[發明專利]傳輸電能至隱形眼鏡的方法及其系統

在審

• 申請號: 201610908862.3
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN107713998A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 賴弘基;邱琬婷;葉冠廷;徐舜熙
• 申請（專利權）人: 清弘生醫股份有限公司
• 主分類號: A61B5/01
• 分類號: A61B5/01;A61B5/145;A61B3/16;G02C7/04
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司11234
• 代理人: 宋義興,張立晶

技術領域

本發明是關于一種可接受外部電能的隱形眼鏡，尤其是關于一種傳輸電能至隱形眼鏡的方法及其系統。

背景技術

隱形眼鏡是一種配戴于眼睛角膜上，用以矯正視力或保護眼睛的鏡片。隨著電子元件微型化技術逐漸成熟，隱形眼鏡除了具有矯正視力的功用之外，亦可將微型化電子元件嵌入隱形眼鏡內部，并通過微型化電子元件感測眼睛的物理量或淚液中化學物質，而讓使用者能得知眼睛或身體的健康情形。例如，可將控制電路、微處元件、通訊元件、電力供應、感應器、致動器、發光二極管、光感應器或微型天線整合至隱形眼鏡中，此不只可用來矯正視力，還可以強化視力并提供額外功能性的用途。

上述微型化電子元件均需消耗電能才能正常運作，因此有效提供足夠電能至隱形眼鏡為亟待解決的重要課題。例如：美國公開發明專利申請案US2013/0041245 A1公開一種可長時間量測眼壓的隱形眼鏡的組合，其將電阻式眼壓感測器、天線及感測芯片嵌入隱形眼鏡內，并將該隱形眼鏡的組合貼合于角膜上。通過近場耦合的方式傳輸電力給隱形眼鏡的組合，因此得在受測者的眼睛周圍(例如：眼眶)貼附一能傳輸數據與電能的天線。另，該天線經由連接線與一可攜式記錄裝置電性相聯，并接受可攜式記錄裝置的電力而產生強度足夠的電磁場，如此隱形眼鏡的天線內才會產生所需的耦合電流。然而，受測者于該裝置與貼付于眼框的天線共同運作時，眼睛周圍會一直處于一定功率量的電磁場內，可能會造成精細眼睛的長期傷害。另外，前述連接線會圍繞身軀，從而造成行動不方便。

此外，美國發明專利案US 8,096,654 B2也公開一隱形眼鏡，其內部包含影像顯示裝置、多個處理芯片、能量傳輸天線及生理信號感測器。除隱形眼鏡外，還需于遠端提供一電磁通信裝置與一電源供應裝置。此隱形眼鏡可用于顯示影像或生醫感測等相關應用，而所消耗能量則來自外部電源供應裝置提供的電力，其通過遠場射頻傳遞能量的方式提供隱形眼鏡電能。同樣，受測者必須配戴額外裝置，并處于一高能量電磁場的環境中，此對于眼睛及身體可能會有相當傷害。

綜上所述，亟需要一種獵能(即由系統或裝置外部獲取能及轉換為電能)、安全及外型輕巧的傳輸電能裝置能與具電路的隱形眼鏡共同使用，由此該等隱形眼鏡可以廣泛用于預防醫學及矯正監測。

發明內容

本申請提供一種傳輸電能至隱形眼鏡的方法及其系統，其通過生理動作，并利用電磁感應原理，從而產生供應隱形眼鏡中電子元件的電能。

于是，本發明提出一實施例，一傳輸電能至隱形眼鏡的系統，包含：一隱形眼鏡，包括至少一個生理信號感測元件、一感應線圈及一電性連接至該生理信號感測元件及該感應線圈的儲能元件；以及一磁性元件，當該磁性元件和該感應線圈間有相對運動，該感應線圈會產生感應電動勢，并對該儲能元件充電。

于另一實施例中，該磁性元件包括一能產生磁力線的材料。其中該磁性元件是固定于一上眼瞼的表面。

于另一實施例中，該隱形眼鏡包括一透明基材。該生理信號感測元件，該感應線圈及該儲能元件是嵌埋于該透明基材內。

于另一實施例中，該感應線圈亦為一傳輸無線信號的天線。該系統另包含一接收分析裝置，用于接受并分析該天線發出的無線信號。

于另一實施例中，該接收分析裝置為一已安裝特定軟件或應用程序的電腦、一智能手機或一智能手表。

于另一實施例中，該生理信號感測元件用以量測眼睛的眼壓、濕度、溫度、酸堿度或淚液的成分。該隱形眼鏡另包含一電源管理電路，該電源管理電路對該感應電動勢進行整流、限流及穩壓，并將處理后的電能充電至該儲能元件。

于另一實施例中，該隱形眼鏡另包含一信號收發及處理電路，其包括：一信號讀取電路，擷取該生理信號感測元件所產生的電氣信號；一處理器，轉換該電氣信號為處理的信號；一調變器，改變該感應線圈的阻抗狀態以切換該感應線圈產生該感應電動勢、收集來自外部的高頻無線信號或向外部傳送無線信號，并能將該處理的信號轉換成高頻信號以供該感應線圈向外部傳送；以及一解調變器，接受該感應線圈所收集來自外部的該高頻無線信號，并將該高頻無線信號還原成低頻信號并輸出至該處理器。

于另一實施例中，該儲能元件為一電容、一電感或一電池。

本發明再提出一實施例，一種傳輸電能至隱形眼鏡的方法，包含步驟：提供一包括具有感應線圈的隱形眼鏡及一磁性元件；以及使該磁性元件和該感應線圈間有相對運動，以致該感應線圈產生感應電動勢。

于另一實施例中，該磁性元件包括一能產生磁力線的材料。