СИСТЕМА ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНЗЫ, ВЫПОЛНЕННАЯ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ С МНОЖЕСТВОМ ВНЕШНИХ УСТРОЙСТВ
OPHTHALMIC LENS SYSTEM CAPABLE OF WIRELESS COMMUNICATION WITH MULTIPLE EXTERNAL DEVICES

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способам, прибору и устройствам, связанным с системой офтальмологической линзы, причем линзы могут обеспечивать связь с множеством внешних устройств. Более конкретно, настоящее изобретение относится к системе офтальмологической линзы, способной обеспечивать связь с вторичным и третичным устройствами, причем беспроводная связь с вторичными и третичными электронными внешними устройствами позволяет снизить требования к мощности, связи и вычислениям в офтальмологических линзах и может расширить диапазон функциональных возможностей системы офтальмологической линзы.
2. ОПИСАНИЕ СМЕЖНОЙ ОБЛАСТИ
Традиционно офтальмологическое устройство, такое как контактная линза, интраокулярная линза или пробка для слезной точки, представляет собой биосовместимое устройство с корректирующими, косметическими или терапевтическими свойствами. Например, контактная линза может выполнять одно или более из коррекции зрения, косметического улучшения и/или терапевтической функции. Каждая функция может обеспечиваться физической характеристикой линзы. Конфигурация линзы с учетом светопреломляющего свойства позволяет осуществлять функцию коррекции зрения. Введение в линзу пигмента позволяет обеспечить косметическое улучшение. Введение в линзу активного агента позволяет использовать линзу в терапевтических целях. Таких физических характеристик можно добиться без подключения линзы к источнику питания.
Недавно в контактную линзу были включены активные компоненты, и это включение влечет за собой за собой введение в офтальмологическое устройство элементов подачи питания. Характеристики относительно сложных компонентов для достижения данного эффекта можно улучшить путем их включения в устройства вставки, которые затем включают в стандартные или аналогичные материалы, подходящие для производства офтальмологических линз современного уровня техники.
Способность офтальмологических линз пользователя обеспечивать связь друг с другом может расширять возможные функциональности системы офтальмологической линзы с энергообеспечением. Беспроводная связь может позволять одной линзе распознавать относительное положение противоположной линзы, что может обеспечивать более точное определение направления взгляда пользователя. Беспроводная связь также может позволить двум линзам взаимодействовать друг с другом, например, чтобы инициировать различные конкретные действия, когда пользователь моргает или подмигивает.
3
3
Связь между двумя контактными линзами, которые носит пользователь, может быть сложной по нескольким причинам. Каждая контактная линза имеет ограниченную площадь и объем для аккумуляторных батарей и электронных компонентов. Например, объем, доступный для аккумуляторных батарей и электронных схем в контактной линзе, может составлять менее 20 мм, тогда как объем, доступный для всех компонентов в смартфоне, может составлять 50000 мм. Аналогичным образом аккумуляторные батареи контактной линзы могут иметь емкость 100 мкА·ч, тогда как смартфон может иметь емкость 1400 мА·ч. Таким образом, каждая контактная линза может быть ограничена выходной мощностью передатчика и чувствительностью приемника.
Как правило, меньшее расстояние может быть связано с пониженными требованиями к мощности передатчика и приемника. Хотя контактные линзы могут находиться на расстоянии лишь приблизительно 70 мм на глазах пользователя, между линзами может отсутствовать линия прямой видимости, поэтому связь, основанная на линии прямой видимости, может быть невозможна без отражений от близкорасположенных объектов. Когда контактные линзы носит множество пользователей, проблему линии прямой видимости можно устранить, если смотреть друг на друга, но расстояние между линзами может быть существенно больше.
Кроме того, при использовании радиочастотной (РЧ) системы область антенны, доступная в контактной линзе, наряду с диэлектрическими свойствами глаза и тела, может сделать связь неэффективной. Сложная обработка сигналов, ввод решений и данных в контактные линзы также могут быть сложными. Указанные выше ограничения по площади, объему и емкости аккумуляторной батареи могут ограничивать размер, скорость, сложность вычислений и ток потребления процессора. Например, хотя для практической реализации предпочтительным может быть включение в контактные линзы мощного микроконтроллера или центрального процессора (ЦП), современная технология может не позволять выполнять такую интеграцию.
В некоторых примерах систем для инициации изменения фокусировки взгляда система может обнаруживать конвергенцию взгляда, а в отсутствие внешнего электронного устройства две контактные линзы должны получать и передавать данные о направлении взгляда, определять конвергенцию и сигнализировать о необходимости изменения фокусировки взгляда. Это может потребовать обеспечения связи между линзами для передачи информации о направлении взгляда и изменении фокусировки. Кроме того, данной системе может потребоваться жесткая временная синхронизация между линзами. В системе, отслеживающей направление взгляда вместо одной лишь конвергенции, требования к передаче и вычислениям могут быть еще выше.
Добавление большего по размеру внешнего электронного устройства может позволить перенести части нагрузки, связанной с обеспечением связи и/или вычислениями, на внешнее электронное устройство, тем самым снижая требования к контактным линзам. Аналогичные методики применяют в сотовой связи, где мобильное устройство пользователя имеет ограниченную мощность аккумуляторной батареи и ограниченный размер и, таким образом, ограниченную мощность передатчика и приемника и коэффициент усиления антенны. В таком примере гораздо больший доступный размер и ток сотовой базовой станции позволяет получить более высокие коэффициент усиления, мощность и сложность вычислений.
Можно предположить, что некоторые решения для повышения качества беспроводной связи между офтальмологическими линзами с энергообеспечением могут обеспечивать инновационные аспекты для устройств без энергообеспечения и других биомедицинских устройств. Соответственно, в данной области может существовать потребность в улучшении качества беспроводной связи между линзами, а использование вторичного внешнего устройства может предлагать решение многих из актуальных проблем, связанных со связью между линзами.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Система офтальмологической линзы с энергообеспечением настоящего изобретения, которая может функционировать через множество внешних устройств и с их использованием, устраняет недостатки, связанные с существующим уровнем техники, как кратко описано выше. Кроме того, настоящее изобретение позволяет обеспечить более широкую функциональность по сравнению с линзами предшествующего уровня техники.
Настоящее изобретение относится к системе офтальмологической линзы с энергообеспечением, содержащей по меньшей мере одну офтальмологическую линзу, способную взаимодействовать с установленным внешним устройством, причем офтальмологическая линза может содержать электронные компоненты и часть мягкой линзы, которая может по меньшей мере частично герметизировать электронные компоненты. Такие электронные компоненты могут содержать беспроводной приемник, беспроводной передатчик, процессор, датчик и проводящие дорожки, которые могут соединять между собой электронные компоненты.
Некоторые такие системы офтальмологической линзы могут дополнительно содержать источник питания, выполненный с возможностью энергообеспечения электронных компонентов. Альтернативно энергообеспечение системы офтальмологической линзы может осуществляться беспроводным способом с помощью вторичного или третичного внешнего устройства. Электронные компоненты могут быть герметизированы в несущую вставку. Электронные компоненты могут обеспечить взаимодействие системы офтальмологической линзы с установленным внешним устройством. В некоторых вариантах осуществления электронные компоненты могут обеспечивать выполнение системой офтальмологической линзы таких функций, как динамическое усиление зрения или дозированная подача активного агента.
Некоторые системы офтальмологической линзы могут содержать множество офтальмологических линз, аналогичных первой офтальмологической линзе, причем офтальмологические линзы могут находиться на другом глазу того же пользователя, или их может носить множество пользователей. Когда две офтальмологические линзы одного пользователя могут содержать датчики положения, внешнее устройство может отслеживать конвергенцию, которая может указывать на расстояние обзора между внешним устройством и системой офтальмологической линзы. На основании данных о конвергенции внешнее устройство может увеличивать размер шрифтов и изображений на экране или может регулировать оптическую силу системы офтальмологической линзы, когда система офтальмологической линзы содержит часть с изменяемыми оптическими свойствами.
В примерах осуществления, когда множество пользователей может носить множество офтальмологических линз, входящих в систему офтальмологической линзы, офтальмологические линзы могут передавать аналогичные типы данных на вторичные или третичные внешние устройства. Например, офтальмологические линзы могут передавать данные о направлении и положении на внешние устройства, которые могут триангулировать общее поле зрения на основании таких данных.
Система офтальмологической линзы настоящего изобретения предлагает динамические, точные и не требующие ручного обращения средства взаимодействия с внешним устройством. Такая система также может переносить нагрузку, связанную с питанием и вычислениями, с офтальмологических линз на внешнее устройство, которое может иметь существенно меньше ограничений с точки зрения размера и биосовместимости. Нагрузки можно дополнительно снизить, а функциональные возможности расширить за счет добавления беспроводной связи с помощью третичного устройства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Указанные выше и прочие характеристики и преимущества настоящего изобретения станут очевидны после следующего более подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, представленных с помощью прилагаемых чертежей.
На Фиг. 1A представлен вид в сечении примера осуществления офтальмологической линзы с энергообеспечением на глазу, причем офтальмологическая линза с энергообеспечением может обеспечивать возможность беспроводного взаимодействия с внешним устройством.
На Фиг. 1B представлен вид спереди примера осуществления офтальмологической линзы с энергообеспечением, способной обеспечивать возможность беспроводного взаимодействия с внешним устройством.
На Фиг. 2A представлен вид в сечении альтернативного примера осуществления офтальмологической линзы с энергообеспечением на глазу, причем офтальмологическая линза с энергообеспечением может обеспечивать возможность беспроводного взаимодействия с внешним устройством.
На Фиг. 2B представлен вид спереди альтернативного примера осуществления офтальмологической линзы с энергообеспечением, способной обеспечивать возможность беспроводного взаимодействия с внешним устройством.
На Фиг. 3A-3D представлен вид сверху вниз различных направлений взгляда и расстояний конвергенции пары глаз, на каждый из которых надета офтальмологическая линза с энергообеспечением с механизмами распознавания положения.
На Фиг. 4 представлен пример осуществления офтальмологической линзы с энергообеспечением с механизмом распознавания положения.
На Фиг. 5 представлен альтернативный пример осуществления офтальмологической линзы с энергообеспечением с механизмом распознавания положения.
На Фиг. 6 представлен пример осуществления системы офтальмологической линзы, выполненной с возможностью беспроводной связи с вторичным и третичным устройством, причем вторичное устройство дополнительно может быть выполнено с возможностью беспроводной связи с периферийным устройством.
На Фиг. 7 представлен пример осуществления системы офтальмологической линзы, в которой множество пользователей может носить офтальмологические линзы, относящиеся к единственной системе офтальмологической линзы.
На Фиг. 8A представлен пример пары глаз, смотрящих на экран вторичного устройства с функцией защиты конфиденциальности, причем пользователь может не носить офтальмологические линзы с энергообеспечением с фильтром защиты конфиденциальности.
На Фиг. 8B представлен пример осуществления пары глаз, смотрящих на экран вторичного устройства с функцией защиты конфиденциальности, причем пользователь может носить офтальмологические линзы с энергообеспечением с фильтром защиты конфиденциальности.
На Фиг. 8C представлен пример осуществления пары глаз, смотрящих на экран вторичного устройства с функцией защиты конфиденциальности, причем пользователь может носить офтальмологические линзы с энергообеспечением, которые могут обеспечивать беспроводную связь с третичным устройством, выполненным с возможностью обеспечивать пользователю доступ к экрану.
На Фиг. 9A-9D представлен пример последовательности стадий калибровки, причем пользователю может быть предложено смотреть парой глаз на какой-либо объект или точку на экране вторичного устройства.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем изобретении описана офтальмологическая линза с энергообеспечением, выполненная с возможностями взаимодействия с внешним устройством. В целом в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения в офтальмологическую линзу с энергообеспечением можно встроить механизмы взаимодействия и/или определения положения, такие как механизмы, которые могут включать в себя несущую вставку.
В следующих разделах представлено подробное описание примеров осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных вариантов осуществления являются только примерами осуществления. Предполагается, что специалистам в данной области будут понятны возможности использования вариаций, модификаций и внесения изменений. Следовательно, предполагается, что примеры осуществления не ограничивают объем настоящего изобретения.
СПИСОК ТЕРМИНОВ
В данном описании и формуле настоящего изобретения использован ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения.
Компонент - при использовании в настоящем документе относится к любому устройству, способному потреблять электрический ток от источника питания для выполнения одного или более изменений в логическом или физическом состоянии.
Электрическая связь - при использовании в настоящем документе относится к состоянию под воздействием электрического поля. В случае использования проводящих материалов воздействие может быть результатом протекания электрического тока или может приводить к протеканию электрического тока. При использовании других материалов воздействие, такое как стремление ориентировать постоянные и наведенные дипольные молекулы вдоль линий поля, может вызываться электрическим потенциальным полем.
Герметизировать - при использовании в настоящем документе относится к созданию барьера, отделяющего объект, например, несущую вставку, от смежной с объектом среды.
Герметизирующий материал - при использовании в настоящем документе относится к слою, образованному вокруг объекта, например, несущей вставки, который создает барьер для отделения объекта от смежной с объектом среды. Например, герметизирующие материалы могут содержать силикон-гидрогели, такие как этафилкон, галифилкон, нарафилкон и сенофилкон, или другой гидрогелевый материал для контактных линз. В некоторых примерах осуществления герметизирующий материал может быть полупроницаемым, чтобы удерживать в объекте установленные вещества, предотвращая при этом попадание в объект установленных веществ, например, воды.
С энергообеспечением - при использовании в настоящем документе относится к состоянию, при котором устройство может обеспечивать себя электрическим током или хранить в себе запас электрической энергии.
Энергия - при использовании в настоящем документе относится к способности физической системы к совершению работы. Как правило, в рамках настоящего изобретения способность может относиться к способности выполнять электрические действия при совершении работы.
Источник питания - при использовании в настоящем документе относится к любому устройству или слою, который может подавать энергию или переводить логическое или электрическое устройство в состояние энергообеспечения.
Событие - при использовании в настоящем документе относится к определенному набору параметров, например, уровню биомаркера, уровню подачи питания, уровню рН или визуальному обнаружению конкретного объекта. Событие может быть специфическим для пользователя, как, например, уровень лекарственного средства, либо может быть по существу применимым ко всем пользователям, как, например, температура.
Функциональность - при использовании в настоящем документе относится к основному применению или назначению офтальмологической линзы, в отличие от вспомогательных или второстепенных функций. Функциональность может содержать, например, коррекцию зрения, дозированную подачу активного агента, косметическую функцию, взаимодействие с внешним устройством или трехмерное восприятие стереоскопической информации. Напротив, второстепенные функции могут содержать действия, необходимые для осуществления основного применения.
Функционализированный - при использовании в настоящем документе относится к получению слоя или устройства, способного выполнять функцию, включая, например, подачу питания, активацию или управление.
Интраокулярная линза - при использовании в настоящем документе относится к офтальмологической линзе, которую можно встроить в глаз.
Офтальмологическая линза, или офтальмологическое устройство, или линза - при использовании в настоящем документе относится к любому устройству, расположенному в глазу или на нем. Устройство может обеспечивать возможность оптической или косметической коррекции или обеспечивать некоторые функции, не связанные с оптическим качеством. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или другому аналогичному устройству, которое можно использовать для коррекции или модификации зрения или для косметического улучшения физиологии глаза (например, изменения цвета радужной оболочки) без нарушения зрения. Альтернативно термин «линза» может относиться к устройству, которое можно поместить на глаз с целью, отличной от коррекции зрения, такой как, например, отслеживание некоторого компонента слезной жидкости или введение лекарственного средства. В некоторых примерах вариантов осуществления предпочтительные линзы настоящего изобретения могут представлять собой мягкие контактные линзы, полученные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые могут включать в себя, например, силикон-гидрогели и фторгидрогели.
Линзообразующая смесь, или реакционная смесь, или реакционная смесь мономера (РСМ) - при использовании в настоящем документе относится к мономерной композиции и/или форполимерному материалу, который можно полимеризовать и поперечно сшить или поперечно сшить с образованием офтальмологической линзы. Различные варианты осуществления могут включать в себя линзообразующие смеси с одной и более добавками, такими как УФ-блокаторы, оттеночные добавки, разбавители, фотоинициаторы или катализаторы, а также другие добавки, которые могут подходить для применения в офтальмологических линзах, таких как контактные или интраокулярные линзы.
Жидкий кристалл - при использовании в настоящем документе относится к состоянию вещества, обладающего свойствами от стандартной жидкости и твердого кристалла. Жидкий кристалл невозможно охарактеризовать как твердое вещество, но его молекулы показывают некоторую степень организации. При использовании в настоящем документе термин «жидкий кристалл» невозможно ограничить конкретной фазой или структурой, но жидкий кристалл может иметь конкретную ориентацию в состоянии покоя. Ориентацией и фазами жидкого кристалла можно манипулировать с помощью внешних воздействий, таких как, например, температура, магнетизм или электричество, в зависимости от класса жидкого кристалла.
Несущая вставка - при использовании в настоящем документе относится к герметизированной вставке, которая будет включена в офтальмологическое устройство с энергообеспечением. В несущую вставку можно встроить элементы питания и схему. Несущая вставка определяет основную цель офтальмологического устройства с энергообеспечением. Например, в вариантах осуществления, в которых офтальмологическое устройство с энергообеспечением позволяет пользователю корректировать оптическую силу, несущая вставка может включать в себя элементы питания, управляющие частью с жидкостным мениском в оптической зоне. Альтернативно несущая вставка может быть кольцевой, так что оптическая зона может не содержать материал. В таких вариантах осуществления обусловленная энергопитанием функция линзы может быть не связана с оптическим качеством, а может предусматривать, например, отслеживание уровня глюкозы или введение лекарственного средства.
Оптическая зона - при использовании в настоящем документе относится к области офтальмологической линзы, через которую смотрит пользователь офтальмологической линзы.
Мощность - при использовании в настоящем документе относится к совершаемой работе или переданной энергии за единицу времени.
Перезаряжаемый или заряжаемый - при использовании в настоящем документе относится к возможности восстановить состояние с более высокой способностью выполнять работу. Для разных целей в рамках настоящего изобретения может относиться к способности быть восстановленным до возможности обеспечивать протекание электрического тока определенной величины в течение определенных установленных периодов времени.
Перезапитывать или перезаряжать - при использовании в настоящем документе обозначает восстановление состояния с более высокой способностью совершать работу. Для разных целей в рамках настоящего изобретения может относиться к восстановлению устройства до возможности обеспечивать протекание электрического тока определенной величины в течение определенных установленных периодов времени.
Стабилизирующий элемент - при использовании в настоящем документе относится к физической характеристике, которая стабилизирует офтальмологическое устройство в конкретной ориентации на глазу, когда офтальмологическое устройство может быть размещено на глазу. В некоторых примерах осуществления стабилизирующий элемент может добавить достаточную массу, чтобы служить балластом для офтальмологического устройства. В некоторых примерах осуществления стабилизирующий элемент может изменять переднюю криволинейную поверхность, при этом веко глаза может захватить стабилизирующий элемент и пользователь тем самым может переориентировать линзу при моргании. Такие примеры осуществления можно улучшить путем включения стабилизирующих элементов, которые могут добавлять массу. В некоторых примерах осуществления стабилизирующие элементы могут представлять собой отдельный материал, полученный из герметизирующего биосовместимого материала, могут представлять собой вставку, образованную отдельно от процесса литьевого формования, или могут быть включены в жесткую вставку или несущую вставку.
Вставка подложки - при использовании в настоящем документе относится к формуемой или жесткой подложке, которая может поддерживать источник питания и которую можно разместить на офтальмологической линзе или в ней. В некоторых примерах осуществления вставка подложки также поддерживает один или более компонентов.
Трехмерное восприятие или трехмерное зрение - при использовании в настоящем документе относится к ситуации, когда офтальмологическое устройство транслирует двухмерное изображение таким образом, что мозг интерпретирует трехмерные характеристики на изображении.
Трехмерная поверхность или трехмерная подложка - при использовании в настоящем документе относится к любой поверхности или подложке, которые были образованы в трех измерениях, где, в отличие от плоской поверхности, топография может быть выполнена с конкретной целью.
С изменяемыми оптическими свойствами - при использовании в настоящем документе относится к способности изменять оптическое свойство, например, оптическую силу линзы или угол поляризации.
ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНЗА
В некоторых примерах осуществления функциональность офтальмологических линз с энергообеспечением может требовать связи между линзами или извлекать из этого пользу. Например, когда один пользователь может носить линзу на каждом глазу, офтальмологические линзы могут позволять пользователю воспринимать стереоскопическую информацию как трехмерную, что может позволять пользователю смотреть «3D-фильмы», видеоигры и шоу без использования «3D-очков», которые, как правило, необходимым для работы с такой информацией. В качестве не имеющего ограничительного характера примера внешнее устройство, показывающее 3D-информацию, может представлять собой телевизор, портативное игровое устройство или планшет. Некоторые примеры осуществления могут требовать от линз поочередного блокирования зрения пользователя со скоростью, сопоставимой со скоростью обновления стереоскопической информации, что может потребовать сложных вычислений и определенных затрат мощности. Устройство может быть способно обнаруживать частоты обновления стереоскопической информации и может вызывать поочередное блокирование зрения офтальмологическими линзами.
Такие примеры осуществления, в которых внешнее устройство используют для отслеживания взгляда и/или конвергенции, могут снижать нагрузку на офтальмологические линзы, связанную с мощностью и вычислениями, что требует лишь возможности беспроводного обмена небольшими порциями данных, а в некоторых случаях - подачи питания на механизм, способный управлять функциональностью в линзе. Внешнее устройство может служить основным источником питания и средством вычислений для взаимодействующих механизмов, что может снижать нагрузку на офтальмологические линзы, которые по своей сути ограничены в размерах. Использование внешнего устройства может обеспечить связь, требующую наличия линии прямой видимости, что может быть непрактично в случаях, когда переносица препятствует связи между левой и правой офтальмологическими линзами.
На Фиг. 1A и 2A представлены примеры осуществления офтальмологической линзы с энергообеспечением 110, 260, обладающей возможностями взаимодействия с внешним устройством и расположенной на глазу 100, 250. На Фиг. 1B и 2B представлен вид спереди офтальмологических линз 110, 260. Как показано на Фиг. 1A и 1B, офтальмологическая линза 110 может содержать мягкую биосовместимую часть 114, процессор с приемником и/или передатчиком 112, а также проводящие дорожки 113.
Некоторые аспекты могут содержать дополнительные электронные компоненты 111, которые могут добавлять функциональность офтальмологической линзе 110. Например, электронный компонент 111 может содержать механизм оповещения, причем вызов внешнего устройства может активировать механизм оповещения о событии, как, например, путем применения светодиода, вибрации или звукового устройства. Механизм оповещения можно активировать при возникновении на внешнем устройстве события, такого как телефонный звонок или входящее сообщение электронной почты; при возникновении в офтальмологической линзе события, такого как перевод в состояние энергообеспечения; или при возникновении события между офтальмологической линзой 110 и внешним устройством, такого как успешное сопряжение. Для иллюстрации электронный компонент 111 можно описать как механизм оповещения о событии, однако практически полезными и желательными могут оказаться и другие функциональности. Соответственно, такие вариации входят в объем настоящего изобретения, описанного в настоящем документе.
В некоторых примерах осуществления офтальмологическая линза 110 может не содержать источник питания, и офтальмологическая линза 110 может получать питание при помощи механизма беспроводной передачи энергии. Например, размещение офтальмологической линзы 110 в установленной близости к внешнему устройству может заряжать датчик и механизм оповещения 111. Альтернативно, когда вызов задействования, поступающий либо от внешнего устройства, либо от офтальмологической линзы 110, может инициировать взаимодействие между устройствами, внешнее устройство может беспроводным образом подавать питание на механизм оповещения 111.
Компоненты 111-113 могут не быть герметизированы в несущую вставку, а мягкая биосовместимая часть 114 может напрямую контактировать с компонентами 111-113. В таких примерах осуществления мягкая биосовместимая часть 114 может герметизировать компоненты 111-113. Герметизация может удерживать компоненты 111-113 на конкретной глубине в офтальмологической линзе 110. Альтернативно компоненты 111-113 могут быть включены во вставку подложки. Вставку подложки можно образовать, а компоненты 111-113 можно разместить на подложке перед добавлением мягкой биосовместимой части 114.
Альтернативный пример осуществления несущей вставки 255 для офтальмологического устройства с энергообеспечением 260 на глазу 250 представлен на Фиг. 2A, а вид спереди соответствующего офтальмологического устройства с энергообеспечением 260 представлен на Фиг. 2B. Несущая вставка 255 может содержать оптическую зону 265, для которой может или не может быть предусмотрена вторая функциональность, включая, например, коррекцию зрения. Когда обусловленная энергопитанием функция офтальмологического устройства может быть не связана со зрением, оптическая зона 265 несущей вставки 255 может не содержать материал.
В некоторых примерах осуществления несущая вставка 255 может включать в себя часть вне оптической зоны 265, которая содержит подложку с встроенными элементами питания, такими как источник питания 263, и электронными компонентами, такими как процессор 262. В некоторых примерах осуществления к подложке можно прикрепить источник питания 263, включающий в себя, например, аккумуляторную батарею, и процессор 262, включающий в себя, например, полупроводниковый кристалл. В некоторых таких аспектах проводящие дорожки 266 могут электрически взаимно связывать электронные компоненты 262, 261 и элементы питания или источник питания 263.
В некоторых примерах осуществления несущая вставка 255 может дополнительно содержать приемник 267, который может беспроводным образом обнаруживать, передавать и получать данные о взаимодействии, поступающие на внешнее устройство или исходящие от него. Приемник 267 может находиться в электрической связи, например через проводящие дорожки 266, с процессором 262 и источником питания 263.
В некоторых примерах осуществления процессор 262 может быть запрограммирован на установку параметров функциональности офтальмологической линзы 260. Например, если офтальмологическая линза 260 содержит в оптической зоне 265 часть с изменяемыми оптическими свойствами, процессор 262 может быть запрограммирован устанавливать оптическую силу в состоянии энергообеспечения. Такой пример осуществления может позволить массово производить несущие вставки, которые имеют ту же композицию, но включают в себя по-разному запрограммированные процессоры.
Процессор 262 может быть запрограммирован перед герметизацией электрических компонентов 261-263, 266, 267 в несущей вставке 255. В альтернативном варианте осуществления процессор 262 может быть запрограммирован беспроводным образом после герметизации. Беспроводное программирование может позволить адаптировать оборудование в соответствии с требованиями заказчика после производства, например, посредством программирования прибора в кабинете врача, магазине или в домашних условиях. В некоторых примерах осуществления внешнее устройство может иметь возможность программирования офтальмологической линзы 260.
Для иллюстрации несущая вставка 255 может быть показана в кольцевом варианте осуществления, который может не включать в себя часть в оптической зоне 265, хотя может существовать несколько возможностей механической реализации функциональной вставки. Однако несущая вставка 255 может включать в себя элемент с энергообеспечением в оптической зоне 265, если функциональность несущей вставки 255 может быть связана со зрением. Например, несущая вставка 255 может содержать часть с изменяемыми оптическими свойствами, причем несущая вставка 255 может обеспечивать множество градаций оптической силы при коррекции зрения на основании разных уровней энергообеспечения. В некоторых примерах осуществления внешнее устройство может содержать механизм управления для части с изменяемыми оптическими свойствами или другие регулируемые функциональности. Например, часть с изменяемыми оптическими свойствами можно отрегулировать в зависимости от расстояния наблюдения, например, для пользователей с пресбиопией. В таких примерах осуществления, которые описаны ниже в отношении Фиг. 3A-3D, беспроводная связь между правой и левой офтальмологическими линзами может позволить системе офтальмологической линзы обнаруживать конвергенцию.
Несущая вставка 255 может быть полностью герметизирована для защиты и вмещения элементов питания 263, дорожек 266 и электронных компонентов 261, 262, 267. В некоторых вариантах осуществления герметизирующий материал может быть полупроницаемым, например, для предотвращения попадания конкретных веществ, таких как вода, в несущую вставку 255, а также для обеспечения проникновения и выхода конкретных веществ, таких как газы окружающей среды или побочные продукты реакций в элементах питания, из несущей вставки 255.
В некоторых примерах осуществления несущая вставка 255 может быть включена в офтальмологическое устройство 260, которое может содержать полимерный биосовместимый материал. Офтальмологическое устройство 260 может включать в себя конфигурацию из жесткой центральной части и мягкого края, где центральный жесткий оптический элемент содержит несущую вставку 255. В некоторых конкретных вариантах осуществления несущая вставка 255 может иметь прямой контакт с атмосферой и поверхностью роговицы на своей передней и задней поверхностях соответственно, или альтернативно несущая вставка 255 может быть герметизирована в офтальмологическое устройство 260. Периферическая зона 264 офтальмологического устройства 260 может представлять собой материал мягкого края, включая, например, полимеризованную реакционную смесь мономера, такую как гидрогелевый материал.
На Фиг. 3A-3D представлена пара глаз, смотрящих на объект 310 в разных направлениях и с разных расстояний, причем ось 311 дана для задания контрольной точки. Для целей иллюстрации точка за положительной частью оси у оси 311 может считаться расположенной дальше точки на оси 311, а точка перед отрицательной частью оси y может считаться расположенной ближе точки на оси 311.
Как показано на Фиг. 3A, когда объект 310 наблюдают с большого расстояния, оба глаза могут смотреть в одинаковом или в одном направлении с небольшой конвергенцией. Например, при наблюдении объекта 310 с расстояния взгляд правого глаза 305 может пересекать ось 311 в точке 304, а взгляд левого глаза 300 может пересекать ось 311 в точке 301. Как показано на Фиг. 3B, когда объект 310 наблюдают с небольшого расстояния, глаза могут конвергировать, хотя они все еще продолжают смотреть вперед. Например, при продолжении за объект к оси 311 взгляд правого глаза 305 может пересекать ось 311 в точке 322, а взгляд левого глаза 300 может пересекать ось 311 в точке 323.
Как показано на Фиг. 3C, когда объект 310 размещен слева от центра, левый глаз может смотреть вперед, а правый глаз может смещаться для взгляда влево. Например, взгляд левого глаза 300 может пересекать ось 311 в точке 341, а взгляд правого глаза 305 может пересекать ось 311 в точке 342. Как показано на Фиг. 3D, когда объект 310 размещен справа от центра, может возникать ситуация, противоположная показанной на Фиг. 3C. Например, взгляд левого глаза 300 может пересекать ось 311 в точке 363, а взгляд правого глаза 305 может пересекать ось 311 в точке 364.
В некоторых аспектах, таких как представленные на чертежах, взгляд правого глаза 305 может пересекать ось 311 в той же точке 322 при наблюдении близкорасположенного объекта 310 (Фиг. 3B) и при наблюдении объекта 310 слева от центра (Фиг. 3C). Аналогичным образом, как представлено на чертеже, взгляд левого глаза 300 может пересекать ось 311 в той же точке 301 при наблюдении удаленного объекта 310 (Фиг. 3A) и при наблюдении объекта 310 слева от центра (Фиг. 3C). Когда правая офтальмологическая линза 316 не может связаться с левой офтальмологической линзой 315, линзы и внешнее устройство могут не различать изменения взгляда, вызванные изменением расстояния, как представлено на Фиг. 3A и Фиг. 3B, а также изменение направления, как представлено на Фиг. 3C и Фиг. 3D.
На Фиг. 4 и 5 представлены офтальмологические линзы с энергообеспечением 400, 500 с механизмами распознавания положения 405, 505. Системы 405, 505 обнаружения положения зрачка и конвергенции, встроенные в офтальмологические линзы 400, 500, которые расположены на глазах, могут отслеживать положение зрачков, офтальмологических линз 400, 500 или все вместе. Например, система обнаружения может содержать обращенные назад фотодатчики, выполненные с возможностью обзора зрачков, либо акселерометры, выполненные с возможностью отслеживания перемещения глаз.
Как представлено на Фиг. 4, механизм распознавания положения 405 может обнаруживать перемещение глаза позади офтальмологической линзы 400 и/или может обнаруживать положение века перед офтальмологической линзой 400. В некоторых примерах осуществления офтальмологическая линза 400 может содержать массив датчиков 405. Когда офтальмологическая линза 400 может обнаруживать положение века, массив датчиков 405 может содержать один или более фотодатчиков. Такие фотодатчики можно размещать в подходящих местах на офтальмологической линзе 400 для обеспечения достаточного количества мест выборки для надежного определения положения века без блокировки прозрачной оптической зоны. Например, как представлено на чертежах, перпендикулярная линия датчиков может быть расположена за пределами оптической зоны 415.
Когда веко находится в открытом положении, все или большинство фотодатчиков 405 могут быть открыты для получения естественного освещения, что может создавать фототок, обнаруживаемый электронной схемой, включенной в офтальмологическую линзу 400. Изменение положения века может ограничивать воздействие естественного освещения на некоторые или все фотодатчики. Офтальмологическая линза может быть выполнена с возможностью обнаружения положения века на основании изменяющегося уровня фототока.
Устройство обнаружения положения века может позволить офтальмологической линзе и/или внешнему устройству распознавать направленные движения глаз, которые могут содержать последовательности специального моргания или подмигивания. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления обнаружение положения века может быть объединено с обнаружением конвергенции. Такие комбинации позволяют офтальмологической линзе отличать специально выбранное положение века от непроизвольных изменений положения, которые могут быть вызваны, например, сменой фокусировки взгляда между объектами, находящимися на разных расстояниях.
В некоторых примерах осуществления массив фотодатчиков 405 может быть обращен назад, что позволяет офтальмологической линзе 400 отслеживать взгляд. При размещении за пределами зрачка свет, идущий к массиву фотодатчиков 405, может быть заблокирован. Когда глаз изменяет взгляд, часть фотодатчиков 405 может открываться для света, отраженного через зрачок. Соответственно, офтальмологическая линза 400 может содержать стабилизирующие элементы 410, которые могут позволять глазу перемещаться позади стабилизированной офтальмологической линзы 400.
Как представлено на Фиг. 5, системы обнаружения положения зрачка и конвергенции могут содержать несколько компонентов, которые могут образовывать более сложную систему, включая, например, трехосный акселерометр 505, источник питания 510, приемопередатчик 515 и контроллер 520, содержащий схему нормирования сигнала и память. Канал связи между двумя офтальмологическими линзами может позволить системам обнаружения положения и конвергенции зрачков синхронизировать данные по положению зрачков.
В некоторых примерах осуществления офтальмологическая линза 500 может перемещаться с глазом. В таких вариантах осуществления офтальмологическая линза 500 может содержать один или более механизмов распознавания положения, таких как акселерометры 505. В некоторых таких вариантах осуществления акселерометры 505 могут содержать пьезоэлектрические, пьезорезистивные или емкостные компоненты, содержащие, например, пьезокерамику или кристалл. Акселерометры 505 могут содержать микроэлектромеханическую систему (МЭМС). В других вариантах, таких как представленные на Фиг. 4, офтальмологическая линза 400 может быть стабилизирована с помощью стабилизирующих элементов 410, причем глаз может перемещаться позади линзы 400.
На Фиг. 6 представлена система офтальмологической линзы, содержащая офтальмологические линзы 605, 610, выполненные с возможностью обеспечения беспроводной связи с вторичным устройством 620 и третичным устройством 630. В некоторых вариантах осуществления вторичное устройство 620 может быть выполнено с возможностью передачи данных периферийному устройству 650 на основании данных, которые получены или которыми обмениваются между собой система офтальмологической линзы 605, 610, вторичное 620 и/или третичное устройство 630. Например, вторичное устройство 620 может получать от системы офтальмологической линзы 605, 610 данные, указывающие на то, что пользователю может потребоваться срочная медицинская помощь, например, когда у пользователя, страдающего диабетом, обнаружены опасно высокие или низкие уровни глюкозы. В ответ на это вторичное устройство 620 может передать оповещение периферийному устройству 650, содержащему стороннюю компьютерную систему, такую как аварийная система ближайшей больницы или медицинского учреждения, которая может вызвать из больницы машину скорой помощи для пользователя 600. В некоторых вариантах осуществления одно или более устройств из системы офтальмологической линзы 605, 610, вторичного устройства 620 и третичного устройство 630 могут содержать механизм глобальной системы позиционирования, причем передаваемые данные о местоположении пользователя могут включать в себя аварийную информацию.
В качестве альтернативного примера офтальмологические линзы 605, 610 с энергообеспечением могут способствовать выполнению видеотерапии, при которой пользователь 600 может выполнять специальные упражнения для глаз. Упражнения могут усиливать способность мозга пользователя приспосабливаться к повреждению или ошибочным сигналам. В некоторых примерах осуществления при калибровке, такой как описанная применительно к Фиг. 9A-9D, может быть задан набор целевых параметров. Например, офтальмологические линзы 605, 610, вторичное устройство 620 и/или третичное устройство 630 могут быть способны определять момент или факт выхода глаз при перемещении за пределы допустимого диапазона, причем допустимый диапазон может быть задан схемой терапии.
В некоторых примерах осуществления схема терапии может загружаться из периферийного устройства 650, такого как вычислительная система в физиотерапевтическом учреждении. В некоторых таких примерах установленные данные, свидетельствующие об улучшениях у пользователя 600, могут быть собраны в ходе терапевтического лечения и переданы обратно на периферийное устройство 650. На основании результатов сторонняя организация может внести корректировки в схему терапии.
В другом примере осуществления вторичное устройство 620 может выполнить «резервное дублирование» сохраненных данных, передав заданные данные на стороннее устройство хранения данных, например, «облако» в сети Интернет, систему памяти стороннего сервера, или персональный компьютер пользователя.
Система офтальмологической линзы может использовать вторичное устройство 620 или третичное устройство 630 или оба устройства в качестве механизма резервирования памяти, причем система офтальмологической линзы, содержащая линзы 605, 610, может периодически передавать заданные данные на внешние устройства 620, 630. В некоторых вариантах осуществления передача данных может инициировать очистку данных, сохраняемых в системе офтальмологической линзы, содержащей линзы 605, 610, что позволяет использовать меньшую емкость запоминающего устройства.
В другом примере вторичное устройство 620 может быть запрограммировано, причем установленные данные могут передаваться периферийному устройству 650. Например, система офтальмологической линзы, содержащая линзы 605, 610, может отслеживать биомаркеры, которые могут указывать на стадию овуляции или беременность, при этом пользователь может запрограммировать вторичное устройство 620 для оповещения конкретного лица или группы лиц, таких как супруг или группа врачей, о данном событии.
В некоторых примерах осуществления третичное устройство 630 может содержать основной источник питания и/или средство вычислений для системы офтальмологической линзы, содержащей линзы 605, 610. Альтернативно третичное устройство 630 может содержать дополнительное средство вычислений и/или источник питания, причем третичное устройство 630 позволяет улучшать возможности системы офтальмологической линзы, содержащей офтальмологические линзы 605, 610. Например, третичное устройство 630 может быть выполнено с возможностью заряжать источник питания внутри системы офтальмологической линзы, содержащей офтальмологические линзы 605, 610, что позволяет системе офтальмологической линзы, содержащей офтальмологические линзы 605, 610, повышать частоту выборки в течение продленного периода времени. В некоторых таких примерах система офтальмологической линзы, содержащая офтальмологические линзы 605, 610, может функционировать и без третичного устройства 630, но оптимизируется за счет использования третичного устройства 630.
Внешние устройства 620, 630 и офтальмологические линзы 605, 610 могут содержать комплементарные протоколы связи, позволяющие трем устройствам обеспечивать связь беспроводным образом. В некоторых примерах осуществления протокол связи может содержать технологию, которая может зависеть от близости между устройствами, включая, например, инфракрасную связь, что может ограничивать непреднамеренную беспроводную связь с не предназначенными для этого внешними устройствами.
Некоторые альтернативные примеры осуществления могут обеспечивать сопряжение между офтальмологическими линзами и внешним устройством с помощью технологии, как правило, включенной в стандартное внешнее устройство, такой как технология Bluetooth. По сравнению с другими способами беспроводной связи технология Bluetooth может быть относительно широко распространена во внешних устройствах, и для синхронизации может не требоваться дополнительное оборудование.
Альтернативно протокол связи может содержать вариант осуществления с меньшим энергопотреблением, включая, например, технологию ANT или ZigBee. Это может позволить офтальмологической линзе периодически сканировать окружающую среду в поисках передачи события внешнего устройства от внешнего устройства, в то же время ограничивая потерю мощности от такого сканирования. Беспроводной протокол с низким энергопотреблением может по существу продлевать потенциальную длительность работы офтальмологической линзы в состоянии энергообеспечения. Взаимно дополняющие друг друга профили протокола беспроводной передачи данных могут ограничивать получение данных офтальмологической линзой, связывая ее только со строго определенным внешним устройством.
В некоторых примерах осуществления сопряжение может проводиться перед применением. Например, офтальмологическая линза может быть предварительно запрограммирована для взаимодействия с конкретным внешним устройством при помощи приложения, которое может быть загружено на предназначенное для этого внешнее устройство. В других таких вариантах осуществления офтальмологическая линза может включать в себя серийный код подтверждения подлинности или электронную регистрацию происхождения, которые могут быть уникальны для конкретной офтальмологической линзы или упаковки офтальмологической линзы. Уникальный код, идентифицирующий офтальмологическую линзу, может варьироваться в зависимости от способов присвоения серийных кодов, связанных с маркой или линией офтальмологических линз.
Внешнее устройство может быть запрограммировано на распознавание конкретного серийного кода. В некоторых примерах осуществления пользователь может запрограммировать внешнее устройство с помощью технологии захвата путем сканирования или фотографирования штрихкода артикула (SKU) или штрихкода быстрого отклика (QR), которые могут быть связаны с серийным номером для подтверждения подлинности. В некоторых таких аспектах штрихкод SKU или QR может быть размещен на упаковке офтальмологической линзы, например, на индивидуальной блистерной упаковке или на коробке для множества блистерных упаковок, а также на других распространенных типах упаковки. Инициирование сопряжения путем взаимодействия с упаковкой может быть более предпочтительным, чем непосредственное взаимодействие с офтальмологической линзой, как средство снижения загрязнения или повреждения офтальмологической линзы или глаза.
В некоторых примерах осуществления отсканированный код может указывать на идентификационный параметр офтальмологической линзы. Идентификация может обеспечить подключение внешнего устройства конкретно к предназначенной для этого офтальмологической линзе. Например, отсканированный код может включать в себя код подтверждения подлинности, профиль Bluetooth, длину волны инфракрасного диапазона или последовательность инфракрасного сигнала, в зависимости от технологии беспроводной связи.
Перед установлением связи между офтальмологической линзой и внешним устройством два устройства могут обменяться информацией или распознать, например, серийный код подтверждения подлинности или электронную регистрацию происхождения при помощи системы радиочастотной идентификации. В некоторых примерах осуществления событие на внешнем устройстве может инициировать передачу внешним устройством запроса офтальмологической линзе об идентификации или авторизации. Запрос может включать в себя весь код или часть кода авторизации или не включать его совсем. Например, внешнее устройство может передать полный код, и, если код совпадает с серийным кодом офтальмологической линзы, линза может передать ответ, который может включать в себя серийный код или подтверждение правильного серийного кода.
В альтернативном варианте осуществления запрос может включать в себя часть серийного кода, а офтальмологическая линза может ответить с его оставшейся частью. Правильная последовательность может в дальнейшем позволить обеспечить беспроводную связь. В других альтернативных вариантах осуществления запрос может не передавать часть серийного кода, но может вызвать передачу полного кода офтальмологической линзой. Когда внешнее устройство подтверждает правильность серийного кода, беспроводная связь может сохраняться, а если серийный код не совпадает, беспроводная связь может быть прервана.
В некоторых примерах осуществления весь процесс сопряжения может полностью происходить на глазу, причем пользователь или оператор внешнего устройства может разместить внешнее устройство в непосредственной близости к офтальмологической линзе. Используя программное приложение, включая, например, загружаемое приложение для мобильных устройств или стандартное программное обеспечение для беспроводного обмена данными, установленное при производстве, пользователь может запросить у внешнего устройства проверку на наличие беспроводного профиля или протокола офтальмологической линзы. Такое исходное сканирование может обеспечить сопряжение внешнего устройства с офтальмологической линзой, например, при использовании инфракрасной технологии или технологии Bluetooth. Дальнейшая беспроводная связь может осуществляться, если внешнее устройство на основании сопряжения подтвердит принадлежность офтальмологической линзы.
В некоторых примерах осуществления офтальмологические линзы могут обеспечивать связь через одно установленное внешнее устройство. Альтернативно офтальмологические линзы могут быть сопряжены с множеством внешних устройств, причем близость к любому из устройств может обеспечить беспроводную связь между двумя линзами. Например, внешние устройства могут представлять собой настольный компьютер, телевизор, планшет и/или смартфон. Пользователь может синхронизировать офтальмологические линзы со всеми четырьмя внешними устройствами, что может обеспечивать связь между линзами, когда пользователь находится поблизости от устройств или, более конкретно, когда пользователь задействует одно из четырех устройств. Использование множества устройств может обеспечить непрерывную связь без привязки пользователя к одному устройству.
В представленном примере в качестве средства подтверждения принадлежности офтальмологической линзы может использоваться радиочастотная метка (RFID). Верификация через RFID может не требовать, чтобы внешнее устройство находилось на линии прямой видимости офтальмологической линзы. Такие примеры осуществления могут ограничивать беспроводную связь определенным диапазоном, но не обязательно определенным положением. Например, внешнее устройство может размещаться в сумке или кармане, и беспроводная связь может по-прежнему функционировать, если внешнее устройство находится в пределах диапазона.
Система RFID также может позволить выполнить требования к низкому энергопотреблению для обмена идентификаторами в зависимости от типа метки и считывателя. В некоторых примерах осуществления офтальмологическая линза может включать в себя пассивную радиочастотную метку, причем офтальмологическая линза может отвечать на запросы от активного считывателя во внешнем устройстве. Такой вариант осуществления может снижать потребление энергии в офтальмологической линзе. В некоторых таких аспектах запрос может вызвать начало сканирования офтальмологической линзой заданной среды на наличие событий внешнего устройства. Офтальмологическая линза может оставаться неактивной до запроса, а выборка может быть деактивирована по истечении установленного периода времени для экономии энергии, например, если код подтверждения подлинности не может быть подтвержден. В альтернативном варианте осуществления офтальмологическая линза может осуществлять сканирование с разной частотой, которая может варьироваться в зависимости от наличия и требований к взаимодействию с внешним устройством.
На Фиг. 7 представлена система офтальмологической линзы, в которой офтальмологические линзы 725, 730, 755, 765 носит множество пользователей 720, 750, 760. В таких примерах осуществления линзы 725, 730, 755, 765 могут обеспечивать связь через одно и то же вторичное устройство 700 и с данным устройством, но при этом могут использовать или не использовать третичное устройство (не показано). Например, линзы 725, 730 на глазах первого пользователя 720 могут использовать третичное устройство (не показано) для поддержки системы энергопотребления, а линза 755 на глазу второго пользователя 750 может не обеспечивать связь с третичным устройством или обеспечивать связь с отдельным третичным устройством.
В качестве примера система офтальмологической линзы может содержать офтальмологические линзы 725, 730 на глазах первого пользователя 720, одну офтальмологическую линзу 755 на глазу второго пользователя 750 и одну офтальмологическую линзу 765 на глазу третьего пользователя 760. В таких примерах набор линз 725, 730 первого пользователя 720 может передавать данные о взгляде и конвергенции на вторичное устройство 700, а линзы 725, 730 могут также передавать данные о направлении и положении, например, через глобальную систему позиционирования.
Используя данные от двух линз 725, 730 на глазах одного пользователя 720, вторичное устройство 700 может устанавливать расстояние обзора 735 первого пользователя 720 на основании данных о конвергенции и взгляде. Дополнительные данные о положении и направлении взгляда, полученные от второго пользователя 750 и третьего пользователя 760, могут позволить вторичному устройству 700 точнее определять диапазон 740 положений объекта, наблюдаемого тремя пользователями. Диапазон 740 положений, представленный на Фиг. 7, служит только в качестве примера и не должен рассматриваться в качестве полного диапазона, определенного на основании данных о показанных направлениях, полученных от первого пользователя 720, второго пользователя 750 и третьего пользователя 760.
Например, линзы 725, 730, надеваемые первым пользователем 720, могут передавать данные о точном положении (т.е. широту и долготу) первого пользователя 720, точном расстоянии наблюдения 735, а также точном направлении взгляда (т.е. основном направлении), причем линзы 750, 760. Соответственно, в таких примерах осуществления первый пользователь может переносить, надевать или использовать третичной устройство (не показано), способное обеспечивать дополнительную вычислительную мощность и/или энергию. Нагрузки, связанные с вычислениями или питанием, для одиночных линз 755, 765 второго и третьего пользователей 750, 760 могут быть существенно меньше, при этом в таких примерах использование третичного устройства вторым и третьим пользователями 750, 760 может быть необязательным.
В примерах, где пользователь 750, 760 может использовать одну офтальмологическую линзу 755, 765 с энергообеспечением, пользователь может носить или не носить вторую пассивную офтальмологическую линзу. Если пользователю 760 требуется коррекция зрения, вторая линза 770 может обеспечивать оптическую силу для коррекции, при этом линза 765 с энергообеспечением может обеспечивать пассивную коррекцию зрения, например, за счет структуры герметизирующей гидрогелевой части. Однако если пользователю 750 не требуется коррекция зрения, пользователь 750 может не носить вторую линзу.
В таких примерах аспектов вторичное устройство 700 может запрашивать координаты и основное направление взгляда у офтальмологических линз 755, 765, надеваемых вторым 750 и третьим 760 пользователями. На основании относительных положений первого 720, второго 750 и третьего пользователя 760 вторичное устройство 700 может определить треугольную область, в которой может размещаться объект, наблюдаемый тремя пользователями. Передача данных о координатах каждой линзы позволяет вторичному устройству 700 определить, смотрят ли пользователи 720, 750, 760 на один и тот же объект или зону. Например, если линза 755 второго пользователя 750 может быть обращена на запад и может размещаться к западу от линзы 765 третьего пользователя 760, при этом линза 765 третьего пользователя 760 может быть обращена на восток, второй 750 и третий пользователь 760 могут не смотреть на один и тот же объект или зону 740.
В некоторых других примерах осуществления первый пользователь может носить только одну офтальмологическую линзу, при этом каждый пользователь может надевать или носить с собой вторичное устройство, такое как часы. Каждое вторичное устройство может периодически передавать данные о положении и направлении, например, центральному компьютеру. Такой пример осуществления может подходить для игровых или военных операций, когда относительное расположение персонала может быть крайне важным для успеха и последствий операции или тактических действий. Например, размер и положение мишени можно вычислить без какой-либо вербальной реакции или сообщения от участника, что позволяет снизить вероятность ошибки со стороны человека.
На Фиг. 8A-8C представлены наборы глаз 800, наблюдающих за экраном 820 вторичного устройства, причем экран 820 содержит функцию защиты конфиденциальности. В некоторых примерах осуществления внешнее устройство может включать в себя экран 820 с функцией или слоем, обеспечивающим безопасность или защиту конфиденциальности, причем для просмотра содержания экрана 820 может потребоваться фильтр на офтальмологической линзе 810. На Фиг. 8A представлен экран 820 внешнего устройства с функцией защиты конфиденциальности при наблюдении парой глаз 800 без системы офтальмологической линзы с энергообеспечением, при этом глаза показаны с пассивными офтальмологическими линзами 805. Пользователь 800 может не видеть через экран 820, оснащенный функцией защиты конфиденциальности, или пользователь может быть не в состоянии деактивировать функцию защиты конфиденциальности.
На Фиг. 8B представлен пример осуществления системы 810 офтальмологической линзы, выполненной с возможностью наблюдения за экраном 820 внешнего устройства с функцией защиты конфиденциальности. Некоторые примеры осуществления могут содержать одну линзу с энергообеспечением (не показана), причем на втором глазу пользователь может носить пассивную линзу или, когда коррекция зрения не требуется, пользователь может не носить вторую линзу. Когда необходима коррекция зрения, линза с энергообеспечением может обеспечивать статическую оптическую силу для коррекции зрения. В альтернативном варианте осуществления взаимодействие может потребовать получения соответствующей информации от двух линз с энергообеспечением 810, например, когда устройство может отслеживать направление взгляда, конвергенцию или оба данных параметра. В таких примерах осуществления, как представлено на чертежах, пользователю могут потребоваться две офтальмологические линзы 810 с энергообеспечением.
На Фиг. 8C представлен другой пример осуществления системы 810 офтальмологической линзы, выполненной с возможностью наблюдения за экраном 820 внешнего устройства с функцией защиты конфиденциальности. В отличие от варианта осуществления, представленного на Фиг. 8B, в системе 810 офтальмологической линзы, представленной на Фиг. 8C, третичное внешнее устройство 830, такое как часы, используют для деактивации или регулирования экрана 820, позволяя пользователю увидеть изображение на экране. В некоторых примерах осуществления, когда система 810 офтальмологической линзы размещена на паре глаз 800 и в пределах заданного близкого расстояния от третичного устройства 830, частота выборки в третичном устройстве 830 может возрасти, тем самым уменьшая задержку реагирования между вторичным устройством и системой 810 офтальмологической линзы.
В некоторых вариантах осуществления настройки защиты конфиденциальности могут быть статическими, что может потребовать использования только пассивного фильтра в офтальмологической линзе или на ней. В альтернативном варианте осуществления настройки защиты конфиденциальности могут быть регулируемыми, причем фильтр на офтальмологической линзе с энергообеспечением может быть выполнен с возможностью программирования регулируемых настроек безопасности. Регулируемые настройки безопасности могут ограничивать вероятность того, что офтальмологические линзы другого пользователя содержат такой же фильтр. Регулируемые настройки безопасности могут быть запрограммированы пользователем или могут генерироваться случайным образом.
В некоторых примерах осуществления защита конфиденциальности может содержать поляризованный или тонированный экран. Когда защита конфиденциальности содержит поляризованный экран, фильтр может содержать комплементарную поляризацию, причем поляризация фильтра может совпадать с поляризацией экрана. Когда защита конфиденциальности содержит тонирование, фильтр может блокировать поглощение конкретной длины волны, соответствующей оттенку тонирования.
Фильтр в офтальмологической линзе можно активировать при взгляде на устройство с защитой конфиденциальности, что может предотвращать помехи, создаваемые фильтром для зрения пользователя, при взгляде на устройство без защиты конфиденциальности. Такая защита конфиденциальности может быть более удобной, менее очевидной и более надежной, чем обычные способы защиты экрана, такие как съемные фильтры.
На Фиг. 9A-9D представлен пример последовательности стадий калибровки, причем пользователю 900, носящему систему офтальмологической линзы, может быть предложено смотреть парой глаз на объект или точку 925 на экране вторичного устройства 920. Последовательность представлена на виде сверху вниз, причем внешнее устройство 920 показано в параллельном взгляду положении, однако другие углы могут быть осуществимы и должны рассматриваться в качестве входящих в объем настоящего изобретения, описанного в настоящем документе. Если пользователь 900 может носить набор офтальмологических линз 930 с энергообеспечением, внешнее устройство 920 может получать данные о положении от обеих линз 930.
Как показано на Фиг. 9A, когда пользователь 900 видит объект 925 на внешнем устройстве 920 с большого расстояния, оба глаза могут смотреть в одинаковом или в одном направлении с небольшой конвергенцией. Как показано на Фиг. 9B, когда пользователь 900 видит объект 925 на внешнем устройстве 920 с близкого расстояния, глаза могут конвергировать, хотя по-прежнему смотрят вперед. Как показано на Фиг. 9C, когда пользователь 900 видит объект 925 при взгляде на левую часть экрана внешнего устройства 920, левый глаз может смотреть вперед, а правый глаз может смещаться для взгляда влево. Как показано на Фиг. 9D, при взгляде на объект 925 в правой части экрана внешнего устройства 920 может возникнуть ситуация, противоположная показанной на Фиг. 9C.
Соответственно, вторичное устройство 920 может предлагать пользователю 900 смотреть на объект 925 при разных расстояниях и положениях, представленных на Фиг. 9A-9D, причем последовательность предложений формирует профиль калибровки, связанный с пользователем 900. Калибровка позволяет задавать предпочтения и особенности конкретного пользователя. Калибровка может обеспечивать более точное отслеживание линзами перемещения глаза пользователя. Процесс калибровки может предоставить основные данные внешнему устройству, офтальмологической линзе или обоим устройствам. В некоторых аспектах калибровка может программировать офтальмологические линзы 930 на распознавание перемещения линз относительно перемещений глаз.
Калибровка может позволить внешнему устройству различать намеренные и непроизвольные перемещения глаз, например, перемещения, вызванные нистагмом. На стадии калибровки пользователю может быть предложено смотреть на объект на экране внешнего устройства в течение заданного периода времени. На протяжении данного периода времени внешнее устройство может регистрировать или распознавать данные о непроизвольных перемещениях глаз, включая скорость, направление и расстояния от точки исходной фокусировки.
В зависимости от калибровки внешнее устройство может быть способно распознавать и игнорировать данные о непроизвольном перемещении, обрабатывая данные аналогично шуму таким образом, как может быть общепринято в электронных устройствах. У пользователей с тяжелым или вызывающим затруднения нистагмом калибровки может быть недостаточно для различения произвольных и непроизвольных перемещений глаз. В некоторых таких вариантах осуществления для надлежащего преодоления «шума» непроизвольного перемещения глаз могут потребоваться специализированные офтальмологические линзы, дополнительное программное обеспечение во внешнем устройстве или комбинация обоих вариантов. Внешнее устройство может сохранять результаты калибровки и обрабатывать данные о положении, полученные от одной линзы, на основании такой калибровки. Соответственно, данные о положении, передаваемые противоположному глазу, могут быть уже скорректированными, что позволит в некоторой степени ослабить нагрузку на офтальмологические линзы, связанную с вычислениями.
В некоторых примерах осуществления вторичное устройство может быть выполнено с возможностью отслеживания непроизвольных перемещений глаз на основании данных калибровки. Непроизвольные перемещения глаз могут быть связаны с усталостью и определенными эмоциями. Например, когда пользователь утомлен или возбужден, скорость и частота непроизвольных перемещений его глаз могут возрастать, при этом пользователю может быть предложено подтвердить, что он утомлен или возбужден. В таком примере вторичное устройство может формировать профиль в зависимости от времени, причем профиль может связывать конкретные последовательности непроизвольных перемещений с эмоциональными или физическими состояниями пользователя.
В некоторых примерах осуществления калибровка может ограничивать возможность ношения линз на неподходящем глазу. Например, при калибровке может быть установлено, что на правый глаз надета офтальмологическая линза с конкретной строкой идентификации, которая может передаваться с каждыми данными о положении, или она может передаваться для инициации сопряжения. Когда правая линза размещена на левом глазу, данные о положении могут выходить за пределы установленного нормального диапазона, например, когда данные о положении могут свидетельствовать о том, что глаза смотрят в противоположных направлениях. В таких аспектах механизм оповещения может активировать уведомление пользователя, который мог разместить линзу на неподходящем глазу.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИХ ЛИНЗ НА ОСНОВЕ ВСТАВОК
В некоторых примерах осуществления тип линзы может представлять собой линзу, которая включает в себя силиконсодержащий компонент. «Силиконсодержащий компонент» может представлять собой любой компонент, который содержит по меньшей мере одно звено [-Si-O-] в мономере, макромере или форполимере. Полное содержание Si и связанного с ним O в силиконодержащем компоненте предпочтительно составляет более приблизительно 20% вес., более предпочтительно более 30% вес. от полной молекулярной массы силиконсодержащего компонента. Подходящие силиконсодержащие компоненты предпочтительно содержат полимеризуемые функциональные группы, такие как акрилатная, метакрилатная, акриламидная, метакриламидная, виниловая, N-виниллактамовая, N-виниламидная и стириловая функциональные группы.
В некоторых вариантах осуществления край офтальмологической линзы, также иногда называемый герметизирующим вставку слоем, который окружает вставку, может содержать стандартные составы для гидрогелевой линзы. Примеры материалов с характеристиками, которые могут обеспечивать приемлемое сочетание с множеством материалов вставки, могут включать в себя материалы семейства нарафилкона, включая нарафилкон A и нарафилкон B. Альтернативно используют семейство этафилкона; включение этафилкона A может представлять собой пример хорошего выбора материалов. Нижеследующее описание содержит дополнительные технические подробности о природе материалов, соответствующих уровню техники, представленному в настоящего документе; однако может быть очевидно, что любые материалы, способные образовывать приемлемую оболочку или частичную оболочку закрытых и герметизированных вставок, соответствуют настоящему изобретению и входят в его объем.
Подходящие силиконсодержащие компоненты включают в себя соединения формулы I
где
1
R может быть независимо выбран из одновалентных реакционно-способных групп, одновалентных алкильных групп или одновалентных арильных групп, любой из указанных групп, которая может дополнительно содержать функциональную гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбонатную, карбаматную группу, галоген или их комбинации; и одновалентные силоксановые цепи, состоящие из 1-100 повторяющихся звеньев Si-O, которые могут содержать дополнительные функциональные алкил, гидрокси, амино, окса, карбокси, алкилкарбокси, алкокси, амидо, карбаматную группу, галоген или их комбинации;
где b равняется от 0 до 500, что можно понимать так, что когда b может принимать значение, отличное от 0, b может представлять собой распределение, имеющее моду, равную указанному значению;
1
1
причем по меньшей мере один R содержит одновалентную реакционно-способную группу, а в некоторых вариантах осуществления от одного до 3 R содержат одновалентные реакционно-способные группы.
1-6
1-6
2-12
2-12
2-12
2-6
1-6
При использовании в настоящем документе «одновалентные реакционно-способные группы» представляют собой группы, способные вступать в реакции свободнорадикальной и/или катионной полимеризации. Не имеющие ограничительного характера примеры свободнорадикальных реакционно-способных групп включают в себя (мет)акрилаты, стирилы, винилы, виниловые эфиры, Cалкил(мет)акрилаты, (мет)акриламиды, Cалкил(мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, Cалкенилы, Cалкенилфенилы, Cалкенилнафтилы, Cалкенилфенил-Cалкилы, O-винилкарбаматы и O-винилкарбонаты. Не имеющие ограничительного характера примеры катионных реакционно-способных групп включают в себя винилэфирные или эпоксидные группы и их смеси. В одном варианте осуществления свободнорадикальные реакционно-способные группы содержат (мет)акрилат, акрилокси, (мет)акриламид и их смеси.
1
16
6
14
Подходящие одновалентные алкильные и арильные группы включают в себя незамещенные одновалентные C-C-алкильные группы, C-C-арильные группы, такие как замещенные и незамещенные метил, этил, пропил, бутил, 2-гидроксипропил, пропоксипропил, полиэтиленоксипропил, их комбинации и т.п.
1
1
В некоторых примерах осуществления b может равняться нулю, один Rможет представлять собой одновалентную реакционно-способную группу, а по меньшей мере 3 R выбраны из одновалентных алкильных групп, имеющих от одного до 16 атомов углерода, а в другом варианте осуществления - из одновалентных алкильных групп, имеющих от одного до 6 атомов углерода. Не имеющие ограничительного характера примеры силиконсодержащих компонентов в данном варианте осуществления включают в себя 2-метил-, 2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (SiGMA),
2-гидрокси-3-метакрилоксипропилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан,
3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан (TRIS),
3-метакрилоксипропилбис(триметилсилокси)метилсилан и
3-метакрилоксипропилпентаметилдисилоксан.
1
1
1
1
1
В другом примере осуществления b может составлять от 2 до 20, от 3 до 15 или, в некоторых вариантах осуществления, от 3 до 10; по меньшей мере один концевой R представляет собой одновалентную реакционно-способную группу, а остальные R выбраны из одновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 16 атомов углерода, а в другом варианте осуществления - из одновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 6 атомов углерода. В другом примере осуществления b может составлять от 3 до 15, один концевой R содержит одновалентную реакционно-способную группу, другой концевой R содержит одновалентную алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, а остальные R содержат одновалентные алкильные группы, имеющие от 1 до 3 атомов углерода. Характерные, но не имеющие ограничительного характера примеры силиконсодержащих компонентов данного варианта осуществления настоящего изобретения включают в себя (полидиметилсилоксан (МВ 400-1000) с концевой моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)-пропил эфирной группой) (OH-mPDMS), (полидиметилсилоксаны (МВ 800-1000) с концевыми моно-н-бутильными и концевыми монометакрилоксипропильными группами) (mPDMS).
1
1
В другом примере осуществления b может составлять от 5 до 400 или от 10 до 300, оба концевых R содержат одновалентные реакционно-способные группы, а остальные R независимо выбраны из одновалентных алкильных групп, имеющих от 1 до 18 атомов углерода, которые могут иметь эфирные связи между атомами углерода и могут дополнительно содержать галоген.
В одном примере осуществления, когда могут быть желательны силикон-гидрогелевые линзы, линзу настоящего изобретения получают из реакционной смеси, содержащей по меньшей мере приблизительно 20 и предпочтительно от 20 до 70% вес. силиконсодержащих компонентов в расчете на общую массу реакционных компонентов мономера, из которого можно получить полимер.
1
В другом примере осуществления от одного до четырех R содержат винилкарбонат или карбамат формулы
Формула II
,
где Y обозначает O-, S- или NH-;
R обозначает водород или метил; d может представлять собой 1, 2, 3 или 4; а q может представлять собой 0 или 1.
Более конкретно, винилкарбонатные или винилкарбаматные силиконсодержащие мономеры включают в себя 1,3-бис[4-(винилоксикарбонилокси)бут-1-ил]тетраметилдисилоксан; 3-(винилоксикарбонилтио)-пропил-[трис(триметилсилокси)силан]; 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилаллилкарбамат; 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилвинилкарбамат; триметилсилилэтилвинилкарбонат; триметилсилилметилвинилкарбонат, и:
1
1
Если необходимы биомедицинские устройства с модулем упругости менее приблизительно 200, только один R должен представлять собой одновалентную реакционно-способную группу, и не более двух из остальных R должны представлять собой одновалентные силоксановые группы.
Другой класс силиконсодержащих компонентов включает в себя полиуретановые макромеры следующих формул:
Формулы IV-VI
a
1
(*D*A*D*G) *D*D*E;
a
1
E(*D*G*D*A) *D*G*D*E или;
a
1
E(*D*A*D*G) *D*A*D*E,
где:
D обозначает алкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, имеющий от 6 до 30 атомов углерода;
G обозначает алкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, содержащий от 1 до 40 атомов углерода, который может иметь в основной цепи эфирные, тио или аминовые связи;
* обозначает уретановую или уреидо связь;
a
может равняться по меньшей мере 1;
A обозначает двухвалентный полимерный радикал формулы:
Формула VII
11
1
R независимо обозначает алкильную или фторзамещенную алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, которая может содержать простые эфирные связи между атомами углерода; y может равняться по меньшей мере 1; p обозначает массу фрагмента от 400 до 10 000; каждая из групп E и E независимо обозначает способный к полимеризации ненасыщенный органический радикал, представленный формулой:
Формула VIII
,
12
13
15
14
где R может представлять собой водород или метил; R может представлять собой водород, алкильный радикал, имеющий от 1 до 6 атомов углерода, или радикал -CO-Y-R, где Y может представлять собой -O-,Y-S- или -NH-; R может представлять собой двухвалентный радикал, имеющий от 1 до 12 атомов углерода; X обозначает -CO- или -OCO-; Z обозначает -O- или -NH-; Ar обозначает ароматический радикал, имеющий от 6 до 30 атомов углерода; w может равняться от 0 до 6; x может равняться 0 или 1; y может равняться 0 или 1; и z может равняться 0 или 1.
Предпочтительно силиконсодержащий компонент может представлять собой полиуретановый макромер, представленный следующей формулой:
Формула IX
,
16
где R может представлять собой бирадикал диизоцианата после удаления изоцианатной группы, такой как бирадикал изофорондиизоцианата. Другим подходящим силиконсодержащим макромером может быть соединение формулы X (в которой x + y может представлять собой число в диапазоне от 10 до 30), образованное путем реакции фторэфира, полидиметилсилоксана с концевой гидроксигруппой, изофорондиизоцианата и изоцианатоэтилметакрилата.
Формула X
Другие силиконсодержащие компоненты, подходящие для применения в настоящем изобретении, включают в себя макромеры, содержащие полисилоксан, полиалкиленовый эфир, диизоцианат, полифторированные углеводороды, полифторированный эфир и полисахаридные группы; полисилоксаны с полярным фторированным привитым компонентом или боковой группой с атомом водорода, присоединенным к конечному дифторзамещенному атому углерода; гидрофильные силоксанилметакрилаты, содержащие эфиры и силоксаниловые соединения, а также сшиваемые мономеры, содержащие полиэфирные и полиоксанильные группы. Любые из представленных выше полисилоксанов также можно применять в настоящем изобретении в качестве силиконсодержащего компонента.
Хотя показанные и описанные варианты осуществления считаются наиболее практичными и предпочтительными, может быть очевидно, что специалистам в данной области будут понятны возможности отступления от конкретных конфигураций и способов, описанных и показанных в настоящем документе, которые можно применять без отступления от сущности и объема настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничивается отдельными конструкциями, описанными и показанными в настоящем документе, но все его конструкции должны быть согласованы со всеми модификациями, которые могут входить в объем приложенной формулы изобретения.