用于处理器控制的眼科镜片的系统和方法_3

文档序号:9476122阅读:来源:国知局
在参见图2,其为示意性框图,示出了用于控制和启动具有多个传感器并与交互式无线装置1220通信的通电眼科装置的系统。根据本公开的方面,交互式无线装置1220可用于控制/个性化一个或多个操作协议和/或校准眼科镜片的电子部件。可使用用户/眼保健医生通过眼科镜片交互式无线装置1220对基于来自传感器1202、1204、1206和1208中一个或多个的输入信号的响应对控制协议进行个性化。通过对指示已触发条件或改变的所测量输入信号做出响应,可验证或否定信号的准确度。该验证数据或无效数据随后可应用于个性化程序和传感器灵敏度等阈值。由于不同用户的眼科状况不同,因此可利用个性化控制协议对系统控制器的通用配置协议进行个性化/校准,从而改善决策性能、数据采集和功耗。
[0049]如先前所提及的那样,传感器1202、1204、1206和1208可以包括任何数量的可能输入,其中包括眨眼动作、眼睑位置、瞳孔位置、睫状肌动作等。传感器的数量和类型由应用和用户确定。每个传感器1202、1204、1206和1208都可以具有容纳在传感器区块、专用区块内或者系统控制器1210内的自身信号调节装置。
[0050]系统控制器1210可接受来自每个传感器1202、1204、1206和1208的输入。然后可执行投票方案并比较输入数据。基于这些输入,系统控制器1210可通过通信装置1215将输入发送至交互式无线装置1220,以此确定/确认是否应改变致动器1212的状态。例如,如果将瞳孔收缩、眼睑垂下和来自闭眼反射发射器/检测器对的指示组合在一起,可以触发系统控制器1210,以将致动器1212构造成例如使眼科镜片中的可变功率光学元件变为处于近距聚焦状态。类似地,如果将瞳孔发散、眼睑张开和来自交互式无线装置1220的指示组合在一起,可以触发系统控制器1210,以将致动器1212构造成使眼科镜片中的可变功率光学元件变为处于远距聚焦状态。此外,另选地,信号可由用户通过交互式无线装置1220进行发送,从而可覆盖正在运行的操作协议。
[0051]现在参见图3,以框图形式示出了根据本公开一些方面的图1的示例性眼科镜片1100。根据一些实施例,交互式无线装置(如图2所示)可与眼科镜片1100进行无线通信,该眼科镜片可包括光传感器1302、放大器1304、模数转换器(ADC) 1306、数字信号处理器1308、功率源1310、致动器1312和系统控制器1314。
[0052]当眼科镜片1100放置于用户眼睛的前表面上时,眨眼检测器系统的电子电路可用于实现眨眼检测算法。因此,光传感器1302以及其他电路可被配置成检测眨眼和/或由用户的眼睛产生的各种眨眼模式。
[0053]在该示例性实施例中,光传感器1302可被嵌入眼科镜片1100中并接收环境光1301,由此将入射光子转换成电子并从而产生电流(由箭头1303指示),以流入放大器1304中。光传感器或光电探测器1302可包括任何合适的装置。在一个示例性实施例中,光传感器1302包括光电二极管。
[0054]在一个优选示例性实施例中,光电二极管采用互补金属氧化物半导体(CMOS加工技术)实现,以增大集成能力并减小光传感器1302和其他电路的总体尺寸。电流103与入射光水平成比例,并在光电检测器1302被眼睑覆盖时显著减小。放大器1304产生与输入成比例的放大输出,并可用作将输入电流转换成输出电压的互阻抗放大器。放大器1304可将信号放大到可供系统其余部分使用的水平,例如使信号具有足够的电压和功率以被ADC1306获取。例如,可能需要放大器来驱动后续功能块,因为光传感器1302的输出可能相当小并且可能在低光照环境中使用。
[0055]在一些实施例中,放大器1304可以为可变增益放大器,其增益可通过所述反馈布置中的系统控制器1314进行调节,从而使系统的动态范围最大化。除提供增益之外,放大器1304还可包括其他模拟信号调节电路,例如适合于光传感器1302和放大器1304输出的滤波电路和其他电路。放大器1304可包括任何适用于放大和调节由光传感器1302输出的信号的装置。例如,放大器1304可仅包括单个运算放大器,或包括具有一个或多个运算放大器的更复杂电路。如上文所述,光传感器1302和放大器1304可被配置成根据通过眼睛所接收的入射光强度来检测和分离眨眼序列,并将输入电流转换成最终可由系统控制器1314使用的数字信号。系统控制器1314优选地被预编程或预配置,然后被校准以在各种光强度水平条件下识别各种个性化眨眼序列和/或眨眼模式,并向致动器1312提供适合的输出信号。系统控制器1314还可包括相关联的存储器。
[0056]在该示例性实施例中,ADC 1306可用于将从放大器1304输出的连续模拟信号转换成适合于进一步信号处理的取样数字信号。例如,ADC 1306可将从放大器1304输出的模拟信号转换成可供后续或下游电路(例如数字信号处理系统或微处理器1308)使用的数字信号。数字信号处理系统或数字信号处理器1308可用于数字信号处理,包括过滤、处理、检测和操纵/处理取样数据中的一者或多者,以允许入射光检测以供下游使用。可以采用本文所述的眨眼协议和/或眨眼模式预编程并校准数字信号处理器1308。数字信号处理器1308还可包括相关联的存储器。数字信号处理器1308可利用模拟电路、数字电路、软件或它们的组合来实现。
[0057]在示出的示例性实施例中,数字信号处理器1308采用数字电路实现。ADC 1306连同相关联的放大器1304和数字信号处理器108可以与前述取样速率一致的合适速率启动,例如每一百(lOO)ms启动一次。功率源1310可以为构成眨眼检测系统的多个部件供电。电力可由电池、能量采集器或本领域的普通技术人员所知的其他适合手段提供。实质上,可利用任何类型的功率源1310来为系统的所有其他部件提供可靠的电力。可利用经校准的眨眼序列来改变系统和/或系统控制器的状态。
[0058]在优选的示例性实施例中,系统控制器1314可接收来自多个来源的输入,所述来源包括交互式无线装置以及下列装置之中的一个或多个:眨眼检测器、眼肌传感器、生物标记传感器、加速度计和温度传感器等。一个或多个传感器的校准可包括对特定用户的阈值进行编程,从而在执行各种动作(例如聚焦于远处物体或聚焦于近处物体)时明确识别个体的眨眼模式和个体的睫状肌信号。在一些示例性实施例中,校准和个性化用于启动电子式眼科镜片的操作协议能够实现更聚焦的数据管理和节能的系统。此外,在启动功能之前可以对各个预编程方法进行交叉校验,确保以安全的方式进行改变。
[0059]致动器1312可包括用于根据所接收的命令信号来实现特定动作的任何适合装置。例如,如果眨眼启动模式已按上述方式进行验证,则系统控制器1314可启用致动器1312,例如可变光学电子式或动力式镜片。致动器1312可包括电气装置、机械装置、磁性装置或它们的任何组合。除接收来自功率源1310的电力之外,致动器1312还可接收来自系统控制器1314的信号,并可基于来自系统控制器1314的信号产生一些动作。例如,如果系统控制器1314的信号指示佩戴者正在试图聚焦于近处物体上,则可利用致动器1312改变电子式眼科镜片的屈光力,例如经由动态多液体光学区。在另选的不例性实施例中,系统控制器1314可输出指示应向眼睛递送治疗剂的信号。在该示例性实施例中,致动器1312可包括栗和贮存器,例如微机电系统(MEMS)栗。如上所述,本发明的动力式镜片可提供多种功能,因此,一个或多个致动器可被不同地配置成实现这些功能。
[0060]现在参见图4,其中示出了可用于本公开一些实施例的示例性控制器1400的示意图。系统控制器1400包括处理器1410,其可包括耦合至通信装置1420的一个或多个处理器部件。在一些实施例中,系统控制器1400可用于将能量传输到眼科镜片中的能量源。
[0061]系统控制器1400可包括耦合至通信装置1420的一个或多个处理器1410,其中通信装置被配置成经由通信信道进行逻辑信号通信。通信装置1420可用于以电子方式控制以下一
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