本发明专利技术描述了一种用于矫正近视的光电设备和方法，包括至少一个自适应透镜、电源和眼动仪。眼动仪包括图像传感器以及与自适应透镜和图像传感器可操作地连接的处理器。处理器被配置为用于接收来自图像传感器的电信号并控制自适应透镜的矫正功率以矫正近视，其中矫正功率取决于使用者的凝视距离和近视处方强度。本发明专利技术还描述了一种低功耗的眼睛闪烁跟踪方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】CN 102939557 A书明说1/24 页用于制造和使用具有通过凝视距离和低功率视线跟踪驱动的自适应透镜的眼镜的系统、方法和设备优先权要求本申请要求于2010年5月29日提交的美国临时专利申请No. 61/349，830的权益， 其全部公开内容通过引用方式并入本文。本公开内容包括所附的PCT申请附录中的每个参考文献。专利
本申请一般地涉及光学和电学领域，特别地，涉及用于控制眼镜和其他光学装置中的自适应透镜的装置和方法。背景随着近视成为患者的最常见和普遍的症状，现代的眼镜通常用于矫正患者或使用者的视力。在下文中可交换地使用术语“患者”和“使用者”。近视的主要原因是眼睛自身的晶状体(下文中的“眼睛晶状体”)由于过长时间地注视近处物体(可能需要较高的光功率(较厚的形状))而无法似真地回复到较低的光功率(或较薄的形状)。 当患者最初被确诊为近视时，典型地在年轻时，他的或她的矫正处方经常为相对低的光功率，例如-I. 5屈光度,这意味着患者可在1/1. 5m = O. 667m = 66. 7cm远处看清物体。当患者，例如学生，戴着眼镜在教室环境看黑板时，他或她可不用付出太多努力而看见文字。但是，当患者想要阅读课本或者在笔记本中做笔记，并且课本或笔记本位于距患者的眼睛30cm的近距离处时，则利用光学方程，通过眼镜形成的虚拟图像可能在1/(-1. 5距离处即20. 6cm处而不是在30cm处。因此，患者必须在阅读/书写和看黑板之间反复地改变他的或她的焦距，这可能是使人疲累的，并且在近距离处的调节(或焦距的改变)可能比患者不戴任何眼镜的情况更强或更大。这种经常的焦距改变迫使患者的眼睛晶状体处于甚至比以前更高的光功率，并且在长时间的阅读/书写后，眼睛晶状体可能丧失回复到甚至最初的-I. 5屈光度的能力，因为在阅读/书写中，患者实际上聚焦在20. 6cm处而不是66. 7cm 处，并且这可能呈现眼睛的不健康消耗。逐渐地，患者可能需要一副更高处方的眼镜，这可能反过来迫使患者的眼睛晶状体陷入不必要的高光功率的状态。最后，眼睛晶状体的机械性能(人与人之间可不同)可能给晶状体可被压缩的量强加限制，从而稳定使用者的处方强度。但是，可能是以要求比原始处方高得多的处方的巨大代价来稳定处方强度。对于有远视眼(例如，戴上正常的处方眼镜时无法聚焦近处，通常在中年开始影响视力)的使用者，已经使用双焦镜、多焦镜和渐变镜用于阅读目的。双焦镜、多焦镜和渐变镜是受限制的，因为它们要求患者向下看以使用透镜的较低处方部分，这经常是不方便的。而且，眼睛护理专家似乎认为这种类型的透镜是用于远视患者而不是近视患者。Roanoke, Virginia的PixelOptics, Inc.已经发布了一种使用自适应透镜的眼镜，其中自适应透镜根据视距改变焦距，但是，他们的眼镜严格地用于远视使用者和/或年长的患者，而本专利技术针对所有年龄的近视患者。而且，本专利技术与PixelOptics的自适应透镜的区别在于，给定患者可以用于看见近处物体的处方，焦距相应地进行调节，而已知5PixelOptics的眼镜不能执行这样的调节。而且，PixelOptics的眼镜模糊地执行眼睛跟踪，而不是如本专利技术公开的明确的眼睛跟踪。授予PixelOptics的美国专利No. 7，517，083 潜在地启示使用眼睛或视线跟踪来控制自适应透镜的焦距。但是，专利没有提供执行眼睛跟踪的足够细节，并且仅仅提及使用多个LED和图像传感器检测瞳孔的边缘其提出基于瞳孔的眼睛跟踪，但没有提供执行具有小的形状因素的瞳孔跟踪的细节，此外，在该专利中提出使用瞳孔间距离确定视距。但是，当患者向侧面看时，瞳孔间距离不完全准确，而使用“视线”交叉方法来计算距离通常更准确。而且，瞳孔间距离的概念默认地假设与两个眼睛之间存在相同的凝视距离，但是这仅在使用者直视前方(例如向上或向下是可以接受的)时是正确的。例如，当向左侧看时，尤其是看近处物体时，左眼与该物体之间的距离比右眼近。 视线交叉方法不会遇到这个问题。在美国专利No. 7，517，083中还讨论了一种测距仪方法，其通常测量最近的直前方物体，与测量凝视距离不同。根据各种PixelOptics的文献和新闻发布，它的最新发布的眼镜能够“知道你在看哪里”。而且，美国专利No. 7，517，083提及使用跟踪系统来“计算近点焦距的范围以便对可调节的和聚焦的近或中间范围聚焦需求进行校正”，这是模糊的描述，且似乎严格地适用于远视使用者的聚焦需求而不是近视使用者的聚焦需求。此外，美国专利No. 7，517，083中讨论的类型的眼睛跟踪最常用于矫正视力的非常规畸变如散光，而不是更常见的畸变如近视。实际上，眼睛或视线跟踪是复杂的，是一个应该更清楚和更详细讨论的概念，尤其在小形状因素背景下。眼睛或视线跟踪本身是个复杂的课题，已被研究数十年并且仍然很难实现。关于眼睛或视线跟踪的技术已经取得重大进步，使得光学制造商可以花费大量金钱制造和生产商业跟踪器(或者头戴式眼动仪)，其可卖几千美元以上。现有的研究表明头戴式眼动仪相对庞大且消耗大量的能量，可能几百mW(毫瓦)。一篇 2009 年的标题为 “A 200 μ s Processing Time Smart ImageSensor for an Eye Tracker Using Pixel-Level Analog Image Processing” 的论文描述了一种以IOOmW的峰值耗量直接执行眼睛跟踪的小型CMOS图像传感器。参见Dongsoo Kim, Gunhee Han(Dept. ofElectrical Engineering, Yonsei University, Seoul, Korea), A 200 μ sProcessing Time Smart Image Sensor for an Eye Tracker UsingPixel-Level Analog Image Processing,44 IEEE JOURNAL 0FS0LID-STATE CIRCUITS 2581-90(2009 年 9月)(第44卷，第9期)。论文讨论了用于眼动仪的低功率设计的当前技术发展水平并示出了尝试开发低于mW级别的消耗如何仍然还是关键设计目标。但是，论文没有实现低于mW 级别的消耗。上述论文中讨论的设计支持每秒5000次跟踪。因此，如果跟踪的次数降至每秒仅50次跟踪，那么总功率消耗可能降至lmW。一篇 2004 年的标题为 “Ambient-Light-Canceling Camera UsingSubtraction of Frames”的论文建议通过时间调制(开启/关闭)的控制的照明进行两次曝光然后进行减法以消除环境(背景)光干扰。参见美国太空总署的喷气推进实验室(Pasadena， California), Ambient-Light-Canceling Camera Using Subtraction of Frames, NASATECH BRIEFS，NP0-30875(2004 年 5 月)，其可从 http://findarticles. com/p/ articles/mi_qa3957/is_20040本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋文宇，
申请(专利权)人：蒋文宇，
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国别省市：
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