BR102016024738A2

BR102016024738A2 - lentes oftálmicas eletrônicas com monitoramento do sono

Info

Publication number: BR102016024738A2
Application number: BR102016024738A
Authority: BR
Inventors: Toner Adam; A Flitsch Frederick; B Pugh Randall
Original assignee: Johnson & Johnson Vision Care
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2017-05-02
Also published as: CA2946211A1; EP3167792A3; AU2016228168A1; SG10201608065RA; RU2016141276A; JP2017102435A; TW201733519A; CN107007255A; US20170112433A1; EP3167792A2; US10314530B2; US20190290192A1; RU2016141276A3; KR20170049404A; IL247780A0; RU2663492C2

Abstract

"lentes oftálmicas eletrônicas com monitoramento do sono". a presente invenção refere-se a um sistema sensor de posição da pálpebra e/ou um sistema sensor de movimento dos olhos para uma lente oftálmica que tem um sistema eletrônico para registrar dados associados ao sono do usuário. o sistema sensor de posição da pálpebra faz parte de um sistema eletrônico incorporado à lente oftálmica. o sistema eletrônico em ao menos uma modalidade inclui um controlador de sistema e um gerenciador de dados. em ao menos uma modalidade, o sistema sensor de posição da pálpebra é usado para determinar a posição da pálpebra, e o sistema sensor de movimento dos olhos é usado para determinar a posição do olho para que o controlador de sistema determine se o usuário está acordado, adormecido ou em sono rem.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LENTES OFTÁLMICAS ELETRÔNICAS COM MONITORAMENTO DO SONO".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a uma lente oftálmica ener-gizada ou eletrônica e, mais particularmente, a uma lente oftálmica energizada ou eletrônica que tem um sensor, bem como hardware e software associados, para detectar o sono.

2. DISCUSSÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[002] Conforme os dispositivos eletrônicos continuam a ser minia-turizados, está se tornando cada vez mais provável a criação de dispositivos microeletrônicos com tecnologia vestível ou incorporável 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, inclusive automaticamente, em resposta a medições, ou em resposta a sinais de controle externos, e aumento do desempenho de órgãos ou tecidos. Exemplos de tais dispositivos incluem bombas de infusão de glicose, marca-passos, desfibriladores, dispositivos de auxílio ventricular e neuroestimuladores. Um novo campo de aplicação particularmente útil consiste em lentes de contato e lentes oftálmicas com tecnologia vestível. Por exemplo, uma lente com tecnologia vestível pode incorporar um conjunto de lentes tendo um foco eletronicamente ajustável para aumentar ou aprimorar o desempenho do olho. Em um outro exemplo, com ou sem foco ajustável, uma lente de contato com tecnologia vestível pode incorporar sensores eletrônicos para detectar concentrações de produtos químicos específicos no filme pré-corneal (lacrimal). O uso de eletrônicos integrados a um conjunto de lentes introduz um requisito em potencial para comunicação com os eletrôni- cos, para um método de energização e/ou reenergização dos circuitos eletrônicos, para interconexão dos circuitos 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 a 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 atualmente usadas para corrigir defeitos de visão, como miopia (hipometropia), hiperopia (hipermetropia), presbiopia e astigmatismo. Entretanto, lentes adequadamente projetadas incorporando componentes adicionais podem ser usadas para melhorar a visão, bem como para corrigir defeitos de visão.

[004] As lentes de contato podem ser usadas para corrigir miopia, hiperopia, astigmatismo e outros defeitos da acuidade visual. As lentes de contato podem, também, ser usadas 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 usadas comercialmente para melhorar a visão desde os anos 1950. As lentes de contato antigas eram produzidas ou fabricadas a partir de materiais rígidos, e eram relativamente dispendiosas e frágeis. Além disso, essas lentes de contato antigas eram fabricadas a partir de materiais que não permitiam a transmissão de oxigênio suficiente através da lente de contato para a conjuntiva e a córnea, o que podería causar, potencialmente, vários efeitos clínicos adversos. Embora essas lentes de contato ainda sejam usadas, as mesmas não são adequadas para todos os pacientes devido a seu conforto inicial insatisfatório. Os desenvolvimentos posteriores no campo deram origem a lentes de contato flexíveis, à base de hidrogéis, as quais são extremamente populares e amplamente usadas atualmente. Especificamente, as lentes de contato de hidro-gel de silicone que estão disponíveis atualmente combinam o benefício do silicone, que tem permeabilidade ao oxigênio extremamente alta, com o conforto e o desempenho clínico comprovados dos hidrogéis. Essencialmente, estas lentes de contato à base de hidrogel e silicone têm maior permeabilidade ao oxigênio e são, em geral, mais confortáveis de se usar que as lentes de contato produzidas a partir dos materiais rígidos anteriores.

[005] As lentes de contato convencionais são estruturas poliméri-cas com formatos específicos para corrigir vários problemas de visão, conforme resumidamente apresentado acima. Para se obter a funcionalidade aperfeiçoada, vários circuitos e componentes precisam ser integrados a estas 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 aprimorar 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 aprimorada através dos recursos de ampliação e redução, ou simplesmente pela modificação das 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 texto, traduzir fala para 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 baixa luminosidade. Os elementos eletrônicos e/ou conjuntos de elementos eletrônicos em lentes, com design adequado, podem permitir a projeção de uma imagem sobre a retina, por exemplo, sem uma lente óptica de foco variável, e proporcionar modos inovadores de exibição de imagens. Alternativamente, ou em adição a qualquer uma destas funções, ou funções similares, as lentes de contato podem incorporar componentes para o monitoramento não invasivo de biomarcadores e indicadores de saúde do usuário. Por exemplo, sensores integrados às lentes podem permitir que um paciente diabético acompanhe os níveis de açúcar sanguíneo mediante a análise de componentes do filme lacrimal, sem a necessidade de extrair sangue. Além disso, uma lente adequadamente configurada pode incorporar sensores para monitoramento dos níveis de colesterol, sódio e potássio, bem como de outros marcadores biológicos. Isto, acoplado a um transmissor de dados sem fio, podería permitir que um médico tivesse acesso quase imediato à química sanguínea de um paciente, sem que o paciente precisasse perder tempo indo a um laboratório e extraindo sangue. Além disso, os sensores integrados às 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 podería resultar em funcionalidade potencialmente ilimitada; entretanto, há inúmeras dificuldades associadas à incorporação de componentes extras em uma peça de polímero de grau óptico. Por várias razões, em geral, é difícil fabricar tais componentes diretamente sobre a lente, assim como instalar e interconectar dispositivos planos sobre uma superfície não planar. Também é difícil fabricar em escala. Os componentes a serem colocados sobre a lente ou em seu interior precisam ser miniaturizados e integrados a apenas 1,5 centímetro quadrado de um polímero transparente, ao mesmo tempo em que se protege os componentes contra o ambiente líquido no olho. Também é difícil tornar uma lente de contato confortável e segura para o usuário com a espessura adicionada dos componentes adicionais.

[007] Considerando as restrições de área e volume de um dispositivo oftálmico, como uma lente de contato, e o ambiente no qual ele será usado, a concretização física do dispositivo deve resolver vários problemas, inclusive a montagem e a interconexão de diversos componentes eletrônicos sobre uma superfície não planar, cujo volume compreende um plástico de grau óptico. Consequentemente, existe uma necessidade de fornecer uma lente de contato eletrônica que seja mecânica e eletricamente robusta.

[008] Como são lentes energizadas, a energia ou, mais particularmente, o consumo de corrente para fazer funcionar os elementos eletrônicos, é uma preocupação considerando-se a tecnologia de baterias na escala para uma lente oftálmica. Em adição ao consumo de corrente normal, os dispositivos ou sistemas energizados desta natureza geral mente necessitam de reservas de corrente para modo de espera, controle de tensão preciso e recursos de chaveamento para assegurar a operação ao longo de uma faixa potencialmente ampla de parâmetros de operação, e explosão de consumo, por exemplo, até dezoito (18) horas em uma única carga, após potencialmente permanecer inativo por anos. Consequentemente, existe uma necessidade por um sistema que seja otimizado para serviço, segurança e tamanho confiáveis, com baixo custo e a longo prazo, ao mesmo tempo em que fornece a potência necessária.

[009] Além disso, por causa da complexidade da funcionalidade associada a uma lente energizada e o alto nível de interação entre todos os componentes que constituem uma lente energizada, existe uma necessidade de coordenar e controlar a operação geral dos elementos eletrônicos e ópticos que constituem uma lente oftálmica energizada.

Consequentemente, existe uma necessidade por um sistema para controlar a operação de todos os outros componentes, que seja seguro, de baixo custo e confiável, que tenha uma baixa taxa de consumo de potência e que seja escalável para incorporação a uma lente oftál-mica.

[0010] As lentes oftálmicas energizadas ou eletrônicas podem ter que levar em conta 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 está adormecendo. A detecção de piscada pode, também, ser usada 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 ao se determinar as piscadas. Por exemplo, se uma sala tem um nível de iluminação entre cinquenta e quatro (54) e cento e sessenta e um (161) lux, um fotos-sensor deveria ser suficientemente sensível para detectar alterações na intensidade de luz que ocorrem quando uma pessoa pisca.

[0011] Os sensores de luz ambiente, ou fotossensores, são usados em muitos sistemas e produtos, por exemplo, em televisores para ajustar o brilho de acordo com a luz ambiente, em luminárias para que sejam ligadas ao escurecer, e em telefones para ajustar o brilho da tela. Entretanto, estes sistemas sensores atualmente em uso não são suficientemente pequenos e/ou não têm consumo de energia suficientemente baixo para incorporação a lentes de contato.

[0012] É importante observar, também, que tipos diferentes de de- tectores de piscada podem ser implementados com sistemas de visão computadorizados direcionados ao(s) olho(s) do usuário como, por exemplo, uma câmera digitalmente conectada a um computador. O software em execução no computador pode reconhecer padrões visuais como olho aberto e fechado. Estes sistemas podem ser usados em ambientes clínicos oftalmológicos, para fins de diagnóstico e estudos. Ao contrário dos detectores e sistemas descritos acima, estes sistemas se destinam ao uso fora dos olhos, e para ficarem voltados para os olhos, ao invés de ficarem voltados na direção oposta aos olhos. Embora estes sistemas não sejam pequenos o suficiente para serem incorporados em lentes de contato, o software usado pode ser similar ao software que funcionaria em conjunto com as lentes de contato energizadas. Qualquer dos sistemas pode incorporar implementações de software de redes neurais artificiais que aprendem a partir de entradas e ajustam sua saída conforme necessário. Alternativamente, implementações de software sem base biológica que incorporam estatísticas, outros algoritmos adaptativos e/ou processamento de sinal podem ser usadas para criar sistemas inteligentes.

[0013] Há vários trabalhos que exigem que o trabalhador esteja alerta e desperto, por exemplo, um motorista de caminhão, um segurança e uma equipe militar em plantão. Seria contraproducente e levaria a possíveis problemas se o trabalhador adormecesse durante a realização de suas tarefas. Muitos desses trabalhos são tais que é necessário que o trabalhador tenha mobilidade ao realizar suas tarefas, de modo que um sistema de monitoramento com base fixa não é prático para fornecer o monitoramento desses trabalhadores. Além disso, há muitos trabalhos que exigem quantidades reguladas de sono em horas de descanso, as quais são manualmente registradas pelo trabalhador ao invés de ter o registro automático de sono do trabalhador para fornecer melhores registros.

[0014] Consequentemente, existe a necessidade de um meio e de um método para detectar certas funções fisiológicas, como uma duração do fechamento de olho ou de uma piscada. O sensor usado precisa ser dimensionado e configurado para uso em uma lente de contato. Além disso, existe uma necessidade de detectar a posição da pálpebra de um usuário. Um sensor de posição da pálpebra podería ser usado para detectar que um usuário está adormecendo, por exemplo, para registrar os dados do evento do usuário que está adormecendo. 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 proveniente do olho e da pálpebra. Os sistemas existentes para detectar a posição da pálpebra também dependem do uso de óculos ou ambientes clínicos e não são facilmente contidos no interior de uma lente de contato.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0015] Em ao menos uma modalidade, é apresentado um método para monitorar o sono com uma lente oftálmica energizada, sendo que o método inclui: ativar a lente oftálmica energizada; iniciar um acumulador na lente para rastrear uma passagem de tempo; determinar, a uma primeira taxa de amostragem da pálpebra, se o fechamento da pálpebra ocorreu; quando o fechamento da pálpebra for detectado, realizar a amostragem ao menos uma vez de ao menos um dentre um acelerômetro e um transdutor, e determinar se um limiar é excedido e, quando o limiar for excedido, recuperar uma leitura do acumulador; armazenar a leitura do acumulador e uma leitura do ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor; e determinar se a leitura está abaixo do limiar; quando a leitura estiver abaixo do limiar, armazenar uma indicação do fim do sono REM e retornar à amostragem de fechamento do olho. Em uma modalidade adicional, o método inclui, ainda: medir um nível de iluminação com ao menos um fotossensor presente na lente; armazenar o nível de iluminação e a leitura atual do acumulador; e determinar quando ocorre uma alteração no nível de iluminação e armazenar a leitura atual do acumulador com a leitura do nível de iluminação. Em uma modalidade adicional à modalidade anterior, o método inclui, ainda, comparar o acumulador a um limiar de duração; quando o acumulador estiver acima do limiar de duração, determinar se o nível de iluminação atual se aproxima da leitura do nível de iluminação inicial e, quando o nível de iluminação inicial for alcançado, finalizar o método. Em uma modalidade adicional a qualquer uma das modalidades anteriores, a amostragem do ao menos um dentre o acele-rômetro e o transdutor ocorre a uma primeira taxa de amostragem de movimento até que a leitura ultrapasse o limiar e, então, realiza-se a amostragem a uma segunda taxa de amostragem de movimento. Em uma modalidade adicional a qualquer uma das modalidades anteriores, quando é detectado o fechamento da pálpebra, realiza-se então a amostragem do fechamento da pálpebra a uma segunda taxa de amostragem de pálpebra.

[0016] Em ao menos uma modalidade, é apresentado um método para monitorar o sono com uma lente oftálmica energizada, sendo que o método inclui: ativar a lente oftálmica energizada; iniciar um acumulador na lente para rastrear uma passagem de tempo; realizar a amostragem ao menos uma vez de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor; e determinar se um primeiro limiar é excedido e, quando o primeiro limiar for excedido, recuperar uma leitura do acumulador, armazenar a leitura do acumulador e uma leitura do ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, e determinar se a leitura está abaixo de um segundo limiar; quando a leitura estiver abaixo do segundo limiar, armazenar uma indicação de um fim de sono REM e retornar à amostragem do fechamento da pálpebra. Em uma modalidade adicional, a amostragem do ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor ocorre a uma primeira taxa de amostragem de movimento até que a leitura ultrapasse o limiar e, então, realiza-se a amostragem a uma segunda taxa de amostragem de movimento.

[0017] Em ao menos uma modalidade, é apresentado um método para monitorar o sono com uma lente oftálmica energizada, sendo que o método inclui: ativar a lente oftálmica energizada; iniciar um acumulador na lente para rastrear uma passagem de tempo; realizar a amostragem de ao menos um dentre um sistema sensor de posição da pálpebra e um sistema sensor de movimento do olho; recuperar uma leitura do acumulador; armazenar na memória uma saída do sistema sensor de posição da pálpebra, uma saída do sistema sensor de movimento do olho e a leitura do acumulador; e repetir as etapas de amostragem, recuperação e armazenamento a uma taxa de amostragem predeterminada. Em uma modalidade adicional, o sistema sensor de movimento do olho inclui ao menos um dentre um acelerômetro e um transdutor. Em uma modalidade adicional a qualquer uma das duas modalidades anteriores, o método inclui, ainda: medir um nível de iluminação com ao menos um fotossensor presente na lente; armazenar o nível de iluminação e a leitura atual do acumulador; e determinar quando ocorre uma alteração no nível de iluminação e armazenar a leitura atual do acumulador com a leitura do nível de iluminação. Em uma modalidade adicional, o método inclui, ainda, comparar o acumulador a um limiar de duração; quando o acumulador estiver acima do limiar de duração, determinar se o nível de iluminação atual se aproxima da leitura do nível de iluminação inicial e, quando o nível de iluminação inicial for alcançado, finalizar o método. Em uma modalidade adicional a qualquer uma das modalidades nesse parágrafo, quando é detectado o fechamento da pálpebra, realiza-se então a amostragem do fechamento da pálpebra a uma segunda taxa de amostragem da pálpebra.

[0018] Em uma modalidade adicional a qualquer uma das modalidades anteriores, o método inclui, ainda: monitorar uma fonte de alimentação na lente quanto a um nível de energia disponível; quando a fonte de alimentação tem o nível de energia disponível abaixo de um limiar inferior de energia, executar ao menos um dentre reduzir a taxa de amostragem para ao menos um dentre o acelerômetro e o transdu-tor, reduzir a taxa de amostragem de ao menos um sensor, interromper a amostragem adicional de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, interromper o monitoramento adicional da fonte de alimentação, armazenar o carimbo de tempo que representa a baixa energia com base no valor atual no acumulador, remover a alimentação do ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, realizar a amostragem do fechamento da pálpebra a uma segunda taxa de amostragem da pálpebra, que é mais lenta que a primeira taxa de amostragem, e energizar a memória onde as leituras são armazenadas.

[0019] Em uma modalidade adicional a qualquer uma das modalidades anteriores, o método inclui, ainda: monitorar uma memória disponível para armazenar as leituras; quando a memória disponível estiver abaixo de um limiar inferior de memória, executar ao menos um dentre armazenar um carimbo de tempo que representa a baixa memória com base no valor atual no acumulador, reduzir a taxa de amostragem para ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, interromper a amostragem adicional de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, armazenar as leituras futuras de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor ao longo das primeiras leituras armazenadas na memória, e apagar as leituras de sensor armazenadas associadas à leitura mais baixa do acumulador e mover na memória as leituras armazenadas remanescentes do sensor e do acumulador.

[0020] Em uma modalidade adicional a qualquer uma das modalidades anteriores, armazenar as leituras inclui transmitir as leituras para um dispositivo externo para armazenamento. Em uma modalidade adicional, o dispositivo externo armazena as leituras com um carimbo de tempo com base na hora atual no dispositivo externo. Em uma modalidade adicional a qualquer uma das duas modalidades anteriores, o método inclui, ainda, a amostragem dos níveis de iluminação com o dispositivo externo e o armazenamento do nível de iluminação com um carimbo de tempo na memória. Em uma modalidade adicional a qualquer uma das três modalidades anteriores, o método inclui, adicionalmente, receber a entrada do usuário com o dispositivo externo para início de um estudo do sono e um término do estudo do sono.

[0021] Em ao menos uma modalidade, uma lente oftálmica energi-zada inclui: uma lente de contato, um sistema sensor de posição da pálpebra na lente de contato, em que o sistema sensor de posição da pálpebra inclui uma matriz de sensores tendo uma pluralidade de pontos de medição verticalmente espaçados entre si para detectar a posição da pálpebra, e um condicionador de sinal configurado para fazer a amostragem dos pontos de medição na matriz de sensores para detectar a posição da pálpebra e fornecer uma saída do sinal da pálpebra; um sistema sensor de movimento do olho na lente de contato, em que o sistema sensor de movimento do olho inclui ao menos um sensor para rastrear e determinar a posição do olho, e um condicionador de sinal associado de maneira cooperativa com o sensor e configurado para rastrear e determinar a posição do olho em coordenadas espaciais, com base nas informações da saída do sensor, e fornecer um sinal de movimento da saída, um controlador de sistema conectado eletricamente ao dito sistema sensor de posição da pálpebra e ao dito sistema sensor de movimento do olho, em que o dito controlador de sistema está configurado para fazer a amostragem do dito sistema sen- sor de posição da pálpebra e do dito sistema de movimento do olho com base em ao menos uma taxa de amostragem predeterminada; e uma memória em comunicação elétrica com o dito controlador de sistema, em que o dito controlador de sistema armazena dados com base em cada amostra na dita memória.

[0022] Em ao menos uma modalidade, uma lente oftálmica energi-zada inclui uma lente de contato; um sistema sensor de movimento do olho na lente de contato, em que o sistema sensor de movimento do olho inclui ao menos um sensor para rastrear e determinar a posição do olho, e um condicionador de sinal associado de maneira cooperativa com o sensor e configurado para rastrear e determinar a posição do olho em coordenadas espaciais, com base nas informações da saída do sensor, e fornecer um sinal de movimento da saída, um controlador de sistema conectado eletricamente ao dito sistema sensor de movimento do olho, em que o dito controlador de sistema está configurado para fazer a amostragem do sistema sensor de movimento do olho com base em ao menos uma taxa de amostragem predeterminada; e um gerenciador de dados em comunicação elétrica com o dito controlador de sistema e tendo uma memória, em que o dito gerenciador de dados está configurado para armazenar dados presentes em qualquer sinal saído do dito controlador de sistema para o dito gerenciador de dados na dita memória. Em uma modalidade adicional, a lente inclui adicionalmente um sistema sensor de posição da pálpebra na lente de contato, em que o sistema sensor de posição da pálpebra inclui uma matriz de sensores que tem uma pluralidade de pontos de medição verticalmente espaçados entre si para detectar a posição da pálpebra, e um condicionador de sinal configurado para fazer a amostragem dos pontos de medição na matriz de sensores, para detectar a posição da pálpebra e fornecer uma saída do sinal da pálpebra; e em que o dito controlador de sistema é conectado eletricamente ao dito sistema sen- sor de posição da pálpebra, o dito controlador de sistema configurado para fazer a amostragem do sistema sensor de posição da pálpebra com base em ao menos uma taxa de amostragem da pálpebra predeterminada.

[0023] Adicionalmente a qualquer uma das modalidades da lente oftálmica energizada acima, a lente inclui, ainda, um acumulador; e o dito controlador de sistema é configurado para armazenar uma leitura correspondente do dito acumulador para cada conjunto de dados de amostra armazenado. Adicionalmente a qualquer uma das modalidades de lente oftálmica energizada acima, a lente inclui, ainda, uma fonte de energia eletricamente conectada ao dito sistema sensor de posição da pálpebra, ao dito sistema sensor de movimento do olho e ao dito controlador de sistema; e um sistema de gerenciamento de recurso em comunicação elétrica com ao menos uma dentre a dita fonte de energia e a dita memória; o dito sistema de gerenciamento de recurso configurado para determinar ao menos um dentre um baixo nível de energia e um limiar de armazenamento de memória excedido e em resposta a uma determinação positiva, o dito sistema de gerenciamento de recurso sendo configurado para ao menos um dentre reduzir todas as taxas de amostragem do sistema, interromper todas as amostragens do dito sistema sensor de posição da pálpebra e do dito sistema de movimento do olho e substituir os dados anteriores por novos dados quando o limiar de armazenamento da memória for excedido.

[0024] Adicionalmente a qualquer uma das modalidades da lente oftálmica energizada acima, a lente inclui, ainda, um sistema de comunicação configurado para se comunicar com um dispositivo externo. Em uma modalidade adicional, o controlador de sistema transmite qualquer saída do sinal recebido para o dispositivo externo através do sistema de comunicação.

[0025] Adicionalmente a qualquer uma das modalidades da lente oftálmica energizada acima, o sistema de movimento do olho inclui ao menos um acelerômetro. Em uma modalidade adicional, o condicionador de sinal do sistema sensor de movimento do olho fornece uma saída quando um sinal do dito ao menos um acelerômetro excede um limiar de movimento.

[0026] Em ao menos uma modalidade, um sistema inclui qualquer uma das modalidades da lente oftálmica energizada acima e uma es-tação-base capaz de abrigar a dita lente, a dita estação-base incluindo um compartimento que tem uma cavidade de tamanho suficiente para ao menos uma lente, um relógio, um sistema de comunicação configurado para se comunicar com qualquer lente inserida no dito compartimento que inclui a ativação da dita lente e baixar dados armazenados na dita memória na dita lente; uma memória configurada para armazenar dados baixados; e meios para se comunicar com um computador externo para transmitir os dados recebidos da dita memória na dita lente.

[0027] A lente oftálmica eletrônica com sensor de posição da pálpebra e/ou um sensor de movimento do olho de acordo com a presente invenção supera as limitações associadas à técnica anterior, conforme brevemente descrito acima. Esses sensores podem ser integrados a uma lente de contato ao invés de exigir um ambiente clínico ou óculos como é comum para os sistemas de detecção voltados para o olho existentes. Os sensores têm o tamanho e o consumo de corrente apropriados para uso em uma lente de contato. Eles também emitem as informações necessárias para determinar se o usuário está acordado ou dormindo.

[0028] De acordo com um aspecto, a presente invenção refere-se a uma lente oftálmica energizada. A lente oftálmica energizada inclui uma lente de contato, um sistema sensor de posição da pálpebra incorporado à lente de contato, um sistema sensor de posição do olho, um controlador de sistema e um gerenciador de dados. O sistema sensor de posição da pálpebra inclui uma matriz de sensores que tem ao menos um dentre uma pluralidade de sensores espaçados verticalmente entre si e uma pressão contínua e/ou um sensor de capaci-tância para detectar a posição da pálpebra. O sistema sensor de posição do olho inclui ao menos um sensor para detectar a posição do olho. O controlador de sistema é configurado para amostrar cada sensor individual na matriz de sensores para detectar a posição da pálpebra e fornecer um sinal de controle de saída. O gerenciador de dados é configurado para receber o sinal de controle de saída e registrar os dados em relação ao sono do usuário. Em ao menos uma modalidade, a lente de contato inclui uma zona óptica e uma zona periférica na qual os componentes elétricos estão localizados. Em uma modalidade alternativa, o sistema sensor de posição da pálpebra inclui um sensor de fita no lugar da pluralidade de sensores individuais.

[0029] De acordo com ainda outro aspecto, a presente invenção refere-se a uma lente oftálmica energizada. A lente oftálmica energi-zada inclui uma lente intraocular, um sistema sensor de posição da pálpebra incorporado à lente de intraocular, um sistema sensor de posição do olho, um controlador de sistema e um gerenciador de dados. O sistema sensor de posição da pálpebra inclui uma matriz de sensores que tem uma pluralidade de sensores individuais espaçados verticalmente entre si para detectar a posição da pálpebra. O sistema sensor de posição do olho inclui ao menos um sensor para detectar a posição do olho. O controlador do sistema é configurado para amostrar cada sensor individual para fornecer um sinal de controle de saída. O gerenciador de dados é configurado para receber o sinal de controle de saída e registrar os dados em relação ao sono do usuário.

[0030] Em ao menos uma modalidade, será vantajoso fornecer um mecanismo no qual se pode rastrear o sono por um trabalhador.

[0031] A presente invenção refere-se a uma lente oftálmica ener-gizada ou eletrônica que pode incorporar um sensor de posição da pálpebra ou das pálpebras e um sensor de posição do olho. Sabe-se que as pálpebras protegem o globo de várias formas, incluindo o reflexo de piscada e a ação de dispersão de lágrima. 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. Porém o movimento das pálpebras também pode indicar outras ações ou funções em jogo. Em ao menos uma modalidade, um sensor de posição da pálpebra pode ser usado para determinar se o indivíduo que está usando a lente oftálmica eletrônica está dormindo.

[0032] A presente invenção refere-se, de modo mais genérico, a uma lente de contato energizada que inclui um sistema eletrônico que realiza inúmeras funções, incluindo acionamento de um elemento óptico de foco variável, se incluso. O sistema eletrônico inclui uma ou mais baterias ou outras fontes de potência, circuitos de gerenciamento de potência, um ou mais sensores, circuitos de geração de relógio, algoritmos e circuitos de controle e circuitos de acionamento da lente.

[0033] O controle de uma lente oftálmica energizada pode ser obtido através de um dispositivo externo operado manualmente, que se comunica com a lente por comunicação sem fio, como uma unidade remota portátil. Alternativamente, o controle da lente oftálmica energizada pode ser obtido 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 na sequência de piscadas, a lente oftálmica energizada pode mudar o estado de operação, por exemplo, entre um estado de operação desperto e um estado de operação adormecido. Alternativa- mente, os sensores podem incluir, por exemplo, um sensor de pressão, um interruptor de lâminas, um sensor de salinidade, um biossensor e um sensor capacitivo para fornecer um sinal indicando que a lente foi inserida.

[0034] O algoritmo de detecção de piscada em ao menos uma modalidade 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 algoritmo de acordo com ao menos uma modalidade conta com 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 padrões combinam, o algoritmo de detecção de piscada dispara atividade no controlador de sistema, por exemplo, para alterar em um estado de operação específico.

[0035] O algoritmo de detecção de piscada e o circuito associado em ao menos uma modalidade funciona ao longo de uma gama razoavelmente ampla de condições de iluminação, e é capaz, de preferência, de distinguir uma sequência de piscada intencional ou pálpebras fechadas a partir de piscadas involuntárias. Também é preferencial que um treinamento mínimo seja necessário usando piscadas intencionais para ativar e/ou controlar a lente oftálmica energizada. O algoritmo de detecção de piscada e o circuito associado da presente invenção fornecem um meio e um método seguros, de baixo custo e confiáveis para detectar piscadas por meio de uma lente de contato energizada ou eletrônica, a qual também tem uma baixa taxa de consumo de energia e é escalável para incorporação a uma lente oftálmica, para pelo menos um dentre ativar ou controlar uma lente oftálmica energizada ou eletrônica.

[0036] A presente invenção também está direcionada a uma lente oftálmica energizada ou eletrônica que incorpora um sensor de posição da pálpebra.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0037] O supracitado, bem como outros recursos e vantagens da presente invenção, ficarão evidentes a partir da descrição mais específica, apresentada a seguir, das modalidades preferenciais da invenção, conforme ilustrado nos desenhos em anexo.

[0038] As Figuras 1A e 1B ilustram uma lente de contato que tem sistemas sensores, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0039] A Figura 2 ilustra uma representação gráfica de luz incidente sobre a superfície do olho em função do tempo, ilustrando um possível padrão de piscada involuntária registrado em vários níveis de intensidade de luz em função do tempo, e um nível de limiar utilizável com base em algum ponto entre os níveis de intensidade de luz máximo e mínimo, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0040] A Figura 3 é um diagrama de transição de estado de um sistema sensor de posição da pálpebra, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0041] A Figura 4 ilustra uma representação diagramática de uma trajetória de fotodetecção usada para detectar e amostrar sinais luminosos recebidos, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0042] A Figura 5 ilustra um diagrama de blocos de lógica de condicionamento digital, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0043] A Figura 6 ilustra um diagrama de blocos de lógica de detecção digital, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0044] A Figura 7 ilustra um diagrama de tempo, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0045] As Figuras 8A e 8B ilustram representações diagramáticas de controladores do sistema digital de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0046] As Figuras 9A a 9G ilustram diagramas de tempo para controle de ganho automático, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0047] A Figura 10 ilustra uma representação diagramática de regiões de bloqueio de luz e passagem de luz em uma matriz de circuito integrado, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0048] A Figura 11 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 ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0049] As Figuras 12A e 12B ilustram representações diagramáticas de sensores de posição da pálpebra, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0050] A Figura 13A ilustra uma representação diagramática de dois sensores de posição da pálpebra que têm um canal de comunicação para sincronizar a operação entre dois olhos, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0051] A Figura 13B ilustra uma representação diagramática de um sensor de posição da pálpebra que tem um canal de comunicação para se comunicar com um dispositivo externo, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0052] A Figura 14A ilustra uma representação diagramática de um sistema eletrônico incorporado à uma lente de contato para detec- tar a posição da pálpebra de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0053] A Figura 14B ilustra uma vista ampliada do sistema eletrônico da Figura 14A.

[0054] A Figura 15 ilustra uma representação diagramática de saídas dos sensores de posição da pálpebra, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0055] A Figura 16A ilustra uma representação diagramática de um outro sistema eletrônico incorporado à uma lente de contato para detectar a posição da pálpebra, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0056] A Figura 16B ilustra uma vista ampliada do sistema eletrônico da Figura 16A.

[0057] As Figuras 17A a 17C ilustram representações diagramáti-cas de um sistema de detecção de posição da pálpebra, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0058] A Figura 17D ilustra uma vista ampliada do sistema eletrônico da Figura 17A a 17C.

[0059] A Figura 18A ilustra uma representação diagramática de um sistema de detecção de posição e convergência da pupila exempli-ficador incorporado a uma lente de contato, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0060] A Figura 18B é uma vista ampliada do sistema de detecção de posição e convergência da pupila da Figura 18A.

[0061] A Figura 18C ilustra uma sobreposição de eixos X, Y e Z no olho.

[0062] A Figura 19 ilustra um diagrama de blocos de uma modalidade de inserção de sensor de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0063] A Figura 20 ilustra um diagrama de blocos de um sistema genérico que tem múltiplos sensores, um controlador de sistema e um mecanismo de alerta, sendo que uma decisão de ativação é feita com base na saída de dois ou mais sensores, de acordo com a presente invenção.

[0064] A Figura 21 ilustra um fluxograma de um método através do qual um controlador de sistema determina se o estado de um mecanismo de alerta deve ser alterado com base em entradas de sensor, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0065] A Figura 22 ilustra um diagrama de blocos de uma caixa de armazenamento, de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.

[0066] A Figura 23 ilustra um fluxograma de um método através do qual um controlador de sistema monitora o sono, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0067] A Figura 24 ilustra um fluxograma de um método através do qual um controlador de sistema monitora o sono, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0068] A Figura 25 ilustra um fluxograma de um método através do qual um controlador de sistema monitora o sono, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[0069] As lentes de contato convencionais são estruturas poliméri-cas com formatos específicos para corrigir vários problemas de visão, conforme resumidamente apresentado acima. Para obter uma funcionalidade aperfeiçoada, vários circuitos e componentes podem ser integrados a essas estruturas poliméricas. Por exemplo, circuitos de controle, microprocessadores, dispositivos de comunicação, fontes de alimentação, sensores, gerenciadores de dados, diodos emissores de luz e antenas em miniatura podem ser integrados a lentes de contato através de componentes optoeletrônicos customizados não apenas para corrigir a visão, mas para melhorar a visão e também fornecer funcionalidade adicional, tal como é explicado aqui. As lentes de contato eletrônicas e/ou energizadas podem ser projetadas para proporcionar visão aprimorada através dos recursos de ampliação e redução, ou simplesmente pela modificação das 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 texto, 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 baixa luminosidade. Os elementos eletrônicos e/ou conjuntos de elementos eletrônicos em lentes, com design adequado, podem permitir a projeção de uma imagem sobre a retina, por exemplo, sem uma lente óptica de foco variável, fornecer modos inovadores de exibição de imagens e até mesmo fornecer alarmes despertadores. Além disso, os sensores integrados às 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 dormindo ou acordado.

[0070] A lente de contato energizada ou eletrônica de ao menos uma modalidade inclui os elementos necessários para monitorar o sono do usuário, com ou sem elementos para corrigir e/ou aprimorar a visão dos pacientes com um ou mais dos defeitos de visão descritos acima ou, de outro modo, executar uma função oftálmica útil. Além disso, a lente de contato eletrônica pode ser usada simplesmente para melhorar 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 incluído em uma lente de contato, ou simplesmente elementos eletrônicos de inserção sem uma lente para qualquer funcionalidade adequada. A lente eletrônica da presente invenção pode ser incorporada em qualquer quantidade de lentes de contato, conforme descrito acima. Além disso, lentes intraoculares podem, também, incorporar os vários componentes e funcionalidades aqui descritos. Entretanto, para facilidade de explicação, a descrição se concentrará em uma lente de contato eletrônica destinada para ser descartada diariamente após uso único.

[0071] A presente invenção pode ser empregada em uma lente of-tálmica energizada ou em uma lente de contato energizada tendo um sistema eletrônico, que aciona um elemento óptico de foco variável ou quaisquer outros um ou mais dispositivos configurados para implementar qualquer número dentre numerosas funções que podem ser realizadas. O sistema eletrônico inclui uma ou mais baterias ou outras fontes de potência, circuitos de gerenciamento de potência, um ou mais sensores, circuitos de geração de relógio, algoritmos e circuitos de controle e circuitos de acionamento da lente. A complexidade desses componentes pode variar, dependendo da funcionalidade necessária ou desejada da lente. Alternativamente, a lente de contato pode apenas monitorar o sono do usuário incluindo o sono REM (Rapid Eye Movement, ou "movimento rápido dos olhos") em ao menos uma modalidade.

[0072] O controle de uma lente oftálmica eletrônica ou energizada pode ser obtido através de um dispositivo externo operado manualmente que se comunica com a lente, como uma unidade remota portátil. Por exemplo, uma chave fob 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 obtido através de retroinformações ou sinais de controle vindos diretamente do usuário. Por exemplo, sensores embutidos na lente podem detectar piscadas, padrões de piscadas, fechamento das pálpebras ou o movimento dos olhos. Com base no padrão ou na sequência de piscadas e/ou no movimento, a lente oftálmica energizada pode mudar o estado de operação, por exemplo, o estado de operação da lente para começar a detectar o sono pelo usuário. Uma outra alternativa é que o usuário não tem controle sobre a operação da lente oftálmica energizada.

[0073] A Figura 1A ilustra um sistema de monitoramento do sono de acordo com ao menos uma modalidade. O sistema ilustrado inclui um sistema sensor de posição da pálpebra 110, um sistema sensor de movimento do olho 120, um controlador de sistema 132 e um gerenciador de dados 134. Os sistemas sensores estão em comunicação elétrica com o controlador de sistema 132, que, por sua vez, está em comunicação elétrica com o gerenciador de dados 134. Em ao menos uma modalidade, o gerenciador de dados 134 inclui um acumulador conectado a uma memória. Em ao menos uma modalidade, o gerenciador de dados 134 está consolidado com o controlador de sistema 132.0 sistema sensor de posição da pálpebra ilustrado 110 na Figura 1B inclui ao menos um sensor em comunicação elétrica com um com-ponente(s) de processamento de sinal. O ao menos um sensor possibilita a detecção do fechamento da pálpebra e pode tomar uma variedade de formas, como é discutido mais adiante nessa revelação.

[0074] O sistema sensor de movimento do olho ilustrado 120 na Figura 1B inclui ao menos um sensor em comunicação elétrica com um processador de sinal. O ao menos um sensor pode tomar uma variedade de formas, como é discutido mais adiante nessa revelação. Exemplos incluem um acelerômetro e um transdutor.

[0075] Em uma modalidade alternativa, um circuito integrado ou outro componente elétrico que abriga o controlador de sistema também abriga o processamento do sinal dos dois sistemas sensores.

[0076] A Figura 1A ilustra também uma fonte de energia 130 que, em ao menos uma modalidade, fornece energia aos outros componen- tes do sistema. A Figura 1A ilustra um sistema de gerenciamento de recurso opcional 140, que será discutido mais adiante.

[0077] Um controlador de sistema em ao menos uma modalidade alternativa usa um método de detecção de piscada que detecta características das piscadas, como, por exemplo, se a pálpebra está aberta ou fechada, a duração da piscada, o intervalo entre piscadas, o número de piscadas em um dado período de tempo e a duração do fechamento da pálpebra. O método de acordo com ao menos uma modalidade conta com 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 padrões combinam, a detecção de piscada pode disparar uma atividade no controlador de sistema, por exemplo, para ativar o monitoramento do sono ou desativar o monitoramento do sono. A detecção de piscada em uma modalidade adicional distingue entre os padrões de piscada predeterminados e os movimentos da pálpebra associados com a sonolência ou início do sono.

[0078] Piscar é o rápido fechamento e abertura das pálpebras e é uma função essencial do olho. A piscada protege o olho de objetos estranhos, por exemplo, indivíduos piscam quando objetos aparecem inesperadamente na proximidade 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, como no caso de 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 em uma modalidade alternativa usam padrões de piscada que não podem ser confun- didos com a resposta de piscar normal. Em outras palavras, se a piscada for usada 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, medicamentos e doenças, os padrões de piscada para fins de controle levam em conta, de preferência, estas e quaisquer outras variáveis que afetem a piscada. A duração média de piscadas involuntárias situa-se na faixa de cerca de cem (100) a quatrocentos (400) milisse-gundos. Os adultos médios do sexo masculino ou feminino piscam a uma taxa de dez (10) piscadas involuntárias por minuto, e o tempo médio entre as piscadas involuntárias é cerca de 0,3 a setenta (70) segundos. Os movimentos das pálpebras podem indicar também outras condições, como sonolência, pois as pálpebras têm a tendência geral de se fecharem ao longo de um período de tempo ou ficarem fechadas por um período de tempo que indica que o usuário está dormindo.

[0079] A detecção de piscada pode ser resumida nas seguintes etapas: 1. Defina uma "sequência de piscada" intencional que será executada pelo usuário para detecção de piscada positiva ou que seja representativa do início do sono. 2. Amostre o nível de iluminação incidente a uma taxa consistente com a detecção da sequência de piscadas e rejeitando piscadas involuntárias. 3. Compare o histórico dos níveis de iluminação amostrados à "sequência de piscadas" esperada, como definido por um molde de valores de piscadas. 4. Opcionalmente, implemente uma sequência de "másca- ra" 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.

[0080] Deve ser observado que uma variedade de padrões de piscada esperados ou destinados pode ser programada em um dispositivo sem um ou mais ativos em um momento e em ao menos uma modalidade controlar o uso de padrões de 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 altere o estado de operação entre ao menos um estado da operação adormecido e um estado da operação acordado. A detecção de piscada em ao menos uma modalidade pode também detectar quando as pálpebras permanecem fechadas, o que seria detectado como uma piscada contínua; as pálpebras têm uma trajetória de movimento para fechar para sono, o que seria detectado como uma piscada parcial ou série de piscadas parciais como quando uma porção dos sensores é coberta por uma pálpebra após uma piscada ter ocorrido; e a inclinação da pálpebra, que seria detectada como uma alteração na posição de estado estável da pálpebra superior e/ou inferior de sua posição de estado estável normal, por exemplo, com ou sem confirmação de posição de olhar fixo e/ou inclinação da cabeça.

[0081] Um exemplo de uma forma para determinar se o usuário está adormecendo é pelo rastreamento da duração dos espaçamentos do período de piscada e espaçamentos do período aberto das pálpebras. Alternativamente, são rastreados também os espaçamentos do período com pálpebras parcialmente abertas, em adição a ou ao invés de espaçamentos do período com pálpebras abertas. Em geral, a razão será de 1:15 a 1:22 entre piscadas e pálpebras abertas, mas à medida que o usuário se aproxima do sono, a duração dos espaçamentos do período de piscada aumenta, enquanto os espaçamentos do período com as pálpebras abertas reduzem. Em um sistema que inclui uma pluralidade de registros para armazenar os espaçamentos do período, uma série consecutiva de razões entre os períodos de piscada e os períodos com a pálpebra aberta pode ser mantida de modo que, à medida que essa tendência de razões aproxima-se a um limiar de sonolência predeterminado, o usuário está provavelmente começando a cochilar. Exemplos do limiar de sonolência predeterminado incluem, mas não se limitam a, de um a 1, 2, 3, 4, 5 e 10. O controlador de sistema seria configurado para comparar as razões e rastrear as durações de período sobre uma janela de rolagem. Em uma modalidade alternativa, o controlador de sistema reteria apenas as informações do espaçamento do período associadas com as piscadas fora de padrão para uma janela predeterminada, na medida em que o usuário pode observar que estão adormecendo e ficar mais atento antes de ter outro período extenso de piscada. Em ao menos uma modalidade, quando detecta-se que o usuário está adormecendo, a frequência da amostragem do(s) sensor(es) pode aumentar para aumentar a resolução dos dados. Em uma modalidade adicional, o gerenciador de dados registra quando uma frequência de amostragem é alterada e, ainda em uma modalidade adicional, uma identificação da frequência de amostragem sendo usada é armazenada.

[0082] Em uma modalidade alternativa, o controlador de sistema determinaria uma razão de piscada para abertura das pálpebras para o usuário em um período predeterminado. Exemplos do(s) tempo(s) predeterminado(s) incluem, mas não se limitam a, logo após a inserção da lente, incrementos de uma hora, incrementos de duas horas, incrementos de quatro horas e qualquer combinação desses. Em uma modalidade alternativa ou adicional, o controlador de sistema determinaria uma razão da piscada para abertura das pálpebras para o usuário quando uma mudança de foco de um ou ambos olhos for detectada ou houver um aumento no tempo entre as piscadas de modo que o aumento exceda um limiar predeterminado indicando, por exemplo, que o usuário está concentrado em algo, ou o usuário está entediado ou aborrecido. Essa razão específica ao usuário seria usada para calcular o limiar de sonolência predeterminado. Um exemplo do cálculo inclui tomar uma fração da razão específica ao usuário, como reduzir em um quarto (por exemplo, de 1:20 para 1:15), à metade (por exemplo, de 1:20 para 1:10) ou em três quartos (por exemplo, de 1:20 para 1:5). Com base nesse exemplo, um versado na técnica deveria observar que uma variedade de reduções é possível.

[0083] Um exemplo adicional do adormecimento é a velocidade na qual as pálpebras abrem e fecham durante uma piscada. Um estudo observou que o tempo médio para o fechamento da pálpebra foi de 92 ms mais ou menos 17 ms, e o tempo médio para a abertura da pálpebra foi de 242 ms mais ou menos 55 ms. BanderWerf, et al., "Eyelid Movements: Behavioral Studies of Blinking in Humans under Different Stimulus Conditions," Journal of Physiology, Maio de 2003, vol. 89, no. 5, pp. 2784-2796. O controlador de sistema em ao menos uma modalidade mantém uma lista contínua de períodos para ao menos um dentre fechamento da pálpebra e abertura da pálpebra, para possibilitar uma determinação se houver uma alteração na velocidade do movimento da pálpebra monitorada. De modo que quando a velocidade sobre uma série de piscadas desacelera, então o controlador de sistema tenha uma base na qual determina que o usuário está sonolento. Em uma outra modalidade, a velocidade é medida em uma razão entre a distância da posição fechada da pálpebra e a posição aberta da pálpebra e o tempo para percorrer entre esses dois pontos.

[0084] Ainda um outro exemplo de adormecimento é uma redução no movimento sacádico da pupila do usuário de lente. É normal quando uma pessoa está acordada que seus olhos façam movimentos sacádicos devido às considerações fisiológicas. À medida que uma pessoa fica sonolenta, esses movimentos são reduzidos, enquanto as pálpebras permanecem abertas. O sistema sensor de movimento dos olhos, em ao menos uma modalidade, é usado para rastrear o movimento da pupila e pode fornecer essa informação ao controlador de sistema para comparação juntamente com uma lista contínua de dados do movimento dos olhos refletindo o volume, o comprimento e a velocidade do movimento da pupila.

[0085] Em uma outra modalidade, o controlador de sistema usaria sinais do acelerômetro para determinar se a cabeça do usuário está começando a se inclinar em conjunto com qualquer espaçamento do período de piscada mais longo, então o controlador de sistema em ao menos uma modalidade reduzirá o limiar de sonolência ou alternativamente usará a cabeça inclinada como confirmação de que o usuário está começando a cochilar e exige alerta.

[0086] A Figura 1B ilustra, sob a forma de um diagrama de blocos, uma lente de contato 100 de acordo com ao menos uma modalidade. Na modalidade ilustrada, a lente de contato 100 inclui um sistema de posição da pálpebra 110, um sistema sensor de movimento do olho 120, uma fonte de energia 130, um controlador de sistema 132 e um gerenciador de dados 134. O sistema de posição da pálpebra 110 ilustrado inclui um fotossensor 112, um amplificador 114, um conversor analógico-digital (ou CAD) 116 e um processador de sinal digital 118. O sistema sensor de movimento do olho ilustrado 120 inclui um sensor 122 e um processador de sinal 124 como um condicionador de sinal de amostragem de captura.

[0087] Quando a lente de contato 100 é colocada sobre a superfície frontal do olho de um usuário, o circuito eletrônico do sistema detector de piscada pode ser usado para implementar a detecção de piscada em ao menos uma modalidade. O fotossensor 112, 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.

[0088] Nesta modalidade, o fotossensor 112 pode ser embutido na lente de contato 100 e recebe luz ambiente 141, convertendo fótons incidentes em elétrons e, assim, fazendo com que uma corrente, indicada pela seta 113, flua para dentro do amplificador 114. O fotossensor ou o fotodetector 112 pode incluir qualquer dispositivo adequado. Em uma modalidade, o fotossensor 112 inclui um fotodiodo. Em uma modalidade, o fotodiodo é implementado em um semicondutor de oxido metálico complementar (tecnologia de processamento CMOS) para aumentar a capacidade de integração e reduzir o tamanho geral do fotossensor 112 e do outro circuito. A corrente 113 é proporcional ao nível de iluminação incidente e reduz substancialmente quando o fotodetector 112 está coberto por uma pálpebra. O amplificador 114 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 114 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 CAD 116. Por exemplo, o amplificador pode ser necessário para guiar blocos subsequentes, uma vez que a saída do fotossensor 112 pode ser muito pequena e pode ser usada em ambientes de baixa luminosidade. O amplificador 114 pode ser implementado como um amplificador de ganho variável, o ganho do mesmo podendo ser ajustado pelo controlador de sistema 132, em uma disposição de retroinformação, para maximizar a faixa dinâmica do sistema. Em adição ao fornecimento de ganho, o amplificador 114 pode incluir outro circuito de condicionamento de sinal analógico, como filtração e outro circuito adequado às saídas do fotossensor 112 e do amplificador 114. O amplificador 114 pode incluir qualquer dispositivo adequado para a amplificação e o condicionamento da saída de sinal pelo fotossensor 112. Por exemplo, o amplificador 114 pode incluir um único amplificador operacional ou um circuito mais complicado que compreende um ou mais amplificadores operacionais. O fotossensor pode ser uma matriz de fotodiodos comutável, e o amplificador pode ser um integrador. Conforme apresentado acima, o fotossensor 112 e o amplificador 114 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 132. Em ao menos uma modalidade, o controlador de sistema 132 é pré-programado ou pré-configurado para reconhecer várias sequências de piscada, padrões de piscada e/ou fechamentos da pálpebra (parciais ou completos) em várias condições de nível de intensidade de luz e fornecer um sinal de saída adequado ao mecanismo de alerta 134. Em ao menos uma modalidade, o controlador de sistema 132 também inclui uma memória associada.

[0089] Nesta modalidade, o CAD 116 pode ser usado para converter uma saída de sinal analógico contínuo do amplificador 114 em um sinal digital amostrado adequado para posterior processamento de sinal. Por exemplo, o CAD 116 pode converter uma saída de sinal analógico do amplificador 114 em um sinal digital que pode ser utilizável pelos circuitos subsequentes ou a jusante, como um processador de sinal digital 118. O processador de sinal digital 118 pode ser usado para o processamento de sinal digital, incluindo um ou mais dentre filtragem, processamento, detecção e, de outro modo, dados amostrados de manipulação/processamento para permitir a detecção de luz incidente para uso a jusante. O processador de sinal digital 118 pode ser pré-programado com as sequências de piscada e/ou padrões de piscadas descritos acima com uma sequência de piscada que indica o fechamento prolongado da pálpebra ou desvio da pálpebra. O processador de sinal digital 118, também em ao menos uma modalidade, inclui memória associada, que em ao menos uma modalidade armazena o modelo e conjuntos de máscaras para detectar, por exemplo, padrões de piscadas para cada estado de operação conforme selecionados pelo controlador de sistema 132. O processador de sinal digital 118 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 CAD 116 junto com o amplificador 114 e o processador de sinal digital 118 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 ao menos uma modalidade.

[0090] Em ao menos uma modalidade, qualquer dispositivo adequado que permita uma detecção de movimento do olho e, mais particularmente, da pupila pode ser usado como o sensor 122, e mais de um único sensor 122 pode ser usado. A saída do sensor 122 é capturada, amostrada, e condicionada pelo processador de sinal 124. O processador de sinal 124 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 122 e gerar uma saída em um formato adequado para o restante do sistema. O processador de sinal 124 pode ser implementado, utilizando-se um circuito analógico, um circuito digital, um software, e/ou uma combinação dos mesmos. Em ao menos uma modalidade, o processador de sinal 124 é coproje-tado com o sensor 122, por exemplo, circuitos para a captura e condicionamento de um acelerômetro são diferentes dos circuitos para um sensor de atividade muscular ou rastreador de pupila óptico. A saída do processador de sinal 124, em ao menos uma modalidade, é uma corrente digital amostrada e pode incluir uma posição absoluta ou relativa, movimento, olhar detectado em concordância com convergência, ou outros dados. O controlador de sistema 132 recebe a entrada do processador de sinal de posição 124 e usa esta informação, em conjunto com a entrada do sistema sensor de posição da pálpebra, para determinar se o usuário está dormindo.

[0091] Em ao menos uma modalidade, os processadores de sinal 118 e 124 são combinados em (ou fabricados como) um processador de sinal.

[0092] Uma fonte de energia 130 fornece energia para vários componentes no sistema. A energia pode ser fornecida a partir de uma batería, de um coletor de energia, ou outros meios adequados tal como é conhecido do versado na técnica. Essencialmente, qualquer tipo de fonte de energia 130 pode ser usado para fornecer energia confiável para todos os outros componentes do sistema. Uma sequência de piscadas, em ao menos uma modalidade, pode ser usada para mudar o estado de operação do sistema e/ou do controlador de sistema. Adicionalmente, o controlador de sistema 132 pode controlar outros aspectos de uma lente de contato energizada dependendo da entrada do processador de sinal digital 118 e do processador de sinal 124, por exemplo, alteração do foco ou da energia refrativa de uma lente controlada eletronicamente através de um atuador.

[0093] Em ao menos uma modalidade, o controlador de sistema 132 determinará o estado de operação da lente com base em um padrão de piscada recebido, por exemplo, para iniciar ou interromper o monitoramento do sono, embora em uma modalidade alternativa, outros estados de operação sejam possíveis simultânea ou separadamente. Adicional ou alternativamente à essa modalidade, o estado de operação determinará um conjunto de modelos de piscada e máscaras a serem usadas pelo processador de sinal digital 118 nesse estado de operação com o controle sobre o que o gerenciador de dados 134 faz em resposta ao controlador de sistema 132 que detecta que o usuário adormeceu. Em uma outra modalidade alternativa, a lente destinada ao uso durante um turno de trabalho funcionará utilizando apenas um modelo de piscada indicando o início do sono e não alterando o estado operacional com base em qualquer padrão de piscada pelo usuário.

[0094] O controlador de sistema 132 usa o sinal da cadeia de fo-tossensor; a saber, o fotossensor 112, o amplificador 114, o CAD 116 e o sistema de processamento de sinal digital 118, para comparar níveis de iluminação amostrada para determinar o fechamento da pálpebra e/ou padrões de ativação de piscada.

[0095] Com referência à Figura 2, 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 limiar 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 se amostrar luz incidente no olho, levando-se em consideração os efeitos que alterações na intensidade de luz ambiente podem ter no olho e na pálpebra, isto também pode mitigar e/ou evitar erro na detecção de piscadas, como quanta luz visível uma pálpebra bloqueia quando ela é fe- chada em níveis de iluminação de baixa intensidade e em níveis de iluminação de alta intensidade. Em outras palavras, a fim de evitar que padrões de piscada errados sejam usados para o controle, o nível de iluminação ambiente é, de preferência, levado em consideração, tal como é explicado em mais detalhes abaixo.

[0096] Por exemplo, em um estudo, descobriu-se que a pálpebra bloqueia, em média, aproximadamente noventa (99) por cento da luz visível, mas a comprimentos de onda mais baixos menos luz tende a ser transmitida através da pálpebra, bloqueando aproximadamente 99,6 por cento da luz visível. Em comprimentos de onda mais longos, em direção à porção do infravermelho do espectro, a pálpebra pode bloquear apenas trinta (30) por cento da luz incidente. O que é importante observar; entretanto, é que a luz em diferentes frequências, comprimentos de onda e intensidades pode ser transmitida através das pálpebras com diferentes eficiências. Por exemplo, ao olhar para uma fonte de luz brilhante, um indivíduo pode ver uma luz vermelha com suas pálpebras fechadas. Também pode haver variações na quantidade de luz visível que uma pálpebra bloqueia, com base no indivíduo, como a pigmentação da pele do indivíduo. Como é ilustrado na Figura 2, amostras de dados de padrões de 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-limiar utilizável é ilustrado. O limiar 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. A habilidade de se pré-programar padrões de piscada ao mesmo tempo em que se rastreia um nível de iluminação médio ao longo do tempo e se ajusta um limiar pode ser crítica para a possibilidade de se detectar quando um indivíduo está piscando, em oposição a quando um indivíduo não está piscando e/ou há apenas uma alteração no nível de intensidade de luz em uma certa área.

[0097] Agora, novamente com referência às Figuras 1A e 1B, em modalidades alternativas adicionais, o controlador de sistema 132 pode receber entrada de fontes incluindo um ou mais dentre um detector de piscada, sensores de pressão, um acelerômetro(s), fotossensores e um controle remoto fob. Em forma de generalização e com base nessa revelação, um versado na técnica deveria considerar que o método para determinar o sono pelo controlador de sistema 132 pode usar uma ou mais entradas. Por exemplo, uma lente de contato eletrônica ou energizada pode ser programável especificamente para um usuário individual, como programar uma lente para reconhecer tanto os padrões de piscadas de um indivíduo como os movimentos da cabeça do indivíduo, conforme detectado com um acelerômetro durante o curso do dia, por exemplo, balançando a cabeça enquanto as pálpebras estão fechadas. Em algumas modalidades, usar mais do que uma entrada para determinar o sono por uma lente de contato eletrônica, como detecção de piscada e movimento da cabeça, pode habilita que cada método seja verificado com cuidado em função de outro antes de ter determinando o início do sono conforme será discutido posteriormente em relação às Figuras 20 e 21. Uma vantagem da checagem cuidadosa pode incluir mitigação de falsos positivos, como minimizar a chance de acionar não intencionalmente um alerta da lente e/ou registro de dados errantes. Em uma modalidade, a checagem cuidadosa pode envolver um esquema de votação, sendo que um determinado número de condições é atendido antes de uma determinação de sono. Em uma outra modalidade, a checagem cuidadosa pode envolver uma média ponderada, sendo que determinadas entradas serão consideradas mais importantes do que outras entradas como fechamento da pálpebra e orientação da cabeça.

[0098] Em uma modalidade alternativa, o controlador de sistema 132 pode emitir um sinal que indica que o usuário adormeceu durante o estado de operação adormecido, então o gerenciador de dados 134 registrará as informações na memória para recuperação posterior. Em uma modalidade alternativa, o controlador de sistema 132 armazena os dados na memória associada com o controlador de sistema 132 e não usa o gerenciador de dados 134 para armazenamento de dados. Conforme discutido posteriormente, em ao menos uma modalidade, há um relógio como um acumulador que fornece um carimbo de tempo. Conforme apresentado acima, a lente energizada da presente invenção pode fornecer várias funcionalidades.

[0099] As Figuras 3 a 17D fornecem exemplos de sistemas sensores de posição da pálpebra, e as Figuras 18A a 18C fornecem um exemplo de um sistema sensor de movimento do olho. Em ao menos uma modalidade, os sistemas sensores de posição da pálpebra usam a detecção de piscada para determinar se a pálpebra está fechada e se permanece fechada ao longo de uma pluralidade de amostras.

[00100] A Figura 3 ilustra um diagrama de transição de estado 300 para um sistema sensor de posição da pálpebra de acordo com ao menos uma modalidade. O sistema começa em um estado OCIOSO 302 esperando por um sinal de ativação bl_go ser expresso. Quando o sinal de ativação bl_go é expresso, por exemplo, por um oscilador e um circuito de controle que pulsa bl_go a uma taxa de cem (100) ms proporcionalmente à taxa de amostragem de piscadas, o equipamento de estado então muda para um estado AGUARDE_ADC 304 no qual um CAD é ativado para converter um nível de iluminação recebido em um valor digital. O CAD avalia o sinal adc_done para indicar que suas operações estão completas e o sistema ou equipamento de estado muda para um estado de DESLOCAMENTO 306. No estado de DES- LOCAMENTO 306 o sistema empurra o valor de saída de CAD mais recentemente recebido sobre um registro de deslocamento para manter o histórico das amostras de piscada. Em algumas modalidades, o valor de saída do CAD é primeiro comparado a um valor-limiar para fornecer um único bit (1 ou 0) para o valor de amostra, a fim de se minimizar requisitos de armazenamento. O sistema ou equipamento de estado então muda para um estado COMPARAR 308 no qual os valores no registro de deslocamento do histórico da amostra são comparados com um ou mais moldes e 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 equipamento de estado então muda para o estado FINALIZADO 310 e expressa um sinal bl_done para indicar que suas operações estão completas.

[00101] A Figura 4 ilustra uma trajetória de sinal do fotossensor ou fotodetector pd_rx_top que pode ser usada para detectar e tomar amostras dos níveis de iluminação recebidos. A trajetória de sinal pd_rx_top pode incluir um fotodiodo 402, um amplificador de transim-pedância 404, um estágio de filtragem de ganho automático e de passa baixo 406 (AGC/LPF), e um CAD 408. O sinal adc_vref é inserido no CAD 408 a partir da fonte de alimentação 130 (vide o CAD 116 na Figura 1B) ou, alternativamente, ele pode ser fornecido a partir de um circuito dedicado dentro do conversor de analógico-digital 408. A saída do CAD 408, adc_data, é transmitida para o bloco do processador de sinal digital e controlador de sistema 118/132 (vide Figura 1B). Embora ilustrado na Figura 1B como os blocos individuais 118 e 132, para facilidade de explicação, o processador de sinal digital e o controlador de sistema são implementados em um único bloco 410. O sinal de ativa- ção, adc_en, o sinal de início, adc_start, e o sinal de reinicialização, adc_rst_n são recebidos a partir do processador de sinal digital e controlador de sistema 410 enquanto o sinal completo, adc_complete, é transmitido a ele. O sinal de sincronismo, adc_clk, pode ser recebido a partir de uma fonte de relógio externa à trajetória de sinal, pd_rx_top, ou a partir do processador de sinal digital e controlador de sistema 410. É importante observar que o sinal adc_clk e o relógio do sistema podem estar operando em frequências diferentes. Também é importante observar que qualquer quantidade de diferentes ADCs pode ser usada de acordo com a presente invenção, as quais podem ter diferentes interfaces e sinais de controle, mas que executam uma função similar de fornecer uma representação digital amostrada da saída da porção analógica da trajetória de sinal do fotossensor. A ativação de fotodetecção, pd_en, e o ganho de fotodetecção, pd_gain, são recebidos a partir do processador de sinal digital e controlador de sistema 410.

[00102] A Figura 5 ilustra um diagrama de blocos da lógica de condicionamento digital 500 que pode ser usada para reduzir o valor do sinal de CAD recebido, adc_data, a um valor de um único bit, pd_data. A lógica de condicionamento digital 500 pode incluir um registro digital 502 para receber os dados, adc_data, da trajetória de sinal de fotodetecção pd_rx_top para fornecer um valor adiado no sinal adc_data_held. O registro digital 502 é configurado para aceitar um novo valor no sinal adc_data quando o sinal adc_complete é confirmado e para, de outro modo, manter a último valor aceito quando o sinal adc_complete é recebido. Desta forma, o sistema pode desativar a trajetória do sinal de fotodetecção quando os dados são finalizados para reduzir o consumo de corrente do sistema. O valor de dado mantido pode, então, ser rateado, por exemplo, por uma média de integração e reposição ou outros métodos de rateamento implementados em lógica digital, no circuito de criação de limiar 504 para produzir um ou mais limiares no sinal pd_th. O valor de dado mantido pode, então, ser comparado, através de um comparados 506, a uma ou mais limiares 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 limiares para minimizar ruído no sinal de saída pd_data. A lógica de condicionamento digital pode compreender adicionalmente um bloco de ajuste de ganho pd_gain_adj 508 para ajustar o ganho do estágio de ganho e filtragem de passa baixo automático 406 na trajetória de sinal de fotodetecção através do sinal pd_gain, ilustrado na Figura 4, de acordo com os valores de limiar 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 5 ilustra uma modalidade alternativa que inclui fornecer um sinal de controle pd_gain_sdi, por exemplo, da interface de dados serial que possibilita que seja ignorado o controle de ganho automático determinado pelo bloco de ajuste de ganho pd_gain_adj 508.

[00103] Em uma modalidade, o circuito de geração de limiar 504 inclui um detector de pico, um detector de vale e um circuito de cálculo de limiar. Nesta modalidade, os valores de limiar e controle de ganho podem ser gerados da seguinte forma. O detector de pico e o detector de vale são configurados para receber o valor mantido no sinal adc_data_held. O detector de pico é configurado adicionalmente para fornecer um valor de saída, pd_pk, que rastreia rapidamente aumentos no valor de adc_data_held e cai lentamente se o valor de adc_data_held cair. A operação é análoga àquela de um detector de envelope de diodo clássico, conforme é bem conhecido na arte elétrica. O detector de vale é configurado adicionalmente para fornecer um valor de saída, pd_vl, que rastreia rapidamente reduções no valor de adc_data_held e cai lentamente para um valor maior se o valor de adc_data_held aumentar. A operação do detector de vale também é análoga a um detector de envelope de diodo, com o resistor de descarga preso a uma tensão de fonte de alimentação positiva. O circuito de cálculo de limiar é configurado para receber os valores pd_pl e pd_vl e é adicionalmente configurado para calcular um valor-limiar de ponto médio pd_th_mid, com base na média dos valores pd_pk e pd_vl. O circuito de criação de limiar 504 fornece o valor-limiar pd_th com base no valor-limiar de ponto médio pd_th_mid.

[00104] O circuito de geração de limiar 504 pode ser ainda adaptado para atualizar os valores dos níveis de pd_pk e pd_vl em resposta a alterações no valor de pd_gain. Se o valor de pd_gain aumentar por uma etapa, então os valores de pd_pk e pd_vl são aumentados por um fator igual ao aumento de ganho esperado na trajetória do sinal de fo-todetecção. Se o valor de pd_gain diminuir por uma etapa, então os valores de pd_pk e pd_val são reduzidos por um fator igual à redução de ganho esperada na trajetória do sinal de fotodetecção. Desta maneira, os estados do detector de pico e dos detectores de vale, conforme mantidos nos valores pd_pk e pd_vl, respectivamente, e o valor-limiar 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.

[00105] Em uma modalidade adicional do circuito de criação de limiar 504, o circuito de cálculo de limiar pode ser adicionalmente configurado para calcular um valor-limiar pd_th_pk com base em uma proporção ou porcentagem do valor pd_pk. Em ao menos uma modalidade, o pd_th_pk pode ser vantajosamente configurado para ser sete oi- tavos 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 limiar pode selecionar o valor-limiar 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 limiar é ilustrado adicionalmente na Figura 9, como discutido subsequentemente.

[00106] A Figura 6 ilustra um diagrama de blocos da lógica de detecção digital 600 que pode ser usada para implementar a detecção de piscada digital de acordo com ao menos uma modalidade. A lógica de detecção digital 600 pode incluir um registro de deslocamento 602 adaptado para receber os dados da trajetória do sinal de fotodetecção pd_rx_top, Figura 4, ou da lógica de condicionamento digital, Figura 5, conforme ilustrado aqui no sinal pd_data, que tem um valor de um bit. O registro de deslocamento 602 mantém um histórico dos valores de amostra recebidos, aqui em um registro de 24 bits. A lógica de detecção digital 600 inclui, adicionalmente, um bloco de comparação 604, adaptado para receber o histórico da amostra e um ou mais moldes bl_tpl e máscaras bl_mask com base no estado de operação (se necessário), e é configurada para indicar uma combinação com um ou mais moldes e máscaras em um ou mais sinais de saída que podem ser adiados para uso posterior. Em ao menos uma modalidade, o estado de operação determina o conjunto de modelos bl_tpl e máscaras bl_mask a ser usado pelo bloco de comparação 604. Em ao menos um conjunto de modelos bl_tpl, há pelo menos um modelo de sono representativo do usuário que adormece. Em uma modalidade alternativa, a lógica de detecção digital 600 inclui um bloco de comparação, adaptado para conter um ou mais modelos de sono e é configurado para indicar uma combinação com um ou mais modelos e máscaras em um ou mais sinais de saída que podem ser mantidos para uso posterior. Em tal modalidade alternativa, a lente não tem estados de operação adormecido e acordado.

[00107] A saída do bloco de comparação 604 é trancada através de um flip-flop D 606. A lógica de detecção digital 600 pode incluir adicionalmente um contador 608 ou outra lógica para suprimir comparações sucessivas que podem estar no mesmo histórico de amostra estabelecido em pequenos deslocamentos devido a operações de mascara-mento. Em uma modalidade preferencial, o histórico da amostra é removido ou reinicializado após uma combinação positiva ser encontrada, exigindo assim que uma nova de combinação completa seja amostrada antes de ser capaz de identificar uma combinação subsequente. A lógica de detecção digital 600 pode incluir, ainda, um equipamento de estado ou circuito de controle similar para fornecer os sinais de controle à trajetória do sinal de fotodetecção e ao CAD. Em algumas modalidades, os sinais de controle podem ser gerados por um equipamento de estado de controle que é separado da lógica de detecção digital 600. Este equipamento de estado de controle pode fazer parte do processador de sinal digital e controlador de sistema 410.

[00108] Em uma modalidade alternativa, o sistema determina o sono com base no número de ciclos nos quais a(s) pálpebra(s) permane-ce(m) fechada(s). O sistema reiniciaria um contador, por exemplo, um registro, começando de zero ou um, dependendo da implementação, quando a(s) pálpebra(s) for(em) detectada(s) como fechada(s). Para cada ciclo em que a(s) pálpebra(s) permanecer(em) fechada(s), o contador é incrementado em um. Quando o contador alcança um limiar predeterminado, é feita a determinação de que o usuário está adorme- cido. Por outro lado, o contador podería ser reiniciado para um número igual ao valor limiar e diminuir para cada ciclo em que a(s) pálpebra(s) permanece(m) fechada(s) até que o contador atinja zero ou um, dependendo da implementação usada.

[00109] A Figura 7 ilustra um diagrama de temporização dos sinais de controle fornecidos a partir de um subsistema de detecção a um CAD 408 (Figura 4) usado em uma trajetória do sinal de fotodetecção. Os sinais de permissão e relógio adc_en, adc_rst_n e adc_clk são ativados no início de uma sequência de amostra e continuam até que o processo de conversão de analógico para digital é finalizado. Em uma modalidade, o processo de conversão de CAD tem início quando um pulso é fornecido no sinal adc_start. O valor de saída do CAD é mantido em um sinal adc_data e finalização do processo é indicada pela lógica de conversão de analógico para digital em um sinal adc_complete. Também é ilustrado na Figura 7 o sinal pd_gain que é usado para ajustar o ganho dos amplificadores antes do CAD. 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.

[00110] A Figura 8A ilustra um controlador de sistema digital 800 que tem um subsistema de detecção digital de piscada dig_blink 802. O subsistema de detecção digital de piscada dig_blink 802 pode ser controlado por um equipamento de estado mestre dig_master 804 e pode ser adaptado para receber sinais de relógio de um gerador de relógio clkgen 806 externo ao controlador de sistema digital 800. O subsistema de detecção digital de piscada dig_blink 802 pode ser adaptado para fornecer sinais de controle e receber sinais de um subsistema de fotodetecção, conforme descrito acima. O subsistema de detecção digital de piscada dig_blink 802 pode incluir lógica de condicionamento digital e lógica de detecção digital, conforme descrito aci- ma, em adição a um equipamento de estado para controlar a sequência de operações em um algoritmo de detecção de piscada. O subsis-tema de detecção digital de piscada dig_blink 802 pode ser adaptado para receber um sinal de ativação do equipamento de estado mestre 804 e para fornecer uma indicação de término ou finalização e uma indicação de detecção de piscada de volta para o equipamento de estado mestre 804. Em ao menos uma modalidade, a detecção de piscada fornece uma indicação de quando o usuário está sonolento, como anteriormente mencionado. Em ao menos uma modalidade, os dados de piscada são armazenados em uma área de armazenamento temporária, de modo que quando o sono é detectado pelo sistema, os dados na área de armazenamento temporária podem ser transferidos e armazenados na memória para análise posterior, por exemplo, as correlações entre estar excessivamente atento antes de dormir e a qualidade insatisfatória do sono.

[00111] Em uma modalidade alternativa, a Figura 8B ilustra um controlador de sistema digital 850 compreendendo um subsistema de detecção digital de sono dig_sleep 852. O subsistema de detecção digital de sono dig_sleep 852 pode ser controlado por um equipamento de estado mestre dig_master 854 e pode ser adaptado para receber sinais de relógio de um gerador de relógio clkgen 856 externo ao controlador de sistema digital 850. O subsistema de detecção digital de sono dig_sleep 852 pode ser adaptado para fornecer sinais de controle e receber sinais de um subsistema de fotodetecção, conforme descrito acima. O subsistema de detecção digital de sono dig_sleep 852 pode incluir lógica de condicionamento digital e lógica de detecção digital, conforme descrito acima, em adição a um equipamento de estado para controlar a sequência de operações em um algoritmo de detecção de sono. O subsistema de detecção digital de sono dig_sleep 852 pode ser adaptado para receber um sinal de ativação do equipamento de estado mestre 854 e para fornecer uma indicação de término ou finalização e uma indicação de detecção de sono de volta para o equipamento de estado mestre 854.

[00112] Em uma modalidade alternativa a qualquer uma das modalidades ilustradas nas Figuras 8A e 8B, um relógio é conectado ao gerador do relógio 806 para rastrear o tempo desde que a lente começou a operação, e fornecer um sinal do carimbo de tempo ao gerenciador de dados em uma modalidade onde o gerenciador de dados registra dados referentes ao início e ao término do sono pelo usuário de modo que, quando os dados são transmitidos (ou enviados) da lente para um dispositivo externo usando, por exemplo, ao menos um componente de comunicação eletrônico, o dispositivo externo seja capaz de determinar em quais períodos de tempo o usuário estava adormecido enquanto usava a lente por meio do cálculo reverso da hora do dia com base no carimbo de tempo da lente e a hora atual no dispositivo externo quando os dados são transmitidos, conforme comparado ao carimbo de tempo registrado.

[00113] As Figuras 9A a 9G representam formas de ondas para ilustrar a operação do circuito de criação de limiar e controle de ganho automático (Figura 5). A Figura 9A ilustra um exemplo de fotocorrente em função do tempo, conforme podería ser fornecido por um fotodiodo em resposta a diferentes níveis de iluminação. Na primeira porção do gráfico, o nível de iluminação e a fotocorrente resultante são relativamente baixos em comparação a na segunda porção do gráfico. Em 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) por cento, mas um valor mais baixo dependendo das propriedades de transmissão da pálpebra para os comprimentos de onda de luz incidente no olho. A Figura 9B ilustra o valor de adc_data_held que é capturado em resposta à forma de onda de fotocorrente da Figura 9A. Por uma questão de simplicidade, o valor de adc_data_held é ilustrado como um sinal analógico contínuo e não uma série de amostras digitais distintas. Deve-se considerar que os valores de amostra digital irão corresponder ao nível ilustrado na Figura 9B nos tempos de amostragem correspondentes. As linhas tracejadas na face superior e na face inferior do gráfico indicam os valores máximo e mínimo dos sinais adc_data e adc_data_held. A faixa de valores entre o mínimo e o máximo também é conhecida como a faixa dinâmica do sinal adc_data. Conforme discutido abaixo, o ganho da trajetória de sinal de fotodetecção é diferente (inferior) na segunda porção do gráfico. Em geral, o valor de adc_data_held é diretamente proporcional à fotocorrente, e as alterações de ganho afetam apenas a razão ou a constante de proporcionalidade. A Figura 9C ilustra os valores de pd_pk, pd_vl e pd_th_mid calculados em resposta ao valor de adc_data_held pelo circuito de geração de limiar. A Figura 9D ilustra os valores de pd_pk, pd_vl e pd_th_pk calculados em resposta ao valor de adc_data_held em algumas modalidades do circuito de geração de limiar. Observa-se que o valor pd_th_pk é sempre alguma proporção do valor pd_pk. A Figura 9E ilustra o valor de adc_data_held com os valores de pd_th_mid e pd_th_pk. Observa-se que durante longos períodos de tempo onde o valor adc_data_held é relativamente constante, o valor pd_th_mid se torna igual ao valor adc_data_held conforme o valor pd_vl cai no mesmo nível. O valor de pd_th_pk sempre permanece algo abaixo do valor de adc_data_held. Também é ilustrada na Figura 9E a seleção de pd_th, onde o valor de pd_th é selecionado para ser o menor dentre pd_th_pk e pd_th_mid. Desta forma, o limiar é sempre estabelecido a alguma distância do valor de pd_pk, evitando falsas transições no pd_data devido ao ruído na fotocorrente e nos sinais adc_data_held. A Figura 9F ilustra o valor de pd_data gerado por comparação entre o valor de adc_data_held e o valor pd_th. Observa-se que o sinal pd_data é um sinal de dois valores que é baixo quando uma piscada está ocorrendo. A Figura 9G ilustra um valor de tia_gain em função do tempo para estes exemplos de formas de onda. O valor de tia_gain é estabelecido mais baixo quando o pd_th começa a ultrapassar um limiar alto mostrado como agc_pk_th na Figura 9E. Será entendido que um comportamento similar ocorre para aumentar o tia_gain quando pd_th começa a cair abaixo de um limiar baixo. Observando-se novamente a segunda porção de cada uma das Figuras de 9A a 9E, o efeito do tia_gain menor é claro. Em particular, observa-se que o valor adc_data_held é mantido próximo ao meio da faixa dinâmica dos sinais adc_data e adc_data_held. Adicionalmente, é importante observar que os valores de pd_pk e pd_vl são atualizados de acordo com a alteração de ganho, conforme descrito acima, de modo que descontinui-dades sejam evitadas nos estados e valores do detector de pico e vale devido somente a alterações no ganho da trajetória do sinal de fotode-tecção.

[00114] A Figura 10 ilustra características de bloqueio de luz e passagem de luz em uma matriz de circuito integrado 1000. A matriz de circuito integrado 1000 inclui uma região de passagem de luz 1002, uma região de bloqueio de luz 1004, blocos de ligação 1006, aberturas de passivação 1008 e aberturas da camada de bloqueio de luz 1010. A região de passagem de luz 1002 está situada acima de fotossensores (não ilustrados), por exemplo um conjunto de fotodiodos implementados no processo do semicondutor. Em pelo menos uma modalidade, a região de passagem de luz 1002 permite que o máximo de luz possível alcance os fotossensores, maximizando, assim, sua sensibilidade. Isto pode ser feito através da remoção de polisilício, metal, óxido, nitreto, poli-imida, e outras camadas acima dos fotorreceptores, conforme permitido no processo semicondutor usado para a fabricação ou em um processamento posterior. A área de passagem de luz 1002 também pode receber outros processamentos especais para otimizar a detecção de luz, por exemplo, um revestimento, filtro e/ou difusor antir-reflexivos. A região de bloqueio de luz 1004 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 1004 é formada com um material delgado, opaco e reflexivo, por exemplo, alumínio ou cobre já usados no processamento de uma pastilha semicondutora e processamento posterior. Se implementado com metal, o material que forma a região de bloqueio de luz 1004 deve ser isolado dos circuitos abaixo e das áreas de ligação 1006 para evitar condições de curto-circuito. Tal isolamento pode ser fornecido pela passivação já presente na matriz como parte da passivação de pastilha normal, por exemplo óxido, nitreto, e/ou poli-imida, ou com outro dielétrico adicionado durante processamento posterior. O masca-ramento permite aberturas na camada de bloqueio de luz 1010, de modo que o metal de bloqueio de luz condutivo não sobrepõe as áreas de ligação na matriz. A região de bloqueio de luz 1004 está coberta com dielétrico ou passivação adicionais para proteger a matriz e evitar curtos-circuitos durante fixação da matriz. Esta passivação final tem aberturas de passivação 1008 para permitir a conexão aos blocos de ligação 1006.

[00115] Em uma modalidade alternativa em que a lente de contato inclui recursos de tonalização, a região pela qual passa a luz 1002 é ao menos parcialmente sobreposta à região da lente de contato capaz de ser tonalizada. Onde os fotossensores estão presentes na região de tonalização e nas regiões de não tonalização da lente de contato, isso possibilita uma determinação da quantidade de luz que está sendo bloqueada pela tonalização. Em uma modalidade adicional, toda a região pela qual a luz passa 1002 está presente na região de tonalização.

[00116] A Figura 11 ilustra uma lente de contato com um elemento de inserção eletrônico que tem um sistema sensor de posição de pálpebra de acordo com as presentes modalidades (da invenção). A lente de contato 1100 inclui uma porção de plástico macio 1102 que fornece um elemento de inserção eletrônico 1104. Este elemento de inserção 1104 inclui uma lente 1106 que é ativada pelo circuito eletrônico, por exemplo, focalizando próximo ou longe dependendo da ativação. Na modalidade ilustrada, o circuito integrado 1108 se apoia sobre o elemento de inserção 1104 e se conecta às baterias 1110, à lente 1106 e a outros componentes, conforme for necessário para o sistema. O circuito integrado 1108 inclui um fotossensor 1112 e circuitos de trajetória de sinal do fotodetector associados. O fotossensor 1112 está voltado para fora através do elemento de inserção da lente e para longe do olho, e é então capaz de receber a luz ambiente. O fotossensor 1112 pode ser implementado no circuito integrado 1108 (conforme mostrado), por exemplo, como um fotodiodo único ou conjunto de fotodiodos. O fotossensor 1112 pode, também, ser implementado como um dispositivo separado montado sobre o elemento de inserção 1104 e conectado com conexões elétricas 1114. Quando a pálpebra se fecha, o elemento de inserção da lente 1104, inclusive o fotodetector 1112 é coberto, reduzindo assim o nível de iluminação incidente sobre o fotodetector 1112. O fotodetector 1112 é capaz de medir a luz ambiente para determinar se o usuário está piscando ou não. Com base nessa revelação um versado na técnica deveria observar que o fotodetector 112 pode ser substituído ou aumentado por outros sensores discutidos nessa revelação.

[00117] Modalidades adicionais do método de detecção de piscada podem permitir uma variação maior na duração e 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).

[00118] Deve-se considerar que a detecção de piscada e/ou a detecção de sono podem ser implementadas em lógica digital ou em software sendo executado em um microcontrolador. A lógica ou microcon-trolador 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.

[00119] Sabe-se que as pálpebras protegem o globo de várias formas, incluindo o reflexo de piscada e a ação de dispersão de lágrima. 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 contrárias além de serem usadas para rastrear quando um indivíduo (ou usuário) que está usando uma lente oftálmica eletrônica adormeceu. Também é importante observar que o dado detectado, em adição a ou em uso alternativo pode simplesmente ser usado como parte de um evento de acionamento ao invés de um processo de coleta. Em outras palavras, deveria ser entendido que um dispositivo que usa tal sensor pode não mudar o estado de maneira visível para o usuário; ao invés disso, o dispositivo pode simplesmente registrar dados.

[00120] Com relação agora à Figura 12A, é ilustrado um sistema sensor de posição da pálpebra em um olho 1200. O sistema é incorporado a uma lente de contato 1202. As pálpebras superior e inferior são mostradas, com a pálpebra superior tendo locais possíveis 1201, 1203 e 1205 em ordem de fechamento crescente. A pálpebra inferior também é ilustrada com níveis de fechamento que correspondes à pálpebra superior; a saber, os locais 1207, 1209 e 1205. Quando as pálpebras são fechadas, as mesmas ocupam a mesma posição; a saber, 1205. A lente de contato 1202 de acordo com a modalidade inclui um conjunto de sensores 1204. Esse conjunto de sensores 1204 inclui um ou mais fotossensores. Nessa modalidade, o conjunto de sensores 1204 inclui doze (12) fotossensores 1206a a 12061. Com a pálpebra superior na posição 1201 e a pálpebra inferior na posição 1207, todos os fotossensores 1206a a 1206 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 1203 e 1209, os fotossensores superior e inferior 1206a e 1206b são cobertos, recebem menos luz que os outros fotossensores 1206c a 12061, e emitem uma corrente inferior de modo correspondente que pode ser detectada pelo circuito eletrônico. Com as pálpebras totalmente fechadas na posição 1205, todos os sensores 1206a a 1206 I são cobertos com uma redução correspondente na corrente. Esse sistema pode ser usado 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 também pode ser usado para detectar piscadas, pela amostragem dos sensores de maneira habitual e pela comparação das medições ao longo do tempo. Em uma modalidade alternativa, fotossensores 1206a'-1206Γ de um conjunto de sensores 1204' formam um padrão arqueado ao redor da pupila enquanto são verticalmente espaçados entre si conforme ilustrado, por exemplo, na Figura 12B. Sob qualquer das modalidades ilustradas, o versado na técnica deve entender que um número diferente de 12 pode ser usado no conjunto de sensores. Exemplos incluem adicionalmente um número em uma faixa de 3 a 15 (incluindo os pontos finais em ao menos uma modalidade) em mais particularmente, um número em uma faixa de 4 a 8 (incluindo os pontos finais em ao menos uma modalidade).

[00121] A Figura 13A ilustra um sistema no qual dois olhos 1300 são parcialmente cobertos com as lentes de contatos 1302. Os conjuntos de sensores 1304 estão presentes em ambas as lentes de contatos 1302 para determinar a posição da pálpebra, conforme anteriormente descrito em relação à Figura 12A. Nessa modalidade, as lentes de contatos 1302 têm, cada uma, um componente de comunicação eletrônica 1306. O componente de comunicação eletrônica 1306 em cada lente de contato 1302 permite que ocorra comunicação bidirecio-nal entre as lentes de contatos 1302. Os componentes de comunicação eletrônica 1306 podem incluir transceptores de frequência de rádio (RF), antenas, circuito de interface para fotossensores 1308 e componentes eletrônicos associados ou similares. O canal de comunicação representado pela linha 1310 pode ter transmissões de RF na frequência e potência adequadas com um protocolo de dados apropriado para permitir comunicação eficaz entre as lentes de contatos 1302. A transmissão de dados entre as duas lentes de contatos 1302 pode, por exemplo, verificar que ambas as pálpebras fecharam a fim de detectar um fechamento de pálpebra proposital e verdadeiro ao invés de um piscamento, piscada involuntária ou semicerramento com um olho. A transmissão pode também permitir que um sistema determine se ambas as pálpebras fecharam em uma proporção similar, por exemplo, aquela que está associada a um usuário lendo de perto. A transmissão de dados pode também ocorrer em um dispositivo externo, por exemplo, óculos, um emplastro usado na haste de usuário, ou um telefone inteligente (ou outro sistema com base em processador). Em ao menos uma modalidade, os componentes de comunicação eletrônica possibilitam a transmissão dos dados de sono registrados no smartphone (ou outro dispositivo externo). Assim, os componentes de comunicação eletrônica 1306 podem estar presentes em apenas uma lente em ao menos uma modalidade alternativa. Em uma modalidade alternativa, um acelerômetro presente no smartphone (ou outro dispositivo equipado com acelerômetro com capacidade de transmissão) usado pelo indivíduo fornece dados de movimento para uso na checagem cuidadosa de uma determinação de sono, como uma falta de movimento geral é indicativa da possibilidade do sono ou dados indicativos do indivíduo estando estacionário.

[00122] Em uma modalidade alternativa, o dispositivo externo 1390, ilustrado na Figura 13B, recebe e armazena dados relacionados ao sono como determinado pela lente de contato 1300 através de ao menos um componente de comunicação eletrônica 1392, que possibilita uma comunicação com o componente de comunicação eletrônica 1306 na lente de contato 1300. Uma vantagem de se usar um dispositivo externo é que o dispositivo externo pode manter um registro de tempo mais precisamente do que a lente de contato, enquanto fornece memória suficiente para uma taxa de amostragem mais rápida sem a preocupação de encher a memória na lente de contato. Um registro de tempo mais preciso fornecerá um conjunto de dados que possibilita uma análise mais precisa.

[00123] Em uma modalidade adicional ou alternativa, o dispositivo externo fornece um mecanismo para que o usuário indique quando se inicia um estudo do sono e/ou se interrompe o estudo do sono. Um exemplo é por se exibir uma interface de usuário gráfica no dispositivo externo que inclui um botão virtual a ser tocado pelo usuário.

[00124] As Figuras 14A e 14B ilustram um sistema eletrônico 1400 no qual fotossensores de posição da pálpebra, conforme apresentado acima, são usados para acionar atividade em uma lente de contato 1402 ou, mais especificamente, em uma lente oftálmica energizada ou eletrônica. A Figura 14A mostra o sistema eletrônico 1400 na lente 1402 e a Figura 14B é uma vista explodida do sistema 1400. A luz 1401 é incidente sobre um ou mais fotossensores 1404 conforme anteriormente descrito em relação à Figura 12. Esses fotossensores 1404 podem ser implantados com fotodiodos, sensores de sulfureto de cádmio (CdS), ou outras tecnologias adequadas para converter luz ambiente em corrente. Dependendo da escolha de fotossensores 1404, os amplificadores 1406, ou outro circuito adequado, podem ser necessários para condicionar os sinais de entrada para uso por circuitos subsequentes ou a jusante. Um multiplexador 1408 permite que um único conversor analógico-digital 1410 (ou CAD) aceite entradas de múltiplos fotossensores 1404. O multiplexador 1408 pode ser colocado imediatamente após os fotossensores 1404, antes dos amplificadores 1406, ou podem não ser usados dependendo das considerações para consumo de corrente, tamanho de matriz e complexidade de modelo. Visto que múltiplos fotossensores 1404 são necessários em várias posições no olho para detectar a posição da pálpebra, compartilhar componentes de processamento a jusante (por exemplo, amplificadores, um conversor analógico em digital e processadores de sinal digital) pode reduzir significativamente o tamanho necessário para o circuito eletrônico. Os amplificadores 1406 criam uma saída proporcional à entrada, com ganho, e podem funcionar como amplificadores de transimpedância que convertem corrente de entrada em tensão de saída. Os amplificadores 1406 podem amplificar um sinal a um nível utilizável pelo restante do sistema, como dando ao sinal tensão e energia suficientes para ele ser capturado pelo CAD 1410. Por exemplo, os amplificadores 1406 podem ser necessários para direcionar blocos subsequentes, visto que a saída dos fotossensores 1404 pode ser bem pequena e pode ser usada em ambientes de luz baixa. Os amplificadores 1406 também podem ser implantados como amplificadores de ganho variável, sendo que o seu ganho pode ser ajustado por um controlador de sistema 1412 a fim de maximizar a faixa dinâmica do sistema 1400. Em adição ao fornecimento de ganho, os amplificadores 1406 podem incluir outro circuito de condicionamento de sinal analógico, como filtração e outro circuito adequado às saídas do fotossensor 1404 e do amplificador 1406. Os amplificadores 1406 podem ser qualquer dispositivo adequado para a amplificação e o condicionamento da saída de sinal pelo fotossensor 1404. Por exemplo, os amplificadores 1404 podem ser simplesmente um único amplificador operacional, ou um circuito mais complicado que compreende um ou mais amplificadores operacionais.

[00125] Conforme apresentado acima, os fotossensores 1404 e os amplificadores 1406 são configurados para detectar luz incidente 1401 em várias posições no olho e converter a corrente de entrada em um sinal digital utilizável essencialmente pelo controlador de sistema 1412. Em ao menos uma modalidade, o controlador de sistema 1412 é pré-programado para amostrar cada fotossensor 1404 no olho a fim de detectar a posição da pálpebra e fornecer um sinal de saída apropriado para o gerenciador de dados 1414. O controlador de sistema 1412 inclui também uma memória associada. O controlador de sistema 1412 pode combinar amostras recentes dos fotossensores 1404 a padrões pré-programados correlacionados a posições de semicerramento de olhos e abertura da pálpebra. Por exemplo, quando o padrão combina com o de fechamento parcial de ambas as pálpebras associado com fadiga, o controlador de sistema 1412 pode acionar o gerenciador de dados 1414 para registrar os dados. Pode ser necessário gravar os padrões de pálpebra do usuário sob várias situações de luz ambiente e distância focal a fim de programar o controlador de sistema 1412 para detecção confiável. O sistema 1400 pode precisar diferenciar entre as alterações da posição da pálpebra, alterações normais na luz ambiente, sombras e outros fenômenos. A diferenciação pode ser realizada através de seleção apropriada da frequência de amostragem, ganho de amplificador e outros parâmetros de sistema, otimização de colocação de sensores na lente de contato, determinação de padrões de posição da pálpebra, gravação de luz ambiente, comparar cada fotos-sensor a fotossensores adjacentes e a outros fotossensores, e outras técnicas para discernir a posição da pálpebra de modo inequívoco.

[00126] Nessa modalidade, o CAD 1410 pode ser usado para converter uma saída de sinal analógico contínua dos amplificadores 1406 através do multiplexador em um sinal digital amostrado adequado para processamento de sinal adicional. Por exemplo, o CAD 1410 pode converter uma saída de sinal analógico dos amplificadores 1406 em um sinal digital que pode ser utilizável pelos circuitos subsequentes ou a jusante, como um sistema ou microprocessador de processamento de sinal digital 1416. Um sistema de processamento de sinal digital ou processador de sinal digital 1416 pode ser usado para processar sinal digital, incluindo um ou mais dentre filtrar, processar, detectar e, de outro modo, manipular/processar os dados amostrados para permitir a detecção de luz incidente para uso posterior. O processador de sinal digital 1416 pode ser pré-programado com vários padrões de posição e/ou fechamento de pálpebra. O processador de sinal digital 1416 inclui, também, memória associada em ao menos uma modalidade. O processador de sinal digital 1416 pode ser implementado, utilizando-se um circuito analógico, um circuito digital, um software e/ou uma combinação dos mesmos. O CAD 1410 junto com os amplificadores 1406 e o processador de sinal digital 1416 associados são ativados a uma taxa adequada em conformidade com a taxa de amostragem anteriormente descrita, por exemplo, a cada cem (100) ms.

[00127] Uma fonte de energia 1418 fornece energia para inúmeros componentes que incluem o sistema sensor de posição da pálpebra 1400. A fonte de energia 1418 também pode ser usada para fornecer energia a outros componentes na lente de contato. A energia pode ser fornecida a partir de uma batería, de um coletor de energia, ou outros meios adequados tal como é conhecido do versado na técnica. Essencialmente, qualquer tipo de fonte de energia 1418 pode ser usado para fornecer energia confiável para todos os outros componentes do sistema. Um padrão da matriz de sensor de posição da pálpebra, processado de analógico para digital, pode possibilitar ativação do controlador de sistema 1412 ou uma porção do controlador de sistema 1412. Adicionalmente, o controlador de sistema 1412 pode controlar outros aspectos de uma lente de contato energizada dependendo da entrada do processador de sinal digital 1408 como, por exemplo, ativar o gerenciador de dados 1414.

[00128] Com relação agora às figuras à Figura 15, é ilustrada uma característica de saída para três fotossensores posicionados em três posições verticais diferentes na lente de contato. As características de saída podem representar a corrente proporcional à luz incidente em cada fotossensor ou podem representar um sinal a jusante, por exemplo, valores de dados amostrados digitais em função do tempo na saí- da do CAD (elemento 1410 na Figura 14B). A luz incidente total 1502 aumenta, permanece estacionária, 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 1504, 1506 e 1508 emitiríam um sinal similar àquele da luz ambiente se a pálpebra permaneceu aberta, ilustrado por linhas pontilhadas 1501 e 1503 para os fotossensores 1504 e 1508. Em adição à alteração do nível de iluminação ambiente 1502, o fechamento das pálpebras é indicado pela posição 1510, diferente daquela das posições de pálpebra aberta 1512 e 1514. Quando a pálpebra fecha parcialmente, o fotossensor superior 1504 torna-se coberto pela pálpebra superior e emite um nível inferior de modo correspondente devido à obstrução do fotossensor pela pálpebra. Apesar da luz ambiente 1502 crescente, o fotossensor 1504 recebe menos luz e emite um sinal inferior devido à pálpebra parcialmente fechada. É observada uma resposta similar com o fotossensor 1508 que se torna coberto. O sensor médio 1506 não é coberto durante semicerramento e, dessa forma, continua a ver o nível de iluminação 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 16A e 16B ilustram um sistema de detecção alternativo 1600 incorporado em uma lente de contato 1602. A Figura 16A ilustra o sistema 1600 na lente de contato 1602, e a Figura 16B ilustra uma vista explodida do sistema 1600. Nessa modalidade, sensores de toque capacitivo 1604 são usados ao invés de fotossensores. Em uma modalidade alternativa, sensores de toque capacitivo 1604 são usados em adição a fotossensores. Os sensores de toque capacitivo são comuns na indústria eletrônica, por exemplo em telas sensíveis ao toque. O princípio básico é que um capacitor variável 1604 é implantado de maneira física de modo que a capacitância varie com a proximidade ou toque, por exemplo, implantando-se uma grade coberta por um dielétrico. Os condicionadores de sensor 1606 criam um sinal de saída proporcional à capacitância, por exemplo, mediante a medição da alteração em um oscilador que tem o capacitor variável ou captando-se a razão entre o capacitor variável e o capacitor fixo com um sinal de CA de frequência fixa. A saída dos condicionadores de sensor 1606 pode ser combinada com um multiplexador 1608 para reduzir o circuito a jusante. Nessa modalidade, o circuito de condicionamento de sinal, conforme descrito acima em relação à Figura 14, é omitido por uma questão de simplicidade. Um controlador de sistema 1610 recebe entradas do condicionador de sensor de capacitância 1606 através do multiplexador 1608, por exemplo, através da ativação de cada sensor em ordem e da gravação dos valores. O mesmo pode, então, comparar valores medidos a padrões pré-programados e a amostras históricas para determinar a posição da pálpebra. Os sensores de toque de capacitor 1604 podem ser exibidos em um padrão físico similar àquele anteriormente descrito para os fotodetectores, mas seriam otimizados para detectar alterações na capacitância com a posição da pálpebra. Os sensores, e para a matéria, todo o sistema eletrônico, seriam encapsulados e isolados do ambiente salino de lente de contato. Já que a pálpebra cobre um sensor 1604, a alteração na capacitância seria detectada ao invés da alteração na luz ambiente anteriormente descrita. A Figura 16B ilustra também a inclusão de uma fonte de energia 1614 em ao menos uma modalidade.

[00130] É importante observar que o CAD e o circuito de processamento de sinal digital podem ser usados de acordo com os sensores de toque capacitivo, se necessário, conforme ilustrado com relação aos fotossensores da Figura 14B. Em uma modalidade alternativa, os sensores de toque capacitivo são qualquer sensor de pressão. Em uma outra modalidade, há uma combinação de fotossensores e sensores de pressão na lente.

[00131] As Figuras 17A a 17D ilustram uma modalidade alternativa onde o sistema sensor de posição da pálpebra é um sensor que tem uma tira que cobre uma pluralidade de pontos verticais ao longo da lente de contato 1702 que trabalha em conjunto com o circuito 1700. Um exemplo de um sensor que pode ter uma configuração de tira é um sensor de capacitância. A Figura 17A ilustra um exemplo onde a tira 1708 é substancialmente reta na lente de contato 1702. Embora a tira 1708 seja ilustrada como sendo orientada paralela à uma linha que bissecciona a lente de contato 1702, ela pode ter uma orientação inclinada com relação à linha de bissecção ou ter um formato arqueado. A Figura 17B ilustra um exemplo onde a tira 1708a percorre uma passagem em serpentina ao longo da lente de contato 1702. Na modalidade ilustrada na Figura 17C, a configuração em serpentina da tira 1708b aumentará a mudança na capacitância detectada pelo circuito 1700 à medida que a pálpebra se aproxima de um estado fechado. O nível de mudança de capacitância informará a quantidade de fechamento da pálpebra. Outro exemplo de um sensor que pode ter uma configuração de tira é um transdutor de pressão piezoelétrico com um diafragma e uma base tendo uma configuração de tira. À medida que as pálpebras se fecham, uma pressão adicional será aplicada pelas pálpebras contra o transdutor de pressão piezoelétrica possibilitando, dessa forma, capacidade de determinar o nível de fechamento da pálpebra. A detecção contínua ao longo do eixo vertical fornece uma granularidade melhorada sobre uma pluralidade de sensores, fornecendo, dessa forma, a medição melhorada da localização da pálpebra. A Figura 17D ilustra um circuito elétrico que pode ser usado em conjunto com os sensores de fita 1708, 1708a, 1708b que inclui um controlador de sistema 1710, um gerenciador de dados 1712 e uma fonte de energia 1714. Em uma outra modalidade alternativa, há múltiplas fitas presentes. Uma vantagem de uma configuração de tira em serpentina e/ou inclinada reside em que a posição da pálpebra pode ainda ser detectada mesmo se a lente de contato estiver orientada incorretamente no olho do usuário.

[00132] As atividades do bloco de processamento de sinal digital e do controlador de sistema (1416 e 1412 na Figura 14B, respectivamente, o controlador de sistema 1610 na Figura 16B e o controlador de sistema 1710 na Figura 17D) dependem das entradas de sensor disponíveis, do ambiente e das reações do usuário. Os limiares de entrada, reação e decisão podem ser determinados a partir de um ou mais algoritmo de pesquisa oftálmica, pré-programação, treinamento e adaptativos/de aprendizado. Por exemplo, as características gerais do movimento da pálpebra podem ser bem documentadas na literatura, aplicáveis a uma ampla população de usuários, e pré-programadas no controlador de sistema. Entretanto, os desvios de um indivíduo da resposta geral esperada e/ou mudanças na frequência de piscada podem ser registrados em uma sessão de treinamento ou parte de um algoritmo adaptativo/de aprendizado que continua a refinar a resposta na operação do dispositivo oftálmico eletrônico. Em uma modalidade, o usuário pode treinar o dispositivo mediante a ativação de um controle remoto fob, 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 fob para refinar os algoritmos de decisão interna. Este período de treinamento podería durar por um dia, período após o qual o dispositivo iria operar autonomamente com apenas as entradas de sensor e sem a necessidade do controle remoto fob.

[00133] As Figuras 18A e 18B ilustram exemplos de sistemas sensores de movimento do olho 1800 para detectar o movimento do olho durante, por exemplo, o sono. O sensor 1802 detecta o movimento e/ou posição da pupila ou, de modo mais genérico, do olho. O sensor 1802 pode ser implementado como um acelerômetro multiaxial em uma lente de contato 1801. Com a lente de contato 1801 sendo afixada ao olho e, em geral, se movendo com o olho, um acelerômetro na lente de contato 1801 pode rastrear o movimento do olho. É importante observar que qualquer dispositivo adequado pode ser usado como o sensor 1802, e mais de um sensor único 1802 pode ser usado. A saída do sensor 1802 é capturada, amostrada, e condicionada pelo processador de sinal 1804. O processador de sinal 1804 pode incluir vários dispositivos incluindo um amplificador, um amplificador de tran-simpedância, um conversor analógico para digital, um filtro, um processador de sinal digital, e circuitos relacionados para receber dados do sensor 1802 e gerar uma saída em um formato adequado para o restante dos componentes do sistema 1800. O processador de sinal 1804 pode ser implementado, utilizando-se um circuito analógico, um circuito digital, um software, e/ou uma combinação dos mesmos. Em ao menos uma modalidade, o processador de sinal 1804 e o sensor 1802 são fabricados na mesma matriz de circuito integrado. O circuito sensor para a captura e o condicionamento de um acelerômetro é diferente do circuito para um sensor de atividade muscular ou rastreador de pupila óptico. A saída do processador de sinal 1804, em ao menos uma modalidade, é uma corrente digital amostrada e pode incluir uma posição absoluta ou relativa, movimento, olhar detectado em concordância com convergência, ou outros dados. O controlador de sistema 1806 recebe a entrada do processador de sinal 1804 e usa esta informação, em conjunto com outras entradas, para determinar se o usuário está dormindo. O controlador de sistema 1806 pode acionador a atividade de ambos o sensor 1802 e o processador de sinal 1804, enquanto recebe uma saída dos mesmos. O controlador de sistema 1806 utiliza dados de entrada do processador de sinal 1804 e/ou transceptor 1810 para decidir se o usuário está deitado, com base na orientação do sensor 1802, com base na orientação nos eixos X, Y e Z quando nenhum movimento dos olhos é detectado. Se os eixos são conforme ilustrado na Figura 18C, então quando o acelerômetro detecta aceleração estável no eixo X em qualquer direção ou no eixo Z em qualquer direção, a cabeça do usuário tem uma orientação vertical. Quando o acelerômetro detecta aceleração estável no eixo Y na direção negativa, então a cabeça do usuário está na vertical. Quando o acelerômetro detecta aceleração estável nos eixos Y e Z com ou sem uma aceleração estável no eixo X, então a cabeça do usuário está inclinada para frente.

[00134] As Figuras 18A e 18B ilustram um transceptor opcional 1810 que recebe e/ou transmite comunicação através da antena 1812. Esta comunicação pode vir de uma lente de contato adjacente, lentes de óculos, ou outros dispositivos. O transceptor 1810 pode ser configurado para comunicação bidirecional com o controlador de sistema 1806. O transceptor 1810 pode conter circuitos de filtração, amplificação, detecção, e processamento, tal como é comum em transceptores. Os detalhes específicos do transceptor 1810 são feitos sob medida para uma lente de contato eletrônica ou energizada, por exemplo a comunicação pode estar a uma frequência, amplitude, e formato adequados para comunicação confiável entre os olhos, baixo consumo de energia, e para se alcançar requisitos reguladores. O transceptor 1810 e a antena 1812 podem trabalhar em faixas de frequência de rádio (RF), como, por exemplo, 2,4 GHz, ou podem usar luz para a comunicação. As informações recebidas a partir do transceptor 1810 são inseridas no controlador de sistema 1806, por exemplo, as informações de uma lente adjacente que indicam orientação. O controlador de sistema 1806 também pode transmitir dados, por exemplo, do gerencia- dor de dados 1808 ao transceptor 1810, que então transmite os dados pela ligação de comunicação através da antena 1812. Em uma modalidade alternativa, o transceptor 1810 e a antena 1812 são substituídos por um sistema sensor de posição da pálpebra para fornecer comunicação através de ondas de luz e/ou piscadas, conforme discutido acima.

[00135] O controlador de sistema 1806 pode ser implementado como uma máquina de estado, em uma matriz de portas programável em campo, em um microcontrolador, ou em qualquer outro dispositivo adequado. A energia para o sistema 1800 e componentes aqui descritos é fornecida por uma fonte de energia 1814, que pode incluir uma batería, um extrator de energia, ou um dispositivo similar, como é conhecido ao versado na técnica. A fonte de energia 1814 pode também ser usada para suprir energia a outros dispositivos na lente de contato 1801.

[00136] O sistema de detecção de posição da pupila 1800, em ao menos uma modalidade, é incorporado e/ou, caso contrário, encapsu-lado e isolado do ambiente salino da lente de contato 1801.

[00137] Em ao menos uma modalidade, os elementos eletrônicos e interconexões eletrônicas são produzidas na zona periférica de uma lente de contato e não na zona óptica. De acordo com uma modalidade alternativa, é importante observar que o posicionamento dos elementos eletrônicos não precisa ser limitado à zona periférica da lente de contato. Todos os componentes eletrônicos aqui descritos podem ser fabricados utilizando-se tecnologia de filme delgado e/ou materiais transparentes. Se estas tecnologias forem usadas, os componentes eletrônicos podem ser colocados em qualquer local adequado, contanto que os mesmos sejam compatíveis com os elementos ópticos.

[00138] Em ao menos uma modalidade, conforme ilustrado na Figura 19, a lente de contato 1900 inclui um sensor 1910 para detectar ao menos uma dentre a remoção de uma caixa de armazenamento de lente de contato e a inserção da lente no olho do usuário. Em ao menos uma modalidade, a inserção da lente de contato no olho do usuário ativará o monitoramento do sono pelo controlador de sistema 1920. Em uma modalidade adicional, a inserção iniciará um acumulador no gerenciador de dados 1922 para execução. Exemplos dos sensores que forneceríam detecção incluem, mas não se limitam a, um sensor de pressão, um interruptor de lâminas, um sensor de salinidade, um biossensor e um sensor capacitivo. Esses sensores, em ao menos uma modalidade, trabalham em conjunto com um sensor de luz para detectar a presença de luz que ocorre após a remoção da lente do recipiente de armazenamento. Em uma modalidade adicional às modalidades do sensor, a taxa de amostragem usada para monitorar o sensor pode ser reduzida após a detecção do evento ser monitorada para economizar energia, enquanto possibilita a detecção de remoção da lente de contato do olho. Em uma modalidade alternativa à modalidade anterior, o sensor seria desativado ao detectar a lente de contato sendo colocada no olho.

[00139] O sensor de pressão pode tomar uma variedade de formas. Um exemplo é um sensor de pressão voltado para trás (ou voltado para a íris) conectado ao controlador de sistema através de um conversor analógico-digital. O sensor de pressão voltado para trás, em ao menos uma modalidade, é parcialmente encapsulado na lente de contato enquanto o conversor analógico-digital é completamente encapsulado na lente de contato e incluído como parte de qualquer placa de circuito presente na lente de contato. O controlador de sistema reajusta o acumulador ao receber um sinal do sensor de pressão acima de um limiar de inserção, indicando que a coleta de dados deveria começar pelo controlador de sistema. O controlador de sistema envia um sinal ao gerenciador de dados para armazenar o valor acumulador atual quando o sinal do sensor de pressão cai, então, abaixo do limiar de inserção, indicando que a lente de contato foi removida e que uma posterior coleta de dados é desnecessária. O controlador de sistema tira amostras do sensor de pressão em um cronograma predeterminado apenas quando o controlador de sistema detecta que a pálpebra está aberta. Outro exemplo de um sensor de pressão é um sensor de pressão que detectará a remoção de pressão da salina presente no recipiente de armazenamento e fornecería um sinal para ativar a outra funcionalidade da lente de contato. Um exemplo adicional de um sensor de pressão é um ressonador de onda acústica de superfície com transdutor interdigital (IDT, interdigital transdutor). Ainda um outro exemplo é um sensor de pressão de contato binário que detecta pressão ou não pressão, mas não o nível de pressão.

[00140] Um exemplo de um interruptor de lâminas completa um circuito na lente de contato que fornece energia ao resto dos elementos de circuito pela aplicação de pressão do olho do usuário na inserção da lente de contato, ou na remoção de pressão quando a lente de contato é removida do recipiente de armazenamento para ser usada. Após o respectivo evento ocorrer, o interruptor de lâminas fecharia e concluiría o circuito para fornecer uma conexão elétrica entre o controlador de sistema e a fonte de alimentação. Outro exemplo de uso do interruptor de lâminas no sistema é fornecer uma saída binária quando a chave é ativada, com a saída binária fornecendo uma indicação da chave estar sendo fechada (ou aberta, dependendo da orientação da chave) em oposição a fechar um circuito.

[00141] Um sensor de salinidade ou biossensor em ao menos uma modalidade detectaria a salinidade ou outro produto químico presente no fluido do rasgo. Exemplos das substâncias que poderíam ser monitoradas incluem, mas não se limitam a, um patógeno, um biomarcador, um agente ativo e um produto químico. Um exemplo de um biossensor é uma guia de resistência, em comunicação elétrica com o controlador de sistema, que é capaz de se ligar com a substância sendo monitorada resultando em uma resistência crescente à medida que a quantidade da substância presente aumenta. Outro exemplo é um tubo rea-gente que contém uma substância, material ou mistura que reage com uma molécula específica onde uma reação será indicativa da presença de um produto químico sendo monitorado. Ainda outro exemplo é o biossensor no qual uma superfície é funcionalizada para ter afinidade com uma certa substância, e uma propriedade elétrica do sensor, por exemplo, capacitância ou tensão, que varia em resposta à presença da substância na qual o sensor é funcionalizado. Em ao menos uma modalidade, quando um produto químico sendo monitorado se refere a uma concentração de alguma substância no fluido lacrimal, a reação pode ocorrer diretamente com a substância ou pode ocorrer com uma substância separada que pode indicar a concentração da substância monitorada. Em outros exemplos, pelo fato de outros componentes biológicos eletroativos poderem afetar a condutividade dentro de um tubo específico, o tubo pode ser alinhado ou compreender uma barreira seletiva para minimizar a interferência com outras substâncias diferentes da substância sendo monitorada. Alternativamente à um tubo tendo uma condutividade crescente em resposta à presença da substância monitorada, o tubo pode ter uma resistividade crescente na presença da substância monitorada. Um outro exemplo terá o tubo côncavo incluindo material que é seletivamente permeável ou atrativo a uma substância ou produto químico específicos. Sob qualquer um desses exemplos, pode ser possível fornecer uma indicação graduada no nível da substância além de uma saída binária.

[00142] O sensor capacitivo pode ser voltado para trás ou voltado para frente. Em ao menos uma modalidade, o sensor seria um sensor voltado para trás para possibilitar o contato pelo olho do usuário. Em uma outra modalidade, uma vez que o contato causa uma mudança na capacitância acima de um limiar de inserção indicando que a lente de contato foi inserida, o sensor é desativado ou tem sua taxa de amostragem reduzida. Se, entretanto, o sensor estava voltado para frente, então o contato por uma das pálpebras que mudaria a capacitância acima do limiar de inserção confirmaria a inserção da lente de contato. Em uma outra modalidade, o sensor capacitivo voltado para frente também seria usado para detecção da posição das pálpebras.

[00143] Em sistemas complexos que podem incluir múltiplos sensores, como lentes oftálmicas energizadas que têm vários componentes eletrônicos, é preferencial reduzir o potencial para iniciar ações falsas ou disparo de falso positivo de uma determinação de sono. De acordo com uma outra modalidade alternativa, essa modalidade está direcionada a um processo de tomada de decisão e/ou esquema de votação que utiliza entrada de múltiplos sensores para reduzir substancialmente a possibilidade de alteração do estado da lente oftálmica energizada com base em informações imprecisas, incompletas ou erradas, condições psicológicas variantes, bem como ruído e/ou interferência de fontes internas e externas. Por exemplo, na detecção do sono, o sistema de controle não deveria determinar o início do sono com base em um padrão de piscada aleatória devido à irritação do olho ou similares. Entretanto, com a entrada de um único sensor ou informações erradas do único sensor ou outros sensores, decisões incorretas podem ser tomadas pelo controlador de sistema. Por exemplo, sem saber a pressão aplicada à lente oftálmica, fechar simplesmente as pálpebras pode acionar uma determinação de sono, apesar do usuário coçar seus olhos e aplicar uma pressão maior do que a pressão da pálpebra em um sensor(es) de pressão. Em uma lente oftálmica energizada que tem um sensor de posição de pálpebra, o movimento da pálpebra pode ser também usado como um disparador para fazer uma determina- ção de sono. Por exemplo, quando um indivíduo olha pra baixo para focalizar um objeto em distância próxima, as pálpebras tendem a inclinar-se e, dessa forma, isso pode ser usado para alterar o estado da lente oftálmica. Novamente, se for usada apenas uma única entrada, uma ação falsa pode ocorrer devido ao fato de que o indivíduo está sonolento e suas pálpebras inclinadas. Todos esses sensores podem ser usados como disparadores de ação a ser implantada por vários sistemas incorporados a uma lente oftálmica eletrônica ou energizada, e todos são independentemente ou em combinação limitada, potencialmente submetidos a erro. Além dos sensores já mencionados que são destinados a detectar determinados aspectos diretamente relacionados à determinação do início do sono, outros sensores podem ser usados para otimizar sensores de alteração de estado através do monitoramento de condições do ambiente, ruído, e interferência. Por exemplo, a luz ambiente pode ser monitorada para otimizar a exatidão sensores de detecção de piscada, de posição de pálpebra e de diâmetro da pupila. Tais sensores podem ser usados para aumentar outros sensores, por exemplo, subtraindo ruído de modo e interferência. As entradas de sensor podem ser usadas para gravar leituras de histórico que podem, então, ser consideradas por um algoritmo de decisão complexo, por exemplo um que considera entradas de acelerômetro e contrações do músculo do olho para determinar a posição da pupila. O uso do esquema de votação de acordo com ao menos uma modalidade pode reduzir a probabilidade de erro ao se determinar se o usuário adormeceu, e pode também permitir medições mais precisas. Em outras palavras, para qualquer dada determinação a ser feita, existem sensores que podem ser usados para verificar evidência confirmatória ou para aumentar a entrada para uma dada determinação por um sensor primário. Também é importante observar que os dados detectados, em uso adicional ou alternativo, podem simplesmente ser usados co- mo parte de um processo de coleta ao invés de um evento de acionamento. Por exemplo, os dados detectados podem ser coletados, armazenados e usados no tratamento de condições médicas. Em outras palavras, deveria ser entendido que um dispositivo que utiliza tal sensor pode não mudar o estado de maneira visível para o usuário; ao invés disso, o dispositivo pode simplesmente registrar dados.

[00144] Com relação agora à Figura 20, é ilustrado um sistema genérico no qual os sensores 2002, 2004, 2006 e 2008 são usados para se determinar o início do sono e/ou um evento durante o sono. Os sensores 2002, 2004, 2006 e 2008 podem incluir qualquer número de possíveis entradas incluindo ação de piscar, posição da pálpebra, posição da pupila, orientação da lente de contato, pressão externa da lente e similares. O número e o tipo de sensores são determinados pela aplicação e pelo usuário. Cada sensor 2002, 2004, 2006 e 2008 pode ter seu próprio condicionamento de sinal contido no interior do bloco de sensor, um bloco dedicado ou no interior do controlador de sistema 2010. O controlador de sistema 2010 aceita entradas de cada sensor 2002, 2004, 2006 e 2008. O mesmo realiza, então, rotinas para processar e comparar os dados de entrada. Com base nessas entradas, o controlador de sistema 2010 determina se o gerenciador de dados 2012 deveria registrar quaisquer leituras. Por exemplo, a combinação da inclinação da pálpebra, luz ambiente baixa e orientação vertical da lente podem acionar o controlador de sistema 2010 para determinar que o usuário está sonolento e para sinalizar o gerenciador de dados 2012 para aumentar a taxa de amostragem de ao menos um sistema sensor que está sendo usado para fazer a determinação do sono. Do mesmo modo, a combinação do fechamento da pálpebra, da orientação vertical para o usuário, e a pressão externa da pálpebra pode acionar o controlador de sistema 2010 para determinar que não há início do sono e continuar a operação normal. A combinação do fe- chamento da pálpebra, da orientação horizontal para o usuário pode acionar o controlador de sistema 2010 para determinar o início do sono e sinalizar ao mecanismo de alerta para registrar dados como sendo sono provavelmente intencional, considerando-se a orientação do usuário. As entradas de vários sensores podem também ser usadas para alterar a configuração do controlador de sistema para otimizar o desempenho de tomada de decisão, por exemplo, se a luz ambiente diminuir, o controlador pode aumentar o ganho de um fotossensor. O controlador de sistema também pode ligar/desligar sensores, aumentar e/ou diminuir taxas de amostragem e executar outras alterações para que o sistema otimize o desempenho.

[00145] A Figura 21 ilustra um método através do qual um controlador de sistema, por exemplo, o controlador de sistema 2010 ilustrado na Figura 20, opera para tomar amostras dos sensores e determinar o estado do sono. A primeira etapa é tomar amostras dos sensores, 2102. Isso pode exigir acionamento de outros elementos para ativar, aquecer, calibrar, tomar dados de leituras, condicionamento e de saída. O controlador de sistema pode também fornecer informações de configuração para cada sensor com base em valores programados e dados atuais, por exemplo, o ganho de um amplificador de fotossensor com base no histórico de luz incidente, ou essas definições podem ser determinadas por outros elementos no sistema. Em seguida, o método realiza filtragem e condicionamento adicional, 2104, por exemplo, digital em oposição à filtragem análoga, juntamente com uma comparação à linha de base ou resultados de referência. Um propósito dessa etapa é condicionar apropriadamente os dados de entrada para a próxima etapa de modo que possa ser tomada uma decisão precisa que possa ser repetida. Em seguida, os resultados são determinados a partir de cada sensor, 2106, por exemplo, a posição da pálpebra e a resposta do detector emissor. Essa determinação pode envolver comparação a um limiar pré-programado ou variável, comparação a um padrão específico, ou qualquer outra determinação. Os resultados são agregados a partir da etapa anterior, ponderação dos resultados e tomada de decisão, 2108. Essa etapa, em ao menos uma modalidade, pode envolver treinamento e preferências por usuário, assegurar que todos os sensores tenham sido amostrados antes da tomada de decisão, e várias ponderações aplicadas aos resultados de cada sensor. Em ao mesmo uma modalidade, uma decisão é tomada sendo previsível e pode ser repetida na presença de ruído e interferência do mundo real. Se uma decisão for tomada em relação ao estado do sono conforme descrito acima, então registra-se os dados, 2110. Independentemente da decisão em relação ao estado do sono, retornar o sistema para amostragem de modo que possa ocorrer outro conjunto de medições e determinação 2112. O tempo total necessário para se executar o processo na Figura 21 é, em ao menos uma modalidade, curto o suficiente de modo que o sistema seja responsivo às entradas de usuário similares a como os indivíduos interagem naturalmente com seus ambientes. Por exemplo, se usado para ativar uma lente de foco de potência variável, o sistema deveria alterar o estado de foco dentro de aproximadamente um (1) segundo, similar àquele sistema de acomodação natural.

[00146] Deve ser observado que cada entrada de sensor pode variar por razões além do sono. Por exemplo, a impedância do olho pode variar ao longo do tempo devido às alterações na hidratação do corpo, ingestão de sal, nível de esforço, ou outros meios. De modo semelhante, o diâmetro da pupila pode variar devido às alterações nos níveis de iluminação ambiente. Dessa forma, deveria ser evidente que a combinação de entradas de múltiplos sensores reduz as chances de disparo de falso positivo exigindo-se que mais de uma entrada se correlacione a uma alteração desejada no comprimento focal ou usando-se certas entradas de sensor para aumentar outros sensores.

[00147] Também deveria ser evidente que os limiares para cada sensor e combinação de sensores usados para determinar o sono e/ou a seleção de dados para registro durante o sono dependem de muitas variáveis como segurança, tempo de resposta e preferências de usuário. A programação específica do esquema de votação pode ser baseada em observações clínicas de inúmeros indivíduos e programação individual personalizada para um usuário específico. Os parâmetros no esquema de votação podem depender de entradas de sensor, por exemplo, a definição de limiar e ganho para detecção de piscada pode variar com luz ambiente.

[00148] Em uma modalidade alternativa, o sistema inclui adicionalmente um controlador de preservação de memória que está em comunicação elétrica com a fonte de energia e o controlador de sistema. Em ao menos uma modalidade, o controlador de preservação de memória é um exemplo do sistema de gerenciamento de recurso 140 discutido em conexão com a Figura 1A. O controlador de preservação de memória, em uma frequência predeterminada, testa a fonte de energia para determinar o nível de energia remanescente. Quando a energia remanescente cai abaixo de um limiar de energia predeterminado, o controlador de preservação de memória envia uma instrução ao controlador de sistema para não mais tomar amostras do sistema sensor e enviar um sinal que causa o registro pelo gerenciador de dados da hora atual e/ou do valor do acumulador. A energia é, então, fornecida para manter os dados na memória e/ou armazenamento de dados presentes na lente de contato. Em uma modalidade adicional, quando a fonte de alimentação encontra o nível de energia disponível abaixo de um limiar inferior de energia, o sistema executará ao menos um dentre: reduzir a taxa de amostragem para ao menos um dentre o acele-rômetro e o transdutor, reduzir a taxa de amostragem de ao menos um sensor, interromper a amostragem adicional de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, interromper o monitoramento adicional da fonte de alimentação, armazenar o carimbo de tempo que representa a baixa energia baseado no valor atual no acumulador, remover a alimentação do ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, realizar a amostragem do fechamento da pálpebra a uma segunda taxa de amostragem da pálpebra que é mais lenta que a primeira taxa de amostragem, energizar uma memória onde as leituras são armazenadas, ou qualquer combinação do acima. Com base nessa revelação, o versado na técnica reconhecerá que uma implementação específica pode ter apenas uma dessas opções disponível e que isso é contemplado para ser coberto por ao menos uma linguagem.

[00149] O limiar predeterminado de energia se baseia em uma estimativa da energia necessária para manter uma fonte de alimentação em qualquer memória ou armazenamento de dados. Em uma outra modalidade, o limiar é ajustado com base no período de execução atual da lente enquanto ainda facilita um período estimado de energia para a memória e/ou armazenamento de dados. Um exemplo de como ajustar o limiar ao longo do tempo é reduzir um registro para cada passagem de um período determinado conforme medido por meio de amostragem dos períodos na lente de contato.

[00150] Em uma outra modalidade, o teste de nível de energia é feito em conjunto com a amostragem do(s) sistema(s) sensor(es) para comparar o nível de energia da fonte de energia com o limiar sob carga máxima da lente, como ocorre quando um sistema sensor está fornecendo uma leitura. Se o nível de energia para a fonte de energia estiver abaixo de um limiar, então há uma alta probabilidade de que uma próxima amostragem do sensor, antes do próximo teste de nível de energia, drenará a fonte de energia de modo que o(s) sistema(s) sensores) forneçam uma leitura incorreta por causa da energia insuficien- te disponível, e/ou os dados armazenados fiquem corrompidos, levando, dessa forma, a um conjunto de dados que não seja confiável.

[00151] Em uma modalidade alternativa modificada, o controlador de preservação de memória coloca uma carga artificial na fonte de energia durante os períodos de não amostragem do(s) sensor(es). Períodos de tempo de amostragem exemplificadores incluem, mas não se limitam a, 1 minuto, 2 minutos, 5 minutos, 10 minutos, 15 minutos, 20 minutos e 30 minutos. Outros exemplos para testar a fonte de energia incluem, mas não se limitam a, obter uma tensão carregada, introduzindo uma forma de onda de teste especial para pulsar a corrente para fora da batería e medir a queda de tensão com a comparação dos resultados sendo comparados com um limiar predeterminado, os quais em uma outra modalidade podem ser ajustados a montante em vista do tempo de execução esperado remanescente.

[00152] Em uma outra modalidade alternativa, o controlador de preservação de memória monitora o gerenciador de dados para determinar o espaço remanescente. Quando o espaço remanescente na memória do gerenciador de dados é menor do que um limiar de espaço livre, o controlador de preservação de memória envia um sinal ao controlador de sistema para fazer ao menos um dentre os seguintes: finalizar a amostragem do(s) sistema(s) sensor(es) para evitar criar dados adicionais para armazenamento, enviar um sinal ao armazenamento de dados para definir um indicador de memória cheia e alternar os dados atualmente armazenados para fornecer espaço adicional com o uso de uma abordagem "primeiro a entrar, primeiro a sair", e remover a energia do controlador de sistema e do(s) sistema(s) sensor(es) deixando a energia sendo fornecida apenas ao armazenamento de dados. Outros exemplos incluem armazenar um carimbo de tempo que representa a baixa memória com base no valor atual no acumulador, reduzir a taxa de amostragem para ao menos um dentre o acelerôme- tro e o transdutor, interromper a amostragem adicional de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, armazenar as leituras futuras de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor ao longo das primeiras leituras armazenadas na memória, apagar as leituras de sensor armazenadas associadas à leitura mais baixa do acumulador e mover na memória as leituras armazenadas remanescentes do sensor e do acumulador, e qualquer combinação desses exemplos.

[00153] Em uma modalidade adicional às modalidades acima, o controlador de preservação de memória e/ou o sistema de gerenciamento de recurso fazem parte do controlador de sistema.

[00154] Em ao menos uma modalidade, o sistema inclui adicionalmente uma caixa de armazenamento. Em ao 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 possibilitaria que a lente seja usada sobre um período de tempo estendido pelo usuário.

[00155] A Figura 22 ilustra uma caixa de armazenamento exemplifi-cadora que tem um compartimento 2200, um sistema de comunicação, uma memória, um relógio, um conector de comunicação elétrica 2202 e uma fonte de energia 2206. Em uma outra modalidade alternativa, a caixa de armazenamento inclui uma unidade base de desinfecção por radiação 2204 contida dentro de um compartimento, como o compartimento e a tampa previamente descritos. O conector de comunicação elétrica 2202 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 2202 fornece energia para operar a unidade de base de desinfecção por radiação 2204. Algumas modalidades podem, também, incluir uma ou mais baterias 2206 ou outros dispositivos de armazenamento de energia. Em algumas modalidades, as baterias 2206 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 2202. Em pelo menos uma modalidade de batería, a unidade base de desinfecção por radiação 2204 é operacional através da energia armazenada nas baterias 2206.

[00156] Em ao menos uma modalidade, o sistema de comunicação inclui uma antena, como uma antena de identificação por radiofrequência (RFID) para interagir com as lentes inseridas e um controlador com comunicação elétrica com a dita antena. Em ao menos uma modalidade, o controlador está em comunicação elétrica com ao menos uma memória, que em ao menos uma modalidade, é a memória flash como a usada em um bastão de memória. Exemplos da interação incluem recarregamento sem fio da fonte de energia em uma ou ambas as lentes, transferindo dados armazenados na(s) lente(es) para a memória na (ou em comunicação com a) caixa de armazenamento e transferir modelos e máscaras, com base nas características específicas do usuário da caixa de armazenamento, para ao menos uma lente. Em uma modalidade alternativa, a antena é usada para se comunicar com um dispositivo externo, como um computador ou smartphone.

[00157] Em ao menos uma modalidade, o controlador é configurado para converter e/ou formatar os dados recebidos da ao menos uma lente para alterar as informações de carimbo de tempo em horários reais 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 arma- zenamento envia um sinal à lente para redefinir o acumulador para zero e o processador registra na memória a hora que o acumulador foi redefinido a zero. Após a reinserção da lente na caixa de armazenamento, o processador observa a hora atual e determina o número de ciclos de amostragem. Nas modalidades onde os ciclos de 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) lente(es) da caixa de armazenamento e o retorno da(s) lente(es) à caixa de armazenamento conforme medido pela caixa de armazenamento.

[00158] Em algumas modalidades, o conector de comunicação elétrica 2102 pode incluir um fonte simples de corrente alternada ou contínua. Em tais modalidades, a fonte de energia 2106 pode ser omitida, uma vez que a energia é fornecida através do conector de comunicação elétrica 2102.

[00159] 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 compreende tipicamente uma pequena lente plástica com suportes laterais plásticos chamados hápticos para manter a lente na posição na da bolsa capsular no olho. Qualquer um dos elementos eletrônicos e/ou componentes aqui descritos pode ser incorporado em LIOs de uma maneira similar àquela das lentes de contato.

[00160] A Figura 23 ilustra um método para monitorar o sono com uma lente oftálmica energizada. Conforme discutido acima, há várias maneiras de se ativar a lente oftálmica energizada, 2302. Em ao menos uma modalidade, em resposta à ativação da lente oftálmica energizada ou alternativamente a um estado de operação de monitoramento de sono, um acumulador é iniciado na lente para rastrear a passa- gem do tempo, 2304. O controlador de sistema monitora o sistema sensor de posição da pálpebra no caso de a(s) pálpebra(s) ter(em) se fechado em uma primeira taxa de amostragem, 2306. Quando o controlador de sistema detectar que a pálpebra fechou, um sistema sensor de movimento do olho (como um acelerômetro e/ou um transdutor) é amostrado, 2308. O controlador de sistema determina se a leitura do sistema sensor de movimento do olho excedeu um limiar, 2310. Em ao menos uma modalidade, quando o limiar é excedido, isso é, então, indicativo do sono REM. Quando o limiar é excedido, o controlador de sistema recupera uma leitura do acumulador, 2312, e armazena a leitura do acumulador com a leitura do sensor de movimento do olho, 2314. O controlador de sistema monitora o sensor de movimento do olho para determinar quando a leitura está abaixo do limiar para indicar em ao menos uma modalidade o fim do sono REM antes de retornar para a amostragem das leituras de fechamento da pálpebra, 2316.

[00161] Em uma modalidade alternativa, a amostragem e o armazenamento de dados do sistema sensor de posição da pálpebra e do sistema sensor de movimento do olho ocorrem com ou sem um acumulador ser iniciado quando a lente oftálmica é ativada para coleta de dados. Os dados são transferidos para um dispositivo externo (por exemplo, o dispositivo externo 1390 da Figura 13B) para análise e/ou revisão durante a coleta de dados ou depois da coleta de dados ter iniciado. Em uma modalidade adicional, a amostragem e o armazenamento continuam até que um sinal de finalização seja recebido, indicando o fim da coleta de dados, e/ou que um sistema de gerenciamento de recurso determine que há recursos insuficientes disponíveis. Em uma outra modalidade alternativa, ao invés de armazenar os dados, eles são transmitidos para o dispositivo externo.

[00162] Em uma modalidade adicional, um nível de iluminação é medido com um fotossensor presente na lente de contato. A leitura do nível de iluminação é armazenada como um nível de iluminação inicial ao longo de uma leitura do acumulador pelo gerenciador de dados, por exemplo. O controlador de sistema monitora o fotossensor para determinar quando ocorre uma alteração no nível de iluminação e armazenar a leitura atual do acumulador com a leitura do nível de iluminação. Isso possibilita que o nível de iluminação ambiente seja monitorado enquanto as pálpebras estão abertas para permitir uma análise do padrão do sono. Em uma modalidade adicional, o controlador de sistema compara a leitura do acumulador com um limiar de duração. Quando o acumulador excede o limiar de duração, o controlador de sistema faz a amostra do fotossensor para determinar se um nível de iluminação atual se aproxima da leitura do nível de iluminação inicial, de modo que quando o nível de iluminação inicial é atingido, o monitoramento do sono é finalizado. Em ao menos uma modalidade, isso permite uma amostragem e um monitoramento reduzidos do nível de iluminação atual até que um tempo de sono antecipado tenha passado.

[00163] Em ao menos uma modalidade, as taxas de amostragem do sensor de posição da pálpebra e/ou do sensor de posição do olho são alteradas para uma segunda taxa de amostragem (por exemplo, uma segunda taxa de amostragem da pálpebra e uma segunda taxa de amostragem de movimento). Em ao menos uma modalidade, as segundas taxas de amostragem são mais lentas, enquanto em uma outra modalidade, as segundas taxas de amostragem são mais rápidas.

[00164] Em ao menos uma modalidade, a lente de contato executa um método em conjunto com um dispositivo externo que, em ao menos uma modalidade, fornece armazenamento em ao menos uma modalidade e energia de processamento. A lente de contato, quando armazena uma leitura, também transmite a leitura ao dispositivo externo para armazenamento. Em uma modalidade alternativa, a lente de contato não armazena a leitura e conta com o dispositivo externo para armazenar a leitura. Em ao menos uma modalidade, o dispositivo externo armazena a leitura junto com um carimbo de tempo com base na hora atual no dispositivo externo, enquanto em uma modalidade alternativa, o dispositivo externo ajusta o carimbo de tempo para levar em consideração o tempo de transmissão entre a lente de contato e o dispositivo externo. Em ao menos uma modalidade, o dispositivo externo toma amostras dos níveis de iluminação com, por exemplo, uma câmera ou outro CCD, para armazenar o nível de iluminação com um carimbo de tempo na memória no dispositivo externo. Em ao menos uma modalidade conforme discutido anteriormente, o dispositivo externo pode proporcionar uma interface que possibilita a inserção, pelo usuário, de dados relacionados ao início de um estudo do sono e ao término de um estudo do sono.

[00165] Em um método alternativo da modalidade ilustrada na Figura 24, a lente oftálmica energizada é ativada, 2402, embora em ao menos uma modalidade essa etapa seja omitida. O controlador de sistema e/ou o gerenciador de dados inicia um acumulador para rastrear uma passagem do tempo, 2404. O controlador de sistema toma amostras de um sensor de posição do olho, como um acelerômetro ou um transdutor, 2406, onde em ao menos uma modalidade, essa amostragem ocorre ao menos uma vez. A leitura recebida do sensor de posição do olho é comparada a um limiar pelo controlador de sistema, 2408, de modo que quando o limiar é excedido, o controlador de sistema e/ou o gerenciador de dados retomam uma leitura do acumulador, 2410; armazenam a leitura do acumulador e a leitura do sensor de posição do olho, 2412; e determinam se uma leitura amostrada mais tarde está abaixo do limiar, 2414, de modo que quando a leitura está abaixo do limiar, armazenam uma indicação de fim do sono REM, 2416. Em ao menos uma modalidade, os limiares são valores diferentes, enquanto em uma outra modalidade, os limiares são iguais, com os limiares sendo um primeiro limiar e um segundo limiar. Em uma variedade de modalidades alternativas, as modalidades discutidas em adição ao método ilustrado na Figura 23 funcionam em conjunto com o método ilustrado na Figura 24.

[00166] Em um método alternativo da modalidade ilustrada na Figura 25, a lente é ativada, 2502, embora em ao menos uma modalidade essa etapa seja omitida. O controlador de sistema e/ou o gerenciador de dados inicia um acumulador para rastrear uma passagem do tempo, 2504. O controlador de sistema toma amostras de um sensor de posição do olho, como um acelerômetro ou um transdutor, 2506, onde em ao menos uma modalidade, essa amostragem ocorre ao menos uma vez. O controlador de sistema e o gerenciador de dados recuperam uma leitura do acumulador, 2508; então, armazenam a leitura do acumulador e a leitura do sensor de posição do olho, 2510. Em ao menos uma modalidade, as etapas de amostragem, recuperação e armazenamento são repetidas até que ocorra a desativação ou a finalização do método, com exemplos incluindo as várias abordagens anteriormente discutidas.

[00167] 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 ficarão evidentes aos versados na técnica e poderão ser usadas sem que se desvie do espírito e escopo da invenção. A presente invenção não se restringe às construções específicas descritas e ilustradas, mas deve ser interpretada de modo coeso com todas as modificações que possam se enquadrar no escopo das reivindicações em anexo.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para monitorar o sono com uma lente oftálmica energizada, sendo o método caracterizado pelo fato de compreender: ativar a lente oftálmica energizada; iniciar um acumulador na lente para rastrear uma passagem de tempo; determinar, a uma primeira taxa de amostragem da pálpebra, se o fechamento da pálpebra ocorreu; quando o fechamento da pálpebra for detectado, realizar a amostragem ao menos uma vez de ao menos um dentre um acelerômetro e um transdutor, e determinar se um limiar é excedido e, quando o limiar for excedido, recuperar uma leitura do acumulador; armazenar a leitura do acumulador e uma leitura do ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor; e determinar se a leitura está abaixo do limiar e, quando a leitura, estiver abaixo do limiar, armazenar uma indicação do fim do REM e retornar à amostragem de fechamento da pálpebra.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender, ainda: medir um nível de iluminação com ao menos um fotossen-sor presente na lente; armazenar o nível de iluminação e a leitura atual proveniente do acumulador; e determinar quando ocorre uma alteração no nível de iluminação e armazenar a leitura atual proveniente do acumulador com a leitura do nível de iluminação.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender, ainda: comparar o acumulador a um limiar de duração; e quando o acumulador estiver acima do limiar de duração, determinar se o nível de iluminação atual se aproxima da leitura do nível de iluminação inicial e, quando o nível de iluminação inicial for alcançado, finalizar o método.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a amostragem do ao menos um dentre o acelerôme-tro e o transdutor ocorre a uma primeira taxa de amostragem de movimento, até que a leitura ultrapasse o limiar e, então, realiza-se a amostragem a uma segunda taxa de amostragem de movimento.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, quando é detectado o fechamento da pálpebra, realiza-se então a amostragem do fechamento da pálpebra a uma segunda taxa de amostragem da pálpebra.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender, ainda: monitorar uma fonte de alimentação na lente quanto a um nível de energia disponível; quando a fonte de alimentação tiver o nível de energia disponível abaixo de um limiar inferior de energia, executar ao menos um dentre reduzir a taxa de amostragem para ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, reduzir a taxa de amostragem de ao menos um sensor, interromper a amostragem adicional de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, interromper o monitoramento adicional da fonte de alimentação, armazenar um carimbo de tempo que representa baixa energia com base no valor atual no acumulador, remover a energia de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, tomar amostras do fechamento da pálpebra a uma segunda taxa de amostragem de pálpebra, que é mais lenta que a primeira taxa de amostragem, e energizar uma memória onde as leituras são armazenadas.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender, ainda: monitorar a memória disponível para armazenar as leituras; quando a memória disponível estiver abaixo de um limiar inferior de memória, executar ao menos um dentre armazenar um carimbo de tempo que representa baixa memória com base no valor atual no acumulador, reduzir a taxa de amostragem para ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, interromper a amostragem adicional de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, armazenar as leituras futuras de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor ao longo das leituras armazenadas mais cedo na memória, e apagar as leituras de sensor armazenadas associadas à leitura mais baixa do acumulador e mover na memória as leituras armazenadas remanescentes do sensor e do acumulador.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que armazenar as leituras inclui transmitir as leituras a um dispositivo externo para armazenamento.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo externo armazena as leituras com um carimbo de tempo baseado na hora atual no dispositivo externo.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender, ainda: tomar amostras dos níveis de iluminação com o dispositivo externo e armazenar o nível de iluminação com um carimbo de tempo na memória.

11. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender, ainda, receber a entrada do usuário com o dispositivo externo para início de um estudo do sono e um término do estudo do sono.

12. Método para monitorar o sono com uma lente oftálmica energizada, sendo o método caracterizado pelo fato de compreender: ativar a lente oftálmica energizada; iniciar um acumulador na lente para rastrear uma passagem de tempo; realizar a amostragem ao menos uma vez de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor; e determinar se um primeiro limiar é excedido; quando o primeiro limiar for excedido, recuperar uma leitura do acumulador, armazenar a leitura do acumulador e uma leitura do ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, e determinar se a leitura está abaixo de um segundo limiar; quando a leitura estiver abaixo do segundo limiar, armazenar uma indicação do fim do REM e retornar à amostragem do fechamento da pálpebra .

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a amostragem do ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor ocorre a uma primeira taxa de amostragem de movimento, até que a leitura ultrapasse o limiar e, então, realiza-se a amostragem a uma segunda taxa de amostragem de movimento.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracteriza- do pelo fato de compreender, ainda: monitorar uma fonte de alimentação na lente quanto a um nível de energia disponível; quando a fonte de alimentação tiver o nível de energia disponível abaixo de um limiar inferior de energia, executar ao menos um dentre reduzir a taxa de amostragem para ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, reduzir a taxa de amostragem de ao menos um sensor, interromper a amostragem adicional de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, interromper o monitoramento adicional da fonte de alimentação, armazenar um carimbo de tempo que representa baixa energia com base no valor atual no acumulador, remover a energia de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, tomar amostras do fechamento da pálpebra a uma segunda taxa de amostragem de pálpebra, que é mais lenta que a primeira taxa de amostragem, e energizar uma memória onde as leituras são armazenadas.

15. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender, ainda: monitorar a memória disponível para armazenar as leituras; quando a memória disponível estiver abaixo de um limiar inferior de memória, executar ao menos um dentre armazenar um carimbo de tempo que representa baixa memória com base no valor atual no acumulador, reduzir a taxa de amostragem para ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, interromper a amostragem adicional de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor, armazenar as leituras futuras de ao menos um dentre o acelerômetro e o transdutor ao longo das leituras armazenadas mais cedo na memória, e apagar as leituras de sensor armazenadas associadas à leitura mais baixa do acumulador e mover na memória as leituras armazenadas remanescentes do sensor e do acumulador.

16. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que armazenar a leitura inclui transmitir a leitura a um dispositivo externo para armazenamento.

17. Lente oftálmica energizada, sendo a lente oftálmica energizada caracterizada pelo fato de compreender: uma lente de contato, um sistema sensor de posição da pálpebra na lente de contato, em que o sistema sensor de posição da pálpebra inclui uma matriz de sensores tendo uma pluralidade de pontos de medição verticalmente espaçados entre si para detectar a posição da pálpebra, e um condicionador de sinal configurado para fazer a amostragem dos pontos de medição na matriz de sensores para detectar a posição da pálpebra e fornecer uma saída do sinal da pálpebra; um sistema sensor de movimento do olho na lente de contato, em que o sistema sensor de movimento do olho inclui ao menos um sensor para rastrear e determinar a posição do olho, e um condicionador de sinal associado de maneira cooperativa com o sensor e configurado para rastrear e determinar a posição do olho em coordenadas espaciais, com base nas informações da saída do sensor, e fornecer um sinal de movimento da saída. um controlador de sistema conectado eletricamente ao dito sistema sensor de posição da pálpebra e ao dito sistema sensor de movimento do olho, em que o dito controlador de sistema está configurado para fazer a amostragem do dito sistema sensor de posição da pálpebra e do dito sistema de movimento do olho, com base em ao menos uma taxa de amostragem predeterminada; e uma memória em comunicação elétrica com o dito controlador de sistema, e em que o dito controlador de sistema armazena dados com base em cada amostra na dita memória.

18. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de compreender, ainda, um acumulador; e e em que o dito controlador de sistema é configurado para armazenar uma leitura correspondente do dito acumulador para cada conjunto de dados de amostra armazenado.

19. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de compreender, aindae: uma fonte de energia eletricamente conectada ao dito sistema sensor de posição da pálpebra, ao dito sistema sensor de movimento do olho e ao dito controlador de sistema; e um sistema de gerenciamento de recursos em comunicação elétrica com ao menos uma dentre a dita fonte de energia e a dita memória; em que o dito sistema de gerenciamento de recurso está configurado para determinar ao menos um dentre um baixo nível de energia e um limiar de armazenamento de memória excedido, e em resposta a uma determinação positiva, o dito sistema de gerenciamento de recurso é configurado para ao menos um dentre reduzir todas as taxas de amostragem do sistema, interromper todas as amostragens do dito sistema sensor de posição da pálpebra e do dito sistema de movimento do olho, e substituir os dados anteriores por novos dados, quando o limiar do armazenamento de memória for excedido.

20. Sistema, caracterizado pelo fato de compreender: a lente oftálmica energizada, conforme definida na reivindicação 18; e uma estação-base capaz de abrigar a dita lente, em que a dita estação-base inclui um compartimento que tem uma cavidade de tamanho suficiente para ao menos uma lente, um relógio, um sistema de comunicação configurado para se comunicar com qualquer lente inserida no dito compartimento, inclusive para ativar a dita lente e baixar dados armazenados na dita memória da dita lente; uma memória configurada para armazenar dados baixados; e meios para se comunicar com um computador externo, para transmitir os dados recebidos da dita memória na dita lente.

21. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de compreender, ainda, um sistema de comunicação configurado para se comunicar com um dispositivo externo.

22. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de que o dito controlador de sistema transmite qualquer saída do sinal recebido para o dispositivo externo através do dito sistema de comunicação.

23. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o dito sistema de movimento do olho inclui ao menos um acelerômetro.

24. Lente oftálmica energizada, de acordo com a reivindicação 23, caracterizada pelo fato de que o dito condicionador de sinal do sistema sensor de movimento do olho fornece uma saída quando um sinal do dito ao menos um acelerômetro excede um limiar de movimento.