CN105229518B - 带有通信系统的眼科镜片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种眼科装置，该眼科装置包括通信系统，该通信系统包括天线能量接收器以及被配置成生成唯一标识符的处理器。该唯一标识符可以是谱系特征或包括谱系特征，能够访问所述谱系特征以阻止用户得到伪造的眼科装置。该通信系统可以足够小以允许结合到所述眼科装置中而不会明显妨碍视野和/或被定位在介质插入物中，介质插入物具有被定位在所述光学区之外的明显不透明的组件。
Description
技术领域
本公开整体涉及眼科镜片，并且更具体地涉及包括天线通信系统的水凝胶镜片。
背景技术
传统上，眼科装置例如水凝胶镜片、眼内镜片或泪点塞包括矫正、美容或治疗性质。例如，接触镜片可提供视力矫正功能性、美容增强作用和/或治疗效果。每种功能由接触镜片的物理特性提供。例如，折射性质可提供视力矫正功能，颜料可提供美容增强作用，并且活性剂可提供治疗功能性。
眼科镜片制造工艺包括例如将单体夹在模具阵列中所承载的后曲面(上部)和前曲面(下部)模段中间。使单体聚合，从而形成镜片，然后将镜片从模段中取下，并且在水合浴中进行进一步处理和包装以供消费者使用。最新开发的用于制造高质量定制眼科镜片的制造工艺在授予Widman等人的美国专利No.7,905,594中有所公开，该专利被转让给本公开的受让人。
为实现更宽的设计范围和更高的光学质量，当前，这些制造技术及其他制造技术由部分自动化和半自动化设备以及采用严格的过程控制和紧密度容限(生产高质量眼科镜片所必需的)的工艺来实现。不断发展的技术采用不同的过程控制以期改善或增加特定的制造步骤。新开发的方法的示例包括镜片从模具部件脱模的新方法、在模具部件上施涂粘结剂层、聚合技术、镜片水合技术、计量技术、镜片材料开发之类。
随着对新方法和镜片组件的开发，对期望的自动化过程控制进行故障诊断有时具有更高的复杂性。此外，由于在质量控制过程中检测有缺陷的眼科镜片之前可能未检测到某些故障，因此故障识别和纠正通常导致时间延迟，造成生产时间和材料的浪费。因此，尽管前述生产工艺在生产软质接触镜片中具有一些功效，但它们存在多个缺点，阻碍了对能够生产高质量眼科镜片的高速自动化生产线的开发。此外，随着这些高质量眼科镜片被伪造的风险日益增高，希望眼科镜片中包括用于提供有关眼科镜片生产信息的通信系统。
因此，需要能够在制造初期结合到眼科镜片和/或模具部件中并可用于生成具有相关生产信息的唯一标识符的通信系统。
发明内容
因此，通过一个或多个通信系统的实施例在很大程度上满足了前述需求。根据一些实施例，通信系统包括在制造过程中结合到眼科装置内或眼科装置上的纳米天线并用唯一标识符进行编码。
根据一些实施例，眼科镜片包括水凝胶部分和通信系统。所述眼科镜片的通信系统可被配置成能够将与眼科镜片的谱系特征相关联的数据传输至外部处理器。在一些实施例中，可包括具有能够对所述眼科镜片的通信系统通电的电池的介质插入物。
根据本公开的一些方面，公开了一种提供眼科镜片的方法。该方法可包括：对形成眼科镜片的一部分的通信系统通电；将与唯一标识符相关的数据传输至与通信系统进行通信的处理器；生成镜片谱系特征并将其与唯一标识符关联起来；以及记录通信系统中允许访问数据库的信号，该数据库包含镜片谱系特征。
已概述了包括天线构造的眼科装置和通信系统的某些具体实施方式，以使得下文的详细描述可更好理解。当然，将在下文描述额外的具体实施方式，并且这些额外的具体实施方式将构成权利要求书的主题。
在这个方面，在详细阐明至少一个具体实施方式之前，应当理解，包括通信系统的水凝胶镜片在其应用中不限于以下描述中阐释的或附图中示出的构造详图和组件布置方式。另外，应当理解本文以及说明书摘要中采用的措辞和术语是出于描述的目的，并且不应视为限制性的。
因此，本领域的技术人员将认识到本公开所基于的概念可易于用作其他结构、方法和系统的设计的基础以实现眼科镜片的若干目的，包括在制造眼科镜片后控制一些实施例中可能包括的动态组件。因此，应当理解权利要求书包括此类等同的构造，只要它们不脱离本专利申请的实质和范围。
附图说明
图1示出了根据本公开的一些实施例的模具组件设备的截面。
图2示出了根据本公开的一些实施例带有包括能量接收器的通信系统的一种眼科镜片。
图3示出了根据本公开的一些实施例带有包括通信系统的介质插入物的另一种眼科镜片。
图4示出了根据本公开的一些方面包括示例性纳米天线的通信系统的示意性设计。
图5示出了可用于将通信系统定位在眼科镜片的模具部件中的眼科镜片制造设备。
图6示出了可用于实施本公开的一些实施例的处理器。
图7示出了可用于在制造过程中生成眼科镜片谱系特征的方法步骤。
图8示出了可用于对生产控制条件进行监控和/或故障诊断的方法步骤。
具体实施方式
本发明公开了一种用于眼科镜片的通信系统。该通信系统可用于监控生产控制条件并以合理的方式识别系统中的缺陷。在一些实施例中，通信系统还可用于生成镜片谱系特征，所述镜片谱系特征可用于确保为消费者提供正确的眼科镜片。例如，镜片谱系特征可包括用于验证眼科镜片真实性的镜片设计信息。
术语表
在说明书和权利要求书中，可使用下列定义将适用的各种术语：
有源镜片插入物：如本文所用，可指利用基于逻辑电路的控制器的电子或机电插入物装置。
通信系统：如本文所用，可指可配置成传输和接收来自其组件的电磁辐射的无线通信装置。在一些实施例中，通信系统可包括纳米天线，诸如纳米分形天线或纳米八木宇田天线架构，以及纳米级传感器、处理器和纳米收发器。在一些优选实施例中，通信系统可具有可忽略不计的尺寸并且不会影响大多数光学塑料聚合物或树脂应用。在另选的实施例中，较大的通信系统中将会妨碍视野的明显不透明的组件可定位在光学区之外，例如，形成介质插入物的一部分。
通电的：如本文所用，可指能够提供电流或其内存储有电能的状态。
能量：如本文所用，可指让物理系统做功的能力。本公开内的许多用途可能涉及在做功的过程中能够执行电动作的所述能力。
能量接收器：如本文所用，可指可用作接收无线能量(例如通过无线电波传输)的天线的媒介。
能量源：如本文所用，可指能够提供能量或使逻辑或电气装置处于通电状态的装置或层。
功能化层插入物：如本文所用，可指用于由多个功能层形成的眼科装置的插入物，其中多个功能层的至少一部分堆叠在一起。多个层中的每个层可具有独特的功能性；或具有多个层中的混合的功能性。在一些实施例中，层可为环状物。
镜片设计：如本文所用，可指所需镜片的形状、功能和/或外观，该镜片如果制成，可提供功能特性，该功能特性包括但不限于光焦度矫正、颜色外观、治疗功能性、可佩戴性、可接受的渗透性、形状、组成、适形性、可接受的镜片配合(如，角膜覆盖和运动)以及可接受的镜片旋转稳定性。
镜片形成混合物：如本文所用，术语“镜片形成混合物”或“反应性混合物”或“RMM”(反应性单体混合物)是指可固化并交联或可交联形成眼科镜片的单体或预聚物材料。各个实施例可包括含有一种或多种添加剂的镜片形成混合物，例如：UV阻挡剂、着色剂、光引发剂或催化剂，以及人们可能想在眼科镜片(例如接触镜片或眼内镜片)中加入的其他添加剂。
镜片形成表面：如本文所用，可指用于模塑镜片的至少一部分的表面。在一些实施例中，任何此类表面例如103-104可以具有光学质量的表面光洁度，这表示它足够光滑并且成型为使得通过聚合与模具表面接触的镜片形成材料而形成的镜片表面在光学上是合格的。此外，在一些实施例中，镜片形成表面可具有这样的几何形状，其对于赋予镜片表面期望的光学特性来说是必要的，所述光学特性包括但不限于：球镜度、非球镜度和柱镜度、波前像差校正、角膜形貌学校正等、以及它们的任意组合。
介质插入物：如本文所用，可指能够支撑眼科镜片内的通电元件(例如电池)的可成形的或刚性的基底。在一些实施例中，介质插入物还包括一种或多种可变光学镜片和通信系统。
模具：如本文所用，可指可用于利用未固化制剂来形成镜片的刚性或半刚性物体。一些模具可包括一个或多个用于形成包括凸起部分的水凝胶镜片的模具部件。
眼部表面：如本文所用，可指眼睛的前表面区域。
眼科镜片：如本文所用，可指位于眼睛中或眼睛上的任何眼科装置。这些装置可提供光学矫正或可以起到美容的作用。例如，术语“镜片”可指用于矫正或改进视力或用于增强眼部生理美容(例如虹膜颜色)而不妨碍视力的接触镜片、眼内镜片、覆盖镜片、眼部插入物、光学插入物或其他类似装置。在一些实施例中，本公开的优选镜片是由有机硅弹性体或水凝胶制成的软质接触镜片，其中水凝胶包括但不限于有机硅水凝胶和含氟水凝胶。
光学区：如本文所用，可指眼科装置或镜片的某个区域，眼科镜片的佩戴者可在镜片形成后透过该区域进行观看。
周边区：如本文所用，术语“周边区”或“非光学区”可指眼科镜片的光学区之外的眼科镜片区域，因而是当以通常规定的方式将眼科镜片佩戴在眼睛上、眼睛附近或眼睛里时，镜片佩戴者从中透过进行观看的眼科镜片的一部分之外的区域。
谱系特征：如本文所用，可指眼科镜片的背景和/或制造过程。在一些优选实施例中，谱系特征可包括例如下列参数中的一种或多种：镜片校正规格、基弧、材料、加密数字标识数据、制造工厂信息和认证数据。
从模具脱离：如本文所用，可指镜片与模具完全分离，或只松散地附接，从而使其可通过轻轻晃动而取出或用棉签推离。
现在参见图1，其中示出了用于带有通信系统109的眼科镜片的示例性模具。如本文所用，术语“模具”可包括具有腔体105的模具组件100，其中镜片形成混合物110可分配到腔体105中，使得镜片形成混合物在反应或固化后生成具有所需形状的眼科镜片。在一些实施例中，模具和模具组件100可由多于一个“模具部件”或“模具件”101-102构成。例如，可将模具部件101-102组合在一起，使得在模具部件101-102之间形成腔体105，镜片可在此腔体内形成。优选地，模具部件101-102的这种组合是暂时的。在形成眼科镜片时，模具部件101-102可再次分离并且眼科镜片可从模具脱离。
至少一个模具部件101-102使其镜片形成表面103-104的至少一部分与镜片形成混合物接触，使得在镜片形成混合物110反应或固化后，表面103-104使与其接触的眼科镜片部分具有所需的形状和形式。至少一个其他模具部件101-102也可如此。
因此，例如，在一个优选的实施例中，模具组件100可由两个部件101-102形成，即凹形件(前件)102和凸形件(后件)101，二者之间形成腔体。凹形表面104可与镜片形成混合物110接触的部分具有要在模具组件100中生产的眼科镜片的前曲面的曲率，而且足够光滑并被成型为使得通过聚合与凹形表面104接触的镜片形成混合物而形成的眼科镜片表面在光学上是合格的。
在一些实施例中，前模具件102还可以具有围绕圆形周围边缘108并与其成一整体的环状凸缘，且前模具件102在垂直于轴并从凸缘延伸的平面内从凸缘延伸(未示出)。
镜片形成表面可以包括具有光学质量表面光洁度的表面103-104，这表示它足够光滑并被成型为使得通过聚合与模具表面接触的镜片形成混合物而形成的眼科镜片表面在光学上是合格的。此外，在一些实施例中，镜片形成表面103-104可具有这样的几何形状，其对于赋予镜片表面期望的光学特性来说可以是必要的，所述光学特性包括但不限于：球镜度、非球镜度和柱镜度、波前像差校正、角膜形貌学校正等、以及它们的任意组合。
模具部件101-102的材料可包括下列一种或多种聚烯烃：聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和改性聚烯烃。优选的脂环烃共聚物包含两种不同的脂环烃聚合物，由Zeon Chemicals L.P.以商品名ZEONOR销售。ZEONOR有多种不同等级。各种等级可具有105℃至160℃范围内的玻璃化转变温度。特别优选的材料是ZEONOR 1060R。可与一种或多种添加剂混合以形成眼科镜片模具的其他模具材料包括例如Zieglar-Natta聚丙烯树脂(有时称为znPP)。一种示例性Zieglar-Natta聚丙烯树脂可以商品名PP 9544MED获得。PP9544MED为用于按照FDA法规21CFR(c)3.2进行清洁成型(clean molding)的澄清无规共聚物，由ExxonMobile Chemical Company提供。PP 9544 MED为具有乙烯基团的无规共聚物(znPP)(在下文中称为9544 MED)。其他示例性Zieglar-Natta聚丙烯树脂包括：Atofina聚丙烯3761和Atofina聚丙烯3620WZ。在一些实施例中，本公开的模具还可包含诸如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、主链上含脂环部分的改性聚烯烃以及环状聚烯烃的聚合物。这种共混物可用于任何一个或多个模具部件，例如，其中优选的是将该共混物用于后曲面，前曲面包含脂环烃共聚物。
在制备模具100的一些优选方法中，根据已知的技术进行注塑，然而，实施例也可包括用其他技术成型的模具，所述其他技术包括例如：车床加工、金刚石车削或激光切割。通常，镜片在两个模具部件101-102中的至少一个表面上形成。然而，在一些实施例中，眼科镜片的一个表面可由模具部件101-102形成，镜片的另一个表面可以用所述的其他方法自由形成。
镜片
现在参见图2，其中示出了具有通信系统109的示例性眼科镜片201，该通信系统109包括纳米天线401(如图4所示)和纳米处理装置404(如图4所示)。如图4所示，纳米天线401可以是能量接收器并且可以是导电材料诸如金属材料形成的分形纳米天线。合适的金属材料可包括例如金、石墨烯、银和铜。诸如导电性碳纤维的导电纤维也适用。
纳米天线401可与处理装置404电连通。处理装置404可包括任何半导体型芯片。在一些具体的实施例中，处理装置包括一个或多个纳米传感器406(如图4所示)。处理装置404也可包括多个装置或电路。为了便于说明，一个或多个装置通常表示为单数。
重新参见图2，如图所示，通信系统109可位于光学区202之外，其中光学区202包括为眼科镜片201的佩戴者提供视线的眼科镜片201部分。在一些实施例中，通信系统109可足够小，使得将其置于光学区202中时不产生显著的光学效应，并且其位置可以不被约束在周边区中。
优选的眼科镜片类型可包括其中包括含有机硅的组分的眼科镜片201。“含有机硅的组分”是指在单体、大分子单体或预聚物中包含至少一个[-Si-O-]单元的组分。优选地，所有Si和所附接的O在含有机硅的组分中以含有机硅的组分的总分子量的大于约20重量％、并且更优选地大于30重量％的量存在。可用的含有机硅的组分优选地包含可聚合的官能团，诸如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。合适的含有机硅的组分包括化合物：
式I
其中R1独立地选自一价活性基团、一价烷基基团或一价芳基基团，前述基团中的任一者还可包含选自羟基、氨基、氧杂基、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸酯、碳酸酯、卤素或它们的组合的官能团；并且一价硅氧烷链包含1至100个Si-O重复单元，其还可包含选自烷基、羟基、氨基、氧杂基、羧基、烷基羧基、烷氧基、酰氨基、氨基甲酸酯、卤素或它们的组合的官能团；其中b＝0至500，其中应当理解，当b不等于0时，b具有等于规定值的分布模式；其中至少一个R1包含一价活性基团，并且在一些实施例中，1至3个R1包含一价活性基团。
如本文所用，“一价活性基团”为可进行自由基和/或阳离子聚合反应的基团。自由基活性基团的非限制性例子包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、(甲基)丙烯酸C1-6烷基烷基酯、(甲基)丙烯酰胺、C1-6烷基(甲基)丙烯酰胺、N乙烯基内酰胺、N-乙烯基酰胺、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-乙烯基氨基甲酸酯和O-乙烯基碳酸酯。阳离子活性基团的非限制性例子包括乙烯基醚或环氧基以及它们的混合物。在一个实施例中，自由基活性基团包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺以及它们的混合物。合适的一价烷基和芳基基团包括未取代的一价C1-C16烷基、C6-C14芳基，诸如取代的和未取代的甲基、乙基、丙基、丁基、2-羟丙基、丙氧基丙基、聚乙烯氧丙基、它们的组合等。
在一个实施例中，b为零，一个R1是一价活性基团，而至少3个R1选自具有1至16个碳原子的一价烷基基团，在另一个实施例中，选自具有1至6个碳原子的一价烷基基团。该实施例的有机硅组分的非限制性例子包括2-甲基-2-羟基-3-[3-[1，3，3，3-四甲基-1-[(三甲基甲硅烷基)氧代]二硅氧烷基]丙氧基]丙酯(“SiGMA”)、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙氧基丙基-三(三甲基硅氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷(“TRIS”)、3-甲基丙烯酰氧基丙基双(三甲基硅氧基)甲基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基五甲基二硅氧烷。
在另一个实施例中，b为2至20、3至15，或在一些实施例中，为3至10；至少一个末端R1包含一价活性基团，其余的R1选自具有1至16个碳原子的一价烷基基团，在另一个实施例中，选自具有1至6个碳原子的一价烷基基团。在另一个实施例中，b为3至15，一个末端R1包含一价活性基团，另一个末端R1包含具有1至6个碳原子的一价烷基基团，其余的R1包含具有1至3个碳原子的一价烷基基团。该实施例中有机硅组分的非限制性例子包括单-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基)-丙基醚封端的聚二甲基硅氧烷(分子量为400至1000)(“OH-mPDMS”)、一甲基丙烯酰氧基丙基封端的单正丁基封端的聚二甲基硅氧烷(分子量为800至1000)(“mPDMS”)。在另一个实施例中，b为5至400或10至300，两个末端R1包含一价活性基团并且其余的R1独立地选自具有1至18个碳原子(碳原子之间可具有醚键)的一价烷基基团，并且还可包含卤素。
在一个需要有机硅水凝胶镜片的实施例中，本公开的镜片将由反应性混合物制成，其中基于制备聚合物的所用活性单体组分的总重量计，所述反应性混合物包含至少约20重量％的含有机硅的组分，优选地在约20重量％至70重量％之间。在另一个实施例中，一至四个R1包含下式的乙烯基碳酸酯或氨基甲酸酯：
式II
其中：Y代表O-、S-或NH-；R代表氢或甲基；d为1、2、3或4；并且q为0或1。
含有机硅的乙烯基碳酸酯或乙烯基氨基甲酸酯单体具体包括：1，3-双[4-(乙烯氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二硅氧烷、3-(乙烯氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基硅氧基)硅烷]、3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯、3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯、碳酸三甲基甲硅烷基乙基乙烯酯、碳酸三甲基甲硅烷基甲基乙烯酯，并且
当期望生物医学装置的模量在约200以下时，只有一个R1应包含一价活性基团，并且其余的R1基团中不超过两个将包含一价硅氧烷基团。
另一类含有机硅的组分包含以下各式的聚氨酯大分子单体：
式IV-VI
(*D*A*D*G)a*D*D*E1；E(*D*G*D*A)a*D*G*D*E1；或E(*D*A*D*G)a*D*A*D*E1
其中：D代表具有6至30个碳原子的烷基双自由基、烷基环烷基双自由基、环烷基双自由基、芳基双自由基或烷基芳基双自由基，G代表具有1至40个碳原子的烷基双自由基、环烷基双自由基、烷基环烷基双自由基、芳基双自由基或烷基芳基双自由基并且其主链中可包含醚键、含硫键或胺键；*代表聚氨酯或脲基连接键；a为至少1；A代表下式的二价聚合基团：
式VII
R11独立地代表具有1至10个碳原子的烷基或氟代烷基基团，其在碳原子之间可含有醚键；y为至少1；并且p提供400至10,000的部分权重；E和E1中的每一者独立地代表由下式表示的可聚合不饱和有机基：
式VIII
其中：R12为氢或甲基；R13为氢、具有1至6个碳原子的烷基或-CO-Y-R15基，其中Y为-O-、Y-S-或-NH-；R14为具有1至12个碳原子的二价基团；X代表-CO-或-OCO-；Z代表-O-或-NH-；Ar代表具有6至30个碳原子的芳族基团；w为0至6；x为0或1；y为0或1；并且z为0或1。优选的含有机硅的组分是用下式表示的聚氨酯大分子单体：
式IX
其中R16为去除异氰酸酯基团后的二异氰酸酯的双自由基，诸如异佛乐酮二异氰酸酯的双自由基。其他合适的含有机硅的大分子单体为由氟醚、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸异氰基乙酯反应形成的式X的化合物(其中x+y为10至30范围内的数)。
式X
适用于本公开的其他含有机硅的组分包括：含聚硅氧烷、聚亚烷基醚、二异氰酸酯、聚氟代烃、聚氟醚和多糖基团的大分子单体；具有极性氟化接枝或侧基(末端二氟代碳原子附有氢原子)的聚硅氧烷；含醚和硅氧烷键的亲水性硅氧烷甲基丙烯酸酯以及含聚醚和聚硅氧烷基团的可交联单体。也可用任一前述的聚硅氧烷作为本公开中的含有机硅的组分。
现在参见图3，其中示出了包括功能化层介质插入物320的示例性眼科镜片300的三维截面示图，功能化层介质插入物320被构造成在其层330、331和332中的一个或多个上包括通信系统组件。在本示例性实施例中，介质插入物320围绕眼科镜片300的整个周边。本领域的技术人员可理解，实际的介质插入物320可包括整个环形图或其他形状，其仍可驻留在眼科镜片300的水凝胶部分的内部或上面并且在根据使用者的眼科环境所提出的尺寸和几何形状的限制内。
层330、331和332旨在示出可存在于形成为功能层堆叠的介质插入物320中的多个层中的三个层。在一些实施例中，例如，单个层可包括下列中的一种或多种：有源组件和无源组件以及具有有利于特定目的的结构、电特性或物理特性的部分，所述特定目的包括本公开所述的通信系统功能。此外，在一些实施例中，层330可包括能量源，例如下列中的一种或多种：层330内的电池、电容器和接收器。在非限制性的示例性意义上，项331则可包括层中的微电路，所述微电路检测用于眼科镜片300的致动信号。在一些实施例中，可包括功率调节层332，其能够从外部源接收功率以对电池层330充电并且在眼科镜片300未处于充电环境中时控制来自层330的电池功率的使用。功率调节源也可控制发送至示例性有源镜片的信号，该有源镜片在介质插入物320的中心环形切口中显示为项310。
具有嵌入式介质插入物320的通电镜片可包括能量源，诸如，能量存储装置的电化学电池或电池组，在一些实施例中，对所述材料进行封装和隔离包括来自放置眼科镜片的环境的能量源。在一些实施例中，介质插入物320还可包括电路图案、组件和能量源。各种实施例可包括将电路图案、组件和能量源定位在光学区(眼科镜片佩戴者将通过该区进行观看)周边的介质插入物320，而其他实施例可包括这样的电路图案、组件和能量源：它们足够小，不会对眼科镜片的佩戴者的视线产生不利影响，因此介质插入物320可将它们定位在光学区的内部或外部。
现在参见图4，其中示出了根据本公开的一些方面包括纳米天线401的图1的示例性通信系统109的示意性设计。在一些优选实施例中，纳米天线401可被构造成在不同频率下工作的分形天线。纳米天线401可以由导电材料诸如金属材料构成。合适的金属材料可包括例如金、石墨烯、银和铜。诸如导电性碳纤维的导电纤维也适用。纳米天线可用作被构造成提供自供电纳米通信系统109的能量接收器，例如，当其暴露于高径向频率场时，可吸收足够的能量以便为其他电子组件提供电力。分形形状可包括重复图案或具有通常超出其拓扑维数的尺寸的任何其他数学集合。另一类纳米天线401可包括纳米光学八木宇田天线等。
在一些实施例中，纳米天线401可处于通信纳米收发器402中，其可以被配置成执行以下功能：对传输到和/或传输出纳米天线401的所接收信号进行基带处理、频率转换、过滤和功率放大。纳米致动器403也可包括在通信系统109中，以使得一个或多个纳米传感器406与周围环境进行交互。纳米传感器可包括例如下列中的一个或多个：能够测量质量、压力、力和/或位移的物理纳米传感器；被配置成测量化学组成和/或浓度的化学纳米传感器；以及被配置成测量抗体/抗原相互作用、DNA相互作用和/或酶相互作用的生物纳米传感器。纳米致动器403可包括下列中的一个或多个：物理、化学或生物致动器。包括与传感器406进行通信的纳米存储器405的纳米处理装置404可用于例如控制对传感器406所测得的条件的记录、执行可操作序列、生成和/或传输与眼科镜片谱系特征相关的数据。
一般来讲，根据前述实施例，介质插入物320和/或自供电纳米通信系统109可经由自动化装置嵌入眼科镜片内或嵌入眼科镜片上，该自动化装置将组件放置/沉积在用来制作眼科镜片的模具部件相关的期望位置。
设备
现在参见图5，其中示出了具有一个或多个传送接口511的自动化设备510。如图所示，多个模具部件可各自与容纳于托盘513中并被递送到传送接口511上的模具部件插孔514相关。传送接口511可放置或沉积被配置成生成眼科镜片谱系特征的独立式通信系统(如图4所示)或包含通信系统的介质插入物(如图3所示)。实施例可包括例如以编程方式单独将单个通信系统置于模具部件插孔514上，或同时将多个通信系统置于多个模具部件中(并且在一些实施例中，置于各个模具部件中)的多个接口(未示出)。
一些实施例的另一方面还包括在通信系统周围模塑眼科镜片的水凝胶主体时支撑通信系统的设备。例如，在一些实施例中，通信系统可附连到模具中的固定点上(未示出)。在一些实施例中，固定点可优选地与形成镜片主体的相同类型的聚合材料附连。
现在参见图6，其中示出了可用于本公开的一些实施例的控制器600的示意图。控制器600包括处理器610，其可包括耦合至通信装置620的一个或多个处理器组件。在一些实施例中，控制器600可用于将能量传输到放置在眼科镜片中的能量源。
控制器600可包括耦合至通信装置620的一个或多个处理器610，该通信装置620被配置成经由通信信道而进行逻辑信号通信。通信装置620可用于以电子方式控制下列中的一个或多个：眼科镜片中的微控制器和柔性媒体的位移以及用于操纵组件或微控制器的命令的传送。
通信装置620还可用于例如与一个或多个控制器装置或制造设备组件进行通信。
处理器610还与存储装置630进行通信。存储装置630可包括任何适当的信息存储装置，包括磁存储装置(例如，磁带和硬盘驱动器)、光存储装置和/或半导体存储器装置(例如，随机存取存储器(RAM)装置和只读存储器(ROM)装置)的组合。
存储装置630可存储用于控制处理器610的程序640。处理器610执行程序640的指令，由此根据本公开进行操作。例如，处理器610可传输数据，这些数据包括例如可包括在谱系特征中的唯一标识符、传感器数据、设计信息及其他数据。存储装置630还可在一个或多个数据库650-660中存储眼科相关数据。数据库可包括定制的用户数据、眼科镜片谱系特征、计量学数据和用于控制往返于通信系统的能量的具体控制序列。
在一些实施例中，带有激活组件的眼科镜片可用来从结合到介质插入物中的能量源提供能量。
现在参见图7，其中示出了可用于生成眼科镜片谱系特征的方法步骤。在701处，对通信系统通电。可例如使用介质插入物中所含的内部能量源和/或通过被配置成能量接收器并在其置于高频场中时对通信系统的其他组件通电的纳米天线来实现通电。
在705处，可将与唯一标识符相关的数据传输至存储于通信系统内所含的存储器中的数据库以及与通信系统通信的外部处理器的数据库中的一者或两者。唯一标识符可以是可在模具制造过程中记录的序列号和/或分配给眼科镜片710制造过程中生成的谱系特征的数值。在一些优选实施例中，唯一标识符可存储于数据库中并与其他信息相关联。其他信息可包括例如镜片制造商信息、客户/用户数据、镜片设计、谱系特征等。另外，在一些实施例中，唯一标识符可被加密并记录在编码信号中，可使用该编码信号获取所述谱系特征。编码信号可记录于通信系统中并通过外部系统进行获取，例如在需要时通过确保眼科镜片为非伪造产品以保护用户。除确保真实性之外，可获取存储于数据库中并与眼科镜片相关联的其他与眼科镜片、患者和/或制造商相关的信息。
现在参见图8，其中示出了可用于对生产控制条件进行监控和/或故障诊断的示例性方法步骤。在801处，将通信系统置于镜片形成表面上。在805处，可对通信系统通电。在810处，通过将镜片形成混合物浸于容器上或将镜片形成混合物沉积于包括镜片形成表面的模具上，使镜片形成混合物与镜片形成表面接触。在815处，可根据眼科镜片设计使用合适的制造方法形成眼科镜片。沉积镜片形成混合物810和/或形成眼科镜片815过程中的控制条件或处理条件可使用与通信系统通信和/或包括在通信系统中的一个或多个传感器进行监控。在820处，与控制条件相关的数据可被传输至处理器。在825处，处理器可将预先确定的阈值与所传输的数据进行比较以符合眼科镜片设计。在830处，当确定所测量的数据超出预先确定的阈值时，处理器可修改后续工艺控制条件以抵消先前的缺陷(如果有的话)。在835处，处理器可将眼科镜片分类为应被抛弃的不合格产品。
在840处，可对眼科镜片采用质量控制程序，其中还可监控控制条件。在制造过程835中或质量控制过程840中识别出不合格/故障时，可使用所记录的数据识别生产线845中导致不合格的过程故障。在一些优选实施例中，处理器还可发送警示至生产线操作者/管理员并停止生产线，直到由操作者/管理员提供进一步输入。如先前所提及的，所传输的全部数据都可记录在数据库中并用于生成对应于通信系统850中存储的唯一标识符的谱系特征。
通过考虑以下具体实施方式、附图或权利要求，本公开的其他结构、优点和方面可以示出或是显而易见的。并且，应当理解，本公开的前述发明内容和以下具体实施方式都是示例性的，旨在不限制如权利要求书所述的本公开范围的情况下提供进一步说明。
Claims (17)
1.一种眼科镜片，包括：
水凝胶部分；和
所述眼科镜片的通信系统，所述通信系统被配置成将与所述眼科镜片的谱系特征相关的数据传输至外部处理器，
所述眼科镜片的所述通信系统包括一个或多个纳米传感器，所述一个或多个纳米传感器能够提供对应于一个或多个制造控制条件的传感器数据。
2.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中：
所述眼科镜片的所述通信系统包括分形纳米天线，所述分形纳米天线被配置为能量接收器并对所述通信系统通电。
3.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中：
所述眼科镜片的所述通信系统包括八木宇田纳米天线，所述八木宇田纳米天线被配置为能量接收器并对所述通信系统通电。
4.根据权利要求1所述的眼科镜片，还包括：
唯一标识符，所述唯一标识符存储于所述眼科镜片的所述通信系统中。
5.根据权利要求4所述的眼科镜片，其中：
所述传感器数据的至少一部分形成所述唯一标识符的部分。
6.根据权利要求5所述的眼科镜片，其中：
所述唯一标识符被加密以阻止不希望的复制。
7.根据权利要求1所述的眼科镜片，还包括：
封装材料，所述封装材料围绕所述眼科镜片的所述通信系统。
8.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中：
所述眼科镜片的所述水凝胶部分包括20％至70％的有机硅水凝胶组合物。
9.根据权利要求1所述的眼科镜片，其中：
所述眼科镜片的所述通信系统被包括在所述眼科镜片的光学区中。
10.一种眼科镜片，包括：
水凝胶部分；和
介质插入物，所述介质插入物包括能够对所述眼科镜片的通信系统通电的电池，所述通信系统被配置成将与所述眼科镜片的谱系特征相关的数据传输至外部处理器，
一个或多个传感器，所述一个或多个传感器能够提供对应于一个或多个制造控制条件的传感器数据。
11.根据权利要求10所述的眼科镜片，其中：
唯一标识符，所述唯一标识符存储于所述眼科镜片的所述通信系统中。
12.根据权利要求11所述的眼科镜片，其中：
所述传感器数据的至少一部分形成所述唯一标识符的部分。
13.根据权利要求12所述的眼科镜片，其中：
所述唯一标识符被加密以阻止不希望的复制。
14.根据权利要求10所述的眼科镜片，其中：
所述眼科镜片的所述水凝胶部分包括20％至70％的有机硅水凝胶组合物。
15.根据权利要求10所述的眼科镜片，其中：
所述眼科镜片的所述通信系统的明显不透明的组件由处于所述眼科镜片的光学区之外的所述介质插入物的至少一部分支撑。
16.一种提供眼科镜片谱系特征的方法，所述方法包括：
对形成所述眼科镜片的一部分的通信系统通电；
将与唯一标识符相关的数据传输至与所述通信系统通信的处理器；
生成镜片谱系特征并将其与所述唯一标识符关联起来；以及
在所述通信系统中记录允许访问数据库的信号，所述数据库包含镜片谱系特征，
所述谱系特征包括镜片设计信息和制造控制工艺条件信息中的一者或两者。
17.根据权利要求16所述的方法，其中：
所记录的信号被加密以阻止不希望的复制。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20190322 Termination date: 20200515 |