CN106691677A - 光源驱动的视网膜芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光源驱动的视网膜芯片，接收一信号光及一背景光，该光源驱动的视网膜芯片包括：一光电二极管阵列，包含多个光电二极管及多个电流放大电路，其中，所述光电二极管将该信号光转换成一电信号，以及将背景光转换成多个背景光电流，所述电流放大电路放大电信号及所述背景光电流；以及多个背景光消减单元，包含多个背景光感测电路及多个电流消减电路，其中，所述电流消减电路加权电信号并消减所述背景光电流，进而增强光源驱动的视网膜芯片的动态范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种视网膜芯片，尤指一种使用光源驱动的视网膜芯片。
背景技术
根据世界卫生组织(WHO)统计，全球患有眼球疾病的人口超过4500万，估计至公元2020年，眼球疾病的人口将增加至7600万人。
眼球由前往后依序为：角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体和视网膜，视网膜将晶状体聚焦后的光转成电信号和化学信号，通过视神经传进大脑，使得人能看到影像。
视网膜的构造非常复杂，大致可分为三层：光线射入眼底后，会先穿过透明的外层和中间层，再射到最内层的“感光细胞”。感光细胞把光信号转为电信号和化学信号，传给中间层的细胞进行处理，处理过的信号再传给最外层的神经节细胞，而后把信号传回大脑。
倘若视网膜的“感光细胞”损坏，则会丧失视觉。常见的视觉疾病有两种：一种是色素性视网膜炎，另一种是老年性黄斑部病变，这两种眼部的疾病可通过“视网膜芯片”来加以改善。
请参考图1，使用视网膜芯片的用户必须戴着特制眼镜11，上面装置微型摄影机12。微型摄影机12将拍下的光信号转为电信号，用电线13传到贴在耳朵边的处理芯片14，处理芯片14会将电信号转换为神经节细胞可读取的电脉冲信号。电脉冲信号经过编码后，传给埋在耳后皮肤下的译码芯片15，译码后一路沿着埋在脸部皮肤下的电线16连到眼眶进入眼球，最后传到贴在视网膜最外层神经节细胞上的电极板17。微型摄影机12和处理芯片14的能量来源是靠连接至特制眼镜11的电池盒18，由电池盒18进行供电。至于贴在视网膜上的电极板17与译码芯片15，只要在以无线电波传送信号时传送电能进去即可进行供电。
再者，请参考图2所示，使用新世代视网膜芯片的用户一样要配戴特制眼镜21，其上装置有微型摄影机22，特制眼镜21上装有一处理芯片23，可将微型摄影机22传来的电信号转换为光脉冲信号，然后直接射入埋在感光细胞下的电极板24。电极板24用光电材料制作，可直接把光脉冲信号转换为电脉冲信号，传给视网膜中间层的细胞，处理后再由神经节细胞送进大脑整合。由于处理芯片23也是用光电材料制作，照光就可兼具发电功能，所以用户不必另外携带电池盒，相较于前一代的视网膜芯片进步许多。
然而，虽然处理芯片的光电材料可一方面接受光信号、另一方面通过光信号进行发电，但两种功能同步使用的结果将使得光信号不易辨识，使得视网膜芯片的辨识效果变差。因此，如何设计一种能通过光信号进行发电、且具有高辨识度的视网膜芯片，将是目前各界极欲解决的技术问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺点，本发明的一目的即在于提供一种光源驱动的视网膜芯片，以解决光信号不易辨识的问题。
为达上述目的，本发明所提供的光源驱动的视网膜芯片，接收一信号光及一背景光，该光源驱动的视网膜芯片包括：一光电二极管阵列，包含多个光电二极管及多个电流放大电路，其中，所述光电二极管将该信号光转换成一电信号，以及将该背景光转换成多个背景光电流，所述光电二极管对应地连接至所述电流放大电路，该光电二极管阵列的所述电流放大电路放大该电信号及所述背景光电流；以及多个背景光消减单元，包含多个背景光感测电路及多个电流消减电路，其中，所述电流消减电路分别电性连接至该光电二极管阵列的所述光电二极管，且加权该电信号，所述背景光消减单元消减所述光电二极管由于该背景光所产生的所述背景光电流，进而增强该视网膜芯片的动态范围。
较佳地，本发明的光源驱动的视网膜芯片更可包含一光电转换模块，电性连接至该光电二极管阵列及所述背景光消减单元且将光能转换为电能，以供应该电能至该光电二极管阵列及所述背景光消减单元。
较佳地，该光源驱动的视网膜芯片可设置于一用户的视网膜，加权后的该电信号可传送至该用户的视网膜的神经节细胞。
较佳地，该光电二极管阵列可设置于该光源驱动的视网膜芯片的中央位置。
较佳地，该光电二极管阵列可为一64x64光电二极管阵列。
较佳地，所述背景光消减单元可包括一第一背景光消减单元、一第二背景光消减单元、一第三背景光消减单元及一第四背景光消减单元，其分别设置于该视网膜芯片的角落。
较佳地，该信号光可为一红色信号光、一绿色信号光及一蓝色信号光的其中之一或其组合。
较佳地，该背景光可为一红外线背景光。
较佳地，该光电转换模块可为一太阳能芯片模块。
本发明同步接收信号光与背景光以驱动视网膜芯片，除了有效地通过光电转换模块将红外线及可见光转换成电能以供光电二极管阵列及所述背景光消减单元运作之外，光电二极管阵列能有效地辨识信号光以产生相对应的刺激电流至视网膜的神经节细胞，相较于现有技术的视网膜芯片，本发明具有高效能与高辨识度的优点。
附图说明
图1为显示根据第一现有技术的视网膜芯片的使用示意图；
图2为显示根据第二现有技术的视网膜芯片的使用示意图；
图3为显示本发明光源驱动的视网膜芯片的示意图；以及
图4为显示本发明光源驱动的视网膜芯片的使用示意图。
其中，附图标记说明如下：
11 特制眼镜
12 微型摄影机
13 电线
14 处理芯片
15 译码芯片
16 电线
17 电极板
21 特制眼镜
22 微型摄影机
23 处理芯片
24 电极板
3 光源驱动的视网膜芯片
31 光电二极管阵列
311 光电二极管
312 电流放大电路
32 背景光消减单元
32a 第一背景光消减单元
32b 第二背景光消减单元
32c 第三背景光消减单元
32d 第四背景光消减单元
33 光电转换模块
X 信号光
Y 背景光
具体实施方式
以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉本领域的技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。本发明亦可藉由其他不同的具体实例加以施行或应用，本发明说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
须知，本说明书所附附图绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉本领域的技术人员了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
请参考图3，其为本发明光源驱动的视网膜芯片的示意图。如图所示，本发明的光源驱动的视网膜芯片3接收一信号光X及一背景光Y，光源驱动的视网膜芯片3包括：一光电二极管阵列31，包含多个光电二极管311及多个电流放大电路312，其中，所述光电二极管311将信号光X转换成一电信号，以及将背景光Y转换成多个背景光电流，所述光电二极管311对应地连接至所述电流放大电路312，光电二极管阵列31的所述电流放大电路312放大电信号及所述背景光电流；以及多个背景光消减单元32，包含多个背景光感测电路及多个电流消减电路(未显示于附图中)，其中，所述电流消减电路32分别电性连接至光电二极管阵列31的所述光电二极管311，且加权该电信号，所述背景光消减单元32消减所述光电二极管311由于背景光Y所产生的所述背景光电流，进而增强该视网膜芯片3的动态范围。
在本发明的实施例中，本发明的光源驱动的视网膜芯片更包含有一光电转换模块33，电性连接至光电二极管阵列31及所述背景光消减单元32。光电转换模块33可将信号光X及背景光Y转换成电能以提供光电二极管阵列31及所述背景光消减单元32进行运作。
接着，请一并参考图3及图4，图4为显示本发明光源驱动的视网膜芯片的装设示意图。在本发明的实施例中，光源驱动的视网膜芯片3可设置于一用户的视网膜，加权后的电信号可传送至用户的视网膜的神经节细胞。
请继续参考图3，在本发明的实施例中，光电二极管阵列31可设置于光源驱动的视网膜芯片3的中央位置，但并不以此为限。
在本发明的实施例中，光电二极管阵列31可为一64x64光电二极管阵列，但并不以此为限。例如，光电二极管阵列31亦可为一128x128光电二极管阵列。
在此实施例中，所述背景光消减单元32可包含有一第一背景光消减单元32a、一第二背景光消减单元32b、一第三背景光消减单元32c及一第四背景光消减单元32d，其分别设置于视网膜芯片3的角落，以有效地侦测背景光Y。
在此实施例中，信号光X可为一红色信号光、一绿色信号光及一蓝色信号光、或所述信号光相组合的一种，例如橙色信号光、黄色信号光、靛色信号光、紫色信号光等。
在此实施例中，背景光Y可为一红外线背景光，但并不以此为限。例如，在不伤害用户眼睛的情况下，背景光Y亦可为一紫外线背景光。
在此实施例中，光电转换模块33可为一太阳能芯片模块，该太阳能芯片模块可将红外线及可见光转换成电能。太阳能芯片模块的使用可对应于本发明的光源驱动的视网膜芯片3而有所调整，并不以此为限。
本发明同步接收信号光X与背景光Y以驱动视网膜芯片，除了有效地通过光电转换模块33将红外线及可见光转换成电能以供光电二极管阵列31及所述背景光消减单元32运作之外，光电二极管阵列31能有效地辨识信号光X以产生相对应的刺激电流至视网膜的神经节细胞，相较于现有技术的视网膜芯片，本发明具有高效能与高辨识度的优点。
然而，上述实施例仅例示性说明本发明的功效，而非用于限制本发明，任何熟习本领域的技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。此外，在上述这些实施例中的组件的数量仅为例示性说明，亦非用于限制本发明。因此本发明的权利保护范围，应如以下的申请专利范围所列。
Claims (9)
1.一种光源驱动的视网膜芯片，接收一信号光及一背景光，其特征在于，该光源驱动的视网膜芯片包括：
一光电二极管阵列，包含多个光电二极管及多个电流放大电路，其中，所述光电二极管将该信号光转换成一电信号，以及将该背景光转换成多个背景光电流，所述光电二极管对应地连接至所述电流放大电路，该光电二极管阵列的所述电流放大电路放大该电信号及所述背景光电流；以及
多个背景光消减单元，包含多个背景光感测电路及多个电流消减电路，其中，所述电流消减电路分别电性连接至该光电二极管阵列的所述光电二极管，且加权该电信号，所述背景光消减单元消减所述光电二极管由于该背景光所产生的所述背景光电流，进而增强该视网膜芯片的动态范围。
2.如权利要求1所述的光源驱动的视网膜芯片，其特征在于，更包含一光电转换模块，电性连接至该光电二极管阵列及所述背景光消减单元，且将光能转换为电能，以供应该电能至该光电二极管阵列及所述背景光消减单元。
3.如权利要求2所述的光源驱动的视网膜芯片，其特征在于，该光电转换模块为一太阳能芯片模块。
4.如权利要求1所述的光源驱动的视网膜芯片，其特征在于，该光源驱动的视网膜芯片设置于一用户的视网膜，加权后的该电信号传送至该用户的视网膜的神经节细胞。
5.如权利要求1所述的光源驱动的视网膜芯片，其特征在于，该光电二极管阵列设置于该光源驱动的视网膜芯片的中央位置。
6.如权利要求1所述的光源驱动的视网膜芯片，其特征在于，该光电二极管阵列为一64x64光电二极管阵列。
7.如权利要求1所述的光源驱动的视网膜芯片，其特征在于，所述背景光消减单元包括一第一背景光消减单元、一第二背景光消减单元、一第三背景光消减单元及一第四背景光消减单元，其分别设置于该视网膜芯片的角落。
8.如权利要求1所述的光源驱动的视网膜芯片，其特征在于，该信号光为一红色信号光、一绿色信号光及一蓝色信号光的其中之一或其组合。
9.如权利要求1所述的光源驱动的视网膜芯片，其特征在于，该背景光为一红外线背景光。
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