BR102016023309A2

BR102016023309A2 - Electronic optical lens with alarm clock

Info

Publication number: BR102016023309A2
Application number: BR102016023309-7A
Authority: BR
Inventors: B. Pugh Randall; Toner Adam
Original assignee: Johnson & Johnson Vision Care, Inc.
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2016-10-06
Publication date: 2017-08-08
Also published as: IL247661A0; JP2017083830A; EP3159733A1; US20170115512A1; RU2650716C1; SG10201607679WA; CN106842623A; US9612456B1; KR20170047172A; CA2945698A1; AU2016222523A1; TW201727191A

Abstract

lente oftálmica eletrônica com despertador. a presente invenção refere-se a uma lente oftálmica tendo um sistema eletrônico, conforme aqui descrito, para fornecer um alarme ao usuário da lente oftálmica. em pelo menos uma modalidade, o sistema inclui uma lente, um circuito de temporização, um sistema de comunicações, um mecanismo de alerta e um controlador de sistema. em pelo menos uma modalidade, a lente fornece ao usuário uma escalada de alarmes e/ou responde à entrada do usuário em relação ao alarme.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LENTE OFTÁLMICA ELETRÔNICA COM DESPERTADOR".

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 fornece uma sinalização de alarme. 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 ventricu-lar 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 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 anteriores 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 poderia 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 popu- lares 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 ima- gem 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 poderia 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 piscada.

[006] A combinação adequada de dispositivos poderia 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 polímero 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 de 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 energizadas, 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 em 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 energizada e o nível alto de interação entre todos os componentes que compreendem uma lente energizada, existe uma necessidade de coordenar e controlar a operação geral dos elementos eletrônicos e ópticos que compreendem uma lente oftálmica energizada. 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 energizadas ou eletrônicas podem ter que consideras certas funções fisiológicas únicas do indivíduo que usa a lente oftálmica energizada ou eletrônica. Mais especificamente, lentes energizadas podem ter que considerar a piscada, 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 piscada, por exemplo, se o indivíduo adormeceu. A detecção de piscada pode, também, ser utilizada para fornecer certa funcionalidade, por exemplo, a piscada pode ser usada como um meio para controlar um ou mais aspectos de uma lente oftálmica energizada. 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 detectores de piscada 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 energizadas. 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] 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 piscada, e utilização dos mesmos para ativar e/ou controlar uma lente oftálmica eletrônica ou energizada de acordo com o tipo de sequência de piscada 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 poderia 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.

[0014] Despertadores para viagem, despertadores e outros dispositivos externos usados para fornecer funcionalidade de despertador são volumosos e disruptivos para outras pessoas dentro do alcance de audição do mesmo, para além da pessoa que se destina a ser acordada pelo despertador. Exemplos desta situação são um casal, onde um membro precisa acordar mais cedo que o outro membro do casal, ou um passageiro de avião em viagem noturna, tentando ajustar seu ritmo circadiano durante um voo. Seria vantajoso se houvesse um modo de fornecer um alarme para um indivíduo específico que não perturbasse outros indivíduos e, dessa forma, fosse menos intrusivo para outros indivíduos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0015] Em pelo menos uma modalidade, é apresentado um sistema para fornecer uma sinalização de alarme a um usuário de uma lente oftálmica, em que o sistema inclui: um circuito de temporização configurado para rastrear uma passagem de tempo; um sistema de comunicações configurado para facilitar a comunicação pelo menos unidire-cional, para recepção de dados; um mecanismo de alerta configurado para fornecer um alerta; um controlador de sistema eletricamente conectado ao circuito de temporização, ao sistema de comunicação e ao mecanismo de alerta, em que o controlador de sistema está configurado para controlar o circuito de temporização, o sistema de comunicação e o mecanismo de alerta; e a lente oftálmica capaz de encapsular pelo menos uma porção do circuito de temporização, do sistema de comunicação, do mecanismo de alerta e do controlador de sistema.

[0016] Em uma outra modalidade, o sistema de comunicações inclui um receptor configurado para receber de um dispositivo externo, via comunicação sem fio, os dados recebidos, e enviar os dados recebidos ao dito controlador de sistema. Em ainda outra modalidade, o circuito de temporização inclui um acumulador para rastrear o tempo; e o controlador de sistema inclui, adicionalmente, uma memória na qual um horário de alarme é armazenado pelo controlador de sistema, em que o controlador de sistema está configurado para definir um horário no acumulador, em resposta aos dados recebidos, e um horário de alarme na memória, em resposta aos dados recebidos. Em ainda outra modalidade, o controlador de sistema é configurado para enviar um sinal ao mecanismo de alerta quando os dados no acumulador coincidem com os dados armazenados na memória, em que o mecanismo de alarme está configurado para fornecer um alerta a um usuário da lente oftálmica, em resposta ao sinal recebido do controlador de sistema. Em uma outra modalidade da primeira modalidade deste parágrafo, o circuito de temporização inclui um acumulador para rastrear o tempo; o controlador de sistema inclui, adicionalmente, uma memória na qual um horário de alarme é armazenado pelo controlador de sistema, em que o controlador de sistema está configurado para redefinir o acumulador para zero, em resposta aos dados recebidos, e um horário de alarme na memória, em resposta aos dados recebidos. Adicionalmente à modalidade anterior, o controlador de sistema é configurado para enviar um sinal ao mecanismo de alerta quando os dados no acumulador coincidem com os dados armazenados na memória, em que o mecanismo de alarme está configurado para fornecer um alerta a um usuário da lente oftálmica, em resposta ao sinal recebido do controlador de sistema.

[0017] Adicionalmente a qualquer das modalidades acima, o mecanismo de alerta inclui um componente elétrico, e o mecanismo de alerta aciona o componente elétrico para alertar o usuário em resposta a um sinal de alarme proveniente do controlador de sistema. Em outra modalidade, o componente elétrico inclui pelo menos um dentre um LED e um transdutor em contato vibratório com o olho do usuário.

[0018] Adicionalmente a qualquer das modalidades acima, o me- canismo de alerta inclui pelo menos um dentre os seguintes: uma fonte de luz posicionada na lente para fornecer uma luz sobre pelo menos uma dentre uma retina de um usuário da lente e a própria lente como o alerta, um transdutor para vibrar o olho do usuário da lente como o alerta, um simulador elétrico configurado para estimular pelo menos um dentre uma superfície da córnea, uma superfície da esclera, um nervo sensorial de uma córnea e um nervo sensorial de uma esclera, e um transdutor que fornece modificação da zona óptica de uma zona óptica da lente de contato.

[0019] Adicionalmente a qualquer uma das modalidades acima, o sistema inclui, ainda, um sistema sensor de posição da pálpebra incorporado à lente, em que o sistema sensor de posição da pálpebra tem uma pluralidade de pontos verticais para detectar a posição da pálpebra, em que o controlador de sistema está em comunicação elétrica com o sistema sensor de posição da pálpebra para receber do mesmo um sinal representativo da posição da pálpebra, em que o controlador de sistema desencadeia uma escalada de alertas provenientes do mecanismo de alerta, quando a pálpebra permanece fechada e o valor do acumulador excede um valor de alarme.

[0020] Adicionalmente a qualquer das modalidades acima, o sistema inclui, ainda, um dispositivo externo configurado para transmitir ao sistema de comunicações um sinal de controle de tempo como os dados recebidos; e onde o sistema de comunicações inclui um receptor configurado para receber, por comunicação sem fio, o sinal de controle de tempo proveniente do dispositivo externo, e enviar o sinal de controle de tempo para o controlador de sistema; o circuito de tempori-zação inclui um acumulador para rastrear o tempo; e o controlador de sistema inclui, adicionalmente, uma memória na qual um horário de alarme é armazenado pelo controlador de sistema, em que o controlador de sistema está configurado para definir um horário no circuito de temporização, em resposta ao sinal de controle de tempo, e um horário de alarme na memória, em resposta ao sinal de controle de tempo. Em ainda outra modalidade adicional à modalidade anterior, o controlador de sistema é configurado para enviar um sinal ao mecanismo de alerta quando os dados no circuito de temporização coincidem com os dados armazenados na memória, em que o mecanismo de alarme está configurado para fornecer um alerta a um usuário da lente de contato, em resposta ao sinal recebido do controlador de sistema.

[0021] Em pelo menos uma modalidade, é apresentado um sistema para fornecer uma sinalização de alarme em duas pupilas, em que o sistema tem uma primeira lente de contato que inclui um circuito de temporização configurado para rastrear a passagem do tempo, um sistema de comunicações configurado para facilitar pelo menos a comunicação unidirecional com um dispositivo externo, um mecanismo de alerta configurado para fornecer um alerta, um controlador de sistema eletricamente conectado ao circuito de temporização, ao sistema de comunicação e ao mecanismo de alerta, em que o controlador de sistema está configurado para controlar o circuito de temporização, o sistema de comunicação e o mecanismo de alerta, e um elemento de inserção que encapsula pelo menos uma porção do circuito de temporização, do sistema de comunicações, do mecanismo de alerta e do controlador de sistema da lente de contato; e uma segunda lente de contato que inclui um sistema de comunicações configurado para facilitar pelo menos a comunicação unidirecional com o sistema de comunicações da primeira lente de contato, incluindo um sinal de alarme, um mecanismo de alerta configurado para fornecer um alerta em resposta ao sinal de alarme recebido do sistema de comunicações, um elemento de inserção que encapsula pelo menos uma porção do sistema de comunicações e do mecanismo de alerta.

[0022] Adicionalmente à modalidade anterior, cada uma dentre a primeira lente de contato e a segunda lente de contato inclui um sistema sensor de posição da pálpebra, que inclui um sistema que tem um sensor de posição de pálpebra pluralidade de pontos de detecção de posição de pálpebra, e em que o controlador de sistema da primeira lente de contato está em comunicação elétrica com os sistemas sensores de posição da pálpebra para receber, de cada um dos sistemas sensores de posição da pálpebra, um sinal representativo da posição da pálpebra, em que o controlador de sistema desencadeia um alarme quando um valor, conforme representado por um sinal proveniente do circuito de temporização, coincide com um valor de alarme, mediante o envio de um sinal ao mecanismo de alerta da primeira lente de contato e, através do sistema de comunicações, ao mecanismo de alerta na segunda lente de contato, onde o sinal causa a ativação dos mecanismos de alerta para fornecer um alarme, e em que o controlador de sistema desencadeia uma escalada de alertas provenientes dos mecanismos de alerta, quando as pálpebras permanecem fechadas e o valor no acumulador excede um valor de escalada de alarma que é maior que o valor de alarme.

[0023] Adicionalmente a qualquer uma das duas modalidades anteriores, o controlador de sistema está configurado para obter amostras a uma taxa predeterminada e, pelo menos temporariamente, salvar as amostras coletadas, determinando quando as pálpebras estão abertas ou fechadas de modo a determinar o número, o período de tempo e a largura de pulso das piscadas provenientes das amostras coletadas, calcular um número de piscadas e a duração das piscadas em um dado período de tempo, comparar o número de piscadas, as durações das piscadas no dado período de tempo, e o tempo entre as piscadas no dado período de tempo, a um conjunto armazenado de amostras, para determinar padrões de piscada e para determinar se as piscadas correspondem a uma ou mais sequências de piscadas inten- cionais; e em que as sequências intencionais de piscadas controlam a operação do controlador de sistema, desencadeando os mecanismos de alerta, e incluem pelo menos um dentre uma adiamento do alarme, uma finalização do alarme e uma configuração do valor de alarme.

[0024] Adicional mente a qualquer uma das três modalidades anteriores, cada mecanismo de alerta inclui um componente elétrico, e cada mecanismo de alerta aciona o componente elétrico para alertar o usuário em resposta a um sinal de alarme proveniente do controlador de sistema. Em outra modalidade, o componente elétrico inclui pelo menos um dentre um LED e um transdutor em contato vibratório com o olho do usuário.

[0025] Adicionalmente a qualquer das cinco modalidades anteriores, pelo menos um mecanismo de alerta inclui pelo menos um dentre os seguintes: uma fonte de luz posicionada na lente para fornecer uma luz sobre pelo menos uma 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 pelo menos um dentre uma superfície da córnea, uma superfície da esclera, um nervo sensorial de uma córnea e um nervo senso-rial de uma esclera, e um transdutor que fornece modificação da zona óptica de uma zona óptica da lente de contato.

[0026] Adicionalmente a qualquer uma das seis modalidades anteriores, o sistema inclui, ainda, um dispositivo externo configurado para transmitir um sinal de controle de tempo ao sistema de comunicações da primeira lente de contato; e onde o sistema de comunicações da primeira lente de contato inclui um receptor configurado para receber, por comunicação sem fio, o sinal de controle de tempo proveniente do dispositivo externo, e enviar o sinal de controle de tempo para o controlador de sistema; o circuito de temporização inclui um acumulador para rastrear o tempo; e o controlador de sistema inclui, adicionalmen- te, uma memória na qual um horário de alarme é armazenado pelo controlador de sistema, em que o controlador de sistema está configurado para definir um horário no circuito de temporização, em resposta ao sinal de controle de tempo, e um horário de alarme na memória, em resposta ao sinal de controle de tempo.

[0027] Em pelo menos uma modalidade, é apresentado um método para fornecer um alarme a um usuário de uma lente oftálmica, em que o método inclui: receber um horário de alarme com um circuito de comunicações e um controlador de sistema, configurar um valor de alarme na memória pelo controlador de sistema com base no horário de alarme recebido, iniciar um circuito de temporização pelo controlador de sistema, comparar com o controlador de sistema a saída do circuito de temporização e o valor de alarme na memória e, quando a saída do circuito de temporização exceder o valor de alarme armazenado, o controlador de sistema envia um sinal a um mecanismo de alerta desencadeando um alarme na lente oftálmica.

[0028] Adicionalmente à modalidade anterior, o método inclui, ainda: detectar se pelo menos uma pálpebra permanece fechada com pelo menos um sensor de posição da pálpebra e, quando pelo menos uma pálpebra permanecer fechada, o controlador de sistema escala o alarme fornecido pelo mecanismo de alerta e, quando pelo menos uma pálpebra é aberta, o controlador do sistema finaliza o alarme mediante o envio de um sinal de terminação ao mecanismo de alerta.

[0029] Adicionalmente às modalidades anteriores, o método inclui, ainda: receber uma instrução de adiamento com o circuito de comunicações, e incrementar o valor de alarme por um valor de adiamento predeterminado pelo controlador de sistema, em resposta à instrução de adiamento. Em uma outra modalidade, a instrução de adiamento é recebida de um padrão de piscada detectado por um sensor de posição da pálpebra do circuito de comunicações e do controlador de sis- tema. Adicionalmente a qualquer uma das duas modalidades anteriores, a instrução de adiamento é recebida a partir de um dispositivo externo pelo controlador de sistema, através do circuito de comunicações.

[0030] Adicionalmente às modalidades de método anteriores, o método inclui, ainda, finalizar o alarme em resposta ao padrão de piscada recebido, detectado por um sensor de posição da pálpebra do circuito de comunicações e do controlador de sistema. Adicionalmente às modalidades de método anteriores, o método inclui, ainda, finalizar o alarme em resposta a uma instrução de terminação recebida de um dispositivo externo pelo controlador de sistema, através do circuito de comunicações.

[0031] Em pelo menos uma modalidade, a presente invenção refere-se a uma lente oftálmica energizada. A lente oftálmica energizada inclui uma lente intraocular, um circuito de temporização, um controlador de sistema configurado para determinar se o horário do alarme foi atingido e fornecer um sinal de controle de saída, e pelo menos um mecanismo de alerta configurado para receber o sinal de controle de saída e implementar uma função predeterminada de alertar o usuário.

[0032] Em pelo menos uma modalidade, uma lente oftálmica energizada inclui: uma lente intraocular; e um sistema sensor de posição da pálpebra incorporado à lente e tendo uma matriz de sensores, com uma pluralidade de sensores individuais para detectar a posição da pálpebra, um circuito de temporização, um controlador de sistema configurado para tomar amostras de cada sensor individual na matriz de sensores, de modo a detectar a posição da pálpebra para determinar se a pálpebra está aberta e fornecer um sinal de controle de saída, e pelo menos um mecanismo de alerta configurado para receber o sinal de controle de saída.

[0033] O controle de uma lente oftálmica energizada pode ser al- cançado 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 piscadas, a lente oftálmica energizada pode mudar o estado de operação, por exemplo, entre um estado de operação acordado e um estado de operação adormecido.

[0034] O método de detecção de piscada é um componente do controlador de sistema que detecta características de piscadas, por exemplo, se a pálpebra está aberta ou fechada, a duração da piscada aberta ou fechada, a duração entre piscadas, e o número de piscadas em um dado período de tempo. O método de acordo com pelo menos uma modalidade conta com a amostragem da luz incidente sobre o olho, a uma certa taxa de amostragem. Padrões de piscada predeterminados são armazenados e comparados ao histórico recente de amostras de luz incidente. Quando os padrões coincidem, o método de detecção de piscada desencadeia a atividade no controlador de sistema, por exemplo, para comutar para um estado de operação específico.

[0035] A presente invenção também se refere a uma lente oftálmica energizada ou eletrônica, que incorpora um mecanismo de alerta. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0036] 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 desenhos anexos.

[0037] As Figuras 1A e 1B ilustram lentes de contato que têm componentes de alarme, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0038] A Figura 2A ilustra uma representação diagramática de dois sensores de posição da pálpebra que têm um canal de comunicação para sincronizar a operação entre os dois olhos, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0039] A Figura 2B ilustra uma representação diagramática de uma lente de contato que tem um canal de comunicação para comuni-car-se com um dispositivo externo, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0040] A Figura 3 ilustra uma lente de contato que compreende um sistema de detecção de piscada de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0041] A Figura 4 ilustra uma representação gráfica da luz incidente sobre a superfície do olho, em função do tempo, ilustrando um possível padrão de piscadas involuntário registrado em vários níveis de intensidade de luz, em função do tempo, e um nível de limiar passível de uso com base em algum ponto entre os níveis máximos e mínimos de intensidade da luz, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0042] A Figura 5 é um diagrama de transição de estado de um sistema de detecção de piscada, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0043] A Figura 6 ilustra uma representação diagramática de uma trajetória de fotodetecção usada para detectar e amostrar os sinais de luz recebidos, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0044] A Figura 7 ilustra um diagrama de blocos de uma lógica de condicionamento digital, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0045] A Figura 8 ilustra um diagrama de blocos de uma lógica de detecção digital, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0046] A Figura 9 ilustra um diagrama de temporização, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0047] A Figura 10 ilustra uma representação diagramática de um controlador de sistema digital, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0048] As Figuras de 11A a 11G ilustram diagramas de temporização para controle de ganho automático, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0049] A Figura 12 ilustra uma representação diagramática de regiões de bloqueio de luz e passagem de luz em uma matriz de circuito integrado, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0050] A Figura 13 ilustra uma representação diagramática de um elemento de inserção eletrônico, que inclui um detector de piscadas, para uma lente de contato energizada de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0051] As Figuras 14A e 14B ilustram representações diagramáti-cas de sensores de posição da pálpebra, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0052] A Figura 15A ilustra uma representação diagramática de um sistema eletrônico incorporado a uma lente de contato para detectar a posição da pálpebra, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0053] A Figura 15B ilustra uma vista ampliada do sistema eletrônico da Figura 15A.

[0054] A Figura 16 ilustra uma representação diagramática de saídas dos sensores de posição da pálpebra, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0055] A Figura 17A ilustra uma representação diagramática de um outro sistema eletrônico incorporado a uma lente de contato para detectar a posição da pálpebra, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0056] A Figura 17B ilustra uma vista ampliada do sistema eletrônico da Figura 17A.

[0057] As Figuras 18A a 18C ilustram representações diagramáti-cas de um sistema detector de posição da pálpebra, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0058] A Figura 18D ilustra uma vista ampliada do sistema eletrônico das Figuras 18A a 18C.

[0059] A Figura 19A ilustra uma representação diagramática de um sistema de detecção de posição e convergência da pupila incorporado a uma lente de contato, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0060] A Figura 19B é uma vista ampliada do sistema de detecção de posição e convergência da pupila da Figura 19A.

[0061] A Figura 19C ilustra uma sobreposição de eixos X, Y e Z no olho.

[0062] A Figura 20 ilustra um diagrama de blocos de uma caixa de armazenamento de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[0063] 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, controladores de microssistemas, 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 por meio de componentes optoeletrônicos customizados, não apenas para corrigir a visão, mas para aprimorar a visão, além de 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 piscada e se o usuário está acordado ou adormecido.

[0064] Em pelo menos uma modalidade, os elementos de lente de contato energizados ou eletrônicos, se destinam a corrigir e/ou aprimorar a visão de pacientes com um ou mais dos defeitos de visão acima descritos ou, de outro modo, desempenhar uma função oftálmica útil. Além disso, a lente de contato eletrônica pode ser usada simplesmente para aprimorar a visão normal ou fornecer uma ampla variedade de funcionalidades, conforme descrito acima. A lente de contato eletrônica pode ter uma lente óptica de foco variável, um elemento óptico frontal montado incorporado a uma lente de contato, ou simplesmente cir- cuitos eletrônicos integrados sem uma lente, para qualquer funcionalidade adequada. A lente eletrônica pode ser incorporada a 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.

[0065] A presente invenção pode ser empregada em uma lente oftálmica energizada ou em uma lente de contato energizada tendo um sistema eletrônico, que atua um elemento óptico de foco variável ou quaisquer outros um ou mais dispositivos configurados para implementar qualquer número dentre numerosas funções que podem ser desempenhadas. 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 fornecer um alarme ao usuário.

[0066] O controle de uma lente oftálmica eletrônica ou energizada pode ser alcançado através de um dispositivo externo operado manualmente que se comunica 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 energizada com base na entrada manual feita pelo usuário. Alternativamente, o controle da lente oftálmica energizada pode ser realizado por meio de sinais de retroinformação ou de controle, vindos diretamente do usuário. Por exemplo, sensores embutidos na lente podem detectar piscadas, padrões de piscadas e/ou fechamento das pálpebras. Com base no padrão ou na sequência de piscadas, 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 modalidade alternativa é aquela em que a lente recebe dados provenientes do usuário a partir de um dispositivo externo, como um computador ou um smartphone. Uma outra alternativa é que o usuário não tem controle sobre a operação da lente oftálmica energizada.

[0067] A Figura 1A ilustra um sistema residente em uma lente de contato 100 para fornecer uma sinalização de alarme em pelo menos uma pupila. O sistema ilustrado inclui um controlador de sistema 110, um circuito de temporização 112, um módulo (ou sistema) de comunicações 114 e um mecanismo de alerta 116 que, em pelo menos uma modalidade, é pelo menos parcialmente encapsulado em uma lente de contato. O controlador de sistema 110 está em comunicação elétrica com o circuito de temporização 112, o módulo de comunicações 114 e o mecanismo de alerta 116.

[0068] O circuito de temporização 112 em pelo menos uma modalidade inclui um acumulador 113 para rastrear a passagem do tempo. Um exemplo de um acumulador é um registro atuando como um contador. Em uma modalidade alternativa, o acumulador 113 é ajustado para um valor aproximado ao tempo, no futuro, quando o alarme deve ser fornecido ao usuário, funciona em contagem regressiva a partir daquele valor, o que leva o controlador do sistema a realizar uma comparação da leitura até zero, para determinar quando enviar o sinal de alerta. Em modalidades alternativas, o circuito de temporização 112 pode incluir um oscilador compreendendo cristal, por exemplo quartzo, um resistor-capacitor (RC), um indutor-capacitor (LC) e/ou circuitos de relaxamento.

[0069] Em pelo menos uma modalidade, o módulo de comunicações 114 inclui componentes para facilitar a comunicação de uma fon- te externa à lente. Exemplos de fonte externa incluem o usuário da lente de contato, por meio de piscadas, um fob (sensor magnético), um computador ou um smartphone. Exemplos de componentes para facilitar esta comunicação incluem componentes detectores de piscada, componentes detectores de luz, componentes de radiofrequência (RF) e uma antena. Nas modalidades de detecção de luz ou detecção de piscadas, a estrutura de dados inclui uma hora e um minuto como um tempo absoluto ou um tempo relativo no futuro, após uma instrução de sincronização inicial proveniente da fonte externa ou do usuário, conforme o caso. Em pelo menos uma modalidade, os componentes detectores de piscada e os componentes detectores de luz são os mesmos componentes, conforme será discutido mais adiante nesta revelação. Em pelo menos uma modalidade, o módulo de comunicação 114 inclui os componentes de detecção de piscada.

[0070] Em pelo menos uma modalidade, o controlador de sistema 110 inclui uma memória 111 configurada para armazenar uma representação do tempo a ser comparada com o circuito de temporização 112, para determinar quando ativar o mecanismo de alerta 116 para fornecer o pelo menos um alarme. O controlador do sistema 110 em pelo menos uma modalidade manipula o horário de alarme recebido, a ser armazenado na memória 111, para facilitar a comparação com o sinal proveniente do circuito de temporização 112 ou para configurar o acumulador 113. A representação de horário armazenada é, pelo menos, um dentre um valor que representa o número de ciclos no futuro em que o alarme deverá ser acionado, o horário definido para o alarme, e uma quantidade de tempo no futuro até que o alarme seja acionado. Em uma modalidade alternativa, o horário é um valor de tempo relativo ou de tempo absoluto. A representação do horário armazenado terá por base a configuração do circuito de temporização e a configuração do módulo de comunicações, em termos da forma dos dados sendo recebidos, que representam o horário configurado para o alarme.

[0071] Em pelo menos uma modalidade, a lente de contato 100 inclui um elemento de inserção eletrônico no qual outros componentes são pelo menos parcialmente encapsulados. A lente de contato, em pelo menos uma modalidade, inclui uma zona óptica e uma zona periférica, onde a zona periférica fica ao redor da periferia da zona óptica.

[0072] Em uma outra modalidade, conforme ilustrado na Figura 1A, o sistema inclui uma fonte de energia 120. A fonte de energia 120 fornece energia para numerosos componentes, inclusive o mecanismo de alerta 116. A energia pode ser fornecida a partir de uma bateria, de um coletor de energia, ou outros meios adequados como é conhecido pelo versado na técnica. Essencialmente, qualquer tipo de fonte de energia 120 pode ser usado para fornecer energia confiável para todos os outros componentes do sistema.

[0073] O mecanismo de alerta 116 pode incluir qualquer dispositivo adequado para implementação de um alerta específico ao usuário, com base em um sinal de comando (ou alerta) recebido do controlador de sistema 110. Por exemplo, se o alarme ativar o controlador de sistema 110, conforme descrito acima, o controlador de sistema 110 pode permitir que o mecanismo de alerta 116, tal como uma luz (ou uma matriz de luzes) pulse uma luz para dentro, ou faça com que uma onda física pulse sobre, a córnea ou esclera do usuário (ou, alternativamente, por toda a lente). Exemplos adicionais do mecanismo de alerta 116 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, um diodo emissor de luz (LED), prismas, fibras ópticas e/ou tubos de luz, por exemplo, que fornece uma modificação óptica e/ou luz direta em direção à retina, ou aplica uma tonali-zação à zona óptica; uma tela de cristal líquido (LCD) e/ou um LED para mostrar uma mensagem que inclui, por exemplo, o horário atual; um dispositivo elétrico, como um estimulador elétrico para fornecer um leve estímulo, ou para estimular pelo menos um dentre uma superfície da córnea ou da esclera, e um ou mais nervos sensoriais da córnea ou da esclera; ou qualquer combinação dos mesmos. Em pelo menos uma modalidade, o mecanismo de alerta 116 recebe um sinal do controlador de sistema 110, em adição à energia proveniente da fonte de energia 120, e produz alguma ação com base no sinal do controlador de sistema 110. Em uma modalidade alternativa, o sinal proveniente do controlador de sistema 110 é uma conexão elétrica entre o mecanismo de alerta 116 e a fonte de energia 120, de modo que a disponibilidade de energia ativa o mecanismo de alerta 116.

[0074] A Figura 1B ilustra uma modalidade alternativa que adiciona um sistema sensor de posição da pálpebra 130 ao sistema ilustrado na Figura 1A. O controlador de sistema 110 está em comunicação elétrica com o sistema sensor de posição da pálpebra 130. Em pelo menos uma modalidade, o controlador de sistema, 110 toma amostras do sistema sensor de posição da pálpebra 130 próximo à determinação de que um sinal de alerta deva ser enviado ao mecanismo de alerta 116, para determinar se as pálpebras estão fechadas ou abertas. Em pelo menos uma modalidade, quando a determinação é de que a pálpebra está aberta, o sinal de alerta é cancelado e não enviado, já que se presume que o usuário esteja desperto e não precise do alarme.

Em uma modalidade alternativa, a amostra só é tomada em um tempo predeterminado, após o sinal de alerta ser enviado, para permitir que o usuário receba o alerta. Em uma outra modalidade alternativa, quando as pálpebras são detectadas como estando fechadas no horário predeterminado, então o controlador de sistema 110 envia um segundo sinal de alerta ao mecanismo de alerta 116, para fornecer um alerta escalado ao usuário do alarme.

[0075] Nessa modalidade ilustrada, o mecanismo de alerta 116 recebe um sinal do controlador de sistema 110 para escalar o alerta sendo dado ao usuário, em uma modalidade tal que o mecanismo de alerta 116 terá pelo menos dois níveis e/ou tipos de alertas a serem dados ao usuário para permitir a escalada do alerta, por exemplo, quando as pálpebras do usuário permanecerem fechadas apesar de um alerta inicial, em que a posição da pálpebra em pelo menos uma modalidade é detectada com o uso de um sistema sensor de posição da pálpebra 130. Em uma outra modalidade, há uma pluralidade de níveis de escala disponíveis.

[0076] A Figura 2A ilustra um sistema no qual dois olhos 280 são pelo menos parcialmente cobertos com as lentes de contato 200. As matrizes de sensores 230 estão presentes em ambas as lentes de contato 200, para determinar a posição da pálpebra, conforme será descrito mais adiante em relação às Figuras 14A e 14B. Nessa modalidade, cada uma das lentes de contato 200 inclui um componente de comunicação eletrônica 214. O componente de comunicação eletrônica 214 em cada lente de contato 200 permite que ocorra comunicação bidirecional entre as lentes de contato 200. Os componentes de comunicação eletrônica 214 podem incluir transceptores de RF, antenas, circuito de interface para fotossensores 232, e componentes eletrônicos associados ou similares. O canal de comunicação representado pela linha 215 pode incluir transmissões de RF na frequência e potên- cia adequadas, com um protocolo de dados adequado para permitir a comunicação eficaz entre as lentes de contato 200. A transmissão de dados entre as duas lentes de contato 200 pode, por exemplo, verificar que ambas as pálpebras estão fechadas, a fim de detectar uma verdadeira condição de sono do usuário. A transmissão pode, também, permitir o envio de um sinal de alarme de uma lente para a segunda lente, de modo a acionar um mecanismo de alerta na segunda lente. A transmissão de dados pode, também, ocorrer a partir de um dispositivo externo 270, por exemplo, um smartphone (ou outro sistema baseado em processador) para configurar o horário de um alarme, conforme ilustrado, por exemplo, na Figura 2B, tendo componentes eletrônicos de comunicação 272. Desse modo, os componentes eletrônicos de comunicação 214 podem estar presentes apenas em uma lente, em pelo menos uma modalidade alternativa, e em uma modalidade alternativa adicional há apenas uma lente.

[0077] A Figura 3 ilustra, sob a forma de diagrama de blocos, uma lente de contato 300 tendo um sistema eletrônico de posicionamento da pálpebra 330, de acordo com pelo menos uma modalidade. Nesta modalidade, o sistema eletrônico de posicionamento da pálpebra 330 pode incluir um fotossensor 332, um amplificador 334, um conversor analógico-digital (ou ADC) 336 e um processador de sinal digital 338. A lente de contato 300 inclui também uma fonte de energia 320, um controlador de sistema 310, e um mecanismo de alerta 316.

[0078] Quando a lente de contato 300 é colocada sobre a superfície frontal do olho de um usuário, o circuito eletrônico do sistema detector de posição da pálpebra 330 pode ser usado para detectar se a pálpebra está aberta ou fechada. O fotossensor 332, assim como os outros circuitos, é configurado para detectar piscadas, vários padrões de piscadas produzidos pelo olho do usuário, e/ou nível de fechamento da pálpebra.

[0079] Nesta modalidade, o fotossensor 332 pode ser embutido na lente de contato 330 e recebe luz ambiente 331, convertendo fótons incidentes em elétrons e, assim, fazendo com que uma corrente, indicada pela seta 333, flua para dentro do amplificador 334. O fotossensor ou fotodetector 332 pode incluir qualquer dispositivo adequado. Em uma modalidade, o fotossensor 332 inclui pelo menos um fotodiodo. Em pelo menos 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 332 e do outro circuito. A corrente 333 é proporcional ao nível de luz incidente e reduz substancialmente quando o fotodetector 332 está coberto por uma pálpebra. O amplificador 334 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 334 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 336. Por exemplo, o amplificador pode ser necessário para guiar blocos subsequentes, uma vez que a saída do fotossensor 332 pode ser muito pequena e pode ser usada em ambientes de baixa luminosidade. O amplificador 334 pode ser implementado como um amplificador de ganho variável, o ganho do mesmo podendo ser ajustado pelo controlador de sistema 310, em uma disposição de retroinforma-ção, para maximizar a faixa dinâmica do sistema. Em adição ao fornecimento de ganho, o amplificador 334 pode incluir outro circuito de condicionamento de sinal analógico, como filtração e outro circuito adequado às saídas do fotossensor 332 e do amplificador 334. O amplificador 334 pode incluir qualquer dispositivo adequado para amplificar e condicionar a saída de sinal pelo fotossensor 332. Por exemplo, o amplificador 334 pode incluir um único amplificador operacional, ou um circuito mais complicado que compreende um ou mais amplificadores operacionais. O fotossensor 332 pode ser uma matriz comutável de fotodiodos, e o amplificador 334 pode ser um integrador. Conforme apresentado acima, o fotossensor 332 e o amplificador 334 são configurados para detectar e isolar sequências de piscada 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 310. Em pelo menos uma modalidade, o controlador de sistema 310 é, de preferência, programado ou pré-configurado para reconhecer várias sequências de piscada, padrões de piscada e/ou fechamentos da pálpebra (parciais ou completos) em vários níveis de intensidade de luz, e fornecer um sinal de saída adequado ao mecanismo de alerta 316. Em pelo menos uma modalidade, o controlador de sistema 310 inclui, também, memória associada.

[0080] Nesta modalidade, o ADC 336 pode ser utilizado para converter uma saída de sinal analógico contínuo do amplificador 334 em um sinal digital amostrado adequado para posterior processamento de sinal. Por exemplo, o ADC 336 pode converter uma saída de sinal analógico do amplificador 334 em um sinal digital que pode ser utilizável pelos circuitos subsequentes ou a jusante, como um sistema ou microprocessador de processamento de sinal digital 338. Um sistema de processamento de sinal digital ou processador de sinal digital 338 pode ser usado para processar sinal digital, incluindo um ou mais dentre 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 338 pode ser pré-programado com as sequências de piscada e/ou padrões de piscadas, juntamente com a sequência de piscadas que indica o fechamento prolongado da pálpebra ou flutuação da pálpebra. O processador de sinal digital 338 inclui, também, memória associada que, em pelo menos uma modali- dade, armazena conjuntos de modelos e máscaras para detectar, por exemplo, padrões de piscadas para cada estado de operação conforme selecionados pelo controlador de sistema 310. O processador de sinal digital 338 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 336, juntamente com o amplificador 334 e o processador de sinal digital 338 associados, são ativados a uma taxa adequada, em conformidade com a taxa de amostragem anteriormente descrita, por exemplo, a cada cem (100) ms, o que está sujeito a ajuste em pelo menos uma modalidade.

[0081] Uma sequência de piscadas, em pelo menos uma modalidade, pode ser utilizada para mudar o estado de operação do sistema e/ou do controlador de sistema. Em modalidades adicionais, o controlador de sistema 310 pode controlar outros aspectos de uma lente de contato energizada dependendo da entrada do processador de sinal digital 338 como, por exemplo, alteração do foco ou da energia refrati-va de uma lente controlada eletronicamente através de um atuador.

[0082] Em pelo menos uma modalidade, o controlador de sistema 310 determinará o estado de operação da lente com base em um padrão de piscada 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 a esta modalidade, o estado de operação determinará um conjunto de modelos e máscaras a ser usado pelo processador de sinal digital 338 naquele estado de operação.

[0083] Em pelo menos uma modalidade, o controlador de sistema 310 usa o sinal proveniente da cadeia de fotossensor; a saber, o fo-tossensor 332, o amplificador 334, o ADC 336 e o sistema de processamento de sinal digital 338, para comparar níveis de luz amostrados a padrões de ativação de piscada, e/ou para determinar o fechamento das pálpebras. Com referência à Figura 4, é ilustrada uma representação gráfica das amostras de padrão de piscada 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 piscadas 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 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 piscadas, 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 piscada errados sejam usados para o controle, o nível de luz ambiente é, de preferência, levado em consideração, tal como é explicado em mais detalhes abaixo.

[0084] Por exemplo, em um estudo, descobriu-se que a pálpebra bloqueia, em média, aproximadamente noventa (99) porcento da luz visível, mas a comprimentos de onda mais baixos menos luz tende a ser transmitida através da pálpebra, bloqueando aproximadamente 99,6 porcento da luz visível. Em comprimentos de onda mais longos, em direção à porção do infravermelho do espectro, a pálpebra pode bloquear apenas trinta (30) porcento 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 4, amostras de dados de padrões de piscada 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 piscada amostrados ao longo de um período de estímulo a níveis de intensidade de luz diferentes. Ao ter a habilidade de se pré-programar padrões de piscada 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 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.

[0085] O controlador de sistema usa um método de detecção de piscada para detectar características de piscadas, por exemplo se a pálpebra está aberta ou fechada, a duração da piscada, o intervalo entre piscadas, e o número de piscadas em um dado período de tempo. Em pelo menos uma modalidade, o método de detecção de piscada faz uso da amostragem da luz incidente sobre o olho a uma certa taxa de amostragem. Padrões de piscada predeterminados são armazenados e comparados ao histórico recente de amostras de luz incidente. Quando os padrões coincidem, o método de detecção de piscada pode desencadear uma atividade no controlador de sistema, por exemplo, para configurar e/ou alterar o horário do alarme e/ou outras operações da lente. O método de detecção de piscada em pelo menos uma modalidade distingue adicionalmente entre os padrões de piscada predeterminados e os movimentos de pálpebra associados à sonolên- cia, ao adormecimento ou ao sono.

[0086] Piscar é o rápido abrir e fechar das pálpebras, sendo uma função essencial do olho. A piscada protege o olho de objetos estranhos, por exemplo, indivíduos piscam quando objetos aparecem inesperadamente nas proximidades do olho. A piscada fornece lubrificação sobre a superfície anterior do olho, mediante a dispersão de 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 piscada 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 método e o sistema de detecção de piscada da presente invenção usam padrões de piscada que não podem ser confundidos com a resposta normal de piscar. Em outras palavras, se a piscada 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 piscada para fins de controle levam em conta, de preferência, estas e quaisquer outras variáveis que afetem a piscada. O comprimento médio de piscadas involuntárias situa-se na faixa de cerca de cem (100) a quatrocentos (400) milissegundos. 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 uma tendência geral a se fecharem ao longo de um período de tempo, ou ficam fechadas por um período de tempo, o que indica que o usuário está dormindo.

[0087] Uma modalidade do método de detecção de piscada pode ser resumida nas seguintes etapas: [0088] 1. Defina uma "sequência de piscada" intencional que um usuário executará para detecção positiva de piscada, ou que seja representativa do início do sono.

[0089] 2. Amostre o nível de luz incidente a uma taxa consistente com a detecção da sequência de piscadas e rejeitando piscadas involuntárias.

[0090] 3. Compare o histórico dos níveis de luz amostrados à "sequência de piscadas" esperada, como definido por um molde de valores de piscadas.

[0091] 4. Opcionalmente, implemente 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), sendo que pode ocorrer um ou mais dentre ativação da lente, controle, e alteração de foco. Adicionalmente, isto pode permitir variação na temporiza-ção da sequência de piscadas do usuário.

[0092] Uma sequência de piscadas pode ser definida conforme exposto a seguir: [0093] 1. piscada (fechada) durante 0,5 s [0094] 2. aberta durante 0,5 s [0095] 3. piscada (fechada) durante 0,5 s [0096] 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].

[0097] 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], [0098] 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].

[0099] Padrões alternativos podem ser implementados, por exemplo uma única piscada longa, nesse caso, uma piscada de 1,5 s com um modelo de 24 amostras, dado por 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].

[00100] Um padrão alternativo adicional pode ser implementado como indicativo de sono, nesse caso uma piscada de 2,4 s (ou olhos que se fecharam para dormir) com um modelo de 24 amostras, dado por 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], [00101] Em uma modalidade alternativa, esse blink_template é utilizado sem uma blinkjnask.

[00102] É importante observar que o exemplo acima é para fins ilustrativos e não representa um conjunto específico de dados.

[00103] A detecção pode ser implementada comparando-se logicamente o histórico das amostras ao modelo e a máscara. A operação lógica é para OR 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 o valor é 0 lógico, não é necessário que uma piscada combine com o molde da máscara de piscadas naquele lugar da sequência. Por exemplo, pode ser usada a seguinte equação de algoritmo booleano, conforme codificada em MATLAB® (MathWorks, Natick, Massachusetts, EUA), combinado = não (blink_mask) | não (xor (blink_template, test_sample)), 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 blink_mask. Se a sequência combinada for toda 1 lógico, então uma boa combinação ocorreu. Resumindo-se, não ((xor (blink_template, test_sample)) resulta em uma 0 lógico para cada erro de combinação e uma 1 lógico para cada combinação. A aplicação do "OU" lógico com a máscara invertida força cada local na sequência combinada a um 1 lógico, onde a máscara é um 0 lógico. Consequentemente, quanto mais lugares em um molde de máscara de piscada onde o valor for especificado como 0 lógico, maior é a margem de erro permitida em relação às piscadas de uma pessoa. Também é importante observar que quanto maior o número de 0 lógicos no molde da máscara de piscada, maior o potencial para falsos positivos coincidentes com padrões de piscada esperados ou pretendidos. Deve-se observar que uma variedade de padrões de piscada esperados ou pretendidos pode ser programada em um dispositivo com um ou mais ativos em um momento e, em pelo menos uma modalidade, controlar o uso de padrões de piscada específicos a serem usados em um estado de operação específico. Mais especificamente, múltiplos padrões de piscada esperados ou pretendidos podem ser usados para o mesmo propósito ou funcionalidade, ou para implementar funcionalidade diferente ou alternativa. Por exemplo, um padrão de piscada pode ser usado para fazer com que a lente mude seu estado de operação, adie o alarme, finalize o alarme e/ou configure o alarme. Em pelo menos uma modalidade, a detecção de piscada pode, também, detectar quando as pálpebras permanecem fechadas, o que seria detectado como uma piscada contínua.

[00104] As Figuras 5 a 18 fornecem exemplos de sistemas sensores de posição da pálpebra (ou sistemas sensores de detecção de piscada). Em pelo menos uma modalidade, os sistemas sensores de posição da pálpebra usam detecção de piscada para determinar se a pálpebra está fechada, e se permanece fechada ao longo de um período de tempo.

[00105] A Figura 5 ilustra um diagrama de transição de estado 500 para um sistema de detecção de piscada de acordo com pelo menos uma modalidade. O sistema começa em um estado OCIOSO 502 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, a máquina de estado então muda para um estado WAIT_ADC 504 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 a máquina de estado muda para um estado de DESLOCAMENTO 506. No estado de DESLOCAMENTO 506, o sistema empurra o valor de saída de ADC mais recentemente recebido sobre um registro de deslocamento para manter o histórico das amostras de piscada. 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 minimizar requisitos de armazenamento. O sistema ou a máquina de estado então muda para um estado COMPARAR 508 no qual os valores no registro de deslocamento do histórico da amostra são comparados com um ou mais moldes e máscaras 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 a máquina de estado então muda para o estado FINALIZADO 510 e expressa um sinal bl_done para indicar que suas operações estão completas.

[00106] A Figura 6 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 incluir um fotodiodo 602, um amplificador de transimpedância 604, um estágio de filtragem com ganho automático e passa-baixo 606 (AGC/LPF), e um ADC 608. O sinal adc_vref é fornecido ao ADC 608 a partir da fonte de energia 620 (vide a fonte de energia 110 na Figura 1A ou 1B) ou, alternativamente, pode ser fornecido a partir de um circuito dedicado dentro do conversor analógico-digital 608. A saída do ADC 608, adc data, é transmitida para o bloco do processador de sinal digital e controlador de sistema 338/310 (vide Figura 3). Embora ilustrado na Figura 3 como os blocos individuais 338 e 310, para facilidade de explicação, o processador de sinal digital 338 e o controlador de sistema 310 são, de preferência, implementados em um único bloco 610. 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 610 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 610. 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 fotode-tecção, pd_gain, são recebidos a partir do processador de sinal digital e controlador de sistema 610.

[00107] A Figura 7 ilustra um diagrama de blocos da lógica de condicionamento digital 700 para ser usado para reduzir o valor do sinal de ADC recebido, adc_data, para um único valor de bit pd_data. A lógica de condicionamento digital 700 pode incluir um registro digital 702 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 702 é configurado para aceitar um novo valor no sinal adc_data quando o sinal adc_complete é confirmado e para, de outro modo, manter o 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 704 para produzir um ou mais limites no sinal pd_th. O valor de dado mantido pode, então, ser comparado, através de um comparador 706, a um 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 incluir, adicionalmente, um bloco de ajuste de ganho pd_gain_adj 708 para ajustar o ganho do estágio de filtragem com ganho automático e passa-baixo 606 na trajetória de sinal de fotodetecção, através do sinal pd_gain, ilustrado na Figura 6, 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 piscada, mas reduz a complexidade. A Figura 7 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 708.

[00108] Em uma modalidade, o circuito de geração de limite 704 inclui 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 energia 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 704 fornece o valor-limite pd_th com base no valor-limite de ponto médio pd_th_mid.

[00109] O circuito de geração de limite 704 pode ser ainda adapta- do 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.

[00110] Em uma outra modalidade do circuito de criação de limite 704, 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 pelo menos uma modalidade, 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 piscada após longos intervalos. O comportamento do circuito de geração de limite é adicionalmente ilustrado nas Figuras 11A a 11G, como discutido a seguir.

[00111] A Figura 8 ilustra um diagrama de blocos da lógica de detecção digital 800 que pode ser usada para implementar um algoritmo de detecção de piscada digital, de acordo com pelo menos uma modalidade. A lógica de detecção digital 800 pode incluir um registro de deslocamento 802 adaptado para receber os dados da trajetória do sinal de fotodetecção pd_rx_top, Figura 6, ou da lógica de condicionamento digital, Figura 7, conforme ilustrado aqui no sinal pd_data, que tem um valor de um bit. O registro de deslocamento 802 mantém um histórico dos valores de amostra recebidos, aqui em um registro de 24 bits. A lógica de detecção digital 800 inclui, adicionalmente, um bloco de comparação 804, adaptado para receber o histórico da amostra e um ou mais modelos bl_tpl e máscaras bl_mask, com base no estado de operação (se necessário) e é configurada para indicar uma combinação a um ou mais modelos e máscaras em um ou mais sinais de saída que podem ser conservados para uso posterior. Em pelo menos uma modalidade, o estado de operação determina o conjunto de modelos bl_tpl e máscaras de _bl_mask a ser usado pelo bloco de comparação 804. Em pelo 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 800 inclui um bloco de comparação, adaptado para conter um ou mais modelos de sono e é configurada 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.

[00112] A saída do bloco de comparação 804 é trancada através de um flip-flop D 806. A lógica de detecção digital 800 pode incluir, adicionalmente, um contador 808 ou outra lógica para suprimir comparações sucessivas que possam 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 seja amostrada antes de ser capaz de identificar uma combinação subsequente. A lógica de detecção digital 800 pode incluir, ainda, uma máquina de estado ou circuito de controle similar para fornecer os sinais de controle à trajetória do sinal de fotodetecção e ao ADC. Em algumas modalidades, os sinais de controle podem ser gerados por uma máquina de estado de controle que é separada da lógica de detecção digital 800. Esta máquina de estado de controle pode fazer parte do processador de sinal digital e controlador de sistema 410 (vide a Figura 4).

[00113] A Figura 9 ilustra um diagrama de temporização dos sinais de controle fornecidos a partir de um subsistema de detecção a um ADC 608 (Figura 6) 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 seja 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 adç_complete. Também é ilustrado na Figura 9 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.

[00114] A Figura 10 ilustra um controlador de sistema digital 1000 tendo um subsistema de detecção digital de piscada dig_blink 1002. O subsistema de detecção digital de piscada dig_blink 1002 pode ser controlado por uma máquina de estado mestre dig_master 1004 e pode ser adaptado para receber sinais de relógio de um gerador de relógio clkgen 1006 externo ao controlador de sistema digital 1000. O sub-sistema de detecção digital de piscada dig_blink 1002 pode ser adaptado para fornecer sinais de controle e receber sinais de um subsiste-ma de fotodetecção, conforme descrito acima. O subsistema de detecção digital de piscada dig_blink 1002 pode incluir lógica de condicionamento digital e lógica de detecção digital, conforme descrito acima, em adição a uma máquina de estado para controlar a sequência de operações em um algoritmo de detecção de piscada. O subsistema de detecção digital de piscada dig_blink 1002 pode ser adaptado para receber um sinal de ativação da máquina de estado mestre 1004 e para fornecer uma indicação de término ou finalização e uma indicação de detecção de piscada de volta para a máquina de estado mestre 1004.

[00115] Em uma modalidade alternativa à modalidade ilustrada na Figura 10, um relógio é conectado ao gerador do relógio 1006 (na Figura 10) para rastrear o tempo desde o início do funcionamento da lente, e para fornecer um sinal de registro de horário ao gerenciador de dados, em uma modalidade na qual o gerenciador de dados registra dados referentes ao início e ao término do sono do usuário de modo que, quando os dados são transmitidos (ou enviados) da lente para um dispositivo externo usando, por exemplo, pelo menos um componente eletrônico de comunicação, o dispositivo externo é capaz de determinar em quais períodos de tempo o usuário estava adormecido enquanto usava a lente, mediante o cálculo reverso da hora do dia, com base no registro de horário da lente e no horário atual no dispositivo externo, quando os dados são transmitidos em comparação com o registro de horários registrado.

[00116] As Figuras 11A a 11G representam formas de ondas para ilustrar a operação do circuito de criação de limite e controle de ganho automático (Figura 7). A Figura 11A 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. Tanto na primeira como na segunda porções da plotagem, percebe-se que uma piscada dupla reduz a luz e a fotocorrente. Observa-se que a atenuação da luz pela pálpebra pode não ser cem (100) porcento, mas um valor mais baixo dependendo das propriedades de transmissão da pálpebra para os comprimentos de onda de luz incidente no olho. A Figura 11B ilustra o valor de adc_data_held que é capturado em resposta à forma de onda de fotocorrente da Figura 11 A. 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 11B 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 11C 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 11D 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 11E 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 alguma quantidade abaixo do valor de adc_data_held. Também é ilustrada na Figura 11E 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 11F 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, o qual é baixo quando uma piscada está ocorrendo. A Figura 11G 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 11E. 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 11Aa 11E, 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.

[00117] A Figura 12 ilustra características de bloqueio de luz e passagem de luz em uma matriz de circuito integrado 1200. A matriz de circuito integrado 1200 inclui uma região de passagem de luz 1202, uma região de bloqueio de luz 1204, blocos de ligação 1206, aberturas de passivação 1208 e aberturas da camada de bloqueio de luz 1210. A região de passagem de luz 1202 está situada acima de fotossensores (não ilustrados), por exemplo, um conjunto de fotodiodos implementados no processo do semicondutor. Em pelo menos uma modalidade, a região de passagem de luz 1202 permite que o máximo de luz possível alcance os fotossensores, maximizando, assim, sua sensibilidade. Isto pode ser feito através da remoção de polissilicone, metal, óxido, ni-treto, 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 1202 também pode receber outros processamentos especiais para otimizar a detecção de luz, por exemplo, um revestimento, filtro e/ou difusor antirreflexivos. A região de bloqueio de luz 1204 pode cobrir outros circuitos na matriz que não necessitam de exposição à luz. O desempenho do outro circuito pode ser degradado pelas fotocorrentes, por exemplo, inconstantes tensões de impulsão e frequências de oscilador nos circuitos de corrente ultrabaixa necessários para a incorporação nas lentes de contato, conforme previamente mencionado. A região de bloqueio de luz 1204 é formada com um material delgado, opaco e reflexivo, por exemplo, alumínio ou cobre, já usados no processamento e pós-processamento de uma pastilha semicondutora. Se implementado com metal, o material que forma a região de bloqueio de luz 1204 deve ser isolado dos circuitos abaixo e das áreas de ligação 1206 para evitar condições de curto-circuito. Tal isolamento pode ser fornecido pela passivação já presente na matriz como parte da passivação de pastilha normal, por exemplo, óxido, nitreto, e/ou poli-imida, ou com outro dielétrico adicionado durante o processamento posterior. O mascara-mento permite aberturas na camada de bloqueio de luz 1210, de modo que o metal de bloqueio de luz condutivo não sobrepõe as áreas de ligação na matriz. A região de bloqueio de luz 1204 está coberta com dielétrico ou passivação adicionais para proteger a matriz e evitar cur-tos-circuitos durante a fixação da matriz. Esta passivação final tem aberturas de passivação 1208 para permitir a conexão aos blocos de ligação 1206.

[00118] Em uma modalidade alternativa, onde a lente de contato inclui capacidade de tonalização, a região de passagem de luz 1202 fica pelo menos parcialmente sobreposta à região da lente de contato capaz de ser tonalizada. Quando os fotossensores estão presentes tanto na região de tonalização como nas regiões sem tonalização da lente de contato, isso permite uma determinação da quantidade de luz sendo bloqueada pela tonalização. Em uma outra modalidade, a totalidade da região de passagem de luz 1202 está presente na região de tonalização.

[00119] A Figura 13 ilustra uma lente de contato com um elemento de inserção eletrônico tendo um sistema detector de piscada. A lente de contato 1300 inclui uma porção de plástico macio 1302 que fornece um elemento de inserção eletrônico 1304. Este elemento de inserção 1304 inclui uma lente 1306 que é ativada pelo circuito eletrônico, por exemplo, focalizando próximo ou longe dependendo da ativação. O circuito integrado 1308 se apoia sobre o elemento de inserção 1304 e se conecta às baterias 1310, à lente 1306, e a outros componentes, conforme for necessário para o sistema. Em pelo menos uma modalidade, o circuito integrado 1308 inclui um fotossensor 1312 e circuitos associados de trajetória do sinal do fotossensor. O fotossensor 1312 fica voltado para fora através do elemento de inserção da lente 1304, e voltado em oposição ao olho, sendo assim capaz de receber a luz ambiente. O fotossensor 1312 pode ser implementado no circuito integrado 1308 (conforme mostrado), por exemplo, como um fotodiodo único ou uma matriz de fotodiodos. O fotossensor 1312 pode, também, ser implementado como um dispositivo separado montado sobre o elemento de inserção 1304 e conectado com conexões elétricas 1314. Quando a pálpebra se fecha, o elemento de inserção da lente 1304, inclusive o fotodetector 1312 é coberto, reduzindo assim o nível de luz incidente sobre o fotodetector 1312. O fotodetector 1312 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 1312 pode ser substituído ou aumentado por outros sensores discutidos nessa revelação.

[00120] Modalidades adicionais da detecção de piscada podem permitir uma variação maior na duração e no espaçamento da sequência de piscada, por exemplo, por temporização do início de uma segunda piscada com base no tempo de finalização medido de uma primeira piscada, ao invés de usar um modelo fixo, ou por ampliação dos intervalos "ignorados" da máscara (valores 0).

[00121] Deve-se considerar que a detecção de piscada e/ou a detecção de sono podem ser implementadas em lógica digital ou em software executado em um microcontrolador. A lógica ou o microcontrola-dor 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.

[00122] 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, inclusive o reflexo de piscada e a ação de dispersão de lágrimas. O reflexo de piscada das pálpebras evita trauma ao globo mediante o rápido fechamento diante da percepção de uma ameaça ao olho. A piscada também dispersa lágrimas sobre a superfície do globo para mantê-lo úmido e remover por enxágue bactérias e outras matérias estranhas. Mas o movimento das pálpebras também pode indicar outras ações ou funções em questão, para além de serem usadas para alertar um indivíduo (ou usuário) usando uma lente oftálmica eletrônica de que um alarme foi ativado.

[00123] Agora com referência à Figura 14A, é ilustrado um sistema sensor de posição da pálpebra em um olho 1400. O sistema é incorporado a uma lente de contato 1402. As pálpebras superior e inferior são mostradas, com a pálpebra superior tendo locais possíveis 1401, 1403 e 1405 a fim de aumentar o fechamento. A pálpebra inferior também é ilustrada com níveis de fechamento que correspondem à pálpebra superior; a saber, os locais 1407, 1409 e 1405. Quando as pálpebras são fechadas, as mesmas ocupam a mesma posição; a saber, 1405. A lente de contato 1402, de acordo com a modalidade, inclui uma matriz de sensores 1404. Essa matriz de sensores 1404 inclui um ou mais fotos-sensores. Nessa modalidade, a matriz de sensores 1404 inclui doze (12) fotossensores, 1406a a 14061. Com a pálpebra superior na posição 1401 e a pálpebra inferior na posição 1407, todos os fotossensores 1406a a 1406 I 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 1403 e 1409, os fotossensores superior e inferior 1406a e 1406b são cobertos, recebem menos luz que os outros fotossensores 1406c a 14061, e emitem uma corrente inferior de modo correspondente que pode ser detectada pelo circuito eletrônico. Com as pálpebras totalmente fechadas na posição 1405, todos os sensores 1406a a 1406 I 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 piscadas 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 confiável mente a posição da pálpebra enquanto não obstrui a zona óptica límpida (por alto, a área ocupada por uma pupila dilatada). Esse sistema pode, também, ser usado para detectar piscadas mediante a amostragem rotineira dos sensores e a comparação das medições ao longo do tempo. Em uma modalidade alternativa, fotossensores 1406a'-14061' de uma matriz de sensores 1404' formam um padrão arqueado ao redor da pupila enquanto são verticalmente espaçados entre si conforme ilustrado, por exemplo, na Figura 14B. Sob qualquer modalidade ilustrada, o versado na técnica deve considerar que um número diferente de 12 pode ser utilizado na matriz de sensores. Exemplos incluem adicionalmente um número em uma faixa de 3 a 15 (incluindo os pontos finais em pelo menos uma modalidade) em mais particularmente, um número em uma faixa de 4 a 8 (incluindo os pontos finais em pelo menos uma modalidade).

[00124] As Figuras 15A e 15B ilustram um sistema eletrônico 1500 no qual fotossensores de posição da pálpebra, conforme apresentado acima, são usados para acionar atividade em uma lente de contato 1502 ou, mais especificamente, em uma lente oftálmica energizada ou eletrônica. A Figura 15A mostra o sistema eletrônico 1500 na lente 1502 e a Figura 15B é uma vista explodida do sistema 1500. A luz 1501 é incidente sobre um ou mais fotossensores 1504, conforme anteriormente descrito em relação às Figuras 14A e 14B. Esses fotossensores 1504 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 1504, os amplificadores 1506, ou outro circuito adequado, po- dem ser necessários para condicionar os sinais de entrada para uso por circuitos subsequentes ou a jusante. Um multiplexador 1508 permite que um único conversor analógico-para-digital 1510 (ou ADC) aceite entradas de múltiplos fotossensores 1504. O multiplexador 1508 pode ser colocado imediatamente após os fotossensores 1504, antes dos amplificadores 1506, ou podem não ser usados dependendo das considerações para consumo de corrente, tamanho de matriz e complexidade de modelo. Visto que múltiplos fotossensores 1504 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-digital e controladores de sistema de sinal digital) pode reduzir significativamente o tamanho necessário para os circuitos eletrônicos. Os amplificadores 1506 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 1506 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 1510. Por exemplo, os amplificadores 1506 podem ser necessários para direcionar blocos subsequentes, visto que a saída dos fotossensores 1504 pode ser bem pequena e pode ser usada em ambientes de luz baixa. Os amplificadores 1506 podem, também, ser implementados como amplificadores de ganho variável, cujo ganho pode ser ajustado por um controlador de sistema 1512 para maximizar a faixa dinâmica do sistema 1500. Em adição ao fornecimento de ganho, os amplificadores 1506 podem incluir outro circuito de condicionamento de sinal analógico, como filtração e outro circuito adequado às saídas do fotos-sensor 1504 e do amplificador 1506. Os amplificadores 1506 podem ser qualquer dispositivo adequado para a amplificação e o condicionamento da saída de sinal pelo fotossensor 1504. Por exemplo, os amplificadores 1504 podem simplesmente ser um único amplificador operacional, ou um circuito mais complicado compreendendo um ou mais amplificadores operacionais.

[00125] Conforme apresentado acima, os fotossensores 1504 e os amplificadores 1506 são configurados para detectar luz incidente 1501 em várias posições no olho e converter a corrente de entrada em um sinal digital utilizável essencialmente pelo controlador de sistema 1512. Em pelo menos uma modalidade, o controlador de sistema 1512 é pré-programado para tomar amostras de cada fotossensor 1504 no olho, de modo a detectar a posição da pálpebra e fornecer um sinal de saída adequado para um mecanismo de alerta 1514. O controlador de sistema 1512 inclui, também, memória associada. O controlador de sistema 1512 pode combinar amostras recentes dos fotossensores 1504 a padrões pré-programados correlacionados a posições de pálpebras abertas e semicerradas. O sistema 1500 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, comparação de cada fotossensor a fotossensores adjacentes e a outros fotossensores, e outras técnicas para discernir a posição da pálpebra de modo inequívoco.

[00126] Em pelo menos uma modalidade, o ADC 1510 pode ser usado para converter uma saída de sinal analógico contínua proveniente dos amplificadores 1506, através do multiplexador e em um sinal digital amostrado adequado para processamento adicional do sinal. Por exemplo, o ADC 1510 pode converter uma saída de sinal analógico dos amplificadores 1506 em um sinal digital que pode ser utilizável pelos circuitos subsequentes ou a jusante, como um sistema ou microprocessador de processamento de sinal digital 1516. Um sistema de processamento de sinal digital ou processador de sinal digital 1516 pode ser usado para processar sinal digital, incluindo um ou mais dentre 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 1516 pode ser pré-programado com vários padrões de posição e/ou fechamento de pálpebras. O processador de sinal digital 1516 inclui, também, memória associada em pelo menos uma modalidade. O processador de sinal digital 1516 pode ser implantado utilizando-se circuito analógico, circuito digital, software e/ou, de preferência, uma combinação dos mesmos. O ADC 1510 junto com os amplificadores 1506 e o processador de sinal digital 1516 associados é ativado a uma taxa adequada em conformidade com a taxa de amostragem anteriormente descrita, por exemplo, a cada cem (100) ms.

[00127] Uma fonte de energia 1518 fornece energia para inúmeros componentes, inclusive o sistema sensor de posição da pálpebra 1500. A fonte de energia 1518 pode, também, ser usada para fornecer energia a outros componentes na lente de contato. A energia pode ser fornecida a partir de uma bateria, de um coletor de energia, ou outros meios adequados como é conhecido pelo versado na técnica. Essencialmente, qualquer tipo de fonte de energia 1518 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 1512 ou uma porção do controlador de sistema 1512. Além disso, o controlador de sistema 1512 pode controlar outros aspectos de uma lente de contato energizada, dependendo da entrada proveniente do controlador de sistema de sinal digital 1508 como, por exemplo, a ativação do mecanismo de alerta 1514.

[00128] Agora com referência à Figura 16, é ilustrada uma característica de saída para três fotossensores posicionados em três diferentes posições verticais 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 1510 na Figura 15B). A luz incidente total 1602 aumenta, permanece constante e, então, diminui, por exemplo, ao caminhar de um ambiente escuro para um corredor claro, e então de volta para o ambiente escuro. Todos os três fotossensores, 1604, 1606 e 1608, emitiríam um sinal similar àquele da luz ambiente, se a pálpebra permanecesse aberta, conforme ilustrado pelas linhas pontilhadas 1601 e 1603 para os fotossensores 1604 e 1608. Em adição à alteração do nível de luz ambiente 1602, o fechamento parcial das pálpebras é indicado pela posição 1610, diferente daquela das posições de pálpebra aberta 1612 e 1614. Quando a pálpebra fecha parcialmente, o fotossensor superior 1604 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 1602 aumentar, o fotossensor 1604 recebe menos luz e emite um sinal inferior devido à pálpebra parcialmente fechada. É observada resposta similar com o fotossensor 1608 que se torna coberto. O sensor médio 1606 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.

[00129] As Figuras 17A e 17B ilustram um sistema de detecção alternativo 1700 incorporado a uma lente de contato 1702. A Figura 17A ilustra o sistema 1700 na lente 1702, e a Figura 17B ilustra uma vista explodida do sistema 1700. Nessa modalidade, sensores de toque ca-pacitivo 1704 são utilizados ao invés de fotossensores. Os sensores de toque capacitivo são comuns na indústria eletrônica, por exemplo, em telas sensíveis ao toque. O princípio básico é que um sensor de toque capacitivo (ou capacitor variável) 1704 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 1706 criam um sinal de saída proporcional à capacitância, por exemplo, mediante a medição da alteração em um oscilador tendo 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 1706 pode ser combinada com um multiplexador 1708 para reduzir o circuito a jusante. Nessa modalidade, o circuito de condicionamento de sinal necessário conforme descrito acima em relação à Figura 15 é omitido por uma questão de simplicidade. Um controlador de sistema 1710 recebe entradas do condicionador de sensor de capacitância 1706 através do multiplexador 1708, 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 1712, por exemplo, fazer com que uma lente de foco variável altere para uma distância focal mais próxima. Os sensores de toque de capacitor 1704 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 sen- sor 1704, a alteração na capacitância seria detectada ao invés da alteração na luz ambiente anteriormente descrita. A Figura 17B ilustra também a inclusão de uma fonte de energia 1714 em pelo menos uma modalidade.

[00130] 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 15B. 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.

[00131] Em uma modalidade, os elementos eletrônicos e intercone-xões eletrônicas são produzidos 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.

[00132] As Figuras 18A a 18D 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 1802 que trabalha em conjunto com o circuito 1800. Um exemplo de um sensor que pode ter uma configuração de tira é um sensor de capacitância. A Figura 18A ilustra um exemplo onde a tira 1808 é substancialmente reta na lente de contato 1802. Embora a tira 1808 seja ilustrada como sendo orientada paralela a uma linha que bissecciona a lente de contato 1802, ela pode ter uma orientação incli- nada com relação à linha de bissecção ou ter um formato arqueado. A Figura 18B ilustra um exemplo onde a tira 1808a percorre uma passagem em serpentina ao longo da lente de contato 1802. Na modalidade ilustrada na Figura 18C, a configuração em serpentina da tira 1808b aumentará a mudança na capacitância detectada pelo circuito 1800 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. Conforme as pálpebras se fecham, uma pressão adicional será aplicada pelas pálpebras contra o transdutor de pressão piezoelétrica, permitindo assim determinar o nível de fechamento da pálpebra. A detecção contínua ao longo do eixo vertical fornece uma granularidade melhorada sobre uma pluralidade de sensores, fornecendo, dessa forma, a medição melhorada da localização da pálpebra. A Figura 18D ilustra um circuito elétrico que pode ser utilizado em conjunto com os sensores de tiras 1808, 1808a, 1808b incluindo um controlador de sistema 1810, um mecanismo de alerta 1812 e uma fonte de energia 1814. Em uma outra modalidade alternativa, há múltiplas tiras presentes. Uma vantagem de uma configuração em serpentina e/ou em ângulo é que a posição da pálpebra ainda pode ser detectada, mesmo que a lente de contato esteja orientada incorretamente no olho do usuário.

[00133] As atividades do bloco de processamento de sinal digital e do controlador de sistema (1516 e 1512 na Figura 15B, respectivamente, o controlador de sistema 1710 na Figura 17B e o controlador de sistema 1810 na Figura 18D) 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 de pesquisa oftálmica, pré-programação, treinamento e algorit- mos 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 em relação à resposta geralmente esperada e/ou a mudanças na frequência de piscada, podem ser registrados em uma sessão de treinamento ou como parte de um algoritmo adaptativo/de aprendizado que continua a refinar a resposta na operação do dispositivo of-tálmico 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 poderia 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.

[00134] Em uma modalidade alternativa, o sistema inclui, ainda, um sensor de movimento de olho que pode fornecer uma indicação quanto a se o usuário está em sono com movimento rápido dos olhos (REM) no momento em que o alarme se destina a ser acionado. Em pelo menos uma modalidade, se o sistema de posição da pálpebra detectar que as pálpebras estão fechadas no momento de ativação do alarme, então o sistema sensor de movimento dos olhos é amostrado pelo controlador de sistema. Se o controlador de sistema detectar um movimento dos olhos, então o tipo de alarme pode ser ajustado para refletir o sono REM do usuário. Em uma outra modalidade, se o controlador de sistema receber, do sistema sensor de movimento dos olhos, leituras de que o usuário está deitado e, do sistema sensor de posição da pálpebra, leituras de que as pálpebras estão fechadas, então o tipo de alarme pode ser ajustado para refletir que o usuário está dormindo. Em uma outra modalidade, o alarme é iniciado a uma baixa intensidade, que cresce ao longo de um período de tempo para proporcionar um despertar mais suave ao usuário. Em uma modalidade alternativa, o alarme fornecido é um alarme escalado.

[00135] As Figuras 19A e 19B ilustram um sistema sensor de movimento dos olhos 1900 exemplificador, para detectar o movimento dos olhos durante, por exemplo, o sono. O sensor 1902 detecta o movimento e/ou a posição da pupila ou, de modo mais genérico, do olho. O sensor 1902 pode ser implementado como um acelerômetro multia-xial em uma lente de contato 1901. Com a lente de contato 1901 sendo afixada ao olho e, em geral, se movendo com o olho, um acelerômetro na lente de contato 1901 pode rastrear o movimento do olho. É importante observar que qualquer dispositivo adequado pode ser usado como o sensor 1902, e mais de um sensor único 1902 pode ser usado. A saída do sensor 1902 é capturada, amostrada, e condicionada pelo processador de sinal 1904. O processador de sinal 1904 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 1902 e gerar uma saída em um formato adequado para o restante dos componentes do sistema 1900. O processador de sinal 1904 pode ser implementado, utilizando-se um circuito analógico, um circuito digital, um software, e/ou uma combinação dos mesmos. Em pelo menos uma modalidade, o processador de sinais 1904 e o sensor 1902 são fabricados na mesma matriz de circuito integrado. O circuito sensor para captura e condicionamento de um acelerômetro é diferente do circuito para um sensor de atividade muscular ou rastreador óptico de pupila. A saída do processador de sinal 1904, em pelo 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 1906 recebe a entrada do processador de sinal 1904 e usa esta informação, em conjunto com outras entradas, para determinar se o usuário está dormindo. O controlador de sistema 1906 pode acionar ambas a atividade do sensor 1902 e do processador de sinal 1904, enquanto recebe uma saída dos mesmos. O controlador de sistema 1906 utiliza dados de entrada do processador de sinal 1904 e/ou transceptor 1910 para decidir se o usuário está deitado, com base na orientação do sensor 1902, 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 19C, 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.

[00136] A Figura 19B ilustra um transceptor 1910 opcional, que recebe e/ou transmite comunicações através da antena 1912. Esta comunicação pode vir de uma lente de contato adjacente, lentes de óculos, ou outros dispositivos. O transceptor 1910 pode ser configurado para comunicação bidirecional com o controlador de sistema 1906. O transceptor 1910 pode conter circuitos de filtração, amplificação, detecção, e processamento, tal como é comum em transceptores. Os detalhes específicos do transceptor 1910 são customizados 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 atender a requisitos regulamentares. O transceptor 1910 e a antena 1912 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 1910 são inseridas no controlador de sistema 1906, por exemplo, as informações de uma lente adjacente que indicam orientação. O controlador de sistema 1906 também pode transmitir dados, por exemplo, do gerenciador de dados 1908 ao transceptor 1910 que, então, transmite os dados pela ligação de comunicação através da antena 1912.

[00137] O controlador de sistema 1906 pode ser implementado como 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 1900 e componentes aqui descritos é fornecida por uma fonte de energia 1914, que pode incluir uma bateria, um extrator de energia, ou um dispositivo similar, como é conhecido ao versado na técnica. A fonte de energia 1914 pode também ser utilizada para suprir energia a outros dispositivos na lente de contato 1901.

[00138] Em pelo menos uma modalidade, o sistema sensor de movimento dos olhos 1900 é incorporado e/ou, de outro modo, encapsu-lado e isolado do ambiente salino da lente de contato 1901.

[00139] Em pelo menos uma modalidade, os elementos eletrônicos e as interconexões eletrônicas são produzidos 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 ficar 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.

[00140] Em pelo menos uma modalidade, o sistema inclui adicionalmente uma caixa de armazenamento. Em pelo menos uma modalidade, a caixa de armazenamento inclui um compartimento com uma base e uma tampa, as quais são conectadas ao longo de uma borda para facilitar a abertura da tampa em relação à base, de modo a permitir 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 possibilita que a lente seja utilizada sobre um período de tempo estendido pelo usuário.

[00141] A Figura 20 ilustra um exemplo de caixa de armazenamento tendo um compartimento 2000, um sistema de comunicação, uma memória, um relógio, um conector de comunicação elétrica 2002, e uma fonte de energia 2006. Em uma modalidade alternativa, a caixa de armazenamento inclui uma unidade de base de desinfecção por radiação 2004, contida no interior de um compartimento, como o compartimento e a tampa previamente descritos. O conector de comunicação elétrica 2002 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 2002 fornece energia para operar a unidade de base de radiação para desinfecção 2004. Algumas modalidades podem, também, incluir uma ou mais baterias 2006 ou outros dispositivos de armazenamento de energia. Em algumas modalidades, as baterias 2006 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 2002. Em pelo menos uma modalidade de bateria, a unidade base de desinfecção de radiação 2004 é operacional através da energia armazenada nas baterias 2006.

[00142] Em pelo menos uma modalidade, o sistema de comunicação inclui uma antena, como uma antena de identificação por radiofrequência (RFID) para interação com lentes inseridas e um controlador em comunicação elétrica com a dita antena. Em pelo menos uma modalidade, o controlador está em comunicação elétrica com pelo menos uma memória que, em pelo menos uma modalidade, é uma memória flash como aquela usada em um cartão de memória. Os exemplos da interação incluem recarga sem fio da fonte de energia em uma ou ambas as lentes, transferência do horário atual, transferência do horário de alarme, transferência de dados armazenados nas uma ou mais lentes para a memória na (ou em comunicação com a) caixa de armazenamento, e transferência de modelos e máscaras, com base nas características específicas do usuário, da caixa de armazenamento para pelo menos uma das lentes. Em uma modalidade alternativa, a antena é usada para comunicar com um dispositivo externo, como um computador ou um smartphone.

[00143] Em pelo menos uma modalidade, o controlador é configurado para converter e/ou formatar os dados recebidos de pelo 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 o horário em que o acumulador foi redefinido para zero ou, alternativamente, atualiza o acumulador para o horário correto. Após a reinserção da lente na caixa de armazenamento, o processador observa a hora atual e determina o nú- mero de ciclos de amostragem. Nas modalidades onde os ciclos de amostragem 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) len-te(es) da caixa de armazenamento e o retorno da(s) lente(es) à caixa de armazenamento conforme medido pela caixa de armazenamento. Alternativamente, quando os ciclos de amostragem têm diferentes comprimentos, a caixa de armazenamento envia um sinal à lente de contato para que ajuste seu oscilador em uma quantidade relacionada com o desvio de tempo exibido pela lente de contato e, em uma outra modalidade, a caixa de armazenamento atualiza o horário no acumulador presente na lente de contato.

[00144] Em algumas modalidades, o conector de comunicação elétrica 2002 pode incluir uma fonte simples de CA ou CC. Em tais modalidades, a fonte de energia 2006 pode ser omitida, já que a energia é fornecida através do conector de comunicação elétrica 2002.

[00145] Uma lente intraocular ou LIO 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 LIO tipicamente inclui uma pequena lente plástica com suportes laterais plásticos, chamados hápticos, para manter a lente em posição dentro da bolsa capsular no olho. Qualquer um dos elementos e/ou componentes eletrônicos aqui descritos pode ser incorporado em LIOs de uma maneira similar àquela das lentes de contato.

[00146] 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 do escopo da invenção. A presente invenção não se restrin- ge 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

1. Sistema para fornecer uma sinalização de alarme a um usuário de uma lente oftálmica em um olho, caracterizado pelo fato de compreender: um circuito de temporização configurado para rastrear uma passagem de tempo; um sistema de comunicações configurado para facilitar a comunicação pelo menos unidirecional, para recepção de dados; um mecanismo de alerta configurado para fornecer um alerta; um controlador de sistema eletricamente conectado ao dito circuito de temporização, ao dito sistema de comunicação e ao dito mecanismo de alerta, em que o dito controlador de sistema está configurado para controlar o dito circuito de temporização, o dito sistema de comunicação e o dito mecanismo de alerta; e a dita lente oftálmica capaz de encapsular pelo menos uma porção do dito circuito de temporização, do dito sistema de comunicação, do dito mecanismo de alerta e do dito controlador de sistema.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito sistema de comunicações inclui um receptor configurado para receber de um dispositivo externo, por comunicação sem fio, os dados recebidos, e enviar os dados recebidos ao dito controlador de sistema.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito circuito de temporização inclui um acumulador para rastrear o tempo; o dito controlador de sistema inclui, adicionalmente, uma memória na qual um horário de alarme é armazenado pelo dito controlador de sistema, em que o dito controlador de sistema está configura- do para definir um horário no dito acumulador, em resposta aos dados recebidos, e um horário de alarme na dita memória, em resposta aos dados recebidos.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito controlador de sistema está configurado para enviar um sinal ao dito mecanismo de alerta quando os dados no dito acumulador coincidem com os dados armazenados na dita memória, o dito mecanismo de alarme está configurado para fornecer um alerta a um usuário da dita lente oftálmica, em resposta ao sinal recebido do dito controlador de sistema.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito circuito de temporização inclui um acumulador para rastrear o tempo; o dito controlador de sistema inclui, adicionalmente, uma memória na qual um horário de alarme é armazenado pelo dito controlador de sistema, em que o dito controlador de sistema está configurado para redefinir o dito acumulador para zero, em resposta aos dados recebidos, e um horário de alarme na dita memória, em resposta aos dados recebidos.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dito controlador de sistema está configurado para enviar um sinal ao dito mecanismo de alerta quando os dados no dito acumulador coincidem com os dados armazenados na dita memória, o dito mecanismo de alarme está configurado para fornecer um alerta a um usuário da dita lente oftálmica, em resposta ao sinal recebido do dito controlador de sistema.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito mecanismo de alerta inclui um componente elétrico, e o dito mecanismo de alerta ativa o dito componente elétrico para alertar o usuário em resposta a um sinal de alarme proveniente do dito controlador de sistema.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dito componente elétrico inclui pelo menos um dentre um LED e um transdutor em contato vibratório com o olho do usuário.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de alerta compreende pelo menos um dentre os seguintes: uma fonte de luz posicionada na lente para fornecer uma luz sobre pelo menos um dentre uma retina de um usuário da dita lente e a própria dita lente como o alerta, um transdutor para vibrar o olho do usuário da dita lente como o alerta, um simulador elétrico configurado para estimular pelo menos um dentre uma superfície da córnea, uma superfície da esclera, um nervo sensorial de uma córnea e um nervo sensorial de uma esclera, e um transdutor que fornece modificação da zona óptica de uma zona óptica da dita lente.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente, um sistema sensor de posição da pálpebra incorporado à dita lente, em que o sistema sensor de posição da pálpebra tem uma pluralidade de pontos verticais para detectar a posição da pálpebra, em que o dito controlador de sistema está em comunicação elétrica com o dito sistema sensor de posição da pálpebra para rece- ber, do dito sistema sensor de posição da pálpebra, um sinal representativo da posição da pálpebra, em que o dito controlador de sistema desencadeia uma escalada de alertas provenientes do dito mecanismo de alerta quando a pálpebra permanece fechada e o valor no acumulador excede um valor de alarme.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente, um dispositivo externo configurado para transmitir ao dito sistema de comunicações um sinal de controle de tempo como os dados recebidos; e em que o dito sistema de comunicações inclui um receptor configurado para, por comunicação sem fio, receber o sinal de controle de tempo proveniente do dispositivo externo e enviar o sinal de controle de tempo ao dito controlador de sistema; o dito circuito de temporização inclui um acumulador para rastrear o tempo; e o dito controlador de sistema inclui, adicionalmente, uma memória na qual um horário de alarme é armazenado pelo dito controlador de sistema, em que o dito controlador de sistema está configurado para definir um horário no dito circuito de temporização, em resposta ao sinal de controle de tempo, e um horário de alarme na dita memória, em resposta ao sinal de controle de tempo.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o dito controlador de sistema está configurado para enviar um sinal ao dito mecanismo de alerta quando os dados no dito circuito de temporização coincidem com os dados armazenados na dita memória, o dito mecanismo de alarme está configurado para fornecer um alerta a um usuário da dita lente de contato, em resposta ao sinal recebido do dito controlador de sistema.

13. Sistema para fornecer uma sinalização de alarme em duas pupilas, caracterizado pelo fato de compreender: uma primeira lente de contato, que inclui um circuito de temporização configurado para rastrear uma passagem de tempo, um sistema de comunicações configurado para facilitar a comunicação pelo menos unidirecional com um dispositivo externo, um mecanismo de alerta configurado para fornecer um alerta, um controlador de sistema eletricamente conectado ao dito circuito de temporização, ao dito sistema de comunicação e ao dito mecanismo de alerta, em que o dito controlador de sistema está configurado para controlar o dito circuito de temporização, o dito sistema de comunicação e o dito mecanismo de alerta, e um elemento de inserção que encapsula pelo menos uma porção do dito circuito de temporização, do dito sistema de comunicação, do dito mecanismo de alerta e do dito controlador de sistema da dita lente de contato; uma segunda lente de contato, que inclui um sistema de comunicações configurado para facilitar pelo menos uma comunicação unidirecional com o dito sistema de comunicações da dita primeira lente de contato, incluindo um sinal de alarme, um mecanismo de alerta configurado para fornecer um alerta em resposta ao sinal de alarme recebido do dito sistema de comunicações, e um elemento de inserção que encapsula pelo menos uma porção do dito sistema de comunicações e do dito mecanismo de alerta.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada uma dentre a dita primeira lente de contato e a dita segunda lente de contato inclui um sistema sensor de posição da pálpebra tendo uma pluralidade de pontos verticais para detectar a posição da pálpebra, e em que o dito controlador de sistema da dita primeira lente de contato está em comunicação elétrica com os ditos sistemas sensores de posição da pálpebra para receber um sinal proveniente de cada um dos ditos sistemas sensores de posição da pálpebra representativos da posição da pálpebra, o dito controlador de sistema desencadeia um alarme quando um valor, conforme representado por um sinal proveniente do dito circuito de temporização, coincide com um valor de alarme, mediante o envio de um sinal ao dito mecanismo de alerta da dita primeira lente de contato e através dos ditos sistemas de comunicação para o dito mecanismo de alerta na dita segunda lente de contato, onde o sinal causa a ativação dos ditos mecanismos de alerta para fornecer um alarme, e o dito controlador de sistema desencadeia uma escalada de alertas provenientes dos ditos mecanismos de alerta, quando as pálpebras permanecem fechadas e o valor do acumulador excede um valor de escalada de alarme que é maior que o valor de alarme.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o dito controlador de sistema está configurado para obter amostras a uma taxa predeterminada e, pelo menos temporariamente, salvar as amostras coletadas, determinando quando as pálpebras estão abertas ou fechadas de modo a determinar o número, o período de tempo e a largura de pulso das piscadas provenientes das amostras coletadas, calcular um número de piscadas e a duração das piscadas em um dado período de tempo, comparar o número de piscadas, as durações das piscadas no dado período de tempo, e o tempo entre as piscadas no dado período de tempo, a um conjunto armazenado de amostras, para determinar padrões de piscada e para determinar se as piscadas correspondem a uma ou mais sequências de piscadas intencionais; e em que as ditas sequências intencionais de piscadas controlam a operação do controlador de sistema, desencadeando os ditos mecanismos de alerta, e incluem pelo menos um dentre um adiamento do alarme, uma finalização do alarme e uma configuração do valor de alarme.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada mecanismo de alerta inclui um componente elétrico, e cada mecanismo de alerta ativa o dito componente elétrico para alertar o usuário em resposta a um sinal de alarme proveniente do dito controlador de sistema.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o dito componente elétrico inclui pelo menos um dentre um LED e um transdutor em contato vibratório com o olho do usuário.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos um mecanismo de alerta compreende pelo menos um dentre os seguintes: uma fonte de luz posicionada na dita lente para fornecer uma luz sobre pelo menos um dentre uma retina de um usuário da dita lente e a própria dita lente como o alerta, um transdutor para vibrar um olho de um usuário da dita lente como o alerta, um simulador elétrico configurado para estimular pelo menos um dentre uma superfície da córnea, uma superfície da esclera, um nervo sensorial de uma córnea e um nervo sensorial de uma esclera, e um transdutor que fornece modificação da zona óptica de uma zona óptica da dita lente.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente, um dispositivo externo configurado para transmitir ao dito sistema de comunicações da dita primeira lente de contato um sinal de controle de tempo; e em que o dito sistema de comunicações da dita primeira lente de contato inclui um receptor configurado para receber, por comunicação sem fio, o sinal de controle de tempo proveniente do dito dispositivo externo, e enviar o sinal de controle de tempo ao dito controlador de sistema; o dito circuito de temporização inclui um acumulador para rastrear o tempo; e o dito controlador de sistema inclui, adicionalmente, uma memória na qual um horário de alarme é armazenado pelo dito controlador de sistema, em que o dito controlador de sistema está configurado para definir um horário no dito circuito de temporização, em resposta ao sinal de controle de tempo, e um horário de alarme na dita memória, em resposta ao sinal de controle de tempo.

20. Método para fornecer um alarme a um usuário de uma lente oftálmica, caracterizado pelo fato de compreender: receber um horário de alarme com um circuito de comunicações e um controlador de sistema, estabelecer um valor de alarme na memória, pelo controlador de sistema, com base no horário de alarme recebido, iniciar um circuito de temporização pelo controlador de sistema, comparar, com o controlador de sistema, a saída do circuito de temporização ao valor de alarme na memória, e quando a saída do circuito de temporização excede o valor de alarme armazenado, o controlador de sistema envia um sinal a um mecanismo de alerta e desencadeia um alarme na lente oftálmica.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente: detectar se pelo menos uma pálpebra permanece fechada com pelo menos um sensor de posição da pálpebra, quando pelo menos uma pálpebra permanece fechada, o controlador de sistema escala o alarme fornecido pelo mecanismo de alerta, quando pelo menos uma pálpebra está aberta, o controlador de sistema finaliza o alarme mediante o envio de um sinal de terminação ao mecanismo de alerta.

22. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente: receber uma instrução de adiamento com o circuito de comunicações, e incrementar o valor de alarme por um valor de adiamento predeterminado pelo controlador de sistema, em resposta à instrução de adiamento.

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a instrução de adiamento é recebida de um padrão de piscada detectado por um sensor de posição da pálpebra do circuito de comunicações e do controlador de sistema.

24. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a instrução de adiamento é recebida a partir de um dispositivo externo pelo controlador de sistema, através do circuito de comunicações.

25. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente, finalizar o alarme em resposta ao padrão de piscada recebido, detectado por um sensor de posição da pálpebra do circuito de comunicações e do controlador de sistema.

26. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente, finalizar o alarme em resposta a uma instrução de terminação recebida de um dispositivo externo pelo controlador de sistema, através do circuito de comunicações.