自供電隱形眼鏡的製作方法
2023-10-18 06:48:29 5
專利名稱：自供電隱形眼鏡的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種隱形眼鏡，尤其是涉及一種自供電隱形眼鏡。
背景技術：
眼睛是人類感觀中最重要的器官，大腦中大約有80%的知識和記憶都是通過眼睛獲取的。例如讀書認字、看圖賞畫、看人物、欣賞美景等都要用到眼睛。眼睛能辨別不同的顏色、不同的光線。眼睛是我們獲取大部分信息的源泉。此外，很多疾病的檢測與眼睛有關，例如我們可以通過檢測眼內分泌物的成分確定病人是否換有糖尿病。但是上述這種檢測是不定期的，假如我們能有一種裝置隨時檢測眼睛的狀況，並且能將數據無線傳輸到處理器上，那麼這將會大大提高疾病的早起檢測，改變人類的日常生活。例如，青光眼是世界第二大致盲的眼疾，是一種不可逆轉的漸進性眼神經疾病，最終可導致病患雙眼失明。青光眼雖然不可治癒，但是如果及時診斷，並得到正確治療，仍然可以控制病情發展。青光眼的標準檢驗是定期到眼科醫師門診使用眼壓計檢測眼內壓(IOP)。然而，眼壓計可能無法檢測到升高的眼壓，特別是青光眼病患，因為眼壓在一天中變化無常，通常在睡眠或門診以外的時間達到峰值，常常只有當眼神經受到很大損傷後，才能診斷出病情。因為沒有得到及時治療，很多青光眼病患的病情不斷惡化。已有技術在這方面已經取得了突破性的進展，可以將能量收集裝置、晶片、檢測裝置和無線發射裝置集成在一個小小的隱形眼鏡鏡片上。然後，目前隱形眼鏡上的能量收集裝置都採用的是無線電的收集和轉化，傳輸和收集的效率低。
實用新型內容本實用新型解決的技術問題是:克服現有隱形眼鏡用能量收集裝置需要採用無線電的收集和轉化，從而傳輸和收集效率低的缺陷，提供了一種自供電隱形眼鏡，能夠直接將人眼眨動或轉動的能量轉化為電能，從而提高了傳輸和收集效率，節約了設備，以及降低了成本。為了解決上述技術問題，本實用新型提供的第一技術方案是，一種自供電隱形眼鏡，包含隱形眼鏡本體、隱形眼鏡用電源裝置、和受電裝置，其中，所述隱形眼鏡用電源裝置封裝在隱形眼鏡本體中，所述隱形眼鏡用電源裝置向檢測裝置供電；所述電源裝置包括依次層疊的第一電極，第一高分子聚合物層，第二高分子聚合物層和第二電極，其中，至少一個高分子聚合物層的未層疊電極的表面上具有微納凹凸結構；所述第一電極和第二電極為該電源裝置電壓和電流輸出電極。前述的自供電隱形眼鏡，所述電源裝置是環形的，環形內直徑為7_9mm環形外直徑為 10_14mm。前述的自供電隱形眼鏡，所述高分子聚合物層表面上設置的微納凹凸結構為凸起高度50nm-300nm的納米凹凸結構。前述的自供電隱形眼鏡，所述第一電極和第二電極分別獨立的選自銦錫氧化物、石墨烯電極和銀納米線膜中的任意一種。前述的自供電隱形眼鏡，所述第一高分子聚合物層和第二高分子聚合物層所用材料分別獨立的選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基矽氧烷、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、或聚碳酸酯。前述的自供電隱形眼鏡，所述受電裝置是傳感器，設置在隱形眼鏡本體朝向眼睛的表面上。前述的自供電隱形眼鏡，所述受電裝置是LED屏。本實用新型自供電隱形眼鏡，能夠直接將人眼眨動或轉動的能量轉化為電能。根據應用領域的不同，本實用新型自供電隱形眼鏡，能將電能供應給傳感器、LED屏等。
圖1為本實用新型自供電隱形眼鏡的結構示意圖。圖2為本實用新型的隱形眼鏡用電源裝置的結構示意圖。圖3為本實用新型自供電隱形眼鏡的主視示意圖。
具體實施方式
為充分了解本實用新型之目的、特徵及功效，藉由下述具體的實施方式，對本實用新型做詳細說明。本實用新型的自供電隱形眼鏡，應用了摩擦電原理，能夠直接將人眼眨動或轉動的能量轉化為電能。具體的，由於存在的微納凹凸結構，高分子聚合物層表面相互摩擦產生靜電荷，靜電荷的產生會使電極之間的電容發生改變，從而導致電極之間出現電勢差，從而本實用新型應用摩擦電的自供電隱形眼鏡能夠直接將人眼眨動或轉動的能量轉化為電能。如圖1和圖3所示，一種自供電隱形眼鏡，包含隱形眼鏡用電源裝置1、隱形眼鏡本體2、和受電裝置3，其中，所述隱形眼鏡用電源裝置I封裝在隱形眼鏡本體2中，所述隱形眼鏡用電源裝置I向受電裝置供電；所述電源裝置包括依次層疊的第一電極，第一高分子聚合物層，第二高分子聚合物層和第二電極，其中，至少一個高分子聚合物層的未層疊電極的表面上具有微納凹凸結構；所述第一電極和第二電極為該電源裝置電壓和電流輸出電極。優選的，自供電隱形眼鏡還可以包括導線4，用於將隱形眼鏡用電源裝置I的感應電荷輸送給受電裝置3。如圖2所示，隱形眼鏡用電源裝置1，包括依次層疊的第一電極11，第一高分子聚合物層12，第二高分子聚合物層13和第二電極14，其中，至少一個高分子聚合物層的未設置電極的表面上具有微納凹凸結構15 ;所述第一電極11和第二電極14為該電源裝置電壓和電流輸出電極。本實用新型隱形眼鏡用電源裝置整體為透明的。本實施方式中第一電極11和第二電極14所用材料為醫用導體材料，例如銦錫氧化物、石墨烯電極和銀納米線膜中的任意一種。第一電極11和第二電極14的厚度優選200nmo第一高分子聚合物層12和第二高分子聚合物層13材質不同是，能夠更好的感應電荷。本實用新型優選的第一高分子聚合物層和第二高分子聚合物層所用材料分別獨立的選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基矽氧烷、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、和聚碳酸酯。但是，在一個隱形眼鏡用電源裝置I中，第一高分子聚合物層12和第二高分子聚合物層13的厚度優選50微米。第一高分子聚合物層12和第二高分子聚合物層13相對表面中的至少一個表面上設置有微納凹凸結構15，該微納凹凸結構15為納米級至微米級的凹凸結構，優選凸起高度50nm-300nm的納米凹凸結構。本實施方式中優選的隱形眼鏡用電源裝置I是環形的，環形內直徑為7_9mm環形外直徑為10_14mm。微納凹凸結構15可以採用多種方法進行製備，例如用有特定規則凸起結構的矽模板壓制，用砂紙打磨金屬表面以及其他方法。下面詳細說明微納凹凸結構15的一種製備方法。SI製作矽模板。將矽片用光刻的方法在表面做出規則的圖形。做好圖形的矽片用溼刻的工藝各向異性刻蝕，可以刻出凹形的四稜錐陣列結構，或者也可以用幹刻的工藝各向同性刻蝕可以刻出凹形的立方體陣列結構。刻好之後的模板用丙酮和異丙醇清洗乾淨，然後所有的模板都在三甲基氯矽烷的氣氛中進行表面矽烷化的處理，處理好的矽模板待用。S2製作具有微納凹凸結構表面的高分子聚合物膜。首先將聚合物漿料塗覆於矽模板表面，真空脫氣，用旋轉塗覆的方式將矽片表面多餘的混合物去掉，形成一層薄薄的聚合物液體膜。將整個模板固化，然後剝離，得到均勻的具有特定微結構陣列的聚合物膜。本實用新型隱形眼鏡本體2的材質可依照現有的隱形眼鏡的材質進行選擇，本實用新型對此不作限定，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(HEMA)等。本實用新型隱形眼鏡本體通常為圓形，以適應眼球的形狀。另外，為了適應眼球向外凸起的特點，該圓形的隱形眼鏡本體的外表面向外凸出，內表面相應地凹陷，形成曲面。如圖1和圖3所示，本實用新型的隱形眼鏡用電源裝置I通過導線4向外輸出電流。具體的，圖1和圖3圖中僅概括性示出導線4，實際上使用兩根導線4，將隱形眼鏡用電源裝置I的第一電極11和第二電極14分別連接一根導線4。在隱形眼鏡用電源裝置I在隱形眼鏡本體注塑成型過程中，事先將該透明的環狀隱形眼鏡用電源裝置I和導線4固定，然後通過常規注塑成型，將隱形眼鏡用電源裝置I封裝在隱形眼鏡本體2內，而兩根導線4的一端分別伸出隱形眼鏡本體2，裸露在隱形眼鏡本體2的內表面。本領域技術人員應當理解，現有技術中代替導線的無線電傳感方式，皆為本實用新型的變形，應當在本實用新型的保護範圍之內。當人眼眨動或轉動時，第一高分子聚合物層12和第二高分子聚合物層13表面相互摩擦產生靜電荷，靜電荷的產生會使第一電極11和第二電極14之間的電容發生改變，從而導致第一電極11和第二電極14之間出現電勢差。第一電極11和第二電極14分別通過的導線連接到受電裝置3，即可給受電裝置3供電。受電裝置3可以設置於隱性眼睛內表面的中央。受電裝置3可以是檢測眼壓的傳感器，LED屏等。常規現有眼內使用檢測眼壓的傳感器均可應用於本發明。通常傳感器中集成有射頻發射組件，用於傳輸傳感器的檢測信號。另外，採用常規的無線射頻技術製成至於體外的射頻接收組件，用於接收傳感器的檢測信號，從而可以表徵眼壓。本實用新型受電裝置3還可以是常規LED屏，隱形眼鏡用電源裝置I通過導線給LED屏供電，可以點亮LED冷光燈陣列，幫助在黑暗處或弱視患者視物；或者LED屏可以顯示失明字樣，幫助識別盲人，起到傳遞信息的作用。當受電裝置3是LED屏時，LED屏的設置位置可以是隱形眼鏡本體2的任意位置，例如封裝在隱形眼鏡本體2內，位於隱形眼鏡本體2的內表面或外表面。上述方案包含首選實施例和備案時發明人所知的該項實用新型的最佳模式時，上述實施例只作為說明性例子給出。對該說明中揭露的特定實施例的許多異化，不偏離該項實用新型的精神和範圍的話，將是容易鑑別的。因此，該項實用新型的範圍將通過所附的權利要求確定，而不限於上面特別描述的實施例。
權利要求1.一種自供電隱形眼鏡，其特徵在於，包含隱形眼鏡本體、隱形眼鏡用電源裝置、和受電裝置， 其中，所述隱形眼鏡用電源裝置封裝在隱形眼鏡本體中，所述隱形眼鏡用電源裝置向受電裝置供電； 所述電源裝置包括依次層疊的第一電極，第一高分子聚合物層，第二高分子聚合物層和第二電極，其中，至少一個高分子聚合物層的未層疊電極的表面上具有微納凹凸結構；所述第一電極和第二電極為該電源裝置電壓和電流輸出電極。
2.根據權利要求1所述的自供電隱形眼鏡，其特徵在於，所述電源裝置是環形的，環形內直徑為7_9mm環形外直徑為10_14mm。
3.根據權利要求1或2所述的自供電隱形眼鏡，其特徵在於，所述高分子聚合物層表面上設置的微納凹凸結構為凸起高度50nm-300nm的納米凹凸結構。
4.根據權利要求3所述的自供電隱形眼鏡，其特徵在於，所述第一電極和第二電極分別獨立的選自銦錫氧化物、石墨烯電極和銀納米線膜中的任意一種。
5.根據權利要求3所述的自供電隱形眼鏡，其特徵在於，所述第一高分子聚合物層和第二高分子聚合物層所用材料分別獨立的選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基矽氧烷、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、或聚碳酸酯。
6.根據權利要求1所述的自供電隱形眼鏡，其特徵在於，所述受電裝置是傳感器，設置在隱形眼鏡本體朝向眼睛的表面上。
7.根據權利要求1所述的自供電隱形眼鏡，其特徵在於，所述受電裝置是LED屏。
專利摘要本實用新型提供了一種自供電隱形眼鏡。該自供電隱形眼鏡包含隱形眼鏡本體、隱形眼鏡用電源裝置、和受電裝置，其中，所述隱形眼鏡用電源裝置封裝在隱形眼鏡本體中，所述隱形眼鏡用電源裝置向受電裝置供電；所述電源裝置包括依次層疊的第一電極，第一高分子聚合物層，第二高分子聚合物層和第二電極，其中，至少一個高分子聚合物層的未設置電極的表面上具有微納凹凸結構；所述第一電極和第二電極為該電源裝置電壓和電流輸出電極。本實用新型自供電隱形眼鏡，能夠直接將人眼眨動或轉動的能量轉化為電能。
文檔編號H02N1/04GK203054364SQ20122074692
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者範鳳茹 申請人:納米新能源(唐山)有限責任公司