BR102016017310A2 - lente oftálmica eletrônica com sensor de olhos fechados com solicitação de abertura dos olhos e registro de dados - Google Patents
lente oftálmica eletrônica com sensor de olhos fechados com solicitação de abertura dos olhos e registro de dados Download PDFInfo
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Abstract
um sistema sensor de posição da pálpebra para uma lente oftálmica que compreende um sistema eletrônico é descrito aqui para determinar ao menos um dentre sonolência ou início do sono do usuário. o sistema sensor de posição da pálpebra faz parte de um sistema eletrônico incorporado à lente oftálmica. o sistema eletrônico em ao menos uma modalidade inclui uma fonte de energia, circuito de gerenciamento de energia, um ou mais sensores, conjunto de circuitos de criação de relógio, algoritmos de controle e conjunto de circuitos, e um mecanismo de alerta. o sistema sensor de posição da pálpebra é utilizado para determinar a posição da pálpebra e utilizar essa informação para determinar se o usuário está adormecido ou acordado.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LENTE OFTÁLMICA ELETRÔNICA COM SENSOR DE OLHOS FECHADOS COM SOLICITAÇÃO DE ABERTURA DOS OLHOS E REGISTRO DE DADOS".
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da invenção [001] A presente invenção refere-se a uma lente oftálmica ener-gizada ou eletrônica e, mais particularmente, a uma lente oftálmica energizada ou eletrônica que tem um sensor e hardware e software associados para detectar posição da pálpebra. 2. Discussão da técnica relacionada [002] Como os dispositivos eletrônicos continuam a ser miniaturi-zados, está se tornando cada vez mais provável criar dispositivos mi-croeletrônicos que podem ser usados ou embutidos para uma variedade de usos. Tais usos podem incluir o monitoramento de aspectos da química do corpo, administração de dosagens controladas de medicamentos ou agentes terapêuticos através de vários mecanismos, incluindo automaticamente, em resposta a medições, ou em resposta a sinais de controle externos, e aumento do desempenho de órgãos ou tecidos. Exemplos de tais dispositivos incluem bombas de infusão de glicose, marca-passos, desfibriladores, dispositivos de auxílio ventricular e neuroestimuladores. Um novo campo de aplicação particularmente útil é para lentes de contato e lentes oftálmicas para serem usadas junto ao corpo. Por exemplo, uma lente para ser usada junto ao corpo pode incorporar um conjunto de lentes que tem um foco ajustável eletronicamente para aumentar ou melhorar o desempenho do olho. Em um outro exemplo, com ou sem foco ajustável, uma lente de contato para ser usada junto ao corpo pode incorporar sensores eletrônicos para detectar concentrações de produtos químicos específicos no filme pré-corneal (lacrimal). O uso de eletrônicos integrados em um conjunto de lentes introduz um requisito em potencial para comunicação com os eletrônicos, para um método de energização e/ou reenergização dos eletrônicos, para interconexão dos eletrônicos, para detecção e/ou monitoramento interno e externo e para o controle dos eletrônicos e da função geral da lente.
[003] O olho humano tem a capacidade de discernir milhões de cores, se ajustar facilmente às condições de luz variáveis e transmitir sinais ou informações ao cérebro a uma taxa que excede a de uma conexão de Internet de alta velocidade. As lentes, como lentes de contato e lentes intraoculares, são utilizadas atualmente para corrigir defeitos de visão como miopia (hipometropia), hiperopia (hipermetropia), presbiopia e astigmatismo. Entretanto, lentes adequadamente projetadas que incorporam componentes adicionais podem ser usadas para melhorar a visão e para corrigir defeitos de visão.
[004] As lentes de contato podem ser usadas para corrigir miopia, hiperopia, astigmatismo e outros defeitos da acuidade visual. Lentes de contato podem, também, ser utilizadas para melhorar a aparência natural dos olhos do usuário. As lentes de contato ou "lentes" são simplesmente lentes colocadas sobre a superfície anterior do olho. As lentes de contato são consideradas dispositivos médicos e podem ser usadas para corrigir a visão e/ou por razões cosméticas ou outras razões terapêuticas. As lentes de contato têm sido utilizadas comercialmente para melhorar a visão desde a década de 1950. As lentes de contato antigas eram produzidas ou fabricadas a partir de materiais rígidos e eram relativamente dispendiosas e frágeis. Além disso, essas lentes de contato antigas eram fabricadas a partir de materiais que não permitiam a transmissão de oxigênio suficiente através da lente de contato para a conjuntiva e a córnea, o que podería causar, potencialmente, vários efeitos clínicos adversos. Embora essas lentes de contato ainda sejam utilizadas, as mesmas não são adequadas para todos os pacientes devido ao seu conforto inicial insatisfatório. Os desenvolvimentos posteriores no campo promoveram o surgimento de lentes de contato gelatinosas, à base de hidrogéis, que são extremamente populares e amplamente utilizadas atualmente. Especificamente, as lentes de contato de hidrogel de silicone que estão disponíveis hoje combinam o benefício do silicone que tem permeabilidade ao oxigênio extremamente alta com o conforto comprovado e o desempenho clínico dos hidrogéis. Essencialmente, estas lentes de contato à base de hidrogel e silicone têm uma permeabilidade a oxigênio mais alta e são, em geral, mais confortáveis de se usar que lentes de contato produzidas a partir de materiais rígidos mais primitivos.
[005] As lentes de contato convencionais são estruturas poliméri-cas com formatos específicos para corrigir vários problemas de visão, conforme resumidamente apresentado acima. Para alcançar a funcionalidade aperfeiçoada, vários circuitos e componentes precisam ser integrados nestas estruturas poliméricas. Por exemplo, circuitos de controle, microprocessadores, dispositivos de comunicação, fontes de alimentação, sensores, atuadores, diodos emissores de luz e antenas em miniatura podem ser integrados a lentes de contato através de componentes optoeletrônicos customizados não apenas para corrigir a visão, mas para melhorar a visão e também fornecer funcionalidade adicional, tal como é explicado aqui. As lentes oftálmicas eletrônicas e/ou energizadas podem ser projetadas para proporcionar visão intensificada através de capacidades de ampliação e redução, ou apenas simplesmente modificando as capacidades refrativas das lentes. As lentes de contato eletrônicas e/ou energizadas podem ser projetadas para melhorar a cor e a resolução, exibir informações de textura, traduzir a fala em legendas em tempo real, oferecer indicações visuais a partir de um sistema de navegação, e fornecer processamento de imagens e acesso à internet. As lentes podem ser projetadas para permitir que o usuário enxergue em condições de pouca luz. Os elementos eletrônicos e/ou arranjo de elementos eletrônicos apropriadamente projetados nas lentes podem permitir a projeção de uma imagem sobre a retina, por exemplo, sem uma lente óptica de foco variável e fornecer telas de imagens inovadoras. Alternativamente, ou em adição a qualquer uma destas funções ou funções similares, as lentes de contato podem incorporar componentes para o monitoramento não invasivo dos biomarcadores do usuário e indicadores de saúde. Por exemplo, sensores construídos nas lentes podem permitir a um paciente diabético manter indicações sobre os níveis de açúcar sanguíneo pela análise de componentes do filme lacrimal sem a necessidade de retirar sangue. Além disso, uma lente configurada adequadamente pode incorporar sensores para o monitoramento dos níveis de colesterol, sódio e potássio, bem como outros marcadores biológicos. Isto acoplado a um transmissor de dados sem fio podería permitir a um médico ter acesso quase imediato à química do sangue do paciente sem a necessidade do paciente perder tempo para ir a um laboratório e tirar sangue. Além disso, os sensores construídos nas lentes podem ser usados para detectar luz incidente no olho para compensar condições de luz ambiente ou para uso na determinação de padrões de piscadela.
[006] A combinação adequada de dispositivos podería fornecer funcionalidade potencialmente ilimitada; no entanto, existem inúmeras dificuldades associadas à incorporação de componentes extras em uma peça de polímero de grau óptico. Em geral, é difícil fabricar tais componentes diretamente sobre a lente por várias razões, assim como instalar e interconectar dispositivos planos sobre uma superfície não planar. Também é difícil se fazer fabricação em escala. Os componentes a serem colocados sobre ou dentro da lente precisam ser miniatu-rizados e integrados sobre apenas 1,5 centímetro quadrado de um po- límero transparente, porém protegendo os componentes do ambiente líquido sobre o olho. Também é difícil tornar uma lente de contato confortável e segura para o usuário com a espessura adicionada dos componentes adicionais.
[007] Devido às restrições de área e volume de um dispositivo oftálmico como uma lente de contato, e o ambiente no qual a mesma deve ser utilizada, a concretização física do dispositivo deve vencer vários problemas, inclusive a instalação e interconexão de vários componentes eletrônicos sobre uma superfície não planar, cujo volume compreende plástico óptico. Consequentemente, existe uma necessidade de fornecer uma lente de contato eletrônica mecânica e eletricamente robusta.
[008] Como são lentes alimentadas, a energia, ou mais particularmente, o consumo de corrente para executar os elementos eletrônicos, é uma preocupação dado a tecnologia de baterias na escala para uma lente oftálmica. Em adição ao consumo de corrente normal, dispositivos ou sistemas energizados desta natureza geralmente necessitam de uma corrente reserva, um controle de tensão preciso e capacidades de chaveamento para assegurar operação ao longo de uma faixa potencialmente ampla de parâmetros de operação, e consumo de rajadas, como por exemplo, até dezoito (18) horas com uma única carga, após permanecer potencialmente inativo por anos. Consequentemente, existe uma necessidade de um sistema que seja otimizado para serviço, segurança e tamanho confiáveis de baixo custo e a longo prazo, ao mesmo tempo em que se fornece a potência necessária.
[009] Além disso, por causa da complexidade da funcionalidade associada com uma lente alimentada e o nível alto de interação entre todos os componentes que compreendem uma lente alimentada, existe uma necessidade de coordenar e controlar a operação geral dos elementos eletrônicos e ópticos que compreendem uma lente oftálmica alimentada. Consequentemente, existe uma necessidade de um sistema para controlar a operação de todos os outros componentes que é seguro, de baixo custo e confiável, tem uma taxa baixa de consumo de potência e é escalável para a incorporação em uma lente oftálmica.
[0010] As lentes oftálmicas alimentadas ou eletrônicas podem ter que consideras certas funções fisiológicas únicas do indivíduo que usa a lente oftálmica alimentada ou eletrônica. Mais especificamente, lentes alimentadas podem ter que considerar a piscadela, inclusive o número de piscadas em um dado período de tempo, a duração da piscada, o tempo entre as piscadas e qualquer quantidade de possíveis padrões de piscadela, por exemplo, se o indivíduo adormeceu. A detecção de piscadela pode, também, ser utilizada para fornecer certa funcionalidade, por exemplo, a piscadela pode ser usada como um meio para controlar um ou mais aspectos de uma lente oftálmica alimentada. Adicionalmente, fatores externos, como alterações nos níveis de intensidade de luz, e a quantidade de luz visível que a pálpebra de uma pessoa bloqueia precisam ser levados em conta para quando se determina as piscadas. Por exemplo, se uma sala tem um nível de iluminação entre cinquenta e quatro (54) e cento e sessenta e um (161) de lux, um fotossensor deveria ser sensível o bastante para detectar alterações na intensidade de luz que ocorrem quando uma pessoa pisca.
[0011] Os sensores de luz ambiente ou fotossensores são utilizados em muitos sistemas e produtos, por exemplo, em televisões para ajustar o brilho de acordo com a luz do ambiente, em luzes para serem ligadas ao anoitecer, e em telefones para ajustar o brilho da tela. Entretanto, estes sistemas sensores utilizados atualmente não são suficientemente pequenos e/ou não têm consumo de energia baixo o suficiente para incorporação em lentes de contato.
[0012] Também é importante observar que tipos diferentes de de- tectores de piscadela podem ser implementados a sistemas de visão computadorizados direcionados ao(s) olho(s) do usuário, como por exemplo, uma câmera digitalizada a um computador. O software rodando no computador pode reconhecer padrões visuais como o olho aberto e fechado. Estes sistemas podem ser usados em ambientes clínicos oftálmicos para fins de diagnóstico e estudos. Ao contrário dos detectores e sistemas descritos acima, estes sistemas são destinados para uso fora dos olhos e para serem olhados e não serem vistos a partir dos olhos. Embora estes sistemas não sejam pequenos o suficiente para serem incorporados em lentes de contato, o software utilizado pode ser similar ao software que funcionaria em conjunto com as lentes de contato alimentadas. Ambos os sistemas podem incorporar implementações de software de redes neurais artificiais que aprender a partir de uma entrada e ajustam sua saída adequadamente. Alternativamente, implementações de software sem base biológica que incorporam estatísticas, outros algoritmos adaptativos, e/ou processamento de sinal podem ser usadas para criar sistemas inteligentes.
[0013] Há uma variedade de trabalhos que exigem que o trabalhador esteja ciente e acordado, por exemplo, um motorista de caminhão, um segurança e equipe militar em plantão. Seria contraproducente e levaria a possíveis problemas se o trabalhador adormecesse durante a realização de suas tarefas. Muitos desses trabalhos são de tal forma que é exigido que o trabalhador tenha a mobilidade ao realizar suas tarefas e, assim, um sistema de monitoramento base fixo não é prático para fornecer monitoramento desses trabalhadores. Além disso, há muitos trabalhos que exigem quantidades reguladas de sono em horas de descanso, que são manualmente registradas pelo trabalhador ao invés de ter o registro automático de sono do trabalhador para fornecer melhores registros.
[0014] Consequentemente, existe uma necessidade de um meio e um método para a detecção de certas funções fisiológicas, como uma duração do fechamento da pálpebra ou uma piscadela, e utilização dos mesmos para ativar e/ou controlar uma lente oftálmica eletrônica ou energizada de acordo com o tipo de sequência de piscadela detectada por um sensor. O sensor utilizado precisa ser dimensionado e configurado para uso em uma lente de contato. Além disso, existe uma necessidade de detectar a posição de uma pálpebra do usuário. Um sensor de posição da pálpebra podería ser usado para detectar que um usuário adormecendo, por exemplo, para disparar um alerta apropriado para manter o usuário acordado. Há sistemas existentes para detectar a posição da pálpebra; entretanto, os mesmos se limitam a dispositivos como formadores de imagens de câmera, reconhecimento de imagem e pares detectores/emissores de infravermelho que dependem da reflexão do olho e da pálpebra. Os sistemas existentes para detectar a posição da pálpebra também dependem do uso de óculos ou ambientes clínicos e não são facilmente contidos no interior de uma lente de contato.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0015] A lente oftálmica eletrônica com um sensor de posição de pálpebra de acordo com a presente invenção supera as limitações associadas à técnica anterior, conforme brevemente descrito acima. Esse sensor de posição da pálpebra pode ser integrado a uma lente de contato ao invés de exigir um ambiente clínico ou óculos como é comum para sistemas de detecção voltados para o olho existentes. O sensor de posição da pálpebra tem o tamanho e consumo de corrente apropriados para uso em uma lente de contato. Ele emite as informações necessárias para determinar se o usuário está acordado ou dormindo.
[0016] De acordo com um aspecto, a presente invenção refere-se a uma lente oftálmica energizada. A lente oftálmica energizada com- preende uma lente de contato, e um sistema sensor de posição da pálpebra incorporado à lente de contato, o sistema sensor de posição da pálpebra inclui uma matriz do sensor que tem ao menos um de uma pluralidade de sensores individuais espaçados verticalmente entre si e um sensor de pressão contínua e/ou capacitância para detectar a posição da pálpebra, um controlador de sistema configurado para amostrar cada sensor individual na matriz do sensor para detectar a posição da pálpebra e fornecer um sinal de controle de saída, e ao menos um mecanismo de alerta configurado para receber o sinal de controle de saída e implementar uma função predeterminada de alerta do usuário e/ou registrar dados referentes ao sono do usuário. Em ao menos uma modalidade, a lente de contato inclui uma zona óptica e uma zona periférica na qual os componentes elétricos estão localizados. Em uma modalidade alternativa, o sistema sensor de posição da pálpebra inclui um sensor de tiras no lugar da pluralidade de sensores individuais.
[0017] De acordo com ainda outro aspecto, a presente invenção refere-se a uma lente oftálmica energizada. A lente oftálmica energi-zada compreende uma lente intraocular e um sistema sensor de posição da pálpebra incorporado à lente intraocular, o sistema sensor de posição da pálpebra incluindo uma matriz do sensor que tem uma pluralidade de sensores individuais espaçados verticalmente entre si para detectar a posição da pálpebra, um controlador de sistema configurado para amostrar cada sensor individual na matriz do sensor para detectar a posição da pálpebra e fornecer um sinal de controle de saída, e ao menos um mecanismo de alerta configurado para receber o sinal de controle de saída e implementar uma função predeterminada de alerta do usuário e/ou registrar dados referentes ao sono do usuário.
[0018] Em ao menos uma modalidade, uma lente oftálmica energizada inclui: uma lente de contato; e um sistema sensor de posição da pálpebra incorporado à lente de contato, o sistema sensor de posição da pálpebra incluindo uma matriz do sensor tendo uma pluralidade de sensores individuais verticalmente espaçados entre si para detectar a posição da pálpebra, um controlador de sistema configurado para amostrar cada sensor individual na matriz do sensor para detectar a posição da pálpebra e fornecer um sinal de controle de saída, e ao menos um mecanismo de alerta configurado para receber o sinal de controle de saída e capaz de ao menos um dentre fornecer um alerta e armazenar dados em resposta à uma determinação pelo controlador de sistema que a pálpebra fechou por a período de tempo indicativo de ao menos um dentre o início do sono e a sonolência. Adicionalmente à essa modalidade, o mecanismo de alerta inclui ao menos um dentre uma fonte de luz posicionada na lente para fornecer uma luz em ao menos um dentre uma retina de um usuário da lente e a própria lente como o alerta, um transdutor para vibrar um olho de um usuário da lente como o alerta, um simulador elétrico configurado para estimular ao menos um dentre uma superfície da córnea e ao menos um nervo sensorial de uma córnea, e componentes para fornecer a modificação da zona óptica de uma zona óptica da lente de contato. Adicionalmente à outras modalidades desse parágrafo, a lente inclui adicionalmente ao menos um componente de comunicação eletrônico em comunicação com o mecanismo de alerta e configurado para transmitir uma notificação para um dispositivo externo em resposta ao alerta recebido do mecanismo de alerta. Adicionalmente à outra modalidade desse parágrafo, a lente inclui adicionalmente um relógio e o mecanismo de alerta inclui memória associada para armazenar uma iniciação do sono em resposta à determinação do início do sono pelo controlador do sistema e um término do sono em resposta a uma determinação de um usuário despertado pelo controlador do sistema, o mecanismo de alerta configurado para armazenar um registro de horário do relógio com a iniciação do sono e o término do sono. Adicionalmente à modalidade anterior, a lente inclui adicionalmente ao menos um componente de comunicação eletrônico conectado à memória e ao relógio, e o ao menos um componente de comunicação eletrônico configurado para recuperar os dados da memória e um registro de horário do relógio em resposta a uma consulta externa for para os dados armazenados. Adicionalmente em outras modalidades desse parágrafo, o controlador do sistema opera em um dentre ao menos dois estados com base em uma entrada do usuário recebida pelo controlador do sistema, onde ao menos dois estados incluem um estado da operação acordado e um estado da operação adormecido e ao menos dois estados controlam a operação de ao menos um mecanismo de alerta caso o alerta seja fornecido com base na detecção do início do sono pelo controlador do sistema. Adicionalmente à outras modalidades desse parágrafo, a pluralidade de sensores individuais inclui fotossensores para detectar luz incidente no olho; e o sistema sensor de posição da pálpebra inclui adicionalmente um multiplexador configurado para receber múltiplas entradas dos fotossensores e emitir um único sinal, um conversor ana-lógico-para-digital configurado para converter o sinal analógico do amplificador em um sinal digital amostrado para processamento de sinal adicional e um processador de sinal digital configurado para receber uma saída do conversor analógico-para-digital e realizar o processamento do sinal digital, incluindo um ou mais dentre filtragem, processamento e detecção de dados amostrados para permitir a detecção da luz incidente para uso a jusante. Adicionalmente à modalidade anterior, o processador de sinal digital inclui memória associada que armazena dois conjuntos de modelos de piscar e máscaras de piscar para uso pelo processador de sinal digital com base no estado operacional da lente conforme determinado em resposta às instruções do usuário. Adicionalmente às outras modalidades desse parágrafo, a lente inclui adicionalmente uma fonte de alimentação. Adicionalmente em outras modalidades desse parágrafo, a pluralidade de sensores individuais inclui sensores de toque capacitivo para detectar o contato ou a proximidade e emitir um sinal indicativo do mesmo; e o sistema sensor incluem adicionalmente condicionadores do sensor que emitem um sinal proporcional à capacitância para uso a jusante. Adicionalmente à modalidade anterior, o sistema sensor de posição da pálpebra inclui adicionalmente um multiplexador configurado para receber múltiplas entradas dos condutores de sensor e emitir um único sinal para o controlador de sistema. Adicionalmente à outra modalidade desse parágrafo, o sistema sensor de posição da pálpebra inclui adicionalmente um canal de comunicação para coordenar a ação entre os pares de lentes de contato energizadas. Adicionalmente em outras modalidades desse parágrafo, a lente inclui adicionalmente um sistema de posição da pupila tendo ao menos um acelerômetro para rastrear movimento dos olhos, o sistema de posição da pupila em comunicação com o controlador do sistema de modo que o controlador do sistema amostra o ao menos um acelerômetro para detectar a posição da pupila; e o controlador do sistema utiliza ambas a posição da pupila e a posição da pálpebra para determinar ao menos um dentre o início do sono e a sonolência.
[0019] Em ao menos uma modalidade, uma lente oftálmica energi-zada inclui: uma lente de contato; e um sistema sensor de posição da pálpebra incorporado à lente de contato, sendo que o sistema sensor de posição da pálpebra inclui ao menos uma tira do sensor que tem uma pluralidade de pontos verticais ao longo de seu comprimento para detectar a posição da pálpebra, um controlador de sistema configurado para tomar amostras de cada sensor individual na matriz do sensor para detectar a posição da pálpebra e fornecer um sinal de controle de saída, e ao menos um mecanismo de alerta configurado para receber o sinal de controle de saída e capaz de ao menos um dentre fornecer um alerta e armazenar dados em resposta à uma determinação pelo controlador de sistema de que a pálpebra fechou por um período de tempo indicativo de ao menos um dentre o início do sono e a sonolência. Adicionalmente à modalidade anterior, o mecanismo de alerta inclui ao menos um dentre o seguinte: uma fonte de luz posicionada na lente para fornecer uma luz sobre ao menos um dentre uma retina de um usuário da lente e a própria lente como o alerta, um transdutor para vibrar um olho de um usuário da lente como o alerta, um simulador elétrico configurado para estimular ao menos um dentre uma superfície da córnea e ao menos um nervo sensorial de uma córnea e um transdutor que fornece modificação da zona óptica de uma zona óptica da lente de contato. Adicionalmente à outra modalidade desse parágrafo, a lente inclui adicionalmente um relógio e o mecanismo de alerta inclui memória associada para armazenar uma iniciação do sono em resposta à determinação do início do sono pelo controlador do sistema e um término do sono em resposta à uma determinação de um usuário despertado pelo controlador do sistema, o mecanismo de alerta configurado para armazenar um registro de horário do relógio com a iniciação do sono e o término do sono.
[0020] Em ao menos uma modalidade, uma lente oftálmica energi-zada inclui: uma lente intraocular; e um sistema sensor de posição da pálpebra incorporado à lente intraocular, o sistema sensor de posição da pálpebra incluindo a matriz do sensor que tem uma pluralidade de sensores individuais para detectar a posição da pálpebra, um controlador de sistema configurado para amostrar cada sensor individual na matriz do sensor para detectar a posição da pálpebra para determinar ao menos um dentre a sonolência e o início do sono de um usuário e fornecer um sinal de controle de saída, e ao menos um mecanismo de alerta configurado para receber o sinal de controle de saída.
[0021] Em ao menos uma modalidade, será vantajoso fornecer um mecanismo no qual acordar o trabalhador em resposta à detecção das pálpebras do trabalhador sendo fechadas por um período de tempo indicando que o trabalhador está adormecido. Em outra modalidade, o sistema inclui um mecanismo para alertar o trabalhador que eles estão em direção ao sono com base em um padrão detectado dos fechamentos da pálpebra diferentes de um padrão de piscadela típica ou uma indicação de instruções de piscadela sendo fornecidas pelo trabalhador.
[0022] A presente invenção refere-se a uma lente oftálmica ener-gizada ou eletrônica que pode incorporar um sensor de posição da pálpebra. Sabe-se que as pálpebras protegem o globo de várias formas, incluindo o reflexo de piscadela e a ação de dispersão de lágrima. O reflexo de piscadela das pálpebras evita trauma ao globo ao fechar rapidamente ao perceber uma ameaça ao olho. A piscadela também dispersa lágrimas sobre a superfície do globo para manter o mesmo úmido e retirar bactérias por enxágue e outras matérias estranhas. Mas o movimento das pálpebras também pode indicar outras ações ou funções em jogo. Um sensor de posição da pálpebra pode ser utilizado para alertar um indivíduo que usa uma lente oftálmica eletrônica que o mesmo está em perigo de adormecer.
[0023] A presente invenção refere-se, de modo mais genérico, a uma lente de contato energizada que compreende um sistema eletrônico, que realiza inúmeras funções, incluindo atuação de um óptico de foco variável, se incluso. O sistema eletrônico inclui uma ou mais baterias ou outras fontes de potência, circuitos de gerenciamento de potência, um ou mais sensores, circuitos de geração de relógio, algoritmos e circuitos de controle e circuitos de acionamento da lente.
[0024] O controle de uma lente oftálmica energizada pode ser alcançado através de um dispositivo externo operado manualmente que se comunica sem fio com a lente, como uma unidade remota portátil.
Alternativamente, o controle da lente oftálmica energizada pode ser alcançado através de retroinformações ou sinais de controle vindos diretamente do usuário. Por exemplo, sensores embutidos na lente podem detectar piscadas e/ou padrões de piscadas. Com base no padrão ou sequência de piscadelas, a lente oftálmica energizada pode mudar o estado de operação, por exemplo, entre um estado de operação acordado e um estado de operação adormecido. Alternativamente, os sensores podem incluir, por exemplo, um sensor de pressão, um reed switch, um sensor de salinidade, um biossensor e um sensor ca-pacitivo para fornecer um sinal indicando que a lente foi inserida.
[0025] O algoritmo de detecção de piscadela é um componente do controlador de sistema que detecta características de piscadelas, por exemplo, se a pálpebra está aberta ou fechada, a duração da piscadela aberta ou fechada, a duração entre piscadelas, e o número de piscadelas em um dado período de tempo. O algoritmo de acordo com a presente invenção conta com amostragem da luz incidente sobre o olho a uma certa taxa de amostragem. Padrões de piscadela predeterminados são armazenados e comparados ao histórico recente de amostras de luz incidente. Quando os padrões são iguais, o algoritmo de detecção de piscadela dispara uma atividade no controlador de sistema, por exemplo, para ativar um estado de operação específico.
[0026] O algoritmo de detecção de piscadela e o circuito associado da presente invenção funciona, de preferência, ao longo de uma gama razoavelmente ampla de condições de iluminação e é capaz, de preferência, de distinguir uma sequência de piscadela intencional ou pálpebras fechadas a partir de piscadas involuntárias. Também é preferencial que um treinamento mínimo seja necessário utilizando piscadas intencionais para ativar e/ou controlar a lente oftálmica alimentada. O algoritmo de detecção de piscadela e o circuito associado da presente invenção fornecem um método e meio seguro, de baixo custo e confi- ável para detectar piscadelas através de uma lente de contato energi-zada ou eletrônica, que também tem uma baixa taxa de consumo de energia e é escalável para incorporação a uma lente oftálmica, para pelo menos um dentre ativar ou controlar uma lente oftálmica energi-zada ou eletrônica.
[0027] A presente invenção também está direcionada a uma lente oftálmica energizada ou eletrônica que incorpora um sensor de posição da pálpebra.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0028] Os recursos e as vantagens mencionados anteriormente, assim como outros da presente invenção, ficarão evidentes a partir da descrição mais específica a seguir referente às modalidades preferenciais da invenção, conforme ilustrado nos projetos anexos.
[0029] A Figura 1 ilustra uma lente de contato compreendendo um sistema de detecção de piscadela de acordo com algumas modalidades da presente invenção.
[0030] A Figura 2 ilustra uma representação gráfica de luz incidente sobre a superfície do olho em função do tempo, ilustrando um possível padrão de piscadela involuntário registrado em vários níveis de intensidade de luz em função do tempo, e um nível de limite utilizável com base em algum ponto entre os níveis de intensidade de luz máximo e mínimo de acordo com a presente invenção.
[0031] A Figura 3 é um diagrama de transição de estado de um sistema de detecção de piscadela de acordo com a presente invenção.
[0032] A Figura 4 ilustra uma representação diagramática de uma trajetória de fotodetecção utilizada para detectar e amostrar sinais luminosos recebidos de acordo com a presente invenção.
[0033] A Figura 5 ilustra um diagrama de blocos da lógica de condicionamento digital de acordo com a presente invenção.
[0034] A Figura 6 ilustra um diagrama de blocos da lógica de de- tecção digital de acordo com a presente invenção.
[0035] A Figura 7 ilustra um diagrama de temporização de acordo com a presente invenção.
[0036] As Figuras 8A e 8B ilustram representações diagramáticas de controladores do sistema digital de acordo com a presente invenção.
[0037] As Figuras 9A a 9G ilustram diagramas de temporização para controle de ganho automático de acordo com a presente invenção.
[0038] A Figura 10 ilustra uma representação diagramática de regiões de bloqueio de luz e passagem de luz em uma matriz de circuito integrado de acordo com a presente invenção.
[0039] A Figura 11 ilustra uma representação diagramática de um elemento de inserção eletrônico, que inclui um detector de piscadelas, para uma lente de contato alimentada de acordo com a presente invenção.
[0040] As Figuras 12A e 12B ilustram representações diagramáticas de sensores de posição da pálpebra de acordo com a presente invenção.
[0041] A Figura 13 ilustra uma representação diagramática de dois sensores de posição da pálpebra que têm um canal de comunicação para sincronizar operação entre dois olhos de acordo com a presente invenção.
[0042] A Figura 14A ilustra uma representação diagramática de um sistema eletrônico incorporado à uma lente de contato para detectar posição da pálpebra de acordo com a presente invenção.
[0043] A Figura 14B ilustra uma vista ampliada do sistema eletrônico da Figura 14A.
[0044] A Figura 15 ilustra uma representação diagramática de saídas dos sensores de posição da pálpebra de acordo com a presente invenção.
[0045] A Figura 16A ilustra uma representação diagramática de outro sistema eletrônico exemplificador incorporado a uma lente de contato para detectar posição da pálpebra de acordo com a presente invenção.
[0046] A Figura 16B ilustra uma vista ampliada do sistema eletrônico da Figura 16A.
[0047] As Figuras 17A a 17C ilustram representações diagramáti-cas de um sistema de detecção de posição da pálpebra de acordo com a presente invenção.
[0048] A Figura 17D ilustra uma vista ampliada do sistema eletrônico das Figuras 17A a 17C.
[0049] A Figura 18A ilustra uma representação diagramática de um sistema de detecção de posição e convergência da pupila exempli-ficador incorporado a uma lente de contato de acordo com a presente invenção.
[0050] A Figura 18B é uma vista ampliada do sistema de detecção de posição e convergência da pupila exemplificador da Figura 18A.
[0051] A Figura 18C ilustra uma sobreposição de eixos X, Y e Z no olho.
[0052] A Figura 19 ilustra um diagrama de blocos de um sistema genérico que tem múltiplos sensores, um controlador de sistema e um mecanismo de alerta, sendo que uma decisão de ativação é feita com base na saída de dois ou mais sensores de acordo com a presente invenção.
[0053] A Figura 20 ilustra um fluxograma de um método através do qual um controlador de sistema determina se o estado de um mecanismo de alerta deve ser alterado com base em entradas de sensor de acordo com a presente invenção.
[0054] A Figura 21 ilustra um diagrama de blocos de uma caixa de armazenamento de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS
[0055] As lentes de contato convencionais são estruturas poliméri-cas com formatos específicos para corrigir vários problemas de visão, conforme resumidamente apresentado acima. Para obter a funcionalidade aperfeiçoada, vários circuitos e componentes podem ser integrados nessas estruturas poliméricas. Por exemplo, circuitos de controle, microprocessadores, dispositivos de comunicação, fontes de alimentação, sensores, mecanismos de alerta, diodos emissores de luz e antenas em miniatura podem ser integrados a lentes de contato através de componentes optoeletrônicos customizados não apenas para corrigir a visão, mas para melhorar a visão e também fornecer funcionalidade adicional, tal como é explicado aqui. As lentes de contato eletrônicas e/ou energizadas podem ser projetadas para proporcionar visão intensificada através de capacidades de ampliação e redução, ou apenas simplesmente modificando as capacidades refrativas das lentes. As lentes de contato eletrônicas e/ou energizadas podem ser projetadas para melhorar a cor e a resolução, exibir informações de textura, traduzir a fala em legendas em tempo real, oferecer indicações visuais a partir de um sistema de navegação, e fornecer processamento de imagens e acesso à internet. As lentes podem ser projetadas para permitir que o usuário enxergue em condições de luz baixa. Os elementos eletrônicos e/ou arranjo de elementos eletrônicos apropriadamente projetados nas lentes podem permitir a projeção de uma imagem sobre a retina, por exemplo, sem uma lente óptica de foco variável, fornecer telas de imagens de inovações e até mesmo fornecer alarmes. Além disso, os sensores construídos nas lentes podem ser usados para detectar luz incidente no olho para compensar condições de luz ambiente ou para uso na determinação de padrões de piscadela e se o usuário está acordado ou adormecido.
[0056] A lente de contato energizada ou eletrônica da presente invenção compreende os elementos necessários para corrigir e/ou melhorar a visão de pacientes com um ou mais dos defeitos de visão descritos acima ou executar de outro modo uma função oftálmica útil. Além disso, a lente de contato eletrônica pode ser utilizada simplesmente para melhorar a visão normal ou fornecer uma ampla variedade de funcionalidades, conforme descrito acima. A lente de contato eletrônica pode compreender uma lente óptica de foco variável, um elemento óptico frontal incluído em uma lente de contato ou simplesmente elementos eletrônicos de inserção sem uma lente para qualquer funcionalidade adequada. A lente eletrônica da presente invenção pode ser incorporada em qualquer quantidade de lentes de contato, conforme descrito acima. Além disso, lentes intraoculares também podem incorporar os vários componentes e funcionalidades aqui descritos. Entretanto, para facilidade de explicação, a descrição irá se concentrar em uma lente de contato eletrônica para corrigir defeitos de visão, destinada para ser descartada diariamente após uso único.
[0057] A presente invenção pode ser empregada em uma lente oftálmica energizada ou lente de contato energizada que compreende um sistema eletrônico, que atua um óptico de foco variável ou qualquer outro dispositivo ou dispositivos configurados para implementar qualquer número dentre numerosas funções que podem ser realizadas. O sistema eletrônico inclui uma ou mais baterias ou outras fontes de potência, circuitos de gerenciamento de potência, um ou mais sensores, circuitos de geração de relógio, algoritmos e circuitos de controle e circuitos de acionamento da lente. A complexidade desses componentes pode variar dependendo da funcionalidade necessária ou desejada da lente. Alternativamente, a lente de contato pode apenas monitorar a sonolência e/ou o sono do usuário.
[0058] O controle de uma lente oftálmica eletrônica ou energizada pode ser alcançado através de um dispositivo externo operado manualmente que se comunica sem fio com a lente, como uma unidade remota portátil. Por exemplo, uma base de operação frontal pode se comunicar de modo sem fio com a lente alimentada com base na entrada manual feita pelo usuário. Alternativamente, o controle da lente oftálmica energizada pode ser alcançado através de retroinformações ou sinais de controle vindos diretamente do usuário. Por exemplo, sensores embutidos na lente podem detectar piscadelas, padrões de piscadelas e/ou fechamento das pálpebras. Com base no padrão ou na sequência de piscadelas, a lente oftálmica energizada pode mudar o estado de operação, por exemplo, o estado de operação da lente ou seu estado de operação para detectar o sono pelo usuário. Uma outra alternativa é que o usuário não tem controle sobre a operação da lente oftálmica energizada.
[0059] Um algoritmo de detecção de piscadela é um componente do controlador de sistema que detecta características de piscadela, como por exemplo, se a pálpebra está aberta ou fechada, a duração da piscadela, o intervalo entre piscadelas, o número de piscadelas em um dado período de tempo e o comprimento do fechamento da pálpebra. O algoritmo de acordo com a presente invenção conta com amostragem da luz incidente sobre o olho a uma certa taxa de amostragem. Padrões de piscadela predeterminados são armazenados e comparados ao histórico recente de amostras de luz incidente. Quando padrões combinam, o algoritmo de detecção de piscadela pode acionar uma atividade no controlador de sistema, por exemplo, para ativar o acionador da lente para alterar a potência refrativa da lente ou para alterar o estado de operação da lente. O algoritmo de detecção de piscadela distingue adicionalmente entre os padrões de piscadela predeterminados e os movimentos da pálpebra associados com a sonolên- cia ou início do sono ocorrido.
[0060] Piscar é o rápido fechamento e abertura das pálpebras e é uma função essencial do olho. A piscadela protege o olho de objetos estranhos, por exemplo, indivíduos piscam quando objetos aparecem inesperadamente na proximidade do olho. A piscadela fornece lubrificação sobre a superfície anterior do olho pela dispersão das lágrimas. Piscar também serve para remover contaminantes e/ou agentes irritantes do olho. Normalmente, o ato de piscar é feito automaticamente, mas estímulos externos podem contribuir, tal como no caso com agentes irritantes. Entretanto, a piscadela pode, também, ser proposital, por exemplo, indivíduos que são incapazes de se comunicar verbalmente ou com gestos podem piscar uma vez para sim e duas vezes para não. O algoritmo e o sistema de detecção de piscadela da presente invenção usam padrões de piscadela que não podem ser confundidos com a resposta de piscar normal. Em outras palavras, se a piscadela for utilizada como um meio para controlar uma ação, então o padrão particular selecionado para uma dada ação não pode ocorrer aleatoriamente; de outro modo, ações inadvertidas podem ocorrer. Como a velocidade e/ou frequência da piscada pode ser afetada por inúmeros fatores, inclusive fadiga, concentração, tédio, lesão dos olhos, medicamento e doenças, os padrões de piscadela para fins de controle levam em conta, de preferência, estas e quaisquer outras variáveis que afetem a piscadela. O comprimento médio de piscadelas involuntárias situa-se na faixa de cerca de cem (100) a quatrocentos (400) milisse-gundos. Homens e mulheres adultas médias piscam a uma taxa de dez (10) piscadas involuntárias por minuto, e o tempo médio entre as piscadas involuntárias é cerca de 0,3 a setenta (70) segundos. Os movimentos das pálpebras podem indicar também outras condições como sonolência, pois as pálpebras têm a tendência geral de se fecharem ao longo de um período de tempo ou ficam fechadas por um período de tempo que indica que o usuário está dormindo.
[0061] Uma modalidade de um algoritmo de detecção de piscadela pode ser resumida nas seguintes etapas: [0062] Definir uma "sequência de piscada" intencional que será executada pelo utilizador para detecção de piscadela positiva ou que seja representativa do início do sono.
[0063] Amostrar o nível de luz incidente a uma taxa consistente com a detecção da sequência de piscadas e rejeitando piscadas involuntárias.
[0064] Comparar o histórico dos níveis de luz amostrados à "sequência de piscadas" esperada, como definido por um molde de valores de piscadas.
[0065] Opcionalmente, implementar uma sequência de "máscara" de piscadas para indicar porções do molde a serem ignoradas durante as comparações, por exemplo, próximo de transições. Isto pode permitir a um usuário se desviar de uma "sequência de piscadas" desejada, como uma janela de erro de mais ou menos um (1), em que pode ocorrer um ou mais dentre ativação da lente, controle, e alteração de foco. Adicionalmente, isto pode permitir variação na temporização da sequência de piscadas do usuário.
[0066] Uma sequência de piscadelas pode ser definida da seguinte forma: piscadela (fechada) durante 0,5 s aberta durante 0,5 s piscadela (fechada) durante 0,5 s [0067] A uma taxa de amostra de cem (100) ms, um molde de piscada de vinte (20) amostras é dado por blink_template = [1,1,1, 0,0,0,0,0, 1,1,1,1,1, 0,0,0,0,0, 1,1].
[0068] A máscara de piscadas é definida para eliminar por masca-ramento as amostras logo após uma transição (0 para eliminar por mascaramento ou ignorar amostras), e é dada por blink_mask = [1,1,1, 0,1,1,1,1, 0,1,1,1,1, 0,1,1,1,1, 0,1].
[0069] Opcionalmente, uma região de transição mais larga pode ser eliminada por mascaramento para permitir maior incerteza na tem-porização, e é dada por blink_mask = [1,1,0, 0,1,1,1,0, 0,1,1,1,0, 0,1,1,1,0, 0,1].
[0070] Padrões alternativos podem ser implementados, por exemplo uma única piscadela longa, nesse caso, uma piscadela de 1,5 s com um modelo de amostra de 24, dado por molde_piscada (blink_template) = [1,1,1,1,0,0, 0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0, 0,1,1,1,1,1].
[0071] Um padrão alternativo adicional pode ser implementado como indicativo de sono, nesse caso uma piscadela de 2,4 s (ou olhos que fecharam por sono) com um modelo de 24 amostras, dado por molde_piscada (blink_template) = [0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0].
[0072] Em uma modalidade alternativa, esse blink_template é utilizado sem uma blink_mask.
[0073] É importante observar que o exemplo acima é para fins ilustrativos e não representa um conjunto específico de dados.
[0074] A detecção pode ser implementada comparando-se logicamente o histórico das amostras ao modelo e a máscara. A operação lógica é criar uma disjunção exclusiva (XOR) entre o modelo e a sequência do histórico de amostra, em uma base a nível de bit, e, então, verificar que todos os bits de histórico não mascarados se igualam ao modelo. Por exemplo, conforme ilustrado nas amostras da máscara de piscada acima, em cada lugar da sequência de uma máscara de piscadas em que o valor é lógico 1, uma piscada tem que combinar com o molde da máscara da piscada naquele lugar da sequência. Entretanto, em cada lugar da sequência de uma máscara de piscadas em que 0 valor é lógica 0, não é necessário que uma piscada combine com o molde da máscara de piscadas naquele lugar da sequência. Por exemplo, a seguinte equação de algoritmo booleano, conforme codificada em MATLAB®, pode ser usada. combinado = não (blink_mask) | não (xor (blink_template, test_sample)), [0075] em que test_sample é o histórico da amostra. O valor combinado é uma sequência com o mesmo comprimento que o molde de piscada, o histórico de amostra e máscara_piscada. Se a sequência combinada for toda lógica 1, então uma boa combinação ocorreu. Resumindo-se, não (disjunção exclusiva (modelo de piscadela, amostra de teste)) produz uma lógica 0 para cada má combinação e uma lógica 1 para cada combinação. Aplicando OU lógico com as forças invertidas da máscara a cada local na sequência combinada para uma lógica 1, onde a máscara é uma lógica 0. Consequentemente, quanto mais lugares em um molde de máscara de piscada onde o valor for especificado como lógico 0, maior é a margem de erro permitida em relação às piscadas de uma pessoa. O MATLAB® é uma implementação e linguagem de nível alto para computação numérica, visualização e programação e é um produto da MathWorks, Natick, Massachusetts, EUA. Também é importante observar que quanto maior o número de lógicas 0 no molde da máscara de piscada, maior o potencial para falsos positivos combinados a padrões de piscadela esperados ou pretendidos. Deve ser observado que uma variedade de padrões de piscadela esperados ou destinados pode ser programada em um dispositivo sem um ou mais ativos em um momento e em ao menos uma modalidade controlar o uso de padrões de piscadela específicos a serem utilizados em um estado de operação específico. Mais especificamente, múltiplos padrões de piscadela esperados ou pretendidos podem ser usados para o mesmo propósito ou funcionalidade, ou para imple- mentar funcionalidade diferente ou alternativa. Por exemplo, um padrão de piscadela pode ser utilizado para fazer com que a lente altere o estado de operação entre ao menos um estado da operação adormecido e um estado da operação acordado. A detecção de piscadela em ao menos uma modalidade pode também detectar quando as pálpebras permanecem fechadas, o que seria detectado como uma piscadela contínua; as pálpebras têm uma trajetória de movimento para fechar para sono, o que seria detectado como uma piscadela parcial ou série de piscadelas parciais como quando uma porção dos sensores é coberta por uma pálpebra após uma piscadela ter ocorrido; e a inclinação da pálpebra, que seria detectada como uma alteração na posição de estado estável da pálpebra superior e/ou inferior de sua posição de estado estável normal com ou sem confirmação de posição de olhar fixo e/ou inclinação da cabeça.
[0076] Um exemplo de uma forma para determinar se o usuário está adormecendo é pelo rastreamento da duração dos espaçamentos do período de piscadela e espaçamentos do período aberto das pálpebras. Alternativamente, ainda os espaçamentos do período parcialmente aberto das pálpebras são rastreados além de ou ao invés de espaçamentos do período com as pálpebras abertas. Em geral, a razão será de 1:15 para 1:22 entre piscadelas e pálpebras abertas, mas à medida que o usuário se aproxima do sono, a duração dos espaçamentos do período de piscadela aumenta enquanto que os espaçamentos do período com as pálpebras abertas reduzem. Em um sistema que inclui uma pluralidade de registros para armazenar os espaçamentos do período, uma série consecutiva de razões entre os períodos de piscadela e os períodos com a pálpebra aberta pode ser mantida de modo que, à medida que essa tendência de razões aproxima-se a um limite de sonolência predeterminado, o usuário está provavelmente começando a cochilar. Exemplos de limite de sonolência prede- terminado incluem, mas não se limitam a, um a 1, 2, 3, 4, 5, e 10. O controlador de sistema seria configurado para comparar as razões e rastrear as durações do período sobre uma janela de rolagem. Em uma modalidade alternativa, o controlador de sistema reteria apenas as informações do espaçamento do período associadas com as piscadelas não padrão para uma janela predeterminada, à medida que o usuário pode observar que estão adormecendo e ser mais atento antes de ter outro período extenso de piscadela.
[0077] Em uma modalidade alternativa, o controlador de sistema determinaria uma razão de piscadela para abertura das pálpebras para o usuário em um período predeterminado. Exemplos do(s) período(s) predeterminado(s) incluem, mas não se limitam a, logo após a inserção da lente, incrementos de uma hora, incrementos de duas horas, incrementos de quatro horas e qualquer combinação desses. Em uma modalidade alternativa ou adicional, o controlador de sistema determinaria uma razão da piscadela para abertura das pálpebras para o usuário quando uma mudança de foco de um ou ambos olhos for detectada ou houver um aumento no tempo entre as piscadelas de modo que o aumento exceda um limite predeterminado indicando, por exemplo, que o usuário está concentrado em algo, ou o usuário está entediado ou aborrecido. Essa razão específica do usuário seria utilizada para calcular o limite de sonolência predeterminado. Um exemplo do cálculo inclui ter uma fração da razão específica do usuário, como reduzir por um quarto (por exemplo, 1:20 a 1:15), metade (por exemplo, 1:20 a 1:10) ou três quartos (por exemplo, 1:20 a 1:5). Com base nesse exemplo, um versado na técnica deveria observar que uma variedade de reduções é possível.
[0078] Em uma outra modalidade, o nível de inclinação da pálpebra é monitorado para o usuário de modo que quando o estado estável para a posição da pálpebra reduziu do estado estável inicial para o usuário, então esse dispare o controlador de sistema para ter o ato do mecanismo de alerta. O estado estável para as pálpebras em ao menos uma modalidade se baseia onde as pálpebras abrem após a piscadela conforme determinado pelo sistema sensor de posição da pálpebra. A posição de estado estável em ao menos uma modalidade é armazenada em um registro para propósito de comparação. O controlador de sistema teria um buffer ou outra memória para armazenar uma série consecutiva de medições de posição da pálpebra para comparação com a medição do estado estável armazenado no registro.
[0079] Um exemplo adicional do adormecimento é a velocidade na qual as pálpebras abrem e fecham durante uma piscadela. Um estudo observou que o tempo médio para o fechamento da pálpebra foi de 92 ms mais ou menos 17 ms, e o tempo médio para a abertura da pálpebra foi de 242 ms mais ou menos 55 ms. BanderWerf, et al., "Eyelid Movements: Behavioral Studies of Blinking in Humans under Different Stimulus Conditions," Journal of Physiology, Maio de 2003, vol. 89, no. 5, pp. 2784-2796. O controlador de sistema em ao menos uma modalidade mantém uma lista contínua de períodos para ao menos um dentre fechamento da pálpebra e abertura da pálpebra, para possibilitar uma determinação se houver uma alteração na velocidade do movimento da pálpebra monitorada. De modo que quando a velocidade sobre uma série de piscadelas desacelera, então o controlador de sistema tenha uma base na qual determina que o usuário está sonolento. Em uma outra modalidade, a velocidade é medida em uma razão entre a distância da posição fechada da pálpebra e a posição aberta da pálpebra e o tempo para percorrer entre esses dois pontos.
[0080] Ainda um outro exemplo de adormecimento é uma redução no movimento sacádico da pupila do usuário de lente. É normal quando uma pessoa está acordada que seus olhos façam movimentos sacádicos devido às considerações fisiológicas. À medida que uma pessoa fica sonolenta, esses movimentos são reduzidos, enquanto as pálpebras permanecem abertas. O sistema sensor de movimento dos olhos, em ao menos uma modalidade, é utilizado para rastrear o movimento da pupila e pode fornecer essa informação ao controlador de sistema para comparação juntamente com uma lista contínua de dados do movimento dos olhos refletindo o volume, o comprimento e a velocidade do movimento da pupila.
[0081] Em uma outra modalidade, o controlador de sistema utilizaria sinais do acelerômetro para determinar se a cabeça do usuário está começando a se inclinar em conjunto com qualquer espaçamento do período de piscadela mais longo, então o controlador de sistema em ao menos uma modalidade reduzirá o limite de sonolência ou alternativamente utilizará a cabeça inclinada como confirmação de que o usuário está começando a cochilar e exige alerta.
[0082] A Figura 1 ilustra, em forma de diagrama de blocos, uma lente de contato 100, que compreende um sistema detector de piscadela eletrônico, de acordo com uma modalidade da presente invenção. Nesta modalidade, o sistema de detecção de piscadela eletrônico pode compreender um fotossensor 102, um amplificador 104, um conversor analógico-para-digital (ou ADC, analog-to-digital converter) 106, um processador de sinal digital 108, uma fonte de energia 110, um mecanismo de alerta 112 e um controlador de sistema 114.
[0083] Quando a lente de contato 100 é colocada sobre a superfície frontal do olho de um usuário, o circuito eletrônico do sistema detector de piscadela pode ser usado para implementar o algoritmo de detecção de piscadela da presente invenção. O fotossensor 102, assim como os outros circuitos, é configurado para detectar piscadelas, vários padrões de piscadelas produzidos pelo olho do usuário, e/ou nível de fechamento da pálpebra.
[0084] Nesta modalidade, o fotossensor 102 pode ser embutido na lente de contato 100 e recebe luz ambiente 101, convertendo fótons incidentes em elétrons e, assim, fazendo com que uma corrente, indicada pela seta 103, flua para dentro do amplificador 104. O fotossen-sor ou fotodetector 102 pode compreender qualquer dispositivo adequado. Em uma modalidade, o fotossensor 102 compreende um foto-diodo. Em uma modalidade, o fotodiodo é implementado em um semicondutor de óxido metálico complementar (tecnologia de processamento CMOS) para aumentar a capacidade de integração e reduzir o tamanho geral do fotossensor 102 e do outro circuito. A corrente 103 é proporcional ao nível de luz incidente e reduz substancialmente quando o fotodetector 102 está coberto por uma pálpebra. O amplificador 104 cria uma saída proporcional à entrada, com ganho, e pode funcionar como um amplificador de transimpedância que converte a corrente de entrada em uma tensão de saída. O amplificador 104 pode amplificar um sinal a um nível utilizável pelo restante do sistema, como dando ao sinal tensão e energia suficientes para que seja capturado pelo ADC 106. Por exemplo, o amplificador pode ser necessário para guiar blocos subsequentes, uma vez que a saída do fotossensor 102 pode ser muito pequena e pode ser usada em ambientes de baixa luminosidade. O amplificador 104 pode ser implementado como um amplificador de ganho variável, o ganho do mesmo podendo ser ajustado pelo controlador de sistema 114, em uma disposição de retroinformação, para maximizar a faixa dinâmica do sistema. Em adição ao fornecimento de ganho, o amplificador 104 pode incluir outro circuito de condicionamento de sinal analógico, como filtração e outro circuito adequado às saídas do fotossensor 102 e do amplificador 104. O amplificador 104 pode compreender qualquer dispositivo adequado para a amplificação e condicionamento da saída de sinal pelo fotossensor 102. Por exemplo, o amplificador 104 pode compreender simplesmente um único amplificador operacional, ou um circuito mais complicado que compreende um ou mais amplificadores operacionais. Conforme apresentado acima, o fotossensor 102 e o amplificador 104 são configurados para detectar e isolar sequências de piscadela com base na intensidade de luz incidente recebida através do olho e converter a corrente de entrada em um sinal digital utilizável, por fim, pelo controlador de sistema 114. O controlador de sistema 114 é, de preferência, programado ou pré-configurado para reconhecer várias sequências de piscadela, padrões de piscadela e/ou fechamentos da pálpebra (parcial ou completo) em vários níveis de intensidade de luz e fornecer um sinal de saída adequado ao mecanismo de alerta 112. O controlador de sistema 114 compreende também memória associada.
[0085] Nesta modalidade, o ADC 106 pode ser utilizado para converter uma saída de sinal analógico contínuo do amplificador 104 em um sinal digital amostrado adequado para posterior processamento de sinal. Por exemplo, o ADC 106 pode converter uma saída de sinal analógico do amplificador 104 em um sinal digital que pode ser utilizável pelos circuitos subsequentes ou a jusante, como um sistema ou microprocessador de processamento de sinal digital 108. Um sistema de processamento de sinal digital ou processador de sinal digital 108 pode ser usado para processar sinal digital, incluindo um ou mais de filtrar, processar, detectar, e manipular/processar de outro modo os dados amostrados para permitir a detecção de luz incidente para uso posterior. O processador de sinal digital 108 pode ser pré-programado com as sequências de piscadela e/ou padrões de piscadelas descritos acima com a sequência de piscadela que indica o fechamento prolongado da pálpebra ou desvio da pálpebra. O processador de sinal digital 108 compreende também memória associada, que em ao menos uma modalidade inclui o modelo e conjuntos de máscaras para detectar, por exemplo, padrões de piscadelas para cada estado de operação conforme selecionados pelo controlador de sistema 114. O pro- cessador de sinal digital 108 pode ser implementado utilizando-se um circuito analógico, circuito digital, software, ou uma combinação dos mesmos. Na modalidade ilustrada, o mesmo é implementado em um circuito digital. O ADC 106 junto com seu amplificador 104 e processador de sinal digital 108 associados são ativados a uma taxa adequada em conformidade com a taxa de amostragem anteriormente descrita, por exemplo a cada cem (100) ms.
[0086] Uma fonte de energia 110 fornece energia para vários componentes que compreendem o sistema de detecção de piscadela. A energia pode ser fornecida a partir de uma batería, de um coletor de energia, ou outros meios adequados tal como é conhecido do versado na técnica. Essencialmente, qualquer tipo de fonte de energia 110 pode ser usado para fornecer energia confiável para todos os outros componentes do sistema. Uma sequência de piscadelas, em ao menos uma modalidade, pode ser utilizada para mudar o estado de operação do sistema e/ou do controlador de sistema. Adicionalmente, o controlador de sistema 114 pode controlar outros aspectos de uma lente de contato energizada dependendo da entrada do processador de sinal digital 108 como, por exemplo, alteração do foco ou da energia refrativa de uma lente controlada eletronicamente através de um atuador.
[0087] Em ao menos uma modalidade, o controlador de sistema 114 determinará o estado de operação da lente com base em um padrão de piscadela recebido para definir o estado de operação como um estado de operação adormecido ou um estado da operação acordado embora em uma modalidade alternativa outros estados sejam possíveis. Adicionalmente à essa modalidade, o estado de operação determinará um conjunto de modelos de piscadela e máscaras a serem utilizadas pelo processador de sinal digital 108 nesse estado de operação com o controle sobre o que o mecanismo de alerta 112 faz em resposta ao controlador de sistema 114 que detecta que o usuário adormeceu. Em uma modalidade alternativa, a lente será destinada ao uso durante um turno de trabalho e assim operará de acordo com o estado da operação acordado descrito, levando a um conjunto de modelos de piscadela e máscaras sendo utilizadas pelo processador de sinal digital 108 para um usuário específico. Em uma outra modalidade alternativa, a lente destinada ao uso durante um turno de trabalho funcionará utilizando apenas um modelo de piscadela indicando o início do sono e não alterando o estado operacional com base em qualquer padrão de piscadela pelo usuário.
[0088] O controlador de sistema 114 usa o sinal da cadeia de fo-tossensor; a saber, o fotossensor 102, o amplificador 104, o ADC 106 e o sistema de processamento de sinal digital 108, para comparar níveis de luz amostrada a padrões de ativação de piscadela. Com referência à Figura 2, é ilustrada uma representação gráfica das amostras de padrão de piscadela registradas em vários níveis de intensidade de luz em função do tempo e um nível de limite utilizável. Consequentemente, pode-se levar em consideração que vários fatores podem mitigar e/ou evitar erro na detecção de piscadelas ao se amostrar a luz que incide no olho, como ao levar em consideração alterações nos níveis de intensidade de luz em locais diferentes e/ou enquanto se realiza várias atividades. Adicionalmente, ao se amostrar luz incidente no olho, levando-se em consideração os efeitos que alterações na intensidade de luz ambiente podem ter no olho e na pálpebra, isto também pode mitigar e/ou evitar erro na detecção de piscadelas, como quanta luz visível uma pálpebra bloqueia quando ela é fechada em níveis de luz de baixa intensidade e em níveis de luz de alta intensidade. Em outras palavras, a fim de evitar que padrões de piscadela errados sejam usados para o controle, o nível de luz ambiente é, de preferência, levado em consideração, tal como é explicado em mais detalhes abai- xo.
[0089] Por exemplo, em um estudo, descobriu-se que a pálpebra bloqueia, em média, aproximadamente noventa (99) por cento da luz visível, mas a comprimentos de onda mais baixos menos luz tende a ser transmitida através da pálpebra, bloqueando aproximadamente 99,6 por cento da luz visível. Em comprimentos de onda mais longos, em direção à porção do infravermelho do espectro, a pálpebra pode bloquear apenas trinta (30) por cento da luz incidente. O que é importante observar; entretanto, é que a luz em diferentes frequências, comprimentos de onda e intensidades pode ser transmitida através das pálpebras com diferentes eficiências. Por exemplo, ao olhar para uma fonte de luz brilhante, um indivíduo pode ver uma luz vermelha com suas pálpebras fechadas. Também pode haver variações na quantidade de luz visível que uma pálpebra bloqueia, com base no indivíduo, como a pigmentação da pele do indivíduo. Como é ilustrado na Figura 2, amostras de dados de padrões de piscadela ao longo de vários níveis de iluminação são simuladas durante um intervalo de tempo de setenta (70) segundos, sendo que os níveis de intensidade de luz visível transmitidos através do olho são registrados durante o período de estímulo, e um valor-limite utilizável é ilustrado. O limite é ajustado para um valor entre o valor pico a pico da intensidade de luz visível registrada para padrões de piscadela amostrados ao longo de um período de estímulo a níveis de intensidade de luz diferentes. A habilidade de se pré-programar padrões de piscadela ao mesmo tempo em que se rastreia um nível de luz médio ao longo do tempo e se ajusta um limite pode ser crítica para a possibilidade de se detectar quando um indivíduo está piscando, em oposição a quando um indivíduo não está piscando e/ou há apenas uma alteração no nível de intensidade de luz em uma certa área.
[0090] Agora, referindo-se novamente à Figura 1, em modalidades alternativas adicionais, o controlador de sistema 114 pode receber sinal de fontes incluindo um ou mais dentre um detector de piscadela, sensores de pressão, um acelerômetro(s), fotossensores e um controle remoto. Em forma de generalização e com base nessa revelação, um versado na técnica deveria considerar que o método para determinar o sono pelo controlador de sistema 114 pode utilizar uma ou mais entradas. Por exemplo, uma lente de contato eletrônica ou energizada pode ser programável especificamente para um usuário individual, como programar uma lente para reconhecer tanto os padrões de piscadelas de um indivíduo como os movimentos da cabeça do indivíduo, conforme detectado com um acelerômetro durante o curso do dia, por exemplo, balançando a cabeça enquanto as pálpebras estão fechadas. Em algumas modalidades, utilizar mais do que uma entrada para determinar o sono por uma lente de contato eletrônica, como detecção de piscadela e movimento da cabeça, pode habilita que cada método seja verificado com cuidado em função de outro antes de ter determinando o início do sono conforme será discutido posteriormente em relação às Figuras 18 e 19. Uma vantagem da checagem cuidadosa pode incluir mitigação de falsos positivos, como minimizar a chance de acionar não intencionalmente um alerta da lente e/ou registro de dados errantes. Em uma modalidade, a checagem cuidadosa pode envolver um esquema de votação, sendo que um determinado número de condições é atendido antes de uma determinação de sono. Em uma outra modalidade, a checagem cuidadosa pode envolver uma média ponderada, sendo que determinadas entradas serão consideradas mais importantes do que outras entradas como fechamento da pálpebra e orientação da cabeça.
[0091] O mecanismo de alerta 112 pode compreender qualquer dispositivo adequado para a implementação de um alerta específico ao usuário com base em um sinal de comando recebido. Por exemplo, se um padrão de sono for combinado comparado a um nível de luz amostrada conforme descrito acima, o controlador de sistema 114 pode possibilitar que o mecanismo de alerta 112, como uma luz (ou matriz de luz) pulse uma luz ou faça com que uma onda física pulse na retina do usuário (ou alternativamente pela lente) ou registre dados referentes ao início do sono. Exemplos adicionais do mecanismo de alerta 112 incluem um dispositivo elétrico; um dispositivo mecânico incluindo, por exemplo, dispositivos piezoelétricos, transdutores, dispositivos de vibração, dispositivos de liberação química com exemplos que incluem a liberação de produtos químicos para causar uma coceira, irritação ou sensação de queimação e dispositivos acústicos; um transdutor que fornece modificação da zona óptica de uma zona óptica da lente de contato, como modificar o foco e/ou porcentagem da transmissão de luz através da lente; um dispositivo magnético; um dispositivo eletromagnético; um dispositivo térmico; um mecanismo de coloração óptica com ou sem cristal líquido, prismas, fibra óptica, e/ou tubos de luz, por exemplo, para fornecer uma modificação óptica e/ou luz direta em direção à retina; um dispositivo elétrico como um estimulador elétrico para fornecer um estímulo da retina média ou para estimular ao menos um dentre uma superfície da córnea e um ou mais nervos sensoriais da córnea; ou qualquer combinação dos mesmos. O mecanismo de alerta 112 recebe um sinal do controlador de sistema 114 em adição à energia da fonte de energia 110 e produz alguma ação com base no sinal do controlador de sistema 114. Por exemplo, se o sinal do controlador de sistema 114 sinal for indicativo do usuário adormecer durante o estado de operação acordado, então o mecanismo de alerta 112 pode alertar o usuário que ele/ela adormeceu. Em uma modalidade alternativa, o controlador de sistema 114 pode emitir um sinal que indica que o usuário adormeceu durante o estado de operação adormecido, então o mecanismo de alerta 112 registrará as informações na memó- ria para recuperação posterior. Em uma modalidade alternativa, o controlador de sistema 114 armazena os dados na memória associada com o controlador de sistema 114 e não utiliza o mecanismo de alerta 112 para armazenamento de dados. Conforme discutido posteriormente, em ao menos uma modalidade há um relógio que fornece um registro de horário. Conforme apresentado acima, a lente alimentada da presente invenção pode fornecer várias funcionalidades; consequentemente, um ou mais mecanismos de alerta podem ser configurados de forma variada para implementar a funcionalidade.
[0092] A Figura 3 ilustra um diagrama de transição de estado 300 para um sistema de detecção de piscadela de acordo com o algoritmo de detecção de piscadela da presente invenção. O sistema começa em um estado OCIOSO 302 esperando por um sinal de ativação bl_go ser expresso. Quando o sinal de ativação bl_go é expresso, por exemplo, por um oscilador e um circuito de controle que pulsa bl_go a uma taxa de cem (100) ms proporcionalmente à taxa de amostragem de piscadas, o equipamento de estado então muda para um estado AGUARDE_ADC 304 no qual um ADC é ativado para converter um nível de luz recebido em um valor digital. O ADC avalia o sinal adc_done para indicar que suas operações estão completas e o sistema ou equipamento de estado muda para um estado de DESLOCAMENTO 306. No estado de DESLOCAMENTO 306 o sistema empurra o valor de saída de ADC mais recentemente recebido sobre um registro de deslocamento para manter o histórico das amostras de piscadela. Em algumas modalidades, o valor de saída do ADC é primeiro comparado a um valor-limite para fornecer um único bit (1 ou 0) para o valor de amostra, a fim de se minimizar requisitos de armazenamento. O sistema ou equipamento de estado então muda para um estado COMPARAR 308 no qual os valores no registro de deslocamento do histórico da amostra são comparados com um ou mais moldes e más- caras da sequência de piscadas, conforme descrito acima. Se uma combinação for detectada, um ou mais sinais de saída podem ser expressos, por exemplo para alternar o estado da lente para um estado de operação adormecido ou um estado de operação acordado ou para sinalizar o início do sono do usuário. O sistema ou equipamento de estado então muda para o estado FINALIZADO 310 e expressa um sinal bl_done para indicar que suas operações estão completas.
[0093] A Figura 4 ilustra uma trajetória de sinal do fotossensor ou fotodetector pd_rx_top que pode ser utilizada para detectar e tomar amostras dos níveis de luz recebidos. A trajetória de sinal pd_rx_top pode compreender um fotodiodo 402, um amplificador de transimpe-dância 404, um estágio de filtragem de ganho automático e de passa baixo 406 (AGC/LPF), e um ADC 408. O sinal adc_vref é inserido no ADC 408 a partir da fonte de energia 110 (vide Figura 1) ou, alternativamente, o mesmo pode ser fornecido a partir de um circuito dedicado dentro do conversor analógico-digital 408. A saída do ADC 408, adc_data, é transmitida para o bloco do processador de sinal digital e controlador de sistema 108/114 (vide Figura 1). Embora ilustrado na Figura 1 como os blocos individuais 108 e 114, para facilidade de explicação, o processador de sinal digital e o controlador de sistema são implementados, de preferência, em um único bloco 410. O sinal de ativação, adc_en, o sinal de início, adc_start, e o sinal de reinicialização, adc_rst_n são recebidos a partir do processador de sinal digital e controlador de sistema 410 enquanto o sinal completo, adc_complete, é transmitido a ele. O sinal de sincronismo, adc_clk, pode ser recebido a partir de uma fonte de relógio externa à trajetória de sinal, pd_rx_top, ou a partir do processador de sinal digital e controlador de sistema 410. É importante observar que o sinal adc_clk e o relógio do sistema podem estar rodando em frequências diferentes. Também é importante observar que qualquer quantidade de diferentes ADCs pode ser usada de acordo com a presente invenção, as quais podem ter diferentes interfaces e sinais de controle, mas que executam uma função similar de fornecer uma representação digital amostrada da saída da porção analógica da trajetória de sinal do fotossensor. A ativação de fotodetecção, pd_en, e o ganho de fotodetecção, pd_gain, são recebidos a partir do processador de sinal digital e controlador de sistema 410.
[0094] A Figura 5 ilustra um diagrama de blocos da lógica de condicionamento digital 500 para ser usada junto ao corpo para reduzir o valor do sinal de ADC recebido, adc_data, para um único valor de bit pd_data. A lógica de condicionamento digital 500 pode compreender um registro digital 502 para receber os dados, adc_data, da trajetória de sinal de fotodetecção pd_rx_top para fornecer um valor conservado no sinal adc_data_held. O registro digital 502 é configurado para aceitar um novo valor no sinal adc_data quando o sinal adc_complete é confirmado e para, de outro modo, manter a último valor aceito quando o sinal adc_complete é recebido. Desta forma, o sistema pode desativar a trajetória do sinal de fotodetecção quando os dados são finalizados para reduzir o consumo de corrente do sistema. O valor de dado mantido pode, então, ser rateado, por exemplo, por uma média de integração e reposição ou outros métodos de rateamento implementados em lógica digital, no circuito de criação de limite 504 para produzir um ou mais limites no sinal pd_th. O valor de dado mantido pode, então, ser comparado, através de um comparador 506, a uma ou mais limites para produzir um valor de dado de um bit no sinal pd_data. Será entendido que a operação de comparação pode empregar histerese ou comparação a um ou mais limites para minimizar ruído no sinal de saída pd_data. A lógica de condicionamento digital pode compreender adicionalmente um bloco de ajuste de ganho pd_gain_adj 508 para ajustar o ganho do estágio de ganho e filtragem de passa-baixo auto- mático 406 na trajetória de sinal de fotodetecção através do sinal pd_gain, ilustrado na Figura 4, de acordo com os valores de limite calculados e/ou de acordo com o valor de dados mantido. É importante observar que, nesta modalidade, palavras de seis bits fornecem resolução suficiente ao longo da faixa dinâmica para detecção de piscadela, mas reduz a complexidade. A Figura 5 ilustra uma modalidade alternativa que inclui fornecer um sinal de controle pd_gain_sdi, por exemplo, da interface de dados serial que possibilita que seja ignorado o controle de ganho automático determinado pelo bloco de ajuste de ganho pd_gain_adj 508.
[0095] Em uma modalidade, o circuito de geração de limite 504 compreende um detector de pico, um detector de vale e um circuito de cálculo de limite. Nesta modalidade, os valores de limite e controle de ganho podem ser gerados da seguinte forma. O detector de pico e o detector de vale são configurados para receber o valor mantido no sinal adc_data_held. O detector de pico é configurado adicionalmente para fornecer um valor de saída, pd_pk, que rastreia rapidamente aumentos no valor de adc_data_held e cai lentamente se o valor de adc_data_held cair. A operação é análoga àquela de um detector de envelope de diodo clássico, conforme é bem conhecido na arte elétrica. O detector de vale é configurado adicionalmente para fornecer um valor de saída, pd_vl, que rastreia rapidamente reduções no valor de adc_data_held e cai lentamente para um valor maior se o valor de adc_data_held aumentar. A operação do detector de vale também é análoga a um detector de envelope de diodo, com o resistor de descarga preso a uma tensão de fonte de alimentação positiva. O circuito de cálculo de limite é configurado para receber os valores pd_pl e pd_vl e é adicionalmente configurado para calcular um valor-limite de ponto médio pd_th_mid, com base na média dos valores pd_pk e pd_vl. O circuito de criação de limite 504 fornece o valor-limite pd_th com base no valor-limite de ponto médio pd_th_mid.
[0096] O circuito de geração de limite 504 pode ser ainda adaptado para atualizar os valores dos níveis de pd_pk e pd_vl em resposta a alterações no valor de pd_gain. Se o valor de pd_gain aumentar por uma etapa, então os valores de pd_pk e pd_vl são aumentados por um fator igual ao aumento de ganho esperado na trajetória do sinal de fo-todetecção. Se o valor de pd_gain diminuir por uma etapa, então os valores de pd_pk e pd_val são reduzidos por um fator igual à redução de ganho esperada na trajetória do sinal de fotodetecção. Desta maneira, os estados do detector de pico e dos detectores de vale, conforme mantidos nos valores pd_pk e pd_vl, respectivamente, e o valor-limite pd_th conforme calculado a partir dos valores pd_pk e pd_vl, são atualizados para se igualar a alterações no ganho da trajetória de sinal, evitando assim descontinuidades ou outras alterações no estado ou valor, resultantes apenas da alteração intencional no ganho da trajetória de sinal de fotodetecção.
[0097] Em uma modalidade adicional do circuito de criação de limite 504, o circuito de cálculo de limite pode ser adicionalmente configurado para calcular um valor-limite pd_th_pk com base em uma proporção ou porcentagem do valor pd_pk. Em uma modalidade preferencial o pd_th_pk pode ser vantajosamente configurado para ser sete oitavos do valor pd_pk, um cálculo que pode ser implementado com um deslocamento para a direita por três bits simples e uma subtração, como é bem conhecido na técnica relevante. O circuito de cálculo de limite pode selecionar o valor-limite pd_th para ser o menor dentre pd_th_mid e pd_th_pk. Desta forma, o valor de pd_th nunca será igual ao valor de pd_pk, mesmo após longos períodos de luz incidente constante sobre o fotodiodo, o que pode resultar nos valores de pd_pk e pd_vl sendo iguais. Deve-se considerar que o valor de pd_th_pk garante detecção de uma piscadela após longos intervalos. O comportamento do circuito de geração de limite é ilustrado adicionalmente na Figura 9, como discutido subsequentemente.
[0098] A Figura 6 ilustra um diagrama de blocos da lógica de detecção digital 600 que pode ser usada para implementar um algoritmo de detecção de piscadela digital de acordo com uma modalidade da presente invenção. A lógica de detecção digital 600 pode compreender um registro de deslocamento 602 adaptado para receber os dados da trajetória do sinal de fotodetecção pd_rx_top, Figura 4, ou da lógica de condicionamento digital, Figura 5, conforme ilustrado aqui no sinal pd_data, que tem um valor de um bit. O registro de deslocamento 602 mantém um histórico dos valores de amostra recebidos, aqui em um registro de 24 bits. A lógica de detecção digital 600 compreende, adicionalmente, um bloco de comparação 604, adaptado para receber o histórico da amostra e um ou mais moldes de piscadela bl_tpl e máscaras de piscadela bl_mask com base no estado de operação (se necessário) e é configurada para indicar uma combinação a um ou mais moldes e máscaras em um ou mais sinais de saída que podem ser conservados para uso posterior. Em ao menos uma modalidade, o estado de operação determina o conjunto de modelos bl_tpl e máscaras de piscadela _bl_mask a ser utilizado pelo bloco de comparação 604. Em ao menos um conjunto de modelos bl_tpl, há pelo menos um modelo de sono representativo do usuário que adormece. Em uma modalidade alternativa, a lógica de detecção digital 600 compreende um bloco de comparação, adaptado para conter um ou mais modelos de sono e é configurado para indicar uma combinação com um ou mais modelos e máscaras em um ou mais sinais de saída que podem ser mantidos para uso posterior. Em tal modalidade alternativa, a lente não tem estados de operação adormecido e acordado.
[0099] A saída do bloco de comparação 604 é trancada através de um flip-flop D 606. A lógica de detecção digital 600 pode compreender adicionalmente um contador 608 ou outra lógica para suprimir comparações sucessivas que podem estar no mesmo histórico de amostra estabelecido em pequenos deslocamentos devido a operações de mascaramento. Em uma modalidade preferencial, o histórico da amostra é removido ou reinicializado após uma combinação positiva ser encontrada, exigindo assim que uma nova combinação completa de sequência de piscadas seja amostrada antes de ser capaz de identificar uma combinação subsequente. A lógica de detecção digital 600 pode ainda compreender um equipamento de estado ou circuito de controle similar para fornecer os sinais de controle à trajetória do sinal de foto-detecção e ao ADC. Em algumas modalidades, os sinais de controle podem ser gerados por um equipamento de estado de controle que é separado da lógica de detecção digital 600. Este equipamento de estado de controle pode fazer parte do processador de sinal digital e controlador de sistema 410.
[00100] A Figura 7 ilustra um diagrama de temporização dos sinais de controle fornecidos a partir de um subsistema de detecção de piscadela a um ADC 408 (Figura 4) usado em uma trajetória do sinal de fotodetecção. Os sinais de permissão e relógio adc_en, adc_rst_n e adc_clk são ativados no início de uma sequência de amostra e continuam até que o processo de conversão de analógico para digital é finalizado. Em uma modalidade, o processo de conversão de ADC tem início quando um pulso é fornecido no sinal adc_start. O valor de saída do ADC é mantido em um sinal adc_data e finalização do processo é indicada pela lógica de conversão de analógico para digital em um sinal adc_complete. Também é ilustrado na Figura 7 o sinal pd_gain que é utilizado para ajustar o ganho dos amplificadores antes do ADC. O sinal é mostrado como sendo ajustado antes do tempo de aquecimento para permitir que a inclinação do circuito analógico e dos níveis de sinal se estabilizem antes da conversão.
[00101] A Figura 8A ilustra um controlador de sistema digital 800 compreendendo um subsistema de detecção digital de piscadela dig_blink 802. O subsistema de detecção digital de piscadela dig_blink 802 pode ser controlado por um equipamento de estado mestre digjnaster 804 e pode ser adaptado para receber sinais de relógio de um gerador de relógio clkgen 806 externo ao controlador de sistema digital 800. O subsistema de detecção digital de piscadela dig_blink 802 pode ser adaptado para fornecer sinais de controle e receber sinais de um subsistema de fotodetecção, conforme descrito acima. O subsistema de detecção digital de piscadela dig_blink 802 pode compreender lógica de condicionamento digital e lógica de detecção digital, conforme descrito acima, em adição a um equipamento de estado para controlar a sequência de operações em um algoritmo de detecção de piscadela. O subsistema de detecção digital de piscadela dig_blink 802 pode ser adaptado para receber um sinal de ativação do equipamento de estado mestre 804 e para fornecer uma indicação de término ou finalização e uma indicação de detecção de piscadela de volta para o equipamento de estado mestre 804.
[00102] Em uma modalidade alternativa, a Figura 8B ilustra um controlador de sistema digital 850 compreendendo um subsistema de detecção digital de sono dig_sleep 852. O subsistema de detecção digital de sono dig_sleep 852 pode ser controlado por um equipamento de estado mestre digjnaster 854 e pode ser adaptado para receber sinais de relógio de um gerador de relógio clkgen 856 externo ao controlador de sistema digital 850. O subsistema de detecção digital de sono dig_sleep 852 pode ser adaptado para fornecer sinais de controle e receber sinais de um subsistema de fotodetecção, conforme descrito acima. O subsistema de detecção digital de sono dig_sleep 852 pode compreender lógica de condicionamento digital e lógica de detecção digital, conforme descrito acima, em adição a um equipamento de es- tado para controlar a sequência de operações em um algoritmo de detecção de sono. O subsistema de detecção digital de sono dig_sleep 852 pode ser adaptado para receber um sinal de ativação do equipamento de estado mestre 854 e para fornecer uma indicação de término ou finalização e uma indicação de detecção de sono de volta para o equipamento de estado mestre 854.
[00103] Em uma modalidade alternativa à qualquer umas das modalidades ilustradas nas Figuras 8A e 8B, um relógio é conectado ao gerador do relógio 806 para rastrear o tempo desde que a lente começou a operação, e fornecer um sinal do registro de horário ao mecanismo de alerta em uma modalidade onde o mecanismo de alerta registra dados referentes à iniciação e ao término do sono pelo usuário de modo que, quando os dados são transmitidos (ou enviados) da lente para um dispositivo externo utilizando, por exemplo, ao menos um componente de comunicação eletrônico, o dispositivo externo seja capaz de determinar em quais períodos de tempo o usuário estava adormecido enquanto usava a lente por meio do cálculo reverso da hora do dia com base no registro de horário da lente e a hora atual no dispositivo externo quando os dados são transmitidos conforme comparado ao registro de horários registrado.
[00104] As Figuras 9A a 9G fornecem formas de ondas para ilustrar a operação do circuito de criação de limite e controle de ganho automático (Figura 5). A Figura 9A ilustra um exemplo de fotocorrente em função do tempo, conforme podería ser fornecido por um fotodiodo em resposta a diferentes níveis de luz. Na primeira porção do gráfico, o nível de luz e a fotocorrente resultante são relativamente baixos em comparação a na segunda porção do gráfico. Nas primeira e segunda porções da plotagem, percebe-se que uma piscadela dupla reduz a luz e a fotocorrente. Observa-se que a atenuação da luz pela pálpebra pode não ser cem (100) por cento, mas um valor mais baixo depen- dendo das propriedades de transmissão da pálpebra para os comprimentos de onda de luz incidente no olho. A Figura 9B ilustra o valor de adc_data_held que é capturado em resposta à forma de onda de foto-corrente da Figura 9A. Por uma questão de simplicidade, o valor de adc_data_held é ilustrado como um sinal analógico contínuo e não uma série de amostras digitais distintas. Deve-se considerar que os valores de amostra digital irão corresponder ao nível ilustrado na Figura 9B nos tempos de amostragem correspondentes. As linhas tracejadas na face superior e na face inferior do gráfico indicam os valores máximo e mínimo dos sinais adc_data e adc_data_held. A faixa de valores entre o mínimo e o máximo também é conhecida como a faixa dinâmica do sinal adc_data. Conforme discutido abaixo, o ganho da trajetória de sinal de fotodetecção é diferente (inferior) na segunda porção do gráfico. Em geral, o valor de adc_data_held é diretamente proporcional à fotocorrente, e as alterações de ganho afetam apenas a razão ou a constante de proporcionalidade. A Figura 9C ilustra os valores de pd_pk, pd_vl e pd_th_mid calculados em resposta ao valor de adc_data_held pelo circuito de geração de limite. A Figura 9D ilustra os valores de pd_pk, pd_vl e pd_th_pk calculados em resposta ao valor de adc_data_held em algumas modalidades do circuito de geração de limite. Observa-se que o valor pd_th_pk é sempre alguma proporção do valor pd_pk. A Figura 9E ilustra o valor de adc_data_held com os valores de pd_th_mid e pd_th_pk. Observa-se que durante longos períodos de tempo onde o valor adc_data_held é relativamente constante, o valor pd_th_mid se torna igual ao valor adc_data_held conforme o valor pd_vl cai no mesmo nível. O valor de pd_th_pk sempre permanece algo abaixo do valor de adc_data_held. Também é ilustrada na Figura 9E a seleção de pd_th, onde o valor de pd_th é selecionado para ser o menor dentre pd_th_pk e pd_th_mid. Desta forma, o limite é sempre estabelecido a alguma distância do valor de pd_pk, evitando falsas transições no pd_data devido ao ruído na fotocorrente e nos sinais adc_data_held. A Figura 9F ilustra o valor de pd_data gerado por comparação entre o valor de adc_data_held e o valor pd_th. Observa-se que o sinal pd_data é um sinal de dois valores que é baixo quando uma piscadela está ocorrendo. A Figura 9G ilustra um valor de tia_gain em função do tempo para estes exemplos de formas de onda. O valor de tia_gain é estabelecido mais baixo quando o pd_th começa a ultrapassar um limite alto mostrado como agc_pk_th na Figura 9E. Será entendido que um comportamento similar ocorre para aumentar o tia_gain quando pd_th começa a cair abaixo de um limite baixo. Observando-se novamente a segunda porção de cada uma das Figuras de 9A a 9E, o efeito do tia_gain menor é claro. Em particular, observa-se que o valor adc_data_held é mantido próximo ao meio da faixa dinâmica dos sinais adc_data e adc_data_held. Adicionalmente, é importante observar que os valores de pd_pk e pd_vl são atualizados de acordo com a alteração de ganho, conforme descrito acima, de modo que descontinuidades sejam evitadas nos estados e valores do detector de pico e vale devido somente a alterações no ganho da trajetória do sinal de fotodetecção.
[00105] A Figura 10 ilustra características de bloqueio de luz e passagem de luz em uma matriz de circuito integrado 1000. A matriz de circuito integrado 1000 compreende uma região de passagem de luz 1002, uma região de bloqueio de luz 1004, blocos de ligação 1006, aberturas de passivação 1008, e aberturas da camada de bloqueio de luz 1010. A região de passagem de luz 1002 está situada acima de fotossensores (não ilustrados), por exemplo, um conjunto de fotodio-dos implementados no processo do semicondutor. Em pelo menos uma modalidade, a região de passagem de luz 1002 permite que o máximo de luz possível alcance os fotossensores, maximizando, assim, sua sensibilidade. Isto pode ser feito através da remoção de poli- silício, metal, óxido, nitreto, poli-imida, e outras camadas acima dos fotorreceptores, conforme permitido no processo semicondutor utilizado para a fabricação ou em um processamento posterior. A área de passagem de luz 1002 também pode receber outros processamentos especais para otimizar a detecção de luz, por exemplo, um revestimento, filtro e/ou difusor antirreflexivos. A região de bloqueio de luz 1004 pode cobrir outros circuitos na matriz que não necessitam de exposição à luz. O desempenho dos outros circuitos pode ser degradado por fotocorrentes, por exemplo, alterando as tensões de inclinação e frequências de oscilador em circuitos de corrente ultra-baixa necessários para a incorporação em lentes de contato, conforme mencionado anteriormente. A região de bloqueio de luz 1004 é, de preferência, formada com um material delgado, opaco e reflexivo, por exemplo, alumínio ou cobre, já usados no processamento de uma pastilha semi-condutora e processamento posterior. Se implementado com metal, o material que forma a região de bloqueio de luz 1004 deve ser isolado dos circuitos abaixo e das áreas de ligação 1006 para evitar condições de curto-circuito. Tal isolamento pode ser fornecido pela passivação já presente na matriz como parte da passivação de tablete normal, por exemplo, óxido, nitreto, e/ou poli-imida, ou com outro dielétrico adicionado durante processamento posterior. O mascaramento permite aberturas na camada de bloqueio de luz 1010, de modo que o metal de bloqueio de luz condutivo não sobrepõe as áreas de ligação na matriz. A região de bloqueio de luz 1004 está coberta com dielétrico ou passivação adicionais para proteger a matriz e evitar curtos-circuitos durante fixação da matriz. Esta passivação final tem aberturas de passivação 1008 para permitir a conexão aos blocos de ligação 1006.
[00106] A Figura 11 ilustra uma lente de contato com um elemento de inserção eletrônico compreendendo um sistema de detecção de piscadela de acordo com as presentes modalidades (da invenção). A lente de contato 1100 compreende uma porção de plástico macio 1102 que compreende um elemento de inserção eletrônico 1104. Este inser-to 1104 inclui uma lente 1106 que é ativada pelos eletrônicos, por exemplo, se focando próximo ou longe dependendo da ativação. O circuito integrado 1108 se apoia sobre o elemento de inserção 1104 e se conecta às baterias 1110, à lente 1106, e a outros componentes, conforme for necessário para o sistema. O circuito integrado 1108 inclui um fotossensor 1112 e circuitos de trajetória de sinal do fotodetec-tor associados. O fotossensor 1112 está voltado para fora através do elemento de inserção da lente e para longe do olho, e é então capaz de receber a luz ambiente. O fotossensor 1112 pode ser implementado no circuito integrado 1108 (conforme mostrado) por exemplo, como um fotodiodo único ou conjunto de fotodiodos. O fotossensor 1112 pode, também, ser implementado como um dispositivo separado montado sobre o elemento de inserção 1104 e conectado com conexões elétricas 1114. Quando a pálpebra se fecha, o elemento de inserção da lente 1104, inclusive o fotodetector 1112 é coberto, reduzindo assim o nível de luz incidente sobre o fotodetector 1112. O fotodetector 1112 é capaz de medir a luz ambiente para determinar se o usuário está piscando ou não. Com base nessa revelação um versado na técnica deveria observar que o fotodetector 112 pode ser substituído ou aumentado por outros sensores discutidos nessa revelação.
[00107] Modalidades adicionais do algoritmo de detecção de piscadela podem permitir uma variação maior na duração e espaçamento da sequência de piscadela, por exemplo por temporização do início de uma segunda piscadela com base no tempo de finalização medido de uma primeira piscadela, ao invés de usar um modelo fixo, ou por ampliação dos intervalos "ignorados" da máscara (valores 0).
[00108] Deve-se considerar que o algoritmo de detecção de piscadela e/ou algoritmo de detecção de sono pode ser implementado em lógica digital ou em software rodando em um microcontrolador. A lógica ou microcontrolador de algoritmo pode ser implementado em um único circuito integrado para aplicação específica, ASIC, com um circuito de trajetória de sinal de fotodetecção e um controlador de sistema, ou ele pode ser particionado ao longo de mais de um circuito integrado.
[00109] De acordo com uma outra modalidade, uma lente oftálmica energizada ou eletrônica pode incorporar um sensor de posição da pálpebra. Sabe-se que as pálpebras protegem o globo de várias formas, incluindo o reflexo de piscadela e a ação de dispersão de lágrima. O reflexo de piscadela das pálpebras evita trauma ao globo ao fechar rapidamente ao perceber uma ameaça ao olho. A piscadela também dispersa lágrimas sobre a superfície do globo para manter o mesmo úmido e retirar bactérias por enxágue e outras matérias estranhas. Mas o movimento das pálpebras também pode indicar outras ações ou funções contrárias além de serem utilizadas para alertar e/ou rastrear quando um indivíduo (ou usuário) está usando uma lente oftálmica eletrônica que ele ou ela está em perigo de adormecer. Também é importante observar que o dado percebido, em adição a ou em uso alternativo pode simplesmente ser utilizado como parte de um processo de coleta ao invés de um evento de acionamento. Por exemplo, os dados percebidos podem ser coletados, armazenados e utilizados no tratamento de condições médicas ou no registro de quantidade de sono. Em outras palavras, deveria ser entendido que um dispositivo que utiliza tal sensor pode não mudar o estado de maneira visível para o usuário; ao invés disso, o dispositivo pode simplesmente registrar dados. Por exemplo, tal sensor podería ser utilizado para determinar se um usuário adormeceu durante um turno de trabalho.
[00110] Com relação agora à Figura 12A, é ilustrado um sistema sensor de posição da pálpebra em um olho 1200. O sistema é incorpo- rado a uma lente de contato 1202. As pálpebras superior e inferior são mostradas, com a pálpebra superior tendo locais possíveis 1201, 1203 e 1205 em ordem de fechamento crescente. A pálpebra inferior também é ilustrada com níveis de fechamento que correspondes à pálpebra superior; a saber, os locais 1207, 1209 e 1205. Quando as pálpebras são fechadas, as mesmas ocupam a mesma posição; a saber, 1205. A lente de contato 1202 de acordo com a modalidade compreende um conjunto de sensores 1204. Esse conjunto de sensores 1204 inclui um ou mais fotossensores. Nessa modalidade, o conjunto de sensores 1204 compreende doze (12) fotossensores 1206a a 12061. Com a pálpebra superior na posição 1201 e a pálpebra inferior na posição 1207, todos os fotossensores 1206a a 12061 são expostos e recebem luz ambiente, criando, assim, uma fotocorrente que pode ser detectada por um circuito eletrônico descrito no presente documento. Com as pálpebras parcialmente fechadas nas posições 1203 e 1209, os fotossensores superior e inferior 1206a e 1206b são cobertos, recebem menos luz que os outros fotossensores 1206c a 12061, e emitem uma corrente inferior de modo correspondente que pode ser detectada pelo circuito eletrônico. Com as pálpebras totalmente fechadas na posição 1205, todos os sensores 1206a a 12061 são cobertos com uma redução correspondente na corrente. Esse sistema pode ser utilizado para detectar a posição da pálpebra mediante a amostragem de cada fotossensor na matriz do sensor e a utilização da saída da fotocorrente em função da posição do sensor para determinar a posição da pálpebra, por exemplo, se as pálpebras superior e inferior não abrem completamente após as piscadelas indicando possível início de sono ou fadiga. Será observado que os fotossensores deveríam ser colocados em locais adequados sobre a lente de contato, por exemplo, fornecendo locais de amostra suficientes para determinar confiavel-mente a posição da pálpebra enquanto não obstrui a zona óptica lím- pida (por alto, a área ocupada por uma pupila dilatada). Esse sistema também pode ser usado para detectar piscadelas, pela amostragem dos sensores de maneira habitual e pela comparação das medições ao longo do tempo. Em uma modalidade alternativa, fotossensores 1206a'-1206l' de um conjunto de sensores 1204' formam um padrão arqueado ao redor da pupila enquanto são verticalmente espaçados entre si conforme ilustrado, por exemplo, na Figura 12B. Sob qualquer modalidade ilustrada, o versado na técnica deve considerar que um número diferente de 12 pode ser utilizado no conjunto de sensores. Exemplos incluem adicionalmente um número em uma faixa de 3 a 15 (incluindo os pontos finais em ao menos uma modalidade) em mais particularmente, um número em uma faixa de 4 a 8 (incluindo os pontos finais em ao menos uma modalidade).
[00111] A Figura 13 ilustra um sistema no qual dois olhos 1300 são parcialmente cobertos com as lentes de contatos 1302. Os conjuntos de sensores 1304 estão presentes em ambas as lentes de contatos 1302 para determinar a posição da pálpebra, conforme anteriormente descrito em relação à Figura 12A. Nessa modalidade, as lentes de contatos 1302 compreendem, cada uma, um componente de comunicação eletrônica 1306. O componente de comunicação eletrônica 1306 em cada lente de contato 1302 permite que ocorra comunicação bidi-recional entre as lentes de contatos 1302. Os componentes de comunicação eletrônica 1306 podem compreender transceptores de frequência de rádio (RF), antenas, circuito de interface para fotossensores 1308, e componentes eletrônicos associados ou similares. O canal de comunicação representado pela linha 1310 pode compreender transmissões de RF na frequência e potência adequadas com um protocolo de dados apropriado para permitir comunicação eficaz entre as lentes de contatos 1302. A transmissão de dados entre as duas lentes de contatos 1302 pode, por exemplo, verificar que ambas as pálpebras fecharam a fim de detectar uma piscadela proposital verdadeira ao invés de um piscamento ou piscadela involuntária. A transmissão pode também permitir que um sistema determine se ambas as pálpebras fecharam em uma proporção similar, por exemplo, aquela que está associada a um usuário lendo de perto. A transmissão de dados pode também ocorrer em um dispositivo externo, por exemplo, óculos, um emplastro usado na haste de usuário, ou um telefone inteligente (ou outro sistema com base em processador). Em ao menos um exemplo, um remendo usado pelo usuário inclui um transdutor ativado pelo mecanismo de alerta para alertar o usuário caso tenha adormecido. Em ao menos uma modalidade, os componentes de comunicação eletrônica possibilitam a transmissão dos dados de sono registrados no smartphone (ou outro dispositivo externo). Assim, os componentes de comunicação eletrônica 1306 podem estar presentes em apenas uma lente em ao menos uma modalidade alternativa. Em uma modalidade alternativa, um acelerômetro presente no smartphone (ou outro dispositivo equipado com acelerômetro com capacidade de transmissão) usado pelo indivíduo fornece dados de movimento para uso na checagem cuidadosa de uma determinação de sono, como uma falta de movimento geral é indicativa da possibilidade do sono ou dados indicativos do indivíduo estando estacionário.
[00112] As Figuras 14A e 14B ilustram um sistema eletrônico 1400 no qual fotossensores de posição da pálpebra, conforme apresentado acima, são usados para acionar atividade em uma lente de contato 1402 ou, mais especificamente, em uma lente oftálmica energizada ou eletrônica. A Figura 14A mostra o sistema eletrônico 1400 na lente 1402 e a Figura 14B é uma vista explodida do sistema 1400. A luz 1401 é incidente sobre um ou mais fotossensores 1404 conforme anteriormente descrito em relação à Figura 12. Esses fotossensores 1404 podem ser implantados com fotodiodos, sensores de sulfureto de cádmio (CdS), ou outras tecnologias adequadas para converter luz ambiente em corrente. Dependendo da escolha de fotossensores 1404, os amplificadores 1406, ou outro circuito adequado, podem ser necessários para condicionar os sinais de entrada para uso por circuitos subsequentes ou a jusante. Um multiplexador 1408 permite que um único conversor analógico-para-digital 1410 (ou ADC) aceite entradas de múltiplos fotossensores 1404. O multiplexador 1408 pode ser colocado imediatamente após os fotossensores 1404, antes dos amplificadores 1406, ou podem não ser usados dependendo das considerações para consumo de corrente, tamanho de matriz e complexidade de modelo. Visto que múltiplos fotossensores 1404 são necessários em várias posições no olho para detectar a posição da pálpebra, compartilhar componentes de processamento a jusante (por exemplo, amplificadores, um conversor analógico em digital e processadores de sinal digital) pode reduzir significativamente o tamanho necessário para o circuito eletrônico. Os amplificadores 1406 criam uma saída proporcional à entrada, com ganho, e podem funcionar como amplificadores de transimpedância que convertem corrente de entrada em tensão de saída. Os amplificadores 1406 podem amplificar um sinal a um nível utilizável pelo restante do sistema, como dando ao sinal tensão e energia suficientes para ele ser capturado pelo ADC 1410. Por exemplo, os amplificadores 1406 podem ser necessários para direcionar blocos subsequentes, visto que a saída dos fotossensores 1404 pode ser bem pequena e pode ser usada em ambientes de luz baixa. Os amplificadores 1406 também podem ser implantados como amplificadores de ganho variável, sendo que o seu ganho pode ser ajustado por um controlador de sistema 1412 a fim de maximizar a faixa dinâmica do sistema 1400. Em adição ao fornecimento de ganho, os amplificadores 1406 podem incluir outro circuito de condicionamento de sinal analógico, como filtração e outro circuito adequado às saídas do fotossensor 1404 e do amplificador 1406. Os amplificadores 1406 podem compreender qualquer dispositivo adequado para a amplificação e condicionamento da saída de sinal pelo fotossensor 1404. Por exemplo, os amplificadores 1404 podem compreender simplesmente um único amplificador operacional, ou um circuito mais complicado que compreende um ou mais amplificadores operacionais.
[00113] Conforme apresentado acima, os fotossensores 1404 e os amplificadores 1406 são configurados para detectar luz incidente 1401 em várias posições no olho e converter a corrente de entrada em um sinal digital utilizável essencialmente pelo controlador de sistema 1412. O controlador de sistema 1412 é, de preferência, pré-pro-gramado para tomar amostras de cada fotossensor 1404 no olho para detectar a posição da pálpebra e fornecer um sinal de saída adequado para um mecanismo de alerta 1414. O controlador de sistema 1412 compreende também memória associada. O controlador de sistema 1412 pode combinar amostras recentes dos fotossensores 1404 a padrões pré-programados correlacionados a posições de encerramento de olhos e abertura de pálpebra. Por exemplo, quando o padrão combina com o de fechamento parcial de ambas as pálpebras associado com fadiga, o controlador de sistema 1412 pode acionar o mecanismo de alerta 1414 para alertar o usuário e/ou dados do registro. Pode ser necessário gravar os padrões de pálpebra do usuário sob várias situações de luz ambiente e distância focal a fim de programar o controlador de sistema 1412 para detecção confiável. O sistema 1400 pode precisar diferenciar entre as alterações da posição da pálpebra, alterações normais na luz ambiente, sombras e outros fenômenos. A diferenciação pode ser realizada através de seleção apropriada da frequência de amostragem, ganho de amplificador e outros parâmetros de sistema, otimização de colocação de sensores na lente de contato, determinação de padrões de posição da pálpebra, gravação de luz ambiente, comparar cada fotossensor a fotossensores adjacentes e a outros fotossensores, e outras técnicas para discernir a posição da pálpebra de modo inequívoco.
[00114] Nessa modalidade, o ADC 1410 pode ser usado para converter uma saída de sinal analógico contínua dos amplificadores 1406 através do multiplexador em um sinal digital amostrado adequado para processamento de sinal adicional. Por exemplo, o ADC 1410 pode converter uma saída de sinal analógico dos amplificadores 1406 em um sinal digital que pode ser utilizável pelos circuitos subsequentes ou a jusante, como um sistema ou microprocessador de processamento de sinal digital 1416. Um sistema de processamento de sinal digital ou processador de sinal digital 1416 pode ser usado para processar sinal digital, incluindo um ou mais de filtrar, processar, detectar, e manipu-lar/processar de outro modo os dados amostrados para permitir a detecção de luz incidente para uso posterior. O processador de sinal digital 1416 pode ser pré-programado com vários padrões de pálpebra. O processador de sinal digital 1416 compreende também memória associada em ao menos uma modalidade. O processador de sinal digital 1416 pode ser implantado utilizando-se circuito analógico, circuito digital, software e/ou, de preferência, uma combinação dos mesmos. O ADC 1410 junto com os amplificadores 1406 e o processador de sinal digital 1416 associados são ativados a uma taxa adequada em conformidade com a taxa de amostragem anteriormente descrita, por exemplo, a cada cem (100) ms.
[00115] Uma fonte de energia 1418 fornece energia para inúmeros componentes que compreendem o sistema sensor de posição da pálpebra 1400. A fonte de energia 1418 também pode ser utilizada para fornecer energia a outros dispositivos na lente de contato. A energia pode ser fornecida a partir de uma batería, de um coletor de energia, ou outros meios adequados tal como é conhecido do versado na técni- ca. Essencialmente, qualquer tipo de fonte de energia 1418 pode ser usado para fornecer energia confiável para todos os outros componentes do sistema. Um padrão da matriz de sensor de posição da pálpebra, processado de analógico para digital, pode possibilitar ativação do controlador de sistema 1412 ou uma porção do controlador de sistema 1412. Adicionalmente, o controlador de sistema 1412 pode controlar outros aspectos de uma lente de contato energizada dependendo da entrada do processador de sinal digital 1408 como, por exemplo, ativar o mecanismo de alerta 1414.
[00116] Com relação agora à Figura 15, é ilustrada uma característica de saída para três fotossensores posicionados em três posições verticais diferentes na lente de contato. As características de saída podem representar a corrente proporcional à luz incidente em cada fotossensor ou podem representar um sinal a jusante, por exemplo, valores de dados amostrados digitais em função do tempo na saída do ADC (elemento 1410 na Figura 14B). A luz incidente total 1502 aumenta, permanece estacionária, então diminui, por exemplo, ao caminhar de um ambiente escuro para um corredor claro, então de volta para o ambiente escuro. Todos os três fotossensores 1504, 1506 e 1508 emitiríam um sinal similar àquele da luz ambiente se a pálpebra permaneceu aberta, ilustrado por linhas pontilhadas 1501 e 1503 para os fotossensores 1504 e 1508. Em adição à alteração do nível de luz ambiente 1502, o fechamento das pálpebras é indicado pela posição 1510, diferente daquela das posições de pálpebra aberta 1512 e 1514. Quando a pálpebra fecha parcialmente, o fotossensor superior 1504 torna-se coberto pela pálpebra superior e emite um nível inferior de modo correspondente devido à obstrução do fotossensor pela pálpebra. Apesar da luz ambiente 1502 crescente, o fotossensor 1504 recebe menos luz e emite um sinal inferior devido à pálpebra parcialmente fechada. É observada resposta similar com o fotossensor 1508 que se torna coberto. O sensor médio 1506 não é coberto durante encerramento e, dessa forma, continua a ver o nível de luz aumentar, com um aumento correspondente no nível de saída. Embora esse exemplo ilustre um caso particular, deveria ser evidente que várias configurações de posição de sensor e movimento de pálpebra poderíam ser detectadas.
[00117] As Figuras 16A e 16B ilustram um sistema de detecção alternativo 1600 incorporado em uma lente de contato 1602. Mais uma vez, a Figura 16A mostra o sistema 1600 na lente 1602, e a Figura 16B é uma vista explodida do sistema 1600. Nessa modalidade, sensores de toque capacitivo 1604 são utilizados ao invés de fotossenso-res. Os sensores de toque capacitivo são comuns na indústria eletrônica, por exemplo, em telas sensíveis ao toque. O princípio básico é que um capacitor variável 1604 é implantado de maneira física de modo que a capacitância varie com a proximidade ou toque, por exemplo, implantando-se uma grade coberta por um dielétrico. Os condicionadores de sensor 1606 criam um sinal de saída proporcional à capacitância, por exemplo, mediante a medição da alteração em um oscilador que compreende o capacitor variável ou captando-se a razão entre o capacitor variável e o capacitor fixo com um sinal de CA de frequência fixa. A saída dos condicionadores de sensor 1606 pode ser combinada com um multiplexador 1608 para reduzir o circuito a jusante. Nessa modalidade, o circuito de condicionamento de sinal necessário conforme descrito acima em relação à Figura 14 é omitido por uma questão de simplicidade. Um controlador de sistema 1610 recebe entradas do condicionador de sensor de capacitância 1606 através do multiplexador 1608, por exemplo, através da ativação de cada sensor em ordem e da gravação dos valores. O mesmo pode, então, comparar valores medidos a padrões pré-programados e a amostras históricas para determinar a posição da pálpebra. O mesmo pode, então, ativar uma função em um mecanismo de alerta 1612, por exemplo, fazer com que uma lente de foco variável altere para uma distância focal mais próxima. Os sensores de toque de capacitor 1604 podem ser exibidos em um padrão física similar àquele anteriormente descrito para os fotodetectores, mas seriam otimizados para detectar alterações na capacitância com a posição da pálpebra. Os sensores, e para a matéria, todo o sistema eletrônico, seriam encapsulados e isolados do ambiente salino de lente de contato. Já que a pálpebra cobre um sensor 1604, a alteração na capacitância seria detectada ao invés da alteração na luz ambiente anteriormente descrita. A Figura 16B ilustra também a inclusão de uma fonte de energia 1614 em ao menos uma modalidade.
[00118] É importante observar que o ADC e o circuito de processamento de sinal digital podem ser utilizados de acordo com os sensores de toque capacitivo, se necessário, conforme ilustrado com relação aos fotossensores da Figura 14B. Em uma modalidade alternativa, os sensores de toque capacitivo são qualquer sensor de pressão. Em uma outra modalidade, há uma combinação de fotossensores e sensores de pressão na lente.
[00119] Em uma modalidade, os elementos eletrônicos e intercone-xões eletrônicas são produzidas na zona periférica de uma lente de contato e não na zona óptica. De acordo com uma modalidade alternativa, é importante observar que o posicionamento dos elementos eletrônicos não precisa ser limitado à zona periférica da lente de contato. Todos os componentes eletrônicos aqui descritos podem ser fabricados utilizando-se tecnologia de filme delgado e/ou materiais transparentes. Se estas tecnologias forem utilizadas, os componentes eletrônicos podem ser colocados em qualquer local adequado, contanto que os mesmos sejam compatíveis com os elementos ópticos.
[00120] As Figuras 17A a 17D ilustram uma modalidade alternativa onde o sistema sensor de posição da pálpebra é um sensor que tem uma tira que cobre uma pluralidade de pontos verticais ao longo da lente de contato 1702 que trabalha em conjunto com o circuito 1700. Um exemplo de um sensor que pode ter uma configuração de tira é um sensor de capacitância. A Figura 17A ilustra um exemplo onde a tira 1708 é substancialmente reta na lente de contato 1702. Embora a tira 1708 seja ilustrada como sendo orientada paralela a uma linha que bissecciona a lente de contato 1702, ela pode ter uma orientação inclinada com relação à linha de bissecção ou ter um formato arqueado. A Figura 17B ilustra um exemplo onde a tira 1708a percorre uma passagem em serpentina ao longo da lente de contato 1702. Na modalidade ilustrada na Figura 17C, a configuração em serpentina da tira 1708b aumentará a mudança na capacitância detectada pelo circuito 1700 à medida que as pálpebras se aproximam de um estado fechado. O nível de mudança de capacitância informará a quantidade de fechamento da pálpebra. Outro exemplo de um sensor que pode ter uma configuração de tira é um transdutor de pressão piezoelétrico com um diafragma e uma base tendo uma configuração de tira. À medida que as pálpebras se fecham, uma pressão adicional será aplicada pelas pálpebras contra o transdutor de pressão piezoelétrica possibilitando, dessa forma, capacidade de determinar o nível de fechamento da pálpebra. A detecção contínua ao longo do eixo vertical fornece uma gra-nularidade melhorada sobre uma pluralidade de sensores, fornecendo, dessa forma, a medição melhorada da localização da pálpebra. A Figura 17D ilustra um circuito elétrico que pode ser utilizado em conjunto com os sensores de tiras 1708, 1708a, 1708b incluindo um controlador de sistema 1710, um mecanismo de alerta 1712 e uma fonte de energia 1714. Em uma outra modalidade alternativa, há múltiplas tiras presentes. Uma vantagem de uma configuração de tira em serpentina e/ou inclinada reside em que a posição da pálpebra pode ainda ser detectada mesmo se a lente de contato estiver orientada incorretamente.
[00121] As atividades do bloco de processamento de sinal digital e do controlador de sistema (1416 e 1412 na Figura 14B, respectivamente, o controlador de sistema 1610 na Figura 16B e o controlador de sistema 1710 na Figura 17D) dependem das entradas de sensor disponíveis, do ambiente e das reações do usuário. Os limites de entrada, reação e decisão podem ser determinados a partir de um ou mais algoritmo de pesquisa oftálmica, pré-programação, treinamento e adaptativos/de aprendizado. Por exemplo, as características gerais do movimento da pálpebra podem ser bem documentadas na literatura, aplicáveis a uma ampla população de usuários, e pré-programadas no controlador de sistema. Entretanto, os desvios de um indivíduo da resposta geral esperada e/ou mudanças na frequência de piscadela podem ser registrados em uma sessão de treinamento ou parte de um algoritmo adaptativo/de aprendizado que continua a refinar a resposta na operação do dispositivo oftálmico eletrônico. Em uma modalidade, o usuário pode treinar o dispositivo mediante a ativação de um controle remoto, que se comunica com o dispositivo, quando o usuário deseja foco próximo. Um algoritmo de aprendizado no dispositivo pode, então, fazer referência às entradas do sensor na memória antes e depois do sinal do controle remoto para refinar os algoritmos de decisão interna. Este período de treinamento podería durar por um dia, período após o qual o dispositivo iria operar autonomamente com apenas as entradas de sensor e sem a necessidade do controle remoto.
[00122] As Figuras 18A e 18B são representações diagramáticas de um sistema de detecção de posição e convergência da pupila 1800 para controle de um ou mais aspectos de uma lente oftálmica energi-zada. O sensor 1802 detecta o movimento e/ou posição da pupila ou, de modo mais genérico, do olho. O sensor 1802 pode ser implementa- do como um acelerômetro multiaxial em uma lente de contato 1801. Com a lente de contato 1801 sendo afixada ao olho e, em geral, se movendo com o olho, um acelerômetro na lente de contato 1801 pode rastrear o movimento do olho. É importante observar que qualquer dispositivo adequado pode ser usado como o sensor 1802, e mais de um sensor único 1802 pode ser usado. A saída do sensor 1802 é capturada, amostrada, e condicionada pelo processador de sinal 1804. O processador de sinal 1804 pode incluir vários dispositivos incluindo um amplificador, um amplificador de transimpedância, um conversor analógico para digital, um filtro, um processador de sinal digital, e circuitos relacionados para receber dados do sensor 1802 e gerar uma saída em um formato adequado para o restante dos componentes do sistema 1800. O processador de sinal 1804 pode ser implementado, utilizando-se um circuito analógico, um circuito digital, um software, e/ou uma combinação dos mesmos. Em ao menos uma modalidade, o processador de sinal 1804 é coprojetado com o sensor 1802, por exemplo, circuitos para a captura e condicionamento de um acelerômetro são diferentes dos circuitos para um sensor de atividade muscular ou rastreador de pupila óptico. A saída do processador de sinal 1804, em ao menos uma modalidade, é uma corrente digital amostrada e pode incluir uma posição absoluta ou relativa, movimento, olhar detectado em concordância com convergência, ou outros dados. O controlador de sistema 1806 recebe a entrada do processador de sinal 1804 e usa esta informação, em conjunto com outras entradas, para determinar se o usuário está dormindo. O controlador de sistema 1806 pode aciona-dor a atividade de ambos o sensor 1802 e o processador de sinal 1804, enquanto recebe uma saída dos mesmos. O controlador de sistema 1806 utiliza dados de entrada do processador de sinal 1804 e/ou transceptor 1810 para decidir se o usuário está deitado, com base na orientação do sensor 1802, com base na orientação nos eixos X, Y e Z quando nenhum movimento dos olhos é detectado. Se os eixos são conforme ilustrado na Figura 18C, então quando o acelerômetro detecta aceleração estável no eixo X em qualquer direção ou no eixo Z em qualquer direção, a cabeça do usuário tem uma orientação vertical. Quando o acelerômetro detecta aceleração estável no eixo Y na direção negativa, então a cabeça do usuário está na vertical. Quando o acelerômetro detecta aceleração estável nos eixos Y e Z com ou sem uma aceleração estável no eixo X, então a cabeça do usuário está inclinada para frente.
[00123] As Figuras 18A e 18B ilustram um transceptor opcional 1810 que recebe e/ou transmite comunicação através da antena 1812. Esta comunicação pode vir de uma lente de contato adjacente, lentes de óculos, ou outros dispositivos. O transceptor 1810 pode ser configurado para comunicação bidirecional com o controlador de sistema 1806. O transceptor 1810 pode conter circuitos de filtração, amplificação, detecção, e processamento, tal como é comum em transceptores. Os detalhes específicos do transceptor 1810 são feitos sob medida para uma lente de contato eletrônica ou energizada, por exemplo, a comunicação pode estar a uma frequência, amplitude, e formato adequados para comunicação confiável entre os olhos, baixo consumo de energia, e para se alcançar requisitos reguladores. O transceptor 1810 e a antena 1812 podem trabalhar em faixas de frequência de rádio (RF), como por exemplo, 2,4 GHz, ou podem usar luz para a comunicação. As informações recebidas a partir do transceptor 1810 são inseridas no controlador de sistema 1806, por exemplo, as informações de uma lente adjacente que indicam orientação. O controlador de sistema 1806 também pode transmitir dados, por exemplo, do mecanismo de alerta 1808 ao transceptor 1810, que então transmite os dados pela ligação de comunicação através da antena 1812.
[00124] O controlador de sistema 1806 pode ser implementado co- mo uma máquina de estado, em um arranjo de portas programável em campo, em um microcontrolador, ou em qualquer outro dispositivo adequado. A energia para o sistema 1800 e componentes aqui descritos é fornecida por uma fonte de energia 1814, que pode incluir uma batería, um extrator de energia, ou um dispositivo similar, como é conhecido ao versado na técnica. A fonte de energia 1814 pode também ser utilizada para suprir energia a outros dispositivos na lente de contato 1801.
[00125] O sistema de detecção de posição da pupila 1800, em ao menos uma modalidade, é incorporado e/ou, caso contrário, encapsu-lado e isolado do ambiente salino da lente de contato 1801.
[00126] Em ao menos uma modalidade, a lente inclui um sensor para detectar ao menos um dentre remoção de uma caixa de armazenamento de lente e inserção da lente ao olho do usuário. Exemplos dos sensores que forneceríam detecção incluem, mas não se limitam a, um sensor de pressão, um reed switch, um sensor de salinidade, um biossensor e um sensor capacitivo. Esses sensores, em ao menos uma modalidade, trabalham em conjunto com o sensor de luz para detectar a presença de luz que ocorre após a remoção da lente do recipiente de armazenamento. Em uma outra modalidade às modalidades do sensor, a taxa de amostragem utilizada para monitorar o sensor pode ser reduzida após a detecção do evento ser monitorada para economizar energia, enquanto possibilita a detecção de remoção da lente do olho. Em uma modalidade alternativa à modalidade anterior, o sensor seria desativado ao detectar a lente sendo colocada no olho.
[00127] O sensor de pressão pode tomar uma variedade de formas. Um exemplo é um sensor de pressão voltado para trás conectado ao controlador de sistema através de um conversor analógico-para-digital. O sensor de pressão voltado para trás, em ao menos uma modalidade, é parcialmente encapsulado na lente enquanto o conversor analógico- para-digital é completamente encapsulado na lente e incluído como parte de qualquer placa de circuito presente na lente. O controlador de sistema reajusta o acumulador ao receber um sinal do sensor de pressão em excesso de um limite de inserção indicando que a coleta de dados deveria começar pelo controlador de sistema. O controlador de sistema envia um sinal ao gerenciador de dados, que em ao menos uma modalidade pode ser o mecanismo de alerta, para armazenar o valor atual acumulador quando o sinal do sensor de pressão, então, cai abaixo do limite de inserção indicando que a lente foi removida, e uma posterior coleta de dados é desnecessária. O controlador de sistema tira amostras do sensor de pressão em um cronograma predeterminado apenas quando o controlador de sistema detecta que a pálpebra está aberta. Outro exemplo de um sensor de pressão é um sensor de pressão que detectará a remoção de pressão da salina presente no recipiente de armazenamento e fornecería um sinal para ativar a outra funcionalidade da lente. Um exemplo adicional de um sensor de pressão é um ressonador de onda acústica de superfície com transdu-tor interdigital (IDT, interdigital transdutor). Ainda um outro exemplo é um sensor de pressão de contato binário que detecta pressão ou não pressão, mas não o nível de pressão.
[00128] Um exemplo de um reed switch completa um circuito na lente que fornece energia ao resto dos elementos de circuito pela aplicação de pressão do olho do usuário na inserção da lente, ou na remoção de pressão quando a lente é removida do recipiente de armazenamento para ser usada. Após o respectivo evento ocorrer, o reed switch fecharia e concluiría o circuito para fornecer uma conexão elétrica entre o controlador de sistema e a fonte de alimentação. Outro exemplo de uso do reed switch é fornecer uma saída binária quando a chave é ativada, com a saída binária fornecendo uma indicação da chave estar sendo fechada (ou aberta, dependendo da orientação da chave) em oposição a fechar um circuito.
[00129] Um sensor de salinidade ou biossensor em ao menos uma modalidade detectaria a salinidade ou outro produto químico presente no fluido do rasgo. Exemplos das substâncias que poderíam ser monitoradas incluem, mas não se limitam a, um patógeno, um biomarcador, um agente ativo e um produto químico. Um exemplo de um biossensor é uma guia de resistência, em comunicação elétrica com o controlador de sistema, que é capaz de se ligar com a substância sendo monitorada resultando em uma resistência crescente à medida que a quantidade da substância presente aumenta. Outro exemplo é um tubo rea-gente que contém uma substância, material ou mistura que reage com uma molécula específica onde uma reação será indicativa da presença de um produto químico sendo monitorado. Ainda outro exemplo é o biossensor no qual uma superfície é funcionalizada para ter afinidade com uma certa substância, e uma propriedade elétrica do sensor, por exemplo, capacitância ou tensão, que varia em resposta à presença da substância na qual o sensor é funcionalizado. Em ao menos uma modalidade, quando um produto químico sendo monitorado se refere a uma concentração de alguma substância no fluido lacrimal, a reação pode ocorrer diretamente com a substância ou pode ocorrer com uma substância separada que pode indicar a concentração da substância monitorada. Em outros exemplos, pelo fato de outros componentes biológicos eletroativos poderem afetar a condutividade dentro de um tubo específico, o tubo pode ser alinhado ou compreender uma barreira seletiva para minimizar a interferência com outras substâncias diferentes da substância sendo monitorada. Alternativamente à um tubo tendo uma condutividade crescente em resposta à presença da substância monitorada, o tubo pode ter uma resistividade crescente na presença da substância monitorada. Um outro exemplo terá o tubo côncavo incluindo material que é seletivamente permeável ou atrativo a uma substância ou produto químico específicos. Sob qualquer um desses exemplos, pode ser possível fornecer uma indicação graduada no nível da substância além de uma saída binária.
[00130] O sensor capacitivo pode ser voltado para trás ou voltado para frente. Em ao menos uma modalidade, o sensor seria um sensor voltado para trás para possibilitar o contato pelo olho do usuário. Em uma outra modalidade, uma vez que o contato causa uma mudança na capacitância acima de um limite de inserção indicando que a lente foi inserida, o sensor é desativado ou tem sua taxa de amostragem reduzida. Se, entretanto, o sensor estava voltado para frente, então o contato por uma das pálpebras que mudaria a capacitância acima do limite de inserção confirmaria a inserção da lente. Em uma outra modalidade, o sensor capacitivo voltado para frente também seria utilizado para detecção da posição das pálpebras.
[00131] Em sistemas complexos, que podem incluir múltiplos sensores, como lentes oftálmicas energizadas que compreendem vários componentes eletrônicos, é preferencial reduzir o potencial para iniciar ações falsas ou disparo de falso positivo quando tomar medidas. De acordo com uma outra modalidade alternativa, essa modalidade está direcionada a um processo de tomada de decisão e/ou esquema de votação que utiliza entrada de múltiplos sensores para reduzir substancialmente a possibilidade de alteração do estado da lente oftálmica energizada com base em informações imprecisas, incompletas ou erradas, condições psicológicas variantes, bem como ruído e/ou interferência de fontes internas e externas. Por exemplo, na detecção de piscadela, o sistema de controle não deveria determinar o início do sono com base em um padrão de piscadela aleatória devido à irritação do olho ou similares. Entretanto, com a entrada de um único sensor ou informações erradas do único sensor ou outros sensores, decisões incorretas podem ser tomadas pelo controlador de sistema. Por exem- pio, sem saber a pressão aplicada à lente, fechar simplesmente as pálpebras pode acionar uma determinação de sono, apesar do usuário coçar seus olhos e aplicar uma pressão maior do que a pressão da pálpebra em um sensor(es) de pressão. Em uma lente oftálmica ener-gizada que compreende um sensor de posição de pálpebra, o movimento da pálpebra pode ser também utilizado como um disparador para tomar certas ações. Por exemplo, quando um indivíduo olha pra baixo para focalizar um objeto em distância próxima, as pálpebras tendem a inclinar-se e, dessa forma, isso pode ser utilizado para alterar o estado da lente oftálmica. Novamente, se for utilizada apenas uma única entrada, uma ação falsa pode ocorrer devido ao fato de que o indivíduo está sonolento e suas pálpebras inclinadas. Todos esses sensores podem ser utilizados como disparadores de ação a ser implantada por vários sistemas incorporados a uma lente oftálmica eletrônica ou energizada, e todos são independentemente ou em combinação limitada, potencialmente submetidos a erro. Além dos sensores já mencionados que são destinados a detectar determinados aspectos diretamente relacionados à determinação do início do sono, outros sensores podem ser usados para otimizar sensores de alteração de estado através do monitoramento de condições do ambiente, ruído, e interferência. Por exemplo, a luz ambiente pode ser monitorada para otimizar a exatidão sensores de detecção de piscadela, de posição de pálpebra e de diâmetro da pupila. Tais sensores podem ser utilizados para aumentar outros sensores, por exemplo, subtraindo ruído de modo e interferência. As entradas de sensor podem ser usadas para gravar leituras de histórico que podem, então, ser consideradas por um algoritmo de decisão complexo, por exemplo um que considera entradas de acelerômetro e contrações do músculo do olho para determinar a posição da pupila. Utilizar o esquema de votação de acordo com a presente invenção pode reduzir a probabilidade de erro ao se determi- nar se o usuário adormeceu, e pode também permitir medições mais precisas. Em outras palavras, para qualquer dada ação a ser tomada, existem sensores que podem ser utilizados para verificar evidência de corroboração ou para aumentar entrada para uma dada ação determinada por um sensor primário. Também é importante observar que os dados percebidos, além de ou em uso alternativo, podem simplesmente ser utilizados como parte de um processo de coleta ao invés de um evento de acionamento. Por exemplo, os dados percebidos podem ser coletados, armazenados e utilizados no tratamento de condições médicas. Em outras palavras, deveria ser entendido que um dispositivo que utiliza tal sensor pode não mudar o estado de maneira visível para o usuário; ao invés disso, o dispositivo pode simplesmente registrar dados.
[00132] Com relação agora à Figura 19, é ilustrado um sistema genérico no qual os sensores 1902, 1904, 1906 e 1908 são usados para se determinar se o estado de um mecanismo de alerta 1912 deveria ser alterado. Os sensores 1902, 1904, 1906 e 1908 podem compreender qualquer número de possíveis entradas incluindo ação de piscar, posição da pálpebra, posição da pupila, orientação da lente de contato, pressão externa da lente e similares. O número e o tipo de sensores são determinados pela aplicação e pelo usuário. Cada sensor 1902, 1904, 1906 e 1908 pode ter seu próprio condicionamento de sinal contido no interior do bloco de sensor, um bloco dedicado ou no interior do controlador de sistema 1910. O controlador de sistema 1910 aceita entradas de cada sensor 1902, 1904, 1906 e 1908. O mesmo realiza, então, rotinas para processar e comparar os dados de entrada. Com base nessas entradas, o controlador de sistema 1910 determina se o estado do mecanismo de alerta 1912 deveria se alterar. Por exemplo, a combinação da inclinação da pálpebra, luz ambiente baixa e orientação vertical da lente pode acionar o controlador de sistema 1910 para determinar que o usuário esteja sonolento e para sinalizar o mecanismo de alerta 1912 para alertar o usuário e/ou registrar dados. Do mesmo modo, a combinação do fechamento da pálpebra, da orientação vertical para o usuário, e a pressão externa da pálpebra pode acionar o controlador de sistema 1910 para determinar que não há início do sono e continuar a operação normal. A combinação do fechamento da pálpebra, da orientação horizontal para o usuário pode acionar o controlador de sistema 1910 para determinar o início do sono e sinalizar ao mecanismo de alerta para registrar dados como sendo sono provavelmente intencional, considerando-se a orientação do usuário. As entradas de vários sensores podem também ser utilizadas para alterar a configuração do controlador de sistema para otimizar o desempenho de tomada de decisão, por exemplo, se a luz ambiente diminuir, o controlador pode aumentar o ganho de um fotossensor. O controlador de sistema também pode ligar/desligar sensores, aumentar e/ou diminuir taxas de amostragem e executar outras alterações para que o sistema otimize o desempenho.
[00133] A Figura 20 ilustra um método através do qual um controlador de sistema, por exemplo, o controlador de sistema 1910 ilustrado na Figura 19, opera para tomar amostras dos sensores e alterar o estado do atuador e, por fim, o estado da lente oftálmica energizada. A primeira etapa é tomar amostras dos sensores, 2002. Isso pode exigir acionamento de outros elementos para ativar, aquecer, calibrar, tomar dados de leituras, condicionamento e de saída. O controlador de sistema pode também fornecer informações de configuração para cada sensor com base em valores programados e dados atuais, por exemplo, o ganho de um amplificador de fotossensor com base no histórico de luz incidente, ou essas definições podem ser determinadas por outros elementos no sistema. Em seguida, o método realiza filtragem e condicionamento adicional, 2004, por exemplo, digital em oposição à filtragem análoga, juntamente com uma comparação à linha de base ou resultados de referência. Um propósito dessa etapa é condicionar apropriadamente os dados de entrada para a próxima etapa de modo que possa ser tomada uma decisão precisa que possa ser repetida. Em seguida, os resultados são determinados a partir de cada sensor, 2006, por exemplo, a posição da pálpebra e a resposta do detector emissor. Essa determinação pode envolver comparação a um limite pré-programado ou variável, comparação a um padrão específico, ou qualquer outra determinação. Os resultados são agregados a partir da etapa anterior, ponderação dos resultados e tomada de decisão, 2008. Essa etapa, em ao menos uma modalidade, pode envolver treinamento e preferências por usuário, assegurar que todos os sensores tenham sido amostrados antes da tomada de decisão, e várias ponderações aplicadas aos resultados de cada sensor. Em ao mesmo uma modalidade, uma decisão é tomada sendo previsível e pode ser repetida na presença de ruído e interferência do mundo real. Se uma decisão for tomada para alterar o status de mecanismo de alerta conforme descrito acima, realiza-se, então, essa mudança de estado no mecanismo de alerta, 2010. Independentemente da decisão em relação à alteração de estado, retornar o sistema para amostragem de modo que possa ocorrer outro conjunto de medições e determinação 2012. O tempo total necessário para se executar o processo na Figura 20 é, em ao menos uma modalidade, curto o suficiente de modo que o sistema seja responsivo às entradas de usuário similares a como os indivíduos interagem naturalmente com seus ambientes. Por exemplo, se utilizado para ativar uma lente de foco de potência variável, o sistema deveria alterar o estado de foco dentro de aproximadamente um (1) segundo, similar àquele sistema de acomodação natural.
[00134] Em uma modalidade alternativa, o sistema inclui adicionalmente um controlador de preservação de memória que está em comu- nicação elétrica com a fonte de energia e o controlador de sistema. O controlador de preservação de memória, em uma frequência predeterminada, testa a fonte de energia para determinar o nível de energia remanescente. Quando a energia remanescente cai abaixo de um limite de energia predeterminado, o controlador de preservação de memória envia uma instrução ao controlador de sistema para não mais tomar amostras do sistema sensor e enviar um sinal que causa o registro pelo mecanismo de alerta da hora atual e/ou do valor do acumulador. A energia é então fornecida para manter os dados na memória e/ou armazenamento de dados presentes na lente.
[00135] O limite predeterminado de energia se baseia em uma estimativa da energia necessária para manter a fonte de alimentação em qualquer memória ou armazenamento de dados. Em uma outra modalidade, o limite é ajustado com base no período de execução atual da lente enquanto ainda facilita um período estimado de energia para a memória e/ou armazenamento de dados. Um exemplo de como ajustar o limite ao longo do tempo é reduzir um registro para cada passagem de um período determinado conforme medido por meio de amostragem dos períodos na lente.
[00136] Em uma outra modalidade, o teste de nível de energia é feito em conjunto com a amostragem do(s) sistema(s) sensor(es) para comparar o nível de energia da fonte de energia com o limite sob carga máxima da lente, como ocorre quando um sistema sensor está fornecendo uma leitura. Se o nível de energia para a fonte de energia estiver abaixo de um limite, então há uma alta probabilidade de que uma próxima amostragem do sensor, antes do próximo teste de nível de energia, drenará a fonte de energia de modo que o(s) sistema(s) sensores) forneçam uma leitura incorreta por causa da energia insuficiente disponível, e/ou os dados armazenados fiquem corrompidos, levando, dessa forma, a um conjunto de dados que não seja confiável.
[00137] Em uma modalidade alternativa modificada, o controlador de preservação de memória coloca uma carga artificial na fonte de energia durante os períodos de não-amostragem do(s) sensor(es). Períodos de tempo de amostragem exemplificadores incluem, mas não se limitam a, 1 minuto, 2 minutos, 5 minutos, 10 minutos, 15 minutos, 20 minutos e 30 minutos. Outros exemplos para testar a fonte de energia incluem, mas não se limitam a, obter uma tensão carregada, introduzindo uma forma de onda de teste especial para pulsar a corrente para fora da batería e medir a queda de tensão com a comparação dos resultados sendo comparados com um limite predeterminado, os quais em uma outra modalidade podem ser ajustados a montante em vista do tempo de execução esperado remanescente.
[00138] Em uma outra modalidade alternativa, o controlador de preservação de memória monitora o mecanismo de alerta para determinar o espaço remanescente. Quando o espaço remanescente é menor do que um limite de espaço livre, o controlador de preservação de memória envia um sinal ao controlador de sistema para fazer ao menos um dentre os seguintes: parar a amostragem do(s) sistema(s) sensor(es) para evitar criar dados adicionais para armazenamento, enviar um sinal ao armazenamento de dados para definir um indicador de memória cheia e alternar os dados atualmente armazenados para fornecer espaço adicional com o uso de uma abordagem "primeiro a entrar, primeiro a sair", e remover a energia do controlador de sistema e do(s) sistema(s) sensor(es) deixando a energia sendo fornecida apenas ao armazenamento de dados.
[00139] Em uma modalidade adicional às modalidades acima, o controlador de preservação de memória faz parte do controlador de sistema.
[00140] Em ao menos uma modalidade, o sistema inclui adicionalmente uma caixa de armazenamento. A caixa de armazenamento in- clui um compartimento e uma tampa que são conectados ao longo de uma borda para facilitar a abertura da tampa em relação ao compartimento, para possibilitar o depósito da lente de contato em uma cavidade no compartimento. Em modalidades alternativas, a caixa de armazenamento pode incluir a funcionalidade de desinfecção, monitoramento, reorganização e conectividade externa. A funcionalidade de desinfecção possibilitaria que a lente seja utilizada sobre um período de tempo estendido pelo usuário.
[00141] Em uma outra modalidade, a caixa de armazenamento inclui uma antena como uma antena RFID para interagir com as lentes inseridas. A caixa de armazenamento inclui também um controlador que se comunica eletricamente com a dita antena e ao menos uma memória, que em ao menos uma modalidade é a memória flash como a utilizada em um bastão de memória. Exemplos da interação incluem recarregamento sem fio da fonte de energia em uma ou ambas as lentes, transferindo dados armazenados na(s) lente(es) para a memória na (ou em comunicação com a) caixa de armazenamento e transferir modelos e máscaras, com base nas características específicas do usuário da caixa de armazenamento, para ao menos uma lente.
[00142] Em ao menos uma modalidade, o processador é configurado para converter e/ou formatar os dados recebidos de ao menos uma lente para alterar as informações de registro de horário em horas atuais com base na leitura atual do acumulador no momento da transferência de dados, conforme correlacionado com a hora atual na caixa de armazenamento. Em uma modalidade alternativa, a caixa de armazenamento envia um sinal à lente para redefinir o acumulador para zero e o processador registra na memória a hora que o acumulador foi redefinido a zero. Após a reinserção da lente na caixa de armazenamento, o processador observa a hora atual e determina o número de ciclos de amostragem. Nas modalidades onde os ciclos de amostra- gem são de diferentes comprimentos dependendo do que está sendo amostrado e/ou do estado operacional da(s) lente(es) desde a remoção da(s) lente(es), a caixa de armazenamento normaliza os períodos de amostra na diferença de tempo entre a remoção da(s) lente(es) da caixa de armazenamento e o retorno da(s) lente(es) à caixa de armazenamento conforme medido pela caixa de armazenamento.
[00143] Em uma outra modalidade, a caixa de armazenamento ilustrada na Figura 21 inclui um conector de comunicação elétrica 2102 em comunicação com uma unidade base de desinfecção de radiação 2104 contida dentro de um compartimento, como o compartimento e a tampa previamente descritos. O conector de comunicação elétrica 2102 pode incluir um conector USB ou outro tipo de conector. O conector pode incluir um terminal para transferir uma ou ambas as energias elétricas de dados. Em algumas modalidades, o conector de comunicação elétrica 2102 fornece energia para operar a unidade de base de radiação para desinfecção 2104. Algumas modalidades podem, também, incluir uma ou mais baterias 2106 ou outros dispositivos de armazenamento de energia. Em algumas modalidades, as baterias 2106 incluem uma ou mais baterias de íons de lítio ou outros dispositivos recarregáveis. Os dispositivos de armazenamento de energia podem receber uma corrente elétrica carregada através do conector de comunicação elétrica 2102. Em pelo menos uma modalidade de batería, a unidade base de desinfecção de radiação 2104 é operacional através da energia armazenada nas baterias 2106.
[00144] Em algumas modalidades, o conector de comunicação elétrica 2102 pode incluir um fonte simples de corrente alternada ou contínua.
[00145] Deveria ser observado que cada entrada de sensor pode variar por muitas razões além de alterações no comprimento focal desejado. Por exemplo, a impedância do olho pode variar ao longo do tempo devido às alterações na hidratação do corpo, ingestão de sal, nível de esforço, ou outros meios. De modo semelhante, o diâmetro da pupila pode variar devido às alterações nos níveis de luz ambiente. Dessa forma, deveria ser evidente que a combinação de entradas de múltiplos sensores reduz as chances de disparo de falso positivo exigindo-se que mais de uma entrada se correlacione a uma alteração desejada no comprimento focal ou usando-se certas entradas de sensor para aumentar outros sensores.
[00146] Também deveria ser evidente que os limites para cada sensor e combinação de sensores usados para determinar uma alteração no estado dependem de muitas variáveis como segurança, tempo de resposta e preferências de usuário. A programação específica do esquema de votação pode ser baseada em observações clínicas de inúmeros indivíduos e programação individual personalizada para um usuário específico. Os parâmetros no esquema de votação podem depender de entradas de sensor, por exemplo, a definição de limite e ganho para detecção de piscadela pode variar com luz ambiente.
[00147] Uma lente intraocular ou IOL é uma lente que é implantada no olho e substitui a lente do cristalino. Ela pode ser usada para indivíduos com cataratas ou simplesmente para tratar vários erros refrati-vos. Uma IOL compreende tipicamente uma pequena lente plástica com suportes laterais plásticos chamados hápticos para manter a lente na posição na da bolsa capsular no olho. Qualquer um dos elementos eletrônicos e/ou componentes aqui descritos pode ser incorporado em lOLs de uma maneira similar àquela das lentes de contato.
[00148] Embora mostrado e descrito em relação ao que se acredita serem as modalidades mais práticas, é óbvio que divergências de projetos e métodos específicos descritos e mostrados serão sugeridos pelos versados na técnica e podem ser usados sem que se desvie do espírito e escopo da invenção. A presente invenção não se restringe às construções específicas descritas e ilustradas, mas deve ser interpretada de modo coeso com todas as modificações que possam se enquadrar no escopo das reivindicações.
REIVINDICAÇÕES
Claims (20)
1. Lente oftálmica energizada, a lente oftálmica energizada caracterizada por compreender: uma lente de contato, e um sistema sensor de posição da pálpebra incorporado na lente de contato, o sistema sensor de posição da pálpebra incluindo uma matriz do sensor tendo uma pluralidade de sensores individuais verticalmente espaçados entre si para detectar a posição da pálpebra, um controlador do sistema configurado para amostrar cada sensor individual na matriz do sensor para detectar a posição da pálpebra e fornecer um sinal de controle de saída, e ao menos um mecanismo de alerta configurado para receber o sinal de controle de saída e capaz de ao menos um para fornecer um alerta e armazenar dados em resposta a uma determinação pelo controlador do sistema que a pálpebra tem sido fechada por um período de tempo indicativo de ao menos um valor dentre o início do sono e a sonolência.
2. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o mecanismo de alerta compreende uma fonte de luz posicionada na lente para fornecer uma luz em ao menos um dentre uma retina de um usuário da lente e a própria lente como o alerta.
3. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o mecanismo de alerta compreende um transdutor para vibrar um olho de um usuário da lente como o alerta.
4. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o mecanismo de alerta compreende um simulador elétrico configurado para estimular ao menos um dentre uma superfície da córnea e ao menos um nervo sensorial de uma córnea.
5. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o mecanismo de alerta fornece modificação da zona óptica de uma zona óptica da lente de contato.
6. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente ao menos um componente de comunicação eletrônico em comunicação com o mecanismo de alerta e configurado para transmitir uma notificação a um dispositivo externo em resposta ao alerta recebido do mecanismo de alerta.
7. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um relógio, e em que o mecanismo de alerta compreende memória associada para armazenar uma iniciação do sono em resposta à determinação do início do sono pelo controlador do sistema e um término do sono em resposta à uma determinação de um usuário despertado pelo controlador do sistema, o mecanismo de alerta configurado para armazenar um registro de horário do relógio com a iniciação do sono e o término do sono.
8. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente ao menos um componente de comunicação eletrônico conectado à memória e ao relógio e o ao menos um componente de comunicação eletrônico configurado para recuperar dados da memória e um registro de horário do relógio em resposta à uma consulta externa pelos dados armazenados.
9. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o controlador do sistema opera em um dentre ao menos dois estados com base em uma entrada do usuário recebida pelo controlador do sistema, onde ao menos dois estados incluem um estado da operação acordado e um estado da operação adormecido e o ao menos dois estados controlam a operação de ao menos um mecanismo de alerta caso o alerta seja fornecido com base na detecção do início do sono pelo controlador do sistema.
10. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pluralidade de sensores individuais compreende fotos-sensores para detectar a luz incidente nos olhos; e o sistema sensor de posição da pálpebra compreende adicionalmente um multiplexador configurado para receber múltiplas entradas dos fotossensores e emitir um único sinal, um conversor analógico-para-digital configurado para converter o sinal analógico do amplificador em um sinal digital amostrado para posterior processamento do sinal, e um processador de sinal digital configurado para receber uma saída do conversor analógico-para-digital e realizar o processamento do sinal digital, incluindo um ou mais dentre filtragem, processamento e detecção dos dados amostrados para permitir a detecção da luz incidente para uso a jusante.
11. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o processador de sinal digital compreende memória associada que armazena dois conjuntos de modelos de piscar e máscaras de piscar para uso pelo processador de sinal digital com base no estado operacional da lente conforme determinado em resposta às instruções do usuário.
12. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente uma fonte de energia.
13. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pluralidade de sensores individuais compreende sensores de toque capacitivo para detectar o contato ou a proximidade e emitir um sinal indicativo do mesmo; e o sistema sensor compreende adicionalmente condicionadores do sensor que emitem um sinal proporcional à capacitância para uso a jusante.
14. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo sensor de posição da pálpebra compreender adicionalmente um multiplexador configurado para receber múltiplas entradas dos condutores de sensor e emitir um único sinal para o controlador do sistema.
15. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo sistema sensor de posição da pálpebra compreender adicionalmente um canal de comunicação para coordenar a ação entre pares de lentes de contato energizadas.
16. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um sistema de posição da pupila tendo ao menos um acele-rômetro para rastrear movimento dos olhos, o sistema de posição da pupila em comunicação com o controlador do sistema de modo que o controlador do sistema amostra o ao menos um acelerômetro para detectar a posição da pupila; e em que o controlador do sistema utiliza ambas a posição da pupila e a posição da pálpebra para determinar ao menos um dentre o início do sono e a sonolência.
17. Lente oftálmica energizada, sendo a lente oftálmica energizada caracterizada por compreender: uma lente de contato, e um sistema sensor de posição da pálpebra incorporado à lente de contato, o sistema sensor de posição da pálpebra incluindo ao menos uma tira do sensor tendo uma pluralidade de pontos verticais ao longo de seu comprimento para detectar a posição da pálpebra, um controlador do sistema configurado para amostrar cada sensor individual na matriz do sensor para detectar a posição da pálpebra e fornecer um sinal de controle de saída, e ao menos um mecanismo de alerta configurado para receber o sinal de controle de saída e capaz de ao menos um para fornecer um alerta e armazenar dados em resposta a uma determinação pelo controlador do sistema que a pálpebra tem sido fechada por um período de tempo indicativo de ao menos um valor dentre o início do sono e a sonolência.
18. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o mecanismo de alerta compreende ao menos um dentre o seguinte: uma fonte de luz posicionada na lente para fornecer uma luz sobre ao menos um dentre uma retina de um usuário da lente e a própria lente como o alerta, um transdutor para vibrar um olho de um usuário da lente como o alerta, um simulador elétrico configurado para estimular ao menos um dentre uma superfície da córnea e ao menos um nervo sensorial de uma córnea, e um transdutor que fornece modificação da zona óptica de uma zona óptica da lente de contato.
19. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um relógio, e em que o mecanismo de alerta compreende memória associada para armazenar uma iniciação do sono em resposta à determi- nação do início do sono pelo controlador do sistema e um término do sono em resposta a uma determinação de um usuário despertado pelo controlador do sistema, o mecanismo de alerta configurado para armazenar um registro de horário do relógio com a iniciação do sono e o término do sono.
20. Lente oftálmica energizada, sendo a lente oftálmica energizada caracterizada por compreender: uma lente intraocular, e um sistema sensor de posição da pálpebra incorporado à lente intraocular, o sistema sensor de posição da pálpebra incluindo a matriz do sensor que tem uma pluralidade de sensores individuais para detectar a posição da pálpebra, um controlador de sistema configurado para amostrar cada sensor individual na matriz do sensor para detectar a posição da pálpebra para determinar ao menos um dentre a sonolência e o início do sono de um usuário e fornecer um sinal de controle de saída, e ao menos um mecanismo de alerta configurado para receber o sinal de controle de saída.
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| DE102022210376B3 (de) | 2022-09-30 | 2023-12-07 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Kraftfahrzeug und Verfahren zum Ausgeben einer Warnung an einen eine Kontaktlinse auf einem Auge tragenden Nutzer eines Kraftfahrzeugs |
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