(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー印加された眼用レンズの制御及び作動のためのシステムであって、
システムコントローラ及び該システムコントローラと通信している複数のセンサを備えるエネルギー印加された眼用レンズであって、該システムコントローラは操作プロトコルを格納するように構成された、エネルギー印加された眼用レンズと、
該エネルギー印加された眼用レンズの該システムコントローラと通信している双方向無線装置と、を含み、
該システムコントローラは、該双方向無線装置からの信号を受信し、該双方向無線装置からの受信された該信号に基づき、１つ又は２つ以上の前記操作プロトコルを変更するように構成され、
該双方向無線装置からの該信号は、該眼用レンズの該複数のセンサのうちの１つ又は２つ以上を用いて測定された環境条件に対する応答信号であり、該応答信号は使用者からの入力を含み、
前記システムコントローラが、前記応答信号に基づき、前記操作プロトコルの１つ又は２つ以上を変更し、該変更が前記複数のセンサのうちの前記１つ又は２つ以上を較正するために行われるように構成される、システム。
【請求項２】
前記システムコントローラが、事前にプログラムされた投票スキームを用いて、前記エネルギー印加された眼用レンズの前記複数のセンサのうちの前記１つ又は２つ以上の測定読み取り値から、測定読み取り値出力を選択するように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記システムコントローラが、ブール論理、及び前記エネルギー印加された眼用レンズの前記複数のセンサのうちの前記１つ又は２つ以上からの測定読み取り値に応じて、操作プロトコルを選択するように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記システムコントローラが、前記エネルギー印加された眼用レンズと通信している前記双方向無線装置により送信された初期入力からの信号から反応して、前記複数のセンサのうちの１つ又は２つ以上を作動させるように更に構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記エネルギー印加された眼用レンズと無線通信している前記双方向無線装置が、無線通信可能な携帯型遠隔装置である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記エネルギー印加された眼用レンズと無線通信している前記双方向無線装置が、スマート携帯電話デバイスである、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記エネルギー印加された眼用レンズと無線通信している前記双方向無線装置が、パーソナルコンピュータである、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記エネルギー印加された眼用レンズと無線通信している前記双方向無線装置が、タブレットである、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
エネルギー印加された眼用レンズの操作プロトコルを個人化する方法であって、
該エネルギー印加された眼用レンズのシステムコントローラに１つ又は２つ以上の前記操作プロトコルを格納することと、
双方向無線装置と該エネルギー印加された眼用レンズとの間に無線通信を形成することと、
該エネルギー印加された眼用レンズの該システムコントローラを用いて１つ又は２つ以上のセンサを作動させることと、
該エネルギー印加された眼用レンズの該１つ又は２つ以上のセンサを用いて環境条件を測定することと、
測定された前記環境条件に関する信号を該双方向無線装置に送信することと、
前記双方向無線装置を用いて、前記眼用レンズの前記センサのうちの１つ又は２つ以上を用いて測定された前記環境条件に対する応答信号を発生し、前記応答信号を前記システムコントローラに送信することと、
前記システムコントローラが、前記応答信号に基づき、前記操作プロトコルの１つ又は２つ以上を変更することと、を含み、
前記応答信号は使用者からの入力を含み、
前記操作プロトコルの１つ又は２つ以上を変更することが前記センサのうちの前記１つ又は２つ以上を較正するために行われる、方法。
【請求項１０】
前記操作プロトコルの１つ又は２つ以上の変更は、使用者により前記眼用レンズが装着されている状態で、前記眼用レンズを較正するために、行われる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記眼用レンズの較正は、前記眼用レンズの前記１つ又は２つ以上のセンサに対する測定閾値の格納を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記眼用レンズの較正は、前記眼用レンズの前記１つ又は２つ以上のセンサに対する格納された前記測定閾値を含む、前記使用者のプロフィールを作成することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記測定された環境条件に関する前記信号が、前記眼用レンズの前記システムコントローラにおいて、事前にプログラムされた投票スキームを用いて選択された、前記１つ又は２つ以上のセンサからの測定値を用いて、作成される、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一般に、本開示は、１つを超えるセンサを有するエネルギー印加された眼用レンズの制御に関し、より詳しくは、エネルギー印加された眼用レンズの機能／構成要素を制御する操作及び作動プロトコルを個人化及び／又は較正するために使用される双方向無線装置を備えるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヒドロゲルレンズ、眼内レンズ、又は涙点プラグなどの眼用デバイスは、矯正性、美容性、又は治療性を備える。例えば、コンタクトレンズは、視力矯正機能、美容向上、及び／又は治療効果を提供してよい。それぞれの機能は、コンタクトレンズの特性によって提供される。例えば、屈折性は視力矯正機能を提供でき、色素は美容を向上でき、活性剤は治療機能を提供できる。
【０００３】
エネルギー印加された眼用インサートに基づく新規な眼用デバイスが、最近になって記述されている。これらのデバイスは、エネルギー印加機能を用いて能動的光学部品に電力供給することができる。さらに、電子デバイスの小型化が進むのにともなって、多様な機能を有する眼用レンズのための装着型又は埋め込み型のマイクロ電子デバイスが創出される可能性が益々高まっている。例えば、眼用レンズは、眼の能力を増強又は向上させるために、電子可変焦点を有するレンズ組立体を組み込んでもよい。別の例において、可変焦点の有無にかかわらず、装着型眼用レンズが、使用者の眼液に特定の化学物質が集中することを検知するために、電子センサを組み込んでもよい。しかし、眼用レンズに埋め込み型電子部品を用いると、例えば、電子部品の通信、内部及び外部のセンシング及び／又はモニタリング、並びに電子部品及び眼用レンズの全体の機能の制御のための潜在的な要求を含む課題を生じる。これらはすべて、容積が原因で比較的低い電力用途を用いて、起こらなければならず、かつ面積を制限する。
【０００４】
複数のセンサを備えるシステムは、更に高度の複雑性を必要とする場合があるが、追加の機能性、利便性、及び使用者にとって重要な他のパラメーターを含む場合もある。出力を判定するために単一入力に依存するのではなく、多センサシステムは、例えば、出力の誤検出及び検出漏れ判定を減少させることによって、信頼性、機能性、安全性、及び利便性を向上することができる。状態変化に対する必要性を判定する前に、複数のセンサ入力を考慮するシステムは、他分野において、一般的である。そのため、眼用レンズのための複数のセンサに基づく使用可能なシステムは、エネルギー効率、安全性、及び信頼性が高く、かつ有用な眼用レンズをもたらすことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、プロセッサ制御された眼用レンズの操作を安全に、個人化して、かつエネルギー効率的に作動させ、制御する方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
エネルギー印加された眼用レンズの機能／構成要素を制御する操作及び作動プロトコルを個人化及び／又は較正するために使用されるシステム及び方法によって、かなりの範囲で、上述の必要性が満たされる。本開示のいくつかの実施形態によれば、システムは、システムコントローラと、操作プロトコルを格納するように構成することができるシステムコントローラと通信している複数のセンサとを備えるエネルギー印加された眼用レンズを含むことができる。エネルギー印加された眼用レンズのシステムコントローラと通信している双方向無線装置も、システムの一部に含むことができる。システムコントローラは、双方向無線装置からの信号を受信し、双方向無線装置からの受信された信号に基づき、１つ又は２つ以上の操作プロトコルを変更するように構成することができる。双方向無線装置からの信号は、眼用レンズに備えられた１つ又は２つ以上のセンサからの測定読み取り値に対する使用者からの反応となり得る。本開示のいくつかの態様によれば、センサのうちの１つ又は２つ以上を較正するために、システムを使用することできる。いくつかの実施形態では、操作不良コード及び操作閾値を得るために、較正方法を更に使用することができる。
【０００７】
本開示の他の態様によれば、使用者により、眼用レンズが装着されている状態で、エネルギー印加された眼用レンズの操作プロトコルを個人化する方法は、１つ又は２つ以上の操作プロトコルをエネルギー印加された眼用レンズのシステムコントローラに格納することと、双方向無線装置とエネルギー印加された眼用レンズとの間に無線通信を形成することと、エネルギー印加された眼用レンズのシステムコントローラを用いて１つ又は２つ以上のセンサを作動させることと、エネルギー印加された眼用レンズの１つ又は２つ以上のセンサを用いて条件を測定することと、測定された条件に関する信号を双方向無線装置に送信することと、双方向無線装置に入力した使用者からの入力を用いて受信された信号に反応することと、反応に応じて、エネルギー印加された眼用レンズのシステムコントローラにおける前記操作プロトコルのうちの１つ又は２つ以上を変更することと、を含み得る。
【０００８】
方法及びシステムの特定の実施態様は、下記の発明を実施するための形態を理解しやすいように概要を示している。当然のことながら、下記で説明され、請求の範囲の主題を形成する追加の実施態様も存在する。
【０００９】
この点では、少なくとも１つの実施態様について詳細に説明する前に、開示されたエネルギー印加された眼用レンズのための方法及びシステムは、その用途において、構造の細部及び下記の説明に記載されるか又は図面で示される構成要素の配置に限定されないことを理解されたい。また、本明細書並びに要約書で用いられる表現及び用語は、説明を目的とするものであり、限定するものと見なされるべきではないことを理解されたい。
【００１０】
この場合、当業者には明らかなこととして、本開示が基づく構想は、エネルギー印加された眼用レンズのいくつかの目的を実行するための他の構造、方法、及びシステムを設計する基礎として容易に利用され得る。したがって、本出願の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、請求の範囲がかかる同等の構造体を含むことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の態様に従う例示のエネルギー印加された眼用レンズの図表示である。
【図２】本開示のいくつかの態様に従う、複数のセンサを有し、双方向無線装置と無線通信しているエネルギー印加された眼用デバイスの制御及び作動のためのシステムのブロック図表示である。
【図３】本開示のいくつかの態様に従う、図１の例示の眼用レンズのブロック図表示である。
【図４】本開示のいくつかの実施形態を実施するために使用され得るシステムコントローラの図表示である。
【図５】本開示の態様による、システムが１つ又は２つ以上の事前にプログラムされた操作プロトコルを個人化することができる、例示の方法工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
エネルギー印加された眼用レンズの機能／構成要素を制御する操作及び作動プロトコルを個人化及び／又は較正するために使用されるエネルギー印加された眼用レンズのためのシステム及び方法が、開示されている。システム及び方法は、エネルギー印加された構成要素の操作及び較正時に、エネルギー効率的に実施することができるものである。さらに、カスタマイズ可能な開始プロトコルを用いて、高速処理のための関連性及び信頼性を上げながら、２つ以上のセンサにより作成されたセンサデータを収集することができる。
【００１３】
（用語解説）
本説明及び特許請求の範囲において様々な用語が使用されてよく、下記の定義が適用される。
【００１４】
能動レンズインサート：本明細書で使用するとき、論理回路に基づく制御装置を備える電子又は電子機械式インサート装置を指し得る。
【００１５】
エネルギー印加された：本明細書で使用するとき、電流を供給するか、又は内部に蓄積された電気エネルギーを有することができる状態を指し得る。
【００１６】
エネルギー：本明細書で使用するとき、ある物理系が仕事をする能力のことを指し得る。本開示で使用される場合の多くは、動作する際に電気的作用を行うことができる前記能力に関連し得る。
【００１７】
エネルギー受容体：本明細書で使用するとき、例えば、電波送信により、無線エネルギーを受け取るアンテナとして機能することができる媒体を指し得る。
【００１８】
エネルギー源：本明細書で使用するとき、エネルギーを供給するか、又は論理若しくは電気装置をエネルギー印加状態に置くことが可能な装置又は層を指し得る。
【００１９】
機能化層インサート：本明細書で使用するとき、複数の機能層の少なくとも一部が積み重ねられた複数の機能層から形成された眼用デバイス向けインサートを指し得る。この複数の層は、各層に唯一の機能性を有し得る。あるいは、複数の層内で混合した機能性を有し得る。いくつかの実施形態では、層は環状であってもよい。
【００２０】
メディアインサート：本明細書で使用するとき、眼用レンズ内で電池などのエネルギー印加素子を支持できる、成形性又は剛性の基材を指し得る。いくつかの実施形態では、メディアインサートはまた、１つ又は２つ以上の可変光学レンズ及び通信システムを含む。
【００２１】
眼表面：本明細書で使用するとき、眼の前面領域を指し得る。
【００２２】
眼用レンズ：本明細書で使用するとき、眼の中又は眼の上に存在する任意の眼用デバイスを指し得る。これらのデバイスは、光学的補正をもたらすことができるか、又は美容的なものであってもよい。例えば、レンズという用語は、コンタクトレンズ、眼内レンズ、オーバーレイレンズ、眼球インサート、光学インサート、又はそれによって視力が矯正若しくは変更されるか又はそれによって眼の生理学的特性が視力を妨げることなく美容的に強調される（例えば、虹彩の色）ような他の同様のデバイスのことを指し得る。いくつかの実施形態では、本開示の好ましいレンズは、シリコーンエラストマー又はヒドロゲルから作製されたソフトコンタクトレンズであり、そのシリコーンエラストマー又はヒドロゲルには、シリコーンヒドロゲル及びフルオロヒドロゲルが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２３】
操作プロトコル：本明細書で使用し、「カスタマイズ可能なプロトコル」と呼ばれることもあるとき、エネルギー印加された眼用レンズの電気部品を制御し、及び／又は作動させるために使用された１つ又は２つ以上の操作手順を指し得る。いくつかの実施形態では、操作プロトコルは、新しい入力によって、所定の値又は機能を更に上書きすることができる特定のモードの操作手順を含むことができ、例えば、較正プロトコル、安全モードプロトコル、リセットプロトコルなどが挙げられる。
【００２４】
光学ゾーン：本明細書で使用するとき、眼用デバイス又はレンズのうちの、レンズの形成後に眼用レンズの装用者が通して見る領域を指し得る。
【００２５】
周辺ゾーン：本明細書で使用するとき、用語「周辺ゾーン」又は「非光学ゾーン」は、眼用レンズの光学ゾーンの外側の眼用レンズの領域を指し得、したがって、それは、通常、処方される方法で眼の上、眼の近く、又は眼の中に眼用レンズを装用中に、レンズ装用者がそれを通して見ることになる部分の外側である。
【００２６】
従来の眼用レンズは、上記に簡潔に述べた様々な視力の問題を解消するために、特定の形状を有する高分子構造である。高い機能性を達成するために、様々な回路及び構成要素が、これらの高分子構造に組み込まれ得る。例えば、制御回路、マイクロプロセッサ、通信装置、電源、センサ、アクチュエータ、発光ダイオード、及び小型アンテナを特別に設計された光電子素子を介して眼用レンズに組み込み、視力を補正するだけでなく、視力を向上させ、更なる機能性を与え得る。電子及び／又はエネルギー印加された眼用レンズは、ズームイン及びズームアウト機能により、又は単純に眼用レンズの屈折能力を変化させることにより、視力を向上させるように設計され得る。さらに、いくつかの実施形態では、電子及び／又はエネルギー印加された眼用レンズは、眼液（例えば、涙液）におけるバイオマーカーの分析のため、色及び解像度を向上させ、文字情報を表示し、会話をリアルタイムで字幕に翻訳し、ナビゲーションシステムからの視覚的キューを与え、並びに／又は画像処理及びインターネットアクセスを与えるように設計され得る。
【００２７】
いくつかの実施形態では、上記機能性は、眼用レンズの特定の機能を与えるために、共に作用し得る。適切に設計された電子部品及び／又はレンズ上の電子部品の配置により、可変焦点光学レンズを用いることなく、例えば網膜に画像を投影することが可能となり、新規な画像ディスプレイを提供し、更にはアラートを提供し得る。交互に又はこれら機能若しくは同様の機能のいずれかに加えて、眼用レンズは、センサを組み込み、眼の反応及び眼の環境条件をモニタリングすることができる。
【００２８】
本発明のエネルギー印加された眼用レンズは、上記視力障害のうちの１つ又は２つ以上を有する患者の視力を補正し、かつ／若しくは向上させるか、又は別の方法で、有用な眼の機能を行うのに必要な要素を含み得る。加えて、エネルギー印加された眼用レンズは、上述のとおり、単に通常の視力を向上するため、又は広範な機能性を与えるために使用することができる。エネルギー印加された眼用レンズは、コンタクトレンズに埋め込まれるか、又は任意の適当な機能性を与えるためにレンズなしで電子部品を単に埋め込んだ、組み立てた前方光学部品である可変焦点光学レンズを備え得る。
【００２９】
本開示の態様によれば、エネルギー印加された眼用レンズは、システムコントローラを備え、このシステムコントローラは、可変焦点光学系、又は実行され得る任意の数の多種多様な機能を実行するように構成された任意の他のデバイス若しくは複数のデバイスを作動させることができる。システムコントローラは、１つ又は２つ以上の電池又は他の電源、電力管理回路、１つ又は２つ以上のセンサ、クロック発生回路、制御アルゴリズム及び回路、並びにレンズ駆動回路に接続され得る。これらの要素の複雑度は、必要とされる又は望ましいレンズの機能に応じて変わり得る。
【００３０】
本開示のいくつかの態様によれば、エネルギー印加された眼用レンズの制御は、携帯型遠隔装置又は眼用レンズ双方向無線装置などの、眼用レンズと通信することができる手動で操作される外部の装置を用いて、実行され得る。例えば、フォブ、スマート携帯電話、タブレット、及びパーソナルコンピュータなどは、装用者の入力に応じて、電動レンズと無線通信することができる。携帯型遠隔装置に加え、電動眼用レンズの制御プロトコルは、眼の環境を通して、装用者からのフィードバック又は制御信号を介して、完成され得る。例えば、レンズ内に構築されたセンサは、まばたき及び／若しくはまばたきパターン又は眼の環境条件を検出することができる。
【００３１】
一実施形態では、例えば、まばたきのパターン又はシーケンスに基づき、電動眼用レンズは、近くの物体又は遠くの物体のいずれかに焦点を合わせるために、その屈折力などの状態を変化させることができる。同様に、電動又は電子眼用レンズにおけるまばたき検出は、別の電子デバイスの作動、又はコマンドの別の電子デバイスへの送信及びその逆などの、使用者とエネルギー印加された眼用レンズとの間に相互作用が存在する、様々な他の用途に使用され得る。例えば、眼用レンズにおけるまばたき検出は、コンピュータ上のカメラとともに使用されてもよく、このカメラは、コンピュータスクリーン上で、目（複数可）が動く場所を追い、使用者が検出されたまばたきシーケンスを実行するとき、マウスポインタに、項目上でのダブルクリック、項目の強調表示、又はメニュー項目の選択などのコマンドを実行させる。
【００３２】
容積及び外形の制限により、多くの機能性及びデータ収集の実行は、眼用レンズに備えられたエネルギー源の貯蓄電位、並びに／又はデータ処理速度及びデータ蓄積容量により制限され得る。その結果かつ本開示の態様によれば、上記制限を解消するために、制御プロトコルをカスタマイズし、異なる機能性を制御し、較正するように構成されたシステムを使用することができる。例えば、操作プロトコルをカスタマイズし、較正することにより、システムは、より多くの集中したセンサデータを獲得することができる。さらに、いくつかの実施形態では、エネルギー効率的にシステムの能動素子を較正し、分析するために、個人化したプロトコルを実行することができる。
【００３３】
ここで図１を参照すると、本開示の態様に従って、まばたき検出システムを備えるメディアインサートを有する例示的なコンタクトレンズ１１００が図示される。眼用レンズ１１００は、メディアインサート１１０４を支持し、いくつかの実施形態では、封入することができる軟質プラスチック及び／又はヒドロゲル部１１０２を含み得る。メディアインサート１１０４は、例えば、作動に応じて近く又は遠くに画像の焦点を合わせることなど、電子部品によって作動する可変レンズ１１０６を含み得る。
【００３４】
集積回路１１０８は、メディアインサート１１０４の表面に実装され、エネルギー源１１１０（例えば、電池）、レンズ１１０６、及びシステムに必要な他の構成要素に接続することできる。集積回路１１０８は、光センサ１１１２及び関連した光検出器信号経路回路を含み得る。光センサ１１１２は、レンズインサートを通してかつ眼から離れて外側を向くことができるため、周辺光を受容することができる。光センサ１１１２は、例えば、単一のフォトダイオード又はフォトダイオードのアレイとして、集積回路１１０８上に実装され得る（図示）。光センサ１１１２はまた、メディアインサート１１０４上に実装され、配線トレース１１１４と接続された分離デバイスとして実装され得る。
【００３５】
いくつかの実施形態では、作動信号は、使用者のまばたきに起因し得る。まぶたが閉じる場合、光センサ１１１２を含むメディアインサート１１０４が覆われ、これによって、光センサ１１１２に入射する光レベルを低減する。光センサ１１１２は、周辺光を測定し、使用者がまばたきするときを判定することができる。まばたき検出システムを含むいくつかの実施形態では、使用者から作動信号を同定するまばたきシーケンスの持続時間及び間隔において、より多くの変更を可能にし得るアルゴリズムが実行され得る。例えば、固定されたテンプレートの使用又はマスクの拡大よりもむしろ、測定された第１のまばたきの終了時間に基づく第２のまばたきの開始を計時することにより、間隔を「考慮しない」（０の値）。
【００３６】
まばたき検出アルゴリズムは、システムコントローラ１２１０の処理上で動作するデジタル論理又はソフトウェアにおいて、実行され得ることを理解されたい。アルゴリズム論理又はシステムコントローラ１２１０は、光検出信号経路回路及びシステムコントローラを有する単一の特定用途向け集積回路、ＡＳＩＣにおいて、実行されるか、又は複数の集積回路にわたって分割化されてもよい。本開示のまばたき検出システムは、視力診断、視力矯正、及び視力向上よりも広範な用途を有することに留意することが重要である。これらの広範な用途では、身体障害を有する個人のための多種多様な機能性を制御する手段として、まばたき検出の使用を含む。
【００３７】
本開示の態様によれば、データを制御、作動、及び／又は収集するために使用される複数のセンサの１つとして、まばたき検出が含まれ得る。多数のセンサを備える前記実施形態では、カスタマイズ可能な操作プロトコルを用いて誤動作又は誤検出のトリガーを開始する可能性を低減させることが好ましい。さらに、測定データが有効となり得る適時にかつ期間にセンサを作動させるために、カスタマイズ可能な操作プロトコルの使用を利用することができる。データが有効となると、例えば、機能を作動し、信号を確認し、条件を診断し、及び／又はエネルギー印加された眼用レンズを較正する。
【００３８】
一旦、操作プロトコルに応じて、１つ又は２つ以上のセンサのデータを収集すると、意思決定方法及び／又は投票スキームが実行され得る。これにより、複数のセンサからの関連データの使用を可能にし、不正確な、不完全な、又は誤った情報、生理学的条件の変化、並びに内部源及び外部源からの雑音及び／又は干渉に基づき、エネルギー印加された眼用レンズの状態を変化させる可能性を大幅に減少させる。例えば、まばたき検出において、制御システムは、眼の刺激などによるランダムなまばたきパターンに基づき、エネルギー印加された眼用レンズ内に組み込まれた変倍光学系の状態を変化させるべきではない。それよりも、組み込まれた変倍光学系がその状態を変化させ、老眼を有する個人に近距離の物体に焦点を合わせるかどうかを確認するために、まばたきの検出により、瞳孔収斂センサを作動させることができる。まばたきが意図的であったことを確認するために、瞳孔収斂センサの信号は、片方の瞳孔又は両瞳孔の位置に基づくことができる。
【００３９】
まぶた位置センサを備える同様の実施形態では、まぶたの運動はまた、作用の作動又は制御用のトリガー又は検証手段として、利用され得る。例えば、個人が近距離の物体に焦点を合わせるために見下ろすとき、まぶたが下垂する傾向があり、したがって、これを利用して、眼科レンズの状態を変化させることができる。この場合もやはり、単一入力のみが利用される場合、誤動作は、その個人に眠気があり、まぶたが下垂するという事実が原因で起こる場合がある。
【００４０】
同一の推理は、物体の存在及び位置を検出するためのセンサ、すなわち、エミッタ−検出器対、並びに瞳孔拡張センサに適用され得る。これらセンサの読み取り値はすべて、電子又は電動眼用レンズに組み込まれた様々なシステムにより実行される制御プロトコル用信号又は値として利用され得る。
【００４１】
周囲条件、雑音、及び干渉をモニタリングすることによって状態変化センサを改善するために、エネルギー印加された眼用レンズの状態変化を引き起こすことに直接関連した特定の態様の検出を目的とした上述のセンサに加えて、他のセンサを使用することができる。例えば、周辺光を監視して、まばたき検出の精度、まぶたの位置、及び瞳孔径センサを改善することができる。そのようなセンサを利用して、例えば、共通モード雑音及び干渉を控除することによって、他のセンサを増強させることができる。センサ入力を使用して、過去の読み取り値を記録することができる。この読み取り値は、複合決定アルゴリズム、例えば、瞳孔の位置を判定するために加速度計入力及び眼筋収縮の両方を検討するアルゴリズムによって検討される。しかし、誤信号の排除に加え、操作プロトコルを個人化すること、並びにいくつかの実施形態では、投票スキーム及び／又はブール論理を実行することにより、より正確でかつ集中した測定になり得る。
【００４２】
前述どおりかつ本開示のいくつかの態様によれば、代替使用に加え又は代替使用において、引き起こす事象としてよりもむしろ前記のシステムを用いて眼用レンズを個人化し、較正する方法の一部として、検出データを単に使用することに留意することも重要である。換言すれば、このようなセンサを利用するデバイスは、使用者に可視である様式で状態を変化しなくてもよく、むしろデバイスは変更又は１つ若しくは２つ以上の操作プロトコルのためのデータを記録するだけでもよいということも理解されるべきである。例えば、モニタリングされた条件又は変化に対する使用者の虹彩の反応のための閾値を決定するために、このようなセンサを使用できるだろう。
【００４３】
ここで図２を参照すると、複数のセンサを有し、双方向無線装置１２２０と無線通信しているエネルギー印加された眼用デバイスの制御及び作動のためのシステムのブロック図が表示される。本開示の態様によれば、１つ又は２つ以上の操作プロトコルを制御／個人化するようにし、及び／又は眼用レンズの電気部品を較正するために、双方向無線装置１２２０を使用することができる。センサ１２０２、１２０４、１２０６、及び１２０８の１つ又は２つ以上の入力からの信号に基づき、眼用レンズの双方向無線装置１２２０を介し、使用者／目のケアの専門家の反応を用いて、制御プロトコルを個人化することができる。条件又は変化が引き起こされたことを示す測定された入力信号に反応することにより、その反応が、信号の精度を確証するか、又は無効にすることができる。次に、手順及びセンサ感度などの閾値を個人化するために、確証データ又は無効データを適用することができる。様々な使用者の眼の条件は異なるため、意思決定性能、データ収集、及び電力消費を向上するシステムコントローラの一般的な構成プロトコルを個人化／較正するために、個人化された制御プロトコルを使用することができる。
【００４４】
前述するように、センサ１２０２、１２０４、１２０６、及び１２０８は、まばたき動作、まぶたの位置、瞳孔の位置、毛様筋動作などを含む任意の数の可能性のある入力を含み得る。センサの数及び種類は、適用及び使用者によって決定される。それぞれのセンサ１２０２、１２０４、１２０６、及び１２０８は、センサブロック、専用ブロック、又はシステムコントローラ１２１０内に包含される独自の信号調節を有してもよい。
【００４５】
システムコントローラ１２１０は、それぞれのセンサ１２０２、１２０４、１２０６、及び１２０８からの入力を受け取ることができる。その後、投票スキームを実施し、入力データを比較することができる。アクチュエータ１２１２の状態が変化するか否かを判定／確認するために、入力に基づき、システムコントローラ１２１０は、入力を双方向無線装置１２２０に通信装置１２１５を介して送信することができる。例えば、瞳孔収斂と、まぶた垂下と、接近した反射を有するエミッタ／検出器対からの表示との組み合わせは、システムコントローラ１２１０に、近距離焦点状態にするために、例えば、眼用レンズ内の変倍光学系を変化させるようにアクチュエータ１２１２を構成させ得る。同様に、瞳孔開散と、まぶた開放と、双方向無線装置１２２０からの表示との組み合わせは、システムコントローラ１２１０に、遠距離焦点状態にするために、眼用レンズ内の変倍光学系を変化させるようにアクチュエータ１２１２を構成させ得る。あるいは、使用者が、生じる操作プロトコルを上書きすることができる双方向無線装置１２２０を介して、信号を送信することができる。
【００４６】
ここで図３を参照すると、本開示のいくつかの態様に従い図１の例示的な眼用レンズ１１００が、ブロック図の形で表示される。いくつかの実施形態によれば、双方向無線装置（図２に示す）は、眼用レンズ１１００と無線接続することができ、この眼用レンズは、光センサ１３０２、増幅器１３０４、アナログデジタル変換器、すなわちＡＤＣ  １３０６、デジタル信号処理装置１３０８、電源１３１０、アクチュエータ１３１２、及びシステムコントローラ１３１４を備えてもよい。
【００４７】
眼用レンズ１１００が使用者の眼の前側表面上に配置される場合、まばたき検出アルゴリズムを実行するために、まばたき検出器システムの電子回路を利用することができる。したがって、光センサ１３０２及び他の回路は、使用者の眼によって引き起こされるまばたき及び／又は様々なまばたきパターンを検出するように構成され得る。
【００４８】
この例示の実施形態では、光センサ１３０２は、眼用レンズ１１００内に埋め込まれてもよく、周辺光１３０１を受け、入射光子を電子に変換し、それによって矢印１３０３で示される電流を増幅器１３０４に流れ込ませる。光センサ又は光検出器１３０２は、任意の好適なデバイスを備えてもよい。１つの例示の実施形態では、光センサ１３０２は、フォトダイオードを備える。
【００４９】
好ましい例示の実施形態では、フォトダイオードは、集積化能力を向上させ、光センサ１３０２及び他の回路の外形寸法を小さくさせる、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ処理技術）において、実現される。電流１０３は、入射光レベルに比例し、光検出器１３０２がまぶたで覆われる場合に実質的に減少する。増幅器１３０４は、利得を伴って入力に比例して出力を生成し、入力電流を出力電圧に変換するトランスインピーダンス増幅器として機能し得る。増幅器１３０４は、ＡＤＣ  １３０６によって獲得されるのに十分な電圧及び電力を信号に供給するなど、システムの残部に使用可能なレベルまで信号を増幅し得る。例えば、光センサ１３０２の出力は非常に小さく、暗い環境で使用される可能性があるため、増幅器は後続のブロックを駆動するために必要となり得る。
【００５０】
いくつかの実施形態では、増幅器１３０４は、可変利得増幅器として実装されてもよく、その利得は、システムの動作範囲を最大化するように、記述のフィードバック配置において、システムコントローラ１３１４によって調整され得る。利得の提供に加えて、増幅器１３０４は、光センサ１３０２及び増幅器１３０４出力に適したフィルタリング及び他の回路などの、他のアナログ信号調節回路を含んでもよい。増幅器１３０４は、光センサ１３０２による信号出力を増幅し、調節するための任意の好適なデバイスを備えてもよい。例えば、増幅器１３０４は、単に１個の演算増幅器又は１個又は２個以上の演算増幅器を含むより複雑な回路を備えてもよい。上述したとおり、光センサ１３０２及び増幅器１３０４は、眼を通して受けた入射光の強度に基づき、まばたきシーケンスを検出して隔離し、入力電流を最終的にシステムコントローラ１３１４によって使用可能なデジタル信号に変換するように構成され得る。システムコントローラ１３１４は、好ましくは、多様な光の強度レベル条件において、様々な個人化されたまばたきシーケンス及び／又はまばたきパターンを認識し、適切な出力信号をアクチュエータ１３１２に提供するように事前にプログラムされるか、又は事前に構成され、その後、較正される。システムコントローラ１３１４はまた、関連した記憶装置を備え得る。
【００５１】
この例示の実施形態では、増幅器１３０４からの連続的なアナログ信号出力を、更なる信号処理に適切な、サンプリングされたデジタル信号へ変換するために、ＡＤＣ  １３０６を使用することができる。例えば、ＡＤＣ  １３０６は、増幅器１３０４からのアナログ信号出力を、デジタル信号処理システム又はマイクロプロセッサ１３０８などの後続の又は下流の回路によって使用可能となり得るデジタル信号に変換することができる。デジタル信号処理システム又はデジタル信号処理装置１３０８は、フィルタリング、処理、検出、及び他には、下流での使用のために入射光検出を可能にするサンプリングされたデータの操作／処理のうちの１つ又は２つ以上を含む、デジタル信号処理に利用され得る。デジタル信号処理装置１３０８は、本明細書に記載のまばたきプロトコル及び／又はまばたきパターンを用いて、事前にプログラムされ、較正されてもよい。デジタル信号処理装置１３０８はまた、関連した記憶装置を備え得る。デジタル信号処理装置１３０８は、アナログ回路、デジタル回路、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせを利用して実装されてもよい。
【００５２】
示される例示の実施形態では、デジタル信号処理装置１３０８は、デジタル回路内に実装される。関連した増幅器１３０４及びデジタル信号処理装置１０８とともに、ＡＤＣ  １３０６は、例えば、１００ミリ秒毎などの上述されたサンプリング速度と一致した好適な速度で作動され得る。電源１３１０は、まばたき検出システムを備える多種多様な構成要素に電力を供給することができる。電力は、電池、エネルギー回収装置、又は当業者には周知の他の適当な手段から供給することができる。本質的に、システムのすべての他の構成要素に信頼性のある電力を供給するためには、任意の種類の電源１３１０を利用することができる。システム及び／又はシステムコントローラの状態を変化させるためには、較正されたまばたきシーケンスを使用することができる。
【００５３】
好ましい例示の実施形態では、システムコントローラ１３１４は、双方向無線装置並びにまばたき検出器、眼筋センサ、バイオマーカーセンサ、加速度計、温度センサなどのうち１つ又は２つ以上を含む源から入力を受けることができる。１つ又は２つ以上のセンサの較正は、例えば、遠くの物体に焦点を合わせること、又は近くの物体に焦点を合わせることなどの種々の動作を実行するとき、個人のまばたきパターン及び個人の毛様筋信号を確実に認識するように、使用者に特有の閾値をプログラムすることを含み得る。いくつかの例示の実施形態では、電子眼用レンズを作動するための操作プロトコルの較正及び個人化により、データ管理の集中及びエネルギー効率システムのための能力が提供され得る。さらに、それぞれの事前にプログラムされた方法は、安全に変化が起こることを確認するために、機能の作動前にクロスチェックされ得る。
【００５４】
アクチュエータ１３１２は、受信されたコマンド信号に基づき、特定の動作を実行するための任意の適当な装置を備えてもよい。例えば、まばたき作動パターンが、上述のとおり確認される場合、システムコントローラ１３１４は、可変光学電子又は電動レンズなどのアクチュエータ１３１２を有効にしてもよい。アクチュエータ１３１２は、電気装置、機械的装置、磁気的装置、又はこれらの任意の組み合わせを備えてもよい。アクチュエータ１３１２は、電源１３１０からの電力に加えて、システムコントローラ１３１４から信号を受信し、システムコントローラ１３１４からの信号に基づいて特定の動作が発生し得る。例えば、システムコントローラ１３１４の信号が、近くの物体に焦点を合わせようとする装用者を示す場合、例えば、動的マルチ液体光学ゾーンを介して電子眼用レンズの屈折力を変化させるために、アクチュエータ１３１２を利用することができる。代替の例示の実施形態では、システムコントローラ１３１４は、治療薬が眼（複数可）に送達されるべきであるということを示す信号を出力することができる。この例示の実施形態では、アクチュエータ１３１２は、例えば、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ポンプなどのポンプ及びリザーバを備えてもよい。上述したように、本発明の電動レンズは、種々の機能性を提供することができる。したがって、１つ又は２つ以上のアクチュエータは、機能性を実行するように多様に構成されてもよい。
【００５５】
ここで図４を参照すると、本開示のいくつかの実施形態で使用され得る、例示のシステムコントローラ１４００の概要図が表示される。システムコントローラ１４００は、通信装置１４２０に結合する、１つ又は２つ以上のプロセッサ構成要素を含み得るプロセッサ１４１０を備える。いくつかの実施形態では、眼用レンズ内に配置されるエネルギー源にエネルギーを送信するために、システムコントローラ１４００を使用することができる。
【００５６】
システムコントローラ１４００は、通信チャネルを介して論理信号を通信するように構成された通信装置１４２０に結合された、１つ又は２つ以上のプロセッサ１４１０を備え得る。通信装置１４２０を用いて、センサの作動、センサデータの読み取り、操作プロトコルのプログラミング及び実行、並びに構成要素を操作するコマンドの送信のうちの、１つ又は２つ以上を、電気的に制御し得る。
【００５７】
例えば、１つ又は２つ以上の双方向無線装置、メトロロジー装置、及び／又は製造機器コンポーネントと通信するために、通信装置１４２０を使用することもできる。システムプロセッサ１４１０は、記憶装置１４３０とも通信する。記憶装置１４３０は、磁気記憶装置（例えば、磁気テープ及びハードディスクドライブ）、光記憶装置、及び／又はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）素子及びリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）素子などの半導体記憶装置を含む、任意の適切な情報記憶装置を備え得る。
【００５８】
記憶装置１４３０は、プロセッサ１４１０を制御するためのプログラム１４４０を保存することができる。プロセッサ１４１０は、プログラム１４４０の命令を実行し、それによって、本開示に従って操作する。例えば、プロセッサ１４１０は、独自の識別子、センサデータ、較正データ、操作プロトコル、使用者情報、及び眼用レンズの操作のため、並びに／又は、いくつかの実施形態においては、使用者プロフィールを作成するために、含まれる他のデータを含むデータを送信することができる。したがって、記憶装置１４３０はまた、１つ又は２つ以上のデータベース１４５０〜１４６０内に眼の関連データを保存することができる。
【００５９】
ここで図５を参照すると、システムコントローラ、例えば、図２に示したシステムコントローラ１２１０が、本開示の態様による１つ又は２つ以上の事前にプログラムされた操作プロトコルを個人化／較正するために、操作することができる、例示の方法工程が示される。工程１５０１で始まり、眼用レンズのエネルギー印加された構成要素のための１つ又は２つ以上の操作プロトコルは、眼用レンズのシステムコントローラにおいて、事前にプログラムされ得る。操作プロトコルの事前のプログラミングは、例えば、省電力センサ作動手順、データ処理／保存機能、及び能動素子の作動を含み得る。工程１５０５で、眼用レンズと少なくとも１つの双方向無線装置との間に無線接続を形成することができる。いくつかの実施形態では、工程１５１０で、双方向無線装置が、１つ又は２つ以上のセンサを作動するのに有効となり得る。しかし、眼用レンズ内のセンサの作動は、別の方法で使用され、双方向無線装置と無線接続を開始することができる。工程１５１５で、１つ又は２つ以上のセンサを用いて、条件を測定することができる。条件としては、環境性の眼の条件、操作上の条件（例えば、トラブルシューティング）、バイオマーカーの濃度、温度、光照射などが挙げられる。工程１５２０で、双方向無線装置を用いて、測定条件への反応を発生することができる。反応は、対応の動作が所望される検証又は動作の無効を含み得る。さらに、反応は、双方向無線装置の１つ又は組み合わせからのものであり、使用者、眼のケアの専門家、及びメトロロジー装置からの入力を含み得る。
【００６０】
工程１５２５で、反応を用いて、元来の事前にプログラムされた操作プロトコルの１つ又は２つ以上を変更することができる。変更としては、例えば、様々なセンサの１つ又は２つ以上の感度閾値、作動機序、能動素子の変化の程度に対する使用者の好み、安全モード操作への移行などが挙げられる。好ましいシステムにおいては、較正のために変更を行い、使用者のプロフィールを作成し、例えば、システムの性能変化により、条件変化又は再較正が望まれる場合、そのプロフィールを定期的に調整することができる。
【００６１】
下記の発明を実施するための形態、図面、及び特許請求の範囲を考慮すると、本開示の追加の特徴、利点、及び態様が示され、明白である。更に、本開示の前述の要約及び下記の発明を実施するための形態のどちらもが例示であり、特許請求の範囲に記載の本開示の範囲を限定することなく更に説明することを意図していることを理解されたい。
【００６２】
〔実施の態様〕
（１）  エネルギー印加された眼用レンズの制御及び作動のためのシステムであって、
システムコントローラ及び該システムコントローラと通信している複数のセンサを備えるエネルギー印加された眼用レンズであって、該システムコントローラは操作プロトコルを格納するように構成された、エネルギー印加された眼用レンズと、
該エネルギー印加された眼用レンズの該システムコントローラと通信している双方向無線装置と、を含み、
該システムコントローラは、該双方向無線装置からの信号を受信し、該双方向無線装置からの受信された該信号に基づき、１つ又は２つ以上の操作プロトコルを変更するように構成され、
該双方向無線装置からの該信号は、該眼用レンズの該複数のセンサのうちの１つ又は２つ以上からの測定読み取り値に対する使用者からの反応である、システム。
（２）  前記システムコントローラが、前記エネルギー印加された眼用レンズの前記複数のセンサのうちの１つ又は２つ以上からの前記測定読み取り値に対する前記使用者からの前記反応に基づき、前記複数のセンサのうちの前記１つ又は２つ以上を較正するように更に構成される、実施態様１に記載のシステム。
（３）  前記システムコントローラが、前記エネルギー印加された眼用レンズの前記複数のセンサのうちの前記１つ又は２つ以上の較正から、操作不良コード及び操作閾値を得るように更に構成される、実施態様２に記載のシステム。
（４）  前記システムコントローラが、前記エネルギー印加された眼用レンズの前記複数のセンサのうちの前記１つ又は２つ以上の較正から、前記閾値外である、前記センサのうちの１つ又は２つ以上からの測定読み取り値を検出すると、操作安全モードプロトコルを実行するように更に構成される、実施態様３に記載のシステム。
（５）  前記システムコントローラが、前記エネルギー印加された眼用レンズと通信している前記双方向無線装置により送信された安全モード対応信号を受信すると、操作安全モードプロトコルを実行するように更に構成される、実施態様３に記載のシステム。
【００６３】
（６）  前記システムコントローラが、事前にプログラムされた投票スキームを用いて、前記エネルギー印加された眼用レンズの前記複数のセンサのうちの前記１つ又は２つ以上の測定読み取り値から、測定読み取り値出力を選択するように更に構成される、実施態様１に記載のシステム。
（７）  前記システムコントローラが、ブール論理、及び前記エネルギー印加された眼用レンズの前記複数のセンサのうちの前記１つ又は２つ以上からの測定読み取り値に応じて、操作プロトコルを選択するように更に構成される、実施態様１に記載のシステム。
（８）  前記システムコントローラが、前記エネルギー印加された眼用レンズと通信している前記双方向無線装置により送信された初期入力からの信号から反応して、前記複数のセンサのうちの１つ又は２つ以上を作動させるように更に構成される、実施態様１に記載のシステム。
（９）  前記エネルギー印加された眼用レンズと無線通信している前記双方向無線装置が、周波数で操作される携帯型遠隔装置（frequency operated handheld remote unit）である、実施態様１に記載のシステム。
（１０）  前記エネルギー印加された眼用レンズと無線通信している前記双方向無線装置が、スマート携帯電話デバイス（smart cellular telephone device）である、実施態様１に記載のシステム。
【００６４】
（１１）  前記エネルギー印加された眼用レンズと無線通信している前記双方向無線装置が、パーソナルコンピュータである、実施態様１に記載のシステム。
（１２）  前記エネルギー印加された眼用レンズと無線通信している前記双方向無線装置が、タブレットである、実施態様１に記載のシステム。
（１３）  エネルギー印加された眼用レンズの操作プロトコルを個人化する方法であって、
該エネルギー印加された眼用レンズのシステムコントローラに１つ又は２つ以上の操作プロトコルを格納することと、
双方向無線装置と該エネルギー印加された眼用レンズとの間に無線通信を形成することと、
該エネルギー印加された眼用レンズの該システムコントローラを用いて１つ又は２つ以上のセンサを作動させることと、
該エネルギー印加された眼用レンズの該１つ又は２つ以上のセンサを用いて条件を測定することと、
測定された条件に関する信号を該双方向無線装置に送信することと、
該双方向無線装置に入力した使用者からの入力を用いて、受信された該信号に反応することと、
反応に応じて、該エネルギー印加された眼用レンズの該システムコントローラにおける前記操作プロトコルのうちの１つ又は２つ以上を変更することと、を含む、方法。
（１４）  １つ又は２つ以上の操作プロトコルへの変更は、使用者により前記眼用レンズが装着されている状態で、前記眼用レンズを較正するために、行われる、実施態様１３に記載の方法。
（１５）  較正は、前記眼用レンズの前記１つ又は２つ以上のセンサに対する測定閾値の格納を含む、実施態様１４に記載の方法。
【００６５】
（１６）  前記眼用レンズの前記１つ又は２つ以上のセンサに対する格納された前記測定閾値を含む、使用者のプロフィールを作成することを更に含む、実施態様１５に記載の方法。
（１７）  前記測定された条件に関する前記信号が、前記眼用レンズの前記システムコントローラにおいて、事前にプログラムされた投票スキームを用いて選択された、前記１つ又は２つ以上のセンサからの測定値を用いて、作成される、実施態様１３に記載の方法。
（１８）  前記眼用レンズの電気部品の状態を変化させるために、変更した操作プロトコルを選択することを更に含む、実施態様１３に記載の方法。
（１９）  前記変更した操作プロトコルの選択は、ブール論理、及び前記１つ又は２つ以上のセンサからの読み取り値に応じて、行われる、実施態様１８に記載の方法。
（２０）  前記眼用レンズと無線通信している前記双方向無線装置により、安全モード操作プロトコルを作動させることを更に含む、実施態様１８に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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