(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズ上の発振器周波数を調整する、電子システムを備える眼科用レンズのための瞼位置センサシステムを提供する。【解決手段】周波数調整は、コンタクトレンズ１００により受信された少なくとも１つの信号に基づく。また、少なくとも１つの信号は、発振器出力信号内の遷移と比較するための複数の遷移を提供する信号を含む。他には、外部信号のソースは、照明である。更に、発振器周波数を２つのレンズ間で更新する。【選択図】図１Ａ
2017122911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクトレンズ内に常駐する発振器の発振器周波数を更新する方法であって、
前記コンタクトレンズ上のシステムコントローラにより、前記発振器の前記発振器周波数の調整を可能にする情報を提供する少なくとも１つの信号を外部ソースから受信することと、
前記信号を受信すると、
前記少なくとも１つの信号内に含まれた情報に基づいて前記発振器周波数への調整を計算すること、
前記計算された調整に従って前記発振器周波数を調整すること、を行うことと、
を含む、方法。
【請求項２】
計算すること及び調整することが、ある期間の後、
前記外部デバイスからの前記少なくとも１つの信号内の遷移の数を所定の期間カウントすることと、
前記遷移カウントを計算し、これを前記所定の期間の予想されたカウントと比較することと、
前記遷移カウントが低いときには前記クロック周波数を下方調整することと、
前記遷移カウントが高いときには前記クロック周波数を上方調整することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの信号は、互いに所定の量だけ時間が離れた２つの信号を含み、
前記少なくとも１つの信号は、現時刻に関する情報を含み、
前記クロック周波数について前記調整を計算することは、
前記システムコントローラにより、前記２つの信号間で発生するべきだった前記少なくとも１つの信号に基づく基準遷移カウントを判定することと、
前記システムコントローラにより、前記２つの信号間で発生した発振器出力における遷移の数を判定することと、
前記遷移の数を前記基準遷移カウントと比較することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記外部ソースは、セルラー電話、セルラー電話タワー、ＯＴＡブロードキャスト信号、ＷｉＦｉ基地局、ＬｉＦｉノード、及び、アドホック無線ネットワークノードのうちの少なくとも１つである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記情報がパイロット信号である前記少なくとも１つの信号内に含まれた前記時間に適合するように前記コンタクトレンズ内のクロックを更新することと、
更新より前の前記クロック上の前記時間が前記更新された時間と比較して遅かったときに前記発振器周波数を上方調整することと、
更新より前の前記クロック上の前記時間が前記更新された時間と比較して速かったときに前記発振器周波数を下方調整することと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記システムコントローラにより基礎時間をメモリに記録することを更に含み、前記基礎時間は、前記コンタクトレンズのための初期動作時間、及び、前記コンタクトレンズのための最終更新時間のうちの少なくとも１つであり、
前記発振器周波数を調整することは、
前記発振器の前記発振器周波数を調整するために使用される前記時間間の更新時間差を判定することと、
更新より前の前記クロック上の前記時間と前記基礎時間との間の実行時間差を判定することと、
前記更新時間差と前記実行時間差との間の関係に基づいて時間ドリフトを判定することと、
その関係に基づいて前記発振器の前記発振器周波数を調整することと、
を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記外部ソースからの少なくとも１つの信号を要求することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの信号を受信することは、
前記少なくとも１つの光センサで光を検出することと、
前記システムコントローラで、所定の期間にわたる光の前記遷移の数をカウントすることと、
前記システムコントローラで、同じ所定の期間中の前記発振器からの出力内の前記遷移の数をカウントすることと、
遷移カウントを比較する前に、前記遷移カウントの少なくとも一方を、他方の遷移カウントの周波数に適合するように正規化することと、を含み、前記光の前記遷移カウントは、前記少なくとも１つの信号内に含まれた前記情報であり、
前記光遷移は、前記光の点滅である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記外部ソースは、既知の周波数を有する屋内照明であり、
前記少なくとも１つの信号を受信することは、
少なくとも１つの光センサで前記光を検出することと、
前記光の輝度が光閾値に適合するかどうか判定することと、を含み、
前記輝度が前記光閾値に適合するとき、前記方法は、前記信号の受信後、
前記少なくとも１つの光センサで光を検出することと、
前記システムコントローラで、所定の期間にわたる光の前記遷移の数をカウントして、光周波数を判定することと、
前記発振器周波数を情報と比較する前に前記光周波数を前記発振器周波数に正規化することであって、情報は前記光周波数である、ことと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記外部ソースは、既知の周波数を有する屋内照明であり、
前記少なくとも１つの信号を受信することは、少なくとも１つの光センサで前記光を検出することを含み、
前記方法は、前記信号の受信後、
前記システムコントローラで、所定の期間にわたる光の前記遷移の数をカウントして、光周波数を判定することと、
前記発振器周波数を情報と比較する前に前記光周波数を前記発振器周波数に正規化することであって、情報は前記光周波数である、ことと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記屋内照明は、蛍光照明及びＬＥＤ照明のうちの少なくとも１つである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記コンタクトレンズによって、蛍光照明について前記既知の周波数を識別する入力を受信することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記入力は、瞬きパターンテンプレートの検出及び前記蛍光照明以外の別の外部ソースからの送信のうちの少なくとも１つである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記外部ソースは、既知の周波数を有する屋内照明であり、
前記少なくとも１つの信号を受信することは、
少なくとも１つの光センサで前記光を検出することと、
前記光の輝度が光閾値に適合するかどうか判定することと、を含み、
前記輝度が前記光閾値に適合するとき、前記方法は、前記信号の受信後、
前記少なくとも１つの光センサで光を検出することと、
前記システムコントローラで、所定の期間にわたる光の前記遷移の数をカウントして、光周波数を判定することと、
前記発振器周波数を情報と比較する前に前記発振器周波数を前記照明周波数に正規化することであって、情報は光のサイクル数である、ことと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記発振器周波数を調整することは、前記発振器に電気的に接続されたレジスタを調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記発振器周波数を調整することは、可変抵抗器及び可変コンデンサのうちの少なくとも１つを調整して、前記発振器周波数を変えることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
コード化された信号及び複数の０及び１のうちの少なくとも１つを有する同期信号を第２のコンタクトレンズに送信することと、
前記第１のコンタクトレンズから受信された前記同期信号に基づいて前記第２のコンタクトレンズ上の発振器周波数を調整することと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
ドリフトレベルを前記第２のコンタクトレンズから前記第１のコンタクトレンズに送信することと、
前記第１のコンタクトレンズから前記第２のコンタクトレンズに、コード化された信号及び複数の０及び１のうちの少なくとも１つを有する第２の同期信号を送信することと、
前記第１のコンタクトレンズから受信された前記第２の同期信号に基づいて前記第２のコンタクトレンズ上の発振器周波数を調整することと、
更新されたドリフトレベルを前記第２のコンタクトレンズから前記第１のコンタクトレンズに送信することと、
ドリフトレベルを前記第１のコンタクトレンズと比較することと、
ドリフトレベル間の差がドリフト閾値よりも大きいとき、前記第２の同期信号を送信すること、前記第２の同期信号に応じて前記発振器周波数を調整すること、及び、前記更新されたドリフトレベルを送信すること、を繰り返すことと、
を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
同期ｐｉｎｇを前記コンタクトレンズから第２のコンタクトレンズに送ることと、
前記第２のコンタクトレンズ上でアキュムレータをゼロに設定することと、
それぞれのサイクルを前記第２のコンタクトレンズ上の前記アキュムレータでカウントすることと、
第２の同期ｐｉｎｇを前記コンタクトレンズから前記第２のコンタクトレンズに送ることと、
前記第２のコンタクトレンズ上のシステムコントローラで前記アキュムレータのコンテンツをｐｉｎｇ閾値と比較することと、
前記第２のコンタクトレンズ上の前記システムコントローラで前記比較に基づいて前記第２のコンタクトレンズ上の前記クロック周波数を調整することと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
コンタクトレンズ上に常駐するクロックを更新する方法であって、
時間信号をシステムコントローラから前記コンタクトレンズ上の送信機を介して外部デバイスに送信することと、
前記時間信号を前記外部デバイス上で受信することと、
前記外部デバイス上で、前記受信された時間信号を前記外部デバイス上のクロック上の現時刻と比較して、時刻補正を判定することと、
前記時刻補正が閾値超えであるとき、
前記時刻補正に基づいて、時刻補正信号を前記外部デバイスから前記コンタクトレンズに送信すること、
前記時刻補正信号を前記コンタクトレンズ上の前記システムコントローラにより受信すること、及び、
前記時刻補正信号に基づいて前記システムコントローラにより前記コンタクトレンズ上の前記時間を更新すること、を行うことと、
前記時刻補正が前記閾値以下であるとき、時間が正確であるという信号を前記外部デバイスから前記システムコントローラに送信することと、
を含む、方法。
【請求項２１】
前記時刻補正信号は、前記時刻補正を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記時刻補正信号は、
前記時刻補正が、前記コンタクトレンズ上の前記時間が前記外部デバイス上の前記時間より遅れていることを示すときに、前記コンタクトレンズ内の発振器について発振器周波数を上方調整することと、
前記時刻補正が、前記コンタクトレンズ上の前記時間が前記外部デバイス上の前記時間より進んでいることを示すときに、前記コンタクトレンズ内の前記発振器について前記発振器周波数を下方調整することと、
に基づく周波数調整を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
コンタクトレンズ上に常駐するクロックを更新する方法であって、
前記システムコントローラにより基礎時間をメモリに記録することであって、前記基礎時間は、前記コンタクトレンズのための初期動作時間、及び、前記コンタクトレンズのための最終更新時間のうちの少なくとも１つである、ことと、
前記コンタクトレンズ上のシステムコントローラにより少なくとも１つの信号、外部の現時刻を外部ソースから受信することと、
前記基礎時間と前記クロック上の現時刻との間の実行時間差を判定することと、
前記クロック上の前記現時刻と前記外部の現時刻との間の更新時間差を判定することと、
前記クロックを前記システムコントローラにより受信された前記外部の現時刻に更新することと、
前記更新時間差と前記実行時間差との間の関係に基づいて時間ドリフトを判定することと、
その関係に基づいて発振器周波数を調整することと、
を含む、方法。
【請求項２４】
周波数を２つのレンズ間で同期させる方法であって、
コード化された信号及び複数の０及び１のうちの少なくとも１つを有する同期信号を第１のコンタクトレンズから第２のコンタクトレンズに送信することと、
前記第１のコンタクトレンズから受信された前記同期信号に基づいて前記第２のコンタクトレンズ上の発振器周波数を調整することと、
ドリフトレベルを前記第２のコンタクトレンズから前記第１のコンタクトレンズに送信することと、
前記第１のコンタクトレンズから前記第２のコンタクトレンズに、コード化された信号及び複数の０及び１のうちの少なくとも１つを有する第２の同期信号を送信することと、
前記第１のコンタクトレンズから受信された前記第２の同期信号に基づいて前記第２のコンタクトレンズ上の発振器周波数を調整することと、
更新されたドリフトレベルを前記第２のコントラクトレンズから前記第１のコンタクトレンズに送信することと、
ドリフトレベルを前記第１のコンタクトレンズと比較することと、
ドリフトレベル間の差がドリフト閾値よりも大きいとき、前記第２の同期信号を送信すること、前記第２の同期信号に応じて前記発振器周波数を調整すること、前記更新されたドリフトレベルを送信すること、及び、ドリフトレベルを比較すること、を繰り返すことと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動又は電子眼科用レンズに関し、更に詳しくは、電子眼科用レンズ上の発振器の発振器周波数を補正及び／又は調整するハードウェア及びソフトウェアを有する電動又は電子眼科用レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスが小型化され続けるにつれて、様々な用途向けの装着型又は埋込み型デバイスを作成する傾向がより一層高まっている。かかる用途としては、生体の化学反応を監視する態様、自動、測定値に対する反応、又は外部制御信号に対する反応を含む、様々なメカニズムを介した薬物若しくは治療薬の制御された投与量の投与、並びに器官又は組織の能力の増強を挙げることができる。かかるデバイスの例としては、ブドウ糖注入ポンプ、ペースメーカー、除細動器、補助人工心臓、及び神経刺激器が挙げられる。特に有用な新たな応用分野は、眼科用装着型レンズ及びコンタクトレンズである。例えば、装着型レンズは、目の能力を増強又は向上させる、電子式可変焦点を有するレンズアセンブリを組み込んでもよい。別の例では、可変焦点の有無にかかわらず、装着型コンタクトレンズは、前角膜（涙膜）における特定の化学物質の濃度を検出する電子センサを組み込んでもよい。埋込み型電子部品をレンズアセンブリで使用することによって、電子部品との通信、電子部品に電力供給及び／又は再通電する方法、電子部品の相互接続、内部及び外部の感知及び／又は監視、並びに電子部品及びレンズの機能全体の制御が潜在的に必要となる。
【０００３】
ヒトの目は、数百万種類の色を識別し、移り変わる光の条件に合わせて簡単に調節し、高速インターネット接続を上回る速度で信号又は情報を脳に送信する能力を有する。コンタクトレンズ及び眼内レンズなどのレンズは、現在、近視（近眼）、遠視（遠眼）、老視、及び乱視などの視覚障害を矯正するのに利用されている。しかしながら、追加の構成要素を組み込んだ適切に設計されているレンズが、視力の向上並びに視覚障害の矯正に利用されてもよい。
【０００４】
コンタクトレンズは、近視、遠視、乱視、並びに他の視力障害の矯正に利用されてもよい。コンタクトレンズはまた、着用者の目の自然な外観を向上させるのに利用されてもよい。コンタクトレンズ又は「コンタクト」は、単に目の前面に置かれるレンズである。コンタクトレンズは、医療用デバイスと見なされ、視覚の矯正及び／又は美容若しくは他の治療を理由として着用されてもよい。コンタクトレンズは、１９５０年代以降、視力を改善するために商用的に利用されてきた。初期のコンタクトレンズは、硬質材料から製造又は製作され、比較的高価で脆弱であった。それに加えて、これら初期のコンタクトレンズは、コンタクトレンズを通して結膜及び角膜まで十分に酸素を透過させることができず、そのことによって潜在的に多数の臨床上の副作用を引き起こす可能性がある材料から製作されていた。これらのコンタクトレンズは依然として使用されているが、最初の快適性が低いため、全ての患者に適してはいない。その後のこの分野における発展によって、ハイドロゲル系のソフトコンタクトレンズがもたらされ、今日では非常に一般的で広く利用されている。具体的には、今日利用可能なシリコーンハイドロゲルコンタクトレンズは、酸素透過性が非常に高いというシリコーンの利益を、既に明らかとなっているハイドロゲルの快適性及び臨床的性能とを組み合わせている。本質的に、これらのシリコーンハイドロゲル系コンタクトレンズは、高い酸素透過性を有し、一般に、初期の硬質材料で作られたコンタクトレンズよりも着用時の快適性が高い。
【０００５】
従来のコンタクトレンズは、上記に簡潔に述べた様々な視力の問題を矯正する、特定の形状を有するポリマー構造である。機能性の向上を図るには、これらのポリマー構造に様々な回路及び構成要素を統合する必要がある。例えば、制御回路、マイクロプロセッサ、通信デバイス、電源装置、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コンタクトレンズに統合して、視力を矯正するだけでなく、視力を向上させると共に、本明細書に説明するような追加の機能性を提供してもよい。電子及び／又は電動眼用レンズは、拡大縮小能力を介して、又は単にレンズの屈折能力を修正することによって、視力を向上させるように設計されてもよい。電子及び／又は電動コンタクトレンズは、色及び解像度の向上、テキスト情報の表示、リアルタイムでの音声から字幕への変換、ナビゲーションシステムによる視覚的合図の提示、並びに画像処理及びインターネットアクセスの提供のために設計されてもよい。レンズは、着用者が低光量条件で見ることができるように設計されてもよい。適切に設計された電子部品、及び／又はレンズ上における電子部品の配置によって、可変焦点光学レンズを用いることなく、画像を例えば網膜上に投射することが可能になり、新規な画像表示を提供してもよい。これらの機能若しくは類似の機能のいずれかの代わりに、又はそれらに加えて、コンタクトレンズは、着用者のバイオマーカー及びヘルスインジケータを非侵襲的に監視する構成要素を組み込んでもよい。例えば、レンズに内蔵されたセンサは、血液を採取する必要なく涙膜の成分を分析することによって、糖尿病患者が血糖レベルを定期的にチェックするのを可能にしてもよい。それに加えて、適切に構成されたレンズは、コレステロール、ナトリウム、及びカリウムのレベル、並びに他の生物学的マーカーを監視するセンサを組み込んでもよい。これを、無線データ送信器と連結することによって、医師が患者の血液成分にほぼ即時にアクセスすることが可能となり、患者が検査機関に赴いて血液を採取するために時間を浪費する必要がなくなる。それに加えて、レンズに内蔵されたセンサを利用して、眼に入射する光を検出することにより、周辺光条件を補償するか、又は瞬きのパターンを調べるのに使用することができる。
【０００６】
デバイスの適切な組み合わせによって、潜在的に無制限の機能性をもたらすことができるが、光学グレードの一片のポリマー上に余分な構成要素を組み込むことに伴う、多数の困難が存在する。一般に、多数の理由から、かかる構成要素をレンズ上に直接製造するのは困難であり、非平面の表面上に平面のデバイスを取り付け、相互接続することも困難である。縮尺通りに製造することも困難である。レンズ上又はレンズ内に置かれる構成要素は、小型化し、わずか１．５平方センチメートルの透明ポリマー上に統合する一方で、構成要素を目の上の液状環境から保護する必要がある。また、追加の構成要素の厚さが加わるため、コンタクトレンズを着用者にとって快適かつ安全にすることも困難である。
【０００７】
コンタクトレンズなどの眼用デバイスに面積及び体積上の制約があること、また、それが利用される環境を所与として、デバイスを物理的に実現するためには、その大半が光学用プラスチックを含む非平面の表面上に多数の電子構成要素を取り付け、相互接続することを含む、多数の課題を克服しなければならない。したがって、機械的及び電気的に堅牢な電子コンタクトレンズを提供することが必要とされている。
【０００８】
電動レンズが存在するので、電子部品を稼働させるためのエネルギー消費、より詳しくは電流消費は、眼用レンズの規模での電池技術を所与とした場合の懸念事項である。通常の電流消費に加えて、この性質の電動デバイス又はシステムは、一般に、潜在的に広範囲の動作パラメータにわたる動作、並びに潜在的に数年間アイドル状態のままだった後に一回の充電で例えば１８時間のバースト消費を確保するための、待機電流の予備、精密な電流制御、及び切り換え能力を要する。したがって、必要な電力を提供しながら、低コストで長時間信頼できるサービス、安全性、及びサイズに関して最適化された、システムが必要とされている。
【０００９】
それに加えて、電動レンズと関連する機能性の複雑性、及び電動レンズを構成する全ての構成要素間の高度な相互作用のため、電動眼用レンズを構成する電子部品及び光学素子の全体的な動作を調整及び制御することが必要とされている。したがって、安全で低コストで信頼性が高く、電力消費率が低く、かつ眼用レンズに組み込むための拡張性を有する、全ての他の構成要素の動作を制御するシステムが必要とされている。
【００１０】
電動又は電子眼用レンズは、電動又は電子眼用レンズを利用する個人による特定の固有の生理学的機能を明らかにしなければならないことがある。より具体的には、電動レンズは、例えば個人がうとうとしている場合の、所与の期間内における瞬きの回数、瞬きの継続時間、瞬きの間の時間、及び任意の数の可能な瞬きのパターンを含む、瞬きを明らかにしなければならないことがある。瞬き検出はまた、特定の機能性を提供するのに利用されてもよく、例えば、瞬きは、電動眼用レンズの１つ又は２つ以上の態様を制御する手段として利用されてもよい。それに加えて、光強度レベルの変化、及びヒトの瞼が遮る可視光の量などの外部因子を、瞬きを判断する際に明らかにしなければならない。例えば、部屋が５４〜１６１ルクスの照明レベルを有する場合、光センサは、ヒトが瞬きをしたときに起こる光強度の変化を検出するのに十分な感度であるべきである。
【００１１】
周辺光ンサ又は光センサは、多くのシステム及び製品で、例えば室内灯にしたがって明るさを調節するためにテレビで、日没時にスイッチを入れるために電灯で、またスクリーンの明るさを調節するために電話で利用されている。しかしながら、これらの現在利用されているセンサシステムは、コンタクトレンズに組み込むには、十分に小さいものではなく、かつ／又は電力消費が十分に少なくない。
【００１２】
また、異なるタイプの瞬き検出器が、目（片目若しくは両目）に向けられたコンピュータビジョンシステム、例えばコンピュータ向けにデジタル化されたカメラに実装されてもよいことに注目することが重要である。コンピュータ上で稼働するソフトウェアは、目の開閉などの視覚パターンを認識することができる。これらのシステムは、診断目的及び研究のため、眼用臨床設備で利用されてもよい。上述の検出器及びシステムとは異なり、これらのシステムは、目から外して使用するためのものであり、目から視線を逸らすのではなく目を見るためのものである。これらのシステムは、コンタクトレンズに組み込むのに十分に小さいものではないが、利用されるソフトウェアは、電動コンタクトレンズと併せて働くソフトウェアと類似していてもよい。いずれかのシステムが、入力から学習し、自身の出力を適宜調節する、人工神経網のソフトウェア実装を組み込んでもよい。あるいは、統計学、他の適応方法、及び／又は信号処理を組み込んだ生物学に基づかないソフトウェア実装が、スマートシステムを作り出すのに利用されてもよい。
【００１３】
レンズ上での電力消費量を低減するために、レンズは、典型的にはセンサを連続的にモニタせず、その代わりに回路のクロック周波数に基づいてサンプリング速度を使用してセンサをモニタすることになる。眼用デバイスに典型的な、サイズ、電力消費量、重量などに関する制限事項で構築されたタイミング回路は、例えば、腕時計と比較して、より多くのドリフト又は固有の不正確性を有し得る。時間表現を用いてデータを記録するために、又は、特定の未来時にて機能を実行するために、レンズを使用しているとき、クロック周波数の精度は、レンズの動作にとってより重要なものになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、電子眼科用レンズ上のクロックの発振器周波数を調整する、更に詳しくは、製造許容差に対応するようにより正確な時間軸に即して電子眼科用レンズ上のクロックの発振器周波数を調整する手段及び方法の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明による少なくとも１つの実施形態によるクロック周波数調整を有する電子眼科用レンズは、上記に簡潔に記載した従来技術と関連する限定事項を克服する。このクロック周波数調整機能性は、コンタクトレンズに一体化されてもよい。クロック周波数調整は、少なくとも１つの実施形態ではより正確なデータ収集を容易にする。
【００１６】
少なくとも１つの実施形態では、本発明は、電動眼科用レンズに関する。電動眼科用レンズは、コンタクトレンズと、レンズの動作を制御して、レンズ上に存在する任意のセンサをサンプリングするように構成されたシステムコントローラと、タイミング回路と、通信回路とを含む。少なくとも１つの実施形態では、コンタクトレンズは、光学部と、電気構成要素が位置する周辺部とを含む。代替実施形態では、瞼位置センサシステムは、複数の個別のセンサの代わりにストリップセンサを含む。
【００１７】
少なくとも１つの実施形態では、本発明は、電動眼科用レンズに関する。電動眼科用レンズは、眼内レンズと、レンズの動作を制御して、レンズ上に存在する任意のセンサをサンプリングするように構成されたシステムコントローラと、タイミング回路と、通信回路とを含む。
【００１８】
少なくとも１つの実施形態では、コンタクトレンズ内に常駐する発振器の発振器周波数を更新する方法であって、前記方法は、コンタクトレンズ上のシステムコントローラにより、発振器の発振器周波数の調整を可能にする情報を提供する少なくとも１つの信号を外部ソースから受信することと、信号を受信すると、少なくとも１つの信号内に含まれた情報に基づいて発振器周波数への調整を計算すること、計算された調整に従って発振器周波数を調整すること、を行うことと、を含む。更なる実施形態では、計算すること及び調整することは、ある期間の後、外部デバイスからの少なくとも１つの信号内の遷移の数を所定の期間カウントすることと、遷移カウントを計算し、これを所定の期間の予想されたカウントと比較することと、遷移カウントが低いときにはクロック周波数を下方調整することと、遷移カウントが高いときにはクロック周波数を上方調整することと、を含む。別の実施形態では、少なくとも１つの信号は、互いに所定の量だけ時間が離れた２つの信号を含み、少なくとも１つの信号は、現時刻に関する情報を含み、クロック周波数について調整を計算することは、システムコントローラにより、２つの信号間で発生するべきだった少なくとも１つの信号に基づく基準遷移カウントを判定することと、システムコントローラにより、２つの信号間で発生した発振器出力における遷移の数を判定することと、遷移の数を基準遷移カウントと比較することと、を含む。
【００１９】
上記の実施形態のいずれかの更なる実施形態では、方法は、情報がパイロット信号である少なくとも１つの信号内に含まれた時間に適合するようにコンタクトレンズ内のクロックを更新することと、更新より前のクロック上の時間が更新された時間と比較して遅かったときに発振器周波数を上方調整することと、更新より前のクロック上の時間が更新された時間と比較して速かったときに発振器周波数を下方調整することと、を更に含む。更なる実施形態では、方法は、システムコントローラにより基礎時間をメモリに記録することを更に含み、基礎時間は、コンタクトレンズのための初期動作時間、及び、コンタクトレンズのための最終更新時間のうちの少なくとも１つであり、発振器周波数を調整することは、発振器の発振器周波数を調整するために使用される時間間の更新時間差を判定することと、更新より前のクロック上の時間と基礎時間との間の実行時間差を判定することと、更新時間差と実行時間差との間の関係に基づいて時間ドリフトを判定することと、その関係に基づいて発振器の発振器周波数を調整することと、を含む。
【００２０】
第１の実施形態の更なる実施形態では、少なくとも１つの信号を受信することは、少なくとも１つの光センサで光を検出することと、システムコントローラで、所定の期間にわたる光の遷移の数をカウントすることと、システムコントローラで、同じ所定の期間中の発振器からの出力内の遷移の数をカウントすることと、遷移カウントを比較する前に、遷移カウントの少なくとも一方を、他方の遷移カウントの周波数に適合するように正規化することと、を含み、光の遷移カウントは、少なくとも１つの信号内に含まれた情報であり、光遷移は、光の点滅である。
【００２１】
第１の実施形態の更なる実施形態では、外部ソースは、既知の周波数を有する屋内照明であり、少なくとも１つの信号を受信することは、少なくとも１つの光センサで光を検出することと、光の輝度が光閾値に適合するかどうか判定することと、を含み、輝度が光閾値に適合するとき、方法は、信号の受信後、少なくとも１つの光センサで光を検出することと、システムコントローラで、所定の期間にわたる光の遷移の数をカウントして、光周波数を判定することと、発振器周波数を情報と比較する前に光周波数を発振器周波数に正規化することであって、情報は光周波数である、ことと、を更に含む。第１の実施形態の更なる実施形態では、外部ソースは、既知の周波数を有する屋内照明であり、少なくとも１つの信号を受信することは、少なくとも１つの光センサで光を検出することを含み、方法は、信号の受信後、システムコントローラで、所定の期間にわたる光の遷移の数をカウントして、光周波数を判定することと、発振器周波数を情報と比較する前に光周波数を発振器周波数に正規化することであって、情報は光周波数である、ことと、を更に含む。先の２つの実施形態のいずれかの更なる実施形態では、屋内照明は、蛍光照明及びＬＥＤ照明のうちの少なくとも１つである。この段落の他の実施形態の更なる実施形態では、方法は、コンタクトレンズによって、蛍光照明について既知の周波数を識別する入力を受信することを更に含む。更なる実施形態では、入力は、瞬きパターンテンプレートの検出及び蛍光照明以外の別の外部ソースからの送信のうちの少なくとも１つである。
【００２２】
第１の実施形態の更なる実施形態では、外部ソースは、既知の周波数を有する屋内照明であり、少なくとも１つの信号を受信することは、少なくとも１つの光センサで光を検出することと、光の輝度が光閾値に適合するかどうか判定することと、を含み、輝度が光閾値に適合するとき、方法は、信号の受信後、少なくとも１つの光センサで光を検出することと、システムコントローラで、所定の期間にわたる光の遷移の数をカウントして、光周波数を判定することと、発振器周波数を情報と比較する前に発振器周波数を光周波数に正規化することであって、情報は光のサイクル数である、ことと、を更に含む。
【００２３】
先の実施形態のいずれかの更なる実施形態では、方法は、コード化された信号及び複数の０及び１のうちの少なくとも１つを有する同期信号を第２のコンタクトレンズに送信することと、第１のコンタクトレンズから受信された同期信号に基づいて第２のコンタクトレンズ上の発振器周波数を調整することと、を更に含む。更なる実施形態では、方法は、ドリフトレベルを第２のコンタクトレンズから第１のコンタクトレンズに送信することと、第１のコンタクトレンズから第２のコンタクトレンズに、コード化された信号及び複数の０及び１のうちの少なくとも１つを有する第２の同期信号を送信することと、第１のコンタクトレンズから受信された第２の同期信号に基づいて第２のコンタクトレンズ上の発振器周波数を調整することと、更新されたドリフトレベルを第２のコンタクトレンズから第１のコンタクトレンズに送信することと、ドリフトレベルを第１のコンタクトレンズと比較することと、ドリフトレベル間の差がドリフト閾値よりも大きいとき、第２の同期信号を送信すること、第２の同期信号に応じて発振器周波数を調整すること、及び、更新されたドリフトレベルを送信すること、を繰り返すことと、を更に含む。先の段落の実施形態のいずれかの更なる実施形態では、方法は、同期ｐｉｎｇをコンタクトレンズから第２のコンタクトレンズに送ることと、第２のコンタクトレンズ上でアキュムレータをゼロに設定することと、それぞれのサイクルを第２のコンタクトレンズ上のアキュムレータでカウントすることと、第２の同期ｐｉｎｇをコンタクトレンズから第２のコンタクトレンズに送ることと、第２のコンタクトレンズ上のシステムコントローラでアキュムレータのコンテンツをｐｉｎｇ閾値と比較することと、第２のコンタクトレンズ上のシステムコントローラで前記比較に基づいて第２のコンタクトレンズ上のクロック周波数を調整することと、を更に含む。
【００２４】
先の実施形態のいずれかの更なる実施形態では、発振器周波数を調整することは、発振器に電気的に接続されたレジスタを調整することを含む。先の実施形態のいずれかの更なる実施形態では、発振器周波数を調整することは、可変抵抗器及び可変コンデンサのうちの少なくとも１つを調整して、発振器周波数を変えることを含む。実施形態のいずれかの更なる実施形態では、外部ソースは、セルラー電話、セルラー電話タワー、ＯＴＡブロードキャスト信号、ＷｉＦｉ基地局、ＬｉＦｉノード、及び、アドホック無線ネットワークノードのうちの少なくとも１つである。上記の実施形態のいずれかの更なる実施形態では、方法は、外部ソースからの少なくとも１つの信号を要求することを更に含む。
【００２５】
少なくとも１つの実施形態では、コンタクトレンズ上に常駐するクロックを更新する方法であって、前記方法は、時間信号をシステムコントローラからコンタクトレンズ上の送信機を介して外部デバイスに送信することと、時間信号を外部デバイス上で受信することと、外部デバイス上で、受信された時間信号を外部デバイス上のクロック上の現時刻と比較して、時刻補正を判定することと、時刻補正が閾値超えであるとき、時刻補正に基づいて、時刻補正信号を外部デバイスからコンタクトレンズに送信すること、時刻補正信号をコンタクトレンズ上のシステムコントローラにより受信すること、及び、時刻補正信号に基づいてシステムコントローラによりコンタクトレンズ上の時間を更新すること、を行うことと、時刻補正が閾値以下であるとき、時間が正確であるという信号を外部デバイスからシステムコントローラに送信することと、を含む。更なる実施形態では、時刻補正信号は、時刻補正を含む。代替実施形態では、時刻補正信号は、時刻補正が、コンタクトレンズ上の時間が外部デバイス上の時間より遅れていることを示すときに、コンタクトレンズ内の発振器について発振器周波数を上方調整することと、時刻補正が、コンタクトレンズ上の時間が外部デバイス上の時間より進んでいることを示すときに、コンタクトレンズ内の発振器について発振器周波数を下方調整することと、に基づく周波数調整を含む。
【００２６】
少なくとも１つの実施形態では、コンタクトレンズ上に常駐するクロックを更新する方法であって、前記方法は、システムコントローラにより基礎時間をメモリに記録することであって、基礎時間は、コンタクトレンズのための初期動作時間、及び、コンタクトレンズのための最終更新時間のうちの少なくとも１つである、ことと、コンタクトレンズ上のシステムコントローラにより少なくとも１つの信号、外部の現時刻を外部ソースから受信することと、基礎時間とクロック上の現時刻との間の実行時間差を判定することと、クロック上の現時刻と外部の現時刻との間の更新時間差を判定することと、クロックをシステムコントローラにより受信された外部の現時刻に更新することと、更新時間差と実行時間差との間の関係に基づいて時間ドリフトを判定することと、その関係に基づいて発振器周波数を調整することと、を含む。
【００２７】
少なくとも１つの実施形態では、周波数を２つのレンズ間で同期させる方法であって、前記方法は、コード化された信号及び複数の０及び１のうちの少なくとも１つを有する同期信号を第１のコンタクトレンズから第２のコンタクトレンズに送信することと、第１のコンタクトレンズから受信された同期信号に基づいて第２のコンタクトレンズ上の発振器周波数を調整することと、ドリフトレベルを第２のコンタクトレンズから第１のコンタクトレンズに送信することと、第１のコンタクトレンズから第２のコンタクトレンズに、コード化された信号及び複数の０及び１のうちの少なくとも１つを有する第２の同期信号を送信することと、第１のコンタクトレンズから受信された第２の同期信号に基づいて第２のコンタクトレンズ上の発振器周波数を調整することと、更新されたドリフトレベルを第２のコンタクトレンズから第１のコンタクトレンズに送信することと、ドリフトレベルを第１のコンタクトレンズと比較することと、ドリフトレベル間の差がドリフト閾値よりも大きいとき、第２の同期信号を送信すること、第２の同期信号に応じて発振器周波数を調整すること、更新されたドリフトレベルを送信すること、及び、ドリフトレベルを比較すること、を繰り返すことと、を含む。
【００２８】
電動眼用レンズの制御は、手持ち式の遠隔ユニットなど、無線でレンズと通信する手動操作式の外部のデバイスを通して遂行されてもよい。あるいは、電動眼用レンズの制御は、着用者からの直接のフィードバック又は制御信号を介して遂行されてもよい。例えば、レンズに内蔵されたセンサは、瞬き及び／又は瞬きパターンを検出してもよい。瞬きのパターン又はシーケンスに基づいて、電動眼科用レンズは、動作状態を変えてもよい。あるいは、センサは、例えば、圧力センサ、リードスイッチ、塩分濃度センサ、バイオセンサ、及びレンズが挿入されていることを示す信号を提供する容量センサを含んでもよい。
【００２９】
瞬き検出方法は、瞬きの特性、例えば瞼が開いているか若しくは閉じているか、瞬きの開瞼若しくは閉瞼の継続時間、瞬きの間の継続時間、及び所与の期間における瞬きの回数を検出する、システムコントローラの構成要素である。少なくとも１つの実施形態による方法は、特定のサンプル速度で目に入射する光をサンプリングすることに依存する。所定の瞬きパターンが記憶され、入射光サンプルの最近の履歴と比較される。パターンが合致すると、瞬き検出方法はシステムコントローラの活動を始動させ、例えば特定の動作状態へと切り換える。
【００３０】
少なくとも１つの実施形態における本発明の瞬き検出方法及び関連する回路構成は、適度に広範囲の照明条件にわたって動作し、意図的な瞬きシーケンス又は閉瞼を不随意の瞬きと区別することができる。また、意図的な瞬きを利用して電動眼用レンズの作動及び／又は制御に要するトレーニングは最小限であることが好ましい。少なくとも１つの実施形態の瞬き検出方法及び関連する回路構成は、電動又は電子眼用レンズの作動又は制御のうち少なくとも１つのため、電動又は電子コンタクトレンズを介して瞬きを検出する、安全で低コストで信頼性が高く、更に電力消費率が低く、かつ眼用レンズに組み込むための拡張性を有する、手段及び方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
本発明の上述及び他の特徴と利点は、添付図面に例証されるような、本発明の好ましい実施形態の以下のより詳しい記載から明白となるであろう。
【図１Ａ】本発明の少なくとも２つの実施形態によるコンタクトレンズを示す。
【図１Ｂ】本発明の少なくとも２つの実施形態によるコンタクトレンズを示す。
【図２Ａ】本発明の少なくとも１つの実施形態による２つのコンタクトレンズ間の動作を同期させる通信チャネルを有する２つのコンタクトレンズの図を示す。
【図２Ｂ】本発明の少なくとも１つの実施形態によるコンタクトレンズと外部デバイスとの間の通信チャネルの図を示す。
【図３Ａ】本発明の少なくとも３つの実施形態によるコンタクトレンズ内のクロックの発振器周波数を更新する方法のフローチャートを示す。
【図３Ｂ】本発明の少なくとも３つの実施形態によるコンタクトレンズ内のクロックの発振器周波数を更新する方法のフローチャートを示す。
【図３Ｃ】本発明の少なくとも３つの実施形態によるコンタクトレンズ内のクロックの発振器周波数を更新する方法のフローチャートを示す。
【図４Ａ】本発明の少なくとも１つの実施形態によるコンタクトレンズ内のクロックの発振器周波数を更新する別の方法のフローチャートを示す。
【図４Ｂ】基準信号に重ね合わされた発振器サイクルの例を示す。
【図４Ｃ】基準信号に重ね合わされた発振器サイクルの例を示す。
【図４Ｄ】基準信号に重ね合わされた発振器サイクルの例を示す。
【図５】本発明の少なくとも１つの実施形態によるレンズ上のクロックを更新する方法のフローチャートを示す。
【図６】本発明の少なくとも１つの実施形態による瞬き検出システムを示す。
【図７】本発明の少なくとも１つの実施形態による、様々な光強度レベルで記録された可能な不随意の瞬きパターン対時間、及び最大光強度レベルと最小光強度レベルとの間のある地点に基づく使用可能な閾値レベルを示す、目の表面に入射する光対時間を表すグラフである。
【図８】本発明の少なくとも１つの実施形態による瞬き検出システムの状態遷移図を示す。
【図９】本発明の少なくとも１つの実施形態による、受信した光信号を検出及びサンプリングするのに利用される光検出経路の図を示す。
【図１０】本発明の少なくとも１つの実施形態によるデジタル調整論理のブロック図を示す。
【図１１】本発明の少なくとも１つの実施形態によるデジタル検出論理のブロック図を示す。
【図１２】本発明の少なくとも１つの実施形態によるタイミング図を示す。
【図１３】本発明の少なくとも１つの実施形態によるデジタルシステムコントローラの図を示す。
【図１４Ａ】本発明の少なくとも１つの実施形態による自動利得制御のタイミング図を示す。
【図１４Ｂ】本発明の少なくとも１つの実施形態による自動利得制御のタイミング図を示す。
【図１４Ｃ】本発明の少なくとも１つの実施形態による自動利得制御のタイミング図を示す。
【図１４Ｄ】本発明の少なくとも１つの実施形態による自動利得制御のタイミング図を示す。
【図１４Ｅ】本発明の少なくとも１つの実施形態による自動利得制御のタイミング図を示す。
【図１４Ｆ】本発明の少なくとも１つの実施形態による自動利得制御のタイミング図を示す。
【図１４Ｇ】本発明の少なくとも１つの実施形態による自動利得制御のタイミング図を示す。
【図１５】本発明の少なくとも１つの実施形態による集積回路ダイ上の光遮断領域及び光通過領域の図を示す。
【図１６】本発明の少なくとも１つの実施形態による電動コンタクトレンズの、瞬き検出器を含む電子インサートの図を示す。
【図１７Ａ】本発明の少なくとも１つの実施形態による眼瞼位置センサの図を示す。
【図１７Ｂ】本発明の少なくとも１つの実施形態による眼瞼位置センサの図を示す。
【図１８Ａ】本発明の少なくとも１つの実施形態による、眼瞼位置を検出する、コンタクトレンズに組み込まれた電子システムの図を示す。
【図１８Ｂ】図１８Ａの電子システムの拡大図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
従来のコンタクトレンズは、上記に簡潔に述べた様々な視力の問題を矯正する、特定の形状を有するポリマー構造である。機能性の向上を達成するため、様々な回路及び構成要素がこれらのポリマー構造に統合されてもよい。例えば、制御回路、マイクロプロセッサ、通信デバイス、電源装置、センサ、警告メカニズム、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コンタクトレンズに統合して、視力を矯正するだけでなく、視力を向上させると共に、本明細書に説明するような追加の機能性を提供してもよい。電子及び／又は電動コンタクトレンズは、拡大縮小能力を介して、又は単にレンズの屈折能力を修正して、視力の向上を提供してもよい。電子及び／又は電動コンタクトレンズは、色及び解像度の向上、テキスト情報の表示、リアルタイムでの音声から字幕への変換、ナビゲーションシステムによる視覚的合図の提示、並びに画像処理及びインターネットアクセスの提供のために設計されてもよい。レンズは、着用者が低光量条件でものを見ることができるように設計されてもよい。適切に設計された電子部品及び／又はレンズ上における電子部品の配置によって、画像を網膜上に投射することが可能になってもよく、例えば、可変焦点光学レンズを用いずに、新規な画像表示が提供され、更には起床の警告が提供されてもよい。それに加えて、レンズに内蔵されたセンサは、目に入射する光を検出して、周辺光条件を補償するか、又は瞬きパターンの判断、及び着用者が寝ているか起きているかの判断に使用されてもよい。
【００３３】
少なくとも１つの実施形態では、電動又は電子コンタクトレンズは、上記の視力欠陥の１つ又は２つ以上を有する患者の視力を補正及び／又は向上させるか、又は、その他の方法で有用な眼の機能を実行する要素を含む。それに加えて、電子コンタクトレンズは、単に正常な視力を向上するか、又は、本開示において説明するような多種多様な機能性を提供するのに利用されてもよい。電子コンタクトレンズは、コンタクトレンズに埋め込まれるか、又は任意の好適な機能性を与えるためにレンズなしで電子部品を単純に埋め込んだ、組立式前面光学部品である、可変焦点光学レンズを有してもよい。電子レンズは、上述したような任意の数のコンタクトレンズに組み込まれてもよい。それに加えて、眼内レンズにも、本明細書に記載するような様々な構成要素及び機能性を組み込んでもよい。しかしながら、説明を簡単にするため、本開示では、単回使用で一日使い捨て向けの視力障害を矯正する電子コンタクトレンズに注目することとする。
【００３４】
本発明は、実行されてもよい任意の数の多数の機能を実施するように構成された、可変焦点光学部品又は他の任意の１つ又は２つ以上のデバイスを作動させる電子システムを有する、電動眼用レンズ又は電動コンタクトレンズで採用されてもよい。電子システムは、１つ又は２つ以上の電池又は他の電源、電力管理回路構成、１つ又は２つ以上のセンサ、クロック生成回路構成、制御方法及び回路構成、並びにレンズドライバ回路構成を含む。これらの構成要素の複雑性は、レンズの必要な又は所望の機能性に応じて変動することがある。
【００３５】
電子又は電動眼用レンズの制御は、手持ち式の遠隔ユニットなど、レンズと通信する手動で操作される外部のデバイスを通して遂行されてもよい。例えば、フォブは、着用者による手動入力に基づいて、電動レンズと無線通信してもよい。あるいは、電動眼用レンズの制御は、着用者からの直接のフィードバック又は制御信号を介して遂行されてもよい。例えば、レンズに内蔵されたセンサは、瞬き、瞬きパターン、及び／又は閉瞼を検出してもよい。瞬きのパターン、又は、シーケンスに基づいて、電動眼科用レンズは、動作状態を変えてもよい。更なる代替例は、着用者が電動眼用レンズの動作に対して制御を何ら有さないというものである。
【００３６】
図１Ａは、少なくとも１つの実施形態においてコンタクトレンズ上のタイミング回路のクロック周波数を調整することを提供するシステムを示す。図示したシステムは、通信回路１１０の少なくとも一部を封入する本体（又は、インサート）、タイミング回路１２０、及び、通信回路１１０及びタイミング回路１２０と電気通信するシステムコントローラ１３０を有するコンタクトレンズ１００を含む。
【００３７】
通信回路１１０は、システムコントローラ１３０とタイミング情報の外部ソースとの間の通信を容易にする。外部ソースの例としては、コンタクトレンズの着用者、時計飾り、蛍光照明及び発光ダイオード（ＬＥＤ）照明などの屋内照明、セルラー電話、スマートフォン、スマートウォッチ、コンピュータ、タブレットを含むモバイルコンピューティングデバイス、セルラー電話タワー、ＯＴＡブロードキャスト信号（例えば、テレビ、ラジオ、又は、陸上移動業務）、全地球測位システム（ＧＰＳ）、ＷｉＦｉ基地局、ＬｉＦｉノード、及び、アドホック無線ネットワークが挙げられる。更なる例は、タイムシグナルを提供することができる任意のソースであり、該タイムシグナルは、少なくとも１つの実施形態では、業界標準タイムシグナル及び／又は信頼されたタイムシグナルである。通信回路１１０は、少なくとも１つの実施形態では、アンテナ及び受信機を含む。更なる代替実施形態では、通信回路１１０は、受信機に加えて送信機、又は、送受信機を含んでもよい。
【００３８】
タイミング回路１２０は、クロック信号を必要とするコンタクトレンズ上の電子部品の動作のためのクロック信号を提供する。タイミング回路１２０は、少なくとも１つの実施形態では、時間の経過を追跡するアキュムレータ１２２を含む。アキュムレータの例は、カウンタの役目を務めるレジスタである。代替実施形態では、アキュムレータ１２２は、アラームが着用者に提供されるべき将来の時間に近似する値に設定され、その値から逆カウントダウンして動作し、これに起因して、システムコントローラ１３０は、ゼロとの読取り値の比較を実行して、いつ警告信号を送るべきか判定する。代替実施形態では、図１Ｂに示すようなタイミング回路１２０は、結晶、例えば、石英、抵抗器−コンデンサ（ＲＣ）、誘導体−コンデンサ（ＬＣ）、及び／又は、緩和回路を有する発振器１２４を含んでもよい。更なる実施形態では、発振器周波数は、コンデンサ、バラクターダイオード、及び／又は、可変抵抗器の選択可能なアレイを含む可変コンデンサにより少なくとも部分的に判定される。少なくとも１つの実施形態では、発振器と電気通信するレジスタが調整され、レジスタのコンテンツが、その後、発振器周波数の調整に至る可変成分の調整を提供するために復号される。
【００３９】
システムコントローラ１３０は、コンタクトレンズ１００上に存在する電子部品の動作を、センサからの読取り値を取得することから、通信回路１１０及びタイミング回路１２０に加えてコンタクトレンズ１００に存在してもよいアクチュエータ又は警告機構の動作のための制御信号を送信することまでに備える。少なくとも１つの実施形態では、システムコントローラ１３０はメモリ１３２を含む。
【００４０】
図１Ａ及び図１Ｂには、電源１４０も示されており、電源１４０は、電力をコンタクトレンズ１００上の多数の電気部品に供給する。電力は、電池、エネルギーハーベスタ、又は当業者には知られているような他の好適な手段から供給されてもよい。本質的に、システムの他の全ての構成要素に対して信頼性のある電力を提供するため、任意のタイプの電源１４０が利用されてもよい。代替実施形態では、通信回路１１０は省略されており、通信機能性は、時間信号のための受信機としての役割を果たすエネルギーハーベスタにより提供され、例えば、代替実施形態では、エネルギーハーベスタは、太陽電池、又は、高周波（ＲＦ）受信機であり、高周波（ＲＦ）受信機は、電力及び時間軸信号（又は、表示）の両方を受信する。更なる代替実施形態では、エネルギーハーベスタは、誘導充電装置であり、誘導充電装置において、電力が、ＲＦＩＤなどのデータに加えて移送される。これらの代替実施形態の１つ又は２つ以上では、時間信号は、採取されたエネルギーにおいて固有のもの、例えば、誘導充電又は照明においてＮ＊６０Ｈｚであり得る。
【００４１】
図２Ａは、２つの眼２８０が少なくとも部分的にコンタクトレンズ２００で覆われているシステムを示す。センサアレイ２２０は、コンタクトレンズ２００の両方に存在して、図１７Ａ〜図１８Ｂに関して説明するように、眼瞼の位置を判断する。この実施形態では、コンタクトレンズ２００は、それぞれ、電子通信部品２１０を含み、電子通信部品２１０は、図１Ａの通信回路１１０の一例である。各コンタクトレンズ２００の電子通信構成要素２１０は、双方向通信をコンタクトレンズ２００間で行うことを可能にする。電子通信構成要素２１０は、ＲＦ送受信機、アンテナ、光センサ２２２用のインターフェース回路構成、及び関連又は類似した電子構成要素を備えてもよい。線２６０によって表される通信チャネルは、コンタクトレンズ２００間の効果的な通信を可能にするため、適切なデータプロトコルを用いた適切な周波数及び電力でのＲＦ送信を備えてもよい。２つのコンタクトレンズ２００間のデータの送信は、目配せ又は不随意の瞬きではなく、真のはっきりした瞬きを検出するために、例えば、両瞼が閉じていることを検証してもよい。送信はまた、システムが、例えばユーザが間近で読書することと関連付けられる、両瞼が同様の量だけ閉じているかを判断することを可能にしてもよい。データ送信２７２はまた、例えば、図２Ｂに示すように、外部デバイス２７０、例えば、眼鏡、又は、スマートフォン（又は他のプロセッサ搭載システム）から及び／又は眼鏡、又は、スマートフォン（又は他のプロセッサ搭載システム）に対して行われてもよい。少なくとも１つの実施形態では、電子通信部品２１０は、例えば、通信部品２７４を有するスマートフォン（又は他の外部デバイス）２７０への要求（又はｐｉｎｇ）の送信、及び、該スマートフォン（又は他の外部デバイス）２７０からの応答の受信を可能にする。そのため、電子通信構成要素２１０は、少なくとも１つの代替実施形態では、片方のレンズ上にのみ存在してもよい。
【００４２】
図３Ａ及び図３Ｂは、コンタクトレンズ内に常駐する発振器、又は、あるいは又は更に、クロックにより維持された時間の発振器周波数を更新する方法を示す。コンタクトレンズ上のシステムコントローラは、少なくとも１つの信号を外部ソースから受信する（３０２）。信号は、発振器周波数の調整を可能にする情報を提供する。信号内に存在してもよい情報の形式の例としては、現時刻、時間ｐｉｎｇ、パイロット信号、第１のｐｉｎｇ信号の後の所定の時間での第２のｐｉｎｇ信号に続く第１のｐｉｎｇ信号、検出可能な周波数を有する周期信号、周波数調整、ある期間にわたってオン及びオフする光からの一連の光信号、光点滅、少なくとも１つの実施形態では、クロック又はメトロノームにより計時される着用者からの一連の瞬き、及び、コンタクトレンズが閾値に該当する十分に正確な時間を有するという確認が挙げられる。
【００４３】
システムコントローラは、信号の受信後（図３Ａ）、又は、該受信に近接して又は該受信前（図３Ｂ）、ゼロカウントから、０から１、及び／又は、１から０への発振器の遷移をカウントする（３０４、３０４’）。代替実施形態では、システムコントローラは、外部デバイスからの通信内に埋め込まれた絶対又は相対時間又は周波数値値を復号することにより発振器周波数を判定する。
【００４４】
システムコントローラは、少なくとも１つの信号を受信した後、少なくとも１つの信号に含まれた情報に基づいて発振器周波数への調整を計算する（３０６）。更なる実施形態では、システムコントローラは、発振器周波数カウントを少なくとも１つの信号からの情報と比較することから発振器周波数調整を計算する。別の実施形態では、システムコントローラは、実際に発生したサイクル数に対する一対の受信信号間で発生するべきだったサイクル数に基づいて発振器周波数調整を計算する。計算された調整を使用して、システムコントローラは、発振器周波数を調整する（３０８）。少なくとも１つの実施形態では、発振器周波数は、発振器周波数カウントが情報より小さいときには増大され、発振器周波数は、発振器周波数カウントが情報よりも大きいときには減じられる。あるいは、クロック周波数は、外部ソースからの時間と比較したときのコンタクトレンズ上の時間の比較に基づいて調整される。
【００４５】
代替実施形態では、パイロット信号など、少なくとも１つの信号は、時間を含む。少なくとも１つの実施形態では、コンタクトレンズ上の時間と少なくとも１つの信号内の時間との間の差は、時間ドリフトである。発振器周波数は、更新前のクロック上の時間が更新された時間と比較して遅かったときには、上方に調整され、少なくとも１つの実施形態では、少なくとも１つの信号内の時間である。発振器周波数は、更新前のクロック上の時間が更新された時間と比較して速かったとき、下方に調整される。少なくとも１つの実施形態では、調整量は、最終更新からの時間と比較したときの差（つまり、時間ドリフト）に基づいて判定され、最終更新は、少なくとも１つの実施形態では、システムコントローラに接続されたか、又は、システムコントローラ内に存在するレジスタなどのメモリに維持される。少なくとも１つの実施形態では、時間比較は、発振器周波数が調整される関係を提供する。少なくとも１つの更なる実施形態では、コンタクトレンズ上のクロック上の時間は、少なくとも１つの信号内の時間に適合するように更新される。
【００４６】
図３Ｃは、互いに所定の時間量だけ時間が離れた２つの信号を使用する方法を示す。コンタクトレンズは、信号を外部デバイスから受信し（３１２）、少なくとも１つの実施形態では、信号は、現時刻に関する情報を含む。少なくとも１つの実施形態では、信号の少なくとも１つは、システムコントローラが基準遷移カウントを判定することを可能にするために２つの信号間で発生するべき基準遷移カウントを含む（３１４）。システムコントローラは、２つの信号間で発生する発振器出力の遷移の数を判定する（３１６）。遷移の数を判定する方法の一例は、例えば、図３Ａ及び図３Ｂに関連して論じるように遷移をカウントすることによるものである。システムコントローラは、遷移の数を基準遷移カウントと比較して（３１８）、例えば、発振器周波数について調整量を提供する。
【００４７】
本開示、及び、本開示の後の瞬き検出に関する論じる内容に基づいて、当業者は、光センサ／光電検出器実施形態は、光レベル及び光レベルの変化を検出するために使用することができることを認識するべきである。例えば、図６〜図１８Ｂを参照されたい。
【００４８】
外部ソースが既知の周波数を有する蛍光灯又はＬＥＤ灯などの照明である実施形態では、少なくとも１つの信号の受信は、後で論じる瞬き検出実施形態において使用されるものなどの光センサで、照明の存在を検出することを含む。システムコントローラは、瞬き検出部品に関連して、光センサにより検出された光の輝度が光閾値に適合するかどうか判定し、光閾値は、少なくとも１つの実施形態では、システムコントローラの一部であるメモリに記憶される。入射光輝度が光閾値に適合するか又は超えるとき、方法は、更なるステップを含んで周波数情報を光から取り出す。代替実施形態では、システムコントローラは、周波数をチェックする光閾値に頼らず、その代わりに、光輝度が不十分な場合、点滅は、検出されない可能性が高く、その他の方法で、周波数チェックを行うことになる。
【００４９】
周波数情報を取り出す方法の一例は、少なくとも１つの光センサで光を検出することと、システムコントローラで、複数の遷移にわたる光の遷移の数をカウントすることと、その後、検出された光の遷移の数を光の予想された遷移の予め決定された値と比較することとを含む。方法の別の例は、少なくとも１つの光センサで光を検出することと、所定の期間にわたる光についてオンからオフへ、及び／又は、オフからオンへの遷移の数をシステムコントローラでカウントすることと、所定の期間について発振器の遷移の数を表す値を検索することと、少なくとも１つの実施形態では、発振器値を光遷移カウントに、又は、その逆で正規化することとを含む。正規化は、異なる周波数を使用する可能性が高い２つのソースを比較して、ある期間にわたって、コンタクトレンズ発振器周波数が正しい周波数にて動作しているかどうか判定して、必要であれば該周波数を調整するのに十分な情報を提供することを可能にする。コンタクトレンズ発振器及び照明の振動数が実質的に同じである代替実施形態では、カウントの正規化は省略されてもよい。少なくとも１つの実施形態では、光の検出により、システムコントローラは、光が動作しているべきである周波数、及び／又は、光の予想されたサイクルの所定値を判定することが可能である。代替実施形態では、システムコントローラは、システムコントローラに測位を知らせる信号を受信し、測位は、世界中の異なる電力線周波数を考慮してメモリから光周波数を更に選択するために使用することができる。
【００５０】
図４Ａは、周波数情報を光源から取り出す上記の例へのより一般的なアプローチを示す。図４Ｂ〜図４Ｄは、異なる発振器周波数、即ち、周波数は速すぎる、周波数は適正、及び周波数は遅すぎる、に基づくコンタクトレンズ別のサンプリングの３つの例を示す。コンタクトレンズは、少なくとも１つの光センサ上への光を受光する（４０２）。少なくとも１つの光センサにより生成された信号は、発振器により提供された周波数にてサンプリングされる（４０４）。少なくとも１つの実施形態では、光センサ信号のサンプリングは、所定の期間にわたって行われ、一方、少なくとも１つの他の実施形態では、光センサ信号は、所定の遷移が光センサ信号において検出されるまでサンプリングされる。システムコントローラは、光センサ信号の出力における遷移ルネサッンス回数をカウントする（４０６）。少なくとも１つの実施形態では、光の点滅は、光遷移を生成し、点滅は、点滅閾値を超える光輝度の変化、更なる実施形態では、オン状態からオフ状態に、及び／又は、オフ状態からオン状態になる光である。典型的には、蛍光灯の最小瞬時輝度は、点滅イベント中にゼロに到達せず、瞬時輝度の検出可能な低減があることになる。サンプリングが終了した後、システムコントローラを、光センサ信号遷移の回数を発振サイクル数と比較する（４０８）。これらの２値が所定の閾値だけ異なるとき（４１０）、発振器周波数を調整する（４１２）。少なくとも１つの実施形態では、所定の閾値は、ゼロに設定される。図４Ｂ〜図４Ｄにおいて、垂直破線は、システムコントローラにより実行されたサンプリングイベントを表し、システムコントローラの周波数は、発振器周波数に関係する。図４Ｂは、発振器周波数が減速されると思われる状況を示す。図４Ｃは、発振器周波数が調整されないと思われる状況を示す。図４Ｄは、発振器周波数が増大されると思われる状況を示す。
【００５１】
システムコントローラが発振器周波数を調整してもよい方法の例としては、タイミング回路内の発振器に電気的に接続されたレジスタを調整すること、タイミング回路内の可変抵抗器を調整すること、アレイ内のどのコンデンサが回路の一部として使用されるか選ぶなどのタイミング回路内の可変コンデンサを調整すること、発振器へ電流源を調整すること、発振器へ電圧源を調整すること、可変発振器を押し引きすること、及び、デジタル発振器設定を修正することが挙げられる。
【００５２】
更なる実施形態では、コンタクトレンズは、同期信号を第２のコンタクトレンズに送信し、ここで、同期信号は、複数の０及び１を有する。この周波数整合に備える１つの方法は、マンチェスター復号を使用することによるものである。
【００５３】
マンチェスター復号を使用する方法の一例は、データ遷移又はデータエッジが見つかるまで信号がサンプリングされることで始まる。第２のステップでは、着信信号が、いつサンプルが取られるか判定するために利用されるクロックと、つまり、該クロックと位相において整合されてもよいかどうかに関して判定を行われなければならない。最初は、連続したサンプル値を調べて１から０へ又は０から１への遷移を見つけるか又は探す。遷移が見つかった場合、これは中間符号遷移でもよいと想定される。実は中間符号遷移である場合、更なるサンプルは特定の期間について収集されない。換言すると、中間符号遷移から次の「前半の符号時間」の中央にあるべきサンプル時間に進むことができる。これは、符号の３／４の遅れ、つまり、８ｘオーバーサンプリング時に６個のサンプルの遅れである。第３のステップでは、初めの２つのステップを繰り返して、データシンボルが検出中であることを確認する。第４のステップでは、サンプルカウントをゼロに設定し、データ遷移又はデータエッジが見つかるまでサンプリングを実行する。サンプルカウントがターゲット遷移サンプルカウントよりも低い場合、受信機サンプルクロック周波数は、増大される。サンプルカウントがターゲット遷移サンプルカウントよりも大きい場合、受信機サンプルクロック周波数は、減少される。第５のステップでは、第２のステップの方法を繰り返す。第６のステップでは、許容された連続した１の最長実行を通過した状態であることを確認するために十分な時間が経過するまで第４及び第５のステップが繰り返される。第７のステップでは、サンプルカウントをゼロに設定し、データ遷移又はデータエッジが見つかるまで信号をサンプリングする。任意選択的に、サンプルカウントがターゲット遷移サンプルカウントよりも低い場合、受信機サンプルクロック周波数は増大されてよく、サンプルカウントがターゲット遷移サンプルカウントよりも大きい場合、受信機サンプルクロック周波数は減少されてもよい。第８のステップでは、第２のステップの方法が繰り返される。第９及び最終ステップでは、サンプルの所望の数が収集されるまで第７及び第８のステップが繰り返される。
【００５４】
１対のコンタクトレンズ間の通信のための更なる実施形態では、第２のコンタクトレンズは、ドリフトレベルを第１のコンタクトレンズに送信する。第１のコンタクトレンズは、複数の０及び１を有する第２の同期信号を第２のコンタクトレンズに送信することにより応答する。第２のコンタクトレンズは、第２の同期信号を復号して、第１のコンタクトレンズに更新されたドリフトレベルを送信する前にクロック周波数を第１のコンタクトレンズのクロック振動数と同期させることを試行する。先に論じたように、第２の同期信号の復号への１つのアプローチは、マンチェスター復号を使用することによるものである。第１のコンタクトレンズは、ドリフトレベルを比較し、ドリフトレベルは、少なくとも１つの実施形態では、レジスタ又は他のメモリに記憶される。第１のコンタクトレンズがドリフト閾値よりも大きいドリフトレベル間の差を見つけたとき、方法は、繰り返される。
【００５５】
更なる代替実施形態では、第１のコンタクトレンズは、第２のコンタクトレンズの発振器周波数をその発振器周波数と同期させる。第１のコンタクトレンズは、同期ｐｉｎｇを第２のコンタクトレンズに送る。第２のコンタクトレンズは、アキュムレータをゼロに設定する。第２のコンタクトレンズは、アキュムレータでそれぞれのサイクルをカウントする。第１のコンタクトレンズは、第２の同期ｐｉｎｇを第２のコンタクトレンズに送る。第２のコンタクトレンズ上のシステムコントローラは、アキュムレータのコンテンツをｐｉｎｇ閾値と比較する。第２のコンタクトレンズ上のシステムコントローラは、比較に基づく第２のコンタクトレンズ上の発振器周波数を調整する。
【００５６】
代替実施形態では、コンタクトレンズは、外部デバイスと協働し、外部デバイスは、少なくとも１つの実施形態では、以前に識別された外部ソースから可能な双方向通信を有するプロセッサ又は他のコンピューティング能力を有する装置から選択される。コンタクトレンズ内に常駐する発振器の発振器周波数及び／又はクロック（例えば、タイミング回路）上の時間を更新する方法を図５に示す。システムコントローラは、コンタクトレンズ上の送信機を介して、時間信号を外部デバイスに送信する（５０２）。少なくとも１つの実施形態では、時間信号は、コンタクトレンズ上に維持されるような現時刻である。外部デバイスは、時間信号を受信し（５０４）、時間信号を外部デバイス上のクロック上の現時刻と比較して時刻補正を判定する（５０６）。外部デバイスは時刻補正が閾値を上回るとわかったとき（５０８）、外部デバイスは、コンタクトレンズに時刻補正に基づく時刻補正信号を送信し（５１０）、コンタクトレンズ上のシステムコントローラは、時刻補正を受信して（５１２）、コンタクトレンズ上の時間を更新する（５１４）。少なくとも１つの実施形態では、時刻補正が閾値以下であるとき、外部デバイスは、コンタクトレンズ上の時間が正確であるという信号をシステムコントローラに送信する（５１６）。更なる実施形態では、時刻補正信号は、時刻補正を含む。更なる代替実施形態では、時刻補正信号は、時刻補正により、コンタクトレンズ上の時間が外部デバイス上の時間より遅れていることを示す場合にクロック周波数を上方調整し、及び、時刻補正により、コンタクトレンズ上の時間が外部デバイス上の時間より進んでいることを示す場合にクロック周波数を下方調整することに基づいて計算された周波数調整を含む。
【００５７】
少なくとも１つの実施形態では、瞬き検出方法は、例えば、瞼が開いているか閉じているか、瞬きの継続時間、瞬きの間隔の継続時間、所与の期間における瞬きの回数、及び閉瞼の継続時間という、瞬きの特性を検出するシステムコントローラの態様である。先述したように、光検出器瞬き検出システムは、また、光点滅を検出し、少なくとも１つの実施形態では光点滅を使用して周波数を検出するために使用することができる。本発明による方法は、特定のサンプル速度で目に入射する光をサンプリングすることに依存する。所定の瞬きパターンが記憶され、入射光サンプルの最近の履歴と比較される。パターンが合致すると、瞬き検出方法はシステムコントローラの活動を始動させ、例えば、レンズドライバを作動させてレンズの屈折力を変更するか、又はレンズの動作状態を変更する。
【００５８】
瞬きは、瞼の迅速な開閉であり、目の必須機能である。瞬きは、眼を異物から保護する、例えば、個人は、物体が不意に目の近傍に現れたときに瞬きする。瞬きは、涙を拡散させることによって、目の前面全体に潤滑をもたらす。瞬きはまた、目から汚染物質及び／又は刺激源を除去する役割を果たす。通常、瞬きは自動的に行われるが、刺激源の場合は外部刺激が寄与することがある。しかしながら、瞬きは意図的である場合もあり、例えば、言語により又はジェスチャーにより情報交換できない個人は、「はい」では１回瞬きし、「いいえ」では２回瞬きすることができる。本発明の瞬き検出方法及びシステムは、通常の瞬き応答と混同され得ない瞬きパターンを使用する。換言すれば、瞬きが行動を制御する手段として利用される場合、所与の行動に対して選択された特定のパターンが不規則に生じる可能性はないが、別の形で偶発的な行動が起こることがある。瞬きの速度及び／又は頻度は、疲労、集中、倦怠、目の怪我、投薬、及び疾患を含む、多数の要因による影響を受けることがあるので、制御目的の瞬きパターンは、好ましくは、瞬きに影響を与えるこれら及び他の任意の変数を明らかにする。不随意の瞬きの平均長さは、約１００〜４００ミリ秒の範囲である。平均的な成人男性及び女性は、一分当たり不随意の瞬き１０回の速度で瞬きし、不随意の瞬き間の平均時間は約０．３〜７０秒である。瞼の動きはまた、瞼がある期間にわたって閉じようとする一般的な傾向を有する眠気、又は瞼がある期間にわたって閉じられて着用者が眠っていることを示すなど、他の条件を示すことがある。
【００５９】
瞬き検出方法の一実施形態は、次の工程で要約することができる。
１．ユーザが積極的な瞬き検出を実行するか、又は睡眠の始まりを表す、意図的な「瞬きシーケンス」を定義する。
２．瞬きシーケンスの検出及び不随意の瞬きの排除と一貫する速度で、入ってくる光のレベルをサンプリングする。
３．サンプリングした光のレベルを、瞬きテンプレート値によって定義されるような予期される「瞬きシーケンス」と比較する。
４．任意に、遷移の付近など、比較中に無視すべきテンプレートの部分を示す、瞬き「マスク」シーケンスを提供する。これにより、レンズの作動、制御、焦点変更のうち１つ又は２つ以上が起こり得る、プラス又はマイナス１のエラーウィンドウなど、ユーザが所望の「瞬きシーケンス」から逸脱することが可能になってもよい。それに加えて、これにより、ユーザが瞬きシーケンスのタイミングを変動させることが可能になってもよい。
【００６０】
瞬きシーケンスは次のように定義されてもよい。
１．瞬き（閉眼）０．５ｓ
２．開眼０．５ｓ
３．瞬き（閉眼）０．５ｓ
【００６１】
１００ｍｓのサンプリング速度で、２０回のサンプル瞬きテンプレートが次式によって与えられる。
ｂｌｉｎｋ＿ｔｅｍｐｌａｔｅ＝［１，１，１，０，０，０，０，０，１，１，１，１，１，０，０，０，０，０，１，１］。
【００６２】
瞬きマスクは、遷移直後のサンプル（０からサンプルの除去又は無視まで）を除去するように定義され、次式によって与えられる。
ｂｌｉｎｋ＿ｍａｓｋ＝［１，１，１，１，０，１，１，１，０，１，１，１，１，０，１，１，１，１，０，１］。
【００６３】
任意に、より大きいタイミングの不確定性を許容するため、より広い遷移領域が除去されてもよく、次式によって与えられる。
ｂｌｉｎｋ＿ｍａｓｋ＝［０，０，０，０，０，１，１，１，０，１，１，１，１，０，１，１，１，１，０，１］。
【００６４】
代替パターン、例えば単一の長い瞬き、この場合はサンプル２４個のテンプレートを用いる１．５ｓの瞬きが実装されてもよく、次式によって与えられる。
ｂｌｉｎｋ＿ｔｅｍｐｌａｔｅ＝［１，１，１，１，０，０，０，０，０，０，０，０，０，０，０，０，０，０，０，１，１，１，１，１］。
【００６５】
代替実施形態では、このｂｌｉｎｋ＿ｔｅｍｐｌａｔｅはｂｌｉｎｋ＿ｍａｓｋを伴わずに使用される。
【００６６】
上述の例は例証のためのものであり、特定のデータセットを表すものではないことに注目することが重要である。
【００６７】
検出は、サンプルの履歴をテンプレート及びマスクと論理的に比較することによって実装されてもよい。論理的動作は、テンプレート及びサンプル履歴のシーケンスの排他的ＯＲ（ＸＯＲ）をビット単位で行い、次に、除去されなかった全ての履歴のビットがテンプレートと一致することを検証する。例えば、上述の瞬きマスクサンプルに示したように、値が論理１である瞬きマスクのシーケンスの各位置において、瞬きは、シーケンスのその位置における瞬きマスクテンプレートと一致していなければならない。しかしながら、値が論理０である瞬きマスクのシーケンスの各位置において、瞬きは、シーケンスのその位置における瞬きマスクテンプレートと必ずしも一致しなくてもよい。例えば、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）（Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ州ＮａｔｉｃｋのＭａｔｈＷｏｒｋｓ）でコード化されるような、次のブール方法の方程式が利用されてもよい。
ｍａｔｃｈｅｄ＝ｎｏｔ（ｂｌｉｎｋ＿ｍａｓｋ）｜ｎｏｔ（ｘｏｒ（ｂｌｉｎｋ＿ｔｅｍｐｌａｔｅ，ｔｅｓｔ＿ｓａｍｐｌｅ））
式中、ｔｅｓｔ＿ｓａｍｐｌｅはサンプル履歴である。一致した値は、瞬きテンプレート、サンプル履歴、及びｂｌｉｎｋ＿ｍａｓｋと同じ長さのシーケンスである。一致したシーケンスが全て論理１である場合、良好な一致が生じている。それを分解すると、ｎｏｔ（ｘｏｒ（ｂｌｉｎｋ＿ｔｅｍｐｌａｔｅ，ｔｅｓｔ＿ｓａｍｐｌｅ））は、各不一致に対して論理０、各一致に対して論理１を与える。反転したマスクで論理和をとる（ｌogic oring）と、一致したシーケンスの各位置が強制的に論理１になり、マスクは論理０になる。したがって、瞬きマスクテンプレートにおいて値が論理０として指定される位置が多いほど、ヒトの瞬きに関してより広い誤差の範囲が許容される。また、瞬きマスクテンプレートにおける論理０の数が多いほど、予期又は意図される瞬きパターンに一致する偽陽性の可能性が大きくなることに注目することも重要である。多種多様な予期又は意図される瞬きパターンは、一度に１つ又は２つ以上をアクティブにしてデバイスにプログラミングされてもよく、少なくとも１つの実施形態では、特定の瞬きパターンが特定の動作状態で使用されるように、その使用を制御することが認識されるべきである。より具体的には、複数の予期又は意図される瞬きパターンが、同じ目的又は機能性に対して、又は異なる若しくは代替の機能性を実施するのに利用されてもよい。例えば、１つの瞬きパターンは、少なくとも睡眠中動作状態と覚醒中動作状態との間の動作状態を、レンズによって変更させるのに利用されてもよい。少なくとも１つの実施形態の瞬き検出はまた、連続的な瞬きとして検出されるであろう、瞼が閉じたままである場合、瞬きが起こった後にセンサの一部分が瞼によって覆われるときなど、部分的瞬き又は一連の部分的瞬きとして検出されるであろう、瞼が睡眠のために閉じる動きの軌跡を有する場合、並びに、注視位置及び／又は頭部のうなだれの確認を伴って若しくは伴わずに、上瞼及び／又は下瞼の定常状態位置がその通常の定常状態から変化したものとして検出されるであろう、瞼の下垂を、検出することができる。
【００６８】
図６は、ブロック図の形で、光センサ６１２、増幅器６１４、アナログ／デジタル変換器（つまりＡＤＣ）６１６、デジタル信号プロセッサ６１８、タイミング回路６２０、システムコントローラ６３０、及び、電源６４０を有するコンタクトレンズ６００を示す。先に論じたように、部品６１２〜６１８は、また、通信回路の一部でもあってもよいか、又は、あるいは、通信回路は、別個のものであり、アンテナ、及び、更なる実施形態では送受信機を含む。更なる代替実施形態では、通信回路は、光センサ関連構成部品及び無線電気信号通信構成部品の両方を含む。
【００６９】
コンタクトレンズ６００がユーザの眼の前面上に置かれるとき、瞬き検出器システムの電子回路は、少なくとも１つの実施形態による瞬き検出方法を実行するために利用されてもよい。光センサ６１２、並びに、他の回路は、瞬き、ユーザの眼により生成された様々な瞬きパターン、閉瞼レベル、及び／又は、環境光レベルを検出するように構成される。
【００７０】
この実施形態では、光センサ６１２は、コンタクトレンズ６００に埋め込まれ、周辺光６８１を受け取って、入射光子を電子に変換し、それによって、矢印６１３で示される電流を増幅器６１４内へと流してもよい。光センサ又は光検出器６１２は、任意の好適なデバイスを含んでもよい。一実施形態では、光センサ６１２は、少なくとも１つフォトダイオードを含む。少なくとも１つの実施形態では、フォトダイオードは、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ処理技術）で実装されて、光センサ６１２及び他の回路構成の統合能力を増加させると共に全体サイズを低減する。電流６１３は、入射光レベルに比例し、光検出器６１２が瞼で覆われると実質的に減少する。増幅器６１４は、利得と共に入力に比例して出力を作り出し、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てもよい。増幅器６１４は、ＡＤＣ  ６１６によって獲得されるのに十分な電圧及び電力を信号に与えるなど、信号をシステムの残りの部分が使用可能なレベルまで増幅してもよい。例えば、光センサ６１２の出力が非常に小さいことがあり、低光量環境で使用されることがあるので、増幅器は後続のブロックを駆動するのに必須であることがある。増幅器６１４は、可変利得の増幅器として実装されてもよく、その利得は、フィードバック装置において、システムのダイナミックレンジを最大限にするように、システムコントローラ６３０によって調節されてもよい。利得を提供するのに加えて、増幅器６１４は、光センサ６１２及び増幅器６１４の出力に適したフィルタリング及び他の回路構成など、他のアナログ信号協調回路構成を含んでもよい。増幅器６１４は、光センサ６１２による信号出力を増幅して協調させる、任意の好適なデバイスを備えてもよい。例えば、増幅器６１４は、単一の演算増幅器、又は１つ又は２つ以上の演算増幅器を含むより複雑な回路を有してもよい。上述したように、光センサ６１２及び増幅器６１４は、目を通して受け取る入射光強度に基づいて、瞬きシーケンスを検出し隔離すると共に、入力電流を、システムコントローラ６３０が最終的に使用可能なデジタル信号に変換するように構成されている。少なくとも１つの実施形態では、システムコントローラ６３０は、様々な瞬きシーケンス、瞬きパターン、及び／又は、様々な光強度レベル状態の光レベル変化を認識して、タイミング回路６２０に適切な出力信号を提供するように予めプログラム又は予め構成される。システムコントローラ６３０は、少なくとも１つの実施形態では、また、関連のメモリを有する。
【００７１】
この実施形態では、ＡＤＣ  ６１６は、増幅器６１４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したサンプリングされたデジタル信号に変換するのに使用されてもよい。例えば、ＡＤＣ  ６１６は、増幅器６１４からのアナログ信号出力を、デジタル信号処理システム若しくはマイクロプロセッサ６１８など、後続又は下流の回路によって使用可能であってもよい、デジタル信号に変換してもよい。デジタル信号処理システム又はデジタル信号プロセッサ６１８は、下流で使用するために入射光の検出を可能にする、サンプリングされたデータのフィルタリング、処理、検出、及び別の形での操作／処理のうち１つ又は２つ以上を含む、デジタル信号処理に利用されてもよい。デジタル信号処理装置６１８は、上述の瞬きシーケンス及び／又は瞬きパターンを用いてプログラミングされてもよい。デジタル信号プロセッサ６１８はまた、少なくとも１つの実施形態では、例えばシステムコントローラ６３０によって選択されるような各動作状態に対する瞬きパターンを検出するための、テンプレート及びマスクのセットを含む、関連するメモリを含む。デジタル信号プロセッサ６１８は、アナログ回路構成、デジタル回路構成、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせを利用して実装されてもよい。図示される実施形態では、デジタル回路構成の形で実装される。ＡＤＣ  ６１６は、関連する増幅器６１４及びデジタル信号プロセッサ６１８と共に、少なくとも１つの実施形態において調整を受ける、例えば１００ｍｓ毎の、上述したサンプリング速度と一致する好適な速度で起動される。
【００７２】
少なくとも１つの実施形態における瞬きシーケンスは、システム及び／又はシステムコントローラの動作状態を変更するのに利用されてもよい。更なる実施形態では、システムコントローラ６３０は、デジタル信号プロセッサ６１８からの入力に応じて、電動コンタクトレンズの他の態様を制御してもよく、例えば、アクチュエータを通して電子制御レンズの焦点又は屈折力を変更してもよい。
【００７３】
少なくとも１つの実施形態では、システムコントローラ６３０は、受信された瞬きパターンに基づくレンズの動作状態を判定して動作状態を設定することになる。この実施形態について更に言えば、動作状態により、デジタル信号プロセッサ６１８により使用される１組のテンプレート及びマスクが決定されることになる。
【００７４】
少なくとも１つの実施形態では、システムコントローラ６３０は、光センサ鎖からの信号を使用する、即ち、光センサ６１２、増幅器６１４、ＡＤＣ  ６１６、及びデジタル信号処理システム６１８からの信号を使用して、サンプリングされた光レベルを瞬き活性化パターンと比較する。
【００７５】
図７を参照すると、様々な光強度レベル及び使用可能な閾値レベルで記録された瞬きパターンサンプルのグラフ表現が示される。したがって、異なる場所における、及び／又は様々な活動を行っている間の光強度レベルの変化を明らかにするなど、様々な要因を明らかにすることによって、目に入射する光をサンプリングするときの瞬きの検出におけるエラーを軽減及び／又は防止してもよい。それに加えて、低強度の光レベル及び高強度の光レベルにおいて瞼が閉じられているときにどの程度の可視光を遮断するかなど、目に入射する光をサンプリングするときに周辺光強度の変化が目及び瞼に対して有することがある作用を明らかにすることも、瞬きの検出におけるエラーを軽減及び／又は防止してもよい。換言すれば、誤った瞬きパターンが制御に利用されるのを防ぐために、以下でより詳細に説明するように、少なくとも１つの実施形態における周囲光のレベルが考慮される。周辺光のレベルは、少なくとも１つの実施形態では、より詳細に後述するように明らかにされる。
【００７６】
例えば、研究において、瞼は平均して約９９％の可視光を遮断するが、より短い波長では、より少ない光が瞼を透過する傾向があり、約９９．６％の可視光が遮断されることが見出されている。スペクトルの赤外部分に向かう、より長い波長では、瞼は入射光のわずかに３０％しか遮断しないことがある。しかしながら、周波数、波長、及び強度の異なる光は、異なる効率で瞼を透過することがある点に注目することが重要である。例えば、明るい光源を見たとき、個人は、瞼を閉じた状態で赤い光を見ることがある。また、個人の皮膚の色素沈着など、個人に基づいて、瞼がどの程度可視光を遮断するかにばらつきがあることがある。図７に示されるように、様々な照明レベルにわたる瞬きパターンのデータサンプルが、７０秒の時間間隔にわたってシミュレートされており、シミュレーションの過程の間、目を透過する可視光強度レベルが記録されており、使用可能な閾値が示されている。閾値は、変動する光強度レベルでのシミュレーションの過程にわたって、サンプル瞬きパターンに対して記録された可視光強度のピークピーク値の間の値に設定される。時間の経過と共に平均光レベルを追跡し、閾値を調節しながら、瞬きパターンを事前プログラミングする能力を有することは、個人が瞬きしていないとき、及び／又は単に特定の範囲で光強度レベルが変化したときとは対照的に、個人が瞬きしているときにそれを検出できることにとって重要な場合がある。
【００７７】
次に再び図６を参照すると、更なる代替実施形態では、システムコントローラ６３０は、瞬き検出器、圧力センサ、加速度計（１つ以上）、光センサ、及びフォブ制御部の１つ又は２つ以上を含む供給源から入力を受信してもよい。例えば、電子又は電動コンタクトレンズは、個人の瞬きパターンの両方を認識するようにレンズをプログラムするなど、個々のユーザ固有にプログラム可能であってもよい。
【００７８】
図８〜図１８Ｂは、瞼位置センサシステムの例を示し、瞼位置センサシステムは、少なくとも１つの実施形態では、環境光レベルを検出するために使用される。
【００７９】
図８は、瞬き検出方法による瞬き検出システムの状態遷移図を示す。システムは、アイドル状態８０２で始まり、イネーブル信号ｂｌ＿ｇｏがアサートされるのを待機する。イネーブル信号ｂｌ＿ｇｏが、例えば、瞬きサンプリング速度に相応する１００ｍｓの速度でｂｌ＿ｇｏをパルス化する発振器及び制御回路によってアサートされると、状態機械が次に、ＷＡＩＴ＿ＡＤＣ状態８０４に遷移して、ＡＤＣが受信した光レベルをデジタル値に変換することが可能になる。ＡＤＣは、ａｄｃ＿ｄｏｎｅ信号をアサートして、その動作が完了したことを示し、システム又は状態機械はシフト状態８０６に遷移する。シフト状態８０６で、システムは、瞬きサンプルの履歴を保持するため、最近受信したＡＤＣ出力値をシフトレジスタに乗せる。いくつかの実施形態では、ＡＤＣ出力値は、記憶要件を最小限に抑えるために、最初に閾値と比較されて、サンプル値に対して単一ビット（１若しくは０）を提供する。次に、システム又は状態機械は比較状態８０８に遷移して、サンプル履歴シフトレジスタの値が、上述したような１つ又は２つ以上の瞬きシーケンステンプレート及びマスクと比較される。適合が検出された場合、レンズの状態をスイッチングする出力信号など、１つ又は２つ以上の出力信号がアサートされてもよい。次に、システム又は状態機械は、終了状態８１０に遷移し、ｂｌ＿ｄｏｎｅ信号をアサートしてその動作が完了したことを示す。
【００８０】
図９は、受信光レベルを検出しサンプリングするのに使用されてもよい、光センサ又は光検出器の信号経路ｐｄ＿ｒｘ＿ｔｏｐを示す。信号経路ｐｄ＿ｒｘ＿ｔｏｐは、フォトダイオード９０２、トランスインピーダンス増幅器９０４、自動利得及び低域フィルタリング段９０６（ＡＧＣ／ＬＰＦ）、及びＡＤＣ  ９０８を含んでもよい。ａｄｃ＿ｖｒｅｆ信号は、ＡＤＣ  ９０８に対する電源１４０（図１Ａを参照）からの入力であり、あるいは、アナログデジタル変換器９０８内部の専用回路から提供されてもよい。ＡＤＣ  ９０８からの出力ａｄｃ＿ｄａｔａは、デジタル信号処理及びシステムコントローラブロック６１８／６３０（図６を参照）に送信される。図６には、説明を簡単にするため、個別のブロック６１８及び６３０として示されているが、デジタル信号処理及びシステムコントローラは、好ましくは単一ブロック９１０上に実装される。イネーブル信号ａｄｃ＿ｅｎ、開始信号ａｄｃ＿ｓｔａｒｔ、及びリセット信号ａｄｃ＿ｒｓｔ＿ｎは、デジタル信号処理及びシステムコントローラ９１０から受信され、完了信号ａｄｃ＿ｃｏｍｐｌｅｔｅはそれに対して送信される。クロック信号ａｄｃ＿ｃｌｋは、信号経路ｐｄ＿ｒｘ＿ｔｏｐの外部のクロック源から、又はデジタル信号処理及びシステムコントローラ９１０から受信されてもよい。ａｄｃ＿ｃｌｋ信号及びシステムクロックは、異なる周波数で稼働していてもよいことに注目することが重要である。また、本発明にしたがって、任意の数の異なるＡＤＣが利用されてもよく、それらは異なるインターフェース及び制御信号を有してもよいが、光センサ信号経路のアナログ部分の出力のサンプリングされたデジタル表現を提供するという類似の機能を実行することに注目することも重要である。光検出イネーブルｐｄ＿ｅｎ、及び光検出利得ｐｄ＿ｇａｉｎは、デジタル信号処理及びシステムコントローラ９１０から受信される。
【００８１】
図１０は、受信したＡＤＣ信号値ａｄｃ＿ｄａｔａを単一ビット値ｐｄ＿ｄａｔａへと低減するのに使用されてもよい、デジタル協調論理１０００のブロック図を示す。デジタル協調論理１０００は、データａｄｃ＿ｄａｔａを光検出信号経路ｐｄ＿ｒｘ＿ｔｏｐから受信して、信号の保持値ａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄを提供する、デジタルレジスタ１００２を含んでもよい。デジタルレジスタ１００２は、ａｄｃ＿ｃｏｍｐｌｅｔｅ信号がアサートされるとａｄｃ＿ｄａｔａ信号に対する新しい値を受け入れるように、又は別の方法で、ａｄｃ＿ｃｏｍｐｌｅｔｅ信号が受信されると最後に受信した値を保持するように構成されている。このように、システムは、データがシステムの電流消費を低減するようにラッチされると、光検出信号経路を無効にしてもよい。次に、保持データ値は、閾値生成回路１００４で信号に対する１つ又は２つ以上の閾値ｐｄ＿ｔｈを生成するため、デジタル論理で実装される積分ダンプ平均又は他の平均化方法によって平均化されてもよい。次に、保持データ値は、比較器１００６を介して、１つ又は２つ以上の閾値と比較されて、信号に対する１ビットデータ値ｐｄ＿ｄａｔａを生成してもよい。比較動作は、出力信号ｐｄ＿ｄａｔａの雑音を最小限に抑えるため、ヒステリシス、又は１つ又は２つ以上の閾値に対する比較を用いてもよいことが認識されるであろう。デジタル協調論理は、計算された閾値にしたがって、及び／又は保持されたデータ値にしたがって、図９に示される信号ｐｄ＿ｇａｉｎを介して、光検出信号経路の自動利得及び低域フィルタリング段９０６の利得を設定する、利得調節ブロックｐｄ＿ｇａｉｎ＿ａｄｊ  １００８を更に含んでもよい。この実施形態では、瞬き検出のダイナミックレンジにわたって６ビットワードが十分な解像度を提供すると共に、複雑性が最小限に抑えられることに注目することが重要である。図１０は、例えば、利得調節ブロックｐｄ＿ｇａｉｎ＿ａｄｊ  １００８によって決定された自動利得制御をオーバーライドすることを可能にする連続データインターフェースから、ｐｄ＿ｇａｉｎ＿ｓｄｉ制御信号を提供することを含む、代替実施形態を示す。
【００８２】
一実施形態では、閾値生成回路１００４は、ピーク検出器と、バレー検出器と、閾値計算回路とを含む。この実施形態では、閾値及び利得制御値は次のように生成されてもよい。ピーク検出器及びバレー検出器は、信号ａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ上に保持値を受信するように構成されている。ピーク検出器は更に、出力値ｐｄ＿ｐｋを提供するように構成され、それがａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値の増加を迅速に追跡し、ａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値が減少した場合にゆっくりと減衰する。動作は、電気分野で周知のような、典型的なダイオードエンベロープ検出器と類似している。バレー検出器は更に、出力値ｐｄ＿ｖｌを提供するように構成され、それがａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値の減少を迅速に追跡し、ａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値が減少した場合により高い値までゆっくりと減衰する。バレー検出器の動作も、放電抵抗器が正電源電圧に結合された、ダイオードエンベロープ検出器と類似している。閾値計算回路は、ｐｄ＿ｐｌ値及びｐｄ＿ｖｌ値を受信するように構成され、更に、ｐｄ＿ｐｋ値及びｐｄ＿ｖｌ値の平均に基づいて、中間点閾値ｐｄ＿ｔｈ＿ｍｉｄを計算するように構成されている。閾値生成回路１００４は、中間点閾値ｐｄ＿ｔｈ＿ｍｉｄに基づいて、閾値ｐｄ＿ｔｈを提供する。
【００８３】
閾値生成回路１００４は更に、ｐｄ＿ｇａｉｎ値の変化に反応して、ｐｄ＿ｐｋ及びｐｄ＿ｖｌレベルの値を更新するように適合されてもよい。ｐｄ＿ｇａｉｎ値が一段階増加した場合、ｐｄ＿ｐｋ値及びｐｄ＿ｖｌ値は、光検出信号経路において予期される利得の増加に等しい倍数分増加する。ｐｄ＿ｇａｉｎ値が一段階減少した場合、ｐｄ＿ｐｋ値及びｐｄ＿ｖａｌ値は、光検出信号経路において予期される利得の減少に等しい倍数分減少する。このように、ｐｄ＿ｐｋ値及びｐｄ＿ｖｌ値でそれぞれ保持されるようなピーク検出器及びバレー検出器の状態、並びにｐｄ＿ｐｋ値及びｐｄ＿ｖｌ値から計算されるような閾値ｐｄ＿ｔｈは、信号経路利得の変化と一致するように更新され、それによって、光検出信号利得の意図的な変化のみによる、状態又は値の不連続性若しくは他の変化が回避される。
【００８４】
閾値生成回路１００４の更なる実施形態では、閾値計算回路は、ｐｄ＿ｐｋ値の比率若しくは割合に基づいて、閾値ｐｄ＿ｔｈ＿ｐｋを計算するように更に構成されてもよい。少なくとも１つの実施形態では、ｐｄ＿ｔｈ＿ｐｋは、有利にはｐｄ＿ｐｋ値の７分の８であるように構成されてもよく、その計算は、関連技術において周知のように、単純な３ビットの右シフト及び減算を用いて実装されてもよい。閾値計算回路は、閾値ｐｄ＿ｔｈがｐｄ＿ｔｈ＿ｍｉｄ及びｐｄ＿ｔｈ＿ｐｋのうち低い方であるように選択してもよい。このように、ｐｄ＿ｐｋ値及びｐｄ＿ｖｌ値が結果として等しくなることがある、一定の光が長期間フォトダイオード上に入射した後であっても、ｐｄ＿ｔｈ値はｐｄ＿ｐｋ値に等しくなることは決してない。ｐｄ＿ｔｈ＿ｐｋ値によって、長い間隔後の瞬きの検出が担保されることが認識されるであろう。閾値生成回路の挙動は、後述するように、図１４に更に示される。
【００８５】
図１１は、本発明の一実施形態による、デジタル瞬き検出方法を実施するのに使用されてもよい、デジタル検出論理１１００のブロック図を示す。デジタル検出論理１１００は、図９の光検出信号経路ｐｄ＿ｒｘ＿ｔｏｐから、又はここでは１ビット値を有する信号ｐｄ＿ｄａｔａ上に示される、図１０のデジタル協調論理から、データを受信するように適合されたシフトレジスタ１１０２を含んでもよい。シフトレジスタ１１０２は、ここでは２４ビットレジスタに、受信したサンプル値の履歴を保持する。デジタル検出論理１１００は、動作状態（必要に応じて）に基づいて、サンプル履歴並びに１つ又は２つ以上の瞬きテンプレートｂｌ＿ｔｐｌ及び瞬きマスクｂｌ＿ｍａｓｋを受信するように構成されると共に、後で使用するために保持されてもよい１つ又は２つ以上の出力信号において１つ又は２つ以上のテンプレート及びマスクに対する一致を示すように構成された、比較ブロック１１０４を更に含む。少なくとも１つの実施形態では、動作状態は、比較ブロック１１０４によって使用されるテンプレートｂｌ＿ｔｐｌ及び瞬きマスクｂｌ＿ｍａｓｋの組を判断する。
【００８６】
比較ブロック１１０４の出力は、Ｄフリップフロップ１１０６を介してラッチされる。デジタル検出論理１１００は、マスキング動作による小さいシフトで同じサンプル履歴の組の上にあってもよい、継時比較を抑制するカウンタ１１０８又は他の論理を更に含んでもよい。好ましい実施形態では、サンプル履歴は、陽性の一致が見出された後でクリア又はリセットされ、その結果、完全な新しい一致する瞬きシーケンスを、後続の一致が識別可能になる前にサンプリングする必要がある。デジタル検出論理１１００は、制御信号を光検出信号経路及びＡＤＣに提供するため、状態機械又は類似の制御回路構成をまた更に含んでもよい。いくつかの実施形態では、制御信号は、デジタル検出論理１１００とは別個の制御状態機械によって生成されてもよい。この制御状態機械は、デジタル信号処理及びシステムコントローラ９１０（図９を参照されたい）の一部であってもよい。
【００８７】
図１２は、光検出信号経路で使用されるＡＤＣ  ９０８（図９）の瞬き検出サブシステムから提供される、制御信号のタイミング図を示す。イネーブル及びクロック信号ａｄｃ＿ｅｎ、ａｄｃ＿ｒｓｔ＿ｎ、及びａｄｃ＿ｃｌｋは、サンプルシーケンスの開示誌に作動させられ、アナログデジタル変換プロセスが完了するまで継続する。一実施形態では、ＡＤＣ変換プロセスは、パルスがａｄｃ＿ｓｔａｒｔ信号に対して提供されると開始される。ＡＤＣ出力値は、ａｄｃ＿ｄａｔａ信号に保持され、プロセスの完了は、ａｄｃ＿ｃｏｍｐｌｅｔｅ信号におけるアナログデジタル変換器論理によって示される。やはり図１２に示されるのは、ＡＤＣの前に増幅器の利得を設定するのに利用されるｐｄ＿ｇａｉｎ信号である。この信号は、ウォームアップ時間の前に設定されて、変換に先立ってアナログ回路バイアス及び信号レベルの安定化を可能にするものとして示される。
【００８８】
図１３は、デジタル瞬き検出サブシステムｄｉｇ＿ｂｌｉｎｋ  １３０２を備えるデジタルシステムコントローラ１３００を示す。デジタル瞬き検出サブシステムｄｉｇ＿ｂｌｉｎｋ  １３０２は、マスタ状態機械ｄｉｇ＿ｍａｓｔｅｒ  １３０４によって制御されてもよく、デジタルシステムコントローラ１３００外部のクロック発生回路ｃｌｋｇｅｎ  １３０６からのクロック信号を受信するように適合されてもよい。デジタル瞬き検出サブシステムｄｉｇ＿ｂｌｉｎｋ  １３０２は、上述したような光検出サブシステムに制御信号を提供し、そこから信号を受信するように適合されてもよい。デジタル瞬き検出サブシステムｄｉｇ＿ｂｌｉｎｋ  １３０２は、瞬き検出方法の動作のシーケンスを制御する状態機械に加えて、上述したようなデジタル協調論理及びデジタル検出論理を含んでもよい。デジタル瞬き検出サブシステムｄｉｇ＿ｂｌｉｎｋ  １３０２は、イネーブル信号をマスタ状態機械１３０４から受信し、完了又は終了の指示及び瞬き検出の指示をマスタ状態機械１３０４に返すように適合されてもよい。
【００８９】
図１３に示す実施形態の代替実施形態では、時間クロックは、レンズが動作を開始して以来の時間を追跡して、タイムスタンプ信号を任意のデータロギング部品に提供するためにクロック発生器１３０６に接続される。時間クロック及びクロック発生器１３０６は、タイミング回路の一例である。
【００９０】
図１４Ａ〜図１４Ｇは、閾値生成回路及び自動利得制御（図１０）の動作を示す波形を提供する。図１４Ａは、変動する光レベルに反応してフォトダイオードによって提供されることがあるような、光電流対時間の一例を示す。プロットの第１の部分では、光レベル及びその結果として得られる光電流は、プロットの第２の部分に比べて比較的低い。プロットの第１及び第２両方の部分において、両目の瞬きは光及び光電流を低減することが分かる。瞼による光の減衰は、１００％ではないことがあり、目に入射する光の波長に対する瞼の透過性に応じて、より低い値であることに留意されたい。図１４Ｂは、図１４Ａの光電流の波形に反応して捕捉される、ａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値を示す。簡潔にするため、ａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値は、一連の離散的なデジタルサンプルではなく連続的なアナログ信号として例証される。デジタルサンプル値は、対応するサンプル時間における、図１４Ｂに示されるレベルに対応することが認識されるであろう。プロットの上下の破線は、ａｄｃ＿ｄａｔａ及びａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ信号の最大値及び最小値を示す。最小と最大との間の値の範囲は、ａｄｃ＿ｄａｔａ信号のダイナミックレンジとしても知られている。後述するように、光検出信号経路利得は、プロットの第２の部分では異なる（より低い）。一般に、ａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値は光電流に正比例し、利得の変化は、比例関係の定量又は定数にのみ影響を及ぼす。図１４Ｃは、閾値生成回路によるａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値に反応して計算される、ｐｄ＿ｐｋ、ｐｄ＿ｖｌ、及びｐｄ＿ｔｈ＿ｍｉｄ値を示す。図１４Ｄは、閾値生成回路のいくつかの実施形態におけるａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値に反応して計算される、ｐｄ＿ｐｋ、ｐｄ＿ｖｌ、及びｐｄ＿ｔｈ＿ｐｋ値を示す。ｐｄ＿ｔｈ＿ｐｋ値は常に、ｐｄ＿ｐｋ値に対してある割合であることに留意されたい。図１４Ｅは、ｐｄ＿ｔｈ＿ｍｉｄ及びｐｄ＿ｔｈ＿ｐｋ値と共にａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値を示す。ａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値が比較的一定である長期間の間に、ｐｄ＿ｖｌ値が同じレベルまで減衰するので、ｐｄ＿ｔｈ＿ｍｉｄ値はａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値に等しくなることに留意されたい。ｐｄ＿ｔｈ＿ｐｋ値は常に、ａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値よりもある量少ないままである。また、図１４Ｅには、ｐｄ＿ｔｈ値がｐｄ＿ｔｈ＿ｐｋ及びｐｄ＿ｔｈ＿ｍｉｄよりも低くなるように選択された場合のｐｄ＿ｔｈの選択が示される。このように、閾値は常に、ｐｄ＿ｐｋ値からある距離分離れて設定されて、光電流及びａｄｃ＿ｄａｔａ保持信号の雑音によるｐｄ＿ｄａｔａの誤った遷移が回避される。図１４Ｆは、ａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値とｐｄ＿ｔｈ値の比較によって生成されるｐｄ＿ｄａｔａ値を示す。ｐｄ＿ｄａｔａ信号は、瞬きが起こっているときは低い、二値の信号であることに留意されたい。図１４Ｇは、これらの波形例に対するｔｉａ＿ｇａｉｎ対時間の値を示す。ｔｉａ＿ｇａｉｎの値は、ｐｄ＿ｔｈが図１４Ｅにａｇｃ＿ｐｋ＿ｔｈとして示される高閾値を上回り始めたときに低く設定される。同様の挙動が、ｐｄ＿ｔｈが低閾値を下回り始めたときにｔｉａ＿ｇａｉｎを上昇させるように生じることが認識されるであろう。図１４Ａ〜図１４Ｅそれぞれの第２の部分を再び見ると、低いｔｉａ＿ｇａｉｎの効果は明白である。特に、ａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ値は、ａｄｃ＿ｄａｔａ及びａｄｃ＿ｄａｔａ＿ｈｅｌｄ信号のダイナミックレンジの中央付近で維持されることに留意されたい。更に、ｐｄ＿ｐｋ及びｐｄ＿ｖｌ値は、上述したような利得変化にしたがって更新され、それによって、単位光検出信号経路利得の変化による、ピーク及びバレー検出器状態並びに値における不連続性が回避されることに注目することが重要である。
【００９１】
図１５は、集積回路ダイ１５００上の光遮断及び光通過機構を示す。集積回路ダイ１５００は、光通過領域１５０２と、光遮断領域１５０４と、結合パッド１５０６と、パッシベーション開口部１５０８と、光遮断層開口部１５１０とを含む。光通過領域１５０２は、光センサ（図示なし）、例えば半導体プロセスで実装されたフォトダイオードのアレイの上方に位置する。少なくとも１つの実施形態では、光通過領域１５０２によって、できる限り多量の光が光センサに達し、それによって感度を最大限にすることが可能になる。これは、製作に使用される半導体プロセス又は後処理において許容されるように、光受容器の上方のポリシリコン、金属、酸化物、窒化物、ポリイミド、及び他の層を除去することによって行われてもよい。光通過領域１５０２はまた、光検出を最適化する他の特別な処理、例えば反射防止コーティング、フィルタ、及び／又はディフューザを受け入れてもよい。光遮断領域１５０４は、露光を要しないダイ上の他の回路構成を覆ってもよい。他の回路構成の性能は、例えば、上述したように、コンタクトレンズに組み込むために必要とされる、超低電流回路におけるバイアス電圧及び発振器周波数のシフトなど、光電流によって低下することがある。光遮断領域１５０４は、優先的に、薄い不透明の反射性材料、例えば、半導体ウェハの処理及び後処理で既に使用されているアルミニウム又は銅で形成される。金属を用いて実装された場合、光遮断領域１５０４を形成する材料は、短絡状態を防ぐため、下にある回路及び結合パッド１５０６から絶縁されなければならない。かかる絶縁は、通常のウェハパッシベーションの一部としてダイ上に既に存在するパッシベーション、例えば酸化物、窒化物、及び／又はポリイミドによって、あるいは後処理中に追加される他の誘電体によって提供されてもよい。マスキングによって、導電性光遮断金属がダイ上で結合パッドと重なり合わないように、光遮断層開口部１５１０が可能になる。光遮断領域１５０４は、ダイを保護し、ダイ取付けの間の短絡を回避するため、追加の誘電体又はパッシベーションで覆われる。この最終的なパッシベーションは、結合パッド１５０６に対する接続を可能にするパッシベーション開口部１５０８を有する。
【００９２】
図１６は、本実施形態（発明）による瞬き検出システムを有する電子インサートを備えたコンタクトレンズを示す。コンタクトレンズ１６００は、電子インサート１６０４を有する軟質プラスチック部分１６０２を含む。このインサート１６０４は、例えば、作動に応じて近く又は遠くに焦点を合わせるなど、電子部品によって作動されるレンズ１６０６を含む。集積回路１６０８は、インサート１６０４上に装着し、電池１６１０、レンズ１６０６、及びシステムの必要に応じて他の構成要素に接続する。少なくとも１つの実施形態では、集積回路１６０８は、光センサ１６１２及び関連する光検出器信号経路回路を含む。光センサ１６１２は、レンズインサートを通して外側に、また目から離れる方向に面し、したがって周辺光を受信することができる。光センサ１６１２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、（図示されるように）集積回路１６０８上に実装されてもよい。光センサ１６１２はまた、インサート１６０４上に装着され、配線トレース１６１４を用いて接続される、別個のデバイスとして実装されてもよい。瞼が閉じると、光検出器１６１２を含むレンズインサート１６０４が覆われ、それによって光検出器１６１２に入射する光レベルが低減される。光検出器１６１２は、周辺光を測定して、ユーザが瞬きしているか否かを判断することができる。本開示に基づいて、当業者であれば、光検出器１６１２は、本開示において考察する他のセンサによって置換又は増補されてもよいことを認識すべきである。
【００９３】
瞬き検出の追加の実施形態は、例えば、固定のテンプレートを使用することによって、又はマスクの「考慮しない」間隔（０値）を拡大することによってではなく、第１の瞬きの測定された終了時間に基づいて、第２の瞬きの開始のタイミングを取ることによって、瞬きシーケンスの継続時間及び間隔のより多くのばらつきを許容してもよい。
【００９４】
瞬き検出及び／又はクロック周波数調整は、デジタル論理、又は、マイクロコントローラ上で稼働するソフトウェアにおいて実装されてもよいことが認識されるであろう。方法論理又はマイクロコントローラは、光検出信号経路回路構成及びシステムコントローラを備えた、単一の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に実装されてもよく、又は１つを超える集積回路にわたって区分されてもよい。
【００９５】
別の実施形態によれば、電動又は電子眼用レンズは、眼瞼又は瞼位置センサを組み込んでもよい。瞬き反射及び涙拡散作用を含む多数の方法で、瞼が眼球を保護することは既知である。瞼の瞬き反射は、目に対する脅威を察知するとすぐに閉じることによって、眼球への外傷を防ぐ。瞬きはまた、涙を眼球表面にわたって拡散させて、眼球表面の潤いを保ち、細菌及び他の異物を洗い流す。しかしながら、瞼の動きは、電子眼用レンズを着用している個人（若しくは着用者）から指示を受信するのに使用されることを越える、他の作用又は機能目的も示すことがある。また、感知されたデータは、追加又は代替の使用において、単に始動事象としてではなく収集プロセスの一部として利用されてもよいことに注目することが重要である。例えば、感知されたデータは、病状の治療又は睡眠量の記録において、収集、ロギング、及び利用されてもよい。換言すれば、かかるセンサを利用するデバイスは、ユーザの目に見える形で状態を変化させないことがあり、むしろ、デバイスは単にデータを記録するだけでもよいことも認識されるべきである。例えば、かかるセンサは、勤務シフト中にユーザが眠りに落ちた場合にそれを判断するのに使用することができる。
【００９６】
次に図１７Ａを参照すると、目１７００の上の瞼位置センサシステムが示される。システムは、コンタクトレンズ１７０２内に組み込まれる。上瞼及び下瞼が示され、上瞼は、閉瞼が増大する順に、可能な位置１７０１、１７０３、及び１７０５を有する。下瞼も、上瞼に対応する閉瞼のレベルと共に示される。即ち、場所１７０７、１７０９、及び、１７０５瞼が閉じると、それらは同じ位置を、即ち、１７０５を占める。この実施形態によるコンタクトレンズ１７０２は、センサアレイ１７０４を含む。このセンサアレイ１７０４は１つ又は２つ以上の光センサを含む。この実施形態では、センサアレイ１７０４は、１２個の光センサ１７０６ａ〜１７０６ｌを含む。上瞼が位置１７０１にあり、下瞼が位置１７０７にある状態では、全ての光センサ１７０６ａ〜１７０６ｌが露出し、周辺光を受け取り、それによって、本明細書に記載される電子回路によって検出されてもよい光電流が作り出される。瞼が部分的に閉じられて位置１７０３及び１７０９にある状態では、上側及び下側の光センサ１７０６ａ及び１７０６ｂが覆われ、受け取る光が他の光センサ１７０６ｃ〜１７０６ｌよりも少なくなり、それに対応してより少ない電流が出力されて、それが電子回路によって検出されてもよい。瞼が完全に閉じて位置１７０５にある状態では、全てのセンサ１７０６ａ〜１７０６ｌは覆われ、それに対応して電流が逓減される。このシステムは、センサアレイの各光センサをサンプリングし、光電流出力対センサ位置を使用して瞼の位置を判断することによって、瞼の位置を検出するのに使用してもよく、例えば、上瞼及び下瞼が瞬き後に完全に開いていない場合、例えば、眼を細める、潜在的な睡眠の始まり又は疲労を示す。光センサは、コンタクトレンズ上の好適な位置に配置されるべきであることが認識され、例えば、瞼の位置を信頼性高く判断するのに十分なサンプル位置を提供する一方で、障害物のない光学部（概略的に、散大した瞳孔によって占められる範囲）を妨害しない。このシステムはまた、センサを規則的にサンプリングし、時間に伴って測定値を比較することによって、瞬きを検出するのに使用されてもよい。代替実施形態では、センサアレイ１７０４’の光センサ１７０６ａ’〜１７０６ｌ’は、例えば図１７Ｂに示されるように、互いに垂直方向に離隔された状態で、瞳孔の周りに弓状パターンを形成する。図示される実施形態のいずれかに基づいて、当業者であれば、１２個以外の数がセンサアレイで使用されてもよいことを認識すべきである。更なる例は、３〜１５の範囲の数（少なくとも１つの実施形態では端点を含む）を、より詳しくは、４〜８の範囲の数（少なくとも１つの実施形態では端点を含む）を含む。
【００９７】
図１８Ａ及び図１８Ｂは、上述したような瞼位置光センサが、コンタクトレンズ１８０２、より具体的には電動又は電子眼用レンズにおける活動を始動するのに使用される、電子システム１８００を示す。図１８Ａは、レンズ１８０２上の電子システム１８００を示し、図１８Ｂは、システム１８００分解組立図である。光１８０１は、図１６Ａ及び図１６Ｂに関して上述したように、１つ又は２つ以上の光センサ１８０４に入射する。これらの光センサ１８０４は、フォトダイオード、硫化カドミウム（ＣｄＳ）センサ、又は周辺光を電流に変換するのに適した他の技術を用いて実装されてもよい。光センサ１８０４の選択に応じて、増幅器１８０６又は他の好適な回路構成は、後続又は下流の回路によって使用されるように入力信号を調整することを要することがある。マルチプレクサ１８０８は、単一のアナログデジタル変換器（即ち、ＡＤＣ）１８１０が複数の光センサ１８０４から入力を受け入れることを可能にする。マルチプレクサ１８０８は、光センサ１８０４の直後、増幅器１８０６の直前に位置してもよく、又は電流消費、ダイのサイズ、及び設計の複雑さを考慮して、使用されなくてもよい。瞼の位置を検出するために複数の光センサ１８０４が目の上の様々な位置で必要とされるため、下流の処理構成要素（例えば、増幅器、アナログデジタル変換器、及びデジタルサインプロセッサ）を共有することによって、電子回路構成に必要なサイズが著しく低減されてもよい。増幅器１８０６は、利得と共に入力に比例して出力を作り出し、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てもよい。増幅器１８０６は、ＡＤＣ  １８１０によって獲得されるのに十分な電圧及び電力を信号に与えるなど、信号をシステムの残りの部分が使用可能なレベルまで増幅してもよい。例えば、光センサ１８０４の出力が非常に小さいことがあり、低光量環境で使用されることがあるので、増幅器１８０６は後続のブロックを駆動するのに必須であることがある。増幅器１８０６は、可変利得の増幅器として実装されてもよく、その利得は、システム１８００のダイナミックレンジを最大限にするように、システムコントローラ１８１２によって調節されてもよい。利得を提供するのに加えて、増幅器１８０６は、光センサ１８０４及び増幅器１８０６の出力に適したフィルタリング及び他の回路構成など、他のアナログ信号協調回路構成を含んでもよい。増幅器１８０６は、光センサ１８０４による信号出力を増幅し協調させる、任意の好適なデバイスであってもよい。例えば、増幅器１８０６は、単一の演算増幅器、又は１つ又は２つ以上の演算増幅器を含むより複雑な回路を有してもよい。
【００９８】
上述したように、光センサ１８０４及び増幅器１８０６は、目の様々な位置における入射光１８０１を検出し、入力電流を、システムコントローラ１８１２が採取手卯気に使用可能なデジタル信号に変換するように構成されている。少なくとも１つの実施形態では、システムコントローラ１８１２は、目の上の各光センサ１８０４を基準光の周波数に即してサンプリングして瞼の位置を検出し、適切な出力信号をタイミング回路１８１４に提供するように、事前プログラミングされる。少なくとも１つの実施形態では、システムコントローラ１８１２は、関連のメモリも含む。システムコントローラ１８１２は、光センサ１８０４の最新のサンプルを、瞼が開いた位置及び目を凝らす位置に相関する予めプログラミングされたパターンに組み合わせることができる。確実な検出のため、ユーザの瞼のパターンを様々な周辺光下及び焦点距離状況下で記録することが、システムコントローラ１８１２のプログラミングに必要とされることがある。システム１８００は、瞼の位置の変化、周辺光、影における通常の変化、及び他の現象の間を区別することが必要なことがある。この区別は、サンプリング周波数、増幅器利得、及び他のシステムパラメータの適切な選択、コンタクトレンズ内におけるセンサ配置の最適化、瞼位置パターンの判断、周辺光の記録、各光センサと隣接した全ての光センサとの比較、並びに瞼の位置を独自に見分ける他の技術を通して遂行されてもよい。
【００９９】
少なくとも１つの実施形態では、ＡＤＣ  １８１０を使用して、増幅器１８０６からマルチプレクサを通して出力される連続アナログ信号を、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に変換することができる。例えば、ＡＤＣ  １８１０は、増幅器１８０６から出力されるアナログ信号を、デジタル信号処理システム若しくはマイクロプロセッサ１８１６など、後続又は下流の回路によって使用可能であってもよい、デジタル信号に変換してもよい。デジタル信号処理システム又はデジタル信号プロセッサ１８１６は、下流で使用するために入射光の検出を可能にする、サンプリングされたデータのフィルタリング、処理、検出、及び別の形での操作／処理のうち１つ又は２つ以上を含む、デジタル信号処理に利用されてもよい。デジタル信号プロセッサ１８１６は、様々な瞼パターンで事前プログラミングされてもよい。デジタル信号プロセッサ１８１６はまた、少なくとも１つの実施形態では、関連するメモリを含む。デジタル信号プロセッサ１８１６は、アナログ回路構成、デジタル回路構成、ソフトウェア、及び／又は好ましくはそれらの組み合わせを利用して実装されてもよい。ＡＤＣ  １８１０は、関連する増幅器１８０６及びデジタル信号プロセッサ１８１６と共に、上述したサンプリング速度と一致する好適な速度で、例えば１００ｍｓ毎に作動させられる。
【０１００】
電源１８１８は、瞼位置センサシステム１８００を含む多数の構成要素に電力を供給する。電源１８１８はまた、コンタクトレンズ内の他の部品に電力を供給するのに利用されてもよい。アナログからデジタルに処理された瞼位置センサアレイパターンは、システムコントローラ１８１２又はシステムコントローラ１８１２の一部分の作動を可能にしてもよい。更に、システムコントローラ１８１２は、デジタル信号プロセッサ１８０８からの入力に応じて、電動コンタクトレンズの他の態様を制御してもよい。
【０１０１】
眼内レンズ、即ちＩＯＬは、目に埋め込まれ、水晶体と置き換えられるレンズである。白内障をもつ個人に対して、又は単に様々な屈折異常を治療するのに利用されてもよい。ＩＯＬは、一般的に、目の水晶体嚢内においてレンズを定位置で保持する、触角と呼ばれるプラスチックの横支柱を備えた、小さいプラスチックレンズを備える。本明細書に記載される電子部品及び／又は構成要素のいずれかが、コンタクトレンズに類似した方法で、ＩＯＬに組み込まれてもよい。
【０１０２】
図示及び記載したものは最も実用的な実施形態であると考えられるが、記載し図示した特定の設計及び方法からの逸脱が当業者に対して提示され、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく使用されてもよいことは明白である。本発明は、記載し例証した特定の構成に限定されないが、添付の特許請求の範囲に含まれ得る全ての修正と一貫するように構成されているべきである。
【０１０３】
〔実施の態様〕
（１）  コンタクトレンズ内に常駐する発振器の発振器周波数を更新する方法であって、
前記コンタクトレンズ上のシステムコントローラにより、前記発振器の前記発振器周波数の調整を可能にする情報を提供する少なくとも１つの信号を外部ソースから受信することと、
前記信号を受信すると、
前記少なくとも１つの信号内に含まれた情報に基づいて前記発振器周波数への調整を計算すること、
前記計算された調整に従って前記発振器周波数を調整すること、を行うことと、
を含む、方法。
（２）  計算すること及び調整することが、ある期間の後、
前記外部デバイスからの前記少なくとも１つの信号内の遷移の数を所定の期間カウントすることと、
前記遷移カウントを計算し、これを前記所定の期間の予想されたカウントと比較することと、
前記遷移カウントが低いときには前記クロック周波数を下方調整することと、
前記遷移カウントが高いときには前記クロック周波数を上方調整することと、
を含む、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記少なくとも１つの信号は、互いに所定の量だけ時間が離れた２つの信号を含み、
前記少なくとも１つの信号は、現時刻に関する情報を含み、
前記クロック周波数について前記調整を計算することは、
前記システムコントローラにより、前記２つの信号間で発生するべきだった前記少なくとも１つの信号に基づく基準遷移カウントを判定することと、
前記システムコントローラにより、前記２つの信号間で発生した発振器出力における遷移の数を判定することと、
前記遷移の数を前記基準遷移カウントと比較することと、
を含む、実施態様１に記載の方法。
（４）  前記外部ソースは、セルラー電話、セルラー電話タワー、ＯＴＡブロードキャスト信号、ＷｉＦｉ基地局、ＬｉＦｉノード、及び、アドホック無線ネットワークノードのうちの少なくとも１つである、実施態様３に記載の方法。
（５）  前記情報がパイロット信号である前記少なくとも１つの信号内に含まれた前記時間に適合するように前記コンタクトレンズ内のクロックを更新することと、
更新より前の前記クロック上の前記時間が前記更新された時間と比較して遅かったときに前記発振器周波数を上方調整することと、
更新より前の前記クロック上の前記時間が前記更新された時間と比較して速かったときに前記発振器周波数を下方調整することと、
を更に含む、実施態様１に記載の方法。
【０１０４】
（６）  前記システムコントローラにより基礎時間をメモリに記録することを更に含み、前記基礎時間は、前記コンタクトレンズのための初期動作時間、及び、前記コンタクトレンズのための最終更新時間のうちの少なくとも１つであり、
前記発振器周波数を調整することは、
前記発振器の前記発振器周波数を調整するために使用される前記時間間の更新時間差を判定することと、
更新より前の前記クロック上の前記時間と前記基礎時間との間の実行時間差を判定することと、
前記更新時間差と前記実行時間差との間の関係に基づいて時間ドリフトを判定することと、
その関係に基づいて前記発振器の前記発振器周波数を調整することと、
を含む、実施態様５に記載の方法。
（７）  前記外部ソースからの少なくとも１つの信号を要求することを更に含む、実施態様１に記載の方法。
（８）  前記少なくとも１つの信号を受信することは、
前記少なくとも１つの光センサで光を検出することと、
前記システムコントローラで、所定の期間にわたる光の前記遷移の数をカウントすることと、
前記システムコントローラで、同じ所定の期間中の前記発振器からの出力内の前記遷移の数をカウントすることと、
遷移カウントを比較する前に、前記遷移カウントの少なくとも一方を、他方の遷移カウントの周波数に適合するように正規化することと、を含み、前記光の前記遷移カウントは、前記少なくとも１つの信号内に含まれた前記情報であり、
前記光遷移は、前記光の点滅である、実施態様１に記載の方法。
（９）  前記外部ソースは、既知の周波数を有する屋内照明であり、
前記少なくとも１つの信号を受信することは、
少なくとも１つの光センサで前記光を検出することと、
前記光の輝度が光閾値に適合するかどうか判定することと、を含み、
前記輝度が前記光閾値に適合するとき、前記方法は、前記信号の受信後、
前記少なくとも１つの光センサで光を検出することと、
前記システムコントローラで、所定の期間にわたる光の前記遷移の数をカウントして、光周波数を判定することと、
前記発振器周波数を情報と比較する前に前記光周波数を前記発振器周波数に正規化することであって、情報は前記光周波数である、ことと、
を更に含む、実施態様１に記載の方法。
（１０）  前記外部ソースは、既知の周波数を有する屋内照明であり、
前記少なくとも１つの信号を受信することは、少なくとも１つの光センサで前記光を検出することを含み、
前記方法は、前記信号の受信後、
前記システムコントローラで、所定の期間にわたる光の前記遷移の数をカウントして、光周波数を判定することと、
前記発振器周波数を情報と比較する前に前記光周波数を前記発振器周波数に正規化することであって、情報は前記光周波数である、ことと、
を更に含む、実施態様１に記載の方法。
【０１０５】
（１１）  前記屋内照明は、蛍光照明及びＬＥＤ照明のうちの少なくとも１つである、実施態様１０に記載の方法。
（１２）  前記コンタクトレンズによって、蛍光照明について前記既知の周波数を識別する入力を受信することを更に含む、実施態様１１に記載の方法。
（１３）  前記入力は、瞬きパターンテンプレートの検出及び前記蛍光照明以外の別の外部ソースからの送信のうちの少なくとも１つである、実施態様１２に記載の方法。
（１４）  前記外部ソースは、既知の周波数を有する屋内照明であり、
前記少なくとも１つの信号を受信することは、
少なくとも１つの光センサで前記光を検出することと、
前記光の輝度が光閾値に適合するかどうか判定することと、を含み、
前記輝度が前記光閾値に適合するとき、前記方法は、前記信号の受信後、
前記少なくとも１つの光センサで光を検出することと、
前記システムコントローラで、所定の期間にわたる光の前記遷移の数をカウントして、光周波数を判定することと、
前記発振器周波数を情報と比較する前に前記発振器周波数を前記照明周波数に正規化することであって、情報は光のサイクル数である、ことと、
を更に含む、実施態様１に記載の方法。
（１５）  前記発振器周波数を調整することは、前記発振器に電気的に接続されたレジスタを調整することを含む、実施態様１に記載の方法。
【０１０６】
（１６）  前記発振器周波数を調整することは、可変抵抗器及び可変コンデンサのうちの少なくとも１つを調整して、前記発振器周波数を変えることを含む、実施態様１に記載の方法。
（１７）  コード化された信号及び複数の０及び１のうちの少なくとも１つを有する同期信号を第２のコンタクトレンズに送信することと、
前記第１のコンタクトレンズから受信された前記同期信号に基づいて前記第２のコンタクトレンズ上の発振器周波数を調整することと、
を更に含む、実施態様１に記載の方法。
（１８）  ドリフトレベルを前記第２のコンタクトレンズから前記第１のコンタクトレンズに送信することと、
前記第１のコンタクトレンズから前記第２のコンタクトレンズに、コード化された信号及び複数の０及び１のうちの少なくとも１つを有する第２の同期信号を送信することと、
前記第１のコンタクトレンズから受信された前記第２の同期信号に基づいて前記第２のコンタクトレンズ上の発振器周波数を調整することと、
更新されたドリフトレベルを前記第２のコンタクトレンズから前記第１のコンタクトレンズに送信することと、
ドリフトレベルを前記第１のコンタクトレンズと比較することと、
ドリフトレベル間の差がドリフト閾値よりも大きいとき、前記第２の同期信号を送信すること、前記第２の同期信号に応じて前記発振器周波数を調整すること、及び、前記更新されたドリフトレベルを送信すること、を繰り返すことと、
を更に含む、実施態様１７に記載の方法。
（１９）  同期ｐｉｎｇを前記コンタクトレンズから第２のコンタクトレンズに送ることと、
前記第２のコンタクトレンズ上でアキュムレータをゼロに設定することと、
それぞれのサイクルを前記第２のコンタクトレンズ上の前記アキュムレータでカウントすることと、
第２の同期ｐｉｎｇを前記コンタクトレンズから前記第２のコンタクトレンズに送ることと、
前記第２のコンタクトレンズ上のシステムコントローラで前記アキュムレータのコンテンツをｐｉｎｇ閾値と比較することと、
前記第２のコンタクトレンズ上の前記システムコントローラで前記比較に基づいて前記第２のコンタクトレンズ上の前記クロック周波数を調整することと、
を更に含む、実施態様１に記載の方法。
（２０）  コンタクトレンズ上に常駐するクロックを更新する方法であって、
時間信号をシステムコントローラから前記コンタクトレンズ上の送信機を介して外部デバイスに送信することと、
前記時間信号を前記外部デバイス上で受信することと、
前記外部デバイス上で、前記受信された時間信号を前記外部デバイス上のクロック上の現時刻と比較して、時刻補正を判定することと、
前記時刻補正が閾値超えであるとき、
前記時刻補正に基づいて、時刻補正信号を前記外部デバイスから前記コンタクトレンズに送信すること、
前記時刻補正信号を前記コンタクトレンズ上の前記システムコントローラにより受信すること、及び、
前記時刻補正信号に基づいて前記システムコントローラにより前記コンタクトレンズ上の前記時間を更新すること、を行うことと、
前記時刻補正が前記閾値以下であるとき、時間が正確であるという信号を前記外部デバイスから前記システムコントローラに送信することと、
を含む、方法。
【０１０７】
（２１）  前記時刻補正信号は、前記時刻補正を含む、実施態様２０に記載の方法。
（２２）  前記時刻補正信号は、
前記時刻補正が、前記コンタクトレンズ上の前記時間が前記外部デバイス上の前記時間より遅れていることを示すときに、前記コンタクトレンズ内の発振器について発振器周波数を上方調整することと、
前記時刻補正が、前記コンタクトレンズ上の前記時間が前記外部デバイス上の前記時間より進んでいることを示すときに、前記コンタクトレンズ内の前記発振器について前記発振器周波数を下方調整することと、
に基づく周波数調整を含む、実施態様２０に記載の方法。
（２３）  コンタクトレンズ上に常駐するクロックを更新する方法であって、
前記システムコントローラにより基礎時間をメモリに記録することであって、前記基礎時間は、前記コンタクトレンズのための初期動作時間、及び、前記コンタクトレンズのための最終更新時間のうちの少なくとも１つである、ことと、
前記コンタクトレンズ上のシステムコントローラにより少なくとも１つの信号、外部の現時刻を外部ソースから受信することと、
前記基礎時間と前記クロック上の現時刻との間の実行時間差を判定することと、
前記クロック上の前記現時刻と前記外部の現時刻との間の更新時間差を判定することと、
前記クロックを前記システムコントローラにより受信された前記外部の現時刻に更新することと、
前記更新時間差と前記実行時間差との間の関係に基づいて時間ドリフトを判定することと、
その関係に基づいて発振器周波数を調整することと、
を含む、方法。
（２４）  周波数を２つのレンズ間で同期させる方法であって、
コード化された信号及び複数の０及び１のうちの少なくとも１つを有する同期信号を第１のコンタクトレンズから第２のコンタクトレンズに送信することと、
前記第１のコンタクトレンズから受信された前記同期信号に基づいて前記第２のコンタクトレンズ上の発振器周波数を調整することと、
ドリフトレベルを前記第２のコンタクトレンズから前記第１のコンタクトレンズに送信することと、
前記第１のコンタクトレンズから前記第２のコンタクトレンズに、コード化された信号及び複数の０及び１のうちの少なくとも１つを有する第２の同期信号を送信することと、
前記第１のコンタクトレンズから受信された前記第２の同期信号に基づいて前記第２のコンタクトレンズ上の発振器周波数を調整することと、
更新されたドリフトレベルを前記第２のコントラクトレンズから前記第１のコンタクトレンズに送信することと、
ドリフトレベルを前記第１のコンタクトレンズと比較することと、
ドリフトレベル間の差がドリフト閾値よりも大きいとき、前記第２の同期信号を送信すること、前記第２の同期信号に応じて前記発振器周波数を調整すること、前記更新されたドリフトレベルを送信すること、及び、ドリフトレベルを比較すること、を繰り返すことと、
を含む、方法。
【図１Ａ】
2017122911.tif 000003
【図１Ｂ】
2017122911.tif 000004
【図２Ａ】
2017122911.tif 000005
【図２Ｂ】
2017122911.tif 000006
【図３Ａ】
2017122911.tif 000007
【図３Ｂ】
2017122911.tif 000008
【図３Ｃ】
2017122911.tif 000009
【図４Ａ】
2017122911.tif 000010
【図４Ｂ】
2017122911.tif 000011
【図４Ｃ】
2017122911.tif 000012
【図４Ｄ】
2017122911.tif 000013
【図５】
2017122911.tif 000014
【図６】
2017122911.tif 000015
【図７】
2017122911.tif 000016
【図８】
2017122911.tif 000017
【図９】
2017122911.tif 000018
【図１０】
2017122911.tif 000019
【図１１】
2017122911.tif 000020
【図１２】
2017122911.tif 000021
【図１３】
2017122911.tif 000022
【図１４Ａ】
2017122911.tif 000023
【図１４Ｂ】
2017122911.tif 000024
【図１４Ｃ】
2017122911.tif 000025
【図１４Ｄ】
2017122911.tif 000026
【図１４Ｅ】
2017122911.tif 000027
【図１４Ｆ】
2017122911.tif 000028
【図１４Ｇ】
2017122911.tif 000029
【図１５】
2017122911.tif 000030
【図１６】
2017122911.tif 000031
【図１７Ａ】
2017122911.tif 000032
【図１７Ｂ】
2017122911.tif 000033
【図１８Ａ】
2017122911.tif 000034
【図１８Ｂ】
2017122911.tif 000035
【外国語明細書】
2017122911000001.pdf