一种非植入式盲人虚拟视觉显示仪的制作方法

本实用新型属于盲人辅助设备的技术领域，涉及一种非植入式盲人虚拟视觉显示仪。

背景技术：

中国是世界上盲人最多的国家，全盲者占全世界盲人总数的1/5左右.由于先天或后天意外导致的视力障碍人员数量也不在少数。随着生活水平的提高，盲人想要更多地了解世界和更好地融入社会的愿望也越来越强烈。视觉是了解世界最直观的方式，但由于生理上的缺陷，盲人无法通过视觉直观地获取外界信息，这使得他们在学习、生活和工作等方面有着诸多不便。随着社会文明程度的不断提高，盲人越来越多地受到社会的关注。盲人生活中最大的问题是由于无法通过视觉获取信息，导致行动能力和行动范围受限，并且行动安全没有保障。摄取的知识也被视觉所限制。

人眼之所以能看清东西，是因为200万个视觉神经将光学信号送向视网膜，而视网膜又将光学信号转变成神经脉冲传向大脑，让我们能够看见物体的形状。舌头感应对电刺激比较灵敏，只需要较小的电压就可以形成电刺激。因此，通过刺激舌头，盲人通过舌头的触觉来“视物”就成为可能。

中国发明专利申请cn107157717a公开了一种用于向盲人提供视觉信息的物体检测、分析及提示系统。包括：a)用于从环境获取视觉信息的装置，所述装置包括位于头戴装置中的数字摄像机；b)用于检测和/或识别所述视觉信息中的地标的装置，所述装置包括位于存在于所述头戴装置中的控制器中的处理器和/或位于远程计算机上的处理器以用于分析所述视觉信息；以及c)用于提供与所述视觉信息内的地标的检测和/或识别有关的反馈的装置，所述装置包括触觉装置和/或听觉装置。上述设备的不足之处在于：①设备需要电缆连接，既不美观，也不方便，而且还有触电的风险；②设备结构复杂，成本高昂，一套设备售价高达上万美元。

另外，随着时代的发展，电脑、平板、手机功能强大，都可以上网、看书等，也配备了摄像头、蓝牙等设备。如果能间接让盲人看到电脑、平板、手机屏幕内容，就可以部分解决盲人生活中最大的问题。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种非植入式盲人虚拟视觉显示仪，采用无线传输，美观方便，避免了触电的风险，同时大大降低了成本。

为解决上述技术问题，本实用新型的目的通过下述技术方案得以实现：

一种非植入式盲人虚拟视觉显示仪，包括发射器和接收器，所述接收器包括接收发射器无线信号的无线接收模组、图像处理芯片、阵列电极和电池，所述阵列电极与盲人的舌面接触，阵列电极包括若干行电极和列电极，行电极的一个电极点与列电极的一个电极点形成一个对舌面的刺激点。

上述刺激点的产生方式是，行电极和列电极产生刺激电流，交汇点附近电流最大，进而产生刺激点。

上述无线信号选自蓝牙、zigbee、wifi、移动网络、红外线、微波、经调制的无线电。

上述发射器为具有无线发射功能的平板、手机或电脑。

上述发射器的工作原理是：以使用蓝牙模块的接收器与电脑为发送器为例，电脑蓝牙与接收器连接后，电脑将要发送部分(如视频、图片、网页、电子书)提取并转为灰度图片。再把灰度图片像素压缩成4级灰度32x24点的图片(以4级灰度为例)，亮度最高为3，最暗为0，第一次传灰度大于等于3(最亮)32x24点的图片转为192个16进制字符组传给无线发射模组，第二次传灰度大于等于2的图片字符组，以此类推。由于传输速度很快，4次图片传送完成后，亮度大的舌头受刺激时间长，暗的刺激时间短，在大脑中形成随亮度变化的一幅灰度图片。连续图片传输形成虚拟视觉。

上述发射器也可以为配套发射器，包括摄像头、视频处理芯片和无线发射模块。

上述发射器的工作原理是：视频处理芯片读取摄像头视频信号，产生灰度图片，并把灰度图片像素压缩成4级灰度32x24点的图片(以4级灰度为例)，亮度最高为3，最暗为0，第一次传灰度大于等于3(最亮)32x24点的图片转为192个16进制字符组传给无线发射模组，第二次传灰度大于等于2的图片字符组，以此类推。由于传输速度很快，4次图片传送完成后，亮度大的舌头受刺激时间长，暗的刺激时间短，在大脑中形成随亮度变化的一幅灰度图片。

上述接收器的工作原理是：以32x24电极点阵为例，接收芯片收到图片缓冲数据以8个16进制字符为一行对应一行32个点，共24行192个16进制字符组来显示32x24的图片。图片亮度分4级灰度，传输4次图片，最亮的点每次图片都显示，次亮的点在4次传输中显示3次。以此类推，最暗或黑色的不显示。计算灰度在发射器端完成，接收端只以接收到的2进制图片予以显示。连续不断的图片即可产生虚拟的视觉。上述32x24电极点阵也可以扩展为32x32,48x32，64x48等8的倍数。上述4级灰度也可以调整8级灰度等。

上述阵列电极的工作原理是：以图像处理芯片为控制核心，通过行列驱动电路，运用动态扫描显示，动态扫描简单地说就是逐行轮流输出电压，当某列低电平时，形成电流，电极每次产生一点电刺激舌头，快速逐列拉低电平，就形成不同位置的舌头电刺激。当舌头神经接受了这些电脉冲刺激后，就会将这些脉冲刺激信号传给大脑，并在大脑中的“视觉区域”还原成画面，从而让盲人可以通过舌头的触觉来“视物”。

上述电池为直流低电压锂电池。优选为3.7v锂电池，对人体完全无影响。

上述电极的形状为半圆形、圆形、弧形或指状形。

上述接收器具有防水功能，以方便放入口中，如采用本领域通用的防水设计。

本实用新型和现有技术相比，具有如下有益效果:

1、本实用新型通过无线发送的方式接收固定格式的图像信号，接收器放入口中,舌头与阵列电极接触。面部外表看不到电线伸入口中，提高了美感，彻底摆脱电线限制。同时避免了触电风险。

2、本实用新型通过阵列电极来还原画面，接收器只要满足无线接收格式，电极阵列就会产生图像电信号，刺激舌头，头脑中形成虚拟图像。大大降低了设备成本。

3、本实用新型可使用电脑、手机、平板等做为发射器，能够使盲人方便的接收电脑、手机、平板上的信息，信息也不局限于图片信息，还可以是文字信息，网页信息，从而拓展了盲人虚拟视觉显示仪的应用范围。

附图说明

图1是本实用新型阵列电极的原理图；

图2是本实用新型部分列选驱动图；

图3是本实用新型接收器的原理图；

图4是本实用新型工作原理图；

图5是本实用新型使用配套发射器的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见图1-5：

一种非植入式盲人虚拟视觉显示仪，包括发射器和接收器，所述接收器包括接受发射器无线信号的无线接收模组、图像处理芯片、阵列电极和电池，所述阵列电极与盲人的舌面接触，阵列电极包括若干行电极和列电极，行电极的一个电极点与列电极的一个电极点形成一个对面的刺激点。

上述刺激点的产生方式是，行电极和列电极产生刺激电流，交汇点附近电流最大，进而产生刺激点。

上述无线信号选自蓝牙、zigbee、wifi、移动网络、红外线、微波、经调制的无线电。

对照附图1，阵列电极由24行电极和32列电极组成，电极形状可以是半圆形、圆形、弧形、指状形，其制作方式可以直接由多层印刷线路板镀金制成。电极部分直接与舌面接触，安全无毒。电极有电流通过形成电刺激，快速轮流选通行电极，列电极形成图案。

对照附图2，以部分列选驱动为例：列选驱动主要由4个8位串行输入、并行输出的位移缓存器组成。并行输出为三态输出。在srck的上升沿，串行数据由ser输入到内部的8位位移缓存器，并由qh1输出，而并行输出则是在rck的上升沿将在8位位移缓存器的数据存入到8位并行输出缓存器。当串行数据输入端oe的控制信号为低使能时，并行输出端的输出值等于并行输出缓存器所存储的值。输入8个16进制数据即可产生一行电刺激。

对照附图3-5，本实用新型的工作过程如下：使用电脑、手机、平板安装图片处理软件(灰度压缩是现有图片处理软件的基本功能)，把电脑、手机、平板的屏幕一部分提取成图片，或者直接使用电脑、手机、平板中的图片，或者使用电脑、手机、平板上的摄像头生成图片，之后将其压缩成4级灰度32x24像素的图片。通过无线方式发送给无线接收模块，接收到数据以串行数据格式传给图像处理芯片，之后使驱动阵列电极产生电流。盲人经练习后可以在大脑中形成虚拟视觉，这样盲人就可以看到电脑、手机、平板的内容。

当然图片可以适当处理便于盲人识别图像，每秒发送图片帧数可以根据盲人接受程度调整。

当使用配套发射器时，通过摄像头拍摄，利用视频处理芯片提取图片，再通过无线发射模块发射。配套发射器可以更加便捷的移动。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。