TWI572324B - 用於電子眼用鏡片之眨眼偵測系統 - Google Patents

Description

用於電子眼用鏡片之眨眼偵測系統

本發明係關於一種供電式或電子眼用鏡片，其具有用於偵測個人何時眨眼之一種測器及相關聯硬體與軟體，且更具體而言係關於一種用於偵測個人的眨眼及眨眼模式之感測器及相關聯硬體與軟體，以啟動並控制一供電式或電子眼用鏡片。

隨著電子裝置越做越小，越來越可能製造出各種用途的配戴式或嵌入式微電子裝置。此類用途可包括監測人體化學樣態、藉由各種機制(包括回應於量測結果或回應於外部控制訊號)自動地來投予受控的藥物或治療劑劑量，以及增強器官或組織的功能。此類裝置的實例包括如葡萄糖注入泵、心律調節器、電擊器、心室輔助裝置以及神經刺激器等。而眼鏡以及隱形眼鏡為新穎且功效卓著的應用領域。例如，配戴式鏡片可併入具有可電動調整焦距的鏡片總成以擴增或增強眼睛的功能。在另一實例中，配戴式隱形眼鏡可併入電子感測器以偵測角膜淚液膜中的特定化學物質的濃度，不論該隱形眼鏡是否含可調整焦距。在鏡片總成中使用嵌入式電子器件將引出許多潛在需求，包括與該電子器件通訊、為該電子器件供電及/或重新通電、電子器件互連、內部以及外部感測及/或監控以及控制電子器件以及鏡片的整體功能。

人類的眼睛可分辨數百萬種顏色、輕易適應光的強度變動的環境、以超過高速網際網路連接的速度將訊號或資訊傳送至大腦。目前利用諸如隱形眼鏡以及人工水晶體(intraocular lens)等鏡片來矯正諸如近視、遠 視、老花眼及散光等視力缺陷。然而，可利用併入額外組件且經過適當設計的鏡片來增強視力以及矯正視力缺陷。

隱形眼鏡可被用來矯正近視、遠視、散光以及其他視力缺 陷。亦可利用隱形眼鏡來提高配戴者眼睛的自然外觀。隱形眼鏡為放置於眼睛前表面的簡單鏡片。隱形眼鏡被視為醫療裝置，可配戴用於矯正視力及/或打扮裝飾或其他治療理由。從1950年代起，隱形眼鏡已商品化應用，用來改善視力。早期的隱形眼鏡係由硬質材料構成或製成，相對昂貴且脆弱。此外，這些早期隱形眼鏡製作上使用的材料，並不能讓足夠的氧氣穿透隱形眼鏡而抵達結膜與角膜，可能會導致一些不良的臨床效果。雖然這些隱形眼鏡仍在使用，但是其剛開始的舒適性較差，因此並不適合所有患者。在此項領域稍後發展中，產生出以水凝膠為基礎的軟式隱形眼鏡，現今非常流行且廣泛使用。具體而言，現今可用的聚矽氧水凝膠隱形眼鏡，結合具有非常高透氧性的聚矽氧優點與經證實的水凝膠舒適性及臨床表現。基本上，與早期硬質材料製成的隱形眼鏡相比較，該些以聚矽氧水凝膠為基礎的隱形眼鏡具有較高的透氧性且一般配戴起來較為舒適。

傳統隱形眼鏡為具有特定形狀以矯正如前所述的各種視力 缺陷的聚合物材料結構。為達成增強功能，必須將各種電路及組件整合至該些聚合物材料結構。例如，可經由客製化的光電組件將控制電路、微處理器、通訊裝置、電源供應器、感測器、致動器、發光二極體以及微型天線整合至隱形眼鏡中，如此不僅可矯正視力也可以增強視力以及提供本文所述的額外功能。可將電子式及/或供電式隱形眼鏡設計為藉由拉近(zoom-in)及拉遠(zoom-out)功能或僅簡單地修改鏡片的折射能力來增強視力。可將電子式及/或供電式隱形眼鏡設計為增強顏色與解析度、顯示結構資訊、即時將語音翻譯成字幕、提供來自導航系統的視覺提示以及提供影像處理與網際網路存取。該些鏡片可設計為能讓配戴者在低光度的環境下看見事物。鏡片上適當設計的電子器件及/或電子器件的配置可將影像投射 至視網膜上，例如在沒有可變焦光學鏡片的狀況下提供新穎影像顯示且甚至提供喚醒警示。替代這些功能或相似功能之任意者，或除了這些功能或相似功能之任意者外，隱形眼鏡可併入用於非侵入式監控配戴者生物以及健康指標的組件。例如，內建於鏡片的感測器可讓糖尿病患者不需要抽血，而以分析淚液膜的成分來監控血糖值。此外，適當組態的鏡片可併入用於監控膽固醇、鈉與鉀濃度以及其他生物標記的感測器。再連接上無線資料傳輸器，這樣即能讓醫生幾乎可立即得到的患者血液化學，而不需要讓患者花時間至實驗室抽血檢驗。另外，可利用內建於鏡片的感測器來偵測入射至眼中的光以補償周圍光狀況或判定眨眼模式。

適當結合這些裝置可帶來潛力無窮的功能；然而將這些額外 組件併入到光學級聚合物上有許多的困難。一般而言，許多原因使得直接在鏡片上製造此等組件以及要在非平面表面上安裝與互連平面裝置有難度。要依照尺寸比例製造也很困難。待放置在鏡片上或鏡片中的組件必須微型化且整合至僅1.5平方公分的透明聚合物上，同時還要保護這些組件不受眼睛中的潮濕環境所影響。在這些額外組件增加厚度的狀況下，要讓隱形眼鏡配戴者感到舒適與安全也很困難。

因為眼用裝置(例如隱形眼鏡)其在面積與體積上的限制以 及其所使用的環境，要實現這樣的裝置必須克服許多問題，包括在非平面表面上安裝與互連數個電子組件，其中該非平面表面之主體為光學塑料。 因此，需要有提供機械性及電子性堅固的電子式隱形眼鏡。

因為這些都是供電式鏡片，運作這些電子器件的能源或更具 體的電流消耗，眼科鏡片的規模對電池技術而言是一個問題。除了一般的電流消耗之外，此性質的供電裝置或系統一般亦需要儲備待機電流、精確電壓控制與確保在操作參數之可能寬廣範圍下操作的切換能力以及突然消耗，例如可能保持閒置多年後一次充電至多18小時。因此，需要有一種低成本、長期可靠的服務、安全及大小最佳化而能提供所需電力的系統。

此外，因為與供電式鏡片相關聯的功能之複雜性以及包含供 電式鏡片的所有組件之間的高互動程度，需要協調及控制包含供電式眼用鏡片的電子器件與光學器件的整體操作。因此，需要有一種併入於眼用鏡片中用於控制所有其他安全、低成本且可靠組件的具有低耗電速率且可擴縮之系統。

供電式或電子眼用鏡片可能必須考慮個人使用供電式或電 子眼用鏡片之特定、獨特的生理功能。更具體而言，供電式鏡片可能需要考慮眨眼，包括給定時間週期內的眨眼次數、一次眨眼的持續時間、介於眨眼之間的時間及任意數目可能的眨眼模式，例如，若個人打瞌睡。眨眼偵測亦可被用於提供某功能，例如，眨眼可被用作一種控制供電式眼用鏡片之一項或多項態樣的手段。另外，當判定眨眼時必須考慮外部因素，例如光的強度程度的改變以及人的眼瞼阻擋的可見光的量。例如，若室內照度位準在54與161勒克司之間，光感測器應足夠靈敏以偵測當人眨眼時發生的光的強度改變。

環境光感測器或光感測器被用於多種系統與產品，例如，用 在電視上以根據室內光調整亮度、用在燈上以在昏暗時開啟以及用在電話上以調整螢幕亮度。然而，這些目前使用的感測器不夠小及/或耗電不夠低而無法併入於隱形眼鏡中。

同樣重要的是要注意，不同類型的眨眼偵測器可利用在眼睛 導引的電腦視覺系統而被實施，例如，數位化至電腦的相機。電腦上運行的軟體可辨識視覺模式如眼睛的開與閉。該些系統可被用於診斷目的或研究之眼用臨床設定。與上述偵測器及系統不同的是，該些系統是為了眼外使用且為看向眼睛而非由眼睛看出。雖然該些系統未小到足以併入於隱形眼鏡中，所使用的軟體可與配合供電式隱形眼鏡運作的軟體相似。任一系統可併入自輸入學習並據此調整其輸出的人工神經網路的軟體實施。或 者，併入統計學、其他適應性演算法及/或訊號處理之非生物為基礎的軟體實施可被用於創造智慧系統。

因此，需要有一種根據感測器所偵測的眨眼序列的類型來偵 測某些生理功能(如眨眼)及使用該些功能啟動及/或控制一電子式或供電式眼用鏡片的手段或方法。被使用的感測器必須被調整大小並組態以於隱形眼鏡中使用。

依據本發明之眨眼偵測演算法克服上述先前技術相關的限制。更具體而言，本發明之眨眼偵測演算法係可分辨正常眨眼模式及獨特目的性眨眼模式以控制供電式眼用鏡片中的功能。本發明之眨眼偵測演算法亦可整合至隱形眼鏡中。

依據一態樣，本發明係針對一種用於偵測眨眼及眨眼模式之方法。該方法包含下列步驟：以一預定速率取樣入射於一個人之一眼睛上的光且至少暫時地儲存收集的樣本；自該等收集的樣本判定一眼瞼何時為開或閉以推測該等眨眼之次數、時間週期及脈寬；計算在一給定時間週期的一眨眼次數及該等眨眼之持續時間；以及比較該眨眼次數、在該給定時間週期中該等眨眼之該等持續時間及在該給定時間週期中眨眼之間的時間至代表一或多個預定故意眨眼序列的一儲存樣本組，以判定眨眼中的模式；以及判定該等眨眼是否對應於該等預定故意眨眼序列之一或多者。

依據另一態樣，本發明係針對一種用於偵測眨眼及眨眼模式的系統。該系統包含：一光偵測器，其經組態以輸出相對應於入射於一眼睛上的光的強度之一訊號；一放大器，其經組態以接收來自該光偵測器的該訊號，並提高該訊號之功率位準供進一步處理，以產生相對應於入射於該眼睛上的該光之一放大訊號；以及一處理器，其經組態以接收該放大訊號，該處理器：以一預定速率取樣，且至少暫時地儲存收集的樣本；自該 等收集的樣本判定一眼瞼何時為開或閉以推測該等眨眼之次數、時間週期及脈寬；計算在一給定時間週期的一眨眼次數及該等眨眼之持續時間；比較該眨眼次數、在該給定時間週期中該等眨眼之該等持續時間及在該給定時間週期中眨眼之間的時間至一儲存樣本組，以判定眨眼中的模式；以及判定該等眨眼是否對應於一或多個預定故意眨眼序列。

本發明係關於一種包含一電子系統的供電式隱形眼鏡，該電 子系統執行任何數量的功能，包含致動一可變焦光學器件(若有的話)。該電子系統包含一或多個電池或其他電源、電力管理電路、一或多個感測器、時鐘產生電路、控制演算法與電路以及鏡片驅動器電路。

供電式眼用鏡片的控制可透過手動操作無線地與該鏡片通 訊的外部裝置(諸如手持遠端裝置)而完成。或者，供電式眼用鏡片的控制可經由回饋或直接來自配戴者之控制訊號而完成。例如，鏡片內建的感測器可偵測眨眼及/或眨眼模式。基於眨眼的模式或序列，該供電式眼用鏡片可改變狀態，例如，為了聚焦近物或是遠物的折射率。

眨眼偵測演算法係為系統控制器的一組件，該系統控制器偵 測眨眼的特性，例如，當眼瞼開或閉時，給定時間週期內的眨眼開或閉的持續時間、眨眼間的持續時間及眨眼次數。根據本發明的例示性演算法依賴於在特定取樣速率下取樣入射於眼睛上的光。預定眨眼模式被儲存並與入射光樣本之最近歷史記錄相比較。當模式匹配時，眨眼偵測演算法觸發該系統控制器中的動作，例如，啟動鏡片驅動器以改變鏡片的折射率。

本發明之眨眼偵測演算法及相關聯電路較佳為在照明條件 之合理廣的範圍內操作以及較佳能夠區分故意眨眼序列與不自主眨眼。亦較佳為在需要最少訓練下利用故意眨眼來啟動及/或控制該供電式眼用鏡片。本發明之眨眼偵測演算法及相關聯電路提供一安全、低成本且可靠的手段及方法經由一供電式或電子式隱形眼鏡來偵測眨眼(該供電式或電子式 隱形眼鏡亦具有低速率的電力消耗並可調整大小以併入於眼用鏡片中)以至少啟動或控制供電式或電子眼用鏡片。

100‧‧‧隱形眼鏡

101‧‧‧環境光

102‧‧‧光感測器/光偵測器

103‧‧‧電流

104‧‧‧放大器

106‧‧‧類比數位轉換器(ADC)

108‧‧‧數位訊號處理器

110‧‧‧電源

112‧‧‧致動器

114‧‧‧系統控制器

300‧‧‧狀態轉變圖

302‧‧‧閒置狀態

304‧‧‧WAIT_ADC狀態

306‧‧‧移位狀態

308‧‧‧比較狀態

310‧‧‧完成狀態

402‧‧‧光二極體

404‧‧‧跨阻抗放大器

406‧‧‧自動增益與低通濾波階(AGC/LPF)

408‧‧‧類比數位轉換器(ADC)

410‧‧‧單一區塊

500‧‧‧數位調節邏輯

502‧‧‧數位暫存器

504‧‧‧臨限值產生電路

506‧‧‧比較器

508‧‧‧增益調整區塊pd_gain_adj

600‧‧‧數位偵測邏輯

602‧‧‧移位暫存器

604‧‧‧比較區塊

606‧‧‧D正反器

608‧‧‧計數器

800‧‧‧數位系統控制器

802‧‧‧數位眨眼偵測子系統dig_blink

804‧‧‧主狀態機dig_master

806‧‧‧時鐘產生器clkgen

1000‧‧‧積體電路晶片

1002‧‧‧光通過區

1004‧‧‧光阻擋區

1006‧‧‧焊墊

1008‧‧‧鈍化開口

1010‧‧‧光阻擋層開口

1100‧‧‧隱形眼鏡

1102‧‧‧軟塑料部分

1104‧‧‧電子插入件

1106‧‧‧鏡片

1108‧‧‧積體電路

1110‧‧‧電池

1112‧‧‧光感測器

1114‧‧‧配線跡線

從下文本發明較佳實施例詳細說明中，並配合附圖所示，將更清楚明白本發明之前述及其他特徵與優勢。

圖1說明根據本發明一些實施例之包含一眨眼偵測系統之一例示性隱形眼鏡。

圖2說明入射於眼睛表面上的光對時間的一圖形表示，說明在各種光的強度位準所記錄之可能的非自主眨眼模式對時間的圖，以及基於本發明最大與最小光的強度位準之間某些點之一可用臨限位準。

圖3為根據本發明之眨眼偵測系統的例示性狀態轉變圖。

圖4為根據本發明用於偵測及取樣接收的光訊號之光偵測路徑的圖形表示。

圖5為根據本發明之數位調節邏輯之方塊圖。

圖6為根據本發明之數位偵測邏輯之方塊圖。

圖7為根據本發明之例示性時序圖。

圖8為根據本發明之數位系統控制器的圖形表示。

圖9為根據本發明之自動增益控制的例示性時序圖。

圖10為根據本發明之例示性積體電路晶粒上光阻擋區及光通過區的圖形表示。

圖11為根據本發明之供電式隱形眼鏡之例示性電子插入件(包含一眨眼偵測器)的圖形表示。

傳統隱形眼鏡為具有特定形狀以矯正如前文簡短所述的各種視力問題的聚合物材料結構。為達成增強視力，可將各種電路及組件整 合至該些聚合物材料結構中。例如，可經由客製化的光電組件將控制電路、微處理器、通訊裝置、電源供應器、感測器、致動器、發光二極體以及微型天線整合至隱形眼鏡中，如此不僅可矯正視力也可以增強視力以及提供本文所述的額外功能。可將電子式及/或供電式隱形眼鏡設計為藉由拉近及拉遠功能或單純調整鏡片的折射能力來增強視力。可將電子式及/或供電式隱形眼鏡設計為增強顏色與解析度、顯示結構資訊、即時將語音翻譯成字幕、提供來自導航系統的視覺提示以及提供影像處理與網際網路存取。可將該些鏡片設計為能讓配戴者在低光度的環境下看見事物。適當設計的電子器件及/或鏡片上電子器件的配置可將影像投射至視網膜上，例如在沒有可變焦光學鏡片的狀況下提供新穎影像顯示以及甚至提供喚醒警示。替代這些功能或相似功能之任意者，或除了這些功能或相似功能之任意者外，隱形眼鏡可併入用於非侵入式監控配戴者生物以及健康指標的組件。例如，內建於鏡片的感測器可讓糖尿病患者不需要抽血，而以分析淚液膜的成分來監控血糖值。此外，適當組態的鏡片可併入用於監控膽固醇、鈉與鉀濃度以及其他生物性指標的感測器。再連接上無線資料傳輸器，這樣即能讓醫生幾乎可立即得到的患者血液化學，而不需要讓患者花時間至實驗室抽血檢驗。另外，可利用內建於鏡片的感測器來偵測入射至眼中的光以補償周圍光狀況或判定眨眼模式。

本發明之供電式或電子式隱形眼鏡包含必要元件以矯正及/ 或增強具有一或多種上述視力缺陷的患者之視力，或執行一有用的眼用功能。此外，該電子式隱形眼鏡可被用於增強一般視力或提供如上述之各種功能。該電子式隱形眼鏡可包括一可變焦光學鏡片、嵌入於隱形眼鏡中的一前部組裝之光學器件或在沒有鏡片的狀況下僅簡單地嵌入電子器件，以用於任何適當的功能。本發明之電子鏡片可被併入於任何數量之如上述隱形眼鏡中。此外，人工水晶體亦可併入本文所述各種組件與功能。然而為 了說明上的方便，本說明書將專注在一種用於矯正視力缺陷且單次使用之日拋型電子式隱形眼鏡。

本發明可被使用於包含電子系統的供電式眼用鏡片或供電 式隱形眼鏡中，該電子系統致動一可變焦光學器件或其他任何裝置或經組態以實施任何數量之多種可被執行的功能之裝置。該電子系統包含一或多個電池或其他電源、電力管理電路、一或多個感測器、時鐘產生電路、控制演算法與電路以及鏡片驅動器電路。該些組件的複雜度可隨著所需或所欲的鏡片之功能而改變。

電子式或供電式眼用鏡片之控制可透過手動操作無線地與 該鏡片通訊的外部裝置(如手持遠端裝置)而完成。例如，可基於配戴者手動輸入而使一墜飾(fob)與該供電式鏡片進行無線通訊。或者，供電式眼用鏡片的控制可經由回饋或直接來自配戴者之控制訊號而完成。例如，鏡片內建的感測器可偵測眨眼及/或眨眼模式。基於眨眼的模式或序列，該供電式眼用鏡片可改變狀態，例如，為了聚焦近物或是遠物的折射率。

或者，供電式或電子眼用鏡片中的眨眼偵測可被用於有使用 者與該電子式隱形眼鏡之間互動的其他各種用途，諸如啟動另一電子裝置，或傳送命令至另一電子裝置。例如，眼用鏡片中的眨眼偵測可被用於結合電腦上的相機，其中相機追蹤眼睛在電腦螢幕上的移動，且當使用者執行被偵測之眨眼序列時，使滑鼠指標執行一命令，諸如於項目上連按兩次、反白顯示一項目或選擇一選單項目。

眨眼偵測演算法係為系統控制器的一組件，該系統控制器偵 測眨眼的特性，例如，當眼瞼開或閉時，一給定時間週期內的眨眼的持續時間、眨眼間的持續時間及眨眼次數。根據本發明的演算法依賴於在特定取樣速率下取樣入射於眼睛上的光。預定眨眼模式被儲存並與入射光樣本之最近歷史記錄相比較。當模式匹配時，眨眼偵測演算法可觸發該系統控制器中的動作，例如，啟動該鏡片驅動器以改變該鏡片的折射率。

眨眼係眼瞼快速閉開且為眼睛的必要功能。眨眼保護眼睛免 受外來物影響，例如，當物體意外出現在靠近眼睛處個人會眨眼。眨眼藉由散佈眼淚以提供眼睛前表面的潤滑。眨眼亦可用來除去眼睛中的污染物及/或刺激物。一般而言，眨眼係自動完成，但外部刺激可能造成如刺激物的情形。然而，眨眼亦可為目的性，例如無法以口語或手勢溝通的個人可以眨眼一次表示是，眨眼兩次表示不是。本發明之眨眼偵測演算與系統使用不會與一般眨眼回應混淆的眨眼模式。換言之，若眨眼係用作為控制一動作的手段，則選定為給定動作的特定模式不可隨機發生。否則可能發生不經意的動作。由於眨眼速度會受各種因素的影響，包括疲勞、眼睛受傷、用藥及疾病，控制目的之眨眼模式最好考慮影響眨眼的這些與任意其他任何變因。非自主眨眼的平均長度係於約100微秒至400微秒的範圍內。平均成年男性及女性為每分鐘10次非自主眨眼的速率，而非自主眨眼之間的平均時間為約0.3秒至70秒。

眨眼偵測演算法之例示性實施例可歸納為以下步驟。

1.定義使用者將執行肯定眨眼偵測的故意「眨眼序列」。

2.在與偵測眨眼序列及拒斥非自主眨眼一致的速率取樣入射光位準。

3.比較取樣的光位準之歷史記錄與預期的「眨眼序列」(如眨眼模板之值所定義)。

4.選擇地實施眨眼「遮罩」序列以指出在比較時被忽略的模板的部份，如近轉變(near transition)。這樣可讓使用者偏離所欲的「眨眼序列」，諸如加或減一(1)誤差窗，其中可發生鏡片啟動、控制及焦距改變的一或多者。此外，這樣可容許眨眼序列之使用者的時序有變異。

例示性眨眼序列可被定義如下：

1.眨眼(閉)0.5秒

2.睜開0.5秒

3.眨眼(閉)0.5秒

在100毫秒的取樣速率下，20個樣本眨眼模板係設為blink_template=[1,1,1, 0,0,0,0,0, 1,1,1,1,1, 0,0,0,0,0, 1,1]。

眨眼遮罩係定義為在轉變後遮罩該等樣本(0至遮罩或忽略樣本)且係設為blink_mask=[1,1,1, 0,1,1,1,1, 0,1,1,1,1, 0,1,1,1,1, 0,1]。

選擇性地，一較廣的轉變區可被遮罩以容許更多的時序不確定性，且係設為blink_mask=[1,1,0, 0,1,1,1,0, 0,1,1,1,0, 0,1,1,1,0, 0,1]。

可實施替代模式，如單次長眨眼，在此例中為1.5秒眨眼與24樣本模板，設為blink_template=[1,1,1,1,0,0, 0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0, 0,1,1,1,1,1]。

重要的是要注意，上述實例係用於說明目的，並非呈現特定資料組。

可藉由邏輯比較樣本之歷史記錄與樣本及遮罩而實施偵測。邏輯運算係於一按位元的基礎上互斥或(XOR)模板與樣本歷史記錄序列，且接著驗證所有未遮罩歷史記錄位元與該模板相匹配。例如，如上述眨眼遮罩樣本所說明，在值為邏輯1的眨眼遮罩之序列的各個位置中，眨 眼必須匹配在該序列之該位置的眨眼遮罩模板。然而，在值為邏輯0的眨眼遮罩之序列的各個位置中，眨眼不需匹配在該序列之該位置的眨眼遮罩模板。例如，可利用以下布林(Boolean)演算法方程式，如MATLAB^®中所編碼。

匹配=not(blink_mask)|not(xor(blink_template,test_sample))，其中test_sample為樣本歷史記錄。匹配的值為具有如眨眼模板、樣本歷史記錄及blink_mask相同長度的序列。若該匹配的序列皆為邏輯1，則發生一良好匹配。若不按照此方式，not(xor(blink_template,test_sample))對各個不匹配給予一邏輯0且對各個匹配給予一邏輯1。連同反相遮罩的實行邏輯「或」運算強制該匹配序列中各個位置為邏輯1，而該遮罩為邏輯0。因此，在眨眼遮罩模板中值指定為邏輯0之位置越多，可容許與一個人眨眼相關的誤差邊限也越大。MATLAB^®為一種用於數值計算、視覺化及程式設計的高階語言與實施方案，且為MathWorks(Natick，Massachusetts)的產品。重要的是要注意，該眨眼遮罩模板中的邏輯0數量越多，越有可能誤判為肯定匹配預期或意欲的眨眼模式。應理解各種預期或意欲的眨眼模式可被程式化至裝置中，且每次一或多個眨眼模式為使用中。更具體而言，多個預期或意欲的眨眼模式可被用於相同目的或功能，或實施不同或替代功能。例如，一眨眼模式可被用以使該鏡片拉近或拉遠於一意欲目標，而另一眨眼模式可被用以使該鏡片上的另一裝置(例如幫浦)傳遞一劑量之治療劑。

圖1以方塊圖形式說明根據本發明之例示性實施例之包含一電子式眨眼偵測器系統的一隱形眼鏡100。在此例示性實施例中，該電子式眨眼偵測器系統可包含一光感測器102、一放大器104、一類比數位轉換器(或ADC)106、一數位訊號處理器108、一電源110、一致動器112及一系統控制器114。

當該隱形眼鏡100放置於使用者的眼睛之前表面上時，該眨 眼偵測器系統之電子電路可被用以實施本發明的眨眼偵測演算法。該光感測器102以及其他電路經組態以偵測使用者的眼中產生的各種眨眼及/或眨眼模式。

在此例示性實施例中，該光感測器102可被嵌入於該隱形眼 鏡100中並接收環境光101，將入射光子轉換成電子並因而導致一電流(如箭頭103所指)流入該放大器104中。該光感測器或光偵測器102可包含任何適合的裝置。在一例示性實施例中，該光感測器102包含一光二極體。 在一較佳例示性實施例中，該光二極體係以一互補金屬氧化物半導體(CMOS製程技術)實施以增加整合能力並降低該光感測器102與其他電路的整體大小。該電流103係與入射光位準成比例，且當該光偵測器102被眼瞼覆蓋時顯著下降。該放大器104產生與輸入成比例的一輸出(含有增益)，且可作用為將輸入電流轉換為輸出電壓的一跨阻抗放大器。該放大器104可放大一訊號至系統其餘部分可用的程度，如給予該訊號足夠電壓及功率以被該ADC 106得到。例如，該放大器對驅動後續區塊可能是必要的，此係由於該光感測器102的輸出可為相當小且可被用於低光環境。該放大器104可被實施作為一可變增益放大器，其增益可在一回饋配置中由該系統控制器114調整以最大化系統的動態範圍。除了提供增益之外，該放大器104亦可包含其他類比訊號調節電路(諸如濾波)，以及適合該光感測器102與放大器104輸出的其他電路。該放大器104可包含任何適合的裝置用以放大及調節該光感測器102的訊號輸出。例如，該放大器104可簡單地包含一單運算放大器或包含一或多個運算放大器的更複雜電路。如前所述，該光感測器102與該放大器104經組態以根據眼睛所接收的入射光的強度來偵測及隔離眨眼序列，並轉換該輸入電流為最終可為該系統控制器114所用的一數位訊號。該系統控制器114較佳經預程式化或預組態以辨識在各種 光的強度位準條件下各種眨眼序列及/或眨眼模式，並提供一適合輸出訊號至該致動器112。該系統控制器114亦包含相關聯的記憶體。

在此例示性實施例中，可使用該ADC 106以將來該放大器 104輸出的一連續、類比訊號轉換成適合進一步訊號處理之一取樣的數位訊號。例如，該ADC 106可將自該放大器104輸出的一類比訊號轉換成後續或下游電路(如數位訊號處理系統或微處理器108)可使用的一數位訊號。一數位訊號處理系統或數位訊號處理器108可被用於數位訊號處理，包含濾波、處理、偵測及其他操縱/處理取樣的資料的一或多者，以允許入射光偵測供下游使用。可用上述眨眼序列及/或眨眼模式預程式化該數位訊號處理器108。該數位訊號處理器108亦包含相關聯的記憶體。可利用類比電路、數位電路、軟體或其組合而實施該數位訊號處理器108。在該說明例示性實施例中，其係以數位電路實施。以與前述取樣速率一致的適合速率(例如每100毫秒)啟動該ADC 106連同相關聯的放大器104與數位訊號處理器108。

電源110供應電力給包含該眨眼偵測系統的多種組件。該電 力可由一電池、能源擷取器或其他適合手段所供應，如熟悉此項技術者所習知。實質上，任何類型的電源110可被用以提供用於該系統的所有其他組件的可靠電力。眨眼序列可被用以改變該系統及/或該系統控制器的狀態。此外，該系統控制器114可取決於來自該數位訊號處理器108的輸入來控制供電式隱形眼鏡的其他態樣，例如，經由該致動器112改變電子控制式鏡片的焦距或折射率。

該系統控制器114使用來自該光感測器鏈(亦即，該光感測 器102、該放大器104、該ADC 106及該數位訊號處理系統108)的訊號，以比較取樣的光位準與眨眼啟動模式。參照圖2，說明在各種光的強度位準記錄的眨眼模式樣本對時間的圖形表示以及一可用臨限位準。因此，當取樣入射於眼睛上的光時，考慮可能減緩及/或避免偵測眨眼的錯誤之各種因素，諸如考慮在不同地方及/或在執行各種活動時光的強度位準的改變。另 外，當取樣入射於眼睛上的光時，考慮環境光的強度的改變可能對眼睛及眼瞼造成的效果亦可能減緩及/或避免偵測眨眼的錯誤，如在低光的強度位準與高光的強度位準時眼瞼閉上可阻擋多少可見光。換言之，為了避免使用錯誤的眨眼模式來控制，較佳考慮環境光位準，如以下詳細說明。

例如，在一研究中發現眼瞼平均可阻擋大約百分之九十九 (99%)的可見光，但在較短的波長下較少光傾向透射通過眼瞼，阻擋掉大約99.6百分比的可見光。在較長的波長下(偏向光譜紅外光部份)，眼瞼僅可阻擋百分之三十(30%)的入射光。然而，值得注意的是，光在不同頻率下，透射通過眼瞼的波長與強度可能有不同的效率。例如，當看向亮光源時，一個人可能在眼瞼閉上時看到紅光。每個個人眼瞼可阻擋多少可見光亦有變異性，如個人的皮膚色素。如圖2所說明在70秒過程中模擬跨各種光位準下眨眼模式的資料樣本(其中記錄在模擬過程中透過通過眼睛的可見光的強度位準)以及一可用臨限位準。臨限值係設定在變化的光的強度位準下的模擬過程中針對該等樣本眨眼模式所記錄的可見光的強度的峰間值之間的值。針對能夠相對於當個人不眨眼時及/或在特定區域中有光的強度位準的改變來偵測個人何時眨眼，具有預程式化眨眼模式的能力同時追蹤時間內平均光位準並調整臨限值可為重要的。

現再次參照圖1，在進一步替代例示性實施例中，該系統控 制器114可接收來自包含眨眼偵測器、眼肌感測器及一墜飾控制之一或多種來源的輸入。藉由一般化，啟動及/或控制該系統控制器114的方法可能需要使用一或多種啟動方法對熟悉此項技術者可為顯而易知。例如，可針對個人使用者程式化電子式或供電式隱形眼鏡，諸如程式化一鏡片以辨識當執行各種動作(例如，聚焦在遠的物體上或聚焦在近的物體)時個人的眨眼模式與個人的睫狀肌訊號。在一些例示性實施例中，使用一種以上方法來啟動電子式隱形眼鏡，如眨眼偵測與睫狀肌訊號偵測，可在該隱形眼鏡啟動發生前使各方法與另一方法互校。互校的優點可包含減少誤判為肯定， 如最小化非意圖觸發鏡片啟動的機會。在一例示性實施例中，互校可涉及投票方案(voting scheme)，其中在任何動作發生前滿足特定數目的條件。

該致動器112可包含基於接收的命令訊號來實施特定動作 之任何適合的裝置。例如，若與如前述的取樣光位準相比較下眨眼啟動模式相匹配，該系統控制器114可啟用該致動器112，如可變光學電子式或供電式鏡片。該致動器112可包含一電裝置、一機械裝置、一磁性裝置或其任何組合。該致動器112除了接收來自該電源110之電力外，亦接收來自該系統控制器114的訊號，並且基於來自該系統控制器114的訊號而產生一些動作。例如，若該系統控制器114之訊號指示配戴者試圖聚焦於一近物上，該致動器112可被用以改變該電子眼用鏡片的折射率，例如，透過動態多液體的光學區。在一替代例示性實施例中，該系統控制器114可輸出指示治療劑應被傳遞至眼睛之一訊號。在此例示性實施例中，該致動器112可包含一幫浦與貯器，例如，一微電機系統(MEMS)幫浦。如上所述，本發明之供電式鏡片可提供各種功能；因此，可多方面地組態一或多個致動器以實施功能。

圖3說明根據本發明眨眼偵測演算法的例示性眨眼偵測系 統的狀態轉變圖300。該系統開始於閒置狀態302等待啟用訊號bl_go被確立。當該啟用訊號bl_go確立時，例如，藉由在與眨眼取樣速率相當的100毫秒速率脈衝bl_go的振盪器與控制電路，該狀態機接著轉變至WAIT_ADC狀態304，其中啟用ADC以轉換一接收的光位準為一數位值。該ADC確立adc_done訊號以指示其操作完成，而該系統或狀態機轉變至移位狀態306。在移位狀態306中，該系統推送最近接收的ADC輸出值至一移位暫存器以保持眨眼樣本的歷史記錄。在一些例示性實施例中，首先比較該ADC輸出值與臨限值以提供該樣本值之一單位元(1或0)，用以最小化儲存需求。該系統或狀態機接著轉變至比較狀態308，其中比較該樣本歷史記錄移位暫存器中的值與上述的一或多個眨眼序列模板及遮罩。若偵測到一匹 配，可確立一或多個輸出訊號，如用以雙態觸變該鏡片驅動器的狀態之訊號bl_cp_toggle，或待由該供電式眼用鏡片所執行的其他任何功能。該系統或狀態機接著轉變至完成狀態310且確立bl_done訊號以指示其操作完成。

圖4說明一例示性光感測器或光偵測器訊號路徑 pd_rx_top，其可用於偵測並取樣接收的光位準。訊號路徑pd_rx_top可包含一光二極體402、一跨阻抗放大器404、一自動增益與低通濾波階406(AGC/LPF)及一ADC 408。adc_vref訊號係自該電源110(見圖1)輸入至該ADC 408，或替代地可自該類比數位轉換器408內部的專用電路提供adc_vref訊號。來自該ADC 408的輸出adc_data傳送至該數位訊號處理及系統控制器區塊108/114(見圖1)雖然如圖1個別區塊108與114所說明，為了方便說明，較佳於單一區塊410上實施該數位訊號處理及系統控制器。 該數位訊號處理及系統控制器410接收啟用訊號adc_en、開始訊號adc_start及重設訊號adc_rst_n係，而完成訊號adc_complete傳送至該數位訊號處理及系統控制器410。時鐘訊號adc_clk可接收自訊號路徑pd_rx_top外部的時鐘來源，或接收自該數位訊號處理及系統控制器410。重要的是要注意，adc_clk訊號及系統時鐘可在不同頻率下運作。亦重要的是要注意，根據本發明可使用任何數量的不同ADC，本發明可具有不同的介面及控制訊號，但其執行提供光感測器訊號路徑之類比部份的輸出之取樣的數位表示相似的功能。光偵測啟用pd_en及光偵測增益pd_gain係接收自該數位訊號處理及系統控制器410。

圖5說明數位調節邏輯500之方塊圖，該數位調節邏輯可用 以減少接收的ADC訊號值adc_data至單位元值pd_data。該數位調節邏輯500可包含一數位暫存器502以接收來該光偵測訊號路徑pd_rx_top的資料adc_data，以提供一保持值在adc_data_held訊號上。該數位暫存器502經組態以當adc_complete訊號確立時接受新值於adc_data訊號上，而另外當接收到adc_complete訊號時保持最後接受的值。以此方式，一旦資料被鎖存 該系統即可停用光偵測訊號路徑以降低系統電流消耗，。接著可於該臨限值產生電路504對保持資料值求平均(例如，藉由一積傾(integrate-and-dump)平均或以數位邏輯實施的其他平均方法)，以產生一或多個臨限值於訊號pd_th上。可接著經由比較器506比較保持資料值與一或多個臨限值以產生一位元資料值於訊號pd_data上。將可理解的是，比較操作可使用滯後作用或與一或多個臨限值相比較，以最小化輸出訊號pd_data上的雜訊。數位調節邏輯可進一步包含一增益調整區塊pd_gain_adj 508，根據計算的臨限值及/或根據保持資料值經由訊號pd_gain(說明於圖4中)來設定光偵測訊號路徑中的自動增益與低通濾波階406的增益。重要的是要注意，在此例示性實施例中六位元字組(six bit word)在提供足夠解析度供眨眼偵測的動態範圍而最小化複雜度。

在一例示性實施例中，該臨限值產生電路504包含一波峰偵 測器、一波谷偵測器及一臨限值計算電路。在此例示性實施例中，可如下產生臨限值與增益控制值。該波峰偵測器與該波谷偵測器經組態以接收訊號adc_data_held上的保持值。該波峰偵測器經進一步組態以提供一輸出值pd_pk，其快速追蹤adc_data_held值的增加且若adc_data_held值下降則緩慢衰變。該操作係類似於傳統二極體波封偵測器，如電技術中所習知。該波谷偵測器經進一步組態以提供一輸出值pd_vl，其快速追蹤adc_data_held值的下降且若adc_data_held值增加則緩慢衰變至更高的值。該波谷偵測器的操作亦類似於二極體波封偵測器，具有連接至一正電力供應電壓的放電電阻器。該臨限值計算電路經組態以接收pd_pl值與pd_vl值，且經進一步組態以基於pd_pk值與pd_vl值的平均來計算一中點臨限值pd_th_mid。該臨限值產生電路504基於該中點臨限值pd_th_mid提供該臨限值pd_th。

該臨限值產生電路504可進一步經週適以回應於該pd_gain 值的改變而更新pd_pk與pd_vl位準的值。若pd_gain值增加一步級，則使pd_pk值與pd_vl值增加一因數，該因數等於在光偵測訊號路徑中之預期增 益增加。若pd_gain值減小一步級，則使pd_pk值與pd_vl值減小一因數，該因數等於在光偵測訊號路徑中之預期增益減小。以此方式，波峰偵測器與波谷偵測器的狀態(如分別於pd_pk值與pd_vl值中所保持)，且更新臨限值pd_th(如自pd_pk值與pd_vl值所計算)以匹配訊號路徑增益的改變，藉此避免僅起因於光偵測訊號路徑增益的故意改變所致的狀態或值的不連續性或其他改變。

在該臨限值產生電路504的進一步例示性實施例中，該臨限 值計算電路可經進一步組態以基於pd_pk值的比例或百分比來計算一臨限值pd_th_pk。在一較佳例示性實施例中，pd_th_pk可有利地經組態為pd_pk值的八分之七，可用簡單向右位移三位元與減法而實施計算，如相關技術中所熟知。該臨限值計算電路可選擇臨限值pd_th為pd_th_mid與pd_th_pk中之較小者。以此方式，pd_th值決不會等於pd_pk值，甚至在長期間恆定光入射於光二極體上(此可能造成值pd_pk與pd_vl值相等)後。將可理解pd_th_pk值確保長間隔後偵測眨眼。於圖9中進一步說明該臨限值產生電路的行為，如後續所討論。

圖6說明數位偵測邏輯600之方塊圖，其可被用於實施根據 本發明之一實施例之例示性數位眨眼偵測演算法。該數位偵測邏輯600可包含一移位暫存器602，該移位暫存器602經調適以接收來自光偵測訊號路徑pd_rx_top(圖4)或來自數位調節邏輯(圖5)的資料，如此處訊號pd_data(其具有一位元值)所說明。該移位暫存器602(在此以24位元暫存器)保持該接收樣本的歷史記錄。該數位偵測邏輯600進一步包含一比較區塊604，該比較區塊604經調適以接收該樣本歷史記錄以及一或多個眨眼模板bl_tpl與眨眼遮罩bl_mask，並被組態以於可被保持供後續使用的一或多個輸出訊號上指示該一或多個模板與遮罩之匹配。經由一D正反器606鎖存該比較區塊604之輸出。該數位偵測邏輯600可進一步包含一計數器608或其他邏輯以抑制可能由於遮罩操作而造成於小移位設定的相同的樣本歷史記錄 上的連續比較。在一較佳例示性實施例中，在發現到肯定匹配後清除或重設該樣本歷史記錄，因此需要在能夠識別一後續匹配之前取樣一完整、新的匹配眨眼序列。該數位偵測邏輯600仍可進一步包含一狀態機或相似的控制電路以提供控制訊號至該光偵測號路徑與該ADC。在一些例示性實施例中，可藉由與該數位偵測邏輯600分離的一控制狀態機產生控制訊號。此控制狀態機可為該數位訊號處理與系統控制器410的一部分。

圖7說明控制訊號由一眨眼偵測子系統提供至用於光偵測訊號路徑中的ADC 408(圖4)之時序圖。啟用及時鐘訊號adc_en、adc_rst_n及adc_clk在樣本序列的開始時予以啟動並繼續直到類比數位轉換程序完成。在一例示性實施例中，當在adc_start訊號上提供脈衝時開始ADC轉換程序。該ADC輸出值係保持於adc_data訊號中，且由該類比數位轉換器在adc_complete訊號上指示該程序完成。同樣於圖7中說明的是pd_gain訊號，其係用以設定該ADC之前該放大器的增益。此訊號展示為在暖機時間前被設定以使該類比電路偏壓及訊號位準在轉換前穩定。

圖8說明一數位系統控制器800，包含一數位眨眼偵測子系統dig_blink 802。該數位眨眼偵測子系統dig_blink 802可受控於一主狀態機dig_master 804所控制且可經調適以自該數位系統控制器800外部的時鐘產生器clkgen 806接收時鐘訊號。該數位眨眼偵測子系統dig_blink 802可經調適以提供控制訊號至光偵測子系統並自該光偵測子系統接收訊號，如上述。該數位眨眼偵測子系統dig_blink 802除包含狀態機外亦可包含如上所述的數位調節邏輯及數位偵測邏輯，以控制眨眼偵測演算法中的操作序列。該數位眨眼偵測子系統dig_blink 802可經調適以自該主狀態機804接收一啟用訊號並提供一完成指示與一眨眼偵測指示回至該主狀態機804。

圖9提供波形(圖9A至圖9G)以說明臨限值產生電路與自動增益控制(圖5)的操作。圖9A說明如可能由回應於變化光位準的光二極體所提供之光電流對時間之實例。與標繪圖的第二部份相比較，在標繪圖的 第一部份中該光位準及所得光電流相對較低。在標繪圖的第一部份與第二部份兩者中皆可看出雙重眨眼減小光及光電流。注意，眼瞼造成光的減弱可能不是百分之百(100%)，而是較低的值，此取決於眼瞼對入射於眼睛上的光之波長的透射性質。圖9B說明adc_data_held值，其係回應於圖9A之光電流波形而擷取。為了簡便起見，adc_data_held值係說明為一連續類比訊號而非一系列離散數位樣本。將可理解的是，數位樣本值將對應於圖9B中所說明在相對應樣本時間的位準。在標繪圖頂部及底部的虛線指示adc_data訊號與adc_data_held訊號的最大值及最小值。介於最小值與最大值之間的值範圍亦稱為adc_data訊號的動態範圍。如下文所討論，光偵測訊號路徑增益不同於(低於)標繪圖的第二部份。一般而言，adc_data_held值直接與光電流成比例，且增益改變僅影響比率或比例常數。圖9C說明藉由臨限值產生電路回應於adc_data_held值所計算的pd_pk、pd_vl值及pd_th_mid值。圖9D說明在臨限值產生電路之一些例示性實施例中回應於adc_data_held值所計算的pd_pk、pd_vl值及pd_th_pk值。注意，pd_th_pk值始終為pd_pk值的某比例。圖9E說明adc_data_held值連同pd_th_mid值及pd_th_pk值。注意，在adc_data_held值係相對常數的長時間期間，隨著該pd_vl值衰減至相同位準，該pd_th_mid值變得等於adc_data_held值。 pd_th_pk值始終維持有些低於adc_data_held值。同樣說明於圖9E中為pd_th之選擇，其中pd_th值係選擇為pd_th_pk與pd_th_mid之較低者。以此方式該臨限值始終設定在遠離pd_pk值之某距離，避免光電流及adc_data_held訊號上的雜訊造成pd_data上的誤轉變。圖9F說明藉由adc_data_held值與pd_th值的比較而產生的pd_data值。注意，pd_data訊號為二值訊號，其在眨眼發生時為低。圖9G說明這些示範波形tia_gain之值對時間。在該pd_th開始超過圖9E中agc_pk_th所示的高臨限值時tia_gain之值設定為較低。 將可理解相似的行為會發生在當pd_th開始降至低於一低臨限值時提高tia_gain。再次看到圖9A到圖9E各圖之第二部份，較低的tia_gain的效果 是清楚的。特別注意，adc_data_held值維持靠近adc_data訊號及adc_data_held訊號之動態範圍的中央。此外，重要的是要注意，根據如上所述的增益改變而更新pd_pk值與pd_vl值，使得避免純粹歸因於光偵測訊號路徑增益的改變所致的波峰與波谷偵測器狀態與值不連續。

圖10說明一積體電路晶粒1000上的例示性光阻擋及光通過 特徵。該積體電路晶粒1000包含一光通過區1002、一光阻擋區1004、焊墊1006、鈍化開口1008及光阻擋層開口1010。該光通過區1002位於光感測器(未繪示，例如於半導體製程中實施的光二極體陣列)上方。在一較佳例示性實施例中，該光通過區1002允許盡可能多的光到達光感測器因而最大化靈敏度。此可經由移除多晶矽、金屬、氧化物、氮化物、聚亞醯胺及光接收器上的其他層而完成，如用於製造的半導體製程中或後處理中所允許的。該光通過區1002亦可接收其他特殊處理以最佳化光偵測，例如抗反射塗層、濾光器及/或擴散器。該光阻擋區1004可覆蓋晶粒上不需曝光的其他電路。光電流可使其他電路的效能降級，例如使在併入於隱形眼鏡中所需的超低電流電路中的偏壓電壓與振盪器頻率移位，如上所述。該光阻擋區1004優先以一薄不透明的反射材料所製成，例如於半導體晶圓加工及後加工中已使用鋁或銅。若以金屬實施，形成該光阻擋區1004的材料必須與下方的電路及焊墊1006絕緣以避免短路的狀況。此絕緣可由鈍化所提供，鈍化已存在於晶粒上作為一般晶圓鈍化的部分，例如氧化物、氮化物及/或聚亞醯胺或在後加工期間加入其他介電質。遮罩容許光阻擋層開口1010使得導電的光阻擋金屬不會與晶粒上的焊墊重疊。以額外的介電質或鈍化覆蓋該光阻擋區1004以在晶粒貼附期間保護晶粒並避免短路。此最終鈍化具有鈍化開口1008以容許連接至該等焊墊1006。

圖11說明依據本實施例(發明)之具有包含眨眼偵測系統的 電子插入件的例示性隱形眼鏡。該隱形眼鏡1100包含一軟塑料部分1102，其包含一電子插入件1104。此插入件1104包含一鏡片1106，其係由電子 器件啟動，例如取決於啟動而聚焦近處或遠處。積體電路1108安裝於該插入件1104上並連接至電池1110、鏡片1106及該系統必須的其他組件。該積體電路1108包含一光感測器1112及相關聯的光偵測器訊號路徑電路。 該光感測器1112透過鏡片插入件面向外並遠離眼睛，且因此能夠接收環境光。該光感測器1112可被實施於積體電路1108(如圖所示)上，例如作為單一光二極體或光二極體陣列。該光感測器1112亦可被實施作為一分離的裝置，其安裝於該插入件1104上並與配線跡線1114連接。當眼瞼閉上時，包含光偵測器1112的鏡片插入件1104被覆蓋，因而降低入射於該光偵測器1112上的光位準。該光偵測器1112能夠測量環境光以判定該使用者是否眨眼。

眨眼偵測演算法的額外實施例可容許眨眼序列的持續時間 及間隔有更多變異，例如藉由基於第一眨眼之所測量終止時間計時第二眨眼之開始，而非使用一固定模板或加寬遮罩「任意值」間隔(0值)。

將可理解，眨眼偵測演算法可被實施於數位邏輯中或於微控 制器上運行的軟體中。演算法邏輯或微控制器可連同光偵測訊號路徑電路及系統控制器實施於單一特定應用積體電路(ASIC)中，或可跨越一個以上積體電路予以劃分。

重要的是要注意，本發明的眨眼偵測系統的用途比視力診 斷、視力矯正與視力增強更廣。該些更廣的用途包含使用眨眼偵測以控制用於具有肢體障礙個人的多種功能。眨眼偵測可被建置在眼睛上或眼睛外。

儘管據信所展示與所描繪的是最實用且最佳的實施例，但對 熟悉此項技術者來說，仍可輕易思及偏離所描述且所顯示的特定設計與方法，且以不脫離本發明的精神與範疇之方式加以運用。本發明並不被限制於所描繪與所說明的特定建構，而是應理解為符合可落在隨附申請專利範圍之範疇內之所有修改。

100‧‧‧隱形眼鏡

101‧‧‧環境光

102‧‧‧光感測器/光偵測器

103‧‧‧電流

104‧‧‧放大器

106‧‧‧類比數位轉換器(ADC)

108‧‧‧數位訊號處理器

110‧‧‧電源

112‧‧‧致動器

114‧‧‧系統控制器

Claims (2)

1. 一種偵測眨眼及眨眼模式之方法，該方法包含：以一預定速率取樣入射於一個人之一眼睛上的光且至少暫時地儲存收集的樣本；自該等收集的樣本判定一眼瞼何時為開或閉以藉由計算複數個眨眼之一或多個眨眼之次數、時間週期及脈寬來表徵(characterize)眨眼；計算在一給定時間週期的一眨眼次數及該等眨眼之持續時間；比較該眨眼次數、在該給定時間週期中該等眨眼之該等持續時間及在該給定時間週期中眨眼之間的時間至代表一或多個預定故意眨眼序列的一儲存樣本組，以判定眨眼中的模式；判定該等眨眼是否對應於預定故意眨眼序列(sequences)之一或多個，該判定之步驟包括自該一或多個預定故意眨眼序列之該等眨眼之持續時間、允許在該等眨眼之持續時間的變異(deviations)；以及使用該一或多個預定故意眨眼序列做為用於一控制系統之回饋訊號，以啟動並控制配合於一使用者之眼睛上或內之一電子隱形眼鏡之一或多個性質。
2. 一種偵測眨眼及眨眼模式的系統，該系統包含：一光偵測器，其經組態以輸出相對應於入射於一眼睛上的光的強度之一訊號；一放大器，其經組態以接收來自該光偵測器的該訊號，並提高該訊號之功率位準供進一步處理，以產生相對應於入射於該眼睛上的該光之一放大訊號；一處理器，其經組態以接收該放大訊號，該處理器以一預定速率取樣，且至少暫時地儲存收集的樣本； 自該等收集的樣本判定一眼瞼何時為開或閉以藉由計算複數個眨眼之一或多個眨眼之次數、時間週期及脈寬來表徵眨眼；計算在一給定時間週期的一眨眼次數及該等眨眼之持續時間；比較該眨眼次數、在該給定時間週期中該等眨眼之該等持續時間及在該給定時間週期中眨眼之間的時間至一儲存樣本組，以判定眨眼中的模式；判定該等眨眼是否對應於一或多個預定故意眨眼序列，該判定之步驟包括自該一或多個預定故意眨眼序列之該等眨眼之持續時間、允許在該等眨眼之持續時間的變異；以及使用該一或多個預定故意眨眼序列做為用於一控制系統之回饋訊號，以啟動並控制配合於一使用者之眼睛上或內之一電子隱形眼鏡之一或多個性質。