CN104020579A - 具有发射器-检测器对传感器的电子式眼科透镜 - Google Patents

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CN104020579A CN201310113954.9A CN201310113954A CN104020579A CN 104020579 A CN104020579 A CN 104020579A CN 201310113954 A CN201310113954 A CN 201310113954A CN 104020579 A CN104020579 A CN 104020579A
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Abstract

本发明提供了一种发射器-检测器对传感器，所述发射器-检测器对传感器可被结合到动力式或电子式眼科透镜中。所述发射器-检测器对传感器可被配置成确定所述传感器与其路径上的物体的距离。根据该信息，所述眼科透镜的系统控制器可向所述眼科透镜的致动器输出信号，以控制所述眼科透镜的可变屈光度光学器件。

Description

具有发射器-检测器对传感器的电子式眼科透镜
背景技术
1.技术领域
本发明涉及一种动力式或电子式眼科透镜，其具有传感器以及相关联的硬件和软件，用于检测或确定与附近物体的距离，并且更具体地涉及一种动力式或电子式眼科透镜，其具有传感器和相关联的硬件和软件，用于检测或确定与附近物体的距离，从而改变可变屈光度光学器件的焦距。
2.相关领域描述
随着电子装置持续小型化，变得越来越有可能产生用于多种用途的可佩戴的或可嵌入的微电子装置。此类用途可包括监视身体化学性质的各方面、响应于测量或者响应于外部控制信号经由各种机构(包括自动地)施用受控剂量的药物或治疗剂、以及增强器官或组织的性能。此类装置的例子包括葡萄糖输注泵、起搏器、去纤颤器、心室辅助装置和神经刺激器。一种新型尤其有用于应用领域的是眼科可佩戴透镜和接触透镜。例如，可佩戴透镜可被结合透镜组件，该透镜组件具有电子可调节焦点，以增强或提高眼的性能。在另一个例子中，无论具有还是不具有可调式焦距，可佩戴的接触透镜都可包含电子传感器，以检测角膜前(泪)膜中特定化学物质的浓度。在透镜组件中使用嵌入式电子器件会引入如下潜在的需求：需要与电子器件通信，需要一种对这些电子器件供电和/或重新供能的方法，需要将电子器件互连，需要内部和外部传感和/或监视，以及需要控制电子器件和透镜的总体功能。
人眼睛具有辨别上百万种颜色的能力、易于调节以改变光照条件的能力、以及以超过高速互联网连接的速率将信号或信息传输到大脑的能力。当前，透镜诸如接触透镜和眼内透镜被用来矫正视力缺陷，诸如近视(近视眼)、远视(远视眼)、老花眼和散光。然而，结合附加组件的适当设计的透镜可用来提高视力以及矫正视力缺陷。
接触透镜可用于矫正近视、远视、散光以及其他视觉灵敏度缺陷。接触透镜也可用于增强佩戴者的眼睛的自然外观。接触透镜或“触体”只是放置在眼睛的前表面上的透镜。接触透镜被视为医疗装置并且可被佩戴以矫正视力和/或用于美容或其他治疗原因。自20世纪50年代起，市场上就可购买到改善视力的接触透镜。早期的接触透镜由硬性材料构成或加工成形，相对较为昂贵并且易碎。此外，这些早期的接触透镜由如下材料制成，所述材料不允许足够的氧气穿过接触透镜传输到结膜和角膜，这可潜在地引起许多不良临床效应。尽管仍使用这些接触透镜，但它们因其不良的初始舒适度而并不适用于所有患者。该领域的后续发展产生了基于水凝胶的软性接触透镜，所述软性接触透镜在当今极为流行且被广泛应用。具体地，当今可用的有机硅水凝胶接触透镜将具有极高透氧度的有机硅的有益效果与水凝胶的经证实的舒适度和临床性能结合在一起。本质上，与由早期硬性材料制得的接触透镜相比，这些基于有机硅水凝胶的接触透镜具有更高的透氧度并且通常具有更高的佩戴舒适度。
常规的接触透镜为具有特定形状的聚合物结构，以如上所简述的矫正各种视力问题。为了获得增强的功能，必须将各种电路和组件集成到这些聚合物结构中。例如，控制电路、微处理器、通信装置、电源、传感器、致动器、发光二极管和微型天线可经由定制内置的光电组件被集成到接触透镜中，以不仅矫正视力，而且提高视力，以及提供如本文所解释的附加的功能。电子式和/或动力式接触透镜可被设计成经由放大和缩小能力或者仅只是通过改变透镜的屈光力来提供提高的视力。电子式和/或动力式接触透镜可被设计成增强颜色和分辨率、显示纹理信息、将语音实时转变为字幕、提供导航系统的视觉提示、以及提供图像处理和互联网接入。透镜可被设计成允许佩戴者在低光照条件下视物。在透镜上适当设计的电子器件和/或电子器件布置可允许例如在没有可变焦光学透镜的情况下将图像投射到视网膜上，提供新型图像显示装置，并且甚至提供唤醒警示。作为另一种选择或者除了这些功能或类似功能中任一种之外，接触透镜可结合有用于非入侵地监视佩戴者的生物标记物的组件和健康指示器。例如，通过分析泪液膜的成分，内置于透镜中的传感器可允许糖尿病患者监视血糖水平，而不需要抽血。此外，适当配置的透镜可结合用于监视胆固醇、钠和钾水平的传感器、以及其它生物标记物。这与无线数据发送器联接可允许医师几乎立即得到患者的血液化学性质，而不需要患者浪费时间去实验室并进行抽血。此外，可利用内置于透镜中的传感器来检测入射到眼睛上的光，以补偿环境光照条件或者用于确定眨眼模式。
装置的适当组合可产生潜在无限的功能；然而，存在与将额外组件结合到光度聚合物部件上相关联的多种困难。通常，由于多种原因难以在透镜上直接制造此类组件，并且难以将平面装置安装和互连在非平面表面上。还难以按比例制造。待放置在透镜上或透镜中的组件需要小型化且集成到仅1.5平方厘米的透明聚合物上，同时保护这些组件不受眼睛上液体环境的影响。由于附加组件的增加的厚度还难以制造对于佩戴者而言舒适且安全的接触透镜。
考虑到诸如接触透镜的眼科装置的面积和体积限制以及其使用环境，装置的物理实现必须克服多个问题，包括将多个电子组件安装和互连在非平面表面上，这些电子组件的大多数包括光学塑料。因此，需要提供机械稳固和电气稳固的电子接触透镜。
由于这些是动力式透镜，因而考虑到在眼科透镜规模上的电池技术，用于驱动电子器件的能量或更具体地电流消耗是一个关切的问题。除正常的电流消耗外，该性质的动力式装置或系统一般需要待机电流储备，需要具有精确的电压控制和切换能力以确保在潜在的许多种操作参数条件下操作，并且需要在可能保持闲置多年之后进行突然的电流消耗(例如在单次充电后至多十八(18)个小时的消耗)。因此，需要一种在提供所需电力的同时在低成本、长期可靠的服务、安全以及尺寸方面最优化的系统。
此外，由于与动力式透镜相关联的功能复杂度以及构成动力式透镜的所有组件之间的高的相互作用水平，需要协调和控制构成动力式眼科透镜的电子器件和光学器件的总体操作。因此，需要一种用于控制所有其他组件的操作的系统，所述系统安全、低成本且可靠，具有低的能量消耗速率并且尺寸可被缩小成能结合到眼科透镜中。
动力式或电子式眼科透镜可能必须考虑到利用所述动力式或电子式眼科透镜的个体的某些独特生理机能。更具体地，动力式透镜可能必须考虑到眨眼，包括在给定时间周期中的眨眼次数、眨眼的持续时间、眨眼之间的时间以及任何数目的可能的眨眼模式，例如，如果个体正在打瞌睡。眨眼检测也可被用于提供某些功能，例如可利用眨眼作为控制动力式眼科透镜的一个或多个方面的方法。另外，在确定眨眼时，必须考虑到外部因素，例如光强度水平的变化、以及人的眼睑所阻挡的可见光的量。例如，如果房间中的照明水平介于五十四(54)和一百六十一(161)勒之间，则光传感器应足够灵敏地检测在人眨眼时所发生的光强度变化。
环境光传感器或光传感器被用于许多系统和产品中，例如用于电视中以根据房间光照来调节亮度、用于灯中以在黄昏时开启、以及用于电话中以调节屏幕亮度。然而，这些当前使用的传感器系统对于被结合到接触透镜中而言不够小和/或不具有足够低的能量消耗。
还重要的是应注意，可使用针对人眼睛的计算机视觉系统(例如被数字化至计算机中的照相机)来实现不同类型的眨眼检测器。在计算机上运行的软件可识别各种视觉模式，例如睁眼和闭眼。这些系统可被用于眼科临床设置中以用于诊断目的和研究。不同于上述检测器和系统，这些系统旨在于眼睛外使用并且是用于向眼睛看去而非从眼睛向外看。尽管这些系统并没有小到足以结合到接触透镜中，但所利用的软件可与结合动力式接触透镜工作的软件相似。这两种系统中的每一种均可包含人工神经网络的软件实现，所述人工神经网络从输入学习并相应地调节它们的输出。作为另外一种选择，可利用包含统计数据、其他自适应性算法、和/或信号处理的基于非生物的软件实现来形成智能系统。
因此，需要一种用于检测某些生理机能(例如眨眼)并根据传感器所检测到的眨眼序列的类型利用这些生理机能来激活和/或控制电子式或动力式眼科透镜的装置和方法。所用传感器的尺寸和配置必须适合用于接触透镜中。
发射器-检测器对常见于各种领域/技术并且用于检测物体的存在和位置。例如，红外(IR)发光二极管(LED)发射器与半导体检测器联接，以确定手与纸巾或皂液器的接近度。发射器-检测器对还常见于室内照明和警报系统的存在感测，例如当用户进入房间时触发灯开启或当入侵者进入时触发警报。此类系统可包括全局红外照明和红外照相机，而其他系统可包括联接在发射器与检测器之间的紧固器，例如，窄视场红外发射器，其仅联接到数英寸内的传感器并且与检测器时间同步。
发射器-检测器对还常见于摄影和录像。可在照相机自动聚焦系统中使用超声系统确定物体的位置。其他自动聚焦系统可在环境光和/或发射光下使用，例如，当清除透镜的焦距时，对比检测算法可用于通过图像传感器捕获的一系列图像。在一些低照明的情况下，照相机将发出闪光或光束并记录映像，从而确定待捕获的图像是否聚焦。如果不是，照相机将命令伺服系统改变物镜上的焦距。
确定物体位置可用于确定包括可变屈光度光学器件的眼科透镜的所需焦距，例如，确定老花透镜用户是否预期聚焦到近距离书本或远处的路标。因此，发射器-检测器可用于电子眼科装置。然而，现有发射器-检测器对并不完全适用于电子式或动力式眼科透镜。因此，需要具有被结合到眼科透镜的所需特性的发射器-检测器对，所述特性包括物理尺寸、电流和/或能量消耗、与目光的相关性以及许多其他因素。
发明内容
根据本发明的具有发射器-检测器对传感器的电子式眼科透镜克服了上面所简述的与现有技术相关联的局限性。
根据一个方面，本发明涉及一种动力式眼科透镜。动力式眼科透镜包括接触透镜，该接触透镜包括光学区和周边区，以及发射器-检测器对传感器系统，所述发射器-检测器对传感器系统被结合到所述接触透镜的周边区中，所述发射器-检测器对传感器系统包括发射器、检测器、控制器、以及至少一个致动器，所述发射器用于发送信号，所述检测器用于捕获所述信号的反射，所述控制器与所述发射器和检测器可操作地关联，配置成确定所述接触透镜与物体之间的距离并根据所述确定的距离输出控制信号，所述至少一个致动器配置成接收所述控制信号并实现预定的功能。
根据另一个方面，本发明涉及一种动力式眼科透镜。动力式眼科透镜包括接触透镜，和发射器-检测器对传感器系统，所述发射器-检测器对传感器系统被结合到所述接触透镜中，所述发射器-检测器对传感器系统包括发射器、检测器、控制器、以及至少一个致动器，所述发射器用于发送信号，所述检测器用于捕获所述信号的反射，所述控制器与所述发射器和检测器可操作地关联，配置成确定所述接触透镜与物体之间的距离并根据所述确定的距离输出控制信号，所述至少一个致动器配置成接收所述控制信号并实现预定的功能。
根据另一个方面，本发明涉及一种动力式眼科透镜。动力式眼科透镜包括眼内透镜，和发射器-检测器对传感器系统，所述发射器-检测器对传感器系统被结合到所述眼内透镜中，所述发射器-检测器对传感器系统包括发射器、检测器、控制器、以及至少一个致动器，所述发射器用于发送信号，所述检测器用于捕获所述信号的反射，所述控制器与所述发射器和检测器可操作地关联，配置成确定所述接触透镜与物体之间的距离并根据所述确定的距离输出控制信号，所述至少一个致动器配置成接收所述控制信号并实现预定的功能。
本发明更一般地涉及一种包括电子系统的动力式接触透镜，所述电子系统执行任何数量的功能，包括致动可变焦光学器件(如果包括的话)。所述电子系统包括一个或多个电池或其他电源、电力管理电路、一个或多个传感器、时钟产生电路、控制算法和电路、以及透镜驱动器电路。
新生儿眼睛的水晶体具有一定程度的柔软性和弯曲性，使其极具柔性并且能够具有较大的适应或聚焦程度。随着人们变老，水晶体逐渐变得越加坚硬，因此，眼睛的适应程度降低，或者使自然晶状体弯曲，从而聚焦到距观察者相对较近的物体上。这种情况被称为远视。
正屈光度透镜可用于恢复水晶体所损失的聚焦屈光度。正屈光度透镜可采用老花镜、双焦点眼镜或三焦点眼镜的形式。当个体不需要对距离进行折射矫正时，可易于使用老花镜。然而，透过老花镜观察时，远处的物体将变模糊。如果个体已经佩戴近视眼镜、远视眼镜和/或散光眼镜，那么可将正屈光度以双焦点或三焦点透镜的形式添加到现有眼镜。还可佩戴接触透镜以解决老花眼问题。在一种类型的此类透镜中，围绕透镜的几何中心同心地布置远距视区和近距视区。穿过透镜的光学区的光集中和聚焦在眼睛中的多于一个的点处。这些透镜常用于同视模式。在同视模式中，对于远距和近距聚焦的透镜光学区的部分可同时从两种物体距离聚焦光。缺点是图像质量和图像对比度可能降低。
在另一种类型的接触透镜(即分段透镜)中，近距视区和远距视区不是围绕透镜的几何中心同心的。分段透镜的佩戴者能够触及透镜的近距视区，因为透镜被配置成允许其自身相对于佩戴者眼睛的瞳孔平移或竖直地运动。当透镜佩戴者向下转移目光，例如阅读时，该平移式透镜竖直地运动。这将近视部分向上地定位在佩戴者目光的中心内。穿过光学区的光中的基本上全部均可基于目光而聚焦在眼睛中的单个点处。
如上所述，电子式或动力式眼科透镜，或更具体地电子式或动力式接触透镜可执行任何数量的功能，包括致动可变屈光度光学器件。因此，如果动力式眼科透镜包括可变屈光度光学器件，佩戴透镜的个体可增加他或她的加光屈光度以观察近处的物体，或者降低他或她的加光屈光度以观察远处的物体。换句话讲，动力式接触透镜可为老花眼个体提供非凡的有益效果。可通过多种方式实现对可变屈光度光学器件的控制。根据本发明，可将发射器-检测器对传感器结合到接触透镜中，以自动控制可变屈光度光学器件。发射器-检测器对传感器是只发送来自发射器电路的信号的装置，所述信号从信号路径中的物体反射回来并通过检测器电路捕获。通过传输的能量和从发射到检测消失的时间，可确定从发射器-检测器对传感器到物体的距离。可将该信息输入动力式接触透镜的系统控制器，该控制器因此命令致动器调节可变屈光度光学器件。
红外发射器-检测器对传感器可尤其有利于基本物体或障碍物检测，并且易于实现。本发明采用该基本电路并且将其实现为结合到接触透镜中。
附图说明
下文是附图所示的本发明优选实施例的更为具体的说明，通过这些说明，本发明的上述及其他特征和优点将显而易见。
图1示出根据本发明的一些实施例的包括眨眼检测系统的示例性接触透镜。
图2示出根据本发明的入射于眼睛表面上的光与时间的关系的图示，其示出在各种光强度水平下所记录的可能的无意的眨眼模式与时间的关系以及基于最大和最小光强度水平之间的某一点的可用阈值水平。
图3是根据本发明的眨眼检测系统的示例性状态转换图。
图4是根据本发明的用于对所接收的光信号进行检测和取样的光检测路径的图示。
图5是根据本发明的数字调节逻辑的方框图。
图6是根据本发明的数字检测逻辑的方框图。
图7是根据本发明的示例性时序图。
图8是根据本发明的数字系统控制器的图示。
图9是根据本发明的用于自动增益控制的示例性时序图。
图10是根据本发明的示例性集成电路管芯上的光阻挡区域和光通过区域的图示。
图11是根据本发明的用于动力式接触透镜的示例性电子插件(包括眨眼检测器)的图示。
图12是根据本发明的结合到动力式眼科透镜中的定向发射器-检测器对的图示。
图13是根据本发明的所需焦距与通过距离检测发射器-检测器与接收到的信号之间的关系的图示。
具体实施方式
常规的接触透镜为具有特定形状的聚合物结构，以如上所简述的矫正各种视力问题。为了获得增强的功能，可将各种电路和组件集成到这些聚合物结构中。例如，控制电路、微处理器、通信装置、电源、传感器、致动器、发光二极管和微型天线可经由定制内置的光电组件被集成到接触透镜中，以不仅矫正视力，而且提高视力，以及提供如本文所解释的附加的功能。电子式和/或动力式接触透镜可被设计成经由放大和缩小能力或者仅仅只是通过改变透镜的屈光力而提供提高的视力。电子式和/或动力式接触透镜可被设计成增强颜色和分辨率、显示纹理信息、将语音实时转变为字幕、提供导航系统的视觉提示、以及提供图像处理和互联网接入。透镜可被设计成允许佩戴者在低光照条件下视物。透镜上适当设计的电子器件和/或电子器件布置可允许例如在没有可变焦光学透镜的情况下将图像投射到视网膜上，提供新型图像显示装置，并且甚至提供唤醒警示。作为另一种选择或者除了这些功能或类似功能中任一种之外，接触透镜可结合有用于非入侵地监视佩戴者的生物标记物的组件和健康指示器。例如，通过分析泪液膜的组分，内置于透镜中的传感器可允许糖尿病患者监视血糖水平，而不需要抽血。此外，适当配置的透镜可结合用于监视胆固醇、钠和钾水平的传感器、以及其它生物标记物。这与无线数据发送器联接可允许医师能够几乎立即得到患者的血液化学性质，而不需要患者浪费时间去实验室进行抽血。此外，可利用内置于透镜中的传感器来检测入射到眼睛上的光，以补偿环境光照条件或者用于确定眨眼模式。
本发明的电动式或电子式接触透镜包括必要元件，以矫正和/或提高具有一种或多种上述视力缺陷的患者的视力，或者以其它方式执行有用的眼科功能。此外，电子式接触透镜可只是用来提高正常的视力，或者提供如上所述的种种功能。电子接触透镜可包括可变焦光学透镜，嵌入到接触透镜中的组装的前光学器件，或者仅简单地嵌入任何合适功能的电子器件而没有透镜。本发明的电子透镜可被结合到任何数量的上述接触透镜中。此外，眼内透镜也可结合本文所述的各种组件和功能。然而，为了容易解释，本公开将集中于用于矫正视力缺陷的单次使用的日抛型电子接触透镜。
本发明可用于包括电子系统的动力式眼科透镜或动力式接触透镜，所述电子系统用于致动可变焦光学器件或任何其他配置成实现可被执行的任何数量的诸多功能的一种或多种装置。所述电子系统包括一个或多个电池或其他电源、电力管理电路、一个或多个传感器、时钟产生电路、控制算法和电路、以及透镜驱动器电路。这些组件的复杂度可根据透镜所要求或所期望的功能而异。
对电子式或动力式眼科透镜的控制可通过与透镜通信的手动操作式外部装置(例如手持式遥控单元)来实现。例如，短表链可根据佩戴者的人工输入来与动力式透镜进行无线通信。作为另外一种选择，对动力式眼科透镜的控制可通过直接来自于佩戴者的反馈信号或控制信号来实现。例如，内置于透镜中的传感器可检测眨眼和/或眨眼模式。基于眨眼模式或眨眼序列，为了聚焦于近处的物体或远处的物体，动力式眼科透镜可改变状态，例如改变其屈光力。
作为另外一种选择，动力式或电子式眼科透镜中的眨眼检测可用于其中在使用者与电子式接触透镜之间存在相互作用的各种其他用途，例如激活另一电子装置或向另一电子装置发送命令。例如，眼科透镜中的眨眼检测可与计算机上的照相机结合使用，其中照相机跟踪眼睛在计算机屏幕上运动的位置，并且当使用者执行被眨眼检测检测到的眨眼序列时，引起鼠标指针执行命令，例如双击某一个项、突出显示某一个项或选择菜单项。
眨眼检测算法是系统控制器的组件，用于检测眨眼的特性，例如检测眼睑是张开的还是闭合的、眨眼的持续时间、眨眼之间的持续时间、以及在给定时间周期中的眨眼次数。根据本发明的算法依赖于以某一取样速率对入射于眼睛上的光取样。存储预确定的眨眼模式，并与入射光样本的最近历史进行比较。当模式相匹配时，眨眼检测算法可触发系统控制器中的活动，例如以激活透镜驱动器以改变透镜的屈光力。
眨眼是指眼睑的快速闭合和张开，并且是眼睛的基本功能。眨眼能保护眼睛免受异物损伤，例如当有物体意外地出现在眼睛附近时，个体便会眨眼。眨眼能通过眼泪的展布而在眼睛的前表面上提供润滑作用。眨眼还能从眼睛移除污染物和/或刺激物。正常情况下，眨眼是自动完成的，但外部刺激可能会导致眨眼，例如在有刺激物的情况下。然而，眨眼也可能是有目的的，例如对于不能通过语言或通过手势进行交流的个体可通过眨眼一次来表示“是”、通过眨眼两次来表示“否”。本发明的眨眼检测算法和系统利用不会与正常眨眼响应相混淆的眨眼模式。换句话讲，如果要将眨眼用作为用于控制动作的方法，则为给定动作所选择的特定模式便不会无规地出现；否则，可能出现无意的动作。由于眨眼速度可受到若干因素(包括疲劳、眼睛受伤、用药和疾病)的影响，用于控制目的的眨眼模式优选地考虑到这些因素以及任何其他影响眨眼的变量。无意眨眼的平均长度在约一百(100)至四百(400)毫秒的范围内。一般的成年男人和女人以每分钟十(10)次无意眨眼的速率眨眼，并且两次无意眨眼之间的平均时间是0.3秒至七十(70)秒。
可将眨眼检测算法的示例性实施例归纳在以下步骤中：
1.定义使用者将执行的有意的“眨眼序列”以用于积极的眨眼检测。
2.以与所述眨眼序列的检测一致的速率对入射光水平取样并剔除无意的眨眼。
3.将取样的光水平的历史与预期的“眨眼序列”进行比较，所述“眨眼序列”由数值构成的眨眼模板来定义。
4.任选地，实现眨眼“遮罩”序列以指示在比较期间所要忽略的模板的部分，例如近处的转变。这可允许使用者偏离所期望的“眨眼序列”，例如加一或减一(1)错误窗口，其中可能出现以下中的一者或多者：透镜激活、控制以及焦距改变。另外，这可允许改变眨眼序列的使用者时序。
示例性的眨眼序列可定义如下：
1.眨眼(闭合)0.5s
2.睁开0.5s
3.眨眼(闭合)0.5s
在一百(100)ms的取样速率下，二十(20)个样本的眨眼模板表示为：
blink_template＝[1，1，1，0，0，0，0，0，1，1，1，1，1，0，0，0，0，0，1，1]。
眨眼遮罩被定义为将在跃迁之后立即出现的样本遮去(0用于遮去或忽略样本)，并且表示为：
blink_mask＝[1，1，1，0，1，1，1，1，0，1，1，1，1，0，1，1，1，1，0，1]。
任选地，可遮去更宽的跃迁区域以允许更大的时序不确定性，并且表示为：
blink_mask＝[1，1，0，0，1，1，1，0，0，1，1，1，0，0，1，1，1，0，0，1]。
可实现替代的模式，例如单次长的眨眼，在这种情况下是具有24个样本的模板的1.5s眨眼，表示为：
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]。
重要的是应注意：上述例子只用于示例性目的，而并不代表具体的一组数据。
可通过将样本历史与模板和遮罩进行逻辑比较来实现检测。逻辑运算是逐位地对模板和样本历史序列进行异或(XOR)运算，然后验证所有未被遮罩的历史位与模板相匹配。例如，如在以上眨眼遮罩样本中所示，在眨眼遮罩的序列的值为逻辑1的每个位置上，眨眼必须与所述序列的该位置上的眨眼遮罩模板相匹配。然而，在眨眼遮罩的序列的值为逻辑0的每个位置上，不需要眨眼与所述序列的该位置上的眨眼遮罩模板相匹配。例如，可利用如在中编码的以下布林算法方程。
matched＝not(blink_mask)|not(xor(blink template，test_sample))，
其中test_sample是样本历史。匹配值是与眨眼模板、样本历史以及blink_mask具有相同长度的序列。如果匹配序列全部为逻辑1，则已出现了良好匹配。将其分解，not(xor(blink_template，test_sample))对每处失配均得出逻辑0，并且对每处匹配均得出逻辑1。与反相遮罩进行逻辑或运算迫使匹配序列中的每个位置在遮罩为逻辑0之处变成逻辑1。因此，在眨眼遮罩模板中，该处值被规定为逻辑0的越多，与人的眨眼相关联的错误容限就越大。是用于数值计算、可视化和编程的一种高级语言和实现，并且是位于美国马萨诸塞州的Natick的MathWorks公司的产品。还重要的是应注意，眨眼遮罩模板中逻辑0的数目越大，则与预期的或所希望的眨眼模式相匹配的误报的可能性越大。应当理解，可将各种预期的或希望的眨眼模式编程到装置中，其中每次有一个或多个眨眼模式是现用的。更具体地，可将多个预期的或希望的眨眼模式用于同一目的或功能、或者用于实现不同的或替代的功能。例如，可利用一个眨眼模式使所希望的物体上的透镜拉近或拉远，同时可利用另一眨眼模式使透镜上的另一装置(例如泵)来递送一剂治疗剂。
图1以方框图形式示出根据本发明示例性实施例的接触透镜100，所述接触透镜包括电子眨眼检测器系统。在该示例性实施例中，电子眨眼检测器系统可包括光传感器102、放大器104、模数转换器或ADC106、数字信号处理器108、电源110、致动器112和系统控制器114。
当接触透镜100放置于使用者眼睛的前表面上时，可利用眨眼检测器系统的电子电路来实现本发明的眨眼检测算法。光传感器102以及其他电路配置成检测眨眼和/或由使用者的眼睛作出的各种眨眼模式。
在该示例性实施例中，光传感器102可被嵌入接触透镜100中并接收环境光101，由此将入射光子转换成电子并从而产生电流(由箭头103指示)，以流入放大器104中。光传感器或光检测器102可包括任何适合的装置。在一个示例性实施例中，光传感器102包括光二极管。在优选的示例性实施例中，光二极管在互补金属氧化物半导体(CMOS加工技术)中实现，以增大集成能力并减小光传感器102和其他电路的总体尺寸。电流103与入射光水平成比例，并在光检测器102被眼睑覆盖时显著减小。放大器104产生与输入成比例的放大的输出，并可用作将输入电流转换成输出电压的转阻抗放大器。放大器104可将信号放大到可供系统的其余部分使用的水平，例如使信号具有足够的电压和功率以被ADC106获取。例如，放大器可能是驱动后续区块所需的，因为光传感器102的输出可能相当小并可能在低光照环境中使用。放大器104可被实现为可变增益放大器，其增益可由系统控制器114以反馈布置方式调整，以使系统的动态范围最大化。除提供增益外，放大器104还可包括其他模拟信号调节电路，例如适合于光传感器102和放大器104的输出的滤波电路和其他电路。放大器104可包括任何适用于放大和调节由光传感器102输出的信号的装置。例如，放大器104可只是包括单个运算放大器或者包括一个或多个运算放大器的更复杂的电路。如上文所述，光传感器102和放大器104配置成根据通过眼睛所接收的入射光强度来检测和分离眨眼序列，并将输入电流转换成最终可由系统控制器114使用的数字信号。系统控制器114优选地被预编程或预配置以在各种光强度水平条件下识别各种眨眼序列和/或眨眼模式，并向致动器112提供适合的输出信号。系统控制器114还包括相关联的存储器。
在该示例性实施例中，ADC106可用于将从放大器104输出的连续的模拟信号转换成适合于进一步信号处理的取样的数字信号。例如，ADC106可将从放大器104输出的模拟信号转换成可供后续或下游电路(例如数字信号处理系统或微处理器108)使用的数字信号。数字信号处理系统或数字信号处理器108可用于包括以下中的一者或多者的数字信号处理：滤波、处理、检测、以及以其他方式操纵/处理取样的数据，以允许供下游使用的入射光检测。数字信号处理器108可预编程有上述眨眼序列和/或眨眼模式。数字信号处理器108还包括相关联的存储器。数字信号处理器108可利用模拟电路、数字电路、软件、或其组合来实现。在示出的示例性实施例中，数字信号处理器108在数字电路中实现。ADC106连同相关联的放大器104和数字信号处理器108是以与前述取样速率一致的适合的速率激活的，例如每一百(100)ms激活一次。
电源110为构成眨眼检测系统的诸多组件供电。电力可由电池、能量采集器、或本领域中普通技术人员所知的其他适合的方法提供。实质上，可利用任何类型的电源110来为系统的所有其他组件提供可靠的电力。可利用眨眼序列来改变系统和/或系统控制器的状态。此外，系统控制器114可根据来自数字信号处理器108的输出来控制动力式接触透镜的其他方面，例如通过致动器112来改变电子控制式透镜的焦距或屈光力。
系统控制器114使用来自光传感器链(即光传感器102、放大器104、ADC106和数字信号处理系统108)的信号对取样的光水平与眨眼激活模式进行比较。参见图2，其示出在各种光强度水平下所记录的眨眼模式样本与时间和可用阈值水平的图示。因此，通过考虑到各种因素，可减少和/或防止在对入射于眼睛上的光取样时的眨眼检测错误，例如考虑到在不同位置和/或在执行各种活动时光强度水平的变化。另外，当对入射于眼睛上的光取样时，通过考虑到环境光强度的变化可能对眼睛和眼睑造成的影响，也可减少和/或防止眨眼检测错误，例如在低强度光水平和高强度光水平下当眼睑闭合时眼睑阻挡多少可见光。换句话讲，为防止利用错误的眨眼模式进行控制，优选地应考虑环境光的水平，这将在下文进行更详细的解释。
例如在研究中，已发现眼睑平均能阻挡约百分之九十九(99)的可见光，但在较短的波长处，透射过眼睑的光趋于越少，从而阻挡约99.6％的可见光。在朝向光谱的红外线部分的较长波长处，眼睑可阻挡仅百分之三十(30)的入射光。然而重要的是应注意，不同频率、波长和强度的光可能以不同的效率透射过眼睑。例如，当注视亮的光源时，个体可在他或她的眼睑闭合时看到红色光。基于个体(例如个体的皮肤色素沉着)，在眼睑阻挡多少光上也可能存在变化。如图2所示，在七十(70)秒的时间间歇中模拟眨眼模式在各种光照水平下的数据样本，其中在模拟过程中记录透射过眼睛的可见光强度水平，并示出可使用的阈值。阈值被设定为处于在模拟过程中在不同的光强度水平下针对样本眨眼模式所记录的可见光强度的峰峰值之间的值。在跟踪光水平随时间的平均值并调节阈值的同时具有对眨眼模式进行预编程的能力对于能够检测某个个体何时眨眼而言可能非常重要，这与个体不眨眼时和/或仅在某一区域中存在光强度水平变化时不同。
现在再次参见图1，在其他替代的示例性实施例中，系统控制器114可从包括以下中的一者或多者的源接收输入：眨眼检测器、眼睛肌肉传感器、以及短表链控制装置。一般而言，对于本领域的技术人员可能显而易见的是，激活和/或控制系统控制器114的方法可能需要使用一种或多种激活方法。例如，电子式或动力式接触透镜可针对个体使用者编程，例如对透镜编程以识别个体的眨眼模式和个体的睫状肌两者在执行各种动作时的睫状肌信号，例如在聚焦于远处的物体或者聚焦于近处的物体上时。在某一示例性实施例中，使用多于一种方法激活电子式接触透镜(例如眨眼检测和睫状肌信号检测)可提供在激活接触透镜之前使每种方法相互交叉检查的能力。交叉检查的优点可包括消除误报，例如使无意间触发透镜而激活的机率最小化。在一个示例性实施例中，交叉检查可涉及投票方案，其中在进行任何动作之前满足某一数量的条件。
致动器112可包括用于根据所接收命令信号来实现特定动作的任何适合的装置。例如，如果眨眼激活模式如上文所述与取样的光水平相比较是匹配的，则系统控制器114可启用致动器112，例如可变光学电子式或动力式透镜。致动器112可包括电气装置、机械装置、磁性装置、或其任何组合。除从电源110接收电力外，致动器112还从系统控制器114接收信号，并根据来自系统控制器114的信号产生某一动作。例如，如果系统控制器114的信号表明佩戴者正在试图聚焦于近处的物体上，则可利用致动器112改变电子式眼科透镜的屈光力，例如经由动态多液体光学区。在替代的示例性实施例中，系统控制器114可输出指示应向眼睛递送治疗剂的信号。在该示例性实施例中，致动器112可包括泵和贮存器，例如微机电系统(MEMS)泵。如上所述，本发明的动力式透镜可提供多种功能；因此，可不同地配置一个或多个致动器，以实现所述功能。
图3示出根据本发明的眨眼检测算法的用于示例性眨眼检测系统的状态转换图300。系统在开始时处于IDLE状态302，等待使能信号bl_go被置位。当使能bl_go信号被置位时，例如通过与眨眼取样速率相当的以一百(100)ms速率施加脉冲bl_go的振荡器和控制电路，状态机接着转变至WAIT_ADC状态304，在该状态中，ADC被使能以将所接收的光水平转换成数字值。ADC将adc_done信号置位，以指示其操作已完成，并且系统或状态机转变至SHIFT状态306。在SHIFT状态306中，系统将最新接收的ADC输出值推至移位寄存器中，以保存眨眼样本的历史。在某一示例性实施例中，为了使存储要求最小化，首先将ADC输出值与阈值进行比较，以向样本值提供单个位(1或0)。系统或状态机接着转变至COMPARE状态308，在此状态中，如上文所述将样本历史移位寄存器中的值与一个或多个眨眼序列模板和遮罩进行比较。如果检测到匹配，则可将一个或多个输出信号置位(例如置为1)，以切换透镜驱动器的状态bl_cp_toggle或待由动力式眼科透镜执行的任何其他功能。系统或状态机接着转变至DONE状态310，并将bl_done信号置位，以指示其操作完成。
图4示出了可用于对所接收光水平进行检测和取样的示例性光传感器或光检测器信号路径pd_rx_top。信号路径pd_rx_top可包括光二极管402、转阻抗放大器404、自动增益和低通滤波级406(AGC/LPF)、以及ADC408。adc_vref信号从电源110(参见图1)输入到ADC408，或者作为另外一种选择，其可由模数转换器408内的专用电路提供。ADC408的输出adc_data被传送到数字信号处理和系统控制器区块108/114(参见图1)。尽管为易于解释起见在图1中分别被示出为个体区块108和114，然而数字信号处理和系统控制器优选地在单个区块410上实现。使能信号adc_en、起动信号adc_start以及复位信号adc_rst_n是从数字信号处理和系统控制器410接收的，同时完成信号adc_complete被传送到数字信号处理和系统控制器410。时钟信号adc_clk可从位于信号路径pd_rx_top外的时钟源接收的，或者从数字信号处理和系统控制器410接收。重要的是应注意，adc_clk信号和系统时钟可以不同频率运行。还重要的是应注意，根据本发明可使用任何数量的不同ADC，这些ADC可具有不同的界面和控制信号，但其执行相似的功能：提供光传感器信号路径的模拟部分的输出的取样的数字表示。光检测使能信号pd_en以及光检测增益pd_gain是从数字信号处理和系统控制器410接收的。
图5示出可用于将所接收的ADC信号值adc_data减小至单个位的值pd_data的数字调节逻辑500的方框图。数字调节逻辑500可包括数字寄存器502，以从光检测信号路径pd_rx_top接收数据adc_data，从而在信号adc_data_held上提供保持值。数字寄存器502配置成在adc_complete信号被置位时在adc_data信号上接收新的值，并且在接收到adc_complete信号时保持最后接收的值。这样，一旦所述数据被锁存，系统便可禁用光检测信号路径，以降低系统的电流消耗。接着，可在阈值产生电路504中通过实现于数字逻辑中的积分加清除平均或其他平均方法对所保持的数据值进行平均，以在信号pd_th上产生一个或多个阈值。接着，可通过比较器506对所保持的数据值与所述一个或多个阈值进行比较，以在信号pd_data上产生一位数据值。应当理解，所述比较运算可利用滞后或与一个或多个阈值的比较，以使输出信号pd_data上的噪声最小化。数字调节逻辑可还包括增益调节区块pd_gain_adj508，以根据所计算的阈值和/或根据所保持的数据值通过图4所示的信号pd_gain在光检测信号路径中设定自动增益和低通滤波级406的增益。重要的是应注意，在该示例性实施例中，六位的字能在眨眼检测的动态范围内提供足够的分辨率，同时使复杂度最小化。
在一个示例性实施例中，阈值产生电路504包括峰值检测器、谷值检测器和阈值计算电路。在该示例性实施例中，可如下文所述产生阈值和增益控制值。峰值检测器和谷值检测器配置成接收信号adc_data_held上的保持值。峰值检测器还配置成提供输出值pd_pk，输出值pd_pk能快速地跟踪adc_data_held值的增大并在adc_data_held值减小时缓慢衰减。该操作类似于在电气技术领域中众所周知的传统二极管包络线检测器的操作。谷值检测器还配置成提供输出值pd_vl，输出值pd_vl能快速地跟踪adc_data_held值的减小并在adc_data_held值增大时缓慢地衰减至更高的值。谷值检测器的操作也类似于二极管包络线检测器，其中放电电阻器被连接至正电源电压。阈值计算电路配置成接收pd_pl值和pd_vl值，并且还配置成根据pd_pk值和pd_vl值的平均来计算中点阈值pd_th_mid。阈值产生电路504根据中点阈值pd_th_mid来提供阈值pd_th。
阈值产生电路504可还适于响应于pd_gain值的变化来更新pd_pk水平和pd_vl水平的值。如果pd_gain值增大一个步长，则pd_pk和pd_vl值增大一个因数，所述因数等于光检测信号路径的预期增益增大值。如果pd_gain值减小一个步长，则pd_pk值和pd_val值减小一个因数，所述因数等于光检测信号路径的预期增益减小值。这样，分别在pd_pk值和pd_vl值中所保持的峰值检测器和谷值检测器的状态、以及根据pd_pk值和pd_vl值计算出的阈值pd_th被更新以与信号路径增益的变化相匹配，从而避免仅根据光检测信号路径增益的有意变化所得到的状态或值的不连续性或其他变化。
在阈值产生电路504的另一示例性实施例中，阈值计算电路可还被配置成根据pd_pk值的比例或百分比来计算阈值pd_th_pk。在优选的示例性实施例中，pd_th_pk可有利地被配置成pd_pk值的八分之七，其计算可通过简单的右移三位和减法来实现，如在本领域中众所熟知。阈值计算电路可将阈值pd_th选择为pd_th_mid和pd_th_pk中的较小者。这样，pd_th值将永远不等于pd_pk值，即使是在恒定的光长时期入射于光二极管上(这可能会导致pd_pk值和pd_vl值相等)之后。应当理解，pd_th_pk值确保在长的间歇之后能检测到眨眼。阈值产生电路的行为进一步示出于图9中，如随后所论述的。
图6示出了根据本发明的实施例的可用于实现示例性数字眨眼检测算法的数字检测逻辑600的方框图。数字检测逻辑600可包括移位寄存器602，移位寄存器602适于从光检测信号路径pd_rx_top(图4)接收数据，或者从数字调节逻辑(图5)接收数据，如此处在具有一位值的信号pd_data上所示。移位寄存器602在此处将接收的样本值的历史保持于24位寄存器中。数字检测逻辑600还包括比较区块604，该比较区块适于接收样本历史以及一个或多个眨眼模板bl_tpl和眨眼遮罩bl_mask，并且数字检测逻辑600配置成在一个或多个输出信号上指示与所述一个或多个模板和遮罩的匹配，所述一个或多个输出信号可被保持以供后用。比较区块604的输出通过D型触发器606进行锁存。数字检测逻辑600还可包括计数器608或其他逻辑，以抑制由于遮罩操作引起的以小的移位对同一样本历史集合进行的连续比较。在优选的示例性实施例中，在发现确实匹配之后将样本历史清除或复位，因而需要取样完整的、新的匹配眨眼序列才能再识别后续匹配。数字检测逻辑600还可包括状态机或相似控制电路，以向光检测信号路径和ADC提供控制信号。在某一示例性实施例中，控制信号可由与数字检测逻辑600分开的控制状态机产生。该控制状态机可为数字信号处理和系统控制器410的一部分。
图7示出了从眨眼检测子系统向在光检测信号路径中所用的ADC408(图4)提供的控制信号的时序图。使能信号和时钟信号adc_en、adc_rst_n和adc_clk在样本序列开始时被激活，并持续至模数转换过程完成为止。在一个示例性实施例中，ADC转换过程是当在adc_start信号上提供脉冲时开始的。ADC输出值被保持于adc_data信号中，并且过程的结束是由模数转换器逻辑在adc_complete信号上指示的。在图7中还示出了pd_gain信号，所述信号用于设定ADC之前的放大器的增益。该信号被显示为在暖机时间(warm-up time)之前被设定，以使模拟电路偏压和信号水平在转换之前达到稳定。
图8示出了包括数字眨眼检测子系统dig_blink802的数字系统控制器800。数字眨眼检测子系统dig_blink802可由主状态机dig_master804控制并可适于从位于数字系统控制器800外的时钟产生器clkgen806接收时钟信号。数字眨眼检测子系统dig_blink802可适于向如上文所述的光检测子系统提供信号以及从光检测子系统接收信号。除包括用于控制眨眼检测算法中的运算序列的状态机之外，数字眨眼检测子系统dig_blink802还可包括上文所述的数字调节逻辑和数字检测逻辑。数字眨眼检测子系统dig_blink802可适于从主状态机804接收使能信号，并向主状态机804提供完成或结束指示以及眨眼检测指示。
图9提供了波形(图9A-9G)，以示出阈值产生电路和自动增益控制(图5)的操作。图9A示出了由可响应于不同光水平的光二极管提供的光电流与时间的关系的例子。在曲线图的第一部分中，与在曲线图的第二部分中相比，光水平和所得的光电流相对较低。在曲线图的第一部分和第二部分两者中，均看到两次眨眼以减小光和光电流。应注意，由眼睑造成的光的衰减可能不是百分之一百(100)，而是较低的值，该值取决于眼睑对入射于眼睛上的光波长的透射特性。图9B示出了响应于图9A的光电流波形而捕获的adc_data_held值。为简明起见，adc_data_held值被示出为连续的模拟信号而不是一系列离散的数字样本。应当理解，数字样本值将对应于图9B中在对应样本时刻所示的水平。在曲线图顶部和底部处的虚线指示adc_data信号和adc_data_held信号的最大值和最小值。最小值和最大值之间的范围也称为adc_data信号的动态范围。如下文所述，在曲线图第二部分中的光检测信号路径增益是不同的(较低)。一般而言，adc_data_held值与光电流成正比，并且增益变化仅影响比例性的比率或常数。图9C示出了由阈值产生电路响应于adc_data_held值而计算的pd_pk、pd_vl和pd_th_mid值。图9D示出了在阈值产生电路的某一示例性实施例中响应于adc_data_held值而计算的pd_pk、pd_vl和pd_th_pk值。应注意，pd_th_pk值始终是pd_pk值的某一比例。图9E示出了adc_data_held值以及pd_th_mid和pd_th_pk值。应注意，在其中adc_data_held值相对恒定的长时间周期中，随着pd_vl值衰减至同一水平，pd_th_mid值变得等于adc_data_held值。pd_th_pk值始终保持低于adc_data_held值某一量。在图9E中还示出了pd_th的选择，其中将pd_th值选择为pd_th_pk和pd_th_mid中的较小者。这样，阈值始终被设定为距pd_pk值某一距离，从而避免因光电流信号和adc_data held信号上的噪声而导致pd_data上出现误跃迁。图9F示出了通过将adc_data_held值与pd_th值进行比较而产生的pd_data值。应注意，pd_data信号是双值信号，其在发生眨眼时较低。图9G示出了这些示例性波形的tia_gain值相对于时间的关系。tia_gain值被设定成当pd_th开始超过在图9E中被显示为agc_pk_th的高阈值时更低。应当理解，当pd_th开始下降至低于低阈值时，会发生相似的行为而使tia_gain升高。重新参见图9A至图9E中每一个的第二部分，tia_gain降低的效果很明显。尤其应注意，adc_data_held值保持于adc_data信号和adc_data_held信号的动态范围的中间附近。此外，重要的是应注意，如上文所述根据增益变化来更新pd_pk值和pd_vl值，从而在峰值和谷值检测器状态中避免只因光检测信号路径增益引起的不连续性。
图10示出了集成电路管芯1000上的示例性光阻挡结构和光通过结构。集成电路管芯1000包括光通过区域1002、光阻挡区域1004、焊盘1006、钝化开孔1008、以及光阻挡层开孔1010。光通过区域1002位于光传感器(未示出)上方，例如在半导体工艺中实现的光二极管阵列。在优选的示例性实施例中，光通过区域1002使尽可能多的光到达光传感器，从而使灵敏度最大化。这可通过除去感光器上方的多晶硅、金属、氧化物、氮化物、聚酰亚胺和其他层来完成，这在用于加工或后处理的半导体工艺中是允许的。光通过区域1002也可接受其他特殊处理，以使光检测最大化，例如施加减反射涂层、滤光器、和/或漫射器。光阻挡区域1004可覆盖管芯上不需要进行曝光的其他电路。光电流可能会使其他电路的性能劣化，例如在如上文所述的被结合到接触透镜中所需的超低电流电路中使偏置电压和振荡器频率偏移。光阻挡区域1004优选地以薄的、不透明的反射材料形成，例如在半导体晶片处理和后处理中已经使用的铝或铜。如果以金属实现，则形成光阻挡区域1004的材料必须与下面的电路和焊盘1006绝缘，以防止短路状况。此类绝缘可由已经作为正常晶片钝化物的一部分存在于管芯上的钝化物(例如氧化物、氮化物和/或聚酰亚胺)来提供或者以在后处理期间所加入的其他电介质来提供。遮蔽允许光阻挡层具有开孔1010，以便导电的光阻挡金属不与管芯上的焊盘重叠。光阻挡区域1004被额外的电介质或钝化物覆盖，以保护管芯并避免在管芯附着期间短路。该最终钝化物具有钝化物开孔1008，以允许连接至焊盘1006。
图11示出了根据本发明的实施例的具有电子插件的示例性接触透镜，所述电子插件包括眨眼检测系统。接触透镜1100包括软塑料部分1102，所述软塑料部分包括电子插件1104。该插件1104包括由电子器件激活的透镜1106，例如根据激活聚焦于近处或远处。集成电路1108安装于插件1104上并连接至电池1110、透镜1106、以及系统必需的其他组件。集成电路1108包括光传感器1112和相关联的光检测器信号路径电路。光传感器1112穿过透镜插件面朝外并远离眼睛，因而能够接收环境光。光传感器1112可在集成电路1108上(如图所示)例如实现单个光二极管或光二极管的阵列。光传感器1112也可实现为安装于插件1104上的单独装置并与迹线1114连接。当眼睑闭合时，包括光检测器1112的透镜插件1104被覆盖，从而使入射于光检测器1112上的光水平减小。光检测器1112能够测量环境光，以确定使用者是否在眨眼。
眨眼检测算法的附加实施例可允许眨眼序列的持续时间和间隔的更大变化，例如通过根据第一次眨眼的所测量的结束时间来对第二次眨眼的开始计时，而非通过利用固定的模板或通过加宽遮罩的“不用计”间歇(0值)。
应当理解，眨眼检测算法在数字逻辑中或者在微控制器上运行的软件中实现。算法逻辑或微控制器可与光检测信号路径电路和系统控制器一起在单个应用专用集成电路(ASIC)上实现，或者其可横跨多于一个的集成电路来划分。
重要的是应注意，本发明的眨眼检测系统具有比视力诊断、视力矫正以及视力增强更广的用途。这些更广的用途包括利用眨眼检测来为具有身体残疾的个体控制各种各样的功能。眨眼检测可被设置成睁眼或闭眼。
新生儿眼睛的水晶体具有一定程度的柔软性和弯曲性，使其极具柔性并且能够具有较大的适应或聚焦程度。随着人们变老，水晶体逐渐变得越加坚硬，因此，眼睛的适应程度降低，或者使自然晶状体弯曲，从而聚焦到距观察者相对较近的物体上。这种情况被称为远视。
正屈光度透镜可用于恢复水晶体所损失的聚焦屈光度。正屈光度透镜可采用老花镜、双焦点眼镜或三焦点眼镜的形式。当个体不需要对距离进行折射矫正时，可易于使用老花镜。然而，透过老花镜观察时，远处的物体将变模糊。如果个体已经佩戴近视眼镜、远视眼镜和/或散光眼镜，那么可将正屈光度以双焦点或三焦点透镜的形式添加到现有眼镜。还可佩戴接触透镜以解决老花眼问题。在一种类型的此类透镜中，围绕透镜的几何中心同心地布置远距视区和近距视区。穿过透镜的光学区的光集中和聚焦在眼睛中的多于一个的点处。这些透镜常用于同视模式。在同视模式中，对于远距和近距聚焦的透镜光学区的部分可同时从两种物体距离聚焦光。缺点是图像质量和图像对比度可能降低。
在另一种类型的接触透镜(即分段透镜)中，近距视区和远距视区不是围绕透镜的几何中心同心的。分段透镜的佩戴者能够触及透镜的近距视区，因为透镜被配置成允许其自身相对于佩戴者眼睛的瞳孔平移或竖直地运动。当透镜佩戴者向下转移目光，例如阅读时，该平移式透镜竖直地运动。这将近视部分向上地定位在佩戴者目光的中心内。穿过光学区的光中的基本上全部均可基于目光而聚焦在眼睛中的单个点处。
如上所述，电子式或动力式眼科透镜，或更具体地电子式或动力式接触透镜可执行任何数量的功能，包括致动可变屈光度光学器件。因此，如果动力式眼科透镜包括可变屈光度光学器件，佩戴透镜的个体可增加他或她的加光屈光度以观察近处的物体，或者降低他或她的加光屈光度以观察远处的物体。换句话讲，动力式接触透镜可为老花眼个体提供非凡的有益效果。可通过多种方式实现对可变屈光度光学器件的控制。根据本发明，可将发射器-检测器对传感器结合到接触透镜中，以自动控制可变屈光度光学器件。发射器-检测器对传感器是只发送来自发射器电路的信号的装置，所述信号从信号路径中的物体以特定方向反射回来并通过检测器电路捕获。显然，如果信号路径中没有物体，将不会捕获到反射信号。通过传输的能量和从发射到检测消失的时间，可确定从发射器-检测器对传感器到物体的距离。可将该信息输入动力式接触透镜的系统控制器，该控制器因此命令致动器调节可变屈光度光学器件。
红外发射器-检测器对传感器可尤其有利于基本物体或障碍物检测，并且易于实现。本发明采用该基本电路并且将其实现为结合到接触透镜中。根据另一个示例性实施例，本文所述动力式眼科透镜可包括发射器-检测器对传感器，以控制可变屈光度光学器件。还重要的是应注意，除此之外或在替代用途中，所感测的数据可只是被用作收集过程的一部分而非作为触发事件。例如，所感测的数据可被收集、记录和用于治疗疾病。换句话讲，还应当理解，使用此类传感器的装置可不以用户可见的方式改变状态；相反装置可只记录数据。例如，此类传感器可用于判断使用者是否在一整天中具有正确的虹膜响应或者是否存在有问题的医疗病症。
现在参见图12，示出了定位在眼睛1201上的示例性电子式或动力式接触透镜1200。示例性电子式接触透镜1200包括控制器或控制系统1202、发射器1204和检测器1206。控制器1202激活发射器1204以发送脉冲，例如超声或红外辐射。脉冲可从附近物体反射回来，表明需要近焦，或者可在没有反射的情况下传播，表明需要远视。通过检测器1206检测反射，并通过控制器1202处理该反射。在超声反射的情况下，可使用反射来时间计算发射器1204与物体的距离。对于红外发射，反射的存在可表明附近存在物体，类似于用于纸巾和洗手液分配器的接近度传感器，或者可使用三角测量法确定距离。在环境条件下，检测到的反射强度低，接收反射的时间长，和/或没有反射可表明远处存在物体，或更一般地讲，近处没有物体。当检测近处的物体时，根据计算出的眼睛1201与被观察物体的距离，控制器1202执行特定功能，例如激活可变焦或可变屈光度光学透镜，使其成为近焦状态。重要的是应注意，脉冲可包括任何合适的信号，并且可专门设计为可在环境照明下检测，从而增加了发射器-检测器系统的灵敏度。此外，可使用任何合适的装置作为控制系统1202。例如，控制系统1202可包括微控制器和相关联的存储器。控制系统1202可应用到硬件、软件或其组合中。
发射器1204检测器1206对的尺寸和能量消耗对于诸如接触透镜或眼内透镜的眼科装置中的应用至关重要。如图12(未按比例绘制)所示，可用于接触透镜上的电子器件的总面积可仅为数平方毫米，装置厚度为大约数十或数百微米。机载电池的电流容量或获得的能量可限于纳安或微安。因此，将发射器1204选为具有合适的尺寸，例如切成尺寸为150×150微米或更小的方块的LED芯片。切片可能需要精密刀片、激光、水刀或光刻蚀刻，以实现所需的较小的管芯尺寸。发射器管芯可为通过LED附接和/或管芯叠堆行业常用的技术直接结合到基板的管芯。通过使用高效发射器可降低发射器1204的电流消耗，从而维持足够的光输出功率，同时最大程度地降低输入电流。还可通过使用相关领域已知的脉冲和数字信号处理技术降低电流消耗，例如将脉冲设计为具有合适的长度和振幅模式，从而使检测灵敏度最大化，同时降低电流或能量消耗。检测器1206的尺寸和电流消耗也非常重要。可使用用于发射器1204的那些技术的类似技术。检测器1206可实现为半导体光电二极管或光电晶体管，这两者中的任一者作为单独电路小片或与其他电路集成。抗反射涂层、多层检测器和其他技术可用于增加检测器1206的灵敏度。可用滤波器覆盖检测器1206。可将其偏置。可将其连接至放大器和相关联的信号调节电路。检测器1206和/或采集电路的偏置可为脉冲的，其速率与检测器1206的速率对应，以降低系统的电流消耗。可使用任何合适的电路来实施发射器1204和检测器1206，只要它可配置成用于接触透镜环境并满足能量消耗要求。
图13通过图表示出了由发射器1204-检测器1206对检测到的反射与可变屈光度光学器件的焦距之间的相关性。在远焦状态1300下，物体远离眼睛。在红外发射器的情况下，从眼睛发出并且由眼睛检测到的信号的反射振幅1302可较低，不存在，或者如果附近不存在物体则完全由背景噪声构成。在超声发射的情况下，由眼睛检测到的信号可具有非常低的振幅或显著地从发射的信号延迟。相反，当附近物体需要近焦1304时，反射振幅可较高1306，和/或反射信号可相对于发射信号几乎不显示延迟。因此，依赖发射器-检测器对的传感器系统可用于确定与所关注的物体的距离，从而确定所需焦距。
应当显而易见的是，发射器必须具有足够的振幅和波长，并且具有足够窄的束宽，才能从近处的物体反射回来并反射到检测器。束宽是重要的，从而例如当用户需要相对于远距背景近焦时，检测到手持书本。发射器-检测器对和目光方向(例如瞳孔)之间的物理联接也可为重要的。例如，如果整个接触透镜1201与眼睛一起运动，发射器-检测器可与瞳孔物理接轨。或者，从接触透镜1201中其他电路获得的目光位置的信息可用于指示发射器-检测器对的操作，或者用作接收到的信号调节的输入。例如，目光信息可用于将发射器-检测器对实施激活到发射器-检测器对阵列的特定位置，或者目光信息可用于选择应当对包括许多检测器的阵列中的哪一个检测器取样。还应当显而易见的是，检测器应当与发射器匹配，例如具有滤波器以匹配发射器的波长。这种实践常见于本领域，用于避免伪环境信号干扰所需反射的检测。
还应当显而易见的是，如本领域中常用于非眼科应用的数字信号处理系统可用于优化发射器-检测器系统的性能。例如，可通过检测器处理具体的输出脉冲模式，以使系统的信噪比最大化。
在一个示例性实施例中，在接触透镜的周边区中而非在光学区中制作电子器件和电子互连线。根据替代的示例性实施例，重要的是应注意，电子器件的位置不必仅限于接触透镜的周边区。本文所述的所有电子组件均可利用薄膜技术和/或透明材料制成。如果利用这些技术，则电子组件可放置于任何适合的位置，只要它们与光学器件兼容即可。
眼内透镜或IOL是被植入眼睛中并替代晶状透镜的透镜。它可用于患有白内障的个体或者只是用于治疗各种屈光不正。IOL通常包括小的塑料透镜，所述塑料透镜具有塑料侧面支撑件(被称为触觉学)，以将透镜在眼睛中的囊袋内保持固定。本文所述的任何电子器件和/或组件均可被以与接触透镜相似的方式结合到IOL中。
尽管所示出和描述的据信是最为实用和优选的实施例，但显而易见的是，本领域中的技术人员可对所描述和所示出的具体设计和方法作出变更，并且可在不脱离本发明的实质和范围的情况下使用这些变更形式。本发明并非局限于所述和所示的具体配置，而是应该理解为与落入所附权利要求书的范围内的全部修改形式相符。

Claims (17)

1. 一种动力式眼科透镜，所述动力式眼科透镜包括：
接触透镜，所述接触透镜包括光学区和周边区；以及
发射器-检测器对传感器系统，所述发射器-检测器对传感器系统被结合到所述接触透镜的所述周边区中，所述发射器-检测器对传感器系统包括发射器、检测器、控制器、以及至少一个致动器，所述发射器用于发送信号，所述检测器用于捕获所述信号的反射，所述控制器与所述发射器和检测器可操作地关联，配置成确定所述接触透镜与物体之间的距离并根据所述确定的距离输出控制信号，所述至少一个致动器配置成接收所述控制信号并实现预定的功能。
2. 根据权利要求1所述的动力式眼科透镜，其中所述发射器包括电路以输出超声信号。
3. 根据权利要求1所述的动力式眼科透镜，其中所述发射器包括电路以输出红外信号。
4. 根据权利要求1所述的动力式眼科透镜，其中所述接触透镜包括被结合到所述光学区中的可变屈光度光学器件。
5. 根据权利要求4所述的动力式眼科透镜，其中所述致动器响应于所述确定的距离针对近视或针对远视配置所述可变屈光度光学器件。
6. 根据权利要求1所述的动力式眼科透镜，其中所述控制器包括微控制器和相关联的存储器。
7. 根据权利要求1所述的动力式眼科透镜，还包括电源。
8. 根据权利要求7所述的动力式眼科透镜，其中所述电源包括电池。
9. 一种动力式眼科透镜，所述动力式眼科透镜包括：
接触透镜；和
发射器-检测器对传感器系统，所述发射器-检测器对传感器系统被结合到所述接触透镜中，所述发射器-检测器对传感器系统包括发射器、检测器、控制器、以及至少一个致动器，所述发射器用于发送信号，所述检测器用于捕获所述信号的反射，所述控制器与所述发射器和检测器可操作地关联，配置成确定所述接触透镜与物体之间的距离并根据所述确定的距离输出控制信号，所述至少一个致动器配置成接收所述控制信号并实现预定的功能。
10. 根据权利要求9所述的动力式眼科透镜，其中所述发射器包括电路以输出超声信号。
11. 根据权利要求9所述的动力式眼科透镜，其中所述发射器包括电路以输出红外信号。
12. 根据权利要求9所述的动力式眼科透镜，其中所述接触透镜包括被结合到所述光学区中的可变屈光度光学器件。
13. 根据权利要求12所述的动力式眼科透镜，其中所述致动器响应于所述确定的距离针对近视或针对远视配置所述可变屈光度光学器件。
14. 根据权利要求9所述的动力式眼科透镜，其中所述控制器包括微控制器和相关联的存储器。
15. 根据权利要求9所述的动力式眼科透镜，还包括电源。
16. 根据权利要求15所述的动力式眼科透镜，其中所述电源包括电池。
17. 一种动力式眼科透镜，所述动力式眼科透镜包括：
眼内透镜；和
发射器-检测器对传感器系统，所述发射器-检测器对传感器系统被结合到所述眼内透镜中，所述发射器-检测器对传感器系统包括发射器、检测器、控制器、以及至少一个致动器，所述发射器用于发送信号，所述检测器用于捕获所述信号的反射，所述控制器与所述发射器和检测器可操作地关联，配置成确定所述接触透镜与物体之间的距离并根据所述确定的距离输出控制信号，所述至少一个致动器配置成接收所述控制信号并实现预定的功能。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107007255A (zh) * 2015-10-27 2017-08-04 庄臣及庄臣视力保护公司 具有睡眠监测的电子式眼科镜片

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9699433B2 (en) * 2013-01-24 2017-07-04 Yuchen Zhou Method and apparatus to produce re-focusable vision with detecting re-focusing event from human eye
US9933634B2 (en) * 2014-06-13 2018-04-03 Verily Life Sciences Llc Apparatus, system and method for gaze tracking based on photodetection by an eye-mountable device
US10159562B2 (en) 2014-09-22 2018-12-25 Kevin J. Cady Intraocular pseudophakic contact lenses and related systems and methods
US10299910B2 (en) 2014-09-22 2019-05-28 Kevin J. Cady Intraocular pseudophakic contact lens with mechanism for securing by anterior leaflet of capsular wall and related system and method
US11938018B2 (en) 2014-09-22 2024-03-26 Onpoint Vision, Inc. Intraocular pseudophakic contact lens (IOPCL) for treating age-related macular degeneration (AMD) or other eye disorders
US10945832B2 (en) 2014-09-22 2021-03-16 Onpoint Vision, Inc. Intraocular pseudophakic contact lens with mechanism for securing by anterior leaflet of capsular wall and related system and method
US11109957B2 (en) 2014-09-22 2021-09-07 Onpoint Vision, Inc. Intraocular pseudophakic contact lens with mechanism for securing by anterior leaflet of capsular wall and related system and method
WO2016054079A1 (en) 2014-09-29 2016-04-07 Zyomed Corp. Systems and methods for blood glucose and other analyte detection and measurement using collision computing
US9784994B2 (en) 2014-12-06 2017-10-10 Winthrop Childers Device interaction for correcting presbyopia
US9772510B2 (en) * 2015-09-01 2017-09-26 Verily Life Sciences Llc Apparatus, system and method for photodetection with a transimpedance amplifier of an eye-mountable device
US10216008B2 (en) 2015-12-31 2019-02-26 International Business Machines Corporation Saccade and vergence tracking for distance auto focus adjustment
US9554738B1 (en) 2016-03-30 2017-01-31 Zyomed Corp. Spectroscopic tomography systems and methods for noninvasive detection and measurement of analytes using collision computing
US20170354326A1 (en) * 2016-06-10 2017-12-14 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Electronic ophthalmic lens with medical monitoring
DK3261357T3 (en) * 2016-06-23 2019-03-11 Hoffmann La Roche PROCEDURE FOR A WIRELESS DATA COMMUNICATION BETWEEN A SENSOR SYSTEM AND A RECEIVER, A SYSTEM FOR A WIRELESS DATA COMMUNICATION AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT
US11194179B2 (en) 2016-07-15 2021-12-07 Tectus Corporation Wiring on curved surfaces
US10642068B2 (en) 2016-07-15 2020-05-05 Tectus Corporation Process for customizing an active contact lens
KR101956701B1 (ko) * 2016-10-06 2019-07-04 (주)화이바이오메드 무선구동 스마트 콘택트렌즈
EP3619570A1 (en) 2017-05-01 2020-03-11 Pres-by Vision Ltd. Dynamic tear lenses
US11333902B2 (en) * 2017-12-12 2022-05-17 RaayonNova LLC Smart contact lens with embedded display and image focusing system
US10551639B2 (en) * 2018-05-16 2020-02-04 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic lens communication to device
US20190353928A1 (en) * 2018-05-17 2019-11-21 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Frontal communication between ophthalmic lenses using ultrasound
AU2019336973A1 (en) * 2018-09-04 2021-04-08 Pres-By Vision Ltd. Mechanisms for inducing transitions in dynamic contact lenses
US10835118B2 (en) * 2018-10-02 2020-11-17 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Systems and methods for pupil size detection
US11700999B2 (en) 2018-12-20 2023-07-18 Verily Life Sciences Llc Ambient brightness-based power savings for ophthalmic device
US20220386863A1 (en) * 2020-02-24 2022-12-08 Phi Biomed Inc. Smart contact lens for diagnosis and treatment of dry eye syndrome
WO2021245506A1 (en) 2020-06-01 2021-12-09 Icares Medicus, Inc. Double-sided aspheric diffractive multifocal lens, manufacture, and uses thereof
DE102020210593A1 (de) * 2020-08-20 2022-02-24 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Kontaktlinse, Verfahren zur Detektion eines Körperschalls mithilfe einer Kontaktlinse, Verfahren zur Herstellung einer Kontaktlinse

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1372650A (zh) * 1999-07-02 2002-10-02 E-视觉有限公司 利用电激活透镜矫正视力的系统、装置和方法
CN1492735A (zh) * 2001-02-23 2004-04-28 ������¡���ˡ��������� 化学物质的无创测量
US6851805B2 (en) * 1999-07-02 2005-02-08 E-Vision, Llc Stabilized electro-active contact lens
CN102727218A (zh) * 2011-04-08 2012-10-17 Nxp股份有限公司 柔性眼插入物和葡萄糖测量系统
CN102804032A (zh) * 2009-12-04 2012-11-28 派诺特公司 电控聚焦眼科装置
US20130035760A1 (en) * 2011-08-02 2013-02-07 Valdemar Portney Switchable diffractive accommodating lens

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU6434594A (en) * 1993-04-07 1994-10-24 Technology Partnership Plc, The Switchable lens
US5728155A (en) * 1996-01-22 1998-03-17 Quantum Solutions, Inc. Adjustable intraocular lens
US5652927A (en) * 1996-10-11 1997-07-29 Eastman Kodak Company Transmitting information between a computer and an auto focus camera
US20090103044A1 (en) 1999-07-02 2009-04-23 Duston Dwight P Spectacle frame bridge housing electronics for electro-active spectacle lenses
US20080106633A1 (en) 2002-03-13 2008-05-08 Blum Ronald D Electro-optic lens with integrated components for varying refractive properties
JP2005535942A (ja) * 2002-08-09 2005-11-24 イー・ビジョン・エルエルシー 電気駆動のコンタクトレンズ系
WO2004067391A2 (en) 2003-01-30 2004-08-12 Luis Gerardo Aguayo A protective bag for necked bottles
JP2004252229A (ja) * 2003-02-21 2004-09-09 Nidec Copal Corp カメラ用制御回路基板
JP4533004B2 (ja) * 2004-06-07 2010-08-25 キヤノン株式会社 固体撮像素子
KR101301053B1 (ko) 2004-11-02 2013-08-28 이-비젼 엘엘씨 전기-활성 안구내 렌즈
US8216306B2 (en) 2005-01-13 2012-07-10 Minas Theodore Coroneo Ocular auto-focusing lenses
JP5003127B2 (ja) * 2006-12-01 2012-08-15 ソニー株式会社 撮像装置とその制御方法およびカメラ
JP2011515157A (ja) 2008-03-18 2011-05-19 ピクセルオプティクス， インコーポレイテッド 先進電気活性光学部品デバイス
JP5666870B2 (ja) * 2009-11-09 2015-02-12 シャープ株式会社 光学式測距装置および電子機器および光学式測距装置の校正方法
JP5372854B2 (ja) * 2010-07-09 2013-12-18 シャープ株式会社 光学式測距センサ、および、それを搭載した電子機器
US20140327875A1 (en) * 2011-03-08 2014-11-06 Ronald Blum Advanced electro-active optic device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1372650A (zh) * 1999-07-02 2002-10-02 E-视觉有限公司 利用电激活透镜矫正视力的系统、装置和方法
US6851805B2 (en) * 1999-07-02 2005-02-08 E-Vision, Llc Stabilized electro-active contact lens
CN1492735A (zh) * 2001-02-23 2004-04-28 ������¡���ˡ��������� 化学物质的无创测量
CN102804032A (zh) * 2009-12-04 2012-11-28 派诺特公司 电控聚焦眼科装置
CN102727218A (zh) * 2011-04-08 2012-10-17 Nxp股份有限公司 柔性眼插入物和葡萄糖测量系统
US20130035760A1 (en) * 2011-08-02 2013-02-07 Valdemar Portney Switchable diffractive accommodating lens

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107007255A (zh) * 2015-10-27 2017-08-04 庄臣及庄臣视力保护公司 具有睡眠监测的电子式眼科镜片

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