Электронные офтальмологические линзы с парой излучатель-детектор

Электронные офтальмологические линзы с парой излучатель-детектор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки создания изобретения

1. Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к электронным офтальмологическим линзам или офтальмологическим линзам с электропитанием, оборудованным датчиком с соответствующим аппаратным и программным обеспечением, для индикации или определения расстояния до близлежащих объектов, а конкретнее, к офтальмологическим линзам с электропитанием или электронным офтальмологическим линзам, оборудованным датчиком с

соответствующим аппаратным и программным обеспечением, для индикации или определения расстояния до близлежащих объектов с целью изменения фокусного расстояния оптики с изменяемой оптической силой.

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 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 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 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 электронные датчики для определения концентраций отдельных химических веществ в прекорнеальной (слезной) пленке. Использование встроенной в линзы электроники предполагает потенциальную необходимость связи с электронными устройствами, метода обеспечения электроники энергией и/или ее подзарядки, соединения электронных устройств друг с другом, 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 устройствам 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 при 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 оптических линз 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 сдачи анализа 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 передатчиком данных может позволить врачу получить практически немедленный доступ к информации о химии крови пациента, избавив пациента от необходимости тратить время на дорогу в лабораторию для сдачи анализа 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 ряд трудностей, связанных с включением дополнительных компонентов в часть 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 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 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 неактивном состоянии. Исходя из этого, существует потребность в системе, оптимальной по цене, сроку длительной безотказной работы, параметрам безопасности и размеру, одновременно способной 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 в себя электронные офтальмологические линзы, в целом. Соответственно, возникает потребность в безопасной, недорогой и надежной системе для управления работой всех остальных компонентов, которая характеризуется низким потреблением энергии, а ее размер подходит для встраивания в офтальмологические линзы.

Электронные офтальмологические линзы или офтальмологические линзы с источником питания, вероятно, смогут дать ответ на вопрос о работе определенных физиологических функций в результате их индивидуального применения. Точнее говоря, электронные линзы смогут объяснить 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. Определение 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, управляемых человеческим(и) глазом(ами), например, с цифровой камерой, подключенной 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 сенсорных 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 распознания определенных физиологических функций, таких как моргание, и применение их для приведения в действие и/или управления электронной офтальмологической линзы или офтальмологической линзы с электропитанием в зависимости от типа последовательности морганий, распознанного датчиком. Используемый датчик должен подходить по размеру и конфигурации для использования с контактной линзой.

Пары излучатель-детектор стали привычными для применения в различных областях/отраслях технологии и используются для определения наличия объектов и их месторасположения. Например, инфракрасные (ИК) светодиоды совместно с полупроводниковыми датчиками используются для определения расстояния от руки до бумажного полотенца или дозатора мыла. Пары излучатель-детектор также обычно используются в датчиках присутствия систем освещения помещений и системах аварийной сигнализации, например, для включения светильника, когда в помещение входит человек, или для передачи сигнала тревоги при появлении в помещении злоумышленника. Такие системы могут включать глобальное ИК освещение и ИК камеру, в то время как другие системы могут иметь более тесно связанные излучатели и детекторы, например, ИК излучатели узкого диапазона, которые находятся на расстоянии всего 5-7 см (всего несколько дюймов) от датчика и синхронизированы с ним во времени.

Пары излучатель-детектор также традиционно используются в фотографии и видеографии. Ультразвуковые системы используются для определения месторасположения объектов в системах автоматической фокусировки камер. Другие системы автоматической фокусировки могут использоваться с естественным и/или искусственным освещением, например, алгоритмы распознавания контраста могут применяться к ряду изображений, полученных датчиками изображения при изменении фокусного расстояния линзы. В некоторых случаях при слабом освещении камера излучает вспышку или луч света и записывает отражение, чтобы определить, находится ли изображение, которое будет запечатлено, в фокусе. Если нет, камера передаст команду системе автоматического управления изменить фокусное расстояние линзы объектива.

Определение расположения объекта может оказаться полезным для определения необходимого фокусного расстояния офтальмологической линзы, включающей оптику с изменяемой оптической силой, например, когда для определения фокусируется ли пользователь, страдающий дальнозоркостью, на находящейся вблизи книге или на удаленном дорожном знаке. Излучатели-детекторы, таким образом, можно использовать в электронных офтальмологических приспособлениях. Однако, существующие излучатели-детекторы плохо подходят для использования в электронных офтальмологических линзах или офтальмологических линзах с электропитанием. Соответственно, существует потребность в том, чтобы пара излучатель-детектор обладала необходимыми характеристиками, включая геометрические размеры, потребление тока и/или энергии, совместимость с глазом и множество других факторов для включения пары в конструкцию офтальмологической линзы.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Электронная офтальмологическая линза с парой излучатель-детектор в соответствии с настоящим изобретением преодолевает ограничения, существующие в известном уровне техники, как видно из краткого изложения выше.

Согласно этому аспекту, это изобретение направлено на электронные офтальмологические линзы. Электронная офтальмологическая линза включает контактную линзу с оптической и периферической зоной и сенсорную систему пары излучатель-детектор, встроенную в периферическую зону контактной линзы; сенсорная система пары излучатель-детектор включает излучатель для передачи сигнала, детектор для захвата отражения сигнала, контроллер, оперативно связывающийся с излучателем и детектором, разработанный для определения расстояния между контактной линзой и объектом и для вывода сигнала управления на основании определенного расстояния, и по меньшей мере одно исполнительное средство для получения сигнала управления и выполнения предопределенной функции.

Согласно другому аспекту, данное изобретение направлено на офтальмологическую линзу с электропитанием. Офтальмологическая линза с электропитанием включает контактную линзу и сенсорную систему пары излучатель-детектор, встроенную в контактную линзу; сенсорная система пары излучатель-детектор включает излучатель для передачи сигнала, детектор для захвата отражения сигнала, контроллер, оперативно связанный с излучателем и детектором, разработанный для определения расстояния между контактной линзой и объектом и для вывода сигнала управления на основании определенного расстояния, и, по меньшей мере, одно исполнительное средство для получения сигнала управления и выполнения предопределенной функции.

Согласно еще одному аспекту, настоящее изобретение направлено на офтальмологическую контактную линзу с электропитанием. Офтальмологическая линза с электропитанием состоит из искусственного хрусталика и сенсорной системы пары излучатель-детектор, встроенной в искусственный хрусталик; сенсорная система пары излучатель-детектор включает в себя излучатель для передачи сигнала, детектор для захвата отражения сигнала, контроллер, оперативно связанный с излучателем и детектором, разработанный для определения расстояния между контактной линзой и объектом и для вывода сигнала управления на основании определенного расстояния, и, по меньшей мере, одно исполнительное средство для получения сигнала управления и выполнения предопределенной функции.

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 переменным фокусным расстоянием при ее наличии. Электронная система включает одну или более аккумуляторную батарею или другие источники питания, электронную схему регулирования мощности, один или более датчик, электросхему главных электрочасов, алгоритмы и электросхемы управления и схему возбуждения линзы.

У новорожденного человека хрусталик представляет собой что-то мягкое и пластичное, что делает его чрезвычайно гибким и очень способным к аккомодации и фокусировке. С возрастом хрусталик становится все более жестким и, таким образом, человеческий глаз становится менее способным к аккомодации или сгибанию естественного хрусталика для фокусировки на объекте, которые расположены относительно близко к наблюдателю. Это патологическое состояние называется пресбиопия.

Для восстановления утерянной способности хрусталика фокусироваться можно использовать положительную линзу с электропитанием. Плюсовые линзы с электропитанием могут принимать форму очков для чтения, би- и трифокальных очков. Очки для чтения легко применяются у пациентов, которые не нуждаются в рефракционной коррекции для расстояния. Однако, если смотреть сквозь очки для чтения на удаленные объекты, они будут казаться размытыми. Если человек уже носит очки по причине близорукости, дальнозоркости и/или астигматизма, то плюсовое усиление может быть добавлено к уже используемым очкам в форме би- или трифокальной линзы. Контактные линзы также можно использовать и при старческой дальнозоркости. В одном виде таких линз области зрения на расстоянии и области зрения вблизи располагаются концентрически вокруг геометрического центра линзы. Свет, проходящий через оптическую зону линзы, концентрируется и фокусируется в более чем одной точке глаза. Такие линзы обычно используются в режиме одновременного зрения. В режиме одновременного зрения части оптической зоны линзы, фокусирующиеся на близких и удаленных объектах, доступны одновременно, фокусируя свет и от тех, и от других объектов одновременно. В этом нет никакого смысла, так как качество изображения и его контрастность могут ухудшаться.

В других типах контактных линз; а именно, в сегментированных линзах, секторы близкого и дальнего зрения не располагаются концентрически вокруг геометрического центра линзы. Тот, кто носит сегментированные линзы может получить доступ к сектору близкого зрения линзы, так как линза сконструирована так, что способна трансформировать изображение или смещаться вертикально относительно зрачка человека, который ее носит. Такая перемещаемая линза смещается вертикально, когда тот, кто ее носит, опускает взгляд, к примеру, во время чтения. Благодаря этому сектор близкого зрения располагается выше в центре взгляда человека, носящего линзу. Существенная часть света, проходящего через оптическую зону может быть сфокусирована в одной точке глаза, основываясь на направлении взгляда.

Электронная офтальмологическая линза или офтальмологическая линза с источником питания, или, конкретнее, электронная контактная линза или контактная линза с источником питания способна, как указано выше, выполнять любое количество функций, включая приведение в действие оптики с изменяемой оптической силой. Соответственно если офтальмологическая линза с электропитанием имеет оптику с изменяемой оптической силой, человек, который носит линзу, будет способен повышать свою дополнительную зрительную способность для просмотра близко расположенных объектов или, соответственно, понижать свою дополнительную зрительную способность для просмотра удаленных объектов. Другими словами, контактная линза с электропитанием будет чрезвычайно полезна человеку, страдающему старческой дальнозоркостью. Управление оптикой с изменяемой оптической силой может достигаться несколькими способами. Согласно данному изобретению, пара излучатель-детектор может быть включена в конструкцию контактной линзы для автоматического управления оптикой с изменяемой оптической силой. Пары излучатель-детектор являются устройствами, которые просто по тракту передачи сигналов от электросхемы излучателя передают сигналы, которые отражаются от объектов и принимаются электросхемой детектора. Исходя из известного количества переданной энергии и времени, прошедшего с момента излучения сигнала до момента его приема, определяется расстояние от пары излучатель-детектор до объекта. Эта информация может быть передана системному контроллеру, который посылает команду исполнительному средству настроить соответствующим образом оптику с изменяемой оптической силой.

Инфракрасная пара излучатель-детектор может стать особенно полезной для базового определения препятствия или объекта и является простой в использовании. Настоящее изобретение использует эту основную электросхему для внедрения ее в конструкцию контактной линзы.

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 фигурах.

Фиг. 1 - образец контактной линзы, которая включает систему распознавания моргания, в качестве нескольких вариантов исполнения настоящего изобретения.

Фиг. 2 - графическое отображение света, падающего на поверхность глаза, во времени, иллюстрирует картину возможного непроизвольного моргания, отмеченную при различной освещенности, во времени и пригодное для использования пороговое значение, основанное на некоторой точке между максимальным и минимальным уровнем интенсивности света, в отношении данного изобретения.

Фиг. 3 - диаграмма состояний системы распознавания моргания, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 4 - схема тракта фотодетекции, используемого для распознания и отбора полученных световых сигналов, в состветствии с настоящим изобретением.

Фиг. 5 - блок-схема дискретных логических устройств приспосабливания, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 6 - блок-схема дискретных логических устройств распознавания, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 7 - примерная циклограмма, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 8 - схема дискретного системного контроллера в отношении данного изобретения.

Фиг. 9 - примерная циклограмма автоматической регулировки усиления в отношении данного изобретения.

Фиг. 10 - схема, отражающая сектора блокированного и пропущенного света на образец кристалла интегральной схемы в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 11 - образец электронной вставки с детектором моргания для контактной линзы с электропитанием в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 12 - датчик направления излучения-индикации, встроенный в офтальмологическую линзу с электропитанием, в соответствии с настоящим изобретением

Фиг. 13 - соотношение между желаемым фокусным расстоянием и сигналом, полученным парой излучатель-детектор для определения расстояния, в соответствии с настоящим изобретением.

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, 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. 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 сдачи анализа 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 сдачи анализа 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.

Электронные контактные линзы или контактные линзы с электропитанием настоящего изобретения содержат элементы, которые необходимы для коррекции и/или усиления зрения пациентов с одним или более описанным выше дефектом 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 более аккумуляторную батарею или другие источники питания, электронную схему регулирования мощности, один или более датчик, 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 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 картину 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, в результате чего он подсвечивается, 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 защищает глаз от посторонних объектов, человек моргает, когда объект неожиданно появляется вблизи глаза. Посредством моргания обеспечивается смачивание передней поверхности глаза путем распространения слезной жидкости. Моргание также служит для удаления грязи и/или раздражителей из глаза. Обычно, моргание выполняется машинально, но внешние факторы могут также вызвать моргание, как, например, в случае с раздражителями. Однако, моргание может также выполняться намеренно, например, намеренно моргают люди, неспособные к вербальному общению или общению посредством жестикуляции, - такой человек может моргнуть один раз, и этим "сказать" да, или моргнуть дважды, и этим "сказать" нет. Алгоритм и система определения моргания настоящего изобретения использует картины моргания, которые невозможно спутать с нормальной реакцией глаза в виде моргания. Другими словами, если моргание используется как инструмент управления каким-либо действием, то особая выбранная картина моргания не может выполняться случайно; иначе, может произойти неумышленное выполнение действия. Поскольку скорость моргания может зависеть от нескольких факторов, включая усталость, травму глаза, лекарственные препараты и болезни, картины моргания, используемые для управления, разрабатываются с учетом этих и других переменных факторов, влияющих на моргание. Средняя продолжительность непроизвольного моргания составляет от ста (100) до четырехсот (400) миллисекунд. Средний взрослый человек моргает со скоростью десять (10) непроизвольных морганий в минуту, а среднее время между непроизвольными морганиями колеблется между 0,3 и семьюдесятью (70) секундами.

Образец исполнения алгоритма определения моргания может состоять из следующих шагов.

1. Определить намеренную "последовательность моргания", которую будет выполнять пользователь для положительного распознавания моргания.

2. Анализировать уровень падающего света со скоростью, приемлемой для распознания последовательности моргания и отбросить непроизвольные моргания.

3. Сравнить историю проанализированных уровней света с возможной "последовательностью морганий", определенной по эталону значений.

4. Выборочно применить "маску" моргания, чт