JP2018041070A - コンタクトレンズに電気エネルギーを伝送する方法及びそのシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】生理的動作を介して、電磁誘導の原理を利用することによって、コンタクトレンズにおける電子素子に供給される電気エネルギーを発生することを可能とする。
【解決手段】コンタクトレンズ１０と磁気素子２０とを含むコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム３０が提供される。コンタクトレンズは、少なくとも生理的信号感知素子１２、誘導コイル１３、及びエネルギー蓄積素子を含む。磁気素子と、誘導コイルとの間に相対運動がある場合、誘導コイルから誘導起電力が発生し、前記エネルギー蓄積素子を充電する。
【選択図】図３Ａ
【解決手段】コンタクトレンズ１０と磁気素子２０とを含むコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム３０が提供される。コンタクトレンズは、少なくとも生理的信号感知素子１２、誘導コイル１３、及びエネルギー蓄積素子を含む。磁気素子と、誘導コイルとの間に相対運動がある場合、誘導コイルから誘導起電力が発生し、前記エネルギー蓄積素子を充電する。
【選択図】図３Ａ
Description
本発明は、外部からの電気エネルギーを受けることができるコンタクトレンズに関するものであり、特に、コンタクトレンズに電気エネルギーを伝送する方法及びそのシステムに関するものである。
コンタクトレンズは、視力を矯正し、または目を保護するために、目の角膜に装着されるレンズである。電子ディバイスの微小化技術が徐々に成熟していることにつれ、コンタクトレンズは、視力矯正の機能を有する以外に、微小化された電子ディバイスをコンタクトレンズの内部に埋め込み、微小化された電子ディバイスを介して目の物理量または涙液中の化学物質を検出することができるため、ユーザが目または体の健康状態を知ることが可能となる。
例えば、制御回路、マイクロプロセッサ、通信素子、パワーサプライ、センサ、アクチュエータ、発光ダイオード、光センサ、またはマイクロアンテナをコンタクトレンズに整合することができ、これにより、視力を矯正するために用いられるだけでなく、ビジョンを強化し、追加の機能を提供することができる。
例えば、制御回路、マイクロプロセッサ、通信素子、パワーサプライ、センサ、アクチュエータ、発光ダイオード、光センサ、またはマイクロアンテナをコンタクトレンズに整合することができ、これにより、視力を矯正するために用いられるだけでなく、ビジョンを強化し、追加の機能を提供することができる。
上述のような微小化された電子ディバイスは、電気エネルギーを消費することで通常の動作を動かすことができるため、コンタクトレンズに十分な電気エネルギーを効果的に提供することが解決すべきである重要な課題となる。例えば、米国発明特許出願公開ＵＳ２０１３／００４１２４５Ａ１には、眼圧を長時間に渡って測定することができるコンタクトレンズのアゼンブリが掲示され、それは抵抗式の眼圧センサと、アンテナと、検知チップとをコンタクトレンズに埋め込み、そのコンタクトレンズのアゼンブリを角膜に貼りつける。
近接カップリングによりコンタクトレンズのアゼンブリに電力を伝送するためには、使用者の目の周り（例えば、アイソケット）にデータと電気エネルギーを伝送できるアンテナを貼り付ける必要がある。また、前記アンテナは、接続ワイヤを介して携帯式記録装置と電気的に接続され、携帯式記録装置から電力を受けるので、コンタクトレンズのアンテナに所要のカップリング電流が発生するように十分な強度の電磁場を発生させることができる。
しかし、前記装置とアイソケットに貼り付けたアンテナが協同作業すると、使用者の目の周囲が常に一定量の電力を有する電磁場内に位置されるため、細かい構成である目に対して長期間にわたって損傷を引き起こす可能性がある。さらに、前記接続ワイヤは体の周りを取り囲むため、行動の不便をもたらすこともある。
近接カップリングによりコンタクトレンズのアゼンブリに電力を伝送するためには、使用者の目の周り（例えば、アイソケット）にデータと電気エネルギーを伝送できるアンテナを貼り付ける必要がある。また、前記アンテナは、接続ワイヤを介して携帯式記録装置と電気的に接続され、携帯式記録装置から電力を受けるので、コンタクトレンズのアンテナに所要のカップリング電流が発生するように十分な強度の電磁場を発生させることができる。
しかし、前記装置とアイソケットに貼り付けたアンテナが協同作業すると、使用者の目の周囲が常に一定量の電力を有する電磁場内に位置されるため、細かい構成である目に対して長期間にわたって損傷を引き起こす可能性がある。さらに、前記接続ワイヤは体の周りを取り囲むため、行動の不便をもたらすこともある。
さらに、米国発明特許ＵＳ８，０９６，６５４Ｂ２には、内部に画像表示装置と、複数の処理チップと、エネルギー伝送アンテナと、生理的信号センサとを含むコンタクトレンズが掲示される。コンタクトレンズに加えて、遠隔的に電磁通信装置及び電源供給装置を設置する必要がある。
このコンタクトレンズは、画像の表示またはバイオメディカル感知などに係わる応用に使用されることができ、消費されるエネルギーは、遠距離ＲＦでエネルギーを伝送することによりコンタクトレンズに電気エネルギーを提供する、外部の電源供給装置によって供給される電力に由来する。同様に、使用者は追加の装置を装着すると共に、高エネルギーの電磁場環境に位置しなければならないので、これは目と体に対してある程度の損傷を与える可能性がある。
このコンタクトレンズは、画像の表示またはバイオメディカル感知などに係わる応用に使用されることができ、消費されるエネルギーは、遠距離ＲＦでエネルギーを伝送することによりコンタクトレンズに電気エネルギーを提供する、外部の電源供給装置によって供給される電力に由来する。同様に、使用者は追加の装置を装着すると共に、高エネルギーの電磁場環境に位置しなければならないので、これは目と体に対してある程度の損傷を与える可能性がある。
上述のとおり、回路を有するコンタクトレンズと共に使用できるように、エネルギーを取ることができる（すなわち、システムまたは装置の外部からエネルギーを取って電気エネルギーに変換する）とともに、安全かつ軽量な電気エネルギー伝送装置が求められており、これにより、これらのコンタクトレンズは、予防医学及び矯正監視に広く使用されることができる。
本案は、生理的動作を介して、電磁誘導の原理を利用することにより、コンタクトレンズにおける電子素子に供給される電気エネルギーを発生できる、コンタクトレンズに電気エネルギーを伝送する方法及びそのシステムを提供する。
そのため、本発明は、一つの実施例である、コンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステムが提供される。それは、少なくとも一つの生理的信号感知素子と、誘導コイルと、前記生理的信号感知素子及び前記誘導コイルに電気的に接続されるエネルギー蓄積素子とを含むコンタクトレンズと、前記誘導コイルとの間に相対運動がある場合、前記誘導コイルから誘導起電力が発生すると共に、前記エネルギー蓄積素子に充電する磁気素子と、を含む。
他の実施例において、前記磁気素子は、磁力線を発生できる材料を含む。前記磁気素子は、上眼瞼の表面に固定される。
他の実施例において、前記コンタクトレンズは、透明基材を含む。前記生理的信号感知素子、前記誘導コイル及び前記エネルギー蓄積素子は、前記透明基材内に嵌めこむ。
他の実施例において、前記誘導コイルは、無線信号を伝送するアンテナであっても良い。前記システムには、前記アンテナから発出される無線信号を接収して分析するための受取分析装置をさらに含む。
他の実施例において、前記生理的信号感知素子は、目の眼圧、湿度、温度、ｐＨ値、または涙の成分を測定するためのものである。前記コンタクトレンズには、前記誘導起電力に対して電流調整、電流制限または電圧安定を行うと共に、処理後の電気エネルギーを前記エネルギー蓄積素子に充電するための電源管理回路をさらに含む。
他の実施例において、前記コンタクトレンズは、さらに信号送受信処理回路を含み、前記信号送受信処理回路は、前記生理的信号感知素子から発生された電気信号を読み取る信号読取回路と、前記電気信号を処理の信号に転換するプロセッサと、前記誘導コイルの抵抗状態を変えることにより前記誘導コイルを切り替えて前記誘導起電力を発生し、外部からの高周波無線信号を収集し、または外部へ無線信号を伝送するとともに、前記誘導コイルから外部に伝送できるように前記処理の信号を高周波信号に転換する変調器と、前記誘導コイルが収集した外部からの前記高周波無線信号を受け取ると共に、前記高周波無線信号を低周波信号に還元し、前記プロセッサに輸出する復調器と、を含む。
他の実施例において、前記エネルギー蓄積素子は、コンデンサ、インダクタまたは電池である。
本発明は、さらに他の実施形態である、コンタクトレンズに電気エネルギーを伝送する方法を提供する。それは、誘導コイルを含むコンタクトレンズ及び磁気素子を提供するステップと、前記磁気素子と前記誘導コイルの間に相対運動を有させることにより、前記誘導コイルから誘導電流を発生させるステップと、を含む。
コンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステムでは、少なくとも一つの生理的信号感知素子及び誘導コイルを含むコンタクトレンズと、前記誘導コイルとの間に相対運動がある場合、前記誘導コイルから誘導起電力を発生する磁気素子と、を含み、前記誘導起電力は、前記生理的信号感知素子の電力とする。
以下、本発明を実施するための各種の実施形態について説明する。添付された図面を参照しながら、その対応する説明を参考する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一または同一の構成については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
図１は、本発明の実施例におけるコンタクトレンズを示す模式図である。本実施例のコンタクトレンズは、温度測定機能を有するコンタクトレンズ１０であるが、本発明はこれに限定されず、眼球の表面に取り付けられた何らかの装着装置であればよい。
前記コンタクトレンズ１０は、主に、透明基板１１、生理的信号感知素子（または生理的信号感知システム）１２、誘導コイル（またはアンテナ）１３、及び信号送受信処理回路１４を備える。透明基材１１の材料は、シリコーンハイドロゲル（ｓｉｌｉｃｏｎｅｈｙｄｒｏｇｅｌ）またはハイドロゲル（ＨＥＭＡ）であり、酸素透過性及び親水性が高いという長所があるので、使用者の快適性を向上させることができ、長期間の装着に適している。透明基板１１の材料は、生体適合性材料から作製されてもよい。透明基板１１の材料は、他の透明な高分子材料であってもよく、本実施例に限定されない。
前記誘導コイル１３は、無線信号を外部に送信することができ、外部エネルギーを受け入れるために使用することもできる。例えば、外部の磁気素子による電磁誘導を形成することにより、生理的信号感知素子１２及び信号送受信処理回路１４の必要電力を供給できるように電気エネルギーを生成する。前記の電力は、直接的または間接的（例えば、電源管理回路を介して）に生理的信号感知素子１２及び信号送受信処理回路１４に供給されてもよい。詳細な説明は、後の実施例に記載する。
前記コンタクトレンズ１０は、主に、透明基板１１、生理的信号感知素子（または生理的信号感知システム）１２、誘導コイル（またはアンテナ）１３、及び信号送受信処理回路１４を備える。透明基材１１の材料は、シリコーンハイドロゲル（ｓｉｌｉｃｏｎｅｈｙｄｒｏｇｅｌ）またはハイドロゲル（ＨＥＭＡ）であり、酸素透過性及び親水性が高いという長所があるので、使用者の快適性を向上させることができ、長期間の装着に適している。透明基板１１の材料は、生体適合性材料から作製されてもよい。透明基板１１の材料は、他の透明な高分子材料であってもよく、本実施例に限定されない。
前記誘導コイル１３は、無線信号を外部に送信することができ、外部エネルギーを受け入れるために使用することもできる。例えば、外部の磁気素子による電磁誘導を形成することにより、生理的信号感知素子１２及び信号送受信処理回路１４の必要電力を供給できるように電気エネルギーを生成する。前記の電力は、直接的または間接的（例えば、電源管理回路を介して）に生理的信号感知素子１２及び信号送受信処理回路１４に供給されてもよい。詳細な説明は、後の実施例に記載する。
生理的信号感知素子１２は、特殊用途ＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＩＣ；ＡＳＩＣ）またはマイクロ電気機械（ＭＥＭＳ）素子、或は、ナノまたはナノスケール（ＰＥＣＯ）レベルの化学材料、金属材料又は生物材料により形成される感知素子であっても良く、目の眼圧、湿度、温度、ｐＨ値または涙液の組成（例えば、血糖）を測定するために使用することができる。
上述のような異なる用途または形態を有する感知素子は、主動ディバイスまたは受動ディバイスを含む。前者は、主動回路を有するため、より多くのエネルギーが消費され、後者は、エネルギー消費が少ないが、共に電力の供給が必要と見なし、そうでないと、感知信号を読み取ることができないか、または素子を正常に稼働させることができなくなる。また、前記信号送受信処理回路１４は、生理的信号感知器より生成された電気信号（例えば、電圧信号または電流信号）をＲＦ信号に変換し、アンテナ１３を介して外部に無線信号を送信することができる。本発明は、電気信号をＲＦ信号に変換することに限定されず、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））やＷｉＦｉ（登録商標）のような所定型式の信号に変換することもできる。
上述の環状回路に類似するように、アンテナ１３は、透明基板１１の表面に塗布されると共に、生理的信号感知素子を囲む複数の環状回路であり、通信プロトコルに従う無線信号を外部に送信することができる。
上述のような異なる用途または形態を有する感知素子は、主動ディバイスまたは受動ディバイスを含む。前者は、主動回路を有するため、より多くのエネルギーが消費され、後者は、エネルギー消費が少ないが、共に電力の供給が必要と見なし、そうでないと、感知信号を読み取ることができないか、または素子を正常に稼働させることができなくなる。また、前記信号送受信処理回路１４は、生理的信号感知器より生成された電気信号（例えば、電圧信号または電流信号）をＲＦ信号に変換し、アンテナ１３を介して外部に無線信号を送信することができる。本発明は、電気信号をＲＦ信号に変換することに限定されず、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））やＷｉＦｉ（登録商標）のような所定型式の信号に変換することもできる。
上述の環状回路に類似するように、アンテナ１３は、透明基板１１の表面に塗布されると共に、生理的信号感知素子を囲む複数の環状回路であり、通信プロトコルに従う無線信号を外部に送信することができる。
前記磁気素子は、磁力線を発生できる材料を含むため、誘導コイル１３が磁力線を切断すると、誘導コイル１３に誘導起電力が形成される。また、誘導コイル１３では、実際には電気的に閉じた回路であるため、誘導起電力によって誘導電流が発生する。
図２は、本発明の実施例における磁気素子を示す模式図である。磁気素子２０は、Ｎ極２１とＳ極２２を含む。磁力線は、Ｎ極２１から放出され、周囲の空気を通ってＳ極２２に進み、その後、磁気素子２０の内部を通ってＮ極２１に戻る。
図２は、本発明の実施例における磁気素子を示す模式図である。磁気素子２０は、Ｎ極２１とＳ極２２を含む。磁力線は、Ｎ極２１から放出され、周囲の空気を通ってＳ極２２に進み、その後、磁気素子２０の内部を通ってＮ極２１に戻る。
図３Ａ及び３Ｂは、図１のコンタクトレンズが眼球の表面に取り付けられた及び図２の磁気素子が上眼瞼に取り付けられた状態の模式図である。
図３Ａに示すように、目を開けると、上眼瞼に取り付けられた磁気素子２０が眼球８０に取り付けられたコンタクトレンズ１０の上端に位置することになる。前記磁気素子２０及びコンタクトレンズ１０は、即ち、コンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム３０である。普通の人は、１分間に平均十数回瞬きする。瞬きが始まると、上眼瞼が下眼瞼に移動し、一時的に閉じたり近づけるため、上眼瞼に取り付けられた磁性素子２０の磁力線は、誘導コイル１３を通すことによって切断されると共に、誘導コイル１３に誘導起電力を発生する。そして、上眼瞼が下眼瞼から離れて眼球８０の上端に向かって移動すると、磁力線は誘導コイル１３を通すことによって切断されるが、誘導コイル１３には異なる方向の誘導電流が発生する。
一回の瞬きによる発生する異なる方向の電流により、他のエネルギー蓄積素子（図示せず）が充電されてまた放電されるという問題があり、以下の実施例（図５参照）には、この問題を解決するための回路を提案する。
図３Ａに示すように、目を開けると、上眼瞼に取り付けられた磁気素子２０が眼球８０に取り付けられたコンタクトレンズ１０の上端に位置することになる。前記磁気素子２０及びコンタクトレンズ１０は、即ち、コンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム３０である。普通の人は、１分間に平均十数回瞬きする。瞬きが始まると、上眼瞼が下眼瞼に移動し、一時的に閉じたり近づけるため、上眼瞼に取り付けられた磁性素子２０の磁力線は、誘導コイル１３を通すことによって切断されると共に、誘導コイル１３に誘導起電力を発生する。そして、上眼瞼が下眼瞼から離れて眼球８０の上端に向かって移動すると、磁力線は誘導コイル１３を通すことによって切断されるが、誘導コイル１３には異なる方向の誘導電流が発生する。
一回の瞬きによる発生する異なる方向の電流により、他のエネルギー蓄積素子（図示せず）が充電されてまた放電されるという問題があり、以下の実施例（図５参照）には、この問題を解決するための回路を提案する。
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の実施例におけるコンタクトレンズに対する磁気素子の動きを示す模式図である。図３Ａ及び図３Ｂと対照的に、瞬きする時、コンタクトレンズ１０の誘導コイル１３に対する磁気素子２０の動きがより明確に判明できる。１分間に平均十数回も瞬きするため、瞬きごとに、誘発電流または電気エネルギーが生成されるため、生理的信号感知素子１２、信号送受信処理回路１４、並びに他のエネルギー消費素子に対して必要とする電力を提供することができる。例えば、電源管理回路、制御回路、マイクロプロセッサ、通信素子、パワーサプライ、センサ、アクチュエータ、発光ダイオードまたは光センサなど（図示せず、図１の実施例で記載されないものに限定されない）による消耗の電気エネルギーである。
図５は、本発明の実施例におけるコンタクトレンズ内の回路を示すブロック模式図である。上述したように、一回の瞬きに、誘導コイル（またはアンテナ）５１では異なる方向の誘導電流が生成されるが、電源管理回路５２によって異なる方向の誘導電流が同じの方向に調整されると共に、電流制限または電圧安定されるため、エネルギ蓄積素子５３は、一回の瞬きの間に、効果的かつ完全に充電できるため、放電される可能性を回避することができる。
エネルギー蓄積素子５３は、キャパシタ、インダクタまたはバッテリ（ＭＥＭＳ小型バッテリ）であってもよい。生理的信号感知素子５４及び信号送受信処理回路５５の電力は、電源管理回路５２によって提供される。また、生理的信号感知素子５４により生成された電気信号（例えば、電圧信号または電流信号）は、信号送受信処理回路５５によってラジオ周波（ＲＦ）信号に変換され、誘導コイル５１によって外部に無線信号が送信されてもよい。
エネルギー蓄積素子５３は、キャパシタ、インダクタまたはバッテリ（ＭＥＭＳ小型バッテリ）であってもよい。生理的信号感知素子５４及び信号送受信処理回路５５の電力は、電源管理回路５２によって提供される。また、生理的信号感知素子５４により生成された電気信号（例えば、電圧信号または電流信号）は、信号送受信処理回路５５によってラジオ周波（ＲＦ）信号に変換され、誘導コイル５１によって外部に無線信号が送信されてもよい。
図６は、本発明のさらに他の実施例におけるコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステムを示す模式図である。システム６０は、受信部と、分析部とを少なくとも有する受信分析装置として、携帯電話６１またはノートパソコン６２を使用するものである。前記受信部は、コンタクトレンズ１０からの無線信号を受信する。前記分析部は、前記無線信号に基づき、眼圧、湿度、温度、ｐＨまたは涙液の組成が正常であるかどうかを分析し判断する。
前記受信分析装置は、特定のソフトウェアまたはアプリケーションがインストールされたデスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートウォッチ、またはハンドヘルドデバイスであってもよい。
前記受信分析装置は、特定のソフトウェアまたはアプリケーションがインストールされたデスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートウォッチ、またはハンドヘルドデバイスであってもよい。
図７は、本発明のさらに他の実施例におけるコンタクトレンズ内の回路を示すブロック模式図である。上述したように、一回の瞬きにより、誘導コイル（またはアンテナ）７１に生成された異なる方向の誘導電流が、電源管理回路５２によって電流調整、電流制限または電圧安定されることができる。
前記電源管理回路７２は、異なる方向の誘導電圧を同一方向に整合する整流器（全波整流器またはブリッジ整流器）７２１と、電圧変動を抑制する電圧制限器７２２と、電圧安定器（電圧調整器）７２３とを含む。エネルギ蓄積素子７３は、放電される可能性を回避するためにエネルギを蓄積して使用されることができる。信号読取回路７５１は、生理的信号感知素子７４で生成される物理的信号（例えば、電気信号）を取り込んで、さらに電圧信号、電流信号またはデジタル信号に変換すると共に、取り込まれる信号を、単純な信号処理または変換（例えば、ＡＤＣ；アナログ／デジタル変換）、或は修正、圧縮、解凍、暗号化、解読などを行うためのプロセッサ（マイクロプロセッサ、マイクロコントローラまたはデジタル信号プロセッサ）７５２に送信することができる。
前記電源管理回路７２は、異なる方向の誘導電圧を同一方向に整合する整流器（全波整流器またはブリッジ整流器）７２１と、電圧変動を抑制する電圧制限器７２２と、電圧安定器（電圧調整器）７２３とを含む。エネルギ蓄積素子７３は、放電される可能性を回避するためにエネルギを蓄積して使用されることができる。信号読取回路７５１は、生理的信号感知素子７４で生成される物理的信号（例えば、電気信号）を取り込んで、さらに電圧信号、電流信号またはデジタル信号に変換すると共に、取り込まれる信号を、単純な信号処理または変換（例えば、ＡＤＣ；アナログ／デジタル変換）、或は修正、圧縮、解凍、暗号化、解読などを行うためのプロセッサ（マイクロプロセッサ、マイクロコントローラまたはデジタル信号プロセッサ）７５２に送信することができる。
復調器７５３は、誘導コイル７１が収集した外部からの無線信号を受信すると共に、高周波の無線信号を低周波信号に復元し、前記無線信号は、例えば、携帯電話６１またはノートパソコン６２（図６）から送信される制御信号または他の信号であってもよい。復調器７５３は、パケット検知器（ｅｎｖｅｌｏｐ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）７５３１と、比較器７５３２とを含む。
変調器７５４は、誘導コイル７１のインピーダンス状態（例えば、高インピーダンス、中インピーダンス、低インピーダンス）を制御または変更することによって、誘導コイル７１から発生した誘導電流または外部からの高周波無線信号を選択すると共に、プロセッサ７５２から出力された処理のための信号（低周波信号）を高周波信号に変換し、誘導コイル７１のインピーダンス状態を変化させることにより、外部の発信端末（携帯電話６１またはノートパソコン６２）と通信する。プロセッサ７５２は、信号読取回路７５１及び変調器７５４の動作を制御することができる。パワーオンリセット（ｐｏｗｅｒ−ｏｎ ｒｅｓｅｔ）７５５は、信号送受信処理回路７５が起動される時に内部をリセットする。発振器７５６は、プロセッサ７５２が信号を処理するための基準クロックを生成する。パワーオンリセット回路７５５及び発振器７５６は、プロセッサ７５２に整合されることもできる。
変調器７５４は、誘導コイル７１のインピーダンス状態を変化させ、低周波信号をラジオ周波（ＲＦ）信号に変換して、インピーダンス状態が変化される誘導コイル７１によって無線信号を外部に送信することができる。信号送受信処理回路７５は、信号読取回路７５１、プロセッサ７５２、復調器７５３、変調器７５４、パワーオンリセット回路７５５、及び発振器７５６とを含む。また、電源管理回路７２及び信号送受信処理回路７５は、信号・電源制御回路（ウエハ）に整合されてもよい。上記の回路は単なる例示に過ぎず、本発明を限定するためのものではない。異なるまたは類似の等価回路にて各素子または一部の回路を置換することができる。
変調器７５４は、誘導コイル７１のインピーダンス状態（例えば、高インピーダンス、中インピーダンス、低インピーダンス）を制御または変更することによって、誘導コイル７１から発生した誘導電流または外部からの高周波無線信号を選択すると共に、プロセッサ７５２から出力された処理のための信号（低周波信号）を高周波信号に変換し、誘導コイル７１のインピーダンス状態を変化させることにより、外部の発信端末（携帯電話６１またはノートパソコン６２）と通信する。プロセッサ７５２は、信号読取回路７５１及び変調器７５４の動作を制御することができる。パワーオンリセット（ｐｏｗｅｒ−ｏｎ ｒｅｓｅｔ）７５５は、信号送受信処理回路７５が起動される時に内部をリセットする。発振器７５６は、プロセッサ７５２が信号を処理するための基準クロックを生成する。パワーオンリセット回路７５５及び発振器７５６は、プロセッサ７５２に整合されることもできる。
変調器７５４は、誘導コイル７１のインピーダンス状態を変化させ、低周波信号をラジオ周波（ＲＦ）信号に変換して、インピーダンス状態が変化される誘導コイル７１によって無線信号を外部に送信することができる。信号送受信処理回路７５は、信号読取回路７５１、プロセッサ７５２、復調器７５３、変調器７５４、パワーオンリセット回路７５５、及び発振器７５６とを含む。また、電源管理回路７２及び信号送受信処理回路７５は、信号・電源制御回路（ウエハ）に整合されてもよい。上記の回路は単なる例示に過ぎず、本発明を限定するためのものではない。異なるまたは類似の等価回路にて各素子または一部の回路を置換することができる。
以上、本発明の技術内容及び技術特徴について上述のように詳細に説明したが、当業者であれば、本発明の教示及び開示に基づいて、本発明の精神から逸脱することがない様々な代替及び変更を行うことができる。
従って、本発明の範囲は、開示された実施例によって限定されるものではなく、本発明の以下に示される特許請求の範囲から逸脱することがない様々な置換および修飾を含むべきである。
従って、本発明の範囲は、開示された実施例によって限定されるものではなく、本発明の以下に示される特許請求の範囲から逸脱することがない様々な置換および修飾を含むべきである。
１０ コンタクトレンズ
１１ 透明基材
１２ 生理的信号感知素子
１３ 誘導コイル
１４ 信号送受信処理回路
２０ 磁気素子
２１ Ｎ極
２２ Ｓ極
３０、６０ システム
５１、７１ 誘導コイル
５２、７２ 電源管理回路
５３、７３ エネルギー蓄積素子
５４、７４ 生理的信号感知素子
５５、７５ 信号送受信処理回路
６１ 携帯電話
６２ ノートパソコンタ
７２１ 整流器
７２２ 電圧制限器
７２３ 電圧安定器
７５１ 信号読取回路
７５２ プロセッサ
７５３ 復調器
７５４ 変調器
７５５ パワーオンリセット回路
７５６ 発振器
７５３１ パケット検知器
７５３２ 比較器
８０ 眼球
１１ 透明基材
１２ 生理的信号感知素子
１３ 誘導コイル
１４ 信号送受信処理回路
２０ 磁気素子
２１ Ｎ極
２２ Ｓ極
３０、６０ システム
５１、７１ 誘導コイル
５２、７２ 電源管理回路
５３、７３ エネルギー蓄積素子
５４、７４ 生理的信号感知素子
５５、７５ 信号送受信処理回路
６１ 携帯電話
６２ ノートパソコンタ
７２１ 整流器
７２２ 電圧制限器
７２３ 電圧安定器
７５１ 信号読取回路
７５２ プロセッサ
７５３ 復調器
７５４ 変調器
７５５ パワーオンリセット回路
７５６ 発振器
７５３１ パケット検知器
７５３２ 比較器
８０ 眼球
Claims (18)
- 少なくとも一つの生理的信号感知素子と、誘導コイルと、前記生理的信号感知素子及び前記誘導コイルに電気的に接続されるエネルギー蓄積素子とを含むコンタクトレンズと、
前記誘導コイルとの間に相対運動がある場合、前記誘導コイルから誘導起電力が発生すると共に、前記エネルギー蓄積素子に充電する磁気素子と、を含むことを特徴とする、
コンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム。 - 前記磁気素子は、磁力線を発生できる材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム。
- 前記コンタクトレンズは、透明基材を含み、前記生理的信号感知素子、前記誘導コイル及び前記エネルギー蓄積素子は、前記透明基材内に嵌めこむことを特徴とする請求項１に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム。
- 前記誘導コイルは、無線信号を伝送するアンテナであることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム。
- 前記アンテナの無線信号を接収して分析するための受取分析装置をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム。
- 前記受取分析装置は、特定のソフトウェアまたはアプリケーションがインストールされたコンピュータ、スマートフォン、またはスマートウォッチであることを特徴とする請求項５に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム。
- 前記生理的信号感知素子は、目の眼圧、湿度、温度、ｐＨ値、または涙の成分を測定するためのものであることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム。
- 前記コンタクトレンズには、前記誘導起電力に対して電流調整、電流制限または電圧安定を行うと共に、処理後の電流を前記エネルギー蓄積素子に充電するための電源管理回路をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム。
- 前記コンタクトレンズは、さらに信号送受信処理回路を含み、前記信号送受信処理回路は、前記生理的信号感知素子から発生された電気信号を読み取る信号読取回路と、前記電気信号を処理の信号に転換するプロセッサと、前記誘導コイルの抵抗状態を変えることにより前記誘導コイルを切り替えて前記誘導起電力を発生し、外部からの高周波無線信号を収集し、または外部へ無線信号を伝送するとともに、前記誘導コイルから外部に伝送できるように前記処理の信号を高周波信号に転換する変調器と、前記誘導コイルが収集した外部からの前記高周波無線信号を受け取ると共に、前記高周波無線信号を低周波信号に還元し、前記プロセッサに輸出する復調器と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム。
- 前記エネルギー蓄積素子は、コンデンサ、インダクタまたは電池であることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム。
- 誘導コイルを含むコンタクトレンズ及び磁気素子を提供するステップと、
前記磁気素子と前記誘導コイルの間に相対運動を有させることにより、前記誘導コイルから誘導起電力を発生させるステップと、を含むことを特徴とする、
コンタクトレンズに電気エネルギーを伝送する方法。 - 前記磁気素子は、磁力線を発生できる材料を含むことを特徴とする請求項１１に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送する方法。
- 前記コンタクトレンズは、少なくとも一つの生理的信号感知素子と、前記生理的信号感知素子及び前記誘導コイルに電気的に接続されるエネルギー蓄積素子とを含むことを特徴とする請求項１１に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送する方法。
- 前記誘導起電力に対して電流調整、電流制限または電圧安定を行うと共に、処理後の電流を前記エネルギー蓄積素子に充電するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送する方法。
- 前記コンタクトレンズは、透明基材を含み、前記生理的信号感知素子、前記誘導コイル及び前記エネルギー蓄積素子は、前記透明基材内に嵌めこむことを特徴とする請求項１３に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送する方法。
- 前記誘導コイルは、無線信号を伝送するアンテナであることを特徴とする請求項１１に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送する方法。
- 前記アンテナの無線信号を接収して分析するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のコンタクトレンズに電気エネルギーを伝送する方法。
- 少なくとも一つのエネルギー消費素子及び誘導コイルを含むコンタクトレンズと、
前記誘導コイルとの間に相対運動がある場合、前記誘導コイルから誘導起電力を発生する磁気素子と、を含み、
前記誘導起電力は、前記生理的信号感知素子の電力とすることを特徴とする、
コンタクトレンズに電気エネルギーを伝送するシステム。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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