TW201727191A - 具有警報鐘之電子眼用鏡片 - Google Patents

Abstract

一種眼用鏡片，其具有如本文所述之一電子系統，該電子系統用於提供一警報給該眼用鏡片之配戴者。在至少一實施例中，該系統包括一鏡片、一定時電路、一通訊系統、一警示機制、及一系統控制器。在至少一實施例中，該鏡片提供警報之擴大給該配戴者及/或回應該配戴者關於該警報之輸入。

Description

具有警報鐘之電子眼用鏡片

本發明係關於一種經供電或電子眼用鏡片，更具體而言是一種提供警報提示之經供電或電子眼用鏡片。

隨著電子裝置持續小型化，越來越有可能創造用於多種用途的可配戴的或可嵌入的微電子裝置。此類用途可包括監控人體化學性質的各態樣、經由多種機構(包括自動地、回應於測量、或者回應於外部控制信號)施用受控劑量的藥物或治療劑、以及增強器官或組織的性能。此類裝置的實例包括葡萄糖輸液泵、心律調節器、心臟除顫器、心室輔助裝置和神經刺激器。一個新的尤其有用的應用領域是在眼用可配戴鏡片和隱形眼鏡中。例如，可配戴鏡片可合併鏡片總成，該鏡片總成具有電子可調節焦距，以提升或增強眼睛的性能。在另一個實例中，無論具有還是不具有可調整焦距，可配戴的隱形眼鏡都可合併電子感測器，以偵測角膜前(淚)膜中特定化學物質的濃度。在鏡片總成中使用嵌入式電子器件將產生對與該電子器件通訊、對為該電子器件供電及/或充電之方法、對互相連接該等元件、對內部以及外部感 測及/或監控、以及對控制該等電子元件與該鏡片的整體功能之潛在需求。

人眼具有辨別上百萬種顏色、輕易適應光線條件變化、以及以超過高速網路連接的速率將信號或資訊傳輸到大腦的能力。目前，鏡片(諸如隱形眼鏡和人工水晶體)被用來矯正視力缺陷，諸如近視(近視眼)、遠視(遠視眼)、老花眼和散光。然而，合併附加組件之設計妥適的鏡片可用來增強視力以及矯正視力缺陷。

隱形眼鏡可用於矯正近視、遠視、散光以及其他視覺銳度之缺陷。隱形眼鏡也可用於增強配戴者的眼睛的自然外觀。隱形眼鏡(contact lenses，英文又稱contacts)就是放置在眼睛之前表面上的鏡片。隱形眼鏡被視為醫療裝置並可經配戴以矯正視力並/或用於妝飾用或其他治療原因。從1950年代起，隱形眼鏡已商品化使用，用來改善視力。早期的隱形眼鏡係以硬質材料製成或加工製成，且相對昂貴而脆弱。此外，加工製成這些早期隱形眼鏡的材料不允許足夠的氧氣通過隱形眼鏡傳輸到結膜和角膜，此有可能引起許多不良臨床效應。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。該領域的後續發展產生了基於水凝膠的軟性隱形眼鏡，該等軟性隱形眼鏡在當今極為流行且被廣泛使用。具體地，當今可用的聚矽氧水凝膠隱形眼鏡結合了具有極高透氧度之聚矽氧的效益、與水凝膠經證實的舒適度和臨床表現。基本上，與由早期硬性材料製成的隱形眼鏡相比，這些基於聚矽氧水凝膠的隱形眼鏡具有更高的透氧度並且通常具有更高的配戴舒適度。

習用的隱形眼鏡為具有特定形狀的聚合物結構，以如上文所簡述地矯正多種視力問題。為了達成增強的功能，必須 將多種電路和組件整合到這些聚合物結構中。例如，可透過訂製的光電組件將控制電路、微處理器、通訊裝置、電力供應器、感測器、致動器、發光二極體及微型天線整合入隱形眼鏡中，不僅用於矯正視力，也能加強視覺以及提供如本文說明的額外功能。電子及/或經供電眼用鏡片可經設計以經由拉近(zoom-in)與拉遠(zoom-out)的能力或僅單純地透過修改鏡片的折射能力來提供增強的視力。電子及/或經供電隱形眼鏡可經設計以增強色彩和解析度、顯示紋理資訊、將語音即時轉譯為字幕、提供導航系統的視覺提示、以及提供影像處理和網路存取。鏡片可經設計以讓配戴者在低光照狀況下看得見。鏡片上經妥適設計的電子元件及/或電子元件的配置可允許例如在沒有可變焦光學鏡片的情況下將影像投射至視網膜上並提供新式影像顯示。替代地，或者除了這些功能或類似功能中之任一者外，隱形眼鏡可合併組件以非入侵地監視配戴者的生物標記和健康指標。例如，藉由分析淚膜的組分，內建於鏡片中的感測器可允許糖尿病患者密切注意血糖位準，而不需要抽血。此外，經適當地組態的鏡片可合併用於監測膽固醇、鈉和鉀位準以及其他生物標記的感測器。這與無線資料發送器耦接可允許醫師幾乎立即存取患者的血液化學性質，而不需要患者浪費時間至實驗室進行抽血。此外，可利用內建於鏡片中的感測器來偵測入射到眼睛上的光，以補償環境光照狀況或者用於確定眨眼模式。

裝置的適當組合可有潛力產生無限的功能；然而，有將額外組件合併至一片光學級聚合物相關聯的許多困難。一般而言，有多種原因致使難以在鏡片上直接製造此類組件，並且難以將平面裝置安裝和互連在非平面表面上。亦難以按比例製造。待放置在鏡片上或鏡片中的組件需要小型化且整合到僅1.5平方 公分的透明聚合物上，同時保護這些組件不受眼上液體環境的影響。由於額外組件之增加的厚度，亦難以製造對配戴者而言舒適且安全的隱形眼鏡。

考慮到眼用裝置(諸如隱形眼鏡)的面積和體積限制以及其使用環境，該裝置的實體呈現必須克服多個問題，包括將多個電子組件安裝和互連在一非平面表面上，這些電子組件大多數包含光學塑膠。因此，需要提供機械上和電性上皆健全的電子式隱形眼鏡。

由於此等係供電式鏡片，有鑑於用於眼用鏡片大小的電池技術，運作這些電子元件的能源或更具體的電流消耗令人憂慮。除了正常的電流消耗，此性質之供電式裝置或系統通常需要備用電流儲量；精確的電壓控制及交換能力，以確保在可能的寬範圍運作參數下運行；以及突發性消耗，例如：在可能維持閒置多年之後，單次充電仍可運作高達十八(18)小時。因此，需要有一種針對低成本、長期可靠服務、安全性、及大小進行最佳化同時提供所需電力的系統。

此外，由於與經供電鏡片相關聯的功能之複雜度以及包含一經供電鏡片的所有組件之間的高度互動，需要協調和控制包含經供電眼用鏡片的電子元件和光學元件的整體操作。因此，需要一種安全、低成本且可靠、具有低功耗速率且尺寸可縮放以合併眼用鏡片的系統，以控制所有其他組件之運作。

供電或電子眼用鏡片可能必須考慮個人使用該供電或電子眼用鏡片之特定、獨特的生理功能。更具體而言，供電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、眨眼間的時間、與任何種可能的眨眼模式(例如，若該個體正在打瞌睡)。眨眼偵測亦可用於提供特定功能， 例如，眨眼可用作一控制一經供電眼用鏡片之一個或多個態樣的手段。另外，當判定為眨眼時，必須考慮外部因素，例如，光強度位準的變化以及人的眼瞼阻擋的可見光量。例如，若一室內照度值在54與161lux之間，光感測器應夠靈敏以偵測當人眨眼時光強度的改變。

環境光感測器或光感測器用於多種系統與產品，例如，在電視上以根據室內光調整亮度、在燈上以在昏暗時開啟、以及在電話上以調整螢幕亮度。然而，此等目前使用的感測器系統不夠小及/或耗電不夠低以合併於隱形眼鏡中。

同樣重要的是要注意，不同類型的眨眼偵測器可利用指向一人之眼睛的電腦視覺系統來實施，例如數位化至一電腦的攝影機。電腦上運行的軟體可辨識視覺模式如眼睛的開與閉。該些系統可用於針對診斷目的或研究之眼用臨床設定中。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合併於隱形眼鏡中，所使用的軟體可與配合經供電隱形眼鏡運作的軟體相似。任一系統可合併由輸入學習並因而調整其輸出的人工神經網路的軟體實施。或者，合併統計學、其他適應性演算法及/或信號處理之非基於生物學的軟體實施方案可用來產生智慧型系統。

因此，需要一種偵測特定生理功能(例如，眼睛閉合的長度或眨眼)的方式或方法，且根據由一感測器所偵測之眨眼序列類型使用該些功能來啟動及/或控制一電子或供電眼用鏡片。所使用的感測器必須經定大小且經組態以用於隱形眼鏡。此外，需要偵測使用者眼瞼的位置。眼瞼位置感測器可被用於偵測使用者快睡著了，例如以觸發一適當警示以讓使用者清醒。已有存在用於偵測眼瞼位置的系統；然而該些系統限於像是相機成 像、圖像辨識及紅外線發射器/檢測器組，該些靠眼睛與眼瞼的反射。已存在之用來偵測眼瞼位置的系統亦需依靠使用眼鏡或臨床環境且不易包含於隱形眼鏡中。

旅行警報鐘、警報鐘、及用於提供警報鐘功能之其他外部裝置體積大且打擾在警報鐘之聽覺範圍內之意欲被警報鐘喚醒的人之外的其他人。此情形之實例係，兩個人，其中一名成員需要起得比兩個人中之另一成員早，或紅眼航班之航線乘客希望在航班期間調整其晝夜節律。若有一種方式提供警報給具體的個人而不會打擾其他個人且因此對其他個人的干擾較小可係有利的。

在至少一實施例中，一種系統，其用於提供一警報提示給一眼用鏡片之一配戴者，該系統包括：一定時電路，其經組態以追蹤時間之推移；一通訊系統，其經組態用於幫助接收資料之至少單向通訊；一警示機制，其經組態以提供一警示；一系統控制器，其經電氣連接至該定時電路、該通訊系統、及該警示機制，該系統控制器經組態用於控制該定時電路、該通訊系統、及該警示機制；及該眼用鏡片，其能夠封裝該定時電路、該通訊系統、該警示機制、及該系統控制器之至少一部分。

在一進一步實施例中，該通訊系統包括一接收器，其經組態用於從一外部裝置無線接收接收到的資料，並發送該接收到的資料至該系統控制器。在一又進一步實施例中，該定時電路包括一累加器，其用於追蹤時間；且該系統控制器進一步包括記憶體，一警報時間係由該系統控制器儲存於該記憶體中，該系 統控制器經組態以回應於接收到的資料而設定該累加器上之時間並回應於接收到的資料而設定該記憶體中之警報時間。在一又進一步實施例中，該系統控制器經組態以當該累加器中之資料符合該記憶體中所儲存之資料時發送一信號至該警示機制，該警示機制經組態以回應從該系統控制器接收到的信號提供一警示給該眼用鏡片之一配戴者。在針對本段之第一實施例之一進一步實施例中，該定時電路包括一累加器，其用於追蹤時間；該系統控制器進一步包括記憶體，一警報時間係由該系統控制器儲存於該記憶體中，該系統控制器經組態以回應接收到的資料而將該累加器重置為零並回應接收到的資料而重置該記憶體中之警報時間。進一步針對先前實施例，該系統控制器經組態以當該累加器中之資料符合該記憶體中所儲存之資料時發送一信號至該警示機制，該警示機制經組態以回應從該系統控制器接收到的信號提供一警示給該眼用鏡片之一配戴者。

進一步針對上文實施例中任一者，該警示機制包括一電氣組件，且該警示機制導通該電氣組件以回應來自該系統控制器之一警報信號而警示該配戴者。在一進一步實施例中，該電氣組件包括LED及與配戴者之眼睛振動接觸之傳感器中之至少一者。

進一步針對上文實施例中任一者，該警示機制包括下列之至少一者：一光源，其經定位在該鏡片上以提供一光至該鏡片之一配戴者的視網膜及該鏡片本身之至少一者上作為警示；一傳感器，其使該鏡片之該配戴者的眼睛振動作為警示；一電氣模擬器，其經組態以刺激一角膜表面、一鞏膜表面、一角膜之一感覺神經、及一鞏膜之一感覺神經的至少一者；以及一傳感器，其提供該鏡片之一光學區的光學區修改。

進一步針對上文實施例中任一者，該系統進一步包括一眼瞼位置感測器系統，其合併於該鏡片中，該眼瞼位置感測器系統具有複數個垂直點以偵測眼瞼位置，其中該系統控制器係與該眼瞼位置感測器系統電氣連通以接收來自該眼瞼位置感測器系統之代表眼瞼位置的信號，當該眼瞼維持閉合且該累加器值超過一警報值時，該系統控制器觸發來自該警示機制之警示的擴大。

進一步針對上文實施例中任一者，該系統進一步包括一外部裝置，其經組態以傳輸一時間控制信號至該通訊系統作為接收到的資料；且其中該通訊系統包括一接收器，其經組態用於無線接收來自該外部裝置之時間控制信號並發送該時間控制信號至該系統控制器；該定時電路包括一累加器，其用於追蹤時間；且該系統控制器進一步包括記憶體，一警報時間係由該系統控制器儲存於該記憶體中，該系統控制器經組態以回應於該時間控制信號而設定該定時電路上之時間並回應於該時間控制信號而設定該記憶體中之警報時間。在針對先前實施例之一又進一步實施例中，該系統控制器經組態以當該定時電路中之資料符合該記憶體中所儲存之資料時發送一信號至該警示機制，該警示機制經組態以回應於從該系統控制器接收到的信號而提供一警示給該隱形眼鏡之一配戴者。

在至少一實施例中，一種系統，其用於在兩個瞳孔上提供一警報提示，該系統具有一第一隱形眼鏡，其包括：一定時電路，其經組態以追蹤時間之推移；一通訊系統，其經組態用於幫助與一外部裝置的至少單向通訊；一警示機制，其經組態以提供一警示；一系統控制器，其經電氣連接至該定時電路、該通訊系統、及該警示機制，該系統控制器經組態用於控制該定時電路、該通訊系統、及該警示機制；及一插入件，其封裝該隱形眼 鏡之該定時電路、該通訊系統、該警示機制、及該系統控制器之至少一部分；及一第二隱形眼鏡，其包括：一通訊系統，其經組態用於幫助與該第一隱形眼鏡之該通訊系統的至少單向通訊，包括一警報信號；一警示機制，其經組態以回應自該通訊系統接收到的該警報信號提供一警示；及一插入件，其封裝該通訊系統及該警示機制之至少一部分。

進一步針對先前實施例，該第一隱形眼鏡及該第二隱形眼鏡之各者包括一眼瞼位置感測器系統，其具有複數個垂直點以偵測眼瞼位置，且其中該第一隱形眼鏡之該系統控制器係與該眼瞼位置感測器系統電氣連通以接收來自眼瞼位置感測器系統之各者之代表眼瞼位置的信號，當由來自該定時電路的一信號所代表之值符合一警報值時，藉由發送一信號至該第一隱形眼鏡之該警示機制並透過該通訊系統至該第二隱形眼鏡之該警示機制，該系統控制器觸發一警報，其中該信號使該警示機制啟動以提供一警報，且當眼瞼維持閉合且該累加器值超過一警報擴大值(其大於該警報值)時該系統控制器觸發來自該警示機制之警示之擴大。

進一步針對先前兩個實施例之任一者，該系統控制器經組態以在預定速率下取樣，且至少暫時地保存收集樣本，判定何時眼瞼睜開或閉合以從收集樣本判定眨眼之次數、時間期間、及脈衝寬度，計算在給定時間週期內之眨眼次數及眨眼的持續時間，將在給定時間週期內眨眼次數、眨眼的持續時間、及在給定時間週期內介於眨眼之間的時間與儲存的樣本組比較以判定眨眼模式，以及判定是否眨眼對應於一或多個有意識的眨眼序列；且其中，該等有意識的眨眼序列控制系統控制器之操作(其 觸發警示機制且包括警報打盹(alarm snooze)、警報終止、及警報值設定中之至少一者。

進一步針對先前三個實施例中任一者，各警示機制包括一電氣組件，且各警示機制導通該電氣組件以回應來自該系統控制器之一警報信號而警示該配戴者。在一進一步實施例中，該電氣組件包括LED及與配戴者之眼睛振動接觸之傳感器中之至少一者。

進一步針對先前五個實施例中任一者，至少一個警示機制包括下列之至少一者：一光源，其經定位在該鏡片中以提供一光至該鏡片之一配戴者的視網膜及該鏡片本身之至少一者上作為警示；一傳感器，其使該鏡片之一配戴者的眼睛振動作為警示；一電氣模擬器，其經組態以刺激一角膜表面、一鞏膜表面、一角膜之一感覺神經、及一鞏膜之一感覺神經的至少一者；以及一傳感器，其提供該鏡片之一光學區的光學區修改。

進一步針對先前六個實施例中任一者，該系統進一步包括一外部裝置，其經組態以傳輸一時間控制信號至該第一隱形眼鏡之該通訊系統；且其中該第一隱形眼鏡之該通訊系統包括一接收器，其經組態用於無線接收來自該外部裝置之該時間控制信號並發送該時間控制信號至該系統控制器；該定時電路包括一累加器，其用於追蹤時間；且該系統控制器進一步包括記憶體，一警報時間係由該系統控制器儲存於該記憶體中，該系統控制器經組態以回應於該時間控制信號而設定該定時電路上之時間並回應於該時間控制信號而設定該記憶體中之警報時間。

在至少一實施例中，一種方法，其用於提供一警報給一眼用鏡片之一配戴者，該方法包括：利用一通訊電路及一系統控制器接收一警報時間，基於該接收到的警報時間在記憶體內 藉由該系統控制器設定一警報值，藉由該系統控制器起始一定時電路，利用該系統控制器將該定時電路輸出與記憶體中之警報值進行比較，且當該定時電路輸出超過該儲存的警報值時，該系統控制器發送一信號至一警示機制，其在該眼用鏡片上觸發警報。

進一步針對先前實施例，該方法進一步包括：利用至少一個眼瞼位置感測器偵測是否至少一個眼瞼維持閉合，當至少一個眼瞼維持閉合時，該系統控制器將警示機制所提供之警報擴大，當至少一個眼瞼係睜開時，該系統控制器藉由發送一終止信號至該警示機制來終止警報。

進一步對於先前方法實施例，該方法進一步包括：利用該通訊電路接收一打盹指令，及回應於該打盹指令藉由該系統控制器以一預定打盹值增量警報值。在一進一步實施例中，該打盹指令係接收自藉由該通訊電路及該系統控制器之眼瞼位置感測器偵測的一眨眼模式。進一步對於先前兩個實施例之任一者，該打盹指令係藉由該系統控制器透過該通訊電路接收自一外部裝置。

進一步對於先前方法實施例，該方法進一步包括回應於藉由該通訊電路及該系統控制器之眼瞼位置感測器偵測的接收到的眨眼模式來終止警報。進一步對於先前方法實施例，該方法進一步包括回應於藉由該系統控制器透過該通訊電路自一外部裝置接收到的終止指令來終止警報。

在至少一實施例中，本發明係關於一種經供電眼用鏡片。該經供電眼用鏡片包括：一人工水晶體；一定時電路；一系統控制器，其經組態以判定是否到達警報時間並提供一輸出控制信號；及至少一警示機制，其經組態以接收該輸出控制信號並實施警示該配戴者之預定功能。

在至少一實施例中，一經供電眼用鏡片包括：一人工水晶體；以及一眼瞼位置感測器系統，其係合併於該人工水晶體且具有有複數個個別感測器的感測器陣列以偵測眼瞼位置；一定時電路；一系統控制器，其經組態以取樣該感測器陣列中之各個別感測器以偵測眼瞼位置以判定眼瞼睜開或閉合，並提供一輸出控制信號；及至少一警示機制，其經組態以接收該輸出控制信號。

一經供電眼用鏡片的控制可透過一與該鏡片通訊之手動操作外部裝置(例如，一手持式遠端單元)來完成。替代地，對經供電眼用鏡片的控制可經由直接來自於配戴者的回饋信號或控制信號來完成。例如，內建於鏡片中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，該經供電眼用鏡片可例如在一醒著操作狀態與一睡著操作狀態之間改變操作狀態。

眨眼偵測方法係為系統控制器的一組件，其偵測眨眼的特性，例如，一給定時間週期內之眼瞼是睜開或閉合、眨眼睜開或閉合的持續時間、眨眼間的持續時間及眨眼的次數。根據至少一實施例的方法仰賴在特定取樣速率下取樣入射眼睛的光。預定的眨眼模式係經儲存並與入射光樣本之最近歷史記錄比較。當模式符合時，眨眼偵測方法觸發該系統控制器中的活動，例如，切換至一特定操作狀態。

本發明亦關於一種經供電或電子眼用鏡片，其合併一警示機制。

100‧‧‧隱形眼鏡

110‧‧‧系統控制器

111‧‧‧記憶體

112‧‧‧定時電路

113‧‧‧累加器

114‧‧‧通訊模組；通訊系統

116‧‧‧警示機制

120‧‧‧電源

130‧‧‧眼瞼位置感測器系統

200‧‧‧隱形眼鏡

214‧‧‧電子通訊組件

215‧‧‧線

230‧‧‧感測器陣列

232‧‧‧光感測器

280‧‧‧眼

270‧‧‧外部裝置

272‧‧‧電子通訊組件

300‧‧‧隱形眼鏡

310‧‧‧系統控制器/方塊

316‧‧‧警示機制

320‧‧‧電源

330‧‧‧電子眼瞼位置系統

331‧‧‧環境光

332‧‧‧光感測器

333‧‧‧電流

334‧‧‧放大器

336‧‧‧類比數位轉換器；ADC

338‧‧‧數位信號處理器/方塊

410‧‧‧數位信號處理與系統控制器

500‧‧‧狀態轉換圖

502‧‧‧閒置(IDLE)狀態

504‧‧‧WAIT_ADC狀態

506‧‧‧移位(SHIFT)狀態

508‧‧‧比較(COMPARE)狀態

510‧‧‧完成(DONE)狀態

602‧‧‧光二極體

604‧‧‧轉阻放大器

606‧‧‧自動增益與低通過濾階段

608‧‧‧ADC；類比數位轉換器

610‧‧‧方塊；數位信號處理&系統控制器

620‧‧‧電源

700‧‧‧數位調節邏輯

702‧‧‧數位暫存器

704‧‧‧臨限產生電路

706‧‧‧比較器

708‧‧‧增益調整方塊pd_gain_adj

800‧‧‧數位偵測邏輯

802‧‧‧移位暫存器

804‧‧‧比較方塊

806‧‧‧D正反器

808‧‧‧計數器

1000‧‧‧數位系統控制器

1002‧‧‧數位眨眼偵測子系統dig_blink

1004‧‧‧主狀態機dig_master；主狀態機

1006‧‧‧時鐘產生器clkgen

1200‧‧‧積體電路晶粒

1202‧‧‧光通過區

1204‧‧‧光阻擋區

1206‧‧‧接合墊

1208‧‧‧鈍化開口

1210‧‧‧光阻擋層開口

1300‧‧‧隱形眼鏡

1302‧‧‧軟塑膠部分

1304‧‧‧電子插入件；插入件

1306‧‧‧鏡片

1308‧‧‧積體電路

1310‧‧‧電池

1312‧‧‧光感測器

1314‧‧‧佈線跡線

1400‧‧‧眼睛

1401‧‧‧位置

1402‧‧‧隱形眼鏡

1403‧‧‧位置

1404‧‧‧感測器陣列

1404’‧‧‧感測器陣列

1405‧‧‧位置

1406a‧‧‧光感測器

1406b‧‧‧光感測器

1406c‧‧‧光感測器

1406d‧‧‧光感測器

1406e‧‧‧光感測器

1406f‧‧‧光感測器

1406g‧‧‧光感測器

1406h‧‧‧光感測器

1406i‧‧‧光感測器

1406j‧‧‧光感測器

1406k‧‧‧光感測器

1406l‧‧‧光感測器

1407‧‧‧位置

1409‧‧‧位置

1406a’‧‧‧光感測器

1406b’‧‧‧光感測器

1406c’‧‧‧光感測器

1406d’‧‧‧光感測器

1406e’‧‧‧光感測器

1406f’‧‧‧光感測器

1406g’‧‧‧光感測器

1406h’‧‧‧光感測器

1406i’‧‧‧光感測器

1406j’‧‧‧光感測器

1406k’‧‧‧光感測器

1406l’‧‧‧光感測器

1500‧‧‧電子系統；系統

1501‧‧‧光

1502‧‧‧隱形眼鏡

1504‧‧‧光感測器

1506‧‧‧放大器

1508‧‧‧多工器；數位信號系統控制器

1510‧‧‧類比數位轉換器；ADC；元件

1512‧‧‧系統控制器

1514‧‧‧警示機制

1516‧‧‧數位信號處理系統；數位信號處理器

1518‧‧‧電源

1601‧‧‧虛線

1602‧‧‧入射光；環境光位準；環境光

1603‧‧‧虛線

1604‧‧‧光感測器

1606‧‧‧光感測器；感測器

1608‧‧‧光感測器

1610‧‧‧位置

1612‧‧‧位置

1614‧‧‧位置

1700‧‧‧偵測系統；系統

1702‧‧‧隱形眼鏡；鏡片

1704‧‧‧電容式觸控感測器；可變電容器；電容器觸控感測器；感測器

1706‧‧‧感測器調節器；電容感測器調節器

1708‧‧‧多工器

1710‧‧‧系統控制器

1712‧‧‧警示機制

1714‧‧‧電源

1800‧‧‧電路

1802‧‧‧隱形眼鏡

1808‧‧‧條帶；條帶感測器

1808a‧‧‧條帶；條帶感測器

1808b‧‧‧條帶；條帶感測器

1810‧‧‧系統控制器

1812‧‧‧警示機制

1814‧‧‧電源

1900‧‧‧眼睛移動感測器系統；系統

1901‧‧‧隱形眼鏡；含鹽隱形眼鏡

1902‧‧‧感測器

1904‧‧‧信號處理器

1906‧‧‧系統控制器

1908‧‧‧資料管理器

1910‧‧‧收發器

1912‧‧‧天線

1914‧‧‧電源

2000‧‧‧殼體

2002‧‧‧電氣連通連接器

2004‧‧‧輻射消毒基座單元

2006‧‧‧電源；電池

X‧‧‧軸

Y‧‧‧軸

Z‧‧‧軸

從以下對本發明較佳實施例之更詳細說明中，如所附圖式所繪示，將更清楚明白本發明之前述及其他特徵與優勢。

圖1A及圖1B繪示根據本發明之至少一實施例之具有警報組件之隱形眼鏡。

圖2A繪示根據本發明之至少一實施例之具有用於同步兩眼間的操作之一通訊頻道之兩眼瞼位置感測器的圖示。

圖2B繪示根據本發明之至少一實施例之具有用於與一外部裝置通訊之一通訊頻道之一隱形眼鏡的圖示。

圖3繪示根據本發明之至少一實施例之包含一眨眼偵測系統之一隱形眼鏡。

圖4繪示根據本發明之至少一實施例之一入射於眼睛表面的光對時間的圖示，其說明在各種光強度位準所記錄之一可能的非自主眨眼模式對時間以及基於介於最大與最小光強度位準之間某一點之可用的臨限位準。

圖5係根據本發明之至少一實施例之一眨眼偵測系統的狀態轉換圖。

圖6繪示根據本發明之至少一實施例之用以偵測及取樣接收到的光信號之一光偵測路徑的圖示。

圖7繪示根據本發明之至少一實施例之數位調節邏輯的方塊圖。

圖8繪示根據本發明之至少一實施例之數位偵測邏輯的方塊圖。

圖9繪示根據本發明之至少一實施例之時序圖。

圖10繪示根據本發明之至少一實施例之數位系統控制器的圖示。

圖11A至圖11G繪示根據本發明之至少一實施例之用於自動增益控制的時序圖。

圖12繪示根據本發明之至少一實施例之在一積體電路晶粒上之光阻擋及光通過區的圖示。

圖13繪示根據本發明之至少一實施例之用於一經供電隱形眼鏡之包括一眨眼偵測器之一電子插入件的圖示。

圖14A及圖14B繪示根據本發明之至少一實施例之眼瞼位置感測器的圖示。

圖15A繪示根據本發明之至少一實施例之合併至一隱形眼鏡中用於偵測眼瞼位置之一電子系統的圖示。

圖15B繪示圖15A之電子系統的放大圖。

圖16繪示根據本發明之至少一實施例之來自眼瞼位置感測器之輸出的圖示。

圖17A繪示根據本發明之至少一實施例之合併至一隱形眼鏡中用於偵測眼瞼位置之另一電子系統的圖示。

圖17B繪示圖17A之電子系統的放大圖。

圖18A至圖18C繪示根據本發明之至少一實施例之一眼瞼位置偵測系統的圖示。

圖18D繪示圖18A至圖18C之電子系統的放大圖。

圖19A繪示根據本發明之至少一實施例之一合併至一隱形眼鏡中之瞳孔位置及會聚偵測系統的圖示。

圖19B係圖19A之瞳孔位置及會聚偵測系統的放大圖。

圖19C繪示X、Y、及Z軸在眼睛上的覆疊。

圖20繪示根據本發明之至少一實施例之一儲存盒的方塊圖。

習用的隱形眼鏡為具有特定形狀的聚合物結構，以如上文所簡述地矯正多種視力問題。為實現增強功能性，可將各種電路和元件整合至該些聚合物材料結構。例如，可透過訂製的光電子組件將控制電路、微系統控制器、通訊裝置、電力供應器、感測器、警示機制、發光二極體、及微型天線整合至隱形眼鏡中，以不僅矯正視力，也能加強視覺以及提供如本文說明的額外功能。電子式及/或經供電式隱形眼鏡可經設計以經由放大目標和縮小目標的能力或僅只是單純地透過修改鏡片的折射能力來提供經增強的視力。電子及/或經供電隱形眼鏡可經設計以增強色彩和解析度、顯示紋理資訊、將語音即時轉譯為字幕、提供導航系統的視覺提示、以及提供影像處理和網路存取。鏡片可經設計以讓配戴者在低光照狀況下看得見。鏡片上經妥適設計的電子元件及/或電子元件佈置可允許例如在沒有可變焦光學鏡片的情況下將圖像投射到視網膜上、提供新穎圖像顯示、及甚至提供喚醒警示。此外，可利用內建於鏡片中的感測器來偵測入射在眼睛上的光，以補償環境光狀況或者用於判定眨眼模式及配戴者睡著或醒著。

在至少一實施例中，經供電或電子隱形眼鏡元件矯正及/或增強具有上文所述之一或多種視力缺陷的患者之視力，或以其他方式執行一有用的眼科功能。此外，電子式隱形眼鏡可單純地用來增強正常的視力，或者提供如上述的多種功能。電子隱形眼鏡可具有一可變焦光學鏡片、嵌入隱形眼鏡中之一經組裝的前部光學元件、或在沒有鏡片的狀況下僅單純嵌入電子元件，以用於任何合適的功能。電子鏡片可合併至任何數目的上文所述之隱形眼鏡中。此外，人工水晶體也可合併本文所述之各種組件和功能。然而，為說明容易起見，本揭露將專注於用於矯正所欲之視力缺陷的單次使用的日拋型電子式隱形眼鏡。

本發明可用於具有一電子系統的經供電眼用鏡片或經供電隱形眼鏡中，該電子系統致動一可變焦光學件、或任何其他裝置、或經組態以實施任何數量之多種可執行的功能的裝置。該電子系統包括一或多個電池或其他電源、電力管理電路系統、一或多個感測器、時鐘產生電路系統、控制演算法和電路系統、以及鏡片驅動器電路系統。這些組件的複雜度可根據鏡片所要求或所欲之功能而變化。替代地，該隱形眼鏡可僅提供一警報給該配戴者。

對電子式或經供電眼用鏡片的控制可透過與鏡片通信的手動操作式外部裝置(諸如手持式遠端裝置)來完成。例如，錶鏈可基於配戴者的人工輸入與供電式鏡片進行無線通信。替代地，對經供電眼用鏡片的控制可經由直接來自於配戴者的回饋信號或控制信號來完成。例如，內建於鏡片中的感測器可偵測眨眼、眨眼模式、及/或眼瞼閉合。基於眨眼的模式或序列，該經供電眼用鏡片可改變操作狀態，例如，鏡片的操作狀態或其用於偵測配戴者睡眠的操作狀態。一進一步的替代實施例係其中鏡片從一外部裝置(諸如電腦或智慧型手機)接收來自配戴者之輸入者。一進一步的替代例在於配戴者無法對該經供電眼用鏡片的操作進行控制。

圖1A繪示一駐存於一隱形眼鏡100中之系統，其用於在至少一個瞳孔上提供一警報提示。所繪示之系統包括一系統控制器110、一定時電路112、一通訊模組(或系統)114、及一警示機制116，其等在至少一實施例中係至少部分地封裝於一隱形眼鏡中。該系統控制器110係與定時電路112、通訊模組114、及警示機制116電氣連通。

在至少一實施例中，該定時電路112包括一累加器113，其用於追蹤時間的推移。一累加器之一實例係一作用為計數器的暫存器。在一替代實施例中，累加器113被設定為一值(其近似於未來的提供警報給配戴者的時間)，且反向工作，從該值遞減計數，其導致系統控制器執行讀數與零之比較，以判定何時發送警示信號。在替代實施例中，定時電路112可包括一振盪器，其包含晶體(例如石英)、電阻器-電容器(RC)、感應器-電容器(LC)、及/或弛緩電路系統(relaxation circuitry)。

在至少一實施例中，通訊模組114包括幫助從外源到鏡片之通訊的組件。外源之實例包括經由眨眼的隱形眼鏡配戴者、錶鏈、及電腦或智慧型手機。幫助此通訊之組件之實例包括眨眼偵測組件、光偵測組件、射頻(RF)組件、及天線。在光偵測或眨眼偵測實施例中，資料結構包括視情況在來自外源或配戴者之初始同步指令之後未來的呈絕對時間或相對時間的小時及分鐘。在至少一實施例中，眨眼偵測組件及光偵測組件係與本揭露中稍後將討論之組件相同。在至少一實施例中，通訊模組114包括眨眼偵測組件。

在至少一實施例中，系統控制器110包括一記憶體111，其經組態以儲存一時間表示，其欲與定時電路112比較以判定何時啟動該警示機制116以提供該至少一個警報。在至少一實施例中，系統控制器110操縱接收到的警報時間(其欲儲存於記憶體111中)以幫助與來自定時電路112之信號的比較或設定累加器113。所儲存的時間表示係表示以下之值中之至少一者：未來觸發警報之循環數目、對於警報所設定之時間、及未來觸發警報之時間之量。在一替代實施例中，時間係一相對時間或一絕對時 間值。就接受到的表示警報之設定時間的資料形式而言，所儲存之時間表示將基於定時電路組態及通訊模組組態。

在至少一實施例中，隱形眼鏡100包括一電子插入件，其中其他組件係至少部分封裝的。在至少一實施例中，隱形眼鏡包括一光學區及周圍區，其中周圍區係圍繞光學區之周圍。

在一進一步的實施例中，如圖1A中所繪示，該系統包括一電源120。電源120供應電力用於包括警示機制116之多個組件。電力可從電池、能源擷取器、或其他合適的手段所供應，如所屬技術領域中具有通常知識者所知。基本上，任何類型的電源120皆可用以提供可靠電力予該系統的所有其他組件。

警示機制116可包括用於基於一從系統控制器110接收到的命令(或警示)信號對配戴者實施一特定警示的任何合適的裝置。例如，若該警報啟動系統控制器110，如上文所述，則系統控制器110可使警示機制116(諸如，一光(或光陣列))作用，以產生一光脈衝或造成一物理波以脈衝至配戴者之角膜或鞏膜(或替代地跨鏡片)。警示機制116之進一步的實例包括一電氣裝置；一機械裝置，其包括例如壓電裝置、傳感器、振動裝置、化學品釋放裝置(其所具有的實例包括釋放化學品導致搔癢、刺激性、或灼熱感)、及聲音裝置；一變換器，其提供該隱形眼鏡之一光學區的光學區修改，例如，修改通過鏡片之光透射的焦距及/或百分率；一磁性裝置；一電磁裝置；一熱裝置；一光學賦色機制，其具有或不具有液晶、發光二極體(LED)、稜鏡、光纖、及/或燈管，以例如提供一光學修改及/或朝視網膜的直射光或對光學區施加著色；一液晶顯示器(LCD)及/或一LED，以顯示訊息，其包括例如當前時間；一電氣裝置(諸如，一電氣刺激器)，以提供溫和的刺激或刺激一角膜或鞏膜表面及角膜或鞏膜之一或多個 感覺神經的至少一者；或彼等之任何組合。在至少一實施例中，除了來自電源120之電力外，警示機制116接收一來自系統控制器110之信號，並基於來自系統控制器110之信號產生一些動作。在一替代實施例中，來自系統控制器110之信號係介於警示機制116與電源120之間的電氣連接，使得電力之可得性啟動警示機制116。

圖1B繪示一替代實施例，其增加一眼瞼位置感測器系統130至圖1A中所繪示之系統。系統控制器110係與眼瞼位置感測器系統130電氣連通。在至少一實施例中，系統控制器110在接近判定發送一警示信號至警示機制116時對眼瞼位置感測器系統130進行取樣，以判定眼瞼是閉合還是睜開。在至少一實施例中，當判定眼瞼係睜開時，則警示信號被取消且不發送，因為據推測，配戴者係醒著且不需要警報。在一替代實施例中，為了使配戴者接收到警示，僅在發送警示信號之後的預定時間時進行取樣。在一進一步替代實施例中，當眼瞼在預定時間時偵測為係閉合時，則系統控制器110發送一第二警示信號至警示機制116，以提供一擴大警示給警報器之配戴者。

在此說明實施例中，警示機制116接收來自系統控制器110之信號以擴大給予配戴者之警示，在此實施例中，警示機制116將具有至少兩個位準及/或類型的欲給予配戴者之警示，以例如當儘管給予了初始警示，配戴者之眼瞼仍維持閉合時，提供警示之擴大，在至少一實施例中，使用眼瞼位置感測器系統130來偵測該眼瞼位置。在一進一步實施例中，有複數個可用的擴大位準。

圖2A繪示一系統，其中兩眼280係至少部分地以隱形眼鏡200覆蓋。感測器陣列230係存在於兩個隱形眼鏡200 中以判定瞼位置，如稍後將參照圖14A及圖14B所述者。在此實施例中，隱形眼鏡200各包括一電子通訊組件214。各隱形眼鏡200中的電子通訊組件214允許該隱形眼鏡200之間雙向通訊的發生。電子通訊組件214可包括RF收發器、天線、用於光感測器232的界面電路系統、及相關或相似的電子組件。由線215所表示之通訊頻道可包括在適當的頻率與功率下具有適當的資料協定的RF傳輸，以允許介於隱形眼鏡200之間的有效通訊。例如，介於兩個隱形眼鏡200之間的資料之傳輸可驗證兩個瞼係閉合的，以偵測配戴者之一真實的睡眠狀況。傳輸亦可允許從一個鏡片發送警報信號至第二鏡片，以觸發第二鏡片中之警示機制。資料傳輸亦可發生自一外部裝置270，例如，一智慧型手機(或其他以處理器為基礎之系統)，以如例如圖2B中所繪示設定警報之時間，該外部裝置具有一電子通訊組件272。就此，在至少一個替代實施例中且在僅有一個鏡片的一進一步替代實施例中，電子通訊組件214可僅存在一個鏡片上。

圖3以方塊圖形式繪示根據至少一實施例之一具有一電子眼瞼位置系統330的隱形眼鏡300。在此實施例中，電子眼瞼位置系統330可包括一光感測器332、一放大器334、一類比數位轉換器(或ADC)336、一數位信號處理器338。隱形眼鏡300亦包括一電源320、一系統控制器310、及一警示機制316。

當將隱形眼鏡300放置於使用者眼睛的前表面上時，該眼瞼位置系統330之電子電路系統可用來偵測眼瞼是睜開還是閉合。光感測器332以及其他電路系統係經組態以偵測眨眼、由使用者眼睛產生的各種眨眼模式、及/或眼瞼閉合的程度。

在此實施例中，光感測器332可嵌入隱形眼鏡330並接收環境光331，將入射光子轉換成電子並因而導致一電流(如 箭頭333所指示者)流入放大器334。該光感測器或光偵測器332可包括任何合適的裝置。在一實施例中，光感測器332包括至少一個光二極體。在至少一實施例中，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光感測器332與其他電路系統的整體大小。電流333係與入射光位準成比例，並在眼瞼覆蓋光偵測器332時實質上下降。放大器334產生一與輸入成比例的輸出(帶有增益)，且可作用為一將輸入電流轉換為輸出電壓的轉阻放大器。放大器334可放大一信號至該系統其餘部分之可用的位準，例如，給予該信號足夠的電壓及功率以由ADC 336獲取。例如，該放大器對驅動後續方塊可能是必要的，因為光感測器332的輸出可為相當小並可用於弱光環境。放大器334可實施為一可變增益放大器，其增益可以一回饋配置由系統控制器310調整，以最大化該系統的動態範圍。除了提供增益之外，放大器334可包括其他類比信號調節電路系統，例如，適合光感測器332與放大器334輸出的過濾及其他電路系統。放大器334可包括任何用於放大及調節光感測器332之信號輸出的合適裝置。例如，放大器334可包括一單一運算放大器或一包含一或多個運算放大器之更複雜的電路。光感測器332可係一可切換的光二極體陣列，且放大器334可係一積分器。如上文所述，光感測器332與放大器334係經組態以基於透過眼睛所接收之入射光強度來偵測及分離眨眼序列，並將該輸入電流轉換為一最終可由系統控制器310使用的數位信號。在至少一實施例中，系統控制器310係經預程式化或預組態以辨識在各種光強度位準條件下之各種眨眼序列、眨眼模式、及/或眼瞼閉合(部分或完全)，並提供一適合的輸出信號至警示機制316。在至少一實施例中，系統控制器310亦包括相關聯的記憶體。

在此實施例中，ADC 336可用來將一來自放大器334之連續、類比信號輸出轉換成一適於進一步信號處理之經取樣、數位信號。例如，ADC 336可將來自放大器334之一類比信號輸出轉換成一由後續或下游電路(例如，一數位信號處理系統或微處理器338)可使用的數位信號。一數位信號處理系統或數位信號處理器338可用於數位信號處理，包括過濾、處理、偵測、及以其他方式操縱/處理經取樣資料的一或多者，以允許入射光偵測供下游使用。可使用眨眼序列及/或眨眼模式連同指示延長的眼瞼閉合或眼瞼偏移(drift)之眨眼序列來預程式化數位信號處理器338。數位信號處理器338亦包括相關聯的記憶體，其在至少一實施例中儲存樣板與遮罩組，以偵測例如用於如系統控制器310所選之各操作狀態的眨眼模式。數位信號處理器338可利用類比電路系統、數位電路系統、軟體、或其組合來實施。在所繪示的實施例中，其係以數位電路系統實施。連同相關聯的放大器334與數位信號處理器338的ADC 336係以與前述取樣速率一致之一合適的速率啟動(例如，每一百(100)毫秒)，其在至少一實施例中經受調整。

在至少一實施例中，一眨眼序列可用來改變該系統及/或該系統控制器的操作狀態。在進一步實施例中，系統控制器310可依據來自數位信號處理器338的輸入來控制一經供電隱形眼鏡的其他態樣，例如，透過一致動器改變一電子控制鏡片的焦距或屈光度數。

在至少一實施例中，系統控制器310將基於一接收到的眨眼模式判定鏡片的操作狀態，以將操作狀態設定為一睡著操作狀態或一醒著操作狀態，但在一替代實施例中，其他狀態係 可行的。進一步對於此實施例，操作狀態將判定在彼操作狀態下由數位信號處理器338所使用的樣板與遮罩組。

在至少一實施例中，系統控制器310使用來自光感測器鏈之信號；即，光感測器332、放大器334、ADC 336、及數位信號處理系統338，以比較經取樣的光位準與眨眼啟動模式及/或以判定眼瞼閉合。參照圖4，其繪示在各種光強度位準下所記錄之眨眼模式樣本對時間的圖示以及一可用的臨限位準。因此，當取樣入射在眼睛上的光時，考慮各種因素可減少及/或避免偵測眨眼的錯誤，例如，考慮在不同地方及/或在執行各種活動時光強度位準的變化。另外，當取樣入射在眼睛上的光時，考慮環境光強度的改變可對眼睛及眼瞼造成的效應亦可減少及/或避免偵測眨眼的錯誤，例如，當眼瞼在低強度光位準與高強度光位準下閉合時阻擋多少可見光。換言之，為了避免使用錯誤的眨眼模式來控制，較佳地考慮環境光位準，如下文所詳細解釋者。

例如，在一研究中發現眼瞼平均可阻擋大約九十九(99)百分比的可見光，但在較短的波長下，較少光傾向於透射通過眼瞼，擋掉大約99.6百分比的可見光。在較長的波長下(偏向光譜紅外光部分)，眼瞼僅可阻擋三十(30)百分比的入射光。然而，重要的是請注意；在不同頻率、波長、及強度的光可以不同的效率透射通過眼瞼。例如，當看向亮光源時，個體可在他或她的眼瞼閉合時看到紅光。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4所繪示，在七十(70)秒時間間隔的過程中模擬跨各種光照位準之眨眼模式的資料樣本，其中係在模擬過程期間記錄透射通過眼睛的可見光強度位準，並繪示一可用的臨限值。該臨限係設定為一值，該值係介於在不同光強度位準下的模擬過程中針對該樣本眨眼模式所記錄的可見光強度的峰對峰值之 間。在時間內追蹤平均光位準以及調整一臨限的同時具有預程式化眨眼模式的能力對能夠偵測個體何時眨眼(相對於個體何時不眨眼及/或僅是光強度位準在一特定區域中有所改變)可係關鍵性的。

系統控制器使用一眨眼偵測方法來偵測眨眼之特性，例如，瞼是睜開還是閉合、眨眼的持續時間、眨眼間的持續時間、及在一給定時間期間內的眨眼次數。在至少一實施例中，眨眼偵測方法仰賴在特定取樣速率下取樣入射眼睛的光。預定的眨眼模式係經儲存並與入射光樣本之最近歷史記錄比較。當模式符合時，該眨眼偵測方法可觸發該系統控制器中的活動，例如，設定及/或改變警報時間及/或鏡片之其他操作。在至少一實施例中，眨眼偵測方法進一步區分預定的眨眼模式以及與睡意、睡眠肇始、或睡眠相關聯的眼瞼移動。

眨眼係眼瞼的快速開閉，且係眼睛的基本功能。眨眼保護眼睛免受異物影響，例如，人在物體意外出現在靠近眼睛處時會眨眼。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，眨眼亦可具有目的性，例如無法以口語或手勢溝通的個體可以眨眼一次表示是，眨眼兩次表示不是。本發明之眨眼偵測方法與系統使用不會與一般眨眼反應混淆的眨眼模式。換言之，若眨眼係用作為控制一動作的方式，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。由於眨眼速度及/或頻率會受各種因素影響，包括疲勞、精神集中、無聊、眼睛受傷、用藥、以及疾病，用於控制目的之眨眼模式較佳地考慮影響眨眼的這些與任何其他變數。非自主眨眼的平均長度係於約100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至70秒。眼瞼移動亦可指示其他狀況，諸如，當眼瞼在一段時間內大致上趨向於閉合時的睡意，或持續閉合一段時間指示配戴者睡著。

該眨眼偵測方法之一實施例可歸納為以下步驟。

1.界定一有意識的「眨眼序列」，其係一使用者為了正眨眼偵測而將執行者，或其係代表睡眠肇始。

2.以一與偵測該眨眼序列一致的速率取樣入射光位準，且去除非自主眨眼。

3.將經取樣之光位準的歷史記錄與預期的「眨眼序列」(如同由一眨眼樣板的值所界定者)作比較。

4.可選地，實施一眨眼「遮罩」序列以指示在比較期間欲忽略的樣板部份，例如近轉換(near transition)。此可容許一使用者偏離一所欲的「眨眼序列」，例如，一正或負一(1)錯誤視窗(error window)，在其中可發生鏡片啟動、控制及焦距改變的一或多者。此外，這樣可容許使用者的眨眼序列的時序有變異。

一眨眼序列可定義如下：

1.眨眼(閉合)0.5秒

2.睜開0.5秒

3.眨眼(閉合)0.5秒

在100毫秒的取樣速率下，20個樣本眨眼樣板係由以下給定blink_template=[1,1,1,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,1,1]。

眨眼遮罩係定義為僅在一轉換後遮蔽樣本(0為遮蔽或忽略樣本)且係由下列給定blink_mask=[1,1,1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,1,0,1]。

可選地，一較廣的轉換區可經遮蔽以容許更多的時序不確定性，且係由下列給定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，例如單次長眨眼，在此情況下係24樣本樣板有1.5秒眨眼，由下列給定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]。

一進一步的替代模式可實施為指示睡眠，在此情況下係24樣本樣板有2.4秒眨眼(或眼睛已因睡眠而閉合)，由下列給定blink_template=[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0]。

在一替代實施例中，此blink_template係在無blink_mask的情況下使用。

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。

偵測可藉由邏輯地比較樣本的歷史記錄與樣板及遮罩來實施。邏輯操作係於一按位元的基礎上互斥或(XOR)該樣板與該樣本歷史記錄序列，並接著驗證所有未經遮罩的歷史記錄位元與該樣板符合。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位置中，眨眼必須符合在該序列之該位置的眨眼遮罩樣板。然而，在值為邏輯0的眨眼遮罩之序列的各位置中，眨眼不需符合在該序列之該位置的眨眼遮罩樣板。例如，可利用以下布林(Boolean)演算法方程式，如編碼於MATLAB^®(MathWorks,Natick,Massachusetts)中者。

符合=not(blink_mask)｜not(xor(blink_template,test_sample))， 其中test_sample為該樣本歷史記錄。符合的值為一具有與眨眼樣板、樣本歷史記錄、及blink_mask相同長度的序列。若該符合的序列皆為邏輯1，則發生一良好符合。將其細分，not(xor(blink_template,test_sample))對各不符合給定一邏輯0且對各符合給定一邏輯1。具有反向遮罩的邏輯實行「或」操作(Logic "oring")將該符合序列中之各位置強制為一邏輯1，其中該遮罩為一邏輯0。因此，若在一眨眼遮罩樣板中有更多位置的值被指定為邏輯0，則可容許與人眨眼相關的誤差幅度(margin)越大。亦重要的是要注意該眨眼遮罩樣板中的邏輯0數量越多，越有可能誤判為符合預期或意欲的眨眼模式。須了解各種預期或意欲的眨眼模式可以一次一或多個啟動點(active)程式化至一裝置中，且在至少一實施例中，控制使用將在一特定操作狀態中使用之特定眨眼模式。更具體而言，多個預期或意欲的眨眼模式可用於相同的目的或功能，或實施不同或替代的功能。例如，一個眨眼模式可用來使鏡片改 變操作狀態、打盹警報、終止警報、及/或設定警報。在至少一實施例中，眨眼偵測亦可偵測眼瞼何時維持閉合，其將被偵測為一連續眨眼。

圖5至圖18提供眼瞼位置感測器系統(或眨眼偵測感測器系統)之實例。在至少一實施例中，眼瞼位置感測器系統使用眨眼偵測以判定是否眼瞼係閉合且在一段時間內維持閉合。

圖5繪示根據至少一實施例之用於一眨眼偵測系統的狀態轉換圖500。該系統於一閒置(IDLE)狀態502開始，等待確立一致能信號(enable signal)bl_go。當例如藉由以與該眨眼取樣速率相當的一百(100)毫秒速率脈衝bl_go之一振盪器及控制電路來確立該致能bl_go訊號時，該狀態機接著轉變至一WAIT_ADC狀態504，其中一ADC係經致能以將一接收到的光位準轉換為一數位值。該ADC確立一adc_done訊號以指示其操作完成，而該系統或狀態機轉變至一移位狀態506。在移位(SHIFT)狀態506中，該系統推動最新近接收到的ADC輸出值至一移位暫存器上以容納眨眼樣本的歷史記錄。在一些實施例中，該ADC輸出值首先與一臨限值作比較以提供一單一位元(1或0)予該樣本值，用以最小化儲存需求。該系統或狀態機接著轉變至一比較(COMPARE)狀態508，其中該樣本歷史記錄移位暫存器中的值係與如上述之一或多個眨眼序列樣板及遮罩作比較。若偵測到一符合，則可確立一或多個輸出訊號，例如，用以切換鏡片狀態至一睡著操作狀態或一醒著操作狀態，或發出配戴者睡眠肇始的信號者。該系統或狀態機接著轉變至該完成狀態510且確立bl_done訊號以指示其操作完成。

圖6繪示一光感測器或光偵測器信號路徑pd_rx_top，其可用來偵測及取樣接收到的光位準。該信號路徑pd_rx_top可包括一光二極體602、一轉阻放大器604、一自動增益與低通過濾階段606(AGC/LPF)、及一ADC 608。該adc_vref信號係由該電源620(見圖1A或圖1B中之電源110)輸入至ADC 608，或替代地其可由類比數位轉換器608內部之一專用電路提供。來自ADC 608的輸出(adc_data)係傳輸至數位信號處理及系統控制器方塊338/310(見圖3)。雖然在圖3中繪示為個別方塊338與310，為了容易解釋，該數位信號處理器338及系統控制器310較佳地係在一單一方塊610上實施。該致能信號(adc_en)、該開始信號(adc_start)、及該重置信號(adc_rst_n)係接收自數位信號處理及系統控制器610，而該完成信號(adc_complete)係傳輸至該數位信號處理及系統控制器。該時鐘信號(adc_clk)可接收自該信號路徑(pd_rx_top)外部之一時鐘源或接收自該數位信號處理及系統控制器610。重要的是要注意，該adc_clk信號及該系統時鐘可以不同頻率運行。亦重要的是要注意，任何數量之不同的ADC可根據本發明使用，其等可具有不同的介面及控制信號，但其等執行提供該光感測器信號路徑之類比部分輸出之一經取樣、數位表示之一類似功能。該光偵測致能(pd_en)及該光偵測增益(pd_gain)係接收自該數位信號處理及系統控制器610。、

圖7繪示數位調節邏輯700之方塊圖，該數位調節邏輯可用來將接收到的ADC信號值(adc_data)降低為一單一位元值(pd_data)。數位調節邏輯700可包括一數位暫存器702以自該光偵測信號路徑pd_rx_top接收該資料(adc_data)，以提供該adc_data_held信號上之一經保存的值。當確立adc_complete信號時，數位暫存器702係經組態以接受該adc_data信號上之一新值， 而當接收該adc_complete信號時數位暫存器702係經組態以用其他方式持有該最後接受的值。以此方式，一旦閂鎖該資料，該系統可禁止該光偵測信號路徑，以降低系統電流消耗。接著可在臨限產生電路704中取得該經保存的資料值的平均(例如，藉由一積丟(integrate-and-dump)平均法或其他以數位邏輯實施的平均方法)，以產生該信號pd_th上之一或多個臨限值。該經保存資料值可接著透過比較器706與一或多個臨界值比較以產生一位元資料值於該訊號pd_data上。應當理解該比較操作可使用滯後作用或與一或多個臨限值比較以最小化該輸出訊號pd_data上的雜訊。該數位調節邏輯可進一步包括一增益調整方塊pd_gain_adj 708，以根據所計算的臨限值及/或根據經保存的資料值經由該信號pd_gain(繪示於圖6中)設定該光偵測信號路徑中之該自動增益與低通過濾階段606的增益。重要的是要注意在此實施例中，在整個眨眼偵測的動態範圍中六位元字即提供足夠的解析度，同時最小化複雜度。圖7繪示一替代實施例，其包括提供一來自例如串列資料介面之pd_gain_sdi控制信號，其允許個人置換(override)由增益調整方塊pd_gain_adj 708所判定的自動增益控制。

在一實施例中，臨限產生電路704包括一波峰偵測器、一波谷偵測器、及一臨限值計算電路。在此實施例中，該臨限值與增益控制值可如下產生。該波峰偵測器與該波谷偵測器係配置以接收信號adc_data_held上的經保存值。該波峰偵測器係進一步經組態以提供一輸出值(pd_pk)，其快速追蹤該adc_data_held值的增加，且若該adc_data_held值下降則緩慢衰變。該操作係類似於一經典二極體封包檢測器，如電氣領域中眾所周知者。該波谷偵測器係進一步經組態以提供一輸出值pd_vl，其快速追蹤該adc_data_held值的下降，且若該adc_data_held值增加則緩慢衰 變至一更高的值。該波谷偵測器的操作亦類似於二極體封包檢測器，具有連接至一正電力供應電壓的放電電阻器。該臨限計算電路係經組態以接收該pd_pl與pd_vl值，且係進一步經組態以基於該pd_pk與pd_vl值之一平均來計算一中點臨限值pd_th_mid。該臨限產生電路704基於該中點臨限值pd_th_mid提供該臨限值pd_th。

該臨界產生電路704可進一步適於更新該pd_pk與pd_vl水平的值以回應該pd_gain值的改變。若該pd_gain值增加一步階，則該pd_pk與pd_vl值增加一因數，該因數等於該光偵測信號路徑中之預期增益增加。若該pd_gain值減少一步階，則該pd_pk與pd_vl值減少一因數，該因數等於該光偵測信號路徑中之預期增益減少。以此方式，該波峰偵測器與波谷偵測器的狀態(如分別在該pd_pk與pd_vl值中所保存者)，及該臨限值pd_th(如計算自該pd_pk與pd_vl值)係經更新以符合信號路徑增益的改變，從而避免僅由該光偵測信號路徑增益中之有意改變所造成的不連續性或其他狀態或值的改變。

在臨限值產生電路704之一進一步的實施例中，該臨限計算電路可進一步經組態以基於該pd_pk值之一比例或百分率計算一臨限值pd_th_pk。在至少一實施例中，該pd_th_pk可有利地經組態為該pd_pk值的八分之七，計算可由相關領域中眾所周知之一簡單的右移三個位元與減法來實施。該臨界計算電路可選擇該臨界值pd_th比pd_th_mid與pd_th_pk更低。以此方式，即使在恆定光長期入射在該光二極體上(其可導致該pd_pk與pd_vl值相等)後，該pd_th值將永遠不會等於該pd_pk值。應當了解該pd_th_pk值確保長間隔後之一眨眼的偵測。該臨限產生電路的行為係進一步繪示於圖11A至圖11G中，如後續所討論者。

圖8繪示數位偵測邏輯800之方塊圖，其可用來實施根據至少一實施例之一數位眨眼偵測演算法。數位偵測邏輯800可包括一移位暫存器802，其經調適以接收來自該光偵測信號路徑pd_rx_top(圖6)或來自該數位調節邏輯(圖7)的資料，如此處在該信號pd_data(其具有一個位元值)上所繪示者。移位暫存器802保存接收到的樣本值之一歷史記錄，此處係在一24位元暫存器中。數位偵測邏輯800進一步包括一比較方塊804，其經調適以基於操作狀態(若有必要)接收該樣本歷史記錄以及一或多個樣板bl_tpl與遮罩bl_mask，且係經組態以指示該一或多個樣板與遮罩於可保存以供稍後使用的一或多個輸出信號上的符合。在至少一實施例中，該操作狀態判定比較方塊804欲使用該組樣板bl_tpl與遮罩bl_mask。在至少一組樣板bl_tpl中，有至少一代表配戴者入睡的睡眠樣板。在一替代實施例中，數位偵測邏輯800包括一比較方塊，其經調適以含有一或多個睡眠樣板，且係經組態以指示該一或多個樣板與遮罩於可保存以供稍後使用的一或多個輸出信號上的符合。在此一類替代實施例中，該鏡片不具有睡著操作狀態及醒著操作狀態。

該比較區塊804之輸出係經一D正反器806閂鎖。數位偵測邏輯800可進一步包括一計數器808或其他邏輯，以抑制歸因於遮蔽操作之可能在以小移位設定之相同的樣本歷史記錄上的連續比較。在一較佳實施例中，在發現正符合後會清除或重置該樣本歷史記錄，因此在能夠識別一後續符合前需要一完整、全新符合的序列被取樣。數位偵測邏輯800仍可進一步包括一狀態機或類似的控制電路系統，以提供該控制信號給該光偵測信號路徑與該ADC。在一些實施例中，該控制信號可藉由一與數位偵 測邏輯800分開的控制狀態機產生。此控制狀態機可為數位信號處理與系統控制器1000的一部分(見圖10)。

圖9繪示控制信號的時序圖，該等控制信號係由一偵測子系統提供給一在光偵測信號路徑中使用的ADC 608(圖6)。該等致能及時鐘信號adc_en、adc_rst_n及adc_clk係在一樣本序列開始時啟動並持續直到該類比數位轉換程序完成。在一實施例中，當在該adc_start信號上提供一脈衝時，即開始該ADC轉換程序。該ADC輸出值係保存在一adc_data信號中，且該程序的完成係由一adc_complete信號上之類比數位轉換器邏輯所指示。同樣於圖9中繪示的是該pd_gain信號，其係用來設定該ADC前之放大器的增益。此信號係顯示為在暖機時間前被設定，以允許該類比電路偏壓及信號位準在轉換前穩定。

圖10繪示一數位系統控制器1000，其具有一數位眨眼偵測子系統dig_blink 1002。數位眨眼偵測子系統dig_blink 1002可由一主狀態機dig_master 1004控制，並可經調適以自數位系統控制器1000外部之一時鐘產生器clkgen 1006接收時鐘信號。數位眨眼偵測子系統dig_blink 1002可經調適以提供控制信號至如上述之一光偵測子系統並自該光偵測子系統接收信號。數位眨眼偵測子系統dig_blink 1002除一狀態機之外可包括如上述之數位調節邏輯及數位偵測邏輯，以控制一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 1002可適於自該主狀態機1004接收一致能訊號並提供一完畢或完成指示與一眨眼偵測指示返回該主狀態機1004。

在針對圖10中所繪示之實施例之一替代實施例中，一計時器(time clock)係連接至時鐘產生器1006(圖10中)，以追蹤自該鏡片開始操作以來的時間，並提供一時間戳記信號給 該資料管理器，在一實施例中，其中該資料管理器記錄關於配戴者之睡眠起始與終止的資料，使得當使用例如至少一電子通訊組件從該鏡片傳輸(或發送)資料至一外部裝置時，該外部裝置能夠基於來自該鏡片的時間戳記、以及當傳輸資料時在該外部裝置上的當前時間(與已登錄的時間戳記相比)藉由反向推算當日時間來判定配戴者在配戴該鏡片的什麼時間時期睡著。

圖11A至圖11G繪示波形以說明該臨限產生電路與自動增益控制的操作(圖7)。圖11A繪示如可由回應於不同光位準之一光二極體所提供之光電流對時間之一實例。在該圖的第一部份，該光值及生成的光電流與該圖的第二部份比較相對較低。在該圖的第一部份與第二部份兩者皆可看出雙重眨眼降低該光及光電流。注意眼瞼造成光的減弱可能不是一百(100)百分比，但依據針對入射在眼睛上的光的波長之眼瞼透射性質而為一較低的值。圖11B繪示該adc_data_held值，其係回應於圖11A之光電流波形而擷取。為了簡明起見，該adc_data_held值係繪示為一連續類比信號而非一系列離散數位樣本。應當理解這些數位樣本值將對應於圖11B中所繪示之在相對應樣本時間的位準。在圖的上方及底部的虛線代表該adc_data與adc_data_held訊號的最大及最小值。介於該最小與最大值之間值的範圍亦稱為該adc_data訊號的動態範圍。如下方所討論，該光偵測訊號路徑增益與該圖的第二部份不同(較低)。一般而言，該adc_data_held值係直接與該光電流成比例，且該增益改變僅影響該配量或比例常數。圖11C繪示由該臨限產生電路回應該adc_data_held值所計算的該pd_pk、pd_vl及pd_th_mid值。圖11D繪示回應該臨限產生電路的一些實施例中之adc_data_held值所計算的該pd_pk、pd_vl及pd_th_pk值。注意該pd_th_pk值總是比例於該pd_pk值。圖11E 繪示該adc_data_held值與該pd_th_mid及pd_th_pk值。注意在該adc_data_held值係相對恆定的長時間期間，當該pd_vl值衰變至相同位準時，該pd_th_mid值變得等於該adc_data_held值。該pd_th_pk值一直維持有些低於該adc_data_held值。亦繪示於圖11E中的是pd_th的選擇，其中該pd_th值係選擇為pd_th_pk與pd_th_mid中較低者。以此方式，該臨限係一直設定在遠離pd_pk值一些距離處，避免該光電流及adc_data_held信號上的雜訊造成pd_data上的錯誤轉變。圖11F繪示藉由該adc_data_held值與該pd_th值的比較產生的該pd_data值。注意該pd_data訊號為二值的訊號，其在眨眼發生時為低。圖11G繪示針對這些實例波形之一tia_gain的值對時間。當該pd_th開始超過如圖11E中agc_pk_th所示的高臨限時，tia_gain的值係設定為較低。應當理解當pd_th開始落到低於一低臨限值時，相似的行為會發生以提高tia_gain。再次參見圖11A至圖11E各圖的第二部分，較低tia_gain的效應是清楚的。特別注意該adc_data_held值係維持在靠近該adc_data及adc_data_held信號之動態範圍的中間。進一步地，重要的是要注意，該pd_pk與pd_vl值係根據如上述之增益改變而更新，使得純粹由於該光偵測信號路徑增益的改變之該波峰與波谷偵測器狀態與值的不連續得以避免。

圖12繪示一積體電路晶粒1200上的光阻擋及光通過特徵。該積體電路晶粒1200包括一光通過區1202、一光阻擋區1204、接合墊1206、鈍化開口1208及光阻擋層開口1210。該光通過區1202係位於該光感測器之上(未繪出)，例如實施於該半導體製程中的光二極體陣列。在至少一實施例中，光通過區1202允許儘可能多的光到達該光感測器從而最大化靈敏度。此可經由移除多晶矽、金屬、氧化物、氮化物、聚醯亞胺、及其他光接收 器上的層而完成，如用於加工製成的半導體製程中或後處理中所允許的。該光通過區1202亦可接收其他特殊處理以最佳化光偵測，例如抗反射塗層、濾波器及/或漫射器。該光阻擋區1204可覆蓋該晶粒上其他不需光曝照的電路系統。其他電路系統的性能可能會因光電流而劣化，例如用於合併隱形眼鏡所需的超低電流電路中的移位偏壓與振盪器頻率，如上所述。光阻擋區1204以一薄、不透明的反射材料形成，例如，已用於半導體晶圓處理及後處理的鋁或銅。若以金屬實施，形成光阻擋區1204的材料必須與下方的電路以及接合墊1206絕緣以避免短路的狀況。此類絕緣可由已存在於晶粒上作為正規晶圓鈍化之一部分的鈍化來提供，例如，氧化物、氮化物、及/或聚醯亞胺，或者搭配在後處理期間所加入之其他介電質來提供。遮罩允許光阻擋層開口1210，使得導電光阻擋金屬不會與晶粒上的接合墊重疊。光阻擋區1204係以額外的介電質或鈍化覆蓋，以在晶粒貼附期間保護晶粒及避免短路。此最終鈍化具有鈍化開口1208以允許連接至接合墊1206。

在該隱形眼鏡包括著色能力之一替代實施例中，光通過區1202係至少部分地與隱形眼鏡之能夠著色的區重疊。當光感測器存在於隱形眼鏡之著色區及非著色區中時，其允許判定藉由著色所阻擋之光之量。在一進一步實施例中，整個光通過區1202係存在於著色區中。

圖13繪示一具有一電子插入件的隱形眼鏡，該電子插入件具有一眨眼偵測系統。該隱形眼鏡1300包括一軟塑膠部分1302，其提供一電子插入件1304。此插入件1304包含一鏡片1306，其係由電子器件啟動，例如(取決於啟動)聚焦近處或遠處。積體電路1308安裝於該插入件1304上並連接至電池1310、鏡片1306及其他該系統必須的組件。在至少一實施例中，積體電 路1308包括一光感測器1312及相關聯的光偵測器信號路徑電路。光感測器1312透過鏡片插入件1304面朝外並遠離眼睛，且因此能夠接收環境光。光感測器1312可實施於積體電路1308(如所示)上，例如，作為一單一光二極體或一光二極體陣列。光感測器1312亦可實施為一分離裝置，其係安裝在插入件1304上並與佈線跡線1314連接。當眼瞼閉上時，包括光偵測器1312的鏡片插入件1304被覆蓋，因而降低入射於該光偵測器1312上的光位準。該光偵測器1312能夠測量環境光以測定該使用者是否眨眼。基於此揭露，所屬技術領域中具有通常知識者須了解可由此揭露中所討論的其他感測器置換或提升光偵測器1312。

眨眼偵測的另外實施例可允許該眨眼序列的持續時間及間隔有更多變異，例如，藉由基於一第一眨眼之經測量的結束時間而非使用一固定樣板或藉由擴大該遮罩「不關心」(don't care)間隔(0值)來計時一第二眨眼的開始。

應當理解眨眼偵測及/或睡眠偵測可以數位邏輯實施或以在一微控制器上運行之一軟體實施。該演算法邏輯或微控制器可以一單一特定應用積體電路(ASIC)實施，並且搭配光偵測信號路徑電路系統與一系統控制器，或其可經分割跨多於一個的積體電路。

根據另一實施例，一經供電或電子眼用鏡片可合併一眼瞼或瞼位置感測器。眼瞼有多種方式來保護眼球係為已知，包含眨眼反射及眼淚散佈作用。眼瞼的眨眼反射藉由當眼睛感受威脅時快速閉上以避免對眼球的創傷。眨眼亦散佈眼淚於眼球的表面上以保持眼球溼潤並沖走細菌及其他外來物。但除了被用來警示配戴一電子眼用鏡片之個體(或配戴者)警報已啟動，眼瞼的移動在玩耍時亦可指示其他動作或功能。

現參照圖14A，所繪示者係一眼睛1400上之一眼瞼位置感測器系統。該系統係合併至一隱形眼鏡1402中。顯示該上眼瞼及下眼瞼，及該上眼瞼可能的位置1401、1403以及1405(依閉上程度的順序)。該下眼瞼亦以相對該上眼瞼的閉上程度說明；即位置1407、1409及1405。當該眼瞼閉上時，其所在位置相同；即1405。根據該實施例的隱形眼鏡1402包括一感測器陣列1404。此感測器陣列1404包含一或多個光感測器。在此實施例中，該感測器陣列1404包括十二(12)個光感測器1406a至1406l。當上眼瞼在位置1401且下眼瞼在位置1407，曝露所有裝感測器1406a-1406l並接收環境光，因而產生一光電流，其可被本文所述的電子電路所偵測。隨著眼瞼部份閉上至位置1403與1409，上光感測器1406a與下光感測器1406b係被覆蓋，接收少於其他光感測器1406c至1406l的光，並輸出一相對應較低的電流，其可被該電子電路所偵測。當眼瞼完全閉上在位置1405，所有感測器1406a-1406l被覆蓋而電流相對應的降低。此系統可用來偵測瞼位置，其係藉由取樣該感測器陣列中的各光感測器並使用該光電流輸出對感測器位置以判定瞼位置，例如，若上部及下部眼瞼在眨眼後未完全睜開，則指示可能的睡眠肇始或疲勞。應當理解該光感測器應被置於隱形眼鏡上適當的位置，例如提供足夠的樣本位置以可靠地測定眼瞼位置，而不阻礙清晰的光學區(大約是瞳孔放大所佔的區域)。此系統亦可用來藉由在時間內例行地取樣該等感測器並比較測量值來偵測眨眼。在一替代實施例中，一感測器陣列1404’之光感測器1406a’至1406l’形成一環繞瞳孔的弓形圖案，同時如例如圖14B中所繪示般地彼此垂直地隔開。在所繪示的實施例的任一者中，所屬技術領域中具有通常知識者須了解該感測器陣列中可使用除了12以外的數量。進一步的 實例包括在3至15之範圍內的數量(在至少一實施例中包括端點)，且更具體地，包括在4至8之範圍內的數量(在至少一實施例中包括端點)。

圖15A及圖15B繪示一電子系統1500，如上文所提及，其中瞼位置光感測器係用來觸發一隱形眼鏡1502(或更具體地，一經供電或電子眼用鏡片)中的活動。圖15A顯示鏡片1502上的電子系統1500，而圖15B係系統1500的分解圖。光1501係入射至一或多個光感測器1504上，如先前參照圖14A及圖14B所述者。該些光感測器1504可以光二極體、硫化鎘(CdS)感測器或其他適合轉換環境光為電流的技術來實施。依據光感測器1504的選擇，放大器1506或其他適合的電路系統可需要調節該等輸出訊號以供後續或下游電路使用。一多工器1508允許一單一類比數位轉換器(或ADC)1510接受來自多個光感測器1504的輸入。該多工器1508可被置於緊接該光感測器1504之後，該放大器1506之前，或可能依據電流消耗、晶片大小及設計複雜度的考量不被使用。由於在眼睛的不同位置上需要多個光感測器1504以偵測眼瞼位置，分享下游處理組件(例如放大器、類比數位轉換器及數位簽名系統控制器)可能顯著降低該電子電路系統所需的大小。放大器1506產生一與該輸入成比例、具有增益的輸出，且可作用如轉阻放大器，其將輸入電流轉換成輸出電壓。放大器1506可放大一信號至該系統其餘部分可用的位準，例如，給予該信號足夠的電壓及功率以由ADC 1510獲取。例如，放大器1506對驅動後續方塊可為必要的，因為光感測器1504的輸出可相當小且可在弱光環境中使用。放大器1506亦可實施為可變增益放大器，其增益可由一系統控制器1512調整以最大化系統1500的動態範圍。除了提供增益之外，放大器1506可包括其他類比信號調節電 路系統，例如，適合光感測器1504與放大器1506輸出的過濾及其他電路系統。放大器1506可係任何適合的裝置，以用於放大及調節光感測器1504的信號輸出。例如，放大器1506可僅係一單一運算放大器或一包含一或多個運算放大器之更複雜的電路。

如上文所提及的，光感測器1504與放大器1506係經組態以偵測在眼睛上之不同位置的入射光1501，並將該輸入電流轉換成系統控制器1512最終可使用之一數位信號。在至少一實施例中，系統控制器1512係經預程式化以取樣眼睛上的各光感測器1504以偵測瞼位置，並提供一適當的輸出信號至一警示機制1514。系統控制器1512亦包括相關聯記憶體。該系統控制器1512可結合該光感測器1504最近的樣本，以預程式化與瞼開與瞇眼位置相關的模式。該系統1500可能需要區分眼瞼位置之間的改變，環境光、陰影及其他情況下正常的改變。此區分可透過取樣頻率、放大器增益及其他系統參數的正確選擇、隱形眼鏡中感測器位置的最佳化、瞼位置模式的測定、紀錄環境光、將每個光感測器與相鄰及所有光感測器比較以及其他的技術來完成對於瞼位置獨特地辨別。

在至少一實施例中，ADC 1510可用來透過該多工器將來自放大器1506之一連續、類比信號輸出轉換成一適於進一步信號處理之經取樣的數位信號。例如，ADC 1510可將來自放大器1506之一類比信號輸出轉換成後續或下游電路(例如，一數位信號處理系統或微處理器1516)可用之一數位信號。一數位信號處理系統或數位信號處理器1516可用於數位信號處理，包括過濾、處理、偵測、及以其他方式操縱/處理經取樣資料的一或多者，以允許入射光偵測供下游使用。該數位信號處理器1516可以各種瞼位置及/或閉合模式來預程式化。在至少一實施例中，數位信號 處理器1516亦包括相關聯的記憶體。該數位訊號處理器1516可利用類比電路系統、數位電路系統、軟體或較佳為其組合而實施。伴隨相關的放大器1506與數位訊號處理器1516的該ADC 1510係以與前述取樣速率一致的適合速率啟動，例如每100毫秒。

一電源1518供應電力給多個包括眼瞼位置感測器系統1500的組件。該電源1518亦可被用於供應電力至該隱形眼鏡中之其他組件。電力可從電池、能源擷取器、或其他合適的手段所供應，如所屬技術領域中具有通常知識者所知。基本上，任何類型的電源1518皆可用以提供可靠電力予該系統的所有其他組件。一處理類比至數位的瞼位置感測器陣列模式可使該系統控制器1512或該系統控制器1512的一部分的能夠啟動。此外，系統控制器1512可取決於來自數位信號系統控制器1508的輸入控制一經供電隱形眼鏡的其他態樣，例如，啟動警示機制1514。

現參照圖16，所繪示者係用於位在該隱形眼鏡上之三個不同垂直位置的三個光感測器之一輸出特性。該等輸出特性可代表與各光感測器上之入射光成比例的電流或者可代表一下游信號，例如，在該ADC(圖15B中的元件1510)之輸出處的數位經取樣資料值對時間。例如，當由一暗室走向一明亮門廳，接著回到暗室時，總入射光1602增加，維持穩定，然後下降。若眼瞼仍然保持睜開，全部三個光感測器1604、1606、及1608將輸出一類似於環境光的信號，由光感測器1604與1608的虛線1601與1603所繪示。除了環境光位準1602改變之外，眼瞼的部分閉合係由位置1610所指示，與眼瞼張開位置1612與1614不同。當瞼部分閉合時，上部光感測器1604變成由上部眼瞼所覆蓋，並由於光感測器受眼瞼阻擋而輸出一相對應之較低的位準。儘管環境光1602增加，光感測器1604接收較少的光，並因眼瞼部份閉上 而輸出一較低的訊號。光感測器1608在變成受覆蓋時會觀察到類似反應。中部感測器1606在瞇眼期間未被覆蓋，而因此可繼續觀察到光值增加，與一相應的輸出值增加。雖然此實例說明一特定情況，各種感測器位置的配置以及眼瞼動作如何被偵測應為顯而易知。

圖17A及圖17B繪示一合併至一隱形眼鏡1702中之替代偵測系統1700。圖17A繪示鏡片1702上的系統1700，而圖17B繪示系統1700的分解圖。在此實施例中，使用電容式觸控感測器1704取代光感測器。電容式觸控感測器常見於電子產業中，例如在觸控螢幕顯示器中。其基本原理係一電容式觸控感測器(或可變電容器)1704係以物理方式實施使得電容在靠近或接觸時改變，例如，藉由實施一由介電質覆蓋的網格(grid)。感測器調節器1706產生一與該電容成比例的輸出信號，例如藉由測量具有該可變電容器的振盪器中的改變，或藉由感測該可變電容器與具有固定頻率AC信號的固定電容器之比率。感測器調節器1706的輸出可與一多工器1708結合以減少下游電路系統。在此實施例中，為了簡化而省略參照圖15之上述必要的信號調節電路系統。系統控制器1710經由多工器1708接收來自電容感測器調節器1706的輸入，例如，透過依序啟動各個感測器並紀錄該值。接著可將測得的值與預程式化的模式及歷史樣本比較以測定瞼位置。接著其可啟動一警示機制1712中之一功能，例如，使一可變焦鏡片改變為一更近的焦距。電容器觸控感測器1704可以類似前述光偵測器的實體模式規劃，但可最佳化以偵測瞼位置電容的變化。該感測器以至於整個電子系統將被封裝並與隱形眼鏡含鹽環境隔離。當眼瞼覆蓋一感測器1704，電容的變化將被偵測而非前述環境光的變化。在至少一實施例中，圖17B亦繪示包括一電源1714。

重要的是要注意，若有需要，可根據該等電容式觸控感測器使用ADC與數位信號處理電路系統，如參照圖15B之光感測器所繪示者。在一替代實施例中，該等電容式觸控感測器係任何壓力感測器。在一進一步的實施例中，在鏡片上有光感測器及壓力感測器之一組合。

在一實施例中，該等電子元件及電子互連係製作在一隱形眼鏡的周圍區而非光學區中。根據一替代實施例，重要的是要注意，該等電子元件的定位不必受限於隱形眼鏡的周圍區。本文所述的所有電子組件均可利用薄膜技術及/或透明材料加工製成。如果利用這些技術，則該等電子組件可置於任何適合的位置，只要它們與光學器件相容即可。

圖18A至圖18D繪示一替代實施例，其中該瞼位置感測器系統係一感測器，其具有一覆蓋複數個沿著隱形眼鏡1802之垂直點的條帶，該感測器與電路1800協同運作。可具有一條帶組態之一感測器的一個實例係一電容感測器。圖18A繪示一實例，其中條帶1808在隱形眼鏡1802上係實質上筆直的。雖然條帶1808係繪示如經定向為平行於一等分隱形眼鏡1802的線，其可具有一相對於該等分線之成角度的定向或具有一弓形形狀。圖18B繪示一實例，其中條帶1808a沿著隱形眼鏡1802採取一蛇形路徑。在圖18C中所繪示的實施例中，條帶1808b之蛇形組態將增加電路1800在眼瞼接近一閉合狀態時所偵測到的電容變化。電容變化的位準將轉譯為眼瞼閉合的量。可具有一條帶組態之一感測器的另一個實例係一壓電壓力傳感器，其具有一振膜及一具有一條帶組態之基座。隨著眼瞼閉合，眼瞼將對該壓電壓力傳感器施加額外的壓力，從而允許判定眼瞼閉合之位準。沿著該垂直軸的連續感測在複數個感測器上提供一改善的精細度，從而提供 眼瞼位置之改善的測量。圖18D繪示一電氣電路，其可協同條帶感測器1808、1808a、1808b使用，並包括一系統控制器1810、一警示機制1812、及一電源1814。在一進一步的替代實施例中，有多個條帶存在。一成角度及/或蛇形條帶組態之一優點在於即使於配戴者之眼睛上錯誤地定向該隱形眼鏡仍可偵測瞼位置。

該數位信號處理方塊及系統控制器(分別為圖15B中的1516及1512、圖17B中的系統控制器1710、以及圖18D中的系統控制器1810)的活動取決於可用的感測器輸入、環境、以及使用者反應。該等輸入、反應、及決策臨限可由眼科研究、預程式化、訓練、及適應性/學習演算法的一或多者來判定。例如，眼瞼動作的一般特性可能詳細記載於文獻中、適用於廣泛的使用族群以及預程式化於系統控制器中。然而，一個體對於一般預期反應之偏差及/或眨眼頻率的變化可記錄於一訓練期間或為一適應性/學習演算法的一部分，其持續改良電子眼用裝置之操作中的反應。在一實施例中，使用者可在需要近距離聚焦時藉由啟動一與該裝置通訊之手持式錶鏈來訓練該裝置。該裝置中之一學習演算法可接著參考記憶體中在該錶鏈信號之前或之後的感測器輸入，以改良內部決策演算法。此訓練期間可持續一天，之後該裝置可僅由感測器輸入自主操作而不需錶鏈。

在一替代實施例中，該系統進一步包括一眼睛移動感測器系統，其可提供在警報將即觸發時配戴者是否處於快速眼睛移動(REM)睡眠中的指示。在至少一實施例中，若眼瞼位置系統偵測到在警報觸發時眼瞼係閉合的，則由系統控制器取樣眼睛移動感測器系統。若系統控制器偵測出眼睛移動，則警報之類型可經調整以反映配戴者之REM睡眠。在一進一步實施例中，若系統控制器接收到來自眼睛移動感測器系統之配戴者係俯臥的讀數 及來自眼瞼位置感測器系統之眼瞼係閉合的讀數，則警報之類型可經調整以反映配戴者係睡著的。在一進一步實施例中，警報係以較低強度位準開始，其在一段時間內增長以提供較溫和的警示給配戴者。在一替代實施例中，所提供之警報係一擴大警報。

圖19A及圖19B繪示一例示性眼睛移動感測器系統1900，其用於偵測在例如睡眠期間的眼睛移動。感測器1902會偵測瞳孔(或更一般而言即眼睛)之移動及/或位置。該感測器1902可實施為一位於一隱形眼鏡1901上之多軸加速計。由於該隱形眼鏡1901係附著於眼睛上並通常會隨眼睛移動，該隱形眼鏡1901上之加速計可追蹤眼睛的移動。重要的是要注意，任何合適裝置皆可用作感測器1902，且可使用超過一個單一感測器1902。感測器1902之輸出係由信號處理器1904所獲取、取樣及調節。信號處理器1904可包括任何數量的裝置，包括一放大器、一轉阻放大器、一類比數位轉換器、一濾器、一數位信號處理器、及相關電路系統，以接收來自感測器1902之資料並產生合適格式之輸出以用於系統1900之組件其餘部分。信號處理器1904可利用類比電路系統、數位電路系統、軟體、及/或其一組合來實施。在至少一實施例中，信號處理器1904及感測器1902係於同一積體電路晶粒上加工製成。用於獲取及調節加速計之感測器電路系統不同於肌肉活動感測器或光學瞳孔追蹤器之電路系統。在至少一實施例中，信號處理器1904之輸出係一經取樣之數位串流，並可包括絕對或相對位置、移動、偵測到與會聚一致之凝視、或其他資料。系統控制器1906接收來自信號處理器1904之輸入，並使用此資訊搭配其他輸入來判定配戴者是否睡著。系統控制器1906可同時觸發感測器1902與信號處理器1904之活動，同時接收來自它們的輸出。當未偵測到眼睛移動時，系統控制器1906使用來自 信號處理器1904及/或收發器1910的輸入資料以基於感測器1902之基於X、Y、及Z軸之定向的定向決定配戴者是否躺下。若該等軸係如圖19C中所繪示者，則當該加速計偵測到在X軸中於任一方向或在Z軸中於任一方向的穩定加速時，則該配戴者的頭具有一水平定向。當該加速計偵測到在Y軸中於負方向的穩定加速時，則該配戴者的頭係垂直的。當該加速計在X軸中具有或不具有一穩定加速的情況下偵測到在Y及Z軸中之穩定加速時，則該配戴者的頭係向前傾斜。

圖19B繪示一可選的收發器1910，其透過天線1912接收及/或傳輸通訊。此通訊可來自一相鄰隱形眼鏡、外戴式眼鏡或其他裝置。收發器1910可經組態用於與系統控制器1906之雙向通訊。收發器1910可含有收發器中常見之濾波、放大、偵測及處理電路系統。收發器1910之具體細節係經定製以用於一電子或經供電隱形眼鏡，例如該通訊可以合適的頻率、振幅、及格式以在兩眼間進行可靠之通訊、具有低電力消耗、及符合法規要求。收發器1910與天線1912可在射頻(RF)頻帶中作業，例如2.4GHz，或者可使用光以進行通訊。接收自收發器1910之資訊係輸入至系統控制器1906，例如來自一相鄰鏡片且指示定向之資訊。系統控制器1906亦可將來自例如資料管理器1908的資料傳輸至收發器1910，該收發器接著經由天線1912在該通訊鏈路上傳輸資料。

系統控制器1906可實施為一狀態機，該狀態機係位於一現場可程式化閘陣列(field-programmable gate array)上、位於一微控制器中或位於任何其他合適裝置中。用於該系統1900及本說明書中所述之組件的電力係由一電源1914提供，該電源可包括一電池、能源擷取器或如該項技術領域中具有通常知識者所習 知的類似裝置。電源1914亦可用來供應電力至隱形眼鏡1901上之其他裝置。

在至少一實施例中，眼睛移動感測器系統1900係經合併及/或以其他方式封裝，並與含鹽隱形眼鏡1901環境隔離。

在至少一實施例中，該等電子元件及電子互連係製作在一隱形眼鏡的周圍區而非光學區中。根據一替代實施例，重要的是要注意，該等電子元件的定位不必受限於隱形眼鏡的周圍區。本文所述的所有電子組件均可利用薄膜技術及/或透明材料加工製成。如果利用這些技術，則該等電子組件可置於任何適合的位置，只要它們與光學器件相容即可。

在至少一實施例中，該系統進一步包括一儲存盒。在至少一實施例中，該儲存盒包括一殼體，連同一基座及一外蓋，其等係沿著一邊緣連接以幫助該外蓋相對於該基底之開啟，以容許將隱形眼鏡存放至該殼體中之一孔腔中。在替代實施例中，該儲存盒可包括消毒、監控、重新排序、及外部連通功能。該消毒功能將容許該鏡片在一延長的時間時段內由配戴者使用。

圖20繪示一實例儲存盒，其具有一殼體2000、一通訊系統、一記憶體、一時鐘、一電氣連通連接器2002、及一電源2006。在一替代實施例中，儲存盒包括內含於殼體內之輻射消毒基座單元2004，諸如先前描述之殼體及外蓋。電氣連通連接器2002可包括一通用串列匯流排(USB)連接器或其他類型的連接器。該連接器可包括一終端機，該終端機用於傳輸數據與電力之一或二者。在一些實施例中，電氣連通連接器2002提供電力以操作輻射消毒基座單元2004。一些實施例亦可包括一或多個電池2006或其他電力儲存裝置。在一些實施例中，電池2006包括一或多個鋰離子電池或其他可充電裝置。該等電力儲存裝置可經由電 氣連通連接器2002接收一充電電流。在至少一電池實施例中，輻射消毒基座單元2004經由電池2006中所儲存的電力進行操作。

在至少一實施例中，通訊系統包括用於與所插入鏡片相互作用之天線諸如射頻識別(RFID)天線及與該天線電氣連通之控制器。在至少一實施例中，該控制器係與至少一記憶體電氣連通，該記憶體在至少一實施例中係如用於隨身碟中之快閃記憶體。該相互作用之實例包括無線再充電一或兩鏡片上的電源、轉移當前時間、轉移警報時間、將儲存在該(等)鏡片上的資料轉移至該儲存盒中(或與該儲存盒連通)的記憶體、以及從該儲存盒將基於配戴者特有的特性之樣板及遮罩轉移到至少一鏡片。在一替代實施例中，該天線係用於與一外部裝置(諸如電腦或智慧型手機)通訊。

在至少一實施例中，該控制器係經組態以轉譯及/或格式化從該至少一鏡片接收到的資料，以基於資料轉移時間時的當前累加器讀數(如與該儲存盒上的當前時間相關聯)來將時間戳記資訊改變成實際時間。在一替代實施例中，該儲存盒發送一信號至該鏡片以將該累加器重置為零，且該處理器在記憶體中記錄將該累加器重置為零的時間，或替代地將該累加器更新為正確的時間。在將該鏡片重新插入該儲存盒中後，該處理器記下當前時間並判定取樣循環數。在該等取樣循環依據何者被取樣及/或自移除該(等)鏡片後之該(等)鏡片的操作狀態而具有不同長度的實施例中，該儲存盒以如該儲存盒所測量到之該(等)鏡片自該儲存盒移除與該(等)鏡片放回該儲存盒之間的時間差正規化該樣本週期。替代地，當取樣循環具有不同長度時，該儲存盒發送一信號至隱形眼鏡以用與該隱形眼鏡所展現出之時間偏移相 關之量調整其振盪器，且在一進一步實施例中，該儲存盒更新該隱形眼鏡上之累加器上之時間。

在一些實施例中，電氣連通連接器2002可包括一簡單AC或DC電流源。在此類實施例中，當電力係透過電氣連通連接器2002提供時，電源2006可被省略。

一人工水晶體或IOL係一植入眼睛並取代晶狀體的鏡片。其可用於有白內障的個體或僅治療各種屈光不正。一IOL一般包括一具有稱為觸覺介面(hepatics)之塑膠側支柱的小塑膠鏡片，以將該鏡片維持在眼睛囊袋內的位置。本文所述之任何電子元件及/或組件可以類似隱形眼鏡的方式合併於IOL中。

儘管咸信所顯示與所描繪者係最實用的實施例，但對所屬技術領域中具有通常知識者來說，仍可輕易思及偏離所描述及所顯示的特定設計與方法，且可加以運用而不脫離本發明的精神與範疇。本發明並不限於所敘述及繪示的具體構造，而是應建構為符合可落在所附申請專利範圍之範疇內的所有修改形式。

100‧‧‧隱形眼鏡

110‧‧‧系統控制器

111‧‧‧記憶體

112‧‧‧定時電路

113‧‧‧累加器

114‧‧‧通訊模組

116‧‧‧警示機制

120‧‧‧電源

Claims (26)

1. 一種系統，其用於在一眼睛上提供一警報提示給一眼用鏡片之一配戴者，該系統包含：一定時電路，其經組態以追蹤一時間之消逝；一通訊系統，其經組態用於幫助接收資料之至少單向通訊；一警示機制，其經組態以提供一警示；一系統控制器，其經電氣連接至該定時電路、該通訊系統、及該警示機制，該系統控制器經組態用於控制該定時電路、該通訊系統、及該警示機制；及該眼用鏡片，其能夠封裝該定時電路、該通訊系統、該警示機制、及該系統控制器之至少一部分。
2. 如請求項1所述之系統，其中該通訊系統包括一接受器，其經組態用於從一外部裝置無線接收該接收到的資料，並發送該接收到的資料至該系統控制器。
3. 如請求項2所述之系統，其中該定時電路包括一累加器，其用於追蹤時間；該系統控制器進一步包括記憶體，一警報時間係由該系統控制器儲存於該記憶體中，該系統控制器經組態以回應於該接收到的資料而設定該累加器上之一時間且回應於該接收到的資料而設定該記憶體中之一警報時間。
4. 如請求項3所述之系統，其中該系統控制器經組態以當該累加器中之資料匹配該記憶體中所儲存之資料時發送一信號至該警示機制，該警示機制經組態以回應於從該系統控制器接收到的該信號而提供一警示給該眼用鏡片之一配戴者。
5. 如請求項2所述之系統，其中 該定時電路包括一累加器，其用於追蹤時間；該系統控制器進一步包括記憶體，一警報時間由該系統控制器儲存於該記憶體中，該系統控制器經組態以回應於該接收到的資料而將該累加器重置為零，且回應於該接收到的資料而重置該記憶體中之一警報時間。
6. 如請求項5所述之系統，其中該系統控制器經組態以當該累加器中之資料匹配該記憶體中所儲存之資料時發送一信號至該警示機制，該警示機制經組態以回應於從該系統控制器接收到的該信號而提供一警示給該眼用鏡片之一配戴者。
7. 如請求項1所述之系統，其中該警示機制包括一電氣組件，且該警示機制導通該電氣組件以回應於來自該系統控制器之一警報信號而警示該配戴者。
8. 如請求項7所述之系統，其中該電氣組件包括一LED及與該配戴者之眼睛振動接觸之一傳感器之至少一者。
9. 如請求項1所述之系統，其中該警示機制包含下列的至少一者：一光源，其係經定位在該鏡片上以提供一光至該鏡片之一配戴者的一視網膜與該鏡片本身的至少一者上作為該警示，一傳感器，其使該鏡片之該配戴者的眼睛振動作為該警示，一電氣模擬器，其經組態以刺激一角膜表面、一鞏膜表面、一角膜之一感覺神經、及一鞏膜之一感覺神經的至少一者，以及一傳感器，其提供該鏡片之一光學區的光學區修改。
10. 如請求項9所述之系統，其進一步包含一眼瞼位置感測器系統，其合併於該鏡片中，該眼瞼位置感測器系統具有複數個垂直點以偵測眼瞼位置，其中該系統控制器係與該眼瞼位置感測器系統電氣連通，以接收來自該眼瞼位置感測器系統之代表眼瞼位置之一信號，該系統感測器當該眼瞼維持閉合且該累加器值超過一警報值時觸發來自該警示機制之警示之一擴大。
11. 如請求項1所述之系統，其進一步包含一外部裝置，其經組態以傳輸一時間控制信號至該通訊系統作為該接收到的資料；且其中該通訊系統包括一接收器，其經組態用於無線接收來自該外部裝置之該時間控制信號並發送該時間控制信號至該系統控制器；該定時電路包括一累加器，其用於追蹤時間；且該系統控制器進一步包括記憶體，一警報時間係由該系統控制器儲存於該記憶體中，該系統控制器經組態以回應於該時間控制信號而設定該定時電路上之一時間並回應於該時間控制信號而設定該記憶體中之一警報時間。
12. 如請求項11所述之系統，其中該系統控制器經組態以當該定時電路中之資料匹配該記憶體中所儲存之資料時發送一信號至該警示機制，該警示機制經組態以回應於從該系統控制器接收到的該信號而提供一警示給該隱形眼鏡之一配戴者。
13. 一種系統，其用於在兩個瞳孔上提供一警報，該系統包含：一第一隱形眼鏡，其包括一定時電路，其經組態以追蹤一時間之消逝， 一通訊系統，其經組態用於幫助與一外部裝置之至少單向通訊，一警示機制，其經組態以提供一警示，一系統控制器，其經電氣連接至該定時電路、該通訊系統、及該警示機制，該系統控制器經組態用於控制該定時電路、該通訊系統、及該警示機制，及一插入件，其封裝該隱形眼鏡之該定時電路、該通訊系統、該警示機制、及該系統控制器之至少一部分；一第二隱形眼鏡，其包括一通訊系統，其經組態用於幫助與該第一隱形眼鏡之該通訊系統的至少單向通訊，其包括一警報信號，一警示機制，其經組態以回應於自該通訊系統接收到的該警報信號提供一警示，及一插入件，其封裝該通訊系統及該警示機制之至少一部分。
14. 如請求項13所述之系統，其中該第一隱形眼鏡及該第二隱形眼鏡之各者包括一眼瞼位置感測器系統，其具有複數個垂直點以偵測眼瞼位置，且其中該第一隱形眼鏡之該系統控制器係與該等眼瞼位置感測器系統電氣連通以接收來自該眼瞼位置感測器系統之各者之代表眼瞼位置的一信號，當由來自該定時電路之一信號所代表的一值符合一警報值時，藉由發送一信號至該第一隱形眼鏡之該警示機制並透過該通訊系統至該第二隱形眼鏡上之該警示機制，該系統控制器觸發一警報，其中該信號使該警示機制啟動以提供一警報，且 當該等眼瞼維持閉合且該累加器值超過一警報擴大值時，該系統控制器觸發來自該警示機制之警示之一擴大，該警報擴大值大於該警報值。
15. 如請求項14所述之系統，其中該系統控制器經組態以在一預定速率下取樣，且至少暫時地保存收集樣本，判定何時該等眼瞼睜開或閉合以從該等收集樣本判定該等眨眼之次數、時間期間、及脈衝寬度，計算眨眼的一次數及在一給定時間週期內該等眨眼的該持續時間，將該眨眼次數、在該給定時間週期內該等眨眼的該持續時間、及在該給定時間週期內介於眨眼之間的時間與儲存的樣本組比較以判定眨眼模式，以及判定該等眨眼是否對應於一或多個有意識的眨眼序列；及其中，該等有意識的眨眼序列控制系統控制器之操作，其觸發該等警示機制，且該等有意識的眨眼序列包括一警報打盹(alarm snooze)、一警報終止、及一警報值設定中之至少一者。
16. 如請求項13所述之系統，其中各警示機制包括一電氣組件，且各警示機制導通該電氣組件以回應於來自該系統控制器之一警報信號而警示該配戴者。
17. 如請求項16所述之系統，其中該電氣組件包括一LED及與配戴者之眼睛振動接觸之一傳感器之至少一者。
18. 如請求項13所述之系統，其中該至少一警示機制包含下列的至少一者：一光源，其係經定位在該鏡片中以提供一光至該鏡片之一配戴者的一視網膜與該鏡片本身的至少一者上作為該警示，一傳感器，其使該鏡片之一配戴者的一眼睛振動作為該警示， 一電氣模擬器，其經組態以刺激一角膜表面、一鞏膜表面、一角膜之一感覺神經、及一鞏膜之一感覺神經的至少一者，以及一傳感器，其提供該鏡片之一光學區的光學區修改。
19. 如請求項13所述之系統，其進一步包含一外部裝置，其經組態以傳輸一時間控制信號至該第一隱形眼鏡之該通訊系統；及其中該第一隱形眼鏡之該通訊系統包括一接收器，該接收器經組態用於無線接收來自該外部裝置之該時間控制信號並發送該時間控制信號至該系統控制器；該定時電路包括一累加器，其用於追蹤時間；及該系統控制器進一步包括記憶體，一警報時間係由該系統控制器儲存於該記憶體中，該系統控制器經組態以回應於該時間控制信號而設定該定時電路上之一時間並回應於該時間控制信號而設定該記憶體中之一警報時間。
20. 一種方法，其用於提供一警報給一眼用鏡片之一配戴者，該方法包含：利用一通訊電路及一系統控制器接收一警報時間，基於該接收到的警報時間在記憶體中藉由該系統控制器設定一警報值，藉由該系統控制器起始一定時電路，利用該系統控制器將該定時電路輸出與記憶體中之該警報值比較，且當該定時電路輸出超過該儲存的警報值時，該系統控制器發送一信號至一警示機制，其在該眼用鏡片上觸發一警報。
21. 如請求項20所述之方法，其進一步包含： 利用至少一眼瞼位置感測器偵測至少一眼瞼是否維持閉合，當至少一眼瞼維持閉合時，該系統控制器擴大由該警示機制所提供之該警報，當至少一眼瞼係睜開時，該系統控制器藉由發送一終止信號至該警示機制來終止該警報。
22. 如請求項20所述之方法，其進一步包含：利用該通訊電路接收一打盹指令，及回應於該打盹指令藉由該系統控制器以一預定打盹值增量該警報值。
23. 如請求項22所述之方法，其中該打盹指令係接收自藉由該通訊電路及該系統控制器之一眼瞼位置感測器所偵測的一眨眼模式。
24. 如請求項22所述之方法，其中該打盹指令係藉由該系統控制器透過該通訊電路接收自一外部裝置。
25. 如請求項20所述之方法，其進一步包含回應於藉由該通訊電路及該系統控制器之一眼瞼位置感測器偵測的該接收到的眨眼模式來終止該警報。
26. 如請求項20所述之方法，其進一步包含回應於藉由該系統控制器透過該通訊電路自一外部裝置接收到的一終止指令來終止該警報。