具有眼睑位置传感器的电子式眼科透镜制造技术

本发明专利技术描述了一种用于包含电子系统的眼科透镜的眼睑位置传感器系统。所述眼睑位置传感器系统是被结合到眼科透镜中的电子系统的一部分。所述电子系统包括一个或多个电池或其他电源、电力管理电路、一个或多个传感器、时钟产生电路、控制算法和电路、以及透镜驱动器电路。所述眼睑位置传感器系统用于确定眼睑位置并利用该信息来控制眼科透镜的各个方面。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术描述了一种用于包含电子系统的眼科透镜的眼睑位置传感器系统。所述眼睑位置传感器系统是被结合到眼科透镜中的电子系统的一部分。所述电子系统包括一个或多个电池或其他电源、电力管理电路、一个或多个传感器、时钟产生电路、控制算法和电路、以及透镜驱动器电路。所述眼睑位置传感器系统用于确定眼睑位置并利用该信息来控制眼科透镜的各个方面。【专利说明】具有眼睑位置传感器的电子式眼科透镜
技术介绍
1.抟术领域本专利技术涉及一种动力式或电子式眼科透镜，更具体地讲，涉及一种具有用于检测眼睑位置的传感器以及相关硬件和软件的动力式或电子式眼科透镜。2.相关领域描述随着电子装置持续小型化，变得越来越有可能产生用于多种用途的可佩戴的或可嵌入的微电子装置。此类用途可包括监测身体化学性质的各方面、响应于测量或者响应于外部控制信号经由各种机构(包括自动地)施用受控剂量的药物或治疗剂、以及扩充器官或组织的性能。此类装置的实例包括葡萄糖输注泵、起搏器、去纤颤器、心室辅助装置和神经刺激器。一种新的尤其可用的应用领域是眼科可佩戴透镜和接触透镜。例如，可佩戴透镜可结合透镜组件，该透镜组件具有电子可调式焦距，以扩充或增强眼的性能。在另一个例子中，无论具有还是不具有可调式焦距，可佩戴的接触透镜都可包含电子传感器，以检测角膜前(泪)膜中特定化学物质的浓度。在透镜组件中使用嵌入式电子器件会引入如下潜在的需求:需要与电子器件通信，需要一种对这些电子器件供电和/或重新供能的方法，需要将电子器件互连，需要内部和外部传感和/或监视，以及需要控制电子器件和透镜的总体功能。人眼具有辨别上百万种颜色的能力、易于调节以改变光照条件的能力、以及以超过高速互联网连接的速率将信号或信息传输到大脑的能力。当前，透镜诸如接触透镜和眼内透镜被用来矫正视力缺陷，诸如近视(近视眼)、远视(远视眼)、老花眼和散光。然而，结合附加组件的适当设计的透镜可用来增强视力以及矫正视力缺陷。接触透镜可用于矫正近视、远视、散光以及其他视觉灵敏度缺陷。接触透镜也可用于增强佩戴者的眼睛的自然外观。接触透镜或“触体”只是放置在眼睛的前表面上的透镜。接触透镜被视为医疗装置并且可被佩戴，以校正视力和/或用于美容或其他治疗原因。自20世纪50年代起，市场上就可购买到改善视力的接触透镜。早期的接触透镜由硬性材料构成或制成，相对较为昂贵并且易碎。此外，这些早期的接触透镜由如下材料制成，所述材料不允许足够的氧气穿过接触透镜传输到结膜和角膜，这可潜在地引起许多不良临床效应。尽管仍使用这些接触透镜，但它们因其不良的初始舒适度而不适用于所有患者。该领域的后续发展产生了基于水凝胶的软性接触透镜，所述软性接触透镜在当今极其流行且被广泛应用。具体地讲，当今可用的有机硅水凝胶接触透镜将具有极高透氧度的有机硅的有益效果与水凝胶的经证实的舒适度和临床性能结合在一起。本质上，与由早期硬性材料制得的接触透镜相比，这些基于有机硅水凝胶的接触透镜具有较高的透氧度并且通常具有较高的佩戴舒适度。常规的接触透镜为具有特定形状的聚合物结构，以如上所简述地矫正各种视力问题。为了获得增强的功能，必须将各种电路和组件集成到这些聚合物结构中。例如，控制电路、微处理器、通信装置、电源、传感器、致动器、发光二极管和微型天线可经由定制的光电组件被集成到接触透镜中，以不仅矫正视力，而且增强视力，以及提供如本文所解释的附加的功能。电子式和/或动力式接触透镜可被设计成经由放大和缩小能力或者仅只是通过改变透镜的屈光力来提供增强的视力。电子式和/或动力式接触透镜可被设计成增强颜色和分辨率、显示纹理信息、将语音实时转变为字幕、提供导航系统的视觉提示、以及提供图像处理和互联网接入。透镜可被设计成允许佩戴者在低光照条件下视物。在透镜上适当设计的电子器件和/或电子器件布置可允许例如在没有可变焦距光学透镜的情况下将图像投射到视网膜上，提供新型图像显示装置，以及甚至提供唤醒警示。作为另一种选择或者除了这些功能或相似功能中的任一者之外，接触透镜可结合用于非入侵地监测佩戴者的生物标记的组件和健康指示器。例如，通过分析泪膜的组分，构建到透镜中的传感器可允许糖尿病患者监视血糖水平，而不需要抽血。此外，适当构造的透镜可结合用于监测胆固醇、钠和钾水平的传感器、以及其它生物标记物。这与无线数据发送器联接可允许医师几乎立即得到患者的血液化学性质，而不需要患者浪费时间去实验室并进行抽血。此外，可利用内置于透镜中的传感器来检测入射到眼睛上的光，以补偿环境光照条件或者用于确定眨眼图案。装置的正确组合可产生潜在的无限功能；然而，存在许多与将额外的组件结合到光学等级聚合物部件上相关的困难。通常，由于多种原因，使得难以在透镜上直接制造此类组件，并且难以在非平面表面上将平面装置安装和互连。还难以按比例制造。待放置在透镜上或透镜中的组件需要小型化且集成到仅仅1.5平方厘米的透明聚合物上，同时保护组件不受眼上液体环境的影响。由于附加组件的增加的厚度，还难以制造对于佩戴者而言舒适且安全的接触透镜。考虑到诸如接触透镜的眼科装置的面积和体积限制以及其使用环境，装置的物理实现必须克服多个问题，包括在非平面表面上将多个电子组件安装和互连，这些电子组件的大多数包括光学塑料。因此，需要提供机械稳固和电气稳固的电子式接触透镜。由于这些是动力式透镜，因而考虑到在眼科透镜规模上的电池技术，用于驱动电子器件的能量或更具体地讲电流消耗是一个关切的问题。除正常的电流消耗外，该性质的动力式装置或系统一般需要待机电流储备，需要具有精确的电压控制和切换能力以确保在潜在的许多种工作参数条件下工作，并且需要在可能保持闲置多年之后进行突然的电流消耗(例如在单次充电后长达十八(18)个小时的消耗)。因此，需要一种在提供所需电力的同时在低成本、长期可靠的服务、安全以及尺寸方面最优化的系统。此外，由于与动力式透镜相关联的功能复杂度以及构成动力式透镜的所有组件之间的高的相互作用水平，需要协调和控制构成动力式眼科透镜的电子器件和光学元件的总体操作。因此，需要一种用于控制所有其他组件的操作的系统，所述系统安全、低成本且可靠，具有低的能量消耗速率并且尺寸可被缩小成能结合到眼科透镜中。动力式或电子式眼科透镜可能必须考虑到利用所述动力式或电子式眼科透镜的个体的某些独特生理机能。更具体地讲，动力式透镜可能必须考虑到眨眼，包括在给定时间周期中的眨眼次数、眨眼的持续时间、各次眨眼之间的时间以及任何数目的可能的眨眼图案，例如如果所述个体正在打瞌睡。眨眼检测也可被用于提供某些功能，例如可利用眨眼作为控制动力式眼科透镜的一个或多个方面的手段。另外，在确定眨眼时，必须考虑到外部因素，例如光强度水平的变化、以及人的眼睑所阻挡的可见光的量。例如，如果房间中的照明水平介于五十四(54)和一百六十一(161)勒之间，则光传感器应足够灵敏地检测在人眨眼时发生的光强度变化。环境光传感器或光传感器被用于许多系统和产品中，例如用于电视中以根据房间光照来调节亮度、用于灯中以在黄昏时开启、以及用于电话中以调节屏幕亮度。然而，这些当前使用的传感器系统对于结合到接触透镜中而言不够小和/或不具有足够低的能量消耗。还重要指出的是，可使用针对人眼的计算机视觉系统(例如被数字化至计算机中的照相机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力式眼科透镜，所述动力式眼科透镜包括：接触透镜，所述接触透镜包括光学区和周边区；以及眼睑位置传感器系统，所述眼睑位置传感器系统被结合到所述接触透镜的所述周边区中，所述眼睑位置传感器系统包括传感器阵列、系统控制器、以及至少一个致动器，所述传感器阵列具有多个个体传感器以检测眼睑位置，所述系统控制器配置成对所述传感器阵列中的每个个体传感器取样以检测眼睑位置并提供输出控制信号，所述至少一个致动器配置成接收所述输出控制信号并实现预定的功能。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RB皮尤，A托纳，DB奥茨，
申请(专利权)人：庄臣及庄臣视力保护公司，
类型：发明
国别省市：美国;US