Метод и аппарат для формовки офтальмических линз с встроенным микроконтроллером

Заявленное изобретение относится к способу производства офтальмических линз со вставкой, включающей микроконтроллер и к устройству для изготовления таких офтальмологических линз. Техническим результатом заявленного изобретения является расширение функциональности офтальмологических линз. Технический результат достигается способом формирования офтальмологической линзы, который включает этап размещения вставки-среды, содержащей микроконтроллер, источник энергии, в непосредственной близости с первой частью формы для литья, и полиамидную гибкую схему. Затем наносят реакционноспособную мономерную смесь в первую часть формы для литья. Размещают указанную вставку-среду, содержащую микроконтроллер и источник энергии, в контакте с реакционноспособной мономерной смесью. Затем размещают первую часть формы для литья в непосредственной близости от второй части формы для литья, тем самым образуя полость линзы с изменяемой оптической вставкой и по меньшей мере частью реакционноспособной мономерной смеси в полости линзы. После реакционноспособную мономерную смесь подвергают воздействию актиничного излучения. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА СМЕЖНЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящая заявка на изобретение притязает на приоритет согласно предварительной заявке 61/110213 "Офтальмическое устройство с процессорным контролем", поданной 31 октября 2008 года, и патентной заявке № 12/578720 "Офтальмическое устройство с процессорным контролем", поданной 14 октября 2009 года; и патентной заявке № 12/580331 "Офтальмическое устройство с встроенным микроконтроллером", поданной 16 октября 2009 года как заявка с частичным продолжением, содержание которых включено в настоящий документ и является его основанием.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение описывает офтальмическую линзу, содержащую микроконтроллер, заключенный в ее корпус, и, конкретнее, методы производства офтальмических линз со вставкой, включающей микроконтроллер и один или несколько компонентов.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Традиционно офтальмическая линза, такая как контактная или интраокулярная линза, обладает заданными оптическими характеристиками. Например, контактная линза может выполнять одну или более из следующих функций: функциональная коррекция зрения; косметический эффект; терапевтический эффект, но только набор функций по коррекции зрения. Каждая из перечисленных функций реализуется с использованием определенной физической характеристики применяемой линзы. По существу, конструкция линзы с использованием светопреломляющих свойств позволяет корректировать характеристики зрения. Введение в материал линзы пигментов позволяет получить желаемый косметический эффект. Введение в материал линзы активного вещества позволяет использовать линзу в терапевтических целях.

На сегодняшний день оптические характеристики офтальмической линзы обусловливаются ее физическими характеристиками. Как правило, оптические свойства определяют и затем придают их линзе в процессе изготовления, например, отливкой или токарной обработкой. После того как линза изготовлена, ее оптические характеристики остаются постоянными.

Однако иногда пользователи линз предпочитают, чтобы их биомедицинское устройство для ношения в глазу выполняло более одной функции; например, желательно, чтобы офтальмическая линза могла изменять фокусное расстояние с целью аккомодации зрения. Прочие функции также могут оказаться полезными. В отличие от тех, кто пользуется очками и может менять их для изменения оптической коррекции, пользователи контактных или интраокулярных линз до сих пор не имели возможности менять оптические характеристики коррекции зрения без значительных усилий.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, настоящее изобретение относится к офтальмической линзе с микроконтроллером, позволяющим изменять состояние одного или нескольких внутренних компонентов внутри линзы. Возможность изменения состояния компонента расширяет функциональность офтальмических линз. Кроме того, представлены методы и оборудования для формовки офтальмических линз с микроконтроллером. Некоторые модификации настоящего изобретения могут включать контактные линзы из силиконового гидрогеля, произведенные методом литья в пресс-форме и содержащие жесткую или формуемую вставку, подключаемую к источнику питания, а также микроконтроллер, при этом вставка в линзу является биосовместимой.

В целом, процессор и источник энергии могут присоединяться или быть частью вставки, и вставка размещается в непосредственной близости к, по меньшей мере, одной половине пресс-формы для литья и второй половине формы для литья. Реакционноспособная смесь мономеров заливается между первой и второй частями формы для литья. Первая часть формы для литья помещается в непосредственной близости от второй части формы для литья, формируя полость линзы со вставкой из субстрата с автономным источником энергии, а также по меньшей мере с какой-либо реакционной смесью мономера в полости линзы; на реакционную смесь мономера воздействуют актиническим излучением, формируя офтальмическую линзу. Линза формуется с помощью актиничного излучения, воздействующего на реакционную смесь мономеров. Вставка с процессором данных оказывается включенной в корпус линзы.

ОПИСАНИЕ ФИГУР

На фиг. 1 изображена сборка формы, соответствующая некоторым осуществлениям настоящего изобретения.

На фиг. 2 показана офтальмическая линза с внутренней вставкой, включающей микроконтроллер.

На фиг. 3 показан аппарат для установки вставки с микроконтроллером в половину пресс-формы для литья офтальмической линзы.

На фиг. 4 изображены этапы способов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 5 изображены этапы способов в соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения.

На фиг. 6 изображен процессор, который можно использовать для реализации некоторых модификаций настоящего изобретения.

На фиг. 7 показано перспективное изображение некоторых вариантов офтальмических линз, включающих процессор и компоненты.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает методы и аппарат для производства офтальмических линз с включенным микроконтроллером. Кроме того, настоящее изобретение включает офтальмическую линзу с включенным в нее микроконтроллером.

В следующих разделах приведено подробное описание модификаций изобретения. Описание предпочтительного и альтернативных модификаций изобретения примерны, и специалисты в этой области понимают, что возможны модификации и изменения. Поэтому следует учитывать, что область, охватываемая настоящим изобретением, не ограничивается приведенными примерами осуществления изобретения.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В приведенном ниже описании и пунктах формулы настоящего изобретения используется ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения:

Микроконтроллер: (иногда также называется микроконтроллерным блоком, MCU или µC) здесь относится к встроенной схеме, состоящей из центрального процессора и схемы, обеспечивающей поддерживающую функцию, например, кристаллический осциллятор, таймеры, таймер наблюдения, последовательные и аналоговые входы/выходы и т. п., часто также включается память для хранения программ в форме постоянной памяти, НЕ флэш-ПЗУ или однократно программируемая ПЗУ, а также некоторое количество оперативной памяти (ОЗУ). Некоторые подходящие микроконтроллеры могут работать на тактовых частотах до 4 кГц, так как этого достаточно для многих типичных примеров применения, что позволяет снизить потребление (в миллиВт или мкВт). Обычно они способны сохранять функциональность во время ожидания действия, например, изменения состояния контроллера или прерывания.

С автономным источником энергии: при использовании в настоящем документе термин относится к состоянию, в котором устройство может обеспечивать себя электрическим током или хранить в себе запас электрической энергии.

Энергия: при использовании в настоящем документе термин относится к способности физической системы к совершению работы. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к способности выполнения электрических действий при совершении работы.

Источник энергии: здесь - устройство, способное обеспечивать биомедицинское устройство энергией или переводить его в состояние, подключенное к источнику питания.

Устройство для сбора энергии: здесь - устройство, способное извлекать энергию из среды и превращать ее в электрическую энергию.

Линза: относится к любому офтальмическому устройству, находящемуся внутри глаза или на его поверхности. Подобные изделия могут использоваться для оптической коррекции или применяться в качестве косметического средства. Например, термин "линза" может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или иному устройству подобного назначения, служащему для коррекции или модификации зрения или для косметической коррекции физиологии глаза (например, изменения цвета радужной оболочки) без ущерба для зрения. В некоторых модификациях изобретения предпочтительными являются мягкие контактные линзы из силиконовых эластомеров или гидрогелей, включающие силиконовые гидрогели и фторсодержащие гидрогели, и не только.

Линзообразующая смесь или "реакционная мономерная смесь" (RMM): здесь относится к мономерному или преполимерному материалу, который может быть полимеризован и сшит или сшит с образованием офтальмической линзы. Различные модификации изобретения могут включать смеси для формовки линз с одной или несколькими добавками, например: УФ-блокаторы, красители, фотоинициаторы или катализаторы, а также другие добавки, которые могут использоваться в составе офтальмических линз, контактных или интраокулярных.

Поверхность для изготовления линзы: термин относится к поверхности, которая используется для литья линзы. В ряде осуществлений настоящего изобретения любая подобная поверхность 103-104 может обладать оптическим качеством обработки, то есть, быть достаточно гладкой и формованной таким образом, чтобы поверхность линзы, изготавливаемой способом полимеризации формовочной смеси, находящейся в непосредственном контакте с поверхностью формы, была оптически приемлемого качества. Кроме того, в ряде осуществлений настоящего изобретения поверхность для изготовления линзы 103-104 может иметь геометрию, требуемую для придания поверхности изготавливаемой линзы требуемых оптических характеристик, включая, помимо прочего, коррекцию сферических, асферических и цилиндрических степенных аберраций волнового фронта, коррекцию топографии роговицы и так далее, а также любые их комбинации.

Литий-ионная ячейка: термин относится к электрохимической ячейке, в которой электрическая энергия вырабатывается в результате движения ионов лития через ячейку. Такая электрохимическая ячейка, как правило называемая батареей, в своей типичной форме может быть возвращена в состояние с более высоким зарядом, или перезаряжена.

Вставка из субстрата: при использовании в настоящем документе термин относится к деформируемому или жесткому субстрату, способному удерживать источник энергии в офтальмической линзе. В некоторых модификациях вставка из субстрата также включает одну или более изменяемых оптических линз.

Форма для литья: термин относится к жесткому или полужесткому предмету, который может использоваться для изготовления линз из неполимеризованных составов. Некоторые предпочтительные формы для литья состоят из двух частей - передней криволинейной поверхности формы для литья и задней криволинейной поверхности формы для литья.

Оптическая зона: здесь - термин относится к тому участку офтальмической линзы, через который видит пользователь офтальмической линзы.

Мощность: при использовании в настоящем документе термин относится к совершаемой работе или переданной энергии за единицу времени.

Перезаряжаемый или заряжаемый: при использовании в настоящем документе термин относится к возможности восстановить состояние с более высокой способностью выполнять работу. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к восстановлению способности испускать электрический ток определенной величины в течение определенного промежутка времени.

Подзарядка или перезарядка - восстановление состояния, обеспечивающего более высокую способность к совершению работы. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к восстановлению способности устройства испускать электрический ток определенной величины в течение определенного промежутка времени.

Извлеченная из формы для литья: термин означает, что линза либо полностью отделена от формы для литья либо лишь слабо прикреплена и может быть отсоединена легким встряхиванием или сдвинута тампоном.

Как показано на фиг. 1, офтальмическая линза 100 с встроенным процессором данных 111 может также включать источник энергии 109, например, электрохимический элемент или батарею как устройство запасания энергии; в некоторых модификациях изобретения возможна инкапсуляция и изоляция материалов источника энергии от среды, в которую помещается офтальмическая линза. Источник энергии 109 может обеспечивать активацию процессора данных. В некоторых модификациях изобретения потребление микроконтроллера в спящем режиме (тактовая частота процессора и отключение большинства периферийных устройств) может изменяться в нановаттах.

На диаграмме показан пример сборки формы для литья офтальмических линз 100 с процессором данных 111. Форма для литья 100 включает полость 105, в которую можно поместить смесь для изготовления линзы, чтобы после реакции или затвердения смеси для изготовления линзы получалась офтальмическая линза нужной формы. Формы для литья и их сборки 100, составляющие предмет настоящего изобретения, состоят из более чем одной "части формы" 101-102. Части формы 101-102 могут быть сведены таким образом, что между частями формы 101-102 образуется полость 105, в которой может быть изготовлена линза. Описанное сочетание частей формы 101-102 предпочтительно является временным. После изготовления линзы части формы 101-102 могут быть снова разведены для извлечения готовой линзы.

По меньшей мере одна из частей формы 101-102 находится по меньшей мере одной частью своей поверхности 103-104 в непосредственном контакте со смесью для изготовления линзы, так что при протекании химической реакции в смеси для изготовления линзы или при полимеризации смеси для изготовления линзы данная поверхность 103-104 обеспечивает требуемую форму и геометрию той части изготавливаемой линзы, с которой она находится в непосредственном контакте. Вышесказанное также справедливо для по меньшей мере еще одной части формы 101-102.

Так, например, в одном из предпочтительных осуществлений настоящего изобретения сборка формы 100 состоит из двух частей формы 101-102, вогнутой части-матрицы (передней части) 102 и выпуклой части-пуансона (задней части) 101, между которыми образуется полость. Часть вогнутой поверхности 104, находящаяся в контакте со смесью для изготовления линзы, имеет кривизну передней поверхности офтальмической линзы, изготавливаемой в сборной форме 100, является достаточно гладкой и имеет такую форму, чтобы поверхность офтальмической линзы, изготавливаемой способом полимеризации смеси для изготовления линз, находящейся в контакте с вогнутой поверхностью 104, обладала приемлемыми оптическими свойствами.

Поверхность для изготовления линзы может включать поверхность 103-104 с поверхностным покрытием оптического качества, то есть достаточно гладкую и имеющую такую форму, чтобы поверхность линзы, изготавливаемой способом полимеризации смеси для изготовления линз, находящейся в контакте с поверхностью формы для литья, обладала приемлемыми оптическими свойствами. Кроме того, в ряде модификаций поверхность для изготовления линзы 103-104 может иметь геометрию, требуемую для придания поверхности линзы требуемых оптических характеристик, включая, помимо прочего, сферическую, асферическую и цилиндрическую оптическую силу, коррекцию аберраций волнового фронта, коррекцию топографии роговицы и т. д., а также любые их комбинации. В соответствии с настоящим изобретением, оптические характеристики в сочетании с микроконтроллером 111 обеспечивают общее оптическое качество.

В соответствии с настоящим изобретением, микроконтроллеры 111 включаются в офтальмическую линзу и используются для автоматического управления компонентами или устройствами, также включенными в корпус линзы. В настоящем изобретении размер системы микроконтроллера 111 уменьшен до 2 мм × 2 мм × 0,3 мм (толщина), предпочтительнее, менее 1,5 мм × 1,5 мм × 0,2 мм (толщина), и еще предпочтительнее - менее чем приблизительно 1,3 мм × 1,3 мм × 0,2 мм (толщина). Возможно использовать меньшие размеры. В некоторых модификациях изобретения возможно включение микроконтроллера смешанного сигнала для объединения аналоговых и цифровых компонентов. Микроконтроллер 111 включен в систему, заключенную в корпус линзы.

Желательно, чтобы ток покоя микроконтроллера 111 был ниже 1 мкА в режиме ожидания/спящем режиме. Предпочтительнее ток менее приблизительно 500 нА (наноампер), и наиболее предпочтителен ток менее приблизительно 250 нА. Предпочтительна низковольтная работа менее приблизительно 3,6 В. Более предпочтительна работа при более низких напряжениях, например, 0,9 В постоянного тока.

В некоторых предпочтительных модификациях настоящего изобретения микроконтроллеры 111 контролируют или отслеживают явления, происходящие в глазу или вокруг, и реагируют на них по мере возникновения. Система прерывания может подавать сигнал процессору на приостановку обработку первой последовательности инструкций и начало прерывания работы (ISR, или "программа обработки прерываний"). Программа обработки прерываний выполняет предварительно запрограммированные действия, основанные на программном коде, включенном в ISR. В некоторых модификациях изобретения процессор возвращается к первой последовательности инструкций после выполнения ISR.

Источники прерывания могут включать внутренний таймер, отсчитывающий предустановленное время, логическое изменение уровня на входе, например, от магнитного или оптического переключателя и данные, полученные через канал связи (не ограничиваясь этими примерами). Кроме того, ISR может включать логическое устройство управления мощностью, переводящее микроконтроллер из спящего режима с низким энергопотреблением в активное состояние, когда процессор готов к работе с полной нагрузкой.

В другом аспекте, некоторые модификации изобретения могут включать программирование микроконтроллера 111 перед формовкой офтальмической линзы. Исполняемые программы хранятся в памяти другого устройства хранения данных, заключенного в микропроцессор или имеющего цифровую связь с ним. В целом, в предпочтительных модификациях изобретения, если устройство памяти находится вне микроконтроллера, оно должно располагаться в непосредственной близости от него и соединяться шиной.

Коды языка программирования высокого уровня и коды языка Ассемблер могут компилироваться в компактный машинный язык для хранения в памяти микроконтроллера. Предпочтительнее, чтобы компилированный код сохранялся в памяти до помещения микроконтроллера 111 в форму для литья, использующуюся для производства офтальмических линз, однако в некоторых модификациях изобретения возможна беспроводная передача исполняемого кода на микроконтроллер, уже заключенный в корпус контактной линзы. Соответственно, различные модификации изобретения могут включать микроконтроллер с сохраненной памятью, которая является постоянной памятью ПЗУ, которую можно программировать только до заключения в офтальмическую линзу, или программную память, включающую изменяемое флэш-ПЗУ или стираемое ПЗУ.

Некоторые модификации изобретения включают микроконтроллер 111 с аналого-цифровым преобразователем. Аналого-цифровой преобразователь используется для перевода входящих в микроконтроллер данных в цифровую форму, доступную для обработки процессором. В другом аспекте может использоваться цифро-аналоговый преобразователь для отправки данных на контролируемое устройство в аналоговой форме.

Микроконтроллеры 111 могут также включать один или несколько таймеров. Таймеры могут включать, например, таймер программируемого интервала (PIT). Этот таймер отсчитывает время от какого-либо значения до нуля. После того отсчета до нуля он вызывает остановку процессора, указывая, что отсчет закончен. В некоторых модификациях изобретения таймер в микроконтроллере может использоваться для возврата электроактивных линз, например, линз с жидкостным мениском, в первоначальное состояние после команды на переход в активное состояние. Например, при активации команда от микроконтроллера будет переводить линзу с жидкостным мениском в активное состояние. Линза с жидкостным мениском будет оставаться в активном состоянии в течение предустановленного периода времени, а затем микроконтроллер вернет часть линзы с жидкостным мениском в исходное состояние. Таймер в микроконтроллере отсчитывает предустановленное время. В некоторых модификациях изобретения может также использоваться блок обработки временных данных. Он позволяет обратный отсчет времени микроконтроллером, а также обнаружение входных событий, генерацию выходных событий и выполнение других операций.

Дополнительные компоненты могут включать, например, одно или несколько из нижеперечисленного: специальный блок широтно-импульсной модуляции, позволяющий центральному процессору эффективно контролировать микроустройства без значительных затрат ресурсов в узких временных рамках; универсальный асинхронный приемник/передатчик для получения и передачи данных через последовательный канал с очень низкой загрузкой центрального процессора.

Фактически, микроконтроллер имеет преимущества в некоторых офтальмических линзах с источником питания, так как может встраиваться в одну цельную схему, включающую один или более из следующих элементов: центрального процессора, в том числе 4-, 8- 16-, 32- и 64-битного; дискретные входные и выходные сигналы, позволяющие контроль или определение логического состояния отдельного штырькового вывода; последовательный вход/выход, например, последовательные порты; прочие последовательные интерфейсы связи, например, ПК; таймеры, например, счетчики событий, генераторы широтно-импульсной модуляции; энергозависимая память (ОЗУ) для хранения данных; ПЗУ, ЭППЗУ, ЭСППЗУ или флэш-память для сохранения программ и рабочих параметров; один или более генераторов тактовых сигналов, например, осциллятор для кварцевого кристалла таймера и резонатор; цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), датчик температуры, устройство сравнения, контактный датчик, протоколы связи, например, UART, I2C, SPI, или универсальная последовательная шина. Микроконтроллер должен иметь один или несколько внутренних осцилляторов, которые могут включать часы реального времени или "точный" осциллятор. Предпочтительно, чтобы микроконтроллер включал не менее 6 вводов/выводов, предпочтительнее 10 и, предпочтительнее всего, 14 или более.

Использование устройств, программируемых в процессе эксплуатации, позволяет запрограммировать их в соответствии со специфическими потребностями конкретного пациента после формовки линз и до того, как пациент начнет их носить. Способность к программированию можно обеспечить различными способами. В некоторых модификациях изобретения программирование системы производится путем внешнего соединения с микроконтроллером с помощью гибкой платы. Дополнительные модификации изобретения включают устройства, которые можно программировать всего один раз. Другие модификации изобретения включают устройства, программируемые на уровне подложки кристалла, например, во время производства микроконтроллера.

В некоторых модификациях изобретения физический размер кристалла будет менее 2 мм × 2 мм × 0,3 мм (толщина), предпочтительнее, менее 1,5 мм × 1,5 мм × 0,2 мм (толщина), и еще предпочтительнее - менее чем приблизительно 1,3 мм × 1,3 мм × 0,2 мм (толщина). Могут использоваться и меньшие размеры. В некоторых случаях боковой размер может превышать 2 мм, например, 2,4 мм для фотоэлемента. Один конкретный вариант осуществления изобретения включает микроконтроллер с первым размером 2,4 мм и вторым размером 1,6 мм.

В некоторых модификациях изобретения система микроконтроллера для размещения внутри линзы включает бескорпусный кристалл и золотые столбиковые выводы, и/или спаянный перевернутый кристалл, или микросхему на базе подложки кристалла. Предпочтительный размер столбиковых выводов перевернутого кристалла с шариковыми выводами менее приблизительно 100 микрон (номинальный диаметр шарика), также предпочтителен размер около 65 микрон (номинальный диаметр шарика). Желательно, чтобы столбиковые выводы соединений позволяли работу автоматических манипуляторов для захвата и перемещения деталей на высокой скорости. Современный размер тонкого вывода около 0,3 мм. Возможна установка более тонких выводов, но спецификации на оборудования при этом более строгие, и производительность снижается.

Некоторые модификации изобретения включают встроенную память для хранения программ. В связи с природой офтальмических линз ограничения размера обычно ограничивают возможный объем памяти, которую можно включить в микроконтроллер 111 или вместе с ним. В целом, ограничения размера в настоящее время ограничивают объем памяти внутри микроконтроллера 111 приблизительно 2 килобайтами, чтобы свести к минимуму площадь кристалла; однако история производства подложек показывает, что повышение плотности микросхем памяти в будущем позволит включить дополнительную память.

Микроконтроллер 111 способен обрабатывать данные, находясь внутри офтальмической линзы. В некоторых модификациях изобретения обработка данных может включать генерацию одной или нескольких инструкций на основании полученных данных. В некоторых модификациях изобретения полученные данные могут указывать на состояние среды в непосредственной близости от линзы, например: количество влаги в ее окружении, температура поверхности линзы, состояние электросмачиваемого устройства в линзе и др.

Дополнительно модификации изобретения могут включать состояние компонента, включенного в линзу, например, счетчика времени снабжения компонента энергией или данных, полученных компонентом. Входящие данные могут вкачать например, магнитный импульс, световой или радиочастотный сигнал, а также другие формы передачи данных.

Некоторые дополнительные модификации изобретения могут также включать микроконтроллер, дающий команду на изменение состояния мениска жидкости на участке линзы 108 внутри офтальмической линзы; при этом изменение состояния мениска жидкости в этой части линзы изменяет оптические качества последней.

Генерируемая инструкция может включать команду контроля компонента, включенного в офтальмическую линзу, или команду передачи данных от офтальмической линзы. Команда контроля компонента, включенного в офтальмическую линзу, может включать предустановленный цикл подсчета получаемых внешних сигналов для активации одного или нескольких компонентов, включенных в офтальмическую линзу, но не ограничиваться этим. Для повышения эффективности некоторых компонентов, например переключателя с магнитным датчиком или фоторецептора, функционирующего как переключатель для активации, можно запрограммировать процессор таким образом, чтобы компонент включался через заданные интервалы. Таким образом, например, переключатель с магнитным датчиком может потреблять энергию только в течение 10 секунд (или другого интервала) из каждой минуты. В других модификациях изобретения микроконтроллер 111 может получать данные от компонента, воспринимающего температуру линзы, поверхностное натяжение линзы, давление на линзу или другие параметры, измеримые электронными, электромеханическими или микроэлектронными устройствами.

Микроконтроллер 111 может включать процессор смешанного сигнала 16 или 32 бит с сокращенным набором команд с микроконтроллером сверхнизкого энергопотребления, но не ограничиваясь им. Предпочтительнее использовать герметично закрытый микроконтроллер, например, заключенный в керамический или другой непроницаемый материал. Энергопотребление должно быть по возможности низким, например, 250 мкА при активности миллион команд в секунду. Один из примеров - микропроцессор MSP 430 производства Техас Инструментс.

В некоторых дополнительных модификациях изобретения микроконтроллер может выдавать команды управления переменным фокусным расстоянием линзы. Управление возможно за счет пропускания электрического тока через две или более прозрачных границ, обычно параллельных, ограничивающих внутренний объем, содержащий две несмешивающиеся жидкости. Две несмешивающиеся жидкости обладают разными показателями преломления. Эластичный элемент расположен так, что он деформируется в ответ на изменение давления жидкостей. Давление жидкостей изменяется в результате изменения электрического заряда одной или обеих жидкостей в ответ на инструкции, отправленные процессором данных.

В некоторых модификациях изобретения микроконтроллер 111, управляющий фокусным расстоянием линзы, может включать линзу с жидкостным мениском, имеющую ячейку, в которую заключено две или более жидкостей. Нижняя поверхность, не являющаяся плоской, включает коническое либо цилиндрическое углубление или полость по оси дельта, которое(ая) содержит каплю изолирующей жидкости. Остальная часть ячейки содержит электропроводную жидкость, не смешивающуюся с изолирующей жидкостью; жидкости имеют различный показатель преломления, и, в некоторых модификациях изобретения, близкие или равные плотности. Кольцевой электрод, обращенный к полости, расположен на задней стенке нижней пластины. Другой электрод помещают в контакт с проводящей жидкостью. Пропускание тока через электроды используется для электросмачивания и изменения кривизны поверхности между двумя жидкостями в зависимости от напряжения (B) между двумя электродами. Пучок света, проходящий через ячейку перпендикулярно верхней и нижней пластинам, в области капли фокусируется в большей или меньшей степени в зависимости от напряжения, приложенного к электродам. Проводящая жидкость, как правило, является водной жидкостью, изолирующая жидкость, как правило, - масляной жидкостью. В целом, микроконтроллер контролирует подачу напряжения на электроды в части линзы с жидкостным мениском и, следовательно, регулирует оптические характеристики офтальмических линз. Кроме того, микроконтроллер может отслеживать и контролировать переменные фрагмента линзы с жидкостным мениском, например, текущие оптические характеристики.

Вместе с микроконтроллером может использоваться устройство регулировки, контролируемое пользователем, таким образом, последний сможет регулировать фокусное расстояние линзы. Устройство регулировки может включать, но не ограничиваться, магнитные переключатели, фото/оптические переключатели электрические датчики, воспринимающие сигнал от глаза на фокус линзы, радиочастотные устройства передачи или любые другие электронные или пассивные устройства для передачи инструкций пользователя на процессор.

В некоторых модификациях изобретения линза с микроконтроллером 111 может включать жесткий центр и мягкую периферическую часть, при этом центральный жесткий оптический элемент, включающий микроконтроллер 111, непосредственно контактирует с атмосферой и поверхностью роговицы соответствующей передней и задней поверхностями, в то время как мягкий материал периферии линзы (обычно гидрогель) прикреплен к периферической части жесткого оптического элемента, и жесткий оптический элемент служит также вставкой, снабжающей офтальмическую линзу энергией и обеспечивающей ее функциональность.

Некоторые дополнительные модификации изобретения включают размещение микроконтроллера 111 внутри вставки, в частности, жесткой или формуемой вставки в линзу, полностью заключенной в капсулу из гидрогеля. Жесткие или формуемые вставки могут быть изготовлены, например, по технологии формовки методом микроинъекции.

Варианты микроинъекционного литья могут включать, например, поли(4-метилпент-1-ен) сополимер смолы с диаметром от приблизительно 6 мм до 10 мм, радиусом передней поверхности от приблизительно 6 мм до 10 мм, радиусом задней поверхности от приблизительно 6 мм до 10 мм и толщиной центра от приблизительно 0,050 мм до 0,5 мм. В качестве примера некоторых модификаций изобретения можно привести вставку с диаметром около 8,9 мм и радиусом передней поверхности около 7,9 мм, радиусом задней поверхности около 7,8 мм, толщиной центра около 0,100 мм и радиусом края около 0,050 мм. В качестве примера машины для микролитья можно привести Microsystem 50 4.54 Mg (5Т) производства Баттенфильд Инк.

Микроконтроллер 111 размещается на поверхности или внутри вставки, которую можно разместить в форме для литья ч. 101-102, используемой для производства офтальмических линз. Материалом части формы 101-102 может быть, например, полиолефин одного или более из следующего: полипропилен, полистирол, полиэтилен, полиметилметакрилат, а также модифицированные полиолефины. Иные формы для литья могут быть изготовлены из керамического или металлического материала.

Предпочтительный алициклический сополимер состоит из двух различных алициклических полимеров и предлагается компанией Zeon Chemicals L.P. под торговой маркой ZEONOR. Материал ZEONOR выпускается нескольких различных видов. Различные категории могут иметь температуру стеклования в диапазоне от 105°C до 160°C. Для целей настоящего изобретения предпочтительным является материал ZEONOR 1060R.

Другие материалы для изготовления форм, которые могут в сочетании с одной или несколькими добавками использоваться для изготовления форм для литья офтальмических линз, включают, например, полипропиленовые смолы Циглера-Натта (иногда называемые znPP). Например, полипропиленовая смола Циглера-Натта выпускается под названием PP 9544 MED. Смола PP 9544 MED представляет собой очищенный сополимер с неупорядоченной структурой для чистого формования (в соответствии с требованиями Положения 21 Управления по контролю за продуктами и лекарствами США, Свод федеральных правил (c)3.2), поставляемый компанией ExxonMobile Chemical Company. Смола PP 9544 MED представляет собой статистический сополимер типа znPP с этиленовой группой (далее обозначаемый 9544 MED). Другие примеры полимера на основе полипропилена с катализатором Циглера-Натта включают полипропилен Атофина 3761 и полипропилен Атофина 3620WZ.

Также в некоторых модификациях настоящего изобретения формы для литья могут содержать такие полимеры, как полипропилен, полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат, модифицированные полиолефины с алициклической группой в основной цепи и циклические полиолефины. Эта смесь может использоваться для изготовления любой половины формы для литья или обеих половин одновременно, причем она предпочтительно используется для выполнения задней криволинейной поверхности, а передняя криволинейная поверхность состоит из алициклических сополимеров.

В ряде предпочтительных способов изготовления форм для литья 100 в соответствии с настоящим изобретением используется литье под давлением согласно известным способам, однако модификации также могут включать формы для литья, изготовленные с использованием иных способов, в том числе, таких как токарная обработка, алмазная обточка либо лазерная резка.

Как правило, линзы формируются на по меньшей мере одной поверхности обеих частей формы 101-102. Тем не менее, в некоторых модификациях одна из поверхностей линзы может быть образована из части формы 101-102, а другая поверхность линзы может быть образована путем токарной обработки или другими способами.

Линзы

На фиг. 2 показаны элементы активированной офтальмической линзы 200 с вставкой 201, включающей микроконтроллер 204. Как показано на фигуре, вставка 201 заключена в гидрогелевый материал линзы 207. Активатор 205 может использоваться для осуществления одной или нескольких исполняемых программ, включенных в память микроконтроллера 204. В некоторых модификациях изобретения программа, исполняемая через микроконтроллер 204, способна вызывать изменение состояния компонента 203. Устройство памяти может включать ОЗУ на основе полупроводника, ПЗУ на основе полупроводника, статическое запоминающее устройство, стираемую программируемую постоянную память или другие компоненты, способные к сохранению данных и их выдачу по команде.

Устройство сбора энергии, например, фоторецептор 202, может использоваться для подзарядки источника энергии 208, например, литиевой батареи или конденсатора. Микроконтроллер 204 может использоваться для управления процессом подзарядки. Например, процессор может получать данные о количестве имеющегося заряда в источнике энергии 208 и размыкать цепь, пуская ток от устройства сбора энергии 202, например, от фоторецептора к источнику энергии 208 (другие примеры могут включать магнитное или индукционное устройства). В другом аспекте, процессор можно также запрограммировать таким образом, чтобы он отслеживал способность устройства сбора энергии 202 к созданию достаточного тока для заряда источника энергии 208 и обеспечения пути для проведения тока в схеме для такого заряда. Путь проведения тока для заряда может включать, например, транзисторы, действующие как переключатели, и диоды, обеспечивающие нужное направление тока.

На фиг. 7 показана схема некоторых модификаций настоящего изобретения в перспективе. На этой фигуре показана модификация изобретения с устройством сбора энергии 701 и источником энергии 702, связанными проводниками 706 с микроконтроллером 704. Другие компоненты 707 могут быть различными полупроводниковыми, твердотельными, активными или пассивными устройствами, играющими роль в схеме, включенной во вставку. В некоторых модификациях изобретения пути 706 в схеме, компоненты 707, устройство сбора энергии 701, источник энергии 702 и микроконтроллер 704, датчики и другие устройства могут быть закреплены на гибкой подложке 705.

На фиг. 7 дополнительно показана часть линзы с жидкостным мениском 703, расположенная в оптической зоне вставки 700.

В некоторых модификациях предпочтительный материал включает содержащий силикон компонент. Под "содержащим силикон компонентом" подразумевается любой компонент, имеющий по меньшей мере один [-Si-O-] фрагмент в составе мономера, макромера или преполимера. Полное содержание Si и непосредственно связанного с ним O в рассматриваемом содержащем силикон компоненте предпочтительно составляет более чем приблизительно 20 весовых процентов, и более предпочтительно - более чем 30 весовых процентов полного молекулярного веса содержащего силикон компонента. Полезные для целей настоящего изобретения содержащие силикон компоненты предпочтительно имеют в своем составе полимеризуемые функциональные группы, такие как акрилатная, метакрилатная, акриламидная, метакриламидная, винильная, N-виниллактамовая, N-виниламидная и стирильная функциональные группы.

Пригодные для целей настоящего изобретения содержащие силикон компоненты включают соединения по Формуле I

где

R¹ независимо выбран из моновалентных реакционноспособных групп, моновалентных алкильных групп или моновалентных арильных групп, любой из указанных групп, которая может дополнительно содержать функциональную гидрокси-, амино-, окса-, карбокси-, алкилкарбокси-, алкокси-, амидо-, карбаматную, карбонатную группу, галоген или их сочетания, а также моновалентных силоксановых цепей, состоящих из 1-100 повторяющихся единиц Si-O, которые могут содержать дополнительные функциональные алкил-, гидрокси-, амино-, окса-, карбокси-, алкилкарбокси-, алкокси-, амидо-, карбаматную группу, галоген или их комбинации;

где b = от 0 до 500, причем подразумевается, что если b отлично от нуля, то по b имеется распределение с модой, равной указанному значению;

причем по меньшей мере один фрагмент R¹ представляет собой моновалентную реакционноспособную группу, а в некоторых модификациях настоящего изобретения от одного до трех фрагментов R¹ представляют собой моновалентные реакционноспособные группы.

Используемый в настоящей заявке термин "моновалентные реакционноспособные группы" относится к группам, способным к реакциям свободнорадикальной и/или катионной полимеризации. Характерные, но не ограничивающие примеры свободнорадикальных реакционноспособных групп включают (мет)акрилаты, стирилы, винилы, виниловые эфиры, C_1-6алкил(мет)акрилаты, (мет)акриламиды, C_1-6алкил(мет)акриламиды, N-виниллактамы, N-виниламиды, C_2-12алкенилы, C_2-12алкенилфенилы, C_2-12алкенилнафтилы, C_2-6алкенилфенил-C_1-6алкилы, O-винилкарбаматы и O-винилкарбонаты. Характерные, но не ограничивающие примеры катионных реакционноспособных групп включают винилэфирные или эпоксидные группы, а также их смеси. В одном примере осуществления настоящего изобретения свободнорадикальные реакционноспособные группы включают (мет)акрилаты, акрилокси, (мет)акриламиды, а также их смеси.

Соответствующие целям настоящего изобретения моновалентные алкильные и арильные группы включают незамещенные моновалентные C₁-C₁₆алкильные группы, C₆-C₁₄ арильные группы, такие как замещенные и незамещенные метил, этил, пропил, бутил, 2-гидроксипропил, пропоксипропил, полиэтиленоксипропил, а также их различные комбинации и т.д.

В одной из модификаций настоящего изобретения b равно нулю, один фрагмент R¹ представляет собой моновалентную реакционноспособную группу, и по меньшей мере три фрагмента R¹ выбраны из моновалентных алкильных групп, содержащих от одного до 16 атомов углерода, и в другой модификации - из моновалентных алкильных групп, содержащих от одного до 6 атомов углерода. Характерные, но не ограничивающие примеры содержащих силикон компонентов в данной модификации настоящего изобретения включают 2-метил-,2-гидрокси-3-[3-[1,3,3,3-тетраметил-1-[(триметилсилил)окси]дисилоксанил]пропокси]пропиловый эфир (SiGMA),

2-гидрокси-3-метакрилоксипропилоксипропил-трис(триметилсилокси)силан,

3-метакрилоксипропилтрис(триметилсилокси)силан (TRIS),

3-метакрилоксипропилбис(триметилсилокси)метилсилан и

3-метакрилоксипропилпентаметилдисилоксан.

В одной из модификаций настоящего изобретения b находится в диапазоне от 2 до 20, от 3 до 15 или, в некоторых модификациях, от 3 до 10; по меньшей мере один концевой фрагмент R¹ представляет собой моновалентную реакционноспособную группу, а остальные фрагменты R¹ выбраны из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 16 атомов углерода, и в другой модификации - из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 6 атомов углерода. В еще одной модификации настоящего изобретения b находится в диапазоне от 3 до 15, один концевой фрагмент R¹ представляет собой моновалентную реакционноспособную группу, другой концевой фрагмент R¹ представляет собой моновалентную алкильную группу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, а остальные фрагменты R¹ представляют собой моновалентные алкильные группы, содержащие от 1 до 3 атомов углерода. Характерные, но неограничивающие примеры содержащих силикон компонентов данного варианта осуществления настоящего изобретения включают (полидиметилсилоксан (МВ 400-1000) с концевой моно-(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)пропил эфирной группой) (OH-mPDMS), (полидиметилсилоксаны (МВ 800-1000) с концевыми моно-н-бутильными и концевыми монометакрилоксипропильными группами), (mPDMS).

В другой модификации настоящего изобретения b находится в диапазоне от 5 до 400 или от 10 до 300, оба концевых фрагмента R¹ представляют собой моновалентные реакционноспособные группы, а остальные фрагменты R¹ независимо выбираются из моновалентных алкильных групп, содержащих от 1 до 18 атомов углерода, которые могут иметь эфирные мостиковые группы между атомами углерода и могут также включать атомы галогенов.

В одной модификации изобретения, когда желательно использовать линзы из силиконового гидрогеля, линзы настоящего изобретения производятся из реакционной смеси, содержащей не менее приблизительно 20% (масс.), предпочтительно от 20 до 70% (масс.) силиконовых компонентов в расчете на общую массу реакционных компонентов мономерной смеси, из которой образуется полимер.

В другой модификации настоящего изобретения от одного до четырех фрагментов R¹ представляют собой винилкарбамат или -карбонат со следующей формулой:

где Y обозначает O-, S- или NH-;

R обозначает водород или метил; d равно 1, 2, 3 или 4; q равно 0 или 1.

Более конкретно, винилкарбонатные или винилкарбаматные содержащие силикон мономеры включают 1,3-бис[4-(винилоксикарбонилокси)бут-1-ил]тетраметилдисилоксан; 3-(винилоксикарбонилтио)пропил-[трис(триметилсилокси)силан]; 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилаллилкарбамат; 3-[трис(триметилсилокси)силил]пропилвинилкарбамат; триметилсилилэтилвинилкарбонат; триметилсилилметилвинилкарбонат, и

Если необходимы биомедицинские устройства с модулем упругости менее 200, только один из фрагментов R¹ должен представлять собой моновалентную реакционноспособную группу, и не более двух из остальных фрагментов R¹ должны представлять собой моновалентные силоксановые группы.

Другой класс содержащих силикон компонентов включает полиуретановые макромеры со следующими формулами:

Формулы IV-VI

(*D*A*D*G)_a *D*D*E¹;

E(*D*G*D*A)_a *D*G*D*E¹ или;

E(*D*A*D*G)_a *D*A*D*E¹

где

D обозначает алкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, содержащий от 6 до 30 атомов углерода,

G обозначает алкильный бирадикал, циклоалкильный бирадикал, алкилциклоалкильный бирадикал, арильный бирадикал или алкиларильный бирадикал, содержащий от 1 до 40 атомов углерода, который может иметь в основной цепи эфирные, тиоэфирные или аминовые мостиковые группы;

* обозначает уретановую или уреидо-мостиковую группу;

_a равен по меньшей мере 1;

A обозначает дивалентный полимерный радикал со следующей формулой:

Формула VII

R¹¹ независимо обозначает алкильную или фторзамещенную алкильную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, которая может содержать простые эфирные связи между атомами углерода; y равно по меньшей мере 1; p обозначает массу части молекулы от 400 до 10000; каждая из групп E и E¹ независимо обозначает способный к полимеризации ненасыщенный органический радикал, представленный формулой:

Формула VIII

где R¹² представляет собой водород или метил; R¹³ представляет собой водород, алкильный радикал, имеющий от 1 до 6 атомов углерода, или радикал -CO-Y-R¹⁵, где Y представляет собой -O-,Y-S- или -NH-; R¹⁴ представляет собой дивалентный радикал, имеющий от 1 до 12 атомов углерода; X обозначает -CO- или -OCO-; Z обозначает -O- или -NH-; Ar обозначает ароматический радикал, имеющий от 6 до 30 атомов углерода; w равно от 0 до 6; x равно 0 или 1; y равно 0 или 1; и z равно 0 или 1.

Предпочтительно содержащий силикон компонент представляет собой полиуретановый макромер, представленный следующей формулой:

Формула IX

где R¹⁶ представляет собой бирадикал диизоцианата после удаления собственно изоцианатной группы, например, бирадикал изофорондиизоцианата. Другим содержащим силикон макромером, соответствующим целям настоящего изобретения, является соединение формулы X (где x+y представляет собой число в диапазоне от 10 до 30), получаемое при реакции фторэфира, полидиметилсилоксана с концевой гидроксильной группой, изофорондиизоцианата и изоцианатоэтилметакрилата.

Формула X

Прочие содержащие силикон компоненты, пригодные для использования в настоящем изобретении, включают макромеры, содержащие полисилоксан, полиалкиленовый эфир, диизоцианат, полифторированные углеводороды, полифторированный эфир и полисахаридные группы, полисилоксаны с полярным фторированным привитым компонентом либо боковой группой с атомом водорода, присоединенным к конечному дифторзамещенному атому углерода, гидрофильные силоксанилметакрилаты, содержащие эфиры и силоксаниловые соединения, а также сшиваемые мономеры, содержащие полиэфирные и полиоксанильные группы. Любые из перечисленных выше полисилоксанов могут также использоваться в качестве содержащего силикон компонента в настоящем изобретении.

Процессы

Перечисленные ниже этапы приводятся как примеры процессов, которые могут быть осуществлены в соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения. Как должно стать понятно, порядок, в котором представлены отдельные этапы описываемых способов, ни в коей мере не является ограничивающим, и настоящее изобретение может быть осуществлено и при ином их порядке. Кроме того, не все перечисленные этапы необходимы для успешного осуществления настоящего изобретения, и дополнительные этапы могут вводиться в различных осуществлениях настоящего изобретения.

Обратимся теперь к Фиг. 4, на которой приведена последовательность возможных этапов при воплощении на практике некоторых реализаций настоящего изобретения. Микроконтроллер 401 герметично закрыт для защиты от условий среды, в которых оказывается глаз пользователя. Например, для снижения размера системы микроконтроллера из него можно удалить традиционные слои (или, в качестве альтернативы, они могут располагаться не вокруг микроконтроллера). Настоящее изобретение предполагает герметичную изоляцию микроконтроллера и, в некоторых модификациях изобретения, всей гибкой подложки с компонентами и источниками энергии. Это может достигаться, например, путем заключения в однородное покрытие из силикона.

На этапе 402 одна или обе гибкие схемы полностью собраны и микроконтроллер готов к инкапсуляции для защиты его компонентов и всей схемы. Для инкапсуляции могут использоваться один или несколько известных гибких материалов. Предпочтительный инкапсулирующий материал - также силикон. На стадии 403 возможна обработка инкапсулирующего материала для повышения его совместимости с материалом линзы, например, силиконовым гидрогелем.

На этапе 404 микроконтроллер помещается в одну половину формы для литья. В некоторых модификациях изобретения микроконтроллер может быть включен во вставку или смонтирован на ней. Вставка может быть жесткой или гибкой. В некоторых модификациях изобретения гибкая подложка включает полиамидную пленку, например, "Каптон" производства Dupont Incorporated. Гибкая подложка может включать гибкую печатную схему, а также может содержать или не содержать один или более компонентов. Прочие материалы для гибких вставок могут включать один или более из следующих: полистирол и полидиметилакриламид (PDMA).

На этапе 405 реакционноспособная мономерная смесь вносится в половину формы для литья.

На этапе 406 микроконтроллер помещается в половину формы для литья. В некоторых предпочтительных модификаций изобретения микроконтроллер помещается в соответствующую половину формы для литья механически. Помещение механическим способом может включать, например, применение робота или других средств автоматизации, известных в отрасли в качестве применяемых для установки компонентов способом поверхностного монтажа. В рамках настоящего изобретения также предусмотрена возможность размещения микроконтроллера вручную. Соответственно, для размещения микроконтроллера с источником энергии в соответствующей половине формы для литья может применяться любой механический способ, обеспечивающей заключение оптических элементов линзы в ее корпус после заливки реакционной смеси и ее полимеризации, то есть получение офтальмической линзы.

В некоторых модификациях изобретения процессор, микро- или наноэлектромеханические системы или другие компоненты также могут размещаться в корпусе микроконтроллера и быть подключенными к источнику энергии.

На этапе 407 обе формы для литья сближаются, образуя линзообразующую полость, содержащую, по меньшей мере, некоторое количество реакционной мономерной смеси и источник энергии.

На этапе 408 реакционная смесь мономера в полости может быть полимеризована. Полимеризация может быть осуществлена, например, под действием актинического излучения или тепла, либо того и другого. На этапе 409 линзу извлекают из формы для литья.

Хотя изобретение может использоваться для получения жестких или мягких контактных линз из любого известного материала линз или материала, подходящего для изготовления таких линз, предпочтительно, чтобы линзы настоящего изобретения были мягкими контактными линзами с водосодержанием приблизительно от 0 до 90 процентов. Более предпочтительно, чтобы линзы изготавливались из мономеров, содержащих гидроксильные группы, карбоксильные группы или обе эти группы, либо были изготовлены из содержащих силикон компонентов, таких как силоксаны, гидрогели, силиконовые гидрогели или их комбинации. Материал, пригодный для изготовления линз настоящего изобретения, может быть получен путем взаимодействия смесей макромеров, мономеров и их комбинаций вместе с добавками, такими как инициаторы полимеризации. Подходящие материалы включают, без ограничений, силиконовые гидрогели, выполненные из силиконовых макромеров и гидрофильных мономеров.

На этапе 404 первая половина формы сближается со второй, образуя полость для заливки реакционной смеси полимеров с целью получения линзы с переменным фокусным расстоянием в полости линзы.

На этапе 409 офтальмическое устройство, включающее микроконтроллер, извлекается из формы.

На фиг. 5, на этапе 501 микроконтроллер расположен внутри офтальмической линзы, как обсуждалось выше. На этапе 502 микроконтроллер соединен с источником энергии. Подключение к источнику энергии возможно, например, с помощью цепи, включенной в микроконтроллер, или путей, созданных краскоструйным способом или образованным в материале линзы иными способами.

На этапе 503 электрическая энергия направляется через микроконтроллер, встроенный в офтальмическую линзу. Энергия может быть направлена, например, с помощью электрической схемы, способной передавать электрический заряд. На этапе 504 регулируемая оптика изменяет состояние, по крайней мере, одного компонента, включенного в офтальмическую линзу. Например, микроконтроллер может изменять состояние электро-оптических линз и их оптическое качество.

Устройство

На фиг. 3 показан автоматический аппарат 310 с одной или несколькими поверхностями переноса 311. Как показано на фигуре, несколько частей формы для литья связаны с приемником 314, находящимся в пластине 313 и приходящим в соприкосновение с поверхностью 311. На поверхности контакта 311 располагается процессор или вставка, содержащая процессор, которую необходимо поместить в часть формы 314 для получения офтальмической линзы. Модификации изобретения могут включать одну поверхность контакта для индивидуального размещения микроконтроллера в форме или несколько поверхностей (не показано) для одновременного размещения нескольких процессоров в нескольких частях форм для литья, или, в некоторых модификациях изобретения, в каждой части формы.

Еще один аспект некоторых модификаций изобретения включает аппарат для удерживания вставки, включающей микроконтроллер, в процессе отливки корпуса офтальмической линзы. В некоторых модификациях изобретения источник энергии может прикрепляться к держателям в форме для отливки линзы (не показано). Точки удерживания могут быть закреплены полимеризованным материалом того же типа, из которого изготавливается тело линзы.

Обратимся теперь к Фиг. 6, на которой показан контроллер 600, который может использоваться в некоторых модификациях настоящего изобретения. Контроллер 600 включает процессор 610, который может содержать один или несколько процессорных компонентов, подключенных к устройству обмена данными 620. В некоторых модификациях контроллер 600 может использоваться для передачи энергии источнику энергии, помещенному в офтальмическую линзу.

Контроллер может включать один или несколько процессоров, подключенных к устройству связи, выполненному с возможностью передачи энергии по каналу связи. Устройство обмена данными может использоваться для электронной регуляции одной или более из следующих функций: размещения микроконтроллера и гибкой подложки в офтальмической линзе и передача команд для компонента или микроконтроллера.

Устройство обмена данными 620 может также использоваться для связи, например, с одним или более контроллерными устройствами или компонентами производственного оборудования.

Процессор 610 также обменивается данными с устройством хранения данных 630. Устройство хранения данных 630 может содержать любое подходящее устройство хранения информации, включая комбинации магнитных устройств хранения данных (например, магнитную ленту и накопители на жестком диске), оптические устройства хранения данных и (или) полупроводниковые устройства памяти, такие как оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) и постоянные запоминающие устройства (ПЗУ).

Устройство хранения данных 630 может хранить программу 640 для управления процессором 610. Процессор 610 выполняет команды программы 640, и, таким образом, работает в соответствии с настоящим изобретением. Например, процессор 610 может получать информацию с описанием расположения изменяемой оптической вставки, расположения устройства обработки данных и так далее. Устройство хранения данных 630 может также хранить офтальмические данные в одной или нескольких базах данных 650-660. База данных может содержать информацию о специальных конструкциях вкладышей-субстратов, метрологические данные, а также управляющие последовательности для контроля за потоками энергии, направленными к вкладышу-субстрату и от него.

Вывод

Настоящее изобретение, как описано выше и как определяется подробнее в пунктах патентной заявки ниже, относится к методам снабжения линз с микроконтроллером энергией, а также оборудованию для осуществления таких методов, а также офтальмическим линзам, в которые включается микроконтроллер при формовке.

1. Способ формирования офтальмологической линзы, включающий следующие этапы:
размещение вставки-среды, содержащей микроконтроллер, источник энергии, в непосредственной близости с первой частью формы для литья, и полиамидную гибкую схему;
нанесение реакционноспособной мономерной смеси в первую часть формы для литья;
размещение указанной вставки-среды, содержащей микроконтроллер и источник энергии, в контакте с реакционноспособной мономерной смесью; размещение первой части формы для литья в непосредственной близости от второй части формы для литья, тем самым образуя полость линзы с изменяемой оптической вставкой и по меньшей мере частью реакционноспособной мономерной смеси в полости линзы; затем
реакционноспособную мономерную смесь подвергают воздействию актиничного излучения.

2. Способ по п.1, в котором микроконтроллер содержит часть для хранения данных.

3. Способ по п.2, в котором микроконтроллер представляет собой микроконтроллер, требующий около 0,1 мкА или менее электрической энергии для сохранения данных в ОЗУ.

4. Способ по п.2, в котором микроконтроллер представляет собой микроконтроллер, требующий около 0,8 мкА или менее электрической энергии для работы в режиме датчика времени.

5. Способ по п.2, в котором микроконтроллер представляет собой микроконтроллер, требующий около 250 мкА или менее электрической энергии при активной работе со скоростью миллион инструкций в секунду.

6. Способ по п.2, дополнительно содержащий этап однородного покрытия одного или обоих компонентов: микроконтроллера и вставки-среды.

7. Способ по п.6, дополнительно содержащий этап инкапсулирующего покрытия одного или обоих компонентов: микроконтроллера и вставки-среды.

8. Способ по п.7, в котором электрохимическая ячейка содержит литий-ионную батарею.

9. Способ по п.7, в котором электрохимическая ячейка содержит перезаряжаемый материал.

10. Способ по п.7, в котором электрохимическая ячейка содержит катод с нанокристаллами.

11. Способ по п.2, в котором микроконтроллер дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь.

12. Способ по п.11, в котором микроконтроллер дополнительно содержит таймер.

13. Способ по п.12, содержащий этап сохранения исполняемого кода в памяти, который исполняется процессором для изменения состояния компонента, включенного в офтальмологическую линзу.

14. Устройство для изготовления офтальмологической линзы, содержащее автоматику для установки вставки-среды, содержащей микроконтроллер в контакте с первой частью формы для литья, или в непосредственной близости с первой частью формы для литья, или оба варианта, и полиамидную гибкую схему;
дозатор для нанесения реакционноспособной мономерной смеси на первую часть формы для литья; и
источник актинического излучения для воздействия на реакционноспособную мономерную смесь.

15. Устройство для изготовления офтальмологической линзы по п.14, дополнительно содержащее
автоматику, функционирующую для размещения второй части формы для литья в непосредственной близости к первой части формы для литья, создавая тем самым полость для формирования линзы с изменяемой оптической вставкой и, по меньшей мере, с частью реакционноспособной мономерной смеси в полости для формирования линзы.

16. Устройство для изготовления офтальмологической линзы по п.15, дополнительно содержащее
паллету для удерживания множества первых частей формы для литья; и
автоматику для перемещения паллеты в непосредственной близости к источнику актинического излучения.

17. Устройство для изготовления офтальмологической линзы по п.14, дополнительно содержащее
процессор для управления автоматикой;
цифровое устройство хранения данных, включающее программное обеспечение, исполняемое по требованию и способное работать с процессором, управляющим устройством, чтобы
поместить вставку-среду, содержащую микроконтроллер, в первую часть формы для литья так, чтобы он контактировал с ней или находился в непосредственной близости от ее поверхности.