TWI516827B - 形成充電式眼用鏡片的方法 - Google Patents

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Description

形成充電式眼用鏡片的方法
本發明係有關形成充電式眼用鏡片的方法和裝置,更具體來說,在某些具體實施例中,是有關將一或更多之能量源與元件結合在一眼用鏡片鑄模中,以利充電式眼用鏡片成形之方法。
傳統上隱形眼鏡、人工水晶體或淚管塞等眼用裝置,包括一具矯正、美容或治療性質的生物相容裝置。舉例來說,隱形眼鏡能提供視力矯正、美容加強和療效等一種或多種以上功能。各種功能係由鏡片提供物理特性。將屈光矯正功能併入鏡片的設計,可矯正視力;將顏料置入鏡片,則可加強美容效果;將活性劑放入鏡片中,則具有治療功能。此等物理性質不需鏡片在充電狀態,即可獲得。
近來,有理論指出,可將活性組件納入隱形眼鏡中。某些組件可包括半導體元件。在某些例子中,將嵌有半導體元件的隱形眼鏡放在動物眼球上。然而,此類裝置缺乏獨立的充電機構。雖然線路可從鏡片引至電池來提供電力給此類半導體元件,而且有理論指出可以使用無線供電方式,但目前尚未有此類無線電力裝置可供使用。
因此,我們可將眼用鏡片充電至某個程度,以提供一種以上功能給眼用鏡片。為此,我們必須提出一些方法和裝置來將可用能量注入眼用鏡片內。
因此,本發明包括一種生物醫學裝置,例如一種眼用鏡片,其係具有一經由將能量源置於與用於形成該眼用鏡片之鑄件有實體接觸之黏結層上而被併入該眼用鏡片之充電部分。某些實施形態包含一澆鑄模塑之矽酮水凝膠隱形眼鏡,其係具有電池或以生物相容模式內含於該眼用鏡片之其他能量源。充電部份因此係藉由將一或更多之電池含入鏡片中而形成。
在某些實施形態中,元件,例如半導體裝置或操作電流之裝置,亦可被置於該黏結層上,並於眼用鏡片形成期間維持於該位置,而被併入該眼用鏡片內。在另一方面,於某些實施形態中,充電元件可供電給被併入該眼用鏡片內之半導體裝置。
一般而言,眼用鏡片係經由控制反應性單體混合物所暴露之光化輻射而形成。反應性單體混合物係環繞能量源,而因此將該能量源併入該鏡片內。
[名詞解釋]
於本說明書與申請專利範圍中使用的各種專有名詞,將適用以下定義:
充電(energized):能供應電流或將電能儲存在內的狀態。
充電式眼用鏡片:係指加裝或嵌入一能量源的眼用鏡片。
能量源:能供應能量或使生物醫學裝置進入充電狀態的元件。
能量擷取器(Energy Harvester):能從環境擷取能量並將之轉換成電能的元件。
鏡片:此處的「鏡片」係指任何置放在眼睛內或眼球上的眼用裝置,可提供光學矯正功能並具美容作用。舉例來說,鏡片一詞可指隱形眼鏡、人工水晶體、疊視鏡片(overlay lens)、眼睛嵌入物(ocular insert)、光學嵌入物或類似裝置等等,可用來矯正或修正視力,或美化眼睛生理(如虹膜顏色)但不會影響視力。在某些實施例中,本發明較佳的鏡片為以矽膠彈性體或凝膠製成的軟式隱形眼鏡,包括但不限於矽酮水凝膠。
鏡片成形混合物:此處使用的「鏡片成形混合物」或「反應混合物」或「反應單體混合物」(RMM),係指一種單體或預聚物物質,可固化和交聯(crosslinked)或交聯形成眼用鏡片。各種實施例可包括具一種以上添加物的鏡片成形混合物,例如紫外線隔絕劑、顏料、光起始劑或催化劑,以及眼用鏡片(如隱形眼鏡或人工水晶體)中所期望之其他添加物。
鋰離子電池:一種電化學電池,其中鋰離子移動通過電池並產生電能,一般稱為電池,可以一般形式再充能或再充電。
功率:每單位時間所做的功或轉移的能量。
可再充能或可再充電:能被恢復至更高能力以作功的狀態。本發明中的諸多用途可能與恢復能力有關,以便在某個重建期間內以某種速率讓電流流動。
再充能或再充電:恢復至更高能力以作功的狀態。
本發明的諸多使用可能與恢復某個裝置的能力有關,以便使其在某個重建期間內以某種速率讓電流流動。
一般而言,在本發明中,能量源被具體化在眼用鏡片之中。在某些實施例中,眼用裝置包括一光學區,配戴者可通過該區域看見。元件圖樣和能量源可位在該光學區外部。其他實施例則包括導電物質圖樣及一或更多之能量源,由於尺寸過小,它們不會對隱形眼鏡配戴者的視力造成不利影響,因此位在光學區內或外皆可。
一般而言,根據本發明的一些實施例,能量源係被具體化於眼用鏡片內。
[充電式眼用鏡片裝置]
圖4為充電式鏡片400的剖面圖,顯示一般眼用鏡片440本體的橫斷面。在該鏡片本體440內有一能量源420,例如一顆薄膜電池,其被放置於一基板上。在基板之上為陰極層422,陰極層外圍為電解質層423,接著則由陽極層424所覆蓋。這幾層可用一封裝層421封住,以和外界隔絕。在某些示範實施例中,也可將一電子控制的光學元件410嵌入鏡片內,在鏡片成形時經由黏結層固定在該位置上。
圖1顯示根據本發明設計,可形成眼用鏡片的鑄模系統。在此範例中,一種鑄件系統100,水凝膠材料110被形成一眼用鏡片,包括一能量源109嵌在水凝膠材料內。根據本發明,能量源109經由一黏結層111固定在鑄件內,而充電式鏡片則以該水凝膠材料形成。該能量源也可包括封裝該製成材料及隔絕外界的有效手段,如一被封住的封裝層所示。
一些特殊實施例包括一含有一鋰離子電池的能量源;鋰離子電池一般可以充電。根據本發明,鋰離子電池與嵌入鏡片內的充電裝置及電力管理電路通電。
此外,某些實施例可能包含使一包含電池之能量源109與薄膜材料作結合,並用一片撓性基板支撐該薄膜材料。在本發明中,當眼用鏡片內反應混合物沉積和反應混合物聚合時,能量源及/或撓性基板被固定在眼用鏡片內。
在本發明中,鑄模一詞包括具有一模穴105的模型100,將鏡片成形混合物加入後,當該鏡片成形混合物反應或硬化後,即可產生一所要形狀的眼用鏡片。本發明的鑄模及模型100係由一或更多之鑄件101-102所組成,這些鑄件101-102可結合在一起,在鑄件101-102 間形成一模穴105,以形成鏡片。此鑄件101-102的結合最好為暫時,當鏡片成形時,可將之分離,取出鏡片。
至少一鑄件101-102表面103-104至少有一部分與鏡片成形混合物接觸,使得該鏡片成形混合物110反應或硬化時,表面103-104可使該鏡片接觸部分形成所要的形狀和外形。在某些實施例中,至少一其他鑄件101-102也可如此。其他實施例包括具有一自由外形表面的鏡片,僅以一鑄件經由單體混合物體素對體素(voxel by voxel)聚合成形。
因此,舉例來說,在較佳的實施例中,模型100是以兩個鑄件101-102成形,一母鑄件(前鑄件)102和一公鑄件(後鑄件)101之間形成一模穴。與鏡片成形混合物接觸的凹面104部分,會在模型100中產生眼用鏡片前曲線的彎曲,具有充份的平滑度;成形時,由接觸凹面104的鏡片成形混合物聚合成形的眼用鏡片表面,必須通過光學驗收標準。
在某些實施例中,前鑄件102也可具有一環狀凸緣,環繞圓形週邊108並與之成為一體,以一和軸心垂直的平面從其延伸,並且從凸緣延伸(未顯示出)。
鏡片成形表面可包括一具光學性質表面處理的表面103-104,顯示其具有充份的平滑度;成形時,由接觸模具表面的鏡片成形混合物聚合成形的眼用鏡片表面,必須通過光學驗收標準。再者,在某些實施例中,鏡片成形表面103-104可具有一幾何形狀,以使該鏡片表面具有所要的光學特性,包括但不限於球面、非球面和柱面度數、波前像差矯正、角膜外形矯正等等以及前述特性的組合。
在111顯示出黏結層,能量源109可置於其上。該黏結層111也可接納撓性材料或基板,將能量源109裝於該撓性材料或基板上。在某些實施例中,基板還可包括電路路徑、組件及其他有利於使用該能量源的元件。在某些實施例中,黏結層111可為某種材質的透明塗層,當鏡片成形時,將之融入鏡片中。該透明塗層可包括一種如下所述的顏料、一種單體或其他生物相容材質。各種實施例可包括一能量源,該能量源則被置於形成鏡片的光學區及/或非光學區。其他實施例可包括一內含一能量源的環形嵌入物,該嵌入物可為剛體或可形塑及/或環繞一配戴者視力可通過的光學區。
在某些實施例中,可利用黏結層將能量源定位在用以形成眼用鏡片的鑄件內。該黏結聚合物能以一種鏡片材料形成互穿型聚合物網絡(IPN),不需在黏結材料和鏡片材料之間形成共價鍵結以產生穩定的鏡片。能量源放入黏結層時,鏡片的穩定性係由能量源陷入(entrapment)黏結聚合物與鏡片基礎聚合物中所提供,例如:本發明的黏結聚合物可包括由均聚物(homopolymer)或共聚物(copolymer)或兩者的組合所製成,彼此具有類似的溶解參數,而黏結聚合物具有與鏡片材質類似的溶解參數;黏結聚合物可含有使黏結聚合物的均聚物和共聚物能彼此相互反應的官能基。這些官能基可包括一聚合物或共聚物的數個官能基彼此相互反應,使得反應的密度增加,以抑制顏料粒子流動及/或陷誘顏料粒子。這些官能基可能位在聚合物或共聚物骨幹上或懸吊於骨幹上,它們之間的反應可為極性、分散或具有電荷轉移複合物的性質。
透過非限定性的例子,以單體或用正電荷形成聚合物的單體混合物,可結合另一單體或以負電荷形成聚合物的許多單體,形成黏結聚合物。以一更具體的例子來說,甲基丙烯酸(MAA)和2-羥乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)可用來提供MAA/HEMA共聚物,然後將該共聚物與HEMA/3-(N,N-二甲基)丙基丙烯醯胺共聚物形成黏結聚合物。
舉另一例子來說,黏結聚合物可由若干疏水改質單體組成,包括但不限於下式的醯胺類和酯類:
CH3(CH2)x-L-COCHR=CH2
其中L可為-NH或氧,x可為2至24的整數,R可為一C1至C6烷基或氫,最好為甲基或氫。此醯胺類和酯類的例子包括但不限於甲基丙烯醯胺月桂酯(LMA)和甲基丙烯酸己酯(HMA)。再舉一例,脂肪鏈延伸的胺基甲酸酯和尿素的聚合物可用來形成該黏結聚合物。
適用於黏結層的黏結聚合物,也可包括HEMA、MAA和LMA的無規則嵌段共聚物,HEMA和MAA或HEMA和LMA的無規則嵌段共聚物,或HEMA的均聚物。根據黏結聚合物的總重,這些具體實施例中每個成分的重量百分比:HEMA約為93%~100%,MAA約為0%~2%,LMA約為0%~5%。
黏結聚合物的分子量,多少可溶解在鏡片材質中並在其內膨脹。鏡片材質擴散至黏結聚合物內,產生聚合及/或交聯。然而,在此同時,該黏結聚合物的分子量不可過高,以免影響到印刷圖像的品質,較佳為約7,000~100,000、7,000~40,000或17,000~35,000尖峰分子量(Mpeak),與SEC分析中最高尖峰的分子量(=(Mn×Mw)1/2)一致。
為了本發明之目的,該分子量可以利用具90°光散射儀和折射率偵測器的凝膠滲透層析儀(GPC)判定,使用兩管柱PW4000和PW2500,75/25wt/wt的甲醇水沖提液調整至50mM氯化鈉,以及分子量適當限定為325,000~194的聚乙二醇PEG和聚環氧乙烷分子之混合物。
熟悉此領域一般技術者,將可辨識出,在生產此黏結聚合物中利用鏈轉移劑、大量的起始劑及活性聚合作用,選擇適當的單體和起始劑濃度、溶劑的劑量和種類或前述的組合,即可獲得想要的黏結聚合物分子量。鏈轉移劑係用來搭配起始劑,如搭配一起始劑和一種以上溶劑更佳,以獲得想要的分子量。或者,可使用少量的超高分子量黏結聚合物,搭配大量溶劑,來維持所要黏結聚合物的黏度。黏結聚合物的黏度在23℃時,將為約4,000~15,000厘泊(centipoise)。
適用於形成本發明黏結聚合物的鏈轉移劑,具有約0.01以上的鏈轉移常數值,最好高於7,高於25,000更佳。
可使用任何想要的起始劑,包括但不限於紫外線起始劑、可見光起始劑、熱起始劑、前述的組合等等。使用熱起始劑為佳,2,2-偶氮二異丁腈和2,2-偶氮二2-甲基丁腈則更佳。所用的起始劑量根據公式的總重將約為0.1~5重量百分比。最好使用2,2-偶氮二2-甲基丁腈,搭配十二碳硫醇(dodecanethiol)。
黏結聚合物層或其他介質,可利用任何簡便的聚合製程製作,包括但不限於自由基連鎖聚合、逐步聚合、乳化聚合、離子連鎖聚合、開環聚合、基團轉移聚合(GTP)、原子轉移聚合(ATP)等等;最好使用熱起始、自由基聚合反應。關於進行此聚合反應的條件,熟悉此領域一般技術者應可了解。
適合用於黏結聚合物生產的溶劑,為具有約120~230℃沸點的中沸點溶劑。選擇要使用的溶劑時,將依據要生產的黏結聚合物種類及其分子量。適用的溶劑包括但不限於二丙酮醇(DAA)、環己酮、乳酸異丙酯(IPL)、3-甲氧基-1-丁醇、1-乙氧基-2-丙醇等等。
在某些實施例中,本發明的黏結聚合物層111可利用水中膨脹係數,特製成要使用的鏡片材質。使黏結聚合物的膨脹係數與包裝溶液中硬化鏡片材料的膨脹係數相配或大致相配,有利於防止鏡片內產生應力,造成光學作用不良和鏡片參數改變。此外,黏結聚合物可在鏡片材料內膨脹,使得利用本發明著色劑的印刷圖像也可膨脹。由於膨脹之故,圖像被陷入在鏡片材料內,不會對鏡片舒適度有任何影響。
在某些實施例中,著色劑被置入黏結層內,可用來搭配本發明著色劑黏結聚合物的顏料,為適用於隱形眼鏡有機或無機顏料或此類顏料的混合。欲控制不透明度(opacity),可以改變所用顏料和遮光劑濃度來進行:用量愈多,不透明度愈大。示範有機顏料包括但不限於酞菁藍、酞菁綠、咔唑紫(carbazole violet)、還原橙1號(vat orange #1)等等及前述組合。適用的無機顏料包括但不限於黑色氧化鐵、棕色氧化鐵、黃色氧化鐵、紅色氧化鐵、二氧化鈦等等及前述組合。除了這些顏料外,可使用可溶及不可溶染料,包括但不限於二氯三嗪型(dichlorotriazine)和乙烯碸(vinyl sulfone)系之染料。市面上可買到適用的染料和顏料。
關於顏色,可設計成某種樣式,來遮蓋本發明鏡片中的組件,例如:不透明色可掩蓋鏡片組件的存在,接近「自然眼」的呈現。
再者,在某些實施例中,黏結層包含一種以上溶劑,有助於將黏結層塗覆在鑄件上。本發明還發現,為了不讓黏結層鑄漏到其要應用的鑄件表面上,黏結層的表面張力最好低於約27mN/m;可利用表面處理來達到此表面張力,例如黏結層將應用的鑄模表面。表面處理可能會受到此領域已知方法的影響,但不限於電漿處理和電暈處理(corona treatment);或者更佳的方法為,選擇著色劑專用的溶劑來獲得想要的表面張力。
因此,適用於黏結層的示範溶劑包括能增加或減少黏結層的黏度並促進表面張力的控制,適用的溶劑包括但不限於環戊酮、4-甲基-2-戊酮、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、乳酸異丙酯(IPL)等等及前述的組合;使用1-乙氧基-2-丙醇和IPL為佳。
在某些較佳的實施例中,至少有三種不同的溶劑使用於本發明中的黏結層;前兩種皆為中沸點溶劑,用於黏結層的產生;儘管這些溶劑在成形後可能會從黏結層剝離,但最好予以保留;這兩種溶劑較佳為1-乙氧基-2-丙醇和IPL。第三種為低沸點溶劑,沸點介在約75~120℃之間的溶劑,可用來依需要降低著色劑的黏度。適用的低沸點溶劑包括但不限於2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丙醇等及前述之混合物,使用1-丙醇為佳。
溶劑的確切使用量依若干因素而定,例如:用於形成黏結層的溶劑量將取決於所要黏結層的分子量及用於黏結層成分,如單體和共聚物。所用低沸點溶劑的量,將取決於著色劑所要的黏度和表面張力。再者,若將著色劑用於某個鑄模中並與鏡片材料硬化,所用的溶劑量將取決於鏡片和所用鑄模材料以及鑄模材料是否經過任何表面處理以增加其潤濕性(wettability)。要使用的溶劑確切量之決定,係在熟悉此領域一般技術者的技巧之內。一般而言,所用溶劑的總重量將約為溶劑重量的約40~75重量百分比。
除溶劑外,最好將塑化劑加入黏結層,以減少黏結層在乾燥時產生龜裂,並以鏡片材料增加黏結層的擴散和膨脹。所用塑化劑的種類和劑量,將取決於所用黏結層的分子量,以及置入鑄模的著色劑使用前的儲存狀況--所要的貨架期穩定性。適用的塑化劑包括但不限於乙二醇、丙二醇、二丙二醇(DPG)、三丙二醇(TPG)、丙二醇200、400或600等及前述的混合;以使用乙二醇為佳。塑化劑的用量,依據著色劑的重量,一般約為0~10重量百分比。
熟知此領域一般技術者,會辨認出此處討論之外的添加劑,也可成為本發明中的黏結層成分,適用的添加劑包括但不限於促進流動與整平的添加劑、防止泡沫產生的添加劑、流變調質用的添加劑等及前述的混合。
在本發明的某些實施例中,黏結層在鏡片材料硬化之後,立即嵌入鏡片材料內,因此可更接近鏡片的正面或背面,依該黏結層的鏡片所用的鑄模之表面而定。此外,可以任何順序使用一或更多之黏結層。
本發明可用來提供以任何已知鏡片材料或適合製造此類鏡片的材料所製成的硬式或軟式隱形眼鏡,但本發明的鏡片最好為含水分約0%~90%的軟式隱形眼鏡,最好由含有氫氧基、羧基或兩者皆有的單體所製成的鏡片,或由含矽酮之聚合物,如矽氧烷、水凝膠、矽酮水凝膠及前述混合所製成的鏡片。適用於形成本發明鏡片的材料,可由巨分子單體、單體及兩者之混合的反應結合,搭配聚合起始劑等添加劑。適用的材料包括但不限於用矽酮巨分子單體和親水性單體所製成的矽酮水凝膠。
其他實施例為利用封裝材料封住內部組件的方式。塗覆電源裝置時,可用一種需要兩層封裝物之間有一縫隙的方式來進行。或者,使用封裝材料時,不產生縫隙,不過應注意:有許多實施例會要求能量源提供兩個不同且隔離的電氣接觸點。對於熟知此領域技術者很明顯的是,有各種不同的其他方式來封裝能量源,而且這些方式符合此處所述。
鑄件101~102材料可包括以下一種以上聚烯烴:聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和改質的聚烯烴。其他鑄模可包括陶瓷或金屬材料。
一較佳的脂環族共聚物包含兩個不同的脂環族聚合物,由Zeon Chemicals L.P.銷售,品牌名稱為ZEONOR。ZEONOR有若干不同等級,各種等級的玻璃轉化溫度範圍從105~160℃,較佳的確切材質為ZEONOR 1060R。
可與一種以上添加物混合以形成一種眼用鏡片鑄模的其他鑄模材料,包括齊格勒-納塔(Zieglar-Natta)聚丙烯樹脂(有時稱為znPP)。有一種示範的齊格勒-納塔聚丙烯樹脂是以PP 9544 MED名稱販售。PP 9544 MED為乾淨鑄模的澄清無規則共聚物(clarified random copolymer),符合FDA規範21 CFR(c)3.2,由美國埃克森美孚化學公司(ExxonMobil Chemical Company)供應。PP 9544 MED為含有乙烯基的無規則共聚物(znPP)(以下稱為9544 MED)。其他示範齊格勒-納塔聚丙烯樹脂包括阿托菲納(Atofina)聚丙烯3761和阿托菲納聚丙烯3620WZ。
再者,在某些實施例中,本發明的鑄模可能含有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、改質聚烯烴(在主鏈和環聚烯烴中含有一種脂環族基團)。此種混合可使用於鑄模兩個半邊或任一,最好使用於背部曲線,而正面曲線含有脂環族共聚物。
在某些根據本發明的較佳模型100之製造方法中,依照已知的技術利用射出成形。不過,實施例也可包括以其他技術形成的鑄模,包括車床加工、鑽石車削或雷射切割。
一般而言,鏡片在兩個鑄件101-102至少一表面上形成。然而,在某些實施例中,鏡片的一表面可從一這鑄件101-102形成,鏡片另一表面可利用車床加工方法或其他方法形成。
依照圖2,在某些實施例中,一充電式鏡片200包括一具有2個接觸點240的能量源210。在某些實施例中,接觸點240包括兩條附接的導電線230,以從能量源210將電源導引至另一裝置220。
電線230連接至接觸點240的方式,可形成此領域內的若干實施例。在某些實施例中,可用引線接合法(wire bonding technique)將這些電線附接上去,即可使一條電線實體擦到一替代連接金屬墊,產生電氣連結。在其他實施例中,則是利用焊接技術,使電線230與接觸點240之間的接觸冶金(contacting metallurgy)熔化。在其他實施例中,也有利用蒸氣方式(evaporatively)將連接線230沉積到接觸點240。在某些實施例中,使用導電環氧化物或墨水來限定導電元件230並將之連接到接觸點240。對熟知此領域技巧者很明顯的是,有若干方法使連接線連接能量源接觸點,將能量傳送至另一裝置或從另一裝置將能量傳送過來,這些方法可能包含本發明範圍內的實施例。
如先前在圖2項目200中所述及示範,能量源可包括兩種以上已經描述過的能量源的結合,例如:圖2中的能量源可包含一可再充電的鋰離子薄膜電池210,配合裝置220。多種光電池型式可能符合此處的技術,例如一適用於此實施例的光伏打裝置(photovoltaic device)為Clare公司(美國麻州比佛利市)生產的CPC1822,裸晶約為2.5mm×1.8mm×0.3mm,能在有光線的情況 下提供4伏特的直流電(VDC)。在某些實施例中,光伏打裝置的輸出,可如圖2所示直接提供給電池。或者,用一電力管理裝置,以某種再充電裝置來控制該充電電池的充電。提出這個具體例子是具有非限定性的意涵,因為在本發明技術的範圍內,對充電式眼用鏡片上能量源的充電,可能有多種實施例。
以Clare光伏打電池為例,外部光源可能包含對另一附接能量源充電的方式。電池利用太陽光強度,提供明顯的充電電流。有若干方式可以配置一充電系統,以和此一光伏打裝置互動。利用非限定例子,可在眼用鏡片儲存於水合介質期間,提供適當強度的光。
能量源充電的其他實施例,可以替代裝置限定,例如:熱電裝置可利用整個眼用鏡片本體的熱梯度,來對能量源充電。在替代實施例中,可利用外部射頻訊號及鏡片內的吸收裝置,外部電壓場及鏡片內的電容連接裝置,或機械能或壓力和壓電裝置,來將外部能量連接到眼用鏡片內。對熟知此領域技術者很明顯的是,有諸多方法可將充電式眼用鏡片內的能量源充電。
如先前所述,電池型式能量源的非再充電化學,可提供此處所揭露的發明之替代實施例。雖然缺少充電式的優點,但此類實施例可能具有潛在成本和實施優點。將非再充電式的封裝電化學電池以相同方法,提供此處所揭露的可再充電式能量源,可被視為本發明之範圍。
本發明的各種能量源,提供眼用鏡片內的「機載」 電源,該能量源可與電子組件、撓性電路互連基板、印刷電氣連結元件、感知器及/或其他客製化主動組件等搭配。這些不同元件可被充電,並可限定實施許多功能的實施例。經由非限定例子,充電式眼用鏡片可成為一具充電功能的電光裝置,來調整眼用鏡片的對焦特性。在其他實施例中,此充電功能可啟動眼用鏡片內的一幫浦機構,以抽送藥物或其他物質。此外,充電功能可能涉及眼用鏡片內的感知裝置和通訊裝置。對熟知此領域技術者很明顯的是,與此功能有關的實施例不勝枚舉,該功能可在充電式眼用鏡片內被啟用。
在某些實施例中,充電式眼用鏡片的能量源可對眼用鏡片內的控制功能供電,以對眼用鏡片內的充電功能進行無線啟用及控制。經由非限定例子,該能量源可包含一嵌入式封裝薄膜微型電池,該微型電池可能具有限定、有限的最大電流能力。為了減少電流洩漏或靜態電流牽引,以便讓完全充電的薄膜微型電池可在儲存期間盡量保持電力,可以利用各種方法來啟動微型電池,或將微型電池與電流驅動鏡片內的其他元件通電。在某些實施例中,光伏打電池(例如裸晶形式的Clare CPC1822)或光電感知裝置,可在指定的光線條件下啟動鏡片內的電晶體或其他微電子元件,這些電晶體或微電子元件則啟動電池與鏡片內其他微電子元件的互連。在另一實施例中,當暴露於磁鐵的北極及/或南極時,可用一微型霍爾效應感知器(Hall-effect sensor)/開關,例如Allegro Microsystems公司(位於美國渥斯特(Worcester))生產的A1172,來啟動鏡片內的電池及/或其他微電子元件。在其他實施例中,可使用實體接觸開關、薄膜開關、射頻(RF)開關、溫度感知器、光二極體、光敏電阻器、光電晶體或光感知器,來啟動充電式眼用鏡片內的電池及/或附屬電子元件。
在某些實施例中,充電式眼用鏡片內的能量源可和積體電路搭配。在此型式的示範實施例中,可將平板薄膜微型電池置於矽基板上,與半導體製程配合。此種方式有利於用來對各種積體電路提供分離電源,這些積體電路可被置入本發明的電流驅動鏡片內。在替代實施例中,可將積體電路併入做為充電鏡片的區別元件(distinct component)。
圖3項目300描繪充電式眼用鏡片的示範實施例,其中能量源310包含一充電式的薄膜鋰離子電池,此電池有若干接觸點370以進行互連。引線接合線連接接觸點370並將電池連接光電池360,該光電池可用來對電池能量源310充電。其他電線可經由第二組接觸點350上的引線接合接觸,將能量源連接至撓性電路互連裝置。這些接觸點350可為撓性互連基板355的一部分;此互連基板可形成近似一般鏡片的外形,方式類似先前討論過的能量源。為了增加更多撓性,互連基板355可包括其他外形特色,例如沿長度方向的徑向切削345。互連基板355的個別翼瓣上,可連接各種電子組件,如IC、分離組件、被動組件等等,如項目330所示。這些組件以電線或其他連接元件340相互連結到互連基板355內的導電路徑。經由非限定例子,這些不同組件可以不同方法連接到撓性互連基板355,進行與已經討論過的電池互連。結合不同的電氣組件,即可限定電光元件(顯示為項目390)的控制訊號;控制訊號可沿互連裝置320傳導。此種具有充電功能的示範充電式眼用鏡片,僅做為範例之用,絕不應將此說明解釋為限制本發明的範圍;因為對熟知此領域技術者很明顯的是,本發明許多不同的功能、設計、互連方案、充電方案和概念的整體利用等範例,可能都存在。
圖5a、5b、5c和5d為眼用鏡片中之能量源可能會採用之各種不同形狀的範例。項目500顯示由薄膜材料製成的參考能量源,例如形成為扁平狀外形。當此外形500的大小為約1公釐以下,它可能包含一充電式眼用鏡片用的能量源。項目510顯示示範的三維形狀,其中撓性基板和封裝電池為完全環狀,當該電池未受撓性變形時,其形狀和一沒有變形的眼用鏡片約略相同。在某些實施例中,此環狀的半徑對充電式眼用鏡片的實施例可能約為8公釐。此同樣的三維特點可能和四分之一環形530、半環形520或其他拱形一樣。對熟悉此領域技術者明顯的是,包括其他部分環形在內的許多不同形狀可能包含本發明範圍內的替代實施例在內。在某些實施例中,矩形和平面形狀也可符合眼用鏡片的半球面外殼幾何形狀。
本發明另一組實施例係和特定電池化學成分有關,這些成分可能適用於充電式眼用鏡片。由橡樹嶺國家實驗室(ORNL)所提出的一示範實施例,包含鋰電池或鋰離子電池的成分。此類電池陽極的通用材料包括鋰金屬,或適用鋰離子電池的共同材料包括石墨。這些電池的替代示範實施例包括併入微量的矽特色,做為此類薄膜電池的陽極,置入隱形眼鏡內使用。
適用於本發明技術的電池陰極也包括多種材料選項。常用的陰極材料包括氧化鋰錳和氧化鋰鈷,以這些成分形成的電池具有良好的性能。或者,磷化鋰鐵陰極也具有類似的性能,但在某些應用上可改善和充電有關的特性。這些及其他陰極材料也可改善充電性能,例如:以各種材料之奈米級結晶體形成的陰極,可明顯改善電池充電的速率。
可包含做為能量源成分的各種材料,最好是經過封裝的。較期望能量源可封裝起來,以隔離其成分避免進入眼睛環境。或者,若眼睛環境的特性未以封裝實施例適當隔離,其將對能量源的性能有不利的影響。本發明技術的各種實施例與材料的選擇有關。
因此,在某些實施例中,鏡片材料可包括含矽酮成分。「含矽酮成分」係指在單體、巨分子單體或預聚物中至少包含一[-矽-氧]單元的成分。在含矽酮成分中,矽和附加的氧總量,超過約20重量百分比為佳,超過該含矽酮成分總分子量的30重量百分比更佳。適用的含矽酮成分最好包括可聚合官能基,例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙烯、N-乙烯內醯胺、N-乙烯醯胺和苯乙烯官能基。
適用的含矽酮成分包括式I的化合物:
其中:R1從單價反應基、單價烷基或單價芳基單獨選出,前述任一者還可包含選自羥基、胺基、氧雜(oxa)、羧基、烷羧基、烷氧基、醯胺基(amido)、胺基甲酸酯、碳酸酯、鹵素或其混合物的官能基;和單價矽氧烷鏈,包含1-100矽-氧重複單元,這些重複單元還包含選自烷基、羥基、胺基、氧雜、羧基、烷羧基、烷氧基、醯胺基、胺基甲酸酯、鹵素或其混合物的官能基;其中:b=0~500,其中可以了解當b非為0,b的分布模式等於設定值;其中:至少一個R1包含一單價反應基,而在某些實施例中,有1至3個R1包含單價反應基。
和在此處使用相同,「單價反應基」為能經過自由基及/或陽離子聚合反應的基團。自由基反應基的非限定例子包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯基、乙烯基、乙烯醚、C1-6烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯胺、C1-6烷基(甲基)丙烯醯胺、N-乙烯內醯胺、N-乙烯基醯胺、C2-12烯烴、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基、C2-6烯基苯基C1-6烷基、O-乙烯胺基甲酸酯和O-乙烯碳酸酯。陰極反應基的非限定例子,包括乙烯醚或環氧化物基及其混合物。在某個實施例中,自由基反應基包含(甲基)丙烯酸酯、丙烯醯氧基(acryloxy)、(甲基)丙烯醯胺及其混合物。
適用的單價烷基和芳基,包括未被取代的單價C1~C16烷基、C6~C14芳基,例如已被取代和未被取代的甲基、乙基、丙基、丁基、2-羥丙基、丙氧基丙基、聚乙烯環氧丙烷基(polyethyleneoxypropyl)、其混合物等等。
在某個實施例中,b為0,一R1為單價反應基,至少3個R1係從具有1~16個碳原子的單價烷基中選取;在另一實施例中,則是從具有1~6個碳原子的單價烷基中選取。此實施例矽酮成分的非限定例子,包括2-甲基-、2-羥基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基矽基)氧基]二矽氧烷基]丙氧基]丙酯(「SiGMA」)、2-羥基-3-甲基丙烯基環氧丙烷基環氧丙烷基-三(三甲基矽氧基)矽烷、3-甲基丙烯基環氧丙烷基三(三甲基矽氧基)矽烷(「TRIS」)、3-甲基丙烯基環氧丙烷基二(三甲基矽氧基)甲基矽烷和3-甲基丙烯基環氧丙烷基五甲基二矽氧烷。
在另一實施例中,b為2~20、3~15,或在某些實施例中為3~10。至少有一末端R1包含一單價反應基,剩下的R1則是從具有1~16個碳原子的單價烷基選取;在另一實施例中,則是從具有1~6個碳原子中選取。在另一實施例中,b為3~15,一末端R1包含一單價反應基,另一末端R1包含具有1~6個碳原子的單價烷基,其餘R1包含具有1~3個碳原子的單價烷基。此實施例矽酮成分之非限定例子包括(單-(2-羥基-3-甲基丙烯基環氧丙烷基)-端丙醚聚二甲基矽氧烷(400-1000MW))(「OH-mPDMS」)、端單甲基丙烯基環氧丙烷基端單正丁基聚二甲基矽氧烷(800-1000MW)、(「mPDMS」)。
在另一實施例中,b為5~400或10~300,兩個端R1包含單價反應基,剩餘的R1則從具有1~18個碳原子的單價烷基單獨選出,這些單價烷基可能具有碳原子間的醚連結並可能還含有鹵素。
在某個需有一矽酮水凝膠鏡片的實施例中,本發明的鏡片將會依照用該聚合物所製的反應單體成分總重,由含有至少約20重量%(約20~70重量%為佳)含矽酮成分的反應混合物做成。
在另一實施例中,1~4個R1包含一碳酸乙烯酯或下式II中的胺基甲酸酯(carbamate):
其中:Y表示O-、S-或NH-;R表示氫或甲基;d為1、2、3或4;q則為0或1。
含矽酮之碳酸乙烯酯或胺基甲酸乙烯酯單體特別包括:1,3-二[4-(乙烯氧羰氧基)丁-1-基]四甲基-二矽氧烷;3-(乙烯氧羰硫基)丙基-[三(三甲基矽氧基)]矽烷;3-[三(三甲基矽氧基)矽基]丙基烯丙基胺基甲酸酯;3-[三(三甲基矽氧基)矽基]丙基胺基甲酸乙烯酯;三甲基矽基乙基碳酸乙烯酯;三甲基矽基甲基碳酸乙烯酯;和
其中需有模數約200以下的生物醫學裝置時,只有一R1應包含一單價反應基,剩餘R1基團將不會超過2個含有若干單價矽氧烷基。
另一類含矽酮成分包括以下式子的聚胺酯巨分子單體:
[式IV-VI]
(*D*A*D*G)a*D*D*E1
E(*D*G*D*A)a*D*G*D*E1;或
E(*D*A*D*G)a*D*A*D*E1
其中:D代表一具6~30個碳原子的烷基雙自由基、烷基環烷基雙自由基、環烷基雙自由基、芳基雙自由基或烷基芳基雙自由基;G代表一具有1~40個碳原子烷基雙自由基、環烷基雙自由基、烷基環烷基雙自由基、芳基雙自由基或烷基芳基雙自由基,且其主鏈並可能含有醚、硫或胺鍵;*代表一胺酯或脲基鍵;a至少為1;A代表式VII的一二價聚合雙自由基:
R11單獨代表一具1~10個碳原子的烷基或氟取代烷基,其兩個碳原子間可能含有醚鍵;y至少為1;p的分重(moiety weight)為400~10,000;E和E1各獨自代表一可聚合未飽和有機自由基,以下式表示:
其中:R12為氫或甲基;R13為氫、具1~6個碳原子的烷基自由基或-CO-Y-R15的自由基,其中Y為-O-、Y-S-或-NH-;R14為一具1~12個碳原子的二價自由基;X代表-CO-或-OCO-;Z代表-O-或-NH-;Ar代表一具6~30個碳原子的芳香自由基;w為0~6;x為0或1;y為0或1;z為0或1。
一較佳的含矽酮成分為聚胺酯巨分子單體,以下式表示:
其中:R16為移除該異氰酸酯基後二異氰酸酯的雙自由基,例如異佛爾酮二異氰酸酯(Isophorone diisocyanate,IPDI)的雙自由基。另一適用的含矽酮巨分子單體為式X(其中x+y為10~30範圍內的一數值)由氟醚、端羥基聚二甲基矽氧烷、異佛爾酮二異氰酸酯和異氰酸基乙基甲基丙烯酸酯(Isocyanatoethylmethacrylate,IEM)反應形成的混合物。
其他適用本發明的含矽酮成分,包括含有聚矽氧烷、聚烯烴醚、二異氰酸酯、聚全氟碳氫化合物、聚全氟醚和多醣體基的巨分子單體;具一極性氟化接枝的聚矽氧烷,或具一氫原子附著於一末端二氟取代碳原子的側基;含有乙醚和矽氧烷鍵的親水矽氧烷甲基丙烯酸酯,和含有聚醚與聚矽氧烷基的可交聯單體。前述的任何聚矽氧烷也可做為本發明的含矽酮成分。
儘管本發明可用來提供以任何已知鏡片材料或適合製造此類鏡片的材料所做成的硬式或軟式隱形鏡片,但本發明的鏡片最好為具有含水量約0%~90%的軟式隱形鏡片。如這些鏡片由含有羥基、羧基或兩者或由含矽聚合物(如矽氧烷、凝膠、矽酮水凝膠和前述的混合物)等所做成更佳。用來形成本發明鏡片的材料,可由高分子單體、單體和兩者都有,與添加物(如聚合起始劑)的反應混合物所製成。適用的材料包括但不限於由矽高分子單體和親水單體所製成的矽酮水凝膠。
其他實施例與被封裝材料封裝的內部成分有關。電源塗佈,可用含有兩層封裝材料縫隙的方式來進行。或者,使用封裝材料時,可不產生縫隙,不過應注意有若干實施例可能需要能量源提供兩個不同且分離的電氣接觸點。對熟知此領域技術者而言,有許多其他各種方式來封裝電源,並符合此處詳述的技術。
可能有若干方法與形成已經描述過的各種充電眼用裝置的方法有關。在一組實施例中,此處的發明技術可包括以不同步驟組裝一特定的充電式眼用鏡片實施例的次組件(subcomponent)。以有利方式形成的薄膜微型電池、互連裝置、微電子組件及/或其他電流驅動組件的「離線」組裝,配合生物相容、惰性、保護膜(conformal coating),提供一總括的嵌入式單一套組,該套組可置入已知的鑄模隱形眼鏡製程。撓性電路可包括由銅箔聚醯亞胺膜或其他類似基板製作者。
保護膜可能包括但不限於聚對二甲苯(N、C、D、HT等級及前述任何混合物)、聚(對二甲苯(p-xylyene))、介電質鍍膜、矽酮保護層、聚胺酯保護層、丙烯酸保護層、硬式透氣聚合物或任何其他有利的生物相容塗層。
本發明的一些實施例包括針對幾何形狀的薄膜微型電池幾何設計,這些薄膜微型電池適合眼用鏡片材料嵌入或封入。其他實施例包括將薄膜微型電池置入各種材料內的方法,例如但不限於水凝膠、矽酮水凝膠、硬式透氣「RGP」隱形眼鏡材料、矽酮、熱塑聚合物、熱塑彈性體、熱固聚合物、介電質/絕緣保護層和氣密式隔離層。
其他實施例包括眼用鏡片幾何內之能量源的策略性置入。具體而言,在某些實施例中,能量源可能是一不透明件。由於能量源最好不要阻礙光線傳輸通過眼用鏡片的光學區,某些實施例中的設計方法可確保包含隱形眼鏡中央5~8mm光學區不會受到能量源任何不透明部分的阻礙。對熟悉此領域技術者很明顯的是,可能有許多不同的實施例與能量源和眼睛鏡鏡片光學相關部分有利互動的設計有關。
在某些實施例中,能量源的質量和密度可能有利於設計,使得所述能量源也可單獨運作或搭配其他鏡片穩定區(設計置入眼用鏡片本體內),以便裝在眼球上時可以合理地使鏡片穩定。此類實施例有利於諸多應用,包括但不限於散光矯正、增進鏡片戴在眼球上的舒適性或該充電式眼用鏡片內其他元件的一致/控制位置。
在其他實施例中,能量源的位置可離隱形眼鏡外緣一段距離,讓隱形眼鏡邊緣輪廓的有利設計可以提供良好的舒適性,同時減少不利情況發生。需避免的不利情況包括上方上皮弧形損害或巨乳突結膜炎(giant papillary conjunctivitis)。
經由一些實施例的非限定例子,嵌入電化學電池的陰極、電解液和陽極可由適用的印刷墨水形成,其形狀可限定此類陰極、電解液和陽極區域。明顯的是,以此形成的電池可包括單用途電池(如以氧化錳和鋅化學成分為基礎)和可再充式薄膜電池(以類似上述薄膜電池化學成分的鋰化學成分為基礎)。對熟知此領域者很明顯的是,形成充電,式眼用鏡片各種功能和方法的諸多不同實施例,可能涉及印刷技術的使用。
有許多實施例可能與設備有關,這些設備可用許多已經討論過的各種方法來形成充電式眼用鏡片實施例。程序中有一重要步驟可能與支持各種包含眼用鏡片能量源的元件有關,而眼用鏡片的本體即環繞這些元件鑄成。在某些實施例中,能量源可附接在鏡片鑄模的支持點(holding point)上,這些支持點可用形成鏡片本體的同種聚合材質來固定。對熟知該領域技術者很明顯的是,能量源被封入鏡片本體前,支持它們的各種方式包含本發明範圍內的實施例。
如上所述,在本發明的某些實施例中,能量源包括電化學電池(electrochemical cell)或電池(battery)。充電眼用鏡片實施例包括許多不同型式的電池。舉例來說,單用途電池可用各種陰極和陽極材料形成。經由非限定例子,這些材料可包括鋅、碳、銀、錳、鈷、鋰、矽等。其他實施例可能源於充電電池的使用。這類電池可能以鋰離子技術、銀技術、鋰技術、鈮技術等製成。對熟知此領域技術者,很明顯的是,單用途或充電電池系統的各種現有電池技術,可能在各種充電眼用鏡片實施例中包含能量源。
隱形鏡片環境的實體和尺寸限制,對某些電池型式可能有利,對其他電池則否。以薄膜電池為例,薄膜電池佔據空間小,符合人體眼睛實施例。再者,它們可在撓性基板上成形,讓眼用鏡片本體和包含在內的電池可自由伸縮。
以薄膜電池為例,範例包括單次充電和可再充電型式。充電電池可延長產品的使用壽命,因此耗能率較高。許多研發活動即聚焦於此項技術,以生產附充電薄膜電池的充電眼用鏡片。然而,此發明技術不限於這個次要類別。
充電式薄膜電池在市面上有販售。舉例來說,橡樹嶺國家實驗室從1990年代初以來已經生產過各種型式的充電式薄膜電池。目前此類電池的商業製造商包括Excellatron Solid State、LLC(美國喬治亞州亞特蘭大市)、Infinite Power Solutions公司(科羅拉多州利特敦(Littleton)市)和Cymbet公司(明尼蘇達州艾克河(Elk River)市)。這項技術目前主要應用於平板薄膜電池的使用等等,此類電池的使用可能包括本發明技術的一些範例。然而,以彎曲的球面半徑使薄膜電池形成三維形狀,可能包含本發明技術的適用實施例。對熟知此領域技術者,明顯的是,此三維電池實施例的若干形狀及型式是在本發明的範圍之內。
圖6顯示將黏結層應用於鑄件的設備,包括第一自動裝置610;該自動裝置能將結合塗層塗覆器(binder coat applicator)611~612置於接近一或多個鑄件614,並將一黏結塗層塗覆於該個或多個鑄件上。在某些實施例中,黏結塗層塗覆器611~612會以垂直方向移動,以接近該個或多個鑄件614。黏結層塗覆器可包括一或多個移印機(pad printing device)和噴墨機構。塗層的塗覆已為一般所熟知,例如將著色劑塗覆於隱形鏡片或隱形鏡片的其他美容著色的塗層。在本發明中,將著色劑塗覆於隱形鏡片的方法和設備可予以改良,並將黏結層引入鑄件,俾將能量源或其他元件黏附於鑄件上。
第二自動裝置615,係用來將一或多個能量源及其他元件置入鑄件內,也可接近鑄件614。
圖7從上而下描繪眼用鏡片700的示範實施例,並顯示出能量源710及元件712、714和715。能量源710被顯示在眼用鏡片700周圍部分711。能量源710可包括一薄膜充電鋰離子電池。能量源710可連接接觸點714做互連。電線可引接到接觸點714,並將能量源710連接到光電電池715;光電電池715可用來對電池的能量源710充電。其他電線可將能量源710經由電線接引接觸連接到一撓性電路互連元件。
在某些實施例中,眼用鏡片700也可包括一撓性基板,將能量源710及元件712、714和715固定於其上。此撓性基板可利用先前討論過的類似方法,做成接近一般鏡片的形狀。各種電子組件712,例如積體電路、分離元件、被動元件等等,也可置入。
光學區713也被顯示出來。光學區在為光學被動設計,光學上沒有改變;或者具有一預定的光學特性,例如預設的光學矯正功能。其他實施例包括一光學區,其有一可變光學元件可隨命令改變。
在某些實施例中,眼用鏡片如果有一處理器,可以配合置入鏡片內的能量源710,並用來執行邏輯功能或處理眼用鏡片內的資料。
圖8列出一些方法步驟,可依照本發明的一些實施例施行。這些方法步驟僅為示範之用,不應限制本發明的範圍,因為全部和部分可在專利申請發明內實施。在801,黏結層被塗敷於第一鑄件。在802,黏結層可預先聚合化,以在黏結層上產生黏性。此黏性可使黏結層更有利於接納能量源並將之結合到黏結層。在803,能量源與黏結層接觸,一般在第一鑄件的參數內。此鑄件因而經由黏結層黏附於第一鑄件。在804,反應混合物沉積於第一鑄件內。
在805,第二鑄件置於接近第一鑄件之處,一鏡片成形的凹洞因而形成,凹洞內包含能量源和黏結層,反應混合物一般填滿該凹洞,成為一眼用鏡片形狀。在806,反應混合物經過聚合過程,成為由凹洞限定的眼用鏡片形狀。譬如,聚合過程係經由暴露於光化輻射(actinic radiation)之下完成。能量源現在被置入聚合鏡片材料內。在807,附有能量源的眼用鏡片被從鑄件取出。
[結論]
本發明如上所述,並由以下申請專利範圍進一步限定,提出處理眼用鏡片及設備的方法,以形成眼用鏡片。
[相關專利申請案]
本案主張享有2008年9月22日提出申請之美國臨時申請案序號61/192,765以及2009年9月10日提出申請之美國部份連續申請案12/557,016之優先權,其內容係併入本文中作為參考。
100...模型
101...鑄件
102...鑄件
103...表面
104...表面
105...模穴
108...週邊
109...能量源
110...水凝膠材料
111...黏結層
200...項目
210...能量源
220...裝置
230...電線
240...接觸點
300...項目
420...能量源
421...封裝層
422...陰極層
423...電解質層
424...陽極層
440...鏡片本體
500...項目
510...項目
520...半環形
530...四分之一環形
610...自動裝置
611...塗覆器
612...塗覆器
614...鑄件
615...自動裝置
700...鏡片
310‧‧‧能量源
320‧‧‧互連裝置
330‧‧‧項目
340‧‧‧連接元件
345‧‧‧徑向切削
350‧‧‧接觸點
355‧‧‧撓性互連基板
360‧‧‧光電池
370‧‧‧接觸點
380‧‧‧項目
390‧‧‧項目
400‧‧‧充電式鏡片
410‧‧‧光學元件
710‧‧‧能量源
711‧‧‧周圍部分
712‧‧‧元件
713‧‧‧光學區
714‧‧‧元件
715‧‧‧元件
801‧‧‧步驟
802‧‧‧步驟
803‧‧‧步驟
804‧‧‧步驟
805‧‧‧步驟
806‧‧‧步驟
807‧‧‧步驟
圖1顯示一模型系統的示範實施例,可用於本發明的一些實施中。
圖2顯示一充電式眼用鏡片的示範實施例,包括充電元件。
圖3顯示一充電式眼用鏡片的示範實施例,具有充電元件及被電組件。
圖4顯示一充電式眼用鏡片範例的剖面圖。
圖5a-5d顯示一能量源的示範設計外形。
圖6顯示可用元件或自動裝置來完成本發明的一些實施例。
圖7顯示具有能量源及組件的眼用鏡片。
圖8顯示實施本發明中可實施的方法步驟。
100‧‧‧模型
101‧‧‧鑄件
102‧‧‧鑄件
103‧‧‧表面
104‧‧‧表面
105‧‧‧模穴
108‧‧‧週邊
109‧‧‧能量源
110‧‧‧水凝膠材料
111‧‧‧黏結層

Claims (26)

  1. 一種形成充電式眼用鏡片的方法,包括下列步驟:將黏結層塗覆於第一鑄件;將能量源定位於塗覆於該第一鑄件的黏結層上;將反應混合物沉積於該第一鑄件;和使反應混合物聚合,以形成充電式眼用鏡片。
  2. 如申請專利範圍第1項的方法,其中還包含使該黏結層預先聚合的步驟。
  3. 如申請專利範圍第1項的方法,其中該黏結層含有一聚合物,該聚合物能與聚合的鏡片反應混合物,形成相互貫穿的聚合物網絡。
  4. 如申請專利範圍第1項的方法,其中該能量源被固定在撓性基板上及定位能量源於黏結層上,使該撓性基板與黏結層有實體的溝通。
  5. 如申請專利範圍第1項的方法,其中還包含下列步驟:限定一包含一光學區之區域與一位於該光學區外的區域,及將能量源置於該光學區之外的區域中。
  6. 如申請專利範圍第1項的方法,其中該黏結層包含 下列一者或兩者:均聚物和共聚物。
  7. 如申請專利範圍第1項的方法,其中該黏結層包含聚合物、共聚物或其混合物,其具有官能基能使聚合物和共聚物彼此相互影響。
  8. 如申請專利範圍第1項的方法,其中還包含下列步驟:安置一或多個電流吸引組件在該黏結層上且接近該能量原,其中該能量源包含一附接區域用以將該能量源連接至該一或多個電流吸引組件。
  9. 如申請專利範圍第8項的方法,其中還包含下列步驟:安置一充電組件於該黏結層上。
  10. 如申請專利範圍第9項的方法,其中該充電組件包含下列之至少一者:一光電元件、一射頻吸收元件、一電感能耦合元件、一電容能耦合元件、一熱電元件及一壓電元件。
  11. 如申請專利範圍第10項的方法,其中該充電組件直接對能量源提供能量。
  12. 如申請專利範圍第10項的方法,其中該充電組件提供能量,能量受到一能量特性改變元件修改。
  13. 如申請專利範圍第12項的方法,其中該充電組件包含一光電元件。
  14. 如申請專利範圍第1項的方法,其中該能量源為一鋰離子電池。
  15. 如申請專利範圍第14項的方法,其中該電池是可以再充電的。
  16. 如申請專利範圍第14項的方法,其中該電池為單次使用的電池。
  17. 如申請專利範圍第1項的方法,其中該能量源包含以下之至少一者:燃料電池、電容器、壓電元件和光電元件。
  18. 如申請專利範圍第14項的方法,其中該電池被封裝起來。
  19. 如申請專利範圍第14項的方法,其中該電池被形成為完全環狀。
  20. 如申請專利範圍第14項的方法,其中該電池被形成為部分環狀。
  21. 如申請專利範圍第14項的方法,其中該電池厚度小於500微米。
  22. 如申請專利範圍第1項的方法,其中該能量源含有一種半導體材料。
  23. 如申請專利範圍第8項的方法,其中該一或多個電流吸引組件各含有已經印刷的成分。
  24. 如申請專利範圍第1項的方法,其中將能量源定位於塗覆於該第一鑄件的黏結層上,因而在形成充電式眼用鏡片期間使能量源定位在第一鑄件上。
  25. 如申請專利範圍第24項的方法,其額外包含下列步驟:將第二鑄件放置在靠近第一鑄件在其間形成一凹洞,在凹洞中藉由黏結層使能量源固定於位置上。
  26. 如申請專利範圍第25項的方法,其中該充電式眼用鏡片進一步包含至少部分與該能量源接觸的黏結層。
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