環状インサートを有するエネルギー印加された眼用デバイス内での封止及び封入

本発明は、眼用デバイスに関する封止及び封入の態様に関する方法、装置、及びデバイスについて説明し、より具体的には、いくつかの実施形態において、構成要素内部又は構成要素上にマルチピース型インサートを備える眼用レンズの製造における封止及び封入の態様を説明する。

従来より、コンタクトレンズ、眼内レンズ、又は涙点プラグ等の眼用デバイスには、矯正、美容、又は治療的性質を有する生体適合性デバイスが含まれていた。例えば、コンタクトレンズは視力矯正機能、美容改善、及び治療効果のうちの1つ又は2つ以上を提供することができる。レンズの物理的特性は、それぞれの機能を提供する。レンズに屈折性を組み込んだ設計は、視力矯正機能を提供し得る。レンズに顔料を組み込むことによって、美容効果をもたらすことができる。レンズに活性薬剤を組み込むことによって、治療効果をもたらすことができる。そのような物理的特性は、レンズをエネルギー印加された状態にすることなく達成され得る。

最近になって、能動構成要素がコンタクトレンズに組み込まれている。いくつかの構成要素としては半導体装置が挙げられる。動物の目に入れられるコンタクトレンズに埋め込まれた半導体装置を示したいくつかの例がある。しかしながら、そのようなデバイスは、独立したエネルギー印加機構を欠く。ワイヤがレンズから電池まで延在してそのような半導体デバイスに電力供給し得、かつこのデバイスがワイヤを使わずに電力供給され得ることが理論化されているが、そのようなワイヤを使わない電力供給の機構は利用可能ではない。

したがって、眼用レンズへの1つ又は2つ以上の機能を提供し、並びに眼用レンズ又は他の生物医学的デバイスの光学的特徴における変化を制御するのに好適な範囲でエネルギー印可されている眼用レンズの形成に寄与する、追加的な方法及び装置を有することが望ましい。かかる眼用デバイス及び生物医学的デバイスの製造プロセスにおいて、構成要素の物理的及び化学的分離の特質、又はそれらの欠如が重要であり得る多くの構成要素が存在し得る。したがってエネルギー印可された眼用デバイス及び生物医学デバイスにおける、様々な構成要素の封止及び封入に関する、新しい方法、デバイス、及び機器が重要である。

したがって、本発明は、例えばエネルギー印可され、眼用デバイスに組み込むことができるインサートを含む、様々な構成要素の封止及び封入に関する発明を含む。そのような眼用デバイスの例には、例えば、コンタクトレンズ又は涙点プラグが挙げられ得る。より一般的な見地から、多くの他のエネルギー印可された生物医学的デバイスが、本発明の範囲内であり得る。更に、封止された又は封入されたマルチピース型インサートを備える眼用レンズを形成する方法及び装置が提示される。いくつかの実施形態では、エネルギー印加された状態の媒体は、電流を引くことのできる構成要素に電力を供給することができる。構成要素には、これらに限定されないが、様々な光学レンズ要素、半導体デバイス、及び能動又は受動電子デバイスが挙げられる。これらの構成要素は、様々な種類の外部信号によって起動する能力も含むことができる。いくつかの実施形態は、生体適合性の方式により眼用レンズ内に収容された、剛性又は成形可能な、エネルギー印可されたインサートを備える、鋳造成形されたシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズも含み得る。

本発明はしたがって、少なくとも前方湾曲ピース及び後方湾曲ピースを一緒に封止することによってインサートを形成する方法を含む。本方法は、電気相互接続部を規定し、デバイスをこの相互接続部に及び/又は湾曲ピースに取り付ける工程を含む。これらの方法を使用するプロセスにより生じるデバイスも含まれる。

いくつかの代替の実施形態では、前述の2ピース型インサートに追加される第2の後方湾曲ピースが存在する場合がある。これらの場合では、様々なピースの封止部は複数の空洞を形成することができる。連続プロセス工程又は並列プロセス工程のいずれかにおいて、追加の別個のピースをインサートに含む本方法の工程は、本明細書において本発明の技術の性質と一致している。

いくつかの実施形態では、インサートは電気構成要素を含んでもよい。これらの構成要素の一部又は全ては、インサート内部の封止された空洞内部の空間に含まれてもよい。他の実施形態は、形成された空洞の外側の位置に電気構成要素を配置することによって生じ得る。外側の構成要素を備える実施形態では、構成要素をそれら自体の封入材料に封入することが有用であり得る。

様々な実施形態によって形成される空洞は、様々な種類の流体を収容してもよい。例えば、液体のメニスカス型の実施形態において、眼用インサートの光学ゾーンに少なくとも部分的に配置される中央空洞は、レンズの形成に関連した液体を収容し得る。いくつかの実施形態では、この液体は、空洞を画定する封止プロセス前又は封止プロセス後に、空洞を画定する領域内に配置されてもよい。他の場合では、例えば、後方湾曲ピース又は前方湾曲ピースのいずれかにおける1つ又は2つ以上の領域を通じて充填針で注入し、続いて、後方湾曲ピース又は前方湾曲ピースにおいて生じた穿孔部を、その後封止することによって、封止された空洞の形成後に液体が追加されてもよい。

封止部を形成する方法及び得られる封止デバイスは、様々な実施形態の重要な態様である。いくつかの実施形態では、封止部は、封止された領域のその後の形成と一致する形状に形成されている、予備形成された材料を含んでもよい。他の実施形態において、封止部は、後方湾曲ピース及び前方湾曲ピースの一方又は両方の表面に、封止剤を適用することによって、定位置に形成されてもよい。これらの実施形態の一部において、適用された封止剤は、マルチピースの組立前に硬化させてもよく、他の場合では、未硬化の封止材料は、マルチピースを組み立てるために更に処理される。

予備硬化させた封止材料又は未硬化の封止材料を備える実施形態では、これらの材料で互いに封止されている2つのピースは、定位置に保持され、又は一緒に加圧されて封止部を形成してもよい。いくつかの実施形態では、封止部のための物理的接点を形成するために一緒に加圧されている表面は、その後2つのピースにわたって接着材料を配置することによって定位置に保持されてもよく、これは硬化後に、この2つの表面を定位置に恒久的に取り付け、2つのピース間の封止材料の封止態様を維持する。

いくつかの代替の実施形態では、一緒に加圧される表面は、セルフシール・メカニズム(self-sealing mechanism)を活性化することができる。セルフシール・メカニズムは、2つ又は3つ以上のピースを一緒に固定するか、又はセルフロックすることができ、かつ封止材料への圧力を維持することができ、これは同様に、封止部の一体性を形成するための物理的接点を維持する。他のメカニズムは、追加の特徴部(例えば、封止領域の性能を更に向上させるための、封止材料の配置ための溝及び表面トポグラフィにおけるナイフ・エッジなど)を含んでもよい。

前方湾曲ピース及び後方湾曲ピースのいずれか又は両方の上に取り付けられる特徴部は、それらの封止又は封入に関する実施形態を含んでもよい。導電配線、エネルギー印可された要素、及び/又は電子構成要素は、配線、エネルギー印可された要素、又は構成要素の全体にわたるような方式で堆積される封止材料又は封入材料を有することができ、したがって、前方湾曲ピース又は後方湾曲ピース材料のいずれかの上で封入材料及び封止材料間の接触を可能にする。

得られるマルチピース型インサートデバイスは、更に加工されて眼用デバイス及びこれらの眼用デバイスの形成方法に関する新規方法を形成してもよい。いくつかの実施形態において、インサートは、第1の鋳型部分内に配置され得、ここで、少量のレンズ本体を形成する材料を見つけることができる。他の実施形態において、このレンズ形成用混合物には、例えば、ヒドロゲル形成材料が挙げられる。第2の成形型部分が第1の成形型部分に近接して移動前、移動中、又は移動後に、追加のレンズ形成用混合物が追加されてもよい。第2の鋳型部分を第1の鋳型部分に近接して移動させることで空洞を形成することができ、ここで、インサート及びレンズ形成混合物が高品質の光学面を有する複合レンズに成形され得る。この得られる眼用デバイスに埋め込まれているインサートは、封入された構成要素及び/又は封止された領域に存在する構成要素を有してもよい。更には、(いくつかの実施形態では、インサートを包囲している)成形されたレンズ形成用混合物は、インサート封入層であると見なされ得る。インサート内又はインサート上の構成要素は、電子トレース、エネルギー印加デバイス、電子デバイス(例えば、集積回路を含む)、及び能動光学要素(例えば、液体メニスカスレンズを含む)を含み得る。

本発明のいくつかの実施形態を実施するのに有用であり得る例示的な成形型アセンブリ装置構成要素を図示する。

マルチピース型インサートの実施形態を備える、例示のエネルギー印可された眼用レンズを示す。

マルチピース型インサートの例示の封止の実施形態の断面図を示す。

マルチピース型インサートの、例示の2ピース型インサートの平面図を示す。

マルチピース型インサートの、例示の2ピース型インサートの断面図を示す。

図4Bの例示のデバイスのマルチピース型インサート封止領域の代替の実施形態を示す。

図4Bの例示のデバイスのマルチピース型インサート封止領域の代替の実施形態を示す。

図3の例示のデバイスにおける封止領域の代替の実施形態を示す。

図3の例示のデバイスにおける封止領域の代替の実施形態を示す。

図3の例示のデバイスにおける封止領域の代替の実施形態を示す。

本発明のいくつかの実施形態に係る、封止され、かつ封入されたマルチピース型インサートを備える、エネルギー印可された眼用レンズを形成する方法の工程を示す。

眼用レンズの成形型部分内に、封止されたインサートを配置する装置構成要素の実施例を示す。

本発明のいくつかの実施形態を実施するために使用され得るプロセッサを図示する。

マルチピース型インサートの例示の2ピース型環状インサート実施形態の平面図を図示する。

マルチピース型インサートの例示の2ピース型環状インサート実施形態の断面図を図示する。

マルチピース型インサートの例示の3ピース型環状インサート実施形態を図示する。

本発明は、マルチピース型インサートを備える眼用レンズの製造方法及び装置を含み、インサートの部分及びインサートを構成する構成要素は、封止及び封入の態様を含み得る。更に本発明は、封止及び封入の態様を含む眼用レンズに組み込まれた、マルチピース型インサートを備える眼用レンズを含む。

本発明に従って、エネルギー印加されたレンズは、埋め込まれたインサート及びエネルギー源(例えば、エネルギーの蓄積手段として電気化学セル又は電池)とともに形成される。いくつかの実施形態では、エネルギー源を備える材料は封入されて、眼用レンズが内部に配置される環境からは単離される。

いくつかの実施形態では、マルチピース型インサートは、回路、構成要素、及びエネルギー源のパターンも含む。様々な実施形態は、レンズの着用者がそこを通して見るであろう光学ゾーンの周囲に回路、構成要素、及びエネルギー源のパターンを位置付けるマルチピース型インサートを含み得る。他の実施形態は、回路、構成要素、及びエネルギー源のパターンを含んでもよく、これはコンタクトレンズの着用者の視野に悪影響を与えない程に十分小さく、したがってマルチピース型インサートはそれらを光学ゾーンの内部、又は外側に配置することができる。

概して、本発明のいくつかの実施形態に従って、マルチピース型インサートは、レンズを作るために使用する鋳型部分に対して所望の位置にエネルギー源を配置するオートメーションを介して眼用レンズ内に統合される。様々な構成要素を眼用レンズ内に配置する実施形態は、構成要素を定位置に封止し接着する、又は構成要素を封入する1つ又は2つ以上の工程を使用し得る。

いくつかの実施形態では、エネルギー源は、コマンドにより起動することができ、眼用レンズ内に含まれるエネルギー源から電流を引くことができる構成要素と電気通信するように配置される。構成要素は、これらに限定されないが半導体デバイス、能動若しくは受動電気デバイス、又は電気的に起動される機器(例えば、微小電気機械システム(MEMS)、ナノ電気機械システム(NEMS)、又は微小機械を含む)を含み得る。エネルギー源及び構成要素の配置後、成形型部分は反応性混合物を成形し、重合して、眼用レンズを形成することができる。

以下のセクションでは、本発明の実施形態の「発明を実施するための形態」が記載される。好ましい実施形態及び代替の実施形態の両方の説明は、代表的な実施形態に過ぎず、変形、修正、及び代替が当業者にとって明白であり得ることが理解される。したがって、これらの代表的な実施形態は基礎をなす発明の範囲を制限しない点は理解されなければならない。

用語集 本発明を対象としたこの説明及び特許請求の範囲においては、以下の定義が適用される様々な用語が用いられ得る。 後方湾曲ピース:本明細書で使用するとき、前述のインサート内に組み立てられるときに後方上にあるレンズの側面上の位置を占有するマルチピース型インサートの固体要素を指す。眼用レンズでは、そのようなピースは、着用者の目の表面により近いインサートの面上に配置される。いくつかの実施形態では、後方湾曲ピースは、眼用デバイスの中心部における領域を収容し、かつこれを含んでもよく、この領域を通じて光が着用者の目の内部に進む。この領域は光学ゾーンと呼ばれ得る。他の実施形態では、このピースは、光学ゾーンにおける領域の一部又は全てを収容しない、又は含まない環状の形状を取り得る。眼用インサートのいくつかの実施形態では、複数の後方湾曲ピースが存在してもよく、それらのうちの1つは、光学ゾーンを含んでもよく、一方で、他のものは環状又は環の部分であってもよい。

構成要素とは、本明細書で使用するとき、論理的状態、又は物理的状態の1つ以上の変化を生じるためにエネルギー源から電流を引くことができる装置を指す。

封入する:本明細書で使用するとき、例えば、媒体インサート等の実体をその実体に隣接した環境から隔てる障壁を作成することを指す。

エネルギー印可された:本明細書で使用するとき、電流を供給することができるか、又は内部に蓄積された電気的エネルギーを有することができる状態であることを指す。

本明細書で使用するところの「エネルギー」とは、ある物理系が仕事をする能力のことを指す。本発明で使用される場合の多くは、動作する際に電気的作用を行うことが可能なこの容量に関連し得る。

エネルギー源:本明細書で使用する場合、エネルギーを供給することができるか、又は生体医学的装置をエネルギー印可された状態に置くことができる装置を指す。

エネルギーハーベスターとは、本明細書で使用するとき、環境からエネルギーを抽出し、これを電気エネルギーに変換することができる装置を指す。

前方湾曲ピース:本明細書で使用するとき、前述のインサート内に組み立てられるときに前方上にあるレンズの側面上の位置を占有するマルチピース型インサートの固体要素を指す。眼用レンズでは、そのようなピースは、着用者の目の表面からより遠い面のインサート上に配置される。いくつかの実施形態では、ピースは、眼用レンズの中心部における領域を収容し、かつこれを含んでもよく、この領域を通じて光が着用者の目の内部に進む。この領域は光学ゾーンと呼ばれ得る。他の実施形態では、このピースは、光学ゾーンにおける領域の一部又は全てを収容しない、又は含まない環状の形状を取り得る。眼用インサートのいくつかの実施形態では、複数の前方湾曲ピースが存在してもよく、それらのうちの1つは、光学ゾーンを含んでもよく、一方で、他のものは環状又は環の部分であってもよい。

レンズ:本明細書で使用するとき、眼の中又は眼の上に存在する任意の眼用デバイスを指す。これらの装置は、光学的補正を与えるものであってもよく、又は美容的なものであってもよい。例えば、レンズという用語は、コンタクトレンズ、眼内レンズ、オーバーレイレンズ、眼球インサート、光学インサート、又はそれを通して視力が矯正若しくは改善されるか、又はそれを通して眼の生理学的特性が視力を妨げることなく美容的に改善される(虹彩の色の外観を変化させる)他の同様のデバイスを指し得る。いくつかの実施形態では、本発明の好ましいレンズは、ソフトコンタクトレンズであり、シリコーンエラストマー、又はヒドロゲルから作製される。

レンズ形成用混合物、又は反応性混合物若しくは反応性モノマー混合物(RMM):本明細書で使用されるとき、硬化及び架橋することができるか、又は架橋して眼用レンズを形成することができるモノマー材料又はプレポリマー材料を指す。様々な実施形態は、例えばUV遮断剤、染料、光開始剤、又は触媒、及びコンタクト若しくは眼内レンズ等の眼用レンズに有用な他の添加剤等の、1つ又は2つ以上の添加剤を有するレンズ形成用混合物を含むことができる。

レンズ形成表面:本明細書で使用するとき、レンズを成形するために使用される表面を指す。いくつかの実施形態において、任意のこのような表面は、光学品質表面仕上げを有することができ、光学品質表面仕上げとは、表面が十分に滑らかで、成型表面と接触したレンズ形成材料の重合によって作られるレンズ表面が光学的に許容可能であるように形成されていることを示す。更に、いくつかの実施形態において、レンズ形成表面は、制限なく、球面パワー、非球面パワー、及び円筒パワー、波面収差補正、角膜トポグラフィ補正、又はこれらの組み合わせを含む、所望の光学特性をレンズ表面に付与するのに必要な形状を有し得る。

リチウムイオンセル:本明細書で使用するとき、リチウムイオンセルは、セル内を移動するリチウムイオンが電気的エネルギーを生成する、電気化学セルを指す。典型的には電池とよばれるこの電気化学セルは、その典型的な状態にエネルギーを再印可又は再充電され得る。

マルチピース型インサート:本明細書で使用するとき、眼用レンズ内部のエネルギー源を支持することができる、形成可能な又は剛性の基板を指す。いくつかの実施形態では、マルチピース型インサートは、1つ又は2つ以上の構成要素も支持する。

鋳型:本明細書で使用するとき、硬化されていない配合物からレンズを形成するために使用され得る剛性又は半剛性の物体を指す。いくつかの好ましい成形型は、前部湾曲成形型部分及び後部湾曲成形型部分を形成する2つの成形型部分を含む。

光学ゾーン:本明細書で使用するとき、眼用レンズの装用者がそこを通して見ることになる、眼用レンズの領域を指す。

本明細書において使用するところの「電力」とは、単位時間当たりに行われる仕事又は移動するエネルギーのことを指す。

再充電可能又はエネルギーの再印可可能:本明細書で使用するとき、仕事を行うためのより高い能力を有する状態へと回復するための能力を指す。本発明内の多くの用途は、特定の速度で、特定の再度回復される時間の間、電流を流す能力を備える状態まで回復するための能力に関連し得る。

再充電又はエネルギーの再印可:本明細書で使用するとき、仕事をするためのより高い能力を有する状態まで回復する活動を指す。本発明の多くの用途は、再確定された時間において、一定の速度で電流を流す能力を備える所定の状態までデバイスを回復させることに関連し得る。

鋳型から取り外す:本明細書で使用するとき、レンズが鋳型から完全に引き離されるか、又はそれを穏やかな振動で取り外すか、若しくは綿棒で押して取り外すことができるように軽く取り付けられているかのいずれかである行為を指す。

スタック一体型構成要素デバイス(SIC−デバイス):本明細書で使用するとき、電気的及び電気機械的デバイスを含み得る基材の薄層を、各層の少なくとも一部分を互いの上に積み重ねる手段により、動作可能な一体型デバイスへと組み立て得るパッケージング技術製品を指す。層は、様々な型式、材料、形状、及びサイズの構成要素デバイスを含んでもよい。更に、層は、様々な輪郭に適合しかつこの輪郭に接するために、様々なデバイス製造技術により作製され得る。

眼用レンズ 図1に進むと、封止されかつ封入されたインサートを収容する眼用レンズを形成するための装置100が示されている。この装置は、例示の前方湾曲成形型102及び適合する後方湾曲成形型101を含む。眼用デバイスのインサート104及び本体103は、前方湾曲成形型102及び後方湾曲成形型101の内部に配置され得る。いくつかの実施形態では、本体103の材料はヒドロゲル材料であってもよく、インサート104はこの材料によって全ての表面において包囲されてもよい。

インサート104は、多くの様々な種類のインサートのうちの1つであってもよい。図1において、インサート104には少なくとも1つの封止された表面105が存在してもよい。他の実施形態は、様々な種類の封止部及び封入部を含んでもよく、それらの一部は後節で説明される。装置100の使用は、多くの封止された領域を備える構成要素の組み合わせからなる新規の眼用デバイスを作り出すことができる。

図2に進むと、前述の新規の眼用デバイスの例示の実施形態200が断面で示されている。眼用デバイスのシェル230は、実施形態200を包囲することができる。シェル230は、図1に示されている成形型の実施形態100によって形成されてもよく、並びに、例えばヒドロゲル化合物を含む多くの材料から構成されてもよい。

この実施形態200はまた、インサート240を含んでもよい。いくつかの実施形態では、インサート240は複数のピースから構成されてもよく、それは様々な種類の封止部を利用してインサート240を組み立ててもよい。

この実施形態200は、例えば、活性要素、プロセス要素、エネルギー印可された要素、及び感知要素を含むことができる、構成要素デバイス層210を含んでもよい。多くの封入スキームは、構成要素デバイス層210の包含に関係している。いくつかの実施形態において、図1に示されるように、得られるインサートが眼用デバイス内に固定される前に、層210は他の構成要素、例えば、活性光学デバイス220に接着されてもよい。能動光学デバイス220は、2つの異なる不混和性流体を充填し、その後、封止される液体メニスカス型のレンズであり得る。

封止及び封入特徴部−接着溝部 図3に進むと、例示の光学デバイス220の端部300の拡大断面が示されている。例えば、水相360及び非水相350は、メニスカス型のレンズ内の2つの不混和性流体を表し得る。活性デバイスの前面310は、成形された別個のピースであってもよく、その上には様々な電極金属層が堆積されていてもよい。成形された前方ピース310は、接着溝部、凹部、又はスロット320を有してもよく、これは次いで、成形されているが別個の後方湾曲ピース340と交差する。この接着溝部320は、例えば、接着剤(adhesive)、シーラント、又は接着剤(glue)のためのレセプタクルとして機能することができる。前方湾曲ピース310及び後方湾曲ピース340を互いに近接させた後、この2つのピース310及び340によって形成された空洞を流体350及び360で充填する前若しくは充填した後のいずれかにおいて、後方湾曲ピース340を前進させ、接着溝部320内にしっかりと位置合わせさせてもよい。その後、接着剤330は接着溝部320の残りの空間内に堆積されて、封止領域330を形成してもよい。いくつかの実施形態において、この接着溝部320は、レンズデバイス自体の全周辺部に配置され得る。

多くの方法により、接着剤を接着溝部320内に適用することができる。いくつかの実施形態は、例えば、印刷機で用いられるようなスプレーノズルによる適用を含む場合があり、他の実施形態は、接着溝部320内に事前に形成された接着剤内に堆積させてもよく、これは次いで熱、光、圧力、又は封止部及び結合部を形成する他の標準的な手段によって流され、接合される。多くの種類の接着剤により、封止領域330を形成することができる。表1は、この封止の適用、及び潜在的な対応する実施形態に使用され得る材料の種類の一部の例を列挙している。表1はまた各分類における一部の材料の、いくつかの代表的な特性を説明する。当業者は、説明される材料以外の材料もまた、本請求項の範囲内に含まれ得るということを理解するであろう。

図4A及び4Bは、接着溝部495を備える別の実施形態400を示す。この実施形態は、前方湾曲ピース410及び後方湾曲ピース492を有する2ピース型アセンブリから構成され得、例えば、メニスカス型のレンズ等の能動光学デバイスを収容するために使用される2つのピース410と492との間に空洞を有する。前方湾曲ピース410は、活性光学要素の寸法よりも大きく成形されてもよく、ここで追加の寸法は支持領域415を形成し、この領域は構成要素、相互接続部、及び最終的には様々な種類の封止態様のための実装面を提供する。図4Aは、平面の、拡大された前方湾曲ピース410を示す。

様々な電気相互接続部及び相互接続特徴部430及び440は、この拡大された前方湾曲ピース410上に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、これらの相互接続特徴部430及び440は、例えば、電池などのエネルギー印可された要素に接続してもよい。他の実施形態では、エネルギー印可された要素は、相互接続線430、440、470及び480に沿った電気接続部上に堆積されてもよく、又はこれに取り付けられてもよい。一部の具体的な実施形態では、第1の相互接続部は、交差部420を介して第2の相互接続部480に取り付けられてもよい。接続点450及び460は、エネルギー印可された要素を他の要素に相互接続するために使用されてもよい。

要素は、眼用デバイスが占有する環境(例えば、要素と接触する眼球表面の涙液を含む)において安定であっても、又は安定でなくてもよい材料から形成されてもよい。この使用は、例えば、パリレンC、N、及びD族の成分に限定されないが、これらを含むパリレン族を含むコーティングから封入層を形成することを含んでもよい。いくつかの実施形態では、封入コーティングは、他の接着剤又はシーラント層の適用前又は適用後に生じてもよい。

図4Bは、図中の下方の断面像を形成する断面方向を示す。上記の通り、いくつかの実施形態は、例えば、接続点などの相互接続特徴部を含み、ここで構成要素491が取り付けられる。例示の構成要素491は、例えば、導電性材料として導電性エポキシによって接続点460に取り付けられた、例えば、集積回路を含んでもよい。いくつかの実施形態では、取り付けられた構成要素491は、典型的に、構成要素本体と取り付け面との下層の、又は構成要素本体と取り付け面との間のアンダーフィル接着剤を介して、前方湾曲ピース410の支持領域415に取り付けることができる。コーティング又は接着剤は続いて、集積回路又は他の構成要素491に適用されて、集積回路又は他の構成要素491を封入し、集積回路又は他の構成要素491を前方湾曲ピース410に接続してもよい。断面像で示されているように、後方湾曲特徴部493が存在してもよい。この後方湾曲特徴部493を備える実施形態490から生じる封止設計の性質は、以下の項において多少詳しく説明されるであろう。

図5に進むと、この実施形態500は、図4A及び4Bにおける2ピース型インサートの実施形態の例示の封止特徴部を含む。マルチピース型インサートの前方湾曲ピース540は、一部の実施形態において、示されているもののように、接着封止領域520の一方の面を画定すること、及び様々な目的のために電極が上に堆積され得る表面を提供すること、という2つの目的を果たすことができる、成形された若しくは形成された特徴部525を収容してもよい。一部の実施形態では、示されているもののように、前方湾曲ピース540は、接着封止領域520の対向する面として機能する突起部515を含んでもよい。マルチピース型インサートの後方湾曲ピース510は、接着封止領域520の嵌合面を形成する、成形された特徴部を有してもよい。この実施形態では、後方湾曲ピース510は2つの特徴部が嵌合する面を有し、この面は次いで、内部の空洞領域530及び接着封止領域520の外側領域を画定する。

いくつかの実施形態では、特徴部525と突起部515との間の接着封止領域は、後方湾曲ピース510が定位置に配置される前に接着剤で充填されて、接着剤が接着封止領域520及び内部の空洞領域530の周囲に流れるようにしてもよい。別の方法としては、内部の空洞領域530は、後方湾曲ピース510が、前方湾曲ピース540に対して定位置に移動する前に充填されて、接着剤が空洞の周囲に流れて、封止部及び接合物の両方を形成できるようにしてもよい。いくつかの実施形態では、接着封止領域520は、別個の工程において、接着剤で充填されてもよく、この工程は、内部の空洞を充填する工程と同じ材料又は異なる材料を含み得る。表1の様々な材料が前述の実施形態500において使用されてもよい。これには、水中条件で機能する接着剤の使用、又は接着封止領域520を充填するのに、比較的固体である予備形成されたシーラントの使用が挙げられるが、これらに限定されない。

他の実施形態では、封止系(515、520、530、525、510)は前方湾曲ピース540の外側端部560により近接して配置されてもよい。接着封止領域520と外側端部560との間の最小距離は、例えば、集積回路などの構成要素491の収容及び支持を更に可能にする。

他の代替の実施形態は、後方湾曲ピース510を、前方湾曲ピース540の外側端部560まで遠くに延在するフラップ、拡張部、又は突起部550を含んでもよい。この突起部550は、接着封止領域520の強化と、構成要素491の更なる保護という2つの目的を果たすことができる。

図6では、他の例示の実施形態600は、マルチピース型インサートの前方湾曲ピース640及び後方湾曲ピース650を含む。この実施形態では、接着封止領域は、形成された特徴部625から外側端部615まで後方湾曲ピース650と前方湾曲ピース640との間で内部空洞620に拡がってもよく、並びに、例えば、相互接続部及び集積回路などの構成要素491を含むように修正されてもよい。形成された特徴部625は、特徴部625から外側端部615まで接着剤封止領域620を画定すること、及び形成された電極の実装面を提供することの2つの目的を有してもよい。

他の代替の実施形態では、接着封止領域620において特徴部625から外側端部615まで存在する後方湾曲ピース650の特徴部610の設計は、単一特徴部であってもよい。この例示の実施形態では、内側空洞620は、フラップ特徴部660及び特徴部610によって、接着封止領域620内へ特徴部625から外側端部615まで形成される。表1の材料は、インサートデバイスの封止及び封入において有効であり得る材料の例を提供している。一般的見地から、接着封止領域並びに前方湾曲ピース及び後方湾曲ピース特徴部の多くの実施形態が実用化することができ、かかるデバイスは、本請求項の十分に範囲内であるということは当業者にとって明らかであり得る。

封止及び封入特徴部−圧縮封止 図7は、マルチピース型インサートデバイス700を封止することができる、異なる種類のシール系745及び720を含む代替の実施形態を示す。いくつかの実施形態では、封止部の少なくとも1つの性質は、2つの表面間の圧縮封止部を含み得る。この実施形態700は、もう一方の封止特徴部720を圧縮する表面745を備える、例示の後方湾曲ピース740を含み、これは、例えば表1に列挙された材料を含む様々な接着材料で堆積された封止部として形成され得る。

具体的な実施形態では、封止特徴部720は、前方湾曲ピース310において溝部750内に配置されるエラストマーのOリングであってもよく、これは封止特徴部720と745のための圧縮された箇所を形成する。前方湾曲ピース310及び後方湾曲ピース740に圧力がかけられるとき、後方湾曲ピース740上の封止特徴部745と、溝部750における封止特徴部720との間に圧縮封止部を形成し得る。いくつかの実施形態では、接着剤は、封止溝部730の残りの中に配置されて前方湾曲ピース310及び後方湾曲ピース740を溝部750内に固定してもよい。この実施形態では、眼用デバイスにおける圧縮型の封止部は、流体系の液体メニスカス実施形態を収容し、他の実施形態では、この種類の封止部は、例えば、図6に実証されている封止システムなど、眼用レンズの環境における封止の必要性のために使用されてもよい。

封止及び封入特徴部−ナイフ・エッジ封止部 図8は、マルチピース型インサートデバイス800を封止するように形成され得る封止部の代替実施形態を含む。前述の実施形態では、少なくとも1つの封止部の性質は、後方湾曲ピース840と前方湾曲ピース310との間にナイフ・エッジ封止部845を含み得る。例示の後方湾曲ピース840は、他方の封止特徴部820内に固定することができる先鋭化面845を有してもよい。いくつかの実施形態では、封止特徴部820は、例えば、表1の接着材料を使用して、堆積された封止部として形成されてもよい。他の実施形態は、溝部850内に配置され得るOリング型の予備成形された特徴部820を含んでもよく、ここではナイフ・エッジ特徴部845は封止特徴部820内に圧縮されてもよい。あるいは、未硬化又は硬化された接着材料が溝部850に適用されて、内部にナイフ・エッジ特徴部845が押し込まれ得る封止特徴部820を形成してもよい。封止特徴部820が未硬化接着剤である実施形態では、前方湾曲ピース310及び後方湾曲ピース840は封止され、ナイフ・エッジ表面845によって形成された表面によって、封止特徴部820内へ封止され、これに接着して取り付けられてもよい。

他の実施形態では、封止特徴部820を備えて形成された封止部の性質にかかわらず、後に続く例示の工程は、封止溝部830の残りの内部に接着剤を配置して、前方ピース310及び後方湾曲ピース840を定位置に固定することを含んでもよい。この具体的な実施形態では、眼用デバイス800におけるナイフ・エッジ封止システム845、820、及び850は、流体系の液体メニスカス実施形態を基本としている。この種類の封止系845、820、及び850は、眼用レンズの環境における他の種類の封止の必要性に対して、例えば、図6において実証された封止の種類において有効であり得る。

図9は、眼用インサートデバイス900におけるナイフ・エッジ型封止部の別の実施形態を示す。液体系の液体メニスカス実施形態の周囲に置かれたこの実施形態では、マルチピース型インサートの前方ピース310及び後方湾曲ピース940は、セルフロック機構を使用して一緒にロックされ、前述のマルチピース型インサートデバイス900を封入する。セルフロック機構960は、後方湾曲ピース940上のナイフ・エッジ特徴部945から延びる輪郭リップ970、及び前方ピース310上のスロット溝部960を使用する。前方ピース310及び後方湾曲ピース960が一緒に押されたとき、輪郭リップ970及びスロット溝部960は、確実にロックされた接合部を生じる。例示の実施形態では、溝部950は圧縮位置を形成し、ナイフ・エッジ特徴部945を封止特徴部920内へ更に固定してもよい。ナイフ・エッジ以外の関連する封止実施形態のいずれも、本明細書に記載の発明の範囲内の技術を構成することは明らかであり得る。

この実施形態のもう1つ任意の特徴部は、セルフロック封止メカニズム920、945、970、960、及び950の全体の周辺部に沿って凹部930を含み得る。前述の凹部930は、例えば、表1に列挙された材料など、接着剤又はシーラントを受け入れることができる。この実施形態900は、単一の封止箇所を示しているが、他の実施形態は複数の封止箇所を必要とする場合がある。例えば、図4Aのデバイス400では、セルフロック封止機構920、945、970、960、及び950は、請求項に包含される構想のための使用に関する更なる多様性を提供することができる。第1の封止表面は、レンズの中央の流体を含む領域を封止するのに有用であり得る一方で、第2の環状に包囲されたピースは、その後に内側の環状封止部と外側の環状封止部とともに配置されて、相互接続構成要素、エネルギー印加構成要素、及び電子構成要素を取り囲み得る。後方湾曲ピースは、全ての領域にわたって1つのピースとして延在するような方式で形成されてもよい。異なる領域に対して複数の封止表面を用いて、様々な封止の実施形態が、複数の箇所において組み合わされてもよく、又は使用されてもよい。

インサート系の眼用レンズのための方法及び材料 図1に戻って参照すると、眼用レンズのための代表的な成形型デバイス100の図がマルチピース型インサート104を備えて例示されている。本明細書で使用するとき、成形型デバイス100は、レンズ形成用混合物の反応又は硬化の際に所望の形状の眼用レンズが製造されるように、レンズ形成用混合物をその中に分配することができる、空洞106の形状に形成されたプラスチックを含む。本発明の成形型及び成形型アセンブリ100は、2つ以上の成形型部分又は成形型ピース101及び102から構成される。鋳型部分101及び102は、レンズがその中で形成され得る鋳型部分101と102との間に空洞106を形成する様式で接合され得る。成形型部分101及び102のこの結合は、一時的であることが好ましい。レンズが形成されると、鋳型部分101及び102は、レンズを取り除くために再び分離され得る。

少なくとも1つの鋳型部分101及び102は、レンズ形成混合物と接触したその表面の少なくとも一部を有し、それによって、レンズ形成混合物の反応又は硬化時に、その表面は、それが接触するレンズの一部に所望の形状及び形態を提供する。少なくとも1つの他の成形型部分101及び102についても同じである。

したがって、例えば、例示の実施形態においては、成形型デバイス100は、2つの部分101及び102、すなわち雌型の凹型ピース(前方湾曲成形型)102と雄型の凸型ピース(後方湾曲成形型)101から形成され、それらの間に空洞106が形成される。レンズ形成用混合物と接触する、凹型表面の部分は、成形型デバイス100内で製造される眼用レンズの前方湾曲部の曲率を有する。前述の部分は十分に平滑であり、凹型表面と接触する、レンズ形成用混合物の重合によって形成される眼用レンズの表面が、光学的に認められるものであるように形成される。

いくつかの実施形態においては、前方湾曲成形型102はまた、円形の周辺縁部と一体で、かつこれを囲む環状フランジを有することができ、この円形の周辺縁部は、軸線に垂直でかつフランジ(図示せず)から延びる平面内に延びている前方湾曲成形型120から延びている。

レンズ形成表面は、光学品質表面仕上げを有する表面を含むことができ、光学品質表面仕上げとは、表面が十分に滑らかで、成型表面と接触したレンズ形成混合物の重合によって作られるレンズ表面が光学的に許容可能であるように形成されていることを示す。更に、いくつかの実施形態において、鋳型ピース101及び102のレンズ形成表面は、制限なく、球面パワー、非球面パワー、及び円筒パワー、波面収差補正、角膜トポグラフィ補正、又はこれらの組み合わせを含む、所望の光学特性をレンズ表面に付与するのに必要な形状を有し得る。当業者は、説明される特性以外の特性もまた、本発明の範囲内に含まれ得るということを理解するであろう。

エネルギー源及び構成要素は、マルチピース型インサート104上に実装され、これは、エネルギー源が上に配置され得るいずれかの受容材料から構成され得る。いくつかの実施形態では、マルチピース型インサート104は、例えば、回路経路、構成要素、及びエネルギー源を構成要素と電気通信して配置させ、構成要素がエネルギー源から電流を引くことを可能にするために有用な他の態様を含み得る。本明細書に記載の新規の封止及び封入の発明、例えば、封止された表面105などは、機能的インサートがマルチピースで製造され、次いで信頼性高く組み立てられ、眼用デバイス内に最終的に含まれるように封止されるのを可能にし、眼用デバイスの周囲の材料及びインサートデバイス内部の材料は、インサート材料又は前述の封止部105を通じて拡散することができない。

様々な実施形態は、マルチピース型インサート104をレンズを形成するために使用する鋳型部分に配置する前に、エネルギー源をマルチピース型インサート104に配置することも含む。マルチピース型インサート104はまた、エネルギー源を介して電荷を受け取る、1つ又は2つ以上の構成要素を含み得る。

いくつかの実施形態において、マルチピース型インサート104を有するレンズは、中央剛性の軟性のスカート設計を含み得、ここで、中央剛性の光学素子は、大気並びにそれぞれの前面及び後面上の角膜表面に直接接触する。レンズ材料の軟性のスカート(典型的には、ヒドロゲル材料)は、剛性光学素子の周辺部に取り付けられるが、これは、結果として生じる眼用レンズにエネルギー及び機能性を提供するマルチピース型インサートとしても機能する。これらの実施形態では、封入部及び封止部105の機能は重要である。

いくつかの更なる実施形態は、剛性レンズインサートであり、ヒドロゲルマトリックス内に完全に封入されるマルチピース型インサート104を含む。剛性レンズインサートであるマルチピース型インサート104は、例えば、マイクロインジェクション成形技術を用いて製造され得る。実施形態は、例えば、直径が約6mm〜10mm、前方表面半径が約6mm〜10mm、後方表面半径が約6mm〜10mm、並びに中心厚さが約0.050mm〜0.5mmのポリ(4−メチルペンテン−1)(4-methylpent-1-ene)コポリマー樹脂を含み得る。いくつかの代表的な実施形態は、約8.9mmの直径、約7.9mmの前側表面半径、約7.8mmの後側表面半径、及び約0.100mmの中心厚さ、及び約0.050半径の縁部プロファイルの挿入物を含む。1つの代表的なマイクロ成形装置には、Battenfield Inc.によって提供されるMicrosystem50の4,536kg(5トン)システムが挙げられる。封止特徴部の一部又は全ては、成形プロセス中に形成され得るか、又は成形プロセスの結果の後に続くプロセスによって、後で形成される溝、スロット、リップ、及びナイフ・エッジが含まれるがこれらに限定されない。

マルチピース型インサートは、眼用レンズを形成するために使用される成形型部分101及び102内に配置され得る。成形型部分101及び102の材料には、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、及び変性ポリオレフィン、のうちの1つ又は2つ以上のポリオレフィンを挙げることができる。その他の成形型には、セラミック又は金属材料を含むことも可能である。

眼用レンズの成形型を形成するために、1つ又は2つ以上の添加剤と組み合わせることができる他の成形材料としては、例えばZieglar−Nattaポリプロピレン樹脂(znPPと称されることがある)、FDA規則21 CFR(c)3.2による清浄な成形品のための精製ランダムコポリマー、エチレン基を有するランダムコポリマー(znPP)が挙げられる。

更にまた、いくつかの実施形態においては、本発明の鋳型には、ポリマー、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、主鎖に脂環式部分を含む変性ポリオレフィン、及び環状ポリオレフィンが含まれる場合もある。このブレンドを、成形型の半分の一方又は両方に対して用いることができる。このブレンドを後方湾曲ピース上で用いて前方湾曲ピースは脂環式コポリマーからなることが好ましい。

本発明に係る成形型100のいくつかの好ましい作製方法では、射出成形は既知の技法によって使用される。実施形態はまた、例えば、旋盤法、ダイヤモンド切削、又はレーザー切断を含む、他の方法によって作られる成形型を含んでもよい。

典型的には、レンズは、両方の鋳型部分101及び102の少なくとも1つの表面上に形成される。しかしながら、いくつかの実施形態において、レンズの一方の表面は鋳型部分101及び102から形成され得、レンズのもう一方の表面は、例えば、旋盤法を用いて形成され得る。

いくつかの実施形態では、マルチピース型インサート400は、マルチピース型インサート400に配置されるエネルギー源420、430、440、470、及び480により電力が供給される可変光学部品を含む、光学ゾーンを備える前方湾曲表面410を有し得る。マルチピース型インサート400はまた、例えば、光学ゾーン内に含まれる可変光学部品を制御するための集積回路などの構成要素491を含んでもよい。この説明においては、可変光学部品は、構成要素として認識され得る。

エネルギー源は、構成要素491と電気通信し得る。構成要素491は、例えば、半導体型チップ、受動電気デバイス、又は水晶体等の光学デバイス等の状態を変化させる電荷に応答する任意のデバイスを含み得る。

いくつかの具体的な実施形態では、エネルギー源420、430、440、470、及び480は、例えば、電池、又は他の電気化学セル、コンデンサ、ウルトラコンデンサ、スーパーコンデンサ、又は他のストレージ構成要素を含む。いくつかの具体的な実施形態は、光学ゾーン外側の眼用レンズ周辺部上のマルチピース型インサート400上に位置する電池を含み得る。

別の態様では、いくつかの実施形態において、着色剤層496は、周辺部領域に沿って包含されてレンズの視覚的外観を修正し得る。着色剤層は、例えば、パッド印刷又はインクジェット式のプロセスを介して追加され得る。

いくつかの実施形態において、レンズの種類は、シリコーン含有構成要素を含むレンズを含み得る。シリコーン含有成分は、モノマー、マクロマー、又はプレポリマー中に少なくとも1個の[−Si−O]単位を含有するものである。好ましくは、合計シリコーン及び結合した酸素は、シリコーン含有成分中に、当該シリコーン含有成分の総分子量の約20重量%より大きい、更に好ましくは30重量%より大きい量で存在する。有用なシリコーン含有成分は、好ましくは、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビニル、N−ビニルラクタム、N−ビニルアミド、及びスチリル官能基などの重合性官能基が含まれる。

いくつかの実施形態において、インサートを包囲するインサート封入層とも呼ばれる眼用レンズスカートは、標準のヒドロゲルレンズ配合物から構成され得る。多くのインサート材料と許容可能な調和を呈する特性を備える代表的な材料には、ナラフィルコン系(ナラフィルコンA及びナラフィルコンB)、及びエタフィルコン系(エタフィルコンAを含む)が挙げられるがこれらに限定されない。本明細書の技術と一致する材料の性質に関して、より技術的に包括的な説明は以下に続く。当業者は、説明された以外の他の材料もまた、封止され、封入されたインサートの許容可能なエンクロージャ又は部分的なエンクロージャを形成することができ、本請求項と一致しており、これに含まれると見なされるべきであるということを理解するであろう。

好適なシリコーン含有成分は、式Iの化合物を含む。

式中、R¹は、独立して、一価の反応基、一価のアルキル基、又は一価のアリール基から選択され、前述のいずれかは、ヒドロキシ、アミノ、オキサ、カルボキシ、アルキルカルボキシ、アルコキシ、アミド、カルバメート、カーボネート、ハロゲン、又はこれらの組み合わせから選択される官能基を更に含み得、1〜100のSi−Oの繰り返し単位を含む一価のシロキサン鎖は、アルキル、ヒドロキシ、アミノ、オキサ、カルボキシ、アルキルカルボキシ、アルコキシ、アミド、カルバメート、ハロゲン、又はこれらの組み合わせから選択される官能基を更に含むこともあり、 式中、bは0〜500であり、bが0以外のときに、bは、表示値と同等のモードを有する分配であると理解され、 式中、少なくとも1個のR¹が一価の反応基を含み、いくつかの実施形態では、1〜3個のR¹が一価の反応基を含む。

本明細書に使用されるとき、一価の反応基は、フリーラジカル及び/又はカチオン重合を受けることができる基である。フリーラジカル反応基の非限定的な例としては、(メタ)アクリレート、スチリル、ビニル、ビニルエーテル、C_1〜6アルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、C_1〜6アルキル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルラクタム、N−ビニルアミド、C_2〜12アルケニル、C_2〜12アルケニルフェニル、C_2〜12アルケニルナフチル、C_2〜6アルケニルフェニルC_1〜6アルキル、O−ビニルカルバメート、及びO−ビニルカーボネートが挙げられる。カチオン反応基の非限定例としては、ビニルエーテル又はエポキシド基及びこれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、フリーラジカル反応基は、(メタ)アクリレート、アクリルオキシ、(メタ)アクリルアミド、及びこれらの混合物を含む。

好適な一価のアルキル基及びアリール基には、置換及び非置換のメチル、エチル、プロピル、ブチル、2−ヒドロキシプロピル、プロポキシプロピル、ポリエチレンオキシプロピル、これらの組み合わせなどの、非置換の一価のC_1〜16アルキル基、C_6〜14アリール基が挙げられる。

一実施形態では、bは、ゼロであり、1個のR¹は、一価の反応基であり、少なくとも3個のR¹は、1〜16個の炭素原子を有する一価のアルキル基から選択され、別の実施形態では、1〜6個の炭素原子を有する一価のアルキル基から選択される。本発明のシリコーン成分の制限されない例には、2−メチル−、2−ヒドロキシ−3−[3−[1,3,3,3−テトラメチル−1−[(トリメチルシリル)オキシ]ジシロキザニル]プロポキシ]プロピルエステル(「SiGMA」)、 2−ヒドロキシ−3−メタクリルオキシプロピルオキシプロピル−トリス(トリメチルシロキシ)シラン、 3−メタクリルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(「TRIS」)、 3−メタクリルオキシプロピルビス(トリメチルシロキシ)メチルシラン、及び 3−メタクリルオキシプロピルペンタメチルジシロキサンが含まれる。

別の実施形態では、bは、2〜20、3〜15、又はいくつかの実施形態では、3〜10であり、少なくとも1つの末端R¹は、一価の反応基を含み、残りのR¹は、1〜16個の炭素原子を有する一価のアルキル基から選択され、別の実施形態では、1〜6個の炭素原子を有する一価のアルキル基から選択される。更に他の一実施形態では、bが3〜15であり、1つの末端R¹が一価の反応基を含み、その他の末端R¹が1〜6の炭素原子を有する一価のアルキル基を含み、残余のR¹が1〜3の炭素原子を有する一価のアルキル基を含む。本発明のシリコーン成分の制限されない例には、(モノ−(2−ヒドロキシ−3−メタクリルオキシプロピル)−プロピルエーテル末端のポリジメチルシロキサン(400〜1000MW))(「OH−mPDMS」)、モノメタクリルオキシプロピル末端のモノ−n−ブチル末端のポリジメチルシロキサン(800〜1000MW)、(mPDMS)が含まれる。

別の実施形態では、bは、5〜400、又は10〜300であり、両方の末端R¹は、一価の反応基を含み、残りのR¹は、独立して、炭素原子間のエーテル結合を有することもあり、ハロゲンを更に含むこともある、1〜18個の炭素原子を有する一価のアルキル基から選択される。

シリコーンヒドロゲルレンズが所望される一実施形態において、本発明のレンズは、ポリマーが作製される反応性モノマー構成要素の全重量に基づいて、少なくとも約20重量パーセント、好ましくは約20〜70重量パーセントのシリコーン含有構成要素を含む反応性混合物から作製される。

別の実施形態では、1〜4のR¹は以下の式IIのビニルカーボネート又はカルバメートを含み、

式中、Yは、O−、S−、又はNH−を示し、Rは、ヒドロゲン又はメチルを示し、dは、1、2、3、又は4であり、qは、0又は1である。

シリコーン含有ビニルカーボネート又はビニルカルバメートモノマーは、具体的には、1,3−ビス[4−(ビニルオキシカルボニルオキシ)ブト−1−イル]テトラメチル−ジシロキサン、3−(ビニルオキシカルボニルチオ)プロピル−[トリス(トリメチルシロキシ)シラン]、3−[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルアリルカルバメート、3−[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルビニルカルバメート、トリメチルシリルエチルビニルカーボネート、トリメチルシリルメチルビニルカーボネートを含み、

約200以下の弾性率を有する生物医学的装置が所望される場合、1個のR¹のみが一価の反応基を含むものとし、残りのR¹基のうちの2個以下は、一価のシロキサン基を含む。

別のクラスのシリコーン含有成分としては、次の式のポリウレタンマクロマーが挙げられる。 式IV〜VI (^*D^*A^*D^*G)_a^*D^*D^*E¹; E(^*D^*G^*D^*A)_a^*D^*G^*D^*E¹又は E(^*D^*A^*D^*G)_a^*D^*A^*D^*E¹ 式中、Dは、6〜30個の炭素原子を有するアルキルジラジカル、アルキルシクロアルキルジラジカル、シクロアルキルジラジカル、アリールジラジカル、又はアルキルアリールジラジカルを示し、 式中、Gは、炭素原子1〜40個を有するアルキルジラジカル、シクロアルキルジラジカル、アルキルシクロアルキルジラジカル、アリールジラジカル又はアルキルアリールジラジカルを示し、これは、主鎖中にエーテル、チオ又はアミン結合を含有でき、 ^*はウレタン又はウレイド結合を意味し、 _aは、少なくとも1であり、 Aは、次の式の二価重合ラジカルを意味する。

式中、R¹¹は独立してアルキル又は1〜10個の炭素原子を有するフルオロ置換アルキル基を意味し、これは炭素原子間にエーテル結合を含んでよく、yは少なくとも1であり、pは400〜10,000の部分重量を提供し、E及びE¹はそれぞれ独立して式VIIIに示される重合性不飽和有機ラジカルを意味し、

式中、R¹²は水素又はメチルであり、R¹³は水素、1〜6個の炭素原子を有するアルキルラジカル又は−CO−Y−R¹⁵ラジカルで、Yは−O−、Y−S−又は−NH−であり、R¹⁴は1〜12個の炭素原子を有する二価ラジカルであり、Xは−CO−又は−OCO−を意味し、Zは−O−又は−NH−を意味し、Arは6〜30個の炭素原子を有する芳香族ラジカルを意味し、wは0〜6であり、xは0又は1であり、yは0又は1であり、zは0又は1である。

好ましいシリコーン含有構成要素は、式IXで表されるポリウレタンマクロマーであり(この完全な構造は、対応するアスタリスク領域^*〜^*、^**〜^**をつなぎ合わせることによって理解され得る)、

R¹⁶は、イソホロンジイソシアネートのジラジカルなどのイソシアネート基除去後のジイソシアネートのジラジカルである。別の好適なシリコーン含有マクロマーは、フルオロエーテル、ヒドロキシ末端ポリジメチルシロキサン、イソホロンジイソシアネート及びイソシアネートエチルメタクリレートの反応によって形成される式X(式中、x+yは10〜30の範囲の数である)の化合物である。

式X(この完全な構造は、対応するアスタリスク領域^*〜^*をつなぎ合わせることによって理解され得る)

本発明の使用に好適な他のシリコーン含有成分には、ポリシロキサン、ポリアルキレンエーテル、ジイソシアネート、ポリフッ素化炭化水素、ポリフッ素化エーテル、及び多糖類基を含有するマクロマー;末端のジフルオロで置換された炭素原子に結合する水素原子を有する、極性のフッ素化グラフト又は側基を有するポリシロキサン;エーテルを含有する親水性シロキサニルメタクリレート、並びにポリエーテル及びポリシロキサニル基を含有するシロキサニル結合及び架橋性モノマーが含まれる。前述のポリシロキサンのいずれもまた、本発明のシリコーン含有成分として使用することができる。

プロセス 以下の方法の工程は、本発明のいくつかの態様により実施しても良いプロセスの例として与えられる。本方法の工程が示される順番は限定を意図するものではなく、他の順番を用いて本発明を実施しても良いことが理解されるべきである。加えて、本発明を実施するためにすべての工程を必要とするわけではなく、また本発明の種々の実施形態には付加的な工程を含んでも良い。更なる実施形態が実用的であり得、かかる方法は、当該請求項の十分に範囲内であるということは、当業者には明白であり得る。

ここで図10を参照すると、フローチャートによって、本発明を実施するために用い得る代表的な工程を示している。1001において、前方湾曲ピース(例えば、図3に示されているピース310)が形成され、1002において、後方湾曲ピース(例えば、図3に示されているピース340など)が形成される。1001及び1002において、これらの形成工程は順番に、又は同時に実施されてもよい。

1003において、導電性材料はインサートの前方湾曲ピース若しくはインサートの後方湾曲ピースの一方又は両方に適用されてもよい。1004において、封止剤は、電子構成要素及び導電性材料の一方又は両方の少なくとも一部に適用されてもよい。1004における、導電性材料に対する封止剤のこの適用は、封止プロセスにわたって生じてもよい一方で、1004における、電子機器への適用は、1003において構成要素が導電性材料に取り付けられた時点で生じ得る。

1005において、接着材料又は封止材料は、前方湾曲ピース及び後方湾曲ピースの一方又は両方に適用されてもよい。いくつかの実施形態では、この材料の適用は、予備成形されたピースをインサートピースの一方又は両方の上に配置することを伴う場合がある。いくつかの実施形態では、複数の前方湾曲ピース、又は1つの後方湾曲ピース、又は複数の、両方のピースが存在し得る。これらの実施形態では、1005における工程は、眼用インサートの全ての適用可能なピースがインサート内に結合するまで繰り返されるであろう。

1005における、後方湾曲ピースに対する前方湾曲ピースの結合は本質的に、例えば、図2に示されているように活性光学デバイス220を収容することができる空洞を形成する。1006において、前述の空洞は、少なくとも部分的に流体で充填されていてもよい。いくつかの実施形態では、流体は多数の機能を果たしてもよく、複数の流体は1006における工程を繰り返すことによって添加されてもよい。例えば、図3に図示されるように、2つの不混和性流体350及び360は、メニスカス型のレンズを作成し得る。

1007において、反応性モノマー混合物が第1の成形型部分と第2の成形型部分との間に堆積され、又は後続のプロセス工程の結果、2つの部分となる、第1の成形型部分若しくは第2の成形型部分のいずれかの表面上に堆積され得る。1008において、結合されたインサートは、第1の成形型部分及び第2の成形型部分によって形成される空洞内に配置されるか、後に第1の成形型部分及び第2の成形型部分によって形成される空洞内となる表面上に配置される。いくつかの好ましい実施形態では、図1の結合されたインサート104は、機械的な配置を介して図1の成形型部分101及び102に配置される。機械的配置には、例えば、表面実装構成要素を配置する業界で知られているもののような、ロボット又はその他のオートメーションが挙げられる。人間によるインサート104の配置も、本発明の範囲内である。したがって、成形型部分に包含される反応性混合物の重合化によって、得られる眼用レンズ内にインサートが含まれるように、鋳型成形型部分内にインサート104を配置する限り、任意の機械的配置が有効である。いくつかの実施形態では、プロセッサデバイス、MEMS、NEMS、又は他の構成要素がまた、インサート内若しくはインサート上に実装されてもよく、エネルギー源と電気通信してもよい。

1009で、第1の鋳型部分は、第2の鋳型部分に隣接して配置されてレンズ形成空洞を形成し、その空洞内に反応性混合物及びエネルギー源のうちの少なくとも一部を有し得る。1010において、空洞内の反応性モノマー混合物を重合化させることができる。重合化は、例えば、化学線及び熱の一方又は両方への曝露を介して達成することができる。1011では、レンズが鋳型部分から取り外される。

本発明は、任意の既知のレンズ材料又はそのようなレンズの製造に好適な材料で作製されるハード又はソフトコンタクトレンズを提供するために用いられ得るが、好ましくは、本発明のレンズは、約0〜約90パーセントの含水量を有するソフトコンタクトレンズである。更に好ましくは、レンズは、モノマー含有ヒドロキシ基若しくはモノマー含有カルボキシル基のいずれか、又はこれらの両方から製造されるか、又はシロキサン、ヒドロゲル、シリコーンヒドロゲル、及びこれらの組み合わせ等のシリコーン含有ポリマーから製造される。本発明のレンズを形成するのに有用な材料は、重合開始剤等の添加剤に加えて、マクロマー、モノマー、及びこれらの組み合わせのブレンドを反応させることによって、製造し得る。好適な材料には、シリコーンマクロマー及び親水性モノマーから製造されるシリコーンヒドロゲルが挙げられるが、これらに限定されない。

装置 ここで図11を参照すると、自動装置1110の実施形態1100が、1つ又は2つ以上のインサート1114の移送インターフェース1111を有するものとして例示されている。例示されるように、それぞれがインサート1114と結合している多数の成形型部分が、パレット1112上に収容され、媒体移送インターフェース1111に置かれている。実施形態は、マルチピース型インサート1114を個別に配置する単一のインターフェース、又はマルチピース型インサート1114を複数の成形型部分に同時に(いくつかの実施形態では各成形型に)配置する多数のインターフェース(図示せず)を含み得る。

いくつかの実施形態の別の態様は、眼用レンズの本体をこれらの構成要素の周囲に成形する間、マルチピース型インサート1114を支持する装置を含む。保持点は、レンズ本体を形成するものと同種の重合材料によって固定してよい。

ここで図12を参照すると、本発明のいくつかの実施形態で使用され得るコントローラ1200が図示されている。コントローラ1200は、通信デバイス1220に結合される1つ又は2つ以上のプロセッサ構成要素を含み得る、1つ又は2つ以上のプロセッサ1210を含む。いくつかの実施形態において、コントローラ1200を用いて、眼用レンズ内に配置されたエネルギー源にエネルギーを伝送することができる。いくつかの実施形態では、前述の構成要素の全ては、マルチピース型インサート内に配置されてもよく、マルチピースは、封止されて、インサートの内側領域及び外側領域を画定する。

プロセッサ1210は、通信チャネルを介してエネルギーを伝達するように構成された通信デバイス1220と連結される。通信デバイス1220は、眼用レンズ成形型部分内にインサートを配置するために使用されるオートメーション、インサート媒体上若しくはインサート媒体内に実装された構成要素に、又はこの構成要素からのデジタルデータの伝送、あるいは眼用レンズ内に組み込まれた構成要素の1つ又は2つ以上を電気的に制御するために使用され得る。通信装置1220を使用することによってまた、例えば、1つ又は2つ以上のコントローラ装置又は製造機器構成要素と通信してもよい。

プロセッサ1210は、ストレージデバイス1230とも通信する。ストレージデバイス1230は、磁気ストレージデバイス(例えば、磁気テープ及びハードディスクドライブ)、光学式ストレージデバイス、並びに/又は(ランダムアクセスメモリ(RAM)デバイス及びリードオンリーメモリ(ROM)デバイス等の)半導体メモリデバイスの組み合わせを含むがこれらに限定されない、任意の適切な情報ストレージデバイスを備え得る。

ストレージデバイス1230は、プロセッサ1210を制御するためのプログラム1240を記憶することができる。プロセッサ1210は、ソフトウェアプログラム1240の指示を実行し、それによって、本発明に従って動作する。例えば、プロセッサ1210は、インサートの配置、構成要素の配置を記述する情報を受信することができる。ストレージデバイス1230はまた、1つ又は2つ以上のデータベース1250及び1260内の眼科関連データを記憶することもできる。データベースは、カスタマイズされたインサートの設計、計測学上のデータ、及びインサートに出入りするエネルギーを制御するための具体的な制御シーケンスを含み得る。

封止及び封入特徴部−環状ピース いくつかの実施形態において、論じられている様々な態様は、異なる形状のデバイスに有用であり得る。図13Aに進むと、環状インサートデバイス1300が図示される。中央光学領域が能動眼用デバイスを含み得る先の実施形態とは対照的に、全ての環状ピースを有する実施形態において、中央光学領域1310は、材料を有しない場合がある。

環状の実施形態において、結果として生じるインサートデバイス1300は、依然として眼用レンズ内に配置され得る。先の論議と同様に、環状デバイス1300は、例えば、ヒドロゲル材料を含む様々な材料を挿入し得る成形装置内の中心に配置されて眼用デバイスの特性を画定し得る。

環状インサートデバイス1300は、その形状のため異なる特徴部及び用途を有し得る。例えば、封止端部1315が存在し得るが、光学ゾーンが前方湾曲ピース及び後方湾曲ピース(例えば、図3において、それぞれ、ピース310及び340で示される)のいずれか又は両方に含まれる実施形態では存在しない。図13Bの断面図の例として示されるように、封止特徴部1393は、封止端部1315を利用又は補強し得る。更に、この新しい封止端部1315の存在は、例えば、その環境下で封止端部1315部分を流体に対して多孔性にする能力等の他の機能を可能にし得る。他の実施形態では、そのような多孔性特性は、インサートデバイス1300の表面部分に導入され得る。電気トレースが封止端部1315を横断する封止特徴部1393を使用することで、封止可能な空洞を作成し得、かつ前述の封止可能な空洞内に存在し得るエネルギー印加要素及び電気構成要素等のデバイスとの相互作用を可能にし得る。

それでもやはり、環状インサートデバイス1300の内側の周辺部封止端部特徴部1393は、それが封止端部1315を通って他のデバイス上を通過する電気伝導性トレース1380を有し得るため、そのような機能の独特な環境を作成する。図13Aに戻って、環状インサートデバイス1300は、中央光学領域1310内に空隙を有し得る。中央光学領域1310は、本明細書に開示される様々な実施形態によって封止され得る封止端部1315を含み得る。導電性トレース1330及び1340は、環状インサートデバイス1300上に堆積し得る。いくつかの実施形態において、これらのトレース1330及び1340は、堆積するか、又はそれらに取り付けられるエネルギー印加要素、例えば、導電性トレース1330及び1340に接続された集積回路1360等を有し得る。更なる導電性トレース1370及び1380への更なる接続が存在し得る。これらのトレース1330、1340、1370、及び1380は、感知特徴部1395を包囲する空間内の涙液の導電率の計測変化を含むが、これに限定されない、着用者を監視することが可能であり得る感知特徴部1395に接続し得る。当業者であれば、多数の種類の感知デバイスが実用的であり得、そのような実施形態が特許請求の範囲内に十分に収まることを理解するであろう。

他の実施形態では、トレース1370及び1380は、感知特徴部1395からの流体又は薬剤の分配を制御するのに有用であり得る。実施形態1300に対する感知特徴部1395の位置及び存在は、例示のみを目的として示されており、そのような機能は、環状インサートデバイス1300の表面特徴部の任意の部分に含まれ得る。当業者であれば、本明細書で論じられる封止手順の態様がそのような位置で利用され得ることを理解するであろう。

引き続き図13Bの断面図を参照して、第1の封止特徴部1391は、後方湾曲ピース1325に対する前方湾曲ピース1320の封止を可能にし得る。環状特徴部は、本質的に内側及び外側周辺部を有し、封止部1393が前述の内側周辺部に沿って形成されることを可能にする。環状インサートデバイスの実施形態は、例えば、図10に示されるナイフ・エッジ及び圧力封止を含む封止特徴部を更に含み得る。

環状インサートデバイス1300は、エネルギー印加要素、導電性トレース1330、1340、1360、及び1370、並びに集積回路1392、又は他の電子要素を含み得る。いくつかの実施形態において、これらの構成要素1392は、前述の構成要素を包囲する封止された空洞内に存在し得る。構成要素は、2つのピースを任意に組み合わせて環状インサートデバイス1300を形成する前に、封入剤で処理されて構成要素を包囲し、前方湾曲ピース1320又は後方湾曲ピース1325に対して封止し得る。

図14は、3つのピースが組み立てられるときにどのように環状マルチピース型インサート1400を形成し得るかを図示する。環状前方湾曲ピース1430は、例えば、導電性トレース1440及び集積回路1450を含み得る。後方湾曲ピース1410及び1420は、環状インサートデバイス1400の個別の部分であり得る。前方湾曲ピース1430並びに後方湾曲ピース1410及び1420が組み合わせられて、完全な環状デバイス1400を形成し得る。他の実施形態では、2つの後方湾曲ピース1410及び1420が組み合わせられて、完全に満たない形状の前方湾曲ピース1430を完成し得る。図14において、前方湾曲ピース1430はシングルピースとして図示され、後方湾曲ピース1410及び1420は部分的ピースとして図示されるが、この逆が他の実施形態で適用され得る。

環状インサートデバイス1400のピースを組み立てる際、ピース1430、1410、及び1420が一度に2つのピースに組み立てられ得るか、又は3つのピースが全て同時に組み立てられ得ることが明らかであり得る。ピースを組み立てる順序は、いくつかの実施形態で異なり得る。一例として、前方湾曲ピース1430は、集積回路1450に取り付けられる電気トレース1440を有し得る。図10の1001〜1004に示される方法を用いて、後方湾曲ピース1420及び前方湾曲ピース1430は、論じられる様々な実施形態のうちの1つによって組み合わせられて封止され、集積回路1450及び電気トレース1440を収容することが可能であり得る第1の空洞1425をもたらし得る。いくつかの実施形態において、組み合わせられた前方湾曲ピース1430及び後方湾曲ピース1420の周辺部は、センサ1490を含み得る。

新たに形成されたインサートピース1430、1410、及び1420は、空洞領域1425の内側に存在する導電性トレースに印加されるが、インサート表面には印加されないエネルギー印加構成要素を有し得る。後方湾曲ピース1410は、前方湾曲ピース1430と組み合わせられて第2の空洞領域1415を封止し得る。これらの工程の相対的順序は例示のためのものであり、異なる順序が本発明分野の範囲内、並びに異なる数のインサートピースへの概念の拡張の範囲内に十分に収まる。

結論 本発明は、上述の通り、及び更に「特許請求の範囲」によって以下に定義される通り、マルチピース型インサート内及びこのインサート上に構成要素を封止し、封入する方法、並びにそのような方法を実施するための装置、並びにマルチピース型インサートで形成される眼用レンズを提供する。

〔実施の態様〕 (1) 眼用レンズ用の環状マルチピース型インサートデバイスであって、 第1の環状形状の少なくとも一部に成形される第1のインサートの後方湾曲ピースと、 第2の環状形状の少なくとも一部に成形される第1のインサートの前方湾曲ピースと、 前記第1のインサートの前方湾曲ピース及び前記第1のインサートの後方湾曲ピースのうちの一方又は両方の上の導電材料と、 前記第1のインサートの前方湾曲ピース及び前記第1のインサートの後方湾曲ピースのうちの一方又は両方に取り付けられる電子構成要素であって、取り付けが前記導電材料に対して少なくとも部分的に行われる、電子構成要素と、 前記第1のインサートの前方湾曲ピース及び前記第1のインサートの後方湾曲ピースのうちの一方又は両方の表面上に位置付けられる第1の封止材料であって、前記第1のインサートの前方湾曲ピース及び前記第1のインサートの後方湾曲ピースが、第1の眼用インサートピースを構成し、前記第1の封止材料が、前記第1の眼用インサートピースの内側の第1の空洞を封止することができる、第1の封止材料と、を備える、デバイス。 (2) 第3の環状形状の少なくとも一部に成形される第2のインサートの後方湾曲ピースと、 前記第1のインサートの前方湾曲ピース及び前記第2のインサートの後方湾曲ピースのうちの一方又は両方の上に位置付けられる第2の封止材料であって、前記第1のインサートの前方湾曲ピース、前記第1のインサートの後方湾曲ピース、及び前記第2のインサートの後方湾曲ピースが、第2の眼用インサートピースを構成し、前記第2の封止材料が、前記第2の眼用インサートピースの内側の第2の空洞を封止することができる、第2の封止材料と、を更に備える、実施態様1に記載のデバイス。 (3) 前記第1の空洞が前記電子構成要素を含む、実施態様1に記載のデバイス。 (4) 前記電子構成要素が、前記封止された第1の空洞の外側にある、実施態様1に記載のデバイス。 (5) 第1のインサートの前方湾曲ピース封止特徴部の周辺部に沿って位置付けられる第1の感知要素を更に備える、実施態様1に記載のデバイス。

(6) 前記第1のインサートの前方湾曲ピース封止特徴部の周辺部に沿って配置される薬剤ポンプ及びリザーバを更に備える、実施態様1に記載のデバイス。 (7) 前記第1のインサートの前方湾曲ピースの第1の表面上に位置付けられる前記第1の感知要素を更に備える、実施態様5に記載のデバイス。 (8) 前記第1の封止材料が第1の事前形成された形状を備え、前記第1の環状形状及び第2の環状形状のうちの一方又は両方が前記第1の事前形成された形状を調整する、実施態様1に記載のデバイス。 (9) 前記第1の材料と、前記第1のインサートの後方湾曲ピース及び前記第1のインサートの前方湾曲ピースのうちの一方又は両方の第1の部分と、の間の機械的接触が、前記第1の封止部を形成する、実施態様1に記載のデバイス。 (10) 前記第1のインサートの前方湾曲ピース及び前記第1のインサートの後方湾曲ピースの両方の少なくとも一部の間に第2の材料接着封止部を形成することができる第2の封止材料を更に備え、 前記第2の材料接着封止部が、前記第1の封止材料に対する前記第1のインサートの後方湾曲ピース及び前記第1のインサートの前方湾曲ピースのうちの一方又は両方の少なくとも一部の物理的接触を維持することができる、実施態様9に記載のデバイス。

(11) 前記第1の封止材料に対して前記第1のインサートの後方湾曲ピース及び前記第1のインサートの前方湾曲ピースのいずれか又は両方の少なくとも一部の物理的接触を維持することができる第1の自己係止特徴部を更に備える、実施態様9に記載のデバイス。 (12) 前記第1の自己係止特徴部が、前記第1のインサートの後方湾曲ピースを前記第1のインサートの前方湾曲ピースに対して相対的な位置に固定保持する、実施態様11に記載のデバイス。 (13) 第2の自己係止特徴部を含む前記第1のインサートの後方湾曲ピースと、 第3の自己係止特徴部を含む前記第2のインサートの後方湾曲ピースと、を更に備え、前記第2の自己係止特徴部が前記第3の自己係止特徴部と相互係止することができる、実施態様1に記載のデバイス。 (14) 第1の封止剤を更に備え、前記電子構成要素の少なくとも一部が前記電子構成要素の前記導電材料への取り付け後に前記第1の封止剤を含む、実施態様1に記載のデバイス。 (15) 第2の封止剤を更に備え、前記導電材料の少なくとも第1の部分が前記第2の封止剤を含む、実施態様1に記載のデバイス。

(16) 第3の封止剤を更に備え、前記導電材料の少なくとも第2の部分が前記第3の封止剤を含む、実施態様2に記載のデバイス。 (17) 前記マルチピース型インサートデバイスが眼用レンズ内に封入され、前記眼用レンズが封入層を含み、前記封入層が重合反応性混合物を含む、実施態様1に記載のマルチピース型インサートデバイス。 (18) 前記マルチピース型インサートデバイスが眼用レンズ内に封入され、前記封入層が重合反応性混合物を含む、実施態様2に記載のマルチピース型インサートデバイス。 (19) 前記マルチピース型インサートが前記封入層内に更に収容される着色剤パターンを備える、実施態様17に記載のデバイス。 (20) 前記第1の空洞内に位置付けられるエネルギー印加構成要素を更に備え、前記エネルギー印加構成要素が前記電子構成要素と電気通信する、実施態様18に記載のデバイス。

(21) 前記エネルギー印加構成要素と電気通信する第2の感知要素を更に備え、前記第2の感知要素が前記第1の空洞内に位置付けられる、実施態様20に記載のデバイス。