[發明專利]用于電子式眼科鏡片的鏡片驅動器的高電壓H橋控制電路

在審

• 申請號: 201611197890.5
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106908965A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: D.懷特內伊;A.托納
• 申請（專利權）人: 莊臣及莊臣視力保護公司
• 主分類號: G02C7/08
• 分類號: G02C7/08;H02M3/158;H03K17/687
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 葉培勇,姜甜

背景技術

1.技術領域

本發明涉及為可變光學電子式眼科鏡片或其它類似裝置提供功率的電子電路，并且更具體地，涉及被配置成能夠控制可變光學電子式眼科鏡片中光學元件的鏡片驅動器的H橋型開關電路。

2.相關領域的描述

隨著電子裝置持續小型化，變得越來越有可能產生用于多種用途的可佩戴或可嵌入的微電子裝置。此類用途可包括監視身體化學性質的各方面、經由多種機械裝置(包括自動地)施用受控劑量的藥物或治療劑以響應于測量或響應于外部控制信號，以及增強器官或組織的性能。此類裝置的示例包括葡萄糖輸液泵、起搏器、去纖顫器、心室輔助裝置和神經刺激器。一個尤其有用的新應用領域是在眼科可佩戴鏡片和接觸鏡片中。例如，可佩戴鏡片可結合鏡片組件，該鏡片組件具有電子可調節焦距，以增強或提高眼睛的性能。在另一個示例中，無論具有還是不具有可調節焦距，可佩戴的接觸鏡片可結合電子傳感器，以檢測角膜前(淚)膜中特定化學物質的濃度。在鏡片組件中使用嵌入式電子器件引起對如下的潛在需求：需要與電子器件通信，需要一種對包括功率控制或功率管理電路的電子器件供電和/或重新供能的方法，需要將電子器件互連，需要內部和外部傳感和/或監視，以及需要控制電子器件和鏡片的總體功能。

人眼具有辨別上百萬種顏色、易于調節以改變光狀況的能力、以及以超過高速互聯網連接的速率將信號或信息傳輸到大腦的能力。當前，鏡片諸如接觸鏡片和眼內鏡片被用來矯正視力缺陷，諸如近視(近視眼)、遠視(遠視眼)、老花眼和散光。然而，結合附加部件的經適當設計的鏡片可用來提高視力以及矯正視力缺陷。

接觸鏡片可用于矯正近視、遠視、散光以及其它視敏度缺陷。接觸鏡片也可用于增強佩戴者眼睛的自然外觀。接觸鏡片或“觸體”僅是放置在眼前表面上的鏡片。接觸鏡片被視為醫療裝置并且可被佩戴用于矯正視力和/或用于美容或其它治療原因。自20世紀50年代起，商業上就已利用接觸鏡片來改善視力。早期的接觸鏡片由硬性材料制成或加工成形，相對昂貴并且脆弱。此外，這些早期的接觸鏡片由不允許足夠的氧氣通過接觸鏡片傳輸到結膜和角膜的材料制成，這可潛在地引起許多不良臨床效應。盡管仍利用這些接觸鏡片，但它們因其不良的初始舒適度而并不適用于所有患者。該領域的后續發展產生了基于水凝膠的軟性接觸鏡片，該軟性接觸鏡片在當今極其流行且被廣泛利用。具體地講，當今可用的有機硅水凝膠接觸鏡片將具有極高透氧度的有機硅的有益效果與水凝膠的經證實的舒適度和臨床性能結合在一起。事實上，與由早期硬性材料制成的接觸鏡片相比，這些基于有機硅水凝膠的接觸鏡片具有更高的透氧度并且通常有更高的佩戴舒適度。

常規的接觸鏡片為具有特定形狀的聚合物結構，以便如上所簡述的矯正各種視力問題。為了實現增強的功能，必須將各種電路和部件集成到這些聚合物結構中。例如，控制電路、微處理器、通信裝置、電源、傳感器、致動器、發光二極管和微型天線可經由定制內置的光電部件集成到接觸鏡片中，以便不僅矯正視力，而且提高視力，以及提供如本文所解釋的附加功能。電子式和/或電力式接觸鏡片可被設計成經由放大和縮小能力或者僅只是通過修改鏡片的屈光力來提供提高的視力。電子式和/或電力式接觸鏡片可被設計成增強顏色和分辨率、顯示紋理信息、將語音實時轉變為字幕、提供導航系統的視覺提示，以及提供圖像處理和互聯網接入。鏡片可被設計成允許佩戴者在低光照狀況下視物。在鏡片上適當設計的電子器件和/或電子器件布置可允許例如在沒有可變焦光學鏡片的情況下將圖像投射到視網膜上，提供新型圖像顯示器，并且甚至提供喚醒警示。作為另一種選擇或者除了這些功能或類似功能中任一種之外，接觸鏡片可結合用于非入侵地監視佩戴者的生物標記物和健康指標的部件。例如，通過分析淚膜的組分，內置于鏡片中的傳感器可允許糖尿病患者監視血糖水平，而不需要抽血。此外，經適當配置的鏡片可結合用于監視膽固醇、鈉和鉀水平以及其它生物標記物的傳感器。如果結合無線數據發送器，這使得醫師幾乎可以立即得到患者的血液化學性質，而不需要患者浪費時間去實驗室抽血。此外，可利用內置于鏡片中的傳感器來檢測入射到眼睛上的光，以補償環境光照條件或用于確定眨眼模式。