BR102016029263A2

BR102016029263A2 - Electronic optical lens with oscillator frequency adjustment

Info

Publication number: BR102016029263A2
Application number: BR102016029263A
Authority: BR
Inventors: Toner Adam; B Pugh Randall
Original assignee: Johnson & Johnson Vision Care
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2017-06-20
Also published as: IL249125A0; EP3182591A1; CA2950707A1; US20170168322A1; KR20170070828A; SG10201610253RA; RU2016147912A3; CN106873178A; EP3182591B1; RU2016147912A; AU2016259421A1; TW201734580A; US10302970B2; RU2660331C2; EP3444950A1; JP2017122911A

Abstract

um sistema sensor de posição da pálpebra para uma lente oftálmica que compreende um sistema eletrônico é descrito aqui para ajustar uma frequência do oscilador na lente. em ao menos uma modalidade, o ajuste de frequência se baseia em ao menos um sinal recebido através da lente de contato. em uma outra modalidade, o ao menos um sinal inclui um sinal que fornece uma pluralidade de transições para comparar às transições em um sinal de saída do oscilador. em ao menos uma modalidade, a fonte do sinal externo é iluminação. em ao menos uma modalidade, atualizar a frequência do oscilador entre duas lentes.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LENTE OFTÁLMICA ELETRÔNICA COM AJUSTE DE FREQUÊNCIA DO OSCILADOR".

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 hardware e software para ajustar e/ou corrigir uma frequência de oscilador de um oscilador na lente oftálmica eletrônica. 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 controles 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 in- troduz um requisito em potencial para comunicação com os eletrônicos, 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 à 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 anteriores eram produzidas ou fabricadas a partir de materiais rígidos, e eram relativamente dispendiosas e frágeis. Além disso, essas lentes de contato antigas eram fabricadas a partir de materiais que não permitiam a transmissão de oxigênio suficiente através da lente de contato para a conjuntiva e a córnea, o que 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 ao seu conforto inicial insatisfatório. Os desenvolvimentos posteriores no campo deram origem à lentes de contato flexíveis, à base de hidrogéis, as quais são extremamente populares e amplamente usadas atualmente. Especificamente, as lentes de contato de hidrogel 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 nas 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 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, 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 nas 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 nas lentes podem ser usados para detectar luz incidente no olho para compensar condições de luz ambiente, ou para uso na determinação de padrões de piscada.

[006] A combinação adequada de dispositivos 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 trans- parente, ao mesmo tempo em que se protege os componentes contra o ambiente líquido no olho. Também é difícil fazer uma lente de contato confortável e segura para o usuário com a espessura adicionada dos componentes adicionais.

[007] Devido às restrições de área e volume de um dispositivo oftálmico como uma lente de contato, e o ambiente no qual a mesma deve ser utilizada, a concretização física do dispositivo deve vencer vários problemas, inclusive a instalação e interconexão de vários componentes eletrônicos sobre uma superfície não planar, cujo volume compreende plástico óptico. Consequentemente, existe uma necessidade de fornecer uma lente de contato eletrônica 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 geralmente 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 de um sistema que seja otimizado para serviço, segurança e tamanho confiáveis de baixo custo e a longo prazo, ao mesmo tempo em que se fornece a potência necessária.

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

[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 nas lentes de contato.

[0012] É importante observar, também, que tipos diferentes de detectores 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 métodos adaptativos e/ou processamento de sinal podem ser usadas para criar sistemas inteligentes.

[0013] Para reduzir o consumo de energia na lente, a lente tipicamente não irá continuamente monitorar sensores, mas, em vez disso, monitorará os sensores com o uso de uma taxa de amostragem com base em uma frequência de relógio do circuito. Um circuito de tempori-zação construído com as limitações de tamanho, consumo de energia, peso, etc. típicas de um dispositivo oftálmico pode ter um desvio maior ou uma imprecisão inerente em comparação com, por exemplo, um relógio de pulso. Quando uma lente é usada para registrar dados com uma representação de tempo ou para executar uma função em um determinado tempo no futuro, a exatidão da frequência do relógio se torna mais importante para a operação da lente.

[0014] Consequentemente, existe uma necessidade de um meio e um método para ajustar uma frequência do oscilador de um relógio em uma lente oftálmica, e mais particularmente para ajustar a frequência do oscilador do relógio em uma lente oftálmica a uma base de tempo mais exata para levar em conta tolerâncias de fabricação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0015] A lente oftálmica eletrônica com ajuste de frequência de relógio, de acordo com ao menos uma modalidade de acordo com a presente invenção, supera as limitações associadas à técnica anterior, conforme brevemente descrito acima. Essa funcionalidade de ajuste da frequência do relógio pode ser integrada em uma lente de contato. O ajuste da frequência do relógio facilita uma coleta mais exata de dados em ao menos uma modalidade.

[0016] Em ao menos uma modalidade, a presente invenção refere-se a uma lente oftálmica energizada. A lente oftálmica energizada inclui uma lente de contato, um controlador de sistema configurado para controlar a operação da lente e amostrar quaisquer sensores presentes na lente, um circuito de temporização, e um circuito de comunicações. 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.

[0017] Em ao menos uma modalidade, a presente invenção refere-se a uma lente oftálmica energizada. A lente oftálmica energizada inclui uma lente intraocular, um controlador de sistema configurado para controlar a operação da lente e amostrar quaisquer sensores presentes na lente, um circuito de temporização, e um circuito de comunicações.

[0018] Em ao menos uma modalidade, um método para atualizar a frequência de um presente em uma lente de contato inclui: receber, por um controlador de sistema na lente de contato, ao menos um sinal de uma fonte externa que fornece informações que permitem o ajuste da frequência de oscilador do oscilador; após a recepção do sinal, calcular um ajuste para a frequência do oscilador com base nas informações contidas no ao menos um sinal, ajustar a frequência do oscilador de acordo com o ajuste computado. Em uma outra modalidade, computar e ajustar incluem, após um período de tempo, contar um número de transições em ao menos um sinal a partir do dispositivo externo, por um período de tempo predeterminado; computar e comparar a contagem de transições a uma contagem esperada para o período predeterminado; ajustar para baixo a frequência do relógio quando a contagem de transições for baixa; ajustar para cima a frequência do relógio quando a contagem de transições for alta. Em uma outra modalidade, o ao menos um sinal inclui dois sinais espaçados em tempo um do outro por uma quantidade predeterminada; o ao menos um sinal inclui informações com relação ao tempo atual; calcular o ajuste para a frequência do relógio inclui determinar uma contagem de transições de referência com base no ao menos um sinal que deve ter ocorrido entre os dois sinais, pelo controlador de sistema, determinar um número de transições em uma saída do oscilador que ocorreu entre os dois sinais pelo controlador de sistema, e comparar o número de transições à contagem de transições de referência.

[0019] Em uma outra modalidade de qualquer uma das modalidades acima, o método adicionalmente inclui: atualizar o relógio da lente de contato de acordo com o tempo contido no ao menos um sinal, sendo que as informações são um sinal piloto; ajustar para cima a frequência do oscilador de relógio quando o tempo no relógio antes da atualização for lento em comparação com o tempo atualizado; e ajustar para baixo a frequência do oscilador quando o tempo no relógio antes da atualização for rápido em comparação com o tempo atualizado. Em uma outra modalidade, o método inclui, ainda, registrar um tempo de base na memória pelo controlador do sistema, onde o tempo de base é ao menos um dentre um tempo inicial de operação para a lente de contato e um último tempo de atualização para a lente de contato, e sendo que ajustar a frequência do oscilador inclui determinar um diferencial do tempo de atualização entre os tempos usados para ajustar a frequência de oscilador de oscilador, determinar um diferencial do tempo de operação no relógio antes da atualização e o tempo de base, determinar um desvio de tempo com base na relação entre o diferencial do tempo de atualização e o diferencial do tempo de operação, e ajustar a frequência de oscilador do oscilador com base em tal relação.

[0020] Em uma outra modalidade da primeira modalidade, a recepção do ao menos um sinal inclui detectar com ao menos uma luz de fotossensor; contar com o controlador de sistema o número de transições de luz ao longo de um período de tempo predeterminado; contar com o controlador de sistema, o número de transições na saída do oscilador durante o mesmo período de tempo predeterminado; e normalizar ao menos uma das contagens de transições para se igualar a uma frequência da outra contagem de transições, antes de comparar as contagens de transições, sendo que a contagem de transições da luz são as informações contidas no ao menos um sinal, e sendo que as transições de luz são tremulações da luz.

[0021] Em uma outra modalidade da primeira modalidade, a fonte externa é uma iluminação de interiores que tem uma frequência conhecida, a recepção do ao menos um sinal inclui detectar a luz com ao menos um fotossensor, determinar se um brilho da luz é igual a um limite de luz, quando o brilho de luz se igualar ao limite de luz, sendo que o método adicionalmente inclui, após a recepção do sinal, detectar a luz com o ao menos um fotossensor, contar com o sistema controlador o número de transições de luz ao longo de um período de tempo predeterminado para determinar uma frequência de luz, normalizar a frequência de luz à frequência do oscilador antes de comparar a frequência de oscilador às informações, sendo que as informações são a frequência de luz. Em uma outra modalidade da primeira modalidade, a fonte externa é uma de iluminação de interiores que tem uma frequência conhecida, a recepção do ao menos um sinal inclui detectar a luz com ao menos um fotossensor, sendo que o método inclui, ainda, após a recepção do sinal, contar com o controlador de sistema o número de transições de luz ao longo de um período de tempo predeterminado para determinar uma frequência de luz, normalizar a frequência de luz à frequência do oscilador antes de comparar a frequência de oscilador às informações, sendo que as informações são a frequência de luz. Em uma outra modalidade de qualquer uma das duas modalidades anteriores, a iluminação de interiores é ao menos uma dentre iluminação fluorescente e iluminação LED. Em uma outra modalidade das outras modalidades deste parágrafo, o método adicionalmente inclui receber uma entrada pela lente de contato que identifica a frequência conhecida para iluminação fluorescente. Em uma outra modalidade, a entrada é ao menos uma dentre detecção de um modelo padrão de piscada e uma transmissão de uma outra fonte externa além da iluminação fluorescente.

[0022] Em uma outra modalidade da primeira modalidade, a fonte externa é uma iluminação de interiores que tem uma frequência conhecida, a recepção do ao menos um sinal inclui detectar a luz com ao menos um fotossensor, determinar se um brilho da luz é igual a uma limite de luz, quando o brilho de luz se igualar ao limite de luz, sendo que o método compreende, ainda, após a recepção do sinal, detectar a luz com o ao menos um fotossensor, contar com o sistema controla- dor o número de transições de luz ao longo de um período de tempo predeterminado para determinar uma frequência de luz, normalizar a frequência do oscilador à frequência de iluminação antes de comparar a frequência do oscilador às informações, sendo que as informações são o número de ciclos de luz.

[0023] Em uma outra modalidade de qualquer uma das modalidades anteriores, o método adicionalmente inclui transmitir um sinal de sincronização a uma segunda lente de contato que tem ao menos um de um sinal codificado e uma pluralidade de zeros e uns; e ajustar uma frequência do oscilador na segunda lente de contato, com base no sinal de sincronização recebido da primeira lente de contato. Em uma outra modalidade, o método adicionalmente inclui: transmitir um nível de desvio da segunda lente de contato para a primeira lente de contato, transmitir da primeira para lente de contato para a segunda lente de contato um segundo sinal de sincronização que tem ao menos um de um sinal codificado e uma pluralidade de zeros e uns, ajustar a frequência do oscilador na segunda lente de contato com base no segundo sinal de sincronização recebido da primeira lente de contato, transmitir um nível de desvio atualizado a partir da segunda lente de contato para a primeira lente de contato, comparar os níveis de desvio com a primeira lente de contato, quando uma diferença entre os níveis de desvio for maior do que um limite de desvio, repetir a transmissão do segundo sinal de sincronização, ajustar a frequência do oscilador em resposta ao segundo sinal de sincronização, e transmitir o nível de desvio atualizado. Em uma outra modalidade de qualquer uma das modalidades dos parágrafos anteriores, o método adicionalmente inclui enviar um ping de sincronização a partir da lente de contato para uma segunda lente de contato; configurar um acumulador em zero na segunda lente de contato; contar cada ciclo com o acumulador na segunda lente de contato; enviar um segundo ping de sincronização da lente de contato para a segunda lente de contato, comparar os conteúdos do acumulador a um limite de ping com um controlador de sistema na segunda lente de contato; e ajustar a frequência de relógio na segunda lente de contato, com base na comparação com o controlador de sistema na segunda lente de contato.

[0024] Em uma outra modalidade de qualquer uma das modalidades anteriores, ajustar a frequência do oscilador inclui ajustar um registo eletricamente conectado ao oscilador. Em uma outra modalidade de qualquer uma das modalidades anteriores, ajustar a frequência do oscilador inclui ajustar ao menos um dentre um resistor variável e um capacitor variável para alterar a frequência de oscilador. Em uma outra modalidade de qualquer uma das modalidades, a fonte externa é ao menos um dentre um telefone celular, uma torre de telefone celular, um sinal de transmissão pelo ar, uma estação base WiFi, um nó LiFi, e nós de rede sem fio ad hoc. Em uma outra modalidade de qualquer uma das modalidades acima, o método inclui, ainda, solicitar ao menos um sinal da fonte externa.

[0025] Em ao menos uma modalidade, um método para atualizar um relógio presente em uma lente de contato, sendo que o dito método inclui: transmitir um sinal de tempo a partir de um controlador de tempo através de um transmissor na lente de contato para um dispositivo externo; receber no dispositivo externo o sinal de tempo; comparar no dispositivo externo o sinal de tempo recebido com o tempo atual em um relógio no dispositivo externo para determinar uma correção do tempo; quando a correção do tempo for maior que um tempo-limite: transmitir um sinal de correção de tempo com base na correção do tempo a partir do dispositivo externo para a lente de contato, receber o sinal de correção de tempo pelo controlador de sistema na lente de contato, e atualizar o tempo na lente de contato pelo controlador de sistema com base no sinal de correção de tempo; e quando a correção de tempo for menor ou igual ao limite, transmitir um sinal a partir do dispositivo externo para o controlador do sistema que o tempo está correto. Em uma outra modalidade, o sinal de correção de tempo inclui a correção de tempo. Em uma modalidade alternativa, o sinal de correção de tempo inclui um ajuste de frequência com base no ajuste para cima de uma frequência do oscilador para um oscilador na lente de contato quando a correção de tempo mostrar que o tempo na lente de contato está atrasado em relação ao tempo no dispositivo externo; ajustar para baixo a frequência do oscilador para o oscilador na lente de contato quando a correção de tempo mostrar que o tempo na lente de contato está na frente do tempo no dispositivo externo.

[0026] Em ao menos uma modalidade, um método para atualizar um relógio presente em uma lente de contato, sendo que o dito método inclui: gravar em um tempo de base na memória pelo controlador do sistema, sendo que o tempo de base é ao menos um de um tempo inicial de operação para a lente de contato e um último tempo de atualização para a lente de contato; receber, por um controlador de sistema na lente de contato, ao menos um sinal a partir de uma fonte externa em um tempo atual externo; determinar um diferencial do tempo de operação entre o tempo de base e um tempo atual no relógio; determinar um diferencial do tempo de atualização entre o tempo atual no relógio e o tempo atual externo; atualizar o relógio com o tempo atual externo recebido pelo sistema controlador; determinar um desvio de tempo com base na relação entre o diferencial do tempo de atualização e o diferencial do tempo de operação; e ajustar uma frequência do oscilador com base em tal relação.

[0027] Em ao menos uma modalidade, um método para sincronizar as frequências entre duas lentes, sendo que o dito método inclui: transmitir de uma primeira lente de contato um sinal de sincronização para uma segunda lente de contato que tem ao menos um de um sinal codificado e uma pluralidade de zeros e uns; ajustar uma frequência de oscilador na segunda lente de contato, com base no sinal de sincronização recebido da primeira lente; transmitir um nível de desvio a partir da segunda lente de contato para a primeira lente de contato, transmitir da primeira lente de contato para a segunda lente de contato um segundo sinal de sincronização que tem ao menos um sinal codificado e uma pluralidade de zeros e uns, ajustar a frequência do oscilador na segunda lente de contato, com base no segundo sinal de sincronização recebido da primeira lente de contato, transmitir um nível de desvio atualizado a partir da segunda lente de contato para a primeira lente de contato, comparar os níveis de desvio com a primeira lente de contato, quando uma diferença entre os níveis de desvio é maior que um limite de desvio, repetir a transmissão do segundo sinal de sincronização, ajustar a frequência do oscilador em resposta ao segundo sinal de sincronização, transmitir o nível de desvio atualizado, e comparar os níveis de desvio.

[0028] 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 feedback 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 alterar o estado de operação. Alternativamente, 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.

[0029] O método de detecção de piscada é um componente do controlador de sistema que detecta características de piscadas, por exemplo, se a pálpebra está aberta ou fechada, a duração da piscada aberta ou fechada, a duração entre piscadas, e o número de piscadas em um dado período de tempo. O método de acordo com 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 os padrões coincidem, o método de detecção de piscada desencadeia a atividade no controlador de sistema, por exemplo, para comutar para um estado de operação específico.

[0030] O método 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 distinguir uma sequência de piscadelas 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 método de detecção de piscada e o circuito associado de ao menos uma modalidade 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 ao menos um dentre ativar ou controlar uma lente oftálmica energizada ou eletrônica. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0031] 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.

[0032] As Figuras 1A e 1B ilustram uma lente de contato de acordo com ao menos duas modalidades da presente invenção.

[0033] A Figura 2A ilustra uma representação diagramática de du- as lentes de contato que têm um canal de comunicação para sincronizar a operação entre duas lentes de contato, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0034] A Figura 2B ilustra uma representação diagramática de um canal de comunicação entre uma lente de contato e um dispositivo externo, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0035] As Figuras 3A a 3C ilustram fluxogramas para métodos para atualizar uma frequência de oscilador de um relógio em uma lente de contato, de acordo com ao menos três modalidades da presente invenção.

[0036] A Figura 4A ilustra um fluxograma de um outro método para atualizar uma frequência de oscilador de um relógio em uma lente de contato, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0037] As Figuras 4B a 4D ilustram exemplos de um ciclo do oscilador sobreposto a um sinal de referência.

[0038] A Figura 5 ilustra um fluxograma de um método para atualizar um relógio em uma lente, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0039] A Figura 6 ilustra um sistema de detecção de piscadas, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0040] A Figura 7 ilustra uma representação gráfica de luz incidente sobre a superfície do olho versus o tempo, ilustrando um possível padrão de piscada involuntária registrado em vários níveis de intensidade de luz versus o 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.

[0041] A Figura 8 ilustra um diagrama de transição de estado de um sistema de detecção de piscada, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0042] A Figura 9 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.

[0043] A Figura 10 ilustra um diagrama de blocos de lógica de condicionamento digital, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0044] A Figura 11 ilustra um diagrama de blocos de lógica de detecção digital, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0045] A Figura 12 ilustra um diagrama de tempo, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0046] A Figura 13 ilustra uma representação diagramática de um controlador de sistema digital, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0047] As Figuras 14A a 14G ilustram diagramas de tempo para controle de ganho automático, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0048] A Figura 15 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.

[0049] A Figura 16 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.

[0050] As Figuras 17A e 17B ilustram representações diagramáti-cas de sensores de posição da pálpebra, de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0051] A Figura 18A ilustra uma representação diagramática de um sistema eletrônico incorporado à uma lente de contato para detectar a posição da pálpebra de acordo com ao menos uma modalidade da presente invenção.

[0052] A Figura 18B ilustra uma vista ampliada do sistema eletrônico da Figura 18A.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[0053] 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, mecanismos de alerta, diodos emissores de luz e antenas em miniatura podem ser integrados a lentes de contato através de componentes optoeletrônicos customizados não apenas para corrigir a visão, mas para melhorar a visão e também fornecer funcionalidade adicional, tal como é explicado aqui. As lentes de contato eletrônicas e/ou energizadas podem ser projetadas para proporcionar visão 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 nas lentes podem ser usados para detectar luz incidente no olho para compensar condições de luz ambiente, ou para uso na determinação de padrões de piscada e se o usuário está dormindo ou acordado.

[0054] Em ao menos uma modalidade, a lente de contato energi-zada ou eletrônica inclui os elementos para corrigir e/ou aprimorar a visão de pacientes com um ou mais dos defeitos de visão acima descritos ou, de outro modo, desempenhar uma função oftálmica útil. Além disso, a lente de contato eletrônica pode ser usada simplesmente para melhorar a visão normal ou fornecer uma ampla variedade de funcionalidades, conforme descrito nesta revelação. 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 pode ser incorporada a 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 irá se concentrar em uma lente de contato eletrônica para corrigir defeitos de visão, destinada para ser descartada diariamente após uso único.

[0055] A presente invenção pode ser empregada em uma lente oftálmica 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, métodos e circuitos de con- trole e circuitos de acionamento da lente. A complexidade desses componentes pode variar, dependendo da funcionalidade necessária ou desejada da lente.

[0056] 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 feedback ou sinais de controle vindos diretamente do usuário. Por exemplo, sensores embutidos na lente podem detectar piscadas, padrões de piscadas e/ou fechamento das pálpebras. Com base no padrão ou na sequência de piscadas, a lente oftálmica energizada pode alterar o estado de operação. Uma outra alternativa é que o usuário não tem controle sobre a operação da lente oftálmica energizada.

[0057] A Figura 1A ilustra um sistema que proporciona o ajuste de uma frequência de relógio de um circuito de temporização na lente de contato em ao menos uma modalidade. O sistema ilustrado inclui uma lente de contato 100 tendo um corpo (ou um elemento de inserção) que encapsula ao menos uma porção de um circuito de comunicações 110, um circuito de temporização 120, e um controlador de sistema 130 em comunicação elétrica com o circuito de comunicações 110 e o circuito de temporização 120.

[0058] O circuito de comunicações 110 facilita a comunicação entre o sistema controlador 130 e a fonte externa de informações do temporizador. Exemplos da fonte externa incluem o usuário da lente de contato, uma chave fob, as condições de iluminação, como iluminação fluorescente e iluminação de diodo emissor de luz (LED), um telefone celular, um smartphone, smartwatch, um computador, um disposi- tivo de computação móvel incluindo um tablet, uma torre de telefone celular, uma sinal de transmissão pelo sinal (por exemplo, televisão, rádio, ou serviço móvel terrestre), o sistema de posicionamento global (GPS), uma estação base WiFi, um nó LiFi, e uma rede sem fio ad hoc. Um outro exemplo é qualquer fonte que seja capaz de fornecer um sinal de tempo, que em ao menos uma modalidade, é um sinal de tempo de padrão industrial um padrão e/ou um sinal de tempo confiável. O circuito de comunicações 110 em ao menos uma modalidade inclui uma antena e um receptor. Em uma outra modalidade alternativa, o circuito de comunicações 110 pode incluir um transmissor além do receptor ou de um transceptor.

[0059] O circuito de temporização 120 fornece um sinal de relógio para operação dos componentes eletrônicos nas lentes de contato que exigem um sinal de relógio. O circuito de temporização 120 em ao menos uma modalidade inclui um acumulador 122 para rastrear a passagem do tempo. Um exemplo de um acumulador é um registro atuando como um contador. Em uma modalidade alternativa, o acumulador 122 é ajustado para um valor aproximado ao tempo, no futuro, quando o alarme deve ser fornecido ao usuário, funciona em contagem regressiva a partir daquele valor, o que leva o controlador do sistema 130 a realizar uma comparação da leitura até zero, para determinar quando enviar o sinal de alerta. Em modalidades alternativas, o circuito de temporização 120, conforme ilustrado na Figura 1B, pode incluir um oscilador 124 tendo um cristal, por exemplo, de quartzo, um resistor-capacitor (RC), um indutor-capacitor (LC) e/ou circuitos de relaxamento. Em uma outra modalidade, a frequência do oscilador é ao menos parcialmente determinada por um capacitor variável incluindo um arranjo de capacitores selecionável, um díodo varactor, e/ou um resistor variável. Em ao menos uma modalidade, um registro em comunicação elétrica com o oscilador é ajustado, e os conteúdos do registo são en- tão decodificados para fornecer o ajuste de componentes variáveis que levam ao ajuste da frequência do oscilador.

[0060] O controlador de sistema 130 proporciona a operação dos componentes eletrônicos presentes na lente de contato 100 para obter leituras de sensores que envia sinais de controle para operação dos atuadores ou mecanismos de indicação que podem estar presentes na lente de contato 100 além do circuito de comunicações 110 e o circuito de temporização 120. Em ao menos uma modalidade, o controlador de sistema 130 inclui uma memória 132.

[0061] Também ilustrado, nas Figuras 1A e 1B, é uma fonte de energia 140, o qual fornece energia para vários componentes elétricos na lente de contato 100. A energia pode ser fornecida a partir de uma batería, de um coletor de energia, ou outros meios adequados tal como é conhecido pelo versado na técnica. Essencialmente, qualquer tipo de fonte de energia 140 pode ser usado para fornecer energia confiável para todos os outros componentes do sistema. Em uma modalidade alternativa, o circuito de comunicações 110 é omitido e a funcionalidade de comunicação é fornecida por um coletor de energia que age como o receptor para o sinal de tempo, por exemplo, em uma modalidade alternativa, o coletor de energia é um receptor de célula solar ou de frequência de rádio (RF), que recebe tanto energia quanto um sinal da base de tempo (ou indicação). Em uma outra modalidade alternativa, o coletor de energia é um carregador indutivo, no qual a energia é transferida além de dados como RFID. Em uma ou mais destas modalidades alternativas, o sinal de tempo pode ser inerente na energia coletada, por exemplo em N*60 Hz de carga ou iluminação indutivas.

[0062] A Figura 2A ilustra um sistema no qual dois olhos 280 são parcialmente cobertos com as lentes de contatos 200. Os conjuntos de sensores 220 estão presentes em ambas as lentes de contatos 200 para determinar a posição da pálpebra, conforme descrito em relação às Figuras 17A a 18B. Nesta modalidade, as lentes de contato 200 incluem, cada uma, um componente de comunicação eletrônica 210, que é um exemplo de um circuito de comunicações 110 na Figura 1A. O componente de comunicação eletrônica 210 em cada lente de contato 200 permite que ocorra comunicação bidirecional entre as lentes de contatos 200. Os componentes de comunicação eletrônica 210 podem incluir transceptores de RF, antenas, circuito de interface para fotossensores 222, e componentes eletrônicos associados ou similares. O canal de comunicação representado pela linha 260 pode incluir transmissões de RF na frequência e potência adequadas, com um protocolo de dados adequado para permitir a comunicação eficaz entre as lentes de contato 200. A transmissão de dados entre as duas lentes de contatos 200 pode, por exemplo, verificar que ambas as pálpebras fecharam a fim de detectar uma piscadela proposital verdadeira ao invés de um piscamento ou piscadela involuntária. A transmissão pode também permitir que um sistema determine se ambas as pálpebras fecharam em uma proporção similar, por exemplo, aquela que está associada a um usuário lendo de perto. A transmissão de dados 272 pode também ocorrer partir de e/ou de um dispositivo externo 270, por exemplo, vidros de óculos, ou de um smartphone (ou outro sistema baseado em processador) conforme ilustrado, por exemplo na Figura 2B. Em ao menos uma modalidade, os componentes eletrônicos de comunicação 210, por exemplo, permitem a transmissão de uma solicitação de sincronização de dados (ou ping) para e receber uma resposta do smartphone (ou outro dispositivo externo) 270 que tem um componente de comunicações 274. Assim, os componentes de comunicação eletrônica 210 podem estar presentes em apenas uma lente em ao menos uma modalidade alternativa.

[0063] As Figuras 3A e 3B ilustram métodos para atualizar uma frequência de oscilador de um oscilador presente em uma lente de contato, ou, alternativamente ou em adição, um tempo mantido pelo relógio. O controlador do sistema na lente de contato recebe ao menos um sinal de uma fonte externa, 302. O sinal fornece informações que permitem o ajuste da frequência do oscilador. Exemplos dos tipos de informações que podem estar presentes em um sinal incluem tempo atual, um ping de tempo, um sinal piloto, um primeiro sinal de ping seguido de um segundo sinal de ping a um tempo predeterminado após o primeiro sinal de ping, um sinal periódico que tem uma frequência detectável, um ajuste de frequência, uma série de sinais luminosos de ligar e desligar uma luz ao longo de um período de tempo, uma tremu-lação da luz, uma série de piscadas do usuário que em ao menos uma modalidade é cronometrado por um relógio ou metrônomo, e uma confirmação de que a lente de contato tem um tempo suficientemente acurado que estão dentro de um limiar.

[0064] O controlador do sistema seja após a recepção do sinal (Figura 3A) ou próximo ou antes (Figura 3B) conta as transições do oscilador de zero a um e/ou de um a zero de uma contagem de zero 304, 304'. Em uma modalidade alternativa, o controlador de sistema determina a frequência do oscilador por decodificação de um tempo absoluto ou relativo ou valor de frequência integrado em uma comunicação a partir de um dispositivo externo.

[0065] O controlador do sistema, após receber o ao menos um sinal, calcula um ajuste para a frequência do oscilador com base nas informações contidas no ao menos um sinal, 306. Em uma outra modalidade, o controlador de sistema calcula um ajuste da frequência do oscilador comparando a contagem da frequência do oscilador com as informações do ao menos um sinal. Em uma outra modalidade, o controlador de sistema calcula um ajuste da frequência do oscilador com base no número de ciclos que deve ter ocorrido entre um par de sinais recebidos e o número de ciclos que ocorreu realmente. Com o uso do ajuste computado, o controlador de sistema ajusta a frequência do os-cilador, 308. Em ao menos uma modalidade, a frequência do oscilador é maior quando a contagem da frequência de oscilador for menor do que as informações e a frequência do oscilador é reduzida quando a contagem da frequência do oscilador for maior do que as informações. Alternativamente, a frequência de relógio é ajustada com base em uma comparação do tempo na lente de contato quando comparada a um tempo a partir de uma fonte externa.

[0066] Em uma modalidade alternativa, o ao menos um sinal, como um sinal piloto, inclui um tempo. Em ao menos uma modalidade, a diferença entre o tempo na lente de contato e o tempo no ao menos um sinal é um desvio de tempo. A frequência do oscilador é ajustada para cima quando o tempo no relógio antes da atualização for lento em comparação ao tempo atualizado, o qual em ao menos uma modalidade é o tempo no ao menos um sinal. A frequência do oscilador é ajustada para baixo quando o tempo no relógio antes da atualização for rápido em comparação ao tempo atualizado. Em ao menos uma modalidade, a quantidade de ajuste é determinada com base na diferença (ou desvio de tempo) em comparação com o tempo desde a última atualização, o que em ao menos uma modalidade é mantido na memória como um registro conectado ao controlador ou presente no sistema. Em ao menos uma modalidade, a comparação de tempo fornece uma relação na qual a frequência do oscilador é ajustada. Em ao menos uma outra modalidade, o tempo no relógio na lente de contato é atualizado para se igualar ao tempo no ao menos um sinal.

[0067] A Figura 3C ilustra um método que usa dois sinais que são espaçados em tempo um do outro por uma quantidade de tempo predeterminada. A lente de contato recebe um sinal a partir de um dispositivo externo, 312, que, em ao menos uma modalidade, o sinal inclui informações referentes ao tempo atual. Em ao menos uma modalidade, ao menos um dos sinais inclui uma contagem de transições de referência que deve ocorrer entre os dois sinais para permitir que o controlador de sistema determine a contagem de transições de referência, 314. O controlador de sistema determina o número de transições na saída do oscilador que ocorrem entre os dois sinais, 316. Um exemplo de como determinar o número de transições é pela contagem das transições como discutido, por exemplo, em conexão com as Figuras 3A e 3B. O controlador de sistema compara o número de transições com a contagem de transições de referência, 318, por exemplo, para fornecer a quantidade de ajuste para a frequência do oscilador.

[0068] Com base nesta revelação e na discussão referentes à detecção da piscada posteriormente nesta revelação, uma pessoa versada na técnica apreciará que as modalidades do fotossen-sor/fotodetector podem ser usadas para detectar o nível de luz e alterações no nível de luz. Consulte, por exemplo, as Figuras 6 a 18B.

[0069] Em uma modalidade na qual a fonte externa é iluminação, como uma luz fluorescente ou luz LED, que tem uma frequência conhecida, a recepção do ao menos um sinal inclui detectar, com um fo-tossensor, como aqueles usados na modalidade de detecção de piscada discutida mais adiante, a presença da iluminação. O sistema controlador, em conjunto com os componentes de detecção de piscada, determina se o brilho da luz detectada pelo fotossensor coincide com limiar de luz, que em ao menos uma modalidade, é armazenado na memória que faz parte do controlador de sistema. Quando a luminosidade incidente for igual ou exceder o limiar de luz, o método inclui etapas adicionais para extrair as informações de frequência a partir da luz. Em uma modalidade alternativa, o controlador do sistema não depende do limite de luz para verificar a frequência, mas sim se o brilho de luz é insuficiente, então uma tremulação não será provavelmente detectada, pelo contrário ocorrerá a verificação da frequência.

[0070] Um exemplo de um método para extrair as informações de frequência inclui detectar a luz com ao menos um fotossensor, contar com o controlador de sistema o número de transições de luz em uma pluralidade de transições, e, então, comparar o número de transições de luz detectada a um valor predeterminado de transições de luz esperadas. Um outro exemplo de um método inclui detectar a luz com ao menos um fotossensor, contar com o controlador de sistema o número de transições de ligado para desligado e/ou de desligado para ligado para a luz ao longo de um período de tempo predeterminado, recuperar um valor que representa o número de transições do oscilador para o período de tempo predeterminado, e em ao menos uma modalidade normalizar o valor do oscilador à contagem de transições de luz, ou vice-versa. A normalização permite a comparação das duas fontes que provavelmente usarão diferentes frequências para determinar se, ao longo de um período de tempo, a frequência do oscilador na lente de contato está operando a uma frequência correta e para fornecer informações suficientes para ajustá-la se necessário. Em uma modalidade alternativa onde a frequência do oscilador e da lente de contato a luz são substancialmente iguais, a normalização das contagens pode ser omitida. Em ao menos uma modalidade, a detecção da luz permite que o controlador do sistema determine a frequência na qual a luz deve operar e/ou o valor predeterminado de ciclos de luz esperados. Em uma modalidade alternativa, o controlador de sistema recebe um sinal que o informa de uma geolocalização que pode ser usada para selecionar adicionalmente a frequência de luz a partir da memória devido às diferentes frequências da linha de transmissão de energia elétrica ao redor do mundo.

[0071] A Figura 4A ilustra uma abordagem mais geral para o exemplo acima, para as informações de frequência de uma fonte de luz. As Figuras 4B a 4D ilustram três exemplos de amostragens para uma lente de contato com base em diferentes frequências do oscila-dor: a frequência é muito rápida, a frequência está correta, e a frequência é muito lenta. A lente de contato recebe luz em ao menos um fotossensor, 402. O sinal produzido pelo ao menos um fotossensor é amostrado em uma frequência fornecida pelo oscilador, 404. Em ao menos uma modalidade, a amostragem do sinal de fotossensor é feita durante um período de tempo predeterminado, enquanto em ao menos uma outra modalidade é amostrado até as transições predeterminadas serem detectadas no sinal de fotossensor. O controlador de sistema conta o número de transições na saída do sinal do fotossensor, 406. Em ao menos uma modalidade, uma tremulação na luz produz uma transição da luz, sendo que uma tremulação é uma alteração no brilho da luz acima de um limite de tremulação, e em uma outra modalidade, a luz que vai de um estado ligado para um estado desligado e/ou do estado desligado para o estado ligado. Tipicamente, o brilho mínimo instantâneo de uma luz fluorescente não atingirá zero durante eventos de tremulação, mas haverá uma redução detectável no brilho instantâneo. Após a amostragem ser concluída, o controlador de sistema compara o número de transições de sinal do fotossensor ao número de ciclos de oscilação, 408. Quando estes dois valores diferem em um limite predeterminado, 410, a frequência de oscilador é ajustada, 412. Em ao menos uma modalidade, o limite predeterminado é definido em zero. Nas Figuras 4B a 4D, as linhas tracejadas verticais representam eventos de amostragem realizados pelo controlador de sistema, a frequência dos quais é relacionada com a frequência do oscilador. A Figura 4B ilustra uma situação em que a frequência de oscilador pode ser diminuída. A Figura 4C ilustra uma situação na qual a frequência do oscilador não seria ajustada. A Figura 4D ilustra uma situação na qual a frequência do oscilador pode ser aumentada.

[0072] Exemplos de como o controlador do sistema pode ajustar a frequência do oscilador incluem ajustar um registo eletricamente conectado ao oscilador no circuito de temporização, ajustar um resistor variável no circuito de temporização, ajustar um capacitor variável no circuito de temporização, como selecionar quais capacitores em um conjunto são usados como parte do circuito, ajustar uma fonte de corrente para um oscilador, ajustar uma fonte de tensão para um oscilador, empurrar ou puxar um oscilador variável, e modificar as configurações de um oscilador digital.

[0073] Em uma outra modalidade, a lente de contato transmite um sinal de sincronização para a segunda lente de contato, sendo que o sinal de sincronização tem uma pluralidade de zeros e uns. Uma maneira de fornecer este alinhamento de frequência é o uso de decodifi-cação Manchester.

[0074] Um exemplo de um método que usa decodificação Manchester começa com um sinal amostrado até uma transição de dados ou borda ser encontrada. Em uma segunda etapa, uma determinação tem de ser feita se o sinal de entrada pode ser alinhado com ou em fase com o relógio que é utilizado para determinar quando as amostras são tomadas. Primeiramente, valores de amostra sucessivos são examinados para encontrar ou procurar uma transição de um 1 a um 0 ou de um 0 para um 1. Se for encontrada uma transição, presume-se que isso pode ser uma transição de meio-símbolo. Se for de fato uma transição de meio-símbolo, então nenhuma amostra adicional é coletada por um período de tempo específico. Em outras palavras, é possível pular da transição de meio-símbolo para o tempo de amostra que deve estar no meio do próximo "tempo do símbolo da primeira metade". Isso é % de um símbolo mais tarde, ou seis (6) amostras mais tarde na superamostragem de 8x. Em uma terceira etapa, as primeiras duas etapas são repetidas duas vezes para assegurar que os símbo- los de dados estão sendo detectados. Em uma quarta etapa, a contagem de amostras é configurada para zero e a amostragem é feita até ser encontrada uma transição de dados ou borda. Se a contagem de amostras for inferior à meta de contagem de amostras de transição, a frequência do relógio da amostra do receptor é aumentada. Se a contagem de amostras for superior à meta de contagem de amostras de transição, a frequência do relógio da amostra do receptor é diminuída. Em uma quinta etapa, a metodologia da segunda etapa é repetida. Em uma sexta etapa, a quarta e quinta etapas são repetidas até tempo suficiente ter decorrido para assegurar que o receptor passou a rodada mais longa de uns consecutivos permitida. Em uma sétima etapa, a contagem de amostras é configurada para zero e o sinal é amostrado até ser encontrada uma transição de dados ou borda. Opcionalmente, se a contagem de amostras for inferior à meta de contagem de amostras de transição, a frequência do relógio de amostra do receptor pode ser aumentada, e se a contagem de amostras for superior à meta de contagem de amostras de transição, a frequência do relógio de amostra do receptor pode ser diminuída. Em uma oitava etapa, a metodologia da segunda etapa é repetida. Em uma nona e última etapa, a sétima e oitava etapas são repetidas até ser coletado o número de amostras desejado.

[0075] Em uma outra modalidade, a comunicação entre um par de lentes de contato, a segunda lente de contato transmite um nível de desvio para a primeira lente de contato. A primeira lente de contato responde ao transmitir um segundo sinal de sincronização que tem uma pluralidade de zeros e uns para a segunda lente de contato. A segunda lente de contato decodifica o segundo sinal de sincronização para tentar trazer sua frequência de relógio em sincronização com a frequência de relógio da primeira lente de contato antes de transmitir um nível de desvio atualizado para a primeira lente de contato. Con- forme discutido acima, uma abordagem para decodificar o segundo sinal de sincronização é mediante o uso de decodificação Manchester. A primeira lente de contato compara os níveis de desvio, que em ao menos uma modalidade são armazenados nos registros ou outra memória. Quando a primeira lente de contato encontrar uma diferença entre os níveis de desvio maiores que um limiar de desvio, o método é repetido.

[0076] Em uma outra modalidade alternativa, a primeira lente de contato traz a frequência do oscilador da segunda lente de contato em sincronização com sua frequência de oscilador. A primeira lente de contato envia um ping de sincronização para a segunda lente de contato. A segunda lente de contato ajusta um acumulador para zero. A segunda lente de contato conta cada ciclo com o acumulador. A primeira lente de contato envia um segundo ping de sincronização para a segunda lente de contato. Um controlador de sistema na segunda lente de contato compara os conteúdos do acumulador a um limite de ping. O controlador de sistema na segunda lente de contato ajusta a frequência do oscilador na segunda lente de contato com base na comparação.

[0077] Em uma modalidade alternativa, a lente de contato funciona em conjunto com um dispositivo externo, que em ao menos uma modalidade é selecionado a partir dos dispositivos que tem um processador ou outros recursos de computação com comunicação bidirecional possível a partir de fontes externas identificadas anteriormente. Um método para atualizar uma frequência de oscilador de um oscilador e/ou tempo em um relógio (por exemplo, circuito de temporização) presente em uma lente de contato é ilustrado na Figura 5. Um controlador de sistema através de um transmissor em uma lente de contato transmite um sinal de tempo para um dispositivo externo, 502. Em ao menos uma modalidade, o sinal de tempo é o tempo atual conforme mantido na lente de contato. O dispositivo externo recebe o sinal de tempo, 504, e o compara com um tempo atual em um relógio no dispositivo externo para determinar uma correção de tempo, 506. Quando o dispositivo externo reconhecer que o tempo de correção é mais do que um limite, 508, o dispositivo externo transmite um sinal de correção de tempo com base na correção de tempo para a lente de contato, 510, o controlador de sistema na lente de contato recebe a correção de tempo 512 e atualiza o tempo na lente de contato, 514. Em ao menos uma modalidade, quando a correção de tempo for menor ou igual ao limite, o dispositivo externo transmite um sinal para o sistema controlador que o tempo na lente de contato está correto, 516. Em uma outra modalidade, o sinal de correção de tempo inclui a correção de tempo. Em uma outra modalidade alternativa, o sinal de correção do tempo inclui um ajuste da frequência calculado com base no ajuste para cima da frequência do relógio quando a correção de tempo mostrar que o tempo na lente de contato está atrás do tempo no dispositivo externo, e no ajuste para baixo da frequência do relógio quando a correção de tempo mostrar que o tempo no contato adiantado ao tempo no dispositivo externo.

[0078] Em ao menos uma modalidade, o método de detecção de piscada é um aspecto do controlador de sistema que detecta características de piscadas, 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. Conforme mencionado anteriormente, o sistema de detecção de piscada do fotodetector pode também ser usado para detectar tre-mulações de luz e em ao menos uma modalidade que usa tremula-ções de luz para detectar uma frequência. O método de acordo com a presente invenção conta com amostragem da luz incidente sobre o olho a uma certa taxa de amostragem. Padrões de piscada predeter- minados são armazenados e comparados ao histórico recente de amostras de luz incidente. Quando padrões se igualam, o método de detecção de piscada pode acionar uma atividade no controlador de sistema, por exemplo, para ativar o acionador da lente para alterar a potência refrativa da lente ou para alterar o estado de operação da lente.

[0079] Piscar é o rápido fechamento e abertura das pálpebras e é uma função essencial do olho. O ato de piscar protege o olho de objetos estranhos; por exemplo, as pessoas piscam quando objetos inesperadamente aparecem próximos 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 piscadas da presente invenção usam padrões de piscada que não podem ser confundidos 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(m) ser afetada(s) 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) milissegundos. 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.

[0080] Uma modalidade de um método de detecção de piscada pode ser resumida nas seguintes etapas: [0081] 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.

[0082] 2. Amostre o nível de iluminação incidente a uma taxa consistente com a detecção da sequência de piscadas e rejeitando piscadas involuntárias.

[0083] 3. Compare o histórico dos níveis de iluminação amostrados à "sequência de piscadas" esperada, como definido por um molde de valores de piscadas.

[0084] 4. Opcionalmente, implemente uma sequência de "máscara" de piscadas para indicar porções do molde a serem ignoradas durante as comparações, por exemplo, próximo de transições. Isto pode permitir a um usuário se desviar de uma "sequência de piscadas" desejada, como uma janela de erro de mais ou menos um (1), sendo que pode ocorrer um ou mais dentre ativação da lente, controle, e alteração de foco. Adicionalmente, isto pode permitir variação na temporiza-ção da sequência de piscadas do usuário.

[0085] Uma sequência de piscadas pode ser definida conforme exposto a seguir: [0086] 1. piscada (fechada) durante 0,5 s [0087] 2. aberta durante 0,5 s [0088] 3. piscada (fechada) durante 0,5 s [0089] A uma taxa de amostra de cem (100) ms, um molde de piscada de vinte (20) amostras é dado por blink_template = [1,1,1, 0,0,0,0,0, 1,1,1,1,1, 0,0,0,0,0, 1,1].

[0090] A máscara de piscadas é definida para eliminar por masca-ramento as amostras logo após uma transição (0 para eliminar por mascaramento ou ignorar amostras), e é dada por blink_mask = [1,1,1, 0,1,1,1,1, 0,1,1,1,1, 0,1,1,1,1, 0,1].

[0091] Opcionalmente, uma região de transição mais larga pode ser eliminada por mascaramento para permitir maior incerteza na tem-porização, e é dada por blink_mask = [1,1,0, 0,1,1,1,0, 0,1,1,1,0, 0,1,1,1,0, 0,1].

[0092] Padrões alternativos podem ser implementados, por exemplo uma única piscada longa, nesse caso, uma piscada de 1,5s com um modelo de 24 amostras, dado por blink_template = [1,1,1,1,0,0, 0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0, 0,1,1,1,1,1].

[0093] Em uma modalidade alternativa, esse blink_template é utilizado sem uma blink_mask.

[0094] É importante observar que o exemplo acima é para fins ilustrativos e não representa um conjunto específico de dados.

[0095] A detecção pode ser implementada comparando-se logicamente o histórico das amostras ao modelo e a máscara. A operação lógica é criar uma disjunção exclusiva (XOR) entre o modelo e a sequência do histórico de amostra, em uma base a nível de bit, e, então, verificar que todos os bits de histórico não mascarados se igualam ao modelo. Por exemplo, conforme ilustrado nas amostras da máscara de piscada acima, em cada lugar da sequência de uma máscara de piscadas em que o valor é lógico 1, uma piscada tem que combinar com o molde da máscara da piscada naquele lugar da sequência. Entretanto, em cada lugar da sequência de uma máscara de piscadas em que o valor é lógica 0, não é necessário que uma piscada combine com o molde da máscara de piscadas naquele lugar da sequência. Por exemplo, pode ser usada a seguinte equação de método booleano, conforme codificada em MATLAB® (MathWorks, Natick, Massachu-setts, EUA). combinado=não (blink_mask) | não (xor (blink_template, test_sample)), [0096] em que test_sample é o histórico da amostra. O valor combinado é uma sequência com o mesmo comprimento que o molde de piscada, o histórico de amostra e blink_mask. Se a sequência combinada for toda lógica 1, então uma boa combinação ocorreu. Resumindo-se, não (xor (blink_template, test_sample)) resulta em uma lógica 0 para cada erro de combinação e uma lógica 1 para cada combinação. Lógica oring com as forças invertidas da máscara a cada local na sequência combinada para uma lógica 1, onde a máscara é uma lógica 0. Consequentemente, quanto mais lugares em um molde de máscara de piscada onde o valor for especificado como lógico 0, maior é a margem de erro permitida em relação às piscadas de uma pessoa. Também é importante observar que quanto maior o número de lógicas 0 no molde da máscara de piscada, maior o potencial para falsos positivos coincidentes com padrões de piscada esperados ou pretendidos. Deve ser observado que uma variedade de padrões de piscada esperados ou destinados pode ser programada em um dispositivo com 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 com ou sem confirmação de posição de olhar fixo e/ou inclinação da cabeça.

[0097] A Figura 6 ilustra, em forma de diagrama de blocos, uma lente de contato 600 que tem um fotossensor 612, um amplificador 614, um conversor analógico-para-digital (ou ADC) 616, um processador de sinal digital 618, um circuito de temporização 620, um sistema de controle 630, e uma fonte de energia 640. Conforme discutido acima, os componentes 612 a 618 podem ser também parte de um circuito de comunicações ou, alternativamente, o circuito de comunicações é separado e inclui uma antena e um transceptor em modalidades adicionais. Em uma outra modalidade alternativa, o circuito de comunicações inclui componentes relacionados ao fotossensor e componentes de comunicação de sinal elétrico sem fio.

[0098] Quando a lente de contato 600 é colocada sobre a superfície frontal do olho de um usuário, o circuito eletrônico do sistema detector de piscada pode ser usado para implementar o método de detecção de piscada de acordo com ao menos uma modalidade. O fotossensor 612, assim como os outros circuitos, é configurado para detectar piscadas, vários padrões de piscadas produzidos pelo olho do usuário, nível de fechamento da pálpebra e/ou níveis de luz ambiente.

[0099] Nesta modalidade, o fotossensor 612 pode ser embutido na lente de contato 600 e recebe luz ambiente 681, convertendo fótons incidentes em elétrons e, assim, fazendo com que uma corrente, indicada pela seta 613, flua para dentro do amplificador 614. O fotossen-sor ou o fotodetector 612 pode incluir qualquer dispositivo adequado. Em uma modalidade, o fotossensor 612 inclui ao menos um fotodiodo. Em uma modalidade, o fotodiodo é implementado em um semicondutor de óxido metálico complementar (tecnologia de processamento CMOS) para aumentar a capacidade de integração e reduzir o tamanho geral do fotossensor 612 e do outro circuito. A corrente 613 é proporcional ao nível de iluminação incidente e reduz substancialmente quando o fotodetector 612 está coberto por uma pálpebra. O amplificador 614 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 614 pode amplificar um sinal a um nível utilizável pelo restante do sistema, como dando ao sinal tensão e energia suficientes para que seja capturado pelo ADC 616. Por exemplo, o amplificador pode ser necessário para guiar blocos subsequentes, uma vez que a saída do fotossensor 612 pode ser muito pequena e pode ser usada em ambientes de baixa luminosidade. O amplificador 614 pode ser implementado como um amplificador de ganho variável, o ganho do mesmo podendo ser ajustado pelo controlador de sistema 630, em uma disposição de feedback, para maximizar a faixa dinâmica do sistema. Em adição ao fornecimento de ganho, o amplificador 614 pode incluir outro circuito de condicionamento de sinal analógico, como filtração e outro circuito adequado às saídas do fotossensor 612 e do amplificador 614. O amplificador 614 pode incluir qualquer dispositivo adequado para a amplificação e o condicionamento da saída de sinal pelo fotossensor 612. Por exemplo, o amplificador 614 pode ter um único amplificador operacional ou um circuito mais complicado que compreende um ou mais amplificadores operacionais. Conforme apresentado acima, o fotossensor 612 e o amplificador 614 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 630. Em ao menos uma modalidade, o controlador de sistema 630 é pré-programado ou pré-configurado para reconhecer várias sequências de piscada, padrões de piscada e/ou alterações no nível de luz em várias condições de nível de intensidade de luz e fornecer um sinal de saída adequado ao circuito de temporização 620. O controlador de sistema 630 em ao menos uma modalidade também tem uma memória associada.

[00100] Nesta modalidade, o CAD 616 pode ser usado para converter uma saída de sinal analógico contínuo do amplificador 614 em um sinal digital amostrado adequado para posterior processamento de sinal. Por exemplo, o ADC 616 pode converter uma saída de sinal analógico do amplificador 614 em um sinal digital que pode ser utilizável pelos circuitos subsequentes ou a jusante, como um sistema ou microprocessador de processamento de sinal digital 618. Um sistema de processamento de sinal digital ou processador de sinal digital 618 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 618 pode ser pré-programado com as sequências de piscadela e/ou padrões de piscadela descritos acima. O processador de sinal digital 618 inclui, também, memória associada que, em ao menos uma modalidade, inclui conjuntos de modelos e máscaras para detectar, por exemplo, padrões de piscadas para cada estado de operação conforme selecionados pelo controlador de sistema 630. O processador de sinal digital 618 pode ser implementado utilizando-se um circuito analógico, circuito digital, software, ou uma combinação dos mesmos. Na modalidade ilustrada, o mesmo é implementado em um circuito digital. O ADC 616, juntamente com o amplificador 614 e o processador de sinal digital 618 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.

[00101] 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. Em modalidades adicionais, o controlador de sistema 630 pode controlar outros aspectos de uma lente de contato energizada dependendo da entrada do processador de sinal digital 618 como, por exemplo, alteração do foco ou da energia refrativa de uma lente controlada eletronicamente através de um atuador.

[00102] Em ao menos uma modalidade, o controlador de sistema 630 determinará o estado de operação da lente com base em um padrão de piscada recebido para configurar o estado de operação. Adicionalmente a esta modalidade, o estado de operação determinará um conjunto de modelos e máscaras a ser usado pelo processador de sinal digital 618.

[00103] Em ao menos uma modalidade, o controlador de sistema 630 usa o sinal da cadeia de fotossensor; a saber, o fotossensor 612, o amplificador 614, o ADC 616 e o sistema de processamento de sinal digital 618, para comparar níveis de luz amostrada a padrões de ativação de piscadela.

[00104] Com referência à Figura 7, é ilustrada uma representação gráfica das amostras de padrão de piscada registradas em vários níveis de intensidade de luz versus o 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 al- terações 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 fechada em níveis de iluminação de baixa intensidade e em níveis de iluminação de alta intensidade. Em outras palavras, para evitar que padrões de piscada errôneos sejam usados para controlar, o nível de iluminação ambiente em ao menos uma modalidade é levado em consideração como é explicado em mais detalhes abaixo.

[00105] 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 perceber, 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 7, 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.

[00106] Agora, referindo-se novamente à Figura 6, em modalidades alternativas adicionais, o controlador de sistema 630 pode receber sinal de fontes incluindo um ou mais dentre um detector de piscadela, sensores de pressão, um acelerômetro(s), fotossensores e uma chave fob. Por exemplo, uma lente de contato eletrônica ou energizada pode ser programável especificamente para um usuário individual, como uma lente de programação para reconhecer ambos os padrões de piscada de um indivíduo.

[00107] As Figuras 8 a 18B fornecem exemplos de sistemas de sensor de posição de pálpebra que em ao menos uma modalidade, são usados para detectar níveis de luz ambiental.

[00108] A Figura 8 ilustra um diagrama de transição de estado para um sistema de detecção de piscada de acordo com o método de detecção de piscada. O sistema começa em um estado INATIVO 802 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 804 no qual um ADC é ativado para converter um nível de iluminação recebido em um valor digital. O ADC indica o sinal adc_done para indicar que suas operações estão completas e o sistema ou equipamento de estado muda para um estado de DESLOCAMENTO 806. No estado de DESLOCAMENTO 806 o sistema empurra o valor de saída de ADC mais recentemente recebido sobre um registro de deslocamento para manter o histórico das amostras de piscada. Em algumas modalidades, o valor de saída do ADC é primeiro comparado a um valor-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 COMPARATIVO 808 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 correspondência é detectada, um ou mais sinais de saída podem ser assegurado, tal como uma chave para o membro de lente. O sistema ou equipamento de estado então muda para o estado FINALIZADO 810 e expressa um sinal bl_done para indicar que suas operações estão completas.

[00109] A Figura 9 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 902, um amplificador de transim-pedância 904, um estágio de filtragem de ganho automático e de passa baixo 906 (AGC/LPF), e um ADC 908. O sinal adc_vref é inserido no ADC 408 a partir da fonte de energia 140 (consulte a Figura 1A) ou, alternativamente, o mesmo pode ser fornecido a partir de um circuito dedicado dentro do conversor analógico-digital 908. A saída do ADC 908, adc_data, é transmitida para o bloco do processador de sinal digital e controlador de sistema 618/630 (vide Figura 6). Embora ilustrado na Figura 6 como os blocos individuais 618 e 630, para facilidade de explicação, o processador de sinal digital e o controlador de sistema são implementados, de preferência, em um único bloco 910. O sinal de ativação, adc_en, o sinal de início, adc_start, e o sinal de reinicializa-ção, adc_rst_n são recebidos do processador de sinal digital e controlador de sistema 910 enquanto o sinal completo adc_complete é transmitido a ele. O sinal de relógio, 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 910. 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 fotodetec-ção, pd_en, e o ganho de fotodetecção, pd_gain, são recebidos a partir do processador de sinal digital e controlador de sistema 910.

[00110] A Figura 10 ilustra um diagrama de blocos da lógica de condicionamento digital 1000 que pode ser usada para reduzir o valor do sinal de ADC recebido, adc_data, a um valor de um único bit, pd_data. A lógica de condicionamento digital 1000 pode incluir um registro digital 1002 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 1002 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 cálculo da média implementados em lógica digital, no circuito de criação de limiar 1004 para produzir um ou mais limiares no sinal pd_th. O valor de dado mantido pode, então, ser comparado, através de um comparados 1006, 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 incluir, adicionalmente, um bloco de ajuste de ganho pd_gain_adj 1008 para ajustar o ganho do estágio de filtragem com ganho e passa baixo 906 automática na trajetória de sinal de fotodetecção, através do sinal pd_gain, ilustrado na Figura 9, de acordo com os valores de limite calculados, e/ou de acordo com o valor de dados mantido. É importante observar que, nesta modalidade, palavras de seis bits fornecem resolução suficiente ao longo da faixa dinâmica para detecção de piscada, mas reduz a complexidade. A Figura 10 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 1008.

[00111] Em uma modalidade, o circuito de geração de limiar 1004 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 1004 fornece o valor-limiar pd_th com base no valor-limiar de ponto médio pd_th_mid.

[00112] O circuito de geração de limiar 1004 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.

[00113] Em uma modalidade adicional do circuito de criação de limiar 1004, 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 oitavos do valor pd_pk, um cálculo que pode ser implementado com um deslocamento para a direita por três bits simples e uma subtração, como é bem conhecido na técnica relevante. O circuito de cálculo de 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 14, como discutido subsequentemente.

[00114] A Figura 11 ilustra um diagrama de blocos da lógica de detecção digital 1100 que pode ser usada para implementar um método de detecção de piscada digital. A lógica de detecção digital 1100 pode incluir um registro de deslocamento 1102 adaptado para receber os dados da trajetória do sinal de fotodetecção pd_rx_top, Figura 9, ou da lógica de condicionamento digital, Figura 10, conforme ilustrado aqui no sinal pd_data, que tem um valor de um bit. O registro de deslocamento 1102 mantém um histórico dos valores de amostra recebidos, aqui em um registro de 24 bits. A lógica de detecção digital 1100 inclui, adicionalmente, um bloco de comparação 1104, adaptado para receber o histórico da amostra e um ou mais moldes de piscadela bl_tpl e máscaras de piscadela bl_mask com base no estado de operação (se necessário) e é configurada para indicar uma combinação a um ou mais moldes e máscaras em um ou mais sinais de saída que podem ser conservados para uso posterior. Em ao menos uma modalidade, o estado de operação determina o conjunto de modelos bl_tpl e máscaras de piscadela _bl_mask a ser utilizado pelo bloco de comparação 1104.

[00115] A saída do bloco de comparação 1104 é trancada através de um flip-flop D 1106. A lógica de detecção digital 1100 pode incluir adicionalmente um contador 1108 ou outra lógica para suprimir comparações sucessivas que podem estar no mesmo histórico de amostra estabelecido em pequenos deslocamentos devido a operações de mascaramento. Em uma modalidade preferencial, o histórico da amostra é removido ou reinicializado após uma combinação positiva ser encontrada, exigindo assim que uma nova combinação completa de sequência de piscadas seja amostrada antes de ser capaz de identificar uma combinação subsequente. A lógica de detecção digital 1100 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 ACD. 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 1100. Este equipamento de estado de controle pode fazer parte do processador de sinal digital e controlador de sistema 910 (consulte a Figura 9).

[00116] A Figura 12 ilustra um diagrama de temporização dos sinais de controle fornecidos a partir de um subsistema de detecção de piscadela a um ADC 908 (Figura 9) 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 12 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.

[00117] A Figura 13 ilustra um controlador de sistema digital 1300 tendo um subsistema de detecção digital de piscada dig_blink 1302. O subsistema de detecção digital de piscada dig_blink 1302 pode ser controlado por um equipamento de estado mestre dig_master 1304 e pode ser adaptado para receber sinais de relógio de um gerador de relógio clkgen 1306 externo ao controlador de sistema digital 1300. O subsistema de detecção digital de piscada dig_blink 1302 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 1302 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 método de detecção de piscada. O subsistema de detecção digital de piscada dig_blink 1302 pode ser adaptado para receber um sinal de ativação do equipamento de estado mestre 1304 e para fornecer uma indicação de término ou finalização e uma indicação de detecção de piscada de volta para o equipamento de estado mestre 1304.

[00118] Em uma modalidade alternativa à modalidade ilustrada na Figura 13, um relógio de tempo é conectado ao gerador de relógio 1306 para rastrear o tempo desde o início da operação da lente e fornecer um sinal de carimbo de tempo para quaisquer componentes de registro de dados. O relógio de tempo e o gerador de relógio 1306 são um exemplo de um circuito de temporização.

[00119] As Figuras 14A a 14G fornecem formas de ondas para ilustrar a operação do circuito de criação de limite e controle automático de ganho (Figura 10). A Figura 14A 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 relativa- mente baixos em comparação com a 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 14B ilustra o valor de adc_data_held que é capturado em resposta à forma de onda de fotocorrente da Figura 14A. 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 14B 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 fotodetec-ção 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 14C 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 14D 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 14E 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 14E 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 14F 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 14G 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 14E. Será entendido que um comportamento similar ocorre para aumentar o tia_gain quando pd_th começa a cair abaixo de um limiar baixo. Ob-servando-se novamente a segunda porção de cada uma das Figuras de 14A a 14E, o efeito do tia_gain menor é claro. Em particular, observa-se que o valor adc_data_held é mantido próximo ao meio da faixa dinâmica dos sinais adc_data e adc_data_held. Adicionalmente, é importante observar que os valores de pd_pk e pd_vl são atualizados de acordo com a alteração de ganho, conforme descrito acima, de modo que descontinuidades sejam evitadas nos estados e valores do detector de pico e vale devido somente a alterações no ganho da trajetória do sinal de fotodetecção.

[00120] A Figura 15 ilustra características de bloqueio de luz e passagem de luz em uma matriz de circuito integrado 1500. A matriz de circuito integrado 1500 inclui uma região de passagem de luz 1502, uma região de bloqueio de luz 1504, blocos de ligação 1506, aberturas de passivação 1508 e aberturas da camada de bloqueio de luz 1510. A região de passagem de luz 1502 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 1502 permite que o máximo de luz possível alcance os fotossensores, maximizando, assim, sua sensibilidade. Isto pode ser feito através da remoção de polissilício, 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 1502 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 1504 pode cobrir outros circuitos na matriz que não necessitam de exposição à luz. O desempenho dos outros circuitos pode ser degradado por fotocorrentes, por exemplo alterando as tensões de inclinação e frequências de oscilador em circuitos de corrente ultra-baixa necessários para a incorporação em lentes de contato, conforme mencionado anteriormente. A região de bloqueio de luz 1504 é, de preferência, 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 1504 deve ser isolado dos circuitos abaixo e das áreas de ligação 1506 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 mascaramento permite aberturas na camada de bloqueio de luz 1510, de modo que o metal de bloqueio de luz condutivo não sobrepõe as áreas de ligação na matriz. A região de bloqueio de luz 1504 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 1508 para permitir a conexão aos blocos de ligação 1506.

[00121] A Figura 16 ilustra uma lente de contato com um elemento de inserção eletrônico tendo um sistema detector de piscada. A lente de contato 1600 inclui uma porção de plástico macio 1602 que tem um elemento de inserção eletrônico 1604. Este inserto 1604 inclui uma lente 1606 que é ativada pelos eletrônicos, por exemplo se focando próximo ou longe dependendo da ativação. O circuito integrado 1608 se apoia sobre o elemento de inserção 1604 e se conecta às baterias 1610, à lente 1606, e a outros componentes, conforme for necessário para o sistema. Em ao menos uma modalidade, o circuito integrado 1608 inclui um fotossensor 1612 e circuitos associados de trajetória do sinal do fotossensor. O fotossensor 1612 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 1612 pode ser implementado no circuito integrado 1608 (conforme mostrado) por exemplo como um fotodiodo único ou conjunto de fotodiodos. O fotossensor 1612 pode, também, ser implementado como um dispositivo separado montado sobre o elemento de inserção 1604 e conectado com conexões elétricas 1614. Quando a pálpebra se fecha, o elemento de inserção da lente 1604, inclusive o fotodetector 1612 é coberto, reduzindo assim o nível de iluminação incidente sobre o fotodetector 1612. O fotodetector 1612 é capaz de medir a luz ambiente para determinar se o usuário está piscando ou não. Com base nessa descrição um versado na técnica deveria observar que o fotodetector 1612 pode ser substituído ou aumentado por outros sensores discutidos nessa descrição.

[00122] Modalidades adicionais da 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).

[00123] Deve-se considerar que a detecção de piscada e/ou o ajuste de frequência de relógio podem ser implementados em lógica digital ou em software rodando em um microcontrolador. A lógica do método ou o microcontrolador podem ser implementados 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.

[00124] De acordo com uma outra modalidade, uma lente oftálmica energizada ou eletrônica pode incorporar um sensor de posição da pálpebra. Sabe-se que as pálpebras protegem o globo de várias formas, incluindo o reflexo de 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 pode também indicar outras ações ou funções em questão além de ser usadas para receber instruções de um indivíduo (ou usuário) que está usando uma lente oftálmica eletrônica adormeceu. Também é importante observar que o dado percebido, em adição a ou em uso alternativo pode simplesmente ser utilizado como parte de um processo de coleta ao invés de um evento de acionamento. Por exemplo, os dados percebidos podem ser coletados, armazenados e utilizados no tratamento de condições médicas ou no registro de quantidade de sono. Em outras palavras, deveria ser entendido que um dispositivo que utiliza tal sensor pode não mudar o estado de maneira visível para o usuário; ao invés disso, o dispositivo pode simplesmente registrar dados. Por exemplo, tal sensor podería ser utilizado para determinar se um usuário adormeceu durante um turno de trabalho.

[00125] Com relação agora à Figura 17A, é ilustrado um sistema sensor de posição da pálpebra em um olho 1700. O sistema é incorporado a uma lente de contato 1702. As pálpebras superior e inferior são mostradas, com a pálpebra superior tendo locais possíveis 1701, 1703 e 1705 em ordem de fechamento crescente. A pálpebra inferior também é ilustrada com níveis de fechamento que correspondes à pálpebra superior; a saber, os locais 1707, 1709 e 1705. Quando as pálpebras são fechadas, as mesmas ocupam a mesma posição; a saber, 1705. A lente de contato 1702 de acordo com a modalidade inclui um conjunto de sensores 1704. Esse conjunto de sensores 1704 inclui um ou mais fotossensores. Nessa modalidade, o conjunto de sensores 1704 inclui doze (12) fotossensores 1706a a 17061. Com a pálpebra superior na posição 1701 e a pálpebra inferior na posição 1707, todos os fotossensores 1706a a 17061 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 1703 e 1709, os fotossensores superior e inferior 1706a e 1706b são cobertos, recebem menos luz que os outros fotossensores 1706c a 17061, e emitem uma corrente inferior de modo correspondente que pode ser detectada pelo circuito eletrônico. Com as pálpebras totalmente fechadas na posição 1705, todos os sensores 1706a a 17061 são cobertos com uma redução correspondente na corrente. Esse sistema pode ser utilizado para detectar a posição da pálpebra mediante a amostragem de cada fotossen-sor 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, por exemplo, 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 1706a*-1706Γ de um conjunto de sensores 1704' formam um padrão arqueado ao redor da pupila enquanto são verticalmente espaçados entre si conforme ilustrado, por exemplo, na Figura 17B. 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).

[00126] As Figuras 18A e 18B ilustram um sistema eletrônico 1800 no qual fotossensores de posição da pálpebra, conforme apresentado acima, são usados para acionar atividade em uma lente de contato 1802 ou, mais especificamente, em uma lente oftálmica energizada ou eletrônica. A Figura 18A mostra o sistema eletrônico 1800 na lente 1802 e a Figura 18B é uma vista explodida do sistema 1800. A luz 1801 é incidente sobre um ou mais fotossensores 1804, conforme anteriormente descrito em relação às Figuras 16A e 16B. Esses fotossensores 1804 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 1804, os amplificadores 1806, ou outro circuito adequado, podem ser necessários para condicionar os sinais de entrada para uso por circuitos subsequentes ou a jusante. Um multiplexador 1808 permi- te que um único conversor analógico-digital 1810 (ou ADC) aceite entradas de múltiplos fotossensores 1804. O multiplexador 1808 pode ser colocado imediatamente após os fotossensores 1804, antes dos amplificadores 1806, ou podem não ser usados dependendo das considerações para consumo de corrente, tamanho de matriz e complexidade de modelo. Visto que múltiplos fotossensores 1804 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 1806 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 1806 podem amplificar um sinal a um nível utilizável pelo restante do sistema, como dando ao sinal tensão e energia suficientes para ele ser capturado pelo ADC 1810. Por exemplo, os amplificadores 1806 podem ser necessários para direcionar blocos subsequentes, visto que a saída dos fotossensores 1804 pode ser bem pequena e pode ser usada em ambientes de luz baixa. Os amplificadores 1806 também podem ser implantados como amplificadores de ganho variável, sendo que o seu ganho pode ser ajustado por um controlador de sistema 1812 a fim de maximizar a faixa dinâmica do sistema 1800. Em adição ao fornecimento de ganho, os amplificadores 1806 podem incluir outro circuito de condicionamento de sinal analógico, como filtração e outro circuito adequado às saídas do fotossensor 1804 e do amplificador 1806. Os amplificadores 1806 podem ser qualquer dispositivo adequado para a amplificação e o condicionamento da saída de sinal pelo fotossensor 1804. Por exemplo, os amplificadores 1806 podem ser um único amplificador operacional, ou um circuito mais complicado que compreende um ou mais amplificado- res operacionais.

[00127] Conforme apresentado acima, os fotossensores 1804 e os amplificadores 1806 são configurados para detectar luz incidente 1801 em várias posições no olho e converter a corrente de entrada em um sinal digital utilizável essencialmente pelo controlador de sistema 1812. Em ao menos uma modalidade, o controlador de sistema 1812 é pré-programado para amostrar cada fotossensor 1804 no olho à frequência de uma luz de referência e fornecer um sinal de saída adequado para um circuito temporização 1814. Em ao menos uma modalidade, o controlador de sistema 1812 também inclui uma memória associada. O controlador de sistema 1812 pode combinar amostras recentes dos fotossensores 1804 a padrões pré-programados correlacionados a posições de pálpebras abertas e semicerradas. 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 1812 para detecção confiável. O sistema 1800 pode precisar diferenciar entre as alterações da posição da pálpebra, alterações normais na luz ambiente, sombras e outros fenômenos. A diferenciação pode ser realizada através de seleção apropriada da frequência de amostragem, ganho de amplificador e outros parâmetros de sistema, otimização de colocação de sensores na lente de contato, determinação de padrões de posição da pálpebra, gravação de luz ambiente, comparar cada fotossensor a fotossensores adjacentes e a outros fotossensores, e outras técnicas para discernir a posição da pálpebra de modo inequívoco.

[00128] Em ao menos uma modalidade, o ADC 1810 pode ser usado para converter uma saída de sinal analógico contínua proveniente dos amplificadores 1806, através do multiplexador e em um sinal digital amostrado adequado para processamento adicional do sinal. Por exemplo, o ADC 1810 pode converter uma saída de sinal analógico dos amplificadores 1806 em um sinal digital que pode ser utilizável pelos circuitos subsequentes ou a jusante, como um sistema ou microprocessador de processamento de sinal digital 1816. Um sistema de processamento de sinal digital ou processador de sinal digital 1816 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 1816 pode ser pré-programado com vários padrões de pálpebra. O processador de sinal digital 1816 inclui, também, memória associada em ao menos uma modalidade. O processador de sinal digital 1816 pode ser implantado utilizando-se circuito analógico, circuito digital, software e/ou, de preferência, uma combinação dos mesmos. O ADC 1810 junto com os amplificadores 1806 e o processador de sinal digital 1816 associados são ativados a uma taxa adequada em conformidade com a taxa de amostragem anteriormente descrita, por exemplo, a cada cem (100) ms.

[00129] Uma fonte de energia 1818 fornece energia para inúmeros componentes que incluem o sistema sensor de posição da pálpebra 1800. A fonte de energia 1818 pode, também, ser usada para fornecer energia a outros componentes na lente de contato. Um padrão da matriz de sensor de posição da pálpebra, processado de analógico para digital, pode possibilitar ativação do controlador de sistema 1812 ou uma porção do controlador de sistema 1812. Adicionalmente, o controlador de sistema 1812 pode controlar outros aspectos de uma lente de contato energizada dependendo da entrada do processador de sinal digital 1808.

[00130] Uma lente intraocular ou IOL é uma lente que é implantada no olho e substitui a lente do cristalino. Ela pode ser usada para indivíduos com cataratas ou simplesmente para tratar vários erros refrati-vos. Uma IOL compreende tipicamente uma pequena lente plástica com suportes laterais plásticos chamados hápticos para manter a lente na posição na da bolsa capsular no olho. Qualquer um dos elementos eletrônicos e/ou componentes aqui descritos pode ser incorporado em lOLs de uma maneira similar àquela das lentes de contato.

[00131] 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.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para atualizar uma frequência de oscilador de um oscilador presente a em uma lente de contato, o dito método caracterizado pelo fato de que compreende: receber, por um controlador de sistema na lente de contato, ao menos um sinal de uma fonte externa para fornecer informações que permitem o ajuste da frequência de oscilador do oscilador; após a recepção do sinal, computar um ajuste para a frequência de oscilador com base em informações contidas no ao menos um sinal, ajustar a frequência do oscilador de acordo com o ajuste computado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que computar e ajustar inclui, após um período de tempo, contar um número de transições no ao menos um sinal a partir do dispositivo externo por um período de tempo predeterminado; computar e comparar a contagem de transições a uma contagem esperada para o período predeterminado; ajustar para baixo a frequência do relógio quando a contagem de transições for baixa; ajustar para cima a frequência do relógio quando a contagem de transições for alta.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o ao menos um sinal inclui dois sinais espaçados em tempo um do outro por uma quantidade predeterminada; o ao menos um sinal inclui informações com relação ao tempo atual; calcular o ajuste para a frequência de relógio inclui determinar uma contagem de transições de referência com base no ao menos um sinal que deve ter ocorrido entre os dois sinais, pelo controlador de sistema, determinar um número de transições em uma saída do os-cilador que ocorre entre os dois sinais, pelo controlador de sistema, e comparar o número de transições à contagem de transições de referência.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a fonte externa é ao menos um dentre um telefone celular, uma torre de telefone celular, um sinal de transmissão pelo ar, uma estação base WiFi, um nó LiFi, e nós de rede sem fio ad hoc.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente: atualizar um relógio na lente de contato para se igualar ao tempo contido no ao menos um sinal, sendo que as informações são um sinal piloto; ajustar para cima a frequência do oscilador de relógio quando o tempo no relógio antes da atualização for lento em comparação com o tempo atualizado; e ajustar para baixo a frequência do oscilador quando o tempo no relógio antes da atualização for rápido em comparação com o tempo atualizado.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, registrar um tempo de base na memória do controlador do sistema, sendo que a base de tempo é ao menos um de um tempo inicial de operação para a lente de contato e um último tempo de atualização para a lente de contato, e sendo que o ajuste da frequência do oscilador inclui determinar um diferencial do tempo de atualização entre os tempos usados para ajustar a frequência de oscilador do oscilador, determinar um diferencial do tempo de operação entre o tempo no relógio antes da atualização e o tempo de base, determinar um desvio de tempo com base na relação entre o diferencial do tempo de atualização e o diferencial do tempo de operação, e ajustar a frequência de oscilador do oscilador com base em tal relação.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, solicitar a ao menos um sinal a partir da fonte externa.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a recepção do ao menos um sinal inclui detectar com a o menos uma luz de fotossensor; contar com o controlador de sistema o número de transições de luz ao longo de um período de tempo predeterminado; contar com o controlador de sistema, o número de transições na saída do oscilador durante o mesmo período de tempo predeterminado; e normalizar ao menos uma das contagens de transições para se igualar a uma frequência da outra contagem de transições, antes de comparar as contagens de transições, sendo que a contagem de transições da luz são as informações contidas no ao menos um sinal, sendo que as transições de luz são tremulações da luz.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a fonte externa é uma iluminação de interiores que tem uma frequência conhecida, a recepção do ao menos um sinal inclui detectar a luz com ao menos um fotossensor, determinar se um brilho da luz se igual a um limite de luz, quando o brilho se iguala ao limite de luz, o método com- preende, ainda, após a recepção do sinal, detectar a luz com o ao menos um fotossensor, contar com o controlador de sistema o número de transições de luz ao longo de um período de tempo predeterminado para determinar uma frequência de luz, normalizar a frequência de luz à frequência do oscilador antes de comparar a frequência do oscilador às informações, sendo que as informações são a frequência de luz.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a fonte externa é uma iluminação de interiores que tem uma frequência conhecida, a recepção do ao menos um sinal inclui detectar a luz com ao menos um fotossensor, o método compreende, ainda, após a recepção do sinal, contar com o controlador de sistema o número de transições de luz ao longo de um período de tempo predeterminado para determinar uma frequência de luz, normalizar a frequência de luz à frequência do oscilador antes de comparar a frequência do oscilador às informações, sendo que as informações são a frequência de luz.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a de iluminação de interiores é ao menos uma dentre iluminação fluorescente e iluminação LED.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente, receber uma entrada pela lente de contato que que identifica a frequência conhecida para iluminação fluorescente.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a entrada é ao menos uma dentre detecção de um modelo padrão de piscada e uma transmissão de uma outra fonte externa além da iluminação fluorescente.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a fonte externa é uma iluminação de interiores que tem uma frequência conhecida, a recepção do ao menos um sinal inclui detectar a luz com ao menos um fotossensor, determinar se um brilho da luz se igual a um limite de luz, quando o brilho se iguala ao limite de luz, o método compreende, ainda, após a recepção do sinal, detectar a luz com o ao menos um fotossensor, contar com o controlador de sistema o número de transições de luz ao longo de um período de tempo predeterminado para determinar uma frequência de luz, normalizar a frequência do oscilador à frequência de iluminação antes de comparar a frequência do oscilador às informações, sendo que as informações são o número de ciclos de luz.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ajustar a frequência do oscilador inclui ajustar um registro conectado eletricamente ao oscilador.

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ajustar a frequência do oscilador inclui ajustar ao menos um de um resistor variável e um capacitor variável para alterar a frequência do oscilador.

17. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente: transmitir um sinal de sincronização para uma segunda lente de contato que tem ao menos um de um sinal codificado e uma pluralidade de zeros e uns; e ajustar uma frequência do oscilador na segunda lente de contato com base no sinal de sincronização recebido da primeira lente.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente: transmitir um nível de desvio a partir da segunda lente de contato para a primeira lente de contato, transmitir a partir da primeira lente de contato para a segunda lente de contato um segundo sinal de sincronização que tem ao menos um de um sinal codificado e uma pluralidade de zeros e uns, ajustar a frequência do oscilador na segunda lente de contato, com base no segundo sinal de sincronização recebido da primeira lente, transmitir um nível de desvio atualizado a partir da segunda lente de contato para a primeira lente de contato, comparar os níveis de desvio com a primeira lente de contato, quando uma diferença entre os níveis de desvio for maior que um limite de desvio, repetir a transmissão do segundo sinal de sincronização, ajustar a frequência do oscilador em resposta ao segundo sinal de sincronização, e transmitir o nível de desvio atualizado.

19. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente: enviar um ping de sincronização a partir da lente de contato para a uma segunda lente de contato; configurar um acumulador em zero na segunda lente de contato; contar cada ciclo com o acumulador na segunda lente de contato; enviar um segundo ping de sincronização a partir da lente de contato para a segunda lente de contato, comparar os conteúdos do acumulador a um limite de ping com um controlador de sistema na segunda lente de contato; e ajustar a frequência de relógio na segunda lente de contato, com base na comparação com o controlador de sistema na segunda lente de contato.

20. Método para atualizar um relógio presente em uma lente de contato, o dito método caracterizado pelo fato de que compreende: transmitir um sinal de tempo a partir de um controlador de tempo através de um sistema transmissor na lente de contato para um dispositivo externo; receber no dispositivo externo, o sinal de tempo; comparar no dispositivo externo, o sinal de tempo recebido com o tempo atual em um relógio no dispositivo externo para determinar uma correção do tempo; quando a correção for mais do que um tempo-limite: transmitir um sinal de correção de tempo com base na correção de tempo a partir do dispositivo externo para a lente de contato, receber o sinal de correção de tempo pelo controlador de sistema na lente de contato, e atualizar o tempo na lente de contato pelo controlador de sistema com base no sinal de correção de tempo; e quando a correção de tempo for menor ou igual ao limite, transmitir um sinal a partir do dispositivo externo para o controlador do sistema que o tempo está correto.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o sinal de correção de tempo inclui a correção de tempo.

22. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o sinal de correção de tempo inclui um ajuste de frequência com base em ajustar para cima uma frequência de oscilador de um osci-lador na lente de contato quando a correção de tempo mostrar que o tempo na lente de contato está atrás do tempo no dispositivo externo; ajustar para baixo a frequência do oscilador para o oscilador na lente de contato quando a correção de tempo mostrar que o tempo na lente de contato está na frente do tempo no dispositivo externo.

23. Método para atualizar um relógio presente em uma lente de contato, o dito método caracterizado pelo fato de que compreende: registrar um tempo de base na memória pelo controlador de sistema, sendo que o tempo de base é ao menos um dentre um tempo inicial de operação para a lente de contato e um último tempo de atualização para a lente de contato; receber, por um controlador de sistema na lente de contato, ao menos um sinal a partir de uma fonte externa um tempo atual externo; determinar um diferencial do tempo de operação entre o tempo de base e um tempo atual no relógio; determinar um diferencial do tempo de atualização entre o tempo atual no relógio e o tempo atual externo; atualizar o relógio com o tempo atual externo recebido pelo sistema controlador; determinar um desvio de tempo com base na relação entre o diferencial do tempo de atualização e o diferencial do tempo de operação; e ajustar uma frequência do oscilador com base em tal relação.

24. Método para sincronizar frequências entre duas lentes, o dito método caracterizado pelo fato de que compreende: transmitir de uma primeira lente de contato um sinal de sincronização para uma segunda lente de contato que tem ao menos um de um sinal codificado e uma pluralidade de zeros e uns; ajustar uma frequência de oscilador na segunda lente de contato, com base no sinal de sincronização recebido da primeira lente; transmitir um nível de desvio a partir da segunda lente de contato para a primeira lente de contato, transmitir a partir da primeira lente de contato para a segunda lente de contato um segundo sinal de sincronização que tem ao menos um de um sinal codificado e uma pluralidade de zeros e uns, ajustar a frequência do oscilador na segunda lente de contato, com base no segundo sinal de sincronização recebido da primeira lente, transmitir um nível de desvio atualizado a partir da segunda lente de contato para a primeira lente de contato, comparar os níveis de desvio com a primeira lente de contato, quando uma diferença entre os níveis de desvio for maior que um limite de desvio, repetir a transmissão do segundo sinal de sincronização, ajustar a frequência do oscilador em resposta ao segundo sinal de sincronização, transmitir o nível de desvio atualizado, e comparar os níveis de desvio.