用于眼内微型显示器的自然生理光学用户界面制造技术

一种眼内微型显示器（IOMD）系统，包括辅助头部单元。辅助头部单元包括用于安装到用户头部的框架、以面向前方的取向安装在框架中或框架上的场景相机模块、设置在框架中或框架上并被配置为监视用户眼睛的注视跟踪模块、以及辅助控制器。辅助控制器包括用于：利用场景相机模块获取场景图像；基于来自注视跟踪模块的注视方向数据确定眼睛的注视方向；基于注视方向标识所述场景图像的子部分；以及将所述场景图像的子部分无线中继到眼睛内的IOMD植入物，以供显示给眼睛的视网膜。供显示给眼睛的视网膜。供显示给眼睛的视网膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于眼内微型显示器的自然生理光学用户界面
[0001]相关申请的交叉引用本申请要求2019年5月10日提交的美国临时申请第62/846，443号的权益，特此将该美国临时申请通过引用以其整体并入。


[0002]本公开总地涉及眼科设备，并且特别地涉及眼内微型显示器。

技术介绍

[0003]对角膜的疾病或损伤可能导致对角膜的混浊或显著的光学损害，从而使个人实际上失明。尽管患者具有功能完全正常的视网膜，仍可能出现失明。对于这些具有完整视网膜但另外由于血管化或对角膜损害而失明的患者，在切除的眼睛晶状体（例如囊袋区域）中植入眼内微型显示器可以修复图像再现到其功能完全正常的视网膜上，从而使患者恢复视觉。
[0004]一种用于电子眼内微型显示器的所提出的解决方案涉及使用经皮系绳，该经皮系绳将位于耳朵后面的传送器耦合到眼内微型显示器。该系绳为眼内微型显示器提供功率和数据通信。该提出的解决方案需要经皮性质和复杂的手术，这很可能使该解决方案容易出现生理相容性问题和炎症。由于系绳突出到眼睛外部，并回到脸部一侧的皮下肌肉中，因此系绳也造成感染风险。
[0005]为了避免使用经皮系绳，眼内微型显示器和相关电路必须具有足够紧凑的形状因子，以在囊袋区域中完全拟合在眼睛内。照此，这样的小型眼内显示器的电子器件和用户界面提出了重大挑战。例如，当用眼内微型显示器替换用户的自然晶状体时，用户丧失了他们仅仅通过移动其眼睛就平移或倾斜其前视（例如，环视场景）的自然能力。此外，他们在不同偏移距离处的不同项目上调整他们的焦距（例如，进行适应）的能力也丧失了。他们与健康视觉相关联的自然机制的丧失可能显著影响用眼内微型显示器的用户体验。
附图说明
[0006]参考以下各图描述了本专利技术的非限制性和非穷举性实施例，其中除非另有指定，否则贯穿各个视图同样的附图标记指代同样的部件。并非元素的所有实例都必须进行标记，以免在适当的地方混淆附图。附图不一定是按比例的，而是将重点放在图示所描述的原理上。
[0007]图1A和1B是根据本公开实施例的包括IOMD植入物和辅助头部单元的眼内微型显示器（IOMD）系统的平面和侧视图图示。
[0008]图1C是根据本公开实施例的IOMD系统的横截面图示，其中IOMD植入物被植入眼睛内，用于将再生图像投影到视网膜上。
[0009]图1D图示了根据本公开实施例的使用IOMD系统连同近视觉基准标记来控制辅助头部单元中面向外的场景相机的焦距。
[0010]图2是根据本公开实施例的辅助头部单元的功能框图。
[0011]图3是根据本公开实施例的IOMD植入物的功能框图。
[0012]图4是图示了根据本公开实施例的IOMD系统的操作过程的流程图，以提供对IOMD系统的平移/倾斜和自动聚焦控制。
[0013]图5图示了根据本公开实施例的如何选择较高分辨率场景图像的子部分，并将其从辅助头部单元传送到IOMD植入物以供投影到视网膜上。
[0014]图6是图示了根据本公开的实施例的对IOMD系统的眨眼控制的流程图。
具体实施方式
[0015]本文描述了用于提供自然生理光学用户界面的眼内微型显示器（IOMD）系统的系统、装置和操作方法的实施例。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文描述的技术可以在没有一个或多个具体细节的情况下实践，或者用其他方法、组件、材料等来实践。在其他实例中，没有详细示出或描述公知的结构、材料或操作，以避免模糊某些方面。
[0016]贯穿本说明书提到“一个实施例”或“实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的各个地方中出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。
[0017]本文公开的IOMD系统的实施例适用于具有完整视网膜但由于角膜的血管化、闭塞、混浊或其他方式损害而失明的患者。所公开的IOMD系统寻求通过将电子微型显示器（称为眼内微型显示器或IOMD）植入眼睛中、诸如在先前由切除晶状体占据的眼睛囊袋区域中，来恢复这些患者的视力。IOMD被包括在IOMD植入物内，以将再生图像投影到患者的功能完全正常的视网膜上。
[0018]自然健康视觉伴随着为个人提供整体用户体验的实时自然生理光学用户界面。例如，当个人在某个方向上平移或倾斜他们的眼睛时，递送到他们视网膜的场景图像随着他们的注视方向跨他们前方场景扫描而自动改变。因此，即时的实时反馈被提供给用户，该反馈与他们的肌肉动作同步，或者以其他方式确认他们的肌肉动作来转动他们的眼睛。附加地，当用户将他们的注视定向到特定项目上时，他们的眼睛自动适应（调整他们的焦距）以使他们视网膜中央凹视觉中心的项目聚焦。最后，当具有健康视觉的个人眨眼或以其他方式闭合他们的眼睑时，他们对外部世界的视觉被中断。所有这些实时生理
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光学反馈机制为具有健康视觉的个人提供了有帮助的生理
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光学界面和整体用户体验，这在用IOMD替换他们的晶状体时可能丧失。
[0019]因此，本文描述的实施例试图模拟一个或多个上述自然生理
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光学界面，以向用户提供自然、整体的生理
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光学用户体验。在一个实施例中，提供注视跟踪模块（例如，面向眼睛的相机）来监视用户眼睛的移动，以生成指示用户注视方向的注视方向数据，并使用该数据来选择场景图像的子部分，并将该子部分呈现给用户的视网膜。换句话说，面向前方的场景相机模块可以获取高分辨率的场景图像，从该图像中选择子部分并经由IOMD植入物将其递送到视网膜。从另外更大的场景图像中选择子部分模拟了通过只平移或倾斜人的眼睛来扫描场景的自然生理
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光学界面。此外，面向眼睛的相机可以寻找扫视并相应地“抖动”图
像，以防止视网膜细胞的刺激饱和。
[0020]在一个实施例中，在使用近视觉基准的情况下模拟适应的生理
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光学界面。近视觉基准可以是视觉标记，当将视觉标记带到足够靠近我们的视野（FOV）中心时，其可以附着到通常是视觉关注焦点的项目。例如，当手被带入我们的FOV时，它们通常处于我们正在做的事情的正确焦距。换句话说，个人正在使用他们的手做某事，诸如阅读时拿着书本，系他们的鞋子，做饭或其他。因此，通过在手腕、手、手指或拇指上或附近佩戴或以其他方式粘附近视觉基准，近视觉基准提供视觉标记，该视觉标记可以以高保真度被标识和自动聚焦。
[0021]在一个实施例中，注视跟踪模块（或其他面向眼睛的相机）可以用于针对眼睑闭合（眨眼或更长的闭合）监视眼睛。对这些闭合的标识可以用于然后暂时停止将再生图像投影到视网膜上。该生理
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光学界面特征模拟眨眼或以其他方式闭眼。应当领会，上述生理
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光学界面特征中的一个、一些或全部可以在单个实施例中单独或共同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种眼内微型显示器（IOMD）系统，包括：辅助头部单元，包括：场景相机模块，用于捕获面向用户前方的场景图像；注视跟踪模块，被配置为监视用户的眼睛并生成注视方向数据；以及辅助控制器，设置在框架中或框架上，并且通信地耦合到场景相机模块和注视跟踪模块，其中辅助控制器包括逻辑，当由辅助控制器执行时，所述逻辑引起辅助头部单元执行操作，所述操作包括：利用场景相机模块获取所述场景图像；基于注视方向数据确定眼睛的注视方向；基于注视方向标识所述场景图像的子部分；以及将所述场景图像的子部分无线中继到IOMD植入物，以供显示给眼睛的视网膜。2.根据权利要求1所述的IOMD系统，其中辅助控制器包括另外的逻辑，当由辅助控制器执行时，所述另外的逻辑引起辅助头部单元执行附加操作，所述附加操作包括：响应于眼睛的平移或倾斜来确定眼睛的修正注视方向；基于修正注视方向标识所述场景图像的修正子部分；以及将修正子部分无线中继到IOMD植入物，以供显示给视网膜。3.根据权利要求1所述的IOMD系统，其中注视跟踪模块包括面向眼睛的相机，并且注视方向数据包括由面向眼睛的相机获取的眼睛的眼睛图像。4.根据权利要求3所述的IOMD系统，其中基于注视方向数据确定眼睛的注视方向包括：标识眼睛图像中的眼睛基准，其中眼睛基准设置在眼睛中或眼睛上；和确定眼睛基准在眼睛图像内相对于参考位置的位置。5.根据权利要求4所述的IOMD系统，其中眼睛基准包括设置在眼睛的角膜或虹膜上的花纹。6.根据权利要求1所述的IOMD系统，其中辅助控制器包括另外的逻辑，当由辅助控制器执行时，所述另外的逻辑引起辅助头部单元执行附加操作，所述附加操作包括：针对近视觉基准而搜索包括所述场景图像在内的一个或多个场景图像；和当在所述一个或多个场景图像中标识出近视觉基准时，调整场景相机模块的焦距以使近视觉基准聚焦。7.根据权利要求6所述的IOMD系统，其中近视觉基准包括佩戴在用户的手腕、手、手指或拇指上或其附近的可标识视觉标记。8.根据权利要求6所述的IOMD系统，其中搜索所述一个或多个场景图像包括：循环通过场景相机模块的多个焦距设置；在每个焦距设置下获取至少一个场景图像；针对近视觉基准在每个焦距设置下搜索场景图像；以及标识焦距设置中使近视觉基准聚焦的所选一个。9.根据权利要求1所述的IOMD系统，进一步包括：IOMD植入物，其被成形以便植入到眼睛中，IOMD植入物包括微型显示器，所述微型显示器被配置为当IOMD植入物被植入到眼睛中时，将场景图像的子部分的再生图像投影到视网膜上。
10.根据权利要求9所述的IOMD系统，其中IOMD植入物包括IOMD控制器，所述IOMD控制器包括当由IOMD控制器执行时引起IOMD植入物执行操作的逻辑，所述操作包括：接收眼睛的眼睑被认为是闭合的指示；以及当基于所述指示认为眼睑闭合时，暂时停止将再生图像投影到视网膜上。11.根据权利要求10所述的IOMD系统，其中所述指示是基于眼睛跟踪模块的输出而生成的，并且所述指示被从辅助头部单元无线传达到IOMD植入物。12.根据权利要求10所述的IOMD系统，其中IOMD植入物包括传感器，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：二十二十治疗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：