an AC signal transmitted from the primary coil 14 is an electromagnetic wave whose frequency is constant and whose amplitude varies according to the signal level of the electrical stimulation pulse data. A magnet (not shown) is attached to the center of the primary coil 14. The magnet is used to fix the position with a transmission / reception means (secondary coil) 31 described later.

眼鏡形状をしたバイザー１１の前面には撮影装置１２が取り付けられ、患者の眼前に装着して使用される。 An imaging device 12 is attached to the front surface of the visor 11 in the shape of glasses, and is used in front of the patient's eyes.

図２に示す体内装置２０は、大別して体外装置１０から送信される電気刺激パルス信号用データ及び電力を電磁波により受け取るための受信部３０と、患者の視覚を形成する視覚神経系を構成する組織である網膜を構成する細胞を電気刺激するための刺激部４０により構成される。なお、受信部３０は外部（体外装置１０）からの駆動信号（体内装置２０で利用される情報を含む）を受け取る役目を有すると共に、体内装置２０側から体外装置１０側に所定の情報（後述する動作信号）を送信するための送信部としての役目も持つ。受信部３０には、体外装置１０からの電磁波を受信したり、体外装置１０へと体内装置２０の情報を送信したりする送受信手段である２次コイル３１、制御回路３２、体内高調波抽出回路（第２の高調波抽出手段）６０を含む体外送受信回路３００ｂを備える制御部１００が設けられている。制御回路３２は、後述する体内高調波抽出回路６０にて得られた電気刺激パルス用データと電力を基に視覚を得るための電気刺激パルス信号及びこの信号に対応する電極を指定する電極指定信号を生成し、刺激部４０へ送信する制御手段としての役割を有している。 The in-vivo device 20 shown in FIG. 2 is roughly divided into a receiving unit 30 for receiving electrical stimulation pulse signal data and power transmitted from the extracorporeal device 10 by electromagnetic waves, and a tissue constituting the visual nervous system that forms the vision of the patient. It is comprised by the stimulation part 40 for electrically stimulating the cell which comprises the retina which is. The receiving unit 30 has a role of receiving a drive signal (including information used in the in-vivo device 20) from the outside (external device 10), and also has predetermined information (described later) from the in-vivo device 20 side to the external device 10 side. It also serves as a transmission unit for transmitting the operation signal). The receiving unit 30 includes a secondary coil 31, a control circuit 32, and an in-vivo harmonic extraction circuit that are transmission / reception means for receiving electromagnetic waves from the extracorporeal device 10 and transmitting information about the intracorporeal device 20 to the extracorporeal device 10. A control unit 100 including an extracorporeal transmission / reception circuit 300b including (second harmonic extraction means) 60 is provided. The control circuit 32 has an electrical stimulation pulse signal for obtaining vision based on electrical stimulation pulse data and power obtained by an in-vivo harmonic extraction circuit 60 described later, and an electrode designation signal for designating an electrode corresponding to this signal. Is generated and transmitted to the stimulation unit 40 as a control means.

これら２次コイル３１や制御部１００は、基板３３上に形成されている。なお、受信部３０には１次コイル１４を位置固定させるための図示なき磁石が設けられている。また、対向電極３４は制御部１００と接続され、基板３３から離れた位置に配置できる構成とされる。 The secondary coil 31 and the control unit 100 are formed on the substrate 33. The receiving unit 30 is provided with a magnet (not shown) for fixing the position of the primary coil 14. The counter electrode 34 is connected to the control unit 100 and can be disposed at a position away from the substrate 33.

また、刺激部４０には、電気刺激パルス信号を出力する複数の電極４１、刺激制御回路４２が作りこまれた刺激制御部２００が設けられている。刺激制御部２００は、制御部１００から送られてきた電極指定信号に基づいて、対応する電気刺激パルス信号を電極４１の各々へ振り分ける制御手段としての役目を果たす。電極４１は基板４３上に形成され、刺激制御回路４２は基板４３にフリップチップ実装されている。基板４３上に電極４１が配置され、さらにリード線４３ａにて刺激制御回路４２（刺激制御部２００）と電気的に接続されている。 In addition, the stimulation unit 40 is provided with a stimulation control unit 200 in which a plurality of electrodes 41 that output electrical stimulation pulse signals and a stimulation control circuit 42 are incorporated. The stimulation control unit 200 serves as a control unit that distributes the corresponding electrical stimulation pulse signal to each of the electrodes 41 based on the electrode designation signal sent from the control unit 100. The electrode 41 is formed on the substrate 43, and the stimulus control circuit 42 is flip-chip mounted on the substrate 43. The electrode 41 is disposed on the substrate 43, and is further electrically connected to the stimulation control circuit 42 (stimulation control unit 200) through a lead wire 43a.

また、受信部３０と刺激部４０とはチューブに収められた複数のワイヤー５０によって電気的に接続されまた、図示は略すが、このような体内装置２０は、電極４１と対向電極３４の先端以外の構成部分の全てに生体適合性の高いコーティング層が形成されている。 In addition, the receiving unit 30 and the stimulating unit 40 are electrically connected by a plurality of wires 50 housed in a tube. Although not shown in the drawings, the in-vivo device 20 has a configuration other than the tips of the electrode 41 and the counter electrode 34. A coating layer having high biocompatibility is formed on all of the components.

刺激制御部２００は、各半導体素子の組合せにより機能を果たす半導体の集積回路であり、詳細な説明は略すが、ハーメチックシール（例えば、貴金属メッキ、セラミックスケースと金属ケースに依るパッケージ等）処理されている。 The stimulus control unit 200 is a semiconductor integrated circuit that performs a function by a combination of semiconductor elements. Although not described in detail, the stimulus control unit 200 is subjected to a hermetic seal (for example, a precious metal plating, a package depending on a ceramic case and a metal case). Yes.

なお、以上の説明では、１次コイル１４及び２次コイルは互いに送受信する手段とされるが、１次コイル１４は、電力を交流信号にて送信する電力送信ユニットの役割を持つと共に、２次コイル３１は交流信号を受信する受信ユニットの役割を持っていればよい。 In the above description, the primary coil 14 and the secondary coil are used as means for transmitting and receiving each other. However, the primary coil 14 has a role of a power transmission unit that transmits electric power using an AC signal and a secondary coil. The coil 31 may have a role of a receiving unit that receives an AC signal.

次に、本発明の一実施形態としての通信回路３００を、体外装置１０と体内装置２０との間で情報を相互に通信する通信回路を例に挙げて説明をする。ここで、通信回路とは、体外装置１０から体内装置２０へと振幅変調にて制御信号（電気刺激パルス用データ等）と電力が重畳された駆動信号を送信し、体内装置２０の動作情報等を動作信号として負荷変調にて体内装置２０から体外装置１０へと送信する双方向通信を行う通信回路３００とする。 Next, the communication circuit 300 as an embodiment of the present invention will be described by taking a communication circuit that communicates information between the extracorporeal device 10 and the intracorporeal device 20 as an example. Here, the communication circuit transmits a control signal (electric stimulation pulse data or the like) and a drive signal in which power is superimposed by amplitude modulation from the extracorporeal device 10 to the intracorporeal device 20, operation information of the intracorporeal device 20, etc. Is a communication circuit 300 that performs bidirectional communication in which the signal is transmitted from the internal device 20 to the external device 10 by load modulation as an operation signal.

図３は、通信回路３００の構成を説明する模式的回路ブロック図である。通信通信回路３００は、大別して体外装置１０側に設けられる体外送受信回路（送信回路又は第１送受信回路）３００ａと、体内装置２０側に設けられる体内送受信回路（受信回路又は第２送受信回路）３００ｂとから構成される。また、体外送受信回路３００ａにはデータ変調手段（第１変調手段及び第１制御手段を兼ねる）１３ａが組み込まれ、体内送受信回路３００ｂには制御回路３２等が組み込まれる。なお、説明の簡便のため刺激制御回路４２の図示は略した。従って、変調手段１３ａ（体外装置１０）と制御回路３２（体内装置２０）は、通信回路３００を介して互いに情報をやりとりすることとなる。 FIG. 3 is a schematic circuit block diagram illustrating the configuration of the communication circuit 300. The communication circuit 300 is roughly divided into an extracorporeal transmission / reception circuit (transmission circuit or first transmission / reception circuit) 300a provided on the extracorporeal device 10 side, and an in-vivo transmission / reception circuit (reception circuit or second transmission / reception circuit) 300b provided on the intracorporeal device 20 side. It consists of. The extracorporeal transmission / reception circuit 300a incorporates data modulation means (also serving as first modulation means and first control means) 13a, and the in-body transmission / reception circuit 300b incorporates a control circuit 32 and the like. For convenience of explanation, the illustration of the stimulus control circuit 42 is omitted. Therefore, the modulation means 13a (external device 10) and the control circuit 32 (internal device 20) exchange information with each other via the communication circuit 300.

まず、体外送受信回路３００ａの構成を説明する。１次コイル１４の一端が略接地され、他端にはコンデンサ８１が接続される。１次コイル１４と接続されたコンデンサ８１の反対の一端（図では下端）にはコイル８２と可変コンデンサ８３が並列に接続される。コイル８２及び可変コンデンサ８３のコンデンサ８１と反対側の接続端にはコイル８４及び抵抗８５が並列に接続され、コイル８４及び抵抗８５の他端は略接地される。また、コンデンサ８１が接続されている１次コイル１４の一端には、コイル８６と可変コンデンサ８７が並列に接続され、その他端には変調手段１３ａが接続される。コイル８２と抵抗８５（可変コンデンサ８３とコイル８４）の間には検波回路（検出回路）９０が接続され、この検波回路９０の出力線は変調手段１３ａに接続される。 First, the configuration of the extracorporeal transmission / reception circuit 300a will be described. One end of the primary coil 14 is substantially grounded, and a capacitor 81 is connected to the other end. A coil 82 and a variable capacitor 83 are connected in parallel to one end (the lower end in the figure) opposite to the capacitor 81 connected to the primary coil 14. A coil 84 and a resistor 85 are connected in parallel to the connection end of the coil 82 and the variable capacitor 83 opposite to the capacitor 81, and the other end of the coil 84 and the resistor 85 is substantially grounded. A coil 86 and a variable capacitor 87 are connected in parallel to one end of the primary coil 14 to which the capacitor 81 is connected, and the modulation means 13a is connected to the other end. A detection circuit (detection circuit) 90 is connected between the coil 82 and the resistor 85 (variable capacitor 83 and coil 84), and an output line of the detection circuit 90 is connected to the modulation means 13a.

コイル８２と可変コンデンサ８３とが、並列に接続されていることにより、共振回路が構成される。この共振回路は、搬送波（の周波数）で並列共振するように調整される。この共振回路により、検波回路９０に到達する搬送波（と同じ周波数の信号）の信号レベルが抑制される。同様に、コイル８６と可変コンデンサ８７が並列に接続されることにより共振回路が構成され、搬送波の高調波（ここでは、第３高調波（３次高調波））に共振するように調整される。これにより、体内送受信回路３００ｂからの第３高調波が変調手段１３ａに吸収抑制されることなく検波回路９０で効率よく検出される構成となる。コンデンサ８１は第３高調波に共振するように値が設定されており、第３高調波が検波回路９０に多く受信される。抵抗８５は抽出される第３高調波のレベルを適性値にする役割を持つ。検波回路９０は第３高調波の信号を２値化してデジタル信号に変換している（詳細は後述する）。このようにして、前述の３つの共振回路と検波回路９０にて体外高調波抽出回路８０が構成される。 The coil 82 and the variable capacitor 83 are connected in parallel to form a resonance circuit. This resonance circuit is adjusted to resonate in parallel with the carrier wave (frequency). By this resonance circuit, the signal level of the carrier wave (the signal having the same frequency) that reaches the detection circuit 90 is suppressed. Similarly, a resonance circuit is configured by connecting the coil 86 and the variable capacitor 87 in parallel, and is adjusted so as to resonate with the harmonic of the carrier wave (here, the third harmonic (third harmonic)). . As a result, the third harmonic wave from the in-body transmitting / receiving circuit 300b is efficiently detected by the detection circuit 90 without being suppressed by the modulation means 13a. The value of the capacitor 81 is set so as to resonate with the third harmonic, and a large amount of the third harmonic is received by the detection circuit 90. The resistor 85 plays a role in setting the level of the extracted third harmonic to an appropriate value. The detection circuit 90 binarizes the third harmonic signal and converts it into a digital signal (details will be described later). In this way, the extracorporeal harmonic extraction circuit 80 is configured by the three resonance circuits and the detection circuit 90 described above.

次に、体内送受信回路３００ｂの構成を説明する。２次コイル３１の一端は略接地され、他端にはコンデンサ７３が接続され、搬送波に並列共振する構成とされる。２次コイル３１にはさらに、コイル６２と可変コンデンサ６３が並列に接続される。また、コイル６２及び可変コンデンサ６３の一端（２次コイル３１と反対側の接続端）には、コイル６４及び抵抗６５が並列に接続され、コイル６４及び抵抗６５の他端は略接地される。また、２次コイル３１には、さらにコイル６９と抵抗６６が並列に接続される。また、コイル６９と抵抗６６の一端（２次コイル３１と反対側の接続端）にはダイオード（整流ダイオード）６７のアノード側が直列に接続される。ダイオード６７のカソード側には一端を略接地したコンデンサ６８の他端が接続される共に、制御回路３２が接続される。コイル６２と抵抗６５（可変コンデンサ６３とコイル６４）の間には、検波回路（検出回路）７０が接続され、検波回路７０の出力線は制御回路３２に接続される。また、コイル６２と抵抗６５（可変コンデンサ６３と抵抗６４）との間には抵抗（負荷抵抗）７１が接続され、抵抗７１の他端には、一端を略接地したスイッチ手段であるＦＥＴ７２が接続される。ここで、ＦＥＴ７２のゲートは、制御回路（第２制御手段）３２に接続される。従って、制御回路３２の制御によってＦＥＴ７２のオン・オフ状態が変更される。なお、ＦＥＴ７２は、制御回路３２の制御によって動作するスイッチ手段であれば、いずれの回路素子と置き換えてもよい。このように、抵抗７１とＦＥＴ７２で負荷回路（高調波の変調を行う第２変調手段）が構成される。 Next, the configuration of the in-body transmission / reception circuit 300b will be described. One end of the secondary coil 31 is substantially grounded, and a capacitor 73 is connected to the other end so as to resonate in parallel with the carrier wave. Further, a coil 62 and a variable capacitor 63 are connected to the secondary coil 31 in parallel. A coil 64 and a resistor 65 are connected in parallel to one end of the coil 62 and the variable capacitor 63 (a connection end opposite to the secondary coil 31), and the other end of the coil 64 and the resistor 65 is substantially grounded. Further, a coil 69 and a resistor 66 are further connected in parallel to the secondary coil 31. Further, the anode side of a diode (rectifier diode) 67 is connected in series to one end of the coil 69 and the resistor 66 (connection end opposite to the secondary coil 31). The other end of the capacitor 68 having one end substantially grounded is connected to the cathode side of the diode 67 and the control circuit 32 is connected. A detection circuit (detection circuit) 70 is connected between the coil 62 and the resistor 65 (the variable capacitor 63 and the coil 64), and an output line of the detection circuit 70 is connected to the control circuit 32. Further, a resistor (load resistor) 71 is connected between the coil 62 and the resistor 65 (the variable capacitor 63 and the resistor 64), and the other end of the resistor 71 is connected to an FET 72 which is a switch means having one end substantially grounded. Is done. Here, the gate of the FET 72 is connected to the control circuit (second control means) 32. Therefore, the on / off state of the FET 72 is changed under the control of the control circuit 32. The FET 72 may be replaced with any circuit element as long as it is a switching means that operates under the control of the control circuit 32. In this way, the load circuit (second modulation means for modulating harmonics) is configured by the resistor 71 and the FET 72.

コイル６２と可変コンデンサ６３が並列に接続されて共振回路が構成され、搬送波に対して並列共振する構成とされる。この共振回路により、検波回路７０に到達する搬送波（と同じ周波数の信号）の信号レベルが抑制される。 The coil 62 and the variable capacitor 63 are connected in parallel to form a resonance circuit, which is configured to resonate in parallel with the carrier wave. By this resonance circuit, the signal level of the carrier wave (the signal having the same frequency) that reaches the detection circuit 70 is suppressed.

コイル６４は第３高調波に共振する値に設計されている。この共振回路により第３高調波が抽出され、検波回路７０へと入力される（第３高調波が検波回路７０で多く受信される）。このとき、抵抗６５は、検波回路７０に抽出される第３高調波のレベルを適性値にする役割を持つ。検波回路７０では、第３高調波の信号レベルを検知する役割とその信号を２値化する役割を有す（詳細は後述する）。 The coil 64 is designed to resonate with the third harmonic. The third harmonic is extracted by this resonance circuit and input to the detection circuit 70 (a lot of third harmonics are received by the detection circuit 70). At this time, the resistor 65 serves to make the level of the third harmonic extracted by the detection circuit 70 an appropriate value. The detection circuit 70 has a role of detecting the signal level of the third harmonic and a role of binarizing the signal (details will be described later).

２次コイル３１の一端に接続されるコイル６９と抵抗６６を介して接続されるダイオード６７はコンデンサ６８と整流手段（整流回路）を構成し、コンデンサ６８に接続される制御回路３２で利用される電力（直流電力）となる直流電圧が生成され、体内送受信回路３００ｂ側（体内装置２０）の制御部１００、刺激制御部２００で用いられる。このようにして、前述の３つの共振回路と検波回路７０、整流回路、負荷回路（変調手段）にて体内高調波抽出回路６０が構成される。 A coil 69 connected to one end of the secondary coil 31 and a diode 67 connected via a resistor 66 constitute a capacitor 68 and a rectifier (rectifier circuit), and are used in a control circuit 32 connected to the capacitor 68. A DC voltage serving as electric power (DC power) is generated and used by the control unit 100 and the stimulation control unit 200 on the in-vivo transmission / reception circuit 300b side (in-vivo device 20). In this way, the in-vivo harmonic extraction circuit 60 is configured by the above-described three resonance circuits, the detection circuit 70, the rectifier circuit, and the load circuit (modulation means).

なお、この整流動作において、非線形素子であるダイオード６７を交流の信号が通ることで、搬送波（信号）の高調波が発生する。このとき、高調波の中で第３高調波の信号レベルの変化は整流された電力の変化にほぼ比例し、搬送波のレベル変化に対して同様にレベル変化する。このため、第３高調波を検波回路７０、体外送受信回路３００ａ側の検波回路９０で検波する構成とすることで、第３高調波の元の信号（搬送波）の信号レベルの変化が検知できる。 In this rectification operation, harmonics of a carrier wave (signal) are generated when an AC signal passes through the diode 67 which is a nonlinear element. At this time, the change in the signal level of the third harmonic in the harmonics is substantially proportional to the change in the rectified power, and the level changes in the same manner with respect to the change in the level of the carrier wave. For this reason, the configuration in which the third harmonic is detected by the detection circuit 70 and the detection circuit 90 on the extracorporeal transmission / reception circuit 300a side can detect a change in the signal level of the original signal (carrier wave) of the third harmonic.

検波回路７０、９０は、具体的には、受信した第３高調波の信号レベルを所定の閾値で２値化する２値化回路で構成される。これにより、検波回路７０、９０の後段の制御回路３２、変調手段１３ａには、それぞれ０／１のデジタル信号が送られ、制御回路３２では第３高調波から抽出された制御信号が、変調手段１３ａでは第３高調波から抽出された動作信号が利用されることとなる。なお、検波回路９０は、体内送受信回路３００ｂで発生した第３高調波を検出（受信）するための役割を有している。 Specifically, the detection circuits 70 and 90 are configured by a binarization circuit that binarizes the received third harmonic signal level with a predetermined threshold. As a result, 0/1 digital signals are sent to the control circuit 32 and the modulation means 13a downstream of the detection circuits 70 and 90, respectively, and the control signal extracted from the third harmonic is sent to the modulation means by the control circuit 32. In 13a, the operation signal extracted from the third harmonic is used. The detection circuit 90 has a role for detecting (receiving) the third harmonic generated by the in-body transmitting / receiving circuit 300b.

このような構成（体内送受信回路３００ｂ等）を備える体内装置２０は、患者の体内の所定位置に設置される。図４は患者眼Ｅに刺激部４０を設置する一例を示す図である。図示するように、基板４３上に形成される電極４１を脈絡膜Ｅ２に接触させた状態で、基板４３の一部が強膜Ｅ３と脈絡膜Ｅ２との間に設置される。また、基板４３の刺激制御部２００部分は、強膜Ｅ３の外側に置かれる。この基板４３の設置は、強膜Ｅ３の一部を切開して強膜ポケットを形成させておき、この強膜ポケット内（脈絡膜Ｅ２の外側）に基板４３の電極部分を挿入することにより行われる。 The in-vivo device 20 having such a configuration (in-vivo transmission / reception circuit 300b, etc.) is installed at a predetermined position in the patient's body. FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which the stimulation unit 40 is installed in the patient's eye E. As shown in the drawing, a part of the substrate 43 is placed between the sclera E3 and the choroid E2 with the electrode 41 formed on the substrate 43 being in contact with the choroid E2. Further, the stimulation control unit 200 portion of the substrate 43 is placed outside the sclera E3. The placement of the substrate 43 is performed by incising a part of the sclera E3 to form a scleral pocket and inserting the electrode portion of the substrate 43 into the scleral pocket (outside the choroid E2). .

なお、対向電極３４は図示するように眼内中央の前眼部よりの位置に置かれることによって、網膜Ｅ１は電極４１と対向電極３４（不関電極、帰還電極）との間に位置することとなる。 The counter electrode 34 is placed at a position from the anterior eye portion in the center of the eye as shown in the figure, so that the retina E1 is positioned between the electrode 41 and the counter electrode 34 (indifferent electrode, feedback electrode). It becomes.

一方、２次コイル３１は、体外装置１０に設けられた１次コイル１４からの信号（電気刺激パルス用データ信号及び電力）を受信可能な生体内の所定位置に設置される。例えば、患者の側頭部の皮膚の下に受信部３０（図では２次コイル３１のみ示す）を埋め込み皮膚を介して受信部３０と対向する位置に１次コイル１４とを設置しておく（図１参照）。受信部３０には、１次コイル１４と同様に磁石が取り付けられているため、１次コイル１４と受信部３０とが引き合い、１次コイル１４が側頭部に保持されることとなる。 On the other hand, the secondary coil 31 is installed at a predetermined position in the living body that can receive signals (data signal for electrical stimulation pulse and power) from the primary coil 14 provided in the extracorporeal device 10. For example, the receiving unit 30 (only the secondary coil 31 is shown in the figure) is embedded under the skin of the patient's temporal region, and the primary coil 14 is placed at a position facing the receiving unit 30 through the skin (see FIG. (See FIG. 1). Since the magnet is attached to the receiving unit 30 in the same manner as the primary coil 14, the primary coil 14 and the receiving unit 30 are attracted and the primary coil 14 is held on the temporal region.

なお、ワイヤー５０は、側頭部に埋め込まれた受信部３０から側頭部に沿って皮膚下を患者眼に向かって延び、患者の上まぶたの内側を通して眼窩に入れられる。眼窩に入れられたワイヤー５０は、図４に示すように強膜Ｅ３の外側を通り、基板４３に設置された刺激制御回路４２に接続される。 The wire 50 extends from the receiving unit 30 embedded in the temporal region under the skin toward the patient's eye along the temporal region, and is inserted into the eye socket through the inside of the patient's upper eyelid. As shown in FIG. 4, the wire 50 placed in the eye socket passes through the outer side of the sclera E <b> 3 and is connected to the stimulation control circuit 42 installed on the substrate 43.

なお、本実施形態では、体内装置２０（刺激部４０）の設置位置を強膜Ｅ３側に位置させて、強膜側（脈絡膜側）から網膜Ｅ１を構成する細胞を電気刺激する構成としたが、これに限るものではない。患者眼の網膜を構成する細胞を好適に刺激することが可能な位置に電極を設置することができればよい。例えば、体内装置を患者眼の眼内（網膜上や網膜下）に置き、電極が形成されている基板先端部分を網膜下（網膜と脈絡膜との間）や網膜上に設置させるような構成とすることもできる。 In the present embodiment, the installation position of the in-vivo device 20 (stimulation unit 40) is positioned on the sclera E3 side, and the cells constituting the retina E1 are electrically stimulated from the sclera side (choroid side). However, it is not limited to this. It is only necessary that the electrode can be installed at a position where cells constituting the retina of the patient's eye can be suitably stimulated. For example, the internal device is placed in the eye of the patient's eye (on the retina or below the retina), and the tip of the substrate on which the electrode is formed is placed under the retina (between the retina and choroid) or on the retina. You can also

以上のような構成を備える視覚再生補助装置１において、その動作を図３の通信回路３００の動作を中心に、図５に示す制御系のブロック図を参照して説明する。図５では、説明の簡便のためコーティングは図示を略した。 In the visual reproduction assisting apparatus 1 having the above-described configuration, its operation will be described with reference to the control system block diagram shown in FIG. 5, focusing on the operation of the communication circuit 300 in FIG. In FIG. 5, the coating is not shown for the sake of simplicity.

１次側（体外装置１０、体外送受信回路３００ａ側）から２次側（体内装置２０、体内送受信回路３００ｂ側）に制御信号（電気刺激パルス用データ）と電力を重畳した駆動信号を送信し、２次側でその信号を受信し、利用する動作を説明する。 A drive signal in which a control signal (electric stimulation pulse data) and power are superimposed is transmitted from the primary side (the extracorporeal device 10, the extracorporeal transmission / reception circuit 300a side) to the secondary side (the intracorporeal device 20, the intracorporeal transmission / reception circuit 300b side), An operation of receiving and using the signal on the secondary side will be described.

撮影装置１２により撮影された被写体の撮影データは、データ変調手段１３ａに送られる。変調手段１３ａは、被写体を患者が認識するために必要となる電気刺激パルス用データに変換し、バッテリー１３ｂから供給される電力を交流の搬送波として、振幅変調にて電力に電気刺激パルス用データを重畳して駆動信号を生成する。そして、駆動信号は１次コイル１４を介して体内装置２０側（２次コイル３１）に電磁波として送信される。 The photographing data of the subject photographed by the photographing device 12 is sent to the data modulation means 13a. The modulation means 13a converts the electrical stimulation pulse data necessary for the patient to recognize the subject, uses the electric power supplied from the battery 13b as an alternating current carrier wave, and converts the electrical stimulation pulse data into electric power by amplitude modulation. A drive signal is generated by superimposing. The drive signal is transmitted as an electromagnetic wave to the in-vivo device 20 side (secondary coil 31) via the primary coil 14.

体内装置２０側では、体外装置１０より送られてくる電磁波が２次コイル３１にて受け取られ、受信された電磁波は体内装置２０の駆動信号として体内送受信回路で処理される。駆動信号はダイオード６７、コンデンサ６８にて整流され、直流電圧が制御回路３２に供給される。このとき、ダイオード６７で駆動信号（搬送波）の高調波が発生される。ここで、第３高調波が、コイル６４、コイル３１とコンデンサ７３、可変コンデンサ６３とコイル６２、で構成されるそれぞれの共振回路により抽出され、検波回路７０で受信される。検波回路７０では、受信した第３高調波が２値化され、デジタル信号となった電気刺激パルス用データが制御回路３２へと送られる。このとき、前述のコイル６２と可変コンデンサ６３で構成される共振回路によって搬送波の信号レベルが抑えられることで、検波回路７０には搬送波が到達しにくく、到達したとしても信号レベルの低い信号となるので、検波回路７０は第３高調波を効率的に受信でき、２値化処理が効率的に行える。 On the internal device 20 side, the electromagnetic wave sent from the external device 10 is received by the secondary coil 31, and the received electromagnetic wave is processed as a drive signal of the internal device 20 by the internal transmission / reception circuit. The drive signal is rectified by the diode 67 and the capacitor 68, and a DC voltage is supplied to the control circuit 32. At this time, a harmonic of the drive signal (carrier wave) is generated by the diode 67. Here, the third harmonic is extracted by each resonance circuit including the coil 64, the coil 31 and the capacitor 73, and the variable capacitor 63 and the coil 62, and is received by the detection circuit 70. In the detection circuit 70, the received third harmonic is binarized, and the electrical stimulation pulse data that has become a digital signal is sent to the control circuit 32. At this time, since the signal level of the carrier wave is suppressed by the resonance circuit composed of the coil 62 and the variable capacitor 63, the carrier wave hardly reaches the detection circuit 70, and even if it reaches the signal, the signal level is low. Therefore, the detection circuit 70 can efficiently receive the third harmonic, and can perform binarization processing efficiently.

制御回路３２は、受け取った電力と電気刺激パルス用データに基づいて電気刺激パルス信号及び電極指定信号を生成し、刺激制御部２００へと送る。また、刺激制御部２００用の電力も送る。 The control circuit 32 generates an electrical stimulation pulse signal and an electrode designation signal based on the received power and electrical stimulation pulse data, and sends them to the stimulation control unit 200. In addition, power for the stimulus control unit 200 is also sent.

刺激制御部２００では、刺激制御回路４２が電力、電気刺激パルス信号、電極指定信号を受信し、電極指定信号等に基づいて各電極４１から電気刺激パルス信号を出力させる。各電極４１から出力する電気刺激パルス信号によって網膜を構成する細胞が電気刺激され、患者は視覚（光覚）を得る。 In the stimulation controller 200, the stimulation control circuit 42 receives power, an electrical stimulation pulse signal, and an electrode designation signal, and outputs an electrical stimulation pulse signal from each electrode 41 based on the electrode designation signal and the like. The cells constituting the retina are electrically stimulated by the electrical stimulation pulse signal output from each electrode 41, and the patient obtains vision (light sense).

次に、２次側（体内装置２０、体内送受信回路３００ｂ）から１次側（体外装置１０、体外送受信回路３００ａ）に体内装置２０の動作情報を伝送する動作を説明する。前述のような、網膜を構成する細胞を刺激する一連の動作の途中等に制御部１００（制御回路３２）は体内装置２０が正常に動作しているかどうかの動作信号（動作情報）を体外装置１０へと送る。 Next, an operation of transmitting the operation information of the internal device 20 from the secondary side (internal device 20, internal transmission / reception circuit 300b) to the primary side (external device 10, external transmission / reception circuit 300a) will be described. During the series of operations for stimulating the cells constituting the retina as described above, the control unit 100 (control circuit 32) sends an operation signal (operation information) indicating whether or not the in-vivo device 20 is operating normally. Send to 10.

制御回路３２はＦＥＴ７２のスイッチをオンにすることで、抵抗７１の一端が略接地され、体内送受信回路３００ｂ内の第３高調波に負荷が掛けられる。これにより、第３高調波の信号レベルは抵抗７１の抵抗値に応じて低下する。このため、コイルリンクにより１次コイル１４からみた２次コイル３１の第３高調波の信号レベルも低下することとなり、検波回路９０では、第３高調波の信号レベルの低下が検知される。従って、検波回路９０から変調手段１３ａへと送られる信号がＦＥＴ７２のオン・オフ状態により変化することとなり、２次側の動作信号が変調手段１３ａにて受信されることとなる。ここでは、第３高調波が動作信号として扱われる。 When the control circuit 32 turns on the FET 72, one end of the resistor 71 is substantially grounded, and a load is applied to the third harmonic in the in-body transmitting / receiving circuit 300b. As a result, the signal level of the third harmonic is lowered according to the resistance value of the resistor 71. For this reason, the third harmonic signal level of the secondary coil 31 viewed from the primary coil 14 is also reduced by the coil link, and the detection circuit 90 detects the decrease of the third harmonic signal level. Therefore, the signal sent from the detection circuit 90 to the modulation means 13a changes depending on the on / off state of the FET 72, and the secondary operation signal is received by the modulation means 13a. Here, the third harmonic is treated as an operation signal.

このようにして、２次コイル３１側から１次コイル１４側、つまり、体内装置２０から体外装置１０へと動作状況が送られたこととなる。体内装置２０から定期的に動作状況を体外装置１０へと送っているため、体外装置１０が規定の時間が経っても、体内装置２０の動作状況を取得できない場合は、体内装置２０若しくは体外装置１０に不具合があるとして、図示なきブザーやライト等で患者や周辺の人に知らせる。 In this way, the operation status is sent from the secondary coil 31 side to the primary coil 14 side, that is, from the intracorporeal device 20 to the extracorporeal device 10. Since the operation status is periodically sent from the internal device 20 to the external device 10, the internal device 20 or the external device can be obtained when the external device 10 cannot acquire the operation status of the internal device 20 even after a predetermined time. If there is a problem with the device 10, a buzzer or a light (not shown) informs the patient and surrounding people.

以上のようにして、２次側（体内装置２０）の動作情報は、駆動信号（搬送波）の第３高調波に、負荷変調が掛けられ生成された動作信号により、１次側（体外装置１０）へ送信される。これにより、駆動信号の整流により発生する本来不要な高調波（ここでは、第３高調波）に負荷変調を掛けることで、駆動信号への負荷変調の影響（信号レベル低下等）がほぼ無視できるようになり効率的な負荷変調通信ができる。つまり、負荷変調通信による電力の損失を低減できる。 As described above, the operation information of the secondary side (intracorporeal device 20) is obtained from the primary side (external device 10) by the operation signal generated by applying the load modulation to the third harmonic of the drive signal (carrier wave). ). As a result, by applying load modulation to the originally unnecessary harmonics (here, the third harmonic) generated by the rectification of the drive signal, the influence of the load modulation on the drive signal (signal level reduction, etc.) can be almost ignored. Thus, efficient load modulation communication can be performed. That is, power loss due to load modulation communication can be reduced.

なお、以上説明した本実施形態では、検波回路７０、９０では２値化（デジタル化）機能を有していたが、この構成に限るものではない。検波機能、２値化機能をそれぞれ制御回路３２、変調手段１３ａが持つものとしてもよい。 In the above-described embodiment, the detection circuits 70 and 90 have a binarization (digitization) function. However, the present invention is not limited to this configuration. The control circuit 32 and the modulation means 13a may have a detection function and a binarization function, respectively.

なお、以上説明した本実施形態では、第２の高調波抽出回路６０にて抽出された高調波に負荷変調を掛ける構成としたが、これに限るものではない。第２送受信回路３００ｂ内で発生する高調波に変調が掛けられればよい。以下にその例を挙げる。 In the present embodiment described above, load modulation is applied to the harmonics extracted by the second harmonic extraction circuit 60. However, the present invention is not limited to this. It is only necessary to modulate the harmonics generated in the second transmission / reception circuit 300b. Examples are given below.

例えば、コンデンサ６８と２次コイル３１の間に、前述の抵抗７１とＦＥＴ７２が接続される構成でもよい。この場合でも、高調波に負荷変調が掛けられる。また、ダイオード６７に並列に変調回路を接続し、ダイオード６７に入力される交流電力（交流信号）の変調する構成としてもよい。例えば、ダイオード６７に流れる電流の振幅を変調する構成とすれば、整流に際してダイオード６７で発生された高調波の振幅が変化されることとなる。また、ダイオード６７に直列に変調回路を接続し、ダイオード６７を流れる電流波形を変化させる（信号レベルを変化させる）構成でもよい。この場合、電流波形の変化によって高調波が変調される（振幅又は位相が変えられる）こととなる。また、体内高調波抽出回路６０のフィルタ特性を可変とすることにより高調波の波形を変化させる構成としてもよい。例えば、抵抗６５の値を可変させる構成とする。これにより、体外送受信回路３００ａ側で受信する高調波の波形（振幅又は位相）が変化されることとなる。 For example, the above-described resistor 71 and FET 72 may be connected between the capacitor 68 and the secondary coil 31. Even in this case, load modulation is applied to the harmonics. Alternatively, a modulation circuit may be connected in parallel to the diode 67 to modulate AC power (AC signal) input to the diode 67. For example, if the amplitude of the current flowing through the diode 67 is modulated, the amplitude of the harmonic generated by the diode 67 during rectification is changed. Alternatively, a configuration may be employed in which a modulation circuit is connected in series to the diode 67 and the current waveform flowing through the diode 67 is changed (signal level is changed). In this case, harmonics are modulated (amplitude or phase is changed) by changing the current waveform. Moreover, it is good also as a structure which changes the waveform of a harmonic by making the filter characteristic of the internal body harmonic extraction circuit 60 variable. For example, the resistance 65 is variable. Thereby, the waveform (amplitude or phase) of the harmonic received on the extracorporeal transmission / reception circuit 300a side is changed.

なお、以上説明した本実施形態では、抵抗７１は、共振回路（可変コンデンサ６３、コイル６４等）を介して２次コイル３１と接続され、共振回路で抽出された第３高調波に負荷を掛けて動作信号を生成する構成としたがこれに限るものではない。２次側から１次側に負荷変調にて動作信号（２次側の動作情報）を送信できる構成であればよく、抵抗７１、ＦＥＴ７２を２次コイル３１に接続する構成としてもよい。この場合、ＦＥＴ７２のオン・オフにより駆動信号そのものに負荷変調がかかって振幅が変化し、結果として整流回路で発生する高調波が変調されることになり、この変調が体外送受信回路で抽出され変調手段１３ａに到ることとなる。また、ＦＥＴ７２と抵抗７１により、搬送波に変調を掛ける構成であってもよい。この場合、変調手段１３ａを搬送波の周波数を抽出する抽出手段とし、他の高調波抽出回路を使わずに、２次側の動作を検知するする。 In the present embodiment described above, the resistor 71 is connected to the secondary coil 31 via a resonance circuit (variable capacitor 63, coil 64, etc.) and applies a load to the third harmonic extracted by the resonance circuit. However, the present invention is not limited to this. Any configuration may be used as long as an operation signal (secondary operation information) can be transmitted from the secondary side to the primary side by load modulation. The resistor 71 and the FET 72 may be connected to the secondary coil 31. In this case, load modulation is applied to the drive signal itself by turning on / off the FET 72 and the amplitude is changed. As a result, harmonics generated in the rectifier circuit are modulated, and this modulation is extracted and modulated by the extracorporeal transmission / reception circuit. The means 13a is reached. Alternatively, the carrier 72 may be modulated by the FET 72 and the resistor 71. In this case, the modulation means 13a is an extraction means for extracting the frequency of the carrier wave, and the secondary side operation is detected without using other harmonic extraction circuits.

従来の負荷変調通信回路では電力の送信が中断するほど大きな負荷変調をかけなければ１次側で充分な信号検出ができなかったが。つまり、駆動信号を負荷変調したことにより駆動信号の信号レベル（振幅）が低下する度合が大きかった。しかしながら、前述の実施形態では高調波の信号レベルが充分に変化すればよいため、つまり、高調波の信号レベルを通信に充分な程度に変調（例えば、低下）させればよい。従って、高調波の変調時の電力がわずかに変化する程度の負荷変調で充分な通信が行える。このため、１次側と２次側の駆動信号の伝送での電力低下が抑制でき、２次側は安定的に電力を利用できる。逆にいえば、負荷変調による２次側での電力低下を抑制できるため、１次側の駆動信号の搬送波（電力）の振幅を小さく設定できる。これにより、低消費電力での負荷変調通信ができる。また、また、２次側から１次側への通信において、駆動信号の信号レベルの低下が少なくできるため、１次側から２次側の通信及び電力伝送時に２次側から１次側へ情報を送ることができる。 In the conventional load modulation communication circuit, sufficient signal detection cannot be performed on the primary side unless load modulation is applied so large that power transmission is interrupted. In other words, the degree to which the signal level (amplitude) of the drive signal decreases due to load modulation of the drive signal is large. However, in the above-described embodiment, the harmonic signal level only needs to change sufficiently, that is, the harmonic signal level may be modulated (for example, lowered) to a degree sufficient for communication. Therefore, sufficient communication can be performed with load modulation such that the power at the time of harmonic modulation changes slightly. For this reason, the power reduction in transmission of the drive signal of the primary side and the secondary side can be suppressed, and the secondary side can use power stably. Conversely, since it is possible to suppress power reduction on the secondary side due to load modulation, the amplitude of the carrier wave (power) of the drive signal on the primary side can be set small. Thereby, load modulation communication with low power consumption can be performed. In addition, in the communication from the secondary side to the primary side, the decrease in the signal level of the drive signal can be reduced, so information from the secondary side to the primary side during communication and power transmission from the primary side to the secondary side. Can send.

また、本実施形態の視覚再生補助装置は、無線ＩＣタグ等で用いられ、電力の供給が充分である据え付け型の読み取り装置を用いた実施形態とは異なる。このため、バッテリー１３ｂ等が小型で、長時間使用できる構成が好まれる視覚再生補助装置にとって本発明の効果が高い。 Further, the visual reproduction assisting device of the present embodiment is different from the embodiment using an installation type reading device that is used in a wireless IC tag or the like and is sufficiently supplied with electric power. For this reason, the effect of the present invention is high for a visual reproduction assisting device in which the battery 13b or the like is small and a configuration that can be used for a long time is preferred.

なお、以上説明した本実施形態では、検波回路７０（抵抗６５の接地端の反対の接続端）に抵抗７１及び一端を接地したＦＥＴ７２を直列に接続する構成としたが、これに限るものではない。負荷変調をダイオード６７とコンデンサ６８の間に抵抗７１とＦＥＴ７２を並列に挿入してＦＥＴ７２によって抵抗７１の両端を短絡／解放することによって行ってもよい。この場合、抵抗７１が挿入された状態では整流電流がわずかに減少するが高調波は大きく減少するためわずかな電力損失で負荷変調通信ができる。 In the embodiment described above, the resistor 71 and the FET 72 having one end grounded are connected in series to the detection circuit 70 (connection end opposite to the ground end of the resistor 65). However, the present invention is not limited to this. . The load modulation may be performed by inserting a resistor 71 and an FET 72 in parallel between the diode 67 and the capacitor 68 and short-circuiting / releasing both ends of the resistor 71 by the FET 72. In this case, in the state where the resistor 71 is inserted, the rectified current is slightly reduced, but the harmonics are greatly reduced. Therefore, load modulation communication can be performed with a slight power loss.

なお、以上説明した本実施形態では、患者眼の強膜Ｅ３に基板４３を設置し、強膜Ｅ３を介して網膜Ｅ１を電気刺激する構成としたが、これに限るものではない。患者の視覚を形成する視覚神経系を構成する細胞又は組織を電気的に刺激する構成であればよい。例えば、電気刺激パルス信号を出力する電極を有する刺激部を眼内の視神経乳頭部や眼外の視神経部分に配置し、刺激部への電力供給や指令信号を送る送信部を患者の皮下等の離れた場所に配置して、視神経を電気刺激する構成としてもよい。また、電極を有する刺激部を視交叉や外側膝状体、大脳皮質等の視覚神経系の高次視覚処理を行う組織に配置し、それぞれの組織を構成する細胞を刺激する構成としてもよい。例えば、大脳皮質の後頭葉であれば、錐体細胞等を刺激する又は視覚野Ｖ１、Ｖ２等を刺激する等である。 In the embodiment described above, the substrate 43 is placed on the sclera E3 of the patient's eye and the retina E1 is electrically stimulated via the sclera E3. However, the present invention is not limited to this. Any structure may be used as long as it electrically stimulates cells or tissues constituting the visual nervous system that forms the vision of the patient. For example, a stimulation unit having an electrode for outputting an electrical stimulation pulse signal is arranged in the optic nerve head in the eye or the optic nerve part outside the eye, and a transmission unit for supplying power to the stimulation unit or sending a command signal is used for the subcutaneous part of the patient. It is good also as a structure arrange | positioned in the distant place and carrying out electrical stimulation of the optic nerve. Alternatively, a stimulating unit having electrodes may be arranged in a tissue that performs higher-order visual processing of the visual nervous system such as the optic chiasm, outer knee, and cerebral cortex, and stimulates the cells that constitute each tissue. For example, in the case of the occipital lobe of the cerebral cortex, it stimulates pyramidal cells or the like, or stimulates the visual cortex V1, V2, etc.

なお、以上説明した本実施形態では、第１送受信回路と第２送受信回路で相互に情報が通信される構成としたが、これに限るものではない。送信回路から受信回路へ電力及び情報が伝送される構成であればよく、具体的には、情報の通信に高調波が用いられる構成であればよい。 In the present embodiment described above, information is communicated between the first transmission / reception circuit and the second transmission / reception circuit. However, the present invention is not limited to this. Any configuration may be used as long as power and information are transmitted from the transmission circuit to the reception circuit. Specifically, any configuration may be used in which harmonics are used for information communication.

なお、以上説明した本実施形態では、１次コイル１４と２次コイル３１を用いたコイルリンクにて通信する通信回路としたが、これに限るものではない。送信回路と受信回路（第１及び第２送受信回路）で電力及び制御信号等の情報が通信される構成であればよく、例えば、第１及び第２送受信回路が電力等を伝送するケーブルで接続される構成であってもよい。具体的には、有線ネットワークで接続される個別の装置がケーブルで通信される構成が挙げられる。 In addition, in this embodiment demonstrated above, it was set as the communication circuit which communicates by the coil link using the primary coil 14 and the secondary coil 31, However, It is not restricted to this. The transmission circuit and the reception circuit (first and second transmission / reception circuit) may be configured to communicate information such as power and control signals. For example, the first and second transmission / reception circuits are connected by a cable that transmits power and the like. It may be configured. Specifically, a configuration in which individual devices connected by a wired network are communicated by a cable can be mentioned.

なお、以上説明した本実施形態では、第２送受信回路から第１送受信回路への情報の送信を、第２送受信回路側で抽出した高調波か、又は第２送受信回路で取得した駆動信号（搬送波）に負荷を掛ける構成としたが、これに限るものではない。高調波等の波形を変えることにより、第１送受信回路側に情報を送る構成であればよい。例えば、高調波の位相を変える構成としてもよい。 In the present embodiment described above, transmission of information from the second transmission / reception circuit to the first transmission / reception circuit is a harmonic extracted on the second transmission / reception circuit side or a drive signal (carrier wave) acquired by the second transmission / reception circuit. However, the present invention is not limited to this. Any configuration may be used as long as information is sent to the first transmitting / receiving circuit side by changing a waveform such as a harmonic. For example, it may be configured to change the phase of the harmonic.

なお、以上説明した本実施形態では、１次側（体外装置１０、体外送受信回路３００ａ）と２次側（体内装置２０、体内送受信回路３００ｂ）との間で双方向に通信を行う構成としたが、これに限るものではない。１次側から２次側へ電力を供給する構成とし、１次側から２次側への情報（制御信号等）を送信するか、又は２次側から１次側へ情報を送信する一方向送信（情報に関して）の構成としてもよい。 In addition, in this embodiment demonstrated above, it was set as the structure which communicates bidirectionally between the primary side (extracorporeal device 10, extracorporeal transmission / reception circuit 300a) and the secondary side (intracorporeal device 20, in-vivo transmission / reception circuit 300b). However, it is not limited to this. One-way transmission of information (control signal, etc.) from the primary side to the secondary side, or transmission of information from the secondary side to the primary side. It is good also as a structure of transmission (for information).

例えば、前者の構成であれば、１次側から２次側への交流信号に変調（例えば、振幅変調）をかけることで情報が重畳され、２次側ではその交流信号の整流により電力を得ると共に整流時に発生する高調波の振幅の変化から元の情報を抽出できる構成となる。これにより、１次側から２次側への一方向の通信において、復調回路の構成を簡略化できると共に、高調波の変化（ここでは、振幅）に情報が含まれるため、１次側と２次側で消費される電力が低減できる。 For example, in the former configuration, information is superimposed by applying modulation (for example, amplitude modulation) to the AC signal from the primary side to the secondary side, and power is obtained by rectification of the AC signal on the secondary side. In addition, the original information can be extracted from the change in the amplitude of the harmonics generated during rectification. Thereby, in the one-way communication from the primary side to the secondary side, the configuration of the demodulation circuit can be simplified and information is included in the change (in this case, the amplitude) of the harmonics. The power consumed on the secondary side can be reduced.

また、後者の構成であれば、本発明を、電極、撮像素子、制御回路等が体内装置とされ、体内に設置される構成（体内撮像型という）の視覚再生補助装置に適用できる。具体的には、体内撮像型の視覚再生補助装置において、電力のみが体外装置から供給され、体内装置の動作信号が体外装置に伝送される構成が考えられる。 With the latter configuration, the present invention can be applied to a visual reproduction assisting device having a configuration (referred to as an in-vivo imaging type) in which an electrode, an imaging device, a control circuit, and the like are configured as an in-vivo device. Specifically, in an in-vivo imaging type visual reproduction assist device, a configuration in which only power is supplied from the extracorporeal device and an operation signal of the intracorporeal device is transmitted to the extracorporeal device is conceivable.

本発明の実施形態における視覚再生補助装置１の外観を示した概略図である。It is the schematic which showed the external appearance of the visual reproduction auxiliary | assistance apparatus 1 in embodiment of this invention. 視覚再生補助装置１の体内装置２０を示した概略図である。It is the schematic which showed the in-vivo device 20 of the visual reproduction auxiliary | assistance apparatus 1. FIG. 負荷変調通信回路の模式的回路構成図である。It is a typical circuit block diagram of a load modulation communication circuit. 刺激部４０を体内に設置した状態を示した図である。It is the figure which showed the state which installed the stimulation part 40 in the body. 本実施形態における視覚再生補助装置１の制御系を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the control system of the visual reproduction auxiliary | assistance apparatus 1 in this embodiment.

Explanation of symbols

１視覚再生補助装置
１０体外装置
１４１次コイル
２０体内装置
３０受信部
３１２次コイル
３２制御回路
３４対向電極
４０刺激部
４１電極
４２刺激制御回路
４３基板
７２ＦＥＴ
１００制御部
２００刺激制御部
３００通信回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Visual reproduction | regeneration assistance apparatus 10 Extracorporeal apparatus 14 Primary coil 20 In-vivo apparatus 30 Receiving part 31 Secondary coil 32 Control circuit 34 Counter electrode 40 Stimulation part 41 Electrode 42 Stimulation control circuit 43 Board | substrate 72 FET
100 Control Unit 200 Stimulus Control Unit 300 Communication Circuit

Claims

A transmission circuit including a power transmission unit for transmitting the power at the AC signal via the primary coil, a reception unit for receiving the AC signal via the secondary coil, the AC received by the receiving unit A receiving circuit having a rectifying means for rectifying a signal to generate DC power, and for transmitting a predetermined control signal in one or both directions by a coil link formed by the primary coil and the secondary coil. In the communication circuit that performs the above, a harmonic generation unit that generates a harmonic from the AC signal by rectification by the rectification unit, a harmonic extraction unit that extracts the harmonic generated by the harmonic generation unit, and the harmonic A modulation means for modulating the harmonics extracted by the wave extraction means, and a resonance circuit that resonates at a resonance frequency of the AC signal, the AC reaching the harmonic extraction means A resonant circuit to suppress the signal,
A communication circuit, wherein the harmonic modulated by the modulation means is transmitted as a predetermined control signal from the receiving circuit to the transmitting circuit via the primary coil and the secondary coil .

2. The communication circuit according to claim 1, wherein the harmonic generated by the harmonic extraction means is a third harmonic .