TW201838340A - 用於眼用裝置之長時間定時器電路 - Google Patents

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葛瑞格利 費雪
唐諾 藍福特
藍道 普伏
亞當 透納
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Abstract

揭示可程式化定時器電路。一個定時器電路可包括：一參考電路，其經組態以產生一偏壓電流；一電流控制振盪器，其經組態以接收該偏壓電流；及一分頻器網路，其經組態以劃分該振盪器之一輸出。該定時器電路可能夠在使用小於5nA之靜態電流的同時定時達24小時之期間。

Description

用於眼用裝置之長時間定時器電路
本揭露係關於定時器電路，且更具體而言係關於眼用裝置，例如配戴式鏡片，包括隱形眼鏡、淚管塞、可植入鏡片(包括人工水晶體(intraocular lens,IOL))及任何其他類型之包含併入定時器電路之眼組件的裝置。
眼用裝置可用於矯正近視、遠視、散光以及其他視敏度缺陷。眼用裝置也可用於增強配戴者眼睛的自然外觀。作為一非限制性實例，隱形眼鏡(contact lens或contact)是放置在眼睛之前表面上的鏡片。隱形眼鏡被視為醫療裝置並可經配戴以矯正視力並/或用於妝飾用或其他治療原因。從1950年代起，隱形眼鏡已商品化使用，用來改善視力。早期的隱形眼鏡係由硬性材料製造或加工而成，相對較為昂貴並且脆弱。此外，加工製成這些早期隱形眼鏡的材料不允許足夠的氧氣通過隱形眼鏡傳輸到結膜和角膜，此有可能引起許多不良臨床效應。雖然這些隱形眼鏡仍被使用，但由於其初始舒適性較差，因此並不適合所有患者。該領域的後續發展產生了基於水凝膠的軟式隱形眼鏡，該等軟式隱形眼鏡在當今極為流行且被廣泛使用。具體地， 當今可用的聚矽氧水凝膠隱形眼鏡結合了具有極高透氧度之聚矽氧的效益、與水凝膠經證實的舒適度和臨床表現。基本上，與由早期硬性材料製成的隱形眼鏡相比，這些基於聚矽氧水凝膠的隱形眼鏡具有更高的透氧度並且通常具有更高的配戴舒適度。
習用的隱形眼鏡為具有特定形狀的聚合結構，以如上文所簡述地矯正多種視力問題。為了達成增強的功能，必須將多種電路和組件整合到這些聚合結構中。例如，可透過訂製的光電組件將控制電路、微處理器、通訊裝置、電力供應器、感測器、致動器、發光二極體、及微型天線整合入隱形眼鏡中，不僅用於矯正視力，也能加強視覺以及提供如本文說明之給予活性劑的額外功能。
活性劑通常施配於眼部以用於治療眼部疾病與疾患。用以輸送活性劑予眼部的習用方法包含局部施用於眼睛表面。眼睛特別適合局部給藥，因為局部施給的活性劑在經適當組成後可提供潤滑及/或穿透角膜，並於眼睛內部達到所需之療效濃度。用於眼部疾病與疾患的活性劑可經由口服或是注射給藥，但該等給藥途徑是不佳的，就口服給藥而言，活性劑到達眼部的濃度可能太低，而無法發揮理想藥效，且其使用會因為顯著的全身性副作用而變得複雜，而注射則會造成感染的風險。
大多數的眼部活性劑及/或潤滑劑現今都使用點眼滴劑局部施用，雖然針對一些應用有效，但其可能效率不佳。當一滴藥水被添加到眼睛時，會使結膜囊(即眼睛和眼瞼之間的囊袋)滿溢，使得大部分的藥水由眼瞼邊緣外溢至臉頰上而流失。此外，留在眼部表面的大部分藥水也會流入淚點而稀釋了藥物的濃度。
患者往往不按照處方指示使用點眼滴劑，以致更加重了上述問題。此未遵從醫囑通常起因於點眼滴劑剛滴入時造成的刺痛或 灼熱感。當然，由於眼睛正常防護反應，自行將點眼滴劑緩緩滴入眼部對於患者而言實屬困難。因此，有時會有一兩滴藥劑未能準確滴入眼部。年長患者還可能因關節炎、手部不穩及視力減退等原因而造成在滴用藥劑時更加困難。年幼及具有精神問題的患者也同樣難以正確操作點眼滴劑。
先前技術局部持續釋放系統包括溶液或軟膏形態之逐步釋放配方，其係以與點眼滴劑相同之方式施用於眼部，但使用頻率較低。例如，此種配方揭露於：核發予Abraham之美國專利第3,826,258號及核發予Kaufman之美國專利第4,923,699號。然而，上述配方由於其施用方法之故，亦難免有諸多與上述習知點眼滴劑相同之問題。以軟膏製劑而言，尚有導致視線模糊及黏稠軟膏基質所造成之黏膩感等問題。
作為另一替代方式，持續釋放系統已經被構形以被放置於下眼瞼與眼睛之間的結膜穹窿內。此種裝置通常含有包覆於疏水性共聚物膜中的核心含藥容置單元，該共聚物膜控制藥物之擴散。此種裝置之實例揭露於核發予Ness之美國專利第3,618,604號、核發予Zaffaroni之美國專利第3,626,940號、核發予Theeuwes等人之美國專利第3,845,770號、核發予Michaels之美國專利第3,962,414號、核發予Higuchi等人之美國專利第3,993,071號，以及核發予Arnold之美國專利第4,014,335號。然而，其設置位置可能造成患者不適，因此亦有患者接受度低之問題。此外，在使用一些活性劑時，應防止活性劑洩漏。具體而言，當施配活性劑時，活性劑的效力在活性劑受體連續曝露至活性劑時可能減弱。
其他方法類似地考慮到例如藥劑及/或潤滑劑之活性劑經過一段時間後的洗脫。再者，一些活性劑仍會是在以預定劑量或在 需要時定期施用的情況下最為有效。一種設法於若干預定時間提供活性劑施用的方法是，在核發予Uhland等人之美國專利第8,211,092號中所敘述之具有多層貯藏器蓋體結構之容置裝置。不過，此系統使用電流來利用電流所產生的熱使貯藏器的蓋體破裂，亦即，熔化或氣化。雖然所敘述的輸送系統可能適於在一些環境中輸送活性劑，此系統通常不適於在包括例如眼部環境等敏感的器官或環境中使用，因為在蓋體破裂期間所產生的閃光和熱可能會損害周圍的細胞。另外，所敘述的系統亦可能不適於敏感的器官或環境，因為破裂時將產生可損害或干擾周圍器官或環境的碎片。例如，在眼部環境中，碎片可能會對使用者的視力造成有害的影響。
因此，用以輸送藥劑至眼部區域的替代方法、系統、以及裝置可能是有利的，尤其是若可以對使用者無害的方式在一段很長的時間內輸送不連續的劑量。
考慮到用於眼用鏡片規模之電池技術，此類裝置之能源消耗或更具體而言電流消耗會是一個問題。除了正常的電流消耗外，具此性質之受電裝置或系統通常需要待命電流儲備、精確電壓控制、及切換能力，以確保在可能維持閒置多年之後能在可能很寬的操作參數範圍、及突發性消耗下運作。因此，需要有一種針對低成本、長期可靠服務、安全性、及大小進行最佳化同時提供所需電力的裝置及系統。
本揭露係關於可程式化定時器電路。定時器電路可包括：一參考電路，其經組態以產生一偏壓電流；一電流控制振盪器，其經組態以接收該偏壓電流；及一分頻器網路，其經組態以劃分該振盪器 之一輸出。該定時器電路可能夠在使用小於5nA之靜態電流的同時定時達24小時之期間。本揭露係關於可包含可程式化定時器電路之眼用裝置。眼用裝置可包含一隱形眼鏡、一人工水晶體、一覆蓋鏡片、一眼插件、或一光學插件、或其組合。該等眼用裝置可進一步包含一或多個容置單元，其中該一或多個容置單元中之至少一者含有一活性劑，且其中該一或多個容置單元中之該至少一者經組態以回應於定時器信號之一輸出而釋放該活性劑。在特定態樣中，可回應於至少該定時器信號而觸發一警報。該警報可係聽覺的、視覺的(optical)、及觸覺的之一或多者。
本揭露之電路及裝置可包含一參考電路，其經組態以產生一偏壓電流。一電流控制振盪器經組態以接收該偏壓電流。一分頻器網路經組態以劃分該振盪器之一輸出，其中該偏壓電流係至少基於該振盪器之該經劃分輸出而產生。該等電路可經組態以在使用小於5nA之靜態電流的同時，產生一定時器信號達至少12小時的一段時間。該定時器信號可係至少基於該振盪器之該經劃分輸出。
100‧‧‧媒介插件
105‧‧‧活性劑釋放系統
110‧‧‧賦能元件
115‧‧‧基材
120‧‧‧光學區
125‧‧‧互連件
130‧‧‧互連件
150‧‧‧眼用裝置
155‧‧‧水凝膠裙部；水凝膠部分
300‧‧‧容置陣列
310‧‧‧半導體裝置
320‧‧‧容置單元
330‧‧‧互連件
340‧‧‧啟動元件
400‧‧‧眼用鏡片
410‧‧‧光學區；項目
420‧‧‧媒介插件
430‧‧‧層
431‧‧‧層
432‧‧‧層
500‧‧‧控制器
510‧‧‧處理器
520‧‧‧通訊裝置
530‧‧‧儲存裝置
540‧‧‧程式
550‧‧‧資料庫
560‧‧‧資料庫
600‧‧‧例示性設計
610‧‧‧元件
611‧‧‧項目
612‧‧‧項目
620‧‧‧接合元件
621‧‧‧項目
622‧‧‧項目
623‧‧‧項目
624‧‧‧項目
625‧‧‧項目
626‧‧‧項目
627‧‧‧項目
628‧‧‧項目
630‧‧‧電源
640‧‧‧計數元件
645‧‧‧資料匯流排
650‧‧‧電力增強元件；項目
651‧‧‧線
660‧‧‧多工元件
661‧‧‧字線
662‧‧‧位元線
670‧‧‧電力電晶體
671‧‧‧線
680‧‧‧電力電晶體
690‧‧‧單元啟動元件
700‧‧‧經賦能眼用裝置
710‧‧‧光學區
720‧‧‧定時元件
730‧‧‧驗證邏輯
740‧‧‧賦能元件
750‧‧‧容置陣列
760‧‧‧互連元件
770‧‧‧接合元件
800‧‧‧定時器電路
802‧‧‧振盪器
804‧‧‧電流偏壓產生器；偏壓電流產生器
900‧‧‧漣波計數器
902‧‧‧正反器
1000‧‧‧定時器電路
1002‧‧‧振盪器
1004‧‧‧偏壓電流產生器
1006‧‧‧NMOS電流鏡
1200‧‧‧頻率微調電路
1201‧‧‧數位計數器
1202‧‧‧振盪器
1203‧‧‧數位比較器
1204‧‧‧數位比較器組合邏輯
1205‧‧‧增量/減量邏輯
1206‧‧‧數位類比轉換器(DAC)
1300‧‧‧定時器電路
1302‧‧‧參考區塊
1304‧‧‧振盪器
1306‧‧‧2N除法器電路
1308‧‧‧頻率微調電路
1310‧‧‧頻率選擇區塊
從以下對本揭露較佳實施例之更具體敘述中，如所附圖式所繪示，將更清楚明白本揭露之前述及其他特徵與優勢。
圖1係媒介插件的示意俯視圖，該媒介插件可經納入作為包括光學器件和根據本揭露之態樣之活性劑釋放系統兩者的眼用裝置之部分。
圖2係包括圖1A所描繪之媒介插件之眼用裝置的示意等角視圖，其包括光學器件和根據本揭露之態樣的活性劑釋放系統兩者。
圖3係根據本揭露之態樣之可納入眼用裝置的經賦能容置陣列中之活性劑釋放特徵的特寫表示圖。
圖4係實施根據本揭露之態樣之活性劑釋放系統之堆疊式晶粒積體組件的例示性剖面示意圖。
圖5係可用來實施本揭露的一些態樣之例示性微處理器的示意圖。
圖6繪示用以互連至容置陣列中之個別的活性劑容器的例示性設計。
圖7繪示具有經賦能之容置陣列之眼用裝置的方塊圖。
圖8係根據本揭露之態樣之一例示性定時器電路或時間參考區塊之示意方塊圖。
圖9係根據本揭露之態樣之一例示性漣波計數器之示意方塊圖。
圖10係根據本揭露之態樣之一例示性偏壓電流工作週期產生電路之示意方塊圖。
圖11係根據本揭露之態樣之例示性脈衝之圖表。
圖12係根據本揭露之態樣之一例示性頻率微調電路之示意方塊圖。
圖13係根據本揭露之態樣之一例示性定時器電路或時間參考區塊之示意方塊圖。
在過去數十年間，眼用鏡片已經過改善，以幫助治療乾眼症的情況等。近年來亦開始使用眼用鏡片作為治療眼部疾病及症狀之藥物輸送系統。不過，如先前所提及，如何調配藥物，使其以可發揮藥效之每日理想速率及/或劑量釋放，同時限制負面影響，乃為現有之難題。根據本揭露的一些態樣，替代或輔助的釋放策略可涉及使用 經賦能的微電子元件來控制及制定在若干預定時間、按要求、及/或感測到一狀態後便無害地輸送個別的劑量。
不同於以擴散為基礎的輸送系統，該系統特徵在於釋放速率係取決於活性劑透過惰性不溶於水之膜障壁的擴散，本揭露可容許按要求輸送活性劑，藉此解決以擴散為基礎之藥物輸送以及洩漏的缺點。舉例而言，有兩種基本擴散設計：貯藏器裝置(reservoir device)及基質裝置(matrix device)。貯藏器裝置係以聚合物膜包覆藥物核心。膜的性質決定藥物從系統釋放的速率，且各處常有滲漏。擴散過程通常可由一連串在菲克第一擴散定律(Fick's first law of diffusion)規範下之等式加以表達。基質裝置一般由均勻散佈遍及聚合物的藥物組成。這兩者均提供組織表面的恆定曝露，其可包括受體對活性劑(例如，藥物)的曝露。藉由恆定地使組織曝露至活性劑，活性劑的藥效可隨時間減少，且在一些情況下，完全阻礙活性劑發揮意欲的效果。
因此，貯藏器以及基質藥物輸送系統被視為以擴散為基礎的持續釋放系統，並構成在一段時間(常為較長的一段時間)內提供連續給藥的任何劑量形式。持續釋放系統之意欲目的在於將藥物的療效水準維持一段較長的時間，且這一點通常藉由試圖自持續釋放系統獲得零級(zero-order)釋放而達成。持續釋放系統通常無法達到此種釋放曲線，而是採用緩慢的一級(first order)之釋放方式模擬。不過，貯藏器及基質持續釋放系統的藥物釋放速率會隨著時間逐漸降低，終至失去療效。
近來在眼用裝置(例如包括隱形眼鏡)之發展，已出現可被賦能之功能化眼用裝置。經賦能眼用裝置可包括使用內嵌式微電子元件以矯正及/或增強使用者視力的必要元件。使用微電子元件的其他功能可例如包括可變視力矯正、淚液分析、音訊、及/或對使用者之 視覺反饋。根據本揭露的一些態樣，提供一種眼用裝置，其可包括活性劑釋放系統，該活性劑釋放系統能夠按要求、在一預定時間、及/或在感測到一狀態後便將活性劑釋放至使用者的眼部環境。釋放通常對使用者無害，或者在一些實施例中，容許由使用者簡單地參與。舉例而言，一或多種活性劑可容置於一或多個容置單元中，直到接合一啟動元件。在一些實施例中，活性劑釋放系統之處理器組成部分可與一或多個裝置無線通訊，並接收可用於釋放活性劑的訊號資料。該等裝置可包括例如智慧型手機、平板電腦、個人電腦、遙控發射器(例如，fob遙控器、MP3播放器或PDA)、以及醫療藥物輸送裝置(例如，藥物泵)及類似者。
定時元件可係或包含一時間參考區塊或一定時器電路，如下文所繪示及描述者。某些定時器電路可經組態成一長時間定時器(例如大約24小時)且在該期間可係低功率(<5nA之靜態電流)。作為一實例，可將定時器電路組態於一眼用裝置或其他眼藥輸送裝置上或其中，該眼用裝置或其他眼藥輸送裝置可位於眼睛之淚阜或其他區域。作為一進一步實例，本文中所描述之各種系統可採用定時器電路，例如可經組態以對一使用者警示一時間敏感或時間相依事件之指示系統、警報、及類似者。如此，一定時器電路可需要在較長的一段時間(例如12小時、18小時、或24小時)提供可靠的時間信號。該定時器電路可亦需要在提供此一時間信號的同時將電流的使用最小化、且因而將功率管理最大化。
詞彙
在有關本揭露之說明與申請專利範圍中，各式用語之使用將套用如下定義：
經賦能(energized)：如本文中所使用，係指能夠供應電流或儲存電能於其中之狀態。
能量(energy)：如本文中所使用，係指物理系統做功之能力。本揭露內之許多用途係關於可能涉及在做功的過程中能夠執行電性動作的能力。
能量源(energy source)：如本文中所使用，係指能供應能量或能使一邏輯或電性裝置處於賦能狀態之一裝置或層。
能量擷取器(energy harvester)：如本文中所使用，係指可自環境提取能量並將其轉化成電能之裝置。
經功能化(functionalized)：如本文中所使用，係指使一層或裝置能夠執行包括例如賦能、啟動、或控制之一功能。
洩漏(leakage)：如本文中所使用，係指非所欲的能量損失。
眼用裝置(ophthalmic device)：如本文中所使用，係指任何駐留於眼睛之中或之上的裝置。這些裝置可提供光學校正、可為妝飾性、或者可提供與眼睛不相關的功能性。舉例而言，鏡片(lens)一詞可指隱形眼鏡、人工水晶體(intraocular lens)、覆蓋鏡片(overlay lens)、眼插件(ocular insert)、光學插件(optical insert)或其他可藉以矯正或修正視力、或在不妨礙視力的情況下可藉以妝飾性地加強眼睛生理性質(例如虹膜顏色)之類似裝置。替代地，鏡片可提供非光學功能，例如監測葡萄糖、遞送聲音信號、及/或投藥。在一些實施例中，本揭露之較佳的鏡片係由聚矽氧彈性體或水凝膠所製成的軟式隱形眼鏡，其包括例如聚矽氧水凝膠及氟水凝膠。
鋰離子電池(lithium ion cell)：如本文中所使用，係指電化學電池，其中鋰離子移動穿過電池以產生電能。此電化學電池一般稱為電池組，可在其標準型態中再賦能或再充電。
媒介插件(media insert)：如本文中所使用，係指將被納入經賦能眼用裝置中之封裝插件。賦能元件及電路系統可被併入媒介插件中。媒介插件界定經賦能眼用裝置的主要用途。舉例而言，在經賦能眼用裝置允許使用者調整光學功率的實施例中，媒介插件可包含賦能元件，其控制光學區中的液態彎月面部分。替代地，媒介插件可係環形，以使光學區域不含材料。在此類實施例中，鏡片的經賦能功能可係非光學性質，而可係例如監控葡萄糖、聲音傳遞、及/或施配藥物。
操作模式(operating mode)：如本文中所使用，係指其中電路上的電流允許裝置執行其主要的賦能功能之高電流汲取狀態。
光學區(optical zone)：如本文中所使用，係指眼用鏡片中，眼用鏡片之配戴者透過其觀看之一區域。
功率(power)：如本文中所使用，係指每單位時間所作的功或傳遞之能量。
可再充電(rechargeable)或可再賦能(re-energizable)：如本文中所使用，係指回復至可作功之更高容量之狀態的能力。於本揭露中之許多用法可係關於能夠回復具有使電流以特定速率流動且達一特定重建期間之能力。
再賦能(reenergize)或再充電(recharge)：如本文中所使用，係指回復到具有較高作功能力的狀態。於本揭露中的許多用法可係關於使一裝置回復至使電流以特定速率流動且達特定重建期間之能力。
參考基準(reference)：如本文中所使用，係指產生一適於使用在其他電路中之理想上為固定且穩定之電壓或電流輸出的電路。參考基準可衍生自能帶間隙，可針對溫度、供應、及程序變異進行補償，並可針對特殊的特定應用積體電路(ASIC)具體地訂製。
重設功能(reset function)：如本文中所使用，係指自觸發演算機制，用以將電路設定為特定的預定狀態，包括例如邏輯狀態或賦能狀態。重設功能可包括例如通電重設(power-on reset)電路，其可與開關機構協作，用以確保晶片在初始連接至電源以及在從儲存模式喚醒時都能正確初始化。
休眠模式(sleep mode)或待命模式(standby mode)：如本文中所使用，係指經賦能裝置在無需操作模式時關閉開關機構以允許節能後的低電流汲取狀態。
堆疊式(stacked)：如本文中所使用，係指將至少兩個組件層彼此緊鄰放置，以使該些層之其中一者的一個表面之至少一部分接觸一第二層之一第一表面。在一些實施例中，一薄膜(無論用於黏附或其他功能)可存在於兩層之間，該等兩層透過該薄膜彼此接觸。
堆疊積體組件裝置(stacked integrated component device)或SIC裝置(SIC device)：如本文中所使用，係指封裝技術的產品，其可藉由將各層的至少一部分堆疊於彼此之上而將可含有電氣及機電裝置之基材的薄層組裝成操作性積體裝置。該等層可包含多種類型、材料、形狀、以及大小之組件裝置。此外，此等層可由各種裝置生產技術製成，以符合並且呈現各式形態。
儲存模式(storage mode)：如本文中所使用，係指包含電子組件之系統處在電源正供應或必須供應最小之經設計負載電流之狀態。此用語不可與待命模式(standby mode)互通使用。
基材插件(substrate insert)：如在本文中所使用，係指能夠支撐眼用鏡片內之能量源之可形成或剛性基材。在一些實施例中，基材插件亦支撐一或多個組件。
開關機構(switching mechanism)：如本文中所使用，係指與電路整合從而提供可回應於獨立於眼用裝置的外部激源之各種位準的阻值的組件。
近來在眼用裝置(包括例如隱形眼鏡)的發展，已出現可被賦能之功能化眼用裝置。經賦能眼用裝置可包含使用內嵌式微電子元件來矯正及/或增強使用者視力之必要元件。使用微電子元件之其他功能可例如包括可變視力矯正、淚液分析、及/或對使用者之視覺及/或聽覺反饋。
現請參照圖1，其描繪媒介插件的示意俯視圖，該媒介插件可經納入作為包括光學器件和活性劑釋放系統兩者之例示性眼用裝置之部分。具體來說，圖1A顯示例示性媒介插件100的俯視圖，該媒介插件係用於包括活性劑釋放系統105之經賦能眼用裝置150(示於圖1B)。在一些實施例中，媒介插件100包括光學區120，該光學區可或可不提供視力矯正的功能。在眼用裝置的賦能功能與視力無關的實施例中，媒介插件100之光學區120可不含材料。媒介插件100可包括光學區120以外的一部分，其包括與賦能元件110結合之基材115，該賦能元件係藉由一系列互連件(例如，125及130)連接至包括活性劑釋放系統105的電子組件。在替代實施例中，一些電子組件可在不會有害地影響眼用裝置之總體意欲的光學性質的情況下納入光學區中。在此類實施例中，例如，電子組件可具有半透明性質、位於中心處、或者足夠小而不會影響總體意欲的光學效果。
現參照圖2，其描繪具媒介插件100之包括光學器件及圖1A之活性劑釋放系統105兩者之經賦能眼用裝置150的剖面示意圖。根據本揭露的一些態樣，眼用裝置150可係被設計成置放在患者的眼睛前表面上的隱形眼鏡。舉例而言，眼用裝置150可包括軟式水凝膠裙部155，其可包括含聚矽氧組分。「含聚矽氧組分(silicone-containing component)」是在單體、大分子單體或預聚合物中含有至少一[-Si-O-]單元者。較佳為，在含聚矽氧組分中存在的總Si和接上的O，其量相較於含聚矽氧組分之總分子量超過約20重量百分比，且更佳為超過30重量百分比。有用的含聚矽氧組分較佳地包括可聚合官能基，例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙烯基、N-乙烯基內醯胺、N-乙烯醯胺、以及苯乙烯基官能基。
功能化媒介插件100可部分或完全地嵌入水凝膠部分155；或者在一些實施例中，可將功能化媒介插件100放置在水凝膠部分上。在一些實施例中，媒介插件100可用來封裝電子元件並充當用於電子元件的基材，且在一些實施例中亦可用於賦能元件。在一些實施例中，電子元件(包括例如活性劑釋放系統105)可較佳地位於光學區120的外部，使得裝置不會干擾使用者的視線。活性劑輸送系統105可透過外部裝置、能量擷取器、及/或眼用裝置150內含的賦能元件來供電。例如，在一些實施例中，可使用天線(未顯示)接收功率，該天線接收與活性劑釋放系統105通訊之RF訊號。
現參照圖3，其描繪具有形成部分活性劑釋放系統105之容置單元320之容置陣列300之半導體裝置310之表面的特寫圖。半導體裝置310(例如，矽片)可包括用於控制容置陣列300，以及用以確保各容置單元可與啟動元件340接合導致活性劑施配的電路系統。各容置單元可為矽的貯藏器形區域，並可在組裝期間以活性劑 (例如，潤滑劑、生理食鹽水、溶劑、製藥、以及營養製劑之一或多個)填充。可使用互連冶金法(interconnect metallurgy)界定上覆在各容置單元表面的至少一部分上的若干區域之一矩陣。該互連冶金可與電路一樣位於矽的同一側上。容置單元320可包括金屬蓋體，其係以致使其處於應力下並含有活性劑的方式接合。金屬蓋體可包括一或多種生物可相容性金屬，包括例如，金、鈦、鎳、不銹鋼、鈷-鉻、以及鎳鈦合金。可使用其他包括二元金屬之生物可相容性不滲透金屬。根據本揭露的一些態樣，透過金屬蓋體至矽的接合，憑藉其組裝的方式或二元形狀材料，金屬蓋體可在接合後保持處於應力下。金屬蓋體至矽片的組裝及接合可包括例如編結、熔接、膠合及類似者。
啟動元件340可包括互連件330，該等係經安置以一方式組態成使電流流動可經要求在應力下被導向一部分的金屬蓋體或整個金屬蓋體。此電流流動以及金屬蓋體所處的應力可導致金屬蓋體折起，從而使活性劑曝露至周圍環境。折起時可無害地輸送活性劑，因為，不同於一些其他的系統，金屬不須經熔化或蒸發即可曝露容置單元下方的內容物。在一些實施例中，蓋體係製造成便於金屬蓋體朝容置單元的內側折起。此可進一步防止金屬蓋體免於干擾周圍單元，並可協助確保活性劑係相應地施配。在其他實施例中，金屬蓋體可足夠小，以致折起不會對周圍單元產生不良影響，且折起的方向不會影響周圍單元。
現請參照圖4，其描繪包括光學器件和活性劑釋放系統兩者之另一例示性經賦能眼用裝置的示意圖。具體來說，其繪示例示性眼用鏡片400之三維剖面圖，該眼用鏡片包括功能化層媒介插件420，其經組態以在其層430、431、432之一或多者上包括活性劑釋放系統。在一些實施例中，媒介插件420包圍眼用鏡片400之光學區 410的整個周邊。媒介插件420可為完整的環形或部分環形，或其他可能仍存在於眼用鏡片400之水凝膠部分之內或之上的形狀，並在使用者眼部環境所呈現的尺寸及幾何限制內。
層430、431、以及432繪示若干層中的其中三層，該等層可在包括功能層之堆疊之例示性媒介插件420中找到。舉例而言，在一些實施例中，一單一層可包括下列中之一或多者：具有益於特定目的(包括本文所述之通訊系統功能)之結構性、電性或物理屬性之主動和被動組件及部分。此外，在一些實施例中，層430可包括一能量源，如下列之一或多者：層430內的一電池、一電容器、及一接收器。接著，層431於非限定之例示性意義下，可於一層中包括微電路系統，其偵測針對眼用鏡片400或其他眼用裝置之致動信號。在一些實施例中，可包括電力調節層432，其能夠從外部來源接收電力、對電池層430充電，並當眼用鏡片400不在充電環境時從層430控制電池電力的使用。該電力調節亦可控制至一例示性主動鏡片之訊號，該主動鏡片如媒介插件420之中央環形切除部分的項目410所展示。
內嵌有媒介插件420之經賦能鏡片可包括能量源，如電化電池或電池作為能量儲存裝置，且在一些實施例中包括對包含該能量源之材料的封裝與隔離，以與該眼用裝置所處之環境隔離。在一些實施例中，媒介插件420亦可包括電路圖案、組件及能量源。各項實施例可包括媒介插件420，其將電路圖案、組件及能量源定位在光學區之周邊，眼用鏡片配戴者可透過光學區觀看，而其他實施例可包括足夠小而不會不利地影響眼用鏡片配戴者視線並且因此媒介插件420可將其等定位在光學區內或外部之電路圖案、組件及能量源。
現參照構成眼用裝置組件部分之一部分的電子電路，該眼用裝置併入有活性劑釋放系統。在根據本揭露之一些態樣的一些實 施例中，可納入單一及/或多個離散的電子裝置作為例如位於媒介插件內部、位於媒介插件上、或者放置為接近媒介插件之離散晶片。在其他實施例中，媒介插件中可以堆疊式積體組件形式包括經賦能電子元件。此類活性劑釋放系統可基於一定時器信號而啟動，如本文中所描述者。該定時器信號可需要在眼用裝置使用期間被參照達較長的一段時間。具體而言，本文中所描述之定時器電路可經組態以提供一定時器信號達大於12小時、大於13小時、大於14小時、大於15小時、大於16小時、大於17小時、大於18小時、大於19小時、大於20小時、大於21小時、大於22小時、大於23小時、大於24小時、及/或介於12與24小時(包括交界端點)的一段時間。在此段時間期間，在使用小於5nA之電流時，該時間信號可亦係可用的。
現請參照圖5，其繪示可用來實施本揭露之一些態樣的例示性微處理器的示意圖。可稱為控制器500的微處理器可包括一或多個處理器510，一或多個處理器510可包括一或多個耦合至通訊裝置520的處理器組件。在一些實施例中，控制器500可用來傳輸能量至放置於眼用鏡片中的能量源，並用於一或多個活性劑的施配。
在一些實施例中，處理器510可耦合至通訊裝置520，其經組態以經由通訊通道傳送能量。例如，可將通訊裝置用於以電子方式與媒介插件內之組件通訊。通訊裝置520亦可用於(例如)與一或多個控制器設備或程式化/介面裝置組件進行通訊。
處理器510亦與儲存裝置530通訊。儲存裝置530可包括任何適當之資訊儲存裝置，包括磁性儲存裝置、光學儲存裝置及/或半導體記憶體裝置(例如，隨機存取記憶體(RAM)裝置及唯讀記憶體(ROM)裝置)之組合。
儲存裝置530可存放用以控制處理器510之程式540。處理器510執行軟體程式540的指令。例如，處理器510可接收經感測之眼部狀態、組件配置、定時器及類似者的描述性資訊。儲存裝置530亦可於一或多個資料庫550及560儲存眼部相關資料。資料庫可包括例如預定的周圍環境狀態臨限值、感測資料、以及用以控制組件之特定控制順序(例如，控制組件間的能量)。資料庫亦可包括用以控制可存在於眼用裝置中之釋放系統的參數及控制演算法、以及從它們的動作而產生的資料及/或所測得之反饋。在一些實施例中，該資料可最終傳達至/自一外部接收裝置。
現參照圖6，其繪示用以互連至個別的活性劑容置單元的例示性設計600，包括可用來啟動特定容置單元之定時及控制電路。在一些實施例中，電路可包括電源630。此電源可為鹼性電池或者能量接收器(例如天線)。電力可自電源走線至接合元件620。當眼用裝置被放入眼部環境時，此元件可設定為「接通(on)」狀態。在將其設定為接通狀態時，電源可接著走線通過接合元件620並往外至其他電路元件。項目621及622可為至振盪電路元件610的走線。項目623及624可為至計數元件640的走線。項目625及626可為至多工元件660的走線。且項目627及628可為至電力增強元件650的走線。
一旦在經賦能眼用裝置中接入電力，振盪電路可開始以特定頻率振盪。元件610的輸出可經由項目611及612傳遞至計數元件640。計數元件640可具有在輸入線612上計數達特定數目個循環之任務循環。在例示性的意義上，在計數元件之輸出加一之前所需的振盪頻率與計數之組合可對應於指定的時間週期(例如，2小時)。因此，在此實例中，每隔兩小時，計數元件640的輸出將增加一個計 數。此計數可編碼為八位元的數，其係自計數元件640通過資料匯流排645傳遞至多工元件660。
多工元件660可接收八位元的數，並將此數解碼為第一字線661和第一位元線662之獨特組合。當特定的字線(例如線661)被啟動時，其可接通電力電晶體670讓電流流動。位元線662可接通電力電晶體680。如圖3所示，位元線和字線的組合可定址容置陣列300中獨特的陣列元件。當電力電晶體被接合時，電力可自電力增強元件650走線通過線651，接著通過單元啟動元件690，並自線671離開。當電流通過單元啟動元件，或者單元啟動元件以其他方式接合時，金屬蓋體可折起，從而使個別的容置單元中所含的活性劑曝露至周圍環境。
此類型的電路可能具有若干變體。例如，可使用項目650的充電時間配合電阻性元件來決定曝露下一個單元之時序，其取代對振盪電路的需求。可能的其他變體包括例如多工元件針對每一容置單元定址獨特的輸出線。此外，電路可在特定的時間週期啟動單一單元。所屬技術領域中具有通常知識者當可明白以電子方式控制的輸送可衍生各種多樣變化；包括在非限定意義上以不同的經程式化的速率自容置單元輸送分立的活性劑劑量，以及程式化多個容置單元在特定的時間週期輸送劑量。
現參照圖7，其描繪顯示具有經賦能的容置陣列之例示性眼用裝置之組件的方塊圖。具體來說，以及如先前段落中所提及的，所形成之經賦能眼用裝置可含有700所示的所有元件，如項目光學區710、定時元件720、容置單元定址及驗證邏輯730、賦能元件740、具有藥劑的容置陣列750、互連元件760、以及啟動或接合元件770。考慮這些元件實際上可以何種方式起作用可有助於理解。
可將一眼用裝置放置在眼睛之前表面上。在眼內放置眼用裝置的過程中，接合元件770可設定為「接通(on)」狀態。此可容許電力自賦能元件740傳送至所有其他元件。定時元件720(例如振盪器及計數元件)可開始計數。在經過預先程式化的時間(例如，兩個小時)之後，計數元件可指示位置。驗證邏輯730接著可組態單一字線和單一位元線以傳導電流。此組合將界定容置陣列750內的一個陣列元件，且電流流動可導致金屬蓋體折起，從而使此第一容置單元的活性劑暴露。在一些實施例中，容置單元的開口可容許淚液進入單元，並溶去可溶解的活性劑。據此，該活性劑可以經良好調節的方式迅速釋放至眼部環境內。亦可使用第二計數器來，例如，在達到特定計數後與多工器脫離接合，以便若故障導致恆定的電流消耗，電池元件不會放電。
定時元件(例如，定時元件720(圖7))可係或包含一時間參考區塊或一定時器電路800，如圖8中所繪示者。定時器電路800可經組態成一長時間定時器(例如大約24小時)且在該期間可係低功率(例如<5nA、<4nA、<3nA之靜態電流)。作為一實例，可將定時器電路800組態於一眼用裝置或其他眼藥輸送裝置上或其中，該眼用裝置或其他眼藥輸送裝置可位於眼睛之淚阜或其他區域。作為一進一步實例，本文中所描述之各種系統可採用定時器電路800。不過，定時器電路800可有益於其他系統及裝置。
定時器電路800可包含一時變信號以作為一參考，以使得一電壓或電流信號可被計數且經時序計算至一所需之設定點。在特定態樣中，可將一晶體振盪器用於例如此等之定時器應用。不過，現存的石英(晶體)振盪器一般非以此低頻範圍製造。額外地或替代地，晶體振盪器不具有靜態電流消耗(例如，<5nA、<4nA、<3nA之靜 態電流)，因為一般需要一系列緩衝器以產生可用於定時及計數之一信號。此外，習知之晶體振盪器可能未整合成適合於一隱形眼鏡或眼藥輸送系統之尺寸。因此，定時器電路800可包含一積體電流控制振盪器802作為電路800之一時間參考。
可於標準CMOS程序中使用一電流偏壓產生器804及振盪器802(其具有取決於一偏壓電流(Ib)及電容C之一輸出頻率)整合定時器電路800。可利用任何實際之實施方案產生偏壓電流。一般之組態包括正比於絕對溫度(PTAT)、反比於絕對溫度(IPTAT)、及無關於絕對溫度(ITAT)。有數種使用電流及電容來設定一頻率之振盪器組態。圖8所描繪之組態係一所謂之電流不補償型(current-starved)環形振盪器。定時器電路800提供一時基電壓信號，該時基電壓信號於可經計數並測量之一基本頻率/時段改變狀態。
由於CMOS程序之實際限制(例如洩漏電流、寄生電容、及每單元面積之限制電容及電阻)，偏壓電流及電容可能無法實際定大小進而無法僅使用偏壓電流產生器804及振盪器802級就達成24小時之時段。為達成所需時段，可例如使用一系列分頻器來降低振盪器802之基本頻率。頻率劃分可經定比例以使振盪器802之基本頻率延長以涵蓋包括所欲之24小時的時間或其他較長的一段時間之一時段。可以任何實用CMOS除法器電路來實施頻率劃分。作為一實例，可使用一典型之整數n除法來實施頻率劃分。D型正反器(DFF)經配置成一漣波計數器900組態(圖9)或除以2。分頻器之電流消耗可藉由使用漣波計數器900來管理，其可藉由將DFF之電流消耗最佳化而允許控制分頻器之電流消耗。DFF可包含PMOS及NMOS電晶體，其等以反相器及三態反相器組態連接。作為一實例，當反相器切換時，PMOS電晶體及NMOS電晶體可(例如，暫時地)被啟動。當PMOS 及NMOS電晶體均被啟動時，正電壓供應器(Vpositive)可透過PMOS電晶體的導通電阻(RonPMOS)及NMOS電晶體的導通電阻(RonNMOS)之串聯連接而瞬時連接至接地。該瞬時流動之電流(Iinverter)係由歐姆定律調節，其中Iinverter=Vpositive/(RonPMOS+RonNMOS)。RonPMOS及RonNMOS可藉由增加PMOS及NMOS電晶體之閘極長度而增加。閘極長度之增加將電流降低並作用以將DFF之速度慢下來。閘極長度之增加必須與DFF之所需速度取得平衡。駐留在漣波計數器中鏈更下游的DFF具有非常低的速度要求，使得切換電流之最佳化係直接的。改變NMOS及PMOS裝置之大小亦允許DFF之內部信號延遲最佳化。信號可經定時，使得不允許同時導通NMOS及PMOS電晶體。此最佳化係稱為先通後斷(make before break)定時。如前述實例中所描述者，可藉由預防大電流在切換期間(例如正反器之反相器級中)自正供應變換至接地而將電流消耗最佳化。可藉由將裝置大小最佳化及開關上的一些先通後斷定時來控制此一電流限制。可藉由選擇所欲之頻率分接(frequency tap)來程式化定時器之時段。
本文中所描述之特定電路中之電流消耗的一項成因可係偏壓電流產生器中所消耗之靜態電流。舉例而言，當參考電流被調低，變化即增加。變化可持續增加直至電流已無法用於振盪器802(圖8)之一偏壓之程度。為了進一步降低參考電流之靜態電流，例如定時器電路800(圖8)之定時器電路可經組態以將例如偏壓電流產生器804之靜態電流以由一振盪器電路(例如，振盪器802)及一除法器網路(例如，漣波計數器900(圖9))所產生之預定工作週期進行導通及關斷。漣波計數器包含正反器902。
請參照圖10，工作週期可由例如定時器電路1000之一參考定時器(參考區塊)實施，該定時器電路除本文中所述者之外可相似於定時器電路800。在特定態樣中，定時器電路1000可包含振盪器1002或與振盪器1002連通。定時器電路1000可包含一偏壓電流產生器1004、及一或多個電流鏡(例如NMOS電流鏡1006)。振盪器1002及偏壓電流產生器1004除本文中所述者之外可相似於振盪器802及偏壓電流產生器804。舉例而言，偏壓電流產生器1004可包含賦能開關1008，且NMOS電流鏡1006可包含一取樣電容器1010及取樣開關1012。在特定實施例中，控制賦能開關及/或取樣開關的信號可係由例如漣波計數器900(圖9)之DFF除法器網路開發。舉例而言，當偏壓電流產生器1004停用時，NMOS電流鏡1006上之取樣電容器1010可經組態以維持鏡1006之閘極電壓且因此維持振盪器802中之偏壓電流。取樣電容器1010可具有一洩漏組件，其導致經取樣電壓慢慢降低(例如，衰減)。電壓衰減可改變振盪器1002之偏壓電流，其進而改變振盪器1002之頻率。鏡1062上之閘極電壓可在振盪器頻率變異增加超過一預定限制前再新。
靜態電流之降低可如下文所述實施。振盪器(例如，振盪器1002)一旦起動，可得到Fc(振盪器之基本頻率)Fc/2、Fc/4 F及至多Fc/2N之頻率，其中N係除法器級之數量。藉由結合時脈，可取決於所使用之時脈產生可變長度之一脈衝。可將該脈衝用作為偏壓電路之致能信號。當致能高時，靜態電流可係於其正常偏壓位準。當致能信號低時，靜態電流可係於零(0)。有效偏壓靜態電流可依致能信號高的時間對比致能信號低的時間之比率而降低。偏壓電流可保持為低的時間的量可由振盪器(例如振盪器1002)之準確度極限決定。當致能低時，洩漏使節點A處之電壓降低(圖10)。隨者此電壓降低， 至振盪器1002之偏壓電流降低且頻率開始改變。節點A處的電壓可在其衰減低於所需準確度極限之前「再新(refreshed)」。作為一說明性實例，圖11圖示產生一1/16比率及靜態偏壓電流之相關降低之信號及時序。不過，未圖示於圖11之其他比率係可能的。
為了允許振盪器1002及/或定時器電路1000妥善起動，致能信號可在靜態電流導通下開始。此起始狀態可藉由使用振盪器1002之輸出來重設一整數n除法器電路(例如，漣波計數器900)而達成。如此，振盪器1002之輸出之開始可係低的且可用於將DFF除法器網路之RSTN保持為低。RSTN將DFF之Q端保持為低且將DFF之QB端(反相Q端)保持為高。當振盪器1002進行其第一次變換至一高狀態時，於例如漣波計數器900中之DFF鏈自重設移出並允許其作用。此重設可經閂鎖(latched)以使振盪器之下降邊緣不將除法器網路重設。可將適當的QB端用作為致能信號，以使其開始為高，且在一段起始時段後降低，並週期性地重複。舉例而言，一參考致能脈衝產生電路可使用具組合電路系統之一DFF來產生用於參考之致能脈衝。如此，用於產生脈衝之DFF之Q端在被保持於重設中時將為低。用於產生脈衝之DFF之QB端在被保持於重設中時將為高。QB端可經選定以產生參考致能信號以使參考在重設期間將以經致能狀態起動。此條件允許振盪器1002起始作用。振盪器1002可接著自一低輸出變換至一高輸出並致能DFF除法器鏈(例如，漣波計數器900)。DFF除法器鏈將進而致使脈衝產生電路Q自低變換至高，其將使QB信號即參考致能自高改變至低。當參考致能為低時，靜態電流即降低。此動作於每個脈衝產生時段重複，以使參考被短暫地致能及再新。此一起動組態允許偏壓電流產生器1004起始致能，此允許振盪器1002起動。振盪器1002一旦起動，偏壓電流產生器1004之核心靜態電流可在整 個振盪時段中降低至零達某預定時間段。經允許之零時間段可由振盪器基本頻率之經允許變異判定，而振盪器基本頻率之經允許變異則可由鏡1006中之取樣電容器的洩漏判定。零電流時間段將偏壓電流產生器1004之有效平均靜態電流降低至低於由變異所加諸之限制。
由於至少組件容差限制，頻率之準確度可能不符合某些定時器應用之需求。為了處理此類準確度需求，可將一頻率微調電路1200(圖12)加入至例如定時器電路1000之電路系統中。如圖12所繪示，頻率微調電路1200操作以使振盪器頻率與一輸入參考頻率(校準信號)同步。可以任何實用方式將此校準信號施加至定時器電路。校準頻率之兩個實例應用係於定時器時段之開始、或在IC測試期間。
可使用一逐次逼近技術來實施用於定時器電路之一項可能的微調方法。舉例而言，電路系統係實施有數位計數器1201、一數位比較器組合邏輯1204、及一電流模式數位類比轉換器(DAC)1206。數位計數器1201可包含一逐次逼近常式(SAR)計數器，該SAR計數器經組態以接收一或多個其他計數器之一輸出。替代地或額外地，該一或多個其他計數器可經組態以接收一校準信號。該校準信號可具有一已知脈衝寬度及時段且可於頻率微調電路1200及/或整體定時器電路之外部產生。該校準信號可係接收自一微處理器或無線通訊。微調電路1200可經組態以變更機上振盪器脈衝寬度及時段以匹配該校準信號脈衝寬度及時段。
數位比較器組合邏輯1204可包含一數位比較器1203，該數位比較器經組態以接收計數器1201中之至少二者的輸出並分析(例如，比較)所接收之輸出。數位比較器組合邏輯1204可包含一增量/減量邏輯1205，該增量/減量邏輯經組態以接收數位比較器1203之一輸出並致使一輸出(例如，N)至少基於數位比較器1203所接收之 輸出而增量或減量。DAC 1206之位元數量可決定逐次逼近常式(N)中之步驟的數量及微調之準確度(準確度%=100×1/2N)。DAC 1206可經組態以調整傳輸至一振盪器1202(例如，振盪器1002(圖10))之偏壓電流，該偏壓電流進而升高或降低振盪頻率。一實例微調程序可包括下列操作之一或多者：
1.時間(T)=0，校準頻率輸入至計數器1，其執行校準信號之正脈衝的一固定計數(在此情形中，一冪次2之計數係最容易實施之計數)。
2.於T=0，振盪器信號施加至計數器2。
3.於T=0，DAC碼設定至滿刻度/2(FS/2)。
4.於T=0，SAR計數器計數=0(SARCNT)。
5.計數器1到達該固定計數，其凍結計數器2之計數，重設計數器1、並增量SAR計數器。
6.將計數器2之輸出計數(CNT2)與計數器1(CNT1)比較。
7.若CNT2<CNT1，將DAC碼設成FS/2+(FS/(2*2N))滿刻度，其中N係步階。
8.若CNT2>CNT1，將DAC碼設成FS/2-(FS/(2*2N))滿刻度，其中N係步階。
9.若CNT2=CNT1，凍結DAC碼，停止頻率微調。亦可將一範圍用於此比較(例如，CNT1-1<CNT2<CNT1+1)。
10.若SARCNT<N，則以新的DAC碼設定重複步驟1至6。
11.若SARCNT>N，則停止頻率微調。
藉由使用以上定義之方法，頻率微調電路1200執行N步階之二元搜尋，並將振盪器頻率設定成與DAC 1206之解析度內之校準頻率相同的值。然而，可使用其他頻率微調方法。一旦頻率經校 準，可由單次可程式化(OTP)記憶體電路系統或EEPROM將DAC設定鎖定。可使用本文中所述之電路的各種組合來達成可在消耗<5nA之電流的同時操作大約24小時之時間段的一可程式化定時器。作為一實例，圖13繪示一定時器電路1300，其包含一參考區塊1302(例如，定時器電路800(圖8)、定時器電路1000(圖10)等)、一振盪器1304、例如2N除法器1306之一分頻器(例如，漣波計數器900(圖9)、一頻率微調電路1308(例如，電路1200(圖12))、及一頻率選擇區塊1310。應理解，本文中所述之各種電路及組件可併入多種組態中，例如圖13所繪示者，以在於大約24小時之時間段消耗小於5nA之電流的同時提供可供參考達該時間段的一定時器信號。可使用其他組態。
如圖13所示，可將一通電重設功能與一參考致能結合，以使參考區塊1302停用，直到通電重設變為高。振盪器1304可經初始化以使其輸出在參考區塊1302停用時為低，從而使2N除法器電路1306在重設期間保持關斷。通電重設自低變換至高，從而致能參考區塊1302，其進而起動振盪器1304。當振盪器1304自低變換至高，2N除法器1306開始計數。參考致能按脈衝產生之時序週期性地降低。參考區塊1302之輸出係由一取樣電容器保持，以使振盪器1304可操作，但其頻率開始漂移。參考致能被拉高，週期性地將振盪器1304之頻率重設至其原始值。若振盪頻率不在所欲限制內，可實施微調(校準)。當將一校準信號施加至頻率微調電路1308之計數器1時，微調開始。微調演算法之實行如上文之實例微調程序中所述。在校準終了時，振盪器頻率經微調至所欲頻率且參考區塊1302根據參考致能脈衝產生電路系統中所實施的經調整時序經致能及經停用。如此，頻率選擇區塊1310可經組態以分接一所欲頻率，並允許輸出一定時器信號以由一裝 置、系統、或電路用作為一時序參考來參考。此一時序參考可在將電流使用最小化(例如小於5nA之靜態電流)的同時使用達例如24小時之一時間段。作為一實例，定時器電路1300可經實施為用於一投藥系統之一時序參考，如本文中所述者。作為一進一步實例，定時器電路1300可經實施為一時序參考、經組態以在一給定時間為一使用者提供一警示/警報之一指示或警報系統。此類警示/警報可係聽覺的、視覺的、觸覺的、或其組合。其他系統、裝置、及組件可採用本文中所述之定時器電路。此外，定時器電路可經程式化以取決於參考一定時器信號之系統之需要提供具體定時器信號頻率。
可由本詳細說明明顯了解本揭露的許多特徵及優勢，且因此，後附申請專利範圍意欲涵蓋本揭露中落於本揭露真實精神及範疇內的所有此等特徵及優勢。另外，由於所屬技術領域中具有通常知識者將能輕易進行許多修改及變更，因此無意將本揭露限制於所繪示及所敘述的精準構造及操作，且因此，所有適當的修改及均等物都可訴諸、落於本揭露的範疇內。

Claims (29)

  1. 一種可程式化定時器電路，其包含：一參考電路，其經組態以產生一偏壓電流；一電流控制振盪器，其經組態以接收該偏壓電流；及一分頻器網路，其經組態以劃分該振盪器之一輸出，其中該電路能夠在使用小於5nA之靜態電流的同時產生一定時器信號達一24小時之期間，且其中該定時器信號係基於該振盪器之該經劃分輸出。
  2. 如請求項1所述之可程式化定時器電路，其中該參考電路包含經組態以產生該偏壓電流之一偏壓電流產生器及一電流鏡。
  3. 如請求項1所述之可程式化定時器電路，其中該偏壓電流係至少基於該振盪器之該經劃分輸出而產生。
  4. 如請求項1所述之可程式化定時器電路，其進一步包含一頻率微調網路，該頻率微調網路經組態以控制該振盪器之一特性及/或由該振盪器所接收之該偏壓電流。
  5. 如請求項3所述之可程式化定時器電路，其中該頻率微調網路經組態以接收一校準信號及至少基於該校準信號控制該振盪器之該特性及/或由該振盪器所接收之該偏壓電流。
  6. 如請求項3所述之可程式化定時器電路，其中該頻率微調網路經組態以實施一連續漸進技術。
  7. 如請求項1所述之可程式化定時器電路，其中該分頻器網路包含一漣波計數器。
  8. 如請求項7所述之可程式化定時器電路，其中該漣波計數器經組態成一整數N除以2之分頻器。
  9. 如請求項1所述之可程式化定時器電路，其中該定時器信號在整個該24小時之時間段在一或多個選定頻率下產生。
  10. 一種眼用裝置，其包含如請求項1所述之電路。
  11. 如請求項10所述之眼用裝置，其中該眼用裝置包含一隱形眼鏡、一人工水晶體、一覆蓋鏡片、一眼插件、或一光學插件、或一淚管塞、或其組合。
  12. 如請求項10所述之眼用裝置，其進一步包含一或多個容置單元，其中該一或多個容置單元中之至少一者含有一活性劑，且其中該一或多個容置單元中之該至少一者經組態以回應於該定時器信號之一輸出釋放該活性劑。
  13. 如請求項10所述之眼用裝置，其中該活性劑可包括下列之一或多者：潤滑劑、鹽水、溶劑、維他命、抗微生物劑、抗真菌劑、及藥劑。
  14. 如請求項10所述之眼用裝置，其中一警報係回應於至少該定時器信號而觸發。
  15. 如請求項14所述之眼用裝置，其中該警報係聽覺的、視覺的、及觸覺的之一或多者。
  16. 一種電路，其包含：一參考電路，其經組態以產生一偏壓電流；一電流控制振盪器，其經組態以接收該偏壓電流；及一分頻器網路，其經組態以劃分該振盪器之一輸出，其中該偏壓電流係至少基於該振盪器之該經劃分輸出而產生，其中該電路經組態以在使用小於5nA之靜態電流的同時產生一定時器信號達一段至少12小時之期間，且其中該定時器信號係至少基於該振盪器之該經劃分輸出。
  17. 如請求項15所述之可程式化定時器電路，其中該參考電路包含經組態以產生該偏壓電流之一偏壓電流產生器及一電流鏡。
  18. 如請求項16所述之電路，其進一步包含一頻率微調網路，該頻率微調網路經組態以控制該振盪器之一特性及/或該振盪器所接收之該偏壓電流。
  19. 如請求項18所述之電路，其中該頻率微調網路經組態以接收一校準信號及至少基於該校準信號控制該振盪器之該特性及/或由該振盪器所接收之該偏壓電流。
  20. 如請求項18所述之電路，其中該頻率微調網路經組態以實施一連續漸進技術。
  21. 如請求項16所述之電路，其中該分頻器網路包含一漣波計數器。
  22. 如請求項21所述之電路，其中該漣波計數器經組態成一整數N除以2之分頻器。
  23. 如請求項16所述之電路，其中該定時器信號係在整個該12小時之時間段在一或多個選定頻率下產生。
  24. 一種眼用裝置，其包含如請求項16所述之電路。
  25. 如請求項24所述之眼用裝置，其中該眼用裝置包含一隱形眼鏡、一人工水晶體、一覆蓋鏡片、一眼插件、或一光學插件、或一淚管塞、或其組合。
  26. 如請求項24所述之眼用裝置，其進一步包含一或多個容置單元，其中該一或多個容置單元中之至少一者含有一活性劑，且其中該一或多個容置單元中之該至少一者經組態以回應於該電路之一輸出釋放該活性劑。
  27. 如請求項24所述之眼用裝置，其中該活性劑可包括下列之一或多者：潤滑劑、鹽水、溶劑、維他命、抗微生物劑、抗真菌劑、及藥劑。
  28. 如請求項24所述之眼用裝置，其中一警報係回應於至少該定時器信號而觸發。
  29. 如請求項28所述之眼用裝置，其中該警報係聽覺的、視覺的、及觸覺的之一或多者。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10606292B1 (en) 2018-11-23 2020-03-31 Nanya Technology Corporation Current circuit for providing adjustable constant circuit

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018187578A2 (en) 2017-04-05 2018-10-11 Corning Incorporated Liquid lens feedback and control

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5592A (en) 1848-05-23 brooman
US902472A (en) 1908-02-12 1908-10-27 Henry W N Cole Rotary engine.
US3626940A (en) 1969-05-02 1971-12-14 Alza Corp Ocular insert
US3618604A (en) 1969-06-09 1971-11-09 Alza Corp Ocular insert
US3993071A (en) 1971-09-09 1976-11-23 Alza Corporation Bioerodible ocular device
US3826258A (en) 1972-02-07 1974-07-30 S Abraham Gradual release medicine carrier
US3962414A (en) 1972-04-27 1976-06-08 Alza Corporation Structured bioerodible drug delivery device
US3845770A (en) 1972-06-05 1974-11-05 Alza Corp Osmatic dispensing device for releasing beneficial agent
US4014335A (en) 1975-04-21 1977-03-29 Alza Corporation Ocular drug delivery device
US4923699A (en) 1988-06-03 1990-05-08 Kaufman Herbert E Eye treatment suspension
US5592129A (en) * 1995-06-22 1997-01-07 National Semiconductor Corporation High resolution, large multiplication factor digitally-controlled frequency multiplier
WO2004071487A2 (en) 2002-08-16 2004-08-26 Microchips, Inc. Controlled release device and method
US20110215975A1 (en) * 2010-03-03 2011-09-08 Digi International Inc. Satellite antenna connection
JP2011188183A (ja) * 2010-03-08 2011-09-22 Sony Corp 位相同期ループ回路、半導体集積回路、電子機器、位相同期ループ回路の制御方法
IL224961A (en) 2012-02-29 2017-06-29 Johnson & Johnson Vision Care Perforated cork with energy source restriction array
US9351827B2 (en) * 2012-04-03 2016-05-31 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Lens driver for variable-optic electronic ophthalmic lens
US9671619B2 (en) 2013-02-28 2017-06-06 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Electronic ophthalmic lens with eye gaze sensor
US9024727B1 (en) * 2013-05-24 2015-05-05 Google Inc. Utilizing oscillator frequency divider settings as a temperature sensor in radio frequency applications
US9801560B2 (en) 2013-08-27 2017-10-31 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic lens with a neural frequency detection system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10606292B1 (en) 2018-11-23 2020-03-31 Nanya Technology Corporation Current circuit for providing adjustable constant circuit
TWI694321B (zh) * 2018-11-23 2020-05-21 南亞科技股份有限公司 提供可調恆定電流之電流電路

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