TWI603727B - 用以形成可供給能量的光治療眼用裝置之設備及方法 - Google Patents

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Description

用以形成可供給能量的光治療眼用裝置之設備及方法
本發明係關於用於可供給能量的生醫裝置製造之方法及設備，更具體而言，在一些實施例中，光治療用之可供給能量的眼用鏡片之製造。
本申請案主張2011年2月4日提出申請之美國臨時專利申請案第61/439,535號及2012年1月31日提出申請之美國專利申請序號第13/362,275號之優先權，上述兩案內容為本案之依據且於此合併參照。
季節性情緒失調(SAD)為一種已經確認之情感性疾患，患者在一年中特定季節中會產生抑鬱症狀，好發於冬季月份。SAD患者在一年中大部分時間通常具有正常心理健康。SAD症狀可能包括，但不限於，嗜睡、缺乏活力、嗜吃碳水化合物、精神不集中以及排斥參加社交活動等。這些症狀導致患者感到消沉、無望、悲觀，甚至了無生趣。
季節性情緒波動據信是與光線照射變化有關。如北極區等日照時數較低、陽光強度較低或常為陰霾覆蓋之地理區域SAD發生率較高。成人間SAD盛行率的變化在美國十分明顯；如佛羅里達及其他陽光充足各州較不盛行，而阿拉斯加、新罕布夏及北方各州或常處陰霾區域盛行率則明顯較高。
研究已證實光治療為典型或冬季發生之季節性情緒失調之主要且有效療法。光治療使用一裝置，該裝置發射遠高於標準白熾燈之流明。一般的實施包括較佳的10,000勒克斯之亮白全光譜光、或隨選的2,500勒克斯480毫微米波長藍光、或350勒克斯500毫微米波長綠光。光治療一般是使病患坐在與上述光源一定距離的位置，睜開雙眼，每天接受照射三十至六十分鐘。此種季節性治療可維持數週，直到使病患達到經歷頻繁自然光照射。許多病患認為此種療法十分不便且一相當大的百分比因而停止治療，在某些研究中最高可達19%。因此需要新的方法及途徑以一更為便利、持續且智慧的方式遞送光治療。
據此，本發明包括用以形成一生醫裝置之方法及設備，所述之生醫裝置可如眼用鏡片，其具有一可供給能量的部分及一用以遞送光治療之光源。所包括的為一種具光源之可供給能量的眼用鏡片、用以形成具光源之可供給能量的眼用鏡片的裝置，及其等方法之揭示。能源、光源及其他所需組件可被設置於第一模具零件及/或第二模具零件上，或被設置在位於第一模具零件及/或第二模具零件上之嵌入物內。將反應單體混合料係被放置於第一模具零件與第二模具零件之間。第一模具零件係與第二模具零件相鄰設置，從而 形成一具能源及光源之鏡片腔穴，且使至少部分該反應單體混合料位在該鏡片腔穴中；且該反應單體混合料接觸光化輻射。藉由接觸該反應單體混合物之光化輻射的控制以形成鏡片。
本發明包括用於形成生醫裝置之方法及設備，所述生醫裝置如眼用鏡片。特別是，本發明包括用於提供具內含能源及光源之眼用鏡片的方法及設備。在一些實施例中，本發明包括一水凝膠隱形眼鏡，其包括環繞在具能源及組件之隱形眼鏡中的光學區周圍之大致環狀區域，且該能源及組件位在環繞周圍之環狀區域內。
在下面本發明之詳細說明的章節會詳細描述。較佳實施例與另一實施例之說明僅為例示性實施例，且精於此項技藝之人士當可輕易思及各種變化、修改及變更。因此該例示性實施例並未限制基本發明之原理。
名詞解釋
在針對本發明之詳細說明與申請專利範圍中，所使用的各式術語定義如下：組件：此於本文內所述之詞係指從能源汲取電流以執行一或多種邏輯狀態或物理狀態變化之裝置。
可供給能量：此於本文內所述之詞係指可供應電流，或儲存電能於其中之狀態。
能量：此於本文內所述之詞係指物理系統作工之能力。許多上述術語於本發明內之使用係關於可以作電功之能力。
能源：此於本文內所述之詞係指能夠供應能量或使生醫裝置處於可供給能量的狀態之裝置。
能量擷取器：此於本文內所述之詞係指能夠從環境提取能量並將之轉換為電能之裝置。
智慧型光治療：此於本文內所述之詞係指遞送光治療之方法，藉此一處理器評估各種資料，並依據資料分析結果，對一已編程光治療療程進行動態補償調整。智慧型光治療之一種實例是根據使用者對環境光線的暴露而調整之光治療。
鏡片：係指位於眼睛內或眼睛上之任何眼科裝置。這些設備可以提供視力矯正或妝飾作用。例如，鏡片一詞可意指隱形眼鏡、人工水晶體、覆蓋透鏡(overlay lens)、眼嵌入物(ocular insert)、光學嵌入物(optical insert)或其他可藉以矯正或修改視力，或在不傷害視力的情況下可加強妝飾眼睛生理(例如虹膜顏色)之設備。在一些實施例中，本發明較佳的鏡片係以聚矽氧彈性體或水凝膠製成之軟式隱形眼鏡，其中該等聚矽氧彈性體或水凝膠包括但不限於聚矽氧水凝膠及螢光水膠(Fluorohydrogels)。
成鏡混合物或「反應混合物」或「RMM」(反應單體混合物)：本文內所述之詞係指可硬化並交聯以成形眼用鏡片之單體或預聚合物材料。各相異實施例中可包括具有一或多個添加物的成鏡混合物，該添加物像是：紫外線阻斷劑、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。
成鏡表面：係指用於模造鏡片之表面。在一些實施例中，任何此類表面103-104可具有光學特質表面光度，此表示其平滑與成形程度足以使，藉由與模面接觸之成鏡材料聚合作用方式製造的鏡面在光學特性上可被接受。而且，在一些實施例中，成鏡表面103-104可具有必須授予鏡面所需光學特質之幾何，其中包括但不限於球面、非球面及圓柱折射力(Cylinder Power)、波前誤差矯正、角膜地形圖矯正(Corneal Topography Correction)，以及相似之物及其任何組合。
光源：此於本文內所述之詞係指能夠發射光線之裝置。
光治療：此於本文內所述之詞係指對特定光波長的曝露，該等光波長係在一特定強度且，在一些清況下，在每天的指定的時間為多種裝置所控制且歷經一特定時間量而被施用。
鋰離子電池：係指電化電池，其中鋰離子穿越過電池以產生電能。此電化電池一般稱為電池，可在其標準型態中重新通上電流或充電。
勒克斯(Lux)：此於本文內所述之詞係指國際單位制(SI)中之照明度單位。勒克斯提供每面積之發光率的測量。一勒克斯為當一流明係被平均分布於一平方公尺面積時之照明量。此亦相當於將存在於一表面上之照明度，該表面所有點距一國際燭光的點源一公尺。一勒克斯相當於0.0929呎燭光。
模具：係指可用於以未硬化配方成形鏡片之剛性或半剛性物體。一些較佳模具包括成形前曲面模具零件與後曲面模具零件的兩個模具零件。
光學區：此於本文內所述之詞係指眼用鏡片配戴者看穿過眼用鏡片之區域。
功率：此於本文內所述之詞係指每時間單位之作功或傳遞之能量。
已編程光治療療程：係指一組可根據各種變數控制光治療時點、持續時間及強度之自動化指令，所述變數如日期、地理區域，以及使用者季節性情緒失調症狀之嚴重程度。一已編程光治療療程可由眼部保健專門人員、醫師或使用者加以設定。
可充電或可重新通上電流：此於本文內所述之詞係指恢復至可作工之更高容量狀態的能力。許多上述術語於本發明內之使用可能與恢復之能力有關，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。
重新通上電流或充電：恢復至可作工之更高容量狀態。許多上述術語於本發明內之使用可能與設備之恢復有關，該設備之恢復係讓設備恢復至具有使電流在一特定重建之期間內以特定速率流動之能力。
自模具釋放：係指鏡片已自模具完全分離，或僅輕輕固定，因此稍微搖動即可取出鏡片，或使用拭子(Swab)推出。
季節性情緒失調(SAD)：在此係指情感性疾患，其於當曝露於日光有限的季節中發生，特徵為抑鬱症狀，可於春季來臨時或透過光治療而解除。人們反覆發生的抑鬱狀態通常發生於冬季，係與缺乏日照有關。
一內嵌有能源109之可供給能量的鏡片100可包括一電化電池或電池做為能量儲存裝置，且在一些實施例中，包含該能源之材料係經包覆而與該眼用鏡片所處之環境隔離。
在一些實施例中，電路圖案及能源109可位於鏡片配戴者視線所穿過之光學區的外部，但其他實施例可包括位於光學區之內或之外的導電材料圖案，此導電材料圖案應小到不致對隱形眼鏡配戴者之視線產生負面影響。
一般而言，根據本發明的一些實施例，能源係經自動化作業嵌入眼用鏡片中，所述之自動化作業將能 源109放置於相對於被使用以製造鏡片之模具零件的理想位置。
在一些實施例中，能源109係與可依指令啟動並從眼用鏡片內含之能源109汲取電流的組件為電性連通。組件108可包括，例如，半導體裝置、主動或被動電氣元件或電活化機械，包括例如：微機電系統(MEMS)、奈米機電系統(NEMS)，或微機械。在一些實施例中，半導體或主動或被動電氣元件可包括人眼可感知的顯示器。在能源及組件設置完成後，可將反應混合物以模具零件塑形，並經聚合而形成眼用鏡片。
模具
現請參照圖1，一用於眼用鏡片之例示性模具100的圖解配有能源109及光源109a。本文中所使用的術語模具一詞包括具有腔穴105之單一或多零件裝置100，成鏡混合物可被分配於該腔穴105內，俾便於成鏡混合物產生反應或固化時形成具有理想形狀之眼用鏡片。本發明之模具及模具總成100係由多於一個之「模具零件」或「模具工件」101-102所製成。該等模具零件101-102結合時可於其間形成腔穴105，鏡片即於其中成形。模具零件101-102較佳為僅暫時結合。在鏡片成形之後，即可再度分離模具零件101-102以卸下鏡片。
至少一模具零件101-102之表面103-104具有至少一與成鏡混合物接觸的部份，以在成鏡混合物發生反應或硬化後，表面103-104即可提供所需之形狀與形狀給與其接觸之鏡片的部份。至少一其他模具零件101-102亦具有相同的方式。
因此，例如，在較佳實施例中，模具總成100以兩個零件101-102形成；此兩個零件為母凹面工件(前工件)102與公凸面工件(背工件)101及在這兩個工件之間形成之腔穴。與成鏡混合物接觸之凹面104部分具有將於模具總成100內製造之眼用鏡片前曲面的曲率，且其平滑與成形程度足以使，藉由與凹面104接觸之成鏡混合物的聚合作用所形成之眼用鏡片的表面在光學特性上可被接受。
在一些實施例中，該前模具工件102亦可具有一體成型環繞環狀周圍邊緣之環狀凸緣，且從該凸緣延伸一與於其軸垂直之平面(圖未示)。
成鏡表面可包括含光學特質表面光度之表面103-104，此表示其平滑與成形程度足以使，藉由與模面接觸之成鏡材料聚合作用方式製造的鏡面在光學特性上可被接受。而且，在一些實施例中，成鏡表面103-104可具有必須授予鏡面所需光學特質之幾何，其中包括但不限於球面、非球面及圓柱折射力(Cylinder Power)、波前誤差矯正、角膜地形圖矯正(Corneal Topography Correction)，以及相似之物及其任何組合。
圖示111為一可供能源109與光源109a設置其上之媒介物。該媒介物111可為任何可供能源109與光源109a設置其上之接收材料，在一些實施例中亦可包括電路路徑、組件108及對能源之使用有用之其他態樣。在一些實施例中，該媒介物111可為一材料之透明塗料，其可於當鏡片形成時被合併於鏡片中。該透明塗料可包括例如下述之顏料、單體或其他生物可相容材料。其他實施例可包括一含有嵌入物之媒介物，此嵌入物可為硬質或具成形性。在一些實施例中，硬質嵌入物可包括一提供光學性質之光學區(如用於視力矯正者)及非光學區部分。能源109可被設置於嵌入物之光學區及/或非光學區上。其他實施例可包括環狀嵌入物，其可為硬質或具成形性，或一些環繞使用者視線穿過之光學區的形狀。
各種實施例亦包括先將能源109與光源109a設於嵌入物上，而後再將嵌入物置入所被使用以形成鏡片之模具部分中。媒介物111亦可包括具一或多個組件108之嵌入物，該等組件108係透過能源109接受電荷。
例如，模具零件101-102材料可包括：一或數種的聚烯烴：聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯，以及改質聚烯基。其他模具可包括陶瓷或金屬材料。
較佳之脂環共聚物含有兩種不同的脂環聚合物，且由Zeon Chemicals L.P.公司以ZEONOR商名販賣。ZEONOR共有數種不同的等級。各種等級之玻璃轉化溫度可為105℃至160℃。特別適合之材料為ZEONOR 1060R。
例如，其他可能與一種或數種添加劑結合以形成眼用鏡片之模具材料包括Zieglar-Natta聚丙烯樹脂(有時稱為znPP)。
而且，在一些實施例中，本發明之模具可能包括如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、在主鏈內含脂環部分之改質聚烯烴，以及環聚烯烴。此摻合物可在一個或兩個半邊模具上使用，其中較佳的方式則是將此摻合物用於背曲面，且前曲面由脂環共聚物組成。
在本發明製作模具100之一些較佳方法中，係利用習知之射出成型技術，然而，實施例亦可包括以其他技術製造之模具，例如：自由鑄造、車床加工、鑽石車削，或雷射切割。
通常，鏡片係被形成於至少模具零件101-102二者之一表面上。然而，在一些實施例中，鏡片之一表面可自模具零件101-102所形成，且鏡片之另一表面可使用車床加工或其他方法所形成。
鏡片
現請參照圖2，圖中描繪之眼用鏡片201具有一能源202、一光源202a及一組件203。
該能源202可與光源202a及組件203為電性連通。光源202a可包括發光二極體(LED)或其他燈具，其發出波長為450至500毫微米之藍光，更較佳的波長是470至480毫微米，且為2,000至3,000勒克斯。或者，LED或其他燈具可發出波長為475至525毫微米之綠光，最佳的波長是490至510毫微米，且為300至400勒克斯。在另一實施例中，可將單一光源以管線導向眼用鏡片201內之一或多處位置以提供光治療所需之照明。組件203可包括任何因應電荷而改變狀態之裝置，例如：半導體類晶片；被動電氣元件；如晶體透鏡等光學裝置；處理器、微機電機械(MEMS)，或奈米機電機械(NEMS)。
在一些特定實施例中，組件203包括電儲存裝置，例如，電容器；超高電容器；超級電容器；或其他儲存組件。能源202可包括，例如：位於光學區外部之眼用鏡片周圍中且可透過一或多個射頻充電之鋰離子電池；光伏電池，以及對能源202之磁電感。其他能源202將於下文參照圖7進一步說明。
如圖所示，在一些實施例中，該能源部分202、該光源202a及該組件203係位於光學區204以外，其中該光學區204包括該鏡片201中提供鏡片201配戴 者視線之部分。其他實施例可包括在該眼用鏡片的光學區部分中之能源202。例如，此種實施例可包括小到人眼裸視無法看到之傳導性粒子的能源202。
在一些實施例中，較佳之鏡片種類可包括鏡片201，該鏡片201包括一含聚矽氧組分之鏡片。「一含聚矽氧組分」是在單體、大分子單體或預聚物中至少含有一[-Si-O-]單元。較佳為，在含聚矽氧組分中存在的總矽原子和接上的氧原子量，佔含聚矽氧組分總分子量超過20重量百分比，更佳為超過30重量百分比。有用的含聚矽氧組分較佳為包括可聚合的官能基，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。
包括分子式I化合物之合適含聚矽氧組分 其中R1係個別從單價反應官能基、單價烷基或單價芳香族烴基選出的，任何上述者可更進一步包括從氫氧基、氨基、雜環含氧基、羧基、烷基羧基、烷氧基、 含胺基、胺基甲酸酯、碳酸酯、鹵素或者其組合選出之官能基；且包括1至100個Si-O重複單元的單價矽氧烷鏈可更進一步從烷基、氫氧基、氨基、雜環含氧基、羧基、烷基羧基、烷氧基、含胺基、胺基甲酸酯、鹵素或者其組合選出之官能基；其中b=0至500，應理解當b不等於0時，則b為具有等同於一指定值模式的分佈；其中至少一R1包括單價反應官能基，且在一些實施例中介於一至3個R1包括單價反應官能基。
如本文所述，在此所使用的「單價反應官能基」為能夠進行自由基和/或陽離子聚合反應的官能基。非限定的自由基反應官能基例子包括(甲基)丙烯酸、苯乙烯基、乙烯基、乙烯醚、C1-6烷基(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯醯胺、C1-6烷基(甲基)丙烯醯胺、N-乙烯醯胺，N-乙烯內醯胺、C2-12亞烷基、C2-12亞烷基苯基、C2-12亞烷基萘基、C2-6亞烷基苯基C1-6烷基、O-乙烯胺基甲酸酯和O-乙烯碳酸酯。非限定的陽離子反應官能基的例子包括乙烯醚或者環氧官能基和其混合物。在一實施例中自由基反應官能基包括(甲基)丙烯酸、丙烯酸氧基、(甲基)丙烯醯胺及其混合物。
合適的單價烷基和芳香族烴基包括無取代單價C1至C16烷基、C6至C14芳香族烴基，例如取代和無取代甲基、乙基、丙基、丁基、2-氫氧基丙基、丙醯氧丙基、聚亞甲基氧丙基，其組合等等。
在一實施例中b為0，一R1為單價反應官能基，且至少3個R1係從具有1至16個碳原子的單價烷基選出，且另一實施例中係從具有1至6個碳原子的單價烷基選出。本實施例之非限定的含聚矽氧組分例子包括2-甲基，2-氫氧基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基甲矽烷基)氧]甲矽醚基]丙醯氧]丙脂(SiGMA)、2-羥基-3-甲基丙烯氧基丙基氧基丙基-三(三甲基矽氧基)矽烷、3-甲基丙烯酸氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷(TRIS)、3-甲基丙烯酸氧基丙基二(三甲基矽氧基)甲基矽烷和3-甲基丙烯酸氧基丙基五甲基二矽氧烷。
在另一實施例中，b為2至20、3至15，或者在一些實施例中為3至10；至少一末端R1包括一單價反應官能基，而剩下的R1係從具有1至16個碳原子的單價烷基選出，且在另一實施例中係從具有1至6個碳原子的單價烷基選出。在又一實施例中，b為3至15，一末端R1包括一單價反應官能基，另一末端R1則包括具有1至6個碳原子的單價烷基且剩下的R1包括具有1至3個碳原子的單價烷基。本實施例之非限定的含聚矽氧組分例子包括(單-(2-氫氧基-3-甲基丙烯酸氧基丙基)-丙基醚端的聚二甲基矽氧烷(分子量為400至1000)(OH-mPDMS)，單甲基丙烯酸氧基丙基端單正丁基端的聚二甲基矽氧烷(分子量為800至1000)(mPDMS)。
在另一實施例中，b為5至400或從10至300，兩末端R1包括單價反應官能基，而剩下的R1係個別從具有1至18個碳原子的單價烷基選出，其中該單價烷基可包括在碳原子間的醚類鏈結、更可包括鹵素。
在一實施例中，若欲製作聚矽氧水凝膠鏡片時，用來製造本發明鏡片之反應混合物包含至少約20且較佳的是約20至70重量百分比之含聚矽氧成分，基於製成聚合物之各反應單體成分之總重。
在另一實施例中的一至4個R1包括以下分子式的乙烯碳酸酯或者胺基甲酸酯 其中：Y表示O-、S-或者NH-；R表示氫或者甲基；d是1、2、3或者4；而q是0或者1。
含聚矽氧的乙烯碳酸酯或者乙烯胺基甲酸酯單體具體上包括：1,3-二[4-(乙烯氧羰氧基)丁-1-基]四甲基-二矽氧烷；3-(乙烯氧羰硫代)丙基-[三(三甲基矽氧基)矽烷]；3-[三(三甲基矽氧基)甲矽烷基]丙基丙烯基胺基甲酸酯；3-[三(三甲基矽氧基)甲矽烷基]丙基乙烯胺基 甲酸酯；三甲基甲矽烷基乙基乙烯碳酸酯；三甲基甲矽烷基甲基乙烯碳酸酯與
若想獲得係數約低於200的生醫裝置，僅有一R1應包括一單價反應官能基，且不超過兩個的剩下R1官能基將包括單價矽氧烷官能基。
另一類的含聚矽氧組分包括下列分子式的聚尿素大分子單體：分子式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表示具有6至30個碳原子的烷基二自由基、烷基環烷基二自由基、環烷基二自由基、芳香族烴基二自由基或者烷基芳香族烴基二自由基， G表示具有1至40個碳原子且其主鏈內可含有醚類、硫代或者胺類鏈結的烷基二自由基、環烷基二自由基、烷基環烷基二自由基、芳香族烴基二自由基或者烷基芳香族烴基二自由基，＊表示尿素或者脲基鏈結； a 至少為1；A表示分子式的二價聚合自由基： R11個別表示具有1至10個碳原子且其碳原子間可含有醚類鏈結的烷基或氟取代烷基；y至少為1；並且p提供400至10,000的部分重量(moiety weight)；E和E1各自表示可聚合不飽和有機自由基，其由下列分子分子式表示： 其中：R12為氫或者甲基；R13為氫、具有1至6個碳原子的烷基自由基或者-CO-Y-R15自由基，其中Y為-O-,Y-S-或者-NH-；R14為具有1至12個碳原子的二價自由基；X表示-CO-或者-OCO-；Z表示-O-或者-NH-；Ar表示具有6至30個碳原子的芳香自由基；w為0至6；x為0或者1；y為0或者1；而z為0或者1。
一種較佳的含矽成分為下式所代表之聚胺甲酸酯高分子： 其中R16為去除異氰酸酯基團後之二異氰酸酯之双基，如異佛爾酮二異氰酸酯之双基。另一適用之含聚矽氧大分子單體為分子式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、異佛爾酮二異氰酸酯與異氰酸酯乙基甲基丙烯酸酯之反應。
其他適用於本發明之含矽成分包括具有聚矽氧烷、聚亞烷基醚、二異氰酸酯、聚氟化烴、聚氟化醚以及多醣體群之高分子；具有極性氟化接枝或側基具有氫原子連附於末端二氟取代碳原子之聚矽氧烷類；含醚及矽氧烷基連結之親水性矽氧烷甲基丙烯酸酯，以及含聚醚和聚矽氧烷基群之可交聯單體。任何上述聚矽氧烷皆可用為本發明之含矽成分。
製程
下列方法步驟為可根據本發明某些態樣實施之製程實例。應瞭解，呈現之方法步驟的順序並不具限制性，且可使用其他順序實施本發明。此外，並非所有步驟均需用以實施本發明，且本發明之各種實施例可包括其他步驟。
現請參照圖4，一流程圖描繪可用以實施本發明之例示性步驟，於401，一能源及一光源係被設置於 一媒介物上。該媒介物亦可含有或可不含有一或多個組件。
於402，將反應單體混合料沉積於模具零件101-102中。
於403，將該媒介物置入該模具零件中。在一些較佳實施例中，該媒介物係經由機械放置方式設置於該模具零件中。例如，機械放置方式可包括機器人或其他自動化作業，例如業界內放置表面黏著組件之已知方法。人工放置媒介物亦屬本發明之範圍。據此，任何能夠有效將具有能源及光源之媒介物放入澆鑄模具零件以便使模具零件內含反應混合物產生聚合作用之機械放置方式均能使該能源及該光源包括在最終眼用鏡片內。
在一些實施例中，可在將該能源及該光源放置於模具零件上之前，先對模具零件施用一黏著劑層。以非限制的例子來說，一黏著劑層可包括顏料或單體。該黏著層可經由例如噴墨或移印程序施用。在一些實施例中，亦可將一處理器裝置、MEMS、NEMS或其他組件放入該黏著劑中與該能源電接觸。
於404，可將該第一模具零件鄰近該第二模具零件放置以形成一成鏡腔穴，該腔穴中具有至少部分該反應單體混合料、該能源及該光源。在405，腔穴內之反應單體混合料可被聚合。實施聚合作用之方式可 為例如經由接觸光化輻射及熱之一或兩者。在406，鏡片自模具零件卸下。
在一些實施例中，黏著層可包括一種不需在黏著劑與鏡片材料間形成共價鍵，便能夠與鏡片材料形成一互穿聚合物網路而形成穩定鏡片之黏著聚合物。具能源及光源設置於黏著劑中之鏡片的穩定性係由能源及光源覆埋於該黏著聚合物及該鏡片基底聚合物中所提供。本發明之黏著聚合物可包括，例如，由彼此具有相似溶解度參數之均聚物或共聚物或其組合所製成者，且該黏著聚合物與該鏡片材料具有相似之溶解度參數。黏著聚合物可含有使其聚合物及共聚物能夠產生交互作用之官能基。該官能基可包括以與另一聚合物或共聚物之基團交互作用的方式增加交互作用的強度以利抑制顏料粒子移動性及/或捕獲顏料粒子。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。
以非限制的例子來說，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。做為更特定之實例，可使用甲基丙烯酸(MAA)與2-甲基丙烯酸羥乙酯(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。
做為另一實例，該黏著聚合物可由疏水改性單體組成，包括但不限於，下式之胺及酯：CH3(CH2)x-L-COCHR=CH2其中L可為-NH或氧，x可為從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。此種胺及酯之實例包括，但不限於，月桂基甲基丙烯醯胺，及甲基丙烯酸己酯。做為又一實例，可使用脂肪族鏈延伸胺甲酸酯與尿素之聚合物形成該黏著聚合物。
適合做為黏著層111之黏著聚合物亦可包括HEMA、MAA與甲基丙烯酸月桂酯(LMA)之隨機嵌段共聚物；HEMA與MAA或HEMA及LMA之隨機嵌段共聚物；或HEMA之均聚物。上述實施例中各組分之重量百分比，基於該黏著聚合物之總重，為約93至約100重量百分比之HEMA、約0至約2重量百分比之MAA，及約0至約5重量百分比之LMA。
該黏著聚合物之分子量可使其稍微溶解並膨脹於該鏡片材料中。該鏡片材料擴散入該黏著聚合物且經聚合及/或交聯。然而，在此同時，該黏著聚合物之分子量不能高到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 M 峰，其對應於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°光散射及折射率偵儉器之凝膠滲透層析儀測定分子量。採用PW4000及PW2500兩種管柱、75/25 wt/wt甲醇與水洗滌液調整至50 mM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℃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，基於配方之總重量。較佳的是將2,2-偶氮雙2-甲基丁腈與十二碳硫醇一同使用。
黏著聚合物層或其他媒介物111可經由任何便利之聚合法製成，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、基轉移聚合、原子轉移聚合等等。較佳的是採用熱起始自由基聚合。聚合作用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。
在一些實施例中，本發明黏著聚合物層，依據水中膨脹係數，可被適合於其所用於之該鏡片材料。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透鏡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，影像可陷入該鏡片材料中而不會影響鏡片舒適度。
在一些實施例中，著色劑可被包括於黏著層中。本發明黏著聚合物中著色劑可使用之顏料為適用於隱形眼鏡之有機或無機顏料，或此等顏料之組合。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【口+井】及乙烯碸系染料。可用染料及顏料可經商業管道購得。
顏料粒子以黏著聚合物包覆或濕潤有助於顏料顆粒分散於緊密之黏著聚合物中。可藉由靜電力、分散力或氫鍵結力的使用所達成的塗覆，以覆蓋顏料表面。較佳的是利用高剪力將顏料分散於黏著聚合物中。顏料可藉由將該聚合物與顏料投入適用混合器中而被加入至黏著聚合物，該混合器如轉軸混合器，並混合直到產生均質混合物為止，混合時間通常為約30分鐘以內。之後，可將該混合物送入高剪力研磨器，如艾格(Eiger)研磨器，以使顏料分散於黏著聚合物中。視需要重複進行研磨以達成完全分散。一般而言，研磨一直進行到顏料顆粒尺寸成為約0.2至約3微米為止。可利用任何適用之商購可得裝置進行研磨，包括但不限於，高剪力或球磨裝置。
除了顏料及黏著聚合物以外，在一些實施例中，該黏著層含有一或多種有助於黏著層塗覆在模具零件 上之溶劑。本發明之另一發現，為便於黏著層不在其所施用之模具零件表面上滲出或流動，較佳的是使黏著層具有低於約27 mN/m之表面張力。此表面張力可藉由表面的處理達成，例如黏著層111將被施用之模具表面。表面處理可採用本技藝中已知之方法，如，但不限於電漿處理及電暈處理。或者，且較佳的是，可藉由被用於著色劑中之溶劑的選擇來調整所需之表面張力。
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。
在一些較佳實施例中，本發明黏著層材料係使用至少三種不同溶劑。前兩種溶劑皆為中沸點溶劑，係用於黏著聚合物之製造。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。一其他的低沸點溶劑，即沸點介於約75與約120℃間之溶劑，視需要而可被使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。
所使用之溶劑的特定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的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組分，如單體及共聚物。所使用之低沸點溶劑的量將取決於著色劑所需之黏度及表面張力。此外，若著色劑係被施用於模具且與鏡片材料而被硬化，則所使用之溶劑的量將取決於所採用之鏡片和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被使用之溶劑的約40至約75重量百分比。
除溶劑以外，塑化劑可被且，較佳的，係被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被放置於模具之著色劑，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、二丙烯甘醇、三丙烯甘醇、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組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、流變性調整添加劑等等，及其等之組合。
在本發明一些實施例中，該黏著層於鏡片材料固化時嵌入該鏡片材料中。因此，視黏著層所施用之鏡片模具表面為前或後表面，該黏著層可較緊嵌於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。
雖然發明可用於提供以任何已知鏡片材料或適合製造此類鏡片之材料製成的硬式或軟式隱形眼鏡，但本發明之較佳鏡片則是水含量在約0至90%之間的軟式隱形眼鏡。更佳之鏡片應以含有羥基、羰基或兩者之單體製成，或以含聚矽氧之聚合物製成，例如矽氧烷、水凝膠、聚矽氧水凝膠及其組合。對於本發明鏡片之成形有用之材料可採用如聚合反應起始劑等的添加劑使大分子單體、單體及其組合之摻合物發生反應來製成。合適之材料包括但不限於以聚矽氧大分子單體(Silicone Macromer)及親水性單元體(Hydrophilic單體)製成之聚矽氧水凝膠。
現請參照圖5，在本發明另一態樣中，裝設於媒介物上之能源及光源係放置於模具腔穴中用以形成眼用鏡片。於501，將能源與光源放置於眼用鏡片模具零件內，如上所述。
於502，使該能源與光源或其他同設於媒介物上且放置於模具零件內之組件為電性連通。電性連通之 實現方式可為，例如，經由併入嵌入物之電路，或經由噴墨印刷或以其他方式直接形成於鏡片材料上之路徑。
於503，被放置於腔穴中之反應混合物係被聚合以形成鏡片。聚合作用可經由，例如，反應混合物對光化輻射的曝露而被達成。
設備
現請參照圖3，自動化設備310具有一或多個媒介物轉移介面311。如圖所示，各個具一關聯媒介物314之多重模具零件係被含在一托板313上，並被對應至一媒介物轉移介面311。實施例可包括分別將一能源及一光源放入多重媒介物314中之單一介面311，或同時將多個能源及光源放入多重媒介物(如模具零件314)之多重介面(圖未示)，且在一些實施例中，放入各模具中。
一些實施例之另一態樣包括支撐各種組件之設備，所述組件包含眼用鏡片能源及光源，而眼用鏡片之本體係模設於此等組件周圍。在一些實施例中，該能源及光源可附加於鏡片模具內之吸持點(圖未示)。吸持點可使用與形成鏡片主體之同類型聚合材料固定。
請參閱圖6，控制器600可用於本發明一些實施例。該控制器600包括一處理器610，其可包括一個 或多個耦合於一通訊設備620之處理器元件。在一些實施例中，控制器600可被使用以將能量傳遞至位於眼用鏡片內之能源及光源。
控制器可包括一個或數個處理器，其與設定為透過通訊通道來傳輸能量之通訊設備耦合。該通訊設備可被使用以電子控制以下一或多者：能源之放置於眼用鏡片內以及數位資料傳入或傳出眼用鏡片之轉移，或光源或其他眼用鏡片內含之組件的控制。
例如，通訊設備620亦可用於與一個或數個控制器設備或製造設備組件通訊。
該處理器610亦與一儲存裝置630相連。該儲存裝置630可包含任何適當之資訊儲存裝置，包括磁性儲存裝置(如，磁帶及硬碟驅動)、光學儲存裝置及/或半導體記憶體元件如隨機存取記憶體(RAM)元件及唯讀記憶體(ROM)元件之組合。
該儲存裝置630可存放用以控制該處理器610之程式640。該處理器610執行程式640之指令，藉以依據本發明進行操作。儲存裝置630亦可在一個或多個資料庫中儲存眼科相關資料。所述資料庫可包括客製化能源及光源設計、量測資料，及用以控制能量入與出能源及光源之特定控制順序。
在一些實施例中，具啟動組件之眼用鏡片操作以從容納於眼科裝置內之能源提供能量。
現請參照圖7，項目700顯示可嵌入可供給能量的眼用鏡片100之不同種類能源選項。如上所述，能源之一組實施例可包括電池。電池於圖7中標示為項目720。圖7亦依據不同選項可儲存之能量密度依序排列說明。例如，電池之能量密度範圍為~50至~800 Whr/L。一般而言，在不考量特定能源其他態樣之情況下，能源之能量儲存密度愈高愈理想。
如此圖700上可見，從能量密度觀點而言，能量擷取器740最不理想。然而，熟悉此技藝人士應知能量擷取器可透過其他方式展現其優點。
例如，能量擷取器可包括光伏能量電池、熱電式電池或壓電式電池。此種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。在一些實施例中，擷取器可包含位於可供給能量的眼用鏡片內之能源。然而，在其他實施例中，能量擷取器可與其他以電力形式儲存能量之能源併用。
其他種類之能源包括電容器類設備730。顯然，電容器包含高於能量擷取器但低於電池720的能量密度。但電容器卻有其本質上之優點。
電容器為一種將能量以電力形式儲存之能源；且因此，其可為與能量擷取器併用以實現具有能源儲存能力之無線能源之一者。一般而言，電容器具有高於電池之功率密度，此為其優於電池之處。電容器之種類繁多，包括標準電薄膜電容器、聚酯樹脂電容器、 電解質電容器，以及更新且更進步之高密度奈米級電容器或超級電容器技術。
在一些其他實施例中，包括電化電池或電池720之能源可定義一相對理想之操作點。電池具有多種優良特性。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供給能量因此，代表另一種可與能量擷取器連接之能源種類。具較高能量密度之電池，則電池所儲存之能量可供執行具合理能量要求之功能。此外，電池可被組配成便於調整之形式。在需要高功率能力之應用中，熟悉此技藝人士應知亦可將電池連接於電容器。可具有多種實施例，該等實施例包含在可供給能量的眼用鏡片內至少能源的一部分包含電池。
另一種實施例可包括作為能源710之燃料電池。燃料電池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。燃料電池實施例可使用生物可利用材料作為燃料源。然而，一般而言，除由此能源所生產之有利的能量密度之外，其可受到技術上複雜之害，且可通常不具有眼科應用所需之小尺度。同時，若燃料源無法以一些方式從眼科環境中取得時，其可受到實際能量密度之害，當該能量密度與可再供給能量之能源相比較之時。
以下敘述之本發明實施例大體著重於以電池為可供給能量的眼用鏡片之主要能源。但本發明之範圍不 以此為限，包括上述之多種能源皆可用於本發明可供給能量的眼用鏡片之實施例。
如本發明一些實施例所述，該能源包括電化電池或電池。本發明可供給能量的眼用鏡片之實施例可包括諸多不同種類之電池。例如，單次使用電池可由各種陰極及陽極材料所形成。以非限制的例子來說，這些材料可包括鋅、銅、銀、錳、鈷、鋰、矽。其他實施例可自可充電電池之使用衍生而來。此種電池可由以下一或多種方式製成：鋰離子技術；銀技術；鎂技術；鈮技術或其他電流提供材料。熟悉此技藝人士應知各種單次或可充電電池系統之電流電池技術可為可供給能量的眼用鏡片各種實施例中之能源。
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。薄膜電池所佔空間小，因此適用於人類眼用裝置。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。
若使用薄膜電池，實例可包括單次使用或可充電形式。可充電電池可提供較長之產品使用壽命，因此耗能率較高。許多開發活動已經專注於產生具可充電薄膜電池之電氣可供給能量的眼用鏡片的技術，但本發明並不侷限於此一子類別。
可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在內之使用為主流。此等電池使用可包含本發明的一些實施例，然而，本發明實施例較佳的是將薄膜電池製造成立體形狀，例如具球面曲率半徑。熟悉此技藝人士應知此種立體電池實施例之多種形狀及形式皆屬本發明之範疇。
圖8a、8b、8c及8d為眼用鏡片中能源可採用之不同形狀實例。項目800顯示一以薄膜材料製成之參考能源，在此以平面形狀為參考。當此種形狀800之尺寸為略以毫米計時，其可包含用於可供給能量的眼用鏡片之能源。項目810顯示一例示性之立體形態，其中撓性基板與密封型電池呈現完整環狀，其未撓性變形時之形狀大致與未變形眼用鏡片之形狀大致相同。在一些實施例中，對可供給能量的眼用鏡片實施例，環狀外形之半徑可為大約8毫米。相同立體態樣可為四分之一環狀830或半環狀820的實施例所共用。熟悉此技藝人士應知包括其他部分環狀外形在內之多種不同形狀可構成本發明範疇內之替代實施例。
本發明的另一組實施例係關於可供給能量的眼用鏡片可善用之特定電池化學。Oak Ridge Laboratories所開發之一範例實施例包含鋰或鋰離子電池之組分。 此種電池陽極之通用材料可包括鋰金屬，或對鋰離子電池而言可包括石墨。這些電池之範例替代實施例將為微尺寸矽圖案之併入以做為隱形眼鏡內所含此種薄膜電池之陽極。
本發明所用電池之陰極的材料亦可包括多種材料選擇。常見陰極材料將包括對因此所形成的電池具有良好度量指標之鋰錳氧化物及鋰鈷氧化物。或者，磷酸鋰鐵陰極可具有類似效能表現，然而，在一些應用中可具有關於充電之經改質的態樣。以及，上述及其他陰極材料之尺寸可改善充電效能表現；例如，以多種材料之奈米級晶體形成陰極可大幅改善電池可再充電率。
一些實施例可包括將能源及光源以材料封裝而使之與所處之環境隔離。較佳的是將能源及光源封裝，以整體防止其組分進入眼部環境。或者，眼部環境的態樣可負面地影響能源及光源的效能，若其等未被適當的與密封實施例隔離。視乎所選材料，本發明可衍生出多種實施例。
參照圖9，項目900為可供給能量的眼用鏡片之一種例示性實施例。在此圖中，能源910可包括一薄膜式可充電鋰離子電池。該電池可具有接點970以供交互連接。線路可為連接至接點970之焊線，並將電池連接至光電電池960，其中光電電池960可用於使該電池能源910再通上電流。其他線路可經由第二組 接點950上之焊線接觸將能源連接至撓性電路互連。這些接點950可為撓性互連基板955之一部分，此撓性互連基板955亦可包括一光源930。此互連基板可利用類似於上述能源採用之方式，而被製成為與標準鏡片形式相仿之形狀。但為增加額外的撓性，該互連基板955可包括其他形狀特徵，如沿其長度排列之徑向切口945。互連基板955之各區塊可被連接不同之IC等電子組件、分立組件、被動組件及此等被顯示為項目990的裝置。這些組件經由線路或其他連接構件940而被互連於互連基板955內之傳導路徑。以非限制的例子來說，各種組件可以上述製作與電池互連之多種方式而被連接至撓性互連基板955。各種電組件之組合可對被顯示為項目990之電光學裝置定義一控制訊號。此控制訊號可為沿內連線920而被傳導。此種具可供給能量的功能之例示性可供給能量的眼用鏡片僅為範例。此敘述不應對本發明之範疇構成限制，熟悉此技藝人士應知本發明存有諸多不同功能、設計、互連方案、可供給能量的方案及本發明概念整體利用實施例。
在一些實施例中，可對眼用鏡片之外觀加以調整。薄膜微電池表面之美感可以各種方式變更，當內嵌於電活性隱形眼鏡或造型水凝膠物件中時，該等方式展現出特定外觀。在一些實施例中，該薄膜微電池可以具有美觀圖案及/或顏色之包裝材料製成，該等材 料可用來或給予薄膜微電池之外觀柔和，或提供虹膜狀有色圖案、單色及/或混色圖案、反射設計、虹彩設計、金屬設計，或可能之任何其他美術設計或圖案。在其他實施例中，該薄膜電池可部分被鏡片內之其他組件遮擋，例如安裝於電池前表面之光伏晶片，或將電池設置於撓性電路之整體或部分後方。在其他實施例中，該薄膜電池可策略性地放致以使上或下眼瞼部分或全部遮擋住電池的可見度。熟悉此技藝人士應知關於可供給能量的可供給能量的眼用裝置之外觀及定義其外觀之方法具有多種實施例。
許多實施例係關於形成上述各種類型之可供給能量的可供給能量的眼用裝置的方法。在一組實施例中，本發明可包括以分開的步驟組裝特定可供給能量的眼用鏡片實施例之子組件。妥善造型薄膜微電池、撓性電路、內連線、微電子組件及/或其他電活性組件與生物可相容惰性保角塗層一起之「離線」組裝提供全包式可內嵌單一封裝，其可輕易加入標準隱形眼鏡製程中。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。保角塗層可包括，但不限於，派瑞林(N、C、D、HT級，及其任何組合)、聚對二甲苯、介電質塗層、聚矽氧保角塗層，或任何其他有利之生物可相容塗層。
本發明一些實施例可為直接關於薄膜微電池之形狀設計的方法，使電池之形狀適合嵌入及/或包含於眼 用鏡片材料中。其他實施例可涉及將薄膜微電池包含於各種材料中之方法，所述材料可如，但不限於，水凝膠、聚矽氧水凝膠、硬式透氣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，及密封屏障塗層。
其他實施例可涉及能源及光源在眼用鏡片幾何結構內之策略性放置方法。特別，在一些實施例中，該能源及光源可為不透明物體。由於能源和光源不可妨礙經由眼用鏡片之光線的傳送，在一些實施例中之設計方法可確保隱形眼鏡中央之5至8 mm不會受到能源及光源任何不透明部分之遮擋。熟悉此技藝人士應知在本發明諸多不同實施例中，能源及光源可為各種設計以利與眼用鏡片光學相關部分之交互作用。
在一些實施例中，能源之質量及密度可便於設計，使得該能源亦可單獨或與眼用鏡片本體中所含其他鏡片穩定區域一起，以旋轉穩定在眼部上之鏡片。此種實施例有利於多種應用，包括但不限於，矯正散光、改善鏡片配戴舒適度，或可供給能量的眼用鏡片內其他組件之組成及位置控制。
在其他實施例中，能源及光源可為可與隱形眼鏡外緣相隔一特定距離，以利隱形眼鏡邊緣形狀之良好設計，俾便提供配戴舒適度並減少負面影響之產生。所述應避免之負面影響包括上方上皮拱形損傷及巨乳突結膜炎。
以非限制的例子來說，在一些實施例中，內嵌電化電池之陰極、電解質及陽極圖案之製作係可藉由將適當油墨印刷成形以定義陰極、電解質及陽極區域而被形成。如此形成之電池顯然可包括如基於氧化錳及鋅化學作用之單次使用電池，以及基於類似上述薄膜電池化學之鋰化學的可充電薄膜電池。熟悉此技藝人士應知可利用印刷技術實現形成可供給能量的眼用鏡片之各種特徵和方法的多種不同實施例。
現請參照圖10，截面圖1000包括一可供給能量的眼用鏡片1001，亦稱為隱形眼鏡1001，其具內嵌光源1002，用以將光線1003照射於眼睛1005之角膜1004。在一些實施例中，截面圖1000可為可為上下視圖，其中一或多枚內嵌光源1002係被設置於鄰近隱形眼鏡1001兩側之處。在其他實施例中，截面圖1000可為側視圖，因此一或多枚內嵌光源1002係被設置於鄰近隱形眼鏡1001頂部及底部之處。光源1002的數量以及圍繞隱形眼鏡1001周圍之光源1002的排列可變化。光源1002把照明射向配戴者眼部，使得照明對觀察者而言並不明顯。隱形眼鏡1001亦可包括一塗覆，其使光治療發光免於被觀察者所輕易發現，同時不削弱使用者之光治療或視力。
內嵌光源1002包括發光二極體(LED)或其他發出用於光治療之光線1003的光源1002。光源1002可包括發光二極體(LED)或其他燈具，其發出波長為450 至500毫微米之藍光，最佳的波長為470至480毫微米且至少2,000至3,000勒克斯。或者，LED或其他燈具可發出波長為475至525毫微米之綠光，最佳的波長為490至510毫微米且300至400勒克斯。另一實施例包括將單一光源以管線導向隱形眼鏡1001內之一或多處位置以提供照明。
隱形眼鏡1001包括支援電子器件，圖中未示，具諸如，例如，光感測器、能源、電容器、記憶體、處理器及通訊設備等組件。光感測器可被使用以偵測周遭白光、藍光或綠光。能源及電容器對可供給能量的眼用鏡片之其他組件供應能量。以非限制的例子來說，記憶體可可被使用以儲存預編程光治療療程、儲存光感測器所捕獲之資料、儲存實際光治療日期、時點、持續時間和強度，及儲存有關光源和光感測器運作以偵測裝置故障之資料。處理器可被使用以，例如，執行儲存於記憶體內之已編程光治療療程、分析光感測器資料，及根據配戴者之曝露至周遭光線決定獨特光治療療程，以評估對於已編程光治療療程之手動變更，同時提供補償調整，並分析光源及光感測器資料以偵測裝置失效。
通訊設備可被使用以電子控制以下一或多者：將數位資料傳入或傳出可供給能量的眼用鏡片及外部裝置，以及在可供給能量的眼用鏡片內之組件間的數位資料之傳輸。通訊設備可被使用以與一或多個外部裝 置無線通訊，以非限制的例子來說，諸如，用以控制可供給能量的眼用鏡片之信息终端、個人數位助理(PDA)，或智慧型手機應用。在可供給能量的眼用鏡片中，組件間之通訊可經由實體連接，如經由直接傳導路徑，或可為無線。內部組件間之通訊可包括，例如，從處理器之光源的控制，以及光感測器與記憶體間之資料傳輸。
支援電子器件係與包含在隱形眼鏡1001內之光源1002呈邏輯及電性連通。通訊可經由支援電子器件與光源1002間之直接傳導路徑，或經由無線通訊。通訊之無線模式可包括，例如，透過位在鄰近隱形眼鏡1001內光源1002的天線以及從隱形眼鏡1001內其他區域至該天線之傳輸動力的電源所達成的之電感。
在一些實施例中，支援電子器件可被含括於錶鏈、珠寶、帽子、衣物或其他使用者穿著物中，使得光感測器偵測使用者經歷之環境光線，且支援電子器件係鄰近隱形眼鏡以便無線通訊。無線通訊模式可包括，例如，電感。電感可透過位於隱形眼鏡內之天線以及從珠寶、衣物或其他鄰近天線之物品內之支援電子器件傳輸動力之電源而被達成。
在一些實施例中，使用者可利用外部裝置，如信息终端、個人數位助理或智慧型手機應用，調整光治療之時點、持續時間及強度。一些實施例提供基本操 作狀態，其中光治療係由使用者手動控制，並於適當時間起始且停止治療。
根據本實施例，編程之光治療療程可，例如，依據各種變數自動調整光治療時點、持續時間及強度，所述變數如日期、地理區域，以及使用者季節性情緒失調症狀之嚴重程度。一已編程光治療療程可由眼部保健專門人員、醫師或使用者加所設定。在已編程光治療過程中，較佳的是使用者可依據活動調整光強度，例如，於閱讀、操作電腦或駕駛時降低光強度。 反之，較佳的是可於工作空檔、午餐時間或其他較不涉及視力活動時間增加光強度。在一些實施例中，智慧型光治療是當處理器評估已編程光治療療程之手動變化時而被遞送，並針對治療持續時間及強度給予補償調整。在其他實施例中，智慧型光治療係經由以處理器分析來自光感測器之資料來達成，並根據配戴者之曝露至周遭光線而動態調整已編程光治療療程。
在本發明另一實施例中，使用者可根據血液褪黑激素含量測試結果手動調整光治療。松果體所產生之褪黑激素係受光線而被抑制且隨黑暗而增加。高褪黑激素含量促進睡意與睏倦等季節性情緒失調症狀。可藉由分析病患血液中褪黑激素含量做為增加或減少光治療之依據。
在其他實施例中，使用者可手動調整光治療以刻意改變睡眠週期。用於睡眠週期變化之光治療的使用 對值夜班者、因旅行而產生嚴重時差者、須於夜間作業之軍隊人員，及其他用途，可為有用的。此外，藉由使用者於睡醒時所啟動的光治療可被使用以治療如睡眠相位後移症候群(DSPS)及非24小時睡醒週期障礙之晝夜節律失調。
在一些實施例中，光源1002可將光線1003導向光源1002所內嵌之隱形眼鏡1001之內部。光線1003可被導向圖中未示之光散射區域，此區域包括繞射性質、折射性質、反射性質或繞射、折射及反射性質之任何組合。光散射區域可在隱形眼鏡1001周圍區域內形成環狀。撞擊光散射區域之光線1003在眼部1005角膜1004上造成光線1003之廣泛分散。
在一些較佳實施例中，隱形眼鏡1001可包括位於鏡片周圍光散射區域與鏡片中央光學區域間之內部屏障。內部屏障可防止光治療用之光線1003分散於隱形眼鏡1001之光學區域。以此方式，光治療用之光線1003僅於角膜1004周圍被分散，降低對於正常視覺之影響。
在其他實施例中，隱形眼鏡1001之整體包括如繞射、折射及反射等光散射性質。光散射性質係被設計為其僅分散內嵌光源1002所散發之波長的光線1003。此實施例支持在眼1005中光治療用之光線1003波長的最大分散，同時卻不會造成可能使視覺失真之光線波長的分散。
結論
本發明，如上所述及進一步由以下申請專利範圍所界定者，提供具用以遞送光治療之光源之眼用鏡片的製造方法以及用以實施此等方法之設備，以及由此所形成之眼用鏡片。
100‧‧‧眼用鏡片模具/可供給能量的眼用鏡片/可供給能量的鏡片/單一或多零件裝置/模具/模具總成
101-102‧‧‧模具零件/模具工件/零件
101‧‧‧公凸面工件(背工件)
102‧‧‧母凹面工件(前工件)
103-104‧‧‧表面/成鏡表面
105‧‧‧腔穴
108‧‧‧組件
109‧‧‧能源
109a‧‧‧光源
111‧‧‧媒介物/黏著層
201‧‧‧眼用鏡片/鏡片
202‧‧‧能源/能源部分
202a‧‧‧光源
203‧‧‧組件
204‧‧‧光學區
310‧‧‧自動化裝置
311‧‧‧媒介物轉移介面/單一介面
313‧‧‧托板
314‧‧‧關聯媒介物/多重媒介物/模具零件
401‧‧‧將能源及光源放置於媒介物上
402‧‧‧將反應單體混合物沉積於第一模具零件與第二模具零件之間
403‧‧‧放置具能源及光源之媒介物和該反應混合物接觸
404‧‧‧將該第一模具零件鄰近該第二模具零件放置以形成具 反應單體混合料之鏡片腔穴，且該媒介物位於該鏡片腔穴中
405‧‧‧聚合該反應混合物以形成眼用鏡片
406‧‧‧將該眼用鏡片自該模具零件中取出
501‧‧‧將被裝設於媒介物上之該能源及光源放置於模具腔穴中用以形成眼用鏡片
502‧‧‧放置該能源與光源或其他另被裝設於媒介物上之組件呈電性連通
503‧‧‧聚合在該腔穴中之反應混合物以形成眼用鏡片
600‧‧‧控制器
610‧‧‧處理器
620‧‧‧通訊設備
630‧‧‧儲存裝置
640‧‧‧程式
700‧‧‧能源選項
710‧‧‧能源
720‧‧‧電池
730‧‧‧電容器類設備
740‧‧‧能量擷取器
800‧‧‧以薄膜材料製成之參考能源/形狀
810‧‧‧例示性之立體形態
820‧‧‧半環狀
830‧‧‧四分之一環狀
900‧‧‧可供給能量的眼用鏡片
910‧‧‧能源/電池能源
920‧‧‧內連線
930‧‧‧光源
940‧‧‧連接構件
945‧‧‧徑向切口
950‧‧‧第二組接點
955‧‧‧撓性互連基板/互連基板
960‧‧‧光電電池
970‧‧‧接點
990‧‧‧電光學裝置
1000‧‧‧截面圖
1001‧‧‧可供給能量的眼用鏡片/隱形眼鏡
1002‧‧‧光源/內嵌光源
1003‧‧‧光線
1004‧‧‧角膜
1005‧‧‧眼睛
圖1描繪根據本發明之一些實施例之模具總成設備。
圖2描繪具內含能源及組件之眼用鏡片。
圖3描繪將能源放置鄰近用於形成眼用鏡片之模具零件的設備。
圖4描繪根據本發明一些實施例之方法步驟。
圖5描繪根據本發明某些其他態樣之方法步驟。
圖6描繪可用於實施本發明之一些實施例之處理器。
圖7描繪能源的某些例示性種類之繪圖，據其所可提供之能量與其體積之估計比例依序排列。
圖8a至8d描繪能源之例示性設計形狀。
圖9描繪具用於可再供給能量的之裝置及可供給能量的組件之可供給能量的眼用鏡片之實例。
圖10描繪根據本發明某些實施例之含有光源的可供給能量的眼用鏡片之截面圖。
100‧‧‧眼用鏡片模具/可供給能量的眼用鏡片/可供給能量的鏡片/單一或多零件裝置/模具/模具總成
101-102‧‧‧模具零件/模具工件/零件
101‧‧‧公凸面工件(背工件)
102‧‧‧母凹面工件(前工件)
103-104‧‧‧表面/成鏡表面
105‧‧‧腔穴
108‧‧‧組件
109‧‧‧能源
109a‧‧‧光源
111‧‧‧媒介物/黏著層

Claims (29)

  1. 一種形成眼用鏡片之方法，該方法包含：放置一能源與鄰近一第一模具零件之一光源呈電性連通；使一反應單體混合料沉積於該第一模具零件內；放置該能源及光源與該反應單體混合料接觸；放置該第一模具零件鄰近於一第二模具零件，藉此形成一具該能源及光源之鏡片腔穴，且至少部分該反應單體混合料位於該鏡片腔穴內；以及使該反應單體混合料暴露於光化輻射。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中與該光源呈電性連通之該能源包含一電化電池。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該能源能夠提供充分之功率給予該光源，使該光源發射光線。
  4. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該能源係實體附著於一基板，且該基板係被放置與該第一模具零件及該第二模具零件中之一或二者接觸。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該基板包含積體電路且該方法另包含將該能源固定於該基板之步驟。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該基板包含多重不同部分。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該能源包含一薄膜電化學電池。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該電化電池包含鋰離子電池。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該電化電池包含一可充電固態材料。
  10. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該電化電池包含有奈米級晶體之陰極。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該奈米級晶體包含磷酸鋰鐵。
  12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該光源發出波長為450至500毫微米之藍光。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該光源發出波長為470至480毫微米之藍光。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該光源發出介於約2,000至3,000勒克斯之光線。
  15. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該光源發出波長為475至525毫微米之綠光。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該光源發出波長為490至510毫微米之綠光。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該光源發出介於約300至400勒克斯之光線。
  18. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該光源包含一或多個發光二極體。
  19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該眼用鏡片包含一或多個光管。
  20. 如申請專利範圍第19項之方法，其中該一或多個光管包含光纖路徑。
  21. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該能源及該光源位在環繞該眼用鏡片之一光學區周圍之一環狀區域內，及其中該能源被配置成向該眼用鏡片之一凹面方向發光發射光線。
  22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該環狀區域包含一光散射區域。
  23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該眼用鏡片中央之5mm不受到該能源及該光源任何不透明部分之遮擋。
  24. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該光源被放置把照明射向一配戴者眼部之角膜。
  25. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該光散射區域由該光源之光線在眼部角膜上造成光線之廣泛分散。
  26. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該光散射區域在該眼用鏡片之一周圍區域內形成一環狀。
  27. 如申請專利範圍第22項之方法，其中該眼用鏡片包括位於該鏡片之該光學區周圍與該光散射區域間之一內部屏障。
  28. 如申請專利範圍第21項之方法，更包含放置一記憶體儲存裝置及一處理器鄰近該第一模具零件。
  29. 如申請專利範圍第28項之方法，其中該處理器能夠確定一用於操作該光源的療程。
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