[发明专利]用于电子式眼科镜片的镜片驱动器的高电压H桥控制电路

说明书

背景技术

1.技术领域

本发明涉及为可变光学电子式眼科镜片或其它类似装置提供功率的电子电路，并且更具体地，涉及被配置成能够控制可变光学电子式眼科镜片中光学元件的镜片驱动器的H桥型开关电路。

2.相关领域的描述

随着电子装置持续小型化，变得越来越有可能产生用于多种用途的可佩戴或可嵌入的微电子装置。此类用途可包括监视身体化学性质的各方面、经由多种机械装置(包括自动地)施用受控剂量的药物或治疗剂以响应于测量或响应于外部控制信号，以及增强器官或组织的性能。此类装置的示例包括葡萄糖输液泵、起搏器、去纤颤器、心室辅助装置和神经刺激器。一个尤其有用的新应用领域是在眼科可佩戴镜片和接触镜片中。例如，可佩戴镜片可结合镜片组件，该镜片组件具有电子可调节焦距，以增强或提高眼睛的性能。在另一个示例中，无论具有还是不具有可调节焦距，可佩戴的接触镜片可结合电子传感器，以检测角膜前(泪)膜中特定化学物质的浓度。在镜片组件中使用嵌入式电子器件引起对如下的潜在需求：需要与电子器件通信，需要一种对包括功率控制或功率管理电路的电子器件供电和/或重新供能的方法，需要将电子器件互连，需要内部和外部传感和/或监视，以及需要控制电子器件和镜片的总体功能。

人眼具有辨别上百万种颜色、易于调节以改变光状况的能力、以及以超过高速互联网连接的速率将信号或信息传输到大脑的能力。当前，镜片诸如接触镜片和眼内镜片被用来矫正视力缺陷，诸如近视(近视眼)、远视(远视眼)、老花眼和散光。然而，结合附加部件的经适当设计的镜片可用来提高视力以及矫正视力缺陷。

接触镜片可用于矫正近视、远视、散光以及其它视敏度缺陷。接触镜片也可用于增强佩戴者眼睛的自然外观。接触镜片或“触体”仅是放置在眼前表面上的镜片。接触镜片被视为医疗装置并且可被佩戴用于矫正视力和/或用于美容或其它治疗原因。自20世纪50年代起，商业上就已利用接触镜片来改善视力。早期的接触镜片由硬性材料制成或加工成形，相对昂贵并且脆弱。此外，这些早期的接触镜片由不允许足够的氧气通过接触镜片传输到结膜和角膜的材料制成，这可潜在地引起许多不良临床效应。尽管仍利用这些接触镜片，但它们因其不良的初始舒适度而并不适用于所有患者。该领域的后续发展产生了基于水凝胶的软性接触镜片，该软性接触镜片在当今极其流行且被广泛利用。具体地讲，当今可用的有机硅水凝胶接触镜片将具有极高透氧度的有机硅的有益效果与水凝胶的经证实的舒适度和临床性能结合在一起。事实上，与由早期硬性材料制成的接触镜片相比，这些基于有机硅水凝胶的接触镜片具有更高的透氧度并且通常有更高的佩戴舒适度。

常规的接触镜片为具有特定形状的聚合物结构，以便如上所简述的矫正各种视力问题。为了实现增强的功能，必须将各种电路和部件集成到这些聚合物结构中。例如，控制电路、微处理器、通信装置、电源、传感器、致动器、发光二极管和微型天线可经由定制内置的光电部件集成到接触镜片中，以便不仅矫正视力，而且提高视力，以及提供如本文所解释的附加功能。电子式和/或电力式接触镜片可被设计成经由放大和缩小能力或者仅只是通过修改镜片的屈光力来提供提高的视力。电子式和/或电力式接触镜片可被设计成增强颜色和分辨率、显示纹理信息、将语音实时转变为字幕、提供导航系统的视觉提示，以及提供图像处理和互联网接入。镜片可被设计成允许佩戴者在低光照状况下视物。在镜片上适当设计的电子器件和/或电子器件布置可允许例如在没有可变焦光学镜片的情况下将图像投射到视网膜上，提供新型图像显示器，并且甚至提供唤醒警示。作为另一种选择或者除了这些功能或类似功能中任一种之外，接触镜片可结合用于非入侵地监视佩戴者的生物标记物和健康指标的部件。例如，通过分析泪膜的组分，内置于镜片中的传感器可允许糖尿病患者监视血糖水平，而不需要抽血。此外，经适当配置的镜片可结合用于监视胆固醇、钠和钾水平以及其它生物标记物的传感器。如果结合无线数据发送器，这使得医师几乎可以立即得到患者的血液化学性质，而不需要患者浪费时间去实验室抽血。此外，可利用内置于镜片中的传感器来检测入射到眼睛上的光，以补偿环境光照条件或用于确定眨眼模式。