DE102015000248A1

DE102015000248A1 - Sensor und Sensorsystem für die Erfassung einer Augapfelorientierung sowie eine akkommodierende Kontaktlinse mit einem solchen Sensor oder Sensorsystem

Info

Publication number: DE102015000248A1
Application number: DE102015000248.1A
Authority: DE
Inventors: Christoph Beck; Georg Bretthauer; Jan FLIEDNER; Ulrich Gengenbach; Helmut Guth; Markus Krug; Thomas Martin; Jörg Nagel; Liane KOKER; Ingo Sieber
Original assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Current assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2016-07-14

Abstract

Sensor für die Erfassung einer Augapfelorientierung eines Auges einer Person, umfassend mindestens ein Sensorelement (12) auf dem Augapfel (13) zur kontinuierlichen Erfassung der Position des unteren oder des unteren und oberen Augenlidrands (16, 17) relativ zum Augapfel.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor und Sensorsystem für die Erfassung einer Augapfelorientierung gemäß dem Anspruch 1 bzw. 9 sowie eine akkommodierende Kontaktlinse mit einem solchen Sensor oder Sensorsystem gemäß dem Anspruch 11.
Das menschliche Auge ist ein natürliches optisches System, das Objekte mit Hilfe mehrerer lichtbrechender Grenzflächen scharf auf der Netzhaut (Retina) abbildet. Ändert sich die Gegenstandsweite des betrachteten Objektes, ist es für eine Abbildung mit gleichbleibender Schärfe auf der Netzhaut notwendig, dass sich das Abbildungsverhalten, insbesondere die Brennweite des optischen Systems ändert. Das Vermögen, diese Brennweite jeweils auf eine Objektentfernung anzupassen, ist die Akkommodationsfähigkeit.
Mit zunehmendem Alter verliert das menschliche Auge seine natürliche Akkommodationsfähigkeit. Der Mensch leidet folglich unter Presbyopie (Alterssichtigkeit), wobei sich insbesondere der vom Auge auf natürlichem Weg einstellbare Brennweitenbereich erheblich einschränkt. Er ist auf Sehhilfen, wie z. B. Lesebrillen, Gleitsichtbrillen oder multifokale Kontaktlinsen angewiesen, um insbesondere nahe Objekte außerhalb des genannten einstellbaren Brennweitenbereiches wieder scharf auf der Netzhaut abzubilden.
Mit dem Ziel, eine mangelnde Akkommodationsfähigkeit im natürlichen Auge auszugleichen, sind zudem verschiedene Ansätze für akkommodierende ophthalmische technische Systeme bekannt. Neben einem künstlichen Akkommodationssystem, welches als Implantat komplett wie eine Intraokularlinse in den Kapselsack implantiert wird (vgl. EP 1 919 360 B1 ), werden auch aktiv akkommodierende Systeme als integrale Bestandteile von Kontaktlinsen oder Brillen entwickelt (vgl. z. B. DE 10 2009 021 702 A1 ). Die Anordnung von Kontaktlinsen auf der Kornea des Auges birgt gegenüber im Kapselsack implantierten Systemen veränderte Anforderungen und Möglichkeiten zur Realisierung der Sensoreinheit zur Erfassung des Akkommodationsbedarfs. Mit Hilfe einer Information über den Akkommodationsbedarf kann die aktive Optik auf die vom Patienten benötigte Brennweite eingestellt und verändert werden.
Aus der DE 10 2009 021 702 A1 ist bekannt, dass sich beide Augen beim Fixieren eines Gegenstands mit ihrer Augapfelorientierung auf diesen ausrichten. Die beiden Augapfelorientierungen schließen dabei einen Vergenzwinkel ein. Ist dieser sowie der Abstand der Augen zueinander bekannt, lässt sich die Gegenstandsweite des betrachteten Gegenstands und damit die erforderliche Brennweite des optischen Systems im Auge, d. h. der Akkommodationsbedarf ermitteln. Zur Bestimmung der relativen Augapfelorientierungen bzw. des Vergenzwinkels werden Mittel zur Erfassung der relativen Position eines Positionsgebers zu wenigstens einem weiteren auf einer weiteren Kontaktlinse angeordneten Positionsgeber vorgeschlagen. Die relative Positionsmessung erfolgt dabei z. B. mittels einer kapazitiven oder induktiven Abstandsmessung sowie in Kombination mit einer Brille. Es wird nur eine relative Positionsmessung zwischen zwei Augäpfeln offenbart, nicht aber eine Bestimmung von einem Augapfel relativ zu Augenlidern oder Kopf.
DE 10 2007 008 374 B4 offenbart beispielhaft eine alternative Methode zur Erfassung des Vergenzwinkels mit Magnetfeldsensoren, die relative Verdrehungen zu einem externen Magnetfeld erfassen.
Ferner wird in der DE 10 2009 059 229 A1 ein künstliches Akkommodationssystem beschrieben, bei der die Augapfelorientierungen relativ zu einem Beschleunigungsfeld sensorisch zur Bestimmung des Akkommodationsbedarfs ausgewertet werden.
Alle genannten Ansätze nutzen jedoch externe Einflüsse oder externe Komponenten für die Erfassung einer Augapfelorientierung. Ändern sich diese z. B. aufgrund von Störungen, kann es zu Fehlmessungen und in Folge dessen zu einer Fehlinterpretation des Akkommodationsbedarfs genau dann führen, wenn eine zuverlässige Akkommodation z. B. bei sich ändernden äußeren Einflüssen wünschenswert wäre.
Davon ausgehend liegt die Aufgabe der Erfindung darin, einen verbesserten Sensor oder ein verbessertes Sensorsystem für die Erfassung der Augapfelorientierung mindestens eines Auges einer Person vorzuschlagen, das sich durch eine hohe Zuverlässigkeit auszeichnet und insbesondere die vorgenannten Einschränkungen des Stands der Technik ganz oder weitgehend vermeidet.
Weiterhin liegt die Aufgabe der Erfindung darin, eine akkommodierende Kontaktlinse mit einer verstellbaren Optik mit dem verbesserten Sensor oder ein verbessertes Sensorsystem vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird mit einem Sensor, einem Sensorsystem sowie einer akkommodierenden Kontaktlinse gemäß der Ansprüche 1, 9 und 11 gelöst. Hierauf bezogene Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen wieder.
Die Lösung der Aufgabe basiert auf einem Konzept, das die Position zumindest des unteren Augenlids relativ zum Augapfel heranzieht, um daraus die Augapfelorientierung zu bestimmen und damit ein Stellsignal zur Ansteuerung einer verstellbaren Optik mit variabler Brechkraft abzuleiten. Damit werden die Träger z. B. akkommodierender Kontakt- oder Intraokularlinsen befähigt, die Brechkraft der Linse intuitiv oder bewusst so einzustellen, dass Objekte in variablen Entfernungen jeweils scharf auf der Netzhaut abgebildet werden.
Vertikale Augapfeldrehbewegungen und damit die Bewegungen der Pupille und der Blickrichtung korrelieren bei geöffneten Augenlidern mit Bewegungen des oberen Augenlids. Bei einer vertikalen Änderung der Augapfelorientierung, d. h. der Blickrichtung bewegen sich Augapfel und oberes Augenlid praktisch synchron miteinander, sodass unter konstanten äußeren Bedingungen ein nahezu unveränderter Abstand zwischen dem oberen Augenlid und dem Zentrum der Pupille aufrechterhalten bleibt. Das untere Augenlid hingegen bewegt sich praktisch nicht, d. h. die Bewegung korreliert nicht mit der Augapfelorientierung. Es verharrt in einer Stellung, was dazu führt, dass sich der Abstand zwischen dem Zentrum der Pupille und dem unteren Augenlid bei vertikalen Augenbewegungen ständig verändert. Der Grad, zu welchem die Hornhaut (Kornea) des Auges vom unteren Augenlid bedeckt ist, ist somit ein Indikator für die vertikale Blickrichtung mit Bezug auf den Kopf.
Die Idee der Erfindung besteht darin, die Lage zumindest des unteren Augenlids relativ zu einem sich auf dem Auge befindenden Sensor zu bestimmen. Der Sensor umfasst mindestens ein Sensorelement. In Abhängigkeit der Augapfelorientierung überdeckt das Augenlid mindestens einen Teil der Sensorelemente anteilig und schattet jeweils zumindest einen Teil des Sensorelements entsprechend der Lidposition ab. Vorzugsweise ist der Sensor auf dem Auge in der Weise angeordnet, dass der untere Augenlidrand, vorzugsweise auch der obere Augenlidrand in jeder Lidposition, unabhängig von der Drehung des Sensors um die optische Achse des Auges, mindestens ein Sensorelement überschneidet.
Ist zudem die Position des Sensors relativ zum Auge bekannt, sind folgende Größen als Messsignale erfassbar:

– Position von unterem/oberem Augenlidrand relativ zur Pupille, d. h. zum Augapfel.
– Öffnungsgrad des Augenlids bzw. Abstand zwischen oberem und unterem Augenlidrand (Lidspalte).
– Anteil der abgedeckten Fläche der Kornea gemessen an deren Gesamtfläche.
– horizontale und vertikale Augapfelorientierung relativ zum Kopf (nach Kalibrierung).

Folglich umfasst die Lösung einen Sensor mit mindestens einem Sensorelement auf dem Augapfel zur kontinuierlichen Erfassung der Position zumindest des unteren, optional auch des oberen Augenlidrands relativ zum Augapfel. Das Sensorelement ist vorzugsweise ein Zeilensensorelement mit mindestens einem oder mindestens zwei in Reihe angeordneten Detektoren, das so auf dem Auge angeordnet ist, dass es sich mit mindestens einem Augenlidrand kreuzt. Dabei werden bevorzugt ein Teil der Detektoren vom Augenlid überdeckt, während der verbleibende andere Teil nicht vom Augenlid abgedeckt wird.
Der Sensor befindet sich vorzugsweise auf einem auf der Augapfeloberfläche aufgesetzten Kontaktelement, vorzugsweise einer Kontaktfolie oder einer Kontaktlinse um die Pupille oder die Iris. Um die Pupille und die Iris weist die Kornea des Auges eine vom übrigen Augapfel abweichende Wölbung auf, die für eine Zentrierung des Kontaktelements oder der Kontaktlinse nutzbar ist. Es ist davon auszugehen, dass die Wölbung um die Pupille symmetrisch, d. h. um die Augapfelorientierung (Blickrichtung) achsensymmetrisch ausgebildet ist. Das Kontaktelement oder die Kontaktlinse liegt auf einem Tränenflüssigkeitsfilm schwimmend auf der Kornea auf und lässt damit Verschiebungen relativ zur Kornea grundsätzlich zu. Durch die Symmetrie der Wölbung und eine formschlüssig auf diese Wölbung aufgesetzte Kontaktlinse (mit einem der Wölbung entsprechenden Radiuswert) ist diese jedoch stets bestrebt, eine mittig um die Pupille angeordnete zentrale Lage einzunehmen. Durch den Druck der Augenlider auf das Kontaktelement können trotzdem laterale Verschiebungen vertikal bzw. horizontal entstehen, insofern ist es möglich, dass der Fehler der Kontaktelemente auf einer Kreisscheibe liegt. Neben den translatorischen Positionierfehlern bleibt ein Rotationsfreiheitsgrad des Kontaktelements um die Blickachse. Die mit der lateralen Verschiebung einhergehende Nichtlinearität zwischen erfasstem Lidrand und tatsächlicher Augenrotation kann durch eine entsprechend linearisierende Kalibrierung oder entsprechend parametrisierter Ausgleichsrechnungen kompensiert werden. Der Freiheitsgrad, Rotation um die Blickachse, sollte bevorzugt durch die Geometrie des Sensorsystems erfasst und/oder rechnerisch kompensiert werden. Insofern umfassen bevorzugte Ausführungen auf einer Ringfläche um die Pupille angeordnete Sensorelemente, die auch bei einer Verdrehung des Kontaktelements auf dem Auge mindestens eines der Sensorelemente stets mindestens den zu erfassenden Augenlidrand kreuzt.
Ein Sensorsystem mit einem Sensor der vorgenannten Art umfasst ferner eine Signalverarbeitung zur Erzeugung eines Informationssignals für die Position des unteren oder des unteren und oberen Augenlids. Das Informationssignal ist vorzugsweise das Steuersignal einer verstellbaren Optik und gibt in diesem Fall den Akkommodationsbedarf wieder.
Ein Sensor an einem Auge ermöglicht insbesondere die Erfassung der vertikalen Augapfelorientierung, d. h. der vertikalen Blickrichtung relativ zum Kopf.
Üblicherweise ändert sich der Akkommodationsbedarf bei den meisten Situationen im täglichen Leben mit der vertikalen Ausrichtung der Blickrichtung. Bei einem Blick nach unten wird vorzugsweise, ähnlich wie bei einer Gleitsichtbrille, eine kürzere Brennweite (höhere Brechkraft, vorzugsweise im Nahbereich) eingestellt als bei einem Blick nach oben oder bei ebenem Blick, bei dem vorzugsweise eine längere Brennweite (geringere Brechkraft) entsprechend eines Fernbereichs einstellt wird. Bei Tätigkeiten, die Nahsicht erfordern (z. B. Lesen, Essen, etc.), sind die Augen, d. h. die Augapfelorientierung üblicherweise nach unten gerichtet, während bei Blicken in die Ferne (z. B. Umherschauen, Spazierengehen) die Augen und die Augapfelorientierung eher eben oder nach oben gerichtet sind. Zur Feineinstellung der Brechkraft durch den Träger des Systems ist vorzugsweise die vertikale Augapfelorientierung intuitiv allein durch eine Veränderung der Kopfneigung veränderbar, womit eine Änderung der vom Sensorsystem ermittelten Akkommodation bewirkbar ist.
Durch eine optionale Tiefpassfilterung der Sensorsignale kann vermieden werden, dass sich z. B. durch gewöhnliches Blinzeln eine ungewollte kurzfristige Änderung der Brechkraft einstellen könnte.
Die Ableitung eines Stellsignals kann auch in Abhängigkeit vorzugsweise beider Augenlidränder (z. B. Abstand zwischen oberem und unterem Augenlid), alternativ auch nur des unteren Lidrands erfolgen. Da sich der Abstand zwischen oberem und unterem Augenlid mit der horizontalen Augapfelorientierung ändert, werden hiermit insbesondere Effekte durch horizontale Blickänderungen oder unterschiedliche Umgebungsleuchtdichten erfassbar und kompensierbar. Alternativ ermöglicht eine Erfassung der Lidspalte mit entsprechender Signalverarbeitung unter Kompensation der Umgebungsleuchtdichte auch eine bewusste Adaption der Brechkraft durch den Träger, beispielsweise durch Zusammenkneifen der Augen.
Wird mindestens eines der beiden Augenlidränder eines Auges durch mindestens zwei Sensorelemente eines Sensors simultan erfasst, lassen die Messsignale eine Zuordnung zu einer horizontalen Augapfelausrichtung relativ zum Kopf zu.
Eine weitere beispielhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Person ein definiertes Bewegungsmuster mit den Augen und/oder den Augenlidern ausführt (z. B. Morsezeichen), welches über Informationssignale für die Positionen der unteren oder der unteren und oberen Augenlidränder vom Sensor erkannt und von der Signalverarbeitung verarbeitet wird. Die Signalverarbeitung ordnet diesen Informationssignalen jeweils einen vorab eingestellten Akkommodationsbedarf zu und/oder erzeugt ein Stellsignal für eine verstellbare Optik.
Eine weitere beispielhafte Ausgestaltung des Sensors oder des Sensorsystems sieht eine Signalverarbeitung mit Mitteln für eine Einbindung eines erlernten Systemverhaltens für die Bestimmung des Akkommodationsbedarfs vor. Dabei werden die Informationssignale einzeln oder in laufender Abfolge vom Sensor oder Sensorsystem erfasst und an die Informationsverarbeitung weitergeleitet. Dort werden diese im Rahmen einer Lernphase mit bisherigen gespeicherten Erfahrungswerten und dem dabei ermittelten Akkommodationsbedarf verglichen und zugeordnet sowie optional nach einer Verifikation als neue Erfahrungswerte ergänzt. Beispielsweise lassen sich insbesondere intuitive oder auch bewusste Bewegungen wie ein Blinzeln im Kontext mit vorangegangenen und/oder nachfolgenden Informationssignalen vergleichen und werten. Die Signalverarbeitung erfasst und erlernt insbesondere die Zusammenhänge zwischen Lidposition und gewünschter Brechkraft, um diese als Erfahrungswerte im anschließenden Betrieb des Sensors oder des Sensorsystems wieder abzurufen und den erforderlichen Akkommodationsbedarf zu bestimmen. Hierzu eignen sich z. B. Lookup-Tabellen, künstliche neuronale Netzwerke oder Fuzzy-Logik.
Vorzugsweise umfasst die Lösung ein Sensorsystem, umfassend zwei dieser Sensoren für die Erfassung der Augapfelorientierungen beider Augen einer Person (binokulares Sensorsystem). Für die Bestimmung des Vergenzwinkels, den die Fixationslinien beider Augen am beobachteten Objekt einschließen, sind die Augapfelorientierungen beider Augen relativ zueinander zu erfassen. Dabei werden insbesondere die horizontalen Augapfelorientierungen beider Augen durch die Sensoren erfasst. Hierzu sind Datenübertragungsmittel zwischen den Sensoren sowie eine gemeinsame Signalverarbeitung für beide Sensoren zur Auswertung eines Informationssignals und Erzeugung eines Stellsignals entsprechend der Positionen der unteren oder der unteren und oberen Augenlidränder erforderlich. Die Signalverarbeitung umfasst hierzu einen Algorithmus zur Bestimmung eines Vergenzwinkels zwischen den beiden Augapfelorientierungen. Dieser Algorithmus umfasst vorzugsweise einen Unteralgorithmus zur Einstellung von Bezugsgrößen (Kalibrierung), z. B. über eine Augenlidbewegungsfolge ausgelöste Messung bei Fernsicht (entsprechend Vergenzwinkel = 0°) z. B. bei unterschiedlichen Blickrichtungen.
Der Liddetektor (Sensor) umfasst mindestens ein Sensorelement, vorzugsweise mehrere Sensorelemente, vorzugsweise Zeilensensorelemente mit jeweils mindestens einem Detektor, vorzugsweise zweier Detektoren. Vorzugsweise weist das mindestens eine Zeilensensorelement optische, kapazitive, resistive, akustische oder taktile Detektoren auf.
Ausgestaltungen sehen auch ein Sensorelement mit nur einem vorzugsweise kapazitiven, resistiven oder optischen Detektor vor, wobei sich der Detektor über das gesamte Sensorelement erstreckt. Ist das Sensorelement ein Zeilensensorelement, ist der genannte Detektor bei dieser Ausgestaltung ein länglicher, d. h. zeilenförmiger Detektor. Der Detektor wird hierbei von dem Augenlid entsprechend der Lidstellung mehr oder weniger teilweise überdeckt, wobei ein linearer Zusammenhang zwischen Lidstellung und Teilüberdeckung und damit dem Sensorsignal besteht. Es wird zudem vorgeschlagen, einen zusätzlichen zweiten Sensor zur Erfassung eines Referenzsignals vorzusehen, der während der Erfassung von keinem Augenlid auch nur teilweise abgedeckt ist und eine quantitative Einordnung des vorgenannten von der Lidstellung abhängigen Sensorsignals ermöglicht.
Optische Detektoren (photoempfindliche Zellen wie z. B. Photodioden) weisen vom Auge weg und werden je nach Stellung des Augenlids von diesem abgedeckt oder freigehalten. Das Augenlid absorbiert den Großteil des für den Menschen sichtbaren Frequenzspektrums (Wellenlängen ca. 3,8 × 10^–7 m bis 7,8 × 10^–7 m). Strahlungsanteile im unmittelbar anschließenden Infrarotbereich (Wellenlängen ca. 7,8 × 10^–7 m bis 10^–3 m) treten dennoch durch das geschlossene Lid ins Auge ein. Die eingesetzten optischen Detektoren sind deswegen vorzugsweise nicht für die Wellenlängen sensitiv, die vom Augenlid weitestgehend durchgelassen werden. Alternativ kann der von den Sensoren bedeckte Bereich der Kontaktlinse mit einem Filter versehen sein, um unerwünschte Wellenlängen herauszufiltern. Die Erfassung der Augenliderstreckung über ein Zeilensensorelement ist bei ausreichenden Lichtverhältnissen eindeutig. Ohne externe Lichtquelle (z. B. bei Dunkelheit) ist eine zuverlässige Erfassung problematisch. Zugleich ist bei Dunkelheit eine Akkommodation nicht zwingend erforderlich, da die bei Dunkelheit aktiven Rezeptoren (Stäbchen) eine wesentlich niedrigere Dichte auf der Retina aufweisen als die beim photopischen Sehen aktiven Zapfen und der Mensch daher eine Unschärfe durch fehlende Akkommodation nicht mehr wahrnehmen kann. Die laterale Auflösung des Zeilensensorelements, d. h. der erfassbaren Position des Augenlidrands bestimmt sich überwiegend aus der Anzahl und Abstand der in Reihe angeordneten Detektoren, des Gitterabstands eines Sensorarrays oder bei nur einem Detektor insbesondere aus der Detektorempfindlichkeit.
Optische Detektoren sind zudem als photovoltaische Zellen für die Energieversorgung des Sensors, des Sensorsystems sowie einer akkommodierenden Kontaktlinse nutzbar.
Eine Ausgestaltung der optischen Detektoren sieht einen Einsatz von strahlungsemittierenden Zellen vor. Dadurch wird eine Detektion des Augenlids durch Reflexionsmessungen möglich. Dabei ist eine von den Augenlidrändern zurückgestreute Lichtleistung wie auch durch ein auf Phasenkorrelation basierendes Laufzeitverfahren, das die Entfernung zum Augenlid erfassbar macht, denkbar. Im Rahmen einer Ausgestaltung wird ferner vorgeschlagen, über einen dem Auge zugewandten Sensor das von der Iris zurückgestreute Licht zu messen und damit die Position des Kontaktelements auf dem Auge zu rekonstruieren.
Für sehr präzise Messungen, die zur Bestimmung des Vergenzwinkels (binokulares Verfahren) notwendig sind, sind optional zuvor beschriebene Phasenkorrelation basierende Signallaufzeitverfahren zwischen Sensorelement und Augenlidrand denkbar. Vorzugsweise wird hierbei der mit einer Änderung des Vergenzwinkels einhergehende horizontale Abstand zwischen Sensorelement und Augenwinkel erfasst.
Kapazitive Detektoren weisen jeweils mindestens zwei bevorzugt frei liegende oder mit einem Dielektrikum abgedeckte Elektroden auf, die vom Augapfel weg orientiert sind. Sie bilden mit einem zwischen den Elektroden angeordneten Dielektrikum eine Kapazität, deren Feld sich vorzugsweise aus dem System heraus in Richtung Lidkanten ausbildet. Das Sensorsignal entsteht durch eine partielle oder vollständige Überdeckung des Feldbereichs durch Luft, Tränenflüssigkeit oder Lidgewebe. Damit wird das Dielektrikum maßgeblich durch die unmittelbar angrenzende Augapfelumgebung gebildet oder durch dieses beeinflusst, d. h. je nach Lidstellung überwiegen das Augenlid oder die Umgebungsatmosphäre. Das Augenlid besteht insbesondere aus Muskeln, Bindegewebe und Haut. Diese Gewebetypen weisen eine von Luft oder Tränenflüssigkeit verschiedene Permittivität auf, wodurch die Augenlidränder detektierbar sind.
Resistive oder galvanische Detektoren weisen wie die vorgenannten kapazitiven Detektoren jeweils mindestens zwei bevorzugt frei liegende Elektroden auf, die vom Augapfel weg orientiert sind. Mittels einer Widerstandsmessung lassen sich die Widerstände und Leitwerte der Stoffe zwischen den Elektroden erfassen und somit analog zum kapazitiven Messverfahren der Augenlidrand detektieren.
Alternative Ausgestaltungen der Sensoren sehen ferner taktile/mechanische oder Ultraschallbasierte Detektoren oder auch Temperaturdetektoren vor.
Taktile/mechanische Detektoren erfassen lokal den vom Augenlid auf das Auge ausgeübten axialen Druck oder die Scherkräfte zwischen Lid und Augapfel, beispielsweise über federnd nachgiebige Druckaufnehmer.
Ultraschallbasierte Verfahren sind in der Augenheilkunde etablierte Verfahren, z. B. zur Vermessung der Augengeometrie (Augensonografie) und als bildgebendes Verfahren zur Erkennung von krankhaften Veränderungen im Auge bekannt. An jeder Grenzfläche mit einer Änderung der Schallgeschwindigkeit wird ein Teil der Schallwelle reflektiert. Gemessen werden Signallaufzeit, Amplitude oder Phasenverschiebung des vom Gewebe (Lid, Augenwinkel, Nase) reflektierten Signals. Vorzugsweise sind die hierfür erforderlichen Ultraschallwandler im Kontaktelement wie vorzugsweise einer Kontaktlinse integrierbar, um von dort aus die Position des oberen und unteren Lids zu messen sowie horizontal die Stellung des Augapfels zu Fixpunkten wie vorzugsweise der Nase oder den Augenwinkeln zu messen. Die Ultraschallsignale werden je nach Ausführung über den Tränenfilm oder über die Hornhaut eingekoppelt. Zur Vermeidung einer gegenseitigen Beeinflussung von mehreren Ultraschallwandlern auf einem Augapfel wird vorgeschlagen, diese sequenziell zu betreiben.
Temperaturdetektoren erfassen einen Temperaturunterschied zwischen der Umgebungstemperatur (bei offenen Augenlidern) und der Temperatur auf dem Augapfel unter einem Lid (Abtransport von Wärmeenergie vom Auge über die Kornea durch das Lid wird behindert).
Messverfahren auf der Basis von induktiven oder magnetischen Detektoren eignen sich dagegen nur bedingt für die Lösung der Aufgabe. Da sich die Permeabilität von Körpergewebe nicht wesentlich von der von Luft oder Wasser unterscheidet, ist ein induktives Messverfahren nur dann möglich, wenn zusätzlich ferromagnetische Materialen zum Einsatz kommen. Dabei werden die Detektoren z. B. auf dem Augapfel und die ferromagnetischen Materialen auf dem Lid oder umgekehrt angeordnet. Vorzugsweise werden die ferromagnetischen Materialen auf das Augenlid aufgebracht oder ins Augenlid implantiert, wobei diese zusätzlich biokompatibel und möglichst auch unscheinbar sein sollten. Erfassbar sind die relativen Bewegungen zwischen Detektor und Augenlid, d. h. die durch die Lidbewegungen hervorgerufenen Änderungen des magnetischen Flusses.
Die Zeilensensorelemente oder zumindest ein Teil dieser sind vorzugsweise radial zur Pupille angeordnet. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Erfassung der Lidränder relativ zur Pupille und damit zur Augapfelorientierung und der Blickrichtung.
Die Zeilensensorelemente sind dabei bevorzugt auf einer Ringfläche oder Teilen dieser um die Iris angeordnet, vorzugsweise auf einem eingangs beschriebenen Kontaktelement. Das Kontaktelement, vorzugsweise eine akkommodierende Kontaktlinse schwimmt auf der Tränenflüssigkeit auf dem Augapfel und zentriert sich dabei selbstständig konzentrisch zur Pupille (d. h. der optischen Achse), lässt aber Drehbewegungen um die optische Achse zu. Weiter bevorzugt kreuzt der zu erfassende Augenlidrand an mindestens zwei Stellen mindestens ein Zeilensensorelement. Sind die Zeilensensorelemente dabei radial zur Pupille ausgerichtet, aber auf einer Ringfläche oder Teilen dieser um die Iris und damit um die Pupille angeordnet, lassen sich die Lidränder in vorteilhafter Weise auch nach unbeabsichtigten Drehbewegungen zuverlässig erfassen.
Die Lösung vorgenannter Aufgabe umfasst ferner eine akkommodierende Kontaktlinse mit einer verstellbaren Optik mit einem der vorgenannten Sensoren oder Sensorsysteme. Dabei ist der Signalverarbeitung eine Steuereinheit für die Generierung eines Stellsignals für die verstellbare Optik nachgeschaltet.
In Kombination mit einer Flüssigkristalllinse auf dem Kontaktelement als adaptives optisches Element vorzugsweise in der vorgenannten akkommodierenden Kontaktlinse ist es außerdem denkbar, dass die Elektroden der Flüssigkristalllinse gleichzeitig auch als kapazitive Elemente für die Messung verwendet werden. Dies ist bspw. durch einen hochfrequenten Zeitmultiplex- oder Parallelbetrieb der Flüssigkristalllinse (Elektroden der Flüssigkristalllinse werden bevorzugt abwechselnd zur Polarisation der Flüssigkristalle und zur kapazitiven Messung genutzt) realisierbar. Möglich wird die Kombination durch die hohe Trägheit der Flüssigkristalle, die bei kurzen hochfrequenten Signalen ohne Gleichanteil ihre Ausrichtung beibehalten.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsformen und Ausgestaltungen mit den folgenden Figuren erläutert. Es zeigen
1 ein Blockschaltbild zur Ableitung eines Stellsignals aus Informationen über die Position des Augenlids relativ zu der Pupille,
2 eine prinzipielle Darstellung der Augapfelpositionen mit Blickrichtungen sowie des Vergenzwinkels,
3a bis h beispielhafte Ausgestaltungen von Sensoren mit Zeilensensorelementen auf einem Augapfel,
4a bis c beispielhafte Ausgestaltungen von Sensoren mit weiteren Sensorelementen auf einem Augapfel sowie
5 eine beispielhafte Ausgestaltung eines Sensors mit Ultraschallwandler oder Einkopplung von Licht in die Kornea bzw. die Tränenflüssigkeit als Sensorelemente auf einem Augapfel.
1 zeigt ein Blockschaltbild zur Ableitung eines Stellsignals 1 für eine Optik mit variabler Brechkraft 2 wie z. B. eine akkommodierende Linse eines Kontaktlinsensystems oder ein Intraokularlinsensystem aus Informationen 3 über die Position des Augenlids relativ zu der Pupille bzw. zum Augapfel. Eine Steuereinheit 4 verarbeitet dabei die vom Sensor 5 (Liddetektor) erfassten Informationen in vorgenannter Weise.
2 offenbart die geometrischen Zusammenhänge zwischen den Positionen von zwei Augäpfeln 6 und 7, die jeweils mit Ihren Blickrichtungen 8 und 9 (Augapfelorientierungen) einen Gegenstand 10 fixieren. Der Winkel zwischen den beiden Blickrichtungen ausgehend vom Gegenstand bildet als Kreuzungswinkel zwischen den beiden Blickrichtungen den Vergenzwinkel 11. Da ein Mensch beim Anblick eines Gegenstandes nicht nur bestrebt ist, diesen mit seinen Augen optisch scharf einzustellen, sondern auch beide Augen auf dieselben Punkte auf dem Gegenstand zugleich auszurichten, korreliert der Vergenzwinkel mit der Entfernung zwischen Auge und Gegenstand.
Der Liddetektor (Sensor) umfasst mindestens ein Sensorelement, vorzugsweise mehrere Zeilensensorelemente 12 (vgl. 3b bis h) oder die vorgenannten Sensorelemente gemäß 4a bis c, die auf verschiedene Art und Weise angeordnet sein können. Mögliche Anordnungen sind im Folgenden beschrieben, wobei prinzipiell ein beliebiges Sensorprinzip oder eine Kombination aus mehreren Sensorprinzipien möglich ist. Sensorzellen, die den Bereich des optischen Strahlengangs des Auges bedecken (vgl. beispielhaft 4c), sind vorzugsweise transparent auszuführen bzw. besitzen geometrische Ausprägungen, sodass dadurch keine sichtstörenden Effekte entstehen. Dies wird beispielsweise dadurch realisiert, dass die Sensorkomponenten kleiner als 1 mm, vorzugsweise kleiner 500 μm sind. Da die Sensoren auf dem Augapfel angeordnet sind und damit im Unschärfebereich des optisch abbildenden Systems liegen, ist es ausreichend, die Sensoren im Bereich der Pupille geometrisch so zu gestalten oder anzuordnen, dass der durch sie hervorgerufene Abbildungsfehler für den Systemträger nicht wahrnehmbar ist.
3a bis h zeigen beispielhafte Anordnungen von Zeilensensorelementen 12 auf einem Augapfel 13 im Bereich der Iris 14 um die Pupille 15 in prinzipieller Ansicht. In allen 3a bis h sind mögliche Positionen des oberen Augenlids 16 sowie des unteren Augenlids 17 bei horizontaler Blickrichtung einer stehenden oder aufrecht sitzenden Person (d. h. etwa orthogonal zur dabei vertikal ausgerichteten Kopfachse) wiedergegeben. 3a gibt zudem eine weitere Position des unteren Augenlids 18 bei einer nach unten gerichteten Blickrichtung, wobei das untere Lid einen Teil der Iris überdeckt. Die Zeilensensorelemente 12 sind jeweils wie vorgenannt beispielhaft als eine serielle Anordnung von Detektoren 19 aufgebaut, von denen je nach Blickrichtung und Lidstellung ein erster Anteil 20 von dem Lid bedeckt und ein zweiter Anteil 21 vom Lid nicht bedeckt ist. Alle in 3a bis h dargestellten Zeilensensorelemente zeigen Ausgestaltungen, die die Pupille oder Teile dieser nicht kreuzen oder auf eine andere Weise überdecken. Nicht dargestellte Ausgestaltungen, bei denen mindestens ein Zeilensensorelement die Pupille kreuzt oder auf eine andere Weise überdeckt, sind jedoch durch die Erfindung mit einbezogen.
Es zeigt sich, dass die Position des oberen Augenlids 16 relativ zur Iris und der Pupille bei einem geöffneten Auge bei vertikalen Augapfeldrehbewegungen nahezu unverändert ist. Dagegen ändert sich die Position des unteren Augenlids 17, 18 relativ zur Iris und der Pupille bei einem geöffneten Auge bei vertikalen Augapfeldrehbewegungen mit der Blickrichtung (vgl. 3a).
3b zeigt einen Sensor mit zwei vertikal in einer Flucht und beidseitig der Pupille 15 angeordneten Zeilensensorelementen 12 für die Erfassung des oberen und unteren Lidrands 16 bzw. 17, 18. 3c zeigt diese Ausführung mit zusätzlich zwei horizontal in einer Flucht und beidseitig der Pupille 15 angeordneten Zeilensensorelementen 12 zur Erfassung horizontaler Augenbewegungen bzw. der Kompensation von Drehungen um die Blickachse.
3d und e zeigen einen Sensor mit beispielhaft vier Zeilensensorelementen in diagonaler Anordnung, wobei jeweils zwei Zeilensensorelemente 12 die in jeweils einer Flucht beidseitig der Pupille 15 angeordnet sind. Die Fluchten kreuzen sich im Bereich der Pupille im Winkel vorzugsweise von 60 bis 120°, weiter bevorzugt von 90°. Beide Figuren geben eine Anordnung in zuvor beschriebener horizontaler Blickrichtung wieder. Während 3d eine Blickrichtung in eine horizontal und vertikal mittlere Blickrichtung wiedergibt, repräsentiert 3e dieselbe Sensoranordnung, wobei die Person horizontal nach rechts sieht und der Bereich der Iris 14 mit den Zeilensensorelementen teilweise seitlich unter die Augenlider 16, 17 verschoben ist. Dabei werden die jeweils oben und unten angeordneten Zeilensensorelemente durch das jeweilige Lid unterschiedlich überdeckt, d. h. sie weisen gegenüber der vorgenannten mittleren Blickrichtung jeweils voneinander abweichende Anteile 20 und 21 auf.
3f zeigt eine dreistrahlige Anordnung der Zeilensensorelemente 12 auf der Iris 14 um die Pupille 15 im Sensor. Wie in 3d und e dargestellt, eignen sich die beiden oberen Zeilensensorelemente insbesondere auch für die quantitative Erfassung der horizontalen Blickrichtung und ermöglichen damit grundsätzlich eine Bestimmung des Vergenzwinkels. Das nach unten gerichtete Zeilensensorelement dagegen erfasst die vertikale Augapfelorientierung wie anhand von 3a beschrieben.
3g und h zeigen dagegen einen Sensor, der sowohl die horizontale als auch die vertikale Augapfelbewegung allein über eine Erfassung der Position des unteren Augenlidrands 17 relativ zum Augapfel ermöglicht. Der Sensor umfasst mehrere, im Beispiel drei nach unten vorzugsweise radial von der Pupille 15 weg ausgerichtete Zeilensensorelemente 12. In einer mittleren Stellung (vgl. 3g) erfasst das vorzugsweise mittlere vertikal ausgerichtete Zeilensensorelement das untere Augenlid, wie zuvor anhand 3a beschrieben. Die seitlichen Zeilensensorelemente werden spätestens bei einem horizontalen Blickrichtungswechsel in eine außermittige Augapfelorientierung von dem unteren Augenlidrand 17 erfasst und wie anhand von 3d und e (und 3f für das obere Augenlid) beschrieben für eine Erfassung der horizontalen Augenbewegung herangezogen (vgl. 3h).
4a bis c geben weitere Ausgestaltungen von Sensorelementen wieder.
4a zeigt eine Ausgestaltung als Ringsegment 22 mit matrixförmig angeordneten Detektoren auf der Iris, unterhalb der Pupille 15, die aufgrund der zweidimensionalen Anordnung der Detektoren im Gegensatz zu der in 3a dargestellten Ausführung über die Erfassung des unteren Augenlidrands an mehreren Stellen auch seitliche Blickrichtungen quantitativ erfasst.
4b zeigt beispielhaft eine Ausgestaltung eines Sensorringelements 23 mit ringförmig um die Pupille angeordneten Detektoren (vorzugsweise eine Detektorreihe), und zwar vorzugsweise wie dargestellt in quadratischer oder rechteckiger Anordnung.
4c zeigt beispielhaft eine Ausgestaltung eines Sensorflächenements 24 mit matrixförmig angeordneten Detektoren, vorzugsweise wie dargestellt mittig um die Pupille in quadratischer oder rechteckiger Anordnung. Die Detektoren, die direkt im Bereich der Pupille, d. h. im Augensichtfeld angeordnet sind, überdecken diese wie vorgenannt nur anteilig oder sind wie vorgenannt gestaltet.
Bei den beiden in 4b und c letztgenannten Ausgestaltungen werden in jeder Bewegung des Augenlids oder der Blickrichtung die in den Ecken angeordneten Detektoren als erste durch die Augenlider überdeckt, wenn der Blick eine mittige Blickrichtung verlässt oder sich die Augenlider schließen. Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung auch deswegen, da sie sowohl oberes als auch unteres Augenlid simultan erfasst. Insbesondere bei zur Seite gerichteten Blicken erfolgt wie auch bei der in 3d und e dargestellten Ausführung die Erfassung der Blickrichtung mit zwei Sensorsignalen als Informationen redundant und ermöglicht damit grundsätzlich eine Erfassung z. B. des Vergenzwinkels mit erhöhter Genauigkeit und Sicherheit gegenüber Fehlmessungen. Alternative Ausgestaltungen sehen Brei- oder mehreckige, kreisförmige oder ellipsenförmige Sensorringelemente oder Sensorflächenemente vor.
5 repräsentiert ein alternatives ultraschallgestütztes Sensorkonzept auf Impul-Echo-Basis, bzw. auf Laufzeitmessung von optischen Lichtimpulsen, beispielhaft dargestellt für eine Erfassung von zur Seite gerichteten Blickrichtungen über eine Entfernungsmessung zu einem seitlichen Fixpunkt, vorzugsweise dem Augenwinkel (Ende des Lidspalts). Der Sensor umfasst dabei mindestens einen vorzugsweise im Bereich der Iris 14 applizierten Ultraschallwandler 25. Ein Sender 26 sendet ein Ultraschall- oder Licht-Sendesignal 28, das am Fixpunkt außerhalb des Augapfels zumindest teilweise reflektiert und als Empfangssignal 29 zu einem Empfänger 27 zurückgesendet wird.
Alle 3 bis 5 sind Prinzipdarstellungen, die die Positionen der Sensorelemente 22 bis 25 oder Zeilensensorelemente 12 im Bereich der Iris schematisch darstellen. Alternative Positionen erstrecken sich im Rahmen der Erfindung nicht nur wie dargestellt auf die Iris 14, sondern je nach Erfordernis für eine ausreichende Erfassung der Lidstellungen auch auf angrenzende Bereiche auf dem Augapfel 13 und/oder die Pupille 15. Ebenso sind die beispielhaft dargestellten Lidstellungen relativ zur Iris nicht maßstäblich. Vorzugsweise sind die Sensorelemente 12 auf dem Augapfel so positioniert, dass diese sich in jeder Lidstellung stets mit mindestens einem Lidrand kreuzen oder erfasst werden.
Folgende Ausgestaltungen und Anordnungen von Zeilensensorelementen in horizontaler oder vertikaler oder diagonaler Ausrichtung werden allgemein vorgeschlagen:

– Vertikal: Dies ermöglicht die Messung des Grads der Überdeckung durch das untere Augenlid bzw. Messung der Lidspalte
– nur unterhalb der Pupille insbes. durch ein Zeilensensorelement (vgl. insb. 3a) oder ein Sensorelemement (z. B. 4a)
– unterhalb und oberhalb der Pupille
– durchgängige vertikal angeordnete Sensorzeile
– geteilte Sensorzeile mit Aussparung des optischen Strahlengangs (vgl. 3b)
– Vertikal + horizontal (vgl. 3c): Ermöglicht außerdem Bestimmung der Augenposition nach rechts bzw. links und somit Kompensation, falls Sensorzellen nur aufgrund von horizontalen Blickauslenkungen verdeckt werden. Außerdem wird somit eine Bestimmung der Augenorientierung mit Bezug auf den Kopf zur Vergenzwinkelbestimmung (binokulares Verfahren) ermöglicht.
– Diagonale Anordnung (vgl. 3d, e)
– Gleichmäßige drei- oder mehrstrahlige Anordnung (vgl. 3f bis h)
– Nach unten konzentrierte Anordnung mehrerer Sensorzeilen (vgl. 3g und h)
– Generell können die Sensorzeilen durchgängig gestaltet sein oder auch den Bereich des optischen Strahlengangs (zentralen Bereich der Pupille) aussparen.

Alternativ zu den vorgenannten Zeilensensorelementen werden Sensorelemente mit den folgenden bevorzugten Ausgestaltungen vorgeschlagen:

– Kreis- oder ellipsenförmig um Pupille herum
– Rechteckig um Pupille herum (vgl. 4b)
– Verschiedene Flächenformen, z. B. kegelförmig (vgl. 4a)
– Gesamtes Sensorarray, z. B. kreis-, ellipsenförmig oder rechteckig (vgl. 4c)
– Einzelne verteilte Sensorpunkte, vorzugsweise auf der Iris oder dem Augapfel außerhalb der Iris

Bei variierender Umgebungsbeleuchtung, wie sie beispielsweise bei Eintritt in Gebäude oder bei einem Ein- oder Ausschalten einer Lichtquelle auftritt, ist eine Kompensation erforderlich. Das Auge regelt den Lichteinfall durch Kontraktion und Dilatation der Pupille. Bei sehr hellen Umgebungsbedingungen (z. B. blendendes Sonnenlicht) wird außerdem die Lidspalte verengt. Oberes und unteres Augenlid nähern sich an. Je nach Ansteuerung könnte dies als Indikator für Nahakkommodation gedeutet werden. Um dies zu verhindern, kann die Umgebungsleuchtdichte durch ein zentral gelegenes photoelektrisches Sensorelement gemessen werden. Somit kann die Umgebungsleuchtdichte zusätzlich linear oder nichtlinear in die Ansteuerung der Optik einfließen, um variierende Umgebungsleuchtdichten zu kompensieren.
Für einen ordnungsgemäßen Betrieb einer akkommodierenden Kontaktlinse ist ferner eine definierte Positionierung des Sensors erforderlich. Der Sensor befindet sich vorzugsweise auf oder in der Kontaktlinse als Kontaktelement und Träger. Dies bedeutet, dass die Kontaktlinse mit den Sensoren vorzugsweise eine reproduzierbare Position auf dem Augapfel um die Pupille einnehmen muss. Fehlpositionierungen müssen erkannt und kompensiert werden. Eine reproduzierbare Positionierung ist beispielsweise konstruktiv mit Hilfe von Prismenballast realisierbar.
In einer Ausgestaltung einer nicht reproduzierbaren Positionierbarkeit der Kontaktlinse und/oder der Sensoren ist eine Kalibrierung der Sensoren relativ zum Augapfel erforderlich. Die erfolgt vorzugsweise über eine

– Detektion von Lidspalte, Bewegungsrichtung des Lidschlags, o. ä. mittels des Liddetektors
– Detektion der Pupille zur Erkennung von horizontalen und vertikalen Verschiebungen der Linse auf dem Auge, (z. B. durch Reflexionsmessung)
– Kombination mit Beschleunigungssensor
– Messung der Gravitation
– Detektion von Augenbewegungen zur Kalibrierung (z. B. Blickwechsel links-rechts nach Einsetzen einer Kontakt linse)
– Kombination mit Magnetfeldsensor
– Messung des Erdmagnetfelds (standortabhängig)
– Kalibrierung mit einem definierten, relativ zum Kopf ausgerichteten Magnetfeld nach dem Einsetzen der Kontaktlinse
– Detektion der Ausrichtung der Kontaktlinse mit einem externen Gerät (z. B. anhand von optischen Marken, ausgeführt vom Optiker, vom Linsenträger selbst, etc.). Danach müssen die Kalibrierungsdaten über eine Kommunikationsschnittstelle (z. B. induktive Kopplung) in die Steuerung übertragen werden.

Neben der Möglichkeit zur Steuerung von akkommodierenden Kontaktlinsen kann das Sensorkonzept gleichermaßen zur Steuerung von akkommodierenden Intraokularlinsen (IOL) eingesetzt werden. Bedingung dafür ist eine Kommunikationsschnittstelle zwischen der Kontaktlinse (beinhaltet den Liddetektor) und der Intraokularlinse (beinhaltet das adaptive optische Element).
Hierfür kann z. B. eine induktive/kapazitive Kopplung, eine hochfrequente Funkverbindung, eine galvanische Verbindung o. ä. eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Stellsignal
2: Optik mit variabler Brechkraft
3: Informationssignal
4: Steuereinheit
5: Sensor
6: erster Augapfel
7: zweiter Augapfel
8: Blickrichtung des ersten Augapfels
9: Blickrichtung des zweiten Augapfels
10: betrachteter Gegenstand
11: Vergenzwinkel
12: Zeilensensorelement
13: Augapfel
14: Iris
15: Pupille
16: oberes Augenlid
17: unteres Augenlid
18: unteres Augenlid (weitere Position)
19: Detektor
20: erster, vom Lid bedeckter Anteil eines Zeilensensorelements
21: zweiter, vom Lid nicht bedeckter Anteil eines Zeilensensorelements
22: Ringsegment
23: Sensorringelement
24: Sensorflächenement
25: Ultraschallwandler, Lichtlaufzeitsensor
26: Sender
27: Empfänger
28: Sendesignal
29: Empfangssignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1919360 B1 [0004]
DE 102009021702 A1 [0004, 0005]
DE 102007008374 B4 [0006]
DE 102009059229 A1 [0007]

Claims

Sensor für die Erfassung einer Augapfelorientierung eines Auges einer Person, umfassend mindestens ein Sensorelement (12, 22, 23, 24, 25) auf dem Augapfel (13) zur kontinuierlichen Erfassung der Position des unteren oder des unteren und oberen Augenlidrands (16, 17, 18) relativ zum Augapfel.
Sensor nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Sensorelement auf einer Ringfläche auf oder um die Iris (14) angeordnet ist.
Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine Sensorelement mindestens einen optischen, resistiven, kapazitiven, akustischen oder taktilen Detektor aufweist.
Sensor nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei mindestens ein Augenlidrand (16, 17) an mindestens zwei Stellen mindestens ein Sensorelement kreuzt.
Sensor nach einem der vorgenannten Ansprüche, umfassend ein auf, der Kornea um die Pupille (15) des Auges applizierbares Kontaktelement als Träger für das mindestens eine Sensorelement (12, 22, 23, 24, 25) sowie für eine Signalverarbeitung zur Erzeugung eines Informationssignals entsprechend der Position des unteren oder des unteren und oberen Augenlids (16, 17).
Sensor nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das mindestens eine Sensorelement mindestens ein Zeilensensorelement (12) mit mindestens zwei in Reihe angeordnete Detektoren (19) umfasst, das sich mit mindestens einem Augenlidrand kreuzt.
Sensor nach Anspruch 6, wobei mindestens ein Zeilensensorelement (12) radial zur Pupille (15) des Auges orientiert ist.
Sensor nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 5, wobei das mindestens eine Sensorelement mindestens einen Detektor (19), der sich mit mindestens einem Augenlidrand kreuzt, sowie einen Referenzdetektor umfasst.
Sensorsystem, umfassend zwei Sensoren für die Erfassung der Augapfelorientierungen beider Augen einer Person nach einem der vorgenannten Ansprüche, umfassend ein Datenübertragungsmittel zwischen den Sensoren sowie eine gemeinsame Signalverarbeitung für beide Sensoren zur Erzeugung eines Informationssignals entsprechend der Positionen der unteren oder der unteren und oberen Augenlidränder beider Augen.
Sensorsystem nach Anspruch 9, wobei die Signalverarbeitung einen Algorithmus zur Bestimmung eines Vergenzwinkelszwischen den beiden Augapfelorientierungen umfasst.
Akkommodierende Kontaktlinse mit einer verstellbaren Optik, umfassend einen Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder einem Sensorsystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Signalverarbeitung eine Steuereinheit für die Generierung eines Stellsignals für die verstellbare Optik nachgeschaltet ist.