TW201544085A - 人工視網膜系統及人工視網膜晶片 - Google Patents

Abstract

一種人工視網膜系統，包含一眼外裝置，及一人工視網膜晶片。該眼外裝置包括一產生一光束的光產生器，及一接收一外部影像轉換成一相關於該外部影像的投射影像，且以光投影的方式投射輸出的影像投射器。該人工視網膜晶片包括一接收該光束並將該光束轉換成一電力的光電轉換器、一設置於該投射影像和該光束的一照射範圍的光學薄膜，及一電連接該光電轉換器以接收該電力，且設置於該光學薄膜的一覆蓋範圍的影像感測器，該光學薄膜將該光束濾除得到一相關該投射影像的濾光影像，並投射於該影像感測器產生一電刺激以輔助視覺。

Description

人工視網膜系統及人工視網膜晶片

本發明是有關於一種系統及晶片，特別是指一種植入式的人工視網膜系統及人工視網膜晶片。

色素性視網膜退化(Retinitis Pigmentosa)與老年黃斑退化(Age-Related Macular Degeneration,AMD)為兩種因視網膜感光細胞退化而造成的疾病，AMD更為歐美國家成年人失明人口的主因之一。因這兩種疾病而失明的病患，目前沒有任何藥物可以醫治，於是用來取代感光細胞的人工視網膜成為這些病患最大的希望。以往的人工視網膜包含一太陽能晶片，用以接收一光學影像並轉換為電流，利用電流刺激殘存神經細胞的方式，幫助因為視網膜退化而失明的病患恢復視覺。然而，該太陽能晶片的供電能力不足是一大缺陷。

因此，美國專利US20050090875「Optical projection and tracking system forretinal prosthesis」的技術即是利用增加外部光線以增加該人工視網膜的光電轉換器的刺激電流，而改善該太陽能晶片供電不足之缺陷，該 技術為讓病患配戴一個頭戴式顯示與投射儀，把強光投射進入眼內，增加該光電轉換器的輸出電流，但同時該投射進眼內的強光會干擾一影像的一輸出對比度，造成該影像解析度變差。

故，習知的植入式晶片具有該太陽能晶片供電不足的問題，或是該太陽能晶片雖能吸取足夠的光源而改善供電不足之問題，但卻造成該影像對比度變差之缺點須待改善。

因此，本發明之目的，即在提供一種能增加人工視網膜晶片的光電轉換器的供電能力，使該光電轉換器的輸出電流提升，且不影響輸出影像的對比解析度的人工視網膜系統及人工視網膜晶片。

於是本發明人工視網膜系統，包含一眼外裝置，及一人工視網膜晶片。

該眼外裝置包括一產生一光束的光產生器，及一接收一外部影像的影像投射器，該影像投射器將該外部影像轉換成一相關於該外部影像的投射影像，且以光投影的方式投射輸出。

該人工視網膜晶片包括一接收該光束並將該光束轉換成一電力的光電轉換器、一設置於該投射影像和該光束的一照射範圍中的光學薄膜，及一電連接該光電轉換器以接收該電力，且設置於該光學薄膜的一覆蓋範圍的影像感測器。該光學薄膜接收該投射影像和該光束，並將該 光束濾除以得到一相關於該投射影像的一濾光影像，而該影像感測器則接收該濾光影像，且產生一相關於該濾光影像的一電刺激訊號。

本發明人工視網膜晶片適用於接收光學性質不同的一光束和一投射影像，該人工視網膜晶片包含一光電轉換器、一光學薄膜，及一影像感測器。

該光電轉換器接收該光束並將該光束轉換成一電力。

該光學薄膜設置於該投射影像和該光束的一照射範圍中，並將該光束濾除以得到一相關於該投射影像的一濾光影像。

該影像感測器電連接該光電轉換器以接收該電力，且設置於該光學薄膜的一覆蓋範圍以接收該濾光影像，並產生一相關於該濾光影像的一電刺激。

本發明之功效在於：利用該光束來提升該光電轉換器的能量而提供更充足的該電力以供該人工視網膜晶片運作，並藉由該光學薄膜將該光束濾除而產生該濾光影像，以提供該影像感測器接收而達到維持解析對比度。

1‧‧‧眼外裝置

11‧‧‧影像投射器

111‧‧‧投射影像

12‧‧‧光產生器

121‧‧‧光束

2‧‧‧人工視網膜晶片

21‧‧‧光電轉換器

211‧‧‧電力

22‧‧‧光學薄膜

221‧‧‧濾光影像

23‧‧‧影像感測器

3‧‧‧外部影像

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一流程圖，說明本發明人工視網膜系統的一較佳實施例的一系統方塊圖；圖2是一示意圖，說明本發明人工視網膜系統的該較 佳實施例的一系統架構圖；及圖3是一示意圖，說明本發明人工視網膜系統的該較佳實施例的一人工視網膜晶片架構圖。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1與圖2，本發明人工視網膜系統的一較佳實施例包含一眼外裝置1，及一人工視網膜晶片2。

該眼外裝置1包括一影像投射器11，及一產生一光束121的光產生器12。

該人工視網膜晶片2包括一接收該光束121並將該光束121轉換成一電力211的光電轉換器21、一設置於該投射影像111和該光束121的一照射範圍中的光學薄膜22，及一電連接該光電轉換器21以接收該電力211的影像感測器23。

本較佳實施例的實際應用為藉由一外科手術將該人工視網膜晶片2植入至一使用者眼球的下視網膜區域(圖未示)，再利用該眼外裝置1的影像投射器11接收一外部影像3，並將該外部影像3轉換成一相關於該外部影像3的投射影像111，並以光投影的方式將該投射影像111投射輸出至該人工視網膜晶片2。

同時，該光產生器12則輸出光學性質不同於該投射影像111，例如紅外光的該光束121，以補足該光電轉換器21吸收之光源，進而提升該光電轉換器21的電力211 。

但因該人工視網膜晶片2植入眼內下視網膜可容許放置的面積僅有約3×3mm²以下，所以當該投射影像111及該光束121投入該人工視網膜晶片2時，該光產生器12的該光束121照射範圍會涵蓋至該影像投射器11的該投射影像111的該照射範圍，故會使該影像感測器23受到該光束121的光源所影響，而造成該影像感測器23的對比度降低。

將一能使該光束121波段濾除的該光學薄膜22覆蓋於該影像感測器23之前，以濾除該光束121而得到一相關於該投射影像111的濾光影像221，而避免該人工視網膜晶片2因為該光束121的照射產生額外的光束電流(圖未示)，造成不必要的額外功率之消耗。

更佳地，將該光電轉換器21與該影像感測器23設置於不同區域，以便該光學薄膜22於製程上更容易地覆蓋於該影像感測器23之上，而不會遮蔽住該光電轉換器21的感光，如圖3所示，該光電轉換器21設置於該影像感測器23的外周圍，使得該光電轉換器21和該影像感測器23區隔開。

因此，該人工視網膜晶片2的該影像感測器23能有足夠的該電力211處理來自該光學薄膜22的該濾光影像221，而產生一相關於該濾光影像221的電刺激，來輔助該使用者的視覺。

綜上所述，本發明人工視網膜系統分為該眼外 裝置1和該人工視網膜晶片2，利用該眼外裝置1的該光產生器12產生該光束121以補足該人工視網膜晶片2電能不足之問題，更藉由該光學薄膜22濾除該光束121，使得該人工視網膜晶片2不會產生額外的光束電流，造成不必要的功率消耗，而達到有效率地工作，更能不影響該影像感測器23的運作而維持其對比度，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧眼外裝置

11‧‧‧影像投射器

111‧‧‧投射影像

12‧‧‧光產生器

121‧‧‧光束

2‧‧‧人工視網膜晶片

21‧‧‧光電轉換器

211‧‧‧電力

22‧‧‧光學薄膜

221‧‧‧濾光影像

23‧‧‧影像感測器

3‧‧‧外部影像

Claims (8)

1. 一種人工視網膜系統，包含：一眼外裝置，包括一影像投射器，接收一外部影像，並將該外部影像轉換成一相關於該外部影像的投射影像，且以光學投影的方式投射輸出，及一光產生器，產生一光束；及一人工視網膜晶片，包括一光電轉換器，接收該光束，並將該光束轉換成一電力，一光學薄膜，設置於該投射影像之照射範圍與該光束之照射範圍中，以接收該投射影像及該光束，且將該光束濾除以得到一相關於該投射影像的一濾光影像，及一影像感測器，電連接該光電轉換器以接收該電力，且設置於該光學薄膜的覆蓋範圍，以接收該濾光影像，並產生一相關於該濾光影像的一電刺激訊號。
2. 如請求項1所述的人工視網膜系統，其中，該光束照射範圍涵蓋該投射影像的照射範圍。
3. 如請求項1所述的人工視網膜系統，其中，該光束的一光學性質不同於該投射影像。
4. 如請求項3所述的人工視網膜系統，其中，該光束為一紅外光。
5. 一種人工視網膜晶片，適用於接收光學性質不同的一光束和一投射影像，該人工視網膜晶片包含：一光電轉換器，接收該光束，並將該光束轉換成一電力；一光學薄膜，設置於該投射影像和該光束的一照射範圍中，將該光束濾除以得到一相關於該投射影像的一濾光影像；及一影像感測器，電連接該光電轉換器以接收該電力，且設置於該光學薄膜的一覆蓋範圍以接收該濾光影像，並產生一相關於該濾光影像的一電刺激。
6. 如請求項5所述的人工視網膜晶片，其中，該光電轉換器與該影像感測器設置於不同區域。
7. 如請求項6所述的人工視網膜晶片，其中，該光電轉換器設置於該影像感測器的外周圍。
8. 如請求項7所述的人工視網膜晶片，其中，該光學薄膜設置於該影像感測器之前且不覆蓋該光電轉換器。