УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ СЛЕПЫХ ЛЮДЕЙ Российский патент 2001 года по МПК G02C1/00 A61F9/08 

Изобретение используется в медицинской технике в качестве устройства для пространственной ориентации слепых людей.

Известно устройство для пространственной ориентации слепых людей, описанное в патенте RU 2097011, опубл. 27.11.97. Это известное устройство включает объектив, фотоэлектронный умножитель с фотокатодом и флуоресцирующим экраном, прозрачную токопроводную пленку и фоторезистор. Это устройство преобразует картину окружающего пространства в систему точек, в каждой из которых электрический ток разной интенсивности воздействует на кожу лба человека. Из этих импульсов человек мысленно формирует картину окружающего пространства. Однако это устройство не позволяет осуществить качественную пространственную ориентацию слепых людей, отличается большими габаритами и имеет низкий срок службы.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение срока его службы и обеспечение качественной пространственной ориентации слепых людей при создании в их мозгу реальной картины окружающего мира.

Указанный технический результат достигается за счет того, что предлагаемое изобретение выполнено в виде многослойной фотопанели, работающей по принципу природного фотосинтеза. Свет попадает через прозрачную в видимом диапазоне пластину в полость, заполненную гелеобразным твердеющим электролитом на основе йода и через нее на мембрану из растительного красителя. Под действием света краситель в результате фотосинтеза теряет электроны, которые попадают в слой диоксида титана, служащий накопителем электронов. Для обеспечения стока электронов на внутренние стенки пластин, как со стороны электролита, так и со стороны диоксида титана, наносится слой электропроводного металла или оксида металла, химически нейтрального по отношению к электролиту и диоксиду титана.

Предлагаемое устройство для пространственной ориентации слепых людей поясняется с помощью графических материалов, где оно схематично изображено на чертеже.

Прозрачные в видимом диапазоне света (1) пластины (4) с нанесенным на одну сторону прозрачным токопроводным слоем (2) закрепляются герметично в трубчатом корпусе (8) из неэлектропроводного материала любого сечения как по форме, так и по размерам. В корпусе (8) поперек его сечения внутри закрепляется мембрана из растительного красителя. Пространство между пластиной (4) и мембраной (3) со стороны падающего светового потока (1) заполнено гелеобразным твердеющим электролитом (5) на основе йода, который также прозрачен в видимом диапазоне света. Пространство между мембраной (3) и пластиной (4) с другой стороны мембраны заполнено ультрадисперсным порошком диоксида титана (6). К токопроводным слоям (2) крепятся токовыводы (7).

Устройство работает следующим образом. Световой поток (1) попадает через пластину (4), слой (2) и электролит (5) на мембрану (3). На мембране (3) в результате фотосинтеза образуются свободные электроны, которые вследствие большого сродства к электрону со стороны диоксида титана (6) перетекают на пластину (4) и далее по токопроводному слою (2) и токовыводу (7) через нагрузку (8) и электролит (5) возвращаются на мембрану (3), совершив работу на нагрузке (8). В качестве нагрузки (8) служит глазной нерв, соединение которого с глазом нарушено вследствие аномалий нерва, хиазмы, тракта или зрительной коры. При этом этиология и патогенез заболеваний не имеют существенного значения. Важно лишь обеспечить токовывод в ту часть зрительного нерва, которая не потеряла способности к ионной проводимости со стороны жидких сред центральной и периферийной нервной системы. В результате прохождения электрического сигнала соответствующих параметров в мозгу формируется соответствующее "световое изображение".

Одиночное устройство, вмонтированное в очковую оправу, может служить индикатором "свет-темнота", при этом внешние контакты токовыводов (7) выводятся на заушники очков, а выводы от глазного нерва выводятся в заушную зону, где и замыкаются на токовыводы устройства.

Устройство мозаичного типа, также вмонтированное в очковую оправу, может создать более реальную картину окружающего мира в мозгу слепого и обеспечить ему пространственную ориентацию.

В качестве примера реализации было изготовлено одиночное устройство, в котором прозрачные панели изготовлены из бороси-ликатного стекла, на одну сторону которого нанесено покрытие из оксида олова толщиной 350Е методом резистивного вакуумного напыления. На другую сторону одного из стекол также вакуумным, но электронным лучевым напылением, было нанесено просветляющее широкополосное ахроматическое покрытие для повышения чувствительности к падающему свету. Корпус изготовлен из полистерола, в качестве электролита использован NaJ, в качестве растительного природного красителя - нетканый материал на основе индиго. Диаметр устройства равен 90 мм, толщина - 2,5 мм. Токовыводы из золотой проволоки диаметром 0,01 мм крепились пайкой к слою оксида олова и через гермовыводы были выведены на наружную поверхность корпуса. Сборка и герметизация устройства происходила в герметичной камере с инертной атмосферой. Испытания проходили в светозащищенной камере с вмонтированным в одной из стенок имитатором солнечного света, дающим равномерное световое пятно с диаметром 150 мм в камере на расстоянии 200 мм от источника света. При освещенности 300 лк на поверхности устройства был зафиксирован электрический ток следующих параметров: I = 70 МА, V = 830 МВ. Это означает, что в пересчете на мощность падающего светового потока КПД фотопреобразования составляет приблизительно 8%, т.е. в 5 раз выше, чем у кремниевых солнечных батарей. Естественно, что при использовании органических материалов срок службы предлагаемого устройства значительно ниже, чем у неорганических фотопреобразователей.

Изобретение используется в медицинской технике. Изобретение позволяет создать в мозгу слепого реальную картину окружающего мира и отличается повышенным сроком эксплуатации. Устройство для пространственной ориентации слепых людей представляет собой многокомпонентный фотоэлектрический преобразователь, все компоненты которого заключены в корпус, выполненный из неэлектропроводного материала и снабженный токовыводами, проходящими от двух электропроводных компонент через корпус наружу, при этом корпус выполнен герметичным, две электропроводные компоненты выполнены в виде пластин, прозрачных в видимом световом диапазоне, закрепленных в корпусе параллельно и соосно друг другу, на одни из поверхностей пластин нанесены электропроводные и прозрачные в видимом световом диапазоне слои, к которым прикреплены токовыводы, в пространстве между пластинами параллельно им закреплена мембрана из органического красителя, полость между одной пластиной и мембраной заполнена прозрачным гелевым электролитом на основе йода, полость между мембраной и другой пластиной заполнена ультрадисперсным порошком диоксида титана. Устройство может быть размещено на очковой оправе, при этом токовыводы выводятся в дужки очков на заушники. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для пространственной ориентации слепых людей, включающее фотоэлектрический преобразователь, состоящий из корпуса, выполненного из неэлектропроводного материала, размещенных в корпусе двух электропроводных элементов с токовыводами, проходящими через корпус наружу, отличающееся тем, что включает несколько аналогичных фотоэлектрических преобразователей, закрепленных в одной обойме, при этом в каждом из них корпус выполнен герметичным, два электропроводных элемента выполнены в виде пластин, по крайней мере одна из которых прозрачна в видимом световом диапазоне, закрепленных в корпусе параллельно и соосно друг другу, на одну из поверхностей каждой пластины нанесены электропроводные и прозрачные в видимом световом диапазоне слои, к которым прикреплены токовыводы, в пространстве между пластинами параллельно им закреплена мембрана из органического красителя, полость между прозрачной пластиной и мембраной заполнена прозрачным гелевым электролитом на основе йода, полость между мембраной и другой пластиной заполнена ультрадисперсным порошком диоксида титана. 2. Устройство для пространственной ориентации слепых людей по п.1, отличающееся тем, что обойма выполнена с возможностью размещения на очковой оправе, при этом токовыводы выведены в дужки очков на заушники.