电容感测电路及使用其确定眼睑位置的方法技术

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

【技术实现步骤摘要】
电容感测电路及使用其确定眼睑位置的方法
技术介绍
1.
本公开涉及电子式眼科装置，诸如包括接触镜片的可佩戴镜片，包括眼内镜片(IOL)的可植入镜片以及包括光学部件的任何其他类型的装置，并且更具体地讲，涉及用于确定个体的眼睑位置以激活并控制电子式眼科装置的传感器以及相关联的硬件和软件。2.相关领域的讨论当前，诸如接触镜片和眼内镜片的镜片用于矫正视力缺陷，诸如近视(近视眼)、远视(远视眼)、老花和散光。然而，结合附加部件的适当地设计的镜片可用来提高视力以及矫正视力缺陷。常规的接触镜片为具有特定形状的聚合物结构，以如上所简述地矫正各种视力问题。为了实现增强的功能，必须将各种电路和部件集成到这些聚合物结构中。例如，控制电路、微处理器、通信装置、功率源、传感器、致动器、发光二极管和微型天线可通过定制的光电部件来集成到接触镜片中，以不仅矫正视力，而且提高视力，以及提供如本文所解释的附加的功能。电子式和/或动力式接触镜片可被设计成经由放大和缩小能力或者只是修改镜片的屈光力来提供提高的视力。电子式和/或动力式接触镜片可被设计成增强颜色和分辨率、显示纹理信息、将语音实时转变为字幕、提供导航系统的视觉提示，以及提供图像处理和互联网接入。镜片可被设计成允许佩戴者在低光照状况下视物。在镜片上适当设计的电子器件和/或电子器件布置可允许例如在没有可变焦光学镜片的情况下将图像投射到视网膜上，提供新型图像显示器，并且甚至提供唤醒警示。除此之外或另选地，眼睑位置、眼睛注视和/或瞳孔收敛可用于在某些情况下控制接触镜片的功能。当个体聚焦在近处物体上时(例如当阅读时)，他/她的瞳孔收敛以使两只眼睛的注视定位在相同位置处。这种现象基于系统的几何形状(即由双眼和聚焦区域形成的三角形)以及被带到特定的附近物体的注意力。这种效应用于设计眼镜、立体镜和相关器械，以确保在注视附近的物体时视觉清楚舒适。这种效应还可在临床环境中进行监测，例如通过用照相机观察使用者的瞳孔位置并执行图案识别功能来记录瞳孔的位置。瞳孔收敛也可通过在眼镜镜片中实施的相似照相机和检测系统来检测。然而，此类临床方法可能不适用于非临床环境，诸如日常佩戴。因此，需要用于检测某些生理机能(诸如眼睑位置、瞳孔收敛和注视方向)并利用这些生理机能来激活和/或控制电子式或动力式眼科镜片的装置和方法。
技术实现思路
本公开涉及动力式眼科装置，该动力式眼科装置包括电子系统并且执行许多功能，包括致动可变焦光学器件(如果包括的话)。电子系统包括一个或多个电池或其他功率源、功率管理电路、一个或多个传感器、传感器配置、控制算法、包括电容传感器的电路、以及镜片驱动电路。根据另一个方面，本公开涉及动力式眼科镜片。此类镜片包括接触镜片以及眼睛注视跟踪系统，该眼睛注视跟踪系统结合到接触镜片中，该眼睛注视跟踪系统包括传感器、系统控制器、以及至少一个致动器，该传感器用以确定并跟踪眼睛位置；该系统控制器与传感器协作地相关联，该系统控制器配置成基于来自输出控制信号的传感器的信息在空间坐标中确定并跟踪注视方向；所述至少一个致动器配置成接收输出控制信号并实现预定的功能。根据又一个方面，本公开涉及用于动力式眼科装置的眼睑位置感测系统。眼睑位置感测系统可包括第一电极，该第一电极配置成被使用者的上眼睑和下眼睑中的一个或多个选择性地覆盖。眼睑位置感测系统可包括第二电极，该第二电极配置成被使用者的上眼睑和下眼睑中的一个或多个选择性地覆盖。眼睑位置感测系统可包括与第一电极和第二电极协作地相关联以从其接收电容测量的系统控制器，该系统控制器配置成基于从第一电极和第二电极接收的电容测量来确定上眼睑和下眼睑中的一个或多个在空间坐标中的位置。根据又一个方面，本公开涉及动力式眼科装置。动力式眼科装置可包括具有光学区和周边区的镜片。动力式眼科装置可包括结合到接触镜片的周边区中的眼睛注视跟踪系统，该眼睛注视跟踪系统包括电容触摸传感器、系统控制器、以及至少一个致动器，该电容触摸传感器用以至少基于上眼睑和下眼睑中的一个或多个的位置来检测电容；该系统控制器与电容触摸传感器协作地相关联，该系统控制器配置成基于从传感器接收的信息在空间坐标中确定注视方向；所述至少一个致动器配置成接收输出控制信号并实现预定的功能。眼睛跟踪是确定个体看向何处、注视点中的一个或两个、或者眼睛相对于头部的运动的过程。个体的注视方向由头部的取向和眼睛的取向以及/或者眼睑位置的配置确定。更具体地，个体头部的取向确定注视的总体方向而个体眼睛的取向确定精确注视方向，精确注视方向转而受到头部取向的限制。个体注视何处的信息提供了确定个体注意力的集中的能力并且该信息可用于任何数量的学科和应用中，包括认知科学、心理学、人机交互、市场调研和医学研究。例如，眼睛注视方向可用作向控制器或计算机的直接输入，以控制另一个动作。换句话讲，简单的眼睛运动可用于控制其他装置的动作，包括高度复杂的功能。可以与已在触摸屏和智能手机应用中变得常见的“滑动”类似的方式利用简单的眼睛运动，例如滑动以解锁装置、改变应用、改变页、放大或缩小等。眼睛注视跟踪系统目前用于为那些瘫痪(例如使用眼睛运动来操作计算机)的人恢复通信和功能。眼睛跟踪或注视跟踪还可用于任何数量的商业应用中，例如当个体看电视、浏览网站等时他们所关注的是什么。可对通过该跟踪所收集的数据进行统计分析，以提供特定视觉模式的证据。因此，通过检测眼睛或瞳孔运动所获得的信息的应用范围广泛。存在多种目前可获得的用于跟踪眼睛运动的装置，包括基于视频的眼睛跟踪器、探察线圈以及用于产生眼电图的布置。探察线圈或电感式传感器是测量周围磁场变化的装置。实质上，多个线圈可嵌入到接触镜片类型的装置中，并且线圈中所产生的电流的极性和幅值随眼睛的方向和角位移而变化。眼电图由如下装置产生，该装置用于根据被放置在眼睛的任一侧上的电极之间的电势差来检测眼睛运动和眼睛位置。所有的这些装置都不适于与可佩带的、舒适的电子式眼科透镜或动力式接触透镜一起使用。因此，根据另一个示例性实施方案，本公开涉及动力式接触镜片，该动力式接触镜片包括直接结合到接触镜片中的注视传感器。附图说明根据下文附图所示的本公开优选实施方案的更为具体的说明，本公开的上述及其他特征和优点将显而易见。图1示出了根据本公开的一些实施方案的包括传感器系统的示例性眼科装置。图2示出根据本公开的一些实施方案的包括传感器系统的示例性眼科装置。图3是根据本公开的包括电子部件的眼科装置的平面图，该电子部件包括传感器系统和可变光学元件。图4是根据本公开的一些实施方案的示例性电子插件的图解示意图，该电子插件包括定位在动力式或电子式眼科装置中的组合眨眼检测和通信系统。图5A是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。图5B是图5A的示例性电子系统的放大视图。图6是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。图7是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。图8是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。图9A是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接触镜片中的示例性电子系统的图解示意图。图9B是根据本公开的用于检测眼睑位置的结合到接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于动力式眼科装置的眼睑位置感测系统，所述眼睑位置感测系统包括：第一电极，所述第一电极配置成被使用者的上眼睑和下眼睑中的一个或多个选择性地覆盖；第二电极，所述第二电极配置成被使用者的上眼睑和下眼睑中的一个或多个选择性地覆盖；以及与所述第一电极和所述第二电极协作地相关联以从其接收电容测量的系统控制器，所述系统控制器配置成基于从所述第一电极和所述第二电极接收的所述电容测量来确定所述上眼睑和所述下眼睑中的一个或多个在空间坐标中的位置。

【技术特征摘要】
2016.12.21 US 15/3860211.一种用于动力式眼科装置的眼睑位置感测系统，所述眼睑位置感测系统包括：第一电极，所述第一电极配置成被使用者的上眼睑和下眼睑中的一个或多个选择性地覆盖；第二电极，所述第二电极配置成被使用者的上眼睑和下眼睑中的一个或多个选择性地覆盖；以及与所述第一电极和所述第二电极协作地相关联以从其接收电容测量的系统控制器，所述系统控制器配置成基于从所述第一电极和所述第二电极接收的所述电容测量来确定所述上眼睑和所述下眼睑中的一个或多个在空间坐标中的位置。2.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述第一电极和所述第二电极间隔开。3.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述第一电极和所述第二电极设置在所述动力式眼科装置上。4.根据权利要求3所述的眼睑位置感测系统，其中所述动力式眼科装置包括接触镜片、眼内镜片、覆盖镜片、眼部插入物、或光学插入物，或它们的组合。5.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述第一电极和第二电极中的一个或多个以大致曲线形状进行配置。6.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述第一电极和所述第二电极以大致环形形状进行配置。7.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述第一电极和所述第二电极设置在所述动力式眼科装置的所述使用者的眼睛的瞳孔的相对侧上。8.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，还包括信号处理器，所述信号处理器配置成从所述传感器接收信号、执行数字信号处理、并且将一个或多个输出到所述系统控制器。9.根据权利要求8所述的眼睑位置感测系统，其中信号处理器包括相关联的存储器。10.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，还包括功率源。11.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述空间坐标是二维的。12.根据权利要求1所述的眼睑位置感测系统，其中所述空间坐标是三维的。13.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：CK巴劳斯，JM布斯，SP霍加斯，A托纳，
申请(专利权)人：庄臣及庄臣视力保护公司，
类型：发明
国别省市：美国,US