KR20140126763A - 안과용 장치 상에 전자 회로를 형성하는 방법 및 기구 - Google Patents

안과용 장치 상에 전자 회로를 형성하는 방법 및 기구 Download PDF

Info

Publication number
KR20140126763A
KR20140126763A KR1020147026587A KR20147026587A KR20140126763A KR 20140126763 A KR20140126763 A KR 20140126763A KR 1020147026587 A KR1020147026587 A KR 1020147026587A KR 20147026587 A KR20147026587 A KR 20147026587A KR 20140126763 A KR20140126763 A KR 20140126763A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
switching mechanism
circuit
storage mode
load
powered
Prior art date
Application number
KR1020147026587A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101963109B1 (ko
Inventor
랜달 비. 퓨
아담 토너
다니엘 비. 오츠
제임스 다니엘 리알
스코트 알. 험프레이스
프레드릭 에이. 플릿시
카밀레 하이엄
Original Assignee
존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
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 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드 filed Critical 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
Publication of KR20140126763A publication Critical patent/KR20140126763A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101963109B1 publication Critical patent/KR101963109B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/08—Auxiliary lenses; Arrangements for varying focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04—Contact lenses for the eyes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/022—Ophthalmic lenses having special refractive features achieved by special materials or material structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/08—Auxiliary lenses; Arrangements for varying focal length
    • G02C7/081—Ophthalmic lenses with variable focal length
    • G02C7/083—Electrooptic lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14—Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • A61F2/16—Intraocular lenses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/14—Eye parts, e.g. lenses, corneal implants; Implanting instruments specially adapted therefor; Artificial eyes
    • A61F2/16—Intraocular lenses
    • A61F2/1613—Intraocular lenses having special lens configurations, e.g. multipart lenses; having particular optical properties, e.g. pseudo-accommodative lenses, lenses having aberration corrections, diffractive lenses, lenses for variably absorbing electromagnetic radiation, lenses having variable focus
    • A61F2/1624—Intraocular lenses having special lens configurations, e.g. multipart lenses; having particular optical properties, e.g. pseudo-accommodative lenses, lenses having aberration corrections, diffractive lenses, lenses for variably absorbing electromagnetic radiation, lenses having variable focus having adjustable focus; power activated variable focus means, e.g. mechanically or electrically by the ciliary muscle or from the outside
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 저에너지 소비 모드가 통합된 동력공급형 안과용 장치를 개시한다. 일부 실시예에서, 저에너지 소비 모드가 통합된 매체 삽입체가 기술된다.

Description

안과용 장치 상에 전자 회로를 형성하는 방법 및 기구{METHODS AND APPARATUS TO FORM ELECTRONIC CIRCUITRY ON OPHTHALMIC DEVICES}
관련 출원
본 출원은 2012년 2월 28일자로 출원된 가특허 출원 제61/604206호에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 저장 모드(Storage Mode)를 갖는 봉지된 매체 삽입체(encapsulated Media Insert)를 구비한 동력공급형 안과용 장치(energized Ophthalmic Device)를 기술하며, 더 구체적으로는, 매체 삽입체가 저장 모드 및 동작 모드(Operating Mode)로 배치될 수 있는 스위칭 메커니즘(Switching Mechanism)을 통합한다.
전통적으로, 콘택트 렌즈(contact lens), 안내 렌즈(intraocular lens) 또는 누점 마개(punctal plug)와 같은 안과용 장치는 교정, 미용 또는 치료 특성을 가진 생체적합성 장치를 포함하였다. 콘택트 렌즈는 예를 들어 시력 교정 기능성, 미용 향상 및 치료 효과 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 각각의 기능은 렌즈의 물리적 특징에 의해 제공된다. 렌즈에 굴절 특성을 통합시키는 설계가 시력 교정 기능을 제공할 수 있다. 렌즈에 통합된 안료가 미용 향상을 제공할 수 있다. 렌즈에 통합된 활성제가 치료 기능성을 제공할 수 있다. 그러한 물리적 특징은 렌즈가 동력공급된 상태(energized state)로 되지 않고서 달성된다. 누점 마개가 전통적으로 수동형 장치(passive device)였다.
보다 최근에, 능동형 구성요소(active component)가 콘택트 렌즈 내에 통합되었다. 일부 구성요소는 반도체 장치를 포함할 수 있다. 일부 예는 동물 눈 위에 배치된 콘택트 렌즈에 통합된 반도체 장치를 보여주었다. 능동형 구성요소가 렌즈 구조체 자체 내에서 다수의 방식으로 동력공급되고 활성화될 수 있는 방식이 또한 기술되었다. 렌즈 구조체에 의해 한정된 공간의 토폴로지(topology) 및 크기는 다양한 기능성의 한정을 위한 새롭고 도전적인 환경을 생성한다. 눈 환경과 부합되는 폼 팩터(form factor)로 구성요소들을 상호접속시키고 부착하기 위한 신뢰성 있고 소형이며 비용 효과적인 수단을 제공하는 것이 중요하다.
안과용 장치 내에 동력공급 요소를 포함시키는 것은 제조 시점과 장치의 실제 사용 시점 사이의 동력공급의 손실 문제를 부가한다. 동력공급의 손실의 더 중요한 원인들 중 하나는 동력공급 요소와 물리적으로 그리고 전기적으로 접속하는 장치 및 구조체를 통한 전류의 누설일 수 있다. 일회용 콘택트 렌즈와 같은 많은 안과용 장치가 6년의 전형적인 저장 수명을 가지며; 따라서, 극히 낮은 누설 전류를 보장함으로써 동력공급 손실을 최소화할 필요가 있다. 그러므로, 포함된 동력공급 요소 및 이들이 접속하는 전기 구성요소가 매우 낮은 누설, 및 저장 기간 동안 동력공급 손실을 최소화하는 동작의 설계 모드를 갖도록 보장하는 것이 중요할 수 있다. 안과용 장치 내에 동력공급 요소를 통합하는 것은, 누설에 대한 해결책이 직접적 전기 접촉에 의존할 수 없기 때문에, 누전(current leakage)에 대한 추가적인 문제를 제시한다.
그러한 안과학적 배경 요구를 해결하는 기술적 실시예는, 안과적 요건을 해결할 뿐만 아니라 봉지된 동력공급형 요소를 위한 에너지 보존을 한정하는 더 일반적인 기술 공간을 위한 새로운 실시예를 포함하는 해결책을 생성할 수 있다.
따라서, 본 발명은 동력공급형 안과용 장치, 및 일부 실시예에서는, 구체적으로, 콘택트 렌즈 내에 포함될 수 있는 저장 모드를 갖는 봉지된 매체 삽입체를 포함한다. 저장 모드는 전류의 동작 레벨이 요구되지 않는 동안 매체 삽입체 내의 누설을 감소시킨다. 일부 실시예에서, 저장 모드를 갖는 동력공급형 안과용 장치가 제공된다.
그러므로, 본 발명은 저장 모드 및 동작 모드를 갖는 스위칭 메커니즘의 개시 내용을 포함하며, 여기서 스위칭 메커니즘은 적어도 부하(load) 및 전력 공급원을 구비한 회로 내에 통합된다. 예를 들어, 부하는 예를 들어 광학 굴절력 조절 또는 활성제의 투여와 같은 장치의 특정 기능을 제어할 수 있다. 회로는 동력공급형 안과용 장치 내에 포함될 수 있는 봉지된 매체 삽입체 내에 포함될 수 있다.
매체 삽입체는 동력공급 요소, 트레이스(trace) 및 전자 구성요소를 보호하고 포함하도록 완전히 봉지될 수 있다. 중합체 생체적합성 재료로 구성될 수 있는 안과용 장치는 강성 중심, 연성 스커트(skirt) 설계를 포함할 수 있으며, 여기서 중심 강성 광학 요소가 매체 삽입체를 포함한다.
일부 실시예에서, 스위칭 메커니즘이 누설 전류를 감소시키는 증가된 저항을 갖도록 모델링될 때 저장 모드가 이루어지도록 모델링될 수 있다. 이러한 누설 전류는 원하는 저장 모드 전류 소비 사양을 충족시킬 수 있고, 그러므로 동력공급형 안과용 장치의 상당한 저장 수명을 허용할 수 있다. 매체 삽입체가 완전히 봉지되기 때문에, 스위칭 메커니즘은 회로와 직접 접촉하지 않으면서 장치 외측에서 유래할 수 있는 외부 자극(stimulus)에 대해 응답성일 수 있다. 따라서, 스위칭 메커니즘(315)은 또한 다양한 종류의 센서 부분으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 이들 센서는 자극으로서의 무선 주파수 방출을 수신하고 그에 반응하기 위한 안테나일 수 있거나, 이들은 광자-기반 외부 자극에 반응하기 위한 광전지일 수 있다.
에너지를 추가로 보존하기 위해, 안과용 장치가 저장 모드에 있지 않을 때에도, 슬립 모드(Sleep Mode)가 저장 모드 기능과 조합될 수 있다. 저장 모드는 전형적으로 전력 공급원의 전도성 경로 내로 부하에 대한 고저항을 도입하는 스위칭 메커니즘을 수반하는 저에너지 소비 상태를 지칭할 수 있는 반면에, 슬립 모드는 회로가 저저항 경로를 통해 전력 공급원에 접속될 때 전자 회로의 저에너지 소비 상태를 지칭할 수 있다.
일부 실시예에서, 패키징 전의 시험 공정 동안에 또는 구성요소 자체의 조립 동안에 리셋 기능(Reset Function)이 트리거될(triggered) 수 있다. 예를 들어, 장치가 지정된 시간 후에 저장 모드로 들어가는 경우, 리셋 기능은 회로의 최적의 휴지 상태를 확립할 수 있다. 일부 실시예에서, 전자 회로의 블록이 리셋 기능을 수행하고 부하의 적어도 일부분을 사전한정된 동력공급된 상태로 배치하는 것을 가능하게 할 수 있다.
<도 1>
도 1은 동력공급형 안과용 장치를 위한 매체 삽입체의 예시적인 실시예 및 동력공급형 안과용 장치의 예시적인 실시예를 예시하는 도면.
<도 2>
도 2는 동력공급 요소, 전력 공급원, 상호접속부 및/또는 스위치를 구비한 장치에 대한 동력공급 손실의 메커니즘에 대한 모델을 예시하는 도면.
<도 3>
도 3은 봉지된 매체 삽입체를 구비한 안과용 장치 내에 포함될 수 있는 외부적으로 활성화되는 저장 모드를 갖는 동력공급형 장치를 위한 회로 설계의 예시적인 실시예를 예시하는 도면.
<도 4>
도 4는 봉지된 매체 삽입체를 구비한 안과용 장치 내에 포함될 수 있는 외부적으로 활성화되는 저장 모드를 갖는 동력공급형 장치를 위한 회로 설계의 대안적인 실시예를 예시하는 도면.
<도 5>
도 5는 저장 모드의 상태에 대해 중요한 스위칭 메커니즘 자체가 별개의 부하 및 스위치로 구성된, 봉지된 매체 삽입체를 구비한 안과용 장치 내에 포함될 수 있는 저장 모드를 갖는 동력공급형 장치를 위한 회로 설계의 예시적인 실시예를 예시하는 도면.
본 발명은 안과용 장치가 사용되지 않을 때 누전을 감소함으로써 에너지를 보존할 수 있는 저장 모드를 갖는 동력공급형 안과용 장치에 관한 것이다. 하기 단락에서, 본 발명의 실시예의 상세한 설명이 주어질 것이다. 바람직한 실시예 및 대안적인 실시예 둘 모두의 설명은 단지 예시적인 실시예이며, 당업자에게는 변형, 수정 및 변경이 명백할 수 있는 것으로 이해된다. 따라서, 상기 예시적인 실시예는 근본적인 본 발명의 범주를 제한하지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
통합된 배터리가 안과용 장치의 사용시 동작하기에 충분한 전력을 유지하기 위한 저-누설 상태 또는 저장 모드를 가질 수 있다. 그러면, 안과용 장치의 사용자는 배터리 및/또는 부하 회로를 활성화시키거나 기상(wake up)시킬 수 있다. 저장 모드를 갖는 전력 공급원은 장치의 사용 전에 누설을 최소화하기 위해 전자 기술분야에서 이미 존재할 수 있지만, 동력공급형 안과용 장치와 관련된 문제는 현재 이용가능한 그러한 제품과는 뚜렷이 다르다. 예를 들어, 장난감에서의 전력을 보존하기 위한 통상적인 기법은 코인 전지 배터리를 덮기 위해 사용되는 종이로 제품을 패키징하는 것이다. 탭을 당길 때, 종이가 제거되고 배터리와 회로 사이에 접촉이 이루어진다. 그러한 활성화 전에, 시스템은 긴 저장 수명을 갖는 저-누설 상태에 있다. 그러한 방법은 콘택트 렌즈 내에 봉지된 전자 시스템을 위해 사용될 수 없다.
안과용 장치 내에 동력공급 요소를 통합하는 것은, 누설에 대한 해결책이 직접적 전기 접촉에 의존할 수 없기 때문에, 누전에 대한 추가적인 문제를 제시한다. 그러므로, 활성화의 방법은 외부 자극에 의존할 수 있는 반면, 저장으로부터 활성 모드로의 스위칭을 위한 메커니즘은 동력공급형 안과용 장치 내에 포함될 수 있다. 이러한 개념은 의도적인 이벤트(슬릭(slick)을 스냅핑(snapping))가 장치를 활성화시킬 때까지 에너지(글로우 스틱(glow stick)인 경우에, 광을 생성하는 화학 반응)가 방출되지 않는 "글로우 스틱"의 개념과 유사하다. 글로우 스틱과 달리, 봉지된 매체 삽입체를 구비한 동력공급형 안과용 장치는 복잡한 전자 구성요소를 포함할 수 있으며, 생체적합성 재료를 포함할 수 있다.
안과용 매체 삽입체 내의 작은 공간은 저장 모드에 다른 제한을 부가할 수 있다. 스위칭 메커니즘을 포함하는 회로의 모든 구성요소를 위한 안과용 매체 삽입체 내의 면적은 1.5 제곱 밀리미터일 수 있다. 크기 제한은 또한 가능한 전력 공급 장치를 제한하며, 회로에 의해 사용되는 면적은 전력 공급 장치를 위해 이용가능한 면적으로부터 차감될 수 있다. 따라서, 동력공급형 안과용 장치가 저장 수명 후에 실제적인 사용을 위해 여전히 기능할 수 있는 허용가능한 누설의 범위는 매우 작다. 본 발명은 에너지 보존의 이러한 문제를 해결한다.
용어
본 발명에 관한 이러한 설명 및 특허청구범위에서, 다양한 용어가 사용될 수 있으며, 이들 용어에 대해 하기의 정의가 적용될 것이다:
봉지: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 예를 들어 매체 삽입체와 같은 엔티티(entity)를 그 엔티티에 인접한 환경으로부터 분리하기 위해 장벽을 생성하는 것을 지칭한다.
동력공급된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전류를 공급할 수 있거나 내부에 전기 에너지를 저장할 수 있는 상태를 지칭한다.
에너지: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 일을 하는 물리적 시스템의 능력을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 일을 함에 있어서 전기적 작용을 수행할 수 있는 상기 능력에 관련될 수 있다.
에너지 공급원: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지를 공급할 수 있거나, 논리 또는 전기 장치를 동력공급된 상태로 배치할 수 있는 장치 또는 층을 지칭한다.
에너지 하베스터(Energy Harvester): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 환경으로부터 에너지를 추출하여 이를 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 장치를 지칭한다.
기능화된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 층 또는 장치가 예를 들어 동력공급, 활성화 또는 제어를 포함하는 기능을 수행할 수 있게 하는 것을 지칭한다.
누설: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지의 원하지 않는 손실을 지칭한다.
렌즈 또는 안과용 장치: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 눈 내에 또는 눈 상에 체류하는 임의의 장치를 지칭한다. 이들 장치는 광학 교정을 제공할 수 있거나, 미용을 위한 것일 수 있거나, 눈과 무관한 기능성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 용어 렌즈는 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 오버레이 렌즈(overlay Lens), 안구 삽입체(ocular insert), 광학 삽입체, 또는 그를 통해 시력이 교정되거나 변경되게 하는 또는 시력을 방해함이 없이 그를 통해 눈 생리학이 미용적으로 향상되게 하는(예컨대, 홍채 색상) 다른 유사한 장치를 지칭할 수 있다. 대안적으로, 렌즈는 예를 들어 포도당을 모니터링하거나 활성제를 투여하는 것과 같은 비-광학 기능을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 본 발명의 바람직한 렌즈는 예를 들어 실리콘 하이드로겔 및 플루오로하이드로겔을 포함하는 하이드로겔 또는 실리콘 탄성중합체로부터 제조된 소프트 콘택트 렌즈이다.
렌즈-형성 혼합물 또는 반응성 혼합물 또는 반응성 단량체 혼합물(Reactive Monomer Mixture, RMM): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 경화 및 가교결합되거나 가교결합되어 안과용 장치를 형성할 수 있는 단량체 또는 예비중합체(prepolymer) 재료를 지칭한다. 다양한 실시예는 예를 들어 UV 차단제, 틴트(tint), 광개시제 또는 촉매, 및 콘택트 또는 안내 렌즈와 같은 안과용 장치에 사람이 필요로 할 수 있는 다른 첨가제와 같은 하나 이상의 첨가제를 가진 렌즈-형성 혼합물을 포함할 수 있다.
렌즈-형성 표면: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 렌즈를 성형하는 데 사용되는 표면을 지칭한다. 일부 실시예에서, 임의의 그러한 표면은 광학 품질의 표면 마무리를 가질 수 있으며, 이는 성형 표면과 접촉하는 렌즈 형성 재료의 중합에 의해 형성되는 렌즈 표면이 광학적으로 허용가능하도록 표면이 형성되고 충분히 매끄럽다는 것을 나타낸다. 또한, 일부 실시예에서, 렌즈-형성 표면은 구면, 비구면 및 난시 굴절력, 파면 수차 교정(wave front aberration correction), 각막 토포그래피 교정(corneal topography correction) 등뿐만 아니라 이들의 임의의 조합을 제한 없이 포함하는 원하는 광학 특징을 렌즈 표면에 부여하는 데 필요한 기하학적 형상을 가질 수 있다.
리튬 이온 전지: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 리튬 이온이 전지를 통해 이동하여 전기 에너지를 발생시키는 전기화학 전지를 지칭한다. 전형적으로 배터리로 불리는 이러한 전기화학 전지는 그의 전형적인 형태에서 재동력공급되거나 재충전될 수 있다.
매체 삽입체: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 동력공급형 안과용 장치 내에 포함될 봉지된 삽입체를 지칭한다. 동력공급 요소 및 회로는 매체 삽입체 내에 통합될 수 있다. 매체 삽입체는 동력공급형 안과용 장치의 1차 목적을 한정한다. 예를 들어, 동력공급형 안과용 장치가 사용자가 광학 굴절력을 조절하는 것을 허용하는 실시예에서, 매체 삽입체는 광학 구역 내의 액체 메니스커스(meniscus) 부분을 제어하는 동력공급 요소를 포함할 수 있다. 대안적으로, 매체 삽입체는 광학 구역에 재료가 없도록 환상(annular)일 수 있다. 그러한 실시예에서, 렌즈의 동력공급식 기능은 광학 특성이 아니라, 예를 들어 포도당을 모니터링 것 또는 활성제를 투여하는 것일 수 있다.
금형: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 비경화 제형으로부터 렌즈를 형성하기 위해 사용될 수 있는 강성 또는 반-강성 물체를 지칭한다. 일부 바람직한 금형은 전방 곡선 금형 부분품(Mold part) 및 후방 곡선 금형 부분품을 형성하는 2개의 금형 부분품을 포함한다.
동작 모드: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 회로를 통한 전류가 장치가 그의 1차 동력공급식 기능을 수행하는 것을 허용하는 고전류 인출 상태를 지칭한다.
광학 구역: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 안과용 장치의 착용자가 그를 통해 보는 안과용 장치의 영역을 지칭한다.
동력: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단위 시간당 행해진 일 또는 전달된 에너지를 지칭한다.
재충전가능한 또는 재-동력공급가능한: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 더 높은 일 수행 능력을 가진 상태로 복원되는 능력을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 소정의 회복 기간 동안 소정의 비율로 전류를 흐르게 하는 능력으로 복원되는 능력에 관련될 수 있다.
재동력공급 또는 재충전: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 더 높은 일 수행 능력을 가진 상태로 복원하는 것을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 소정의 회복 기간 동안 소정의 비율로 전류를 흐르게 하는 능력으로 장치를 복원하는 것에 관련될 수 있다.
기준: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 다른 회로에서 사용하기에 적합한 고정되고 안정한 전압 또는 전류 출력을 생성하는 회로를 지칭한다. 기준은 밴드갭(bandgap)으로부터 도출될 수 있고, 온도, 공급 및 프로세스 변화에 대해 보상될 수 있으며, 특정 주문형 집적 회로(application-specific integrated circuit, ASIC)에 특정하게 맞춰질 수 있다.
금형으로부터 해제된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 렌즈가 금형으로부터 완전히 분리되거나, 단지 느슨하게 부착되어 가벼운 정도의 교반에 의해 제거될 수 있거나 스왑(swab)에 의해 밀려 떼어내질 수 있는 것을 지칭한다.
리셋 기능: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 회로를, 예를 들어 논리 상태 또는 동력공급 상태를 포함한 특정의 사전결정된 상태로 설정하기 위한 셀프-트리거링 알고리즘 메커니즘(self-triggering algorithmic mechanism)을 지칭한다. 리셋 기능은 예를 들어 전력 공급원에 대한 초기 접속시 및 저장 모드로부터 기상시 둘 모두에 칩의 적절한 브링-업(bring-up)을 보장하기 위해 스위칭 메커니즘과 관련하여 작동할 수 있는 파워-온 리셋 회로(power-on reset circuit)를 포함할 수 있다.
슬립 모드 또는 대기 모드(Standby Mode): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 동작 모드가 요구되지 않을 때 에너지 보존을 허용하는, 스위칭 메커니즘이 폐쇄된 후의 동력공급형 장치의 저전류 인출 상태를 지칭한다.
적층된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 적어도 2개의 구성요소 층을 서로 근접하게 배치하여 층들 중 하나의 일 표면의 적어도 일부분이 제2 층의 제1 표면과 접촉하게 하는 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 필름이, 접착을 위해서든 다른 기능을 위해서든 간에, 상기 필름을 통해 서로 접촉하는 2개의 층들 사이에 존재할 수 있다.
적층된 집적 구성요소 장치 또는 SIC 장치: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전기 및 전기기계 장치를 포함할 수 있는 기재의 얇은 층들을 서로의 위에 각각의 층의 적어도 일부분을 적층하는 것에 의해 동작식-집적 장치로 조립하는 패키징 기술의 제품을 지칭한다. 층들은 다양한 유형, 재료, 형상 및 크기의 구성요소 장치를 포함할 수 있다. 더욱이, 층들은 다양한 윤곽에 맞춰지고 이를 취하도록 다양한 장치 제조 기술로 제조될 수 있다.
저장 모드: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전력 공급원이 최소의 설계 부하 전류를 공급하고 있거나 이를 공급하는 것을 필요로 하는, 전자 구성요소를 포함하는 시스템의 상태를 지칭한다. 이러한 용어는 대기 모드와 상호교환가능하지 않다.
기재 삽입체: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 안과용 장치 내에서 에너지 공급원을 지지할 수 있는 성형가능한 또는 강성 기재를 지칭한다. 일부 실시예에서, 기재 삽입체는 또한 하나 이상의 구성요소를 지지한다.
스위칭 메커니즘: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 안과용 장치와 관계 없는 외부 자극에 응답성일 수 있는 다양한 저항 레벨을 제공하는 회로와 통합된 구성요소를 지칭한다.
동력공급형 안과용 장치
도 1로 진행하면, 동력공급형 안과용 장치를 위한 매체 삽입체(100) 및 대응하는 동력공급형 안과용 장치(150)의 예시적인 실시예가 예시되어 있다. 매체 삽입체(100)는 시력 교정을 제공하도록 기능할 수 있거나 그렇지 않을 수 있는 광학 구역(120)을 포함할 수 있다. 안과용 장치의 동력공급식 기능이 시력과 무관한 경우, 매체 삽입체(100)의 광학 구역(120)에는 재료가 없을 수 있다. 일부 실시예에서, 매체 삽입체(100)는 동력공급 요소(110) 및 전자 구성요소(105)와 통합된 기재(115)를 포함한, 광학 구역(120) 내에 있지 않은 부분을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 예를 들어 배터리일 수 있는 전력 공급원(110), 및 예를 들어 반도체 다이(die)일 수 있는 부하(105)가 기재(115)에 부착될 수 있다. 전도성 트레이스(125, 130)는 전자 구성요소(105)와 동력공급 요소(110)를 전기적으로 상호접속시킬 수 있다. 매체 삽입체(100)는 동력공급 요소(110), 트레이스(125, 130) 및 전자 구성요소(105)를 보호하고 포함하도록 완전히 봉지될 수 있다. 일부 실시예에서, 봉지 재료는 예를 들어 반-투과성이어서, 물과 같은 특정 물질들이 매체 삽입체(100) 내에 들어가는 것을 방지하고, 주변 기체 또는 동력공급 요소 내에서의 반응의 부산물과 같은 특정 물질들이 매체 삽입체(100)에 침투하거나 매체 삽입체로부터 배출되는 것을 허용할 수 있다.
일부 실시예에서, 매체 삽입체(100)는 중합체 생체적합성 재료를 포함할 수 있는 안과용 장치(150) 내에 포함될 수 있다. 안과용 장치(150)는 강성 중심, 연성 스커트 설계를 포함할 수 있으며, 여기서 중심 강성 광학 요소가 매체 삽입체(100)를 포함한다. 일부 특정 실시예에서, 매체 삽입체(100)는 각각의 전방 및 후방 표면들 상에서 대기 및 각막 표면과 직접 접촉할 수 있거나, 대안적으로 매체 삽입체(100)는 안과용 장치(150) 내에 봉지될 수 있다. 안과용 장치(150)의 주연부(155)는 예를 들어 하이드로겔 재료를 포함한 연성 스커트 재료일 수 있다.
도 2로 진행하면, 동력공급형 안과용 장치를 포함할 수 있는, 동력공급형 장치에서 전력을 보존하는 것과 관련하여 중요한 회로 설계 양태를 위한 일반 모델이 예시되어 있다. 이상적으로, 장치가 동작 모드에 있을 때, 전력 공급원(210)은 다른 경로에 대한 어떤 전류 손실도 없이 부하(220)에 전체 전류를 공급할 수 있다. 그러나, 현실적 상황에서, 전형적으로, 예를 들어 전력 공급원 자체 내의 누설 또는 전력 공급원(210)과 부하 구성요소(220) 사이의 상호접속부를 따른 누설로 인한 것과 같은, 장치에서 일어날 수 있는 병렬 누설 경로가 있다. 이러한 누설 전류의 경로는 분로 저항기(shunt resistor)(215)로서 도시된 바와 같은 병렬 "분로 저항"으로서 모델링될 수 있다. 가능한 정도까지, 장치 내의 누설 경로가 최소화되고, 이는 "분로 저항"의 최대화된 값을 가진 모델에 대응할 것이다. 따라서, 낮은 누설을 가진 바람직한 실시예가 예를 들어 109 옴과 같은 매우 높은 저항을 가진 분로 저항기(225)를 갖도록 모델링될 수 있다.
분로 저항이 매우 높은 실시예에서도(그리고 분로 저항기가 회로 예시에 포함되지 않은, 무한할 것으로 추정되는 하기 논의에서도), 전력 공급원은 부하 자체를 통해 그로부터 인출되는 에너지를 여전히 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 스위칭 메커니즘(205)이 변화하는 저항을 갖도록 모델링될 때, 저장 모드가 이루어지도록 모델링될 수 있다. 이상적인 경우에, 회로(225)가 동작 모드에 있을 때 스위칭 메커니즘(205)을 가로지르는 저항은 0일 수 있고, 회로(225)가 저장 모드에 있을 때 무한할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 스위칭 메커니즘(205)이 폐쇄될 때 스위칭 메커니즘은 예를 들어 10 옴 미만과 같은 최소의 저항을 부가할 수 있고, 스위칭 메커니즘(205)이 개방될 때 예를 들어 109 옴과 같은 매우 높은 저항을 부가할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 사양을 충족시키기 위해, 회로는 저장 모드에서 비활성일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예는, 부하가 예를 들어 기준, 발진기, 디지털 논리 회로, 또는 일부 실시예에서는 렌즈 구동기 회로를 포함할 수 있는 경우, 부하로부터 배터리를 차단할 수 있는 고-절연 스위치를 포함할 수 있다.
동력공급형 안과용 장치에서, 부하(220)는 예를 들어 광학 굴절력 조절 또는 활성제의 투여와 같은 장치의 특정 기능을 제어할 수 있다. 일부 바람직한 실시예에서, 부하 저항은 공칭일 수 있다. 이전에 기술된 전류, 전력 및 저항에 관한 예는 일부 예시적인 실시예에서 적용하는 정상 동작 경계 내에 있을 수 있다. 예를 들어, 일부 바람직한 실시예에서, 동력공급형 안과용 장치가 저장 모드에 있을 때, 누설 전류로서 분류될 수 있는, 전류 인출은 400 pA 미만일 수 있다.
이러한 누설 전류는 원하는 저장 모드 전류 소비 사양을 충족시킬 수 있고, 그러므로 동력공급형 안과용 장치의 상당한 저장 수명을 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어 안과용 장치가 저장 모드에 있는 동안의 누설 레벨은 목표 레벨에 있을 수 있고, 이는 회로의 구성요소에 대한 마멸을 제한한다는 추가된 이점을 제공할 수 있다.
일부 바람직한 실시예에서, 동력공급형 안과용 장치가 동작 모드에 있을 때, 전류는 평균적으로 3 uA 이하일 수 있지만, 10 밀리암페어 이상까지의 피크를 포함할 수 있다. I동작 모드는 동력공급형 안과용 장치가 저장으로부터 기상된 후의 전류일 수 있고, I저장 모드는 장치가 저장 모드에 있는 동안의 비-동작 누설 전류일 수 있으며 장치가 그의 I동작 모드에서 동작할 수 있는 잠재적 시간에 직접적으로 영향을 줄 수 있다.
저장 모드를 갖지 않는 동력공급형 안과용 장치에서, 수년의 저장 후 동력공급 요자로부터의 이용가능한 전력은 잠재적으로 이용가능한 전력이 0인 무동력공급 상태(de-energized state)까지 꾸준히 감소할 수도 있다. 구성요소 또는 장치 설계에 저장 모드 양태를 부가함으로써, 생성된 장치는 시간 경과에 따른 전류 손실을 완화시킬 수 있는 높은 R스위치 개방을 갖는 스위칭 메커니즘(205)을 갖는 것으로서 모델링될 수 있다. 능동형 회로가 주어진 I동작 모드에서 동작할 수 있는 시간은 더 높은 R스위치 개방이 동력공급 요소에 대한 누설 인출을 감소시킬 수 있다는 점에서 모델 스위칭 메커니즘(205)의 R스위치 개방에 직접적으로 관련될 수 있으며, 이는 이어서 장치가 그의 I동작 모드에서 동작할 수 있는 더 긴 시간을 허용할 수 있다. 다른 관점에서, 장치가 동작하고 있을 때, 모델링된 스위칭 메커니즘을 통해 흐르는 전류가 그 메커니즘 자체 내에서 효과를 유발하지 않는 것이 중요할 수 있으며; 그러므로, 일부 실시예에서, 스위칭 메커니즘(205)은, 폐쇄될 때, 예상된 동작 기간에 걸친 I동작 모드까지(이를 포함함)의 전류를 견딜 수 있는 재료로 구성될 수 있다.
특정 응용을 위해 이용되는 동력공급 전지의 유형, 치수 및 수량에 관련된 다양한 설계 파라미터가 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어 전력 공급원(210)은 0.8 내지 1.65 V의 전지 전압을 각각 갖는 직렬인 2개의 배터리 셀로 구성될 수 있으며, 따라서, 1.6 내지 3.3 V의 전압 공급을 제공할 수 있다. 이러한 유형의 전지를 이러한 전압 범위로 구성하려는 요구는 전자 회로가 이러한 전위 주위의 윈도우(window)에서 동작할 수 있으므로 전자 회로에서 이용되는 기술과 관련될 수 있다. 상이한 유형의 배터리가 사용되는 경우, 예를 들어 애노드 및 캐소드에서 수반되는 화학작용이 변화되는 경우, 공칭 전지 전압이 변할 수 있다.
소정 배터리 유형 내에서, 채용되는 배터리의 크기는 본 명세서에서 논의된 전류 현상과 관련될 수 있다. 예를 들어, 특정 응용은 소정 동작 전류에서 목표 동작 수명을 가질 수 있다. 이러한 목표 값에만 기반하여, 전지의 크기 요건은 전지의 고유 에너지 밀도 및 동작 수명을 위해 요구되는 에너지로부터 간단하게 추정될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 저장 수명을 위해 요구되는 에너지가 또한 전지의 크기 요건에서의 인자일 수도 있으므로, 상황은 전형적으로 더 복잡할 수 있다. 저장 수명을 위해 요구되는 에너지는 I저장 모드의 중요한 함수이다. 따라서, I저장 모드의 최소화가 바람직한 이유는 분명할 수 있는데, 그 이유는 그것이 응용을 위해 요구되는 배터리 화학물질의 양을 저감하거나, 다른 한편으로, 응용에서의 배터리를 위한 이용가능한 공간의 주어진 크기에 대한 동작 수명 파라미터를 증가시키기 때문이다.
누설을 감소시키고 회로를 통한 에너지 흐름을 제한함으로써, 저장 모드는 또한 동력공급형 회로에 의해 유발되는 반응으로부터 생성될 수 있는 부산물을 최소화할 수 있다. 이는 안과용 장치가, 부산물의 적은 축적도 안과용 장치의 완전성에 손상을 줄 수 있는, 예를 들어 블리스터(blister)와 같은 작은 밀봉된 패키지로 운송되는 실시예에서 특히 중요할 수 있다.
에너지를 추가로 보존하기 위해, 안과용 장치가 저장 모드에 있지 않을 때에도, 슬립 모드가 저장 모드 기능과 조합될 수 있다. 저장 모드는 전형적으로 전력 공급원의 전도성 경로 내로 부하에 대한 고저항을 도입하는 스위칭 메커니즘을 수반하는 저에너지 소비 상태를 지칭할 수 있는 반면에, 슬립 모드는 회로가 저저항 경로를 통해 전력 공급원에 접속될 때 전자 회로의 저에너지 소비 상태를 지칭할 수 있다. 접속된 전자 회로가 예를 들어 사전결정된 비율로 센서 샘플링을 수행하도록 기다림으로써 에너지를 절감하기 위해 그의 회로의 대부분을 본질적으로 "턴 오프(turn off)"하도록 그 자체를 제어할 때, 그러한 슬립 모드가 이루어질 수 있다.
도 3으로 진행하면, 저장 모드를 갖는 장치를 위한 회로 설계의 예시적인 실시예가 예시되어 있다. 회로(325)는 안과용 장치의 특정 기능을 제어할 수 있는 전력 공급원(310) 및 부하(320)를 포함할 수 있다. 전술된 바와 같이, 전력 공급원(310) 자체 및 전력 공급원(310)과 부하(320) 사이의 접속부의 기생 누설(parasitic leakage)은 매우 작게 설계되고 제조될 수 있으며, 따라서 예를 들어 "분로 저항"이 도시되지 않는다. 일부 실시예에서, 스위칭 메커니즘은 저장 모드를 용이하게 하도록 전력 공급원(310) 및 부하(320)와 직렬로 배치될 수 있다.
스위칭 메커니즘(315)은 그의 유래에서 회로(325)와 직접 접촉하지 않은 외부 자극(330)에 응답성일 수 있다. 스위칭 메커니즘(315)은 일반적으로 외부 자극(330)에 민감하고 반응성인 장치로서 도시된다. 따라서, 스위칭 메커니즘(315)은 또한 다양한 종류의 센서 부분으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 이들 센서는 자극으로서의 무선 주파수 방출을 수신하고 그에 반응하기 위한 안테나일 수 있거나, 이들은 광자-기반 외부 자극에 반응하기 위한 광전지일 수 있다. 외부 자극에 민감한 스위치에 내재하는 다수의 유형의 센서가 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 자극의 검출은 스위치 내의 요소에 대한 일정 종류의 물리적 변화를 수반할 수 있다. 예를 들어, 렌즈 외측으로부터의 열적 자극에 대한 스위치 내의 요소의 노출은 스위치 내의 구성요소의 저항률을 물리적으로 변화시킬 수 있고 다른 기술된 센서 요소가 그러할 수 있는 바와 같은 많은 반응을 유발할 수 있다. 일부 실시예는 소리에도 민감할 수 있다.
일부 실시예에서, 예를 들어 스위칭 메커니즘(315)의 제어는 전자적 수단, 기계적 수단 또는 자기적 수단을 사용할 수 있다. 예를 들어, 전자적 수단은 스위칭에서 트랜지스터 회로를 수반할 수 있고, 기계적 수단은 스위칭에서 금속 접점을 수반할 수 있으며, 자기적 수단은 리드 릴레이(reed relay)를 수반할 수 있다. 오프 모드에 있을 때 높은 저항을 갖고 온 모드에 있을 때 낮은 저항을 가질 다수의 스위치가 있을 수 있다.
일부 실시예는 저장 모드 및 동작 모드에 반복적으로 배치될 수 있는 스위칭 메커니즘(315)을 포함할 수 있고, 이는 예를 들어 제조 동안의 시험 또는 안과용 장치의 반복되는 사용을 허용할 수 있다. 일부 그러한 실시예에서, 부하(320)는 스위칭 메커니즘(315)을 제어할 수 있어서, 부하(320)가 스위칭 메커니즘(315)을 저장 모드로 배치하는 것을 허용한다. 부하(320)는 예를 들어 적외선 링크(infrared link)와 같은 추가의 센서를 포함할 수 있고, 이는 사용자로부터의 명령 또는 일부 다른 수동적 외부 자극을 수신할 수 있다. 정지 명령의 수신시, 부하(320)는 스위칭 메커니즘을 활성화시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 예를 들어, 회로는 특정 사용 횟수를 허용할 수 있는, 일회 사용을 위해 독립적으로 활성화될 수 있는 도시되지 않은 다수의 스위칭 메커니즘으로 구성될 수 있다. 그러한 실시예에서, 일회 사용 후, 부하가 스위칭 메커니즘들 중 하나를 저장 모드로 배치할 수 있어서, 안과용 장치가 사용 중이 아닌 동안 최소의 누설을 갖고서 다시 활성화될 수 있다. 매일 일회 사용 장치를 갖는 것과 같은 일부 대안적인 실시예에서, 스위칭 메커니즘은 저장 모드로 배치될 수 있고 동작 모드로 한 번 활성화될 수 있다.
안과용 장치가 기지의 오프 상태로 유지될 수 있기 때문에, 저장 모드는 신뢰성 있는 운송 방법을 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 저장 모드만으로 운송을 위한 안정한 상태를 확립하기에 충분할 수 있다. 다른 대안적인 실시예에서, 패키징 전의 시험 공정 동안에 또는 장치 내로의 구성요소의 조립 동안에 리셋 기능이 트리거될 수 있다. 예를 들어, 장치가 지정된 시간 후에 저장 모드로 들어가는 경우, 리셋 기능은 회로의 최적의 휴지 상태를 확립할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 지정된 시간은 사용자 활성화 후보다 시험 후에 더 짧을 수 있고, 그럼으로써 운송을 위해 하나 및 사용을 위해 하나의 2개의 리셋 기능을 허용한다. 일부 실시예에서, 전자 회로의 블록이 리셋 기능을 수행하고 부하(320)의 적어도 일부분을 사전한정된 동력공급된 상태로 배치하는 것을 가능하게 할 수 있다. 전자 회로의 블록은 예를 들어 부하(320) 내를 비롯하여, 회로 내에 통합될 수 있다.
도 4로 진행하면, 저장 모드를 갖는 동력공급형 장치를 위한 회로 설계의 대안적인 실시예가 예시되어 있고, 그러한 회로는 안과용 장치 내에 통합될 수 있다. 회로 설계(400)의 일부 실시예에서, 스위칭 메커니즘(410)은 전력 공급원(405) 내에 통합될 수 있으며, 그러면 이는 회로(420)에서 부하(415)와 직렬로 배치될 수 있다. 회로 설계(450)의 일부 대안적인 실시예에서는, 스위칭 메커니즘(460)은 부하(465) 내에 통합될 수 있다. 부하(465)는 회로(470)에서 전력 공급원(455)과 직렬로 배치될 수 있다. 이들 실시예(400, 450)에서, 스위칭 메커니즘(410)은 외부 자극(425, 475)에 응답성일 수 있다.
도 5로 진행하면, 1차 스위칭 메커니즘(550)이 별개의 회로인 실시예가 예시되어 있다. 1차 스위칭 메커니즘(550)은 동력공급형 안과용 장치를 동작시킬 수 있는 제어 부하(530)로부터 분리된 부하(540)로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 1차 스위칭 메커니즘(550)은 매우 낮은 전력에서 외부 자극(580)에 대해 계속 샘플링하도록 동작할 수 있다. 전력 공급원(510)으로부터의 전력을 이용함으로써, 1차 스위칭 메커니즘(550)은, 수동형 스위칭 메커니즘보다, 예를 들어, 외부 자극에 대해 더 큰 민감성 또는 선택성을 갖는 이점을 제공할 수 있다.
외부 자극(580)에 의한 활성화 시에, 스위칭 부하(540)는, 주 회로(570)에서 제어 부하(530) 및 전력 공급원(510)과 직렬로 있을 수 있는 스위치(520)를 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 주 스위치(520)가 활성화될 때, 주 회로(570)는 예를 들어 3 uA 평균 및 10 mA 피크와 같은 높은 전력에서 동작할 수 있다. 일부 실시예에서, 주 스위치(520)는 부하(540)에 의해 추가로 제어될 수 있으며, 이는 스위치(520)를 저장 모드로 다시 배치할 수 있다.
일부 실시예에서, 1차 스위칭 메커니즘(550)은 추가 스위칭 메커니즘(560)을 포함할 수 있다. 이러한 추가 스위칭 메커니즘(560)은 예를 들어 누전을 추가로 감소시키고 전력 구성요소를 보호하는 것과 같은 많은 기능을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 매체 삽입체가 동력공급형 안과용 장치에 통합되고 장치가 패키징될 준비가 되었을 때에만 추가 스위칭 메커니즘(560)이 활성화될 수 있다. 이는 예를 들어 하이드로겔을 경화시키기 위해 사용되는 경화 광을 비롯한, 후속 제조 절차에 의해 유발될 수 있는 손상으로부터 회로를 보호할 수 있다. 일부 실시예에서, 추가 스위칭 메커니즘(560) 및 1차 스위칭 메커니즘(550)은 또한 상이한 유형의 외부 자극(580)에 응답성일 수 있다.
예를 들어, 일부 실시예에서, 추가 스위칭 메커니즘(560)은 온도에 응답성일 수 있고, 1차 스위칭 메커니즘(550)은 주변 광에 응답성일 수 있다. 그러한 실시예는 동력공급형 안과용 장치가 저장 모드의 최상의 보존성 스테이지에 있는 동안 시원하거나 차가운 온도에 저장되게 할 수 있다. 동력공급형 안과용 장치가 더 따뜻한 온도에 노출되면, 추가 스위칭 메커니즘(560)은 주 회로(570)를 여전히 저장 모드로 유지하면서, 낮은 전력에서 주변 광에 대한 샘플링을 시작하도록 1차 스위칭 메커니즘(550)을 트리거시킬 수 있다. 주변 광에 대한 노출 시에, 1차 스위칭 메커니즘(550)은 주 스위치(520)를 폐쇄하고 동작 모드를 트리거시킬 수 있다.
이러한 온도 및 광의 조합은 단지 예시적 목적을 위한 것이며, 스위칭 시스템들의 다른 조합이 실현가능할 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 수 있다. 1차 스위칭 메커니즘 및 추가 스위칭 메커니즘의 조합은 예를 들어 전기적, 기계적 또는 자기적 시스템을 포함할 수 있고, 예를 들어 전기자기적 방출, 소리, 온도 또는 광과 같은 자극에 의존할 수 있다.

Claims (21)

  1. 전기적 저장 모드(electrical Storage Mode)를 갖는 매체 삽입체(Media Insert)를 구비한 동력공급형 안과용 장치(energized Ophthalmic Device)로서,
    매체 삽입체 내에 통합된 전력 공급원(electrical power source)으로서, 상기 봉지된(encapsulated) 매체 삽입체는 동력공급형 안과용 장치 내에 포함된, 상기 전력 공급원;
    상기 동력공급형 안과용 장치 내에 통합된 전기 부하(electrical load);
    상기 전기 부하를 상기 전력 공급원과의 전기적 통신 상태로 배치하기 위한 전기 접속 매체로서, 상기 전력 공급원 및 상기 전기 부하는 회로의 일부분을 포함하는, 상기 전기 접속 매체; 및
    상기 회로 내에 포함된 스위칭 메커니즘(Switching Mechanism)으로서, 상기 스위칭 메커니즘은, 상기 안과용 장치를 사전한정된 저에너지 소비 상태로 배치하고 상기 스위칭 메커니즘이 상기 전기 부하를 통한 전류 흐름을 제한하도록 저항을 부가하는 저장 모드 및 상기 스위칭 메커니즘이 상기 전기 부하를 통한 전류 흐름을 허용하는 동작 모드(Operating Mode)를 포함하는 복수의 모드들을 가지며, 상기 스위칭 메커니즘은 상기 동력공급형 안과용 장치 외부에서 유래하는 자극(stimulus)에 민감한, 상기 스위칭 메커니즘을 포함하는, 동력공급형 안과용 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 메커니즘은 상기 전력 공급원 내에 포함된, 동력공급형 안과용 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 메커니즘은 상기 부하 내에 포함된, 동력공급형 안과용 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 메커니즘은 상기 전력 공급원 및 상기 부하 외부에 있는, 동력공급형 안과용 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스위칭 메커니즘과 통합된 제2 스위칭 메커니즘을 추가로 포함하고, 상기 제2 스위칭 메커니즘은 상기 제1 스위칭 메커니즘을 제어하며 상기 동력공급형 안과용 장치 외측에서 유래하는 제2 자극에 민감한, 동력공급형 안과용 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 자극 및 상기 제2 자극은 상이한 소스(source)들로부터 유래하는, 동력공급형 안과용 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 자극은 상기 제1 스위칭 메커니즘을 상기 제1 저장 모드에서 나오게 하고, 상기 제2 자극은 상기 제2 스위칭 메커니즘을 제2 저장 모드에서 나오게 하는, 동력공급형 안과용 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 스위칭 메커니즘을 상기 제2 저장 모드에서 나오게 하는 것은 상기 제1 스위칭 메커니즘을 상기 제1 저장 모드에서 나오게 함으로써 허용되는 것보다 낮은 전류 흐름을 허용하는, 동력공급형 안과용 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 스위칭 메커니즘을 상기 제2 저장 모드에서 나오게 하는 것은 상기 제1 자극을 검출하기 위한 주기적 샘플링을 허용하는, 동력공급형 안과용 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 부하의 적어도 일부분에 대한 리셋 기능(Reset Function)을 수행할 수 있는 상기 부하 내의 전자 회로의 블록을 추가로 포함하고, 상기 블록은 상기 회로 내에 포함되며, 활성화될 때, 상기 부하의 상기 적어도 일부분을 사전한정된 동력공급된 상태로 배치하는, 동력공급형 안과용 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 리셋 기능은 상기 스위칭 메커니즘이 저장 모드에서 나오게 될 때 수행되는, 동력공급형 안과용 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 사전한정된 동력공급된 상태는 초기 사용 및 눈 위의 상기 동력공급형 안과용 장치의 배치에 대해 최적화된, 동력공급형 안과용 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 리셋 기능은 상기 회로 내에 포함되는 접속부들이 형성될 때의 조립 동안 수행되는, 동력공급형 안과용 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 부하의 일부분에 대한 제2 리셋 기능을 수행할 수 있는 상기 부하 내의 전자 회로의 제2 블록을 추가로 포함하고, 상기 블록은 상기 회로 내에 포함되며, 활성화될 때, 상기 부하의 제2 부분을 사전한정된 동력공급된 상태로 배치하는, 동력공급형 안과용 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제2 리셋 기능은 상기 스위칭 메커니즘이 사용을 위해 저장 모드에서 나오게 될 때 수행되는, 동력공급형 안과용 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    동작 레벨들이 요구되지 않을 때 상기 회로를 통한 전류 흐름을 감소시킴으로써 에너지를 보존하기 위한 수단으로서 대기 모드(Standby Mode)를 호출할 수 있는 회로의 블록을 추가로 포함하는, 동력공급형 안과용 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 부하는 상기 스위칭 메커니즘을 제어하여, 상기 스위칭 메커니즘을 동작 모드에서 나오게 하고 상기 스위칭 메커니즘을 저장 모드로 배치하는, 동력공급형 안과용 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 부하는 상기 동력공급형 안과용 장치 외측에서 유래하는 제2 자극에 민감한 센서를 추가로 포함하는, 동력공급형 안과용 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    복수의 일회 사용 스위칭 메커니즘(single use Switching Mechanism)들을 추가로 포함하고, 상기 일회 사용 스위칭 메커니즘들은 저장 모드에서 개별적으로 나오게 될 수 있으며, 상기 부하는 상기 일회 사용 스위칭 메커니즘들을 저장 모드로 개별적으로 배치할 수 있고, 제1 일회 사용 스위칭 메커니즘을 저장 모드에서 나오게 하는 것은 전류가 상기 회로를 통해 흐르는 것을 허용하며 제2 일회 사용 스위칭 메커니즘을 저장 모드로 배치하는 것은 상기 회로를 통한 전류 흐름을 감소시키는, 동력공급형 안과용 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 회로 내에 통합된 스위치를 추가로 포함하고, 상기 스위치는 상기 스위칭 메커니즘으로부터 유래하는 내부 자극에 민감하며, 상기 스위칭 메커니즘은 별개의 회로인, 동력공급형 안과용 장치.
  21. 전기적 저장 모드를 갖는 봉지된 매체 삽입체로서,
    전력 공급원;
    상기 전력 공급원과 접속되는 부하로서, 상기 전력 공급원 및 상기 부하는 회로의 적어도 일부분을 포함하고, 상기 회로는 봉지된 매체 삽입체 내에 포함된, 상기 부하; 및
    상기 회로의 일부분 내에 포함된 적어도 제1 스위칭 메커니즘으로서, 상기 스위칭 메커니즘은, 적어도 상기 매체 삽입체를 사전한정된 저에너지 소비 상태로 배치하고 상기 스위칭 메커니즘이 상기 회로를 통한 전류 흐름을 최소화하도록 저항을 부가하는 저장 모드 및 상기 스위칭 메커니즘이 상기 회로 내의 전류 흐름을 동작 레벨로 증가하도록 허용하는 동작 모드를 포함하는 복수의 모드들을 가지며, 상기 스위칭 메커니즘은 상기 동력공급형 매체 삽입체 외측에서 유래하는 자극에 민감한, 상기 적어도 제1 스위칭 메커니즘을 포함하는, 봉지된 매체 삽입체.
KR1020147026587A 2012-02-28 2013-02-28 안과용 장치 상에 전자 회로를 형성하는 방법 및 기구 KR101963109B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261604206P 2012-02-28 2012-02-28
US61/604,206 2012-02-28
PCT/US2013/028318 WO2013130803A1 (en) 2012-02-28 2013-02-28 Methods and apparatus to form electronic circuitry on ophthalmic devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140126763A true KR20140126763A (ko) 2014-10-31
KR101963109B1 KR101963109B1 (ko) 2019-03-29

Family

ID=47844527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147026587A KR101963109B1 (ko) 2012-02-28 2013-02-28 안과용 장치 상에 전자 회로를 형성하는 방법 및 기구

Country Status (16)

Country Link
US (1) US9158128B2 (ko)
EP (1) EP2820472A1 (ko)
JP (1) JP6348067B2 (ko)
KR (1) KR101963109B1 (ko)
CN (2) CN104160323A (ko)
AU (1) AU2013225930B2 (ko)
CA (1) CA2865008A1 (ko)
HK (1) HK1205794A1 (ko)
IL (1) IL234105B (ko)
IN (1) IN2014DN06845A (ko)
MX (1) MX347778B (ko)
MY (1) MY172202A (ko)
RU (1) RU2615590C2 (ko)
SG (1) SG11201405240SA (ko)
TW (1) TWI572941B (ko)
WO (1) WO2013130803A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9482879B2 (en) 2012-02-28 2016-11-01 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Methods of manufacture and use of energized ophthalmic devices having an electrical storage mode
TWI572941B (zh) 2012-02-28 2017-03-01 壯生和壯生視覺關懷公司 形成電子電路於眼用裝置之方法及設備
IL231344B (en) * 2013-03-13 2018-08-30 Johnson & Johnson Vision Care Methods for the production and use of energy-filled ophthalmic devices having an electrical storage mode
US9685689B1 (en) 2013-06-27 2017-06-20 Verily Life Sciences Llc Fabrication methods for bio-compatible devices
US9028772B2 (en) 2013-06-28 2015-05-12 Google Inc. Methods for forming a channel through a polymer layer using one or more photoresist layers
US9307901B1 (en) 2013-06-28 2016-04-12 Verily Life Sciences Llc Methods for leaving a channel in a polymer layer using a cross-linked polymer plug
US10096802B2 (en) 2014-04-08 2018-10-09 International Business Machines Corporation Homogeneous solid metallic anode for thin film microbattery
US9508566B2 (en) 2014-08-15 2016-11-29 International Business Machines Corporation Wafer level overmold for three dimensional surfaces
US10105082B2 (en) 2014-08-15 2018-10-23 International Business Machines Corporation Metal-oxide-semiconductor capacitor based sensor
US9535266B2 (en) * 2014-11-05 2017-01-03 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Wake circuit for powered ophthalmic lens

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010051225A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Method and apparatus for forming an ophthalmic lens with embedded microcontroller
WO2011163080A1 (en) * 2010-06-20 2011-12-29 Elenza, Inc. Ophthalmic devices and methods with application specific integrated circuits

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0561433A (ja) 1991-09-02 1993-03-12 Seiko Epson Corp 表示制御回路
CA2153972C (en) 1993-01-15 1999-01-26 Mark L. Pankow Contact lens treatment apparatus
RU2664U1 (ru) * 1995-09-29 1996-08-16 Алексей Альбертович Дузенкевич Очки с переменной оптической силой
US5918107A (en) 1998-04-13 1999-06-29 Micron Technology, Inc. Method and system for fabricating and testing assemblies containing wire bonded semiconductor dice
US7072443B2 (en) * 2002-10-03 2006-07-04 Schick Technologies, Inc. Intraoral image sensor
ATE352054T1 (de) * 2003-10-03 2007-02-15 Invisia Ltd Multifocal-linse
EP1760515A3 (en) 2003-10-03 2011-08-31 Invisia Ltd. Multifocal ophthalmic lens
JP4329479B2 (ja) * 2003-10-07 2009-09-09 パナソニック株式会社 遠隔制御信号受信装置
US7500750B2 (en) * 2005-05-24 2009-03-10 Anton Sabeta Method and system for tracking the wearable life of an ophthalmic product
JP2007164830A (ja) * 2005-12-09 2007-06-28 Toshiba Corp スタンバイ電源回路およびそれを用いた半導体記憶装置
US7477753B2 (en) 2006-01-05 2009-01-13 Insound Medical, Inc. Hearing aid protective packaging assembly
JP2007259588A (ja) * 2006-03-23 2007-10-04 Toshiba Corp 消費電力削減回路
WO2008103906A2 (en) 2007-02-23 2008-08-28 Pixeloptics, Inc. Ophthalmic dynamic aperture
US9675443B2 (en) * 2009-09-10 2017-06-13 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Energized ophthalmic lens including stacked integrated components
US20100076553A1 (en) 2008-09-22 2010-03-25 Pugh Randall B Energized ophthalmic lens
PL2347494T3 (pl) * 2008-10-03 2019-08-30 Philips Ip Ventures B.V. System zasilający
US8092013B2 (en) * 2008-10-28 2012-01-10 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Apparatus and method for activation of components of an energized ophthalmic lens
JP5278167B2 (ja) * 2009-05-29 2013-09-04 富士通株式会社 半導体集積回路装置及び電源システム
JP4975071B2 (ja) * 2009-08-26 2012-07-11 株式会社ナナオ 動体判別機能付き電子機器
US8628194B2 (en) 2009-10-13 2014-01-14 Anton Sabeta Method and system for contact lens care and compliance
US20120206691A1 (en) * 2011-02-10 2012-08-16 Iwai Benjamin T Dynamic multifocal contact lens
US8592860B2 (en) 2011-02-11 2013-11-26 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for protection of electronic circuits operating under high stress conditions
US9110310B2 (en) * 2011-03-18 2015-08-18 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Multiple energization elements in stacked integrated component devices
TWI572941B (zh) 2012-02-28 2017-03-01 壯生和壯生視覺關懷公司 形成電子電路於眼用裝置之方法及設備

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010051225A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Method and apparatus for forming an ophthalmic lens with embedded microcontroller
WO2011163080A1 (en) * 2010-06-20 2011-12-29 Elenza, Inc. Ophthalmic devices and methods with application specific integrated circuits

Also Published As

Publication number Publication date
MY172202A (en) 2019-11-15
KR101963109B1 (ko) 2019-03-29
JP2015511728A (ja) 2015-04-20
AU2013225930A1 (en) 2014-10-16
IL234105B (en) 2019-02-28
US9158128B2 (en) 2015-10-13
RU2615590C2 (ru) 2017-04-05
CA2865008A1 (en) 2013-09-06
EP2820472A1 (en) 2015-01-07
SG11201405240SA (en) 2014-11-27
WO2013130803A1 (en) 2013-09-06
US20130222759A1 (en) 2013-08-29
CN104160323A (zh) 2014-11-19
MX2014010333A (es) 2014-09-22
AU2013225930B2 (en) 2016-10-13
CN109001914A (zh) 2018-12-14
IN2014DN06845A (ko) 2015-05-22
TW201400914A (zh) 2014-01-01
RU2014138967A (ru) 2016-04-20
IL234105A0 (en) 2014-09-30
TWI572941B (zh) 2017-03-01
MX347778B (es) 2017-05-11
HK1205794A1 (en) 2015-12-24
JP6348067B2 (ja) 2018-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101963109B1 (ko) 안과용 장치 상에 전자 회로를 형성하는 방법 및 기구
JP2015511728A5 (ko)
RU2650089C2 (ru) Офтальмологические устройства с органическими полупроводниковыми транзисторами
KR101932403B1 (ko) 광 요법을 위한 동력공급형 안과용 장치의 형성을 위한 장치 및 방법
KR101703517B1 (ko) 안과용 렌즈 내의 동력공급형 부품의 결합제
CA2741922C (en) Method and apparatus for forming an ophthalmic lens with embedded data processor
JP2018141999A (ja) データを網膜上に投影する方法
US20140333892A1 (en) Ophthalmic device with thin film anocrystal integrated circuits on ophthalmic devices
JP6692848B2 (ja) フォトニック素子を組み込む眼用デバイス
BR102014021384A2 (pt) Métodos e aparelho para formar dispositivos oftálmicos incorporando detectores de fluorescência
KR101965135B1 (ko) 안과용 렌즈의 기능화된 층 삽입물을 위한 완전 링
AU2014201361B2 (en) Methods of manufacture and use of energized ophthalmic devices having an electrical storage mode
US9482879B2 (en) Methods of manufacture and use of energized ophthalmic devices having an electrical storage mode
KR20160147912A (ko) 활성제 방출 시스템에 대한 방법 및 활성제 방출 시스템을 갖는 안과용 디바이스

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right