(57)【要約】  眼内インプラント（ＩＯＩ）は、可変屈折力を有するレンズ構造体と、光学的な調節による応答を検出するセンサーと、再充電可能電力蓄積デバイスと、再充電インターフェースと、無線通信インターフェース、およびコントローラを含む。コントローラは、光学的な調節による応答を示す情報をセンサーから受信し、センサーから受信した情報に基づいて可変屈折力を変化させるようにレンズ構造体を制御し、再充電インターフェースによって再充電可能電力蓄積デバイスを再充電するように制御し、および、再充電インターフェースを、ＩＯＩを動作させるための電力を受電するようにさらに制御し、および、無線通信インターフェースを介して情報を送受信できる。
2018526137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼内インプラント（ＩＯＩ）であって
可変屈折力を有するレンズ構造体と、
光学的な調節による応答を検出可能に構成されるセンサーと、
再充電可能電力蓄積デバイスと、
電磁再充電インターフェースと、
無線通信インターフェースと、
コントローラを備え、
前記コントローラは、
光学的な調節による応答を示す情報を前記センサーから受信し、
前記センサーから受信した前記情報に基づいて前記可変屈折力を変化させるように前記レンズ構造体を制御し、
再充電インターフェースによって再充電可能電力蓄積デバイスを再充電するように制御し、および、再充電インターフェースを、ＩＯＩを動作させるための電力を受電するようにさらに制御し、
前記無線通信インターフェースを介して情報を送受信するように動作するＩＯＩ。
【請求項２】
請求項１のＩＯＩにおいて、
前記可変屈折力は、第１のあらかじめ定められた屈折力と第２のあらかじめ定められた屈折力の２つの屈折力の間で選択されるＩＯＩ。
【請求項３】
請求項１のＩＯＩにおいて、
前記再充電可能電力蓄積デバイスはスーパーキャパシター。
【請求項４】
請求項１のＩＯＩにおいて、
通信インターフェースは再充電インターフェースであるＩＯＩ。
【請求項５】
請求項１のＩＯＩにおいて、
前記コントローラは通信インターフェースを介して再プログラム可能であるＩＯＩ。
【請求項６】
請求項１のＩＯＩにおいて、
前記ＩＯＩは第１のＩＯＩであり、前記コントローラは通信インターフェースを介して第２のＩＯＩに命令を提供するようにさらに構成されるＩＯＩ。
【請求項７】
請求項６のＩＯＩにおいて、
前記コントローラは前記第２のＩＯＩの屈折力を変更する命令を前記第２のＩＯＩに提供するＩＯＩ。
【請求項８】
請求項１のＩＯＩにおいて、
ＩＯＩは第１のＩＯＩであり、前記コントローラは無線によって第２のＩＯＩに電力を伝送するように再充電インターフェースを制御するようにさらに構成されるＩＯＩ。
【請求項９】
請求項１のＩＯＩにおいて、
再充電インターフェースはコイルを含むＩＯＩ。
【請求項１０】
請求項９のＩＯＩにおいて、
再充電インターフェースは前記コイルを含む共振回路であるＩＯＩ。
【請求項１１】
請求項１のＩＯＩにおいて、
再充電インターフェースは電磁エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成される太陽電池デバイスを含むＩＯＩ。
【請求項１２】
請求項１のＩＯＩにおいて、
再充電インターフェースを制御してＩＯＩを動作させるための電力を受電することには、再充電可能電力蓄積デバイスからＩＯＩを動作させるための電力を受電することと、再充電インターフェースからＩＯＩを動作させるための電力を受電することとの間でスイッチングさせることを含むＩＯＩ。
【請求項１３】
請求項１のＩＯＩにおいて、
前記コントローラは無線通信インターフェースを介して別のＩＯＩに指示情報を提供するようにさらに構成され、前記指示情報は前記センサーからの情報に基づくＩＯＩ。
【請求項１４】
眼内インプラント（ＩＯＩ）であって
電磁再充電インターフェースであって、再充電インターフェースは共振回路を有する無線周波数（ＲＦ）インターフェースであり、前記共振回路はコイルを含む前記電磁再充電インターフェースと、
エネルギー蓄積デバイスと、
コントローラであって、前記エネルギー蓄積デバイスを再充電するようにＲＦインターフェースを制御するように構成され、さらにＲＦインターフェースを介して、再充電が必要であることを示す指示情報を外部に提供するように通信するように構成される前記コントローラを含むＩＯＩ。
【請求項１５】
請求項１４のＩＯＩにおいて、
前記エネルギー蓄積デバイスはスーパーキャパシターまたはウルトラキャパシターのいずれかであるＩＯＩ。
【請求項１６】
請求項１４のＩＯＩにおいて、
前記コイルの質量は空気中で５０ミリグラムを超えないＩＯＩ。
【請求項１７】
請求項１４のＩＯＩにおいて、
前記コイルのワイヤの最小長さは１５ｍｍ未満であるＩＯＩ。
【請求項１８】
請求項１４のＩＯＩにおいて、
前記コイルは基板に埋め込まれた薄いフィルムの形態であるＩＯＩ。
【請求項１９】
眼内インプラント（ＩＯＩ）であって、
電磁再充電インターフェースであって、電磁エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成される太陽電池デバイスを含む前記電磁再充電インターフェースと、
エネルギー蓄積デバイスと、
コントローラであって、前記エネルギー蓄積デバイスを再充電するように再充電インターフェースを制御するように構成され、さらに、前記再充電インターフェースを介して、再充電が必要であることを示す指示情報を外部に提供するように通信するように構成される前記コントローラを含むＩＯＩ。
【請求項２０】
請求項１９のＩＯＩにおいて、
前記電磁エネルギーは波長範囲が４００〜７５０ナノメータの可視光であるＩＯＩ。
【請求項２１】
請求項１９のＩＯＩにおいて、
前記電磁エネルギーは波長範囲が０．８〜１。３マイクロメータの赤外線放射であるＩＯＩ。
【請求項２２】
請求項１９のＩＯＩにおいて、
前記電磁エネルギーは周波数範囲が１〜９００ＭＨｚであるマイクロ波放射であるＩＯＩ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
眼内インプラント（ＩＯＩ）は、他のコンポーネントとともに電源を含み得る。機能を維持しつつＩＯＩのサイズを小さくすることが望ましい。電源のサイズを小さくすることはそれに対応して望ましい。
【発明の概要】
【０００２】
本発明の開示ではサイズが小さいＩＯＩを説明する。
【０００３】
実施形態では、ＩＯＩは可変屈折力を有するレンズ構造体、光学的な調節による応答を検出するセンサー、再充電可能電力蓄積デバイス、再充電インターフェース、無線通信インターフェース、および、コントローラを含む。コントローラは、光学的な調節による応答を示す情報をセンサーから受信し、センサーから受信した情報に基づいて可変屈折力を変化させるようにレンズ構造体を制御し、再充電インターフェースによって再充電可能電力蓄積デバイスを再充電するように制御し、および、再充電インターフェースを、ＩＯＩを動作させるための電力を受電するようにさらに制御し、および、無線通信インターフェースを介して情報を送受信できる。
【０００４】
実施形態では、ＩＯＩは電磁再充電インターフェースを含み、ここで再充電インターフェースは共振回路を含む無線周波数（ＲＦ）インターフェースであり、共振回路はコイルを含む。ＩＯＩはエネルギー蓄積デバイスおよびコントローラをさらに含む。コントローラはＲＦインターフェースによってエネルギー蓄積デバイスを再充電するように制御し、ＲＦインターフェースを介して通信し、再充電が必要であることを外部に示す工程を含む。
【０００５】
実施形態では、ＩＯＩは電磁再充電インターフェースを含み、ここで再充電インターフェースは電磁エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池デバイスを含む。ＩＯＩは、エネルギー蓄積デバイスおよびコントローラをさらに含む。コントローラは再充電インターフェースによってエネルギー蓄積デバイスを再充電するように制御し再充電インターフェースを介して通信し、再充電が必要であることを外部に示す工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の開示の実施形態によるＩＯＩの実施例を図示する。
【図２】本発明の開示の実施形態によるＩＯＩの実施例を図示する。
【図３Ａ】本発明の開示の実施形態による無線周波数（ＲＦ）再充電システムの実施例を図示する。
【図３Ｂ】本発明の開示の実施形態によるＲＦ再充電システムの実施例を図示する。
【図４】本発明の開示の実施形態によるＲＦ再充電システムの一対のコイルの実施例を図示する。
【図５Ａ】本発明の開示の実施形態によるＲＦ再充電システムの一対のコイルの実施例を図示し、再充電インターフェースのコイルを図示する。
【図５Ｂ】本発明の開示の実施形態によるＲＦ再充電システムの一対のコイルの実施例を図示し、再充電器のコイルを図示する。
【図６】本発明の開示の実施形態によるＲＦ再充電システムのコイルの実施例を図示する。
【図７】本発明の開示の実施形態によるＲＦ再充電システムのコイルの実施例を図示する。
【図８】本発明の開示の実施形態による再充電インターフェースの高共振回路の回路図の実施例を図示する。
【図９】本発明の開示の実施形態によるＲＦ再充電システムの高共振回路の回路図の実施例を図示する。
【図１０】本発明の開示の実施形態による集積回路（ＩＣ）および外部コイルが実装された再充電インターフェースを図示する。
【図１１】本発明の開示の実施形態による再充電のためにＲＦリンクを使用したシミュレーションの結果のプロットを示す。
【図１２】本発明の開示の実施形態による通信のためにＲＦリンクを使用したシミュレーションの結果のプロットを示す。
【図１３】周波数に対する許容負荷レベルを示す周波数マップである。
【図１４】本発明の開示の実施形態によるめがねに再充電器を配置した実施例である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ＩＯＩは動的またはスイッチング可能な機能を提供する駆動システムを含み得て、ここで駆動システムはコントローラに結合する生体内のセンサーからの情報に基づいてコントローラによって制御される。例えば、センサーはＩＯＩがインプラントされた人間が焦点を変化させることを望んでいることを示す生理的な変化を検出し得て、コントローラは駆動システムを制御して焦点を変化させ得る。別の実施例では、緑内障である人間の目の前眼房の流量センサーは流量の減少を検出でき、それは視神経を損傷し得る眼圧（ＩＯＰ）が上昇していることを示すので、流量を増やしてＩＯＰを低くするためにシャントまたはバルブを開くための調節が必要であるということをシグナリングする。
【０００８】
コントローラ、駆動システム、および、センサーの１つ以上は電気電力を使用して動作し得るので、ＩＯＩはＩＯＩ内のコンポーネントに電力を供給するための電源が必要であり得る。機能を維持しつつ、侵襲性を最小限にし、外科的手法およびデバイスの配置に対する選択肢を最適化するために、ＩＯＩのサイズを小さくすることが望ましい。電源のサイズを小さくすることはそれに対応して望ましい。
【０００９】
本発明の開示の１つ以上の実施形態によるＩＯＩ電源は、１つ以上の内部再充電可能エネルギー源から動作電力を充電する。内部エネルギー源は外部エネルギー源から再充電インターフェースを介して再充電される。再充電は、電源、ＩＯＩのコントローラ、外部再充電器、または、それらの組み合わせによって制御される。１つ以上の実施形態では、電源は、外部エネルギー源から１つ以上の再充電インターフェースを介して動作電力を追加的に充電し得る。
【００１０】
ＩＯＩ内またはＩＯＩの外部の２つ以上のエネルギー源からの電源を利用することが、有用性を最適化し、動作時間を最大化し、入手可能なエネルギー源を利用するために望ましい。エネルギー源のいくつかはユーザの設定で入手可能であるが、一方で他のものはスタンダード、ユビキタス、または、自然に入手可能である。カスタムおよびスタンダードなエネルギー源には、バッテリー、電池、および、他のエネルギー蓄積デバイス、および、有線または無線再充電デバイスが挙げられる。ユビキタスエネルギー源には、例えば、人工照明、環境からの無線周波数エネルギー、および、他の周波数範囲の環境エネルギーが挙げられる。自然エネルギー源には、とりわけ日光、人体内の化学物質、相対的な運動、および、筋肉の動きが挙げられる。
【００１１】
１つ以上の実施形態では、電源は、再充電可能なエネルギー源の間、再充電インターフェースの間、または、再充電可能なエネルギー源と再充電インターフェースの間でスイッチングが可能である。ＩＯＩの機能であるスイッチング中に装着者に感知可能な変化となることを避けるために、当該スイッチングはシームレスに実行可能である。さらに、内部エネルギー源は電源が内部エネルギー源からエネルギーを消費中に再充電インターフェースからエネルギーを受電でき、内部エネルギー源は複数の再充電インターフェースから同時にエネルギーを受電できる。
【００１２】
１つ以上の実施形態では、ＩＯＩはエネルギー源の利用可能性を検出でき、再充電インターフェースを介してエネルギー源からの再充電を開始する。再充電を行うべきエネルギー源が、再充電の要求を開始するために使用される閾値等の放電閾値に達したか否かにかかわらず、再充電が開始され得る。
【００１３】
再充電は、例えば、ＩＯＩにエネルギーを供給する外部ユニットを使用した誘導充電によって実行され得る。バッテリーおよび電池は目の寸法に比較して大きく、漏出または他の事故の危険性があり得て、取り換えには外科手術が必要である。ＩＯＩの電力システムに対して引き続き存在する改良への要望があり、それにはサイズ、信頼性、および、機能の改良がある。本発明の開示は改良された電力システムを備える改良されたＩＯＩを説明する。
【００１４】
図１は、本発明の開示の実施形態によるＩＯＩ１００の実施例を示す。ＩＯＩ１００は、電源１０５、電源バス１１０、再充電インターフェース１１５、コントローラ１２０、１つ以上のセンサー１２５、駆動システム１３０、および、通信インターフェース１３５を含む。ＩＯＩ１００は、追加のコンポーネントまたはより少ないコンポーネント、または、複数の同一のコンポーネントを含み得る。
【００１５】
以下に説明する電源１０５は、電源バス１１０に電力を供給する。１つ以上の実施形態では、電源バス１１０は単一の電源ライン（ワイヤまたは配線等）を含み、他の実施形態では、電源バス１１０は複数の電源ラインを含む。電源バス１１０が複数の電源ラインを含む実施形態では、各電源ラインに供給される電力は同一または異なっていてもよい。例えば、１つの電源ラインは低電圧および低電流をコントローラ１２０に供給し得て、一方、別の電源ラインは低電圧および高電流を駆動システム１３０に供給し得る。
【００１６】
電源１０５は、以下に説明する再充電インターフェース１１５を介して再充電可能な１つ以上のエネルギー源を含む。
【００１７】
コントローラ１２０は電源バス１１０から電力を受電し、センサー１２５からセンサーデータを受信し、駆動システム１３０を制御し、通信インターフェース１３５を介して外部と通信をする。
【００１８】
ＩＯＩに使用さるコントローラ１２０の例としては、関連するロジックおよびインターフェース回路とともに、ロジックコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレー（ＦＰＧＡ）、マイクロプロセッサー、マイクロコントローラ、プロセッサーの機能に影響を及ぼす他の回路、または、それらの組み合わせを含む。コントローラは、ハードウェア、ファームウェアまたはソフトウェアで実装され得る命令を実行する。ソフトウェアで実装された命令およびいくつかのファームウェアで実装された命令では、当該命令はコントローラの外部またはコントローラと集積され得るメモリデバイスに記憶される。メモリデバイスは、情報（例えば、命令およびデータ）を記憶するための揮発性および不揮発性メモリのいずれか一方または両方であり得る。メモリデバイスの例には、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、または、ＲＯＭデバイス等の半導体メモリデバイスが挙げられる。
【００１９】
ハードウェアで実装された命令の利点は、メモリまたはコントローラが小さなサイズのパッケージで実装され得るという点であり、ファームウェアまたはソフトウェア命令の利点は再プログラム可能であり得るという点であり、新しい機能の追加、既存の機能の修正、既存の機能の停止、および、データをダウンロード等できる。例えば、データダウンロードには、患者の年齢の変化によって異なる切り替え状態での焦点距離の設定の変更、ＩＯＩの動作に影響する実行された調節および動作の記録を含み得る。別の実施例では、医者は、患者の目の状態が変化する場合に電源が切られるべき特定の特徴、または、手術前にＩＯＩの電源が切られることを決定し得る。
【００２０】
開示の実施形態は、さまざまなコンピュータ−に実装された動作を実行するためのコンピュータコードが記録された非一時的コンピュータ−読み出し可能記憶媒体（例えば、上述したメモリデバイス）に関する。ここで使用される用語「コンピュータ−読み出し可能記憶媒体」には、本明細書に記載されている動作、方法、および、技術を実行するための一連の命令またはコンピュータコードを記憶またはエンコーディングできるすべての媒体が含まれる。媒体およびコンピュータコードには、本開示の実施形態の目的のために特別に設計および構成されたものを含み得て、それらはコンピュータソフトウェア技術分野の当業者にとって周知および入手可能なものであり得る。
【００２１】
コンピュータコードの一例には、コンパイラーによって生成された機械コード、および、インタープリターまたはコンパイラーを使用してコンピュータによって実行されるハイレベルコードを含むファイルが挙げられる。例えば、開示の実施形態は、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｃ＋＋、または、他のオブジェクト指向プログラミング言語および開発ツールを使用して実装され得る。コンピュータコードのさらなる実施例には、暗号化コードおよび圧縮コードが挙げられる。さらに、開示の実施形態はコンピュータプログラム生成物としてダウンロードされ得て、それは遠隔コンピュータ（例えば、サーバ−コンピュータ）から要求コンピュータ（例えば、クライアントコンピュータまたは異なるサーバ−コンピュータ）に送信チャンネルを介して伝送され、さらにＩＯＩに伝送され得る。
【００２２】
通信インターフェース１３５は、外部デバイスに対する無線インターフェースを一緒に提供する電気コンポーネントおよびオプショナルコードである。通信インターフェース１３５は双方向であり得て、例えば、データはコントローラ１２０から送信され得て、命令およびアップデートはコントローラ１２０で受信され得る。
【００２３】
ＩＯＩ１００の外部には以下に説明する無線再充電器１５０があり、電源１０５を再充電するために再充電インターフェース１１５にエネルギーを供給する。
【００２４】
１つ以上の実施形態では、ＩＯＩ１００には瞬時および／または総電力消費を低減するように電力管理スキームが組み込まれている。１つ以上の実施形態では、コントローラ１２０は電源バス１１０への１つ以上の出力のスイッチをオフにするように電源１０５を制御し、したがってＩＯＩ１００の１つ以上のコンポーネントへの電源の供給を停止する。例えば、調節可能なＩＯＩ１００において調節的な拡大が現在必要ない場合には、駆動システム１３０への電源の供給は停止され得て、許容される拡大は初期状態に戻る。１つ以上の実施形態では、電源１０５は追加的にまたは代替的にＩＯＩ１００の１つ以上の電源状態を制御し、低電力状態に遷移するために信号をコントローラ１２０に供給し、または、低電力状態からウェークアップするために信号を通信インターフェースに供給する。１つ以上の実施形態では、コントローラ１２０は２つ以上の電源状態の間で自分自身を遷移させることが可能である。
【００２５】
１つ以上の実施形態では、コントローラ１２０は再充電するために適切な外部エネルギー源が入手可能になるときを特定するために環境を監視し、外部エネルギー源の入手可能性に基づいて再充電を開始する。内部エネルギー源のパラメータ（例えば、電圧または電流レベル、または、内部エネルギー源によって提供される識別子）が、内部エネルギー源が放電閾値またはその近辺になったことを示すと、当該再充電が開始され得る。しかしながら、パラメータが、現在が放電条件であることまたはそれに近いことを示すか否かにかかわらず、再充電の開始は、内部エネルギー源が追加のエネルギーを受容する容量を持てば実行され得る。さらに、コントローラ１２０が適切な入手可能な外部エネルギー源があることを特定すると、コントローラ１２０は外部エネルギー源から代替的にまたは追加で内部エネルギー源に電源を引き込むことを電源に指示し得る。
【００２６】
１つ以上の実施形態では、コントローラ１２０は電源１０５の指示情報を監視し、内部エネルギー源の再充電がいつ必要になるかを決定する。１つ以上の実施形態では、コントローラ１２０は信号１４０等の再充電を要求する信号を再充電インターフェース１１５に供給し、電源１０５と接続させて再充電の準備をする。または、通信インターフェース１３５を介して送信された信号によってＩＯＩ１００を実装している人間に再充電するべき時間を通知する。通信インターフェース１３５を介した当該信号は、例えば、再充電器１５０、ウェエアラブル通知デバイス、スマートフォンあるいはタブレットコンピュータ等のモバイルデバイスに送信され得て、音声または視覚的通知（例えば、音、光、テキスト、アイコン、電子メールなど）を開始する。１つ以上の実施形態では、コントローラ１２０が再充電の必要性を特定すると、コントローラ１２０は、ＩＯＩの電源または他のコンポーネントが低電力消費状態で動作するように制御し得る。
【００２７】
コントローラ１２０は通信インターフェース１３５を介してＩＯＩ１００の他の態様に関する注意が必要であるという通知情報を提供し得て、データバッファーがデータで一杯になりアップロードが必要である、または、センサー１２５で検出されたパラメータが閾値と交差し、ＩＯＩ１００の一部または全部が正常に動作していないで電源がオフしている、または、外部動作によって電源にシャットダウンが必要であるということを通知し得る。
【００２８】
通信インターフェース１３５は、例えば、製造中（例えば、後に組み込まれるテストシステムと通信するために）、または、医者の往診中（例えば、テストまたは再プログラミングデバイスと通信するために）にも使用され得る。さらに、人間は通信インターフェース１３５を介してアクセスする遠隔制御デバイスを使用して、睡眠中にＩＯＩ１００の電源をオフし、ＩＯＩ１００の屈折力を調節し得る。
【００２９】
１つ以上の実施形態では、センサー１２５は焦点を変更しようとした時、遠近調節インパルスを経験した時に発生する生理的な応答を検出する。生理的な応答を検出する実施例のセンサー１２５は光センサーである。例えば、１つ以上の光センサーがＩＯＩのレンズの前面に配置される。光センサーからの信号にフィルターがかけられ、コントローラ１２０によって解釈され、信号振幅の変化によって示される遠近調節インパルスによって生じた縮瞳の発生時を決定する。別の実施例では、センサー１２５は、目の調節が始まる前に目の中の化学物質の変化を検出する電気化学センサーであり得る。さらなる実施例では、センサー１２５は圧力センサーであり得る。他のタイプのセンサー１２５が代替的または追加で使用され得る。１つ以上の実施形態では、センサー１２５は複数のタイプのセンサー１２５であって、光センサー、電気化学センサー、圧力センサー、または、他のセンサーの２つ以上の組み合わせであり得る。
【００３０】
駆動システム１３０はコントローラ１３０によって制御され、ＩＯＩの光学部品の焦点を変化させる。駆動システム１３０の実施例では、レンズの外周を（焦点経路に沿って、または、焦点経路に対して適切な角度を持って）押圧してレンズの形状を変化させる２つ以上のアクチュエータを含む。駆動システム１３０の別の実施例では、液晶等の材料に電圧を供給し、その密度を変化させ、液晶を含むレンズの焦点を変化させる回路である。駆動システム１３０の別の実施例は加熱されると形状が変化する構造体であって、２つのレンズをお互いに近づけたり遠ざけたりする。他の駆動システム１３０が使用されてもよい。異なるタイプの駆動体が組み合わされて使用されてもよい。
【００３１】
電源１０５は、ＩＯＩ１００に電力を供給するロジックおよび回路を含む。電源１０５はＩＣまたはＡＳＩＣであるか、またはそれらを含み得て、および、エネルギー節約ポリシーを実装するためにＩＯＩの部品に電力を供給／供給しないためのスイッチを含み得る。
【００３２】
図２は、図１の実施形態に類似する本発明の開示の実施形態によるＩＯＩ２００を図示するが、図１の再充電インターフェース１１５および通信インターフェース１３５が組み合わされて通信する能力を有する１つの再充電インターフェース１１５が形成される点、および、無線再充電器１５０（または複数の入手可能な無線再充電器１５０の１つ以上）が対応する通信能力を有する点で異なる。図２の再充電インターフェース１１５は通信能力も有するので、図１の再充電インターフェース１１５と図２の再充電インターフェース１１５との間には構成上の差異があり得る。
【００３３】
１つ以上の実施形態（図１および図２の実施形態等）では、ＩＯＩ（例えば、ＩＯＩ１００または２００）は再充電インターフェースを介してエネルギーを受信する能力を有し、実質的に同時にデータの送受信または他の通信をする能力を有する。例えば、時間分割されたシーケンスまたは他のシーケンスで、実質的に並行してエネルギーの受信とデータの送受信または他の通信が同時に発生し得る。
【００３４】
ＩＯＩ１００およびＩＯＩ２００の概略を説明したが、次に再充電インターフェース１１５に対する詳細な説明をする。
【００３５】
図３ＡはＲＦ誘導結合再充電システム３００ａの実施例を図示し、ＩＯＩ内の再充電インターフェース３０５とＩＯＩの外部の再充電器３５５が含まれる。再充電インターフェース３０５はコイル３１５とエネルギー蓄積コンポーネント３２０に結合した回路３１０を含む。再充電器３５５は、コイル３６５とエネルギー蓄積コンポーネント３７０に結合した回路３６０を含む。回路３１０、３６０は、抵抗、キャパシター、インダクター等の受動電子コンポーネントを含み得て、それらは個別コンポーネント、あるいは、コンポーネントの１つ以上が集積され得る。
【００３６】
エネルギー蓄積コンポーネント３２０はＩＯＩの寸法を小さくするために小さい。１つ以上の実施形態では、エネルギー蓄積コンポーネント３２０は再充電可能バッテリーすなわちマイクロ−燃料電池である。１つ以上の実施形態では、エネルギー蓄積コンポーネント３２０はスーパーキャパシターまたはウルトラキャパシターである。スーパーキャパシターは再充電可能バッテリーすなわちマイクロ−燃料電池よりもエネルギー蓄積容量が小さいが、スーパーキャパシターは小さいだけではなく、より安定している。さらに、スーパーキャパシターの使用によってＩＯＩの信頼性を向上でき、それは、例えば、電池のサイクル寿命が１０、０００サイクル未満であるのに対して、スーパーキャパシターのサイクル寿命は数十万から百万サイクルであるからである。
【００３７】
このような状況で、ＩＯＩの一日の動作の電気エネルギー消費は１２０マイクロワット時間（μＷｈ）であり得る。典型的な再充電可能なリチウムポリマーまたはリチウムイオンバッテリーは１キログラム当たり１００ワット時間（Ｗｈ／ｋｇ）の電気密度を提供し得て、それは約７ミリグラム（ｍｇ）の活性材料でＩＯＩの再充電は一週間に約一回発生することになる。ＩＯＩの制限質量は、例えば、好ましくは１５ｍｇ未満である。したがって、例えば、電源ケース、導線および配線の質量が約１０ｍｇであれば、バッテリーの活性材料の質量は５ｍｇ未満である必要がある。
【００３８】
ウルトラキャパシターの場合には、典型的なウルトラキャパシターの電気密度は約４．５Ｗｈ／ｋｇである。したがって、活性材料の質量は約５ｍｇで再充電は一日約６回必要である。
【００３９】
頻繁な再充電がスーパーキャパシターまたはウルトラキャパシターに必要であるが、ＩＯＩに対する対応する長寿命、安定性、および小さいサイズという利点は望ましい特徴である。
【００４０】
したがって、図３Ａの再充電器３５５は物理的に小さく、一日中、再充電エネルギーを供給するために、邪魔にならないようにウエアラブルアイテムに取り付けられ得る。例えば、再充電器３５５はめがねまたは他のウエアラブルアイテムに取り付けられ得て、または、一日中人間に通常使用される、携帯電話またはラップトップコンピュータ等のデバイスに取り付けられ、または、当該デバイスの中に含まれ得る。人間は入手可能な再充電器３５５をいくつか所有し得る。１つ以上の実施形態では、再充電器３５５の物理的な大きさをさらに小さくするために、再充電器３５５は、別のデバイスから無線でエネルギーを受電し、無線でエネルギーを再充電インターフェース３０５に供給する中継器である。
【００４１】
図３Ｂは、図３Ａで説明した再充電インターフェース３０５および再充電器３５５を含むシステム３００ｂを図示し、そこではさらに中継器３８０ａ〜３８０ｎとメイン再充電ユニット３９０を含む。再充電器３５５のエネルギー蓄積コンポーネント３７０の蓄積容量は、図３Ａのシステム実施形態に比べて、図３Ｂのシステム実施形態では著しく小さくなる。例えば、１つ以上の実施形態では、再充電器３５５は中継器３８０ａからの各エネルギー伝送で少量のエネルギーを受電し、小さな量のエネルギーを再充電インターフェース３０５に伝送し、エネルギー蓄積コンポーネント３２０を完全に再充電するには、中継器３８０ａから再充電器３５５へのエネルギー伝送および再充電器３５５から再充電インターフェース３０５へのエネルギー伝送が交互に発生する。別の実施例に対する、１つ以上の実施形態では、エネルギー蓄積コンポーネント３７０はエネルギー蓄積コンポーネント３２０の完全再充電を実施するために充分なエネルギーを蓄積するサイズであり、エネルギー蓄積コンポーネント３２０が再充電された後に、中継器３８０ａからのエネルギー伝送を受電する。他の実施形態では、エネルギー蓄積コンポーネント３７０は、エネルギー蓄積コンポーネント３２０の複数の再充電を実施できるに充分なエネルギーを蓄積するサイズである。
【００４２】
中継器３８０ａは、中継器３８０（ａ＋２）によって充電された中継器３８０（ａ＋１）によって同様に再充電され、それが続く。メイン再充電ユニット３９０に最も近接して配置される中継器３８０である中継器３８０ｎは、メイン再充電ユニット３９０によって再充電される。例えば、メイン再充電ユニット３９０は家のメイン電源に接続され得て、または、大きなバッテリーを含み得て、エネルギーを効率的に無制限に入手可能である。メイン再充電ユニット３９０はエネルギーを中継器３８０ｎに伝送し、中継器３８０ｎはエネルギーを中継器３８０によって中継器３８０ａに伝送し、中継器３８０ａはエネルギーを再充電器３５５に伝送し、再充電器３５５はエネルギーを再充電インターフェース３０５に伝送する。中継器３８０は１つの中継器３８０であってもよく、それはメイン再充電ユニット３９０からエネルギーを受電し、エネルギーを再充電器３５５に伝送することに留意されたい。エネルギーは各エネルギー伝送で約同量または異なる量が伝送され得る。さらに、再充電器３５５および中継器（単数または複数）３８０の１つ以上のエネルギー蓄積能力およびエネルギー伝送能力が異なり得る。実施例によれば、中継器３８０ｎは他の中継器３８０よりも著しく大きな蓄積容量を持ち得て、伝送で中継器３８０（ｎ−１）に伝送されるエネルギー量よりも大きな量の伝送されるエネルギー量を受電できる。別の実施例では、ラインの次のデバイスが別の中継器３８０または再充電器３５５であるか否かにかかわらず、各中継器３８０はラインの次のデバイスを充電するに充分なエネルギーの伝送を受電する。１つ以上の実施形態では、エネルギーはジャストインタイムで伝送される。すなわち、例えば、再充電インターフェース３０５は再充電器３５５に再充電が必要または再充電が開始されるべきであることを報知し、報知は中継器３８０からメイン再充電ユニット３９０に報知されてエネルギー伝送が開始される。エネルギー伝送は中継器３８０ｎに少量をシーケンスで伝送され、各少量の伝送をラインの下流で受電されるように伝送する。このような技術を使用することによって、各中継器３８０および再充電器３５５は小さい形態の目立たないデバイスとなり、再充電インターフェース３０５が小さくなり得て、ＩＯＩのサイズを小さくできる。
【００４３】
中継器３８０は、部屋または車両のいたる場所、または、建物の部屋のいたる場所に配置され得て、一日中エネルギーを再充電器３５５に提供するように目立たないように配置され得る。ＩＯＩが車両または建物を離れる場合には、バッテリーパワーパックをバッグに入れて運ぶように、携帯メイン再充電ユニット３９０が一緒に運ばれ得る。さらに、再充電器３５５は利便性もために枕、就寝マスク、あるいは、他の夜に使用する物体の中に配置し得る。
【００４４】
図４は、本発明の開示の実施形態によるＲＦ再充電システムの一対のコイルを図示し、エネルギーを伝送するためにお互いに対して配置されたコイル３１５ａ（「ループ２」、再充電インターフェース３０５のコイル３１５の実施例）、および、コイル３６５ａ（「ループ１」、再充電器３５５のコイル３６５の実施例）を含む。
【００４５】
表１は、図４の実施形態に対応するＲＦリンク結合の実施例のパラメータを提供する（「ｍｍ」はミリメータを示し、「度」は角度を示す）。
【表１】
2018526137.tif 000003
【００４６】
図４のコイル３１５ａ、３６５ａに対して、コイル形状はほぼ楕円形であり、短軸ｂと長軸ａとの関係は式１で示される。
【数１】
2018526137.tif 000004
【００４７】
図５Ａ、図５Ｂは、本発明の開示の実施形態によるＲＦ再充電システムの一対のコイルを図示する。図５Ａはコイル３１５ｂ（再充電インターフェース３０５のコイル３１５の実施例）を図示し、図５Ｂはコイル３６５ｂ（再充電器３５５のコイル３６５の実施例）を図示する。
【００４８】
表２Ａは、図５ＡのＲＦコイルの寸法パラメータを示す。
【表２Ａ】
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【００４９】
表２Ｂは、図５ＢのＲＦコイルに結合する図５ＡのＲＦコイルの電気パラメータを示し、ここで周波数ｆ０＝１３．５６ＭＨｚで１リッターＨ２Ｏ当たり６．５８グラムのＮａＣｌの溶液中でサンプルを測定して評価した（「μＨ」はマイクロヘンリーであり、「Ω」はオームであり、「ＭＨｚ」はメガヘルツである）。
【表２Ｂ】
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【００５０】
表２Ｃは、図５ＡのＲＦコイルに対応するコイルのパラメータを示す（「μｍ」はマイクロメータであり、「Ｖ」はボルトである）。
【表２Ｃ】
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【００５１】
図６は、本発明の開示の実施形態によるＲＦ再充電システムのコイル３１５ｃ（再充電インターフェース３０５のコイル３１５の実施例）を図示する。この実施形態では、コイル３１５ｃは、１５巻きによる実効コイルを提供する複数の（図示されるように１５個の）相互に接続された小さなコイル６１５を含む。例えば、一本のワイヤが１５個のコイルに形成され、すなわち複数のコイルが接続されてコイル３１５ｃを形成する。コイル６１５は磁気ワイヤから形成され、それはＡＷＧ５１ワイヤ（銅ＡＷＧ５１ワイヤ等）がポリエステルで覆われ、さらに自己接着性エナメルで覆われている。コイル３１５ｃの寸法（１５個のコイル６１５）は縦横が０．１７５ｍｍと０．０９５ｍｍである。
【００５２】
図７は、本発明の開示の実施形態によるＲＦ再充電システムのコイル３１５ｄ（再充電インターフェース３０５のコイル３１５の実施例）を図示する。この実施形態では、コイル３１５ｄの総寸法は図６のコイル３１５ｃの総寸法と同じであるが、コイル３１５ｄはコイル３１５ｃの１５個のコイル形状の代わりに単一のコイル形状で形成されている。コイル３１５ｄは、例えば、上述した磁気ワイヤであり得る。
【００５３】
１つ以上の実施形態では、コイル３１５ｃ（図６）またはコイル３１５ｄ（図７）の片方または両方は非透過性エンクロージャで密封され、例えばめがねに密封されている。当該実施形態では、コイル３１５ｃまたは３１５ｄはワイヤまたはビアに接続され、回路３１０（図３Ａ）に接続される。
【００５４】
１つ以上の実施形態では、コイル３１５（図３）は基板に埋め込まれた薄膜の形態で形成される。
【００５５】
１つ以上の実施形態では、図３Ａの回路３１０および再充電インターフェース３０５のコイル３１５は実効エネルギーを伝送するために共振回路を形成し、または、含む。本発明の開示の用語、高共振は狭帯域共振周波数での共振回路を示し、共振回路は共振周波数の周波数に良好に応答し、共振周波数の周囲の狭帯域周波数の外側の周波数にはわずかに応答する。例えば、共振周波数帯域は共振周波数の約±１％、±２％、±３％、±４％、または、±５％の範囲の周波数を含み得る。
【００５６】
図８は、再充電インターフェース３０５の高共振回路８００を示す回路図の実施例を図示する。回路８００はスイッチ８１５が閉じられた時に追加されるチューニング抵抗８１０を備えるチューニングキャパシター８０５を含む。スイッチ８１５を閉じることによって、回路８００のインピーダンスが変化し、回路８００の共振周波数が変化し得て、再充電器３５５の充電周波数とのマッチングが改良され、または、回路８００の共振周波数を再充電器３５５の充電周波数から離れるように移動させて再充電レートを制限し、あるいは、特定の周波数帯域との干渉を避けるようにすることができる。回路８００では、再充電インターフェース３０５のコイル３１５はインダクター８２０と抵抗８２５で示される。
【００５７】
図９は、再充電器９５５に結合した再充電インターフェース９０５を含むＲＦ再充電システム９００を示す回路図の実施例を図示する。再充電インターフェース９０５は高共振する。再充電器９５５も高共振し得る。再充電インターフェース９０５は、閉じられると、回路に並列である抵抗９１５によって示される負荷が加えられるスイッチ９１０を含む。負荷は、例えば、エネルギー蓄積コンポーネント（例えば、図３のエネルギー蓄積コンポーネント３２０）である。負荷がスイッチで接続されると、再充電器９５５はノード９６０での電圧の低下を検知し、それに対応してノード９６０での電圧をΔＶｍｏｄだけ増加させ得る。
【００５８】
１つ以上の実施形態では、図２に対して説明したように、再充電インターフェース９０５は通信インターフェースでもあり得る。当該実施形態では、抵抗９１５は通信プロトコルを実装するための変調抵抗である。例えば、スイッチ９１０が閉じられると抵抗９１５が並列に追加され、再充電器９５５のノード９６０での電圧レベル（すなわち電圧レベルの変化）は論理ゼロ（「０」）を示し得て、スイッチ９１０が開放されると抵抗９１５が並列に接続されなくなり、ノード９６０での電圧レベル（すなわち電圧レベルの変化）は論理１（「１」）を示し得る。このように、再充電インターフェース９０５のコントローラ１２０（図２）はスイッチ９１０を開閉（または反対）にすることで一連の１と０の信号を再充電器９５５に提供し得る。反対に、再充電器９５５は変調電圧をスイッチング可能であって、電圧レベル（すなわち電圧レベルの変化）は再充電インターフェースのノード９２０で測定可能であり、コントローラ１２０はノード９２０での電圧変化または電圧レベルによって０と１を検出可能である。
【００５９】
図１０は、ＩＣ１００５、外部コイル１０１０、および、オプションの外部キャパシター１０１５として実装された再充電インターフェース１０００を図示する。コイル１０１０はノード１０２０（「ＲＦ１」）およびノード１０２５（「ＲＦ２」）でＩＣ１００５に接続される。チューニング可能なキャパシター１０３０は再充電インターフェース１０００の共振回路の一部である。エネルギーはコイル１０１０で受電され、ノード１０２０と１０２５間の電圧は整流回路１０３５で整流される。整流された電圧はキャパシター１０４０に供給され、それはコイル１０１０で受電されたエネルギーで充電される。エネルギー伝送中に、キャパシター１０４０のエネルギーはエネルギー蓄積デバイス１０４５を再充電するために使用される。
【００６０】
図１１は、再充電のためにＲＦリンクを使用したシミュレーションの結果のプロットを示し、ここでシミュレーションは再充電周波数１３．６ＭＨｚでの図１０の再充電インターフェース１０００のシミュレーションを示す。トレース１１０５、１１１０はノード１０２０と１０２５（図１０）間にあらわれる電圧の実数成分と虚数成分を示す。トレース１１１５はコイル１０１０間の電圧を示し、トレース１１２０はエネルギー伝送中のキャパシター１０４０間の電圧を示す。エネルギー伝送が開始すると、コイル１０１０電圧は振動し始め（トレース１１１５）、それに対応して、ノード１０２０と１０２５間の電圧も振動し始める（トレース１１０５、１１１０）。再充電インターフェースの効率は、トレース１１１５のコイル電圧に対するトレース１１０５、１１０で図示されるノード１０２０と１０２５間の電圧で示される。コイル電圧が振動し始めてからすぐ後に（このシミュレーションでは２２０ナノセコンド（ｎｓ）未満）、キャパシター１０４０間の電圧が上昇し始める。キャパシター１０４０に蓄積されたエネルギーは、コイル１０１０を介したエネルギー伝送中およびその後に、エネルギー蓄積デバイス１０４５に提供される。
【００６１】
図１２は、１２０５、１２１０、１２１５、１２２０、１２２５のプロットを示し、それは通信のためのＲＦリンクを使用したシミュレーションの結果を示す、ここでシミュレーションは図１０の再充電インターフェース１０００のシミュレーションを含む。実演を目的として、通信は１３．６ＭＨｚキャリア周波数上の周波数約３．３ｋＨｚの矩形波で示される。プロット１２０５は矩形波を示し、プロット１２１０は１３．６ＭＨｚキャリア周波数で変調された矩形波を示し、プロット１２１５は再充電インターフェース１０００で受信された変調矩形波を示す。プロット１２２０はフィルタリングされて受信された変調矩形波を示し、それはさらにフィルタリングされ変調信号からプロット１２２５に示される矩形波を抽出する。プロット１２０５〜１２２５を比較すると、矩形波が再充電インターフェース１０００で正確に読み取られていることがわかる。さらに、通信が送信されると、キャリア周波数が電源を充電するのと同時に使用され得る。
【００６２】
図１３は、さまざまな規制に対して許容される、周波数に対する負荷レベルの概要を示す周波数マップを示す。いくつかの実施例の周波数帯域は実施例で強調されている。インプラントの規制による制限値は健康への影響に起因し、周波数に対する人体による電磁放射の吸収に基づいている。これは人体を介してインプラントにエネルギーを無線伝送するために使用する周波数バンド幅を選択する場合に重要である。図１３のマップの１３．６ＭＨｚ周辺にスパイクがあり、ここがインプラントのための狭帯域周波数バンドの使用が許容されている場所である。図１１および図１２に示されるように、１３．６ＭＨｚでの再充電と通信の両方がこの明細書で説明した技術によってＩＯＩに対して可能になっている。
【００６３】
１つ以上の実施形態では、再充電および通信にＲＦを使用するよりも、別のタイプの電磁エネルギーが使用される。例えば、可視光、赤外線（ＩＲ）または近赤外線（ＮＩＲ）光、または、マイクロ波放射エネルギーが再充電および通信に使用される。１つ以上の実施形態では、４００ナノメータ（ｎｍ）〜７５０ｎｍの波長の可視光エネルギーが再充電および通信に使用される。１つ以上の実施形態では、０．８μｍ〜１．３μｍの波長の赤外線（または近赤外線）光エネルギーが再充電および通信に使用される。１つ以上の実施形態では、１ＭＨｚ〜９００ＭＨｚの周波数のマイクロ波放射エネルギーが再充電および通信に使用される。
【００６４】
光エネルギーを使用する利点は、光源は直流（ＤＣ）であるので、ＲＦ伝送の交流電流（ＡＣ）によって生じる電磁干渉を避けることができることである。さらに、ＲＦバンドまたは電力には多くの規制があるが、光にはバンド幅および電力に対する規制が無いか（ほとんど無い）。他の有利な点は周囲の光源からエネルギーを集めることができることである。光源はとても小さい可能性があり、その１．８ｍｍ×２．５ｍｍダイは１０マイクロワット（μＷ）の電力を日光で生成でき、共振が要素ではなく共振キャパシターが必要ではないので、少ないコンポーネントが使用され得る。さらに、光インターフェースは配置、回転および距離変化に関してコイルよりも大きくは依存しない。例えば、２センチメータ（ｃｍ）までのずれは光インターフェースでは許容され、２ｃｍ距離で４５度の回転での電力損失はほとんどなく、距離に対してＲＦインターフェースでは１／Ｘ３で減少するが、光インターフェースの電力は１／Ｘで減少する。
【００６５】
ＮＩＲ光は皮膚組織を低吸収率で通過することが見いだされた（約１０％吸収係数）。ＮＩＲおよびＩＲは皮膚の皮下層（例えば、３ｍｍよりも深い）に、ほとんど損失無く浸透できることがさらに分かった。実験結果によれば７３０ｎｍのＮＩＲ光は約１０ｍｍ厚の人さし指を、５０％の電力損失で透過できる。したがって低電力のＮＩＲまたはＩＲ光で虹彩（約１ｍｍ）を通過し、ＩＯＩと通信および再充電することが期待される。通過するには目の色がいくらか依存することが予想される。
【００６６】
１つ以上の実施形態では、再充電インターフェース１１５（図１または図２）は太陽電池（ＰＶ）セルを含む。実施例のＰＶセルはＩＸＹＳ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＰＶセルであり、部品番号ＣＰＣ１８２２、ＣＰＣ１８２２は１．８ｍｍ×２．５ｍｍダイであり、直射日光で１７μＷ（４．２ボルト（Ｖ）、４．２マイクロアンペア（μＡ））を出力し、周囲日光で０．９μＷ（３Ｖ、０．３μＡ）を出力し、４５度の入射角度で約９０％の相対効率を有する。
【００６７】
１つ以上の実施形態では、再充電器１５０（図１または図２）はＩＲエミッターを含む。実施例のＩＲエミッターはＥｖｅｒｌｉｇｈｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ製のＩＲエミッターであり、表面実装技術（ＳＭＴ）パッケージで７３０ｎｍの光を放出し、＋／−６０度までのスペクトル分布を有し、それによってミスアライメントを許容する。Ｅｖｅｒｌｉｇｈｔ製のＩＲエミッターには出力パワーが１７０ミリワット（ｍＷ）または１ワット（Ｗ）等の異なるバージョンのものがある。１７０ｍＷバージョンのパッケージサイズは３．２×２．４ｍｍであり、約１００ｍＷで２ｃｍの距離でＣＰＣ１８２２ＰＶセルに４μＡで４Ｖ（１６μＷ）を誘導し、約１００ｍＷで４ｃｍの距離でＣＰＣ１８２２ＰＶセルに２．８μＡで２．８Ｖ（８μＷ）を誘導する。
【００６８】
光インターフェースであるかＲＦインターフェースであるかを問わず、再充電器１５０（図１または図２）は、目立たないようにめがね（例えば、図１４参照）に、または、ヘッドフォンの前面に、帽子またはヘッドバンドまたは他のウェラブルアイテムの中に、あるいは、コンピューティングデバイスの中に埋め込まれ得る。複数の再充電器１５０が建物の周囲の物体に埋め込まれ、または、取り付けられれば、本開示による再充電可能なＩＯＩを有する人間が建物の周囲を移動するときに別体の再充電器１５０を持ち運ぶ必要がなくなる。例えば、再充電器１５０が携帯電話の中にあれば、人間が携帯電話を見るたびに、ＩＲエミッターまたはＲＦエミッターが部分的または完全にＩＯＩを再充電できるであろう。別の実施例では、（スピーカを耳に当てる）電話なので人間が携帯電話を使用している間にＲＦエミッターが部分的または完全にＩＯＩを再充電できるであろう。
【００６９】
また、上述したように、中継器が人間に届くように部屋または建物の周囲に配置されてもよい。
【００７０】
１つ以上の実施形態では、再充電インターフェース１１５（図１または図２）を介してエネルギー伝送（および／または通信）をするだけではなく、ＩＯＩはさらに再充電インターフェース１１５を介して別のデバイスにエネルギー伝送（および／または通信）することができる。例えば、人間がそれぞれの目に１つで合計２つのＩＯＩを有する場合には、２つのＩＯＩの再充電インターフェース１１５は、目が特定の方向に向いた場合に適切な配置とするように、鼻に向かって配置され得る。このように、読書またはＴＶ等を鑑賞する場合には、１つのＩＯＩは他に対する再充電器１５０として機能し得る。さらにまたは代替的に、１つのＩＯＩは他のＩＯＩと再充電インターフェース１１５、または他の通信インターフェースを介して通信でき、２つのＩＯＩ間で同時に焦点を結ぶように制御できる。
【００７１】
この開示で説明された再充電は多くのタイプのＩＯＩに適用可能である。
【００７２】
例えば、１つの実施形態では、ＩＯＩは、電圧を印加することでその屈折率が変調される液晶と接触する回折光学素子または屈折光学素子を備える電気活性化光学セルを含む。当該液晶は、例えば、ネマティックまたはコレステリックであってもよい。電気活性セルは、動的（例えば、ある範囲にわたって調節可能）、または、状態間でスイッチング可能（例えば、２つの状態、近くを見るために屈折力を加える等）である。コントローラ１２０（図１および図２）はアクチュエータで動的に状態を調節して制御する。センサー１２５は、人間が焦点を変化させようとして調節的なインパルスを経験する場合に発生する生理的な応答を検出する。実施例のセンサー１２５は光センサーであって生理的な応答を検出する。１つ以上の光センサーがＩＯＩのレンズの前面のいくつかのポイントに配置される（好ましくはいくつかのポイント）。光センサーからの信号はフィルタリングされてコントローラ１２０で解釈され、信号振幅の変化が調節的なインパルスによって生じる縮瞳であるか否かを決定する。
【００７３】
１つ以上の実施形態では、コントローラ１２０は電源１０５の充電状態を監視し、特定のレベルに到達（例えば、放電閾値）すれば、コントローラ１２０は焦点の調節をしない等の省電力動作を開始する。さらに、コントローラ１２０は通信インターフェース１３５または再充電インターフェース１１５によって定期的に通信でき、外部デバイスにエネルギー伝送の開始、すなわちエネルギー伝送が開始されるべきことを通知する。
【００７４】
１つ以上の実施形態では、コントローラ１２０は、再充電器１５０が周囲にある場合にはエネルギー伝送が実行され得るように、再充電器１５０からの通信を監視する。
【００７５】
１つの実施形態では、コントローラ１２０は、ＩＯＩのサイズを小さくするためにＩＯＩ用に特別に設計されたＡＳＩＣである。ＡＳＩＣは、通信インターフェース１３５および再充電インターフェース１１５の１つ以上の部分を含み得る。
【００７６】
このように、頻繁にＩＯＩを再充電するためのインターフェースおよび技術を提供することで、ＩＯＩのサイズが著しく小さくなったＩＯＩシステムを説明してきた。眼内インプラント内の空間的制約に適合するために非常に小さい半径を有する受信コイルにもかかわらず、当該システムは使用可能なエネルギー伝送効率を提供する。
【００７７】
本明細書で使用される場合、用語「略（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」および「約（ａｂｏｕｔ）」小さな変化を説明するために使用される。事象または状況とともに使用される場合、当該用語は事象または状況が発生した正確な段階だけではなく、間近で発生した事象または状況の段階をも意味する。例えば、数値とともに使用される場合、当該用語は、±１０％以下、±５％以下、±４％以下、±３％以下、±２％以下、±１％以下、±０．５％以下、±０．１％以下、または、±０．０５％以下をも意味する。
【００７８】
特定の実施形態を参照して本明細書は記載されたが、添付の特許請求の範囲によって定義される開示範囲およびその精神に範囲内で、当業者であればさまざまな変形形態および均等形態が実施され得ることが理解できる。さらに、本開示の範囲内で、多くの修正形態が特定の条件、材料、組成物、方法、動作（単数または複数）に適用可能である。すべての当該修正形態は本明細書に添付された特許請求の範囲に含まれることが意図される。特に、特定の方法が特定の順番で実施される特定の動作を参照して記載されたが、これらの動作が組み合わされ、さらに細分され、あるいは、順番が変更されて、本開示の教示の範囲内で均等な方法を生成できることが理解されるであろう。したがって、本明細書で特に示さない限り、動作の順番およびグルーピングは本開示の範囲内に限定されない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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