CN104423067A - 能够与外部装置交互的眼科镜片系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够与外部装置无线交互的可通电眼科镜片系统。该可通电眼科镜片系统可与特定外部装置动态地交互，其中用户可通过可通电眼科镜片系统来操作外部装置内的一种或多种功能。该外部装置可能够识别眼睛姿态，该眼睛姿态可包括有意的眼睛和眼睑运动。外部装置可操作眼科镜片系统内的功能性，其中该操作可以是基于从眼科镜片系统接收的信息。该眼科镜片系统可包括至少一个可通电眼科镜片。多个眼科镜片可以是优选的，其中所述眼科镜片系统或者所述外部装置中的任一者或二者的功能性可以基于镜片之间相对位置数据或通信出现。

Description

能够与外部装置交互的眼科镜片系统
背景技术
1.技术领域
本发明涉及与眼科镜片相关联的方法、设备和装置，其可与包括(例如)智能电话、电视或膝上型计算机的外部装置交互。更具体地，本发明涉及可通电眼科镜片系统，其可与具有屏幕和操作系统的外部装置的功能动态地交互。
2.相关领域的讨论
在传统上，诸如接触镜片、眼内镜片或者泪点塞的眼科装置包括具有矫正、美容或治疗性质的生物相容性装置。例如，接触镜片可提供视力矫正功能性、美容增强作用和/或治疗效果中的一种或多种。每种功能由镜片的物理特性提供。将折射性质结合到镜片中的设计可提供视力矫正功能。结合到镜片中的着色可提供美容增强作用。结合到镜片中的活性剂可提供治疗功能性。无需使得镜片进入通电状态，即可实现这些物理特性。
最近，已将有源组件添加在接触镜片中，并且该添加可涉及将通电元件结合到眼科装置内。用于实现此效果的相对复杂的组件可通过以下方式得到经改善的特性：使得它们包括在插入物装置中，所述插入物装置随后可包括在制造现有技术眼科镜片状态的过程中可用的标准材料或者类似材料。
包括例如平板电脑、智能电话和电子书阅读器的具有屏幕和操作系统的手持电子装置的流行已促进了交互机制的演化。例如，一些早期的手持装置不通过与装置屏幕的相互作用来操作，并且经常需要触控笔与装置输入盘交互。近期的型号包括完全交互式屏幕，从而允许用户使用他们的手指或触控笔与装置交互。
相似地，与诸如台式计算机或电视的非手持装置交互的方法也已经演进成满足日益增加的各种不同的计算机用户群体的需要。例如，一些计算机具有自适应性特征结构，允许四肢瘫痪的用户通常通过能检测眼睛运动的相机来操作装置。
最近，手持装置已与类似的自适应性技术交互，以允许便于不使用手来操作。然而，将眼睛跟踪技术整合到手持装置中是非常受限制的。眼睛跟踪技术通常利用装置内的相机，这会导致误导的眼睛运动指示，因为手持装置本质上是便携式的。装置运动、眼睛运动和头部运动的组合会导致不一致的指令。
基于眼睛运动的控制在功能性上也受到限制。当前，一些装置允许进行基本的滚动操作，其中所述装置识别用户已达到了装置屏幕的周边并且页面上的信息延伸超出周边。一些装置识别用户何时转过脸去离开装置屏幕，其中所述装置将暂停介质，直到用户已返回观察装置屏幕。
因此，存在更准确并且动态的眼睛跟踪机制的需求，其可允许具有更广地交互能力。跟踪和交互机制可允许可通电眼科镜片与一系列外部装置(包括手持装置和非手持装置)交互。因此，期望的是改善与外部装置交互的过程、方法和装置。可能预料到，一些通过可通电眼科镜片有效地与外部装置交互的解决方案可为不通电的装置和其它生物医学装置提供新颖性的方面。因此，与通电的眼科镜片和外部装置之间的通信相关的新型的方法、装置和设备是重要的。
发明内容
本发明的可能够与外部装置交互的可通电眼科镜片克服如以上简要描述的与本领域相关联的缺点。另外，与存在的这种现有技术相比，本发明允许具有更广的交互能力。
本发明涉及可通电眼科镜片系统，所述可通电眼科镜片系统包括能够与特定外部装置交互的至少一个眼科镜片，其中所述眼科镜片可包括电子部件和软镜片部分，其可至少部分封装所述电子部件。此类电子部件可包括可互连电子部件的无线接收器、无线发射器、处理器、传感器和导电迹线。一些此类眼科镜片还可包括功率源，其能够将所述电子部件通电。作为另外一种选择，可通过外部装置将眼科镜片无线地通电。电子部件可被封装在介质插入物内。
电子部件可使得眼科镜片系统能够与特定外部装置交互。一旦眼科镜片系统与特定外部装置配对，就可以出现无线通信。交互可允许眼科镜片系统操作外部装置或者使外部装置操作眼科镜片系统或两者。例如，该交互可基于以下自动调节外部装置屏幕的亮度：由眼科镜片系统收集的瞳孔和环境光数据和由外部装置收集的环境光数据。又如，眼科镜片系统可包括事件通知机构，事件通知机构可将可在眼科镜片系统和外部装置之内或之间发生的事件通知给用户。
外部装置是可通过一组眼睛姿态操作的，其可包括有意的眼睛运动或眼睑位置变化。在一些方面，眼科镜片系统可包括位置检测机构，位置检测机构可能够检测眼睑位置或眼睛运动。眼科镜片系统可向外部装置传输此类数据。位置数据可包括眼睛姿态或者可通过其它方式指导眼科镜片系统或外部装置的操作。例如，位置检测机构可跟踪用户的注视，所述注视可指示外部装置滚动。
一些眼科镜片系统可包括与第一眼科镜片类似的第二眼科镜片，其中可将所述第二眼科镜片配戴在用户相对的眼睛上。在两个眼科镜片均包括位置检测器的情况下，外部装置可能够跟踪会聚，所述会聚可指示外部装置和眼科镜片系统之间的观察距离。基于会聚数据，外部装置可增加字体的大小和在屏幕上的图像，或者在眼科镜片系统包括可变光学部分的情况下，外部装置可调节眼科镜片系统的焦度。
本发明的眼科镜片系统提供动态、准确和不需要使用手的方式与外部装置交互。此系统也可将功率和处理负担从眼科镜片转移到外部装置，这会显著减少受到大小和生物相容性的限制。
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结构和优点将显而易见。
图1A示出眼睛上的可通电眼科镜片的示例性实施例的剖视图，其中所述可通电眼科镜片能够与外部装置无线地交互。
图1B示出能够与外部装置无线地交互的可通电眼科镜片的示例性实施例的前视图。
图2A示出眼睛上的可通电眼科镜片的另选实施例的剖视图，其中可通电眼科镜片能够与外部装置无线地交互。
图2B示出能够与外部装置无线地交互的可通电眼科镜片的另选实施例的前视图。
图3示出从外部装置到眼睛上的可通电眼科镜片的无线通信的示例性实施例。
图4示出从外部装置到眼睛上的可通电眼科镜片的无线通信的另选实施例。
图5A示出代表可商购获得的发光二极管(LED)的电流对比电压“IV”曲线图的图。
图5B示出用低压电池驱动LED的系统。
图6A示出外部装置和眼睛上的可通电眼科镜片之间的无线通信和控制的第一示例性实施例。
图6B示出外部装置和眼睛上的可通电眼科镜片之间的无线通信和控制的第二示例性实施例。
图7示出具有位置识别机构的可通电眼科镜片的示例性实施例。
图8示出具有位置识别机构的可通电眼科镜片的另选实施例。
图9A-9D示出各自配戴具有位置识别机构的可通电眼科镜片的一双眼睛的各种注视方向和会聚距离的俯视视图。
图10A-10D示出一双眼睛的各种注视方向和会聚距离的俯视视图，其中仅一只眼睛配戴具有位置识别机构的可通电眼科镜片。
图11A示出观察具有隐私保护的外部装置的屏幕的一双眼睛，其中用户未配戴具有隐私保护过滤器的可通电眼科镜片。
图11B示出观察具有隐私保护的外部装置的屏幕的一双眼睛，其中用户正配戴具有隐私保护过滤器的可通电眼科镜片。
图12示出自动调节外部装置屏幕亮度的系统。
图13示出具有各种取样比率的可通电眼科镜片的决策流程图。
图14示出一旦通过配对提示启动后，可通电眼科镜片和外部装置之间交互的处理步骤。
具体实施方式
本发明描述具有与外部装置通信的交互能力的可通电眼科镜片。一般来讲，根据本发明的一些实施例，可将交互和/或定位跟踪机构装到可通电眼科镜片内，诸如可包括介质插入物的那些。
在以下部分中，将给出本发明的示例性实施例的详细说明。文中所述优选实施例和可供选择的实施例均为示例性实施例，并且应当理解，对于本领域技术人员而言，它的变型、修改形式以及更改形式均可为显而易见的。因此，应当理解，所述示例性实施例不对本发明的范围构成限制。
术语表
在涉及本发明的本具体实施方式和权利要求书中，可使用以下定义将适用的各个术语：
元件：如本文所用，是指能够从能量源中汲取电流以执行一种或多种逻辑状态或物理状态变化的装置。
电通信：如本文所用，是指受电场影响。就导电材料而言，该影响可由电流的流动引起或导致电流的流动。在其他材料中，其可是电势场产生的影响，诸如永久和感应分子偶极子沿着例如场力线取向的趋势。
封装：如本文所用，是指形成阻隔以将实体(例如，介质插入物)与邻近该实体的环境分开。
封装剂：如本文所用，是指围绕实体(例如诸如介质插入物)所形成的层，该层形成阻隔以将实体与邻近该实体的环境分隔开。例如，封装剂可包括有机硅水凝胶(诸如，依他菲康、加莱菲康(Galyfilcon)、那拉菲康(Narafilcon)以及赛诺菲康(Senofilcon))或者其它水凝胶型接触镜片材料。在一些示例性实施例中，封装剂可以是半渗透性的，以将特定物质包含在实体内并且防止特定物质(例如，水)进入实体。
通电的：如本文所用，是指能够提供电流或能够在其内储存电能的状态。
能量：如本文所用，是指使物理系统做功的能力。本发明中的多种用途可能涉及在做功的过程中能够执行电动作的能力。
能量源：如本文所用，是指在通电状态下能够提供能量或放置逻辑或电子器件的任何装置或层。
事件：如本文所用，指在各种位置可能出现的定义的一组参数，这些位置包括(例如)眼环镜、眼科镜片、邻近眼科镜片的环镜或外部装置。例如，事件可包括眼环境中的生物标记、眼科镜片的通电水平、可视地识别邻近眼科镜片的环境中的具体对象、或者通过外部装置接收电子邮件或文本。对用户来说事件可以是具体的，诸如药物含量，或者可大体适用于所有用户的，诸如外部装置内的电话呼叫。
功能性：如本文所用，是指与辅助或附带功能相比眼科镜片的基本用途或目的。功能性可包括(例如)视力校正、活性剂分配、美容、外部装置交互或三维感知立体介质。相比之下，附带功能可包括允许基本目标运行所必要的动作。
功能化的：如本文所用，是指使层或装置能够执行包括例如通电、启动或控制的功能。
眼内镜片：如本文所用，是指可嵌入眼睛内的眼科镜片。
眼科镜片或眼科装置或镜片：如本文所用，是指位于眼睛内或眼睛上的任何装置。所述装置可提供光学校正，可美容，或可提供与光学质量无关的一些功能性。例如，术语镜片可指用于矫正或改进视力或提升眼部机体美观效果(例如虹膜颜色)而不会影响视力的接触镜片、眼内透镜、覆盖镜片、眼部插入物、光学插入物或其他类似的装置。作为另外一种选择，镜片可指可置于眼睛上并具有除了视力矫正之外的功能(例如，监测泪液组分)或具有施用活性剂的装置的装置。在一些示例性实施例中，本发明的优选镜片可以是由有机硅弹性体或水凝胶制成的软接触镜片，其中水凝胶可包括(例如)有机硅水凝胶和氟化水凝胶。
镜片形成混合物或反应性混合物或RMM：如本文所用，是指可被固化并交联或可被交联而形成眼科镜片的单体组合物和/或预聚物材料。各种实施例可包括镜片形成混合物，其中镜片形成混合物具有一种或多种添加剂，诸如紫外线隔离剂、着色剂、稀释剂、光引发剂或催化剂以及眼科镜片(诸如，接触镜片或眼内镜片)中可能有用的其他添加剂。
液晶：如本文所用，是指具有介于常规液体与固态晶体之间的性质的物态。液晶不能以固体表征，但其分子表现出某种程度的对齐。如本文所用，液晶不限于特定的相或结构，但液晶可具有特定的静息取向。液晶的取向和相可通过诸如例如温度、磁力或电的外力来操纵，这取决于液晶的类别。
介质插入物：如本文所用，是指将并入通电眼科装置中的封装插入物。可将通电元件和电路系统嵌在介质插入物中。介质插入物限定了通电眼科装置的主要用途。例如，在通电眼科装置允许用户调整光焦度的实施例中，介质插入物可包括控制光学区中的液体弯月面部分的通电元件。作为另外一种选择，介质插入物可以是环形的以使得光学区不含材料。在此类实施例中，镜片的通电功能可能不为光学性质，但可能为例如监测葡萄糖或施用药物。
光学区：如本文所用，是指眼科镜片的用户通过其进行观察的眼科镜片的区域。
功率：如本文所用，是指每单位时间内所做的功或所传递的能量。
可再充电或可再通电：如本文所用，是指恢复到具有更大做功能性力的状态的性能。本发明范围内的多种用途可与能够在特定恢复时间段内使电流以特定速率流动的恢复能力相关。
再通电或再充电：如本文所用，是指恢复到具有更大做功能力的状态。本发明范围内的多种用途可与能够使装置在特定的恢复时间周期内使电流以特定速率流动的恢复能力相关。
稳定部件：如本文所用，是指当将眼科装置放置在眼睛上时使得眼科装置稳定至眼睛上的特定取向的物理特性。在一些示例性实施例中，稳定部件可增添足够的质量以压载眼科装置。在一些示例性实施例中，稳定部件可改变前曲面表面，其中眼睑可接触到稳定部件，并且用户可通过眨眼重新调整镜片。此类示例性实施例可通过包括可增加质量的稳定部件来增强。在一些示例性实施例中，稳定部件可以是与封装生物相容性材料独立的材料，可为独立于模制工艺形成的插入物，或者可包括在介质插入物中。
基片插入物：如本文所用，是指可能够支承能量源并且可置于眼科镜片之上或之内的可成形基底或刚性基底。在一些示例性实施例中，基底插入物也支撑一个或多个元件。
三维感知或三维观察：如本文所用，是指在眼科装置转换二维图像的情况下使得大脑解读图像内的三维性质。
三维表面或三维基底：如本文所用，是指与平表面相比以三维方式形成的其中形貌特征针对特定目的设计的任何表面或基底。
可变光学的：如本文所用，是指改变光学质量的能力，诸如例如镜片的光焦度或偏振角。
眼科镜片
可通电眼科镜片可与电子外部装置的光谱交互，这些外部装置包括(例如)手表、智能电话、电视和计算机。在一些优选的实施例中，外部装置可包括操作系统和/或屏幕，其可允许具有复杂交互能力。
参见图1A和图2A，示出眼睛100、250上具有与外部装置交互的能力的可通电眼科镜片110、260的示例性实施例。图1B和图2B示出眼科镜片110、260的前视图。如图1A和图1B所示，眼科镜片110可包括软生物相容性部件114、具有接收器和/或发射器112的处理器和导电迹线113。
一些方面可包括另外的电子部件111，它可为眼科镜片添加功能性。例如，电子部件111可包括事件通知机构，其中来自外部装置的提示可诸如通过使用发光二极管、振动或声音装置启动事件通知机构。以下情况下可启动通知机构：当在外部装置上可发生诸如电话呼叫或电子邮件进入的事件时；当在眼科镜片上可发生诸如通电的事件时；或者当在眼科镜片和外部装置之间发生诸如成功配对的事件时。出于示例性目的，电子部件111可被描述为事件通知机构，但其它功能性可以是实用并且有利的。因此，这种变型也恰当地在本文所述的具有创造性的技术的范围内。
在一些示例性实施例中，眼科镜片110可不包括功率源，眼科镜片110可通过无线能量传输被供电。例如，将眼科镜片110置于邻近外部装置的指定位置可将传感器和通知机构充电。作为另外一种选择，来自外部装置或眼科镜片110的接合提示可启动装置之间的交互，外部装置可对通知机构无线供电。
组件111-113可以不封装在介质插入物内，并且软生物相容性部分114可直接接触组件111-113。在此类示例性实施例中，软生物相容性部分114可封装组件111-113。所述封装可使组件111-113悬浮在眼科镜片110内的特定深度处。作为另外一种选择，组件111-113可包括在基底插入物上。可形成基底插入物并且可在添加软生物相容性部分114之前将组件111-113放置在基底上。
图2A中示出眼睛250上用于通电的眼科装置260的介质插入物255的另选示例性实施例，图2B中示出对应的通电的眼科装置260。介质插入物255可包括光学区265，该光学区可能提供或可能不提供第二功能性，包括例如视力矫正。在眼科装置的通电功能与视力无关的情况下，介质插入物255的光学区265可不含材料。
在一些示例性实施例中，介质插入物255可包括不在光学区265内的部分，其包括交互通电元件(诸如，功率源263)和电子部件(诸如，处理器262)的基底。在一些实施例中，包括例如电池的功率源263和包括半导体晶粒的处理器262可附接到基底。在一些此类方面，导电迹线266可电互连电子部件262、261和通电元件263。
在一些示例性实施例中，介质插入物255还可包括接收器267，其可无线检测外部装置的交互数据、将交互数据传输至外部装置或者从外部装置接收交互数据。接收器267可诸如通过导电迹线266与处理器262和功率源263电通信。
在一些示例性实施例中，可对处理器262进行编程以创建眼科镜片260的功能性的参数。例如，在眼科镜片260包括光学区265内的可变光学部分的情况下，处理器可编程为用于设定通电光焦度。此类示例性实施例可允许大量生产具有相同组成但包括独特编程的处理器的介质插入物。
可在将电子部件261-263,266,267封装入介质插入物255之前对处理器进行编程。作为另外一种选择，可在封装之后对处理器262进行无线编程。无线编程可允许在制造过程之后例如通过医生办公室、商店或家中的编程装置进行定制。在一些示例性实施例中，外部装置可能够对眼科镜片进行编程。
为了进行示意性的说明，在环形实施例中示出介质插入物255，所述环形实施例可不包括光学区265中的部分，尽管对于功能性插入物的机械具体实施而言可存在数个可能性。然而，在介质插入物255的功能性可能与视觉有关的情况下，介质插入物255可包括光学区265中的可通电元件。例如，介质插入物255可包括可变光学部分，其中介质插入物255可基于不同的通电水平提供视力矫正的多个焦度。在一些示例性实施例中，外部装置可包括用于可变光学部分的控制机构或其它可调节功能性。
介质插入物255可被完全封装以保护和容纳通电元件263、迹线266、电子部件261、262和267。在一些实施例中，封装材料可为半渗透性的，以例如防止特定物质(诸如，水)进入介质插入物255并且允许特定物质(诸如，环境气体或通电元件内的反应副产物)渗透或逸出介质插入物255。
在一些示例性实施例中，介质插入物255可被包括在眼科装置260中，该眼科装置可包含聚合物生物相容性材料。眼科装置260可包括刚性中心、柔性裙边设计，其中中心刚性光学元件包括介质插入物255。在一些具体的实施例中，介质插入物255可与大气环境直接接触，并且相应前表面和后表面上的角膜表面或者(可供选择地)介质插入物255可被封装在眼科装置260中。眼科装置260的周边264可为柔性裙边材料，包括例如聚合的反应单体混合物，诸如水凝胶材料。
现在，参照图3和图4，示出从外部装置到眼睛上的可加电眼科镜片的无线通信的示例性实施例。根据一个示例性实施例，外部装置305可向眼科镜片304上的接收器302传输交互数据或指示306。在一些示例性实施例中，传输的交互数据306可触发启动通知机构301。例如，如图所示，通知机构可包括光源，其中交互数据306可指示照明。在此类示例性实施例中，光源可对准眼睛。作为另外一种选择，光源可被引导到眼科镜片304内，其中眼科镜片304可反射或散射光。间接可见光可将光弱化为辉光，其在视觉上的刺激性可能较小。
在一些可供选择的示例性实施例中，外部装置455可包括传输适配器457，它可允许外部装置455无线地向接收器452传输交互数据456并且从接收器452接收交互数据456。此具体实施可以是优选的，例如，如果在外部装置455中未实现与接收器452通信必需的无线协议。例如，眼科装置454上的设计限制可要求使用定制的低功率通信协议。
接收外部装置交互数据456可启动通知机构451。例如，通知机构可包括用于提供机械运动的振动生成装置，包括例如压电器件。此类机构可比光源的刺激性更强。
因此，在交互数据456可提示用户执行确认动作(例如，眨眼识别通知)的情况下，振动实施例可以是优选的。一些示例性实施例可包括多种通知类型。例如，默认的通知可以是闪光，用户可将振动通知指派给特定事件，包括(例如)来自特定联系人的电话呼叫或文本消息或者定时提醒，其中外部装置可包括智能电话。又如，光通知可向用户提供关于眼科镜片与外部装置成功配对的确认。
在其它示例性实施例中，通知机构451可包括声音生成装置，其中声音可以是例如通过骨传导用户可听到的声音。基于眼睛到颅骨的接近度，声音可通过眼眶为可听的，其中颅骨的骨骼可将声音导向耳蜗。在一些此类方面，声音生成装置可包括换能器，其中该换能器可将无线接收的数据转换成声音输出。
声音可由通知机构确定，其中外部装置交互数据可触发预编程的声音，诸如，哔哔声。作为另外一种选择，外部装置交互数据可包括与该外部装置事件相关的特定的铃声或者声音。在此类示例性实施例中，通知机构可生成特定的铃声或声音，从而允许用户辨别呼叫者或事件，即使在外部装置可能为静音设置时也是如此。眼科装置454中的控制器可存储数种通知方法，例如，闪光、振动和声音模式，这可通过通信456来选择，而不是通过通信456传输。
出于示例性目的，在通知机构301包括光源的示例性实施例中，可通电元件301和302被示出为被独立封装在眼科镜片304中的组件。在通知机构451包括振动警示的示例性实施例中，可通电元件451和452被示出为介质插入物453的组件。然而，通知机构的变型形式可不受图示实施例的限制；其它的示例性实施例可以是实用的并且应该被视为在创造性的技术的范围内。
外部装置和眼科镜片可包括能够使这两个装置无线通信的互补通信协议。在一些示例性实施例中，通信协议可包括用于外部装置的非典型技术，包括例如红外技术，并且发挥功能可依赖于接近度，这样会限制与非预期外部装置出现意外无线通信。
在此类示例性实施例中，非典型技术可通过另外的硬件(包括例如传输适配器457)特别地配备在外部装置上。在一些示例性实施例中，传输适配器457可包括无线协议，该无线协议被具体地设计成允许眼科镜片和外部装置之间进行非对称通信和数据交换。这种非对称通信可将处理和功率负担从眼科镜片转移至外部装置，其大小可不受限制。
作为示例性实例，传输适配器457可允许外部装置455通过与接收器452的红外传输来传输和接收外部装置交互数据456。在使用之前，例如在传输适配器被校准为特定的红外波长或脉冲图案的情况下，传输适配器457可与特定的眼科镜片配对。如数字通信中通用的，在通信协议中可包括装置寻址、误差校正和加密。
其他方面可允许通过典型地包括在标准外部装置中的技术(例如，蓝牙技术)在眼科镜片和外部装置之间进行配对。与红外技术不同，蓝牙技术在外部装置中相对常用，进行同步可不需要另外的硬件。
通信协议可包括低功率实施例，包括例如ANT或ZigBee技术。这可允许眼科镜片定期对来自外部装置的外部装置事件数据传输的环境进行取样，同时还限制源于取样的功率损失。低功率无线协议可大体延长眼科镜片的可能通电持续时间。互补无线协议配置文件可将眼科镜片限于接收来自预期外部装置的传输。
在一些示例性实施例中，可在使用之前进行配对。例如，眼科镜片可被预编程为诸如通过使用可下载到预期外部装置上的应用程序软件而与特定外部装置交互。在其他此类示例性实施例中，眼科镜片可包括序列验证码或电子谱系(e-pedigree)，其对于特定的眼科镜片或眼科镜片组而言可以是唯一的。该识别眼科镜片的唯一代码可根据与眼科镜片的品牌或生产线相关的序列化方法而改变。
外部装置可被编程，以识别特定的序列码。在一些示例性实施例中，用户可利用采集技术对外部装置进行编程，以扫描或拍摄库存单位(SKU)条码或快速响应(QR)条码，所述条码可与验证序列号相关。在一些此类方面，SKU或QR条码可位于眼科镜片的包装上，例如位于单独的泡罩包装上或位于多个泡罩包装的箱子上，或其他通用包装技术上。作为减少对眼科镜片或眼睛的污染或损坏的手段，通过与包装的相互作用启动的配对可优于直接与眼科镜片相互作用。
在一些示例性实施例中，扫描的代码可指定眼科镜片的识别属性。所述识别可允许外部装置与预期眼科镜片进行特定通信。例如，扫描的代码可包括验证代码、蓝牙配置文件、红外波长或红外信号图案，具体取决于无线通信技术。
在眼科镜片和外部装置之间进行通信之前，这两个装置可例如通过使用射频识别系统来交换或识别序列验证或电子谱系。在一些示例性实施例中，外部装置事件可触发外部装置向眼科镜片传输标识或验证询问。询问可包括全部、部分授权代码，或不包括授权代码。例如，外部装置可传输整个代码，并且在代码匹配眼科镜片的序列代码的情况下，镜片可传输响应，该响应可包括序列代码或识别的正确序列代码。
作为另外一种选择，询问可包括序列代码的一部分，并且眼科镜片可用剩余的部分进行响应。成功的字符串可允许进一步的无线通信。在其它替代形式中，询问可不传输序列代码的任何部分，但可提示眼科镜片传输整个代码。在外部装置验证了序列代码的情况下，可继续进行无线通信，而在序列代码不匹配的情况下，无线通信可被终止。
在一些示例性实施例中，配对可完全发生在眼睛上，其中用户或外部装置操作者可将外部装置邻近眼科镜片放置。利用软件应用程序，包括例如可下载的移动应用或在制造期间安装的标准无线软件，用户可提示外部装置扫描眼科镜片的无线配置或协议。这种初始的扫描可以诸如(例如)通过红外或蓝牙技术来配对外部装置和眼科镜片。在外部装置基于配对验证眼科镜片身份的情况下，可发生进一步的无线通信。
作为示例性例子，可将射频识别(RFID)用作验证眼科镜片身份的手段。通过RFID进行验证可不需要外部装置在眼科镜片的视线之内。此类实施例可将无线通信限于特定范围，但不一定限于特定位置。例如，外部装置可位于包中或口袋中，并且在外部装置在一定范围内的情况下仍可发生无线通信。
RFID系统也可允许基于标签和阅读器的类型的识别交换的低功率要求。在一些示例性实施例中，眼科镜片可包括无源标签，其中眼科镜片可回应来自外部装置中的有源阅读器的询问。此类实施例可节省眼科镜片内的功率的使用。在一些此类方面，询问可促使眼科镜片开始对外部装置事件数据的限定环境进行取样。在询问之前眼科镜片可为失活的，并且可在规定量的时间之后停止取样以节约能量，例如在未验证验证代码时。作为另外一种选择，眼科镜片可按不同的速率取样，这些速率可根据外部装置的存在和交互命令而改变。
现在参见图5A，示出代表可商购获得的发光二极管(LED)的电流对电压“IV”曲线图的图。示出红色、白色和红外(IR)这三种颜色，以例示与各种颜色相关联的正向电压的差异。如本领域中已知的，因为用于制造各种颜色LED的半导体材料以及这些材料的带隙不同，所以正向电压随光波长出现差异。在图5A中，在y轴上示出通过红色、白色和IR LED的电流，针对在LED上施加的正向电压进行绘图。在进行比较的给定点，例如1.0mA，需要一定的正向电压(1.8V)来获得所关注的红色LED的电流。同样，在LED电流和发光强度之间也存在相关性；因此，应当明显的是，需要足够的电压实现来自LED的可用亮度。相似地，白色和IR LED的导通电压分别是2.8V和1.3V。
在电子眼科装置中，大小的局限限制了电池可用的区域和体积。这些限制连同诸如安全和生物相容性问题的眼科装置中其它限制潜在地限制了电池电压、瞬时电流、等效串联电阻和容量。因为受限的电池电压和其它原因(诸如，在某些半导体制造节点中与数字电路电压一致)，可能期望在电子眼科装置中使用低压电池。另外，可能期望使用单个电池而不是使用串联的两个电池来获得较高电压，从而限制了电池电压。单个电池的优点可在于制造、可靠性、收率和电流容量优于串联的两个电池。
由单个电池单元提供的受限电压会不足以启动电子眼科装置中用于进行指示、通信或其它应用的一些类型的LED，诸如图5A中示出的那些。例如，碱性电池的每个单元在可用电池放电范围内可具有0.8V至1.6V。当完全充电并且在放电曲线的一部分内时，此单元可具有足够的电压启动红色或IR LED，但甚至这些相对低压的LED在接近电池放电结束时也无法启动。重要的是要注意，因为LED电流至正向电压的阶跃响应(参照用于LED电流的公式)，即使期望的是极小的电流(诸如几微安)，仍然可需要大电压。根据图5A中示出的LED响应，也可以明显的是，因为2.8V的正向电压，白色LED无法被1.6V最大电压的电池启动。
因为前述限制，在电子眼科装置中需要当被低压电池供电时提供足够允许LED发射可用光强度的电路。此类优选电路可以是小、消耗极少的电流并且与控制LED强度的电路系统整合。此类电路系统可允许LED强度在连续可变范围内受到控制、脉动、被进行脉宽调制或仅仅是打开和关闭。
可使用充电泵增加低压电池可用的电压，充电泵的一般形式是工业上熟知的。例如，在2.8V下几乎完全耗尽地驱动白色LED时使用最小电压是0.8V的电池的情况下，充电泵可能够将电池电压乘以至少3.5，以实现足够高的输出电压。另外，在一些优选的实施例中，充电泵和相关电路系统可调控通过LED的电流，以调控LED输出强度。作为另外一种选择，充电泵可维持贮存器或镇流电容器中的电荷，LED控制电路系统接着可将镇流电容器用作其电源。
现在，参见图5B，示出被配置成用低压电池502驱动LED 510的系统。在诸如图示的一些示例性实施例中，充电泵504可增加来自电池502的可用偏置电压并且可对电容器506进行充电。LED控制器508可切换和/或调控通向LED 510的电流。充电泵504、电容器506和LED控制器508的电路系统可被整合到同一功能块中，从而可增加对于效率和晶粒大小的有益效果。通过虚线矩形512指示此类整合。
现在，参见图6A，示出外部装置和眼睛上的可通电眼科镜片之间的无线通信和控制的示例性实施例。在一些示例性实施例中，眼科镜片603可包括能够接收交互数据606的无线接收器602和功能性机构601(诸如，能够为用户提示或通知事件的通知机构)。在接收步骤中，外部装置605可向接收器602无线地传输交互数据606。
在一些示例性实施例中，如图6B所示，眼科镜片653还可包括发射器652，发射器可在眼科装置653中位于与接收器602(上面参照图6A所述的)类似的位置。在传输步骤中，发射器652可将响应数据657发送回外部装置605。响应数据657可在外部装置605中触发动作，包括例如将铃声静音。在一些其它示例性实施例中，眼科镜片653可启动交互数据的交换。这种启动可以是根据眼科镜片上的预定义事件自动进行的或者可以是由用户操作的，例如，眨眼。
在此类示例性实施例中，验证步骤(类似于参照图3和图4描述的)可优选地用于确认无线通信是在指定的眼科镜片653和外部装置605之间进行的。可在执行验证步骤然后立即传输响应或启动数据657，这可限制不当的响应提示。在其它示例性实施例中，在初始传输交互数据606之后，可在整个交互数据交换中连续进行无线通信。在连续进行无线通信的情况下，不需要第二验证过程即可确保预期的无线通信。
现在，参见图7和图8，示出具有位置识别机构705、805的可通电眼科镜片700、800。在眼科镜片700和800内结合并且定位在眼睛上的瞳孔位置和会聚检测系统705、805可跟踪瞳孔的位置、眼科镜片700和800或者二者。例如，检测系统可包括能够观察瞳孔的反向面向的光电探测器或者能够跟踪眼睛运动的加速器。
如图7中所示，位置识别机构705可检测眼科镜片700后的眼睛运动和/或可检测眼科镜片700前方眼睑的位置。在一些示例性实施例中，眼科镜片700可包括传感器阵列705。在眼科镜片700可检测眼睑位置的情况下，传感器阵列705可包括一个或多个光电传感器。可将此类光电传感器置于眼科镜片700上的合适位置，从而得到足以在未遮挡透光光学区的情况下可靠地确定眼睑位置的取样位置。例如，如图所示，可将传感器的垂直线布置在光学区的外面。
当眼睛处于打开位置时，所有或大部分的光电传感器可被暴露以接收环境光，从而可产生能被眼科镜片内包括的电子电路检测到的光电流。对于一些或全部的光电传感器来说，眼睑位置的变化会限制环境光的暴露。眼科镜片可能够基于光电流的变化程度检测眼睑位置。
眼睑检测设备可允许眼科镜片识别眼睛姿态，这些眼睛姿态可包括有意的眨眼或使眼色模式，例如，参照图6所描述的。在一些优选的实施例中，可将眼睑检测与会聚检测组合起来。这种组合可允许眼科镜片辨别有意的眼睑位置和无意的眼睑位置变化，无意的眼睑位置变化可能是例如由于不同距离的对象之间焦距的变化所造成的。
在一些示例性实施例中，光电检测器阵列705可以是面向后面的，从而允许眼科镜片700跟踪注视。当位于瞳孔外面时，可阻挡朝向光电检测器的光。当眼睛可改变注视时，光电检测器705的一部分可被暴露于通过瞳孔反射的光。因此，眼科镜片700可包括稳定特征710，该稳定特征可允许眼睛在压载的眼科镜片700后面运动。
如图8所示出，瞳孔位置和会聚检测器系统805可包括数个组件，这些组件可形成更复杂的系统，包括(例如)三轴加速器805、功率源810、收发器815和包括信号调节电路系统和存储器的控制器820。两个眼科镜片之间的通信信道可允许瞳孔位置和会聚检测系统在瞳孔位置上同步。
在一些示例性实施例中，眼科镜片800可随眼睛一起运动。在此类实施例中，眼科镜片800可包括一个或多个加速器805。在一些此类实施例中，加速器805可包括压电、压阻或电容性部件，包括(例如)压电陶瓷或晶体。加速器805可包括微机电式系统(MEMS)。另一方面，诸如图7所示的，眼科镜片700可以是由稳定特征710进行压载，其中眼睛可在镜片700后面运动。
一些示例性实施例可包括单个可通电镜片，其中用户可在相对的眼睛上配戴无源镜片，或者，其中视力校正可不是必须的，用户可不配戴第二个镜片。在可能必须校正视力的情况下，可通电镜片可包括静态视力校正能力。作为另外一种选择，该交互可能需要来自两个可通电镜片的相对信息，诸如(例如)装置可跟踪注视、会聚或者二者。在此类实施例中，用户可能需要配戴两个可通电眼科镜片。
现在，参见图9A-9D，以俯视视图的形式示出各自配戴可通电眼科镜片的一双眼睛的各种注视方法和会聚距离。出于示例目的，外部装置的屏幕被示出在与注视平行的位置，但其它角度可能是实用的并且应当被视为本文所述的具有创造性的领域的部分。在用户正配戴一组可通电眼科镜片的情况下，外部装置可接收来自两个镜片的位置输入。
如图9A所示，当远距离观察外部装置900时，两只眼睛可在类似或相同方向上注视，会聚极少。如图9B所示，当近距离观察外部装置900时，眼睛可能会聚，但仍然注视前方。如图9C所示，当看向外部装置900的屏幕的左边部分时，左眼可以是向前看，并且右眼可以转向左边看。如图9D所示，当看向外部装置900的屏幕的右边部分时，会出现与图4C的相反的情况。
现在，参见图10A-10D，用一双眼睛的俯视视图示出与图9A-9D所示相同的场景，其中只有右眼可配戴可通电镜片1002，其中外部装置的屏幕被示出为与眼睛的注视平行。与一对可通电眼科镜片相比，单个可通电眼科镜片可只给外部装置提供来自一只眼睛的位置数据，不涉及相对的眼睛。
如图10A所示，当远距离观察外部装置1000时，两只眼睛可在类似或相同方向上注视，会聚极少。如图10B所示，当近距离观察外部装置1000时，眼睛可会聚，得仍然注视前方。如图10C所法，当看向外部装置1000的屏幕的左边部分时，左眼可以是向前看，右眼可以偏向看左边。如图10D所示，当看向外部装置1000的屏幕的右边部分时，会出现与图10C相反的情况。
与图9A-9D不同，外部装置1000可仅从图10A-10D的右眼接收位置信息。因此，装置可能不能辨别图10A和图10D或者图10B和图10C，因为右眼出于类似位置，尽管用户可以不同的方向和距离来看。
跟踪眼睛运动可允许装置精确地识别用户在看哪里并且可在屏幕上的特定部分上放大，包括(例如)智能电话或平板电脑中的状态条。在一些示例性实施例中，可针对用户的优选要求和属性校准装置。校准可更准确地建立用户的眼睛运动。校准过程可向外部装置、眼科镜片或二者提供基线数据。在一些方面，校准可对眼科镜片进行编程，以识别镜片如何相对于眼睛运动而运动。
例如，装置可提示用户看不同距离处的特定点，诸如图9A-9D和图10A-10D所示。装置可指示用户正常地阅读屏幕，以检测用户的自然阅读速度，从而允许装置辨别屏幕上不同点的扫视和阅读。如果用户扫视不同的点可能不需要动作，但装置可随着用户阅读而滚动。
校准可允许外部装置辨别有意和无意的眼睛运动，例如，由眼球震颤造成的运动。校准步骤可提示用户以预定义的时长看外部装置屏幕上的对象。在这段时间内，外部装置可记录或识别无意运动数据，包括速度、方向和距初始聚焦点的距离。
基于校准，外部装置可能够识别并忽略无意运动数据，以类似于噪声的方式处理数据，这在电子装置中是通用的。对于具有严重或有问题的眼睛震颤的用户，校准可能不足以区分有意和无意的眼睛运动。在一些此类示例性实施例中，专用的眼科镜片、外部装置中的额外软件或者二者的组合可能是必需的，以充分克服无意眼睛运动的“噪声”。
在一些方面，外部装置可能够检测并跟踪用户的注视和眼睛会聚。眼睛会聚对于确定用户眼睛接近设备的程度是特别有用的。眼睛会聚数据可提示装置的响应动作，这可能导致一个或多个眼科镜片上焦点的变化或者可能导致装置屏幕上显示的变化。例如，装置可识别用户正将屏幕保持在阅读距离。在响应中，屏幕上的字体可增大，眼科镜片可改变光焦度或者二者。
相似地，跟踪并检测眼睛运动和眨眼模式可允许用户通过眼睛姿态来操作装置。装置中的通用操作机构可识别一组预定义的姿态，其中用户可以特定的方式触摸屏幕以提示装置中的动作。例如，紧缩屏幕可提示装置进行放大，并且扫过屏幕可指示设备在扫过的方向上滚动。在装置可识别眼睛运动、眨眼或者二者的示例性实施例中，可形成一组眼睛姿态，以允许用户通过有意的眼睛运动、眨眼或者二者的组合来操作装置。
在一些示例性实施例中，可通电眼科镜片的功能性可能要求镜片之间通信。例如，眼科镜片可允许用户察觉立体介质是三维的，这可允许用户观察“3D”电影、视频游戏，并在不需要如此类介质通常所需的“3D眼镜”的情况下示出。作为非限制性实例，示出3D介质的外部装置可包括电视、手持游戏装置和/或平板电脑。一些示例性实施例可要求镜片另选地以与立体介质的刷新速率相当的速度阻挡用户的视线，这可能需要复杂的处理和电源。装置可能够检测立体介质的刷新速率并且可提示在眼科镜片中另选的视线阻挡。
利用外部装置跟踪注视和/或会聚的此类示例性实施例可减少眼科镜片上的功率和处理负担，仅需要有无线交换少量数据的能力，并且在一些方面，需要将可控制镜片内功能性的机构通电。外部装置可用作交互机构的主要处理部件和功率源，从而可降低固有地受大小限制的眼科镜片的负担。利用外部装置可允许通信需要视线，从而在鼻梁阻止左眼科镜片和右眼科镜片之间的通信的情况下实际并非如此。
现在，参见图11A和图11B，示出两组眼睛1100、1150，其中一组配戴无源眼科镜片1102而一组配戴可通电眼科镜片1152，其中这两组眼睛1100、1150均在观察同一装置屏幕1110。在一些示例性实施例中，外部装置可包括具有安全或隐私保护或层的屏幕1110，其中眼科镜片1152上的过滤器对观察屏幕1110的内容来说可能是必须的。如图11A所示，在没有过滤器的情况下，屏幕1110可以是从视觉上被阻止的，如图11B所示，带有过滤器的可通电眼科镜片可允许用户透过过滤器观察屏幕1110。隐私保护设置可以是静态的，从而可仅需要眼科镜片之内或之上的无源过滤器。
作为另外一种选择，隐私保护设置可以是可调节的，其中可通电眼科镜片上的过滤器可以是可编程的以适应可变的保护设置。可变的保护设置可限制其他用户的眼科镜片包括相同过滤器的可能性。可变的保护设置可由用户进行编程，或者可以是随机产生的。
在一些示例性实施例中，隐私保护可包括偏振的或有色调的屏幕。在隐私保护包括偏振屏幕的情况下，过滤器可包括互补偏振，其中过滤器的偏振可对准屏幕的偏振。在隐私保护包括色调的情况下，过滤器可阻止吸收色调颜色的特定波长。
当通过隐私保护观察装置时，可启动眼科镜片中的过滤器，当不通过隐私保护观察时，隐私保护可防止过滤器阻挡用户的视线。与诸如可移动过滤器片材的通用屏幕保护方法相比，这种隐私保护可更方便、更不明显并且更安全。
现在参见图12，示出自动调节外部装置1230的屏幕1250的亮度的系统。一些外部装置1230可包括亮度可调节的背光屏幕1250。诸如智能电话和平板电脑的一些当前的装置基于被预编程的参数(例如，环境光级)自动地调节亮度。然而，被预编程的参数可限制可能落在那些参数内的那些用户的效果。相关瞳孔1201的大小变化、屏幕亮度和环境光级1205、1235、1255可允许对亮度偏好进行个性化评估。
可通过多个传感器或相机1210、1260、1240测量环境光级1205、1235、1255。具有亮度自动调节特征的现有装置测量屏幕前面和/或装置后面的光。可由屏幕发出的亮度使屏幕1250前面的光级1255偏移，可因装置1230造成的影子使装置1230后面的光级1235偏移。
单独地，每种方法可能不足以建立有效的环境光级。通过包括眼睛上的环境光1205和诸如瞳孔直径的观察眼睛的参数，可为用户优化显示1250，例如，优化黑色水平和动态范围或调色板。检测来自多个位置的光级可导致能够更准确地评估环境光级。在一些优选实施例中，可通过归一化外部装置中至少两个传感器或相机和至少一个眼科镜片1200中的传感器或相机的测量值来测定环境光级。在一些方面，装置可对特定用户形成亮度配置，其可以是在多个具有屏幕的装置上通用的。此类实施例可限制为每个装置建立亮度偏好的校准要求。
现在参见图13，示出具有可变取样速率的可通电眼科镜片的决策流程图。可变取样速率可允许眼科镜片比单取样速率的功率消耗更有效，这与外部装置有意义的交互可以是必须的。在一些优选的实施例中，眼科镜片可以三种或更多种取样速率操作。眼科镜片可以最低的速度取样以确定指定的外部装置是否在可操作范围内。在可检测指定外部装置的情况下，取样速率可增加以确定是否与外部装置接合并交互。当眼科镜片与外部装置活动地交互时，取样速率会是最高的，从而可优化用户交互。可变取样速率可限制能量消耗。
在1300处，针对存在特定外部装置，眼科镜片可以睡眠速率取样环境，其中睡眠速率可包括最低取样速率。取样(在1300处)可检测特定外部装置(在1330处)或者可不检测特定的外部装置(在1320处)。在眼科镜片可不检测指定外部装置(在1320处)的情况下，眼科镜片可保持睡眠模式并且可以最低速率继续取样(在1300处)。例如，睡眠模式下的取样速率可包括0.3Hz和10Hz之间的频率。
作为另外一种选择，在眼科镜片可检测特定外部装置(在1330处)的情况下，眼科镜片可针对来自特定外部装置的配对提示开始取样(在1335处)。在1335处，眼科镜片可以备用速率进行取样，其可以快于睡眠模式下的取样速率。例如，备用速率可以包括2Hz和10Hz之间的频率。配对提示可以启动眼科镜片和特定外部装置之间的通信。
在1350处，眼科镜片可不检测配对提示，其中眼科镜片可验证特定外部装置的存在，这可导致检测(在1330处)或不检测(在1320处)。作为另外一种选择，在1360处，眼科镜片可检测配对提示。检测配对提示(在1360处)可允许眼科镜片与外部装置配对(在1365处)。在一些示例性实施例中，在检测步骤(在1360处)和配对步骤(在1365处)之间可出现中间步骤。此类中间步骤(包括例如将参照图14描述的中间步骤)可包括验证或授权步骤，这可以确保眼科镜片与特定外部装置通信。
响应于配对(在1365处)，眼科镜片可以开始以活动速率取样，该活动速率可以是最高的取样速率。例如，活动速率可包括10Hz和100Hz之间的频率，从而可允许交互动作而不具有可由低取样速率(诸如，可能在睡眠或备用时出现的)造成的延迟。取样(在1370处)可检测交互提示(在1390处)或者可不检测交互提示(在1380处)。在眼科镜片可不检测交互提示(在1380处)的情况下，眼科镜片可连续以活动速率取样(在1370处)，直到配对可被中断，这可以触发向下转至较低取样速率，诸如睡眠模式(在1300处)或备用模式(在1335处)。
作为另外一种选择，在1390处，眼科镜片可检测交互提示，并且在1395处，眼科镜片可活动地与外部装置交互。眼科镜片可以活动速率针对交互提示持续取样(在1370处)。在一些示例性实施例中，在1395处交互之后，通信可被中断，并且在1300处，眼科镜片可返回睡眠模式并且因指定外部装置的存在而重新取样。
外部装置与眼科镜片一样，可不受空间和能量的限制。因此，外部装置可以恒定快速的速率进行取样，其中装置可检测来自眼科镜片的数据传输或交互提示。在一些示例性实施例中，与眼科镜片类似，外部装置可以较低速率进行取样，以检测相容的眼科镜片的存在，其中检测可以提示较快的取样速率。例如，活动速率可包括10Hz和100Hz之间的频率，较低速率可包括0.3Hz和10Hz之间的频率。
现在，参照图14，流程图示出一旦通过配对提示启动，眼科镜片和外部装置之间就交互的处理步骤。在1400处，眼科镜片可检测由外部装置传输的配对提示。任选地，在1405处，配对提示可包括对眼科镜片的授权询问(例如，参照图4所述的)，眼科镜片可以用授权代码进行响应。在一些方面，在1410处，配对提示可触发眼科镜片提高取样速率的频率。例如，眼科镜片可进入询问模式，其可包括高于睡眠模式但低于活动模式的取样速率，或者眼科镜片可进入活动模式。
在一些示例性实施例中，在1420处，眼科镜片可以用未授权代码进行响应或者可根本就不响应。在此类事件中，在1425处，眼科镜片可返回睡眠取样速率。在1425处，外部装置可命令眼科镜片基于不正确响应返回睡眠模式。外部装置在指定时长内未进行响应的超时可指示眼科镜片返回睡眠模式，诸如图13中所述的。
在眼科镜片可用经授权的或配对的代码进行响应(在1430处)的情况下，询问可将外部装置和眼科镜片配对。在一些示例性实施例中，在1435处，响应于配对，外部装置可命令眼科镜片启动取样模式。作为另外一种选择，在1440处，配对本身可提示眼科镜片将取样速率增加至活动模式。活动模式下的取样速率可足以允许设备之间有效地交互，响应时间迅速，优选地几乎立即被用户察觉到。
在1445处，眼科镜片可检测来自外部装置的交互提示。在1460处，交互提示可指导眼科镜片的操作，其中提示可启动镜片的功能性。例如，在具有可变光学部分的眼科镜片内，交互提示可触发视力校正光焦度的改变。相似地，指令可触发启动通知机构或唤醒警示，其可以防止用户在驾驶时睡着。在一些示例性实施例中，在1465处，眼科镜片可将完成数据传输回外部装置。完成数据可允许外部装置验证接收到交互提示并且在眼科镜片中触发校正操作。
在一些示例性实施例中，在1470处，交互提示可请求来自眼科镜片的响应。被请求的响应可包括用户的确认动作、眼科镜片内部的动作或者二者的组合。例如，交互提示可请求用户看屏幕上的特定对象或者以特定的模式眨眼。然后，眼科镜片可将瞳孔和/或眼睑位置数据传输回外部装置。
作为另外一种选择，交互提示可不需要用户响应，但可从眼科镜片请求当前的位置数据。在1475处，眼科镜片可将响应数据传输回外部装置，并且在1480处，响应可指导外部装置中的操作。在其它实施例(未示出)中，交互提示可指导操作(在1460处)并且请求响应(在1470处)。被请求的响应可以是用户获知操作，诸如，警示或警告。
用于基于插入物的眼科镜片的材料
在一些示例性实施例中，镜片类型可为包括含有机硅的组分的镜片。“含有机硅的组分”是指在单体、大分子单体或预聚物中含至少一个[-Si-O-]单元的组分。优选地，以含有机硅的组分的总分子量计，所有Si和所连接的O在含有机硅的组分中以大于约20重量％，还更优选地大于30重量％的量存在。可用的包含有机硅的组分优选地包含可聚合的官能团，诸如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。
在一些示例性实施例中，围绕插入物的眼科镜片裙边(有时可称为插入物封装层)可由标准水凝胶镜片制剂构成。具有可向许多插入物材料提供可接受匹配的示例性材料可以包括那拉菲康族；包括那拉菲康A和那拉菲康B。作为另外一种选择，依他菲康族；包括依他菲康A，可代表良好的示例性材料选择。下文将对与本领域一致的材料性质进行更全面的技术讨论；但应清楚，可形成密封和封装插入物的可接受封装或部分封装的任何材料是符合的并且包括在内。
合适的含有机硅的组分包括由式I表示的化合物
其中：
R1独立地选自一价反应基团、一价烷基基团或一价芳基基团，上述任何基团还可包含选自羟基、氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰胺基、氨基甲酸酯基、碳酸酯基、卤素或它们的组合的官能团；和含有1至100个Si-O重复单元的一价硅氧烷链，所述重复单元还可以包含选自烷基、羟基、氨基、氧杂、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸酯基、卤素或它们的组合的官能团；
其中b＝0至500，其中应理解，当b不为0时，b为具有等于指定值的众数(mode)的分布；
其中至少一个R1包含一价反应基团，并且在一些实施例中，1至3个R1包含一价反应性基团。
如本文所用，“一价反应基团”为可经历自由基和/或阳离子聚合的基团。自由基反应基团的非限制性实例包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、C1-6烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、C1-6烷基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、C2-12烯基、C2- 12烯基苯基、C2-12烯基萘基、C2-6烯基苯基、C1-6烷基、O-乙烯基氨基甲酸酯以及O-乙烯基碳酸酯。阳离子反应基团的非限制性例子包括乙烯基醚或环氧基团以及它们的混合物。在一个实施例中，自由基反应基团包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺以及它们的混合物。
合适的一价烷基和芳基基团包括未取代的一价C1-C16烷基基团、C6-C14芳基基团，诸如取代的和未取代的甲基、乙基、丙基、丁基、2-羟丙基、丙氧基丙基、聚乙烯氧丙基以及它们的组合等。
在一个示例性实施例中，b为0，一个R1为一价反应性基团，至少3个R1选自具有一至16个碳原子的一价烷基，并且在另一个实施例中，选自具有一至6个碳原子的一价烷基。本实施例的有机硅组分的非限制性例子包括2-甲基-2-羟基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基硅烷基)氧基]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(“SiGMA”)、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基丙基-三(三甲基硅氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷(“TRIS”)、3-甲基丙烯酰氧基丙基双(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷。
在另一个示例性实施例中，b为2至20、3至15，或在一些实施例中为3至10；至少一个末端R1包含一价反应基团，其余的R1选自具有1至16个碳原子的一价烷基基团，在另一个实施例中，选自具有1至6个碳原子的一价烷基基团。在另一个实施例中，b为3至15，一个末端R1包含一价反应基团，另一个末端R1包含具有1至6个碳原子的一价烷基基团并且剩余的R1包含具有1至3个碳原子的一价烷基基团。本实施例的有机硅组分的非限制性实例包括(单-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基)-丙醚封端的聚二甲基硅氧烷(400-1000MW)(“OH-mPDMS”)、单甲基丙烯酰氧基丙基封端的单正丁基封端的聚二甲基硅氧烷(800-1000MW)(“mPDMS”)。
在另一个示例性实施例中，b为5至400或10至300，两个末端R1均包含一价反应性基团并且剩余的R1独立地选自具有1至18个碳原子的一价烷基，所述一价烷基在碳原子之间可具有醚键并且还可包含卤素。
在一个示例性实施例中，需要硅水凝胶镜片，本发明的镜片将由反应性混合物制成，所述反应性混合物包括基于用于制造所述聚合物的反应性单价组分的总重量的至少约20重量并且优选为约20％重量和70％重量之间的含有硅树脂的组分。
在另一个示例性实施例中，1至4个R1包含乙烯基碳酸酯或下式的乙烯基氨基甲酸酯：
式II
其中：Y代表O-、S-或NH-；
R代表氢或甲基；d为1、2、3或4；并且q为0或1。
含有机硅的乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯单体具体包括：1,3-双[4-(乙烯氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷；3-(乙烯氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯；3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯；碳酸三甲基甲硅烷基乙基乙烯酯；碳酸三甲基甲硅烷基甲基酯乙烯酯；并且
在期望生物医疗装置的模量在约200以下的情况中，只有一个R1应包含一价反应性基团，并且剩余的R1基团中不超过两个将包含一价硅氧烷基团。
另一类包含有机硅的组分包括以下式的聚氨酯大分子单体：
式IV-VI
(*D*A*D*G)a*D*D*E1；
E(*D*G*D*A)a*D*G*D*E1或；
E(*D*A*D*G)a*D*A*D*E1
其中：
D代表具有6至30个碳原子的烷二基、烷基环烷二基、环烷二基、芳二基或烷基芳二基，
G代表具有1至40个碳原子并且主链中可包含醚键、硫代键或胺键的烷二基、环烷二基、烷基环烷二基、芳二基或烷基芳二基；
*代表氨基甲酸酯或脲基键；
a为至少1；
A代表下式的二价聚合基：
式VII
R11独立地代表具有1至10个碳原子并且碳原子之间可以包含醚键的烷基或氟代烷基；y为至少1；并且p提供400至10,000的部分重量；E和E1的每一个独立地代表可聚合的不饱和有机基，其用下式表示：
式VIII
其中：R12为氢或甲基；R13为氢、具有1至6个碳原子的烷基或—CO—Y—R15基，其中Y为—O—、Y—S—或—NH—；R14为具有1至12个碳原子的二价基团；X代表—CO—或—OCO—；Z代表—O—或—NH—；Ar代表具有6至30个碳原子的芳基；w为0至6；x为0或1；y为0或1；并且z为0或1。
优选的含有机硅的组分是由如下式表示的聚氨酯大分子单体：
式IX
其中R16是移除异氰酸酯基团后的二异氰酸酯的双基，诸如异佛乐酮二异氰酸酯的双基。其他合适的含有机硅的大分子单体为由氟醚、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸异氰基乙酯反应形成的式X的化合物(其中x+y为在10至30范围内的数值)。
式X
其他适合用于本发明的含有机硅的组分包括包含聚硅氧烷基团、聚亚烷基醚基团、二异氰酸酯基团、多氟化烃基团、多氟化醚基团和多糖基团的大分子单体；具有极性氟化接枝或侧基的有氢原子连接到末端二氟代碳原子的聚硅氧烷；含醚键和硅氧烷键的亲水性硅氧烷基甲基丙烯酸酯以及含聚醚基团和聚硅氧烷基团的可交联单体。上述任何聚硅氧烷也可用作本发明中的包含有机硅的组分。
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以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精神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构造，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 (29)

1.一种能够与预定义的外部装置交互的眼科镜片系统，所述眼科镜片系统包括至少第一眼科镜片，所述第一眼科镜片包括：
第一组电子部件，其能够与所述预定义的外部装置交互；
第一软镜片部分，其能够封装所述第一组电子部件的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的眼科镜片系统，其中所述电子部件包括：
接收器，所述接收器被配置用于从所述预定义的外部装置无线地接收数据；
处理器，所述处理器与功率源和所述接收器电通信，其中所述处理器被配置用于控制所述接收器；
传感器，所述传感器与所述处理器电通信，其中所述传感器被配置用于检测用户响应，其中所述处理器被配置用于基于所述用户响应产生用户响应数据；
发射器，所述发射器与所述处理器电通信，其中所述发射器被配置用于向所述预定义的外部装置传输响应数据，并且其中传输所述响应数据能够在所述预定义的外部装置中触发预定义的动作；和
导电迹线，所述导电迹线被配置用于使电子部件互连。
3.根据权利要求1所述的眼科镜片系统，其中所述第一软镜片部分包括聚合活性单体混合物。
4.根据权利要求1所述的眼科镜片系统，其中所述第一眼科镜片和所述预定义的外部装置之间的无线配对能够使得所述眼科镜片系统和所述预定义的外部装置之间进行交互。
5.根据权利要求1所述的眼科镜片系统，其中所述第一眼科镜片还包括事件通知机构，所述事件通知机构被配置用于将预定义的事件通知给所述眼科镜片系统的用户，其中所述预定义的事件能够被所述眼科镜片系统或者所述预定义的外部装置中的一者或二者检测到。
6.根据权利要求1所述的眼科镜片系统，其中所述眼科镜片系统和所述预定义的外部装置中的一者或二者至少被配置用于对所述预定义的外部装置的功能性或所述第一眼科镜片的功能性进行编程或操作。
7.根据权利要求1所述的眼科镜片系统，还包括第二眼科镜片，其中所述第二眼科镜片包括：
第二组电子部件，其能够与所述预定义的外部装置交互；
第二软镜片部分，其能够封装所述第二组电子部件的至少一部分。
8.根据权利要求1所述的眼科镜片系统，其中所述预定义的外部装置包括操作系统。
9.根据权利要求1所述的眼科镜片系统，其中所述外部装置能够自动地调节所述外部装置的屏幕的亮度级，其中所述亮度级是基于配戴所述第一眼科镜片的第一眼睛的一个或多个瞳孔的大小、屏幕的亮度级和至少第一环境光的亮度级之间的相关性。
10.根据权利要求1所述的眼科镜片系统，其中所述眼科镜片系统被配置用于跟踪所述第一眼睛的注视。
11.根据权利要求1所述的眼科镜片系统，其中所述眼科镜片系统被配置用于以多种速率进行取样。
12.根据权利要求1所述的眼科镜片系统，还包括隐私保护过滤器，其中所述预定义的外部装置包括隐私保护，所述隐私保护被配置用于限制对所述屏幕的观察，并且其中所述隐私保护过滤器被配置用于允许用户通过隐私保护观察所述屏幕。
13.根据权利要求1所述的眼科镜片系统，其中所述第一组电子部件还包括充电泵。
14.根据权利要求2所述的眼科镜片系统，其中所述接收器能够从所述预定义的外部装置无线地接收能量。
15.根据权利要求2所述的眼科镜片系统，其中所述电子部件还包括功率源，其中所述导电迹线被配置用于将所述功率源与所述接收器电连接。
16.根据权利要求7所述的眼科镜片系统，其中所述眼科镜片系统被配置用于跟踪所述第一眼睛和配戴所述第二眼科镜片的第二眼睛的注视以及所述第一眼睛和所述第二眼睛之间的会聚。
17.根据权利要求9所述的眼科镜片系统，其中所述第一眼科镜片还包括面向前的光传感器，其中所述面向前的光传感器被配置用于测量位于所述眼睛的近侧和外部的环境光。
18.根据权利要求10所述的眼科镜片系统，其中所述第一眼科镜片还包括第一位置检测机构，其被配置用于检测所述第一眼睛的眼睛运动或眼睑位置，并且其中所述第一眼科镜片被配置用于向所述预定义的装置传输位置数据。
19.根据权利要求15所述的眼科镜片系统，其中所述眼科镜片还包括介质插入物，所述介质插入物被配置用于封装所述电子部件，其中所述软镜片部分被配置用于封装所述介质插入物的至少一部分。
20.根据权利要求16所述的眼科镜片系统，其中所述会聚的变化导致对所述屏幕上的对象的大小的调节。
21.根据权利要求16所述的眼科镜片系统，其中所述眼科镜片系统还包括可变光学部分，所述可变光学部分被配置用于通过所述第一眼和所述第二眼的光学区来提供多种镜片光焦度，并且其中所述会聚的变化导致镜片光焦度的变化。
22.根据权利要求16所述的眼科镜片系统，其中所述眼科镜片系统能够向所述预定义的外部装置传输位置数据，其中位置数据源自跟踪所述注视和所述会聚。
23.根据权利要求17所述的眼科镜片系统，其中所述外部装置还包括至少后方光传感器和前方光传感器，其中所述后方光传感器被配置用于测量位于所述外部装置外部并在与所述屏幕相对的方向上的环境光级，并且所述前方光传感器被配置用于测量位于所述外部装置外部并在所述屏幕的方向上的环境光级。
24.根据权利要求18所述的眼科镜片系统，其中传输所述位置数据能够在所述预定义的外部装置中提示响应动作。
25.根据权利要求22所述的眼科镜片系统，其中所述位置数据包括眼睛姿态，所述眼睛姿态能够触发所述外部装置中的操作，其中所述眼睛姿态包括由用户造成的注视和/或会聚的有意的变化。
26.根据权利要求23所述的眼科镜片系统，其中所述第一环境光包括整体环境光级，其中所述整体环境光级是基于以下计算的：由后方光传感器测量的环境光、由前方光传感器测量的环境光和由面向前的光传感器测量的环境光。
27.根据权利要求25所述的眼科镜片系统，其中所述第一眼科镜片和所述第二眼科镜片中的一者或二者还包括眼睑位置检测机构，所述眼睑位置检测机构能够检测所述第一眼睛和所述第二眼睛中的一者或二者的眼睑位置。
28.根据权利要求26所述的眼科镜片系统，其中所述位置数据包括眼睛姿态，所述眼睛姿态能够触发所述外部装置中的操作，其中所述眼睛姿态包括由所述用户造成的有意的位置变化。
29.根据权利要求27所述的眼科镜片系统，其中所述眼睛姿态还包括所述第一眼睛和所述第二眼睛中的一者或二者的眼睑位置的有意的变化。
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