CN108231181A - 电容感测电路及使用其确定眼睑位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明题为“电容感测电路及使用其确定眼睑位置的方法”。本公开涉及用于电子式眼科装置的传感器系统。在某些实施方案中，所述传感器系统可包括第一电极，所述第一电极配置成被使用者的上眼睑和下眼睑中的一个或多个选择性地覆盖；第二电极，所述第二电极配置成被使用者的上眼睑和下眼睑中的一个或多个选择性地覆盖；以及与所述第一电极和所述第二电极协作地相关联以从其接收电容测量的系统控制器，所述系统控制器配置成基于从所述第一电极和所述第二电极接收的所述电容测量来确定所述上眼睑和所述下眼睑中的一个或多个在空间坐标中的位置。

Description

电容感测电路及使用其确定眼睑位置的方法

背景技术

1.技术领域

本公开涉及电子式眼科装置，诸如包括接触镜片的可佩戴镜片，包括眼内镜片(IOL)的可植入镜片以及包括光学部件的任何其他类型的装置，并且更具体地讲，涉及用于确定个体的眼睑位置以激活并控制电子式眼科装置的传感器以及相关联的硬件和软件。

2.相关领域的讨论

当前，诸如接触镜片和眼内镜片的镜片用于矫正视力缺陷，诸如近视(近视眼)、远视(远视眼)、老花和散光。然而，结合附加部件的适当地设计的镜片可用来提高视力以及矫正视力缺陷。

常规的接触镜片为具有特定形状的聚合物结构，以如上所简述地矫正各种视力问题。为了实现增强的功能，必须将各种电路和部件集成到这些聚合物结构中。例如，控制电路、微处理器、通信装置、功率源、传感器、致动器、发光二极管和微型天线可通过定制的光电部件来集成到接触镜片中，以不仅矫正视力，而且提高视力，以及提供如本文所解释的附加的功能。

电子式和/或动力式接触镜片可被设计成经由放大和缩小能力或者只是修改镜片的屈光力来提供提高的视力。电子式和/或动力式接触镜片可被设计成增强颜色和分辨率、显示纹理信息、将语音实时转变为字幕、提供导航系统的视觉提示，以及提供图像处理和互联网接入。镜片可被设计成允许佩戴者在低光照状况下视物。在镜片上适当设计的电子器件和/或电子器件布置可允许例如在没有可变焦光学镜片的情况下将图像投射到视网膜上，提供新型图像显示器，并且甚至提供唤醒警示。

除此之外或另选地，眼睑位置、眼睛注视和/或瞳孔收敛可用于在某些情况下控制接触镜片的功能。当个体聚焦在近处物体上时(例如当阅读时)，他/她的瞳孔收敛以使两只眼睛的注视定位在相同位置处。这种现象基于系统的几何形状(即由双眼和聚焦区域形成的三角形)以及被带到特定的附近物体的注意力。这种效应用于设计眼镜、立体镜和相关器械，以确保在注视附近的物体时视觉清楚舒适。这种效应还可在临床环境中进行监测，例如通过用照相机观察使用者的瞳孔位置并执行图案识别功能来记录瞳孔的位置。瞳孔收敛也可通过在眼镜镜片中实施的相似照相机和检测系统来检测。然而，此类临床方法可能不适用于非临床环境，诸如日常佩戴。

因此，需要用于检测某些生理机能(诸如眼睑位置、瞳孔收敛和注视方向)并利用这些生理机能来激活和/或控制电子式或动力式眼科镜片的装置和方法。

发明内容

本公开涉及动力式眼科装置，该动力式眼科装置包括电子系统并且执行许多功能，包括致动可变焦光学器件(如果包括的话)。电子系统包括一个或多个电池或其他功率源、功率管理电路、一个或多个传感器、传感器配置、控制算法、包括电容传感器的电路、以及镜片驱动电路。

根据另一个方面，本公开涉及动力式眼科镜片。此类镜片包括接触镜片以及眼睛注视跟踪系统，该眼睛注视跟踪系统结合到接触镜片中，该眼睛注视跟踪系统包括传感器、系统控制器、以及至少一个致动器，该传感器用以确定并跟踪眼睛位置；该系统控制器与传感器协作地相关联，该系统控制器配置成基于来自输出控制信号的传感器的信息在空间坐标中确定并跟踪注视方向；所述至少一个致动器配置成接收输出控制信号并实现预定的功能。

根据又一个方面，本公开涉及用于动力式眼科装置的眼睑位置感测系统。眼睑位置感测系统可包括第一电极，该第一电极配置成被使用者的上眼睑和下眼睑中的一个或多个选择性地覆盖。眼睑位置感测系统可包括第二电极，该第二电极配置成被使用者的上眼睑和下眼睑中的一个或多个选择性地覆盖。眼睑位置感测系统可包括与第一电极和第二电极协作地相关联以从其接收电容测量的系统控制器，该系统控制器配置成基于从第一电极和第二电极接收的电容测量来确定上眼睑和下眼睑中的一个或多个在空间坐标中的位置。

根据又一个方面，本公开涉及动力式眼科装置。动力式眼科装置可包括具有光学区和周边区的镜片。动力式眼科装置可包括结合到接触镜片的周边区中的眼睛注视跟踪系统，该眼睛注视跟踪系统包括电容触摸传感器、系统控制器、以及至少一个致动器，该电容触摸传感器用以至少基于上眼睑和下眼睑中的一个或多个的位置来检测电容；该系统控制器与电容触摸传感器协作地相关联，该系统控制器配置成基于从传感器接收的信息在空间坐标中确定注视方向；所述至少一个致动器配置成接收输出控制信号并实现预定的功能。

眼睛跟踪是确定个体看向何处、注视点中的一个或两个、或者眼睛相对于头部的运动的过程。个体的注视方向由头部的取向和眼睛的取向以及/或者眼睑位置的配置确定。更具体地，个体头部的取向确定注视的总体方向而个体眼睛的取向确定精确注视方向，精确注视方向转而受到头部取向的限制。个体注视何处的信息提供了确定个体注意力的集中的能力并且该信息可用于任何数量的学科和应用中，包括认知科学、心理学、人机交互、市场调研和医学研究。例如，眼睛注视方向可用作向控制器或计算机的直接输入，以控制另一个动作。换句话讲，简单的眼睛运动可用于控制其他装置的动作，包括高度复杂的功能。可以与已在触摸屏和智能手机应用中变得常见的“滑动”类似的方式利用简单的眼睛运动，例如滑动以解锁装置、改变应用、改变页、放大或缩小等。眼睛注视跟踪系统目前用于为那些瘫痪(例如使用眼睛运动来操作计算机)的人恢复通信和功能。眼睛跟踪或注视跟踪还可用于任何数量的商业应用中，例如当个体看电视、浏览网站等时他们所关注的是什么。可对通过该跟踪所收集的数据进行统计分析，以提供特定视觉模式的证据。因此，通过检测眼睛或瞳孔运动所获得的信息的应用范围广泛。存在多种目前可获得的用于跟踪眼睛运动的装置，包括基于视频的眼睛跟踪器、探察线圈以及用于产生眼电图的布置。探察线圈或电感式传感器是测量周围磁场变化的装置。实质上，多个线圈可嵌入到接触镜片类型的装置中，并且线圈中所产生的电流的极性和幅值随眼睛的方向和角位移而变化。眼电图由如下装置产生，该装置用于根据被放置在眼睛的任一侧上的电极之间的电势差来检测眼睛运动和眼睛位置。所有的这些装置都不适于与可佩带的、舒适的电子式眼科透镜或动力式接触透镜一起使用。因此，根据另一个示例性实施方案，本公开涉及动力式接触镜片，该动力式接触镜片包括直接结合到接触镜片中的注视传感器。

附图说明

根据下文附图所示的本公开优选实施方案的更为具体的说明，本公开的上述及其他特征和优点将显而易见。

图1示出了根据本公开的一些实施方案的包括传感器系统的示例性眼科装置。

图2示出根据本公开的一些实施方案的包括传感器系统的示例性眼科装置。

图3是根据本公开的包括电子部件的眼科装置的平面图，该电子部件包括传感器系统和可变光学元件。

图4是根据本公开的一些实施方案的示例性电子插件的图解示意图，该电子插件包括定位在动力式或电子式眼科装置中的组合眨眼检测和通信系统。

图5A是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。

图5B是图5A的示例性电子系统的放大视图。

图6是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。

图7是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。

图8是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。

图9A是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。

图9B是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。

图9C是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。

图10A是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。

图10B是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。

图11A是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。

图11B是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。

图11C是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。

图12A是注视远处物体的个体的眼睛的前透视图图示。

图12B是图12A的眼睛的顶部透视图图示。

图13A是注视近处物体的个体的眼睛的前透视图图示。

图13B是15图13A的眼睛的顶部透视图图示。

图14是根据本公开的两个示例性瞳孔位置和收敛传感器的图解示意图，所述示例性瞳孔位置和收敛传感器具有用于使两只眼睛之间的动作同步的通信信道。

图15A是根据本公开的结合到接触镜片中的示例性瞳孔位置和收敛检测系统的图解示意图。

图15B是图15A的示例性瞳孔位置和收敛检测系统的放大视图。

图16是瞳孔收敛与焦距之间相关性的示例性曲线图的图解示意图。

图17A是注视右侧的个体的眼睛的前透视图图示。

图17B是图17A的眼睛的顶部透视图图示。

图18是根据本公开的与各个二维注视方向相关联的几何形状的图解示意图。

具体实施方式

眼科装置可包括接触镜片。常规的接触镜片为具有特定形状的聚合物结构，以如上所简述地矫正各种视力问题。为了实现增强的功能，可将各种电路和部件集成到这些聚合物结构中。例如，控制电路、微处理器、通信装置、功率源、传感器、致动器、发光二极管和微型天线可通过定制的光电部件来集成到接触镜片中，以不仅矫正视力，而且提高视力，以及提供如本文所解释的附加的功能。电子式和/或动力式接触镜片可被设计成经由放大和缩小能力或者只是修改镜片的屈光力来提供提高的视力。电子式和/或动力式接触镜片可被设计成增强颜色和分辨率、显示纹理信息、将语音实时转变为字幕、提供导航系统的视觉提示，以及提供图像处理和互联网接入。镜片可被设计成允许佩戴者在低光照状况下视物。镜片上适当地设计的电子器件和/或电子器件的布置可允许例如在没有可变焦光学镜片的情况下将图像投射到视网膜上，提供新型图像显示器，并甚至提供唤醒警示。作为另一种选择或者除了这些功能或类似功能中任一种之外，接触镜片可结合用于非入侵地监测佩戴者的生物标记物的部件和健康指示器。例如，通过分析泪膜的组分，内置于镜片中的传感器可允许糖尿病患者监测血糖水平，而不需要抽血。此外，经适当地配置的镜片可结合有用于监测胆固醇、钠和钾水平、以及其他生物标记物的传感器。这与无线数据发送器耦接可允许医师几乎立即得到患者的血液化学性质，而不需要患者浪费时间去实验室并进行抽血。

本公开的电子式接触镜片包括必要元件，以矫正和/或提高具有一种或多种上述视力缺陷的患者的视力，或者以其他方式执行可用的眼科功能。此外，电子式接触镜片可仅仅用来提高正常的视力，或者提供如上所述的多种功能。电子式接触镜片可包括可变焦光学镜片，嵌入到接触镜片中的已组装前光学器件，或者仅简单地嵌入任何合适功能的电子器件而没有镜片。本公开的电子式镜片可结合到任何数目的上述接触镜片中。此外，眼内镜片也可结合本文所述的各种部件和功能。然而，为了容易解释，本公开将集中于用于矫正视力缺陷的单次使用的日抛型电子式接触镜片。

本公开可用于包括电子系统的动力式眼科镜片或动力式接触镜片，该电子系统致动可变焦光学器件或任何其他被配置成实现可被执行的任何数量的诸多功能的一种或多种装置。电子系统包括一个或多个电池或其他功率源、功率管理电路、一个或多个传感器、时钟生成电路、控制算法和电路以及镜片驱动电路。这些部件的复杂度可根据镜片所要求或所期望的功能而变化。

其部件可被嵌入动力式接触镜片中的传感器可检测不同眼睛或眼睑位置的特征。例如，各种信号可包括以下中的一种或多种：当眼睛向上或向下移动时，聚焦近距离时，以及适应环境光照强度的变化，诸如由亮到暗、由暗到亮或任何其他光照条件下。作为示例，电容传感器可被定位成检测使用者的眼睑的位置并由此确定眼睛注视。重要的是要注意，条件的列表是示例性的而非详尽的。在某些实施方案中，眼科装置可包括一个或多个传感器系统，诸如电路。传感器系统可被配置成具有一个或多个电容传感器，该电容传感器配置成检测眼睑的位置。

图1根据本公开的一个示例性实施方案以框图形式示出设置在眼睛的前表面或角膜上的眼科装置100。虽然眼科装置100被示出和描述为设置在眼睛的前表面上，但是应当理解，可以使用其他配置，诸如包括眼内镜片配置的那些配置。在该示例性实施方案中，传感器系统可包括传感器102、传感器电路104、模数转换器106、数字信号处理器108、功率源116、致动器118和系统控制器114中的一个或多个。如图所示，眼科装置100可设置成邻近上眼睑110和下眼睑112，诸如邻近前眼表面或角膜，其中传感器系统的电子电路或电路104可用于实现本公开的感测。传感器102以及其他电路被配置成感测与眼睛和周围区域(诸如眼睑110,112)有关的各种电特性。

在该示例性实施方案中，传感器102可至少部分地嵌入眼科装置100中。传感器102可以是或者包括一个或多个电极，其被配置成在眼睛和/或眼睑的状况改变时感测电容和/或电容的变化。例如，当传感器102所包括的电极的各个部分可接近眼睑110,112时，如图2所示以及下文所述。传感器102可被配置成提供可测量的电容。因此，当上眼睑110和/或下眼睑112的位置相对于传感器102改变时，可测量的电容可改变。因此，可以使用各种电容信号来表示眼睑110,112的位置，其可用作眼睛位置和/或眼睛注视的表示。

传感器电路104或传感器系统可被配置成处理由传感器102接收的信号。作为示例，传感器电路104可被配置成放大信号以便于检测信号水平的小改变。作为另外的示例，传感器电路104可被配置成将信号放大到可供系统的其余部分使用的水平，诸如使信号具有足够的功率以被传感器电路104和/或模数转换器106的各种部件采集。

在该示例性实施方案中，模数转换器106可用于将从放大器输出的模拟信号转换成用于处理的数字信号。例如，模数转换器106可将从传感器电路104输出的模拟信号转换成可供后续或下游电路，诸如数字信号处理系统108或微处理器使用的数字信号。数字信号处理系统或数字信号处理器108可用于数字信号处理，包括过滤、处理、检测和以其他方式操纵/处理取样数据中的一者或多者，以将睫状肌信号与噪音和干扰区分开。用上文所述的睫状肌响应来预编程数字信号处理器108。数字信号处理器108可利用模拟电路、数字电路、软件、和/或优选地它们的组合来实现。

功率源116为构成传感器系统的诸多部件提供电力。电力可由电池、能量采集器或本领域普通技术人员已知的其他合适的装置提供。基本上可利用任何类型的功率源来为系统的所有其他部件提供可靠的电力。系统控制器114可根据来自数字信号处理器108的输入来控制动力式接触镜片的其他方面，例如通过致动器118来改变电子控制的镜片的焦距或屈光力。系统控制器114可以基于各种输入来控制其他功能和操作。

在其他替代示例性实施方案中，系统控制器114可接收来自源的输入，所述源包括接触传感器、眨眼检测器和短表链控制中的一个或多个。一般来讲，对于本领域的技术人员可能显而易见的是，激活和/或控制系统控制器114的方法可能需要使用一种或多种激活方法。例如，电子或动力式接触式透镜可针对个体使用者编程，诸如为镜片编程以识别个体的睫状肌信号(当执行各种动作，例如当聚焦于远处的物体或者聚焦于近处的物体时)和个体的眨眼模式两者。在一些示例性实施方案中，使用多于一种方法(诸如眼睑位置、注视和眨眼检测)来激活电子式接触镜片，可在接触镜片的激活发生之前为每种方法提供相互交叉检查的能力。交叉检查的优点可包括消除误报，诸如使无意间触发镜片而激活的机率最小化。

图2根据本公开的另一个示例性实施方案示出显示在眼睛201的前表面或角膜上的包括传感器系统的眼科装置200。在该示例性实施方案中，传感器系统可类似于图1中所述和所示的部件。传感器202可被设置在眼科装置200上或其中，并且可包括配置成提供可测量电容的一个或多个电极203。因此，在上眼睑210和/或下眼睑212改变位置时，眼睑210,212可能导致传感器202中的电容波动，从而指示眼睑210,212的位置。在眼睑210,212移动到另一个位置时，传感器202处的电容可改变并且指示新的位置。如图2所示，电极203可具有大致曲线形状并且可以围绕眼睛201的大致环形配置进行配置。如图所示，传感器202包括四个电极203；然而，可以使用任何数量的电极。作为示例性示例，电极203可彼此间隔开。如图所示，电极203a被设置在电极203b和电极203d之间，与电极203c相对。电极203b被设置在电极203a和电极203c之间，与电极203d相对。电极203c被设置在电极203b和电极203d之间，与电极203a相对。电极203d被设置在电极203a和电极203c之间，与电极203b相对。可以使用各种配置。作为另外的示例，传感器202可包括两个电极203，诸如配置在眼科装置200的相对四分之一区域中的电极，诸如电极对203a和203c，或电极对203b和203d。即使眼科装置的旋转可相对于眼睑201,212改变，电极203的各种配置可允许检测眼睑210,212的各种位置。

现在参见图3，根据本公开以平面图示出了包括传感器的可佩戴的电子式眼科装置。眼科装置300包括光学区302和周边区304。光学区302可用以提供视力矫正、视力增强、与视力相关的其他功能、机械支撑或甚至空隙中的一种或多种以允许获得清晰视觉。根据本公开，光学区302可包括可变光学元件，该可变光学元件被配置成基于从睫状肌感测到的信号在近距范围和远距范围处提供增强的视力。可变光学元件可包括任何合适的装置，该装置用于基于来自本文所述的感测系统的激活信号来改变镜片的焦距或镜片的屈光力。例如，可变光学元件可如结合到镜片中的一块光学级塑料一样简单，具有使其球面曲率改变的能力。周边区304包括电路306、功率源308、电互连器310、机械支撑以及其他功能元件中的一种或多种。

电路306可包括一种或多种集成电路晶粒、印刷电子电路、电互连器、和/或任何其他合适的装置，包括本文所述的感测电路。功率源308可包括电池、能量收集、和或任何其他合适的能量储存或生成装置中的一种或多种。对技术人员显而易见的是，除了示出的可用于优化区域、体积、功能、工作时间、储存寿命以及其他设计参数的那些，图3仅表示了电子式眼科镜片和其他几何布置的一个示例性实施方案。重要的是要注意，对于任何类型的可变光学学件，最不会失效的是远距视觉。例如，如果将失去电力或者如果电子器件失效，则佩戴者剩下允许远距视觉的光学件。

图4是根据本公开的示例性电子插件的图解示意图，该电子插件包括定位在动力式或电子式眼科装置中的组合眨眼检测和通信系统。如图所示，接触镜片400包括柔软的塑性部分402，该部分包括电子插件404。该插件404包括通过电子器件激活(例如，根据激活聚焦到近处或远处)的镜片406。集成电路408安装于插件404上并连接至电池410、镜片406、以及系统必需的其他部件。集成电路408包括传感器412和相关联的信号路径电路。传感器412可包括任何传感器配置，诸如本文所述的那些配置。传感器412也可以安装于插件404上的单独装置实现并与迹线414连接。

图5A和图5B示出结合到眼科装置502(诸如接触镜片)中的另选示例性检测系统500。图5A示出装置502上的系统500，并且图5B示出系统500的示例性示意图。在该示例性实施方案中，电容触摸传感器504可用于感测邻近眼科装置502的使用者的眼睛的电容。作为示例，电容触摸传感器504可被配置成检测可能受到使用者的上眼睑和下眼睑中的一个或多个的位置影响的电容。因此，感测到的电容可以指示眼睑的位置并且可以表示眼睛的注视或位置。电容触摸传感器504中的一个或多个可被配置为线性传感器600(图6)、分段传感器700(图7)和/或积分传感器800(图8)，其被配置为在传感器区域上对响应进行积分。在图6-图8所示的各种配置中，传感器600,700,800可被配置成感测至少部分由于眼睑610,710,810的位置而引起的电容。除此之外或另选地，传感器504可被配置为具有大致曲线配置的双线单电容传感器900(图9A)和/或双线双电容传感器902(图9B)。除此之外或另选地，传感器504可被配置为具有大致直线配置的双线双电容传感器904(图9C)。除此之外或另选地，传感器504可以大致环形配置进行配置，诸如图2所示。可以配置任意数量的传感器。例如，图10A示出了包括传感器1002的眼科装置1000，该传感器具有以大致环形配置进行配置的八个迹线或电极1003。作为另外的示例，图10B示出包括传感器1012的眼科装置1010，该传感器具有以大致环形配置进行配置的两个迹线或电极1013，其中所述电极1013中的每个电极具有大致曲线形状并且延伸小于眼科装置1010的周长的一半。

返回图5A和图5B，电容触摸传感器504可包括可变电容器，该可变电容器可以物理方式实现，使得电容随着接近或触摸而变化，例如通过实现由电介质覆盖的网格。传感器调节器506产生与电容成比例的输出信号，例如，通过测量包括可变电容器的振荡器的变化，或通过使用固定频率的AC信号感测可变电容器与固定电容器的比率。传感器调节器506的输出可与多路复用器508相结合以减少下游电路。

在某些实施方案中，下游电路可包括系统控制器510，该系统控制器可包括可用于将连续的模拟信号转换为适合于进一步信号处理的取样的数字信号的模数转换器(ADC)。例如，ADC可将模拟信号转换成可供后续或下游电路(诸如数字信号处理系统或微处理器)使用的数字信号，该后续或下游电路可为系统控制器510电路的一部分。数字信号处理系统或数字信号处理器可用于数字信号处理，包括过滤、处理、检测以及以其他方式操纵/处理取样数据中的一者或多者。可使用各种眼睑模式对数字信号处理器进行预编程。作为示例，电容测量或标记的数据存储可被映射到上眼睑和下眼睑的特定位置。因此，当检测到匹配或接近特定标记的电容测量时，可以外推相关联的眼睑位置。数字信号处理器还包括相关联的存储器。数字信号处理器可利用模拟电路、数字电路、软件、和/或优选地它们的组合来实现。

系统控制器510通过多路复用器508接收来自电容传感器调节器506的输入，例如通过按顺序激活每个传感器504并记录值。然后，其可将测量值与预先编程的模式和历史样本进行比较，以确定眼睑的位置。然后，该系统控制器可以激活致动器512中的功能，例如使变焦镜片的焦距变得更近。电容式触摸传感器504可以与先前所述并且参考图2和图6-图10所示的模式相似的物理模式进行布局，但将使用眼睑位置对其进行优化以用于检测电容的变化。传感器504和/或整个电子系统可被封装并与接触镜片盐水环境隔离。在眼睑覆盖传感器504时，可以检测到电容的变化。在眼科装置502移位或旋转时，传感器504的各种配置可促进最佳感测条件。

系统控制器510优选地被预编程以对眼睛上的每个传感器504取样，以检测眼睑位置并向致动器512提供合适的输出信号。系统控制器510还包括相关联的存储器。系统控制器510可将传感器504的最近样本结合到与眼睑打开和眯眼位置相关的预编程模式。当该模式匹配与近适应相关联的眼睑下垂的模式时，例如，顶部眼睑下垂，系统控制器510可触发致动器512以改变与动力式接触镜片相关联的可变倍率光学器件的聚焦状态。在各种电容和焦距情况下记录使用者的眼睑模式可能需要对系统控制器510进行编程，以进行可靠的检测。系统500可能需要区分各种条件下的眼睑位置变化。这种区分可通过适当选择取样频率、放大器增益和其他系统参数、优化传感器在接触镜片中的放置、确定眼睑位置模式、记录电容、将每个传感器504与相邻传感器504和所有传感器504进行比较、以及通过其他技术独特地辨别眼睑位置来实现。作为示例性示例，图11A-图11C示出各种眼睑位置，因为它们可以覆盖传感器1102的迹线或电极1103。在使用者的注视改变时，眼睑位置改变并且可能覆盖传感器1102的不同部分，由此导致从电极1103中的一个或多个获取的电容测量的波动。在取样时间的此类波动和/或离散电容测量可以被映射到特定的眼睑位置。因此，当检测到相同的电容测量或电容波动时，可以确定映射的眼睑位置。除此之外或另选地，眼睛注视可被映射到特定的眼睑位置以允许从电容测量来确定注视。

返回图5A和图5B，功率源514为包括眼睑位置传感器系统500的多个部件提供电力。功率源514也可用于向接触镜片上的其他装置提供电力。电力可由电池、能量采集器或本领域普通技术人员已知的其他合适装置提供。实质上，可利用任何类型的功率源514来为系统的所有其他部件提供可靠的电力。眼睑位置传感器阵列模式经过从模拟到数字的处理后，能够致动系统控制器510或系统控制器510的一部分。此外，系统控制器510可根据来自多路复用器508的输入来控制动力式接触镜片的其他方面，例如通过致动器512来改变电子控制镜片的焦距或屈光力。

在一个示例性实施方案中，在接触镜片的周边区中而非在光学区中制作电子器件和电互连件。根据另选的示例性实施方案，重要的是注意，电子器件的定位不必仅限于接触镜片的周边区。本文所述的所有电子部件均可利用薄膜技术和/或透明材料制成。如果利用这些技术，则电子部件可置于任何适合的位置，只要它们与光学器件兼容即可。数字信号处理区块和系统控制器(图5B中的系统控制器510)的活动取决于可获得的传感器输入、环境和使用者反应。输入、反应和决策阈值可根据以下中的一者或多者来确定：眼科研究、预编程、训练以及自适应性/学习算法。例如，眼睑运动的一般特性可被充分记录于文献中、适用于广泛的使用者人群、以及被预编程到系统控制器中。然而，个体与一般预期响应的偏差可被记录于自适应性/学习算法的训练期间或部分中，所述算法在电子式眼科装置的操作中继续完善响应。在一个示例性实施方案中，使用者可通过在使用者想要聚焦于近处时激活与装置通信的手持式短表链来训练所述装置。装置中的学习算法可接着参考在短表链信号之前与之后所存储的传感器输入，以完善内部决策算法。该训练周期可持续一天，然后装置将仅靠传感器输入来自主地操作，并且不需要短表链。

图11A、图11B和图11C根据本公开的另一个示例性实施方案示出包括传感器系统的眼科装置1100，该传感器系统可被放置成邻近使用者的眼睛或角膜。在该示例性实施方案中，传感器系统可类似于图1中所述和所示的部件。传感器1102可被设置在眼科装置1100上或其中，并且可包括配置成提供可测量电容的一个或多个电极1103a-h。因此，在上眼睑1110和/或下眼睑1112改变位置时，眼睑1110,1112可能导致传感器1102中的电容波动，从而指示眼睑1110,1112的位置。在眼睑1110,1112移动到另一个位置时，传感器1102处的电容可改变并且指示新的位置。如图11A-图11C所示，电极1103可具有大致曲线形状并且可以围绕眼科装置1100的大致环形配置进行配置。如图所示，传感器1102包括八个电极1103a-h；然而，可以使用任何数量的电极。作为示例性示例，电极1103a-h可彼此间隔开。如图所示，电极1103a被设置在电极1103b和电极1103h之间，与电极203e相对。电极1103b被设置在电极1103a和电极1103c之间，与电极1103f相对。电极1103c被设置在电极1103b和电极1103d之间，与电极1103g相对。电极1103d被设置在电极1103c和电极1103e之间，与电极1103h相对。电极1103e被设置在电极1103d和电极1103f之间，与电极1103a相对。电极1103f被设置在电极1103e和电极1103g之间，与电极1103b相对。电极1103g被设置在电极1103f和电极1103h之间，与电极1103c相对。电极1103h被设置在电极1103g和电极1103a之间，与电极1103d相对。可以使用各种配置。作为另外的示例，传感器1102可包括两个电极1103，诸如配置在眼科装置1100的相对四分之一区域中的电极，诸如电极对1103a和1103e，或电极对1103g和1103c。即使眼科装置的旋转可相对于眼睑1101,1112改变，电极1103a-h的各种配置可允许检测眼睑1110,1112的各种位置。

图11A、图11B和图11C示出眼睑1110,1112的各种位置，因为它们可覆盖传感器1102的电极1103。在使用者的注视改变时，眼睑1110,1112的位置改变并且可能覆盖传感器1102的不同部分，由此导致从电极1103中的一个或多个获取的电容测量的波动。

如图11A所示，注视角度可以被视为零度向下注视，其中上眼睑1110覆盖电极1103a和电极1103h，而下眼睑1112不覆盖电极1103a-h中的任何一个。因此，在电极1103a-h中的每个电极处的电容测量可提供代表零度向下注视的电容感测标记。具体地讲，电极1103a和电极1103h可检测指示覆盖的上眼睑1110的电容测量。该信息可例如经由系统控制器114(图1)被存储，并且可以随后被参考。作为示例，当发现随后的电容测量与存储的测量相同或相似时，可以确定眼睑1110,1112的位置。除此之外或另选地，可以确定眼睛注视。作为另外的示例，所存储的测量可表示具有超过预设阈值的感测电容的特定电极1103的激活或去激活。例如，所存储的测量可指示零度向下注视，电极1103a,1103h将被激活，但是其他电极1103b-1103g将被去激活。电容测量可以是绝对的，二元的，实际的并且/或者以各种方式调节的。

如图11B所示，注视角度可以被视为二十五度向下注视，其中上眼睑1110覆盖电极1103a和电极1103h，并且下眼睑1112覆盖电极1103d和电极1103e。因此，在电极1103a-h中的每个电极处的电容测量结果可提供代表二十五度向下注视的电容感测标记。具体地讲，电极1103a和电极1103h可检测指示重叠的上眼睑1110的电容测量。电极1103d和电极1103e可检测指示重叠的下眼睑1112的电容测量。该信息可例如经由系统控制器114(图1)被存储，并且可以随后被参考。作为示例，当发现随后的电容测量与存储的测量相同或相似时，可以确定眼睑1110,1112的位置。除此之外或另选地，可以确定眼睛注视。作为另外的示例，所存储的测量可表示具有超过预设阈值的感测电容的特定电极1103的激活或去激活。例如，所存储的测量可指示零度向下注视，电极1103a,1103d,1103e,1103h将被激活，但是其他电极将被去激活。电容测量可以是绝对的，二元的，实际的并且/或者以各种方式调节的。

如图11C所示，注视角度可以被视为四十五度向下注视，其中上眼睑1110覆盖电极1103a和电极1103h，并且下眼睑1112覆盖电极1103c和电极1103f。因此，在电极1103a-h中的每个电极处的电容测量结果可提供代表四十五度向下注视的电容感测标记。具体地讲，电极1103a和电极1103h可检测指示重叠的上眼睑1110的电容测量。电极1103c和电极1103f可检测指示重叠的下眼睑1112的电容测量。该信息可例如经由系统控制器114(图1)被存储，并且可以随后被参考。作为示例，当发现随后的电容测量与存储的测量相同或相似时，可以确定眼睑1110,1112的位置。除此之外或另选地，可以确定眼睛注视。作为另外的示例，所存储的测量可表示具有超过预设阈值的感测电容的特定电极1103的激活或去激活。例如，所存储的测量可指示零度向下注视，电极1103a,1103c,1103f,1103h将被激活，但是其他电极将被去激活。电容测量可以是绝对的，二元的，实际的并且/或者以各种方式调节的。

图12A和图12B示出需要远处聚焦(例如开车)而不是近处聚焦(例如读书)的注视远处物体的个体的两只眼睛1200的不同视图。图12A示出眼睛1200的前透视图，而图12B示出眼睛1200的顶部透视图。在注视远处物体(未示出)时，瞳孔1202位于中心并且一起跟踪。瞳孔1202与所观察的物体之间的直线1201是平行的，如由均为九十(90)度的角度1204所示。这是因为任何个体的两只眼睛1200之间的距离都远远小于从眼睛1200到所观察的物体的距离。当个体跟踪远处物体的运动时，尽管眼睛1200运动，但是角度1204保持非常接近九十(90)度，同样是由于两只眼睛1200之间的距离远远小于从眼睛1200到所观察的物体的距离。

图13A和图13B示出了与图12A和图12B中所示的那些基本类似的一双眼睛1300，除了在该例子中之外，所观察的物体(未示出)是位于附近或近处而不是远处。当前由于眼睛1300之间的距离相对于从眼睛1300到所观察的物体的距离是可评估的，因此眼睛1300收敛，以将所观察的物体保持在视野内。如图所示，通过夸张，瞳孔1302收敛并且移动得更靠近在一起。在瞳孔与所观察的物体之间绘制的直线1301不再平行，并且角度1304小于九十(90)度。该现象可通过以下方式容易地观察到：首先使受检者在完全伸展他或她的臂的情况下聚焦在距离大致两(2)英尺远的他或她的手指上。随着受检者使他或她的手指靠近，他或她的眼睛将朝向他或她的鼻子收敛，从而变成“斗鸡眼”。

图14示出了一种系统，相对于图12A、图12B、图13A和图13B所述的收缩可通过该系统在一对接触镜片1400之间感测和通信。瞳孔1402被示为收敛，以用于观看近处物体。结合到定位在眼睛1406上的接触镜片1400内的瞳孔位置和收敛检测系统1404跟踪瞳孔1402和/或接触镜片1400的位置，例如通过面向相反方向的光检测器来观察瞳孔1402或者通过加速度计来跟踪眼睛1406的运动且因此跟踪瞳孔1402的运动。瞳孔位置和收敛检测器系统1404可包括若干组件从而形成更复杂的系统，例如三轴加速度计、信号调节电路、控制器、存储器、电源、以及如随后详细描述的收发器。两个接触镜片1400之间的通信信道1401允许瞳孔位置和收敛检测系统1404在瞳孔位置上同步。也可通过外部装置进行通信，例如眼透镜或智能电话。接触透镜1400之间的通信对于检测收敛而言是重要的。例如，在不知道两个瞳孔1402的位置的情况下，只是向左下侧注视就可能被检测成右眼收敛，原因是对于两个动作而言瞳孔1402具有类似的运动。然而，如果检测到右侧瞳孔向下运动至左侧同时检测到左眼的瞳孔向下运动至右侧，则可被理解为收敛。两个接触镜片1400之间的通信可呈绝对位置或相对位置的形式，或者如果眼睛沿期望会聚方向运动，则可只是“疑似收敛”信号。在这种情况下，如果给定的接触镜片检测自身收敛并且从相邻接触镜片接收收敛指示，则可激活阶段中的改变，例如将装配有可变焦或可变倍率光学器件的接触镜片切换至近距状态以支持阅读。如果接触镜片如此装配，则对于确定适应期望(聚焦近处)而言有用的其他信息(例如，眼睑位置和睫状肌活动)也可通过通信信道1401传输。还应当理解，通过信道1401的通信能够包括由每个镜片1406感测、检测、或确定并且用于多种目的(包括视力矫正、视力增强、娱乐、以及创新性)的其他信号。

根据一个示例性实施方案，数字通信系统包括多个元件，当实现时，所述多个元件可呈任何数量的形式。数字通信系统通常包括信息源、源编码器、信道编码器、数字调制器、信道、数字解调器、信道解码器和源解码器。信息源可包括生成另一装置或系统所需的信息和/或数据的任何装置。源可以是模拟的或数字的。如果源为模拟的，则将其输出转换成包含二进制串的数字信号。源编码器实现将来自源的信号高效地转换成二进制数字序列的过程。然后使来自源编码器的信息进入信道编码器，在信道编码器中将冗余引入二进制信息序列。该冗余可在接收器处用于克服在信道上遇到的噪音、干扰等影响。该二进制序列然后进入数字调制器，该数字调制器继而将该序列转换成模拟电子信号，以用于通过信道传输。实质上，数字调制器将二进制序列映射成信号波形或符号。每个符号可表示一个或多个位的数值。数字调制器可调制适合经信道或通过信道传输的高频载波信号的相位、频率或振幅。信道是波形传播所通过的介质，而信道可对波形产生干扰或其他损坏。就无线通信系统而言，信道为大气。数字解调器接收被信道破坏的波形、对其进行处理，并将波形简化成数字序列，这些数字尽可能接近地表示所传输的数据信号。信道解码器通过对信道编码器所利用的代码以及所接收的数据中的冗余的知悉来重建原始信息序列。源解码器通过对编码算法的知悉来对序列解码，其中其输出代表源信息信号。重要的是应注意，上述元件可在硬件中、在软件中或在硬件和软件的组合中实现。此外，通信信道可包括任何类型的通道，包括有线和无线。在无线方式中，信道可针对高频电磁信号、低频电磁信号、可见光信号和红外光信号而配置。

图15A和图15B是用于控制动力式眼科镜片的一个或多个方面的示例性瞳孔位置和收敛检测系统1500的图解示意图。传感器1502检测瞳孔或更一般地检测眼睛的运动和/或位置。传感器1502可以多轴加速度计在接触透镜1501上实现。通过接触透镜1501附连到眼睛并且大体与眼睛一起运动，接触透镜1501上的加速度计可跟踪眼睛运动。传感器1502也可以向后照相机或者检测图像、模式、或对比度的改变以跟踪眼睛运动的传感器实现。另选地，传感器1502可包括神经肌肉传感器，以检测使眼睛在眼窝中运动的神经和/或肌肉活动。有六块肌肉附接到每一个眼球，这向每一只眼睛提供完整的运动范围并且每一块肌肉都具有其独特的动作或多个动作。这六块肌肉由三条颅神经中的一条支配。重要的是应注意，任何合适的装置都可用作传感器1502，并且可利用多于一个的单个传感器1502。由信号处理器1504对传感器1502的输出进行采集、取样和调节。信号处理器1504可包括任何数量的装置以接收来自传感器1502的数据并以合适的格式为系统1500的剩余部件生成输出，所述装置包括放大器、互阻抗放大器、模数转换器、过滤器、数字信号处理器和相关电路。信号处理器1504可利用以下来实现：模拟电路、数字电路、软件、和/或优选地它们的组合。应当理解，信号处理器1504是利用相关领域内已知的方法与传感器1502协同设计的，例如用于采集和调节加速度计的电路与用于肌肉活动传感器或光学瞳孔跟踪器的电路不同。信号处理器1504的输出优选地为经取样的数字流并且可包括绝对位置或相对位置、运动、所检测的与收敛一致的注视、或者其他数据。系统控制器1506从信号处理器1504接收输入并且使用该信息结合其他输入来控制电子式接触镜片1501。例如，系统控制器1506可向致动器1508输出控制接触透镜1501中的可变倍率光学器件的信号。例如，如果接触镜片1501当前处于远处聚焦状态并且传感器1502检测到收敛，则系统控制器1506可命令致动器1508变成近处聚焦状态。系统控制器1506可触发传感器1502和信号处理器1504两者的活动，同时接收它们的输出。收发器1510通过天线1502接收和/或传输通信。该通信可来自相邻的接触镜片、眼镜镜片或其他装置。收发器1510可被配置成与系统控制器1506双向通信。收发器1510可包括收发器中常见的过滤、放大、检测和处理电路。针对电子式或动力式接触镜片对收发器1510的具体细节进行定制，例如，通信可以处于合适的频率、振幅和格式，用于实现眼睛之间的可靠通信、低能耗并符合法规要求。收发器1510和天线1512可在射频(RF)波段中工作，例如2.4GHz，或可使用光进行通信。从收发器1510所接收的信息输入至系统控制器1506，例如指示收敛或发散的来自相邻镜片的信息。系统控制器1506使用来自信号处理器1504和/或收发器1510的输入数据来决定是否需要改变系统状态。系统控制器1506也可将数据传输至收发器1510，该收发器接着经由天线1512通过通信链路传输数据。系统控制器1506可作为现场可编程门阵列上、微控制器中或任何其他合适装置中的状态机实现。用于本文所描述的系统1500和组件的电力由功率源1514供给，功率源1514可包括电池、能量采集器、或本领域的普通技术人员所知的类似装置。功率源1514也可用于向接触镜片1501上的其他装置提供电力。本公开的示例性瞳孔位置和收敛检测系统1500包封的和/或者换句话讲封装的并且与生理盐水接触镜片1501环境隔离。

图16示出收敛1600与焦距状态1602,1604和1606之间的示例性简化相关性，如眼科文献中通常所记录的。当处于远处聚焦状态1602和1606时，如参照图12A和图12B所述的，收敛程度低。当处于近处聚焦状态1604时，如参照图13A和图13B所述的，收敛程度高。可在系统控制器(图15的元件1506)中设定阈值1608，以改变电子式眼科镜片的状态，例如当阈值正通过额外功率聚焦可变光学器件并且当阈值趋于负时不通过额外功率聚焦光学器件。

眼睛跟踪是确定个体看向何处、注视点中的一个或两个、或者眼睛相对于头部的运动的过程。个体的注视方向由头部的取向和眼睛的方向确定。更具体地，个体头部的取向确定注视的总体方向而个体眼睛的取向确定精确注视方向，精确注视方向转而受到头部取向的限制。个体注视何处的信息提供了确定个体注意力的集中的能力并且该信息可用于任何数量的学科和应用中，包括认知科学、心理学、人机交互、市场调研和医学研究。例如，眼睛注视方向可用作向控制器或计算机的直接输入，以控制另一个动作。换句话讲，简单的眼睛运动可用于控制其他装置的动作，包括高度复杂的功能。可以与已在触摸屏和智能手机应用中变得常见的“滑动”类似的方式利用简单的眼睛运动，例如滑动以解锁装置、改变应用、改变页、放大或缩小等。眼睛注视跟踪系统目前用于为那些瘫痪(例如使用眼睛运动来操作计算机)的人恢复通信和功能。眼睛跟踪或注视跟踪还可用于任何数量的商业应用中，例如当个体看电视、浏览网站等时他们所关注的是什么。可对通过该跟踪所收集的数据进行统计分析，以提供特定视觉模式的证据。因此，通过检测眼睛或瞳孔运动所获得的信息的应用范围广泛。再次，还重要的是应注意，除此之外或在替代用途中，所感测的数据可只是被用作收集过程的一部分而非作为触发事件。例如，所感测的数据可被收集、记录和用于治疗疾病。换句话讲，还应当理解，利用此类传感器的装置可能不会以对使用者可见的方式改变状态，相反，该装置可以只是记录数据。例如，此类传感器可用于确定使用者是否在一整天中具有正确的虹膜响应或者是否存在有问题的医疗病症。重要的是应注意，根据本公开的眼睛跟踪可设置成用于总体或精确跟踪监视。存在多种目前可获得的用于跟踪眼睛运动的装置，包括基于视频的眼睛跟踪器、探察线圈以及用于产生眼电图的布置。探察线圈或电感式传感器是测量周围磁场变化的装置。实质上，多个线圈可嵌入到接触镜片类型的装置中，并且线圈中所产生的电流的极性和幅值随眼睛的方向和角位移而变化。眼电图由如下装置产生，该装置用于根据被放置在眼睛的任一侧上的电极之间的电势差来检测眼睛运动和眼睛位置。所有的这些装置都不适于与可佩带的、舒适的电子式眼科透镜或动力式接触透镜一起使用。因此，根据另一个示例性实施方案，本公开涉及动力式接触镜片，该动力式接触镜片包括直接结合到接触镜片中的注视传感器。如所描述的，注视传感器可包括配置成基于电容传感器电极上的上眼睑和下眼睑的覆盖来检测电容的电容。因此，眼睑位置可基于电极的电容测量来确定。作为示例，可对多个电容测量进行取样并将其与已知的眼睑位置相关联。因此，当检测到相同或相似的电容测量时，可以从相关联的位置和取样的电容确定眼睑位置。

图17A和图17B示出了与图12A和图12B中所示的那些25基本上类似的一双眼睛1701，除了在该示例中，所观察的物体(未示出)位于使用者右侧。图17A示出眼睛1701的前透视图，而图17B示出眼睛1701的顶部透视图。右侧位置用于示例性目的，但是应当理解，所观察的物体可随着眼睛注视的相应改变而处于三维空间中的任何可见点处。如图所示，通过夸张，瞳孔1703都面向右侧。在瞳孔1703与所观察的物体之间绘制的直线1705几乎平行，原因是该物体与眼睛1701之间的距离被示为远远大于眼睛1701之间的距离。角度1707小于九十(90度)，而角度1709大于九十(90)度。这些角度与当注视正前方的远处物体时角度为均为九十(90)度或者当注视正前方的近处物体时角度同时小于九十度的前述视图形成对比。如二维所示的，角度可用于确定注视位置，或者更一般地，眼睛运动的样本可用于确定眼睛注视的绝对位置和相对位置以及运动。

图18示出了与各种注视方向相关联的几何系统。图18是顶视图。眼睛1801和1803被示为注视标记为A、B、C、D和E的各个目标。直线将每只眼睛1801和1803连接到每个15目标。除了连接两只眼睛1801和1803的直线外，由连接眼睛1801和1803与给定目标的两条直线中的每一条直线形成三角形。如可从图示中看出，每只眼睛1801和1803中的注视方向之间的角度以及两只眼睛1801和1803之间的直线针对每个目标发生变化。这些角度可通过传感器系统测量、由间接传感器测量值确定，或者仅可为示例性目的而示出。尽管为简单举例说明起见在二维空间中示出，但是应当显而易见的是，注视发生在相应的添加附加轴线的三维空间中。目标A和目标B示出为相对靠近眼睛1801和1803，例如，将通过近处聚焦适应来阅读。目标A位于两只眼睛1801和1803的右侧，因此两只眼睛1801和1803都朝向右。测量在水平轴线(示出为与连接两只眼睛1801和1803的直线共线)与注视方向之间逆时针形成的角度，对于目标A而言两个角度都是锐角。现在参照目标B，眼睛1801和1803收敛在位于两只眼睛1801和1803前方和之间的目标上。因此，此前被限定为相对于水平轴线和注视方向逆时针的角度对于右眼1803而言是钝角并且对于左眼1801而言是锐角。合适的传感器系统将通过针对所考虑的应用的合适的准确性来区分目标A与目标B之间的位置差异。在右眼1803具有与目标B相同的注视方向和角度的特定情况下，目标C示为处于中间距离处。注视方向在目标B与目标C之间发生变化，从而允许注视方向确定系统使用来自两只眼睛1801和1803的输入来确定注视方向。此外，能够示出另一个目标F在三维空间中处于目标B上方的情况。在此类示例中，图18中所示的投射到二维图示中的相对于水平轴的角度将与针对目标B所示的那些相同。然而，与在三维空间中延伸的页面垂直的角度在目标之间将不相等。最后，目标D和目标E作为远处物体示出。这些示例示出了随着所注视的物体变远，眼睛1801和1803在远处点之间的角度差异变小。用于检测注视方向的合适系统将具有足够的准确性，以15区分小的远处物体。

可通过任何数量的合适装置来确定注视方向，例如通过面向相反方向的光检测器来观察瞳孔或者通过加速度计来跟踪眼睛的运动。也可利用神经肌肉传感器。通过监视控制眼睛运动的六块肌肉，可确定精确的注视方向。除了考虑当前和过去传感器输入的位置计算系统，可能需要存储器元件以存储在先位置和/或加速度。此外，图15A和图15B中所示的系统同样适用于本公开的注视和跟踪系统。

该系统优选地被编程为考虑三维空间中的注视几何形状。在验光领域中已知的是，当注视固定物体时，眼睛并不保持完全稳定。相反，眼睛快速地来回运动。用于检测注视位置的合适系统将包括必要的滤波和/或补偿装置，以考虑视力生理学。例如，此类系统可包括低通滤波器或者特别调谐用于使用者天然眼睛行为的算法。

在一个示例性实施方案中，在接触镜片的周边区中而非在光学区中制作电子器件和电互连件。根据另选的示例性实施方案，重要的是注意，电子器件的定位不必仅限于接触镜片的周边区。本文所述的所有电子部件均可利用薄膜技术和/或透明材料制成。如果利用这些技术，则电子部件可置于任何适合的位置，只要它们与光学器件兼容即可。

采集取样信号处理区块和系统控制器(分别为图15B中的1504和1506)的活动取决于可获得的传感器输入、环境和使用者反应。输入、反应和决策阈值可根据以下中的一者或多者来确定：眼科研究、预编程、训练以及自适应性/学习算法。例如，眼睛运动的一般特性可被充分记录于文献中、适用于广泛的使用者人群、以及被预编程到系统控制器中。然而，个体与一般预期响应的偏差可被记录于自适应性/学习算法的训练期间或部分中，所述算法在电子式眼科装置的操作中继续完善响应。在一个示例性实施方案中，使用者可通过在使用者想要聚焦于近处时通过激活与装置通信的手持式短表链来训练所述装置。装置中的学习算法可接着参考在短表链信号之前与之后所存储的传感器输入，以完善内部决策算法。该训练周期可持续一天，然后装置将仅靠传感器输入来自主地操作，并且不需要短表链。眼内镜片或IOL是被植入眼中并替代晶状体的镜片。它可用于患有白内障的个体或者只是用于治疗各种屈光缺陷。IOL通常包括小块塑性镜片，其具有称为触觉体的塑性侧支柱，以将镜片保持在眼中的囊袋内的适当位置。本文所述的电子器件和/或部件中的任一种可以类似于接触镜片的方式结合到IOL中。

尽管所示和所述的内容据信是最为实用和最为优选的实施方案，但显而易见，对所述和所示的具体设计和方法的变更将对于本领域中的技术人员来说提供借鉴，并且在不脱离本公开实质和范围的情况下可使用这些变更。本公开并不局限于所述和所示的具体构造，而是应当构造为与可落入所附权利要求书的范围内的全部修改形式相符。

Claims (25)

1.一种用于动力式眼科装置的眼睑位置感测系统，所述眼睑位置感测系统包括：

第一电极，所述第一电极配置成被使用者的上眼睑和下眼睑中的一个或多个选择性地覆盖；

第二电极，所述第二电极配置成被使用者的上眼睑和下眼睑中的一个或多个选择性地覆盖；以及

与所述第一电极和所述第二电极协作地相关联以从其接收电容测量的系统控制器，所述系统控制器配置成基于从所述第一电极和所述第二电极接收的所述电容测量来确定所述上眼睑和所述下眼睑中的一个或多个在空间坐标中的位置。

2.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述第一电极和所述第二电极间隔开。

3.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述第一电极和所述第二电极设置在所述动力式眼科装置上。

4.根据权利要求3所述的眼睑位置感测系统，其中所述动力式眼科装置包括接触镜片、眼内镜片、覆盖镜片、眼部插入物、或光学插入物，或它们的组合。

5.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述第一电极和第二电极中的一个或多个以大致曲线形状进行配置。

6.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述第一电极和所述第二电极以大致环形形状进行配置。

7.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述第一电极和所述第二电极设置在所述动力式眼科装置的所述使用者的眼睛的瞳孔的相对侧上。

8.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，还包括信号处理器，所述信号处理器配置成从所述传感器接收信号、执行数字信号处理、并且将一个或多个输出到所述系统控制器。

9.根据权利要求8所述的眼睑位置感测系统，其中信号处理器包括相关联的存储器。

10.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，还包括功率源。

11.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述空间坐标是二维的。

12.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述空间坐标是三维的。

13.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，还包括配置成与外部装置无线接口的收发器。

14.一种动力式眼科装置，包括：

镜片，所述镜片包括光学区和周边区；以及

结合到所述接触镜片的所述周边区中的眼睛注视跟踪系统，所述眼睛注视跟踪系统包括电容触摸传感器、系统控制器、以及至少一个致动器，所述电容触摸传感器用以至少基于上眼睑和下眼睑中的一个或多个的位置来检测电容；所述系统控制器与所述电容触摸传感器协作地相关联，所述系统控制器配置成基于从所述传感器接收的信息在空间坐标中确定注视方向；所述至少一个致动器配置成接收输出控制信号并实现预定的功能。

15.根据权利要求14所述的动力式眼科装置，其中所述电容触摸传感器包括多个间隔开的电极。

16.根据权利要求15所述的动力式眼科装置，其中所述多个间隔开的电极以大致曲线形状进行配置。

17.根据权利要求15所述的动力式眼科装置，其中所述多个间隔开的电极以大致环形形状进行配置。

18.根据权利要求15所述的动力式眼科装置，其中所述多个间隔开的电极中的至少两个电极设置在所述动力式眼科装置的使用者的眼睛的瞳孔的相对侧上。

19.根据权利要求14所述的动力式眼科镜片，其中所述眼睛注视跟踪系统还包括信号处理器，所述信号处理器配置成从所述传感器接收信号、执行数字信号处理、并且将一个或多个输出到所述系统控制器。

20.根据权利要求19所述的动力式眼科镜片，其中信号处理器包括相关联的存储器。

21.根据权利要求14所述的动力式眼科镜片，其中所述眼睛注视跟踪系统还包括电源。

22.根据权利要求14所述的动力式眼科镜片，其中所述眼睛注视跟踪系统还包括通信系统，所述通信系统用于与至少第二镜片通信。

23.根据权利要求14所述的动力式眼科镜片，其中所述空间坐标是二维的。

24.根据权利要求14所述的动力式眼科镜片，其中所述空间坐标是三维的。

25.根据权利要求14所述的动力式眼科镜片，其中所述眼睛注视跟踪系统与外部装置无线接口。