CN108778699A - 嵌入刚性透气隐形眼镜的电子器件 - Google Patents

嵌入刚性透气隐形眼镜的电子器件 Download PDF

Info

Publication number
CN108778699A
CN108778699A CN201780010444.5A CN201780010444A CN108778699A CN 108778699 A CN108778699 A CN 108778699A CN 201780010444 A CN201780010444 A CN 201780010444A CN 108778699 A CN108778699 A CN 108778699A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas permeable
polymer material
rigid gas
permeable polymer
electronic equipment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780010444.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108778699B (zh
Inventor
J.埃茨科恩
J.N.哈多克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Verily Life Sciences LLC
Original Assignee
Verily Life Sciences LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Verily Life Sciences LLC filed Critical Verily Life Sciences LLC
Publication of CN108778699A publication Critical patent/CN108778699A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108778699B publication Critical patent/CN108778699B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00038Production of contact lenses
    • B29D11/00048Production of contact lenses composed of parts with dissimilar composition
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C11/00Non-optical adjuncts; Attachment thereof
    • G02C11/10Electronic devices other than hearing aids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00038Production of contact lenses
    • B29D11/00125Auxiliary operations, e.g. removing oxygen from the mould, conveying moulds from a storage to the production line in an inert atmosphere
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00038Production of contact lenses
    • B29D11/00125Auxiliary operations, e.g. removing oxygen from the mould, conveying moulds from a storage to the production line in an inert atmosphere
    • B29D11/00134Curing of the contact lens material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/0074Production of other optical elements not provided for in B29D11/00009- B29D11/0073
    • B29D11/00807Producing lenses combined with electronics, e.g. chips
    • B29D11/00817Producing electro-active lenses or lenses with energy receptors, e.g. batteries or antennas
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00Optical parts
    • G02C7/02Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04Contact lenses for the eyes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00Optical parts
    • G02C7/02Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04Contact lenses for the eyes
    • G02C7/049Contact lenses having special fitting or structural features achieved by special materials or material structures
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00Optical parts
    • G02C7/02Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/08Auxiliary lenses; Arrangements for varying focal length
    • G02C7/081Ophthalmic lenses with variable focal length
    • G02C7/083Electrooptic lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0058Liquid or visquous
    • B29K2105/0061Gel or sol

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

提供了一种可眼戴隐形眼镜(110、210a),其包括封装在刚性透气聚合物材料(120、330b)内的电子器件(150、160、170)。刚性透气聚合物材料(120、330b)可以安装到眼睛(图1C)的角膜表面,或者可以设置在可安装到眼睛的角膜表面的柔性聚合物材料(220a)上或其内(图2A)。刚性透气聚合物材料(120、330b)可以为电子器件(150、160、170)提供结构刚性和保护和/或可以允许电子器件(150、160、170)的化学传感器的长期干燥存储。所提供的可眼戴装置(110、210a)的刚性透气聚合物材料(120、330b)可以通过在电子器件上或其周围固化前体材料(330a)并随后去除由固化形成的聚合物材料的部分来形成,例如形成刚性透气隐形眼镜(110、210a),其至少部分地包封电子器件(150、160、170)并且具有能够安装到眼睛(图1C)的角膜表面的弯曲形状。

Description

嵌入刚性透气隐形眼镜的电子器件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年3月3日提交的美国临时申请第62/302892号的权益,其内容通过引用并入本文。
背景技术
除非本文另有说明,否则本部分中描述的材料不是本申请权利要求的现有技术,并且不因包含在本部分中而被认为是现有技术。
可以检测人体的各种生理参数并用于确定健康状态或关于身体的其他信息(例如确定血糖水平、确定血压、确定身体处于不利健康状态的危险中)和/或进行与身体有关的一些活动(例如通知药物剂量、决定医疗过程、调整运动训练方案)。这样的生理参数可以在多个时间点和/或在延长的时间段内通过包括传感器和其他电子部件的可安装在身体上的装置进行检测,所述传感器和其他电子部件配置为测量一个或多个生理参数和/或执行一些其他功能,例如记述和/或记录测量的生理参数,以向外部系统指示(例如传输)测量的生理参数,或执行一些其他功能。
这种可安装在身体上的装置可通过搭载的电池、通过从外部系统传输的能量(例如传输的RF能量)、通过环境电源(例如可安装在身体上的装置的运动、可安装在身体上的装置的弯曲)或其他一些电源供电。这种可安装在身体上的装置可以在可眼戴装置(例如隐形眼镜)中实现,该可眼戴装置配置为测量眼睛的特性和/或以其他方式与眼睛交互。
发明内容
本公开的一些实施例提供了一种方法,包括:(i)将电子设备设置在第一层刚性透气聚合物材料上;(ii)将前体材料设置在电子设备和第一层刚性透气聚合物材料上;(iii)固化前体材料以形成第二层刚性透气聚合物材料,使得电子设备至少部分地嵌入第一和第二层中;以及(iv)形成可眼戴装置。形成可眼戴装置包括去除第一和第二层刚性透气聚合物材料中的至少一个的一部分。
本公开的一些实施例提供了一种方法,包括:(i)将电子设备设置在前体材料内;(ii)固化前体材料以形成刚性透气聚合物材料,使得电子设备至少部分地嵌入刚性透气聚合物材料中;(iii)形成可眼戴装置。形成可眼戴装置包括去除一部分刚性透气聚合物材料。
本公开的一些实施例提供了一种可眼戴装置,包括:(i)电子设备;和(ii)成形的刚性聚合物材料,其中电子设备至少部分地嵌入成形的刚性聚合物材料中,并且其中成形的刚性聚合物材料包括刚性透气聚合物。
通过阅读以下详细描述,并参考适当的附图,这些以及其他方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员将变得显而易见。
附图说明
图1A是示例性可眼戴装置的俯视图。
图1B是图1A中所示的示例性可眼戴装置的侧视图。
图1C是图1A和1B中所示的示例性可眼戴装置安装到眼睛的角膜表面时的侧剖视图。
图2A是可眼戴装置的侧剖视图。
图2B是可眼戴装置的侧剖视图。
图2C是可眼戴装置的侧剖视图。
图2D是可眼戴装置的侧剖视图。
图3A示出了在可眼戴装置的制造期间可眼戴装置的元件。
图3B示出了在可眼戴装置的制造期间可眼戴装置的元件。
图3C示出了在可眼戴装置的制造期间可眼戴装置的元件。
图3D示出了在可眼戴装置的制造期间可眼戴装置的元件。
图3E示出了在可眼戴装置的制造期间可眼戴装置的元件。
图3F示出了在可眼戴装置的制造期间可眼戴装置的元件。
图3G示出了可眼戴装置。
图4A示出了在可眼戴装置的制造期间可眼戴装置的元件。
图4B示出了在可眼戴装置的制造期间可眼戴装置的元件。
图4C示出了在可眼戴装置的制造期间可眼戴装置的元件。
图4D示出了在可眼戴装置的制造期间可眼戴装置的元件。
图4E示出了在可眼戴装置的制造期间可眼戴装置的元件。
图4F示出了在可眼戴装置的制造期间可眼戴装置的元件。
图4G示出了可眼戴装置。
具体实施方式
在以下详细描述中,参考了附图,附图形成本发明的一部分。在附图中,除非上下文另有指示,否则类似的符号通常标识类似的部件。在具体实施方式、附图和权利要求中描述的说明性实施例并不意味着是限制性的。在不脱离本文提出的主题的范围的情况下,可以利用其他实施例,并且可以进行其他改变。容易理解的是,如本文一般描述的并且在附图中示出的本公开的各方面可以以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计,所有这些在本文中都是明确设想的。
一、概述
隐形眼镜或其他可眼戴装置可配置为向眼睛提供光学功率(例如提供可电子控制的光学功率),检测眼睛的特性(例如检测眼泪中的葡萄糖或一些其他分析物的浓度),提供一些其他功能,例如通过包括含有一个或多个传感器、电子致动透镜、电池、控制器、收发器或其他电子部件的电子设备。这种可眼戴装置可以由多种材料构成,并且电子设备可以至少部分地嵌入这种材料中,例如保护该设备(例如通过提供结构刚性),增加佩戴者的舒适度(例如通过防止眼睛的组织与设备的电子部件之间的直接接触),使设备与眼睛对准(例如使装置的电子致动透镜的光轴与眼睛的光轴对准),或提供一些其他应用。
这些材料可以包括软材料,例如水凝胶,其相对柔顺并且可以变形以匹配眼睛的形状。这种软材料可用于形成可眼戴装置,例如增加这种可眼戴装置所安装到的佩戴者的舒适度。另外或可替代地,刚性材料例如刚性透气聚合物材料可用于形成可眼戴装置,例如为电子设备提供额外的保护或结构刚性,对眼睛施加矫正力(例如减少圆锥角膜),允许可眼戴装置的长期干燥储存(例如降低设备的化学传感器的降解速率),或根据一些其他考虑。
可以以各种方式形成包括电子设备(例如传感器、控制器、电子致动透镜或配置为提供某些功能的其他部件)的可眼戴装置,使得电子设备至少部分地嵌入刚性透气聚合物材料中。这可以包括在第一片、盘或其他层刚性透气聚合物材料上形成电子设备(例如多个电子部件、柔性基板、致动电子透镜的元件),并且随后通过(i)将前体材料设置在电子设备和第一层上和(ii)固化前体材料以形成第二层刚性透气聚合物材料,来形成第二层刚性透气聚合物材料。然后可以对第一和第二层刚性透气聚合物材料进行机械加工、车床加工、抛光或以其他方式操纵,以根据指定的几何形状形成可眼戴装置。可替代地,电子设备(例如设置在柔性基板上的多个电子部件)可以设置在前体材料内(例如通过放置在包含前体材料的储存器或模具内),并且前体材料可以固化以形成设备可以至少部分地嵌入其中的刚性透气聚合物材料。然后可以对形成的刚性透气聚合物材料进行机械加工、车床加工、抛光或以其他方式操纵,以根据指定的几何形状形成可眼戴装置。还可以预期用于形成电子设备至少部分地嵌入其中的刚性透气聚合物材料的其他方法。
可以规定如本文所述的可眼戴装置的所形成的刚性透气聚合物材料的形状,使得刚性透气聚合物材料可以舒适地安装到眼睛上。也就是说,刚性透气聚合物材料可以具有形成的凹面和凸面,使得可眼戴装置可以安装到眼睛的角膜上,并且使得这种安装与眼睛的眼睑运动相容。在另一示例中,可眼戴装置可以包括软聚合物材料(例如水凝胶),其配置为与电子设备至少部分地嵌入其中的刚性透气聚合物材料组合地安装到眼睛上,例如增加这种安装的舒适度或根据一些其他考虑因素。软聚合物材料可以围绕刚性透气聚合物材料形成(例如通过模塑、机械加工、车床加工或其他工艺)。另外或可替代地,软聚合物材料可以与刚性透气聚合物材料分开形成,并且可眼戴装置的两个元件可以组合(例如在将组合元件安装到佩戴者的眼睛之前由佩戴者组合)。
本文描述了可眼戴装置,其包括至少部分地嵌入刚性透气聚合物材料内的电子设备。这可以包括完全封闭电子设备的刚性透气聚合物材料。可替代地,可以在刚性透气聚合物材料中形成一个或多个窗口或者其他特征,以提供对电子设备的一部分的通路。例如,一个或多个窗口可以形成在刚性透气聚合物材料中,以提供身体的流体或组织(例如可眼戴装置所安装到的眼睛的泪液)与传感器、电极、电化学电池或电子设备的一些其他部件之间的通路。这种窗口(或其他特征)可以通过去除一部分所形成的刚性透气聚合物材料(例如使用激光、车床、钻头或用于去除聚合物材料的一些其他装置)来形成。另外或可替代地,这种窗口可以通过其内形成刚性透气聚合物材料的模具的特征形成和/或通过形成牺牲塞或其他牺牲材料来移位前体材料并随后移除这种牺牲元件来形成。
二、示例性可眼戴装置
一种可眼戴装置,其包括至少部分地嵌入刚性透气聚合物材料内的电子设备(例如一个或多个传感器、控制器、电池、天线或其他元件),例如以提供对电子设备的保护和/或结构,提供可眼戴装置的整体形状或外部安装表面,该可眼戴装置可以根据应用以各种方式配置和/或操作。这样的应用可以包括使用电子设备的一个或多个传感器检测一个或多个生理参数或其他感兴趣的变量(例如检测眼睛的泪液中的葡萄糖浓度,检测眼睑的眨眼或闪烁),向眼睛提供可控光学功率(例如通过控制电子设备的电子致动透镜的光学功率),向植入眼睛内的一个或多个装置提供功率,充当植入眼睛或其他一些应用的一个或多个装置的通信桥接器。电子设备至少部分地嵌入其中的刚性透气聚合物材料的元件可以形成为以与眼睑运动相容的方式可拆卸地直接安装到眼睛上(例如刚性透气聚合物材料可以形成为刚性隐形眼镜)。可替代地,这种刚性透气聚合物材料可以形成在包封材料内(例如在水凝胶或形成为安装到眼睛上的其他软聚合物材料内)和/或可以形成为安装到软聚合物材料上或其内,软聚合物材料配置成与刚性透气聚合物材料组合地安装到眼睛上。
图1A是示例性可眼戴电子装置110的俯视图。图1B是图1A中示出的示例性可眼戴电子装置的侧视图。应注意,图1A和1B中的相对尺寸不一定按比例绘制,而是仅出于解释的目的而在描述示例性可眼戴电子装置110的布置时呈现。可眼戴装置110由刚性透气聚合物材料120形成,其形状为弯曲的圆盘。刚性透气聚合物材料120可以是基本上透明的材料,以允许入射光在可眼戴装置110安装到眼睛上时传输到眼睛。刚性透气聚合物材料120可以是生物相容的透氧材料,类似于用于在验光中形成刚性视力矫正和/或美容隐形眼镜的材料,比如硅氧烷丙烯酸酯、氟硅氧烷丙烯酸酯或其他刚性透气聚合物。刚性透气聚合物材料120可以包括其他化合物或材料,以提供一些功能,例如阻止紫外光通过可眼戴装置110传输到眼睛。此外,刚性透气聚合物材料120可包括配置成提供一些功能的表面涂层,例如亲水涂层或一些其他涂层,以增加润湿性和/或舒适度。
刚性透气聚合物材料120可以形成为其一侧具有适于配合在眼睛的角膜表面上的凹面126。盘的相对侧可以具有凸面124,当可眼戴装置110安装到眼睛上时,凸面124不会干扰眼睑运动。圆形外侧边缘128连接凹面124和凸面126。可眼戴装置110可具有类似于视力矫正和/或美容隐形眼镜的尺寸,比如直径约1厘米,并且厚度约0.1至约0.5毫米。但是,直径和厚度值仅用于说明的目的。在一些实施例中,可眼戴装置110的尺寸可根据佩戴者眼睛的角膜表面的尺寸和/或形状来选择。可眼戴装置110的形状可被指定为具有曲率、像散或其他特性,以向眼睛提供指定的光学功率。另外或可替代地,可眼戴装置110的形状可被指定为向可眼戴装置110所安装到的眼睛的角膜施加力,例如校正圆锥角膜或根据一些其他应用。
聚合物材料120可以以各种方式形成为弯曲形状。例如,可采用与用于形成刚性视力矫正隐形眼镜的技术相类似的技术来形成聚合物材料120。这些方法可包括模制、机械加工、车床加工、抛光或其他工艺。当可眼戴装置110安装在眼睛中时,凸面124向外面向周围环境,而凹面126向内面向角膜表面。因此,凸面124可被认为是可眼戴装置110的外顶表面,而凹面126可被认为是内底表面。图1A中所示的“顶部”视图面向凸面124。从图1A所示的顶视图,靠近弯曲盘的外圆周的外周边122弯曲到页面中,而靠近盘中心的中心区域121从页面向外弯曲。
电子设备111嵌入刚性透气聚合物材料120内。如图1A-C所示,电子设备111完全嵌入刚性透气聚合物材料120中;也就是说,刚性透气聚合物材料完全包围电子设备111,使得电子设备111的任何方面或元件都不暴露于可眼戴装置110的环境(例如可眼戴装置110所安装到的眼睛的泪液)。然而,这旨在作为非限制性示例实施例;在其他实施例中,一个或多个窗口、通道或其他特征可以形成在刚性透气聚合物材料中,使得电子设备部分地嵌入刚性透气聚合物材料中。可以提供这样的窗口、通道或其他特征,使得传感器、电池、电极或电子设备的其他元件可以接近泪液或眼睛的其他流体或组织。
电子设备111包括由基板130围绕的中央电子致动透镜121。电子致动透镜121和基板130可被嵌入,使得基板130沿着刚性透气聚合物材料120的外周边122设置,远离中心区域121。基板130不会干扰视觉,因为它太靠近眼睛而不能聚焦并且定位成远离中心区域121,其中入射光通过电子致动透镜121传输到眼睛的光敏部分。此外,基板130可以由透明材料形成,以进一步减轻对视觉感知的任何影响。
电子致动透镜121配置成使得可以控制施加到电子致动透镜121的电信号的电压、电流或其他特性以控制电子致动透镜121的光学功率。在一些示例中,这可以包括在电子致动透镜121的液晶层上施加电压,以例如控制液晶的折射率。电子致动透镜121可以包括另外的元件,例如将电压或电流施加到电子致动透镜121的液晶或其他元件的电极、配置为包含和/或提供电子致动透镜121的其他元件的结构的一层或多层材料(例如包含液晶并且包括配置成使液晶相对于刚性层对准的纹理的一个或多个刚性层)或其他部件。在一些示例中,电子致动透镜121可包括由刚性透气聚合物材料构成的一个或多个元件(例如电极设置在其上的一个或多个纹理刚性层)。
基板130可以成形为扁平的圆环(例如具有中心孔的圆盘)。基板130的平坦表面(例如沿径向宽度)是平台,用于安装电子器件比如芯片(例如通过倒装芯片安装)和用于图案化导电材料(例如通过沉积技术)以形成电极(例如电化学电池的阳极和/或阴极、电化学传感器的电极、用于与电子致动透镜121的引线电接触的接触电极)、天线和/或连接。基板130、电子致动透镜121和刚性透气聚合物材料120可以关于共同的中心轴线近似圆柱对称。基板130可具有例如约10毫米的直径、约1毫米的径向宽度(例如比内半径大1毫米的外半径)和约50微米的厚度。然而,提供这些尺寸仅用于示例目的,并且决不限制本公开。基板130可以以各种不同的形状因子实现。
环形天线170、控制器150和传感器160设置在嵌入的基板130上。控制器150可以是包括逻辑元件的芯片,该逻辑元件配置为从环形天线170接收功率并操作环形天线170、传感器160和电子致动透镜121。控制器150通过也位于基板130上的互连151电连接到环形天线170、传感器160和电子致动透镜121(例如电子致动透镜121的导电引线或电极)。互连151、环形天线170和任何导电电极(例如用于电化学离子传感器的电化学电池的阳极和阴极等)可以由通过用于精确地图案化这种材料的工艺比如沉积、光刻等在基板130上图案化的导电材料形成。在基板130上图案化的导电材料可以是例如金、铂、钯、钛、碳、铝、铜、银、氯化银以及由贵重材料、金属、这些的组合形成的导体等。
传感器160可以包括配置成检测身体的生理参数(例如泪液或其他体液中的分析物的浓度、皮下脉管系统的一部分中的血液量、血液的氧合状态、眼睑是否闭合)、装置的环境特性(例如环境照明、气压、温度)、装置的特性(例如加速度、取向)或者检测一些其他信息的各种部件。这种传感器可以包括加速计、电极(例如电化学分析物传感器的电极、配置成检测眼电图、肌电图或一些其他生物电信号的电生理传感器的电极)、光检测器、温度计、陀螺仪、电容传感器、压力传感器、应变仪、光发射器、麦克风或配置成检测与感兴趣的特性相关的一个或多个物理变量的其他元件。
如图1A所示,其是面向可眼戴装置110的凸面124的视图,传感器160安装到基板130的面向凸面124的一侧。然而,位于基板130上的电子器件、传感器等可以安装到“向内”面对侧(例如位于最靠近凹面126)或“向外”面对侧(例如位于最靠近凸面124)。此外,在一些实施例中,一些电子部件可以安装在基板130的一侧上,而其他电子部件安装到相对侧,并且两者之间的连接可以通过穿过基板130的导电材料制成。
环形天线170可以是沿着基板的平坦表面图案化以形成扁平导电环的导电材料层。在一些情况下,可以在不形成完整环的情况下形成环形天线170。例如,天线170可以具有切口以为控制器150和传感器160留出空间,如图1A所示。然而,环形天线170也可以布置为连续的导电材料条带,其完全环绕基板130的平坦表面一次或多次。例如,具有多个绕组的导电材料条带可以在基板130的与控制器150和传感器160相对的一侧上图案化。这种缠绕天线(例如天线引线)的端部之间的互连可以穿过基板130到达控制器150。
图1C是示例性可眼戴电子装置110在安装到眼睛10的角膜表面22时的侧剖视图。应注意,图1C中的相对尺寸不一定按比例绘制,而是仅在描述示例性可眼戴电子装置110的布置时出于解释的目的而呈现。一些方面被夸大以允许说明和便于解释。
眼睛10包括角膜20,其通过将上眼睑30和下眼睑32一起带到眼睛10的顶部上而被覆盖。入射光由眼睛10通过电子致动透镜121、刚性透气聚合物材料和角膜20接收,其中光被光学地引导到眼睛10的光传感元件(例如杆和视锥细胞等)以刺激视觉感知。眼睑30、32的运动将泪膜分布在眼睛10的暴露的角膜表面22上。泪膜是泪腺分泌的水性液体,用于保护和润滑眼睛10。当可眼戴装置110安装在眼睛10中时,泪膜覆盖具有内层(沿着凹面126)和外层(沿着凸层124)的凹面124和凸面126。泪膜层的厚度可以为约10微米,并且一起占约10微升。
通过眼睑30、32的运动,泪膜层分布在角膜表面22和/或凸面124上。例如,眼睑30、32分别升高和降低,以在可眼戴装置110的角膜表面22和/或凸面124上扩散小体积泪膜。角膜表面22上的泪膜层还便于通过凹面126和角膜表面22之间的毛细管力安装可眼戴装置110。在一些实施例中,由于面向眼睛的凹面126的凹曲率,可眼戴装置110也可以部分地通过抵靠角膜表面22的真空力保持在眼睛上。
注意,图1A-C中所示的可眼戴装置110旨在作为非限制性示例实施例。包括至少部分地嵌入刚性透气聚合物材料内的电子设备的可眼戴装置可以包括图1A-C中所示的那些元件的附加或替代元件,或者可以缺少图1A-C中所示的一些元件。例如,这种可眼戴装置可能缺少电子致动透镜。此外,虽然图1A-C中所示的电子设备111完全嵌入刚性透气聚合物材料120内,但是如本文所述的可眼戴装置可包括仅部分地嵌入刚性透气聚合物材料中的电子设备。例如,可以在这种刚性透气聚合物材料中形成一个或多个通道、窗口或其他特征,它们可以将这种部分嵌入的电子设备的电极、传感器或其他元件暴露于这种可眼戴装置的环境中。
此外,尽管图1A-C中所示的可眼戴装置110包括形成为直接安装到眼睛上的刚性透气聚合物材料120,但可眼戴装置还可包括配置成便于将可眼戴装置安装到眼睛上的其他元件。例如,电子设备至少部分地嵌入在其中的刚性透气聚合物材料本身可以完全或部分地嵌入成形的软聚合物材料(例如硅酮水凝胶)中。可以提供这种成形的软聚合物材料以增加这种可眼戴装置的佩戴者的舒适度,增加这种可眼戴装置的生物相容性,或提供一些其他功能。在一些示例中,这种软聚合物材料可以围绕电子设备设置在其中的刚性透气聚合物材料形成。在特定示例中,包括电子致动透镜的电子设备可以完全嵌入刚性透气聚合物材料中,并且刚性透气聚合物材料可以完全嵌入软聚合物材料中。
可替代地,可以将电子设备部分地嵌入在其中的刚性透气聚合物材料成形为使得刚性透气聚合物材料可以安装在成形的软聚合物材料上或其内,使得刚性透气聚合物材料和软聚合物材料的组合可以以与眼睑运动相容的方式可拆卸地安装到眼睛上。软聚合物材料和刚性透气聚合物材料可以配置成允许重复使用刚性透气聚合物材料和电子设备,以允许干燥储存刚性透气聚合物材料和电子设备(例如降低电子设备的化学传感器的降解速率),或提供一些其他益处。
刚性透气聚合物材料可以构造成以各种方式安装在软聚合物材料上或其内,例如通过毛细管力,通过粘合剂,通过成形的尖头、夹子、脊或在软聚合物材料和/或刚性聚合物材料中的一种或两种中的其他形成的元件,或者使用一些其它装置将刚性透气聚合物材料安装在软聚合物材料上或其内。刚性透气聚合物材料和软聚合物材料可以配置成使得当刚性透气聚合物材料安装到软聚合物材料上时,刚性透气聚合物材料完全嵌入软聚合物材料中,或者使得刚性透气聚合物材料仅部分地嵌入软聚合物材料中(例如使得当将刚性透气聚合物材料安装到软聚合物材料上并且将刚性聚合物材料和软聚合物材料的组合安装到眼睛上时,刚性透气聚合物材料的外表面与眼睛的角膜表面或眼睑内表面接触。
图2A示出了示例性可眼戴装置200a,其包括安装到成形的软聚合物材料220a的成形的刚性透气聚合物材料210a。电子设备(未示出)至少部分地嵌入成形的刚性透气聚合物材料210a中。电子设备可包括例如一个或多个控制器、互连、收发器、天线、电极、传感器、电子致动透镜、电池、互连或其他元件。当如图2A所示,成形的刚性透气聚合物材料210a安装到成形的软聚合物材料220a时,成形的刚性透气聚合物材料210a部分地嵌入成形的软聚合物材料220a中。成形的刚性透气聚合物材料210a可以通过由设置在刚性材料210a和软材料220a之间的流体(例如泪液、盐水流体、润滑剂)施加的毛细管力、通过设置在刚性材料210a和软材料220a之间的粘合剂、通过刚性材料210a和软材料220a之间的范德瓦尔斯力或者通过刚性材料210a和软材料220a之间的一些其他力固定到成形的软聚合物材料220a。通过形成刚性材料210a和软材料220a以具有互补的纹理、尖头、凹坑、销、脊或其他形成的特征,可以增加这种力。这种形成的特征还可以用于使刚性材料210a相对于软材料220a对齐。
这种刚性透气聚合物材料和软聚合物材料可以进一步包括夹子、脊或其他装置,其配置成施加机械力以将这种刚性透气聚合物材料和这种软聚合物材料固定在一起。图2B示出了示例性可眼戴装置200b,其包括安装到成形的软聚合物材料220b的成形的刚性透气聚合物材料210b。电子设备(未示出)至少部分地嵌入成形的刚性透气聚合物材料210b内。如图2B所示,当成形的刚性透气聚合物材料210b安装到成形的软聚合物材料220b时,成形的刚性透气聚合物材料210b部分地嵌入成形的软聚合物材料220a内。此外,成形的刚性透气聚合物材料210b通过成形的聚合物材料220b的形成的突起225(例如“夹子”)固定到成形的软聚合物材料220b。成形的软聚合物材料220b可以径向对称,使得形成的突起225b包括单个圆形突起。在这样的示例中,成形的刚性透气聚合物材料可以通过弹性变形(例如弯曲、拉伸)成形的软聚合物材料220b而安装到成形的软聚合物材料220b。
在一些示例中,成形的刚性透气聚合物材料可以构造成安装在成形的软聚合物材料内,使得成形的刚性透气聚合物材料完全嵌入成形的软聚合物材料内。这可以包括形成成形的软聚合物材料以包括成形的刚性聚合物材料可以插入其中的袋、包或其他封闭的体积。图2C示出了示例性可眼戴装置200c,其包括安装在成形的软聚合物材料220c内的成形刚性透气聚合物材料210c。电子设备(例如一个或多个控制器、互连、收发器、天线、电极、传感器、电子致动透镜、电池、互连或其他元件)至少部分地嵌入成形的刚性透气聚合物材料210c(未示出)内。如图2C所示,当成形的刚性透气聚合物材料210c安装在成形的软聚合物材料220c内时,成形的刚性透气聚合物材料210c完全嵌入成形的软聚合物材料220c的封闭体积内。这种安装可以包括通过形成在成形的软聚合物材料220a中的通道225c将成形的刚性透气聚合物材料210c插入成形的软聚合物材料220c的封闭体积中,以提供从成形的软聚合物材料220a的外部进入封闭体积的通路。
可替代地,可以在成形的刚性透气聚合物材料周围形成成形的软聚合物材料,使得成形的刚性透气聚合物材料完全嵌入成形的软聚合物材料中。这可以包括通过注塑、机械加工、抛光或其他制造步骤或方法形成成形的软聚合物,使得形成的软聚合物材料完全包封刚性聚合物材料。图2d示出了示例性可眼戴装置200d,其包括设置在成形的软聚合物材料220d内的成形的刚性透气聚合物材料210d。电子设备(例如一个或多个控制器、互连、收发器、天线、电极、传感器、电子致动透镜、电池、互连或其他元件)至少部分地嵌入成形的刚性透气聚合物材料210d(未示出)内。如图2C所示,成形的软聚合物材料220c围绕成形的刚性透气聚合物材料210c形成,使得成形的刚性透气聚合物材料210c完全嵌入成形的软聚合物材料220c中。
如本文所示的可眼戴装置(例如100、200a、200b、200c、200d)可包括一个或多个传感器,其配置成检测身体的生理参数(例如泪液或其他体液中的分析物的浓度、皮下脉管系统的一部分中的血液量、血液的氧合状态、眼睑是否闭合)、装置的环境特性(例如环境照明、气压、温度)、装置的特性(例如加速度、取向)或者检测一些其他信息。这种传感器可以包括加速计、电极(例如电化学分析物传感器的电极、配置成检测眼电图、肌电图或一些其他生物电信号的电生理传感器的电极)、光检测器、温度计、陀螺仪、电容传感器、压力传感器、应变仪、光发射器、麦克风或配置成检测与感兴趣的特性相关的一个或多个物理变量的其他元件。这里所示的可眼戴装置可以使用由电化学电池提供的功率和/或由一些其他源提供的功率(例如通过可眼戴装置的天线由外部系统提供的RF功率)来操作这样的元件以在一个或多个时间点测量生理参数或其他感兴趣的信息。这种测量的属性和/或参数可被记录(例如在装置的存储器中,以便稍后传输到外部系统),传输到外部系统,使用装置的元件指示(例如使用显示器,使用一个或多个发光元件),用于确定用户的健康状态,或根据一些其他应用使用。
三、可眼戴装置的示例性制造
包括至少部分地嵌入如本文所述的成形的刚性透气聚合物材料内的电子设备的可眼戴装置可以以各种方式制造。在一些示例中,这可以包括将前体材料设置在电子设备上或者将电子设备设置在这种前体材料内并固化前体材料以形成刚性透气聚合物材料。然后可以对这种形成的刚性透气聚合物材料进行车削、抛光或以其他方式机械加工,以除去形成的刚性透气聚合物材料的部分,从而根据应用使刚性透气聚合物材料成形。这可以包括使形成的刚性透气聚合物材料成形,使得刚性透气聚合物材料可以安装到眼睛上,使得形成的刚性透气聚合物材料可以安装在成形的软聚合物材料上或其内,使得形成的刚性透气聚合物材料包括至电子设备的暴露元件(例如传感器)的一个或多个通道、窗口或其他特征,或者使得形成的刚性透气聚合物材料具有一些其它形状或特征。该成形可以包括多个步骤,例如指定的第一加工步骤(例如基于关于所形成的刚性透气聚合物材料内的电子设备的位置和/或取向的图像或其他数据)。
在电子设备上布置前体材料和/或在这种前体材料内布置电子设备,然后固化前体材料,可以执行多次(例如以形成相应数量层的刚性透气聚合物材料),以形成电子设备至少部分地嵌入其中的刚性透气聚合物材料的单个连续元件。此外,前体材料的固化可以在前体材料和电子设备包含在模具或其他形状的容器内时发生。这种模具或其他形状的容器可以配置成使得通过固化前体材料形成的刚性透气聚合物材料具有特定的形状。这种特定的形状可以有助于电子设备在所形成的刚性透气聚合物材料内相对于车床或其他加工装置的对准。
图3A至3G示出了制造可眼戴装置的示例性过程中的步骤,该可眼戴装置包括至少部分地嵌入如本文所述的刚性透气聚合物材料内的电子设备。该过程开始于图3A,其示出了已经形成并且可以结合到刚性透气聚合物材料中的电子设备310。电子设备310可以包括由各种过程或方法形成的各种部件(例如电子致动透镜、控制器、环形天线、其上形成/设置其他部件的柔性基板、互连、传感器、电池)。例如,电子设备310可以包括其上设置和/或形成有各种部件的基板(例如互连、传感器电极、天线或其他金属结构可以通过光图案化或其他方法形成在基板上,用于控制基板上的导电材料的图案)。电子设备310可以包括由刚性透气聚合物材料构成的元件,例如透镜或形成为电子致动透镜的其他片材或材料层。
图3B示出了添加设置在电子设备310上的位置处的牺牲塞320。牺牲塞可以设置在电子设备的传感器、电极或一些其他元件上,其操作与暴露于通过本文所述的过程形成的可眼戴装置的环境有关。牺牲塞320可以用于防止在图3A-G所示的制造工艺的后续步骤中在电子设备310的元件上形成刚性透气聚合物材料,使得那些元件被暴露(例如暴露于通过包括图3A-G所示的步骤的过程形成的可眼戴装置的环境中的泪液或一些其他流体或组织)并且使得电子设备310部分地嵌入(而不是完全嵌入)刚性透气聚合物材料中。牺牲塞320可以由聚乳酸、聚乙二醇或一些其他材料构成,这些材料可以替代前体材料,同时前体材料被固化成刚性透气聚合物材料并且随后可被去除,例如通过机械加工、溶解、化学分解或一些其它过程,使得窗口通过刚性透气聚合物材料形成在牺牲塞320相对于电子设备310的前位置处。牺牲塞320可以通过用于处理和/或图案化材料的一个或多个过程形成在电子设备310上,例如通过旋涂、喷墨印刷、光图案化或一些其他过程中的一种或多种。
图3C示出了在电子设备310和牺牲塞320上的前体材料330a的布置。如图3C所示,这包括将电子设备310和牺牲塞320设置在前体材料330a的体积内。前体材料330a包括一种或多种单体或其他化合物或物质,其可被固化以形成刚性透气聚合物材料(例如形成硅氧烷丙烯酸酯材料)。前体材料330a还可以包括聚合引发剂(例如响应于暴露于紫外光而产生自由基的物质)、配置成导致由前体材料330a形成的聚合物链之间的支化和/或交联的连接元件、配置为阻止紫外线透过形成的刚性透气聚合物材料的物质、硬化剂、促进氧气通过形成的刚性透气聚合物材料传输的试剂(例如通过促进形成的刚性透气聚合物材料内的通道或其他结构的形成)或根据应用的其他物质。
在一些示例中,前体材料330a可以是足够粘稠的和/或电子设备310和牺牲塞320可以足够轻,使得电子设备310和牺牲塞320在没有支撑件的情况下被支撑在前体材料330a内。在这样的示例中,这可以包括用前体材料330a部分地填充模具,将电子设备310(以及设置在其上的任何元件,例如牺牲塞320)设置在前体材料330a的表面上的模具内,然后在模具内设置额外量的前体材料330a。另外或可替代地,电子设备310可以通过多个支撑件(例如通过由刚性透气聚合物材料构成的一个或多个支撑件和/或由可以随后被去除以暴露电子设备310的相应元件的牺牲材料构成的一个或多个支撑件)保持在前体材料330a内的位置处。将前体材料330a设置在电子设备310和牺牲塞320上还可以包括用于去除和/或最小化前体材料330a内的气泡的步骤,例如通过将前体材料330a暴露于高压或低压,通过搅拌前体材料330a,和/或通过将前体材料330a暴露于超声波振动。
图3D示出了前体材料330a的固化以形成刚性透气聚合物材料330b。固化前体材料330a可以包括将前体材料330a暴露于热、压力、光(例如紫外光)、化学品、具有特定性质的大气(例如低湿度的大气)或一些其他因素或物质,以从前体材料330a促使和/或加速刚性透气聚合物材料3D的形成。另外或可替代地,前体材料330a可以配置为在没有任何特定触发剂的情况下随时间固化(例如前体材料330a可以包括物质的两部分混合物,当混合时,其用于形成刚性透气聚合物材料330b);在这样的示例中,固化前体材料330a可包括使前体材料330a固化指定的时间段。
然后可以通过去除一部分形成的刚性透气聚合物材料330b来形成可眼戴装置。这可以包括抛光、车削或以其他方式加工所形成的刚性透气聚合物材料330b以形成指定形状。可以指定这种指定的形状,以允许将形成的刚性透气聚合物材料安装到眼睛的角膜表面。另外或可替代地,可以指定这种指定的形状,以允许将形成的刚性透气聚合物材料安装在软聚合物材料内和/或允许在所形成的刚性透气聚合物材料上或周围形成这种软聚合物材料。
在一些示例中,去除一部分所形成的刚性透气聚合物材料330b可包括多步骤过程,其中所形成的刚性透气聚合物材料330b的第一部分被去除以形成刚性透气聚合物材料330b的第一形状,使得电子设备310(例如对准电子设备310的电子致动透镜)与刚性透气聚合物材料330b的第一形状对准。这在图3E中示出,其中已经去除了所形成的刚性透气聚合物材料330b的一部分,以使电子设备310在刚性透气聚合物材料330b的第一形状内居中。这种去除可以通过使用激光、钻头、锯或一些其他装置进行车削、抛光或以其他方式加工所形成的刚性透气聚合物材料330b来实现。可以基于所形成的刚性透气聚合物材料330b内的电子设备310的位置和/或取向的信息(例如电子设备310和形成的刚性透气聚合物材料330b的图像)来执行这种去除。另外或可替代地,刚性透气聚合物材料330b可以形成在模具内,电子设备310的位置和/或取向相对于该模具是已知的(例如通过在固化前体材料330a之前对电子设备310进行成像和/或通过将电子设备310设置在模具内的指定位置处)。
图3F示出了在已经去除所形成的刚性透气聚合物材料330b的另一部分之后形成的刚性透气聚合物材料330b。可以进行这种去除以更快速地形成刚性透气聚合物材料330b的第二形状(例如可以安装到眼睛的角膜表面并且当这么安装时与眼睑运动相容的隐形眼镜的形状),使用不太复杂的方法和/或设备,或根据一些其他改进的考虑,因为电子设备310在所形成的刚性透气聚合物材料330b(如图3E所示)的第一形状内的位置是已知的。可以指定刚性透气聚合物材料330b的第二形状,使得形成的刚性透气聚合物材料330b可以安装到眼睛的角膜表面。在另一示例中,可以指定第二形状,使得所形成的刚性透气聚合物材料330b可以安装在成形的软聚合物材料上或其内(例如使得成形的软聚合物材料和安装在其上或其内的形成的刚性透气聚合物材料330b的组合可以安装到眼睛的角膜表面)。
图3G示出了在去除牺牲塞320之后的电子设备310和所形成的刚性透气聚合物材料330b。形成在刚性透气聚合物材料330b中的窗口325使电子设备310的一部分在牺牲塞320的相对于电子设备310的前位置处暴露。这样的位置可以对应于电子设备310的传感器、电极、电化学电池或一些其他元件的位置,使得当包括所示的所形成的刚性透气聚合物材料330b和电子设备310的可眼戴装置安装到眼睛上时,电子设备310的元件可能暴露于泪液或眼睛的一些其他组织或液体。窗口325的形成可包括使用激光烧蚀所形成的刚性透气聚合物材料330b的一部分,以在去除牺牲塞320之前形成穿过所形成的刚性透气聚合物材料330b至牺牲塞320的窗口。在这样的实施例中,牺牲塞320可以用于保护电子设备310(例如保护电子设备310的传感器、电极或其他元件)免受来自激光器的能量的损坏(例如在形成穿过所形成的刚性透气聚合物材料330b的窗口期间,牺牲塞320可以用作保护剂和/或止回器)。去除牺牲塞320可包括熔化和/或蒸发塞,将塞溶解在溶剂中,通过化学反应分解塞,或者通过一些其他手段去除塞320。另外或可替代地,可以通过用于去除部分形成的刚性透气聚合物材料330b的方法来去除牺牲塞320。
注意,结合图3A-3G描述的步骤和元件旨在作为非限制性示例实施例;可以预期另外或替代的步骤和/或元件。例如,可以省略牺牲塞320,并且刚性透气聚合物材料330b可以形成为使得电子设备完全嵌入刚性透气聚合物材料330b中。可替代地,可以通过去除一部分形成的刚性透气聚合物材料330b,例如使用激光、钻头或一些其他手段,在刚性透气聚合物材料330b中形成一个或多个窗口、通道或其他特征(例如以暴露电子设备310的传感器或其他元件)。在另一示例中,可以在所形成的刚性透气聚合物层330b周围形成成形的软聚合物材料。在又一示例中,化学传感酶或其他传感器物质、生物相容性层(例如亲水性物质层)、润滑剂或一些其他材料或物质可以设置在刚性透气聚合物材料330b上和/或在电子设备310上(例如含有葡萄糖氧化酶的亲水性聚合物层可以设置在葡萄糖传感器的电极上的窗口325内)。
此外,通过在第一层刚性透气聚合物材料上形成和/或设置电子设备并随后在电子设备和第一层刚性透气聚合物材料上形成第二层刚性透气聚合物材料,可以将电子设备至少部分地嵌入所形成的刚性透气聚合物材料中。第一层刚性透气聚合物材料可以具有片、盘、透镜或其他形状的形式。在一些示例中,第一层刚性透气聚合物材料可以形成电子致动透镜的一部分,例如第一层可以包括电极、配置为对准液晶的纹理化表面或者一些其他元件或特征,以便于电子致动透镜的操作。可以将一个或多个其他层(例如盘)刚性透气聚合物材料或其他材料(例如透明电极、液晶层)组装在一起以形成这种电子致动透镜。
图4A至4G示出了制造可眼戴装置的示例性过程中的步骤,该可眼戴装置包括至少部分地嵌入如本文所述的刚性透气聚合物材料内的电子设备。该过程开始于图4A,其示出了第一层刚性透气聚合物材料440。第一层可以通过多种过程中的一种或多种形成,例如模制、机加工、压制、车床加工或其他一些过程。例如,第一层刚性透气聚合物材料440可以通过将平片的刚性透气聚合物材料压制成所需形状并随后从该片的其余部分去除所形成的第一层刚性透气聚合物材料440而形成。这种去除(例如单个化)可以发生在图4A至4G中所示的步骤之间或其一期间(例如可以在单片刚性透气聚合物材料上形成多个可眼戴装置,并且可以在已经执行了多个步骤之后将其去除以制造可眼戴装置,例如在将多个电子设备放置在片材上之后并且在已经在所设置的电子设备上形成其他层刚性透气聚合物材料层之后)。
图4B示出了电子设备410,其已经形成和/或设置在第一层刚性透气聚合物材料440上,并且可以结合到刚性透气聚合物材料中。电子设备410可以包括由各种过程或方法形成的各种部件(例如电子致动透镜、控制器、环形天线、其上形成/设置有其他部件的柔性基板、互连、传感器、电池)。电子设备410的元件(例如控制器、电池、互连、环形天线、传感器)可以设置在第一层刚性透气聚合物材料440上。另外或可替代地,电子设备410的一个或多个部件可以形成和/或设置在柔性基板上,并且将电子设备410设置在第一层刚性透气聚合物材料440上可以包括将柔性基板设置在第一层刚性透气聚合物材料440上。这可以包括使用粘合剂将电子设备410固定在第一层刚性透气聚合物材料440上的适当位置。另外或可替代地,在第一层刚性透气聚合物材料440中形成的脊、销、凹陷或其他特征可用于使电子设备410与第一层刚性透气聚合物材料440对准和/将电子设备410固定在第一层刚性透气聚合物材料440上。
图4C示出了添加设置在电子设备410上的牺牲塞420。牺牲塞可以设置在电子设备的传感器、电极或一些其他元件上,电子设备的操作涉及暴露于通过本文所述的过程形成的可眼戴装置的环境。牺牲塞420可用于防止在图4A-G所示的制造过程的后续步骤中在电子设备410的元件上形成刚性透气聚合物材料,使得那些元件是暴露的(例如暴露于通过包括图4A-G中所示的步骤的过程形成的可眼戴装置的环境中的泪液或一些其他流体或组织)并且使得电子设备410部分地嵌入(而不是完全嵌入)刚性透气聚合物材料中。
图4D示出了在电子设备410、牺牲塞420以及第一层刚性透气聚合物材料440上设置前体材料430a。前体材料430a包括一种或多种单体或者其他化合物或物质,其可被固化以形成刚性透气聚合物材料(例如形成硅氧烷丙烯酸酯材料)。设置前体材料430a可以包括将前体材料430a设置在第一层刚性透气聚合物材料440所安装到的和/或安装在其中的模具内。
图4E示出了前体材料430a的固化以形成第二层刚性透气聚合物材料430b。固化前体材料430a可以包括将前体材料330a暴露于热、压力、光(例如紫外光)、化学品、具有特定性质的大气(例如低湿度的大气)或者一些其他因素后物质,以促使和/或加速由前体材料430a形成第二层刚性透气聚合物材料4E。另外或可替代地,前体材料430a可以配置为在没有任何特定触发剂的情况下随时间固化(例如前体材料430a可以包括物质的两部分混合物,当混合时,其用于形成第二层刚性透气聚合物材料430b);在这样的示例中,固化前体材料430a可包括使前体材料430a固化指定的时间段。
然后可以通过去除第一层430b和第二层440的刚性透气聚合物材料中的一个或两个的一部分来形成可眼戴装置。这可以包括抛光、车削或以其他方式加工刚性透气聚合物材料层430b、440以形成指定的形状。可以指定这样的指定形状以允许将形成的刚性透气聚合物材料层440、430b安装到眼睛的角膜表面上。另外或可替代地,可以指定这样的指定形状以允许将第一和第二层刚性可透气聚合物材料440、430b安装在成形的软聚合物材料上或其内,和/或允许在第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440上或其周围形成这种成形的软聚合物材料,使得第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440至少部分地嵌入成形的软聚合物材料中。
图4F示出了在去除第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440中的至少一个的一部分之后的第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440。可以指定第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440的组合的形状,使得第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440的组合可以安装到眼睛的角膜表面上。在另一示例中,可以将形状指定为使得第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440的组合可以安装在成形的软聚合物材料上或其内(例如使得成形的软聚合物材料和安装在其上或其中的第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440的组合的组合可以安装到眼睛的角膜表面上。
图4G示出了在去除牺牲塞420之后的电子设备410以及第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440。形成在第二层刚性透气聚合物材料430b中的窗口425在牺牲塞420的相对于电子设备410的前位置处暴露电子设备410的一部分。窗口425的形成可以包括在去除牺牲塞420之前使用激光烧蚀第二层刚性透气聚合物材料430b的一部分以形成穿过第二层刚性透气聚合物材料430b至牺牲塞420的窗口。在这样的实施例中,牺牲塞420可以用于保护电子设备410(例如保护电子设备410的传感器、电极或其他元件)免受来自激光器的能量的损坏(例如牺牲塞420可以在形成穿过第二层刚性透气聚合物材料430b的窗口期间用作保护剂和/或止回器)。这样的位置可以对应于电子设备410的传感器、电极、电化学电池或一些其他元件的位置,使得电子设备410的元件可以当包括所示的第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440和电子设备410的可眼戴装置安装到眼睛上时暴露于泪液或眼睛的其他一些组织或流体。
注意,结合图4A-3G描述的步骤和元件旨在作为非限制性示例实施例;还可以预期另外或替代的步骤和/或元件。例如,可以省略牺牲塞420,并且第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440可以形成为使得电子设备完全嵌入第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440的组合中。可替代地,通过去除一部分刚性透气聚合物材料430b、440,例如使用激光、钻头或一些其他装置,可以在第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440中的一个或两个中形成一个或多个窗口、通道或其他特征(例如以暴露电子设备410的传感器或其他元件)。在另一示例中,可以在第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440的组合周围形成成形的软聚合物材料。在又一示例中,化学传感酶或其他传感器物质、生物相容性层(例如亲水性物质层)、润滑剂或者一些其他材料或物质可以设置在第一和第二层刚性透气聚合物材料430b、440的组合上和/或在电子设备410上(例如含有葡萄糖氧化酶的亲水性聚合物层可以设置在葡萄糖传感器的电极上的窗口425内)。
四、结论
在示例实施例涉及与人或人的设备有关的信息的情况下,实施例应被理解为包括隐私控制。这种隐私控制至少包括设备标识符的匿名化、透明度和用户控制,包括使用户能够修改或删除与用户使用产品有关的信息的功能。
此外,在本文讨论的实施例收集关于用户的个人信息或者可以利用个人信息的情况下,可以向用户提供控制程序或特征是否收集用户信息(例如关于用户、病史、社交网络、社交动作或活动、专业、用户的偏好或用户的当前位置的信息)或控制是否和/或如何从内容服务器接收可能与用户更相关的内容的机会。另外,某些数据可以在存储或使用之前以一种或多种方式处理,从而移除个人可识别信息。例如,可以处理用户的身份,以便不能为用户确定个人身份信息,或者可以在获得位置信息的地方概括用户的地理位置(比至城市、邮政编码或州级别),从而无法确定用户的特定位置。因此,用户可以控制如何收集关于用户的信息并由内容服务器使用。
附图中所示的特定布置不应视为限制。应该理解的是,其他实施例可以包括给定附图中所示的更多或更少的每个元件。此外,可以组合或省略一些所示元件。此外,示例性实施例可以包括图中未示出的元件。
另外,虽然本文已经公开了各种方面和实施例,但是其他方面和实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。本文公开的各个方面和实施例是出于说明的目的而不是限制性的,真正的范围和精神由所附权利要求指示。在不脱离本文提出的主题的精神或范围的情况下,可以利用其他实施例,并且可以进行其他改变。容易理解的是,如本文一般描述的并且在附图中示出的本公开的方面可以以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计,所有这些在本文中都是预期的。

Claims (20)

1.一种方法,包括:
将电子设备设置在第一层刚性透气聚合物材料上;
将前体材料设置在所述电子设备和第一层刚性透气聚合物材料上;
固化所述前体材料以形成第二层刚性透气聚合物材料,使得所述电子设备至少部分地嵌入第一层刚性透气聚合物材料和第二层刚性透气聚合物材料内;以及
形成可眼戴装置,其中,形成所述可眼戴装置包括去除所述第一刚性透气聚合物材料和第二层刚性透气聚合物材料中的至少一个的一部分。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:
在将所述前体材料设置在所述电子设备上之前,在所述电子设备上的位置处形成牺牲塞;和
在固化所述前体材料之后去除所述牺牲塞以形成所述第二层刚性透气聚合物材料,其中,所形成的可眼戴装置包括在所述位置处暴露所述电子设备的一部分的窗口。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述电子设备包括传感器,其中,在所述电子设备上的位置处形成牺牲塞包括在所述传感器上形成所述牺牲塞,其中,当所形成的可眼戴装置安装到眼睛时,眼睛的泪液能够通过所述窗口接触所述传感器。
4.根据权利要求2所述的方法,还包括,在固化所述前体材料以形成所述第二层刚性透气聚合物材料之后并且在去除所述牺牲塞之前:
操作激光以形成穿过所述第二层刚性透气聚合物材料至所述牺牲塞的窗口。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所形成的可眼戴装置的电子设备完全嵌入在所述第一层刚性透气聚合物材料和第二层刚性透气聚合物材料内。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,形成所述可眼戴装置还包括:
形成包含水凝胶的成形的软聚合物材料,使得所述第一层刚性透气聚合物材料和第二层刚性透气聚合物材料完全嵌入所形成的成形的软聚合物材料中。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,通过去除所述第一层刚性透气聚合物材料和第二层刚性透气聚合物材料中的至少一个的一部分来形成可眼戴装置包括去除所述第一层刚性透气聚合物材料和第二层刚性透气聚合物材料中的至少一个的一部分,使得所述可眼戴装置能够可拆卸地安装在眼睛的角膜表面上,从而当所述可眼戴装置这么安装时与眼睑运动相容。
8.一种方法,包括:
将电子设备设置在前体材料内;
固化所述前体材料以形成刚性透气聚合物材料,使得所述电子设备至少部分地嵌入所述刚性透气聚合物材料中;
形成可眼戴装置,其中,形成所述可眼戴装置包括去除一部分刚性透气聚合物材料。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,将电子设备设置在前体材料内包括:
用一定量的前体材料部分地填充模具;
将所述电子设备设置在所述前体材料表面上的所述模具内;和
在所述模具内放置额外量的前体材料。
10.根据权利要求8所述的方法,还包括:
在将所述电子设备设置在所述前体材料内之前,在所述电子设备上的位置处形成牺牲塞;和
在固化所述前体材料之后去除所述牺牲塞以形成刚性透气聚合物材料,其中,所形成的可眼戴装置包括在所述位置处暴露所述电子设备的一部分的窗口。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述电子设备包括传感器,其中,在所述电子设备上的位置处形成牺牲塞包括在所述传感器上形成所述牺牲塞,其中,当所形成的可眼戴装置安装到眼睛时,眼睛的泪液能够通过所述窗口接触所述传感器。
12.根据权利要求10所述的方法,还包括,在固化所述前体材料以形成其他刚性透气聚合物材料之后并且在去除所述牺牲塞之前:
操作激光以形成穿过所述其他刚性透气聚合物材料至所述牺牲塞的窗口。
13.根据权利要求8所述的方法,其中,所形成的可眼戴装置的电子设备完全嵌入所形成的刚性透气聚合物材料内,其中,形成所述可眼戴装置还包括:
形成包含水凝胶的成形的软聚合物材料,使得刚性透气聚合物材料完全嵌入所形成的成形的软聚合物材料中。
14.根据权利要求8所述的方法,其中,通过去除所述第一层刚性透气聚合物材料和第二层刚性透气聚合物材料中的至少一个的一部分来形成可眼戴装置包括去除所述第一层刚性透气聚合物材料和第二层刚性透气聚合物材料中的至少一个的一部分,使得所述可眼戴装置能够可拆卸地安装在眼睛的角膜表面上,从而当所述可眼戴装置这么安装时与眼睑运动相容。
15.一种可眼戴装置,包括:
电子设备;和
成形的刚性聚合物材料,其中,所述电子设备至少部分地嵌入所述成形的刚性聚合物材料中,并且其中,所述成形的刚性聚合物材料包括刚性透气聚合物。
16.根据权利要求15所述的可眼戴装置,其中,所述电子设备包括传感器,其中,所述成形的刚性聚合物材料包括暴露所述传感器的窗口,其中,所述窗口暴露所述传感器,使得当所述可眼戴装置安装到眼睛时,眼睛的泪液能够通过所述窗口接触所述传感器。
17.根据权利要求15所述的可眼戴装置,其中,所述电子设备包括设置在柔性基板上的一个或多个电子部件。
18.根据权利要求15所述的可眼戴装置,其中,所述电子设备包括电子致动透镜。
19.根据权利要求15所述的可眼戴装置,还包括:
包含水凝胶的成形的软聚合物材料,其中,所述成形的刚性聚合物材料完全嵌入所述成形的软聚合物材料中。
20.根据权利要求15所述的可眼戴装置,还包括:
包含水凝胶的成形的软聚合物材料,其中,所述成形的刚性透气聚合物材料和成形的软聚合物材料成形为使得所述成形的刚性聚合物材料能够可拆卸地安装到所述成形的软聚合物材料,使得(i)所述成形的刚性聚合物材料至少部分地嵌入所述成形的软聚合物材料中,和(ii)当所述成形的刚性聚合物材料可拆卸地安装到所述成形的软聚合物材料时,所述成形的软聚合物材料和所述成形的刚性聚合物材料的组合能够以与眼睑运动相容的方式可拆卸地安装在眼睛的角膜表面上。
CN201780010444.5A 2016-03-03 2017-02-22 嵌入刚性透气隐形眼镜的电子器件 Expired - Fee Related CN108778699B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662302892P 2016-03-03 2016-03-03
US62/302,892 2016-03-03
US15/436,594 2017-02-17
US15/436,594 US10488677B2 (en) 2016-03-03 2017-02-17 Electronics embedded in rigid gas permeable contact lenses
PCT/US2017/018971 WO2017151364A1 (en) 2016-03-03 2017-02-22 Electronics embedded in rigid gas permeable contact lenses

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108778699A true CN108778699A (zh) 2018-11-09
CN108778699B CN108778699B (zh) 2021-01-15

Family

ID=59723542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780010444.5A Expired - Fee Related CN108778699B (zh) 2016-03-03 2017-02-22 嵌入刚性透气隐形眼镜的电子器件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10488677B2 (zh)
EP (1) EP3423264A1 (zh)
CN (1) CN108778699B (zh)
WO (1) WO2017151364A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114280815A (zh) * 2022-01-07 2022-04-05 东南大学 一种含有柔性电路的智能隐形眼镜及其制备方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9977258B2 (en) * 2016-04-14 2018-05-22 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods and apparatus to enhance oxygen concentrations for ophthalmic devices
US9964780B2 (en) 2016-04-14 2018-05-08 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods and apparatus to enhance oxygen concentrations for advanced ophthalmic devices
US10613349B2 (en) * 2017-04-26 2020-04-07 Tectus Corporation Contact lens wiring
US11029538B2 (en) * 2017-10-25 2021-06-08 Coopervision International Limited Contact lenses having an ion-impermeable portion and related methods
EP3730996B1 (en) * 2017-12-22 2024-07-17 Sony Group Corporation Contact lens and communication system
EP3593708B1 (en) * 2018-07-13 2024-08-28 Nokia Technologies Oy Artificial skin
US11607172B2 (en) * 2018-12-21 2023-03-21 Verily Life Sciences Llc Impedance sensor for ophthalmic device using shared antenna electrode

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5087392A (en) * 1988-05-31 1992-02-11 Sola Usa, Inc. Method of mold contact lenses
US20060001184A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Phelan John C Method for lathing silicone hydrogel lenses
US20100109175A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Pugh Randall B Processor controlled ophthalmic device
WO2013186573A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Dealtforce Limited Mould and method for forming a contact lens
US20140296672A1 (en) * 2013-03-26 2014-10-02 Google Inc. Systems and Methods for Encapsulating Electronics in a Mountable Device
US20150004058A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Google Inc. Methods for Forming a Channel Through a Polymer Layer Using One or More Photoresist Layers
US20150005602A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Google Inc Methods for Adhering a Substrate to a Polymer Layer
US20150145155A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Method of manufacturing hydrogel ophthalmic devices with electronic elements
CN104718448A (zh) * 2012-10-12 2015-06-17 谷歌公司 眼科电化学传感器中的微电极
US20150183173A1 (en) * 2013-12-30 2015-07-02 Google Inc. Methods and Apparatus for Positioning a Structure on a Polymer Layer

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6450641B2 (en) * 1992-06-02 2002-09-17 Lasersight Technologies, Inc. Method of corneal analysis using a checkered placido apparatus
US5347326A (en) 1992-10-05 1994-09-13 Volk Donald A Diagnostic or therapeutic contact lens
US6566627B2 (en) * 2000-08-11 2003-05-20 Westar Photonics, Inc. Laser method for shaping of optical lenses
US6991651B2 (en) 2002-11-27 2006-01-31 Valdemar Portney Adjustable intraocular lens system and intraocular lenses therefor
US20050288197A1 (en) 2004-06-08 2005-12-29 Ocularis Pharma, Inc. Silicone polymer topical eye compositions and methods of use
CN101344600B (zh) * 2007-07-13 2011-01-26 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 镀膜镜片的制作方法
US20100249273A1 (en) 2009-03-31 2010-09-30 Scales Charles W Polymeric articles comprising oxygen permeability enhancing particles
US20110071630A1 (en) 2009-09-10 2011-03-24 Boston Foundation For Sight Sodium channel blocker delivery system with scleral lens
US8721074B2 (en) 2011-11-30 2014-05-13 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Electrical interconnects in an electronic contact lens
US10025114B2 (en) 2013-03-13 2018-07-17 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Hydrogel lens having raised portions for improved oxygen transmission and tear flow
US9829720B2 (en) 2013-07-05 2017-11-28 Universiteit Gent Active multifocal lens
US9341864B2 (en) 2013-11-15 2016-05-17 Nexisvision, Inc. Contact lenses having a reinforcing scaffold
US9044200B1 (en) 2013-12-17 2015-06-02 Google Inc. Noble metal surface treatment to improve adhesion in bio-compatible devices
KR102336290B1 (ko) 2014-04-08 2021-12-09 알콘 인코포레이티드 산소-발생 요소를 그 안에 갖는 안과용 렌즈
US20150290034A1 (en) 2014-04-09 2015-10-15 BeautiEyes, LLC Aperture widening prosthesis including spline surface topography and methods of making the same
US9690118B2 (en) 2014-06-13 2017-06-27 Verily Life Sciences Llc Eye-mountable device to provide automatic accommodation and method of making same
US9841614B2 (en) 2014-06-13 2017-12-12 Verily Life Sciences Llc Flexible conductor for use within a contact lens
US20180160976A1 (en) 2014-11-10 2018-06-14 Unist (Ulsan National Institute Of Science And Technology) Biosensor, transparent circuitry and contact lens including same
US10168353B2 (en) 2015-05-19 2019-01-01 Nanyang Technological University Apparatus and methods for investigating a sample surface

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5087392A (en) * 1988-05-31 1992-02-11 Sola Usa, Inc. Method of mold contact lenses
US20060001184A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Phelan John C Method for lathing silicone hydrogel lenses
US20100109175A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Pugh Randall B Processor controlled ophthalmic device
WO2013186573A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Dealtforce Limited Mould and method for forming a contact lens
CN104718448A (zh) * 2012-10-12 2015-06-17 谷歌公司 眼科电化学传感器中的微电极
US20140296672A1 (en) * 2013-03-26 2014-10-02 Google Inc. Systems and Methods for Encapsulating Electronics in a Mountable Device
CN105143965A (zh) * 2013-03-26 2015-12-09 谷歌公司 用于在可安装器件中密封电子器件的系统和方法
US20150004058A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Google Inc. Methods for Forming a Channel Through a Polymer Layer Using One or More Photoresist Layers
US20150005602A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Google Inc Methods for Adhering a Substrate to a Polymer Layer
US20150145155A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Method of manufacturing hydrogel ophthalmic devices with electronic elements
US20150183173A1 (en) * 2013-12-30 2015-07-02 Google Inc. Methods and Apparatus for Positioning a Structure on a Polymer Layer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114280815A (zh) * 2022-01-07 2022-04-05 东南大学 一种含有柔性电路的智能隐形眼镜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170255030A1 (en) 2017-09-07
CN108778699B (zh) 2021-01-15
EP3423264A1 (en) 2019-01-09
WO2017151364A1 (en) 2017-09-08
US10488677B2 (en) 2019-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108778699A (zh) 嵌入刚性透气隐形眼镜的电子器件
US10603854B2 (en) Methods and apparatus for positioning a structure on a polymer layer
US10718958B2 (en) Rigid, gas-permeable polymer as over-mold and sealant for adaptive opthalmic lens
EP3082570B1 (en) Contact lens for measuring intraocular pressure
KR101616338B1 (ko) 안구-장착형 장치에서 링형 구조물 배치 방법
US10577166B2 (en) Packaging for an active contact lens
US9332935B2 (en) Device having embedded antenna
US9028772B2 (en) Methods for forming a channel through a polymer layer using one or more photoresist layers
EP3014347A1 (en) Methods for adhering a substrate to a polymer layer
US9636050B1 (en) Methods and apparatus for forming a channel through a polymer layer using a protrusion
EP3515509B1 (en) Drying and sterilization of contact lenses
US10232531B1 (en) Methods and apparatus for forming a polymer layer around a structure using a plurality of protrusions
US9789655B1 (en) Methods for mold release of body-mountable devices including microelectronics

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20210115