[发明专利]利用次级外部装置能够在镜片间进行通信的眼科镜片系统

说明书

背景技术

1.技术领域

本发明涉及与眼科镜片系统相关联的方法、设备和装置，其中镜片可以利用次级电子外部装置彼此进行通信。更具体地，本发明涉及可取决于次级电子外部装置以降低眼科镜片内的功率、通信和处理要求的眼科镜片系统。

2.相关领域的讨论

在传统上，诸如接触镜片、眼内镜片或者泪点塞的眼科装置包括具有矫正、美容或治疗性质的生物相容性装置。例如，接触镜片可提供视力矫正功能、美容增强作用和/或治疗效果中的一种或多种。每种功能可由镜片的物理特性提供。将折射性质结合到镜片中的设计可提供视力矫正功能。结合到镜片中的着色可提供美容增强作用。结合到镜片中的活性剂可提供治疗功能。无需使得镜片进入通电状态，即可实现这些物理特性。

最近，已将有源部件包含在接触镜片中，并且该包含可涉及将通电元件结合到眼科装置内。实现此效果的较复杂部件可能要求通过以下步骤来改善特性：将其包括在插入装置中，然后使该插入装置包括有用于制造现有技术的眼科镜片的标准或类似材料。

使用者的眼科镜片彼此进行通信的能力可扩展可通电眼科镜片系统的可能功能。无线通信可允许一个镜片识别相对镜片的相对位置，这样可更准确地确定使用者可能正在看哪个地方。无线通信还可允许两个镜片彼此交接，例如，以当使用者眨眼或使眼色时触发特定的不同动作。

出于多个原因，使用者身上的两个接触镜片之间可能难以进行通信。每个接触镜片的面积有限并且用于电池和电子部件的体积有限。例如，接触镜片中电池和电子电路可用的体积可小于20mm³，而智能电话中所有部件可用的体积可以是50,000mm³。同样，接触镜片的电池可具有100μA-Hr的容量，而智能电话可具有1400mA-Hr的容量。因此，每个接触镜片在发射器输出功率和接收器灵敏度方面受到限制。

较小距离可通常与降低的发射器和接收器功率要求相关联。尽管接触镜片当在使用者眼睛上时可只是隔开约70mm，但在镜片之间可不是直接视线，所以在不依赖于附近物体的反射的情况下，不可能进行基于直接光的通信。

另外，如果可使用射频(RF)系统，接触镜片中可用的天线区域连同眼睛和身体的介电性质会使通信的效率低下。在接触镜片中，也会难以进行信号、决策输入和数据的复合处理。前述关于面积、体积和电池容量的限制可以约束处理器的大小、速度、计算复杂度和电流消耗。例如，虽然应用实现优选地包括接触镜片中的强大的微控制器或中央处理单元(CPU)，但目前技术水平可不允许这种集成。

一些示例性系统可检测注视的会聚以触发焦距变化，并且在没有外部电子装置的情况下，这两个接触镜片必须得到和传输注视方向，确定会聚，将变化聚焦的需要以信号发送。这会需要镜片之间进行通信，以携带注视方向和聚焦变化信息。另外，这个系统可需要镜片之间的密集时序同步。在跟踪注视方向而非仅仅会聚的系统中，传输和计算的要求会甚至更高。

添加较大的外部电子装置可允许通信和/或处理负担中的一部分被施加于外部电子装置，从而放松对接触镜片的要求。类似的技术用于蜂窝通信，在蜂窝通信中，使用者的电话听筒具有有限的电池电力和有限的大小，进而具有有限的发射器和接收器功率和天线增益。在此示例中，蜂窝基站中的大得多的可用大小和电流允许更高的增益、功率和计算复杂度。

可以预期的是，增强可通电眼科镜片之间的无线通信的一些解决方案可为非通电装置和其它生物医学装置提供新颖方面。因此，在本领域中会需要改进镜片之间的无线通信，并且利用次级外部装置可以针对伴随镜片间通信的一些当前问题提供解决方案。

发明内容

添加诸如智能电话、手表或平板电脑的外部电子装置可以放松对眼科镜片系统的通信要求。如下所述，这种装置可以具有高得多的电池电力和通信能力。因此，与各接触镜片彼此通信相比，各接触镜片会更容易与公共的外部装置通信。因为外部电子装置中可用的面积、体积和电池能力更大，所以可以放松对接触镜片的电学上的要求。

例如，可以在电子装置中采用高灵敏度接收器，从而降低接触镜片发射器中的输出功率要求。电子装置中的这种高灵敏度接收器可以包括低噪声放大器(LNA)、居间增益级、高动态范围和高分辨率模数转换器、复杂的数字信号处理。在一些示例性实施例中，可以在外部电子装置中执行这些功能，而非将复杂的信号处理和微控制器功能整合到接触镜片中。