JP2011520524A - 埋込電子デバイスの誘導充電のためのデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】埋込電子デバイスの誘導充電のためのデバイスを提供する。
【解決手段】
埋込電子デバイスを充電するのに適したデバイスが提供される。一つ以上の埋込電子デバイス、特に埋込眼科デバイスを充電するのに適したデバイスは、着用可能フレームと、一つ以上の導電性コイルと、導電性コイルに電流を供給する一つの電源を有していてよい。二次導電性コイルを有している埋込デバイスの近傍に置かれたとき、導電性コイル中の電流は二次導電性コイル中に誘導電流を引き起こし、それは埋込電子デバイスに電力を供給するために使用され得る。

Description

この出願は、２００８年５月１６日に提出された米国仮出願６１／０５３，７９６号に対する優先権を請求し、その開示は参照によってそのまま組み込まれる。

病気または損傷を治すため、目の光学的異常を矯正するため、視力を増強するため、他の対物鏡を達成するために、さまざまな埋込可能眼科デバイスが提案された。これらのデバイスは、水晶体（眼内レンズ、ＩＯＬ）の置換物として、角膜の中に（角膜インレー）、健康な水晶体の前または後ろに前または後眼房の中に、網膜の上に（合成網膜）、網膜の下に、または目の他の領域に埋め込まれ得る。単なる例として、埋込可能電子デバイスの例は、２００８年２月２２日に提出された米国特許出願シリアル番号１２／０３９，７７９と、２００９年３月１８日に提出された米国出願シリアル番号１２／４０６，６５６に提供され、それらの各開示は参照によってそのまま組み込まれる。脳内、耳内、頭の顔または額エリアの他の領域に埋め込まれる電子デバイスも提案または実行された。

一つ以上の埋込電子デバイス、特に埋込眼科デバイスを充電するのに適したデバイスは、着用可能フレームと、一つ以上の導電性コイルと、導電性コイルに電流を供給する電源を有していてよい。二次導電性コイルを有している埋込デバイスの近傍に置かれたとき、導電性コイル中の電流は二次導電性コイル中の誘導電流を引き起こし、それは埋込電子デバイスに電力を供給するために使用され得る。

図１は、埋込医療機器の近傍に置かれたコイルについての例示概略図を示している。 図２Ａは、埋込眼科デバイスを充電するのに適した例示デバイスの概略図を示している。 図２Ｂは、一つ以上の埋込眼科デバイスを充電するのに適した例示デバイスの概略図を示している。 図３Ａは、一つ以上の埋込眼科デバイスを充電するのに適した例示デバイスの概略正面図を示している。 図３Ｂは、一つ以上の埋込眼科デバイスを充電するのに適した例示デバイスの概略平面図を示している。 図４Ａは、一つ以上の埋込眼科デバイスを充電するのに適した例示デバイスの概略正面図を示している。 図４Ｂは、一つ以上の埋込眼科デバイスを充電するのに適した例示デバイスの概略平面図を示している。

さまざまな埋込可能電子デバイスは、埋込可能眼科デバイスを含んでおり、バッテリーなどの一体化電力源を有し得るか有していると予想され得る。いくつかの埋込可能デバイスは、一体化再充電可能バッテリーでの使用に適し得る。そのようなデバイスについては、電源を交換することはおそらく追加侵襲性外科的処置を必要とするであろうから、電源を充電する非侵入性技術が好まれ得る。

再充電可能埋込可能デバイス、すなわち充電式バッテリーまたは他の再充電可能エネルギー蓄積機構を内蔵しているデバイスは、デバイス中に電流を誘導することによって充電され得る。当業者に知られているであろうように、一次導電性コイルに印加された交流電流（ＡＣ）は、ファラデーの電磁誘導の法則によって一次コイルの近く配置されているが直接物理的に接触していない二次コイル中に交流電流を引き起こす。一次コイル中の変化する電流は、コイルの領域に磁場を引き起こす。電流が変化すると、磁場が変化し、二次コイル中に誘導電流を引き起こす。この誘導電流は、コイルと電気的に接触しているバッテリーまたは他のエネルギー蓄積機構を充電するために使用され得る。誘導電流の振幅は、一次コイルに印加される電流と二つのコイルの相対位置を調節することによって制御され得る。一般に、二次コイルへの、したがって充電式バッテリーへのエネルギーの伝達は、コイルの中心軸がより厳密に整列するにつれて、より効率的になる。

埋込デバイスを充電するための発明者によって以前に考慮された一つの方法は、誘導枕を使用することである。誘導枕の例は、２００５年１０月２８日に提出された米国出願番号１１／２６１，０３５に提供され、その開示は参照によってそのまま組み込まれる。そのようなデバイスは、ユーザーが眠り得る枕の中に充電コイルを内蔵している。枕の中の、またはそれに連結された電源は、充電コイルに電流を供給し、埋込デバイスを誘導的に充電する。しかしながら、眠っているときにユーザーは一般に左右に向いたり寝返りを打ったりするので、枕は望まれたほど効率的でないことがある。したがって、多くの状況では、誘導枕はデバイスを適切にまたは完全に充電し得ないか、枕は誘導充電を提供し得るが、誘導転送の効率は低減される。

ここに説明されるデバイスは、より効率的な充電を提供し得、また誘導枕などの他の方法に対して他の利益を提供し得る。埋込医療機器のバッテリーを充電するため、コイルは、埋込デバイスの近傍に置かれ得、電流がコイルに供給され得る。したがって二次電流が埋込デバイス内のコイルに誘導され、コイルに電気的に連結されたバッテリーを充電し得る。図１は、埋込医療機器の近傍に置かれたコイルの例示概略図を示している。着用者は、一つ以上の埋込デバイス、たとえば眼内光学部品（ＩＯＯ）１０、眼内レンズ（ＩＯＬ）１５、それらの組み合わせ、または一つ以上の他のデバイスを有していることがある。埋込デバイス１０，１５は、導電性コイルに電気的に連結された充電式バッテリーを有していてよい。導電性コイル２５はデバイスの近傍に置かれ得、電流がコイル２５に印加され得る。二次電流が、デバイス１０，１５の中のコイルに生成され、それにより充電式バッテリーを充電し得る。さらに詳しく以下に説明されるように、導電性コイル２５は、コイルを着用者の頭に適当な個所に置くために使用され得るさまざまな外部帽子または他のデバイスに内蔵され得る。

いくつかの構成では、導電性コイル２５が埋込デバイスに対して特定の構成または整列に置かれることが好まれ得る。たとえば、ＩＯＬ１５または他の埋込眼科デバイスは、着用者の目に対してある配列を有していると知られていることがあり、コイルを既知の配列で内蔵し得る。例示配列では、デバイス１５の中に内蔵されたコイルは、コイルの中心軸が、着用者の目の中心を通ってまたは主軸に沿って引かれた線、たとえば図１中の線Ａに平行またはほぼ平行になるように配列され得る。この特定の配列は例としてのみ提供され、コイル２５はさまざまな他の配列と構成で配置され得ることが理解されるであろう。デバイスコイルの配列が知られているならば、外部導電性コイル２５は、コイル２５が充電工程の所望の効率を最大にするまたは達成するように配列されるように位置決めされ得る。たとえば、特定の配列は、コイル２５に印加されるコイルサイズ電流の特定の組み合わせに対して得られることが可能であるデバイスコイル中の最大の誘導電流を生成し得る。デバイス１０，１５内のコイルが、コイル２５に対してある整列で置かれることが好まれ得るけれども、他の構成が使用されてもよい。たとえば、いくつかの構成では、埋込デバイス内のコイルの正確な配列または位置決めは知られていないことがある。当業者には明白であろうように、コイル２５のサイズと、コイル２５に印加される電流の大きさは、デバイス内に所望の誘導電流を達成するために調節され得る。同様に、充電時間は、充電式バッテリーに印加される所望の完全な充電を達成するために調節され得る。

図２Ａと２Ｂは、充電式バッテリーを有している埋込眼科デバイスなどの埋込デバイスの近傍に充電コイルを置くのに適した例示デバイスの一部を切り取った概略図を示している。デバイスは、図２Ａと２Ｂに示されたマスクなどの着用可能フレーム１００を有している。着用可能フレームは、フレーム１００を着用者の頭に取り付けるのに適した弾性または調整可能ストラップ１１２など、フレーム１００を着用者の身体に取り外し可能または一時的に取り付けるための部分を有していてよい。サングラス、処方レンズ、拡大鏡などと一緒に使用されるフレームなどの他の構造が使用されてもよい。フレーム１００は、着用者の身体の所望の領域に隣接して置かれる中央または本体部１１０を有していてよい。デバイスは、デバイスが着用されたとき、埋込可能電子デバイスが埋め込まれている着用者の身体の領域に隣接して配置され得る一つ以上の導電性コイル２５，２２５を有していてよい。バッテリーなどの電源１２０は、導電性コイル２５，２２５中に電流を生成する電力を供給し得る。デバイスは、当業者によって理解されるように、電源１２０によって供給された電力を、所望の周波数、振幅または他の特性を有している交流電流に変換したりするさまざまな制御エレクトロニクス１３０を有していてよい。

特定の例として、図２Ａと２Ｂに示されたデバイスはマスク１１０を有しており、それは、明るい照明の中で眠っている間の光を遮断するための現在入手可能なマスクに設計が類似していてよい。マスクは、着用者の目をおおって置かれ、着用者の頭の後ろに置かれた伸縮性ストラップ１１２によって適所に保持され得る。バッテリー１２０は、使い捨てまたは再充電可能であってよい。バッテリーを充電することは、たとえば、携帯電話または他のポータブル電子機器に使用されるものと同様の充電ユニットにマスク１００またはバッテリー１２０を差し込むことによって実施され得る。バッテリーは、埋込電子眼科デバイスなどの埋込デバイス内の二次コイルにＡＣ電流を誘導するのに十分なＡＣ電流を充電コイルに供給する電子機器１３０を駆動するために入力線を介して電力を供給する。二次コイルに誘導されたＡＣ電流は、それから、埋込眼科デバイス内の再充電回路構成に電力供給するために使用される。

さまざまな構成が着用可能フレームに使用されてよい。たとえば、図３Ａと３Ｂは、眼鏡レンズを保持するために使用される典型的なフレームに設計が類似している着用可能フレームを有しているデバイス３００の正面および上面概略図をそれぞれ示している。フレームは、レンズマウントまたは目ワイヤー３１０，３２０を有していてよい。各レンズマウント３１０，３２０が導電性コイル２５を有していてよく、あるいは、一つの導電性コイルが一つのフレームだけに含まれていてよい。デバイス３００は、通常の眼鏡と同様の手法で、すなわち、着用者の耳の上にアーム３３０の端を引っ掛けることによって着用され得る。デバイス３００は、着用者の片目または両目の領域内または中に埋め込まれた一つ以上の眼科デバイスを充電するのに適していてよい。デバイスは、マウント３１０，３２０内に装着された一つ以上のレンズ、たとえば処方眼鏡レンズ、ピアノレンズ、ガラス、プラスチックまたは任意の他の好適な材料で作られたレンズを有していてよく、あるいは、デバイスは、レンズを全く有していなくてよい。図３Ａ〜３Ｂに示されたデバイス３００は、たとえば、着用者の視力を著しく不明りょうにすることなく、すなわち、デバイスが着用されたときに着用者の視力がデバイスによって実質的にまたは完全に不明りょうにされ得ることなく、埋込電子眼科デバイスを充電するために使用され得る。いくつかのケースでは、デバイスは、処方レンズと一緒に一般に使用されるであろう、アイウェアフレームと同一物または同様物に関して、着用者の視力を不明りょうにしてよい。特定の例として、着用者がテレビまたはモニターを見たり、読んだり、他の活動をおこなったりするあいだ、デバイスは着用されてよい。前に説明されたような電源と制御エレクトロニクスが、ブリッジ３１５、マウント３１０，３２０の一方または両方、または任意の他の好適な個所などの着用可能フレームの一部に含まれていてよい。電源および／または制御エレクトロニクスを導電性コイル２５に連結するフレーム内に適当な電気的連結が配置されてよい。

図４Ａ〜４Ｂは、それぞれ、一つ以上の埋込眼科デバイスを充電するための着用可能な導電性コイルを有している別のデバイス４００の正面および上面概略図を示している。図４Ａ〜４Ｂに示されたデバイスは、図３Ａ〜３Ｂに示されたものと同様である。しかしながら、導電性コイル２５は、レンズマウント３１０の一つ内に装着されたレンズ４１０内に配置されている。レンズ４１０は、処方レンズ、ピアノレンズまたは任意の他の好適なレンズタイプであってよく、また、ガラス、プラスチックまたは任意の他の好適な材料で作られていてよい。導電性コイル２５はレンズ４１０内に配置されていてよく、着用者の中央視野に障害を与えるのを避けるために十分に大きい半径を有していてよい。電気的連結４１５は、コイル２５を前に説明されたような電源および／または制御エレクトロニクスに連結していてよい。いくつかの構成では、コイル２５および／または連結４１５は十分に薄くてよく、それらは、近距離において、たとえばデバイス４００が着用者によって着用されたときに、実質的にまたは完全に目に見える。他の構成では、コイルおよび／または連結は着用者の目に見えるが、不明りょうさのない着用者の視力の中央領域を残すようにレンズ内に配置されていてよい。

ここに開示されたデバイスは、着用者と一緒に移動する効率的な誘導充電デバイスを提供する。したがって、着用者は、図２Ａ〜２Ｂに示されるようなマスクを使用しているときなど、たとえば、任意の姿勢でころがったり眠ったりし得る。デバイスはまた、ユーザーがかれらの家から離れているときに、他の充電デバイスよりもユーザーフレンドリーであり得る。

任意の他の好適な構成が、マスク、ゴーグル、帽子、ヘッドバンド、頭覆い、粘着性ストリップ、およびこの分野で周知な他の配列を含む着用可能フレームに使用されてもよい。ここに説明されたような埋込電子デバイスを充電するためのデバイスは、デバイスの領域の中に配置されているかそこに取り付けられている導電性コイルを有していると説明されていてよい。同様に、埋込電子デバイスは、着用者の領域の中に配置されているか埋め込まれていると説明されていてよい。充電デバイスは、デバイスが着用者の領域の近傍に置かれたときに着用者の領域に隣接していると説明されていてよい。たとえば、埋込眼科デバイスは、着用者の目の領域にあると説明されていてよい。マスクまたは他の着用可能フレームの中の導電性コイルは、着用可能フレームが通常の方法で、たとえば（マスクについては）目をおおって、また（眼鏡については）顔と耳の上に着用されたときに着用者の目および／または埋込デバイスに隣接していると説明されていてよい。一般に、導電性コイルは、領域に「隣接している」と説明される着用者の関連領域に直接物理的に接触している必要はない。

ここに説明された充電デバイスのある構成は、異なる利点を提供し得る。たとえば、図２Ａ〜２Ｂに関連して説明されたようなマスク構成は、図３〜４に関連して説明されたものなどの他の構成を超えた利点を提供し得る。眼鏡または他の同様のフレームは位置決めオプションのより制限された範囲を有し得るのに、マスクは、デバイス中の充電コイルが着用者の頭および／または埋込デバイスに対して任意の位置に置かれることを可能にし得る。マスクはまた、充電コイルが埋込デバイスに接近して置かれることを可能にし得、それは、埋込デバイスへのより効率的なエネルギー伝達を提供し得る。

発明の例証的で現在好適な実施形態がここに詳細に説明されたが、発明の概念は、他の方法で種々に具体化および使用されてよく、また、添付の特許請求の範囲、先行技術によって制限されたものを除き、そのようなバリエーションを含むと解釈されるように意図されていると理解されるべきである。

Claims (30)

1. 着用可能フレームと、
   前記着用可能フレームの第一の領域に取り付けられた第一の導電性コイルを備えており、前記着用可能フレームが着用者によって着用されたとき、前記導電性コイルは前記着用者の目に隣接して配置される、デバイス。
2. 前記着用可能フレームはマスクを備えている、請求項１のデバイス。
3. 前記着用可能フレームの第二の領域に取り付けられた第二の導電性コイルをさらに備えており、
   前記フレームが前記着用者によって着用されたとき、前記着用可能フレームの前記第一の領域は前記着用者の一方の目に隣接して配置され、前記着用可能フレームの第二の領域は前記着用者の他方の目に隣接して配置される、請求項１のデバイス。
4. 前記着用可能フレームはマスクを備えている、請求項３のデバイス。
5. 前記第一の導電性コイル、前記デバイスの着用者の身体内に埋め込まれた電子眼科デバイスに誘導充電を提供するように構成されている、請求項１のデバイス。
6. 前記第一の導電性コイルに電気的に連結された電源をさらに備えている、請求項１のデバイス
7. 前記電源は充電式バッテリーを備えている、請求項６のデバイス。
8. 前記着用可能フレームは一つ以上のレンズマウントを備えている、請求項１のデバイス。
9. 前記導電性コイルは、前記一つ以上のレンズマウントの一つ内に配置されている、請求項８のデバイス。
10. 前記着用可能フレームは、前記一つ以上のレンズマウントの一つ内に配置されたレンズを備えている、請求項８のデバイス。
11. 前記第一の導電性コイルは、前記レンズ内に配置されている、請求項１０のデバイス。
12. 前記デバイスが着用されたとき、前記着用者の視力は実質的に不明りょうになっていない、請求項１のデバイス。
13. 導電性コイルを備えているマスクであって、前記導電性コイルは、前記マスクが着用者の目をおおって着用されたときに前記着用者内に埋め込まれたデバイス中に電流を誘導して前記デバイスに関連した電源を誘導的に充電するように構成されている、マスク。
14. 第二の導電性コイルをさらに備えており、前記第二の導電性コイルは、前記マスクが着用者の目をおおって着用されたときに前記着用者内に埋め込まれた第二のデバイスに電流を誘導して前記第二のデバイスに関連した電源を誘導的に充電するように構成されている、請求項１３のマスク。
15. 前記第一の導電性コイルに電気的に連結された電源をさらに備えている、請求項１３のマスク
16. 前記電源は充電式バッテリーを備えている、請求項１５のマスク。
17. 着用者の第一の領域に埋め込まれるように構成された埋込可能眼科デバイスと、
    着用可能デバイスを備えており、
    前記埋込可能眼科デバイスは、
    充電式バッテリーと、
    第一の導電性コイルを備えており、
    前記着用可能デバイスは、
    着用可能フレームと、
    前記着用可能フレームの第一の領域に取り付けられた第二の導電性コイルを備えており、
    前記着用可能デバイスが前記着用者によって着用されたとき、前記着用可能フレームの前記第一の領域は前記着用者の第一の領域に隣接して配置される、システム。
18. 前記着用可能フレームはマスクを備えている、請求項１７のシステム。
19. 前記着用可能フレームの第二の領域に取り付けられた第三の導電性コイルをさらに備えている、請求項１７のシステム。
20. 前記着用者の第二の領域に埋め込まれるように構成された第二の埋込可能デバイスをさらに備えており、
    前記着用可能デバイスが前記着用者によって着用されたとき、前記着用可能フレームの第二の領域は前記着用者の第二の領域に隣接して配置される、請求項１９のシステム。
21. 前記第一の導電性コイルに電気的に連結された電源をさらに備えていること請求項１７のシステム
22. 前記電源は充電式バッテリーを備えている、請求項２１のシステム。
23. 前記着用可能フレームは一つ以上のレンズマウントを備えている、請求項１７のシステム。
24. 前記導電性コイルは、前記一つ以上のレンズマウントの一つ内に配置されている、請求項２３のシステム。
25. 前記着用可能フレームは、前記一つ以上のレンズマウントの一つ内に配置されたレンズを備えている、請求項２３のシステム。
26. 前記第一の導電性コイルは、前記レンズ内に配置されている、請求項２５のシステム。
27. 前記デバイスが着用されたとき、前記着用者の視力は実質的に不明りょうになっていない、請求項２３のシステム。
28. デバイスであって、
    前記デバイスの着用者に前記デバイスを取り付けるための手段と、
    前記着用者の身体内に埋め込まれた電子デバイスを誘導的に充電するための手段を備えている、デバイス。
29. 前記着用者の身体内に埋め込まれた第二の電子デバイスを誘導的に充電するための手段をさらに備えている、請求項２８のデバイス。
30. 前記デバイスが着用されたとき、前記着用者の視力は実質的に不明りょうになっていない、請求項１のデバイス。

Images