日本大学试制出向人工视网膜无线供电系统

电力18讯：    
    正在开发人工视网膜的日本东北大学研究生院工程学研究系教授小柳光正领导的研究小组，试制出可从外部向植入眼球的人工视网膜用LSI无线供电的系统。该小组在正在举行的半导体国际会议“2007 International Conference on Solid State Devices and Materials（SSDM）”（筑波国际会议中心）上发表了相关成果（发表序号：P-11-1）。

　　本次公布的系统使用电磁感应型无线供电方式。配备有小型电池，通过嵌入眼镜透镜的一次线圈，以电磁感应方式，向眼球透镜――水晶体中嵌入的二次线圈供电。此次主要开发的是二次线圈和对二次线圈接收的交流电流进行直流整流的肖特基二级管两部分。

　　其中，二次线圈以使用镀铜（Cu）的大马士革工艺（Damascene Processe）制成。线圈的直径根据水晶体的大小设定为1cm，布线宽度设定为1mm。绝缘层采用SiO2，Cu线绕了两圈。匝数仅为2，是因为“此次想弄清二次线圈获得4.5V感应电势所需要的匝数”（小柳研究室）。最终结果是需要20匝左右。

    频率高会使眼球发热

　　此次的试制结果表明，在一次线圈为50匝，二次线圈为20匝时，以约100MHz为中心，在3M～300MHz交流频率下，可获得4.5V的电压。但是，在选择频率时应该注意多项因素。“如果频率超过100MHz而接近GHz，电磁波会使眼球发热。而频率只有3M～4MHz时，又会违反电波法的规定。因此，选择RFID标签（无线标签）使用的13.56MHz比较实际”（小柳研究室）。

　　另外，如何降低包括LSI在内的眼球内电路的功耗，也是供电系统研究中十分重要的一点。“眼球细胞在温度上升3℃以上时会受损。因此，准备将功耗设定在50mW以下，以确保安全”（小柳研究室）。

　　小柳研究小组2005年还与东北大学医学系研究人员联手，证实了对兔子的视神经末梢施加人工电刺激时，神经会传递与视网膜实际受光时相同的波形信号。