Способы изготовления и применения офтальмологических устройств с энергообеспечением, имеющих режим сохранения электроэнергии

Способы изготовления и применения офтальмологических устройств с энергообеспечением, имеющих режим сохранения электроэнергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка, выступающая в качестве частичного продолжения патентной заявки, испрашивает приоритет по патентной заявке №13/781,494, поданной 28 февраля 2013 г., обычной заявке на патент США, озаглавленной «Способы и устройство для получения электронных схем на офтальмологических устройствах», которая испрашивает приоритет по предварительной патентной заявке №61/604206, озаглавленной «Способы и устройство для получения электронных схем на офтальмологических устройствах», от 28 февраля 2012 г.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении описывают способы изготовления и применения офтальмологического устройства с энергообеспечением со вставкой со средой, имеющей режим сохранения, а более конкретно, в котором во вставку со средой встроен механизм переключения, который может переключаться в режим сохранения и в рабочий режим.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Традиционно офтальмологическое устройство, такое как контактная линза, интраокулярная линза или пробка для слезной точки, представляет собой биосовместимое устройство, обладающее корректирующими, косметическими или терапевтическими качествами. Например, контактная линза может выполнять одну или более из функции коррекции зрения, косметической коррекции и терапевтической функции. Каждая функция обеспечивается физической характеристикой линзы. Конструкция линзы с учетом светопреломляющего свойства может обеспечивать функцию коррекции зрения. Встраивание в линзу пигмента может обеспечивать косметический эффект. Встраивание в линзу активного агента может обеспечивать терапевтическую функцию. Такие физические характеристики реализуются без перехода линз в состояние энергообеспечения. Традиционно пробка для слезной точки является пассивным устройством.

В последнее время в контактную линзу были встроены активные компоненты. Некоторые компоненты могут включать в себя полупроводниковые устройства. В ряде примеров описано встраивание полупроводниковых устройств в контактную линзу, помещенную на глаза животного. Также описана возможность энергообеспечения и активации активных компонентов несколькими способами внутри структуры самой линзы. Топология и размер пространства, образуемые структурой линзы, создают новые сложные условия для определения различных функциональных возможностей. Важно разработать надежные, компактные и экономичные средства для соединения и подключения компонентов в соответствии с форм-факторами, которые определяются офтальмологическими характеристиками.

Включение элементов питания в офтальмологическое устройство порождает проблему потери энергии в период между датой изготовления и датой начала фактического применения устройства. Одной из наиболее значимых причин потери энергии может быть утечка электрического тока через устройства и структуры, имеющие физическое и электрическое соединение с элементами питания. У многих офтальмологических устройств, таких как одноразовые контактные линзы, типичный срок хранения составляет шесть лет; таким образом, необходимо свести к минимуму потерю энергии, снизив ток утечки до чрезвычайно низких значений. Следовательно, может быть важно, чтобы включаемые элементы питания и соединяемые с ними электрические компоненты имели очень малый ток утечки и предусматривали режимы работы со сведением к минимуму потерь энергии в периоды хранения. Встраивание элементов питания в офтальмологическое устройство также порождает дополнительную проблему, связанную с утечкой тока, поскольку средства устранения утечки не могут зависеть от прямого электрического контакта.

Технологические варианты осуществления, решающие эту базовую офтальмологическую задачу, могут воплощаться в решениях, не только соответствующих офтальмологическим требованиям, но также включающих новые варианты осуществления для более общего пространства технологий, описывающего энергосбережение в герметизированных элементах энергообеспечения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, настоящее изобретение включает в себя герметизированную вставку со средой с режимом сохранения, которая может быть включена в офтальмологическое устройство с энергообеспечением и в некоторых вариантах осуществления, в частности, в контактную линзу. Режим сохранения уменьшает утечку во вставке со средой, когда не требуется рабочая интенсивность тока. В некоторых вариантах осуществления предусматривается офтальмологическое устройство с энергообеспечением, имеющее режим сохранения.

Следовательно, настоящее изобретение включает в себя описание механизма переключения с режимом сохранения и рабочим режимом, причем механизм переключения встроен в схему, содержащую по меньшей мере нагрузку и источник энергии. Например, нагрузка может контролировать определенную функцию устройства, например, такую как регулирование оптической силы или введение активного агента. Схема может быть включена в герметизированную вставку со средой, которая может быть включена в офтальмологическое устройство с энергообеспечением.

Вставка со средой может быть полностью герметизированной для защиты и вмещения элементов питания, дорожек и электронных компонентов. Офтальмологическое устройство, которое может состоять из полимерного биосовместимого материала, может включать в себя конструкцию из жесткой центральной части и мягкой «юбки», в которой центральный жесткий оптический элемент содержит вставку со средой.

В некоторых вариантах осуществления режим сохранения может быть смоделирован путем увеличения сопротивления механизма переключения, что приведет к уменьшению тока утечки. Такой ток утечки может удовлетворять требуемой спецификации потребления тока в режиме сохранения и, следовательно, может обеспечивать значительный срок хранения офтальмологического устройства с энергообеспечением. Учитывая, что вставка со средой является полностью герметизированной, механизм переключения может реагировать на внешний стимул, исходящий извне устройства, без прямого контакта со схемой. Следовательно, механизм переключения 315 также может быть образован из частей датчиков различного вида. Например, датчики могут представлять собой антенны для приема и реагирования на радиочастотные излучения, служащие стимулом, или это могут быть фотоэлементы, реагирующие на внешний стимул, имеющий фотонную основу.

Для дополнительного энергосбережения даже в ситуации, когда офтальмологическое устройство не находится в режиме сохранения, функцию режима сохранения можно сочетать со спящим режимом. Принимая во внимание то, что режимом сохранения, как правило, называется состояние с низким энергопотреблением, при котором механизм переключения вводит высокое сопротивление в проводящую дорожку от источника энергии к нагрузке, спящим режимом может называться состояние низкого энергопотребления электронной схемой, когда схема соединена с источником энергии через низкое сопротивление.

В некоторых вариантах осуществления в ходе процесса тестирования перед упаковкой или в процессе сборки самих компонентов может быть запущена функция сброса. Например, функция сброса может устанавливать оптимальное состояние покоя схемы, если устройство спустя заданное время переводится в режим сохранения. В некоторых вариантах осуществления блок электронной схемы может предусматривать выполнение функции сброса и перевода по меньшей мере части нагрузки в заданное состояние энергообеспечения.

Способы включения вставки со средой с режимом сохранения в герметизированное офтальмологическое устройство также могут быть важными. Соответственно, способы изготовления описаны в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления нагрузка, пригодная к эксплуатации внутри офтальмологического устройства с энергообеспечением, может быть встроена во вставку со средой в схеме с источником энергии и механизмом переключения. В некоторых таких вариантах осуществления функция сброса может быть интегрирована в схему. В процессе изготовления вставка со средой с энергообеспечением может быть переведена в режим сохранения. Такие варианты осуществления могут включать в себя процесс тестирования сборки, причем вставка со средой может быть выведена из режима сохранения для оценки работы офтальмологического устройства и в дальнейшем снова переведена в режим сохранения. Офтальмологическое устройство может быть необязательно помещено в герметичную упаковку, способную предотвратить непреднамеренную активацию офтальмологического устройства из режима сохранения до его активации пользователем. Такой способ изготовления может применяться в вариантах осуществления, в которых вставка со средой герметизирована в устройство с энергообеспечением, отличное от офтальмологического устройства.

Способы применения герметизированного офтальмологического устройства со вставкой со средой, предусматривающей режим сохранения, могут быть важными. Соответственно, способы применения описаны в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления пользователь может вскрыть герметичную упаковку, такую как блистер, содержащую офтальмологическое устройство с энергообеспечением, находящееся в режиме сохранения, и внешний стимул может вывести устройство из режима сохранения путем запуска механизма переключения. В некоторых конкретных вариантах осуществления пользователь может непосредственно запустить механизм переключения, например, такой как в механической системе, и внешним стимулом может быть давление на механизм переключения, где от пользователя требуется надавить или нажать на устройство. В других вариантах осуществления извлечение офтальмологического устройства может открыть механизм переключения для воздействия соответствующего внешнего стимула и, следовательно, дополнительных действий от пользователя не требуется.

В вариантах осуществления, в которых офтальмологическое устройство может применяться множество раз, могут потребоваться дополнительные этапы. В таких вариантах осуществления защита от утечки тока в период хранения между применениями может обеспечить более длительный срок службы источника энергии. Соответственно, пользователь может иметь возможность вернуть офтальмологическое устройство в режим сохранения и хранить офтальмологическое устройство, пока не потребуется применить его снова. Такой способ применения может быть подходящим в вариантах осуществления, в которых вставка со средой герметизирована в устройство с энергообеспечением, отличное от офтальмологического устройства.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг. 1 представлен пример осуществления вставки со средой для офтальмологического устройства с энергообеспечением и пример осуществления офтальмологического устройства с энергообеспечением.

На Фиг. 2 представлена модель механизмов потери энергии для устройств с элементами питания или источниками энергии.

На Фиг. 3 представлен пример осуществления конструкции схемы для устройства с энергообеспечением с внешней активацией режима сохранения, которая может применяться в офтальмологических устройствах с герметизированными вставками со средой.

На Фиг. 4 представлены альтернативные варианты осуществления конструкций схем для устройств с энергообеспечением с внешней активацией режима сохранения, которые могут применяться в офтальмологических устройствах с герметизированными вставками со средой.

На Фиг. 5 представлен пример осуществления конструкции схемы для устройства с энергообеспечением с режимом сохранения, в котором механизм переключения, важный для установки режима сохранения, сам по себе образован из отдельной нагрузки и переключателя и может применяться в офтальмологических устройствах с герметизированными вставками со средой.

На Фиг. 6 представлена блок-схема примера процесса изготовления офтальмологического устройства с энергообеспечением с режимом сохранения.

На Фиг. 7 представлена блок-схема примера процесса применения офтальмологического устройства с энергообеспечением с режимом сохранения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к офтальмологическому устройству с энергообеспечением, имеющему режим сохранения, который может экономить энергию путем уменьшения утечки тока в период, когда офтальмологическое устройство не используется; настоящее изобретение дополнительно включает в себя способы изготовления и применения. В следующих разделах будет приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных вариантов осуществления являются только примерами осуществления. Предполагается, что специалисту в данной области будут понятны возможности создания вариантов, модификаций и изменений. Поэтому следует учитывать, что область, охватываемая настоящим изобретением, не ограничивается указанными примерами осуществления.

Встроенная батарея может иметь состояние с низкой утечкой или режим сохранения, предназначенный для того, чтобы сохранить достаточно энергии для работы при применении офтальмологического устройства. Далее пользователь офтальмологического устройства может активировать или включить батарею и/или нагрузочную схему. Источники энергии с режимом сохранения, сводящим к минимуму утечку до применения устройства, возможно, уже существуют в сфере электроники, однако проблемы офтальмологического устройства с энергообеспечением отличаются от уже существующих продуктов. Например, в случае игрушек для экономии энергии часто используется техника упаковки изделия с листом бумаги, закрывающим плоскую круглую батарею. Если потянуть за язычок, бумага извлекается и устанавливается контакт между батареей и схемой. До такой активации система находится в состоянии с низкой утечкой и длительным сроком хранения. Такие способы нельзя применять в электронной системе, герметизированной в контактную линзу.

Встраивание элементов питания в офтальмологическое устройство также порождает связанные с утечкой тока дополнительные проблемы, поскольку средства устранения утечки могут не зависеть от прямого электрического контакта. Следовательно, способы активации могут быть связаны с внешним стимулом, тогда как механизм переключения из режима сохранения в активный режим может находиться внутри офтальмологического устройства с энергообеспечением. Этот принцип сходен с принципом «химического фонаря», в котором энергия (в случае химического фонаря - химическая реакция, вызывающая свечение) не высвобождается, пока устройство не будет активировано умышленным действием (срыванием пленки). В отличие от химического фонаря, офтальмологическое устройство с энергообеспечением с герметизированной вставкой со средой может содержать сложные электронные компоненты и может состоять из биосовместимого материала.

Маленькое пространство внутри офтальмологической вставки со средой также может создавать ограничения для режима сохранения. Область в офтальмологической вставке со средой, где размещены все компоненты схемы, включая механизм переключения, может иметь площадь 1,5 квадратных миллиметра. Ограничения по размерам также накладывают ограничения на возможный источник энергии, и площадь, занимаемая схемой, также может вычитаться из области, доступной для источника энергии. Соответственно, очень мал диапазон допустимой утечки, при котором офтальмологическое устройство с энергообеспечением может иметь практическое применение после истечения срока хранения. В настоящем изобретении решается указанная проблема энергосбережения.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В приведенном описании и пунктах формулы, относящихся к настоящему изобретению, используется ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения:

Герметизировать - в настоящем документе обозначает создание барьера, отделяющего объект, например, такой как вставку со средой, от окружающей этот объект среды.

С энергообеспечением - в настоящем документе обозначает состояние способности обеспечить подачу электрического тока или хранение в себе запаса электрической энергии.

Энергия - в настоящем документе обозначает способность физической системы к выполнению работы. Многие способы применения в рамках настоящего изобретения могут относиться к указанной способности осуществления электрического воздействия при выполнении работы.

Источник энергии - в настоящем документе обозначает устройство или слой, способный подавать энергию или переводить логическое или электрическое устройство в состояние энергообеспечения.

Устройство сбора энергии - в настоящем документе обозначает устройство, способное извлекать энергию из среды и превращать ее в электрическую энергию.

Функционализированный - в настоящем документе обозначает создание слоя или устройства, способного выполнять некоторую функцию, включая, например, энергообеспечение, активирование или контроль.

Утечка - в настоящем документе обозначает нежелательную потерю энергии.

Линза или офтальмологическое устройство - в настоящем документе обозначает любое устройство, расположенное в глазу или на нем. Эти устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию, выполнять косметическую функцию или могут выполнять функцию, не связанную с глазом. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, офтальмологической вставке, оптической вставке или другому аналогичному устройству, которое используется для коррекции или модификации зрения или для косметической коррекции физиологии глаза (например, изменения цвета радужной оболочки) без ущерба для зрения. Альтернативно линза может обеспечивать неоптические функции, например, такие как мониторинг уровня глюкозы или введение активного агента. В некоторых вариантах осуществления предпочтительные линзы настоящего изобретения представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые включают в себя, например, силикон-гидрогели и фтор-гидрогели.

Линзообразующая смесь, или реакционная смесь, или реакционная смесь мономера (RMM) - в настоящем документе обозначает мономерный или форполимерный материал, который может подвергаться отверждению и поперечному сшиванию или поперечному сшиванию с образованием офтальмологического устройства. Различные варианты осуществления могут включать в себя линзообразующие смеси с одной или более добавками, такими как, например, УФ-блокаторы, тонирующие вещества, фотоинициаторы или катализаторы, а также прочие желаемые добавки для офтальмологических устройств, таких как контактные или интраокулярные линзы.

Линзообразующая поверхность - в настоящем документе обозначает поверхность, используемую для литья линзы. В некоторых вариантах осуществления любая такая поверхность может иметь поверхность с обработкой оптического качества, что означает, что данная поверхность достаточно гладкая и изготовлена так, что поверхность линзы, изготовленной путем полимеризации линзообразующего материала, находящегося в контакте с поверхностью формы для литья, имеет оптическое качество. Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления линзообразующая поверхность может иметь геометрию, которая необходима для придания поверхности линзы желаемых оптических характеристик, включая, помимо прочего, коррекцию сферических, асферических и цилиндрических степенных аберраций волнового фронта, коррекцию топографии роговицы и т.п., а также любых их комбинаций.

Литий-ионный элемент - в настоящем документе обозначает электрохимический элемент, в котором электрическая энергия вырабатывается в результате движения ионов лития через элемент. Такой электрохимический элемент, обычно называемый батареей, в своих типичных формах может быть повторно подключен к источнику энергии или перезаряжен.

Вставка со средой - в настоящем документе обозначает герметизированную вставку, которая будет включена в офтальмологическое устройство с энергообеспечением. Элементы питания и схема могут быть встроены во вставку со средой. Вставка со средой определяет основное назначение офтальмологического устройства с энергообеспечением. Например, в вариантах осуществления, в которых офтальмологическое устройство с энергообеспечением позволяет пользователю корректировать оптическую силу, вставка со средой может включать в себя элементы питания, контролирующие жидкостную менисковую часть в оптической зоне. Альтернативно вставка со средой может иметь кольцевую форму, в результате чего оптическая зона не содержит материала. В таких вариантах осуществления функция энергообеспечения линзы может быть не связана с оптическим качеством, а может предусматривать, например, контроль уровня глюкозы или введение активного агента.

Форма для литья - в настоящем документе обозначает жесткий или полужесткий объект, который может применяться для формования линз из неотвержденных составов. Некоторые предпочтительные формы для литья включают в себя две части формы для литья, образующие переднюю изогнутую часть формы для литья и заднюю изогнутую часть формы для литья.

Рабочий режим - в настоящем документе обозначает состояние с высоким потреблением тока, при котором ток, проходящий по схеме, позволяет устройству выполнять свою основную функцию энергообеспечения.

Оптическая зона - в настоящем документе обозначает область офтальмологического устройства, через которую смотрит пользователь офтальмологического устройства.

Сила - в настоящем документе обозначает выполненную работу или переданную энергию за единицу времени.

Перезаряжаемый или повторно подключаемый к источнику энергии - в настоящем документе обозначает возможность быть возвращенным в состояние с более высокой способностью к выполнению работы. Многие способы применения в рамках настоящего изобретения могут относиться к восстановлению способности проводить электрический ток определенной величины и в течение определенного промежутка времени.

Повторно подключить к источнику энергии или перезарядить - в настоящем документе обозначает восстановление состояния с более высокой способностью совершать работу. Многие способы применения в рамках настоящего изобретения могут относиться к восстановлению способности устройства проводить электрический ток определенной величины и в течение определенного промежутка времени.

Эталон - в настоящем документе обозначает схему, создающую фиксированное и стабильное напряжение или выходной ток, подходящий для применения в других схемах. Эталон может быть основан на запрещенной энергетической зоне, может иметь компенсацию температуры, подачи питания и технологических вариаций и может быть специально рассчитан для конкретной специализированной интегральной схемы (ASIC).

Высвобожденный из формы для литья - в настоящем документе обозначает линзу, которая либо полностью отделена от формы для литья, либо лишь слабо прикреплена на ней таким образом, что она может быть удалена легким встряхиванием или сдвинута с помощью тампона.

Функция сброса - в настоящем документе обозначает самозапускающийся алгоритмический механизм для установки схемы в определенное предварительно заданное состояние, включая, например, логическое состояние или состояние энергообеспечения. Функция сброса может включать в себя, например, схему сброса при включении питания, которая может в сочетании с механизмом переключения обеспечивать надлежащую подачу питания на микросхему, как при первоначальном подключении к источнику энергии, так и при выходе из режима сохранения.

Спящий режим или режим ожидания - в настоящем документе обозначает состояние низкого потребления тока устройства с энергообеспечением после того, как механизм переключения будет перекрыт для энергосбережения, когда рабочий режим не требуется.

Наложение друг на друга - в настоящем документе обозначает расположение по меньшей мере двух слоев компонентов в непосредственной близости друг к другу так, чтобы по меньшей мере часть одной поверхности одного из слоев контактировала· с первой поверхностью второго слоя. В некоторых вариантах осуществления между двумя слоями может находиться пленка, обеспечивающая сцепление или выполняющая иные функции, так что слои находятся в контакте друг с другом через указанную пленку.

Наложенные друг на друга интегрированные многокомпонентные устройства, или SIC-устройства, - в настоящем документе обозначают результаты применения технологий упаковки, позволяющие собирать тонкие слои подложек, которые могут включать электрические и электромеханические устройства, в функциональные интегрированные устройства путем наложения по меньшей мере части каждого слоя друг на друга. Такие слои могут включать изготовленные из различных материалов многокомпонентные устройства различных типов, форм и размеров. Более того, слои могут быть выполнены по различным технологиям изготовления устройств для подгонки и соответствия различным профилям.

Режим сохранения - в настоящем документе обозначает состояние системы, содержащей электронные компоненты, в которой источник энергии обеспечивает или должен обеспечивать минимальный проектный ток нагрузки. Этот термин не является взаимозаменяемым с режимом ожидания.

Вставка подложки - в настоящем документе обозначает формуемую или жесткую подложку, обеспечивающую поддержание источника энергии в офтальмологическом устройстве. В некоторых вариантах осуществления вставка подложки также поддерживает один или более компонентов.

Механизм переключения - в настоящем документе обозначает компонент, интегрированный в схему, обеспечивающий различные уровни сопротивления, который может реагировать на внешний стимул и который является независимым от офтальмологического устройства.

ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО С ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕМ

На Фиг. 1 представлен пример осуществления вставки со средой 100 для офтальмологического устройства с энергообеспечением и соответствующее офтальмологическое устройство с энергообеспечением 150. Вставка со средой 100 может содержать оптическую зону 120, которая может быть или не быть функциональной в плане коррекции зрения. Если функция энергообеспечения офтальмологического устройства не связана со зрением, оптическая зона 120 вставки со средой 100 может не содержать материала. В некоторых вариантах осуществления вставка со средой 100 может включать в себя часть, не находящуюся в оптической зоне 120, содержащую подложку 115, встроенную с элементами питания 110 и электронными компонентами 105.

В некоторых вариантах осуществления источник энергии 110, который может представлять собой, например, батарею, и нагрузка 105, которая может представлять собой, например, полупроводниковый кристалл, могут быть прикреплены к подложке 115. Проводящие дорожки 125 и 130 могут обеспечивать электрическое соединение между электронными компонентами 105 и элементами питания 110. Вставка со средой 100 может быть полностью герметизирована для защиты и вмещения элементов питания 110, дорожек 125 и 130 и электронных компонентов 105. В некоторых вариантах осуществления герметизирующий материал может быть полупроницаемым, например, для предотвращения попадания определенных веществ, таких как вода, во вставку со средой 100, и обеспечения входа и выхода определенных веществ, таких как газы окружающей среды и побочные продукты реакций в элементах питания, во вставку со средой 100 и из нее.

В некоторых вариантах осуществления вставка со средой 100 может быть включена в офтальмологическое устройство 150, которое может содержать полимерный биосовместимый материал.

Офтальмологическое устройство 150 может включать в себя конструкцию из жесткой центральной части и мягкой «юбки», где центральный жесткий оптический элемент содержит вставку со средой 100. В некоторых конкретных вариантах осуществления вставка со средой 100 может иметь прямой контакт с атмосферой и с поверхностью роговицы, соответственно, на своей передней и задней поверхностях, или альтернативно вставка со средой 100 может быть герметизирована в офтальмологическое устройство 150. Периферия 155 офтальмологического устройства 150 может состоять из мягкого материала «юбки», в том числе, например, гидрогелевого материала.

На Фиг. 2 показана общая модель конструктивных аспектов схемы, важных с точки зрения энергосбережения в устройствах с энергообеспечением, которые могут включать в себя офтальмологические устройства с энергообеспечением. В идеале, когда устройство находится в рабочем режиме, источник энергии 210 может подавать на нагрузку 220 полный ток, без потерь тока в других путях. Однако в реальных условиях, как правило, в устройствах имеются параллельные пути утечки, например, такие как утечки в самом источнике энергии или утечки в соединениях между источником энергии 210 и компонентами нагрузки 220. Пути такой утечки можно смоделировать в виде параллельного «шунтирующего сопротивления», показанного в виде шунтирующего резистора 215. Пути утечки в устройствах по возможности сводят к минимуму, что соответствует модели с максимальными значениями «шунтирующего сопротивления». Соответственно, предпочтительные варианты осуществления с низкой утечкой можно моделировать как имеющие шунтирующий резистор 215 с очень высоким сопротивлением,например, таким как 10⁹ Ом.

Даже в тех вариантах осуществления, в которых шунтирующее сопротивление очень высокое (в дальнейших обсуждениях, если шунтирующий резистор не включен в иллюстрацию схемы, предполагается, что оно бесконечно), энергия источника энергии может все равно расходоваться через саму нагрузку. В некоторых вариантах осуществления режим сохранения может быть смоделирован с учетом того, что механизм переключения 205 в модели имеет переменное сопротивление. В идеальных случаях сопротивление механизма переключения 205 может быть нулевым, когда схема 225 находится в рабочем режиме, и бесконечным - когда схема 225 находится в режиме сохранения. В некоторых примерах осуществления механизм переключения может иметь минимальное сопротивление, например, такое как менее 10 Ом, когда механизм переключения 205 замкнут, и может иметь очень высокое сопротивление, например, такое как 10⁹ Ом, когда механизм переключения 205 разомкнут. В некоторых вариантах осуществления для выполнения этого требования схема в режиме сохранения может быть неактивной. Например, некоторые варианты осуществления могут включать в себя переключатель с высокой развязкой, который может отключать батарею от нагрузки, где нагрузка может включать в себя, например, эталон, осцилляторы, цифровые логические схемы или в некоторых вариантах осуществления схему запуска линзы.

В офтальмологическом устройстве с энергообеспечением нагрузка 220 может контролировать специфическую функцию устройства, например, такую как регулирование оптической силы или введение активных агентов. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления сопротивление нагрузки может быть номинальным. В ранее описанных примерах ток, сила и сопротивление могут находиться в пределах нормального рабочего диапазона, применяемого в некоторых примерах осуществления. Например, в некоторых предпочтительных вариантах осуществления ток, потребляемый, когда офтальмологическое устройство с энергообеспечением находится в режиме сохранения, и который может быть классифицирован как ток утечки, может составлять менее 400 пА.

Такой ток утечки может удовлетворять требуемой спецификации потребления тока в режиме сохранения и, следовательно, может обеспечивать значительный срок хранения офтальмологического устройства с энергообеспечением. В некоторых вариантах осуществления, например, утечка в период, когда офтальмологическое устройство находится в режиме сохранения, может иметь целевой уровень, что может давать дополнительное преимущество в виде ограничения износа компонентов схемы.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления, когда офтальмологическое устройство с энергообеспечением находится в рабочем режиме, ток в среднем может составлять 3 мкА или менее, но возможны пики до 10 миллиампер или более. I_{РАБОЧЕГО} режима может представлять собой ток после того, как офтальмологическое устройство с энергообеспечением было выведено из режима сохранения, а I_{РЕЖИМА СОХРАНЕНИЯ} может представлять собой нерабочий ток утечки, когда устройство находится в режиме сохранения, и этот ток может прямо влиять на потенциальное время работы устройства при I_{РАБОЧЕГО РЕЖИМА}.

В офтальмологических устройствах с энергообеспечением без режима сохранения, доступная мощность элементов питания после многолетнего хранения может постепенно уменьшаться, результатом чего может быть состояние без энергообеспечения с отсутствием доступной мощности. При добавлении функции режима сохранения в конструкцию компонентов или устройства полученное устройство можно смоделировать как имеющее механизм переключения 205 с высоким R_{НЕЗАМКНУТОГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ}, которое может снизить потери тока со временем. Время работы активной схемы при заданном I_{РАБОЧЕГО РЕЖИМА} может быть напрямую связано с R_{НЕЗАМКНУТОГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ} переключателя модели механизма переключения 205 в том смысле, что более высокое значение R_{НЕЗАМКНУТОГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ} может уменьшить утечку в элементе питания, и это может способствовать более длительной работе устройства при I_{РАБОЧЕГО РЕЖИМА}. В другом смысле, при работе устройства может быть важно, чтобы ток, идущий по моделируемому механизму переключения, не вызывал эффектов в самом этом механизме; следовательно, в некоторых вариантах осуществления механизм переключения 205 может состоять из материала, который при замыкании переключателя способен выдерживать в течение ожидаемого времени работы токи до I_{РАБОЧЕГО РЕЖИМА} включительно.

Допустимы различные конструктивные параметры типа, размера и качества элементов питания, используемых в конкретной области применения. Например, в некоторых вариантах осуществления источник энергии 210 может быть образован из двух элементов батареи, соединенных последовательно, каждый из которых имеет напряжение от 0,8 до 1,65 В, обеспечивающее подачу напряжения от 1,6 до 3,3 В. Желательность формирования данного диапазона напряжений с помощью элементов этого типа может быть связана с технологией, используемой в электронной схеме, так как она может функционировать приблизительно в пределах этого электрического потенциала. Если используются батареи разного типа, например, с отличающимися химическими реакциями у катодов и анодов, номинальные напряжения элементов могут сдвигаться.

В пределах определенного типа батарей размер используемых батарей может зависеть от описанного в настоящем документе электрического процесса. Например, для конкретной области применения может быть предусмотрен целевой срок службы при определенном рабочем токе. Если учитывать только это целевое значение, то требования к размерам элементов можно оценить просто на основании присущей элементам удельной энергоемкости и энергии, требующейся для обеспечения срока службы. Однако, как уже отмечалось в настоящем документе, ситуация может быть, как правило, более сложной, поскольку энергия, необходимая для обеспечения срока хранения, также может являться фактором, влияющим на требования, предъявляемые к размерам элементов. Энергия, необходимая для обеспечения срока хранения, в значительной мере зависит от I_{РЕЖИМА СОХРАНЕНИЯ}. Таким образом, понятно, почему желательно свести к минимуму I_{РЕЖИМА СОХРАНЕНИЯ}: потому что уменьшается количество химических реагентов батареи, необходимое для данной области применения или, с другой стороны, увеличиваются параметры срока службы при заданном доступном пространстве размещения батарей для данной области применения.

Благодаря уменьшению утечки и ограничению потока энергии через схему