Электронные офтальмологические линзы с многоканальной схемой голосования

Электронные офтальмологические линзы с многоканальной схемой голосования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к электронным офтальмологическим линзам или офтальмологическим линзам с электропитанием, оборудованным более чем одним датчиком с соответствующим аппаратным и программным обеспечением, для распознавания содержательных изменений состояния глаза, а точнее, к множеству датчиков и соответствующему аппаратному и программному обеспечению, сконфигурированному для реализации схем голосования для определения изменений в требуемом фокусном расстоянии.

2. Обсуждение смежной области

Поскольку электронные устройства продолжают уменьшаться в размерах, все более вероятным становится создание пригодных для ношения или микроэлектронных устройств с возможностью встраивания для различных областей применения. Такие области применения могут включать в себя мониторинг биохимических процессов в организме, контроль приема доз лекарственных препаратов или лекарственных агентов за счет различных механизмов, включая автоматические, в ответ на измерения или в ответ на внешние сигналы управления и усиление обменных процессов в органах или тканях. Примеры таких устройств включают в себя инфузионные насосы для введения глюкозы, кардиостимуляторы, дефибрилляторы, вспомогательные желудочковые системы и нейростимуляторы. Новой особенно выгодной областью применения являются пригодные для ношения офтальмологические линзы и контактные линзы. Например, пригодные для ношения линзы могут включать в себя узел линз, имеющий фокус с возможностью электронного регулирования для увеличения или улучшения функции глаза. В другом примере, с фокусом с возможностью регулирования или без него, пригодная для ношения контактная линза может включать в себя электронные датчики для определения концентраций отдельных химических веществ в прекорнеальной (слезной) пленке. Использование встроенной в линзы электроники предполагает потенциальную необходимость связи с электронными устройствами, разработки метода обеспечения электроники энергией и/или ее подзарядки, соединения электронных устройств между собой, восприятия информации от внешних и внутренних датчиков и/или мониторинга и управления электроникой и общей работой линз.

Человеческий глаз способен различать миллионы цветов, легко приспосабливаться к изменению освещения и передавать сигналы или информацию в головной мозг со скоростью, превышающей высокоскоростную передачу данных через интернет. Линзы, в том числе контактные и интраокулярные, используются в настоящее время для коррекции таких дефектов зрения, как миопическая рефракция глаза (близорукость), гиперметропия (дальнозоркость), пресбиопия и астигматизм. Тем не менее, правильно сконструированные линзы содержат дополнительные компоненты, которые могут использоваться как для усиления зрения, так и для коррекции дефектов зрения.

Контактные линзы можно применять для коррекции миопии, гиперметропии, астигматизма, а также других дефектов остроты зрения. Контактные линзы также могут быть использованы для изменения естественного внешнего вида глаз человека, который их носит. Контактные линзы или "линзы" представляют собой обычные линзы, размещаемые на передней поверхности глаза. Контактные линзы относятся к медицинским устройствами и могут применяться для коррекции зрения и (или) по косметическим или иным терапевтическим причинам. Контактные линзы применяют в коммерческих масштабах для улучшения зрения с 1950-х гг. Первые образцы контактных линз изготавливали или вытачивали из твердых материалов. Такие линзы были относительно дорогими и хрупкими. Кроме того, такие первые контактные линзы изготавливали из материалов, которые не обеспечивали достаточной диффузии кислорода через контактную линзу в конъюнктиву и роговицу, что могло потенциально повлечь за собой ряд неблагоприятных клинических эффектов. Хотя такие контактные линзы используются и в настоящее время, они подходят не всем пациентам из-за низкого уровня первичного комфорта. Дальнейшие разработки в данной области привели к созданию мягких контактных линз на основе гидрогелей, которые сегодня чрезвычайно популярны и широко используются. В частности, силикон-гидрогелевые контактные линзы, доступные в настоящее время, сочетают преимущества силикона, отличающегося исключительно высокой кислородной проницаемостью, с признанным удобством при ношении и клиническими показателями гидрогелей. По сути, контактные линзы из силикон-гидрогелей обладают более высокой кислородной проницаемостью и в целом более удобны в ношении, чем контактные линзы, сделанные из твердых материалов, которые применялись ранее.

Стандартные контактные линзы являются полимерными структурами определенной формы для коррекции различных проблем со зрением, которые были кратко упомянуты выше. Для достижения повышенной функциональности в эти полимерные структуры встраиваются различные электросхемы и компоненты. Например, электросхемы управления, микропроцессоры, устройства связи, источники питания, датчики, преобразователи, светодиоды и миниатюрные антенны можно встраивать в контактные линзы посредством изготовленных по спецзаказу оптоэлектронных компонентов с целью не только корректировки зрения, но также и для его усиления, равно как и для обеспечения дополнительной функциональности, как описано в этом документе. Контактные линзы с электропитанием и/или электронные контактные линзы могут разрабатываться для усиления зрения за счет возможности приближения и удаления изображения, или же просто изменения преломляющей способности линз. Контактные линзы с электропитанием и/или электронные контактные линзы могут разрабатываться для усиления цвета и разрешающей способности, для отображения текстур, преобразования речи в субтитры в режиме реального времени, передачи визуальных ориентиров от навигационной системы и для обеспечения обработки изображений и доступа к интернету. Линзы могут разрабатываться для того, чтобы позволять человеку, который их носит, видеть в условиях слабого освещения. Правильно сконструированная электроника и/или ее расположение в линзах может позволить проектировать изображение на сетчатку, например, без использования оптики с изменяемым фокусным расстоянием, создавать видеодисплеи нового поколения и даже реализовать функцию "будильника". С другой стороны, или в дополнение к любым из этих функций или схожим функциям контактные линзы могут включать компоненты неинвазивного наблюдения за биомаркерами пользователя и его показателями здоровья. Например, встроенные в линзу датчики могут позволять пациенту с диабетом принимать таблетки в соответствии с уровнем сахара в крови за счет анализа компонентов слезной пленки без необходимости взятия крови. К тому же, правильно сконструированные линзы могут включать датчики для слежения за уровнем холестерина, натрия и калия, а также других биологических маркеров. Такой датчик в сочетании с беспроводным блоком передачи данных может позволить врачу получить практически немедленный доступ к информации о химии крови пациента и избавит пациента от необходимости тратить время на дорогу в лабораторию для взятия крови. Кроме того, датчики, встроенные в линзы можно использовать для определения света, падающего на поверхность глаза, с целью компенсации условий естественного освещения, или для определения картины моргания.

Правильная комбинация устройств может обладать потенциально неограниченной функциональностью; хотя и существует множество трудностей, связанных с включением дополнительных компонентов в компонент из оптического полимера. В целом, по многим причинам представляется затруднительным производство таких компонентов непосредственно с линзой, как и установка и соединение плоских устройств с неплоской поверхностью. Также существуют трудности в изготовлении компонентов в нужном масштабе. Компоненты, которые должны помещаться на или в линзу, должны быть уменьшены в размере и встроены в 1,5 квадратных сантиметра прозрачного полимера, который защищает эти компоненты от жидкой среды глаза. Также затруднительно изготовление контактной линзы, которая была бы комфортна и безопасна для пользователя при ношении, с учетом дополнительной толщины, необходимой для размещения дополнительных компонентов.

Учитывая область применения и объем изобретения офтальмологического устройства, такого как контактная линза, и условия, в которых оно должно использоваться, для его технической реализации необходимо преодолеть множество проблем, включая установку и соединение многих электронных компонентов на неплоской поверхности, большая часть которой состоит из оптического пластика. Таким образом, существует необходимость для создания электронных контактных линз с надежными механическими и электронными компонентами.

Поскольку это электронные линзы, то потребляемая энергия, а точнее потребляемый ток, для работы электроники требует разработки технологии аккумуляторной батареи, размер которой подходит для использования с офтальмологической линзой. В дополнение к обычному потреблению тока электронные устройства или системы такого рода требуют накопления резервного тока в режиме ожидания, точного управления напряжением и возможностей переключения для обеспечения работы с потенциально широким разнообразием рабочих параметров, а также обеспечения работы при скачках потребления, например, беспрерывной работы на протяжении восемнадцати (18) часов без подзарядки, которая следует за, возможно, годами нахождения прибора в состоянии покоя. Исходя из этого, существует потребность в системе, оптимальной по цене, сроку длительной безотказной работы, параметрам безопасности и размеру при одновременной способности обеспечивать необходимый уровень мощности.

Также, принимая во внимание сложность работы электронных линз и высокий уровень взаимодействия между всеми компонентами, включающими электронные линзы, существует необходимость в координации и управлении работой электроники и оптики, включающих электронные офтальмологические линзы, в целом. Соответственно, возникает потребность в безопасной, недорогой и надежной системе для управления работой всех остальных компонентов, которая отличается низким потреблением энергии, а ее размер подходит для встраивания в офтальмологические линзы.

Электронные офтальмологические линзы или офтальмологические линзы с электропитанием, вероятно, должны принимать в расчет определенные уникальные физиологические функции человека, который их носит. Точнее говоря, линзы с электропитанием должны учитывать процесс моргания, включая количество морганий за определенный промежуток времени, продолжительность моргания, интервала между морганиями и любое количество возможных картин моргания, например, если человек подвергся передозировке какого-либо препарата. Распознавание моргания также можно использовать для определенных функциональных возможностей, к примеру, как средство управления одним или несколькими аспектами работы офтальмологической линзы. К тому же, при определении моргания необходимо принимать в расчет внешние факторы такие как изменение уровня освещенности и количество видимого света, которое блокируется веком. Например, если уровень освещенности в помещении имеет значение в диапазоне от пятидесяти четырех (54) до ста шестидесяти одного (161) люкса, фотодатчик должен быть достаточно чувствительным для определения изменений уровня освещенности, которое происходит во время моргания.

Датчики естественного освещения или фотодатчики используются во многих системах и продуктах, например, в телевизорах для настройки яркости в зависимости от освещения в помещении, в светильниках для включения в сумерках, а также в телефонах для настройки яркости дисплея. Однако, используемые в настоящее время сенсорные системы не являются достаточно миниатюрными и/или не обладают достаточно низким потреблением энергии для применения с офтальмологическими линзами.

Также важно заметить, что можно применять различные типы датчиков моргания вместе с системами компьютерной обработки изображения, направленных на человеческий(ие) глаз(а), например, цифровую камеру, подключенную к компьютеру. Программное обеспечение, установленное на компьютер, может распознавать визуальные картины, такие как например, глаз в открытом или закрытом состоянии. Такие системы могут применяться в офтальмологических клиниках в целях диагностики и исследований. В отличие от описанных выше датчиков и систем, такие системы предназначены для использования вне глаза и для ракурса, отличного от обычного ракурса зрения из глаза. И хотя эти системы не достаточно миниатюрны для того, чтобы быть встроенными в контактные линзы, применяемое с ними программное обеспечение может быть подобным тому, которое будет применяться с электронными контактными линзами. Любая из этих систем может использовать программную реализацию искусственной нейронной сети, которая распознает входные данные и подстраивает данные на выходе, соответственно. С другой стороны, для создания умных систем можно применять небиологические программные реализации, учитывающие статистические данные, другие адаптивные алгоритмы и/или обработку сигналов.

Таким образом, существует необходимость в средствах и методах распознавания определенных физиологических функций, таких как моргание, и применение их для приведения в действие и/или управления электронной или офтальмологической линзой с электропитанием в зависимости от типа последовательности морганий, распознанного датчиком. Используемый датчик должен подходить по размеру и конфигурации для использования с контактной линзой. Также могут применяться другие датчики и сенсорные системы. Например, для изменения состояния офтальмологической линзы с электропитанием можно использовать систему распознавания состояния зрачков и их схождения.

Системы, включающие множество датчиков, могут представлять дополнительный уровень сложности, но при этом предоставлять дополнительные функциональные возможности, удобство и другие параметры, которые важны для пользователя. Вместо того чтобы определять выходящий сигнал, основываясь на одном входящем сигнале, многосенсорная система может повысить показатели надежности, функциональности, безопасности и удобства, например, снижая вероятность определения ложно-положительного или ложно-отрицательного значения. Системы, учитывающие данные от нескольких датчиков перед определением необходимости изменить состояние, являются привычными в отрасли, например, сейф, который требует и физический ключ, и цифровой код перед открытием. Также предлагаются системы для изменения состояния электронных или офтальмологических приспособлений с электропитанием, например, использующие целенаправленные картины моргания для изменения состояния линз с переменным фокусным расстоянием между режимами близкого и дальнего зрения. Следует учесть, что безопасность и надежность имеют первостепенное значение для офтальмологических приспособлений с электропитанием, но удобство и функциональность также играют важную роль для таких систем или приспособлений. Соответственно, существует необходимость в системе для электронных и офтальмологических линз с электропитанием, которая учитывала бы входящие сигналы от нескольких датчиков для определения требуемого или желаемого изменения состояния и при этом снижала бы вероятность ложных срабатываний.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Электронная офтальмологическая линза с многоканальной схемой голосования в отношении настоящего изобретения преодолевает ограничения, ранее принятые в отрасли, что было кратко описано выше. Настоящее изобретение включает схему голосования, которая учитывает множественные входящие сигналы и может быть включена в конструкцию офтальмологического приспособления, отвечая соответствующим требованиям безопасности, удобства, низкого потребления энергии и малого размера.

Согласно одному аспекту настоящее изобретение направлено на метод управления функциями в офтальмологической линзе с электропитанием. Способ включает последовательность выборки образцов с множеством датчиков, встроенных в офтальмологические линзы, измерением датчиками физиологических, внешних и других изменений, определением результатов от множества датчиков, включая выполнение сравнения с пороговыми значениями и с предопределенными картинами, объединение результатов от множества датчиков для формирования единственного сигнала-решения о выполнении изменения в функции или для сохранения функции офтальмологической линзы с электропитанием.

В соответствии с другим аспектом, настоящее изобретение посвящено офтальмологической линзе с электропитанием. Офтальмологическая линза с электропитанием включает контактную линзу, включающую оптическую и периферическую зоны, а также по меньшей мере одну электронную систему, встроенную в периферическую зону контактной линзы; электронная система включает множество датчиков, системный контроллер и по меньшей мере одно исполнительное устройство; системный контроллер конфигурирован для выполнения процесса управления функциями контактной линзы, при этом процесс содержит этапы выборки образцов от множества датчиков, определение результатов, от множества датчиков, включая выполнение сравнения с пороговыми значениями и с предопределенными картинами, объединение результатов от множества датчиков для формирования единственного сигнала-решения и конфигурирование исполнительного устройства для выполнения изменения в функции или для сохранения функции офтальмологической линзы с электропитанием в зависимости от единственно принятого решения.

В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение посвящено офтальмологическим линзам с электропитанием. Офтальмологическая линза с электропитанием включает контактную линзу, а также по меньшей мере одну электронную систему, встроенную в контактную линзу; электронная система включает множество датчиков, системный контроллер и по меньшей мере одно исполнительное устройство; системный контроллер конфигурирован для выполнения процесса управления функциями электрической контактной линзы, при этом процесс содержит этапы выборки образцов от множества датчиков, определение результатов от множества датчиков, включая выполнение сравнения с пороговыми значениями и с предопределенными картинами, объединение результатов от множества датчиков для формирования единственного сигнала-решения и конфигурирования исполнительного устройства для выполнения изменения в функции или сохранения функции офтальмологической линзы с электропитанием в зависимости от единственно принятого решения.

В соответствии с еще одним аспектом, настоящее изобретение посвящено офтальмологическим линзам с электропитанием. Офтальмологическая линза с электропитанием включает интраокулярную контактную линзу, а также по меньшей мере одну электронную систему, встроенную в искусственный хрусталик; электронная система включает множество датчиков, системный контроллер и по меньшей мере одно исполнительное устройство; системный контроллер конфигурирован для выполнения процесса управления функциями контактной линзы с электропитанием, при этом процесс содержит этапы выборки образцов от множества датчиков, определение результатов от множества датчиков, включая выполнение сравнения с пороговыми значениями и с предопределенными картинами, объединение результатов от множества датчиков для формирования единственного сигнала-решения и конфигурирования исполнительного устройства для выполнения изменения в функции или сохранения функции офтальмологической линзы с электропитанием в зависимости от единственно принятого решения.

Данное изобретение в более общем смысле относится к контактным линзам с электропитанием, включающим электронную систему, которая выполняет любое количество функций, включая приведение в действие оптики с изменяемым фокусным расстоянием при ее наличии. Электронная система включает в себя одну или несколько аккумуляторных батарей или другие источники питания, электронную схему регулирования мощности, один или более датчик, электросхему главных электрочасов, алгоритмы и электросхемы управления и схему возбуждения линзы.

Управление офтальмологической линзой с электропитанием может производиться с помощью ручного внешнего устройства, связывающегося с линзой по беспроводному каналу связи, например, с помощью ручного пульта управления. С другой стороны управление офтальмологическими линзами с электропитанием может выполняться также сигналами обратной связи или сигналами управления непосредственно от пользователя. Например, датчики, встроенные в линзы, могут распознавать моргания или картины моргания. Основываясь на картине или последовательности моргания, офтальмологическая линза с электропитанием может изменить состояние, например, может быть изменена ее преломляющая способность для фокусировки либо на близко расположенном объекте, либо на удаленном.

Алгоритм распознавания моргания является компонентом системного контроллера, который распознает характеристики моргания, например, закрыто веко или открыто, длительность моргания, интервал между морганиями и количество морганий в заданный промежуток времени. Алгоритм, взятый за образец в отношении данного изобретения, основывается на сравнении падающего света на поверхность глаза с образцом с определенной скоростью выборки. Предопределенные картины моргания сохраняются в памяти и с ними сравниваются последние попадания света на поверхность глаза. Если картины совпадают, алгоритм определения моргания запускает процедуру системного контроллера, например, приведение в действие привода линзы для изменения преломляющей способности линзы.

Алгоритм распознавания моргания настоящего изобретения работает преимущественно в широком диапазоне условий освещения и преимущественно способен отличать последовательность преднамеренных морганий от последовательности непроизвольных морганий. Также предпочтительно пройти минимальное обучение для использования преднамеренных морганий с целью приведения в действие и/или управления офтальмологической линзой с электропитанием. Алгоритм распознавания моргания и связанная с ним электронная схема настоящего изобретения представляет собой безопасное, недорогое и надежное средство для распознавания моргания с помощью контактной линзы с электропитанием или электронной контактной линзы, которое также обладает низким потреблением энергии, а также является достаточно миниатюрным для встраивания в офтальмологическую линзу, по меньшей мере для одной управляющей или приводящей в действие контактной линзы с электропитанием или электронной офтальмологической линзы.

Существующие системы многоканального ввода, называемые в этом документе схемами голосования, не разрабатывались ни специально для учета необходимых входящих сигналов для электронной офтальмологической линзы, ни для учета необходимых исходящих сигналов. Например, схемам голосования для электронных офтальмологических линз, возможно, необходимо будет учитывать набор факторов, таких как электрическое сопротивление глаза, схождение и расширение зрачка, вместо тех входящих сигналов датчиков, которые обычно применяются в других схемах голосования.

В электронных офтальмологических линзах желание изменить режим работы, например, из режима близкого видения в режим дальнего видения, должны определяться предпочтительно без ложно-плюсовых или ложно-минусовых результатов. Ложно-плюсовой результат в электронной линзе или линзе с электропитанием с оптической линзой с электропитанием с изменяемым фокусом может, к примеру, привести к изменению режима работы в режим ближнего фокуса в то время, когда пользователь ведет автомобиль по автостраде и должен использовать дальнее видение. подобно этому, ложно-минусовой результат может привести к тому, что оптика с электропитанием с изменяемым фокусным расстоянием останется в режиме дальнего видения в то время, когда пользователю необходимо прочесть текст, находящийся вблизи. Следует учесть, что ложные триггеры не ограничиваются исключительно изменениями фокусного расстояния и могут повлиять на другие изменения состояния, например, прием сонливости пациента или выбора элемента на лобовом стекле за "одиночный щелчек" мыши в графическом интерфейсе пользователя.

Предлагаемые сенсорные системы для электронных офтальмологических линз учитывают одиночные сигналы, например, изменение сопротивления на поверхности глаза, которое соответствует деятельности ресничной мышцы, а значит, желанию изменить фокусное расстояние. Каждый из этих датчиков может подвергаться ограничениям, например, по уровню шума, динамическому диапазону и уровню помех, что в свою очередь повышает вероятность ложных срабатываний. Например, система, учитывающая диаметр зрачка, может улавливать его расширение, связанное со снижением уровня естественного освещения, а не желанием изменить фокусное расстояние.

Таким образом, существует необходимость разработки системы для электронных офтальмологических приспособлений, которые учитывали бы данные, получаемые от нескольких датчиков для определения необходимого изменения состояния при одновременном снижении вероятности ложных срабатываний. Устройство, описанное в этом документе, учитывает данные от нескольких устройств ввода и может быть включено в конструкцию офтальмологического приспособления, отвечая при этом соответствующим требованиям безопасности, удобства, низкого потребления энергии и миниатюрности размера.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеизложенные и прочие характеристики и преимущества настоящего изобретения станут понятны после следующего более подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированных с помощью прилагаемых чертежей.

На фиг.1 представлен образец контактной линзы, включающей систему распознавания моргания в отношении нескольких вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2 показан график, отображающий свет, падающий на поверхность глаза, по оси времени; график иллюстрирует картину возможного непроизвольного моргания, отмеченную при различной освещенности, вдоль оси времени и пригодное для использования пороговое значение, основанное на некоторой точке между максимальным и минимальным уровнем интенсивности света, в отношении данного изобретения.

На фиг.3 показана примерная диаграмма состояний системы распознавания моргания, в отношении настоящего изобретения.

На фиг.4 представлена схема тракта фотодетекции, используемого для распознавания и отбора полученных световых сигналов, в отношении настоящего изобретения.

На фиг.5 изображена блок-схема дискретных логических устройств согласования, в отношении настоящего изобретения.

На фиг.6 показана блок-схема дискретных логических устройств распознавания, в отношении настоящего изобретения.

На фиг.7 представлена примерная циклограмма, в отношении настоящего изобретения.

На фиг.8 изображена схема цифрового системного контроллера в отношении данного изобретения.

На фиг.9 приведена примерная циклограмма автоматической регулировки усиления в отношении данного изобретения.

На фиг.10 показана схема, отражающая сектор блокирования и пропускания света образца кристалла интегрированной схемы в отношении настоящего изобретения.

На фиг.11 изображен образец электронной вставки с детектором моргания для контактной линзы с электропитанием в отношении настоящего изобретения.

На фиг.12 показана блок-схема базовой системы с множеством датчиков, системным контроллером и исполнительным устройством, в которой решение принимается на основании выходных данных от двух или более датчиков в отношении данного изобретения.

На фиг.13 представлена графическая схема программы примерного процесса, в ходе которого системный контроллер определяет нужно ли изменять состояние исполнительного устройства, основываясь на входных данных от датчика в отношении данного изобретения.

Фиг.14 графически показывает различные примерные входные данные датчика в электронную офтальмологическую линзу, предназначенные для выявления необходимости изменения состояния фокуса, вдоль оси времени в отношении настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Стандартные контактные линзы являются полимерными структурами определенной формы для коррекции различных проблем со зрением, которые были кратко упомянуты выше. Для достижения повышенной функциональности в эти полимерные структуры могут встраиваться различные электросхемы и компоненты. Например, электросхемы управления, микропроцессоры, устройства связи, источники питания, датчики, исполнительные устройства, светодиоды и миниатюрные антенны можно встраивать в контактные линзы посредством изготовленных по спецзаказу оптоэлектронных компонентов с целью не только корректировки зрения, но также и для его усиления, равно как и для обеспечения дополнительной функциональности, как описано в этом документе. Электронные контактные линзы и/или контактные линзы с электропитанием могут разрабатываться для усиления зрения за счет возможности приближения и удаления изображения, или же просто изменения преломляющей способности линз. Электронные контактные линзы и/или контактные линзы с электропитанием могут разрабатываться для усиления цвета и разрешающей способности, для отображения текстур, преобразования речи в субтитры в режиме реального времени, передачи визуальных ориентиров от навигационной системы и для обеспечения обработки изображений и доступа к интернету. Линзы могут разрабатываться для того, чтобы позволять человеку, который их носит, видеть в условиях слабого освещения. Правильно сконструированная электроника и/или расположение электроники на линзе может позволить проецировать изображение на сетчатку, например, без оптических линз с переменным фокусом, что позволяет отображать новое изображение или даже выдавать предупреждающие сообщения. С другой стороны, или в дополнение к любым из этих функций или схожим функциям контактные линзы могут включать компоненты неинвазивного наблюдения за биомаркерами пользователя и его показателями здоровья. Например, встроенные в линзу датчики могут позволять пациенту с диабетом принимать таблетки в соответствии с уровнем сахара в крови за счет анализа компонентов слезной пленки без необходимости взятия крови. К тому же, правильно сконструированные линзы могут включать датчики для слежения за уровнем холестерина, натрия и калия, а также других биологических маркеров. Они соединены с беспроводным блоком передачи данных, что может позволить врачу иметь почти мгновенный доступ к результатам биохимического анализа крови пациента без траты времени пациента на посещение лаборатории и проведение взятия крови. Кроме того, датчики, встроенные в линзы можно использовать для определения света, падающего на поверхность глаза, с целью компенсации условий естественного освещения, или для определения картины моргания.

Контактные линзы с электропитанием или электронные контактные линзы настоящего изобретения содержат элементы, которые необходимы для коррекции и/или усиления зрения пациентов с одним или несколькими описанными выше дефектами зрения, или другим дефектом, и выполнения полезных офтальмологических функций. К тому же, электронные контактные линзы могут применяться для усиления нормального зрения или для предоставления использования широкого спектра функций, как описано выше. Электронная контактная линза может содержать оптическую линзу с переменным фокусом, которая помещается в переднее оптическое устройство, встроенное в контактную линзу, или электроника встраивается напрямую без линзы для придания любой пригодной функциональности. Электронная линза настоящего изобретения может быть встроена во множество вышеописанных контактных линз. Кроме того, искусственные хрусталики могут также включать различные компоненты и выполнять различные функциональные возможности, описанные здесь. Однако для простоты объяснения описание будет большей частью посвящено одноразовым электронным контактным линзам для коррекции дефектов зрения, которые предназначены для однодневного повседневного ношения.

Настоящее изобретение может найти применение в офтальмологических линзах с электропитанием или в контактных линзах с электропитанием, конструкция которых включает электронную систему, которая приводит в действие оптику с изменяемым фокусным расстоянием или любое другое приспособление или приспособления, разработанные для воплощения любого количества из многочисленных выполняемых функций. Электронная система включает одну или несколько аккумуляторных батарей или другие источники питания, электронную схему регулирования мощности, один или несколько датчиков, электросхему главных электрочасов, алгоритмы и электросхемы управления и схему возбуждения линзы. Сложность этих компонентов может быть различной в зависимости от требуемой или желаемой функциональности линзы.

Управление офтальмологической линзой с электропитанием или электронной офтальмологической линзой может производиться с помощью ручного внешнего устройства, связанного с линзой, например, с помощью ручного пульта дистанционного управления. К примеру, пульт может подключаться к линзе с электропитанием по беспроводному каналу связи, передавая команды, введенные пользователем вручную. С другой стороны управление офтальмологическими линзами с электропитанием может выполняться также сигналами обратной связи или сигналами управления непосредственно от пользователя. Например, датчики, встроенные в линзу, могут распознавать моргания и/или картины моргания. Основываясь на картине или последовательности моргания, офтальмологическая линза с электропитанием может изменить состояние, например, может быть изменена ее преломляющая способность для фокусировки либо на близко расположенном объекте, либо на удаленном.

С другой стороны, распознавание моргания электронной офтальмологической линзой или офтальмологической линзой с электропитанием может использоваться и в различных других целях, когда пользователь взаимодействует с электронной контактной линзой, например, при активации другого электронного приспособления или при передаче команды другому электронному устройству. К примеру, распознавание моргания в офтальмологической линзе может быть использовано в сочетании с камерой компьютера, когда камера отслеживает направление передвижения взгляда и отображает картинку на мониторе, а когда пользователь производит серию морганий, которая распознается системой, это приводит к тому, что курсор мыши выполняет команду, например, двойной щелчок на объекте, подсвечивание объекта, или выбор элемента меню.

Алгоритм распознавания моргания является компонентом системного контроллера, который распознает характеристики моргания, например, закрыто веко или открыто, длительность моргания, интервал между морганиями и количество морганий в заданный промежуток времени. Алгоритм, в соответствии с данным изобретением, основывается на сравнении падающего света на поверхность глаза с образцом с определенной скоростью выборки. Предопределенные картины моргания сохраняются в памяти и с ними сравниваются последние попадания света на поверхность глаза. Если картины совпадают, алгоритм определения моргания запускает процедуру системного контроллера, например, приведение в действие привода линзы для изменения преломляющей способности линзы.

Моргание это быстрое закрытие и открытие век; моргание является важной функцией глаза. Моргание защ