TWI619986B - 可與一外部裝置介面接合的眼用鏡片系統 - Google Patents

可與一外部裝置介面接合的眼用鏡片系統 Download PDF

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TWI619986B
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Abstract

本發明提供一種能夠與一外部裝置進行無線介面接合的可賦能眼用鏡片系統。該可賦能眼用鏡片系統可與一特定外部裝置動態地互動，其中一使用者可透過該可賦能眼用鏡片系統來操作該外部裝置內的一或多種功能性。該外部裝置可能夠識別眼睛姿態，該等眼睛姿態可包含有意的眼睛和眼瞼運動。該外部裝置可操作該眼用鏡片系統內的一功能性，其中該操作可以是基於自該眼用鏡片系統所接收的資訊。該眼用鏡片系統可包含至少一可賦能眼用鏡片。多個眼用鏡片可為較佳的，其中該眼用鏡片系統或者該外部裝置中的任一者或二者的功能性可以基於鏡片之間相對位置資料或通訊而出現。

Description

可與一外部裝置介面接合的眼用鏡片系統
本發明係關於與眼用鏡片相關聯的方法、設備和裝置，該等眼用鏡片可與包括(例如)智慧型手機、電視、或膝上型電腦的外部裝置介接。更具體而言，本發明係關於一種可賦能眼用鏡片系統，其可與具有螢幕和作業系統的外部裝置之功能動態地互動。
傳統上，如隱形眼鏡、人工水晶體或淚管塞等眼用裝置包括具有矯正、裝飾或治療性能之生物可相容裝置。例如，隱形眼鏡可提供視力矯正功能、加強妝飾及/或治療效果中之一或多種。每種功能係由鏡片的一種物理特性所提供。結合折射特性之鏡片設計可提供視力矯正功能。將色素結合至鏡片可提供加強妝飾效果。將活性劑結合至鏡片中可提供治療效果。此等物理特性可在無需使鏡片進入賦能狀態的情況下達成。
最近，已將主動組件納入於隱形眼鏡中，且此納入可涉及在眼用裝置內結合賦能元件。用於實現此效果之相對複雜的組件可藉由在插件裝置中納入該等組件來得到改善的特性，該等插件裝置可接著納入有有益於製造目前最新技術之眼用鏡片的標準或類似材料。
包括(例如)平板電腦、智慧型手機和電子書閱讀器的具有螢幕和作業系統的手持電子裝置的普及已促進了介接機制的演化。例如，一些早期的手持裝置不是透過與裝置螢幕的互動來操作，並且經常需要觸控筆來與裝置輸入墊介接。近期的型號包括 完全互動式螢幕，從而允許使用者使用他們的手指或觸控筆與裝置介接。
相似地，與諸如桌上型電腦或電視的非手持裝置互動的方法也已經過演進，以滿足日益多樣化的電腦使用者族群之需求。例如，一些電腦具有自適應性特徵結構，允許四肢麻痺的使用者通常透過使用能偵測眼睛運動的相機來操作裝置。
最近，手持裝置已併入類似的自適應性技術，以允許便於不使用手來操作。然而，將眼睛追蹤技術整合到手持裝置中是非常受限制的。眼睛追蹤技術通常利用裝置內的相機，這會導致誤導的眼睛運動提示，因為手持裝置本質上是可攜式的。裝置運動、眼睛運動、和頭部運動的組合會導致不一致的指令。
基於眼睛運動的控制在功能性上也受到限制。當前，一些裝置允許進行基本的滾動操作，其中所述裝置識別出使用者已到達了裝置螢幕的周邊並且頁面上的訊息延伸超出該周邊。一些裝置識別出使用者何時沒有看著裝置螢幕，此時所述裝置將暫停媒體直到使用者已重新觀看裝置螢幕。
因此，需要一種更準確並且動態的眼睛追蹤機制，其可允許具有更廣的介接能力。追蹤和介接機制可允許可賦能眼用鏡片與一系列外部裝置(包括手持裝置或非手持裝置)介接。因此，期望能改善與外部裝置介接的程序、方法和裝置。可期待一些透過可賦能眼用鏡片有效地與外部裝置介接的解決方案可提供新穎態樣用於非賦能之裝置和其它生醫裝置。因此，與經賦能眼用鏡片和外部裝置之間的通訊相關的新穎方法、裝置和設備是重要的。
本發明之可能夠與外部裝置介接的可賦能眼用鏡片，克服了如以上簡要描述之與先前技術相關聯的缺點。此外，與此先前技術所具有之介接能力相比，本發明能具有更廣的介接能力。
本發明係關於一種可賦能眼用鏡片系統，其包括能夠與特定外部裝置介接的至少一眼用鏡片，其中該眼用鏡片可包括 電子組件和可至少部分封裝該等電子組件之軟性鏡片部分。此類電子組件可包括可互連電子組件的無線接收器、無線傳輸器、處理器、感測器和導電跡線。一些此類眼用鏡片可進一步包括一能夠賦能電子組件之電源。或者，可藉由外部裝置無線地賦能眼用鏡片。電子組件可被封裝在媒介插件內。
電子組件可使得眼用鏡片系統能夠與特定外部裝置介接。一旦眼用鏡片系統與特定外部裝置配對，即可進行無線通訊。介接可允許眼用鏡片系統操作外部裝置或者使外部裝置操作眼用鏡片系統或兩者。例如，介接可基於由眼用鏡片系統收集的瞳孔和環境光資料以及由外部裝置收集的環境光資料而自動調節外部裝置螢幕的亮度。舉另一實例來說，眼用鏡片系統可包括一事件通知機構，其可向使用者通知在眼用鏡片系統和外部裝置之內或之間可能發生的事件。
外部裝置是可透過一組眼睛姿態操作的，其可包括有意的眼睛運動或眼瞼位置變化。在一些方面，眼用鏡片系統可包括位置偵測機構，位置偵測機構可能夠偵測眼瞼位置或眼睛運動。眼用鏡片系統可向外部裝置傳輸此類資料。位置資料可包括眼睛姿態或者可通過其它方式指導眼用鏡片系統或外部裝置的操作。例如，位置偵測機構可追蹤使用者的注視，其可提示外部裝置捲動。
一些眼用鏡片系統可包括與第一眼用鏡片類似的第二眼用鏡片，其中可將所述第二眼用鏡片配戴在使用者相對的眼睛上。在兩個眼用鏡片均包括位置偵測器的情況下，外部裝置可能夠追蹤會聚，其可指示外部裝置和眼用鏡片系統之間的觀看距離。基於會聚資料，外部裝置可增大字體的大小和在螢幕上的圖像，或者在眼用鏡片系統包括可變光學部分的情況下，外部裝置可調節眼用鏡片系統的焦度。
本發明的眼用鏡片系統提供動態、準確且不需要使用手的方式與外部裝置介接。此系統也可將功率和處理負擔從眼用鏡片轉移到外部裝置，這會顯著減少受到大小和生物可相容的限制。
100‧‧‧眼睛
110‧‧‧可賦能眼用鏡片
111‧‧‧組件/電子組件
112‧‧‧組件/處理器
113‧‧‧組件/導電跡線
114‧‧‧軟性生物可相容部分
250‧‧‧眼睛
255‧‧‧媒介插件
260‧‧‧可賦能眼用鏡片
261‧‧‧電子組件
262‧‧‧電子組件/處理器
263‧‧‧電源/賦能元件
264‧‧‧周緣
265‧‧‧光學區
266‧‧‧電子組件/導電跡線
267‧‧‧電子組件/接收器
301‧‧‧通知機構/可賦能元件
302‧‧‧接收器/可賦能元件
304‧‧‧眼用鏡片
305‧‧‧外部裝置
306‧‧‧介接資料或提示
451‧‧‧通知機構/可賦能元件
452‧‧‧接收器/可賦能元件
453‧‧‧媒介插件
454‧‧‧眼用裝置
455‧‧‧外部裝置
456‧‧‧介接資料/通訊
457‧‧‧傳輸配接器或伺服器鑰
502‧‧‧低電壓電池
504‧‧‧電荷泵
506‧‧‧電容器
508‧‧‧LED控制器
510‧‧‧LED
512‧‧‧虛線矩形
601‧‧‧功能性機構
602‧‧‧無線接收器
603‧‧‧眼用鏡片
605‧‧‧外部裝置
606‧‧‧介面資料
652‧‧‧傳輸器
653‧‧‧眼用鏡片
657‧‧‧回應資料
700‧‧‧可賦能眼用鏡片
705‧‧‧位置識別機構/感測器陣列/瞳孔位置與會聚偵測系統
710‧‧‧穩定特徵
800‧‧‧可賦能眼用鏡片
805‧‧‧位置識別機構/瞳孔位置與會聚偵測系統/三軸加速計
810‧‧‧電源
820‧‧‧控制器
900‧‧‧外部裝置
1000‧‧‧外部裝置
1002‧‧‧可賦能鏡片
1100‧‧‧眼睛
1102‧‧‧無源眼用鏡片
1110‧‧‧裝置螢幕
1150‧‧‧眼睛
1152‧‧‧可賦能眼用鏡片
1200‧‧‧眼用鏡片
1201‧‧‧瞳孔
1205‧‧‧環境光位準
1210‧‧‧感測器或相機
1230‧‧‧外部裝置
1235‧‧‧環境光位準
1240‧‧‧感測器或相機
1250‧‧‧背光螢幕/顯示器
1255‧‧‧環境光位準
1260‧‧‧感測器或相機
1300、1320、1330、1335、1350、1360、1365、1370、1380、1390、1395‧‧‧步驟
1400、1405、1410、1420、1425、1430、1435、1440、1445、1460、1465、1470、1475、1480‧‧‧步驟
從以下對本發明較佳實施例之更詳細說明中，如附圖所繪示，將更清楚明白本發明之前述及其他特徵與優勢。
圖1A繪示眼睛上的可賦能眼用鏡片的例示性實施例的剖視圖，其中所述可賦能眼用鏡片可能夠與外部裝置無線地介接。
圖1B繪示能夠與外部裝置無線地介接的可賦能眼用鏡片的例示性實施例的前視圖。
圖2A繪示眼睛上的可賦能眼用鏡片的替代實施例的剖視圖，其中可賦能眼用鏡片可能夠與外部裝置無線地介接。
圖2B繪示能夠與外部裝置無線地介接的可賦能眼用鏡片的替代實施例的前視圖。
圖3繪示從外部裝置到眼睛上的可賦能眼用鏡片的無線通訊的例示性實施例。
圖4繪示從外部裝置到眼睛上的可賦能眼用鏡片的無線通訊的替代實施例。
圖5A繪示代表市售的發光二極體(LED)的電流對比電壓「IV」曲線圖的圖。
圖5B繪示用低電壓電池驅動LED的系統。
圖6A繪示外部裝置和眼睛上的可賦能眼用鏡片之間的無線通訊和控制的第一例示性實施例。
圖6B繪示外部裝置和眼睛上的可賦能眼用鏡片之間的無線通訊和控制的第二例示性實施例。
圖7繪示具有位置識別機構的可賦能眼用鏡片的例示性實施例。
圖8繪示具有位置識別機構的可賦能眼用鏡片的替代實施例。
圖9A至9D繪示各自配戴具有位置識別機構的可賦能眼用鏡片的一雙眼睛的各種注視方向和會聚距離的俯視視圖。
圖10A至10D繪示一雙眼睛的各種注視方向和會聚距離的俯視視圖，其中僅一隻眼睛配戴具有位置識別機構的可賦能眼用鏡片。
圖11A繪示觀看具有隱私保護的外部裝置的螢幕的一雙眼睛，其中使用者未配戴具有隱私保護過濾器的可賦能眼用鏡片。
圖11B繪示觀看具有隱私保護的外部裝置的螢幕的一雙眼睛，其中使用者正配戴具有隱私保護過濾器的可賦能眼用鏡片。
圖12繪示自動調節外部裝置螢幕亮度的系統。
圖13繪示具有可變取樣率的可賦能眼用鏡片的決策流程圖。
圖14繪示一旦藉由配對提示起始後，可賦能眼用鏡片和外部裝置之間介接的處理步驟。
本發明描述一種具有與外部裝置通訊的介接能力的可賦能眼用鏡片。一般來說，根據本發明的一些實施例，可將介接及/或定位追蹤機構合併到可賦能眼用鏡片內，諸如可包括媒介插件的那些機構。
在下列段落中，將提出本發明之例示性實施例的詳細說明。較佳實施例與替代實施例兩者之說明僅為例示性實施例，且應理解對於熟悉此技藝之人而言各種變化、修改及變更可係顯而易見的。因此，應可理解該例示性實施例並未限制本發明之範疇。
名詞解釋
在有關本發明之說明與申請專利範圍中，各式用語將應用如下定義：
組件：如本文中所使用，係指能夠從能量源得到電流以執行一或多種邏輯狀態或物理狀態的變化之一裝置。
電連通：如本文中所使用，係指受到一電場的影響。在導電材料的情形中，此影響可能是由電流之流動所導致或導致電流之流動。在其他材料的情形中，此影響可能是由一電位場所引起，例如，沿場力線定向永久和誘導分子偶極的傾向即為其中一例。
封裝：如本文中所使用，係指建立一障壁以使一實體(例如一媒介插件)與相鄰於該實體之環境分離。
封裝材料：如本文中所使用，係指經成形為環繞實體(例如，媒介插件)之一層，其建立障壁以使實體與相鄰於該實體的環境分離。例如，封裝材料可包括聚矽氧水凝膠，諸如Etafilcon、Galyfilcon、Narafilcon及Senofilcon，或其他水凝膠隱形眼鏡材料。 在一些例示性實施例中，封裝材料可為半透性以在實體內含有特定物質，並且防止特定物質(例如，水)進入實體。
經賦能：如本文中所使用，係指能夠供應電流或儲存電能於其中之狀態。
能量：如本文中所使用，係指物理系統作功之能力。許多上述術語於本發明內之使用可能涉及在做功的過程中能夠執行電性動作的能力。
能量源：如本文中所使用，係指能供應能量或能使一邏輯或電子裝置處於賦能狀態之任何裝置或層。
事件：如本文中所使用，係指可能發生於各種位置的一經定義參數集合，這些位置包括(例如)眼環鏡、眼用鏡片、鄰近眼用鏡片的環鏡、或外部裝置。舉例來說，事件可包括眼環境中的生物標記、眼用鏡片的賦能位準、對於鄰近眼用鏡片的環境中的具體對象之視覺辨識、或者透過外部裝置接收電子郵件或訊息。事件可以是特定於一使用者的，諸如用藥量，或者可以是普遍適用於所有使用者的，諸如外部裝置內的電話呼叫。
功能性：如本文中所使用，係指眼用鏡片的基本用途或目的(對比於輔助或附帶功能)。功能性可包括(例如)視力矯正、活性劑分配、妝飾、外部裝置介接、或立體媒體之三維感知。相比之下，附帶功能可包括允許基本目的運行所必要的動作。
經功能化：如本文中所使用，係指使一層或裝置能夠執行一功能，包括(例如)賦能、啟動、或控制。
人工水晶體：如本文中所使用，係指可嵌入眼睛內的眼用鏡片。
眼用鏡片或眼用裝置或鏡片：如本文中所使用，是指留存於眼睛內或眼睛上的任何裝置。此裝置可提供光學矯正、可為妝飾性，或提供與光學性質無關的一些功能性。例如，鏡片一詞可意指隱形眼鏡、人工水晶體、覆蓋鏡片、眼插件、光學插件或其他可藉以矯正或修改視力，或在不妨礙視力的情況下可加強妝飾眼睛生理性質(例如虹膜顏色)之類似裝置。替代地，鏡片可意指可置放於眼睛 上、具有除視力矯正外之功能的裝置，該功能例如，監控淚液成分或投予活性劑之途徑。在一些例示性實施例中，本發明之較佳鏡片可係由聚矽氧彈性體或水凝膠所製成的軟性隱形眼鏡，其可包含(例如)聚矽氧水凝膠及氟水凝膠。
鏡片成形混合物或反應性混合物或RMM：如本文中所使用，係指一單體組成物及/或預聚合物材料，其可經固化並交聯或經交聯，以形成眼用鏡片。各種實施例可包括鏡片成形混合物，其具有一或多個添加劑(諸如，紫外線阻斷劑、染劑、稀釋劑、光起始劑或催化劑)，以及諸如隱形眼鏡或人工水晶體之眼用鏡片中所可使用的其他添加劑。
液晶：如本文中所使用，係指具有介於習知的液體及固體晶體間之性質的物質狀態。無法將液晶表徵為固體，但其分子呈現出某種對準度。如本文中所使用，液晶並未受限於具體的相或結構，但液晶可具有特定的靜止定向。液晶的定向及相可藉由外力操縱，該外力例如，溫度、磁力或電力，取決於液晶的晶族而定。
媒介插件：如本文中所使用，係指將被納入於經賦能眼用裝置中之封裝插件。賦能元件及電路可內嵌在媒介插件中。媒介插件界定經賦能眼用裝置的主要用途。例如，在經賦能眼用裝置允許使用者調整光學功率的實施例中，媒介插件可包括賦能元件，其可控制光學區中的液態彎月面部分。替代地，媒介插件可為環形，以使光學區不含有材料。在此類實施例中，鏡片的經賦能功能可不是光學性質，而是可例如為監控葡萄糖或投予藥物。
光學區：如本文中所使用，係指眼用鏡片之一區域，該眼用鏡片之使用者係透過該區域看東西。
功率：如本文中所使用，係指每單位時間所作的功或傳遞之能量。
可再充電或可再賦能：如本文中所使用，係指恢復至較高作功能力狀態的能力。許多上述術語於本發明內之使用，可與恢復之能力有關，所述恢復之能力係指恢復至具有使電流在特定重建之期間內以特定速率流動之能力。
再賦能或再充電：如本文中所使用，係指恢復至較高作功能力的狀態。許多上述術語於本發明內之使用可與裝置之恢復有關，裝置之恢復係讓裝置恢復至具有使電流在特定重建之期間內以特定速率流動之能力。
穩定化特徵：如本文中所使用，係指當一眼用裝置置放於眼睛上時，使該眼用裝置在眼睛上穩定於一特定定向的物理特性。在一些例示性實施例中，穩定化特徵可增加足夠的質量以壓載眼用裝置。在一些例示性實施例中，穩定化特徵可改變前曲面表面，其中眼瞼可夾住穩定化特徵並且使用者可藉由眨眼使鏡片重定向。可藉由包含可增加質量的穩定化特徵來增強此類例示性實施例。在一些例示性實施例中，穩定化特徵可為與封裝生物可相容材料不同的材料、可為與模製程序分開形成之插件，或可包含在媒介插件中。
基材插件：如本文中所使用，係指可成形或剛性基材，其能夠支撐能量源，並可置放於眼用鏡片之上或之內。在一些例示性實施例中，基材插件亦支撐一或多個組件。
三維感知或三維觀看：如本文中所使用，係指眼用裝置轉換二維圖像的情況下使得大腦解讀圖像內的三維性質。
三維表面或三維基材：如本文中所使用，係指任何已經三維成形的表面或基材，其中相較於平面的表面，其形貌係針對特定目的設計。
可變光學：如本文中所使用，係指改變光學品質的能力，例如，鏡片的光學功率或偏光角。
眼用鏡片
可賦能眼用鏡片可與一系列電子外部裝置介接，包括(例如)手錶、智慧型手機、電視、和電腦。在一些較佳實施例中，外部裝置可包括作業系統及/或螢幕，其可允許具有複雜介接能力。
參照圖1A和圖2A，圖中繪示眼睛100、250上之具有與外部裝置介接能力的可賦能眼用鏡片110、260的例示性實施例。圖1B和圖2B繪示眼用鏡片110、260的前視圖。如圖1A和圖 1B所示，眼用鏡片110可包括軟性生物可相容部分114、具有接收器及/或傳輸器的處理器112、和導電跡線113。
一些態樣可包括可為眼用鏡片添加功能性之額外電子組件111。舉例來說，電子組件111可包括事件通知機構，其中來自外部裝置的提示可諸如透過使用發光二極體、振動、或聲音裝置來啟動事件通知機構。當在外部裝置上可能發生諸如電話呼叫或傳入電子郵件的事件時，當在眼用鏡片上可能發生諸如賦能的事件時，或者當在眼用鏡片與外部裝置之間可能發生諸如成功配對的事件時，通知機構可被啟動。出於例示性目的，電子組件111可被描述為事件通知機構，但其它功能性可為實用及所要的。因此，此些變化形式亦適切地在本文所述之創新技術的範疇內。
在某些例示性實施例中，眼用鏡片110可不包括電源，且眼用鏡片110可透過無線能量傳輸供電。例如，將眼用鏡片110置於鄰近外部裝置的指定位置可對感測器和通知機構充電。或者，當來自外部裝置或眼用鏡片110的接合提示可能起始裝置之間的介接時，外部裝置可對通知機構無線地供電。
可不將組件111至113封裝在媒介插件中，且軟性生物可相容部分114可直接與組件111至113接觸。在此類例示性實施例中，軟性生物可相容部分114可封裝組件111至113。封裝可使組件111至113懸浮在眼用鏡片110內的特定深度之處。或者，可將組件111至113納入於基材插件上。可形成基材插件，並可在加入軟性生物可相容部分114之前將組件111至113置放於基材上。
圖2A中繪示眼睛250上用於經賦能眼用裝置260的媒介插件255的替代例示性實施例，圖2B中繪示對應的經賦能眼用裝置260。媒介插件255可包括光學區265，該光學區可或可不提供包含例如視力矯正之第二功能性。在眼用裝置的經賦能功能與視力無關的情況下，媒介插件255的光學區265可不含有材料。
在一些例示性實施例中，媒介插件255可包括非位於光學區265中的一部分，其包含併入有諸如電源263之賦能元件以及諸如處理器262之電子組件的一基材。在一些實施例中，可將 包括例如電池的電源263和包括例如半導體晶粒的處理器262附接至基材。在一些此類的態樣中，導電跡線266可電互連電子組件262、261和賦能元件263。
在一些例示性實施例中，媒介插件255可進一步包括接收器267，其可無線地偵測、傳輸、及接收往來於外部裝置的介面資料。接收器267可諸如透過導電跡線266與處理器262和電源263電連通。
在一些例示性實施例中，可對處理器262進行程式化以建立眼用鏡片260的功能性之參數。舉例來說，在眼用鏡片260包括光學區265內的可變光學部分的情況下，處理器可經程式化以設定經賦能光學功率。此類例示性實施例可允許大量生產具有相同組成但包括經獨特程式化之處理器的媒介插件。
可在將電子組件261至263、266、267封裝入媒介插件255之前對處理器進行程式化。替代地，可在封裝之後再對處理器262進行無線地程式化。無線程式化可允許在製造程序之後(例如)透過醫生辦公室、商店、或家中的程式化裝置進行客製化。在一些例示性實施例中，外部裝置可能夠對眼用鏡片進行程式化。
為了圖解說明之目的，將媒介插件255顯示為可不包括光學區265中一部分之環形實施例，儘管對於功能性插件的機械具體實施而言可存在數個可能性。不過，在媒介插件255之一功能性可與視力相關的情況下，媒介插件255在光學區265內可包括一可賦能元件。例如，媒介插件255可包括可變光學部分，其中媒介插件255可基於不同的賦能位準而提供多個視力矯正屈光度。在一些例示性實施例中，外部裝置可包括用於可變光學部分的控制機構或其它可調節功能性。
媒介插件255可被完全封裝以保護和容納賦能元件263、跡線266、及電子組件261、262和267。在一些實施例中，封裝材料可為半透性的，例如，以防止諸如水之特定物質進入媒介插 件255，並允許諸如周圍氣體或賦能元件內之反應副產物的特定物質滲透入媒介插件255或由媒介插件255滲出。
在一些例示性實施例中，媒介插件255可納入於可包含聚合生物可相容材料之眼用裝置260中。眼用裝置260可包括剛性中心、軟性裙件設計，其中中心剛性光學元件包括媒介插件255。在一些特定實施例中，媒介插件255可與各別前及後表面上的大氣以及角膜表面直接接觸，或替代地，媒介插件255可封裝在眼用裝置260之中。眼用裝置260的周緣264可為軟性裙件材料，包括例如，聚合反應性單體混合物，如水凝膠材料。
現參照圖3和圖4，其繪示從外部裝置到眼睛上的可賦能眼用鏡片的無線通訊之例示性實施例。根據一個例示性實施例，外部裝置305可向眼用鏡片304上的接收器302傳輸介面資料或提示306。在一些例示性實施例中，所傳輸的介面資料306可觸發通知機構301之啟動。例如，如圖所示，通知機構可包括光源，其中介面資料306可促使其發光。在此類例示性實施例中，可將光源導向眼睛。或者，可將光源導向至眼用鏡片304中，其中眼用鏡片304可反射光或使光分散。一間接可見光可使光減弱為輝光，其在視覺上可為較不刺激的。
在一些替代例示性實施例中，外部裝置455可包括傳輸配接器或伺服器鑰457，其可允許外部裝置455無線地向接收器452傳輸介面資料456並且從接收器452接收介面資料456。例如，如果在外部裝置455中未實施與接收器452通訊所必需的無線協定，此具體實施可以是較佳的。例如，眼用裝置454上的設計限制可要求使用定製的低功率通訊協定。
接收外部裝置介面資料456可啟動通知機構451。例如，通知機構可包括用於提供機械運動的振動生成裝置，包括例如壓電器件。此類機構可比光源的刺激性更強。
因此，在介面資料456可提示來自使用者之表示肯定之動作(諸如，眨眼認可通知)的情況下，振動實施例可為較佳的。一些例示性實施例可包括多種通知類型。例如，預設通知可為 閃光，且使用者可指定振動通知用於一特定的事件，包括例如，來自特定聯絡人的電話呼叫或文字訊息或約會提醒，其中外部裝置可包括智慧型手機。舉另一例來說，光通知可向使用者提供關於眼用鏡片與外部裝置成功配對的確認。
在更進一步的例示性實施例中，通知機構451可包含一聲音產生裝置，其中聲音可例如透過骨傳導(bone conduction)而被使用者聽見。由於眼睛經由眼窩與頭骨靠近，因此可聽得見聲音，其中頭骨的骨頭可將聲音引導至耳蝸。在一些此類的態樣中，聲音產生裝置可包含一換能器，其中該換能器可將經由無線接收的資料轉換為聲音輸出。
可由通知機構決定聲音，其中外部裝置介面資料可觸發預程式化的聲音，諸如，嗶聲。替代地，外部裝置介面資料可包括與該外部裝置事件相關的特定鈴聲或者聲音。在此類例示性實施例中，通知機構可產生特定的鈴聲或聲音，從而令使用者能夠分辨發話方或事件，即使在外部裝置可能處於靜音設定時亦然。眼用裝置454中的控制器可儲存數種通知方法，例如，閃光、振動、和聲音之模式，這可透過通訊456來選擇，而不是透過通訊456傳輸。
出於圖解說明之目的，在通知機構301包括光源的例示性實施例中，可賦能元件301和302顯示為個別地封裝在眼用鏡片304中的組件。在通知機構451包括振動警示的例示性實施例中，可賦能元件451和452被顯示為媒介插件453的組件。不過，通知機構之變化形式可不限於所繪示的實施例，其他例示性實施例係可實行的，且應將之視為屬於本技術之範圍內。
外部裝置及眼用鏡片可包含補充性通訊協定，以使兩個裝置能夠無線地通訊。在一些例示性實施例中，通訊協定可包含用於外部裝置的非典型技術(包括例如，紅外線)，且其運行可依靠近接性，此可限制與非所欲之外部裝置間之不經意的無線通訊。
在此類例示性實施例中，可透過額外的硬體(包括例如，傳輸配接器或伺服器鑰457)特將非典型技術配備於外部裝置上。在一些例示性實施例中，傳輸配接器457可包括無線協定，該無線協定被具體地設計成允許眼用鏡片和外部裝置之間進行非對稱通訊和資料交換。這種非對稱通訊可將處理和功率負擔從眼用鏡片轉移至外部裝置，該外部裝置在尺寸上可較不受限制。
舉一說明性實例來說，傳輸配接器457可允許外部裝置455透過與接收器452的紅外傳輸來傳輸和接收外部裝置介面資料456。例如，在針對特定的紅外線波長或脈衝模式校準傳輸配接器的情況下，在使用之前，可使傳輸配接器457與特定的眼用鏡片進行配對。如數位通訊中所常見，在通訊協定中可包括裝置定址、誤差校正和加密。
其他態樣可允許透過標準外部裝置一般所內含的技術(例如，藍牙技術)進行眼用鏡片與外部裝置間的配對。不同於紅外線，藍牙技術在外部裝置中相對較為常見，且同步化可不需要額外的硬體。
通訊協定可包含低功率實施例，包括例如，ANT或ZigBee技術。此可允許眼用鏡片針對來自外部裝置的外部裝置事件資料傳輸而週期性地對環境進行取樣，同時亦限制由於取樣而產生的功率損耗。低功率無線協定通常可延長眼用鏡片之潛在可賦能期間。補充性無線協定設定檔可將眼用鏡片限制於接收來自所欲之外部裝置的傳輸。
在一些例示性實施例中，可在使用前進行配對。例如，可將眼用鏡片預程式化為與一特定的外部裝置互動，例如，透過使用可下載至所欲之外部裝置上的應用軟體。在其他此類例示性實施例中，眼用鏡片可包括一序列鑑別碼或電子系譜(e系譜)，其可為一特定的眼用鏡片或眼用鏡片包裝所獨有的。識別眼用鏡片的獨有碼可依據與眼用鏡片之品牌或產品線相關聯的序列化方法而有所不同。
可對外部裝置進行程式化，以辨認一特定序列碼。在一些例示性實施例中，使用者可利用擷取技術掃描或拍攝庫存計量單位(SKU)條碼或快速回應(QR)條碼來程式化外部裝置，該等條碼可與鑑別序號相關聯。在一些此類態樣中，SKU或QR條碼可位於眼用鏡片的包裝上，例如，位於個別的泡殼包裝上或位於多個泡殼包裝的盒上或者其他常見的包裝技術。透過與包裝互動來起始配對可優於直接與眼用鏡片互動，以作為減少對眼用鏡片或眼睛之污染或損壞的手段。
在一些例示性實施例中，所掃描的碼可指明眼用鏡片的識別屬性。識別可允許外部裝置特定地與所欲之眼用鏡片通訊。例如，視無線通訊技術而定，所掃描的碼可包括鑑別碼、藍牙設定檔、紅外線波長，或紅外線訊號模式。
在眼用鏡片與外部裝置間進行通訊之前，兩個裝置可例如透過使用射頻識別系統而交換或辨認序列授權或e系譜。在一些例示性實施例中，外部裝置事件可觸發外部裝置傳輸一識別或授權詢問至眼用鏡片。詢問可包括授權碼的全部、部分或完全不包括。例如，外部裝置可傳輸整個碼，且在碼與眼用鏡片的序列碼匹配的情況下，鏡片可傳輸回應，該回應可包括序列碼或對正確序列碼的認可。
或者，詢問可包括一部分的序列碼，而眼用鏡片可以剩餘部分予以回應。一成功的字串可允許更進一步的無線通訊。在更進一步的替代例中，詢問可不傳輸序列碼的任何部分，而是可提示眼用鏡片傳輸整個碼。在外部裝置驗證序列碼的情況下，可持續進行無線通訊，而在序列碼不匹配的情況下，可終止無線通訊。
在一些例示性實施例中，配對可完全在眼睛上進行，其中使用者或外部裝置操作者可將外部裝置放置於接近眼用鏡片之處。使用者可利用軟體應用程式(包括，例如，可下載的手機應用程式或在製造期間所安裝的標準無線軟體)提示外部裝置針對眼用鏡片的無線設定檔或協定進行掃描。此類初始掃描可例如，透 過紅外線或藍牙技術而使外部裝置與眼用鏡片配對。未來可在外部裝置基於配對而驗證眼用鏡片之識別資訊時進行無線通訊。
舉一說明性實例來說，可利用射頻識別(RFID)作為驗證眼用鏡片之識別資訊的手段。透過RFID進行驗證可無需使外部裝置處於眼用鏡片的視線範圍內。此類實施例可將無線通訊限制在特定範圍，但不一定將其限制在特定位置。例如，外部裝置可位於提包或口袋內，且只要外部裝置處於範圍內仍可進行無線通訊。
RFID系統對於基於標籤及讀取器類型之識別交換亦可具有低功率需求。在一些例示性實施例中，眼用鏡片可包括被動式標籤，其中眼用鏡片可回覆來自外部裝置中之主動式讀取器的詢問。此類實施例可節省眼用鏡片內的電力使用。在一些此類態樣中，詢問可促使眼用鏡片開始取樣用於外部裝置事件資料之已定義環境。眼用鏡片在詢問前可為非作用的，且可在一段時間後停用取樣(例如，當鑑別碼未經驗證時)，以節省能量。或者，眼用鏡片可按不同的速率取樣，這些速率可根據外部裝置的存在和介接需求而改變。
現請參照圖5A，其繪示代表市售的發光二極體(LED)的電流對電壓「IV」曲線圖的圖。其顯示紅色、白色和紅外(IR)這三種顏色，以說明與各種顏色相關聯的順向電壓之差異。如所屬技術領域中已知，由於用於製造各種顏色LED的半導體材料以及這些材料的帶隙不同，所以順向電壓隨光波長會出現差異。在圖5A中，其在y軸上顯示通過紅色、白色和IR LED的電流，並針對跨LED施加的順向電壓進行繪圖。在一給定之比較點上，例如1.0mA，需要一定的順向電壓(1.8V)以獲得所關注紅色LED的電流。同樣，在LED電流和發光強度之間也存在相關性；因此，應當明顯的是，需要足夠的電壓以實現來自LED的可用亮度。類似地，白色LED和IR LED的導通電壓分別是2.8V和1.3V。
在電子眼用裝置中，尺寸之限制侷限了電池可用的區域和體積。這些限制，連同眼用裝置中之其他限制(諸如安全性和生物可相容性之問題)，潛在地限制了電池電壓、瞬時電流、等 效串聯電阻、和容量。由於受限的電池電壓和其它原因(諸如，在某些半導體製造節點中與數位電路電壓之一致性)，可能期望在電子眼用裝置中使用低電壓電池。另外，可能期望使用單個電池而不是使用串聯的兩個電池來獲得較高電壓，從而限制了電池電壓。單個電池的優點可在於在製造上、可靠性、產率和電流容量上優於串聯的兩個電池。
單個電池單元所提供的受限電壓可能不足以啟動電子眼用裝置中用於進行指示、通訊或其它應用的一些類型的LED，諸如圖5A中所繪示者。舉例來說，鹼性電池的每個單元在可用電池放電範圍內可具有0.8至1.6伏。當此一單元在經完全充電並且在放電曲線的一部分內時，可具有足夠的電壓啟動紅色或IR LED，但即使是這些相對低電壓的LED，在接近電池放電結束時也無法啟動。重要的是要注意，由於LED電流對順向電壓的步級響應(參照LED電流的公式)，即使期望的是極小的電流(諸如幾微安)，仍然會需要相當大的電壓才得以看見。根據圖5A中所示的LED響應，也可明顯看出，白色LED由於2.8V的順向電壓，無法由最大電壓為1.6V的電池所啟動。
由於前述限制，在電子眼用裝置中需要一種電路以在由一低電壓電池供電時能夠提供足夠電壓以允許LED發射可用光強度。此類較佳電路可以是小型的、消耗極少電流、並且與控制LED強度的電路系統整合。此類電路系統可允許LED強度被控制在一連續可變範圍內、脈動、經脈寬調變、或僅僅是導通和截止。
可使用電荷泵(charge pump)(其一般形式已為業界內所熟知)增加可得自低電壓電池的電壓。例如，在使用最小電壓為0.8V且幾乎完全耗盡時的電池驅動2.8V之白色LED的情況下，電荷泵可能夠將電池電壓加乘至少3.5倍，以達到足夠高的輸出電壓。另外，在一些較佳實施例中，電荷泵和相關電路系統可調節通過LED的電流，以調節LED輸出強度。或者，電荷泵可將電荷維持在一貯存器或鎮流電容(ballast capacitor)中，而LED控制電路系統接著可使用鎮流電容器作為其供應源。
現請參照圖5B，其繪示經組態以用低電壓電池502驅動LED 510的系統。在諸如所示的一些例示性實施例中，電荷泵504可增加可得自電池502的偏壓並且可對電容器506進行充電。LED控制器508可切換及/或調節通向LED 510的電流。電荷泵504、電容器506和LED控制器508的電路系統可被整合到同一功能塊中，從而可增進對於效率和晶粒大小的利益。此整合是以虛線矩形512所指示。
現請參照圖6A，其繪示外部裝置和眼睛上的可賦能眼用鏡片之間的無線通訊與控制的例示性實施例。在一些例示性實施例中，眼用鏡片603可包括一能夠接收介面資料606的無線接收器602和一功能性機構601(諸如，能夠向使用者提示或通知事件的通知機構)。在接收步驟中，外部裝置605可向接收器602無線地傳輸介面資料606。
在一些例示性實施例中，如圖6B所繪示，眼用鏡片653可進一步包括傳輸器652，其可位在眼用鏡片653內與接收器602(如上述對於圖6A所說明)類似之位置上。在傳輸步驟中，傳輸器652可將回應資料657發送回外部裝置605。回應資料657可在外部裝置605中觸發動作，包括例如將鈴聲設為靜音。在一些進一步例示性實施例中，眼用鏡片653可起始介面資料的交換。此種起始可根據眼用鏡片上的預定義事件而為自動進行的，或者可為由使用者操作的，例如，眨眼。
在此類例示性實施例中，類似於對圖3和圖4所說明之驗證步驟可為用於確認無線通訊是在所指定的眼用鏡片653和外部裝置605間進行的較佳方式。可在進行驗證步驟後立即傳輸回應或起始資料657，此可限制誤導的回應提示。在其他例示性實施例中，於介面資料606的初始傳輸之後，無線通訊可在整個介面資料交換期間持續進行。在無線通訊持續的情況下，可不需第二驗證程序來確保所欲的無線通訊。
現請參照圖7和圖8，其繪示具有位置識別機構705、805的例示性可賦能眼用鏡片700、800。併入於眼用鏡片700 和800內並定位在眼睛上的瞳孔位置及會聚偵測系統705、805可追蹤瞳孔的位置、眼用鏡片700和800之位置、或者二者。例如，偵測系統可包括能夠觀察瞳孔的反面向之光偵測器或者能夠追蹤眼睛運動的加速計。
如圖7中所示，位置識別機構705可偵測眼用鏡片700後方的眼睛運動及/或可偵測眼用鏡片700前方眼瞼的位置。在一些例示性實施例中，眼用鏡片700可包括感測器陣列705。在眼用鏡片700可偵測眼瞼位置的情況下，感測器陣列705可包括一或多個光偵測器。可將此類光偵測器置於眼用鏡片700上的合適位置處，以提供足夠取樣位置而能在不遮擋透明光學區的情況下可靠地判定眼瞼位置。例如，如圖所示，可將感測器的垂直線配置在光學區之外部。
當眼睛處於打開位置時，可露出所有或大部分的光偵測器以接收環境光，此可產生能被眼用鏡片內所包括的電子電路偵測到的光電流。眼瞼位置的變化會限制一些或全部的光偵測器之環境光暴露。眼用鏡片可能夠基於光電流的變化程度偵測眼瞼位置。
眼瞼偵測裝置可允許眼用鏡片識別眼睛姿態，這些眼睛姿態可包括有意的眨眼或使眼色模式，例如，參照圖6所描述的。在一些較佳實施例中，可將眼瞼偵測與會聚偵測相結合。這種結合可允許眼用鏡片辨別有意的眼瞼位置和無意的眼瞼位置變化，無意的眼瞼位置變化可能是例如由於不同距離的對象之間焦距的變化所造成的。
在一些例示性實施例中，光電偵測器陣列705可以是面向後面的，從而允許眼用鏡片700追蹤注視。當光電偵測器位於瞳孔之外部時，可阻擋朝向光電偵測器的光。當眼睛可改變注視時，一部分光電偵測器705可被暴露於通過瞳孔反射的光。因此，眼用鏡片700可包括穩定特徵710，其可允許眼睛在經壓載的眼用鏡片700後方運動。
如圖8所繪示，瞳孔位置與會聚偵測器系統805可包括數個組件，這些組件可形成更複雜的系統，包括(例如)三軸加速計805、電源810、收發器815和包括信號調節電路系統和記憶體的控制器820。兩個眼用鏡片之間的通訊通道可使瞳孔位置與會聚偵測系統能同步瞳孔位置。
在一些例示性實施例中，眼用鏡片800可隨眼睛一起移動。在此類實施例中，眼用鏡片800可包括一或多個加速計805。在一些此類實施例中，加速計805可包括壓電、壓阻或電容性組件，包括(例如)壓電陶瓷或晶體。加速計805可包括微機電式系統(MEMS)。另一方面，諸如圖7所繪示，眼用鏡片700可以是由穩定特徵710所壓載，其中眼睛可在鏡片700後方運動。
一些例示性實施例可包括單個可賦能鏡片，其中使用者可在相對的眼睛上配戴無源鏡片，或者，在視力矯正可能為非必要的情況下，使用者可不配戴第二個鏡片。在視力矯正可能為必要的情況下，可賦能鏡片可包括有一靜態視力矯正屈光度。替代地，該介接可能需要來自兩個可賦能鏡片的相關訊息，諸如(例如)在裝置可追蹤注視、會聚、或者二者之情況下。在此類實施例中，使用者可能需要配戴兩個可賦能眼用鏡片。
現請參照圖9A至9D，其等以俯視視圖的形式繪示各自配戴可賦能眼用鏡片的一雙眼睛的各種注視方向和會聚距離。出於說明目的，外部裝置的螢幕被顯示為在與注視平行的位置，但其它角度可能是實用的並且應當被視為本文所述的創新技術的部分。在使用者正配戴一組可賦能眼用鏡片的情況下，外部裝置可接收來自兩個鏡片的位置輸入。
如圖9A所示，當遠距離觀看外部裝置900時，兩隻眼睛可在類似或相同方向上注視，會聚極少。如圖9B所示，當近距離觀看外部裝置900時，眼睛可能會聚，但仍然注視前方。如圖9C所示，當看向外部裝置900的螢幕的左邊部分時，左眼可為向前看，而右眼可偏向左邊看。如圖9D所示，當看向外部裝置900的螢幕的右邊部分時，會出現與圖4C相反的情況。
現請參照圖10A至10D，用一雙眼睛的俯視視圖繪示與圖9A至9D所示相同的場景，其中僅右眼會配戴可賦能鏡片1002，其中外部裝置的螢幕被顯示為與眼睛的注視平行。與一對可賦能眼用鏡片相比，單個可賦能眼用鏡片僅可對外部裝置提供來自一隻眼睛的位置資料，而不具有與相對眼睛之關係。
如圖10A所示，當遠距離觀看外部裝置1000時，兩隻眼睛可在類似或相同方向上注視，會聚極少。如圖10B所示，當近距離觀看外部裝置1000時，眼睛可會聚，但仍然注視前方。如圖10C所示，當看向外部裝置1000的螢幕的左邊部分時，左眼可為向前看，而右眼可偏向左邊看。如圖10D所示，當看向外部裝置1000的螢幕的右邊部分時，會出現與圖10C相反的情況。
與圖9A至9D不同，外部裝置1000僅可從圖10A至10D的右眼接收位置資訊。因此，儘管使用者可以不同的方向和距離進行觀看，但因右眼位於類似位置上，所以裝置可能無法分辨圖10A和圖10D或者圖10B和圖10C。
追蹤眼睛運動可允許裝置精確地識別使用者在看哪裡並且可放大螢幕上的特定部分，包括(例如)智慧型手機或平板電腦中的狀態列。在一些例示性實施例中，可針對使用者的偏好和屬性來校準裝置。校準可更準確地建立使用者的眼睛運動。校準程序可向外部裝置、眼用鏡片或二者提供基線資料。在一些態樣中，校準可對眼用鏡片進行程式化，以識別鏡片如何相對於眼睛運動而運動。
例如，裝置可提示使用者看向不同距離處的特定點，諸如圖9A至9D和圖10A至10D所繪示。裝置可提示使用者正常地閱讀螢幕，以偵測使用者的自然閱讀速度，從而允許裝置分辨在螢幕上不同點處的掃視與閱讀。使用者掃視不同點處時可能不需要動作，但裝置可隨著使用者閱讀而捲動。
校準可允許外部裝置分辨有意和無意的眼睛運動，例如，由眼球震顫所造成的運動。校準步驟可提示使用者以預定義時間長度觀看外部裝置螢幕上的物體。在這段時間內，外部裝置可 記錄或識別無意運動資料，包括速度、方向、以及距初始聚焦點的距離。
基於校準，外部裝置可能夠識別並忽略無意運動資料，而以類似於雜訊的方式處理資料，這在電子裝置中很常見。對於具有嚴重或有問題的眼球震顫的使用者，校準可能不足以區分有意和無意的眼睛運動。在一些此類例示性實施例中，可能必須要有專門的眼用鏡片、外部裝置中的額外軟體、或者二者的組合，才足以克服無意眼睛運動的「雜訊」。
在一些態樣中，外部裝置可能夠偵測並追蹤使用者的注視和眼睛會聚。眼睛會聚對於判定使用者眼睛對裝置之接近度是特別有用的。眼睛會聚資料可提示裝置作出回應動作，這可能導致一或多個眼用鏡片上焦點的變化或者可能導致裝置螢幕上顯示的變化。例如，裝置可識別出使用者正將螢幕保持在閱讀距離。回應於此，可增大螢幕上的字體，眼用鏡片可改變屈光度、或者二者。
相似地，追蹤並偵測眼睛運動和眨眼模式之能力可允許使用者透過眼睛姿態來操作裝置。裝置中一常見的操作機制可識別一組預定義的姿態，其中使用者可以特定的方式觸摸螢幕以提示裝置中的動作。例如，捏合螢幕可提示裝置進行放大，而撥動螢幕可提示裝置在撥動方向上捲動。在裝置可識別眼睛運動、眨眼或者二者的例示性實施例中，可形成一組眼睛姿態，以允許使用者透過有意的眼睛運動、眨眼或者二者的組合來操作裝置。
在一些例示性實施例中，可賦能眼用鏡片的功能性可能需要在鏡片之間進行通訊。例如，眼用鏡片可令使用者能以三維方式感知立體媒體，這可令使用者能觀看「3D」電影、視訊遊戲，並在不需要此種媒體一般所需的「3D眼鏡」的情況下進行顯示。舉非限制性實例為例，顯示3D媒體的外部裝置可包括電視、手持遊戲裝置及/或平板電腦。一些例示性實施例可能需要鏡片以與立體媒體再新率相當的速度交替地阻擋使用者的視線，這可能需要複雜的處理和電源。裝置可能夠偵測立體媒體的再新率並且可提示在眼用鏡片中交替地進行視線阻擋。
利用外部裝置追蹤注視及/或會聚的此類例示性實施例可減少眼用鏡片上的功率和處理負擔，而僅需要有無線交換少量資料的能力，且在一些態樣中，需要賦能可控制鏡片內功能性的機構之能力。外部裝置可用作介接機構的主要處理組件和電源，從而可降低有固有尺寸限制之眼用鏡片上的負擔。利用外部裝置可能會使通訊需要視線，此在鼻樑阻隔了左右眼用鏡片之間通訊的情況下可能並非實用。
現請參照圖11A和圖11B，其繪示兩雙眼睛1100、1150，其中一雙配戴無源眼用鏡片1102而一雙配戴可賦能眼用鏡片1152，其中這兩雙眼睛1100、1150均在觀看同一裝置螢幕1110。在一些例示性實施例中，外部裝置可包括一具有安全性或隱私保護或層的螢幕1110，其中可能必須要有眼用鏡片1152上的過濾器才能觀看螢幕1110的內容。如圖11A所繪示，在沒有過濾器的情況下，螢幕1110可為視覺經阻隔的，而如圖11B所繪示，具有過濾器的可賦能眼用鏡片可令使用者能透過過濾器觀看螢幕1110。隱私保護設置可以是靜態的，其可僅需要眼用鏡片之內或之上的無源過濾器。
替代地，隱私保護設置可以是可調節的，其中可賦能眼用鏡片上的過濾器可為可程式化的以適應可變的保護設置。可變的保護設置可限制另一使用者的眼用鏡片包括相同過濾器的可能性。可變的保護設置可由使用者進行程式化，或者可以是隨機產生的。
在一些例示性實施例中，隱私保護可包括偏光的或有色調的螢幕。在隱私保護包括偏光螢幕的情況下，過濾器可包括互補偏光，其中過濾器的偏光可與螢幕的偏光相匹配。在隱私保護包括色調的情況下，過濾器可阻止吸收特定波長的色調顏色。
眼用鏡片中的過濾器可在透過隱私保護觀看裝置時才啟動，此可防止過濾器在不透過隱私保護觀看時阻礙使用者的視線。與諸如可移除式過濾片的常見螢幕保護方法相比，這種隱私保護可為更方便、更不明顯並且更安全。
現請參照圖12，其繪示用以自動調節外部裝置1230的螢幕1250亮度的系統。一些外部裝置1230可包括亮度可調節的背光螢幕1250。諸如智慧型手機和平板電腦的一些當前裝置是基於經預程式化的參數(例如，環境光位準)而自動調節亮度。然而，經預程式化的參數會限制可能落在那些參數內的那些使用者的效果。使瞳孔1201尺寸變化、螢幕亮度、和環境光位準1205、1235、1255相關連可允許對亮度偏好進行個人化評估。
可藉由多個感測器或相機1210、1260、1240測量環境光位準1205、1235、1255。具有亮度自動調節特徵的現有裝置在螢幕前方及/或裝置後方測量光。螢幕1250前方的光位準1255可因螢幕所發出的亮度有所偏移，而裝置1230後方的光位準1235可因裝置1230所造成的影子而有所偏移。
每種方法單獨地可能不足以建立有效的環境光位準。藉由納入眼睛上的環境光1205和諸如瞳孔直徑的觀看眼參數，可為使用者最佳化顯示器1250，例如，最佳化黑色位準和動態範圍或調色板。偵測來自多個位置的光位準可使得能夠更準確地評估環境光位準。在一些較佳實施例中，可藉由正規化外部裝置中至少兩個感測器或相機以及至少一眼用鏡片1200中的感測器或相機的測量值來測定環境光位準。在一些態樣中，裝置可對特定使用者形成亮度設定檔，其可以是在多個具有螢幕的裝置上通用的。此類實施例可限制對每個裝置建立亮度偏好的校準需求。
現請參照圖13，其繪示具有可變取樣速率的可賦能眼用鏡片的決策流程圖。可變取樣速率可允許眼用鏡片比單取樣速率的功率消耗更有效率，單取樣速率可能必須與外部裝置進行有意義的介接。在一些較佳實施例中，眼用鏡片可以三種或更多種取樣速率操作。眼用鏡片可以最低速率取樣以判定所指定外部裝置是否可能在可操作範圍內。在可偵測到所指定外部裝置的情況下，可增加取樣速率以判定是否與外部裝置接合及介接。取樣速率可在眼用鏡片與外部裝置活動地介接時為最高，此可最佳化使用者介接。可變取樣速率可限制能量浪費。
在1300處，眼用鏡片可以睡眠速率取樣環境中是否存在特定外部裝置，其中睡眠速率可包括最低取樣速率。取樣(在1300處)可能偵測出特定外部裝置(在1330處)或者可能未偵測出特定外部裝置(在1320處)。在眼用鏡片可能未偵測出特定外部裝置(在1320處)的情況下，眼用鏡片可保持在睡眠模式並以最低速率繼續取樣(在1300處)。舉一實例來說，睡眠模式下的取樣速率可包括0.3Hz至10Hz之間的頻率。
替代地，在眼用鏡片可能偵測出特定外部裝置(在1330處)的情況下，眼用鏡片可開始取樣尋找來自特定外部裝置的配對提示(在1335處)。在1335處，眼用鏡片可以待命速率進行取樣，其可快於睡眠模式下的取樣速率。例如，待命速率可包括2Hz至10Hz之間的頻率。配對提示可起始眼用鏡片與特定外部裝置之間的通訊。
在1350處，眼用鏡片可能未偵測出配對提示，其中眼用鏡片可驗證特定外部裝置的存在，這可導致偵測出(在1330處)或未偵測出(在1320處)。或者，在1360處，眼用鏡片可能偵測出配對提示。偵測出配對提示(在1360處)可允許眼用鏡片與外部裝置配對(在1365處)。在一些例示性實施例中，在偵測步驟(在1360處)和配對步驟(在1365處)之間可進行中間步驟。此類中間步驟(包括例如將參照圖14描述者)可包括一驗證或授權步驟，這可以確保眼用鏡片是與特定外部裝置通訊。
回應於配對(在1365處)，眼用鏡片可開始以活動速率取樣，該活動速率可為最高的取樣速率。例如，活動速率可包括10Hz至100Hz之間的頻率，此可允許進行介接動作而不會有可能因低取樣速率(諸如，可能在睡眠或待命時出現的)所造成的延遲。取樣(在1370處)可能偵測出介接提示(在1390處)或者可能未偵測出介接提示(在1380處)。在眼用鏡片可能未偵測出介接提示(在1380處)的情況下，眼用鏡片可繼續以活動速率取樣(在1370處)直到配對可能中斷為止，這可觸發降低至較低取樣速率，諸如睡眠模式(在1300處)或待命模式(在1335處)。
或者，在1390處，眼用鏡片可能偵測出介接提示，且在1395處，眼用鏡片可活動地與外部裝置介接。眼用鏡片可繼續以活動速率取樣尋找介接提示(在1370處)。在一些例示性實施例中，在1395處進行介接之後，通訊可能被中斷，而在1300處，眼用鏡片可返回睡眠模式並且繼續取樣尋找特定外部裝置的存在。
外部裝置可不如眼用鏡片般受空間和能量的限制。因此，外部裝置可以恆定且快速的速率進行取樣，其中裝置可偵測來自眼用鏡片的資料傳輸或介接提示。在一些例示性實施例中，類似於眼用鏡片，外部裝置可以較低速率進行取樣以偵測相容眼用鏡片的存在，其中偵測可以提示較快的取樣速率。例如，活動速率可包括10Hz至100Hz之間的頻率，而較低速率可包括0.3Hz至10Hz之間的頻率。
現請參照圖14，流程圖說明一經配對提示起始時，眼用鏡片和外部裝置之間進行介接的處理步驟。在1400處，眼用鏡片可偵測由外部裝置傳輸的配對提示。可選地，在1405處，配對提示可包括對眼用鏡片的授權詢問(例如，參照圖4所述的)，眼用鏡片可以用授權碼進行回應。在一些態樣中，在1410處，配對提示可觸發眼用鏡片提高取樣速率的頻率。例如，眼用鏡片可進入詢問模式，其可包括高於睡眠模式但低於活動模式的取樣速率，或者眼用鏡片可進入活動模式。
在一些例示性實施例中，在1420處，眼用鏡片可能用未授權碼進行回應或者可能完全未回應。在此類情況中，在1425處，眼用鏡片可返回睡眠取樣速率。在1425處，外部裝置可基於不正確回應而命令眼用鏡片返回睡眠模式。超時(外部裝置可能未在特定時間長度內進行回應的情況)可提示眼用鏡片返回睡眠模式，諸如圖13中所述的。
在眼用鏡片可用經授權的或配對的碼進行回應(在1430處)的情況下，詢問可將外部裝置和眼用鏡片配對。在一些例示性實施例中，在1435處，回應於配對，外部裝置可命令眼用鏡片 至活動取樣模式。替代地，在1440處，配對本身可提示眼用鏡片將取樣速率提高至活動模式。活動模式下的取樣速率可足以允許裝置之間有效地介接，且回應時間迅速，較佳是由使用者所感知時立即地回應。
在1445處，眼用鏡片可偵測來自外部裝置的介接提示。在1460處，介接提示可指導眼用鏡片的操作，其中提示可啟動鏡片的功能性。例如，在具有可變光學部分的眼用鏡片內，介接提示可觸發視力矯正屈光度的改變。相似地，提示可觸發啟動一通知機構或一喚醒警示，其可防止使用者在駕駛時睡著。在一些例示性實施例中，在1465處，眼用鏡片可將完成資料傳輸回外部裝置。完成資料可允許外部裝置驗證已接收到介接提示並且在眼用鏡片中觸發正確的操作。
在一些例示性實施例中，在1470處，介接提示可請求來自眼用鏡片的回應。所請求的回應可包括由使用者作出確認動作、眼用鏡片內部的動作、或者二者的組合。例如，介接提示可請求使用者看著螢幕上的特定物體或者以特定的模式眨眼。然後，眼用鏡片可將瞳孔及/或眼瞼位置資料傳送回外部裝置。
替代地，介接提示可能不需要使用者回應，而是可能請求來自眼用鏡片之當前位置資料。在1475處，眼用鏡片可將回應資料傳輸回外部裝置，且在1480處，回應可指導外部裝置中的操作。在又進一步實施例(未顯示)中，介接提示可指導操作(在1460處)並且請求回應(在1470處)。所請求的回應可以是使用者對操作之確認，諸如，警示或警告。
用於插件型眼用鏡片之材料
在一些例示性實施例中，鏡片種類可為包括含聚矽氧成分之鏡片。一「含聚矽氧組分」是在單體、大分子單體或預聚物中含有至少一[-Si-O-]單元者。較佳為，在含聚矽氧組分中存在的總Si和接上的O，其量相較於含聚矽氧組分之總分子量超過約20重量百分比，且更佳為超過30重量百分比。有用的含聚矽氧組分較佳為包括可聚合的官能基，例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯醯 胺、甲基丙烯醯胺、乙烯基、N-乙烯基內醯胺、N-乙烯醯胺、以及苯乙烯基官能基。
在一些例示性實施例中，環繞著插件、有時可稱為插件封裝層的眼用鏡片裙件可由標準水凝膠鏡片配方所構成。具有可提供對許多插件材料之可接受匹配之特性的例示性材料可包括Narafilcon系列；包括Narafilcon A和Narafilcon B。替代地，Etafilcon系列；包括Etafilcon A，可代表良好的例示性材料選擇。隨後是對於與本文技術一致之材料的性質之一較技術性的含括性討論，但可清楚知道的是，可形成已密封及已封裝插件之可接受的包體或部分包體的任何材料均與本文技術一致，並包括在其中。
合適之含聚矽氧組分包括式I化合物 其中：R1係獨立地選自單價反應性基團、單價烷基基團、或單價芳基基團，任何前述者可進一步包含選自羥基、胺基、氧雜、羧基、烷基羧基、烷氧基、醯胺基、胺基甲酸酯、碳酸酯、鹵素或其組合的官能性；以及包含1-100個Si-O重複單元之單價矽氧烷鏈，其可進一步包含選自烷基、羥基、胺基、氧雜、羧基、烷基羧基、烷氧基、醯胺基、胺基甲酸酯、鹵素或其組合的官能性；其中b=0至500，其中應理解當b不等於0時，b為具有等同於一指定值之模式的分佈；其中至少一R1包含單價反應性基團，且在一些實施例中介於一至3個R1包含單價反應性基團。
如本文中所使用，「單價反應性基團」為能夠進行自由基及/或陽離子聚合作用的基團。自由基反應性基團的非限定實例包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、C1-6烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺、C1-6烷基(甲基)丙烯醯胺、N-乙烯內 醯胺，N-乙烯醯胺、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基、C2-6烯基苯基C1-6烷基、O-乙烯基胺基甲酸酯和O-乙烯基碳酸酯。陽離子反應性基團的非限定實例包括乙烯基醚或環氧基團與其混合物。 在一實施例中，自由基反應性基團包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯醯氧基、(甲基)丙烯醯胺及其混合物。
合適的單價烷基和芳基基團包括未經取代之單價C1至C16烷基基團、C6至C14芳基基團，例如經取代和未經取代之甲基、乙基、丙基、丁基、2-羥丙基、丙氧丙基、聚乙烯氧丙基，其組合等等。
在一例示性實施例中，b為0，一個R1為單價反應性基團，且至少3個R1係選自具有一至16個碳原子的單價烷基基團，而在另一個實施例中，係選自具有一至6個碳原子的單價烷基基團。本實施例之聚矽氧組分的非限定實例包括2-甲基-,2-羥基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基矽基)氧基]二矽氧烷基]丙氧基]丙基酯("SiGMA")、2-羥基-3-甲基丙烯醯氧丙基氧丙基-參(三甲基矽氧基)矽烷(2-hydroxy-3-methacryloxypropyloxypropyl-tris(trimethylsiloxy)silane)、3-甲基丙烯醯氧丙基參(三甲基矽氧基)矽烷("TRIS"，3-methacryloxypropyltris(trimethylsiloxy)silane)、3-甲基丙烯醯氧丙基雙(三甲基矽氧基)甲基矽烷、和3-甲基丙烯醯氧丙基五甲基二矽氧烷(3-methacryloxypropylpentamethyl disiloxane)。
在另一個例示性實施例中，b為2至20、3至15、或在一些實施例中為3至10；至少一末端R1包含單價反應性基團且剩餘的R1係選自具有1至16個碳原子的單價烷基基團，且在另一實施例中係選自具有1至6個碳原子的單價烷基基團。在又一實施例中，b為3至15，一末端R1包含一單價反應官能基，另一末端R1則包含具有1至6個碳原子的單價烷基且剩下的R1包含具有1至3個碳原子的單價烷基。本實施例之聚矽氧組分的非限定實例包括(單-(2-羥基-3-甲基丙烯醯氧丙基)-丙基醚封端的聚二甲基矽氧烷(分子量為 400至1000)("OH-mPDMS")，單甲基丙烯醯氧丙基封端之單正丁基封端的聚二甲基矽氧烷(分子量為800至1000)("mPDMS")。
在另一例示性實施例中，b為5至400或從10至300，兩個末端R1皆包含單價反應性基團，而剩下的R1係獨立選自具有1至18個碳原子的單價烷基基團，其在碳原子間可具有醚鍵聯，並且可進一步包含鹵素。
在一例示性實施例中，在期望一聚矽氧水凝膠鏡片時，本發明之鏡片將由以下條件之反應混合物製成：基於製成該聚合物之反應性單體組分之總重量，包含至少約20重量百分比且較佳的是介於約20至70重量百分比之間之含聚矽氧組分。
在另一例示性實施例中，一至四個R1包含下式的乙烯基碳酸酯或者胺基甲酸酯： 其中：Y表示O-、S-或者NH-；R代表氫或甲基；d為1、2、3或4；並且q為0或1。
該含聚矽氧之乙烯基碳酸酯或乙烯基胺基甲酸酯單體具體包括：1,3-雙[4-(乙烯基氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二矽氧烷(1,3-bis[4-(vinyloxycarbonyloxy)but-1-yl]tetramethyl-disiloxane)；3-(乙烯基氧基羰基硫基)丙基-[參(三甲基矽氧基)矽烷](3-(vinyloxycarbonylthio)propyl-[tris(trimethylsiloxy)silane])；3-[參(三甲基矽氧基)矽基]丙基烯丙基胺甲酸酯(3-[tris(trimethylsiloxy)silyl]propyl allyl carbamate)；3-[參(三甲基矽氧基)矽基]丙基乙烯基胺甲酸酯(3-[tris(trimethylsiloxy)silyl]propyl vinyl carbamate)；三甲基矽基乙基乙烯基碳酸酯(trimethylsilylethyl vinyl carbonate)；三甲基矽基甲基乙烯基碳酸酯，以及
在期望生醫裝置具有低於約200之模數的情況下，則僅有一個R1應包含一單價反應性基團，且剩餘R1基團中不超過兩個將包含單價矽氧烷基團。
另一類的含聚矽氧組分包括下式的聚胺甲酸酯大分子單體：式IV-VI(*D*A*D*G) a *D*D*E1；E(*D*G*D*A) a *D*G*D*E1或者；E(*D*A*D*G) a *D*A*D*E1其中：D表示具有6至30個碳原子的烷基雙自由基、烷基環烷基雙自由基、環烷基雙自由基、芳基雙自由基或者烷芳基雙自由基，G表示具有1至40個碳原子且其主鏈內可含有醚、硫或者胺鍵聯的烷基雙自由基、環烷基雙自由基、烷基環烷基雙自由基、芳基雙自由基、或者烷芳基雙自由基；*表示胺甲酸酯或者脲基鍵聯； a 至少為1；A表示下式的二價聚合自由基： R11獨立地表示具有1至10個碳原子且在碳原子間可含有醚鍵聯之烷基或經氟取代烷基基團；y至少為1；並且p提供400至10,000的 分子部分重量(moiety weight)；E與E1各獨立地表示一由下式表示的可聚合不飽和有機自由基： 其中：R12為氫或甲基；R13為氫、具有1至6個碳原子的烷基自由基、或-CO-Y-R15自由基，其中Y為-O-,Y-S-或-NH-；R14係一具有1至12個碳原子之雙價自由基；X代表-CO-或-OCO-；Z代表-O-或-NH-；Ar表示一具有6至30個碳原子的芳族自由基；w為0至6；x為0或1；y為0或1；且z為0或1。
一種較佳的含聚矽氧組分為下式所表示之聚胺甲酸酯大分子單體： 其中R16為去除異氰酸酯基團後之二異氰酸酯之雙自由基，如異佛爾酮二異氰酸酯之雙自由基。另一適用之含聚矽氧大分子單體為式X之化合物(其中x+y為一介於10至30之數字)，其係透過氟醚、羥基封端之聚二甲基矽氧烷、異佛爾酮二異氰酸酯、與異氰酸酯乙基甲基丙烯酸酯之反應而形成。
其他適用於本發明之其他含聚矽氧組分包括含有聚矽氧烷、聚伸烷基醚、二異氰酸酯、多氟化烴、多氟化醚與多醣基團之大分子單體；具有極性氟化接枝或側基之聚矽氧烷，該極性氟化接枝或側基具有一氫原子接附於一末端之經二氟取代碳原子；含醚及矽氧烷基鍵聯之親水性矽氧烷基甲基丙烯酸酯、以及含聚醚與聚矽氧烷基基團之可交聯單體。任何前述聚矽氧烷皆可用於作為本發明之含聚矽氧組分。
儘管所顯示和描述者為據信是最為實用和較佳實施例，但顯而易見的是，所屬技術領域中具有通常知識者可以對所描述和所顯示的特定設計和方法作出變更，並且可在不脫離本發明的精神和範圍的情況下使用這些變更形式。本發明並不限於所述和所繪示的具體構造，而是應理解為與落入隨附申請專利範圍的範圍內的全部修改形式相符。

Claims (28)

  1. 一種可與一預定義外部裝置進行介面接合的眼用鏡片系統，該眼用鏡片系統包含至少一第一眼用鏡片，該第一眼用鏡片包含：一第一組電子組件，其能夠與該預定義外部裝置進行介面接合；一第一軟性鏡片部分，其能夠封裝該第一組電子組件的至少一部分，其中該眼用鏡片系統經組態用於追蹤該第一眼睛的一注視。
  2. 如申請專利範圍第1項的眼用鏡片系統，其中該等電子組件包含：一接收器，其經組態用於從該預定義外部裝置無線地接收資料；一處理器，其係與電源及該接收器電連通，其中該處理器經組態用於控制該接收器；一與該處理器電連通之感測器，其中該感測器經組態用於偵測一使用者回應，且其中該處理器經組態用於根據該使用者回應來產生使用者回應資料；一與該處理器電連通之傳輸器，其中該傳輸器經組態用於將回應資料傳輸至該預定義外部裝置，且其中該傳輸回應資料能夠觸發該預定義外部裝置中之一預定義動作；以及導電跡線，其等經組態用於使該等電子組件互連。
  3. 如申請專利範圍第1項的眼用鏡片系統，其中該第一軟性鏡片部分包含一聚合反應性單體混合物。
  4. 如申請專利範圍第1項的眼用鏡片系統，其中該第一眼用鏡片與該預定義外部裝置之間的一無線配對，其能夠使得該眼用鏡片系統與該預定義外部裝置之間進行介面接合。
  5. 如申請專利範圍第1項的眼用鏡片系統，其中該第一眼用鏡片進一步包含一事件通知機構，該事件通知機構經組態用於將一預定義事件通知給該眼用鏡片系統的一使用者，其中該預定義事件能夠由該眼用鏡片系統或者該預定義外部裝置中至少一者所偵測到。
  6. 如申請專利範圍第1項的眼用鏡片系統，其中該眼用鏡片系統或該預定義外部裝置中至少一者至少經組態用於對該預定義外部裝置的一功能性或該第一眼用鏡片的一功能性進行程式化或操作。
  7. 如申請專利範圍第1項的眼用鏡片系統，其進一步包含一第二眼用鏡片，其中該第二眼用鏡片包含：一第二組電子組件，其能夠與該預定義外部裝置進行介面接合；一第二軟性鏡片部分，其能夠封裝該第二組電子組件的至少一部分。
  8. 如申請專利範圍第1項的眼用鏡片系統，其中該預定義外部裝置包含一作業系統。
  9. 如申請專利範圍第7項的眼用鏡片系統，其中該外部裝置能夠自動地調節該外部裝置的一螢幕的一亮度位準，其中該亮度位準是基於配戴該第一眼用鏡片的一第一眼睛的一瞳孔大小、一螢幕的一亮度位準和至少一第一環境光的一亮度位準之中一或多者之間的一相關性。
  10. 如申請專利範圍第1項的眼用鏡片系統，其中該眼用鏡片系統經組態用於以複數種不同的速率進行取樣。
  11. 如申請專利範圍第9項的眼用鏡片系統，其進一步包含一隱私保護過濾器，其中該預定義外部裝置包含一隱私保護，該隱私保護經組態用於限制對該螢幕的觀看，且其中該隱私保護過濾器經組態用於允許該使用者透過該隱私保護來觀看該螢幕。
  12. 如申請專利範圍第1項的眼用鏡片系統，其中該第一組電子組件進一步包含一電荷泵。
  13. 如申請專利範圍第2項的眼用鏡片系統，其中該接收器能夠從該預定義外部裝置無線地接收能量。
  14. 如申請專利範圍第2項的眼用鏡片系統，其中該等電子組件進一步包含一電源，其中該等導電跡線經組態用於將該等電源與該接受器電性連接。
  15. 如申請專利範圍第11項的眼用鏡片系統，其中該眼用鏡片系統經組態用於追蹤該第一眼睛和配戴該第二眼用鏡片的一第二眼睛的一注視以及該第一眼睛與該第二眼睛之間的一會聚。
  16. 如申請專利範圍第9項的眼用鏡片系統，其中該第一眼用鏡片進一步包含一面向前的光感測器，其中該面向前的光感測器經組態用於測量位於該眼睛的近側和外部的一環境光。
  17. 如申請專利範圍第1項的眼用鏡片系統，其中該第一眼用鏡片進一步包含一第一位置偵測機構，該第一位置偵測機構經組態用於偵測該第一眼睛的眼睛運動或眼瞼位置，且其中該第一眼用鏡片經組態用於將位置資料傳輸至該預定義裝置。
  18. 如申請專利範圍第14項的眼用鏡片系統，其中該眼用鏡片進一步包含一媒介插件，該媒介插件經組態用於封裝該等電子組件，其中該軟性鏡片部分經組態用於封裝該媒介插件的至少一部分。
  19. 如申請專利範圍第15項的眼用鏡片系統，其中該會聚的一變化導致對該螢幕上的物體大小的一調節。
  20. 如申請專利範圍第15項的眼用鏡片系統，其中該眼用鏡片系統進一步包含一可變光學部分，該可變光學部分經組態用於透過該第一眼和該第二眼的一光學區來提供複數種鏡片屈光度，且其中該會聚的一變化導致鏡片屈光度的一變化。
  21. 如申請專利範圍第15項的眼用鏡片系統，其中該眼用鏡片系統能夠將位置資料傳輸至該預定義外部裝置，其中位置資料係自追蹤該注視和該會聚而導出。
  22. 如申請專利範圍第16項的眼用鏡片系統，其中該外部裝置進一步包含至少一後方光感測器和一前方光感測器，其中該後方光感測器經組態用於測量位於該外部裝置之外部並在與該螢幕相對之方向上的一環境光位準，且該前方光感測器經組態用於測量位於該外部裝置之外部並在該螢幕之方向上的一環境光位準。
  23. 如申請專利範圍第17項的眼用鏡片系統，其中該傳輸該位置資料能夠提示該預定義外部裝置中之一回應動作。
  24. 如申請專利範圍第21項的眼用鏡片系統，其中該位置資料包含能夠觸發該外部裝置中的一操作之眼睛姿態，其中該眼睛姿態包含由該使用者所造成的注視及/或會聚的一有意變化。
  25. 如申請專利範圍第22項的眼用鏡片系統，其中該第一環境光包含一整體環境光位準，其中該整體環境光位準是基於由該後方光感測器所測量的該環境光、由該前方光感測器所測量的該環境光以及由該面向前的光感測器所測量的該環境光所計算出。
  26. 如申請專利範圍第24項的眼用鏡片系統，其中該第一眼用鏡片或該第二眼用鏡片中至少一者進一步包含一眼瞼位置偵測機構，該眼瞼位置偵測機構能夠偵測該第一眼睛或該第二眼睛中至少一者的一眼瞼位置。
  27. 如申請專利範圍第25項的眼用鏡片系統，其中該位置資料包含能夠觸發該外部裝置中的一操作之該眼睛姿態，其中該眼睛姿態包含由該使用者所造成的有意的位置變化。
  28. 如申請專利範圍第26項的眼用鏡片系統，其中該眼睛姿態進一步包含該第一眼睛或該第二眼睛中至少一者的該眼瞼位置的一有意變化。
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