(57)【要約】      （修正有）【課題】眼用レンズに組み込まれた電子構成要素を駆動することができるエネルギー源を含み得る積層一体型構成要素装置および機能を提供する。【解決手段】レンズ材料内に形成された光学ゾーン及び非光学ゾーンを含む、エネルギー印加された眼用レンズ装置であり、エネルギー源１４０と、相互接続層と、前記眼用レンズ装置内の、機能構成要素を制御するための制御信号を受信するように動作可能なトランシーバの少なくとも一部を非光学ゾーン内の複数の積層一体型構成要素層として完全、または環状に形成され、前記複数の積層構成要素層は、装置層と、前記エネルギー源を含むエネルギー層と、前記相互接続層と、アンテナを含む層と、を少なくとも含み、前記トランシーバは前記装置層に含まれており、前記積層構成要素層の少なくとも一部は、前記光学ゾーンに向かって階段状に積層されていること。【選択図】図１
2019066865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー印加された眼用レンズ装置であって、
人間の目の中又は上に位置するためのレンズであって、該レンズは、レンズ材料内に形成された光学ゾーン及び非光学ゾーンを含む、レンズと、
エネルギー源と、
相互接続層と、
前記眼用レンズ装置内の、機能構成要素を制御するための制御信号を受信するように動作可能なトランシーバと、を含み、
前記エネルギー源、前記相互接続層、及び前記トランシーバは、少なくとも一部が、前記非光学ゾーンにおける前記レンズ材料内に埋め込まれた積層一体型構成要素装置内に収容された複数の積層構成要素層に組み立てられ、前記積層一体型構成要素装置は完全な又は部分的な環状の形状に成形されており、
前記複数の積層構成要素層は、装置層と、前記エネルギー源を含むエネルギー層と、前記相互接続層と、アンテナを含む層と、を少なくとも含み、
前記トランシーバは前記装置層に含まれており、
前記積層構成要素層の少なくとも一部は、前記光学ゾーンに向かって階段状に積層されている、
エネルギー印加された眼用レンズ装置。
【請求項２】
エネルギー再印加構成要素を追加的に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記エネルギー再印加構成要素が、光電装置、高周波吸収装置、誘導エネルギー結合装置、容量エネルギー結合装置、熱電装置、及び圧電装置のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記エネルギー再印加構成要素の少なくとも一部が、前記積層一体型構成要素装置内に収容されている、請求項２又は３に記載の装置。
【請求項５】
前記エネルギー再印加構成要素が、前記エネルギー源にエネルギー再印加するために、エネルギーを直接供給する、請求項２、３又は４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記エネルギー再印加構成要素が、前記エネルギー源にエネルギー再印加するために、エネルギー特性変換装置によって変更されたエネルギーを供給する、請求項２、３、４、又は５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記レンズ材料は、エタフィルコン、セノフィルコン、ガリフィルコン、及びナラフィルコンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記エネルギー特性変換装置は、積層一体型構成要素装置内に収容される、請求項６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー印加された生物医学装置、及びより具体的には、エネルギー印加された、眼用レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンタクトレンズ、眼内レンズ、又は涙点プラグなどの眼科用装置には、矯正的、美容的、又は治療的性質を有する生体適合性装置が含まれていた。例えば、コンタクトレンズは、視力矯正機能、美容効果、及び治療効果のうちの１つ又は２つ以上を提供することができる。各機能は、レンズの物理的特性によって与えられる。レンズに屈折性を組み込んだ設計によれば、視力矯正機能を与えることができる。レンズに顔料を組み込むことによって、美容効果を与えることができる。レンズに活性薬剤を組み込むことによって、治療効果を与えることができる。こうした物理的特性は、レンズがエネルギー印加された状態になることなく実現される。
【０００３】
更に近年では、コンタクトレンズに能動的要素を組み込み得ることが理論化されている。いくつかの要素としては半導体装置が挙げられる。動物の目に入れられるコンタクトレンズに埋め込まれた半導体装置を示したいくつかの例がある。しかしながら、そのような装置は、永続的なエネルギー印加機構に欠く。そのような半導体装置に電力を供給するためにレンズから電池までワイヤを引き込むことは可能であり、装置に無線で電力を供給し得ることが理論化されているが、そのような無線電力のためのメカニズムは、利用可能となってはいない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、眼用レンズへの１つ又は２つ以上の機能、及び眼用レンズ、又は他の生物医学的装置の光学的特徴の制御された変化を提供するために好適な程度でエネルギー印加された、眼用レンズを有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様により、エネルギー印加された眼用レンズ装置が提示される。人間の目の中又は上に位置するレンズを含む、レンズであって、レンズは、レンズ材料内に形成された光学ゾーン、及び非光学ゾーンと、非光学ゾーンを含むレンズの領域内のレンズ材料に少なくとも一部埋め込まれたエネルギー源と、積層一体型構成要素装置内に収容された電流引き込み構成要素であって、積層一体型構成要素装置は、少なくとも一部がレンズ材料に埋め込まれている、電流引き込み構成要素とを含む。
【０００６】
装置は、更に、エネルギー再印加構成要素を含み得る。
【０００７】
前記エネルギー再印加構成要素が、光電装置、高周波吸収装置、誘導エネルギー結合装置、容量エネルギー結合装置、熱電装置、及び圧電装置のうちの少なくとも１つを含み得る。
【０００８】
エネルギー再印加構成要素の少なくとも一部が、積層一体型構成要素装置内に収容されてもよい。
【０００９】
エネルギー再印加構成要素は、エネルギー源にエネルギー再印加するために、エネルギーを直接供給してもよい。
【００１０】
エネルギー再印加構成要素が、前記エネルギー源にエネルギーを再印加するために、エネルギー特性変換装置によって変更されたエネルギーを供給してもよい。
【００１１】
レンズ材料は、エタフィルコン、セノフィルコン、ガリフィルコン、及びナラフィルコンの少なくとも１つを含んでもよい。
【００１２】
エネルギー特性変更装置は、積層一体型構成要素装置内に収容されてもよい。
【００１３】
装置は、積層一体型構成要素装置内の、機能構成要素を制御するための制御信号を受信するように動作可能なトランシーバを含み得る。
【００１４】
更なる態様により、上記の装置を含む眼用レンズがもたらされる。
【００１５】
したがって、本発明は、内部に組み込まれたエネルギー源を有する眼用レンズに関する。半導体装置に電力を供給することができる、エネルギー印加された状態を提供し得る。生体適合性の方法により眼用レンズ内に収容された、電池、又は他のエネルギー源を有する鋳造成形されたシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズが記載される。したがって、エネルギー印加された部分が、レンズに電池を含めることによって作られてもよい。
【００１６】
エネルギー印加された眼用レンズは、眼用レンズの反応性モノマー混合物と接触するか、又はこれに埋め込まれた、エネルギー源を含み得る。より具体的に、エネルギー源（例えば、電池）は、積層一体型構成要素装置に含まれるか、又はこれと接触している。
【００１７】
眼用レンズは、更に、エネルギー再印加構成要素を含んでもよい。エネルギー再印加構成要素は更に、機能装置、例えば、光電装置、高周波吸収装置、誘導性エネルギー結合装置、容量性エネルギー結合装置、熱電装置、及び圧電装置が挙げられる。
【００１８】
エネルギー源は、やはり鋳型システム内に含まれる反応性混合物の重合の前に、鋳造成形システム内に定置されてもよい。レンズは、反応性モノマー混合物が暴露される化学線の制御を介して形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態による、エネルギー印加された眼用レンズを例示する。
【図２】エネルギーの再印加のための装置を含む、エネルギー印加された眼用レンズの代表的な実施形態を例示する。
【図３】エネルギー再印加のための装置、及びエネルギー印加された構成要素を有するエネルギー印加された眼用レンズの実施例を例示する。
【図４】エネルギー印加された眼用レンズの実施例を断面図で例示する。
【図５】エネルギー源の代表的な設計形状を例示する。
【図６】その体積に応じた、エネルギー源が提供し得るエネルギー量の推定によって指定される、いくつかの代表的な種類のエネルギー源の描写を例示する。
【図７】本発明のいくつかの態様を実践するのに好適であり得るプロセッサを例示する。
【図８】本発明の実施形態による、エネルギー印加した眼用レンズにおいて使用され得る、エネルギー印加を備える、積層一体型装置の断面図を例示する。
【図９】本発明の実施形態による、エネルギー印加した眼用レンズのための積層一体型構成要素装置を例示する。
【図１０】エネルギー印加した眼用レンズのための、ワイヤのエネルギー印加源を備える、別の積層一体型構成要素装置を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、眼用レンズなどの生物医学的装置に関し、特に本発明は内部に組み込まれるエネルギー源を有する眼用レンズに関する。好ましい実施形態及び代替的実施形態の説明はいずれも、あくまで代表的な実施形態に過ぎないものであって、当業者にとって、変形、改変、及び変更が明らかとなり得ることは理解される。したがって、これらの代表的な実施形態は、基礎をなす発明の範囲を限定するものではない点は理解されるはずである。
【００２１】
用語集
本発明を対象としたこの説明及び特許請求の範囲においては、以下の定義が適用される様々な用語が用いられ得る。
エネルギー印加された：電流を供給するか、又は内部に貯蔵される電気エネルギーを有することができる状態である。
【００２２】
エネルギー印加された眼科用レンズ：エネルギー印加された眼科用レンズとは、形成されたレンズに追加された、又は内部に埋め込まれたエネルギー源を有する眼科用レンズを指す。
【００２３】
エネルギー：仕事を行うための物理的システムの能力である。本発明内の多くの用途が、仕事を行う際の電気的作用を実行することができる、上記の能力に関連し得る。
【００２４】
エネルギー源：エネルギーを供給するか、生物医学的装置をエネルギー印加された状態にすることができる装置である。
【００２５】
エネルギーハーベスター：環境からエネルギーを抽出し、これを電気エネルギーに変換することができる装置である。
【００２６】
レンズ：本明細書で使用するとき、眼内、又は眼上にある任意の眼科用装置を指す。これらの装置は、光学的補正を与えるものであってもよく、あるいは美容的なものであってもよい。例えば、レンズという用語は、コンタクトレンズ、眼内レンズ、オーバーレイレンズ、眼球インサート、光学インサート、又はそれによって視力が矯正若しくは改変されるか又はそれによって眼の生理学的特性が視力を妨げることなく美容的に強調される（例えば虹彩の色）ような他の同様の装置のことを指し得る。好ましいレンズは、シリコーンエラストマー又はハイドロゲルから作製される、ソフトコンタクトレンズであり、それらのシリコーンエラストマー又はハイドロゲルとしては、シリコーンハイドロゲルが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２７】
レンズ形成混合物：用語「レンズ形成混合物」、又は「反応性混合物」、又は「ＲＭＭ」（反応性モノマー混合物）は、本明細書で使用するとき、硬化及び架橋することができるか、又は架橋して眼科レンズを形成することができる、モノマー、又はプレポリマー材料を指す。様々な実施形態は、ＵＶ遮断剤、染料、光開始剤、又は触媒、及びコンタクト若しくは眼内レンズ等の眼科レンズに望まれ得る他の添加剤等の１つ又は２つ以上の添加剤を有するレンズ形成混合物を含むことができる。
【００２８】
リチウムイオン電池：リチウムイオンが電池を通じて移動して電気エネルギーを生成する、電気化学電池を指す。典型的には電池とよばれるこの電気化学電池は、その通常の状態に再付勢又は再充電され得る。
【００２９】
出力：単位時間当たりに行われる仕事、又は移送されるエネルギー。
【００３０】
再充電可能、又はエネルギー再印加可能：仕事をするためのより高い能力を有する状態へと回復できることである。本発明においては多くの場合、特定の率で、特定の再度回復された時間の間、電流を流す能力は復元可能な能力との関連で使用され得る。
【００３１】
再付勢又は再充電する：仕事をするためのキャパシティがより高い状態へと復元することを指す。本発明においては多くの場合、特定の率で、特定の再度回復された時間の間、電流を流すことができるように、装置を復元することに関連して使用され得る。
【００３２】
積層一体型構成要素装置：本明細書で、「積層一体型構成要素装置」と使用され、かつ場合によって「ＳＩＣ装置」と称され、基板の薄層を組み立てることができる包装技術を有する製品を指し、各層の少なくとも一部分を相互の上に積み重ねることによって電気及び電気機械装置を動作可能な統合装置に収容し得る。各層は、様々な種類、材料、形状及びサイズの構成要素装置を含み得る。更に、層は、該層に所望され得る様々な輪郭に適合させ及び該輪郭をとらせる様々な装置生産技術により作製されてもよい。
【００３３】
一般的に、本発明において、エネルギー源は、眼用レンズに形成された材料内に少なくとも一部が埋め込まれる。眼用レンズは、それを通じてレンズの着用者が見ることができる、視覚ゾーンを含み得る。構成要素、及びエネルギー源のパターンが、視覚ゾーンの外側に配置され得る。他の眼用レンズは、導電性材料、及び１つ又は２つ以上のエネルギー源のパターンを含む場合があり、これはコンタクトレンズの着用者の視野に悪影響を与えない程に小さく、したがって、視覚ゾーンの内部、又は外側に位置することができる。
【００３４】
一般的に、本発明のいくつかの実施形態により、エネルギー源が眼用レンズの内部に埋め込まれる。
【００３５】
エネルギー印加された眼用レンズ装置
ここで図１を参照すると、エネルギー源１４０を埋め込まれたエネルギー印加された眼用レンズ１００が例示される。この実施例では、標準的なヒドロゲルで形成された眼用レンズが項目１１０として示される。エネルギー１４０が、形成されたヒドロゲル材料１１０に埋め込まれるか、又は少なくとも一部埋め込まれている。エネルギー源１４０は、電気化学電池又は電池などをエネルギーの蓄積手段として含むことができる。このような保存手段は、封止された封入層１３０によって例示されるように、これが作製される材料、及び環境の効果的な封入、及び分離手段を必要とし得る。より具体的には、レンズはリチウムイオン電池を含み得る。リチウムイオン電池は、一般的に再充電可能である。リチウムイオン電池は、充電装置、及びまた出力管理回路と電気的に導通しており、これらは両方ともレンズ内に埋め込まれる。
【００３６】
追加的に、レンズは、材料の薄層で作製されるエネルギー源１４０として機能する電池を含み得る。いくつかの実施例は、したがってまた、薄膜材料１２０のための支持を提供するために可撓性基材を含み得る。多くの代表的なレンズは、様々なエネルギー源１４０、及び様々な種類を含み、各エネルギー源１４０は、眼用レンズをエネルギー印加する。
【００３７】
図６を参照すると、エネルギー印加された眼用レンズ１００に埋め込まれ得る異なる種類のエネルギー源１４０に含まれ得る選択肢のいくつかの図が、図６において項目６００として示されている。前述のように、一連のエネルギー源１４０は電池を含み得る。電池が、図６において項目６２０として示される。図６はまた、これらが貯蔵することのできるエネルギー密度の順に様々な選択肢のグラフを示す。電池６００は例えば、約５０〜約８００Ｗｈ／Ｌのエネルギー密度の範囲を含む。
【００３８】
ここでグラフ６００を参照すると、エネルギーハーベスター（項目６４０）は高いエネルギー密度を呈さないことが看取され得る。しかしながら、レンズ内に埋め込まれるエネルギーハーベスターが利点を有する他の方法が存在することが、当業者には明白であり得る。
【００３９】
例えば、エネルギーハーベスターは、光起電力電池、熱電電池、又は圧電電池を含み得る。このようなハーベスターは、これらが、ワイヤ接続なくして環境からエネルギーを吸収することができ、ひいては電気エネルギーを提供することができるという点において、肯定的側面を有する。ハーベスターは、エネルギー印加された眼用レンズにおけるエネルギー源を含み得る。しかしながら、エネルギーハーベスターは、電気の形態でエネルギーを貯蔵することができる、他のエネルギー源と組み合わせてもよい。
【００４０】
他の種類のエネルギー源は、グラフ６００で項目６３０として図示されるコンデンサ型の装置の使用を含む。コンデンサは、エネルギーハーベスターよりも高く、電池（項目６２０）のものよりも低いエネルギー密度溶液を含むことが明らかであり得る。それでもコンデンサは、いくらかの固有の利点を有する。
【００４１】
コンデンサは、電気の形態でエネルギーを貯蔵する種類のエネルギー源であり、したがって、エネルギーハーベスターと組み合わせてエネルギーの保存が可能である無線エネルギー源をつくり得るエネルギー源の１つであり得る。一般的に、コンデンサは、これらが一般的に電池よりも高い電力密度を有するという点において、電池に対する利点を有する。本発明によるシリコーンレンズに埋め込まれ得るコンデンサとしては、電気薄膜コンデンサ、マイラーコンデンサ、電解コンデンサ、及び比較的新しく、より高度な技術の、高密度ナノ寸法コンデンサ、又はスーパーコンデンサが挙げられる。
【００４２】
更に、電気化学電池、又は電池６２０を含むエネルギー源は、比較的望ましい操作点を画定し得る。シリコーン、又は他のヒドロゲル内に埋め込まれる電池は、多くの有利な特徴を含む。例えば、電池は、電気エネルギーに直接転換される形態でエネルギーを保存する。いくつかの電池は、再充電可能、又はエネルギーを再印加可能であり、したがってエネルギーハーベスターと連結され得る別のカテゴリーのエネルギー源を呈し得る。本発明のために有用な電池は、比較的高いエネルギー密度を有し、電池が貯蔵するエネルギーは、妥当なエネルギー要件で機能を実行することができる。加えて、電池は可撓性の形状へと組み立てることができる。より高い電気能力を必要とする用途では、電池がまたコンデンサに連結され得ることが、当業者にとって明らかであり得る。エネルギー印加された眼用レンズ内のエネルギー源の少なくとも部分として電池を含む、多くの実施例が存在し得る。
【００４３】
加えて、燃料電池は、エネルギー源６１０として含まれてもよい。燃料電池は、化学燃料源（これはひいては電気、及び熱エネルギーを含む副生成物を生じる）を消費することによって電気を生じる。燃料電池によりエネルギー印加されたレンズの実施形態は、燃料源として生物学的に利用可能な材料を使用することによって可能であり得る。
【００４４】
本発明の実施形態の以下の説明は、一般的にエネルギー印加された眼用レンズの主なエネルギー源として電池を使用することに焦点を当てることがある。説明されたものを含む多くのエネルギー源が、エネルギー印加された眼用レンズの実施形態を含み得るため、この焦点は本発明の範囲を制限するべきではない。
【００４５】
本発明のいくつかの実施形態において言及されるように、エネルギー源は、電気化学電池、又は電池を含む。エネルギー印加された眼用レンズに含まれ得る、多くの異なる種類の電池が存在する。例えば、単回使用の電池が、様々なカソード、及びアノード材料から形成され得る。非限定的な実施例により、これらの材料は、亜鉛、炭素、銀、マンガン、コバルト、リチウム、シリコンを含み得る。更に他のエネルギー印加された眼用レンズは、再充電可能な電池の使用による場合がある。このような電池は、ひいては、リチウムイオン技術、銀による技術、マグネシウムによる技術、ニオビウムによる技術から作製され得る。単回使用、又は再充電電池システムのための様々な電流電池技術は、エネルギー印加された眼用レンズのエネルギー源を含み得ることが、当業者には明白であり得る。
【００４６】
コンタクトレンズ環境の、物理的、及び寸法的制約により、一定の電池の種類が他のものよりも好まれる場合がある。このような好ましさの例は、薄膜電池について妥当し得る。薄膜電池は、人の眼用レンズと適合する小さな空間を占め得る。更に、これらは可撓性の基材上に形成されてもよく、眼用レンズ、及び含まれる電池の双方の本体が基材と共に自由に撓むことを可能にする。
【００４７】
薄膜電池の場合、実施例は単回充電、及び再充電可能な形態を含み得る。再充電可能な電池は、より長い使用可能製品寿命、及びしたがって、より高いエネルギー消費率の能力を提供する。多くの開発活動は、再充電可能な薄膜電池を有する、電気的にエネルギー印加された眼用レンズを製造するための技術に焦点を当ててきたが、しかしながら、本発明はこの下位分類に限定されない。
【００４８】
再充電可能な薄膜電池は、市販されており、例えば、Ｏａｋ  Ｒｉｄｇｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙは、１９９０年代前半から様々な形態を製造してきた。このような電池の現在の商業製造者は、Ｅｘｃｅｌｌａｔｒｏｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ，ＬＬＣ  （Ａｔｌａｎｔａ，ＧＡ）、Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ  （Ｌｉｔｔｌｅｔｏｎ，ＣＯ）、及びＣｙｍｂｅｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，（Ｅｌｋ  Ｒｉｖｅｒ，ＭＮ）を含む。この技術においては、平坦な薄膜フィルム電池を含む使用が現在優位である。薄膜電池の、球形曲率半径を備える三次元電池への形成は、本発明の所望のレンズを含む。このような三次元的な電池の多くの形状、及び形態が、本発明の範囲内であることは、当業者にとって明白であり得る。
【００４９】
図５ａ、５ｂ、５ｃ、及び５ｄに、眼用レンズ内のエネルギー源がとり得る、多くの異なる形状の実施例がある。項目５００は、薄膜材料により作製された参照エネルギー源を図示し、これは、参照のために平坦な形状として形成される。このような形状５００の寸法が、およそ１ｍｍ以下である場合、これは、エネルギー印加された眼用レンズのためのエネルギー源を含み得る。項目５１０は、代表的な三次元形状を図示し、可撓性基材、及び封入された電池は、完全な環状の形状を取り、これは柔軟に変形していない場合、変形していない眼用レンズがとり得る形状とほぼ同じである。いくつかの実施例では、環状の形状の半径は、エネルギー印加された眼用レンズの実施形態においては、およそ８ｍｍであり得る。同じ三次元的な態様が、１／４の環状体５３０、又は半分の環状体５２０、又は他の弓状の形状のレンズについても妥当し得る。他の部分的な環状の形状を含む、多くの異なる形状が、本発明の範囲内の別の実施形態を含み得ることが、当業者には明白であり得る。矩形の平面的な形状がまた、眼用レンズに含まれる半球シェル形状に適合し得る。
【００５０】
本発明の眼用レンズの別の組は、エネルギー印加された眼用レンズに有利に使用され得る、特定の電池化学に関連する。Ｏａｋ  Ｒｉｄｇｅ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓによって開発された実施例は、リチウム、又はリチウムイオン電池の構成要素を含む。このような電池のアノードの一般的な材料にはリチウム金属が挙げられ、あるいは、リチウムイオン電池に関してはグラファイトが挙げられる。これらの電池の代替例は、コンタクトレンズ内に組み込まれるこのような薄膜電池のアノードとして機能する、微小寸法シリコン機構の導入を含む。
【００５１】
この新規技術において使用される電池のカソードに使用される材料は、同様に多くの材料の選択肢を含む。一般的なカソード材料としては、リチウムマンガン酸化物、及びリチウムコバルト酸化物が挙げられ、これらは、このように形成される電池のための、良好な性能基準値を有する。あるいは、リン酸鉄リチウムカソードが、同様の性能を有する場合があるが、いくつかの用途では充電に関するより良い側面を有し得る。同様に、これら、及び他のカソード材料の寸法は、充電性能を改善する場合があり、例えば、様々な材料のナノ寸法結晶からカソードを形成することは、電池が再充電され得る速度を劇的に改善する場合がある。
【００５２】
エネルギー源の構成要素として含まれ得る様々な材料が好ましくは封入され得る。エネルギー源を封入して、一般的にその構成要素が、眼部環境に入らないように分離することが望ましいことがある。あるいは、眼部環境の態様は、エネルギー源の性能に対して、これらが封入によって適切に分離されない場合、否定的な影響を及ぼす場合がある。本発明の様々な実施形態は、材料の選択に由来する場合がある。
【００５３】
したがって、レンズ材料は、シリコーン含有成分を含み得る。「シリコーン含有成分」は、モノマー、マクロマー又はプレポリマー中に少なくとも１個の［−Ｓｉ−Ｏ］を含有する成分である。好ましくは、合計Ｓｉ及び結合Ｏは、シリコーン含有成分中に、当該シリコーン含有成分の総分子量の約２０重量％より大きい、更に好ましくは３０重量％より大きい量で存在する。有用なシリコーン含有成分は、好ましくは、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビニル、Ｎ−ビニルラクタム、Ｎ−ビニルアミド及びスチリル官能基などの重合性官能基が含まれる。
【００５４】
好適なシリコーン含有成分は、式Ｉの化合物を含む：
【化１】
2019066865.tif 000003
式中、Ｒ１は、独立して、一価反応基、一価アルキル基、又は一価アリール基から選択され、前述のいずれかは、ヒドロキシ、アミノ、オキサ、カルボキシ、アルキルカルボキシ、アルコキシ、アミド、カルバメート、カーボネート、ハロゲン、又はこれらの組み合わせから選択される官能性を更に含んでもよく、１〜１００個のＳｉ−Ｏの反復単位を含む一価シロキサン鎖は、アルキル、ヒドロキシ、アミノ、オキサ、カルボキシ、アルキルカルボキシ、アルコキシ、アミド、カルバメート、ハロゲン、又はこれらの組み合わせから選択される官能性を更に含んでもよく、
式中ｂ＝０〜５００であり、ｂが０以外であるとき、ｂは、規定の値と等しい最頻値を有する分布であり、少なくとも１つのＲ１が、一価の反応基を有し、いくつかの実施例においては、１〜３  Ｒ１が、一価の反応基を含むことが理解される。
【００５５】
本明細書に使用されるとき、「一価反応性基」は、フリーラジカル及び／又はカチオン重合を受けることができる基である。フリーラジカル反応性基の非限定例としては、（メタ）アクリレート、スチリル、ビニル、ビニルエーテル、Ｃ１〜６アルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、Ｃ１〜６アルキル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルラクタム、Ｎ−ビニルアミド、Ｃ２〜１２アルケニル、Ｃ２〜１２アルケニルフェニル、Ｃ２〜１２アルケニルナフチル、Ｃ２〜６アルケニルフェニルＣ１〜６アルキル、Ｏ−ビニルカルバメート及びＯ−ビニルカーボネートが挙げられる。カチオン反応性基の非限定例としては、ビニルエーテル又はエポキシド基及びこれらの混合物が挙げられる。一実施例では、フリーラジカル反応基には、（メタ）アクリレート、アクリルオキシ、（メタ）アクリルアミド、及びこれらの混合物が含まれる。
【００５６】
好適な一価アルキル基及びアリール基には、置換及び非置換のメチル、エチル、プロピル、ブチル、２−ヒドロキシプロピル、プロポキシプロピル、ポリエチレンオキシプロピル、これらの組み合わせ等の、非置換の一価Ｃ１〜Ｃ１６アルキル基、Ｃ６〜Ｃ１４アリール基が含まれる。
【００５７】
一実施例では、ｂは、ゼロであり、１個のＲ１は、一価の反応性基であり、少なくとも３個のＲ１は、１〜１６個の炭素原子を有する一価アルキル基から選択され、別の実施形態では、１〜６個の炭素原子を有する一価アルキル基から選択される。シリコーン成分の制限されない例には、２−メチル−、２−ヒドロキシ−３−［３−［１，３，３，３−テトラメチル−１−［（トリメチルシリル）オキシ］ジシロキザニル］プロポキシ］プロピルエステル（「ＳｉＧＭＡ」）、
２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピルオキシプロピル−トリ（トリメチルシロキシ）シラン、
３−メタクリルオキシプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シラン（「ＴＲＩＳ」）、
３−メタクリルオキシプロピルビス（トリメチルシロキシ）メチルシラン、及び
３−メタクリルオキシプロピルペンタメチルジシロキサンが挙げられる。
【００５８】
別の実施例では、ｂは、２〜２０、３〜１５、又は３〜１０であり、少なくとも１つの末端Ｒ１は、一価反応基を含み、残りのＲ１は、１〜１６個の炭素原子を有する一価アルキル基から選択され、別の実施例では、１〜６個の炭素原子を有する一価アルキル基から選択される。更に別の実施例では、ｂが３〜１５であり、１つの末端Ｒ１が一価の反応性基を含み、その他の末端Ｒ１が１〜６の炭素原子を有する一価のアルキル基を含み、残余のＲ１が１〜３の炭素原子を有する一価のアルキル基を含む。シリコーン成分の非限定的な例には、（モノ−（２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピル）−プロピルエーテル末端のポリジメチルシロキサン（４００〜１０００ＭＷ））（「ＯＨ−ｍＰＤＭＳ」）、モノメタクリルオキシプロピル末端のモノ−ｎ−ブチル末端のポリジメチルシロキサン（８００〜１０００ＭＷ）、（「ｍＰＤＭＳ」）が挙げられる。
【００５９】
別の実施例では、ｂは、５〜４００、又は１０〜３００であり、両方の末端Ｒ１は、一価反応基を含み、残りのＲ１は、独立して、炭素原子間のエーテル結合を有することもあり、ハロゲンを更に含むこともある、１〜１８個の炭素原子を有する一価アルキル基から選択される。
【００６０】
一実施例では、シリコーンヒドロゲルレンズが望ましい場合、レンズは、ポリマーが作製される反応性モノマー成分の総重量に基づき、少なくとも約２０重量％、好ましくは、約２０〜７０重量％のシリコーン含有成分を含む、反応性混合物から作製される。
【００６１】
別の実施例では、１〜４のＲ１はビニルカーボネート又は以下の式のカルバメートを含む。
【化２】
2019066865.tif 000004
式中、Ｙは、Ｏ−、Ｓ−、又はＮＨ−を示し、Ｒは、ヒドロゲン又はメチルを示し、ｄは、１、２、３、又は４であり、ｑは、０又は１である。
【００６２】
シリコーン含有ビニルカーボネート又はビニルカルバメートモノマーは、具体的には、１，３−ビス［４−（ビニルオキシカルボニルオキシ）ブト−１−イル］テトラメチル−ジシロキサン、３−（ビニルオキシカルボニルチオ）プロピル−［トリス（トリメチルシロキシ）シラン］、３−［トリス（トリメチルシロキシ）シリル］プロピルアリルカルバメート、３−［トリス（トリメチルシロキシ）シリル］プロピルビニルカルバメート、トリメチルシリルエチルビニルカーボネート、トリメチルシリルメチルビニルカーボネート、および、
【化３】
2019066865.tif 000005
を含む。
【００６３】
約２００以下の弾性率を有するバイオ医療用デバイスが所望される場合、１個のＲ１のみが一価反応性基を含み、残りのＲ１基のうちの２個以下は、一価シロキサン基を含む。
【００６４】
別のクラスのシリコーン含有成分としては、次の式のポリウレタンマクロマーが挙げられる。
式ＩＶ〜ＶＩ
（＊Ｄ＊Ａ＊Ｄ＊Ｇ）ａ ＊Ｄ＊Ｄ＊Ｅ１；
Ｅ（＊Ｄ＊Ｇ＊Ｄ＊Ａ）ａ ＊Ｄ＊Ｇ＊Ｄ＊Ｅ１又は
Ｅ（＊Ｄ＊Ａ＊Ｄ＊Ｇ）ａ ＊Ｄ＊Ａ＊Ｄ＊Ｅ１
式中、Ｄは、炭素原子６〜３０個を有するアルキルジラジカル、アルキルシクロアルキルジラジカル、シクロアルキルジラジカル、アリールジラジカル又はアルキルアリールジラジカルを示し、
Ｇは、炭素原子１〜４０個を有するアルキルジラジカル、シクロアルキルジラジカル、アルキルシクロアルキルジラジカル、アリールジラジカル又はアルキルアリールジラジカルを示し、これは、主鎖中にエーテル、チオ又はアミン結合を含有できる。
＊はウレタン又はウレイド結合を意味し、
ａは、少なくとも１であり、
Ａは次の式の二価重合ラジカルを意味する。
【化４】
2019066865.tif 000006
Ｒ１１は独立してアルキル又は１〜１０個の炭素原子を有するフルオロ置換アルキル基を意味し、これには炭素原子間にエーテル結合を含んでよく、ｙは少なくとも１であり、ｐは４００〜１０，０００の部分重量を提供し、Ｅ及びＥ１はそれぞれ独立して次の式に示される重合性不飽和有機ラジカルを意味する。
【化５】
2019066865.tif 000007
式中、Ｒ１２は水素又はメチルであり、Ｒ１３は水素、１〜６個の炭素原子を有するアルキルラジカル又はａ−ＣＯ−Ｙ−Ｒ１５ラジカルで、Ｙは−Ｏ−、Ｙ−Ｓ−又は−ＮＨ−であり、Ｒ１４は１〜１２個の炭素原子を有する二価ラジカルであり、Ｘは−ＣＯ−又は−ＯＣＯ−を意味し、Ｚは−Ｏ−又は−ＮＨ−を意味し、Ａｒは６〜３０個の炭素原子を有する芳香族ラジカルを意味し、ｗは０〜６であり、ｘは０又は１であり、ｙは０又は１であり、ｚは０又は１である。
【００６５】
１つの好ましいシリコーン含有成分は、以下の式で示されるポリウレタンマクロマーである。
【化６】
2019066865.tif 000008
Ｒ１６は、イソフォロンジイソシアネートのジラジカル等のイソシアネート基除去後のジイソシアネートのジラジカルである。別の好適なシリコーン含有マクロマーは、フルオロエーテル、ヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン、イソホロンジイソシアネート及びイソシアネートエチルメタクリレートの反応によって形成される式Ｘ（式中、ｘ＋ｙは１０〜３０の範囲の数である）の化合物である。
【化７】
2019066865.tif 000009
【００６６】
本発明の使用に好適な他のシリコーン含有成分には、ポリシロキサン、ポリアルキレンエーテル、ジイソシアネート、ポリフッ素化炭化水素、ポリフッ素化エーテル、及び多糖類基を含有するマクロマー、末端のジフルオロで置換された炭素原子に結合する水素原子を有する、極性のフッ素化グラフト又は側基を有するポリシロキサン、エーテルを含有する親水性シロキサニルメタクリレート、並びにポリエーテル及びポリシロキサニル基を含有するシロキサニル結合及び架橋性モノマーが含まれる。また、前述のポリシロキサンのいずれも、シリコーン含有成分として本発明に使用することもできる。
【００６７】
眼用レンズを形成するために使用される鋳型部分内にエネルギー源を位置付けるために結合層が利用され得る。結合層は、レンズ材料と相互貫通するポリマーネットワークを形成することが可能であり得、安定したレンズを形成するために結合剤とレンズ材料との間の共有結合を形成する必要性は排除される。結合剤内に定置されたエネルギー源を有するレンズの安定性は、結合ポリマー及びレンズベースのポリマーへのエネルギー源の封入によって提供される。本発明の結合ポリマーは、例えば、互いに同様の溶解度パラメータを有する、ホモポリマー又はコポリマー、若しくはこれらの組み合わせから作製されるポリマーを含むことができ、結合ポリマーは、レンズ材料と同様の溶解度パラメータを有する。結合ポリマーは、結合ポリマーのポリマー及びコポリマーを、互いに相互作用することが可能なものにする官能基を含み得る。官能基は、顔料粒子の移動を抑制する、及び／又はそれを封入するのに役立つ相互作用の密度を増加する方法で、互いに相互作用するポリマー又はコポリマー基を含むことができる。官能基間の相互作用は、極性、分散的、又は電荷移動錯体の性質であってもよい。官能基は、ポリマー又はコポリマー骨格鎖上に配置されてもよく、あるいは骨格鎖からの側枝であってもよい。
【００６８】
非限定的な例として、正電荷を有するポリマーを形成する、モノマー又はモノマーの混合物は、負電荷を有するポリマーを形成するモノマー又は複数のモノマーと併せて使用して、結合ポリマーを形成してもよい。更に具体的な実施例として、メタクリル酸（「ＭＡＡ」）及び２−ヒドロキシエチルメタクリレート（「ＨＥＭＡ」）を使用して、ＭＡＡ／ＨＥＭＡコポリマーを提供し得、ＭＡＡ／ＨＥＭＡコポリマーは、次いで、結合ポリマーを形成するために、ＨＥＭＡ／３−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）プロピルアクリルアミドコポリマーと混合される。
【００６９】
別の例として、結合ポリマーは、次の式のアミド及びエステルを含むが、これらに限定されない疎水変性モノマーからなってよい：
ＣＨ３（ＣＨ２）ｘ−Ｌ−ＣＯＣＨＲ＝ＣＨ２
式中、Ｌは、−ＮＨ、又は酸素であってよく、ｘは２〜２４の全ての数であってよく、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、又は水素であってよく、好ましくはメチル、又は水素である。そのようなアミド及びエステルの例は、ラウリルメタクリルアミド及びヘキシルメタクリレート樹脂を含むが、これらに限定されない。更に別の実施例として、カルバメート及び尿素を拡大する脂肪族ポリマーを使用して、結合ポリマーを形成し得る。
【００７０】
また、結合層に好適な結合ポリマーは、ＨＥＭＡ、ＭＡＡ、及びラウリルメタクリレート樹脂（「ＬＭＡ」）のランダムブロックコポリマー、ＨＥＭＡ及びＭＡＡ若しくはＨＥＭＡ及びＬＭＡのランダムブロックコポリマー、又はＨＥＭＡのホモポリマーを含み得る。結合ポリマーの総重量に基づく、これらの実施例おける、それぞれの成分の重量％は、約９３〜約１００重量％のＨＥＭＡ、約０〜約２重量％のＭＡＡ、及び約０〜約５重量％のＬＭＡである。
【００７１】
結合ポリマーの分子量は、レンズ材料内で若干可溶性であり、その中で膨張する場合がある。レンズ材料は、結合ポリマー内に拡散し、重合及び／又は架橋される。しかしながら、同時に、結合ポリマーの分子量は、印刷画像の品質に影響を及ぼすほど高くあってはならない。好ましくは、結合ポリマーの分子量は、約７，０００〜約１００，０００、更に好ましくは、約７，０００〜約４０，０００、最も好ましくは、約１７，０００〜約３５，０００Ｍピークであり、それは、ＳＥＣ分析（＝Ｍｎ×Ｍｗ）１／２）における最大ピークの分子量に相当する。
【００７２】
本発明の目的のため、分子量は、９０°の光散乱及び屈折率検出器とともにゲル浸透クロマトグラフィーを使用して決定することができる。５０ｍＭの塩化ナトリウムに調節された重量比７５／２５のメタノール−水の溶離剤、３２５，０００〜１９４の範囲の明確な分子量を有する、ポリエチレングリコール分子及びポリエチレンオキシド分子の混合物である、ＰＷ４０００及びＰＷ２５００の２本のカラムを使用する。
【００７３】
当業者は、結合ポリマーの製造において連鎖移動剤を使用、多量の開始剤を使用、リビング重合を使用、適切なモノマー及び開始剤の濃度の選択、溶媒の量及び種類の選択、又は、これらの組み合わせによって、所望の結合ポリマー分子量を得ることができることを理解するであろう。好ましくは、連鎖移動剤は、所望の分子量を得るために、開始剤と併せて、又はより好ましくは、開始剤及び１つ又は２つ以上の溶媒と共に使用する。あるいは、少量の非常に高い分子量のポリマーは、結合ポリマー用の所望の粘度を維持するために、多量の溶媒と併せて使用し得る。好ましくは、結合ポリマーの粘度は２３℃において約４，０００〜約１５，０００センチポアズとなる。
【００７４】
本発明に使用する結合ポリマーの形成に有用な連鎖移動剤は、約０．０１以上、好ましくは、約７以上、より好ましくは、約２５，０００以上の連鎖移動定数値を有する。
【００７５】
任意の所望の開始剤は、紫外線、可視光線、熱開始剤、及びこれらの組み合わせ（これらを含むが、これらに限定されない）を使用し得る。好ましくは、熱開始剤を使用し、より好ましくは、２，２−アゾビスイソブチロニトリル、及び２，２−アゾビス２−メチルブチロニトリルを使用する。使用する開始剤の量は、製剤の総重量に基づき、約０．１〜約５重量％であろう。好ましくは、２，２−アゾビス２−メチルブチロニトリルをドデカンチオールと共に使用する。
【００７６】
結合ポリマー層又はその他の媒体は、ラジカル連鎖重合、工程重合、乳化重合、イオン鎖重合、開環、基移動重合、原子移動重合等を含むが、これらに限定されない、任意の従来の重合化プロセスによって作製し得る。好ましくは、熱開始のフリーラジカル重合を使用する。重合を実施する条件は、当業者の認識範囲内である。
【００７７】
結合ポリマーの生成において有用な溶媒は、約１２０℃〜２３０℃の沸点を有する中沸点溶媒である。使用する溶媒の選択は、生成される結合ポリマーの種類、及びその分子量に基づく。好適な溶媒は、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノン、イソプロピルラクテート、３−メトキシ１−ブタノール、１−エトキシ−２−プロパノール等を含むが、これらに限定されない。
【００７８】
結合ポリマー層１１１は、水中での膨張係数に関して、それと共に使用されるレンズ材料に合わせて作ることができる。結合ポリマーの膨張係数をパッキング溶液中の硬化レンズ材料の膨張係数と一致させる、又は実質的に一致させることは、視界の悪さ、及びレンズパラメータの変化をもたらすレンズ内のストレスの発達の回避を促進し得る。更に、結合ポリマーは、レンズ材料内で膨潤可能であり、それにより、本発明の着色剤を使用して印刷される画像の膨潤が起こり得る。この膨潤により、画像は、レンズの快適さにいかなる影響も及ぼさずに、レンズ材料内に取り込まれる。
【００７９】
着色剤は、結合層に含まれてもよい。着色剤内の結合ポリマーに有用な顔料は、コンタクトレンズの使用に有用な有機又は無機顔料、若しくはそのような顔料の組み合わせである。不透明度は、使用される顔料及び乳白剤の濃度を変化させることによって調節することができ、多量になるにつれてより高い不透明度がもたらされる。例示的な有機顔料としては、これらに限定されるものではないが、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、カルバゾールバイオレット、バットオレンジ１号など、及びそれらの組み合わせが挙げられる。有用な無機顔料の例としては、これらに限定されるものではないが、黒酸化鉄、褐色酸化鉄、黄酸化鉄、赤酸化鉄、二酸化チタンなど、及びそれらの組み合わせが挙げられる。これらの顔料に加えて、ジクロロトリジアン及びビニルスルホン系染料を含む可溶性及び不溶性染料をこれらに限定されることなく使用することができる。有用な染料及び色素は、市販されている。
【００８０】
本発明によるレンズ中に存在する構成要素を被覆するために、例えば、色があるパターンで配置されてもよい。例えば、不透明の色は、自然な眼の外観を模し、レンズ内の構成要素の存在を隠してもよい。
【００８１】
加えて、結合層は、鋳型部分上に結合層をコーティングすることを補助する、１つ又は２つ以上の溶媒を含み得る。結合層が塗布される鋳型部分の表面上にブリードしない又は移動しない結合層を促進するために、結合層が約２７ｍＮ／ｍ未満の表面張力を有することが望ましく、かつ好ましいことが本発明の別の発見である。この表面張力は、結合層が塗布される表面、例えば、鋳型表面の処理によって達成し得る。表面処理は、プラズマ及びコロナ処理等を含むが、これらに限定されない、当該技術において既知の方法によって達成し得る。あるいは、好ましくは、所望の表面張力は、着色剤に使用される溶媒の選択によって達成し得る。
【００８２】
したがって、結合層に有用な例示的溶媒には、結合層の粘度を増加させる、又は減少させることが可能であり、表面張力の制御を助長することが可能な溶媒が含まれる。好適な溶媒は、シクロペンタノン、４−メチル−２−ペンタノン、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、イソプロピルラクテート等、及びそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。好ましくは、１−エトキシ−２−プロパノール及びイソプロピルラクテートを使用する。
【００８３】
いくつかの好ましい実施例では、少なくとも３つの異なる溶媒を結合層に使用する。これらの溶媒の最初の２つの溶媒（両方とも中沸点溶媒）を結合ポリマーの製造に使用する。これらの溶媒は、その形成後、結合ポリマーから剥離され得るが、それらが保持されるのが好ましい。好ましくは、２つの溶媒は、１−エトキシ−２−プロパノール及びイソプロピルラクテートである。更なる低沸点溶媒（沸点が約７５〜約１２０℃である溶媒という意味）を使用して、必要に応じて着色剤の粘度を低下させることができる。好適な低沸点溶媒は、２−プロパノール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−プロパノール等、及びこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。好ましくは、１−プロパノールを使用する。
【００８４】
使用される特定量の溶媒は、多くの要因による場合がある。例えば、結合ポリマーの形成に使用される溶媒の量は、所望の結合ポリマーの分子量及び結合ポリマーに使用されるモノマー及びコポリマー等の構成成分に依存する。使用される低沸点溶媒の量は、着色剤に所望の粘度及び表面張力に依存する。更に、着色剤が鋳型に塗布され、レンズ材料で硬化される場合、使用される溶媒の量は、使用されるレンズ及び鋳型材料に応じて、かつ鋳型材料がその湿潤性を増加するように任意の表面処理を受けたかどうかによって左右される。使用される溶媒の正確な量の決定は、当業者の技術範囲内である。一般的に、使用される溶媒の総量は、使用される溶媒の約４０〜約７５重量％である。
【００８５】
溶媒に加えて、可塑剤は、結合層の乾燥中、亀裂を減少させ、レンズ材料による結合層の分散及び膨張を強化するために、結合層に添加されてもよく、好ましくは、添加される。使用される可塑剤の種類及び量は、使用される結合ポリマーの分子量、及び使用前に保管された鋳型上に定置された着色剤では、所望の貯蔵寿命の安定度に依存する。有用な可塑剤は、グリセロール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール２００、４００、又は６００等、及びこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。好ましくは、グリセロールを使用する。使用される可塑剤の量は、一般的に、着色剤の重量に基づき、０〜約１０重量％であろう。
【００８６】
当業者は、説明する添加剤以外の添加剤もまた、本発明の結合層の成分に含まれ得ることを理解するであろう。好適な添加剤には、流動及び平準化を助ける添加剤、泡防止のための添加剤、レオロジー修正のための添加剤、並びに同様物、並びにこれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
【００８７】
結合層は、レンズ材料を硬化する際に、レンズ材料中に埋め込まれてもよい。したがって、結合層は、レンズの結合層が塗布される鋳型の表面に応じて形成されるレンズの前面又は裏面に近接して組み込ませてもよい。また、結合層の１つ又は２つ以上の層は、任意の順番で塗布してもよい。
【００８８】
本明細書において記載される方法を使用して、任意の既知のレンズ材料、又はそのようなレンズの製造に好適な材料から製造されるハード又はソフトコンタクトレンズを提供し得るが、好ましくは、レンズは、約０〜約９０％の含水量を有する、ソフトコンタクトレンズである。更に好ましくは、レンズは、モノマー含有ヒドロキシ基、カルボキシル基、又はこれらの両方から製造される、若しくは、シロキサン、ヒドロゲル、シリコーンヒドロゲル、及びこれらの組み合わせ等のシリコーン含有ポリマーから製造される。本発明のレンズを形成するのに有用な材料は、重合開始剤等の添加剤に加えて、マクロマー、モノマー、及びこれらの組み合わせの混合物を反応させることによって、製造し得る。好適な材料は、シリコーンマクロマー及び親水性モノマーから製造されるシリコーンヒドロゲルを含むが、これらに限定されない。
【００８９】
追加的実施例は、内部構成要素が、封入材料によって封入される特徴による場合がある。封入剤の２つの層の間のシームを含む方法でエネルギー源をコーティングすることが可能であり得る。あるいは、封入剤は、シームを生じないような方法で適用されてもよいが、多くの実施例は、エネルギー源が２つの別個の、かつ絶縁した電気接触点を提供することを必要とすることに留意すべきである。本明細書において詳述される技術と適合し得る、エネルギー源を封入するための他の様々な手段が存在することが、当業者には明白であり得る。
【００９０】
上記のように、エネルギー源は電気の形態でエネルギーを提供する必要があり得、したがって、エネルギー源をエネルギー印加される要素に接続するために、少なくとも２つの電気的に絶縁された接触点を有する必要がある。いくつかのエネルギー源では、２つの導電性結合パッドが切断されるか、ないしは別の方法で封入剤へと形成され得る。これらの結合パッドに、ある形態の電気的導管が取り付けられて、電気エネルギーが、エネルギー源から、エネルギー印加されるべき装置へと流れることを可能にしてもよい。ここで図２を参照すると、項目２００はエネルギー源２１０が２つの接触点２４０を有し得る様子を示す。これらの接触点は、これらに取り付けられた導電性ワイヤ２３０を有し、エネルギー源２１０から別の装置２２０へとエネルギーを伝導し得る。
【００９１】
電気ワイヤ２３０が接触点２４０に接続され得る方法は、本技術において多くの実施例を形成し得る。これらのワイヤは、ワイヤを物理的に研磨して、代替的な結合パッド金属を有する電気接触子にするワイヤ結合技術によって取り付けられ得る。更に他の実施例は、例えば、はんだ付け技術により、ワイヤ２３０と接触点２４０との間で接触する金属を融解させることによる場合がある。接触ワイヤ２３０を接触点２４０へと蒸着させることが可能であり得る。導電要素２３０を画成し、これを接触パッド２４０へと接続するために導電性エポキシ、又はインクが使用され得る。エネルギーを別の装置へ、又はこれから伝導するために、エネルギー源の接触点への接続を作る多くの手段は、本発明の範囲内の実施例を含み得ることが、当業者には明白であり得る。
【００９２】
図２において先に説明され、示されたように、項目２００（エネルギー源）は、記載された２つ以上の種類のエネルギー源の複合物として定義されてもよい。例えば、図２のエネルギー源は、光電セル２４０と組み合わされた、再充電可能なリチウム薄膜電池２１０を含んでもよい。多くの光電セルの種類が、本明細書における技術と適合し得、このような実施例で使用される光起電装置の例は、Ｃｌａｒｅ，Ｉｎｃ．（Ｂｅｖｅｒｌｙ，ＭＡ）によって製造されるＣＰＣ１８２２であり、これはおよそ２．５ｍｍ×１．８ｍｍ×０．３ｍｍのダイ形状であり、光条件において４ボルトの直流電流（ＶＤＣ）を提供することができる。図２に示されるように、光起電装置の出力が、電池に直接提供され得る。あるいは、出力管理装置が、ある種のエネルギー再印加装置で再充電可能な電池の充電を制御してもよい。エネルギー印加される眼用レンズ上の、本発明の範囲内のエネルギー源にエネルギーを再印加する、多くの実施例が存在し得るため、この特定の実施例は非限定的な意味において提供される。
【００９３】
Ｃｌａｒｅ光電力セルの場合、外部光源は、別の取り付けられたエネルギー源にエネルギーを再印加するための方法を含み得る。およそ１太陽光（one sun）以上の光強度において、電池はかなりの充電電流を提供する。このような光起電装置と相互作用するために、エネルギー再印加システムを構成するための多くの方法が存在し得る。非限定的な実施例により、水和媒体中の眼用レンズの保存中に、適切な強度の光を提供することが可能であり得る。
【００９４】
エネルギー源にエネルギーを再印加する他の実施例は、別の装置によって画定され得る。例えば、眼用レンズの本体にわたる熱勾配は、熱電装置がエネルギー源へのエネルギー再印加を提供するために使用され得る。あるいは、外部エネルギーが、外部無線周波信号及びレンズ内の吸収装置、外部電圧場及びレンズ内の容量結合装置、又は機械的エネルギー、若しくは圧力、及び圧電装置の使用により、眼用レンズへと結合され得る。エネルギー印加されたレンズ内のエネルギー源にエネルギーを再印加するための多くの方法が存在し得ることが、当業者には明白であり得る。
【００９５】
先の説明で触れたように、再充電不可能な化学的性質の電池型エネルギー源は、本明細書において開示される新規性を有する別のエネルギー源を提供し得る。再充電可能性の利点のいくつかを潜在的に欠く一方このような実施例は、別の方法により潜在的な費用、及び実施に関する利点を有し得る。本明細書において記載された再充電可能なエネルギー源と同等の方法で再充電不可能な封入された電気化学電池を含めることが、本開示の範囲内にあるものと認識され得る。
【００９６】
本発明の様々なエネルギー源は、眼用レンズ内に「オンボード」の電源を提供し、これは電子的構成要素、可撓性回路相互接続基材、印刷された電気的相互接続、センサー、及び／又はカスタム活性（custom active）構成要素と共に使用され得る。エネルギー印加され得るこれらの様々な構成要素は、広範な機能を実行する実施例を規定し得る。非限定的な実施例により、エネルギー印加された眼用レンズは、眼用レンズの焦点特性を調節する機能にエネルギーを印加する電気光学装置であり得る。更に他の実施例では、エネルギー印加された機能は、医薬品、又は他の物質をポンプ注入し得る、眼用レンズ内のポンプ機構を活性化させてもよい。なお更なるエネルギー印加される機能は、眼用レンズ内の感知装置、及び通信装置を含み得る。エネルギー印加された眼用レンズ内で可能であり得る機能に関する、広範な実施例が存在し得ることが、当業者には明白であり得る。
【００９７】
エネルギー印加された眼用レンズ内のエネルギー源は、眼用レンズ、又は他の形状のヒドロゲル物品内におけるなお更なるエネルギー印加された機能の、ワイヤレスの制御された活性化を提供するために、眼用レンズ内の制御機能にエネルギーを印加し得る。非限定的な実施例により、エネルギー源は、有限の限定的な最大電流容量を有し得る、埋め込まれ、封入された薄膜マイクロ電池を含み得る。漏洩電流、静止引き込み電流を最小化し、それによって完全に充電された薄膜マイクロ電池が、貯蔵中に可能な限りその電荷を維持するため、電気活性レンズ中でマイクロ電池を活性化し、他の構成要素に電気的に接続するための様々な手段が利用され得る。光電力セル（例えば、Ｃｌａｒｅ  ＣＰＣ１８２２のダイ形態）、又は光電感知装置が、規定の光条件下において、レンズ内のトランジスタ、又は他のマイクロ電子構成要素を活性化してもよく、これは次にレンズ内における電池と他のマイクロ電子構成要素との相互接続を活性化する。ミクロ寸法のホール効果センサー／スイッチ、例えば、Ａｌｌｅｇｒｏ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．（Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ，ＭＡ）によって製造されるＡ１１７２が使用されて、磁石のＮ極、及び／又はＳ極に曝露された際に、レンズ内の電池、及び／又は他のミクロ電子構成要素を活性させてもよい。物理接触スイッチ、膜スイッチ、無線周波スイッチ、温度センサー、光ダイオード、フォトレジスタ、フォトトランジスタ、又は光学センサーが使用されて、エネルギー印加された眼用レンズ内の電池、及び／又は取り付けられた電子部品を活性化してもよい。
【００９８】
エネルギー印加された眼用レンズ内のエネルギー源は、集積回路と共に組み込まれてもよい。この種類のエネルギー源では、シリコン基材上の平坦な薄膜マイクロ電池の導入は、半導体製造プロセスに組み込まれる。このような手法は、本発明の電気活性レンズ内に組み込まれ得る様々な集積回路に、別個の電源を提供し得る。あるいは、集積回路が、エネルギー印加されたレンズの別個の構成要素として組み込まれてもよい。
【００９９】
図３を参照すると、項目３００（エネルギー印加された眼用レンズの描写）が図示される。この描写では、エネルギー源３１０は、薄膜の再充電可能なリチウムイオン電池を含み得る。電池は、相互接続を可能にする接触点３７０を有し得る。ワイヤは、接触点３７０へとワイヤ結合されたワイヤであり、電池エネルギー源３１０を再充電するために使用され得る光電池３６０へと電池を接続してもよい。追加的なワイヤがエネルギー源を、第２組の接触点３５０のワイヤ結合された接触点を介して相互接続される可撓性回路に接触させてもよい。これらの接触点３５０は、可撓性相互接続基材３５５の一部であり得る。この相互接続基材は、前述のエネルギー源と同様の方法で、典型的なレンズの形状に類似する形状へと形成され得る。追加的な可撓性を追加するために、相互接続基材３５５は、半径方向の切断部３４５などの追加的な形状特徴をその長さに沿って含んでもよい。相互接続基材３５５の個別のフラップは、ＩＣ、別個の構成要素、受動構成要素、及び項目３３０に図示される装置など、様々な電子的構成要素に接続されてもよい。これらの構成要素は、ワイヤ、又は他の接続手段３４０によって、相互接続基材３５５内の導電経路へと相互接続される。非限定的な実施例により、様々な構成要素が様々な手段により可撓性相互接続基材３５５に接続されてもよく、既に説明された電池への相互接続が作製され得る。様々な電気構成要素の組み合わせが、項目３９０として図示される電気工学装置の制御信号を規定し得る。制御信号は、相互接続３２０に沿って伝送され得る。エネルギー印加された機能を有する、この種類の代表的なエネルギー印加された眼用レンズが、例示の目的のためのみに提供される。当業者には明白であり得るように、この記述は決して本発明の技術の範囲を限定するものとして理解されるべきではなく、機能、設計、相互接続構成、エネルギー印加構成、及び本発明の概念の全体的利用の、多くの異なる実施形態が存在し得る。
【０１００】
これは、図３に関連し記載される実施例が、断面図の表示においてどのように見えるかを考慮する、更なる例示的描写目的を提供し得る。項目３８０として図示される図３の直線に沿ったこのような断面図は、図４で項目４００として描写される。この描写は、エネルギー源装置が薄膜電池装置であり得る場合の断面図に焦点を当てている。断面図は、眼用レンズの一般的な本体４４０を図示する。基材４２０の上に設置された薄膜電池が、本体４４０内にある。基材から上方に延びるようにして、カソード層４２２が存在してもよく、これは電解質層４２３によって囲まれていてもよく、これはひいてはアノード層４２４でコーティングされていてもよい。これらの層は、外部環境から電池層を封止する封入層４２１によって囲まれていてもよい。１つの代表的な実施形態では、電気的に制御された光学装置が、項目４１０として図示され得る。上記のように、これらの記載は非限定的な意味においてなされ、エネルギー印加され、機能的な眼用レンズの多くの別の実施例が、当業者にとって明白であり得る。
【０１０１】
いくつかの実施例では、眼用レンズの外観に影響を与える方法が存在し得る。薄膜マイクロ電池の審美性は様々な方法で変えることができ、これは、電気活性のコンタクトレンズ、又は成形されたヒドロゲル物品に埋め込まれた際に特定の外観を示す。薄膜マイクロ電池は、審美的に心地良いパターン、及び／又は色を有する包装材料を有するように製造してもよく、これは落ち着いた色彩の外観の薄膜マイクロ電池を提供するか、又は別の方法として虹彩様の色のパターン、無色、及び／若しくは混合色のパターン、反射性の設計、真珠光沢設計、金属状設計、あるいは潜在的に他の任意の審美的設計、又はパターンを提供するように機能する。薄膜フィルム電池は、レンズ内の他の構成要素、例えば、電池の前側表面に取り付けられた光起電力チップにより、又は別の方法として可撓性回路の全部、又は一部の後側に電池を定置することにより、部分的に隠されてもよい。更に、薄膜電池は、上側、又は下側瞼が電池の可視性を部分的に、又は全体的に隠すように、計画的に配置されてもよい。エネルギー印加された眼科用装置の外観、及びこれらを画成する方法に関する多くの実施例が存在することが、当業者には明白であり得る。
【０１０２】
記載された様々な種類のエネルギー印加された眼科用装置の形成に関する多くの方法が存在し得る。実施例のあるセットにおいて、本明細書において記載される本発明は、別個の工程における、特定のエネルギー印加された眼用レンズのサブ構成要素を組み立てる工程を含み得る。生体適合性の、不活性な、コンフォーマルコーティングと共に使用される、有利に成形された薄膜マイクロ電池、可撓性回路、相互接続、マイクロ電子構成要素、及び／又は他の電気活性構成要素の「オフライン」アセンブリは、既知の鋳造成形コンタクトレンズ製造プロセスに組み込むことができる、包括的で埋め込み可能な単一のパッケージを提供する。可撓性回路は、銅被覆ポリイミドフィルム、又は他の同様の基材から製作されるものを含み得る。
【０１０３】
コンフォーマルコーティングとしては、パリレン（等級Ｎ、Ｃ、Ｄ、ＨＴ、及びこれらのいずれかの組み合わせ）、ポリ（ｐ−キシリレン）、絶縁コーティング、シリコーンコンフォーマルコーティング、ポリウレタンコンフォーマルコーティング、アクリルコンフォーマルコーティング、剛性の気体透過性ポリマー、又は他の任意の有利な生体適合性コーティングが挙げられるがこれらに限定されない。
【０１０４】
眼用レンズ材料内の、及び／又はこれによって封入される実施形態に順応する形状の薄膜マイクロ電池の形状設計を指向する方法が含まれ得る。他の方法は、ヒドロゲル、シリコーンヒドロゲル、剛性の気体透過性「ＲＧＰ」コンタクトレンズ材料、シリコーン、熱可塑性ポリマー、熱可塑性エラストマー、熱硬化性ポリマー、コンフォーマル絶縁／誘電コーティング、及び密封バリアコーティングなど、これらに限定されない様々な材料に薄膜マイクロ電池を組み込むための方法を含む。
【０１０５】
更に他の実施例は、エネルギー源の眼用レンズ形状内への計画的な定置の方法を含む。具体的に、いくつかの実施形態では、エネルギー源は半透明の物品であり得る。エネルギー源は、眼用レンズを通じた光の透過を妨害しないことがあるため、設計方法は、コンタクトレンズの中央５〜８ｍｍが、エネルギー源のいずれかの半透明の部分によって妨害され得ないことを確実にし得る。眼用レンズの光学的に関連する部分と良好に相互作用するための、様々なエネルギー源の設計に関連する、多くの異なる実施形態が存在し得ることが、当業者にとって明白であり得る。
【０１０６】
エネルギー源の体積、及び密度は、上記のエネルギー源がまた単独で、又は眼上でレンズを回転安定化させるように眼用レンズの本体に設計される他のレンズ安定化ゾーンと共に機能し得るように、設計を促進し得る。このような実施例は、乱視の矯正、眼上における快適性の改善、又はエネルギー印加された眼用レンズ内の他の構成要素の安定した／制御された配置が挙げられるがこれらに限定されない多くの用途において有利である。
【０１０７】
加えて、エネルギー源は、コンタクトレンズの外側縁部から一定の位置に定置されて、良好な快適性を提供すると同時に、有害事象の発生を最小限にするためにコンタクトレンズ縁部の輪郭の有利な設計を可能にし得る。回避するべきこのような有害事象の例としては、上皮弓状病変、又は巨大乳頭結膜炎が挙げられる。
【０１０８】
非限定的な実施例により、埋め込まれた電気化学セルのカソード、電解質、及びアノード機構が、このようなカソード、電解質、及びアノード区域を画定する形状の印刷されたインクによって形成され得る。このように形成された電池は、例えば、マンガン酸化物、及び亜鉛の化学的性質に基づく単回使用電池、及び上記の薄膜電池の化学的性質と同様のリチウムの化学的性質に基づく再充電可能な薄い電池の両方を含む。エネルギー印加された眼用レンズの様々な機構、及び形成方法の様々な異なる実施形態が、印刷技術の使用を含み得ることが、当業者には明白であり得る。
【０１０９】
記載された様々な方法でエネルギー印加された眼用レンズの実施形態を形成するために使用され得る装置に関する多くの実施例が存在し得る。加工の基本工程は、眼用レンズのエネルギー源を含む様々な構成要素を支持することに関連し得るが、眼用レンズの本体はこれらの構成要素の周囲で成形される。エネルギー源は、レンズ鋳型の保持点に取り付けられてもよい。保持点は、レンズ本体を形成するものと同種の重合材料によって固定してよい。様々なエネルギー源を、これらがレンズ本体に封入される前に支持するための多くの方法が、本発明の範囲内であることが当業者には明白であり得る。
【０１１０】
ここで図７を参照し、本発明の実施例によるコントローラ７００が例示される。コントローラ７００は、通信装置７２０に結合する、１つ又は２つ以上のプロセッサ構成要素を含み得るプロセッサ７１０を含む。コントローラ７００は、眼用レンズに配置されるエネルギー受容体にエネルギーを伝達するために使用され得る。
【０１１１】
コントローラは、通信チャネルを介してエネルギーを通信するように構成された通信装置に結合した１つ又は２つ以上のプロセッサを含むことができる。この通信装置は、眼用レンズの受容体にエネルギーを伝送することと、眼用レンズへ、及びそのレンズからデジタルデータを伝送することのうちの、１つ又は２つ以上を電気的に制御するのに使用することができる。
【０１１２】
通信装置７２０は、例えば、１つ若しくは２つ以上のコントローラ装置、又は製造機器構成要素、例えば、導電性材料をインクジェット印刷するか、又は結合層を堆積するためのインクジェット印刷装置、及び１つ若しくは２つ以上の結合層を堆積するためのパッド印刷装置などと通信するために使用され得る。
【０１１３】
プロセッサ７１０は、記憶装置７３０とも通信する。記憶装置７３０は、磁気記憶装置（例えば、磁気テープ及びハードディスクドライブ）、光学式記憶装置、及び／又はランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）装置及びリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）装置等の半導体記憶装置を含む、任意の適切な情報記憶装置を備えてもよい。
【０１１４】
記憶装置７３０は、プロセッサ７１０を制御するためのプログラム７４０を記録することができる。プロセッサ７１０は、プログラム７４０の指示を実行し、それによって、本発明に従って作動する。例えば、プロセッサ７１０は、エネルギー受容器の定置、処理装置の定置などを表わす情報を受信し得る。記憶装置７３０は、１つ又は２つ以上のデータベース内の眼科関連データを記憶することもできる。このデータベースには、導電性材料をインクジェット噴射してエネルギー受容体を形成するための、カスタム化されたエネルギー受容体設計、計測データ、及び具体的な制御シーケンスが含まれ得る。
【０１１５】
プロセッサ装置などの構成要素を有する眼用レンズが、眼用レンズに組み込まれるエネルギー源と適合し、眼用レンズ内で論理機能、ないしは別のプロセスを実行するために使用され得る。
【０１１６】
積層一体型構成要素を含むエネルギー印加した眼用レンズ
本明細書において記載される実施例に続き、エネルギー印加された眼用レンズは、眼用レンズに組み込むために、様々な構成要素、及び構成要素の種類を含む別個の層を新規の装置に積み重ねることによって、一体化された構成要素を含み得る。図３及び図４に記載されるものと同様の基本的構造は、本技術を例示するための代表的な設計をもたらす。
【０１１７】
図８に進み、エネルギー印加されたレンズに組み込むために、積層一体型構成要素の断面ブロック図が表される。代表的な装置は、示されるように、８層を有し得る。層の様々な機能が存在することがあり、上層（項目８１０）は、接続パッド８８０及び８８１を介し、装置と、装置外部の構成要素との間の相互接続層として機能してもよい。項目８１５として確認できる、上層の下の層は、装置層として機能してもよく、多くの装置機能が組み込まれ得る。層の積み重ね体の下方へと移り、項目８２５は、様々な層、及び層内の様々な装置にわたって、電力及び信号を経路指定する、相互接続層を画定してもよい。更に続いて、項目８３０の４つの層として示される、別個の電池要素の多くの層が存在し得る。この実施例において、下部基材層は、上記の層を支持し、更に、積層一体型構成要素への無線通信のためのアンテナの機能をもたらす。
【０１１８】
当業者に明らかであり得るように、項目８００の例は、眼用レンズ内の能動的焦合要素を制御する機能的要素を含み得る。図９に進み、例えば、積層装置が、エネルギー印加された眼用レンズ（項目９００）に導入されるのが見られる。レンズは、項目９３０として示される、ヒドロゲルレンズ本体から形成されてもよい。眼用レンズ本体内に、電気活性レンズ要素（項目９２０）が位置してもよく、これは要素に電気信号を適用し、眼用レンズの集光力を変えることによって反応し得る。この実施例において、積層一体型構成要素は、項目９１０として確認することができ、装置の一部が断面図で露出している。この記載により、積層一体型構成要素を有する、エネルギー印加された眼用レンズを形成する多くの方法が存在してもよく、かつこの種類の装置が実施し得る多くの機能が存在し得ることが、当業者にとって明らかとなる。
【０１１９】
図８に戻り、図９の項目９００の代表的な構造を備える項目８００念頭に置いた上で、積層一体型装置は、少なくとも以下の方法により、その環境と相互作用し得る。第１実施例において、電気活性レンズ要素は、積層装置の境界パッド８８０、及び８８１と結合されたワイヤのセットによって、積層一体型構成要素装置と接続されてもよい。これらの２つの接続部の間にＤＣ電圧信号を印加することにより、電気活性レンズは、内側レンズメニスカス境界面の形状を変化させ、よって眼用レンズが着用される際の一般的な方法で着用されたときに、ユーザーの目へと出る、レンズの前面への入射光に対する、装置の焦合力を変更することがある。
【０１２０】
出力位置８８０及び８８１へと代表的なＤＣ信号を生成するため、積層一体型構成要素装置は、例えば、層８３５におけるそのアンテナに無線活性信号を受信していてもよい。アンテナ８３５、及び一体型受動装置（項目８５５）の様々な受動的インダクタ、コンデンサ、及びレジスタを含む電気フィルタリング装置、及びいくつかの実施例においては、例えば、項目８４５（ＲＦトランシーバ構成要素）に存在し得る能動的電気増幅装置の設計の組み合わせと適合する、特定の周波数範囲を有し得る、搬送波に沿って電磁信号が送信され得る。多くの異なる種類の電気信号が、積層装置により、外側接続部に適用されてもよく、多くの活性信号が積層一体型構成要素装置内の構成要素により検出されて、これが動作の特定の状態を達成することが、当業者にとって明らかとなる。
【０１２１】
受信されたＲＦ信号は、いくつかの実施例において、入力受信及びフィルタリング段階から、ＲＦトランシーバ（項目８４５）へと伝達され得る。この構成要素は、ＲＦ搬送波から信号を抽出する機能を実行するものとして現況技術において既知のＲＦトランシーバ回路の多くの実施例を含み得る。この信号はデジタルベース信号を含む場合があり、他の実施例においてはアナログ信号であり得る。これは、振幅変調、周波数変調、又は他の信号エンコード方法に基づく場合がある。トランシーバは、更に、信号を処理し、積層一体型構成要素装置内の他の構成要素にデジタル出力をもたらしてもよい。信号をエンコードしてエネルギー印加されたレンズに送り、積層一体型構成要素装置内の構成要素が、これらの信号を、代表的な装置の構成要素の制御に使用するためにデコードする、様々な方法が存在し得る。
【０１２２】
エネルギー印加された眼用レンズが信号を受信し、その後外部装置に信号を適用するため、エネルギー印加されたレンズは、様々な装置により内部制御機能の処理を有する必要があり得る。項目８００の実施例において、電子装置は、制御機能プロセッサ（項目８５０）として存在してもよく、これは、相互接続層８２５を通じて信号及び電力を受信し、加えてこの層に沿って信号も送信する。電気活性レンズは、２つの屈折力の一方を想定するように制御され得る。これらの実施例における制御機能の一部は、活性化の際に電気活性レンズへの信号の初期状態を判定する工程と、レンズに送信される信号の内容をデコードして、その制御信号と正確に関連付けられているかどうかを判定する工程と、いずれかの信号送信の内容を判定し、かつその内容を処理して、電気活性レンズの所望の出力状態を判定する工程と、並びに多くの他の制御機能とを含む。図８の項目８００に見られるように、様々な積層の内部に、及びこれを通じて、電力及び信号経路指定のために使用され得る、多くの経路が存在し得る。
【０１２３】
エネルギー印加された眼用レンズの一体化機能は、これがエネルギー印加される方法に由来し得る。図８を引き続き参照し、項目８２０、８３０、８３５、８４０、及び８５５は全て、眼用レンズのエネルギー印加に関係し得る。項目８３０を構成する構成要素によって、基本的な態様が例示され得る。個別の電池構成要素は、積層一体化構成要素装置の基本的なエネルギー保存機能を形成するように、様々な層として組み合わされてもよい。これらの電池要素からの電力は、電池要素の間で使用される相互接続によって組み合わされてもよく、又は代わりに、各要素が別個の固有の接続を有してもよい。電池要素の様々な組み合わせは、本発明の範囲の技術を含むことが、明らかであり得る。電池要素の接続又は要素の組み合わせは、相互接続層８２５を通じて、層８１５の電力管理構成要素へと経路指定される。この構成要素は、電圧及び電流容量の様々な未処理の電池出力を扱い、これらを、積層一体型構成要素装置内の他の様々な構成要素にもたらされ得る１つ又は２つ以上の電力供給出力を得るために、様々な方法で処理してもよい。
【０１２４】
要素８５５における受動装置は、装置のエネルギー印加に使用され得る。例えば、コンデンサは、電池管理装置によって充電されてもよい。いくつかの実施例において、コンデンサは、積層一体型構成要素装置全体が引き込む電流の量の迅速又は有意な変更を緩衝するという重要な役割を果たし得る。他の事例では、これらのコンデンサは、電池電圧からより高い電圧へと電圧を段階的に増加させる回路に利用され得る。工程８５５の、受動的装置の更に他の用途は、電力供給をフィルタリングし、ここから、いくつかの場合において存在し得る、信号ノイズを「除去する」ことに関係し得る。積層一体型構成要素装置において、項目８５５の受動装置が果たし得る、多くの役割が存在し得る。
【０１２５】
項目８３０として示される電池要素は、単回使用であるか、又は非充電式の要素であり得る。しかしながら、他の例は、充電され得る電池要素を利用してもよい。これらの実施例において、電池の再充電に関連するエネルギー印加システムの構成要素が存在し得る。外部充電信号は、層８３５内に配置されるアンテナへと無線で送信され得る。このアンテナは、電池要素を充電するためにエネルギーを受け取ることを含む目的のための、別個の専用アンテナであり得る。単一のアンテナは、電池要素を再充電するためのエネルギー供給に関係するものを含む、多くの種類の信号を受信してもよい。アンテナからのエネルギーは、積層一体型構成要素を通じて経路付けされてもよく、いくつかの実施例においては最初に電力管理装置に送られてもよい。これらの装置内において、電池充電機能は、項目８２０として表される。入力電力は受け取られた後、項目８３０の電池要素の一部又は全部を充電するために、適切な電圧及び電流へと修正されてもよい。
【０１２６】
再充電が行われる間、残りの装置機能は休止していてもよい。更に他の実施例は、電池要素の同時の充電を可能にし得る一方で、電池要素のいくつかからエネルギーを引く他の機能が実行されてもよい。
【０１２７】
本明細書において行われた記載は、積層一体型構成要素装置に焦点を当てており、電池要素は、積層体自体の内部の項目８３０として記載される。電池要素の機能の同様の多様性がまた、電池が積層一体型構成要素装置の一部でなく、これに取り付けられているときに生じ得る。図１０に進み、項目１０００において、電池要素が積層一体型構成要素装置の一部でない実施例が提示される。エネルギー印加された眼用レンズ項目９００と同様の方法により、項目１０００は、項目１０３０に示されるような、ヒドロゲル眼用レンズ本体を有し得る。これはまた、項目１０２０として示される電気活性レンズ構成要素を含み得る。これはまた、項目１０１０によって示される、積層一体型構成要素層を有してもよいが、電気活性レンズ要素１０２０の周辺に位置するように成形された、ワイヤ電池要素（項目１０２５）を有することがある。このバリエーション及び実施例は、積層一体型構成要素装置の外側に接続された電池要素が、どのように形成され得るかという文脈を補うためにもたらされ、このような形式において、機能は、本明細書において記載された電池要素の記載と、多くの点において等しい場合がある。同様に、一例として、実際にはワイヤ電池又は記載される特定のワイヤ電池以外の多くの異なる外部電池構成要素が、本発明内の技術からもたらされ得ることが、明らかであり得る。
【０１２８】
記載された様々な構成要素機能を使用する、記載される代表的な装置が実行し得る機能の一部を記載することが有用であり得る。エネルギー印加された眼用レンズが形成されて、項目９００に記載されるような形状及び形態を得ることができる。積層一体型構成要素装置は、再充電可能な薄膜電池要素に関連するエネルギー印加機能を含み得る。装置は、電池要素が完全に充電される充電環境に存在してもよい。装置のユーザーは、その目に眼用レンズを挿入してもよい。最初に装置は、レンズと交差し、ユーザーの目へと進む光の焦合状態を変更しない、初期状態を有し得る。ユーザーは、無線送信装置を有してもよく、これは例えば、電子スイッチを押して起動すると、エネルギー印加されたレンズにより受信するための周波数の好適な中央帯域において、ＲＦ信号を送信する。エネルギー印加されたレンズは、信号を受信してもよく、適切な搬送波帯域でエンコードされた信号は、ＲＦトランシーバ構成要素に信号を送る。ＲＦトランシーバは、信号を受信する際に、信号をデコードして、入力信号に関連する一連のデジタル信号を、積層一体型構成要素装置の制御機能構成要素に送信する。制御機能構成要素は、デジタル信号を処理し、入力信号が更なる処理のために適切であることを確認し、その後装置に光学素子の状態を変更させるように情報のデコードを生じるようにデジタル信号を処理してもよい。この処理の際に、制御機能構成要素は、信号をＲＦトランシーバに送り返してもよく、これを次にＲＦトランシーバが出力ＲＦ信号へと処理し、これがアンテナへ、その後、ユーザーがボタンを押す制御ボックスへと無線で経路付けされ、この送信は、いくつかの場合においては、レンズに生じようとする状態変化を確認し得る。同時に、制御機能構成要素はまた、項目８８０及び８８１にわたり適用される電圧を変更し、電気活性レンズへの制御信号を変更してもよい。制御信号のこの変化は、例えば、界面メニスカスレンズによりメニスカス形状を歪ませて、電気活性レンズの拡大力を増加させることによって、電気活性レンズの焦合特性を電気的に変更することができる。ここでレンズへと入射する画像は、これがレンズを透過する際に拡大され得る。ユーザーはここで、拡大されたユーザーの前の物体を見ることができることを認識し得る。この例は、積層一体型構成要素、及びエネルギー印加された眼用レンズの内側に接続された要素が、どのように機能し得るかを説明するのに有用であり得るが、これは本明細書における発明の概念による１つの代表的な実施形態に過ぎず、この実施例はいずれにせよ範囲を制限することを意図しないことが明らかとなり得る。
【０１２９】
エネルギー印加されたレンズ装置の様々な態様及び実施例が、以下に記載される。
【０１３０】
エネルギー印加された眼用レンズ装置が記載される。人間の目の中又は上に位置するのに好適なレンズであって、レンズは、レンズ材料内に形成された光学ゾーン、及び非光学ゾーンを含む、レンズと、非光学ゾーンを含むレンズの領域内のレンズ材料に少なくとも一部が埋め込まれたエネルギー源と、積層一体型構成要素装置内に含まれる電流引き込み構成要素であって、積層一体型構成要素もまたレンズ材料内に少なくとも一部埋め込まれる、電流引き込み構成要素とを含む。
【０１３１】
積層一体型構成要素装置は、少なくとも一部がレンズ材料に埋め込まれてもよい。
【０１３２】
レンズ形成混合物は、シリコンヒドロゲル材料を含み得る。
【０１３３】
エネルギー源は、積層一体型構成要素装置内に含まれてもよい。
【０１３４】
積層一体型構成要素装置は、電流引き込み構成要素の少なくとも一部を含む、同じ積層一体型構成要素装置であり得る。
【０１３５】
装置は、更に、エネルギー再印加構成要素を含み得る。
【０１３６】
前記エネルギー再印加構成要素が、光電装置、高周波吸収装置、誘導エネルギー結合装置、容量エネルギー結合装置、熱電装置、及び圧電装置のうちの少なくとも１つを含み得る。
【０１３７】
エネルギー再印加構成要素の少なくとも一部が、積層一体型構成要素装置内に収容されてもよい。
【０１３８】
エネルギー再印加構成要素は、エネルギー源にエネルギー再印加するために、エネルギーを直接供給してもよい。
【０１３９】
エネルギー再印加構成要素が、前記エネルギー源にエネルギーを再印加するために、エネルギー特性変換装置によって変更されたエネルギーを供給してもよい。
【０１４０】
電流引き込み構成要素は少なくとも一部が、非光学ゾーンに埋め込まれてもよい。
【０１４１】
レンズ材料は、エタフィルコン、セノフィルコン、ガリフィルコン、及びナラフィルコンの少なくとも１つを含んでもよい。
【０１４２】
エネルギー特性変更装置は、積層一体型構成要素装置内に収容されてもよい。
【０１４３】
エネルギー源は、電池を含み得る。
【０１４４】
電池は、再充電可能、単回使用電池である、及び／又は封入されてもよい。
【０１４５】
積層一体型構成要素装置は、多数の電池要素を含むことがある。
【０１４６】
積層一体型構成要素装置は、少なくとも眼用レンズの一般的形状へと成形されてもよい。
【０１４７】
積層一体型構成要素装置は、完全な環状の形状に成形されてもよい。
【０１４８】
積層一体型構成要素装置は、部分的な環状の形状に成形されてもよい。
【０１４９】
結論
上記の説明、及び以下の請求項によって更に定義されるとおり、眼用レンズを処理する方法、及びそのような方法を実行するための装置、並びにそれによって形成される眼用レンズが提示される。
【０１５０】
〔実施の態様〕
（１）  エネルギー印加された眼用レンズ装置であって、
人間の目の中又は上に位置するためのレンズであって、該レンズは、レンズ材料内に形成された光学ゾーン及び非光学ゾーンを含む、レンズと、
前記非光学ゾーンを含む前記レンズの領域内の前記レンズ材料内に少なくとも一部が埋め込まれたエネルギー源と、
積層一体型構成要素装置内に収容された電流引き込み構成要素であって、前記積層一体型構成要素装置の少なくとも一部が前記レンズ材料内に埋め込まれている、電流引き込み構成要素とを含む、エネルギー印加された眼用レンズ装置。
（２）  エネルギー再印加構成要素を追加的に含む、実施態様１に記載の装置。
（３）  前記エネルギー再印加構成要素が、光電装置、高周波吸収装置、誘導エネルギー結合装置、容量エネルギー結合装置、熱電装置、及び圧電装置のうちの少なくとも１つを含む、実施態様２に記載の装置。
（４）  前記エネルギー再印加構成要素の少なくとも一部が、前記積層一体型構成要素装置内に収容されている、実施態様２又は３に記載の装置。
（５）  前記エネルギー再印加構成要素が、前記エネルギー源にエネルギー再印加するために、エネルギーを直接供給する、実施態様２、３又は４のいずれかに記載の装置。
【０１５１】
（６）  前記エネルギー再印加構成要素が、前記エネルギー源にエネルギー再印加するために、エネルギー特性変換装置によって変更されたエネルギーを供給する、実施態様２、３、４、又は５のいずれかに記載の装置。
（７）  前記レンズ材料は、エタフィルコン、セノフィルコン、ガリフィルコン、及びナラフィルコンのうちの少なくとも１つを含む、実施態様１〜６のいずれかに記載の装置。
（８）  前記エネルギー特性変換装置は、積層一体型構成要素装置内に収容される、実施態様６に記載の装置。
（９）  前記積層一体型構成要素装置内の、機能構成要素を制御するための制御信号を受信するように動作可能なトランシーバを含む、実施態様１に記載の装置。
（１０）  内部に埋め込まれた、実施態様１〜９のいずれかに記載の装置を含む、眼用レンズ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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