(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体上又は体内の少なくとも一方で使用されるように構成された起動回路を有する電子システムであって、
デジタル制御部及び追加回路を含む機能電子装置と、
前記機能電子装置に電力を供給する電源と、
保管状態とアクティブ状態とを有し、前記保管状態にあるときに前記電源からのリーク電流を最小に抑えるため、前記電源を前記機能電子装置から分離するように構成された起動論理回路と、
前記電源と、前記起動論理回路と、前記機能電子装置に結合されるスイッチング素子と、
前記電源と前記起動論理回路との間に結合された第１パワーオンリセット回路であって、起動時に前記起動論理回路が正しい初期状態になることを保証するように構成され、かつ、前記起動回路を少なくとも前記起動論理回路の起動安定期間の間リセット状態に保つように構成された、第１パワーオンリセット回路と、
前記スイッチング素子と前記機能電子装置との間に結合された第２パワーオンリセット回路であって、起動時に前記機能電子装置が正しい初期状態になることを保証するように構成された、第２パワーオンリセット回路と、
前記起動論理回路に結合され、かつ、光検出器を含むセンサと、を有し、
前記第１パワーオンリセット回路からの所定の出力の後、前記電子システムは、少なくとも前記光検出器が光に照らされたことに応じた前記センサの起動、および、前記第２パワーオンリセット回路からの出力に応じて、前記保管状態から前記アクティブ状態に切り替わるように構成される、電子システム。
【請求項２】
請求項１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記第１パワーオンリセット回路からの前記所定の出力の後、前記電子システムは、前記光検出器が前記光に照らされたことに応じた前記センサの前記起動、前記第２パワーオンリセット回路からの前記出力、および、前記機能電子装置からの出力に応じて、前記保管状態から前記アクティブ状態に切り替わるように構成される、電子システム。
【請求項３】
請求項１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記電源は電池である、電子システム。
【請求項４】
請求項１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記スイッチング素子はトランジスタを含む、電子システム。
【請求項５】
請求項１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記スイッチング素子は電圧調整器を含む、電子システム。
【請求項６】
請求項１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記光検出器はフォトダイオードを含む、電子システム。
【請求項７】
請求項１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記電子システムは眼科用装置に組み込まれる、電子システム。
【請求項８】
請求項７に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記眼科用装置はコンタクトレンズを含む、電子システム。
【請求項９】
請求項７に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記眼科用装置は眼内レンズを含む、電子システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記機能電子装置の一部と、前記起動論理回路と、前記スイッチング素子と、前記センサは、集積回路に実装される、電子システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記集積回路は、回路基板上に組み込まれるか又は回路基板内に組み込まれるかの少なくとも一方である、電子システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記回路基板は環状リングとして構成され、かつコンタクトレンズに組み込まれるように円錐部分に形成されている、電子システム。
【請求項１３】
請求項１１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記回路基板は環状リングとして構成され、かつ眼内レンズに組み込まれるように円錐部分に形成されている、電子システム。
【請求項１４】
請求項１１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記回路基板は、金属化トレースを有するポリマーインサート又はプラスチックインサートの少なくとも一方を備える、電子システム。
【請求項１５】
請求項１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記起動論理回路は、前記光検出器が所定の閾値を超える強度の光に照らされたことに応じて、前記アクティブ状態に遷移する、電子システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記所定の閾値は、前記電子システムの製造中に調整可能なトリム値により少なくとも部分的に決定される、電子システム。
【請求項１７】
請求項１５に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記所定の閾値は、前記電子システムとの通信を通じて調整可能なプログラム可能値により少なくとも部分的に決定される、電子システム。
【請求項１８】
請求項１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記機能電子装置は、前記起動論理回路を前記保管状態とするように構成された制御部をさらに有する、電子システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記制御部は、さらに、センサ示度に応じて前記起動論理回路を前記保管状態とするように構成される、電子システム。
【請求項２０】
請求項１８に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記制御部は、さらに、無線通信を介して受信したコマンドに応じて前記起動論理回路を前記保管状態とするように構成される、電子システム。
【請求項２１】
請求項１８に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記制御部は、さらに、所定の時間遅延の後、前記起動論理回路を前記保管状態とするように構成される、電子システム。
【請求項２２】
請求項１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記機能電子装置の一部と、前記起動論理回路と、前記スイッチング素子と、前記センサは、２つ又は３つ以上の集積回路に実装される、電子システム。
【請求項２３】
請求項２２に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記２つ又は３つ以上の集積回路は、回路基板上に組み込まれるか又は回路基板内に組み込まれるかの少なくとも一方である、電子システム。
【請求項２４】
請求項２３に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記回路基板は環状リングとして構成され、かつコンタクトレンズに組み込まれるように円錐部分に形成されている、電子システム。
【請求項２５】
請求項２３に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記回路基板は環状リングとして構成され、かつ眼内レンズに組み込まれるように円錐部分に形成されている、電子システム。
【請求項２６】
請求項２３に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記回路基板は、金属化トレースを有するポリマーインサート又はプラスチックインサートの少なくとも一方を備える、電子システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式又は電子眼科用レンズ又はその他類似装置の起動回路に関し、特に電池又はその他エネルギー源からのリーク電流を最小に抑えるため、電池又はその他エネルギー源を電子システムのその他構成要素から分離／結合するために使用され得る起動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の説明）
電子装置の小型化が進むのにともなって、多様な用途において装着型又は埋め込み型のマイクロ電子装置が創出される可能性が益々高まっている。そのような用途には、体の化学反応の様子を監視すること、測定に応答してあるいは外部の制御信号に応答して、自動的なものを含め様々な機構によって、管理された薬用量の薬物又は治療薬を投与すること、並びに、器官又は組織の能力を増強することを挙げることができる。そのような装置の例には、グルコース注入ポンプ、ペースメーカー、除細動器、補助循環装置及び神経刺激器が挙げられる。特に有用な新たな応用分野として、眼科用装着型レンズ及びコンタクトレンズが挙げられる。例えば、装着型レンズは、目の能力を増強又は向上させるために、電子式可変焦点を有するレンズ組立体を組み込んでもよい。別の例において、可変焦点の有無にかかわらず、装着型コンタクトレンズが、前角膜（涙膜）に特定の化学物質が集中することを検知するために、電子センサを組み込んでもよい。レンズアセンブリにおける埋め込み型の電子部品の使用により、電力制御又は電力管理回路を含む電子部品に電力供給及び／又は再励起する方法として、また、電子部品同士を相互接続するため、内部及び外部の感知及び／又は観測を行うため、並びに電子部品及びレンズの全体的機能の制御を行うために、電子部品と通信する潜在的必要性が生じる。
【０００３】
人の眼は、数百万の色を識別する能力、変化する光条件に容易に順応する能力、及び信号又は情報を、高速インターネット接続を超える速度で脳に伝達する能力を有する。コンタクトレンズ及び眼内レンズなどのレンズは現在、近視（近眼）、遠視（遠眼）、老眼、及び乱視などの視力障害を補正する目的で利用されている。しかしながら、更なる要素を組み込んだ、適切に設計されたレンズを使用することで、視力障害を補正するのみならず、視力の向上を図ることができる。
【０００４】
コンタクトレンズは、近視、遠視、乱視、並びに他の視力欠陥を矯正するために利用され得る。コンタクトレンズはまた、装用者の目がより自然な見た目となるようにも利用され得る。コンタクトレンズ又は「コンタクト」は、単に眼の前面上に配置されるレンズである。コンタクトレンズは医療機器と見なされ、視力の補正及び／又は美容又は他の治療上の理由で装用され得る。コンタクトレンズは、１９５０年代以降、視力を改善するために商業的に利用されてきた。初期のコンタクトレンズは、硬質な材料から作製又は製作され、比較的高価で脆弱なものであった。加えて、これら初期のコンタクトレンズは、コンタクトレンズを通じて結膜及び角膜へと十分に酸素を透過させない材料から製作されており、これにより、場合によっては、臨床上の多数の悪影響を生じる可能性があった。こうしたコンタクトレンズは現在も利用されているが、最初の着け心地が悪いために全ての患者に適しているわけではない。当分野における最近の開発によって、ヒドロゲル系のソフトコンタクトレンズが生み出され、これは現在非常に一般的となっており、広く利用されている。特に、今日、入手可能なシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズは、非常に高度な酸素透過性を有するシリコーンの利点を、ヒドロゲルの持つ実証済みの快適性及び臨床成績と組み合わせたものである。基本的に、これらのシリコーンヒドロゲルに基づくコンタクトレンズは、初期の硬質な材料から作製されたコンタクトレンズと比べて、より高度な酸素透過率を有すると共に概してより着け心地がよい。
【０００５】
従来のコンタクトレンズは、上記に簡潔に述べた様々な視力の問題を解消するための特定の形状を有するポリマー構造である。機能性の向上を図るには、これらのポリマー構造に各種の回路及び要素を組み込む必要がある。例えば、制御回路、マイクロプロセッサ、通信装置、電力供給装置、センサ、アクチュエータ、発光ダイオード、及び小型アンテナを特別に設計された光電子素子を介してコンタクトレンズに組み込むことで、視力を補正するだけでなく、視力を向上させ、更に本明細書に述べられるような更なる機能性を与えることができる。電子及び／又は電動式コンタクトレンズは、ズームイン及びズームアウト機能により、又は単純にレンズの屈折能力を変化させることにより、視力を向上させるように設計することができる。電子及び／又は電動式コンタクトレンズは、色及び解像度を向上させ、文字情報を表示し、会話をリアルタイムで字幕に翻訳し、ナビゲーションシステムからの視覚的キューを与え、画像処理及びインターネットアクセスを与えるように設計することができる。こうしたレンズは装用者が低光量条件下でも見えるように設計することもできる。適切に設計された電子部品及び／又はレンズ上の電子機器の適切な配置により、可変焦点光学レンズを用いることなく例えば網膜に画像を投影することが可能となり、新規な画像ディスプレイを提供し、更には目覚ましアラートを提供することも可能となる。これらの機能若しくは同様の機能のいずれかに代えるか、又はこれに加えて、コンタクトレンズに装用者のバイオマーカー及び健康指標を非侵襲的に監視するための要素を組み込むこともできる。例えば、レンズに組み込まれたセンサによって涙膜の成分を分析することにより、糖尿病患者が血液を採取する必要をなくして、血糖値を監視することが可能となり得る。更に、適切に構成されたレンズには、コレステロール、ナトリウム及びカリウムの濃度、並びに他の生物学的マーカーを監視するためのセンサを組み込むことができる。これを無線データ送信器と組み合わせることにより、医師が患者の血液成分をほぼ即時に把握することが可能となり、患者が検査機関に赴いて血液を採取するために時間を浪費する必要がなくなる。更に、レンズに組み込まれたセンサを利用して眼に入射する光を検出することにより、周辺光条件を補償する、又は瞬きのパターンを調べることができる。
【０００６】
装置の適当な組み合わせにより、潜在的に無制限の機能性が提供され得るが、光学等級のポリマーの小片上に余分な要素を組み込むには多くの困難をともなう。一般的に、こうした要素をレンズ上に直接製造すること、及び非平面状の表面に平面状の装置を実装して相互に接続することは、多くの理由により困難である。一定の縮尺で製造することもまた困難である。レンズ上又はレンズ内に配置される要素は、眼の液体環境からこうした要素を保護する一方で、小型化され、わずか１．５平方センチメートルの透明なポリマー上に集積化される必要がある。追加の構成要素による付加的な厚さを有するコンタクトレンズを、装用者にとって心地よくかつ安全なものにすることも困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コンタクトレンズなどの眼科用装置の面積及び体積の制約、並びに装置が使用される環境を考慮すると、装置を物理的に実現するためには、その大部分が光学プラスチックからなる非平面状の表面に多数の電子素子を実装して相互接続することを含む、多くの問題を克服しなければならない。したがって、機械的かつ電気的な耐久性を有する電子コンタクトレンズを提供することが求められている。
【０００８】
これらは電動式レンズであるため、電子機器を動作させるためのエネルギー、又はより具体的には電流消費が、眼科用レンズの規模でのバッテリ技術を考慮した場合に懸念事項となる。通常の電流消費以外に、この種の電動式装置又はシステムでは、一般的に、待機電流予備電源、潜在的に広範囲の動作パラメータにわたる動作を確実にするための正確な電圧制御及びスイッチング性能、並びに、例えば初回の製造後及び最初の使用前の数年にわたり得るアイドリング状態の後、１回の充電で最大１８時間のバースト消費が求められる。結果的に、必要とされる電力を提供すると同時に、低コスト、長期間の高信頼サービス、安全性及びサイズを最適化するシステムへの要求が存在する。
【０００９】
更に、電動式レンズに付随する機能の複雑性、及び電動式レンズを構成する全ての要素間の高度な相互作用のため、電動式眼科用レンズを構成する電子部品及び光学素子の全体的な動作を調整及び制御することが求められる。したがって、安全、低コストで信頼性が高く、電力消費率が低く、かつ眼科用レンズに組み込むための拡張性を有する全ての他の構成要素の動作を制御するためのシステムが求められている。
【００１０】
電動式レンズ用の電池又はその他電源のサイズ及び／又は容量を最適化するためには、装置の能動的な電流消費並びに、アイドリング又はスタンバイ電流を最小に抑えなければならない。製造時に、装置はその機能及び性能がテスト可能なように、完全に動作可能でなければならない。組み立てられ、テストされた後、最初に使用されるまで、レンズは倉庫又は店舗の棚に数カ月又は数年放置される可能性がある。装用者によって装置が最初に使用される際に、なるべく電池容量が残っているように、このような保管期間中の電流消費を最小に抑える必要がある。相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）装置のような、電動式レンズの所望の機能を得るための電子装置は、リーク電流が高すぎて、保管期間中に電池に接続しておくことができない。さらに、電動式レンズも、その他コンタクトレンズと同様、外部への直接の機械的又は電気的接触が不能な連続的かつ平滑なポリマー表面が内部構成要素の周囲に存在する場合がある。したがって、保管中になるべく電流を消費せず、外部装置への直接の機械的又は電気的接触なしで動作状態に遷移可能な電動式レンズが求められている。さらに、装置は、組み立てられ、テストされた後、低電流保管状態に戻ることが可能でなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電動式眼科用レンズ用起動回路は、簡潔に上述された先行技術に関連付けられた制限を克服する。
【００１２】
本発明の一態様は、体上及び体内の少なくとも一方で使用されるように構成された起動回路を含む電子システムに関する。前記電子システムは、デジタル制御部及び追加回路を含む機能電子装置と、前記機能電子装置に電力を供給する電源と、保管状態とアクティブ状態とを有し、前記保管状態にあるときに前記電源からのリーク電流を最小に抑えるため、前記電源を前記機能電子装置から分離するように構成された起動論理回路と、前記電源と、前記起動論理回路と、前記機能電子装置に結合されるスイッチング素子と、前記起動論理回路に結合されるセンサとを有し、前記起動論理回路は、前記センサが起動されると、前記保管状態から前記アクティブ状態に切り替わるように構成される。
【００１３】
本発明は、可変焦点光学系が含まれる場合にそれを作動させることを含む、任意の数の機能を実行する、電子システム及び／又は電子装置を備える電動式コンタクトレンズに関する。電子システムは、必要に応じて、１又は２以上の電池又は他の電源、電力管理回路、１又は２以上のセンサ、クロック発生回路、制御アルゴニズム及び回路、並びにレンズ駆動回路を含む。本発明に係る電子システムはさらに、電池又は他の電源の保管期間及び動作寿命を可能な限り伸ばすことを目的に、保管中に電池又は他の電力供給源／電源からのリーク電流を最小に抑えるため、上述したものを含む電池又はその他エネルギー源を電子システムの部分から切断又は分離するために使用可能な起動回路を有する。簡潔に言うと、起動回路は、電力が必要ない状態では電池／電源をその他回路から分離し、電力が必要な状態では再結合する。
【００１４】
一実施形態では、電子システムは、本明細書で記載する多数の方法で実現可能な電池スイッチと、フォトダイオード又はその他適切なセンサと、保管状態とアクティブ状態とを有する起動論理回路とを有する。電池スイッチ又はスイッチング素子はアクティブ状態において閉じており、保管状態において開いている。起動回路は、一定期間強い光を浴びると又はフォトダイオードが照らされると、保管状態からアクティブ状態に切り替わるように構成される。別の種類のセンサが使用される場合、強い明りの代わりにその他信号を用いてもよい。外部刺激又はセンサ応答に応じて、電子システム内の制御回路により、起動回路は保管状態に戻されてもよい。本明細書で詳述するような任意の数の適切な方法で電池スイッチ又はスイッチング素子を実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の前述の特徴及び利点、並びに、他の特徴及び利点は、添付の図面に示される、以下の本発明の好ましい実施形態のより詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図１】本発明に係る電子システムの第１例示的実施形態の部分概略、部分ブロック図を示す。
【図２】本発明に係る電子システムの第２例示的実施形態の部分概略、部分ブロック図を示す。
【図３】本発明に係る起動回路の例示的実施形態の電子装置概略を示す。
【図４】本発明に係る起動回路の例示的状態遷移図を示す。
【図５】本発明に係る起動回路を有する電動式レンズの例示的タイミング図を示す。
【図６】本発明に係る電動式コンタクトレンズ用の起動回路を含む例示的な電子インサートを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
従来のコンタクトレンズは、上記に簡潔に述べた様々な視力の問題を解消するための特定の形状を有するポリマー構造である。高い機能性を達成するために、種々の回路及び構成要素が、これらのポリマー構造に一体化されてもよい。例えば、制御回路、マイクロプロセッサ、通信装置、電力供給装置、電力管理回路、センサ、アクチュエータ、発光ダイオード、及び小型アンテナを特別に設計された光電子素子を介してコンタクトレンズに組み込むことで、視力を補正するだけでなく、視力を向上させ、さらに本明細書に述べられるような更なる機能性を与えることができる。電子及び／又は電動式コンタクトレンズは、ズームイン及びズームアウト機能により、又は単純にレンズの屈折能力を変化させることにより、視力を向上させるように設計することができる。電子及び／又は電動式コンタクトレンズは、色及び解像度を向上させ、文字情報を表示し、会話をリアルタイムで字幕に翻訳し、ナビゲーションシステムからの視覚的キューを与え、画像処理及びインターネットアクセスを与えるように設計することができる。こうしたレンズは装用者が低光量条件下でも見えるように設計することもできる。適切に設計された電子部品及び／又はレンズ上の電子機器の適切な配置により、可変焦点光学レンズを用いることなく、例えば網膜に画像を投影することが可能となり、新規な画像ディスプレイを提供し、さらには目覚ましアラートを提供することも可能となる。これらの機能若しくは同様の機能のいずれかに代えるか、又はこれに加えて、コンタクトレンズに装用者のバイオマーカー及び健康指標を非侵襲的に監視するための要素を組み込むこともできる。例えば、レンズに組み込まれたセンサによって涙膜の成分を分析することにより、糖尿病患者が血液を採取する必要をなくして、血糖値を監視することが可能となり得る。さらに、適切に構成されたレンズには、コレステロール、ナトリウム及びカリウムの濃度、並びに他の生物学的マーカーを監視するためのセンサを組み込むことができる。これを無線データ送信器と組み合わせることにより、医師が患者の血液成分をほぼ即時に把握することが可能となり、患者が検査機関に赴いて血液を採取するために時間を浪費する必要がなくなる。さらに、レンズに組み込まれたセンサを利用して眼に入射する光を検出することにより、周辺光条件を補償する、又は瞬きのパターンを調べることができる。
【００１７】
本発明の例示的実施形態に係る電動式又は電子コンタクトレンズは、上述した視力障害の内の１又は２以上を有する患者の視力を補正及び／又は向上させるか、又は何らかの方法で有用な眼科的機能を行ううえで必要な構成要素を有する。加えて、電子コンタクトレンズは、単に正常な視力を向上させるためか、又は上述の通り幅広く多様な機能性を提供するために利用されてもよい。電子コンタクトレンズは、コンタクトレンズに埋め込まれるか又は任意の適当な機能性を与えるためにレンズなしで電子部品を単純に埋め込んだ、組み立てられた前方光学素子である可変焦点光学レンズとして構成することができる。本発明の電子レンズは、上述したような任意の数のコンタクトレンズに組み込むことができる。さらに、眼内レンズには、本明細書に述べるような様々な構成要素及び機能性を組み込むこともできる。しかしながら、説明を簡単にするため、本開示では、１回使用、１日使い捨ての視力障害補正用の電子コンタクトレンズについて主に述べる。
【００１８】
電子又は電動式眼科用レンズの制御は、携帯型遠隔装置などの、レンズと通信する手動式の外部の装置によって行うことができる。例えば、フォブは、装用者からの手動入力に基づいて電動式レンズと無線通信を行うことができる。また、電動式眼科用レンズの制御は、装用者からの直接的なフィードバック又は制御信号によって行うこともできる。例えば、レンズ内に構築されたセンサは、瞬き及び／又は瞬きパターンを検知してもよい。瞬きのパターン又はシーケンスに基づいて、電動式眼科用レンズは、近くの物体又は遠くの物体のいずれかに焦点を合わせるために、例えばその屈折力等の状態を変化させてもよい。
【００１９】
本発明は、可変焦点光学、又は実行され得る任意の数の様々な機能を実行するように構成された任意の１つ又は複数の他のデバイスを作動させる電子システムを備える電動式眼科用レンズ又は電動式コンタクトレンズに採用されてもよい。電子システムは、１又は２以上の電池又は他の電源、電力管理回路、１又は２以上のセンサ、クロック発生回路、制御アルゴニズム及び回路、並びにレンズ駆動回路を含む。これらの要素の複雑度は、必要とされる又は望ましいレンズの機能に応じて変わり得る。本発明の起動回路はさらに、この種の機能を必要とする任意の回路又はシステムで使用されてもよい。
【００２０】
本発明によると、電子システムはさらに、電池の保管期間及び動作寿命を可能な限り伸ばすことを目的に、保管中に電池からのリーク電流を最小に抑えるため、電池又はその他エネルギー貯蔵装置を電子システムの少なくとも一部から切断又は分離するために使用可能な起動回路を有する。起動回路は、必要に応じて電池若しくはその他電力供給源又は電源を、電子システムの残りの部分に結合又は再接続するように構成してもよい。一部の例示的実施形態では、電子システムは、電池スイッチ又はスイッチング要素と、フォトダイオード又はその他センサと、保管モード又は状態とアクティブモード又は状態を持つ起動回路とを有する。説明を簡単かつ一貫したものとするため、本明細書ではタームモードを取り扱わず、保管状態とアクティブ状態についてのみに言及するものとする。電池スイッチはアクティブ状態において閉じており、保管状態において開いている。起動回路は、一定期間強い明りに照らされると、又はフォトダイオードが照らされると、保管状態からアクティブ状態に切り替わるように構成される。光は、構成に応じて、特定の光源又は単純に外光からのものであってもよい。フォトダイオードは、光を浴びると光電流を生成する。無線通信又はセンサ応答のような外部刺激、所定の遅延時間経過、若しくは電動式レンズ又はその他適切な装置の動作に望ましいその他条件に応じて、電子システム内の制御回路により起動回路は保管状態に戻される。
【００２１】
図１に、本発明の第１例示的実施形態に係る電子システム１００のブロック図を示す。電子システム１００は、ＶＢＡＴＴノードに結合され、システム内のその他構成要素に電力を供給する電池１１０と、起動論理回路１２０と、フォトダイオード１３０と、ＶＢＡＴパワーオンリセット（ＰＯＲ）回路又はジェネレータ１４０、機能電子装置１５０と、電池スイッチ１６０とを有する。なお、説明を簡潔かつ容易にするため、全ての接地は図１には示されていない。後に詳述する電池スイッチ１６０は、電池１１０を、機能電子装置１５０から電子的に絶縁するよう機能する。ここで、電子的に絶縁、分離、切断及び／又は結合及び接続は全て何らかの形の直接的又は間接的接続又はその切断を意味するものである。ここでは電池１１０が図示、説明されるが、あらゆる適切な電源が使用可能であることを留意することが重要である。例えば、様々な貯蔵要素及び／又は誘導コイルが使用可能であり、それらを何らかの理由でその他電子装置から分離する必要が生じ得る。さらに、フォトダイオード１３０が図示、説明されるが、あらゆる適切なセンサが使用可能である。例えば、センサは、赤外線センサ、ホール効果又はリードセンサ、圧電圧力センサ、加速度センサ、又はその他任意の適切な電子機械又は電子化学変換器を含んでよい。フォトダイオード１３０は、信号線／入力ｐｄ＿ｃａｔｈｏｄｅを介して、起動論理回路１２０に接続されている。電池スイッチ１６０は、起動論理回路１２０の制御の下、ＶＢＡＴＴノードを、スイッチ後電池ノードＶＢＡＴＴＳＷに対して選択的に結合／分離するように構成される。
【００２２】
図１に示すように、電池スイッチ１６０は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴを有してもよい。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴは、ゲート端子の電圧が、ＭＯＳＦＥＴのソース端子に結合されたＶＢＡＴＴノード電圧よりも低く、その差が装置固有閾値電圧を超えると閉スイッチとなる。起動論理回路１２０は、電池スイッチ１６０  ＭＯＳＦＥＴのゲート端子の電圧を制御するための出力信号ｖｂａｔｔｓｗ＿ｅｎ＿ｂを提供するように構成される。機能電子装置１５０は、電動式レンズの所望の機能と特徴を提供するものであり、起動論理回路１２０に指示信号を提供するものである。機能電子装置１５０は、ＶＢＡＴＴＳＷパワーオンリセット（ＰＯＲ）回路又はジェネレータ１７０と、デジタル制御部１８０と、所定の機能を提供する一般的回路１８５とを有する。ＶＢＡＴＴＳＷ  ＰＯＲ回路１７０は、デジタル制御部１８０と起動回路１２０にｖｂａｔｔｓｗ＿ｒｓｔ＿ｎ信号を提供するように構成される。パワーオンリセット回路１４０及び１７０は、本分野で周知であり、結合された回路が正しい初期状態で起動することを保証するものである。ただし、後述するようにパワーオンリセット回路には常に所定の時間又は遅延が関連付けられるということに留意することが重要である。ＶＢＡＴ  ＰＯＲ回路１４０はＶＢＡＴＴノードに結合され、ＶＢＡＴＴノードの電圧が所定の閾値より高い状態が所定時間又は遅延の間続くとハイになり、その他の状態ではローとなる出力ｖｂａｔｔ＿ｒｓｔ＿ｎを起動論理回路１２０に提供するように構成される。一般的な閾値としては１．０〜２．０ボルトの間となり得る。したがって、ｖｂａｔｔ＿ｒｓｔ＿ｎ信号は、従来技術の通り電池電源で動作するラッチやフリップ・フロップのような連続論理要素をリセットするため、負論理リセット信号を提供するために使用してもよい。ＶＢＡＴ  ＰＯＲ回路１４０は、起動論理回路１２０の起動又は安定化時間より長い遅延を提供するように構成してもよい。これにより、起動論理回路１２０が所望の起動状態で安定した後、出力ｖｂａｔｔ＿ｒｓｔ＿ｎがデアサートされる。ＶＢＡＴＳＷ  ＰＯＲ回路１７０は、切替供給ノードＶＢＡＴＴＳＷに結合され、ＶＢＡＴＴＳＷノードの電圧が所定の閾値より高い状態が所定時間又は遅延の間続くとハイになり、その他の状態ではローとなる出力ｖｂａｔｔｓｗ＿ｒｓｔ＿ｎを提供するように構成される。一般的な閾値としては１．０〜２．０ボルトの間となり得る。したがって、ｖｂａｔｔｓｗ＿ｒｓｔ＿ｎ信号は、デジタル制御部１８０のような、ＶＢＡＴＴＳＷ供給ノードから動作されるラッチやフリップ・フロップのような連続論理要素をリセットするため、負論理リセット信号を提供するために使用してもよい。リセットされると、デジタル制御部１８０は、起動論理回路１２０に入力されるプリチャージ信号の値をローにし、ｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号の値をハイにするように構成される。デジタル制御部１８０は、無線通信又はセンサ応答のような外部刺激、所定の遅延時間経過、又は電動式レンズの動作に望ましいその他条件に応じてプリチャージ信号をハイとするかｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号をローにすることで、システムをＳＴＯＲＡＧＥ状態にするように構成してもよい。
【００２３】
電子システム１００は、ＳＴＯＲＡＧＥ状態において、機能電子装置１５０を電池１１０から切断／分離することで、電池１１０から引き出す電流を最小に抑えるように構成される。さらに、起動論理回路１２０、ＶＢＡＴ  ＰＯＲ回路１４０、電池スイッチ１６０は常に電池１１０に接続又は結合されているため、あらゆる状況下で引き出す電流を最小に抑えるように構成される。これら回路は、相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）装置と実装される場合、長いゲート長及び最小限のゲート幅とすることなどの本分野で周知の技術で、引き出す電流を最小に抑えるように構成してもよい。
【００２４】
図２は、本発明に係る電子システム２００の第２例示的実施形態のブロック図を示す。電子システム２００は、システム内のその他構成要素に電力を供給するためＶＢＡＴＴノードに結合された電池２１０と、起動論理回路２２０と、フォトダイオード２３０と、ＶＢＡＴパワーオンリセット（ＰＯＲ）回路又はジェネレータ２４０と、機能電子装置２５０とを有する。ＶＢＡＴパワーオンリセット（ＰＯＲ）回路２４０は、図１を参照に上述したＶＢＡＴパワーオンリセット（ＰＯＲ）回路１４０と同様の動作を行う。機能電子装置２５０は、電動式レンズの所望の機能と特徴を提供するものであり、起動論理回路２２０に指示信号を提供するものである。ここでも、説明を簡潔かつ容易にするため、全ての接地は図２に示していないことに留意されたい。機能電子装置２５０は、ノードＶＲＥＧに調整電圧を提供するように構成される電圧調整器２６０と、ＶＲＥＧパワーオンリセット（ＰＯＲ）回路２７０と、デジタル制御部２８０と、所定の機能を提供する一般回路２８５と、レベルシフタ２９０回路とを有する。ＶＲＥＧ  ＰＯＲ回路２７０はＶＲＥＧノードに結合され、ＶＲＥＧノードの電圧が所定の閾値より高い状態が所定時間又は遅延の間続くとハイになり、その他状況ではローとなる出力ｖｒｅｇ＿ｒｓｔ＿ｎを提供するように構成される。一般的な閾値としては０．５〜１．０ボルトの間となり得る。したがって、ｖｒｅｇ＿ｒｓｔ＿ｎ信号は、デジタル制御部２８０内のラッチやフリップ・フロップのような連続論理要素をリセットするため、負論理リセット信号を提供するよう使用してもよい。リセットされると、デジタル制御部２８０は、プリチャージ信号の値をローにし、ｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号の値をハイにするように構成される。デジタル制御部２８０は、外部コマンド、センサ応答、時間遅延経過、又は電動式レンズの動作に望ましいその他条件に応じてプリチャージ信号をハイとするかｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号をローにするように構成してもよい。
【００２５】
電子システム２００は、機能電子装置２５０を電池２１０から切断／分離することで、STORAGE状態の時、電池２１０から引き出す電流を最小に抑えるように構成される。これは電圧調整器２６０を停止することで可能となる。本分野で周知のように、電圧調整器２６０は動作可能状態となった際にＶＢＡＴＴノードをＶＲＥＧノードに結合するための単一のトランジスタを有してもよく、動作可能状態となるとＶＲＥＧノード電圧を所望の範囲内に維持するためにトランジスタのベース又はゲート電圧を調整するように構成してもよく、停止状態となるとトランジスタを切ることで残りの機能電子装置２５０を電池２１０から分離するように構成してもよい。起動論理回路２２０は、起動回路２２０の状態に応じて、電圧調整器２６０を動作可能とする又は停止させるため、電圧調整器２６０に出力ｖｒｅｇ＿ｅｎを提供するように構成される。電圧調整器２６０及びｖｒｅｇ＿ｅｎ信号の機能が、図１の電池スイッチ１６０及びｖｂａｔｔｓｗ＿ｅｎ＿ｂ信号に対応することに留意されたい。さらに、起動論理回路２２０、ＶＢＡＴ  ＰＯＲ回路２４０、電圧調整器２６０は常に電池２１０に接続されているため、あらゆる状況下で引き出す電流を最小に抑えるように構成される。これら回路及び電圧調整器２６０内のトランジスタは、相補型ＭＯＳ（ＣＭＯＳ）装置と実装される場合、長いゲート長及び最小限のゲート幅とすることなどの本分野で周知の技術で引き出す電流を最小に抑えるように構成してもよい。レベルシフタ２９０は、本分野で一般的に行われるように、ＶＲＥＧ  ＰＯＲ  ２７０回路及びデジタル制御部２８０の出力信号の電圧レベルを、ＶＢＡＴＴ電圧レベルに変換することで、起動論理回路２２０に「レール・ツー・レール」又はＣＭＯＳレベル信号を提供するように構成してもよい。例えば、レベルシフタ２９０は、ＶＲＥＧレベル信号ｖｒｅｇ＿ｒｓｔ＿ｎ、ｐｒｅｃｈａｒｇｅ、ｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅのレベルシフトした版のそれぞれ対応するｖｒｅｇ＿ｒｓｔ＿ｎ＿ｖｂ、ｐｒｅｃｈａｒｇｅ＿ｖｂ、ｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ＿ｖｂを起動論理回路２２０に出力する。
【００２６】
図１、２を参照に上述した通り、様々な装置で電池、光検出器やその他回路を代替可能である。例えば、電圧調整器２６０は電池スイッチ１６０の代わりに使用される。電圧調整器２６０が、電池スイッチ１６０と同様の動作、利点を提供しながら提供するスイッチ機能は、異なる態様で実現されることは明らかである。上述の通り、様々な接地接続が省略されたのと同様、図１、２の両方で説明を容易にするため構成要素間の様々な接続が省略されていることに留意することも重要である。
【００２７】
ここで説明されるデジタル制御部１８０及び２８０並びに回路１８５及び２８５は、視力を矯正するだけでなく、視力向上、さらには上述のような更なる機能を提供する電子装置の一部である。
【００２８】
図３は、本発明の例示的実施形態に係る起動論理回路３００を概略的に示す。起動論理回路３００は、プルアップ抵抗器３１０と、フォトダイオードスイッチ３２０と、シュミットトリガー３３０と、ラッチ３４０と、供給許可論理回路３５０と、設定論理回路３６０と、リセット論理回路３７０と、プリチャージ論理回路３８０と、プリチャージスイッチ３９０とを有する。起動論理回路３００はさらに、論理入力ｐｒｅｃｈａｒｇｅ、ｖｒｅｇ＿ｒｓｔ＿ｎ、ｖｂａｔ＿ｒｓｔ＿ｎ、ｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅと、論理出力ｖｒｅｇ＿ｅｎと、フォトダイオード接続端子ｐｄ＿ｃａｔｈｏｄｅとを有する。ラッチ３４０の状態は電子システムの状態に対応する。ラッチ３４０が設定されると、システムはＡＣＴＩＶＥ状態となる。ラッチ３４０が設定されていないと、システムはＳＴＯＲＡＧＥ状態又は中間状態となってもよい。ラッチ３４０は、ラッチが設定されると正論理値となり、ラッチが設定されていないと負論理値となるＡＣＴＩＶＥ出力を有する。ラッチ３４０はさらに、ＡＣＴＩＶＥ出力が反転したものに等しい値を持つＡＣＴＩＶＥ＿ｂ出力をさらに有する。本分野では一般的なことだが、ここで信号名及び論理記述に付される符号＿ｂは、当該符号のない信号名の反転したものを示すものとする。ラッチ３４０は、それぞれローの際にラッチを設定又はリセット（又はクリア）するように構成されたｓｅｔ＿ｂ論理入力及びｒｓｔ＿ｂ論理入力を有する。プルアップ抵抗器３１０の第１端子は、図１、２に示すような電池の正端子に対応するＶＢＡＴＴノードに結合され、プルアップ抵抗器３１０の第２端子はフォトダイオードスイッチ３２０の第１端子と、シュミットトリガー３３０の入力に結合される。シュミットトリガー３３０の出力は、ノードｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ＿ｂに結合される。本分野で一般的に行われるとおり、シュミットトリガー３３０は、その入力の電圧が所定の高閾値を超えた場合、所定の低閾値を下回った場合、それぞれその出力を高、低電圧にするように構成される。フォトダイオードスイッチ３２０の第２端子は、図１、２に示すようｐｄ＿ｃａｔｈｏｄｅと称される端子を介してフォトダイオードのカソード端子に結合される。プルアップ抵抗器３１０は、フォトダイオードスイッチ３２０から少量の電流が引き出される際、プルアップ抵抗器３１０の第２端子の電圧をＶＢＡＴＴノード電圧又はその近傍に保つよう動作又は機能する。フォトダイオードスイッチ３２０が閉じられ、プリチャージスイッチ３９０が開放していると、ｐｄ＿ｃａｔｈｏｄｅ端子に結合されたフォトダイオードにより引き出された電流は、抵抗器３１０の第２端子の電圧をＶＢＡＴＴ電圧から離れて接地電圧に近づける。これにより、シュミットトリガー３３０の出力が、フォトダイオードに電流が存在することを示すよう、ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ＿ｂノードを低電圧とする。光強度閾値又は光電流閾値は、フォトダイオードの反応性、プルアップ抵抗器３１０の値、シュミットトリガー３３０の低閾値により定まる。同様に、フォトダイオードの代わりに又は代替として別のセンサが使用されると、対応する閾値は当該特定のセンサ、プルアップ抵抗器３１０の値、シュミットトリガー３３０の低閾値により定まる。
【００２９】
光強度閾値は、いくつかの理由で調整可能であってもよい。製品は、透明保管パッケージ、パッケージ内の起動回路を含む装置、装置にアクセスするための取り外し可能カバーとして実現してもよい。本例では、起動回路は、カバーが取り外され、例えば１００〜５００ルクスのようなバスルーム内の典型的な外光へ曝露されることで起動するような閾値を有してもよい。別の製品構成として、例えば１０００ルクスのようなより高い光レベルでなければ越えられない起動閾値を必要としてもよい。より高い起動閾値は、ＳＴＯＲＡＧＥモードでの電流消費削減、製造の際の起動の防止、電子システムが規定の明るい光に曝露されるまでＳＴＯＲＡＧＥモードにとどまることを保証することの内の１つ以上に対し有用となり得る。したがって、プルアップ抵抗器３１０の値と、シュミットトリガーの低閾値が、ハードウェア又はソフトウェア変更、例えば半導体製造で一般的な電子トリム又はヒューズ動作を介して、外部装置からデジタル制御部１８０又は２８０への通信を介して、あるいは電子システムの部品又は回路の製造中に調整可能としてもよい。光強度閾値のプログラミング又はソフトウェア変更は、電子ヒューズ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨメモリ又はその他適切な種類のメモリに記憶され、電子システムがＳＴＯＲＡＧＥモードに戻された際にも変更値が保たれる。
【００３０】
論理回路３５０、３６０、３７０、３８０は、以下の機能を実現するように構成される。供給許可論理回路３５０は、ｖｂａｔ＿ｒｓｔ＿ｎがハイで、光電流が存在するかラッチ３４０がアクティブ状態の際、ｖｒｅｇ＿ｅｎ出力をハイとする。それ以外の状況ではｖｒｅｇ＿ｅｎ出力はローとなるように構成される。したがって、電池電圧が高く、光電流が存在するかラッチ３４０がＡＣＴＩＶＥ状態の際、ｖｒｅｇ＿ｅｎ出力を使用して、電池スイッチを閉じるか、電圧調整器を動作可能としてもよい。設定論理回路３６０は、ｖｒｅｇ＿ｒｓｔ＿ｎ信号とｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号がハイで、ラッチ３４０がＡＣＴＩＶＥ状態でない場合、ｓｅｔ＿ｂ信号をローとする。それ以外の状況ではｓｅｔ＿ｂ信号はハイとなるように構成される。リセット論理回路３７０は、ｓｅｔ＿ｂ信号がアクティブではない（ハイ）で、電子システムが最初に電池に接続されることを示すようｖｂａｔ＿ｒｓｔ＿ｎ信号がローであるか、ラッチ３４０がＡＣＴＩＶＥ状態で、ｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号がローの場合、ｒｓｔ＿ｂ信号をローにしてラッチ３４０をリセット（又はクリア）するように構成される。プリチャージ論理回路３８０は、プリチャージスイッチ３９０及びフォトダイオードスイッチ３２０に結合される。プリチャージ論理回路３８０は、プリチャージ入力信号がハイの場合、プリチャージスイッチ３９０を閉じるように構成される。プリチャージ論理回路３８０はさらに、プリチャージ入力信号がハイ又はラッチ３４０がＡＣＴＩＶＥ状態でない場合、フォトダイオードスイッチ３２０を閉じるように構成される。プリチャージスイッチ３９０及びフォトダイオードスイッチ３２０は、これら条件が満たされなければ開放している。
【００３１】
図３は、論理回路３５０、３６０、３７０、３８０と、本分野で一般的に使用されるブール論理ゲート信号を使用するラッチ３４０の実現可能な態様を示す。本分野で一般的知識を有する者には、設定論理回路３６０及びリセット論理回路３７０が、設定及びリセット信号ｓｅｔ＿ｂ及びｒｓｔ＿ｂの両方が同時にアクティブ（ロー）値になって、図示の単純な交差結合ラッチが破壊されてしまうことを防ぐように構成されることが理解されよう。フォトダイオードスイッチ３２０は、ＡＣＴＩＶＥ状態で、ＶＢＡＴＴからフォトダイオードが引き出す電流を最小に抑え、ＡＣＴＩＶＥ状態でフォトダイオードはその他目的に使用されてもよいことが理解されよう。また、起動論理回路３００は、刺激状態に応じて電流を落とすよう構成されるか、適切なインターフェース回路と協働して刺激状態に応じて電流を落とすその他種類のセンサと共に使用してもよいことが理解されよう。
【００３２】
図４は、概して起動論理回路３００に対応した、本発明の例示的実施形態に係る状態遷移図４００を示す。図示の状態は、ラッチ３４０の状態と対応し得る、システムの取り得る状態に対応する。システムは、ＳＴＯＲＡＧＥ状態４１０と、ＡＣＴＩＶＥ状態４４０という２つの主状態をとる。ＳＴＯＲＡＧＥ状態４１０は、ＳＴＯＲＡＧＥ（調整器ＯＦＦ）４２０と、ＳＴＯＲＡＧＥ（調整器動作可能）４３０という２つの副状態を含むものとすることができる。電池又はその他電源を接続することで、システムが最初に起動されると、システムはＳＴＯＲＡＧＥ（調整器ＯＦＦ）状態４２０となる。ＶＢＡＴＴ  ＰＯＲ１４０又はＶＢＡＴＴ  ＰＯＲ  ２４０のようなＶＢＡＴＴ  ＰＯＲは、ラッチ３４０をリセットするためのリセット信号ｖｂａｔｔ＿ｒｓｔ＿ｎを提供してもよい。ＳＴＯＲＡＧＥ（調整器ＯＦＦ）状態４２０では、ｖｒｅｇ＿ｅｎ出力はローとなり、フォトダイオードスイッチ３２０が閉じる。システムは、光電流が検知されると、ＳＴＯＲＡＧＥ（調整器ＯＦＦ）状態４２０から、ＳＴＯＲＡＧＥ（調整器動作可能）状態４３０に遷移する。ＳＴＯＲＡＧＥ（調整器動作可能）状態４３０では、ｖｒｅｇ＿ｅｎ出力がハイとなり、電池スイッチが閉じられるか、電圧調整器が動作可能となる。システムは、光電流が検知され、ｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号がハイで、ｖｒｅｇ＿ｒｓｔ＿ｎ信号がローの場合、ＡＣＴＩＶＥ状態４４０に遷移する。これら条件は、フォトダイオード内に光電流が流れていること、デジタル制御部１８０又は２８０がＡＣＴＩＶＥ状態への遷移を要求していること、ＶＢＡＴＴＳＷ  ＰＯＲ  １７０又はＶＲＥＧ  ＰＯＲ  ２７０がデジタル制御部１８０又は２８０への供給電圧がｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号の有効な値とするのに十分な程高いことを示すことに対応する。ｖｒｅｇ＿ｒｓｔ＿ｎ信号がハイになる前に光電流が検知されなくなると、システムはＳＴＯＲＡＧＥ（調整器ＯＦＦ）状態４２０に戻る。ＡＣＴＩＶＥ状態では、ｖｒｅｇ＿ｅｎ信号がハイ値となり、起動論理回路３００はフォトダイオードスイッチ３２０を開放するよう制御し、プリチャージスイッチ３９０をプリチャージ信号がローかハイかに応じてそれぞれ開放する、又は閉じる。ｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号がロー値に設定されると、システムはＳＴＯＲＡＧＥ（調整器ＯＦＦ）状態４２０に戻る。
【００３３】
図５は、本発明の例示的実施形態に係るタイミング図５００を示し、概して電子システム２００、起動論理回路３００、状態図４００に対応する。
【００３４】
時刻５１０の前、かつ電池又はその他電源がＶＢＡＴノードに結合された後、ＶＢＡＴＴ  ＰＯＲ  ２４０は初期状態としてｖｂａｔｔ＿ｒｓｔ＿ｎ信号をローレベルとする（又はアサートする）。時刻５１０後の短い遅延の後、ＶＢＡＴＴ  ＰＯＲ  ２４０はｖｂａｔｔ＿ｒｓｔ＿ｎ信号をハイレベルとする（又はデアサートする）。ＶＢＡＴＴ  ＰＯＲ  ２４０がｖｂａｔｔ＿ｒｓｔ＿ｎリセット信号をデアサートした後、ラッチ３４０及び電子システム２００はＳＴＯＲＡＧＥ状態４１０、より具体的にはＳＴＯＲＡＧＥ（調整器ＯＦＦ）状態４２０となる。
【００３５】
時刻５２０で、フォトダイオード２３０は光で照らされ、光電流がプルアップ抵抗器３１０の第２端子を引き下げ、シュミットトリガー３３０がｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ＿ｂノードをローとする。ｖｒｅｇ＿ｅｎ論理回路３５０はｖｒｅｇ＿ｅｎ信号をハイとし、電圧調整器２６０を動作可能とする。これはＳＴＯＲＡＧＥ（調整器動作可能）状態４３０に対応する。
【００３６】
短い遅延の後、時刻５３０で、ＶＲＥＧ  ＰＯＲ  ２７０はｖｒｅｇ＿ｒｓｔ＿ｎ信号をハイにし、これによりＶＲＥＧ電圧がＶＲＥＧ  ＰＯＲ  ２７０の閾値を超えていることを示し、デジタル制御部２８０がｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号をハイにする。電子システム２００は、この時刻５３０でＡＣＴＩＶＥ状態４４０に遷移する。光電流が存在する、ｖｒｅｇ＿ｒｓｔ＿ｎ信号がハイ、ｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号がハイという３つの条件が満たされているためである。これら３つの条件が満たされることでのみＡＣＴＩＶＥ状態４４０に遷移するようにすることで、電子システム２００がフォトダイオード２３０への短期間の光パルスで起動することがなく、ＶＲＥＧ供給電圧が安定するまでＡＣＴＩＶＥ状態４４０に遷移することはないことが理解されよう。
【００３７】
また、ＡＣＴＩＶＥ状態４４０でフォトダイオードスイッチ３２０は開放しており、ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ＿ｂ信号は抵抗器３１０により引き上げられて値がハイに戻る。
【００３８】
時刻５４０では、フォトダイオード２３０はもう光に照らされていない。電子システム２００及びラッチ３４０はＡＣＴＩＶＥ状態４４０のままである。
【００３９】
時刻５５０で、デジタル制御部２８０は「シャットダウン」コマンドを受信する。これは外部コマンド、センサ示度、時間遅延経過、又は電動式レンズの動作に求められたその他条件のような所定の条件の１つ以上に対応し、プリチャージ信号をハイにする。これに応じて、プリチャージ論理回路３８０は、フォトダイオードスイッチ３２０が開いた状態としたままプリチャージスイッチ３９０を閉じ、これによりフォトダイオード２３０のカソード（及び関連した容量）がＶＢＡＴＴ電圧までプリチャージされる。時間遅延後、時刻５７０でデジタル制御部２８０はｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号をローとする（又はｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号を「デアサートする」）。これにより、リセット論理回路３７０はラッチ３４０をリセット（又はクリア）し、したがってＡＣＴＩＶＥ信号がローとなり、電子システム２００がＳＴＯＲＡＧＥ状態４１０に戻る。これにより、供給許可論理回路３５０はｖｒｅｇ＿ｅｎ信号をローにして、電圧調整器２６０をシャットダウンする。デジタル制御部２８０による時間遅延により、フォトダイオード２３０が赤外線又は可視光通信に使用可能となり、例えば、ｓｔａｙ＿ａｃｔｉｖｅ信号をデアサートすると関連した光電流が存在しなくなり、これによりＳＴＯＲＡＧＥ状態４１０に遷移した直後に、誤ってＡＣＴＩＶＥ状態４４０に戻ってしまうことが防止される。時間遅延は、１サイクル以上の遅延後のステートマシン遷移、ＲＣ遅延回路、又はその他本分野で公知の適切な手段により提供され得る。
【００４０】
したがって、本発明は保管状態において最小限の電流を消費し、外部装置に直接機械的又は電気的接触しなくともアクティブ動作可能となる電子装置を有する電動式レンズを提供する。さらに、本発明によると、装置が組立て、テスト後に低電流保管状態に戻ることを可能にする。
【００４１】
上述のように、本発明の起動回路は、多数の構成要素を有するコンタクトレンズのような電動式眼科用レンズに使用可能である。構成要素の適当な組み合わせにより、潜在的に無制限の機能性が提供され得るが、コンタクトレンズを構成する光学等級のポリマーの小片上に余分な要素を組み込むには多くの困難をともなう。一般的に、こうした要素をレンズ上に直接製造すること、及び非平面状の表面に平面状の装置を実装して相互に接続することは、多くの理由により困難である。一定の縮尺及び形状で製造することも困難である。レンズ上又はレンズ内に配置される要素は、眼の液体環境からこうした要素を保護する一方で、小型化され、わずか１．５平方センチメートル、より詳細には１７平方ミリメートル足らずの透明なポリマー上に集積化される必要がある。追加の構成要素による付加的な厚さを有するコンタクトレンズを、装用者にとって心地よくかつ安全なものにすることも困難である。
【００４２】
上記に述べたサイズに関する要求条件以外に、コンタクトレンズに組み込まれる電子装置は、基本的に水性の環境中において丈夫で安全に使用できるものでなければならない。涙のｐＨは約７．４であり、約９８．２％が水分であり、１．８％がナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、及び塩化物などの電解質を含む固形分である。これは、電子素子を導入するにはいささか過酷な環境である。また、コンタクトレンズは、少なくとも４時間、好ましくは８時間以上にわたって装用されるように一般的に設計されている。電子素子はエネルギーを必要とする。このエネルギーは、内蔵式電池などの任意の数の電源から供給することができる。電池及び他の可能なエネルギー源はこれらのサイズでは性能が限定されるため、本発明の起動回路が使用される。さらに、全ての電子素子は、所定の期間（貯蔵寿命）にわたってアイドリング状態に置かれた後でも所定の時間にわたって装用することができるよう、消費電力ができるだけ小さくなるように設計されることが好ましい。最後に、電子コンタクトレンズの全ての要素は、生体適合性を有し、安全なものでなければならない。したがって、コンタクトレンズに組み込まれる全ての電子部品は、上記の設計上のパラメータ、すなわち、サイズ、水溶液中での耐久性、消費電力及び安全性の全てを満たさなければならない。
【００４３】
例示的な一実施形態では、電子部品及び電子相互接続はコンタクトレンズの光学領域ではなく、周辺領域に作製される。一般的に、コンタクトレンズは、視力矯正及び／又は向上のための１つ以上の電力を持つ光学領域と、レンズが機械的に安定するよう光学領域を囲う周辺領域とを有する。別の例示的実施形態に基づけば、電子部品の配置はコンタクトレンズの周辺領域に限定される必要はない点に留意することが重要である。本明細書に述べられる全ての電子素子は、薄膜技術及び／又は透明な材料を用いて製造することができる。これらの技術が用いられる場合、電子素子は光学素子と適合性を有する限り、任意の適当な位置に配置することができる。
【００４４】
本明細書において述べた回路は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせとして実施することができる点に留意することが重要である。さらに、本明細書に述べられる回路基板は、柔軟なポリイミド基板上の銅トレースにニッケル／金の表面仕上げを施したものを含む、任意の適当な基板を含み得る。
【００４５】
次に図６を参照すると、本発明の例示的実施形態に係る電子インサートを有する例示的なコンタクトレンズが示されている。例示的なコンタクトレンズ６００が、電子インサート６０４を含む軟らかいプラスチック部分６０２を有している。この電子インサート６０４が、例えば作動に応じて近く又は遠くに焦点を合わせる本明細書に述べられる電子部品によって作動又は制御されるレンズ６０６を有している。回路６０８がインサート６０４に実装され、１以上の電気相互接続トレース６１２を介して電池などの電源６１０に接続されている。電気相互接続トレース６１２を介して更なる回路を接続することもできる。回路６０８が、起動回路を含む、本明細書に記載される要素のいずれをも含み得る。
【００４６】
図示及び説明されたものは、最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるが、説明及び図示した特定の設計及び方法からの変更がそれ自体当業者にとって自明であり、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく使用できることは明らかであろう。本発明は、説明及び図示される特定の構造に限定されるものではないが、付属の特許請求の範囲に含まれ得る全ての改変例と一貫性を有するものとして解釈されるべきである。
【００４７】
〔実施の態様〕
（１）  体上又は体内の少なくとも一方で使用されるように構成された起動回路（wake circuit）を有する電子システムであって、
デジタル制御部及び追加回路を含む機能電子装置と、
前記機能電子装置に電力を供給する電源と、
保管状態とアクティブ状態とを有し、前記保管状態にあるときに前記電源からのリーク電流を最小に抑えるため、前記電源を前記機能電子装置から分離するように構成された起動論理回路（wake logic circuit）と、
前記電源と、前記起動論理回路と、前記機能電子装置に結合されるスイッチング素子と、
前記起動論理回路に結合されるセンサとを有し、前記起動論理回路は、前記センサが起動されると、前記保管状態から前記アクティブ状態に切り替わるように構成される、電子システム。
（２）  実施態様１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記電源は電池である、電子システム。
（３）  実施態様１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記スイッチング素子はトランジスタを含む、電子システム。
（４）  実施態様１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記スイッチング素子は電圧調整器を含む、電子システム。
（５）  実施態様１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記センサは光検出器を含む、電子システム。
【００４８】
（６）  実施態様５に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記光検出器はフォトダイオードを含む、電子システム。
（７）  実施態様１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記システムは眼科用装置に組み込まれる、電子システム。
（８）  実施態様７に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記眼科用装置はコンタクトレンズを含む、電子システム。
（９）  実施態様７に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記眼科用装置は眼内レンズを含む、電子システム。
（１０）  実施態様１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記機能電子装置の一部と、前記起動論理回路と、前記スイッチング素子と、センサは、集積回路に実装される、電子システム。
【００４９】
（１１）  実施態様１０に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記集積回路は、回路基板上に組み込まれるか又は回路基板内に組み込まれるかの少なくとも一方である、電子システム。
（１２）  実施態様１１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記回路基板は環状リングとして構成され、かつコンタクトレンズに組み込まれるように円錐部分に形成されている、電子システム。
（１３）  実施態様１１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記回路基板は環状リングとして構成され、かつ眼内レンズに組み込まれるように円錐部分に形成されている、電子システム。
（１４）  実施態様１１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記回路基板は、金属化トレースを有するポリマーインサート又はプラスチックインサートの少なくとも一方を備える、電子システム。
（１５）  実施態様１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記電源と前記起動論理回路との間に結合され、起動時に前記起動論理回路が正しい初期状態になることを保証するように構成された第１パワーオンリセット回路をさらに有する、電子システム。
【００５０】
（１６）  実施態様１５に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記第１パワーオンリセット回路は、前記起動回路を少なくとも前記起動論理回路の起動安定期間の間リセット状態に保つように構成される、電子システム。
（１７）  実施態様１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記スイッチング素子と前記機能電子装置との間に結合され、起動時に前記機能電子装置が正しい初期状態になることを保証するように構成された第２パワーオンリセット回路をさらに有する、電子システム。
（１８）  実施態様５に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記起動論理回路は、前記光検出器が所定の閾値を超える強度の光に照らされたことに応じて、前記アクティブ状態に遷移する、電子システム。
（１９）  実施態様１８に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記所定の閾値は、前記電子システムの製造中に調整可能なトリム値により少なくとも部分的に決定される、電子システム。
（２０）  実施態様１８に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記所定の閾値は、前記電子システムとの通信を通じて調整可能なプログラム可能値により少なくとも部分的に決定される、電子システム。
【００５１】
（２１）  実施態様１８に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記起動論理回路は、前記第２パワーオンリセット回路の出力に応じて前記アクティブ状態に遷移する、電子システム。
（２２）  実施態様１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記機能電子装置は、前記起動論理回路を前記保管状態とするように構成された制御部をさらに有する、電子システム。
（２３）  実施態様２２に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記制御部は、さらに、センサ示度に応じて前記起動論理回路を前記保管状態とするように構成される、電子システム。
（２４）  実施態様２２に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記制御部は、さらに、無線通信を介して受信したコマンドに応じて前記起動論理回路を前記保管状態とするように構成される、電子システム。
（２５）  実施態様２２に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記制御部は、さらに、所定の時間遅延の後、前記起動論理回路を前記保管状態とするように構成される、電子システム。
【００５２】
（２６）  実施態様１に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記機能電子装置の一部と、前記起動論理回路と、前記スイッチング素子と、センサは、２つ又は３つ以上の集積回路に実装される、電子システム。
（２７）  実施態様２６に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記２つ又は３つ以上の集積回路は、回路基板上に組み込まれるか又は回路基板内に組み込まれるかの少なくとも一方である、電子システム。
（２８）  実施態様２７に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記回路基板は環状リングとして構成され、かつコンタクトレンズに組み込まれるように円錐部分に形成されている、電子システム。
（２９）  実施態様２７に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記回路基板は環状リングとして構成され、かつ眼内レンズに組み込まれるように円錐部分に形成されている、電子システム。
（３０）  実施態様２７に記載の起動回路を有する電子システムであって、
前記回路基板は、金属化トレースを有するポリマーインサート又はプラスチックインサートの少なくとも一方を備える、電子システム。
【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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