KR20230110268A - 안구 디바이스에 전력 및 통신을 제공하는 시스템 - Google Patents

안구 디바이스에 전력 및 통신을 제공하는 시스템 Download PDF

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KR20230110268A
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ocular
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야리브 바르-온
로니 다판
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Abstract

시스템은 안구 내에 또는 안구 상에 배치하기 위한 안구 디바이스(10), 및 외부 디바이스(12)를 포함한다. 외부 디바이스는 눈 근방에, 바람직하게는 사용자의 눈꺼풀의 외부 표면에 장착되어 눈꺼풀과 함께 움직이는 전기 작동식 에너지 송신 컴포넌트(16)를 갖는다. 드라이버 회로(22)는 안구 디바이스의 에너지 수신기에 무선으로 에너지를 전송하기 위해 에너지 송신 컴포넌트를 작동시킨다. 일부 구현은 외부 디바이스(12)와 안구 디바이스(10) 사이의 근거리장 공진 결합을 이용하고, 선택적으로 전송된 전력의 변조를 통해 이들 사이의 데이터 전송을 지원한다.

Description

안구 디바이스에 전력 및 통신을 제공하는 시스템
본 발명은 안구 디바이스에 관한 것으로, 특히 안구 디바이스가 외부 장착 디바이스에 의해 급전되는 시스템에 관한 것이다.
스마트 안구 디바이스들(눈 근방의 전자 유닛들)은 모두 전원이 필요하며 이들 중 상당수가 데이터를 외부 유닛(허브, 휴대폰, 클라우드)에 송신해야 한다. 많은 경우, 상당한 에너지 저장을 위한 공간이 거의 없어 가용 에너지가 제한된다(예를 들어, 스마트 콘택트 렌즈 상의 최소 공간). 소형 전원을 사용하면 통신 거리가 제한될 뿐만 아니라 동작 시간이 단축되며, 불충분한 전력으로 인해 특정 응용에는 사용하지 못할 수도 있다.
일부 종래의 디바이스는 일부 유형의 결합을 통해 안구 디바이스를 충전하고 및/또는 그로부터 데이터를 다운로드하기 위해 간헐적으로 눈에 가깝게 두어지는 휴대용 외부 디바이스를 통해 주기적으로 (보통 무선으로) 공급되는 부가적인 전력을 이용한다. 이러한 예의 하나는 주기적으로 콘택트 렌즈에 인접하여 위치되는 외부 유닛에 대하여 데이터 및 전력을 송신/수신하는 콘택트 렌즈이다.
본 발명은 안구 디바이스가 외부 장착 디바이스에 의해 급전되는 시스템이다.
본 발명의 실시예의 교시에 따르면, 사용자의 눈을 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은: (a) 안구 내에 또는 안구 상에 배치하기 위한 안구 디바이스― 안구 디바이스는 에너지 수신기를 포함함 ―; (b) 외부 디바이스를 포함하고, 외부 디바이스는: (i) 사용자의 눈꺼풀의 외부 표면에 장착되어 눈꺼풀과 함께 움직이는 전기 작동식 에너지 송신 컴포넌트, 및 (ii) 드라이버 회로― 드라이버 회로는 안구 디바이스의 에너지 수신기에 무선으로 에너지를 전송하도록 에너지 송신 컴포넌트를 작동시키기 위해 에너지 송신 컴포넌트에 전기적으로 연결됨 ―를 포함한다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 에너지 송신 컴포넌트는 안테나를 포함한다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 에너지 송신 컴포넌트는 전도성 코일을 포함한다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 드라이버 회로의 적어도 일부는 눈꺼풀과 함께 움직이지 않는 사용자의 신체 구역에 장착하도록 구성된 유닛의 일부이다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 드라이버 회로는 사용자의 눈꺼풀의 외부 표면에 장착하기 위해 에너지 송신 컴포넌트와 통합된다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 드라이버 회로는 에너지 송신 컴포넌트를 통해 안구 디바이스로 송신하기 위해 데이터를 인코딩하도록 더 구성된다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 외부 디바이스는 통신 네트워크 또는 모바일 전자 디바이스와 통신하기 위한 무선 통신 인터페이스를 더 포함한다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 에너지 수신기는 근거리장 수신기 안테나를 포함하는 수신기 공진 회로를 포함하고, 에너지 송신 컴포넌트는 송신기 공진 회로의 일부인 근거리장 송신기 안테나를 포함하고, 송신기 공진 회로 주파수는 수신기 공진 회로에 정합되며 수신기 공진 회로에 결합되고, 그에 따라 결합된 공진 시스템을 형성하고, 드라이버 회로는 결합된 공진 시스템의 공진 발진을 구동하기 위해 송신기 공진 회로를 작동시키도록 구성되고, 안구 디바이스의 전자 회로는 수신기 공진 회로로부터 전력을 회수한다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 드라이버 회로는 전력 전송의 진폭의 변조를 통해 데이터를 안구 디바이스에 전달하도록 구성되고, 안구 디바이스는 수신기 공진 회로와 연관되며 변조로부터 데이터를 도출하도록 구성된 전자 회로를 더 포함한다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 안구 디바이스는 수신기 공진 회로와 연관되며 수신기 공진 회로의 부하 변조를 통해 데이터를 전달하도록 구성된 전자 회로를 더 포함하고, 드라이버 회로는 부하 변조로부터 데이터를 도출하도록 구성된다.
또한, 본 발명의 실시예의 교시에 따르면, 사용자의 눈을 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은: (a) 안구 내에 또는 안구 상에 배치하기 위한 안구 디바이스― 안구 디바이스는 제1 통신 서브시스템을 포함함 ―; (b) 외부 디바이스를 포함하고, 외부 디바이스는: (i) 사용자의 눈꺼풀의 외부 표면에 장착되어 눈꺼풀과 함께 움직이는 안테나, 및 (ii) 제1 통신 서브시스템에 및/또는 그로부터 무선으로 데이터를 전송하기 위해 안테나를 이용하는 제2 통신 서브시스템을 포함한다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 안테나는 전도성 코일을 포함한다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 제2 통신 서브시스템의 적어도 일부는 눈꺼풀과 함께 움직이지 않는 사용자의 신체 구역에 장착하도록 구성된 유닛의 일부이다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 제2 통신 서브시스템은 사용자의 눈꺼풀의 외부 표면에 장착하기 위해 안테나와 통합된다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 외부 디바이스는 통신 네트워크 또는 모바일 전자 디바이스와 통신하기 위한 무선 통신 인터페이스를 더 포함한다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 안구 디바이스는 콘택트 렌즈이다. 본 발명의 실시예의 대안적인 특징에 따르면, 안구 디바이스는 안구 임플란트이다.
또한, 본 발명의 실시예의 교시에 따르면, 안구 내에 또는 안구 상에 배치된 안구 디바이스에 에너지를 공급하기 위한 외부 디바이스가 제공되며, 외부 디바이스는: (a) 사용자의 눈꺼풀의 외부 표면에 장착되어 눈꺼풀과 함께 움직이는 전기 작동식 에너지 송신 컴포넌트, 및 (b) 드라이버 회로― 드라이버 회로는 안구 디바이스의 에너지 수신기에 무선으로 에너지를 전송하도록 에너지 송신 컴포넌트를 작동시키기 위해 에너지 송신 컴포넌트에 전기적으로 연결됨 ―를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예의 교시에 따르면, 안구 내에 또는 안구 상에 배치된 안구 디바이스와 통신하기 위한 외부 디바이스로서, 안구 디바이스는 제1 통신 서브시스템을 갖고, 외부 디바이스는: (a) 사용자의 눈꺼풀의 외부 표면에 장착되어 눈꺼풀과 함께 움직이는 안테나, 및 (b) 제1 통신 서브시스템에 및/또는 그로부터 무선으로 데이터를 전송하기 위해 안테나를 이용하는 제2 통신 서브시스템을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예의 교시에 따르면, 사용자의 눈을 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은: (a) 안구 내에 또는 안구 상에 배치하기 위한 안구 디바이스― 안구 디바이스는 근거리장 수신기 안테나를 포함하는 수신기 공진 회로를 갖는 에너지 수신기를 포함하는 전자 회로를 포함함 ―; (b) 눈에 근접한 피부 표면에 부착하도록 구성된 외부 디바이스를 포함하고, 전자 회로를 포함하는 외부 디바이스는: (i) 근거리장 송신기 안테나를 포함하는 송신기 공진 회로를 갖는 에너지 송신기― 송신기 공진 회로 주파수는 수신기 공진 회로에 정합되며 수신기 공진 회로에 결합되고, 그에 따라 결합된 공진 시스템을 형성함 ―, 및 (ii) 드라이버 회로― 드라이버 회로는 송신기 공진 회로에 전기적으로 연결되며 결합된 공진 시스템의 공진 발진을 구동하기 위해 송신기 공진 회로를 작동시키도록 구성됨 ―를 포함하고, 안구 디바이스의 전자 회로는 수신기 공진 회로로부터 전력을 회수한다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 근거리장 수신기 안테나와 근거리장 송신기 안테나는 유도 안테나이다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 근거리장 수신기 안테나와 근거리장 송신기 안테나는 용량 안테나이다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 근거리장 송신기 안테나는 윗눈꺼풀에 부착하도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 근거리장 송신기 안테나는 아랫눈꺼풀에 부착하도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 근거리장 송신기 안테나는 내안각 또는 외안각(medial or lateral canthus)에 인접한 눈꺼풀 조직에 부착하도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 근거리장 송신기 안테나는 적어도 부분적으로 안와연(orbital margin) 위에 있는 피부에 부착하도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 드라이버 회로는 전력 전송의 진폭의 변조를 통해 데이터를 안구 디바이스에 전달하도록 구성되고, 안구 디바이스의 전자 회로는 변조로부터 데이터를 도출하도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 안구 디바이스의 전자 회로는 수신기 공진 회로의 부하 변조를 통해 데이터를 전달하도록 구성되고, 드라이버 회로는 부하 변조로부터 데이터를 도출하도록 구성된다.
본 발명의 실시예의 추가적인 특징에 따르면, 안구 디바이스 및 외부 디바이스는 결합된 공진 시스템의 공진 주파수 이외의 주파수에서의 송신을 통해 안구 디바이스와 외부 디바이스 사이의 무선 통신을 위한 통신 컴포넌트를 더 포함한다.
본 명세서에서는 첨부 도면을 참조하여 예로서만 본 발명을 설명하고, 여기서:
도 1a는 독립형 눈꺼풀 장착 유닛으로 구현된 안구 디바이스에 전력 및/또는 통신을 제공하기 위해, 본 발명의 실시예의 교시 내용에 따라 구성되고 동작하는 외부 디바이스의 개략적인 정면도이고;
도 1b는 도 1a의 외부 디바이스가 있는 시스템에서 사용하기 위한 스마트 콘택트 렌즈로 구현된 안구 디바이스의 개략적인 정면도이고;
도 2a 내지 도 2d는 도 1a의 디바이스를 사용자의 눈에 근접하게 배치하기 위한 4가지의 예시적인 옵션의 개략적인 정면 예시도이고;
도 3a 및 도 3b는 외부 디바이스가 눈꺼풀 장착 유닛 및 부가적 유닛으로 세분된 본 발명의 시스템의 변형 구현의 배치를 예시하는 등축도이고;
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 시스템의 추가의 변형 구현을 예시하는 눈을 통한 시상 단면도로서, 안구 디바이스는 보철 렌즈이며 외부 디바이스는 윗눈꺼풀에 장착되고, 눈은 제각기 감은 상태와 뜬 상태로 도시되어 있고;
도 5 및 도 6은 제각기 사용자의 관자놀이에 있는 부가적 유닛 및 귀걸이형 유닛에 대한 대안적인 배치 위치를 예시하는 도 3a와 유사한 등축도이고;
도 7a 및 도 7b는 눈의 깜박임 동작 동안, 제각기 눈꺼풀 각변위 및 각속도의 시간에 따른 변화를 예시하는 그래프이고;
도 8a는 외부 디바이스와 안구 디바이스 사이의 비공진 유도 결합을 이용하는 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 블록도이고;
도 8b는 외부 디바이스와 안구 디바이스 사이의 근거리장 공진 결합을 이용하는 본 발명의 추가의 실시예에 따른 시스템의 블록도이고;
도 9a는 외부 디바이스와 안구 디바이스 사이의 전력 송신 및 데이터 전송 모두를 위한 근거리장 공진 결합을 이용하는 본 발명의 추가의 실시예에 따른 시스템의 블록도이고;
도 9b는 도 9a의 시스템에서 외부 디바이스로부터 안구 디바이스로 데이터를 송신하기 위한 RF 발진기 출력의 개략적인 그래프이고;
도 9c는 도 9a의 시스템에서 안구 디바이스에서 부하 변조에 의해 인코딩된 데이터를 전달하기 위한 송신 공진 회로 전류 변화의 개략적인 그래프이고;
도 9d는 본 발명의 추가의 구현에 따라 깜박임 동작과 동기화된 시스템 송신의 선택적 동작을 예시하는 개략적인 그래프이다.
본 발명은 안구 디바이스가 외부 장착 디바이스에 의해 급전되는 시스템 및 상응하는 방법이다.
본 발명에 따른 시스템 및 방법의 원리 및 동작은 도면 및 첨부된 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
서론으로, 본 발명은 안구 내에 또는 안구 상에 배치된 안구 디바이스가 사용자의 신체 외부에 장착된 디바이스와 조합하여 동작되는 시스템 및 상응하는 방법을 제공하고, 외부 디바이스는 안구 디바이스에 전력을 제공, 및/또는 데이터 통신을 제공한다. 이러한 시스템을 효과적으로 구현하기 위해, 본 발명의 양태는 안구 디바이스에 대한 충분한 근접도를 달성하기 위해 외부 디바이스의 위치 및 배치 방식에 대한 다양한 바람직한 옵션을 다루고, 안구 디바이스와 외부 디바이스 사이의 매우 효율적인 에너지 전송 및/또는 통신을 달성하기 위한 다양한 결합 체계를 다룬다.
안구 디바이스에 에너지를 및/또는 에너지 효율적인 통신을 제공하기 위해 안구 디바이스에 근접한 외부 신체 장착 디바이스를 제공하면, 독립형 안구 디바이스에 대하여 광범위한 응용이 가능해지고, 그렇지 않으면 전력 요건이 금지되거나 적어도 제한되게 된다.
이제, 도면을 참조하면, 도 1a 내지 도 6은 본 발명의 특정 실시예의 교시 내용에 따라 구성되고 동작하는 시스템의 컴포넌트들에 대한 다양한 구현 옵션을 예시한다. 일반적으로, 시스템은 안구 내에 또는 안구 상에 배치하기 위한 안구 디바이스(10)(예를 들어, 도 2), 및 외부 디바이스(12)(예를 들어, 도 1)를 포함한다. 안구 디바이스는 전형적으로 안구 임플란트 또는 콘택트 렌즈(CL)이다.
이 문서의 목적을 위해, 달리 명시되거나 문맥으로부터 자명하지 않는 한, 디바이스의 위치설정과 관련하여 "안구(ocular)"라는 용어는 눈의 외부 표면("안구 위(supraocular)", 예를 들어, 콘택트 렌즈)에 적용되는지 또는 눈의 조직 내("안구 내(intra-ocular)")에 이식되는지의 여부에 무관하게, 눈꺼풀을 닫았을 때 눈꺼풀 내부의 임의의 위치를 지칭한다. 역으로, "안구 외(extra-ocular)" 또는 단순히 "외부(external)"라는 용어는 눈꺼풀의 두께의 적어도 일부로부터 외부를 향해 있거나, 그렇지 않으면 눈의 외부에 위치되는 임의의 위치를 지칭한다.
임플란트의 예는 다음 디바이스들 또는 기능들, 즉, 안압(IOP) 센서, 망막 보철, 능동 또는 감지 컴포넌트가 있는 최소 침습 녹내장 수술(MIGS)용 임플란트, 혈당 측정, 약물 전달 디바이스, 조절/굴절 렌즈, 안구 건조 치료, 및 조직 복원 중 하나 이상을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
스마트 디바이스의 예는 다음 디바이스들 또는 기능들, 즉, IOP 콘택트 렌즈(CL), 약물 전달 CL, 조절/굴절 CL, 증강 현실 CL, 약물 전달 CL, 약물 눈 관리 CL, 깜박임 자극 CL, 약물 전달 패치, 약물 눈 관리 패치, 통신 패치, 깜박임 자극 패치(안면 마비용) 중 하나 이상을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
상기의 경우 각각에 있어서, 안구 디바이스의 컴포넌트는 일반적으로 표준 컴포넌트이며, 아래에서 설명되는 본 발명의 교시 내용에 따른 에너지 전송 및/또는 통신에 필요한 것들 외에는 본 명세서에서 설명되지 않을 것이다.
외부 디바이스의 폼 팩터
외부 디바이스(12)의 적어도 일부는, 안구의 가장 가까운 부분으로부터 약 50 밀리미터 이내, 더 바람직하게는 안구의 약 30 밀리미터 이내를 의미하는, 눈에 근접하게 장착되도록 구성된다. 바람직한 특정 경우에, 외부 디바이스는 안와연(안와의 에지)과 겹치고, 특히 바람직한 특정 구현에 있어서는, 눈에 근접한 외부 디바이스의 적어도 일부는 안와연으로부터 안쪽에 위치되며, 가장 바람직하게는 사용자의 눈꺼풀에 위치된다. 디바이스는 접착 패치 형태로 부착될 수 있거나, 또는 임플란트로서 배치될 수 있다.
눈꺼풀이라는 용어는 본 명세서에서 포괄적으로 윗눈꺼풀, 아랫눈꺼풀, 및 내안각 또는 외안각에 인접한, 즉, 눈의 측면에 있는 눈꺼풀 조직의 구역을 지칭하기 위해 사용된다. 따라서, 도 2a 내지 도 2d는 외부 디바이스(12)가 아랫눈꺼풀(도 2a), 윗눈꺼풀(도 2b), 내안각 주위(도 2c), 및 외안각 주위(도 2d)에 장착되는 특히 바람직한 다양한 옵션을 예시한다. 외안각 및 내안각 위치설정의 경우, 디바이스는 깜박임 동안 눈꺼풀 조직의 국소적 움직임을 수용할 만큼 충분히 유연할 수 있거나, 또는 깜박임 동안 많은 움직임을 겪지 않는 구역에서, 안와연에서 약간 더 바깥쪽에 위치될 수 있다.
선택적으로, 도 1에 예시된 바와 같이, 눈꺼풀 장착 유닛은 필요한 모든 컴포넌트를 포함할 수 있으며, 독립형 외부 디바이스(12)로서 동작할 수 있다. 이는 전형적으로 필요한 전력 저장 및 기타 설계 고려사항이 허용하는 응용에 대하여 바람직한 옵션이다. 사용자에게 편안함을 유지하기 위해, 전체 중량과 크기는 사용자의 정상적인 기능을 방해하지 않도록 충분히 작게 유지되어야 한다. 따라서, 눈꺼풀 장착 외부 디바이스의 경우, 중량은 2 그램 이하로 제한되는 것이 바람직하고, 1 그램 이하로 제한되는 것이 더 바람직하며, 두께는 2 mm 이하로 제한되는 것이 바람직하고, 1.5 mm 이하로 제한되는 것이 더 바람직하다. 면적은 눈꺼풀이 닫힐 때 전체 눈꺼풀 면적의 10% 이상일 수 있으며, 일부 경우에, 해당 면적의 20-50% 이상이 될 수 있다. 정량적 측면에서, 바람직한 특정 구현을 위한 눈꺼풀 장착 유닛의 면적은 1-2 제곱센티미터 범위이다.
다른 경우에, 외부 디바이스는 눈꺼풀 장착 유닛(12a)과 근방에 위치된, 바람직하게는 유선 연결부(14)를 통해 눈꺼풀 장착 유닛에 연결된 부가적 유닛(12b)으로 세분될 수 있다. 도 5의 예에서, 부가적 유닛(12b)은 접착제를 통해 사용자의 관자놀이 구역에 장착되는 반면, 도 6의 예에서는 귀걸이형 하우징에 장착된다. 다른 위치가 사용될 수도 있다. 눈꺼풀 장착 유닛(12a)과는 별도로 장착되는 부가적 유닛(12b)의 제공은 눈꺼풀 장착 디바이스 단독으로 통합될 수 있는 것보다 훨씬 더 큰 에너지 저장소의 제공을 용이하게 하고, 또한 특정 응용에 필요할 수 있는 상대적으로 크고, 무거운 및/또는 에너지를 소비하는 다른 컴포넌트의 통합을 허용할 수 있다. 이러한 경우, 송신기 안테나 및 가속도계(존재하는 경우)와 같이 눈꺼풀 위치설정이 유리한 컴포넌트만을 포함하도록 눈꺼풀 장착 유닛을 최소화할 수 있다.
일부 경우에, 부가적 유닛(12b)을 가요성 유닛으로 구현함으로써, 예를 들어 가요성 기판에 전자 컴포넌트가 부착되고 가요성 캡슐화된 패치로 형성됨으로써 편안함이 개선될 수 있다. 선택적으로, 이러한 구조는 두 갈래로 나누어질 수 있거나 그렇지 않으면 유닛의 부품의 유연성 및 상대적 이동성을 개선하기 위해 슬롯 또는 다른 피처가 제공될 수 있으며, 이에 따라 예를 들면 웃는 동안 하위 피부의 움직임에 대한 간섭이 최소화된다. 이러한 예는 도 3a 및 도 3b에 개략적으로 예시되어 있다.
본 발명의 추가의 양태에 따르면, 외부 디바이스(12)(또는 그 유닛(12a))는 눈꺼풀의 정상적인 깜박임 동작을 방해하지 않으면서 사용자의 윗눈꺼풀의 외부 표면에 장착된다. 종래의 생각은 외부 눈꺼풀 표면을 디바이스 장착에 사용할 수 없다고 간주하는 것이 일반적이지만, 눈을 떴을 때 크게 감소된 체적으로 접히기 때문에, 외부 눈꺼풀 표면이 실제로 다양한 디바이스 컴포넌트를 장착하는 데 유리하게 사용될 수 있으며, 특히 바람직한 하나의 비제한적인 예에 따르면, 전기 전도성 루프 또는 코일을 장착하는 데 유리하게 사용될 수 있음이 밝혀졌다. 눈꺼풀 장착 디바이스의 유연성의 정도와, 그 크기, 형상 및 위치에 따라, 눈꺼풀 상의 디바이스는 눈꺼풀이 열렸을 때 눈꺼풀 조직이 접히는 방식을 약간 수정할 수 있으며, 일부 경우에, 컴포넌트의 일부는 눈꺼풀이 열렸을 때 안구와 눈 위의 조직 사이에서 약간 안쪽으로 연장될 수 있다. 이는 도 4a 및 도 4b에 개략적으로 예시되어 있으며, 이는 눈꺼풀이 닫혔을 때(도 4a, 예를 들어, 깜박임 또는 수면 동안)의 눈꺼풀 장착 외부 디바이스(12) 및 정상적인 깨어있는 상태(도 4b)에서 눈꺼풀이 열렸을 때의 디바이스의 위치를 도시한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 디바이스(12)는 눈꺼풀이 수축됨에 따라 윗눈꺼풀판(superior tarsus) 위에 형성된 포켓에 적어도 부분적으로 둘러싸이는 위치를 취한다.
부언하면, 도면에 예시된 대부분의 예는 안구 디바이스의 예로서 스마트 콘택트 렌즈를 예시하고 있지만, 도 4a 및 도 4b는 눈의 수정체 주머니 내에 이식된 스마트 안구 렌즈 임플란트(10) 형태의 임플란트를 예시한다. 본 발명에 의해 교시된 구조적 특징 및 동작 원리는, 본 발명 자체의 일부가 아닌 콘택트 렌즈 또는 임플란트 자체의 응용 분야별 특징을 제외하고는, 콘택트 렌즈 또는 임플란트를 이용하는 모든 유형의 응용에 대해 완전히 동일하다. 콘택트 렌즈의 예와 관련하여 본 명세서에서 설명된 모든 특징은 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 임플란트에 동등하게 적용 가능한 것으로 고려되어야 하며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
윗눈꺼풀에 부착된 유닛(12a) 및 별도로 장착된 부가적 유닛(12b)을 포함하는 2-부분 구현의 경우, 유선 연결부(14)는 눈을 감고 뜨는 동안 눈꺼풀이 움직이는 범위를 수용할 만큼 충분히 유연하고 충분히 길어야 한다. 예를 들어, 유닛(12a)으로부터 외안각 또는 그 근방을 향하여 측방향으로 연장되는 상대적으로 미세한 유선 연결부는 안구 움직임 및 깜박임의 편안함에 뚜렷하게 영향을 미치지 않는다는 것이 발견되었다. 눈 바로 위 또는 눈과 상대적으로 가깝고 눈을 깜박이는 동안 크게 이동되지 않는 임의의 다른 위치와 같은 다른 위치들도 마찬가지이다.
송신 안테나가 윗눈꺼풀에 위치되는 구현은 전형적으로 움직임이 덜 발생하는 다른 장착 위치와 비교하여 특유의 특징을 갖는다. 한편으로, 눈을 감은 위치에서(도 4a), 특정 안테나 설계의 경우, 에너지 전송 및/또는 데이터 통신을 위한 매우 효과적인 결합 기회를 제시하는 적어도 중앙에 위치한 콘택트 렌즈 또는 임플란트에 대하여 송신 안테나와 수신 안테나 사이에 최적의 중첩 및 근접도가 달성된다. 반면에, 대상이 깨어 있을 때, 이 최대 중첩 상태는 깜박임 동안만 잠시 발생하며, 송신기 안테나와 수신기 안테나 사이의 결합 정도는 현저히 달라질 수 있다. 이러한 결합의 변화는 깜박임 동작의 검출 및 분석을 허용하는 송신기 회로의 임피던스 부하의 변화로서 송신기 회로에 의해 검출될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 눈꺼풀 장착 디바이스에 통합되거나 그 옆에 장착되는 가속도계(전형적으로 자이로스코픽 MEMS 가속도계)를 포함하여 깜박임 동작을 직접 감지할 수 있다.
아래에서 추가로 예시되는 바와 같은 본 발명의 응용의 특정 하위 조합에서, 사용자의 눈의 깜박임 동작 주기의 적어도 일부와 동기적으로 디바이스를 동작시키는 것이 유리할 수 있다. 이러한 구현 중 하나는 도 9d를 참조하여 아래에서 추가로 논의될 것이다. 그러나, 본 발명은 이러한 구현에 제한되지 않으며, 일부 응용에서, 디바이스의 작동은 어떠한 특정 눈꺼풀 동작에 의해 유발되지 않고 연속적으로 또는 간격을 두고 발생할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
깜박임과의 동기화에 제한되지 않고 안구 디바이스에 지속적 또는 간헐적인 전력 공급이 필요한 경우, 결합의 변화를 감지하는 것은 전력 전송 효율의 추정치를 제공하는 데 사용될 수 있으며, 그에 따라 안구 디바이스에서 충분한 전력을 생성하기 위해 송신기 안테나에 전달되어야 하는 필수 전력이 추정된다. 이러한 피드백의 정확성은 안구 디바이스에 의해 실제로 수신되는 전력의 레벨을 전달하는, 안구 디바이스로부터 다시 외부 디바이스로의 데이터 전송(아래에 상세히 설명됨)에 의해 더욱 향상될 수 있으며, 송신된 전력 레벨을 조절하기 위해 폐루프 피드백이 허용된다.
결합 변화 및/또는 가속도계에서 도출된 깜박임 동작 타이밍을 감지하면, 안구 건조증(DED)의 진단과 같은 다양한 의료 및 비의료 상황에서 사용될 수 있는 눈 깜박임 분석에 유용한 데이터가 제공될 수 있으며, 다양한 상황에서 사용될 수 있는 졸음 및 기타 행동 관련 깜박임 패턴의 변화를 식별하는 데 사용되는 입력도 제공된다.
에너지 결합
안구 디바이스(10)로의 에너지 공급을 허용하기 위해, 안구 디바이스는 에너지 수신기로 구현되며, 외부 디바이스(12)는 바람직하게는 사용자의 눈꺼풀에 장착되는 전기 작동식 에너지 송신 컴포넌트를 포함한다. 외부 디바이스는 또한 안구 디바이스의 에너지 수신기에 무선으로 에너지를 전송하도록 에너지 송신 컴포넌트를 작동시키기 위해 에너지 송신 컴포넌트에 전기적으로 연결된 드라이버 회로를 포함한다. 드라이버 회로는 눈꺼풀 장착 컴포넌트와 통합될 수 있거나, 또는 사용되는 경우 부가적 컴포넌트(12b)에 부분적으로 또는 전체적으로 위치될 수 있다.
에너지 수신기에 에너지 송신 컴포넌트가 매우 근접하면, 제한되는 것은 아니지만, 넓은 범위의 주파수에서 그리고 근거리장에서 유도 결합 또는 용량 결합에 의해 원거리장 또는 근거리장 여기를 통한 에너지 송신을 포함하는 다양한 기술을 사용한 효과적인 에너지 전송이 허용된다. 가장 바람직하게는, 근거리장 결합의 경우, 원거리장으로 방사되는 전력으로 인한 손실을 피하기 위해, 안테나 크기보다 상당히 큰 파장에 대응하는 RF 범위의 주파수가 바람직하다. 특정 경우에, 기계적 진동(초음파) 또는 광학 송신과 같은 다른 메커니즘을 통한 에너지 전송도 가능할 수 있다.
이러한 모든 옵션이 본 발명의 특정 실시예의 넓은 범위 내에 속하지만, 근거리장 공진 결합에 의해 외부 디바이스로부터 안구 디바이스로의 에너지 전송을 수행하는 것이 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다. 이를 위해, 안구 디바이스(10)의 에너지 수신기는 근거리장 수신기 안테나를 포함하는 수신기 공진 회로를 포함하는 것이 바람직하며, 외부 디바이스(12)의 에너지 송신 컴포넌트는 송신기 공진 회로의 일부인 근거리장 송신기 안테나를 포함하는 것이 바람직하다. 2개의 공진 회로는 동일한 공진 주파수로 설계(동조)되고, 드라이버 회로는 송신기 공진 회로와 수신기 공진 회로 모두에서 공진을 유도하기 위해 결합된 공진 시스템의 동조된 공진 주파수에서 송신기 공진 회로의 발진을 구동한다. 그 후, 안구 디바이스에 의해 송신기 공진 회로로부터 전력을 효율적으로 회수할 수 있다.
반응성 근거리장에서 공진 결합을 사용하면 에너지 전송 효율을 극대화하는 데 매우 유리하다. 근거리장 안테나(전형적으로 파장과 비교하여 크기가 작음)를 이용하면, 환경에 대한 송신 에너지 손실이 최소로 유지된다. 송신기와 수신기에서 결합된 공진 회로를 사용하면 구동 회로의 에너지 손실이 최소로 유지되고, 송신기 공진 회로와 수신기 공진 회로 사이의 결합이 상대적으로 낮은 경우에도 상대적으로 높은 전력 전송 효율이 허용된다.
2개의 공진 회로 사이의 결합을 담당하는 안테나의 유형은 공진 회로의 유도 컴포넌트, 즉, 유도 안테나, 또는 공진 회로의 용량 컴포넌트, 즉, 용량 안테나일 수 있다. 도 1a 및 도 1b에 예시된 바와 같은 특히 바람직한 특정한 구현에서, 외부 디바이스(12)의 근거리장 송신기 안테나는 코일(16) 형태의 유도 안테나이고, 안구 디바이스(10)의 근거리장 수신기 안테나는 코일(18) 형태의 유도 안테나이다. "유도 근거리장 공진 결합(inductive near-field resonant coupling)"이라는 용어는 본 명세서에서 "자기 공진 결합(magnetic resonance coupling)"이라는 용어와 동의어로 사용된다.
도 1에 예시된 바와 같은 외부 디바이스(12)의 다른 컴포넌트는 전형적으로, 바람직하게는 모두 보호 캡슐화(26)에 캡슐화되는, 배터리(20), 주문형 집적 회로(ASIC) 또는 기타 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)(22), 및 저에너지 블루투스(BLE) 통신 컴포넌트, 센서 및/또는 기타 주변 전자 컴포넌트와 같은 기타 컴포넌트(24)를 포함한다.
도 2에 예시된 바와 같은 안구 디바이스(10)의 다른 컴포넌트는 전형적으로 디바이스의 특성에 따라 주문형 집적 회로(ASIC) 또는 기타 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)(28), 센서(30), 및 기타 주문형 페이로드(32)를 포함한다. 도 2에 예시된 비제한적인 예에서, 이들 요소는 각막과 접촉 배치하기 위해 소프트 콘택트 렌즈에 통합된다. 안구내 디바이스의 동작 원리는 동일하게 유지된다.
안구 디바이스(10)와 외부 디바이스(12)의 다양한 구현을 위한 전형적인 컴포넌트와 그들 사이의 기능적 관계에 대한 추가적인 세부사항은 도 8a, 도 8b, 및 도 9a를 참조하여 아래에서 설명될 것이다.
특히, 전적으로는 아니지만, 윗눈꺼풀에 장착된 외부 디바이스의 경우, 송신기 안테나와 수신기 안테나의 상대적인 위치 및 그 사이의 결과적인 결합은, 예를 들어 깜박임으로 인해 동작 중에 상당히 달라질 수 있다. 시스템은 공진 추적(자동 동조) 회로를 포함하는 것이 바람직하며, 이는 안구 움직임으로 인해 발생하는 2개의 코일 사이의 상대적인 움직임으로 인한 가변 임피던스, 및 온도 등과 같은 부가적인 파라미터 이동으로 인해 발생하는 공진 주파수 이동을 검출하고 수정할 수 있다. 이렇게 하면 정렬 및 거리 변화에 대한 민감도가 감소하여, 위치 및 기타 가변 파라미터의 변화에도 불구하고 고효율 및 지속적인 에너지 공급을 용이하게 유지할 수 있다. 공진 추적 회로는 본 기술 분야에 그 자체가 공지되어 있고, 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 구현될 수 있다.
선택적으로, 안구 디바이스와 외부 디바이스 사이의 데이터 전송이 가능한 경우(아래에 설명되는 바와 같음), 안구 디바이스는 수신된 실제 전력을 나타내는 정보를 외부 디바이스로 다시 송신할 수 있으며, 이에 따라 전력 전송 효율(PTE)을 나타낼 수 있다. 이를 통해 실제로 수신된 전력을 기초로 필요한 전력이 송신되는 폐루프 동작이 가능하다.
고전력 응용
외부 디바이스로부터 전력을 제공하려는 취지의 일 양태는 고전력 응용의 예를 참조함으로써 이해할 수 있다. 증강 현실 콘택트 렌즈 또는 다양한 능동 보철물과 같은 고전력 응용은 콘택트 렌즈 내의 내장 배터리에 의해 저장될 수 있는 것과 관련하여 많은 에너지를 필요로 한다. 일부 경우에, 콘택트 렌즈 내의 모든 가용 영역이 전력 저장에 사용되더라도, 전력은 단지 몇 시간 이하의 동작에 대해서만 충분하다.
더욱이, 상당한 배터리 저장 용량을 포함하는 것은 유연성이 떨어지고 콘택트 렌즈의 두께가 빠르게 증가하여 불편함을 주기 때문에 전형적으로 소프트 콘택트 렌즈의 사용과 양립할 수 없다. 소프트 콘택트 렌즈에 배터리를 포함시키는 것은 전형적으로 소프트 렌즈의 일반 제조 기술과 양립되지 않는다.
전원을 외장의 외부 디바이스로 이동시킴으로써, 콘택트 렌즈에 담을 수 있는 것보다 수백 배 더 많은 전력을 가진 소프트 콘택트 렌즈 내에서 박형이며 편안한 해결책을 사용하여 고전력 응용도 구현할 수 있게 된다.
수치적 예로서, 현재 콘택트 렌즈에 담을 수 있는 최대 전력은 P=0.5 mWh 정도이다. 이는 가정된 에너지 밀도 100 Wh/liter를 기초로 한다. 따라서, 대략 0.5 mW의 전력이 필요한 응용은 내장 전원 장치를 기준으로 최대 약 1시간 동안만 동작할 수 있다.
반대로, 독립형 눈꺼풀 장착 유닛인 외부 디바이스를 사용하는 경우, 눈꺼풀 장착 유닛은 P=50 mWh를 공급하는 배터리를 탑재할 수 있다. 에너지 전송 효율을 20%로 가정하더라도, 여전히 P=10 mWh를 사용할 수 있으며, 이는 0.5 mW에서 20시간 동안 동작하기에 충분하다. 부가적 유닛(12b)을 갖는 실시예의 경우, 가용 전력은 이 수치보다 수십 배 증가될 수 있다.
구현에 따라, 외부 디바이스(12)로부터 공급되는 전력을 안구 디바이스(10)에 지속적으로 제공할 수 있으며, 디바이스에 급전하기 위해 지속적으로 정류 및 관리된다. 대안적으로, 안구 디바이스(10)는 외부 디바이스(12)로부터의 전력이 차단되는 경우 안구 디바이스(10)의 지속적인 동작을 허용하는 전력 저장 커패시터와 같은 전력 저장 요소를 포함할 수 있다.
데이터 송신
지금까지 논의된 전력 전송에 대한 대안 또는 추가로서, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 외부 디바이스(12)는 안구 디바이스에 및/또는 안구 디바이스로부터 데이터를 전송하도록 구성된다. 여기에서도, 안구 디바이스에 근접한 신체 장착형 외부 디바이스의 존재는 안구 디바이스로부터 더 멀리 떨어진 디바이스로의 직접 통신과 비교하면 데이터 전송을 위한 전력 요건을 현저히 감소시킨다. 외부 디바이스(12)는 바람직하게는 통신 네트워크 또는 모바일 전자 디바이스와 통신하기 위한 무선 통신 인터페이스를 포함하여, 외부 디바이스와 데이터를 교환할 수 있게 한다.
기본적으로, 본 발명의 이러한 양태는 안구 디바이스(10)의 일부인 제1 통신 서브시스템을 이용하고, 외부 디바이스(12)는 제1 통신 서브시스템에 및/또는 제1 통신 서브시스템으로부터 무선으로 데이터를 전송하기 위해 바람직하게는 안테나(16)와 연관되는 제2 통신 서브시스템을 갖는다.
구현의 특히 바람직한 하위 조합에서, 외부 디바이스(12)가 또한 안구 디바이스(10)에 전력을 제공하는 경우, 이 데이터 통신은 인코딩된 데이터를 전달하기 위해 전력 송신의 변조를 통해 구현된다. 외부 디바이스로부터 안구 디바이스로의 데이터 전송을 위해, 외부 디바이스의 드라이버 회로는 2개 이상의 진폭 레벨들 사이를 전환하는 것으로, 또는 송신된 전력에 짧은 중단을 도입함으로써, 안구 디바이스에 대한 전력 전송의 진폭의 변조를 통해 데이터를 전달하도록 구성된다. 안구 디바이스는 수신기 공진 회로와 연관된 상응하는 전자 회로로 구현되고 변조로부터 데이터를 도출하도록 구성된다.
안구 디바이스(10)로부터 외부 디바이스(12)로의 데이터 전송을 위해, 안구 디바이스는 수신기 공진 회로와 연관되며 수신기 공진 회로의 부하 변조를 통해 데이터를 전달하도록 구성된 전자 회로를 포함한다. 이러한 부하 변조는 외부 디바이스(12)의 회로에 의해 검출 및 디코딩되는 송신기 공진 회로의 전류에서의 상응하는 변화를 야기한다.
안구 디바이스로부터 외부 디바이스로 정보를 전송하는 능력은 또한 안구 디바이스로의 전력 전송의 최적화된 동작을 용이하게 한다. 안구 디바이스는 유리하게는 안구 디바이스에 의해 수신된 실제 전력을 외부 디바이스에 다시 보고하여, 외부 디바이스가 안구 디바이스의 동작을 위해 특정 요구 전력 전송 목표에 도달하도록 송신된 전력을 조절할 수 있게 한다.
이제, 도 8a를 참조하면, 이는 여기에서 약물 전달을 위한 눈 유닛으로 예시되는 안구 디바이스(10) 및 여기에서 눈꺼풀 장착 유닛으로 예시되는 외부 디바이스(12)를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 시스템의 전형적인 구현을 예시한다. 이 예에서는 비공진 유도 결합을 이용한다.
먼저, 눈꺼풀 유닛을 참조하면, 마이크로컨트롤러 유닛이 소형 내장 배터리에 의해 급전되고 RF 드라이버를 동작하여 송신 코일(안테나)을 구동하고, 이에 따라 안구 디바이스의 수신기 코일(안테나)에서 발진 전류를 유도하는 발진 전기장 및 자기장이 생성된다. 이 전류는 정류기를 통해 디바이스 페이로드를 제어하는 안구 디바이스 MCU, 이 비제한적인 경우에는 약물 전달 메커니즘에 급전하는 에너지 저장 디바이스(전형적으로 커패시터)에 전달된다.
선택적으로, 특히 디바이스를 간헐적으로, 깜박임과 동시에 동작시키는 것이 바람직한 경우, MEMS 가속도계는 눈꺼풀 유닛에 제공되어 깜박임 동작이 검출될 때 MCU 및 RF 송신의 동작을 트리거할 수 있다.
선택적으로, 블루투스 저에너지(BLE) 컴포넌트와 같은 무선 통신 서브시스템은, 예를 들면 안구 유닛이 언제, 얼마나 오랫동안 활성화되어야 하는지에 대한 스케줄링 데이터를 수신하거나 및/또는 배터리의 상태를 보고하기 위해 외부 디바이스에 대한 연결을 허용하도록 눈꺼풀 유닛에 통합될 수 있다.
도 8b는 본질적으로 도 8a의 것과 유사하지만 여기서는 근거리장 공진 결합(자기 공진 결합)을 이용하는 추가적인 예를 예시한다. 이 경우, 송신기 안테나(코일)와 수신기 안테나(코일)는 각각 상응하는 공진 회로의 일부로서 구현되며, 송신기 공진 회로와 수신기 공진 회로는 공통 공진 주파수를 갖도록 설계된다. 바람직하게는, 적어도 송신기 공진 회로, 더욱 바람직하게는 두 공진 회로 모두에는, 두 회로의 공진 주파수를 정합되게 유지하고, 다양한 동작 조건 및 회로 간의 다양한 결합 정도 하에서 전체 시스템의 공진 주파수를 원하는 목표 범위 내에 유지하기 위해, 여기서는 전환 가능한 또는 다른 가변 커패시턴스로 구현되는 임피던스 동조 컴포넌트가 제공된다. 이 임피던스 동조는 시스템 배치 시의 일회성 조절일 수 있거나, 또는 유리하게는 시스템의 동작 중에 반복적으로 수행될 수 있다. 외부 디바이스(눈꺼풀 유닛)는 바람직하게는 또한 공진 추적(자동 동조) 회로를 포함하고, RF 드라이버의 일부로서 구현되거나 또는 MCU의 기능으로서 통합되어 드라이버 주파수를 결합된 공진 회로의 전체 공진 시스템의 공진 주파수로 조절할 수 있다.
또한, 여기에는 안구 디바이스측의 에너지 관리를 위한 두 가지의 옵션이 예시되어 있다. 전력이 지속적으로 공급되는 경우, 정류기의 출력에 대한 평활화 및 컨디셔닝 기능을 제공하되, 디바이스의 정격 전력과 비교하면 상당한 에너지 저장 용량은 없는 "중간 에너지 저장" 만을 제공하는 것으로 충분할 수 있다. 대안적으로, 중간 에너지 저장/컨디셔닝 컴포넌트가 에너지 저장 디바이스를 충전할 수 있으며, 이에 따라 외부 사용에 의해 간헐적으로만(예를 들어, 깜박이는 동안 ― 아래 참조) 전력이 공급되더라도 안구 디바이스가 계속 동작할 수 있게 된다.
특정 경우에, 안구 디바이스와 외부 디바이스 사이에 데이터 통신이 필요하며, 이는 안구 디바이스로의 명령어 전송을 용이하게 하고, 안구 디바이스에 의해 감지된 정보를 보고하고 및/또는 두 디바이스 사이의 전력 전송의 효율적인 동작에 기여한다. 도 8b는 이러한 통신을 제공하기 위한 첫 번째 옵션을 예시한다. 이 경우, 안구 디바이스와 외부 디바이스 모두에는, 필수적인 것은 아니고, 전형적으로, 결합된 공진 시스템의 공진 주파수와는 다른 주파수에서의 송신을 통해 안구 디바이스와 외부 디바이스 사이의 무선 통신을 위한, 여기서는 트랜시버 및 RF 안테나로서 도시된, 통신 컴포넌트가 제공된다. 이러한 통신 컴포넌트의 전형적인 예는 표준 NFC 또는 BLE 프로토콜에 따라 데이터를 송신 및 수신하도록 구성된 트랜시버이다. 통신 컴포넌트는 이 통신 채널을 위한 전용 안테나를 이용할 수 있다. 대안적으로, 일부 경우에, 공진 결합에 이용된 동일한 안테나를 통한 신호의 중첩에 의해 송신 및 수신이 수행될 수 있다.
일부 경우에, 안구 디바이스와의 데이터 전송에 이용되는 외부 디바이스의 통신 컴포넌트는 네트워크 또는 모바일 디바이스와의 통신에도 사용될 수 있다. 다른 경우에는, 필요한 전력 및 안테나 설계의 차이로 인해, 여기에 예시된 BLE 컴포넌트와 같이 네트워크 또는 모바일 디바이스와의 통신을 위한 별도의 통신 컴포넌트를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
모든 다른 양태에서, 도 8b의 시스템의 구조 및 동작은 도 8a의 것과 동일하다. 여기에 예시된 약물 전달 응용은 단지 예일 뿐이라는 것을 다시 한 번 인식해야 한다. 시스템 아키텍처는 본질적으로 콘택트 렌즈와 임플란트 모두에 대해 상기에 나열된 모든 잠재적 응용에 대하여 일반적이다.
이제, 도 9a를 참조하면, 이는 본질적으로 도 8b의 시스템과 유사한 시스템의 추가의 예를 도시하지만, 여기서는 전력 송신의 변조를 통해 외부 디바이스(눈꺼풀 유닛)와 안구 디바이스(눈 유닛) 사이의 일방향 또는 양방향 데이터 통신을 제공한다.
외부 디바이스로부터 안구 디바이스로의 데이터 전송을 위해, 외부 디바이스 MCU는 안구 디바이스로의 전력 전송의 진폭의 변조를 통해 데이터를 전달하도록 RF 드라이버를 전환하는 것이 바람직하다. 도 9b에 개략적으로 나타낸 특히 간단한 하나의 구현에서, 데이터는 RF 드라이버 출력에서 짧은 오프/온 펄스를 생성함으로써 전달될 수 있고, 여기서, 서로 다른 펄스 지속기간 또는 사이클 시간은 "0" 또는 "1"을 표시한다. 분명히, 이 예는 전력 신호를 통해 진폭 변조에 의해 데이터를 전송하기 위한 무제한의 방식 중 하나일 뿐이다. 그 후, 전형적으로, 변조로부터 송신된 날짜를 디코딩하는 안구 디바이스 MCU에 의해 감지될 수 있는 정류기로부터의 출력 전압 변화로서, 변조가 안구 디바이스에 의해 감지된다.
안구 디바이스로부터 외부 디바이스로 데이터를 송신하기 위해, 안구 디바이스의 MCU는 수신기 공진 회로의 부하 변조를 수행함으로써 데이터를 인코딩하는 것이 바람직하며, 이는 도 9c에 예시된 바와 같이 송신기 공진 회로의 전류에서의 상응하는 변화를 야기한다. 이러한 변화는 포락선 검출 회로에 의해 검출된다. 그 후, 외부 디바이스 MCU는 송신기 공진 회로 전력의 포락선에서 감지된 변화로부터 데이터를 디코딩한다.
모든 다른 측면에서, 도 9a의 시스템의 구조 및 동작은 도 8b의 것과 동일하다. 이 경우, 예시는 연속적으로 또는 원하는 간격으로 데이터 전송 능력이 특별한 가치를 갖는 응용의 비제한적인 예로서 안압 측정을 도시한다. 그러나, 이 응용은 단지 예일 뿐이라는 점을 인식해야 하고, 시스템 아키텍처는 본질적으로 콘택트 렌즈와 임플란트 모두에 대해 상기에 나열된 모든 잠재적 응용에 대하여 일반적이다.
앞서 설명한 바와 같이, 경우에 따라서는, 송신기 안테나와 수신기 안테나가 거의 최적의 근접도로 중첩해 있을 때, 깜박임 동안 외부 디바이스와 안구 디바이스 사이의 전력 전송 및/또는 통신을 선택적으로 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 도 7a 및 도 7b는 제각기 전형적인 깜박임 사이클 동안 윗눈꺼풀의 각도 변위 및 각속도를 예시한다. "높은 동심도 영역"이 여기서는 약 30도를 초과하는 편향에 대응하는 완전 폐쇄에 가장 가까운 10도로 대략 정의되는 경우, 이 예에서 해당 기간의 지속기간은 대략 100 ms이다. 도 7b에서 알 수 있는 바와 같이, 이 기간의 시작 및 종료는 대략 속도 프로파일의 최대값(제각기 양수 및 음수)에 대응하므로, 이러한 지점을 가속도계로 쉽게 결정할 수 있다. 대안적으로, 앞서 논의된 바와 같이, 송신기 회로에 의해 경험되는 부하는 송신기 회로와 수신기 회로 사이의 현재의 결합 레벨, 및 그에 따른 현재의 중첩도를 결정하는 데 사용될 수 있다. (발진기는 에너지 또는 데이터 송신이 필요하지 않은 경우에도 감지 목적으로 간헐적으로 작동될 수 있다.)
도 9d는 깜박임 동작 감지 시, 및 해당 동작과 동기하여 선택적으로 전력 및/또는 데이터의 송신이 수행되는 경우 외부 디바이스의 RF 드라이버의 동작을 시간의 함수로서 개략적으로 예시하는 것이다. 상부 신호는 가속도계로부터의 트리거 신호, 또는 송신기와 수신기 안테나 사이의 부하/결합의 감지로부터 도출된 트리거 신호이다. 하부 신호는 트리거 신호에 의해 트리거된 RF 송신을 나타낸다. 선택적으로, 신호는, 신호의 확대 보기에 도시된 바와 같이, 데이터를 외부 유닛에 전달하기 위해 안구 디바이스에서 부하 전환에 의해 야기되는 변화를 또한 포함할 수 있으며, 모두 앞서 설명된 바와 같다.
상기의 설명은 단지 예로서만 제공되는 것이며, 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 범위 내에서 많은 다른 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다.

Claims (29)

  1. 사용자의 눈을 위한 시스템으로서, 시스템은:
    (a) 안구 내에 또는 안구 상에 배치하기 위한 안구 디바이스― 상기 안구 디바이스는 에너지 수신기를 포함함 ―;
    (b) 외부 디바이스를 포함하고, 외부 디바이스는:
    (i) 사용자의 눈꺼풀의 외부 표면에 장착되어 상기 눈꺼풀과 함께 움직이는 전기 작동식 에너지 송신 컴포넌트, 및
    (ii) 드라이버 회로― 상기 드라이버 회로는 상기 안구 디바이스의 상기 에너지 수신기에 무선으로 에너지를 전송하도록 상기 에너지 송신 컴포넌트를 작동시키기 위해 상기 에너지 송신 컴포넌트에 전기적으로 연결됨 ―를 포함하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에너지 송신 컴포넌트는 안테나를 포함하는, 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에너지 송신 컴포넌트는 전도성 코일을 포함하는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 드라이버 회로의 적어도 일부는 상기 눈꺼풀과 함께 움직이지 않는 상기 사용자의 신체 구역에 장착하도록 구성된 유닛의 일부인, 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 드라이버 회로는 상기 사용자의 눈꺼풀의 외부 표면에 장착하기 위해 상기 에너지 송신 컴포넌트와 통합되는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 드라이버 회로는 상기 에너지 송신 컴포넌트를 통해 상기 안구 디바이스로 송신하기 위해 데이터를 인코딩하도록 더 구성되는, 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 외부 디바이스는 통신 네트워크 또는 모바일 전자 디바이스와 통신하기 위한 무선 통신 인터페이스를 더 포함하는, 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 에너지 수신기는 근거리장 수신기 안테나를 포함하는 수신기 공진 회로를 포함하고, 상기 에너지 송신 컴포넌트는 송신기 공진 회로의 일부인 근거리장 송신기 안테나를 포함하고, 상기 송신기 공진 회로 주파수는 상기 수신기 공진 회로에 정합되며 상기 수신기 공진 회로에 결합되고, 그에 따라 결합된 공진 시스템을 형성하고, 상기 드라이버 회로는 상기 결합된 공진 시스템의 공진 발진을 구동하기 위해 상기 송신기 공진 회로를 작동시키도록 구성되고, 상기 안구 디바이스의 상기 전자 회로는 상기 수신기 공진 회로로부터 전력을 회수하는, 시스템.
  9. 제8에 있어서, 상기 드라이버 회로는 전력 전송의 진폭의 변조를 통해 데이터를 상기 안구 디바이스에 전달하도록 구성되고, 상기 안구 디바이스는 상기 수신기 공진 회로와 연관되며 상기 변조로부터 상기 데이터를 도출하도록 구성된 전자 회로를 더 포함하는, 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 안구 디바이스는 상기 수신기 공진 회로와 연관되며 상기 수신기 공진 회로의 부하 변조를 통해 데이터를 전달하도록 구성된 전자 회로를 더 포함하고, 상기 드라이버 회로는 상기 부하 변조로부터 상기 데이터를 도출하도록 구성되는, 시스템.
  11. 사용자의 눈을 위한 시스템으로서, 시스템은:
    (a) 안구 내에 또는 안구 상에 배치하기 위한 안구 디바이스― 상기 안구 디바이스는 제1 통신 서브시스템을 포함함 ―;
    (b) 외부 디바이스를 포함하고, 외부 디바이스는:
    (i) 사용자의 눈꺼풀의 외부 표면에 장착되어 상기 눈꺼풀과 함께 움직이는 안테나, 및
    (ii) 상기 제1 통신 서브시스템에 및/또는 그로부터 무선으로 데이터를 전송하기 위해 상기 안테나를 이용하는 제2 통신 서브시스템을 포함하는, 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 안테나는 전도성 코일을 포함하는, 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2 통신 서브시스템의 적어도 일부는 상기 눈꺼풀과 함께 움직이지 않는 상기 사용자의 신체 구역에 장착하도록 구성된 유닛의 일부인, 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제2 통신 서브시스템은 상기 사용자의 눈꺼풀의 외부 표면에 장착하기 위해 상기 안테나와 통합되는, 시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 외부 디바이스는 통신 네트워크 또는 모바일 전자 디바이스와 통신하기 위한 무선 통신 인터페이스를 더 포함하는, 시스템.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안구 디바이스는 콘택트 렌즈인, 시스템.
  17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안구 디바이스는 안구 임플란트인, 시스템.
  18. 안구 내에 또는 안구 상에 배치된 안구 디바이스에 에너지를 공급하는 외부 디바이스로서, 상기 외부 디바이스는:
    (a) 사용자의 눈꺼풀의 외부 표면에 장착되어 상기 눈꺼풀과 함께 움직이는 전기 작동식 에너지 송신 컴포넌트, 및
    (b) 드라이버 회로― 상기 드라이버 회로는 상기 안구 디바이스의 에너지 수신기에 무선으로 에너지를 전송하도록 상기 에너지 송신 컴포넌트를 작동시키기 위해 상기 에너지 송신 컴포넌트에 전기적으로 연결됨 ―를 포함하는, 시스템.
  19. 안구 내에 또는 안구 상에 배치된 안구 디바이스와 통신하기 위한 외부 디바이스로서, 상기 안구 디바이스는 제1 통신 서브시스템을 갖고, 상기 외부 디바이스는:
    (a) 사용자의 눈꺼풀의 외부 표면에 장착되어 상기 눈꺼풀과 함께 움직이는 안테나, 및
    (b) 상기 제1 통신 서브시스템에 및/또는 그로부터 무선으로 데이터를 전송하기 위해 상기 안테나를 이용하는 제2 통신 서브시스템을 포함하는, 시스템.
  20. 사용자의 눈을 위한 시스템으로서, 시스템은:
    (a) 안구 내에 또는 안구 상에 배치하기 위한 안구 디바이스― 상기 안구 디바이스는 근거리장 수신기 안테나를 포함하는 수신기 공진 회로를 갖는 에너지 수신기를 포함하는 전자 회로를 포함함 ―;
    (b) 눈에 근접한 피부 표면에 부착하도록 구성된 외부 디바이스를 포함하고, 전자 회로를 포함하는 상기 외부 디바이스는:
    (i) 근거리장 송신기 안테나를 포함하는 송신기 공진 회로를 갖는 에너지 송신기― 상기 송신기 공진 회로 주파수는 상기 수신기 공진 회로에 정합되며 상기 수신기 공진 회로에 결합되고, 그에 따라 결합된 공진 시스템을 형성함 ―, 및
    (ii) 드라이버 회로― 상기 드라이버 회로는 상기 송신기 공진 회로에 전기적으로 연결되며 상기 결합된 공진 시스템의 공진 발진을 구동하기 위해 상기 송신기 공진 회로를 작동시키도록 구성됨 ―를 포함하고, 상기 안구 디바이스의 상기 전자 회로는 상기 수신기 공진 회로로부터 전력을 회수하는, 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 근거리장 수신기 안테나 및 상기 근거리장 송신기 안테나는 유도 안테나인, 시스템.
  22. 제20항에 있어서, 상기 근거리장 수신기 안테나 및 상기 근거리장 송신기 안테나는 용량 안테나인, 시스템.
  23. 제20항에 있어서, 상기 근거리장 송신기 안테나는 윗눈꺼풀에 부착하도록 구성되는, 시스템.
  24. 제20항에 있어서, 상기 근거리장 송신기 안테나는 아랫눈꺼풀에 부착하도록 구성되는, 시스템.
  25. 제20항에 있어서, 상기 근거리장 송신기 안테나는 내안각 또는 외안각에 인접한 눈꺼풀 조직에 부착하도록 구성되는, 시스템.
  26. 제20항에 있어서, 상기 근거리장 송신기 안테나는 적어도 부분적으로 안와연 위에 있는 피부에 부착하도록 구성되는, 시스템.
  27. 제20항에 있어서, 상기 드라이버 회로는 전력 전송의 진폭의 변조를 통해 데이터를 상기 안구 디바이스에 전달하도록 구성되고, 상기 안구 디바이스의 상기 전자 회로는 상기 변조로부터 데이터를 도출하도록 구성되는, 시스템.
  28. 제20항에 있어서, 상기 안구 디바이스의 상기 전자 회로는 상기 수신기 공진 회로의 부하 변조를 통해 데이터를 전달하도록 구성되고, 상기 드라이버 회로는 상기 부하 변조로부터 상기 데이터를 도출하도록 구성되는, 시스템.
  29. 제20항에 있어서, 상기 안구 디바이스 및 상기 외부 디바이스는 상기 결합된 공진 시스템의 공진 주파수 이외의 주파수에서의 송신을 통해 상기 안구 디바이스와 상기 외부 디바이스 사이의 무선 통신을 위한 통신 컴포넌트를 더 포함하는, 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100016704A1 (en) * 2008-07-16 2010-01-21 Naber John F Method and system for monitoring a condition of an eye
AU2011204668B2 (en) * 2010-01-05 2014-09-04 Sensimed Ag Intraocular pressure monitoring device
US8585664B2 (en) * 2011-12-12 2013-11-19 Alcon Research, Ltd System and method for powering ocular implants
US8857983B2 (en) * 2012-01-26 2014-10-14 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic lens assembly having an integrated antenna structure
US20150057516A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 California Institute Of Technology Fully wireless continuously wearable sensor for measurement of eye fluid
TWI588563B (zh) * 2016-08-11 2017-06-21 清弘生醫股份有限公司 傳輸電能至隱形眼鏡之方法及其系統
US10673414B2 (en) * 2018-02-05 2020-06-02 Tectus Corporation Adaptive tuning of a contact lens
US11791657B2 (en) * 2018-05-14 2023-10-17 Blink Energy Ltd. Apparatus for harvesting energy from relative motion of body parts, particularly an eyeball and an eyelid
US11311373B2 (en) * 2018-11-05 2022-04-26 Verily Life Sciences Llc Ophthalmic system including accommodating intraocular lens and remote component and related methods of use

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