TWI572940B - 具有堆疊積體組件之經賦能眼用鏡片 - Google Patents

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TWI572940B
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藍道 普伏
法迪克 費利奇
丹尼爾 奧圖
詹姆士 萊爾
亞當 東尼爾
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壯生和壯生視覺關懷公司
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Description

具有堆疊積體組件之經賦能眼用鏡片
本發明涉及一種經賦能生醫裝置，並且更具體為一種經賦能眼用鏡片。
傳統上，如隱形眼鏡、眼內鏡片或淚管塞等眼用裝置包括具有矯正、妝飾或治療性質之生物可相容裝置。一隱形眼鏡例如可提供一或多種下列者：視力矯正功能、妝飾效果、以及治療效果。每種功能係由鏡片的一種物理特性所提供。將折射性質結合至鏡片中的設計可提供視力矯正功能。將顏料結合至鏡片中可提供妝飾強化效果。將活性劑結合至鏡片中可提供治療功能。此等物理特性不需使鏡片進入經賦能狀態便可達成。
近來已有一種理論主張可將主動組件結合至隱形眼鏡中。一些組件可包括半導體裝置。一些實例已顯示嵌入於一隱形眼鏡中之半導體裝置，而此隱形眼鏡係放置於動物眼睛上。然而，此類裝置缺少獨立賦能機構。雖然可將導線由一鏡片連接至一電池以供電此類半導體裝置，並且理論上可無線供電這些裝置，但尚未有可用之此類無線供電機構。
因此理想的是，具有經賦能至下列程度的眼用鏡片，即適用於提供一或多種功能性至一眼用鏡片中，以及提供一眼用鏡片或其他生醫裝置之光學特性的受控變化。
依據本發明之一種態樣，所提供者為一經賦能眼用鏡片裝置。該鏡片包含一用於常駐在人類眼睛中或上之鏡 片，該鏡片包含形成於一鏡片材料內之一光學區與一非光學區；一至少部分嵌入於該鏡片材料中並且位於該鏡片包含該非光學區之一區域的能源；以及一容納於一堆疊整合組件裝置內之電流汲取組件，其中該堆疊整合組件裝置係至少部分嵌入於該鏡片材料內。
該裝置可額外包含一再賦能組件。
該再賦能組件可包含至少一下列者：一光電裝置；一射頻吸收裝置；一電感能量耦合裝置；一電容能量耦合裝置；一熱電裝置與一壓電裝置。
該再賦能組件之至少一部分可容納於該堆疊整合組件裝置內。
該再賦能組件可直接提供能量以再賦能該能源。
該再賦能組件可提供經一能量特性變更裝置修改之能量來再賦能該能源。
該鏡片材料可包含至少一下列者：etafilcon、senofilcon、galyfilcon與narafilcon。
該能量特性變更裝置可容納於一堆疊整合組件裝置內。
該裝置可包含一收發器，其可操作用來接收一控制訊號以控制一在該堆疊整合組件裝置中之功能組件。
依據一進一步態樣，所提供者為一包含如上所述裝置之眼用鏡片。
因此，本發明涉及一眼用鏡片，其具有一結合於其中之能源。該能源可提供一能夠供電一半導體裝置之經賦能狀態。亦所述者為一鑄製成型聚矽氧水凝膠隱形眼鏡，其具有一以生物相容方式容納於該眼用鏡片內之電池或其他能源。可因而經由將一電池包括至該鏡片中而產生該經賦能部分。
一經賦能眼用鏡片可包括一能源，該能源係接觸或嵌入於該眼用鏡片之一反應性單體混合物中。更具體而 言，該能源(例如一電池)係容納或連接於一堆疊整合組件裝置。
該眼用鏡片可額外包括一再賦能組件。該再賦能組件可進一步包括一功能性裝置，例如一光電裝置、一射頻吸收裝置、一電感能量耦合裝置、一電容能量耦合裝置、一熱電裝置與一壓電裝置。
可將該能源放置於一鑄造成型系統，之後再聚合一亦容納於該成型系統中之反應性混合物。經由控制該反應單體混合物所曝露之光化輻射來形成鏡片。
100‧‧‧經賦能鏡片
110‧‧‧水凝膠材料
120‧‧‧薄膜材料
130‧‧‧包封層
140‧‧‧能源
200‧‧‧圖示
210‧‧‧能源
220‧‧‧裝置
230‧‧‧導電線路
240‧‧‧接點
300‧‧‧圖示
310‧‧‧能源
320‧‧‧互連
330‧‧‧裝置
340‧‧‧連接方式
345‧‧‧切口
350‧‧‧接點
355‧‧‧互連基板
360‧‧‧光電電池單元
370‧‧‧接點
380‧‧‧線
390‧‧‧電光學裝置
400‧‧‧剖面
410‧‧‧光學裝置
420‧‧‧基板
421‧‧‧包封層
422‧‧‧陰極層
423‧‧‧電解質層
424‧‧‧陽極層
440‧‧‧主體
500‧‧‧參考能源
510‧‧‧全環形
520‧‧‧半環形
530‧‧‧四分之一環形
600‧‧‧圖示
610‧‧‧燃料電池單元
620‧‧‧電池
630‧‧‧電容器型裝置
640‧‧‧能量擷取器
700‧‧‧控制器
710‧‧‧處理器
720‧‧‧通訊裝置
730‧‧‧儲存裝置
740‧‧‧程式
750‧‧‧資料庫(說明書中未出 現)
770‧‧‧資料庫(說明書中未出現)
800‧‧‧剖面圖
810‧‧‧頂層
815‧‧‧裝置層
820‧‧‧電池充電功能
825‧‧‧互連層
830‧‧‧電池元件層
835‧‧‧天線
840‧‧‧供應(說明書中未出現)
845‧‧‧RF收發器組件
850‧‧‧控制功能處理器
855‧‧‧被動裝置
880‧‧‧連接墊
881‧‧‧連接墊
900‧‧‧圖示
910‧‧‧堆疊整合組件
920‧‧‧電活性鏡片元件
930‧‧‧主體
1000‧‧‧圖示
1010‧‧‧堆疊整合組件層
1020‧‧‧電活性鏡片組件
1025‧‧‧線電池元件
1030‧‧‧主體
圖1繪示一經賦能眼用鏡片，此係依據本發明之一實施例。
圖2繪示一經賦能眼用鏡片之例示性實施例，該鏡片包括一用於再賦能之裝置。
圖3繪示一經賦能眼用鏡片之實例，該鏡片具有一用於再賦能之裝置與一經賦能組件。
圖4繪示一經賦能眼用鏡片之實例的剖面圖。
圖5繪示能源之例示性設計形狀。
圖6繪示能源之某些例示性種類之繪圖，並據其所可提供之能量與其體積之估計比例依序排列。
圖7繪示一處理器，其可適用於實施本發明之某些態樣。
圖8繪示一堆疊整合組件裝置之剖面圖，其具有可用於一經賦能眼用鏡片中之賦能裝置，此係依據本發明之一實施例。
圖9繪示一用於一經賦能眼用鏡片之堆疊整合組件裝置，此係依據本發明之一實施例。
圖10繪示一替代性堆疊整合組件裝置，其具有一用於經賦能眼用鏡片之線型賦能來源。
本發明涉及生醫裝置，例如眼用鏡片，更特定的是，本發明涉及一具有能源結合於其中之眼用鏡片較佳實施 例與替代實施例之說明僅為例示性實施例，且熟悉該技藝之人士應理解可輕易進行各種變化、修改及變更。因此，應理解該等例示性實施例並未限制本發明之範疇。
名詞解釋
在有關本發明之說明與申請專利範圍中，各式用語將應用如下定義：
經賦能：能夠供應電流至或能夠具有電能儲存於其中之狀態。
經賦能眼用鏡片：一經賦能眼用鏡片係指一具有一能源加入至或嵌入於所形成之鏡片的眼用鏡片。
能量：一物理系統執行工作之能力。於本發明內之許多使用可關於在作功時能夠執行電性行動之能力。
能源：能夠供應能量或使一生醫設備處於一經賦能狀態之裝置。
能量擷取器：一能夠自環境中萃取出能量並將其轉化為電能之裝置。
鏡片：如本文所使用，「鏡片」意指任何常駐眼睛中或上的眼用裝置。該等裝置可提供視覺矯正或妝飾。例如，該術語鏡片可指一隱形眼鏡、人工水晶體(intraocular lens)、覆蓋鏡片(overlay lens)、眼嵌入物(ocular insert)、光學嵌入物(optical insert)或其他之類似裝置，透過鏡片可矯正或修正視覺，或在不阻礙視覺的情況下可妝飾性地改善(例如虹膜顏色)眼睛生理外觀。較佳鏡片為由聚矽氧彈性體或水凝膠製成之軟式隱形眼鏡，其包括但不限於聚矽氧水凝膠。
鏡片成形混合物：如本說明書中所用者，用語「鏡片成形混合物」或「反應性混合物」或「RMM」(反應性單體混合物)係指一單體或預聚合物材料，其可經固化與交聯以形成一眼用鏡片。各式實例可包括具有一或多種如下列者之添加劑的鏡片成形混合物：紫外線阻隔劑、染劑、光起始劑或 催化劑及其他可能欲加入如隱形眼鏡或人工水晶體的眼用鏡片中之添加劑。
鋰離子電池單元：一種電化學電池單元，鋰離子在其中會移動通過該電池單元以產生電能。此電化學電池單元一般稱為電池，可以其標準型態經再賦能或再充電。
功率：每單位時間所作之功或轉移之能量。
可再充電或可再賦能：能夠恢復至具有較高作功能力之狀態。於本發明內之許多使用可涉及恢復之能力，而該恢復之能力係以使電流在一特定重建之期間內以特定速率流動之能力來恢復。
再賦能或再充電：恢復至具有較高作功能力之狀態。於本發明內之許多使用可涉及恢復一裝置之能力，而該能力係使電流在一特定重建之期間內以特定速率流動。
如本說明書中所用者，「堆疊整合組件裝置」與有時稱為「SIC裝置」者係指封裝技術之產品，該封裝技術可將薄基板層組裝為操作性整合裝置，其係藉由互相堆疊各層之至少一部分來組裝，基板可含有電與電化學裝置。這些層可包含各種類型、材料、形狀與大小之組件裝置。此外，可由各式裝置生產技術來製造這些層，以配合與呈現各種曲面，因為此可能為所欲者。
一般而言，在本發明中，一能源係至少部分嵌入於形成為一眼用鏡片之材料內。一眼用鏡片可包括一光學區，配戴者透過此光學區來觀看。一組件圖型與一能源可位於一光學區外。其他眼用鏡片可包括一導電材料圖型與一或多個能源，其為夠微小而不會不利影響一隱形眼鏡配戴者之視野，從而可位於一光學區內或外。
一般而言，依據本發明之某些實施例，一能源係包含於一眼用鏡片內。
經賦能眼用鏡片裝置
現請參照圖1，所繪示者為一經賦能鏡片100，其具有一嵌入能源140。在此實例中，一標準水凝膠形成之眼用鏡片係繪示為項目110。嵌入，或至少部分嵌入於該形成之水凝膠材料110內者為一能源140。該能源140可包括一電化學電池單元或電池，其作為能量之儲存手段。此一儲存手段可能需要有效之包封與隔離手段，而使該儲存手段與製成其之材料及環境隔離，如由一密封包封層130所說明者。更具體而言，該鏡片可包括一鋰離子電池。鋰離子電池通常為可再充電。該鋰離子電池係與一充電裝置以及一電力管理電路電性聯通，上述兩者皆嵌入於該鏡片內。
此外，該鏡片可包括一作為一能源140之電池，其係由薄材料層所製成。此類實例因而亦可包括一撓性基板以為該薄膜材料120提供支撐。多種實例鏡片包括各式能源140與類型，其中各個能源140皆會賦能一眼用鏡片。
現請參照圖6，其為可作為不同類型能源140而包括之一些選項的圖示，這些能源可嵌入於一經賦能眼用鏡片100中，該圖示在圖6中係標示為項目600。如前所提及者，一組能源140可包括多個電池。電池於圖6中係標示為項目620。圖6亦顯示各式選項之圖示，這些選項係依據其可儲存之能量密度來排序。電池600例如包括一能量密度為~50至~800 Whr/L的區域。
現請參照圖示600，可發現能量擷取器(項目640)未展現高能量密度。然而，熟習該項技術者明顯可知的是，能量擷取器尚有其他嵌入於一鏡片中之有利方式。
例如，能量擷取器可包括光伏打能量電池單元、熱電式電池單元或壓電式電池單元。此類擷取器可不需線路連接，直接從環境吸收能量後提供電能，因此有其正面效益。擷取器可包含一經賦能眼用鏡片中之來源。然而，該能量擷取器可與其他可以電能形式儲存能量的來源組合。
其他種類的能源包括使用電容器型裝置，如圖示600中所示的項目630。顯然，電容器包含一能量密度溶液，此溶液之 能量密度較能量擷取器為高但較電池(項目620)為低。但電容器卻有其本質上之優點。
電容器為一種以電形式儲存能量的能源，因此可作為其中一種與能量擷取器組合的能源，以產生一能夠儲存能量的無線能源。一般而言，電容器比電池有利的地方在於，其通常較電池具有更高的電力密度。可依據本發明嵌入於一聚矽氧鏡片的電容器包括：電薄膜電容器、美拉(Mylar)電容器、電解式電容器，以及相對較新且先進的高密度奈米級電容器或超級電容器技術。
此外，包括電化學電池單元或電池620之能源可界定出一相對理想的操作點。嵌入於一聚矽氧或其他水凝膠之電池具有許多有利特性。例如，電池以一直接轉換至電能的形式儲存能量。一些電池可為可充電或可再賦能，因此代表另一種可與能量擷取器耦合之能源種類。可用於本發明之電池將具有相對高之能量密度，電池儲存之能量可執行具有合理能量需求之功能。此外，電池可組裝為撓性形式。針對需要更高電力容量之應用，熟習該項技術者明顯可知一電池亦可耦合至電容器。可有許多實例包含一在一經賦能眼用鏡片至少作為一能源之部分的電池。
此外，可包括一燃料電池單元來作為一能源610。燃料電池單元藉由消耗化學燃料源而生電，然後該化學燃料源產生電力及其他包括熱能的副產物。燃料電池單元經賦能鏡片可能使用生物可得材料來作為燃料源。
以下討論之本發明實施例大體著重於使用電池作為一經賦能眼用鏡片之主要能源。此著重者不應限制本發明之範疇，因為許多包括已討論者之能源可包含一經賦能眼用鏡片之實施例。
如本發明一些實施例所述，該能源包括電化學電池單元或電池。有許多不同種類電池可包括於經賦能眼用鏡片中。例如，單次使用電池可由各種陰極及陽極材料所形成。以下為非限制實例，這些材料可包括鋅、碳、銀、錳、鈷、鋰、矽。尚有其他經賦能眼用鏡片可得自使用可再充電電池。此類電池可因此由下列技術製成：鋰離子技術；銀技術、鎂技術、鈮技術。熟習該項技術者 明顯可知的是，針對單次使用或可再充電電池系統的各式現有電池技術可包含一經賦能眼用鏡片之能源。
考量到隱形眼鏡環境之物理及尺寸限制，某些電池種類可能較其他種類更為適合。薄膜電池便為較具適用性之一例。薄膜電池可佔據微小空間體積而可適用於人類眼用鏡片。此外，其可形成於撓性基板上，而使眼用鏡片與電池所在之基板皆可自由撓屈。
在薄膜電池的情況下，實例可包括單次充電或可再充電形式。可再充電電池可提供較長之產品使用壽命，因此耗能率較高。許多開發工作已著重在生產具有可再充電薄膜電池之經電賦能眼用鏡片的技術。然而，本發明不限於此小類。
可再充電薄膜電池可經商業管道購得，例如Oak Ridge National Laboratory自1990年代起即已生產多種形式之產品。目前製造此種電池之廠商包括Excellatron Solid State,LLC(Atlanta,GA)、Infinite Power Solutions(Littleton,CO)及Cymbet Corporation(Elk River,MN)。此技術目前以包括平板薄膜電池之使用為主流。將薄膜電池形成為一三維形狀(例如具有球形曲率半徑者)包含本發明之理想鏡片。熟習該項技術領域者清楚可知的是，此一三維電池的許多形狀及形式皆屬於本發明之範疇。
圖5a、5b、5c及5d為眼用鏡片中之能源可採用之不同形狀的多種實例。項目500顯示一由薄膜材料製成之參考能源，在此以平面形狀為參考。當此一形狀500之大小約略為一毫米或更小時，其可包含一用於一經賦能眼用鏡片之能源。項目510顯示一例示性三維形式，其中該撓性基板與經包封之電池呈現一全環形，其在未經撓性扭曲時之形狀大略與一未經扭曲之眼用鏡片所呈現者相同。在某些實例中，該環形之半徑可約為八毫米以用於一經賦能眼用鏡片。以下鏡片可共用相同三維態樣，包括四分之一環形530者、半環形520者或其他拱形形狀者。熟悉該項技術領域者明顯可知的是，包括其他部分環形形狀之多種不同形狀可包含屬於本發明 範疇內之替代實施例。矩形、平面形狀亦可裝配至一包括於一眼用鏡片中之半球形殼幾何中。
本發明之另一組眼用鏡片涉及特定之電池化學組成，其可有利地使用於一經賦能眼用鏡片中。一個由Oak Ridge Laboratories所開發的實例包含一鋰或鋰離子電池單元之成分。用於此類電池單元之陽極的常見材料包括鋰金屬，或者用於該鋰離子電池單元者包括石墨。這些電池單元之示例替代方案包括結合微尺度矽特徵結構以作為此一薄膜電池之陽極，並且該薄膜電池係結合至一隱形眼鏡中。
用於此新穎技術領域電池之陰極的材料亦包括多種材料選項。常見陰極材料包括氧化鋰錳與氧化鋰鈷，其對於從而形成之電池皆具有良好性能表現。或者，磷酸鋰鐵陰極可具有類似性能，然而，在一些應用中關於充電方面可有改善。再者，這些及其他陰極材料的尺寸可改善充電性能；例如，由各式材料之奈米尺度晶體形成的陰極可大幅改善電池再充電之速率。
可作為一能源之成分而包括的各式材料較佳可為經包封。可為理想的是，包封能源以普遍隔離其成分而使之不會進入眼部環境。或者，如果眼部環境的一些方面沒有藉由包封來適當隔離，其可能負面影響能源的性能。本發明之各式實施例可得自材料選擇。
因此，鏡片材料可包括一含聚矽氧成分。「一含聚矽氧成分」為在單體、巨分子單體或預聚物中至少包含一[-Si-O-]單元者。較佳為，在含聚矽氧成分中存在的矽原子與接附的氧原子總量，佔含聚矽氧成分總分子量超過20重量百分比，更佳為超過30重量百分比。有用的含聚矽氧成分較佳為包括可聚合官能基，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、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。
合適含聚矽氧成分包括式I化合物
其中R1係獨立選自單價反應性基團、單價烷基基團或單價芳基基團，任何前述者可進一步包含選自羥基、胺基、氧雜、羧基、烷基羧基、烷氧基、醯胺基、胺基甲酸酯、碳酸酯、鹵素或上述者之組合的官能性；以及包含1-100個Si-O重複單元之單價矽氧烷鏈，其可進一步包含選自烷基、羥基、胺基、氧雜、羧基、烷基羧基、烷氧基、醯胺基、胺基甲酸酯、鹵素或上述者之組合的官能性；其中b=0至500，此應理解為當b非為0時，則b為具有等同於一所述值之模式的分布；其中至少一個R1包含一單價反應性基團，而在某些實例中介於一與三個R1包含單價反應性基團。
如本說明書中所用者，「單價反應性基團」為能夠進行自由基與/或陽離子聚合反應的基團。自由基反應性基團的非限定性實例包括(甲基)丙烯酸、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-乙烯醯胺、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基、C2-6烯基苯基、C1-6烷基、胺基甲酸O-乙烯酯(O-vinylcarbamate)和碳酸O-乙烯酯(O-vinylcarbonate)。陽離子反應性基團之非限定性實例包括乙烯醚或環氧基團與上述者之混合物。在一實例中，該自由基反應性基團包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯氧基、(甲基)丙醯胺及上述者之混合物。
合適單價烷基與芳基基團包括未經取代單價C1至C16烷基基團、C6-C14芳基基團，例如經取代與未經取代甲 基、乙基、丙基、丁基、2-羥丙基、丙氧丙基、聚伸乙基氧基丙基、上述者之組合與類似者。
在一實例中，b為零，一個R1為單價反應性基團，且至少3個R1係選自具有1至16個碳原子之單價烷基基團，且在另一實施例中，係選自具有1至6個碳原子之單價烷基基團。聚矽氧成分非限定性實例包括2-甲基-,2-羥基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基矽)氧基]二矽氧烷基]丙氧]丙基酯(「SiGMA」)、2-羥基-3-甲基丙烯酸氧基丙基氧丙基-參(三甲矽氧基)矽烷、3-甲基丙烯酸氧基丙基參(三甲矽氧基)矽烷(「TRIS」)、3-甲基丙烯酸氧基丙基雙(三甲矽氧基)甲矽烷與3-甲基丙烯酸氧基丙基五甲基二矽氧烷。
在另一實例中，b為2至20、3至15，或3至10；至少一個末端R1包含一單價反應性基團，且其餘R1係選自具有1至16個碳原子之單價烷基基團，而在另一實例中係選自具有1至6個碳原子之單價烷基基團。在又一實例中，b為3至15，一個末端R1包含一單價反應性基團，另一末端R1包含具有1至6個碳原子之單價烷基基團，且其餘R1包含具有1至3個碳原子之單價烷基基團。聚矽氧成分非限定實例包括(單-(2-羥基-3-甲基丙烯酸氧基丙基)-丙醚封端之聚二甲基矽氧烷(400-1000 MW))(「OH-mPDMS」)、單甲基丙烯酸氧基丙基封端單-正-丁基封端之聚二甲基矽氧烷(800-1000 MW)(「mPDMS」)。
在另一實例中，b為5至400或10至300，兩個末端R1皆包含單價反應性基團而其餘R1係獨立選自具有1至18個碳原子之單價烷基基團，該單價烷基基團可在碳原子間具有醚鍵聯並且可進一步包含鹵素。
在聚矽氧水凝膠鏡片為所欲者之實例鏡片中，該鏡片將由一反應性混合物製成，該反應性混合物包含至少約20以及較佳為介於約20與70%wt間之含聚矽氧成分，此係基於製成該聚合物之反應性單體成分的總重量。
在另一實例中，一至四個R1包含一下式之碳酸乙烯酯或胺基甲酸乙烯酯：
其中：Y代表O-、S-或NH-；R代表氫或甲基；d為1、2、3或4；而q為0或1。
該含聚矽氧碳酸乙烯酯或胺基甲酸乙烯酯單體具體包括：1,3-雙[4-(乙烯基氧基羰基氧基)丁-1-基]四甲基-二矽氧烷；3-(乙烯基氧基羰基硫基)丙基-[參(三甲矽氧基)矽烷]；3-[參(三甲矽氧基)矽基]丙基烯丙基胺基甲酸酯；3-[參(三甲矽氧基)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，以及
若所欲者為模數低於約200的生醫裝置，則僅有一個R1應包含一單價反應性基團，並且不超過兩個其餘R1基團將包含單價矽氧烷基團。
另一類的含聚矽氧成分包括下式的聚胺甲酸酯巨分子單體：式IV-VI (*D*A*D*G) a *D*D*E1；E(*D*G*D*A) a *D*G*D*E1或者E(*D*A*D*G) a *D*A*D*E1其中：D代表具有6至30個碳原子的烷基雙基、烷基環烷基雙基、環烷基雙基、芳基雙基或烷芳基雙基，G代表具有1至40個碳原子且其主鏈內可包含有醚、硫代或者胺鍵聯的烷基雙基、環烷基雙基、烷基環烷基雙基、芳基雙基或烷芳基雙基，*代表胺甲酸乙酯或者脲基鍵聯； a 至少為1；A代表下式的二價聚合基團： R11獨立代表一具有1至10個碳原子之烷基或經氟取代烷基基團，其在碳原子間可含有醚鍵聯；y為至少1；並且p提供一400至10,000的分子部分重量(moiety weight)；E與E1各獨立代表一由下式表示之可聚合不飽和有機基團： 其中：R12為氫或甲基；R13為氫、具有1至6個碳原子的烷基基團，或-CO-Y-R15基團，其中Y為-O-、Y-S-或-NH-；R14為一具有1至12個碳原子的二價自由基；X代 表-CO-或-OCO-；Z代表-O-或-NH-；Ar代表一具有6至30個碳原子的芳族基團；w為0至6；x為0或1；y為0或1；並且z為0或1。
一種較佳的含聚矽氧成分為下式所代表之聚胺甲酸酯巨分子單體： 其中R16為二異氰酸酯在移除異氰酸酯基團之一雙基，例如異佛酮二異氰酸酯之雙基。另一適合之含聚矽氧巨分子單體為分子式X之化合物(其中x+y為一介於10至30之數字)，其形成係透過氟醚、羥基封端聚二甲基矽氧烷、異佛酮二異氰酸酯與異氰酸基乙基甲基丙烯酸酯之反應。
其他適用於本發明之含聚矽氧成分包括含聚矽氧烷、聚烯醚、二異氰酸酯、多氟化烴、多氟化醚與多醣基團之巨分子單體；具有一極性氟化接枝或側基之聚矽氧烷，該接技或側基具有一接附至一經二氟取代末端碳原子之氫原子；含醚之親水性甲基丙烯酸矽氧烷酯以及含聚醚及聚矽氧烷基基團之矽氧烷基鍵聯與可交聯單體。任何上述聚矽氧烷亦可作為本發明之含聚矽氧成分使用。
一黏著層可用來將一能源定位於一模件內，而該模件係用來形成一眼用鏡片。該黏著聚合物可為能夠用一鏡片材料形成一互穿聚合物網路，因而消除在黏著劑間與鏡片材料間形成共價鍵以形成一穩定鏡片的需求。具有一能源放置於該黏著劑中之鏡片的穩定性，係藉由將該能源陷捕於該黏著聚合物與該鏡片基質聚合物中而提供。本發明之黏著聚合物可包括例如由一均聚物或共聚物所製成者，或者由彼此具有類似溶解度參數之上述者的組合所製成者，並且該黏著聚合物具有類似於該鏡片材料之溶解度參數。黏著聚合物可含有使其聚合物及共聚物能夠彼此產生交互作用之官能基。這些官能基可包括一種聚合物或共聚物之基團，並且這些基團與另一種聚合物或共聚物之基團交互作用的方式會增加其交互作用的密度，從而有助於抑制顏料顆粒的移動性與/或陷捕顏料顆粒。官能基間之交互作用可為極性、分散，或屬於電荷轉移複合物性質者。該官能基可位於該聚合物或共聚物之主鏈上或自主鏈垂懸。
以下作為非限制實例，形成具正電荷之聚合物的單體或單體混合物可與形成具負電荷之聚合物的一或多種單體一起使用以形成該黏著聚合物。以下作為更具體之實例，可使用甲基丙烯酸(MAA)與甲基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA)製成MAA/HEMA共聚物，而後將此共聚物與HEMA/3-(N,N-二甲基)丙基丙烯醯胺共聚物混合，以形成該黏著聚合物。
以下作為另一實例，該黏著聚合物可由經疏水修飾之單體所構成，包括但不限於下式之醯胺及酯：CH3(CH2)x-L-COCHR=CH2其中L可為-NH或氧，x可為2至24之整數，R可為一C1至C6烷基或氫，且較佳的是甲基或氫。此類醯胺與酯之實例包括但不限於月桂基甲基丙烯醯胺，及甲基丙烯酸己酯。作為又一實例，可使用脂肪族鏈延伸胺基甲酸酯與尿素之聚合物來形成該黏著聚合物。
適用於一黏著層之黏著聚合物亦可包括HEMA、MAA與甲基丙烯酸月桂酯(「LMA」)的隨機嵌段共聚物、HEMA與MAA或HEMA與LMA的隨機嵌段共聚物，或者HEMA的均聚物。這些實例中之各成分的重量百分比(基於該黏著聚合物之總重量)為約93至約100重量百分比HEMA、約0至約2重量百分比MAA與約0至約5重量百分比LMA。
該黏著聚合物之分子量可使其某種程度溶解並膨脹於該鏡片材料中。該鏡片材料會擴散進入該黏著聚合物且經聚合與/或交聯。然而，在此同時，該黏著聚合物之分子量不能高到會影響印刷影像之品質。較佳的是，該黏著聚合物之分子量為約7,000至約100,000，更佳的是約7,000至約40,000，最佳的是約17,000至約35,000，Mpeak對應於SEC分析中分子量之最高峰(=(Mn×Mw)½)
在本發明中，可利用具有90°光散射及折射率偵測器之凝膠滲透層析儀測定分子量。採用PW4000及PW2500兩種管柱、75/25wt/wt甲醇與水洗滌液調整至50mM氯化鈉，以及具有明確定義分子量325,000至194之聚乙二醇與聚氧化乙烯分子混合物。
於本技藝具有一般技術之人應知，藉由在黏著聚合物製作過程中使用鏈轉移劑、使用大量起始劑、使用活性聚合、選擇適合的單體和起始劑濃度、選擇溶劑之用量和種類，或上述者之組合，可獲得所需之黏著聚合物分子量。較佳的是將鏈轉移劑與起始劑一起使用，或更佳的是與起始劑及一或多種溶劑一同使用以取得所需之分子量。或者，小量極高分子量黏著聚合物可與大量溶劑一起使用以維持黏著聚合物之理想黏度。較佳的是，該黏著聚合物之黏度在23℃下為約4,000至約15,000厘泊。
可用於形成本發明黏著聚合物之鏈轉移劑具有大於約0.01的鏈轉移常數值，較佳的是大於約7，且更佳的是大於約25,000。
可使用任何種類起始劑，包括但不限於，紫外線起始劑、可見光起始劑、熱起始劑等等及其組合。較佳的是使用熱起始劑，更佳的是使用2,2-偶氮雙異丁腈及2,2-偶氮雙2-甲基丁腈。起始劑之用量為約0.1至約5重量百分比，此係基於配方之總重量。較佳的是將2,2-偶氮雙2-甲基丁腈與十二烷硫醇一同使用。
可藉由任何方便的聚合程序來製成一黏著聚合物層或其他介質，包括但不限於自由基鏈聚合、逐步聚合、乳化聚合、離子鏈聚合、開環基團轉移聚合、原子轉移聚合與類似者。較佳的是採用熱起始自由基聚合。聚合反應之實施條件係屬熟悉本技藝人士之知識範疇。
用於生產黏著聚合物之溶劑為沸點在約120與230℃之間的中沸點溶劑。溶劑之選擇取決於所欲生產之黏著聚合物種類及其分子量。適用之溶劑包括但不限於二丙酮醇、環己酮、乳酸異丙酯、3-甲氧基1-丁醇、1-乙氧基-2-丙醇等等。
一黏著聚合物層111可依據在水中之膨脹係數而調整為適合其將一起使用之鏡片材料。該黏著聚合物之膨脹係數與在包裝溶劑中硬化鏡片材料者配合，或實質上配合，可有助於避免鏡片中導致光學性能不佳及鏡片參數偏離之應力的發生。此外，該黏著聚合物可於該鏡片材料中膨脹，其允許使用本發明著色劑之印刷影像的潤脹。由於此潤脹，影像可陷捕於該鏡片材料中而不會影響鏡片舒適度。
可將著色劑包括於該黏著層中。著色劑中與該黏著聚合物一起使用之顏料為適用於隱形眼鏡之顏料，或者此類顏料之組合。可藉由調整使用之顏料及失透劑濃度來控制不透明度，用量愈大產生之不透明度愈高。例示性的有機顏料包括但不限於酞花青藍、酞花青綠、咔唑紫、還原橙1號(vat orange #1)及其類似物和其組合。可用之無機顏料包括但不限於氧化鐵黑、氧化鐵褐、氧化鐵黃、氧化鐵紅、二氧化鈦及類似物以及其組合。除這些顏料以外，可使用的可溶及不可溶染料包括但 不限於二氯三嗪及乙烯碸系染料。可用染料及顏料可經商業管道購得。
可依據本發明將顏色例如排列為一圖型以遮蓋出現於鏡片中之組件。例如，不透明顏色可模擬自然眼睛之外觀並遮掩鏡片內組件之出現。
此外，該黏著層可含有一或多種有助於該黏著層塗覆至該模件上之溶劑。本發明之另一發現，為利於黏著層不在其所施用之模件表面上滲出或流動，較佳的是使黏著層具有低於約27mN/m之表面張力。可藉由處理該黏著層所將施用之表面(例如一模具表面)而達成此表面張力。表面處理可採用本技藝中已知之方法，例如但不限於電漿處理及電暈處理。或者，且較佳的是，可藉由用於著色劑中之溶劑的選擇來達到所需之表面張力。
據此，黏著層中可用之例示性溶劑包括能夠增加或減少黏著層黏度並有助於控制表面張力之溶劑。適用之溶劑包括，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、乳酸異丙酯等等及其等組合。較佳的是採用1-乙氧基-2-丙醇及乳酸異丙酯。
在某些較佳實例中，該黏著層材料中使用至少三種不同之溶劑。前兩種溶劑皆為中沸點溶劑，係用於黏著聚合物之生產。雖然此等溶劑可於黏著聚合物形成後去除，但較佳的是保留於黏著聚合物中。較佳的是，這兩種溶劑為1-乙氧基-2-丙醇及乳酸異丙酯。一額外低沸點溶劑，即沸點介於約75與約120℃間之溶劑，視需要而可用以降低著色劑之黏度。適用之低沸點溶劑包括但不限於2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丙醇等等及其等組合。較佳的是採用1-丙醇。
溶劑之具體用量可取決於若干因素。例如，在形成黏著聚合物時所使用之溶劑量將取決於所需之黏著聚合物的分子量及所使用於黏著聚合物之成分，如單體及共聚物。所使用之低沸點溶劑量將取決於著色劑所需之黏度及表面張力。 此外，若著色劑係施用於模具且與一鏡片材料一起固化，則所使用之溶劑量將取決於所採用之鏡片與模具材料，以及模具材料是否接受過任何提高其可濕性之表面處理。於此技藝具有通常技術之人可據此判定所使用之溶劑的精確量。一般而言，所使用之溶劑總重量將為將使用之溶劑的約40至約75重量百分比。
除溶劑以外，塑化劑可且較佳為加入黏著層以於黏著層乾燥期間減少紋裂，並藉由該鏡片材料以提高黏著層之擴散及潤脹。所使用之塑化劑的種類及量將取決於所使用之黏著聚合物的分子量，且對使用前先經存放而放置於模具上之著色劑，亦將取決於所需之儲放時限穩定性。可用之塑化劑包括，但不限於，甘油、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚乙二醇200、400或600等等及其等組合。較佳的是採用甘油。所使用之塑化劑的量，一般而言，將為基於著色劑之重量的0至約10重量百分比。
於本技藝具有一般技術之人應知本發明黏著層成分中亦可被包括上述以外之添加劑。適用之添加劑包括但不限於增加流動與整平之添加劑、預防發泡之添加劑、流變性修飾添加劑等等，及上述者之組合。
該黏著層可在鏡片材料固化期間變為嵌入於該鏡片材料中。因此，視黏著層所施用之鏡片模具表面為前或後表面，該黏著層可較近嵌於所形成鏡片之前或後表面。此外，可以任何順序施用一或多層黏著層。
雖然本說明書中所述之方法可用來提供硬式或軟式隱形眼鏡，並且這些隱形眼鏡可由任何習知鏡片材料或適用於製造此類鏡片之材料製成，較佳的是，這些鏡片為具有約0至約90百分比之含水量的軟式隱形眼鏡。更佳的是，鏡片應由包含羥基、羰基或兩者之單體製成，或由含聚矽氧之聚合物製成，例如矽氧烷、水凝膠、聚矽氧水凝膠及上述者之組合。對於本發明鏡片之形成有用的材料可藉由使巨分子單體、單體 及其組合之摻合物，以及添加劑如聚合反應起始劑發生反應來製成。合適之材料包括但不限於由聚矽氧巨分子單體(Silicone Macromer)及親水性單體(Hydrophilic Monomer)製成之聚矽氧水凝膠。
其他實例可自然思及，如內部組件係由包封材料所包封。可能的是，能源的塗覆方式涉及在兩層包封劑間有一接縫。或者施用該包封劑的方式可為不產生接縫，雖然應注意的是，許多實例需要提供兩個清晰且隔離之電接點的能源。熟習該項技術者明顯可知的是，有各種其他方式來包封能源，這些方式可與本說明書中所詳述之技術一致。
如所提及者，能源可能需要提供電形式之能源，因而具有至少兩個電隔離的接點，以將能源連接至一待賦能之元件。在某些能源中，可切出兩個導電接合墊或者將其以其他方式形成至該包封劑中。可將某種形式的電導管固接至這些接合墊，以讓電能由該來源流至待賦能之裝置。現請參照圖2，項目200顯示一能源210可具有兩個接點240的方式。這些接點可具有兩條固接至其的導電線路230，以將能量由能源210傳導至另一裝置220。
電線路230連接至接點240的方式可形成許多屬於此技術領域之實例。可藉由線結合技術來固接這些電線，此技術將會使一電線實體擦刷進入一具有一替代接合墊金屬之電接觸。尚有其他實例可得自熔化一在該線路230與該接點240間之接觸冶金，例如使用一焊料技術。可能的是，以蒸發方式沉積該些連接線路230至該接點240。導電環氧樹脂或墨水可用來勾畫該導電元件230並將其連接至該接觸墊240。熟習該項技術領域者明顯可知的是，許多製造一連接至一能源之接點以傳輸能量至/自另一裝置的方式可包含屬於本發明之範疇的實例。
如前所討論並顯示於圖2(項目200)中者，該能源可定義為兩或多種已討論能源的複合物。例如，圖2中之能源可由一可再充電鋰離子薄膜電池210所構成，並且該電 池係與一光電池單元240組合。許多光電池單元種類可配合本說明書中之技術，以下作為一實例，可用於此類實例之一光伏打裝置為CPC1822，其由Clare,Inc.(Beverly,MA)製造，其在晶片形式下測得約為2.5mm×1.8mm×0.3mm，並且在有光條件下能夠提供4伏特的直流電(VDC)。該光伏打裝置之輸出可直接提供至該電池，如圖2中所顯示者。或者，一電力管理裝置可控制該可再充電電池之充電，並且其可用某種再賦能裝置充電。此具體實例係以非限定的方式提供，因為在本發明之範疇中有許多再賦能一在經賦能眼用鏡片上之能源的實例。
在Clare光伏打電池的情況下，一外用光源可包含再賦能另一接附能源之方式。在一或多個陽光級的光強度下，該電池單元會提供顯著的充電電流。可有許多種配置一再賦能系統以與此一光伏打裝置交互作用的方式。以下為非限定實例，可能的是在一眼用鏡片於水合介質的儲存期間，提供合適強度的光。
其他再賦能一能源之實例可藉由替代性裝置來界定。例如，可使用一跨該眼用鏡片主體之熱梯度(藉由一熱電裝置)來提供一能源之再賦能。或者，可使用以下方式來將外部能量耦合至該眼用鏡片中，如使用一外部射頻訊號與一鏡片中之吸收裝置；一外部電壓場與一鏡片中之電容耦合裝置；或機械能量或壓力與一壓電裝置。熟習該項技術者明顯可知的是，一在經賦能眼用鏡片中之能源的再賦能可有許多方式。
如早先討論所提及者，不可再充電化學組成之電池種類能源可提供本說明書中所揭示之新穎發明的替代能源。雖然可能缺少一些可再充電的好處，但此類實例或許在成本及實施上可能具有優勢。可在本揭露之範疇中思及，以等同於本說明書中已揭露可再充電能源之方式，來包括不可再充電經包封電化學電池單元。
各式本發明之能源提供一種在該眼用鏡片上之「裝置上」能源，其可與電子組件、撓性電路互連基板、印 刷電互連、感應器與/或其他定製主動組件。這些可經賦能的各種組件可界定出執行廣泛範圍功能之實例。以下為非限定實例，一經賦能眼用鏡片可為一電光學裝置，其賦能調整一眼用鏡片之焦距特性的功能性。在尚有其他實例中，該經賦能之功能可啟動一在該眼用鏡片中之泵送機構，該機構可泵送藥物或其他材料。更進一步之經賦能功能可涉及一眼用鏡片內之感應裝置與通訊裝置。熟習該項技術者明顯可知的是，可有廣泛範圍之實例涉及可在一經賦能眼用鏡片內被啟動之功能。
在一經賦能眼用鏡片中之能源可賦能一在該眼用鏡片中之控制功能，以為在一眼用鏡片或其他成形水凝膠物件中之更進一步經賦能功能提供一無線、經控制之啟動。以下為非限定實例，該能源可包含一嵌入經包封之薄膜微電池，其可具有一有限、受限之最大電流容量。為了要最小化漏電流或靜態電流消耗，以使一完全充電之薄膜微電池將在儲存期間儘可能長時間維持其充電量，可使用各種方式來將該微電池啟動或電連接至該電活性鏡片內之其他組件。一光伏打電池(例如晶片形式之Clare CPC1822)或一光電感應裝置可在預定之照明條件下啟動該鏡片內之電晶體或其他微電子組件，接著啟動該鏡片內之電池與其他微電子組件的互連。一微尺寸霍爾效應感應器/開關如由Allegro Microsystems,Inc.(Worcester,MA)製造之A1172，可用來在曝露於一磁鐵之北與/或南極時，啟動該鏡片中之電池與/或其他微電子組件。實體接觸開關、薄膜開關、RF開關、溫度感應器、光二極體、光敏電阻器、光電晶體或光感應器皆可用來啟動該經賦能眼用鏡片中之電池與/或附接之電子設備。
一經賦能眼用鏡片中之能源可與近旁之積體電路結合。此類能源(平面薄膜微電池於矽基板上之結合)係結合至該半導體製程中。此類方法可為各式積體電路提供個別電源，而這些電路可結合至本發明之電活性鏡片中。或者，積體電路可結合作為該經賦能鏡片之一離散組件。
請參照圖3，所示之項目300為一經賦能眼用鏡片之圖示。在此圖示中，能源310可包括一薄膜、可再充電鋰離子電池。該電池可具有接點370以供互連。線路可為連接至接點370之線接合線，並將電池連接至一光電電池單元360，該光電電池單元可用來再賦能該電池能源310。其他線路可經由在第二組接點350上之線接合接觸來該將能源連接至一撓性電路互連。這些接點350可為一撓性互連基板355之一部分。此互連基板可利用類似於上述能源採用之方式，而形成為與標準鏡片形式相仿之形狀。為增加額外彈性，一互連基板355可包括額外之形狀特徵，例如沿其長度之徑向切口345。該互連基板355之個別封蓋上可連接各式電子組件，像是IC、離散組件、被動組件及此類顯示為項目330的裝置。這些組件藉由線路或其他連接方式340而互連至該互連基板355內之傳導路徑。以下為非限定實例，該各式組件可藉由以上所討論之可製作與電池互連的多種方式來連接至該撓性互連基板355。各式電組件之組合可界定一針對電光學裝置(顯示為項目390)之控制訊號。此控制訊號可沿互連320傳導。此種具有經賦能功能之例示性經賦能眼用鏡片僅為作為實例之目的而提供。不應以任何方式將此說明解讀為限制本發明之範疇，因為熟悉該項技術領域者明顯可知，許多功能、設計、互連方案、賦能方案與本發明理論之整體利用皆可存在。
以下可提供進一步之示例說明性效果，即思考關聯圖3而描述之實例會如何在一剖面表示圖中呈現。此一沿圖3中顯示為項目380之線的剖面係在圖4中繪示為項目400。此圖示著重在該能源裝置可為一薄膜電池裝置的剖面圖。該剖面圖顯示該眼用鏡片440的大致主體。在該主體440中的是該薄膜電池以及該電池所建造於上之基板420。繼續在該基板上者可為一陰極層422，該陰極層可由一電解質層423所包圍，該電解質層接著可由一陽極層424所包覆。這些層可由一包封層421所包圍，該包封層密封這些電池層而使其免於接觸外部環境。 該經電子控制之光學裝置可顯示為項目410。如上所提及者，這些說明是以非限定的方式提出，並且許多經賦能與功能性眼用鏡片的替代實例對於熟悉該項技術領域者而言可為明顯易知。
在某些實例中，可有多種影響眼用鏡片之外觀的方式。該薄膜微電池表面之美觀可用各種方式變更，當嵌入於電活性隱形眼鏡或成形水凝膠物件中時，該等方式會展現出特定外觀。該薄膜微電池可用形成美觀上令人愉悅之圖型的方式來生產，與/或用有色之包裝材料來生產，這些有色包裝材料可以用來為該薄膜微電池賦予柔和外觀，或者另提供似虹膜之有色圖型、純色與/或混色圖型、反射圖樣、彩虹色圖樣、金屬光澤圖樣或任何其他可能的美術圖樣或圖型。該薄膜電池可部分受到該鏡片內之其他組件遮蔽，例如一設置於該電池前表面之光伏打晶片，或者該電池放置在一撓性電路之全部或部分後方。再者，可策略性地安排該薄膜電池之位置，而使上或下眼瞼部分或全部遮蔽該電池的可見性。熟習該項技術者明顯可知的是，可有許多實例涉及一經賦能眼用鏡片之外觀與顯出其外觀之方法。
可有許多方法涉及形成已討論之各種經賦能眼用裝置。在一組實例中，本說明書中所述之發明可包括在分開的步驟中組裝一特定經賦能眼用鏡片的次組件。具有有利形狀之薄膜微電池、撓性電路、互連、微電子組件與/或其他電活性組件的「離線」組裝，搭配生物相容、惰性、保形塗層可提供一全包式之可嵌入單件封裝，此封裝可結合至習知的鑄製成型隱形眼鏡製程中。撓性電路可包括以覆銅聚醯亞胺薄膜或其他類似基板所製成者。
保形塗層可包括但不限於parylene(N、C、D、HT級與任何上述者之組合)、聚(對茬)、介電塗層、聚矽氧保形塗層、聚胺甲酸酯保形塗層、丙烯酸類保形塗層、剛性可透氣聚合物，或任何其他有利之生物相容塗層。
方法所包括者係涉及薄膜微電池之幾何圖樣，並且微電池之幾何係配合眼用鏡片材料中之嵌入件與/或由眼用鏡片材料所形成之包封。其他方法包括將薄膜微電池結合於各式材料中，例如但不限於水凝膠、聚矽氧水凝膠、剛性可透氣「RGP」隱形眼鏡材料、聚矽氧、熱塑性聚合物、熱塑性彈性體、熱固性聚合物、保形介電/絕緣塗層與密閉阻隔塗層。
尚有其他實例涉及用於策略性放置一能源於一眼用鏡片幾何內之方法。具體而言，該能源可為一不透明物件。因為該能源不可阻礙光通過該眼用鏡片之透射，圖様方法可確保該隱形眼鏡的中央5-8mm可不受該能源之任何不透明部分阻礙。熟習該項技術者明顯可知的是，有許多不同實施例涉及各種能源以有利方式與該眼用鏡片之光學相關部分交互作用的圖樣。
該能源之質量與密度可有利於圖樣，而使該能源可獨立運作或搭配其他鏡片穩定化區運作，這些穩定化區係設計至該眼用鏡片之主體中，以於鏡片在眼睛上時旋轉穩定化該鏡片。此類實例對於多種應用可為有利者，包括但不限於矯正散光、改善眼睛上舒適性、或者使其他組件在該經賦能眼用鏡片內之位置一致/受控。
此外，該能源可放置在距該隱形眼鏡外緣一段距離之處，以達成該隱形眼鏡邊緣輪廓的有利設計，從而提供良好舒適性同時將有害事件的發生減至最低。所述應避免之有害事件包括上方上皮拱形損傷及巨乳突結膜炎。
以下作為非限定實例，電化學電池單元之陰極、電解質與陽極特徵可藉由將合適墨水印製為顯示此陰極、電解質與陽極區之形狀而形成。明顯可知的是，所形成之電池同時包括單次使用電池單元(例如基於氧化錳及鋅化學組成)，以及可再充電薄型電池(基於類似上述薄膜電池化學組成之鋰化學組成)。熟悉該項技術領域者明顯可知的是，可利用印刷技 術實現形成經賦能眼用鏡片之各種特徵和方法的多種不同實施例。
可有許多實例涉及一可用來利用已討論之各種方法來形成經賦能眼用鏡片實施例之裝置。處理中之一基礎步驟可涉及支撐各式組件(包括一眼用鏡片能源)，同時將該眼用鏡片之主體模製在這些組件周圍。該能源可固接於一鏡片模具中之固持點。可使用與將形成鏡片主體之同類型聚合材料來固接這些固持點。熟習該項技術者明顯可知的是，許多支撐各式能源(在其包封至該鏡片主體前)的方式皆屬於本發明之範疇。
現請參照圖7，所繪示者為一依據本發明之一實例的控制器700。該控制器700包括一處理器710，其可包括一個或多個耦合至一通訊裝置720之處理器元件。一控制器700可用來傳送能量至放置於該眼用鏡片中之能量接收器。
該控制器可包括一或多個耦合至一通訊裝置之處理器，該通訊裝置係配置用來經由一通訊通道傳遞能量。該通訊裝置可用來電子控制一或多個下列者：能量傳遞至該眼用鏡片接收器與數位數據傳遞至與自一眼用鏡片。
該通訊裝置720可用來例如與一或多控制器裝置或製造設備組件互通，例如用於噴墨導電材料或沉積一黏著劑層之噴墨印刷裝置；以及一用於沉積一或多個黏著劑層之墊印刷裝置。
該處理器710亦與一儲存裝置730互通。該儲存裝置730可包含任何適當之資訊儲存裝置，包括磁性儲存裝置(如，磁帶及硬碟機)、光學儲存裝置與/或半導體記憶體裝置如隨機存取記憶體(RAM)裝置及唯讀記憶體(ROM)裝置之組合。
該儲存裝置730可存放用於控制該處理器710之程式740。該處理器710執行程式740之指令，藉以依據本發明進行操作。例如，該處理器710可接收描述能量接收器放置方式、處理裝置放置方式與類似者之資訊。該儲存設備730亦 可將眼用相關資料儲存在一或多個資料庫中。這些資料庫可包括定製之能量接收器圖樣、計量學數據，以及用於噴墨導電材料以形成一能量接收器之特定控制序列。
一具有例如處理器裝置之組件的眼用鏡片可與一結合至一眼用鏡片中之賦能來源搭配，並且用來執行邏輯功能或以其他方式在該眼用鏡片內處理數據。
包括堆疊整合組件之賦能眼用鏡片
，其係依照本說明書中所述之實例；一經賦能眼用鏡片可包括已藉由堆疊個別層而整合至一新穎裝置中之組件，該些個別層含有各式組件與組件類型，該新穎裝置係用於結合至一眼用鏡片中。一類似於圖3與4中所述者之基本架構提供一用於說明本技術之例示性設計。
請繼續參照圖8，所繪示者為一用於包括至一經賦能眼用鏡片中之堆疊整合組件的剖面圖。該例示性裝置可如所示者為具有八層。這些層可為不同功能；例如頂層(項目810)可透過連接墊880與881而作用為在該裝置及該裝置外部之組件間的一互連層。一在該頂層下方之層(可見為項目815)可作用為一裝置層，在其中可結合許多裝置功能。下方接著是可界定出一互連層之層堆疊(項目825)，該互連層可在各式層間與層內的各式裝置間傳送電力與訊號。接著下來，可有許多離散電池元件層，如顯示為四層之項目830。在此實例中，該底部基板層可支撐這些在其上方之層，以及提供一天線功能以與該堆疊整合組件進行無線通訊。
如熟習該項技術領域者明顯可知者，項目800之實例可包括功能性元件以控制一在該眼用鏡片中之主動對焦元件。請繼續參照圖9，例如可見到該堆疊裝置為結合至該經賦能眼用鏡片(項目900)。該鏡片可形成為一水凝膠鏡片主體，其係繪示為項目930。在該眼用鏡片主體內可定位一電活性鏡片元件(項目920)，其可藉由施加電訊號至該元件來變更該眼用鏡片之焦度(focal power)而反應。在此實例中，可見到該堆疊整 合組件(項目910)以及顯露於一剖視圖中之部分該裝置。藉由此說明，該項技術領域中具有通常知識者明顯可知的是，可有許多形成一具有堆疊整合組件之經賦能眼用鏡片的方式，並且此類裝置可執行許多功能。
請回到圖8，考慮具有圖9項目900之例示性結構的項目800，該堆疊整合裝置可至少以下列方式與其環境交互作用。在一第一實例中，該電活性鏡片元件可連接至該堆疊整合組件裝置，其連接方式為將一組線路接合至該堆疊裝置之介面墊880與881。在這兩個連接間施加一DC電壓訊號可造成該電活性鏡片改變一內部鏡片彎月形面介面之形狀，從而可改變該裝置對入射於該鏡片前表面之光的焦度，在使用者配戴眼用鏡片(以配戴眼用鏡片之標準方式)時，此入射光會離開鏡片進入使用者眼睛。
為產生該例示性DC訊號至輸出位置880與881，該堆疊整合組件裝置可已用其天線接收一無線啟動訊號，其天線例如在一層835中。此電磁訊號可沿一載波傳送，而該載波可具有一特定頻率範圍，並且此頻率範圍匹配天線835圖樣與電濾波裝置的組合，該些裝置包括一整合被動裝置(項目855)之各式被動電感器、電容器與電阻器，並且在某些實例中為主動電放大裝置，其可例如存在於項目845中而為一RF收發器組件。熟習該項技術者明顯可知的是，可藉由該堆疊裝置來施加許多不同種類之電訊號至該外部連接，並且可藉由該堆疊整合組件裝置中之組件來偵測許多啟動訊號，使其達到特定之操作狀態。
在某些實例中，所接收之RF訊號可由該輸入接收與濾波階段傳遞至該RF收發器(項目845)中。此組件可包括該項技術領域之現行水準所習知的許多RF收發器實例，以執行自該RF載波萃取出訊號的功能。此訊號可包含一數位型訊號；而在其他實例中可為一類比訊號。其可基於調幅、調頻或其他訊號編碼方式。該收發器可進一步處理該訊號並提供一數 位輸出至該堆疊整合組件裝置內之其他組件。可有許多方式來編碼與傳送一訊號至該經賦能鏡片，然後提供給一堆疊整合組件裝置中之組件來解碼這些訊號以用於控制該例示性裝置之組件。
為了用於使該經賦能眼用鏡片接收訊號、處理這些訊號然後施加這些訊號至一外部裝置，一經賦能眼用鏡片可能需要藉由各式裝置來進行內部控制功能之處理。在項目800之實例中，一電子裝置可作為一控制功能處理器(項目850)存在，其透過該互連層825來接收訊號，亦沿此層將訊號傳出。可控制該電活性鏡片以呈現兩個光學倍率之其中一者。這些實例中之某些控制功能可包括決定該電活性鏡片在啟動時該訊號之預設狀態、解碼一傳送至該鏡片之訊號的內容以決定其是否正確關聯至一針對其自身的控制訊號、決定任何傳送之內容與處理此內容以決定該電活性鏡片之所欲輸出狀態，以及許多其他控制功能。如在圖8項目800之實例中所可觀察到者，可有許多路徑在各式堆疊層內並穿過這些堆疊層，這些路徑可用於電力與訊號傳送。
一經賦能眼用鏡片之內建功能可來自其經賦能之方式。請繼續參照圖8，項目820、830、835、840與855皆可涉及該眼用鏡片之賦能。一基礎態樣可藉由構成項目830之組件來說明。個別電池組件可組合於各式層中以形成該堆疊整合組件裝置之基本能量儲存功能。來自這些電池元件之電力可藉由在其間使用之互連來組合，或者各元件可具有其自身之單獨連接。明顯可見的是，電池元件的各式組合包含屬於本發明之技術。電池元件或元件組合之連接可途經該互連層825至層815中之電力管理組件。此組件可採用各式電壓與電流容量的原始電池輸出，並且將其用各種方式處理以獲得一或多種電力供應輸出，此輸出可提供至該整合堆疊組件裝置中之其他各式組件。
元件855中之被動裝置可用於該裝置之賦能。例如，電容器可由該電力管理裝置充電。在某些實例中，在該堆疊整合組件裝置整體消耗之電流量有快速或明顯變化時，這些電容器可扮演重要角色。在其他情況中，這些電容器可用於將電壓由電池電壓增壓為較高電壓之電路中。項目855中之被動裝置的再進一步用途可涉及電力供應的濾波，即「清除」在某些情況下電力供應中可能出現之訊號雜訊。項目855之被動裝置可在一堆疊整合組件裝置中扮演許多角色。
繪示為項目830之電池元件可為單次使用或不可再充電之電池元件。然而，其他實例可使用可充電之電池元件。在這些實例中，該賦能系統中可有涉及再充電這些電池的組件。一外部充電訊號可無線傳送至一放置於層835中之天線。此天線可為獨立之專用天線，其用於包含接收能量以充電電池元件之目的。一單獨天線可接收多種訊號，包括涉及提供用於再充電電池元件之能量者。來自該天線之能量可傳送經過該堆疊整合組件裝置，並且在某些實例中可先前往該電力管理裝置。在這些裝置內，項目820可代表一電池充電功能。可接收輸入電力並接著將其修改為一合適電壓與電流，以用於充電項目830之部分或所有電池元件。
此再充電功能可在其他裝置功能為休止時進行。再有其他實例可讓電池元件同時充電，同時執行其他功能並從部分電池元件汲取能量。
本說明書中所作出之說明已著重在一堆疊整合組件裝置，其中這些電池元件係繪示為在該堆疊本身內之項目830。一電池元件之功能的類似多樣性亦可在該電池並非該堆疊整合組件裝置之一部分，而是接附至其中時得到。請繼續參照圖10，在項目1000處，所提供者為該電池元件非為該堆疊整合組件裝置之一部分的實例。類似於該經賦能眼用鏡片項目900，項目1000可具有一如項目1030所示之眼用鏡片主體。其亦可含有一繪示為項目1020之電活性鏡片組件。其亦可具有一 如項目1010所示之堆疊整合組件層；然而，其亦可具有一線電池元件(項目1025)，其經成形以常駐在該電活性鏡片元件1020之周緣。此些變化型與實例係提供來為一外部連接至該堆疊整合組件裝置之電池元件的形成方式提供背景環境；並且在此一形式中，該功能可用許多方式等效於本說明書已討論之電池元件的說明。並且，以下作為一實例，明顯可知的是，實際上許多非為線電池或所述之具體線電池的不同外部電池元件可得自屬於本發明之技術。
可為有用的是，說明所述之該些例示性裝置可執行的某些功能使用已討論之各式組件功能。一經賦能眼用鏡片可形成並獲得如項目900中所述者之形狀與形式。該堆疊整合組件裝置可含有涉及可再充電薄膜電池元件之賦能功能。該裝置可存在於一充電環境中，而這些電池元件在其中係完全充電。該裝置之使用者可安置該眼用鏡片在其眼睛上。該裝置可初始具有一預設條件，此條件不會改變穿過該鏡片且繼續進入使用者眼睛之光的焦距條件。使用者可具有一無線傳送裝置，在其啟動時，例如藉由按下一電開關，其會傳送一在合適中央頻帶之RF訊號以供該賦能鏡片接收。該賦能鏡片可接收該訊號，然後用合適載波頻帶編碼該訊號，並將該訊號傳遞至一RF收發器組件上。該RF收發器在接收該訊號時可解碼該訊號，並且傳送一系列相關於該輸入訊號之數位訊號至一在該堆疊整合組件裝置中之控制功能組件。該控制功能組件可處理該數位訊號、驗證該輸入訊號係適用於進一步處理，接著處理該數位訊號從而得到經解碼之資訊，以使該裝置改變該光學元件之狀態。在進行此處理時，該控制功能組件可傳回一訊號至該RF收發器，而該RF收發器可接著將該訊號處理為一輸出RF訊號，此訊號可傳送至該天線並接著無線傳送至該控制盒(使用者已按下其上之一按鈕)；在其中此傳送在某些情況下會驗證鏡片中即將要發生的狀態改變。在此同時，該控制功能組件亦可改變其施加通過項目880與881之電壓，從而改變傳至該電活性鏡 片之控制訊號。此控制訊號之改變可電性變更該電活性鏡片之焦距性質，例如藉由造成一介面彎月形面鏡片扭曲其彎月形面形狀，從而導致該電活性鏡片之放大倍率增加。現在入射在該鏡片上之影像可在其通過該鏡片時放大。使用者現在可感知到其能夠用增加的放大倍率來觀看一件在其前方之物體。雖然此實例在說明該堆疊整合組件與其所連接之元件(在一經賦能眼用鏡片)的運作方式時可為有用者，但明顯可知的是此僅為一個可得自本說明書中之發明理論的例示性實施例，並且不意欲以任何方式使此實例限制本發明範疇。
一經賦能眼用鏡片裝置之各式態樣與實例係說明如下。
所述者為一經賦能眼用鏡片裝置。該經賦能眼用鏡片裝置包含：一適用於常駐在人類眼睛中或上之鏡片，該鏡片包含形成於一鏡片材料內之一光學區與一非光學區；一至少部分嵌入於該鏡片材料中並且位於該鏡片包含該非光學區之一區域的能源；以及一容納於一堆疊整合組件裝置內之電流汲取組件，其中該堆疊整合組件裝置係亦至少部分嵌入於該鏡片材料內。
該堆疊整合組件裝置可至少部分嵌入於該鏡片材料中。
該鏡片成形混合物可包含一矽水凝膠材料。
該能源可容納於該堆疊整合組件裝置內。
該堆疊整合組件裝置可為包含該電流汲取組件之至少一部分的相同堆疊整合組件裝置。
該裝置可額外包含一再賦能組件。
該再賦能組件可包含至少一下列者：一光電裝置；一射頻吸收裝置；一電感能量耦合裝置；一電容能量耦合裝置；一熱電裝置與一壓電裝置。
該再賦能組件之至少一部分可容納於該堆疊整合組件裝置內。
該再賦能組件可直接提供能量以再賦能該能源。
該再賦能組件可提供經一能量特性變更裝置修改之能量來再賦能該能源。
該電流汲取組件可至少部分嵌入於該非光學區。
該鏡片材料可包含至少一下列者：etafilcon、senofilcon、galyfilcon與narafilcon。
該能量特性變更裝置可容納於一堆疊整合組件裝置內。
該能源可包含一電池。
該電池可為可再充電、單次使用電池與/或經包封。
該堆疊整合組件裝置可包含多個電池元件。
該堆疊整合組件裝置可成形為至少一眼用鏡片之普遍形狀。
該堆疊整合組件裝置可成形為一全環形。
該堆疊整合組件裝置可成形為一部分環形。
結論
如上所述以及如以下申請專利範圍所進一步界定者，所提供者為處理眼用鏡片之方法與實施此等方法之裝置，以及藉此形成之眼用鏡片。
100‧‧‧經賦能鏡片
110‧‧‧水凝膠材料
120‧‧‧薄膜材料
130‧‧‧包封層
140‧‧‧能源

Claims (10)

  1. 一種經賦能眼用鏡片裝置，其包含：一用於常駐在人類眼睛中或上之鏡片，該鏡片包含形成於一鏡片材料內之一光學區與一非光學區；一至少部分嵌入於該鏡片材料中並且位於該鏡片包含該非光學區之一區域的能源；以及一容納於一堆疊積體組件裝置內之電流汲取組件，其中該堆疊積體組件裝置係至少部分嵌入於該鏡片材料內。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其額外包含一再賦能組件。
  3. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該再賦能組件包含至少一下列者：一光電裝置；一射頻吸收裝置；一電感能量耦合裝置；一電容能量耦合裝置；一熱電裝置與一壓電裝置。
  4. 如申請專利範圍第3項之裝置，其中該再賦能組件之至少一部分係容納於該堆疊積體組件裝置內。
  5. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中該再賦能組件直接提供能量以再賦能該能源。
  6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該再賦能組件提供經一能量特性變更裝置修改之能量以再賦能該能源。
  7. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該鏡片材料包含至少一下列者：etafilcon、senofilcon、galyfilcon與narafilcon。
  8. 如申請專利範圍第6項之裝置，其中該能量特性變更裝置係容納於一堆疊積體組件裝置內。
  9. 如申請專利範圍第1項之裝置，其包含一可操作用來接收一控制訊號以控制一在該堆疊積體組件裝置中之功能組件的收發器。
  10. 一種眼用鏡片，其包含依據申請專利範圍第1至9項其中任一項之裝置，並嵌入於該眼用鏡片中。
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