具有面向后瞳孔直径传感器的电子式眼科透镜制造技术

本文公开了一种用于包括电子系统的眼科透镜的面向后瞳孔直径感测系统。所述面向后瞳孔直径感测系统是被结合到所述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。所述面向后瞳孔直径感测系统用于确定瞳孔位置并使用该信息来控制所述眼科透镜的各个方面。

【技术实现步骤摘要】
具有面向后瞳孔直径传感器的电子式眼科透镜
技术介绍
1.
本专利技术涉及一种具有用于检测和/或感测瞳孔直径的传感器以及相关联的硬件和软件的动力式或电子式眼科透镜，并且更具体地涉及用于检测瞳孔直径的变化以及使电子式眼科透镜状态变化的传感器以及相关联的硬件和软件。2.相关领域描述随着电子装置持续小型化，变得越来越有可能产生用于多种用途的可佩戴的或可嵌入的微电子装置。此类用途可包括监视身体化学性质的各方面、响应于测量或者响应于外部控制信号经由各种机构(包括自动地)施用受控剂量的药物或治疗剂、以及增强器官或组织的性能。此类装置的例子包括葡萄糖输注泵、起搏器、去纤颤器、心室辅助装置和神经刺激器。一种新型尤其有用于应用领域的是眼科可佩戴透镜和接触透镜。例如，可佩戴透镜可结合透镜组件，该透镜组件具有电子可调节焦点，以增强或提高眼睛的性能。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引起对如下的潜在需求：需要与电子器件通信，需要一种对这些电子器件供电和/或重新供能的方法，需要将电子器件互连，需要内部和外部传感和/或监视，以及需要控制电子器件和透镜的总体功能。人眼睛具有辨别上百万种颜色的能力、易于调节以改变光照条件的能力、以及以超过高速互联网连接的速率将信号或信息传输到大脑的能力。当前，透镜诸如接触透镜和眼内透镜被用来矫正视力缺陷，诸如近视(近视眼)、远视(远视眼)、老花眼和散光。然而，结合附加组件的适当设计的透镜可用来提高视力以及矫正视力缺陷。接触透镜可用于矫正近视、远视、散光以及其他视觉灵敏度缺陷。接触透镜也可用于增强佩戴者的眼睛的自然外观。接触透镜或“触体”只是放置在眼睛的前表面上的透镜。接触透镜被视为医疗装置并且可被佩戴，以矫正视力和/或用于美容或其他治疗原因。自20世纪50年代起，市场上就可购买到改善视力的接触透镜。早期的接触透镜由硬性材料构成或加工成形，相对较为昂贵并且脆弱。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透过接触透镜传输到结膜和角膜，这可潜在地引起许多不良临床效应。尽管仍使用这些接触透镜，但它们因其不良的初始舒适度而并不适用于所有患者。该领域的后续发展产生了基于水凝胶的软性接触透镜，所述软性接触透镜在当今极为流行且被广泛应用。具体地，当今可用的有机硅水凝胶接触透镜将具有极高透氧度的有机硅的有益效果与水凝胶的经证实的舒适度和临床性能结合在一起。本质上，与由早期硬性材料制得的接触透镜相比，这些基于有机硅水凝胶的接触透镜具有更高的透氧度并且通常具有更高的佩戴舒适度。常规的接触镜片为具有特定形状的聚合物结构，以如上所简述的矫正各种视力问题。为了获得增强的功能，必须将各种电路和组件集成到这些聚合物结构中。例如，控制电路、微处理器、通信装置、电源、传感器、致动器、发光二极管和微型天线可经由定制内置的光电组件被集成到接触透镜中，以不仅矫正视力，而且增强视力，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提高的视力。电子式和/或动力式接触透镜可被设计成增强颜色和分辨率、显示纹理信息、将语音实时转变为字幕、提供导航系统的视觉提示、以及提供图像处理和互联网接入。透镜可被设计成允许佩戴者在低光照条件下视物。在透镜上适当设计的电子器件和/或电子器件布置可允许例如在没有可变焦光学透镜的情况下将图像投射到视网膜上，提供新型图像显示装置，并且甚至提供唤醒警示。作为另一种选择或者除了这些功能或类似功能中任一种之外，接触透镜可结合有用于非入侵性监视佩戴者的生物标记物的组件和健康指示器。例如，通过分析泪液膜的成分，内置于透镜中的传感器可允许糖尿病患者监视血糖水平，而不需要抽血。此外，适当配置的透镜可结合用于监视胆固醇、钠和钾水平的传感器、以及其它生物标记物。这与无线数据发送器联接可允许医师几乎立即得到患者的血液化学性质，而不需要患者浪费时间去实验室并进行抽血。此外，可利用内置于透镜中的传感器来检测入射于眼睛上的光，以补偿环境光照条件或者用于确定眨眼模式。装置的适当组合可产生潜在的无限功能；然而，存在与将额外组件结合到光度聚合物部件上相关联的多种困难。通常，由于多种原因难以在透镜上直接制造此类组件，并且难以将平面装置安装和互连在非平面表面上。还难以按比例制造。待放置在透镜上或透镜中的组件需要小型化且集成到仅1.5平方厘米的透明聚合物上，同时保护这些组件不受眼睛上液体环境的影响。由于附加组件的增加的厚度还难以制造对于佩戴者而言舒适且安全的接触透镜。考虑到诸如接触透镜的眼科装置的面积和体积限制以及其使用环境，装置的物理实现必须克服多个问题，包括将多个电子组件安装和互连在非平面表面上，这些电子组件的大多数包括光学塑料。因此，需要提供机械稳固和电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电流消耗是一个关切的问题。除正常的电流消耗外，该性质的动力式装置或系统一般需要待机电流储备，需要具有精确的电压控制和切换能力以确保在潜在的许多种操作参数条件下操作，并且需要在可能保持闲置多年之后进行突然的电流消耗(例如在单次充电后至多十八(18)个小时的消耗)。因此，需要一种在提供所需电力的同时在低成本、长期可靠的服务、安全以及尺寸方面最优化的系统。此外，由于与动力式透镜相关联的功能复杂度以及构成动力式透镜的所有组件之间的高水平的相互作用，需要协调和控制构成动力式眼科透镜的电子器件和光学器件的总体操作。因此，需要一种用于控制所有其他组件的操作的系统，所述系统安全、低成本且可靠，具有低的能量消耗速率并且尺寸可被缩小成能结合到眼科透镜中。动力式或电子式眼科透镜可能必须考虑到利用所述动力式或电子式眼科透镜的个体的某些独特生理机能。更具体地，动力式透镜可能必须考虑到眨眼，包括在给定时间周期中的眨眼次数、眨眼的持续时间、眨眼之间的时间以及任何数目的可能的眨眼模式，例如，如果个体正在打瞌睡。眨眼检测也可被用于提供某些功能，例如可利用眨眼作为控制动力式眼科透镜的一个或多个方面的方法。另外，在确定眨眼时，必须考虑到外部因素，例如光强度水平的变化、以及人的眼睑所阻挡的可见光的量。例如，如果房间中的照明水平介于五十四(54)和一百六十一(161)勒之间，则光传感器应足够灵敏地检测人眨眼时所发生的光强度变化。环境光传感器或光传感器被用于许多系统和产品中，例如用于电视中以根据房间光照来调节亮度、用于灯中以在黄昏时开启、以及用于电话中以调节屏幕亮度。然而，这些当前使用的传感器系统对于被结合到接触透镜中而言不够小和/或不具有足够低的能量消耗。还重要的是应注意，可使用针对人眼睛的计算机视觉系统(例如被数字化至计算机中的照相机)来实现不同类型的眨眼检测器。在计算机上运行的软件可识别各种视觉模式，例如睁眼和闭眼。这些系统可被用于眼科临床设置中以用于诊断目的和研究。不同于上述检测器和系统，这些系统旨在于眼睛外使用并且是用于向眼睛看去而非从眼睛向外看。尽管这些系统并没有小到足以结合到接触透镜中，但所利用的本文档来自技高网...

【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；以及瞳孔直径传感器系统，所述瞳孔直径传感器系统被结合到所述接触透镜中以用于测量瞳孔直径，所述瞳孔直径传感器系统包括至少一个传感器、系统控制器、以及至少一个致动器，所述系统控制器与所述至少一个传感器可操作地关联并配置成用于确定所述瞳孔的所述直径并根据瞳孔直径输出控制信号，所述至少一个制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】
2013.02.28 US 13/7801351.一种动力式眼科透镜，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；以及瞳孔直径传感器系统，所述瞳孔直径传感器系统被结合到所述接触透镜中以用于测量瞳孔直径，所述瞳孔直径传感器系统包括至少一个传感器、系统控制器、至少一个致动器以及附加电路，所述系统控制器与所述至少一个传感器可操作地结合并配置成用于确定所述瞳孔的所述直径并根据瞳孔直径输出控制信号，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，以及环境光传感器，配置为面向前光传感器以补充所述瞳孔直径传感器系统的面向后传感器。2.根据权利要求1所述的动力式眼科透镜，其中至少一个传感器包括薄带，所述薄带横跨所述光学区安装，使得其能够感测完全收缩和完全扩张的瞳孔。3.根据权利要求2所述的动力式眼科透镜，其中所述薄带包括安装成面向眼睛的虹膜的光传感器的阵列。4.根据权利要求3所...

【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