Узел офтальмологической линзы со встроенной конструкцией антенны

Узел офтальмологической линзы со встроенной конструкцией антенны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки создания изобретения

Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к оптическим линзам, и, в частности, к таким оптическим линзам, как пригодные для ношения линзы, включая контактные линзы, имплантируемые линзы, интраокулярные линзы (ИОЛ) и любые другие виды устройства, содержащего оптический компонент, который включает в себя электронные контуры и связанные с ними антенны/узлы антенн для приема информации, передачи информации и/или зарядки/аккумулирования энергии.

Обсуждение смежной области

Поскольку электронные устройства продолжают уменьшаться в размерах, все более вероятным становится создание пригодных для ношения или микроэлектронных устройств с возможностью встраивания для различных областей применения. Такие области применения могут включать в себя мониторинг биохимических процессов в организме, контроль приема доз лекарственных препаратов или лекарственных агентов за счет различных механизмов, включая автоматические, в ответ на измерения или в ответ на внешние сигналы управления и усиление обменных процессов в органах или тканях. Примеры таких устройств включают в себя инфузионные насосы для введения глюкозы, кардиостимуляторы, дефибрилляторы, вспомогательные желудочковые системы и нейростимуляторы. Новой особенно выгодной областью применения являются пригодные для ношения офтальмологические линзы и контактные линзы. Например, пригодные для ношения линзы могут включать в себя узел линз, имеющий фокус с возможностью электронного регулирования для увеличения или улучшения функции глаза. В другом примере, с фокусом с возможностью регулирования или без него, пригодная для ношения контактная линза может включать в себя электронные датчики для определения концентраций отдельных химических веществ в прекорнеальной (слезной) пленке. При использовании встроенной электронной схемы в узле линзы может возникнуть необходимость взаимодействия с электронной схемой и в способе электропитания и/или перезарядки электронной схемы.

Часто бывает необходимо предусмотреть возможности взаимодействия со встроенной электронной схемой с целью контроля и/или сбора данных. Взаимодействие данного рода предпочтительно должно осуществляться без прямого физического контакта с электронной схемой линзы таким образом, чтобы можно было полностью герметизировать электронную схему и обеспечить взаимодействие в процессе использования линзы. Поэтому необходимо обеспечить беспроводную передачу сигналов электронной схеме линзы с помощью электромагнитных волн. Таким образом, существует потребность в конструкции антенны, подходящей для использования в узле оптической линзы, такой как контактная линза.

В данных областях применения электронная схема часто может нуждаться в источнике питания. Таким образом, может быть необходимо встроить в конструкцию автономное устройство для накопления энергии, такое как перезаряжаемый аккумулятор или конденсатор. В альтернативном варианте осуществления подача питания на электронную схему может осуществляться индуктивно, от дистанционного, а не от автономного устройства для накопления энергии, и, таким образом, исключается потребность в перезарядке. Приемлемый способ перезарядки аккумулятора представляет собой индукционную связь, при которой возникает магнитная связь между внешней катушкой и катушкой, соединенной, подключенной или иным образом соединенной с цепью зарядки, выполненной с возможностью перезарядки аккумулятора, встроенного в устройство. Таким образом, существует потребность в индуктивных конструкциях, например антеннах, узлах антенн и/или катушках, подходящих для использования в узле офтальмологической линзы. Кроме того, необходимо предусмотреть удобный способ для согласования конструкции катушки с внешней конструкцией индуктивной катушки для эффективного связывания в ближней зоне.

Встроенная электронная схема и возможность взаимодействия элементов в контактной линзе создают множество проблем общего характера по ряду аспектов, включая ограниченные размеры компонентов, в частности, толщину, а также максимальную длину и ширину, ограниченную энергоемкость аккумуляторов или суперконденсаторов, ограниченный пиковый ток потребления из-за высокого внутреннего сопротивления микроаккумуляторов и ограниченное сохранение заряда в микроконденсаторах, ограниченное среднее энергопотребление из-за ограниченной энергоемкости и ограниченную надежность и технологичность микрокомпонентов и особенно тонких компонентов. Что касается устройств обмена данными, конкретные проблемы включают в себя ограниченную эффективность антенны, которая напрямую связана с размером или площадью, а в случае рамочной антенны - числом петель и эффективностью антенны. Кроме того, существует также ограниченный набор частотных полос, выделяемых органами регулирования для данных применений, выбор которых влияет на эффективность заданной конструкции, максимально допустимую мощность передатчика, потенциальные помехи, а также другие аспекты канала связи. Дополнительные характеристики распространения и поглощения при ношении зависят от частоты наряду с допустимыми пределами безопасного поглощения электромагнитной энергии. Различные государственные органы по своему усмотрению могут издавать руководства или правила относительно данных устройств. Эффективность антенны при ношении ухудшается в основном для электрополевых (E-field) антенн. Аналогично для беспроводной зарядки аккумулятора или аналогичного устройства размер антенны относится к максимально достижимой индуктивности и максимальному напряжению или току, которые могут передаваться на устройство.

Таким образом, существует потребность в создании механически прочного узла антенны, который отвечает требованиям функциональности и технических характеристик в пределах объема и площади контактной линзы.

Изложение существа изобретения

Антенны и/или узлы антенн настоящего изобретения лишены недостатков, которые кратко перечислены выше.

В соответствии с первым аспектом настоящее изобретение относится к узлу офтальмологической линзы. Узел офтальмологической линзы содержит линзу, выполненную с возможностью размещения по меньшей мере либо внутри глаза, либо в непосредственной близости от поверхности глаза, причем линза включает в себя оптическую зону, выполненную с возможностью выполнения по меньшей мере одной из функций коррекции зрения и улучшения остроты зрения, и один или более электронных компонентов, обеспечивающих коррекцию и улучшение остроты зрения, и по меньшей мере одно антенное устройство, функционально связанное с одним или более электронными компонентами, для обеспечения по меньшей мере одной из функций односторонней или двусторонней связи с одним или более электронными компонентами и передачи энергии.

В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение относится к узлу линзы. Узел линзы содержит линзу, включающую в себя оптическую зону для выполнения по меньшей мере одной из функций улучшения изображения, фиксации изображения и коррекции зрения и один или более электронных компонентов, обеспечивающих улучшение изображения, фиксацию изображения и коррекцию зрения, и по меньшей мере одно антенное устройство, функционально связанное с одним или более электронными компонентами для обеспечения по меньшей мере одной из функций односторонней или двусторонней связи с одним или более электронными компонентами и передачи энергии.

В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение относится к узлу линзы. Узел линзы содержит линзу, включающую в себя оптическую зону для выполнения по меньшей мере одной из функций улучшения изображения, фиксации изображения и коррекции зрения, и по меньшей мере одно антенное устройство, функционально связанное с линзой, причем включение и отключение питания по меньшей мере одного антенного устройства приводит к механическим изменениям в линзе.

В соответствии с настоящим изобретением антенну или узел антенны можно встроить в механические устройства, такие как офтальмологические устройства, включая линзы и контактные линзы. Хотя примеры осуществления будут касаться контактных линз (пригодных для ношения) или имплантируемых линз (ИОЛ), важно отметить, что настоящее изобретение можно использовать в любом ряду связанных или независимых устройств. Пригодные для ношения линзы или контактные линзы могут включать в себя узел линзы с фокусом с возможностью электронного регулирования для улучшения характеристик глаза, и/или в них можно встроить электронные датчики для определения концентраций отдельных химических веществ в слезной пленке. Применение такой встроенной электроники в узле линзы потенциально нуждается в односторонней и/или двусторонней связи и способе питания электроники или перезарядки устройства для накопления энергии. Антенну/узел антенны настоящего изобретения можно использовать для передачи и/или приема информации и/или данных, а также для обеспечения возможности зарядки аккумулятора, аккумуляторов или конденсаторов, применяемых для питания электроники, на основе способов индуцированного заряда или радиочастотного (РЧ) аккумулирования энергии. Как известно специалистам в соответствующей области, системы РЧ-аккумулирования энергии можно применять в системах, где действие контура аналогично индуцированному заряду, но при более высоких частотах, например, от 900 МГц до 2,4 ГГц. В данной области термин «индуцированный заряд» часто связан с низкой частотой, например 125 кГц или 13,5 МГц, связыванием в ближней зоне с индуктивной конструкцией, и РЧ-аккумулирование энергии связано с более протяженным расстоянием, более низкой энергией, более высокой частотой волн, передаваемых на РЧ-антенну.

Пример узла оптической линзы в соответствии с настоящим изобретением может содержать печатную плату или подложку, электронный контур, конструкцию линзы (оптика) и конструкцию антенны. Электронный контур может содержать ряд электронных компонентов, установленных на печатной плате, и на печатную плату можно нанести контактные дорожки для связывания электронных компонентов. Печатную плату можно механически прикрепить к линзе для образования жесткого компонента узла оптической линзы. В альтернативном варианте осуществления печатную плату можно не прикреплять механически к линзе, таким образом, не образуется жесткий компонент узла оптической линзы. Данную конструкцию можно изменять в зависимости от типа линзы. В некоторых примерах осуществления конструкция антенны или антенна могут включать в себя катушку, содержащую один или более витков провода, установленную вокруг и концентрически относительно конструкции линзы. В альтернативных примерах осуществления антенна может содержать одну или более контактных дорожек на печатной плате. Антенна может быть электронно соединена с электронным контуром. В некоторых примерах осуществления электронный контур может подавать передаваемый сигнал на антенну для передачи выходного электромагнитного сигнала, тогда как в альтернативных примерах осуществления антенна может принимать входящий электромагнитный сигнал и направлять полученный сигнал в электронный контур. В еще одном альтернативном примере осуществления антенну можно использовать для передачи и приема сигналов. В еще одном альтернативном примере осуществления антенну можно использовать для индуктивной зарядки энергоемкого элемента или аккумулятора. В некоторых примерах осуществления одну антенну также можно использовать как для взаимодействия, так и передачи энергии, как это подробно описано ниже.

Антенны и антенные системы или узлы, встроенные в медицинские устройства, такие как офтальмологические устройства, можно использовать или адаптировать для большого разнообразия применений. Применения включают в себя передачу данных на офтальмологическое устройство или прием с него, регистрацию информации, поступающей из окружающей среды, в которой находится офтальмологическое устройство, зарядку аккумуляторов, связанных с офтальмологическим устройством, и активацию или запуск других устройств. Поток данных на офтальмологическое устройство и с него может включать в себя взаимодействие с брелоками для ключей, смартфонами или другими портативными устройствами и беспроводными сетями, контейнерами для хранения офтальмологических устройств, например, контейнерами для очистки контактных линз, где используют химические средства или системы УФ-дезинфекции, а также любыми другими типами устройств, которые способны принимать текстовую информацию, видеоинформацию, телеметрическую информацию, графику, программное обеспечение или коды для перепрограммирования или обновления и т.п. через РЧ- или индуктивную беспроводную связь. Данные или информация для передачи или приема может включать в себя анализ слезной пленки, внутриглазное давление, частоту сердечных сокращений, артериальное давление и т.п. Офтальмологическое устройство можно использовать для регистрации любого ряда параметров в зависимости от применения устройства, например сокращения ресничной мышцы для аккомодационной линзы. Подобным же образом, выходные данные антенны или антенной системы можно использовать для активации или запуска вторичных устройств для изменения оптических параметров устройства и дозирования лекарственных средств или терапевтических средств. Как отмечалось выше, антенны и узлы антенн можно использовать для перезарядки аккумуляторов или для постоянного питания от дистанционного источника. Для этого можно использовать индуктивное питание, а не зарядку. Антенны можно также использовать для обмена данными между офтальмологическими устройствами, такими как линзы, для регистрации конвергенции глаз в процессе чтения или синхронизации динамики пространственной голографической реализации.

Физическую реализацию антенн и узлов антенн можно осуществить любым рядом способов. Физические реализации включают в себя проводящие дорожки на плате, встроенные в офтальмологическое устройство, и/или витки провода, встроенные в устройство, проводящие дорожки, нанесенные печатным способом внутри устройства или на его поверхности, и/или в форме слоя в многоярусной структуре микросхемы. Например, антенну может изготовить на круговом слое/в виде шайбы или дуги с дорожками на одной или обеих сторонах слоя, на материалах подложки с использованием соответствующей технологии допирования металлами. Также можно использовать множество антенн на одном устройстве.

Краткое описание фигур

Вышеизложенные и прочие характеристики и преимущества настоящего изобретения станут понятны после следующего более подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированных с помощью прилагаемых фигур.

На Фиг.1А схематически представлен первый пример осуществления узла оптической линзы, содержащего одновитковую рамочную антенну, в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.1B схематически представлен первый пример печатной платы узла оптической линзы, представленного на Фиг.1А.

На Фиг.2 схематически представлен второй пример печатной платы в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.3 схематически представлен третьей пример печатной платы в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.4 схематически представлен второй пример осуществления узла оптической линзы, содержащего подузел рамочной антенны, в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.5 представлена блок-схема антенны и контура приемника в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.6 представлена блок-схема антенны и контура передатчика в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.7 представлена блок-схема контура индуктивной зарядки в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.8 представлена блок-схема контура передатчика в комбинации с узлом оптической линзы, содержащим антенну и приемник, в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.9 представлена блок-схема первичного индуктивного контура в комбинации с вторичным индуктивным контуром, встроенным в узел оптической линзы, в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.10 представлена блок-схема системы индуктивной зарядки контактной линзы, встроенной в контейнер для хранения контактной линзы, в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.11 схематически представлена четырехвитковая спиральная антенна, которую можно использовать как для осуществления связи, так и передачи энергии, в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.12 схематически представлена конфигурация многоярусной структуры микросхемы в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.13 схематически представлен вид в сечении конструкций для реализации антенн в контактных линзах, где проводники антенн изолированы от проводящей слезной пленки, в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.13А представлен вид в разрезе дорожек антенны на подложке с изоляцией в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.14 представлено упрощенное схематическое изображение контактной линзы и одновитковой рамочной антенны в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.15 схематически представлена дорожка антенны с паразитной связью в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг. 16A и 16B схематически представлена антенна на печатной плате в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

На Фиг.1A показан первый пример осуществления узла оптической линзы 100. Хотя в примере описывается контактная линза, важно отметить, что настоящее изобретение можно использовать и в любом ряду других устройств, имеющих медицинские и офтальмологические применения, а также в любых из ряда устройств, где применяются линзы, таких как камеры, бинокли и микроскопы. Пример узла оптической линзы 100 содержит конструкцию линзы 102, печатную плату 104, электронный контур 106, расположенный на печатной плате 104, а также одновитковую рамочную антенну 108, также расположенную на печатной плате 104, чтобы не вносить изменений в конструкцию линзы 102. Используемая в настоящем документе конструкция линзы 102 может включать в себя часть узла, которая действует как оптическая линза и необязательно в качестве отдельного компонента, а скорее участка компонента, такого как переформование гидрогеля. Электронный контур 106 и антенну 108 можно соединить с печатной платой 104 или установить на нее любыми допустимым способами, например пайкой, проводной связью, проводящей эпоксидной смолой, проводящими чернилами и проводящим полимером, а также в любой допустимой конфигурации для любого ряда применений. Используемая в настоящем документе печатная плата 104 может включать в себя любую соответствующую подложку, включая медные дорожки на гибкой полиимидной подложке с поверхностным покрытием никель-золото. Печатные платы более подробно описаны ниже. Электронный контур 106 может содержать один или более электронных компонентов 110, установленных на печатной плате 104, и печатная плата 104 может содержать связанные проводящие дорожки 112 для связывания одного или более электронных компонентов 110. Печатную плату 104 можно прикрепить к конструкции линзы 102 любыми допустимыми способами. Например, печатную плату 104 можно механически прикрепить к конструкции линзы 102 для образования жесткого компонента узла оптической линзы 100. Одновитковую рамочную антенну 108 можно получить из любого ряда допустимых проводящих материалов и выполнить с использованием любого ряда методов. В показанном примере осуществления антенну 108 можно создать посредством прокладки контактных дорожек на печатной плате 104 и расположения их таким образом, чтобы образовать электромагнитную конструкцию с предварительно определенными характеристиками для работы в качестве антенны, такими как направленность, эффективность и/или усиление, при имплантации или размещении в глазу или в качестве индуктора для магнитного соединения с другим индуктором. Одновитковую рамочную антенну 108 можно электрически соединить с электронным контуром 106 с помощью контактных дорожек 112. Как отмечалось выше, антенну можно изготовить из любого ряда допустимых проводящих материалов и сплавов, включая медь, серебро, золото, никель, оксид индия и олова и платину. Антенну предпочтительно изготовить из инертного биосовместимого материала.

На Фиг.1В показаны дополнительные детали печатной платы 104 примера узла оптической линзы 100, представленного на Фиг.1А. Печатная плата 104 может содержать установочные площадки 114 для обеспечения электрического подключения и установки электрических компонентов 110 (Фиг.1A). Установочные площадки 114 могут быть выполнены из любого ряда допустимых материалов, например, площадки 114 могут быть выполнены с металлическим слоем, который образует металлические дорожки 112, и также могут покрываться, или лучше напыляться, с помощью любого допустимого способа с образованием дополнительных металлических слоев для улучшения технологичности и надежности, как известно специалисту в данной области. Печатную плату 104 также можно выполнить с отверстием 116, внутри которого можно установить конструкцию линзы или оптическую секцию 102 (Фиг.1А) или через которое конструкция линзы, установленная на одной из сторон печатной платы 104, может обеспечивать прохождение света. Печатная плата 104 может содержать проводящие и изолирующие слои, например паяльную маску для покрытия верхнего проводящего слоя или изоляторы для разделения проводящих слоев, как более подробно описано ниже. Существует большое разнообразие альтернативных конфигураций.

На Фиг.2 показан альтернативный пример печатной платы 204, которую можно использовать с узлом оптической линзы 100, показанным на Фиг.1А. Печатная плата 204 содержит проводящие соединительные дорожки на верхней стороне (поверхности) 212а и проводящие соединительные дорожки на нижней стороне (поверхности) 212b (показаны пунктиром), сквозные отверстия или перемычки 218 для электрической связи между верхней и нижней сторонами, установочные площадки 214, центральное отверстие 216 и многовитковую рамочную антенну 220 вместо одновитковой рамочной антенны. Многовитковая рамочная антенна 220 содержит два и более витка провода, проводящих дорожек или т.п., образованных на любой из верхней или нижней сторон печатной платы 204. Если на противоположных сторонах используют множество антенн, для их соединения можно использовать сквозные отверстия или перемычки 208. Подразумевается, что печатная плата 204 может содержать дополнительные металлические слои и что для создания конструкции многовитковой рамочной антенны 220 можно использовать любую комбинацию слоев.

На Фиг.3 показан еще один альтернативный пример печатной платы 304, которую можно использовать с узлом контактной линзы 100, показанным на Фиг.1А. Печатная плата 304 содержит проводящие соединительные дорожки на верхней стороне 312а, проводящие соединительные дорожки на нижней стороне 312b (показаны пунктиром), сквозные перемычки 318, установочные площадки 314, центральное отверстие 316 и одно или более конструкций спиральной антенны 320. Каждая из одной или более конструкций спиральной антенны 320 содержит один или более витков провода, проводящих дорожек или т.п., образованных либо на металлическом слое на верхней стороне, либо на металлическом слое на нижней стороне, либо на металлическом слое на верхней стороне и нижней стороне печатной платы 304. При использовании одной или более конструкций антенны 320 на противоположных сторонах сквозные перемычки 318 можно использовать для обеспечения соединения между ними. Подразумевается, что печатная плата 304 может содержать дополнительные металлические слои и что для создания конструкций спиральной антенны 320 можно использовать любую комбинацию слоев. В альтернативном варианте осуществления конструкции антенны можно встроить во внутренний проводящий слой, причем другие проводящие слои располагаются выше и/или ниже конструкций антенны 320.

На Фиг.4 показан другой пример осуществления узла оптической линзы 400. Узел оптической линзы 400 содержит конструкцию линзы или оптику 402, печатную плату 404, электронный контур 406 и подузел рамочной антенны 408. Электронный контур 406 может содержать электронные компоненты 410, установленные на печатной плате 404, и печатная плата 404 может иметь проводящие соединительные дорожки 412 для связывания электронных компонентов 410. Как и в описанных выше примерах осуществления, электронные компоненты могут быть соединены с печатной платой 404 любым допустимым образом, включая использование установочных площадок (не показаны). Печатную плату 404 можно прикрепить к конструкции линзы 402 любыми допустимыми способами. Например, печатную плату 404 можно механически прикрепить к конструкции линзы 402 для образования жесткого компонента узла оптической линзы 400. Подузел рамочной антенны 408 может содержать один или более витков провода или т.п. на круговой форме для создания электромагнитной конструкции с необходимыми характеристиками для выполнения функции антенны, такими как направленность, эффективность или усиление при имплантации или размещении в глазу, или индуктора для магнитного связывания с другой индуктивной катушкой. Подузел рамочной антенны 408 можно электрически соединить с электронным контуром 406 с помощью контактных дорожек 412 и электронных компонентов 410. Существенное или основное различие между узлом оптической линзы, представленным на Фиг.1А, и узлом оптической линзы, представленным на Фиг.4, касается антенны. Устройство, представленное на Фиг.1А, содержит одновитковую рамочную антенну 108, выполненную на печатной плате 104, тогда как устройство, представленное на Фиг.4, содержит подузел рамочной антенны 408, отделенный от печатной платы 404. Данная конструкция может обеспечить преимущества при изготовлении, по расходам, характеристикам антенны, а также другим параметрам. Подузел антенны 408 можно встроить в линзу 402, например, как проводник или печатные катушки внутри компонента линзы.

Важно отметить, что печатные платы, описанные в настоящем документе, можно выполнить из любого ряда биосовместимых материалов или комбинации материалов с использованием любого ряда методов изготовления. Более подробная информация представлена ниже.

На Фиг.11 показан пример осуществления одной антенны 1100, которую можно использовать как для одной из функций взаимодействия или передачи энергии, так и для обеих функций вместе. Одна антенна 1100, представленная на Фиг.11, выполнена в виде одной четырехвитковой спиральной антенны с первой точкой отвода 1102 после первого витка и второй точкой отвода 1104 после четвертого витка. Точка отвода на первом витке 1102 рассчитана, например, на 900 МГц, тогда как точка отвода на четвертом витке 1104 рассчитана на 13,5 МГц. Высокочастотный фильтр 1106 соединен с первой точкой отвода 1102, тогда как низкочастотный фильтр 1108 соединен со второй точкой отвода 1104. Высокочастотный фильтр 1106 может подавать электрический сигнал на РЧ-контур приема или передачи, например, для осуществления связи или отбора мощности. Низкочастотный фильтр 1108 также может подавать электрический сигнал на низкочастотный контур приема или передачи, например, для осуществления связи или отбора мощности. Низко- и высокочастотные фильтры можно выполнить в большом разнообразии конфигураций с использованием большого разнообразия компонентов и/или программного обеспечения, известных специалисту в соответствующей области.

Как известно специалистам в соответствующей области, печатные платы обычно производят или изготавливают с одним или более слоями стекловолокна в виде листов, упрочненных за счет ламинирования эпоксидом, таких как эпоксистекловолокно FR-4 или полиимидный гибкий материал, для получения гибкой печатной платы. Проводящие контактные дорожки можно создать посредством нанесения покрытия из изолирующего слоя с предварительно определенной толщиной меди или другого допустимого проводящего материала с нанесением на нее фоторезистивного материала и селективным нанесением рисунка и травлением материала на основе необходимой разводки схем. Многослойные платы можно скреплять клейким слоем. Верхние дорожки платы затем можно покрыть материалом никель-золото или другими материалами для обеспечения соответствующей коррозионной стойкости, возможности пайки и сварки.

Дорожки антенны можно создать непосредственно внутри контактной линзы или оптической вставки. Процесс формования линзы может допускать вставку антенны или ее нанесение на поверхность полимера контактной линзы. В процессе изготовления антенну можно наносить в форме печатной, способной к отверждению дорожки. Вставку, содержащую антенну, можно добавить к контактной линзе в процессе формования. Антенну можно изготовить на оптической вставке посредством селективного нанесения металла, нанесения на большую площадь с последующим выборочным удалением металла, нанесения жидкого способного к отверждению проводника или иными способами. Функциональные характеристики антенны аналогичны описанным характеристикам печатной платы; однако для физической реализации вместо стандартных материалов печатных плат используют полимеры или пластик.

Подузел катушки можно изготовить посредством намотки покрытого эмалью провода на цилиндрическую форму, которая является частью узла линзы. В альтернативном варианте осуществления провод можно наматывать на внешнюю часть самой конструкции линзы и необязательно приваривать (приклеивать) или иным образом присоединять к конструкции линзы. Для фиксации положения витков можно использовать любые допустимые способы крепления провода к линзе, например микропетли. В еще одном альтернативном варианте осуществления катушку можно создать посредством селективного травления, например, с помощью лазера или механических средств, в виде спирали или круговой структуры проводящих дорожек в проводящем слое на внешней или внутренней части узла линзы.

Антенну на контактной линзе также можно создать, сначала изготовив конструкцию многоярусной структуры микросхемы, которую затем встраивают в контактную линзу. Антенну можно изготовить на круговом слое/в виде шайбы или дуги с проводящими дорожками на одной или обеих сторонах слоя, на материалах подложки, таких как стекло, кремний или оксид алюминия, с использованием соответствующей технологии допирования металлами. Слой антенны можно комбинировать с другими слоями для образования электронной системы, потенциально включающей в себя аккумуляторы, датчики и любой ряд других электронных контуров или устройств. Антенны можно выполнить в виде полных витков или частичных витков на противоположных сторонах устройства или с обходом других устройств, и все они связаны через сквозные отверстия и/или перемычки.

На Фиг.12 показан пример многоярусной структуры микросхемы, встроенной в контактную линзу 1200. Как показано на Фигуре, контактная линза содержит оптическую зону линзы 1202, один или более слоев электронных компонентов 1204 и по меньшей мере один слой антенны 1206. Оптическая зона линзы 1202 содержит фронтальную оптику, тыльную оптику и металлический фланец 1208 по своему периметру. Многоярусный узел инкапсулирован в полимере, образующем линзу 1200. Важно отметить, что любую из антенн, описанных в настоящем документе, включая одновитковую рамочную антенну, многовитковую рамочную антенну, спиральную антенну или подузел рамочной антенны, также можно инкапсулировать в полимере, образующем линзу, с подложкой или без нее.

Независимо от физической реализации проводящих дорожек антенны, например, в виде витка провода, на печатной плате, с использованием многоярусных структур микросхем или проводящих дорожек, нанесенных непосредственно на и/или внутри материала, образующего линзу, дорожки антенны предпочтительно необходимо изолировать от окружающих проводящих жидкостей внутри глаза или на его поверхности. Слезная пленка глаза состоит из трех слоев. Первый слой, или нижний слой, покрывает глаз и содержит муцин, который создается клетками конъюнктивы, так называемыми бокаловидными клетками. Муцин заполняет микроскопические неровности на поверхности глаза или в ней, что важно для четкого зрения. Второй слой, или средний слой, слезной пленки содержит водное вещество, составляющее большую часть слезной пленки. Подавляющая часть водного компонента продуцируется или секретируется главной слезной железой. Третий слой, или верхний слой, слезной пленки содержит тонкий слой маслянистого секрета, выделяемого мейбомиевыми железами, который препятствует слишком быстрому испарению слез. Внутриглазная жидкость представляет собой прозрачную, похожую на воду жидкость внутри передней камеры между роговицей и хрусталиком глаза, которая по составу аналогична плазме крови. Жидкая часть стекловидного тела представляет собой гелеобразную жидкость в задней камере между хрусталиком и сетчаткой глаза. Как слезы, так и внутриглазная жидкость могут содержать проводящие компоненты. Таким образом, без надлежащей изоляции между дорожками антенны возможны нежелательные короткие замыкания, или же характеристики антенны могут ухудшаться из-за присутствия находящейся поблизости проводящей жидкости или материала с высокой диэлектрической проницаемостью. Например, как отмечалось выше, слезная пленка содержит проводящий раствор из воды и ионов солей. Ткани человека, как и слезная пленка, также проявляют диэлектрические свойства, что может повлиять на настройку, частотный отклик и эффективность антенны.

На Фиг.13 в сечении показаны три примера осуществления конфигураций антенны в линзах, например в контактных линзах. Как показано на Фигуре, линза 1300 содержит гибкую печатную плату 1302, на которую можно нанести дорожки антенны 1304. На печатной плате 1302 также устанавливают модуль линзы 1306 и электронные компоненты 1308. На дорожки антенны наносят изолирующий слой 1310. Весь узел инкапсулирован в полимере контактной линзы 1312. Как показано на Фигуре, линза 1320 содержит многоярусную структуру микросхемы 1322 со слоем антенны 1326 в качестве верхнего слоя. Многоярусная структура 1322 микросхемы также содержит ряд слоев электронных компонентов 1328, 1330 и 1332, расположенных слоями. Слой 1328 может содержать ряд функциональных компонентов, например, интегральную схему РЧ-приемника. Слой 1330 может содержать, например, многослойный аккумулятор или другие устройства для накопления энергии. Слой 1332 может содержать дополнительную схему или антенны. Изолирующий слой 1324 можно наносить на поверхность слоя антенны 1326. Необходимо еще раз отметить, что весь узел инкапсулирован в полимере контактной линзы. Как показано на Фигуре, линза 1340 содержит антенну 1342, установленную непосредственно на полимер, образующий линзу 1344, с расположенным на ней изолирующим слоем 1348. Интегральную схему 1346 можно соединить с антенной 1342, например, в качестве РЧ-приемника. Весь узел инкапсулирован в полимере контактной линзы.

Изолирующие слои 1310, 1324 и 1348 можно наносить с помощью любого ряда способов. Например, на печатную плату обычно наносят слой паяльной маски, который изолирует все дорожки, кроме определенных площадок, которые остаются без покрытия для обеспечения подключения компонентов, таких как дискретные компоненты, аккумулятор и/или интегральные схемы. В случае многоярусного размещения для крепления и упаковки можно использовать стандартные методы подзаливки или другие клеи или инкапсулирующие вещества. В случае конструкции с использованием дорожек антенны, расположенных непосредственно на оптическом полимере, изолирующий слой можно нанести стандартными методами нанесения или покрытия, известными в полупроводниковой промышленности. Любой из данных подходов может предусматривать дополнительную изоляцию или инкапсулирование, например, покрытие парафином, нанесение диэлектрика, покрытие погружением, покрытие центрифугированием или окраску. Изолирующий м